JPH10274946A - 液晶パネルの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 アライメント精度及び固定精度を従来レベル
に維持しつつ、接着面精度のみを飛躍的に向上させるた
めの液晶パネルの製造方法を提供することを目的とす
る。 【解決手段】 対向する２枚の基板を貼り合わせるに際
し、２枚の基板をアライメントする工程と、接着材を一
部仮硬化する工程と、基板の外周部付近を均一に加圧し
て接着する工程と、接着材を完全硬化して固定する工程
とがそれぞれ独立に存在し、接着加圧工程では基板の中
央部の付近は全く加圧せず、基板４，８の接着材７に触
れない面に加圧材料１６，１８を介して加圧材料固定基
板１５，１７から２枚の基板の外周部に塗られた接着材
７の存在している付近を均一に加圧する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は液晶パネルの組立工
程に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】液晶パネルの対向する２枚の基板位置
（アライメント精度）と基板間隔（パネルギャップ）
は、液晶パネルの画質、応答速度、光透過率、コントラ
スト等を決定する重要な要因の一つである。

【０００３】図９（ａ）に従来の液晶パネルの組立工程
における上記２枚の基板貼り合わせ工程の断面図を示
す。基板４は真空穴１０を使用して石英ステージ３と吸
着し、基板５は真空穴９を使用して金属ステージ６と吸
着している。石英ステージ３または金属ステージ６を
Ｘ，Ｙ，θ方向に稼動させることにより、基板４及び基
板５のアライメント工程が行われる。

【０００４】基板４と基板５との間には、スペーサー８
が混入された光硬化型接着材７が設けられており、石英
ステージ３または金属ステージ６をＺ方向に稼動させる
ことにより、基板４と基板５との間隔をスペーサー８の
径まで近づけて接着する接着工程が行われる。

【０００５】この状態を維持したまま、パネルの有効画
素部１２［図９（ｂ）を参照］を遮光するために石英ス
テージ３の上部に設けた遮光板２を介して、ＵＶ光１を
光硬化型接着材７のみに照射して液晶パネルの固定工程
が行われる。

【０００６】基板４と基板５との貼り合わせ工程の後
で、この基板間に液晶を注入する必要があるため、図９
（ｂ）に示すように光硬化型接着材７の一部には液晶注
入口１１を設けている。図９（ｂ）は貼り合わせ後の液
晶パネルを図９（ａ）のＺ方向から見た平面図である。

【０００７】上記の基板貼り合わせ工程においては、基
板４と基板５をＸ、Ｙ、θ方向において、ある一定基準
以上の精度に合わせる役割と、この状態を維持しながら
基板４と基板５をＺ方向においてある一定基準以上の面
精度で接着する役割と、前述の２つの役割を保持しなが
らこれを固定する役割をはたしている。すなわち、アラ
イメント精度の確保と接着面精度の確保と基板の固定確
保という役割を果たしている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従来の基板貼り合わせ
方法は、これら３つの役割を同一場所で同時に行おうと
する合理的な方法である。

【０００９】しかしながら、Ｚ方向における基板４と基
板５の接着面精度の確保においては、石英ステージ３と
金属ステージ６のそれぞれの平面精度が基板４と基板５
の接着面精度に大きく依存し、装置に組み込むための加
工を行った時点での石英ステージ３及び金属ステージ６
の平面精度の限界が０．３μｍ程度であり無視できない
レベルであるという問題がある。

【００１０】また、石英ステージ３及び金属ステージ６
の互いの平面の平行精度が接着面精度に大きく依存し、
実際の平面精度の限界は、０．３μｍから時には１．０
μｍ程であって無視できないレベルであるために機械的
に基板４と基板５とを加圧した状態で常に平行に保つこ
とがほとんど無理であるという問題もある。

【００１１】さらには、石英ステージ３と基板４との間
または基板５と金属ステージ６との間に異物が付着した
時に、これが原因で基板４と基板５の接着面精度が大き
く悪化するといった問題もある。

【００１２】したがって、従来の基板の貼り合わせ方法
は、非常に合理的な工法ではあるが、基板４と基板５の
接着面精度に限界があり、液晶パネルの画質を悪化させ
ることとなる。

【００１３】本発明は前記問題点を解決し、上記２枚の
基板の貼り合わせに必要なＸＹ方向におけるアライメン
ト精度及び固定精度を従来レベルに維持しつつ、接着面
精度のみを飛躍的に向上させるための液晶パネルの製造
方法を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は液晶パネルの製
造方法において、２枚の基板をアライメントする工程
と、２枚の基板を接着する工程と、２枚の基板を固定す
る工程がそれぞれ独立に存在することを特徴とする。

【００１５】この本発明によると、基板間の接着面精度
が飛躍的に向上し画像品質の向上した液晶パネルを製造
できる。

【００１６】

【発明の実施の形態】請求項１記載の液晶パネルの製造
方法は、２枚の基板を対向させて貼り合わせるに際し、
２枚の基板をアライメントする工程と、２枚の基板を接
着する工程と、２枚の基板を固定する工程がそれぞれ独
立に存在することを特徴とする。

【００１７】この構成によると、接着面精度を独立にコ
ントロールすることができ液晶パネルの画像品質を向上
することができる。請求項２記載の液晶パネルの製造方
法発明は、請求項１記載の液晶パネルの製造方法におい
て、２枚の基板をアライメントした後、接着工程に移動
する前に、２枚の基板の間に存在する接着材を数箇所ポ
イントで仮硬化してアライメントずれを防止するするこ
とを特徴とする。

【００１８】この構成によると、次工程に移動する際の
振動や、次工程での工程ストレスからアライメントずれ
を防止できる。請求項３記載の液晶パネルの製造方法
は、請求項２記載の液晶パネルの製造方法において、２
枚の基板の間に存在する接着材を仮硬化するに際し、そ
れぞれの基板の反り量及び反り方向を、無負荷で互いを
貼り合わせた時に中央部付近が膨らむ様にコントロール
することを特徴とする。

【００１９】この構成によると、接着面精度を自在にコ
ントロールするための土台をつくることができる。請求
項４記載の液晶パネルの製造方法は、請求項１記載の液
晶パネルの製造方法において、２枚の基板を接着するに
際し、基板の中央部の付近は全く加圧せず、基板の外周
部に塗られた接着材の存在している付近を、両基板とも
接着材に触れない面から均一に加圧し、この加圧力によ
って２枚の基板間の面内ギャップをコントロールするこ
とを特徴とする。

【００２０】この構成によると、液晶パネルの接着面精
度を飛躍的に向上させることができる。請求項５記載の
液晶パネルの製造方法は、請求項４記載の液晶パネルの
製造方法において、２枚の基板の外周部を加圧する加圧
材料表面に、別の材料をコーティングして基板と加圧材
料の鏡面吸着を防止することを特徴とする。

【００２１】この構成によると、接着後の基板にストレ
スをかけることなく、加圧材料を取り除くことができ
る。請求項６記載の液晶パネルの製造方法は、基板の外
周部の付近を均一に加圧し、２枚の基板の間の面内ギャ
ップを目標値にして固定するに際し、加圧したまま接着
材の全面を仮硬化させ、その後に加圧を解除してから接
着材を完全に硬化させることを特徴とする。

【００２２】この構成によると、接着材を完全に硬化す
る際の硬化エネルギーによる加圧材料の劣化を防ぐこと
ができる。請求項７記載の液晶パネルの製造方法は、請
求項６記載の液晶パネルの製造方法において、２枚の基
板を対向させて貼り合わせるに際し、２枚の基板をアラ
イメントする工程と、２枚の基板を接着する工程と、２
枚の基板を固定する工程がそれぞれ独立に存在し、前記
アライメント工程と前記接着工程との間では、２枚の基
板の間に存在する接着材を数箇所ポイントで仮硬化して
アライメントずれを防止し、前記接着材の仮硬化の際に
は、それぞれの基板の反り量及び反り方向を、無負荷で
互いを貼り合わせた時に中央部付近が膨らむ様にコント
ロールし、２枚の基板を接着する工程では、基板の中央
部の付近は全く加圧せず、基板の外周部に塗られた接着
材の存在している付近を、両基板とも接着材に触れない
面から均一に加圧して２枚の基板間の面内ギャップをコ
ントロールし、前記２枚の基板を加圧する際には、２枚
の基板の外周部を加圧する加圧材料表面に別の材料をコ
ーティングして基板と加圧材料との鏡面吸着を防止する
ことを特徴とする。

【００２３】この構成によると、基板間の接着面精度が
飛躍的に向上し画像品質の向上した液晶パネルを製造で
きる。請求項８記載の液晶パネルの製造方法は、請求項
４又は請求項７記載の液晶パネルの製造方法において、
両基板の接着材に触れない面に加圧材料を介して加圧材
料固定基板から２枚の基板の外周部に塗られた接着材の
存在している付近を均一に加圧するに際し、加圧材料の
材料硬度が３０から８０（ＪＩＳ Ａ）であることを特
徴とする。

【００２４】この構成によると、基板外周部に塗られた
接着材の存在している付近を、接着材に触れない面から
非常に簡単に均一に加圧力を加えることができ、かつ接
着材に触れない面に異物が付着していた場合でも、この
影響を、自らが持つ硬度で十分に吸収できる。

【００２５】以下、本発明の実施の形態について図１〜
図８に基づいて説明する。本発明の液晶パネルの製造方
法は、２枚の基板をアライメントする工程と、２枚の基
板を接着する工程と、２枚の基板を固定する工程がそれ
ぞれ独立に存在し、図１はアライメント工程を、図５は
接着工程を、図８は固定工程をそれぞれ示す。

【００２６】また上記アライメント工程と接着工程の間
では、図２に示すポイント仮硬化工程が行われる。図３
はポイント仮硬化工程の終了後、石英ステージ３と金属
ステージ６が取り除かれた開放工程を示す。

【００２７】開放工程の後に接着工程を行うが、接着工
程は大きく図４に示す接着加圧前工程、図５に示す接着
加圧工程、図６に示す接着加圧後工程の３つに分けるこ
とができる。

【００２８】接着工程が終了したあと液晶パネルからは
加圧材料固定基板１５，１７が取り除かれ図７に示すよ
うに開放後工程となる。詳しくは、図１は対向する２枚
の基板の貼り合わせ工法におけるアライメント工程の断
面図を示す。

【００２９】アライメント工程は従来と同様に真空穴１
０を使用して基板４と吸着した石英ステージ３または真
空穴９を使用して基板５と吸着した金属ステージ６を
Ｘ，Ｙ，θ方向に稼動させることにより行われる。

【００３０】そして、アライメント工程が終了した直後
に、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すようにポイント仮
硬化工程を行う。従来は光硬化型接着材７のほぼ全面に
ＵＶ光１を照射して硬化させていたが、本発明において
は、図２（ａ）のポイント仮硬化工程の断面図に示すよ
うに石英ステージ３の片面に設けられた遮光板１３を使
用して、遮光板開口部１４の領域部分から見えている光
硬化型接着材７を仮硬化させている。

【００３１】すなわち、Ｚ方向からみた平面図である図
２（ｂ）に示すように光硬化型接着材７は数箇所ポイン
トで仮硬化される。このようにすることによって、接着
工程後の仮硬化［図６（ａ）］に至るまでさまざまな工
程ストレスからアライメントずれを防止している。

【００３２】ポイント仮硬化工程が終了した段階で、図
３に示すように真空穴１０により基板４と吸着していた
石英ステージ３と真空穴９を使用して基板５と吸着して
いた金属ステージ６とをとり除き、対向する２枚の基板
を外的ストレスから開放し、接着前の開放工程にする。

【００３３】開放工程では、対向する２枚の基板間の中
央部付近のギャップは光硬化型接着材７の近辺のギャッ
プより高くなければならない。これは２枚の基板の反り
形状、反り量の管理を振出時に行うことで、非常に簡単
にコントロールできる。

【００３４】開放工程の後に接着工程を行うが、接着工
程は大きく加圧前、加圧時、加圧後の３つに分けること
ができる。図４（ａ）に示すように接着加圧前工程で
は、基板４の接着剤７の塗布面とは反対側の面に加圧材
料固定基板１５に固定された加圧材料１６を接触させ、
同様に基板５の接着剤７の塗布面とは反対側の面に加圧
材料固定基板１７に固定された加圧材料１８を接触させ
る。この加圧材料１６と加圧材料１８の材料硬度は３０
から８０（ＪＩＳ Ａ）であることが好ましい。

【００３５】図４（ｂ）に示すようにＺ方向からみる
と、加圧材料１６は基板４の外周部を接着剤７の塗布面
よりも広く覆っている。また加圧材料１６および加圧材
料１８には、基板と加圧材料との鏡面吸着を防止するた
めに加圧材料表面に別の材料をコーティングすることが
好ましい。

【００３６】このような状態の液晶パネルを図５に示す
ように加圧して接着加圧工程を行う。加圧は加圧材料固
定基板１５の中心部を基板４の方向に、加圧材料固定基
板１７の中心部を基板５の方向にして行われる。基板４
と基板５の接着面精度が最適となる所まで加圧した後、
基板４及び基板５にかかる加圧力を維持する。この時の
加圧力は、加圧材料の硬度、加圧領域、光硬化型接着材
７との位置関係、加圧材料１６と加圧材料１８の位置関
係及び基板４と基板５の反りや曲げ強度等に影響してい
るため一概には言えないが、接着前の解放工程での対向
する２枚の基板間の中央部付近のギャップ値と光硬化型
接着材７近辺でのギャップ値との差と相関がある。

【００３７】接着加圧工程の後は図６に示すように、接
着加圧工程で形成された基板４と基板５の接着面精度を
維持した状態で、光硬化型接着材７の一部または全面を
ＵＶ光１９にて仮硬化させて加圧解除後の接着面精度を
維持させる。

【００３８】ここで光硬化型接着材７の硬化を一部また
は全面としたのは、加圧材料１６及び加圧材料１８のＵ
Ｖ光１９による劣化を防ぐため光硬化型接着材７の一部
を硬化させることが好ましいが、接着材や加圧材の材料
選択によっては、この工程で完全硬化を行うことも可能
であるからである。また、加圧材料１６と光硬化型接着
材７の位置関係によっては、ＵＶ光２０の方向から仮硬
化することも可能である。

【００３９】接着加圧工程の後で仮硬化させた液晶パネ
ルは、図７に示すように加圧材料固定基板１５，１７お
よび加圧材料１６，１８が取り除かれ接着後の開放工程
となる。この時の中央部付近のギャップ値は光硬化型接
着材７のギャップ値とほぼ同じである。

【００４０】そして、図８（ａ）及び図８（ｂ）に示す
固定工程が行われる。図８（ａ）に示すように基板４の
片面に光硬化型接着材７付近のみがＵＶ光２１に当たる
よう、遮光板２２をもうけ、ＵＶ光を照射して光硬化型
接着材７を硬化させ、基板４と基板５の接着工程時の接
着面精度を完全に固定する。

【００４１】図８（ｂ）に示すように遮光板２２が光硬
化型接着材７で囲まれた内側を覆うように設けられてい
るので、ＵＶ光の照射による劣化が少なくなる。以下本
発明の一実施例について具体的に説明する。

【００４２】（実施例）基板サイズが１．３型である、
基板４の厚み１．１ｍｍ、基板５の厚み０．７ｍｍのも
のを使用し、アライメントを±２．０μｍ以下の精度で
行った。

【００４３】光硬化型接着材７には、ＵＶ光にて８００
０ｍＪで硬化するエポキシ系光硬化型樹脂を使用し、４
辺のコーナーにスポット径５ｍｍ角の仮硬化を行なっ
た。この時の仮硬化エネルギーは本硬化エネルギーの１
／１０〜１／５程度であった。

【００４４】接着工程では、加圧材料固定基板１５及び
加圧材料固定基板１７には基板５と同時サイズで、厚み
が１．１ｍｍの基板を使用し、加圧材料１６及び加圧材
料１８には硬度５０（ＪＩＳ Ａ）のシリコンゴムで形
状は光硬化型接着剤７の外形から内側へ幅２ｍｍ、厚み
１ｍｍの物を使用した。

【００４５】そしてこれに加圧材料固定基板１５及び加
圧材料固定基板１７の中心から０．５〜２．０Ｋｇの力
を加え、基板４と基板５の接着面精度を±０．２μｍ以
下に調整した後、光硬化型接着材７に側面方向からＵＶ
光１９をあて、仮硬化した。この時の照射量は１５００
ｍＪであった。

【００４６】その後ＵＶ光２１を当て、全硬化して基板
４と基板５の接着面精度を±０．２μｍ以下に固定し
た。このときのＵＶ光の照射量は１００００ｍＪであっ
た。

【００４７】このようにして基板４と基板５を貼り合わ
せることで、従来工程と比べ接着面精度を確実に向上さ
せることができた。上記の様に、一実施例を示したが、
本発明において以下の範囲内で適宜調整することができ
る。

【００４８】基板サイズは１２型以下であり、基板４の
厚みは０．５〜１．３ｍｍ、基板５の厚みは０．５〜
１．３ｍｍのものを使用し、アライメントは３００μｍ
以下の精度であれば良い。

【００４９】光硬化型接着材７には、波長３３０〜４０
０ｎｍの光を積算照射量で１０００〜３００００ｍＪで
硬化するエポキシ系光硬化型樹脂を使用し、場所、スポ
ット径、スポット個数等仮硬化面積に関係なく仮硬化す
ることができ、その時のスポット仮硬化エネルギーは接
着時の接着面精度に悪影響を与えないレベルであれば制
限はない。

【００５０】接着工程においては、加圧材料固定基板１
５及び加圧材料固定基板１７は、加圧材料が固定できる
大きさが十分あり、かつ加圧により自らの変形が接着面
精度に悪影響を与えないレベルであれば制限はない。

【００５１】加圧材料１６及び加圧材料１８は、硬度３
０〜８０（ＪＩＳ Ａ）のものであれば材料制限はな
く、また形状は光硬化型接着材７の外形付近を加圧で
き、かつ画面中央付近は直接加圧できないようになって
いれば特に制限はない。

【００５２】加圧材料固定基板１５及び加圧材料固定基
板１７に加える力は０．１〜１００Ｋｇとする。この状
態を維持するための全面仮硬化エネルギーは光硬化型接
着材７の材料仕様に準ずる。

【００５３】また基板４，５と加圧材料１６，１８の鏡
面吸着を防止するために、加圧材料１６および１８の加
圧材料表面には別の材料をコーティングすることが好ま
しい。

【００５４】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば対向する
２枚の基板を貼り合わせるに際し、２枚の基板をアライ
メントする工程と接着する工程と固定する工程がそれぞ
れ独立に存在することで、アライメント時の基板吸着ス
テージの平面精度や互いの平行精度の限界とは無関係
に、基板間の接着面精度を±０．２μｍ以下にすること
ができる。また基板の接着材と接着しない面に異物が付
着した場合でも、加圧材料自体が緩衝材になるため、基
板間の接着面精度の影響が少なく、これによる異常を抑
制できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（実施の形態）のアライメント工程の断面図

【図２】（実施の形態）のポイント仮硬化時の液晶パネ
ルの断面図と液晶パネルのＺ方向からの平面図

【図３】（実施の形態）の接着前の開放時の液晶パネル
の断面図

【図４】（実施の形態）の接着加圧前の液晶パネル断面
図と平面図

【図５】（実施の形態）の接着加圧時の液晶パネルの断
面図

【図６】（実施の形態）の接着加圧後の液晶パネルの断
面図

【図７】（実施の形態）の接着後の開放時の液晶パネル
の断面図

【図８】（実施の形態）の固定時の液晶パネルの断面図
と平面図

【図９】従来の製造方法における液晶パネルの断面図と
Ｚ方向から見た液晶パネルの平面図

【符号の説明】

２ 遮光板 ３ 石英ステージ ４ 基板 ５ 基板 ６ 金属ステージ ７ 光硬化型接着材 １３ 遮光板 １５ 加圧材料固定基板 １６ 加圧材料 １７ 加圧材料固定基板 １８ 加圧材料 ２２ 遮光板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石田 裕之 大阪府高槻市幸町１番１号 松下電子工業 株式会社内 (72)発明者 舘 孝典 大阪府高槻市幸町１番１号 松下電子工業 株式会社内

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ２枚の基板を対向させて貼り合わせるに
   際し、２枚の基板をアライメントする工程と、２枚の基
   板を接着する工程と、２枚の基板を固定する工程がそれ
   ぞれ独立に存在する液晶パネルの製造方法。
2. 【請求項２】 ２枚の基板をアライメントした後、接着
   工程に移動する前に、２枚の基板の間に存在する接着材
   を数箇所ポイントで仮硬化してアライメントずれを防止
   する請求項１記載の液晶パネルの製造方法。
3. 【請求項３】 ２枚の基板の間に存在する接着材を仮硬
   化するに際し、それぞれの基板の反り量及び反り方向
   を、無負荷で互いを貼り合わせた時に中央部付近が膨ら
   む様にコントロールする請求項２記載の液晶パネルの製
   造方法。
4. 【請求項４】 ２枚の基板を接着するに際し、基板の中
   央部の付近は全く加圧せず、基板の外周部に塗られた接
   着材の存在している付近を、両基板とも接着材に触れな
   い面から均一に加圧し、この加圧力によって２枚の基板
   間の面内ギャップをコントロールする請求項１記載の液
   晶パネルの製造方法。
5. 【請求項５】 ２枚の基板の外周部を加圧する加圧材料
   表面に、別の材料をコーティングして基板と加圧材料の
   鏡面吸着を防止する請求項４記載の液晶パネルの製造方
   法。
6. 【請求項６】 基板の外周部の付近を均一に加圧し、２
   枚の基板の間の面内ギャップを目標値にして固定するに
   際し、加圧したまま接着材の全面を仮硬化させ、その後
   に加圧を解除してから接着材を完全に硬化させる液晶パ
   ネルの製造方法。
7. 【請求項７】 ２枚の基板を対向させて貼り合わせるに
   際し、２枚の基板をアライメントする工程と、２枚の基
   板を接着する工程と、２枚の基板を固定する工程がそれ
   ぞれ独立に存在し、 前記アライメント工程と前記接着工程との間では、２枚
   の基板の間に存在する接着材を数箇所ポイントで仮硬化
   してアライメントずれを防止し、 前記接着材の仮硬化の際には、それぞれの基板の反り量
   及び反り方向を、無負荷で互いを貼り合わせた時に中央
   部付近が膨らむ様にコントロールし、 ２枚の基板を接着する工程では、基板の中央部の付近は
   全く加圧せず、基板の外周部に塗られた接着材の存在し
   ている付近を、両基板とも接着材に触れない面から均一
   に加圧して２枚の基板間の面内ギャップをコントロール
   し、 前記２枚の基板を加圧する際には、２枚の基板の外周部
   を加圧する加圧材料表面に別の材料をコーティングして
   基板と加圧材料との鏡面吸着を防止する液晶パネルの製
   造方法。
8. 【請求項８】 両基板の接着材に触れない面に加圧材料
   を介して加圧材料固定基板から２枚の基板の外周部に塗
   られた接着材の存在している付近を均一に加圧する際
   に、硬度が３０から８０（ショアーＡ）の加圧材料を使
   用する請求項４または請求項７記載の液晶パネルの製造
   方法。