(57)【要約】【課題】歩留まりが高く、かつ、基板の位置合わせ精度が高い基板貼り合せ装置、及び基板貼り合わせ方法、並びに液晶表示装置の製造方法を提供する。【解決手段】本発明に係る基板貼り合せ装置１００は、上側基板（第１マザー基板）３０と下側基板（第２マザー基板）４０の位置を所望の位置とする位置調整機構６５と、上側基板３０の主面の法線方向に上定盤６２、又は下定盤６１の少なくともいずれかを昇降させる昇降機構６４と、上定盤６２を上側基板３０から引き離す際に、上側基板３０の位置ズレが生じないかを判定する上側基板３０に対する上定盤６２の引っ張り力評価手段６３とを具備する。昇降機構６４は、引っ張り力評価手段６３に基づいて、上側基板３０の位置ズレが生じないと判定された場合に、昇降動作を開始するように構成されている。【選択図】図６
2012118428.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上側基板と下側基板とを貼り合せる基板貼り合せ装置であって、
前記上側基板の上側主面を静電吸着により着脱自在に保持する上定盤と、
前記下側基板を、前記上側基板の下方で当該上側基板と対向配置されるように載置して着脱自在に固定する下定盤と、
前記上側基板と前記下側基板が配設されている空間を所望の真空度にする真空チャンバと、
前記上側基板と前記下側基板の位置を所望の位置とするために、前記上側基板と前記下側基板の少なくとも一方の位置を調整する位置調整機構と、
前記上側基板と前記下側基板を貼り合せるために、並びに前記上側基板と前記下側基板を貼り合せた後、前記上定盤が前記上側基板への静電吸着を解除して前記上定盤と前記上側基板を切り離すために、前記上側基板の主面の法線方向に前記上定盤、又は前記下定盤の少なくともいずれかを昇降させる昇降機構と、
前記上定盤を前記上側基板から引き離す際に当該上側基板の位置ズレが生じないかを判定する、前記上側基板に対する前記上定盤の引っ張り力評価手段と、を具備し、
前記昇降機構は、前記引っ張り力評価手段に基づいて、前記上側基板の位置ズレが生じないと判定された場合に、昇降動作を開始するように構成されている基板貼り合せ装置。
【請求項２】
前記引っ張り力評価手段は、荷重センサであることを特徴とする請求項１に記載の基板貼り合せ装置。
【請求項３】
前記上定盤と前記上側基板とを切り離す際に、前記引っ張り力評価手段により切り離し動作が中止された場合に、前記上定盤と前記上側基板との間に気体を送出するパージ機構をさらに備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の基板貼り合せ装置。
【請求項４】
前記上定盤は、弾性部材を介して前記昇降機構に取り付けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の基板貼り合せ装置。
【請求項５】
下側基板と上側基板とを貼り合せる基板貼り合せ方法であって、
前記上側基板と前記下側基板の少なくとも一方に、これらの基板間に配設される接着部材を形成する工程と、
前記上側基板の上側主面を上定盤に静電吸着により保持する工程と、
前記下側基板を、前記上側基板の下方で当該上側基板と対向配置されるように下定盤に載置して固定する工程と、
前記上側基板と前記下側基板が配設された空間を所望の真空度にする工程と、
前記上側基板と前記下側基板の位置合わせを行う工程と、
前記上側基板と前記下側基板を、前記接着部材を介して貼り合わせる工程と、
前記上側基板と前記上定盤の固定を解除して、前記上定盤と前記上側基板とを前記上側基板の主面の法線方向に切り離す工程と、を具備し、
前記上定盤と前記上側基板を引き離す工程は、前記上側基板に対する前記上定盤の引っ張り力をモニタリングし、前記上側基板が位置ズレを生じないと判定された場合に、引き離し動作を実施する基板貼り合せ方法。
【請求項６】
前記上定盤と前記上側基板とを切り離す工程において、前記引っ張り力評価手段により切り離し動作が中止された場合、前記上定盤と前記上側基板との間に気体を送出することを特徴とする請求項５に記載の基板貼り合せ方法。
【請求項７】
上側基板と下側基板の間に液晶層が挟持された液晶表示装置の製造方法であって、
前記上側基板と前記下側基板の少なくとも一方に、シールパターンを形成する工程と、
前記上側基板と前記下側基板とを前記シールパターンを介して貼り合わせる基板貼り合わせ工程と、
その後、貼り合わされた前記上側基板と前記下側基板を分断して液晶表示パネルを得る工程とを備え、
前記基板貼り合わせ工程は、
前記上側基板の上側主面を上定盤に静電吸着により保持する工程と、
前記下側基板を、前記上側基板の下方で当該上側基板と対向配置されるように下定盤に載置して固定する工程と、
前記上側基板と前記下側基板が配設された空間を真空にする工程と、
前記上側基板と前記下側基板の位置合わせを行う工程と、
前記上側基板と前記下側基板を当接して貼り合わせる工程と、
前記上側基板と前記上定盤の固定を解除して、前記上定盤と前記上側基板とを前記上側基板の主面の法線方向に切り離す工程と、を具備し、
前記上定盤と前記上側基板を引き離す工程は、前記上側基板に対する前記上定盤の引っ張り力をモニタリングし、前記上側基板が位置ズレを生じないと判定された場合に、引き離し動作を実施する液晶表示装置の製造方法。
【請求項８】
前記上定盤と前記上側基板とを切り離す工程において、前記引っ張り力評価手段により切り離し動作が中止された場合、前記上定盤と前記上側基板との間に気体を送出することを特徴とする請求項７に記載の液晶表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一対の基板を貼り合せる基板貼り合せ装置、及び基板貼り合せ方法に関する。また、一対の基板間に液晶層が挟持された液晶表示装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示パネル内に液晶層を形成する方法として、真空注入方式と滴下注入方式（ＯＤＦ（One Drop Filling）方式とも呼ばれる)が知られている。
【０００３】
真空注入方式は、マザー基板から分断された液晶表示パネルの液晶注入口を、液晶が充填された容器に真空下で浸漬させ、大気解放等による液晶表示パネルの内部と外部との圧力差によって、液晶を液晶表示パネルの内部に注入させる方式である。液晶を液晶表示パネル内部に充填した後、液晶注入口を密封することにより、液晶表示パネル内に液晶層が形成される。
【０００４】
一方、滴下注入方式は、一対のマザー基板の一方のマザー基板上に液晶層を囲むためのシールパターンを形成し、当該シールパターン内に液晶を滴下し、真空中でもう一方の基板と貼り合せる方式である。
【０００５】
真空注入方式は、パネルサイズの大型化に伴って、液晶の注入に要する時間が増大する。このため、生産性の点で問題があった。また、基板に付着した余分な液晶を洗い流す洗浄工程が必要であり、廃棄される液晶の量が多いという問題点もあった。そのため、近年、大型の液晶表示装置を製造する場合を中心に、滴下注入方式が多く採用されるようになってきている。滴下注入方式においては、２枚の基板を位置合わせした後に基板同士を真空中で重ね合わせることにより貼り合わされる。
【０００６】
特許文献１には、基板重ね合わせ方法として以下の方法が開示されている。すなわち、上側基板を静電吸着手段によって上方保持板によって保持して下側基板と上側基板との位置合わせを行い、その後、上側基板の保持解除を行う。この際、連動して、上側基板を保持する上方保持板の静電吸着面と上側基板の背面との間に気体を強制注入する。これにより、上方保持板の静電吸着面と上側基板面の密着状態を破壊し、両者を剥離する。その結果、両者間の静電吸着力が強制的に減衰されて消滅すると共に、注入した気体の圧力で上側基板が下側基板に落下し、上側基板が下側基板の上に圧着される。
【０００７】
また、別の基板重ね合わせ方法として特許文献２には、以下の方法が開示されている。すなわち、上側基板（第１の基板Ｓ１）と下側基板（第２の基板Ｓ２）の付着を静電チャックにより行い、その後、上部チャンバと下部チャンバを近接させて合着空間を形成し、上側基板と下側基板の位置合わせを行う。次いで、空気膨張部からなる基板分離器を用いて、静電チャックから上側基板を離脱させ、下側基板に自由落下させて仮接合する例が開示されている。
【０００８】
また、特許文献３には、上定盤に静電保持された上側基板（第２の基板）と下定盤に静電保持された下側基板（第１の基板）とを当接させて貼り合わせ、その後に貼り合わせた基板を上定盤／下定盤から引き離す方法が開示されている。特許文献３においては、セルギャップ不良や貼り合わせズレが発生するのを防止するために、上側基板と下側基板の少なくとも一方と、これを静電吸着させる上定盤、又は／及び下定盤との間に樹脂シートを配設する方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】国際公開第２００５／０４１１５６号
【特許文献２】特開２００９−２９４６３８号公報  第５図、第６図、第４８段落〜第５０段落
【特許文献３】特開２００４−２７９６８５号公報  第３図、第３１段落〜第３２段落
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上記特許文献１及び２のように、上側基板を落下させる方法は、高精度の制御が必要となる。上側基板と下側基板との平行度が僅かでも傾いた場合には、基板の膜面が損傷したり、貼り合せ不具合が生じたりする等の問題が発生する。近年は、基板が大型化する傾向にあるが、大型化するにつれて、上側基板と下側基板との平行度を保つことが難しくなり、歩留まり低下が深刻となる。また、製品不良に至らない場合であっても、基板の微妙な位置ズレは、表示品位の低下につながる。
【００１１】
また、上記特許文献３の方法によれば、貼り合わせ基板と上定盤／下定盤との引き離し時に静電力が残存していると、上側基板と下側基板との間で位置ズレが発生する恐れがある。例えば、上側基板と上定盤との引き離し時に静電力が残存していると、上定盤の引き上げに伴って上側基板が引っ張られ、下側基板との位置ズレが発生する恐れがある。貼り合わせた上側基板と下側基板の位置ズレが生じると、ズレ量が大きい場合には、製品不良となる。また、位置ずれが微小の場合には、表示品位の低下を招来する。ここで、上定盤と上側基板の引き離しをスムーズにするために樹脂シートを介する構成とすると、上定盤の上側基板に対する保持力が低下するという新たな問題が生じる。基板保持力が低いと、製造工程中の位置ズレ発生による製品不良、落下などによる破損が懸念される。基板保持力を確保するために静電力を高めれば、樹脂シートを介した場合であっても上記位置ズレの問題が生じ得る。
【００１２】
なお、上記問題点は、真空中で一対の基板を貼り合せる場合全般について生じ得る。
【００１３】
本発明は、上記背景に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、歩留まりが高く、かつ、基板の位置合わせ精度が高い基板貼り合せ装置、及び基板貼り合せ方法、並びに液晶表示装置の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明に係る基板貼り合わせ装置は、上側基板と下側基板とを貼り合せる基板貼り合せ装置であって、前記上側基板の上側主面を静電吸着により着脱自在に保持する上定盤と、前記下側基板を、前記上側基板の下方で当該上側基板と対向配置されるように載置して着脱自在に固定する下定盤と、前記上側基板と前記下側基板が配設されている空間を所望の真空度にする真空チャンバと、前記上側基板と前記下側基板の位置を所望の位置とするために、前記上側基板と前記下側基板の少なくとも一方の位置を調整する位置調整機構と、前記上側基板と前記下側基板を貼り合せるために、並びに前記上側基板と前記下側基板を貼り合せた後、前記上定盤が前記上側基板への静電吸着を解除して、前記上定盤と前記上側基板を切り離すために、前記上側基板の主面の法線方向に前記上定盤、又は前記下定盤の少なくともいずれかを昇降させる昇降機構と、前記上定盤を前記上側基板から引き離す際に当該上側基板の位置ズレが生じないかを判定する、前記上側基板に対する前記上定盤の引っ張り力評価手段と、を具備する。前記昇降機構は、前記引っ張り力評価手段に基づいて、前記上側基板の位置ズレが生じないと判定された場合に、昇降動作を開始するように構成されている。
【００１５】
本発明に係る基板貼り合わせ方法は、下側基板と上側基板とを貼り合せる基板貼り合せ方法であって、前記上側基板と前記下側基板の少なくとも一方に、これらの基板間に配設される接着部材を形成する工程と、前記上側基板の上側主面を上定盤に静電吸着により保持する工程と、前記下側基板を、前記上側基板の下方で当該上側基板と対向配置されるように下定盤に載置して固定する工程と、前記上側基板と前記下側基板が配設された空間を所望の真空度にする工程と、前記上側基板と前記下側基板の位置合わせを行う工程と、前記上側基板と前記下側基板を、前記接着部材を介して貼り合わせる工程と、前記上側基板と前記上定盤の固定を解除して、前記上定盤と前記上側基板とを前記上側基板の主面の法線方向に切り離す工程と、を具備する。前記上定盤と前記上側基板を引き離す工程は、前記上側基板に対する前記上定盤の引っ張り力をモニタリングし、前記上側基板が位置ズレを生じないと判定された場合に、引き離し動作を実施する。
【００１６】
本発明に係る液晶表示装置の製造方法は、上側基板と下側基板の間に液晶層が挟持された液晶表示装置の製造方法であって、前記上側基板と前記下側基板の少なくとも一方に、シールパターンを形成する工程と、前記上側基板と前記下側基板とを前記シールパターンを介して貼り合わせる基板貼り合わせ工程と、その後、貼り合わされた前記上側基板と前記下側基板を分断して液晶表示パネルを得る工程とを備える。前記基板貼り合わせ工程は、前記上側基板の上側主面を上定盤に静電吸着により保持する工程と、前記下側基板を、前記上側基板の下方で当該上側基板と対向配置されるように下定盤に載置して固定する工程と、前記上側基板と前記下側基板が配設された空間を真空にする工程と、前記上側基板と前記下側基板の位置合わせを行う工程と、前記上側基板と前記下側基板を当接して貼り合わせる工程と、前記上側基板と前記上定盤の固定を解除して、前記上定盤と前記上側基板とを前記上側基板の主面の法線方向に切り離す工程と、を具備する。前記上定盤と前記上側基板を引き離す工程は、前記上側基板に対する前記上定盤の引っ張り力をモニタリングし、前記上側基板が位置ズレを生じないと判定された場合に、引き離し動作を実施する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、歩留まりが高く、かつ、基板の位置合わせ精度が高い基板貼り合せ装置、及び基板貼り合せ方法、並びに、液晶表示装置の製造方法を提供することができるという優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】第１実施形態に係る液晶表示装置の模式的平面図。
【図２】第１実施形態に係る液晶表示装置の模式的断面図。
【図３】第１実施形態に係るマザー基板上のシールパターンの形状を説明するための模式的平面図。
【図４】第１実施形態に係る液晶表示装置の製造工程の流れを説明するためのフローチャート図。
【図５】第１実施形態に係る基板貼り合せ装置の模式的断面図。
【図６】第１実施形態に係る基板貼り合せ装置において、液晶表示装置用セルの基板を貼り合せる製造工程断面図。
【図７】第２実施形態に係る基板貼り合せ装置において、液晶表示装置用セルの基板を貼り合せる製造工程断面図。
【図８】第３実施形態に係る基板貼り合せ装置において、液晶表示装置用セルの基板を貼り合せる製造工程断面図。
【図９】第４実施形態に係る基板貼り合せ装置において、液晶表示装置用セルの基板を貼り合せる製造工程断面図。
【図１０】第５実施形態に係る基板貼り合せ装置において、液晶表示装置用セルの基板を貼り合せる製造工程断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明を適用した実施形態の一例について説明する。なお、本発明の趣旨に合致する限り、他の実施形態も本発明の範疇に属し得ることは言うまでもない。また、以降の図における各部材のサイズや比率は、説明の便宜上のものであり、実際のものとは異なる。
【００２０】
［第１実施形態］
図１に、第１実施形態に係る基板貼り合せ装置を用いて製造した液晶表示装置１の模式的平面図を、図２に、図１のＩＩ−ＩＩ切断線における模式的断面図を示す。第１実施形態に係る液晶表示装置１は、スイッチング素子としてＴＦＴ（薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor））を有するアクティブマトリックス型の表示装置である。ここでは、ＴＮ（Twisted Nematic）液晶を用いる縦電界モードの透過型の液晶表示装置について説明する。
【００２１】
液晶表示装置１は、図２に示すように、第１基板としてのスイッチング素子基板１０と、スイッチング素子基板１０に対向配置される第２基板としてのカラーフィルタ基板２０を備える。そして、この一対の基板間の周縁に形成された液晶シール３により両基板が貼り合わされ、その間に液晶層７が配設されている。
【００２２】
スイッチング素子基板１０は、光透過性を有するガラス基板等からなる第１絶縁性基板１１を備える。第１絶縁性基板１１のカラーフィルタ基板２０との対向面には、液晶層７中の液晶分子を配向させるための第１配向膜１６が形成され、外側主面には第１偏光板１７が配設されている。第１配向膜１６の下層には、液晶を駆動する電圧を印加する画素電極１５、画素電極１５に電圧を供給するＴＦＴ等のスイッチング素子１２、スイッチング素子１２に信号を供給する配線（不図示）等を備える。
【００２３】
また、スイッチング素子１２、配線を覆う絶縁膜１４、スイッチング素子に供給する信号を外部から受け入れる端子電極１３、端子電極１３から入力された信号を後述する共通電極２４へ伝達するためのトランスファ電極１８等を備える。スイッチング素子基板１０には、その名称の如く画素電極１５やスイッチング素子が画素毎にアレイ状に配置されている。
【００２４】
カラーフィルタ基板２０は、光透過性を有するガラス基板等からなる第２絶縁性基板２１を備える。第２絶縁性基板２１のスイッチング素子基板１０との対向面には、液晶層７中の液晶分子を配向させるための第２配向膜２６が形成され、外側主面には第２偏光板２７が配設されている。第２配向膜２６の下層には、スイッチング素子基板１０上に設けられた画素電極１５との間に電界を印加して液晶を駆動する共通電極２４を備える。共通電極２４の下部には、カラーフィルタ層２３、遮光層２２等を備える。
【００２５】
共通電極２４は、スイッチング素子基板１０とカラーフィルタ基板２０間に形成されたトランスファ材６を介して、スイッチング素子基板１０上に配置されたトランスファ電極１８と電気的に接続されるように構成されている。そして、外部から端子電極１３に入力された信号は、トランスファ電極１８及びトランスファ材６を介して共通電極２４に伝達するように構成されている。これにより、共通電極２４に共通電位が供給され、画素電極１５と共通電極２４の間で電界を印加して液晶を駆動することができる。
【００２６】
スイッチング素子基板１０上には、矩形状に形成された表示領域８と、この外側に枠状に形成された額縁領域９を有する（図１参照）。表示領域８には、複数のゲート配線（不図示）と複数のソース配線（不図示）が形成されている。ゲート配線とソース配線は、絶縁層（不図示）を介して互いに交差するように配設されている。ゲート配線とソース配線の交差点付近には、マトリックス状にＴＦＴからなるスイッチング素子１２が設けられている（図２参照）。そして、隣接するゲート配線とソース配線とで囲まれた領域に画素電極１５が形成され、この領域が画素として機能する。画素電極１５は、例えば、ＩＴＯ(Indium Thin Oxide)などの透明導電性薄膜から形成されている。
【００２７】
スイッチング素子基板１０とカラーフィルタ基板２０との間隙における周縁領域には、液晶シール３が形成されている（図１参照）。液晶シール３は、例えば、ディスペンサを用いて一筆書きで連続して描画することにより形成する。
【００２８】
スイッチング素子基板１０は、図２に示すように、カラーフィルタ基板２０より外径寸法が大きく、カラーフィルタ基板２０との非対向領域に、端子電極１３が配置されている。スイッチング素子基板１０とカラーフィルタ基板２０との間隙は、面内スペーサである球状スペーサ（不図示）によって、所定の間隔となるように保持されている。なお、面内スペーサとして、球状スペーサに代えて柱状スペーサを用いてもよい。
【００２９】
液晶表示装置１は、上記の他、各種駆動信号を発生する制御基板５１、制御基板５１と端子電極１３を電気的に接続するＦＦＣ（Flexible Flat Cable）５２、バックライトユニット（不図示）等も備えている。バックライトユニットは、液晶表示パネル２の背面側から光を照射するように、液晶表示装置１の反視認側に配置されている。さらに、液晶表示パネル２とバックライトユニット間には、光の偏光状態や指向性などを制御する光学シートが配置されている。液晶表示パネル２は、バックライトユニット等と共に表示部分が解放された筺体（不図示）の中に収納されている。
【００３０】
次に、第１実施形態に係る液晶表示装置１の動作について説明する。制御基板５１から電気信号が入力されると、各種信号がＦＦＣ５２を介して端子電極１３に供給される。そして、端子電極１３から、走査信号や表示信号が配線（不図示）に供給される。これにより、スイッチング素子１２と電気的に接続された画素電極１５に表示電圧が印加される。また、端子電極１３から入力された信号がトランスファ電極１８及びトランスファ材６を介して共通電極２４に伝達し、共通電極２４に共通電位が供給される。これにより、画素電極１５及び共通電極２４間に電界が発生する。
【００３１】
画素電極１５と共通電極２４との間の電界に応じて液晶層７の液晶分子の方向が変わる。そして、バックライトユニットの発する光がスイッチング素子基板１０、液晶層７、カラーフィルタ基板２０を介して外部へ透過あるいは遮断されることにより、液晶表示装置１に映像等が表示される。
【００３２】
続いて、第１実施形態に係る液晶表示装置用セルについて説明する。図３は、第１実施形態に係る液晶表示装置用セルに用いられるマザー基板の模式的平面図である。液晶表示装置用セルは、スイッチング素子基板を形成するための第１マザー基板３０と、カラーフィルタ基板２０を形成するための第２マザー基板４０を、接着部材であるシール材を介して貼り合せることにより得られる。図３においては、貼り合せ前のカラーフィルタ基板２０を形成するための第２マザー基板４０を図示している。なお、図３の例においては、説明の便宜上、第２マザー基板４０の他、液晶シール３、全周シール４のみを図示する。
【００３３】
液晶表示装置用セルは、後述する分断工程において、一対のマザー基板を分断することにより複数の液晶表示パネル２が得られる。図３の例においては、矩形状の一対のマザー基板に、４×４個の液晶表示パネル２（図３中の点線で囲まれた領域）が形成される。液晶表示パネル２は、第２マザー基板４０の短辺、長辺に対して平行に規則正しく配置されている。第２マザー基板４０において、液晶表示パネル２の間の領域は、後述するセル分断工程において切り落とされる分断領域５５である。
【００３４】
次に、第１実施形態に係る液晶表示装置１の製造方法について図４のフローチャート図を用いて説明する。
【００３５】
まず、各マザー基板にそれぞれ複数のスイッチング素子基板部、カラーフィルタ基板部を作製する（ステップＳ１）。具体的には、ガラス基板からなる第１絶縁性基板１１の一主面に、スイッチング素子１２、端子電極１３、絶縁膜１４、画素電極１５、トランスファ電極１８等を形成する。また、ガラス基板からなる第２絶縁性基板２１の一主面に、遮光層２２、着色層２３、及び共通電極２４をパターン形成する。これらは、成膜、フォトリソグラフィー法によるパターニング、エッチング等により得ることができる。マザー基板から多数の液晶表示装置１が効率よく製造できるように、各マザー基板の短辺、及び長辺と平行に液晶表示装置の面付けが並ぶように規則正しく配置する。
【００３６】
次に、基板洗浄工程において、スイッチング素子基板部が形成されているマザー基板を洗浄する（ステップＳ２）。そして、配向膜形成工程において、マザー基板の画素電極１５が形成された面に、第１配向膜１６を形成する（ステップＳ３）。この工程では、例えば印刷法により有機膜からなる第１配向膜１６を塗布し、ホットプレートなどにより、焼成処理して乾燥させる。その後、ラビング工程において、第１配向膜１６にラビングを施すことにより配向処理を行う（ステップＳ４）。
【００３７】
カラーフィルタ基板部が形成されている第２マザー基板４０についても、上記ステップＳ２からステップＳ４と同様の工程、すなわち、基板洗浄、第２配向膜２６形成、及びラビング処理を行う。なお、第２絶縁性基板２１の場合、共通電極２４が形成された面に、第２配向膜２６を形成する。
【００３８】
続いて、シール材塗布工程において、ディスペンサを用いてマザー基板のいずれかの一方の対向面に、シール材により液晶シール３、全周シール４を形成する（ステップＳ５）。第１実施形態においては、カラーフィルタ基板部を有する第２マザー基板４０側に液晶シール３、全周シール４を形成する。厚さ０．６ｍｍの第２マザー基板４０上に、ディスペンサを用いて、シール材を供給することにより液晶シール３及び周辺シール４を形成する。
【００３９】
シール材には、例えば紫外線硬化型樹脂を用いる。紫外線硬化型樹脂に代えて、熱硬化型樹脂を用いたり、両者を併用するタイプを用いたり、他の公知の材料を適用したりすることができる。次に、トランスファ材塗布工程において、一対のマザー基板のいずれかの対向面に、トランスファ材６の塗布処理を行う（ステップＳ６）。なお、トランスファ材６の塗布処理については、シール材中に導電性の粒子などを混在させることにより、シール材にトランスファ材の機能を兼ね備えるようにしてもよく、この場合には、ステップＳ６の工程を省略することができる。
【００４０】
続いて、スペーサ散布工程において、一対のマザー基板のいずれかの面に基板間隔を所定の距離に保持するスペーサを散布する（ステップＳ７）。この工程は、例えば、湿式法や乾式法によりスペーサを分散させることにより行われる。ここでは、スイッチング素子基板１０側である第１マザー基板３０上に、粒径４．０μｍの球状スペーサを散布し、１５０℃にて３０分の加熱を行い密着させた。なお、スペーサの散布は、前記の加熱工程が必要であることから、先に説明を行ったシール材やトランスファ材６を塗布するマザー基板と異なる側の基板に対して独立して行うとよい。また、同じマザー基板に行う場合には、シール材やトランスファ材６を塗布する工程より先に本ステップＳ７の工程を行うとよい。また、スペーサとして、柱状スペーサも好適に適用することができる。柱状スペーサを用いる場合には、一対のマザー基板のいずれかの上に有機樹脂膜をパターニング等することにより得ることができる。この場合、ステップＳ７の工程は省略することができる。
【００４１】
その後、液晶滴下工程において、第２マザー基板４０上の表示領域８内である液晶シール３内に所定量の液晶を液滴状態で滴下する（ステップＳ８）。次いで、貼り合せ工程において、マザー基板同士を貼り合せる（ステップＳ９）。この工程では、まず、後述する基板貼り合せ装置内に、液晶シール３と液滴状態の液晶を載せた第２マザー基板４０と、スイッチング素子が形成された第１マザー基板３０をセットする。そして、真空排気を行い、真空中にてマザー基板同士を貼り合せる。これにより、複数の液晶表示パネル２がアレイ状に形成される。貼り合せ工程により、液晶シール３、全周シール４が潰され、幅が広がって封止される。
【００４２】
次いで、シール硬化工程において、マザー基板同士を貼り合せた状態で、液晶シール３及び全周シール４を完全に硬化させる（ステップＳ１０）。この工程は、例えば用いるシール材の材質に合わせて熱を加えることや、紫外線を照射することにより行われる。ここでは、大気中において、液晶シール３及び全周シール４に、紫外線を５０００ｍＪ照射した後に、１２０℃で１時間加熱を行い、シールを硬化させる。シール硬化後、一対のマザー基板のいずれか一方、若しくは両基板に対してガラス加工を施す工程を加えてもよい。このようにして液晶表示装置用セルが製造される。
【００４３】
次に、セル分断工程において、貼り合わされた一対のマザー基板を多数の個別のセル（液晶表示パネル）に分断する（ステップＳ１１）。この分断工程において、同時に形成された複数の液晶表示パネルのセルを個別に分断する。また、スイッチング素子基板１０の端子１３の形成される部分が露出するように、カラーフィルタ基板２０部分を分断して端材として除去する。
【００４４】
その後、偏光板貼付工程において、液晶セルに第１偏光板１７、第２偏光板２７を貼り付け（ステップＳ１２）、制御基板実装工程において、制御基板５１を実装する（ステップＳ１３）。上記工程を経て、液晶表示パネル２が完成する。液晶表示パネル２に対し、光学シートを介してバックライトユニットを配設し、表示面部分が解放された筺体に収納することにより、液晶表示装置１が完成する。
【００４５】
次に、上述したステップＳ９の基板貼り合せ工程について詳細に説明する。図５は、第１実施形態に係る基板貼り合せ装置を説明するための模式的断面図であり、図６は、液晶表示装置用セル５０を収納した状態の基板貼り合せ装置の模式的断面図である。基板貼り合せ装置１００は、上側基板と下側基板を真空中で貼り合わせるための装置であり、筺体７０内に真空チャンバ６０を有する。
【００４６】
真空チャンバ６０は、液晶表示装置用セル５０を内部に収納可能な空間を有し、かつ、減圧状態とすることが可能な閉空間を有している。真空チャンバ６０内には、下定盤６１、上定盤６２、荷重センサ６３、上昇機構６４、位置調整機構６５、基板搬送アーム（不図示）等が配設されている。
【００４７】
上定盤６２は、上側基板との吸着面、及び静電チャックを有し、上側基板の上側主面を静電吸着により着脱自在に保持可能な構成となっている。下定盤６１は、下側基板を載置するためのステージを有し、下側基板の下側主面を着脱自在に固定可能な構成となっている。
【００４８】
下定盤６１は、位置制御機構６５によってＸＹθ方向（図５参照）に自在に移動可能なように構成されている。上定盤６２は、昇降機構６４によって上側基板の主面の法線方向であるＺ軸方向（図５参照）に自在に移動可能なように構成されている。但し、昇降機構６４には、上側基板と下側基板を貼り合わせるモードにおいて、上側基板と下側基板とが予め設定した圧力で当接した場合に、昇降動作を停止する圧力センサ及びストッパー機能が備えられている。これにより、上側基板と下側基板を貼り合わせる際に、圧力が掛かり過ぎて基板が破損したり、セルギャップが所望の値から外れたりすることを防止することができる。
【００４９】
下定盤６１と上定盤６２は、貼り合わせる基板を保持することが可能であって、貼り合わせる基板同士の平行度を保つことができれば、特に限定されないが、撓み変形しない剛性の強い材料とする。例えば、十分な厚みのある金属材料、セラミック材料などを好適に用いることができる。
【００５０】
第１実施形態においては、第１マザー基板３０を上側基板とし、第２マザー基板４０を下側基板とする例について説明するが、液晶を滴化する基板が下側基板であればよく、スイッチング素子基板を有する第１マザー基板３０を下側基板とし、カラーフィルタ基板を有する第２マザー基板４０を上側基板としてもよい。
【００５１】
荷重センサ６３は、上側基板である第１マザー基板３０が上定盤６２に引っ張られている荷重を評価する引っ張り力評価手段として機能し、これを評価可能な位置に設置されている。第１実施形態においては、上定盤６２内に設置した。なお、上側基板が上定盤６２に引っ張られている荷重を評価することが可能であればよく、荷重センサに代えて、他の引っ張り力評価手段を配設してもよい。
【００５２】
上記のように構成された基板貼り合わせ装置１００は、以下のようにして第１マザー基板３０と第２マザー基板４０を貼り合わせる。まず、第１マザー基板３０が、装置外から基板搬送アームによって装置内に搬送され、上定盤６２に静電吸着により保持される。次いで、第２マザー基板４０が、装置外から基板搬送アームによって装置内に搬送され、下定盤６１上であって、第１マザー基板３０と対向配置される位置に載置される。換言すると、第１マザー基板３０は、第２マザー基板４０の上方に間隙を持って対向配置される。そして、下定盤６１に設けられた静電チャック（不図示）により、第２マザー基板４０が下定盤６１に静電吸着されて固定保持される。なお、下定盤６１は、静電吸着による固定に代えて、他の方法により固定してもよい。但し、処理タクトの観点から、及び種類やサイズの異なる基板に汎用的に適用する観点から、静電吸着とすることが好ましい。
【００５３】
第１マザー基板３０の上側主面は、上定盤６２の吸着面に、上定盤６２に設けられた静電チャック（不図示）により静電吸着されて固定保持される。その後、真空チャンバ６０を閉じ、閉空間とする。そして、真空ポンプ等を用いて、所望の真空度になるまで減圧する。
【００５４】
その後、上定盤６２を昇降機構６４によりＺ軸方向に下降させ、第１マザー基板３０と第２マザー基板４０を近接位置にする。そして、第２マザー基板４０に対する位置合わせマーク（不図示）と、第１マザー基板３０の位置合わせマーク（不図示）が一致するように、高精度に位置合わせを行う。第１マザー基板３０と第２マザー基板４０の位置合わせ方法は、公知の方法を制限なく利用することができる。例えば、ＣＣＤカメラ等を用いた位置ズレ検出システムに基づいて、位置調整機構６５を駆動させることにより調整を行うことができる。
【００５５】
次いで、上定盤６２を昇降機構６４によりＺ軸方向に下降させ、第１マザー基板３０を第２マザー基板４０上に載置する。その後、第１マザー基板３０と第２マザー基板４０の間に所定の圧力を印加する。これによって、液晶シール３、全周シール４が押しつぶされて、第１マザー基板３０と第２マザー基板４０が貼り合わされる。
【００５６】
第１マザー基板３０と第２マザー基板４０とを貼り合せた後、上定盤６２の静電チャックをオフし、荷重センサ６３を用いて引っ張り力をモニタリングしながら、昇降機構６４により上定盤６２を上昇させる。
【００５７】
ここで、上定盤６２の上昇動作に伴って、第１マザー基板３０の位置ズレが確実に生じない値をあらかじめ設定しておく。すなわち、荷重センサ６３には、液晶表示装置用セル５０の第２マザー基板４０と上定盤６２との密着力未満の適当な値を予め設定しておく。そして、上定盤６２を上昇させる際に、この設定値以下となっているか否かを荷重センサ６３が判定する。荷重センサ６３が、前述の設定値以下であると判定した場合には、上定盤６２の上昇動作を開始する。一方、設定値を超えていた場合には、上定盤６２の上昇動作を中止する。そして、設定値以下となるのを荷重センサ６３が認識した後に、上定盤６２の上昇動作を開始する。
【００５８】
真空チャンバ６０内の真空雰囲気は、基板貼り合せ後に開放する。上定盤６２と第１マザー基板３０との静電チャックをオフした後でもよいし、同じタイミングであってもよいし、静電チャックをオフする前でもよい。但し、処理タクトを向上させる観点から、静電チャックをオフした後、若しくは同時のタイミングとすることが好ましい。なお、第１実施形態においては、上側基板と下側基板とを１組ずつ、基板貼り合わせ装置に搬入する例について説明したが、複数組の上側基板と下側基板を基板貼り合わせ装置内に予め搬入し、連続して基板の貼り合わせ工程を行ってもよい。この場合には、１組毎に真空を破壊する必要はなく、装置外に基板を搬出する際に、真空を破壊すればよい。
【００５９】
その後、第２マザー基板４０と下定盤６１の静電チャックもオフし、液晶表示装置用セル５０を、基板貼り合せ装置１００の外に搬出する。そして、シール硬化工程において、液晶シール３及び全周シール４を完全に硬化する。なお、このシール硬化工程を、基板貼り合せ装置１００内で行ってもよい。
【００６０】
上記特許文献１においては、注入した気体の圧力で下側基板への落下力、すなわち落下の加速度を強制的に作用させ、上側基板を下側基板の上に圧着させる方式を採用していた。このため、上側基板を落下させる際に高精度の制御が必要となる。また、上側基板と下側基板との平行度が僅かでも傾いた場合には、基板の膜面の損傷や、貼り合せ不具合などの問題が生じる場合があった。
【００６１】
また、第１実施形態の構成から引っ張り力評価手段が設けられていない構成とした場合には、以下のような問題が生じ得る。すなわち、第１マザー基板と第２マザー基板を貼り合せた後、静電チャックをオフして上定盤を第１マザー基板から離す際、静電チャックの解除が不十分であると、上側基板が持ち上げられる場合がある。その場合、シール材の剥離や貼り合せの位置ズレが発生し、製品不良、表示不良、若しくは表示品位の低下が生じる。これを防止する方法として、静電チャックの静電力が完全に消失するまで、上定盤の上昇を待つ方法が考えられる。これにより、位置ズレの発生を回避することが可能であるが、処理タクトが著しく低下して、製造効率が低下してしまうという問題がある。また、製造効率を低下させない方法として、第１マザー基板と上定盤の間に強制的に気体を噴出（送出）する方法が考えられる。しかし、この方法においては、基板にねじれる方向の力がかかり、上側基板と下側基板のズレが生じることが懸念される。
【００６２】
第１実施形態によれば、荷重センサ６３を設けているので、上定盤６２を上側基板である第１マザー基板３０と引き離す際に、第１マザー基板３０が上定盤６２によって位置ズレしない条件で上定盤の上昇動作を行うことができる。このため、上定盤６２が上昇した際に上側基板である第１マザー基板３０が持ち上げられることを防止することができる。その結果、製品不良を防止し、微小の貼り合わせズレによる表示品位の低下を防止することができる。すなわち、歩留まりの向上と表示品位の向上を実現することができる。
[第２実施形態]
次に、上記実施形態とは異なる構造の基板貼り合わせ装置の一例について説明する。なお、以降の説明において、上記実施形態と同一の要素部材は同一の符号を付し、適宜その説明を省略する。
【００６３】
第２実施形態に係る基板貼り合せ装置は、以下の点を除き、上記第１実施形態の構成と同一である。すなわち、第２実施形態に係る基板貼り合せ装置においては、上定盤とこれに固定保持される上側基板とを引き離すためのパージ機構６６が設けられている点において、同機構を備えない第１実施形態と相違する。
【００６４】
図７に、第２実施形態に係る基板貼り合せ装置の模式的断面図を示す。第２実施形態に係る基板貼り合せ装置１００ａは、パージ機構６６を備える。パージ機構６６は、Ｎ２などの気体を上定盤６２内に設けられた気体送出路６７を経由して噴出（送出）する機構を備えている。パージ機構６６は、上定盤６２と第１マザー基板３０の引き離しを補助する役割を担う。
【００６５】
基板貼り合せ装置１００ａにより、第１マザー基板３０と第２マザー基板４０を貼りわせた後、静電チャックをオフし、荷重センサ６３によって引っ張り力をモニタリングしながら上定盤６２ａの上昇動作を行う。この際、荷重センサ６３に対して、予め設定された設定値以上と判定された場合には、動作を中止し、荷重が所定値未満となった時点で上昇動作を開始する。上昇動作が中止された場合であっても、パージ機構６６を動作させて、気体送出路６７を介して第１マザー基板３０と上定盤６２ａの間にＮ２などの気体を送り込むことによって、上定盤６２ａと第１マザー基板３０の引き離しを促進させることができる。パージ機構６６を動作させる際は、引っ張り力が強い場合には、弱いパージ圧で徐々に引っ張り力を弱め、引っ張り力が弱くなるに従い、パージ圧を強めていくように動作させることが好ましい。これにより、基板のズレをより効果的に防止することができる。なお、引っ張り力が所定値未満となった時点でパージ動作を停止し、上定盤６２の上昇動作を開始する。
【００６６】
第２実施形態に係る基板貼り合せ装置によれば、引っ張り力評価手段を備えているので、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。また、第２実施形態によれば、パージ機構６６を設けることにより、上定盤に引っ張られる上側基板の荷重が予め定められた所定値より大きくて、上定盤６２の上昇動作が中止された場合において、速やかに上定盤６２ａと第１マザー基板３０との引き離しを促進させることができる。これにより、処理タクトを上げることができ、生産能力を向上させることが可能となる。
【００６７】
[第３実施形態]
第３実施形態に係る基板貼り合せ装置は、以下の点を除き、上記第１実施形態の構成と同一である。具体的には、第３実施形態に係る基板貼り合せ装置は、上定盤がバネなどの弾性部材を介して上昇機構６４に取り付けられている点において、上定盤と上昇機構の間に弾性部材を介さない第１実施形態と相違する。
【００６８】
図８に、第３実施形態に係る基板貼り合せ装置の模式的断面図を示す。第３実施形態に係る基板貼り合せ装置１００ｂは、弾性部材６８、上部基板６９を備える。弾性部材６８は、上部基板６９と上定盤６２ｂの間に配設されている。昇降機構６４は、上部基板６９に固定されている。弾性部材６８は、Ｚ方向のみ弾性変形可能なバネなどの弾性部材とする。弾性部材６８として、バネの例を挙げたが、これに限定されない。弾性部材の例としては、印加する力に比例して変形し、変形量に比例した反発力を生じるような、いわゆる弾性変形をするものであればよく、例えば、ゴム部材や、密閉ガス圧を利用するエアシリンダ等を用いることができる。
【００６９】
第３実施形態に係る基板貼り合せ装置によれば、引っ張り力評価手段を備えているので、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。また、第３実施形態によれば、昇降機構６４によって、リニアに上昇動作が実施される場合にも、弾性部材６８を配設することにより、弾性部材６８が伸びるまで液晶表示装置用セル５０に強い力が掛かることを防止することができる。このため、微妙な荷重の変化を正確にモニタすることができる。しかも、所定値の荷重を超えることなく上定盤６２の上昇動作の中止をより確実に行うことができる。このため、貼り合せズレの発生をより効果的に防止することができる。その結果、より効果的に歩留まり、及び表示品位を向上させることができる。
【００７０】
[第４実施形態]
第４実施形態に係る基板貼り合せ装置は、以下の点を除き、上記第１実施形態の構成と同一である。具体的には、第４実施形態に係る基板貼り合せ装置は、位置調整機構が、上定盤側に設けられている点において第１実施形態と相違する。
【００７１】
図９に、第４実施形態に係る基板貼り合わせ装置の模式的断面図を示す。第４実施形態に係る基板貼り合わせ装置１００ｃは、位置調整機構６５ｃが、上定盤６２側に設けられている。すなわち、下定盤６１ｃは、基板貼り合わせ装置１００ｃに対して固定されており、上定盤６２が、ＸＹθＺ軸方向に移動自在に構成されている。上定盤６２の位置を調整することにより、第１マザー基板３０と第２マザー基板４０の位置合わせが実行される。そして、上定盤６２を昇降させることにより、第１マザー基板３０と第２マザー基板４０との貼り合わせ、及びその後の切り離しが実行される。
【００７２】
第４実施形態に係る基板貼り合せ装置によれば、引っ張り力評価手段を備えているので、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００７３】
[第５実施形態]
第５実施形態に係る基板貼り合せ装置は、以下の点を除き、上記第１実施形態の構成と同一である。具体的には、第５実施形態に係る基板貼り合せ装置は、上昇機構が、下定盤側に設けられている点において第１実施形態と相違する。
【００７４】
図１０に、第５実施形態に係る基板貼り合わせ装置の模式的断面図を示す。第５実施形態に係る基板貼り合わせ装置１００ｄは、上昇機構６４ｄが、下定盤６１ｄ側に設けられている。すなわち、上定盤６２ｄは、基板貼り合わせ装置１００ｃに対して固定されており、下定盤６１ｄが、ＸＹθＺ軸方向に移動自在に構成されている。下定盤６１ｄの位置を調整することにより、第１マザー基板３０と第２マザー基板４０の位置合わせが実行される。そして、下定盤６１ｄを昇降させることにより、第１マザー基板３０と第２マザー基板４０との貼り合わせ、及びその後の切り離しが実行される。上定盤６２ｄと第１マザー基板３０の切り離しは、下定盤６１ｄに固定された液晶表示装置用セル５０が下定盤６１ｄと共に降下することにより実行される。
【００７５】
第５実施形態に係る基板貼り合せ装置１００ｄによれば、引っ張り力評価手段を備えているので、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００７６】
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。また、上記実施形態は、好適に組み合わせることができる。また、上記実施形態においては、液晶表示装置の基板を貼り合せる例について説明したが、本願発明は、プラズマ表示装置等のフラットパネル表示装置をはじめとする、真空中で一対の基板を接着部材を介して貼り合せる用途全般に広く適用することが可能である。また、上記液晶表示装置の製造方法は、一例であって、種々の製造方法により製造することが可能である。
【００７７】
上記実施形態においては、昇降機構を上定盤側、若しくは下定盤側のいずれかに設ける例を説明したが、上定盤側と下定盤側の両方に昇降機構を設けてもよい。位置調整機構についても同様である。すなわち、上記実施形態においては、位置調整機構を上定盤側、若しくは下定盤側のいずれかに設ける例を説明したが、上定盤側と下定盤側の両方に位置調整機構を設けてもよい。また、上定盤側と下定盤側において、調整する方向が異なる位置調整機構を設けてもよい。
【符号の説明】
【００７８】
１      液晶表示装置
２      液晶表示パネル
３      液晶シール
４      全周シール
６      トランスファ材
７      液晶層
８      表示領域
９      額縁領域
１０    スイッチング素子基板
１１    第１絶縁基板
１２    ＴＦＴ
１３    端子電極
１４    絶縁膜
１５    画素電極
１６    第１配向膜
１７    第１偏光板
２０    カラーフィルタ基板
２１    第２絶縁基板
２２    遮光層
２３    カラーフィルタ層
２４    共通電極
２６    第２配向膜
２７    第２偏光板
３０    第１マザー基板（上側基板）
４０    第２マザー基板（下側基板）
５０    液晶表示装置用セル
５１    制御基板
５２    ＦＦＣ
５５    分断領域
６０    真空チャンバ
６１    下定盤
６２    上定盤
６３    荷重センサ
６４    昇降機構
６５    位置調整機構
６６    パージ機構
６７    気体送出路
６８    弾性部材
６９    上部基板
７０    筺体
１００  基板貼り合せ装置
【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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