JP2006171063A - Manufacturing apparatus and method of electrooptical apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、大板組立方式に好適な電気光学装置の製造装置及び方法に関する。 The present invention relates to an electro-optical device manufacturing apparatus and method suitable for a large plate assembly method.
一般に電気光学装置、例えば、電気光学物質に液晶を用いて所定の表示を行う液晶装置は、一対の基板間に液晶が挟持された構成となっている。アクティブマトリクス駆動方式の液晶装置においては、一対の基板のうちの一方は、縦横に夫々配列された多数の走査線(ゲート線)及びデータ線(ソース線)の各交点に対応して、画素電極及びスイッチング素子が配列されたアクティブマトリクス基板であり、他方は、共通電極が形成された対向基板である。 In general, an electro-optical device, for example, a liquid crystal device that performs predetermined display using liquid crystal as an electro-optical material has a configuration in which liquid crystal is sandwiched between a pair of substrates. In an active matrix liquid crystal device, one of a pair of substrates has a pixel electrode corresponding to each intersection of a large number of scanning lines (gate lines) and data lines (source lines) arranged vertically and horizontally. And an active matrix substrate on which switching elements are arranged, and the other is a counter substrate on which a common electrode is formed.
TFT素子等のスイッチング素子は、ゲート線に供給されるオン信号によってオンとなり、ソース線を介して供給される画像信号を画素電極(透明電極(ITO))に書込む。これにより、画素電極と共通電極相互間の液晶層に画像信号に基づく電圧を印加して、液晶分子の配列を変化させる。こうして、画素の透過率を変化させ、画素電極及び液晶層を通過する光を画像信号に応じて変化させて画像表示を行う。 A switching element such as a TFT element is turned on by an on signal supplied to the gate line, and an image signal supplied via the source line is written to the pixel electrode (transparent electrode (ITO)). As a result, a voltage based on the image signal is applied to the liquid crystal layer between the pixel electrode and the common electrode to change the arrangement of the liquid crystal molecules. In this way, the transmittance of the pixel is changed, and light passing through the pixel electrode and the liquid crystal layer is changed according to the image signal to perform image display.
TFT基板と、TFT基板に対向配置される対向基板とは、別々に製造される。両基板は、パネル組立工程において高精度に貼り合わされた後、液晶が封入される。パネル組立工程においては、先ず、各基板工程において夫々製造されたTFT基板と対向基板との対向面、即ち、対向基板及びTFT基板の液晶層と接する面上に配向膜が形成され、次いでラビング処理が行われる。 The TFT substrate and the counter substrate disposed opposite to the TFT substrate are manufactured separately. Both substrates are bonded together with high accuracy in the panel assembling process, and then liquid crystal is sealed therein. In the panel assembly process, first, an alignment film is formed on the opposing surfaces of the TFT substrate and the counter substrate manufactured in each substrate process, that is, on the surface in contact with the liquid crystal layer of the counter substrate and the TFT substrate, and then the rubbing process. Is done.
次に、一方の基板上の端辺に接着剤となるシール部が形成される。TFT基板と対向基板とをシール部を用いて貼り合わせ、アライメントを施しながら圧着硬化させるのである。 Next, a seal portion serving as an adhesive is formed on the edge of one substrate. The TFT substrate and the counter substrate are bonded together using a seal portion, and are pressure-cured and cured while being aligned.
ところで、TFT基板と対向基板との間に液晶を封入する方式として、液晶滴下方式が採用されることがある。液晶滴下方式においては、例えばTFT基板上の周縁に、接着剤となるシール材を枠状に形成した後、このシール材の内側の基板上の領域(以下、液晶充填領域という)に、規定量の液晶を滴下する。 By the way, a liquid crystal dropping method may be adopted as a method of sealing liquid crystal between the TFT substrate and the counter substrate. In the liquid crystal dropping method, for example, after a seal material serving as an adhesive is formed in a frame shape on the periphery of the TFT substrate, a prescribed amount is formed in a region on the substrate inside the seal material (hereinafter referred to as a liquid crystal filling region). Drop the liquid crystal.
次に、真空下において、TFT基板に対向基板を対向配置して、シール材を介して貼り合わせる。そして、TFT基板と対向基板とを圧着硬化させると共に、大気開放する。このような液晶滴下方式については、特許文献1に開示されている。
ところで、液晶装置においては、1枚のマザーガラス基板から複数のTFT基板(アクティブマトリクス基板)を切り出すアレイ製造方式が採用されることがある。このアレイ製造方式を採用すると、マザーガラス基板上の全てのTFT基板に液晶を滴下して対向基板を貼り合わせるまでに、長時間を要する。このため、TFT基板上に滴下した液晶が経時変化によって広がり、対向基板を貼り合わせる前に、シール材を乗り越えてはみ出してしまうことがある。 By the way, in a liquid crystal device, an array manufacturing method in which a plurality of TFT substrates (active matrix substrates) are cut out from one mother glass substrate may be employed. When this array manufacturing method is adopted, it takes a long time to drop the liquid crystal on all the TFT substrates on the mother glass substrate and attach the counter substrate. For this reason, the liquid crystal dripped onto the TFT substrate spreads with time, and sometimes sticks out of the sealing material before the counter substrate is bonded.
そうすると、封入する液晶の量が少なくなり、セルギャップが狭くなってしまうという問題があった。また、シール材の上面に液晶が付着してしまい、シール材の接着力が低下してしまうという問題もあった。 In this case, there is a problem that the amount of liquid crystal to be sealed is reduced and the cell gap is narrowed. In addition, there is a problem that the liquid crystal adheres to the upper surface of the sealing material and the adhesive force of the sealing material is reduced.
本発明は、冷却によって経時変化による液晶の広がりを抑制することにより、適正なセルギャップを確保すると共にシール材の接着力を維持することができる電気光学装置の製造装置及び方法を提供することを目的とする。 The present invention provides an electro-optical device manufacturing apparatus and method capable of ensuring an appropriate cell gap and maintaining an adhesive force of a sealing material by suppressing the spread of liquid crystal due to a change with time by cooling. Objective.
本発明に係る電気光学装置の製造方法は、第1の基板上に形成されたシール材によって区画された電気光学物質充填領域に、電気光学物質を滴下する工程と、前記電気光学物質の滴下に際して前記第1の基板を冷却する工程と、前記電気光学物質が滴下された第1の基板に第2の基板を貼り合わせる工程とを具備したことを特徴とする。 An electro-optical device manufacturing method according to the present invention includes: a step of dropping an electro-optical material into an electro-optical material filling region partitioned by a sealing material formed on a first substrate; and the dropping of the electro-optical material. The method includes a step of cooling the first substrate, and a step of bonding a second substrate to the first substrate onto which the electro-optic material is dropped.
このような構成によれば、第1の基板上の電気光学物質充填領域に、電気光学物質が滴下される。この際には、第1の基板が冷却される。これにより、滴下された電気光学物質の温度が低下し粘度が高くなる。電気光学物質が滴下された第1の基板には第2の基板が貼り合わされる。この貼り合わせ工程が終了するまでの間、滴下された電気光学物質は広がりにくく、シール材によって区画された電気光学物質充填領域から流れ出すことはない。これにより、電気光学物質の充填量が少なくなることはなく、適正なギャップ長が得られる。また、電気光学物質によってシール材の接着力が弱められることもない。 According to such a configuration, the electro-optical material is dropped onto the electro-optical material filling region on the first substrate. At this time, the first substrate is cooled. Thereby, the temperature of the dropped electro-optical material is lowered and the viscosity is increased. The second substrate is bonded to the first substrate onto which the electro-optic material is dropped. Until this bonding step is completed, the dropped electro-optical material is difficult to spread and does not flow out of the electro-optical material filling region partitioned by the sealing material. Thereby, the filling amount of the electro-optic material is not reduced, and an appropriate gap length can be obtained. Further, the adhesive force of the sealing material is not weakened by the electro-optical material.
また、前記基板を冷却する工程は、前記電気光学物質を滴下する工程と同時に実施されることを特徴とする。 The step of cooling the substrate is performed simultaneously with the step of dropping the electro-optic material.
また、前記基板を冷却する工程は、前記電気光学物質を滴下する工程の前に開始されることを特徴とする。 Further, the step of cooling the substrate is started before the step of dropping the electro-optical material.
また、前記基板を冷却する工程は、前記電気光学物質を滴下する工程の後に開始されることを特徴とする。 The step of cooling the substrate is started after the step of dropping the electro-optical material.
これらの構成によれば、電気光学物質を滴下する際には既に第1の基板が冷却されており、電気光学物質がシール材を乗り越えてはみ出すことを確実に防止することができる。 According to these configurations, when the electro-optical material is dropped, the first substrate is already cooled, and it is possible to reliably prevent the electro-optical material from overcoming the seal material.
また、前記基板を冷却する工程は、ペルチェ効果を利用したものであることを特徴とする。 The step of cooling the substrate is characterized by utilizing a Peltier effect.
また、前記基板を冷却する工程は、水冷却法を利用したものであることを特徴とする。 Further, the step of cooling the substrate is characterized by utilizing a water cooling method.
これらの構成によれば、ペルチェ効果を利用した冷却装置又は水冷却法を利用した冷却装置によって、第1の版を冷却することができる。 According to these configurations, the first plate can be cooled by the cooling device using the Peltier effect or the cooling device using the water cooling method.
また、前記第1及び第2の基板は、複数の素子が形成されたマザー基板であることを特徴とする。 The first and second substrates are mother substrates on which a plurality of elements are formed.
このような構成によれば、生産性を向上させることができる。 According to such a configuration, productivity can be improved.
また、前記基板を冷却する工程は、窒素雰囲気下において前記第1の基板を冷却することを特徴とする。 The step of cooling the substrate is characterized by cooling the first substrate in a nitrogen atmosphere.
このような構成によれば、冷却に際して結露を防ぎ、第1の基板に水分が付着することを防止して、信頼性を向上させることができる。 According to such a configuration, condensation can be prevented during cooling, moisture can be prevented from adhering to the first substrate, and reliability can be improved.
また、本発明に係る電気光学装置の製造装置は、シール材によって電気光学物質充填領域が区画された第1の基板を載置するステージと、前記ステージに載置された第1の基板上の前記電気光学物質充填領域に電気光学物質を滴下する電気光学物質滴下手段と、前記第1の基板と第2の基板とを貼り合わせるために前記第2の基板を保持するヘッドと、前記第1の基板と第2の基板との貼り合わせに際して前記第1及び第2の基板の周辺を真空状態にする第1のチャンバと、前記第1の基板を冷却する冷却手段とを具備したことを特徴とする。 The electro-optical device manufacturing apparatus according to the present invention includes a stage on which a first substrate in which an electro-optical material filling region is partitioned by a sealing material is placed, and a first substrate placed on the stage. Electro-optical material dropping means for dropping an electro-optical material into the electro-optical material filling region, a head for holding the second substrate to bond the first substrate and the second substrate, and the first A first chamber for bringing the periphery of the first and second substrates into a vacuum state when the substrate and the second substrate are bonded to each other; and a cooling means for cooling the first substrate. And
このような構成によれば、第1の基板上に形成されたシール材によって区画された電気光学物質充填領域に、電気光学物質を滴下する。この滴下に際して、冷却手段によって基板が冷却される。これにより、電気光学物質も温度が低下し粘度が高くなって、電気光学物質がシール材を超えて広がることが防止される。ステージは第1のチャンバ内に搬送され、第1及び第2の基板は真空状態におかれる。ヘッドは第2の基板を保持して第1の基板上に貼り合わせる。貼り合わせ後に第1のチャンバは大気開放され、適正なギャップ長が得られる。 According to such a configuration, the electro-optical material is dropped onto the electro-optical material filling region partitioned by the sealing material formed on the first substrate. During the dropping, the substrate is cooled by the cooling means. As a result, the temperature of the electro-optical material also decreases and the viscosity increases, and the electro-optical material is prevented from spreading beyond the sealing material. The stage is transferred into the first chamber, and the first and second substrates are placed in a vacuum state. The head holds the second substrate and bonds it to the first substrate. After bonding, the first chamber is opened to the atmosphere, and an appropriate gap length is obtained.
また、貼り合わせ時には、少なくとも前記ステージ及びヘッドは前記第1のチャンバ内に配置されることを特徴とする。 In addition, at the time of bonding, at least the stage and the head are arranged in the first chamber.
このような構成によれば、第1のチャンバによって、第1及び第2の基板が真空状態におかれ、貼り合わせが行われる。 According to such a configuration, the first and second substrates are put in a vacuum state by the first chamber, and bonding is performed.
また、前記冷却手段による前記第1の基板の冷却に際して前記第1の基板の周辺を窒素雰囲気にする第2のチャンバを更に具備したことを特徴とする。 The cooling device may further include a second chamber in which a periphery of the first substrate is placed in a nitrogen atmosphere when the first substrate is cooled by the cooling unit.
このような構成によれば、第2のチャンバによって、窒素雰囲気下で第1の基板の冷却が行われる。これにより、第1の基板に水分が付着することを防止することができる。 According to such a configuration, the first substrate is cooled in the nitrogen atmosphere by the second chamber. Thereby, it is possible to prevent moisture from adhering to the first substrate.
また、前記第2のチャンバは、前記電気光学物質滴下手段を内蔵することを特徴とする。 The second chamber includes the electro-optical material dropping unit.
このような構成によれば、電気光学物質の滴下に際して、窒素雰囲気下での第1の基板の冷却が可能である。 With such a configuration, the first substrate can be cooled in a nitrogen atmosphere when the electro-optic material is dropped.
また、前記第1及び第2のチャンバは共通の装置によって構成されることを特徴とする。 Further, the first and second chambers are constituted by a common device.
このような構成によれば、第1の基板に対する冷却工程、電気光学物質の滴下工程並びに第1及び第2の基板の貼り合わせ工程をスムーズに実施することができる。 According to such a configuration, the cooling process for the first substrate, the dropping process of the electro-optical material, and the bonding process of the first and second substrates can be performed smoothly.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。図1は本発明の第1の実施の形態に係る電気光学装置の製造装置を示す説明図である。本実施の形態は電気光学装置である液晶装置の製造装置に適用したものである。図2はTFT基板等の素子基板をその上に形成された各構成要素と共に対向基板側から見た平面図であり、図3は素子基板と対向基板とを貼り合わせて液晶を封入する組立工程終了後の液晶装置を、図2のH−H'線の位置で切断して示す断面図である。図4は本実施の形態を適用した液晶装置の画素領域を構成する複数の画素における各種素子、配線等の等価回路図である。図5は電気光学装置である液晶装置の組立工程を示すフローチャートである。図6は図5中の液晶封入・貼り合わせ工程を具体的に示すフローチャートである。また、図7はシール材の形成領域を示す平面図である。なお、上記各図においては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材毎に縮尺を異ならしめてある。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is an explanatory view showing an electro-optical device manufacturing apparatus according to a first embodiment of the present invention. This embodiment is applied to an apparatus for manufacturing a liquid crystal device which is an electro-optical device. FIG. 2 is a plan view of an element substrate such as a TFT substrate as viewed from the counter substrate side together with each component formed thereon, and FIG. 3 is an assembly process in which the element substrate and the counter substrate are bonded together to enclose liquid crystal. It is sectional drawing which cut | disconnects and shows the liquid crystal device after completion | finish at the position of the HH 'line of FIG. FIG. 4 is an equivalent circuit diagram of various elements, wirings, and the like in a plurality of pixels constituting the pixel region of the liquid crystal device to which this embodiment is applied. FIG. 5 is a flowchart showing an assembly process of a liquid crystal device which is an electro-optical device. FIG. 6 is a flowchart specifically showing the liquid crystal sealing / bonding step in FIG. FIG. 7 is a plan view showing a formation region of the sealing material. In each of the above drawings, the scale is different for each layer and each member so that each layer and each member can be recognized in the drawing.
先ず、図2乃至図4を参照して本実施の形態に係る電気光学装置の製造装置を用いて製造する液晶装置の全体構成について説明する。 First, the overall configuration of a liquid crystal device manufactured using the electro-optical device manufacturing apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.
液晶装置は、図2及び図3に示すように、例えば、石英基板、ガラス基板、シリコン基板を用いたTFT基板10と、これに対向配置される、例えばガラス基板や石英基板を用いた対向基板20との間に液晶50を封入して構成される。対向配置されたTFT基板10と対向基板20とは、シール材52によって貼り合わされている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the liquid crystal device includes, for example, a quartz substrate, a glass substrate, a
TFT基板10上には画素を構成する画素電極(ITO)9a等がマトリクス状に配置される。また、対向基板20上には全面に対向電極(ITO)21が設けられる。TFT基板10の画素電極9a上には、液晶50に接して、ラビング処理が施された配向膜16が設けられている。一方、対向基板20側においても、液晶50に接して、全面に渡って、ラビング処理が施された配向膜22が設けられている。各配向膜16,22は、例えば、ポリイミド膜等の透明な有機膜からなる。
On the
図4は画素を構成するTFT基板10上の素子の等価回路を示している。図4に示すように、画素領域においては、複数本の走査線11aと複数本のデータ線6aとが交差するように配線され、走査線11aとデータ線6aとで区画された領域に画素電極9aがマトリクス状に配置される。そして、走査線11aとデータ線6aの各交差部分に対応してTFT30が設けられ、このTFT30に画素電極9aが接続される。
FIG. 4 shows an equivalent circuit of elements on the
TFT30は走査線11aのON信号によってオンとなり、これにより、データ線6aに供給された画像信号が画素電極9aに供給される。この画素電極9aと対向基板20に設けられた対向電極21との間の電圧が液晶50に印加される。また、画素電極9aと並列に蓄積容量70が設けられており、蓄積容量70によって、画素電極9aの電圧はソース電圧が印加された時間よりも例えば3桁も長い時間の保持が可能となる。蓄積容量70によって、電圧保持特性が改善され、コントラスト比の高い画像表示が可能となる。
The
画素電極9aは、TFT基板10上に、マトリクス状に複数設けられており、画素電極9aの縦横の境界に各々沿ってデータ線6a及び走査線11aが設けられている。データ線6aは、アルミニウム膜等を含む積層構造からなり、走査線11aは、例えば導電性のポリシリコン膜等からなる。TFT30は半導体層とゲート電極3aとの間にゲート絶縁膜を配置して構成され、走査線11aは、半導体層中のチャネル領域に対向するゲート電極3aに電気的に接続されている。すなわち、走査線11aとデータ線6aとの交差する箇所にはそれぞれ、走査線11aに接続されたゲート電極3aとチャネル領域とが対向配置されて画素スイッチング用のTFT30が構成されている。
A plurality of pixel electrodes 9a are provided in a matrix on the
TFT基板10上には、TFT30や画素電極9aの他、これらを含む各種の構成が積層構造をなして備えられている。即ち、TFT基板10上には、走査線11aを含む層、TFT30及びゲート電極3aを含む層、蓄積容量70を含む層、データ線6a等を含む層、並びに、画素電極9a及び配向膜16等を含む層が形成される。
On the
各層の層間には、層間絶縁膜が配置されて、各要素間が短絡することが防止される。また、各層間絶縁膜には、上下の層を電気的に接続するためのコンタクトホールも設けられている。 An interlayer insulating film is disposed between the layers to prevent a short circuit between the elements. Each interlayer insulating film is also provided with a contact hole for electrically connecting the upper and lower layers.
また、図2及び図3に示すように、対向基板20には表示領域を区画する額縁としての遮光膜53が設けられている。対向基板20の全面には、上述したように、ITO等の透明導電性膜が対向電極21として形成され、更に、液晶50に面して、全面にポリイミド系の配向膜22が形成される。配向膜22は、液晶分子に所定のプレティルト角を付与するように、所定方向にラビング処理されている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
遮光膜53の外側の領域には液晶を封入するシール材52が、TFT基板10と対向基板20間に形成されている。シール材52は対向基板20の輪郭形状に略一致するように配置され、TFT基板10と対向基板20を相互に固着する。貼り合わされた素子基板10及び対向基板20相互の間隙には、図1の装置を用いて液晶が封入されている。
In a region outside the light shielding film 53, a sealing material 52 that encloses liquid crystal is formed between the
シール材52の外側の領域には、データ線6aに画像信号を所定のタイミングで供給することにより該データ線6aを駆動するデータ線駆動回路101及び外部回路との接続のための外部接続端子102がTFT基板10の一辺に沿って設けられている。この一辺に隣接する二辺に沿って、走査線11a及びゲート電極3aに走査信号を所定のタイミングで供給することによりゲート電極3aを駆動する走査線駆動回路104が設けられている。走査線駆動回路104は、シール材52の内側の遮光膜53に対向する位置においてTFT基板10上に形成される。また、TFT基板10上には、データ線駆動回路101、走査線駆動回路104、外部接続端子102及び上下導通端子107を接続する配線105が、遮光膜53の3辺に対向して設けられている。
In an area outside the sealing material 52, an image signal is supplied to the data line 6a at a predetermined timing to drive the data line 6a and an external connection terminal 102 for connection to an external circuit. Are provided along one side of the
上下導通端子107は、シール材52のコーナー部の4箇所のTFT基板10上に形成される。そして、TFT基板10と対向基板20相互間には、下端が上下導通端子107に接触し、上端が対向電極21に接触する上下導通材106が設けられており、上下導通材106によって、TFT基板10と対向基板20との間で電気的な導通がとられている。
The vertical conduction terminals 107 are formed on the four
図1の装置は液晶封入・貼り合わせ工程に用いるものである。本実施の形態は生産性に優れたアレイ製造方式によって液晶装置を製造する場合に適用した例を示している。アレイ製造方式においては、製造時に投入したマザー基板を分断することなく成膜及びフォトリソグラフィ工程を繰返して、複数のアクティブマトリクス基板を構成する各素子をマザー基板上に同時に形成する。そして、マザー基板を分断することで、各アクティブマトリクス基板を得る。 The apparatus shown in FIG. 1 is used for a liquid crystal sealing / bonding process. This embodiment shows an example applied to a case where a liquid crystal device is manufactured by an array manufacturing method having excellent productivity. In the array manufacturing method, the elements constituting the plurality of active matrix substrates are simultaneously formed on the mother substrate by repeating the film formation and photolithography steps without dividing the mother substrate that is input at the time of manufacture. Then, each active matrix substrate is obtained by dividing the mother substrate.
また、本実施の形態における貼り合せの方式としては、多数の素子基板を形成したマザー基板と多数の対向基板を形成したマザー基板同士を貼り合せる方式(以下、大板組立方式という)を採用する。 In addition, as a bonding method in this embodiment, a method of bonding a mother substrate on which a large number of element substrates are formed and a mother substrate on which a large number of counter substrates are formed (hereinafter referred to as a large plate assembly method) is adopted. .
なお、本実施の形態は、アレイ製造でなく、単体のTFT基板と単体の対向基板とを貼り合わせる製造方法にも適用することが可能である。 Note that this embodiment can be applied not only to array manufacturing but also to a manufacturing method in which a single TFT substrate and a single counter substrate are bonded together.
図1において、チャンバ7内にはステージ73が配置されている。ステージ73は図示しない搬送手段に搬送されて、冷却開始位置、液晶滴下位置及び貼り合わせ位置の間で移動自在である。チャンバ71内には冷却プレート74が配置されている。冷却プレート74は冷却位置及び液晶滴下位置に渡って配置されている。ステージ73はこの冷却プレート74上に載置される。
In FIG. 1, a
ステージ73上には、基板72が配置される。基板72は大板組立方式に対応したTFTマザー基板である。即ち、基板72はマザー基板の状態で複数のTFT基板を構成する素子が形成されたものである。更に、基板72は、組立工程において、全面に配向膜が形成され、ラビング処理が施されている。また、更に、基板72には、シール材が形成されている。
A
図7は基板72上に形成されるシール材の形成領域を説明するためのものである。図7においては、基板72として円形の基板を示しているが、四角形の基板であってもよい。図7では基板72内の線によって、シール材を示している。
FIG. 7 is a view for explaining a formation region of the sealing material formed on the
基板72上には複数のシール材112が形成されている。シール材112は図2及び図3のシール材52に相当する。即ち、図7の例は、34個のTFT基板が形成されている例を示している。更に、本実施の形態においては、基板72上のTFT基板の形成領域を囲むように、第1のダミーシール材113が形成されている。また、更に、基板72の外周に沿って、第2のダミーシール材114も形成されている。
A plurality of sealing materials 112 are formed on the
第1のダミーシール材113を形成することで、後述する大気開放時にシール材112に大気圧がかかることを防止することができ、シール材112が大気圧によってダメージを受けることを防ぐことができる。また、第2のダミーシール材114によって、第1のダミーシール材113との間に密閉空間が形成される。この密閉空間は、大気開放時に、空間体積が縮小する。これにより、TFT基板と対向基板との間に確実に圧力を加えることができ、セルギャップを均一に製造することができる。
By forming the first
本実施の形態においては、冷却プレート74はステージ73を介して基板72を冷却することができるようになっている。冷却プレート74によって基板72は所望の温度まで冷却される。
In the present embodiment, the cooling
チャンバ71は開口部78,79を有している。開口部78は図示しない管路を介して真空ポンプ(図示せず)等に接続されており、チャンバ71内は開口部78を介した排気処理によって、真空状態を維持することができるようになっている。
The
また、開口部79には、図示しない管路を介して大気又は窒素ガスが供給されるようになっている。これにより、チャンバ71内を、大気開放することができると共に、窒素雰囲気下におくことができるようになっている。本実施の形態においては、ステージ73が冷却開始位置及び液晶滴下位置に位置する場合には、チャンバ71内は窒素雰囲気下におかれるようになっている。
In addition, air or nitrogen gas is supplied to the
ステージ73は冷却プレート74上を冷却開始位置から液晶滴下位置に移動することができる。ステージ73が液晶滴下位置に移動した場合には、基板72上に液晶滴下ノズル75が位置するようになっている。液晶滴下ノズル75は液晶を所要量だけ基板72の各シール材112によって囲まれた液晶充填領域に滴下することができる。
The
ステージ73は、液晶滴下位置から貼り合わせ位置に移動することができる。ステージ73が貼り合わせ位置に移動した場合には、ステージ73の表面に対向して、ヘッド部77が設けられる。ヘッド部77は図示しない支持部に移動自在に支持されている。ヘッド部77は、図示しない複数の開孔による真空吸着によって、基板76を保持することができるようになっている。本実施の形態においては大板組立方式を採用しており、基板76は複数の対向基板を構成する素子が形成された対向マザー基板である。更に、基板76は、組立工程において、全面に配向膜が形成され、ラビング処理が施されている。
The
ヘッド部77は、吸着した基板76を水平方向に移動させることでアライメントを施し、垂直下方に移動させることで基板76を基板72上に圧着することができるようになっている。なお、本実施の形態ではヘッド部77に吸着された基板76を水平方向に移動させるアライメント方式について説明するが、基板72を吸着するステージ73を移動させることによるアライメント方式も採用可能である。
The
貼り合わせ工程においては、後述するように、貼り合わせ開始時にチャンバ71内は真空状態に移行し、貼り合わせ終了後に大気開放状態に移行するようになっている。
In the bonding step, as will be described later, the inside of the
次に、図5及び図6を参照して液晶装置の製造方法について説明する。 Next, a method for manufacturing a liquid crystal device will be described with reference to FIGS.
TFTマザー基板と対向マザー基板とは、別々に製造される。上述したように、本実施の形態においては、アレイ製造による大板組立方式が採用される。 The TFT mother substrate and the counter mother substrate are manufactured separately. As described above, in the present embodiment, a large plate assembling method by array manufacturing is adopted.
ステップS1においては、このように素子がアレイ状に形成されている基板72が投入される。一方、ステップS11では、図2及び図3の対向基板20と同様の対向基板が複数形成された基板76が投入される。基板72上には図2及び図3に示すTFT基板10と同様の素子基板が、組立工程の前工程であるTFT基板工程において複数形成されている(ステップS2)。
In step S1, the
基板72に対して、次のステップS3では、配向膜16となる配向膜を全面に塗布する。次に、ステップS4において、基板72上の各TFT基板表面の配向膜(配向膜16に相当)に対して、ラビング処理を施す。そして、ステップS5において洗浄を行う。ステップS5の洗浄工程は、TFT基板のラビング処理によって生じた塵埃を除去するためのものである。
In the next step S3, an alignment film to be the
次のステップS6では、基板72の表面にシール材112(図7参照)を形成する。即ち、基板72上に形成した図示しないTFT基板の縁辺部において、連続的且つ枠状にシール材描画する。
In the next step S6, a sealing material 112 (see FIG. 7) is formed on the surface of the
更に、ステップS7において、第1及び第2のダミーシール材113,114を、シール材112と同じ厚さか若干厚く形成する。なお、シール材112の形成時には導通材65(図2参照)も形成しておく。なお、シール材112は、例えば、ディスペンス塗布によって形成される。なお、シール材をスクリーン印刷法によって形成してもよい。
Further, in step S7, the first and second
更に、シール材112〜114には、例えば略球状を有する図示しないギャップ材が混入されており、このギャップ材によってセルギャップが所望の値に規定されるようになっている。 Further, a gap material (not shown) having a substantially spherical shape, for example, is mixed in the sealing materials 112 to 114, and the cell gap is defined to a desired value by the gap material.
一方、対向基板については、ステップS11で用意された対向基板に対して、ステップS12において共通電極を形成する。次に、ステップS13において配向膜を形成する。ステップS14では、配向膜に対してラビング処理を施し、ステップS15において洗浄処理を行う。 On the other hand, for the counter substrate, a common electrode is formed in step S12 with respect to the counter substrate prepared in step S11. Next, an alignment film is formed in step S13. In step S14, a rubbing process is performed on the alignment film, and a cleaning process is performed in step S15.
次に、ステップS20において、基板72,76に対して液晶封入・貼り合わせ工程を実施する。図6はこの液晶封入・貼り合わせ工程を具体的に示している。
Next, in step S20, a liquid crystal sealing / bonding process is performed on the
ステップS7においてダミーシール材113,114が形成された基板72をチャンバ71内のステージ73上に載置する。次に、図6のステップS21において、開口部79を介して窒素ガス(N2)をチャンバ71内に導入して、チャンバ71内を窒素雰囲気下におく。これにより、窒素置換が行われて結露の発生が防止され、基板72の表面に水分が付着することを防止して、パネルの信頼性が低下することを防ぐ。
In
次に、ステップS22において、冷却プレート74による冷却を開始する。冷却プレート74の冷却作用によって、ステージ73が冷却され、ステージ73上に載置された基板72も冷却される。冷却された基板72は、ステップS23においてステージ73によって液晶滴下位置に搬送される。
Next, in step S22, cooling by the cooling
ステップS24では、液晶充填領域への液晶の滴下が行われる。即ち、液晶滴下ノズル75又はステージ73が水平方向に移動して、ノズル75からの液晶を各シール材112内の液晶充填領域内に滴下させる。
In step S24, liquid crystal is dropped onto the liquid crystal filling region. That is, the liquid
本実施の形態においては、ステップS22以降において冷却プレート74による冷却が行われており、液晶の滴下時において、基板72は液晶の粘度を高くする温度、例えば10℃に設定されている。図8は液晶の温度と粘度との関係を示すグラフである。図8に示すように、液晶の粘度は温度の低下と共に高くなることが分かる。液晶の温度を低下させることによって、液晶の粘度を十分に高くさせることができる。
In the present embodiment, cooling by the cooling
なお、本実施の形態においては、基板72の温度を低下させて液晶の粘度を高くする例について説明するが、基板72の温度を低下させるだけでなく、滴下する液晶そのものの温度を低下させておくようにしてもよい。この場合には、更に一層、液晶の粘度を高くすることができる。液晶の滴下が終了すると、ステージ73は貼り合わせ位置に移動する(ステップS25)。
In this embodiment, an example in which the temperature of the
貼り合わせ工程においては、基板72上に、ヘッド部77に支持された基板76を配置する。ステップS26において、先ず、開口部78を介した排気処理によって、チャンバ71内を真空状態に移行させる。
In the bonding process, the
次のステップS27において、アライメントを施しながら、基板の貼り合わせを行う。即ち、先ず、ヘッド部77の吸着面に基板72を吸着させた状態で、ヘッド部77を基板72上に移動させ、基板76を基板72上にマウントする。更に、ヘッド部77を水平方向に移動自在にして、アライメントを行いながら、ヘッド部77を下方に向けて加圧して基板76を基板72に圧着させる。ヘッド部77の下方への加圧量は、ギャップ長を所定値に維持するように設定される。
In the next step S27, the substrates are bonded together while performing alignment. That is, first, the
これにより、第1のダミーシール材113とシール材112との間には、密閉空間が形成され、また、第1のダミーシール材113と第2のダミーシール材114との間にも密閉空間が形成される。
Thereby, a sealed space is formed between the first
液晶滴下工程に際して基板72は冷却されて、液晶の粘度は十分に高くなっており、貼り合わせが終了するまでの間に、滴下した液晶の経時変化による広がりは極めて少ない。これにより、貼り合わせ開始時点において、液晶充填領域に滴下した液晶がシール材112を超えて漏れ出すことはない。
In the liquid crystal dropping step, the
次に、ステップS28において、開口部79を介して大気を導入して大気開放する。これにより、貼り合わた基板72,76には大気圧が加わる。一方、第1及び第2のダミーシール材113,114による密閉空間は、大気開放後も依然として真空状態に維持される。このため、大気圧より低い気圧の密閉空間は、その空間の気圧を大気圧に近づけるよう体積を縮小する。これにより、密閉空間を中心として、一対の基板72,76を縮小するように作用する強い加圧力が発生する。
Next, in step S28, air is introduced through the
一方、シール材112〜114には、ギャップ材が混入されていることから、基板72,76、ギャップ材の高さまで押しつぶされ、ギャップ材によって規定される正確なギャップ長が得られる。次のステップS29では、UV光をシール材112及び113に照射して硬化させる。
On the other hand, since the gap material is mixed in the sealing materials 112 to 114, the gaps are crushed to the height of the
UV光による硬化工程が終了すると、貼り合わされた基板72,76は、高温炉に搬送されて、熱硬化される。最後に、ステップS16において、パネルを分断して、各TFTパネルを得る。
When the curing process using UV light is completed, the bonded
このように、本実施の形態においては、液晶を滴下する基板を冷却しているので、液晶の粘度が高くなり、液晶の広がりが抑制され、液晶がシール材から漏れ出すことを防止することができる。これにより、液晶の充填量が規定量から減少することはなく、適正なセルギャップが確保される。また、シール材の上面に液晶が付着することもないので、シール材の接着力を維持することができる。 Thus, in this embodiment, since the substrate on which the liquid crystal is dropped is cooled, the viscosity of the liquid crystal is increased, the spread of the liquid crystal is suppressed, and the liquid crystal can be prevented from leaking from the sealing material. it can. As a result, the liquid crystal filling amount does not decrease from the prescribed amount, and an appropriate cell gap is secured. Further, since the liquid crystal does not adhere to the upper surface of the sealing material, the adhesive force of the sealing material can be maintained.
図9は本発明の第2の実施の形態を示す説明図である。図9において図1と同一の構成要素には同一符号を付して説明を省略する。 FIG. 9 is an explanatory view showing a second embodiment of the present invention. In FIG. 9, the same components as those of FIG.
第1の実施の形態は基板の冷却処理、液晶滴下処理及び貼り合わせ処理を1つのチャンバ内で実施可能にしたものである。これに対し、本実施の形態は冷却及び貼り合わせを異なるチャンバ内で実施するようにしたものである。 In the first embodiment, the substrate cooling process, the liquid crystal dropping process, and the bonding process can be performed in one chamber. In contrast, in the present embodiment, cooling and bonding are performed in different chambers.
図9において、ステージ80上には基板72が載置されるようになっている。ステージ80は、図示しない搬送手段によって、液晶滴下エリア、冷却チャンバ82及び貼り合わせチャンバ86に搬送されるようになっている。液晶滴下エリアにおいては、基板72上に液晶滴下ノズル81が配置される。
In FIG. 9, a
冷却チャンバ82内には、冷却プレート83が設けられる。冷却プレート83は、ステージ80下方に配置されて、ステージ80を冷却することにより基板72を所望の温度に冷却することができるようになっている。冷却チャンバ82には、開口部84,85が設けられている。
A cooling
開口部84は図示しない管路を介してチャンバ82内のガスを排気するためのものである。開口部85は図示しない管路からの窒素ガスをチャンバ82内に導入するためのものである。これにより、基板の冷却時には、チャンバ82内を、窒素雰囲気下におくことができるようになっている。
The
貼り合わせチャンバ86内には、ステージ80の表面に対向して、ヘッド部77が設けられる。ヘッド部77には基板76が吸着保持される。また、チャンバ86には、開口部87,88が設けられる。開口部87は図示しない管路を介してチャンバ86内の空気を排気するためのものである。開口部88は図示しない管路からの大気をチャンバ86内に導入するためのものである。これにより、貼り合わせ開始前には、チャンバ86内を真空状態にし、貼り合わせ終了時にはチャンバ86内を大気開放することができるようになっている。
A
次に、このように構成された実施の形態の動作について図10のフローチャートを参照して説明する。図10において図6と同一の手順には同一符号を付して説明を省略する。 Next, the operation of the embodiment configured as described above will be described with reference to the flowchart of FIG. In FIG. 10, the same steps as those in FIG.
本実施の形態は液晶滴下直後に基板72の冷却を開始する点が図6の手順と異なるのみである。
This embodiment is different from the procedure of FIG. 6 only in that the cooling of the
ステップS24’では、液晶充填領域への液晶の滴下が行われる。液晶滴下ノズル81からの液晶は、各シール材112内の液晶充填領域内に滴下させる。液晶が滴下された基板72は、ステップS23’において冷却チャンバ82内に搬送される。
In step S24 ', liquid crystal is dropped into the liquid crystal filling region. The liquid crystal from the liquid crystal dropping nozzle 81 is dropped into the liquid crystal filling region in each sealing material 112. The
次に、ステップS21’において、開口部85を介して窒素ガス(N2)をチャンバ82内に導入して、チャンバ82内を窒素雰囲気下にする。次に、ステップS22’において、冷却プレート83による冷却を開始する。冷却プレート83の冷却作用によって、ステージ80が冷却され、ステージ80上に載置された基板72も冷却される。
Next, in step S21 ', nitrogen gas (N2) is introduced into the
本実施の形態においては、液晶滴下直後において、冷却プレート83による基板72の冷却が行われており、基板72の各液晶充填領域に滴下された液晶は、温度が低くなり(例えば、10℃)、粘度が高くなる。液晶の滴下が終了すると、ステージ80は貼り合わせ位置に移動する(ステップS25)。
In the present embodiment, the
ステップS26以降の貼り合わせ工程の手順は、図6のフローと同様である。本実施の形態においては、貼り合わせ工程は貼り合わせチャンバ86内で行われる。即ち、チャンバ86は、開口部87を介した排気処理によって、真空状態に移行する。この後、ステップS27で、アライメントを施しながら、基板の貼り合わせを行う。
The procedure of the bonding process after step S26 is the same as the flow of FIG. In the present embodiment, the bonding process is performed in the
本実施の形態においても、滴下後の液晶の粘度は十分に高くなっており、貼り合わせ開始までの間に、滴下した液晶の経時変化による広がりは極めて少ない。これにより、貼り合わせ開始時点において、液晶充填領域に滴下した液晶がシール材112を超えて漏れ出すことはない。 Also in this embodiment, the viscosity of the liquid crystal after dropping is sufficiently high, and the dripped liquid crystal does not spread much over time until the start of bonding. Thereby, the liquid crystal dripped at the liquid crystal filling region does not leak beyond the sealing material 112 at the start of bonding.
次のステップS28において、開口部88を介して大気を導入して大気開放する。これにより、大気圧を利用した加圧が行われて、適正なギャップ長での貼り合わせが行われる。
In the next step S28, the atmosphere is introduced through the
他の作用は第1の実施の形態と同様である。 Other operations are the same as those in the first embodiment.
このように、本実施の形態においても、液晶を滴下する基板を冷却しているので、液晶がシール材から漏れ出すことを防止することができ、適正なセルギャップを確保することができる。また、シール材の上面に液晶が付着することもないので、シール材の接着力を維持することができる。 As described above, also in this embodiment, since the substrate on which the liquid crystal is dropped is cooled, the liquid crystal can be prevented from leaking from the sealing material, and an appropriate cell gap can be secured. Further, since the liquid crystal does not adhere to the upper surface of the sealing material, the adhesive force of the sealing material can be maintained.
なお、上記実施の形態においては、液晶滴下後において冷却を開始する例を説明したが、図9の装置を用いて、基板の冷却を先に行い、冷却した基板に液晶を滴下するようにしてもよい。 In the above embodiment, the example of starting the cooling after dropping the liquid crystal has been described. However, by using the apparatus of FIG. 9, the substrate is cooled first, and the liquid crystal is dropped on the cooled substrate. Also good.
図11は本発明の第3の実施の形態を示す説明図である。図11において図9と同一の構成要素には同一符号を付して説明を省略する。本実施の形態は液晶滴下時において基板の冷却を可能にしたものである。 FIG. 11 is an explanatory view showing a third embodiment of the present invention. In FIG. 11, the same components as those of FIG. In this embodiment, the substrate can be cooled when the liquid crystal is dropped.
本実施の形態は、冷却プレート83を、冷却チャンバ82内だけでなく、液晶滴下エリアにおいてステージ80下方に配置するようにした点が第2の実施の形態と異なる。冷却プレート83は、液晶滴下エリアにおいてステージ80を冷却することで、液晶滴下時においても、基板72を所望の温度に低下させることができるようになっている。
This embodiment is different from the second embodiment in that the cooling
このように構成された実施の形態においては、液晶滴下時から基板が冷却されており、第2の実施の形態よりも、更に一層滴下した液晶の広がりを抑制することができる。 In the embodiment configured as described above, the substrate is cooled from the time of dropping the liquid crystal, and the spread of the further dropped liquid crystal can be suppressed as compared with the second embodiment.
このように、本実施の形態においても、液晶滴下時から、液晶を滴下する基板を冷却しているので、液晶がシール材から漏れ出すことを防止することができ、適正なセルギャップを確保することができる。 Thus, also in this embodiment, since the substrate on which the liquid crystal is dropped is cooled from the time of dropping the liquid crystal, the liquid crystal can be prevented from leaking from the sealing material, and an appropriate cell gap is ensured. be able to.
図12は本発明の第4の実施の形態を示す説明図である。図12において図11と同一の構成要素には同一符号を付して説明を省略する。本実施の形態は冷却チャンバ82内において、液晶滴下を可能にしたものである。
FIG. 12 is an explanatory view showing a fourth embodiment of the present invention. In FIG. 12, the same components as those of FIG. In the present embodiment, the liquid crystal can be dropped in the cooling
本実施の形態は液晶滴下ノズル81をチャンバ91内に設けることで、チャンバ91内において液晶滴下及び冷却を可能にしたものである。他の構成は図11と同様である。 In the present embodiment, the liquid crystal dropping nozzle 81 is provided in the chamber 91 so that the liquid crystal can be dropped and cooled in the chamber 91. Other configurations are the same as those in FIG.
次に、このように構成された実施の形態の動作について図13のフローチャートを参照して説明する。図13において図6と同一の手順には同一符号を付して説明を省略する。 Next, the operation of the embodiment configured as described above will be described with reference to the flowchart of FIG. In FIG. 13, the same steps as those in FIG.
本実施の形態は第3の実施の形態に対して、液晶滴下エリアから冷却エリアへの基板72の搬送を省略した点が異なる。
This embodiment is different from the third embodiment in that the transport of the
先ず、ステップS21において、開口部85を介して窒素ガス(N2)をチャンバ91内に導入して、チャンバ91内を窒素雰囲気下にする。次に、ステップS22において、冷却プレート83による冷却を開始する。冷却プレート83の冷却作用によって、ステージ80が冷却され、ステージ80上に載置された基板72も冷却される。
First, in step S21, nitrogen gas (N2) is introduced into the chamber 91 through the
次のステップS24では、液晶充填領域への液晶の滴下が行われる。液晶滴下ノズル81からの液晶は、各シール材112内の液晶充填領域内に滴下させる。液晶が滴下された基板72は、ステップS25において貼り合わせチャンバ86内に搬送される。
In the next step S24, the liquid crystal is dropped onto the liquid crystal filling region. The liquid crystal from the liquid crystal dropping nozzle 81 is dropped into the liquid crystal filling region in each sealing material 112. The
他の作用は第1の実施の形態と同様である。 Other operations are the same as those in the first embodiment.
本実施の形態においては、液晶滴下前から、冷却プレート83による基板72の冷却を行っており、基板72の各液晶充填領域に滴下された液晶は、短時間で温度が低くなって粘度が高くなる。これにより、滴下した液晶が液晶充填領域からシール材112を超えて漏れ出すことを防止することができる。
In this embodiment, the
このように、本実施の形態においても、液晶を滴下する基板を冷却しているので、液晶がシール材から漏れ出すことを防止することができ、適正なセルギャップを確保することができる。また、シール材の上面に液晶が付着することもないので、シール材の接着力を維持することができる。 As described above, also in this embodiment, since the substrate on which the liquid crystal is dropped is cooled, the liquid crystal can be prevented from leaking from the sealing material, and an appropriate cell gap can be secured. Further, since the liquid crystal does not adhere to the upper surface of the sealing material, the adhesive force of the sealing material can be maintained.
なお、上記各実施の形態においては、冷却プレートを採用したが、水冷によるものペルチェ素子を用いたもの等種々の冷却手法を採用することができる。図14は冷却プレートの一例を示す説明図である。冷却プレートとしては、図14(a)に示すように、ペルチェ素子121を冷却プレート74,83の面内に均一に配置したものや、水冷管122を面内に配置してプレート全体を均一に冷却するもの等が考えられる。
In each of the above embodiments, the cooling plate is used, but various cooling methods such as a method using water cooling and a Peltier element can be used. FIG. 14 is an explanatory view showing an example of the cooling plate. As the cooling plate, as shown in FIG. 14A, the
また、上記各実施の形態においては、TFTマザー基板上にシール材を形成する例について説明したが、大板の対向基板上にシール材を形成してもよいことは明らかである。 In each of the above-described embodiments, the example in which the sealing material is formed on the TFT mother substrate has been described. However, it is obvious that the sealing material may be formed on the large-sized counter substrate.
71…チャンバ、72,76…基板、73…ステージ、74…冷却プレート、75…液晶滴下ノズル、77…ヘッド。 71 ... Chamber, 72, 76 ... Substrate, 73 ... Stage, 74 ... Cooling plate, 75 ... Liquid crystal dropping nozzle, 77 ... Head.
Claims (13)
前記電気光学物質の滴下に際して前記第1の基板を冷却する工程と、
前記電気光学物質が滴下された第1の基板に第2の基板を貼り合わせる工程とを具備したことを特徴とする電気光学装置の製造方法。 Dropping the electro-optic material into the electro-optic material filling region partitioned by the sealing material formed on the first substrate;
Cooling the first substrate upon dropping of the electro-optic material;
And a step of bonding a second substrate to the first substrate onto which the electro-optical material has been dropped.
前記ステージに載置された第1の基板上の前記電気光学物質充填領域に電気光学物質を滴下する電気光学物質滴下手段と、
前記第1の基板と第2の基板とを貼り合わせるために前記第2の基板を保持するヘッドと、
前記第1の基板と第2の基板との貼り合わせに際して前記第1及び第2の基板の周辺を真空状態にする第1のチャンバと、
前記第1の基板を冷却する冷却手段とを具備したことを特徴とする電気光学装置の製造装置。 A stage on which the first substrate in which the electro-optic material filling region is partitioned by the sealing material;
Electro-optical material dropping means for dropping an electro-optical material onto the electro-optical material filling region on the first substrate placed on the stage;
A head for holding the second substrate in order to bond the first substrate and the second substrate;
A first chamber that evacuates the periphery of the first and second substrates when the first and second substrates are bonded together;
An electro-optical device manufacturing apparatus, comprising: cooling means for cooling the first substrate.
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