JP3411174B2 - 圧着装置 - Google Patents
圧着装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示用パネ
ル、プラズマディスプレイ用パネル、サーマルヘッドの
ヘッド基板と印刷配線基板の張り合わせ、時計用窓材、
半導体製造装置用窓材、水槽用アクリル壁材、下敷き等
の文房具など、２枚の基板を高精度に貼り合わせる圧着
装置に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】近時、２枚の基板を高精度に貼り合わせ
る技術が要求されており、例えば、液晶表示装置におい
ては、２枚のガラス基板の間に液晶を封入し、その封入
した周囲をシール材で密閉しているが、これらのガラス
基板の隙間は、その基板面にわたって均一であることが
要求されている（以下、上記のような貼り合わせられた
２枚のガラス基板を空セルと称する）。特にＳＴＮ型の
液晶表示装置では、液晶の複屈折を利用して表示を行っ
ており、そのために、空セルの基板面にわたって均一な
隙間（以下、セルギャップと称する）が得られない場合
には色ムラを生じるといった問題があった。 【０００３】従来、このような要求に対して図４に示す
ような圧着装置が使用されている。 【０００４】この図は一般的な圧着装置２１を示したも
のであり、上部に固定された保持板３０に断熱材３１を
介して取着された上部加圧プレート２２と、下部に上下
方向へ移動自在に配置された保持板３２に断熱材３３を
介して取着された下部加圧プレート２６とからなり、上
記加圧プレート２２，２６はラバーヒータ２３，２７
と、該ラバーヒータ２３，２７に取着され、被圧着体と
の加圧面２５，２９を構成する金属板２４，２８とから
形成されたものがあった。 【０００５】そして、この圧着装置２１により被圧着体
として空セルを製作する場合、一対のガラス基板２，３
の一方に球状や円筒状のスペーサ４を多数個配置し、そ
の周囲にスクリーン印刷等によってシール材５を枠状に
印刷する。そして、それらのスペーサ４及びシール材５
を挟んで当該ガラス基板２に他方のガラス基板３を載置
したものを下部加圧プレート２６の加圧面２９に配置
し、下部加圧プレート２６を上方に移動させて上部加圧
プレート２２との間で加圧挾持し、この状態で各加圧プ
レート２２，２６のラバーヒータ２３，２７を発熱させ
ることで２枚のガラス基板２，３を加熱し、シール材５
を加熱硬化させて両ガラス基板２，３を互いに接合する
ようになっていた。 【０００６】また、このような圧着装置２１の加圧プレ
ート２２，２６は凡そ６００ｍｍ×６００ｍｍ程度の大
きさを有し、加圧面２５，２９を２０μｍ程度の平坦度
に仕上げたものが使用されていた。 【０００７】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、加圧面
２５，２９が金属板２４，２８からなる従来の圧着装置
２１では、圧着作業の繰り返しにより加圧面２５，２９
がガラス基板２，３からの押圧力やラバーヒータ２３，
２７からの熱により変形し、平坦度が大きく低下するた
めに、均一な押圧力でもってガラス基板２，３を加圧す
ることができず、その結果、２枚のガラス基板２，３間
のセルギャップを均一にすることができないといった課
題があった。 【０００８】また、加圧面２５，２９の平坦度が低下す
ると、ガラス基板２，３を均一に加熱することができな
いために、シール材５を完全に加熱硬化させることがで
きず、両ガラス基板２，３の接合不良を生じる恐れがあ
るとともに、加圧面２５，２９を構成する金属板２４，
２８は、被圧着体であるガラス基板２，３に比べて熱膨
張係数が大きすぎるために加圧面２５，２９の熱変形が
大きく、その結果、所定の押圧力を加えたとしてもそれ
以上の力がガラス基板２，３に加わることからセルギャ
ップが所望の値より小さくなるなど、ガラス基板２，３
に加える押圧力の調整が難しいといった課題があった。 【０００９】また、近年、液晶表示装置の大型化に伴い
加圧プレート２２，２６に要求される特性も厳しく、加
圧プレート２２，２６の加圧面２５，２９を金属で形成
したものでは、その平坦度を２０μｍ以下とすることが
難しく、さらには加圧プレート２２，２６の重量増に伴
って圧着装置２１の他の機構（例えば、下部加圧プレー
ト２６の駆動機構等）の剛性を高める必要があり、装置
を大型化しなければならないといった不都合もあった。 【００１０】 【課題を解決するための手段】そこで、本発明は上記問
題に鑑み、ヒータを具備してなる加圧プレートを上下に
配置してなり、これらの加圧プレートにより被圧着体を
加圧挾持した状態で加熱することにより被圧着体を圧着
せしめる圧着装置において、上記加圧プレートの少なく
とも被圧着体との加圧面を、ヤング率が３．０〜３．２
×１０ 6 ｋｇ／ｃｍ 2 、熱膨張係数が４．３〜５．０×１
０ -6 ／℃で、かつ、熱伝導率が０．２２〜０．４１ｃａ
ｌ／（ｃｍ・ｓｅｃ・℃）である窒化アルミニウムを主
成分とするセラミックスにより形成したものである。 【００１１】 【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を説明す
る。 【００１２】図１は本発明の圧着装置を示す概略図であ
り、図２は加圧プレートのみを示す斜視図である。 【００１３】この圧着装置１１は、上部に固定した保持
板２０に断熱材２１を介して取着する上部加圧プレート
１２と、下部にサーボモータ２４によって上下方向へ移
動自在に配置した保持板２２に断熱材２３を介して取着
する下部加圧プレート１６とからなり、上記加圧プレー
ト１２，１６はラバーヒータ１３，１７と、該ラバーヒ
ータ１３，１７に取着され、被圧着体との加圧面１５，
１９を構成するヤング率が３．０〜３．２×１０ 6 ｋｇ
／ｃｍ 2 、熱膨張係数が４．３〜５．０×１０ -6 ／℃
で、かつ、熱伝導率が０．２２〜０．４１ｃａｌ／（ｃ
ｍ・ｓｅｃ・℃）であるセラミック板１４，１８とから
構成してある。 【００１４】そして、この圧着装置１１により、被圧着
体として液晶表示装置（空セル１）を製作する場合、一
対のガラス基板２，３の一方に球状や円筒状のスペーサ
４を多数個配置し、その周囲にスクリーン印刷等によっ
てシール材５を枠状に印刷したあと、これらのスペーサ
４及びシール材５を挟んで当該ガラス基板３に他方のガ
ラス基板２を載置したものを下部加圧プレート１６の加
圧面１９に配置し、該下部加圧プレート１６を上方に移
動させて、上部加圧プレート１２との間で１８０ｋｇ／
ｃｍ2程度の圧力でもって加圧挾持しながら各加圧プレ
ート１２，１６のラバーヒータ１３，１７を発熱させる
ことで、ガラス基板２，３間のシール材５を加熱硬化さ
せ、両ガラス基板２，３を互いに接合することにより空
セル１を製作することができる。 【００１５】また、ガラス基板２，３を押圧する加圧面
１５，１９は、耐摩耗性に優れるとともに、ヤング率が
３．０〜３．２×１０ 6 ｋｇ／ｃｍ 2 であるセラミック板
１４，１８により形成してあることから、圧着作業の繰
り返しにおいても加圧面１５，１９の摩耗が少なく、ま
た、ガラス基板２，３からの押圧力に屈して変形するこ
ともない。しかも、セラミック板１４，１８は高い寸法
精度に加工できることから、例えば、６００ｍｍ×６０
０ｍｍの大きさを有する加圧面１５，１９の平坦度を１
０μｍ以下とすることができる。 【００１６】その為、長期間にわたってガラス基板２，
３の全面を均一な押圧力でもって加圧することができ
る。 【００１７】しかも、上記加圧面１５，１９を構成する
セラミック板１４，１８の熱膨張係数は４．３〜５．０
×１０ -6 ／℃であることから、ガラス基板２，３の熱膨
張係数（３．４×１０-6／℃）に近似させることがで
き、加圧面１５，１９とガラス基板２，３の熱変形量を
ほぼ一致させることができる。 【００１８】その為、押圧力の調整を容易に行うことが
でき、セルギャップが均一な空セル１を長期間にわたっ
て製造することができる。 【００１９】ところで、上記加圧プレート１２，１６の
加圧面１５，１９を構成するセラミック板１４，１８と
しては、窒化アルミニウムを主成分とするセラミックス
を用いることができる。参考までにセラミックスとして
はアルミナ、炭化珪素、窒化珪素が存在する。 【００２０】窒化アルミニウムを主成分とするセラミッ
クスとしては、ＡｌＮ９ １〜９９重量％に対し、焼結助
剤としてＹ 2 Ｏ 3 、Ｅｒ 2 Ｏ 3 、ＣｅＯ 2 などの希土類酸化
物を合計で１〜９重量％の範囲でそれぞれ添加したも
の、あるいは純度９９．０％以上のＡｌＮのみを真空雰
囲気中または不活性ガス雰囲気中で焼成したものを用い
れば良い。 【００２１】なお、参考までに、アルミナを主成分とす
るセラミックスとしては、Ａｌ 2 Ｏ 3 ８５重量％以上に対
し、焼結助剤としてＭｇＯ、ＳｉＯ 2 、ＣａＯ等を合計
で１５重量％以下の範囲で添加したものを大気雰囲気中
や真空雰囲気中で焼成したものを用いれば良く、炭化珪
素を主成分とするセラミックスとしては、ＳｉＣ９０〜
９８重量％に対し、焼結助剤としてＡｌ 2 Ｏ 3 を１〜７
重量％とＹ 2 Ｏ 3 、ＣｅＯ 2 を合計で１〜５重量％の範囲
でそれぞれ添加したものを真空雰囲気中または不活性ガ
ス雰囲気中で焼成したものを用いれば良い。また、窒化
珪素を主成分とするセラミックスとしては、Ｓｉ 3 Ｎ 4 ９
０〜９９重量％に対し、焼結助剤としてＹ 2 Ｏ 3 、Ｅｒ 2
Ｏ 3 、ＣｅＯ 2 などの希土類酸化物を合計で１〜１０重量
％の範囲でそれぞれ添加したものを真空雰囲気中または
不活性ガス雰囲気中で焼成したものを用いれば良い。 【００２２】これらのセラミックスはその特性を表１に
示すように、ヤング率２．８×１０6ｋｇ／ｃｍ2以上
で、かつ熱膨張係数９×１０-6／℃以下の特性を満足す
ることから加圧面１５，１９の材質として好適に使用す
ることができる。 【００２３】特に、この中でも窒化アルミニウムを主成
分とするセラミックスは、熱伝導率が０．２２ｃａｌ／
（ｃｍ・ｓｅｃ・℃）以上（希土類酸化物を含有したＡ
ｌＮでは０．３０〜０．４１ｃａｌ／（ｃｍ・ｓｅｃ・
℃））を有することから、ラバーヒータ１３，１７から
の熱を直ちに伝達し、ガラス基板２，３を均一に加熱す
ることができる。 【００２４】 【表１】 【００２５】なお、本発明の圧着装置１１を構成する加
圧プレート１２，１６としては、図２に示したものだけ
に限らず、例えば、図３に示すように、一表面に半円状
の溝３６ａ，３７ａを複数個形成した２枚のセラミック
板３６，３７同士を互いの溝３６ａ，３７ａ同士が対向
するように貼り合わせて加圧プレート３５を構成し、上
記セラミック板３６の表面を加圧面３８とするととも
に、溝３６ａ，３７ａにより形成される円筒状の貫通孔
内に円筒状のヒータ３９を挿入固定したものでも良く、
この加圧プレート３５を用いれば、より大きな圧力を加
えることが可能な圧着装置１を提供することができる。 【００２６】なお、上記実施形態では２枚の加圧プレー
トにより押圧した状態で加熱することにより２枚の基板
を圧着させる圧着装置を示したが、本発明はこの実施形
態だけに限定されるものではなく、例えば、一方をヒー
タを備えたロール状の加圧体とし、他方の加圧プレート
に載置した被圧着体上を前記加圧体により押圧した状態
で転動させるとともに、加圧体を発熱させて被圧着体を
加熱することにより圧着せしめたものであっても構わな
い。 【００２７】 【実施例】ここで、図１に示す圧着装置１１に備える加
圧プレート１２，１６の加圧面１５，１９を様々な材料
で形成した時の圧着精度について比較実験を行った。 【００２８】本実験では、いずれも加圧プレート１２，
１６の大きさを６００ｍｍ×７００ｍｍとし、本発明と
して加圧面１５，１９を窒化アルミニウムからなるセラ
ミック板１４，１８により構成したものを使用し、比較
例として加圧面１５，１９をアルミニウム、鋳鉄（ＦＣ
２５）からなる金属板により構成したもの、及びＭｇＯ
を３ｍｏｌ含有する部分安定化ジルコニアからなるセラ
ミック板１４，１８により構成したものを使用した。 【００２９】そして、これらの圧着装置１１を用いて６
００ｍｍ×６００ｍｍの空セル１を形成した時のセルギ
ャップのバラツキ具合を圧着精度として測定した。 【００３０】なお、実験条件としては２枚の加圧プレー
ト１２，１６による押圧力を１８０ｋｇ／ｃｍ2とする
とともに、加熱温度を２００℃とした。 【００３１】各加圧面１５，１９を構成する材質の特性
を表２に、加圧前後における加圧面１５，１９の平坦度
及びセルギャップのバラツキ具合をそれぞれ表３に示
す。 【００３２】 【表２】 【００３３】 【表３】 【００３４】この結果、加圧面１５，１９をアルミニウ
ムや鋳鉄（ＦＣ２５）からなる金属板で形成した比較例
のものは、その平坦度を良くても１１μｍ程度にしかで
きなかった。しかも、アルミニウムのヤング率は０．７
×１０6ｋｇ／ｃｍ2、鋳鉄（ＦＣ２５）のヤング率は
１．１×１０6ｋｇ／ｃｍ2と小さく、金属のもつ延性の
ために圧着の繰り返しによって平坦度がさらに低下し
た。その結果、加圧面５，９を鋳鉄で形成したものでは
セルギャップのバラツキが１．６μｍ、加圧面５，９を
アルミニウムで形成したものではセルギャップのバラツ
キが２．２μｍもあった。 【００３５】また、加圧面１５，１９を部分安定化ジル
コニアで形成したものでは、その平坦度を７μｍ以下と
することができたものの、ヤング率が２．１×１０6ｋ
ｇ／ｃｍ2と小さいことから変形し易く、また、熱膨張
係数が１０．５×１０-6／℃とガラス基板２，３の熱膨
張係数に比べて大きすぎることから、セルギャップのバ
ラツキを１．３μｍ程度にしかできなかった。 【００３６】これに対し、加圧面１５，１９を窒化アル
ミニウムで形成したものでは、全て加圧面１５，１９の
平坦度を７μｍ以下とすることができた。しかも、ヤン
グ率が３．０×１０ 6 ｋｇ／ｃｍ 2 であることから、加圧
時に加圧面１５，１９が殆ど変形することがなく、ま
た、熱膨張係数が５．０×１０-6／℃以下であることか
らいずれにおいても均一な押圧力が得られ、セルギャッ
プのバラツキを１μｍ以下とすることができ、優れた圧
着精度を有していた。 【００３７】 【発明の効果】以上のように、本発明によれば、ヒータ
を具備してなる加圧プレートを上下に配置してなり、こ
れらの加圧プレートにより被圧着体を加圧挾持した状態
で加熱して圧着せしめる圧着装置において、上記加圧プ
レートの少なくとも被圧着体との加圧面を、ヤング率が
３．０〜３．２×１０ 6 ｋｇ／ｃｍ 2 、熱膨張係数が４．
３〜５．０×１０ -6 ／℃で、かつ、熱伝導率が０．２２
〜０．４１ｃａｌ／（ｃｍ・ｓｅｃ・℃）である窒化ア
ルミニウムを主成分とするセラミックスにより形成した
ことにより、圧着作業の繰り返しにおいて加圧プレート
の加圧面が大きく摩耗したり、加圧時の押圧力に屈して
変形することがないため、長期間にわたって被圧着体を
均一な押圧力でもって加圧することができる。しかも、
ガラス基板等の被圧着体と熱膨張係数が近似しているこ
とから、押圧力の調整を容易に行うことができる。 【００３８】その為、本発明に係る圧着装置を液晶表示
装置の空セルの製造工程に使用すれば、セルギャップの
バラツキが殆どない高品質の液晶表示装置を効率良く提
供することができる。
ル、プラズマディスプレイ用パネル、サーマルヘッドの
ヘッド基板と印刷配線基板の張り合わせ、時計用窓材、
半導体製造装置用窓材、水槽用アクリル壁材、下敷き等
の文房具など、２枚の基板を高精度に貼り合わせる圧着
装置に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】近時、２枚の基板を高精度に貼り合わせ
る技術が要求されており、例えば、液晶表示装置におい
ては、２枚のガラス基板の間に液晶を封入し、その封入
した周囲をシール材で密閉しているが、これらのガラス
基板の隙間は、その基板面にわたって均一であることが
要求されている（以下、上記のような貼り合わせられた
２枚のガラス基板を空セルと称する）。特にＳＴＮ型の
液晶表示装置では、液晶の複屈折を利用して表示を行っ
ており、そのために、空セルの基板面にわたって均一な
隙間（以下、セルギャップと称する）が得られない場合
には色ムラを生じるといった問題があった。 【０００３】従来、このような要求に対して図４に示す
ような圧着装置が使用されている。 【０００４】この図は一般的な圧着装置２１を示したも
のであり、上部に固定された保持板３０に断熱材３１を
介して取着された上部加圧プレート２２と、下部に上下
方向へ移動自在に配置された保持板３２に断熱材３３を
介して取着された下部加圧プレート２６とからなり、上
記加圧プレート２２，２６はラバーヒータ２３，２７
と、該ラバーヒータ２３，２７に取着され、被圧着体と
の加圧面２５，２９を構成する金属板２４，２８とから
形成されたものがあった。 【０００５】そして、この圧着装置２１により被圧着体
として空セルを製作する場合、一対のガラス基板２，３
の一方に球状や円筒状のスペーサ４を多数個配置し、そ
の周囲にスクリーン印刷等によってシール材５を枠状に
印刷する。そして、それらのスペーサ４及びシール材５
を挟んで当該ガラス基板２に他方のガラス基板３を載置
したものを下部加圧プレート２６の加圧面２９に配置
し、下部加圧プレート２６を上方に移動させて上部加圧
プレート２２との間で加圧挾持し、この状態で各加圧プ
レート２２，２６のラバーヒータ２３，２７を発熱させ
ることで２枚のガラス基板２，３を加熱し、シール材５
を加熱硬化させて両ガラス基板２，３を互いに接合する
ようになっていた。 【０００６】また、このような圧着装置２１の加圧プレ
ート２２，２６は凡そ６００ｍｍ×６００ｍｍ程度の大
きさを有し、加圧面２５，２９を２０μｍ程度の平坦度
に仕上げたものが使用されていた。 【０００７】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、加圧面
２５，２９が金属板２４，２８からなる従来の圧着装置
２１では、圧着作業の繰り返しにより加圧面２５，２９
がガラス基板２，３からの押圧力やラバーヒータ２３，
２７からの熱により変形し、平坦度が大きく低下するた
めに、均一な押圧力でもってガラス基板２，３を加圧す
ることができず、その結果、２枚のガラス基板２，３間
のセルギャップを均一にすることができないといった課
題があった。 【０００８】また、加圧面２５，２９の平坦度が低下す
ると、ガラス基板２，３を均一に加熱することができな
いために、シール材５を完全に加熱硬化させることがで
きず、両ガラス基板２，３の接合不良を生じる恐れがあ
るとともに、加圧面２５，２９を構成する金属板２４，
２８は、被圧着体であるガラス基板２，３に比べて熱膨
張係数が大きすぎるために加圧面２５，２９の熱変形が
大きく、その結果、所定の押圧力を加えたとしてもそれ
以上の力がガラス基板２，３に加わることからセルギャ
ップが所望の値より小さくなるなど、ガラス基板２，３
に加える押圧力の調整が難しいといった課題があった。 【０００９】また、近年、液晶表示装置の大型化に伴い
加圧プレート２２，２６に要求される特性も厳しく、加
圧プレート２２，２６の加圧面２５，２９を金属で形成
したものでは、その平坦度を２０μｍ以下とすることが
難しく、さらには加圧プレート２２，２６の重量増に伴
って圧着装置２１の他の機構（例えば、下部加圧プレー
ト２６の駆動機構等）の剛性を高める必要があり、装置
を大型化しなければならないといった不都合もあった。 【００１０】 【課題を解決するための手段】そこで、本発明は上記問
題に鑑み、ヒータを具備してなる加圧プレートを上下に
配置してなり、これらの加圧プレートにより被圧着体を
加圧挾持した状態で加熱することにより被圧着体を圧着
せしめる圧着装置において、上記加圧プレートの少なく
とも被圧着体との加圧面を、ヤング率が３．０〜３．２
×１０ 6 ｋｇ／ｃｍ 2 、熱膨張係数が４．３〜５．０×１
０ -6 ／℃で、かつ、熱伝導率が０．２２〜０．４１ｃａ
ｌ／（ｃｍ・ｓｅｃ・℃）である窒化アルミニウムを主
成分とするセラミックスにより形成したものである。 【００１１】 【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を説明す
る。 【００１２】図１は本発明の圧着装置を示す概略図であ
り、図２は加圧プレートのみを示す斜視図である。 【００１３】この圧着装置１１は、上部に固定した保持
板２０に断熱材２１を介して取着する上部加圧プレート
１２と、下部にサーボモータ２４によって上下方向へ移
動自在に配置した保持板２２に断熱材２３を介して取着
する下部加圧プレート１６とからなり、上記加圧プレー
ト１２，１６はラバーヒータ１３，１７と、該ラバーヒ
ータ１３，１７に取着され、被圧着体との加圧面１５，
１９を構成するヤング率が３．０〜３．２×１０ 6 ｋｇ
／ｃｍ 2 、熱膨張係数が４．３〜５．０×１０ -6 ／℃
で、かつ、熱伝導率が０．２２〜０．４１ｃａｌ／（ｃ
ｍ・ｓｅｃ・℃）であるセラミック板１４，１８とから
構成してある。 【００１４】そして、この圧着装置１１により、被圧着
体として液晶表示装置（空セル１）を製作する場合、一
対のガラス基板２，３の一方に球状や円筒状のスペーサ
４を多数個配置し、その周囲にスクリーン印刷等によっ
てシール材５を枠状に印刷したあと、これらのスペーサ
４及びシール材５を挟んで当該ガラス基板３に他方のガ
ラス基板２を載置したものを下部加圧プレート１６の加
圧面１９に配置し、該下部加圧プレート１６を上方に移
動させて、上部加圧プレート１２との間で１８０ｋｇ／
ｃｍ2程度の圧力でもって加圧挾持しながら各加圧プレ
ート１２，１６のラバーヒータ１３，１７を発熱させる
ことで、ガラス基板２，３間のシール材５を加熱硬化さ
せ、両ガラス基板２，３を互いに接合することにより空
セル１を製作することができる。 【００１５】また、ガラス基板２，３を押圧する加圧面
１５，１９は、耐摩耗性に優れるとともに、ヤング率が
３．０〜３．２×１０ 6 ｋｇ／ｃｍ 2 であるセラミック板
１４，１８により形成してあることから、圧着作業の繰
り返しにおいても加圧面１５，１９の摩耗が少なく、ま
た、ガラス基板２，３からの押圧力に屈して変形するこ
ともない。しかも、セラミック板１４，１８は高い寸法
精度に加工できることから、例えば、６００ｍｍ×６０
０ｍｍの大きさを有する加圧面１５，１９の平坦度を１
０μｍ以下とすることができる。 【００１６】その為、長期間にわたってガラス基板２，
３の全面を均一な押圧力でもって加圧することができ
る。 【００１７】しかも、上記加圧面１５，１９を構成する
セラミック板１４，１８の熱膨張係数は４．３〜５．０
×１０ -6 ／℃であることから、ガラス基板２，３の熱膨
張係数（３．４×１０-6／℃）に近似させることがで
き、加圧面１５，１９とガラス基板２，３の熱変形量を
ほぼ一致させることができる。 【００１８】その為、押圧力の調整を容易に行うことが
でき、セルギャップが均一な空セル１を長期間にわたっ
て製造することができる。 【００１９】ところで、上記加圧プレート１２，１６の
加圧面１５，１９を構成するセラミック板１４，１８と
しては、窒化アルミニウムを主成分とするセラミックス
を用いることができる。参考までにセラミックスとして
はアルミナ、炭化珪素、窒化珪素が存在する。 【００２０】窒化アルミニウムを主成分とするセラミッ
クスとしては、ＡｌＮ９ １〜９９重量％に対し、焼結助
剤としてＹ 2 Ｏ 3 、Ｅｒ 2 Ｏ 3 、ＣｅＯ 2 などの希土類酸化
物を合計で１〜９重量％の範囲でそれぞれ添加したも
の、あるいは純度９９．０％以上のＡｌＮのみを真空雰
囲気中または不活性ガス雰囲気中で焼成したものを用い
れば良い。 【００２１】なお、参考までに、アルミナを主成分とす
るセラミックスとしては、Ａｌ 2 Ｏ 3 ８５重量％以上に対
し、焼結助剤としてＭｇＯ、ＳｉＯ 2 、ＣａＯ等を合計
で１５重量％以下の範囲で添加したものを大気雰囲気中
や真空雰囲気中で焼成したものを用いれば良く、炭化珪
素を主成分とするセラミックスとしては、ＳｉＣ９０〜
９８重量％に対し、焼結助剤としてＡｌ 2 Ｏ 3 を１〜７
重量％とＹ 2 Ｏ 3 、ＣｅＯ 2 を合計で１〜５重量％の範囲
でそれぞれ添加したものを真空雰囲気中または不活性ガ
ス雰囲気中で焼成したものを用いれば良い。また、窒化
珪素を主成分とするセラミックスとしては、Ｓｉ 3 Ｎ 4 ９
０〜９９重量％に対し、焼結助剤としてＹ 2 Ｏ 3 、Ｅｒ 2
Ｏ 3 、ＣｅＯ 2 などの希土類酸化物を合計で１〜１０重量
％の範囲でそれぞれ添加したものを真空雰囲気中または
不活性ガス雰囲気中で焼成したものを用いれば良い。 【００２２】これらのセラミックスはその特性を表１に
示すように、ヤング率２．８×１０6ｋｇ／ｃｍ2以上
で、かつ熱膨張係数９×１０-6／℃以下の特性を満足す
ることから加圧面１５，１９の材質として好適に使用す
ることができる。 【００２３】特に、この中でも窒化アルミニウムを主成
分とするセラミックスは、熱伝導率が０．２２ｃａｌ／
（ｃｍ・ｓｅｃ・℃）以上（希土類酸化物を含有したＡ
ｌＮでは０．３０〜０．４１ｃａｌ／（ｃｍ・ｓｅｃ・
℃））を有することから、ラバーヒータ１３，１７から
の熱を直ちに伝達し、ガラス基板２，３を均一に加熱す
ることができる。 【００２４】 【表１】 【００２５】なお、本発明の圧着装置１１を構成する加
圧プレート１２，１６としては、図２に示したものだけ
に限らず、例えば、図３に示すように、一表面に半円状
の溝３６ａ，３７ａを複数個形成した２枚のセラミック
板３６，３７同士を互いの溝３６ａ，３７ａ同士が対向
するように貼り合わせて加圧プレート３５を構成し、上
記セラミック板３６の表面を加圧面３８とするととも
に、溝３６ａ，３７ａにより形成される円筒状の貫通孔
内に円筒状のヒータ３９を挿入固定したものでも良く、
この加圧プレート３５を用いれば、より大きな圧力を加
えることが可能な圧着装置１を提供することができる。 【００２６】なお、上記実施形態では２枚の加圧プレー
トにより押圧した状態で加熱することにより２枚の基板
を圧着させる圧着装置を示したが、本発明はこの実施形
態だけに限定されるものではなく、例えば、一方をヒー
タを備えたロール状の加圧体とし、他方の加圧プレート
に載置した被圧着体上を前記加圧体により押圧した状態
で転動させるとともに、加圧体を発熱させて被圧着体を
加熱することにより圧着せしめたものであっても構わな
い。 【００２７】 【実施例】ここで、図１に示す圧着装置１１に備える加
圧プレート１２，１６の加圧面１５，１９を様々な材料
で形成した時の圧着精度について比較実験を行った。 【００２８】本実験では、いずれも加圧プレート１２，
１６の大きさを６００ｍｍ×７００ｍｍとし、本発明と
して加圧面１５，１９を窒化アルミニウムからなるセラ
ミック板１４，１８により構成したものを使用し、比較
例として加圧面１５，１９をアルミニウム、鋳鉄（ＦＣ
２５）からなる金属板により構成したもの、及びＭｇＯ
を３ｍｏｌ含有する部分安定化ジルコニアからなるセラ
ミック板１４，１８により構成したものを使用した。 【００２９】そして、これらの圧着装置１１を用いて６
００ｍｍ×６００ｍｍの空セル１を形成した時のセルギ
ャップのバラツキ具合を圧着精度として測定した。 【００３０】なお、実験条件としては２枚の加圧プレー
ト１２，１６による押圧力を１８０ｋｇ／ｃｍ2とする
とともに、加熱温度を２００℃とした。 【００３１】各加圧面１５，１９を構成する材質の特性
を表２に、加圧前後における加圧面１５，１９の平坦度
及びセルギャップのバラツキ具合をそれぞれ表３に示
す。 【００３２】 【表２】 【００３３】 【表３】 【００３４】この結果、加圧面１５，１９をアルミニウ
ムや鋳鉄（ＦＣ２５）からなる金属板で形成した比較例
のものは、その平坦度を良くても１１μｍ程度にしかで
きなかった。しかも、アルミニウムのヤング率は０．７
×１０6ｋｇ／ｃｍ2、鋳鉄（ＦＣ２５）のヤング率は
１．１×１０6ｋｇ／ｃｍ2と小さく、金属のもつ延性の
ために圧着の繰り返しによって平坦度がさらに低下し
た。その結果、加圧面５，９を鋳鉄で形成したものでは
セルギャップのバラツキが１．６μｍ、加圧面５，９を
アルミニウムで形成したものではセルギャップのバラツ
キが２．２μｍもあった。 【００３５】また、加圧面１５，１９を部分安定化ジル
コニアで形成したものでは、その平坦度を７μｍ以下と
することができたものの、ヤング率が２．１×１０6ｋ
ｇ／ｃｍ2と小さいことから変形し易く、また、熱膨張
係数が１０．５×１０-6／℃とガラス基板２，３の熱膨
張係数に比べて大きすぎることから、セルギャップのバ
ラツキを１．３μｍ程度にしかできなかった。 【００３６】これに対し、加圧面１５，１９を窒化アル
ミニウムで形成したものでは、全て加圧面１５，１９の
平坦度を７μｍ以下とすることができた。しかも、ヤン
グ率が３．０×１０ 6 ｋｇ／ｃｍ 2 であることから、加圧
時に加圧面１５，１９が殆ど変形することがなく、ま
た、熱膨張係数が５．０×１０-6／℃以下であることか
らいずれにおいても均一な押圧力が得られ、セルギャッ
プのバラツキを１μｍ以下とすることができ、優れた圧
着精度を有していた。 【００３７】 【発明の効果】以上のように、本発明によれば、ヒータ
を具備してなる加圧プレートを上下に配置してなり、こ
れらの加圧プレートにより被圧着体を加圧挾持した状態
で加熱して圧着せしめる圧着装置において、上記加圧プ
レートの少なくとも被圧着体との加圧面を、ヤング率が
３．０〜３．２×１０ 6 ｋｇ／ｃｍ 2 、熱膨張係数が４．
３〜５．０×１０ -6 ／℃で、かつ、熱伝導率が０．２２
〜０．４１ｃａｌ／（ｃｍ・ｓｅｃ・℃）である窒化ア
ルミニウムを主成分とするセラミックスにより形成した
ことにより、圧着作業の繰り返しにおいて加圧プレート
の加圧面が大きく摩耗したり、加圧時の押圧力に屈して
変形することがないため、長期間にわたって被圧着体を
均一な押圧力でもって加圧することができる。しかも、
ガラス基板等の被圧着体と熱膨張係数が近似しているこ
とから、押圧力の調整を容易に行うことができる。 【００３８】その為、本発明に係る圧着装置を液晶表示
装置の空セルの製造工程に使用すれば、セルギャップの
バラツキが殆どない高品質の液晶表示装置を効率良く提
供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る圧着装置の一例を示す概略図であ
る。 【図２】図１圧プレートのみを示す斜視図である。 【図３】本発明に係る圧着装置に備える他の加圧プレー
トを示す斜視図である。 【図４】従来の圧着装置を示す概略図である。 【符号の説明】 １・・・空セル ２，３・・・ガラス基板 ４・・・スペーサ ５・・・シール材 １１・・・圧着装置 １２・・・上部加圧プレート １３，１７・・・ラバーヒータ １４，１８・・・セラミック板 １５，１９・・・加圧面 １６・・・下部加圧プレート ２０，２２・・・保持板 ２１，２３・・・断熱材 ２４・・・サーボモータ
る。 【図２】図１圧プレートのみを示す斜視図である。 【図３】本発明に係る圧着装置に備える他の加圧プレー
トを示す斜視図である。 【図４】従来の圧着装置を示す概略図である。 【符号の説明】 １・・・空セル ２，３・・・ガラス基板 ４・・・スペーサ ５・・・シール材 １１・・・圧着装置 １２・・・上部加圧プレート １３，１７・・・ラバーヒータ １４，１８・・・セラミック板 １５，１９・・・加圧面 １６・・・下部加圧プレート ２０，２２・・・保持板 ２１，２３・・・断熱材 ２４・・・サーボモータ
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フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ
Ｂ３０Ｂ 15/06 Ｂ３０Ｂ 15/06 Ｚ
Ｇ０２Ｆ 1/1339 ５０５ Ｇ０２Ｆ 1/1339 ５０５
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】ヒータを具備してなる加圧プレートを上下
に配置してなり、これらの加圧プレートにより被圧着体
を加圧挾持した状態で加熱することにより被圧着体を圧
着せしめる圧着装置において、上記加圧プレートの少な
くとも被圧着体との加圧面を、ヤング率が３．０〜３．
２×１０ 6 ｋｇ／ｃｍ 2 、熱膨張係数が４．３〜５．０×
１０ -6 ／℃で、かつ、熱伝導率が０．２２〜０．４１ｃ
ａｌ／（ｃｍ・ｓｅｃ・℃）である窒化アルミニウムを
主成分とするセラミックスにより形成したことを特徴と
する圧着装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4678797A JP3411174B2 (ja) | 1997-02-28 | 1997-02-28 | 圧着装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4678797A JP3411174B2 (ja) | 1997-02-28 | 1997-02-28 | 圧着装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10239653A JPH10239653A (ja) | 1998-09-11 |
| JP3411174B2 true JP3411174B2 (ja) | 2003-05-26 |
Family
ID=12757051
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4678797A Expired - Fee Related JP3411174B2 (ja) | 1997-02-28 | 1997-02-28 | 圧着装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3411174B2 (ja) |
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| KR101232907B1 (ko) * | 2011-03-11 | 2013-02-13 | 엘아이지에이디피 주식회사 | 유기발광소자 밀봉장치 |
| KR101403628B1 (ko) * | 2012-06-26 | 2014-06-05 | 엘아이지에이디피 주식회사 | 유기발광소자 밀봉장치 |
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-
1997
- 1997-02-28 JP JP4678797A patent/JP3411174B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10239653A (ja) | 1998-09-11 |
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