(57)【要約】【課題】ＴＦＴ基板が複数形成されたマザーＴＦＴ基板と対向基板が複数形成されたマザー対向基板を接着する際、合わせにずれが生じている場合であっても、接着工程において、このずれを修正して製造歩留まりを向上させる。【解決手段】マザーＴＦＴ基板１００とマザー対向基板２００がシール材を介して組み合わされたものを複数の支持ピン６００の上に配置する。各支持ピン６００の先端の位置はサーボモータＭによって制御することが出来る。マザーＴＦＴ基板１００とマザー対向基板２００のずれ量のデータに基づいてマザーＴＦＴ基板１００およびマザー対向基板２００に反りを形成して、ずれ量を小さくするように、複数の支持ピン６００の先端の高さを調整する。その後、ヒータによってシール材を硬化させる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のＴＦＴ基板が形成されたマザーＴＦＴ基板と、複数の対向基板が形成されたマザー対向基板とをシール材を介して接着するシール硬化装置であって、
前記マザーＴＦＴ基板と前記マザー対向基板を組み合わせたものを複数の支持ピンによって保持し、
前記複数の支持ピンの各々はサーボモータによって先端の高さを制御することが出来、
前記マザーＴＦＴ基板と前記マザー対向基板のずれ量のデータに基づいて前記マザーＴＦＴ基板および前記マザー対向基板に反りを形成して前記ずれ量を小さくするように、前記複数の支持ピンの先端の高さを前記サーボモータによって調整することが出来るシール硬化装置。
【請求項２】
複数のＴＦＴ基板が形成されたマザーＴＦＴ基板と、複数の対向基板が形成されたマザー対向基板とを熱硬化型シール材を介して接着するシール硬化装置であって、
前記マザーＴＦＴ基板と前記マザー対向基板を組み合わせたものを複数の支持ピンによって保持し、
前記複数の支持ピンの各々はサーボモータによって先端の高さを制御することが出来、
前記マザーＴＦＴ基板と前記マザー対向基板のずれ量のデータに基づいて前記マザーＴＦＴ基板および前記マザー対向基板に反りを形成して前記ずれ量を小さくするように、前記複数の支持ピンの先端の高さを前記サーボモータによって調整した後、前記シール硬化装置内のヒータによって前記シール材を加熱し、前記マザーＴＦＴ基板と前記マザーＴＦＴ基板を接着することを特徴とするシール硬化装置。
【請求項３】
複数のＴＦＴ基板が形成されたマザーＴＦＴ基板と、複数の対向基板が形成されたマザー対向基板とを紫外線硬化型シール材を介して接着するシール硬化装置であって、
前記マザーＴＦＴ基板と前記マザー対向基板を組み合わせたものを複数の支持ピンによって保持し、
前記複数の支持ピンの各々はサーボモータによって先端の高さを制御することが出来、
前記マザーＴＦＴ基板と前記マザー対向基板のずれ量のデータに基づいて前記マザーＴＦＴ基板および前記マザー対向基板に反りを形成して前記ずれ量を小さくするように、前記複数の支持ピンの先端の高さを前記サーボモータによって調整した後、前記シール硬化装置内の紫外線ランプによって前記シール材に紫外線を照射し、前記マザーＴＦＴ基板と前記マザーＴＦＴ基板を接着することを特徴とするシール硬化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
液晶表示装置における液晶を挟持する２枚の基板を接着する装置において、２枚の基板の合わせ精度を改善することが出来るシール硬化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置では画素電極および薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）等を有する画素がマトリクス状に形成されたＴＦＴ基板と、ＴＦＴ基板に対向して、ＴＦＴ基板の画素電極と対応する場所にカラーフィルタ等が形成された対向基板が配置され、ＴＦＴ基板と対向基板の間に液晶が挟持されている。そして液晶分子による光の透過率を画素毎に制御することによって画像を形成している。
【０００３】
液晶表示装置は、ＴＦＴ基板と対向基板の周辺をシール材によってシールし、内部に液晶を封入した液晶表示パネルに対し、駆動回路およびバックライト等を配置したものを言う。液晶表示パネルは生産効率を向上させるために、液晶表示パネルが多数形成された大きなマザー基板から個々の液晶表示パネルをスクライビング等によって分離することが行われている。各ＴＦＴ基板には画素電極やＴＦＴがマトリクス状に形成され、各対向基板には、画素電極に合わせてカラーフィルタが形成されている。
【０００４】
マザー基板は、多数のＴＦＴ基板が形成されたマザーＴＦＴ基板と多数の対向基板が形成されたマザー対向基板を貼り合わせ、シール硬化装置内において、シール材を硬化することによって形成される。
【０００５】
マザーＴＦＴ基板とマザー対向基板は大型なので、貼り合わせる際、貼り合わせの圧力等にむらが生ずる。「特許文献１」には、貼り合わせ装置の第１のステージに第１の基板を配置し、第２のステージに第２の基板を配置し、第１のステージおよび第２のステージを多軸で押圧することによって、第１の基板と第２の基板をシール材を介して均一に貼り合わせることが記載されている。
【０００６】
「特許文献２」には、液晶表示装置に、ＩＣチップを導電性部材によってボンデディングによって取り付ける場合において、ＩＣチップとガラス基板との熱膨張の差により、ボンディング後に基板が反ってしまう現象が記載されている。そして、「特許文献２」では、ＩＣチップを基板にボンディングする際、基板を曲面状の台座に配置して行うことによってボンディング後の基板の反りを防止する構成が記載されている。すなわち、「特許文献２」では、台座の表面を、ボンディング後に基板が反る方向と反対側になるような曲面とすることによって基板ボンディング後の反りを防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−３３３７０号公報
【特許文献２】特開２００９−２６０３７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
携帯電話等に使用される小型の液晶表示パネルは、多数のＴＦＴ基板が形成されたマザーＴＦＴ基板と多数の対向基板が形成されたマザー対向基板を貼り合わせてマザー基板を形成し、このマザー基板から個々の液晶表示パネルを分離する。マザーＴＦＴ基板は例えば、７３０ｍｍ×９２０ｍｍ程度の大きさであるが、この中に、例えば、５０ｍｍ×７０ｍｍ程度の液晶表示パネルが多数形成されている。
【０００９】
個々のＴＦＴ基板には多数の画素電極がマトリクス状に形成され、個々の対向基板には多数のカラーフィルタがマトリクス状に形成されている。個々の画素電極とカラーフィルタの位置ずれが生ずると、光もれ、透過率の減少等の問題を生ずる。しかし、ＴＦＴ基板と対向基板とは、分離する前の大きなマザーＴＦＴ基板あるいはマザー対向基板の状態で貼り合わせるので、個々の画素電極とカラーフィルタとが正確に一致するように貼り合わせることは容易ではない。
【００１０】
従来は、貼り合わせた後、個々の画素電極とカラーフィルタとが位置ずれを生じている場合は、貼り合わせた後のマザー基板は不良となっていた。この場合、シール材を除去してもう一度貼り合わせ工程を行うか、それが出来ない場合は、マザーＴＦＴ基板あるいはマザー対向基板を破棄するしかなかった。これは、液晶表示パネルの製造歩留まりを低下させ、製造コストを押し上げる原因となっていた。
【００１１】
本発明の課題は、マザーＴＦＴ基板とマザー対向基板の貼り合わせ後において、貼り合わせ精度が十分でなかった場合でも、ＴＦＴ基板の画素電極と対向基板のカラーフィルタのずれを許容範囲内にまで小さくすることが出来るシール硬化装置を実現することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は上記問題を克服するものであり、具体的な装置の構成は次のとおりである。すなわち、複数のＴＦＴ基板が形成されたマザーＴＦＴ基板と、複数の対向基板が形成されたマザー対向基板とをシール材を介して接着するシール硬化装置であって、前記マザーＴＦＴ基板と前記マザー対向基板を組み合わせたものを複数の支持ピンによって保持し、前記複数の支持ピンの各々はサーボモータによって先端の高さを制御することが出来、前記マザーＴＦＴ基板と前記マザー対向基板のずれ量のデータに基づいて前記マザーＴＦＴ基板および前記マザー対向基板に反りを形成して前記ずれ量を小さくするように、前記複数の支持ピンの先端の高さを前記サーボモータによって調整することが出来るシール硬化装置である。なお、本発明は、シール材として熱硬化型のシール材を使用する場合にも、紫外線硬化型シール材を使用する場合にも対応することが出来る。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、マザーＴＦＴ基板とマザー対向基板を貼り合わせたあと、貼り合わせの誤差が生じている場合でも、シール硬化をする前に、この誤差を解消して、あるいは許容範囲内にまで小さくしてシール硬化を行うことが出来るので、製造歩留まりを向上させ、液晶表示装置の製造コストを低減することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】マザーＴＦＴ基板とマザー対向基板を示す平面図である。
【図２】シール硬化装置の従来例を示す断面模式図である。
【図３】画素電極とカラーフィルタにずれが生じている場合を示す断面図である。
【図４】実施例１のシール硬化装置の断面模式図である。
【図５】本発明の原理を示す模式図である。
【図６】本発明によって画素電極とカラーフィルタのずれを修正した状態を示す断面図である。
【図７】支持ピンによってマザー基板が支えられている状態を示す裏面図である。
【図８】個々の液晶表示パネルの平面図である。
【図９】個々の液晶表示パネルに形成された目合わせマークの例である。
【図１０】実施例１のシール硬化装置の断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に実施例によって本発明の内容を詳細に説明する。
【実施例１】
【００１６】
図１は、貼り合わせる前のマザーＴＦＴ基板１００とマザー対向基板２００の平面図である。マザーＴＦＴ基板１００には、ＴＦＴ基板１０が３×３個形成されている。各ＴＦＴ基板１０には、対向基板２０が重ねあわされる領域と端子領域５０とが形成されている。マザーＴＦＴ基板１００における実線はスクライビングによって切り離されることを示している。マザー対向基板２００には、対向基板２０が３×３個形成されている。マザー対向基板２００における実線はスクライビングによって切り離されることを示している。マザー対向基板２００に形成された対向基板２０の大きさは、ＴＦＴ基板１０から端子領域５０を除いた大きさと同じである。実際には、マザーＴＦＴ基板１００あるいはマザー対向基板２００にはもっと多くのＴＦＴ基板１０あるいは対向基板２０が形成されているが、図をわかりやすくするために、３×３個形成されるとしている。
【００１７】
一般にはマザー対向基板２００に形成された対向基板２０の周辺に図示しないシール材３０が形成され、このシール材３０を介してマザーＴＦＴ基板１００と接着する。マザーＴＦＴ基板１００およびマザー対向基板２００の大きさは、例えば、７３０ｍｍ×９２０ｍｍ、厚さは０．５ｍｍ程度であるので、基板としてフレキシブルな状態となっている。なお、表示装置の薄型化の要求に応えて、液晶表示パネルにおける基板の厚さをさらに薄くしたい場合は、マザーＴＦＴ基板１００とマザー対向基板２００を貼り合わせてマザー基板３００を形成した後、マザー基板３００の外面を研磨によって薄くする。このような場合は、個々の対向基板２０に形成されたシール材３０のほかに、マザー対向基板２００の周囲にさらにマザー基板全体のためのシール材を形成することによって研磨剤が内部に侵入しないようにする。
【００１８】
マザーＴＦＴ基板１００とマザー対向基板２００を貼り合わせた後、シール材３０を硬化させて、シール効果を生じさせる。シール材３０には、エポキシ樹脂等が使用されるが、熱効果型のものが使用される場合と紫外線硬化型のものが使用される場合がある。図２は、シール材３０に熱硬化型のものが使用された場合における従来例の熱硬化炉を示す断面図である。
【００１９】
マザーＴＦＴ基板１００とマザー対向基板２００を貼り合わせてマザー基板３００となった状態で、熱硬化炉５００に投入される。この状態では、シール材３０が形成されているマザー対向基板２００が下側となっている。マザー基板３００は、多数の支持ピン６００によって支えられている。多数の支持ピン６００の先端で形成される面は、完全な平面となっている。マザー基板３００の上側および下側にヒータ７００が配置され、炉中において、シール部を所定の温度、例えば、１８０℃程度に加熱する。なお、下側のヒータ７００は支持ピン６００を避ける形で配置されている。
【００２０】
図３は、マザーＴＦＴ基板１００とマザー対向基板２００に合わせずれが生じた場合を示す断面模式図である。図３は、例えば、図２のＡ部の拡大図である。図３において、マザーＴＦＴ基板１００とマザー対向基板２００の周辺部にはシール材３０が形成されている。この場合のシール材３０は、個々のＴＦＴ基板１０と対向基板２０のシール材３０である。マザーＴＦＴ基板１００およびマザー対向基板２００の外側を研磨して薄くする際には、図３に示すシール材３０のさらに外側に研磨がマザー基板３００の内部に侵入しないようにするためのマザー基板全体のための、図示しないシール材が形成される。
【００２１】
図３は、マザーＴＦＴ基板１００とマザー対向基板２００の間に合わせずれが生じ、ＴＦＴ基板１０の画素電極１１と対向基板２０のカラーフィルタ２１との間にｄだけずれが生じている場合を示している。このずれｄは許容範囲を超えると、このマザー基板３００は不良となるので、シール材３０を剥離して、シール材３０の塗布作業、合わせ作業をもう一度行うことになる。このような再生が出来ない場合は、マザーＴＦＴ基板１００あるいはマザー対向基板２００を破棄することになる。いずれにしても、液晶表示パネルの製造コストを押し上げる。
【００２２】
しかし、マザーＴＦＴ基板１００およびマザー対向基板２００は大型であるので、完全な合わせを行うことは困難である。本発明は、この問題点を解決するものである。図４は本発明によるシール硬化装置５００を示す断面図である。マザー基板３００の上側と下側にはヒータ７００が配置され、図示しないシール材の温度を例えば、１８０℃程度に保つことが出来る。図４において、マザー基板３００は多数の支持ピン６００によって支えられている。個々の支持ピン６００にはサーボモータＭが配置されており、支持ピン６００の先端の位置はサーボモータＭによって制御可能となっている。したがって、サーボモータＭによって、多数の支持ピン６００の先端で形成される面は、自在な曲面とすることが出来る。
【００２３】
図５は、基板が反って接着した場合に、ＴＦＴ基板１０と対向基板２０の間に水平方向の位置ずれｄが生ずることを示している。本発明は、このずれｄを積極的に利用するものである。すなわち、ＴＦＴ基板１０に形成された画素電極１１と対向基板２０に形成されたカラーフィルタ２１との間に位置ずれが生じている場合、支持ピン６００の高さを制御することによって、マザーＴＦＴ基板１００とマザー対向基板２００に対して反りｈを形成し、この反りに対応する水平方向のずれを上記画素電極１１とカラーフィルタ２１間のずれと相殺するようにする。図５はわかり易くするために、マザーＴＦＴ基板およびマザー対向基板の端部に反りを形成した場合を示しているが、マザーＴＦＴ基板およびマザー対向基板はフレキシブルなので、任意の場所に反りを形成することが出来る。
【００２４】
これによって、図６に示すように、ＴＦＴ基板１０の画素電極１１と対向基板２０のカラーフィルタ２１の位置ずれを無くすことが出来る。なお、図５は、説明のために、マザーＴＦＴ基板１００とマザー対向基板２００の端部を極端に反らせた例であるが、実際には、わずかな反りで十分なので、図６に示すように、マザー基板３００として完成した状態においては、反りの影響は無視できる。本発明によって、補正することが出来るずれは、４μｍ程度である。４μｍ程度のずれ補正によって、マザー基板３００の製造歩留まりを大幅に改善することが出来る。
【００２５】
図４に戻り、図４におけるマザー基板３００は、端部において反りを生じるように、支持ピン６００の先端の位置を制御している。しかし、支持ピン６００の先端の位置はサーボモータＭによって自在に制御することができるので、マザー基板３００の任意の位置に反りを形成することが出来る。ＴＦＴ基板１０における画素電極１１の位置と対向基板２０におけるカラーフィルタ２１に位置のずれは、マザー基板３００の場所によって異なる場合がある。この場合、画素電極１１とカラーフィルタ２１との間にずれが生じている部分にのみ反りを形成することによって問題となっている部分のみのずれを解消することが出来る。
【００２６】
図７は、マザー基板３００に対する支持ピン６００の位置を示す裏面図である。支持ピン６００は、マザー基板３００に対して、２０ｍｍ間隔でマトリクス状に配置されている。マザーＴＦＴ基板１００およびマザー対向基板２００は板厚が各々０．５ｍｍ程度であり、フレキシブルなので、支持ピン６００によってマザー基板３００に対して任意の場所に反りを形成することが出来る。
【００２７】
マザーＴＦＴ基板１００とマザー対向基板２００を貼り合わせた状態において、各ＴＦＴ基板１０および対向基板２０毎に目合わせマーク６０を用いて、マザー基板３００の場所毎に位置ずれの量、すなわち、合わせ精度を確認する。図８は、マザー基板３００に形成された個々のＴＦＴ基板１０と対向基板２０の合わさった状態を示す平面図である。
【００２８】
図８において、ＴＦＴ基板１０と対向基板２０とはシール材３０を介して合わさっている。この状態ではまだ、シール材３０は硬化していないので、ＴＦＴ基板１０と対向基板２０とは接着していない。点線で示す対向基板２０の一部は液晶表示パネルが個々に分離した後、除去され、ＴＦＴ基板１０のみが残り、この部分は端子部５０となる。ＴＦＴ基板１０と対向基板２０が合わさった領域に表示領域４０が形成されている。
【００２９】
図８において、目合わせマーク６０は基板の液晶表示パネルのコーナー部で、シール材３０の外側に２箇所形成されている。目合わせマーク６０の形状を図９に示す。目合わせマーク６０において、内側の正方形は、ＴＦＴ基板１０に形成された目合わせマーク６１であり、大きさは１辺が、例えば３０μｍである。目合わせマーク６０において、外側の大きな正方形のくりぬきは対向基板２０における目合わせマーク６２であり、大きさは１辺が、例えば、１００μｍである。ＴＦＴ基板１０と対向基板２０のずれは、ＴＦＴ基板１０目合わせマーク６１と対向基板２０目合わせマーク６２の間隔によって観測することが出来る。
【００３０】
目合わせマーク６０は、マザー基板３００に形成された全ての液晶表示パネルに形成されているので、マザー基板３００内の全ての液晶表示パネルにおけるずれ量を測定することが出来る。これが図４における「合わせ精度測定」である。なお、「合わせ精度測定」は、シール硬化装置５００内でおこなってもよいし、シール硬化装置５００外で測定してもよい。マザー基板３００の全ての液晶表示パネルにおけるずれ量を測定した後、各液晶表示パネルにおける、ずれを相殺するために必要なマザー基板３００の反り量をマザー基板の場所毎に計算する。これが、図４におけるデータ変換である。
【００３１】
マザー基板３００の場所毎に必要な反りの量を決めると、これをサーボモータＭに入力して支持ピン６００の高さを調整する。支持ピン６００毎にサーボモータＭが配置されているので、必要な場所に必要な反りを形成することが出来る。
【００３２】
このようにして、マザー基板３００の必要な場所に反りを形成したあと、ヒータ７００によってシール部を加熱し、シール材３０を硬化させて、マザーＴＦＴ基板１００とマザー対向基板２００を接着する。これによって、図６に示すように、全ての液晶表示パネルにおいて、画素電極１１とカラーフィルタ２１を正確に合わせることが出来る。
【実施例２】
【００３３】
実施例１は、シール材３０として熱硬化型樹脂を使用した場合である。本発明は、シール材３０として、紫外線硬化型樹脂を使用した場合である。図１０は、シール材３０として紫外線硬化樹脂を使用した場合のシール硬化装置５５０の模式断面図である。図１０は、シール材３０の硬化に紫外線を用いている他は、図４で説明したシール硬化装置５００と同様である。
【００３４】
図１０において、シール材３０を硬化するために、マザー基板３００の上方に紫外線ランプ８００が配置されている。その代わり、図４と異なり、マザー基板３００の上下にはヒータ７００は存在していない。図１０のシール硬化装置５５０の動作方法は、図４で示した動作とほぼ同様である。すなわち、マザー基板３００の場所毎に目合わせマークを観測することによって、画素電極１１とカラーフィルタ２１のずれ量を評価し、このずれ量を相殺するためのマザー基板３００の反り量を計算する。この反り量を得られるように、サーボモータＭを制御して支持ピン６００の高さを設定する。
【００３５】
その後、シール硬化装置５５０内において、紫外線を照射してシール材３０を硬化させる。このようにして形成されたマザー基板３００の各液晶表示パネルにおける画素電極１１とカラーフィルタ２１は、実施例１の図６に示すと同様に、ずれをなくすことが出来、正確な位置合わせがなされる。また、当初のずれが大きい場合も、ずれの量を許容範囲に押さえ込むことが出来、製造歩留まりを向上させることが出来る。
【符号の説明】
【００３６】
１０…ＴＦＴ基板、  １１…画素電極、  ２０…対向基板、  ２１…カラーフィルタ、  ３０…シール材、  ４０…表示領域、  ５０…端子部、  ６０…目合わせマーク、  ６１…ＴＦＴ基板側目合わせマーク、  ６２…対向基板側目合わせマーク、  １００…マザーＴＦＴ基板、  ２００…マザー対向基板、  ３００…マザー基板、  ５００…熱硬化型シール硬化装置、  ５５０…紫外線硬化型シール硬化装置、  ６００…支持ピン、  ７００…ヒータ、  ８００…紫外線ランプ、  Ｍ…サーボモータ。
【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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