JPH1010508A - 液晶セルの組立装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 液晶セル組立時の電極基板の位置合わせの操
作性を向上し、組立時間を短縮し且つ組立精度の向上に
より、生産性向上を図る。 【解決手段】 液晶セル組立時、第１の電極基板２１及
び第２の電極基板２２を加圧する際に生じる両電極基板
２１、２２間のずれを考慮し、両電極基板２１、２２
を、予めずれに相当する丈ずらした状態で相対的に位置
合わせする。これにより加圧により両電極基板２１、２
２がずれると、このずれにより予めずらした量が補完さ
れ、両電極基板２１、２２は、高精度に位置合わせされ
組立てられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置の液
晶セルの組立に係り、特に２枚の電極基板を対向させ加
圧接着する液晶セルの組立装置の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来液晶表示装置は、それぞれに画素電
極及び対向電極を有する一対の電極基板を、間隙材を介
して対向配置し、周囲をシール材で接着して液晶セルを
形成し、この液晶セルの間隙に液晶組成物を封入した構
造となっている。

【０００３】この様な構造からなる液晶表示装置におい
て従来は図６に示すフローチャートに従い液晶セルの組
立を行っていた。即ち、任意の２箇所にそれぞれアライ
メントマークを有する１対の電極基板を組立装置の上下
の基板ステージにそれぞれ取り付けた後、ステップ１に
示す様に両電極基板の間隙が例えば２μｍとなるよう下
基板ステージを上基板ステージに近接させステップ２に
進む。ステップ２では、カメラにて上下のアライメント
マーク位置を読み込みステップ３に進む。ステップ３で
は、上下のアラインメントマ−クの位置ずれ量が組立可
能精度の範囲であるか否かを比較し、例えばずれ量が１
０μｍ以下で組立可能範囲であればステップ６に進み、
ずれ量の補正が必要であればステップ４に進む。ステッ
プ４では下基板ステージを駆動し、両アライメントマー
クのずれを補正し、ステップ２に戻る。

【０００４】ステップ６では上下基板ステージを約１０
０ｋｇで加圧した後ステップ７に進む。ステップ７では
再度上下のアライメントマーク位置を読み込みステップ
８に進む。ステップ８では、加圧中に生じた上下のアラ
インメントマ−クの位置ずれ量が組立可能精度の範囲で
あるか否かを比較し、ずれ量が組立可能範囲であればス
テップ１０に進み、ずれ量の補正が必要であればステッ
プ９に進む。ステップ９では下基板ステージを駆動し、
両アライメントマークのずれを補正し、ステップ７に戻
る。ステップ１０では、上下基板ステージを約３００ｋ
ｇで本加圧し、ステップ１１にて人手によるずれ補正を
行い、更にステップ１２にて加熱し、シール剤を加圧加
熱硬化し、液晶セルの全ての組立操作を終了していた。

【０００５】即ち従来は、液晶セルの組立時、両電極基
板を位置合わせして対向配置しても、上下基板ステージ
による両電極基板への加圧分布のばらつきや、基板ステ
ージの剛性あるいはシール剤の影響により、両電極基板
を加圧してシール剤を加圧加熱硬化する際に、合わせず
れを生じることから、両電極基板を軽く加圧した後にも
再度両電極基板の位置合わせを行い、更に最終的に人手
により補正操作を必要としていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このため、組立時の位
置合わせに時間がかかり操作性に劣ると共に、加圧状態
での位置合わせによりシール剤に気泡が混入されされて
しまい接着不良により液晶セルが剥れ易く、その歩留ま
りを低下させ、信頼性並びに生産性に劣るという問題を
生じていた。

【０００７】そこで本発明は上記課題を除去するもの
で、位置合わせ精度を向上するにも拘らず、液晶セルの
組立時における位置合わせ時間を短縮し、操作性を向上
すると共に、両電極基板間の接着を確実に行う事によ
り、製造精度が高く、生産性の高い液晶セルの組立装置
を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、電極を有し互いに対向する第１の電極基板
および第２の電極基板の間隙に液晶組成物を封入してな
る液晶セルの組立装置において、前記第１の電極基板を
支持する第１の基板ステージと、前記第２の電極基板を
支持する第２の基板ステージと、前記第１の電極基板に
前記第２の電極基板を近接するよう前記第２の基板ステ
ージを駆動する駆動手段と、前記第１の電極基板及び前
記第２の電極基板の位置を検知する検知手段と、この検
知手段による検知結果及び、前記第２の電極基板の前記
第１の電極基板に対する加圧時に生じるずれを考慮し、
非加圧時における前記第１の電極基板に対する前記第２
の電極基板の相対位置を算出する画像処理手段と、前記
第２の電極基板が前記第１の電極基板に対し、前記画像
処理手段により算出された相対位置に設置されるよう前
記駆動手段を制御する制御手段と、前記第１の基板ステ
ージに支持される第１の電極基板に対し前記第２の基板
ステージに支持される第２の電極基板を加圧する加圧手
段と、を設けるものである。

【０００９】そして本発明は上記手段により、液晶セル
組立時における両電極基板の位置合わせ操作を加圧途中
で繰り返す事無く、しかも人手による補正も不要であ
り、両電極基板を効率的且つ高精度に組立られる事か
ら、信頼性及び生産性向上を図るものである。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図１
乃至図５を参照して説明する。２０は液晶表示装置であ
り、ガラスからなる第１及び第２の電極基板２１、２２
の表面には、夫々、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏ
ｘｉｄｅ）からなる第１及び第２の透明電極２３、２４
がパターン形成され、更に各透明電極２３、２４上には
第１及び第２の配向膜２６、２７が成膜されている。そ
してこの様に形成される第１及び第２の電極基板２１、
２２を組み立て、液晶セルを形成するため、第２の電極
基板２２側にスペーサ２８が散布される一方、、第１の
電極基板２１周囲に熱硬化型樹脂からなるシール剤３０
がシール印刷される。

【００１１】更に第１の電極基板２１のシール剤３０よ
り外方にマークである第１及び第２のアライメントマー
ク３１ａ、３１ｂが設けられ、第２の電極基板２２の、
第１及び第２のアライメントマーク３１ａ、３１ｂと対
向する位置には、第３及び第４のアライメントマーク３
２ａ、３２ｂが設けられている。

【００１２】又図１は、液晶表示装置２０の液晶セルを
組立てる組立装置１７を示し、３３ａ、３３ｂは検知手
段でありトッププレート１８に設けられる２組の光学カ
メラ、３４は第１の電極基板２１を吸着する第１の基板
ステージである上基板ステージ、３６は第２の電極基板
２２を吸着する第２の基板ステージである下基板ステー
ジ、３７は下基板ステージ３６をＸ、Ｙ、θ方向に駆動
する駆動手段であるＸ、Ｙ、θステージ、３８は下基板
ステージ３６をＺ方向に駆動する駆動手段である基板上
下機構、４０は下基板ステージ３６、Ｘ、Ｙ、θステー
ジ３７を搭載する中間ステージ、４１は中間ステージ４
０を上方に押圧する加圧シリンダ４２及びロードセル４
３並びにスクリュージャッキ４４からなる加圧手段であ
る加圧機構、４６はベースプレートである。

【００１３】又図３は、組立装置１７の制御系を示すブ
ロック図を示し、画像処理装置４７を有する中央制御装
置４８には、光学カメラ３３ａ、３３ｂ及び、光学カメ
ラ３３ａ、３ｂにて検出した第１乃至第４のアライメン
トマーク３１ａ〜３２ｂを表示するテレビモニタ５１
ａ、５１ｂが接続されている。更に５２、５３、５４は
中央制御装置４８より制御信号が入力される第１乃至第
３のコントローラであり、第１のコントローラ５２は、
Ｘ、Ｙ、θステージ３７の各モータ３７ａを駆動する第
１のモータドライバ５２ａを制御し、第２のコントロー
ラ５３は、基板上下機構３８のモータ３８ａを駆動する
第２のモータドライバ５３ａを制御し、第３のコントロ
ーラ５４は、加圧シリンダ４２、スクリュージャッキ４
４を駆動する様になっている。尚５６は、第１及び第２
の電極基板２１、２２、上下基板ステージ３４、３６の
剛性、上下基板ステージ３４、３６による第１及び第２
の電極基板２１、２２への加圧分布のばらつき、シール
剤３０の材質等に応じて、両電極基板２１、２２の加圧
接着時に生じるずれ量である補正データを記憶するメモ
リである。

【００１４】ここで画像処理装置４７は、第１及び第２
の電極基板２１、２２の相対位置を算出するものであ
る。

【００１５】先ず、従来の装置にあっては、図７に示す
ように、カメラにて視認した上電極基板の２箇所の上ア
ライメントマークの重心５７ａ、５７ｂと、下電極基板
の２箇所の下アライメントマークの重心５８ａ、５８ｂ
とのずれ量から上下電極基板のずれ量及び傾きを求め、
上アライメントマークの重心５７ａ、５７ｂと下アライ
メントマークの重心５８ａ、５８ｂが重なる様位置合わ
せし、一旦加圧した後、加圧により生じたずれ量を再度
視認し、上アライメントマークの重心５７ａ、５７ｂと
下アライメントマークの重心５８ａ、５８ｂとを再度重
なる様位置合わせした後、本加圧している。

【００１６】これに対し、本実施の形態の組立装置１７
にあっては、図４に示す様に、第１及び第２のアライメ
ントマーク３１ａ、３１ｂと、第３及び第４のアライメ
ントマーク３２ａ、３２ｂとを仮に［Ａ］位置にて重ね
合わせた後に、第１及び第２の電極基板２１、２２を加
圧する事により生じるずれが、有る定まった方向を有
し、しかもそのずれ量も定まっている事から、加圧時、
第３及び第４のアライメントマーク３２ａ、３２ｂが
［Ａ］位置に対し［Ｂ］位置まで相対的にずれる、定ま
ったずれ量及びずれ方向（Δｘ，Δｙ）を補正データと
してメモリ５６に記録する。そして記録されたずれを見
込んで、第３及び第４のアライメントマーク３２ａ、３
２ｂを、予め［Ａ］位置からずらす様にして第１及び第
２の電極基板２１、２２を相対的に位置合わせするもの
である。具体的には、第１及び第２のアライメントマー
ク３１ａ、３１ｂを［Ａ］位置に合わせたとすると、第
３及び第４のアライメントマーク３２ａ、３２ｂが、当
初より［Ａ］位置から（−Δｘ，−Δｙ）ずれた［Ｃ］
位置に位置する様にして両電極基板２１、２２を位置合
わせするものである。

【００１７】即ち、画像処理装置４７は、第１及び第２
のアライメントマーク３１ａ、３１ｂを［Ａ］位置とし
た場合、メモリ５６に記録される補正データ（Δｘ，Δ
ｙ）により、［Ａ］位置にずれ量を見込んだ［Ｃ］位置
を算出するものであり、中央制御装置４８は、画像処理
装置４７より算出された［Ｃ］位置を第１のコントロー
ラ５２に入力し、第１のモータドライバ５２ａにてＸ、
Ｙ、θステージ３７の各モータ３７ａを駆動し、［Ａ］
位置にある第１及び第２のアライメントマーク３１ａ、
３１ｂに対し、第３及び第４のアライメントマーク３２
ａ、３２ｂを相対位置［Ｃ］に位置合わせするものであ
る。

【００１８】次に組立装置１７により液晶セルを組立て
る工程を図５に示すフローチャートを参照して説明す
る。先ず上下基板ステージ３４、３６にシール剤３０が
印刷され第１の電極基板２１及びスペーサ２８が散布さ
れる第２の電極基板２２をそれぞれ取り付けた後、ステ
ップ７１に示す様に、基板上下機構３８のモータ３８ａ
を駆動し、両電極基板２１、２２の間隙が例えば２μｍ
となるよう下基板ステージ３６を上基板ステージ３４に
近接させステップ７２に進む。ステップ７２では、光学
カメラ３３ａ、３ｂにて第１乃至第４のアライメントマ
ーク３１ａ、３１ｂ、３２ａ、３２ｂの位置を読み込み
ステップ７３に進む。ステップ７３では、第１及び第２
のマ−ク３１ａ、３１ｂと、第３及び第４のマーク３２
ａ、３２ｂとの位置ずれ量が画像処理装置４７にて算出
した結果に基ずく組立可能精度の範囲であるか否かを比
較する。

【００１９】即ち第１及び第２のアライメントマーク３
１ａ、３１ｂが図４に示す［Ａ］に位置するときに、第
３及び第４のアライメントマーク３２ａ、３２ｂが、画
像処理装置４７にて、メモリ５６中の補正データを考慮
し算出された［Ｃ］位置の周囲１０μｍ以内に位置して
いれば、組立可能範囲で有る旨を判断してステップ７６
に進む。一方、第３及び第４のアライメントマーク３２
ａ、３２ｂが［Ｃ］位置の周囲１０μｍより外側に位置
していれば、組立可能精度を越えてしまっているのでス
テップ７４に進む。ステップ７４では、第１のモータド
ライバ５２ａにてＸ、Ｙ、θステージ３７を駆動し、第
３及び第４のアライメントマーク３２ａ、３２ｂが
［Ｃ］位置の周囲１０μｍ以内に位置する様補正し、ス
テップ７２に戻る。

【００２０】ステップ７６では第３のコントローラ５４
にて、加圧シリンダ４２、スクリュージャッキ４４を駆
動し、中間ステージ４０を押上げ、第１及び第２の電極
基板２１、２２を約３００ｋｇで加圧すると共に加熱
し、シール剤３０を加圧加熱硬化し、液晶セルの組立操
作を終了する。

【００２１】この後、液晶セルを真空チャンバー（図示
せず）に設置し、液晶セル内部を減圧した後、液晶セル
内外の圧力差を利用する減圧注入法にて、シール剤３０
に形成される注入口より液晶セルの間隙に、液晶組成物
７７を注入した後、注入口（図示せず）を封止し、液晶
表示装置２０を完成する。

【００２２】この様に構成すれば、加圧前、第１及び第
２の電極基板２１、２２を、加圧によるずれを見越して
相対的に（Δｘ，Δｙ）丈ずらして位置合わせすること
から、実際には、加圧により、両電極基板２１、２２間
の位置合わせ時の相対的なずれが補完され、両電極基板
２１、２２は高精度に重ね合わされる事となる。したが
って、従来の様に両電極基板２１、２２を加圧前及び加
圧時と、繰り返して位置合わせする必要がなく、位置合
わせに要する時間を短縮出来操作性が向上されると共
に、加圧状態での位置合わせ操作によりシール剤３０に
気泡が混入し、接着不良による歩留まりの低減を生じる
こともなく、信頼性及び生産性を向上出来る。

【００２３】尚本発明は上記実施の形態に限られるもの
でなく、その趣旨を変えない範囲での変更は可能であっ
て、例えば画像処理手段により両電極基板の相対位置を
算出する際のずれ量及びずれ方向は、メモリに予め記録
しておくのではなく、情報入力手段を設け組立装置の操
作開始時に基板の剛性やシール剤の特性等を入力する等
しても良い。更に、加圧中に生じるずれを検知手段にて
検知し、その検知結果を用いて算出する等しても良い。

【００２４】又、加圧手段の構造あるいは加圧量等も任
意であるし、検知手段も光学手段によらず磁性のマーク
を磁気的に検出する等しても良い。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、第
１及び第２の電極基板を対向接着し液晶セルを組立てる
際、加圧中に生じるずれ量を見込んで両電極基板を相対
的に位置合わせする事から、従来の様に両電極基板を加
圧した状態で再度位置合わせ操作をしなくても、高精度
の組立が可能であり、従来に比し、位置合わせに要する
時間を短縮出来、更に、加圧状態での位置合わせによる
シール剤への気泡の混入による接着不良の解消により歩
留まりが向上され、組立装置の信頼性及び生産性を向上
する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の組立装置を示す概略説明
図である。

【図２】本発明の実施の形態の液晶表示装置を示す一部
概略断面図である。

【図３】本発明の実施の形態の組立装置の制御系を示す
ブロック図である。

【図４】本発明の実施の形態の第１及び第２の電極基板
の加圧によるずれ及び、ずれを考慮した相対位置を示す
概略説明図である。

【図５】本発明の実施の形態の組立操作をしめすフロー
チャートである。

【図６】従来例の組立操作を示すフローチャートであ
る。

【図７】従来例の位置合わせ操作を示す概略説明図であ
る。

【符号の説明】

１７…組立装置 ２０…液晶表示装置 ２１…第１の電極基板 ２２…第２の電極基板 ３０…シール剤 ３１ａ、３１ｂ…第１及び第２のアライメントマーク ３２ａ、３２ｂ…第３及び第４のアライメントマーク ３３ａ、３３ｂ…光学カメラ ３４…上基板ステージ ３６…下基板ステージ ３７…Ｘ、Ｙ、θステージ ３８…基板上下機構 ４１…加圧機構 ４７…画像処理装置 ４８…中央制御装置 ５２、５３、５４…第１乃至第３のコントローラ ５６…メモリ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電極を有し互いに対向する第１の電極基
   板および第２の電極基板の間隙に液晶組成物を封入して
   なる液晶セルの組立装置において、前記第１の電極基板
   を支持する第１の基板ステージと、前記第２の電極基板
   を支持する第２の基板ステージと、前記第１の電極基板
   に前記第２の電極基板を近接するよう前記第２の基板ス
   テージを駆動する駆動手段と、前記第１の電極基板及び
   前記第２の電極基板の位置を検知する検知手段と、この
   検知手段による検知結果及び、前記第２の電極基板の前
   記第１の電極基板に対する加圧時に生じるずれを考慮
   し、非加圧時における前記第１の電極基板に対する前記
   第２の電極基板の相対位置を算出する画像処理手段と、
   前記第２の電極基板が前記第１の電極基板に対し、前記
   画像処理手段により算出された相対位置に設置されるよ
   う前記駆動手段を制御する制御手段と、前記第１の基板
   ステージに支持される第１の電極基板に対し前記第２の
   基板ステージに支持される第２の電極基板を加圧する加
   圧手段と、を具備する事を特徴とする液晶セルの組立装
   置。
2. 【請求項２】 第１の電極基板及び第２の電極基板がそ
   れぞれ位置合わせのための２個のマークを有し、制御手
   段が第１の電極基板上のマークと第２の電極基板上のマ
   ークとを画像処理手段により算出された相対位置に配置
   するよう駆動手段を制御する事を特徴とする請求項１に
   記載の液晶セルの組立装置。