JP4689797B2

JP4689797B2 - 液晶表示装置の製造装置及びその製造方法

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Publication number: JP4689797B2
Application number: JP2000219815A
Authority: JP
Inventors: 明寛松田
Original assignee: NEC LCD Technologies Ltd
Current assignee: Tianma Japan Ltd
Priority date: 2000-07-19
Filing date: 2000-07-19
Publication date: 2011-05-25
Anticipated expiration: 2020-07-19
Also published as: KR20020015004A; TW548461B; US20040046925A1; US20020008838A1; US7092066B2; JP2002040398A; US6646689B2

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、真空中で２枚の透明基板を貼り合わせる液晶表示装置の製造装置及びその製造方法に関し、特に、短時間で容易に高精度に位置合わせすることができる液晶表示装置の製造装置及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、液晶表示装置の製造方法として、以下のように２枚の基板間にシール剤を形成し、その内部に液晶を注入する方法がある。以下、この製造方法を第１の従来例という。図１１は第１の従来例に係る液晶表示装置の製造方法を示すフローチャートである。
【０００３】
先ず、２枚の基板を準備する。一方の基板の片面には薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）がアレイ状に形成されている。以下、この基板をＴＦＴ基板という。他方の基板の片面にはカラーフィルタ（ＣＦ）が形成されている。以下、この基板をＣＦ基板という。その後、ＴＦＴ基板及びＣＦ基板の双方に配向膜を形成する（ステップＳ１）。次に、ＣＦ基板においてＣＦが形成された面にスペーサを形成し（ステップＳ２ａ）、第１の基板（ＴＦＴ基板）においてＴＦＴが形成された面に一部に注入口を有する「口」の字状にシール剤を形成する（ステップＳ２ｂ）。その後、第２の基板（ＣＦ基板）と第１の基板とを互いにＣＦ、ＴＦＴが形成された面を対向させて重ね合わせる（ステップＳ３）。続いて、これらを加熱することにより、第１の基板に形成されたシール剤を焼成する（ステップＳ４）。
【０００４】
次いで、重ね合わされた第１の基板及び第２の基板を所定の数のパネルに切断して分割する（ステップＳ５）。次に、シール剤に設けられた注入孔からその内部に液晶を注入する（ステップＳ６）。その後、注入孔を封孔する（ステップＳ７）。そして、液晶注入等により生じた汚れを除去するため、パネルの洗浄を行う（ステップＳ８）。その後、偏光板を貼り付け、駆動回路等を取り付けて液晶表示装置を完成させる。
【０００５】
しかし、この第１の従来例では、工程数が多いという欠点がある。
【０００６】
そこで、近時、工程数の低減等の観点からＴＦＴ基板に液晶を滴下して真空中でＴＦＴ基板とＣＦ基板とを貼り合わせる製造方法が開発され、知られている。以下、この製造方法を第２の従来例という。図１２は第２の従来例に係る液晶表示装置の製造方法を示すフローチャートである。
【０００７】
先ず、第１の従来例と同様に、２枚の基板を準備する。その後、第１の基板（ＴＦＴ基板）及び第２の基板（ＣＦ基板）の双方に配向膜を形成する（ステップＳ１１）。次に、第２の基板においてＣＦが形成された面にスペーサを形成し（ステップＳ１２ａ）、第１の基板においてＴＦＴが形成された面に「口」の字状に光硬化性樹脂からなるシール剤を形成する（ステップＳ１２ｂ）。その後、第１の基板のシール剤の内側に液晶を滴下し、真空中で第２の基板と第１の基板とを互いにＣＦ、ＴＦＴが形成された面を対向させ位置合わせを行って加圧した後、真空排気（大気開放）することにより、大気プレスによって第２の基板と第１の基板とを固定する（ステップＳ１３）。
【０００８】
次いで、シール剤に紫外線を照射してシール剤を半硬化状態とする（ステップＳ１４）。続いて、シール剤を加熱することにより熱硬化させる（ステップＳ１５）。そして、貼り合わされた第１の基板及び第２の基板を所定の数のパネルに切断して分割する（ステップＳ１６）。その後、偏光板を貼り付け、駆動回路等を取り付けて液晶表示装置を完成させる。
【０００９】
図１３は第２の従来例に使用される製造装置の構造を示す断面図である。
【００１０】
従来の液晶表示装置の製造装置には、真空チャンバ１１１が設けられ、真空チャンバ１１１内に互いに平行に第１の定盤１１２及び第２の定盤１１３が設けられている。真空チャンバ１１１には、真空引き口１１１ａ及び真空排気口１１１ｂが設けられている。第１の定盤１１２の基材は、例えばセラミックス製であり、その第２の定盤１１３との対向面に第１の基板１３１を静電吸着する電極（第１の基板吸着手段）１１４が埋め込まれている。同様に、第２の定盤１１３の基材は、例えばセラミックス製であり、その第１の定盤１１２との対向面に第２の基板１３２を静電吸着する電極（第２の基板吸着手段）１１５が埋め込まれている。また、第１の定盤１１２及び第２の定盤１１３には、夫々第１の基板１３１及び第２の基板１３２を真空吸着するための吸引孔（図示せず）等が設けられている。
【００１１】
また、第１の定盤１１２の下面には第１の定盤連結台座１２５の上端が連結され、第１の定盤連結台座１２５の下端は位置調整テーブル１２６に連結されている。位置調整テーブル１２６には、モータ（図示せず）が設けられており、第１の定盤連結台座１２５を互いに直交する２方向（Ｘ方向及びＹ方向）に直線移動させることが可能であると共に、その中心軸を回転軸として周方向（θ方向）回転させることが可能である。従って、位置調整テーブル１２６により第１の定盤１１２、ひいては第１の基板１３１の位置が調整される。
【００１２】
更に、第２の定盤１１３を上下方向に移動させ第２の定盤１１３と第１の定盤１１２とを互いに加圧する加圧モータ１２７が設けられている。加圧モータ１２７は固定部材１２８ａに固定されている。また、真空チャンバ１１１の外部には、第１の基板１３１及び第２の基板１３２に夫々設けられたアライメントマーク１３３及び１３４の位置を検出するアライメントカメラ１３０並びに基板間に塗布された仮止め用の光硬化性樹脂１４３に紫外線を照射する紫外線源１３５が配設されている。更に、第２の定盤１１３を第１の定盤１１２に対して平行に支持する第２の定盤支持部材１２９が固定部材１２８ｂに支持されている。
【００１３】
なお、第２の従来例においては、真空中でＣＦ基板とＴＦＴ基板とを重ね合わせて加圧しているが、第２の基板１３２（ＣＦ基板）と第１の基板１３１（ＴＦＴ基板）との位置合わせ（アライメント）は、加圧する前に行っている。このときの第２の基板と第１の基板との間隔は、０．２乃至０．５ｍｍ程度である。また、大気による加圧（以下、大気プレスという。）後におけるＣＦ基板とＴＦＴ基板との間隔は５μｍ程度である。
【００１４】
このような第２の従来例によれば、第１の従来例と比較して、工程数を低減できるだけでなく、基板を重ね合わせた後には液晶を注入する工程がないので、その際の汚染（コンタミ）を防止できると共に、その後に封孔剤を使用する必要がなくなるという利点がある。
【００１５】
また、特開２０００−６６１６３号公報には、真空槽内において、定盤に静電チャックにより基板を吸着した状態で、認識カメラを使用してマーカの位置を確認しながら、定盤を加圧して２枚の基板を貼り合わせる基板貼り合わせ装置が開示されている。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、第２の従来例では、定盤同士を加圧する前に各基板に設けられたアライメントマーク同士の位置合わせを行っているため、その後の加圧の際に位置ずれが生じたときにこれを再度補正する必要があるという問題点がある。
【００１７】
また、特開２０００−６６１６３号公報に記載された基板貼り合わせ装置では、静電吸着により基板を定盤に固定して位置合わせを行っているが、加圧の際に位置合わせを行うと、基板の板面に平行な方向に推力が作用し、この推力が静電吸着及び加圧力を抗力とする摩擦力を超えると、基板の位置がずれてしまう。このため、複数回にわたり位置ずれの精度補正が必要となり、工程数が増加してしまう。また、最悪の場合には、この補正自体を行うことができなくなるという問題点がある。
【００１８】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、２枚の基板の間を容易に短時間で高い位置合わせ精度で位置合わせすることができる液晶表示装置の製造装置及びその製造方法を提供することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本願請求項１に記載の発明に係る液晶表示装置の製造装置は、液晶を挟み相対向する第１及び第２の基板を貼り合わせて構成される液晶表示装置の製造装置において、夫々前記第１及び第２の基板を吸着する第１及び第２の基板吸着手段を備え互いに平行に設けられた第１及び第２の定盤と、少なくとも前記第１及び第２の定盤が内部に設けられる真空チャンバと、前記第１の定盤上における前記第１の基板の板面方向へのずれを拘束した状態で支持する第１の拘持手段と、前記第２の定盤上における前記第２の基板の板面方向へのずれを拘束した状態で支持する第２の拘持手段と、前記第１及び第２の定盤を加圧することにより前記第１及び第２の基板同士を圧接する加圧手段と、この加圧手段が前記第１及び第２の定盤を加圧している間に前記第１及び第２の基板同士の位置合わせを行う位置合わせ手段と、を有し、前記第１の拘持手段は、前記第１の定盤の前記第１の基板吸着手段が設けられた面に固定されその面に垂直な平面を有する第１の固定具と、前記第１の定盤の前記第１の基板吸着手段が設けられた面に固定されその面及び前記第１の固定具の前記平面に垂直な平面を有する第２の固定具と、前記第１の基板の互いに直交する２辺を夫々前記第１及び第２の固定具の前記各平面に押し付ける第１の押し付け手段と、を有し、前記第２の拘持手段は、前記第２の定盤の前記第２の基板吸着手段が設けられた面に固定されその面に垂直な平面を有する第３の固定具と、前記第２の定盤の前記第２の基板吸着手段が設けられた面に固定されその面及び前記第３の固定具の前記平面に垂直な平面を有する第４の固定具と、前記第２の基板の互いに直交する２辺を夫々前記第３及び第４の固定具の前記各平面に押し付ける第２の押し付け手段と、を有し、前記第１の押し付け手段は、前記真空チャンバの外に配置された第１の駆動機構と、前記第１の駆動機構により駆動され、前記真空チャンバ内に配置された前記第１の定盤の前記第１の基板吸着手段に吸着された前記第１の基板に押し付け力を伝達することによって前記第１の基板を前記第１の固定具の前記平面に押し付ける第１のプッシャーガイドと、前記真空チャンバの外に配置された第２の駆動機構と、前記第２の駆動機構により駆動され、前記真空チャンバ内に配置された前記第１の定盤の前記第１の基板吸着手段に吸着された前記第１の基板に押し付け力を伝達することによって前記第１の基板を前記第２の固定具の前記平面に押し付ける第２のプッシャーガイドと、を備え、前記第２の押し付け手段は、前記真空チャンバの外に配置された第３の駆動機構と、前記第３の駆動機構により駆動され、前記真空チャンバ内に配置された前記第２の定盤の前記第２の基板吸着手段に吸着された前記第２の基板に押し付け力を伝達することによって前記第２の基板を前記第３の固定具の前記平面に押し付ける第３のプッシャーガイドと、前記真空チャンバの外に配置された第４の駆動機構と、前記第４の駆動機構により駆動され、前記真空チャンバ内に配置された前記第２の定盤の前記第２の基板吸着手段に吸着された前記第２の基板に押し付け力を伝達することによって前記第２の基板を前記第４の固定具の前記平面に押し付ける第４のプッシャーガイドと、を備える、ことを特徴とする。このとき、第１及び第２の押し付け手段は、夫々ある１方向から２個の固定具に基板の２辺を押し付けるものであってもよいが、固定具の前記各平面に垂直な２方向から押し付けるものであった方が、より確実に基板を固定具に押し付けることが可能であるので、望ましい。
【００２０】
このように、本発明においては、定盤に基板を吸着する吸着手段を設け、更に定盤上における基板の板面方向へのずれを拘束した状態で支持する拘持手段及び定盤により加圧されている間に基板同士の位置合わせを行う位置合わせ手段を設けている。
【００２１】
このため、位置合わせの際に、第１及び第２の拘持手段により第１の基板及び第２の基板がその板面に平行な方向から拘持されているので、加圧手段から大きな力が印加されても、位置合わせの際に基板が定盤からずれることが防止される。
【００２２】
しかも、位置合わせ手段により、真空チャンバ内で第１の定盤と第２の定盤との間に所定の圧力が印加された状態で第１の基板と第２の基板との位置合わせが行われる。このため、その後に加圧手段による加圧を解除しても第１の基板と第２の基板との間の位置ずれは生じない。
【００２３】
加えて、真空を解除することにより、両基板は位置合わせが行われた状態のまま大気圧による加圧（大気プレス）を受けることになるので、極めて高い精度が維持されることになる。この結果、極めて容易に、且つ短時間で高い精度での位置合わせが可能となる。
【００２４】
本願請求項２に記載の発明に係る液晶表示装置の製造装置は、請求項１に記載の製造装置において、前記第１及び第２の基板吸着手段が、夫々前記第１及び第２の基板の静電吸着を行うものであることを特徴とする。
【００２５】
このように基板吸着手段により第１及び第２の定盤に夫々第１及び第２の基板を静電吸着させることにより、真空チャンバ内の低圧下でも確実に基板を吸着することが可能となる。
【００２７】
本願請求項３に記載の発明に係る液晶表示装置の製造装置は、請求項１又は２に記載の製造装置において、前記位置合わせ手段は、前記第１及び第２の基板に夫々設けられたアライメントマークの位置を検出する検出手段と、この検出手段による検出結果に基づいて前記第１の基板に設けられたアライメントマークの位置が前記第２の基板に設けられたアライメントマークの位置に整合するように前記第１の定盤を移動させる移動手段と、を有することを特徴とする。
【００２８】
本願請求項４に記載の発明に係る液晶表示装置の製造装置は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の製造装置において、前記第１の基板上に液晶を滴下する液晶滴下部と、前記第１の基板上に光硬化性樹脂を塗布する樹脂塗布部と、前記第１及び第２の基板同士が圧接されている状態で前記光硬化性樹脂に紫外線を照射する紫外線照射手段と、を更に有することを特徴とする。
【００２９】
この液晶表示装置の製造装置においても、加圧手段から大きな力が印加されても、位置合わせの際に基板が定盤からずれることが防止され、その後に加圧手段による加圧を解除しても第１の基板と第２の基板との間の位置ずれは生じず、極めて高い精度が維持されることになる。この結果、極めて容易に、且つ短時間で高い精度での位置合わせが可能となる。
【００３０】
上記目的を達成するために、本願請求項５に記載の発明に係る液晶表示装置の製造方法は、第１及び第２の基板を貼り合わせて構成される液晶表示装置を製造する液晶表示装置の製造方法において、前記第１の基板上に液晶を滴下する工程と、内圧が所定値以下の真空チャンバ内で前記第１の基板の前記液晶が滴下された面に前記第２の基板を所定の圧力で加圧しながら前記第１及び第２の基板同士の位置合わせを行う工程と、前記真空チャンバを大気開放する工程と、前記第１及び第２の基板を夫々その板面方向へのずれを拘束する第１及び第２の拘持手段により第１及び第２の定盤に固定する工程を有し、前記第１の拘持手段により前記第１の基板を前記第１の定盤に固定する工程は、前記第１の定盤の前記第１の基板吸着手段が設けられた面に固定されその面に垂直な平面を有する第１の固定具並びに前記第１の定盤の前記第１の基板吸着手段が設けられた面に固定されその面及び前記第１の固定具の前記平面に垂直な平面を有する第２の固定具の前記各平面に前記第１の基板の互いに直交する２辺を夫々押し付ける工程を有し、前記第２の拘持手段により前記第２の基板を前記第２の定盤に固定する工程は、前記第２の定盤の前記第２の基板吸着手段が設けられた面に固定されその面に垂直な平面を有する第３の固定具並びに前記第２の定盤の前記第２の基板吸着手段が設けられた面に固定されその面及び前記第３の固定具の前記平面に垂直な平面を有する第４の固定具の前記各平面に前記第２の基板の互いに直交する２辺を夫々押し付ける工程を有し、前記第１の基板を前記第１及び第２の固定具に押し付ける工程では、前記真空チャンバの外に配置された第１の駆動機構によって第１のプッシャーガイドを駆動し、該第１のプッシャーガイドにより、前記真空チャンバ内に配置された前記第１の定盤の前記第１の基板吸着手段に吸着された前記第１の基板を前記第１の固定具に押し付け、前記真空チャンバの外に配置された第２の駆動機構によって第２のプッシャーガイドを駆動し、該第２のプッシャーガイドにより、前記真空チャンバ内に配置された前記第１の定盤の前記第１の基板吸着手段に吸着された前記第１の基板を前記第２の固定具に押し付け、前記第２の基板を前記第３及び第４の固定具に押し付ける工程では、前記真空チャンバの外に配置された第３の駆動機構によって第３のプッシャーガイドを駆動し、該第３のプッシャーガイドにより、前記真空チャンバ内に配置された前記第２の定盤の前記第２の基板吸着手段に吸着された前記第２の基板を前記第３の固定具に押し付け、前記真空チャンバの外に配置された第４の駆動機構によって第４のプッシャーガイドを駆動し、該第４のプッシャーガイドにより、前記真空チャンバ内に配置された前記第２の定盤の前記第２の基板吸着手段に吸着された前記第２の基板を前記第４の固定具に押し付ける、ことを特徴とする。
【００３１】
本願請求項６に記載の発明に係る液晶表示装置の製造方法は、請求項５に記載の製造方法において、前記第１及び第２の基板を夫々その板面方向へのずれを拘束する第１及び第２の拘持手段により第１及び第２の定盤に固定する工程は、前記第１及び第２の基板同士の位置合わせを行う工程の前工程であることを特徴とする。
【００３３】
本願請求項７に記載の発明に係る液晶表示装置の製造方法は、請求項５又は６に記載の製造方法において、前記液晶を滴下する工程の後に、前記第１及び第２の基板を夫々第１及び第２の定盤に静電吸着する工程を有することを特徴とする。
【００３４】
本願請求項８に記載の発明に係る液晶表示装置の製造方法は、請求項５乃至７のいずれか１項に記載の製造方法において、前記液晶を滴下する工程の後に、前記第１基板上に光硬化性樹脂を滴下する工程を有し、前記第１及び第２の基板同士の位置合わせを行う工程の後工程として、前記第２の基板を前記第１の基板に所定の圧力で加圧した状態で前記光硬化性樹脂に紫外線を照射する工程を有することを特徴とする。
【００３６】
これらの製造方法においては、内圧が所定値以下の真空チャンバ内で、互いに加圧しながら第１の基板と第２の基板との位置合わせを行うので、加圧手段から大きな力を基板に印加しても、位置合わせの際に基板が定盤からずれることが防止され、その後に加圧手段による加圧を解除しても第１の基板と第２の基板との間の位置ずれは生じない。加えて、真空を解除することにより、両基板は位置合わせが行われた状態のまま大気圧による加圧（大気プレス）を受けることになるので、極めて高い精度が維持されることになる。この結果、極めて容易に、且つ短時間で高い精度での位置合わせが可能となる。
【００３７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例に係る液晶表示装置の製造装置及び製造方法について、添付の図面を参照して具体的に説明する。図１は本発明の実施例に係る液晶表示装置の製造装置の構造を示す模式的上面図である。
【００３８】
本実施例に係る製造装置には、第１の基板３１が積載される第１の積載部１及び第２の基板３２が積載される第２の積載部２が設けられている。第１の基板３１及び第２の基板３２は、夫々、例えばＴＦＴ基板及びＣＦ基板であるが、これらに限定されるものではなく、一方がＣＦオンＴＦＴ基板であって他方が共通電極が設けられた基板であってもよい。ここで、ＣＦオンＴＦＴ基板とは、一方の透明基板上にアレイ状に配列したＴＦＴだけでなく、更にＣＦがＴＦＴ上に形成された基板をいう。また、第１の基板３１及び第２の基板３２のいずれにおいても、透明基板の上に電極等が形成された状態で積載されている。また、第１の基板３１上に液晶を滴下する液晶滴下部４、第１の基板３１上に光硬化性樹脂を塗布する樹脂塗布部５及び第１の基板３１と第２の基板３２とを貼り合わせる処理部６が設けられている。液晶滴下部４には、液晶用ディスペンサ４ａが設けられ、樹脂塗布部５には樹脂用ディスペンサ５ａが設けられている。更に、貼り合わせが終了したパネルに紫外線を照射して光硬化性樹脂を更に硬化するＵＶ照射部７が設けられている。
【００３９】
そして、積載部１及び２、液晶滴下部４、樹脂塗布部５、処理部６並びにＵＶ照射部７の間で第１の基板３１及び第２の基板３２を移動させる基板移載ロボット９が設けられている。
【００４０】
また、液晶滴下部４及び樹脂塗布部５から液晶滴下・樹脂塗布部８が構成されており、この液晶滴下・樹脂塗布部８には、第１の基板１が載置され液晶滴下部４及び樹脂塗布部５間を移動するステージ８ａが設けられている。
【００４１】
なお、処理部６の基板移載ロボット９側にはシャッタ６ａが設けられ、ＵＶ照射部７の基板移載ロボット９側にはシャッタ７ａが設けられている。シャッタ６ａ及び７ａは、いずれも基板３１又は３２の出し入れの際に開くものである。
【００４２】
図２は処理部６の構造を示す断面図である。処理部６には、真空チャンバ１１が設けられ、真空チャンバ１１内に互いに平行に第１の定盤１２及び第２の定盤１３が設けられている。真空チャンバ１１には、真空引き口１１ａ及び真空排気口１１ｂが設けられている。第１の定盤１２の基材は、例えばセラミックス製であり、その第２の定盤１３との対向面に第１の基板３１を静電吸着する電極（第１の基板吸着手段）１４が埋め込まれている。同様に、第２の定盤１３の基材は、例えばセラミックス製であり、その第１の定盤１２との対向面に第２の基板３２を静電吸着する電極（第２の基板吸着手段）１５が埋め込まれている。また、第１の定盤１２及び第２の定盤１３には、夫々第１の基板３１及び第２の基板３２を真空吸着するための吸引孔（図示せず）等が設けられている。
【００４３】
図３は第１の基板３１が吸着された状態の第１の定盤１２を示す模式図である。第１の定盤１２の第２の定盤１３との対向面には、その対向面に垂直な平面が形成された第１及び第２の固定ガイド（第１及び第２の固定具）１６、１７が固定されている。第１及び第２の固定ガイド１６、１７は互いに直交して延びるように配置されており、前記両平面も互いに直交している。また、第１の基板３１を第１の固定ガイド１６に押し付けるプッシャーガイド１８及び第２の固定ガイド１７に押し付けるプッシャーガイド１９が設けられている。プッシャーガイド１８には、図２に示すように、駆動ユニット２０が連結されている。同様に、プッシャーガイド１９にも駆動ユニット（図示せず）が連結されている。そして、これらのプッシャーガイド１８及び１９並びに駆動ユニット２０等から第１の押し付け手段が構成されている。
【００４４】
同様に、第２の定盤１３の第１の定盤１２との対向面には、その対向面に垂直な平面が形成された第３の固定ガイド（第３の固定具）２１及び第４の固定ガイド（第４の固定具）（図示せず）が固定されている。また、第２の基板３２を第３の固定ガイド２１に押し付けるプッシャーガイド２２及び第４の固定ガイドに押し付けるプッシャーガイド（図示せず）が設けられている。プッシャーガイド２２には、駆動ユニット２３が連結されている。同様に、他方のプッシャーガイドにも駆動ユニット（図示せず）が連結されている。そして、これらのプッシャーガイド２２等及び駆動ユニット２３等から第２の押し付け手段が構成されている。なお、真空チャンバ１１の上部及び下部には、ベローズ２４が設けられており、このベローズ２４内をプッシャーガイド１８等が挿通している。
【００４５】
また、第１の定盤１２の下面には第１の定盤連結台座２５の上端が連結され、第１の定盤連結台座２５の下端は位置調整テーブル２６に連結されている。位置調整テーブル２６には、真空チャンバ１１の第１の定盤１２側に設けられた駆動ユニット２０等も固定されている。位置調整テーブル２６には、モータ（図示せず）が設けられており、第１の定盤連結台座２５を互いに直交する２方向（Ｘ方向及びＹ方向）に直線移動させることが可能であると共に、その中心軸を回動軸として周方向（θ方向）回転させることが可能である。従って、位置調整テーブル２６により第１の定盤１２、ひいては第１の基板３１の位置が調整される。
【００４６】
更に、第２の定盤１３を上下方向に移動させ第２の定盤１３と第１の定盤１２とを互いに加圧する加圧モータ２７が設けられている。加圧モータ２７は固定部材２８ａに固定されている。また、真空チャンバ１１の外部には、第１の基板３１及び第２の基板３２に夫々設けられたアライメントマーク３３及び３４の位置を検出するアライメントカメラ３０並びに基板間に塗布された仮止め用の光硬化性樹脂に紫外線を照射する紫外線源３５が配設されている。
【００４７】
なお、真空チャンバ１１の第２の定盤１３側に設けられた駆動ユニット２３を固定する固定部材２８ｂが設けられており、この固定部材２８ｂに、第２の定盤１３を第１の定盤１２に対して平行に支持する第２の定盤支持部材２９が支持されている。
【００４８】
また、図２及び図３に図示しないが、第１の定盤１２には、その表面から第２の定盤１３側に突出可能であり基板３１及び３２を支持する突き上げピン（図示せず）が設けられている。
【００４９】
次に、上述のように構成された本実施例の液晶表示装置の製造装置の動作、即ちこの製造装置を使用した液晶表示装置の製造方法について説明する。図４乃至図９は本発明の実施例に係る液晶表示装置の製造装置の動作を示す模式図である。
【００５０】
先ず、基板移載ロボット９が第２の積載部２から第２の基板３２を取り出し、その上面と下面とを反転させる。従って、第２の基板３２に形成された電極等は下面側にくる。次いで、図４に示すように、処理部６においてシャッタ６ａを開くと共に、突き上げピン１２ａを突き出させ、突き上げピン１２ａ上に第２の基板３２を載置する。続いて、加圧モータ２７を作動させ第２の定盤１３を第２の基板３２の吸着が可能な高さまで下降させる。そして、プッシャーガイド２２等により第２の基板３２の位置決め及び固定を行い、更に第２の定盤１３により第２の基板３２を吸着する。
【００５１】
次に、基板移載ロボット９が第１の積載部１から第１の基板３１を取り出し、液晶滴下部４のステージ８ａ上に移載する。移載された第１の基板３１上には、図５（ａ）に示すように、シール剤４２が塗布されている。シール剤４２は、例えば光硬化性樹脂中に直径が５μｍ程度の粒子状のギャップ剤が分散されたものである。また、シール剤４２の幅は、例えば１ｍｍ程度である。図５（ａ）においては、１枚の第１の基板３１から２枚のＴＦＴ基板を切り出すため２カ所に「口」の字状にシール剤４２が塗布されているが、例えば１枚の第１の基板３１から４枚のＴＦＴ基板を切り出す場合には、４カ所に「口」の字状にシール剤が塗布される。なお、シール剤４２の粘度は、例えば数十万ｃＰであるが、これに限定されるものではない。
【００５２】
そして、第１の基板３１の移載後、シール剤４２で囲まれた領域内にディスペンサ４ａにより液晶４ｂを滴下する。図１０は液晶の滴下及び光硬化性樹脂の塗布の位置を示す模式図である。液晶４ｂは、図１０に示すように、所定量内で少量ずつ散在させてもよく、中心部に多めに滴下してもよい。その後、液晶滴下・樹脂塗布部８に設けられたステージ８ａにより第１の基板３１を樹脂塗布部５まで移動させる。そして、図５（ｂ）に示すように、ディスペンサ５ａにより第１の基板３１上に光硬化性樹脂４３を塗布する。このとき、図１０に示すように、光硬化性樹脂４３はシール剤４２の４隅の周囲に１カ所ずつ塗布すればよいが、これに限定されるものではない。
【００５３】
次に、基板移載ロボット９により第１の基板３１を処理部６間で移動させ、図６に示すように、処理部６内の突き上げピン１２ａ上に第１の基板３１を載置し、シャッタ６ａを閉じる。次いで、突き上げピン１２ａを下降させ、プッシャーガイド１８及び１９等により第１の基板３１の位置決め及び固定を行い、更に第１の定盤１２により第１の基板３１を吸着する。
【００５４】
その後、真空チャンバ１１内を真空引き口１１ａから真空引きする。そして、真空チャンバ１１の内圧が所定の圧力に達した後、真空チャンバ１１内を所定圧力以下に保持するために真空引き口１１ａから真空引きを行ったまま、アライメントカメラ３０によりアライメントマーク３３及び３４の位置を検出しながら、図７に示すように、第１の基板３１と第２の基板３２との間隔を例えば０．２乃至０．５ｍｍ程度としてそれらの位置ずれが、例えば５μｍ以内となるように位置調整テーブル２６により第１の定盤１２の位置を調整する。
【００５５】
次いで、図８に示すように、加圧モータ２７により第２の定盤１３と第１の定盤１２とを互いに加圧しながら、アライメントマーク３３及び３４の位置を検出し、それらの位置ずれが、例えば１．０μｍ以内となるように位置調整テーブル２６により第１の定盤１２の位置を調整する。そして、最終的な加圧の大きさは、例えば１９６０Ｎとし、この状態における第１の基板３１と第２の基板３２との間隔はシール剤４２中に分散している粒子状のギャップ剤の直径とほぼ一致しており、約５μｍ程度である。その後、例えば１９６０Ｎの圧力を印加した状態で、シール剤４２の周囲に塗布された光硬化性樹脂４３に紫外線源３５から紫外線を照射することにより、光硬化性樹脂４３を仮硬化させる。
【００５６】
なお、基板と定盤との間の摩擦係数の大きさにもよるが、固定ガイド及びプッシャーガイドによる拘束力は、少なくとも加圧モータ２７による加重に相当する大きさ、加圧モータ２７による加重が１９６０Ｎである場合には１９６０Ｎ程度の推力から基板のずれを拘束できるものであることが望ましい。
【００５７】
従来の装置で、第２の定盤１３と第１の定盤１２とを互いに加圧しながら位置調整を行おうとした場合には、基板３１及び３２のそれらの板面に平行な方向への移動を妨げる力は基板から定盤に作用する抗力に比例した摩擦力のみである。これに対し、本実施例においては、第２の定盤１３と第１の定盤１２とを互いに加圧している間、固定ガイド及びプッシャーガイドによる拘持力によっても基板３１及び３２のそれらの板面に平行な方向への移動が妨げられる。従って、従来の装置では基板の位置ずれによって位置合わせが困難であるが、本実施例によれば極めて容易に、且つ短時間で基板の位置合わせを行うことが可能である。
【００５８】
その後、図９に示すように、真空排気口１１ｂからＮ₂ガスを徐々に流量を大きくしながら、真空チャンバ１１内に流入させて大気圧となるまでＮ₂パージを行う。瞬間的に大気圧をかける場合には、シール剤４２等に瞬間的に大きな衝撃力が作用するが、このように徐々にＮ₂ガスを流入させた場合には、シール剤４２等に対する衝撃力の作用を防止できる。このようなパージ方法を、例えばスローベントという。このスローベントにおけるＮ₂ガス流量の変化は、一次関数的であっても、二次関数的であっても、段階的に変化するものであってもよいが、これらに限定されるものではない。
【００５９】
そして、図１０に示すように、互いに貼り合わされた基板３１及び３２を突き上げピン１２ａにより上昇させると共に、シャッタ６ａを開き、基板移載ロボット９により基板３１及び３２を取り出す。続いて、シャッタ７ａを開き、基板３１及び３２をＵＶ照射部７内に移載した後、シャッタ７ａを閉じる。続いて、シール剤４２を加熱する等して本硬化させる。このとき、ＴＦＴは紫外線により損傷を受けることがあるので、ＴＦＴへの紫外線の照射を防ぐためのマスクを使用することが望ましい。
【００６０】
このような本実施例によれば、第１の定盤１２と第２の定盤１３とを加圧しながら第１の基板３１と第２の基板３２との最終的な位置合わせ（微調整）を行っているので、位置合わせ中にシール剤４２中のギャップ剤が転動する。このとき、シール剤４２の幅は１ｍｍ程度、その高さは５μｍ程度となっているので、その後に加圧を解除してもギャップ剤の転動の戻りは生じない。また、加圧状態でシール剤４２の周囲に塗布された光硬化性樹脂４３を仮硬化させているので、第１の基板３１と第２の基板３２との間の位置ずれは、より生じにくくなる。従って、位置合わせが行われた状態のまま大気プレスを受けることになるので、極めて高い精度が維持される。
【００６１】
また、この微調整の際には、固定ガイド１６等及びプッシャーガイド１８等により第１の基板３１及び第２の基板３２をその板面に平行な方向から拘持しているので、加圧モータ２７から大きな力を印加しても位置合わせの際に基板が定盤からずれることが防止される。従って、極めて容易に高い精度での位置合わせが可能である。
【００６２】
このように極めて高い精度での位置合わせが可能となると、表示むら及び色むらがより一層低減される。
【００６３】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、真空チャンバ内で所定の圧力下で、位置合わせ手段により、第１の定盤と第２の定盤とを加圧しながら第１の基板と第２の基板との最終的な位置合わせ（微調整）を行うことができる。このとき、第１の基板及び第２の基板は、第１及び第２の拘持手段によりその板面に平行な方向から拘持されるので、基板が定盤からずれることを防止して、極めて容易に、且つ短時間で高い精度で位置合わせを行うことができる。従って、その後に加圧手段による加圧を解除しても第１の基板と第２の基板との間の位置ずれは極めて生じにくい。従って、真空チャンバの開放により位置合わせが行われた状態のまま大気プレスを受けることになるので、極めて高い精度を維持することができる。この結果、表示むら及び色むらを低減することができる。更に、従来のシール剤に形成された液晶注入孔から基板間に液晶を注入する方法と比較すると、液晶注入の際の汚染を防止できるだけでなく全体的な工程数を低減することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係る液晶表示装置の製造装置の構造を示す模式的上面図である。
【図２】処理部６の構造を示す断面図である。
【図３】第１の基板３１が吸着された状態の第１の定盤１２を示す模式図である。
【図４】本発明の実施例に係る液晶表示装置の製造装置の動作を示す模式図である。
【図５】（ａ）及び（ｂ）は、同じく、本発明の実施例に係る液晶表示装置の製造装置の動作を示す模式図であって、図４に示す動作の次動作を示す図である。
【図６】同じく、本発明の実施例に係る液晶表示装置の製造装置の動作を示す模式図であって、図５に示す動作の次動作を示す図である。
【図７】同じく、本発明の実施例に係る液晶表示装置の製造装置の動作を示す模式図であって、図６に示す動作の次動作を示す図である。
【図８】同じく、本発明の実施例に係る液晶表示装置の製造装置の動作を示す模式図であって、図７に示す動作の次動作を示す図である。
【図９】同じく、本発明の実施例に係る液晶表示装置の製造装置の動作を示す模式図であって、図８に示す動作の次動作を示す図である。
【図１０】液晶の滴下及び光硬化性樹脂の塗布の位置を示す模式図である。
【図１１】第１の従来例に係る液晶表示装置の製造方法を示すフローチャートである。
【図１２】第２の従来例に係る液晶表示装置の製造方法を示すフローチャートである。
【図１３】第２の従来例に使用される製造装置の構造を示す断面図である。
【符号の説明】
１、２；積載部
３；反転部
４；液晶滴下部
４ａ；ディスペンサ（液晶用）
４ｂ；液晶
５；樹脂塗布部
５ａ；ディスペンサ（樹脂用）
６；処理部
７；ＵＶ照射部
８；液晶滴下・樹脂塗布部
８ａ；ステージ
９；基板移載ロボット
１１；真空チャンバ
１１ａ；真空引き口
１１ｂ；真空排気口
１２、１３；定盤
１４、１５；電極
１６、１７、２１；固定ガイド
１８、１９、２２；プッシャーガイド
２０、２３；駆動ユニット
２４；ベローズ
２５；第１の定盤連結台座
２６；位置調整テーブル
２７；加圧モータ
２８ａ、２８ｂ；固定部材
２９；第２の定盤支持部材
３０；アライメントカメラ
３１、３２；基板
３３、３４；アライメントマーク
３５；紫外線源
４２；シール剤
４３；光硬化性樹脂

Claims

液晶を挟み相対向する第１及び第２の基板を貼り合わせて構成される液晶表示装置の製造装置において、
夫々前記第１及び第２の基板を吸着する第１及び第２の基板吸着手段を備え互いに平行に設けられた第１及び第２の定盤と、
少なくとも前記第１及び第２の定盤が内部に設けられる真空チャンバと、
前記第１の定盤上における前記第１の基板の板面方向へのずれを拘束した状態で支持する第１の拘持手段と、
前記第２の定盤上における前記第２の基板の板面方向へのずれを拘束した状態で支持する第２の拘持手段と、
前記第１及び第２の定盤を加圧することにより前記第１及び第２の基板同士を圧接する加圧手段と、
この加圧手段が前記第１及び第２の定盤を加圧している間に前記第１及び第２の基板同士の位置合わせを行う位置合わせ手段と、を有し、
前記第１の拘持手段は、
前記第１の定盤の前記第１の基板吸着手段が設けられた面に固定されその面に垂直な平面を有する第１の固定具と、
前記第１の定盤の前記第１の基板吸着手段が設けられた面に固定されその面及び前記第１の固定具の前記平面に垂直な平面を有する第２の固定具と、
前記第１の基板の互いに直交する２辺を夫々前記第１及び第２の固定具の前記各平面に押し付ける第１の押し付け手段と、を有し、
前記第２の拘持手段は、
前記第２の定盤の前記第２の基板吸着手段が設けられた面に固定されその面に垂直な平面を有する第３の固定具と、
前記第２の定盤の前記第２の基板吸着手段が設けられた面に固定されその面及び前記第３の固定具の前記平面に垂直な平面を有する第４の固定具と、
前記第２の基板の互いに直交する２辺を夫々前記第３及び第４の固定具の前記各平面に押し付ける第２の押し付け手段と、を有し、
前記第１の押し付け手段は、
前記真空チャンバの外に配置された第１の駆動機構と、
前記第１の駆動機構により駆動され、前記真空チャンバ内に配置された前記第１の定盤の前記第１の基板吸着手段に吸着された前記第１の基板に押し付け力を伝達することによって前記第１の基板を前記第１の固定具の前記平面に押し付ける第１のプッシャーガイドと、
前記真空チャンバの外に配置された第２の駆動機構と、
前記第２の駆動機構により駆動され、前記真空チャンバ内に配置された前記第１の定盤の前記第１の基板吸着手段に吸着された前記第１の基板に押し付け力を伝達することによって前記第１の基板を前記第２の固定具の前記平面に押し付ける第２のプッシャーガイドと、を備え、
前記第２の押し付け手段は、
前記真空チャンバの外に配置された第３の駆動機構と、
前記第３の駆動機構により駆動され、前記真空チャンバ内に配置された前記第２の定盤の前記第２の基板吸着手段に吸着された前記第２の基板に押し付け力を伝達することによって前記第２の基板を前記第３の固定具の前記平面に押し付ける第３のプッシャーガイドと、
前記真空チャンバの外に配置された第４の駆動機構と、
前記第４の駆動機構により駆動され、前記真空チャンバ内に配置された前記第２の定盤の前記第２の基板吸着手段に吸着された前記第２の基板に押し付け力を伝達することによって前記第２の基板を前記第４の固定具の前記平面に押し付ける第４のプッシャーガイドと、を備える、
ことを特徴とする液晶表示装置の製造装置。
前記第１及び第２の基板吸着手段は、夫々前記第１及び第２の基板の静電吸着を行うものであることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置の製造装置。
前記位置合わせ手段は、前記第１及び第２の基板に夫々設けられたアライメントマークの位置を検出する検出手段と、この検出手段による検出結果に基づいて前記第１の基板に設けられたアライメントマークの位置が前記第２の基板に設けられたアライメントマークの位置に整合するように前記第１の定盤を移動させる移動手段と、を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の液晶表示装置の製造装置。
前記第１の基板上に液晶を滴下する液晶滴下部と、
前記第１の基板上に光硬化性樹脂を塗布する樹脂塗布部と、
前記第１及び第２の基板同士が圧接されている状態で前記光硬化性樹脂に紫外線を照射する紫外線照射手段と、を更に有する
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の液晶表示装置の製造装置。
第１及び第２の基板を貼り合わせて構成される液晶表示装置を製造する液晶表示装置の製造方法において、
前記第１の基板上に液晶を滴下する工程と、
内圧が所定値以下の真空チャンバ内で前記第１の基板の前記液晶が滴下された面に前記第２の基板を所定の圧力で加圧しながら前記第１及び第２の基板同士の位置合わせを行う工程と、
前記真空チャンバを大気開放する工程と、
前記第１及び第２の基板を夫々その板面方向へのずれを拘束する第１及び第２の拘持手段により第１及び第２の定盤に固定する工程を有し、
前記第１の拘持手段により前記第１の基板を前記第１の定盤に固定する工程は、前記第１の定盤の前記第１の基板吸着手段が設けられた面に固定されその面に垂直な平面を有する第１の固定具並びに前記第１の定盤の前記第１の基板吸着手段が設けられた面に固定されその面及び前記第１の固定具の前記平面に垂直な平面を有する第２の固定具の前記各平面に前記第１の基板の互いに直交する２辺を夫々押し付ける工程を有し、
前記第２の拘持手段により前記第２の基板を前記第２の定盤に固定する工程は、前記第２の定盤の前記第２の基板吸着手段が設けられた面に固定されその面に垂直な平面を有する第３の固定具並びに前記第２の定盤の前記第２の基板吸着手段が設けられた面に固定されその面及び前記第３の固定具の前記平面に垂直な平面を有する第４の固定具の前記各平面に前記第２の基板の互いに直交する２辺を夫々押し付ける工程を有し、
前記第１の基板を前記第１及び第２の固定具に押し付ける工程では、
前記真空チャンバの外に配置された第１の駆動機構によって第１のプッシャーガイドを駆動し、該第１のプッシャーガイドにより、前記真空チャンバ内に配置された前記第１の定盤の前記第１の基板吸着手段に吸着された前記第１の基板を前記第１の固定具に押し付け、
前記真空チャンバの外に配置された第２の駆動機構によって第２のプッシャーガイドを駆動し、該第２のプッシャーガイドにより、前記真空チャンバ内に配置された前記第１の定盤の前記第１の基板吸着手段に吸着された前記第１の基板を前記第２の固定具に押し付け、
前記第２の基板を前記第３及び第４の固定具に押し付ける工程では、
前記真空チャンバの外に配置された第３の駆動機構によって第３のプッシャーガイドを駆動し、該第３のプッシャーガイドにより、前記真空チャンバ内に配置された前記第２の定盤の前記第２の基板吸着手段に吸着された前記第２の基板を前記第３の固定具に押し付け、
前記真空チャンバの外に配置された第４の駆動機構によって第４のプッシャーガイドを駆動し、該第４のプッシャーガイドにより、前記真空チャンバ内に配置された前記第２の定盤の前記第２の基板吸着手段に吸着された前記第２の基板を前記第４の固定具に押し付ける、
ことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
前記第１及び第２の基板を夫々その板面方向へのずれを拘束する第１及び第２の拘持手段により第１及び第２の定盤に固定する工程は、前記第１及び第２の基板同士の位置合わせを行う工程の前工程であることを特徴とする請求項５に記載の液晶表示装置の製造方法。
前記液晶を滴下する工程の後に、前記第１及び第２の基板を夫々第１及び第２の定盤に静電吸着する工程を有することを特徴とする請求項５又は６に記載の液晶表示装置の製造方法。
前記液晶を滴下する工程の後に、前記第１基板上に光硬化性樹脂を滴下する工程を有し、前記第１及び第２の基板同士の位置合わせを行う工程の後工程として、前記第２の基板を前記第１の基板に所定の圧力で加圧した状態で前記光硬化性樹脂に紫外線を照射する工程を有することを特徴とする請求項５乃至７のいずれか１項に記載の液晶表示装置の製造方法。