JP4084101B2 - 液晶表示素子用貼り合わせ装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は液晶表示素子の製造装置に係り、特に大面積の液晶表示素子の製造に有利な液晶滴下方式を採用した液晶表示素子の製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
情報化社会の発展に伴い、表示装置に対する要求も多様化しており、これに応じて、最近は液晶表示（ＬＣＤ）、プラズマ表示パネル（ＰＤＰ）、エレクトロルミネセンス表示（ＥＬＤ）、真空蛍光表示（ＶＦＤ）など様々なフラットパネル型表示装置が開発され、一部は既に各種設備で表示装置として活用されている。
【０００３】
その中で、現在では、高画質、軽量薄型、低消費電力などの長所のため、移動型画像表示装置用に陰極線管（ＣＲＴ）を代替してＬＣＤが最も多く使われており、さらにノートパソコンのモニタのような移動型の用途の他にも、放送信号を受信して表示するテレビ受像器やコンピュータのモニタ用などに多様なものが開発されている。
【０００４】
このように、液晶表示素子は、様々な分野で画像表示装置としての役割を果たせるように、多様な技術的発展が進められてきているにも拘わらず、画像表示装置として画像の品質を高めようとすると、上記長所と背馳する面が多かった。従って、液晶表示素子が、一般的な画像表示装置として多様な用途に使用されるためには、軽量薄型、低消費電力という特徴を維持しながらも、高精細、高輝度、大面積などといった、高品位の画像をどこまで実現できるかが重要な課題とされている。
【０００５】
上記のような液晶表示素子の製造方法としては、大きく分けて、液晶注入口が形成されるように一方の基板上にシール剤を塗布して、真空中で一対の基板を接合した後、形成された注入口を介して液晶を注入する液晶注入方式と、特開２０００−２８４２９５号及び特開２００１−００５４０５号公報で提案されるように、液晶注入口を設けないようにシール剤を閉じたパターンで形成した一の基板を用意し、この基板上のシール剤で囲まれた領域に液晶を滴下した後、他の基板を前記一の基板上に配置し、真空中で上下の基板を近接させて接合する液晶滴下方式とがある。
【０００６】
前記した各種方式のうち、液晶滴下方式は液晶注入方式に比べていくつかの工程（例えば、液晶注入口の形成、液晶の注入、液晶注入口の密封などのための各々の工程）を省略して行うことができることから、それらの工程に伴う装備が必要ではなくなるという長所を有する。このため、最近は液晶滴下方式を用いた各種製造装置の研究が行われている。
【０００７】
図１及び図２はかかる従来の液晶滴下方式を適用した基板の組み立て装置を示す。即ち、従来の基板組み立て装置は外形をなすフレーム１０と、ステージ部２１、２２と、シール剤吐出部（図示せず）及び液晶滴下部３０と、チャンバ部３１、３２と、チャンバ移動手段と、ステージ移動手段とから構成されている。
【０００８】
この際、前記ステージ部は上部ステージ２１と下部ステージ２２とからなり、シール剤吐出部及び液晶滴下部３０は基板の貼り合わせ工程が行われる位置である前記フレームの側部に装着され、前記チャンバ部は上部チャンバユニット３１と下部チャンバユニット３２とからなり、それらが互いに合体可能であるように構成される。
【０００９】
これと共に、前記チャンバ移動手段は下部チャンバユニット３２を前記貼り合わせ工程が行われる位置とシール剤の吐出及び液晶の滴下が行われる位置との間で選択的に移動するように駆動する駆動モータ４０で構成され、前記ステージ移動手段は前記上部ステージを選択的に上部或いは下部に移動するように駆動する駆動モータ５０で構成されている。
【００１０】
そして、前記チャンバ部の内部が真空になった時に、上部ステージ２１に固定される基板５２の両対角位置でその基板を一時的に受け止める役割を果たす受け止め手段が設けられる。この際、前記受け止め手段は上部チャンバユニット３１の外側から前記上部チャンバユニット３１の内側に貫通した状態で回転自在に装着された回転軸６１と、その回転軸の一端の前記上部チャンバユニット３１の外側に固定され、前記回転軸６１を選択的に回転させるように駆動する回転アクチュエータ６３及び前記回転軸を選択的に昇降させる昇降アクチュエータ６４と、前記回転軸の他端に一体化され、選択的に基板のエッジ部を受け止める受止爪６２とから構成されている。
【００１１】
以下、上記した従来の基板組み立て装置を用いた液晶表示素子の製造過程をその工程順序に従ってより詳細に説明する。
【００１２】
まず、上部ステージ２１には何れか一方の基板（以下、第２基板）５２がローディングされて固定され、下部ステージ２２には他方の基板（以下、第１基板）５１がローディングされて固定される。この状態で前記下部ステージ２２を有する下部チャンバユニット３２はチャンバ移動手段４０によって、図１に示すように、シール剤の塗布及び液晶滴下のための位置に移動される。
【００１３】
そして、前記状態でシール剤吐出部及び液晶滴下部３０による第１基板５１へのシール剤の塗布及び液晶滴下が完了すると、再び前記チャンバ移動手段４０によって、図２に示すように、基板間の貼り合わせのための位置に移動される。
【００１４】
その後、各チャンバユニット３１、３２の合体が行われて各ステージ２１、２２が位置した空間が密閉され、受け止め手段を構成する昇降アクチュエータ６４が駆動して回転軸６１を下方に（上部ステージの下側に）移動させると共に、回転アクチュエータ６３が駆動して前記回転軸６１を回転させ、受止爪６２を上部ステージ２１に固定された第２基板５２の両角部に位置させる。
【００１５】
この状態で、ステージ移動手段５０が、上部ステージ２１を下向きに移動させて、前記受け止め手段を構成する受止爪６２が位置した高さまで近接させた後、第２基板５２を固定していた真空吸着力を解除して、図３のように、前記第２基板を前記受け止め手段の各受止爪６２に載せる。
【００１６】
これは、チャンバの内部が真空状態になると、第２基板５２を固定させるために与えている上部ステージ２１の真空吸着力に比べて前記チャンバの内部の真空度が大きくなり、前記第２基板５２が落下して破損する畏れが生じるので、チャンバの内部が完全に真空状態になる前に、一時的に前記第２基板５２を保持できるようにするためである。
【００１７】
これと共に、図示しない別途の真空手段を用いてチャンバの内部を完全に真空状態にし、前記チャンバの内部が完全な真空状態になったときに、上部ステージ２１に静電力を印加して前記第２基板５２を固定すると共に、受け止め手段の回転アクチュエータ６３及び昇降アクチュエータ６４を駆動して、受止爪６２及び回転軸６１を元の位置（貼り合わせ工程に干渉を与えない位置）に復帰させる。
【００１８】
そして、前記した真空状態において、ステージ移動手段５０によって上部ステージ２１が下向きに移動することで、前記上部ステージ２１に固定された第２基板５２を下部ステージ２２に固定された第１基板５１に密着させ、さらに継続的に加圧して各基板間の貼り合わせを行う。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の基板の組立装置には次のような問題がある。
【００２０】
第一に、真空チャンバ内部の真空化過程において前記真空吸着力の低下によって第２基板が上部ステージから落ちて破損することを防止するための受け止め手段が存在するものの、この受け止め手段を構成する受止爪の形状が前記第２基板の両角部の先端部分のみを受け止めるように形成されているため、前記第２基板の中間部が垂れ下がることがある。特に、液晶表示素子の大型化を考慮する時、上述した従来の受け止め手段の構成をそのように大型化した液晶表示素子の製造装備に適用すると、大型化した基板はその面積に比べてその厚さが極めて薄いため、前記した基板の垂れ下がりの程度が更に増加して基板変形に伴う問題点が発生し得ることから、事実上その適用が不可能であって改善が必要とされている。
【００２１】
第二に、従来の受け止め手段を構成する受止爪のサイズが第２基板の全体的なサイズに比べて極めて小さいため、前記第２基板との接触面積が相対的にかなり小さくならざるをえない。このため、受け止め手段を構成する回転アクチュエータの動作不良等によって回転軸の正確な回転が行われない場合、受止爪と第２基板との接触面積が前記第２基板を受け止めるのに十分ではなく、前記第２基板が落ちるおそれがある。特に、大型液晶表示素子の製造のための基板貼り合わせ装置に前記した構成が適用される場合、第２基板の全体面積に比べて受止爪の接触面積が相対的に更に小さいため、この問題は更に深刻である。
【００２２】
第三に、従来の基板組立装置は、受け止め手段の数が基板の全体的なサイズに比べて少ないので、大型基板を用いた液晶表示素子の製造に適用するには有利でないという問題がある。
【００２３】
第四に、基板モデルの変更に従い、基板の各セルが形成された領域ではない他の部分、即ち、切断して除去されるダミー領域が変化するが、これに効果的に対応し難いという問題がある。
【００２４】
本発明は上記の問題を解決しようとするもので、その目的は、液晶表示素子の真空貼り合わせのための工程において、真空チャンバ内部が真空状態になることにより工程の途中で上部ステージに固定された基板が落下することを防止するために設けられる、基板を一時的に受け止める手段を、受け止めの対象となる基板の特定部位の垂れ下がりを防止して、基板を受け止めたときの全体的な形状が安定的なものになるようにし、かつ他の装備の動作に対して干渉しないように構成した、液晶表示素子用真空貼り合わせ装置の基板受け止め手段を提供することにある。
【００２５】
特に、本発明は液晶表示素子の大型化を考慮して、大型液晶表示素子の製造にも適した構造の基板受け止め手段を提供することにその目的がある。
【００２６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の液晶表示素子用真空貼り合わせ装置は、液晶表示素子を製造するために、第１及び第２の基板を真空中で互いに貼り合わせる装置であって、一体型の真空チャンバ、前記真空チャンバ内に備えられ、前記第１及び第２の基板をそれぞれ固定するための下部ステージ及び上部ステージ、及び、前記真空チャンバ内に備えられ、前記上部ステージに固定された第２の基板を一時的に受け止めるための少なくとも１つの基板受け止め手段、を含む液晶表示素子用真空貼り合わせ装置において、前記基板受け止め手段は、前記第２の基板を受け止める際に、前記第２の基板の下面に形成された複数のセル領域間に存在するダミー領域と接触するように構成されたことを特徴とする。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい各実施形態を添付の図４〜図１１を参照してより詳細に説明する。
【００２８】
まず、図４〜図６Ｂは、本発明の液晶表示素子用真空貼り合わせ装置の第１実施形態を概略的に示しており、これから分かるように、本実施形態の真空貼り合わせ装置は、大略、真空チャンバ１１０と、上部ステージ１２１及び下部ステージ１２２と、ステージ移動装置と、真空装置２００と、ローダ部３００とで構成され、更に基板受け止め手段４００を含む。
【００２９】
本実施形態の貼り合わせ装置を構成する真空チャンバ１１０は、その内部を選択的に真空状態或いは大気圧状態としながら、各基板間の貼り合わせを行い得るように形成され、前記真空状態への転換のための空気吸入力を伝達する空気排出管１１２が、前記真空チャンバ１１０の内部空間と連通するように一体に形成される。
【００３０】
本実施形態の貼り合わせ装置を構成する上部ステージ１２１及び下部ステージ１２２は、前記真空チャンバ１１０内の上側空間と下側空間に互いに対向して設けられ、前記真空チャンバ１１０の内部に搬入された各基板５２０、５１０をそれぞれ静電吸着して、前記真空チャンバ１１０内の所定位置に固定された状態に維持すると共に、この固定した各基板間の貼り合わせを行うための選択的な移動が可能であるように構成されている。この際、前記上部ステージ１２１には、その底面に多数の静電力を提供することにより基板の固定が可能であるように、少なくとも１つの静電チャック（ＥＳＣ）１２１ａが陥入装着されている。
【００３１】
尚、前記静電チャック１２１ａに加えて、本実施形態では、前記上部ステージ１２１の下面に真空力を伝達することにより、基板の吸着固定が可能であるように、少なくとも１つ以上の真空ホール１２１ｂが更に形成されている。
【００３２】
本実施形態では、互いに異なる極性の直流電圧をそれぞれ印加することにより基板の静電吸着が可能であるように、少なくとも２つ以上の静電チャック１２１ａが互いに異なる極性を有して対を成すように備えられているが、必ずこれに限定されるものではなく、１つの静電チャック自体が２つの極性を同時に有しながら静電力を提供するように構成することもできる。
【００３３】
また、真空ホール１２１ｂは、前記上部ステージ１２１の底面に装着された各静電チャック１２１ａの縁部に沿って多数個が配置され、各々の真空ホール１２１ｂは、上部ステージ１２１に連結された真空ポンプ１２３により発生した真空力を伝達し得るように、単一或いは多数の管路１２１ｃを介して互いに連通するように形成される。
【００３４】
一方、前記下部ステージ１２２の上面にも前記した上部ステージの下面と同様に、少なくとも１つの静電チャック１２２ａを装着すると共に、この静電チャックの縁部に沿って少なくとも１つの真空ホール（図示せず）が形成される。
【００３５】
しかしながら、前記下部ステージ１２２の上面に装着する静電チャック１２２ａ及び真空ホールは、必ずしも前記上部ステージ１２１の下面と同一の形状に限定されるのではなく、作業対象基板の全般的な形状又は各液晶充填領域などを考慮して、前記静電チャック及び真空ホールの配置を行うようにすることがより好ましい。
【００３６】
本実施形態の貼り合わせ装置を構成するステージ移動装置は、上部ステージ１２１を選択的に上下に移動させるように駆動する移動軸１３１と、下部ステージ１２２を選択的に左右に回転させるように駆動する回転軸１３２とを有し、真空チャンバ１１０の内側又は外側に前記各ステージ１２１、１２２と軸結合された状態で前記した各々の軸を選択的に駆動するための駆動モータ１３３、１３４を含んでいる。
【００３７】
この際、ステージ移動装置は、上部ステージ１２１を上下に移動させ下部ステージ１２２を左右に回転させるように構成したものに限定されるのではなく、前記上部ステージ１２１を左右に回転させるように構成したり、前記下部ステージ１２２を上下に移動させるように構成することもできる。その場合、前記上部ステージ１２１には別途の回転軸（図示せず）を更に設置してその回転が可能であるようにし、前記下部ステージ１２２には別途の移動軸（図示せず）を更に設置してその上下移動が可能であるようにする。
【００３８】
本実施形態の貼り合わせ装置を構成する真空装置２００は、前記真空チャンバ１１０の内部を選択的に真空状態にするための空気吸入力を発生する役割を果たし、空気吸入力を発生させるために駆動する通常の吸入ポンプから構成され、この真空装置２００が備えられた空間は真空チャンバ１１０の空気排出管１１２と連通する。
【００３９】
本発明の貼り合わせ装置を構成するローダ部３００は、前記した真空チャンバ１１０及びその真空チャンバ１１０の内部に備えられる各種の構成部分とは別途の装置として前記真空チャンバ１１０の外側に備えられ、液晶が滴下された基板（以下、第１基板）５１０及び他方の（好ましくはシール剤が塗布された）基板（以下、第２基板）５２０をそれぞれ前記貼り合わせ装置の真空チャンバ１１０の内部に（内部から）選択的に搬入（搬出）する役割を行う。
【００４０】
この際、前記のようなローダ部は液晶が滴下された第１基板５１０の搬送のための何れか一方のアーム（以下、第１アーム）３１０と、それと貼り合わせられる第２基板５２０の搬送のための他方のアーム（以下、第２アーム）３２０とを含んで構成され、各基板５１０、５２０がそれぞれ前記各アーム３１０、３２０に載せられた状態で真空チャンバ１１０の内部に搬送される前の待機状態では、前記第１アーム３１０が第２アーム３２０に比べて上側に位置するように構成されている。
【００４１】
前記で第１アーム３１０に載せられる第１基板５１０が第２アーム３２０に載せられる第２基板５２０の上側に位置する理由は、第１基板の上面には液晶が滴下されているので、仮に、前記第２アーム３２０が第１アーム３１０に比べて上側に位置すると、前記第２アーム３２０の動きにより発生して飛散され得る各種の異物が、前記第１アーム３１０に載せられている第１基板５１０の液晶に落下してその損傷を引き起こす畏れがあり、特に、第２アーム３２０に載せられる第２基板５２０にシール剤が塗布されていると、そのシール剤塗布面が下面に位置することになり、上記の問題を引き起こす畏れが大きくなるので、それを未然に防止できるようにするためである。
【００４２】
しかしながら、前記ローダ部の各アームのうち、第２アーム３２０は必ずシール剤が塗布された第２基板５２０を搬送するわけではない。即ち、前記第１アーム３１０は液晶が滴下されている基板を搬送するようにし、第２アーム３２０は液晶が滴下されていない基板を搬送するようにすることが好ましいのである。
【００４３】
たとえば、何れか一方の基板に液晶が滴下されると共にシール剤が塗布される場合には、この基板を第１アーム３１０が搬送するようにし、他方の基板を第２アーム３２０が搬送するようにすればよい。
【００４４】
本発明の貼り合わせ装置を構成する基板受け止め手段４００は、上部ステージ１２１に固定された第２基板５２０の下面に形成された複数のセル領域間に存在するダミー領域と接触するように構成され、大きく回転自在に装着された回転軸４１０と、受け止めバー４２０と、駆動部４４０とから構成され、典型的には、真空チャンバ１１０の底面の下部ステージ１２２の側面と隣接した位置に装着される。この際、前記基板受け止め手段４００の数は、一般に２以上１０以下とすることが好ましい。
【００４５】
特に、前記した基板受け止め手段４００は、前記真空チャンバ１１０の内部を上から見た時、図５Ａのように、各ステージ１２１、１２２の長辺（又は短辺）の端部と（一定の間隔をもって）隣接した位置、或いは、図５Ｂのように、各ステージ１２１、１２２の長辺（又は短辺）の中央部と隣接した位置に、真空チャンバ１１０の底面を貫通する回転軸４１０が結合された受け止めバー４２０の一端がくるように装着し、前記受け止めバー４２０の他端は回転して各ステージの側面より内側に達するように長く形成する。
【００４６】
即ち、前記した基板受け止め手段は、下部ステージ１２２の１つの側面の何れか一端部又は両端部に隣接させて設けたり、更に他の側面の何れか一端部又は両端部に隣接させて設けることができるだけでなく、下部ステージの１つの側面の中央部や他の側面の中央部に隣接させてそれぞれ設けることもでき、また、各端部及び中央部に隣接して同時に設けることもできる。なお、前記下部ステージの１つの側面（又は他の側面）の中央部に隣接する基板受け止め手段を複数基設置してもよい。
【００４７】
この際、前記基板受け止め手段４００を構成する受け止めバー４２０は回転軸４１０の一端に一体化され、前記回転軸４１０による選択的な回転動作を行うことで、上部ステージ１２１の下面に固定された第２基板５２０の一側面からその対角方向又は他側面に向かう方向に延び、その際、各ステージの移動に干渉を与えない位置にくるように形成される。
【００４８】
これと共に、前記受け止めバー４２０の上面には、第２基板５２０との接触面積を最大限減らすために、受け止め突起４２０ａが少なくとも１つ突出して形成され、特に、前記受け止め突起４２０ａは、前記受け止めバー４２０が作用位置である上部ステージ１２１の下方に位置したときに、前記上部ステージ１２１に固定された第２基板５２０のダミー領域に対応するように調整する。この際、前記各受け止め突起４２０ａは互いに同一の突出高さを有するように形成されるのが一般的であるが、必要に応じては、突出高さが互いに異なるように形成することもできるように、その調節が可能であることが好ましい。
【００４９】
仮に、受け止めバー４２０の上面に形成される受け止め突起４２０ａが２つ以上である場合、前記各々の受け止め突起は基板の垂れ下がりを最大限防止できるような間隔を有するようにする。
【００５０】
即ち、各受け止め突起４２０ａ間の間隔が狭いほど多数個の受け止め突起４２０ａの形成を必要とすることと、各受け止め突起４２０ａ間の間隔が広いほど突起間に位置する第２基板５２０の部位が垂れ下がり得ることとのバランスを考慮し、それらの問題を最も小さくするような間隔を有するように配置する。
【００５１】
しかしながら、前記のような配置を行なうには、各基板のサイズ又はモデルによって各受け止め突起間の最適間隔がそれぞれ異なることがあるから、前記各受け止め突起の間隔を選択的に調節できるように構成することが、基板のサイズに関係なく適用可能であるという点でより好ましい。
【００５２】
前記基板受け止め手段４００は、下部ステージ１２２の一側面（即ち、長辺又は短辺の何れか）から一定の間隔だけ隔てて設けることができ、たとえば、その側面の中間部又は端部から一定の間隔だけ隔てて設けることができる。この設置位置は、基板のサイズや基板の搬入／搬出方向に沿って予め決定することができる。特に、一側面の中間部と端部のいずれから隔てて設けるかは、受け止めバー４２０の回転方向や基板と前記受け止めバーとの接触位置により決定することが好ましい。
【００５３】
尚、下部ステージ１２２の短辺測よりは長辺側に本発明の基板受け止め手段４００を装着することが好ましいが、その理由は真空貼り合わせ装置の全体的な形状が上から見ると略正方形を成しているため、その短辺側には余裕の空間が少なく、その長辺側には余裕の空間が多いからである。
【００５４】
ところで、各基板の受け止め手段４００の各受け止めバー４２０は、相互間に干渉が発生し得ることを考慮すると、互いに交差することができるようにそれぞれ形成することが好ましい。しかしながら、そのような構成に限定されるものではなく、各基板受け止め手段４００を、下部ステージ１２２の各辺（長辺及び短辺）が有するそれぞれの中央部又は端部から一定の間隔をおいてそれぞれ設置することにより、そのような交差を避けるようにすることも可能である。
【００５５】
そして、前記基板受け止め手段４００を構成する駆動部は、空気圧や油圧を用いて回転軸を回転或いは上下移動させるシリンダー４３０及び回転力を用いて回転軸を回転或いは上下移動させる回転モータ４４０の少なくとも何れか一つから構成することができる。
【００５６】
この際、前記駆動部がシリンダー４３０及び回転モータ４４０を共に備えている場合、シリンダー４３０は回転軸４１０を上下移動させ、回転モータ４４０は前記回転軸４１０を左右に回転させるようにすることができる。勿論、前記シリンダー４３０が回転軸４１０を左右に回転させ、回転モータ４４０が前記回転軸４１０を上下移動させるようにすることもできる。
【００５７】
仮に、回転軸４１０と一体化された受け止めバー４２０の最初の位置が下部ステージ１２２の上面より高い場合、駆動部は前記回転軸４１０を左右に回転させるだけでも良いが、この場合、ローダ部３００による基板の搬入／搬出時に干渉するという問題が発生し得ることを考慮すると、最初の前記受け止めバー４２０の位置は前記下部ステージ１２２の上面より低くし、前記駆動部が前記回転軸４１０を上下に移動させる機能及び左右に回転させる機能を共に含むようにすることがより好ましい。
【００５８】
そして、本実施形態では、前記のような駆動部は真空チャンバ１１０の外側に位置するようにする。これは、前記駆動部が真空チャンバ１１０の内部に設けられる場合に発生し得る各構成部分の動作時における干渉（特に、ローダ部３００の各アーム３１０、３２０による各基板の搬入／搬出時の干渉）の問題や、真空チャンバ１１０内部のサイズを大きく形成しなければならないという問題などを防止するためである。この際、前記駆動部の駆動力が伝達される回転軸４１０は真空チャンバ１１０の底面を貫通して設けられ、前記貫通部位には空気の流出入が防止されるようにシーリング（図示せず）を施す。
【００５９】
以下、上述したような構成を有する本実施形態の液晶表示素子用貼り合わせ装置を用いた基板間の貼り合わせ過程をより概略的に説明する。
【００６０】
まず、図４のように、ローダ部３００は各アーム３１０，３２０を制御して下部ステージにローディングされる第１基板５１０と、上部ステージにローディングされる第２基板５２０とをそれぞれ搭載する。この状態で真空チャンバ１１０の出入口１１１が開放すると、前記ローダ部は第２アーム３２０を制御し、シール剤が塗布された前記第２基板５２０を開放した出入口１１１を介して真空チャンバ１１０内の上側空間に設けられた上部ステージ１２１に搬入する。
【００６１】
この場合、上部ステージ１２１に連結された真空ポンプ１２３が動作することにより、前記上部ステージ１２１に形成された各真空ホール１２１ｂに真空力を伝達して、第２アーム３２０により搬入された第２基板５２０を吸着して前記上部ステージ１２１に固定する。
【００６２】
仮に、かかる過程において、下部ステージ１２２に貼り合わせ済みの基板が存在するときは、前記第２アーム３２０が前記第２基板を搬入した後に前記貼り合わせ基板をアンローディングすることが好ましい。
【００６３】
そして、前記過程が完了して第２アームが真空チャンバの外部に抜け出ると、ローダ部は第１アーム３１０を制御して、前記液晶が滴下された第１基板５１０を前記真空チャンバ１１０内の下部ステージ１２２に搬入する。
【００６４】
その後、下部ステージ１２２に連結された真空ポンプ（図示せず）が動作することにより、第１アーム３１０により搬入された第１基板５１０を吸着して前記下部ステージ１２２に固定する。そして、前記ローダ部の第１アームは真空チャンバの外部に抜け出ることにより、各基板５１０、５２０のローディング過程が完了する。
【００６５】
前記した過程で一般にシール剤が塗布された第２基板５２０を液晶が滴下された第１基板５１０より先に搬入させる理由は、第１基板５１０を先に搬入した状態で第２基板５２０を搬入すると、前記第２基板５２０の搬入過程中に発生し得る塵埃などが前記既に搬入されていた第１基板５１０の液晶が滴下された領域に落ちることがあるので、このような問題を未然に防止するためである。
【００６６】
そして、前記した過程を通じて各基板５１０、５２０のローディングが完了すると、前記真空チャンバ１１０の出入口１１１に設けられた遮蔽ドア１１４（図６Ａ参照）が動作しつつ前記出入口１１１を閉鎖することにより、前記真空チャンバ１１０の内部は密閉した状態になる。
【００６７】
その後、真空装置２００が駆動して空気吸入力を発生させると共に、前記真空チャンバ１１０の空気排出管１１２に備えられた開閉バルブ１１２ａが前記空気排出管１１２を開放状態に維持させ、前記真空装置２００から発生した空気の吸入力を前記真空チャンバ１１０の内部に伝達させることにより、前記真空チャンバ１１０の内部を次第に真空化させる。
【００６８】
この過程で本発明による各基板受け止め手段４００の駆動部をなすシリンダー４３０がそれぞれ動作して、図６Ａのように、各回転軸４１０を上向きに移動させると共に、前記駆動部をなす回転モータ４４０がそれぞれ動作して前記各回転軸４１０を回転させる。
【００６９】
より具体的に説明すると、前記各回転軸４１０と一体化された各受け止めバー４２０は、下部ステージ１２２の一側面（長辺側）の側部に前記下部ステージの長辺と略平行に位置すると共に、前記下部ステージ１２２の上面の高さより低い位置にある状態から、前記回転軸４１０の上向き移動によって前記下部ステージ１２２の上面の高さより高い位置にある状態になり、前記回転軸４１０の回転によって前記各回転軸４１０が位置した前記下部ステージ１２２（或いは、上部ステージや第２基板）の一側面から対角線方向又は他側面に向う方向に次第に回転して、前記下部ステージ１２２の上側（或いは、上部ステージ及び第２基板の下側）に位置する。
【００７０】
そして、前記のような各基板受け止め手段４００の動作によってそれぞれの受け止めバー４２０の移動が完了して、上部ステージ１２１に吸着されている第２基板５２０と前記受け止めバー４２０との間が予め設定した間隔になると、前記上部ステージ１２１の各真空ホール１２１ｂに真空力を伝達していた真空ポンプ１２３がその動作を中断し前記真空力の伝達を遮断する。
【００７１】
すると、前記上部ステージ１２１に吸着されていた第２基板５２０は前記した真空力の解除により落下して、図６Ｂのように、その下方に位置していた各受け止めバー４２０上に載せられる。
【００７２】
しかしながら、前記した過程で、第２基板５２０を各受け止めバー４２０上に載せる一連の過程は、上述したように、必ず第２基板５２０を各受け止めバー４２０と所定の間隔だけ離れた位置から落下させて行うことにのみ限定されるわけではなく、第２基板５２０と各受け止めバー４２０とが接触した状態で上部ステージ１２１の各真空ホール１２１ｂを介して伝達されていた真空力を解除して、第２基板５２０が各受け止めバー４２０への落下による衝撃によって損傷することなく各受け止めバー４２０の上面に載せられるようにその動作を制御することもできる。
【００７３】
その後、所定の時間の真空装置２００の駆動によって真空チャンバ１１０の内部が真空状態になると、前記真空装置２００の駆動が中断すると共に、空気排出管１１２の開閉バルブ１１２ａが動作して、前記空気排出管１１２を閉鎖状態に維持する。
【００７４】
しかしながら、前記のような基板受け止め手段４００の駆動は、上述したように、必ず真空チャンバ１１０の内部を真空化する途中で行われることに限定されるわけではなく、上部ステージ１２１に固定される第２基板５２０の搬入過程の途中や、各基板５１０、５２０の搬入が完了した後、真空チャンバ１１０の内部を真空化する直前に行うこともできる。
【００７５】
真空チャンバ１１０の内部が完全な真空状態になると、上部ステージ１２１及び下部ステージ１２２はその各々の静電チャック１２１ａ、１２２ａに電源を印加して、各基板５１０，５２０の静電吸着を行う。そして、静電吸着の過程が完了すると、各基板受け止め手段４００の駆動部は上部ステージ１２１に吸着された第２基板５２０の一時的保持のために当該位置に移動した動作の逆の手順で、前記各基板受け止め手段４００をそれぞれ元の位置へ復帰させる。
【００７６】
その後、各ステージ移動装置は、各々のステージを選択的に移動させつつ（例えば、上部ステージを下向き移動させることで）各ステージ１２１、１２２に静電吸着された各基板５１０、５２０間の貼り合わせを行う。
【００７７】
そして、前記貼り合わせ工程が完了すると、真空チャンバ１１０の遮蔽ドア１１４が駆動しつつ、前記遮蔽ドア１１４により閉鎖されていた流出口１１１を開放させる。その後、ローダ部３００による前記貼り合わせ基板のアンローディングが行われると共に、再び上述した一連の各過程を繰り返して行いつつ、基板間の貼り合わせを連続的に行うようになる。
【００７８】
ところで、上述した第１実施形態においては、基板受け止め手段４００を四隅に１つずつ設置した場合、受け止めバー４２０に形成する各受け止め突起４２０ａの位置を第２基板５２０のサイズや形状などにより変わるダミー領域に合わせて変更するという不利があった。即ち、基板のダミー領域が形成された位置に従って受け止め突起４２０ａの形成が厳密に行われる必要があった。
【００７９】
これに対し、本発明の第２実施形態は、図７のように、基板受け止め手段を少なくとも２対ずつ設置するものである。即ち、真空チャンバ１１０の内部を上から見た時下部ステージ１２２の各長辺の端部から一定の間隔をおいてそれぞれ少なくとも２つ以上設置する。
【００８０】
具体的には、２つの基板受け止め手段を一組として、下部ステージ１２２の各長辺の端部から一定の間隔をおいてそれぞれ装着することで、第２基板５２０を受け止めた場合に前記第２基板５２０の特定の部位が垂れ下がるような問題点を最大限防止できるようにしたものである。勿論、前記工程において、各基板受け止め手段は３つ或いはそれ以上を一組にすることもできる。
【００８１】
そして、前記のように、下部ステージの一側面の中間部又は端部から一定の間隔をおいて２つずつそれぞれ設置する場合には、同一の中間部又は端部に設けられた２つの基板受け止め手段のうち何れか一方の基板受け止め手段（以下、第１基板受け止め手段）４０１を構成する受け止めバー（以下、第１受け止めバー）４２１は、他方の基板受け止め手段（以下、第２基板受け止め手段）４０２を構成する受け止めバー（以下、第２受け止めバー）４２２に比べて短く形成し、前記第１基板受け止め手段４０１は前記第２基板受け止め手段４０２に比べて下部ステージ１２２により隣接した位置に装着し、前記第１基板受け止め手段４０１を構成する回転軸（以下、第１回転軸）４１１と前記第２基板受け止め手段４０２を構成する回転軸（以下、第２回転軸）４１２とが互いにずれるように配置することができる。
【００８２】
この際、図示したように、前記第２回転軸４１２は第１回転軸４１１に比べて下部ステージ１２２の短辺側により近接した部位に位置するようにして、互いにずれた状態で動作できるようにする。このようにするのは、各受け止めバー４２１、４２２の回転による作用位置への移動時において相互間の動作に干渉を与えないようにするためである。特に、第１基板受け止め手段４０１と第２基板受け止め手段４０２の駆動時期を互いにずらすように設定することで、相互間の動作に干渉を与えないようにすることができる。
【００８３】
また、上記した本発明の第２実施形態に係る構成において各基板受け止め手段４０１、４０２を、下部ステージ１２２の２つの長辺の各両端部に、その長辺に沿って互いに対向するように構成するとき、ある一つの長辺の側に設けられる２つの第２基板受け止め手段４０２の第２受け止めバー４２２は、相互間の干渉が発生し得ることを考慮して、図８に示すように、互いにずらして設置することができる。
【００８４】
しかしながら、そのような構成に限定されるものではなく、前記のような各基板受け止め手段は、下部ステージの一側面（即ち、長辺又は短辺）から一定の間隔をおいて設置すればよく、その側面の中間部又は端部から一定の間隔を隔てて設置すればよい。
【００８５】
この際の設置位置は、基板のサイズ、基板の搬入／搬出方向に従って予め決定することができる。一側面の中間部と端部のいずれにするかは、受け止めバーの回転方向や基板と前記受け止めバーとの接触位置に従って決定すればよい。そして、前記第１及び第２基板受け止め手段４０１、４０２と前記基板との接触する位置は、基板に形成された複数のセル領域（又はパネル領域）の間のダミー領域（貼り合わせの後カットして除去される部分）とすべきであるが、これは基板に形成されたセル領域に基板受け止め手段が接触すると、そのセル領域の不良を引き起こす原因になるからである。
【００８６】
従って、前記各基板受け止め手段４０１、４０２と前記基板とが接触する位置は基板内のダミー領域とすればよく、基板中央部のセル領域とセル領域の間のダミー領域及び基板周辺部のセル領域とセル領域の間のダミー領域にそれぞれ接触するようにして、基板の垂れ下がりや撓みを効率良く防止しながら基板を受け止められるようにする。
【００８７】
また他の方法として、前記第１及び第２基板受け止め手段４０１、４０２がセル領域を通らないように、前記各基板受け止め手段４０１、４０２を前記セルが形成されないダミー領域と一直線に重なるように配置することもできる。なお、下部ステージ１２２の短辺側よりは長辺側に各基板受け止め手段４０１、４０２を装着することが好ましいが、その理由は真空貼り合わせ装置の全体的な形状が上から見ると略正方形を成しているため、その短辺側には余裕の空間が少なく、その長辺側には余裕の空間が多いからである。
【００８８】
そして、前記した構成の場合、１つの長辺の側に設けられる各基板受け止め手段４００の各受け止めバー４２０は、相互干渉が発生し得ることを考慮して、互いに交差してもかまわないようにそれぞれ形成することが好ましい。なお、４２１ａ及び４２２ａは各基板受け止め手段の受け止め突起である。
【００８９】
以下、上記のような本発明の第２実施形態に係る構成による基板の受け止め過程をより具体的に説明する。
【００９０】
まず、ローダ部３００の各アーム３１０，３２０によって第１基板及び第２基板が真空チャンバ内にローディングされる一連の過程は、上述した第１実施形態における過程と同一であるから省略する。そして、上記過程によって各基板のローディングが完了した場合、真空チャンバ１１０の内側の底面に装着した４つの第２基板受け止め手段（長手の受け止めバーを有する基板受け止め手段）４０２が動作しながら第２基板５２０の特定の部位を受け止められる作用位置（第２基板のほぼ中央部の下側）に移動する。
【００９１】
即ち、４つの第２基板受け止め手段４０２を構成する各回転軸４１２がそれぞれ上向きに移動した後、特定の方向（第２基板の内部が位置した方向、図面上では第１基板の内部が位置した方向）に左右に回転することで、それぞれの第２受け止めバー４２２は第１基板受け止め手段４０１を構成する回転軸４１１及び第１受け止めバー４２１から干渉されず作用位置に移動する。
【００９２】
その後、４つの第１基板受け止め手段４０１は、それを構成する各回転軸４１１がそれぞれ上向きに移動した後、前記第２基板受け止め手段４０２と同方向に回転しつつ、前記第２基板受け止め手段４０２とは所定の間隔をとって、第２基板５２０の他の部位を受け止められる作用位置（第２基板の周辺部の下方）に位置する。
【００９３】
この状態で上部ステージ１２１の各真空ホール１２１ｂを介して伝達される吸入力が解除する（或いは、真空チャンバ１１０内部の真空力が前記真空ホール１２１ｂを介して伝達される吸入力より大きくなる）と、前記上部ステージ１２１に吸着されていた第２基板５２０は重力方向に落下して、それぞれの基板受け止め手段４０１、４０２上に載せられる。
【００９４】
その後、真空チャンバ１１０の内部が完全な真空状態になると、各ステージ１２１、１２２は各基板５１０，５２０を静電吸着して固定する。そして、各基板５１０、５２０の静電吸着が完了すると、真空チャンバ１１０の内側の底面に装着された４つの第１基板受け止め手段４０１は最初の待機位置に復帰し、残り４つの第２基板受け止め手段４０２も最初の待機位置へ復帰する。
【００９５】
その後、各ステージ１２１、１２２に静電吸着された各基板間の貼り合わせを行うが、これは上述した本発明の第１実施形態による過程と同一である。
【００９６】
しかしながら、上記した本発明の第２実施形態のように、第１基板受け止め手段４０１は必ず第２基板受け止め手段４０２に比べて真空チャンバ１１０の内部側（即ち、内壁面から遠い方）に位置すべきものではない。即ち、図９のように、第１基板受け止め手段４０１が第２基板受け止め手段４０２に比べて真空チャンバ１１０の内壁面側に位置するように構成することもできる。
【００９７】
この場合、各基板受け止め手段４０１，４０２は相互間の動作、即ち、各回転軸の上向き移動及び特定方向への回転が同時に行われても、相互間の干渉が発生せず、各基板受け止め手段の移動時間の短縮による全体的な工程時間の短縮が図れるという長所を有する。
【００９８】
上記した本発明の第２実施形態では、第１基板受け止め手段４０１の受け止めバーの長さと、第２基板受け止め手段４０２の受け止めバーの長さは、第１基板受け止め手段４０１が第２基板受け止め手段４０２に比べて短く形成されるよう、即ち、異なる長さを有するように構成したが、前記第１基板受け止め手段と前記第２基板受け止め手段の長さを同じく形成することもできる。
【００９９】
長さの異なる２つの基板受け止め手段の位置は、図９に示すように、相対的に長い第２基板受け止め手段４０２が、相対的に短い第１基板受け止め手段４０１と前記下部ステージ１２２の一側面の間にくるようにすることもできるし、図７のように、相対的に短い第１基板受け止め手段４０１が、相対的に長い第２基板受け止め手段４０２と前記下部ステージの一側面の間にくるようにすることもできる。
【０１００】
また、第１基板受け止め手段４０１と第２基板受け止め手段４０２は、いずれもが下部ステージ１２２の一側面の中間部又は端部に隣接した位置に設けてもよいし、第１及び第２基板受け止め手段のうち、一方は端部と隣接した位置、他方は中間部と隣接した位置に設けてもよい。この際、各基板受け止め手段の待機位置の高さは前記下部ステージの上面より高くしても、同一にしても、或いは低くしてもよい。
【０１０１】
そして、前記した各基板受け止め手段の具体的な長さは、相対的に長い基板受け止め手段が５００ｍｍ〜１２００ｍｍ、相対的に短い基板受け止め手段が１００ｍｍ〜５００ｍｍとするのが好ましく、より好ましくは相対的に長い基板受け止め手段の場合６００ｍｍ〜８００ｍｍ、相対的に短い基板受け止め手段の場合３００ｍｍ〜４００ｍｍとする。
【０１０２】
仮に、基板のサイズ（或いはモデル）が変わる場合であっても、相対的に長い基板受け止め手段は少なくとも基板の側面の長さの１／３より長く構成し、相対的に短い基板受け止め手段は少なくとも基板の側面の長さの１／５より長く構成することを原則とする。
【０１０３】
本発明ではそれぞれの基板受け止め手段を必ず真空チャンバ１１０内の底面に装着することに限定されるものではない。
【０１０４】
即ち、図１０のように、真空チャンバ１１０内の上面に装着することもできるし、図１１のように、真空チャンバ１１０内の壁面に装着することもできる。
【０１０５】
この際、前記本発明の基板受け止め手段４００を真空チャンバ１１０内の上面に装着する場合は、上述した本発明の第１実施形態及び第２実施形態による構成で、前記基板受け止め手段４００が有する駆動部の位置と、これに軸結合した回転軸４１０の位置、及び受け止めバー４２０のローディング時に回転軸４１０が下向き移動するという点が相違するだけで、その全般的な構成（例えば、真空チャンバ１１０の内部を上から見たときの回転軸４１０及び受け止めバー４２０の位置など）は同様に構成することができる。
【０１０６】
また、前記本発明の基板受け止め手段４００を真空チャンバ１１０内の壁面に装着する場合は、各受け止めバー４２０が前記真空チャンバ１１０内の壁面の内部に陥入し得るように、前記真空チャンバ１１０の内壁面に前記各受け止めバーの形状に対応する陥入溝１１０ａをそれぞれ形成し、回転軸４１０は前記真空チャンバ１１０の内壁面を貫通して、前記真空チャンバ１１０の外部に設けられる駆動部と軸結合され得るように構成することができる。
【０１０７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の液晶表示素子用真空貼り合わせ装置によれば次のような効果が得られる。
【０１０８】
第一に、真空チャンバ内部の真空化過程において、上部ステージに固定される第２基板の受け止めを一時的に行う基板受け止め手段を、前記第２基板の中央部及び周辺部の多数の部位で受け止め可能に構成することで、前記第２基板の中間部などが垂れ下がるという問題を解決できるという効果を有する。
【０１０９】
特に、大型化される液晶表示素子の製造に使用される真空貼り合わせ装置に本発明の構成を適用する場合、基板の垂れ下がりを円滑に防止することにより、前記基板の垂れ下がりに伴う不良率を最大限に防止できるという、有利な効果を有する。
【０１１０】
第二に、本発明による各基板受け止め手段の各受け止めバーを第２基板の中央部位にまで至るように長く形成することで、前記各基板受け止め手段の駆動時に回転軸の回転が正確に行われなくても第２基板を落とせず、且つ安定して受け止められるので、基板の破損を未然に防止できるという効果を奏する。
【０１１１】
特に、大型化する液晶表示素子の製造工程に適用する場合、従来の技術に比べて基板の破損に伴う不良率を最大限に低減することができて有利である。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の液晶表示素子の製造装置の基板貼り合わせ装置を概略的に示す。
【図２】従来の液晶表示素子の製造装置の基板貼り合わせ装置を概略的に示す。
【図３】従来の基板貼り合わせ装置の受け止め手段の動作状態を概略的に示す。
【図４】本発明の第１実施形態による基板受け止め手段が適用された真空貼り合わせ装置を概略的に示す。
【図５Ａ】図４のＩ−Ｉ線に沿った断面を上から見た状態を示す。
【図５Ｂ】図５ａの基板受け止め手段がとりうる他の形態を上から見た状態を示す。
【図６Ａ】本発明による基板受け止め手段の動作状態を概略的に示す。
【図６Ｂ】図４の基板受け止め手段が基板を受け止める状態を概略的に示す。
【図７】本発明の第２実施形態による基板受け止め手段が適用された真空貼り合わせ装置を概略的に示す。
【図８】図７の基板受け止め手段がとりうる他の形態を示す。
【図９】図７の基板受け止め手段がとりうる更に別の形態を示す。
【図１０】本発明の基板受け止め手段を真空チャンバ内の上面に装着した状態を示す。
【図１１】本発明の基板受け止め手段を真空チャンバ内の壁面に装着した状態を示す。
【符号の説明】
１０ フレーム
２１ 上部ステージ
２２ 下部ステージ
３０ 液晶滴下部
３１ 上部チャンバユニット
３２ 下部チャンバユニット
４０ 駆動モータ
５０ ステージ移動手段
５１ 第１基板
５２ 第２基板
６１ 回転軸
６２ 受止爪
６３ 回転アクチュエータ
６４ 昇降アクチュエータ
１１０ 真空チャンバ
１１０ａ 陥入溝
１１１ 基板出入口
１１２ 空気排出管
１１２ａ 開閉バルブ
１１４ 遮蔽ドア
１２１ 上部ステージ
１２１ａ 静電チャック
１２１ｂ 真空ホール
１２１ｃ 管路
１２２ 下部ステージ
１２２ａ 静電チャック
１２３ 真空ポンプ
１３１ 移動軸
１３２ 回転軸
１３３ 駆動モータ
１３４ 駆動モータ
２００ 真空装置
３００ ローダ部
３１０ 第１アーム
３２０ 第２アーム
４００ 基板受け止め手段
４０１ 第１基板受け止め手段
４０２ 第２基板受け止め手段
４１０ 回転軸
４１１ 回転軸
４１２ 回転軸
４２０ 受け止めバー
４２１ 受け止めバー
４２２ 受け止めバー
４２０ａ 受け止め突起
４２１ａ 受け止め突起
４２２ａ 受け止め突起
４３０ シリンダー
４４０ 回転モータ
５１０ 第１基板
５２０ 第２基板
【発明の属する技術分野】
本発明は液晶表示素子の製造装置に係り、特に大面積の液晶表示素子の製造に有利な液晶滴下方式を採用した液晶表示素子の製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
情報化社会の発展に伴い、表示装置に対する要求も多様化しており、これに応じて、最近は液晶表示（ＬＣＤ）、プラズマ表示パネル（ＰＤＰ）、エレクトロルミネセンス表示（ＥＬＤ）、真空蛍光表示（ＶＦＤ）など様々なフラットパネル型表示装置が開発され、一部は既に各種設備で表示装置として活用されている。
【０００３】
その中で、現在では、高画質、軽量薄型、低消費電力などの長所のため、移動型画像表示装置用に陰極線管（ＣＲＴ）を代替してＬＣＤが最も多く使われており、さらにノートパソコンのモニタのような移動型の用途の他にも、放送信号を受信して表示するテレビ受像器やコンピュータのモニタ用などに多様なものが開発されている。
【０００４】
このように、液晶表示素子は、様々な分野で画像表示装置としての役割を果たせるように、多様な技術的発展が進められてきているにも拘わらず、画像表示装置として画像の品質を高めようとすると、上記長所と背馳する面が多かった。従って、液晶表示素子が、一般的な画像表示装置として多様な用途に使用されるためには、軽量薄型、低消費電力という特徴を維持しながらも、高精細、高輝度、大面積などといった、高品位の画像をどこまで実現できるかが重要な課題とされている。
【０００５】
上記のような液晶表示素子の製造方法としては、大きく分けて、液晶注入口が形成されるように一方の基板上にシール剤を塗布して、真空中で一対の基板を接合した後、形成された注入口を介して液晶を注入する液晶注入方式と、特開２０００−２８４２９５号及び特開２００１−００５４０５号公報で提案されるように、液晶注入口を設けないようにシール剤を閉じたパターンで形成した一の基板を用意し、この基板上のシール剤で囲まれた領域に液晶を滴下した後、他の基板を前記一の基板上に配置し、真空中で上下の基板を近接させて接合する液晶滴下方式とがある。
【０００６】
前記した各種方式のうち、液晶滴下方式は液晶注入方式に比べていくつかの工程（例えば、液晶注入口の形成、液晶の注入、液晶注入口の密封などのための各々の工程）を省略して行うことができることから、それらの工程に伴う装備が必要ではなくなるという長所を有する。このため、最近は液晶滴下方式を用いた各種製造装置の研究が行われている。
【０００７】
図１及び図２はかかる従来の液晶滴下方式を適用した基板の組み立て装置を示す。即ち、従来の基板組み立て装置は外形をなすフレーム１０と、ステージ部２１、２２と、シール剤吐出部（図示せず）及び液晶滴下部３０と、チャンバ部３１、３２と、チャンバ移動手段と、ステージ移動手段とから構成されている。
【０００８】
この際、前記ステージ部は上部ステージ２１と下部ステージ２２とからなり、シール剤吐出部及び液晶滴下部３０は基板の貼り合わせ工程が行われる位置である前記フレームの側部に装着され、前記チャンバ部は上部チャンバユニット３１と下部チャンバユニット３２とからなり、それらが互いに合体可能であるように構成される。
【０００９】
これと共に、前記チャンバ移動手段は下部チャンバユニット３２を前記貼り合わせ工程が行われる位置とシール剤の吐出及び液晶の滴下が行われる位置との間で選択的に移動するように駆動する駆動モータ４０で構成され、前記ステージ移動手段は前記上部ステージを選択的に上部或いは下部に移動するように駆動する駆動モータ５０で構成されている。
【００１０】
そして、前記チャンバ部の内部が真空になった時に、上部ステージ２１に固定される基板５２の両対角位置でその基板を一時的に受け止める役割を果たす受け止め手段が設けられる。この際、前記受け止め手段は上部チャンバユニット３１の外側から前記上部チャンバユニット３１の内側に貫通した状態で回転自在に装着された回転軸６１と、その回転軸の一端の前記上部チャンバユニット３１の外側に固定され、前記回転軸６１を選択的に回転させるように駆動する回転アクチュエータ６３及び前記回転軸を選択的に昇降させる昇降アクチュエータ６４と、前記回転軸の他端に一体化され、選択的に基板のエッジ部を受け止める受止爪６２とから構成されている。
【００１１】
以下、上記した従来の基板組み立て装置を用いた液晶表示素子の製造過程をその工程順序に従ってより詳細に説明する。
【００１２】
まず、上部ステージ２１には何れか一方の基板（以下、第２基板）５２がローディングされて固定され、下部ステージ２２には他方の基板（以下、第１基板）５１がローディングされて固定される。この状態で前記下部ステージ２２を有する下部チャンバユニット３２はチャンバ移動手段４０によって、図１に示すように、シール剤の塗布及び液晶滴下のための位置に移動される。
【００１３】
そして、前記状態でシール剤吐出部及び液晶滴下部３０による第１基板５１へのシール剤の塗布及び液晶滴下が完了すると、再び前記チャンバ移動手段４０によって、図２に示すように、基板間の貼り合わせのための位置に移動される。
【００１４】
その後、各チャンバユニット３１、３２の合体が行われて各ステージ２１、２２が位置した空間が密閉され、受け止め手段を構成する昇降アクチュエータ６４が駆動して回転軸６１を下方に（上部ステージの下側に）移動させると共に、回転アクチュエータ６３が駆動して前記回転軸６１を回転させ、受止爪６２を上部ステージ２１に固定された第２基板５２の両角部に位置させる。
【００１５】
この状態で、ステージ移動手段５０が、上部ステージ２１を下向きに移動させて、前記受け止め手段を構成する受止爪６２が位置した高さまで近接させた後、第２基板５２を固定していた真空吸着力を解除して、図３のように、前記第２基板を前記受け止め手段の各受止爪６２に載せる。
【００１６】
これは、チャンバの内部が真空状態になると、第２基板５２を固定させるために与えている上部ステージ２１の真空吸着力に比べて前記チャンバの内部の真空度が大きくなり、前記第２基板５２が落下して破損する畏れが生じるので、チャンバの内部が完全に真空状態になる前に、一時的に前記第２基板５２を保持できるようにするためである。
【００１７】
これと共に、図示しない別途の真空手段を用いてチャンバの内部を完全に真空状態にし、前記チャンバの内部が完全な真空状態になったときに、上部ステージ２１に静電力を印加して前記第２基板５２を固定すると共に、受け止め手段の回転アクチュエータ６３及び昇降アクチュエータ６４を駆動して、受止爪６２及び回転軸６１を元の位置（貼り合わせ工程に干渉を与えない位置）に復帰させる。
【００１８】
そして、前記した真空状態において、ステージ移動手段５０によって上部ステージ２１が下向きに移動することで、前記上部ステージ２１に固定された第２基板５２を下部ステージ２２に固定された第１基板５１に密着させ、さらに継続的に加圧して各基板間の貼り合わせを行う。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の基板の組立装置には次のような問題がある。
【００２０】
第一に、真空チャンバ内部の真空化過程において前記真空吸着力の低下によって第２基板が上部ステージから落ちて破損することを防止するための受け止め手段が存在するものの、この受け止め手段を構成する受止爪の形状が前記第２基板の両角部の先端部分のみを受け止めるように形成されているため、前記第２基板の中間部が垂れ下がることがある。特に、液晶表示素子の大型化を考慮する時、上述した従来の受け止め手段の構成をそのように大型化した液晶表示素子の製造装備に適用すると、大型化した基板はその面積に比べてその厚さが極めて薄いため、前記した基板の垂れ下がりの程度が更に増加して基板変形に伴う問題点が発生し得ることから、事実上その適用が不可能であって改善が必要とされている。
【００２１】
第二に、従来の受け止め手段を構成する受止爪のサイズが第２基板の全体的なサイズに比べて極めて小さいため、前記第２基板との接触面積が相対的にかなり小さくならざるをえない。このため、受け止め手段を構成する回転アクチュエータの動作不良等によって回転軸の正確な回転が行われない場合、受止爪と第２基板との接触面積が前記第２基板を受け止めるのに十分ではなく、前記第２基板が落ちるおそれがある。特に、大型液晶表示素子の製造のための基板貼り合わせ装置に前記した構成が適用される場合、第２基板の全体面積に比べて受止爪の接触面積が相対的に更に小さいため、この問題は更に深刻である。
【００２２】
第三に、従来の基板組立装置は、受け止め手段の数が基板の全体的なサイズに比べて少ないので、大型基板を用いた液晶表示素子の製造に適用するには有利でないという問題がある。
【００２３】
第四に、基板モデルの変更に従い、基板の各セルが形成された領域ではない他の部分、即ち、切断して除去されるダミー領域が変化するが、これに効果的に対応し難いという問題がある。
【００２４】
本発明は上記の問題を解決しようとするもので、その目的は、液晶表示素子の真空貼り合わせのための工程において、真空チャンバ内部が真空状態になることにより工程の途中で上部ステージに固定された基板が落下することを防止するために設けられる、基板を一時的に受け止める手段を、受け止めの対象となる基板の特定部位の垂れ下がりを防止して、基板を受け止めたときの全体的な形状が安定的なものになるようにし、かつ他の装備の動作に対して干渉しないように構成した、液晶表示素子用真空貼り合わせ装置の基板受け止め手段を提供することにある。
【００２５】
特に、本発明は液晶表示素子の大型化を考慮して、大型液晶表示素子の製造にも適した構造の基板受け止め手段を提供することにその目的がある。
【００２６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の液晶表示素子用真空貼り合わせ装置は、液晶表示素子を製造するために、第１及び第２の基板を真空中で互いに貼り合わせる装置であって、一体型の真空チャンバ、前記真空チャンバ内に備えられ、前記第１及び第２の基板をそれぞれ固定するための下部ステージ及び上部ステージ、及び、前記真空チャンバ内に備えられ、前記上部ステージに固定された第２の基板を一時的に受け止めるための少なくとも１つの基板受け止め手段、を含む液晶表示素子用真空貼り合わせ装置において、前記基板受け止め手段は、前記第２の基板を受け止める際に、前記第２の基板の下面に形成された複数のセル領域間に存在するダミー領域と接触するように構成されたことを特徴とする。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい各実施形態を添付の図４〜図１１を参照してより詳細に説明する。
【００２８】
まず、図４〜図６Ｂは、本発明の液晶表示素子用真空貼り合わせ装置の第１実施形態を概略的に示しており、これから分かるように、本実施形態の真空貼り合わせ装置は、大略、真空チャンバ１１０と、上部ステージ１２１及び下部ステージ１２２と、ステージ移動装置と、真空装置２００と、ローダ部３００とで構成され、更に基板受け止め手段４００を含む。
【００２９】
本実施形態の貼り合わせ装置を構成する真空チャンバ１１０は、その内部を選択的に真空状態或いは大気圧状態としながら、各基板間の貼り合わせを行い得るように形成され、前記真空状態への転換のための空気吸入力を伝達する空気排出管１１２が、前記真空チャンバ１１０の内部空間と連通するように一体に形成される。
【００３０】
本実施形態の貼り合わせ装置を構成する上部ステージ１２１及び下部ステージ１２２は、前記真空チャンバ１１０内の上側空間と下側空間に互いに対向して設けられ、前記真空チャンバ１１０の内部に搬入された各基板５２０、５１０をそれぞれ静電吸着して、前記真空チャンバ１１０内の所定位置に固定された状態に維持すると共に、この固定した各基板間の貼り合わせを行うための選択的な移動が可能であるように構成されている。この際、前記上部ステージ１２１には、その底面に多数の静電力を提供することにより基板の固定が可能であるように、少なくとも１つの静電チャック（ＥＳＣ）１２１ａが陥入装着されている。
【００３１】
尚、前記静電チャック１２１ａに加えて、本実施形態では、前記上部ステージ１２１の下面に真空力を伝達することにより、基板の吸着固定が可能であるように、少なくとも１つ以上の真空ホール１２１ｂが更に形成されている。
【００３２】
本実施形態では、互いに異なる極性の直流電圧をそれぞれ印加することにより基板の静電吸着が可能であるように、少なくとも２つ以上の静電チャック１２１ａが互いに異なる極性を有して対を成すように備えられているが、必ずこれに限定されるものではなく、１つの静電チャック自体が２つの極性を同時に有しながら静電力を提供するように構成することもできる。
【００３３】
また、真空ホール１２１ｂは、前記上部ステージ１２１の底面に装着された各静電チャック１２１ａの縁部に沿って多数個が配置され、各々の真空ホール１２１ｂは、上部ステージ１２１に連結された真空ポンプ１２３により発生した真空力を伝達し得るように、単一或いは多数の管路１２１ｃを介して互いに連通するように形成される。
【００３４】
一方、前記下部ステージ１２２の上面にも前記した上部ステージの下面と同様に、少なくとも１つの静電チャック１２２ａを装着すると共に、この静電チャックの縁部に沿って少なくとも１つの真空ホール（図示せず）が形成される。
【００３５】
しかしながら、前記下部ステージ１２２の上面に装着する静電チャック１２２ａ及び真空ホールは、必ずしも前記上部ステージ１２１の下面と同一の形状に限定されるのではなく、作業対象基板の全般的な形状又は各液晶充填領域などを考慮して、前記静電チャック及び真空ホールの配置を行うようにすることがより好ましい。
【００３６】
本実施形態の貼り合わせ装置を構成するステージ移動装置は、上部ステージ１２１を選択的に上下に移動させるように駆動する移動軸１３１と、下部ステージ１２２を選択的に左右に回転させるように駆動する回転軸１３２とを有し、真空チャンバ１１０の内側又は外側に前記各ステージ１２１、１２２と軸結合された状態で前記した各々の軸を選択的に駆動するための駆動モータ１３３、１３４を含んでいる。
【００３７】
この際、ステージ移動装置は、上部ステージ１２１を上下に移動させ下部ステージ１２２を左右に回転させるように構成したものに限定されるのではなく、前記上部ステージ１２１を左右に回転させるように構成したり、前記下部ステージ１２２を上下に移動させるように構成することもできる。その場合、前記上部ステージ１２１には別途の回転軸（図示せず）を更に設置してその回転が可能であるようにし、前記下部ステージ１２２には別途の移動軸（図示せず）を更に設置してその上下移動が可能であるようにする。
【００３８】
本実施形態の貼り合わせ装置を構成する真空装置２００は、前記真空チャンバ１１０の内部を選択的に真空状態にするための空気吸入力を発生する役割を果たし、空気吸入力を発生させるために駆動する通常の吸入ポンプから構成され、この真空装置２００が備えられた空間は真空チャンバ１１０の空気排出管１１２と連通する。
【００３９】
本発明の貼り合わせ装置を構成するローダ部３００は、前記した真空チャンバ１１０及びその真空チャンバ１１０の内部に備えられる各種の構成部分とは別途の装置として前記真空チャンバ１１０の外側に備えられ、液晶が滴下された基板（以下、第１基板）５１０及び他方の（好ましくはシール剤が塗布された）基板（以下、第２基板）５２０をそれぞれ前記貼り合わせ装置の真空チャンバ１１０の内部に（内部から）選択的に搬入（搬出）する役割を行う。
【００４０】
この際、前記のようなローダ部は液晶が滴下された第１基板５１０の搬送のための何れか一方のアーム（以下、第１アーム）３１０と、それと貼り合わせられる第２基板５２０の搬送のための他方のアーム（以下、第２アーム）３２０とを含んで構成され、各基板５１０、５２０がそれぞれ前記各アーム３１０、３２０に載せられた状態で真空チャンバ１１０の内部に搬送される前の待機状態では、前記第１アーム３１０が第２アーム３２０に比べて上側に位置するように構成されている。
【００４１】
前記で第１アーム３１０に載せられる第１基板５１０が第２アーム３２０に載せられる第２基板５２０の上側に位置する理由は、第１基板の上面には液晶が滴下されているので、仮に、前記第２アーム３２０が第１アーム３１０に比べて上側に位置すると、前記第２アーム３２０の動きにより発生して飛散され得る各種の異物が、前記第１アーム３１０に載せられている第１基板５１０の液晶に落下してその損傷を引き起こす畏れがあり、特に、第２アーム３２０に載せられる第２基板５２０にシール剤が塗布されていると、そのシール剤塗布面が下面に位置することになり、上記の問題を引き起こす畏れが大きくなるので、それを未然に防止できるようにするためである。
【００４２】
しかしながら、前記ローダ部の各アームのうち、第２アーム３２０は必ずシール剤が塗布された第２基板５２０を搬送するわけではない。即ち、前記第１アーム３１０は液晶が滴下されている基板を搬送するようにし、第２アーム３２０は液晶が滴下されていない基板を搬送するようにすることが好ましいのである。
【００４３】
たとえば、何れか一方の基板に液晶が滴下されると共にシール剤が塗布される場合には、この基板を第１アーム３１０が搬送するようにし、他方の基板を第２アーム３２０が搬送するようにすればよい。
【００４４】
本発明の貼り合わせ装置を構成する基板受け止め手段４００は、上部ステージ１２１に固定された第２基板５２０の下面に形成された複数のセル領域間に存在するダミー領域と接触するように構成され、大きく回転自在に装着された回転軸４１０と、受け止めバー４２０と、駆動部４４０とから構成され、典型的には、真空チャンバ１１０の底面の下部ステージ１２２の側面と隣接した位置に装着される。この際、前記基板受け止め手段４００の数は、一般に２以上１０以下とすることが好ましい。
【００４５】
特に、前記した基板受け止め手段４００は、前記真空チャンバ１１０の内部を上から見た時、図５Ａのように、各ステージ１２１、１２２の長辺（又は短辺）の端部と（一定の間隔をもって）隣接した位置、或いは、図５Ｂのように、各ステージ１２１、１２２の長辺（又は短辺）の中央部と隣接した位置に、真空チャンバ１１０の底面を貫通する回転軸４１０が結合された受け止めバー４２０の一端がくるように装着し、前記受け止めバー４２０の他端は回転して各ステージの側面より内側に達するように長く形成する。
【００４６】
即ち、前記した基板受け止め手段は、下部ステージ１２２の１つの側面の何れか一端部又は両端部に隣接させて設けたり、更に他の側面の何れか一端部又は両端部に隣接させて設けることができるだけでなく、下部ステージの１つの側面の中央部や他の側面の中央部に隣接させてそれぞれ設けることもでき、また、各端部及び中央部に隣接して同時に設けることもできる。なお、前記下部ステージの１つの側面（又は他の側面）の中央部に隣接する基板受け止め手段を複数基設置してもよい。
【００４７】
この際、前記基板受け止め手段４００を構成する受け止めバー４２０は回転軸４１０の一端に一体化され、前記回転軸４１０による選択的な回転動作を行うことで、上部ステージ１２１の下面に固定された第２基板５２０の一側面からその対角方向又は他側面に向かう方向に延び、その際、各ステージの移動に干渉を与えない位置にくるように形成される。
【００４８】
これと共に、前記受け止めバー４２０の上面には、第２基板５２０との接触面積を最大限減らすために、受け止め突起４２０ａが少なくとも１つ突出して形成され、特に、前記受け止め突起４２０ａは、前記受け止めバー４２０が作用位置である上部ステージ１２１の下方に位置したときに、前記上部ステージ１２１に固定された第２基板５２０のダミー領域に対応するように調整する。この際、前記各受け止め突起４２０ａは互いに同一の突出高さを有するように形成されるのが一般的であるが、必要に応じては、突出高さが互いに異なるように形成することもできるように、その調節が可能であることが好ましい。
【００４９】
仮に、受け止めバー４２０の上面に形成される受け止め突起４２０ａが２つ以上である場合、前記各々の受け止め突起は基板の垂れ下がりを最大限防止できるような間隔を有するようにする。
【００５０】
即ち、各受け止め突起４２０ａ間の間隔が狭いほど多数個の受け止め突起４２０ａの形成を必要とすることと、各受け止め突起４２０ａ間の間隔が広いほど突起間に位置する第２基板５２０の部位が垂れ下がり得ることとのバランスを考慮し、それらの問題を最も小さくするような間隔を有するように配置する。
【００５１】
しかしながら、前記のような配置を行なうには、各基板のサイズ又はモデルによって各受け止め突起間の最適間隔がそれぞれ異なることがあるから、前記各受け止め突起の間隔を選択的に調節できるように構成することが、基板のサイズに関係なく適用可能であるという点でより好ましい。
【００５２】
前記基板受け止め手段４００は、下部ステージ１２２の一側面（即ち、長辺又は短辺の何れか）から一定の間隔だけ隔てて設けることができ、たとえば、その側面の中間部又は端部から一定の間隔だけ隔てて設けることができる。この設置位置は、基板のサイズや基板の搬入／搬出方向に沿って予め決定することができる。特に、一側面の中間部と端部のいずれから隔てて設けるかは、受け止めバー４２０の回転方向や基板と前記受け止めバーとの接触位置により決定することが好ましい。
【００５３】
尚、下部ステージ１２２の短辺測よりは長辺側に本発明の基板受け止め手段４００を装着することが好ましいが、その理由は真空貼り合わせ装置の全体的な形状が上から見ると略正方形を成しているため、その短辺側には余裕の空間が少なく、その長辺側には余裕の空間が多いからである。
【００５４】
ところで、各基板の受け止め手段４００の各受け止めバー４２０は、相互間に干渉が発生し得ることを考慮すると、互いに交差することができるようにそれぞれ形成することが好ましい。しかしながら、そのような構成に限定されるものではなく、各基板受け止め手段４００を、下部ステージ１２２の各辺（長辺及び短辺）が有するそれぞれの中央部又は端部から一定の間隔をおいてそれぞれ設置することにより、そのような交差を避けるようにすることも可能である。
【００５５】
そして、前記基板受け止め手段４００を構成する駆動部は、空気圧や油圧を用いて回転軸を回転或いは上下移動させるシリンダー４３０及び回転力を用いて回転軸を回転或いは上下移動させる回転モータ４４０の少なくとも何れか一つから構成することができる。
【００５６】
この際、前記駆動部がシリンダー４３０及び回転モータ４４０を共に備えている場合、シリンダー４３０は回転軸４１０を上下移動させ、回転モータ４４０は前記回転軸４１０を左右に回転させるようにすることができる。勿論、前記シリンダー４３０が回転軸４１０を左右に回転させ、回転モータ４４０が前記回転軸４１０を上下移動させるようにすることもできる。
【００５７】
仮に、回転軸４１０と一体化された受け止めバー４２０の最初の位置が下部ステージ１２２の上面より高い場合、駆動部は前記回転軸４１０を左右に回転させるだけでも良いが、この場合、ローダ部３００による基板の搬入／搬出時に干渉するという問題が発生し得ることを考慮すると、最初の前記受け止めバー４２０の位置は前記下部ステージ１２２の上面より低くし、前記駆動部が前記回転軸４１０を上下に移動させる機能及び左右に回転させる機能を共に含むようにすることがより好ましい。
【００５８】
そして、本実施形態では、前記のような駆動部は真空チャンバ１１０の外側に位置するようにする。これは、前記駆動部が真空チャンバ１１０の内部に設けられる場合に発生し得る各構成部分の動作時における干渉（特に、ローダ部３００の各アーム３１０、３２０による各基板の搬入／搬出時の干渉）の問題や、真空チャンバ１１０内部のサイズを大きく形成しなければならないという問題などを防止するためである。この際、前記駆動部の駆動力が伝達される回転軸４１０は真空チャンバ１１０の底面を貫通して設けられ、前記貫通部位には空気の流出入が防止されるようにシーリング（図示せず）を施す。
【００５９】
以下、上述したような構成を有する本実施形態の液晶表示素子用貼り合わせ装置を用いた基板間の貼り合わせ過程をより概略的に説明する。
【００６０】
まず、図４のように、ローダ部３００は各アーム３１０，３２０を制御して下部ステージにローディングされる第１基板５１０と、上部ステージにローディングされる第２基板５２０とをそれぞれ搭載する。この状態で真空チャンバ１１０の出入口１１１が開放すると、前記ローダ部は第２アーム３２０を制御し、シール剤が塗布された前記第２基板５２０を開放した出入口１１１を介して真空チャンバ１１０内の上側空間に設けられた上部ステージ１２１に搬入する。
【００６１】
この場合、上部ステージ１２１に連結された真空ポンプ１２３が動作することにより、前記上部ステージ１２１に形成された各真空ホール１２１ｂに真空力を伝達して、第２アーム３２０により搬入された第２基板５２０を吸着して前記上部ステージ１２１に固定する。
【００６２】
仮に、かかる過程において、下部ステージ１２２に貼り合わせ済みの基板が存在するときは、前記第２アーム３２０が前記第２基板を搬入した後に前記貼り合わせ基板をアンローディングすることが好ましい。
【００６３】
そして、前記過程が完了して第２アームが真空チャンバの外部に抜け出ると、ローダ部は第１アーム３１０を制御して、前記液晶が滴下された第１基板５１０を前記真空チャンバ１１０内の下部ステージ１２２に搬入する。
【００６４】
その後、下部ステージ１２２に連結された真空ポンプ（図示せず）が動作することにより、第１アーム３１０により搬入された第１基板５１０を吸着して前記下部ステージ１２２に固定する。そして、前記ローダ部の第１アームは真空チャンバの外部に抜け出ることにより、各基板５１０、５２０のローディング過程が完了する。
【００６５】
前記した過程で一般にシール剤が塗布された第２基板５２０を液晶が滴下された第１基板５１０より先に搬入させる理由は、第１基板５１０を先に搬入した状態で第２基板５２０を搬入すると、前記第２基板５２０の搬入過程中に発生し得る塵埃などが前記既に搬入されていた第１基板５１０の液晶が滴下された領域に落ちることがあるので、このような問題を未然に防止するためである。
【００６６】
そして、前記した過程を通じて各基板５１０、５２０のローディングが完了すると、前記真空チャンバ１１０の出入口１１１に設けられた遮蔽ドア１１４（図６Ａ参照）が動作しつつ前記出入口１１１を閉鎖することにより、前記真空チャンバ１１０の内部は密閉した状態になる。
【００６７】
その後、真空装置２００が駆動して空気吸入力を発生させると共に、前記真空チャンバ１１０の空気排出管１１２に備えられた開閉バルブ１１２ａが前記空気排出管１１２を開放状態に維持させ、前記真空装置２００から発生した空気の吸入力を前記真空チャンバ１１０の内部に伝達させることにより、前記真空チャンバ１１０の内部を次第に真空化させる。
【００６８】
この過程で本発明による各基板受け止め手段４００の駆動部をなすシリンダー４３０がそれぞれ動作して、図６Ａのように、各回転軸４１０を上向きに移動させると共に、前記駆動部をなす回転モータ４４０がそれぞれ動作して前記各回転軸４１０を回転させる。
【００６９】
より具体的に説明すると、前記各回転軸４１０と一体化された各受け止めバー４２０は、下部ステージ１２２の一側面（長辺側）の側部に前記下部ステージの長辺と略平行に位置すると共に、前記下部ステージ１２２の上面の高さより低い位置にある状態から、前記回転軸４１０の上向き移動によって前記下部ステージ１２２の上面の高さより高い位置にある状態になり、前記回転軸４１０の回転によって前記各回転軸４１０が位置した前記下部ステージ１２２（或いは、上部ステージや第２基板）の一側面から対角線方向又は他側面に向う方向に次第に回転して、前記下部ステージ１２２の上側（或いは、上部ステージ及び第２基板の下側）に位置する。
【００７０】
そして、前記のような各基板受け止め手段４００の動作によってそれぞれの受け止めバー４２０の移動が完了して、上部ステージ１２１に吸着されている第２基板５２０と前記受け止めバー４２０との間が予め設定した間隔になると、前記上部ステージ１２１の各真空ホール１２１ｂに真空力を伝達していた真空ポンプ１２３がその動作を中断し前記真空力の伝達を遮断する。
【００７１】
すると、前記上部ステージ１２１に吸着されていた第２基板５２０は前記した真空力の解除により落下して、図６Ｂのように、その下方に位置していた各受け止めバー４２０上に載せられる。
【００７２】
しかしながら、前記した過程で、第２基板５２０を各受け止めバー４２０上に載せる一連の過程は、上述したように、必ず第２基板５２０を各受け止めバー４２０と所定の間隔だけ離れた位置から落下させて行うことにのみ限定されるわけではなく、第２基板５２０と各受け止めバー４２０とが接触した状態で上部ステージ１２１の各真空ホール１２１ｂを介して伝達されていた真空力を解除して、第２基板５２０が各受け止めバー４２０への落下による衝撃によって損傷することなく各受け止めバー４２０の上面に載せられるようにその動作を制御することもできる。
【００７３】
その後、所定の時間の真空装置２００の駆動によって真空チャンバ１１０の内部が真空状態になると、前記真空装置２００の駆動が中断すると共に、空気排出管１１２の開閉バルブ１１２ａが動作して、前記空気排出管１１２を閉鎖状態に維持する。
【００７４】
しかしながら、前記のような基板受け止め手段４００の駆動は、上述したように、必ず真空チャンバ１１０の内部を真空化する途中で行われることに限定されるわけではなく、上部ステージ１２１に固定される第２基板５２０の搬入過程の途中や、各基板５１０、５２０の搬入が完了した後、真空チャンバ１１０の内部を真空化する直前に行うこともできる。
【００７５】
真空チャンバ１１０の内部が完全な真空状態になると、上部ステージ１２１及び下部ステージ１２２はその各々の静電チャック１２１ａ、１２２ａに電源を印加して、各基板５１０，５２０の静電吸着を行う。そして、静電吸着の過程が完了すると、各基板受け止め手段４００の駆動部は上部ステージ１２１に吸着された第２基板５２０の一時的保持のために当該位置に移動した動作の逆の手順で、前記各基板受け止め手段４００をそれぞれ元の位置へ復帰させる。
【００７６】
その後、各ステージ移動装置は、各々のステージを選択的に移動させつつ（例えば、上部ステージを下向き移動させることで）各ステージ１２１、１２２に静電吸着された各基板５１０、５２０間の貼り合わせを行う。
【００７７】
そして、前記貼り合わせ工程が完了すると、真空チャンバ１１０の遮蔽ドア１１４が駆動しつつ、前記遮蔽ドア１１４により閉鎖されていた流出口１１１を開放させる。その後、ローダ部３００による前記貼り合わせ基板のアンローディングが行われると共に、再び上述した一連の各過程を繰り返して行いつつ、基板間の貼り合わせを連続的に行うようになる。
【００７８】
ところで、上述した第１実施形態においては、基板受け止め手段４００を四隅に１つずつ設置した場合、受け止めバー４２０に形成する各受け止め突起４２０ａの位置を第２基板５２０のサイズや形状などにより変わるダミー領域に合わせて変更するという不利があった。即ち、基板のダミー領域が形成された位置に従って受け止め突起４２０ａの形成が厳密に行われる必要があった。
【００７９】
これに対し、本発明の第２実施形態は、図７のように、基板受け止め手段を少なくとも２対ずつ設置するものである。即ち、真空チャンバ１１０の内部を上から見た時下部ステージ１２２の各長辺の端部から一定の間隔をおいてそれぞれ少なくとも２つ以上設置する。
【００８０】
具体的には、２つの基板受け止め手段を一組として、下部ステージ１２２の各長辺の端部から一定の間隔をおいてそれぞれ装着することで、第２基板５２０を受け止めた場合に前記第２基板５２０の特定の部位が垂れ下がるような問題点を最大限防止できるようにしたものである。勿論、前記工程において、各基板受け止め手段は３つ或いはそれ以上を一組にすることもできる。
【００８１】
そして、前記のように、下部ステージの一側面の中間部又は端部から一定の間隔をおいて２つずつそれぞれ設置する場合には、同一の中間部又は端部に設けられた２つの基板受け止め手段のうち何れか一方の基板受け止め手段（以下、第１基板受け止め手段）４０１を構成する受け止めバー（以下、第１受け止めバー）４２１は、他方の基板受け止め手段（以下、第２基板受け止め手段）４０２を構成する受け止めバー（以下、第２受け止めバー）４２２に比べて短く形成し、前記第１基板受け止め手段４０１は前記第２基板受け止め手段４０２に比べて下部ステージ１２２により隣接した位置に装着し、前記第１基板受け止め手段４０１を構成する回転軸（以下、第１回転軸）４１１と前記第２基板受け止め手段４０２を構成する回転軸（以下、第２回転軸）４１２とが互いにずれるように配置することができる。
【００８２】
この際、図示したように、前記第２回転軸４１２は第１回転軸４１１に比べて下部ステージ１２２の短辺側により近接した部位に位置するようにして、互いにずれた状態で動作できるようにする。このようにするのは、各受け止めバー４２１、４２２の回転による作用位置への移動時において相互間の動作に干渉を与えないようにするためである。特に、第１基板受け止め手段４０１と第２基板受け止め手段４０２の駆動時期を互いにずらすように設定することで、相互間の動作に干渉を与えないようにすることができる。
【００８３】
また、上記した本発明の第２実施形態に係る構成において各基板受け止め手段４０１、４０２を、下部ステージ１２２の２つの長辺の各両端部に、その長辺に沿って互いに対向するように構成するとき、ある一つの長辺の側に設けられる２つの第２基板受け止め手段４０２の第２受け止めバー４２２は、相互間の干渉が発生し得ることを考慮して、図８に示すように、互いにずらして設置することができる。
【００８４】
しかしながら、そのような構成に限定されるものではなく、前記のような各基板受け止め手段は、下部ステージの一側面（即ち、長辺又は短辺）から一定の間隔をおいて設置すればよく、その側面の中間部又は端部から一定の間隔を隔てて設置すればよい。
【００８５】
この際の設置位置は、基板のサイズ、基板の搬入／搬出方向に従って予め決定することができる。一側面の中間部と端部のいずれにするかは、受け止めバーの回転方向や基板と前記受け止めバーとの接触位置に従って決定すればよい。そして、前記第１及び第２基板受け止め手段４０１、４０２と前記基板との接触する位置は、基板に形成された複数のセル領域（又はパネル領域）の間のダミー領域（貼り合わせの後カットして除去される部分）とすべきであるが、これは基板に形成されたセル領域に基板受け止め手段が接触すると、そのセル領域の不良を引き起こす原因になるからである。
【００８６】
従って、前記各基板受け止め手段４０１、４０２と前記基板とが接触する位置は基板内のダミー領域とすればよく、基板中央部のセル領域とセル領域の間のダミー領域及び基板周辺部のセル領域とセル領域の間のダミー領域にそれぞれ接触するようにして、基板の垂れ下がりや撓みを効率良く防止しながら基板を受け止められるようにする。
【００８７】
また他の方法として、前記第１及び第２基板受け止め手段４０１、４０２がセル領域を通らないように、前記各基板受け止め手段４０１、４０２を前記セルが形成されないダミー領域と一直線に重なるように配置することもできる。なお、下部ステージ１２２の短辺側よりは長辺側に各基板受け止め手段４０１、４０２を装着することが好ましいが、その理由は真空貼り合わせ装置の全体的な形状が上から見ると略正方形を成しているため、その短辺側には余裕の空間が少なく、その長辺側には余裕の空間が多いからである。
【００８８】
そして、前記した構成の場合、１つの長辺の側に設けられる各基板受け止め手段４００の各受け止めバー４２０は、相互干渉が発生し得ることを考慮して、互いに交差してもかまわないようにそれぞれ形成することが好ましい。なお、４２１ａ及び４２２ａは各基板受け止め手段の受け止め突起である。
【００８９】
以下、上記のような本発明の第２実施形態に係る構成による基板の受け止め過程をより具体的に説明する。
【００９０】
まず、ローダ部３００の各アーム３１０，３２０によって第１基板及び第２基板が真空チャンバ内にローディングされる一連の過程は、上述した第１実施形態における過程と同一であるから省略する。そして、上記過程によって各基板のローディングが完了した場合、真空チャンバ１１０の内側の底面に装着した４つの第２基板受け止め手段（長手の受け止めバーを有する基板受け止め手段）４０２が動作しながら第２基板５２０の特定の部位を受け止められる作用位置（第２基板のほぼ中央部の下側）に移動する。
【００９１】
即ち、４つの第２基板受け止め手段４０２を構成する各回転軸４１２がそれぞれ上向きに移動した後、特定の方向（第２基板の内部が位置した方向、図面上では第１基板の内部が位置した方向）に左右に回転することで、それぞれの第２受け止めバー４２２は第１基板受け止め手段４０１を構成する回転軸４１１及び第１受け止めバー４２１から干渉されず作用位置に移動する。
【００９２】
その後、４つの第１基板受け止め手段４０１は、それを構成する各回転軸４１１がそれぞれ上向きに移動した後、前記第２基板受け止め手段４０２と同方向に回転しつつ、前記第２基板受け止め手段４０２とは所定の間隔をとって、第２基板５２０の他の部位を受け止められる作用位置（第２基板の周辺部の下方）に位置する。
【００９３】
この状態で上部ステージ１２１の各真空ホール１２１ｂを介して伝達される吸入力が解除する（或いは、真空チャンバ１１０内部の真空力が前記真空ホール１２１ｂを介して伝達される吸入力より大きくなる）と、前記上部ステージ１２１に吸着されていた第２基板５２０は重力方向に落下して、それぞれの基板受け止め手段４０１、４０２上に載せられる。
【００９４】
その後、真空チャンバ１１０の内部が完全な真空状態になると、各ステージ１２１、１２２は各基板５１０，５２０を静電吸着して固定する。そして、各基板５１０、５２０の静電吸着が完了すると、真空チャンバ１１０の内側の底面に装着された４つの第１基板受け止め手段４０１は最初の待機位置に復帰し、残り４つの第２基板受け止め手段４０２も最初の待機位置へ復帰する。
【００９５】
その後、各ステージ１２１、１２２に静電吸着された各基板間の貼り合わせを行うが、これは上述した本発明の第１実施形態による過程と同一である。
【００９６】
しかしながら、上記した本発明の第２実施形態のように、第１基板受け止め手段４０１は必ず第２基板受け止め手段４０２に比べて真空チャンバ１１０の内部側（即ち、内壁面から遠い方）に位置すべきものではない。即ち、図９のように、第１基板受け止め手段４０１が第２基板受け止め手段４０２に比べて真空チャンバ１１０の内壁面側に位置するように構成することもできる。
【００９７】
この場合、各基板受け止め手段４０１，４０２は相互間の動作、即ち、各回転軸の上向き移動及び特定方向への回転が同時に行われても、相互間の干渉が発生せず、各基板受け止め手段の移動時間の短縮による全体的な工程時間の短縮が図れるという長所を有する。
【００９８】
上記した本発明の第２実施形態では、第１基板受け止め手段４０１の受け止めバーの長さと、第２基板受け止め手段４０２の受け止めバーの長さは、第１基板受け止め手段４０１が第２基板受け止め手段４０２に比べて短く形成されるよう、即ち、異なる長さを有するように構成したが、前記第１基板受け止め手段と前記第２基板受け止め手段の長さを同じく形成することもできる。
【００９９】
長さの異なる２つの基板受け止め手段の位置は、図９に示すように、相対的に長い第２基板受け止め手段４０２が、相対的に短い第１基板受け止め手段４０１と前記下部ステージ１２２の一側面の間にくるようにすることもできるし、図７のように、相対的に短い第１基板受け止め手段４０１が、相対的に長い第２基板受け止め手段４０２と前記下部ステージの一側面の間にくるようにすることもできる。
【０１００】
また、第１基板受け止め手段４０１と第２基板受け止め手段４０２は、いずれもが下部ステージ１２２の一側面の中間部又は端部に隣接した位置に設けてもよいし、第１及び第２基板受け止め手段のうち、一方は端部と隣接した位置、他方は中間部と隣接した位置に設けてもよい。この際、各基板受け止め手段の待機位置の高さは前記下部ステージの上面より高くしても、同一にしても、或いは低くしてもよい。
【０１０１】
そして、前記した各基板受け止め手段の具体的な長さは、相対的に長い基板受け止め手段が５００ｍｍ〜１２００ｍｍ、相対的に短い基板受け止め手段が１００ｍｍ〜５００ｍｍとするのが好ましく、より好ましくは相対的に長い基板受け止め手段の場合６００ｍｍ〜８００ｍｍ、相対的に短い基板受け止め手段の場合３００ｍｍ〜４００ｍｍとする。
【０１０２】
仮に、基板のサイズ（或いはモデル）が変わる場合であっても、相対的に長い基板受け止め手段は少なくとも基板の側面の長さの１／３より長く構成し、相対的に短い基板受け止め手段は少なくとも基板の側面の長さの１／５より長く構成することを原則とする。
【０１０３】
本発明ではそれぞれの基板受け止め手段を必ず真空チャンバ１１０内の底面に装着することに限定されるものではない。
【０１０４】
即ち、図１０のように、真空チャンバ１１０内の上面に装着することもできるし、図１１のように、真空チャンバ１１０内の壁面に装着することもできる。
【０１０５】
この際、前記本発明の基板受け止め手段４００を真空チャンバ１１０内の上面に装着する場合は、上述した本発明の第１実施形態及び第２実施形態による構成で、前記基板受け止め手段４００が有する駆動部の位置と、これに軸結合した回転軸４１０の位置、及び受け止めバー４２０のローディング時に回転軸４１０が下向き移動するという点が相違するだけで、その全般的な構成（例えば、真空チャンバ１１０の内部を上から見たときの回転軸４１０及び受け止めバー４２０の位置など）は同様に構成することができる。
【０１０６】
また、前記本発明の基板受け止め手段４００を真空チャンバ１１０内の壁面に装着する場合は、各受け止めバー４２０が前記真空チャンバ１１０内の壁面の内部に陥入し得るように、前記真空チャンバ１１０の内壁面に前記各受け止めバーの形状に対応する陥入溝１１０ａをそれぞれ形成し、回転軸４１０は前記真空チャンバ１１０の内壁面を貫通して、前記真空チャンバ１１０の外部に設けられる駆動部と軸結合され得るように構成することができる。
【０１０７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の液晶表示素子用真空貼り合わせ装置によれば次のような効果が得られる。
【０１０８】
第一に、真空チャンバ内部の真空化過程において、上部ステージに固定される第２基板の受け止めを一時的に行う基板受け止め手段を、前記第２基板の中央部及び周辺部の多数の部位で受け止め可能に構成することで、前記第２基板の中間部などが垂れ下がるという問題を解決できるという効果を有する。
【０１０９】
特に、大型化される液晶表示素子の製造に使用される真空貼り合わせ装置に本発明の構成を適用する場合、基板の垂れ下がりを円滑に防止することにより、前記基板の垂れ下がりに伴う不良率を最大限に防止できるという、有利な効果を有する。
【０１１０】
第二に、本発明による各基板受け止め手段の各受け止めバーを第２基板の中央部位にまで至るように長く形成することで、前記各基板受け止め手段の駆動時に回転軸の回転が正確に行われなくても第２基板を落とせず、且つ安定して受け止められるので、基板の破損を未然に防止できるという効果を奏する。
【０１１１】
特に、大型化する液晶表示素子の製造工程に適用する場合、従来の技術に比べて基板の破損に伴う不良率を最大限に低減することができて有利である。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の液晶表示素子の製造装置の基板貼り合わせ装置を概略的に示す。
【図２】従来の液晶表示素子の製造装置の基板貼り合わせ装置を概略的に示す。
【図３】従来の基板貼り合わせ装置の受け止め手段の動作状態を概略的に示す。
【図４】本発明の第１実施形態による基板受け止め手段が適用された真空貼り合わせ装置を概略的に示す。
【図５Ａ】図４のＩ−Ｉ線に沿った断面を上から見た状態を示す。
【図５Ｂ】図５ａの基板受け止め手段がとりうる他の形態を上から見た状態を示す。
【図６Ａ】本発明による基板受け止め手段の動作状態を概略的に示す。
【図６Ｂ】図４の基板受け止め手段が基板を受け止める状態を概略的に示す。
【図７】本発明の第２実施形態による基板受け止め手段が適用された真空貼り合わせ装置を概略的に示す。
【図８】図７の基板受け止め手段がとりうる他の形態を示す。
【図９】図７の基板受け止め手段がとりうる更に別の形態を示す。
【図１０】本発明の基板受け止め手段を真空チャンバ内の上面に装着した状態を示す。
【図１１】本発明の基板受け止め手段を真空チャンバ内の壁面に装着した状態を示す。
【符号の説明】
１０ フレーム
２１ 上部ステージ
２２ 下部ステージ
３０ 液晶滴下部
３１ 上部チャンバユニット
３２ 下部チャンバユニット
４０ 駆動モータ
５０ ステージ移動手段
５１ 第１基板
５２ 第２基板
６１ 回転軸
６２ 受止爪
６３ 回転アクチュエータ
６４ 昇降アクチュエータ
１１０ 真空チャンバ
１１０ａ 陥入溝
１１１ 基板出入口
１１２ 空気排出管
１１２ａ 開閉バルブ
１１４ 遮蔽ドア
１２１ 上部ステージ
１２１ａ 静電チャック
１２１ｂ 真空ホール
１２１ｃ 管路
１２２ 下部ステージ
１２２ａ 静電チャック
１２３ 真空ポンプ
１３１ 移動軸
１３２ 回転軸
１３３ 駆動モータ
１３４ 駆動モータ
２００ 真空装置
３００ ローダ部
３１０ 第１アーム
３２０ 第２アーム
４００ 基板受け止め手段
４０１ 第１基板受け止め手段
４０２ 第２基板受け止め手段
４１０ 回転軸
４１１ 回転軸
４１２ 回転軸
４２０ 受け止めバー
４２１ 受け止めバー
４２２ 受け止めバー
４２０ａ 受け止め突起
４２１ａ 受け止め突起
４２２ａ 受け止め突起
４３０ シリンダー
４４０ 回転モータ
５１０ 第１基板
５２０ 第２基板
Claims (23)
- 液晶表示素子を製造するために、第１及び第２の基板を真空中で互いに貼り合わせる装置であって、
一体型の真空チャンバ、
前記真空チャンバ内に備えられ、前記第１及び第２の基板をそれぞれ固定するための下部ステージ及び上部ステージ、及び
前記真空チャンバ内に備えられ、前記上部ステージに固定された第２の基板が真空力の解除によって落下する際に、前記第２の基板を一時的に受け止めるための少なくとも１つの基板受け止め手段、を含む液晶表示素子用貼り合わせ装置において、
前記基板受け止め手段は、前記第２の基板を受け止める際に、前記第２の基板の下面に形成された複数のセル領域間に存在するダミー領域と接触するように構成されたことを特徴とする装置。 - 前記基板受け止め手段が、
回転自在に装着された回転軸、
前記回転軸の一端に一体化され、前記上部ステージに固定された第２の基板の下面を受け止めるための受け止めバー、及び
前記回転軸の他端に装着され、前記回転軸を選択的に回転駆動するための駆動部、を含む請求項１記載の装置。 - 前記基板受け止め手段は、前記第２の基板を受け止める際に前記第２の基板の下面中央部と接触するように構成された、請求項１または２記載の装置。
- 前記基板受け止め手段は、前記第２の基板を受け止める際に前記第２の基板の下面中央部及び下面周辺部と接触するように構成された、請求項３記載の装置。
- 前記基板受け止め手段は、前記第２の基板を受け止める際に前記受け止めバーが前記第２の基板の下面に形成された各セル領域の直下を通らないように構成された、請求項２記載の装置。
- 前記基板受け止め手段は、前記回転軸が前記真空チャンバの上面、下面又は側壁内のいずれかを貫通して設けられたものである、請求項２記載の装置。
- 前記基板受け止め手段は、前記受け止めバーが前記第２の基板の一側面の長さの１／５以上となる長さを有する、請求項２記載の装置。
- 前記基板受け止め手段は、前記第２の基板の一側面の長さの１／３以上となる長さを有する相対的に長い受け止めバーを有するものと、前記第２の基板の一側面の長さの１／５以上となる長さを有する相対的に短い受け止めバーを有するものとを包含する、請求項２記載の装置。
- ２〜１０基の前記基板受け止め手段を有する、請求項１〜８のいずれか記載の装置。
- 前記基板受け止め手段が、前記下部又は上部ステージの一側面の端部に隣接して設けられた、請求項１〜９のいずれか記載の装置。
- 前記基板受け止め手段が、前記下部又は上部ステージの一側面の両端部に隣接してそれぞれ設けられた、請求項１０記載の装置。
- 前記基板受け止め手段が、前記下部又は上部ステージの一側面の一端部に隣接して複数設けられた、請求項１０又は１１記載の装置。
- 前記基板受け止め手段が、前記下部又は上部ステージの一側面の両端部に隣接してそれぞれ複数設けられた、請求項１２記載の装置。
- 前記複数設けられた基板受け止め手段が互いに異なる長さを有する、請求項１２又は１３記載の装置。
- 前記基板受け止め手段が、前記下部又は上部ステージの一側面の中央部に隣接して設けられた、請求項１〜９のいずれか記載の装置。
- 前記基板受け止め手段が、前記下部又は上部ステージの一側面の中央部に隣接して複数設けられた、請求項１５記載の装置。
- 前記複数設けられた基板受け止め手段が互いに異なる長さを有する、請求項１６記載の装置。
- 前記基板受け止め手段が、前記下部又は上部ステージの一側面の端部及び中央部にそれぞれ隣接して設けられた、請求項１０〜１７のいずれか記載の装置。
- 前記下部または上部ステージの他側面に隣接して、別の基板受け止め手段が更に設けられた、請求項１０〜１８のいずれか記載の装置。
- 液晶表示素子を製造するために、第１及び第２の基板を貼り合わせる方法において、
内部に下部ステージ及び上部ステージを備えた、一体型の真空チャンバ内に第１及び第２のアームを用いて前記第１及び第２の基板を搬入する工程、
前記第１及び第２の基板を、貼り合わせ面を対向させて、前記下部ステージ及び上部ステージにそれぞれ固定する工程、
前記上部ステージに固定された第２の基板が真空力の解除によって落下する際に、前記第２の基板を、基板受け止め手段を用いて一時的に受け止める工程、及び
前記下部ステージに固定された第１の基板と前記上部ステージに固定された第２の基板を互いに押圧する工程を含み、
前記基板受け止め手段が、前記第２の基板を受け止める際に、前記第２の基板の下面に形成された複数のセル領域間に存在するダミー領域と接触することを特徴とする方法。 - 前記第１及び第２の基板を固定する工程が、前記下部ステージ及び上部ステージにそれぞれ真空力を提供することを含む、請求項２０記載の方法。
- 前記第１及び第２の基板を固定する工程が、前記下部ステージ及び上部ステージにそれぞれ静電力を提供することを含む、請求項２０記載の方法。
- 前記基板受け止め手段が、前記第２の基板の下面に存在するダミー領域の直下まで延びる受け止めバーを有し、前記第２の基板を一時的に受け止める際には、この受け止めバーが前記ダミー領域と接触する、請求項２０〜２３のいずれか記載の方法。
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