(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
貼り合わされる２枚の基板の一方の周囲にシール剤を塗布し、
前記一方の基板の周囲に塗布したシール剤の塗布高さ分布を測定し、
前記塗布高さ分布に基づいて一対の定盤表面間の相対的な傾斜状態を調整し、
前記傾斜状態が調整された前記一対の定盤を接近させて前記２枚の基板を貼り合わせること
を特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【請求項２】
一対の定盤表面間の相対的な傾斜状態を測定し、
前記傾斜状態に基づいて、貼り合わされる２枚の基板の一方の周囲に塗布するシール剤の塗布高さ分布を決定し、
前記一方の基板の周囲に前記塗布高さ分布の前記シール剤を塗布し、
前記傾斜状態の前記一対の定盤を接近させて前記２枚の基板を貼り合わせること
を特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【請求項３】
２枚の基板の一方に液晶を滴下し、減圧しながら前記２枚の基板を貼り合わせる液晶表示装置の製造方法において、
隣り合う前記液晶が２０Ｐａより高い圧力下で互いに接触しないような滴下間隔で前記液晶を滴下し、
前記圧力下に減圧しながら前記２枚の基板を貼り合わせること
を特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【請求項４】
一方の基板と、他方の基板とを真空中で貼り合わせる液晶表示装置の製造方法において、
前記一方の基板の周囲に形成されるメインシールと、前記メインシールの外側に形成されるダミーシールとを形成し、
前記一方の基板と前記他方の基板とを一対の定盤により対向させて保持し、
少なくとも一方の前記定盤を他方の前記定盤に倣って傾斜させて、前記メインシールが前記他方の基板表面に全周で接触するように前記一方の基板と前記他方の基板とを貼り合わせること
を特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置の製造装置及び製造方法に関し、特に滴下注入法を用いて基板間に液晶を封止する液晶表示装置の製造装置及び製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
アクティブマトリクス型のカラー液晶表示装置は、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ；Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）等が形成されたＴＦＴ基板と、カラーフィルタ（ＣＦ；Ｃｏｌｏｒ  Ｆｉｌｔｅｒ）等が形成されたＣＦ基板とを有している。液晶表示装置の製造工程のうち基板貼り合わせ工程では、ＴＦＴ基板とＣＦ基板のいずれか一方の外周部にシール剤を塗布形成する。次に、両基板を重ね合わせ、加圧−加熱装置や真空加熱装置等の基板貼り合わせ装置を用いて加圧して貼り合わせ、所定のセルギャップを有する貼り合わせ基板を作製する。その後、液晶注入工程では、真空注入法等を用いて貼り合わせ基板のセルギャップ間に液晶を注入し、液晶注入口を封止する。
【０００３】
また、液晶表示装置の製造工程を簡略化し、量産性を向上させる方法として、以下のような滴下注入法がある。まず一方の基板の外周に、光硬化性樹脂又は光＋熱硬化性樹脂からなるシール剤を枠状に塗布する。次に、基板上のシール剤の枠内の複数箇所に所定の滴下間隔で所定量の液晶を滴下する。他方の基板上には、接着剤をコーティングした球状スペーサ（接着スペーサ）を散布する。次に、２枚の基板を基板貼り合わせ装置に搬入し、一方の基板を下定盤に保持させ、他方の基板を上定盤に保持させる。次に、真空中で上下定盤を接近させ、両基板を貼り合わせて貼り合わせ基板を作製する。次に、真空チャンバ内に大気を導入して大気圧に戻し、貼り合わせ基板内外の圧力差を利用してセルギャップを決定する。次に、紫外光（ＵＶ光）を照射し、あるいはその後に加熱してシール剤を硬化させる。また、球状スペーサの散布に代えて、基板上に樹脂等で柱状スペーサを形成し、スペーサ散布工程を省略する方法もある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
一般に基板貼り合わせ装置の上下定盤間の平行度（間隔の最大値と最小値の差）は４０μｍ程度である。それに対し、シール剤は通常３０±５μｍ程度の高さで塗布される。このため、一方の基板の周囲に塗布されたシール剤の一部が他方の基板に接触せず、隙間領域が形成されてしまう場合がある。また、シール剤が領域により異なる高さで塗布されると、上記と同様にシール剤の一部が他方の基板に接触せず、隙間領域が形成されてしまう場合がある。シール剤の一部に隙間領域が形成されていると、大気圧に戻したときに貼り合わせ基板内に空気が混入し、液晶に気泡が生じて液晶表示装置が製品不良になってしまうという問題が生じる。
【０００５】
図９（ａ）は、一方の基板上に液晶が滴下された状態を示している。図９（ａ）に示すように、周囲にメインシール１０６、ダミーシール１０８、１０９等のシール剤が塗布されたガラス基板１０２上には、複数箇所に液晶１０４が滴下されている。基板貼り合わせ工程のタクトタイムを減少させるため、２枚の基板は真空チャンバ内を減圧させながら貼り合わされる。図９（ｂ）は、２枚の基板が減圧されながら貼り合わされているときの液晶１０４の状態を示し、図９（ａ）の領域α内を拡大して示している。図９（ｂ）に示すように、ガラス基板１０２上の複数箇所に滴下された液晶１０４のうち、隣り合う液晶１０４同士が比較的高い（大気圧に近い）圧力下で接触してしまうと、対向する２枚のガラス基板と液晶１０４とで囲まれて空気が封入された空間１１０が形成されてしまう。このため、貼り合わせ基板内に空気が混入し、液晶１０４に気泡が生じて液晶表示装置が製品不良になってしまうという問題が生じる。
【０００６】
本発明の目的は、液晶表示装置の製品不良を低減させ、安定した製造プロセスを確立できる液晶表示装置の製造装置及び製造方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、周囲にシール剤が塗布された一方の基板と、他方の基板とを真空中で貼り合わせる液晶表示装置の製造装置において、前記両基板を対向させて保持し、前記シール剤が前記他方の基板表面に全周で接触するように、少なくとも一方の表面の傾斜方向及び傾斜角度を変更可能な一対の定盤を有することを特徴とする液晶表示装置の製造装置によって達成される。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の実施の形態による液晶表示装置の製造装置及び製造方法について図１乃至図４を用いて説明する。まず、本実施の形態による液晶表示装置の製造装置及び製造方法の前提となる従来の液晶表示装置の製造工程について説明する。図１乃至図３は、液晶表示装置の基板貼り合わせ工程及び液晶注入工程を説明する図である。
【０００９】
まず図１（ａ）に示すように、配向膜処理を施した２枚の基板のうち一方（例えばＴＦＴ基板２）の外周部に、例えば光＋熱硬化性樹脂を枠状に塗布してメインシール１０を形成する。また、例えば光＋熱硬化性樹脂をメインシール１０の外側に塗布して、例えば２重のダミーシール１２、１３を形成する。図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ線で切断したＴＦＴ基板２の断面図である。図１（ｂ）に示すように、メインシール１０及びダミーシール１２、１３は、ガラス基板１４上にそれぞれ高さＨ（例えば３０±５μｍ程度）で形成される。他方の基板（例えばＣＦ基板）には、柱状スペーサを樹脂等で形成しておくか、又は接着スペーサを散布する。
【００１０】
メインシール１０の外側にダミーシール１２、１３を形成することにより、大気圧に戻したときに複数の真空領域が形成される。ダミーシール１２、１３を例えば２重に形成することにより、大気圧と貼り合わせ基板内の圧力との差圧によりシール剤が破損して真空領域が形成されないことや、シール剤の途切れ等がさらに減少し、製造プロセスの安定性が増加する。
【００１１】
次に、図２に示すように、ディスペンサ２０を用いて、ＴＦＴ基板２上に枠状に形成されたメインシール１０の内側に所定の滴下間隔で所定量の液晶２２を滴下する。
【００１２】
次に、ＴＦＴ基板２とＣＦ基板４とを基板貼り合わせ装置６内に搬入する。図３（ａ）に示すように、ＴＦＴ基板２を基板貼り合わせ装置６の下定盤１６に静電吸着により保持させ、ＣＦ基板４を上定盤１８に静電吸着により保持させる。
【００１３】
次に、図３（ｂ）に示すように、基板貼り合わせ装置６の内部を徐々に減圧するとともに上定盤１８を下定盤１３に接近させる。こうすることにより、基板貼り合わせ工程のタクトタイムが減少する。
【００１４】
次に、図３（ｃ）に示すように、両基板２、４間を十分に接近させ、両基板２、４に形成されている位置合わせ用マークを例えば位置合わせ用カメラ２４で撮影しながら位置合わせして貼り合わせ、貼り合わせ基板を作製する。このとき、上定盤１８には下定盤１６に対して例えば１５０ｋｇｆ（＝１．４７×１０3Ｎ）の力が加えられる。
【００１５】
次に、ＣＦ基板４を上定盤１８から開放した後、図３（ｄ）に示すように、基板貼り合わせ装置６内を大気圧の約１ａｔｍ（＝１０１．３２５ｋＰａ）に戻す。これにより、スペーサを介して対向するＴＦＴ基板２とＣＦ基板４とは大気圧によりさらに加圧されて均一なセルギャップを得ることができるとともに、液晶２２もメインシール１０の枠内で均一に拡散される。
【００１６】
次に、図３（ｅ）に示すように、光硬化性樹脂からなるメインシール１０にＵＶ光源２６からＵＶ光を照射してメインシール１０を硬化させ、液晶表示パネル２８が完成する。
【００１７】
次に、本実施の形態による液晶表示装置の製造装置の構成について説明する。図４は、本実施の形態による液晶表示装置の製造装置である基板貼り合わせ装置６の断面構成を示している。図４に示すように、基板貼り合わせ装置６は、筐体に固定された固定台座３４と、固定台座３４に対して上下方向に可動の可動台座３２とを有している。固定台座３４には下定盤１６が固定して取り付けられている。可動台座３２には、例えば複数のばね３０等を介して上定盤１８が取り付けられている。上定盤１８は、下定盤１６に対する傾斜方向及び傾斜角度が変化するようになっている。
【００１８】
本実施の形態によれば、下定盤１６表面と上定盤１８表面との間に相対的な傾斜が生じていても、両基板２、４を貼り合わせる際に所定の力が加えられると上定盤１８表面は下定盤１６表面に倣って傾斜するため、ＴＦＴ基板２側に塗布されたメインシール１０はＣＦ基板４側に全周で接触する。
【００１９】
また、メインシール１０が領域によって異なる高さで塗布されていても、同様にメインシール１０はＣＦ基板４側に全周で接触する。このため、貼り合わせ基板内に空気が混入することがなく、液晶に気泡が生じてしまうことがないので液晶表示装置の製品不良を低減できる。
【００２０】
次に、本発明の第２の実施の形態による液晶表示装置の製造装置について図５を用いて説明する。図５は、本実施の形態による液晶表示装置の製造装置の構成を示している。図５に示すように、基板貼り合わせ装置６は、上定盤１８の傾斜方向及び傾斜角度を任意に調整可能な傾斜調整部４０を有している。傾斜調整部４０は、任意の回転角度で回転可能なモータ部４２と、モータ部４２に接続されたねじ部４４と、可動台座３２に固定された固定部４６とで構成されている。上定盤１８は、平面的に配置された例えば３つの傾斜調整部４０を介して可動台座３２に取り付けられており、各モータ部４２の回転角度を設定することにより、上定盤１８の下定盤１６に対する傾斜方向及び傾斜角度を調整できるようになっている。
【００２１】
本実施の形態では、例えばＴＦＴ基板２上に塗布されたメインシール１０の高さ（ディスペンサの描画データ）を予め測定すれば、メインシール１０の高さ分布に基づいて、基板貼り合わせ装置６の上定盤１８の傾斜方向及び傾斜角度を調整できる。このため、メインシール１０が領域によって異なる高さで塗布されていても、メインシール１０はＣＦ基板４側に全周で接触する。したがって、貼り合わせ基板内に空気が混入することがなく、液晶に気泡が生じてしまうことがないので液晶表示装置の製品不良を低減できる。
【００２２】
次に、本発明の第３の実施の形態による液晶表示装置の製造方法について図６を用いて説明する。本実施の形態では、基板貼り合わせ装置６の上下定盤１６、１８表面の相対的な傾斜状態（例えば複数箇所での上下定盤１６、１８間の間隔）を予め測定しておく。次に、その傾斜状態に基づいて、領域により異なる高さでシール剤（メインシール）１０を塗布する。図６は、本実施の形態による液晶表示装置の製造方法を説明する図である。図６（ａ）は、基板貼り合わせ装置６の断面構成を示している。図６（ａ）に示すように、基板貼り合わせ装置６の上下定盤１６、１８は、互いの表面が傾斜して配置されている。例えば、上下定盤１６、１８に両基板２、４がそれぞれ載置、保持され、両基板２、４が貼り合わされる状態での下定盤１６表面と上定盤１８表面との間の間隔を複数箇所で測定する。
【００２３】
図６（ｂ）は、メインシール１０が塗布されたＴＦＴ基板２の断面を示している。複数箇所で測定した間隔に基づいて、図６（ｂ）に示すように領域により異なる高さでメインシール１０を基板上に塗布し、メインシール１０の頂点と対向するガラス基板との間隔が全ての領域でほぼ同一になるようにする。メインシール１０の塗布高さは、ディスペンサ２０先端部とガラス基板１４表面との距離を変えることにより調整できる。
【００２４】
本実施の形態によれば、上下定盤１６、１８の相対的な傾きに対応して、メインシール１０の塗布高さを変えることにより、ＴＦＴ基板２側に塗布されたメインシール１０はＣＦ基板４側に全周で接触する。このため、貼り合わせ基板内に空気が混入することがなく、液晶に気泡が生じてしまうことがないので液晶表示装置の製品不良を低減できる。
【００２５】
次に、本発明の第４の実施の形態による液晶表示装置の製造方法について図７及び図８を用いて説明する。本実施の形態では、基板上の複数箇所に滴下された液晶が、比較的高い圧力下（例えば２０Ｐａより高い圧力下）で互いに接触してしまうことのないような位置に液晶を滴下する。
【００２６】
図７（ａ）はＴＦＴ基板２上に滴下された直後の１滴の液晶２２を基板面に垂直方向に見た構成を示し、図７（ｂ）は液晶２２の断面を示している。図７に示すように、滴下直後の液晶２２は、ほぼ半球形状であり、１滴が約６ｍｇとすると幅Ｗが７ｍｍ程度で高さが０．５ｍｍ程度である。図８（ａ）は、ＴＦＴ基板２とＣＦ基板４とを貼り合わせる基板貼り合わせ工程での１滴の液晶２２を基板面に垂直方向に見た構成を示し、図８（ｂ）は液晶２２の断面を示している。表１は、ＴＦＴ基板２とＣＦ基板４との間の基板間隔ｈと、液晶２２の幅Ｗとの関係を示している。また、広がり半径ΔＲは、滴下直後の液晶２２と比較したときの半径（Ｗ／２）の変化を表し、本例では広がり半径ΔＲ＝（Ｗ−７）／２で求めている。
【００２７】
【表１】
0004014908.tif 000002
【００２８】
表１に示すように、基板間隔ｈが１０００μｍのときには、対向するＣＦ基板４と液晶２２とが接触していないため、滴下直後と同じ幅Ｗになっている。基板間隔ｈが５００μｍ以下になると、液晶２２とＣＦ基板４とが接触し、液晶２２は基板面方向に広がって幅Ｗが広くなる。
【００２９】
圧力２０Ｐａのときの基板間隔ｈは１００μｍ程度である。基板間隔ｈが１００μｍのとき、液晶２２の幅Ｗは１５．７ｍｍであり、広がり半径ΔＲは４．４ｍｍである。すなわち、液晶２２の滴下間隔が１５．７ｍｍであれば２０Ｐａの圧力下で隣り合う液晶２２が接触することになる。したがって、２０Ｐａより高い圧力下で隣り合う液晶２２が互いに接触しないようにするには、液晶２２の滴下間隔を１５．７ｍｍ以上にすればよい。
【００３０】
本実施の形態によれば、基板貼り合わせ工程において、隣接する液晶２２が比較的高い圧力下で互いに接触することがない。このため、貼り合わせ基板内に空気が混入することがなく、液晶２２に気泡が生じてしまうことがないので液晶表示装置の製品不良を低減できる。
【００３１】
本発明は、上記実施の形態に限らず種々の変形が可能である。
例えば、上記実施の形態では、アクティブマトリクス型の液晶表示装置を例に挙げたが、本発明はこれに限らず、単純マトリクス型の液晶表示装置にも適用できる。
【００３２】
以上説明した実施の形態による液晶表示装置の製造装置及び製造方法は、以下のようにまとめられる。
（付記１）
周囲にシール剤が塗布された一方の基板と、他方の基板とを真空中で貼り合わせる液晶表示装置の製造装置において、
前記両基板を対向させて保持し、前記シール剤が前記他方の基板表面に全周で接触するように、少なくとも一方の表面の傾斜方向及び傾斜角度を変更可能な一対の定盤を有すること
を特徴とする液晶表示装置の製造装置。
【００３３】
(付記２）
付記１記載の液晶表示装置の製造装置において、
前記傾斜方向及び傾斜角度を任意に調整可能な傾斜調整部をさらに有すること
を特徴とする液晶表示装置の製造装置。
【００３４】
(付記３）
一方の基板の周囲に塗布したシール剤の塗布高さ分布を測定し、
前記塗布高さ分布に基づいて一対の定盤表面間の相対的な傾斜状態を調整すること
を特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【００３５】
(付記４）
一対の定盤表面間の相対的な傾斜状態を測定し、
前記傾斜状態に基づいて前記シール剤の塗布高さ分布を決定し、
一方の基板の周囲に前記塗布高さ分布の前記シール剤を塗布すること
を特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【００３６】
(付記５）
付記４記載の液晶表示装置の製造方法において、
前記シール剤は、当該シール剤の頂点と他方の基板との間の距離が全周でほぼ等しくなるように塗布されること
を特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【００３７】
(付記６）
２枚の基板の一方に液晶を滴下し、減圧しながら前記２枚の基板を貼り合わせる液晶表示装置の製造方法において、
２０Ｐａより高い圧力下で、隣り合う前記液晶が互いに接触しないような滴下間隔で前記液晶を滴下すること
を特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【００３８】
(付記７）
付記６記載の液晶表示装置の製造方法において、
前記液晶は、当該液晶１滴が６ｍｇのとき、１５．７ｍｍ以上の滴下間隔で滴下されること
を特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【００３９】
【発明の効果】
以上の通り、本発明によれば、液晶表示装置の製品不良を低減させ、安定した製造プロセスを確立できる液晶表示装置の製造装置及び製造方法を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態による液晶表示装置の製造方法の前提となる従来の液晶表示装置の製造工程を説明する図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態による液晶表示装置の製造方法の前提となる従来の液晶表示装置の製造工程を説明する図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態による液晶表示装置の製造方法の前提となる従来の液晶表示装置の製造工程を説明する図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態による液晶表示装置の製造装置を示す図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態による液晶表示装置の製造装置を示す図である。
【図６】本発明の第３の実施の形態による液晶表示装置の製造方法を示す図である。
【図７】本発明の第４の実施の形態による液晶表示装置の製造方法を説明する図である。
【図８】本発明の第４の実施の形態による液晶表示装置の製造方法を説明する図である。
【図９】従来の液晶表示装置の製造方法を示す図である。
【符号の説明】
２  ＴＦＴ基板
４  ＣＦ基板
６  基板貼り合わせ装置
１０  メインシール
１２、１３  ダミーシール
１４  ガラス基板
１６  下定盤
１８  上定盤
２０  ディスペンサ
２２  液晶
２４  位置合わせ用カメラ
２６  ＵＶ光源
２８  液晶表示パネル
３０  ばね
３２  可動台座
３４  固定台座
４０  傾斜調整部
４２  モータ部
４４  ねじ部
４６  固定部
【図１】
0004014908.tif 000003
【図２】
0004014908.tif 000004
【図３】
0004014908.tif 000005
【図４】
0004014908.tif 000006
【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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