WO2005029166A1 - 液晶表示パネルの製造方法および液晶表示パネルの製造装置 - Google Patents

Abstract

　液晶表示パネルの製造方法は、互いに貼り合せられるべき２枚の基板のうち、いずれか一方または両方の基板の主表面にシール材を配置するシール材配置工程と、２枚の基板のうちいずれか一方の基板に液晶を滴下する液晶滴下工程と、２枚の基板を互いに貼り合せる貼り合せ工程とを含む液晶表示パネルの製造方法であって、液晶滴下工程の前に、２枚の基板のうち少なくとも液晶を滴下すべき基板を減圧雰囲気の中に配置する脱気工程と、貼り合せ工程の前に、減圧雰囲気を不活性ガスで開放する開放工程とを含む。または、シール材配置工程の前に、２枚の基板のうち少なくともシール材を配置すべき基板を、減圧雰囲気の中に配置する脱気工程と、貼り合せ工程の前に、減圧雰囲気を不活性ガスで開放する開放工程とを含む。

Description

明 細 書

液晶表示パネルの製造方法および液晶表示パネルの製造装置 技術分野

[0001] 本発明は、液晶表示パネルの製造方法および液晶表示パネルの製造装置に関す る。特に、液晶滴下方式で製造を行なう液晶表示パネルの製造方法および製造装 置に関する。

背景技術

[0002] 液晶表示パネルは、互いに対向する 2枚の基板の間に、液晶が封入された構成を 備える。図 7に、液晶表示パネルのうちカラー液晶表示パネルの一例の概略断面図 を示す。液晶 30は、 TFT(Thin Film Transistor)基板 1と CF (Color Filter)基板 5 とに挟まれて封入されている。 TFT基板 1の主表面には、走査線駆動回路 2が形成 され、外部の駆動 IC (図示せず）と接続されている。走査線駆動回路 2の主表面には 、画素電極層 3が形成されている。画素電極層 3には画素電極の他に TFTが形成さ れている。画素電極層 3の主表面には配向膜 4が形成されている。

[0003] TFT基板 1と反対側の基板となる CF基板 5の主表面には、カラーフィルタ 6が形成 されている。カラーフィルタ 6は、赤、緑および青の 3色の色相を有する。カラーフィル タ 6の主表面には、対向電極 7が形成されている。対向電極 7の主表面には、配向膜 8が形成されている。液晶 30は、配向膜 4と配向膜 8とに挟まれるように充填され、液 晶 30の側方には、シール材 31が配置されている。すなわち、液晶 30は、配向膜 4, 8とシール材 31とに囲まれるように封入されている。配向膜 4と配向膜 8との間隙は、 スぺーサ 9が挟まれることによって一定に保たれている。このように、液晶 30は、配向 膜 4, 8およびシール材 31に直接接している。 2枚の基板は、シール材 31によって互 いに接着固定されている。本明細書および請求の範囲においては、 TFT基板などの 単体の基板のほか、単体の基板に画素電極層や配向膜などが形成されているものも 含めて、単に「基板」という。

[0004] 液晶表示パネルの製造方法の 1つに、液晶注入方法の一つとして液晶滴下方式と いわれる製造方法がある。図 8に、液晶滴下方式の工程図を示す。初めに、 2枚の基 板にカラーフィルタや画素電極層などをそれぞれ形成した後に配向膜を形成する。 次に、 TFT基板に形成された配向膜および CF基板に形成された配向膜のうち、い ずれか一方または両方の基板の主表面にシール材を配置する。次に、いずれか一 方の基板の配向膜の主表面に必要量の液晶を滴下する。図 9に、液晶滴下方式に よって 2枚の基板を貼り合わせる際の概略断面図を示す。図 9においては、配向膜 4 , 8以外のスぺーサゃカラーフィルタなどは図示省略してある。図 9の基板の貼り合せ では、 CF基板 5に形成された配向膜 8の主表面にシール材 31が配置され、反対側 の TFT基板 1に形成された配向膜 4の主表面に必要量の液晶 30が滴下されている 。基板の貼り合せにおいては、矢印 50に示すように、 2枚の基板の主表面を互いに 平行に保ちながら、 2枚の基板を互いに近づけて接着固定する。 2枚の基板の貼り合 せは、減圧雰囲気中で行なわれる。基板に配向膜を形成した後のシール材の配置 や液晶の滴下は、開放された大気中で行なわれ、基板同士を貼り合せるときのみ、 減圧雰囲気中で行なわれる。

[0005] 配向膜は多孔質の物質であるため、表面に水分が吸着されやすい。一方で液晶の 中に水分が混入すると電圧保持率が低下して、映像に表示ムラゃシミなどが発生す るという問題がある。配向膜の表面などに吸着した水分に起因して、液晶中に水分が 混入することを防止するため、製造工程においては脱気工程といわれる減圧雰囲気 中に一定時間、基板を配置する工程が設けられている。脱気工程を行なうためには 、基板全体の周辺を減圧するための真空チャンバおよび真空ポンプなどが必要であ る。減圧雰囲気中でシール材の配置から基板の貼り合せまで継続して行なうために は、非常に大掛力りな設備が必要になる。また、シール材を配置する前に脱気工程 を行なう場合、脱気工程を終えた基板は、シール材の配置から基板の貼り合せまで、 開放した大気中に保管される。この間に配向膜の主表面などに、大気中の水分が再 び吸着するおそれがある。このため、脱気工程は 2枚の基板の貼り合せの直前に行 なわれる。その他のシール材の配置、液晶の滴下、運搬などは、大気開放の雰囲気 中で行なわれることが一般的である。

[0006] 特開 2003—107481号公報には、シール材の配置直前における配向膜の吸着水 分量を 4wt%未満にして、配向膜の形成後少なくとも貼り合せ完了までの間、湿度 4 0%未満の環境下で、それぞれの工程を行なう液晶表示パネルの製造方法が開示さ れている。この製造方法は、たとえば、配向膜を形成した後に、湿度が 40%未満の 環境下で保管や組立を行なったり、基板上にドライエアをパージしながら保管や組立 を行なったりしている。シール材を基板の表面に配置する工程は、ドライエアなどの 雰囲気中で行なわれ、液晶の滴下および基板の貼り合せは、真空の雰囲気中で行 なっている。この方法により、基板の保管や組立時において、配向膜に対する水分の 吸着を防ぐことができるので、残像のない液晶表示パネルを製造することができると レ、うものである。

[0007] 特開 2001—305545号公報には、ラビング処理直後の配向膜表面を非活性化す ることにより、水分や吸着性ガスの配向膜表面での吸着を防止する製造方法が開示 されている。この方法は、ラビング処理直後に配向膜表面に対して 80°C以上 100°C 未満の温度で所定の時間、加熱処理を行なうことによって、配向膜表面の極性を非 活性化するものである。この方法により、配向膜表面に水分や吸着性ガスなどが吸着 することを未然に防止でき、さまざまな表示ムラの発生を防止できるとレ、うものである。 特許文献 1 :特開 2003-107481号公報（第 3-5頁、第 2_5図）

特許文献 2：特開 2001— 305545号公報 (第 3— 4頁）

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0008] 上記のように、一般的に減圧雰囲気中に基板を配置する脱気工程は、基板の貼り 合せ直前に行なわれている。図 10Aおよび図 10Bに、開放された大気中で配向膜 の主表面に液晶またはシール材を配置したときの概略拡大断面図を示す。図 10A は、配向膜の主表面に液晶が滴下された状態を説明する拡大断面図である。配向 膜は多孔質の物質であるため、大気中に放置しておくと、配向膜の表面に大気中の 水分が吸着する。基板の貼り合せの前には、脱気工程が行なわれて、これらの多くの 水分は蒸発する。しかし、配向膜 4の主表面のうち液晶 30が滴下された領域におい ては、配向膜 4の主表面が液晶 30に覆われているために水分が蒸発しなレ、。この結 果、図 10Aの破線 40に示すように、配向膜 4に吸着していた水分が残ってしまって いた。また、同様にシール材についても、図 10Bに示すように、配向膜 8の主表面の うちシール材 31が配置されている領域においては、配向膜 8に吸着していた水分が 破線 41に示すように残ってレ、た。

[0009] これらの水分が保持されたまま、 2枚の基板が貼り合せられて液晶表示パネルが製 造されたときの不具合の説明図を図 11に示す。図 11は、液晶表示パネル 35の概略 平面図である。シール材 31は環状に形成され、シール材 31が囲む領域の内部には 、液晶が封入されている。液晶が封入されている領域のうち、画像表示部 44は映像 が表示される領域である。滴下された液晶に覆われた配向膜の一部分およびシール 材に覆われた配向膜の一部分に水分が残った液晶表示パネルには、表示不良部 4 5, 46が発生する。表示不良部 45は液晶が滴下された領域とその周りに不具合が発 生する部分であり、表示不良部 46は、シール材 31の周りに不具合が発生する部分 である。表示不良部 46は、配向膜に吸着していた水分がシール材 31を通じて液晶 に混入して生じたものである。これらの領域では、映像にシミゃムラなどが発生して、 特に、本来黒く表示すべきところが白っぽくなつてしまうという問題があった。このよう に、液晶中に水分が混入すると電圧保持率が低下して、表示不良を生じるという問 題があった。

[0010] 価格の低減を狙って生産性を向上させるために、マザ一基板に複数の液晶セルを 形成した後に基板を液晶セルごとに小さく切断する、いわゆる多面取りを行なう製造 方法がある。マザ一基板の表面にシール材の配置を行なうセル数は、マザ一基板 1 枚当り数百程度まで達している。 1枚のマザ一基板に形成されるセル数は、今後も継 続して増大してレ、くものと考えられる。セル数の増大に伴って、マザ一基板は大型化 する傾向にあり、対角が 1メートノレを超えるものも用いられている。このような大型のマ ザ一基板の表面に、数多くのシール材の配置を行なうと、長い時間を要することにな り、この間に開放された大気中の水分が再吸着する。このため、たとえシール材の配 置の直前に脱気工程を行なったとしても、液晶への水分の混入に対して、十分な効 果が得られにくいものになっている。

[0011] 特開 2003—107481号公報における製造方法では、配向膜の形成後シール材の 配置まで、基板を湿度の低い空気の雰囲気中に保管する、不活性ガスで空気を置 換した雰囲気中で保管する、または減圧雰囲気中で保管する必要がある。さらに、引 続いて、これらの雰囲気中でシール材の配置を行なう必要がある。このため、基板の 保管設備やシール材の配置を行なうための設備が大掛力りなものになるという問題 力 sある。特に、対角の長さが 1メートルを超えるような大型のマザ一基板に対しては、 非常に高価な基板保管設備およびシール材配置設備が必要になって、生産性が悪 化するうえに非常に高価なものになるという問題があった。また、基板を保管したのち に熱処理と大気開放とを行なう製造方法においては、配向膜を加熱するため、配向 膜内部の分解反応が進行するおそれがある。また、熱処理によって一度除去した水 分が、大気開放によって、再び配向膜に吸着するという問題があった。

[0012] 特開 2001—305545号公報に開示されている製造方法では、配向膜を加熱してそ の後に大気開放を行なうため、加熱に伴う配向膜の分解反応が進行するおそれがあ るという問題があった。また、後に大気開放するため、再び水分が配向膜に吸着する という問題があった。

[0013] 本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、大型のマザ一基板 に対しても液晶中に水分が混入することを防止して、さらに、生産性よく液晶表示パ ネルを製造することができる製造方法および製造装置を提供することを目的とする。 課題を解決するための手段

[0014] 本発明に基づく液晶表示パネルの製造方法の第 1の局面では、互いに貼り合せら れるべき 2枚の基板のうち、いずれか一方または両方の基板の主表面にシール材を 配置するシール材配置工程と、 2枚の基板のうちいずれか一方の基板に液晶を滴下 する液晶滴下工程と、 2枚の基板を互いに貼り合せる貼り合せ工程とを含む液晶表 示パネルの製造方法であって、シール材配置工程の前に、 2枚の基板のうち少なくと もシール材を配置すべき基板を、減圧雰囲気の中に配置する脱気工程と、貼り合せ 工程の前に、減圧雰囲気を不活性ガスで開放する開放工程とを含む。この方法を採 用することにより、大型のマザ一基板に対しても、シール材を配置する基板から予め 水分を除去して、この後に大気中に配置しても水分の吸着を防止できるため、表示 不良を防止した液晶表示パネルを製造することができる。また、生産性が向上する。

[0015] 上記発明において好ましくは、開放工程は、シール材配置工程の前に行なう。この 方法を採用することにより、シール材配置工程を大気中で行なうことができ、生産性 が向上する。

[0016] 上記発明において好ましくは、シール材配置工程は、開放工程の後 30分以内に 行なう。この方法を採用することにより、基板に吸着した不活性ガスの多くが脱離する 前にシール材を配置することができ、より確実に表示不良を防止した液晶表示パネ ルを製造することができる。

[0017] 上記発明において好ましくは、脱気工程は、 2枚の基板を共に減圧雰囲気の中に 配置する工程を含む。この方法を採用することにより、従来行なっていた貼り合せェ 程の直前の脱気工程を省略することができる。

[0018] 上記発明において好ましくは、開放工程は、シール材配置工程および液晶滴下ェ 程の後に行なう。この方法を採用することにより、 2枚の基板に吸着している水分を除 去することができ、より確実に表示不良を防止した液晶表示パネルを製造することが できる。また、シール材が配置される領域のまわりに発生する表示不良の他に、液晶 が滴下された領域に発生する表示不良も防止することができる。

[0019] 上記発明において好ましくは、液晶滴下工程の前に開放工程を行なレ、、液晶滴下 工程は、開放工程の後 30分以内に行なう。この方法を採用することによって、シール 材を配置する領域の周りの表示不良のほかに、液晶を滴下する領域の周りの表示不 良を防止した液晶表示パネルを製造することができる。

[0020] 本発明に基づく液晶表示パネルの製造方法の第 2の局面では、互いに貼り合せら れるべき 2枚の基板のうち、いずれか一方または両方の基板の主表面にシール材を 配置するシール材配置工程と、 2枚の基板のうちいずれか一方の基板に液晶を滴下 する液晶滴下工程と、 2枚の基板を互いに貼り合せる貼り合せ工程とを含む液晶表 示パネルの製造方法であって、液晶滴下工程の前に、 2枚の基板のうち少なくとも液 晶を滴下すべき基板を減圧雰囲気の中に配置する脱気工程と、貼り合せ工程の前 に、減圧雰囲気を不活性ガスで開放する開放工程とを含む。この方法を採用するこ とにより、大型のマザ一基板に対しても、液晶を滴下する基板から予め水分を除去し て、この後に大気中に配置しても水分の吸着を防止できるため、表示不良を防止し た液晶表示パネルを製造することができる。また、生産性が向上する。

[0021] 上記発明において好ましくは、液晶滴下工程の前に開放工程を行なレ、、液晶滴下 工程は、開放工程の後 30分以内に行なう。この方法を採用することにより、水分の再 吸着を確実に防止でき、表示不良を防止することができる。

[0022] 上記発明において好ましくは、脱気工程は、 2枚の基板を共に減圧雰囲気の中に 配置する工程を含む。この方法を採用することにより、従来行なっていた貼り合せェ 程の直前の脱気工程を省略することができる。

[0023] 本発明に基づく液晶表示パネルの製造装置は、互いに貼り合せられるべき 2枚の 基板のうち、いずれか一方または両方の基板の主表面にシール材を配置するシー ノレ材配置工程と、 2枚の基板のうちいずれか一方の基板に液晶を滴下する液晶滴下 工程と、 2枚の基板を互いに貼り合せる貼り合せ工程とを含む液晶表示パネルの製 造方法に用いる製造装置であって、減圧雰囲気の中に基板を配置するための減圧 雰囲気形成手段と、減圧雰囲気を不活性ガスで開放するための開放手段とを備える 。この構成を採用することによって、 2枚の基板を貼り合せる前に水分の除去および 水分の再吸着の防止をすることができる液晶表示パネルの製造装置を提供すること ができる。

[0024] 上記発明において好ましくは、減圧雰囲気形成手段は、真空チャンバと、真空チヤ ンバの内部に基板を配置するための基板配置部材と、真空チャンバの内部を排気す るための真空ポンプとを含む。開放手段は、真空チャンバの内部に不活性ガスを導 入するための不活性ガス導入手段を含む。この構成を採用することにより、容易に液 晶表示パネルの製造装置を形成することができる。

[0025] 上記発明において好ましくは、真空チャンバは、互いに貼り合せられるべき 2枚の 基板を収容できるように形成されている。この構成を採用することにより、 1つの真空 チャンバなどの内部に、 2枚の基板を同時に収容でき、貼り合せ工程への移行時間 を短くすること力できる。また、貝占り合せ工程に移行する際の作業量が少なくなつて生 産性が向上する。

発明の効果

[0026] 大型のマザ一基板に対しても、液晶中に水分が混入することを防止して、さらに、 生産性が向上した液晶表示パネルの製造方法および製造装置を提供できる。 図面の簡単な説明 [0027] [図 1]実施の形態 1における製造方法の工程図である。

[図 2]実施の形態 1における製造装置の概略断面図である。

[図 3]実施の形態 1における製造装置のうち、真空チャンバの概略断面図である。

[図 4]実施の形態 1における製造装置の概略全体図である。

[図 5]実施の形態 2における製造方法の工程図である。

[図 6]実施の形態 3における製造方法の工程図である。

[図 7]カラー液晶表示パネルの概略断面図である。

[図 8]従来の技術に基づく液晶表示パネルの製造方法の工程図である。

[図 9]液晶滴下方式を説明する概略断面図である。

[図 10A]従来の技術における製造方法の不具合の第 1の説明図である。

[図 10B]従来の技術における製造方法の不具合の第 2の説明図である。

[図 11]従来の技術における液晶表示パネルの不具合を説明する概略平面図である 符号の説明

[0028] 1 TFT基板、 2 走査線駆動回路、 3 画素電極層、 4， 8 配向膜、 5 CF基板、 6 カラーフィルタ、 7 対向電極、 9 スぺーサ、 11 不活性ガス導入手段、 12 給気 管、 13 給気バルブ、 14 ボンべ、 16 真空排気手段、 17 排気管、 18 排気バル ブ、 19 真空ポンプ、 20 真空チャンバ、 21 支持台、 22 開閉扉、 25 真空槽、 3 0 液晶、 31 シール材、 35 液晶表示パネル、 40， 41 破線、 44 画像表示部、 4 5, 46 表示不良部、 50 矢印。

発明を実施するための最良の形態

[0029] (実施の形態 1)

図 1から図 4を参照して、本発明に基づく実施の形態 1における液晶表示パネルの 製造方法および液晶表示パネルの製造装置について説明する。

[0030] 図 1は、本実施の形態における液晶表示パネルの製造方法の工程図である。製造 される液晶表示パネルは、従来の技術に基づく液晶表示パネルの構成と同様である 。すなわち、図 7に示すように、 TFT基板 1の主表面には、 TFTを駆動するための走 查線駆動回路 2が形成され、走査線駆動回路 2の主表面には、 TFTなどが形成され た画素電極層 3が形成されている。画素電極層 3の主表面には、配向膜 4が形成さ れている。 CF基板 5の主表面には、カラーフィルタ 6が形成され、カラーフィルタ 6の 主表面には、対向電極 7が形成されている。対向電極 7の主表面には、配向膜 8が形 成されている。液晶表示パネルは、これらの 2枚の基板がスぺーサ 9を挟んで互いに 貝占り合せられている構成を備える。 2枚の基板はシール材 31によって接着固定され、 2枚の基板とシール材 31とに囲まれる空間に液晶 30が封入されている。

[0031] 本発明に基づく製造方法において、互いに貼り合せられるべき 2枚の基板にそれ ぞれ配向膜が形成され、これらの基板のうち、いずれか一方または両方の基板の主 表面にシール材を配置するシール材配置工程と、いずれか一方の基板に液晶を滴 下する液晶滴下工程と、 2枚の基板を減圧雰囲気中で互いに貼り合せる貼り合せェ 程とを含むことは、従来の技術に基づく製造方法と同様である。

[0032] 本実施の形態における液晶表示パネルの製造方法には、シール材配置工程の前 に、配向膜が形成された基板を減圧雰囲気中に配置する脱気工程と、減圧雰囲気 を不活性ガスで開放する開放工程とを含む。シール材配置工程は、開放工程が完 了してから約 30分以内に行なっている。基板に配向膜を形成した後に、これらの基 板を減圧雰囲気中に配置して、配向膜の表面などに含まれる水分を除去する。この 後に Nガスや Arガスなどの不活性ガスで減圧雰囲気を開放することによって、配向 膜の表面の多孔質の孔などにこれらの不活性ガスが吸着する。このため、大気中に 基板を取出しても水分が配向膜に吸着することを防止できる。したがって、シール材 と配向膜との間に水分が残存することはなぐシール材の周辺に生じる表示不良を防 止すること力 Sできる。

[0033] 本実施の形態においては、シール材を配置した基板と反対側に配置される基板に 液晶を滴下している。本実施の形態においては、この液晶を滴下する基板について も、減圧雰囲気中に配置した後に、不活性ガスを導入して開放を行なっている。配向 膜の表面には、不活性ガスが吸着されているため、水分の吸着を防止できる。この結 果、液晶を滴下した領域における配向膜の水分を除去することができ、液晶を滴下し た領域とその周りの領域に生じる表示不良を防止することができる。

[0034] 水分などに置き換えて、配向膜の多孔質の孔などに配置された不活性ガスは、時 間が経つと大気中に拡散していく。このため、配向膜に吸着した不活性ガスの濃度 は時間と共に小さくなつていく。このため、開放工程の後は、できるだけ速やかにシー ノレ材の配置を行なった方が好ましぐ特に、開放工程が完了してから約 30分以内に 行なうことが好ましい。また、同様に、液晶滴下工程についても、不活性ガスで減圧 雰囲気を開放してから約 30分以内に行なうことが好ましい。

[0035] 互いに貼り合せられるべき 2枚の基板を共に減圧雰囲気中に配置した後に、不活 性ガスで減圧雰囲気を開放することによって、シール材を配置する側の基板および 液晶を滴下する側の基板がいずれの基板かに関わらず、シール材の配置および液 晶の滴下に伴う表示不良を防止することができる。また、同時に、シール材の配置お よび液晶の滴下に無関係な領域についても、配向膜などに吸着している水分を除去 することができ、不活性ガスで開放後大気中に配置している時間が短い場合には、 基板の貼り合せ直前に減圧雰囲気中に一定時間、基板を配置する脱気工程を再び 行なう必要はなぐ減圧後すぐに貼り合せ工程を行なうことができる。

[0036] 本発明に基づく製造方法では、基板に配向膜を形成した後にたとえ大気中で長時 間保管を行なっても、シール材の配置または液晶の滴下の直前に、減圧雰囲気の中 に基板を配置する脱気工程と減圧雰囲気を不活性ガスで開放する開放工程とを行 なえばよい。本発明においては、先行文献に開示されているような、湿度を下げた空 気または不活性ガスで基板の周りの雰囲気を置換 (パージ)する製造方法とは異なり 、一旦、真空の雰囲気中に基板を配置して、水分を十分に蒸発させて除去した後に 、不活性ガスを配向膜の表面などに吸着させるものである。先行文献に開示されて レ、る製造方法のように、湿度などの管理が必要な環境で基板を保管する必要はなく 、配向膜形成後は、通常の大気中で保管することができる。この結果、製造設備を小 型化することができ、生産性が向上するとともに、安価に液晶表示パネルを製造する こと力 Sできる。

[0037] また、さまざまな基板のうち、多面取りを行なうような大型の基板の貼り合せを行なう 場合、湿度管理などがされている雰囲気中で保管しょうとすると、設備は非常に大掛 りにならざるを得なかった。しかし、本願における製造方法では、シール材の配置直 前に脱気工程および開放工程を行なうので、保管のための大掛りな設備は不要であ る。この結果、大型基板についても、生産性が向上して大量生産が可能になる。

[0038] また、シール材の配置および液晶の滴下を大気圧中で行なうことができるため、容 易にシール材の配置および液晶の滴下を行なうことができる。したがって、作業の進 行を速くすることができ、生産性が向上する。

[0039] 図 2から図 4に、本発明に基づく液晶表示パネルの製造装置の説明図を示す。図 2 は、本発明に基づく液晶表示パネルの製造装置の部分概略断面図である。本発明 に基づく製造装置は、シール材配置工程と液晶滴下工程と 2枚の基板を互いに貼り 合せる貼り合せ工程とを含む液晶表示パネルの製造方法に用いられる。すなわち、 液晶滴下方式に用レ、られる製造装置である。

[0040] 本発明に基づく液晶表示パネルの製造装置は、減圧雰囲気の中に基板を配置す るための減圧雰囲気形成手段と減圧雰囲気を不活性ガスで開放するための開放手 段とを備える。配向膜が形成された TFT基板 1および配向膜が形成された CF基板 5 などの 2枚の基板は、真空チャンバ 20の内部に配置される。真空チャンバ 20はアル ミニゥムによって形成されている力 その他ステンレスなどによって形成されていても よい。本実施の形態における真空チャンバ 20は、互いに貼り合せられるべき 2枚の基 板を収容できるように形成されている。真空チャンバ 20は、内部が空洞で外部との密 閉を保つことができるように形成されている。真空チャンバ 20の内部には、基板配置 部材として、互いに向かい合うように 2つの支持台 21が形成されている。支持台 21は 、互いに貼り合せられるべき 2枚の基板を上下に並べて配置できるように形成されて いる。支持台 21は、真空チャンバ 20の底部に固定されている。

[0041] 真空チャンバ 20には、真空チャンバ 20の内部を排気するための真空排気手段 16 が接続されている。真空排気手段 16は、排気管 17、排気バルブ 18および真空ボン プ 19を含む。本実施の形態においては、真空排気手段 16、真空チャンバ 20および 真空チャンバ 20の内部に形成された支持台 21によって、減圧雰囲気の中に基板を 配置するための減圧雰囲気形成手段が構成されている。

[0042] 真空チャンバ 20には、開放手段として不活性ガス導入手段 11が接続されている。

不活性ガス導入手段 11は、給気管 12、給気バルブ 13およびボンべ 14を含む。ボン ベ 14の内部には、 Nや Arなどの不活性ガスが充填されている。 [0043] 図 3に、図 2における III一 III線に関する真空チャンバの矢視断面図を示す。真空チ ヤンバ 20は、ほぼ直方体状に形成されている。 2枚の基板である TFT基板 1および C F基板 5は、支持台 21に主表面が水平になるように配置される。真空チャンバ 20の 前方には、 2段に形成された支持台 21のそれぞれの段に対応するように開閉扉 22 が形成されている。開閉扉 22は、開閉可能なように形成され、それぞれの基板の出 し入れができるように十分に大きく形成されている。また、開閉扉 22が閉じたときに、 内部の密閉が保てるように形成されてレ、る。

[0044] 図 4に本実施の形態における製造装置の概略全体図を示す。不活性ガス導入手 段 11、真空排気手段 16および真空チャンバ 20を含む製造装置は、同一のものが複 数個形成されて、真空槽 25の内部に配置されている。各真空チャンバ 20は、それぞ れの不活性ガス導入手段 11および真空排気手段 16に接続され、互いに独立して内 部の排気および不活性ガスの導入が行なえるように形成されている。また、それぞれ の真空チャンバ 20の内部には、図 3で示した支持台 21が形成され、互いに貼り合せ られるべき 2枚の基板を収容できるように形成されている。

[0045] 本装置は、たとえば、図 1の製造方法における配向膜の形成後に、基板を減圧雰 囲気中に配置する脱気工程と不活性ガスで減圧雰囲気を開放する開放工程とに用 レ、られる。まず、開閉扉 22を開けて、 TFT基板 1および CF基板 5を真空チャンバ 20 内部の支持台 21のそれぞれの段に配置する。各基板は、真空チャンバ 20の内部に 完全に収められるように配置される。本実施の形態においては、 TFT基板 1が上側 に配置され、 CF基板 5が下側に配置されている力 S、この配置に限られるわけではなく 、どちらの基板が上側であってもよい。また、主に形成された配向膜中の水分を蒸発 させるため、配向膜が支持台 21と接触しないように、配向膜が形成された側を上側 に向けて配置することが好ましい。各基板の配置が完了したら、全ての開閉扉 22 (図 3参照）を閉じて真空チャンバ 20を密閉する。

[0046] 次に、真空ポンプ 19を駆動して、排気バルブ 18を開にして、真空チャンバ 20の内 部を排気する。真空チャンバ 20の内部は、 30Pa程度まで真空にする。急激に真空 チャンバ 20の内部の圧力を下げると配向膜が破損する可能性があるため、真空チヤ ンバ 20の内部の圧力は徐々に下げていくことが好ましい。したがって、排気バルブ 1 8は、開度を徐々に変更することができる弁を用いることが好ましい。本実施の形態に おける排気バルブ 18としては、連続的に弁開度を大きくすることができるほか、段階 的に弁開度を大きくすることができるものを用いている。 30Pa程度まで減圧を行なつ て、この低い圧力を約 30分間維持して、配向膜の表面などに有する水分を蒸発させ る。このように脱気工程を行なう。

[0047] 真空チャンバ内の圧力や減圧状態を維持する時間は、特にこれに限定されず、た とえば、配向膜の種類によっては、真空チャンバ内を lPa以下まで減圧してもよい。 換言すると、減圧状態で行なう脱気工程の条件は、形成された配向膜の種類などに 応じて変更することが好ましレ、。

[0048] 脱気工程が完了したら、続いて排気バルブ 18を閉、給気バルブ 13を開にして、不 活性ガス導入手段 11から、真空チャンバ 20の内部に不活性ガスを導入する。すな わち開放工程を行なう。本実施の形態における給気バルブ 13としては、真空チャン バ 20の内部の圧力を徐々に上げることができるように開度を調整できるものが用いら れている。真空チャンバ 20の内部の圧力が大気圧になるまで、不活性ガスの導入を 継続する。真空チャンバ 20の内部の圧力力 大気圧にまで上昇したら、給気バルブ 13を閉じて不活性ガスの導入を中止する。この状態で、シール材配置工程まで、各 基板を真空チャンバ 20の内部に保管する。または、シール材配置工程までの時間が 約 30分以内の場合には、真空チャンバ 20の内部から各基板を取出して保管してい てもよい。

[0049] 液晶滴下方式に用いる製造装置において、減圧雰囲気形成手段と減圧雰囲気を 不活性ガスで開放するための開放手段とを備えることによって、各基板の主表面およ び基板の主表面に形成されている配向膜などの水分を不活性ガスに置換することが でき、その後に、基板を大気中に配置したときでも、水分が再吸着することを防止で きる。この結果、液晶表示パネルの表示不良を防止できる。また、配向膜の形成後か ら貼り合せまで、継続して湿度の管理などを行なう必要はなぐ配向膜の形成ののち シール材の配置または液晶の滴下直前まで、大気中に保管することができ、設備を 非常に簡単にすることができる。大型の基板に対しても容易に処理を行なうことがで き、生産性が向上する。 [0050] また、真空チャンバが互いに貼り合せられるべき 2枚の基板を収容できるように形成 されることによって、 2枚の基板を同時に処理することができ、片側の基板の処理が完 了するまでの待ち時間、すなわち次工程までのリードタイムを最小限に抑えることが できて、生産性が向上する。

[0051] 図 4に示すように、小型の真空チャンバ 20を多数形成して、それぞれの真空チャン バが、独立して排気および不活性ガスの給気を行なえるように形成することによって、 シール材配置工程の直前まで、または、必要に応じ液晶滴下工程の直前まで、各基 板を不活性ガスの雰囲気中に配置していくことができ、より確実に水分の吸着を防止 すること力 Sできる。また、各基板の取出しが完了した製造装置に対して、個別に次の 各基板を揷入して脱気工程および開放工程を行なうことができ、連続的に各基板の 処理を行なうことができる。したがって、製造工程における待ち時間を最小限にするこ とができ、生産性が向上し、安価な液晶表示パネルを提供することができる。

[0052] 本実施の形態の製造装置においては、真空チャンバの内部に 2枚の基板が配置で きるように形成した力 特にこの形態に限られず、 1つの真空チャンバの内部に 1枚の 基板や 3枚以上の基板が配置できるように形成されていてもよい。また、本実施の形 態においては、それぞれの真空チャンバに 1つずつ真空ポンプが取付けられている 、大型の真空ポンプに対して、複数の排気管が接続され、それぞれの真空チャン バの内部の圧力が、それぞれの排気バルブによって調整されていてもよい。また、不 活性ガス導入手段についても、多くの並列したボンベに、複数の給気管が接続され るなど、真空チャンバの内部に不活性ガスが導入される構成を有していればよい。

[0053] (実施の形態 2)

図 5を参照して、本発明に基づく実施の形態 2における液晶表示パネルの製造方 法および製造装置について説明する。

[0054] 本実施の形態において、基板の表面に配向膜を形成して、液晶滴下方式によって 液晶を封入することは、実施の形態 1における製造方法と同様である。配向膜が形成 された基板を減圧雰囲気中に配置して、後に不活性ガスで開放することも実施の形 態 1と同様である。

[0055] 本実施の形態における液晶表示パネルの製造装置は、実施の形態 1における製造 装置の構成に加えて、真空チャンバの内部にシール材を配置するためのディスペン サが配置され、真空チャンバの内部でシール材の配置を行なうことができるように形 成されている。

[0056] 本実施の形態における製造方法では、互いに貼り合せられるべき 2枚の基板のうち 、いずれか一方または両方の基板の主表面にシール材を配置するシール材配置ェ 程を減圧雰囲気中で行なう。各基板が配置されている雰囲気を減圧した後、所定の 時間この圧力を維持して、配向膜の表面および内部に有する水分を蒸発させる。次 に、この減圧雰囲気下でいずれか一方の基板または両方の基板にシール材の配置 を行なう。

[0057] シール材の配置が完了したら、 Nガスまたは Arガスなどの不活性ガスを真空チヤ

2

ンバの内部に導入して、真空チャンバの内部を大気圧の状態にして、真空チャンバ の内部に基板を保管する。いずれか一方の基板に液晶を滴下する液晶滴下工程の 直前に、基板を真空チャンバから取出す。または、液晶滴下工程までの時間が短時 間であれば、大気中に取り出して保管してもよい。次に、液晶滴下工程を行なった後 、貝占り合せ工程を行なう。

[0058] 本実施の形態における液晶表示パネルの製造方法では、基板が減圧雰囲気中に 配置されている状態でシール材の配置を行なう。すなわち、水分が十分に除去され た配向膜の上面に、シール材が配置される。この方法を採用することによって、シー ノレ材が配置される領域の配向膜に水分が保持されていることを防止でき、シール材 が配置されている領域の周りの表示不良を防止することができる。また、不活性ガス で真空チャンバ内の減圧雰囲気を開放することによって、液晶を滴下する際の水分 の混入を防止することができる。

[0059] 液晶が滴下される基板とシール材が配置される基板とが異なる場合には、液晶が 滴下される基板についても、予め真空チャンバ内で減圧雰囲気中に配置した後に不 活性ガスで真空チャンバ内を開放する開放工程を行なっておく。この方法を採用す ることによって液晶が滴下される基板に対しても、配向膜の水分を予め除去すること ができ、液晶が滴下される領域における表示不良を防止することができる。液晶の滴 下については、実施の形態 1と同様に、不活性ガスで減圧雰囲気を開放したのち、 約 30分以内に行なうことが好ましい。この方法を採用することにより、液晶滴下工程 を通常の大気中で行なっても、表示不良を確実に防止することができる。したがって 、液晶の滴下装置を簡単な構造にすることができ、また、作業が行ないやすくなるた めに生産性が向上する。

[0060] また、液晶が滴下される基板にシール材が配置される場合であっても、反対側の基 板について、貝占り合せ工程までに、脱気工程および開放工程を行なっておくことが好 ましレ、。この方法を採用することにより、貼り合せ工程直前の脱気工程を行なう必要 がなぐ製造時間が短縮されて生産性が向上する。

[0061] 実施の形態 1における液晶表示パネルの製造装置においては、互いに貼り合せら れるべき 2枚の基板を収容するように形成されていた力 S、本実施の形態においては、 シール材が配置される基板と液晶が滴下される基板とが同一である場合には、この 基板のみを処理できるように、：!枚の基板のみが真空チャンバの内部に配置できるよ うに形成されていてもよい。

[0062] その他の製造方法や製造装置に関しては、実施の形態 1と同様であるのでここでは 、説明を繰返さない。

[0063] (実施の形態 3)

図 6を参照して、本発明に基づく実施の形態 3における液晶表示パネルの製造方 法および製造装置について説明する。

[0064] 本実施の形態において、基板の表面に配向膜を形成して、液晶滴下方式によって 液晶を封入することは、実施の形態 1における製造方法と同様である。配向膜が形成 された基板を減圧雰囲気中に配置して、後に不活性ガスで開放することも実施の形 態 1と同様である。

[0065] 本実施の形態においては、減圧雰囲気の中で、シール材配置工程と液晶滴下ェ 程とを行なう。この後に、不活性ガスで真空チャンバ内の減圧雰囲気を開放して、基 板の貼り合せ工程まで、各基板を真空チャンバ内部で保管する。

[0066] 本実施の形態における真空チャンバの内部には、実施の形態 1における真空チヤ ンバの内部の構成に加えて、シール材を配置するためのディスペンサゃ、液晶を滴 下するためのディスペンザが配置されている。シール材の配置および液晶の滴下は 、いずれの基板に行なってもよい。また、シール材の配置は、両方の基板に対して行 なってもよレ、。

[0067] この製造方法を採用することによって、配向膜の表面から、十分に水分を除去した 状態で、シール材の配置および液晶の滴下を行なうため、水分を除去することができ 、液晶への水分混入を防止できる。この結果、シール材が配置される領域の周り、液 晶が滴下される領域および液晶が滴下される領域の周りに発生する表示不良をより 確実に防止することができる。また、不活性ガスで真空チャンバ内の減圧雰囲気を開 放して、基板の貼り合せ直前まで保管しておくことができるので、この間に基板や配 向膜に水分が吸着することを防止でき、液晶表示パネルの表示不良を防止すること 力 Sできる。開放工程ののち、大気中で基板を保管する時間が短時間であれば、基板 への水分の吸着を防止できて、貼り合せ工程直前の脱気工程を省略することができ 、製造時間を短縮することができる。

[0068] その他の製造方法や製造装置については、実施の形態 1と同様であるのでここで は説明を繰返さない。

[0069] 上記の実施の形態においては、主にシール材配置工程の前に脱気工程を行なう 場合について、説明を行なったが、液晶滴下工程に関する水分の混入のみを防止 する場合には、シール材配置工程の前にシール材を配置する基板に対して脱気ェ 程等を行なわず、液晶を滴下する基板のみに対して液晶滴下工程の前に脱気工程 、貝占り合せ工程の前に開放工程を行なってもよレ、。

[0070] また、上記の実施の形態においては、主にカラー液晶表示パネルを取り挙げて説 明を行なったが、特にカラー液晶に限られず、白黒液晶表示パネルについても適用 すること力 sできる。

[0071] なお、今回開示した上記実施の形態はすべての点で例示であって制限的なもので はない。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求 の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。

産業上の利用可能性

[0072] 本発明は、液晶表示パネルの製造に適応されうる。特に、液晶滴下方式で製造を 行なう液晶表示パネルの製造方法および製造装置に有利に適応されうる。

Claims

請求の範囲

[1] 互いに貼り合せられるべき 2枚の基板のうち、いずれか一方または両方の基板の主 表面にシール材を配置するシール材配置工程と、

前記 2枚の基板のうちいずれか一方の基板に液晶を滴下する液晶滴下工程と、 前記 2枚の基板を互いに貼り合せる貼り合せ工程と

を含む、液晶表示パネルの製造方法であって、

前記シール材配置工程の前に、前記 2枚の基板のうち少なくとも前記シール材を配 置すべき基板を、減圧雰囲気の中に配置する脱気工程と、

前記貼り合せ工程の前に、前記減圧雰囲気を不活性ガスで開放する開放工程と を含む、液晶表示パネルの製造方法。

[2] 前記開放工程は、前記シール材配置工程の前に行なう、請求の範囲第 1項に記載 の液晶表示パネルの製造方法。

[3] 前記シール材配置工程は、前記開放工程の後 30分以内に行なう、請求の範囲第

2項に記載の液晶表示パネルの製造方法。

[4] 前記脱気工程は、前記 2枚の基板を共に前記減圧雰囲気の中に配置する工程を 含む、請求の範囲第 1項に記載の液晶表示パネルの製造方法。

[5] 前記開放工程は、前記シール材配置工程および前記液晶滴下工程の後に行なう

、請求の範囲第 4項に記載の液晶表示パネルの製造方法。

[6] 前記液晶滴下工程の前に前記開放工程を行ない、

前記液晶滴下工程は、前記開放工程の後 30分以内に行なう、請求の範囲第 1項 に記載の液晶表示パネルの製造方法。

[7] 互いに貼り合せられるべき 2枚の基板のうち、いずれか一方または両方の基板の主 表面にシール材を配置するシール材配置工程と、

前記 2枚の基板のうちいずれか一方の基板に液晶を滴下する液晶滴下工程と、 前記 2枚の基板を互いに貼り合せる貼り合せ工程と

を含む、液晶表示パネルの製造方法であって、

前記液晶滴下工程の前に、前記 2枚の基板のうち少なくとも前記液晶を滴下すべき 基板を減圧雰囲気の中に配置する脱気工程と、 前記貼り合せ工程の前に、前記減圧雰囲気を不活性ガスで開放する開放工程と を含む、液晶表示パネルの製造方法。

[8] 前記液晶滴下工程の前に前記開放工程を行ない、

前記液晶滴下工程は、前記開放工程の後 30分以内に行なう、請求の範囲第 7項 に記載の液晶表示パネルの製造方法。

[9] 前記脱気工程は、前記 2枚の基板を共に前記減圧雰囲気の中に配置する工程を 含む、請求の範囲第 7項に記載の液晶表示パネルの製造方法。

[10] 互いに貼り合せられるべき 2枚の基板のうち、いずれか一方または両方の基板の主 表面にシール材を配置するシール材配置工程と、

前記 2枚の基板のうちいずれか一方の基板に液晶を滴下する液晶滴下工程と、 前記 2枚の基板を互いに貼り合せる貼り合せ工程と

を含む液晶表示パネルの製造方法に用レ、る製造装置であって、

減圧雰囲気の中に基板を配置するための減圧雰囲気形成手段と、

前記減圧雰囲気を不活性ガスで開放するための開放手段と

を備える、液晶表示パネルの製造装置。

[11] 前記減圧雰囲気形成手段は、真空チャンバと、

前記真空チャンバの内部に基板を配置するための基板配置部材と、

前記真空チャンバの内部を排気するための真空ポンプと

を含み、前記開放手段は、

前記真空チャンバの内部に不活性ガスを導入するための不活性ガス導入手段を含 む、請求の範囲第 10項に記載の液晶表示パネルの製造装置。

[12] 前記真空チャンバは、互いに貼り合せられるべき 2枚の基板を収容できるように形 成された、請求の範囲第 11項に記載の液晶表示パネルの製造装置。