(57)【要約】【課題】ＬＣＤパネルのセルギャップのギャップ幅を制御する方法と装置を提供する。【解決手段】ＬＣＤパネルの表面基板及び背面基板の間に介在させた封止剤が固まる以前の、加圧して互いに結合させる時に、表面基板あるいは背面基板に設定した幾つかの測定ポイントにおけるギャップ幅を監視し、パラメータ分布を修正するための参照値を取得する。これにより、製造者が要求する均一なセルギャップとなるギャップ幅に設定することができ、ＬＣＤパネルの収率は増加する。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ギャップ幅を制御する方法であって、第１基板と第２基板との結合に適用され、前記第１基板は複数の測定ポイントを備え、ギャップ幅は前記測定ポイントの前記第１及び第２基板間に位置し、
前記第１及び第２基板を加圧し結合するためのパラメータ分布を提供する工程と、
前記第１基板及び第２基板を加圧結合する間、前記ギャップ幅を測定する工程と、
前記ギャップ幅が所定の要件に符合しない時、前記パラメータ分布を修正して前記ギャップ幅を調整する工程と、からなることを特徴とするＬＣＤパネルの２つの基板を加圧結合する方法。
【請求項２】
前記第１及び第２基板はＬＣＤパネルの表面基板及び背面基板であることを特徴とする請求項１に記載のＬＣＤパネルの２つの基板を加圧結合する方法。
【請求項３】
前記パラメータ分布は前記第１基板上の圧力分布、温度分布、熱分布であることを特徴とする請求項１に記載のＬＣＤパネルの２つの基板を加圧結合する方法。
【請求項４】
前記ギャップ幅は光学干渉計測により測定されることを特徴とする請求項１に記載のＬＣＤパネルの２つの基板を加圧結合する方法。
【請求項５】
前記所定の要件は均一性の要件又はギャップ幅の許容域であることを特徴とする請求項１に記載のＬＣＤパネルの２つの基板を加圧結合する方法。
【請求項６】
第１基板と第２基板とを加圧結合する装置であって、
パラメータ分布を制御する制御手段と、
前記パラメータ分布により制御されて前記第１及び第２基板を加圧結合する加圧手段と、
前記第１及び第２基板間のギャップ幅を測定し、各ギャップ幅が前記第１基板の測定ポイントに対応する監視手段と、
からなり、前記ギャップ幅が所定の要件に符合しない時、前記制御手段は前記パラメータ分布を変更し、前記ギャップ幅を修正することを特徴とするＬＣＤパネルの２つの基板を加圧結合する装置。
【請求項７】
前記第１及び第２基板はＬＣＤパネルの表面基板及び背面基板であることを特徴とする請求項６に記載のＬＣＤパネルの２つの基板を加圧結合する装置。
【請求項８】
前記加圧手段は第１及び第２基板を加圧する加圧プレートと、それらを互いに結合するプラットホームと、を備えることを特徴とする請求項６に記載のＬＣＤパネルの２つの基板を加圧結合する装置。
【請求項９】
前記加圧プレートは不透明材料からなり、前記第１基板の前記測定ポイントに対応する透明孔を備えることを特徴とする請求項８に記載のＬＣＤパネルの２つの基板を加圧結合する装置。
【請求項１０】
前記加圧プレートは透明材料からなることを特徴とする請求項８に記載のＬＣＤパネルの２つの基板を加圧結合する装置。
【請求項１１】
前記加圧プレートは主な圧力分布を提供する固定されたメインアームと、圧力分布を調整するフローティングアームを備えることを特徴とする請求項８に記載のＬＣＤパネルの２つの基板を加圧結合する装置。
【請求項１２】
前記監視手段は複数の干渉計を備えることを特徴とする請求項６に記載のＬＣＤパネルの２つの基板を加圧結合する装置。
【請求項１３】
前記パラメータ分布は前記第１基板上の圧力分布であることを特徴とする請求項６に記載のＬＣＤパネルの２つの基板を加圧結合する装置。
【請求項１４】
前記パラメータ分布は前記第１基板上の温度分布であることを特徴とする請求項６に記載のＬＣＤパネルの２つの基板を加圧結合する装置。
【請求項１５】
前記パラメータ分布は前記第１基板上の加熱力分布であることを特徴とする請求項６に記載の装置。
【請求項１６】
前記パラメータ分布は前記第１基板上のＵＶ光線強度分布であることを特徴とする請求項６に記載のＬＣＤパネルの２つの基板を加圧結合する装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）パネルの２つの基板を加圧し結合する方法と装置に関するものである。特に、本発明は２つの基板間のギャップ幅の均一性を改善する方法と装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ＬＣＤパネルは表面基板と背面基板とからなり、封止剤により貼り合わされた２つの基板間に電極と液晶層とを備える。
表面基板と背面基板とを加工し、２つの基板の内側表面に電極を形成した後、スペーサ（図示せず）を一方の基板の内側表面に分散させる。封止剤（図示せず）は、注入孔を残して、一方の基板の内面の縁部近傍にプリントされる。次に２つの基板は熱加圧加工によって互いに貼り合わされ、スペーサは２つの基板の間にセルギャップを形成する。液晶材料はセルギャップに注入されて液晶層を形成する。最終的に、注入孔に封止剤を充填することにより、セルは完成する。
【０００３】
セルのギャップ幅が場所によって異なると、液晶セルに電力を供給したとき、電極間の電界強度が影響を受け、後に液晶セルの性能が影響を受けるものとなる。電界は均一で、且つ許容域内になければならない。それ故、製造者は、セルギャップを許容域に収めるだけでなく、充分に均一性が確保されたものを製造しなければならない。
【０００４】
公知の熱加圧方法は、均一な圧力分布にして２つの基板にを加圧し，また加熱分布を均一にして２つの基板を結合する封止剤を固めるように構成されている。
この方法は、パラメータを均一に制御すればセルギャップが均一になるという、単純な考え方に基づいている。図１は公知の熱加圧加工を示す図である。表面基板１０と背面基板１２とが貼り合わされる。加圧プレート１６とプラットフォーム１４は、間の封止剤が固まるまで均一に２つの基板を加圧・加熱し、これにより、充分に均一なセルギャップとなるようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、現実には、公知の方法の考え方が実際に妥当することはまれである。封止剤は、例えば、場所が異なれば品質や量が若干異なり、スペーサについても同様である。基板でさえも表面が不均一となっている。したがって、基板上の圧力分布と熱分布を均一にしたとしても、セルギャップの均一性は十分でなく、欠陥のあるＬＣＤパネルが生産されてしまう。
【０００６】
このようなことから、本発明は、加圧中において、ギャップ幅分布を監視しつつ、プロセスパラメータを修正してセルギャップの微調整をなすことにより、セルギャップの均一性を最適化することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の一つの態様は、ギャップ幅を制御する方法である。本方法は、第１及び第２基板の結合時に適用する。第１基板は複数の測定ポイントを備える。ギャップ幅は測定点の第１及び第２基板の間に位置する。本方法の第１ステップでは、第１及び第２基板を加圧し結合するための制御パラメータ分布を設定する。第２ステップでは、第１及び第２基板を加圧し結合する間、ギャップ幅を測定する。最後のステップでは、ギャップ幅が所定要求値に一致しない時、制御パラメーター分布を修正してギャップ幅を調整する。
【０００８】
本発明のもう一つの態様は、第１および第２基板を加圧し結合する装置である。当該装置は、制御手段、加圧手段、並びに監視手段を備えている。制御手段はパラメーター分布を制御する。加圧手段は、パラメーター分布に従って、第１及び第２基板を加圧し結合する。監視手段は、第１と第２基板との間のギャップ幅を測定するが、各ギャップ幅は第１基板の測定点の一つに対応しているものである。ギャップ幅が設定された必要条件に一致しない時、制御手段はパラメータ分布を変更し、その後ギャップ幅を修正する。
【０００９】
パラメータ分布には、温度分布、圧力分布、加熱分布やその他の熱加圧加工を制御するパラメータ分布を採用することができる。
設定される必要条件としては、ギャップ幅が満たさなければならないあらゆる製造要求項目を採用できる。一例として，セルギャップ幅の均一性が要求条件として選択される。
【００１０】
本発明の長所には、セルギャップの均一性の改善が含まれる。２つの基板の加圧中に、測定ポイントのギャップ幅がモニタされ、パラメータ分布を修正するようにフィードバックされ、これにより、セルギャップが優れた均一性を備えることとなる。このようなフィードバックアルゴリズムによって、セルギャップの安定性と均一性とが最適化される。
【００１１】
本発明の本質は、表面基板と背面基板を加圧して結合するフィードバックアルゴリズムを提供することである。表面及び背面基板が互いに加圧されて、封止剤が固まる前に、表面及び背面基板上に配置された複数の測定ポイントにおけるギャップ幅が監視され、制御可能なパラメータ分布を修正するために参照され、ギャップ幅が精密に調整される。これにより、セルギャップの均一性に相当するギャップ幅は、製造要求条件に一致し、ＬＣＤパネルの収率は改善される。
【００１２】
本件発明は具体的には以下のように構成すればよい。
すなわち、本発明に係るＬＣＤパネルの２つの基板を加圧結合する方法は、ギャップ幅を制御する方法であって、第１基板と第２基板との結合に適用され、前記第１基板は複数の測定ポイントを備え、ギャップ幅は前記測定ポイントの前記第１及び第２基板間に位置し、前記第１及び第２基板を加圧し結合するためのパラメータ分布を提供する工程と、前記第１基板及び第２基板を加圧結合する間、前記ギャップ幅を測定する工程と、前記ギャップ幅が所定の要件に符合しない時、前記パラメータ分布を修正して前記ギャップ幅を調整する工程と、からなる。前記第１及び第２基板はＬＣＤパネルの表面基板及び背面基板である。前記パラメータ分布は前記第１基板上の圧力分布、温度分布、熱分布とすればよい。前記ギャップ幅は光学干渉計測により測定する。前記所定の要件は均一性の要件又はギャップ幅の許容域とすればよい。
【００１３】
本発明に係るＬＣＤパネルの２つの基板を加圧結合する装置は、第１基板と第２基板とを加圧結合する装置であって、パラメータ分布を制御する制御手段と、前記パラメータ分布により制御されて前記第１及び第２基板を加圧結合する加圧手段と、前記第１及び第２基板間のギャップ幅を測定し、各ギャップ幅が前記第１基板の測定ポイントに対応する監視手段と、からなり、前記ギャップ幅が所定の要件に符合しない時、前記制御手段は前記パラメータ分布を変更し、前記ギャップ幅を修正するように構成している。前記第１及び第２基板はＬＣＤパネルの表面基板及び背面基板であり、前記加圧手段は第１及び第２基板を加圧する加圧プレートと、それらを互いに結合するプラットホームとを備えている。また、前記加圧プレートは不透明材料からなり、前記第１基板の前記測定ポイントに対応する透明孔を備えた構成とする。前記加圧プレートは透明材料から構成してもよい。前記加圧プレートは主な圧力分布を提供する固定されたメインアームと、圧力分布を調整するフローティングアームを備えた構成にできる。前記監視手段は複数の干渉計を備えた構成にできる。前記パラメータ分布は前記第１基板上の圧力分布、前記パラメータ分布は前記第１基板上の温度分布、前記パラメータ分布は前記第１基板上の加熱力分布、もしくは前記パラメータ分布は前記第１基板上のＵＶ光線強度分布とすることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
上述した本発明の目的、特徴、及び長所をより一層明瞭にするため、以下に本発明の好ましい実施の形態を挙げ、図を参照にしながら、さらに詳しく説明する。
図２は本発明による加圧装置の代表的な構成を示す図である。加圧装置は制御手段３０と、監視手段３２と、加圧手段３４とを備えている。
【００１５】
コンピューター等の制御手段３０は、例えば、加熱源のレート、２つの基板（４２と４０）を結合するための加圧力、結合するための加圧継続時間、その他のパラメータ等、様々なプロセスパラメータを制御し、熱加圧加工を促進する。これらのパラメータのうち、熱加圧加工の間に二つの基板（４２および４０）に加えられる圧力分布を、本発明の一実施例を示すために選択する。
【００１６】
加圧手段３４は、物理的に表面基板４２と背面基板４０とを加圧結合し、２つの基板を加熱するために用いられる。加圧手段３４は加圧プレート３６及びプラットホーム３８を備える。プラットホーム３８上では、表面基板４２が、背面基板４０に重ねられ、加圧プレート３６により加圧されて熱加圧加工が行なわれる。加圧プレート３６には、表面基板４２上の前記測定ポイントに配置された複数の透明孔４４が備えられている。
【００１７】
監視手段３２は、測定ポイントでのギャップ幅を監視して正確なデータを取得し、この取得したデータを制御手段３０にフィードバックする。
取得したギャップ幅のデータは、表面基板４２と背面基板４０間のセルギャップの均一性を表す。この取得したデータが、熱加圧加工の均一性の条件値と一致しない場合、制御手段３０は、取得したデータに基づいて圧力分布を修正する。
つまり、新しい圧力分布は加圧手段３４において形成される。封止剤が固まっていない場合、新しい圧力分布により新しいギャップ幅が生み出される。これらの新しいギャップ幅は監視手段３２により感知され、制御手段３０にフィードバックされる。監視手段３２により実行される検出作業と制御手段３０により促される修正作業とはループを構築し、感知されたギャップ幅が設定された均一化条件から外れている限りは連続的に稼動する。ループがある定められた時間をオーバーしたか、あるいは封止剤の固化開始期間を超過した場合、警告がなされる。一旦、均一化条件と一致すればループは停止し、その時の圧力分布は封止剤が固まるまでそのまま持続する。これにより、条件にあった均一性を備えるＬＣＤパネルが製造される。
【００１８】
監視手段３２には、幾つかの光学干渉計５０を含めることができ、これにより２つの基板間の僅かなギャップ幅をそれらに接触することなく測定させ、要求された観測機能と計測機能を実行することができる。
図３は図２おける加圧プレート３６を示す図である。加圧プレート３６がほとんど不透明な素材からなるものであれば、図３で示されるように、光学干渉計５０からのレーザービームが測定ポイントにアクセス可能であるようにいくつかの透明孔４４を開ける必要がある。透明孔４４の内部には石英又はヒューズシリカを充填することもできる。もう一つの形態で、加圧プレート３６が一般的な透明材料からなる場合では、光学干渉計から発せられるレーザービームは、簡単にセルギャップにアクセスすることができ、図３の透明孔４４は必要ない。
【００１９】
図３に示す加圧プレート３６は異なる種類の圧力分布を発生させることができる。メインアーム４６は加圧プレート３６の中心に備え付けられ、図３で示されるように、熱加圧加工工程の間、メイン荷重の供給源としての役割を果たすようになっている。加圧プレート３６上には、平行に並べて配設され、且つ、２つの可動式スティック４８を備えた２つのフローティングアーム４９が設けられており、これは熱加圧加工工程の間、２つのサブ荷重源としての役割を果たすようになっている。可動式スティック４８の位置を変化させることにより、所望の加重位置を小さく変化させ、加圧プレート３６によって加えられる圧力の分布が調整される。更にメインア−ム４６により加えられる重量も調整可能である。理論上、圧力が強ければ強いほどセルギャップは小さくなる。
【００２０】
図４は本発明に係る方法のフローチャートである。先ず、熱加圧加工を開始するに当たって、予め定められた圧力分布が採用され、表面基板と背面基板を大略結合し（６０）、それらの間に大まかにセルギャップが形成される。様々な測定ポイントでギャップ幅を測定することにより、セルギャップの均一さの程度が判明する（６２）。現在のセルギャップの均一さが熱加圧加工の要求仕様に符合しない場合（６４を経過しない）、圧力分布は参照テーブル又は計算アルゴリズムと共に、現在の均一性に従って修正される（６６）。そして、作業は６２を実行する。セルギャップの均一性が要求仕様に符合する時にのみ、封止剤が固まるまで圧力分布が持続される（６８）。その結果、セルギャップの均一性は常に制御され、許容可能な結果になる。
【００２１】
圧力分布に加えて、多くのプロセスパラメータがセルギャップの均一性に影響する。例えば、表面及び背面基板上のＵＶ光線強度分布、温度分布、熱分布等である。このように、本発明は、圧力分布の修正の代わりに、これらのパラメータを利用しても良い。
【００２２】
本発明の利点には、下記のものが含まれる。
１．優秀な均一性：セルギャップの均一性は封止剤の加熱中、常に監視され修正される。
２．工程の反復性：熱加圧工具のいずれかのパーツが老化又は磨滅しても、熱結合中に監視されている為、警告を生じずに工程を通過した各ＬＣＤパネルは優秀な均一性を有するＬＣＤパネルとみなすことができる。
３．コストの低下：はじめに警告が出た場合、ＬＣＤのセルギャップは不均一である。これにより、後続の工程を続けるかどうかの判断は即座に行われ、非生産的な工程の実行を回避する。
【００２３】
均一なプロセスパラメータを利用して良好な均一性を備えるセルギャップを得ようとする公知技術と比較すると、本発明は熱プレス加工しながらセルギャップを監視し、プロセスパラメータを修正してセルギャップを調整する方法を提供する。これにより、本発明の制御の下、良好な均一性、工程の反復性、コストの抑制等、幾つかの長所が達成される。
【００２４】
本発明では好ましい実施例を前述の通り開示したが、これらは決して本発明に限定するものではなく、当該技術を熟知する者なら誰でも、本発明の精神と領域を脱しない範囲内で各種の変動や潤色を加えることができ、従って本発明の保護範囲は、特許請求の範囲で指定した内容を基準とする。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、第１基板と第２基板との結合に適用され、前記第１基板は複数の測定ポイントを備え、ギャップ幅は前記測定ポイントの前記第１及び第２基板間に位置し、前記第１及び第２基板を加圧し結合するためのパラメータ分布を設定し、前記第１基板及び第２基板を加圧結合する間、前記ギャップ幅を測定し、前記ギャップ幅が所定の要件に符合しない時、前記パラメータ分布を修正して前記ギャップ幅を調整するように構成したので、セルギャップの均一性は常に制御されるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】公知の熱加圧加工の作業を示す図である。
【図２】本発明による加圧装置を示す図である。
【図３】図２の加圧プレート３２を示す図である。
【図４】本発明による方法のフローチャートを示す図である。
【符号の説明】
１０…表面基板、１２…背面基板、１４、３８…プラットホーム、
１６、３６…加圧プレート、３０…制御手段、３２…監視手段、
３４…加圧手段、４０…背面基板、４２…表面基板、４４…透明孔、
４６…メインアーム、４８…可動式スティック、４９…フローティングアーム、
５０…光学干渉計。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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