JP3662156B2

JP3662156B2 - 液晶パネル製造装置

Info

Publication number: JP3662156B2
Application number: JP2000017507A
Authority: JP
Inventors: 一朗石坂; 道也横田
Original assignee: Shin Etsu Engineering Co Ltd
Current assignee: Shin Etsu Engineering Co Ltd
Priority date: 2000-01-26
Filing date: 2000-01-26
Publication date: 2005-06-22
Anticipated expiration: 2020-01-26
Also published as: KR20010078003A; KR100730562B1; TW575773B; JP2001209058A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば液晶プロジェクター用のパネルなどのような２枚の基板の間には接着剤以外の場所にスペーサーが散布されない液晶パネルの製造装置に関する。
詳しくは、上下２枚の基板を精度良く位置合わせし、その精度のままで基板を加圧して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てスペーサーを介在させずに貼着する液晶パネル製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
通常の液晶パネルは、基板の間に接着剤を枠状に塗布し、それ以外にも、スペーサーを全面に亘って散布することにより、両基板の押圧のみで両者の間隔が容易に所定のギャップとなるようにしている。
一方、特に液晶プロジェクター用のパネルでは、それを透過した画像が拡大されるため、画面として使用する領域内にスペーサーがあると一緒に拡大されて邪魔となるので、接着剤の塗布位置より内側にはスペーサーを散布できない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし乍ら、このような状況下において、薄板やフィルムなどの可撓性材料により、一方の基板を、固定された他方の基板に向けて加圧した場合には、基板の中央部分をスペーサーにより支持できないため、加圧すると基板の中央部分が凹んで、パネルの中央部が凹面になってままの状態で接着されてしまい、その結果、所定のギャップが得られないという問題がある。
【０００４】
本発明のうち請求項１記載の発明は、両基板を精度良く位置合わせして平行に保持したまま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、昇降部材を作動させずに両基板をミクロン単位で所定ギャップに潰すことを目的としたものである。
請求項３記載の発明は、請求項１または２に記載の発明の目的に加えて、上下基板の温度上昇による変形を防止する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、基板を別々に吸着保持する平坦な加圧吸着面が形成された剛体からなる上下一対の加圧板と、これら加圧板のどちらか一方を他方に対して上下方向へ往復動自在に支持する昇降部材とを備え、一方の加圧板か又は他方の加圧板のどちらか一方を他方に対してＸＹθ方向へ調整移動自在に支持し、上記昇降部材に一方の加圧板を可撓性材料の弾性変形により傾斜移動自在に支持すると共に、この可撓性材料を金属からなる弾性変形可能な薄板で中央部分を開口した額縁状に形成し、その内周縁を一方の加圧板の加圧吸着面に可能な限り接近させて、ＸＹθ方向への調整移動時にモーメントの発生により該加圧吸着面が大きく傾斜しないように配置した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、前記昇降部材と可撓性材料との間に閉空間を区画形成し、この閉空間の内圧上昇により一方の加圧板が他方の加圧板へ向け上下動するように可撓性材料を弾性変形させた構成を加えたことを特徴とする。
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の発明の構成に、前記閉空間内に、温度制御された流体を供給して、この閉空間の内圧を上昇させ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、昇降部材により一方の加圧板を上下動させて、その加圧吸着面に吸着保持した一方の基板が、他方の加圧板の加圧吸着面に吸着保持した他方の基板と接近し、この接近状態のままで可撓性材料を弾性変形させて一方の加圧板及び一方の基板を僅かに傾斜移動することにより、剛体からなる加圧板の平坦な加圧吸着面で一方の基板が他方の基板の面に習って均等に加圧されると共に、一方の基板の加圧吸着面に接近させて可撓性材料を配置することにより、昇降部材で一方の加圧板を水平方向へ調整移動して上下基板の位置合わせする際に、一方の基板を吸着保持する加圧吸着面が可撓性材料より他方の加圧板へ向け突出するものに比べてモーメントが発生せず、可撓性材料で加圧吸着面が大きく傾斜しないから両基板を正確に位置合わせできるものである。
請求項２の発明は、請求項１記載の構成に対して、前記昇降部材と可撓性材料との間に閉空間を区画形成し、この閉空間の内圧上昇により一方の加圧板が他方の加圧板へ向け上下動するように可撓性材料を弾性変形させた構成を追加したので、閉空間の内圧上昇に伴って可撓性材料を弾性変形させることにより、一方の加圧板が他方の加圧板へ向けミクロン単位で下動する。
請求項３の発明は、請求項１または２記載の構成に対して、前記閉空間内に、温度制御された流体を供給して、この閉空間の内圧を上昇させた構成を追加したので、一方の加圧板を介して上下基板が冷却される。
【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（ａ）及び（ｂ）に示す如く、上方の加圧板１が昇降部材３の下面中央に可撓性材料４を介して浮島状に支持されると共に、下方の加圧板２が定盤として移動不能に固定配備され、これら加圧板１，２の平坦な加圧吸着面１ａ，２ａに、上下２枚のガラス製基板Ａ，Ｂが夫々吸着保持した状態で昇降部材３を下降させることにより、上基板Ａが下基板Ｂに接近する場合を示すものである。
【０００８】
上方の加圧板１及び下方の加圧板２は、夫々剛体で構成され、上方の加圧板１の下面には、上基板Ａの上面と対向する平坦な加圧吸着面１ａを形成し、下方の加圧板２の上面には、下基板Ｂの下面と対向する平坦な加圧吸着面２ａを形成する。
【０００９】
本実施例の場合には、上方の加圧板１を例えば金属やセラミックなどの剛体で構成し、下方の加圧板２を、例えば石英などの透明な剛体で構成しており、更に下方の加圧板２の下方には、紫外線の光源（図示せず）を配設している。
【００１０】
これら上下の加圧板１，２には、吸引孔１ｂ，２ｂを開穿し、これら吸引孔１ｂ，２ｂが加圧板１，２の内部に形成した吸気通路１ｃ，２ｃを介して吸気源（図示せず）に連通される。
【００１１】
上方の加圧板１内に形成した吸気通路１ｃは、本実施例の場合、屈曲自在な吸気管１ｄが接続され、この吸気管１ｄは、後述する昇降部材３に開穿された吸気通路３ｃを通って吸気源（図示せず）に連通している。
【００１２】
上記吸気源（図示せず）は、コントロール部（図示せず）により作動制御され、上下基板Ａ，Ｂの貼り合わせ時には吸気を開始することにより、前工程の移送手段（図示せず）で供給された上基板Ａの上面及び下基板Ｂの下面を夫々加圧吸着面１ａ，２ａに吸着して移動不能に保持し、後述する接着剤Ｃの硬化後には、吸気を解除して加圧吸着面１ａ，２ａから基板Ａ，Ｂを取り外し可能にしている。
【００１３】
更に、上方の加圧板１を支持する昇降部材３は、例えば駆動シリンダーなどの昇降機構（図示せず）により支持され、本実施例では更に調整機構（図示せず）により水平方向へ調整移動自在に支持される。
【００１４】
この昇降機構（図示せず）は、上記コントロール部により作動制御され、その初期状態で昇降部材３を上限位置に待機させており、前記加圧吸着面１ａ，２ａに上下基板Ａ，Ｂが吸着保持された後に昇降部材３及び上方の加圧板１を下動させ、上基板Ａが接着剤Ｃを介して下基板Ｂと非接触状態ではあるものの可能な限り接近した位置にて下動停止させる。
この下動接近状態において上記調整機構（図示せず）が手動操作され、上下基板Ａ，Ｂの加圧終了後には、昇降部材３のみを上動させて初期状態に戻る。
【００１５】
また、上記昇降部材３は、本実施例の場合、上方の加圧板１と対向する下面に凹部３ａを形成し、この凹部３ａの中央に可撓性材料４を介して上方の加圧板１を傾斜移動自在に支持し、これら凹部３ａと可撓性材料４とで閉空間５を区画形成する。
【００１６】
この可撓性材料４は、例えばステンレスなどの金属からなる弾性変形可能な薄板で中央部分を開口した額縁状に形成され、その外周縁を凹部３ａの内周面に連結すると共に内周縁を上方の加圧板１の外周面に連結しており、前記調整機構（図示せず）によって昇降部材３が水平方向へ調整移動した際には、その動作遅れや動きに誤差なく上方の加圧板１を従動させるように構成する。
本実施例の場合には、上方の加圧板１の加圧吸着面１ａに可能な限り接近させて可撓性材料４を配置している。
【００１７】
更に、前記昇降部材３には、例えば水や圧縮空気など流体６の供給源（図示せず）と連通する供給路３ｂを開穿する。
この供給源は、上下基板Ａ，Ｂの位置合わせ完了後に上記供給路３ｂを通って前記閉空間５内に流体６を供給し、該閉空間５の内圧が上昇して可撓性材料４を弾性変形させることにより、下方の加圧板２へ向けて僅かに、詳しくはミクロン単位で下動させるように構成する。
本実施例の場合には、流体６として温度制御された冷水などの設定温度より低いものを閉空間５内に供給している。
【００１８】
一方、上下基板Ａ，Ｂは、例えば所望のパターンが形成された２枚の基板であり、その一方の基板、本実施例の場合には上基板Ａの下面に、スペーサー入りの紫外線硬化型接着剤Ｃを枠状に塗布し、液晶パネルとして支障のない外周部には、位置合わせ用マーク（図示せず）が夫々設けられる。
なお、図示したものは、接着剤Ｃによる枠が一つしか存在しないが、これに限定されず、上下基板Ａ，Ｂが大型であれば、その間に接着剤Ｃの枠を複数配置させて同時に複数の液晶パネルを同時に組み立てることもできる。
【００１９】
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、初期状態では図１（ａ）の一点鎖線に示す如く、昇降部材３が上限位置で待機している。
この状態で吸気源（図示せず）から吸引によって、上方の加圧板１の平坦な加圧吸着面１ａに上基板Ａの上面が吸引保持されると共に、固定配備された下方の加圧板２の平坦な加圧吸着面２ａに下基板Ｂの下面が吸引保持される。
【００２０】
その後、昇降機構（図示せず）により昇降部材３が図１（ａ）の実線に示す如く、その上限待機位置から下動し、これに伴って上基板Ａも下動し、その下面が接着剤Ｃを介して下基板Ｂと非接触状態ではあるものの可能な限り接近する。
【００２１】
この接近状態で、調整機構（図示せず）の手動操作により、昇降部材３を図１（ａ）の二点鎖線に示す如く水平方向、詳しくはＸＹθ方向へ調整移動すれば、可撓性材料４を介してその動作遅れや動きに誤差なく上方の加圧板１が追従する。
【００２２】
その結果、上下基板Ａ，Ｂの夫々に有る位置合わせマークを利用して両基板Ａ，Ｂが精度良く、例えば基板Ａ，Ｂの対角長が１〜４インチ（2.54〜10.56cm）程度の場合には±Ｏ．５μｍ以下の精度で位置合わせされる。
【００２３】
本実施例の場合には、上方の加圧板１の加圧吸着面１ａに接近させて可撓性材料４を配置したので、昇降部材４で上方の加圧板１を水平方向へ調整移動して上下基板Ａ，Ｂの位置合わせする際に、上基板Ａを吸着保持する加圧吸着面１ａが可撓性材料４より下方の加圧板２へ向け突出するものに比べてモーメントが発生せず、可撓性材料４で加圧吸着面１ａが大きく傾斜しない。
従って、両基板Ａ，Ｂを正確に位置合わせできる。
【００２４】
この位置合わせが完了した後は、ＸＹθ方向にはそのままの状態で、図１（ｂ）に示す如く供給源（図示せず）から昇降部材３の供給路３ｂを通って、可撓性材料４との間に区画形成された閉空間５に流体６が供給される。
【００２５】
これにより、閉空間５の内圧が上昇して、上方の加圧板１が下方へ押圧され、適宜内圧に達すると、可撓性材料４が弾性変形して上方の加圧板１を僅か、詳しくはミクロン単位で下動させる。
【００２６】
この上方の加圧板１の僅かな下動により、これに吸着保持された上基板ＡもＺ方向へ微小距離下動し、この上基板Ａの下面が接着剤Ｃを介して、固定配備された下方の加圧板２に吸引保持した下基板Ｂの上面に接触すると共に、これら両基板Ａ，Ｂをそれらの間隔が所定ギャップとなるまで潰す。
【００２７】
その結果、昇降部材３を作動させずに両基板Ａ，Ｂをミクロン単位で所定ギャップに潰せる。
従って、前記昇降機構（図示せず）による機械的な昇降部材３の上下動で両基板Ａ，Ｂをミクロン単位で所定ギャップに潰すものに比べ、装置全体を簡素化できる。
【００２８】
この際、上方の加圧板１で下動にした上基板Ａと、固定配備された下方の加圧板２に吸引保持した下基板Ｂの上面とがミクロン単位で完全な平行ではなく、上下基板Ａ，Ｂの傾斜により最初は上基板Ａ下面の接着剤Ｃが下基板Ｂの上面に対して部分的に接触する場合でも、この部分的な接触に引き続き、更に可撓性材料４が弾性変形して上方の加圧板１及び上基板Ａが傾斜移動する。
【００２９】
それにより、剛体からなる上方の加圧板１の平坦な加圧吸着面１ａで上基板Ａの下面が下基板Ｂの上面に習って均等に加圧される。
その結果、両基板Ａ，Ｂを精度良く位置合わせして平行に保持したまま所定ギャップまで確実に押し潰せる。このギャップ精度は、例えば基板Ａ，Ｂの対角長が１〜４インチ（2.54〜10.56cm）程度の場合、±Ｏ．３μｍ以下である。
【００３０】
そして、このような所定ギャップを維持したまま状態で、透明な下方の加圧板２を通して紫外線の光源（図示せず）から紫外線が、上下基板Ａ，Ｂ間の紫外線硬化型接着剤Ｃに照射される。
従って、上記紫外線硬化型接着剤Ｃが硬化してスペーサーを介在させずに上下基板Ａ，Ｂが貼着される。
更に、上下基板Ａ，Ｂの位置決めと所定のギャップまで潰しが一台の装置によりできる。
【００３１】
特に、前記閉空間５に供給する流体６として、温度制御された冷水などの設定温度より低いものを使用した場合には、上方の加圧板１を介して上基板Ａ及び下基板Ｂが冷却され、これら上下基板Ａ，Ｂの温度上昇による変形を防止できるという利点がある。
【００３２】
一方、図２（ａ）及び（ｂ）に示すものは、本発明の他の実施例であり、このものは、前記上方の加圧板１′が定盤として移動不能に固定配備されると共に、下方の加圧板２′が昇降部材３′の上面中央に可撓性材料４′を介して浮島状に支持され、これら加圧板１′，２′の平坦な加圧吸着面１ａ′，２ａ′に、上下基板Ａ，Ｂを夫々吸着保持した状態で昇降部材３′及び下方の加圧板２′を上昇させることにより、下基板Ｂが上基板Ａに接近した構成が、前記図１（ａ）及び（ｂ）に示した実施例とは異なり、それ以外の構成は図１（ａ）及び（ｂ）に示した実施例と同じものである。
更に図示例では、昇降部材３′と可撓性材料４′との間に区画形成した閉空間５′に流体６′が供給されて内圧を上昇させることにより、この可撓性材料４′が弾性変形して下方の加圧板２′を上方の加圧板１′へ向け僅かに上動させている。
【００３３】
従って、図２（ａ）及び（ｂ）に示すものも、前記図１（ａ）及び（ｂ）に示した実施例と同様に、両基板Ａ，Ｂを精度良く位置合わせして平行に保持したまま所定ギャップまで確実に押し潰せるという作用効果が得られる。
【００３４】
尚、前示実施例では、上下基板Ａ，Ｂの位置合わせ完了後において閉空間５の内圧を上昇させることにより、可撓性材料４が弾性変形して一方の加圧板１を他方の加圧板２へ向け僅かに下動させたが、これに限定されず、昇降部材３を機械的にミクロン単位で更に上下動して可撓性材料４を弾性変形させることにより、一方の加圧板１及び一方の基板Ａが僅かに傾斜移動して、上下基板Ａ，Ｂを所定のギャップまで加圧するようにしても良い。
【００３５】
また前示実施例では、昇降部材３により上方の加圧板１を、下方の加圧板２に対して水平方向へ調整移動自在に支持したが、これに限定されず、下方の加圧板２を昇降部材３及び上方の加圧板１に対して水平方向へ調整移動自在に支持し、下方の加圧板２を水平方向へ調整移動させることにより、上下基板Ａ，Ｂの位置合わせしても良い。
更に前示実施例では、上下基板Ａ，Ｂ間の紫外線硬化型接着剤Ｃに紫外線を照射して硬化させたが、これに限定されず、それ以外に例えば熱硬化性樹脂からなる接着剤を加熱して硬化させるなど、他の接着剤を使用しても良い。
【００３６】
【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、昇降部材により一方の加圧板を上下動させて、その加圧吸着面に吸着保持した一方の基板が、他方の加圧板の加圧吸着面に吸着保持した他方の基板と接近し、この接近状態のままで可撓性材料を弾性変形させて一方の加圧板及び一方の基板を僅かに傾斜移動することにより、剛体からなる加圧板の平坦な加圧吸着面で一方の基板が他方の基板の面に習って均等に加圧されると共に、一方の基板の加圧吸着面に接近させて可撓性材料を配置することにより、昇降部材で一方の加圧板を水平方向へ調整移動して上下基板の位置合わせする際に、一方の基板を吸着保持する加圧吸着面が可撓性材料より他方の加圧板へ向け突出するものに比べてモーメントが発生せず、可撓性材料で加圧吸着面が大きく傾斜しないから両基板を正確に位置合わせできるので、両基板を精度良く位置合わせして平行に保持したまま所定ギャップまで確実に押し潰すことができる。
従って、加圧するとスペーサーで支持されない基板の中央部分が凹んで所定のギャップが得られない従来のものに比べ、スペーサーによる支持がなくても上下基板間のギャップを精密に形成できる。
【００３７】
請求項２の発明は、請求項１の発明の効果に加えて、閉空間の内圧上昇に伴って可撓性材料を弾性変形させることにより、一方の加圧板が他方の加圧板へ向けミクロン単位で下動するので、昇降部材を作動させずに両基板をミクロン単位で所定ギャップに潰す。
従って、機械的な昇降部材の上下動で両基板をミクロン単位で所定ギャップに潰すものに比べ、装置全体を簡素化できて小型化が可能になると共に製造コストの低減も図れる。
【００３８】
請求項３の発明は、請求項１または２の発明の効果に加えて、一方の加圧板を介して上下基板が冷却されるので、上下基板の温度上昇による変形を防止できる。
【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）は両基板の位置合わせ時を示し、（ｂ）は両基板の加圧時を示している。
【図２】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）は両基板の位置合わせ時を示し、（ｂ）は両基板の加圧時を示している。
【符号の説明】
Ａ，Ｂ基板Ｃ接着剤
１，２加圧板１ａ，２ａ加圧吸着面
３昇降部材４可撓性材料
５閉空間６流体

Claims

上下２枚の基板（Ａ，Ｂ）をＸＹθ方向へ調整移動して精度良く位置合わせし、その精度のままで基板（Ａ，Ｂ）を加圧して所定のギャップまで潰しながら、両基板（Ａ，Ｂ）間の接着剤（Ｃ）を硬化させて貼着する液晶パネル製造装置において、
前記基板（Ａ，Ｂ）を別々に吸着保持する平坦な加圧吸着面（１ａ，２ａ）が形成された剛体からなる上下一対の加圧板（１，２）と、これら加圧板（１，２）のどちらか一方を他方に対して上下方向へ往復動自在に支持する昇降部材（３）とを備え、一方の加圧板（１）か又は他方の加圧板（２）のどちらか一方を他方に対してＸＹθ方向へ調整移動自在に支持し、上記昇降部材（３）に一方の加圧板（１）を可撓性材料（４）の弾性変形により傾斜移動自在に支持すると共に、この可撓性材料（４）を金属からなる弾性変形可能な薄板で中央部分を開口した額縁状に形成し、その内周縁を一方の加圧板（１）の加圧吸着面（１ａ）に可能な限り接近させて、ＸＹθ方向への調整移動時にモーメントの発生により該加圧吸着面（１ａ）が大きく傾斜しないように配置したことを特徴とする液晶パネル製造装置。
前記昇降部材（３）と可撓性材料（４）との間に閉空間（５）を区画形成し、この閉空間（５）の内圧上昇により一方の加圧板（１）が他方の加圧板（２）へ向け上下動するように可撓性材料（４）を弾性変形させた請求項１記載の液晶パネル製造装置。
前記閉空間（５）内に、温度制御された流体（６）を供給して、この閉空間（５）の内圧を上昇させた請求項１または２記載の液晶パネル製造装置。