(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シール材を介して相対向するように重ねられた、対をなす基板を両面側から挟んで該基板どうしを圧着させる基板圧着装置であって、
前記対をなす基板を所定の圧力で押圧して粗加圧する第１加圧手段と、
前記第１加圧手段が前記対をなす基板を押圧する領域内で部分毎に任意の圧力で押圧が可能な第２加圧手段と、
前記第１加圧手段で押圧された前記対をなす基板の面内圧力分布を検出する圧力検出手段と、
前記圧力検出手段での検出情報に基づいて前記第２加圧手段における、前記第１加圧手段が押圧した前記領域内の各部分に対応する駆動部分へ圧力補正制御信号を出力して前記対をなす基板を精密加圧させる圧力制御手段と、
を備えることを特徴とする基板圧着装置。
【請求項２】
前記圧力検出手段は、圧力／電圧変換素子を面内領域に複数備える圧力分布検出シートであることを特徴とする請求項１記載の基板圧着装置。
【請求項３】
前記基板は、複数対が重ねられた状態で配置されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の基板圧着装置。
【請求項４】
前記対をなす基板は、前記第１加圧手段の押圧面と前記第２加圧手段の押圧面とで挟まれることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の基板圧着装置。
【請求項５】
前記第２加圧手段の前記押圧面には、圧力に応じて伸縮する、複数のバルーンが配置されていることを特徴とする請求項４記載の基板圧着装置。
【請求項６】
シール材を介して相対向するように重ねられた、対をなす基板を所定の圧力で押圧して粗加圧した状態で、前記対をなす基板の面内圧力分布を検出して前記面内圧力分布を均一化するように前記対をなす基板面の、前記粗加圧された領域内に対して、圧力補正制御信号に基づき複数部分で独立の押圧を行ない精密加圧させることを特徴とする圧着制御方法。
【請求項７】
対向予定面にそれぞれ表示用電極が形成された基板どうをシール材を介して相対向するように重ねて、両側から基板面を所定の圧力で押圧して粗加圧すると共に、前記粗加圧している状態で前記基板面の面内圧力分布を検出して検出情報に基づく圧力補正制御信号により前記基板面を、前記粗加圧された領域内で部分毎に精密加圧して、前記対をなす基板どうしを貼り合わせ、その後、対をなす前記基板と前記シール材とで形成される間隙に液晶を封止することを特徴とする液晶装置の製造方法。
【請求項８】
前記粗加圧は第１加圧手段で行ない、前記精密加圧は第２加圧手段で行なうことを特徴とする請求項７記載の液晶装置の製造方法。
【請求項９】
前記第２加圧手段は、前記基板面に対して複数箇所で任意の圧力で押圧を行なうことを特徴とする請求項８記載の液晶装置の製造方法。
【請求項１０】
前記対をなす基板どうしの間には、スペーサが散布されて分散配置されることを特徴とする請求項７ないし請求項９のいずれかに記載の液晶装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板圧着装置、圧着制御方法及び液晶装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶装置の製造工程における基板どうしの貼り合わせ技術では、液晶層の厚みであるセルギャップを面内で均一にすることが重要な課題である。このセルギャップは、液晶装置の基本的な光学上の数値であるリタデーションΔｎ・ｄを決定する重要なファクターであり、光透過率、コントラスト比、応答速度などの表示特性に影響を与える。
【０００３】
セルギャップを面内で均一にするには、表面の平坦なガラス基本的を用いることが前提であるが、セルギャップ自体が数μｍという薄さであるため、スペーサを基板間に分散して配置するという方法がとられている。すなわち、２枚の基板をシール材を用いて貼り合わせる際に、基板圧着装置による加熱加圧によってスペーサの高さや直径寸法にセルギャップを規定するようにしている。
【０００４】
従来の基板圧着装置としては、図６に示すようなものがある。同図に示すように、この基板圧着装置１を用いることにより、一対の基板２、３をシール材５で貼り合わせることができる。なお、両基板２、３間には、多数のスペーサ４が分散され、両基板の対向する面の周縁部どうしの間にシール材５が介在されている。この基板圧着装置１は、これら基板２、３を重ねて載置する基台１１と、重ねた基板２、３を全面で押圧する加圧板１２を備えた加圧手段１３と、を備えている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記したような基板圧着装置１では、基板の貼り合わせ及び加圧の際に、基台１１と加圧板１２とがわずかに角度をなしていたり、基板２、３の貼り合わせ状態により、加圧むらが発生し易い。基板圧着装置１において加圧むらが発生すると、この加圧むらが液晶パネル側に転写されて、セルギャップがパネル面内で不均一になり、液晶装置の表示品位を低下させるという問題が発生する。
【０００６】
また、基板が可撓性を有するプラスチックフィルムでなる場合には、加圧むらが発生し易くなるため、精度の高い基板圧着装置の実現が望まれている。
【０００７】
そこで、本発明は、基板面内における加圧むらが生じるのを抑制でき基板圧着装置及び圧着制御方法を得ることを目的としている。また、本発明は、面内で均一なセルギャップを有する、光学特性の良好な液晶装置を製造することを他の目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、シール材を介して相対向するように重ねられた、対をなす基板を両面側から挟んで該基板どうしを圧着させる基板圧着装置であって、対をなす基板を所定の圧力で押圧して粗加圧する第１加圧手段と、前記第１加圧手段が前記対をなす基板を押圧する領域内で部分毎に異なる圧力で押圧が可能な第２加圧手段と、前記第１加圧手段で押圧された前記対をなす基板の面内圧力分布を検出する検出手段と、前記検出手段での検出情報に基づいて前記第２加圧手段における、前記第１加圧手段が押圧した前記領域内の各部分に対応する駆動部分へ圧力補正制御信号を出力して前記対をなす基板を精密加圧させる圧力制御手段と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
本発明のこのような構成によれば、第１加圧手段で所定の圧力で押圧して粗加圧された対をなす基板どうしは、シール材により貼り合わされる。そして、検出手段で基板面の面内圧力分布が検出され、この検出情報に基づいて圧力制御手段は前記第１加圧手段が押圧した前記領域内の、第２加圧手段の基板を押圧する複数の部分での圧力調整を行なうように圧力補正制御信号を出力して精密加圧させる。このため、第１加圧手段で圧着された基板面内の圧力分布を均一にすることが可能となる。この基板圧着装置を用いて液晶表示パネルの貼り合わせ工程を行なえば、基板面内のセルギャップが均一で、光学特性の良好な液晶装置を製造することが可能となる。
【００１０】
また、本発明は、検出手段が、圧力／電圧変換素子を面内領域に複数備える圧力分布検出シートであることが好ましい。
【００１１】
このような構成の本発明によれば、基板面内の圧力分布を複数の圧力／電圧変換素子での電圧データから得ることが可能となる。なお、圧力／電圧変換素子としては、例えばピエゾ素子などを用いることができる。
【００１２】
さらに、本発明は、基板が、複数対が重ねられた状態で配置されることが好ましい。
【００１３】
このような構成の本発明によれば、一度の加圧工程で複数対の基板の貼り合わせを行なうことができ、基板圧着の効率化を図ることができる。
【００１４】
また、本発明は、圧力制御手段が、前記検出手段での検出情報に基づいて前記第２加圧手段における、前記領域内の各部分に対応する駆動部分へ圧力補正制御信号を出力することが好ましい。
【００１５】
このような構成の本発明によれば、第２加圧手段が圧力制御手段からの圧力補正制御信号に基づいて複数部分で任意の圧力で基板押圧を行なうことで、第１加圧手段と第２加圧手段とで基板面へ与える圧力の均一化を図ることができる。
【００１６】
さらに、本発明は、対をなす基板が、前記第１加圧手段の押圧面と前記第２加圧手段の押圧面とで挟まれることが好ましい。
【００１７】
このような構成の本発明によれば、対をなす基板の一方の側面側が第１加圧手段の押圧面で所定の圧力で押圧される状態を保持しつつ、対をなす基板の他方の側面側が第２加圧手段の押圧面で微調整を加えることができる。このように、第１の押圧と第２の押圧とが行なわれる面を別にしたことにより、第１加圧手段と第２加圧手段の構成を簡単にすることができる。
【００１８】
また、本発明は、第２加圧手段の前記押圧面に、圧力に応じて伸縮する、複数のバルーンが配置されていることが好ましい。このような構成の本発明によれば、第２加圧手段の押圧面に配置された複数のバルーンがそれぞれ任意の圧力に応じて伸縮することにより、このバルーンが当接する基板面部分の圧力を微調整することが可能となり、基板面内での圧力分布の均一化を図ることができる。
【００１９】
本発明は、圧力制御方法であって、シール材を介して相対向するように重ねられた、対をなす基板を所定の圧力で押圧して粗加圧した状態で、前記対をなす基板の面内圧力分布を検出して前記面内圧力分布を均一化するように前記対をなす基板面の、前記粗加圧された領域内に対して、圧力補正制御信号に基づき複数部分で独立の押圧を行ない精密加圧させることを特徴とする。
【００２０】
本発明のこのような構成によれば、所定の圧力で押圧して粗加圧された対をなす基板どうしは、シール材により貼り合わされる。そして、この状態で基板面の面内圧力分布が検出され、この検出結果に基づいて、対をなす基板の、前記粗加圧された領域内に対して複数の部分での独立の精密加圧を行なって圧力調整を行なうことができる。このため、所定の圧力で押圧された基板面内の圧力分布を是正して均一にすることが可能となる。この圧着制御方法を用いて液晶表示パネルの貼り合わせ工程を行なえば、基板面内のセルギャップが均一で、光学特性の良好な液晶装置を製造することが可能となる。
【００２１】
本発明は、液晶装置の製造方法であって、対向予定面にそれぞれ表示用電極が形成された基板どうをシール材を介して相対向するように重ねて、両側から基板面を所定の圧力で押圧して粗加圧すると共に、前記粗加圧している状態で前記基板面の面内圧力分布を検出して検出情報に基づく圧力補正制御信号により前記基板面を、前記粗加圧された領域内で部分毎に精密加圧して、前記対をなす基板どうしを貼り合わせ、その後、対をなす前記基板と前記シール材とで形成される間隙に液晶を封止することを特徴とする。
【００２２】
本発明のこのような構成によれば、所定の圧力での粗加圧が行なわれることにより、対をなす基板どうしは、シール材により貼り合わされる。そして、この状態で基板面の面内圧力分布が検出され、この検出情報に基づく圧力補正制御信号により、対をなす基板を前記粗加圧された領域内の複数の部分での独立の加圧を行なう精密加圧を行なうことで圧力調整を行なうことができる。このため、精密加圧を行なうことで、粗加圧にて押圧された基板面内の圧力分布を是正して均一にすることが可能となる。この液晶装置の製造方法を用いて液晶表示パネルの貼り合わせ工程を行なえば、基板面内のセルギャップが均一で、光学特性の良好な液晶装置を製造することが可能となる。
【００２３】
また、本発明は、粗加圧は第１加圧手段で行ない、前記精密加圧は別途設けられた第２加圧手段で行なうことが好ましい。
【００２４】
このような構成の本発明によれば、粗加圧と精密加圧とがことなる加圧手段で行なわれるため、圧力を調整するための機能を第２加圧手段のみに備えるようにすることで、加圧手段の構成を簡単にすることができる。
【００２５】
さらに、第２加圧手段が、前記基板面に対して複数箇所で任意の圧力で押圧を行なうことが好ましい。このような構成とすることにより、基板面の複数部分での任意の圧力調整が可能となる。
【００２６】
また、本発明は、対をなす基板どうしの間に、スペーサが散布されて分散配置されていることが好ましい。
【００２７】
このような構成の本発明によれば、基板どうしの間に分散配置されたスペーサが基板押圧に伴い基板どうしが近接し過ぎるのを防止でき、セルギャップが基板面内で均一な液晶装置を実現することができる。このため、液晶装置の光学特性を良好にする効果がある。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る基板圧着装置、圧着制御方法及び液晶装置の製造方法の詳細を図面に示す実施形態に基づいて説明する。
【００２９】
まず、基板圧着装置の構成を説明する。図１は、本実施形態の基板圧着装置の側面説明図である。本実施形態の基板圧着装置１０は、基台１１と、基台１１の上方に所定間隔を介して平行をなすように、支持部材１２を介して基台１１側に固定された対向板１３と、を備えている。これら基台１１と対向板１３との間に、シール材２１を介して相対向するように重ねられた、対をなすガラス基板２２、２３を配置するようになっている。なお、これらのガラス基板２２、２３は、対向予定面にそれぞれ所定パターンの表示用電極が形成され、表示領域全体に渡って配向膜が形成されている。また、一方のガラス基板２２には、表示領域（シール材で囲まれた領域に略相当する）内にスペーサ２４が散布により配置されている。
【００３０】
対向板１３の下面には、配置するガラス基板の面積よりも大きい当接面積をもつ平坦な当接面を下部に有する、第１加圧手段としての第１バルーン１４が設けられている。この第１バルーン１４は、図示しないエアーポンプ並びに圧力調整弁で所定の内圧になるように設定されており、エアーポンプを駆動することにより、下方に向けて膨出するようになっている。
【００３１】
また、基板１１の上面には、圧力微調整用の微細な第２バルーン１５が多数、均等に配設された、第２加圧手段としての精密加圧部１６が設けられている。この精密加圧部１６は、ステージ面１７に図３に示すような配列で、図２に示すような凹部１７Ａが形成されている。この凹部１７Ａには、第２バルーン１５が収納されている。また、凹部１７Ａの底部には、開口１７Ｂが開設され、この開口１７Ｂに、第２バルーン１５に連通するパイプ１５Ａが挿通されている。なお、このパイプ１５Ａは、図示しない圧力微調整装置に接続されている。
【００３２】
また、本実施形態の基板圧着装置１０は、圧力検出手段としての圧力分布検出シート１７と、この圧力分布検出シート１７で得られた検出データが入力される圧力制御部１８と、を備えている。圧力分布検出シート１７は、具体的には樹脂でなるシート本体に所定の配列で多数のピエゾ素子が内蔵され、各ピエゾ素子が配置された位置の圧力を電圧に変化して、圧力制御部１８へ出力されるようになっている。圧力制御部１８は、演算処理装置を備えてなり、図４のブロック図に示すように、圧力分布検出シート１７から入力された電圧データＤ１に基づいて圧力分布検出シート１７の各ピエゾ素子が配置された位置での圧力分布に対応する電圧分布から圧力補正データを算出して精密加圧部１６へ補正制御データＤ２を出力したり、上記した第１バルーン１４へ圧力調整データＤ３を出力ようになっている。なお、補正制御データＤ２は、精密加圧部１６のどの位置の第２バルーン１５の圧力をどの程度に設定するかの情報を含んでいる。これに伴って、上記した図示しない圧力微調整装置が適宜駆動されるようになっている。
【００３３】
次に、本実施形態の基板圧着装置１０を用いて、ガラス基板２２、２３の貼り合わせる方法を図５に示すフローチャートに基づいて説明する。
【００３４】
まず、ガラス基板２２、２３をシール材２１を介して重ねた状態で精密加圧部１６の上に載置する。次いで、ガラス基板２３の上に全面に亙って圧力分布検出シート１７を載置する。この状態で、図示しないスイッチをオンにすることにより、圧力制御部１８から圧力調整データＤ３が第１バルーン１４へ出力されて、第１バルーン１４が加圧されて所定の圧力になるまで膨らむ（第１バルーン加圧ステップＳ１）。この第１バルーン１４の容積の増大に伴いガラス基板２２、２３が所定の圧力で圧迫される。
【００３５】
次に、圧力分布検出シート１７によりガラス基板２３の基板面での圧力分布を検出を開始する（ステップＳ２）。この圧力分布検出シート１７からの圧力分布に対応する電圧データＤ１に基づいて圧力制御部１８で補正制御データＤ２を作成して精密加圧部１６へ供給して補正制御を行なう（ステップＳ３）。
【００３６】
その後、精密加圧部１６では、補正制御データＤ２に基づいて所定のアドレスに位置する第２バルーン１５の圧力調整を図示しない圧力微調整装置で行ない精密加圧を行なう（ステップＳ４）。
【００３７】
そして、圧力分布が均一になったか否かを圧力制御部１８で判定する（ステップＳ５）。その結果、圧力分布が均一と判定された場合はシール材２１が硬化する時間が経過した後、圧着工程を終了する。また、圧力分布が不均一と判定された場合は、再度、補正制御のステップＳ３に戻る。
【００３８】
このようにして圧着されたガラス基板２２、２３は、セルギャップも均一に貼り合わされた状態となる。その後、液晶封止工程を行なうことにより、液晶装置を製造することができる。このようにして製造された液晶装置は、基板どうしを押圧する圧力が均一であるため、セルギャップが均一となる。このため、本実施形態で製造された液晶装置は、光学特性が良好となる。
【００３９】
以上、本実施形態を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、構成の要旨に付随する各種の変更が可能である。例えば上記した実施形態では、ガラス基板を用いたが、樹脂フィルムでなる可撓性を有する基板を用いて良好な貼り合わせを行なうことができる。また、本実施形態では、第１加圧手段として第１バルーン１４を用いたが、ピストンシリンダ駆動による加圧手段を用いてもよい。同様に、第２加圧手段として第２バルーン１５を用いたが、微細な押圧面を有するピストンシリンダ駆動手段を用いても勿論よい。さらに、本実施形態では、圧力検出手段として、ピエゾ素子を備えた圧力分布検出シート１７を用いたが、各種の圧力検出手段を適用することができる。また、本実施形態では、対をなすガラス基板２２、２３を一対だけ加圧するようにしたが、複数対の基板を重ねて加圧処理することも可能であり、このようにすることで効率的な加圧処理を行なうことができる。この場合、複数対の中間に圧力分布検出シート１７を配置することが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る基板圧着装置の実施形態を示す側面説明図である。
【図２】本実施形態の精密加圧部を示す要部断面図である。
【図３】本実施形態の精密加圧部の平面図である。
【図４】本実施形態の基板圧着装置を示すブロック図である。
【図５】本発明に係る圧着制御方法の実施形態を示すフローチャートである。
【図６】従来の基板圧着装置を示す側面説明図である。
【符号の説明】
１０  基板圧着装置
１１  基台
１３  対向板
１４  第１バルーン
１５  第２バルーン
１６  精密加圧部
１７  圧力分布検出シート
１８  圧力制御部
２１  シ−ル材
２２、２３  ガラス基板
２４  スペーサ
【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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