JP3970618B2 - 液晶表示パネルのシール剤硬化方法及び硬化装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示パネルのシール剤硬化方法及び硬化装置に関し、特に、液晶モニタ付機器等に用いられる液晶表示パネルを滴下工法で貼り合わせた基板間のシール部分を一括硬化させるシール剤硬化方法及び硬化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１２は、従来の液晶表示パネルの滴下工法の製造工程図を示し、（ａ）の滴下装置によってシール剤を塗布するとともに、液晶を滴下して貼り合わせ、（ｂ）の硬化装置によって紫外線を照射してシール剤を硬化させ、（ｃ）のオーブンによって本硬化が行われる。この種のシール剤硬化装置では、貼り合わせた基板間のシール部分を均一に硬化させることが重要な要素の一つとなる。そのため、通常、第１の基板上に紫外線硬化型シール剤を所定のパターンに形成した後、シール剤に囲まれた領域に液晶を滴下し、真空中で第２の基板を貼り合わせ、基板の片側面に紫外線遮光板（以下「マスク」という）を密着させ、マスクを介して紫外線照射装置より紫外線を照射する手法が採用されている。
【０００３】
また、特開平９−７３０９６号公報に記載の液晶表示素子の製造方法では、図１３に示すように、液晶表示素子１０１の製造工程において、シール剤１０１ｂの硬化を行うにあたって、内面に各々配光膜を形成し、ラビング処理を施した一対のガラス基板１０１ｃ（または１０１ｄ）の対向面に紫外線硬化型樹脂からなるシール剤１０１ｂを塗布し、他方のガラス基板１０１ｄの対向面に液晶材料を滴下して貼り合わせる。ここで、液晶表示素子１０１に紫外線１０３ａを照射するための紫外線照射装置１０３には、反射板１０３ｂが設けられ、ガラス基板１０１ｃ側から液晶表示素子１０１の全面に紫外線１０３ａが照射される。
【０００４】
さらに、紫外線照射装置１０３と液晶表示素子１０１との間には、液晶表示素子１０１と接触するように遮光マスク１０２を配置している。遮光マスク１０２は、透明性基板１０２ａに遮光膜１０２ｂを形成したものであり、シール剤１０１ｂのパターンに応じて遮光膜１０２ｂのパターンが決定される。尚、透明性基板１０２ａはガラス製であって、板厚が４ｍｍ以上であると熱等の影響で反ったりせず、また、遮光膜１０２ｂは黒色インキでパターン化して形成される。紫外線照射装置１０３から照射された紫外線１０３ａは、遮光マスク１０２の遮光膜１０２ｂが形成されていない透明部１０２ｅを透過してシール剤１０１ｂのみに照射され、シール剤１０１ｂが硬化する。尚、シール剤１０１ｂと遮光マスク１０２のパターン合わせについては、紫外線１０３ａの漏れによって局部的に液晶や配光膜に紫外線１０３ａが照射され、配向乱れやしきい値むらを起こさない程度の精度が必要である。
【０００５】
また、図１４に示すように、従来の他のシール剤硬化装置２１１は、位置制御手段としてのＸＹθテーブル２０８、紫外線照射装置２０３、マスクガラス２０２、及び中央部がガラスで構成された透明基準板２１４の他、透明基準板２１４を駆動する図示しないボールスプライン、加圧シリンダ、ＣＦセットテーブル、及び使用者がアライメント時等に使用する顕微鏡等で概略構成される。
【０００６】
そして、使用者が、ＸＹθテーブル２０８を引き出し、駆動基板を保持し、ＣＦセットテーブルに対向基板をセットした後、ＣＦセットテーブルを回転して駆動基板上にセットする。次に、ＸＹθテーブル２０８を所定位置まで移動し、加圧シリンダによってボールスプラインを経て、透明基準板２１４を下方に移動する。さらに、使用者は顕微鏡等を用いて透明基準板２１４の下方に位置するＸＹθテーブル２０８を、Ｘ、Ｙ、θ方向に制御して液晶表示パネル２０１を加圧しつつ、前述のアライメントマークを基準とするアライメントを行う。そして、ＸＹθテーブル２０８を所定の位置まで加圧することにより、液晶表示パネル２０１のセルギャップを最適に制御し、紫外線照射装置２０３によりマスクガラス２０２をマスクとして紫外線光を照射してシール剤の一括硬化を行う。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来のシール剤硬化装置等においては、紫外線照射装置より照射される紫外線の中に熱線も含まれているので、基板の照射面側と基板の保持側とで温度差が発生し、貼り合わせた２枚の基板の膨張の程度が異なるため、基板間にずれが生じるおそれがあるという問題があった。また、紫外線照射装置と基板との間に熱線フィルタと基板保持板に冷却機能を付加して温度コントロールをした場合でも、熱線フィルタを設置した紫外線照射装置での照射時の基板温度は、照射時間４０秒で基板の照射面とその反対面で約８℃の差が生じ、シール剤にもよるが、熱線フィルタによってカットされる波長域にシール剤自身の硬化波長域も一部入っているため、照射時間が倍以上必要になり温度差が広がるという問題があった。
【０００８】
また、第２の問題点として、従来のシール剤硬化装置等においては、特に大型の基板を扱うような場合には、照射エリアが広いため、紫外線照射装置の紫外線照射ランプが１灯しか存在しなかったり、紫外線照射装置のランプ寿命による影響で照射時間も一定にならないこともあるため、紫外線照射装置から照射される紫外線の照度分布がばらつき、シール剤の硬化時間にずれが生じ、未硬化の部分が発生するおそれがあるという問題があった。
【０００９】
さらに、従来のシール剤硬化装置等においては、基板の表示エリアへの紫外線による影響を防ぐため、基板の紫外線照射面側にマスクを重ね合わせている。このマスクは、透明ガラスに紫外線を遮光する部分に遮光膜を形成したもので、この状態で基板にマスクを重ね合わせると、基板とマスクとの間が密接になり、基板とマスクを分離することが困難になるという問題があった。尚、基板とマスクの間に透明基準板を配置する従来例もあるが、その厚み分だけ紫外線の回り込み（反射）が発生し、表示面への悪影響を及ぼすおそれがあるという問題があった。
【００１０】
また、従来は、紫外線による影響を防止するにあたって、紫外線の照射エリアを狭くすることが重要であるため、基板とマスクの重ね合わせ精度が要求されるが、品種交換時に生じるマスク交換（位置合わせ）に長時間を要するという問題もあった。
【００１１】
さらに、第５の問題点として、人手作業により基板の供給、位置出し、回収とマスクの重ね合わせを行っているため、マスクの重ね合わせ時のずれによって基板の品質がばらつくおそれがあった。また、各作業に時間を要するので、量産のためには、シール剤硬化装置が複数台必要になり、設備費用が増大するという問題もあった。
【００１２】
そこで、本発明は、上記従来のシール剤硬化装置等における問題点に鑑みてなされたものであって、貼り合わせた一対の基板間のずれを防止することができ、広範囲の照射エリアが存在する場合であっても一定の紫外線の照度分布が得られ、基板とマスクを容易に分離すること等が可能で、液晶パネルの生産効率を向上させ、品質を向上させることも可能な液晶表示パネルのシール剤硬化方法及び硬化装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、一対の基板の一方に液晶材料を滴下し、他方に紫外線硬化型のシール剤を塗布し、該一対の基板を貼り合わせ、前記シール剤に対応する部分を残して遮光し、紫外線を照射して前記シール剤を硬化させる液晶表示パネルのシール剤硬化方法において、シール剤に対応する部分を残して遮光するための紫外線遮光板を位置決めして重ね合わせ位置まで搬送し、該重ね合わせ位置における該紫外線遮光板の位置データを記憶して前記位置決め位置まで搬送し、一方の基板に液晶材料を滴下し、他方の基板に紫外線硬化型のシール剤を塗布して貼り合わされた一対の基板を位置決めして重ね合わせ位置まで搬送し、該重ね合わせ位置における該一対の基板の位置データを記憶し、該重ね合わせ位置における前記一対の基板の位置データと前記紫外線遮光板の位置データとを比較して該重ね合わせ位置における前記一対の基板の位置を調整し、該重ね合わせ位置における前記一対の基板に、前記紫外線遮光板を前記位置決め位置から該重ね合わせ位置まで搬送して重ね合わせ、該重ね合わされた一対の基板及び紫外線遮光板に紫外線を照射して前記他方の基板に塗布されたシール剤を硬化させることを特徴とする。
【００１４】
また、請求項２記載の発明は、一対の基板の一方に液晶材料を滴下し、他方に紫外線硬化型のシール剤を塗布し、該一つの基板を貼り合わせ、前記シール剤に対応する部分を残して遮光し、紫外線を照射して前記シール剤を硬化させる液晶表示パネルのシール剤硬化装置であって、シール剤に対応する部分を残して遮光するための紫外線遮光板、及び一方の基板に液晶材料を滴下し、他方の基板に紫外線硬化型のシール剤を塗布して貼り合わされた一対の基板を位置決めする位置決め手段と、前記紫外線遮光板及び一対の基板を、前記位置決め位置から重ね合わせ位置まで搬送する搬送手段と、該重ね合わせ位置における前記紫外線遮光板及び一対の基板の位置データを記憶する記憶手段と、該記憶手段に記憶された前記紫外線遮光板及び一対の基板の位置データを比較して前記一対の基板または前記紫外線遮光板の位置を調整する調整手段と、重ね合わされた一対の基板及び紫外線遮光板に紫外線を照射して前記他方の基板に塗布されたシール剤を硬化させる紫外線照射手段と、装置全体を制御する制御手段とを備えることを特徴とする。
【００１５】
そして、請求項１または請求項２記載の液晶表示パネルのシール剤硬化方法または硬化装置によれば、一対の基板及び紫外線遮光板を位置決めして重ね合わせ位置まで搬送して両者を重ね合わせ、重ね合わせ位置における両者の位置データを記憶し、これらの位置データを比較して両者の位置を調整することができるため、紫外線遮光板の重ね合わせ時のずれを最小限に抑えることができ、液晶表示パネルの品質のばらつきを低減することができる。また、一対の基板及び紫外線遮光板の位置決めから重ね合わせまでの工程を自動化することにより、１台のシール剤硬化装置により液晶表示パネルを量産することができる。
【００１６】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の液晶表示パネルのシール剤硬化装置において、前記搬送手段は、前記一対の基板を保持する保持板を備え、該保持板は、内部に前記一対の基板の加熱冷却手段を備えることを特徴とする。
【００１７】
請求項３記載の発明によれば、保持板の内部に設けた加熱冷却手段によって一対の基板を加熱冷却することにより、紫外線照射時に発生する基板の温度上昇の際、基板の表裏で約５℃以上の温度差を生じさせないようにすることができるため、貼り合わせた一対の基板間のずれを防止することができる。
【００１８】
請求項４記載の発明は、請求項２記載の液晶表示パネルのシール剤硬化装置において、前記紫外線照射手段は、紫外線光量計と、紫外線発光ランプから前記一対の基板に照射される紫外線の光量を調整する補助ミラーとを備え、前記紫外線光量計によって測定される紫外線光量に応じて前記補助ミラーの位置を調整することを特徴とする。
【００１９】
請求項４記載の発明によれば、紫外線光量計によって測定される紫外線光量に応じて補助ミラーの位置を調整することにより、一定の紫外線の照度分布が得られ、液晶表示パネルの品質を向上させることができる。また、広範囲のエリアを照射できるように紫外線照射装置のランプを複数灯使用した場合でも、紫外線照射部の内部に各々のランプに反応する紫外線光量計を設置することにより、紫外線照射面の照度を一定にすることができる。紫外線照射装置のランプから発生する紫外線の照度を紫外線光量計で感知し、照度設定値との差分を紫外線照射装置の制御にフィードバックすることで粗調整を行い、微調整として補助ミラーの一部の角度を可変とすることで常に一定の照度を得ることもできる。
【００２０】
請求項５記載の発明は、請求項２記載の液晶表示パネルのシール剤硬化装置において、前記記憶手段は、前記一対の基板及び前記紫外線遮光板を重ね合わせる前と重ね合わせた後で、各々に配置したアライメントマークを読み取る撮像手段を備えることを特徴とする。
【００２１】
請求項５記載の発明によれば、一対の基板及び紫外線遮光板にアライメントマークを配置し、両者を重ね合わせる前と重ね合わせた後でアライメントマークを読み取ることにより、重ね合わせ状態を確認することができる。
【００２２】
請求項６記載の発明は、請求項２乃至５のいずれかに記載の液晶表示パネルのシール剤硬化装置において、前記紫外線遮光板の前記基板との接触面に紫外線を遮光する遮光膜を成膜して該遮光膜の断面形状を溝型とするか、または、前記紫外線遮光板と前記基板との間にスペーサを介装したことを特徴とする。
【００２３】
請求項６記載の発明によれば、紫外線遮光板の遮光膜の断面形状を溝型とするか、紫外線遮光板の前記基板との間にスペーサを介装したため、基板と紫外線遮光板との間に空気の巡回層ができ、基板と紫外線遮光板とが吸着状態（真空状態）になって分離が困難になることを防止することができる。
【００２４】
請求項７記載の発明によれば、請求項２乃至６のいずれかに記載の液晶表示パネルのシール剤硬化装置において、前記位置決め手段における前記紫外線遮光板の位置決め位置を複数設けたことを特徴とする。
【００２５】
請求項７記載の発明によれば、複数の紫外線遮光板の位置決め位置を設けたため、液晶表示パネルの生産途中での品種を切り替える必要性が生じた場合でも容易に対応することができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
次に、本発明にかかる液晶表示パネルのシール剤硬化方法及び硬化装置の実施の形態の具体例を図面を参照しながら説明する。
【００２７】
図１は、本発明にかかる液晶表示パネルのシール剤硬化装置の一実施例を示し、このシール剤硬化装置は、大きく分けて、基板１をころを介して搬送するローダ部３０と、アライメント機能を有し、基板１と、この基板１の表示エリア１ｆ（図１１参照）への紫外線による影響を防ぐためのマスク２とを重ね合わせた状態でクランプする搬送部７０と、基板１とマスク２を個別にＸ、Ｙ方向に位置決めする位置決め部５０と、ローダ部３０と搬送部７０との間で基板１を搬送するとともに、マスク２のための位置決め部５０と搬送部７０との間でマスク２を搬送するハンドラ部４０と、基板１とマスク２のアライメントマーク１ｅ、２ｃ（図１１参照）を読み取るカメラ部６０と、基板１とマスク２とを重ね合わせた状態で紫外線を照射する紫外線の照射部８０と、紫外線の照射が終了した基板をカセット内に収納するアンローダ部９０とで構成される。
【００２８】
次に、図２乃至図７を参照しながら各機構部について詳細に説明する。
【００２９】
ローダ部３０は、図２に示すように、モータ３２と、このモータ３２の動力をベルトを介してころ３１に伝達してコンベア方式にて基板１を搬送するコンベア部３０ａと、同様のコンベア機能を備え、基板１の巾方向をクランプするクランプシリンダ３３と、基板１を水平方向に反転させる反転シリンダ３４を備えた反転部３０ｂとで構成される。
【００３０】
図３に示すように、ハンドラ部４０は、基板１（図１参照）を吸着するパッド４３と、パッド４３を上下移動させる上下シリンダ４２と、基板１及びマスク２（図１１参照）の移動手段としてパルスモータ駆動のスライダ４１とで構成され、基板１をローダ部３０（図２参照）の反転部３０ｂ側のクランプ位置と搬送部７０（図５参照）の保持板７３との間で、また、マスク２を位置決め部５０のマスク２側の位置決め位置と搬送部７０の保持板７３との間で吸着搬送する。
【００３１】
位置決め部５０は、図４に示すように、マスクステージ５３上のマスク２をシリンダ５２によって駆動される回転自在なローラ５１によって外形位置決めする機構と、搬送部７０（図５参照）の保持板７３上の基板１をシリンダ５２で駆動される回転自在なローラ５１によって外形位置決めする機構とで構成される。
【００３２】
図４に示すように、カメラ部６０は、ＸＹＺ方向の微調整ができるＸＹＺステージ６１の上に画像処理のカメラ６２が取り付けられ、カメラ６２にレンズ６３が取り付けられ、レンズ６３によって平面画像を取り込む。同様の構成で２ヶ所にカメラ部６０が設置され、基板１及びマスク２のアライメントマーク２ｃ（図１１参照）の位置データを取り込む。本実施例では、カメラ６２を水平方向に並置した例を示したが、垂直方向に並置してもよい。
【００３３】
図５及び図６に示すように、搬送部７０は、基板１側の位置決め位置から紫外線照射部８０の照射位置まで、基板１及びマスク２を搬送するスライドテーブル７１と、このスライドテーブル７１の上に取り付けられ、カメラ部６０で取り込んだアライメントデータによってＸＹθ方向に移動するＸＹθステージ７２と、ＸＹθステージ７２の上に設けられ、加熱冷却機能を有する保持板７３とで構成される。加熱冷却機能は、ヒータと恒温水による温度コントロール、またはＳＭＣ製の加熱冷却板による制御によって発揮される。また、保持板７３は、基板１を吸着保持するための吸着孔が穿設された吸着板７３ａと、加熱冷却機能を有する放熱板７３ｂとで構成される。放熱板７３ｂの加熱冷却機能は、ヒータ７３ｃと恒温水配管７３ｄ内を流れる恒温水による温度制御、またはＳＭＣ製の加熱冷却板による制御によって発揮される。また、保持板７３の上で吸着保持した基板１の上にマスク２をハンドラ部４０で重ね合わせた後マスク２を保持するための爪７５と、爪７５を移動させるクランプシリンダ７４とが設けられる。
【００３４】
図７及び図８に示すように、紫外線照射部８０は、搬送部７０の走行位置に開口エリアを備えるボックス８１と、このボックス８１の開口エリアを塞ぐように上下移動するシャッター８２と、シャッター８２の駆動源としてのシリンダ８３と、ボックス８１の内部に配置され、紫外線発光ランプ８４ａを装備した紫外線灯具８４と、紫外線灯具８４より発光する紫外線の不要な波長域をカットするフィルタボックス８５と、照射エリアに均一な紫外線照度を与えるための補助ミラー８６と、補助ミラー８６の下部に図８（ａ）の矢印方向に回転可能に支持され、パルスモータ８８によって駆動される可動ミラー８７と、補助ミラー８６の下面に設けられた紫外線光量計８９とで構成される。
【００３５】
図９に示すように、アンローダ部９０は、基板１（図１１参照）のための収納カセット５を保持する受け台９１と、受け台９１を固定し図示しないパルスモータによって駆動されるＺスライダ９２と、ローダ部３０（図２参照）の反転部３０ｂ側のころ３１と同一高さに配置されたころ９４にモータ９５の動力をベルトによって伝達するコンベア部９３とで構成され、基板１の収納は、カセット５の上段より順次行われる。
【００３６】
次に、上記構成を有するシール剤硬化装置の動作について図１０を中心に参照しながら説明する。
【００３７】
まず、ステップＳ１において、図９（ａ）に示す受け台９１上にカセット５をセットした後、Ｚスライダ９２によってカセット５の最上段位置がころ９４の搬送位置になるように受け台９１を下降させる。
【００３８】
次に、ステップＳ２において、図４に示すように、マスクステージ５３の上にセットしたマスク２を、シリンダ５２によって駆動される回転自在なローラ５１によって外形位置決めする。そして、図３のハンドラ部４０のパッド４３によってマスク２を図５に示す搬送部７０の保持板７３上に搬送する。この状態で保持板７３がマスク２を吸着保持した後、図４のカメラ部６０のカメラ６２によってマスク２のアライメントマーク２ｃの位置を画像処理し、アライメントマーク２ｃの重心点かパターンマッチングによってＸＹ座標の位置データを取り込む。このとき、面積データも一緒に取り込む。アライメントマーク２ｃの位置が読み取られたマスク２は、前記動作の逆の動作によって元の位置に戻り、外形位置決めされる。
【００３９】
次に、ステップＳ３において、図２のコンベア部３０ａのころ３１の上に投入した基板１を、モータ３２の駆動によって反転部３０ｂの所定位置まで搬送し、クランプシリンダ３３によって基板１の巾方向をクランプする。その後、図３のハンドラ部４０のパッド４３によって図５の搬送部７０の保持板７３上に搬送する。図４において、基板１をシリンダ５２によって駆動される回転自在なローラ５１によって外形位置決めを行い、図５の保持板７３によって基板１を吸着保持する。
【００４０】
そして、ステップＳ４において、図４のカメラ部６０のカメラ６２によって基板１のアライメントマーク１ｅの位置を画像処理し、アライメントマーク１ｅの重心点によってＸＹ座標の位置データを取り込む。次に、前記マスク２のアライメントマーク位置との差分だけ、図５のＸＹθステージ７２によって基板１をＸＹθ方向に移動させる。
【００４１】
次に、ステップＳ５において、アライメント動作の終了した基板１上に外形位置決めをしたマスク２を図３のハンドラ部４０のパッド４３によって搬送して重ね合わせる。そして、ステップＳ６において、この状態で、図５のクランプシリンダ７４で駆動される爪７５によってマスク２をクランプする。図４のカメラ部６０のカメラ６２によって、基板１とマスク２が重ね合わされた状態（図１１（ｃ）参照）のアライメントマーク１ｅ、２ｃの画像処理を行う。マスク２のアライメントマーク２ｃにマスクをかけた時の面積データとマスク２のアライメント動作によって取り込んだ面積データとを比較し、面積の増加によって基板１とマスク２の重ね合わせ位置を確認する。例えば、重ね合わせ状態が図１１（ｄ）の状態であった場合には、基板１のアライメントマーク１ｅの形状が丸形から丸形の下側が削られた形状になる。すなわち、面積データが減少しているので、基板１とマスク２の重ね合わせがずれたことになる。
【００４２】
ステップＳ６において基板１とマスク２とが良好に重ね合わされている場合には、ステップＳ７に移動し、基板１を図５の搬送部７０のスライドテーブル７１によって紫外線照射位置まで移動し、図７のシリンダ８３で駆動されるシャッター８２を下降させ、紫外線照射時に紫外線の漏れを防ぐ。紫外線照射位置に移動した基板１に、事前に設定された積算光量値（または照射時間）に達するまで紫外線照射部８０の紫外線灯具８４によって紫外線を照射する。補助ミラー８６の側面に取り付けた紫外線光量計８９によって１秒毎の照度値を測定し、基板１のシール剤１ｂが未硬化になることを防止する。
【００４３】
また、紫外線照射時に発生する温度上昇に合わせて加熱冷却機能を有する保持板７３によって基板１の吸着面側を温め、基板１の表裏の温度差をなくしている。照度分布は、紫外線灯具８４の配置によって多少の違いは発生するが、図８（ａ）の状態のように補助ミラー８６と可動ミラー８７の内面が同一位置の場合、その照度分布は、図８（ｂ）のようになり、両端（紫外線発光ランプ８４ａと平行な方向）で照度が中心より高い傾向になる。この現象は、可動ミラー８７の部分で反射する紫外線が、基板１の両端部分に集光するためと考えられる。図８（ａ）の矢印方向にパルスモータ８８によって可動ミラー８７を移動させ紫外線の集光を減らす動作をすることで図８（ｄ）の照度分布が得られ、約５％の改善が達成される。
【００４４】
次に、ステップＳ８において、重ね合わせた基板１、マスク２を、図５の搬送部７０のスライドテーブル７１によって元の位置に戻し、爪７５を元の位置に戻し、マスク２を図３のハンドラ部４０によって、図４の位置決め部５０のマスクステージ５３上に戻す。そして、マスク２を、位置決め部５０のローラ５１によって外形位置決めする。マスク２を分離する際に、マスク２の遮光膜２ｂの形状が複数の溝型になっていることで基板１との間に空気の層ができ分離しやすくなっている。また、図１１（ｂ）に示したスペーサ２ｄを基板１とマスク２との間に介装することによって同様の効果を得ることができる。
【００４５】
次に、ステップＳ９において、図５の搬送部７０のＸＹθステージ７２が元の位置に戻った後、マスク２を分離した基板１を、図３のハンドラ部４０のパッド４３によって図２の反転部３０ｂのころ３１上に搬送する。クランプシリンダ３３で基板１の巾方向をクランプし、搬送方向がアンローダ部９０（図９参照）の側に向くように反転シリンダ３４によって反転する。反転部３０ｂのモータ３２とアンローダ部９０のモータ９５を駆動し、各々のころ３１、９４を回転し、基板１の搬送を行い、カセット５に収納する。基板１の収納が終了すると、Ｚスライダ９２でカセット５を１ピッチ上昇させ、次の基板１の収納に備える。
【００４６】
尚、上記実施例においては、図１１（ｂ）に示すように、マスク２を基板１に重ね合わせたときに接触する面にスペーサ２ｄを塗布するが、耐熱製のテープを使用することもできる。この際、テープの厚さは、０．１ｍｍ以下のものが望ましい。テープの貼付位置は、遮光膜２ｂ内のエリアであればどこでもよいが、図５の搬送部７０の爪７５がクランプしたときにガラス２ａが割れない位置にするのが望ましい。
【００４７】
また、図１のマスク２の位置決め位置を複数設置することにより、品種の混在生産が可能になる。設置方向は、ハンドラ４０の搬送方向が望ましいが、その直角方向でもよい。これは、直角方向に移動するスライダを設置することで可能になる。
【００４８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明にかかる液晶表示パネルのシール剤硬化方法及び硬化装置によれば、貼り合わせた一対の基板間のずれの防止、一定の紫外線の照度分布、基板とマスクとの容易な分離等が可能となり、液晶パネル等の生産効率を向上させ、品質を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかるシール剤硬化装置の一実施例を示す斜視図である。
【図２】図１のシール剤硬化装置のローダ部を示す斜視図である。
【図３】図１のシール剤硬化装置のハンドラ部を示す斜視図である。
【図４】図１のシール剤硬化装置の位置決め部及びカメラ部を示す斜視図である。
【図５】図１のシール剤硬化装置の搬送部を示す斜視図である。
【図６】（ａ）は図５の搬送部を示す断面図、（ｂ）は（ａ）の放熱板を示す断面図である。
【図７】図１のシール剤硬化装置の紫外線照射部を示す斜視図である。
【図８】（ａ）は図７の紫外線照射部を示す断面図、（ｂ）は（ａ）の状態での照度分布を示すグラフ、（ｃ）は図７の紫外線照射部の可動ミラーの動作説明図、（ｄ）は（ｃ）の状態での照度分布を示すグラフである。
【図９】図１のシール剤硬化装置のアンローダ部を示す斜視図である。
【図１０】図１のシール剤硬化装置の動作フローを示す図である。
【図１１】本発明にかかるシール剤硬化装置で取り扱う基板及びマスクを示す図であって、（ａ）は基板の平面図、（ｂ）はマスクの平面図、（ｃ）及び（ｄ）は基板及びマスクのアライメントマークを示す平面図、（ｅ）は（ｂ）の部分拡大図である。
【図１２】従来の液晶表示パネルの滴下工法を説明するための製造工程図である。
【図１３】従来のシール剤硬化装置の一例を示す構成図である。
【図１４】従来のシール剤硬化装置の他の例を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 基板
１ａ 基板
１ｂ シール剤
１ｃ 液晶材料
１ｄ 基板
１ｅ アライメントマーク
１ｆ 表示エリア
２ マスク
２ａ ガラス
２ｂ 遮光膜
２ｃ アライメントマーク
２ｄ スペーサ
５ 収納カセット
３０ ローダ部
３０ａ コンベア部
３０ｂ 反転部
３１ ころ
３２ モータ
３３ クランプシリンダ
３４ 反転シリンダ
４０ ハンドラ部
４１ スライダ
４２ 上下シリンダ
４３ パッド
５０ 位置決め部
５１ ローラ
５２ シリンダ
５３ マスクステージ
６０ カメラ部
６１ ＸＹＺステージ
６２ カメラ
６３ レンズ
７０ 搬送部
７１ スライドテーブル
７２ ＸＹθステージ
７３ 保持板
７３ａ 吸着板
７３ｂ 放熱板
７３ｃ ヒータ
７３ｄ 恒温水配管
７４ クランプシリンダ
７５ 爪
８０ 紫外線照射部
８１ ボックス
８２ シャッター
８３ シリンダ
８４ 紫外線灯具
８４ａ 紫外線発光ランプ
８５ フィルタボックス
８６ 補助ミラー
８７ 可動ミラー
８８ パルスモータ
８９ 紫外線光量計
９０ アンローダ部
９１ 受け台
９２ Ｚスライダ
９３ コンベア部
９４ ころ
９５ モータ
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示パネルのシール剤硬化方法及び硬化装置に関し、特に、液晶モニタ付機器等に用いられる液晶表示パネルを滴下工法で貼り合わせた基板間のシール部分を一括硬化させるシール剤硬化方法及び硬化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１２は、従来の液晶表示パネルの滴下工法の製造工程図を示し、（ａ）の滴下装置によってシール剤を塗布するとともに、液晶を滴下して貼り合わせ、（ｂ）の硬化装置によって紫外線を照射してシール剤を硬化させ、（ｃ）のオーブンによって本硬化が行われる。この種のシール剤硬化装置では、貼り合わせた基板間のシール部分を均一に硬化させることが重要な要素の一つとなる。そのため、通常、第１の基板上に紫外線硬化型シール剤を所定のパターンに形成した後、シール剤に囲まれた領域に液晶を滴下し、真空中で第２の基板を貼り合わせ、基板の片側面に紫外線遮光板（以下「マスク」という）を密着させ、マスクを介して紫外線照射装置より紫外線を照射する手法が採用されている。
【０００３】
また、特開平９−７３０９６号公報に記載の液晶表示素子の製造方法では、図１３に示すように、液晶表示素子１０１の製造工程において、シール剤１０１ｂの硬化を行うにあたって、内面に各々配光膜を形成し、ラビング処理を施した一対のガラス基板１０１ｃ（または１０１ｄ）の対向面に紫外線硬化型樹脂からなるシール剤１０１ｂを塗布し、他方のガラス基板１０１ｄの対向面に液晶材料を滴下して貼り合わせる。ここで、液晶表示素子１０１に紫外線１０３ａを照射するための紫外線照射装置１０３には、反射板１０３ｂが設けられ、ガラス基板１０１ｃ側から液晶表示素子１０１の全面に紫外線１０３ａが照射される。
【０００４】
さらに、紫外線照射装置１０３と液晶表示素子１０１との間には、液晶表示素子１０１と接触するように遮光マスク１０２を配置している。遮光マスク１０２は、透明性基板１０２ａに遮光膜１０２ｂを形成したものであり、シール剤１０１ｂのパターンに応じて遮光膜１０２ｂのパターンが決定される。尚、透明性基板１０２ａはガラス製であって、板厚が４ｍｍ以上であると熱等の影響で反ったりせず、また、遮光膜１０２ｂは黒色インキでパターン化して形成される。紫外線照射装置１０３から照射された紫外線１０３ａは、遮光マスク１０２の遮光膜１０２ｂが形成されていない透明部１０２ｅを透過してシール剤１０１ｂのみに照射され、シール剤１０１ｂが硬化する。尚、シール剤１０１ｂと遮光マスク１０２のパターン合わせについては、紫外線１０３ａの漏れによって局部的に液晶や配光膜に紫外線１０３ａが照射され、配向乱れやしきい値むらを起こさない程度の精度が必要である。
【０００５】
また、図１４に示すように、従来の他のシール剤硬化装置２１１は、位置制御手段としてのＸＹθテーブル２０８、紫外線照射装置２０３、マスクガラス２０２、及び中央部がガラスで構成された透明基準板２１４の他、透明基準板２１４を駆動する図示しないボールスプライン、加圧シリンダ、ＣＦセットテーブル、及び使用者がアライメント時等に使用する顕微鏡等で概略構成される。
【０００６】
そして、使用者が、ＸＹθテーブル２０８を引き出し、駆動基板を保持し、ＣＦセットテーブルに対向基板をセットした後、ＣＦセットテーブルを回転して駆動基板上にセットする。次に、ＸＹθテーブル２０８を所定位置まで移動し、加圧シリンダによってボールスプラインを経て、透明基準板２１４を下方に移動する。さらに、使用者は顕微鏡等を用いて透明基準板２１４の下方に位置するＸＹθテーブル２０８を、Ｘ、Ｙ、θ方向に制御して液晶表示パネル２０１を加圧しつつ、前述のアライメントマークを基準とするアライメントを行う。そして、ＸＹθテーブル２０８を所定の位置まで加圧することにより、液晶表示パネル２０１のセルギャップを最適に制御し、紫外線照射装置２０３によりマスクガラス２０２をマスクとして紫外線光を照射してシール剤の一括硬化を行う。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来のシール剤硬化装置等においては、紫外線照射装置より照射される紫外線の中に熱線も含まれているので、基板の照射面側と基板の保持側とで温度差が発生し、貼り合わせた２枚の基板の膨張の程度が異なるため、基板間にずれが生じるおそれがあるという問題があった。また、紫外線照射装置と基板との間に熱線フィルタと基板保持板に冷却機能を付加して温度コントロールをした場合でも、熱線フィルタを設置した紫外線照射装置での照射時の基板温度は、照射時間４０秒で基板の照射面とその反対面で約８℃の差が生じ、シール剤にもよるが、熱線フィルタによってカットされる波長域にシール剤自身の硬化波長域も一部入っているため、照射時間が倍以上必要になり温度差が広がるという問題があった。
【０００８】
また、第２の問題点として、従来のシール剤硬化装置等においては、特に大型の基板を扱うような場合には、照射エリアが広いため、紫外線照射装置の紫外線照射ランプが１灯しか存在しなかったり、紫外線照射装置のランプ寿命による影響で照射時間も一定にならないこともあるため、紫外線照射装置から照射される紫外線の照度分布がばらつき、シール剤の硬化時間にずれが生じ、未硬化の部分が発生するおそれがあるという問題があった。
【０００９】
さらに、従来のシール剤硬化装置等においては、基板の表示エリアへの紫外線による影響を防ぐため、基板の紫外線照射面側にマスクを重ね合わせている。このマスクは、透明ガラスに紫外線を遮光する部分に遮光膜を形成したもので、この状態で基板にマスクを重ね合わせると、基板とマスクとの間が密接になり、基板とマスクを分離することが困難になるという問題があった。尚、基板とマスクの間に透明基準板を配置する従来例もあるが、その厚み分だけ紫外線の回り込み（反射）が発生し、表示面への悪影響を及ぼすおそれがあるという問題があった。
【００１０】
また、従来は、紫外線による影響を防止するにあたって、紫外線の照射エリアを狭くすることが重要であるため、基板とマスクの重ね合わせ精度が要求されるが、品種交換時に生じるマスク交換（位置合わせ）に長時間を要するという問題もあった。
【００１１】
さらに、第５の問題点として、人手作業により基板の供給、位置出し、回収とマスクの重ね合わせを行っているため、マスクの重ね合わせ時のずれによって基板の品質がばらつくおそれがあった。また、各作業に時間を要するので、量産のためには、シール剤硬化装置が複数台必要になり、設備費用が増大するという問題もあった。
【００１２】
そこで、本発明は、上記従来のシール剤硬化装置等における問題点に鑑みてなされたものであって、貼り合わせた一対の基板間のずれを防止することができ、広範囲の照射エリアが存在する場合であっても一定の紫外線の照度分布が得られ、基板とマスクを容易に分離すること等が可能で、液晶パネルの生産効率を向上させ、品質を向上させることも可能な液晶表示パネルのシール剤硬化方法及び硬化装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、一対の基板の一方に液晶材料を滴下し、他方に紫外線硬化型のシール剤を塗布し、該一対の基板を貼り合わせ、前記シール剤に対応する部分を残して遮光し、紫外線を照射して前記シール剤を硬化させる液晶表示パネルのシール剤硬化方法において、シール剤に対応する部分を残して遮光するための紫外線遮光板を位置決めして重ね合わせ位置まで搬送し、該重ね合わせ位置における該紫外線遮光板の位置データを記憶して前記位置決め位置まで搬送し、一方の基板に液晶材料を滴下し、他方の基板に紫外線硬化型のシール剤を塗布して貼り合わされた一対の基板を位置決めして重ね合わせ位置まで搬送し、該重ね合わせ位置における該一対の基板の位置データを記憶し、該重ね合わせ位置における前記一対の基板の位置データと前記紫外線遮光板の位置データとを比較して該重ね合わせ位置における前記一対の基板の位置を調整し、該重ね合わせ位置における前記一対の基板に、前記紫外線遮光板を前記位置決め位置から該重ね合わせ位置まで搬送して重ね合わせ、該重ね合わされた一対の基板及び紫外線遮光板に紫外線を照射して前記他方の基板に塗布されたシール剤を硬化させることを特徴とする。
【００１４】
また、請求項２記載の発明は、一対の基板の一方に液晶材料を滴下し、他方に紫外線硬化型のシール剤を塗布し、該一つの基板を貼り合わせ、前記シール剤に対応する部分を残して遮光し、紫外線を照射して前記シール剤を硬化させる液晶表示パネルのシール剤硬化装置であって、シール剤に対応する部分を残して遮光するための紫外線遮光板、及び一方の基板に液晶材料を滴下し、他方の基板に紫外線硬化型のシール剤を塗布して貼り合わされた一対の基板を位置決めする位置決め手段と、前記紫外線遮光板及び一対の基板を、前記位置決め位置から重ね合わせ位置まで搬送する搬送手段と、該重ね合わせ位置における前記紫外線遮光板及び一対の基板の位置データを記憶する記憶手段と、該記憶手段に記憶された前記紫外線遮光板及び一対の基板の位置データを比較して前記一対の基板または前記紫外線遮光板の位置を調整する調整手段と、重ね合わされた一対の基板及び紫外線遮光板に紫外線を照射して前記他方の基板に塗布されたシール剤を硬化させる紫外線照射手段と、装置全体を制御する制御手段とを備えることを特徴とする。
【００１５】
そして、請求項１または請求項２記載の液晶表示パネルのシール剤硬化方法または硬化装置によれば、一対の基板及び紫外線遮光板を位置決めして重ね合わせ位置まで搬送して両者を重ね合わせ、重ね合わせ位置における両者の位置データを記憶し、これらの位置データを比較して両者の位置を調整することができるため、紫外線遮光板の重ね合わせ時のずれを最小限に抑えることができ、液晶表示パネルの品質のばらつきを低減することができる。また、一対の基板及び紫外線遮光板の位置決めから重ね合わせまでの工程を自動化することにより、１台のシール剤硬化装置により液晶表示パネルを量産することができる。
【００１６】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の液晶表示パネルのシール剤硬化装置において、前記搬送手段は、前記一対の基板を保持する保持板を備え、該保持板は、内部に前記一対の基板の加熱冷却手段を備えることを特徴とする。
【００１７】
請求項３記載の発明によれば、保持板の内部に設けた加熱冷却手段によって一対の基板を加熱冷却することにより、紫外線照射時に発生する基板の温度上昇の際、基板の表裏で約５℃以上の温度差を生じさせないようにすることができるため、貼り合わせた一対の基板間のずれを防止することができる。
【００１８】
請求項４記載の発明は、請求項２記載の液晶表示パネルのシール剤硬化装置において、前記紫外線照射手段は、紫外線光量計と、紫外線発光ランプから前記一対の基板に照射される紫外線の光量を調整する補助ミラーとを備え、前記紫外線光量計によって測定される紫外線光量に応じて前記補助ミラーの位置を調整することを特徴とする。
【００１９】
請求項４記載の発明によれば、紫外線光量計によって測定される紫外線光量に応じて補助ミラーの位置を調整することにより、一定の紫外線の照度分布が得られ、液晶表示パネルの品質を向上させることができる。また、広範囲のエリアを照射できるように紫外線照射装置のランプを複数灯使用した場合でも、紫外線照射部の内部に各々のランプに反応する紫外線光量計を設置することにより、紫外線照射面の照度を一定にすることができる。紫外線照射装置のランプから発生する紫外線の照度を紫外線光量計で感知し、照度設定値との差分を紫外線照射装置の制御にフィードバックすることで粗調整を行い、微調整として補助ミラーの一部の角度を可変とすることで常に一定の照度を得ることもできる。
【００２０】
請求項５記載の発明は、請求項２記載の液晶表示パネルのシール剤硬化装置において、前記記憶手段は、前記一対の基板及び前記紫外線遮光板を重ね合わせる前と重ね合わせた後で、各々に配置したアライメントマークを読み取る撮像手段を備えることを特徴とする。
【００２１】
請求項５記載の発明によれば、一対の基板及び紫外線遮光板にアライメントマークを配置し、両者を重ね合わせる前と重ね合わせた後でアライメントマークを読み取ることにより、重ね合わせ状態を確認することができる。
【００２２】
請求項６記載の発明は、請求項２乃至５のいずれかに記載の液晶表示パネルのシール剤硬化装置において、前記紫外線遮光板の前記基板との接触面に紫外線を遮光する遮光膜を成膜して該遮光膜の断面形状を溝型とするか、または、前記紫外線遮光板と前記基板との間にスペーサを介装したことを特徴とする。
【００２３】
請求項６記載の発明によれば、紫外線遮光板の遮光膜の断面形状を溝型とするか、紫外線遮光板の前記基板との間にスペーサを介装したため、基板と紫外線遮光板との間に空気の巡回層ができ、基板と紫外線遮光板とが吸着状態（真空状態）になって分離が困難になることを防止することができる。
【００２４】
請求項７記載の発明によれば、請求項２乃至６のいずれかに記載の液晶表示パネルのシール剤硬化装置において、前記位置決め手段における前記紫外線遮光板の位置決め位置を複数設けたことを特徴とする。
【００２５】
請求項７記載の発明によれば、複数の紫外線遮光板の位置決め位置を設けたため、液晶表示パネルの生産途中での品種を切り替える必要性が生じた場合でも容易に対応することができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
次に、本発明にかかる液晶表示パネルのシール剤硬化方法及び硬化装置の実施の形態の具体例を図面を参照しながら説明する。
【００２７】
図１は、本発明にかかる液晶表示パネルのシール剤硬化装置の一実施例を示し、このシール剤硬化装置は、大きく分けて、基板１をころを介して搬送するローダ部３０と、アライメント機能を有し、基板１と、この基板１の表示エリア１ｆ（図１１参照）への紫外線による影響を防ぐためのマスク２とを重ね合わせた状態でクランプする搬送部７０と、基板１とマスク２を個別にＸ、Ｙ方向に位置決めする位置決め部５０と、ローダ部３０と搬送部７０との間で基板１を搬送するとともに、マスク２のための位置決め部５０と搬送部７０との間でマスク２を搬送するハンドラ部４０と、基板１とマスク２のアライメントマーク１ｅ、２ｃ（図１１参照）を読み取るカメラ部６０と、基板１とマスク２とを重ね合わせた状態で紫外線を照射する紫外線の照射部８０と、紫外線の照射が終了した基板をカセット内に収納するアンローダ部９０とで構成される。
【００２８】
次に、図２乃至図７を参照しながら各機構部について詳細に説明する。
【００２９】
ローダ部３０は、図２に示すように、モータ３２と、このモータ３２の動力をベルトを介してころ３１に伝達してコンベア方式にて基板１を搬送するコンベア部３０ａと、同様のコンベア機能を備え、基板１の巾方向をクランプするクランプシリンダ３３と、基板１を水平方向に反転させる反転シリンダ３４を備えた反転部３０ｂとで構成される。
【００３０】
図３に示すように、ハンドラ部４０は、基板１（図１参照）を吸着するパッド４３と、パッド４３を上下移動させる上下シリンダ４２と、基板１及びマスク２（図１１参照）の移動手段としてパルスモータ駆動のスライダ４１とで構成され、基板１をローダ部３０（図２参照）の反転部３０ｂ側のクランプ位置と搬送部７０（図５参照）の保持板７３との間で、また、マスク２を位置決め部５０のマスク２側の位置決め位置と搬送部７０の保持板７３との間で吸着搬送する。
【００３１】
位置決め部５０は、図４に示すように、マスクステージ５３上のマスク２をシリンダ５２によって駆動される回転自在なローラ５１によって外形位置決めする機構と、搬送部７０（図５参照）の保持板７３上の基板１をシリンダ５２で駆動される回転自在なローラ５１によって外形位置決めする機構とで構成される。
【００３２】
図４に示すように、カメラ部６０は、ＸＹＺ方向の微調整ができるＸＹＺステージ６１の上に画像処理のカメラ６２が取り付けられ、カメラ６２にレンズ６３が取り付けられ、レンズ６３によって平面画像を取り込む。同様の構成で２ヶ所にカメラ部６０が設置され、基板１及びマスク２のアライメントマーク２ｃ（図１１参照）の位置データを取り込む。本実施例では、カメラ６２を水平方向に並置した例を示したが、垂直方向に並置してもよい。
【００３３】
図５及び図６に示すように、搬送部７０は、基板１側の位置決め位置から紫外線照射部８０の照射位置まで、基板１及びマスク２を搬送するスライドテーブル７１と、このスライドテーブル７１の上に取り付けられ、カメラ部６０で取り込んだアライメントデータによってＸＹθ方向に移動するＸＹθステージ７２と、ＸＹθステージ７２の上に設けられ、加熱冷却機能を有する保持板７３とで構成される。加熱冷却機能は、ヒータと恒温水による温度コントロール、またはＳＭＣ製の加熱冷却板による制御によって発揮される。また、保持板７３は、基板１を吸着保持するための吸着孔が穿設された吸着板７３ａと、加熱冷却機能を有する放熱板７３ｂとで構成される。放熱板７３ｂの加熱冷却機能は、ヒータ７３ｃと恒温水配管７３ｄ内を流れる恒温水による温度制御、またはＳＭＣ製の加熱冷却板による制御によって発揮される。また、保持板７３の上で吸着保持した基板１の上にマスク２をハンドラ部４０で重ね合わせた後マスク２を保持するための爪７５と、爪７５を移動させるクランプシリンダ７４とが設けられる。
【００３４】
図７及び図８に示すように、紫外線照射部８０は、搬送部７０の走行位置に開口エリアを備えるボックス８１と、このボックス８１の開口エリアを塞ぐように上下移動するシャッター８２と、シャッター８２の駆動源としてのシリンダ８３と、ボックス８１の内部に配置され、紫外線発光ランプ８４ａを装備した紫外線灯具８４と、紫外線灯具８４より発光する紫外線の不要な波長域をカットするフィルタボックス８５と、照射エリアに均一な紫外線照度を与えるための補助ミラー８６と、補助ミラー８６の下部に図８（ａ）の矢印方向に回転可能に支持され、パルスモータ８８によって駆動される可動ミラー８７と、補助ミラー８６の下面に設けられた紫外線光量計８９とで構成される。
【００３５】
図９に示すように、アンローダ部９０は、基板１（図１１参照）のための収納カセット５を保持する受け台９１と、受け台９１を固定し図示しないパルスモータによって駆動されるＺスライダ９２と、ローダ部３０（図２参照）の反転部３０ｂ側のころ３１と同一高さに配置されたころ９４にモータ９５の動力をベルトによって伝達するコンベア部９３とで構成され、基板１の収納は、カセット５の上段より順次行われる。
【００３６】
次に、上記構成を有するシール剤硬化装置の動作について図１０を中心に参照しながら説明する。
【００３７】
まず、ステップＳ１において、図９（ａ）に示す受け台９１上にカセット５をセットした後、Ｚスライダ９２によってカセット５の最上段位置がころ９４の搬送位置になるように受け台９１を下降させる。
【００３８】
次に、ステップＳ２において、図４に示すように、マスクステージ５３の上にセットしたマスク２を、シリンダ５２によって駆動される回転自在なローラ５１によって外形位置決めする。そして、図３のハンドラ部４０のパッド４３によってマスク２を図５に示す搬送部７０の保持板７３上に搬送する。この状態で保持板７３がマスク２を吸着保持した後、図４のカメラ部６０のカメラ６２によってマスク２のアライメントマーク２ｃの位置を画像処理し、アライメントマーク２ｃの重心点かパターンマッチングによってＸＹ座標の位置データを取り込む。このとき、面積データも一緒に取り込む。アライメントマーク２ｃの位置が読み取られたマスク２は、前記動作の逆の動作によって元の位置に戻り、外形位置決めされる。
【００３９】
次に、ステップＳ３において、図２のコンベア部３０ａのころ３１の上に投入した基板１を、モータ３２の駆動によって反転部３０ｂの所定位置まで搬送し、クランプシリンダ３３によって基板１の巾方向をクランプする。その後、図３のハンドラ部４０のパッド４３によって図５の搬送部７０の保持板７３上に搬送する。図４において、基板１をシリンダ５２によって駆動される回転自在なローラ５１によって外形位置決めを行い、図５の保持板７３によって基板１を吸着保持する。
【００４０】
そして、ステップＳ４において、図４のカメラ部６０のカメラ６２によって基板１のアライメントマーク１ｅの位置を画像処理し、アライメントマーク１ｅの重心点によってＸＹ座標の位置データを取り込む。次に、前記マスク２のアライメントマーク位置との差分だけ、図５のＸＹθステージ７２によって基板１をＸＹθ方向に移動させる。
【００４１】
次に、ステップＳ５において、アライメント動作の終了した基板１上に外形位置決めをしたマスク２を図３のハンドラ部４０のパッド４３によって搬送して重ね合わせる。そして、ステップＳ６において、この状態で、図５のクランプシリンダ７４で駆動される爪７５によってマスク２をクランプする。図４のカメラ部６０のカメラ６２によって、基板１とマスク２が重ね合わされた状態（図１１（ｃ）参照）のアライメントマーク１ｅ、２ｃの画像処理を行う。マスク２のアライメントマーク２ｃにマスクをかけた時の面積データとマスク２のアライメント動作によって取り込んだ面積データとを比較し、面積の増加によって基板１とマスク２の重ね合わせ位置を確認する。例えば、重ね合わせ状態が図１１（ｄ）の状態であった場合には、基板１のアライメントマーク１ｅの形状が丸形から丸形の下側が削られた形状になる。すなわち、面積データが減少しているので、基板１とマスク２の重ね合わせがずれたことになる。
【００４２】
ステップＳ６において基板１とマスク２とが良好に重ね合わされている場合には、ステップＳ７に移動し、基板１を図５の搬送部７０のスライドテーブル７１によって紫外線照射位置まで移動し、図７のシリンダ８３で駆動されるシャッター８２を下降させ、紫外線照射時に紫外線の漏れを防ぐ。紫外線照射位置に移動した基板１に、事前に設定された積算光量値（または照射時間）に達するまで紫外線照射部８０の紫外線灯具８４によって紫外線を照射する。補助ミラー８６の側面に取り付けた紫外線光量計８９によって１秒毎の照度値を測定し、基板１のシール剤１ｂが未硬化になることを防止する。
【００４３】
また、紫外線照射時に発生する温度上昇に合わせて加熱冷却機能を有する保持板７３によって基板１の吸着面側を温め、基板１の表裏の温度差をなくしている。照度分布は、紫外線灯具８４の配置によって多少の違いは発生するが、図８（ａ）の状態のように補助ミラー８６と可動ミラー８７の内面が同一位置の場合、その照度分布は、図８（ｂ）のようになり、両端（紫外線発光ランプ８４ａと平行な方向）で照度が中心より高い傾向になる。この現象は、可動ミラー８７の部分で反射する紫外線が、基板１の両端部分に集光するためと考えられる。図８（ａ）の矢印方向にパルスモータ８８によって可動ミラー８７を移動させ紫外線の集光を減らす動作をすることで図８（ｄ）の照度分布が得られ、約５％の改善が達成される。
【００４４】
次に、ステップＳ８において、重ね合わせた基板１、マスク２を、図５の搬送部７０のスライドテーブル７１によって元の位置に戻し、爪７５を元の位置に戻し、マスク２を図３のハンドラ部４０によって、図４の位置決め部５０のマスクステージ５３上に戻す。そして、マスク２を、位置決め部５０のローラ５１によって外形位置決めする。マスク２を分離する際に、マスク２の遮光膜２ｂの形状が複数の溝型になっていることで基板１との間に空気の層ができ分離しやすくなっている。また、図１１（ｂ）に示したスペーサ２ｄを基板１とマスク２との間に介装することによって同様の効果を得ることができる。
【００４５】
次に、ステップＳ９において、図５の搬送部７０のＸＹθステージ７２が元の位置に戻った後、マスク２を分離した基板１を、図３のハンドラ部４０のパッド４３によって図２の反転部３０ｂのころ３１上に搬送する。クランプシリンダ３３で基板１の巾方向をクランプし、搬送方向がアンローダ部９０（図９参照）の側に向くように反転シリンダ３４によって反転する。反転部３０ｂのモータ３２とアンローダ部９０のモータ９５を駆動し、各々のころ３１、９４を回転し、基板１の搬送を行い、カセット５に収納する。基板１の収納が終了すると、Ｚスライダ９２でカセット５を１ピッチ上昇させ、次の基板１の収納に備える。
【００４６】
尚、上記実施例においては、図１１（ｂ）に示すように、マスク２を基板１に重ね合わせたときに接触する面にスペーサ２ｄを塗布するが、耐熱製のテープを使用することもできる。この際、テープの厚さは、０．１ｍｍ以下のものが望ましい。テープの貼付位置は、遮光膜２ｂ内のエリアであればどこでもよいが、図５の搬送部７０の爪７５がクランプしたときにガラス２ａが割れない位置にするのが望ましい。
【００４７】
また、図１のマスク２の位置決め位置を複数設置することにより、品種の混在生産が可能になる。設置方向は、ハンドラ４０の搬送方向が望ましいが、その直角方向でもよい。これは、直角方向に移動するスライダを設置することで可能になる。
【００４８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明にかかる液晶表示パネルのシール剤硬化方法及び硬化装置によれば、貼り合わせた一対の基板間のずれの防止、一定の紫外線の照度分布、基板とマスクとの容易な分離等が可能となり、液晶パネル等の生産効率を向上させ、品質を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかるシール剤硬化装置の一実施例を示す斜視図である。
【図２】図１のシール剤硬化装置のローダ部を示す斜視図である。
【図３】図１のシール剤硬化装置のハンドラ部を示す斜視図である。
【図４】図１のシール剤硬化装置の位置決め部及びカメラ部を示す斜視図である。
【図５】図１のシール剤硬化装置の搬送部を示す斜視図である。
【図６】（ａ）は図５の搬送部を示す断面図、（ｂ）は（ａ）の放熱板を示す断面図である。
【図７】図１のシール剤硬化装置の紫外線照射部を示す斜視図である。
【図８】（ａ）は図７の紫外線照射部を示す断面図、（ｂ）は（ａ）の状態での照度分布を示すグラフ、（ｃ）は図７の紫外線照射部の可動ミラーの動作説明図、（ｄ）は（ｃ）の状態での照度分布を示すグラフである。
【図９】図１のシール剤硬化装置のアンローダ部を示す斜視図である。
【図１０】図１のシール剤硬化装置の動作フローを示す図である。
【図１１】本発明にかかるシール剤硬化装置で取り扱う基板及びマスクを示す図であって、（ａ）は基板の平面図、（ｂ）はマスクの平面図、（ｃ）及び（ｄ）は基板及びマスクのアライメントマークを示す平面図、（ｅ）は（ｂ）の部分拡大図である。
【図１２】従来の液晶表示パネルの滴下工法を説明するための製造工程図である。
【図１３】従来のシール剤硬化装置の一例を示す構成図である。
【図１４】従来のシール剤硬化装置の他の例を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 基板
１ａ 基板
１ｂ シール剤
１ｃ 液晶材料
１ｄ 基板
１ｅ アライメントマーク
１ｆ 表示エリア
２ マスク
２ａ ガラス
２ｂ 遮光膜
２ｃ アライメントマーク
２ｄ スペーサ
５ 収納カセット
３０ ローダ部
３０ａ コンベア部
３０ｂ 反転部
３１ ころ
３２ モータ
３３ クランプシリンダ
３４ 反転シリンダ
４０ ハンドラ部
４１ スライダ
４２ 上下シリンダ
４３ パッド
５０ 位置決め部
５１ ローラ
５２ シリンダ
５３ マスクステージ
６０ カメラ部
６１ ＸＹＺステージ
６２ カメラ
６３ レンズ
７０ 搬送部
７１ スライドテーブル
７２ ＸＹθステージ
７３ 保持板
７３ａ 吸着板
７３ｂ 放熱板
７３ｃ ヒータ
７３ｄ 恒温水配管
７４ クランプシリンダ
７５ 爪
８０ 紫外線照射部
８１ ボックス
８２ シャッター
８３ シリンダ
８４ 紫外線灯具
８４ａ 紫外線発光ランプ
８５ フィルタボックス
８６ 補助ミラー
８７ 可動ミラー
８８ パルスモータ
８９ 紫外線光量計
９０ アンローダ部
９１ 受け台
９２ Ｚスライダ
９３ コンベア部
９４ ころ
９５ モータ
Claims (7)
- 一対の基板の一方に液晶材料を滴下し、他方に紫外線硬化型のシール剤を塗布し、該一対の基板を貼り合わせ、前記シール剤に対応する部分を残して遮光し、紫外線を照射して前記シール剤を硬化させる液晶表示パネルのシール剤硬化方法において、
シール剤に対応する部分を残して遮光するための紫外線遮光板を位置決めして重ね合わせ位置まで搬送し、該重ね合わせ位置における該紫外線遮光板の位置データを記憶して前記位置決め位置まで搬送し、
一方の基板に液晶材料を滴下し、他方の基板に紫外線硬化型のシール剤を塗布して貼り合わされた一対の基板を位置決めして重ね合わせ位置まで搬送し、該重ね合わせ位置における該一対の基板の位置データを記憶し、
該重ね合わせ位置における前記一対の基板の位置データと前記紫外線遮光板の位置データとを比較して該重ね合わせ位置における前記一対の基板の位置を調整し、
該重ね合わせ位置における前記一対の基板に、前記紫外線遮光板を前記位置決め位置から該重ね合わせ位置まで搬送して重ね合わせ、
該重ね合わされた一対の基板及び紫外線遮光板に紫外線を照射して前記他方の基板に塗布されたシール剤を硬化させることを特徴とする液晶表示パネルのシール剤硬化方法。 - 一対の基板の一方に液晶材料を滴下し、他方に紫外線硬化型のシール剤を塗布し、該一つの基板を貼り合わせ、前記シール剤に対応する部分を残して遮光し、紫外線を照射して前記シール剤を硬化させる液晶表示パネルのシール剤硬化装置であって、
シール剤に対応する部分を残して遮光するための紫外線遮光板、及び一方の基板に液晶材料を滴下し、他方の基板に紫外線硬化型のシール剤を塗布して貼り合わされた一対の基板を位置決めする位置決め手段と、
前記紫外線遮光板及び一対の基板を、前記位置決め位置から重ね合わせ位置まで搬送する搬送手段と、
該重ね合わせ位置における前記紫外線遮光板及び一対の基板の位置データを記憶する記憶手段と、
該記憶手段に記憶された前記紫外線遮光板及び一対の基板の位置データを比較して前記一対の基板または前記紫外線遮光板の位置を調整する調整手段と、
重ね合わされた一対の基板及び紫外線遮光板に紫外線を照射して前記他方の基板に塗布されたシール剤を硬化させる紫外線照射手段と、
装置全体を制御する制御手段とを備えることを特徴とする液晶表示パネルのシール剤硬化装置。 - 前記搬送手段は、前記一対の基板を保持する保持板を備え、該保持板は、内部に前記一対の基板の加熱冷却手段を備えることを特徴とする請求項２記載の液晶表示パネルのシール剤硬化装置。
- 前記紫外線照射手段は、紫外線光量計と、紫外線発光ランプから前記一対の基板に照射される紫外線の光量を調整する補助ミラーとを備え、前記紫外線光量計によって測定される紫外線光量に応じて前記補助ミラーの位置を調整することを特徴とする請求項２記載の液晶表示パネルのシール剤硬化装置。
- 前記記憶手段は、前記一対の基板及び前記紫外線遮光板を重ね合わせる前と重ね合わせた後で、各々に配置したアライメントマークを読み取る撮像手段を備えることを特徴とする請求項２記載の液晶表示パネルのシール剤硬化装置。
- 前記紫外線遮光板の前記基板との接触面に紫外線を遮光する遮光膜を成膜して該遮光膜の断面形状を溝型とするか、または、前記紫外線遮光板と前記基板との間にスペーサを介装したことを特徴とする請求項２乃至５のいずれかに記載の液晶表示パネルのシール剤硬化装置。
- 前記位置決め手段における前記紫外線遮光板の位置決め位置を複数設けたことを特徴とする請求項２乃至６のいずれかに記載の液晶表示パネルのシール剤硬化装置。
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