JPH0922018A - 液晶表示素子の組立て方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 第１透明基板に対する第２透明基板の位置づ
れを全く生じさせることなく組立てを行う。 【構成】 第１透明基板と、液晶が封入されるべく表示
領域を囲んで未硬化のシール材が形成されているととも
に該表示領域内にスペーサ剤を散布配置された第２透明
基板と、をそれぞれ目合わせ後の組立て対向配置を行っ
た後に加圧する工程が含まれる液晶表示素子の組立て方
法において、前記加圧は、第１透明基板に対する第２透
明基板の目合わせ対向配置を所定圧力雰囲気内で行なう
工程と、第１透明基板に対する第２透明基板の組立て対
向配置を行った後に、前記所定圧力雰囲気をそれよりも
高い圧力雰囲気にすることによって前記シール材内との
間で圧力差をもたせる工程とでなされる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液晶表示素子の組立て
方法およびその装置に係り、特に、加工された上下各透
明基板をシール材を介して対向配置させるための液晶表
示素子の組立て方法およびその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示素子は、液晶を介して互いに対
向配置される透明基板を備えて構成される。

【０００３】この場合、たとえば、一方の透明基板の液
晶側の面には、マトリックス状に配置された画素電極、
これら各画素電極に映像信号を供給させるための信号線
等が形成され、また、他方の透明基板の液晶側の面に
は、前記画素電極との間に電界を発生せしめる共通電
極、およびカラーフィルタ等が形成されている。

【０００４】そして、これら各透明基板の間に介在され
る液晶は、表示領域を囲んで各透明基板間に形成された
シール材によって封止されるようになっている。

【０００５】従来、このような構成からなる液晶表示素
子を製造する場合、電極等を形成し終えた透明基板のう
ち、その一方の透明基板にシール材をその一部を開口さ
せて液晶封入口を構成するように塗布形成し、このよう
に構成した透明基板に対して他方の透明基板を目合わせ
した状態で該シール材を介して対向配置させる。そし
て、各透明基板に加圧を施し、それらの間隔を所定の寸
法に設定する。

【０００６】その後は、該シール材を固化させた後、そ
の液晶封入口を通して液晶を充填させ、この充填が完了
した後、該液晶封入口を封止するようになっている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに組み立てられた液晶表示素子は事前に目合わせがな
されてるにも拘らず、下側透明基板に対する上側透明基
板の位置づれが発生していることが指摘されるに至っ
た。

【０００８】そこで、この原因を追及した結果、各透明
基板の目合わせは大気中で行うことから、シール材で囲
まれた領域内に空気が大量に残存し、この状態で加圧を
行うと該領域内の圧力が高くなり該透明基板をずれさせ
るような力が発生してしまうことが判明した。

【０００９】また、加圧においても機械的な圧力によっ
て行っていたため、その機械的歪み等によっる圧力の不
均一性もその一因となっていることが判明した。

【００１０】本発明は、このような事情に基づいてなさ
れたものであり、その目的は、第１透明基板に対する第
２透明基板の位置づれを全く生じさせることのない液晶
表示素子の組立て方法および装置を提供することにあ
る。

【００１１】また、第１および第２のそれぞれの透明基
板の目合わせと組立てとをほぼ同一の工程で行い得る液
晶表示素子の組立て方法および装置を提供することにあ
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。

【００１３】すなわち、第１透明基板と、液晶が封入さ
れるべく表示領域を囲んで未硬化のシール材が形成され
ているとともに該表示領域内にスペーサ剤を散布配置さ
れた第２透明基板と、をそれぞれ目合わせ後の組立て対
向配置を行った後に加圧する工程が含まれる液晶表示素
子の組立て方法において、前記加圧は、第１透明基板に
対する第２透明基板の目合わせ対向配置を所定圧力雰囲
気内で行なう工程と、第１透明基板に対する第２透明基
板の組立て対向配置を行った後に、前記所定圧力雰囲気
をそれよりも高い圧力雰囲気にすることによって前記シ
ール材内との間で圧力差をもたせる工程とでなされるこ
とを特徴とするものである。

【００１４】

【作用】このように構成した液晶表示素子の組立て方法
によれば、目合わせ後の組立て対向配置された第１およ
び第２のそれぞれの透明基板の加圧は、シール材内との
間で圧力差をもたせた気圧によって行っているものであ
る。

【００１５】このため、第１および第２のそれぞれの透
明基板に加わる圧力は該透明基板に対して垂直にかつ均
一なものとなる。

【００１６】このことは、第１透明基板に対する第２透
明基板のずれが全くない状態で加圧させることになる。

【００１７】したがって、精度よい目合わせを行った後
のこのような加圧工程を経た後でも、該目合わせの精度
はそのまま温存されることになる。

【００１８】また、圧力の可変の時点におけるその前後
段階において、それぞれ、第１および第２の透明基板の
目合わせがなされ、また、組立てがなされることから、
それらをほぼ同一の工程で行うことができるようにな
る。

【００１９】

【実施例】以下、本発明による液晶表示素子の組立て方
法およびその装置の実施例について図面を用いて説明す
る。

【００２０】まず、図２は、本発明による組立ての対象
となる部材を示す説明図である。同図（ａ）は、液晶表
示素子の構成部材となる下側透明基板２１の平面図を、
また、同図（ｂ）は上側透明基板２２の平面図を表して
いる。

【００２１】下側透明基板２１は、それに対して上側透
明基板２２が対向配置されるようになっており（このよ
うに対向配置された下側透明基板２１に対する上側透明
基板２２の位置を図中一点鎖線で示している）、該上側
透明基板２２との間に介在される液晶を封止するための
シール材２３が表示領域ＤＰとなる部分を囲んで塗布形
成されている。

【００２２】シール材２３の一部には開口が設けられて
おり、この開口は後の工程で液晶を充填させるための封
入口２３Ａを構成するようになっている。

【００２３】また、この封入口２３を取り囲むようにし
て下側透明基板２１面には前記シール材２３と連結され
た他のシール材２４が塗布形成されている。シール材２
４の一部には開口部２４Ａが設けられており、所定のギ
ャップが形成された時この開口部２４Ａは封鎖される。
さらに、各シール材２３、２４は、それぞれ数１０℃で
充分軟化する材料からなる接着剤で構成されてる。

【００２４】ここで、シール材２４の形成、および各シ
ール材２３、２４の材料選定の理由は後の説明で明らか
となるであろう。

【００２５】なお、下側透明基板２１は、その液晶が位
置づけられる側の面の表示領域ＤＰ内において、図示さ
れていないが、たとえばｘ方向に延在されかつｙ方向に
並設される走査信号線、およびｙ方向に延在されかつｘ
方向に並設される映像信号線が前記走査信号線に絶縁さ
れて形成されている。

【００２６】これら各信号線に囲まれるそれぞれの領域
において画素領域を構成するとともに、これら各画素領
域がマトリックス状に配列された表示面を構成するよう
になっている。

【００２７】また、各画素領域にはそれぞれ前記走査信
号線の走査信号（電圧）の供給によってオンされる薄膜
トランジスタＴＦＴと、このオンされた薄膜トランジス
タＴＦＴを介して前記映像信号線からの映像信号が供給
される画素電極等が備えられている。この画素電極はた
とえばＩＴＯからなる透明電極によって形成されてい
る。

【００２８】前記各信号線はシール材２３の形成領域を
超えて下側透明基板２１の周辺にまで延在されて外部端
子２５を構成している。このため、上側透明基板２１は
該外部端子２５が形成される領域において下側透明基板
２１（図２（ａ）において一点鎖線で示している）より
も外方に延在されて形成されている。

【００２９】なお、図には示されていないが、下側透明
基板２１の表示領域ＤＰ内には微小なグラスファイバあ
るいは樹脂ビーズが散在されている。後の工程で、上側
透明基板２２を対向配置させる場合に、それら基板の間
の隙間を該グラスファイバあるいは樹脂ビーズの径によ
って所定の値に保持させるためである。

【００３０】一方、上側透明基板２２の前記下側透明基
板２１との対向面における表示領域ＤＰには、図示され
ていないが、共通電極等が形成されている。この共通電
極はたとえばＩＴＯからなる透明電極によって形成され
ている。この共通電極と前記下側透明基板２１の画素電
極との間に印加される電界によってそれらの間に配置さ
れるべく液晶の光透過率を可変できるようにするためで
ある。

【００３１】そして、前記共通電極とともに、下側透明
基板２１の各画素領域に対向させてそれぞれ隣接するた
とえば３画素においてそれぞれ赤、青、緑のカラーフィ
ルタが形成されている。

【００３２】このことから、後の工程における下側透明
基板２１と上側透明基板２２との組立てにおいて、それ
らの目合わせが重要になってくるものとなっている。一
の画素電極に対して所定のカラーフィルタが精度よく対
向配置されなくてはならないからである。

【００３３】このため、下側透明基板２１および上側透
明基板２２にはそのいずれにおいても、それぞれ目合わ
せマーク２８、２９が形成されたものとなっている。下
側透明基板２１における目合わせマーク２８はシール材
２３の外側に形成され、最小限として２個あれば充分で
あるが、この実施例では完全な目合わせを達成するため
に４個設けられたものとなっている。

【００３４】これら目合わせマーク２８、２９は、互い
に対向配置させた下側透明基板２１と上側透明基板２２
を平面的に観察した場合にそれら対応する同士が互いに
重ね合わさっていれば、各透明基板２１、２２の間に位
置ずれがなく対向配置されているように設けられている
ものである。

【００３５】図１は、本発明による液晶表示素子の組立
て装置の一実施例を示す断面図である。

【００３６】まず、基台１があり、この基台１には透明
な材料からなるベルジャ２が配置されている。

【００３７】このベルジャ２内には、たとえば下側透明
基板２１を配置する下側透明基板配置台３と、たとえば
上側透明基板２２を配置する上側透明基板配置台４とが
配置されている。

【００３８】下側透明基板配置台３は、基台１の表面と
平行な面（図中ｘｙ面）内に配置され、基台１を貫通し
て図中ｚ方向に延在する軸体５に支持材６を介して固定
されている。そして、前記軸体５は基台１に内蔵されて
いる図示しない駆動機構によってその軸方向（＋ｚ方向
あるいは−ｚ方向）に移動できるようになっている。こ
の結果、下側透明基板配置台３は必要に応じて図中＋ｚ
方向あるいは−ｚ方向に移動できるようになっている。

【００３９】また、下側基板配置台３は、支持材６とた
とえば一体に形成されたフレーム６Ａが備えられ、この
フレーム６Ａ上に前記下側透明基板２１が載置されるよ
うになっている。なお、このフレーム６Ａに対する下側
透明基板２１の載置は図示していない真空チャック機構
によってなされるようになっており、この結果、下側透
明基板２１はフレーム６Ａに対してほぼ固定された状態
で載置されることになる。

【００４０】また、このフレーム６Ａは、その周辺部に
おいてのみ前記下側透明基板２１を保持できるようにな
っており、該周辺部を除く中央部は貫通孔が設けられた
構成となっている。さらに、このフレーム６Ａの載置さ
れる下側透明基板２１側と反対側の面を覆うようにして
ゴム材６Ｂが備えられている。このゴム材６Ｂの機能は
後の説明において明らかになるであろう。

【００４１】上側透明基板配置台４は、図示していない
部材によって図中ｚ方向の動きは規制されているが、図
中ｘｙ面に対しては、ｘ−ｙステージ７によってある範
囲で移動できるようになっている。

【００４２】また、上側透明基板配置台４は、ｘ−ｙス
テージ７に固定されたフレーム８Ａが備えられ、このフ
レーム８Ａ内に前記上側透明基板２２が配置されるよう
になっている。なお、このフレーム８Ａに対する上側透
明基板２２の配置は図示していない真空チャック機構に
よってなされるようになっており、この結果、上側透明
基板２２はフレーム８Ａに対してほぼ固定された状態で
載置されることになる。

【００４３】また、このフレーム８Ａは、その周辺部に
おいてのみ前記上側透明基板２２を保持できるようにな
っており、該周辺部を除く中央部は貫通孔が設けられた
構成となっている。さらに、このフレーム８Ａの配置さ
れる上側透明基板２２側と反対側の面を覆うようにして
ゴム材８Ｂが備えられている。このゴム材８Ｂの機能は
前記ゴム材６Ｂとともに後の説明において明らかになる
であろう。

【００４４】また、ベルジャ２の内部は必要に応じて減
圧および大気状態にできるようになっており、このた
め、基台１には、排気を行う排気管１１および給気を行
う給気管１２が設けられている。

【００４５】一方、ベルジャ２の外方には、図示しない
画像認識装置が配置され、その画像認識センサ部９が、
前記上側透明基板２１の位置合わせマーク２８および下
側透明基板２２の目合わせマーク２９を認識できる位置
に配置されている。

【００４６】ここで、画像認識センサ部９の各目合わせ
マーク２８、２９の認識の妨げにならないように前記上
側透明基板配置台４のゴム材８Ｂ、フレーム８Ａには貫
通孔１０が形成されている。

【００４７】図３は、前記組立て装置を用いて下側透明
基板２１と下側透明基板２２との組立てを行う場合の工
程を示した図である。以下、工程１と工程２に分けて説
明をする。

【００４８】工程１．（同図（ａ）） 同図に示すように、下側透明基板配置台３に下側透明基
板２１を載置し、上側透明基板配置台４に上側透明基板
２２を配置する。この場合、図示しない真空チャック機
構により、下側透明基板２１は下側透明基板配置台３に
固定できるとともに、上側透明基板２２は上側透明基板
配置台４に固定きるようになる。

【００４９】この場合、ベルジャ２内は大気状態で保持
されており、また、下側透明基板配置台３と上側透明基
板配置台４との間は充分な間隔で配置されている。

【００５０】その後、下側透明基板配置台３を図中ｚ方
向に移動させることによって、該下側透明基板配置台３
を上側透明基板配置台４に近接させる。

【００５１】ｘ−ｙステージ７を駆動させることによ
り、上側透明基板配置台４をｘｙ平面上に自由に移動さ
せる。下側透明基板２１に対する上側透明基板２２の目
合わせを行うためである。

【００５２】この場合の目合わせは、下側透明基板２１
の目合わせマーク２８および上側透明基板２２の目合わ
せマーク２９の重なり具合を、上側透明基板配置台３に
設けられた貫通孔１０を通した画像認識センサ部９の認
識によって、なされるようになっている。

【００５３】なお、この明細書では、このように目合わ
せがなされた状態の下側透明基板２１および上側透明基
板２２の配置、すなわち、いまだシール材２３が上側透
明基板２２に接触していない状態での配置を目合わせ対
向配置と称する。

【００５４】工程２．（同図（ｂ）） このようにして位置合わせがなされた後、ベルジャ２内
を排気管１１を介した排気によって減圧（100〜150Tor
r）する。

【００５５】さらに、下側透明基板配置台３を図中＋ｚ
方向に移動させることによって、目合わせが保持された
まま上側透明基板２２に対して下側透明基板２１がシー
ル材２３を介して接触する。この場合、上述したよう
に、シール材２３内の領域にはグラスファイバあるいは
樹脂ビーズ３０が散在されていることから、上側透明基
板２２と下側透明基板２１との間隔はこのグラスファイ
バあるいは樹脂ビーズ３０の径によって一応設定され
る。

【００５６】そして、シール材２３は、図２（ａ）に示
したパターンで形成されているため、その内部の領域は
減圧されたままで封止されることになる。

【００５７】この場合、下側透明基板配置台３および上
側透明基板配置台４には、それぞれゴム材６Ｂ、８Ｂが
備えられており、それらは互いに密着し、これにより各
透明基板２１、２２が配置される空間は該ゴム材６Ｂ、
８Ｂの外方の空間に対して遮蔽された独立の空間となる
ようになっている。

【００５８】なお、この明細書では、このように組立て
がなされた状態の下側透明基板２１および上側透明基板
２２の配置、すなわち、シール材２３が上側透明基板２
２に接触している状態での配置を組立て対向配置と称す
る。

【００５９】その後、ベルジャ２内を給気管１２を介し
た給気によって大気に戻す。これにより、上側透明基板
２２と下側透明基板２１の周囲にはゴム材６Ｂ、８Ｂを
介して大気による均等な圧力が全域にわたって加わるこ
とになり、シール材２３は数１０℃の温度で充分軟化す
るようになる。シール材２４の開口部２４Ａはシール材
が伸びて封鎖される。

【００６０】すなわち、このようにすることによって、
目合わせ後の組立て対向配置された下側および上側のそ
れぞれの透明基板２１、２２の加圧は、シール材２３内
との間で圧力差をもたせた気圧によって行っているもの
である。

【００６１】このため、下側および上側のそれぞれの透
明基板２１、２２に加わる圧力は該透明基板２１、２２
に対して垂直にかつ均一なものとなる。

【００６２】このことは、下側透明基板２１に対する上
側透明基板２２のずれが全くない状態で加圧させること
になる。

【００６３】したがって、精度よい目合わせを行った後
のこのような加圧工程を経た後でも、該目合わせの精度
はそのまま温存されることになる。

【００６４】その後、ベルジャ２内から取り出された上
側透明基板２２と下側透明基板２１との組立て体は、図
４に示すように、シール材２４が形成されている領域を
切断（図中二点鎖線に沿って）することにより、シール
材２３の開口部である封入口２３Ａを露出させる。この
際に、シール材２３に囲まれた表示領域内には大気が満
たされることになる。これにより、液晶を充填する直前
段階の液晶表示素子が作成されることになる。

【００６５】上述した実施例では、下側透明基板配置台
３および上側透明基板配置台４のそれぞれにゴム材６
Ｂ、８Ｂが備えられたものであるが、透明基板における
シール材２３が図４のように形成されておれば、必ずし
も必要とするものではないことはいうまでもない。

【００６６】また、下側透明基板配置台３および上側透
明基板配置台４のそれぞれにゴム材６Ｂ、８Ｂが備えら
れておれば、透明基板におけるシール材２３は必ずしも
図４のように形成されていなくてもよいことはいうまで
もない。

【００６７】いずれの場合においても、ベルジャ２内を
大気に戻した場合に、シール材２３に囲まれた領域内を
減圧状態に保持できるからである。

【００６８】さらに、上述した実施例では、ベルジャ２
内を減圧状態から大気に戻しているものであるが、必ず
しもこれに限定されることはない。要はベルジャ２内の
気圧を小から大に変化できれば同様の効果をもたらすこ
とができる。

【００６９】

【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
本発明による液晶表示素子の組立て方法および装置によ
れば、第１透明基板に対する第２透明基板の位置づれを
全く生じさせることなく組立てができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による液晶表示素子の組立て装置の一実
施例を示す断面図である。

【図２】本発明による液晶表示素子の組立て方法の対象
となる下側透明基板と上側透明基板の構成を示した平面
図である。

【図３】本発明による液晶表示素子の組立て方法の一実
施例を示す工程図である。

【図４】本発明による液晶表示素子の組立て後における
工程を示す説明図である。

【符号の説明】

２……ベルジャ、３……下側透明基板配置台、４……上
側透明基板配置台、７……ｘ−ｙステージ、１１……排
気管、１２……給気管、２１……下側透明基板、２２…
…上側透明基板、２３……シール材。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡本 光一 千葉県茂原市早野3300番地 株式会社日立 製作所電子デバイス事業部内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１透明基板と、液晶が封入されるべく
   表示領域を囲んで未硬化のシール材が形成されていると
   ともに該表示領域内にスペーサ剤を散布配置された第２
   透明基板と、をそれぞれ目合わせ後の組立て対向配置を
   行った後に加圧する工程が含まれる液晶表示素子の組立
   て方法において、 前記加圧は、第１透明基板に対する第２透明基板の目合
   わせ対向配置を所定圧力雰囲気内で行なう工程と、第１
   透明基板に対する第２透明基板の組立て対向配置を行っ
   た後に、前記所定圧力雰囲気をそれよりも高い圧力雰囲
   気にすることによって前記シール材内との間で圧力差を
   もたせる工程とでなされることを特徴とする液晶表示素
   子の組立て方法。
2. 【請求項２】 所定圧力雰囲気は減圧雰囲気とするとと
   もに該所定圧力よりも高い圧力雰囲気は大気雰囲気とす
   ることを特徴とする請求項１記載の液晶表示素子の組立
   て方法。
3. 【請求項３】 第２透明基板は、それに形成されている
   シール材がその一部において開口が形成されているとと
   もに、この開口を囲むようにして形成されかつ後の工程
   で切り離される透明基板上に形成されたシール材が形成
   されていることを特徴とする請求項１記載の液晶表示素
   子の組立て方法。
4. 【請求項４】 第１透明基板と、液晶が封入されるべく
   表示領域を囲んで未硬化のシール材が形成されていると
   ともに該表示領域内にスペーサ剤を散布配置された第２
   透明基板と、を収納させるベルジャと、 第１透明基板に対する第２透明基板の目合わせ対向配置
   および組立て対向配置を行う手段と、 第１透明基板に対する第２透明基板の組立て対向配置の
   前後でベルジャ内を減圧から大気に戻す手段と、が備え
   られていることを特徴とする液晶表示素子の組立て装
   置。
5. 【請求項５】 第１透明基板に対する第２透明基板の目
   合わせを行うｘ−ｙステージがベルジャ内に備えられて
   いることを特徴とする請求項４記載の液晶表示素子の組
   立て装置。