JP4115757B2 - ディスプレイパネル基板の貼り合わせ方法及び装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ディスプレイパネル基板の貼り合わせ方法及びその実施のための装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶ディスプレイパネル及び有機ＥＬディスプレイパネルは、一般に２枚の基板を貼り合わせて製造される。以下に図６を参照しつつ、従来から行われている基板の貼り合わせ工程を説明する。図に示したように、第１の基板１１０を、Ｘ軸駆動機構１３２を具えた第１の定盤１４２で保持する。同様にシール材を設けた第２の基板１１２を、Ｙ軸駆動機構１３４を具えた第２の定盤１４４で保持する。第１の基板１１０及び第２の基板１１２に付された合わせマークを観測しつつ、Ｘ軸、Ｙ軸及び第２の定盤１４４のさらに下部に位置するθテーブル１６２でθ軸を調節する。すなわち、第２の基板１１２を回転駆動機構１３６で水平面内で回転させて第１の基板との位置合わせを行う。然る後、第１の定盤１４２又は第２の定盤１４４を、矢印Ａ方向に作動することができる、定盤の上下昇降手段１３８及び加圧シリンダー１６０により結果として基板を押圧することで貼り合わせを行っている。このとき２枚の基板の間隔（以下、セルギャップと称する。）が、例えばセルの辺縁部とセルの中心部とで一定でない場合には、完成したディスプレイパネルに表示むらが生じてしまう。従って、ディスプレイパネル表示品質を高品質に、かつ一定に維持するためには、製造工程においてセルギャップを適切に維持する必要がある。この技術をセルギャップ制御（CELL GAP CONTROL)という。なお、上述したＸ軸駆動機構１３２、Ｙ軸駆動機構１３４、回転駆動機構１３６、上下昇降手段１３８及び加圧シリンダ１６０による基板押圧機構は、従来より種々の機構があって周知である。このため、当業者ならばこれらの機構を容易に構成できるので、その詳細な説明は省略する。
【０００３】
例えばガラス基板等を用いた液晶表示ディスプレイパネル製造における貼り合わせ工程では、シール材自体にグラスファイバ等からなるスペーサ繊維を混入して使用すると同時に、基板間の表示セル内部全面に樹脂、シリカ等からなるスペーサ粒子等のセルギャップ保持手段を散布せしめて行われている。また、表示セル領域内にレジスト等の構造によりセルギャップ保持手段を設ける場合もある。しかしながら、スペーサによるコントラストの低下等のマイナス効果が生じる。従って、表示品質を向上させるために、セル内部にスペーサ粒子を配置せずに精密なセルギャップ制御を行う、いわゆるスペーサレスな液晶ディスプレイが待望されている。
【０００４】
また近年需要の増大している有機ＥＬパネル等においては、表示セル内部全面にスペーサ粒子を配することはできないので、精密なセルギャップ制御は実現されていないのが現状である。
【０００５】
さらにガラス等の基板を用いた液晶表示素子の場合には、表示セル内部を完全に封止するためには、後に液晶媒体を注入するための開口部を具えるようにシ−ル材を設ける工程と、液晶媒体を注入する工程と、開口部を封止する工程とが必要であることから、単一工程で表示セル内部を完全に封止することができなかった。すなわち、液晶媒体を注入した後に、この開口部を封止するという工程が必要であった。従って、封止部の接着強度の確保が困難なことに起因して、封止後に液晶媒体が漏出する等の問題がある。
【０００６】
このような問題を解決するため、最近では基板上にシール材により表示セルの全周を囲む隔壁を形成し、この隔壁の内部（表示セル領域）に液晶媒体を滴下することで充填した後、２枚の基板を貼り合わせて封止する「滴下液晶注入」と呼ばれる方法が検討されている。
【０００７】
この方法によれば、工程が非常に簡易になることに加え、液晶媒体の利用効率が上がる等の様々な効果が予想される。しかし、この方法では、貼り合わせの工程を真空条件下で行う必要があるが、真空条件下において特に上部定盤に基板を安定して保持することが大変困難である。
【０００８】
従来知られている方法としては、いわゆる「静電チャック方式」があるが、この方式では、静電気により、基板に形成されたトランジスタ等の回路以外の領域部分しか保持できないので、基板が撓んだ状態で貼り合わされてしまうという問題がある。
【０００９】
また有機ＥＬパネルの場合にも、基板の貼り合わせ時に表示セル内部の空気を排除する必要があることから、パネルをシール材により完全に封止することなく、その一部に微小な間隙を設けておいて、基板を加圧してセルギャップを決定すると同時にこの間隙が封止されるという工程を採用することが多い。しかしながら、この間隙封止部の接着強度にしばしば問題が発生し、これに起因して、パネルの表示品質を劣化させる上、製品寿命を短いものにしてしまうという問題点がある。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
この発明の目的は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであり、基板の貼り合わせ工程に際して、基板の撓みを防止しつつ、セルギャップを容易かつ高精度に設定することが可能であると同時に、シール材を用いた単一の封止工程で、２枚の基板に挟まれた空間に形成される表示セルの周縁全周を封止することができる、ディスプレイパネル基板の貼り合わせ方法及びその実施のための装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この発明は、対向する第１及び第２の基板間に挟まれた空間に表示セル領域空間及び捨て領域空間を形成するようにいずれかの基板にシール材を介在させて、第１の定盤側に保持された第１の基板と第２の定盤側に保持された第２の基板との位置合わせを行うディスプレイパネル基板の貼り合わせ方法に関する発明であって、特に上記課題を解決するため、下記の工程を含む。
（１）第１の基板を第１の定盤に具えられており、基板保持機構の一定の割合で厚みが変化するテ−パ付きブロック状のスペーサ部により保持する工程、
（２）第１の基板の、表示セル領域空間を形成する面とは反対側の面と、第１の定盤との間隙を真空にして第１の基板を第１の定盤側に吸引保持する工程、
（３）第１及び第２の基板間に押圧力を付加し、かつスペーサ部を差し込んだ状態から抜き出しながら、セルギャップを調整して決定する工程、及び
（４）シール材を硬化する工程。
【００１２】
この方法によれば、特に上部に位置する第１の定盤において、この第１の定盤と第１の基板との間隙を真空にすることで第１の基板を第１の定盤に密着させ、これにより第１の基板を撓ませることなく第１及び第２の２枚の基板同士を安定に保持することができる。従って、セルギャップを容易にかつ高精度に、設定することができる。すなわち、この発明の貼り合わせ方法は、いわゆる滴下液晶注入工程を採用する液晶表示パネルの他、例えば有機ＥＬ表示パネル等の２枚の基板を貼り合わせることにより製造されるディスプレイパネルに適用して特に好適である。
【００１３】
また、この発明の貼り合わせ方法によれば、好ましくは、第２の基板と第２の定盤についても同様に、表示セル領域空間を形成する面とは反対側の面と、第２の定盤との間隙を真空にして、第２の基板を第２の定盤側に吸引保持するのがよい。
【００１４】
この発明の貼り合わせ方法の特に工程（３）を実施するに際しては、好ましくは、第１の基板と第２の基板とを接近させ、かつ表示セル領域空間がシール材により密閉されていない状態で、第１の基板と第２の基板との間隙、具体的には少なくとも表示セル領域空間を真空とするのがよい。
【００１５】
このようにすれば、真空とすべき空間を小さくすることができるので、この貼り合わせ工程の時間を短縮することが可能であり、スループットが大いに向上する。
【００１６】
この発明の貼り合わせ方法の実施に当たり、好ましくは、貼り合わせ工程を内部を真空にすることが可能な気密の処理室内で行うのがよい。上述した少なくとも工程（２）と工程（３）を、処理室を常圧と真空との間で変化させる工程を含むのが好適である。
【００１７】
このように、真空にされた処理室内で基板の貼り合わせを行うことで、特にその製造に使用される材料が湿気及び酸素に弱い有機ＥＬ表示パネルの製造工程において、表示パネル品質に大きな影響を与えるこれらの要因を排除しつつ、簡単な工程で精密なセルギャップ制御を行うことが可能になる。
【００１８】
この発明の貼り合わせ方法の工程（３）において、第１及び第２の基板の間隙の気圧を、その外部の気圧と比較して、好ましくはシール材が破裂しない程度に低く維持した状態で貼り合わせた後に、押圧するのがよい。
【００１９】
さらに、この発明の貼り合わせ方法において、貼り合わせ工程を真空にした処理室内で行うに際しては、好ましくは、処理室全体を真空にするための空気の吸引力を、第１及び第２の基板を第１及び第２の定盤に密着させるための空気の吸引力よりも小さくするのがよい。
【００２０】
このようにすれば、第１及び第２の基板の落下や、これら基板の定盤に対するずれの発生を抑制することができる、従って、これら２枚の基板をより安定して保持することができるので、高精度にセルギャップを制御することが可能になる。
【００２１】
また、この発明の貼り合わせ方法によれば、工程（３）は、好ましくは、例えばセルギャップを設定する厚みよりも大きな厚みを有し、かつ第１の基板と第２の基板との間に設けられたシール材の厚みよりも小さな厚みを有するスペーサ部により行ってもよい。この場合には、セルギャップは表示セル内部に設けられるスペーサ粒子等のスペーサ材により決定されるので、スペーサ部を抜き出した後に基板を押圧していわゆるギャップ出しを行ってもよい。
【００２２】
さらにまた、この発明の貼り合わせ方法によれば、工程（３）において、好ましくは、セルギャップが、シール材の硬化後のセルギャップを設定する厚みと形状を有するスペーサ部により決定されるようにするのがよい。このとき、工程（４）は、スペーサ部を捨て領域から引き抜く前に行ってもよい。
【００２３】
このようにすれば、スペーサ部により、貼り合わせと同時にセルギャップを容易かつ正確に決定し、さらにシール材の硬化まで一連の工程により行うことができる。従って、特にスペーサレスの「滴下液晶注入工程」による液晶表示パネル及び有機ＥＬ表示パネル等の貼り合わせに適用して好適である。
【００２４】
さらにこの発明の貼り合わせ方法によれば、工程（３）は、好ましくは、第１の基板と第１の定盤との間隙の気体圧を高める工程として行うのがよい。
【００２５】
このように、気体圧によれば、第１の基板を均一な圧力で押圧することができ、さらに基板の表示領域に何ら接触することなくセルギャップを決定できるので、汚染等の懸念もなくパネル全体にわたって均一なセルギャップを実現することができる。従って、表示パネルの品質向上に大いに貢献する。
【００２６】
好ましくは、シール材の硬化を紫外線照射により行うのがよい。或いはまた、このシール材の硬化を加熱又は冷却することにより行ってもよい。
【００２７】
また、この発明のディスプレイパネル基板の貼り合わせ装置によれば、主として下記の構成要素を具えるのがよい。すなわち、第１及び第２の基板をシール材を介在させて貼り合わせるためのディスプレイパネル基板の貼り合わせ装置は、第１及び第２の基板をそれぞれ保持する第１の定盤及び第２の定盤を具えていて、この第１の定盤は、第１の定盤と第１の基板との間に設けられた気密保持部材であって、第１の基板の内側面とは反対側の外側面に対面する第１の定盤との間隙を真空にして密着させて保持するための気密保持部材と、第１の基板を支持するスペーサ部と、スペーサ部を支持するアーム部と、アーム部を伸縮するための水平方向伸縮機構と、第１の基板及び気密保持部材の配置関係を調整する垂直方向伸縮機構とを含む基板保持手段及びシ−ル材硬化手段を具える。このシ−ル材硬化手段は、シール材を硬化する働きをする。
【００２８】
このような装置構成とすれば、セルギャップ決定のために上部に配置される第１の基板を第２の基板側へ押圧する際に、第１の基板を第１の定盤に密着させて第１及び第２の２枚の基板が平行になるように保持しつつ、これら２枚の基板間に挿入されるスペ−サ部の厚みでセルギャップを決定できる。
【００２９】
この発明の貼り合わせ装置の他の好適実施例によれば、好ましくは第２の基板と第２の定盤との間隙を真空にして密着させて第２の基板を第２の定盤に密着させて第２の基板を保持するための気密保持部材を含む基板保持手段をさらに具える構成とするのがよい。
【００３０】
また、上述の気密保持部材は、好ましくは、基板の定盤への吸着の程度に応じて、定盤内に格納及び突出自在に設けるのがよい。
【００３１】
このような装置構成とすれば、基板の定盤への吸着をより精密に、かつ効果的に制御することができる。
【００３２】
また、この発明の貼り合わせ装置の他の好適例では、シール材により封止される前の、第１及び第２の基板との間隙、すなわち表示セル領域空間及び捨て領域空間とを真空にするために、第１及び第２の定盤に定盤間気密保持部材、定盤間給排気口及び定盤間用真空ポンプを含む気密保持手段をさらに具える構成とするのがよい。
【００３３】
このような構成とすれば、貼り合わせ工程において、真空にされる空間の容積を最小限にすることができる。すなわち、表示セル領域空間及び捨て領域空間のみを真空にすることができるので、より効率的に短時間で貼り合わせ工程を行うことができる。従って、一定時間におけるスループットが大いに向上する。また、装置全体をコンパクトにすることができる。
【００３４】
この発明の貼り合わせ装置の構成例によれば、貼り合わせ用の処理室と、処理室を常圧と真空との間で変化させるための圧力調整手段とを含むのが好適である。
【００３５】
このような構成とすれば、特にその製造に使用される材料が湿気及び酸素に弱い有機ＥＬ表示パネルの製造工程において、表示パネル品質に大きな影響を与えるこれらの要因を排除しつつ、簡単な工程で精密なセルギャップ制御を行うことが可能になる。
【００３６】
また、スペーサ部が、好ましくは、シール材の硬化後のセルギャップを設定する厚みと形状を有する構成とするのがよい。
【００３７】
このような構成とすれば、貼り合わせと同時にセルギャップを容易かつ正確に決定し、さらにシール材の硬化まで一連の工程により行うことができる。
【００３８】
スペーサ部は、セルギャップが表示セル内部に設けられたスペーサ粒子等のスペーサ材により決定される場合には、セルギャップを設定する厚みよりも大きな厚みを有し、かつ第１の基板との間に設けられたシール材の厚みよりも小さな厚みを有する構成とするのが好ましい。
【００３９】
また、この発明の貼り合わせ装置の好適実施例によれば、スペーサ部を、１つの塊状のスペーサ部で構成するとき、このスペーサ部が、複数のセルギャップ厚みに１つのスペーサ部で対応可能とするために、スペーサ部の基板の支持部分の厚みを変えられる形状とするのがよい。
【００４０】
このようなスペ−サ部を、好ましくは、このスペーサ部の基板間に挿入される側の一端が、先端に向かうほど厚みが減少していく楔状のブロック体、すなわちテ−パ付きブロック体とすることができる。このテーパは、最大の厚みが基板の外側となるように挿入されたスペ−サ部を引き出す量（距離または長さ）に応じて、基板を支持するスペーサ部の厚みを決定できるので、その厚みに応じてセルギャップを決定できる。従って、セルギャップをより高精度に微調整することができる。
【００４１】
また、第１の定盤及び第２の定盤の双方またはいずれか一方を石英定盤とすれば、シール材の硬化手段を紫外線照射装置としてシール材の硬化を行うのに好適である。この場合には、定盤の外部からシ−ル材に紫外線を照射することで、シ−ル材を硬化させることができる。
【００４２】
また、第１の定盤及び第２の定盤が金属で構成される加熱又は冷却定盤とするのも好適である。この場合には、定盤の加熱又は冷却によりシ−ル材を硬化させることができる。
【００４３】
この発明のディスプレイパネル基板の貼り合わせ方法において、スペーサ部を捨て領域から引き抜く工程は、シール材の硬化前又は硬化後のいずれの段階で行ってもよい。シール材の硬化後にスペーサ部を引き抜く場合でも、実際には基板の押圧を解除すると、多少の戻りがある、すなわち、第１及び第２の基板の間隔が、わずかに拡がるのでスペーサ部を無理なく引き抜くことができる。
【００４４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、この発明の実施形態につき説明する。なお、図面には、この発明が理解できる程度に各構成成分の形状、大きさ及び配置関係が概略的に示されているに過ぎず、これによりこの発明が特に限定されるものではない。また、以下の説明に用いる各図において同様の構成成分については、同一の符号を付して示し、その重複する説明を省略する場合もあることを理解されたい。
【００４５】
また、この発明を実施するに当たり、図６を参照して既に説明したＸ軸駆動機構、Ｙ軸駆動機構、回転駆動機構、及び上下昇降手段を適宜使用するが、これら自体の構成や機能は、従来周知であり、この発明の要旨ではないので、その詳細な説明は省略する。
【００４６】
また、以下の実施形態の説明において、この発明を、液晶表示パネル及び有機ＥＬ表示パネルの双方に適用する例につき説明する。有機ＥＬ表示パネルの場合には、貼り合わせる一方の基板に、予め、有機ＥＬ層が形成されているものとする。また、液晶表示パネルの場合には、主として液晶媒体を表示パネルの貼り合わせ前にセル領域に注入する「滴下液晶注入」工程を例にとって説明する。
【００４７】
なお、周知の通り、第１及び第２の基板には、多数の表示セルがマトリクス状に配列されて形成される。しかしながら、以下に説明する実施の形態では、図示の複雑化を回避するために、１つの表示セルを代表して取り上げて示し、かつ説明している。また、図中、表示に必要な電極その他のトランジスタ等の他の構成成分等は、この発明の説明に直接必要ではないので、図示を省略してある。
【００４８】
＜第１の実施形態＞
図１（Ａ）及び（Ｂ）を参照して、この発明の第１の実施の形態につき説明する。
【００４９】
図１は、この発明の第１の実施形態を示す図である。図１（Ａ）はディスプレイパネル基板貼り合わせ装置（以下、貼り合わせ装置と略称する。）の主要部を上方から俯瞰した態様を示す概略的平面図である。図１（Ｂ）は、（Ａ）のＢ−Ｂ破線による断面の切り口を示す図である。
【００５０】
第１の実施の形態の貼り合わせ装置は、主として、第１の定盤４０と、これに対向する第２の定盤４８及びシール材硬化手段６０とを含んでいる。この第１の定盤４０には、第１の基板保持用気密保持部材４１ａ、支持アーム（以下、基板保持機構とも称する。）４２、第１の基板保持用給排気口４４ａ及びこれに接続される第１の基板保持用真空ポンプ４６ａとが設けられている。
【００５１】
第２の定盤４８には、第２の基板保持用気密保持部材４１ｂ、第２の基板保持用給排気口４４ｂ及びこれに接続される第２の基板保持用真空ポンプ４６ｂとが設けられている。
【００５２】
支持アーム（基板保持機構）４２には、適当な厚みを有するスペーサ部４２ｂと、スペーサ部４２ｂを支持する第１アーム部材４２ａａ及び第２アーム部材４２ａｂを含むアーム部４２ａと、アーム部４２ａを伸縮するための水平方向伸縮機構４２ｃａ及び垂直方向伸縮機構４２ｃｂとが含まれている。
【００５３】
第１の基板１０は、その上面が、上部に位置する第１の定盤４０の第１の基板保持用気密保持部材４１ａに密着するように、かつ第１の基板１０の下面側の表示セルとなるべき領域、すなわち表示セル領域３２の外側に位置する捨て領域３０に接するように第１の定盤４０に具えられた支持アーム４２のスペーサ部４２ｂの上面に位置合わせしつつ載置される。
【００５４】
この発明の第１の基板１０及び第２の基板１２には、例えばガラス基板、プラスチック基板、エポキシ樹脂基板等が適用できるが、なんらこれらに限定されるものではない。
【００５５】
第１の基板保持用気密保持部材４１ａは、第１の基板１０の上面側の基板の周縁に沿ってこれを隙間なく取り囲む壁を形成して間隙ｄ２を気密とするように、第１の定盤４０の下面側に設けられている。この第１の基板保持用気密保持部材４１ａと第１の基板１０と第１の定盤４０とにより形成される間隙ｄ２を第１の定盤４０に設けられた第１の基板保持用給排気口４４ａ及びこれに接続されている第１の基板保持用真空ポンプ４６ａにより排気することで真空にする。
【００５６】
ここで使用される第１の基板保持用真空ポンプ４６ａは、排気により間隙ｄ２を真空に引くばかりでなく、間隙ｄ２に空気、不活性ガス等の気体を供給して圧力を加えることができる構成としてある。
【００５７】
この構成により、第１の基板１０を、第１の定盤４０に密着して保持することができる。すなわち、第１の基板１０は、特に中心部に撓みが発生することなく第１の定盤４０に密着して安定に保持される。
【００５８】
次いで第１の基板１０を第１の定盤４０に保持しつつ、第２の基板１２を、第１の基板と離間させた状態で、第１の基板１０と対向するように、第２の定盤４８に載置する。
【００５９】
このとき、第１の基板１０と同様に第２の基板保持用給排気口４４ｂ及びこれに接続されている第２の基板保持用真空ポンプ４６ｂにより、第２の基板１２を第２の定盤４８に密着させて保持する構成とするのがよい。
【００６０】
第１の基板１０と第２の基板１２との間の端縁部内側領域空間には、捨て領域３０及び表示セル領域３２を形成するように、捨て領域３０と表示セル領域３２とを隔てるための硬化前の柔軟なシール材１４を予め設けてある。シール材１４は、表示セル領域３２が途切れることのない連続した壁により形成すされるように配置されている。
【００６１】
ここでいう捨て領域３０とは、実際の表示に利用されないシ−ル材１４の外側周辺の空間領域、すなわち表示セル周縁のマージン領域である。表示セル領域３２とは実際に表示を行うこととなる領域（空間）である。
【００６２】
また、この例では、シール材１４を、第２の基板１２に施してあるが、これに限られず、特に液晶媒体の注入工程が必要のない有機ＥＬ表示パネルの場合には、第１の基板１０に設けてもよい。
【００６３】
このシール材１４には、従来から使用されている例えばグラスファイバー繊維をスペーサ材として含んだ紫外線硬化型及び／又は熱硬化型シール材を使用するのがよいが、この発明の目的を損なわない範囲で、これらに限定されるものではない。
【００６４】
そして、図示されていない従来周知のＸ軸作動機構、Ｙ軸作動機構、回転作動機構及び／又はＣＣＤカメラ等を使用して、２枚の基板の精密な位置合わせを行う。このようにして、各基板１０及び１２の対向面は互いに実質的に平行になるように保持される。
【００６５】
次いで、液晶表示パネルの場合には、必要ならば、シール材１４により画成される表示セル領域３２にスペーサ粒子等のスペーサ材を散布する。
【００６６】
然る後、第１及び第２の基板を対向配置させて位置決めする。次いで、第１及び第２の基板１０及び１２を貼り合わせる前に、図示されていない液晶注入装置で、液晶媒体を第２の基板１２のシール材１４により囲まれた表示セル領域３２となる基板内面に注入する。
【００６７】
次いで、第１の定盤４０及び／又は第２の定盤４８を図示されていない上述した各作動機構を用いて、第１及び第２の基板１０及び１２の間隙を狭めていき、シール材１４を介して、これらを重ね合わせる。
【００６８】
次いで第１の基板１０を保持するための真空を解除して常圧に戻すと同時に基板支持アーム４２のアーム部４２ａを垂直方向伸縮機構４２ｃｂにより少し伸長させて、潰れていた間隙ｄ２を回復させる。
【００６９】
次いで、この間隙ｄ２に空気又は不活性ガス等の気体を送り込んで第１の基板１０を、第１の基板保持用給排気口４４ａを通じて供給される気体の気体圧により上部から押圧する。これはいわゆる「ギャップ出し」工程に相当する（これら基板の保持の詳細については後述する。）。
【００７０】
この発明の貼り合わせ装置によれば、セルギャップを決定する手段として、基板を押圧する手段を用いている。上述した構成例では、気体圧力により基板を押圧する方法をあげたが、代わりに例えばサーボモータ、加圧シリンダ等で機械的に行うか、又はその他の任意好適な手段を用いることもできる。
【００７１】
然る後、シール材硬化手段６０による紫外線照射、加熱又は冷却によりシール材１４の硬化を行う。シール材１４の硬化は、常法に従い、紫外線硬化型シール材の場合には紫外線照射を、熱又は冷却硬化型シール材の場合には加熱又は冷却を行い、２又は３以上の種類のシール材を組み合わせる必要がある場合には、それぞれ必要な手段及び工程を組み合わせて行えばよい。
【００７２】
以上の工程により表示パネルの貼り合わせが完了する。
【００７３】
図１（Ａ）及び（Ｂ）の構成例では、表示セル領域３２は、矩形状空間領域であり、シ−ル材１４はこの表示セル領域３２を囲む矩形状の柵又は壁として形成されている。
【００７４】
また、この構成例では、スペ−サ部４２ｂは、塊状の直方体ブロックであって、厚みは一定としてある。この構成例では、矩形の基板を使用しているので、スペ−サ部４２ｂの厚みより広い間隔の基板間に第１の基板１０の下側を東西南北の４つの方向から支持している。
【００７５】
しかしながら、ディスプレイパネルの品質を損なわないことを条件として、例えば対向する２方向のみからスペーサ部を挿入して第１の基板１０を支持する等してもよい。或いは、例えば基板の複数の角隅部、例えば４箇所又は対向する２箇所の捨て領域３０にスペーサ部を挿入して第１の基板１０を保持してもよい。
【００７６】
この発明の貼り合わせ装置及び貼り合わせ方法は、今後液晶表示セル作製工程において主流となるであろうと予想される、いわゆる「滴下液晶注入」工程を含む液晶表示パネルの製造工程及び有機ＥＬ表示パネルの製造に適用して特に好適である。また、液晶媒体を第１及び第２の基板の貼り合わせ後に注入する従来の基板の貼り合わせ工程にも使用して好適である。
【００７７】
次に、上述したこの発明の貼り合わせ方法の、主として第１の基板１０を保持するための基板保持機構及びこれによる基板の保持方法について、図２を参照して詳細に説明する。
【００７８】
図２（Ａ）及び（Ｂ）は、上部に位置する第１の基板１０の保持動作を説明するための図である。
【００７９】
上述したように、基板保持機構４２には、適当な厚みを有するスペーサ部４２ｂと、このスペーサ部４２ｂを支持するアーム部４２ａと、該アーム部４２ａを伸縮するための水平方向伸縮機構４２ｃａ及び垂直方向伸縮機構４２ｃｂとが含まれている。
【００８０】
アーム部４２ａは、機構４２ｃａにより伸縮駆動される第１アーム部材４２ａａと、これに連結され、かつ機構４２ｃｂで伸縮駆動される第２アーム部材４２ａｂとを具えている。さらに、この第２アーム部材４２ａｂは第１アーム部材４２ａａとは反対側の端部に固定されて、あるいは着脱自在にスペーサ部４２ｂが取り付けられている。このスペーサ部材４２ｂは、第１及び第２アーム部材４２ａａ及び４２ａｂの移動に応じて水平及び垂直方向に移動される。
【００８１】
上述したように、第１の基板１０は、第１の定盤４０の第１の基板保持用気密保持部材４１ａに密着してその間隙ｄ２が気密とされるように、かつ捨て領域３０に接するように基板保持機構４２のスペーサ部４２ｂの上面側に載置される。
【００８２】
このとき、第１の基板１０は、基板保持機構４２の水平方向伸縮機構４２ｃａにより、矢印Ａ方向、すなわち捨て領域３０とスペーサ部４２ｂとの位置関係について適切に調整される。また、矢印Ｂ方向、すなわち第１の基板１０と第１の基板保持用気密保持部材４１ａとの配置関係についても、基板保持機構４２の垂直方向伸縮機構４２ｃｂにより適切に調整される。一例として、この水平方向伸縮機構４２ｃａは、好ましくは第１の定盤４０の、第１の基板１０とは反対側の面（上面）に設けられている。また一例として、垂直方向伸縮機構４２ｃｂは、第１の定盤４０の周辺に設けられている。これらの機構４２ｃａ及び４２ｃｂを設ける位置は、設計に応じて任意好適な箇所に設ければよい。
【００８３】
第１の定盤４０に設けられる第１の基板保持用気密保持部材４１ａは、例えばＯ−リング又は適度な弾性を有する素材、例えばゴム、樹脂等により形成された中空のチューブ等により構成するのがよい。この第１の基板保持用気密保持部材４１ａは、この第１の基板保持用気密保持部材４１ａを介して仕切られた第１の基板１０と第１の定盤４０との間隙ｄ２を真空に引く際に、この間隙ｄ２が潰れて第１の基板１０と第１の定盤４０とが撓み無く密着するような構成とするのがよい。
【００８４】
具体的には、例えば第１の定盤４０に溝部を設け、第１の基板保持用気密保持部材４１ａと第１の基板１０との気密性を保持しつつ、第１の基板保持用気密保持部材４１ａが矢印Ｂ方向に基板保持機構４２により第１の基板１０に加えられる圧力に応じて、定盤の溝部に格納或いは溝部から突出自在に作動して、第１の基板１０を第１の定盤４０に密着させる構成とするのがよい。例えばチューブの場合にはこの溝部に半ば埋設されるようにして第１の基板１０を第１の定盤４０に密着させる構成とするのがよい。
【００８５】
次いで、第１の基板１０及び第２の基板１２を第１の定盤４０及び第２の定盤４８に、それぞれ密着させる。すなわち、第１及び第２の基板１０及び１２の互いに対向している側の基板面を内側面とし、この内側面とはそれぞれ反対側の基板面を外側面とすると、第１の基板１０の外側面と第１の定盤４０とを密着させ、第２の基板１２の外側面と第２の定盤４８とを密着させる。
【００８６】
この密着を達成するため、第１及び第２の定盤４０及び４８に設けられた第１及び第２の基板保持用給排気口４４ａ及び４４ｂと、ここでは図示されていない圧力調整弁を具えた配管を通じて、第１及び第２の基板保持用真空ポンプ４６ａ及び４６ｂまでの真空排気系を含む圧力調整手段により排気して、基板を真空吸着させる。なお、これら基板保持用給排気口４４ａ及び４４ｂは、各定盤４０及び４８において、第１及び第２の基板１０及び１２を定盤に密着保持するための真空給排気口である。給排気口の大きさ、設置数等は、パネルの所望の仕様等により任意に変更することができる。
【００８７】
第１の基板１０を第１の定盤４０に保持するのは、主として、スペーサ部４２ｂである。従って、この間隙ｄ２の真空度は、第１の基板１０を第１の定盤４０に密着させて第１の基板１０の撓みを防止するのに十分であればよい。その好適な真空度は経験により適宜設定することができる。
【００８８】
然る後、これら２枚の基板１０及び１２はシール材１４により隙間無く気密に重ね合わせられる。このとき、設けられているシール材１４の高さは、後の工程で押圧されてセルギャップｄ１が決定されることを考慮して、所定のセルギャップｄ１よりもその厚みを多少大きくして配置することが好ましい。しかしながら、シール材が硬化工程で膨張する等の性質を有することが予めわかっている場合にはこの限りではない。
【００８９】
スペーサ部４２ｂの厚みは、例えば表示セル領域３２に何らかのセルギャップ保持手段、すなわち例えばスペーサ粒子等のスペーサ材を配してこれによりセルギャップを決定する場合には、スペーサ部４２ｂを引き抜いた後にギャップ出しを行うことができるので、第１の基板１０を安定に保持できる範囲内で、好ましくはセルギャップｄ１よりも大きな厚みを有し、かつシール材１４の高さよりも小さい厚みとすればよい。
【００９０】
また、例えばスペーサレス液晶表示パネル及び有機ＥＬ表示パネルの場合には、表示セル領域にスペーサ材が存在しないので、好ましくはスペーサ部材４２ｂの厚みをセルギャップｄ１と実質的に等しくなるように設定するのがよい。すなわち、スペーサ部４２ｂを、シール材の硬化後のセルギャップｄ１を設定する厚みと形状を有するように設定するのがよい。
【００９１】
このとき、セルギャップが例えばスペーサ部４２ｂ自体の製造段階における条件で、セルギャップｄ１と完全に等しくなくてもよい。従って、スペーサ部４２ｂ自体を製造するにあたっては、貼り合わせ工程で使用される大気圧、湿度及び温度等の環境条件、並びに紫外線照射条件等の貼り合わせ工程条件下で、所定のセルギャップｄ１と等しくなるように留意してスペーサ部４２ｂ自体を設計製造する必要がある。言い換えれば、スペ−サ部４２ｂの厚みは、シ−ル材１４を硬化させた後のセルギャップｄ１が、設計通りの値となるような厚みとすればよい。スペーサ部４２ｂの長さは、捨て領域３０内に挿入及び抜き出しが可能であって、第１の基板１０を安定に保持できる長さとするのがよい。
【００９２】
スペーサ部４２ｂの材質については、この発明の目的を損なわない範囲で、適宜選択することができるが、好ましくはその材質を例えば純ニッケルとするのがよい。このスペーサ部４２ｂの製造方法は、好ましくは例えば電鋳によるのがよい。スペーサ部４２ｂの形状等については後述する。
【００９３】
この貼り合わせ装置の構成により、基板を保持すると同時に基板の撓みを効果的に防止することができる。
【００９４】
また、安定して第１の基板１０及び第２の基板１２を保持することができ、さらに第１の定盤４０に保持されている第１の基板１０が落下したり、第２の定盤４８によって保持されている第２の基板がずれたりするのを防止することができるので、正確にセルギャップを制御することが可能になる。
【００９５】
スペーサ部４２ｂの作動機構、すなわち支持アーム４２の水平方向伸縮機構４２ｃａと垂直方向伸縮機構４２ｃｂとは、図中、ブロックでそれぞれ示してある。これら作動機構は、支持アーム４２により第１の基板１０を保持しつつ、スペーサ部４２ｂを挿入する方向又は引き抜く方向（矢印Ａ方向）及び第１の基板１０を支持しつつ第１の定盤４０に引きつける方向及び離す方向（矢印Ｂ方向）にスペーサ部４２ｂを作動させる構成となっていれば、設計に応じた任意好適な構成の機構でよい。支持アーム４２の水平方向伸縮機構４２ｃａと垂直方向伸縮機構４２ｃｂとは、所定の方向に所定の指定した距離だけ前進又は後退できるように、微調整可能に構成されていればよく、その構成自体は従来既知の任意好適な構成を用いればよい。すなわち、この発明の目的を損なわない範囲で適宜選択すればよく、好ましくは例えば、マイクロモータ、サーボモータ、油圧シリンダ等により構成するのがよい。
【００９６】
次に基板の貼り合わせ工程における基板保持機構４２の動作につき説明する。
【００９７】
第１の基板１０は、支持アーム４２の第１アーム部材４２ａａ及び第２アーム部材４２ａｂとを、これらの部材を伸縮させるための機構である水平方向伸縮機構４２ｃａ及び垂直方向伸縮機構４２ｃｂにより、捨て領域のみに接触するように、調整してスペーサ部４２ｂの上面側に載置される。
【００９８】
次いで、垂直方向伸縮機構４２ｃｂにより第２アーム部材４２ａｂを短縮して、第１の基板１０の上面側に第１の基板保持用気密保持部材４１ａに接触させてこれにより間隙ｄ２を形成するように保持する。
【００９９】
次いで、第１の基板保持用給排気口４４ａを通じて、第１の基板保持用真空ポンプ４６ａにより間隙ｄ２内の空気を排気する。排気が進行するにつれて、間隙ｄ２は、潰れて徐々に減少していく。このとき、支持アーム４２、すなわち第２アーム部材４２ａｂを、垂直方向伸縮機構４２ｃｂにより、間隙ｄ２の容積減少に追随して第１の基板保持用気密保持部材４１ａが第１の基板１０に対して適切な圧力を維持できるように、矢印Ｂ方向に短縮することで第１の基板を密着保持する。
【０１００】
そして、第１の基板１０及び第２の基板１２を第１の定盤４０及び第２の定盤４８により保持した状態で、図６により説明した各作動機構を用いて、第１の定盤４０と第２の定盤４８の間隔、すなわち第１の基板１０と第２の基板１２との間隙を狭めていって、シール材１４を介して、第１の基板１０と第２の基板１２とを重ね合わせる。
【０１０１】
次いで第１の基板保持用真空ポンプ４６ａによる圧力を解除して気圧を常圧に戻しつつ、基板保持機構４２の第１アーム部材４２ａａを垂直方向伸縮機構４２ｃｂにより少し伸長させて、基板１０と基板保持用気密保持部材４１ａを接触させた状態を保ちつつ、潰れていた間隙ｄ２を回復させる。
【０１０２】
次いで、この間隙ｄ２に空気又は不活性ガス等の気体を送り込んで気圧を上昇させ、第１の基板１０を、第１の基板保持用給排気口４４ａを介して供給される気体の気体圧力により上部から押圧する。具体的には基板保持機構４２の垂直方向作動機構４２ｃｂにより第１アーム部材４２ａａを伸長させることで、気密保持部材４１ａを第１の基板１０に密着させた状態を維持しつつ、すなわちアーム部４２ａの伸長につれて、第１の定盤４０に半ば格納されるように第１の基板に密着していた気密保持部材４１ａが追随して突出し、密着を維持した状態で間隙ｄ２を回復させる。さらに第１の基板１０と第１の定盤４０との密着を維持したまま、間隙ｄ２内に気体を供給して第１の基板１０を押圧する。
【０１０３】
このとき、表示セル領域３２にセルギャップ保持手段を配してある場合には、スペーサ部４２ｂを引き抜いた後に第１の基板１０を押圧することでセルギャップｄ１が決定される。
【０１０４】
また、スペーサレス液晶表示パネル又は有機ＥＬ表示パネルの場合には、表示セル領域３２にはスペーサ材が存在しないので、押圧してセルギャップｄ１を設定する厚みのスペーサ部４２ｂによりセルギャップｄ１を決定した後にシール材を硬化する。
【０１０５】
このような工程により、簡単な工程で正確にセルギャップを制御することができる。また液晶媒体を滴下液晶注入した場合には、従来必要だった注入口の封止工程が必要なくなる。そのうえ、セルの気密性があがることから、液晶媒体の漏出等を予防することができ、結果として表示セルの歩留まりの向上が期待される。
【０１０６】
＜第２の実施の形態＞
図３を参照して、この発明の第２の実施の形態につき説明する。
【０１０７】
図３は、この発明の貼り合わせ方法に使用して好適な貼り合わせ装置の全体構成例を示す図である。
【０１０８】
この実施の形態の貼り合わせ装置は、第１の基板１０と第２の基板１２との間隙、すなわち捨て領域３０と表示セル領域３２とを、真空にするための構成を含んでいる。すなわち、上述した第１の実施の形態の第１の定盤及び第２の定盤を含む構成に加えて、少なくともこの第１の定盤４０と第２の定盤４８に保持された第１の基板１０と第２の基板１２との間隙を真空にするための構成が付加してある。ここでは第１の実施の形態と共通の構成についてはその詳細な説明を省略し、構成要素の配置関係の差異及び付加された構成について説明する。
【０１０９】
この実施の形態の貼り合わせ装置において、上述した第１の実施の形態の貼り合わせ装置と異なる点は、基板保持機構４２の配置位置である。この実施の形態では、基板保持機構４２は第１の定盤４０の下面側に設けてある。この基板保持機構４２が第１アーム部材４２ａａ及び第２アーム部材４２ａｂ、これらの部材を伸縮させるための機構である水平方向伸縮機構４２ｃａ及び垂直方向伸縮機構４２ｃｂ並びにスペーサ部４２ｂを含むのは同様である。
【０１１０】
ここでは、基板保持機構４２全体を第１の定盤４０と第２の定盤４８との間隙内にすべて格納してある。しかしながら、基板保持機構４２の一部を第１の定盤４０の外部に、例えば第１の定盤４０を貫通するように設ける構成としてもよい。具体的には第１の実施の形態で説明した第１及び第２の定盤４０及び４８に定盤間気密保持部材を設け、基板保持機構４２の第１アーム部材４２ａａを、第１の定盤４０に設けた貫通孔を介して２つの定盤間の間隙を気密にしつつ、作動可能とするような構成としてもよい。
【０１１１】
さらにこの実施の形態では、第１の定盤４０は、第１の実施の形態において説明した構成に加え、定盤間気密保持部材４３、すなわち第１の定盤間気密保持部材４３ａと、第１の定盤間給排気口４５ａ及びこれに接続されている第１の定盤間用真空ポンプ４７ａとを含む気密保持手段を具えている。
【０１１２】
第１の定盤間気密保持部材４３ａは、第１の定盤４０の下面側であって、基板保持機構４２及びこれにより保持される第１の基板１０を取り囲むように設けられている。
【０１１３】
第１の定盤間給排気口４５ａは、第１の定盤４０の第１の定盤間気密保持部材４３ａの内側から、保持される第１の基板１０の端縁より外側までの範囲、すなわち第１の基板１０と第２の基板１２の間隙ｄ１の気体圧を加圧又は減圧自在に調整することができる位置に設けられている。
【０１１４】
同様に第２の定盤４８は、第１の実施の形態において説明した構成に加え、定盤間気密保持部材４３、すなわち第２の定盤間気密保持部材４３ｂと、第２の定盤間給排気口４５ｂ及びこれに接続されている第２の定盤間用真空ポンプ４７ｂとを具えている。
【０１１５】
第２の定盤間気密保持部材４３ｂは、第２の定盤４８の上面側に載置されている第２の基板１２を取り囲むように設けられている。
【０１１６】
第２の定盤間給排気口４５ｂは、第２の定盤４８の第２の定盤間気密保持部材４３ｂの内側から、保持される第２の基板１２の端縁より外側までの範囲、すなわち少なくとも第１の基板１０と第２の基板１２の間隙ｄ１の気体圧を加圧又は減圧自在に調整することができる位置に設けられている。
【０１１７】
この第１及び第２の定盤間気密保持部材４３ａ及び４３ｂは、貼り合わせ工程において、第１の定盤４０と第２の定盤４８との間隙の気体圧力を加圧又は減圧自在に調整することができる範囲で、適宜の構成とすればよい。例えば好ましくはＯ−リング、中空のチューブ等を使用するのがよい。
【０１１８】
第１及び第２の定盤間気密保持部材４３ａ及び４３ｂは、貼り合わせ工程において、第１及び第２の基板１０及び１２の間隙（距離）を近接させて小さくしたときに、互いに接触して、これによりこれら定盤間気密保持部材により囲まれた内部の領域を真空にできる程度に気密とする構成としてある。
【０１１９】
従って、第１及び第２の定盤間気密保持部材４３ａ及び４３ｂの大きさ、形状は、設定される第１及び第２の基板の近接させて処理する際の間隔にあわせて、適宜設定するのがよい。
【０１２０】
また、この実施の形態では、第１及び第２の定盤４０及び４８にそれぞれ対向するように同形状の２つの定盤間気密保持部材を設ける例を説明したが、この発明の目的を損なわない範囲で、例えば第１又は第２の定盤に１つだけ定盤間気密保持部材を設ける構成としてもよいし、対向する２つの定盤間気密保持部材の形状及びサイズを異なる構成としてもよい。
【０１２１】
第１及び第２の定盤間給排気口４５ａ及び４５ｂと、これにそれぞれ接続される第１及び第２の定盤間用真空ポンプ４７ａ及び４７ｂの構成及び接続関係については、第１の実施の形態で説明した基板保持用給排気口及び真空ポンプと同様の構成とすればよいので、その詳細な説明を省略する。
【０１２２】
次に、この第２の実施の形態の貼り合わせ工程につき説明する。
【０１２３】
この実施の形態は、貼り合わせ工程において、第１及び第２の基板１０及び１２の間隙、すなわちシール材１４により封止される前の捨て領域３０と表示セル領域３２（以下、単に基板間隙とも称する。）とを真空にして工程を実施する例である。
【０１２４】
まず、第１の実施の形態で説明したのと同様に、第１及び第２の基板１０及び１２を保持する。
【０１２５】
このとき、第１の基板１０及び第２の基板１２のいずれかの基板上には、端縁部内側領域間に捨て領域３０及び表示セル領域３２を形成するようシール材１４が予め、設けられている。次いで、液晶表示パネルの場合には、第２の基板１２の表示セル領域３２に、所望によりスペーサ材、及びディスペンサ等を用いて、液晶媒体を注入する。有機ＥＬパネルの場合には、第１及び第２の基板のいずれかに予め有機ＥＬ層が設けてある。
【０１２６】
次に、図６を用いて既に説明した各機構を用いて、基板間隙がシール材１４により封止されていない状態を維持しつつ、基板間隙がなるべく小さくなるように位置合わせを行う。
【０１２７】
このとき第１及び第２の定盤間気密保持部材４３ａ及び４３ｂが互いに密着して、第１及び第２の定盤の間隙、すなわち基板間隙を気密空間とする。
【０１２８】
次に、基板間隙を常圧から真空にする。この真空排気処理を、第１及び第２の定盤間給排気口４５ａ及び４５ｂと、図示されていない圧力調整弁を具えた配管を介して接続されている第１及び第２の定盤間用真空ポンプ４７ａ及び４７ｂを含む圧力調整機構を使用して行う。このとき、好ましくは基板間隙（シール材１４）が破裂するのを防ぐため、この基板間隙の気圧をシール材１４が破裂しない程度に低くして２枚の基板を貼り合わせるのがよい。一般に、基板間隙外の気圧は常圧（１気圧、およそ７６０ｍｍＨｇ）であるものとすれば、基板間隙内は、例えば５５０ｍｍＨｇ程度にして貼り合わせるのがよい。
【０１２９】
また、好ましくは第１の基板１０の落下を防ぐために、第１の基板１０を第１の定盤４０により保持するための吸引力（真空度）よりも基板間隙の真空度（気圧）が小さくなるように設定するのがよい。
【０１３０】
この段階で、表示セル領域３２にスペーサ材を設けてある場合には、スペーサ部４２ｂを引き抜いて後の工程を実施してもよい。
【０１３１】
然る後、第１の基板１０を第１の定盤４０側に密着させていた真空を解除して、基板保持機構４２の垂直方向作動機構４２ｃｂによりアーム部４２ａを伸長させることで、気密保持部材４１を第１の基板１０に密着させた状態を維持しつつ、回復させる。この回復動作を行う際に、アーム部４２ａを伸長させる。このとき第１の定盤４０に半ば格納されるように第１の基板に密着していた気密保持部材４１が、アーム部４２ａの伸長に追従して突出し、気密保持部材４１と第１の基板とを密着させた状態で間隙ｄ２を回復させる。さらに第１の基板１０と第１の定盤４０との密着を維持したまま、上述したように間隙ｄ２の気圧を上昇させて第１の基板１０を押圧することでセルギャップｄ１をスペーサ部４２ｂの厚みにより決定する。このとき表示セル領域３２になんらかのスペーサ材を配してある場合には、スペーサ部４２ｂは引き抜かれているので、このスペーサ材によりセルギャップｄ１が決定される。
【０１３２】
次いで、シール材１４を硬化した後にスペーサ部４２ｂを引き抜く。シール材１４がシール硬化により、寸法に変化を生じないか、又は変化を生じたとしても支障をきたさない範囲内の変化であって実質的に変化を生じないならば、あるいは表示セル領域にスペーサ粒子等を配して、これによりセルギャップを決定する場合には、スペーサ部４２ｂを引き抜いた後にシール材１４を硬化する。
【０１３３】
このような装置構成とすれば、貼り合わせ工程において、真空にされる空間の容積を最小限にすることができる。すなわち、表示セル領域空間３２及び捨て領域空間３０のみを真空とするので、より効率的に短時間で貼り合わせ工程を行うことができる。従って、一定時間におけるスループットが大いに向上する。また、装置全体をコンパクトにすることができる。
【０１３４】
＜第３の実施の形態＞
図４を参照して、この発明の第３の実施の形態につき説明する。
【０１３５】
図４は、この発明の貼り合わせ方法に使用して好適な貼り合わせ装置の全体構成例を示す図である。
【０１３６】
この実施の形態の貼り合わせ方法は、気密にして真空にすることができる処理室５０内に第１及び第２の定盤を格納して、第１の基板１０と第２の基板１２との間隙、すなわち捨て領域３０の空間と表示セル領域３２の空間とを、真空にして、貼り合わせ工程を実施するディスプレイパネル基板を貼り合わせる方法である。
【０１３７】
すなわち、第３の実施の形態の貼り合わせ装置は、第１の基板１０と第２の基板１２との間隙、すなわち捨て領域３０と表示セル領域３２とを真空条件にして貼り合わせを行うための処理室５０を具えている。この処理室５０は容器又は箱状体５２により気密に構成される。そして、この箱状体５２は、処理室５０を常圧から真空へ又は真空から常圧へ任意自在に変化させるための圧力調整手段を含んでいる。
【０１３８】
この構成例では、圧力調整手段とは、真空排気系であり、箱状体５２に設けられた処理室用給排気口５４と、例えば圧力調整弁を具えた配管（図示せず。）を介して給排気口５４と接続された真空ポンプ５６等を含んでいる。この圧力調整手段としての真空排気系は、上述した基板保持手段と構成の一部分を共用するのがよい。
【０１３９】
加えて、真空ポンプ近傍には、例えば防塵、水分除去、有機溶媒等の除去のための例えばフィルターのような手段が設置されることが好ましい。
【０１４０】
この処理室５０は、容器あるいは箱状体５２により気密の閉空間が画成されることにより形成されている。
【０１４１】
この箱状体５２は、第１の基板１０及び第２の基板１２を搬送して配置する工程のために、従来と同様に、図示しない何らかの手段により開閉自在とされる。また、この箱状体５２には、処理室用給排気口５４とこれに接続される処理室用真空ポンプ５６を含む真空排気系が接続されていて、処理室５０内を少なくとも常圧から真空へ、又は真空から常圧へ自在に調整できる構成となっている。
【０１４２】
また、処理室５０は、既に説明したのと同様の種々の基板駆動、特に第１の基板１０を保持する支持アーム（基板保持機構）４２及び図示されていないが従来技術の項で説明した上下昇降手段、Ｘ軸駆動機構、Ｙ軸駆動機構及び回転駆動機構等の駆動を行えるように構成してある。
【０１４３】
次に貼り合わせ工程につき説明するが、上述の他の実施の形態と同様の構成及び工程についての詳細な説明は、省略する。
【０１４４】
第１の定盤４０は、処理室５０で、上述と同様に、第１の基板１０を保持する。
【０１４５】
第１の基板１０及び第２の基板１２のいずれかの基板上には、捨て領域３０及び表示セル領域３２を形成するように、予めシール材１４が設けられているものとする。
【０１４６】
然る後、処理室５０の排気を行って、真空にする。この真空排気処理を、処理室用給排気口５４と、図示されていない圧力調整弁を具えた配管を介して、接続された処理室用真空ポンプ５６を含む圧力調整機構を使用して行う。
【０１４７】
このとき、第２の実施の形態において既に説明したとおり、処理室５０の気圧を、その外部の気圧と比較して、前記シール材が破裂しない程度に低く維持した状態で貼り合わせた後に、押圧するのがよい。処理室５０外の気圧は常圧（１気圧、およそ７６０ｍｍＨｇ）であるものとすれば、処理室５０は、例えば５５０ｍｍＨｇ程度にして貼り合わせるのがよい。
【０１４８】
また、好ましくは第１の基板１０の落下を防ぐために、第１の基板１０を第１の定盤４０により支持するための吸引力（真空度）よりも処理室５０の吸引力（真空度）が弱くなるように設定するのがよい。すなわち、気密保持部材４１ａと第１の基板１０と第１の定盤４０とで囲まれた空間の真空度を、処理室５０の真空度よりも高くして、第１の基板１０を気密保持部材４１ａと密着させるのが好ましい。
【０１４９】
そして、上述したように、第１の基板１０を第１の定盤４０の支持アーム４２のスペーサ部４２ｂにより支持しつつ第２の定盤４８により支持された第２の基板１２と位置合わせを行う。上述した各作動機構を用いて、第１の定盤４０と第２の定盤４８との間隔を狭めていって、シール材１４を介して第１の基板１０と第２の基板１２とを密着させて、重ね合わせる。この段階で、表示セル領域３２にスペーサ材を設けてある場合には、スペーサ部４２ｂが引き抜かれた後の工程を実施してもよい。特にスペーサレス液晶表示パネル又は有機ＥＬ表示パネルの場合には、第１の基板１０を支持していたシール材１４の硬化後のセルギャップｄ１を設定する厚みのスペーサ部４２が、セルギャップｄ１に実質的に等しい厚みで、第１の基板１０及び第２の基板１２の間の捨て領域３０内で挟持される。
【０１５０】
然る後、第１の基板１０を第１の定盤４０側に密着させていた真空を解除する。そして基板保持機構４２の垂直方向作動機構４２ｃｂによりアーム部４２ａを伸長させることで、気密保持部材４１ａを第１の基板１０に密着させた状態を維持しつつ、すなわちアーム部４２ａの伸長に、第１の定盤４０に半ば格納されるように第１の基板に密着していた気密保持部材４１ａが追随して突出し密着を維持した状態でに間隙ｄ２を回復させる。さらに第１の基板１０と第１の定盤４０との密着を維持したまま、間隙ｄ２の気圧を上昇させて第１の基板１０を押圧することでセルギャップｄ１をスペーサ部４２ｂの厚みにより決定する。表示セル領域３２に別の独立したスペーサ材を配してある場合には、このスペーサ材によりセルギャップｄ１が決定される。
【０１５１】
次いで、シール材１４を硬化した後にスペーサ部４２ｂを引き抜く。シール材１４がシール硬化により、寸法に変化を生じないか、又は変化を生じたとしても支障をきたさない範囲内の変化であって実質的に変化を生じないならば、あるいは表示セル領域３２にスペーサ粒子等を配して、これによりセルギャップを決定する場合には、スペーサ部４２ｂを引き抜いた後にシール材１４を硬化する。
【０１５２】
ここで、本明細書中、用語「常圧」とは、この発明の装置をとりまく大気圧を表し、用語「真空」とは、空気を吸引排気することにより大気圧よりも圧力の低くなった状態をいう。この真空の程度は、空気を排気するときの吸引力により比較される。この真空の程度は、上述したように目的及び構成に応じて適宜設定することができる。
【０１５３】
この第３の実施の形態の装置及び貼り合わせ方法によれば、特にその製造に使用される材料が湿気及び酸素に弱い有機ＥＬパネルの製造工程において、パネル品質に大きな影響を与えるこれらの要因を排除しつつ、簡単な工程で正確なセルギャップ制御を行うことが可能になる。
【０１５４】
次にこの第３の実施の形態の貼り合わせ方法の変形例につき説明する。上述した実施形態の場合と同様に、第１の基板１０を第１の定盤４０により保持する。第１の基板１０及び第２の基板１２の端縁部内側領域間に捨て領域３０を形成するようシール材１４が配設されている第２の基板１２を位置合わせして保持する。然る後、第１の定盤４０と第２の定盤４８を含む処理室５０を、図示されていない圧力調整弁を具えた配管を介して処理室用給排気口５４に接続された処理室用真空ポンプ５６を使用して処理室５０内の空気を吸引することにより処理室５０を真空にする。
【０１５５】
この変形例では、特に、真空にされた処理室５０、すなわち表示セル領域３２とその外の空間を、これら２つの空間の間での気圧差が実質的に零になるように維持しつつ常圧に戻す。
【０１５６】
そして、上述の場合と同様に、気体圧力により第１の基板１０を押圧してセルギャップｄ１を決定し、シール材１４を硬化した後、スペーサ部４２ｂを引き抜くか、又はスペーサ部４２ｂを引き抜いた後、シール材１４を硬化して、表示パネルを完成させる。
【０１５７】
この変形例において、表示セル領域とその外部の処理室空間との大気圧を実質的に等しくなるように維持しつつ常圧に戻す工程を加えた理由は、次の通りである。処理室５０に急激に気体が流入することにより、セル表示領域とその外部の処理室空間の大気圧に差が生じる。この気圧差が残存している状態で、基板間が封止されると、基板が撓み、そのため、セルギャップｄ１が、例えばセル中央部と周縁部とでは、一様ではなくなってしまう可能性もある。従って、この気圧差を生じないように常圧に戻すのは、この基板の撓みの発生を防止するためである。
【０１５８】
上述した真空から常圧に戻す工程は、第１の基板１０と第２の基板１２とが接近した状態で行われることが好ましい。
【０１５９】
間隙ｄ２及び処理室５０内に供給される空気又は不活性ガス等の気体は、例えばフィルタ等を介して浄化されることが好ましい。
【０１６０】
この構成により、例えばフレキシブルな基板を使用するディスプレイパネルの製造工程においても、非常に簡単な工程で正確なセルギャップ制御を行うことが可能となる。
【０１６１】
さらにこの発明の実施形態は、シール材が紫外線硬化型シール材であり、シール材を硬化する工程が紫外線照射により行われることが好ましい。
【０１６２】
さらにまたこの発明の実施形態は、シール材が熱硬化型シール材であり、シール材を硬化する工程が加熱又は冷却により行われることが好ましい。
【０１６３】
また、この発明の貼り合わせ装置では、基板が帯電破壊されるのを防ぐために、基板が接する部分のすべてが絶縁性の素材で形成されることが好ましい。
【０１６４】
さらに、この発明の貼り合わせ装置にイオンシャワーのような静電除去手段を装備することが好ましい。あるいは、処理室内壁に、例えばアルコールなどの溶剤を適度に塗布しておくことにより、基板の帯電を効果的に防止することができる。
【０１６５】
この発明の貼り合わせ装置のスペーサ部４２ｂは、特に第１の基板１０の支持を確実に行えることを条件として、適当な形状とすることができる。例えば１つのスペーサ部４２ｂによりセルギャップｄ１を複数通りに設定することができる形状を有しているのがよい。この場合の構成例を、図５を参照して説明する。
【０１６６】
図５は、この発明の好適なスペーサ部４２ｂの形態例を説明する概略図であり、貼り合わせ装置内の基板とスペ−サ部を含む断面の切り口で示してある。なお、基板を上方から俯瞰する図は、図１（Ａ）と実質的に同様になるので省略する。
【０１６７】
図５を参照して説明すると、この発明の好適な実施形態による装置は、スペーサ部４２ｂの形状が、基板１０及び１２間に位置する側の一端において、先端に向かうほど厚みが減少していく楔状の形状であるスペーサ部４２ｂを具える。
【０１６８】
図５には、断面が楔状である板状のスペーサ形状を例として示してある。この構成例によれば、スペ−サ部４２ｂは、テ−パ付きの、塊状のブロック体である。このブロック体は、丁度、直方体のブロックに三角柱のブロックが合わさった形態として一体的に構成されている。三角柱の稜線となる先端がこのブロック体の挿入端であり、直方体の三角柱とは反対側部分が、基板支持アーム４２のアーム部４２ａに取り付けられる側である。この図５に示す構成例では、この三角柱の断面は、正三角形であっても或いは二等辺三角形であってもよい。
【０１６９】
なお、スペ−サ部４２ｂとしては、例えば複数の鉛筆状のスペーサ部を使用する等、上述したようにこの発明の目的を損なわない範囲でスペーサ部４２ｂの形状を変更することができる。
【０１７０】
例えば、図５に示すスペ−サ部４２ｂの構成例では、第２の基板１２と接触する側の面は、先端に向かうほどスペ−サ部４２ｂの厚みが減少していくように、傾斜している面であるが、第１の基板１０と接触する側の面は水平面である。
【０１７１】
このテ−パ付きスペ−サ部材の構成により、１種のスペーサで、複数の所望のセルギャップ制御に対応することができる。すなわち、アーム部４２ａの水平方向の伸縮を水平方向伸縮機構４２ｃａにより調節することで、セルギャップｄ１の設定を適宜変更することができる。このような構成とすれば、スペーサ部自体の製造コストに関しても、運用コストに関してもコストパフォーマンスに優れるという効果を得ることができる。
【０１７２】
この発明のスペーサ部には、この発明の目的を損なわない範囲で、基板を保護するため、及びスペーサ部と基板との間の滑りを良好にするために、あるいは基板の保持をより確実にするために例えばシリコン薄膜のようなコーティング等の工夫がされていてもよい。
【０１７３】
スペーサ部自体の製造における注意点は、上述と同様である。すなわち、実際に使用される条件下で所定の厚みを有するように設計製造すればよい。
【０１７４】
さらにこの発明の貼り合わせ装置によれば、第１の定盤４０定盤及び／又は第２の定盤４８が石英で構成された定盤であって、さらに硬化手段として紫外線照射装置を具えることが好ましい。
【０１７５】
さらにまたこの発明の貼り合わせ装置によれば、第１の定盤４０及び第２の定盤４８とが金属で構成される加熱又は冷却定盤であってもよい。
【０１７６】
【発明の効果】
この発明のディスプレイパネル基板の貼り合わせ方法及びその実施のための装置によれば、真空条件下でも基板を安定して保持することができるので、液晶媒体を基板の貼り合わせ前に注入する工程を含む液晶表示パネルの貼り合わせ工程及び有機ＥＬパネルの貼り合わせ工程に適用するのに特に好適である。簡易な工程で正確にセルギャップを制御することができる。一連の簡易な工程で貼り合わせからシール材の硬化まで行うことができる。従って、製造コスト削減及びパネル品質向上に貢献する。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１（Ａ）及び（Ｂ）は、この発明の第１の実施形態の説明図であって、（Ａ）は、この発明のディスプレイ基板の貼り合わせ装置の要部の概略的平面図、（Ｂ）は、（Ａ）図のＢ−Ｂ線に沿って取って示した断面図である。
【図２】図２（Ａ）及び（Ｂ）は、この発明の第１の実施の形態の貼り合わせ装置の、特に第１の基板の支持動作の説明図であって、第１の実施の形態の貼り合わせ装置の要部の概略的断面図である。
【図３】図３（Ａ）及び（Ｂ）は、この発明の第２の実施の形態の貼り合わせ装置の、特に第１の基板の支持動作の説明図であって、第２の実施の形態の貼り合わせ装置の要部の概略的断面図である。
【図４】図４は、この発明の第３の実施の形態のディスプレイ基板の貼り合わせ装置の要部の概略的断面図である。
【図５】この発明の好適な実施形態の説明図であって、スペ−サ部の形態例の説明に供する概略的断面図である。
【図６】従来の基板貼り合わせ工程及び貼り合わせ装置を説明するための要部の概略的模式図である。
【符号の説明】
１０、１１０：第１の基板
１２、１１２：第２の基板
１４、１１４：シール材
３０：捨て領域
３２：表示セル領域
４０、１４２：第１の定盤
４１ａ：第１の基板保持用気密保持部材
４１ｂ：第２の基板保持用気密保持部材
４２：支持アーム（基板保持機構）
４２ａ：アーム部
４２ａａ：第１アーム部材
４２ａｂ：第２アーム部材
４２ｂ：スペーサ部
４２ｃａ：水平方向伸縮機構
４２ｃｂ：垂直方向伸縮機構
４３：定盤間気密保持部材
４３ａ：第１の定盤間気密保持部材
４３ｂ：第２の定盤間気密保持部材
４４ａ：第１の基板保持用給排気口
４４ｂ：第２の基板保持用給排気口
４５ａ：第１の定盤間給排気口
４５ｂ：第２の定盤間給排気口
４６ａ：第１の基板保持用真空ポンプ
４６ｂ：第２の基板保持用真空ポンプ
４７ａ：第１の定盤間用真空ポンプ
４７ｂ：第２の定盤間用真空ポンプ
４８、１４４：第２の定盤
５０：処理室
５２：箱状体
５４：処理室用給排気口
５６：処理室用真空ポンプ
６０：シール材硬化手段
１３２：Ｘ軸駆動機構、１３４：Ｙ軸駆動機構
１３６：回転駆動機構、１３８：上下昇降機構
１６０：加圧シリンダ
１６２：θテーブル

Claims (23)

1. 対向する第１及び第２の基板間に挟まれた空間に表示セル領域空間及び捨て領域空間を形成するようにいずれかの基板にシール材を介在させて、第１の定盤側に保持された第１の基板と第２の定盤側に保持された第２の基板との位置合わせを行うディスプレイパネル基板の貼り合わせ方法において、
   （１）前記第１の基板を前記第１の定盤に具えられており、基板保持機構の一定の割合で厚みが変化するテ−パ付きブロック状のスペーサ部により保持する工程、
   （２）前記第１の基板の、前記表示セル領域空間を形成する面とは反対側の面と、第１の定盤との間隙を真空にして前記第１の基板を前記第１の定盤側に吸引保持する工程、
   （３）前記第１及び第２の基板間に押圧力を付加し、かつ前記スペーサ部を差し込んだ状態から抜き出しながら、セルギャップを調整して決定する工程、及び
   （４）前記シール材を硬化する工程、
   を含むことを特徴とする貼り合わせ方法。
2. 請求項１に記載のディスプレイパネル基板の貼り合わせ方法において、
   前記工程（２）が、前記第２の基板の、前記表示セル領域空間を形成する面とは反対側の面と、第２の定盤との間隙を真空にして前記第２の基板を前記第２の定盤側に吸引保持する工程をさらに含むことを特徴とする貼り合わせ方法。
3. 請求項１又は２に記載のディスプレイパネル基板の貼り合わせ方法において、
   前記工程（３）が、前記第１の基板と第２の基板とを接近させ、かつ前記表示セル領域空間が前記シール材により密閉されていない状態で、前記表示セル領域空間を真空とすることを特徴とする貼り合わせ方法。
4. 請求項１又は２に記載のディスプレイパネル基板の貼り合わせ方法において、
   前記工程（１）から（４）を、内部を真空にすることが可能な処理室内で行い、該処理室を常圧と真空との間で変化させる工程をさらに含むことを特徴とする貼り合わせ方法。
5. 請求項３又は４に記載のディスプレイパネル基板の貼り合わせ方法において、
   前記工程（３）は、第１及び第２の基板の間隙の気圧を、その外部の気圧と比較して、前記シール材が破裂しない程度に低く維持した状態で貼り合わせた後に、押圧力を付加する工程をさらに含むことを特徴とする貼り合わせ方法。
6. 請求項３〜５のいずれか一項に記載のディスプレイパネル基板の貼り合わせ方法において、
   前記表示セル領域空間又は前記処理室全体を真空にするための空気の吸引力を、前記第１及び第２の基板を前記第１及び第２の定盤にそれぞれ密着させるための空気の吸引力よりも小さくすることを特徴とする貼り合わせ方法。
7. 請求項１〜６のいずれか一項に記載のディスプレイパネル基板の貼り合わせ方法において、
   前記工程（３）は、前記第１の基板と前記第２の基板の間に設けられたセルギャップ保持手段によりセルギャップが決定される場合には、セルギャップを設定する厚みよりも大きな厚みを有し、かつ前記第１の基板と第２の基板との間に設けられたシール材の厚みよりも小さな厚みを有する前記スペーサ部により行われることを特徴とする貼り合わせ方法。
8. 請求項１〜６のいずれか一項に記載のディスプレイパネル基板の貼り合わせ方法において、
   前記工程（３）で決定されるセルギャップが、前記シール材の硬化後のセルギャップを設定する厚みと形状を有する前記スペーサ部により決定されるものであることを特徴とする貼り合わせ方法。
9. 請求項１〜８のいずれか一項に記載のディスプレイパネル基板の貼り合わせ方法において、
   前記工程（４）の後に、前記スペーサ部を前記捨て領域から引き抜く工程をさらに含むことを特徴とする貼り合わせ方法。
10. 請求項１〜８のいずれか一項に記載のディスプレイパネル基板の貼り合わせ方法において、
    前記工程（４）の前に、前記スペーサ部を前記捨て領域から引き抜く工程をさらに含むことを特徴とする貼り合わせ方法。
11. 請求項１〜１０のいずれか一項に記載のディスプレイパネル基板の貼り合わせ方法において、
    前記工程（３）は、前記第１の基板と前記第１の定盤との間隙の気体圧を高める工程であることを特徴とする貼り合わせ方法。
12. 請求項１〜１１のいずれか一項に記載のディスプレイパネル基板の貼り合わせ方法において、前記シール材の硬化を紫外線照射により行うことを特徴とする貼り合わせ方法。
13. 請求項１〜１１のいずれか一項に記載のディスプレイパネル基板の貼り合わせ方法において、前記シール材の硬化を加熱又は冷却により行うことを特徴とする貼り合わせ方法。
14. 第１及び第２の基板をそれぞれ保持する第１の定盤及び第２の定盤を具え、該第１及び第２の基板をシール材を介在させて貼り合わせるためのディスプレイパネル基板の貼り合わせ装置において、
    前記第１の定盤は、前記第１の定盤と前記第１の基板との間に設けられた気密保持部材であって、前記第１の基板の内側面とは反対側の外側面に対面する第１の定盤との間隙を真空にして密着させて保持するための気密保持部材と、前記第１の基板を支持するスペーサ部と、該スペーサ部を支持するアーム部と、該アーム部を伸縮するための水平方向伸縮機構と、前記第１の基板及び前記気密保持部材の配置関係を調整する垂直方向伸縮機構とを含む基板保持手段を具えていることを特徴とする貼り合わせ装置。
15. 請求項１４に記載のディスプレイパネル基板の貼り合わせ装置において、
    前記第２の定盤と前記第２の基板との間に設けられた別の気密保持部材であって、前記第２の基板の内側面とは反対側の外側面に対面する第２の定盤との間隙を真空として密着させて保持するための気密保持部材をさらに含む気密保持手段を具えていることを特徴とする貼り合わせ装置。
16. 請求項１４又は１５に記載のディスプレイパネル基板の貼り合わせ装置において、前記第１及び第２の定盤に設けられた気密保持部材が、基板の定盤への吸着の程度に応じて、定盤内部に格納及び突出自在に設けられていることを特徴とする貼り合わせ装置。
17. 請求項１４〜１６のいずれか一項に記載のディスプレイパネル基板の貼り合わせ装置において、
    前記第１及び第２の定盤が、前記シール材により封止される前の前記第１及び第２の基板の間隙を真空にするための定盤間気密保持部材を含む気密保持手段をさらに具えたことを特徴とする、貼り合わせ装置。
18. 請求項１４〜１６のいずれか一項に記載のディスプレイパネル基板の貼り合わせ装置において、
    貼り合わせ用の処理室と、
    該処理室を常圧と真空との間で変化させるための圧力調整手段とを含むことを特徴とする貼り合わせ装置。
19. 請求項１４〜１８のいずれか一項に記載のディスプレイパネル基板の貼り合わせ装置において、
    前記スペーサ部は、前記シール材の硬化後のセルギャップを設定する厚みと形状を有していることを特徴とする貼り合わせ装置。
20. 請求項１４〜１８のいずれか一項に記載のディスプレイパネル基板の貼り合わせ装置において、
    前記スペーサ部は、前記セルギャップを設定する厚みよりも大きな厚みを有し、かつ前記第１の基板と第２の基板との間に設けられたシール材の厚みよりも小さな厚みを有していることを特徴とする貼り合わせ装置。
21. 請求項１９又は２０に記載のディスプレイパネル基板の貼り合わせ装置において、
    前記スペーサ部の前記第１及び第２の基板間に挿入される側の一端が、先端に向かうほど厚みが減少していく楔状であることを特徴とする貼り合わせ装置。
22. 請求項１４〜２１のいずれか一項に記載のディスプレイパネル基板の貼り合わせ装置において、
    前記第１の定盤及び第２の定盤の双方またはいずれか一方が石英定盤であり、かつ、前記シール材硬化手段として紫外線照射装置を含むことを特徴とする貼り合わせ装置。
23. 請求項１４〜２１のいずれか一項に記載のディスプレイパネル基板の貼り合わせ装置において、
    前記第１の定盤及び第２の定盤が金属で構成される加熱又は冷却定盤であることを特徴とする貼り合わせ装置。

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