JP2002154647A - 基板保持具、基板の保持方法および基板保持具を用いた液晶表示素子の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 従来の真空吸着による基板支持体は、基板と
の間に少しでも隙間が生じると吸着力がしだいに弱ま
り、基板が脱落する問題があった。また、基板と基板支
持体の間に例えばガラス屑などの異物が介在すると、異
物が起点となって基板に局部的な加重が加わり破損する
おそれがあった。 【解決手段】 本発明の基板保持具は、基板３を保持す
るための吸着板２と、吸着板に形成された複数の細孔４
と、細孔より大径であり樹脂等で仮封止される通気口５
と、液体８を貯蔵した空隙部７とを有し、複数の細孔及
び通気口が空隙部に連通している。また、本発明の基板
の保持方法は、吸着板の複数の細孔を覆うように基板を
載置し、空隙部に貯蔵した液体を加熱し、基板と吸着板
との間に細孔から液体膜１０を浸出させ、その液体膜の
表面張力により基板を吸着板に吸着保持する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、薄型で撓みや破損
が生じやすい基板を着脱可能に保持し、一体として取り
扱うことができる基板保持具、基板の保持方法および基
板保持具を用いた液晶表示素子の製造方法に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】近年においては、液晶表示素子の薄形化
に伴い、厚さ０．７ｍｍ以下のガラスまたはプラスチッ
ク等からなる薄型基板が採用され、実用化されようとし
ている。

【０００３】この薄型基板は撓みの問題や局部的な加重
により破損のおそれがあるため、薄型基板を用いた液晶
表示素子の製造方法として、薄型基板を基板支持体に一
体に固定して取り扱う方法が提案されている。このよう
な液晶表示素子の製造方法及び基板支持体は、例えば特
開平１１−１３３３９６号公報に開示されている。

【０００４】前記公報に開示された基板支持体を図４で
説明する。基板支持体２０には複数の吸着孔２４が形成
されており、これらの吸着孔は連通した排気経路２５に
より脱気口２６に通じている。そして、基板Ａを吸着保
持面２３に載置して、脱気口から排気することにより基
板を真空吸着する。さらに、脱気口を樹脂２７で封止し
て真空状態を保持することで固定される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記基
板支持体の構造では、基板と基板支持体の面と面が密接
していなければ真空状態を保持できない。したがって、
少しでも隙間が生じると吸着力がしだいに弱まり、基板
が離脱してしまう問題があった。また、密接状態を得る
ために強力な吸引力を要するので、基板と基板支持体の
間に例えばガラス屑などの異物が介在すると、異物が起
点となって基板に局部的な加重が加わりクラックもしく
は破損を生じさせるおそれがあった。

【０００６】本発明は、上記問題点を解決するためにな
されたものであり、薄型基板を破損させることなく着脱
可能に保持し信頼性に優れた基板保持具、基板の保持方
法および基板保持具を用いた液晶表示素子の製造方法を
提供するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１記載の
基板保持具は、基板を保持するための吸着板と、吸着板
に形成された複数の細孔と、細孔より大径であり樹脂等
で仮封止される通気口と、液体を貯蔵した空隙部とを有
し、複数の細孔及び通気口が空隙部に連通していること
を特徴としている。

【０００８】上記発明によれば、複数の細孔及び通気口
が空隙部に連通していることにより、通気口を通じて空
隙部に液体を供給することができ、また、通気口を仮封
止して空隙部の液体を加熱することにより、吸着板の細
孔を通じて基板との間に液体膜を浸出することができ
る。

【０００９】本発明の請求項２記載の基板の保持方法
は、基板を保持するための吸着板と、吸着板に形成され
た複数の細孔と、細孔より大径であり樹脂等で仮封止さ
れる通気口と、液体を貯蔵した空隙部とを有し、複数の
細孔及び通気口が空隙部に連通している基板保持具を用
いた基板の保持方法において、吸着板の複数の細孔を覆
うように基板を載置し、空隙部に貯蔵した液体を加熱
し、基板と吸着板との間に細孔から液体膜を浸出させ、
その液体膜の表面張力により基板を吸着板に吸着保持す
ることを特徴としている。

【００１０】上記発明によれば、基板と吸着板との隙間
に液体膜が形成され、基板が液体膜の表面張力によって
吸着されるため、真空吸着のようなリークが生じること
なく、基板の密接状態に拘わらず吸着保持することがで
きる。

【００１１】本発明の請求項３記載の基板の保持方法
は、請求項２記載の基板の保持方法において、前記空隙
部に充たした液体を加熱膨張により細孔から浸出させる
ことを特徴としている。

【００１２】上記発明によれば、加熱から液体膜が形成
されるまでのレスポンスを早め、基板を吸着保持する際
の作業性を向上できる。

【００１３】本発明の請求項４記載の基板の保持方法
は、請求項２記載の基板の保持方法において、前記空隙
部に残存した液体を加熱蒸発により細孔から浸出させる
ことを特徴としている。

【００１４】上記発明によれば、空隙部の液体が少量で
あっても液体膜を形成し基板を吸着保持することができ
る。

【００１５】本発明の請求項５記載の基板の保持方法
は、請求項２乃至４記載の基板の保持方法において、前
記通気口を開放して基板を吸着板から離脱することを特
徴としている。

【００１６】上記発明によれば、空隙部の気密が破られ
表面張力が弱まるので、基板を容易に離脱することがで
きる。

【００１７】本発明の請求項６記載の基板の保持方法
は、請求項２乃至５記載の基板の保持方法において、前
記液体がシリコンオイルであることを特徴としている。

【００１８】上記発明によれば、シリコンオイルは熱伝
導性が良く、大きな表面張力を有しているので、より確
実に基板を吸着保持することができる。

【００１９】本発明の請求項７記載の基板保持具を用い
た液晶表示素子の製造方法は、基板を保持するための吸
着板と、吸着板に形成された複数の細孔と、細孔より大
径であり樹脂等で仮封止される通気口と、液体を貯蔵し
た空隙部とを有し、複数の細孔及び通気口が空隙部に連
通している基板保持具を用いた液晶表示素子の製造方法
において、基板保持具に基板を吸着保持した状態で液晶
表示素子を製造することを特徴としている。

【００２０】上記発明によれば、薄型基板を用いて液晶
表示素子を製造する場合でも、基板保持具に基板を吸着
保持した状態で、各製造工程に搬送、処理されるので、
作業性の問題や基板の損傷を軽減することができる。

【００２１】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について以下
に説明する。

【００２２】図１は本発明の基板保持具の構造及び基板
が保持される原理を説明するための横断面図である。

【００２３】基板保持具の構造は、図１に示すように基
板１０より僅かに大きい形状を成す吸着板２及び底板１
からなり、吸着板２と底板１により空隙部７が設けられ
内部には液体８が蓄えられている。吸着板２には複数の
細孔４が形成され空隙部７に連通している。また、細孔
とは別に空隙部には連通する通気口５が設けられてい
る。この通気口５は細孔より大きな径を成しており、通
常は樹脂等により仮封止されているが、液体を供給した
り空隙部の気密を破るために開放される。また、図１で
は吸着板に通気口を設けているが、底板や、吸着板と底
板の間に設けても良い。さらに、空隙部には吸着板の平
面性を維持するための支柱を内蔵しているが、図解し易
くするため図１では支柱の図示を省略している。

【００２４】次に、本発明の基板保持具によって基板を
吸着保持する原理を説明する。最初に、複数の細孔を蔽
うように基板３を吸着板に載置する。続いて、空隙７に
蓄えた液体８を加熱蒸発させて蒸気分子９を空隙７に生
じさせる。蒸気分子９は底板の側壁や吸着板の内面に吸
着するが、一部は吸着板の細孔４を通って基板３に到達
し、さらに基板と吸着板との隙間に入り込む。細孔４を
通過したこれらの蒸気分子は基板と接することにより冷
却されて再び液体となり、基板と吸着板との隙間には液
体膜１０が形成される。そして、この液体膜１０の表面
張力によって基板は吸着板に吸着保持される。一方、通
気口を開放して空隙部の気密を破ることで表面張力が弱
まるので、基板を吸着板から離脱することができる。

【００２５】液体膜１０は上記以外に、空隙７全体を液
体で充たして加熱すれば、熱膨張により液体が細孔から
溢れ出すため、速やかに液体膜を形成し基板を吸着させ
ることができる。そして、繰り返し使用により液体が減
少したときには、加熱蒸発により液体膜を形成すれば効
率的である。

【００２６】次に、液体膜１０の表面張力が薄型基板の
吸着保持に優れていることを説明する。図２は図１にお
いて、基板と基板保持具との間に液体膜が形成された状
態を示す要部拡大図である。

【００２７】図２（ａ）は吸着板２と基板３との間に異
物１１を介在して吸着した状態を示している。基板と吸
着板の隙間ｈは、異物１１が介在する箇所では広くなる
が、細孔から浸出してくる液体または蒸発分子によって
隙間ｈに倣うように液体膜が形成される。このように、
基板と吸着板が密接していなくても液体膜の表面張力が
結合子となって、基板を吸着保持することができる。ま
た、液体膜の表面張力を利用することにより、基板と吸
着板を密接させるほどの吸着力を加えていないので、異
物などが介在しても局所的な加重は生ぜず基板が破損す
るおそれはない。

【００２８】図２（ｂ）は基板の一部を離脱するような
加重が外部から加わった状態を示している。表面張力に
よって基板を吸着板に保持した状態は、通気口が樹脂で
仮封止されており、さらに個々の細孔４が液体膜によっ
て塞がれることにより、通気口および細孔に連通した空
隙７は気密状態になっている。このため、基板への加重
によって一部の細孔で液体膜が引っ張られると（上向き
矢印）、空隙７が気密状態であるため他の細孔では液体
膜が吸引される（下向き矢印）ように作用する。したが
って、個々の細孔に形成された液体膜が連結して互いの
吸着力を補うように作用するため、外部からの加重に対
しても安定して密着状態を維持することができる。これ
は、熱膨張によって液体膜を形成する場合は、空隙が液
体で充たされているので、外部からの加重に対してより
強固なものとなる。

【００２９】なお、図１や図２において、液体膜１０に
働く表面張力を解り易く説明するために、液体膜１０を
細孔毎に分離した状態で示しているが、通常は基板３と
吸着板２との間に連なって形成されることが多い。ま
た、そのような場合でも本発明の作用効果は何ら変わる
ものではない。

【００３０】本発明の基板保持具の製造方法を説明す
る。図３（ａ）に示すように、底板１は厚さが４ｍｍ、
サイズが３１０ｍｍ×４２０ｍｍのセラミックスの板か
らなり、ＹＡＧレーザ加工機により深さが２．５ｍｍの
溝加工を行って空隙部７と支柱１１を形成している。ま
た、吸着板２は厚さが１ｍｍ、サイズが３１０ｍｍ×４
２０ｍｍのセラミックスの板からなり、基板が載置され
る領域にＹＡＧレーザ加工機により直径０．１ｍｍの細
孔４を２〜５ｍｍの間隔で形成し、さらに細孔より大き
な径の通気口５を形成している。そして、底板１と吸着
板２は耐熱性接着剤１２によって強固に張り合せてい
る。図３（ｂ）は貼り合せた後の基板保持具の上面図で
ある。このように、細孔４は空隙部７の上に配置されて
いる。最後に、このように作成した基板保持具の空隙部
７に、通気口５から熱伝導性が良い表面張力の大きい液
体、例えばシリコンオイルを供給したあと、通気口５を
硬化性樹脂で仮封止して完成する。

【００３１】本発明の基板保持具への基板の保持方法を
説明する。例えば、厚さが０．３ｍｍ、サイズが３００
ｍｍ×４００ｍｍの薄型ガラス基板を、吸着板の細孔を
全て蔽うように基板保持具に載置する。続いてオーブン
プレートなどの加熱手段を用いて基板保持具を加熱し、
基板と吸着板との間に液体膜を形成する。このとき、ガ
ラス基板など透光性の場合は、目視により基板上から液
体膜を確認できる。そして、液体膜を形成後、加熱を停
止して基板保持具を冷却する。この液体膜の表面張力に
より基板と吸着板は強固に吸着保持され、液体膜が残存
する限り保持状態は維持される。一方、基板を離脱する
ときは、通気口を仮封止した樹脂を取り除き基板保持具
の気密を破ることにより、容易に行うことができる。

【００３２】このようにして、薄型基板を基板保持具に
保持した状態で、基板の洗浄工程、配向膜形成工程、配
向処理工程、スペーサ散布工程、シール形成工程、貼り
合せ工程からなる液晶表示素子の製造工程を行うことに
より、作業性が改善され、薄型基板の損傷が防止される
ので、薄型の液晶表示素子を製造することができる。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の基板保持
具は、基板を保持するための吸着板と、吸着板に形成さ
れた複数の細孔と、細孔より大径であり樹脂等で仮封止
される通気口と、液体を貯蔵した空隙部とを有し、複数
の細孔及び通気口が空隙部に連通していることにより、
通気口を通じて空隙部に液体を供給できるとともに、細
孔から浸出した液体膜によって基板を吸着板に吸着保持
するという効果を奏する。

【００３４】また、本発明の基板の保持方法は、吸着板
の複数の細孔を覆うように基板を載置し、空隙部に貯蔵
した液体を加熱し、基板と吸着板との間に細孔から液体
膜を浸出させ、その液体膜の表面張力により基板を吸着
板に吸着保持することにより、基板と吸着板との密接度
に拘わらず安定に吸着保持できるという効果を奏する。

【００３５】また、本発明の基板の保持方法は、空隙部
に充たした液体を加熱膨張により細孔から浸出させるこ
とにより、短時間に基板を吸着保持できるという効果を
奏する。

【００３６】また、本発明のの基板の保持方法は、空隙
部に残存した液体を加熱蒸発により細孔から浸出させる
ことにより、空隙部の液体量に拘わらず基板を吸着保持
できるという効果を奏する。

【００３７】また、本発明の基板の保持方法は、通気口
を開放して基板を吸着板から離脱することにより、吸着
板へ強固に保持された基板を容易に離脱できるという効
果を奏する。

【００３８】また、本発明の基板の保持方法は、液体が
シリコンオイルであることにより、基板を保持する際の
信頼性を高めるという効果を奏する。

【００３９】また、本発明の基板保持具を用いた液晶表
示素子の製造方法は、基板を保持するための吸着板と、
吸着板に形成された複数の細孔と、細孔より大径であり
樹脂等で仮封止される通気口と、液体を貯蔵した空隙部
とを有し、複数の細孔及び通気口が空隙部に連通してい
る基板保持具を用いた液晶表示素子の製造方法におい
て、基板保持具に基板を吸着保持した状態で液晶表示素
子を製造することにより、基板が薄型化された場合でも
作業性が改善されるとともに基板の損傷が減少するの
で、高性能の液晶表示素子を製造できるという効果を奏
する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の基板保持具の構造及び基板が保持され
る原理を説明するための横断面図である。

【図２】図１において基板と基板保持具との間に液体膜
が形成された状態を示す要部拡大図である。

【図３】本発明の基板保持具の製造方法を説明するため
の横断面図及び上面図である。

【図４】従来の基板支持体を説明するための横断面図で
ある。

【符号の説明】

１ 底板 ２ 吸着板 ３ 基板 ４ 細孔 ５ 通気口 ６ 硬化樹脂 ７ 空隙 ８ 液体 ９ 蒸発分子 １０ 液体膜 １１ 支柱 １２ 耐熱性接着剤

フロントページの続き (72)発明者 今江 一義 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 Ｆターム(参考） 2H088 FA01 FA30 MA20 2H089 JA11 QA16 TA01

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板を保持するための吸着板と、吸着板
   に形成された複数の細孔と、細孔より大径であり樹脂等
   で仮封止される通気口と、液体を貯蔵した空隙部とを有
   し、複数の細孔及び通気口が空隙部に連通していること
   を特徴とする基板保持具。
2. 【請求項２】 基板を保持するための吸着板と、吸着板
   に形成された複数の細孔と、細孔より大径であり樹脂等
   で仮封止される通気口と、液体を貯蔵した空隙部とを有
   し、複数の細孔及び通気口が空隙部に連通している基板
   保持具を用いた基板の保持方法において、 吸着板の複数の細孔を覆うように基板を載置し、空隙部
   に貯蔵した液体を加熱し、基板と吸着板との間に細孔か
   ら液体膜を浸出させ、その液体膜の表面張力により基板
   を吸着板に吸着保持することを特徴とする基板の保持方
   法。
3. 【請求項３】 前記空隙部に充たした液体を加熱膨張に
   より細孔から浸出させることを特徴とする請求項２記載
   の基板の保持方法。
4. 【請求項４】 前記空隙部に残存した液体を加熱蒸発に
   より細孔から浸出させることを特徴とする請求項２記載
   の基板の保持方法。
5. 【請求項５】 前記通気口を開放して基板を吸着板から
   離脱することを特徴とする請求項２乃至４記載の基板の
   保持方法。
6. 【請求項６】 前記液体がシリコンオイルであることを
   特徴する請求項２乃至５記載の基板の保持方法。
7. 【請求項７】 基板を保持するための吸着板と、吸着板
   に形成された複数の細孔と、細孔より大径であり樹脂等
   で仮封止される通気口と、液体を貯蔵した空隙部とを有
   し、複数の細孔及び通気口が空隙部に連通している基板
   保持具を用いた液晶表示素子の製造方法において、 基板保持具に基板を吸着保持した状態で液晶表示素子を
   製造することを特徴とする基板保持具を用いた液晶表示
   素子の製造方法。