JP7346911B2

JP7346911B2 - 液晶デバイスの製造装置及び液晶デバイスの製造方法

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Inventors: 信司太田
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Description

本発明は、液晶デバイスの製造装置及び液晶デバイスの製造方法に関する。

液晶デバイスは、表示装置及び光スイッチング装置等に用いられている。液晶デバイスは、照射された照明光を画素ごとに光変調して画像光を生成したり、液晶の屈折率を調整して信号光の波面を変化させたりする。特許文献１には液晶デバイスの製造方法の一例が記載されている。

特開２００１－９１９３１号公報

半導体基板とガラス基板とを貼り合わせて構造体を作製し、その構造体を液晶デバイス単位で分断することによって複数の液晶デバイスを同時に作製する一括貼り合わせ方法がある。一括貼り合わせ方法では、半導体基板に不良領域が存在すると不良領域に対応する液晶デバイスは不良品となる。即ち、一括貼り合わせ方法では、半導体基板に不良領域がある場合には不良品の液晶デバイスも作製することになる。

半導体基板を分断して良品の駆動基板を選別し、ガラス基板を分断して対向基板を作製し、良品の駆動基板と対向基板とを貼り合わせることにより、良品の液晶デバイスを効率よく作製することができる。

しかしながら、液晶デバイス単位でそれぞれ分断された駆動基板と対向基板とを貼り合わせるため、一括貼り合わせ方法と比較して、駆動基板と対向基板とを、互いに平行になるように効率よく貼り合わせることは困難である。そのため、駆動基板と対向基板との間隙に相当するセルギャップの面内ばらつきが大きくなり、液晶デバイスの性能を悪化させる要因となる。

ところで、特許文献１に記載されている液晶デバイスは、駆動基板よりもガラス基板よりなる対向基板の方が小さい。複数の駆動基板と複数の対向基板とを平行に貼り合わせて、対向基板が駆動基板より小さい構成を有する複数の液晶デバイスを同時に作製することができる液晶デバイスの製造装置及び液晶デバイスの製造方法が求められる。

本発明は、複数の駆動基板と複数の対向基板とを平行に貼り合わせて、対向基板が駆動基板より小さい構成を有する複数の液晶デバイスを同時に作製することができる液晶デバイスの製造装置及び液晶デバイスの製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、複数の開口部が形成され、各開口部の端部には、複数の画素が形成された画素領域を有する駆動基板を位置決めして保持する段部が形成され、前記各開口部の前記段部に前記駆動基板を位置決めして保持することにより、複数の前記駆動基板を保持する基板保持プレートと、前記基板保持プレートの下方に配置され、前記各開口部と対向する位置に光透過性を有する対向基板を保持することにより、複数の前記対向基板を保持するステージと、前記基板保持プレート上に保持されている複数の前記駆動基板上に配置された加重部材と、前記ステージと前記基板保持プレートとを互いに接近または離隔させるように、前記ステージまたは前記基板保持プレートを駆動する駆動部と、前記駆動部によって前記ステージと前記基板保持プレートとを互いに接近または離隔させるよう、前記駆動部を制御する制御部と、前記基板保持プレート、前記ステージ、及び前記加重部材を収容するチャンバと、前記チャンバの外部に配置されている光源とを備え、前記対向基板には、前記対向基板と対向する前記駆動基板の前記画素領域を囲う位置にシール材が塗布され、前記対向基板上には液晶が滴下され、前記制御部が前記ステージと前記基板保持プレートとを互いに接近させるよう前記駆動部を制御すると、前記対向基板が前記開口部を挿通して前記駆動基板に接近することにより、前記駆動基板と前記対向基板とが貼り合わされるように構成され、前記ステージは、前記光源より照射された光を透過させる光透過性を有し、前記チャンバは、前記光源より照射された光を透過させる光透過部を有し、前記光源は、前記光透過部、前記ステージ、及び前記対向基板を介して、前記シール材に前記シール材を硬化させる光を照射する液晶デバイスの製造装置を提供する。

本発明は、チャンバ内に収容されている基板保持プレートであり、複数の開口部が形成され、各開口部の端部に、複数の画素が形成された画素領域を有する駆動基板を位置決めして保持する段部が形成されている前記基板保持プレートの前記各開口部に前記駆動基板を配置し、前記チャンバ内に収容されている光透過性を有するステージであり、前記基板保持プレートの下方に配置されている前記ステージ上の前記各開口部と対向する位置に、光透過性を有する対向基板を配置し、各対向基板上に液晶を滴下し、各対向基板上の前記駆動基板の前記画素領域を囲う位置にシール材を塗布し、前記チャンバ内で、前記基板保持プレート上に配置されている複数の前記駆動基板上に加重部材を配置して、複数の前記駆動基板に対して加重し、前記ステージまたは前記基板保持プレートを駆動して、前記ステージと前記基板保持プレートとを互いに接近させ、各対向基板を前記開口部を挿通させて各駆動基板に接近させることによって、前記各駆動基板と前記各対向基板とを前記液晶及び前記シール材を介して貼り合わせ、前記チャンバの外部に配置されている光源によって、前記チャンバに設けられている光透過部、前記ステージ、及び前記対向基板を介して、前記シール材に前記シール材を硬化させる光を照射することにより前記シール材を硬化させて、複数の液晶デバイスを作製する液晶デバイスの製造方法を提供する。

本発明の液晶デバイスの製造装置及び液晶デバイスの製造方法によれば、複数の駆動基板と複数の対向基板とを平行に貼り合わせて、対向基板が駆動基板より小さい構成を有する複数の液晶デバイスを同時に作製することができる。

一実施形態の液晶デバイスの製造装置を示す構成図である。一実施形態の液晶デバイスの第１の構成例を示す平面図である。図２のＡ－Ａで切断した断面図である。図２のＢ－Ｂで切断した断面図である。対向基板に設けられている透明電極と駆動基板との電気的な接続を示す図２の部分拡大図である。対向基板に設けられている透明電極と駆動基板との電気的な接続を示す図４の部分拡大図である。一実施形態の液晶デバイスの第２の構成例を示す平面図である。一実施形態の液晶デバイスの第３の構成例を示す平面図である。厚さまたは重さが異なる複数の加重部材から選択された加重部材を用いて加重しながら、駆動基板と対向基板とを貼り合わせている状態を示す部分断面図である。複数の加重部材から選択的に組み合わされた複数の加重部材を用いて加重しながら、駆動基板と対向基板とを貼り合わせている状態を示す部分断面図である。一実施形態の液晶デバイスの製造方法を示すフローチャートである。一実施形態の液晶デバイスの製造装置によって、遮光マスクによって画素領域に紫外線が照射されないようにして、赤色用液晶デバイス、緑色用液晶デバイス、及び青色用液晶デバイスを作製したときの、画像の明るさの経時変化を概念的に示す特性図である。一実施形態の液晶デバイスの製造装置によって、遮光マスクによって画素領域に紫外線が照射されないようにして、赤色用液晶デバイス及び緑色用液晶デバイスを作製し、画素領域に紫外線が照射されるようにして、青色用液晶デバイスを作製したときの、画像の明るさの経時変化を概念的に示す特性図である。遮光マスクを取り外した一実施形態の液晶デバイスの製造装置を示す構成図である。

図１を用いて、一実施形態の液晶デバイスの製造装置を説明する。以下、液晶デバイスの製造装置を単に製造装置とする。製造装置１は、光源２と、基板貼り合わせ部３と、制御部４とを備える。制御部４は、設定されたプログラムまたはオペレータからの指示情報に基づいて光源２及び基板貼り合わせ部３を制御する。制御部４としてコンピュータ機器またはＣＰＵ（Central Processing Unit）を用いてもよい。

基板貼り合わせ部３は、チャンバ１０と、減圧駆動部１１と、ステージ２０と、ステージ駆動部２１と、プレート保持部３０とを有する。チャンバ１０は、チャンバ本体１２と、蓋１３と、光透過部１４とを有する。ステージ２０及びプレート保持部３０はチャンバ１０に収容されている。減圧駆動部１１として真空ポンプを用いてもよい。ステージ２０及び光透過部１４は光透過性を有する。具体的には、ステージ２０及び光透過部１４は紫外線を透過する。ステージ２０及び光透過部１４として石英ガラス板を用いてもよい。

制御部４は、基板貼り合わせ部３を制御することにより、蓋１３を開閉することができる。制御部４は、蓋１３をチャンバ本体１２に密着させることにより、チャンバ１０内を密閉することができる。なお、オペレータが蓋１３を開閉してもよい。チャンバ１０内が密閉された状態において、制御部４は、減圧駆動部１１を駆動させることにより、チャンバ１０内を減圧することができる。

図２～図４を用いて、製造装置１によって製造される液晶デバイスの第１の構成例を説明する。図２は、一実施形態の液晶デバイス１００を対向基板側から見た状態を示している。図３は液晶デバイス１００を図２のＡ－Ａで切断した断面図、図４は液晶デバイス１００を図２のＢ－Ｂで切断した断面図である。

第１の構成例の液晶デバイス１００は、駆動基板１１０と、対向基板１０３と、シール材１０２と、液晶１０１とを備える。例えば半導体プロセスにより作製された半導体基板を目的のサイズに切断することにより、複数の駆動基板１１０を同時に作製することができる。対向基板１０３は光透過性を有する。例えばガラス基板を目的のサイズに切断することにより、複数の対向基板１０３を同時に作製することができる。

駆動基板１１０は、複数の画素が形成された画素領域１１１を有する。駆動基板１１０は、複数の端面ＥＦ１１０ａ～ＥＦ１１０ｄを有する。複数の端面ＥＦ１１０ａ～ＥＦ１１０ｄは、それぞれ、連続して切断された形状を有する切断面である。端面ＥＦ１１０ａは第１の方向における端面であり、端面ＥＦ１１０ｂは第１の方向とは反対側の第２の方向における端面である。端面ＥＦ１１０ｃは第３の方向における端面であり、端面ＥＦ１１０ｄは第３の方向とは反対方向の第４の方向における端面である。

第１及び第２の方向は、例えば駆動基板１１０の長手方向であり、図２の左右方向である。第３及び第４の方向は、例えば駆動基板１１０の短手方向であり、図２の上下方向である。第１及び第２の方向と第３及び第４の方向とは互いに直交する。駆動基板１１０の短手方向を第１及び第２の方向とし、駆動基板１１０の長手方向を第１及び第２の方向としてもよい。

図２に示す駆動基板１１０において、端面ＥＦ１１０ａは左側の端面であり、端面ＥＦ１１０ｂは右側の端面であり、端面ＥＦ１１０ｃは下側の端面であり、端面ＥＦ１１０ｄは上側の端面である。

対向基板１０３は、複数の端面ＥＦ１０３ａ～ＥＦ１０３ｄを有する。複数の端面ＥＦ１０３ａ～ＥＦ１０３ｄは、それぞれ、連続して切断された形状を有する切断面である。端面ＥＦ１０３ａは第１の方向における端面であり、端面ＥＦ１０３ｂは第２の方向における端面である。端面ＥＦ１０３ｃは第３の方向における端面であり、端面ＥＦ１０３ｄは第４の方向における端面である。図２に示す対向基板１０３において、端面ＥＦ１０３ａは左側の端面であり、端面ＥＦ１０３ｂは右側の端面であり、端面ＥＦ１０３ｃは下側の端面であり、端面ＥＦ１０３ｄは上側の端面である。

駆動基板１１０において、端面ＥＦ１１０ａは対向基板１０３の端面ＥＦ１０３ａよりも外側に位置し、端面ＥＦ１１０ｂは対向基板１０３の端面ＥＦ１０３ｂよりも外側に位置している。駆動基板１１０は、対向基板１０３よりも第１の方向に突出する領域ＲＧ１１０ａ（第１の領域）と、対向基板１０３よりも第２の方向に突出する領域ＲＧ１１０ｂ（第２の領域）とを有する。

駆動基板１１０において、端面ＥＦ１１０ｃは対向基板１０３の端面ＥＦ１０３ｃよりも外側に位置し、端面ＥＦ１１０ｄは対向基板１０３の端面ＥＦ１０３ｄよりも外側に位置している。駆動基板１１０は、対向基板１０３よりも第３の方向に突出する領域ＲＧ１１０ｃ（第３の領域）と、対向基板１０３よりも第４の方向に突出する領域ＲＧ１１０ｄ（第４の領域）とを有する。領域ＲＧ１１０ｃ及びＲＧ１１０ｄを第１及び第２の領域とし、領域ＲＧ１１０ａ及びＲＧ１１０ｂ第３及び第４の領域としてもよい。

駆動基板１１０は、複数の端子が配列している、複数の端子群１１２ａ～１１２ｄを有する。端子群１１２ａ（第１の端子群）は、駆動基板１１０上において端面ＥＦ１１０ａの近傍の領域（端面ＥＦ１１０ａ側の領域）である領域ＲＧ１１０ａに形成されている。端子群１１２ｂ（第２の端子群）は、駆動基板１１０上において端面ＥＦ１１０ｂの近傍の領域（端面ＥＦ１１０ｂ側の領域）である領域ＲＧ１１０ｂに形成されている。

端子群１１２ｃ（第３の端子群）は、駆動基板１１０上において端面ＥＦ１１０ｃの近傍の領域（端面ＥＦ１１０ｃ側の領域）である領域ＲＧ１１０ｃに形成されている。端子群１１２ｄ（第４の端子群）は、駆動基板１１０上において端面ＥＦ１１０ｄの近傍の領域（端面ＥＦ１１０ｄ側の領域）である領域ＲＧ１１０ｄに形成されている。端子群１１２ｃ及び１１２ｄを第１及び第２の端子群とし、端子群１１２ａ及び端子群１１２ｂを第３及び第４の端子群としてもよい。

端子群１１２ａ～１１２ｄは、液晶デバイス１００に制御信号を供給する端子、液晶デバイス１００にタイミング信号を供給する端子、画素領域１１１の各画素に印加電圧を供給する端子、液晶デバイス１００よりデータ信号を出力する端子を含む。

シール材１０２は、画素領域１１１よりも外側の領域に配置され、かつ、画素領域１１１を囲うように画素領域１１１の外周に沿って環状に配置されている。駆動基板１１０と対向基板１０３とは、画素領域１１１が対向基板１０３と対向するようにしてシール材１０２により間隙を有して貼り合わされている。液晶１０１は、駆動基板１１０と対向基板１０３との間隙に充填され、シール材１０２によって封止されている。

図２～図４では図示が省略されているが、対向基板１０３に設けられている透明電極と、駆動基板１１０とに間は、電気的に接続されている。図２及び図４それぞれの部分拡大図である図５及び図６に示すように、駆動基板１１０には、接続パッド１１５が設けられている。対向基板１０３の駆動基板１１０と対向する側の面上の接続パッド１１５と対向する位置に導通材１０５が配置されている。

典型的には、導通材１０５は、シリカ粒に金または銀をコーティングした粒子をシール材に混ぜることによって構成される。粒子の粒径は、駆動基板１１０と対向基板１０３との間の液晶１０１の厚み、即ち、シール材１０２の厚みよりわずかに大きい。後述する製造装置１による駆動基板１１０と対向基板１０３と貼り合わせによって導通材１０５が加圧され、導通材１０５が接続パッド１１５と対向基板１０３の透明電極との双方に食い込み、透明電極と駆動基板１１０とが電気的に接続される。なお、導通材１０５と接続パッド１１５とによる接続部の数及び位置は任意である。

図７及び図８は、それぞれ、液晶デバイス１００の第２及び第３の構成例を示している。図２に示す液晶デバイス１００と同じ構成部には同じ符号を付す。図７に示すように、第２の構成例の液晶デバイス１００は、それぞれ端子群１１２ａ及び１１２ｂが形成された領域ＲＧ１１０ａ及びＲＧ１１０ｂを有する。図８に示すように第３の構成例の液晶デバイス１００は、それぞれ端子群１１２ｃ及び１１２ｄが形成された領域ＲＧ１１０ｃ及びＲＧ１１０ｄを有する。

即ち、図７に示すように、製造装置１によって製造される液晶デバイス１００は、少なくとも、対向基板１０３よりも第１の方向に突出して、端子群１１２ａが形成された領域ＲＧ１１０ａと、対向基板１０３よりも第２の方向に突出して、端子群１１２ｂが形成された領域ＲＧ１１０ｂとを有する。または、図８に示すように、製造装置１によって製造される液晶デバイス１００は、対向基板１０３よりも第３の方向に突出して、端子群１１２ｃが形成された領域ＲＧ１１０ｃと、対向基板１０３よりも第４の方向に突出して、端子群１１２ｄが形成された領域ＲＧ１１０ｄとを有する。

上記のように、端子群１１２ｃが形成された領域ＲＧ１１０ｃが突出している方向を第１の方向、端子群１１２ｄが形成された領域ＲＧ１１０ｄが突出している方向を第２の方向としてもよい。端子群１１２ａが形成された領域ＲＧ１１０ａが突出している方向を第３の方向、端子群１１２ｂが形成された領域ＲＧ１１０ｂが突出している方向を第４の方向としてもよい。

図１に示すように、ステージ２０は、複数の対向基板１０３を位置決めして保持する複数の凹部２２を有する。ステージ２０は、複数の対向基板１０３を複数の凹部２２によって位置決めし、着脱自在に保持する。遮光マスク４０は、凹部２２の底面に配置されている。凹部２２の底面の所定の領域にクロム等の遮光膜を形成することにより、遮光マスク４０を形成することができる。

対向基板１０３は、対向基板１０３上に所定量の液晶１０１が滴下され、シール材１０２が塗布された状態で、ステージ２０に保持される。シール材１０２として紫外線硬化型の樹脂を用いてもよい。

プレート保持部３０はチャンバ本体１２に固定されている。プレート保持部３０は、基板保持プレート３１を、ステージ２０と平行になるように保持する。基板保持プレート３１は、ステージ２０の複数の凹部２２と対向する位置に複数の開口部３２を有する。開口部３２は、対向基板１０３を挿通可能な大きさを有する。

基板保持プレート３１は、各開口部３２に、駆動基板１１０を位置決めして保持する段部３３（図９または図１０参照）を有する。段部３３は、開口部３２の端部に形成されている。駆動基板１１０は、領域ＲＧ１１０ａ（または領域ＲＧ１１０ｃ）、及び、領域ＲＧ１１０ｂ（または領域ＲＧ１１０ｄ）が段部３３によって保持される。基板保持プレート３１は、複数の駆動基板１１０を複数の開口部３２における各段部３３によって位置決めし、着脱自在に保持する。即ち、プレート保持部３０は、基板保持プレート３１を介して複数の駆動基板１１０を保持する。

基板保持プレート３１には、検査により良品と判定された駆動基板１１０のみが保持される。駆動基板１１０は、画素領域１１１が対向基板１０３と対向するように基板保持プレート３１に保持される。

液晶１０１は、対向基板１０３上において画素領域１１１の中心部に対応する位置に滴下されている。シール材１０２は、画素領域１１１を囲うよう画素領域１１１の外周部に対応する位置に、対向基板１０３上に環状に塗布されている。

複数の対向基板１０３がステージ２０に保持され、複数の駆動基板１１０が保持された基板保持プレート３１がプレート保持部３０に保持されている状態では、複数の駆動基板１１０と複数の対向基板１０３とは、互いに平行で、かつ、対向して位置決めされる。基板保持プレート３１がプレート保持部３０に保持されている状態において、制御部４は、ステージ駆動部２１を制御することにより、ステージ２０を基板保持プレート３１に接近させたり離隔させたりすることができる。

複数の対向基板１０３がステージ２０に保持され、複数の駆動基板１１０が保持された基板保持プレート３１がプレート保持部３０に保持されている状態において、遮光マスク４０は、画素領域１１１に対応する範囲を含む領域に配置されている。

加重部材５０は、複数の駆動基板１１０上に配置される。加重部材５０は金属板で構成されている。加重部材５０として定盤を用いてもよい。加重部材５０は、駆動基板１１０と対向する面が平坦となっている。製造装置１は、加重部材５０を複数の駆動基板１１０上に移動させたり退避させたりする搬送機構を備えていてもよく、オペレータが上記の搬送を実行してもよい。

図９に示すように、厚さｔ５０または重さが互いに異なる複数の加重部材５０を準備し、複数の加重部材５０から選択された加重部材５０を複数の駆動基板１１０上に配置してもよい。製造装置１は、設定されたプログラムまたはオペレータからの指示情報に基づいて、複数の加重部材５０から目的の厚さまたは重さを有する加重部材５０を選択する。製造装置１は、選択された加重部材５０を複数の駆動基板１１０上に移動させたり退避させたりする搬送機構を備えていてもよく、オペレータが上記の搬送を実行してもよい。

図１０に示すように、複数の加重部材５０を準備し、複数の加重部材５０から選択的に組み合わされた任意の数の加重部材５０を複数の駆動基板１１０上に配置してもよい。図１０は３つの加重部材５０が複数の駆動基板１１０上に配置されている状態を示している。設定されたプログラムまたはオペレータからの指示情報に基づいて、製造装置１は、複数の加重部材５０から設定された数の加重部材５０を選択する。製造装置１は、選択された数または組み合わせの加重部材５０を複数の駆動基板１１０上に積み重なるように移動させたり退避させたりする搬送機構を備えていてもよく、オペレータが上記の搬送を実行してもよい。

図１１に示すフローチャートを用いて、一実施形態の液晶デバイスの製造方法を説明する。図１に示すように、複数の対向基板１０３は、ステージ２０の複数の凹部２２に保持されている。複数の駆動基板１１０は、画素領域１１１が対向基板１０３と対向するように、基板保持プレート３１の複数の段部３３に保持されている。基板保持プレート３１はプレート保持部３０に保持されている。

図１に示すように、遮光マスク４０は、画素領域１１１に対応して、ステージ２０の凹部２２の底面に配置されている。複数の駆動基板１１０上には、設定された厚さ、設定された重さ、または設定された数の加重部材５０が配置されている。加重部材５０と複数の駆動基板１１０とは面接触している。

チャンバ１０内が密閉されている状態において、制御部４は、ステップＳ１にて、減圧駆動部１１を制御することにより、チャンバ１０内を減圧する。チャンバ１０内が減圧されている状態において、制御部４は、ステップＳ２にて、ステージ駆動部２１を制御することにより、ステージ２０を初期位置から所定の位置へ移動（図１では上方向へ移動）させて、ステージ２０と基板保持プレート３１とを互いに接近させる。すると、各対向基板１０３は開口部３２を挿通して各駆動基板１１０に接近し、各駆動基板１１０と各対向基板１０３とが液晶１０１及びシール材１０２を介して貼り合わされる。

ステージ２０は加熱部を有していてもよい。制御部４は、加熱部を制御することにより、対向基板１０３を所定の温度範囲内に加熱してもよい。対向基板１０３を加熱することによって液晶１０１の粘度が低下して液晶１０１が平坦化することにより、シール材１０２を液晶１０１よりも先に駆動基板１１０に接触させることができる。

図９及び図１０は、駆動基板１１０と対向基板１０３とがシール材１０２及び液晶１０１を介して貼り合わされた状態を示している。駆動基板１１０はステージ２０（対向基板１０３）によって押し上げられ、基板保持プレート３１からわずかに離隔した状態となる。これにより、駆動基板１１０には加重部材５０の重力が加わる。加重部材５０の厚さ、重さ、または数に応じて駆動基板１１０に対する加重の程度を変えることができる。駆動基板１１０に対する加重の程度を調整することにより、駆動基板１１０と対向基板１０３と間隔（セルギャップ）を調整することができる。

加重部材５０と複数の駆動基板１１０とが面接触した状態で、複数の駆動基板１１０に加重部材５０の重力が加わるため、加重部材５０を用いない場合と比較して、セルギャップの面内分布を向上させることができる。また、複数の駆動基板１１０に対する加重の程度を調整することにより、セルギャップの面内分布を向上させることができる。

制御部４は、ステップＳ３にて、減圧駆動部１１を制御してチャンバ１０内を減圧状態から大気圧状態にする。なお、制御部４が減圧駆動部１１を停止させ、オペレータがチャンバ１０内を大気圧状態にしてもよい。

チャンバ１０内が大気圧状態で、かつ、複数の駆動基板１１０に加重部材５０の重力が加わっている状態で、制御部４は、ステップＳ４にて、光源２を制御することにより、光源２から所定の波長帯を有する光（例えば紫外線ＵＶ）を基板貼り合わせ部３に向けて照射する。紫外線ＵＶは、光透過部１４、ステージ２０、及び対向基板１０３を透過してシール材１０２に照射される。なお、駆動基板１１０の画素領域１１１は、遮光マスク４０によって遮光されているため、紫外線ＵＶは画素領域１１１には照射されない。

シール材１０２は紫外線ＵＶによって硬化するため、製造装置１は、加重部材５０によって目的のセルギャップで、かつ、目的の面内分布にセルギャップが調整された状態で、駆動基板１１０と対向基板１０３とをシール材１０２によって貼り合わせることができる。液晶１０１は、駆動基板１１０と対向基板１０３との間隙に充填され、シール材１０２によって封止される。これにより、図２、図７、または図８に示すような液晶デバイス１００を同時に複数作製することができる。

制御部４は、ステップＳ５にて、光源２を制御して紫外線ＵＶの照射を停止させる。さらに制御部４は、基板貼り合わせ部３を制御することにより、蓋１３を開ける。なお、オペレータが蓋１３を開けてもよい。オペレータがチャンバ１０内から加重部材５０と複数の液晶デバイス１００を取り出した後、制御部４は、ステップＳ６にて、ステージ２０を所定の位置から初期位置へ移動（図１では下方向へ移動）させる。製造装置１は、駆動基板１１０と対向基板１０３との貼り合わせ処理を終了する。なお、ステップＳ１～Ｓ６のうちの少なくともいずれかのステップ、またはそのステップの一部の処理をオペレータが実行してもよい。

本実施形態の液晶デバイスの製造装置及び製造方法によれば、上記のステップＳ１～Ｓ６により、駆動基板１１０と対向基板１０３とがシール材１０２によって貼り合わされ、液晶１０１が駆動基板１１０と対向基板１０３との間隙に充填され、かつ、シール材１０２によって封止される。本実施形態の液晶デバイスの製造装置及び製造方法によれば、目的のセルギャップで、かつ、目的の面内分布にセルギャップが調整された複数の液晶デバイス１００を同時に作製することができる。従って、本実施形態の液晶デバイスの製造装置及び製造方法によれば、複数の駆動基板１１０と複数の対向基板１０３とを平行に貼り合わせて複数の液晶デバイス１００を同時に作製することができる。

本実施形態の液晶デバイスの製造装置及び製造方法によれば、複数の駆動基板１１０を保持する基板保持プレート３１が上方、複数の対向基板１０３を保持するステージ２０が下方に配置されている。従って、本実施形態の液晶デバイスの製造装置及び製造方法によれば、対向基板１０３が駆動基板１１０より小さい構成を有する複数の液晶デバイス１００を同時に作製することができる。

本実施形態の液晶デバイス１００は、駆動基板１１０における対向基板１０３よりも第１の方向に突出する第１の領域に第１の端子群が形成され、第１の方向とは反対側の第２の方向に突出する第２の領域に第２の端子群が形成されている。好ましくは、液晶デバイス１００は、第１及び第２の端子群に加えて、第１の方向と直交する第３の方向に突出する第３の領域に第３の端子群が形成され、第３の方向とは反対側の第４の方向に突出する第４の領域に第４の端子群が形成されている。液晶デバイス１００は、対向基板１０３が駆動基板１１０より小さい構造に好適な端子構造を有する。

液晶デバイス１００を表示装置に用いた場合、液晶デバイス１００は、照射された照明光を画素ごとに光変調して画像光を生成する。表示装置は画像光をスクリーン等へ投射することにより、画像を表示する。図１２及び図１３は、画像の明るさの経時変化を概念的に示している。

図１２及び図１３において符号Ｒ１及びＲ２で示す線は、赤色照明光が液晶デバイス１００（赤色用液晶デバイス）に照射された場合の画像（赤色画像）の明るさの経時変化の一例を示している。符号Ｇ１及びＧ２で示す線は、緑色照明光が液晶デバイス１００（緑色用液晶デバイス）に照射された場合の画像（緑色画像）の明るさの経時変化の一例を示している。符号Ｂ１及びＢ２で示す線は、青色照明光が液晶デバイス１００（青色用液晶デバイス）に照射された場合の画像（青色画像）の明るさの経時変化の一例を示している。

図１２は、赤色用液晶デバイス、緑色用液晶デバイス、及び青色用液晶デバイスを作製するときに、遮光マスク４０を用いた場合の赤色画像、緑色画像、及び青色画像の明るさＲ１、Ｇ１、及びＢ１の経時変化の一例を示している。時刻ｔ１（例えば出荷時点）において、赤色用液晶デバイス、緑色用液晶デバイス、及び青色用液晶デバイスは、赤色画像、緑色画像、及び青色画像の明るさが同じになるように調整されている。一般的に、時刻ｔ１から所定の時間が経過した後の時刻ｔ２では、青色画像の明るさＢ１は、赤色画像及び緑色画像の明るさＲ１及びＧ１と比較して暗くなる。そのため、時刻ｔ２では、時刻ｔ１と比較して、画像のホワイトバランスが悪化する。

図１３は、赤色用液晶デバイス及び緑色用液晶デバイスを作製するときに遮光マスク４０を用い、青色用液晶デバイスを作製するときに遮光マスク４０を用いない場合の赤色画像、緑色画像、及び青色画像の明るさＲ２、Ｇ２、及びＢ２の経時変化の一例を示している

図１４は、ステージ２０に遮光マスク４０を配置していない構成の製造装置１を示している。青色用液晶デバイスを作製する場合には、図１に示すステージ２０に遮光マスク４０を配置した構成の製造装置１の代わりに、図１４に示すステージ２０に遮光マスク４０を配置していない構成の製造装置１を用いるのがよい。青色用液晶デバイスを作製する場合、図１４に示す製造装置１は、ステップＳ４にて、紫外線ＵＶを画素領域１１１上の液晶１０１に照射することにより、青色画像の明るさＢ２が経時的に安定した青色用液晶デバイスを作製することができる。

図１３に示すように、時刻ｔ１（例えば出荷時点）において、赤色用液晶デバイス、緑色用液晶デバイス、及び青色用液晶デバイスは、赤色画像、緑色画像、及び青色画像の明るさが同じになるように調整されている。青色画像の明るさＢ２は経時的に安定しているため、時刻ｔ２における赤色画像の明るさＲ２と緑色画像の明るさＧ２と青色画像の明るさＢ２との経時変化によるばらつきを低減することができる。これにより、時刻ｔ２における画像のホワイトバランスの悪化を抑制することができる。

製造装置１を、ステージ２０から遮光マスク４０を着脱自在に構成してもよい。この場合、赤色用液晶デバイス及び緑色用液晶デバイスを作製するときには、ステージ２０に遮光マスク４０を装着した状態で液晶デバイス１００を作製する。青色用液晶デバイスを作製するときには、ステージ２０から遮光マスク４０を取り外した状態で液晶デバイス１００を作製する。

本発明は、上述した本実施形態に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変更可能である。

本実施形態においては、ステージ２０が基板保持プレート３１に対して接近または離隔するよう駆動され、基板保持プレート３１を保持するプレート保持部３０がチャンバ本体１２に固定されている構成とされている。基板保持プレート３１がステージ２０に対して接近または離隔するよう駆動され、ステージ２０がチャンバ本体１２に固定されていてもよい。

この場合、製造装置１は、ステージ駆動部２１に代えて基板保持プレート３１（またはプレート保持部３０）を駆動するプレート駆動部を備え、制御部４がプレート駆動部を制御することにより、基板保持プレート３１をステージ２０に対して接近または離隔させる。即ち、製造装置１は、ステージ２０と基板保持プレート３１とを互いに接近または離隔させるように、ステージ２０または基板保持プレート３１（プレート保持部３０）を駆動する駆動部を備え、制御部４が駆動部を制御すればよい。

赤色用液晶デバイス及び緑色用液晶デバイスを作製するときに遮光マスク４０を用い、青色用液晶デバイスを作製するときに減光マスクを用いてもよい。この場合、減光マスクは、駆動基板１１０の画素領域１１１に対応して、ステージ２０の凹部２２の底面に配置される。減光マスクの透過率に応じて、画素領域１１１上の液晶１０１に照射される紫外線ＵＶの光量または光強度を設定することができる。減光マスクを適切な透過率に設定することにより、青色画像の明るさＢ２を経時的に安定させることができる。

光源２はチャンバ１０の外部に配置されていることに限定されず、チャンバ１０の内部に収容されていてもよい。この場合、光透過部１４はなくてもよい。制御部４は、光源２を制御することにより、光源２から所定の波長帯を有する光（例えば紫外線ＵＶ）を基板貼り合わせ部３に向けて照射する。紫外線ＵＶは、ステージ２０、及び対向基板１０３を透過してシール材１０２に照射される。

１製造装置
２光源
４制御部
１０チャンバ
１１減圧駆動部
２０ステージ
２１ステージ駆動部（駆動部）
３０プレート保持部
３１基板保持プレート
３２開口部
５０加重部材
１００液晶デバイス
１０１液晶
１０２シール材
１０３対向基板
１１０駆動基板
１１１画素領域

Claims

複数の開口部が形成され、各開口部の端部には、複数の画素が形成された画素領域を有する駆動基板を位置決めして保持する段部が形成され、前記各開口部の前記段部に前記駆動基板を位置決めして保持することにより、複数の前記駆動基板を保持する基板保持プレートと、
前記基板保持プレートの下方に配置され、前記各開口部と対向する位置に光透過性を有する対向基板を保持することにより、複数の前記対向基板を保持するステージと、
前記基板保持プレート上に保持されている複数の前記駆動基板上に配置された加重部材と、
前記ステージと前記基板保持プレートとを互いに接近または離隔させるように、前記ステージまたは前記基板保持プレートを駆動する駆動部と、
前記駆動部によって前記ステージと前記基板保持プレートとを互いに接近または離隔させるよう、前記駆動部を制御する制御部と、
前記基板保持プレート、前記ステージ、及び前記加重部材を収容するチャンバと、
前記チャンバの外部に配置されている光源と、
を備え、
前記対向基板には、前記対向基板と対向する前記駆動基板の前記画素領域を囲う位置にシール材が塗布され、
前記対向基板上には液晶が滴下され、
前記制御部が前記ステージと前記基板保持プレートとを互いに接近させるよう前記駆動部を制御すると、前記対向基板が前記開口部を挿通して前記駆動基板に接近することにより、前記駆動基板と前記対向基板とが貼り合わされるように構成され、
前記ステージは、前記光源より照射された光を透過させる光透過性を有し、
前記チャンバは、前記光源より照射された光を透過させる光透過部を有し、
前記光源は、前記光透過部、前記ステージ、及び前記対向基板を介して、前記シール材に前記シール材を硬化させる光を照射する
液晶デバイスの製造装置。
前記チャンバ内を減圧する減圧駆動部をさらに備え、
前記制御部は、前記駆動部によって前記ステージと前記基板保持プレートとを互いに接近させる前に、前記チャンバ内を減圧するよう前記減圧駆動部を制御する
請求項１に記載の液晶デバイスの製造装置。
前記制御部は、前記チャンバ内を減圧状態から大気圧状態とするよう前記減圧駆動部を制御し、前記チャンバ内が大気圧状態となっている状態で、前記シール材に前記光を照射するよう前記光源を制御する請求項２に記載の液晶デバイスの製造装置。
チャンバ内に収容されている基板保持プレートであり、複数の開口部が形成され、各開口部の端部に、複数の画素が形成された画素領域を有する駆動基板を位置決めして保持する段部が形成されている前記基板保持プレートの前記各開口部に前記駆動基板を配置し、
前記チャンバ内に収容されている光透過性を有するステージであり、前記基板保持プレートの下方に配置されている前記ステージ上の前記各開口部と対向する位置に、光透過性を有する対向基板を配置し、
各対向基板上に液晶を滴下し、各対向基板上の前記駆動基板の前記画素領域を囲う位置にシール材を塗布し、
前記チャンバ内で、前記基板保持プレート上に配置されている複数の前記駆動基板上に加重部材を配置して、複数の前記駆動基板に対して加重し、
前記ステージまたは前記基板保持プレートを駆動して、前記ステージと前記基板保持プレートとを互いに接近させ、各対向基板を前記開口部を挿通させて各駆動基板に接近させることによって、前記各駆動基板と前記各対向基板とを前記液晶及び前記シール材を介して貼り合わせ、
前記チャンバの外部に配置されている光源によって、前記チャンバに設けられている光透過部、前記ステージ、及び前記対向基板を介して、前記シール材に前記シール材を硬化させる光を照射することにより前記シール材を硬化させて、複数の液晶デバイスを作製する
液晶デバイスの製造方法。
前記ステージと前記基板保持プレートとを互いに接近させる前に、前記チャンバ内を減圧する請求項４に記載の液晶デバイスの製造方法。
前記チャンバ内を減圧状態から大気圧状態とし、
前記チャンバ内が大気圧状態となっている状態で、前記光源によって前記シール材に前記光を照射する
請求項５に記載の液晶デバイスの製造方法。