JP4413214B2 - Manufacturing method and manufacturing apparatus for liquid crystal display device - Google Patents
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本発明は液晶表示装置の製造方法及び製造装置に関する。 The present invention relates to a manufacturing method and a manufacturing apparatus for a liquid crystal display device.
液晶表示装置は、第1及び第2の基板と、これらの基板の間に挿入された液晶とからなる。例えば、第1及び第2の基板の一方はTFTを形成したTFT基板であり、他方の基板とカラーフィルタを形成したカラーフィルタ基板である。第1の基板には光硬化性シール剤からなる周辺シールが形成され、周辺シールは第1及び第2の基板を貼り合わせた後で紫外線を照射することにより硬化する。液晶は周辺シールによって取り囲まれた領域に挿入される。 The liquid crystal display device includes first and second substrates and liquid crystal inserted between these substrates. For example, one of the first and second substrates is a TFT substrate on which TFTs are formed, and the other substrate is a color filter substrate on which color filters are formed. A peripheral seal made of a photocurable sealant is formed on the first substrate, and the peripheral seal is cured by irradiating with ultraviolet rays after the first and second substrates are bonded together. The liquid crystal is inserted into the area surrounded by the peripheral seal.
従来の液晶表示装置の製造方法においては、周辺シールに注入孔が設けられ、第1及び第2の基板を貼り合わせた後、液晶は真空チャンバ内で周辺シールに設けた注入孔から注入される。その後、周辺シールの注入孔は塞がされ、第1及び第2の基板からなる液晶パネルは真空チャンバの外部へ取り出され、周辺シールは適切なセルギャップを形成するように加圧される。周辺シールは紫外線の照射により硬化する。 In the conventional method for manufacturing a liquid crystal display device, an injection hole is provided in the peripheral seal, and after the first and second substrates are bonded together, the liquid crystal is injected from the injection hole provided in the peripheral seal in the vacuum chamber. . Thereafter, the injection hole of the peripheral seal is closed, the liquid crystal panel composed of the first and second substrates is taken out of the vacuum chamber, and the peripheral seal is pressurized so as to form an appropriate cell gap. The peripheral seal is cured by irradiation with ultraviolet rays.
特許文献1及び特許文献2は、滴下注入法と呼ばれる液晶表示装置の製造方法を開示している。滴下注入法では、第1の基板に周辺シールを形成し且つ液晶を滴下する。それから、第1の基板と第2の基板とを真空のチャンバ内で加圧して貼り合わせる。それから、第1の基板と第2の基板との加圧を解除し、第1の基板と第2の基板を大気に開放する。周辺シールは紫外線の照射により硬化される。滴下注入法によれば、製造工程が短縮され、液晶表示装置の製造コストを低減することができる。
滴下注入法においては、第1の基板と第2の基板とは真空のチャンバ内で加圧され貼り合わせられる。このために、第1の基板と第2の基板とはそれぞれの支持部材により真空のチャンバ内で支持される。これらの支持部材は上定盤及び下定盤と呼ばれ、液晶が滴下された第1の基板は下定盤に固定され、第2の基板は上定盤に固定される。上定盤は可動であり、上定盤を下定盤に向かって移動させることにより、第1の基板と第2の基板とを真空のチャンバ内で加圧して貼り合わせることができる。 In the dropping injection method, the first substrate and the second substrate are pressed and bonded in a vacuum chamber. Therefore, the first substrate and the second substrate are supported in the vacuum chamber by the respective support members. These supporting members are called an upper surface plate and a lower surface plate, and the first substrate on which the liquid crystal is dropped is fixed to the lower surface plate, and the second substrate is fixed to the upper surface plate. The upper surface plate is movable, and the first substrate and the second substrate can be pressed and bonded in a vacuum chamber by moving the upper surface plate toward the lower surface plate.
第1の基板と第2の基板とをそれぞれ静電チャックにより上定盤及び下定盤に固定する。静電チャックは半導体製造工程で基板保持手段として一般的に使用されている。しかし、静電チャックは液晶表示装置の基板として使用されるガラス基板を吸着するには吸着力が十分でない場合がある。例えば、ガラス基板の表面が静電チャックの表面とぴったりと接触していないと、静電チャックはガラス基板を十分に保持できないことがある。そこで、静電チャックによる吸着と真空による吸着とを併用して、ガラス基板を上定盤及び下定盤に十分に保持させる試みが行われている。 The first substrate and the second substrate are respectively fixed to the upper surface plate and the lower surface plate by an electrostatic chuck. The electrostatic chuck is generally used as a substrate holding means in a semiconductor manufacturing process. However, the electrostatic chuck may not have sufficient adsorption force to attract a glass substrate used as a substrate of a liquid crystal display device. For example, if the surface of the glass substrate is not in close contact with the surface of the electrostatic chuck, the electrostatic chuck may not sufficiently hold the glass substrate. Thus, attempts have been made to sufficiently hold the glass substrate on the upper and lower surface plates by using both electrostatic chucking and vacuum suction.
静電吸着保持と真空吸着保持とを併用する場合、第1の基板と第2の基板とを真空中で加圧して貼り合わせた後、真空チャンバ内で上定盤を下定盤から離れるように動かして加圧を解除し、それから真空のチャンバを大気に開放する。しかし、この場合、基板にかかっていた圧力を真空中で解除すると、周辺シールは圧縮された状態から圧縮力が解除されて引き延ばされた状態になり、周辺シールの形状が不均一になり、液晶のリークやギャップ不良が起きるという問題点があった。 When both electrostatic chucking holding and vacuum chucking holding are used together, pressurize and bond the first substrate and the second substrate in a vacuum, and then move the upper platen away from the lower platen in the vacuum chamber. Move to release pressure and then open the vacuum chamber to atmosphere. However, in this case, when the pressure applied to the substrate is released in a vacuum, the peripheral seal is changed from the compressed state to the extended state by releasing the compression force, and the shape of the peripheral seal becomes uneven. There was a problem that a liquid crystal leak or a gap defect occurred.
本発明の目的は、基板の貼り合わせ時に基板を適切に保持することができる液晶表示装置の製造方法及び製造装置を提供することである。 The objective of this invention is providing the manufacturing method and manufacturing apparatus of a liquid crystal display device which can hold | maintain a board | substrate appropriately at the time of bonding of a board | substrate.
本発明による液晶表示装置の製造装置は、第1及び第2の基板と、前記第1及び第2の基板の間に挿入された液晶と、前記液晶を取り囲むように前記第1及び第2の基板の間に設けられたシールとを有する液晶表示装置の製造装置であって、真空及び大気圧を導入可能なチャンバと、前記チャンバ内において、シールで規定される領域内に液晶が滴下された第1の基板を支持するための第1の支持部材と、前記チャンバ内において、第2の基板を支持するための第2の支持部材と、前記第1の支持部材及び前記第2の支持部材の少なくとも一方に設けられ、前記第1の基板及び前記第2の基板の一方を前記一方の支持部材に固定させるための静電チャックおよび前記静電チャックに設けられた真空吸着通路と、前記真空吸着通路に真空を供給する真空吸着ラインと、前記真空吸着通路と前記チャンバの内部とを流通可能に接続する流通ラインと、を備えている。 An apparatus for manufacturing a liquid crystal display device according to the present invention includes a first substrate, a second substrate, a liquid crystal inserted between the first substrate and the second substrate, and the first and second substrates surrounding the liquid crystal. An apparatus for manufacturing a liquid crystal display device having a seal provided between substrates, wherein a liquid crystal is dropped into a chamber into which a vacuum and atmospheric pressure can be introduced, and a region defined by the seal in the chamber. A first support member for supporting the first substrate; a second support member for supporting the second substrate in the chamber; the first support member and the second support member; An electrostatic chuck for fixing one of the first substrate and the second substrate to the one support member, a vacuum suction passage provided in the electrostatic chuck, and the vacuum Supply vacuum to adsorption passage It includes a vacuum suction line, and a circulation line connecting the can flow and the interior of the vacuum suction passage and the chamber that.
ある実施形態では、前記静電チャックの表面の周辺部に、対応する基板の端をまたぐように溝が設けられる。また、ある実施形態では、前記溝は3辺以上に設けられる。また、ある実施形態では、前記流通ラインは真空吸着ラインに接続されている。 In one embodiment, a groove is provided in the periphery of the surface of the electrostatic chuck so as to straddle the edge of the corresponding substrate. In one embodiment, the groove is provided on three or more sides. In one embodiment, the distribution line is connected to a vacuum suction line.
上記構成によれば、第1の基板と第2の基板とを真空のチャンバ内で加圧して貼り合わせた後、第1の基板と第2の基板とを加圧したままでチャンバを大気に開放するようにしたので、基板にかかっていた圧力を大気圧中で解除することができ、周辺シールの形状が不均一にならない。 According to the above configuration, after the first substrate and the second substrate are pressed and bonded together in a vacuum chamber, the chamber is brought to the atmosphere while the first substrate and the second substrate are pressed. Since it is opened, the pressure applied to the substrate can be released at atmospheric pressure, and the shape of the peripheral seal does not become uneven.
本発明によれば、液晶表示装置を滴下注入法によって確実に且つ安価に製造することができる。 According to the present invention, a liquid crystal display device can be reliably and inexpensively manufactured by a dropping injection method.
以下本発明の実施例について図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は一実施例の液晶表示装置の一方の基板を示す斜視図、図2は図1の基板を含む液晶表示装置の略断面図である。 FIG. 1 is a perspective view showing one substrate of a liquid crystal display device of one embodiment, and FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the liquid crystal display device including the substrate of FIG.
図2において、液晶表示装置10は、第1及び第2の基板12,14と、第1及び第2の基板12,14の間に挿入された液晶16と、液晶16を取り囲むように第1及び第2の基板12,14の間に設けられたシール(周辺シール)18とを有する。液晶表示装置10は、アクティブマトリックス型液晶表示装置であり、一方の基板はTFTを形成したTFT基板であり、他方の基板はカラーフィルタを形成したカラーフィルタ基板である。液晶表示装置10は、滴下注入法によって製造されたものである。
In FIG. 2, the liquid
図1において、液晶16はディスペンサ20から液滴状に第2の基板14上に滴下される。ディスペンサ20は図2の矢印で示されるように移動しながら液晶16を周辺シール18で取り囲まれた領域に滴下する。周辺シール18を形成するシール剤はUV硬化性接着性樹脂またはUVと熱の併用によって硬化する接着性樹脂からなる。そのようなシール剤が第2の基板14に塗布され、後で硬化される。第1の基板12にはスペーサに接着剤をコーティングした接着性スペーサが塗布される。スペースの代わりに支柱を設けてスペース散布工程を省くこともできる。
In FIG. 1, the
図3は本発明による液晶表示装置の製造方法及び製造装置を示す断面図である。図4は図3の上ハウジングを下ハウジングに向かって移動させた状態における図3の製造装置を示す断面図、図5は図4の上定盤を下定盤に向かって移動させた状態における図4の製造装置を示す断面図である。 FIG. 3 is a cross-sectional view showing a method and apparatus for manufacturing a liquid crystal display according to the present invention. 4 is a cross-sectional view showing the manufacturing apparatus of FIG. 3 in a state where the upper housing of FIG. 3 is moved toward the lower housing, and FIG. 5 is a diagram in a state where the upper surface plate of FIG. 4 is moved toward the lower surface plate. It is sectional drawing which shows the manufacturing apparatus of 4.
図3から図5において、液晶表示装置の製造装置22は、チャンバ24を含む。チャンバ24は可動の上ハウジング26と固定の下ハウジング28とからなる。パッキン30が上ハウジング26と下ハウジング28との間に配置され、チャンバ24の内部32が密封された空間になる。
3 to 5, the liquid crystal
チャンバ24は、真空を導入するために真空ポンプ34に接続された真空通路36と、大気圧を導入するためのパージ通路40とを有する。弁38が真空通路36に配置され、弁42がパージ通路40に配置される。パージ通路40は窒素などの不活性ガスをチャンバ24に導入するようになっている。
The
下定盤44は下ハウジング28に設けられ、周辺シール18が形成され、周辺シール18で規定される領域内に液晶16が滴下された第2の基板14を支持する。下定盤44は静電チャック46を含み、静電チャック46は真空吸着通路48を有する。静電チャック46は図示しない公知の電極を有し、その電極に通電することにより発生する静電力によって静電チャック46の上に配置された第2の基板14を固定させる。真空吸着通路48は静電チャック46の表面に開口し、真空源から供給された真空力により静電チャック46の上に配置された第2の基板14を固定させる。
The
上定盤50は上ハウジング26に可動可能に設けられ、第1の基板12を支持する。上定盤50は静電チャック52を含み、静電チャック52は真空吸着通路54を有する。静電チャック52は図示しない公知の電極を有し、その電極に通電することにより発生する静電力によって静電チャック52の下に配置された第1の基板12を固定させる。真空吸着通路54は静電チャック52の表面に開口し、真空源から供給された真空力により静電チャック52の下に配置された第2の基板14を固定させる。
The
さらに、真空吸着ライン56が下定盤44の静電チャック46の真空吸着通路48に接続され、真空吸着通路48に真空を供給する。真空吸着ライン56は弁58を有する。真空吸着ライン56はチャンバ24の内部32を貫通して延びる。真空吸着ライン60が上定盤50の静電チャック52の真空吸着通路54に接続され、真空吸着通路54に真空を供給する。真空吸着ライン60は弁62を有する。真空吸着ライン60はチャンバ24の内部32を貫通して延びる。
Further, the
さらに、同圧ライン64が真空吸着ライン56の弁58の下流側において真空吸着ライン56に接続され、且つチャンバ24の内部32に接続される。同圧ライン64は弁66を有する。同圧ライン68が真空吸着ライン60の弁62の下流側において真空吸着ライン60に接続され、且つチャンバ24の内部32に接続される。同圧ライン68は弁70を有する。
Further, the
図3においては、可動の上ハウジング26は下ハウジング28から離れており、チャンバ24は開放されている。この状態で、第1及び第2の基板12,14が上定盤50の静電チャック52及び下定盤44の静電チャック46にそれぞれ取り付けられる。このとき、真空吸着ライン56,60の弁58,62はともに開かれ、同圧ライン64,68の弁66,70は閉じられている。
In FIG. 3, the movable
静電チャック46,52の真空吸着通路48,54に真空が導入され、第1及び第2の基板12,14は真空吸着力によって静電チャック46,52にそれぞれぴったりと吸着される。同時もしくはその後に、真空チャック46,52の電極には電流が流され、第1及び第2の基板12,14は静電吸着力によって静電チャック46,52に吸着される。真空吸着力がない場合には、第1及び第2の基板12,14の表面が平坦でないと静電吸着力の作用が弱められるが、真空吸着をした上で静電吸着力をするので、第1及び第2の基板12,14は静電チャック46,52に確実に保持される。
A vacuum is introduced into the
図4においては、可動の上ハウジング26は下ハウジング28に押しつけられており、チャンバ24は閉鎖される。第1及び第2の基板12,14が静電チャック46,52に静電吸着された後、あるいは図4の状態になったときに、真空吸着ライン56,60の弁58,62はともに閉じられ、同圧ライン64,68の弁66,70は開かれる。これによって、チャンバ24の内部32の圧力又は真空が真空吸着ライン56,60を通って外部へ逃げることはなく、且つ静電チャック46,52の真空吸着通路48,54とチャンバ24の内部32とが流体流通可能に接続され、これらの部分は同圧になる。第1及び第2の基板12,14が静電チャック46,52に静電吸着された後は、静電チャック46,52の真空吸着通路48,54の圧力は低下しても第1及び第2の基板12,14は静電吸着力によって静電チャック46,52に確実に保持される。
In FIG. 4, the movable
ここで、真空通路36の弁38が開放され、チャンバ24の内部32に真空が導入される。例えば、チャンバ24の内部32は1Pa程度まで排気される。この真空は、第1及び第2の基板12,14の表面に作用するとともに、同圧ライン64,68を通って静電チャック46,52の真空吸着通路48,54にも導入される。従って、第1及び第2の基板12,14の上側及び下側に同じ真空圧力が作用した状態で、第1及び第2の基板12,14は静電吸着力によって静電チャック46,52に保持される。もしも同圧ライン64,68がない場合には、真空通路36からチャンバ24の内部32に導入された真空が第1及び第2の基板12,14の表面に強く作用して、静電吸着力に打ち勝つと、第1及び第2の基板12,14が静電チャック46,52から外れる現象が見られた。
Here, the
次に、図5において、上定盤50が上ハウジング26に対して移動され、下定盤44に向かって移動される。第1の基板12は第2の基板14に向かって押しつけられ、第1の基板12の表面が第2の基板14の周辺シール18に接触し、第1の基板12のスペーサが第2の基板14の表面に対して接触する。最初に粗貼り合わせを行った後、上定盤50を下定盤44に向かって10〜500kg程度の圧力で加圧しながら、微貼り合わせを行う。
Next, in FIG. 5, the
周辺シール18が圧縮され、第1の基板12と第2の基板14との間のセルギャップが適切になると、上定盤50の下定盤44に向かっての運動は停止される。このようにして、第1の基板12と第2の基板14とは真空中で貼り合わせられ、その間に液晶16の中に空気が入らないように液滴状の液晶16は第2の基板14の表面に沿って拡がっていく。
When the
第1の基板12と第2の基板14との貼り合わせが完了したら、静電チャック52への通電を停止し、第1の基板12と第2の基板14の加圧が維持された状態で、パージ通路40の弁42が開放される。窒素などの不活性ガスがパージ通路40を通ってチャンバ24に導入され、チャンバ24は大気に開放される。このとき、同圧ライン68の弁70は開かれ、同圧ライン64の弁66は閉じられる。ただし、同圧ライン64,68の弁66,70はともに開かれている状態にすることもできる。
When the bonding of the
不活性ガスは、第1及び第2の基板12,14の表面に作用するとともに、同圧ライン68を通って静電チャック52の真空吸着通路54にも導入される。静電チャック52の真空吸着通路54には真空が作用する。また、静電チャック46への通電が停止される。
The inert gas acts on the surfaces of the first and
そこで、上定盤50が下定盤44から離れるように移動される。第1の基板12の上側及び下側に同圧ライン64,68を介して同じ体圧力が作用しているので、上定盤50とともに上昇する静電チャック52は第1の基板12からスムーズに離れることができる。もしも第1の基板12の上側に真空が作用していると、第1の基板12が静電チャック52にひきずられ、貼り合わせ不良になる可能性がある。そして、上定盤50が上昇する間、同圧ライン64の弁66は閉じられているので、第2の基板14の下側に真空が作用し、第2の基板14(すなわち液晶パネル)は下定盤44の静電チャック46に保持される。
Therefore, the
上定盤50の移動が完了したら、同圧ライン64の弁66は開かれる。そして、上ハウジング26が下ハウジング28から離れるように移動され、チャンバ24が開放される。その後で、周辺シール18に紫外線を照射して、周辺シール18を硬化させる。
When the movement of the
なお、上記したように、第1の基板12と第2の基板14との貼り合わせが完了した後で、チャンバ24が真空状態にあるときに、第1の基板12と第2の基板14の加圧を解除すると、周辺シール18の形状が不均一になり、液晶のリークやギャップ不良が起きるという問題点がある。図6はこの場合の周辺シール18の例を示す図である。周辺シール18の端部A,Bは正常であるが、周辺シール18の中間部分Cは周辺シール18は圧縮された状態圧縮力が解除されて引き延ばされたから上に引き延ばされた状態になり、局部的に細くなった部分が見られる。本発明では、第1の基板12と第2の基板14の加圧を維持したままで、大気圧に戻し、大気圧の状態で加圧を解除しているので、周辺シール18の形状が極端に悪くなるのを防止することができる。
Note that, as described above, when the
図7は他の例の静電チャックの例を示す図である。静電チャック52の表面の周辺部には対応する第1の基板12の端をまたぐように溝72が設けられる。図7においては、溝72は四角形の静電チャック52の辺に垂直に、静電チャック52の辺に平行な方向に列をなして形成されている。こうすれば、真空排気時に静電チャック52と第1の基板12との間にある空気溜まりをなくすことができる。また、パージ(大気開放)時に静電チャック52と第1の基板12との間に不活性ガスが入るため、静電チャック52からの第1の基板12の剥離を助けることができる。
FIG. 7 is a diagram showing an example of another example of the electrostatic chuck. A groove 72 is provided on the periphery of the surface of the
以上説明したように、本発明によれば、液晶表示装置を滴下注入法によって確実に且つ安価に製造することができる。 As described above, according to the present invention, the liquid crystal display device can be reliably and inexpensively manufactured by the dropping injection method.
10 液晶表示装置
12、14 基板
16 液晶
18 周辺シール
22 製造装置
24 チャンバ
36 真空通路
38 パージ通路
44 下定盤
46 静電チャック
48 真空吸着通路
50 上定盤
52 静電チャック
54 真空吸着通路
56 真空吸着ライン
60 真空吸着ライン
64 同圧ライン
68 同圧ライン
72 溝
DESCRIPTION OF
Claims (4)
真空及び大気圧を導入可能なチャンバと、
前記チャンバ内において、シールで規定される領域内に液晶が滴下された第1の基板を支持するための第1の支持部材と、
前記チャンバ内において、第2の基板を支持するための第2の支持部材と、
前記第1の支持部材及び前記第2の支持部材の少なくとも一方に設けられ、前記第1の基板及び前記第2の基板の一方を前記一方の支持部材に固定させるための静電チャックおよび前記静電チャックに設けられた真空吸着通路と、
前記真空吸着通路に真空を供給する真空吸着ラインと、
前記真空吸着通路と前記チャンバの内部とを流通可能に接続する流通ラインと、を備えた液晶表示装置の製造装置。 A first and second substrate; a liquid crystal inserted between the first and second substrates; and a seal provided between the first and second substrates so as to surround the liquid crystal. An apparatus for manufacturing a liquid crystal display device,
A chamber capable of introducing vacuum and atmospheric pressure;
A first support member for supporting a first substrate in which liquid crystal is dropped in an area defined by a seal in the chamber;
A second support member for supporting the second substrate in the chamber;
An electrostatic chuck provided on at least one of the first support member and the second support member for fixing one of the first substrate and the second substrate to the one support member, and the static A vacuum suction passage provided in the electric chuck;
A vacuum suction line for supplying a vacuum to the vacuum suction passage;
An apparatus for manufacturing a liquid crystal display device, comprising: a distribution line that connects the vacuum suction passage and the inside of the chamber so as to allow distribution.
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