JP2009282174A - 液晶表示パネルの製造方法および製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】液晶表示パネル用の一対のガラス基板を貼り合わせる際に、シール部に確実に所定の圧力が加えられることを可能にする液晶表示パネルの製造方法および製造装置を提供すること。
【解決手段】一対のガラス基板を枠状のシールを介して貼り合わせ、その貼り合わされた一対のガラス基板とシールとで囲まれた空間に液晶が封止されてなる液晶表示パネルの製造方法であって、前記一対のガラス基板を加圧して貼り合わせる際に、前記一対のガラス基板の表示部に加えられる圧力よりもシール部に加えられる圧力の方が高く設定されている。
【選択図】図５

Description

本発明は、液晶表示パネル用の一対のガラス基板を貼り合わせる際に用いられる液晶表示パネルの製造方法および製造装置に関する。

近年、コンピュータやテレビなどの家電製品の表示部として、液晶表示パネルが広く用いられている。液晶表示パネルは、一般には薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）アレイ基板とカラーフィルタ（ＣＦ）基板とからなる一対のガラス基板が所定の間隔を置いて平行に対向配置され、両ガラス基板間に液晶が封止された構成をなしている。ＴＦＴアレイ基板には複数の画素電極がマトリクス状に形成され、ＣＦ基板にはほぼ全面に共通電極が形成されており、これら電極間に印加する電圧を変化させることで、液晶を配向制御することができるようになっている。

このような液晶表示パネルは、ＴＦＴアレイ基板およびＣＦ基板をそれぞれ製作した後に、図６に示されるような液晶表示パネルの製造装置１０１によって貼り合わせられる。

この場合、図６（ａ）に示されるように、例えばＣＦ基板６２には、光硬化性のシール６３が枠状に塗布されており、そのシール６３で囲まれた領域に液晶６４が滴下されている。

具体的には、パージ通路１０６の弁１０７が閉詮されると共に、真空通路１０４の弁１０５が開栓されると、真空ポンプ１０３によって真空チャンバ１０２の内部が真空状態に減圧され、そして、これらＴＦＴアレイ基板６１とＣＦ基板６２を真空チャンバ１０２の真空状態の内部で、上部ステージ１１１と下部ステージ１３１との間で加圧手段１２０によって加圧して貼り合わせられる。

貼り合わせ後、真空通路１０４の弁１０５が閉詮されると共に、パージ通路１０６の弁１０７が開詮されると、窒素などの不活性ガスがパージ通路１０６から真空チャンバ１０２内に導入されて、真空チャンバ１０２内の圧力が徐々に大気圧に戻される。

これによりＴＦＴアレイ基板６１とＣＦ基板６２は、真空チャンバ１０２内の大気圧と、ＴＦＴアレイ基板６１とＣＦ基板６２の内部の圧力との差のよって常時加圧されることになり、シール６３によって貼り合わせられることになる。尚、本発明に関連する先行技術文献としては下記特許文献１が挙げられる。

特開平９−９０３７８号公報

しかしながら、貼り合わせ後の真空チャンバ１０２の内部を大気圧に戻した際に、図６（ｂ）に示されるようにシール部６６から不活性ガスが侵入し液晶６４にそのガスが混入してしまう場合があった。これは、上部ステージ１１１と下部ステージ１３１の貼り合わせの際の平行度のズレ等により、ＴＦＴアレイ基板６１とＣＦ基板６２の全面に加えられる圧力に不均一が生じることから発生する。

特に近年、液晶表示パネルの大型化に伴って上部ステージ１１１と下部ステージ１３１も大型化してきており、このような貼り合わせの際のＴＦＴアレイ基板６１とＣＦ基板６２の全面に加えられる圧力に不均一が生じてしまうことを防止することは難しい。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、液晶表示パネル用の一対のガラス基板を貼り合わせる際に、シール部に確実に所定の圧力が加えられることを可能にする液晶表示パネルの製造方法および製造装置を提供することである。

上記課題を解決するため本発明は、一対のガラス基板を枠状のシールを介して貼り合わせ、その貼り合わされた一対のガラス基板とシールとで囲まれた空間に液晶が封止されてなる液晶表示パネルの製造方法であって、前記一対のガラス基板を加圧して貼り合わせる際に、前記一対のガラス基板の表示部に加えられる圧力よりもシール部に加えられる圧力の方が高く設定されていることを要旨とするものである。

このような構成の液晶表示パネルの製造方法によれば、一対のガラス基板の貼り合わせの際にそのシール部に十分な圧力を加えることが可能になり、上述した不具合が解消される。

また、本発明は、一対のガラス基板を枠状のシールを介して貼り合わせ、その貼り合わされた一対のガラス基板とシールとで囲まれた空間に液晶が封止されてなる液晶表示パネルの製造装置であって、前記一対のガラス基板を貼り合わせの際に加圧する互いに対向した上部ステージ面と下部ステージ面を備えると共に、前記下部ステージ面には、前記一対のガラス基板の表示部を加圧する表示部加圧面とシール部を加圧するシール部加圧面とが分割して設けられ、前記上部ステージ面と前記下部ステージ面との間において前記一対のガラス基板に加圧力を与える第１加圧手段と、前記上部ステージ面と前記下部ステージ面のシール部加圧面との間において前記一対のガラス基板に加圧力を与える第２加圧手段とを備え、前記第１加圧手段によって前記一対のガラス基板の表示部に加えられる圧力よりも、前記第２加圧手段によって前記一対のガラス基板のシール部に加えられる圧力の方が高く設定されていることを要旨とするものである。

このような構成の液晶表示パネルの製造装置によれば、下部ステージ面を表示部加圧面とシール部加圧面とに分割して設けると共に、第１加圧手段によって一対のガラス基板に加えられる圧力よりも、第２加圧手段によってシール部に加えられる圧力の方が高く設定されているので、一対のガラス基板の貼り合わせの際にそのシール部に十分な圧力を加えることが可能になり、上述した不具合が解消される。

この場合、前記第１加圧手段は前記上部ステージ面を前記一対のガラス基板に対して加圧可能に備えられ、前記第２加圧手段は前記下部ステージ面のシール部加圧面を前記一対のガラス基板に対して加圧可能に備えられている構成にすれば、第１加圧手段および第２加圧手段の構成を簡易にすることができる。

更に、前記下部ステージ面の表示部加圧面とシール部加圧面との間がヒンジにより連結され、該ヒンジを介して前記シール部加圧面が傾斜可能である構成にすれば、下部ステージ面の表示部加圧面とシール部加圧面との間に段差が生じないので、段差によってガラス基板が破損してしまうことが防止される。

本発明に係る液晶表示パネルの製造方法および製造装置によれば、貼り合わせの際に一対のガラス基板の全面に加えられる圧力に不均一な部分が生じていても、シール部に十分な圧力を加えることが可能になり、確実に貼り合わせることが可能になる。

以下に、本発明に係る液晶表示パネルの製造方法と、この製造方法が適用される製造装置の実施の形態ついて、図面を参照して詳細に説明する。

図１（ａ）は液晶表示パネルの概略構成を示した図である。図示されるように液晶表示パネル６０は、一対のガラス基板６１，６２と、このガラス基板６１，６２との間に設けられた液晶６４と、この液晶６４を囲むように枠状に設けられたシール６３とを有している。液晶表示パネル６０はアクティブマトリクス型液晶表示パネルであり、例えば一方のガラス基板６１は薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）が形成されたＴＦＴアレイ基板であり、他方のガラス基板６２はカラーフィルタが形成されたＣＦ基板である。

図１（ｂ）は貼り合わせ前のガラス基板（ＣＦ基板）６２を示している。図示されるようにガラス基板６２は、例えば３面取り用のマザーガラス７０の状態で製作され、貼り合わせ後に個別に分離されると３つの液晶表示パネル６０が得られるようになっている。このマザーガラス７０では、表示部６５を囲むように枠状にシール６３が塗布されており、そのシール６３で囲まれた領域に液晶６４が滴下されている。シール６３は光硬化性の樹脂材料からなり、貼り合わせ後に紫外線等を照射して硬化されるようになっている。また、シール６３の外側には外周シール７１が同じく枠状に塗布されている。この外周シール７１は、貼り合わせの際の貼り合わせズレに対する安定性を向上させるために設けられている。尚、後述する液晶表示パネルの製造装置１による貼り合わせにおいては、外周シール７１を省略した図１（ａ）のガラス基板６１とガラス基板６２の状態のものを用いて説明する。

図２は本発明に係る液晶表示パネルの製造装置の一実施形態を示す断面図である。図示されるように、液晶表示パネルの製造装置１は、真空ポンプ３により内部が真空状態にされる真空チャンバ２が備えられている。

真空チャンバ２には、真空を導入するための真空ポンプ３に接続された真空通路４と、大気圧を導入するためのパージ通路６とが設けられている。真空通路４には弁５が設けられ、パージ通路６には弁７が設けられており、それぞれ開詮・閉詮がなされるようになっている。パージ通路６からは、窒素などの不活性ガスが真空チャンバ２内に導入される。尚、真空チャンバ２の一側には図示しないシャッタにより開閉される基板出し入れ口が設けられており、同じく図示しない基板搬送ロボットによりガラス基板の出し入れが行われるようになっている。

真空チャンバ２の上側には上定盤１０が設けられており、第１加圧手段２０に駆動軸２１を介して連結されている。上定盤１０は、この第１加圧手段２０によりＺ方向に移動可能となっている。また、上定盤１０の下側には上部ステージ１１が固定されている。この上部ステージ１１には、電極１２が設けられており、この電極１２に給電することで、ガラス基板を上部ステージ１１の下面で保持する静電気力を発生することができるようになっている。

また、上部ステージ１１は、真空吸着路１３を有している。この真空吸着路１３は、上部ステージ１１の下面に複数開口しており、図示しない真空ポンプからの吸引によりガラス基板を一時的に上部ステージ１１の下面に吸着保持することができるようになっている。この場合、上部ステージ１１の下面が、ガラス基板６１，６２の貼り合わせの際にガラス基板６１，６２を加圧する上部ステージ面１４として機能する。

下定盤３０は真空チャンバ２の下側に設けられ、ＸＹθ駆動源４０に連結されている。下定盤３０はこのＸＹθ駆動源４０によりＸ、Ｙおよびθ方向に移動可能となっている。この下定盤３０の上側には下部ステージ３１が固定されている。下部ステージ３１には、電極３２が設けられており、この電極３２に給電することで、ガラス基板を下部ステージ３１の上面で保持する静電気力を発生することができるようになっている。この場合、下部ステージ３１の上面が、ガラス基板６１，６２を貼り合わせの際にガラス基板６１，６２を加圧する下部ステージ面３３として機能する。

また、下部ステージ３１には、図示しない受け渡しピンがその上面から突没可能に設けられており、真空チャンバ２内でのガラス基板の受け取りや受け渡しが可能になっている。

下部ステージ３１は、貼り合わせの際に図１（ａ）に示されるガラス基板６１，６２の表示部６５を加圧する表示部加圧面３５を有する表示部加圧ステージ３４と、シール部６６を加圧するシール部加圧面３７を有するシール部加圧ステージ３６とが分割して設けられている。したがって、これら表示部加圧面３５とシール部加圧面３７とが、貼り合わせの際にガラス基板６１，６２を加圧する下部ステージ面３３として構成される。この場合、シール部加圧ステージ３６は、図３に示されるように、表示部加圧ステージ３４の外周に沿って４分割されている。

表示部加圧ステージ３４とシール部加圧ステージ３６との間はヒンジ３８によって連結されており、ヒンジ３８を介してシール部加圧ステージ３６は上側にやや傾斜可能になっている。尚、表示部加圧面３５とシール部加圧面３７とは段差なく面一になるように設けられており、貼り合わせの際にガラス基板６１，６２を破損しないようにされている。

このようなシール部加圧ステージ３６は、第２加圧手段５０の駆動軸５１に連結されている。この第２加圧手段５０は下定盤３０に固定されており、この第２加圧手段５０によりシール部加圧ステージ３６はヒンジ３８を介して傾斜状にＺ方向に移動可能となっている。

この場合、第２加圧手段５０は上述した第１加圧手段２０よりも高い圧力を発生することが可能となっており、第１加圧手段２０によって貼り合わせの際にガラス基板６１，６２の表示部６５に加えられる圧力よりも、第２加圧手段５０によって貼り合わせの際にガラス基板６１，６２のシール部６６に加えられる圧力の方が高くなるように設定されている。

次に、このような構成の液晶表示パネルの製造装置１を用いてガラス基板６１，６２を貼り合わせて液晶表示パネル６０を製造する手順について説明する。

図４（ａ）に示されるように、上部ステージ１１は下部ステージ３１から離れた位置に配置され、真空チャンバ２内はパージ通路６によって大気圧状態に開放されている。この状態で貼り合わせ前のガラス基板６１，６２が真空チャンバ２内に搬送される。そして、図示されるように、シール６３が塗布されると共にそのシール６３で囲まれた領域に液晶６４が滴下されたガラス基板６２が下部ステージ３１の下部ステージ面３３に保持され、このガラス基板６２に貼り合わされるガラス基板６１が上部ステージ１１の上部ステージ面１４に保持される。

真空チャンバ２内に搬送されたガラス基板６１は、上部ステージ１１の真空吸着路１３に作用する真空吸着力によって上ステージ１１の上部ステージ面１４に吸着保持される。その後、上部ステージ１１の電極１２に給電されることにより、ガラス基板６１は静電気力によって上部ステージ１１に吸着保持される。ガラス基板６１が電極１２による静電気力によって上部ステージ１１に吸着保持されると、真空吸着路１３による吸着保持が解除されるようになっている。

また、真空チャンバ２内に搬送されたガラス基板６２は、下部ステージ３１の電極３２に給電されることにより、ガラス基板６２は静電気力によって下部ステージ３１の下部ステージ面３３に吸着保持される。

次に、パージ通路６の弁７が閉詮されると共に、真空通路４の弁５が開栓されると、真空ポンプ３によって真空チャンバ２の内部が真空状態に減圧される。そして、下部ステージ３１をＸＹθ駆動源４０により水平方向に移動させ、ガラス基板６１とガラス基板６２とを位置合わせする。

その後、図４（ｂ）に示されるように、第１の加圧手段２０によって上部ステージ１１を下降方向に移動させて、ガラス基板６１，６２を貼り合わせる。

このとき、上部ステージ１１の上部ステージ面１４と、下部ステージ３１の表示部加圧面３５とシール部加圧面３７との間でガラス基板６１，６２の全面が第１加圧手段２０によって所定の圧力で加圧されることになる。

その後、図５（ａ）に示されるように、第２加圧手段５０により下部ステージ３１のシール部加圧ステージ３６を上昇方向に移動させられる。このときシール部加圧面３７からガラス基板６１，６２のシール部６６に加えられる圧力が、表示部６５に加えられる圧力よりも高く設定されており、ガラス基板６１，６２のシール部６６は表示部６５よりも高い圧力で加圧されることになる。

その後、真空通路４の弁５が閉詮されると共に、パージ通路６の弁７が開詮されると、窒素などの不活性ガスがパージ通路６から真空チャンバ２内に導入されて、真空チャンバ２内の圧力が徐々に大気圧に戻される。これによりガラス基板６１，６２は、真空チャンバ２内の大気圧と、ガラス基板６１，６２内の圧力との差によって常時加圧されることになり、シール６３によって確実に貼り合わせられることになる。

その後、図５（ｂ）に示されるように、上部ステージ１１の電極１２による静電気力が解除されて、上部ステージ１１が第１加圧手段２０によって上昇させられる。このとき、上部ステージ１１の真空吸着路１３には、大気圧以上の圧力を有する窒素などの不活性ガスが導入され、上部ステージ１１から貼り合わせ後のガラス基板６１，６２を容易に剥離することができるようになっている。

そして、下部ステージ３１の電極３２による静電気力が解除されて、図示しない受け渡しピンが上昇して、貼り合わされたガラス基板６１，６２が下部ステージ３１上で持ち上げられ、図示しない基板搬送ロボットによって真空チャンバ２の外部に搬出される。

上述した本発明に係る液晶表示パネルの製造方法および製造装置によれば、上部ステージ１１の上部ステージ面１４と下部ステージ３１の下部ステージ面３３の貼り合わせの際の平行度にズレ等が生じていることにより、一対のガラス基板６１，６２の全面に加えられる圧力に不均一な部分が発生していても、シール部加圧面３７によってガラス基板６１，６２のシール部６６に十分な圧力を加えることが可能になり、確実に貼り合わせることができる。

また、第１加圧手段２０が上部ステージ面１４をガラス基板６１，６２に対して加圧可能に備えられると共に、第２加圧手段５０が下部ステージ面３３のシール部加圧面３７をガラス基板６１，６２に対して加圧可能に備えられた構成なので、第１加圧手段２０および第２加圧手段５０の構成を簡易にして、シール部加圧面３７によってガラス基板６１，６２のシール部６６に十分な圧力を加えることを実現することができる。したがって、貼り合わせ後の真空チャンバ２の内部を大気圧に戻した際に、従来技術で説明した図６（ｂ）に示されるようにシール部６６から不活性ガスが侵入し液晶６４にそのガスが混入してしまうおそれがなくなる。

更に、下部ステージ面３３の表示部加圧面３５とシール部加圧面３７との間がヒンジ３８により連結され、そのヒンジ３８を介してシール部加圧面３７が傾斜可能とした構成なので、下部ステージ面３３の表示部加圧面３５とシール部加圧面３７との間に段差が生じず、段差によってガラス基板６１，６２が破損してしまうことが防止されている。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施できることは勿論である。例えば、下部ステージ３１を表示部加圧ステージ３４とシール部加圧ステージ３６とに分割した構成を示したが、上部ステージ１１を同様に分割した構成でも本発明を実施することが可能である。

本発明が適用される液晶表示パネルの概略構成を示した図である。 本発明の一実施形態に係る液晶表示パネルの製造装置の概略構成を示した断面図である。 図２に示した下部ステージの平面図である。 図２に示した液晶表示パネルの製造装置の動作の手順を順に示した図である。 図４に示した液晶表示パネルの製造装置の動作の次の手順を順に示した図である。 従来用いられてきた液晶表示パネルの製造装置の概略構成を示した断面図である。

符号の説明

１ 液晶表示パネルの製造装置
２ 真空チャンバ
１１ 上部ステージ
１４ 上部ステージ面
２０ 第１加圧手段
３１ 下部ステージ
３３ 下部ステージ面
３５ 表示部加圧面
３７ シール部加圧面
３８ ヒンジ
４０ ＸＹθ駆動源
５０ 第２加圧手段
６０ 液晶表示パネル
６１ ガラス基板（ＴＦＴアレイ基板）
６２ ガラス基板（ＣＦ基板）
６３ シール
６４ 液晶
６５ 表示部
６６ シール部

Claims (4)

1. 一対のガラス基板を枠状のシールを介して貼り合わせ、その貼り合わされた一対のガラス基板とシールとで囲まれた空間に液晶が封止されてなる液晶表示パネルの製造方法であって、前記一対のガラス基板を加圧して貼り合わせる際に、前記一対のガラス基板の表示部に加えられる圧力よりもシール部に加えられる圧力の方が高く設定されていることを特徴とする液晶表示パネルの製造方法。
2. 一対のガラス基板を枠状のシールを介して貼り合わせ、その貼り合わされた一対のガラス基板とシールとで囲まれた空間に液晶が封止されてなる液晶表示パネルの製造装置であって、前記一対のガラス基板を貼り合わせの際に加圧する互いに対向した上部ステージ面と下部ステージ面を備えると共に、前記下部ステージ面には、前記一対のガラス基板の表示部を加圧する表示部加圧面とシール部を加圧するシール部加圧面とが分割して設けられ、前記上部ステージ面と前記下部ステージ面との間において前記一対のガラス基板に加圧力を与える第１加圧手段と、前記上部ステージ面と前記下部ステージ面のシール部加圧面との間において前記一対のガラス基板に加圧力を与える第２加圧手段とを備え、前記第１加圧手段によって前記一対のガラス基板の表示部に加えられる圧力よりも、前記第２加圧手段によって前記一対のガラス基板のシール部に加えられる圧力の方が高く設定されていることを特徴とする液晶表示パネルの製造装置。
3. 前記第１加圧手段は前記上部ステージ面を前記一対のガラス基板に対して加圧可能に備えられ、前記第２加圧手段は前記下部ステージ面のシール部加圧面を前記一対のガラス基板に対して加圧可能に備えられていることを特徴とする請求項２に記載の液晶表示パネルの製造装置。
4. 前記下部ステージ面の表示部加圧面とシール部加圧面との間がヒンジにより連結され、該ヒンジを介して前記シール部加圧面が傾斜可能であることを特徴とする請求項２または３に記載の液晶表示パネルの製造装置。

Images