JP2001059953A - 基板圧着装置及び液晶装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 液晶装置の製造工程等において、基板間ギャ
ップを高精度に維持した状態で輻射線を照射することの
できる新規の基板圧着装置及び製造方法を提供する。 【解決手段】 導光経路１１ｂの下端部１１ｃには透明
部材１８が収容されている。この透明部材１８は、下方
に行くに従ってその水平断面が単調に拡大する外周形状
を備え、この外周形状は、上記の導光経路１１ｂの下端
部１１ｃに形成された、下方に行くに従ってその開口断
面が単調に拡大する内周形状と合致するように形成され
ている。透明部材１８は下端部１１ｃに対して下方から
圧入され、必要に応じて１１ｃの内周面に接着剤等によ
って固着される。その後、透明部材１８の表面１８ａ
は、図示のように上加圧板１１の加圧面１１ａと面一に
なるように研磨等によって平坦化される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は基板圧着装置及び液
晶装置の製造方法に係り、特に、２枚の基板を圧着する
工程における製造技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、液晶装置を製造する場合には、
シール材を介して２枚の透明基板を貼り合わせ、シール
材によって液晶封入領域を画成して、この液晶封入領域
内に液晶を注入し、封止することによって液晶セルを形
成する。

【０００３】シール材としては、多くの場合、熱硬化性
樹脂、或いは、紫外線硬化樹脂などの光硬化性樹脂を用
いる。シール材として熱硬化性樹脂を用いる場合には、
硬化特性が比較的安定していて良好なシール性を示す
が、樹脂を硬化させるために１５０〜２００℃程度の温
度まで加熱する必要があるため、アクティブマトリクス
型の液晶装置の場合にダイオードや薄膜トランジスタな
どのアクティブ素子に熱損傷が生ずる可能性がある。一
方、シール材として光硬化性樹脂を用いる場合には、ア
クティブ素子等に熱損傷を与えずに済むが、紫外線など
をシール材に照射する必要があるために製造装置の構造
が複雑化するとともに、硬化度合いにばらつきが発生し
易く、硬化不良やシール材のにじみなどが生ずる可能性
がある。

【０００４】そこで、従来、特開平２−２４０６２９号
公報に記載されているように、基板間に配置されたシー
ル材の外側を取り囲むように紫外線硬化接着剤を配置
し、基板を加圧しながら、プレス装置に切り欠いた紫外
線照射用隙間から紫外線硬化接着剤に紫外線を照射して
硬化させ、その後、加圧を解除し、加熱処理によってシ
ール材を加熱硬化させ、最後に、紫外線硬化接着剤の接
着した基板外周部を除去するという方法がある。

【０００５】この方法によれば、紫外線硬化接着剤を硬
化させることによってプレス装置で加圧された基板状態
を維持することができ、その後、加熱処理を行うことに
よって熱硬化性のシール材を硬化させるようにしている
ので、シール材のシール不良を防止することができると
ともに、基板の貼り合わせからシール材の硬化に至るま
での工程において発生しやすい基板間の平面方向の位置
ずれを防止することができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の製造方法においては、プレス装置によって基板を加
圧しながら紫外線硬化接着剤に紫外線を照射する必要が
あるので、加圧板の加圧面に、紫外線照射用の切り欠き
や貫通孔の開口部が形成されることとなり、この開口部
においては基板に加圧力を及ぼすことができないことか
ら、特に紫外線硬化接着剤の近傍の基板間ギャップの精
度が悪化しやすく、紫外線硬化接着剤を硬化させた後に
加圧力を解除したとき、せっかく精密に設定した基板間
ギャップの精度が、紫外線硬化接着剤の近傍の基板間ギ
ャップのばらつきや基板のゆがみなどによって悪化する
という問題点がある。

【０００７】また、上記のように紫外線硬化接着剤の近
傍における基板間ギャップの精度が低いことから、紫外
線硬化接着剤を液晶封入領域の近傍に設定することが困
難であるため、必然的に液晶封入領域から紫外線硬化接
着剤までの距離を充分に確保しなければならないので、
大きな母基板を用いる必要が生じたり、母基板中に配列
できる液晶封入領域の数を増やせないなど、液晶装置の
製造効率を高めようとする場合の障害になるという問題
点がある。

【０００８】さらに、ガラスなどからなる透明素材によ
って加圧板を形成し、加圧力を及ぼした状態で加圧板を
透して紫外線を照射することも考えられるが、この場合
には加圧精度を高めるには透明素材を厚くする必要があ
るため、加圧板を透過する紫外線量が少なくなり光源を
増強する必要があるなど、設備コストが増大するという
問題点もある。

【０００９】そこで本発明は上記問題点を解決するもの
であり、その課題は、液晶装置の製造工程等において、
基板間ギャップを高精度に維持した状態で輻射線を照射
することのできる新規の基板圧着装置及び製造方法を提
供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の基板圧着装置は、対向配置された第１加圧部
材と第２加圧部材とを有し、該第１加圧部材と第２加圧
部材との間に被加圧体を挟んで加圧可能に構成されてな
る基板圧着装置において、前記第１加圧部材にはその加
圧面に開口部を備えた輻射線経路が設けられており、該
輻射線経路には輻射線を透過可能な透過部材が配置され
てなり、前記透過部材の表面と前記加圧面とが面一に形
成されてなることを特徴とする。尚、本発明の基板圧着
装置においては前記透過部材を介して前記被加圧体に輻
射線が照射されるように構成されている。

【００１１】この発明によれば、第１加圧部材に形成さ
れた輻射線経路内に透過部材を配置して開口部を閉鎖
し、透過部材の表面と加圧面とを面一に形成したことに
より、輻射線を照射する部位にも均一な圧力を加えるこ
とができる。

【００１２】本発明において、前記輻射線経路の前記開
口部近傍は、前記加圧面から遠ざかるに従って開口断面
が単調に縮小するように構成され、前記透過部材はその
形状に合致する外面形状を備えていることが好ましい。

【００１３】この発明によれば、透過部材を輻射線経路
の開口部から内部に入れたとき、輻射線経路は、加圧面
から遠ざかるに従って単調に開口断面が縮小しているた
め、これに合致する外面形状を有する透過部材が輻射線
経路から加圧面側に反力を受けるように支持されるの
で、上加圧板の圧力を高めても透過部材が輻射線経路内
で位置ずれを生ずる恐れがなくなることから、透過部材
によって確実に圧力を加えることが可能になる。

【００１４】本発明において、前記被加圧体は、シール
材を介して貼り合された２枚の基板を含み、前記開口部
から放射される輻射線によって硬化する基板支持材を前
記基板間に有するものであることが好ましい。

【００１５】この発明によれば、基板全体に均一な圧力
を及ぼした状態で基板支持材に輻射線を照射して硬化さ
せることができるので、液晶セルの基板間ギャップの精
度及び均一性を向上させることができる。

【００１６】次に、本発明の液晶装置の製造方法は、シ
ール材を介して２枚の基板を相互に圧着して液晶セルを
構成する液晶装置の製造方法であって、２枚の前記基板
の間に、熱硬化性樹脂からなり液晶封入領域を画成する
ためのシール材と、輻射線硬化性樹脂からなり前記液晶
封入領域外に配置された基板支持材とを配置して貼り合
わせてパネル体を構成し、その後に、加圧面に開口部を
備えた輻射線経路を設け、該輻射線経路には輻射線を透
過可能な透過部材を配置して前記開口部を閉鎖し、前記
透過部材の表面と前記加圧面とを面一に形成してなる第
１加圧部材と、該第１加圧部材に対向する第２加圧部材
とによって、前記パネル体を加圧しつつ、前記第１加圧
部材に設けられた輻射線経路に導入した輻射線を、前記
透過部材を介して前記基板支持材に照射することにより
前記基板支持材を硬化させ、しかる後に、前記パネル体
を加熱して前記シール材を熱硬化させることを特徴とす
る。

【００１７】この発明によれば、輻射線を照射する基板
支持材の近傍にも透過部材の表面によって均一な圧力を
及ぼすことができるので、基板支持材によって仮固定さ
れる部位においても基板間ギャップの精度及び均一性を
確保することができるから、最終的に形成される液晶装
置の基板間ギャップの精度及び均一性を高めることがで
きる。また、シール材として熱硬化性樹脂を用いるの
で、硬化状態の均一性及び安定性を得ることができ、良
好なシール性を確保することができる。

【００１８】本発明において、前記パネル体は、前記シ
ール材によってそれぞれ画成された複数の液晶封入領域
を配列してなるものであることが好ましい。

【００１９】この発明によれば、母基板を貼り合わせて
複数の液晶封入領域を含むパネル体を構成した状態で、
基板支持材によって仮固定できるので、製造効率を高め
ることができる。

【００２０】本発明において、前記基板支持材は前記液
晶封入領域外の複数箇所に配置されることが好ましい。

【００２１】この発明によれば、液晶封入領域外の複数
箇所に基板支持材が配置されていることによって、安定
した状態で基板同士を仮固定することができる。

【００２２】

【発明の実施の形態】次に、添付図面を参照して本発明
に係る基板圧着装置及び液晶装置の製造方法の実施形態
について詳細に説明する。図１は本実施形態の基板圧着
装置の概略構成を示すものである。この基板圧着装置１
０においては、上加圧板１１と下加圧板１２とが上下方
向に対向配置されている。上加圧板１１は図示しない装
置のフレームなどに対してＸＹテーブル１３を介して水
平面内の位置を微調整可能に支持されている。下加圧板
１２はＸＹテーブル１４の上に固定され、水平面内の位
置を微調整可能に支持されているとともに、図示しない
加圧装置に設けられた駆動シャフト１５によって上下方
向に移動するように構成されている。上加圧板１１及び
下加圧板１２は、ステンレス鋼その他の金属板、或いは
セラミックスなどの剛性が高く、変形しにくい材質で構
成されることが好ましい。

【００２３】上加圧板１１の下面は平坦な加圧面１１ａ
となっており、また、下加圧板１２の上面は平坦な加圧
面１２ａとなっている。上加圧板１１の外周寄り部分に
は、上下方向に伸びる貫通孔などからなる導光経路１１
ｂが形成されており、この導光経路１１ｂ内には光ファ
イバーケーブル１６の一端部が導入され、光ファイバー
ケーブル１６の他端部は上加圧板１１から出て光源ユニ
ット１７に接続されている。この光ファイバーケーブル
１６は光源ユニット１７にて発生する光（例えば紫外
線）を導光経路１１ｂ内に導くようになっている。

【００２４】図２に示すように、導光経路１１ｂの下端
部１１ｃにはアクリルなどの透明樹脂やガラスなどから
なる透明部材１８が収容されている。この透明部材１８
は、例えば円錐台の外周面形状、角錐台の側面形状など
のように下方に行くに従ってその水平断面が単調に拡大
する外周形状を備え、この外周形状は、上記の導光経路
１１ｂの下端部１１ｃに形成された、下方に行くに従っ
てその開口断面が単調に拡大する内周形状と合致するよ
うに形成されている。透明部材１８は下端部１１ｃに対
して下方から圧入され、必要に応じて１１ｃの内周面に
接着剤等によって固着される。その後、透明部材１８の
表面１８ａは、図示のように上加圧板１１の加圧面１１
ａと面一になるように研磨等によって平坦化される。

【００２５】下加圧板１２の加圧面１２ａ上には、２枚
のガラスなどからなる基板２１，２２を未硬化のシール
材２３を介して貼り合わせて成るパネル体２０が載置さ
れる。図３に示すように、このパネル体２０には、複数
の液晶封入領域Ａが所定の態様で配列するように予め設
定されており、シール材２３は各液晶封入領域Ａを取り
囲むようにそれぞれ形成されている。シール材２３は熱
硬化性樹脂を主成分とするものであり、シール材２３に
は後工程において液晶を注入するための液晶注入口２３
ａが形成されている。基板２１，２２の外周部の間に
は、光硬化性樹脂を主成分とする一対の基板支持材２４
が配置されている。シール材２３及び基板支持材２４は
精密吐出装置（精密ディスペンサ）などによって１枚の
基板２１，２２のいずれか一方の表面上に塗布形成され
る。

【００２６】シール材２３及び基板支持材２４内にはス
ペーサが混入されていてもよく、或いは、基板２１と基
板２２とが、それらの間に多数のスペーサを散布した状
態で貼り合わせられてもよい。スペーサとしては、液晶
装置の液晶層の厚さ（例えば約５〜１０μｍ程度）とほ
ぼ等しい外径を備えた微小な球状や柱状の粒子（例えば
プラスチック粒子）を用いることができる。

【００２７】パネル体２０は、図１に示すように下加圧
板１２上にパネル体２０が載置されたとき、上記の基板
支持材２４がちょうど透明部材１８の表面１８ａと平面
的に重なるように位置決めされる。この状態で、駆動シ
ャフト１５を上方へ突出させて下加圧板１２を上昇さ
せ、パネル体２０を上加圧板１１の加圧面１１ａと下加
圧板１２の加圧面１２ａとによって挟み込み、基板２１
と２２とを所定圧力で圧着させる。このとき、上述のよ
うにスペーサがシール材２３や基板支持材２４に混入さ
れていたり、或いは、基板２１，２２間に分散されてい
たりする場合には、ほぼスペーサの外径に合致した基板
間隔になったところでパネル体２０の変形が完了し、ほ
ぼ一定の基板間ギャップが得られる。

【００２８】この状態で、光源ユニット１７から光ファ
イバーケーブル１６を介して光を導光経路１１ｂ内に導
き、さらに透明部材１８を透して基板支持材２４に照射
する。基板支持材２４は光硬化性樹脂を主成分とするた
め、この光照射によって硬化し、２枚の基板２１，２２
を所定の基板間隔に保持する。この状態で上加圧板１
１，下加圧板１２によってパネル体２０に加えられてい
た加圧状態を解除しても、基板支持材２４が既に硬化し
ているために基板２１及び基板２２の貼り合わせ状態は
維持される。

【００２９】この基板圧着装置１０においては、上加圧
板１１の加圧面１１ａ内に導光経路１１ｂの開口部が存
在するが、この開口部は、導光経路１１ｂの下端部１１
ｃに収容された透明部材１８の表面１８ａによって閉鎖
されており、さらに、表面１８ａが加圧面１１ａと面一
になるように構成されているので、導光経路１１ｂを上
加圧板１１内に設けても基板２２全体を均一に加圧する
ことができるから、基板支持材２４の近傍において基板
間ギャップの精度が悪化することがない。その結果、基
板支持材２４の近傍の状態が、加圧力を解放した際にパ
ネル体２０全体の基板間ギャップの精度悪化を招いた
り、或いは、基板支持材２４の近傍において液晶封入領
域の基板間ギャップの精度低下を招いたりする危険性を
低減できる。

【００３０】図４は、上記の基板圧着装置１０を用いて
行う液晶装置の製造方法の実施形態を説明する工程説明
図である。図４（ａ）に示すように、基板２２の内面上
には図示しない電極パターンや配向膜などが形成され、
さらに、図３に示す複数の液晶封入領域Ａをそれぞれ取
り囲むようにシール材２３がディスペンサ等によって配
置される。一方、基板２１の内面上にも電極パターンや
配向膜などが形成され、さらに、基板の外周部に一対の
基板支持材２４が塗布形成される。

【００３１】次に、図４（ｂ）に示すように、図示しな
い位置決めマークなどに基づいて基板２１と基板２２を
位置決めしながら貼り合わせ、上述の基板圧着装置によ
って加圧して所定の基板間ギャップが得られるようにす
る。そして、基板支持材２４に対して光を照射し、基板
支持材２４を硬化させる。なお、基板支持材２４が紫外
線硬化樹脂である場合には紫外線を照射すればよいが、
照射する輻射線としては、基板支持材２４の硬化特性に
応じて、紫外線以外の光や電子線であってもよい。

【００３２】上記のようにして仮固定されたパネル体２
０は、電気ヒータなどの加熱手段３１，３２によって１
５０〜２００℃程度に加熱され、シール材２３が硬化さ
れる。この加熱工程は別途設けられた加熱炉にパネル体
２０を移動して行ってもよく、或いは、加熱手段３１，
３２を上加圧板１１，下加圧板１２に内蔵させることに
より、図１に示す基板圧着装置内にパネル体２０を配置
したまま行っても構わない。

【００３３】上記実施形態によれば、加圧したまま基板
支持材２４を硬化させてパネル体２０を仮固定すること
ができ、その後、シール材２３を加熱硬化させるように
しているので、熱硬化性のシール材を用いて良好なシー
ル性や均一な硬化特性を得ることができる。また、加圧
時において基板支持材２４の配置された部分も均一に加
圧することができるので、基板支持材２４の近傍におい
ても基板間ギャップの精度を確保することができるた
め、パネル体２０の形状精度を全体としても高めること
ができるとともに、基板支持材２４の近傍においても基
板間ギャップの精度が低下しないので、液晶封入領域Ａ
を基板の板面内に高密度に配列させることができるか
ら、効率的に液晶装置を製造することができる。

【００３４】なお、上記実施形態では点状に形成した基
板支持材２４を基板の対角位置に一対設けているが、基
板支持材２４の形状、配置及び数は任意である。ただ
し、基板支持材２４によってパネル体２０を仮固定する
ため、基板間ギャップを充分に規定でき、安定した状態
で仮固定できるように構成することが好ましく、例え
ば、複数箇所に基板支持材２４を配置することが望まし
い。

【００３５】尚、本発明の基板圧着装置及び液晶装置の
製造方法は、上述の図示例にのみ限定されるものではな
く、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更
を加え得ることは勿論である。

【００３６】例えば、製造する液晶装置の形式等には何
ら制限がなく、ＴＮ（ツイステッドネマチック）型やＧ
Ｈ（ゲストホスト）型などの電気光学方式、セグメント
型やマトリクス型などの画素構造、パッシブマトリクス
型やアクティブマトリクス型などの電界印加方式など、
種々の異なる方式の液晶装置に適用することができるも
のである。

【００３７】また、上記実施形態では多数の液晶封入領
域Ａを含む母基板（多数個取り基板）を貼り合わせて一
体のパネル体２０を構成しているが、個々の液晶封入領
域Ａ毎に基板を貼り合わせて液晶装置を製造しても構わ
ない。

【００３８】

【発明の効果】以上、説明したように本発明によれば、
第１加圧部材に形成された輻射線経路内に透過部材を配
置して開口部を閉鎖し、透過部材の表面と加圧面とを面
一に形成したことにより、輻射線を照射する部位にも均
一な圧力を加えることができる。このように、輻射線を
照射する基板支持材の近傍にも透過部材の表面によって
均一な圧力を及ぼすことができるので、基板支持材によ
って仮固定される部位においても基板間ギャップの精度
及び均一性を確保することができるから、最終的に形成
される液晶装置の基板間ギャップの精度及び均一性を高
めることができる。また、シール材として熱硬化性樹脂
を用いることができるので、硬化状態の均一性及び安定
性を得ることができ、良好なシール性を確保することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る基板圧着装置の実施形態の構造を
模式的に示す概略構成図である。

【図２】同実施形態における上加圧板に形成された導光
経路の下部構造を示す拡大部分断面図である。

【図３】同実施形態によって製造するパネル体の平面構
造を示す平面透視図である。

【図４】同実施形態の液晶装置の製造方法の概要を示す
工程説明図（ａ）〜（ｃ）である。

【符号の説明】

Ａ…液晶封入領域 １０…基板圧着装置 １１…上加圧板 １１ａ…加圧面 １１ｂ…導光経路 １１ｃ…下端部 １２…下加圧板 １２ａ…加圧面 １５…駆動シャフト １６…光ファイバーケーブル １７…光源ユニット １８…透明部材 １８ａ…表面 ２０…パネル体 ２１…基板 ２２…基板 ２３…シール材 ２４…基板支持材 ３１…加熱手段

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 対向配置された第１加圧部材と第２加圧
   部材とを有し、該第１加圧部材と第２加圧部材との間に
   被加圧体を挟んで加圧可能に構成されてなる基板圧着装
   置において、 前記第１加圧部材にはその加圧面に開口部を備えた輻射
   線経路が設けられており、該輻射線経路には輻射線を透
   過可能な透過部材が配置されてなり、 前記透過部材の表面と前記加圧面とが面一に形成されて
   なることを特徴とする基板圧着装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記輻射線経路の前
   記開口部近傍は、前記加圧面から遠ざかるに従って開口
   断面が単調に縮小するように構成され、前記透過部材は
   その形状に合致する外面形状を備えていることを特徴と
   する基板圧着装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は請求項２において、前記被
   加圧体は、シール材を介して貼り合された２枚の基板を
   含み、前記開口部から放射される輻射線によって硬化す
   る基板支持材を前記基板間に有するものであることを特
   徴とする基板圧着装置。
4. 【請求項４】 シール材を介して２枚の基板を相互に圧
   着して液晶セルを構成する液晶装置の製造方法であっ
   て、 ２枚の前記基板の間に、熱硬化性樹脂からなり液晶封入
   領域を画成するためのシール材と、輻射線硬化性樹脂か
   らなり前記液晶封入領域外に配置された基板支持材とを
   配置して貼り合わせてパネル体を構成し、 その後に、加圧面に開口部を備えた輻射線経路を設け、
   該輻射線経路には輻射線を透過可能な透過部材を配置し
   て前記開口部を閉鎖し、前記透過部材の表面と前記加圧
   面とを面一に形成してなる第１加圧部材と、該第１加圧
   部材に対向する第２加圧部材とによって、前記パネル体
   を加圧しつつ、前記第１加圧部材に設けられた輻射線経
   路に導入した輻射線を、前記透過部材を介して前記基板
   支持材に照射することにより前記基板支持材を硬化さ
   せ、 しかる後に、前記パネル体を加熱して前記シール材を熱
   硬化させることを特徴とする液晶装置の製造方法。
5. 【請求項５】 請求項４において、前記パネル体は、前
   記シール材によってそれぞれ画成された複数の液晶封入
   領域を配列してなるものであることを特徴とする液晶装
   置の製造方法。
6. 【請求項６】 請求項４又は請求項５において、前記基
   板支持材は前記液晶封入領域外の複数箇所に配置される
   ことを特徴とする液晶装置の製造方法。