(57)【要約】【課題】基板の貼り合わせを高精度に実行できる液晶パネルの製造方法を提供する。【解決手段】本発明に係る液晶パネルの製造方法は、第１基板１００が鉛直方向９０になるように第１基板１００を第１ステージ１８０に配置する工程と、第２基板１１０が鉛直方向９０になるように第２基板１１０を第２ステージ１９０に配置する工程と、鉛直方向９０に位置付けられた第１基板１００および第２基板１１０を貼り合わせる工程とを含んでいる。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１基板と第２基板とを備えた液晶パネルの製造方法であって、
前記第１基板が鉛直方向になるように、前記第１基板を第１ステージに配置する工程（ａ）と、
前記第２基板が鉛直方向になるように、前記第２基板を第２ステージに配置する工程（ｂ）と、
鉛直方向に位置付けられた前記第１基板および前記第２基板を貼り合わせる工程（ｃ）と
を含む、液晶パネルの製造方法。
【請求項２】
前記１基板および前記第２基板の何れか一方の表面には、インクジェット方式によって塗布された液晶層が形成され、
前記液晶層が形成された状態で、前記第１基板および前記第２基板の貼り合わせが実行される、請求項１に記載の液晶パネルの製造方法。
【請求項３】
前記液晶層が形成された前記基板には、前記液晶層の周囲を囲むように形成されたシール剤と、前記基板の周縁部に形成された固定用接着剤とが設けられている、請求項２に記載の液晶パネルの製造方法。
【請求項４】
前記工程（ｃ）において、前記固定用接着剤を光照射によって硬化させることを実行する、請求項３に記載の液晶パネルの製造方法。
【請求項５】
前記工程（ｃ）においては、前記第１基板に形成された第１アライメントマークと、前記第２基板に形成された第２アライメントマークとをカメラで認識しながら、前記第１ステージと前記第２ステージとを近接させることを実行する、請求項１から４の何れか１つに記載の液晶パネルの製造方法。
【請求項６】
前記第１ステージおよび前記第２ステージの少なくとも一方は、ＸＹθ移動機構を備えている、請求項１から５の何れか１つに記載の液晶パネルの製造方法。
【請求項７】
前記工程（ａ）においては、前記第１基板を水平方向から鉛直方向に回転可能なロボットハンドを用いて、前記第１基板を鉛直方向に位置付け、
前記工程（ｂ）においては、前記第２基板を水平方向から鉛直方向に回転可能なロボットハンドを用いて、前記第２基板を鉛直方向に位置付ける、請求項１から６の何れか１つに記載の液晶パネルの製造方法。
【請求項８】
前記工程（ａ）は、前記第１基板の鉛直方向における少なくとも上端を保持する工程を含み、
前記工程（ｂ）は、前記第２基板の鉛直方向における少なくとも上端を保持する工程を含む、請求項１から７の何れか１つに記載の液晶パネルの製造方法。
【請求項９】
前記工程（ａ）は、前記第１基板の鉛直方向における下端をさらに保持する工程を含み、
前記工程（ｂ）は、前記第２基板の鉛直方向における下端をさらに保持する工程を含む、請求項８に記載の液晶パネルの製造方法。
【請求項１０】
前記第１基板および前記第２基板は、それぞれ、複数の液晶パネルの領域が含まれるマザーガラスである、請求項９に記載の液晶パネルの製造方法。
【請求項１１】
前記マザーガラスは、長方形形状を有し、
前記マザーガラスは、長辺８００ｍｍから１０００ｍｍの寸法を有し、短辺６００ｍｍから８００ｍｍの寸法を有する、請求項１０に記載の液晶パネルの製造方法。
【請求項１２】
液晶パネルの製造装置であって、
第１基板を鉛直方向に位置付ける第１保持装置と、
前記第１基板を鉛直方向に保持する第１ステージと、
第２基板を鉛直方向に位置付ける第２保持装置と、
前記第２基板を鉛直方向に保持する第２ステージと、
前記第１ステージおよび前記第２ステージを収納する真空チャンバと、
前記第１ステージと前記第２ステージとを互いに近接させる移動機構と
を備えた、液晶パネルの製造装置。
【請求項１３】
前記第１ステージおよび前記第２ステージの少なくとも一方は、ＸＹθ移動機構を備えており、
前記第１基板に形成された第１アライメントマークと、前記第２基板に形成された第２アライメントマークとを撮像するカメラと、
前記第１基板および前記第２基板の少なくとも一方に形成され、紫外線硬化樹脂から構成された固定用接着剤に対して、紫外線を照射する紫外線照射装置と
を備えている、請求項１２に記載の液晶パネルの製造装置。
【請求項１４】
さらに、前記第１ステージおよび前記第２ステージの少なくとも一方に液晶層を形成するインクジェット装置を備えている、請求項１２または１３に記載の液晶パネルの製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶パネルの製造方法および液晶パネルの製造装置に関する。特に、液晶パネルを構成する基板を貼り合わる方法および貼り合わせ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置（ＬＣＤ）の構成部品である液晶パネルは、一対のガラス基板を所定のギャップを確保した状態で対向させた構造を有している。液晶パネルは、例えば複数のＴＦＴ（薄膜トランジスタ他）が形成されたアレイ基板（ＴＦＴ基板）と、カラーフィルタ基板や遮光膜などが形成されたカラーフィルタ基板（ＣＦ基板）とが狭い間隔（数μｍ程度）で対向して設けられており、それらの間隔には液晶層が充填されている。アレイ基板とＣＦ基板とは、接着剤として機能するシール剤によって貼り合わされている。
【０００３】
液晶パネルを構成する一対の基板の貼り合わせに際しては、基板同士の位置合わせ、いわゆるアライメント処理を精度良く行う必要がある。ここで、図１９（ａ）から（ｃ）を参照しながら、従来の貼り合わせ装置を用いて液晶パネルを構成する基板（アレイ基板、ＣＦ基板）を貼り合わせる方法について説明する（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
まず、図１９（ａ）に示すように、貼り合わせ装置２２における第１の吸着ステージ２８の表面に、表示領域を上にしてアレイ基板６４を載置する。アレイ基板６４に形成された位置合せマークは、認識カメラ２９と対向して配置されており、認識カメラ２９によって撮像される。なお、アレイ基板６４は、第１の吸着ステージ２８上に吸着保持されている。また、ＣＦ基板（対向基板）６２は、第２の吸着ステージ２６に吸着保持されている。ＣＦ基板６２に形成された位置合せマークは、アレイ基板６４の位置合せマークと対向し、且つ、認識カメラ２９と対向するように位置決めされた状態で配置されている。
【０００５】
次に、図１９（ｂ）に示すように、ＸＹＺθ移動機構３０によって第２の吸着ステージ２６を下降させ、ＣＦ基板６２をアレイ基板６４へ移動させる。その間に、第２の吸着ステージ２６に設けられた開口部から突出機構３４を、所定の値、突出させる。そして、認識カメラ２９を用いて、アレイ基板６４の位置合せマークとＣＦ基板６２の位置合せマークとを認識し、次いで、位置ずれ量を求めて補正量を算出した後、ＸＹＺθ移動機構３０を駆動させて補正（アライメント）を行う。
【０００６】
ここで、ＣＦ基板６２がアレイ基板６４に接近するに従って、まず最初に、突出機構３４によって突出した対向基板６２の位置合せマークの周辺部位が、アレイ基板６４に塗布された仮固定用シール剤（紫外線硬化型接着剤）６０に接触する。この仮固定の段階において、さらに、位置ずれ量を求めて補正量を算出し、ＸＹＺθ移動機構３０を駆動させて補正を行う。
【０００７】
その後、図１９（ｃ）に示すように、シール剤６０の本固定を行う。すなわち、仮固定されたアレイ基板６４およびＣＦ基板６２を加圧状態にて保持し、更にヒータなどによって加熱することで熱硬化型のシール剤６０を硬化させ、本固定を行う。
【０００８】
この貼り合わせ方法によれば、アレイ基板６４とＣＦ基板６２を位置合せして貼り合せる際に、仮固定用シール剤６０のみを接触させた状態で位置補正を行うことができる。したがって、基板間のずれの発生を大幅に減少し、液晶パネルの製造において高精度の貼り合わせを実現することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００１−２６４７８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
図１９（ａ）から（ｃ）に示した方法では、高精度の貼り合わせを実行することができるという利点があるが、本願発明者の検討によると、５μｍ以下の高精度の貼り合わせには対応できないことがわかった。そして、これは、基板（アレイ基板６４およびＣＦ基板６２）の撓みに起因する問題であることがわかった。
【００１１】
すなわち、上述の基板貼り合わせを実行する場合、図２０（ａ）に示すように、ＴＦＴ基板７０とＣＦ基板８０とを水平方向に配置するが、各々の基板の平坦度は１００μ程度である。ここで、図２０（ａ）に示すように、少なくとも一方のガラス基板が撓むと、少なくとも５μｍ程度の撓みがどうしても生じてしまう。
【００１２】
このような大きさの撓みが生じてしまうと、５μｍ以下の高精度の貼り合わせは実現できない。また、ＴＦＴ基板７０とＣＦ基板８０とが同寸法の場合には、図２０（ｂ）に示すように、例えば撓みのないＣＦ基板８０の寸法に対して、撓みのあるＴＦＴ基板７０の寸法が短くなってしまう。ここで、各基板は、ステージ（不図示）に吸着されているものの、平坦度は１００μ程度であり、それを踏まえると、５μｍ以下の高精度を実現できるような平担度にすることは困難である。
【００１３】
なお、現状は、基板の撓みに基づく精度の制約は甘受せざるを得ないものである。しかしながら、上述した撓みのある状態で互いの基板の貼り合わせが行われると、例えば、液晶パネルを正面から視認する場合には気にならないが、斜め方向から視認する場合には色調の変化が生じるなどの不具合も生じる可能性がある。
【００１４】
そこで、本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、基板の貼り合わせを高精度に行うことができる液晶パネルの製造方法および製造装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明に係る製造方法は、第１基板と第２基板とを備えた液晶パネルの製造方法であり、前記第１基板が鉛直方向になるように、前記第１基板を第１ステージに配置する工程（ａ）と、前記第２基板が鉛直方向になるように、前記第２基板を第２ステージに配置する工程（ｂ）と、鉛直方向に位置付けられた前記第１基板および前記第２基板を貼り合わせる工程（ｃ）とを含む。
【００１６】
ある好適な実施形態において、前記１基板および前記第２基板の何れか一方の表面には、インクジェット方式によって塗布された液晶層が形成され、前記液晶層が形成された状態で、前記第１基板および前記第２基板の貼り合わせが実行される。
【００１７】
ある好適な実施形態において、前記液晶層が形成された前記基板には、前記液晶層の周囲を囲むように形成されたシール剤と、前記基板の周縁部に形成された固定用接着剤とが設けられている。
【００１８】
ある好適な実施形態では、前記工程（ｃ）において、前記固定用接着剤を光照射によって硬化させることを実行する。
【００１９】
ある好適な実施形態では、前記工程（ｃ）においては、前記第１基板に形成された第１アライメントマークと、前記第２基板に形成された第２アライメントマークとをカメラで認識しながら、前記第１ステージと前記第２ステージとを近接させることを実行する。
【００２０】
ある好適な実施形態において、前記第１ステージおよび前記第２ステージの少なくとも一方は、ＸＹθ移動機構を備えている。
【００２１】
ある好適な実施形態では、前記工程（ａ）においては、前記第１基板を水平方向から鉛直方向に回転可能なロボットハンドを用いて、前記第１基板を鉛直方向に位置付け、前記工程（ｂ）においては、前記第２基板を水平方向から鉛直方向に回転可能なロボットハンドを用いて、前記第２基板を鉛直方向に位置付ける。
【００２２】
ある好適な実施形態において、前記工程（ａ）は、前記第１基板の鉛直方向における少なくとも上端を保持する工程を含み、前記工程（ｂ）は、前記第２基板の鉛直方向における少なくとも上端を保持する工程を含む。
【００２３】
ある好適な実施形態において、前記工程（ａ）は、前記第１基板の鉛直方向における下端をさらに保持する工程を含み、前記工程（ｂ）は、前記第２基板の鉛直方向における下端をさらに保持する工程を含む。
【００２４】
ある好適な実施形態において、前記第１基板および前記第２基板は、それぞれ、複数の液晶パネルの領域が含まれるマザーガラスである。
【００２５】
ある好適な実施形態において、前記マザーガラスは、長方形形状を有し、前記マザーガラスは、長辺８００ｍｍから１０００ｍｍの寸法を有し、短辺６００ｍｍから８００ｍｍの寸法を有する。
【００２６】
本発明に係る液晶パネルの製造装置は、第１基板を鉛直方向に位置付ける第１保持装置と、前記第１基板を鉛直方向に保持する第１ステージと、第２基板を鉛直方向に位置付ける第２保持装置と、前記第２基板を鉛直方向に保持する第２ステージと、前記第１ステージおよび前記第２ステージを収納する真空チャンバと、前記第１ステージと前記第２ステージとを互いに近接させる移動機構とを備えている。
【００２７】
ある好適な実施形態において、前記第１ステージおよび前記第２ステージの少なくとも一方は、ＸＹθ移動機構を備えており、前記第１基板に形成された第１アライメントマークと、前記第２基板に形成された第２アライメントマークとを撮像するカメラと、前記第１基板および前記第２基板の少なくとも一方に形成され、紫外線硬化樹脂から構成された固定用接着剤に対して、紫外線を照射する紫外線照射装置とを備えている。
【００２８】
ある好適な実施形態では、さらに、前記第１ステージおよび前記第２ステージの少なくとも一方に液晶層を形成するインクジェット装置を備えている。
【発明の効果】
【００２９】
本発明に係る液晶パネルの製造方法によると、第１基板および第２基板を鉛直方向になるように配置し、その鉛直方向に位置付けられた第１基板および第２基板を貼り合わせるので、基板の撓みを防止することができ、その結果、５μｍ以下の高精度の貼り合わせを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の一実施形態に係る液晶パネルの製造方法（基板の貼り合わせ方法）を説明するための概念図である。
【図２】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の一実施形態に係る液晶層の形成方法を説明するための概念図である。（ａ）は、液晶層を滴下して形成した場合の例であり、（ｂ）は、（ａ）の場合の問題点を示す例である。（ｃ）は、本発明の一実施形態に係る液晶層をインクジェット方式で形成した場合の例である。
【図３】本発明の一実施形態に係る液晶パネルの製造装置（基板貼り合わせ装置）の構成を示す概略断面図である。
【図４】ロボットハンドの回転軸を用いて、基板１００を鉛直方向に回転保持する例を示す概略図である。
【図５】（ａ）〜（ｆ）は、本発明の一実施形態に係る基板貼り合わせ方法を説明する工程断面図である。
【図６】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の一実施形態に係る基板貼り合わせ方法を説明する工程断面図である。
【図７】本発明の一実施形態に係るチャック（保持装置）１６０ａの構成を模式的に示す断面図である。
【図８】本発明の一実施形態に係るチャック（保持装置）１６０ｂの構成を模式的に示す断面図である。
【図９】本発明の一実施形態に係るチャック（保持装置）１６０ｃの構成を模式的に示す断面図である。
【図１０】本発明の一実施形態に係るチャック（保持装置）１６０ｄの構成を模式的に示す断面図である。
【図１１】（ａ）および（ｂ）は、本発明の一実施形態に係るチャック（保持装置）１６０ａを用いた基板保持方法を説明する工程図である。
【図１２】（ａ）から（ｃ）は、本発明の一実施形態に係るチャック（保持装置）１６０ａを用いた基板保持方法を説明する工程図である。
【図１３】（ａ）から（ｃ）は、本発明の一実施形態に係るチャック（保持装置）１６０ａおよび１６０ｅを用いた基板保持方法を説明する工程図である。
【図１４】（ａ）から（ｅ）は、本発明の一実施形態に係るチャック（保持装置）１６０ａおよび１６０ｅを用いた基板保持方法を説明する工程図である。
【図１５】（ａ）から（ｃ）は、本発明の一実施形態に係るチャック（保持装置）１６０ｅを用いた基板保持方法を説明する工程図である。
【図１６】（ａ）から（ｄ）は、本発明の一実施形態に係るチャック（保持装置）１６０ｅを用いた基板保持方法を説明する工程図である。
【図１７】（ａ）および（ｂ）は、本発明の一実施形態に係るチャック（保持装置）１６０ｄを用いた基板保持方法を説明する工程図である。
【図１８】（ａ）から（ｃ）は、本発明の一実施形態に係るチャック（保持装置）１６０ｄを用いた保持方法を説明する工程図である。
【図１９】（ａ）〜（ｃ）は、従来の貼り合わせ装置を用いた基板貼り合わせ方法を示す工程断面図である。
【図２０】（ａ）および（ｂ）は、従来の貼り合わせ装置を用いた場合における基板の撓みを説明するための概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態を説明する。以下の図面においては、説明の簡潔化のために、同じ作用を奏する部材、部位には同じ符号を付し、重複する説明は省略または簡略化することがある。また、各図における寸法関係（長さ、幅、厚さ等）は、必ずしも実際の寸法関係を正確に反映するものではない。また、図中のハッチングは、構成要素の把握のし易さを主な目的として付しており、必ずしも材料の要素を表現するものではない。
【００３２】
また、本明細書において特に言及している事項以外の事柄であって本発明の実施に必要な事項は、当該分野における従来技術に基づく当業者の設計事項として把握され得る。本発明は、本明細書及び図面によって開示されている内容と当該分野における技術常識とに基づいて実施することができる。加えて、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。
【００３３】
図１（ａ）から（ｃ）は、本発明の一実施形態に係る液晶パネルの製造方法を説明するための概念図である。具体的には、液晶パネルを構成する基板（１００、１１０）の貼り合わせ方法を説明するための概念斜視図である。
【００３４】
本実施形態の液晶パネルは、一対の透光性基板、すなわち、薄膜トランジスタ（Thin-Film Transistor, ＴＦＴ）が形成されたアレイ基板と、カラーフィルタ層を含むカラーフィルタ基板（ＣＦ基板）とから構成されている。アレイ基板およびＣＦ基板は、それぞれ別々のガラス基板から構成され、そして、液晶材料を滴下した後に互いに貼り合わせられる。このようにして液晶表示パネルは製造されている。そして、液晶パネルにおいては、アレイ基板およびＣＦ基板の間に電界を印加することにより、両基板の間に位置する液晶層中の液晶分子の配向状態を変化させて、画素ごとに光の透過量を制御することで所望の画像を表示する。
【００３５】
図１（ａ）に示した構成例では、複数の液晶パネルの領域が含まれる第１基板１００および第２基板１１０を示している。具体的には、第１基板１００は、各液晶パネルのアレイ基板が複数枚分含まれたマザーガラスであり、そして、第２基板１１０は、各液晶パネルのアレイ基板が複数枚分含まれたマザーガラスである。なお、液晶パネルを構成するガラス基板の厚さは、例えば０．７ｍｍまたはそれ以下である。また、マザーガラス（マザー基板）が第４世代のマザーガラスの場合、例えば、その寸法は７３０ｍｍ（Ｗ）×９２０ｍｍ（Ｌ）である。
【００３６】
この例では、第２基板（ＣＦ基板）１１０において、各液晶パネルに対応した液晶層１３０が形成されており、その液晶層１３０を取り囲むようにシール剤１２０が形成されている。また、第２基板（ＣＦ基板）１１０には、ＵＶ照射で固定が可能な固定用接着剤１４０が形成されている。この固定用接着剤１４０は、第１基板（アレイ基板）１００と第２基板（ＣＦ基板）との貼り合わせを行った時に位置づけを修正することができる仮固定の役割を果たすことができるものである。なお、この例において、第１基板１００と第２基板１１０とを入れ換えた構成にしても構わない。
【００３７】
次に、図１（ｂ）に示すように、第１基板１００および第２基板１１０が鉛直方向９０になるように両基板（１００、１１０）を配置する。具体的には、図１（ａ）においては、鉛直方向９０と直角な方向の水平方向に沿って第１基板１００および第２基板１１０は配置されていたが、図１（ｂ）においては、両基板（１００、１１０）を鉛直方向９０になる方に配置する。両基板（１００、１１０）を鉛直方向９０に配置すると、第１基板１０００および第２基板１１０ともに重力に引っ張られて、基板の撓みなく真っ直ぐにのびることになる。なお、実際の製造工程においては、第１基板１００は、第１ステージ（不図示）にセットされて鉛直方向９０に延びるように位置付けられ、第２基板１１０は、第２ステージ（不図示）にセットされて鉛直方向９０に延びるように位置付けられる。
【００３８】
そして、図１（ｂ）に示した矢印のように、鉛直方向９０に延びた状態で第１基板１００および第２基板１１０を互いに貼り合わせる。すると、図１（ｃ）に示すように、第１基板１００および第２基板１１０は互いに貼り合わせられて、一対の基板（１００、１１０）の間に液晶層１３０が配置された液晶パネルが作製される。具体的には、第１基板１００と第２基板１１０とを貼り合わせた時に、まず固定用接着剤１４０にて仮固定した後、両基板（１００、１１０）の位置ズレを調整し、次いで、固定用接着剤１４０を本硬化させることで、第１基板１００と第２基板１１０との固定を行う。第１基板１００および第２基板１１０は鉛直方向９０に延びているので、両基板１００、１１０の撓みはなく、それゆえに、従来実現できなかった５μｍ以下の高精度の貼り合わせを行うことが可能となる。
【００３９】
第２基板１１０を鉛直方向９０に配置する場合には、次のような問題が生じる。すなわち、図２（ａ）に示すように、液晶材料１３０を液晶滴下方式（ワンドロップフィル方式（ＯＤＦプロセス））によって基板１１０に滴下した場合には、滴下された液晶材料（液滴）１３０は重力に引っ張られて下方に移動しようとする。すると、図２（ｂ）に示すように、液晶材料１３０の液滴の滑落が生じる可能性が高まり、それによって、貼り合わせ工程が上手くいかない場合が生じる。本実施形態では、液晶材料１３０をインクジェット方式によって塗布し、図２（ｃ）に示すように、基板１１０の表面に、液晶材料１３０の薄膜を形成するようにし、図２（ａ）と比較して、液晶材料１３０の表面積を大きくするようにしている。この塗布方法を採用することで、液晶材料１３０の滑落を抑制し、液晶材料１３０が基板１１０の表面に位置し保持されている間に、両基板（１００、１１０）の貼り合わせを実行し、シール剤１２０の硬化によって液晶層１３０の密閉を完了させる。
【００４０】
次に、図３を参照しながら、図１（ａ）から（ｃ）に示した鉛直方向９０における基板の貼り合わせを実行することができる液晶パネルの製造装置（基板貼り合わせ装置）２００について説明する。
【００４１】
図３に示した液晶パネル製造装置（基板貼り合わせ装置）２００は、第１基板１００を鉛直方向に位置付ける第１保持装置（第１チャック）１６０Ａと、第１基板１００を鉛直方向９０に保持する第１ステージ１８０とを備えている。さらに、基板貼り合わせ装置２００は、第２基板１１０を鉛直方向９０に位置付ける第２保持装置（第２チャック）１６０Ｂと、第２基板１１０を鉛直方向９０に保持する第２ステージ１９０とを備えている
【００４２】
本実施形態の構成において、第１ステージ１８０および第２ステージ１９０は、真空チャンバ１５０内に収納されている。図示した例では、第１基板１００および第２基板１１０、第１チャック１６０Ａおよび第２チャック１６０Ｂも、真空チャンバ１５０内に配置されている。基板貼り合わせ装置２００では、第１ステージ１８０と第２ステージ１９０とを互いに近接させる移動機構（ステージ移動機構）を備えており、移動機構によって第１ステージ１８０と第２ステージ１９０とを近接させることで、第１基板１００および第２基板１１０を共に鉛直方向９０に位置付けた状態で、両基板（１００、１１０）の貼り合わせ工程を実行することができる。
【００４３】
本実施形態の第１ステージ１８０および第２ステージ１９０は、それぞれ、第１基板１００の裏面および第２基板１１０の裏面を吸着して鉛直方向９０にて保持することができる。また、第１ステージ１８０および第２ステージ１９０の少なくとも一方は、ＸＹθ移動機構を備えており、第１基板１００および第２基板１１０の相対位置を、鉛直方向９０を基準にして、Ｘ方向（例えば、矩形基板の短辺方向）、Ｙ方向（例えば、矩形基板の長辺方向）、θ方向（例えば、基板の時計回り方向または反時計回り方向）にて制御することができる。なお、第１基板１００および第２基板１１０の互いが近づく方向は、Ｚ方向とすることができ、そのＺ方向の制御は、第１基板１００および第２基板１１０の互いの距離を調整できるステージ移動機構によって行うことができる。
【００４４】
本実施形態の構成においては、第１基板１００に形成された第１アライメントマーク（不図示）を撮像するカメラ１７０Ａ（１７０）と、第２基板１１０に形成された第２アライメントマーク（不図示）を撮像するカメラ１７０Ｂ（１７０）とが設けられている。第１アライメントマークは、第１基板１００の基準位置（基準座標）を表すマークであり、例えば、十字のマークなどで表されるものである。同様に、第２アライメントマークは、第２基板１１０の基準位置（基準座標）を表すマークであり、例えば、十字のマークなどで表されるものである。
【００４５】
第１アライメントマークおよび第２アライメントマークは、典型的には、基板の外縁部（非表示領域）に設けられ、アライメントマークをカメラ１７０で読み取ることにより、第１ステージ１８０および第２ステージ１９０の表面で吸着保持される第１基板１００および第２基板１１０の正確な位置を特定することができる。アライメントマークは、１枚の基板（１００、１１０）において、１つだけでなく複数設けるようにしてもよく、例えば、基板の四隅に形成することができる。
【００４６】
また、本実施形態のカメラ（撮像装置）１７０は、例えば、ＣＣＤイメージセンサ、または、ＣＭＯＳイメージセンサなどである。カメラ１７０で撮像されたアライメントマークの画像データは、ステージ１８０又は１９０を制御する制御装置（不図示）に送信される。本実施形態の制御装置は、具体的には、第１・第２ステージ１８０・１９０の制御（位置制御、吸着制御など）、第１・第２保持装置（第１・第２チャック）１６０Ａ、１６０Ｂの制御（把持制御、位置制御など）、真空チャンバ１５０内の制御（不活性ガス導入制御、減圧制御など）を実行することができる。
【００４７】
本実施形態の基板貼り合わせ装置２００の制御装置は、半導体集積回路からなり、例えばＭＰＵ（マイクロ・プロセッシング・ユニット）またはＣＰＵ（セントラル・プロセッシング・ユニット）であり、記憶装置と組み合わせて使用される。なお、記憶装置は、例えば、半導体メモリ、ハードディスク（ＨＤＤ）、光ディスク、光磁気ディスクなどを用いることができる。本実施形態の構成では、制御装置に、入力装置（キーボード、マウス、タッチパネルなど）および出力装置（ディスプレイなど）を接続することができ、そして、それらの要素は、汎用のＰＣ（パーソナル・コンピュータ）のものを利用することができる。また、本実施形態の基板貼り合わせ方法（すなわち、鉛直方向での基板貼り合わせプロセス）は、基板貼り合わせプログラムの形態で、基板貼り合わせ装置２００の記憶装置に格納することができ、そして、そのプログラムを起動することで、基板貼り合わせ装置２００の機能を実現することができる。
【００４８】
また、本実施形態の構成では、紫外線硬化樹脂から構成された固定用接着剤１４０を硬化させるための紫外線照射装置２１０が配置されている。紫外線照射装置２１０は、紫外線を照射するランプであり、例えば、高輝度放電ランプ（高圧水銀ランプなど）、ＬＥＤランプなどである。なお、シール剤１２０が紫外線硬化樹脂から構成されている場合には、シール剤１２０を硬化させる紫外線照射装置２１０を配置してもよい。
【００４９】
本実施形態の第１基板１００または第２基板１１０の主面を水平方向から鉛直方向９０に変換するには、例えば、図４（ａ）から（ｂ）に示すようにロボットハンド２２０を用いて行うことができる。まず、図４（ａ）に示すように、ロボットハンド２２０の基板搭載部２３５の上に基板（１００、１１０）を載置する。次いで、図４（ｂ）に示すように、ロボットハンド２２０の回転軸２３０を利用して、基板搭載部２３５で基板（１００、１１０）を吸着保持したまま、当該基板を回転させて、基板を鉛直方向９０に位置付ける。その後は、第１・第２保持装置（第１・第２チャック）１６０Ａ、１６０Ｂを用いて基板（１００、１１０）を保持して、基板の鉛直方向９０の状態を維持すればよい。
【００５０】
次に、図５（ａ）から（ｆ）および図６（ａ）から（ｄ）を参照しながら、基板貼り合わせ装置２００を用いた、基板貼り合わせ方法について説明する。図５（ａ）から図６（ｄ）は、本実施形態の基板貼り合わせ方法を説明するための工程断面図である。
【００５１】
まず、図５（ａ）に示すように、真空チャンバ１５０内に、第１基板（アレイ基板）１００、第２基板（ＣＦ基板）１１０をそれぞれ配置する。具体的には、図４（ａ）および（ｂ）に示すようにして各基板１００、１１０を鉛直方向９０に位置付け、その状態で真空チャンバ１５０内に導入した後、保持装置１６０（第１チャック１６０Ａ、第２チャック１６０Ｂ）を用いて基板１００、１１０を真空チャンバ１５０内で保持する。この例では、保持装置１６０は、各基板１００、１１０の表面と裏面とを挟み込む構造のものを用いているが、保持装置１６０で基板を保持できるのであれば他の構造のものを採用してもよい。
【００５２】
次に、図５（ｂ）に示すように、カメラ１７０を用いて、第１基板１００のアライメントマークの位置（第１アライメントマークの第１位置）と、第２基板１１０のアライメントマークの位置（第２アライメントマークの第１位置）とを撮像（認識）し、これにより、基板１００、１１０の位置およびマークピッチを算出する。
【００５３】
次に、図５（ｃ）に示すように、保持装置１６０で保持された第１基板１００および第２基板１１０のそれぞれを、第１ステージ１８０および第２ステージ１９０に移動して、基板１００、１１０の載せ替えを行う。基板１００、１１０をステージ１８０、１９０に移動させた後は、保持装置１６０は退避させる。
【００５４】
次に、図５（ｄ）に示すように、カメラ１７０を用いて、ステージ１８０に載置された第１基板１００のアライメントマークの位置（第１アライメントマークの第２位置）と、ステージ１９０に載置されたＣＦ基板１１０のアライメントマークの位置（第２アライメントマークの第２位置）とを認識する。次いで、図５（ｂ）で認識した第１基板１００および第２基板１１０のそれぞれのアライメントマークの位置（第１アライメントマークの第１位置および第２アライメントマークの第１位置）とを比較する。
【００５５】
次に、図５（ｅ）に示すように、真空チャンバ１５０内を真空排気２４０する。真空排気２４０は、真空チャンバ１５０に接続された真空ポンプ（減圧ポンプ）にて実行する。
【００５６】
次に、図５（ｆ）に示すように、図５（ｄ）でのアライメントマークの位置の比較結果に基づいて、ステージ１８０または１９０におけるＸＹθ制御機構を用いて、アライメントを行う。そして、第１基板１００の主面および第２基板１１０の主面の各々が鉛直方向に保持された状態で、貼り合わせ面をつき合わして、両基板１００、１１０を貼り合わせる。
【００５７】
次に、図６（ａ）に示すように、紫外線照射装置２１０を用いて、貼り合せ面に対して紫外線照射（光照射）することにより、第２基板１１０上に設けた接着剤１４０を硬化させ、貼り合わされた第１基板１００と第２基板１１０とを固定する。この接着剤１４０の硬化を仮固定とした場合には、この時点で、ステージ１８０、１９０にてアライメント制御を行い、最終的な基板貼り合わせの位置合わせを実行することができる。さらに、接着剤１４０の硬化によって貼り合わされた第１基板１００と第２基板１１０のアライメントが問題ない場合には、接着剤１４０の硬化を本固定にすることができる。
【００５８】
次に、図６（ｂ）に示すように、真空チャンバ１５０内を大気開放２５０する。大気開放２５０する場合は、不活性ガス（窒素ガスなど）を導入しても構わない。
【００５９】
その後、図６（ｃ）に示すように、貼り合わされて固定された基板（１００、１１０）からなる液晶パネルを、ステージ１８０およびステージ１９０から離脱させる。この例では、一旦、第２ステージ１９０で液晶パネル（１００、１１０）を保持した後、そこから保持装置１６０（ここでは、第２チャック１６０Ｂ）で液晶パネル（１００、１１０）を保持して、ステージ１８０から離脱させるようにしている。
【００６０】
最後に、図６（ｄ）に示すように、真空チャンバ１５０内から、液晶パネル（１００、１１０）を外部へと取り出す。このようにして、鉛直方向９０における基板（１００、１１０）の貼り合わせ工程が遂行される。
【００６１】
本実施形態の基板貼り合わせ方法（液晶パネルの製造方法）では、第１基板１００および第２基板１１０を鉛直方向９０になるように配置し、その鉛直方向９０に位置付けられた状態で第１基板１００および第２基板１１０を貼り合わせる。したがって、貼り合わせ工程における基板（１００、１１０）の撓みを防止することができ、その結果、例えば５μｍ以下の高精度の貼り合わせを実現することができる。また、その高精度の貼り合わせによって、斜め方向から視認する場合に色調の変化が生じるような不具合を防止した液晶パネルを製造することができる。
【００６２】
なお、上述の実施形態では、第１基板１００および第２基板１１０を鉛直方向９０に配置する手法として、図４（ａ）及び（ｂ）に示した回転軸２３０を備えたロボットハンド２２０を用いる方法を説明したが、それに限定されるものではない。例えば、旋回ステージを用いて基板（１００、１１０）を鉛直方向９０にした状態で、その基板をロボットハンドに受け渡す手法がある。あるいは、第１ステージ１８０および第２ステージ１９０に吸着・固定するまで基板（１００、１１０）は水平方向にし、そこから、真空チャンバ１５０の全体を回転させて、基板（１００、１１０）を鉛直方向９０にすることも可能である。
【００６３】
なお、第１基板１００および第２基板１１０のガラス基板（マザーガラス）のサイズは、例えば、辺８００ｍｍから１０００ｍｍの寸法を有し、短辺６００ｍｍから８００ｍｍの寸法を有するものが好ましい。具体的には、第４世代のマザーガラス（Ｇ４マザーガラス：７３０ｍｍ×９２０ｍｍ）、あるいは、それの上下１世代のマザーガラス（Ｇ３〜Ｇ５マザーガラス）を用いることが好ましい。これは、小さいサイズのマザーガラスの場合、ガラスの撓み自体があまり問題視されないことが多いからである。すなわち、基板面積が小さければ、従来方式の水平型貼り合わせ装置で対応可能で、十分な機械精度（ステージ平面度・平行度）を得ることが容易であることが多いからである。一方、大きいサイズのマザーガラスの場合、基板を鉛直方向９０にする上での装置構造が複雑になるという欠点がある。ただし、その欠点を解消することができるのであれば、大きいサイズのマザーガラスの場合ほど撓みの問題が顕著になるので、本実施形態の手法によって得られる効果は大きくなる。
【００６４】
以下、図７から１８を参照しながら、本実施形態の保持装置１６０の具体例について説明する。上述したように保持装置１６０は、基板（１００、１１０）を真空チャンバ１５０内で鉛直方向９０に保持する機能を有している。
【００６５】
図７に示した保持装置１６０ａは、機械式のパッド方式の構造を有している。具体的には、基板１００（１１０）の表面および裏面を挟む２つのパッド部１６０ａを用いて機械的な外力（例えば、エアシリンダ、ソレノイドの力）にて基板１００を保持する。図７に示した機械式の保持装置１６０ａは、機械的に確実に基板１００を保持できるという点において実用面で優れている。
【００６６】
図８に示した保持装置１６０ｂは、吸着式のパッド方式の構造を有している。具体的には、基板１００（１１０）の裏面に、真空孔１６１を持った吸着パッド１６０ｂを接触させて、吸着パッド１６０ｂの真空孔１６１の吸引力（圧力差）によって基板１００を保持する。図８に示した吸着式の保持装置１６０ｂは、片面吸着（脱着）が可能という利点があるが、真空系の装置を設ける必要がある点で装置構成が複雑になる。
【００６７】
図９に示した保持装置１６０ｃは、粘着式のパッド方式の構造を有している。具体的には、基板１００（１１０）の裏面に、粘着力を有する吸着パッド１６０ｃを接触させて、吸着パッド１６０ｃの粘着力で基板１００を保持する。図９に示した粘着式の保持装置１６０ｃは、片面吸着が可能という利点があるが、基板脱着の場合において脱着のための機構が必要になる。
【００６８】
図１０に示した保持装置１６０ｄは、静電式のパッド方式の構造を有している。具体的には、基板１００（１１０）の裏面に、静電力を有する吸着パッド１６０ｄを接触させて、吸着パッド１６０ｄのクーロン力で基板１００を保持する。図１０に示した粘着式の保持装置１６０ｄは、片面吸着・脱着が可能という利点があるが、基板を吸着させる力のクーロン力を発生させる上で比較的装置コストがかかるものである。
【００６９】
図１１（ａ）および（ｂ）は、図７に示した機械式のパッド方式の保持装置１６０ａを用いた保持方法を説明するための工程斜視図である。まず、図１１（ａ）に示すように、基板１００（１１０）の表面側および裏面側に、それぞれ、基板１００の幅方向に対応したパッド部１６０ａをセットする。次いで、図１１（ｂ）に示すように、基板表面側のパッド部１６０ａと、基板裏面側のパッド部１６０ａとで、基板１００の上端（上辺）を挟み込んで、基板１００が鉛直方向９０になるように固定する。
【００７０】
さらに、図１２（ａ）から（ｃ）では、基板１００の上端（上辺）を挟み込んだ後、基板１００の下端（下辺）も挟み込んで、より基板１００の撓みが発生しないようにしている。
【００７１】
まず、図１２（ａ）に示すように、基板１００の上端、基板１００の下端における基板表面側および基板裏面側にパッド部１６０ａをセットする。次いで、図１２（ｂ）に示すように、先に、基板１００の上端をパッド部１６０ａで挟み込み、基板１００を鉛直方向９０にて固定する。その後、図１２（ｃ）に示すように、基板１００の下端をパッド部１６０ａで挟み込む。基板１００の上側と下端とで少しテンションがかかるようにすると、より基板１００の撓みを防止することができる。
【００７２】
さらに、図１３（ａ）から（ｃ）に示すように、機械式のパッド方式の保持装置１６０ａは、基板の片側に１枚で、基板のもう片側に複数枚を配置する構成にすることも可能である。
【００７３】
この例では、図１３（ａ）に示すように、まず、基板１００（１１０）の上端において、基板１００の幅に対応した長い１枚のパッド部１６０ａと、短い複数枚（３枚）のパッド部１６０ｅとをセットする。次に、図１３（ｂ）に示すように、長い１枚のパッド部１６０ａを基板１００に接触させるとともに、短いパッド部１６０ｅの中央部を基板１００に接触させる。その後、図１３（ｃ）に示すように、短いパッド部１６０ｅの中央部以外のものを基板１００に接触させる。このようにすると、まず、基板１００の上端の中央部を短いパッド部１６０ｅでホールドするので、複数枚のパッド部１６０ｅを使用した場合でも基板１００に撓みが生じることを抑制することができる。
【００７４】
また、図１４（ａ）から（ｅ）では、基板１００の片側に１枚のパッド部１６０ａで、基板１００のもう片側に複数枚のパッド部１６０ｅを配置する構成において、基板１００の上端とともに下端にも、パッド部１６０ａ、１６０ｅを配置したものを示している。
【００７５】
さらに説明すると、図１４（ａ）に示すように、まず、基板１００（１１０）の上端および下端のそれぞれにおいて、基板１００の幅に対応した長い１枚のパッド部１６０ａと、短い複数枚（３枚）のパッド部１６０ｅとをセットする。次に、図１４（ｂ）に示すように、長い１枚のパッド部１６０ａを基板１００の上端に接触させるとともに、中央部に位置するパッド部１６０ｅで基板１００の上端に接触させる。次いで、図１４（ｃ）に示すように、短いパッド部１６０ｅの中央部以外のものを基板１００の上端に接触させる。
【００７６】
同様に、図１４（ｄ）に示すように、長い１枚のパッド部１６０ａを基板１００の下端に接触させるとともに、中央部に位置するパッド部１６０ｅで基板１００の下端に接触させる。最後に、図１４（ｅ）に示すように、短いパッド部１６０ｅの中央部以外のものを基板１００の下端に接触させる。この場合でも、基板１００の上端および下端の中央部から短いパッド部１６０ｅでホールドするので、複数枚のパッド部１６０ｅを使用した場合でも基板１００に撓みが生じることを抑制することができる。
【００７７】
さらに、図１５（ａ）から（ｃ）では、基板１００の上端における片側およびもう片側の両方において、複数枚のパッド部１６０ｅを配置する構成を示している。まず、図１５（ａ）に示すように、基板１００の上端における両サイドに、短い複数枚（２枚）をそれぞれ１枚ずつセットする。次に、図１５（ｂ）に示すように、短いパッド部１６０ｅを基板１００の上端に接触させて、基板１００を保持する。その後、図１５（ｃ）に示すように、両サイドの短いパッド部１６０ｅが互いにテンション１６５が加わるようにする。この場合、基板の両サイドに２枚のパッド部１６０ｅを用いた把持構成でも、パッド部１６０ｅ間にテンション１６５が加わるようにしているので、基板１００に撓みが生じることを抑制することができる。
【００７８】
加えて、図１６（ａ）から（ｄ）では、基板１００の上端・下端における片側およびもう片側の両方において、複数枚のパッド部１６０ｅを配置する構成を示している。
【００７９】
さらに説明すると、図１６（ａ）に示すように、まず、基板１００（１１０）の上端および下端のそれぞれにおいて、基板１００の上端・下端における両サイドに、短い複数枚（２枚）をそれぞれ１枚ずつセットする。次に、図１６（ｂ）に示すように、短いパッド部１６０ｅを基板１００の上端に接触させて、基板１００を保持する。次いで、図１６（ｃ）に示すように、両サイドの短いパッド部１６０ｅが互いにテンション１６５が加わるようにする。その後、図１６（ｄ）に示すように、基板１００の下端に位置する短いパッド部１６０ｅを基板１００に接触させて、基板１００を保持する。この場合、パッド部１６０ｅ間にテンション１６５が加わるようにするとともに、基板１００の上端および下端をホールドしているので、より確実に、基板１００に撓みが生じることを抑制することができる。
【００８０】
図１７（ａ）および（ｂ）は、片側吸着方式のパッド部１６０ｄ（または、１６０ｂ、１６０ｃ）を用いて、基板１００（１１０）を保持する方法を説明するための工程斜視図である。まず、図１７（ａ）に示すように、基板１００の上端の裏面側に、基板１００の幅方向に対応したパッド部１６０ｄをセットする。次いで、図１７（ｂ）に示すように、パッド部１６０ｄを基板１００の上端の裏面に接触させて、基板１００が鉛直方向９０になるように固定する。
【００８１】
さらに、図１８（ａ）から（ｃ）は、片側吸着方式のパッド部１６０ｄ（または、１６０ｂ、１６０ｃ）を用いて、基板１００（１１０）の上端および下端を保持する方法を示している。まず、図１８（ａ）に示すように、基板１００の上端・下端の裏面側に、基板１００の幅方向に対応したパッド部１６０ｄをそれぞれセットする。次いで、図１８（ｂ）に示すように、パッド部１６０ｄを基板１００の上端の裏面に接触させる。その後、図１８（ｃ）に示すように、パッド部１６０ｄを基板１００の下端の裏面に接触させる。この方法では、基板１００の上端と下端を両方接触固定させるので、より確実に、基板１００が鉛直方向９０になるように固定することができる。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
本発明によると、基板の貼り合わせを高精度に行うことができる液晶パネルの製造方法を提供することができる。
【符号の説明】
【００８３】
１００ 第１基板（アレイ基板）
１１０ 第２基板（ＣＦ基板）
１２０ シール剤
１３０ 液晶層（液晶材料）
１４０ 固定用接着剤
１５０ 真空チャンバ
１６０ 保持装置（チャック）
１６１ 真空孔
１７０ カメラ
１８０ 第１ステージ
１９０ 第２ステージ
２００ 基板貼り合わせ装置
２１０ 紫外線照射装置
２２０ ロボットハンド
２３０ 回転軸
２３５ 基板搭載部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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