JPH09318955A

JPH09318955A - 液晶素子製造装置

Info

Publication number: JPH09318955A
Application number: JP13228096A
Authority: JP
Inventors: Kenji Onuma; 健次大沼; Kotaro Abukawa; 浩太郎虻川
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1996-05-27
Filing date: 1996-05-27
Publication date: 1997-12-12

Abstract

(57)【要約】【課題】セルギャップの均一性を向上させることので
きる液晶素子製造装置を提供する。【解決手段】液晶を封入するための空間を対向する基
板と共に形成する熱硬化型のシール剤と、粒状の熱硬化
型の接着剤とにより２枚の対向する基板を間隙が形成さ
れる状態で接着するよう、押圧手段７にて基板を押圧す
ると共に押圧の際、加熱手段にてシール剤及び接着剤を
加熱することにより、シール剤及び接着剤を硬化させる
ようにする。また、押圧手段７を、基板のシール剤が配
されている所定部分を押圧する第１押圧手段７ａと、そ
の他の部分を押圧する第２押圧手段７ｂとから構成する
と共に、第１及び第２押圧手段７ａ，７ｂの押圧力をそ
れぞれ独立して設定することが可能とすることにより、
基板に所望の圧力分布を作り、セルギャップの均一性を
向上させるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶素子製造装置
に関し、特に２枚の対向する基板に注入される液晶を封
入するためのシール剤及び基板を接着するための粒状の
接着剤として熱硬化型のものを使用するものに関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来、２枚の対向する基板を間隙が形成
される状態で接着した後、基板間に液晶を注入して液晶
素子を製造する液晶素子製造装置においては、２枚の基
板の接着は、基板を接着する一方、液晶を封入するため
の空間を基板と共に形成するシール剤と、基板を接着す
る粒状の接着剤とを用いて行うようにしている。

【０００３】ところで、これらシール剤及び接着剤とし
て熱硬化型のものを用いる場合があり、このような熱硬
化型のシール剤等を用いて基板を接着する方法として
は、２枚の基板を重ね合わせた後、アライメントを行
い、この後、加熱時の熱膨張による基板のあばれを押さ
えるために基板全面を０．１〜５．０Ｋｇ／cm² の圧力
で押圧しながら１００〜２００℃に設定されたオーブン
中で硬化させるという方法が一般的であった。

【０００４】この際、基板のあばれを押さえるための押
圧方法としては、例えばおもりを用いて基板全面に荷重
をかける方法や、エア圧、バネ荷重等を利用した押圧治
具による方法等がある。また、昇温スピードが上げら
れ、冷却スピードも早く、装置の小型化が可能な面状発
熱体を利用した装置も提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、これらの方
法はいずれも基板面内を均一に加圧する方式であるた
め、これらの方法を採用した従来の液晶素子製造装置に
おいては、シール剤存在部とシール剤のない表示エリア
とでは基板間の間隙（以下セルギャップという）が異な
るため均一ギャップを確保することが難しいという問題
点があった。

【０００６】特に、強誘電性液晶を用いた素子ではセル
ギャップが１μｍ程度と、その他の方式の素子に比べて
小さいことからこの影響が大きくなる。このため、従来
は表示エリアとシール部の間に、ある程度のスペースを
設けるようにしていたが、これでは無駄なスペースが生
じるという問題点があった。

【０００７】一方、強誘電性液晶素子の液晶注入後の冷
却過程における体積収縮に起因する注入不良を防ぐため
に、粒状の接着剤の密度を表示面内で変化させる方法が
提案されている（特開平２−４３５１８）。しかし、こ
のようなケースでは接着剤粒子密度が場所により異なる
ため、基板面内を均一な圧力で処理する方法では、セル
ギャップにバラツキが生じるという問題点があった。

【０００８】そこで、本発明はこのような問題点を解決
するためになされたものであり、セルギャップの均一性
を向上させることのできる液晶素子製造装置を提供する
ことを目的とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、２枚の対向す
る基板を間隙が形成される状態で接着した後、前記基板
間に液晶を注入して液晶素子を製造する液晶素子製造装
置において、前記基板を接着する一方、前記液晶を封入
するための空間を該対向する基板と共に形成する熱硬化
型のシール剤と、前記基板を接着する粒状の熱硬化型の
接着剤と、前記基板が接着するよう該基板を押圧する押
圧手段と、前記押圧手段による押圧の際、前記シール剤
及び接着剤を硬化させるよう該シール剤及び接着剤を加
熱する加熱手段と、を備え、前記押圧手段は、前記基板
の前記シール剤が配されている所定部分と、その他の部
分とをそれぞれ独立して押圧するように構成されている
ことを特徴とするものである。

【００１０】また本発明は、前記押圧手段は、前記基板
の所定部分を押圧する第１押圧手段と、前記その他の部
分を押圧する第２押圧手段とから成ると共に、前記第１
及び第２押圧手段の押圧力はそれぞれ独立して設定する
ことが可能であることを特徴とするものである。

【００１１】また本発明は、前記押圧手段は、気体の圧
力により前記基板を押圧するものであることを特徴とす
るものである。

【００１２】また本発明は、前記加熱手段は、前記基板
を介して前記シール剤及び接着剤を加熱するよう該２枚
の基板の外側にそれぞれ配されていることを特徴とする
ものである。

【００１３】また本発明は、前記液晶は強誘電性液晶で
あることを特徴とするものである。

【００１４】また本発明は、前記シール剤は接着剤を含
むと共に、該シール剤に含まれる接着剤及び前記粒状の
接着剤は熱硬化性エポキシ樹脂であることを特徴とする
ものである。

【００１５】また、本発明のように液晶を封入するため
の空間を対向する基板と共に形成する熱硬化型のシール
剤と、粒状の熱硬化型の接着剤とにより２枚の対向する
基板を間隙が形成される状態で接着するよう、押圧手段
にて基板を押圧すると共に押圧の際、加熱手段にてシー
ル剤及び接着剤を加熱することにより、シール剤及び接
着剤を硬化させるようにする。さらに、押圧手段を基板
のシール剤が配されている所定部分と、その他の部分と
をそれぞれ独立して押圧するように構成することによ
り、基板に所望の圧力分布を作ることができるようにす
る。

【００１６】また、押圧手段を基板の所定部分を押圧す
る第１押圧手段と、その他の部分を押圧する第２押圧手
段とから構成すると共に、第１及び第２押圧手段の押圧
力をそれぞれ独立して設定することが可能とすることに
より、基板に所望の圧力分布を作ることができるように
する。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を用いて説明する。

【００１８】図１は、本発明の実施の形態に係る液晶素
子製造装置の構成を示す図であり、同図において、１
ａ，１ｂは加熱手段である面状発熱体、２ａ，２ｂはこ
れら面状発熱体１ａ，１ｂが外側に配された一対の基板
である。そして、これらの基板２ａ，２ｂの少なくとも
一方には、液晶セル用シール剤（以下シール剤という）
及び粒状の接着剤（以下接着剤ビーズという）が配され
ている。

【００１９】３ａ，３ｂは面状発熱体１ａ，１ｂを構成
するアルミで形成された均熱用のヒータプレート（ｔ＝
１ｍｍ）、４ａ，４ｂは均熱用のアルミ板（ｔ＝３ｍ
ｍ）であり、面状発熱体１の図示しない温度制御用セン
サが埋め込まれている。５ａ，５ｂは基板１ａ，１ｂが
受ける圧力を均一化するための緩衝材、６は加圧用のア
ルミ板（ｔ＝８ｍｍ）、７は基板１ａ，１ｂのあばれを
押さえるため基板１ａ，１ｂを気体（空気）の圧力によ
り押圧する押圧手段であるエアバックである。なお、加
圧用のアルミ板６は、エアバック７を抑える役割を果た
すものである。

【００２０】ここで、このエアバック７は、例えば後述
する各実施例のシール剤の形状等に応じて分割されるよ
うになっている。そして、これらエアバック７の各分割
部分の圧力を別々に制御することにより基板１ａ，１ｂ
に容易に所望の圧力分布を作ることができ、ギャップの
均一性を向上させることができるようにしている。な
お、８はエアバック７に空気を供給するための空気管で
ある。

【００２１】次に、分割されたエアバックを用いた液晶
素子製造装置の本実施の形態における第１実施例を説明
する。

【００２２】本実施例は、図２に示すように配向処理を
施した１枚の透明電極付きガラス基板（４５０ｍｍ×５
５０ｍｍ、ｔ＝１．１ｍｍ）１ａ上に、スクリーン印刷
法にて熱硬化性エポキシ樹脂にて形成された図示しない
接着剤を含むシール剤（三井東圧化学社製、商品名スト
ラクトボンドＸＮ−２１−Ｆ）１０を印刷し、その後平
均粒径５．６μｍの熱硬化性エポキシ樹脂にて形成され
た接着剤ビーズ（東レ社製、商品名トレパール）１１を
１ｍｍ² 当たり平均１００個の密度で散布した。なお、
シール剤は、同図に示すように１個取りパターンとし
た。

【００２３】更に、もう一枚の配向処理を施した透明電
極付きガラス基板１ｂ上に図示しない平均粒径１．２μ
ｍのスペーサ（触媒化成工業社製、商品名シリカマイク
ロビーズ）を１ｍｍ² 当たり３００個の密度で散布し
た。

【００２４】次に、この２枚のガラス基板２ａ，２ｂを
貼り合わせ、このガラス基板２ａ，２ｂの外側に図１に
示すように緩衝材（ブリジストン社製、商品名バーライ
トスコットフェルト、ｔ＝１ｍｍ）５ａ，５ｂ及び面状
発熱体（坂口電熱社製、商品名サミコン２３０、ワット
密度１Ｗ／cm² ）１ａ，１ｂを配し、ガラス基板２ａ，
２ｂを均熱用ヒータプレート３ａ，３ｂ、４ａ，４ｂに
て直接加熱することにより、シール剤１０及び接着剤ビ
ーズ１１を加熱するようにした。

【００２５】次に、このように面状発熱体１ａ，１ｂに
挟持されたガラス基板２ａ，２ｂの上に加圧用アルミ板
６及びエアバック７をセッティングした。なお、本実施
例において、このエアバック７は、図３に示すように基
板２ａ，２ｂのシール剤１０が配されている所定部分
（図２参照）である基板２ａ，２ｂの縁部のみを押圧す
る第１押圧手段である外側エアバック７ａと、その他の
部分である基板２ａ，２ｂの表示部に対応する中央部を
押圧する第２押圧手段である内側エアバック７ｂとに分
割形成した。

【００２６】さらに、外側エアバック７ａと内側エアバ
ック７ｂにはそれぞれ異なる空気圧空気圧、即ち内側エ
アバック７ｂには１Ｋｇ／cm² 、外側エアバック７ａに
は２Ｋｇ／cm² かけるようにした。なお、図３におい
て、８ａは外側エアバック７ａに空気を供給する第１空
気管、８ｂは内側エアバック７ｂに空気を供給する第２
空気管である。そして、これら第１及び第２空気管８
ａ，８ｂからそれぞれ独立して外側エアバック７ａと内
側エアバック７ｂに空気を供給することにより、外側エ
アバック７ａと内側エアバック７ｂの押圧力をそれぞれ
独立して設定することができるようになっている。

【００２７】ここで、このようにエアバック７を分割す
ると共に、シール剤１０に対応する外側エアバック７ａ
に大きな圧力を加えることにより基板１ａ，１ｂに容易
に所望の圧力分布を作ることができ、シール剤１０が存
在する部分のセルギャップと表示部とのセルギャップ差
が生じないようにすることができる。

【００２８】一方、このようにエアバック７により基板
２ａ，２ｂを押圧した後、面状発熱体１に通電した。こ
の時、ヒータプレート４中の温度センサが接続されてい
る温調器は、１６０℃にセットしておいた。なお、基板
２ａ，２ｂが１５０℃に到達するまでには、１０〜１５
分の時間を要した。さらに、その後１５０℃を１時間保
持した後、自然冷却させてから基板２ａ，２ｂを取り出
した。そして、最後に、この基板２ａ，２ｂに対しスク
ライブ、ブレイク工程を行った後、ピリミジン系強誘電
性液晶を注入して液晶素子を製造した。

【００２９】ところで、この後、リターデーション法に
より、この基板２ａ，２ｂのセルギャップを測定したと
ころ、その結果は図４に示すグラフのようになった。な
お、このセルギャップは、図２の点線で示したラインを
５ｍｍ間隔で測定した。

【００３０】一方、このように製造した液晶素子の比較
例として本実施例と同様の方法で一対の基板２ａ，２ｂ
を貼り合わせた後、この基板２ａ，２ｂを図１のように
セッティングすると共に図５に示すように分割されてい
ないエアバック７Ａにより基板１ａ，１ｂを押圧した。
なお、この時の空気圧は１Ｋｇ／cm² とし、その他の条
件は本実施例と同様にした。そして、本実施例と同様に
セルギャップ測定を行ったところ、その結果は図６に示
すグラフのようになった。

【００３１】ここで、この図４及び図６のグラフから明
らかなように、分割しないエアバック７Ａを使った場合
は、シール剤１０が存在する部分のセルギャップが表示
部に比べて大きくなる。逆に、分割したエアバック７を
使い、周辺のシール剤部分に対応する外側エアバック７
ａの圧力を、表示部に対応する内側エアバック７ｂの圧
力より大きくした場合（本実施例の場合は２倍）は、シ
ール剤１０が存在する部分のセルギャップと表示部との
セルギャップ差は生じない。

【００３２】次に、シール剤のパターンを図７に示すよ
うに２個取りパターンとした第２実施例について説明す
る。

【００３３】本実施例においては、２個取りパターンと
したシール剤１０に対応させるようエアバック７は、図
８に示すようにシール１０に対応する外側エアバック７
ａと、２つ表示部に対応する中央部分７ｂ，７ｃとに分
割する一方、外側エアバック７ａと内側エアバック７ｂ
にはそれぞれ異なる空気圧、即ち内側エアバック７ｂ，
７ｃには１Ｋｇ／cm² 、外側エアバック７ａには２Ｋｇ
／cm² かけて第１実施例と同様の方法で液晶素子を作製
した。

【００３４】その後、第１実施例と同様の方法により、
セルギャップを測定したところ、その結果は図９に示す
グラフのようになった。なお、図８において、８ａは外
側エアバック７ａに空気を供給する第１空気管、８ｂ，
８ｃは内側エアバック７ｂ，７ｃに空気を供給する第２
及び第３空気管である。

【００３５】一方、この液晶素子の比較例として、本実
施例と同様の方法で一対の基板２ａ，２ｂを貼り合わせ
た後、この基板２ａ，２ｂを図１のようにセッティング
すると共に、図５に示すように分割されていないエアバ
ック７Ａにより基板１ａ，１ｂを押圧した。なお、この
時の空気圧は１Ｋｇ／cm² とし、その他の条件は、本実
施例と同様にした。そして、本実施例と同様にセルギャ
ップ測定を行ったところ、その結果は図１０に示すグラ
フのようになった。

【００３６】図９と図１０から明らかなように、分割し
ないエアバック７Ａを使った場合は、シール剤１０が存
在する部分のセルギャップが表示部に比べて大きくな
り、特に基板２ａ，２ｂの中心部は、シール剤１０が近
接しているためその傾向が大きくなっている。これに対
し、分割したエアバック７を使いシール剤部分に対応す
る外側エアバック７ａの圧力を表示部に対応する内側エ
アバック７ｂ，７ｃの圧力より大きくした場合（本実施
例の場合は２倍）は、シール剤１０が存在する部分のセ
ルギャップと表示部とのセルギャップ差は生じない。

【００３７】次に、本実施の形態の第３実施例を説明す
る。

【００３８】本実施例において、表示面内で接着剤ビー
ズ存在密度が異なる液晶素子を作製した。なお、シール
剤１０のパターンは１個取りパターンとし（図２参
照）、接着剤ビーズ１１の存在密度は、図２の斜線部で
２００個／cm² とし、その他の部分では１００個／cm²
とした。

【００３９】一方、加圧用アルミ板６とエアバック７
は、図１１に示すものを用いた。ここで、このエアバッ
ク７は、同図に示すように外側エアバック７ａをさらに
分割して形成された複数の外側小エアバック７ａ’，７
ｄ及び内側エアバック７ｂを太線で囲まれるようにさら
に分割して形成された複数の内側小エアバック７ｂ’と
から構成されている。なお、同図において、８ａ’，８
ｄは各外側小エアバック７ａ’，７ｄに空気を供給する
第１小空気管、８ｂ’は各内側小エアバック７ｂ’に空
気を供給する第２小空気管である。

【００４０】そして、空気圧を内側小エアバック７ｂ’
には１Ｋｇ／cm² かける一方、外側小エアバック７
ａ’，７ｄのうち、シール剤１０に対応する部分の各外
側小エアバック７ａ’には２Ｋｇ／cm² かけ、さらに接
着剤ビーズ１１の存在密度が大きい部分（図２の斜線
部）に対応する外側小エアバック７ｄには１．５Ｋｇ／
cm²かけ第１実施例と同様の方法で液晶素子を製造し
た。

【００４１】その後、第１実施例と同様の方法により、
セルギャップを図２の点線で示したラインを５ｍｍ間隔
で測定したところ、その結果は図１１に示すグラフのよ
うになった。

【００４２】一方、この液晶素子の比較例として、本実
施例と同様の方法で一対の基板２ａ，２ｂを貼り合わせ
た。そして、この基板２ａ，２ｂを図１のようにセッテ
ィングすると共に、図５に示すように分割されていない
エアバック７Ａにより基板１ａ，１ｂを押圧した。な
お、この時の空気圧は１Ｋｇ／cm² とし、その他の条件
は、本実施例と同様にした。そして、本実施例と同様に
セルギャップ測定を行ったところ、その結果は図１３に
示すグラフのようになった。

【００４３】そして、図１２と図１３で明らかなよう
に、分割しないエアバック７Ａを使った場合は、シール
剤１０が存在する部分のセルギャップと接着剤ビーズ１
１の存在密度が大きい部分のセルギャップが表示部に比
べて大きくなる。逆に、分割したエアバック７を使いシ
ール剤部分に対応する外側エアバック７ａ’の圧力を表
示部に対応する内側エアバック７ｂ’の圧力より大きく
（本実施例の場合は２倍）し、さらに接着剤ビーズ１１
の存在密度に応じて外側エアバック７ａ’，７ｄの圧力
をかえた場合（本実施例の場合は１．５倍の変化量）
は、シール剤１１が存在する部分のセルギャップと表示
部とのセルギャップ差は生じず、表示部内のセルギャッ
プも均一になる。

【００４４】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、基
板が接着するよう基板を押圧する押圧手段を基板のシー
ル剤が配されている所定部分と、その他の部分とをそれ
ぞれ独立して押圧するように構成することにより、容易
に所望の圧力分布を作ることができ、ギャップの均一性
を向上させることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る液晶素子製造装置の
構成を示す図。

【図２】上記実施の形態の第１実施例に係るシール形状
及びギャップ測定ポイントを示す模式図。

【図３】上記第１実施例に係る加圧用アルミ板とエアバ
ックの形状を示す模式図。

【図４】上記第１実施例におけるセルギャップ測定結果
を示す図表。

【図５】上記第１実施例の比較例に係る加圧用アルミ板
とエアバックの形状を示す模式図。

【図６】上記比較例におけるセルギャップ測定結果を示
す図表。

【図７】上記実施の形態の第２実施例に係るシール形状
及びギャップ測定ポイントを示す模式図。

【図８】上記第２実施例に係る加圧用アルミ板とエアバ
ックの形状を示す模式図。

【図９】上記第２実施例に係るセルギャップ測定結果を
示す図表。

【図１０】上記第２実施例の比較例に係るセルギャップ
測定結果を示す図表。

【図１１】上記実施の形態の第３実施例に係る加圧用ア
ルミ板とエアバックの形状を示す模式図。

【図１２】上記第３実施例に係るセルギャップ測定結果
を示す図表。

【図１３】上記第３実施例の比較例に係るセルギャップ
測定結果を示す図表。

【符号の説明】

１ａ，１ｂ面状発熱体２ａ，２ｂ基板７，７Ａエアバック７ａ，７ａ’，７ｄ外側エアバック７ｂ，７ｂ’ 内側エアバック８配管１０シール剤１１接着剤ビーズ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】２枚の対向する基板を間隙が形成される
状態で接着した後、前記基板間に液晶を注入して液晶素
子を製造する液晶素子製造装置において、前記基板を接着する一方、前記液晶を封入するための空
間を該対向する基板と共に形成する熱硬化型のシール剤
と、前記基板を接着する粒状の熱硬化型の接着剤と、前記基板が接着するよう該基板を押圧する押圧手段と、前記押圧手段による押圧の際、前記シール剤及び接着剤
を硬化させるよう該シール剤及び接着剤を加熱する加熱
手段と、を備え、前記押圧手段は、前記基板の前記シール剤が配されてい
る所定部分と、その他の部分とをそれぞれ独立して押圧
するように構成されていることを特徴とする液晶素子製
造装置。
【請求項２】前記押圧手段は、前記基板の所定部分を
押圧する第１押圧手段と、前記その他の部分を押圧する
第２押圧手段とから成ると共に、前記第１及び第２押圧
手段の押圧力はそれぞれ独立して設定することが可能で
あることを特徴とする請求項１記載の液晶素子製造装
置。
【請求項３】前記押圧手段は、気体の圧力により前記
基板を押圧するものであることを特徴とする請求項１又
は２記載の液晶素子製造装置。
【請求項４】前記加熱手段は、前記基板を介して前記
シール剤及び接着剤を加熱するよう該２枚の基板の外側
にそれぞれ配されていることを特徴とする請求項１記載
の液晶素子製造装置。
【請求項５】前記液晶は強誘電性液晶であることを特
徴とする請求項１記載の液晶素子製造装置。
【請求項６】前記シール剤は接着剤を含むと共に、該
シール剤に含まれる接着剤及び前記粒状の接着剤は熱硬
化性エポキシ樹脂であることを特徴とする請求項１記載
の液晶素子製造装置。