JP4227398B2 - 液晶滴下量測定装置及びこれを用いる液晶表示装置の製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は液晶表示装置の製造方法に関し、特に、液晶滴下注入法を適用した液晶表示装置の製造方法に関するものである。
【０００２】
【関連技術】
情報化社会の発展につれて表示装置に対する要求も多様な形態として漸増しており、これに応じて最近は液晶表示装置（ＬＣＤ）、プラズマ表示装置（ＰＤＰ）、電場発光表示装置（ＥＬＤ）及び真空蛍光表示装置（ＶＦＤ）など種々の表示装置が研究されており、一部は既に様々な装置の表示装置として活用されている。
【０００３】
そのうち、現在は、ＬＣＤが画質に優れ、軽量薄型、低消費電力等の特長によって、移動型画像表示装置の用途にブラウン管の代りに一番多く使用されており、ノートブックコンピュータのモニターのような移動型の用途以外にも、テレビジョンモニターなどとして多様に開発されている。
【０００４】
このようなＬＣＤはガラス基板上に配線パターンや薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）のようなスイッチング素子などを形成するアレイ工程と、配向処理やスペーサの配置及び対向するガラス基板間に液晶を封入するセル工程と、ドライバＩＣの取り付けやバックライト装着などをするモジュール工程に分けられて製造されている。
このうち、セル工程で行われる液晶注入プロセスではＴＦＴが形成されたＴＦＴ基板と、それと対向するカラーフィルタ基板とをシール剤を介して接合した後、シール剤を硬化させる合着工程を行う。
その後、液晶と互いに合着された基板を真空槽に入れてシール剤を開口して形成した注入口を液晶に浸けた後、槽内を大気圧に復元することで基板の間に液晶を封入する真空注入法を用いている。
【０００５】
図１は関連技術における真空注入法を用いた液晶セル工程を説明するための図である。
図１に示すように、液晶物質を容器に入れた後、チャンバ２０の中に容器を入れてチャンバ内の圧力を真空状態に維持して液晶物質の中や容器の内側に付いている水分を除去し気泡を脱泡する。
【０００６】
又、多数枚のパネル４０の液晶注入口を液晶物質に浸すか接触させた後、外部から窒素ガスを送り込んでチャンバ内の圧力を真空状態から大気圧状態まで高めると、パネル中の圧力とチャンバの圧力の間の差によって液晶注入口を介して液晶物質が注入される。
次に、液晶２５を各パネル４０に充填し終わると、注入口を密封する封止工程を行った後、各々のパネル４０を洗浄する。
【０００７】
しかしながら、かかる液晶注入方法は単位パネルに切断した後、両基板の間を真空状態に維持して液晶注入口を液晶物質に浸すか接触させて液晶を注入するため、液晶注入に多くの時間が必要であり生産性が低下する。また、大面積の液晶表示装置を製造する場合、パネル内に液晶が完全に注入されず不良の原因になることがある。
【０００８】
これに対して最近アレイ基板の周囲にフレーム状に形成されたメインシーリングのフレーム内の基板面上の規定量の液晶を滴下し、真空中にアレイ基板とカラーフィルタ基板を接合して液晶封入を行う滴下注入法が注目されている。
【０００９】
前記滴下注入法を用いた液晶セル工程を簡略に説明する。
図２に示すようにＴＦＴ基板及びカラーフィルタ基板上に配向物質を塗布した後、液晶分子が均一な方向性を有するように配向工程（１Ｓ）を進行し、ＴＦＴ基板及びカラーフィルタ基板を各々洗浄（２Ｓ）する。
前記洗浄されたカラーフィルタ基板をシール剤ディスペンシング装置にローディングして各パネルの領域の周辺部にシール剤を塗布（３Ｓ）する。前記シール剤は光及び熱硬化性の樹脂を用いて硬化させ、液晶注入口を作る必要がない。
【００１０】
なお、前記洗浄されたＴＦＴ基板を銀ディスペンシング装置にローディングして前記ＴＦＴ基板上の共通電圧供給ラインに銀ドットを形成し（５Ｓ）、前記ＴＦＴ基板を液晶ディスペンシング装置にローディングして各パネルのアクティブアレイ領域上に液晶を滴下する（６Ｓ）。
【００１１】
その後、前記ＴＦＴ基板とカラーフィルタ基板を真空合着機チャンバにローディングして前記滴下された液晶が均一に各パネルに満たされるようにＴＦＴ基板とカラーフィルタ基板を合着し前記シール剤を硬化させる（７Ｓ）。
【００１２】
前記合着されたＴＦＴ基板とカラーフィルタ基板を各パネル別に切断する（８Ｓ）。
切断された各パネルを研磨加工し最終検査（９Ｓ）して液晶表示装置を完成する。
【００１３】
しかしながら、前記関連技術における液晶滴下注入法を用いた液晶表示装置の製造方法は次のような問題があった。
前記液晶滴下注入法は最適の滴下量で液晶が滴下されることが非常に重要である。即ち、液晶が滴下される量が足りないと前記液晶層内に気泡が生じ、過剰になると表示が不均一になる現象などが発生する。
【００１４】
かかる液晶滴下は液晶ディスペンシング装置内のシリンジを介して成される。前記シリンジは液晶が入っている容器と液晶吐き出しの開閉を制御する部分などを組立・結合した状態で液晶ディスペンシング装置に装着した後、ＴＦＴ基板上に液晶を滴下する前に、まず、シリンジ下側に備えられている液晶容器に１ショット当たり何ｍｇが滴下されるか測定してシリンジの組立及びセッティング状態が適切であるか否かを確認する。
【００１５】
しかしながら、上記の場合シリンジが完全に組み立てられた状態で液晶ディスペンシング装置に取り付けて適切であるか否かを確認するので、液晶滴下量に誤差が発生した場合、シリンジをディスペンシング装置から取り外してシリンジを更に組み立てなければならないため作業上不便であり時間もかかるという問題があった。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明は前記問題を解決するために成されたもので、シリンジを液晶ディスペンシング装置に取り付ける前に、別の液晶滴下量の測定装置を備えることによって液晶シリンジの組立及びセッティング状態が適切であるか否かを確認して液晶セル工程を進行する液晶滴下量の測定装置及びこれを用いた液晶表示装置の製造方法を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するための本発明の液晶滴下量測定装置及びこれを用いた液晶表示装置の製造方法は、液晶シリンジから吐き出される液晶を入れる容器と、前記容器に入っている液晶シリンジのショット当たり液晶量を測定する測定部と、前記測定部からのデータに基づいて前記液晶シリンジの組立及びセッティングの状態が適切であるか否かを判断するモニター部とからなることを特徴とする。
【００１８】
また、本発明によると、液晶シリンジ内に入っている液晶を脱泡する段階と、前記液晶シリンジを組み立て及びセッティングする段階と、前記液晶シリンジの組立及びセッティング状態が適切であるか否かを判断する段階と、前記適切か否かの判断を経た前記液晶シリンジを液晶ディスペンシング装置に取り付ける段階と、基板を前記液晶ディスペンシング装置にローディングして液晶を滴下する段階とからなることを特徴とする。
【００１９】
また、前記液晶シリンジの組立及びセッティングが適切か否かを判断する段階は、前記液晶シリンジから液晶を前記容器に吐き出す段階と、前記容器に吐き出される液晶量を前記測定部で検出する段階と、前記検出されたデータをモニターして前記液晶シリンジの組立及びセッティング状態が適切か否かを判断する段階とからなることを特徴とする。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、関連技術における工程フローチャートと同一な工程段階については同一符号を付けて示す。
【００２１】
図３に示されたように、アレイ工程が行われたＴＦＴ基板とカラーフィルタ−基板が提供される。
前記ＴＦＴ基板には一定間隔をおいて一方向に配列された複数のゲートラインと、前記各ゲートラインに垂直な方向に一定間隔をおいて配列される複数のデータラインと、前記ゲートライン及びデータラインによって定義されたマトリックス画素領域に各々形成される複数のＴＦＴ及び画素電極とが形成されており、カラーフィルタ基板には前記画素領域を除外した部分の光を遮断するためのブラックマトリックス層とカラーフィルタ層の共通電極などが形成されている。
【００２２】
かかるＴＦＴ基板及びカラーフィルタ基板上に配向物質を塗布した後、液晶分子が均一な方向性を有するようにする配向工程（１Ｓ）を進行し、ＴＦＴ基板及びカラーフィルタ基板を各々洗浄（２Ｓ）する。前記配向工程は配向膜塗布前洗浄、配向膜印刷、配向膜焼成、配向膜検査、ラビング順に次第に進行する。
【００２３】
次に前記洗浄されたカラーフィルタ基板をシール剤ディスペンシング装置にローディングして各パネル領域の周辺部にシール剤を塗布（３Ｓ）する。この時前記シール剤は光及び熱硬化性樹脂を用いており、液晶注入口を作る必要がない。
【００２４】
なお、前記洗浄されたＴＦＴ基板を銀ディスペンシング装置にローディングして前記各パネルの共通電圧供給ラインに銀ドットを形成する（５Ｓ）。ここで前記シール剤はＴＦＴ基板上に形成することもでき、ＩＰＳモードではＴＦＴ基板上に画素電極と共通電極が形成されるので前記銀ドットを形成する必要がない。次に、前記ＴＦＴ基板を液晶ディスペンシング装置にローディングして各パネルのアクティブアレイ領域上に液晶を滴下する（６Ｓ）。
【００２５】
ここで、前記液晶ディスペンシング装置による液晶滴下に関して詳細に説明する。
まず、液晶シリンジが組み立てられる前のボトルに液晶を入れてこれを真空下で液晶を脱泡させた後（１０Ｓ）、液晶シリンジを組み立て及びセッティングして（１１Ｓ）、液晶滴下量の測定装置に取り付ける（１２Ｓ）。
前記液晶滴下量測定装置は図４に示すように液晶シリンジ５０と、前記液晶シリンジ５０の支持台５５と、液晶シリンジ５０から吐き出される液晶を入れる容器６０と、前記容器６０に入っている液晶シリンジのショット当たり液晶量を測定する測定部７０と、前記測定部７０からのデータに基づいて前記液晶シリンジの組立及びセッティングが適切か否かを判断するモニター部８０を含んでいる。
【００２６】
かかる液晶滴下量の測定装置を用いて前記液晶シリンジ５０の組立及びセッティング状態が適切であるか否かを判断する（１３Ｓ）。判断方法は例えば、１００ショット当たり数ｍｇの液晶量がモニター部８０によって表示され、前記表示された液晶量が予めセッティングされた液晶量の決められている誤差範囲（例えば、±１％）を外れると液晶量が誤差範囲内に入るように数回液晶シリンジを組み立ててセッティングし検査する。
【００２７】
このような数回の検査過程から、セッティングされた液晶シリンジの液晶量が予めセッティングされた液晶量の決められた誤差範囲内にあると、前記液晶シリンジ５０の液晶が入っているボトルと液晶の吐き出し開閉を制御する部分などの組立及びセッティング状態が良好であると判断できる。
【００２８】
かかる液晶シリンジの組立及びセッティングが適切か否かの判断によって液晶シリンジの組立及びセッティング状態が良好であると判断されると前記液晶シリンジを液晶ディスペンシング装置に取り付ける（１４Ｓ）。
【００２９】
その後基板（が）を液晶ディスペンシング装置にローディングして前記液晶シリンジを用いて液晶を滴下する（６Ｓ）。
前記液晶滴下するフレーム状のシール剤が塗布された内側（画素領域）に一定のピッチで少量の液晶を均一に滴下する。
【００３０】
この場合、前記液晶を滴下する前に、前記液晶ディスペンシング装置に備えられている容器にショット当たりの液晶量をもう一回検査して前記液晶シリンジの組立及びセッティング状態が適切か否かの判断を更に確かにする。
【００３１】
次に前記ＴＦＴ基板とカラーフィルタ基板を真空合着機チャンバにローディングして前記滴下された液晶が均一に各パネルに満たされるようにＴＦＴ基板とカラーフィルタ基板を合着し前記シール剤を硬化させる（７Ｓ）。
次に前記合着されたＴＦＴ基板とカラーフィルタ基板を各パネル別に切断する（８Ｓ）。
切断された各パネルを研磨加工し最終検査（９Ｓ）して液晶表示装置を完成する。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の液晶表示装置の製造方法によると、次のような効果がある。
液晶シリンジを液晶ディスペンシング装置に取り付ける前に、別に液晶滴下量測定装置を用いて液晶シリンジの組立及びセッティング状態が適切か否かを確認し、前記確認を経た前記液晶シリンジを液晶ディスペンシング装置に取り付けた後、液晶セル工程を行うことによって、関連技術におけるような、液晶シリンジが完全に組み立てられた状態で液晶ディスペンシング装置に取り付けて組立及びセッティング状態が適切か否かを確認することによる作業性の低下及び時間遅延の問題を防止することができる。
【００３３】
従って、作業環境及び時間の効率性を極大化することによって歩留まりの増大の効果を奏する。
【００３４】
以上本発明の好適な一実施形態について説明したが、前記実施形態のものに限定されるわけではなく、本発明の技術思想に基づいて種々の変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】関連技術における真空注入法を説明するための斜視図である。
【図２】関連技術における滴下注入法の工程フローチャートである。
【図３】本発明の実施形態による液晶表示装置の製造方法を説明するための製造工程図である。
【図４】図３の液晶滴下量測定装置を説明するための斜視図である。
【符号の説明】
５０ 液晶シリンジ
５５ 支持台
６０ 容器
７０ 測定部
８０ モニター部

Claims (6)

1. 液晶シリンジから吐き出される液晶を入れる容器と、
   前記容器に入っている液晶シリンジのショット当たりの液晶量を測定する測定部と、
   シリンジを液晶ディスペンシング装置に取り付ける前に、前記測定部からのデータに基づいて前記液晶シリンジの組立及びセッティング状態が適切であるか否かを判断するモニター部とを含み、
   前記シリンジを前記液晶ディスペンシング装置に取り付けた後は、各セルに対する滴下毎に液晶滴下量の調整を行わない
   ことを特徴とする液晶滴下量測定装置。
2. 前記モニター部は、前記測定された液晶シリンジのショット当たりの液晶量と予めセッティングされている前記ショット当たりの液晶量についての測定部からのデータとを比較して前記液晶シリンジの組立及びセッティング状態が適切であるか否かを判断することを特徴とする請求項１に記載の液晶滴下量測定装置。
3. 液晶シリンジ内に入っている液晶を脱泡する段階と、
   前記液晶シリンジを組み立て及びセッティングする段階と、
   前記液晶シリンジの組立及びセッティング状態が適切であるか否かを判断する段階と、
   前記組立及びセッティング状態が適切であるか否かの判断を経た前記液晶シリンジを液晶ディスペンシング装置に取り付ける段階と、
   基板を前記液晶ディスペンシング装置にローディングして前記液晶ディスペンシング装置から液晶を滴下する段階とを含み、
   前記シリンジを前記液晶ディスペンシング装置に取り付けた後は、各セルに対する滴下毎に液晶滴下量の調整を行わない
   ことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
4. 前記液晶シリンジの組立及びセッティング状態が適切であるか否かを判断する段階は、
   前記液晶シリンジから液晶を容器に吐き出させる段階と、
   前記容器に吐き出される液晶量を検出する段階と、
   前記検出されたデータをモニターして前記液晶シリンジの組立及びセッティング状態が適切であるか否かを判断する段階と
   からなることを特徴とする請求項３に記載の液晶表示装置の製造方法。
5. 前記適切か否かの判断は、予めセッティングングされているショット当たりの液晶量の値と前記容器に吐き出される液晶量のデータとを比較して判断することを特徴とする請求項４に記載の液晶表示装置の製造方法。
6. 前記液晶を滴下する前に、前記液晶ディスペンシング装置に備えられている容器のショット当たり液晶量を検査して、前記液晶シリンジの組立及びセッティング状態が適切であるか否かを判断する段階と更に含んでいることを特徴とする請求項３に記載の液晶表示装置の製造方法。

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