JP2002323687A

JP2002323687A - 液晶基板の組立方法及びその組立装置

Info

Publication number: JP2002323687A
Application number: JP2001128144A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Ishida; 茂石田; Yukihiro Kawasumi; 幸宏川隅; Satoshi Hachiman; 聡八幡; Takao Murayama; 孝夫村山; Akira Hirai; 明平井; Masatomo Endo; 政智遠藤; Yukinori Nakayama; 幸徳中山
Original assignee: Hitachi Industries Co Ltd
Current assignee: Hitachi Plant Technologies Ltd
Priority date: 2001-04-25
Filing date: 2001-04-25
Publication date: 2002-11-08
Anticipated expiration: 2021-04-25
Also published as: JP4244529B2

Abstract

(57)【要約】【課題】表示ムラの無い液晶パネルを生産すること【解決手段】一方の基板１ｂを加圧板２７の下面に保
持すると共に他方の基板１ａをテーブル９上に保持し、
その他方の基板１ａ上に液晶剤Ｐを供給した後、対向し
た各基板１ａ，１ｂを各々の間隔を狭めて各基板１ａ，
１ｂの内の何れか一方に設けた接着剤で貼り合わせる液
晶基板の組立方法にて、この基板１ａの表面に対して所
定の高さに液晶剤吐出用のノズル先端１８ｂを位置決め
するノズル位置決め工程と、他方の基板１ａ上に、この
基板１ａの配向方向Ｒに対して所定の角度θで、液晶剤
Ｐを予め設定された少なくとも一つの略直線状の塗布パ
ターンで塗布する液晶剤塗布工程とを有すること。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶剤を介在させ
た貼り合わせ対象物たる基板同士を対向させて保持し、
その各基板の間隔を狭めて貼合せる液晶基板の組立方法
及びその組立装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示パネルの製造には、透明電極や
薄膜トランジスタアレイが設けられた二枚のガラス基板
を、基板の周縁部に口字状に設けたシール剤や基板の外
周部の適宜な位置に塗布した接着剤で数μｍ程度の極め
て接近した間隔をもって貼り合わせ、その各基板と接着
剤（以下、「シール剤」ともいう。）で形成される空間
に液晶を封止するという工程がある。

【０００３】従来、その液晶の封止を行う際の基板貼り
合わせ方法としては、注入口を設けないようにシール剤
をクローズしたパターン（口字形）に描画した一方の基
板上に液晶を滴下しておく。そして、真空チャンバ内に
て他方の基板を一方の基板の上方に配置し、真空状態で
その他方の基板と一方の基板との間隔を狭めて加圧して
上下の基板を貼り合わせる、という特開昭６２−８９０
２５号公報に開示された方法がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開昭６２−８９０２５号公報に開示された方法では、基
板上へ液晶剤を滴下しているので、基板膜面と液晶剤と
の間に発生する分子間力や滴下衝撃や貼り合わせ時の加
圧に伴う液晶剤の反力（特に液晶剤の粘度増加に伴う反
力）により生じる膜面の変形又は破損によって，更には
配向不良等によって色ムラ不良が生じる、という不都合
があった。また、貼り合わせ処理時における上下基板の
狭いギャップ状態で、滴下した液晶剤の界面が発生して
色ムラが生じるという不都合があった。更に又、液晶剤
を滴下する際の空気の巻き込みにより、空気中の水分や
不純物等が貼り合わされた基板と液晶剤との間に閉じ込
められ、それが酸化現象等を引き起こして基板上に滴下
痕として残ってしまう、という不都合があった。そし
て、その滴下痕によって、組み立てられた液晶パネルに
色ムラが生じる、という不都合があった。

【０００５】本発明は、かかる従来例の有する不都合を
改善し、液晶剤の滴下痕や貼り合わせ時の液晶剤の界面
による表示ムラの無い液晶パネルを生産することができ
る液晶基板の組立方法及びその組立装置を提供すること
を、その目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する為、
本発明では、貼り合わせ対象物たる二枚の基板の内の一
方の基板を加圧板の下面に保持すると共に他方の基板を
テーブル上に保持し、その他方の基板上に液晶剤を供給
した後、対向した各基板を各々の間隔を狭めて当該各基
板の内の何れか一方に設けた接着剤で貼り合わせる液晶
基板の組立方法において、前記他方の基板の上方にてこ
の基板の表面に対して所定の高さに液晶剤吐出用のノズ
ル先端を位置決めするノズル位置決め工程と、前記他方
の基板上にこの基板の配向方向に対して所定の角度で、
液晶剤を予め設定された少なくとも一つの略直線状の塗
布パターンで塗布する液晶剤塗布工程とを有している。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明に係る液晶基板の組立装置
の一実施形態について図１から図３に基づいて説明す
る。

【０００８】本実施形態の液晶基板の組立装置の構成を
図１に示す。この液晶基板の組立装置は、大別すると、
液晶塗布装置たる液晶パターン塗布部Ｓ１と、上基板１
ｂを保持する加圧板２７を備えると共にその上基板１ｂ
を下基板１ａに加圧する基板貼合部Ｓ２と、下基板１ａ
を載置保持するテーブル９を備えるＸＹθステージＴ１
とから構成される。ここで、液晶パターン塗布部Ｓ１及
び基板貼合部Ｓ２は、架台２上に立設された複数の支持
柱と各支持柱間を横架する横架材とから成るフレーム３
に支持されると共に隣接して配置され、ＸＹθステージ
Ｔ１は液晶パターン塗布部Ｓ１及び基板貼合部Ｓ２と架
台２との間に移動自在に配置される。以下、これら各構
成について詳述する。

【０００９】液晶パターン塗布部Ｓ１は、後述するテー
ブル９に載置保持された下基板１ａ上（下基板１ａの主
面）に所望量の液晶剤を塗布するノズル１８を備えたデ
ィスペンサ１７と、このディスペンサ１７を保持すると
共に上下方向（図１に示すＺ軸方向）に移動させるＺ軸
ステージ１５と、このＺ軸ステージ１５の上下移動を付
勢するモータ１６と、ディスペンサ１７の近傍に配設さ
れると共にＺ軸ステージ１５に保持される基板表面高さ
測定器ＬＳとで構成される。このように構成された液晶
パターン塗布部Ｓ１は、基板貼合部Ｓ２を支持する後述
するフレーム３から突設されたブラケット１４でＺ軸ス
テージ１５を保持して支持される。

【００１０】ここで、そのディスペンサ１７について説
明する。このディスペンサ１７には、図示しない圧力源
（例えばポンプ）とエアフィルタが接続されており、そ
の圧力源から送出された不活性ガス（例えば、窒素ガス
やアルゴンガス等）をエアフィルタを通すことによっ
て、ゴミ等の不純物を含まない不活性ガスが送り込まれ
る。この不活性ガスは、図３に示すが如く、液晶剤を納
めたディスペンサ１７の溜め部１７ａと，下基板１ａに
不活性ガスを供給するガス供給部１８ａとに送り込まれ
る。このように不活性ガスを溜め部１７ａに供給するこ
とによって液晶剤が圧送され、これによりノズル先端部
１８ｂからその液晶剤が下基板１ａに塗布される。ま
た、ガス供給部１８ａはノズル先端部１８ｂに覆設され
ており、そのノズル先端部１８ｂを囲うように不活性ガ
スが吐出される。本実施形態のノズル先端部１８ｂの先
端（液晶剤吐出口）形状は、略円形のものが用いられ
る。このように２重ノズルを用いることによって、液晶
剤をできるだけ空気に触れずに塗布することが可能とな
る。

【００１１】上述したディスペンサ１７を用いて液晶剤
を塗布する場合、一般に液晶剤を塗布すると同時に不活
性ガスを吐出させている。ここで、本実施形態にあって
は、それに加えて、液晶剤の塗布を開始する前から不活
性ガスの吐出を開始しているので、下基板１ａ表面の空
気が除去される為に、液晶剤が空気に触れる可能性を更
に少なくすることができる。

【００１２】続いて、前述した基板表面高さ測定器ＬＳ
について説明する。この基板表面高さ測定器ＬＳは、例
えば下基板１ａの主面に向けて超音波を発射してからそ
の反射波が戻ってくるまでの時間を計測し、その時間に
基づいて基板表面高さ測定器ＬＳと下基板１ａとの間の
距離を測定するものである。この基板表面高さ測定器Ｌ
Ｓは、例えば後述するが如くディスペンサ１７のノズル
位置を調整する際に使用される。即ち、そのノズル位置
が下基板１ａに対して所望高さになるようＺ軸ステージ
１５を上下移動させる際に、基板表面高さ測定器ＬＳに
よる測定距離を用いる。

【００１３】ここで、図１には示していないが、その液
晶剤塗布用のディスペンサ１７の近くにはシール剤を吐
出する為のディスペンサが配設されている。このシール
剤供給用のディスペンサは、液晶剤塗布用のディスペン
サ１７と同様に図示しないブラケットを介してフレーム
３に固定されている。

【００１４】基板貼合部Ｓ２は、後述する下チャンバユ
ニット１０と共に減圧チャンバを成す下方が開口した上
チャンバユニット２１と、この上チャンバユニット２１
内にシャフト２９を介して配設され且つ吸引吸着機構及
び静電吸着機構を備えた加圧板２７とから成り、それぞ
れが独立して上下動できる構造になっている。

【００１５】具体的に、上チャンバユニット２１には複
数のシャフト２９を挿通する図示しない貫通孔が各々形
成されている。そして、上チャンバユニット２１の上部
には、その貫通孔とシャフト２９との間の間隙を覆うと
共にそのシャフト２９に覆設するリニアブッシュ及び真
空シールを内蔵したハウジング３０と、本体をフレーム
３の横架材に固定すると共にその本体内にて上下方向に
往復移動する部材を上チャンバユニット２１の上部に固
定するシリンダ２２とが備えられる。このように構成す
ることで、上チャンバユニット２１がシャフト２９をガ
イドとしてシリンダ２２により上下方向に移動する。

【００１６】上述したハウジング３０の真空シールは、
上チャンバユニット２１と下チャンバユニット１０とが
合体して減圧チャンバを形成し、その際にハウジング３
０が変形しても貫通孔とシャフト２９との間の間隙から
真空漏れを起こさないように内蔵される。これが為、減
圧チャンバの変形によってシャフト２９に負荷が掛かっ
ても、その力を吸収することができる。また、シャフト
２９の一端に固定された加圧板２７の変形を防止でき、
後述するが如き各基板１ａ，１ｂの貼り合わせの際に、
加圧板２７に保持された上基板１ｂとテーブル９に保持
された下基板１ａとの平行を保って貼り合わせを行うこ
とができる。

【００１７】ここで、上チャンバユニット２１の下端部
（開口の周縁部）には、下チャンバユニット１０と共に
減圧チャンバを形成した際にその減圧チャンバ内を気密
する為のフランジ２１ａが設けられている。

【００１８】また、上チャンバユニット２１の一方の側
部には、減圧チャンバ内を減圧する為に、減圧チャンバ
内に連通する配管ホース２４と、この配管ホース２４の
途中に配設された真空バルブ２３と、配管ホース２４に
接続された図示しない真空ポンプとが備えられる。

【００１９】更に又、上チャンバユニット２１の他方の
側部には、減圧された減圧チャンバ内を大気圧に戻す為
に、減圧チャンバ内に連通するガスパージバルブ２５
と、このガスパージバルブ２５に一端が接続されたガス
チューブ２６と、このガスチューブ２６の他端に接続さ
れた窒素やクリーンドライエアー等を送出する加圧ポン
プとが備えられる。

【００２０】ここで、上チャンバユニット２１の上部に
は加圧板２７に形成された図示しないマーク認識用孔を
通して各基板１ａ，１ｂの位置合わせマークを観測する
為の窓が複数設けられる。この場合、その位置合わせマ
ークの観測には、上チャンバユニット２１の窓の上方に
配設された図示しない画像認識カメラが用いられ、この
画像認識カメラによって各基板１ａ，１ｂの位置合わせ
マークのずれを測定する。

【００２１】続いて、加圧板２７は、前述したが如くシ
ャフト２９の一端に固定されている。ここで、このシャ
フト２９の他端はハウジング３１に固定されており、こ
のハウジング３１の両側部に配設されたリニアガイド３
４とそのリニアガイド３４に係合するフレーム３に設け
られたガイド部３ａとによって、加圧板２７の上下動が
可能な構造になっている。より具体的には、ハウジング
３１の上部に配設されたハウジング３２と、このハウジ
ング３２の上面に配設された荷重計３３と、上下方向に
螺刻された雌螺子部を有し且つその荷重計３３の上部に
配設されたナットハウジング３７と、このナットハウジ
ング３７の雌螺子部にて回動自在に螺合するボールねじ
３６と、このボールねじ３６をその軸中心で回動する出
力軸を備えたモータ４０とを有し、このモータ４０を駆
動することによって加圧板２７の上下動を行う。この場
合、モータ４０は、フレーム３の上部に配設されたフレ
ーム３５上のブラケット３８に固定される。

【００２２】このように構成することで、モータ４０の
駆動によって上基板１ｂを保持した加圧板２７を下降さ
せ、その上基板１ｂをテーブル９上の下基板１ａに密着
させて貼り合わせに必要な加圧力を与えることができ
る。ここで、上述した荷重計３３は加圧力センサとして
働き、逐次フィードバックされた信号に基づいてモータ
４０を制御することで、各基板１ａ，１ｂに所望の加圧
力を与えることが可能になっている。

【００２３】以上の如く上下動する加圧板２７には、前
述したように吸引吸着機構及び静電吸着機構が備えられ
る。この吸引吸着機構は、加圧板２７の下面から形成さ
れた複数の図示しない吸引孔と、これら各吸引孔に連通
すると共に上チャンバユニット２１に配設された吸引吸
着用継手４１と、この吸引吸着用継手４１に連通する吸
引チューブ４２と、この吸引チューブ４２に接続する図
示しない真空ポンプとで構成される。このように構成し
た吸引吸着機構は、大気下にあっては真空ポンプを駆動
して上基板１ｂを加圧板２７の下面に真空吸着（或いは
吸引吸着）で密着保持する。

【００２４】続いて、静電吸着機構について説明する。
この静電吸着機構は、本実施形態にあっては略矩形の平
板電極から成り、加圧板２７の下面の両端側に形成され
た二つの略矩形の凹部に各々嵌着される。また、その平
板電極は、その表面（加圧板２７の下面側）が誘電体で
覆われており、この誘電体の主面が加圧板２７の下面と
面一になるよう設けられる。このように加圧板２７に配
設された平板電極は、夫々正負の直流電源に適宜なスイ
ッチを介して接続されている。これが為、各平板電極に
正或いは負の電圧が印加されると、上記誘電体の主面に
負或いは正の電荷が誘起される。そして、その電荷によ
って上基板１ｂに形成されている透明電極膜との間に発
生するクーロン力で上基板１ｂが加圧板２７に静電吸着
される。ここで、各平板電極に印加する電圧は、同極で
もよいし、夫々異なる双極でもよい。

【００２５】尚、その周囲が大気の場合は、前述した吸
引孔による吸引吸着を行った方がよい。その理由は、静
電吸着を行う場合、上基板１ｂと加圧板２７の間に空気
層があると、静電気による放電現象が発生して上基板１
ｂや加圧板２７を損傷してしまう。これが為、例えば上
基板１ｂを加圧板２７に最初に密着保持するときは周囲
が大気下にあるので、先ず吸引吸着機構で吸着し、減圧
チャンバ内を減圧していって放電現象が発生しない程度
まで減圧されてから静電吸着を行うことが望ましい。

【００２６】ここで、後述するが如く加圧板２７にて上
基板１ｂを吸引吸着している状態で減圧チャンバ内を減
圧していくと、その吸着力が小さくなり上基板１ｂが落
下する虞がある。これが為、上チャンバユニット２１に
は、加圧板２７の僅か下の位置で上基板１ｂを受け止め
る受止爪６０が設けられている。この受止爪６０は、図
２に示すように、上基板１ｂの対角位置たる二つの角部
に対応して配設されており、上チャンバユニット２１か
ら下方に向けて延設したシャフト５９で釣り下げ保持さ
れる。

【００２７】具体的には、図示しないが、上チャンバユ
ニット２１に形成された貫通孔にシャフト５９が挿通さ
れており、このシャフト５９がその軸中心で回転し且つ
上下移動できるように構成されている。この場合、減圧
チャンバ内が真空漏れを起こさないようにシャフト５９
に真空シールが覆設されている。上記回転はシャフト５
９の端部に接続された図示しない回転アクチェータによ
って、上下移動は同様にシャフト５９の端部に接続され
た図示しない昇降アクチェータによって行われる。この
ようにシャフト５９を回転又は上下移動させることによ
って、各基板１ａ，１ｂの貼り合わせを行ない、下基板
１ａ上に塗布された液晶剤を各基板１ａ，１ｂの主面の
広がり方向に拡張させる場合に邪魔にならぬように受止
爪６０を退避させることができる。

【００２８】次に、ＸＹθステージＴ１について説明す
る。このＸＹθステージＴ１は、架台２上に配設された
Ｘステージ４ａと、このＸステージ４ａ上に配設された
Ｙステージ４ｂと、このＹステージ４ｂ上に配設された
θステージ４ｃと、このθステージ４ｃ上に配設され且
つ下基板１ａを載置保持するテーブル９と、Ｙステージ
４ｂ上にプレート１３を介して固定され且つ上チャンバ
ユニット２１と共に減圧チャンバを成す上方が開口した
下チャンバユニット１０とを有する。

【００２９】本実施形態のＸステージ４ａは、駆動モー
タ５によってＹステージ４ｂ，θステージ４ｃ，テーブ
ル９並びに下チャンバユニット１０を左右方向（図１中
のＸ軸方向）に、即ち液晶パターン塗布部Ｓ１と基板貼
合部Ｓ２の下方にて往復移動できるよう構成される。ま
た、Ｙステージ４ｂは、駆動モータ６によってθステー
ジ４ｃ，テーブル９並びに下チャンバユニット１０を前
後方向（図１中のＹ軸方向）に移動できるよう構成され
る。更に又、θステージ４ｃは、回転ベアリング７を介
し駆動モータ８によってＹステージ４ｂに対して図１に
示すθ方向に回転するよう構成される。ここで、θステ
ージ４ｃは、下チャンバユニット１０に対し回転ベアリ
ング１１と真空シール１２を介して回転自在に取付けら
れており、これによりθステージ４ｃが回転しても下チ
ャンバユニット１０がつられて回転しない構造となって
いる。

【００３０】ここで、下基板１ａはテーブル９上で重力
方向に載置されているので、その下基板１ａの位置決め
を図る為に、テーブル９には、図２に示すように、下基
板１ａの隣り合う二つの周縁部に対応して各々配設され
た複数の位置決め部材８１と、下基板１ａの残りの二つ
の周縁部に対応して各々配設された複数の押付ローラ８
２とを有する位置決め機構が備えられる。この押付ロー
ラ８２は、例えば図２に示す矢印方向にテーブル９上を
移動できるよう構成されており、各押付ローラ８２で下
基板１ａを位置決め部材８１に押付けることによって、
その下基板１ａの水平方向（テーブル９の面方向）の位
置決めを行うと共にテーブル９上での保持を行う。

【００３１】しかしながら、各基板１ａ，１ｂを貼り合
わせる直前の微小位置決めの際に、上基板１ｂが下基板
１ａ上のシール剤や液晶剤と接触した影響で下基板１ａ
がずれたり持上がる虞がある。又は、減圧チャンバ内を
減圧する際に、その減圧過程で下基板１ａとテーブル９
との間に入り込んでいる空気が逃げ、これにより下基板
１ａが踊ってずれてしまう虞がある。これが為、そのテ
ーブル９にあっても、前述した加圧板２７と同様に構成
された吸引吸着機構及び静電吸着機構が備えられてお
り、これによりテーブル９上に下基板１ａが密着保持さ
れる。

【００３２】ここで、そのテーブル９には、下基板１ａ
の載置面から突出可能であり且つ上下方向に移動自在な
図示しないピンが複数配設される。このようにピンを設
けることによって、各ピンを上昇させて貼り合わせ後の
基板を押し上げることができ、これによりテーブル９か
らの取り出しを容易にしている。また、例えば各ピンを
上昇させた際にテーブル９に当接させることで接地状態
にし、貼り合わせ後の基板の除電を行なうことができ
る。

【００３３】続いて、下チャンバユニット１０には、上
端部（開口の周縁部）に配設されたＯリング４４と、こ
のＯリング４４の外側に配設されたボールベアリング８
７とが備えられる。このようにＯリング４４を設けてい
るので、後述するが如く上チャンバユニット２１を下降
させてそのフランジ２１ａをＯリング４４に当接させた
際に、各チャンバユニット１０，２１が一体となり、減
圧チャンバとして機能させることができる。また、ボー
ルベアリング８７は、減圧チャンバを減圧した際のＯリ
ング４４のつぶれ量を調整する為に、上下方向の任意の
位置に設定できるよう構成される。このようにボールベ
アリング８７の位置を適宜調整することによって、減圧
により掛かる大きな力を、ボールベアリング８７を介し
て下チャンバユニット１０で受けることができる。そし
て、このようなボールベアリング８７が配設されること
によってＯリング４４の弾性変形が可能となるので、後
述する貼り合わせ時に、ＸＹθステージＴ１をＯリング
４４の弾性範囲内で容易に微動させ精密に位置決めする
ことができる。

【００３４】次に、本実施形態の液晶基板の組立装置の
動作を説明する。

【００３５】先ず、テーブル９に上基板１ｂを保持した
治具を図示しない移載機のハンドを用いて載置した後、
駆動モータ５を駆動してＸステージ４ａを動かし、ＸＹ
θステージＴ１を基板貼合部Ｓ２の下に移動させる。そ
して、モータ４０を駆動して加圧板２７を下降させ、テ
ーブル９上の上基板１ｂを加圧板２７に吸引吸着する。
しかる後、モータ４０を駆動して加圧板２７を上昇さ
せ、その加圧板２７に上基板１ｂを保持した状態で待機
させる。

【００３６】上基板１ｂの加圧板２７への保持が終了す
ると、駆動モータ５を駆動してＸＹθステージＴ１を液
晶パターン塗布部Ｓ１の下に移動する。そして、テーブ
ル９から空になった治具を外してそのテーブル９上に移
載機のハンドを用いて下基板１ａを載置し、この下基板
１ａを前述した図２に示す位置決め部材８１と押付ロー
ラ８２で位置決めして保持する。

【００３７】ここで、通常、上基板１ｂと下基板１ａ
は、この各基板１ａ，１ｂに設ける配向膜のラビング方
向各々が略直角になるように配置されるので、液晶剤を
所定の面積（位置）に供給する際は、貼り合わせ時に液
晶剤を押し広げることができるように各基板１ａ，１ｂ
のラビング方向を考慮する必要がある。即ち、供給され
た液晶剤の形状を配向方向に対して略直角方向に細長い
形状にすれば、液晶剤が略均一に広がる。このようにラ
ビング方向を考慮して液晶剤を塗布する理由は、液晶剤
はラビング（配向）方向に流れ易いので、その液晶剤が
シール剤に到達するまでの時間をその方向に関係なく略
均一にし、液晶剤の広がる速度の遅い方をシール剤に近
くなるように塗布する為にである。これが為、貼り合わ
せ時の液晶剤の広がりも考慮して、後述するが如く下基
板１ａの配向方向に対して所定の角度の傾きを設けてパ
ターンを形成し、貼り合わせ完了時の液晶剤の広がりを
略均一にする。

【００３８】以上のことから、各基板１ａ，１ｂは、そ
のラビング方向が液晶剤の塗布方向（例えば本実施形態
にあっては図１に示すＸ軸方向）に対して所定の角度を
もつようにテーブル９上に載置する。

【００３９】前述したが如くテーブル９上に下基板１ａ
が保持されると、その状態で下基板１ａ表面の液晶剤の
濡れ性を向上させる為、図１に示すイオンブロー手段Ｉ
Ｂを用いてイオンブローを行う。このイオンブローと
は、イオン化超音波エアーを下基板１ａ表面に吹き付け
ることで、その基板表面の清掃と液晶剤の濡れ性を向上
させるものである。ここで、このイオンブローに替え
て、図１に示すＵＶ（紫外線）式ドライ洗浄器ＵＶＬに
よりドライ洗浄を行ってもよい。但し、このドライ洗浄
は、後述するシール剤塗布後に行うとシール剤に悪影響
を及ぼす（シール剤を固化する）虞がある為、シール剤
塗布前に行うことが望ましい。尚、イオンブローを用い
る場合は、シール剤塗布後に行っても問題はない。

【００４０】続いて、各駆動モータ５，６を駆動し、Ｘ
ステージ４ａとＹステージ４ｂを動かしてＸＹθステー
ジＴ１をＸ軸，Ｙ軸方向に移動させながらシール剤供給
用のディスペンサから下基板１ａ上にシール剤を吐出す
る。その際、下基板１ａ上にはクローズ（閉鎖）したパ
ターン（例えば口字形）でシール剤が塗布される。この
ようにしてシール剤を塗布した後、そのシール剤から成
る枠内にディスペンサ１７から液晶剤を必要量だけ塗布
する。以下に、その液晶剤の塗布方法について詳述す
る。

【００４１】先ず、下基板１ａに液晶剤Ｐを塗布するノ
ズル先端部１８ｂの高さ（液晶剤Ｐの吐出高さ）を、液
晶剤塗布用のディスペンサ１７の近傍に設けた前述した
基板表面高さ測定器ＬＳを用いて測定する。しかる後、
その測定値に基づきモータ１６を駆動してＺ軸ステージ
１５を上下移動させ、ディスペンサ１７のノズル先端部
１８ｂを所定の高さに位置決めする。本実施形態にあっ
ては、このノズル先端部１８ｂの高さは、シール剤の高
さ（本実施形態にあっては２０〜３０μｍ程度の高さ）
より低い１０〜２０μｍ程度に設定している。このよう
に液晶剤Ｐの吐出高さをシール剤の高さより低くするこ
とによって、基板貼り合わせの際の基板加圧時に液晶剤
Ｐにより基板１ａ，１ｂ間に作用する反力を緩和でき、
更には従来例の如き液晶剤滴下時の衝撃力を小さくでき
る。そしてこれが為、色ムラの発生を防止できる。更に
は供給した液晶剤Ｐの高さが低い為、貼り合わせ時間の
短縮も図れる。

【００４２】続いて、Ｘステージ４ａやＹステージ４ｂ
を動かして下基板１ａをＸ軸やＹ軸方向に移動させなが
ら、ノズル先端部１８ｂから液晶剤Ｐを吐出して下基板
１ａの主面上の略中央部付近に所定のパターンで塗布す
る。

【００４３】本実施形態における液晶剤塗布パターン
は、図４（ａ）に示すが如く、クローズしたシール剤の
パターン内に、前述したノズル先端部１８ｂの設定高さ
で直線状に液晶剤Ｐを塗布したものである。その際の塗
布方向は、下基板１ａの配向膜の配向方向Ｒ（ラビング
方向）に対して角度θ（例えば、約３０〜６０度）で塗
布しており、この場合の液晶剤Ｐの塗布量は、基板貼り
合わせが完了したときの各基板１ａ，１ｂとシール剤と
の間の容積と略一致する量としている。尚、液晶剤Ｐの
塗布方向は、基板貼り合わせ時に液晶剤Ｐが広がるもの
であれば配向方向に対して４５度にすることが望まし
い。このように液晶剤Ｐを連続的に吐出して下基板１ａ
に塗布することによって、液晶剤Ｐの供給時間の短縮が
図れる。

【００４４】ここで、液晶剤Ｐの吐出前にガス供給部１
８ａから不活性ガスのみを予め供給して下基板１ａ表面
を不活性ガス雰囲気とし、しかる後、液晶剤Ｐと不活性
ガスを同時に吐出しながら液晶剤Ｐを塗布することが望
ましい。このように不活性ガス雰囲気中で液晶剤Ｐの塗
布を行うことで、大気中の水分や不純物の巻き込み，液
晶剤Ｐの酸化を防止できる。また、吐出された不活性ガ
スの作用によって液晶剤Ｐを濡れ広げることができ、液
晶面の高さをより低くすることができるので、基板貼り
合わせ時間の更なる短縮が可能となる。また、テーブル
９に図２に示すヒータＨＴを設置し、このヒータＨＴで
下基板１ａを暖めることによって塗布された液晶剤Ｐの
粘度を低下させ、液晶面の高さを低くしてもよい。

【００４５】ここで、上述したが如く液晶剤Ｐを塗布し
た後で再度下基板１ａ表面をイオンブローしてもよい。
これにより、下基板１ａは液晶剤の濡れ性が更に向上
し、イオンブローしない場合に比べて液晶剤を早くシー
ル剤端面まで広げることができる。また、液晶剤Ｐを塗
布する際に、下基板１ａを加振しながら塗布を行っても
よい。これにより、従来例の如き液晶剤滴下時の衝撃力
を更に緩和することができ、更には液晶剤と下基板１ａ
との間の表面張力の作用が無くなり易くなる為、よりい
っそう色ムラの発生を防止できる。

【００４６】ここで、説明を省略したが、上基板１ｂ又
は下基板１ａには予めスペーサが散布され，若しくは貼
付けられている。この場合のスペーサとは、各基板１
ａ，１ｂを貼り合わせる際に、その各基板１ａ，１ｂ間
の隙間が所定量以下とならないようにするものである。
尚、そのスペーサを液晶剤に混入しておき、液晶塗布と
共にスペーサの散布を行ってもよい。

【００４７】前述したが如く液晶剤が必要量だけ塗布さ
れた後、駆動モータ５を駆動してＸＹθステージＴ１を
基板貼合せ部Ｓ２の下の所定位置に移動する。そして、
ＸＹθステージＴ１が停止すると、シリンダ２２を作動
させて上チャンバユニット２１を下降させ、そのフラン
ジ部２１ａをＯリング４４に当接させる。これにより、
下チャンバユニット１０と上チャンバユニット２１とか
ら成る減圧チャンバが形成される。

【００４８】減圧チャンバが形成された後、真空バルブ
２３を開放して減圧チャンバ内を減圧していく。その
際、前述したが如く上基板１ｂは加圧板２７に吸引吸着
された状態である為、減圧チャンバ内の減圧が進み真空
化していくと上基板１ｂに作用していた吸引吸着力が徐
々に小さくなってその上基板１ｂを保持できなくなり、
上基板１ｂが自重で落下する。これが為、前述した回転
アクチェータや昇降アクチェータによって図２に示す受
止爪６０を動かし、上基板１ｂを受止爪６０で受け止め
て加圧板２７の僅かに下の位置に保持する。

【００４９】減圧チャンバ内が充分減圧された時点（本
実施形態にあっては約５×１０^−３Torr程度）で、加圧
板２７に設けた静電吸着機構に電圧を印加し、受止爪６
０上にある上基板１ｂを加圧板２７にクーロン力で保持
する。その際、減圧チャンバ内は既にかなり減圧されて
おり、加圧板２７と上基板１ｂの間に空気が残っていな
いので、静電気による放電が発生しない。また、空気が
逃げるときに発生する上基板１ｂの踊りもない。

【００５０】上基板１ｂが静電吸着されると、シャフト
５９を昇降アクチェータで下降させ且つ回転アクチェー
タで回転させて、受止爪６０を各基板１ａ，１ｂの貼り
合わせの邪魔にならぬように待避させる。そして、モー
タ４０を駆動して加圧板２７を下降させ、上基板１ｂを
下基板１ａに接近させる。しかる後、画像認識カメラを
用いて各基板１ａ，１ｂに設けた位置合わせマークを読
み取って画像処理で位置ずれの測定を行い、この測定値
に基づきＸステージ４ａ，Ｙステージ４ｂ並びにθステ
ージ４ｃの動作制御を行ってテーブル９を微動させ、下
基板１ａと上基板１ｂとの高精度な位置合わせを行う。
ここで、下チャンバユニット１０には前述したが如きボ
ールベアリング８７が配設されているので、その微動の
際にボールベアリング８７が各チャンバユニット１０、
２１の間隔を維持でき、Ｏリング４４を極端に変形させ
ないで真空状態（減圧状態）を維持することができる。

【００５１】その位置合わせが終了すると、加圧板２７
を更に下降させ、上基板１ｂの下面を下基板１ａ上のシ
ール剤に接触させる。その際、荷重計３３でシール剤に
掛かる加圧力を計測しながらモータ４０の駆動力を制御
して各基板１ａ，１ｂを所望間隔に貼り合わせる。この
場合、上基板１ｂは加圧板２７に静電吸着力により密着
している為その中央部が垂れ下がることはない。従っ
て、液晶剤中のスペーサに悪影響を与えたり、基板１
ａ，１ｂ同士の位置合せ不良が生じることはない。

【００５２】ここで、貼り合わせる基板の面積が大きく
なると、前述した加圧力による貼り合わせだけでは十分
にシール剤を潰すことができない。これが為、その加圧
力による貼り合わせ（一次加圧）が終了すると、加圧板
２７の静電吸着を解除し、シリンダ２２を動作して上チ
ャンバユニット２１を上昇させる。そして、真空バルブ
２３を締めてガスパージバルブ２５を開き、真空チャン
バ内に窒素ガスやクリーンドライエアーを供給して大気
圧に戻す。このように真空チャンバ内を大気圧に戻すこ
とによって液晶基板面に圧力を加え、所望の厚みに確実
に貼り合わせる（二次加圧）。

【００５３】ここで、真空チャンバ内圧力を真空状態か
ら大気圧へと変化させた際に、基板１ａ，１ｂ間におけ
る液晶剤間の空間部分が真空状態である為、各基板１
ａ，１ｂには略均一にその外部から大きな圧力が加わ
る。例えば各基板１ａ，１ｂ間の空間部分が真空状態の
ときに大気圧を加えると１２１．６ｋＮの力を掛けるこ
とができる。上記本加圧は、その各基板１ａ，１ｂに掛
かる圧力を利用して貼り合わせを行うものである。

【００５４】貼り合わせが終了すると、ガスパージバル
ブ２５を閉じ、ＸＹθステージＴ１を液晶パターン塗布
部Ｓ１の下に戻してテーブル９から貼り合わせた基板を
移載機のハンドで取り出し、次の基板の貼り合わせに備
える。その取り出された貼り合わせ後の基板は、下流の
ＵＶ光照射装置や加熱装置等に送られてシール剤の硬化
が行われる。

【００５５】以上示したが如く、本実施形態にあっては
シール剤を塗布し、液晶剤を塗布した後直ちに貼り合わ
せ工程に移行することができるので、貼り合わせ前の基
板に塵埃が付着し難い。そしてこれが為、貼り合わせ後
の基板にて前述した従来例の如き滴下痕等に起因する不
良品が発生し難く、生産時の歩留まり向上を図ることが
できる。

【００５６】また、液晶剤は、正確な量を供給すること
ができるので、液晶剤の無駄な消費を無くすことがで
き、且つ液晶剤がシール剤のパターンの外側に溢れて基
板を汚染する虞がなくなる。この場合、汚染された基板
の洗浄工程が不要となるので、更なる生産性の向上を図
ることができる。

【００５７】更に又、下基板１ａを載置保持するＸＹθ
ステージＴ１を上基板１ｂの上チャンバユニット２１へ
の搬送に利用できるので、上基板１ｂ搬送用の他の機構
を設けなくてもよく、組立装置の小型化を図ることがで
きる。

【００５８】尚、本発明は、必ずしも上記実施形態の態
様に限定するものではなく、以下の如く実施してもよ
い。（１）本実施形態にあっては、共通の架台２上に液晶パ
ターン塗布部Ｓ１と基板貼合部Ｓ２を配置しているもの
を例示したが、シール剤塗布と液晶剤塗布を行う一つの
装置を設け、貼り合わせを行う装置とは別構成としてよ
い。更には、シール剤塗布と液晶剤塗布も別々の装置構
成としてもよい。（２）上基板１ｂは、ＸＹθステージＴ１に搭載せず
に、本実施形態にてＸＹθステージＴ１に搭載する為に
使用される移載機のハンドから直接加圧板２７に搬送し
て吸引吸着させてよい。（３）本実施形態にあっては、ノズルから局所的に不活
性ガスを供給する方式を例示したが、組立装置全体を不
活性ガス雰囲気のチャンバー内に配設したり、減圧チャ
ンバー内に配設したりすることで、液晶剤滴下雰囲気を
不活性ガスや真空（減圧）状態にしてもよい。（４）本実施形態にあっては、下基板１ａにシール剤を
塗布する場合について例示したが、上基板１ｂに塗布し
てもよい。但し、この場合は、上基板１ｂにシール剤を
塗布した後、上基板１ｂを反転させる工程が必要となる
ので、どちらの基板にシール剤を塗布するかについて適
宜選択することが望ましい。

【００５９】ここで、液晶剤塗布パターンは、前述した
図４（ａ）に示すものに替えて以下の如く行ってもよ
い。

【００６０】第一に、図４（ｂ）に示すが如く図４
（ａ）に示す液晶剤Ｐの直線パターンを複数本近づけて
描画（塗布）する。この場合、液晶剤Ｐの塗布方向は、
図４（ａ）に示す液晶剤塗布パターンと同様にラビング
方向（配向方向）Ｒに対して角度θで塗布する。このよ
うな液晶剤塗布パターンとすることによって、ノズル先
端部１８ｂと下基板１ａとの間隔を小さくしても十分な
量の液晶剤Ｐを下基板１ａに供給することができる。そ
して、これにより液晶剤Ｐの高さをより低くできるの
で、更に前述した色ムラの防止や貼り合わせ時間の短縮
を図ることができる。尚、この場合の基板貼り合わせを
実行するタイミングは、塗布した複数本の液晶剤Ｐがシ
ール剤のパターン内に広がって密着してから行うことが
望ましい。

【００６１】第二に、図４（ｃ）に示すが如く液晶剤Ｐ
を略十字状に塗布する。このように略十字状に塗布する
理由は、上基板１ｂと下基板１ａとではラビング方向Ｒ
が略直角となっているので、基板貼り合わせ時に液晶剤
Ｐを広がり易くする為にである。このような液晶剤塗布
パターンは、図４（ｃ）に示すが如くラビング方向（配
向方向）Ｒと液晶剤Ｐの塗布方向とが一致しても液晶剤
Ｐが広がり易くなるので、ラビング方向Ｒと一致した方
向に液晶剤Ｐを塗布する場合に有効である。

【００６２】第三に、図４（ｄ）に示すが如く液晶剤Ｐ
を幅広の略直線状（略矩形状）に塗布する。この場合
は、前述した略円形状の吐出口のノズル先端部１８ｂに
替え、複数の液晶剤吐出孔を直列配置した多孔直列状の
吐出口を有するノズル先端部を用いる。その際の液晶剤
Ｐの塗布方向は、図４（ａ）に示す液晶剤塗布パターン
と同様にラビング方向（配向方向）Ｒに対して角度θで
塗布する。このようなノズル先端部を用いて液晶剤Ｐを
塗布することによって、所望量の液晶剤Ｐを供給する為
に図４（ｂ）の如く複数回吐出位置を変えて液晶剤Ｐを
吐出する必要がなくなり、液晶剤Ｐの供給時間を短縮で
きる。また、ノズル先端部１８ｂと下基板１ａとの間隔
を小さくしても十分な量の液晶剤Ｐを下基板１ａに供給
することができるので、液晶剤Ｐの高さをより低くする
ことが可能となり、更に前述した色ムラの防止や貼り合
わせ時間の短縮を図ることができる。

【００６３】

【発明の効果】本発明に係る液晶基板の組立方法及びそ
の組立装置は、従来例にて基板上へ液晶剤を滴下するこ
とによって生じていた基板膜面と液晶剤との間に発生す
る分子間力，滴下衝撃や貼り合わせ時の加圧に伴う液晶
剤の反力により生じる膜面の変形又は破損による色ムラ
の発生を防止できる。また、貼り合わせ処理時における
上下基板の狭いギャップ状態での滴下した液晶剤の界面
の発生を防止でき、色ムラの発生を防止できる。更に
又、酸化現象等を引き起こして滴下痕を生じさせていた
液晶剤供給時の空気中の水分や不純物等の混入を防止で
きるので、その滴下跡によって生じていた色ムラを防止
できる、という従来にない優れた液晶基板の組立方法及
びその組立装置を得ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る液晶基板の組立装置の一実施形態
の構成を示す部分断面図である。

【図２】本実施形態に係る上基板の受止爪や下基板の位
置決め機構を説明する斜視図である。

【図３】本実施形態に係る液晶剤供給用ディスペンサの
ノズル部分の構成を説明する説明図である。

【図４】液晶剤の塗布パターンを下基板の上方から観た
上面図であって、図４（ａ）は略直線状のパターンを、
図４（ｂ）は図４（ａ）に示す略直線状のパターンを複
数本設けたものを、図４（ｃ）は略十字状のパターン
を、図４（ｄ）は幅広の略直線状のパターンを説明する
説明図である。

【符号の説明】

１ａ下基板（他方の基板）１ｂ上基板（一方の基板）９テーブル１７ディスペンサ（液晶供給手段）１８ノズル１８ａガス供給部１８ｂノズル先端部２７加圧板Ｐ液晶剤Ｒラビング方向（配向方向） θ 角度Ｔ１ＸＹθステージ（駆動手段）ＬＳ基板表面高さ測定器ＩＢイオンブロー手段ＵＶＬＵＶ式ドライ洗浄器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者八幡聡茨城県竜ケ崎市向陽台５丁目２番日立テクノエンジニアリング株式会社竜ケ崎工場内 (72)発明者村山孝夫茨城県竜ケ崎市向陽台５丁目２番日立テクノエンジニアリング株式会社竜ケ崎工場内 (72)発明者平井明茨城県竜ケ崎市向陽台５丁目２番日立テクノエンジニアリング株式会社竜ケ崎工場内 (72)発明者遠藤政智茨城県竜ケ崎市向陽台５丁目２番日立テクノエンジニアリング株式会社竜ケ崎工場内 (72)発明者中山幸徳茨城県竜ケ崎市向陽台５丁目２番日立テクノエンジニアリング株式会社竜ケ崎工場内Ｆターム(参考） 2H088 FA01 FA16 HA08 MA18 2H089 NA22 NA25 PA15 TA01 TA09

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】貼り合わせ対象物たる二枚の基板の内の
一方の基板を加圧板の下面に保持すると共に他方の基板
をテーブル上に保持し、該他方の基板上に液晶剤を供給
した後、対向した前記各基板を各々の間隔を狭めて当該
各基板の内の何れか一方に設けた接着剤で貼り合わせる
液晶基板の組立方法であって、前記他方の基板の上方にて、該他方の基板の表面に対し
て所定の高さに液晶剤吐出用のノズル先端を位置決めす
るノズル位置決め工程と、前記他方の基板上に、該他方の基板の配向方向に対して
所定の角度で、前記液晶剤を予め設定された少なくとも
一つの略直線状の塗布パターンで塗布する液晶剤塗布工
程と、を有することを特徴とした液晶基板の組立方法。
【請求項２】前記液晶剤塗布工程は、前記液晶剤の塗
布前にノズル先端周辺に不活性ガスを供給し、そして、
前記液晶剤と不活性ガスを同時に吐出しながら前記液晶
剤の塗布を行うことを特徴とした請求項１に記載の液晶
基板の組立方法。
【請求項３】前記液晶剤塗布工程の前に、前記他方の
基板の表面にＵＶ式ドライ洗浄又はイオンブロー洗浄を
行うことを特徴とした請求項１又は２の内の何れか一つ
に記載の液晶基板の組立方法。
【請求項４】貼り合わせ対象物たる二枚の基板の内の
一方の基板を保持する加圧板と、前記各基板の内の他方
の基板を保持し且つ当該他方の基板を前記一方の基板に
対向配置可能なテーブルと、前記他方の基板上に液晶剤
を供給する液晶供給手段とを備え、前記一方の基板と液
晶剤を供給した他方の基板とを減圧チャンバ内で加圧貼
り合わせする液晶基板の組立装置であって、前記他方の基板上に液晶剤を吐出する前記液晶供給手段
に備えたノズルと、前記他方の基板の面とノズルとの間
隔を測定する測定器と、前記ノズルにて前記液晶剤を前
記他方の基板の配向方向に対して所定の角度で略直線状
に塗布する為の前記テーブルの移動を付勢する駆動手段
とを設けることを特徴とした液晶基板の組立装置。
【請求項５】前記ノズルの液晶剤吐出口は、前記液晶
剤を所定の幅の略直線状に塗布する為の多孔直列形に形
成することを特徴とした請求項４に記載の液晶基板の組
立装置。
【請求項６】前記ノズルに、前記液晶剤の塗布前に不
活性ガスを吐出し且つ前記液晶剤の塗布と同時に不活性
ガスを吐出する前記ノズルの液晶剤吐出口を包囲した不
活性ガス供給口を設けることを特徴とした請求項４又は
５の内の何れか一つに記載の液晶基板の組立装置。