JPH06308474A - 液晶表示素子の製造方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、貼り合わせ、位置合わせ、圧着の工
程を別々の装置で行ない、これらをラインとして連結す
ることにより、タクト、リードタイムが短く、より高速
で高精度な液晶パネルの組立ラインを実現する。 【構成】本発明は、貼り合わせ後に位置合わせすること
を特徴とし、貼り合わせ、位置合わせ、圧着の各工程を
それぞれ別の装置によって行なうことを特徴とし、ま
た、これら各装置の内２台以上を連結して一連のライン
とすることを特徴とし、さらに、この前後工程で使用す
る装置を連結して一連のラインとすることを特徴とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液晶表示素子の製造方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の技術としては、特許出願公開昭６
３−１２９３１９号公報に記載されているように、２枚
の基板を高精度に位置合わせした後、貼り合わせる方法
と、位置合わせ、貼り合わせ、圧着の３つの工程を、１
台の基板組立装置で作業する方法が知られている。

【０００３】また、特許出願公告平３−６８３６４号公
報に記載されているように、マガジンリフター（エレベ
ーター）と、上記のような基板組立装置とを移送装置を
介して結合し、１連のラインに構成する方法も知られて
いる。（図５）

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の、高精
度位置合わせ→貼り合わせの順で作業する製造方法で
は、装置間の移動の間に発生する位置ずれを防止するた
めに、この２つの工程を２台の装置に分離することが困
難であり、また、続いて圧着の工程も作業するため、１
台の装置で３つの工程を作業することになり、タクトが
長く、大量生産には向かないという問題点を有してい
た。

【０００５】また、１台の装置で、高精度の多軸移動機
構が必要な位置合わせ機能と、高剛性の加圧機構が必要
な圧着機能を有するため、装置の規模が巨大化する上
に、複雑な多軸機構のせいでどうしても装置の剛性が低
下し、圧着した時に基板の位置ずれが発生するという問
題点を有していた。

【０００６】さらに、タクトが長いので、この工程の前
または後ろの、もっとタクトが短い工程と移送装置を介
して結合して、１つのラインとしようとすると、タクト
が短い装置は稼動率が悪くなってしまうし、稼動率を上
げるために基板組立装置を分離して装置数を多くする
と、基板組立装置用に給材、除材用のエレベーターが余
分に必要であり、給除材に工数が多くかかるという問題
点を有していた。

【０００７】本発明は、従来のこのような問題点を解決
するもので、その目的とするところは、各装置の規模が
小さく、高剛性で、圧着時の基板位置ずれがなく、タク
トが短く、大量生産が可能であり、貼り合わせ、位置合
わせ、圧着工程の前または後ろの、タクトが短い工程と
移送装置を介して結合し、１連のラインに構成すること
が可能で、給除材の工数を減少させることができる液晶
表示素子の製造方法を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の液晶表示素子の
製造方法及び装置は、基板及びそれに対向させる基板
を、外形基準程度の、低精度の位置合わせで貼り合わせ
た後、高精度に位置合わせを行なうことを特徴とし、貼
り合わせ、位置合わせ、圧着の各工程を、それぞれ別の
装置によって行なうことを特徴とし、さらに、貼り合わ
せ、位置合わせ、圧着の作業を行なう各装置のうち、２
台以上を移送装置を介して連結し、１連のラインに構成
することを特徴とし、また、貼り合わせ、位置合わせ、
圧着の工程の、前または後の工程で使用する装置を、移
送装置を介して、貼り合わせ、位置合わせ、または圧着
の作業を行なう装置に連結し、１連のラインに構成する
ことを特徴とする。

【０００９】

【作用】本発明の上記方法によれば、相互の基板を、高
精度に位置合わせする前に貼り合わせてしまうため、貼
り合わせによって発生する位置ずれや、２台の装置間を
移動する間に発生する位置ずれを位置合わせ時に補正す
ることができ、貼り合わせ工程と位置合わせ工程を分離
することができ、さらに圧着の工程も分離できる。この
３つの工程を、それぞれ別の装置によって行なうことに
より、位置合わせ装置の高精度の多軸移動機構と、圧着
装置の高剛性の加圧機構とを別にすることができ、各装
置の規模を小さくし、より高精度な位置合わせと、より
高剛性で、加圧による位置ずれの少ない圧着ができる。

【００１０】また、従来１台の装置で作業していた３つ
の工程を、別々の装置で作業することにより、タクトが
約１／３に短縮され、生産量が約３倍に増大し、大量生
産が可能となる。

【００１１】さらに、タクトが減少したことにより、も
ともとタクトが短い、前工程のシール印刷やギャップ材
バラマキ、後工程の紫外線（ＵＶ）照射によるシール材
硬化等の工程と連結して１つのラインとしても、工程間
のタクトのばらつきが少なく、ロスタイムの無い高速生
産ラインが構築可能である。このラインは、工程（装
置）間にタクトの差を埋めるためのバッファや、給除材
装置（エレベーター等）の必要がなく、連続した一貫生
産ができ、リードタイムの短縮が可能となる。

【００１２】

【実施例】以下に本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図１は貼り合わせ、位置合わせ、圧着の各工程
をそれぞれ別の装置で行うように構成し、各装置を移送
装置を介して連結し、さらに、後工程のシール材硬化装
置（紫外線照射装置）をも連結して一連のラインとし
た、液晶表示素子の製造装置の動作を示す概略図であ
る。

【００１３】所定の前処理を施した基板１と、対向基板
２を、エレベーター４，５で給材する。

【００１４】貼り合わせ装置６は、給材された対向基板
２を、貼り合わせ部１２で基板の外形基準程度の位置決
め（±数１０〜数１００μｍ）をして、基板１と対向基
板２を貼り合わせる。

【００１５】貼り合わせられた基板３は、移送装置１３
によって高精度位置合わせ装置７に移動する。前記位置
合わせ装置７では、高精度の位置合わせ部１４で、基板
１上の単数または複数の対向基板２を１枚ずつ保持し、
Ｚ軸方向に弱く加圧しながら、基板１と対向基板２をＸ
Ｙθ方向に高精度（±数μｍ以内）に位置合わせする。
位置合わせが終了したら、次の工程に移送する途中で位
置ずれが発生しないように、圧力を上げて加圧して対向
基板２がずれにくくするか、紫外線照射等で１部のシー
ル材を硬化させ、ＸＹθ方向に動かないように仮固定を
行う。

【００１６】位置合わせが終了した基板３は、移送装置
によって圧着装置８に移動する。圧着装置８では、高剛
性・高精度の圧着機１５で基板１と対向基板２を加圧
し、基板１と対向基板２のギャップ（液晶が入る隙間）
を均一（数μｍ±１μｍ程度）にする。圧着が終了した
ら、シールの弾性でギャップが広がってしまうのを防ぐ
ため、加圧したまま裏面から照射機１６で紫外線等をを
照射し、シール材を仮硬化させてＺ方向に動かないよう
に固定する。熱硬化型のシール材を使用している場合
は、加圧面を所定温度に昇温させて固定する。

【００１７】圧着及び固定の終了した基板３は、移送装
置によってシール材硬化装置９に移動し、照射機１７に
より今度は表から紫外線等を照射され、シール材の本硬
化が行われる。熱硬化型のシール材を使用している場合
は、オーブンに入れて加熱し、シール材の本硬化が行わ
れる。

【００１８】基板１と対向基板２の貼り合わせ，位置合
わせ，圧着，シール材硬化が終了した基板３は、エレベ
ーター１０によって除材され、後工程に送られる。

【００１９】以上のような動作で基板１と対向基板２の
貼り合わせ、位置合わせ、圧着の各工程をそれぞれ別の
装置で行うことができる。また、各装置を一連のライン
として結合し、後工程であるシール材硬化装置をも連結
した、タクトの短い、大量生産ラインとして機能でき
る。

【００２０】図２は前記貼り合わせ装置６の、貼り合わ
せ部１２の概略を示す断面図である。

【００２１】基板２１は位置決めピン２５により、基板
治具２３上で、単数または複数の対向基板２２は位置決
め用の溝の肩２６により、対向基板治具２４上で、それ
ぞれの外形精度により低精度（±数１０〜数１００μｍ
程度）に位置決めされる。前記対向基板治具２４が下降
し、対向基板２２は基板２１に貼り合わせられる。対向
基板治具２４は対向基板２２を離して上昇し、貼り合わ
せが終了する。

【００２２】ここでは、高精度で位置合わせする機構
も、高圧で圧着する機構も必要なく、機構は簡単で、タ
クトも短くなる。また、対向基板２２が複数の場合で
も、一括で貼り合わせできるので、タクトに変化はな
い。

【００２３】図３は前記位置合わせ装置７の、位置合わ
せ部１４の概略を示す断面図である。

【００２４】基板３１は基板治具３３上に吸着保持さ
れ、基板治具３３ごと位置合わせ部に運ばれる。位置合
わせ部に運ばれると、対向基板治具３４が下降して対向
基板３２を吸着保持し、そのまま弱く加圧し続ける。顕
微鏡３６により基板，対向基板の位置合わせ用パターン
３５を見て、画像処理により基板３１と対向基板３２の
相対位置ずれを計算する。位置ずれ量に合わせて基板３
１をＸＹ方向に、対向基板３２をθ方向に移動させ、双
方を高精度（±数μｍ以内）に位置合わせする。位置合
わせが終了したら対向基板治具３４は対向基板３２を離
して上昇する。

【００２５】対向基板３２が複数の場合、基板３１をＸ
Ｙ方向に動かして、次の対向基板を対向基板治具３４の
下にくるようにし、位置合わせを続行する。

【００２６】ここでは、高精度で位置合わせする機構の
みが必要で、高圧で圧着する機構は必要ないため、低剛
性のコンパクトなＸＹθテーブルで、高精度な位置決め
が可能となっている。

【００２７】図４は前記圧着装置８の、圧着機１５と照
射機１６の間の、圧着部の概略を示す断面図である。位
置合わせが終了した基板４１と対向基板４２は、照射光
を通しやすいガラス等の透明体で作られたテーブル４４
に給材され、加圧板４３により高圧で加圧される。ヒー
ター４６で加熱し、シール材を柔らかくして加圧時間の
短縮を図る。所定の基板間距離が得られたら、照射機に
より紫外線（ＵＶ）４５等をを裏面から照射して、シー
ル材を仮硬化させ、加圧をやめてもギャップ（基板間距
離）が広がらないようにする。熱硬化型のシール材を使
用している場合は、ヒーター４６で加熱することにより
シール材を仮硬化させる。シール材がある程度まで硬化
したら、加圧をやめ、基板を除材し、シール材を完全に
硬化させるために、シール材硬化装置９に送る。

【００２８】ここでは、高精度に高圧で加圧する機構の
みが必要である。可動部は加圧用のＺ軸のみであり、高
精度・高剛性なＺ軸に加圧板４３が取り付いた、単純な
構造である。１軸だけであるので、多軸組合わせ機構に
比べ、高剛性なテーブルをたやすく構成することが可能
である。また、構造が単純であるため、シール材を加熱
し、やわらかくして加圧時間を短縮させるためのヒータ
ー４６等を、加圧板４３の中に組み込むこともたやす
い。この装置では、機械構造用の部品としては、加工が
難しいために非常に使いにくいガラスを、テーブル４４
の材料として使用することができている。これは、構造
が単純であるために、テーブル４４は動かない上に、基
板４１用の吸着溝、位置決めピン等も必要なく、ガラス
への穴加工がまったく必要ないからである。

【００２９】貼り合わせ、位置合わせ、圧着の各工程を
図１のように別々の装置で構成し、図１のような順番で
配列し、一連のラインとする液晶表示素子の製造方法
は、３つの工程を分離したことによりタクトが短縮さ
れ、生産量が増大する。この例では、ラインとしてのタ
クトが減少したことにより、もともとタクトが短い、後
工程の紫外線照射によるシール材硬化装置を連結し、一
連のラインとしているので、工程の間に入るバッファや
エレベーターが必要なくなり、ロスタイムの無い連続し
た高速一貫生産ラインが構築され、リードタイムも短縮
されている。

【００３０】また、低精度に貼り合わせた後に高精度に
位置合わせを行なうので、貼り合わせによって発生する
基板間の位置ずれや、貼り合わせ装置と位置合わせ装置
の間を移動している間に発生する位置ずれを補正するこ
とができる。位置合わせ装置と圧着装置を別にしたこと
により、位置合わせ装置では高精度に位置合わせする機
構のみを、圧着装置では高精度に高圧で加圧する機構の
みを追求することができ、各装置の規模を小さくした上
に、より高精度な位置合わせと、より高剛性・高精度
で、加圧による位置ずれの少ない圧着ができる。

【００３１】さらに、位置合わせ装置は、剛性の高い、
重いテーブルを使用していないので高速で駆動でき、高
速・高精度で位置合わせが可能となり、対向基板が複数
の場合でもラインとしてのタクトに影響を与えない。ま
た、各装置の機構が単純になったために、他の機構（ヒ
ーターによる加熱，紫外線等によるシールの仮硬化等）
を、精度や剛性、タクトを犠牲にすることなく、むしろ
精度やタクトを向上させるために付け加えることができ
る。

【００３２】なお、ここに上げた実施例はあくまでも一
実施例に過ぎず、貼り合わせの前工程のシール印刷やギ
ャップ材ばらまき、あるいは後工程の液晶注入等の装置
を連結して一連のラインとしたり、位置合わせ装置や圧
着装置の後ろを分離し、検査工程やバッファを入れたり
等の、様々な構成の液晶表示素子の製造方法が考えられ
る。

【００３３】

【発明の効果】以上説明した本発明の液晶表示素子の製
造方法及び装置は、相互の基板を貼り合わせた後、位置
合わせを行なうことにより、貼り合わせによって発生す
る位置ずれを補正することができ、位置合わせ精度が向
上する。貼り合わせ、位置合わせ、圧着の３つの工程を
それぞれ別の装置で行なうことにより、タクトが短縮さ
れ、これらの装置や、この前後工程の装置を連結して一
連のラインに構成することにより、生産量が増大し、リ
ードタイムも短縮される。

【００３４】また、貼り合わせ、位置合わせ、圧着の３
つの工程を分離することにより、位置合わせ装置では高
精度に位置合わせする機構のみを、圧着装置では高精度
に高圧で加圧する機構のみを追求することができ、各装
置の規模を小さくした上に、より高速・高精度な位置合
わせと、より高剛性・高精度で、加圧による位置ずれの
少ない圧着ができる。

【００３５】さらに、各装置の機構が単純であるため
に、精度やタクトを向上させるための他の機構を付け加
えることも簡単にできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の液晶表示素子製造方法を用
いた、液晶表示素子製造装置の動作を示す概略図であ
る。

【図２】貼り合わせ装置の、貼り合わせ部の概略を示す
断面図である。

【図３】位置合わせ装置の、位置合わせ部の概略を示す
断面図である。

【図４】圧着装置の、圧着部の概略を示す断面図であ
る。

【図５】従来の技術の、位置合わせ、貼り合わせ、圧着
を１台の装置で行なうように構成した、液晶表示素子製
造装置の動作を示す概略図である。

【符号の説明】

１ 液晶表示素子基板 ２ 液晶表示素子対向基板 ３ 組み立てられた液晶表示素子基板 ４ 基板給材用エレベーター ５ 対向基板給材用エレベーター ６ 貼り合わせ装置 ７ 位置合わせ装置 ８ 圧着装置 ９ シール材硬化装置 １０ 基板除材用エレベーター １１ 対向基板反転機構 １２ 貼り合わせ部 １３ 基板移送装置 １４ 位置合わせ部 １５ 圧着機 １６ 照射機 １７ 照射機 ２１ 液晶表示素子基板 ２２ 液晶表示素子対向基板 ２３ 基板吸着治具 ２４ 対向基板吸着治具 ２５ 位置決めピン ２６ 位置決め用溝の肩 ３１ 液晶表示素子基板 ３２ 液晶表示素子対向基板 ３３ 基板吸着治具 ３４ 対向基板吸着治具 ３５ 位置合わせ用パターン ３６ 顕微鏡 ４１ 液晶表示素子基板 ４２ 液晶表示素子対向基板 ４３ 圧着板 ４４ ガラステーブル ４５ 照射光（紫外線等） ５１ 液晶表示素子基板 ５２ 液晶表示素子対向基板 ５３ 組み立てられた液晶表示素子基板 ５４ 基板給材用エレベーター ５５ 対向基板給材用エレベーター ５６ 貼り合わせ・位置合わせ・圧着装置 ６０ 基板除材用エレベーター ６１ 対向基板反転機構 ６２ 貼り合わせ・圧着部 ６３ 基板移送装置 ６４ 位置合わせ部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電極がパターニングされ、かつ少なくとも
   １枚には固定用の接着剤が塗布された基板及びそれに対
   向させる基板を、所定の精度にて位置合わせをして貼り
   合わせ、さらに圧着する、液晶表示素子の製造方法にお
   いて、前記基板の外形基準程度の、数１０〜数１００μ
   ｍの低精度の位置合わせで貼り合わせた後、数μｍ以内
   の高精度に位置合わせを行なうことを特徴とする液晶表
   示素子の製造方法。
2. 【請求項２】請求項１記載の液晶表示素子の製造方法に
   おいて、貼り合わせ、位置合わせ、圧着の各工程を、そ
   れぞれ別の装置によって行なうことを特徴とする液晶表
   示素子の製造方法及び装置。
3. 【請求項３】請求項２記載の液晶表示素子の製造方法及
   び装置において、貼り合わせ、位置合わせ、圧着の作業
   を行なう個別の各装置のうち、少なくとも２台以上を前
   記基板の移送装置を介して連結し、一連のラインに構成
   することを特徴とする液晶表示素子の製造方法及び装
   置。
4. 【請求項４】請求項３記載の液晶表示素子の製造方法及
   び装置において、貼り合わせ、位置合わせ、圧着の工程
   の、前または後の工程で使用する装置を、前記基板の移
   送装置を介して、貼り合わせ、位置合わせ、または圧着
   の作業を行なう装置に連結し、一連のラインに構成する
   ことを特徴とする液晶表示素子の製造方法及び装置。