JP4024700B2

JP4024700B2 - 液晶表示素子用真空合着装置、及びこれを用いた液晶表示素子の製造方法

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Publication number: JP4024700B2
Application number: JP2003061048A
Authority: JP
Inventors: 相碩李; 相昊朴
Original assignee: エルジー．フィリップスエルシーデーカンパニー，リミテッド
Priority date: 2002-03-12
Filing date: 2003-03-07
Publication date: 2007-12-19
Anticipated expiration: 2023-03-07
Also published as: US7027122B2; CN1448767A; US20030174274A1; CN1324381C; US20060066806A1; US7545477B2; JP2003270605A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は液晶表示素子用製造装置に関し、特に液晶滴下方式を適用して一対の基板間の貼り合わせを実行するための貼り合わせ装置に関する。
【０００２】
【関連の技術】
情報化社会の発展に伴い、表示装置に対する要求も多様な形態に増加しており、これに応じて、最近は液晶表示装置（ＬＣＤ）、プラズマ表示装置（ＰＤＰ）、電場発光表示装置（ＥＬＤ）及び真空蛍光発光装置（ＶＦＤ）など様々な平板表示装置が研究され、その一部は既に各種装備で表示装置として活用されている。
【０００３】
そのうち、現在はＬＣＤが優秀な画質、軽薄型、低消費電力などの長所を有するため、移動型画像表示装置の用途にＣＲＴに代って最も多く使われており、ノートパソコンのモニターのような移動型の用途の他にも、放送信号を受信してディスプレイするＴＶ及びコンピュータのモニターなどにおいて多様に開発されている。
【０００４】
このように、液晶表示素子は様々な分野で画面表示装置としての役割を果たすため多様な技術的な発展が進められてきているにも拘わらず、画面表示装置として画像の品質を高めるような作業においては上記の長所を減殺する面が多かった。
従って、液晶表示素子が一般的な画面表示装置として多様な部分に使用されるためには、軽薄型、低消費電力の特徴を維持しながらも、高精細、高輝度、大面積など、高品位の画像をどれほど実現できるかが重要な問題とされている。
【０００５】
上記のような液晶表示素子の製造方法としては、大きく分けて、液晶注入口が形成されるように一方の基板上にシール剤を塗布して、真空中で一対の基板を接合した後、形成された注入口を介して液晶を注入する液晶注入方式と、特開２０００−２８４２９５号及び特開２００１−００５４０５号公報で提案されたように、液晶注入口を設けないようにシール剤を閉じたパターンで形成した一方の基板を用意し、この基板上のシール剤で囲まれた領域に液晶を滴下した後、他方の基板を前記一方の基板上に配置し、真空中で上下の基板を近接させて接合する液晶滴下方式とがある。
【０００６】
前記した各種方式のうち、液晶滴下方式は液晶注入方式に比べていくつかの工程（例えば、液晶注入口の形成、液晶の注入、液晶注入口の密封などのための各々の工程）を省略して行うことができることから、それらの工程に伴う装置が必要ではなくなるという長所を有する。このため、最近は液晶滴下方式を用いた各種製造装置の研究が行われている。
【０００７】
図１Ａ，１Ｂ及び図２はかかる関連技術の液晶滴下方式を適用した基板間の貼り合わせ装置を示す。即ち、関連技術の貼り合わせ装置は、外形をなすフレーム１０と、ステージ部２１、２２と、シール剤吐出部（図示せず）及び液晶滴下部３０と、チャンバー部３１、３２と、チャンバー移動手段と、ステージ移動手段とから構成されている。
【０００８】
この際、前記ステージ部は上部ステージ２１と下部ステージ２２とからなり、シール剤吐出部及び液晶滴下部３０は基板の貼り合わせ工程が行われる位置である前記フレームの側部に装着され、前記チャンバー部は上部チャンバーユニット３１と下部チャンバーユニット３２とからなり、それらが互いに合体可能であるように構成される。
【０００９】
これと共に、前記チャンバー移動手段は下部チャンバーユニット３２を前記貼り合わせ工程が行われる位置とシール剤の吐出及び液晶の滴下が行われる位置との間で選択的に移動するように駆動する駆動モータ４０で構成され、前記ステージ移動手段は前記上部ステージ２１が選択的に上部或いは下部に移動するように駆動する駆動モータ５０で構成されている。
そして、前記チャンバー部の内部が真空になった時に、上部ステージ２１に固定される基板５２の両対角位置でその基板を一時的に受け止める役割を果たす受け止め手段が設けられる。この際、前記受け止め手段は上部チャンバーユニット３１の外側から前記上部チャンバーユニット３１の内側に貫通した状態で回転自在に装着された回転軸６１と、その回転軸の一端の前記上部チャンバーユニット３１の外側に固定され、前記回転軸６１を選択的に回転させるように駆動する回転アクチュエータ６３及び前記回転軸を選択的に昇降させる昇降アクチュエータ６４と、前記回転軸６１の他端に一体化され、選択的に基板のエッジ部を受け止める受止爪６２とから構成されている。
【００１０】
以下、上記した関連技術の基板組み立て装置を用いた液晶表示素子の製造過程をその工程順序に従ってより詳細に説明する。
【００１１】
まず、上部ステージ２１には何れか一方の基板（以下、第２基板）５２がローディングされて固定され、下部ステージ２２には他方の基板（以下、第１基板）５１がローディングされて固定される。この状態で前記下部ステージ２２を有する下部チャンバーユニット３２はチャンバー移動手段４０によって、図１Ａに示すように、シール剤の塗布及び液晶滴下のための位置に移動する。
【００１２】
そして、前記状態でシール剤吐出部及び液晶滴下部３０による第１基板へのシール剤の塗布及び液晶滴下が完了すると、再び前記チャンバー移動手段４０によって、図１Ｂに示すように、基板間の貼り合わせのための位置に移動する。
【００１３】
その後、各チャンバーユニット３１，３２の合体が行われて各ステージ２１，２２が位置した区間が密閉され、受け止め手段を構成する昇降アクチュエータ６４が駆動して回転軸６１を下方に（上部ステージの下側に）移動させると共に、回転アクチュエータ６３が駆動して前記回転軸６１を回転させ、受止爪６２を上部ステージ２１に固定された第２基板５２の両角部に位置させる。
【００１４】
この状態で、第２基板５２を固定していた吸着力を解除して、図２に示すように、前記第２基板を前記受け止め手段の各受止爪６２に落下させる。
【００１５】
これと共に、真空手段７０を用いてチャンバーの内部を完全に真空状態にし、前記チャンバーの内部が完全な真空状態になったときに、上部ステージ２１に静電力を印加して前記第２基板５２を固定すると共に、受け止め手段の回転アクチュエータ６３及び昇降アクチュエータ６４を駆動して、受止爪６２及び回転軸６１を貼り合わせ工程に干渉を与えない位置に復帰させる。
【００１６】
そして、前記した真空状態において、ステージ移動手段５０によって上部ステージ２１が下向きに移動することで、前記上部ステージ２１に固定された第２基板５２を下部ステージ２２に固定された第１基板５１に密着させ、さらに継続的に加圧して各基板間の貼り合わせを行う。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、かかる関連技術の液晶滴下方式の液晶表示装置の製造方法には次のような問題点がある。
即ち、両基板をチャンバー内で貼り合わせるために前記チャンバーの内部を真空にすると、チャンバーの内部の温度が急激に低下し、チャンバー内の空気中に含有された水分が凝結し、液晶が滴下された部分に落ちるか、シール剤塗布部位に落ちるので、液晶の特性に悪影響を与え、シール剤の接着力を減少させ、不良をもたらす。また、基板、又は液晶内の水分が凝結されることがある。
【００１８】
本発明は、上記の問題を解決しようとするもので、その目的は、貼り合わせ装置を構成するチャンバーの内部の温度を一定の温度以上に補償して、水分の凝結を防止できるようにした液晶滴下方式の液晶表示素子用真空貼り合わせ装置を提供することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の形態による液晶表示素子用真空貼り合わせ装置は、基板の貼り合わせ工程が行われる真空チャンバー、前記真空チャンバー内に各々対向して備えられ、搬送装置により搬入された各基板を吸着して、各基板間の貼り合わせを行う上部ステージ及び下部ステージ、前記真空チャンバー内の温度の損失を補償する温度補償手段で構成されることを特徴とする。
【００２０】
上記目的を達成するための本発明の他の形態による液晶表示素子用真空貼り合わせ装置は、基板の貼り合わせ工程が行われる真空チャンバー、前記真空チャンバー内に各々対向して備えられ、搬送装置により搬入された各基板を吸着して、各基板間の貼り合わせを行う上部ステージ及び下部ステージ、前記上部ステージの内部に備えられ、前記上部ステージの温度の損失を補償する温度補償手段で構成されることを特徴とする。
【００２１】
上記目的を達成するための本発明による液晶表示装置の製造方法は、真空チャンバーの温度を常温より高く補償する工程、第１基板及び第２基板を真空チャンバー内にローディングする工程、前記真空チャンバーを真空させる工程、前記第１，第２基板を貼り合わせする工程、前記真空チャンバーをベントさせる工程、前記第１，第２基板をアンローディングする工程からなることを特徴とする。
【００２２】
ここで、前記ローディング工程は、前記真空チャンバー内の下部及び上部ステージに第１基板及び第２基板を吸着させる工程、前記貼り合わせ器の基板レシーバーを、前記上部ステージに固定された第２基板の下側に位置させる工程、前記第１，第２基板を前記ステージが各々静電吸着法で固定する工程からなることが望ましい。
【００２３】
前記真空チャンバーの温度を常温より高く補償する工程は、基板ローディングの後、真空チャンバーを真空させる前に行うことが望ましい。
前記ローディング工程の後、前記真空チャンバーのドアを閉める工程を更に行い、前記ドアを閉めた後、前記真空チャンバーの温度を常温より高く補償する工程を進行させることが望ましい。
前記真空チャンバーの温度を常温より高く補償する工程は、真空工程と同時に行うことが望ましい。
【００２４】
前記真空チャンバーの真空工程は２次にわたって行うことが望ましい。
前記真空チャンバーの真空工程は、前記真空チャンバー内の下部ステージと上部ステージとに各々第１基板及び第２基板を吸着させた後、１次真空を行い、前記基板レシーバーを前記上部ステージに固定された第２基板の下側に位置させた後、２次真空を行うことが望ましい。
【００２５】
前記真空工程の後、前記貼り合わせ工程の前に前記第１，第２基板を整列させる工程を更に含むことが望ましい。
前記真空チャンバーの温度を常温より高く補償する工程は、前記常温より少なくとも５℃以上補償することが望ましい。
前記真空チャンバーの温度を常温より高く補償する工程は、前記真空チャンバーを３５℃以上に加熱して補償することが望ましい。
前記真空チャンバーの温度を常温より高く補償する工程は、前記真空チャンバーを４５℃以上に加熱して補償することが望ましい。
前記真空チャンバーの温度を常温より高く補償する工程は、前記真空工程時に前記真空チャンバーの温度が少なくとも０℃以下に落ちないように補償することが望ましい。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい各実施形態を添付の図３乃至図８を参照してより詳細に説明する。
【００２７】
まず、図３は本発明の液晶表示素子用真空貼り合わせ装置の第１実施形態による構成を概略的に示す。
これから分かるように、本発明の真空貼り合わせ装置は、大略、真空チャンバー１１０と、上部ステージ１２１及び下部ステージ１２２と、ステージ移動装置と、真空装置２００と、温度補償手段とで構成される。
【００２８】
前記真空チャンバー１１０は、液晶が滴下された基板（以下、″第１基板″）５１０と、液晶が滴下されていない基板（以下、″第２基板）５２０との貼り合わせ工程が行われる。特に、前記真空チャンバー１１０は全体的に単一体を成す。
そして、前記真空チャンバー１１０の縁面の前方側には、前記各基板５１０、５２０の搬入（搬出）のための基板流出口１１１が形成される。
【００２９】
これと共に、前記真空チャンバー１１０の縁面には、真空装置２００から伝達された空気の吸入力が伝達され、その内部の空間に存在する空気が排出される空気排出管１１２が連結されると共に、その外部から空気、或いは他のガスの流入が行われ、前記真空チャンバー１１０の内部を大気状態に維持するためのベント管１１３が連結される。従って、前記真空チャンバー１１０の内部の空間は選択的に真空とされるか、或いは真空が解除される。
【００３０】
また、前記で空気排出管１１２及びベント管１１３には、管路を選択的に開閉するため電子的に制御される開閉バルブ１１２ａ、１１３ａがそれぞれ備えられる。
【００３１】
そして、本実施形態の貼り合わせ装置を構成する上部ステージ１２１及び下部ステージ１２２は、前記真空チャンバー１１０内の上側空間と下側空間とに各々対向して設けられる。これと共に、前記各ステージ１２１、１２２は、搬送装置４００によって真空チャンバー１１０の内部に搬入された各基板５１０、５２０を真空、或いは静電吸着して、前記真空チャンバー１１０内の所定の位置に固定されるように構成されると共に、前記各ステージは、各基板５１０、５２０間の貼り合わせを行うように、上下に移動可能に備えられる。
【００３２】
そして、本実施形態の貼り合わせ装置を構成するステージ移動装置は、上部ステージ１２１に結合され、移動軸１３１と、回転軸１３２と、駆動モータ１３３とで構成される。前記移動軸１３１は、前記上部ステージ１２１を上向き或いは下向きに移動させる。
【００３３】
前記回転軸１３２は下部ステージ１２２に結合され、前記下部ステージを回転させる。前記駆動モータ１３３は、各ステージ１２１、１２２に結合された各々の軸を移動、又は回転させるように駆動する。
【００３４】
そして、前記真空装置２００は、前記真空チャンバー１１０の内部が選択的に真空状態になるように吸入力を伝達し、空気吸入力を発生させる吸入ポンプで構成される。この際、前記真空装置２００は、真空チャンバー１１０に形成された空気排出管１１２に連結される。そして、前記温度補償手段は真空チャンバー１１０の内部の温度を補償する。この際、前記温度補償手段は、真空チャンバー１１０の内壁面、又は外壁面を加熱するヒータ３１０で構成される。
特に、前記温度補償手段のヒータ３１０は、前記真空チャンバー１１０の内壁面、又は外壁面に接触するように構成して、その発熱による高温の熱気が前記真空チャンバー１１０の内部空間に伝導されるようにする。
【００３５】
しかしながら、上記した構成のように、温度補償手段のヒータ３１０が外部に露出した状態になるように構成する場合、各駆動部位との接触が発生し得る。
このため、本実施形態では、真空チャンバー１１０の壁面の内部にヒータ３１０を備えて、真空チャンバー１１０の内部の温度を補償できるようにする。
即ち、真空チャンバー１１０の壁面の内部に所定の熱気伝達空間３２０を形成し、この形成された熱気伝達空間３２０内にヒータ３１０を装着する。
この際、前記ヒータ３１０は、通常のコイルヒータで構成することが望ましいが、必ずしもこれに限定されるものではない。
【００３６】
また、上記で真空チャンバー１１０の内部に形成される熱気伝達空間３２０は前記真空チャンバー１１０の各壁面に共に形成されることが望ましく、前記各壁面の全部分に沿ってヒータ３１０の発熱による熱気が均等に伝導されるように形成されることが更に望ましい。
言い換えると、前記真空チャンバー１１０の各壁面の内部に沿って多数の熱気伝達空間３２０を長く形成するか、一つの熱気伝達空間３２０をジグザグに該壁面に沿って長く連結して形成する。
【００３７】
勿論、本発明の温度補償手段を構成するヒータ３１０は、前記真空チャンバー１１０に形成される各熱気伝達空間３２０の内部に沿って装着することができ、所定の部位の熱気伝達空間３２０にのみ挿入することもできる。
仮に、所定の部位の熱気伝達空間３２０にのみヒータ３１０を挿入する場合は、各ヒータ３１０の挿入部位にのみ十分な温度の熱気が発生されるように考慮する。
【００３８】
尚、上述したような本発明の温度補償手段を構成するヒータ３１０は、必要に応じた選択的な制御によって発熱が行われるように構成される。
即ち、低温によって問題が発生する場合にのみ発熱が行われるようにすることで、不要な発熱に伴う問題点を未然に防止できるようにすることが望ましい。
また、前記温度補償手段により補償される真空チャンバー１１０内の温度は、最下０℃以下とならないようにすることが望ましく、これは、空気、又は液晶に含有された水分が凝結することを防止するためである。
【００３９】
以下、上述したような構成を有する本発明の温度補償手段を用いた基板間の真空貼り合わせ過程を説明する。
【００４０】
まず、搬送装置４００は、液晶が滴下された第１基板５１０、及び液晶が滴下されていない第２基板５２０をその以前の工程から伝達され、真空チャンバー１１０の内部にそれぞれ順次に搬入する。
即ち、第２基板５２０を前記真空チャンバー１１０の内部の上部ステージ１２１にローディングされるように搬入した後、第１基板５１０を前記真空チャンバー１１０の内部の下部ステージ１２２にローディングされるように搬入する。この際、前記各ステージ１２１、１２２は、真空吸着力、或いは静電吸着力を用いて、順次に搬入される各基板５１０、５２０の吸着固定を行う。
【００４１】
前記第２基板５２０を第１基板５１０より先に搬入させる理由は、第１基板５１０を先に搬入する場合、前記第２基板５２０の搬入過程中に発生し得る塵などが、前記既搬入されていた第１基板５１０の液晶滴下領域に落ちるおそれがあるので、このような問題点を未然に防止するためである。
【００４２】
そして、上記過程による各基板５１０、５２０のローディングが完了すると、前記各基板の流入が行われる真空チャンバー１１０の基板の流出口１１１が閉鎖され、真空チャンバー１１０の内部は密閉された状態となる。
【００４３】
その後、図４に示すように真空装置２００が駆動しながら空気の吸入力を発生させる。この際、前記真空チャンバー１１０の空気排出管１１２に備えられた開閉バルブ１１２ａは、制御による動作を行いながら前記空気排出管１１２を開放状態に維持させる。従って、前記真空装置２００から発生した空気吸入力は、前記空気排出管１１２を介して前記真空チャンバー１１０の内部に伝達され、その真空チャンバー１１０の内部は次第に真空になる。
このように、前記真空チャンバー１１０を真空にすると、大気状態で真空状態となるので、前記真空チャンバー１１０内の温度が低下する。
【００４４】
しかしながら、上記過程において、本発明による温度補償手段を構成するヒータ３１０が電源供給による発熱を行い、真空チャンバー１１０の壁面の内部に形成された各熱気伝達空間３２０を加熱する。
これにより、前記真空チャンバー１１０の内壁面に沿って前記各熱気伝達空間３２０の加熱により発生する高温の熱気が伝導され、真空チャンバー１１０の内部は空気、又は液晶に含有された水分が凝結しない程度の温度で補償された状態になる。従って、関連技術のような水分の凝結による各種の問題が発生しない。
【００４５】
この際、前記温度補償手段による温度補償の時点は、上記したように真空が行われると同時に実行することもできる。
しかしながら、真空状態への変更に伴う急激な温度低下が発生するため、前記温度補償手段を真空と同一の時点で行うと、前記温度補償手段による加熱時間と、真空による温度低下時間との差が大きくなり、前記温度補償が円滑に行われないことがある。
このため、温度補償手段による温度補償時点は、真空チャンバーの内部の真空開始前に行い、前記真空チャンバーの内部を所定の温度に到達させた後で真空にすることが望ましい。
【００４６】
しかしながら、必ずしもこれに限定されるわけではなく、上述した一連の過程のうち、各基板のローディングが完了した後、又は、真空チャンバーの内部を密閉させる過程で温度の補償が行われるように温度補償手段を動作させることもできる。
このように、一定の時間の間の真空装置２００の駆動によって真空チャンバー１１０の内部が真空状態になると、前記真空装置２００の駆動が中断されると同時に、空気排出管１１２の開閉バルブ１１２ａが動作して、前記空気排出管１１２が閉鎖された状態に維持される。
【００４７】
その後、図５に示すように、ステージ移動装置の駆動によって上部ステージ１２１が下向きに移動されることで、下部ステージ１２２に近接すると共に、継続的な下向き移動によって前記各ステージに固定された各基板５１０、５２０間の貼り合わせが行われる。
【００４８】
一方、本発明による温度補償手段は、必ずしも上述したように構成されるわけではない。
例えば、図６の第２実施形態のように、真空チャンバー１１０の外部に別途のヒータ３３０を備え、このヒータ３３０の発熱により加熱された高温の熱気を真空チャンバー１１０の内部に伝達可能な熱伝達パイプ３４０を前記真空チャンバー１１０の内部に沿って設置することで実現することもできる。
この際、前記熱伝達パイプ３４０は、熱伝導度の高い材質で形成することが望ましく、必ず内部の空いたパイプの形状を有するように形成されるものではなく、図示したように、円形バーで形成するか、プレートで形成することもできる。
【００４９】
即ち、真空チャンバー１１０の内部を真空にする時、ヒータ３３０の発熱が行われ、この発熱による高温の熱気が熱伝達パイプ３４０を介して真空チャンバー１１０の内部に伝導され、前記真空チャンバーの内部１１０の温度を補償する。
勿論、この場合、前記熱伝達パイプ３４０と真空チャンバー１１０との結合部位はシーリングが行われる。
【００５０】
また、図７及び図８の第３実施形態のように、真空チャンバー１１０の壁面には多数の加熱空気伝達管路３５０を形成し、真空チャンバー１１０の外部には別途のヒータ３６０を備え、そのヒータ３６０が形成された空間と、前記真空チャンバー１１０の加熱空気伝達管路３５０とは互いに連通するように構成することもできる。
勿論、図示してはいないが、前記真空チャンバー１１０の壁面の内部に前記空気伝達管路を形成することもできる。
この際、前記ヒータ３６０が形成された空間と、前記真空チャンバー１１０の加熱空気伝達管路３５０の間の空気の強制的な循環のために循環ファン３７０を備える。
【００５１】
即ち、上記した本発明の第３実施形態による構成によって真空チャンバー１１０の内部を真空にする時、ヒータ３６０が発熱しながら加熱空気伝達管路に流入する空気の加熱を行い、この加熱による高温の空気は、加熱空気伝達管路３５０に沿って流動しながら真空チャンバー１１０の内部に伝導され、前記真空チャンバー１１０の内部の温度を補償する。
【００５２】
一方、本発明は、真空状態への変更に従う温度補償のための構造が必ずしも上記したようなものに限定されるわけではない。
図示していないが、上部ステージの内部に上述した本発明の各実施形態による温度補償手段を適用可能であることは理解可能であろう。
【００５３】
以上で説明したような本発明による液晶表示装置用真空貼り合わせ装置の温度補償手段により、真空貼り合わせのための工程過程中に真空チャンバーの内部の温度を補償できるようになり、真空チャンバーの内部の真空時に前記真空チャンバー内の温度が低下して、液晶及びシール剤に不良が発生することを未然に防止できる。
【００５４】
一方、本発明による液晶表示素子は、必ずしも前記各実施形態で提示した一連の構造、及び過程を通じてのみ製造され得るわけではない。
即ち、前記各実施形態の構造と同様ではないが、真空チャンバーの内部の温度を適切に補償できる構造であれば、より多様な製造方法が行われ得る。
【００５５】
以下、上記した温度補償の可能な構造における液晶表示素子の製造方法に対する実施形態をより具体的に説明する。
【００５６】
図９は本発明による貼り合わせ方法の工程順序図であり、図１０Ａ乃至図１０Ｊは本発明による液晶表示装置の工程を示す模式的な断面図であり、図１１は真空チャンバーの真空時における温度変化グラフである。
まず、本発明の液晶表示装置を製造するための真空チャンバーには、低下する温度を補償するために、上／下部ステージ１５、１６、又は真空チャンバー１１０内の他の部分に加熱装置を設置する。
【００５７】
図１０Ａのように、貼り合わせる基板を用意する（３１Ｓ）。即ち、第１ガラス基板１１に液晶１２を滴下し、第２ガラス基板１３にシール剤１４を塗布する。前記両基板のうち一方は薄膜トランジスターアレイが形成された基板であり、他方の基板はカラーフィルターアレイが形成された基板である。従って、前記第１ガラス基板１１にシール剤を塗布し、前記第２基板に液晶を滴下することができ、前記両ガラス基板のうち何れか一方に液晶及びシール剤を塗布することもできる。
【００５８】
前記シール剤が塗布された第２ガラス基板１３は、超音波洗浄で洗浄され、工程中に発生したパーティクルを除去する。即ち、第２ガラス基板１３は液晶が滴下せず、シール剤が塗布されているので洗浄が可能である。
【００５９】
そして、図１１に示すように、次に進行する真空工程時に真空チャンバーの温度が低下するので、真空チャンバー１１０内に備えられた加熱装置を用いて、真空チャンバー内の温度を一定の温度以上に補償する（３２Ｓ）。即ち、前記真空チャンバー１１０を真空にすると、大気状態から真空状態になりつつ、前記真空チャンバー１１０内の温度が低下する。即ち、大気状態及びローディング状態で真空チャンバーが２３℃〜２５℃の常温を維持しても、真空中にチャンバー内の温度が常温より１０℃以上の差で急激に低下する。特に、チャンバー内の温度が０℃以下に下がる。このように温度が低下すると、チャンバー内の空気、又はガスに含有された水分が凝結するか、液晶の内部の水分が凝結する。
このように、水分が凝結して液晶に落ちるか、シール剤の接触する部分に落ちる場合、液晶の特性を変化させ、且つシール剤の接着力を低下させる。
【００６０】
従って、図１０Ｂに示すように、真空時に低下する温度を補償するため、ローディング工程時、又はローディング工程前に加熱装置を用いてチャンバー内の温度を一定の温度以上に補償する。
【００６１】
上記チャンバー内の温度の補償時期は次の通りである。
【００６２】
第一に、上記したように、基板をローディングする間に温度補償工程を進行し、加熱時間を確保することができる。
第二に、ローディング工程が完了した後、真空開始の前に温度補償工程を始め、チャンバー内の温度補償の効率を増大させることができる（ドアが閉まり、チャンバー内の温度補償が容易である）。
第三に、真空開始と同時に、又は真空開始後に温度補償工程を進行させて、工程時間を短縮することもできる。
【００６３】
また、前記温度補償方法は、チャンバー内に加熱手段を備えて加熱するもので説明したが、これに限定されず、チャンバー内の温度を上昇させ得る手段であれば何れも可能である。
【００６４】
上記方法により、真空開始前の温度は真空時のチャンバー内の温度が０℃以下に下がらないようにすることが望ましく、より具体的には、第一に、常温、つまり、チャンバーの外部の温度より少なくとも５℃以上補償し、第二に、チャンバーの位置によって温度が変わるので、真空チャンバー内の温度を３５℃以上、又は４５℃以上に加熱して補償する。
【００６５】
図１０Ｃのように、シール剤１４が塗布された第２ガラス基板１３をシール剤１４塗布部分が下向きになるようにして、真空チャンバー１１０の上部ステージ１５に真空吸着法で吸着させ（３３Ｓ）、液晶１２が滴下された第１ガラス基板１１を真空チャンバー１１０の下部ステージ１６に真空吸着法で吸着させる（３４Ｓ）。この際、前記真空チャンバー１１０は大気状態を維持する。
即ち、液晶が滴下された基板は下部ステージに位置させ、残り基板を上部ステージに位置させる。
【００６６】
これを具体的に説明すると、ロボット（図示せず）のロードが、シール剤１４が塗布された第２ガラス基板１３をシール剤１４塗布部分が下向きになるようにして真空チャンバー１１０内に位置させる。この状態で前記真空チャンバー１１０の上部ステージ１５が下降して、前記第２ガラス基板１３を真空吸着法で固定した後に上昇する。この際、真空吸着法の代わりに静電吸着法でも固定可能である。そして、前記ロボットのロードは真空チャンバー１１０を出て、再びロボットのロードによって液晶１２が滴下された第１ガラス基板１１を前記真空チャンバー１１０内の下部ステージ１６の上側に位置させる。
【００６７】
そして、前記真空チャンバーの基板レシーバー（図示せず）を前記上部ステージ１５に固定された第２ガラス基板１３の直ぐ下側に位置させ、前記上部ステージに吸着された第２基板１３を前記基板レシーバーに載せる（３５Ｓ）。この際、前記基板レシーバーを前記第２ガラス基板１３の下側に位置させる理由は、前記各ステージ１５、１６が真空吸着法で第１、第２ガラス基板を吸着している状態で前記真空チャンバー１１０を真空状態にする間に前記各ステージの真空より真空チャンバー内の真空度が更に高まるため、前記ステージに取り付けられた第１、第２ガラス基板１１、１３が吸着力を失い、特に、上部ステージに吸着された第２ガラス基板が離脱して、前記第１ガラス基板１１上に落下することを防止するためである。
【００６８】
このような状態で、真空チャンバー１１０のドア（図示せず）を閉めた後、図１０ｄのように、前記真空チャンバー１１０を真空にする（３６Ｓ）。
ここで、真空チャンバー１１０の真空度は、貼り合わせる液晶モードによって差があるが、ＩＰＳモードは約１．０×１０^−３Ｐａ乃至１Ｐａとし、ＴＮモードは約１．１×１０^−３Ｐａ乃至１０^２Ｐａとする。
【００６９】
この様に、前記真空チャンバー１１０を真空にすると、大気状態で真空状態になるので、前記真空チャンバー１１０内の温度が低下する。しかしながら、上述したように、加熱装置が稼動するので、真空による真空チャンバーの温度が補償され、空気、又は液晶に含有された水分の凝結による問題が発生しない。
【００７０】
上記のように真空チャンバー１１０が一定の状態に真空化すると、前記上下部の各ステージ１５、１６は、静電気吸着法（ＥＳＣ）で前記第１、第２ガラス基板１１、１３を固定させ（３７Ｓ）、前記基板レシーバーを元の所に位置させる（３８Ｓ）。
【００７１】
ここで、静電吸着法は、ステージに形成された少なくとも２つ以上の平板電極を備えていて、前記平板電極に陰／陽の直流電源を供給して吸着する。即ち、各平板電極に陽／陰の電圧が印加されると、前記ステージに陰／陽の電荷が誘起され、それらの電荷によってガラス基板に導電層（共通電極又は画素電極など透明電極が形成される）が形成されているので、前記導電層とステージとの間に発生するクーロン力で基板が吸着される。この際、基板の導電層が形成された面が前記ステージ側に位置する場合、約０．１乃至１ＫＶの電圧を印加し、基板の導電層が形成された面が前記ステージに対向する側に位置する場合は３乃至４ＫＶを印加する。ここで、前記上部ステージ上に弾性シートを形成することもできる。
【００７２】
図１０Ｅ及び図１０Ｆに示すように、前記第２ガラス基板１３を吸着した上部ステージ１５が下降し、前記下部ステージ１６が水平方向に移動して、吸着された第１ガラス基板１１と第２ガラス基板１３を整列させる（３９Ｓ）。即ち、
図３Ｅのように、前記第１ガラス基板１１と第２ガラス基板１３との間隔が約０．４ｍｍ〜０．９ｍｍ（望ましくは、約０．６ｍｍ）となるように前記上部ステージを下降して、前記第１ガラス基板１１に刻まれた大マーク（ＲｏｕｇｈＡｌｉｇｎＭａｒｋ）内に第２ガラス基板１３に刻まれた大マークが正確に位置するように、前記下部ステージ１６を水平方向に移動させ、第１ガラス基板１１と第２ガラス基板１３を整列させる。
【００７３】
そして、図３Ｆのように、二次的に、前記第１ガラス基板１１と第２ガラス基板１３との間隔が０．１ｍｍ〜０．４ｍｍ程度（望ましくは、約０．２ｍｍ）となるように前記上部ステージ１５を下降し、前記第１ガラス基板１１に刻まれた小マーク（ＦｉｎｅＡｌｉｇｎＭａｒｋ）内に第２ガラス基板１３に刻まれた少マークが正確に位置するように前記下部ステージ１６を水平方向に移動させ、第１ガラス基板１１と第２ガラス基板１３を精密に整列させる。
【００７４】
このように両ガラス基板１１、１３が整列された状態で、図１０Ｇ及び図１０Ｈのように、前記上部ステージ１５を下降させ、前記第１ガラス基板１１と第２ガラス基板１３とを貼り合わせるために加圧する（４０Ｓ）。この際、加圧方法としては、上部ステージ１５、又は下部ステージ１６を垂直方向に移動させ、両基板を加圧する。この際、ステージの移動速度及び圧力を可変させ加圧する。
即ち、第１ガラス基板１１の液晶１２と第２ガラス基板１３とが接触する時点、又は第１ガラス基板１１と第２ガラス基板１３のシール剤１４とが接触する時点までは、一定の速度、又は一定の圧力でステージを移動させ、接触する時点から所望の最終の圧力までは少しずつ段階別に圧力を上昇させる。
即ち、前記移動ステージの軸にロードセルが設けられ接触時点を認識し、接触する時点には０．１トン、中間段階では０．３トン、最後の段階では０．４トン、そして、最終の段階では０．５トンの圧力で前記両ガラス基板１１、１３を加圧する（図１０Ｈ参照）。即ち、次のベント工程で貼り合わせられた両基板の間に空気、又はガスが流入しない程度に加圧を行う。
そして前記２両基板の貼り合わせが完了すると、前記静電吸着法による吸着を停止する（ＥＳＣＯＦＦ）（４１Ｓ）。
【００７５】
図１０Ｉのように、前記上部ステージ１５を上昇させ、上部ステージ１５を前記貼り合わせられた両ガラス基板１１、１３から分離させる。
【００７６】
図１０Ｊのように、前記貼り合わせられた基板を均一に加圧するために、前記真空チャンバー１１０にＮ_２などのガス、又は乾燥空気を供給して、真空チャンバーをベントさせる（４２Ｓ）。このように、前記真空チャンバー１１０がベントされると、前記シール剤１４により貼り合わせられた第１、第２ガラス基板の間は真空状態であり、前記真空チャンバー１１０は待機状態となるので、大気圧によって真空状態の第１、第２ガラス基板１１、１３は均一なギャップを維持するように等圧力で加圧される。ここで、前記貼り合わせられた第１、第２ガラス基板１１、１３は、大気圧により加圧されるだけでなく、ベント時に入力されるＮ_２又は乾燥空気の注入力によっても加圧される。
【００７７】
前記チャンバーのベント時に両基板が均一に加圧されるようにすることが最も重要である。両基板の各部分に加えられる圧力が均一になると、両基板間のシール剤の高さが一定に形成され、液晶が各部分に均等に広がるので、シール剤の割れ不良や液晶未充填の不良を防止できるからである。
チャンバーをベントさせ基板の各部分に等圧力を加えるためには、チャンバー内に注入するガスの注入方向が最も重要である。
【００７８】
かかる方法で前記真空チャンバー１１０をベントさせ、両基板を加圧すると、前記基板間の間隔が５μｍ以下となる。即ち、前記シール剤の高さを３５〜４５μｍに形成し、前記真空チャンバー１１０内で前記上／下部ステージ１５、１６によって貼り合わせ及び加圧すると、両基板間の間隔が２５〜３５μｍとなる。そして、前記ベント工程を行うと、前記シーズ剤が形成された部分では６μｍ以下となり、前記パネル部（セル領域）では両基板の間隔が５μｍ以下となる。
【００７９】
そして、前記加圧された基板をアンローディングする（４３Ｓ）。即ち、加圧が完了すると、ロボットのローダを用いて貼り合わせられた第１、第２ガラス基板１１、１３をアンローディングするか、貼り合わせられた第１、第２ガラス基板１１、１３を上部ステージ１５が吸着して上昇した後、ロボットのローダが前記上部ステージ１６からアンローディングする。
【００８０】
この際、工程時間を短縮するために、次の貼り合わせ工程が進行する第１ガラス基板１１、又は第２ガラス基板１３のうち一方をステージにローディングさせ、貼り合わせられた第１、第２ガラス基板をアンローディングすれば良い。
即ち、次に貼り合わせ工程が進行する第２基板を、ロボットのローダを用いて前記上部ステージ１５に位置させ、真空吸着法で上部ステージが第２基板を固定するようにした後、前記下部ステージ１６上の貼り合わせられた第１、第２基板をアンローディングするか、前記上部ステージ１５が貼り合わせられた第１、第２ガラス基板１１、１３を吸着して上昇し、ロボットのローダが次の貼り合わせ工程が進行する第１ガラス１１を前記上部ステージにローディングさせた後、前記貼り合わせられた第１、第２ガラス基板をアンローディングすることができる。
【００８１】
上述したような本発明の液晶表示装置の製造方法においては、ローディング開始と同時に加熱装置を稼動するか、ローディング前に加熱装置を稼動し、ベント開始前に加熱装置の稼動を中断して、常温（２３〜２５℃）より少なくとも５℃以上温度を補償するか、或いは真空チャンバーを３０℃以上に加熱する
【００８２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明による液晶表示装置の製造方法によれば次のような効果が得られる。
【００８３】
第一に、前記基板レシーバーを基板の下側に位置させ、貼り合わせ器のチャンバーを真空状態にするため、前記上部ステージに吸着された基板が落下して破損することを防止できる。
第二に、貼り合わせ器のチャンバーの温度を補償するので、貼り合わせ器のチャンバーの真空時にチャンバー内の温度が低下し、液晶及びシール剤に不良が発生することを防止できる。
第三に、両基板が接触する時点を認識して、圧力を可変しながら両基板を貼り合わせするので、滴下された液晶が配向膜に影響するダメージを最小化できる。
第四に、貼り合わせ器のチャンバーを二次にわたって真空にするので、チャンバーの急真空に伴う基板の捻れや流動を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１Ａ】関連技術の液晶表示素子の貼り合わせ装置を概略的に示す動作状態図である。
【図１Ｂ】関連技術の液晶表示素子の貼り合わせ装置を概略的に示す動作状態図である。
【図２】関連技術の貼り合わせ装置を構成する基板受止手段の動作状態を概略的に示す要部斜視図である。
【図３】本発明の第１実施形態による温度補償手段が適用された真空貼り合わせ装置を概略的に示す動作状態図である。
【図４】本発明の第１実施形態による温度補償手段が適用された真空貼り合わせ装置を概略的に示す動作状態図である。
【図５】本発明の第１実施形態による温度補償手段が適用された真空貼り合わせ装置を概略的に示す動作状態図である。
【図６】本発明の第２実施形態による温度補償手段が装着された状態を概略的に示す構成図である。
【図７】本発明の第３実施形態による温度補償手段が装着された状態を概略的に示す構成図である。
【図８】本発明の第３実施形態による温度補償手段の構成状態を概念的に示す構成図である。
【図９】本発明による液晶表示装置の貼り合わせ工程に対する順序図である。
【図１０Ａ】本発明による液晶滴下方式の液晶表示装置の工程を概略的に示す動作状態図である。
【図１０Ｂ】本発明による液晶滴下方式の液晶表示装置の工程を概略的に示す動作状態図である。
【図１０Ｃ】本発明による液晶滴下方式の液晶表示装置の工程を概略的に示す動作状態図である。
【図１０Ｄ】本発明による液晶滴下方式の液晶表示装置の工程を概略的に示す動作状態図である。
【図１０Ｅ】本発明による液晶滴下方式の液晶表示装置の工程を概略的に示す動作状態図である。
【図１０Ｆ】本発明による液晶滴下方式の液晶表示装置の工程を概略的に示す動作状態図である。
【図１０Ｇ】本発明による液晶滴下方式の液晶表示装置の工程を概略的に示す動作状態図である。
【図１０Ｈ】本発明による液晶滴下方式の液晶表示装置の工程を概略的に示す動作状態図である。
【図１０Ｉ】本発明による液晶滴下方式の液晶表示装置の工程を概略的に示す動作状態図である。
【図１０Ｊ】本発明による液晶滴下方式の液晶表示装置の工程を概略的に示す動作状態図である。
【図１１】真空チャンバーの温度変化グラフである。
【符号の説明】
１１０：真空チャンバー
１１１：基板流出口
１１２：空気排出管
１２１：上部ステージ
１２２：下部ステージ
２００：真空装置
３１０、３３０、３６０：ヒータ
３２０：熱気伝達空間
３４０：熱伝達パイプ
３５０：空気伝達管路
５１０：第１基板
５２０：第２基板
６００：温度補償手段

Claims

第１と第２の基板を貼り合せて液晶表示装置を製造する装置において、
チャンバー（１１０）、
該チャンバー内で上下に対向して配置される第１と第２のステージ（１２１、１２２）、該第１のステージは複数の液晶滴が適用された第１の基板を保持するものであり、該第２のステージは該第１の基板と貼り合される第２の基板を保持するものであり、
該チャンバー内の該第１と第２のステージに該第１と第２の基板が保持されている際中に、該チャンバー内雰囲気を真空にする排気手段（２００）、
該チャンバー内雰囲気を真空にする際に該チャンバー内の雰囲気温度の低下を補償するための、該チャンバー内に熱を供給する加熱手段（３１０、３２０）、及び
該チャンバー内の温度補償された真空雰囲気下で、該第１のステージ又は／及び該第２のステージを上下に移動させて、該第１と第２の基板を貼り合せる手段（１３１、１３３）とからなる製造装置。
前記加熱手段は、
前記チャンバー内の上側面、又は下側面に備えられる請求項１記載の液晶表示装置の製造装置。
前記加熱手段は、
前記チャンバーの内壁面、又は外壁面を加熱するヒータで構成することを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置の製造装置。
前記ヒータは、
前記チャンバーの壁面の内部に備えられている請求項３記載の液晶表示装置の製造装置。
前記ヒータは、
コイルヒータで構成される請求項３記載の液晶表示装置の製造装置。
前記ヒータは、
前記チャンバーの外側の壁面に備えられる請求項３記載の液晶表示装置の製造装置。
前記加熱手段は、
前記チャンバーの外部に備えられたヒータと、
前記チャンバーの内壁面に沿って形成された、前記ヒータの熱を伝達する熱伝達パイプで構成されることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置の製造装置。
前記加熱手段は、
流体を加熱するヒータと、
前記チャンバーの側壁に沿って形成された、前記ヒータにより加熱された空気を伝達する多数の加熱空気伝達管路と
で構成される請求項１記載の液晶表示装置の製造装置。
第１と第２の基板を貼り合せて液晶表示装置を製造する方法において、
チャンバー内で上下に対向して配置されている第１と第２のステージ（１２１、１２２）の内、該第１のステージ（１２１）に複数の液晶滴が適用された第１の基板をローディングして保持させ、及び、該第２のステージに該第１の基板と貼り合される第２の基板をローディングして保持させるローディングする工程、
該チャンバー内の該第１と第２のステージに該第１と第２の基板が保持されている際中に、該チャンバー内雰囲気を真空にする排気する工程、
該チャンバー内雰囲気を真空にする際に該チャンバー内の雰囲気温度の低下を補償するため、該チャンバー内に熱を供給して、温度の損失を補償する工程、及び
該チャンバー内の温度補償された真空雰囲気下で、該第１のステージ又は／及び該第２のステージを上下に移動させて、該第１と第２の基板を貼り合せる工程とからなる製造方法。
前記ローディング工程は、
前記チャンバー内の下部及び上部ステージに第１基板及び第２基板を真空吸着させる工程、及び
前記チャンバー内が真空にされた際に、前記第１，第２基板を前記各ステージをそれぞれ静電吸着して固定する工程を含む請求項９記載の液晶表示装置の製造方法。
前記チャンバーの温度の損失を補償する工程は、基板ローディングの後、前記チャンバーを真空にする前に行う請求項９記載の液晶表示装置の製造方法。
前記ローディング工程の後、前記チャンバーの温度の損失を補償する前に、前記真空チャンバーのドアを閉める工程が更に行われる請求項９記載の液晶表示装置の製造方法。
前記チャンバーの温度の損失を補償する工程は、真空排気工程と同時に行う請求項９記載の液晶表示装置の製造方法。
前記チャンバーを真空にする工程は２回にわたって行う請求項９記載の液晶表示装置の製造方法。
前記真空吸着の後に前記チャンバーを真空排気する際、基板レシーバーを前記上部ステージに固定された第２基板の下側に位置させている請求項９記載の液晶表示装置の製造方法。
前記真空排気工程の後、前記貼り合わせ工程の前に前記第１基板と第２基板を整列させる工程を更に行う請求項９記載の液晶表示装置の製造方法。
前記真空チャンバーの温度の損失を補償する工程は、前記チャンバー内雰囲気を常温より少なくとも５℃以上増加させる工程を含む請求項９記載の液晶表示装置の製造方法。
前記真空チャンバーの温度の損失を補償する工程は、前記真空チャンバー内雰囲気を３５℃以上に加熱する工程を含む請求項９記載の液晶表示装置の製造方法。
前記真空チャンバーの温度の損失を補償する工程は、前記真空チャンバー内雰囲気を４５℃以上に加熱する工程を含む請求項９記載の液晶表示装置の製造方法。
前記真空チャンバーの温度の損失を補償する工程は、前記真空排気工程時に前記チャンバーの温度が少なくとも０℃以上となるように維持する工程を含む請求項９記載の液晶表示装置の製造方法。