JP4370788B2 - 電気光学装置の製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気光学装置とその製造方法に関し、特に高精度及び高い生産性を以て製造される電気光学装置とその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
周知のように、電気光学装置における液晶表示装置は、ガラス基板、石英基板等からなる２枚の基板間に液晶を封入して構成されており、一方の基板に、例えば薄膜トランジスタ等の画素電極をマトリクス状に配置し、他方の基板に対向電極を配置して、両基板間に封止した液晶層の光学特性を画像信号に応じて変化させることで、画像表示を可能としている。
【０００３】
また、画素電極を配置した、例えばＴＦＴ基板等の素子基板と、このＴＦＴ基板に相対して配置される基板（以下、対向基板と称す）とは、別々に製造され、その後、パネル組立工程において高精度に貼り合わされた後、液晶が封入されるようになっている。
【０００４】
このパネル組立工程は、先ず、夫々製造されたＴＦＴ基板と対向基板の、液晶層と接する面上に、液晶分子を基板面に沿って配向させるための配向膜を形成する。この配向膜は、例えばポリイミドを約数十ナノメータの厚さで印刷することにより形成される。その後、焼成を行い、さらに、電圧無印加時の液晶分子の配列を決定させるためのラビング処理を施す。
【０００５】
次いで、ＴＦＴ基板と対向基板とを対向させ、ＴＦＴ基板上の周縁に接着剤となるシール材を描画し、このシール材を用いて所定の内部空間が形成されるようにＴＦＴ基板と対向基板を貼り合わせる。その後、対向基板を加圧ヘッドに真空吸着させ、この状態でアライメントを施しながら対向基板を、例えば６ｋｇｆ〜８ｋｇｆの荷重で加圧することによって高精度（例えばアライメント誤差１μ以内）に圧着硬化させ、その後、シール材の一部に設けられた切り欠きを介して液晶を封入するといった手法が用いられている。
【０００６】
ところで、上述したＴＦＴ基板と対向基板の貼り合わせ工程においては、シール材は、描画、あるいは、スクリーン印刷によって設けるようになっている。スクリーン印刷の場合には、配向膜表面にスクリーンが接触することで、配向に悪影響を与えると共に汚染の問題もあるので、現在はディスペンスによる描画方式が主流である。
【０００７】
貼り合わせ工程では、ＴＦＴ基板に描画方式によりシール材を設けた後、対向基板を貼り合わせ、所定ギャップ長（セル厚）を与えるように圧着を行い、アライメントを施した後、固着するようになっている。シール材としては、熱で硬化可能な熱硬化性メインシール材または紫外線等の光で硬化可能な紫外線硬化型メインシール材を用いるのが一般的であり、また、前述した熱で硬化するシール材及び紫外線で硬化するシール材を組み合わせた紫外線熱硬化併用型のシール材も知られており、例えば特許文献１に開示されている。
【０００８】
上記シール材に、熱硬化性メインシール材を用いる場合は、ＴＦＴ基板と対向基板を貼り合わせる際、ＴＦＴ基板に描画された熱硬化性メインシール材の外側に、予め紫外線硬化樹脂を数箇所にポッティング（埋め込み）する。その後、両基板を熱硬化性メインシール材及び紫外線硬化樹脂を介して高精度に貼り合わせ、前記紫外線硬化樹脂に紫外線（ＵＶ）を例えば５００００ｍＪ（ミリジュール）、１２０ｍｗ／ｃｍ２（ミリワット／平方センチメートル）でスポット照射して、前記紫外線硬化樹脂を仮硬化させる。さらに、別ステージで、例えば１００℃の雰囲気下で一昼夜熱圧着を行うことにより、前記熱硬化性メインシール材を本硬化させるといった手法が用いられている。
【０００９】
一方、上記シール材に、紫外線硬化型メインシール材を用いる場合は、ＴＦＴ基板と対向基板を紫外線硬化型メインシール材を介して高精度に貼り合わせた後、直ちに紫外線硬化型メインシール材に紫外線（ＵＶ）を、例えば５００００ｍＪ、１５０ｍｗ／ｃｍ２で３００ｓｅｃ一括照射することにより、前記紫外線硬化型メインシール材を本硬化させるといった手法が用いられている。
【００１０】
さらに、上記シール材に、紫外線熱硬化併用型のシール材を用いる場合は、例えば特許文献１では、上記シール材を、一分子中にアクリル基またはメタクリル基を３個以上有するモノマーである反応性希釈材を主剤に対し配合比２０％〜５０％の間で適量配合した紫外線熱硬化併用型アクリレート、メタクリレート系接着剤で構成し、上記シール材に、紫外線を６０ｓｅｃ〜３００ｓｅｃ照射して該シール材を仮硬化させた後、１２０℃〜１５０℃の雰囲気下で加熱することにより、前記紫外線熱硬化併用型のシール材を本硬化させるといった手法が用いられている。
【００１１】
ここで、貼り合わせの方式としては、基板上に多数のＴＦＴ基板を構成したマザーガラス基板と基板上に多数の対向基板を構成したマザーガラス基板同士を貼り合わせる方法がある。このような大板組立方式は、高い生産性を得られる反面、複数の表示ユニットを一括してアライメントすることから、貼り合わせ精度は低いという欠点がある。また、高度なセル厚制御も困難であった。
【００１２】
また、各マザーガラス基板に夫々構成された複数のＴＦＴ基板及び対向基板を分断して、単体のＴＦＴ基板と対向基板同士を貼り合わせる方式が採用されることがある。このような単板組立方式は、高度なセル厚制御が可能で貼り合わせ精度に優れているが、生産性が悪いといった欠点がある。
【００１３】
そこで、ＴＦＴ基板については、マザーガラス基板上の構成時のサイズのままで処理を進めるアレイ製造を採用し、単体に分断した複数の対向基板をマザーガラス基板上の複数のＴＦＴ基板に貼り合わせる（以下、貼り合わせたものを液晶セルと称す）チップマウント方式が採用される。このチップマウント方式は、高い生産性、高度なセル厚制御及び高い貼り合わせ精度を得ることができるという利点がある。
【００１４】
【特許文献１】
特開平７−９２４７４号公報
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このチップマウント方式の貼り合わせ工程においては、マザーガラス基板上の各ＴＦＴ基板全てにスクリーン印刷又は描画によってシール材を設け、このシール材が設けられたマザーガラス基板上の各ＴＦＴ基板に対して、夫々対向基板をマウントして圧着し、シールを硬化させるようにしている。従って、マザーガラス基板上の最初のＴＦＴ基板にシール材を設けてから最後のＴＦＴ基板にシール材を設けるまでに比較的長時間が経過する。このため、１枚のマザーガラス基板上のＴＦＴ基板相互間でシール材を設けてから硬化するまでの時間にばらつきが生じる。
【００１６】
即ち、アライメントが行われて貼り合わされた加工チップと、貼り合わせが行われていない未加工チップとで作業終了までの時間差が大きく、シール材の経時変化の差が大きくなって、１枚のマザーガラス基板上で形成される液晶セルの品質のばらつきが大きくなってしまう。
【００１７】
近年、マザーガラス基板は一段と大型化されているのに対し、このマザーガラス基板上に構成される、例えばプロジェクタ用の液晶パネルは小型化されてきており、１枚のマザーガラス基板から取れる液晶パネルの個数は増加している。即ち、マザーガラス基板上にマウントする対向基板の数が増加することから、マザーガラス基板上のＴＦＴ基板相互間でシール材の形成から硬化までの時間のばらつきによる影響は大きい。
【００１８】
また、このようにシール材の形成から仮硬化までの滞留時間が長くなると、シール材が流れて表示エリアにシール材が浸透し、表示不良になることもある。更に、シール材の流出により低粘度成分が表示領域に浸透し、配向膜と反応して表示不良を発生させることもある。１枚の基板からの液晶セルの採取個数が増加するほど、表示不良の発生率が大きくなってしまう。
【００１９】
なお、これらの点を考慮して、スクリーン印刷が採用されることもあるが、この場合には、配向膜面にスクリーンが接触してしまい、配向ダメージが生じるという問題がある。
【００２０】
さらに、マザーガラス基板上の各ＴＦＴ基板にシール材を設けると、上記ＴＦＴ基板には、種々多様な配線等が形成されているため、配線上にシール材が描画されてしまう虞があり、その後の検査工程において、シール材の幅、形状等の視認がしづらいといった問題があった。
【００２１】
ところで、上述したＴＦＴ基板と対向基板の貼り合わせ工程においては、貼り合わせ後に、液晶セルのセル厚及びアライメントズレが発生しないようにするためには、シール材のＴＦＴ基板及び対向基板との貼り合わせ強度（仮硬化強度）を、８Ｎ／ｍｍ以上にする必要がある。
【００２２】
ところが、ＴＦＴ基板と対向基板を貼り合わせるシール材に熱硬化性メインシール材を用いた場合には、上述したように、仮硬化の段階で、周辺を紫外線硬化樹脂で固定するだけであるので、仮硬化強度が８Ｎ／ｍｍ以上とならずセル厚が変化し易い。また、熱硬化性メインシール材を本硬化させる際、別ステージで熱圧着する必要があるため、更に加圧することでアライメントズが発生する虞があった。また、熱圧着は、チップマウント方式においては、枚葉式処理で行われるため、生産性が低い。さらに、両基板の貼り合わせに、シール材を２種類用いなければならないため、コストが高くなってしまうといった問題があった。
【００２３】
一方、ＴＦＴ基板と対向基板を貼り合わせるシール材に紫外線硬化型メインシール材を用いた場合には、該シール材を本硬化させるために、大容量の紫外線（ＵＶ）を照射しないと完全硬化に至らず、また、チップマウント方式においては、枚葉式処理で行われるため、生産性が低いといった問題があった。
【００２４】
また、ＴＦＴ基板と対向基板を貼り合わせるシール材に、紫外線熱硬化併用型のシール材を用いると、十分な接着強度、並びに高信頼性を以て液晶表示装置を製造することができるが、上述した特許文献１に開示されている条件は、シール材の硬化及び信頼性並びに生産性において、最適な条件であるとは云えない。
【００２５】
本発明は、上記問題点に着目してなされたものであり、その目的は、素子基板とそれに対向する基板をチップマウント方式により貼り合わせる際、高精度かつ高い生産性で製造することができる電気光学装置における液晶表示装置とその製造方法を提供するにある。
【００２６】
【課題を解決するための手段、及び作用】
本発明に係る電気光学装置は、素子基板と、それに対向する基板の各内面をシール材を介して対向配置させ、内部空間内に液晶を介在させる電気光学装置において、上記シール材に、主成分が、エポキシ樹脂とアクリル樹脂で構成されており、上記エポキシ樹脂と上記アクリル樹脂の配合比率は、１〜３：７〜９である紫外線硬化及び熱硬化併用型シール材を用いたことを特徴とする。
【００２７】
本発明の電気光学装置によれば、素子基板と、それに対向する基板の各内面をシール材を介して対向配置する際、シール材にその主成分であるエポキシ樹脂とアクリル樹脂の配合比率が、１〜３：７〜９で構成されている紫外線硬化及び熱硬化併用型シール材を用いることにより、紫外線照射による仮硬化強度を高くすることができるため、両基板を高精度に貼り合わせることができ、また、シール材の本硬化を熱焼成によるバッチ処理により行うため、高い生産性を実現することができるという効果を有する。また、例え素子基板と、それに対向する基板がそれぞれ別の材質で構成されていたとしても、シール材の熱硬化後、両基板の熱膨張係数の違いにより発生するセル厚とアライメントのズレを防ぐことができるという効果を有する。
【００２８】
本発明の電気光学装置の製造方法は、素子基板に対向する基板に、紫外線硬化及び熱硬化併用型シール材を設けるシール材形成工程と、前記素子基板が複数個、構成されたマザー基板上に、前記各素子基板に対向する基板をマウントして、前記シール材形成工程で設けられた主成分が、エポキシ樹脂とアクリル樹脂で構成されており、上記エポキシ樹脂と上記アクリル樹脂の配合比率は、１〜３：７〜９である紫外線硬化及び熱硬化併用型シール材によって、素子基板と素子基板に対向する基板を固着する固着工程と、を具備したことを特徴とする。
【００２９】
また、本発明の電気光学装置の製造方法は、上記紫外線硬化及び熱硬化併用型シール材形成工程及び上記固着工程は、１つの上記素子基板に対向する基板毎に連続して行われることを特徴とする。
【００３０】
本発明の電気光学装置の製造方法によれば、素子基板に対向する基板へのシール材の形成及びこの素子基板に対向する基板を素子基板に対して固着する工程が連続して行われ、同様にして、シール材形成工程及び固着工程が素子基板、それに対向する基板毎に連続して行われることにより、シール材の形成から硬化までの時間が短く、シール材の溶出による素子基板、それに対向する基板への悪影響の発生を防止することができるという効果を有する。
【００３１】
さらに、本発明の電気光学装置の製造方法は、上記固着工程は、前記素子基板と前記素子基板に対向する基板の貼り合わせ、圧着、アライメント及び仮硬化の連続処理を行うことを特徴とする。
【００３２】
この電気光学装置の製造方法によれば、素子基板に対向する基板は、素子基板上に貼り合わされ、圧着・アライメントされた後、仮硬化されるので、これにより、素子基板、それに対向する基板同士は確実に固着されるという効果を有する。
【００３３】
本発明の電気光学装置の製造方法の一つの態様としては、複数個構成された素子基板と、複数のそれに対向する基板の各内面をシール材を介して対向配置させ、内部空間内に液晶を介在させる電気光学装置の製造方法において、上記複数のそれに対向する基板の内面に、主成分が、エポキシ樹脂とアクリル樹脂で構成されており、上記エポキシ樹脂と上記アクリル樹脂の配合比率は、１〜３：７〜９である紫外線硬化及び熱硬化併用型シール材を設ける工程と、上記紫外線硬化及び熱硬化併用型シール材が設けられた上記複数のそれに対向する基板を、上記紫外線硬化及び熱硬化併用型シール材を介して、前記素子基板が複数個、構成されたマザー基板上の上記素子基板にそれぞれ高精度に貼り合わせる工程と、上記複数のそれに対向する基板の外面に加圧ヘッドを当接させ、それぞれ加圧する工程と、上記加圧ヘッドの上方から上記加圧ヘッドを通して上記紫外線硬化及び熱硬化併用型シール材に紫外線をそれぞれ一括照射し、同シール材を仮硬化させる工程と、上記仮硬化工程後、熱焼成して、同シール材を本硬化させる工程と、上記内部空間内に液晶をそれぞれ封入する工程と、を具備することを特徴とする。
【００３４】
本発明の電気光学装置の製造方法によれば、素子基板と、それに対向する基板の各内面をシール材を介して対向配置する際、シール材にその主成分であるエポキシ樹脂とアクリル樹脂の配合比率が、１〜３：７〜９で構成されている紫外線硬化及び熱硬化併用型シール材を用いることにより、紫外線照射によるシール材の仮硬化強度を高くすることができるため、両基板を高精度に貼り合わせることができ、また、シール材の本硬化を熱焼成によるバッチ処理により行うため、高い生産性を実現することができるという効果を有する。
【００３５】
また、本発明の電気光学装置の製造方法は、上記紫外線硬化及び熱硬化併用型シール材に紫外線を照射し、同シール材を仮硬化させる工程は、前記紫外線を前記シール材に３０〜２００ｍｊ、１０〜３０ｍｗ／ｃｍ２の条件で３〜７ｓｅｃ間一括照射し、上記シール材の仮硬化強度を８Ｎ／ｍｍ以上にする工程であることを特徴とする。
【００３６】
この電気光学装置の製造方法によれば、紫外線硬化及び熱硬化併用型シール材を短時間で仮硬化することができるため、生産性の向上を図ることができ、また、上記シール材の仮硬化強度を８Ｎ／ｍｍ以上にすることができるので、仮硬化後のセル厚及びアライメントにズレが生じないという効果を有する。
【００３７】
さらに、本発明の電気光学装置の製造方法は、上記シール材を熱焼成して本硬化させる工程は、前記熱焼成を１００℃の条件で３〜７ｈ行う工程であることを特徴とする。
【００３８】
この電気光学装置の製造方法によれば、紫外線硬化及び熱硬化併用型シール材を１００℃、３〜７ｈの熱焼成により本硬化させるので、短時間でシール材を本硬化させることができ、また、熱焼成は、バッチ処理ができるため、生産性の向上を図ることができるという効果を有する。
【００３９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。尚、本実施の形態では、電気光学装置を、ＴＦＴ(Thin film transistor)素子を用いた液晶表示装置を例にとり、ＴＦＴ素子を有するＴＦＴ基板について説明する。
【００４０】
また、以下、マザーガラス基板に構成された複数のＴＦＴ基板に、複数の対向基板をチップマウント方式により貼り合わせ液晶を注入したものを液晶セルと称し、液晶セルを１つに分断したものを液晶パネルと称す。
【００４１】
図１は、本発明の一実施の形態を示す液晶表示装置の製造方法を示すフローチャート、図２は、液晶表示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、図３は、液晶表示装置のＴＦＴ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、図４は、ＴＦＴ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表示装置を、図３中のＨ−Ｈ'線に沿って切断した断面図、図５は、液晶表示装置を詳細に示す断面図である。
【００４２】
本実施の形態は、マザーガラス基板のままで組立工程中の最初に行われる洗浄工程から最後に行われる検査工程までを流動させ、液晶注入・封止後の検査工程終了後に、各液晶セルを分断するアレイ製造によるチップマウント方式を採用した例について説明する。即ち、チップマウント方式においては、貼り合わせ工程もマザーガラス基板のままで行われる。本実施の形態においては、対向基板にシール材を設け、このシール材形成から貼り合わせ、圧着、アライメント及びシール材仮硬化までを連続処理することより、シール材の滞留による問題を回避し、またその後、焼成炉を用いて液晶表示装置のシール材の本硬化をバッチ処理で行うことにより液晶表示装置の組立を高精度、かつ高い生産性を実現するようにしたものである。
【００４３】
先ず、図２乃至図５を参照して、液晶表示装置の構成について説明する。
液晶表示装置１００は、図３及び図４に示すように、ＴＦＴ基板１０とそれに対向する対向基板２０との間に液晶５０を封入して構成される。ＴＦＴ基板１０上には画素を構成する画素電極等がマトリクス状に配置される。
【００４４】
図２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２に示すように、画素領域においては、複数本の走査線３ａ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３ａ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３ａ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。
【００４５】
ＴＦＴ３０は走査線３ａ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、後述する対向電極２１（図５参照）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。
【００４６】
図５は、一つの画素に着目した液晶表示装置の模式的断面拡大図である。
ガラスや石英等のＴＦＴ基板１０には、溝１１が形成されている。この溝１１上に遮光膜１２及び第１層間絶縁膜１３を介してＬＤＤ構造をなすＴＦＴ３０（図２参照）が形成されている。溝１１によって、ＴＦＴ基板１０の液晶５０との境界面が平坦化される。
【００４７】
ＴＦＴ３０は、チャンネル領域１ａ、ソース領域１ｄ、ドレイン領域１ｅが形成された半導体層に絶縁膜２を介してゲート電極をなす走査線３ａが設けられてなる。なお、遮光膜１２は、ＴＦＴ３０の形成領域に対応する領域、後述するデータ線６ａ及び走査線３ａ等の形成領域、即ち各画素の非表示領域に対応した領域に形成されている。この遮光膜１２によって、入射光がＴＦＴ３０のチャンネル領域１ａ、ソース領域１ｄ及びドレイン領域１ｅに入射することが防止される。
【００４８】
ＴＦＴ３０上には第２層間絶縁膜１４が積層され、第２層間絶縁膜１４上には中間導電層１５が形成されている。中間導電層１５上には誘電体膜１７を介して容量線１８が対向配置されている。容量線１８は、容量層と遮光層とからなり、中間導電層１５との間で蓄積容量を構成すると共に、光の内部反射を防止する遮光機能を有する。半導体層に比較的近接した位置に中間導電層１５を形成しており、光の乱反射を効率よく防止することができる。
【００４９】
容量線１８上には第３層間絶縁膜１９が配置され、第３層間絶縁膜１９上にはデータ線６ａが積層される。データ線６ａは、第３及び第２層間絶縁膜１９，１４を貫通するコンタクトホール２４ａ，２４ｂを介してソース領域１ｄに電気的に接続される。データ線６ａ上には第４層間絶縁膜２５を介して画素電極９ａが積層されている。画素電極９ａは、第４〜第２層間絶縁膜２５，１９，１４を貫通するコンタクトホール２６ａ，２６ｂにより容量線１８を介してドレイン領域１ｅに電気的に接続される。画素電極９ａ上にはポリイミド系の高分子樹脂からなる有機配向膜１６が積層され、電圧無印加時の液晶分子の配列を決定させるためのラビング処理が施されている。
【００５０】
走査線３ａ（ゲート電極）にＯＮ信号が供給されることで、チャンネル領域１ａが導通状態となり、ソース領域１ｄとドレイン領域１ｅとが接続されて、データ線６ａに供給された画像信号が画素電極９ａに与えられる。
【００５１】
一方、対向基板２０には、対向電極（共通電極）２１が基板２０全面に亘って形成されている。対向電極２１上にポリイミド系の高分子樹脂からなる有機配向膜２２が積層され、電圧無印加時の液晶分子の配列を決定させるためのラビング処理が施されている。
【００５２】
そして、ＴＦＴ基板１０と対向基板２０との間に液晶５０が封入されている。尚、この液晶５０は、電圧印加時に、ＴＦＴ基板１０の画素電極と対向基板２０の対向電極２１との間で発生する電界（縦電界）で配向状態を制御されている。これにより、ＴＦＴ３０は所定のタイミングでデータ線６ａから供給される画像信号を画素電極９ａに書き込む。書き込まれた画素電極９ａと対向電極２１との電位差に応じて液晶５０の分子集合の配向や秩序が変化して、光を変調し、階調表示を可能にする。
【００５３】
図３及び図４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（ＢＭ）４２が設けられている。遮光膜（ＢＭ）４２は、例えば遮光膜（ＢＭ）２３と同一又は異なる遮光性材料によって形成されている。
【００５４】
遮光膜（ＢＭ）４２の外側の領域に液晶を封入するエポキシ樹脂とアクリル樹脂の配合比率が、１〜３：７〜９である紫外線硬化及び熱硬化併用型シール材（シール材）４１が、素子基板１０と対向基板２０間に形成されている。シール材４１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。シール材４１は、ＴＦＴ基板１０の１辺の一部において欠落しており、貼り合わされたＴＦＴ基板１０及び対向基板２０相互の間隙には、液晶５０を注入するための液晶注入口７８が形成される。液晶注入口７８より液晶が注入された後、液晶注入口７８を封止材７９で封止するようになっている。
【００５５】
尚、上記シール材４１に、エポキシ樹脂とアクリル樹脂の配合比率が、１〜３：７〜９である紫外線硬化及び熱硬化併用型シール材を用いたのは、仮に、ＴＦＴ基板と対向基板の材質を非同一のものとした場合、基板間の熱膨張係数が異なることで本硬化後にセル厚とアライメントにズレが発生するのを防止するためである。
【００５６】
ＴＦＴ基板１０のシール材４１の外側の領域には、データ線駆動回路６１及び実装端子６２がＴＦＴ基板１０の一辺に沿って設けられており、この一辺に隣接する２辺に沿って、走査線駆動回路６３が設けられている。ＴＦＴ基板１０の残る一辺には、画面表示領域の両側に設けられた走査線駆動回路６３間を接続するための複数の配線６４が設けられている。また、対向基板２０のコーナー部の少なくとも１箇所においては、ＴＦＴ基板１０と対向基板２０との間を電気的に導通させるための導通材６５が設けられている。
【００５７】
次に、このように構成された液晶表示装置１００の製造方法について、図６を用いて説明する。図６は、図３及び図４に示す液晶表示装置１００の製造方法の概略を示した工程図（部分縦断面図）であり、図７は、液晶表示装置用製造装置の構成の概略を示す縦断面図である。
【００５８】
図６に示すように、ＴＦＴ基板１０と対向基板２０（いずれも図３乃至図５参照）とは、前述したように別々に製造される。先ず、ＴＦＴ基板１０は、ステップＳ１で既知の成膜工程を経て画素電極９ａ（図５参照）が形成されたＴＦＴ基板１０に、続くステップＳ２で、該ＴＦＴ基板１０の内面に、例えばポリイミド（ＰＩ）等の有機配向膜１６（図５参照）を約数十ナノメータの厚さで形成してステップＳ３に移行する。
【００５９】
ステップＳ３では、ステップＳ２で形成された配向膜１６に、液晶表示装置１００の電圧無印加時の液晶分子の配列を決定させるためのラビング処理を、既知のラビング装置を用いて行って、ステップＳ４に移行し、さらにステップＳ４では、上記ラビング処理によって生じた塵埃を除去するための洗浄を行ってステップＳ１５に移行する。
【００６０】
一方、対向基板２０は、ステップＳ５で既知の成膜工程を経て対向電極２１（図５参照）が形成された対向基板２０に、続くステップＳ６で、該対向基板２の内面に、例えばポリイミド（ＰＩ）等の有機配向膜２２を約数十ナノメータの厚さで形成してステップＳ７に移行する。
【００６１】
ステップＳ７では、ステップＳ６で形成された配向膜２２に、液晶表示装置１００の電圧無印加時の液晶分子の配列を決定させるためのラビング処理を、既知のラビング装置を用いて行ってステップＳ８に移行し、さらにステップＳ８では、上記ラビング処理によって生じた塵埃を除去するための洗浄を行ってステップＳ９に移行する。
【００６２】
ステップＳ９では、ＴＦＴ基板１０及び対向基板２０を貼り合わせるための接着剤の役割をする紫外線硬化及び熱硬化併用型シール材（シール材）４１（図４参照）を、対向基板２０の内面にディスペンスによる描画方式により規定の高さ（例えば９μｍ〜１５μｍ）、幅（例えば１００μｍ〜２ｍｍ）に形成してステップＳ１０に移行する。尚、シール材４１を対向基板２０に描画するのは、マザーガラス基板上の各ＴＦＴ基板１０にシール材を描画すると、上記ＴＦＴ基板１０には、種々多様な配線等が形成されているので、配線上にシール材が描画されてしまう虞があり、その後の検査工程において、シール材の幅、形状等の視認がしづらいからであり、また、１枚のマザーガラス基板上のＴＦＴ基板相互間でシール材の形成から硬化までの時間にばらつきが生じるため、１枚のマザー基板上で構成される液晶セルの品質のばらつきが大きくなってしまうためである。
【００６３】
ステップＳ１０では、上述した対向基板２０に描画されたシール材４１の高さ、幅、形状等の検査を行い、シール材４１が規定の高さ、幅、形状等を満たしているか否かを確認する。その後、ステップＳ１５に移行する。
【００６４】
ステップＳ１５では、上述したように形成されたＴＦＴ基板１０及び対向基板２０を貼り合わせて、ステップＳ１６に移行する。尚、このステップＳ１５〜ステップＳ１７に示す貼り合わせ工程は、後述する図１に示す手順、及び図７に示す装置により行われる。ステップＳ１６では、ＴＦＴ基板１０に貼り合わせた対向基板２０の内面をアライメントを保ちながら（例えばアライメント誤差１μ以内）圧着して、さらに、ＵＶ光を照射してシール材４１を仮硬化させて、ステップＳ１７に移行する。
【００６５】
ステップＳ１７では、貼り合わせた両基板に熱焼成を行って、シール材４１を本硬化させてステップＳ１８に移行し、ステップＳ１８では、シール材４１の一部に設けられた液晶封入口７８を介して液晶５０を封入して、封止材７９（いずれも図３参照）で封止する。こうして、マザーガラス基板上に複数の液晶セルがアレイ状に形成されたアレイ基板が得られる。その後、ステップＳ１９に移行する。
【００６６】
最後に、ステップＳ１９では、アレイ基板を液晶セル毎に分断して液晶表示装置１００の組立は完了する。
【００６７】
次に上記図６のステップＳ１５〜ステップＳ１７で示した貼り合わせ工程を図１、図７を用いて説明する。
【００６８】
上述した貼り合わせ工程においては、マザーガラス基板は後述するステージ１５０上に載置され（図７参照）、配向膜１６（図５参照）を上にして、例えば真空吸着によって固定されている。本実施の形態においては、図１に示すように、先ずステップＳ２１において、対向基板２０にシール材４１及び導通材６５（図３参照）を設け、ステップＳ２２に移行する。シール材４１及び導通材６５は、対向基板２０の内面、即ち配向膜２２（図５参照）を形成した面側に規定の高さ（例えば９μｍ〜１５μｍ）、幅（例えば１００μｍ〜２ｍｍ）に形成される。シール材４１は、上述したようにディスペンスによる描画方式によって形成され、このシール材４１には、紫外線硬化及び熱硬化併用型シール材が用いられる。この紫外線硬化及び熱硬化併用型シール材は、紫外線（ＵＶ）の照射によって光硬化させてシール材を仮硬化すると共に、加熱によって熱硬化させてシール材を本硬化する特性を有する。
【００６９】
次に、ステップＳ２２において対向基板２０を反転させてシール材４１の形成面側を下方に向けて、ステップＳ２３に移行し、ステップＳ２３では、この対向基板２０をステージ１５０上のマザーガラス基板側に搬送し、マザーガラス基板上の対象となる素子基板上に移動させ、ステップＳ２４に移行する。
【００７０】
次に、ステップＳ２４において加圧ヘッド１４０に対向基板２０を吸着させる。ここで、加圧ヘッド１４０を有する液晶表示装置用製造装置２００について図７を用いて説明する。
【００７１】
図７に示すように、液晶表示装置用製造装置２００は、マザーガラス基板上に複数個、構成された、アライメントマーク１０ａを有するＴＦＴ基板１０と、これに対向する位置に配設され、基板上にアライメントマーク２０ａを有する複数個の対向基板２０と、ＴＦＴ基板１０、及び対向基板２０の周縁部に配設され、両基板を接合する紫外線硬化及び熱硬化併用型シール材からなるシール材４１と、両基板間に封入された電気光学物質である液晶５０（図５参照）とで、主要部が構成される液晶表示装置１００の液晶セルを製造するための装置であり、詳しくは、シール材４１を仮硬化させるための装置である。
【００７２】
この製造装置２００は、不図示の緩衝材が配設された面に、マザーガラス基板上に形成されたＴＦＴ基板１０を載置するステージ１５０と、加圧ヘッド１４０と、該加圧ヘッド１４０の動作を制御する加圧ヘッド制御手段９０と、加圧ヘッド１４０の上方から加圧ヘッド１４０を通して、ＴＦＴ基板１０及び対向基板２０のアライメントマーク１０ａ、２０ａを検出するＣＣＤカメラ１６０と、紫外線照射時に加圧ヘッド１４０の上方に移動し、加圧ヘッド１４０の上方から加圧ヘッド１４０を通して、シール材４１に紫外線を照射する紫外線照射部１７０と、この紫外線照射部１７０の内部に配設されていて、紫外線照射時に、後述する発光源８０からの紫外線をシール材４１に向けて反射する全反射ミラーで形成された可動ミラー１７０ａと、紫外線照射部１７０に紫外線を供給する発光源８０とで、その主要部が構成されている。
【００７３】
上記加圧ヘッド１４０は、ほぼ全体がガラス等の透明部材で構成されている。この加圧ヘッド１４０は、下面に対向基板当接面１４０ａが形成されており、さらに、この当接面１４０ａには、図示しない真空吸引孔が形成されている。このように形成された加圧ヘッド１４０は、液晶表示装置１００の製造時、対向基板２０のＴＦＴ基板１０と対向している内面とは反対の外面２０ｂに当接し、真空ポンプにより真空吸引孔（いずれも不図示）を介して対向基板２０を真空吸着し、この状態で対向基板２０を加圧することによって対向基板２０とＴＦＴ基板１０をシール材４１を介して圧着させる役目をする。
【００７４】
図１のステップＳ２４に戻って、よって、対向基板２０を加圧ヘッド１４０に吸着する場合は、加圧ヘッド１４０の基板当接面１４０ａを、複数個の対向基板２０のうち１つの対向基板２０の外面２０ｂに当接させ、次いで、上記基板当接面１４０ａの真空吸引孔を介して真空吸着する。さらに、加圧ヘッド１４０の上方に配設されたＣＣＤカメラ１６０が、ガラスからなる加圧ヘッド１４０を通して、ＴＦＴ基板１０及び対向基板２０のアライメントマーク１０ａ、２０ａを検出することにより画像処理を行い、対向基板２０とＴＦＴ基板１０を貼り合わせる際のアライメントズレを、例えば１μ以内となるよう加圧ヘッド制御手段９０に情報を伝達する。その後ステップＳ２５に移行する。
【００７５】
ステップＳ２５では、加圧ヘッド制御手段９０の動作制御により、加圧ヘッド１４０が、例えば６ｋｇｆ〜８ｋｇｆの荷重で対向基板２０を前記アライメントマーク１０ａ、２０ａがずれないよう位置合わせをしながら加圧し、これによってシール材４１を圧着させてステップＳ２６に移行する。
【００７６】
ステップＳ２６では、上述したように、ＣＣＤカメラ１６０が、ガラスからなる加圧ヘッド１４０を通して、ＴＦＴ基板１０及び対向基板２０のアライメントマーク１０ａ、２０ａを検出することにより画像処理を行い、アライメントズレがないか否かを検出する。アライメントズレがあれば、再度、ＣＣＤカメラ１６０による検出、加圧ヘッド１４０による加圧をアライメントズレが発生しないように行い、アライメントズレがなければ、ステップＳ２７に移行する。
【００７７】
ステップＳ２７では、シール材４１に紫外線を３０〜２００ｍｊ、１０〜３０ｍｗ／ｃｍ２の条件で３〜７ｓｅｃ間一括照射する。つまり、紫外線照射部１７０を加圧ヘッド１４０の上方に移動し、発光源８０で発光された紫外線を、紫外線照射部１７０の内部に配設された可動ミラー１７０ａで反射させ、加圧ヘッド１４０を通して、シール材４１に紫外線を照射する。これにより、紫外線硬化及び熱硬化併用型シール材で構成されたシール材４１の上記ＴＦＴ基板１０及び上記対向基板との仮硬化強度を８Ｎ／ｍｍ以上にする。この処理により、シール材４１は、強固に仮固定されるため、液晶セルが仮硬化の段階でセル厚が変化したり、アライメントにズレが発生することがない。その後、加圧ヘッド１４０の対向基板２０に対する真空吸着を止め、加圧ヘッド制御手段９０の動作制御により、対向基板２０の外面２０ｂから加圧ヘッド１４０を離隔させる。その後、ステップＳ２８に移行する。
【００７８】
ステップＳ２８では、マザーガラス基板上の全てのＴＦＴ基板１０について、対向基板の貼り合わせアライメント、圧着、ＵＶ仮硬化が終了したか否かを判定する。終了していれば、ステップＳ２９に移行する。
【００７９】
ステップＳ２９では、液晶セルを、例えば焼成炉に移動させ、温度１００℃の雰囲気下で３〜７ｈ熱焼成を行い、シール材４１を本硬化させる。このように、シール材４１を本硬化させる場合、チップマウント方式では、複数の液晶セルを同時に本硬化させるバッチ処理を行うことができ、また、シール材４１の仮硬化の段階で、十分な強度を以て仮硬化させる処理を行うため、熱焼成による硬化時間を従来よりも短縮することができるので、高い生産性を実現することができる。
【００８０】
以上述べたように、本発明の液晶表示装置とその製造方法においては、シール材４１を対向基板２０側に設けている。シール材４１をマザーガラス基板に設ける場合には、ＴＦＴ基板１０によってはシール材４１の硬化までに長時間を要することがある。これに対し、本発明では、各対向基板２０に対するシール材４１の形成から貼り合わせ、圧着、アライメント及びＵＶ仮硬化を各素子基板（対向基板）毎に連続して行っており、これらの処理に要する時間は、いずれの対向基板２０についても同様に比較的短時間である。従って、いずれの対向基板２０についてもシール材４１は形成後、比較的短時間でＵＶ仮硬化されることになり、シール材４１が溶け出して配向膜に悪影響を与えることが防止される。これにより、不良の発生を防止し、表示品質、信頼性を向上させることができる。
【００８１】
また、シール材４１に、紫外線硬化及び熱硬化併用型シール材を用いたことにより、１つのシール材で、シール材の仮硬化及び本硬化を行うことができるため、低コストで液晶表示装置を製造することができる。
【００８２】
さらに、シール材４１に対する紫外線照射によるＴＦＴ基板１０及び対向基板２０に対する仮硬化強度は、８Ｎ／ｍｍ以上であるため、仮硬化工程での液晶セルのセル厚、アライメントにズレを発生させることがなく、また、別ステージで圧着する必要もないため、高精度かつ、高い生産性を実現することができる。また、仮硬化が十分な強度であるため、熱焼成によるシール材の本硬化時間を短縮することができる。
【００８３】
また、シール材４１の本硬化は、チップマウント方式により、バッチ処理を行うことができるため、高い生産性を実現することができる。
【００８４】
尚、本実施の形態においては、シール材４１を仮硬化させる工程には、紫外線を前記シール材４１に３０〜２００ｍｊ、１０〜３０ｍｗ／ｃｍ２の条件で３〜７ｓｅｃ間一括照射し、上記シール材の上記素子基板及び上記それに対向する基板との仮硬化強度を８Ｎ／ｍｍ以上としたが、これに限らず、シール材の仮硬化強度を８Ｎ／ｍｍ以上にすることができれば、どのような照射条件で紫外線をシール材に照射させても良いことは勿論である。
【００８５】
また、ＴＦＴ基板を用いた液晶表示装置とその製造方法について示したが、これに限らずＴＦＤ基板に対向して形成される基板に適用しても良い。
【００８６】
さらに、電気光学装置として、液晶表示装置に限らず電気泳動装置等にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施の形態を示す液晶表示装置の製造方法を示すフローチャート、
【図２】 図１の液晶表示装置の複数の画素における各種素子、配線等の等価回路図、
【図３】 図１の液晶表示装置を対向基板側から見た平面図、
【図４】 図３中のＨ−Ｈ'線に沿って切断した断面図、
【図５】 図１の液晶表示装置の要部を詳細に示す断面拡大図、
【図６】 図１の液晶表示装置の製造方法の概略を示した製造工程図、
【図７】 液晶表示装置用製造装置の構成の概略を示す縦断面図。
【符号の説明】
１０…ＴＦＴ基板（素子基板）、２０…対向基板（素子基板に対向する基板）、４１…シール材（紫外線硬化及び熱硬化併用型シール材）、１００…液晶表示装置（電気光学装置）、１４０…加圧ヘッド、２００…液晶表示装置用製造装置

Claims (3)

1. 複数個構成された素子基板と、複数の素子基板に対向する基板の各内面をシール材を介して対向配置させ、内部空間内に液晶を介在させる電気光学装置の製造方法において、
   上記複数の素子基板に対向する基板の内面に、主成分が、エポキシ樹脂とアクリル樹脂で構成されており、上記エポキシ樹脂と上記アクリル樹脂の配合比率は、１〜３：７〜９である紫外線硬化及び熱硬化併用型シール材を設ける工程と、
   上記紫外線硬化及び熱硬化併用型シール材が設けられた上記複数の素子基板に対向する基板を、上記紫外線硬化及び熱硬化併用型シール材を介して、前記素子基板が複数個、構成されたマザー基板上の上記素子基板にそれぞれ高精度に貼り合わせる工程と、
   上記複数の素子基板に対向する基板の外面に加圧ヘッドを当接させ、それぞれ加圧する工程と、
   上記加圧ヘッドの上方から上記加圧ヘッドを通して上記紫外線硬化及び熱硬化併用型シール材に紫外線をそれぞれ一括照射し、同シール材を仮硬化させる工程と、
   上記仮硬化工程後、熱焼成して、同シール材を本硬化させる工程と、
   上記内部空間内に液晶をそれぞれ封入する工程と、
   を具備することを特徴とする電気光学装置の製造方法。
2. 上記紫外線硬化及び熱硬化併用型シール材に紫外線を照射し、同シール材を仮硬化させる工程は、前記紫外線を前記シール材に３０〜２００ｍｊ、１０〜３０ｍｗ／ｃｍ^２の条件で３〜７ｓｅｃ間一括照射し、上記シール材の仮硬化強度を８Ｎ／ｍｍ以上にする工程であることを特徴とする請求項１に記載の電気光学装置の製造方法。
3. 上記シール材を熱焼成して本硬化させる工程は、前記熱焼成を１００℃の条件で３〜７ｈ行う工程であることを特徴とする請求項１に記載の電気光学装置の製造方法。

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