(57)【要約】      （修正有）【課題】本発明は、液晶表示パネルに使用する貼り合わせ基板の貼り合わせ精度を高めることが可能な液晶表示パネルの製造方法およびその装置を提供することにある。【解決手段】ステージ１１とＯリング１２とＵＶ透過特殊シート８によって形成された密閉空間２０内を減圧する。すると、大気圧と密閉空間２０内の減圧による圧力差によってＵＶ透過特殊シート８と共に密閉空間２０内に収容された仮止め貼り合わせ基板１４を構成する一方のガラス基板１５ａが他方のガラス基板１５ｂ側に移動して両ガラス基板１５ａ、１５ｂ間のギャップが縮まる。この状態でＵＶ照射して両ガラス基板間に位置するＵＶ硬化性と熱硬化性の両方の性質を有するシール材１６をＵＶ硬化して仮止め貼り合わせ基板を作製し、その後、ホットプレスによってシール材を加熱硬化して貼り合わせ基板を完成する。【選択図】図１−２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
（１）ＵＶ硬化性および熱硬化性を有するシール材を挟んで位置合わせされた、対向する一対の透光性基板同士の間隔を所定の距離にして該距離を保持する工程と、
（２）前記透光性基板間に配置された前記シール材にＵＶを照射することによって前記一対の透光性基板を仮固定貼り合わせ基板とする工程と、
（３）前記仮固定貼り合わせ基板の前記シール材を加熱することによって前記仮固定貼り合わせ基板を本固定貼り合わせ基板とすることを特徴とする液晶表示パネルの製造方法。
【請求項２】
前記（１）の工程において、前記シール材を挟んで対向する前記一対の透光性基板を密閉空間内に配設し、前記密閉空間内を減圧することによって前記透光性基板同士の間隔を所定の距離にして該距離を保持することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示パネルの製造方法。
【請求項３】
前記（２）の工程において、前記シール材に照射されるＵＶは、前記密閉空間外に配設されたＵＶランプから放射されたものであることを特徴とする請求項２に記載の液晶表示パネルの製造方法。
【請求項４】
前記（３）の工程において、前記シール材の加熱はホットプレスによるものであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の液晶表示パネルの製造方法。
【請求項５】
少なくともＵＶ硬化性を有するシール材を挟んで位置合わせされた、対向する一対の透光性基板同士の間隔を所定の距離にして該距離を保持し、前記シール材にＵＶを照射することによって前記一対の透光性基板の貼り合わせを行なう液晶表示パネルの製造装置であって、ＵＶを放出する光源部と前記少なくともＵＶ硬化性を有するシール材を挟んで位置合わせされた、対向する前記一対の透光性基板をセットする基台部を備え、前記光源部と前記基台部を接触させることによって前記透光性基板を収容する密閉空間が形成され、前記密閉空間内を減圧して前記透光性基板同士の間隔を所定の距離にして該距離を保持した状態で前記光源部から放出されたＵＶを前記シール材に照射することによって前記一対の透光性基板の貼り合わせを行なうことを特徴とする液晶表示パネルの製造装置。
【請求項６】
前記光源部は開口を有するランプハウス内に前記開口から離れた位置から開口に向かって順次ＵＶランプ、ＵＶランプからの輻射熱を遮断する熱線カットフィルタおよび開閉自在のシャッタを有すると共に前記開口を塞ぐように配置されたＵＶ透過特殊シートを有し、前記基台部は複数の吸・排気孔および封止手段が設けられたステージを有し、前記密閉空間は前記ステージ、前記封止手段および前記ＵＶ透過特殊シートで形成され、前記ＵＶは前記ＵＶランプから前記熱線カットフィルタ、前記シャッタの開いた部分および前記ＵＶ透過特殊シートを通して前記一対の透光性基板のシール材に照射されることを特徴とする請求項５に記載の液晶表示パネルの製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示パネルの製造方法およびその装置に関するものであり、詳しくは、液晶表示パネルの製造工程における空セル製造工程に適用される液晶表示パネルの製造方法およびその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、液晶表示素子（以降、液晶表示パネルともいう）の製造工程において、ガラス基板等の透光性基板を貼り合わせて液晶注入前の空セルを製造する方法として、以下の方法が提案されている。それは、一対の透光性基板の一方の基板上にスクリーン印刷またはディスペンサによってシール材を塗布する。このとき、シール材は熱硬化性エポキシ樹脂を含むと共に、作業性の面から有機溶剤および充填剤等が添加されている。また、シール材には予めガラスビーズからなるスペーサも混入されており、透光性基板の貼り合わせ時に両基板間のシール部において所定のギャップを確保するようになっている。
【０００３】
次に、シール材が塗布されたガラス基板を９０℃の雰囲気中に１５分間放置してプリベークし、シール材中の有機溶剤成分を気化させて除去すると共に、シール材の粘性を高める。
【０００４】
また、上記工程と並行して一対の透光性基板の他方の基板上の液晶表示領域に、透光性基板の貼り合わせ時に両基板間の液晶表示領域において所定のギャップを確保するためのプラスチックビーズからなるスペーサを散布する。
【０００５】
そして、シール材が塗布された透光性基板とガラスビーズのスペーサが散布された透光性基板を互いに所定の位置関係となるように位置合わせ（アライメント）を行いながら、シール材が柔らかい粘性を維持した状態で両透光性基板を重ね合わせる。
【０００６】
その後、重ね合わせ基板を所定の圧力でプレスして真空チャンバ内に収容し、チャンバ内の圧力と温度を制御しながら最終的に１７０℃の加熱によってシール材を硬化させる。そして、シール材硬化後チャンバから取り出した多数個取りの貼り合わせ基板（空セル）を所定の寸法に切断して個片化し、個片化された夫々の空セルに液晶材料を注入して液晶表示素子が完成する（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００２−１０７７３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上記従来の液晶表示素子の空セル製造方法は、一対の透光性基板を固定するシール材を加熱プロセスによって硬化させるものである。このとき、シール材硬化時の熱は同時に貼り合わせ基板を構成する夫々の基板をも加熱して熱膨張させることになるため、加熱によって両基板間に温度差が生じたり、夫々の基板内において温度分布の不均一が生じて熱膨張が不均一となり、そのため両基板間に歪みが発生して加熱前の位置合わせに対して過熱後の貼り合わせ基板の位置ずれが±２μｍ以上となる。
【０００８】
一方、携帯端末等の電子機器の小型化に伴って液晶表示素子に求められる貼り合わせ基板の両基板間の位置精度は±０．５μｍ以内が一般化してきており、従来の位置精度±２μｍ以上では小型機器用の表示素子としては満足する表示性能は得られない。また、電子機器の小型化は液晶表示素子の薄型化も促すものとなるが、従来の空セル製造方法では貼り合わせ基板を構成する夫々の基板が薄くなるにつれて基板の熱容量も小さくなり、その分シール材硬化時の熱の影響による両基板間の歪みが大きくなる。その結果、貼り合わせ基板を構成する両基板間の位置精度が益々悪くなり、液晶表示素子としては成り立たないものとなってしまう。
【０００９】
そこで、本発明は上記問題に鑑みて創案なされたもので、その目的とするところは、液晶表示パネルの製造工程における空セル製造方法において、一対のガラス基板の貼り合わせ精度を高めることが可能な液晶表示パネルの製造方法およびその装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明の請求項１に記載された発明は、
（１）ＵＶ硬化性および熱硬化性を有するシール材を挟んで位置合わせされた、対向する一対の透光性基板同士の間隔を所定の距離にして該距離を保持する工程と、
（２）前記透光性基板間に配置された前記シール材にＵＶを照射することによって前記一対の透光性基板を仮固定貼り合わせ基板とする工程と、
（３）前記仮固定貼り合わせ基板の前記シール材を加熱することによって前記仮固定貼り合わせ基板を本固定貼り合わせ基板とすることを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明の請求項２に記載された発明は、請求項１において、前記（１）の工程において、前記シール材を挟んで対向する前記一対の透光性基板を密閉空間内に配設し、前記密閉空間内を減圧することによって前記透光性基板同士の間隔を所定の距離にして該距離を保持することを特徴とするものである。
【００１２】
また、本発明の請求項３に記載された発明は、請求項２において、前記（２）の工程において、前記シール材に照射されるＵＶは、前記密閉空間外に配設されたＵＶランプから放射されたものであることを特徴とするものである。
【００１３】
また、本発明の請求項４に記載された発明は、請求項１〜３のいずれか１項において、前記（３）の工程において、前記シール材の加熱はホットプレスによるものであることを特徴とするものである。
【００１４】
また、本発明の請求項５に記載された発明は、少なくともＵＶ硬化性を有するシール材を挟んで位置合わせされた、対向する一対の透光性基板同士の間隔を所定の距離にして該距離を保持し、前記シール材にＵＶを照射することによって前記一対の透光性基板の貼り合わせを行なう液晶表示パネルの製造装置であって、ＵＶを放出する光源部と前記少なくともＵＶ硬化性を有するシール材を挟んで位置合わせされた、対向する前記一対の透光性基板をセットする基台部を備え、前記光源部と前記基台部を接触させることによって前記透光性基板を収容する密閉空間が形成され、前記密閉空間内を減圧して前記透光性基板同士の間隔を所定の距離にして該距離を保持した状態で前記光源部から放出されたＵＶを前記シール材に照射することによって前記一対の透光性基板の貼り合わせを行なうことを特徴とするものである。
【００１５】
また、本発明の請求項６に記載された発明は、請求項５において、前記光源部は開口を有するランプハウス内に前記開口から離れた位置から開口に向かって順次ＵＶランプ、ＵＶランプからの輻射熱を遮断する熱線カットフィルタおよび開閉自在のシャッタを有すると共に前記開口を塞ぐように配置されたＵＶ透過特殊シートを有し、前記基台部は複数の吸・排気孔および封止手段が設けられたステージを有し、前記密閉空間は前記ステージ、前記封止手段および前記ＵＶ透過特殊シートで形成され、前記ＵＶは前記ＵＶランプから前記熱線カットフィルタ、前記シャッタの開いた部分および前記ＵＶ透過特殊シートを通して前記一対の透光性基板のシール材に照射されることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の液晶表示パネルの製造方法およびその装置は、ＵＶ硬化性および熱硬化性を有するシール材を挟んで位置合わせされた、対向する一対の透光性基板同士の間隔を所定の距離にして該距離を保持した状態でシール材をＵＶ硬化することによって仮固定貼り合わせ基板とし、その後仮固定貼り合わせ基板のシール材を熱硬化することによって本固定貼り合わせ基板を作製するようにした。前記本固定貼り合わせ基板は後工程で液晶材料を注入して液晶表示パネルを作製する空セルに相当するものである。
【００１７】
従って、一対のガラス基板同士の位置合わせ（アライメント）から仮固定貼り合わせ基板に至るまでの製造プロセルにはＵＶ照射工程が含まれるのみで加熱工程が介在することはない。
【００１８】
その結果、両ガラス基板間の位置ずれの極めて少なくない貼り合わせ基板（空セル）を作製することが可能となり、このような空セルを使用した液晶表示パネルは、表示品位に優れ、高精細な表示画面が要求される小型電子機器等に対しても十分対応可能な表示性能を有するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、この発明の実施形態を図１〜図５を参照しながら、詳細に説明する（同一部分については同じ符号を付し、説明は省略する）。尚、以下に述べる実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。
【００２０】
図１は本発明における貼り合わせ基板（空セル）製造方法を示す工程図である。以下、図１（ａ）〜（ｉ）を参照して詳細に説明する。
【００２１】
（ａ）より、液晶表示パネルの製造に使用する空セルの製造装置は、光源部１と基台部２で構成されている。光源部１は開口３を有するランプハウス４を有しており、ランプハウス４内の開口３から離れた位置から開口３に向かって順次、紫外線を放射するＵＶランプ５、ＵＶランプからの輻射熱を遮断する熱線カットフィルタ６および開閉自在なシャッタ７が配設されている。
【００２２】
更に、ランプハウス４の開口３部には該開口３を塞ぐように、紫外線を透過するＵＶ透過特殊シート８が配置されており、ＵＶ透過特殊シート８は供給ロール９から送出されてランプハウス４の開口３部を経て巻取ロール１０に巻き取られる仕組みになっている。
【００２３】
一方、基台部２はステージ１１と該ステージ１１の上記光源部１と対向する側の面上に配設されたＯリング１２で構成されており、ステージ１１の前記Ｏリング１２で囲まれた領域には複数の吸・排気孔１３が設けられている。なお、吸・排気孔１３は吸・排気ホースを介して真空ポンプ（図示せず）に繋がっている。
【００２４】
また、基台部２は固定された光源部１に対する距離を制御できるように移動自在に支持されている。なお、基台部２と光源部１は両者の相対的な距離が制御できるのであれば、基台部２を固定し、光源部１を移動自在に支持する構成に限られるものではなく、基台部２と光源部１のいずれか一方または両方を移動可能に支持するようにすれば良い。（ａ）においては、予め基台部２を光源部１から離れた位置に移動させている。
【００２５】
（ｂ）の工程において、仮止め貼り合わせ基板１４をステージ１１上に載置する。ここで、仮止め貼り合わせ基板について図２および図３を参照して説明する。図２および図３は仮止め貼り合わせ基板を構成する一対のガラス基板の夫々の平面図である。
【００２６】
まず、仮止め貼り合わせ基板を構成する一方のガラス基板１５ａの片方の面に、図２で示すように開口を有する矩形状にシール材１６を塗布する。このシール材１６はＵＶ硬化性と熱硬化性の両方の性質を有していると共に、シール材１６には予めシリカファイバ１７が混入されて、ガラス基板の貼り合わせ時に両基板間のシール部における設定ギャップを確保するようになっている。
【００２７】
また、仮止め貼り合わせ基板を構成する他方のガラス基板１５ｂの片方の面に、図３で示すように真球状のスペーサ１８を散布するか、あるいはフォトスペーサ１８を形成して、ガラス基板の貼り合わせ時に両基板間の液晶表示領域における設定ギャップを確保するようになっている。更に、ガラス基板のスペーサ１８が配置された同一面上に貼り合わせ基板の仮止め用ＵＶ硬化樹脂１９を数箇所設ける。
【００２８】
そして、両ガラス基板に設けられたアライメントマーク２４を合わせながら両ガラス基板を互いにシール材１６塗布側およびスペーサ１８配置側が対向するように重ね、ＵＶ硬化樹脂１９にＵＶを照射して貼り合わせ基板のギャップを約３０μｍに保って仮止めする。これにより、図１（ｂ）に示す仮止め貼り合わせ基板１４が組み上がる。なお、本実施形態では多数個取りの空セルを作製することを想定している。
【００２９】
次に、（ｃ）の工程において、仮止め貼り合わせ基板１４が載置されたステージ１１を光源部１側に移動させ、基台部２側のステージ１１とＵＶ透過特殊シート８を介して光源部１側のランプハウス４でＯリングを押し潰す位置で停止させる。この状態を光源部１側の上方から見た図が図４である。なお、図４はわかりやすくするために、ＵＶランプ、熱線カットフィルタおよびシャッタを省略している。図１（ｃ）および図４より、ＵＶ透過特殊シート８には両面周囲をランプハウス４の開口端部２５とＯリング１２とで挟まれた領域が形成され、ステージ１１に設けられた吸・排気孔１３を除く、ステージ１１とＯリング１２とＵＶ透過特殊シート８によって仮止め貼り合わせ基板１４を収容した密閉空間２０が形成されている。
【００３０】
（ｄ）の工程において、真空ポンプを稼動させて吸・排気ホースを介してステージ１１の吸・排気孔１３から仮止め貼り合わせ基板１４を収容した密閉空間２０内の空気を排気し、密閉空間２０内の大気圧に対する圧力を−８０ｋＰａ程度まで減圧する。すると、大気圧と密閉空間２０内の減圧による圧力差によってＵＶ透過特殊シート８と共に仮止め貼り合わせ基板１４のＵＶ透過特殊シート８側に位置するガラス基板１５ａにステージ１１方向に向かう圧力が加わり、ガラス基板１５ａが仮止め貼り合わせ基板１４のステージ１１側に位置するガラス基板１５ｂの方向に移動して両ガラス基板１５ａ、１５ｂ間のギャップが縮まる。
【００３１】
このとき、仮止め貼り合わせ基板１４の間に位置するシール材１６にはシリカファイバ１７、液晶表示領域にはスペーサ１８が配置されており、両ガラス基板１５ａ、１５ｂ間のギャップはこのシリカファイバ１７とスペーサ１８によって約５μｍに接近している。また、ＵＶ透過特殊シート８は減圧時に撓みを生じないように、供給ロール９と巻取ロール１０によって適度な引張りテンションが与えられている。
【００３２】
（ｅ）の工程において、シャッタ７を所定時間開き、予め点灯させておいたＵＶランプ５のＵＶ光を熱線カットフィルタ６およびＵＶ透過特殊シート８を透過して、圧力によって所定のギャップ（約５μｍ）に保持された仮止め貼り合わせ基板１４に照射する。すると、仮止め貼り合わせ基板１４の間に位置するシール材１６がＵＶ硬化し、仮止め貼り合わせ基板１４が所定のセルギャップ（約５μｍ）を有する仮固定貼り合わせ基板２１となる。なお、このときＵＶランプ５とＵＶ透過特殊シート８の間に配置された熱線カットフィルタ６がＵＶランプ５からの輻射熱がＵＶ透過特殊シート８および仮止め貼り合わせ基板１４に伝わらないように遮断している。
【００３３】
（ｆ）の工程において、仮固定貼り合わせ基板２１に対してＵＶ照射開始から所定時間経過後、シャッタ７を閉じてＵＶ照射を終了する。
【００３４】
（ｇ）の工程において、ステージ１１に設けられた吸・排気孔１３から大気を導入し、仮固定貼り合わせ基板２１を収容した、ステージ１１とＯリング１２とＵＶ透過特殊シート８によって形成された密閉空間２０を大気圧に戻す。
【００３５】
（ｈ）の工程において、仮固定貼り合わせ基板２１が載置されたステージ１１を有する基台部２を光源部１から離れる方向に移動させる。
【００３６】
（ｉ）の工程において、ステージ１１上から仮固定貼り合わせ基板２１を取り出す。以上の（ａ）〜（ｉ）の工程を経て、所定のセルギャップを有する仮固定貼り合わせ基板２１が完成する。
【００３７】
なお、上述のように、仮固定貼り合わせ基板を作製する（ａ）〜（ｉ）の工程には加熱工程は含まれておらず、ＵＶランプからの放射熱も熱線カットフィルタによって遮断されている。そのため、仮止め貼り合わせ基板から仮固定貼り合わせ基板に変わる過程において貼り合わせ基板を構成する夫々のガラス基板に熱が加わることがなく、両ガラス基板の熱による歪みはほとんど生じない。そのため、両ガラス基板間の位置ずれは極めて少なく、±０．２μｍ以下に抑制することができ、従来例に比べ１０倍以上の基板位置合わせ精度を実現することができる。
【００３８】
工程（ｉ）でステージ１１上から取り出された仮固定貼り合わせ基板２１は図５（ａ）〜（ｅ）に示す本固定のためのホットプレス工程に投入される。
【００３９】
（ａ）の工程において、加熱可能な２枚の加熱ブロック２２ａ、２２ｂ一方の加熱ブロック２２ａに仮固定貼り合わせ基板２１を載置する。
【００４０】
（ｂ）の工程において、２枚の加熱ブロック２２ａ、２２ｂで仮固定貼り合わせ基板２１を挟み、両加熱ブロック２２ａ、２２ｂを加熱して仮固定貼り合わせ基板２１の両ガラス基板１５ａ、１５ｂに所定の温度を所定の時間加える。すると、仮固定貼り合わせ基板２１の間に位置するシール材１６が熱硬化し、仮固定貼り合わせ基板２１が本固定されて、空セル２３となる。
【００４１】
（ｃ）の工程において、加熱ブロック２２ａ、２２ｂを分離させる。
【００４２】
（ｄ）の工程において、加熱ブロック２２ａから本固定された貼り合わせ基板（空セル２３）を取り出す。
【００４３】
すると、（ｅ）のような空セル２３が完成する。
【００４４】
なお、完成した空セル２３は多数個取りの空セルであるため、後工程において所定の位置で切断して個片化し、最終的に液晶表示パネルに使用できる空セル（貼り合わせ基板）が完成する。
【００４５】
以上説明したように、本発明の液晶表示パネルの製造方法においては、一対のガラス基板同士の位置合わせ（アライメント）から完成品と同一のガラス基板間のギャップを有する仮固定貼り合わせガラス基板に至るまでの製造プロセルは加熱工程を介在させることなくＵＶ照射工程のみによって構成され、最後の本固定にのみ加熱工程を設けるようにした。
【００４６】
そのため、両ガラス基板間の位置ずれの極めて少なくない貼り合わせ基板（空セル）を作製することが可能となった。具体的にはガラス基板間の位置ずれを±０．２μｍ以下に抑制することができ、従来例の±２μｍ以上に比べ１０倍以上の基板位置合わせ精度を実現することができた。
【００４７】
よって、本発明の液晶表示パネルの製造方法によって作製された貼り合わせ基板（空セル）を使用した液晶表示パネルは、表示品位に優れ、高精細な表示画面が要求される小型電子機器等に対しても十分対応可能な表示性能を有するものである。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１−１】貼り合わせ基板の製造方法を示す工程図である。
【図１−２】貼り合わせ基板の製造方法を示す工程図である。
【図１−３】貼り合わせ基板の製造方法を示す工程図である。
【図２】貼り合わせ基板を構成する一方のガラス基板の平面図である。
【図３】貼り合わせ基板を構成する他方のガラス基板の平面図である。
【図４】図１（ｂ）の上面図である。
【図５】ホットプレスの工程図である。
【符号の説明】
【００４９】
１    光源部
２    基台部
３    開口
４    ランプハウス
５    ＵＶランプ
６    熱線カットフィルタ
７    シャッタ
８    ＵＶ透過特殊シート
９    供給ロール
１０    巻取ロール
１１    ステージ
１２    Ｏリング
１３    吸・排気孔
１４    仮止め貼り合わせ基板
１５ａ、１５ｂ    ガラス基板
１６    シール材
１７    シリカファイバ
１８    スペーサ
１９    ＵＶ硬化樹脂
２０    密閉空間
２１    仮固定貼り合わせ基板
２２ａ、２２ｂ    加熱ブロック
２３    空セル
２４    アライメントマーク
２５    開口端部
【図１−１】
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【図１−２】
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【図１−３】
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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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