JPH04271320A - 液晶ディスプレイの製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】本発明は液晶ディスプレイの製造
装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】液晶ディスプレイは２枚の基板の間に液
晶を封入したもので、その製造に際して基板間に液晶を
注入する方法が問題となる。基板間に液晶を注入する従
来方法としては、ディッピング方式とアプリケータ方式
がある。ディッピング方式およびアプリケータ方式は、
両方法ともギャップ材を２枚の基板で挟み一定のギャッ
プをあけて基板を貼り合わせた後、注入口から液晶を注
入することによって製造する。ディッピング方式は毛細
管現象を利用して液晶を注入する方法で、容器に入れた
液晶材料に上記の注入口を浸漬し、毛細管現象によって
ギャップ内に液晶を注入する。実際には複数枚の基板を
液晶に浸けバッチ式で液晶を注入する。アプリケータ方
式は上記のようにして貼り合わせた基板の内部を真空に
ひいてから注入口を液晶に浸し、さらに注入側を加圧し
て差圧を利用することによってギャップ内に液晶を注入
する方法である。このようにアプリケータ方式では差圧
を利用して液晶を注入するからディッピング方式にくら
べて短時間で液晶が注入できるという特徴がある。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】上記のディッピング方
式あるいはアプリケータ方式による液晶の注入方法は、
基板をあらかじめ貼り合わせたものに対して液晶を注入
するため、差圧を利用するにしても、液晶の注入が完了
するまでには長時間を必要とする。液晶ディスプレイの
サイズにもよるが、これらの方法の場合は液晶の注入完
了までにふつう数時間を要している。また、上記の従来
方法では注入口を液晶中にディッピングさせて注入する
から、基板が液晶材料にじかに接触し、このため液晶材
料が汚れるという問題点もある。また、基板の外面に液
晶材料が付着することになるから、液晶材料が無駄にな
るという問題点がある。また、従来方法では液晶材料を
注入した後に注入口を封止するので、注入口の大きさや
、設定位置等について、液晶ディスプレイを設計する際
に注意を払う必要がある。液晶ディスプレイはますます
大型化する傾向にあり、上記の従来方法による液晶注入
工程ではきわめて時間がかかり製造効率がわるいという
問題点がある。本発明はこれら問題点を基本的に解消す
るものとしてなされたものであり、その目的とするとこ
ろは、液晶ディスプレイの製造をきわめて効率的に行う
ことができ、大画面の液晶ディスプレイであっても容易
に精度よく製造することができる液晶ディスプレイの製
造装置を提供しようとするものである。 【０００４】 【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため次の構成を備える。すなわち、真空に保持され
る処理室と、該処理室内で２枚の基板を向かい合わせて
それぞれ別々に支持するとともに、相互に近接する位置
まで移動させる基板の支持機構と、該支持機構によって
支持された各基板の支持位置を検出する位置検出用のセ
ンサおよび該センサの検出結果に基づいて前記基板を正
規位置に補正して位置合わせする位置合わせ機構と、基
板が離間支持された状態で一方の基板の対向面上に所定
量の液晶を供給する液晶のディスペンス機構とを有する
ことを特徴とする。また、前記位置合わせ機構の位置検
出センサとして光ファイバーセンサを用い、一方の基板
をＸＹステージに支持して、前記光ファイバーセンサの
検出結果に基づいてＸＹステージをコントロールするこ
とによって基板を相互に位置合わせすることを特徴とす
る。また、液晶ディスプレイを形成する基板を真空チャ
ンバー内に収納し、液晶をディスペンスする処理室内へ
基板を供給する基板の供給機構を併設したことを特徴と
する。 【０００５】 【作用】真空チャンバ内で支持機構によって２枚の基板
が別々に支持され、位置合わせ機構によって基板の支持
位置が検出され、支持機構が制御されて基板を正規位置
に位置合わせする。液晶のディスペンス機構により一方
の基板に所定量の液晶が供給され、前記支持機構によっ
て２枚の基板が圧着されて中間に液晶が注入された液晶
ディスプレイが形成される。基板に位置検出用のセンサ
としては光ファイバーセンサ等が好適に用いられ、基板
の位置合わせとしてＸＹステージ等が用いられる。また
、基板の供給機構を併設することによって基板を順次供
給して枚葉処理によって液晶ディスプレイを製造するこ
とができる。 【０００６】 【実施例】以下、本発明の好適な実施例を添付図面に基
づいて詳細に説明する。図１は本発明に係る液晶ディス
プレイの製造装置のシステム構成を示すブロック図であ
る。本発明に係る液晶ディスプレイの製造装置は一方の
基板上に所定量の液晶材料を供給し、もう一方の基板を
これに圧着して液晶ディスプレイを形成するもので基板
を開放した状態で液晶を供給するよう構成した点で従来
方法とは基本的にその製造方法を異にしている。 【０００７】図２は液晶ディスプレイの製造装置を用い
て液晶ディスプレイを製造するフロー図を示す。はじめ
に、図２にしたがって液晶ディスプレイの製造方法の概
略について説明する。まず、ロードロック室内に基板を
セットする。基板は基板カセッタ内に収納されてロード
ロック室内にセットされる。基板をセットした後、ロー
ドロック室内を１０−２Ｔｏｒｒ程度に真空排気する。 次いで、基板カセッタから上基板と下基板を１枚ずつ取
り出し、プリベークした後、チャッキングユニットでロ
ードロック室から処理室内へ移す。処理室は下基板に液
晶材料を供給し、上基板と下基板とを圧着して一体化す
る処理を行う室である。処理室は基板を搬入する前にあ
らかじめ１０−２Ｔｏｒｒ程度に真空排気しておく。上
基板と下基板は別々にワーク支持台に支持され、下基板
上に一定量の液晶材料をディスペンスする。次いで、上
基板と下基板とを位置合わせして圧着する。上基板ある
いは下基板の外周縁にはあらかじめシール材をコートし
ておき、上基板と下基板を圧着してシール材が硬化する
まで保持して一体化する。基板間のギャップを設定する
ためのギャップ材は液晶中に混入させて供給してもよい
し、液晶とは別にディスペンスするようにしてもよい。 シール材の硬化が完了したところで処理室をスローリー
クして大気圧に戻し、製品を取り出す。こうして１回の
液晶注入工程が完了する。 【０００８】上記のような製造工程を採用するため、本
発明に係る液晶ディスプレイの製造装置では上基板と下
基板を別々に搬送する機構や上基板と下基板を位置合わ
せして圧着する機構を備える必要がある。次に、液晶デ
ィスプレイの製造装置の一実施例について図１にしたが
って説明する。 （基板の供給機構）ロードロック室１０は液晶ディスプ
レイの基板をセットするための真空チャンバーとして形
成され、基板を収納した基板カセッタのセット部１１、
基板カセッタを昇降させるエレベータ１２、基板を次室
の処理室に搬送するためのチャック機構１４、基板をプ
リベークするための加熱系１６、ロードロック室１０を
真空にひくための真空ポンプ１８を備えている。実施例
の基板カセッタは上基板を収納するものと下基板を収納
する２系統設けられ、それぞれ別々にエレベータ１２に
支持される。チャック機構１４は多関節ロボット等によ
って構成するもので、コントローラ１９によって操作制
御される。ロードロック室１０は基板を収納した後、１
０−２Ｔｏｒｒ程度まで真空に引き、上基板を収納した
基板カセッタと下基板を収納した基板カセッタからそれ
ぞれ１枚ずつ基板を引き出し、次室の処理室に搬送する
前に加熱系１６によってプリベークする。 【０００９】（処理室内での基板の支持機構）基板に液
晶を供給し、基板を貼り合わせる処理を行う処理室２０
は、上記ロードロック室１０に隣接して設置される。ロ
ードロック室１０と処理室２０はゲートバルブ２２によ
って連結されて連通が開閉制御される。処理室２０はロ
ードロック室１０と同様に真空チャンバーとして形成さ
れる。処理室２０の天井部には上基板２４ａを支持する
ための上ステージ２６が設けられ、処理室２０の底部に
は下基板２４ｂを支持するためのＸＹステージ２８が設
けられる。上基板２４ａはチャック駆動系２７によって
上ステージ２６に支持され、下基板２４ｂはチャック駆
動系２９によってＸＹステージ２８に支持される。ＸＹ
ステージ２８は下基板２４ｂを平面内で移動させて位置
合わせするためのもので、ＸＹステージ２８を鉛直軸方
向に移動させるためＸＹステージ２８はサーボモータ３
０によって昇降駆動される支持台３２に支持する。支持
台３２はたとえば機枠に螺合するボールねじをサーボモ
ータ３０で回動駆動することによって昇降駆動される。 ３４はサーボモータ３０のコントローラである。支持台
３２の下縁のフランジ部にはベローズ３６が取り付けら
れ、支持台３２を真空シールして可動に支持している。 ３８は上記ＸＹステージ２８の駆動部で、４０はＸＹス
テージ２８のコントローラである。 【００１０】（基板の位置合わせ機構）上基板２４ａお
よび下基板２４ｂは正確に位置合わせして圧着する必要
がある。そのため、実施例の装置では光ファイバーセン
サを用いて基板をアライメントする。４２および４４は
下基板２４ｂのアライメントマークを読み取って位置検
出するとともに基板の精度をチェックする光ファイバー
センサである。４６および４８は上基板２４ａの位置検
出用の光ファイバーセンサである。なお、光ファイバー
センサ４８では上基板２４ａと下基板２４ｂとを圧着し
た際の基板の平行度も検出する。上ステージ２６には上
基板２４ａをあおり補正するピエゾユニットが配設され
ており、平行度の検出結果にもとづいてピエゾユニット
を駆動するコントローラ５０が設けられる。また、ＸＹ
ステージ２８には上基板２４ａと下基板２４ｂとを圧着
する際の押圧力を検出するための圧力センサ５２を設け
る。なお、５４は基板を圧着した後、基板をシール硬化
させるための加熱系、５６は基板のベーク用の加熱系で
ある。 【００１１】（液晶のディスペンス機構）６０は液晶材
料を収納する液晶ディスペンサで、６２は液晶を攪拌す
るための攪拌モータである。液晶ディスペンサ６０は定
量検出ユニット６４を介して処理室２０に連絡される。 定量検出ユニット６４は１回の液晶供給に要する分量を
正確に検出して供給するためのものである。処理室２０
内には定量検出ユニット６４に連通して液晶を吐出する
操作バルブが設置される。操作バルブの先側には下基板
２４ｂの上方に延出するノズルが取り付けられる。液晶
を供給する場合にノズルは下基板２４ｂの上方に延出さ
れ一定量の液晶が供給される。６５はノズルを駆動する
ためのモータである。７０、７２は処理室２０内を真空
にひくための真空ポンプである。 【００１２】続いて、上記実施例の液晶ディスプレイの
製造装置の動作について説明する。ロードロック室１０
は基板をセットした後、処理室２０は１回の基板圧着処
理が完了した後、それぞれ真空ポンプ１８、７０、７２
によって１０−２Ｔｏｒｒ程度まで真空にひく。次いで
、ゲートバルブ２２を開きロードロック室１０から処理
室２０内に上基板２４ａと下基板２４ｂとを搬入し、上
ステージ２６とＸＹステージ２８に別々に支持する。上
基板２４ａは光ファイバーセンサ４６、４８によってそ
の位置を検出し、下基板２４ｂは光ファイバーセンサ４
２、４４によってその位置を検出する。ＸＹステージ２
８は上基板２４ａと下基板２４ｂとの位置検出結果に基
づき、これら上基板２４ａと下基板２４ｂの位置ずれを
補正する。これによって、上基板２４ａと下基板２４ｂ
との平面内での位置合わせが正確になされる。一方、液
晶ディスペンサ６０からは定量検出ユニット６４に液晶
が輸送され、定量検出ユニット６４によって分量がきめ
られてノズルから下基板２４ｂ上に液晶が吐出される。 液晶が吐出されると、サーボモータ３０が駆動され支持
台３２が上昇して、下基板２４ｂが上基板２４ａに向け
て上昇する。上基板２４ａと下基板２４ｂは、はじめは
離間しているが、支持台３２の上昇とともに徐々に接近
し、最後に下基板２４ｂが上基板２４ａに押しつけられ
るようにして接触する。これによって、液晶が基板間の
全面にひろがり、液晶をはさんで上基板２４ａと下基板
２４ｂが挟圧される。液晶中にはギャップ材が混入され
ているから、上基板２４ａと下基板２４ｂはギャップ材
によって規定されたギャップ間隔に設定される。なお、
上基板２４ａと下基板２４ｂを圧着させる場合には、光
ファイバーセンサ４８によってこれらの平行度を検出し
、コントローラ５０によってこれら基板を平行に保持し
て圧着する。また、基板の圧着時の押圧力は圧力センサ
５２によって検出され、支持台３２による押圧力が所定
圧力になったところで支持台３２に上昇が停止される。 この状態で上基板２４ａと下基板２４ｂがシールされる
。上基板２４ａあるいは下基板２４ｂの外周縁にはあら
かじめシール材が塗布されており、圧着時に加熱系５４
によって加熱してシール硬化させる。支持台３２と上ス
テージ２６との挟圧はシール硬化が完全に完了するまで
維持され、シール硬化が完了したところで支持台３２は
元位置まで降下する。液晶が注入されて圧着された製品
はＸＹステージ２８に載置されて降下する。次いで、処
理室２０がスローリークされ、処理室２０内が大気圧に
戻される。チャック機構によってＸＹステージ２８上の
製品が処理室２０の外部に取り出される。こうして、液
晶ディスプレイの製造工程の１サイクルが完了する。な
お、一般にシール剤は熱硬化タイプ、ＵＶ硬化タイプが
主流であるが、上記実施例においては仮硬化と本硬化の
２段階で硬化する熱硬化タイプのシール剤が好適に用い
られる。すなわち、シール剤を塗布していったん仮硬化
させた後、液晶材料をディスペンスし、上基板２４ａと
下基板２４ｂとを貼り合わせ、本硬化させる。 【００１３】以上のように、本実施例の液晶ディスプレ
イの製造装置は基板を開放した状態で液晶をディスペン
スし、その後に基板を圧着して製造するから、数分間程
度で液晶の注入、圧着をすますことができ、従来方式と
くらべて処理時間をはるかに短縮することが可能になる
。また、その製造方法から本実施例の装置は大型の液晶
ディスプレイの製造にとくに有効となる。また、本実施
例の装置では基板の貼り合わせ操作も一連の工程内で行
うことができ、全体の製造工程を効率化することができ
る。本装置は枚葉処理によって製造するが、インライン
方式によって完全自動化とすることが可能であり、生産
能率はさらに向上させることが可能である。また、本装
置ではその製造方法から基板を液晶中に浸漬したりする
必要がなく、したがって液晶が汚れたりするという心配
がない。また、液晶は必要量のみ供給すればよく、液晶
が無駄になったりするという問題も解消することができ
る。また、液晶の注入口をとくに設ける必要がないから
液晶ディスプレイの設計上での制約がとくになくなると
いう利点がある。また、本装置では上基板と下基板とを
正確に位置合わせして圧着するので、精度のよい製品を
製造することが可能である。さらに、液晶を供給した後
に圧着する方式によることで、液晶を注入する際の配向
の乱れがなくなり、機能的に優れた製品を製造すること
ができる。以上、本発明について好適な実施例を挙げて
種々説明したが、本発明はこの実施例に限定されるもの
ではなく、発明の精神を逸脱しない範囲内で多くの改変
を施し得るのはもちろんである。 【００１４】　　 【発明の効果】本発明に係る液晶ディスプレイの製造装
置によれば、上述したように、精度のよい液晶ディスプ
レイの製造をきわめて能率的に行うことができ、生産能
率を大幅に向上させることによって製造コストの低減化
を図ることができるという著効を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】液晶ディスプレイの製造装置の一実施例の構成
を示す説明図である。

【図２】液晶ディスプレイの製造フローを示す説明図で
ある。

【符号の説明】

１０　　ロードロック室 １４　　チャック機構 １６　　加熱系 ２０　　処理室 ２２　　ゲートバルブ ２４ａ　　上基板 ２４ｂ　　下基板 ２６　　上ステージ ２８　　ＸＹステージ ３０　　サーボモータ ４２、４４、４６、４８　　光ファイバーセンサ５２　
　圧力センサ ６０　　液晶ディスペンサ ６４　　定量検出ユニット

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　真空に保持される処理室と、該処理室
   内で２枚の基板を向かい合わせてそれぞれ別々に支持す
   るとともに、相互に近接する位置まで移動させる基板の
   支持機構と、該支持機構によって支持された各基板の支
   持位置を検出する位置検出用のセンサおよび該センサの
   検出結果に基づいて前記基板を正規位置に補正して位置
   合わせする位置合わせ機構と、基板が離間支持された状
   態で一方の基板の対向面上に所定量の液晶を供給する液
   晶のディスペンス機構とを有することを特徴とする液晶
   ディスプレイの製造装置。
2. 【請求項２】前記位置合わせ機構の位置検出センサとし
   て光ファイバーセンサを用い、一方の基板をＸＹステー
   ジに支持して、前記光ファイバーセンサの検出結果に基
   づいてＸＹステージをコントロールすることによって基
   板を相互に位置合わせすることを特徴とする請求項１記
   載の液晶ディスプレイの製造装置。
3. 【請求項３】液晶ディスプレイを形成する基板を真空チ
   ャンバー内に収納し、液晶をディスペンスする処理室内
   へ基板を供給する基板の供給機構を併設したことを特徴
   とする請求項１または２記載の液晶ディスプレイの製造
   装置。