JP2004157452A

JP2004157452A - 電気光学装置及びその製造装置

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Publication number: JP2004157452A
Application number: JP2002325233A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Kakizawa; 武士柿澤
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2002-11-08
Filing date: 2002-11-08
Publication date: 2004-06-03

Abstract

【課題】装置の精度の維持及び耐久性を向上させると共に、製品品質を均一なものを提供することができる電気光学装置及びその製造装置を提供することを課題とする。
【解決手段】第１の基板上に枠状に設けたシール剤の内側に所定量の液晶を滴下する液晶滴下手段１１と、真空下において前記第１の基板と第２の基板とを位置合わせし、該第２の基板を前記シール剤に接触させて貼合わせを行う真空貼合わせ手段１２とを有する電気光学装置の製造装置において、前記真空貼合わせ手段１２の前段側に設けられ、大気雰囲気状態から真空雰囲気状態へ真空する真空形成手段１３と、前記真空貼合わせ手段１２の後段側に設けられ、真空雰囲気状態から大気雰囲気状態へ戻す大気開放手段１４と、所定の真空圧の状態で真空貼合わせ手段と真空形成手段又は大気開放手段がゲートバルブ１５を介して連通可能とした際に、基板１６の受け渡しを行う基板移動手段１７とを有する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気光学装置の製造装置に係り、特に品質の向上及び生産性の向上を図る電気光学装置及びその製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶装置は、一般に、一対の基板間に液晶を封入した構造の液晶表示パネルに、バックライト等といった照明装置や液晶駆動用ＩＣ等といった付加機器を付設することによって形成される。また、液晶表示パネルは、一般に、第１電極が形成された第１基板と第２電極が形成された第２基板とをシール材によって互いに貼り合わせ、それらの基板間に形成される間隙、いわゆるセルギャップ内に液晶を封入することによって形成される。
【０００３】
前記液晶は一般にいわゆる注入法と滴下法によりセルギャップ内に封入されている。
ここで、液晶注入法とは、真空下で、液晶注入口から液晶を圧力差により注入する方法であり、狭い間隙に液晶を注入するので、時間がかかるとされている。これに対し、液晶滴下法は、基板の上に液晶を滴下し、真空条件において、基板を貼合わせすることにより、行うものである。
【０００４】
この液晶滴下法の一例を図７に示す。
図７に示すように、基板１の配向膜上に、液晶注入口を設けないで枠状にシール剤２を形成し、次いで、基板の配向膜上に基板に所定の間隙を形成するためのスペーサ（図示省略）を分散させ、真空手段内で基板の中央部に必要量の液晶３を滴下し、基板１と対向基板４とを位置合わせし、硬化前のシール剤２を介して他方の基板を重ね合わせ、圧着手段により基板間に所定の押圧力Ｆをかけ、液晶３を間隙全体に拡散させ、硬化前のシール剤により基板同士を接着させ、液晶が封止された液晶セル５を作製するものである（特許文献１）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１０−１１５８３３号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記特許文献１にかかる従来の液晶滴下法では、基板の貼合わせを真空状態で行うるために、大気圧から所定の真空条件とするまでの圧力調整を１つの真空調整手段により行っている。
すなわち、大気圧状態から真空雰囲気を形成した後、基板貼り合わせ工程を行い、その後大気開放を行い、その後次の工程に液晶表示パネルを送っているが、真空保持時間が所定の真空度合いに達してからとなるので、十分な脱気時間をとることができないものとなる。この結果、基板、接着剤、導通材、液晶等の各材料から真空雰囲気へ放出されるガス等の生成物が十分に排出されないうちに、基板が貼り合わされることになり、製品の寿命や表示品質への悪影響が残存する、という問題がある。
【０００７】
また、１つチャンバ内で真空雰囲気形成工程、貼り合わせ工程、大気開放工程の３工程及び付加される基板位置合わせ工程等を繰り返すことにより、機械的疲労が蓄積される可能性があり、機械精度の維持を図るのが困難であるという、問題がある。
【０００８】
特に大判のマザー基板に対し、複数の小基板を一度に貼合わせして液晶表示パネルを製造する場合には、時間の長大化及び機械疲労の蓄積は顕著になるという、問題がある。
【０００９】
また、同一のチャンバ内で真空雰囲気を形成する場合には、基板を取り込む際の大気開放時の装置周辺環境により左右されるので、真空雰囲気が常に一定ではなく、異物が侵入する場合もあり、製品品質が均一ではないという、問題がある。
【００１０】
本発明は、前記問題に鑑み、装置の精度の維持及び耐久性を向上させると共に、製品品質を均一なものを提供することができる電気光学装置及びその製造装置を提供することを課題とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、本発明に係る電気光学装置の製造装置は所定量の液晶を滴下する液晶滴下手段と、前記液晶が滴下された第１の基板と第２の基板とをシール材により貼合わせを行う貼合わせ手段とを有する電気光学装置の製造装置において、大気雰囲気状態から真空雰囲気状態へ切り替える真空形成手段と、真空雰囲気状態から大気雰囲気状態へ切り替える大気開放手段と、前記第１の基板、前記第２の基板の受け渡しを行う基板移動手段とを有し、前記貼合わせ手段と前記真空形成手段との間、前記貼合わせ手段と前記大気開放手段との間に配置された開閉機構と、を有することを特徴としている。
【００１２】
この製造装置によれば、真空貼合わせ手段の前後において真空形成手段と大気開放手段とを設けたので、真空貼合わせ手段の真空度を常に一定にできると共に、真空形成手段において基板等から発生するガス等の生成物質を予め除去することができる。よって、真空貼合わせ手段のクリーン度を常に一定に保持でき、貼合わせ品質を向上させることができる。
【００１３】
また、前記真空貼合わせ手段、真空形成手段及び大気開放手段の少なくとも１ヶ所に基板移動手段を有するようにしてもよい。これにより、例えば真空貼合わせ手段に移動手段を設ける場合には、基板の受け渡しを１台で行うことができる。また、真空形成手段及び大気開放手段に各々移動手段を設けることもできる。
【００１４】
また、前記真空形成手段及び大気開放手段を一体とするようにしてもよい。これにより、小規模生産や実験規模に適用でき、さらに設置スペースの省規模化を図ることができる。
【００１５】
また、前記真空形成手段及び大気開放手段の何れか一方又は両方が２つ以上からなるようにしてもよい。これにより並行して処理を行うことが可能となる。例えば大判のマザー基板と小基板とを別々の真空形成手段で大気状態から真空状態とし、その後真空貼合わせ手段において、両者を貼合わせすることができる。
【００１６】
また、前記真空形成手段の前段側に、シール材を塗布する接着剤塗布手段と、基板同士の導通を形成する導通材形成手段と、液晶を滴下する液晶滴下手段の少なくとも１つを有するようにするようにしてもよい。これにより、大気圧下で液晶を滴下し、その後真空状態で貼合わせするようにして液晶表示パネルを一連の製造ラインで製造することができる。
【００１７】
また、前記製造ラインにおいて、前記基板同士のギャップを形成するギャップ材形成手段を接着剤塗布手段の前段側に有するようにしてもよい。これにより、液晶を充填する間隙を一定に保持した液晶表示パネルを製造することができる。
【００１８】
また、前記真空形成手段と真空貼合わせ手段との間に、前記基板同士のギャップを形成するギャップ材形成手段と、シール材を塗布する接着剤塗布手段と、基板同士の導通を形成する導通材形成手段と、液晶を滴下する液晶滴下手段の少なくとも１つを有するようにしてもよい。これにより、真空状態において液晶を滴下し引き続き貼合わせすることで、液晶表示パネルを製造することができる。
【００１９】
また、前記基板貼合わせ前の洗浄手段をギャップ材形成手段の前段側に有するようにしてもよい。これにより、洗浄工程から一連の電気光学装置の製造が可能となる。
【００２０】
また、前記基板貼合わせ前の洗浄手段を真空形成手段の前段側に有するようにしてもよい。これにより、洗浄工程から一連の電気光学装置の製造が可能となる。
【００２１】
また、前記大気開放手段の後段に、貼合わせ精度確認手段と、貼合わせ精度再調整手段と、貼合わせ品質確認手段と、接着剤硬化手段の少なくとも１つを備えた貼合わせ確認手段を有するようにしてもよい。これにより、液晶表示パネルの精度が格段に向上したものを製造することができる。
【００２２】
さらに、前記電気光学装置の製造装置を用いることで、貼合わせ品質の高い液晶表示パネルを得ることができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の内容を発明の実施形態により詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００２４】
［第１の実施の形態］
図１は本実施形態にかかる電気光学装置としての液晶表示パネルの製造装置の概略図である。
本実施の形態の液晶表示パネルの製造装置は、図１に示すように、第１の基板上に枠状に設けたシール剤の内側に所定量の液晶を滴下する液晶滴下手段１１と、真空下において前記第１の基板と第２の基板とを位置合わせし、該第２の基板を前記シール剤に接触させて貼合わせを行う真空貼合わせ手段１２とを有する液晶表示パネルの製造装置において、前記真空貼合わせ手段１２の前段側に設けられ、大気雰囲気状態から真空雰囲気状態へ真空する真空形成手段１３と、前記真空貼合わせ手段１２の後段側に設けられ、真空雰囲気状態から大気雰囲気状態へ戻す大気開放手段１４と、所定の真空圧の状態で真空貼合わせ手段と真空形成手段又は大気開放手段が閉鎖時に空間を隔離する機能を有した開閉機構、例えばゲートバルブ１５を介して連通可能とした際に、基板１６の受け渡しを行う基板移動手段１７とを有するものである。ここで、真空貼合わせ手段１２内の真空度は１０^−３ｔｏｏｒ前後とすればよい。
【００２５】
前記基板移動手段１７としては、基板１６の受け渡しを行うことのできる公知の手段であれば何れも使用することができ、例えばハンドリングロボット、ローラコンベア等を挙げることができる。
【００２６】
本実施の形態においては、前記基板移動手段１７は独立した真空チャンバ１８内に配設され、各ゲートバルブ１５の開放した際に、基板１６及び製造した液晶表示パネル１９の保持、移動等を行うようにしている。
【００２７】
また、前記基板移動手段１７を格納する真空チャンバ１８を、真空形成手段１３と真空貼合わせ手段１２との間及び真空貼合わせ手段１２と大気開放手段１４との間にそれぞれ設けることでバッファを確保でき、真空貼合わせ手段１２の気密性の向上を果たすことができる。
【００２８】
また、本実施の形態では基板移動手段１７を別途独立した真空チャンバ１８内に設けたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば真空貼合わせ手段１２、真空形成手段１３及び大気開放手段１４の少なくとも１ヶ所に設けるようにしてもよい。
【００２９】
また、基板移動手段１７としてローラコンベアを用いる場合には、そのレールは各ゲートバルブ１５において離れており、基板１６の移動は真空条件が合致した際に、ゲートバルブ１５を開放した後基板を移動するようにすればよい。
【００３０】
このように、真空貼合わせ手段１２の外に真空形成手段１３及び大気開放手段１４を備えたので、処理能力が向上し、真空形成後の時間を確保することができ、真空雰囲気中での発生ガス等の生成物質を十分に除去することができる。
また、真空形成手段１３という独立したチャンバ内において所定の真空条件に到達するようにしているので、大気開放中に取り込まれたガスや基板等からの生成したガスは真空形成手段１３において予め排気され、真空貼合わせ手段１２内での貼合わせがクリーン度の高い環境で行うこととなる。この結果、製品の貼合わせ品質の向上を図ることができる。
【００３１】
また、貼合わせ手段内は常に所定の真空度としているので、内部の雰囲気が一定で均一化され、貼合わせ品質の向上を図ることができる。
【００３２】
また、真空貼合わせ手段１２は所定の真空度を一定に保持することで足りるので、従来のような大気条件と真空条件とを往復することが不要となり、機械精度を要求される貼合わせ手段の機械的疲労を軽減できる。
【００３３】
前記装置を用いて液晶表示パネルを製造する製造工程例を図５に示す。
本実施の形態にかかる液晶表示パネルの製造は、図５に示すように、ギャップ材形成手段により第１の基板と対向する第２の基板との間を一定に保持するギャップを形成するギャップ材形成工程（Ｓ１０１）と、接着剤塗布手段によりシール材を塗布する接着剤塗布工程（Ｓ１０２）と、導通材形成手段により基板同士の導通を形成する導通材形成工程（Ｓ１０３）と、液晶滴下手段により液晶を滴下する液晶滴下工程（Ｓ１０４）と、真空形成手段により大気状態から真空状態にする真空形成工程（Ｓ１０５）と、真空貼合わせ手段により液晶を滴下した第１の基板と対向する第２の基板とを位置合わせし貼合わせする真空貼合わせ工程（Ｓ１０６）と、大気開放手段により真空状態から大気状態に開放する大気開放工程（Ｓ１０７）とにより、液晶表示パネルを製造する。
【００３４】
次いで、本実施の形態では、貼合わせ精度確認手段により得られた液晶表示パネルの貼合わせの精度を確認する貼合わせ精度確認工程（Ｓ１０８）と、貼合わせ精度調整手段により貼合わせ精度を再調整する貼合わせ精度再調整工程（Ｓ１０９）と、貼合わせ品質確認手段により貼合わせの品質を確認する貼合わせ品質確認工程（Ｓ１１０）と、接着剤硬化手段によりシール剤である接着剤を最終的に硬化させる接着剤硬化工程（Ｓ１１１）とにより、再調整して精度のよい液晶表示パネルを製造している。これらは移動手段により連結されており、一連の操作をインラインで形成している。
なお、上述した工程において、ギャップ材形成工程（Ｓ１０１）および貼合わせ確認工程（Ｓ１０８〜Ｓ１１０）は必ずしも設ける必要はなく、必要に応じて設けるようにすればよい。
【００３５】
上述した製造工程では、真空形成工程の前段側の大気条件下において、基板の準備をしている。また、ギャップ材形成工程に先立って基板貼合わせ前の基板洗浄手段による洗浄工程及び真空乾燥手段による乾燥工程を備えるようにしてもよい。
【００３６】
また、貼合わせ精度再調整工程（Ｓ１０９）においては、ギャップ材及びシール材に配設されているスペーサ及び導通材が球形であるので、微調整は容易である。
【００３７】
次に、他の製造工程例について説明する。
上述した工程では真空形成工程の前段側において、基板の準備をしていたが、次に示す工程では、真空形成工程と真空貼合わせ工程との間においてすなわち真空状態で基板の準備をするものである。
【００３８】
この液晶表示パネルを製造する製造工程例を図６に示す。
本実施の形態にかかる液晶表示パネルの製造は、図６に示すように、真空形成手段により大気状態から真空状態にする真空形成工程（Ｓ２０１）と、ギャップ材形成手段により第１の基板と対向する第２の基板との間を一定に保持するギャップを形成するギャップ材形成工程（Ｓ２０２）と、接着剤塗布手段によりシール材を塗布する接着剤塗布工程（Ｓ２０３）と、導通形成手段により基板同士の導通を形成する導通材形成工程（Ｓ２０４）と、液晶滴下手段により液晶を滴下する液晶滴下工程（Ｓ２０５）と、真空貼合わせ手段により液晶を滴下した第１の基板と対向する第２の基板とを位置合わせし貼合わせする真空貼合わせ工程（Ｓ２０６）と、大気開放手段により真空状態から大気状態に開放する大気開放工程（Ｓ２０７）とにより、液晶表示パネルを製造する。
【００３９】
次いで、本実施の形態では、貼合わせ精度確認手段により得られた液晶表示パネルの貼合わせの精度を確認する貼合わせ精度確認工程（Ｓ２０８）と、貼合わせ精度調整手段により貼合わせ精度を再調整する貼合わせ精度再調整工程（Ｓ２０９）と、貼合わせ品質確認手段により貼合わせの品質を確認する貼合わせ品質確認工程（Ｓ２１０）と、接着剤硬化手段によりシール剤である接着剤を最終的に硬化させる接着剤硬化工程（Ｓ２１１）とにより、再調整して精度のよい液晶表示パネルを製造している。
なお、上述した工程において、ギャップ材形成工程（Ｓ２０１）および貼合わせ確認工程（Ｓ２０８〜Ｓ２１０）は必ずしも設ける必要はなく、必要に応じて設けるようにすればよい。
また、貼合わせ確認工程（Ｓ２０８〜Ｓ２１０）を設けない場合、接着剤硬化工程（Ｓ２１１）を真空貼合わせ工程（Ｓ２０６）と大気開放工程（Ｓ２０７）との間に設けてもよい。
【００４０】
また、図１に示す真空貼合わせ手段１２においては、該チャンバ内の環境（貼合わせ真空度）を安定させるための真空計及び真空度調整手段等が設けられており、常に適切な環境において貼合わせ操作を行うことができるようにしている。
【００４１】
また、真空貼合わせ手段１２、真空形成手段１３及び大気開放手段１４等の各チャンバには環境（真空度、温湿度、クリーン度等）の設定の調整手段が設けられている。特に、真空形成手段と大気開放手段においては、真空雰囲気の形成、及び開放プロファイルを制御すると共に、貼合わせ手段においては真空保持時間等のパラメータを制御するようにしている。
【００４２】
また、真空形成手段若しくはそれ以前に生産管理情報における基板等のワーク情報及びワーク保持機構（保持時間やカセット、トレイ等）の情報を随時取得して生産性の向上を図るようにしている。
【００４３】
［第２の実施の形態］
図２は第２の実施の形態の液晶表示パネル製造装置の概略図である。
図２に示すように、第２の実施の形態では、真空形成手段と大気開放手段とを一体化した真空形成及び大気開放手段２１と、該真空形成及び大気開放手段２１とゲートバルブ２２を介して真空貼合わせ手段２３が設けられている。なお、基板１６の受け渡しを行う基板移動手段２４は真空形成及び大気開放手段２１のチャンバ内に設けられている。
【００４４】
本実施の形態では、真空形成手段と大気開放手段とを一体としているので、小規模生産や実験室レベルでの生産又はマザー基板と小基板とを貼合わせする場合のような貼合わせプロセスに時間を要する場合において、小さいフットプリントで、生産性の向上を図ると共に、製品性能のよい液晶表示パネルを得ることができる。
【００４５】
［第３の実施の形態］
図３は第３の実施の形態の液晶表示パネル製造装置の概略図である。
図３に示すように、第３の実施の形態では、２つの真空貼合わせ手段１２Ａ、１２Ｂに真空形成手段１３Ａ、１３Ｂと大気開放手段１４Ａ、１４Ｂとをそれぞれ複数個設け、並列処理を行うようにしている。
【００４６】
本実施の形態では、真空貼合わせ手段１２に連通する専用の真空格納チャンバ１８内に移動手段１７を設け、真空度合いが同じ状態となった場合に、ゲートバルブ１５を開放し、前記基板移動手段１７により基板１６の移動を並行して行うようにしている。
【００４７】
これにより、複数の基板を並行して処理することができ、生産性の向上を図ることができる。
【００４８】
［第４の実施の形態］
図４は第４の実施の形態の液晶表示パネル製造装置の概略図である。
なお、以下では、第１の実施の形態と同一の構成要素には同一の符号を付してその説明を省略している。
図４に示すように、第４の実施の形態では、真空貼合わせ手段１２に対して、２つの第１真空形成手段１３Ａ、第２真空形成手段１３Ｂを設け、第１真空形成手段１３Ａは大判のマザー基板１８ａを大気状態から真空状態とすると共に、第２真空形成手段１３Ｂが大判のマザー基板に対向して貼合わせる対向小基板１８ｂを大気状態から真空状態としている。
そして、貼合わせ手段１２内において、図示しない基板移動手段により小基板１８ｂを各々取り出して、液晶が滴下されたマザー基板の対応する位置に貼合わせを行い、液晶表示パネル１９を製造するようにしている。
【００４９】
本実施の形態では、一枚の大判の基板を真空状態とする手段と、複数の小基板を真空状態とする手段とを別々とするので、真空処理の効率化を図ることができ、生産性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態にかかる液晶表示パネルの製造装置の概略図である。
【図２】第２の実施の形態にかかる液晶表示パネルの製造装置の概略図である。
【図３】第３の実施の形態にかかる液晶表示パネルの製造装置の概略図である。
【図４】第４の実施の形態にかかる液晶表示パネルの製造装置の概略図である。
【図５】液晶表示パネルの製造工程図である。
【図６】他の液晶表示パネルの製造工程図である。
【図７】液晶滴下法の工程概略図である。
【符号の説明】
１１・・・液晶滴下手段
１２・・・真空貼合わせ手段
１３・・・真空形成手段
１４・・・大気開放手段
１５・・・ゲートバルブ
１６・・・基板
１７・・・基板移動手段
１８・・・真空チャンバ
１９・・・液晶表示パネル

Claims

所定量の液晶を滴下する液晶滴下手段と、
前記液晶が滴下された第１の基板と第２の基板とをシール材により貼合わせを行う貼合わせ手段とを有する電気光学装置の製造装置において、
大気雰囲気状態から真空雰囲気状態へ切り替える真空形成手段と、
真空雰囲気状態から大気雰囲気状態へ切り替える大気開放手段と、
前記第１の基板、前記第２の基板の受け渡しを行う基板移動手段と、を有し、
前記貼合わせ手段と前記真空形成手段との間、前記貼合わせ手段と前記大気開放手段との間に配置された開閉機構と、を有する
ことを特徴とする電気光学装置の製造装置。
請求項１において、
前記真空貼合わせ手段、真空形成手段及び大気開放手段の少なくとも１ヶ所に基板移動手段を有することを特徴とする電気光学装置の製造装置。
請求項１又は２において、
前記真空形成手段及び大気開放手段が一体であることを特徴とする電気光学装置の製造装置。
請求項１又は２において、
前記真空形成手段及び大気開放手段の何れか一方又は両方が２つ以上からなることを特徴とする電気光学装置の製造装置。
請求項１乃至４の何れか１つにおいて、
前記真空形成手段の前段側に、シール材を塗布する接着剤塗布手段と、基板同士の導通を形成する導通材形成手段と、液晶を滴下する液晶滴下手段の少なくとも１つを有することを特徴とする電気光学装置の製造装置。
請求項１乃至５の何れか１つにおいて、
前記基板同士のギャップを形成するギャップ材形成手段を接着剤塗布手段の前段側に有することを特徴とする電気光学装置の製造装置。
請求項１乃至６の何れか１つにおいて、
前記真空形成手段と真空貼合わせ手段との間に、前記基板同士のギャップを形成するギャップ材形成手段と、シール材を塗布する接着剤塗布手段と、基板同士の導通を形成する導通材形成手段と、液晶を滴下する液晶滴下手段の少なくとも１つを有することを特徴とする電気光学装置の製造装置。
請求項６において、
基板貼合わせ前の洗浄手段をギャップ材形成手段の前段側に有することを特徴とする電気光学装置の製造装置。
請求項７において、
基板貼合わせ前の洗浄手段を真空形成手段の前段側に有することを特徴とする電気光学装置の製造装置。
請求項１乃至９の何れか１つにおいて、
前記大気開放手段の後段に、貼合わせ精度確認手段と、貼合わせ精度再調整手段と、貼合わせ品質確認手段と、接着剤硬化手段の少なくとも１つを備えた貼合わせ確認手段を有することを特徴とする電気光学装置の製造装置。
請求項１乃至１０の何れか１つの電気光学装置の製造装置により製造されたことを特徴とする電気光学装置。