JP2001147438A - 液晶基板の圧着装置及び圧着方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数段階で行われる接合基板の圧着プロセス
を自由に設定できるようにする。 【解決手段】 ４箇所の圧着ステージ１０ａ〜１０ｄ
が、それらの搬入・ 搬出部１１ａ〜１１ｄがリニアガ
イド１２に対して並列状態となるように接続され、リニ
アガイド１２の両端は接合基板４の供給部１３及び排出
部１４となし、リニアガイド１２には基板移載ユニット
１７が装着されている。基板移載ユニット１７には、接
合基板４を各圧着ステージ１０ａ〜１０ｄに出し入れす
るための移載用コンベア２２，２３が上下２段に支持さ
れ、各圧着ステージ１０ａ〜１０ｄに接合基板４を送り
込んだり、また取り出したりできる。接合基板４は加熱
条件，加圧条件等を違えて複数段階で圧着できるように
しており、各圧着ステージ１０ａ〜１０ｄにおける圧着
条件と、基板移載ユニット１７の動作手順とからなるプ
ロセス条件は制御手段４０に設定・登録されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液晶基板の製造工程に
おいて、上下の基板を加熱、加圧下でプレスすることに
より上下の基板間に所定のセルギャップを形成するよう
に圧着するための液晶基板の圧着装置及び圧着方法に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、カラーＴＦＴ（Thin Film Tran
sistor）液晶パネルは、ＴＦＴ基板にＣＦ（Color Filt
er）基板を間に液晶を挟んで対向配置するように組み立
てられる。このために、まずＴＦＴ基板（またはＣＦ基
板）の表面の外周近傍に所定の厚みのシール材を供給し
ておき、相手方の基板を重ね合わせて、シール材を圧縮
することによって、両基板間に所定のギャップを持たせ
るようにして重ね合わせ、次いでＴＦＴ基板とＣＦ基板
との間に介在しているシール材を硬化させて、両基板を
接合させた状態に固定するようになし、さらにこのギャ
ップ内に液晶を注入して、その注入口を封鎖する。

【０００３】ＴＦＴ基板は下基板、ＣＦ基板は上基板で
あり、これら上下の基板を重ね合わせることにより接合
基板が構成される。この接合基板の圧着は、一般に、加
熱状態で上下からプレスするようにして行われる。この
ために用いられる圧着装置は、少なくとも一方が他方に
対して近接・離間する方向に変位可能な上下のプレス部
材を用いるが、通常は下側のプレス部材は固定され、上
側のプレス部材を下プレス部材に対して近接・離間する
方向に変位可能とする。従って、下側のプレス部材は固
定プレス部材、上側のプレス部材は可動プレス部材とな
る。プレス手段は圧着ステージに設置されており、接合
基板はロボットや搬送ベルト等によって圧着ステージの
固定プレス部上に搬入されて、上下から加圧されて、両
基板間のシール材が圧縮されると共に、加熱によりこの
シール材を硬化させる。これによって、両基板間に形成
されるギャップ、所謂セルギャップが一定になり、かつ
その状態で上下の基板が接合状態で安定する。このよう
にして圧着された接合基板は加熱炉に入れられて、さら
にシール材を加熱して完全に硬化させる。

【０００４】ここで、接合基板の圧着時において、通常
は、最初の段階はプレス手段を低温、つまりシール材の
硬化温度より低い温度状態に保ち、かつ可動プレス部材
の下降速度を低速で行わせる。可動プレス部材を急速に
下降させると、上下の基板にずれが生じたり、また両基
板間に配置されているビーズが偏ったりする不都合が生
じる。また、プレス手段の温度を最初からシール材の硬
化温度乃至それより高い温度状態にすると、加圧により
適正なセルギャップが形成される前の段階でシール材が
硬化してしまうことになる。一方、基板間にセルギャッ
プが形成された後には、その状態で安定させるために、
少なくともシール材の硬化温度にまで加熱しなければな
らない。また、シール材の硬化が促進すると、加圧力も
大きくしなければならない。

【０００５】以上のことから、接合基板の圧着時には、
加熱条件，加圧条件等に変化を持たせる必要があること
から、この圧着工程を１段で行うようにすると、極めて
長い時間が必要となる。従って、圧着工程は複数段階に
分けて行うようにするのが一般的である。第１段階目の
圧着工程では、加熱温度はシール材の硬化温度以下であ
って、可動プレス部材の下降速度を低速となし、かつそ
の接合基板に対する加圧力も低くする。そして、第２段
階目の圧着工程時にはシール材の硬化温度乃至それ以上
の温度条件となし、かつ加圧力も大きくする。従って、
圧着工程は少なくとも２段階に分けて行う必要がある。
また、上下の基板を重ね合わせる工程は圧着工程の前段
で行うことから、この重ね合わせ工程から圧着工程に接
合基板を移載するが、重ね合わせ工程では、上下の基板
を極めて精密に位置合わせが行われている。そこで、重
ね合わせ工程時において、紫外線硬化樹脂等を用いて上
下の基板を仮固着することにより、移載時における上下
の基板の相対位置ずれを防止するようにしている。この
紫外線硬化樹脂は熱可塑性樹脂を用いることから、圧着
工程において、最終的にはそれを加熱溶融させるが、第
１段階目の圧着工程ではなおシール材が未硬化状態であ
るから、この段階では紫外線硬化樹脂による仮固着状態
を保持する必要がある。そして、第２段目の圧着工程に
至ると、少なくともこの紫外線硬化樹脂が溶融する温度
にまで加熱する。さらに、第３段目の圧着工程を設け
て、シール材の硬化温度以上にまで加熱温度を上昇する
というように、３段階で圧着を行う場合もある。

【０００６】以上のことから、従来技術においては、接
合基板の圧着装置としては、複数の圧着ステージを設け
て、接合基板を、第１段，第２段，・・・というよう
に、それぞれ異なる圧着条件に設定した各段階の圧着ス
テージを直列に配置して、接合基板を各圧着ステージに
順次送り込むようにして、接合基板の圧着を行うように
していた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、２段，３段
等、複数段階で行われる圧着工程において、各段階の圧
着時間が同じであれば、前述のように構成しても格別問
題とはならないが、圧着時間は圧着条件によっては必ず
しも一定ではない。例えば、第１段階目の圧着工程では
可動プレス部材を低速で移動させ、しかも低温で加熱す
る関係から、通常はある程度長い時間を必要とするが、
次の圧着工程では圧着時間がそれより短い場合がある。
また、シール材の硬化温度より僅かに高い温度で、でき
るだけ長い時間圧着する方が望ましい場合もあり、硬化
温度より高い温度で短い時間圧着すれば良い場合もあ
る。さらに、一度硬化温度で圧着し、次いで硬化温度以
上の温度条件を与える方が良い場合があり、この場合に
は硬化温度と硬化温度以上との圧着時間は、同じである
か、またはいずれかを長くすることもある。

【０００８】以上のように、圧着工程を何段階に分ける
か、また各段の温度及び加圧条件をどのように設定する
か、さらにそれぞれの段階ではどれだけの時間圧着する
か等のプロセス条件は、シール材の材質等によって変わ
ってくる。従って、どのようなシール材を使用して、ど
のような手順で圧着を行うかによって、圧着工程を構成
するステージ数及び各圧着ステージにおける圧着時間を
変えるのが望ましい。しかしながら、従来技術において
は、圧着ステージの数は固定的なものとなっており、シ
ール材の種類が変わった時には、それに適合するプロセ
ス条件となるように設定変更を行えないか、または各段
階における圧着時間の差から、一部の圧着ステージに無
駄な待機時間が生じる等、効率的な圧着を行うのに最適
なプロセス条件の設定を行うことができないという問題
点がある。

【０００９】本発明は以上の点に鑑みてなされたもので
あって、その目的とするところは、複数段階で行われる
接合基板の圧着プロセスを自由に設定できるようにする
ことにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ために、本発明の圧着装置は、上下２枚の基板からなる
接合基板間に設けたシール材により所定のギャップが形
成されるように、複数段階で加熱圧着するための装置で
あって、前記接合基板の搬入・搬出部を備え、前記接合
基板を加熱圧着させるプレス手段を設けた少なくとも３
箇所設けた圧着ステージと、これらの圧着ステージの並
び方向における両端に配置され、接合基板の供給部及び
排出部と、これら供給部と排出部との間を結び、かつ前
記各圧着ステージの搬入・搬出部の延長線と直交する方
向に設けた搬送経路と、この搬送経路に沿って走行し、
２枚の接合基板を保持可能で、前記各圧着ステージに接
合基板を受け渡したり、受け取ったりするための基板移
載手段と、少なくともこの基板移載手段による各圧着ス
テージへの基板の移載タイミングと、各圧着ステージに
おける接合基板の滞留時間と、これら各圧着ステージで
の接合基板の圧着条件とからなる最適なプロセス条件を
設定する制御手段とを備える構成としたことをその特徴
とするものである。

【００１１】また、本発明の圧着方法としては、上下２
枚の基板からなる接合基板間に設けたシール材により所
定のギャップが形成されるように複数段階で加熱圧着す
るために、接合基板を加熱下で上下から加圧する圧着ス
テージを３箇所以上並列に設けて、２枚の接合基板を保
持する基板移載手段を搬送経路に沿って走行させるよう
になし、この基板移載手段は接合基板の供給部または各
圧着ステージのうちの任意の圧着ステージから接合基板
を受け取って、任意の圧着ステージまたは接合基板の排
出部に受け取った接合基板を受け渡すようになし、かつ
各圧着ステージには、それぞれ搬入された接合基板を、
それぞれ任意の滞留時間及び圧着条件で加熱圧着するこ
とをその特徴とするものである。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施の一形態を説明する。図１に上下に配置した２枚の基
板を示し、また図２にこの２枚の基板を貼り合わせた状
態の断面を示す。図中において、１は例えばＴＦＴ基板
等からなる下基板、２は例えばＣＦ基板等の上基板であ
って、これら下基板１と上基板２とは、下基板１側に設
けたシール材３を介して貼り合わされて、加熱下で圧着
するようにしてシール材３を硬化させることにより相互
に連結した状態に固定され、このシール材３により囲ま
れた部位に液晶が封入される。そして、液晶の厚みを均
一にするために、下基板１と上基板２との間のセルギャ
ップＧを正確に調整する必要がある。さらに、両基板
１，２の重ね合わせ工程では、これら両基板１，２は極
めて厳密に位置合わせした状態にして重ね合わせられる
が、必要に応じて、両基板１，２間を所要の箇所におい
て紫外線硬化樹脂５により仮固着されている。

【００１３】図３に圧着装置の概略構成を示す。同図に
示した装置においては、圧着ステージ１０ａ〜１０ｄを
備えた４ステージ構成のものが示されている。なお、圧
着ステージの数としては、これに限定されず、少なくと
も３ステージで構成されるものである。

【００１４】各圧着ステージ１０ａ〜１０ｄには、それ
ぞれ接合基板４の搬入・ 搬出部１１ａ〜１１ｄが設け
られており、従って接合基板４は図中の矢印で示した方
向に出し入れされることになる。また、１２は接合基板
４の搬送経路を構成するリニアガイドであって、搬入・
搬出部１１ａ〜１１ｄはこのリニアガイド１２に並列
状態となるように接続されている。また、リニアガイド
１２の両端は、それぞれ接合基板４の供給部１３及び排
出部１４となっている。供給部１３には供給用ロボット
１５が、また排出部１４には排出用ロボット１６が設け
られており、これら両ロボット１５，１６により圧着装
置に接合基板４を供給したり、圧着が終了した接合基板
４を次の工程に向けて排出されるようになっている。

【００１５】リニアガイド１２には、例えばリニアモー
タ( 図示せず) 等により駆動される基板移載ユニット１
７が装着される。この基板移載ユニット１７は、図４に
示したように、リニアガイド１２により走行可能な走行
用ブラケット２０上に昇降テーブル２１を取り付けたも
のからなり、昇降テーブル２１の左右両側には支持壁２
１ａが立設されており、これら両支持壁２１ａ間には接
合基板４を各圧着ステージ１０ａ〜１０ｄに出し入れす
るための移載用コンベア２２，２３が上下２段に支持さ
れている。移載用コンベア２２，２３は、それぞれ独立
のモータで駆動されるものであって、昇降テーブル２１
をエアシリンダ等の昇降手段２４により走行用ブラケッ
ト２０に設けた昇降ガイド２５に沿って昇降させること
によって、上下の移載用コンベア２２，２３は、いずれ
も各圧着ステージ１０ａ〜１０ｄに接合基板４を送り込
んだり、また取り出したりできるようになっている。

【００１６】各圧着ステージ１０ａ〜１０ｄの内部構成
は全て同じものであり、その具体的な構成を図５に示
す。この図５から明らかなように、各圧着ステージ１０
ａ〜１０ｄには、搬入・搬出口１１ａ〜１１ｄから圧着
ステージの内部に接合基板４を搬入したり、搬出したり
するための搬送ベルト３０が設けられている。また、内
部には下側の固定プレス部材３１と、シリンダ等の駆動
手段３２ａによって、この固定プレス部材３１に対して
近接・ 離間する方向に変位可能な可動プレス部材３２
とが設けられている。

【００１７】搬送ベルト３０は固定プレス部材３１の上
部を通り、その搬送面３０ａは接合基板４の幅寸法より
広い幅を有するものである。そして、この搬送ベルト３
０は固定プレス部材３１の前後に位置する駆動プーリ３
３ａ，従動プーリ３３ｂ間に巻回して設けられ、搬送面
３０ａは固定プレス部材３１の上部を走行するようにな
っている。そして、搬送ベルト３０における従動プーリ
３３ｂへの巻回側で、搬送面３０ａから方向転換した位
置にはテンションローラ３４が係合しており、さらにこ
の搬送ベルト３０はテンションローラ３４を経てガイド
ローラ３５，３５を介して引き回すことによって、搬送
面３０ａとは反対側の面３０ｂも固定ブレス部材３１の
上部側に延在されている。搬送ベルト３０の搬送面３０
ａとは反対側の面は固定プレス部材３１とほぼ接触する
状態となっており、常時においはテンションローラ３４
の作用で搬送ベルト３０の搬送面３０ａは所定の搬送高
さ位置となり、かつ張力を持った状態に保持される。そ
して、テンションローラ３４にはシリンダ，ソレノイド
等からなる駆動手段３６が接続して設けられ、この駆動
手段３６を作動させると、搬送ベルト３０の張力が失わ
れて、その搬送面３０ａ及びその反対側の面３０ｂが固
定プレス部材３１の上面に重なり合うように載置される
ことになる。

【００１８】このように構成される圧着装置は、以下に
示すような作業を行う。まず、基板移載ユニット１７を
供給部１３の位置に配置して、供給用ロボット１５から
接合基板４を、この基板移載ユニット１７における移載
用コンベア２２または２３のいずれか、例えば上段の移
載用コンベア２２に圧着すべき接合基板４を供給するこ
とによって、当該の接合基板４が圧着装置に導入され
る。ここで、基板移載ユニット１７に設けた上下２段の
移載用コンベア２２，２３のいずれに対しても接合基板
４を供給することができる。つまり、供給用ロボット１
５は接合基板４を水平方向に送り込むようになってお
り、従って昇降手段２４を駆動して、いずれかの移載用
コンベアの搬送面をこの供給用ロボット１５による接合
基板４の送り方向における水平面と一致させるように配
置すれば良い。

【００１９】基板移載ユニット１７に１枚の接合基板４
が移載されると、基板移載ユニット１７はリニアガイド
１２に沿って走行させて、圧着ステージ１０ａ〜１０ｄ
のいずれかにおける搬入・搬出口１１ａ〜１１ｄ、例え
ば圧着ステージ１０ａの搬入・搬出口１１ａに対面させ
る。ここで、この圧着ステージ１０ａに接合基板４が位
置していない場合には、そのまま基板移載ユニット１７
から搬入・搬出口１１ａから搬送ベルト３０の搬送面３
０ａに送り込む。ただし、継続的に処理が行われている
時には、圧着ステージ１０ａでの圧着が終了するまで待
機する。そして、この待機中に、基板移載ユニット１７
を正確に搬入・搬出口１１ａと対面する位置に位置決め
し、かつ接合基板４が載置されていない移載用コンベア
２３をこの圧着ステージ１０ａの搬送ベルト３０におけ
る搬送面３０ａと一致する高さ位置となるように調整す
る。また、このように接合基板４の受け渡しは移載用コ
ンベア２２，２３と、搬送ベルト３０との間で行われる
ことから、その間はできるだけ接近する位置関係とする
のが望ましい。

【００２０】当該の圧着ステージ１０ａで所定の圧着条
件による接合基板４の圧着工程が終了すると、この圧着
ステージ１０ａにおける搬送ベルト３０を作動させるこ
とによって、圧着ステージ１０ａから接合基板４を送り
出して、この接合基板４を基板移載ユニット１７におけ
る移載用コンベア２３に取り込む。この状態で、基板移
載ユニット１７の移載用コンベア２２に保持されている
新たな接合基板４を圧着ステージ１０ａに送り込むこと
になる。このために、昇降テーブル２１を作動させて、
移載用コンベア２２が搬送ベルト３０の搬送面３０ａと
同じ高さ位置となるように変位させる。ここで、圧着ス
テージ１０ａからの接合基板４の取り込み時には、下段
の移載用コンベア２３が搬送ベルト３０の搬送面３０ａ
と同じ高さ位置にあったことから、昇降テーブル２１を
下降させる。そして、移載用コンベア２２及び搬送ベル
ト３０を作動させて、接合基板４が移載用コンベア２２
から取り出されて、搬送ベルト３０上に移行し、この搬
送ベルト３０によって圧着ステージ１０ａにおける圧着
が可能な位置にまで送り込まれる。

【００２１】ここで、圧着ステージ１０ａに接合基板４
を送り込む際には、搬送ベルト３０を張力を持った状態
に保持するが、この接合基板４が所定の位置に配置され
ると、テンションローラ３４におけるテンションを解除
して、搬送ベルト３０を緩める。この結果、搬送ベルト
３０は固定プレス部材３１の上部に載置された状態にな
り、この固定プレス部材３１のクッション部材として機
能する。そして、可動及び固定のプレス部材３１，３２
は、内蔵するヒータ等により所定の温度に加熱されてお
り、可動プレス部材３２が下降することによって、加熱
下で加圧されることになる。この圧着ステージ１０ａに
おける加熱条件、加圧条件及び加圧時間、さらには稼動
プレス部材３２の動作速度からなる圧着条件は予め設定
されており、この圧着条件に応じた圧着が行われる。

【００２２】以上により圧着ステージ１０ａへの接合基
板４の移載が終了し、基板移載ユニット１７には圧着ス
テージ１０ａでの圧着工程が終了した接合基板４を保持
していることになる。そこで、基板移載ユニット１７を
リニアガイド１２に沿って走行させることによって、こ
の接合基板４を例えば他の圧着ステージに移載するか、
または排出部１４に位置している排出用ロボット１６に
受け渡される。この動作も前述と同様にして行われる。
ここで、他の圧着ステージ１０ｂ〜１０ｄにおいては、
それぞれ固有の圧着条件で圧着が行われるものであり、
２以上の圧着ステージで同じ圧着条件とすることもで
き、また各々何らかの条件に差を持たせることもでき
る。

【００２３】接合基板４は、加熱条件，加圧条件等を違
えて複数段階で圧着されるものであり、従って各圧着ス
テージ１０ａ〜１０ｄにはそれぞれいずれかの段階の圧
着工程が割り当てられる。また、それらの割り当てに応
じてこれら各圧着ステージ１０ａ〜１０ｄに接合基板４
を移載するための基板移載ユニット１７の動作手順が定
まることになる。そこで、これら各圧着ステージ１０ａ
〜１０ｄにおける圧着条件と、基板移載ユニット１７の
動作手順とからなるプロセス条件を予めマイクロコンピ
ュータ等からなる制御手段４０に設定・登録しておき、
この設定された手順に従って圧着工程が実行される。こ
れら圧着プロセスに関する条件のうち、加熱条件，加圧
条件等、それぞれの圧着ステージ１０ａ〜１０ｄに特有
のもので、他の圧着ステージに対して格別の影響を与え
ないものもあるが、圧着時間は他の圧着ステージに対し
て影響を与える。つまり、前段の圧着ステージと次の段
の圧着ステージとで圧着時間が２倍になったとすると、
１：１で受け渡すことはできず、また圧着時間が次段の
方が前段に対して１／２の場合には、次段の圧着ステー
ジでは待機時間が長くなり、効率的な処理を行えないこ
とになる。

【００２４】圧着プロセスは上下の基板１，２間に介装
されるシール材３の種類等に応じて変化することにな
る。本発明に係る圧着装置を用いることによって、圧着
プロセス条件のうち、各圧着ステージ１０ａ〜１０ｄの
圧着時間を変化させた場合であっても、制御手段４０の
設定プロセスを変えるだけで、何等の段取り替えを行う
ことなく、最適の条件で、無駄なく効率的に接合基板４
の圧着を行うことができるようになる。

【００２５】例えば、あるシール材を用いた場合におい
て、２段階で圧着が行われ、第１段階目においては接合
基板４の下基板１と上基板２との間で位置ずれを生じる
ことなくセルギャップＧを正確に形成するために、可動
プレス部材３２を低速で下降させ、かつ加圧力を弱くし
て、シール材３の硬化温度より僅かに低い温度状態で圧
着し、また第２段階目では既に適正なセルギャップが形
成された状態となっていることから、可動プレス部材３
２の下降速度を高速で行い、かつ加圧力もより高くする
と共に、シール材３の硬化温度以上にまで加熱すること
により圧着が行われるとする。

【００２６】今、第１段階目の圧着時間を３分間、第２
段階目の圧着時間を１分として設定したものとして、以
下にその圧着プロセスについて説明する。この場合に
は、３個の圧着ステージ１０ａ〜１０ｃを第１段階目の
圧着ステージ用となし、また第４の圧着ステージ１０ｄ
だけを第２段階目の圧着ステージ用として割り当てるよ
うにする。

【００２７】まず、圧着ステージ１０ａに接合基板４が
供給されるが、その後１分経過したところで圧着ステー
ジ１０ｂに接合基板４を供給し、さらに１分経過した時
に圧着ステージ１０ｃに接合基板４を供給する。そし
て、もう１分経過すると、圧着ステージ１０ａでは、当
該のステージでの圧着工程が終了することになるので、
この圧着ステージ１０ａから圧着を終わった接合基板４
を取り出すと共に、新たな接合基板４をこの圧着ステー
ジ１０ａに供給する。そして、取り出された接合基板４
は第２段階目の圧着ステージ１０ｄに送り込む。以下、
１分毎に第２段階目の圧着ステージ１０ｄには、圧着ス
テージ１０ｂ，圧着ステージ１０ｃで第１段階目の圧着
工程を終了した接合基板４が送り込まれるが、この圧着
ステージ１０ｄには既に接合基板４が位置しているの
で、この接合基板４を取り出した後に第１段階目の圧着
工程が終了した接合基板４が送り込まれる。そして、こ
の圧着ステージ１０ｄで圧着工程が終了した接合基板４
が外部に取り出される。従って、各圧着ステージ１０ａ
〜１０ｄのうち、圧着ステージ１０ａから１０ｃまでは
同じ圧着条件で、圧着ステージ１０ｄのみが異なる圧着
条件となるように制御手段４０に設定される。

【００２８】以上の圧着プロセスを実行するに当っての
基板移載ユニット１７の動作手順について説明する。而
して、以下の説明においては、全ての圧着ステージ１０
ａ〜１０ｄにおいて接合基板４が配置されて、それぞれ
現に圧着工程が行われており、圧着ステージ１０ａにお
ける圧着工程が終了する直前の状態する。

【００２９】基板移載ユニット１７は、まず供給部１３
に移行して、この供給部１３に配置されている供給用ロ
ボット１５から接合基板４を受け取る。接合基板４を受
け取った基板移載ユニット１７はリニアガイド１２に沿
って圧着ステージ１０ａに移行する。この圧着ステージ
１０ａでは接合基板４の圧着工程が終了しているのであ
るから、この接合基板４をまず受け取った後に、新たな
接合基板４を圧着ステージ１０ａに送り込む。この作業
が終了すると、基板移載ユニット１７は圧着ステージ１
０ｄにまで移行して、この圧着ステージ１０ｄで圧着が
終了した接合基板４を受け取り、次いで圧着ステージ１
０ａから受け取った接合基板４をこの圧着ステージ１０
ｄに送り込む。その後に、基板移載ユニット１７は排出
部１４に移行して、圧着ステージ１０ｄで受け取った接
合基板４をこの排出部１４に配置した排出用ロボット１
６に受け渡す。

【００３０】１枚の接合基板４が排出されると、基板移
載ユニット１７は再び供給部１３に戻り、この供給部１
３で新たな接合基板４を受け取る。この時に受け取った
接合基板４は圧着ステージ１０ｂに送り込まれるもので
あり、この圧着ステージ１０ｂに配置された時に、まず
圧着工程が終了した接合基板４を取り出した後に、基板
移載ユニット１７から供給部１３から供給された接合基
板４が送り込まれる。その後に基板移載ユニット１７を
圧着ステージ１０ｄに移行させて、接合基板４の入れ替
えを行い、排出部１４に移行して圧着ステージ１０ｄか
ら受け取った接合基板４を排出する。さらにまた、供給
部１３に基板移載ユニット１７を復帰させて、新たな接
合基板４を受け取った後には、基板移載ユニット１７を
圧着ステージ１０ｃに移行して、前述と同様の作動を行
う。

【００３１】以上の作動を順次継続することによって、
第１段では３分間圧着工程を行い、次いで第２段階目で
１分間の圧着工程を実行するが、４個の圧着ステージ１
０ａ〜１０ｄはフルに活用されて、迅速かつ効率的に接
合基板４の圧着を行うことができるようになる。従っ
て、この基板移載ユニット１７の移動順序及びどの圧着
ステージで接合基板４の受渡を行うかについて制御手段
４０に予め設定しておくことによって、この作動順序に
基づいて基板移載ユニット１７の駆動制御がなされる。

【００３２】然るに、異なるシール材を用いる等により
圧着プロセスが変わったとする。例えば、第１段階目の
圧着工程では、低速で可動プレス部材３２を作動させる
と共に、低圧かつ低温条件下で圧着し、次いでシール材
３の硬化温度乃至それより高い温度状態であり、かつ上
下の基板１，２間を仮固着している紫外線硬化樹脂５が
溶融する温度にまで加熱を行う第２段階目の圧着を行
い、さらに第３段階目の圧着として、シール材３の硬化
温度以上の温度条件で、このシール材３を十分硬化させ
るものとする。従って、第１段階目の圧着時間に要する
時間は２分間、第２段階目及び第３段階目の圧着時間は
１分間とする。

【００３３】この場合には圧着ステージ１０ａ及び１０
ｂを第１段階目の圧着工程のために割り当て、また圧着
ステージ１０ｃで第２段階目の圧着を、さらに第３段階
目の圧着は圧着ステージ１０ｄで行うようにする。

【００３４】而して、この場合の圧着プロセスとして
は、供給部１３から送り込まれる接合基板４が、まず第
１段階目の圧着を行う圧着ステージ１０ａ，１０ｂに１
分毎に交互に送り込まれる。また、基板移載ユニット１
７により圧着ステージ１０ａから取り出した接合基板４
は圧着ステージ１０ｃに送り込まれて第２段階目の圧着
工程が実行される。この圧着ステージ１０ｃでは１分で
圧着工程が終了するから、圧着ステージ１０ｃでは既に
圧着工程が終了している接合基板４を基板移載ユニット
１７に取り出した後に、圧着ステージ１０ａで第１段階
目の圧着工程が終了した接合基板４を送り込む。このよ
うにして圧着ステージ１０ｃから取り出した接合基板４
は圧着ステージ１０ｄに送り込まれるが、この圧着ステ
ージ１０ｄにおいてはやはり圧着工程が実行されてお
り、基板移載ユニット１７がこの圧着ステージ１０ｄに
移行した時に、圧着ステージ１０ｃから取り出した接合
基板４と交換する。さらに、基板移載ユニット１７は排
出部１４に移行して、圧着ステージ１０ｄから取り出し
た接合基板４が排出部１４における排出用ロボット１６
に移載され、その後に基板移載ユニット１７が供給部１
３に復帰する。

【００３５】そして、この基板移載ユニット１７が供給
部１３から出て、再びこの供給部１３に復帰するまでの
動作を１分以内に行わせるようにする。供給部１３に復
帰した基板移載ユニット１７から新たな接合基板４を受
け取った後には、第１段階目の圧着を行うステージにそ
れを送り込むが、前回の接合基板４の送り込み先が圧着
ステージ１０ａであったことから、次の基板移載ユニッ
ト１７による接合基板４の送り込み先は圧着ステージ１
０ｂとなる。そして、基板移載ユニット１７が、圧着ス
テージ１０ｃに移行し、次いで圧着ステージ１０ｄに移
行して、順次接合基板４の第２段階目、第３段階目の圧
着工程を実行した後に、基板移載ユニット１７を排出部
１４に移行させて、圧着が完了した接合基板４を排出す
る。

【００３６】これによって、第１段階目の圧着が２分で
行われ、また第２段階目，第３段階目の圧着はそれぞれ
１分で行われる。従って、制御手段４０における圧着プ
ロセス条件としては、各圧着ステージ１０ａ〜１０ｄへ
の加熱条件、加圧条件及び可動プレス部材３２の移動速
度に関する設定を変えると共に、基板移載ユニット１７
の駆動順序を設定し直すだけで容易に対処できる。しか
も、第１段階では３分間圧着工程を行い、次いで第２段
階目で１分間の圧着工程を行う場合と同様に、全ての圧
着ステージ１０ａ〜１０ｄに待機時間等が生じることが
なく、極めて高速で、効率的に接合基板４の圧着を行う
ことができる。

【００３７】次に、図６乃至図１０に本発明の他の実施
の形態について説明する。この実施の形態においては、
圧着ステージを５０ａ〜５０ｆからなる６ステージ構成
としたのもが示されており、これら６箇所の圧着ステー
ジ５０ａ〜５０ｆは片側に圧着ステージ５０ａ〜５０ｄ
が並列に設けられ、また反対側には圧着ステージ５０
ｅ，５０ｆが配置されている。圧着ステージ５０ａと対
面する側には接合基板４の供給部５１が、また圧着ステ
ージ５０ｄには排出部５２が対面するように設けられ、
圧着ステージ５０ｂ，５０ｃと圧着ステージ５０ｅ，５
０ｆとが対面する位置に配置されている。そして、供給
部５１及び排出部５２には、それぞれ供給用ロボット５
３，排出用ロボット５４が設けられている。また、圧着
ステージ５０ａ〜５０ｄからなる列と、供給部５１，圧
着ステージ５０ｅ，５０ｆ及び排出部５２で構成される
列との間には、リニアガイド５５が配置されている。ま
た、各圧着ステージ５０ａ〜５０ｆの搬入・搬出部５１
ａ〜５１ｆはいずれもリニアガイド５５側に向いてい
る。

【００３８】以上のように構成した圧着装置において、
接合基板４を移載するための基板移載手段６０として
は、図７乃至図１０に示した構成としたものを用いる。
この基板移載手段６０は、リニアガイド５５に沿って走
行するロボット本体６１に作動円板６２を装着したもの
から構成され、作動円板６２はロボット本体６１内に設
けた昇降駆動手段及び回動駆動手段（いずれも図示を省
略する）により回動及び上下方向に移動可能となってい
る。作動円板６２には上下一対の基板ハンドリング機構
６３Ｕ，６３Ｌが取り付けられている。基板ハンドリン
グ機構６３Ｕ，６３Ｌは、それぞれ基板１０を保持する
基板ホルダ６４Ｕ，６４Ｌと、これら基板ホルダ６４
Ｕ，６４Ｌを前後動させるための駆動手段６５Ｕ，６５
Ｌとから構成される。基板ホルダ６４Ｕ，６４Ｌ及びそ
の駆動手段６５Ｕ，６５Ｌは実質的に同じ構成となって
おり、その具体的な構成を図８（後退状態）及び図９
（前進状態）に示す。なお、以下の説明においては、基
板ホルダについては符号６４を用い、また駆動手段につ
いては符号６５を用いる。

【００３９】まず、基板ホルダ６４は、連結板６６に２
本のアーム６７，６７を平行に延在させたものからな
り、これら２本のアーム６７，６７にはそれぞれ２箇所
において接合基板４を吸着する吸着ヘッド６８が装着さ
れている。また、駆動手段６５は、左右にそれぞれ一対
の腕部を設けてなるものであり、第１の腕部６９Ｌ，６
９Ｒは、それぞれ作動円板６２に回動可能に支持されて
おり、第２の腕部７０Ｌ，７０Ｒは、その一端が第１の
腕部６９Ｌ，６９Ｒに相対回動可能に連結され、他端は
連結板６６に相対回動可能に連結されている。そして、
これら各腕部６９Ｌ，６９Ｒ，７０Ｌ，７０Ｒは全て同
じ長さとなっている。

【００４０】図１０に示したように、第１の腕部６９
Ｌ，６９Ｒにはそれぞれ第１の支軸７１Ｌ，７１Ｒが連
結されており、これら第１の駆動軸７１Ｌ，７１Ｒは作
動円板６２に回動可能に連結されている。また、第１の
腕部６９Ｌ，６９Ｒと第２の腕部７０Ｌ，７０Ｒとの間
は枢軸７２Ｌ，７２Ｒを介して相対回動可能に連結され
ており、これによって第１の腕部６９Ｌ，６９Ｒと第２
の腕部７０Ｌ，７０Ｒとは相対回動可能に連結されてい
る。さらに、第２の腕部７０Ｌ，７０Ｒは連結板６６に
対して第２の支軸７３Ｌ，７３Ｒにより相対回動可能に
連結されている。これら各軸７１Ｌ，７１Ｒ，７２Ｌ，
７２Ｒ及び７３Ｌ，７３Ｒには、それぞれプーリ７４が
取り付けられている。そして、これら各枢軸のうち、第
１，第２の支軸７１Ｌ，７１Ｒと７３Ｌ，７３Ｒとには
それぞれ１個のプーリ７４が装着されており、これら各
プーリ７４は支軸７１Ｌ，７１Ｒ，７３Ｌ，７３Ｒに対
して固定しても良く、また回転自在に連結することもで
きる。一方、枢軸７２Ｌ，７２Ｒに設けたプーリ７４は
回転自在に取り付けられており、第１の支軸７１Ｌ，７
１Ｒに取り付けたプーリ７４と枢軸７２Ｌ，７２Ｒのプ
ーリ７４との間、及び枢軸７２Ｌ，７２Ｒのプーリ７４
と第２の支軸７３Ｌ，７３Ｒに取り付けたプーリ７４と
の間には、それぞれベルト７５が巻回して設けられてい
る。従って、枢軸７２Ｌ，７２Ｒには２本のベルト７
５，７５が巻回されることになるので、枢軸７２Ｌ，７
２Ｒのプーリ７４は２段プーリで構成される。これら各
プーリ７４とベルト７５とは回動力の伝達を行うもので
あり、伝達手段としては、例えばギアとチェーン等を用
いることもできる。

【００４１】第１の支軸７１Ｌ，７１Ｒには伝達歯車７
６Ｌ，７６Ｒが取り付けられており、これら伝達歯車７
６Ｌ，７６Ｒは相互に噛合しており、これら伝達歯車７
６Ｌ，７６Ｒのうちの一方、例えば伝達歯車７６Ｌは図
示しない駆動モータにより駆動されるものであり、つま
り駆動モータの出力軸に設けた駆動歯車を伝達歯車７６
Ｌに噛合させるようにしたものであり、これにより伝達
歯車７６Ｌが回転駆動されるようになっている。従っ
て、駆動モータを作動させると、伝達歯車７６Ｌ，７６
Ｒ及びそれらを取り付けた第１の支軸７１Ｌ，７１Ｒが
相互に反対方向に回転する。また、第２の支軸７３Ｌ，
７３Ｒにもそれぞれ伝達歯車７７Ｌ，７７Ｒが取り付け
られ、かつ両伝達歯車７７Ｌ，７７Ｒはそれぞれプーリ
７４に固定されている。両伝達歯車７７Ｌ，７７Ｒは相
互に噛合しており、従って両伝達歯車７７Ｌ，７７Ｒは
相互に反対方向に回転可能となっている。プーリ７４及
びベルト７５は駆動モータの回転を４個の伝達歯車７６
Ｌ，７６Ｒ，７７Ｌ，７７Ｒ間に伝達するためである。

【００４２】伝達歯車７６Ｌを回転駆動すると、伝達歯
車７６Ｌ，７６Ｒ，７７Ｌ，７７Ｒが同時に、図１０に
示すそれぞれの矢印方向に回転する。この結果、第１の
支軸７１Ｌ，７１Ｒの回動により、これら第１の支軸７
１Ｌ，７１Ｒにそれぞれ連結した第１の腕部６９Ｌ，６
９Ｒは図中のＳ方向に変位し、また第２の支軸７３Ｌ，
７３Ｒも回動して、第２の腕部７０Ｌ，７０ＲがＴ方向
に変位する。これによって、図中に実線の位置にあった
基板ホルダ６４が前進、つまり右方に移動する。そし
て、この移動ストロークの途中で、図中に二点鎖線で示
したように、死点位置に達するが、第２の支軸７３Ｌ，
７３Ｒ間は伝達歯車７７Ｌ，７７Ｒの噛合により常に連
動回動することから、この死点位置を円滑に通過して、
図中に一点鎖線で示した位置にまで前進する。また、逆
に一点鎖線の位置から実線の位置まで後退させるのも同
様であり、これにより基板ホルダ６４は円滑に前後動で
きるようになる。

【００４３】ここで、第１の腕部６９Ｌ，６９Ｒと第２
の腕部７０Ｌ，７０Ｒとは上下に配置されているが、基
板ハンドリング機構６３Ｕ，６３Ｌを有することから、
両基板ハンドリング機構６３Ｕ，６３Ｌが相互に干渉し
ないようにする必要がある。このために、下部側の基板
ハンドリング機構６３Ｌを構成する第１の腕部６９Ｌ，
６９Ｒと第２の腕部７０Ｌ，７０Ｒとは、上部側の基板
ハンドリング機構６３Ｕにおける第１の腕部６９Ｌ，６
９Ｒと第２の腕部７０Ｌ，７０Ｒとの間に位置する。従
って、上部側の基板ハンドリング機構６３Ｕにおける枢
軸７２Ｌ，７２Ｒは、下部側の基板ハンドリング機構６
３Ｌのそれらより長尺のものとなる。また、基板ハンド
リング機構６３Ｕと基板ハンドリング機構６３Ｌとで
は、第１，第２の腕部の長さは基板ハンドリング機構６
３Ｕ側の方が長くなっている。従って、基板ホルダ６４
Ｕと基板ホルダ６４Ｌとを同じ位置にまで動かすには、
それぞれの駆動モータの回転数は異なることになる。

【００４４】以上のように構成することによって、上下
に設けた基板ハンドリング機構６３Ｕ，６３Ｌを作動さ
せて、２枚の接合基板４をそれぞれ真空吸着手段６８に
より吸着させて保持し、また脱着することによって、基
板移載手段６０と、圧着ステージ５０ａ〜５０ｆ及び供
給部５１，排出部５２との間で受け渡すことができる。
また、圧着ステージ５０ａ〜５０ｄからなる列と、供給
部５１，圧着ステージ５０ｅ，５０ｆ及び排出部５２で
構成される列との間で接合基板４を受け渡す際には、ロ
ボット本体６１を作動させて、作動円板６２を１８０°
旋回させることによって、接合基板４を異列間で受け渡
すことができる。

【００４５】このように構成することによっても、前述
した第１の実施の形態と同様に、圧着ステージ５０ａ〜
５０ｆ及び基板移載手段６０を制御手段５６に接続し
て、この制御手段５６で予め設定されている圧着プロセ
スの順序に従った動作を行わせることにより複数段階で
接合基板４の圧着を行うことができる。また、接合基板
４におけるシール材３の種類を変える等によって、プロ
セス設定を変える必要が生じた場合でも、何等の機構的
な改変を加えることなく、制御手段５６に設定されてい
る圧着プロセスに関する設定を変更するだけで、その接
合基板を最も効率的に、しかも最適な条件で圧着するこ
とができる。

【００４６】

【発明の効果】本発明は以上のように構成したので、複
数段階で行われる接合基板の圧着プロセスを自由に設定
できる等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】下基板と上基板とを貼り合わせる前の段階を示
す外観図である。

【図２】下基板と上基板とを貼り合わせた状態の断面図
である。

【図３】本発明の第１の実施の形態における圧着装置の
概略構成図である。

【図４】基板移載ユニットの断面図である。

【図５】圧着ステージの構成説明図である。

【図６】本発明の第２の実施の形態における圧着装置の
概略構成図である。

【図７】第２の実施の形態で使用する基板移載手段の全
体構成図である。

【図８】基板移載手段を構成する基板ハンドリング機構
の構成説明図である。

【図９】図８とは異なる作動状態を示す基板ハンドリン
グ機構の作動説明図である。

【図１０】基板ハンドリング機構の駆動部の構成説明図
である。

【符号の説明】 １ 下基板 ２ 上基板 ３ シール材 ４ 接合基板 ５ 紫外線硬化樹脂 １０ａ〜１０ｄ，５０ａ〜５０ｆ 圧着ステージ １１ａ〜１１ｄ，５１ａ〜５１ｆ 搬入・搬出部 １２，５５ リニアガイド １３，５１ 供給部 １４，５２ 排出部 １７ 基板移載ユニット ２１ 昇降テーブル ２２，２３ 移載用コンベア ２４ 昇降手段 ３０ 搬送ベルト ３１ 固定プレス部材 ３２ 可動プレス部材 ３４ テンションローラ ４０，５６ 制御手段 ６０ 基板移載手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 梅津 寛 東京都渋谷区東３丁目16番３号 日立電子 エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 弓場 賢治 東京都渋谷区東３丁目16番３号 日立電子 エンジニアリング株式会社内 Ｆターム(参考） 2H088 EA02 FA04 FA16 FA17 FA30 MA20 2H089 NA38 NA45 NA48 NA60 QA12

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上下２枚の基板からなる接合基板間に設
   けたシール材により所定のギャップが形成されるよう
   に、複数段階で加熱圧着するための装置において、 前記接合基板の搬入・搬出部を備え、前記接合基板を加
   熱圧着させるプレス手段を設けた少なくとも３箇所設け
   た圧着ステージと、 これらの圧着ステージの並び方向における両端に配置さ
   れ、接合基板の供給部及び排出部と、これら供給部と排
   出部との間を結び、かつ前記各圧着ステージの搬入・搬
   出部の延長線と直交する方向に設けた搬送経路と、 この搬送経路に沿って走行し、２枚の接合基板を保持可
   能で、前記各圧着ステージに接合基板を受け渡したり、
   受け取ったりするための基板移載手段と、 少なくともこの基板移載手段による各圧着ステージへの
   基板の移載タイミングと、各圧着ステージにおける接合
   基板の滞留時間と、これら各圧着ステージでの接合基板
   の圧着条件とからなる最適なプロセス条件を設定する制
   御手段とを備える構成としたことを特徴とする液晶基板
   の圧着装置。
2. 【請求項２】 前記搬送経路はリニアガイドからなり、
   前記基板移載手段は、このリニアガイドに沿って移動可
   能な基板移載ユニットに２枚の接合基板における移載部
   材を上下２段設け、この移載部材は昇降可能に装着する
   構成としたことを特徴とする請求項１記載の液晶基板の
   圧着装置。
3. 【請求項３】 上下２枚の基板からなる接合基板間に設
   けたシール材により所定のギャップが形成されるように
   複数段階で加熱圧着するために、接合基板を加熱下で上
   下から加圧する圧着ステージを３箇所以上並列に設け
   て、２枚の接合基板を保持する基板移載手段を搬送経路
   に沿って走行させるようになし、この基板移載手段は接
   合基板の供給部または各圧着ステージのうちの任意の圧
   着ステージから接合基板を受け取って、任意の圧着ステ
   ージまたは接合基板の排出部に受け取った接合基板を受
   け渡すようになし、かつ各圧着ステージには、それぞれ
   搬入された接合基板を、それぞれ任意の滞留時間及び圧
   着条件で加熱圧着することを特徴とする液晶基板の圧着
   方法。