(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の基板と、前記第１の基板より小さい形状を有する複数の第２の基板とをシール材を介し、前記第１の基板と前記複数の第２の基板とを貼り合わせる貼り合わせ工程と、
前記第１の基板に形成された位置合わせ用パターンと、前記複数の第２の基板に形成された位置合わせ用パターンを基準にして、前記貼り合わせ工程における位置合わせ精度よりも高い精度で前記第１の基板と前記複数の第２の基板をそれぞれ位置合わせする位置合わせ工程と、
前記位置合わせ工程の後に、貼り合わされた前記第１の基板と前記複数の第２の基板を加圧して圧着する工程と、
前記第２の基板側から紫外線を照射し前記シール材を本硬化させるシール材硬化工程と、
を有し、
前記各工程を別々の装置で行なうよう前記各工程間には移送工程を設けたことと、前記位置合わせ工程が終了したら移送中に前記第１の基板と前記複数の第２の基板の位置ずれが発生しないよう一部のシール材を仮固定させるために紫外線を照射すること、および、圧着が終了したら前記第２の基板がＺ方向に動かないようシール材を仮硬化させるために前記第１の基板側から紫外線を照射すること、
を特徴とする液晶表示素子の製造方法。
【請求項２】
前記貼り合わせ工程において、前記複数の第２の基板を冶具に配して前記第１の基板に貼り合わせることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示素子の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の技術としては、特許出願公開昭６３−１２９３１９号公報に記載されているように、２枚の基板を高精度に位置合わせした後、貼り合わせる方法と、位置合わせ、貼り合わせ、圧着の３つの工程を、１台の基板組立装置で作業する方法が知られている。
【０００３】
また、特許出願公告平３−６８３６４号公報に記載されているように、マガジンリフター（エレベーター）と、上記のような基板組立装置とを移送装置を介して結合し、１連のラインに構成する方法も知られている。（図５）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の、高精度位置合わせ→貼り合わせの順で作業する製造方法では、装置間の移動の間に発生する位置ずれを防止するために、この２つの工程を２台の装置に分離することが困難であり、また、続いて圧着の工程も作業するため、１台の装置で３つの工程を作業することになり、タクトが長く、大量生産には向かないという問題点を有していた。
【０００５】
また、１台の装置で、高精度の多軸移動機構が必要な位置合わせ機能と、高剛性の加圧機構が必要な圧着機能を有するため、装置の規模が巨大化する上に、複雑な多軸機構のせいでどうしても装置の剛性が低下し、圧着した時に基板の位置ずれが発生するという問題点を有していた。
【０００６】
さらに、タクトが長いので、この工程の前または後ろの、もっとタクトが短い工程と移送装置を介して結合して、１つのラインとしようとすると、タクトが短い装置は稼動率が悪くなってしまうし、稼動率を上げるために基板組立装置を分離して装置数を多くすると、基板組立装置用に給材、除材用のエレベーターが余分に必要であり、給除材に工数が多くかかるという問題点を有していた。
【０００７】
本発明は、従来のこのような問題点を解決するもので、その目的とするところは、各装置の規模が小さく、高剛性で、圧着時の基板位置ずれがなく、タクトが短く、大量生産が可能であり、貼り合わせ、位置合わせ、圧着工程の前または後ろの、タクトが短い工程と移送装置を介して結合し、１連のラインに構成することが可能で、給除材の工数を減少させることができる液晶表示素子の製造方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の液晶表示素子の製造方法は、第１の基板と、前記第１の基板より小さい形状を有する複数の第２の基板とをシール材を介し、前記第１の基板と前記複数の第２の基板とを貼り合わせる貼り合わせ工程と、前記第１の基板に形成された位置合わせ用パターンと、前記複数の第２の基板に形成された位置合わせ用パターンを基準にして、前記貼り合わせ工程における位置合わせ精度よりも高い精度で前記第１の基板と前記複数の第２の基板をそれぞれ位置合わせする位置合わせ工程と、前記位置合わせ工程の後に、貼り合わされた前記第１の基板と前記複数の第２の基板を加圧して圧着する工程と、前記第２の基板側から紫外線を照射し前記シール材を本硬化させるシール材硬化工程と、を有し、前記各工程を別々の装置で行なうよう前記各工程間には移送工程を設けたことと、前記位置合わせ工程が終了したら移送中に前記第１の基板と前記複数の第２の基板の位置ずれが発生しないよう一部のシール材を仮固定させるために紫外線を照射すること、および、圧着が終了したら前記第２の基板がＺ方向に動かないようシール材を仮硬化させるために前記第１の基板側から紫外線を照射すること、を特徴とする。
また、前記貼り合わせ工程において、前記複数の第２の基板を冶具に配して前記第１の基板に貼り合わせることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の液晶表示素子の製造方法は、第１の基板と、前記第1の基板より小さい形状を有する複数の第２の基板とをシール材を介し、前記第１の基板と前記複数の第２の基板とを貼り合わせる貼り合わせ工程と、前記第１の基板に形成された位置合わせ用パターンと、前記複数の第２の基板に形成された位置合わせ用パターンを基準にして、前記第１の基板と前記複数の第２の基板を位置合わせした後に前記シール材の一部を硬化する位置合わせ工程と、しかる後に前記シール材を硬化させる工程と、を有することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の液晶表示素子の製造装置は、第１の基板と、前記第1の基板より小さい形状を有する複数の第２の基板とをシール材を介し、前記第１の基板と前記複数の第２の基板とを貼り合わせる貼り合わせ装置と、前記第１の基板に形成された位置合わせ用パターンと、前記複数の第２の基板に形成された位置合わせ用パターンを基準にして、前記第１の基板と前記複数の第２の基板を位置合わせする位置合わせ装置と、前記シール材を硬化させる硬化装置と、からなり、前記位置合わせ装置は、前記シール材の一部を硬化させるシール材硬化手段を備えることを特徴とする。
【作用】
本発明の上記方法によれば、相互の基板を、高精度に位置合わせする前に貼り合わせてしまうため、貼り合わせによって発生する位置ずれや、２台の装置間を移動する間に発生する位置ずれを位置合わせ時に補正することができ、貼り合わせ工程と位置合わせ工程を分離することができ、さらに圧着の工程も分離できる。この３つの工程を、それぞれ別の装置によって行なうことにより、位置合わせ装置の高精度の多軸移動機構と、圧着装置の高剛性の加圧機構とを別にすることができ、各装置の規模を小さくし、より高精度な位置合わせと、より高剛性で、加圧による位置ずれの少ない圧着ができる。
【００１１】
また、従来１台の装置で作業していた３つの工程を、別々の装置で作業することにより、タクトが約１／３に短縮され、生産量が約３倍に増大し、大量生産が可能となる。
【００１２】
さらに、タクトが減少したことにより、もともとタクトが短い、前工程のシール印刷やギャップ材バラマキ、後工程の紫外線（ＵＶ）照射によるシール材硬化等の工程と連結して１つのラインとしても、工程間のタクトのばらつきが少なく、ロスタイムの無い高速生産ラインが構築可能である。このラインは、工程（装置）間にタクトの差を埋めるためのバッファや、給除材装置（エレベーター等）の必要がなく、連続した一貫生産ができ、リードタイムの短縮が可能となる。
【００１３】
【実施例】
以下に本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。図１は貼り合わせ、位置合わせ、圧着の各工程をそれぞれ別の装置で行うように構成し、各装置を移送装置を介して連結し、さらに、後工程のシール材硬化装置（紫外線照射装置）をも連結して一連のラインとした、液晶表示素子の製造装置の動作を示す概略図である。
【００１４】
所定の前処理を施した基板１と、対向基板２を、エレベーター４，５で給材する。
【００１５】
貼り合わせ装置６は、給材された対向基板２を、貼り合わせ部１２で基板の外形基準程度の位置決め（±数１０〜数１００μｍ）をして、基板１と対向基板２を貼り合わせる。
【００１６】
貼り合わせられた基板３は、移送装置１３によって高精度位置合わせ装置７に移動する。前記位置合わせ装置７では、高精度の位置合わせ部１４で、基板１上の単数または複数の対向基板２を１枚ずつ保持し、Ｚ軸方向に弱く加圧しながら、基板１と対向基板２をＸＹθ方向に高精度（±数μｍ以内）に位置合わせする。位置合わせが終了したら、次の工程に移送する途中で位置ずれが発生しないように、圧力を上げて加圧して対向基板２がずれにくくするか、紫外線照射等で１部のシール材を硬化させ、ＸＹθ方向に動かないように仮固定を行う。
【００１７】
位置合わせが終了した基板３は、移送装置によって圧着装置８に移動する。圧着装置８では、高剛性・高精度の圧着機１５で基板１と対向基板２を加圧し、基板１と対向基板２のギャップ（液晶が入る隙間）を均一（数μｍ±１μｍ程度）にする。圧着が終了したら、シールの弾性でギャップが広がってしまうのを防ぐため、加圧したまま裏面から照射機１６で紫外線等を照射し、シール材を仮硬化させてＺ方向に動かないように固定する。熱硬化型のシール材を使用している場合は、加圧面を所定温度に昇温させて固定する。
【００１８】
圧着及び固定の終了した基板３は、移送装置によってシール材硬化装置９に移動し、照射機１７により今度は表から紫外線等を照射され、シール材の本硬化が行われる。熱硬化型のシール材を使用している場合は、オーブンに入れて加熱し、シール材の本硬化が行われる。
【００１９】
基板１と対向基板２の貼り合わせ，位置合わせ，圧着，シール材硬化が終了した基板３は、エレベーター１０によって除材され、後工程に送られる。
【００２０】
以上のような動作で基板１と対向基板２の貼り合わせ、位置合わせ、圧着の各工程をそれぞれ別の装置で行うことができる。また、各装置を一連のラインとして結合し、後工程であるシール材硬化装置をも連結した、タクトの短い、大量生産ラインとして機能できる。
【００２１】
図２は前記貼り合わせ装置６の、貼り合わせ部１２の概略を示す断面図である。
【００２２】
基板２１は位置決めピン２５により、基板治具２３上で、単数または複数の対向基板２２は位置決め用の溝の肩２６により、対向基板治具２４上で、それぞれの外形精度により低精度（±数１０〜数１００μｍ程度）に位置決めされる。前記対向基板治具２４が下降し、対向基板２２は基板２１に貼り合わせられる。対向基板治具２４は対向基板２２を離して上昇し、貼り合わせが終了する。
【００２３】
ここでは、高精度で位置合わせする機構も、高圧で圧着する機構も必要なく、機構は簡単で、タクトも短くなる。また、対向基板２２が複数の場合でも、一括で貼り合わせできるので、タクトに変化はない。
【００２４】
図３は前記位置合わせ装置７の、位置合わせ部１４の概略を示す断面図である。
【００２５】
基板３１は基板治具３３上に吸着保持され、基板治具３３ごと位置合わせ部に運ばれる。位置合わせ部に運ばれると、対向基板治具３４が下降して対向基板３２を吸着保持し、そのまま弱く加圧し続ける。顕微鏡３６により基板，対向基板の位置合わせ用パターン３５を見て、画像処理により基板３１と対向基板３２の相対位置ずれを計算する。位置ずれ量に合わせて基板３１をＸＹ方向に、対向基板３２をθ方向に移動させ、双方を高精度（±数μｍ以内）に位置合わせする。位置合わせが終了したら対向基板治具３４は対向基板３２を離して上昇する。
【００２６】
対向基板３２が複数の場合、基板３１をＸＹ方向に動かして、次の対向基板を対向基板治具３４の下にくるようにし、位置合わせを続行する。
【００２７】
ここでは、高精度で位置合わせする機構のみが必要で、高圧で圧着する機構は必要ないため、低剛性のコンパクトなＸＹθテーブルで、高精度な位置決めが可能となっている。
【００２８】
図４は前記圧着装置８の、圧着機１５と照射機１６の間の、圧着部の概略を示す断面図である。位置合わせが終了した基板４１と対向基板４２は、照射光を通しやすいガラス等の透明体で作られたテーブル４４に給材され、加圧板４３により高圧で加圧される。ヒーター４６で加熱し、シール材を柔らかくして加圧時間の短縮を図る。所定の基板間距離が得られたら、照射機により紫外線（ＵＶ）４５等を裏面から照射して、シール材を仮硬化させ、加圧をやめてもギャップ（基板間距離）が広がらないようにする。熱硬化型のシール材を使用している場合は、ヒーター４６で加熱することによりシール材を仮硬化させる。シール材がある程度まで硬化したら、加圧をやめ、基板を除材し、シール材を完全に硬化させるために、シール材硬化装置９に送る。
【００２９】
ここでは、高精度に高圧で加圧する機構のみが必要である。可動部は加圧用のＺ軸のみであり、高精度・高剛性なＺ軸に加圧板４３が取り付いた、単純な構造である。１軸だけであるので、多軸組合わせ機構に比べ、高剛性なテーブルをたやすく構成することが可能である。また、構造が単純であるため、シール材を加熱し、やわらかくして加圧時間を短縮させるためのヒーター４６等を、加圧板４３の中に組み込むこともたやすい。この装置では、機械構造用の部品としては、加工が難しいために非常に使いにくいガラスを、テーブル４４の材料として使用することができている。これは、構造が単純であるために、テーブル４４は動かない上に、基板４１用の吸着溝、位置決めピン等も必要なく、ガラスへの穴加工がまったく必要ないからである。
【００３０】
貼り合わせ、位置合わせ、圧着の各工程を図１のように別々の装置で構成し、図１のような順番で配列し、一連のラインとする液晶表示素子の製造方法は、３つの工程を分離したことによりタクトが短縮され、生産量が増大する。この例では、ラインとしてのタクトが減少したことにより、もともとタクトが短い、後工程の紫外線照射によるシール材硬化装置を連結し、一連のラインとしているので、工程の間に入るバッファやエレベーターが必要なくなり、ロスタイムの無い連続した高速一貫生産ラインが構築され、リードタイムも短縮されている。
【００３１】
また、低精度に貼り合わせた後に高精度に位置合わせを行なうので、貼り合わせによって発生する基板間の位置ずれや、貼り合わせ装置と位置合わせ装置の間を移動している間に発生する位置ずれを補正することができる。位置合わせ装置と圧着装置を別にしたことにより、位置合わせ装置では高精度に位置合わせする機構のみを、圧着装置では高精度に高圧で加圧する機構のみを追求することができ、各装置の規模を小さくした上に、より高精度な位置合わせと、より高剛性・高精度で、加圧による位置ずれの少ない圧着ができる。
【００３２】
さらに、位置合わせ装置は、剛性の高い、重いテーブルを使用していないので高速で駆動でき、高速・高精度で位置合わせが可能となり、対向基板が複数の場合でもラインとしてのタクトに影響を与えない。また、各装置の機構が単純になったために、他の機構（ヒーターによる加熱，紫外線等によるシールの仮硬化等）を、精度や剛性、タクトを犠牲にすることなく、むしろ精度やタクトを向上させるために付け加えることができる。
【００３３】
なお、ここに上げた実施例はあくまでも一実施例に過ぎず、貼り合わせの前工程のシール印刷やギャップ材ばらまき、あるいは後工程の液晶注入等の装置を連結して一連のラインとしたり、位置合わせ装置や圧着装置の後ろを分離し、検査工程やバッファを入れたり等の、様々な構成の液晶表示素子の製造方法が考えられる。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明した本発明の液晶表示素子の製造方法及び装置は、相互の基板を貼り合わせた後、位置合わせを行なうことにより、貼り合わせによって発生する位置ずれを補正することができ、位置合わせ精度が向上する。貼り合わせ、位置合わせ、圧着の３つの工程をそれぞれ別の装置で行なうことにより、タクトが短縮され、これらの装置や、この前後工程の装置を連結して一連のラインに構成することにより、生産量が増大し、リードタイムも短縮される。
【００３５】
また、貼り合わせ、位置合わせ、圧着の３つの工程を分離することにより、位置合わせ装置では高精度に位置合わせする機構のみを、圧着装置では高精度に高圧で加圧する機構のみを追求することができ、各装置の規模を小さくした上に、より高速・高精度な位置合わせと、より高剛性・高精度で、加圧による位置ずれの少ない圧着ができる。
【００３６】
さらに、各装置の機構が単純であるために、精度やタクトを向上させるための他の機構を付け加えることも簡単にできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の液晶表示素子製造方法を用いた、液晶表示素子製造装置の動作を示す概略図である。
【図２】貼り合わせ装置の、貼り合わせ部の概略を示す断面図である。
【図３】位置合わせ装置の、位置合わせ部の概略を示す断面図である。
【図４】圧着装置の、圧着部の概略を示す断面図である。
【図５】従来の技術の、位置合わせ、貼り合わせ、圧着を１台の装置で行なうように構成した、液晶表示素子製造装置の動作を示す概略図である。
【符号の説明】
１    液晶表示素子基板
２    液晶表示素子対向基板
３    組み立てられた液晶表示素子基板
４    基板給材用エレベーター
５    対向基板給材用エレベーター
６    貼り合わせ装置
７    位置合わせ装置
８    圧着装置
９    シール材硬化装置
１０    基板除材用エレベーター
１１    対向基板反転機構
１２    貼り合わせ部
１３    基板移送装置
１４    位置合わせ部
１５    圧着機
１６    照射機
１７    照射機
２１    液晶表示素子基板
２２    液晶表示素子対向基板
２３    基板吸着治具
２４    対向基板吸着治具
２５    位置決めピン
２６    位置決め用溝の肩
３１    液晶表示素子基板
３２    液晶表示素子対向基板
３３    基板吸着治具
３４    対向基板吸着治具
３５    位置合わせ用パターン
３６    顕微鏡
４１    液晶表示素子基板
４２    液晶表示素子対向基板
４３    圧着板
４４    ガラステーブル
４５    照射光（紫外線等）
５１    液晶表示素子基板
５２    液晶表示素子対向基板
５３    組み立てられた液晶表示素子基板
５４    基板給材用エレベーター
５５    対向基板給材用エレベーター
５６    貼り合わせ・位置合わせ・圧着装置
６０    基板除材用エレベーター
６１    対向基板反転機構
６２    貼り合わせ・圧着部
６３    基板移送装置
６４    位置合わせ部
【図１】
0003742031.tif 000002
【図２】
0003742031.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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