JP3216551B2 - 液晶パネルの製造方法およびその装置 - Google Patents

液晶パネルの製造方法およびその装置

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【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶パネルの製造
方法および液晶パネルの製造装置に関し、特に2枚の基
板をシール材を介して接着して液晶パネルを製作する際
のシール材焼成方法およびその装置に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】液晶パネルは、2枚の基板、TFTアク
ティブマトリクス方式カラー液晶パネルの場合には、薄
膜トランジスタ基板(以下、TFT基板と記す)とカラ
ーフィルタ基板(以下、CF基板と記す)を狭い間隙を
隔てて貼り合わせ、その間隙内に液晶を封入することに
より製作される。貼り合わせに当たっては、いずれか一
方の基板、例えばTFT基板に印刷法などによりシール
材を塗布し、間にスペーサを介在させて基板を重ね合わ
せ、加熱、加圧してシール材を焼成して貼り合わせる。
【0003】図5は、従来の製造装置を用いた重ね合わ
せ基板の焼成方法を示す断面図である(以下、これを第
1の従来例という)。TFT基板とCF基板とをシール
材およびスペーサを介して重ね合わせてなる重ね合わせ
基板5を複数枚焼成炉15内に重ねて装着し、加圧治具
14にて加圧しつつ焼成炉内の温度を150〜160℃
に昇温して2時間程度この状態を保持して焼成を行う。
しかし、この焼成方法では、パネルを積層してパネル側
面を加熱するため、パネル外周部と中央部で温度差が生
じ、熱膨張により基板間に重ね合わせずれが起こりやす
いという欠点があった。
【0004】図6は、従来の枚葉式の焼成装置の概略を
示す断面図(以下、これを第2の従来例という)であっ
て、この焼成方法によれば、第1の従来例で問題となっ
た中央部と外周部との温度差に基づく基板ずれは起こら
ない。この焼成方法では、重ね合わせ基板5を筐体20
内に設置された環状の支持部材19上に載置し、真空引
きにより炉内の圧力を低下させた状態で、上側のヒータ
16を少し降下させるとともに下側のヒータ17を上昇
させてヒータ間に重ね合わせ基板5を挟み、加圧・加熱
して焼成を行う。焼成後、ヒータ16、17を図示の状
態に復帰させ、貼り合わされた基板(液晶パネル)を炉
内より取り出す。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上述した第1の従来例
では、基板が均等に加熱されないことによって基板ずれ
が起こりやすいという問題点があった。第2の従来例で
は、重ね合わせ基板をヒータ間に挟み込み基板全面を均
等に加熱しているため、熱膨張による重ね合わせずれは
起こらないが、焼成終了後、ヒータが基板から離れる
と、重ね合わせ基板は、外周部のみが支持される状態に
なるため、基板5は自重により図6に示すように撓む。
そしてこの撓んだ状態で炉外により取り出され冷却され
るが、この撓んだ重ね合わせ基板によりシール材に塑性
変形が加えられその状態で冷却されるため、一旦基板に
生じた反りは重ね合わせ基板を平坦な平面上に配置して
も平坦には戻らない。このように基板に反りが生じた場
合、図7に示すように、TFT基板3とCF基板4との
間に基板ずれが生じる。この基板ずれのずれ量は基板の
中心から離れるほど大きくなる。基板の一辺の長さを2
L、基板端の反りをY、基板厚をtとするとき、基板端
でのずれ量xは、概略次式で与えられる。 x≒2Yt/L 液晶表示パネルに基板の重ね合わせずれが生じると、光
漏れが生じるなどしてコントラストが低下し画像品質が
著しく低下する。したがって、本発明の解決すべき課題
は、重ね合わせ基板に反りが生じないようにして、反り
に起因する基板の重ね合わせずれの発生を防止すること
である。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記の課題は、重ね合わ
せ基板を垂直に保持し、その状態で加熱・加圧してシー
ル材の焼成を行うようにすることによって、解決するこ
とができる。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明による液晶パネルの製造方
法は、少なくとも一方の基板にシール材(11)を塗布
し、一対の基板(3、4)を重ねて熱処理を行いシール
材を介して両基板を接合する枚葉式の液晶パネル製造方
法であって、重ね合わせた基板を基板の長手向もしくは
幅方向で垂直に保持して両側より熱板にて挟み込んでシ
ール材を焼成することを特徴としている。
【0008】また、本発明による液晶パネルの製造装置
は、それぞれが熱板(1c、2c)を有し重ね合わせ基
板を挟持することができるように左右方向に移動が可能
な一対の加熱・加圧手段(1、2)と、重ね合わせ基板
(5)を垂直に保持することができ、該重ね合わせ基板
を前記加熱・加圧手段間の焼成位置にまで搬送すること
ができるように該重ね合わせ基板を把持しつつ上下方向
および水平方向に移動が可能な基板保持手段(6)と、
を具備することを特徴としている。
【0009】[作用]上記の本発明の液晶パネルの製造
方法および製造装置によれば、重ね合わせ基板5を垂直
に保持し、加熱・加圧機構により加熱、加圧を行うた
め、基板が自重により撓むことはなく、基板の重ね合わ
せずれは発生しない。また、重ね合わせ基板は両面にお
いて全面が均等に加熱されるため、不均一加熱に起因す
る基板ずれも発生しない。
【0010】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。 [第1の実施例]図1(a)は、本発明の第1の実施例
の液晶パネルの製造装置の斜視図、図1(b)は図1
(a)中の丸X部分の拡大図、図1(c)は把持部材6
bの断面図である。また、図2(a)は、図1(a)の
A−A線での動作時の断面図であり、図2(b)は、図
2(a)の丸Y部分の拡大図である。本実施例による製
造装置は、枚葉式にシール材を焼成する装置であって、
TFT基板3とCF基板4とを積層した重ね合わせ基板
5を上から把持して昇降および水平移動することができ
る保持治具6と、左右方向に可動で重ね合わせ基板5を
加圧・加熱することができる一対の加熱・加圧治具1、
2とによって構成される。
【0011】保持治具6は、弾性部材6aとそれを挟む
把持部材6bによって構成される。保持治具6は、エア
シリンダ7によって上下動可能に支持されており、エア
シリンダ7のロッドは中空になされその中空部は、図2
(b)に示されるように、真空孔7aとしてロータリポ
ンプAにより真空に引かれる。エアシリンダ7は図示さ
れない移動機構により水平方向に移動可能に支持されて
いる。把持治具6bの内部には図1(c)に示されるよ
うに吸着孔6cが開孔されており、この吸着孔6cは、
ゴムパイプ9を介してロータリポンプBにより真空に引
かれる。
【0012】加熱・加圧治具1、2の背後にはそれぞれ
焼成炉10の内壁に固着されたエアシリンダ8、8が設
置されており、これにより、加熱・加圧治具1、2は前
後方向に移動される。加熱・加圧治具1、2は、図1、
図2に示されるように、金属製の本体1a、2aと、本
体1a、2a上に設けられたシリコンラバー1b、2b
と、その上に設置された、シリコンラバー内に加熱線を
埋め込んだシリコンラバーヒータ1c、2cと、加熱・
加圧治具1、2と保持治具6とによって密閉空間を形成
するためのOリング1d、2dとによって構成されてい
る。
【0013】次に、上述の製造装置を用いた液晶パネル
の製造方法について説明する。図3に示すように、まず
TFT基板3にCF基板4を積層して重ね合わせ基板5
を製作する。TFT基板3には、薄膜トランジスタとこ
れに接続された透明画素電極とがマトリクス状に配置さ
れており、また、CF基板3には、カラーフィルタ、透
明導電膜からなる共通電極およびブラックマトリクスが
形成されている。TFT基板3上に、両基板を接着する
ための熱硬化性シール材11を印刷するとともに、両基
板間を電気的に接続するための導電性熱硬化性接着剤1
2と、基板の四隅に両基板を仮止めするための紫外線硬
化性接着剤13を塗布する。熱硬化性シール材11は概
ね四角形に形成されるが、液晶注入のために一個所開口
されている。TFT基板3上の熱硬化性シール材11に
囲まれた領域内にスペーサを配置し、CF基板4を載置
して約600[kg/cm2 ]の圧縮圧力を加える。そ
して、約1分間紫外線を照射して両基板を仮止めして重
ね合わせ基板5を製作する。
【0014】図外ロード/アンロード部において、重ね
合わせ基板5上に保持治具6を降下させ重ね合わせ基板
5を把持部材6b間に挟むようにする。次に、ロータリ
ポンプBにより0.2[kg/cm2 ]の圧力にて真空
に引き、吸着孔6cにより基板5を吸着する。このとき
保持治具6の弾性部材6aは変形し、把持部材6bが基
板表面に密着し、重ね合わせ基板5は保持部材6により
保持される。エアシリンダ7により、この状態を保持し
たまま重ね合わせ基板5を所定の焼成位置にセットす
る。次いで、エアシリンダ8、8を作動させて加熱・加
圧治具1、2を移動させ、加熱・加圧治具1、2の凹部
に重ね合わせ基板5を収容し、シリコンラバーヒータ1
c、2cにより重ね合わせ基板5を加圧保持させる。こ
のとき、加熱・加圧治具1、2および保持治具6により
密閉空間が形成される。この状態で、ロータリポンプA
を作動させて重ね合わせ基板5の基板間ギャップ内を真
空に引く。そして、重ね合わせ基板5の両面を0.5
[kg/cm2 ]で均一に加圧しつつシリコンラバーヒ
ータ1c、2cを150℃に昇温し60分程度かけて焼
成を行う。
【0015】[第2の実施例]図4は、本発明の第2の
実施例の液晶パネルの製造装置の断面図である。同図に
おいて、図2に示す第1の実施例の部分と共通する部分
には同一の参照符号が付されている。本実施例におい
て、保持治具6は第1の実施例の場合と同様に構成され
ているが、本実施例のエアシリンダ7のロッドは中実に
形成されており、エアシリンダ7を介しての真空引きは
行われない。本実施例においては、加熱・加圧治具1、
2は、本体1a、2aとその上に配置されたシリコンラ
バーヒータ1c、2cとによって構成されている。加熱
・加圧治具1、2はともに平坦に形成されており、これ
らは密閉空間は形成しない。加熱・加圧治具1、2の背
面には、焼成炉10の内壁に固着されたエアシリンダ
8、8が配置されており、これにより加熱・加圧治具
1、2は左右に移動せしめられる。
【0016】前述した第1の実施例の場合と同様に、図
3に示されるように、TFT基板3上にCF基板4を載
置し仮止めして重ね合わせ基板5を作成し、これを保持
治具6により保持して図示の焼成位置にセットする。そ
の後、エアシリンダ8、8を作動させて、加熱・加圧治
具1、2により重ね合わせ基板5を挟み込み、エアシリ
ンダ8、8で基板5の両平面を0.5[kg/cm2
で加圧しつつシリコンラバーヒータ1c、2cを約15
0℃に昇温し約60分その状態を保持して焼成を行う。
【0017】
【発明の効果】以上説明したように、この発明に係る液
晶パネルの製造装置は、保持治具により重ね合わせ基板
を垂直に保持し、基板両面から加熱・加圧治具を接触さ
せて、加圧、加熱を行うものであるので、液晶パネルの
自重による基板重ね合わせずれは生じない。また、本発
明によれば、基板の側面全体を加熱・加圧機構により直
接加熱するため基板の温度差による基板重ね合わせずれ
は生じない。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1の実施例の斜視図と部分拡大図
と部分断面図。
【図2】 図1のA−A線での断面図と部分拡大図。
【図3】 TFT基板とCF基板との重ね合わせ作業を
説明するための斜視図。
【図4】 本発明の第2の実施例の斜視図。
【図5】 第1の従来例の断面図。
【図6】 第2の従来例の断面図。
【図7】 従来例の問題点を説明するための重ね合わせ
基板の断面図。
【符号の説明】
1、2 加熱・加圧治具 1a、2a 本体 1b、2b シリコンラバー 1c、2c シリコンラバーヒータ 1d、2d Oリング 3 薄膜トランジスタ基板(TFT基板) 4 カラーフィルタ基板(CF基板) 5 重ね合わせ基板 6 保持治具 6a 弾性部材 6b 把持部材 6c 吸着孔 7、8 エアシリンダ 7a 真空孔 9 ゴムパイプ 10、15 焼成炉 11 熱硬化性シール材 12 導電性熱硬化性接着剤 13 紫外線硬化性接着剤 14 加圧治具 16、17 ヒータ 18 スペーサ 19 支持部材 20 筐体

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 それぞれが熱板を有し重ね合わせ基板を
    挟持することができるように左右方向に移動が可能な一
    対の加熱・加圧手段と、重ね合わせ基板を垂直に保持す
    ることができ、該重ね合わせ基板を前記加熱・加圧手段
    間の焼成位置にまで搬送することができるように該重ね
    合わせ基板を把持しつつ上下方向および水平方向に移動
    が可能な基板保持手段と、を具備することを特徴とする
    枚葉式の液晶パネルの製造装置。
  2. 【請求項2】 前記加熱・加圧手段は、前記基板保持手
    段と協働して重ね合わせ基板を密閉空間に挟持すること
    ができるように、Oリングを有しており、かつ、前記基
    板保持手段は前記重ね合わせ基板内の間隙空間を真空引
    きする機能を有していることを特徴とする請求項4記載
    の液晶パネルの製造装置。
  3. 【請求項3】 前記基板保持手段は、真空吸着にて重ね
    合わせ基板を保持することを特徴とする請求項4記載の
    液晶パネルの製造装置。
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