JP4576420B2 - 接着剤塗布装置、液晶表示パネル、液晶表示パネルの製造装置及び製造方法、並びに基板貼り合わせ装置 - Google Patents

Description

本発明は、接着剤塗布装置、接着剤塗布装置を用いて製造される液晶表示パネル、その液晶表示パネルの製造装置及び製造方法、並びに液晶表示パネル等の製造に好適な基板貼り合わせ装置の改良に関する。

一般に、パソコンやＴＶ受像機、あるいは各種モニター用等のディスプレイに採用される液晶表示パネルは、２枚のガラス製の基板が、液晶表示面を囲むように塗布された接着剤を介した貼り合わせにより製造される。

貼り合わされた２枚の基板間には、液晶が封入されるが、その液晶の封入には液晶注入方式や液晶滴下方式がある。

いずれの液晶封入方式においても、２枚の基板は、液晶を封入して一定の間隔（セルギャップ）を得るべく、予め一方の基板の表示面に多数のスペーサが散布あるいは配設されて貼り合わせが行われる。

図１１（ａ）は、液晶滴下方式による従来の液晶表示パネルの製造工程において貼り合わされる２枚の基板のうち、一方の下基板に接着剤であるシール剤が塗布された状態を示す平面図、図１１（ｂ）は、図１１（ａ）に示した下基板上に、対向する他方の上基板が重ね合わされて、液晶表示パネルが形成される状態を示した正面図である。

図１１（ａ）に示すように、矩形状をなしたガラス製の下基板１Ａには、１点鎖線で示した液晶表示面１ａの外側に、接着剤であるシール剤２が幅Ｄをなした閉曲線を形成するように塗布されている。また、その下基板１Ａの液晶表示面１ａには、図１１（ｂ）に示すように予めスペーサ３が散布あるいは配設されるとともに、液晶４が滴下ないしは塗布されている。

下基板１Ａと上基板１Ｂとの貼り合わせは、通常、真空チャンバ内で行われる。

チャンバ内における上下両基板１Ｂ，１Ａの貼り合わせ手順は、まず最初に、上基板１Ｂがチャンバ内に搬送され、チャンバ内の上ステージの下面に吸着保持され、次に、下基板１Ａが同様にチャンバ内に搬入され、チャンバ内の下ステージ上に吸着保持された後、チャンバは閉じられ、閉空間が形成され排気される。

チャンバ内の排気による真空雰囲気の中で、上ステージに吸着保持された上基板１Ｂは降下して下基板１Ａに近づき、そこで位置合わせが行われた後、更に降下して、シール剤２を介して下基板１Ａを押圧し、下基板１Ａに貼り合わされる。

貼り合わされた後の両基板１Ａ，１Ｂは、上ステージからの上基板１Ｂの吸着解放、及びチャンバ内の真空破壊による大気圧への開放復帰、及び下基板１Ａの吸着解放を経てチャンバ内から搬出されるが、そのとき貼り合わされた両基板１Ａ，１Ｂは、真空雰囲気中から大気圧下にさらされるので、シール剤２で取り囲まれた上下２枚の基板間１Ｂ，１Ａ間の空間、すなわちセル空間は、大きな内外圧力差を受けて収縮する。

従って、貼り合わされた２枚の基板１Ａ，１Ｂは、さらにスペーサ３を押圧して、ミクロン単位の精度の均一な間隙（セルギャップ）を形成する。

このようにして貼り合わされた両基板１Ａ，１Ｂは、チャンバ内において、あるいはチャンバ内から搬出された後に、シール剤２に対する紫外線（ＵＶ）照射あるいは加熱による硬化操作を経て液晶表示パネルが製造される。

特開２０００−６６１６３号公報（第７頁、図８）

上記のように、液晶滴下方式による液晶表示パネルの製造では、真空雰囲気中において接着剤を介した両基板１Ａ，１Ｂの貼り合わせが行われ、その後チャンバ内は大気圧に開放されるが、その際、両基板１Ａ，１Ｂはもとより、両基板１Ａ，１Ｂを貼り合わせたシール剤２も、真空状態のセル空間と大気圧下にある外側との間にあって大きな内外圧力差を受ける。

従って、両基板１Ａ，１Ｂを貼り合わせるように閉曲線を描いて塗布されたシール剤２が、いずれか１ヶ所でも、わずかな隙間が生じていたり、あるいは内外圧力差を支えるだけの十分な幅や厚さで接着していない箇所があると、外側からそこを押し広げるようにして空気がセル内に入り込む、いわゆるシール破れが発生し、良好な液晶表示機能が得られなくなる。

従って、液晶表示パネルの製造では、シール破れが生じない、適正な基板の貼り合わせが要求される。そのためにシール剤２は、閉曲線の全領域にわたり押圧力を受けて、適切な押しつぶれ状態が形成されることが必要である。

２枚の基板の貼り合わせに関し、その基板の表示パネルサイズが比較的小さい場合は、両基板を吸着保持する各上下プレートの面積も小さくて済むので、その吸着面全体をミクロン単位で良好な平坦性が得られるように加工することは可能である。

しかしながら、表示パネルが益々大型化される昨今、例えば表示面の一辺が１ｍにも達する大型ディスプレイになると、基板吸着面全体を、ミクロン単位の高精度な平坦度を実現するのは容易ではない。

従って、均一な幅Ｄ並びに均一な高さＨで、シール剤２自体が高品質に基板面に塗布されたとしても、２枚の基板１Ａ，１Ｂを吸着保持して押圧する上下各プレート面の歪みから、シール剤２に十分な押圧力が加わらない箇所が形成されやすくなり、そこからシール破れが発生する。

このように、表示画面が大型化してくると、２枚の基板を貼り合わせたシール剤２のいずれかの箇所において接着あるいは押圧不良が発生しやすくなり、そこでのシール破れにより、液晶表示パネル製造上の歩留まりが低下し、また高品質な液晶表示パネルが得られにくくなったので改善が要望されていた。

そこで本発明は、大型化された基板においても、接着剤の耐シール破壊特性が向上し、一対の基板の貼り合わせを良好に行うことができる接着剤塗布装置、及び接着剤による基板間の貼り合わせが良好に行われる液晶表示パネル、及びその液晶表示パネルの製造装置及び製造方法、並びに一対の基板の貼り合わせを適切に行うことが可能な基板貼り合わせ装置を提供することを目的とする。

第１の発明は、対向する一対の液晶表示用基板を貼り合わせるために、少なくとも一方の基板の対向面に接着剤を塗布する接着剤塗布装置において、液晶表示面を囲む少なくとも３重の閉曲線が、より外側で隣接する閉曲線間の間隔が、より内側で隣接する閉曲線間の間隔よりも広く形成されるように、前記接着剤の塗布を制御する制御装置を備えたことを特徴とする。

上記のように、第１の発明によれば、液晶表示面を囲む少なくとも３重の閉曲線を、より外側で隣接する閉曲線間の間隔が、より内側で隣接する閉曲線間の間隔よりも広くなるように構成したので、接着剤の耐シール破壊特性が向上し、シール破れが軽減され、液晶表示パネルの製造上の歩留まりを向上させることができる。

第２の発明は、液晶表示パネルにおいて、対向する一対の基板と、前記一対の基板間にあって、液晶表示面を囲む少なくとも３重の閉曲線で、かつより外側で隣接する閉曲線間の間隔が、より内側で隣接する閉曲線間の間隔よりも広くなるように基板面に塗布された接着剤とを備えることを特徴とする。

このように、第２の発明によれば、液晶表示面を囲む少なくとも３重の閉曲線で、かつより外側で隣接する閉曲線間の間隔が、より内側で隣接する閉曲線間の間隔よりも広くなるように接着剤が塗布されたので、接着剤の塗布全領域において耐シール破壊特性が向上し、シール破れにより空気がセル内に侵入して、液晶表示面における表示機能が低下するのを回避できる。

第３の発明は、液晶表示パネルの製造装置において、対向する一対の基板を貼り合わせるために、少なくとも一方の基板に液晶表示面を囲む少なくとも３重の閉曲線が、より外側で隣接する閉曲線間の間隔が、より内側で隣接する閉曲線間の間隔よりも広く形成されるように接着剤を塗布可能な塗布手段と、前記一対の基板の少なくとも一方の基板の液晶表示面に液晶を塗布または滴下可能な手段と、前記接着剤を介して前記一対の基板を真空雰囲気中で貼り合わせ可能な貼り合わせ手段と、前記塗布手段で塗布された接着剤を硬化可能な硬化手段とを具備することを特徴とする。

上記のように、第３の発明によれば、接着剤は、液晶表示面を囲む少なくとも３重の閉曲線で、かつより外側で隣接する閉曲線間の間隔が、より内側で隣接する閉曲線間の間隔よりも広くなるように構成されたので、接着剤の耐シール破壊特性は向上し、シール破れを回避して、歩留まりの良い液晶表示パネル製造装置を提供することができる。

第４の発明は、液晶表示パネルの製造方法において、対向する一対の基板を接合するために少なくとも一方の基板に液晶表示面を囲む少なくとも３重の閉曲線が、より外側で隣接する閉曲線間の間隔が、より内側で隣接する閉曲線間の間隔よりも広く形成されるように接着剤を基板面に塗布する塗布工程と、前記一対の基板の少なくとも一方の液晶表示面に液晶を塗布または滴下する工程と、この滴下工程及び前記塗布工程の後に、前記一対の基板を真空雰囲気中で貼り合わせる貼り合わせ工程と、この貼り合わせ工程の後に、基板面に塗布された前記接着剤を硬化させる硬化工程とからなることを特徴とする。

上記のように第４の発明によれば、液晶表示面を囲む少なくとも３重の閉曲線が、より外側で隣接する閉曲線間の間隔が、より内側で隣接する間隔よりも広く形成されるように接着剤が塗布されるので、接着剤全体の耐シール破壊特性は向上し、シール破れを回避して、液晶表示パネルの製造上の歩留まりを改善することができる。

以上説明のように、本発明による接着剤塗布装置、液晶表示パネル、その製造装置及び製造方法、並びに基板貼り合わせ装置によれば、一対の基板の貼り合わせを良好に行なうことが可能となり、従って、高品質な液晶表示パネル等を歩留まり良く製造できるものであり、実用に際し得られる効果大である。

以下、本発明に係る基板貼り合わせ装置を採用した液晶表示パネルの製造装置の一実施の形態について、図１ないし図１０を参照して詳細に説明する。なお、これらの図において、図１１に示した従来の構成と同一構成には同一符号を付し詳細な説明は省略する。

図１ないし図６は、本発明による基板貼り合わせ装置を用いた液晶表示パネル製造装置の第１の実施の形態を示したもので、図１は製造装置全体の構成図、図２は図１に示した製造装置を構成する接着剤塗布部の斜視図、図３は同じくその製造装置を構成する液晶滴下部、搬送部、並びに貼り合わせ・接着剤硬化部の各構成図、また図４は、図３に示した貼り合わせ・接着剤硬化部の動作説明図、図５は図１に示した製造装置により貼り合わされる２枚の基板を示す構成図、そして図６は、図１に示した装置における２枚の基板の貼り合わせ操作を説明した説明図である。

すなわち、第１の実施の形態による液晶表示パネルの製造装置５は、図１に示すように接着剤塗布部５１、液晶滴下部５２、搬送部５３、及び貼り合わせ・接着剤硬化部５４とから構成される。

液晶表示パネルを形成するために貼り合わされる矩形状の２枚の基板のうち、一方のガラス製の上基板１Ｂは、接着剤塗布部５１において、接着剤であるシール剤を液晶表示面を囲むように塗布された後、搬送部５３を介して、貼り合わせ・接着剤硬化部５４に搬送される。

また、上基板１Ｂに貼り合わされる他方の下基板１Ａは、同様に接着剤塗布部５１でシール剤が塗布された後、液晶滴下部５２における表示面への液晶の滴下ないしは塗布を経てから、搬送部５３を介して、貼り合わせ・接着剤硬化部５４に搬送され、先に搬送された上基板１Ａと接着剤を介した貼り合わせが行われる。

貼り合わせ・接着剤硬化部５４における両基板１Ａ，１Ｂの貼り合わせは、真空雰囲気中で、位置合わせを経てシール剤を介した貼り合わせが行われ、その後、真空破壊により大気圧に戻された後、さらに紫外線（ＵＶ）照射等による２枚の基板を貼り合わせたシール剤の硬化を経て液晶表示パネルが製造される。なお、この実施の形態では、接着剤塗布部５１においてシール剤が塗布される下基板１Ａの液晶表示面には、予めスペーサが散布あるいは配置されている。

上記のように、接着剤塗布部５１に供給された両基板１Ｂ，１Ａは、順次、液晶表示面を囲むようにシール剤が塗布されるが、接着剤塗布部５１におけるシール剤の塗布操作を図２及び図５を参照して説明する。

接着剤塗布部５１は、図２に示すように構成されている。

すなわち、架台５１１上には、Ｘ−Ｙ−θ移動テーブル５１２が搭載され、Ｘ−Ｙ−θ移動テーブル５１２のＹ軸移動機構５１２ａには、吸着盤を備えた基板テーブル５１３が載置されている。そこで順次供給される上基板１Ｂ及び下基板１Ａはこの基板テーブル５１３上に載置される。

Ｘ−Ｙ−θ移動テーブル５１２のＸ軸移動機構５１２ｂと平行する方向に、架台５１１上には別途支持枠５１４が立設されており、その支持枠５１４には、不図示のボールねじ機構により、矢印Ｘ方向に移動可能なＺ軸移動機構５１５が取り付けられている。

そのＺ軸移動機構５１５には、サーボモータ５１５ａが取付けられ、サーボモータ５１５ａの駆動により、接着剤であるシール剤を収納したシリンジ５１６は矢印Ｚ（上下）方向に移動可能に組み込み構成されている。

なお、シリンジ５１６には、不図示の距離計が一体に取り付け固定され、シリンジ５１６のノズル先端と載置した基板１Ａ（または１Ｂ）面までの距離（間隔）を測定し、その距離測定データは制御器５１７に供給される。

制御器５１７には、マイコンが内蔵されていて、距離計からの距離測定データの供給を受けて、シリンジ５１６のノズル先端と基板１Ａ（または１Ｂ）面との間の間隔が一定となるようにサーボモータ５１５ａを制御するとともに、予め設定された塗布プログラムに沿いＸ−Ｙ−θ移動テーブル５１２を駆動制御するので、シリンジ５１６のノズル先端から吐出されたシール剤は、基板１Ａ（または１Ｂ）の液晶表示面を囲んで閉曲線を描くように塗布される。

シール剤が、基板１Ａ，１Ｂに、均一な幅及び厚さで品質良く塗布されためには、シリンジ５１６のノズル先端と基板１Ａ，１Ｂ面との間の間隔が一定であることに加えて、ノズルと基板１Ａ，１Ｂとの間の相対移動速度が一定であること、及びノズルから吐出されるシール剤の単位時間当たりの吐出量が一定であること等が条件とされる。

そこで、図２に示すように、制御器５１７とシリンジ５１６との間に吐出量制御器５１８が接続され、制御器５１７を介した吐出量制御器５１８の制御により、シリンジ５１６における吐出圧力、すなわちシール剤の単位時間当たりの吐出量が常に一定となるように制御される。また、基板１Ａ，１Ｂに塗布するシール剤の塗布量を変更するときには、たとえば、吐出量制御器５１８によりシリンジ５１６に供給する吐出圧力の大きさを変化させるように制御する。すなわち、塗布量を増加させるときにはシリンジ５１６に供給する吐出圧力の大きさを増加させ、塗布量を減少させるときにはシリンジ５１６に供給する吐出圧力の大きさを減少させる。なお、基板１Ａ、１Ｂに塗布するシール剤の塗布量は、シリンジ５１６のノズルと基板１Ａ、１Ｂとの間の間隔ｔや、ノズルと基板１Ａ、１Ｂとの間の相対移動速度ｖのいずれかを変更することでも変化させることが可能である。たとえば、間隔ｔとシール剤の塗布量との関係は、間隔ｔが大きくなるほど塗布量が増加する関係にある。これは間隔ｔが小さくなればなるほどシリンジ５１６のノズルから吐出されるシール剤の吐出抵抗が増大することに起因する。また、相対移動速度ｖとシール剤の塗布量との関係は、相対移動速度ｖが増加するほど塗布量が減少する関係にある。

なお、制御器５１７によるＸ−Ｙ−θ移動テーブル５１２の制御では、Ｚ軸移動機構５１５に、不図示の画像認識カメラが一体に組み込まれていて、その画像認識カメラで撮影された基板１Ａ（または１Ｂ）の撮像画像が制御器５１７に供給されるように構成されているので、制御器５１７はシール剤の塗布位置を高精度で制御することができる。

また、制御器５１７には、モニタディスプレイ５１９及びキーボード５２０が接続されており、作業員によるキーボード５２０の操作により、各基板１Ａ，１Ｂ上におけるシール剤の塗布位置や、シリンジ５１６のノズル高さ位置、それにシリンジ５１６におけるシール剤の吐出圧力、並びにシリンジ５１６のノズルと基板１Ａ，１Ｂとの間の相対移動速度等を調整することができる。従って、これらを調整することによって、基板１Ａ，１Ｂに塗布するシール剤の塗布量や、基板１Ａ，１Ｂ上に描くシール剤の塗布パターンを自由に設定することができる。

そこで、この実施の形態では、シール剤自体は、材質の異なるたとえばガラス製の基板１Ａ，１Ｂ面に対する接着力よりも、同じシール剤同士の接着力の方がより強いという性質を有することに着目してなされたもので、塗布手段である接着剤塗布部５１では、上基板１Ｂと下基板１Ａが対向して貼り合わされるとき、液晶表示面を囲んで互いに重なり合う位置の基板面にシール剤が塗布される。

すなわち、図５（ａ）は、接着剤塗布部５１において、シール剤２が幅Ｄを形成して液晶表示面１ａを囲んで塗布された下基板１Ａの平面図を示したものであるが、図５（ｂ）の正面図、及び図５（ｃ）のその要部拡大図にそれぞれ示したように、他方の上基板１Ｂに対しても、シール剤２は、ほぼ同じ幅Ｄ及びほぼ同じ高さＨで、しかも下基板１Ａと重ね合わせて貼りあわせたとき、互いに対向して重なり合うように塗布される。

このように、この第１の実施の形態の液晶表示パネルの製造装置は、シール剤２は２枚の基板１Ａ，１Ｂを貼りあわせたとき、シール剤２同士が重なり合って強い接着力で接合するので、後述するように、貼り合わせ・接着剤硬化部５４において、シール剤２に対する押圧力が小さい場合であっても、基板１Ａ，１Ｂ間の貼り合わせが良好に行われ、シール破れ現象の発生を回避することができる。

そこで、接着剤塗布部５１において、シール剤２は上基板１Ｂ及び下基板１Ａに順次塗布されるが、先にシール剤２が塗布された上基板１Ｂは、表裏反転された後、搬送部５３を介して、貼り合わせ・接着剤硬化部５４に供給される。これに対し、シール剤２が塗布された下基板１Ａは、液晶滴下部５２における表示面へ液晶の滴下あるいは塗布を経て搬送され、貼り合わせ・接着剤硬化部５４に供給される。

図３は、搬送部５３と貼り合わせ・接着剤硬化部５４とが一体に組み合わされ、さらに搬送部５３に液晶滴下部５２が付加された構成を示したものである。

そこで、上基板１Ｂ、次に下基板１Ａの順に搬送供給される貼り合わせ・接着剤硬化部５４は、先に搬送された上基板１Ｂを吸着保持する上ステージ５４１ｂを有する上チャンバ５４１と、その後搬送されてくる下基板１Ａを吸着保持する下ステージ５４２ａを有する下チャンバ５４２とから構成されている。ただし、図３では、下チャンバ５４２は、搬送レール５３ａからなる搬送部５３に載置されて矢印Ｘ方向に移動して、上下両基板１Ｂ，１Ａをチャンバ内まで搬送するよう構成され、また上チャンバ５４１は、不図示の移動機構により上下（矢印Ｚ）方向に移動可能に構成されている。

そこで前述のように、上ステージ５４１ｂは、反転により、シール剤２の塗布面を下方にした上基板１Ｂを吸着保持することになるので、これを搬送する下チャンバ５４２の下ステージ５４２ａは、その上面から上下動可能に突出する支持ピンを有し、反転した上基板１Ｂをその支持ピンで支持しつつ上チャンバ５４１の下方位置まで搬送する。上チャンバ５４１の下方位置まで搬送された上基板１Ｂは、上チャンバ５４１に組み込まれた移動機構５４１ａの駆動制御により、上ステージ５４１ｂが降下し、下ステージ５４２ａ上の上基板１Ｂを吸着保持した後上昇して待機する。

一方、上面にシール剤２が塗布された下基板１Ａは、下ステージ５４２ｂ上に吸着保持されて搬送レール５３ａ上を移動して搬送されるが、上ステージ５４１ｂの下方位置に搬送される途中で、表示面に対し液晶滴下部５２のディスペンサ５２ａから吐出された液晶４の滴下を受ける。

上下両基板１Ｂ，１Ａがチャンバ内で対向した状態で、上チャンバ５４１が下降し、図４に示したように、上チャンバ５４１の下端部に取り付けられた弾性部材５４１ｃが下チャンバ５４２に接触し押し付けられて、チャンバ内に気密性の閉空間が形成される。

上下両チャンバ５４１，５４２の連結により形成された閉空間内は、以下説明の構成による動作により、排気され真空雰囲気が形成される。

すなわち、図３及び図４に示すように、下チャンバ５４２には、チャンバ内空間に向け開口した配管５４４を介して、真空ポンプ５４５が連結されるとともに、配管５４４にはバルブ５４４ａが、また真空ポンプ５４５の排出管には排出バルブ５４５ａがそれぞれ設けられている。そこで制御器５４３による真空ポンプ５４５に対する起動、バルブ５４４ａ及び排出バルブ５４５ａに対する開制御により、チャンバ内の排気が行われ、上下両基板１Ｂ，１Ａが対向配置されたチャンバ内に真空雰囲気が形成される。

チャンバ内の真空雰囲気中で、それぞれシール剤２が塗布された側を相手側に面して対向した上下両基板１Ｂ，１Ａは、制御器５４３の制御による移動機構５４１ａの駆動制御により、上ステージ５４１ｂを降下させ、上下両基板１Ｂ，１Ａの各シール剤２，２がごく接近した状態で、両基板１Ａ，１Ｂ間の位置合わせが行われる。

両基板１Ａ，１Ｂの位置合わせが完了した後、制御器５４３による移動機構５４１ａの制御により、上ステージ５４１ｂがさらに押し下げられるので、両基板１Ｂ，１Ａの各シール剤２，２は重ね合わされつつ押込まれ接合するので、両基板１Ｂ，１Ａは各シール剤２，２同士の強い接着力により、良好に貼り合わされる。

なお、上記説明において、チャンバ内では上下両基板１Ｂ，１Ａの位置合わせが行われる旨説明したが、その位置合わせのために、図示のように下チャンバ５４２には、撮像カメラ５４２ｂ，５４２ｂが設置されていて、その撮像カメラ５４２ｂ，５４２ｂにより撮影された各基板１Ａ，１Ｂの位置合わせ用のマーク（アライメントマーク）の映像が制御器５４３に供給される。制御器５４３は、パターン認識手法を用いてマーク位置の位置ずれ量を検出し、その検出信号に基づく移動機構５４１ａの補正制御により、Ｘ−Ｙ−θ方向の位置補正を行い、上下両基板１Ｂ，１Ａに対する相対的な位置合わせが行われる。

このようにして、真空チャンバ内において、適正に位置合わせが行われ、シール剤同士の強力な接着力を得て貼り合わせが行われた両基板１Ａ，１Ｂは、次に、チャンバ内の真空破壊により大気圧下にさらされるので、セル空間は内外圧力差を受けて収縮し、２枚の基板１Ａ，１Ｂはスペーサ３を挟むようにして高精度のセルギャップを形成する。

すなわち、図３及び図４に示した構成において、上チャンバ５４１の天井壁に設けられた復帰口５４１ｄには流入パイプ５４６が連結され、その流入パイプ５４６は窒素ガス等の不活性ガスを含む気体が収容された圧力源５４７に接続されて構成されている。そこで制御器５４３は、流入パイプ５４６の復帰用バルブ５４６ａを開制御して、圧力源５４７からの気体をチャンバ内に流入させるので、チャンバ内は大気圧に向け復帰する。なお、復帰口５４１ｃが設けられた上チャンバ５４１内には、図示のようにその開口部を覆うようにエアフイルタ５４１ｅが取り付けられ、流入する気体に含む埃や塵を除去するとともに、流入気体流の勢いを抑制する作用をも備えている。

上記のように、チャンバ内の両基板１Ａ，１Ｂは、真空雰囲気中での貼り合わせ後に大気圧下にさらされるので大きな内外圧力差を受けるが、両基板１Ａ，１Ｂとともに、両基板１Ａ，１Ｂ間を接着しているシール剤２自体も、大きな内外圧力差を受けることになる。しかしながら、この第１の実施の形態では、上述のようにシール剤２同士の強力な接着力のもとに両基板１Ａ，１Ｂを貼り合わせているので、良好な接合状態が得られ、シール剤２がシール破れを引き起こすような現象の発生は回避できる。

このようにして、チャンバ内において良好に貼り合わされた上下両基板１Ｂ，１Ａは、次に図３及び図４に示したように、上ステージ５４１ｂに設けられた光源５４１ｆから、シール剤２に向けた紫外線（ＵＶ）照射あるいは加熱が行われ、シール剤２の硬化が行われる。

この紫外線照射等によるシール剤硬化の後、上基板１Ｂに対する上ステージ５４１ｂからの吸着解放、上チャンバ５４１の上昇移動、及び下チャンバ５４２の搬送レール５３ａ上の移動による搬出、及び下ステージ５４２ａの下基板１Ａに対する吸着解放を経て取り出される。

図６は、上記説明の液晶表示パネルの製造装置による液晶表示パネルの製造工程を示したフローチャートである。

すなわち、まずステップ６１において、貼り合わされる上下２枚の基板１Ｂ，１Ａ双方の対向面に、液晶表示面１ａを囲み、また互いに重なる位置にシール剤２，２がそれぞれ塗布される。

次に、ステップ６２において、一方の基板（１Ａ）の液晶表示面に液晶４が滴下（あるいは塗布）される。

次にステップ６３において、２枚の基板１Ａ，１Ｂは、従来と同様に、チャンバ内に搬送され、真空雰囲気中で位置合わせが行われて押圧されるので、シール剤２，２を介した貼り合わせが行われる。

次にステップ６４において、チャンバ内は大気圧下に解放され、内外圧力差に基づく基板セルギャップの均一化が図られる。

最後に、ステップ６５において、２枚の基板１Ａ，１Ｂを貼り合わせたシール剤２，２に対し、加熱またはＵＶ（紫外線）の照射が行われ、貼り合わせ接着したシール剤２，２の硬化が行われる。

上記説明の製造工程において、ステップ６１とステップ６２とが平行して行われても良く、あるいはステップ６１の工程に先立ち、ステップ６２における液晶滴下を行うようにしても良い。

いずれにしても、この第１の実施の形態による液晶表示パネルの製造方法では、２枚の基板１Ａ，１Ｂは、それぞれ塗布されたシール剤２，２同士の接合に基づき強力に貼り合わされるものであり、シール剤２がその後のセルギャップ均一化操作に向けた真空破壊から大気圧下への移行により、大きな内外圧力差を受けたとしても、シール破れを回避して良好な貼り合わせ基板を製造することができる。

また、２枚の基板１Ａ，１Ｂに塗布されたシール剤２は、両基板１Ａ，１Ｂを貼り合わせたときに互いに重なり合うように塗布されているので、このような場合には、塗布されたシール剤２の横断面積が仮に同じであれば、一方の基板のみにシール剤２が塗布されたものに比べ、シール剤２の塗布高さＨを実質的に２倍に得ることができるので、基板１Ａ，１Ｂの平面度にばらつきを有する場合であっても２枚の基板１Ａ、１Ｂに塗布されたシール剤２の間に隙間が生じる確立を減少させることができ、その結果、液晶表示パネルを歩留まり良く製造することができる。

次に、本発明による液晶表示パネルの製造装置の第２の実施の形態を、上記第１の実施の形態で参照した図１ないし図５に、図７及び図８を新たに加えて以下説明する。

図７（ａ）は、第２の実施の形態においてシール剤が塗布された状態を示す下基板の平面図、図７（ｂ）は、図７（ａ）に示した下基板上に、シール剤が塗布された上基板が重ね合わされて、液晶表示パネルが形成される状態を示した正面図、図７（ｃ）は、図７（ｂ）の要部拡大図である。

図７（ａ）ないし（ｃ）に示したように、第２の実施の形態の液晶表示パネルは、矩形状をなし対向するガラス製の基板１Ａ、１Ｂの双方に、液晶表示部１ａの外側に間隔Ｌをなして２重の閉曲線を形成するようにシール剤２１，２２が塗布されると同時に、より外側に閉曲線を描いて塗布された側（シール剤２２）の横断面積Ｓ２が、内側に閉曲線を描いて塗布された側（シール剤２１）の横断面積Ｓ１よりも大となるように構成されたものである。

すなわち、この第２の実施の形態においては、図２に示した接着剤塗布部５１において、制御器５１７及び塗出量制御器５１８の制御により、シール剤２１，２２が２重の閉曲線を形成するように塗布形成される。そして、塗出量制御器５１８の制御により吐出量の切り替え制御により、図７（ｃ）に拡大して示すように、内側のシール剤２１の線幅Ｄ１が外側のシール剤２２の線幅Ｄ２より小さく（Ｄ１＜Ｄ２）、すなわちシール剤２１の断面積Ｓ１がシール剤２２の断面積Ｓ２よりも小さく（Ｓ１＜Ｓ２）なるように各基板１Ａ，１Ｂの液晶表示面を囲むように塗布される。

このシール剤２の塗布手段である接着剤塗布部５１における動作以外、たとえば次の液晶滴下部５２における液晶４の滴下あるいは塗布、搬送部５３を介して搬送された後の貼り合わせ・接着剤硬化部５４の個々の構成及び動作は、上記説明の第１の実施の形態と同様であるので説明は省略する。

図８は、上記第２の実施の形態による液晶表示パネルの製造工程を示したフローチャートである。

図６に示した第１の実施の形態における工程と相違する点は、ステップ６１に対応したステップ８１のみであり、以下の各他の工程はそれぞれ第１の実施の形態における工程と同一であるので説明は省略する。

すなわち、この第２の実施の形態では、ステップ８１において、貼り合わされる２枚の基板１Ａ，１Ｂの各対向面に、横断面積が内側（２１）よりも外側（２２）が大（Ｓ１＜Ｓ２）となる２重に閉曲線を形成するようにシール剤２１，２２が塗布されることを特徴とする。

従って、この第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様に対向する２枚の基板１Ａ，１Ｂの双方に、また互いに重なる位置にそれぞれシール剤２１，２１、２２，２２が塗布されたので、シール剤同士の接着により良好な貼り合わせが行われる。

加えてこの第２の実施の形態では、基板の面方向に２重の閉曲線を形成し、塗布された２本のシール剤２１，２２の内、外側のシール剤２２の断面積（Ｓ２）を内側のシール剤２１の断面積（Ｓ２）より大きくしたので、基板１Ａ，１Ｂ間の間隙が同じであれば接着面積を広く得ることができ、内側よりも外側においてシール破れに対するより大きな耐久力が得られる。

従って、真空破壊時におけるシール破れが発生しようとしても、まず断面積の大きな外側のシール剤２２で抑止され、その抑止力が作用している間に、塗布された内側のシール剤２１の硬化が進行してより強固となるので、外の空気がセル内に侵入するような接着剤のシール破れを回避し、良好な液晶表示パネルを製造することができ、また製造された液晶表示パネルの品質向上を実現することができる。

なお、上記説明において、この第２の実施の形態では、シール剤２１，２２は上下両基板１Ａ，１Ｂ双方に塗布したが、いずれか一方への塗布、あるいはそれらを任意に組み合わせた塗布を行うようにしても良い。従って、その場合は上記説明の第１の実施の形態とは相違し、たとえば一方の上基板１Ｂは接着剤塗布部５１でシール剤２が塗布されることなく、そのまま貼り合わせ・接着剤硬化部５４に搬送することができる。あるいはまた、２重のシール剤２１，２２を上下基板１Ｂ，１Ａに振り分けて塗布しても良い。

以上説明のように、この第２の実施の形態によれば、少なくとも外側のシール剤の横断面積が内側のシール剤の横断面積よりも大となるように塗布したので、貼り合わせ後の大気圧下への解放により、たとえ貼り合わせたシール剤に大きな内外圧力差が加えられたとしても、外部からセル内に空気が入り込み、あるいはセル内の液晶が外に漏れ出すような不具合は回避され、液晶表示パネルの製造上の歩留まりを改善することができる。

次に、本発明による液晶表示パネルの製造装置の第３の実施の形態を、上記第１及び第２の実施の形態で参照した図１ないし図５に、図９及び図１０新たに加えて以下説明する。

図９（ａ）は、第３の実施の形態において、シール剤が塗布された状態を示す下基板の平面図、図９（ｂ）は、図９（ａ）に示した下基板上に、シール剤が塗布された上基板が重ね合わされて、液晶表示パネルが形成される状態を示した正面図、図９（ｃ）は図９（ｂ）の要部拡大図である。

図９（ａ）ないし（ｃ）に示したように、この第３の実施の形態の液晶表示パネルは、対向するガラス製の各基板１Ａ，１Ｂの双方対応一致する位置に、それぞれ幅Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３の各線幅をなした３重の閉曲線を形成するように、シール剤２１，２２，２３が液晶表示部１ａを囲んで順次間隔Ｌ１，Ｌ２をなして３重の閉曲線を描いて塗布されるとともに、内側の間隔Ｌ１より外側の間隔Ｌ２の幅がよりも長くなるように構成されたものである。

すなわち、この第３の実施の形態では、図２に示した接着剤塗布部５１において、制御器５１７及び吐出量制御器５１８の制御により、内側から間隔Ｌ１，Ｌ２をなし、塗布高さＨで、線幅Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３のシール剤２１，２２，２３が塗布されるように構成される。

従って、第３の実施の形態においても、第１及び第２の実施の形態と同様に、対向する２枚の基板１Ａ，１Ｂの双方に位置が重なるようにシール剤２１，２１、２２，２２、２３，２３が塗布されたので、シール剤同士の強力な接着力により、良好な貼り合わせが行われる。

また、この第３の実施の形態では、閉曲線を描いたシール剤２１，２２，２３の外側の間隔Ｌ２が内側の間隔Ｌ１よりも広く（Ｌ１＜Ｌ２）なるように３重に塗布されたものである。

従って、この実施の形態では、シール破れが３重に阻止されるのみならず、仮に外側からシール剤２３，２２，２１の順でシール破れが発生するとき、まず最初に、最も外側のシール剤２３がシール破れが発生し、次に中間のシール剤２２のシール破れが発生するまでの間、シール剤２３とシール剤２２との間の比較的広い空間（間隔Ｌ２）が存在して、空気が侵入して次のシール剤２２がシール破れに至るまでには長い時間を要する。従って、その間、シール剤２２さらにはシール剤２１のシール硬化が進行し、対シール破壊特性が向上するので、最終的にシール破れにより液晶表示機能を阻害するような不具合発生は回避することができる。

図１０は、この第３の実施の形態による液晶表示パネルの製造工程を示したフローチャートである。

図６及び図８に示した第１及び第２の実施の形態における工程と相違する点は、ステップ６１及びステップ８１に対応したステップ１０１のみであり、以下の各他の工程はそれぞれ第１及び第２の実施の形態における工程と同一であるので説明は省略する。

すなわち、この第３の実施の形態では、ステップ１０１において、貼り合わされる２枚の基板１Ａ，１Ｂの各対向面に、少なくとも３重の閉曲線を形成するようにシール剤２１，２２，２３をそれぞれ塗布したものである。

この実施の形態によれば、第１及び第２の実施の形態と同様に、対向する２枚の基板１Ａ，１Ｂの互いに重なる位置に、シール剤２１，２２，２３２が塗布されたので、シール剤同士の強力な接着力により、良好な貼り合わせが行われるとともに、基板１Ａ，１Ｂの外周縁に間隔を隔てて少なくとも３重の閉曲線を形成したので、貼り合わせ後の真空破壊時におけるシール破れを抑制することができる。

以上説明のように、この第３の実施の形態においても、基板貼り合わせ後の大気圧への解放によるセルギャップ均一化に際して、剥がれ等、シール剤のシール破れを回避して、液晶表示パネル製造上の歩留まりを向上させることができる。

なお、上記第３の実施の形態において、シール剤は３重（シール剤２１，２２，２３）に塗布するように説明したが、４重以上に塗布しても良い。また、各塗布されたシール剤２１，２２，２３間の間隔Ｌ１，Ｌ２の幅が異なるように説明したが、ほぼ同じような広さの間隔幅となるように形成しても良い。

また、この第３の実施の形態では、シール剤２１，２２，２３は上下両基板１Ａ，１Ｂ双方に塗布したが、いずれか一方への塗布、あるいはそれらを任意に組み合わせた塗布を行うようにしても良い。従って、その場合も上記説明の第１の実施の形態とは相違し、たとえば一方の上基板１Ｂは接着部塗布部５１でシール剤２が塗布されることなく、そのまま貼り合わせ・接着剤硬化部５４に搬送することができる。あるいはまた、３重のシール剤２１，２２，２３を上下基板１Ｂ，１Ａに選択的に振り分けて塗布しても良い。

さらにまた、この第３の実施の形態において、上記第２の実施の形態におけるシール剤塗布の考え方を採用し、より外側のシール剤２３，２２の断面積がそれぞれより内側のシール剤２２，２１の断面積よりも大きくなるように幅広に塗布を行い、外側に位置して塗布されたシール剤２３（あるいは２２）のシール破れの回避効果あるいはシール破れの遅延効果をより高めて、信頼性の高い液晶表示パネルを得ることができる。

いずれにしても、本発明による接着剤塗布装置によれば、液晶表示面を囲んで２重あるいは３重の閉曲線を形成したり、外側の接着剤の横断面積が、内側の接着剤の横断面積よりも大となるように、あるいは外側の接着剤の横断面積が内側の接着剤の横断面積よりも大としたので、接着剤の耐シール破壊特性が向上し、液晶表示パネルの製造上の歩留まりを向上させることができる。

また、他方の基板に塗布された接着剤の位置と重なるように接着剤を塗布することにより、貼り合わせに際し、各接着剤は互いに重なり合い、接着剤同士の良好な接着力のもとに貼り合わせが行われるので、貼り合わせの良好な良好な液晶表示パネルあるいはプラズマディスプレイを提供することができる。

本発明による基板貼り合わせ装置を採用した液晶表示パネルの製造装置の一実施の形態を示した装置全体の構成図である。 図１に示した接着剤塗布部を示す斜視図である。 図１に示した液晶滴下部、搬送部、並びに貼り合わせ・接着剤硬化部を示す構成図である。 図３に示した貼り合わせ・接着剤硬化部の動作説明図である。 図１に示した装置による第１の実施の形態で貼り合わされる２枚の基板の説明図である。 図１に示した装置による第１の実施の形態の液晶表示パネルの製造工程を示すフローチャートである。 本発明による基板貼り合わせ装置を採用した液晶表示パネルの製造装置による第２の実施の形態で製造される２枚の基板の貼り合わせを示す説明図である。 図７に示した液晶表示パネルの製造工程を示すフローチャートである。 本発明による基板貼り合わせ装置を採用した液晶表示パネルの製造装置による第３の実施の形態で製造される２枚の基板の貼り合わせを示す説明図である。 図９に示した液晶表示パネルの製造工程を示すフローチャートである。 従来の液晶表示パネルを示したもので、図１１（ａ）は、シール剤が塗布された下基板の平面図、図１１（ｂ）は、上下２枚の基板が重ね合わされる状態を示す正面図である。

符号の説明

１Ａ 下基板
１Ｂ 上基板
１ａ 液晶表示面
２，２１，２２，２３ シール剤（接着剤）
３ スペーサ
４ 液晶
５ 液晶表示パネルの製造装置
５１ 接着剤塗布部（塗布手段）
５１２ Ｘ−Ｙ−θ移動テーブル
５１５ａ サーボモータ
５１６ シリンジ
５１７ 制御器
５１８ 吐出量制御器
５２ 液晶滴下部
５３ 搬送部
５４ 貼り合わせ・接着硬化部（貼り合わせ手段、硬化手段）
５４１ 上チャンバ
５４１ｂ 上ステージ
５４２ 下チャンバ
５４２ａ 下ステージ
５４５ 真空ポンプ
５４７ 圧力源

Claims (9)

1. 対向する一対の液晶表示用基板を貼り合わせるために、少なくとも一方の基板の対向面に接着剤を塗布する接着剤塗布装置において、
   液晶表示面を囲む少なくとも３重の閉曲線が、より外側で隣接する閉曲線間の間隔が、より内側で隣接する閉曲線間の間隔よりも広く形成されるように、前記接着剤の塗布を制御する制御装置を備えたことを特徴とする接着剤塗布装置。
2. 前記少なくとも３重の閉曲線が形成されるように塗布された接着剤は、より外側に形成された閉曲線における線幅方向に沿いかつ基板面に直交する断面の面積が、より内側に形成された閉曲線における線幅方向に沿いかつ基板面に直交する断面の面積よりも大であることを特徴とする請求項１記載の接着剤塗布装置。
3. 前記接着剤は、前記一対の基板の双方に塗布される場合には、前記一対の基板が貼り合わされたときに互いに重なり合う位置に塗布されることを特徴とする請求項１または２に記載の接着剤塗布装置。
4. 対向する一対の基板と、
   前記一対の基板間にあって、液晶表示面を囲む少なくとも３重の閉曲線で、かつより外側で隣接する閉曲線間の間隔が、より内側で隣接する閉曲線間の間隔よりも広くなるように基板面に塗布された接着剤と
   を備えることを特徴とする液晶表示パネル。
5. 前記少なくとも３重の閉曲線を形成するように塗布された接着剤は、より外側に形成された閉曲線における線幅方向に沿いかつ基板面に直交する断面の面積が、より内側に形成された閉曲線における線幅方向に沿いかつ基板面に直交する断面の面積よりも大であることを特徴とする請求項４記載の液晶表示パネル。
6. 対向する一対の基板を貼り合わせるために、少なくとも一方の基板に液晶表示面を囲む少なくとも３重の閉曲線が、より外側で隣接する閉曲線間の間隔が、より内側で隣接する閉曲線間の間隔よりも広く形成されるように接着剤を塗布可能な塗布手段と、
   前記一対の基板の少なくとも一方の基板の液晶表示面に液晶を塗布または滴下可能な手段と、
   前記接着剤を介して前記一対の基板を真空雰囲気中で貼り合わせ可能な貼り合わせ手段と、
   前記塗布手段で塗布された接着剤を硬化可能な硬化手段と
   を具備することを特徴とする液晶表示パネルの製造装置。
7. 対向する一対の基板を接合するために、少なくとも一方の基板に液晶表示面を囲む少なくとも３重の閉曲線が、より外側で隣接する閉曲線間の間隔が、より内側で隣接する閉曲線間の間隔よりも広く形成されるように接着剤を基板面に塗布する塗布工程と、
   前記一対の基板の少なくとも一方の液晶表示面に液晶を塗布または滴下する工程と、
   この滴下工程及び前記塗布工程の後に、前記一対の基板を真空雰囲気中で貼り合わせる貼り合わせ工程と、
   この貼り合わせ工程の後に、基板面に塗布された前記接着剤を硬化させる硬化工程と
   からなることを特徴とする液晶表示パネルの製造方法。
8. 前記塗布工程において、より外側で閉曲線を形成する接着剤における線幅方向に沿いかつ基板面に直交する断面の面積が、より内側で閉曲線を形成する接着剤における線幅方向に沿いかつ基板面に直交する断面の面積よりも大であることを特徴とする請求項７記載の液晶表示パネルの製造方法。
9. 前記塗布工程において、前記接着剤は、形成された閉曲線が前記貼り合わせ工程において互いに重なるように、対向する一対の基板の双方に塗布されることを特徴とする請求項７または８に記載の液晶表示パネルの製造方法。

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