JP2001209057A - 液晶パネル製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 大気圧により剛体で両基板を片当たりせずに
所定ギャップまで確実に押し潰す。 【解決手段】 閉空間Ｄ内の減圧に伴って、大気圧によ
り加圧板１，２の平坦面１ａ，２ａが接近移動して緩衝
材３の先端面３ａを基板Ａ，Ｂに圧接させ、その結果、
該緩衝材３が圧縮変形して平坦面１ａ，２ａの間の厚み
むらを平均化し、それ以降の減圧により、緩衝材３を介
して加圧板１，２の平坦面１ａ，２ａは余計な力がかか
らずに基板Ａ，Ｂを平行のまま均等に押す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶ディスプレイ
（ＬＣＤ）に使用する液晶パネルの製造装置に関する。
詳しくは、平行に対向する加圧板の加圧面間に、精度良
く貼り合わされた２枚の基板をセットし、この基板を囲
むように配置された環状シール材に対し、上記加圧面の
周縁部を夫々接触させて閉空間が形成され、この閉空間
の内部を減圧して大気圧により両基板を加圧させ所定の
ギャップまで潰しながら、両基板間の接着剤を硬化させ
る液晶パネル製造装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の液晶パネル製造装置とし
て、例えば特許第２９３４４３８号公報に開示される如
く、一方の加圧板が昇降自在に支持されて基板と当接す
る加圧面が可撓性フィルムであり、この加圧板の下降に
より可撓性フィルムを環状シール材に接触させて、他方
の加圧板である固定定盤との間に閉空間が形成され、こ
の閉空間の内部を減圧することにより、大気圧で可撓性
フィルムが基板に沿うように変形密着して両基板を加圧
し、この状態で両基板を加熱して両基板間の熱硬化性接
着剤を硬化させる真空プレス方式のものがある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし乍ら、このよう
な従来の液晶パネル製造装置では、可撓性フィルムを介
して大気圧により基板を加圧するため、接着剤の材料や
可撓性フィルムの硬度等によっては、接着剤のみを十分
に押し切れずに両基板が所定のギャップまで潰れない状
態が起きる恐れがあるという問題がある。また、この真
空プレス方式以外の液晶パネル製造装置として、剛体か
らなる加圧板を、機械的なプレス機構で接近移動させる
ことにより、これらの間に配置された２枚の基板を加圧
して所定のギャップまで潰す従来周知の剛体プレス方式
のものがある。しかし、この剛体プレス方式のものは、
両基板の片当たりを避けるため、加圧板を完全な平行状
態で接近移動させるには、非常に難しい調整が必要とな
り、特に基板が大型化すればするほど難しくなって、量
産機では事実上不可能となるという問題がある。

【０００４】本発明のうち請求項１記載の発明は、大気
圧により剛体で両基板を片当たりせずに所定ギャップま
で確実に押し潰すことを目的としたものである。請求項
２記載の発明は、請求項１に記載の発明の目的に加え
て、上蓋の支持構造を簡素化できると共に大気圧だけで
なく上蓋の重力も加わって両基板を所定ギャップまでス
ムーズに潰すことを目的としたものである。

【０００５】

【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、本発明のうち請求項１記載の発明は、前記加圧
板を剛体で構成して、その一方を移動不能に固定配置す
ると共にこれに対して他方を接離する方向へ往復動自在
に支持し、これら加圧面のどちらか一方には、基板と対
向する緩衝材を固着し、閉空間内の減圧に伴って上記緩
衝材の先端面を、基板に面接触して圧縮変形させること
を特徴とするものである。請求項２記載の発明は、請求
項１記載の発明の構成に、前記加圧板の一方が昇降自在
に支持した上蓋であり、他方の加圧板が移動不能に固定
配備した定盤であり、上蓋の加圧面に緩衝材を固着した
構成を加えたことを特徴とする。

【０００６】

【作用】請求項１の発明は、閉空間内の減圧に伴って、
大気圧により加圧板の平坦面が接近移動して緩衝材の先
端面を基板に圧接させ、その結果、該緩衝材が圧縮変形
して平坦面の間の厚みむらを平均化し、それ以降の減圧
により、緩衝材を介して加圧板の平坦面は余計な力がか
からずに基板を平行のまま均等に押すものである。請求
項２の発明は、請求項１記載の構成に対して、前記加圧
板の一方が昇降自在に支持した上蓋であり、他方の加圧
板が移動不能に固定配備した定盤であり、上蓋の加圧面
に緩衝材を固着した構成を追加したので、閉空間内の減
圧に伴って、大気圧と上蓋の重力により該上蓋が下降し
て緩衝材の先端面を基板に圧接させ、その結果、この緩
衝材が圧縮変形して、上蓋の加圧面と基板との間の厚み
むらを平均化し、それ以降の減圧により、剛体からなる
上蓋の加圧面は左右上下の余計な力がかからずに基板を
定盤の加圧面に習って均等に押す。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面に基
づいて説明する。この実施例は、図１〜図２に示す如
く、加圧板の一方が昇降自在に支持した上蓋１であると
共に、他方の加圧板が移動不能に固定配備した定盤２で
あり、大気中で精度良く貼り合わされた２枚のガラス製
基板Ａ，Ｂを定盤２上にセットし、上蓋１を下降して環
状シール材Ｃに接触させることにより、上蓋１と定盤２
との間に環状シール材Ｃで囲まれた閉空間Ｄが形成さ
れ、更に基板Ａ，Ｂ間の熱硬化性樹脂からなる接着剤Ｅ
を加熱して硬化させる場合を示すものである。

【０００８】上蓋１は、例えばカーボンなどの剛体で構
成し、図示しない例えば駆動シリンダーなどの昇降機構
により往復動自在に支持されるが、少なくとも該上蓋１
を下降させて環状シール材Ｃに接触した以降は、上記昇
降機構との連係を解放して自由に昇降可能となるように
支持している。

【０００９】また、この上蓋１の加圧面１ａには、基板
Ａ，Ｂと当接する緩衝材３が固着される。この緩衝材３
は、両基板Ａ，Ｂ間の熱硬化性接着剤Ｅを硬化させるた
め耐熱性（１００℃以上）に優れた例えばシリコン発泡
ゴムやそれより耐久性に優れた材料などで構成される。
その厚さ寸法は、前記上蓋１の加圧面１ａが環状シール
材Ｃに接触した時点では、図１（ａ）に示す如くその先
端面３ａが基板Ａ，Ｂの上端面と間隙を介して不接触で
あると共に、上記環状シール材Ｃに囲まれた閉空間Ｄ内
の減圧により、上蓋１が大気圧で押し下げられた時に
は、図１（ｂ）に示す如く先端面３ａを基板Ａ，Ｂの上
端面に接触させて圧縮変形するように設定する。

【００１０】更に、この上蓋１の加圧面１ａと緩衝材３
との間には、加熱・冷却手段４を配設し、この加熱・冷
却手段４の熱を逃がさないように、該上蓋１自体を断熱
性に優れた材料で形成するか、或いは図示せぬが、これ
ら上蓋１の加圧面１ａと加熱・冷却手段４との間に断熱
材を介在させる。加熱・冷却手段４としては、本実施例
の場合、通電により発熱する面状ヒーターと、冷却水が
通る複数の冷却パイプが内蔵された金属板とを薄板状に
積層して構成している。

【００１１】本実施例では、上蓋１の加圧面１ａの環状
シール材Ｃと対向する周縁部には、環状シール材Ｃより
柔らかい緩衝材３′を配設し、閉空間Ｄ内の減圧により
上蓋１が大気圧で押し下げられた際には、環状シール材
Ｃより先に周縁緩衝材３′が圧縮変形して上記緩衝材３
の先端面３ａを基板Ａ，Ｂの上端面に接触させて圧縮変
形するように設定している。

【００１２】前記基板Ａ，Ｂは、例えば所望のパターン
が形成されたカラーフィルターとＴＦＴ基板からなり、
その一方の基板に熱硬化性樹脂製の接着剤Ｅを使用し、
接着剤Ｅを、その一部が液晶注入孔Ｅ１として開口する
枠状に塗布し、他方の基板には多数のスペーサＦを散布
した後、大気中で精度良く位置合わせして貼り合わされ
る。図１〜図２に示したものは、接着剤Ｅによる枠が一
つしか存在しないが、これに限定されず、基板Ａ，Ｂが
大型であれば、その間に接着剤Ｅの枠を複数配置させる
こともできる。

【００１３】一方、前記定盤２は、剛性が高くて基板
Ａ，Ｂと同程度の熱膨張率を有する耐熱性材料、例えば
カーボンなどで一体的に形成され、その内部に埋設した
加熱手段５で加熱したり、冷却手段６で冷却しても簡単
に変形しない厚さ寸法に形成する。

【００１４】これら加熱手段５と冷却手段６は、平面的
に密な状態でしかも互いに接近させて埋設する。本実施
例の場合には、図１及び図２に示す如く定盤２の上下中
間位置に、直線状の加熱手段５及び冷却手段６を水平方
向へ所定ピッチ、例えば50〜60mmで交互に接近させて夫
々複数本ずつ配置し、加熱手段５としては通電により発
熱する線状ヒーターを使用し、冷却手段６としては冷却
水が通る冷却パイプを使用している。

【００１５】また、定盤２の中央部分に比べて外周部分
の方は、放熱されて冷え易いため、中央部分の加熱温度
より外周部分の加熱温度が高くなるように上記加熱手段
５を温度設定して、定盤２の加圧面２ａ全体が均一温度
となるように制御することも可能である。

【００１６】更に、上記定盤２の加圧面２ａには、前記
上蓋１の加圧面１ａと対向して例えばＯリングなどの環
状シール材Ｃが取り付けられ、この環状シール材Ｃの内
側には、図示しない枠などの位置決め手段を介して前記
基板Ａ，Ｂが定位置にセットされる。これら環状シール
材Ｃと基板Ａ，Ｂとの空間に連通するように吸引通路２
ｂを定盤２に開設し、この吸引通路２ｂによって環状シ
ール材Ｃの内側から吸引排気するように構成している。

【００１７】次に、斯かる液晶パネル製造装置の作動に
ついて説明する。先ず、初期状態で定盤２は、接着剤Ｅ
に影響を与えない温度、例えば６０℃以下に保ってお
き、上蓋１を上昇させて、基板Ａ，Ｂを定盤２上にセッ
トする。このセットが終了した後は、図１（ａ）に示す
如く上蓋１を重力又はシリンダー駆動により下降させて
環状シール材Ｃに接触し、それにより、上蓋１と定盤２
との間に環状シール材Ｃで囲まれた閉空間Ｄが形成され
る。

【００１８】その後、定盤２の吸引通路２ｂから吸引排
気を開始して、上記閉空間Ｄ内を減圧させる。それによ
り、図１（ｂ）に示す如く上蓋１が大気圧で徐々に押し
下げられ、緩衝材３の先端面３ａが基板Ａ，Ｂに圧接し
て圧縮変形する。その結果、上蓋１の加圧面１ａの平面
度と関係なく、上蓋１の加圧面１ａと基板Ａ，Ｂの上端
面との間の厚みむらが平均化される。従って、基板Ａ，
Ｂを完全な平行状態に保ちながら所定のギャップまで確
実に押圧できる。

【００１９】また、閉空間Ｄの減圧に伴って両基板Ａ，
Ｂの間に残った空気、詳しくは、接着剤Ｅにより囲まれ
た液晶封入用空間Ｅ２内に残った空気が、該接着剤Ｅの
一部に開口した液晶注入孔Ｅ１から抜き出される。従っ
て、液晶封入用空間Ｅ２内に残った空気が基板Ａ，Ｂの
加圧に対する反力とならず、所定ギャップまでスムーズ
に潰せる。

【００２０】そして、これら基板Ａ，Ｂが所定ギャップ
近くまで潰れた時点で、上蓋１の加熱・冷却手段４と定
盤２の加熱手段５とに通電し、均一に基板Ａ，Ｂの温度
を上げ、接着剤Ｅを軟化させて所定のギャップを出し、
硬化するまで温度コントロールを行う。

【００２１】この際、定盤２を剛性が高くて基板Ａ，Ｂ
と同程度の熱膨張率を有する耐熱性材料で一体的に形成
したから、熱による変形が発生せずに形状保持されると
共に、その内部に加熱手段５を平面的に密な状態でしか
も互いに接近させて埋設したから、定盤２の加圧面２ａ
全体が均一に急速加熱される。従って、定盤２から素早
く基板Ａ，Ｂの全体へ均一に熱伝導できる。

【００２２】上記接着剤Ｅの硬化が終了した後は、定盤
２の吸引通路２ｂからの吸引排気を停止させ、上蓋１の
加熱・冷却手段４と定盤２の冷却手段６の冷却パイプに
夫々通水して水冷し、その後、上蓋１を上昇して基板
Ａ，Ｂを取り出し、それ以降は上述した作業を繰り返
す。

【００２３】一方、図３と図４に示すものは、夫々が本
発明の他の実施例である。図３のものは、前記環状シー
ル材Ｃと対向する上蓋１の加圧面１ａの周縁部に配設し
た環状シール材Ｃより柔らかい緩衝材３′に代えて、環
状シール材Ｃより硬い突起部１′を加圧面１ａの周縁部
に連設し、上蓋１の加圧面１ａが環状シール材Ｃに接触
した時点では、（ａ）に示す如く緩衝材３の先端面３ａ
が基板Ａ，Ｂの上端面と間隙を介して不接触であるが、
上記環状シール材Ｃに囲まれた閉空間Ｄ内の減圧によ
り、上蓋１が大気圧で押し下げられた時には、（ｂ）に
示す如く環状シール材Ｃが潰れる範囲内で、上記緩衝材
３の先端面３ａを基板Ａ，Ｂの上端面に接触して圧縮変
形させた構成が、前記図１〜図２に示した実施例とは異
なり、それ以外の構成は図１〜図２に示した実施例と同
じものである。

【００２４】従って、図３に示すものは、前記図１〜図
２に示した実施例よりも加圧面１ａの周縁部に突起部
１′を一体的に形成すれば、緩衝材３′を後から固着す
る必要がないので、その分だけ上蓋１の製造が容易にな
るという利点がある。

【００２５】図４のものは、前記定盤２の構造が特許第
２９３４４３８号公報に記載されるような上層部材２ｃ
と下層部材２ｄに２分割され、その上層部材２ｃには冷
却手段６を埋設し、下層部材２ｄには加熱手段５を装備
して、基板Ａ，Ｂの加圧状態で、下層部材２ｄの加熱手
段５を作動させることにより、下層部材２ｄからの熱伝
導で上層部材２ｃを介して基板Ａ，Ｂが加熱され、加熱
成形後の冷却時は上層部材２ｃから下層部材２ｄを切り
離すことにより、上層部材２ｃが急速冷却される構成
が、前記図１〜図２に示した実施例とは異なり、それ以
外の構成は図１〜図２に示した実施例と同じものであ
る。

【００２６】従って、図４に示すものも、前記図１〜図
２に示した実施例と同様に、大気圧により剛体で両基板
Ａ，Ｂを片当たりせずに所定ギャップまで確実に押し潰
せることに変わりない。

【００２７】尚、前示実施例では、加圧板の一方が昇降
自在に支持した上蓋１であると共に、他方の加圧板が移
動不能に固定配備した定盤２であり、大気中で精度良く
貼り合わされた２枚のガラス製基板Ａ，Ｂを定盤２上に
セットし、上蓋１を下降して環状シール材Ｃに接触させ
ることにより、上蓋１と定盤２との間に環状シール材Ｃ
で囲まれた閉空間Ｄが形成される場合を示した。しか
し、これに限定されず、これとは逆に上方の加圧板が固
定定盤であると共に下方の加圧板が昇降自在に支持した
可動定盤であり、この可動定盤を上昇して環状シール材
Ｃで囲まれた閉空間Ｄが形成され、この閉空間Ｅ内の減
圧により、大気圧で可動定盤Ｃが押し上げられ、可動定
盤の加圧面に固着された緩衝材を介して基板Ａ，Ｂが加
圧されるようにしても良い。この場合には、上記固定定
盤に吸引排気用の吸引通路を開設することが好ましい。

【００２８】また前示実施例では、基板Ａ，Ｂ間の熱硬
化性接着剤Ｅを加熱して硬化させたが、これに限定され
ず、それ以外に例えば紫外線硬化型などの他の接着剤を
使用しても良い。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のうち請求
項１記載の発明は、閉空間内の減圧に伴って、大気圧に
より加圧板の平坦面が接近移動して緩衝材の先端面を基
板に圧接させ、その結果、該緩衝材が圧縮変形して平坦
面の間の厚みむらを平均化し、それ以降の減圧により、
緩衝材を介して加圧板の平坦面は余計な力がかからずに
基板を平行のまま均等に押すので、大気圧により剛体で
両基板を片当たりせずに所定ギャップまで確実に押し潰
せる。従って、可撓性フィルムを介して大気圧により基
板を加圧する従来のものに比べ、接着剤の材料に関係な
く接着剤のみを十分に押し切れて両基板が所定のギャッ
プまで潰れる。更に、両基板の片当たりを避けるために
加圧板を完全な平行状態で接近移動させるには非常に難
しい調整が必要となる剛体プレス方式のものに比べ、特
に基板が大型化しても平行度の調整なしで対応でき、量
産機でも有効である。また、閉空間の減圧に伴って両基
板の間に残った空気、詳しくは、接着剤により囲まれた
液晶封入用空間内に残った空気を、該接着剤の一部に開
口された液晶注入孔から抜き出せて、液晶封入用空間内
に残った空気が基板の加圧に対する反力とならず、所定
ギャップまでスムーズに潰せる。

【００３０】請求項２の発明は、請求項１の発明の効果
に加えて、閉空間内の減圧に伴って、大気圧と上蓋の重
力により該上蓋が下降して緩衝材の先端面を基板に圧接
させ、その結果、この緩衝材が圧縮変形して、上蓋の加
圧面と基板との間の厚みむらを平均化し、それ以降の減
圧により、剛体からなる上蓋の加圧面は左右上下の余計
な力がかからずに基板を定盤の加圧面に習って均等に押
すので、上蓋の支持構造を簡素化できると共に大気圧だ
けでなく上蓋の重力も加わって両基板を所定ギャップま
でスムーズに潰せる。従って、装置全体が大型化せず、
製造コストを低減できる。また、緩衝材が固着される上
蓋の加圧面は基板と接触しないので、精密な平坦度が必
要とならず、上蓋の製造コストを低減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例を示す液晶パネル製造装置
の縦断正面図であり、（ａ）は減圧前の状態を示し、
（ｂ）は減圧による基板の加圧時を示している。

【図２】 図１（ａ）の（２）−（２）線に沿える同横
断平面図である。

【図３】 本発明の他の実施例を示す液晶パネル製造装
置の縦断正面図であり、（ａ）は減圧前の状態を示し、
（ｂ）は減圧による基板の加圧時を示している。

【図４】 本発明の他の実施例を示す液晶パネル製造装
置の縦断正面図であり、減圧前の状態を示している。

【符号の説明】

Ａ，Ｂ 基板 Ｃ 環状シール材 Ｄ 閉空間 Ｅ 接着剤 １ 加圧板（上蓋） ２ 加圧板（定
盤） １ａ，２ａ 加圧面 ３ 緩衝材 ３ａ 先端面

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 平行に対向する加圧板（１，２）の加圧
   面（１ａ，２ａ）間に、精度良く貼り合わされた２枚の
   基板（Ａ，Ｂ）をセットし、この基板（Ａ，Ｂ）を囲む
   ように配置された環状シール材（Ｃ）に対し、上記加圧
   面（１ａ，２ａ）の周縁部を夫々接触させて閉空間
   （Ｄ）が形成され、この閉空間（Ｄ）の内部を減圧して
   大気圧により両基板（Ａ，Ｂ）を加圧させ所定のギャッ
   プまで潰しながら、両基板（Ａ，Ｂ）間の接着剤（Ｅ）
   を硬化させる液晶パネル製造装置において、前記加圧板
   （１，２）を剛体で構成して、その一方を移動不能に固
   定配置すると共にこれに対して他方を接離する方向へ往
   復動自在に支持し、これら加圧面（１ａ，２ａ）のどち
   らか一方には、基板（Ａ，Ｂ）と対向する緩衝材（３）
   を固着し、閉空間（Ｄ）内の減圧に伴って上記緩衝材
   （３）の先端面（３ａ）を、基板（Ａ，Ｂ）に面接触し
   て圧縮変形させることを特徴とする液晶パネル製造装
   置。
2. 【請求項２】 前記加圧板の一方が昇降自在に支持した
   上蓋（１）であり、他方の加圧板が移動不能に固定配備
   した定盤（２）であり、上蓋（１）の加圧面（１ａ）に
   緩衝材（３）を固着した請求項１記載の液晶パネル製造
   装置。