(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
２枚の液晶パネル基板の間に液晶層を封入した状態に形成して成る液晶電気光学装置の製造方法において、
前記２枚の液晶パネル基板を重ね合わせた状態で、その液晶パネル面に照射された光によって前記２枚の液晶パネル基板の間隔に応じて生ずる干渉縞を観測し、当該観測された干渉縞に応じて、前記液晶パネル基板の少なくとも一方の表面に対して、複数の場所の各々において個別に局所的に押圧又は吸引を行うことにより前記液晶パネル基板の間隔を均一化することを特徴とする液晶電気光学装置の製造方法。
【請求項２】
請求項１において、前記液晶パネル基板の一方の表面に対し
て局所的に押圧又は吸引を行い、前記液晶パネル基板の他方の表面から干渉縞を
観測することを特徴とする液晶電気光学装置の製造方法。
【請求項３】
２枚の液晶パネル基板の間に液晶層を封入した状態に形成して成る液晶電気光学装置の製造装置において、
前記２枚の液晶パネル基板を重ね合わせた状態に保持する保持構造と、
前記液晶パネル面に照射された光によって生ずる干渉縞を観測する干渉縞観測手段と、
前記液晶パネル基板の少なくとも一方の表面の複数の場所において局所的な押圧又は吸引を個別に行う複数の作用機構とを有し、
観測された前記干渉縞に応じて前記複数の作用機構のそれぞれに吸引または押圧させることで、前記液晶パネル基板の間隔を均一化させることを特徴とする液晶電気光学装置の製造装置。
【請求項４】
請求項３において、前記作用機構は、前記液晶パネル基板の表面上に当接可能に構成された作用部材と、該作用部材に対して供給される流体に対する流体加圧手段及び／又は前記作用部材に存在する流体に対する流体吸引手段とを有することを特徴とする液晶電気光学装置の製造装置。
【請求項５】
請求項４において、前記作用部材の内部に、前記作用部材が当接する液晶パネル基板の表面から干渉縞を観測するための部材内干渉縞観測手段を設けたことを特徴とする液晶電気光学装置の製造装置。
【請求項６】
請求項４において、前記作用部材は、前記液晶パネル基板の表面に接触し、前記流体加圧手段及び／又は前記流体吸引手段により生ずる流体の吹付け及び／又は吸引を行う開口部を備えたことを特徴とする液晶電気光学装置の製造装置。
【請求項７】
請求項３において、前記液晶パネル基板の一方に前記作用機構を作用させるとともに、前記液晶パネル基板の他方を全体的に押圧及び／又は吸引させるための第２の作用機構を設けたことを特徴とする液晶電気光学装置の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は液晶電気光学装置の製造方法及び製造装置に係り、特に、２枚の液晶パネル基板を所定間隔を以て固定するための製造工程に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶電気光学装置の製造工程においては、例えば、液晶パネル基板を接着固定し液晶封入領域を画成するためのシール材と、基板間隔を保持するためのスペーサとを介して、２枚の液晶パネル基板を所定間隔に接合し、減圧下において基板間に液晶を注入した後、液晶層の厚さを正確に設定するとともに液晶層の厚さの均一性を高めるために、２枚の液晶パネル基板に圧力をかけて、余分な液晶を封入口から外へ出しつつ、封入口を封止している。
【０００３】
ここで、２枚の液晶パネル基板に圧力をかける場合には、基板面に対向する加圧面を備えたプレス機を用いて、予め設定された所定圧力を印加することにより、２枚の液晶パネル基板の間隔を基板間に収容されたスペーサの粒径とほぼ同様の値にすることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の液晶電気光学装置の製造工程においては、経験的に得られた圧力値により２枚の液晶パネル基板を押圧しているため、液晶パネルの厚さを正確に得ることが困難であるとともに、全体を共通の圧力面にて加圧しているため、液晶パネル基板内における基板間隔の均一性が充分に得られず、場所によって液晶層の層厚にばらつきが発生するため、液晶表示装置等の場合に表示ムラが発生するという問題点がある。
【０００５】
表示ムラが発生し得る液晶層の層厚のばらつきは、例えばＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）型表示体では０．５〜１．０μｍ程度、ＳＴＮ（Ｓｕｐｅｒ  Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）型表示体では０．０５〜０．１μｍ程度であり、このような微小なばらつきを除去することは非常に困難であった。
【０００６】
また、カラーフィルタを備えた液晶表示装置において、特開平５−１１２４４号においては、カラーフィルタ画素部に加える圧力を周囲部よりも強くすることにより、液晶層の層厚のばらつきを抑える方法が開示されている。しかし、この方法でも、液晶パネル基板に加える強弱２種類の圧力値は経験的に設定せざるを得ず、実際には液晶層の層厚のばらつきを容易に低減することはきわめて困難である。
【０００７】
そこで、本発明は上記問題点を解決するものであり、その課題は、基板間隔の微小なばらつきでも、そのばらつきに応じて基板に加えられる作用力を調整できるようにした新規の製造方法及び製造装置を実現することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために発明は、２枚の液晶パネル基板の間に液晶層を封入した状態に形成して成る液晶電気光学装置の製造方法において、前記２枚の液晶パネル基板を重ね合わせた状態で、その液晶パネル面に照射された光によって前記２枚の液晶パネル基板の間隔に応じて生ずる干渉縞を観測し、当該観測された干渉縞に応じて前記液晶パネル基板の少なくとも一方の表面に対して、複数の場所の各々において個別に局所的に押圧又は吸引を行うことにより前記液晶パネル基板の間隔を均一化することを特徴とする。
【０００９】
この方法によれば、干渉縞によって液晶パネル基板の表面上における基板間隔のばらつきの状態を見ながら、基板間隔を低減するように作用機構により局所的に押圧及び／又は吸引を行うようにしたので、液晶パネル面内の基板間隔の均一性を得ることができる。また、経験的に押圧力を設定する必要がなく、液晶パネル毎に好適な作用を施すことができるので、製品の歩留りの向上を図ることができる。
【００１０】
ここで、前記液晶パネル基板の一方の表面に対して局所的に押圧又は吸引を行い、前記液晶パネル基板の他方の表面から干渉縞を観測することが好ましい。この方法によれば、液晶パネル基板の一方の表面に作用する作用機構により干渉縞の観測が妨げられることがないため、作用機構による作用を施しながらリアルタイムで基板間隔の状態を知ることが可能になる。
【００１１】
また、上記課題を解決するために発明は、２枚の液晶パネル基板の間に液晶層を封入した状態に形成して成る液晶電気光学装置の製造装置において、前記２枚の液晶パネル基板を重ね合わせた状態に保持する保持構造と、前記液晶パネル面に照射された光によって生ずる干渉縞を観測する干渉縞観測手段と、前記液晶パネル基板の少なくとも一方の表面の複数の場所において局所的な押圧又は吸引を個別に行う複数の作用機構とを有し、観測された前記干渉縞に応じて前記複数の作用機構のそれぞれに吸引または押圧させることで、前記液晶パネル基板の間隔を均一化させることを特徴とする。
【００１２】
ここで、前記作用機構を、前記液晶パネル基板の表面上に当接可能に構成された作用部材と、該作用部材に対して供給される流体に対する流体加圧手段及び／又は前記作用部材に存在する流体に対する流体吸引手段とを設けることが好ましい。この装置によれば、流体加圧手段及び／又は流体吸引手段により、作用部材に接触した液晶パネル基板の表面を制御性良く、しかも簡易な構造で局所的に押圧及び／又は吸引することができるので、基板間隔の均一化を容易に実現できるとともに、液晶パネル基板の表面に多数の作用部位を設定して、きめ細かい作業を行うことが可能になる。
【００１３】
また、前記作用部材の内部に、前記作用部材が当接する液晶パネル基板の表面から干渉縞を観測するための部材内干渉縞観測手段を設けることが望ましい。この装置によれば、部材内干渉縞観測手段を設けることによって、作用部材が障害となって観測出来ない表面部分の干渉縞を少なくとも一部は観測可能にすることができるとともに、作用部材の作用によって変化する部位の干渉縞の様子をも観測することができるようになるため、基板間隔の均一化の作業を容易に行うことができる。
【００１４】
さらに、前記作用部材には、前記液晶パネル基板の表面に接触し、前記流体加圧手段及び／又は前記流体吸引手段により生ずる流体の吹付け及び／又は吸引を行う開口部を設けることが好ましい。この方法によれば、開口部を通じて流体を液晶パネル基板の表面上に吹付け及び／又は吸引することとなり、流体圧を以て液晶パネル基板の表面を押圧及び／又は吸引することにより、微妙な基板間隔の調整が可能になる。
【００１５】
また、前記液晶パネル基板の一方に前記作用機構を作用させるとともに、前記液晶パネル基板の他方を全体的に押圧及び／又は吸引させるための第２の作用機構を設けることが好ましい。この方法によれば、液晶パネル基板の一方に作用機構を作用させることにより全体として生ずる押圧力又は吸引力に対して、バランスをとるように液晶パネル基板の他方に対して全体的に押圧及び／又は吸引する第２の作用機構を設けたので、液晶パネル基板の全体的な変形を生ずることなく基板間隔の均一化を図ることができるとともに、第２の作用機構自体は液晶パネル基板の全体に対して作用できれば足りるため、いたずらに機構を複雑化することもない。
【００１６】
【発明の実施の形態】
次に、添付図面を参照して本発明に係る液晶電気光学装置の製造方法及び製造装置について説明する。
【００１７】
（第１の実施形態）
図１には本発明に係る第１の実施形態の製造方法及び製造装置の概略構造を示す。この実施形態においては、ガラス等から成る透明な２枚の液晶パネル基板１，２を、その間にシール材３を液晶封入予定領域を封入口となる部分を除いて取り囲むように配置し、液晶封入領域内に多数のガラス製若しくはプラスチック製のスペーサ４を分散配置した状態に事前に接合する。
【００１８】
このようにして形成された空セルの内部に減圧下において液晶５を充填し、図１に示す支持台６の上に載せる。支持台６には、図示しない排気装置に接続された排気孔６ａと、この排気孔６ａに連通されて支持台６の表面上に開口を備えた吸着孔６ｂとが形成されている。液晶パネル基板１の裏面は支持台６の各吸着孔６ｂからの排気により支持台６の表面上に吸着固定される。
【００１９】
支持台６の上方には、複数の作用腕部（作用部材）７がそれぞれ昇降自在に取付けられており、作用腕部７の下端部にはゴム板、軟質樹脂板等の可撓性材により形成された作用面７ａが形成されている。作用面７ａの略中心部には、小さな気体流通孔７ｂが形成されている。
【００２０】
作用腕部７には、図示しない給気装置及び／又は排気装置が接続されており、給気装置から空気や不活性ガス等の気体が供給されている場合には、作用面７ａが下方へ膨らむとともに、気体流通孔７ｂから空気や不活性ガス等の気体が吹き出るようになっている。また、排気装置へ向けて気体が排気されている場合には、作用面７ａが除法へ凹むとともに、気体流通孔７ｂから空気が吸入されるようになっている。ここで、給気装置、排気装置に接続される経路中には図示しない開閉弁が設けられ、好ましくは開閉弁の開度を調節することにより、気体の供給量、排気量を調節できるようになっている。
【００２１】
作用腕部７には、好ましくは給気装置と排気装置の双方が接続され、上記の開閉弁若しくは他の切替弁等により両者の給気と排気とを切替えできるように構成される。
【００２２】
上側の液晶パネル基板２の上方には、理想的には単一波長の光を発生する光源８と、光源８から照射された光が液晶パネル基板１，２で反射された反射光を検出するＣＣＤカメラその他の撮像装置９とが配置されている。撮像装置９は、液晶パネル基板１，２からのそれぞれの反射光により形成される干渉縞を観測するためのものであり、光源８は例えばナトリウムランプであり、その発生する光の波長としては、液晶パネル基板１，２の間隔と、当該間隔のばらつきの許容幅とに応じて、必要な基板間隔の均一性を見るために好ましい干渉縞を観測するのに好適な波長が選択されている。
【００２３】
上記撮像装置９により観測された干渉縞を観察しながら、図示しない駆動装置、例えばスカラー型のロボットアームやＸＹＺ型の直交型のロボットアームと同様の作用腕部７のための駆動機構を用いて、作用腕部７を所望の液晶パネル基板２の表面上へと下降させて、作用面７ａを液晶パネル基板２の表面上に接触させる。
【００２４】
そして、干渉縞の模様に応じて、液晶パネル基板２を押し下げたい場所では、作用腕部７を微小距離下降させるか、或いは給気装置から気体を導入して、当該気体により作用面７ａを膨らませるとともに、気体を気体流通孔７ｂから吹き出させることにより、液晶パネル基板２を局所的に押圧する。また、液晶パネル基板２を引き上げたい場所では、排気装置により作用面７ａを凹ませるとともに、気体流通孔７ｂより空気を吸入して、液晶パネル基板２の表面に作用面を吸着させ、液晶パネル基板２の表面を局所的に引き上げる。このようにして、干渉縞がなるべく少なく、或いは消失するように液晶パネル基板２の表面の１又は複数の場所を修正する。
【００２５】
上記の説明では、液晶パネル基板２の表面に対して、作用腕部７の作用面７ａにより押圧及び吸着作用の双方を施す場合を示したが、押圧、吸着のいずれか一方のみでも、干渉縞に応じた作用を施すことにより、充分に基板間隔の修正を行うことができる。また、基板の修正が作用腕部７による押圧作用のみで足りる場合には、作用面７ａに気体流通孔７ｂを設ける必要もなく、さらに、作用腕部７を押し下げることで充分に液晶パネル基板の基板間隔を調整できる場合には、気体による作用面７ａの突出も不要であり、作用面７ａを単なる剛体として形成してもよい。
【００２６】
上記のように、１又は複数の作用腕部７を用いて基板間隔がなるべく均一になるように修正し、その状態を維持した状態で、液晶パネル基板１と２の間のシール材に設けられた封入口を封止することにより、基板間隔、すなわち液晶層厚の均一性に優れた液晶パネルを構成することができる。
【００２７】
図２は、上記実施形態に係る作用腕部７を駆動し、動作させる機構の構成例を示すものである。複数の作用腕部７，１７に固定された係止部材１１，２１を、作用腕部７，１７を移動自在に挿通した共通の駆動杆１０に取付け、駆動杆１０の昇降とともに作用腕部７，１７が昇降するように構成されている。この場合、作用腕部７，１７は可撓性管１２，２２に接続されている。この可撓性管１２，２２は、それぞれ開閉弁１３，２３を介して図示しない給気装置に接続され、開閉弁１４，２４を介して図示しない排気装置に接続されている。
【００２８】
このような作用腕部の構成によれば、開閉弁を開閉させるだけで、液晶パネル基板の表面を押圧、吸引することができるため、液晶パネル基板の基板間隔を詳細に制御することが可能になる。同時に駆動される作用腕部の数は任意であり、１つでも複数でもよい。
【００２９】
図３には、上記作用腕部の他の例を示す。この作用腕部２７の作用部２７ａの先端には、ゴム等の可撓性の縁枠材２７ｂが取付けられ、その内側は開口部２７ｃとなっている。作用部２７ａの内部には、遠隔位置に設けられた光源２８から所定波長の光を導入するための光ファイバー２８Ａが引き込まれ、その放光端２８ａから光が照射されるようになっており、また、作用部２７ａが接触する液晶パネル基板からの反射光を集光する集光端２９ａを備えた光ファイバー２９Ａも導入されている。光ファイバー２９Ａは、遠隔位置に設けられた撮像装置２９に接続され、撮像装置２９によって、作用部２７ａにて集光端２９ａから集光された干渉縞パターンを画像情報に変換し、モニター３０に映し出すようになっている。
【００３０】
この作用腕部２７によれば、液晶パネル基板を押圧又は吸引している最中においても、当該修正部分の干渉縞を別途観測することができ、作用腕部２７の影になって干渉縞が観測できない範囲を低減することができる。また、作用腕部２７による作用の結果を逐一観測することができる。この場合、光源８及び撮像装置９により観測される干渉縞と、作用腕部２７にて観測される干渉縞とを同時にモニター上に映し出すことが好ましく、可能ならば、両干渉縞を合成して一つの画像として映し出すことが望ましい。
【００３１】
（第２の実施形態）
次に、図４を参照して、本発明に係る第２の実施形態について説明する。この実施形態においては、上述と同様の液晶パネル基板１，２の間にシール材３及びスペーサ４を介在させた状態で、液晶パネル基板１，２の周縁部を固定治具３１，３２，３３，３４により表裏から所定の圧力で挟圧している。このように液晶パネル基板１，２を保持した状態で、液晶パネル基板２の表面に対しては、上記第１の実施形態と同様に１又は複数の作用腕部７により１又は複数箇所を局所的に押圧又は吸引している。これに加えて、液晶パネル基板１の表面に対しては、他の作用腕部３７により同様に１又は複数箇所を局所的に押圧又は吸引しているため、液晶パネルの表裏から作用腕部で基板間隔を修正していることとなる。
【００３２】
この実施形態においても、上記と同様に、光源８及び撮像装置９によって干渉縞を観測しながら、基板間隔を均一化するように作用腕部を作用させるが、液晶パネルの表裏から基板間隔の修正を行うため、操作は難しくなるものの、より細かな修正を加えて、基板間隔のさらなる均一化を計ることができる。
【００３３】
（第３の実施形態）
最後に、図５を参照して、本発明に係る第３の実施形態について説明する。この実施形態においては、固定治具４０に対して上方から摺動可能に構成された固定枠４１が取付けられ、さらに、固定治具４０内には、透明基板４２、環状の支持枠４３が嵌合され、その支持枠４３の上に上述と同様の液晶パネル基板１，２、シール材３、スペーサ４及び液晶５からなる液晶パネルが収容されている。液晶パネルの周縁部は上方から前記固定枠４１によって所定圧力で押し付けられ、固定枠４１と支持枠４３とによって挟持された状態となっている。
【００３４】
支持枠４３には気体流通孔４３ａが穿設され、この気体流通孔４３ａを通して図示しない給気装置及び／又は排気装置に接続され、これらの装置により空気その他の流体の圧力を調整できるように構成されている。
【００３５】
液晶パネル基板２の側からは上述と同様の１又は複数の作用腕部３７が接離できるように構成され、また、液晶パネル基板１の側からは、透明基板４２を介して干渉縞を観測するための光源４８及び撮像装置４９が配備されている。
【００３６】
この実施形態においては、１又は複数の作用腕部４７を液晶パネル基板２に作用させることにより、全体として液晶パネル基板２を下方へ押圧することとなる場合には、支持枠４３の内部に気体流通孔４３ａを通じて空気や水その他の流体を所定圧力で供給し、押圧力のバランスをとるようにして基板間隔を均一化するものである。逆に、作用腕部４７により全体として液晶パネル基板２が上方へ引き上げられる状態となる場合には、気体流通孔４３ａを通じて支持枠４３の内部を排気し、吸引力のバランスをとるようにする。このような構造により、液晶パネルを全体的に変形させることなく、基板間隔を均一化することができる。
【００３７】
また、この実施形態によれば、液晶パネル基板２の側から作用腕部４７を作用させる一方で、液晶パネル基板１の側から干渉縞を観測するようにしているので、干渉縞の観測に際して作用腕部４７が障害となることがなく、常時基板間隔の状態を知ることが可能になる。
【００３８】
なお、上記各実施形態において、作用腕部には、気体を噴出したり、吸引したりさせているが、作用流体として気体以外の液体等を用いてもよい。また、干渉縞を得る手段としては、上記のように単色光源に限らず、白色光源を用いるが所定の波長の光のみ感度を有する検光体を用いたり、所定波長のみ透過する光フィルタを用いることも可能である。さらに、作用腕部の先端部の構造は、液晶パネル基板の表面に接触して、充分な押圧力又は吸引力を発揮できるものであれば、上記各実施形態の構造に限定されることはない。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば以下の効果を奏する。
【００４０】
請求項１及び請求項３によれば、干渉縞によって液晶パネル基板の基板間隔のばらつきの状態を見ながら、基板間隔を低減するように作用機構により局所的に押圧及び／又は吸引を行うようにしたので、液晶パネル面内の基板間隔の均一性を得ることができる。また、経験的に押圧力を設定する必要がなく、液晶パネル毎に好適な作用を施すことができるので、製品の歩留りの向上を図ることができる。
【００４１】
請求項２によれば、液晶パネル基板の一方の表面に作用する作用機構により干渉縞の観測が妨げられることがないため、作用機構による作用を施しながらリアルタイムで基板間隔の状態を知ることが可能になる。
【００４２】
請求項４によれば、流体加圧手段及び／又は流体吸引手段により、作用部材に接触した液晶パネル基板の表面を制御性良く、しかも簡易な構造で局所的に押圧及び／又は吸引することができるので、基板間隔の均一化を容易に実現できるとともに、液晶パネル基板の表面に多数の作用部位を設定して、きめ細かい作業を行うことが可能になる。
【００４３】
請求項５によれば、部材内干渉縞観測手段を設けることによって、作用部材が障害となって観測出来ない表面部分の干渉縞を少なくとも一部は観測可能にすることができるとともに、作用部材の作用によって変化する部位の干渉縞の様子をも観測することができるようになるため、基板間隔の均一化の作業を容易に行うことができる。
【００４４】
請求項６によれば、開口部を通じて流体を液晶パネル基板の表面上に吹付け及び／又は吸引することとなり、流体圧を以て液晶パネル基板の表面を押圧及び／又は吸引することにより、微妙な基板間隔の調整が可能になる。
【００４５】
請求項７によれば、液晶パネル基板の一方に作用機構を作用させることにより全体として生ずる押圧力又は吸引力に対して、バランスをとるように液晶パネル基板の他方に対して全体的に押圧及び／又は吸引する第２の作用機構を設けたので、液晶パネル基板の全体的な変形を生ずることなく基板間隔の均一化を図ることができるとともに、第２の作用機構自体は液晶パネル基板の全体に対して作用できれば足りるため、いたずらに機構を複雑化することもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る液晶電気光学装置の製造方法及び製造装置の第１の実施形態を説明するための概略縦断面図である。
【図２】同実施形態における作用腕部の駆動機構及び動作機構の構造例を示す概略構成図である。
【図３】同実施形態に用いることの可能な異なる作用腕部の例を示す概略縦断面図である。
【図４】本発明に係る液晶電気光学装置の製造方法及び製造装置の第２の実施形態を説明するための概略縦断面図である。
【図５】本発明に係る液晶電気光学装置の製造方法及び製造装置の第３の実施形態を説明するための概略縦断面図である。
【符号の説明】
１，２  液晶パネル基板
３  シール材
４  スペーサ
５  液晶
６  支持台
７  作用腕部
７ａ  作用面
７ｂ  気体流通孔
８  光源
９  撮像装置
【図１】
0003694953.tif 000002
【図２】
0003694953.tif 000003
【図３】
0003694953.tif 000004
【図４】
0003694953.tif 000005
【図５】
0003694953.tif 000006