KR100417323B1 - 액정 표시 소자의 제조 장치 및 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 점착 기판에 있어서, 셀 갭 불균일을 회피함과 동시에, 택트 타임 단축화를 도모한 액정 표시 소자의 제조 장치에 관한 것이다.

상정반(31)과, 하정반(34)과, 이들 상,하 정반 사이에 배치되는 유리 기판(2)과 실리콘 IC 기판(4)이 소정 간격을 가지고 점착되어 이루어지는 액정 표시 소자(10)와, 하정반을 지지하는 지지 기구(35, 36, 37), 및 상기 지지 기구를 이동시키는 이동 기구(39, 40)를 구비한다. 상기 지지 기구는 적어도 실리콘 IC 기판(4)에 접촉하는 접촉 기구(36a)와, 탄성 기구(35), 및 이들 접촉 기구와 탄성 기구를 지지하는 강체(37)에 의해 구성된다. 이동 기구의 이동에 의한 프레스 성형 시, 액정 표시 소자(10)는 접촉 기구에 의해 편의력을 받지만 탄성 기구에 의해 그 편의력이 흡수되어, 유리 기판(2)과 실리콘 IC 기판(4)이 실질적으로 평행 상태로 보정되도록 구성된다.

Description

액정 표시 소자의 제조 장치 및 제조 방법{Apparatus and method for manufacturing liquid crystal display device}

본 발명은 프로젝터, 프로젝션 TV 등의 기간 부품으로서의 액정 표시 소자에 관한 것이며, 특히, 상기 액정 표시 소자의 점착(프레스 성형)이나 액정 주입 후의 봉지에 따른 액정 표시 소자의 제조 장치 및 제조 방법에 관한 것이다.

최근, 실리콘 웨이퍼 기판과 유리 기판을 점착시킨 액정 표시 소자는 프로젝터나 프로젝션 TV, 헤드 마운트 디스플레이 등으로의 응용이 진행되어, 그 생산량은 점점 확대하고 있다. 도 5에 일반적인 액정 표시 소자(10)를 도시한다. 액정 표시 소자(10)는 도 5에 도시하는 바와 같이, 투명 도전막(1)을 표면에 갖는 유리 기판(2)과, 화소 전극(표시 에리어)(3)을 표면에 갖는 실리콘 IC 기판(4)을 서로 대향시켜, 그 갭(셀 갭)을 정하기 위해, 접착제와 스페이서(6)로 이루어지는 실 접착제(7)로 고착하고, 셀 갭에 후술하는 액정(5)(도 6 참조)을 주입하며, 상기 유리 기판(2) 표면에 반사 방지막(8)을 설치하여 구성하고 있다. 또한, 9는 봉지부로 이루어지는 액정 주입구이다.

여기서, 유리 기판(2)과 실리콘 IC 기판(4)을 점착시켜, 액정(5)을 주입하기 이전 상태의 액정 표시 소자(10)(액정 주입 셀)를 얻는 방법으로서는 다음과 같은 각종 방법이 있다. 도 7 내지 도 10에 도시하는 액정 표시 소자(10)는 액정(5)을 주입하기 이전 상태인 액정 주입 셀을 도시하고 있다.

예를 들면, 특개평 6-18829호 공보에 기재된 방법으로서, 도 7에 도시하는 바와 같이, 한 쌍의 강체로 이루어지는 상정반(11)과 하정반(12) 사이에, 액정 표시 소자(10)를 삽입하여 프레스하는 방법(강체-강체 구성)이 있다. 또한, 도 8에 도시하는 바와 같이, 스테인리스강 또는 세라믹재로 이루어지는 상정반(13)과, 에어 백으로 이루어지는 하정반(14) 사이에 액정 표시 소자(10)를 삽입하여 프레스하는 방법(강체-에어 백 구성)이 있다. 더욱이, 예를 들면, 특개평 6-222318호 공보에 기재된 방법으로서, 도 9에 도시하는 바와 같이, 강체로 이루어지는 상정반(15)과, 에어 백(16) 상에 설치한 스테인리스강이나 세라믹재 등의 강체인 하정반(17)과의 사이에 액정 표시 소자(10)를 삽입하여 프레스하는 방법(강체-강체/에어 백구성)이 있다.

더욱이 또, 도 10에 도시하는 바와 같이, 스테인리스강이나 세라믹재로 이루어지는 상정반(18)으로, 상정반(18)과 동일 재료인 스테인리스강이나 세라믹재로 이루어지는 하정반(19) 사이에 액정 표시 소자(10)를 삽입하여 프레스하는 방법(강체-강체/탄성체(고무) 구성)도 있다. 상기 도 10의 방법에서는 하정반(19)을 탄성체(20)에 의해 지지하는 구성을 채용하고 있다. 또한, 도면 중에 화살표가 표시되어 있는 경우, 그 화살표는 힘이 작용하는 방향을 도시하는 것으로 한다.

더욱이, 그 밖의 방법으로서, 예를 들면, 특개평 11-64866호 공보에 도시하는 바와 같이, 에어 백을 이용한 조합 예(한 쌍의 에어 백에 강판이나 탄성 완충 시트를 사용하는 방법)도 있다. 이들 프레스 장치에서 프레스하는 방법에 있어서는 상기한 스페이서(6)에 의해 셀 갭을 확보한 후, 도시하지 않은 자외선 조사나 가열에 의해 접착제를 경화시켜, 액정 표시 소자(10)의 셀을 얻고 있다. 그리고 이 후, 상기한 액정(5) 주입구(9)로부터 액정(5)을 주입한 후, 상기 주입구(9)를 봉지함으로써 도 6과 같은 액정 표시 소자(10)를 얻는 것이다.

그런데, 이러한 액정 표시 소자의 주입구를 봉지하는 방법으로서는 액정 주입이 끝난 액정 주입 셀의 액정 주입구 부근에 있는 액정을 닦고, 디스펜서에 의해 액정 주입구에 봉지제를 도포하여 모세관 현상에 의해, 상기 봉지제를 액정 주입구 내부에 함침시켜, 자외선 조사 또는 가열에 의해 상기 봉지제를 고화시킴으로써, 액정 주입구를 막는다는 기술이 예를 들면, 특개평 9-15616호 공보, 특개 2000-35588호 공보, 특개 2000-206545호 공보 등에 기재되어 있다.

이하, 도 16a 내지 d를 참조하여, 종래의 액정 주입 봉지 방법에 대해 설명한다. 도 16a 내지 d는 종래의 액정 표시 소자의 봉지 방법을 도시하는 액정 주입 셀(200)의 모식적 단면도이다. 도 16a 내지 16d에 있어서는 편의상, 도 5 내지 도 10과 실질적으로 동일 부분이라도 다른 부호를 붙이고 있다. 동일 도면에 있어서 a는 액정(150)이 주입된 후의 액정 주입 셀(200)의 측단면도이며, 이 도면으로부터 분명한 바와 같이, 예를 들면, 액정(150)이 주입된 후의 유리 기판(120)과 실리콘 기판(130)은 그 측면부가 넓어진(볼록 형상) 상태로 되어 있다.

그래서, 이 액정(150) 주입 후에, 정상인 액정 주입 셀(200)로 하도록 그 측면부(액정 표시면)를 측면으로부터 가압한다(도 16b). 또한, 상기 도 16b에 있어서, 150a는 액정 주입구(190)로부터 넘쳐나온 액정 부분이다. 다음으로, 액정 주입구(190)로부터 넘쳐나온 액정 부분(150a)을 닦은 후(도 16c), 봉지제(180)를 액정 주입구(190)에 도포하면서 측면 가압을 순차 감압해 가며, 이러한 후, 도시하지 않은 자외선으로 상기 봉지제(180)를 조사함으로써, 액정 주입구(190)가 봉지제(180)에 의해 막히는(봉지되는) 것이다(도 16d).

우선, 상술한 액정 표시 소자의 프레스 성형 장치 및 방법은 다음과 같은 문제점을 갖고 있다. 도 7에 도시한 바와 같은 방법(강체-강체 구성)에서는 장치를 구성하는 2개의 정반(강체(11, 12))에 있어서, 셀 갭을 확보하기 위한 기계적 정밀도로서 소정의 평행도(±0.3μm)를 확보하는 것이 곤란하며, 그 때문에 기판으로의 프레스 압력이 불균일해져, 셀 갭 형성 과정에서 불량을 일으키는, 즉, 셀 갭이 불균일해진다는 문제점이 있었다. 따라서, 도 7에 도시한 특개평 6-18829호 공보의 구성에서는 셀 갭을 측정하면서 가압으로의 피드백을 건다는 방법을 취하고 있지만, 이러한 방법에서는 장치가 대형화하는 것, 대단히 정교한 가압 제어가 필요한 것이기 때문에, 액정 표시 소자(10) 작성에 시간이 너무 걸린다는 문제점도 있었다.

또한, 도 8에 도시하는 바와 같은 방법(강체-에어 백 구성)에서는 실리콘 IC 기판(4)의 하지가 에어 백(14)이기 때문에, 상기 에어 백(14)에 장력의 불균일함이 일어나며, 역시 프레스 시의 압력 불균일함이 생긴다. 즉, 상기 도 8 방법에 의해서도, 여전히 셀 갭이 불균일해진다는 문제점이 있다.

더욱이, 도 9에 도시하는 바와 같은 방법(강체-강체/에어 백 구성)에서는 프레스 시의 압력 균일성은 양호하지만, 하지(下地)가 에어 백(16)이기 때문에, 유리 기판(2)과 실리콘 IC 기판(4) 사이에서 가로로 미끄러짐을 일으키는 경우가 있어, 이것에 의해 점착 정밀도가 나오지 않으며, 또한 가로로 미끄러짐에 의한 슬립 상흔을 일으킨다는 문제점을 갖고 있다. 즉, 이 도 9의 방법에 의해서도, 여전히 셀 갭이 불균일해진다는 문제점이 있었다.

도 10에 도시하는 바와 같은 방법(강체-강체/탄성체(고무) 구성)에 있어서는 압력 균일성은 유지되는 것이지만, 하정반을 구성하는 강체(스테인리스강이나 세라믹재)(19)의 하지가 고무 등의 탄성체(20)이기 때문에, 상기한 바와 같은 가로로 미끄러짐을 피하는 것이 어렵다. 즉, 이 도 10의 방법에 의해서도, 여전히 셀 갭이 불균일해진다는 문제점이 있다. 그리고 상기 셀 갭의 불균일은 이로써 얻어진액정 표시 소자(10)를 프로젝터나 프로젝션 TV에 응용할 때, 투사 화면 상의 명암의 불균일(쉐이딩)이나 3색 합성했을 때의 색 얼룩의 원인이 되는 것이다.

또한, 상기한 바와 같은 프레스 장치에서 프레스하는 방법에 의하면, 프레스 성형될 때에, 강체인 상정반(11, 13, 15, 18)과, 예를 들면 유리 기판(2)과의 사이에 외부로부터의 이물(크기로서는 5μm 내지 100μm 정도)이 혼입하면(이 점은 피하는 것이 어렵다), 국소적, 즉, 이물 주변에 셀 갭의 불균일이 일어난다는 문제점도 갖고 있었다. 셀 갭 균일성은 헬륨 네온 레이저 광의 간섭을 이용한 경우의 프린지(스트라이프)로, 기판면 내에서 동심원 형상으로 2개(1개는 0.3μm) 미만, 바람직하게는 1개 이내가 되는 것이 바람직하다. 왜냐 하면, 이 정도이면 후 공정의 액정 주입 및 봉지 공정에서 수정이 가능하기 때문이다.

그렇지만, 이 이상의 프린지 개수 또는 동심원 형상이 아닌 경우, 나아가서는 국소적인 프린지 형상의 흐트러짐(국소적인 셀 갭 불균일)이 있는 경우는 후 공정에서의 수정이 곤란해져, 제조의 제품 비율 저하 요인이 되는 것이다. 그래서 양 기판(유리 기판(2)과 실리콘 IC 기판(4))이 프레스될 때, 거기에 압력이 균일하게 걸리고, 또한, 가로로 미끄러짐이 생기지 않는 구성이 필요해지는 것이다.

이상과 같은 문제점을 고찰해 가면, 예를 들면, 유리 기판과 강체인 상정반 사이에 이물 크기만큼의 도피가 있으면 국소적으로 힘이 들지 않고, 국소적인 셀 갭 불균일은 일어나기 어렵지 않은가 하는 지식이 생기게 된다. 그래서, 본 발명자들은 예의 검토한 결과, 기판 표면의 휨이나 울퉁불퉁함 및 양 정반의 맞춤 정밀도에 크게 의존하지 않고, 양 기판이 프레스될 때에 균일하게 압력이 걸려, 양 기판 사이에서 가로로 미끄러짐이 없이 기판 표면이 평행 상태로 보정되며, 셀 갭을 균일하게 하여 점착시키는 것이 가능한 액정 표시 소자의 제조 장치를 안출한 것으로, 본 발명은 이러한 액정 표시 소자의 제조 장치를 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.

또한, 본 발명은 예를 들면 정반과 유리 기판 사이에 이물이 혼입함으로써 생기는 국소적인 셀 갭 불균일을 해소하여, 높은 제품 비율을 달성하는 액정 표시 소자의 제조 방법을 아울러 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.

한편, 상술한 액정 표시 소자의 액정 주입 봉지 방법은 다음과 같은 문제점을 갖고 있다. 도 16에서 설명한 종래 기술은 2장이 점착된 액정 주입 셀(200) 내에 갭을 유지하기 위한 스페이서(160)가 있는 것을 전제로 한 것이다. 도 5 및 도 6에 도시하는 바와 같은 액정 주입 셀 내에 스페이서가 없는 액정 표시 소자에 이 기술을 사용한 경우는 측면 가압에 의해 기판끼리가 접촉할 우려가 있다. 이러한 경우를 상정하여, 가령 측면 가압 및 감압을 에어압 제어로 행했다고 해도, 고정밀도인 셀 갭 균일성을 얻는 것은 곤란하다.

더욱이, 작금에서는 액정 표시 소자의 화상 표시에 고속 응답이 요구되어, 액정 표시 소자의 셀 갭이 종래의 5μm 이상에서 3μm, 나아가서는 1μm 가까이까지 작게 되어 있으며, 그에 따라서 셀 갭 균일성으로의 요구가 엄격해지고 있다. 이것은 표시 화상의 명암 얼룩, 색 얼룩을 저감하는 요구가 있기 때문이다.

따라서, 이 엄격한 요구에 응하기 위해서는 제조 단계에서의 셀 갭 관리가 중요하며, 액정 주입 후로부터 액정 표시 소자의 측면 가압 및 해방, 나아가서는봉지제 도포로의 시간 경과와 함께 변화하는 셀 갭 변화를 정확하게 모니터할 필요가 나온다.

또한, 측면 가압 전후에서 셀 갭 균일성을 확인하도록 광학적인 간섭 스트라이프를 모니터하는 방법도 있지만, 상술한 셀 갭 균일성으로의 요구는 0.1μm 이내의 고정밀도로, 간섭 스트라이프에서의 서브 마이크론 영역의 모니터에서는 이러한 엄격한 셀 갭 균일성으로의 요구에는 응할 수 없다.

이상과 같은 문제점을 고찰해 가면, 상기한 바와 같은 고정밀도의 셀 갭 균일성을 얻기 위해서는 액정 셀 제조 과정에서, 필요 공정에 있어서 셀 갭 측정을 행하여, 그곳에서 오차(균일성 범위를 넘어서 있다)가 있을 경우, 그 시점에서 수정을 행하도록 하면 최종 공정을 끝낸 액정 셀의 갭은 구하는 범위 내인 것으로서 얻어져 있을 것이라는 지식이 생기게 된다.

그래서, 본 발명자는 예의 검토한 결과, 액정 주입 직후의 셀 갭 측정 기구, 가압 해방 후의 셀 갭 측정 기구 등을 포함하는 각 기구를 유기적으로 구성 배치함으로써, 액정 주입 후의 불균일한 셀 갭 균일성을 수정하여 양호한 셀 갭 균일성을 얻는 것이 가능한 액정 표시 소자의 제조 장치 및 제조 방법을 안출한 것으로, 본 발명은 이러한 액정 표시 소자의 제조 장치 및 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 프레스 성형 장치로서의 액정 표시 소자 제조 장치의 한 실시예를 도시하는 전체도.

도 2는 본 발명에 따른 프레스 성형 장치로서의 액정 표시 소자 제조 장치의 한 실시예를 도시하는 요부 개략도.

도 3은 본 발명에 따른 프레스 성형 장치로서의 액정 표시 소자 제조 장치를 구성하는 상정반의 요부 설명도.

도 4는 본 발명에 따른 프레스 성형 장치로서의 액정 표시 소자 제조 장치를 구성하는 상정반의 다른 요부 설명도.

도 5는 일반적인 액정 표시 소자의 구성 부품을 도시하는 분해 사시도.

도 6은 일반적인 액정 표시 소자의 구성 설명도.

도 7은 종래의 액정 표시 소자 제조 장치를 구성하는 주요 부품 설명도.

도 8은 종래의 액정 표시 소자 제조 장치를 구성하는 다른 주요 부품 설명도.

도 9는 종래의 액정 표시 소자 제조 장치를 구성하는 또 다른 주요 부품 설명도.

도 10은 종래의 액정 표시 소자 제조 장치를 구성하는 또 다른 주요 부품 설명도.

도 11은 본 발명에 따른 액정 주입 봉지 장치로서의 액정 표시 소자 제조 장치의 한 실시예를 도시하는 전체도.

도 12는 본 발명에 따른 액정 주입 봉지 방법으로서의 액정 표시 소자 제조 방법을 도시하는 모식적 단면도.

도 13은 액정 표시 소자 구조를 도시하는 사시도.

도 14는 액정 표시 소자 구조를 도시하는 단면도.

도 15는 본 발명에 의한 효과를 설명하기 위한 도면.

도 16은 종래의 액정 표시 소자의 봉지 방법을 도시하는 액정 셀의 모식적 단면도.

※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ※

1: 투명 도전막 2: 유리 기판

3: 화소 전극(표시 에리어) 4: 실리콘 IC 기판

5: 액정 6: 스페이서

7: 실 접착제 8: 반사 방지막

9: 액정 주입구(봉지부) 10: 액정 표시 소자(소자 기판)

11, 13, 15, 18, 31: 상정반 12, 17, 19, 34: 하정반

14, 16: 에어 백 20: 탄성체

21: 배향막 22: 배향막

30, 300: 액정 표시 소자의 제조 장치

32: 프레임부 33: 중앙 돌출부

35: 탄성체(고무) 36: 센터 핀

36a: 선단부 37: 강체

38: 투명 구멍 39: 고니오 스테이지

40: 에어 실린더 310: 셀 반송 로봇

320: 액정 주입 완료 셀 카세트 330: 봉지제 셀 카세트

340: 액정 유무 검출 기구(제 1 기구)

350: 제 2 기구 360: 제 3 기구

370: 제 4 기구 380: 제 5 기구

390: 센터 인덱스 테이블 400: 액정 주입 완료 셀

본 발명은 이러한 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 다음의 구성을 제공한다.

(a) 적어도 2장의 유리 기판이 소정 간격을 가지고 점착되어 이루어지는 소자 기판(10)을 프레스 성형하기 위한 액정 표시 소자의 제조 장치에 있어서, 상기 소자 기판의 1개의 유리 기판을 하면 측에 유지하는 상정반(31)과, 상기 소자 기판의 다른 1개의 유리 기판을 상면 측에 유지하는 하정반(34)과, 상기 하정반을 지지하는 지지 기구(35, 36, 37)와, 상기 지지 기구를 이동시키는 이동 기구(39, 40)를 구비하며, 상기 지지 기구는 적어도 상기 하정반의 하면 측에 접촉하는 접촉 기구(36a), 탄성 기구(35), 및 이들 접촉 기구와 탄성 기구를 지지하는 강체(37)로 구성하여 이루어지며, 상기 이동 기구 이동에 의한 상기 소자 기판의 프레스 성형 시, 상기 소자 기판은 상기 접촉 기구에 의해 상기 하정반의 기울기 방향으로 자유도를 갖는 힘을 받지만 상기 탄성 기구에 의해 그 힘이 흡수되어, 상기 적어도 2장의 유리 기판이 실질적으로 서로 평행 상태로 보정되도록 구성한 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자의 제조 장치(30).

(b) 유리 기판(2)과 실리콘 IC 기판(4)이 소정 간격을 가지고 점착되어 이루어지는 액정 표시 소자(10)를 프레스 성형하기 위한 액정 표시 소자의 제조 장치에 있어서, 상기 유리 기판을 하면 측에 유지하는 상정반(31)과, 상기 실리콘 IC 기판을 상면 측에 유지하는 하정반(34)과, 상기 하정반을 지지하는 지지 기구(35, 36, 37)와, 상기 지지 기구를 이동시키는 이동 기구(39, 40)를 구비하며, 상기 지지 기구는 적어도 상기 하정반의 하면 측에 접촉하는 접촉 기구(36a), 탄성 기구(35), 및 이들 접촉 기구와 탄성 기구를 지지하는 강체(37)로 구성하여 이루어지며, 상기 이동 기구 이동에 의한 상기 액정 표시 소자의 프레스 성형시, 상기 실리콘 IC 기판은 상기 접촉 기구에 의해 상기 하정반의 기울기 방향으로 자유도를 갖는 힘을 받지만 상기 탄성 기구에 의해 그 힘이 흡수되어, 상기 실리콘 IC 기판이 상기 유리 기판에 대해 실질적으로 평행 상태로 보정되도록 구성한 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자의 제조 장치(30).

(c) 상기 (a), (b)의 구성에 있어서, 상기 상정반의 하면 측에 일체적으로 돌출부(32, 33)를 형성하여, 상기 이동 기구 이동에 의한 성형시, 상기 돌출부만이 상기 유리 기판에 접촉하도록 구성한 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자의 제조 장치(30).

(d) 유리 기판(2)과 실리콘 IC 기판(4)이 소정 간격을 가지고 점착되어 이루어지는 액정 표시 소자(10)를 프레스 성형하기 위한 액정 표시 소자의 제조 방법에 있어서, 표면에 투명 도전막(1)을 갖는 상기 유리 기판을 상정반(31)의 하면 측에 설치하고, 미리 실 접착제(7)를 도포한 상기 실리콘 IC 기판을 하정반(34)의 상면 측에 설치하며, 상기 하정반을 에어 실린더(40)에 의해 상승시켜, 상기 실리콘 IC 기판이 상기 유리 기판에 접촉하는 전단계에서 상기 실리콘 IC 기판 각도를 각도 조정 수단(39)에 의해 조정하며, 이러한 후, 상기 에어 실린더를 다시 상승시켜 상기 하정반에 소정의 가압력을 부여하여, 상기 실리콘 IC 기판에 상기 하정반의 기울기 방향으로 자유도를 갖는 힘을 주고, 또한, 상기 힘을 탄성 기구(35)에 의해 흡수시킴으로써, 상기 실리콘 IC 기판을 상기 유리 기판에 대해 실질적으로 평행 상태로 보정하고, 다음으로, 상기 실 접착제에 자외선을 조사하여 상기 실 접착제를 경화시켜, 상기 유리 기판과 상기 실리콘 IC 기판을 고착하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자의 제조 방법.

(e) 2장의 기판(2, 4)이 점착되고, 액정 주입구(9)를 구비하며, 셀 갭이 형성되어 이루어지는 액정 주입 셀(400)에 액정(5)을 주입하여 봉지하기 위한 액정 표시 소자의 제조 장치에 있어서, 상기 액정 주입 셀에 액정을 주입한 직후의 상기 셀 갭을 측정하기 위한 제 1 측정 기구(35)와, 상기 액정 주입 셀을 가열하기 위한 가열 기구(35)와, 상기 액정 주입 셀의 소정 영역을 가압하기 위한 가압 기구(36)와, 상기 가압 기구에 의한 가압에 의해 밀린 액정(5a)을 닦기 위한 액정 와이핑 기구(36)와, 상기 액정 주입구를 봉지하는 봉지제(130)를 도포하기 위한 봉지제 도포 기구(36)와, 상기 봉지제 도포 기구에 의해 도포된 봉지제 중 여분의 봉지제를 닦기 위한 봉지제 와이핑 기구(36)와, 상기 가압 기구에 의한 가압을 정지한 후의 상기 셀 갭을 측정하기 위한 제 2 측정 기구(37)와, 상기 제 2 측정 기구에서의 셀 갭 균일성이 소정 범위가 된 시점에서 상기 봉지제에 자외선을 조사하여 상기 봉지제를 경화시키기 위한 자외선 조사 기구(37)와, 상기 액정 주입구에서의 상기 봉지제의 침투량을 검출하기 위한 화상 처리 기구(38)를 설치한 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자의 제조 장치.

(f) 2장의 기판(2, 4)이 점착되고, 액정 주입구(9)를 구비하며, 셀 갭이 형성되어 이루어지는 액정 주입 셀(400)에 액정(5)을 주입하여 봉지하기 위한 액정 표시 소자의 제조 방법에 있어서, 상기 액정 주입 셀에 액정을 주입한 직후의 상기 셀 갭을 측정하는 제 1 측정 공정과, 상기 액정 주입 셀을 가열하는 가열 공정과, 상기 2장의 기판 외측으로부터 소정의 영역을 가압하는 가압 공정과, 상기 가압 공정에 의해 상기 액정 주입구로부터 밀린 액정(5a)을 닦는 와이핑 공정과, 상기 액정 주입구에 봉지제(130)를 도포하는 도포 공정과, 상기 가압 공정에 의한 가압을 정지하여 상기 셀 갭을 측정하는 제 2 측정 공정과, 상기 제 2 측정 공정에서의 상기 셀 갭 측정에서 상기 셀 갭 균일성이 소정 범위가 된 시점에서 상기 봉지제에 자외선을 조사하여 상기 봉지제를 경화시키는 경화 공정과, 상기 액정 주입구에서의 봉지제 침투량을 검출하기 위한 검출 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자의 제조 방법.

실시예

이하, 본 발명의 적합한 한 실시예를 첨부 도면에 근거하여 설명한다. 또한, 이하에 서술하는 실시예는 본 발명의 적합한 구체예이므로, 기술적으로 바람직한 각종 한정이 붙어 있지만, 본 발명의 범위는 이하의 설명에 있어서 특별히 본 발명을 한정하는 취지의 기재가 없는 한, 이들 양태에 한정되는 것은 아니다.

우선, 액정 표시 소자(액정 주입 셀)의 프레스 성형 장치 및 방법으로서의 본 발명의 제조 장치 및 제조 방법에 대해서 설명한다. 도 1은 본 실시예에 따른 액정 표시 소자의 제조 장치를 도시하는 전체도, 도 2는 본 실시예가 되는 액정 표시 소자의 제조 장치의 요부 개략도, 도 3은 동일 액정 표시 소자의 제조 장치를 구성하는 상정반의 요부 설명도, 도 4는 동일, 액정 표시 소자의 제조 장치를 구성하는 상정반의 다른 요부 설명도이다. 또한, 상기한 종래 예와 동일 부분은 동일 부호를 사용하여 그 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 액정 표시 소자의 제조 장치(30)의 바람직한 한 실시예를 도시하는전체도이다. 도 1 내지 도 4에 있어서, 31 은 예를 들면, 합성 석영 유리로 이루어지는 상정반, 32 는 상기 상정반(31)에 일체적으로 형성한 프레임부, 33 은 상기 프레임부 내측에 형성한 중앙 돌출부이다. 또한, 상기 프레임부(32), 중앙 돌출부(33)의 작용 등에 대해서는 나중에 상술한다. 도 2에 있어서는 프레임부(32) 도시를 생략하고 있다.

강체인 상정반(31)으로서는 예를 들면 상기한 합성 석영 유리 외에, 용융 석영 유리, 파이렉스 유리(쇼트사 등록 상표), 텐팩스 유리(쇼트사 등록 상표) 등의 365nm 부근의 자외선 영역의 광을 투과하기 쉬운 재질이 바람직하다.

34는 하정반을 구성하는 예를 들면 세라믹재로, 지르코니아(ZrO₂)가 적합하다. 35는 대략 중앙부에 투명 구멍(38)이 설치되며, 상기한 하정반(34)을 지지하는 탄성체(고무)로, 예를 들면 저탄성 러버가 적합하다. 36은 강체(37)의 대략 중앙부에 입체 설치되며, 상기한 탄성체(35)의 투명 구멍(38) 내를 관통하여 하정반(34)의 한측에 접촉하고 있는 센터 핀으로, 선단부(36a)를 대략 원호 형상으로 형성하여 있다. 또한, 상기한 강체(37) 및 센터 핀(36)은 예를 들면, 스테인리스 등의 금속 재료나 세라믹 재료 등을 사용할 수 있다.

39는 상기한 하정반(34) 하부에 설치되고, 기판 점착 시에 각도를 사전에 조정하도록, 내부에 도시하고 있지 않은 고니오미터(goniometer)를 갖는 고니오 스테이지, 40은 상기 고니오 스테이지(39) 하부에 설치된 에어 실린더이다.

여기서, 본 발명이 되는 액정 표시 소자의 제조 장치(30)를 사용하여 액정 표시 소자(10)를 얻는 방법에 대해서, 주로 도 1, 도 2, 필요하면 도 5, 도 6을 아울러 참조하여 설명한다.

구체적 실시예로서, 유리 기판(2)에 접촉하는 측 상정반(31)에는, 용융 석영 유리를 사용하고, 실리콘 IC 기판(4)에 접촉하는 측 하정반(34)에는 지르코니아를 사용하며, 탄성체(35)로서는 저탄성 러버인 하네나이트를 사용하며, 강체(37)로서는 일반적으로 사용되는 강재를 사용하여 도시한 순차로 배치하여, 센터 핀(36)으로서는 스테인리스제 나사 선단을 구 형상으로 가공한 것을 사용했다.

이것은 하정반(34) 측 강체(37)로서의 강재와 센터 핀(36) 사이의 고정과, 센터 핀(36) 선단부(36a)와 하정반(34)으로서의 세라믹재인 지르코니아와의 접촉을 미세 조정하기 위한 것이다. 단, 상기한 바와 같은 이 형태에 한정되는 것은 아니다.

우선, 도 5에서 설명한 바와 같이, 표면에 미리 필요한 반사 방지막(8), 투명 전극막(1)을 설치한 액정 표시 소자의 유리 기판(2)인 코닝사 제품 #1737 유리를 투명한 강체로 이루어지는 상정반(31)의 하면 측에 흡착 고정시킨다. 다음으로, 액정 표시 소자(10)의 실리콘 IC 기판(4) 상에 표시 에리어(3) 외주에 야크시 화성(주) 제품 SW-3.2 D1 스페이서 볼(6)을 혼입시킨 쿄우리쯔(協立) 과학 산업(주) 제품 메인 실 접착제(7)(WR 시리즈)를 도포한 후, 상기 실리콘 IC 기판(4)을 하정반(34)의 상면 측에 흡착 고정시킨다.

이 때, 센터 핀(36) 선단부(36a)는 하정반(34)의 한측(하면 측)에 접촉된다. 즉, 양 기판이 프레스 성형될 때에, 하정반(34)의 한측이 센터 핀 선단부(36a)에서 일점 하중을 받기 때문에, 하정반(34) 측 실리콘 IC 기판(4)은 하정반(34)의 기울기 방향으로 자유도를 갖는 힘을 받게 된다. 이 힘을 편의력(偏倚力:밀어붙이는 힘)이라 칭하는 것으로 한다. 그렇지만, 이 편의력은 상기한 바와 같이 하정반(34) 및 탄성체(고무)(35)를 구성 배치함으로써, 실질적으로는 탄성체(고무) (35)에 의해 흡수되게 된다. 따라서, 나중에 상기 실리콘 IC 기판(4)이 에어 실린더(40)에 의해 아래 방향으로부터 소정의 가압력이 부여되었을 때, 압력이 이 기판면에 균일하게 걸리게 되기 때문에, 가로로 미끄러짐이 일어날 우려는 없는 것이다. 즉, 셀 갭 균일성이 유지된다.

이 때문에, 프레스 성형 시에, 가령, 실리콘 IC 기판(4)이 기울어져 있다 해도 실 접착제(7) 속의 스페이서 볼(6)을 모방하도록 상기 양 기판이 셀 갭 수정을 받으면서 프레스가 진행하게 된다. 이로써, 액정 표시 소자(10)의 점착 공정에서 소망되는 셀 갭 균일성이 유지되며, 예를 들면, 프린지 1개라는 요구에 대해서도 양호한 결과를 얻을 수 있다. 이 때문에, 프로젝터나 프로젝션 TV에 액정 표시 소자(10)를 응용한 경우, 쉐이딩, 색 얼룩 개선에 크게 공헌할 수 있는 것이다. 더욱이, 이 결과는 후 공정의 액정 주입 및 봉지 공정에서의 셀 갭 균일성 수정을 용이하게 하기 위해 공정의 택트(tact) 타임 단축에 연결되는 것이다.

다음으로, 실리콘 IC 기판(4)측 하정반(34)을 에어 실린더(40)에 의해 상승시켜, 상기 실리콘 IC 기판(4)이 유리 기판(2)에 접촉하기 직전의 직근 위치에 있어서, 실리콘 IC 기판(4) 각도를 하정반(34) 아래쪽에 설치한 고니오 스테이지(39) 내의 도시하지 않은 고니오미터에 의해, 유리 기판(2)과 실리콘 IC 기판(4)이 평행이 되도록 조정한다. 또한, 상기 조정은 동일 사양의 기판을 사용할 경우는 2개째의 액정 표시 소자 제작으로부터는 생략할 수 있다.

이후, 에어 실린더(40)를 재차 작동시킴으로써, 하정반(34)을 0.1 MPa( 0.63 kgf) 내지 0.3 MPa( 3 kgf)의 가압력으로 가압시킨다. 또한, 상기 가압력의 범위 외, 예를 들면, 0.1 MPa( 0.63 kgf) 미만 또는 0.3 MPa( 3 kgf) 이상의 경우는 상기한 바와 같이, 헬륨 네온 레이저 광 간섭을 이용한 경우의 프린지(스트라이프)로, 기판면 내에서 동심원 형상으로 2개(1개는 0.3μm) 미만, 바람직하게는 1개 이내에 수습되지 않는 것이 실험적으로 증명되어 있다. 또한, 각종 실험을 행한 결과, 바람직한 가압력은 0.25 MPa 부근의 조건이었다.

다음으로, 양 기판(2, 4)의 위치 맞춤을 행한다. 이것은 기판 외형 기준에 의한 위치 맞춤에 의해 행하는 것이다. 또한, 도시하지 않은 기판 상의 위치 맞춤 마크를 CCD에서 검출하여, 정반의 XY 스테이지를 조정함으로써 행해도 물론 된다.

에어 실린더(40)에 의한 하정반(34)으로의 소정 가압력(0.1 MPa( 0.63 kgf) 내지 0.3 MPa( 3 kgf)) 부여는 양 기판(2, 4)의 접촉 개시로부터 약 30초간 유지된다. 이로써, 양 기판(2, 4) 사이에 액정이 들어가 있지 않은 빈 셀이 완성한다.

더욱이, 이 후 약 10초간 이 유지를 속행함과 동시에, 도시하지 않은 365 nm의 자외선 광을 용융 석영 유리로 이루어지는 상정반(31) 측으로부터 실 접착제(7) 부분에 약 3000 mJ 조사하여, 상기 실 접착제(7)를 경화 고착시킨다.

이러한 후, 빈 셀 내에 액정 주입구(9)로부터 액정(5)을 주입한 후, 상기 액정 주입구(9)를 접착제로 봉지 고착함으로써, 소요의 액정 표시 소자(10)가 얻어지는 것이다. 액정의 주입 봉지 장치 및 방법에 대해서는 나중에 상술한다.

상기한 일련의 점착 조건에 의한 셀 갭 균일성에 대해서는 작성 기판수의 90% 이상으로, 균일성을 나타내는 지수인 프린지 개수가 1개 이하(중앙과 끝 부분에서의 셀 갭 차가 0.3μm 이하에 상당)의 결과를 얻었다. 따라서, 본 실시예에 의하면, 택트 타임의 대폭 단축화를 도모할 수 있다.

여기서, 도 3, 도 4 를 참조하여, 돌출부가 되는 프레임부(32), 중앙 돌출부(33)에 대해서 설명한다. 도 3에 있어서, 프레임부(32)는 상정반(31)의 한측에 일체적으로 형성되어 있다. 도 1에 도시하는 바와 같이, 프레임부(32)의 폭(간격)은 유리 기판(2)과 실리콘 IC 기판(4)이 정규 상태에서 접착되도록 실 접착제(7)의 스페이서(6) 간격과 대략 같아지는 치수로 되어 있다. 또한, 도 4에 있어서, 중앙 돌출부(33)는 프레임부(32)의 더욱 중앙 부분에 예를 들면, 그와 동일한 두께로 일체적으로 형성되어 있다. 또한, 상기 프레임부(32)의 두께(t)는 이물 크기보다 커지는 두께, 예를 들면, 100μm 이상으로 설정해 두면, 상정반(31)과 유리 기판(2) 사이에 먼지 등의 이물이 혼입한 경우라도, 그 이물은 예를 들면, 상기 프레임부(32) 내에 수습되기 때문에, 국소적인 셀 갭의 불균일함은 일어나기 어려워지는 것이다.

또한, 상기한 프레임부(32) 구성의 경우로, 가령, 실리콘 IC 기판(4)의 휨이 커서 유리 기판(2)의 중앙 부분이 패어버리는 현상이 발생한 경우에는 도 4와 같이, 프레임부(32)의 더욱 중앙 부분에, 예를 들면, 그와 동일한 두께로 형성되어 있는 중앙 돌출부(33)가 설치되어 있는 구성을 채용함으로써, 그것을 미연에 방지할 수 있는 것이다. 또한, 상기 실시예에서는 프레임부(32)를 ロ자 형상 등으로형성하고 있지만, 이에 한정되는 것이 아니라, 예를 들면, 田자 형상이라도 물론 된는 것이다.

이렇게, 상정반(31)에 일체적으로 돌출부(프레임부(32), 중앙 돌출부(33))를 형성하고, 이동 기구(에어 실린더(40) 등) 이동에 의한 성형 시, 상기 돌출부만이 유리 기판(2)에 접촉하도록 구성함으로써, 가령, 유리 기판(2)에 이물이 부착하고 있었다 해도, 그 이물을 상정반(31)으로 직접 가압하지 않기 때문에, 이물이 찌부러져 유리 기판(2) 표면을 더렵히는 일도 없으며(투사 화상에서는 표시 품질 열화로 이어진다) 또 이물을 통해 유리 기판(2)을 가압하는 일도 없기 때문에, 국소적인 셀 갭의 불균일함을 회피할 수 있다. 이로써, 액정 표시 소자 공정에서의 제품 비율 향상에 기여할 수 있는 것이다.

또한, 본 실시예에 있어서는 기판으로서, 유리 기판(2)과 실리콘 IC 기판(4)을 사용한 예로 설명했지만, 실리콘 IC 기판(4) 대신 유리 기판을 사용하여, 유리 기판만으로 소자 기판을 구성해도 물론 되는 것이다.

다음으로, 액정 표시 소자에 있어서의 액정 주입 봉지 장치 및 방법으로서의 본 발명의 제조 장치 및 제조 방법에 대해서 설명한다. 도 11은 본 실시예에 따른 액정 표시 소자의 제조 장치를 도시하는 적합한 한 실시예의 전체도, 도 12는 본 실시예가 되는 액정 표시 소자의 제조 방법을 도시하는 모식적 단면도, 도 13은 동일 액정 표시 소자 구조를 도시하는 사시도, 도 14는 동일 단면도, 도 15는 봉지 공정의 실시 결과를 도시하는 설명도이다. 또한, 상기한 종래 예와 동일 부분은 동일 부호를 사용하여, 그 상세한 설명은 생략한다.

도 11은 본 실시예에 따른 액정 표시 소자의 제조 장치(300)를 도시하는 적합한 한 실시예의 전체도이다. 도 11에 있어서, 310은 셀 반송 로봇, 320은 액정 주입 완료 셀 카세트, 330은 봉지제 셀 카세트, 340은 제 1 기구가 되는 액정 유무 검사 기구, 305는 셀 갭 측정 기구 및 셀 가열 기구를 갖는 제 2 기구, 360은 셀 가압 기구, 액정 와이핑 기구, 봉지제 도포 기구, 봉지제 와이핑 기구, 가압 컨트롤 기구 등으로 이루어지는 제 3 기구, 370은 셀 갭 측정 기구, 자외선 조사 기구, 셀 가열 기구 등으로 이루어지는 제 4 기구, 380은 제 5 기구로 이루어지는 봉지제 침투량 측정 기구(화상 처리 기구), 390은 이들 제 1 기구(340) 내지 제 5 기구(380)의 대략 중심부에 배치된 센터 인덱스 테이블로, 상기 센터 인덱스 테이블(390)은 한 방향으로 회전 자유 자재로 구성되어 있는 것이다.

여기서, 본 실시예에 따른 액정 표시 소자의 제조 장치(300)에 공급되는 상기한 액정 표시 소자(10)를 얻는 방법에 대해서, 도 13, 도 14를 참조하여 설명한다.

우선, 표면에 미리 필요한 반사 방지막(8), 투명 전극막(1)을 설치한 액정 표시 소자(10)의 유리 기판(2)인 코닝사 제품 #1737 유리와, CMOS 트랜지스터로부터 구동 전압 공급을 받는 반사 화소 전극(3)을 표면에 갖는 실리콘 IC 기판(4) 각각에 배향막(21, 22)을 성막하고, 한쪽 기판인 실리콘 IC 기판(4)의 화소 전극(표시 에리어)(3) 외주에 야크시 화성(주) 제품 SW 시리즈 스페이서 볼(6)을 혼입시킨 쿄우리츠 화학 산업(주) 제품 메인 실 접착제7(WR 시리즈)를 도포한 후, 상기한 양 기판(2, 4)을 상술한 프레스 성형에 의해 점착시켜 접착한다. 이로써, 양 기판(2,4) 사이에 셀 갭이 형성된다. 또한, 상술한 도 5 및 도 6에 있어서는, 배향막(21, 22) 도시를 생략하고 있다.

이러한 후, 점착 접착된 양 기판(2, 4)은 도시하지 않은 진공조 내에 반송되며, 그 진공조 내에 준비되어 있는 액정이 액정 주입구(9)로부터 주입되어 액정 주입 완료 셀(400)(도 12 참조)로 한 후, 상기한 액정 주입구(9)가 봉지됨으로써 액정 표시 소자(10)가 완성되는 것이다. 또한, 주입되는 액정(5)은 네마틱형 액정을 사용한다.

다음으로, 본 실시예에 따른 액정 표시 소자의 제조 장치(300)에 있어서, 액정 주입 후의 불균일한 셀 갭 균일성을 수정하여 양호한 셀 갭 균일성을 얻는 점에 대해서, 대략 설명한다.

본 실시예에 따른 액정 표시 소자의 제조 장치(300)의 특징으로 하는 곳은 액정 주입 후 및 셀로의 봉지제 도포 및 셀 측면으로의 가압 해방 후의 셀 갭을 측정하는 기능을 갖고 있는 것이다. 또한, 액정 주입 후의 셀 갭 측정 결과에 의해 셀 측면으로의 가압 조건 컨트롤 기능도 갖고 있는 것이다. 이로써, 액정 주입 후의 불균일한 면 내 셀 갭을 셀 측면 가압에 의해 교정하고, 또한, 가압 해방 후의 시간 경과와 함께 변화해 가는 셀 갭의 절대치를 얻어, 셀면 내의 셀 갭 균일성이 가장 양호해진 시점에서, 봉지제(130)(도 12 참조)를 자외선 조사에 의해 경화시켜 양호한 셀 갭 균일성을 유지할 수 있는 것이다.

또한, 상기 액정 표시 소자의 제조 장치(300) 구성에 있어서는 셀 측면의 가압을 석방함과 동시에 경시적으로 변화하는 셀 갭 균일성에 맞추어, 봉지제(130)의액정 주입구(9) 내에서의 최적의 침투량을 얻기 위해, 액정 주입 완료 셀(400)의 가열 기구를 갖고 있는 것이다. 그리고, 상기 액정 주입 완료 셀(400) 가열에 의해 봉지제(130) 점성을 낮추는 것이 가능하여, 액정 주입구(9)로의 함침 스피드를 컨트롤할 수 있다.

또한, 상기 과제를 해결하기 위한 제조 방법으로서는 이하와 같은 방법을 얻었다. 우선, 액정 주입 후의 셀 갭 측정을 행한다(도 12b). 통상, 액정 주입 후는 도 2a에 도시하는 바와 같이 셀 갭 균일성으로서는 면 중앙이 볼록 형상으로 되어 있는 경우가 많다. 이 셀 갭 측정 시점에서, 후 공정에서의 봉지제(130) 함침을 컨트롤하기 위한 액정 주입 완료 셀(400)로의 가열도 행해 둔다.

다음으로, 셀 갭 측정 결과를 근거로 액정 주입 완료 셀(400) 측면으로의 가압 조건을 정하고, 셀 측면을 공 기압으로 가압하여 면 중앙 부근을 오목 형상으로 한다(도 12c).

이 때 가압에 의해 액정 주입 완료 셀(400) 내로부터 밀려나온 액정(5a)을 닦는다(도 12d).

다음으로, 봉지제(130)를 예를 들면, 도시하지 않은 디스펜서로 액정 주입구(9)에 도포한다(도 12e).

다음으로, 셀 측면의 가압을 석방하여 셀 면의 요철 상태를 균일한 상태로 진행시킨다. 봉지제(130)는 상기 가압 해방에 의해 액정 주입 완료 셀(400) 내가 감압 상태가 되기 때문에, 액정 주입구(9) 내를 침투해 간다. 이 때, 액정 주입구(9)의 여분의 봉지제(130)를 닦는다(도 12f).

이 시점에서 셀 갭 측정을 재개함과 동시에 액정 주입 완료 셀(400)로의 가열도 재개한다(도 12g).

셀 갭의 면 내 균일성이 양호해진 시점(±0.05 μm 이내)에서 액정 주입구(9) 내의 봉지제(130)에 자외선을 조사하여 경화시킨다(도 12h).

이 후, 액정 주입구(9) 내의 봉지제(130) 침투량을 화상으로 잡아, 화상 처리에 의해 봉지 완료를 판정한다(도 12i).

이하, 본 실시예에 따른 액정 표시 소자의 제조 장치(300)에 있어서, 액정 주입 후의 불균일한 셀 갭 균일성을 수정하여 양호한 셀 갭 균일성을 얻는 점에 대해서, 도 11, 도 12를 참조하여 더욱 구체적으로 설명한다.

도 12a와 같이, 액정(5)이 주입된 액정 주입 완료 셀(400)을 도 11의 액정 주입 완료 셀 카세트(320) 내에 셋팅한다. 다음으로, 상기 액정 주입 완료 셀 카세트(320) 내로부터 상기 액정 주입 완료 셀(400)을 셀 반송 로봇(310)으로 1장씩 추출하여, 최초의 스테이지, 즉, 제 1 기구인 액정 유무 검사 기구(340)에 보낸다.

제 1 기구인 액정 유무 검사 기구(340)에서는 액정 주입 완료 셀(400) 내에 액정(5)이 들어가 있는지의 여부 확인이 이루어진다. 그리고, 거기에 액정(5)이 들어가 있는 확인을 할 수 있으면, 상기 액정 주입 완료 셀(400)은 센터 인덱스 테이블(390) 상에 설치된 후, 상기 액정 주입 완료 셀(400)이 설치된 센터 인덱스 테이블(390)은 예를 들면, 시계 방향으로 회전하여, 다음 스테이지, 즉, 셀 갭 측정 기구 및 셀 가열 기구를 갖는 제 2 기구(350)로 상기 액정 주입 완료 셀(400)을 반송한다.

도 12b와 같이, 제 2 기구(350)에서는 반송된 액정 주입 완료 셀(400)의 셀 갭 측정과, 상기 액정 주입 완료 셀(400)로의 가열이 행해진다. 셀 갭 측정은 장파장 영역에서의 간섭 광을 소프트웨어로 해석 계산함으로써 행한다. 액정 주입 완료 셀(400)로의 가열은 40℃ 내지 60℃에서 행하는 것이 좋으며, 바람직하게는 50℃ 전후이다. 가열은 쉬쓰(sheath) 히터가 매입된 블록을 액정 주입 완료 셀(400)의 한쪽 면에 밀착하는 방법에 의해 행한다.

이렇게, 액정 주입 완료 셀(400)의 셀 갭 측정과, 상기 액정 주입 완료 셀(400)로의 가열이 종료하면, 상기 액정 주입 완료 셀(400)은 센터 인덱스 테이블(390) 상에 설치된 후, 상기 액정 주입 완료 셀(400)이 설치된 센터 인덱스 테이블(390)은 예를 들면, 시계 방향으로 회전하여, 다음 스테이지, 즉, 셀 가압 기구, 액정 와이핑 기구, 봉지제 도포 기구, 봉지제 와이핑 기구, 가압 컨트롤 기구 등으로 이루어지는 제 3 기구(360)로 상기 액정 주입 완료 셀(400)을 반송한다.

도 12c 내지 도 12f와 같이, 제 3 기구(360)에서는 제 2 기구(350)에서의 액정 주입 완료 셀(400)로의 셀 갭 측정 결과에 근거하여, 센터 인덱스 테이블(390)에 의해 가져 온 액정 주입 완료 셀(400)의 양 기판(2, 4) 외측으로부터 셀 가압 기구에 의해 공 기압에 의한 가압이 행해진다. 이 때, 양 기판(2, 4)에 접촉하는 부분은 액정 표시 소자(10)로서의 표시 영역 외측이며, 0.5 MPa까지의 가압이 가능하다.

접촉 부분 재질은 우레탄, 바이톤 등이 바람직하지만, 이들 재료에 한정하는 것은 아니다. 또한, 접촉 부분은 가압된 공기가 새지 않는 재질이 바람직하다.또한, 가압의 바람직한 조건은 0.1 내지 0.2 MPa였다. 또한, 가압 시간은 제어할 수 있어, 10초 내지 30초가 바람직하다. 상기한 바와 같이, 제 3 기구(360)에서는 이 가압과 동시에 액정 주입 완료 셀(40)의 액정 주입구(9)로부터 밀려나온 액정(5a)을 닦는 액정 와이핑 기구도 갖고 있다. 그리고, 이 가압에 의해 액정 주입 완료 셀(400)면 내의 셀 갭 균일성은 오목 상태가 된다(도 12d).

더욱이, 도시하지 않은 디스펜서로 나가세 산업(주) 제품인 자외선 경화형 봉지제(130)를 봉지제 도포 기구에 의해 도포한다. 또한, 상기한 바와 같이 제 3 기구(360)에서는 이 도포한 후의 여분의 봉지제(130)를 닦는 봉지제 와이핑 기구를 설치하고 있다. 상기 가압 공정 후, 가압 컨트롤 기구에 의해 가압 압력을 해방(감압)하여 대기압으로 한다. 가압을 해방함으로써, 봉지제(130)가 액정 주입구(9)로 끌려 들어가, 상기 액정 주입구(9)가 봉지된다(도 12f).

이렇게, 제 3 기구(360)에서의 셀 가압, 액정 와이핑, 봉지제 도포, 봉지제 와이핑, 가압 컨트롤에 의한 가압 해방 등이 종료한 액정 주입 완료 셀(400)은 센터 인덱스 테이블(390) 상에 설치된 후, 상기 액정 주입 완료 셀(400)이 설치된 센터 인덱스 테이블(390)은 예를 들면, 시계 방향으로 회전하여, 다음 스테이지, 즉, 셀 갭 측정 기구, 자외선 조사 기구, 셀 가열 기구 등으로 이루어지는 제 4 기구(370)로 상기 액정 주입 완료 셀(400)을 반송한다.

도 12g, 도 12h와 같이, 제 4 기구(370)에서는 우선 가압 해방 후의 액정 주입 완료 셀(400)의 셀 갭을 셀 갭 측정 기구에 의해 측정한다. 이 때, 셀 가열 기구에 의해 상기 액정 주입 완료 셀(400)로의 가열을 재개한다. 가열 방법은 상기와 마찬가지로, 쉬쓰 히터 매입 블록을 액정 주입 완료 셀(400)의 한쪽 면에 밀착시킴으로써 행한다. 상기한 셀 갭 측정에서는 시간 경과와 함께 변화하는 셀 갭을 단위 시간마다 측정하여, 셀 갭 균일성이 플랫해진 시점에서, 액정 주입구(9)에 침투한 봉지제(130)에 자외선 조사 기구에 의해 자외선을 조사한다. 이로써 봉지제(130)가 경화하여, 셀 갭 변화가 멈춘다(도 12h). 또한, 본 실시예에서는 셀 갭 균일성 범위를 ±0.05 μm 이내에 두고 있다.

이렇게, 제 4 기구(370)에서의 셀 갭 측정, 자외선 조사, 셀 가열 등이 종료한 액정 주입 완료 셀(400)은 상기한 센터 인덱스 테이블(390) 상에 설치된 후, 상기 액정 주입 완료 셀(400)이 설치된 센터 인덱스 테이블(390)은 예를 들면, 시계 방향으로 회전하여, 다음 스테이지, 즉, 봉지제 침투량 측정 기구(화상 처리 기구)를 갖는 제 5 기구(380)로 상기 액정 주입 완료 셀(400)을 반송한다.

도 12i와 같이, 제 5 기구(380)에서는 액정 주입구(9) 내의 봉지제(130) 침투량을 봉지제 침투량 측정 기구(화상 처리 기구)인 CCD 카메라로 촬영 데이터로서 입력하여, 화상 처리에 의해 미리 설정한 판단 기준에 의해 봉지 공정으로서의 합격 판정을 행한다.

이렇게, 제 5 기구(380)에서의 합격 판정이 종료한 액정 주입 완료 셀(400)은 센터 인덱스 테이블(390) 상에 설치된 후, 상기 액정 주입 완료 셀(400)이 설치된 센터 인덱스 테이블(390)은 예를 들면, 시계 방향으로 회전하여, 상기한 제 1 기구인 액정 유무 검사 기구(340)에 상기 액정 주입 완료 셀(400)을 반송한다.

제 1 기구인 액정 유무 검사 기구(340)는 반송된 액정 주입 완료 셀(400)이양품인 경우는 상기 액정 주입 완료 셀(400)을 도시한 바와 같이 화살표 방향으로 반송하여, 봉지제 셀 카세트(330) 내에 회수한다. 또한, 반송된 액정 주입 완료 셀(400)이 양품이 아닌 경우는 도시하지 않은 NG 셀 카세트 내에 그것을 회수한다. 이상에 의해, 액정 주입 완료 셀(400)은 액정 표시 소자(10)로서 프로젝터, 프로젝션 TV 등의 기간 부품으로서 사용되게 된다.

도 15는 본 실시예에 따른 액정 표시 소자의 제조 장치(300)에 의해 제작된 액정 표시 소자 봉지 후의 셀 갭 측 정치를 도시하는 설명도이다. 동일 도 a는 액정 주입 후의 값, 동일 도 b는 봉지 경화 후의 값이다. 주변의 셀 갭은 액정 표시 소자(10)의 화상 표시 영역 네 모서리의 평균치이고, 중심치는 화상 표시 영역의 중심 값이다. 또한, 균일성은 중심치로부터 주변치의 차이이고, 이 값이 0에 가까울수록 균일성이 양호한 것을 도시하는 것이다.

이 측정 결과에 의하면, 액정 주입 후의 균일성은 봉지제 경화 후에 크게 개선하고 있는 것을 도시하며, 특히 주입 후에 균일성이 나빴던 소자 No. 3과 소자 No. 7을 제외하고는 봉지제 경화 후의 균일성이 0.1μm을 하회하고 있어 대단히 양호한 셀 갭 균일성이 얻어지고 있는 것을 알 수 있다. 또한, 여기서는 가압 조건을 일정하게 하고 있으며, 소자 No. 3과 소자 No. 7 각각에 대해서도, 가압 조건을 변경함으로써 봉지 경화 후에 양호한 균일성을 얻을 수 있는 것이다. 따라서, 본 실시예에 따른 액정 표시 소자의 제조 장치 및 액정 표시 소자의 제조 방법에 의해 얻어지는 액정 표시 소자는 표시 화상 품질로서 뛰어난 것이 얻어지는 것이다.

이상 상세하게 설명한 바와 같이, 프레스 성형 장치로서의 본 발명의 제조 장치는 소자 기판(액정 표시 소자)의 유리 기판을 하면측에 유지하는 상정반과, 소자 기판(액정 표시 소자)의 실리콘 IC 기판(또는 다른 유리 기판)을 상면측에 유지하는 하정반과, 상기 하정반을 지지하는 지지 기구와, 상기 지지 기구를 이동시키는 이동 기구를 구비하며, 지지 기구는 적어도 하정반의 하면 측에 접촉하는 접촉 기구, 탄성 기구 및 이들 접촉 기구, 탄성 기구를 지지하는 강체에 의해 구성하여 이루어지며, 이동 기구 이동에 의한 소자 기판(액정 표시 소자)의 프레스 성형 시, 소자 기판(액정 표시 소자)은 접촉 기구에 의해 하정반의 기울기 방향으로 자유도를 갖는 힘을 받지만 탄성 기구에 의해 그 힘이 흡수되어, 유리 기판과 실리콘 IC 기판(또는 유리 기판끼리)이 실질적으로 서로 평행 상태로 보정되도록 구성했다.

이 때문에, 프레스 성형 시에, 가령, 양 기판이 기울어져 있었다 해도, 실 접착제 중의 스페이서 볼을 모방하도록, 상기 양 기판이 셀 갭 수정을 받으면서 프레스 성형이 진행하게 된다. 이로써, 기판의 점착 공정에서 소망되는 셀 갭 균일성이 유지되며, 예를 들면, 프린지 1개라는 요구에 대해서도 양호한 결과를 얻을 수 있다. 이것은 후 공정의 액정 주입 및 봉지 공정에서의 셀 갭 균일성 조정을 용이하게 하기 때문에, 공정의 택트 타임 단축화에 연결되는 것이다. 그리고, 본 발명에 의해 제조한 액정 표시 소자를 프로젝터나 프로젝션 TV에 응용한 경우, 쉐이딩, 색 얼룩 개선에 크게 공헌할 수 있다.

또한, 상정반의 하면 측에 일체적으로 돌출부를 형성하고, 이동 기구의 이동에 의한 프레스 성형 시, 상기 돌출부만이 유리 기판에 접촉하도록 구성함으로써,가령, 유리 기판에 이물이 부착하고 있었다 해도, 그 이물을 상정반에서 직접 가압하지 않기 때문에 이물이 찌부러져 유리 기판 표면을 더럽히는 일도 없으며(투사 화상에서는 표시 품질 열화로 이어진다) 또한 이물을 통해 유리 기판을 가압하는 일도 없기 때문에, 국소적인 셀 갭 불균일을 회피할 수 있다. 이로써, 액정 표시 소자 공정에서의 제품 비율 향상에 기여할 수 있다.

더욱이, 프레스 성형 방법으로서의 본 발명의 제조 방법은 표면에 투명 도전막을 갖는 유리 기판을 상정반의 하면 측에 설치하고, 미리 실 접착제를 도포한 실리콘 IC 기판을 하정반의 상면 측에 설치하여, 하정반을 에어 실린더에 의해 상승시켜, 실리콘 IC 기판이 유리 기판에 접촉하는 전단계에서 실리콘 IC 기판 각도를 각도 조정 수단에 의해 조정하며, 이러한 후, 에어 실린더를 재차 상승시켜 하정반에 소정의 가압력을 부여하며, 실리콘 IC 기판에 하정반의 기울기 방향으로 자유도를 갖는 힘을 주고, 또한, 그 힘을 탄성 기구에 의해 흡수시킴으로써, 실리콘 IC 기판을 유리 기판에 대해 실질적으로 평행 상태로 보정하며, 다음으로, 실 접착제에 자외선을 조사하여 실 접착제를 경화시키며, 유리 기판과 실리콘 IC 기판을 고착하도록 했기 때문에, 국소적인 셀 갭 불균일을 회피할 수 있어, 액정 표시 소자 공정에서의 제품 비율 향상에 기여할 수 있다.

또한, 액정 주입 봉지 장치로서의 본 발명의 제조 장치는 액정 주입 셀에 액정을 주입한 직후의 상기 셀 갭을 측정하기 위한 제 1 측정 기구와, 액정 주입 셀을 가열하기 위한 가열 기구와, 액정 주입 셀의 소정 영역을 가압하기 위한 가압 기구와, 상기 가압 기구에 의한 가압에 의해 밀려나온 액정을 닦기 위한 액정 와이핑 기구와, 액정 주입구를 봉지하는 봉지제를 도포하기 위한 봉지제 도포 기구와, 상기 봉지제 도포 기구에 의해 도포된 봉지제 속의 여분의 봉지제를 닦기 위한 봉지제 와이핑 기구와, 가압 기구에 의한 가압을 정지한 후의 셀 갭을 측정하기 위한 제 2 측정 기구와, 제 2 측정 기구에 있어서의 셀 갭 균일성이 소정 범위가 된 시점에서, 봉지제에 자외선을 조사하여 봉지제를 경화시키기 위한 자외선 조사 기구와, 액정 주입구에서의 봉지제 침투량을 검출하기 위한 화상 처리 기구를 설치했기 때문에, 액정 주입 후의 불균일한 셀 갭 균일성을 수정하여 양호한 셀 갭 균일성을 얻을 수 있다.

더욱이, 액정 주입 봉지 방법으로서의 본 발명의 제조 방법은 액정 주입 셀에 액정을 주입한 직후의 셀 갭을 측정하는 제 1 측정 공정과, 액정 주입 셀을 가열하는 가열 공정과, 2장의 기판 외측으로부터 소정의 영역을 가압하는 가압 공정과, 상기 가압 공정에 의해 액정 주입구로부터 밀려나온 액정을 닦는 와이핑 공정과, 액정 주입구에 봉지제를 도포하는 도포 공정과, 가압 공정에 의한 가압을 정지하여 셀 갭을 측정하는 제 2 측정 공정과, 제 2 측정 공정에 있어서의 셀 갭 측정에 있어서, 셀 갭 균일성이 소정 범위가 된 시점에서, 봉지제에 자외선을 조사하여 봉지제를 경화시키는 경화 공정과, 액정 주입구에서의 봉지제 침투량을 검출하기 위한 검출 공정을 포함하기 때문에, 액정 주입 후의 불균일한 셀 갭 균일성을 수정하여 양호한 셀 갭 균일성을 갖는 액정 표시 소자를 얻을 수 있다.

Claims (6)

1. 적어도 2장의 유리 기판이 소정 간격을 가지고 점착되어 이루어지는 소자 기판을 프레스 성형하기 위한 액정 표시 소자의 제조 장치에 있어서,

   상기 소자 기판의 1개의 유리 기판을 하면 측에 유지하는 상정반과,

   상기 소자 기판의 다른 1개의 유리 기판을 상면 측에 유지하는 하정반과,

   상기 하정반을 지지하는 지지 기구와,

   상기 지지 기구를 이동시키는 이동 기구를 구비하며,

   상기 지지 기구는 적어도 상기 하정반의 하면 측에 접촉하는 접촉 기구, 탄성 기구, 및 이들 접촉 기구와 탄성 기구를 지지하는 강체로 구성하여 이루어지며,

   상기 이동 기구의 이동에 의한 상기 소자 기판의 프레스 성형시, 상기 소자 기판은 상기 접촉 기구에 의해 상기 하정반의 기울기 방향으로 자유도를 갖는 힘을 받지만 상기 탄성 기구에 의해 그 힘이 흡수되어, 상기 적어도 2장의 유리 기판이 실질적으로 서로 평행 상태로 보정되도록 구성한 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자 제조 장치.
2. 유리 기판과 실리콘 IC 기판이 소정 간격을 가지고 점착되어 이루어지는 액정 표시 소자를 프레스 성형하기 위한 액정 표시 소자의 제조 장치에 있어서,

   상기 유리 기판을 하면 측에 유지하는 상정반과,

   상기 실리콘 IC 기판을 상면 측에 유지하는 하정반과,

   상기 하정반을 지지하는 지지 기구와,

   상기 지지 기구를 이동시키는 이동 기구를 구비하며,

   상기 지지 기구는 적어도 상기 하정반의 하면 측에 접촉하는 접촉 기구, 탄성 기구, 및 이들 접촉 기구와 탄성 기구를 지지하는 강체로 구성하여 이루어지며,

   상기 이동 기구의 이동에 의한 상기 액정 표시 소자의 프레스 성형시, 상기 실리콘 IC 기판은 상기 접촉 기구에 의해 상기 하정반의 기울기 방향으로 자유도를 갖는 힘을 받지만 상기 탄성 기구에 의해 그 힘이 흡수되어, 상기 실리콘 IC 기판이 상기 유리 기판에 대해 실질적으로 평행 상태로 보정되도록 구성한 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자 제조 장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 상정반의 하면 측에 일체적으로 돌출부를 형성하며,

   상기 이동 기구의 이동에 의한 성형 시, 상기 돌출부만이 상기 유리 기판에 접촉하도록 구성한 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자 제조 장치.
4. 유리 기판과 실리콘 IC 기판이 소정 간격을 가지고 점착되어 이루어지는 액정 표시 소자를 프레스 성형하기 위한 액정 표시 소자의 제조 방법에 있어서,

   표면에 투명 도전막을 갖는 상기 유리 기판을 상정반의 하면 측에 설치하고,

   미리 실 접착제를 도포한 상기 실리콘 IC 기판을 하정반의 상면 측에 설치하며,

   상기 하정반을 에어 실린더에 의해 상승시켜, 상기 실리콘 IC 기판이 상기 유리 기판에 접촉하는 전단계에서 상기 실리콘 IC 기판 각도를 각도 조정 수단에 의해 조정하며,

   이러한 후, 상기 에어 실린더를 다시 상승시켜 상기 하정반에 소정의 가압력을 부여하여, 상기 실리콘 IC 기판에 상기 하정반의 기울기 방향으로 자유도를 갖는 힘을 주고, 또한, 상기 힘을 탄성 기구에 의해 흡수시킴으로써, 상기 실리콘 IC 기판을 상기 유리 기판에 대해 실질적으로 평행 상태로 보정하며,

   다음으로, 상기 실 접착제에 자외선을 조사하여 상기 실 접착제를 경화시켜, 상기 유리 기판과 상기 실리콘 IC 기판을 고착하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자 제조 방법.
5. 2장의 기판이 점착되고, 액정 주입구를 구비하며, 셀 갭이 형성되어 이루어지는 액정 주입 셀에 액정을 주입하여 봉지하기 위한 액정 표시 소자의 제조 장치에 있어서,

   상기 액정 주입 셀에 액정을 주입한 직후의 상기 셀 갭을 측정하기 위한 제 1 측정 기구와,

   상기 액정 주입 셀을 가열하기 위한 가열 기구와,

   상기 액정 주입 셀의 소정 영역을 가압하기 위한 가압 기구와,

   상기 가압 기구에 의한 가압에 의해 밀려나온 액정을 닦기 위한 액정 와이핑 기구와,

   상기 액정 주입구를 봉지하는 봉지제를 도포하기 위한 봉지제 도포 기구와,

   상기 봉지제 도포 기구에 의해 도포된 봉지제 중 여분의 봉지제를 닦기 위한 봉지제 와이핑 기구와,

   상기 가압 기구에 의한 가압을 정지한 후의 상기 셀 갭을 측정하기 위한 제 2 측정 기구와,

   상기 제 2 측정 기구에서의 셀 갭 균일성이 소정 범위가 된 시점에서 상기 봉지제에 자외선을 조사하여 상기 봉지제를 경화시키기 위한 자외선 조사 기구와,

   상기 액정 주입구에서의 상기 봉지제의 침투량을 검출하기 위한 화상 처리 기구를 설치한 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자 제조 장치.
6. 2장의 기판이 점착되고, 액정 주입구를 구비하며, 셀 갭이 형성되어 이루어지는 액정 주입 셀에 액정을 주입하여 봉지하기 위한 액정 표시 소자의 제조 방법에 있어서,

   상기 액정 주입 셀에 액정을 주입한 직후의 상기 셀 갭을 측정하는 제 1 측정 공정과,

   상기 액정 주입 셀을 가열하는 가열 공정과,

   상기 2장의 기판 외측으로부터 소정의 영역을 가압하는 가압 공정과,

   상기 가압 공정에 의해 상기 액정 주입구로부터 밀려나온 액정을 닦는 와이핑 공정과,

   상기 액정 주입구에 봉지제를 도포하는 도포 공정과,

   상기 가압 공정에 의한 가압을 정지하여 상기 셀 갭을 측정하는 제 2 측정 공정과,

   상기 제 2 측정 공정에서의 상기 셀 갭 측정에서 상기 셀 갭 균일성이 소정 범위가 된 시점에서 상기 봉지제에 자외선을 조사하여 상기 봉지제를 경화시키는 경화 공정과,

   상기 액정 주입구에서의 봉지제 침투량을 검출하기 위한 검출 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자 제조 방법.