JP2003149659A - 基板貼り合せ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 使用する接着剤を限定することなく、貼り合
せ時に基板に印加する加重を軽微なものとするととも
に、基板の厚みのバラツキを吸収でき、しかも良好なシ
ール性を得られる基板貼り合わせ装置を提供する。 【解決手段】 液晶表示素子を構成する一対の基板１，
２を、互いに対向する内側表面の外周部に開口部１９を
有して塗布した接着剤３を介して配置して貼り合せる際
に、前記一対の基板を保持する一対のシーラー７Ａ，７
Ｂと、前記一対の基板の内側に形成される間隙部１８を
前記開口部を通して減圧する減圧手段１０とを備え、前
記間隙部を前記減圧手段によって減圧して、所定間隔に
圧着保持し、前記接着剤を硬化させて前記一対の基板を
貼り合せる基板貼り合せ装置において、前記一対の基板
の外側表面で、且前記接着剤の外側に前記シーラーの密
着部１７Ｂ，１７Ａを配置すると共に、前記シーラーを
可撓性材料より構成した。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示素子を構
成する一対の基板を貼り合せる基板貼り合せ装置に関
し、特に、その表面に電極パターンを有する基板とガラ
ス基板の間に液晶封入用の中空部を形成するために、基
板とガラス基板を所定の間隔に保ち貼り合せるのに好適
な基板貼り合せ装置に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】従来、液晶表示素子を製造する一工程と
して、その表面に電極パターンの形成された基板とガラ
ス基板の間に液晶を封入するための空間を形成するため
に、基板とガラス基板を所定の間隔に保持し、周辺部を
密閉する基板の貼り合せ工程がある。その貼り合せ工程
に使用される装置の一例が、特開平５−３４６５３号公
報に開示されている。以下、図面を参照して、従来例の
基板貼り合せ装置（以下、単に圧着装置ともいう）を説
明する。 【０００３】図４は、従來例の基板貼り合せ装置（ガラ
ス基板圧着装置という）を示す概略断面図であり、図５
は、従來例の基板貼り合せ装置（ガラス基板圧着装置と
いう）を示す概略平面図である。なお、図４は図５のＡ
−Ａ断面図である。これらの図において、３５，３６は
圧着装置の主要部分を構成する上下中空部材であり、基
板重合体の周辺部に取り付けられる。該中空部材の上側
３５と下側３６とはＯリング３７を介して重ね合わされ
ている。さらに、この中空部材の内側にＯリング３８を
介して、電極パターンを有した一対のガラス基板１、
２、スペーサー３３、シール材３４によって構成される
基板重合体が上下から密着支持されている。また、該中
空部材の一部に排気口３９が設けられており真空ポンプ
と接続されている構造となっている。 【０００４】次に、動作について説明する。この装置で
圧着される電極基板３１，３２は、予め電極基板表面に
液晶の配向処理が施された後、一方の電極基板の表面全
面にスペーサー３３が散布され、他方の電極基板の外周
にシール材３４が印刷又は塗布により形成され、さらに
各々の基板が対向するように配置され、適当な光学系を
備えた重ね合わせ装置により位置合わせマークを基準と
して高精度に重ね合わされて基板重合体が形成される。 【０００５】上記のように高精度に重ね合わされた基板
重合体を、図４のようにＯリング３８を間に挟んで上下
一対の中空部材３５，３６により上下から挟み込み密着
固定され、同時に上下一対の中空部材もＯリング３７を
挟んで対向して重ね合わされる。このとき基板重合体お
よび上下中空部材３５，３６、Ｏリング３７、３８によ
り囲まれた密閉空間が形成され、この空間は基板重合体
のシール材の液晶注入口４０を通じて基板重合体のギャ
ップ間の空間と同一閉空間となり、基板重合体内部は外
部大気と完全に遮断されることになる。次に、該中空部
材に設けられている排気口３９より真空ポンプ等を用い
て上記密閉空間内の気圧を減圧すれば、それに合わせて
基板重合体内部の気圧も減圧されることになり基板重合
体外部の大気圧との圧力差によって加圧密着される。 【０００６】 【発明が解決しようとする課題】ところで、上記の貼り
合せ装置（圧着装置）を用いた予備貼り合せ基板（上記
の基板重合体）の圧着方法において、シール材（すなわ
ち接着剤である）として、硬化処理が最も容易で生産性
の高い紫外線硬化性樹脂を利用する場合、基板外周部に
塗布したシール材がＯリングとそれを保持する中空部材
の影部に配置されているため、接着剤に直接紫外線照射
をすることが困難であり、紫外線硬化を十分にできない
という問題が生じた。すなわち、硬化に時間のかかる熱
硬化性の接着剤を使用することに限定するか、この圧着
装置とは別の装置により紫外線硬化を行うか又は、紫外
線の透過効率を落とす前提で中空部材３５を石英ガラス
で製作することが必要となり、生産コストの増大を引き
起こすという問題があった。 【０００７】また、Ｏリングと基板外周部の全周との間
に十分な真空密閉性（以下、単にシール性ともいう）を
得るためには、基板に対してＯリングを介して相当な荷
重をかける必要があり、このことにより、Ｏリング近辺
での接着剤のデラミネーション（剥離）の発生や基板間
距離（以下、単にセルギャップという）が不均一になる
という問題も生じた。さらに、構造上、上下の中空部材
同士を外周部で真空シールするＯリング３７と、基板外
周部と中空部材をシールするＯリング３８とを同時につ
ぶして真空シール性を得る必要があるが、基板の厚みに
バラツキがある場合、Ｏリングを介して基板に加えられ
る負荷が変動し、場合によっては確実なシールを得るこ
とが困難であるという問題もあった。 【０００８】そこで本発明は、上記の問題を解決し、使
用する接着剤を限定することなく、貼り合せ時に基板に
印加する加重を軽微なものとするとともに、基板の厚み
のバラツキを吸収でき、しかも良好なシール性を得られ
る基板貼り合わせ装置を提供することを目的とするもの
である。 【０００９】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の手段として、本発明は、液晶表示素子を構成する一対
の基板（ガラス基板１，半導体基板２）を、互いに対向
する内側表面の外周部に開口部１９を有して塗布した接
着剤３を介して配置して貼り合せる際に、前記一対の基
板を保持する一対のシーラー（下部シーラー７Ａ，上部
シーラー７Ｂ）と、前記一対の基板の内側に形成される
間隙部１８を前記開口部を通して減圧する減圧手段（真
空ポンプ１０）とを備え、前記間隙部を前記減圧手段に
よって減圧して、所定間隔に圧着保持し、前記接着剤を
硬化させて前記一対の基板を貼り合せる基板貼り合せ装
置において、前記一対の基板の外側表面で、且前記接着
剤の外側に前記シーラーの密着部（下基板保持部１７
Ａ、上基板保持部１７Ｂ）を配置すると共に、前記シー
ラーを可撓性材料より構成したことを特徴とする基板貼
り合せ装置である。 【００１０】 【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につ
き、好ましい実施例により、図面を参照して説明する。 ＜実施例＞図１は、本発明の基板貼り合せ装置の実施例
を示す概略断面構成図である。図２は、図１におけるａ
部の拡大図である。図３は、本発明の基板貼り合せ装置
の実施例における予備貼り合せ基板を示す平面図であ
る。 【００１１】図３に示すように、予備貼り合せ基板２１
は、ガラスからなる透明な基板１と半導体基板２を所定
の間隔に保持して接着剤３で貼り合せたものである。接
着剤３はスペーサボール（又はスペーサビーズともい
う）４を含み、半導体基板２の外周近辺に沿って所定幅
で均一に塗布されている。このとき、接着剤３は全周に
亘って塗布されるのではなく，一部塗布されておらず、
この部分は、基板間を減圧するときの開口部（減圧用通
気孔になる）１９となる。また、半導体基板２上に設け
られる液晶表示素子となるセルを形成出来るようセル形
状に合わせて、接着剤３がパターン状に塗布されてい
る。ここにも、開口部１９’が設けられている。このよ
うにして、ガラス基板１と半導体基板２との間に液晶を
封入するための基板間中空部１８が設けられる。 【００１２】ガラス基板１は、縦１５０ｍｍ、横１５０
ｍｍ、厚さ０．７ｍｍであり、透明電極、反射防止膜、
配向膜を順次形成してある。半導体基板２は、厚さ０．
６２５ｍｍの６インチウェハから構成されており、画素
に対応して所定の半導体素子、画素電極（電極パター
ン）、配向膜を形成してある。 【００１３】次に、図１に示すように、本実施例の基板
貼り合せ装置２０において、５は上部ベースを６は下部
ベースをそれぞれ示す。下部ベース６の外周部にはＯリ
ング９が配置されており、上部ベース５と密着して真空
シールできるようになっている。上部ベース５は下部ベ
ース６に対して、上下方向に移動できるように構成され
ている。上部ベース５及び下部ベース６の中央部は円筒
状にくりぬかれており、それぞれの内側に上部シーラー
７Ｂ、下部シーラー７Ａがそれぞれ上部固定板８Ｂ，下
部固定板８Ａにより固定且シールされて配置されてい
る。 【００１４】上部シーラー７Ｂの内側部７Ｂ’及び下部
シーラー７Ａの内側部７Ａ’の上面から見た形状は図３
の示す半導体基板２の外形と類似で、外周側に塗布され
た接着剤３と半導体基板２の外縁部の中間に位置する。
上部シーラー７Ｂと下部シーラー７Ａの間には、半導体
基板２とガラス基板１とを位置合わせし、間に接着剤３
を配してある予備貼り合せ基板２１を配置する。このと
き、図２の（ａ）及び（ｂ）に示すように、上部シーラ
ー７Ｂの内側部７Ｂ’の下方に形成した上基板保持部１
７Ｂ（又は１７Ｂ’又は２７Ｂ）によりガラス基板１を
密着接触してシールし、下部シーラー７Ａの内側部７
Ａ’の上方に形成した下基板保持部１７Ａ（又は１７
Ａ’又は２７Ａ）により半導体基板２を保持すると共に
密着接触してシールする。 【００１５】ガラス基板１と半導体基板２の対向する外
周部には、所定形状のスペーサビーズ４を含有した接着
剤３が塗布されており、その接着剤３より外側に、上基
板保持部１７Ｂ（又は１７Ｂ’又は２７Ｂ）及び下基板
保持部１７Ａ（又は１７Ａ’又は２７Ａ）が配置されて
いる。ここで、図２の（ａ）には、上基板保持部１７Ｂ
及び下基板保持部１７Ａのガラス基板１及び半導体基板
２に対する接触部がそれぞれフラットな場合を示し、図
２の（ｂ）には、それぞれＲ形状を有する場合を示して
ある。 【００１６】ここで、上部シーラー７Ｂ及び下部シーラ
ー７Ａはショア硬度９０度程度のウレタンゴムより構成
した。なお、ウレタンゴムに限らず、シリコンゴム等の
ゴム系の可撓性材料を用いてもよく、その硬さはショア
硬度で７０〜９０度が望ましい。上基板保持部１７Ｂ及
び下基板保持部１７Ａの接触部と、上基板保持部１７
Ｂ’及び下基板保持部１７Ａ’の接触部を０．２ｍｍと
し、上基板保持部２７Ｂ及び下基板保持部２７Ａの接触
部を０．２ｍｍＲとしたが、接触部をＲ形状にしたもの
の方が、シーラー７Ａ及び７Ｂと貼り合せ基板２１との
剥離性が比較的良好である。 【００１７】上部ベース５の一部に排気口１５を設けて
あり、排気口１５は配管によりバルブ１６、レギュレー
タ１１及び真空ポンプ１０に接続されている。予備貼り
合せ基板２１の上方には、ＵＶ光１３を照射するための
ＵＶランプが配置されている。なお、上部ベース５、下
部ベース、上部固定板８Ｂ、下部固定板８Ａは、後述の
減圧時に変形を起さない形状の例えばステンレス鋼や、
表面にクロムメッキ等の施された炭素鋼や、アルミニウ
ム等より構成されている。 【００１８】次に本実施例の貼り合せ装置により、予備
貼り合せ基板を貼り合せて作製する手順を説明する。貼
り合せるガラス基板１と半導体基板２には、上述したよ
うに表面にはそれぞれ電極が形成されており、予め電極
表面に液晶の配向処理が施されている。スペーサビーズ
４（ガラス基板１と半導体基板の間隔すなわちセルギャ
ップを制御するためのもの）を含有させた紫外線硬化樹
脂からなる接着剤３を半導体基板２の外周部に画素電極
を取り囲むように、シールディスペンサ装置により、予
め決めてあるシールパターンとなるように塗布する。１
枚の半導体基板からは複数の液晶表示素子を得ることが
できるので、半導体基板２の外周部とともにそれぞれの
液晶表示素子の外周部となる部分にも接着剤３が塗布さ
れる。また、ガラス基板１と半導体基板２の間を減圧で
きるようにシールパターンには一部接着剤が塗布されな
い開口部１９，１９’を含んでいる。ここで接着剤３の
塗布は印刷法を用いても良い。 【００１９】この半導体基板２の上に、位置合わせ装置
を用いて、基準マークを合わせることによって、ガラス
基板１を所定の向きに精密な位置に重ね合わせて、予備
貼り合せ基板２１とする。貼り合せ装置２０の上部ベー
ス５を上に移動し、予備貼り合せ基板２１を下部シーラ
ー７Ａの下基板保持部１７Ａに移動して載せる。このと
き、下基板保持部１７Ａが半導体基板２の外周部に全て
接触するように位置決めする。 【００２０】次に、上部ベース５を下方に移動し、上部
シーラー７Ｂの上基板保持部１７Ｂをガラス基板１の外
周部に接触させる。上部シーラー７Ｂと下部シーラー７
Ａで予備貼り合せ基板２１を位置決め保持し密着させた
後に、真空ポンプ１０により予めレギュレータ１１によ
り設定された圧力まで減圧する。このとき、大気圧に対
して相対的に（相対圧で）、望ましくは、−５〜−５０
ｋＰａ程度まで減圧する。 【００２１】減圧すると、上部ベース５、下部ベース
６、下部シーラー７Ａ、半導体基板２、ガラス基板１及
び上部シーラー７Ｂにより取り囲まれた基板間中空部１
８及び中空部１４は外部の大気と遮断されているので、
基板間中空部１８及び中空部１４は、所定の圧力に減圧
され、このときに発生する外部との圧力差によりガラス
基板１及び半導体基板２が圧着される。その後、所望の
スペーサビーズ４によって規定されるセルギャップにな
るまで圧着状態を保持し、然る後にＵＶランプ１２より
３０００ｍＪから５０００ｍＪのＵＶ光１３を照射し、
接着剤３を硬化させる。上部シーラー７Ｂは接着剤３の
位置よりも外周側に配置されているので、ＵＶ光１３を
確実に接着剤３に照射することができるので、接着剤３
を良好に硬化することができる。接着剤３を硬化後、真
空バルブから外気を導入して、中空部１４及び基板間中
空部１８を大気圧にして、上部ベース５を上方に移動さ
せ、予備貼り合せ基板２１を取り出す。 【００２２】本実施例の貼り合せ装置によれば、取り扱
いの容易で生産性の良好な紫外線硬化樹脂を使用でき、
安定に硬化させることができるので、セルギャップの均
一性が良好な貼り合せ基板を得ることができる。 【００２３】 【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の基
板貼り合せ装置は、一対の基板の外側表面で、且前記接
着剤の外側にシーラーの密着部を配置すると共に、前記
シーラーを可撓性材料より構成したことにより、基板外
周部の接着剤も光透過性の基板を介して紫外線を直接照
射し硬化させることが可能となり、生産性を向上できる
と共に、弾性体からなるシーラーが基板に密着するとき
に上下方向に撓むことが出来るので、基板厚みのバラツ
キが吸収でき、確実に間隙部を減圧して貼り合わせるこ
とが出来るし、さらにシーラーを介して基板に加えられ
る負荷を軽微にできるので貼り合せ後の接着剤のデラミ
ネーションも無く、セルギャップの均一性を基板全面に
亘って良好に出来る基板貼り合せ装置を提供することが
出来るという効果がある。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の基板貼り合せ装置の実施例を示す概略
断面構成図である。 【図２】図１におけるａ部の拡大図である。 【図３】本発明の基板貼り合せ装置の実施例における予
備貼り合せ基板を示す平面図である。 【図４】従來例の基板貼り合せ装置（ガラス基板圧着装
置という）を示す概略断面図である。 【図５】従來例の基板貼り合せ装置（ガラス基板圧着装
置という）を示す概略平面図である。 【符号の説明】 １…透明基板、２…基板、３…接着剤、４…スペーサビ
ーズ、５…上部ベース、６…下部ベース、７Ａ…下部シ
ーラー、７Ｂ…上部シーラー、７Ａ’，７Ａ”，７
Ｂ’，７Ｂ”…内側部、８Ａ…下部固定板、８Ｂ…上部
固定板、９…Ｏリング、１０…真空ポンプ、１１…レギ
ュレータ、１２…ＵＶランプ、１３…ＵＶ光、１４…中
空部、１５…排気口、１６…バルブ、１７Ａ，１７Ａ’
…下基板保持部、１７Ｂ，１７Ｂ’…上基板保持部、１
８…基板間中空部、１９，１９’…開口部（減圧用通気
孔）、２０…基板貼り合せ装置、２７Ａ…下基板保持
部、２７Ｂ…上基板保持部、３０…ガラス基板圧着装
置、３１…上側電極基板、３２…下側電極基板、３３…
スペーサー、３４…シール材、３５…中空部材、３６…
中空部材、３８…Ｏリング、３９排気口、４０…注入
口。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 細谷 武司 神奈川県横浜市神奈川区守屋町３丁目12番 地 日本ビクター株式会社内 (72)発明者 大河内 望 神奈川県横浜市神奈川区守屋町３丁目12番 地 日本ビクター株式会社内 Ｆターム(参考） 2H088 FA04 FA30 HA01 MA17 MA20 2H089 LA15 MA07Y NA44 NA49 NA60 QA14

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】液晶表示素子を構成する一対の基板を、互
   いに対向するそれらの内側表面の外周部に、開口部を有
   して塗布した接着剤を介して配置して貼り合せる際に、
   前記一対の基板を保持する一対のシーラーと、前記一対
   の基板の内側に形成される間隙部を前記開口部を通して
   減圧する減圧手段とを備え、前記間隙部を前記減圧手段
   によって減圧して、所定間隔に圧着保持し、前記接着剤
   を硬化させて前記一対の基板を貼り合せる基板貼り合せ
   装置において、 前記一対の基板の外側表面で、且前記接着剤の外側に前
   記シーラーの密着部を配置すると共に、前記シーラーを
   可撓性材料より構成したことを特徴とする基板貼り合せ
   装置。