JP6235907B2 - 基板貼合装置、表示装置用部材の製造装置及び表示装置用部材の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、基板貼合装置と基板貼合装置を備えた表示装置用部材の製造装置、並びに表示装置用部材の製造方法に関する。

液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイ等の平板状の表示装置（フラットパネルディスプレイ）は、表示モジュール、操作用のタッチパネル、表面を保護する保護パネル（カバーパネル）等を積層することにより構成されている。これらの表示モジュール、タッチパネル、カバーパネル等（以下、単に「基板」と呼ぶ）は、フラットパネルディスプレイの筐体に組み込まれる。

表示モジュールは、偏光板等を含む表示パネル、駆動回路、プリント基板（タブ）等、複数の部材を備え、多層に重ね合わせて構成されている。カバーパネルは、タッチパネルと別体のものも、タッチパネルが組み込まれた複合パネルとして構成されたものもある。以下、このように表示装置を構成する基板を、２以上重ね合わせたものを、表示装置用部材と呼ぶ。

これらの基板は、例えば、表示装置用部材の製造装置において、接着剤により貼り合わされる。表示装置用部材の製造装置は塗布部と貼り合せ部を備えている。塗布部において、少なくとも一方のパネルの表面に接着剤が塗布され、所定の厚みを有する接着層が形成される。そして、貼り合せ部において、両パネルは接着層を間に挟んで積層され、貼り合わされる。

特開２０１２−７３３００号公報

基板表面に形成される接着層は変形しやすい。そのため、貼り合せの際に不均一な力がかかると、接着層と基板の間にボイドが生じてしまう可能性がある。ボイドの発生を防ぐためには、基板貼合装置の各部品の精度を高くして、基板に対して均一にかつ高い圧力をかけて積層することが考えられる。しかしそのような精度の高い部品の製造には、コストがかかる。さらに、基板自体のうねりや平面度の影響により、基板を平行に押圧しても押圧力が伝達されない部分や、あるいは押圧力がかかりすぎてしまう部分が生じ、ボイドが発生してしまう可能性もある。

本発明は、上述のような問題点を解決するために提案されたものであり、基板貼り合せの際に接着層を均一に押圧し、基板と接着層を密着させてボイドの発生を低減することができる基板貼合装置、基板貼合装置を備える表示装置用部材の製造装置及び表示装置用部材の製造方法を提供することを目的とする。

上述の目的を達成するために、本発明の基板貼合装置は、一対の基板を、少なくとも一方の基板の表面に形成された接着層を介して貼り合わせるものであって、第１の基板を支持する支持部と、第２の基板を、前記第１の基板に対向する位置において保持する保持部と、前記支持部及び前記保持部の少なくとも一方を駆動することにより、前記接着層を介して一対の基板を貼り合わせる駆動部と、前記支持部又は前記保持部の表面上に設けられ、前記接着層と相似形状でかつ略同じ又は小さい大きさを有し、前記第１又は第２の基板の、前記接着層が形成された部分のみを押圧しながら収縮する弾性シートと、前記弾性シートが収縮した後にのみ前記第１又は第２の基板の外縁部分に接触する遅延接触部と、を備える。

本発明の一態様として、前記弾性シートは、前記支持部又は前記保持部の表面に設けられた凹部に一部が埋め込まれ、上部が前記支持部又は前記保持部の表面から突出していて、前記一対の基板の貼り合せの押圧力により前記弾性シートが垂直方向に収縮して前記上部が前記凹部内に後退し、前記弾性シートは前記遅延接触部と同じ高さとなるようにすると良い。

本発明の一態様として、前記遅延接触部は、前記支持部又は前記保持部の表面にすると良い。

本発明の一態様として、前記弾性シートは、前記第１又は第２の基板と接する際に、前記第１又は第２の基板との接触面が、前記接着層の前記第１又は第２の基板に付着する面と、略同じ又は小さい大きさを有するようにすると良い。

本発明の一態様として、前記凹部に、前記弾性シートの水平方向の伸展を吸収する伸展吸収部を設けると良い。

本発明の表示装置用部材の製造装置は、表示装置を構成する一対の基板が接着層を介して貼り合わされた表示装置用部材の製造装置であって、前記一対の基板の、少なくとも一方の基板の表面に接着剤を塗布して接着層を形成する塗布部と、前記一対の基板を、前記接着層を介して貼り合わせる貼り合せ部と、前記貼り合せ部において貼り合わされた前記一対の基板の前記接着層を硬化させる硬化部と、前記一対の基板を、前記塗布部、前記貼り合せ部及び前記硬化部の間で搬送する搬送部と、を有し、前記貼り合せ部は、第１の基板を支持する支持部と、第２の基板を、前記第１の基板に対向する位置において保持する保持部と、前記支持部及び前記保持部の少なくとも一方を駆動することにより、前記接着層を介して一対の基板を貼り合わせる駆動部と、前記支持部又は前記保持部の表面上に設けられ、前記接着層と相似形状でかつ略同じ又は小さい大きさを有し、前記第１又は第２の基板の、前記接着層が形成された部分のみを押圧しながら収縮する弾性シートと、前記弾性シートが収縮した後にのみ前記第１又は第２の基板の外縁部に接触する遅延接触部と、を備える。

本発明の表示装置用部材の製造方法は、表示装置を構成する一対の基板が接着層を介して貼り合わされた表示装置用部材の製造方法であって、一対の基板の、少なくとも一方の基板の表面に接着剤を塗布して接着層を形成する工程と、第１の基板を支持部により支持する工程と、第２の基板を、前記第１の基板に対向する位置において保持部により保持する工程と、前記支持部及び前記保持部の少なくとも一方を駆動部により駆動することにより、前記接着層を介して一対の基板を貼り合わせる工程と、貼り合わされた一対の基板の接着層を硬化する工程と、を備え、前記一対の基板を貼り合わせる工程において、前記支持部又は前記保持部の表面上に設けられ前記接着層と相似形状でかつ略同じ又は小さい大きさを有する弾性シートが、前記第１又は第２の基板の、前記接着層が形成された部分のみを押圧しながら収縮し、前記弾性シートが収縮した後にのみ前記支持部又は前記保持部の表面に設けられた遅延接触部が前記第１又は第２の基板の外縁部分に接触する。

本発明によれば、弾性シートが基板を介して接着層を押圧する。弾性シートは基板のうねりに沿うため、接着層を均一に押圧することができ、接着層が基板と密着して、ボイドの発生を低減することができる。また、弾性シートが接着層と相似形状でかつ略同じ又は小さい大きさを有し、基板の接着層が形成された部分のみを押圧するため、接着層が形成されていない部分に余分な力をかけることがない。また、弾性シートの収縮後に基板の外縁部分が、遅延接触部に接触することで、過度の押し込みが防止される。さらに、基板全体に押圧力が伝達され平行に基板を押圧するため、歪みの少ない貼り合せが可能となる。これによって、品質の良好な貼り合せ基板を製造することが可能である。

本発明の第１の実施形態に係る表示パネル製造装置の概略構成図である。 表示パネル製造装置の塗布部の構造及び作用を示す図である。 表示パネル製造装置の貼り合せ部の構造を示す図である。 表示パネル製造装置の貼り合せ部の構造及び作用を示す図である。 貼り合せ時の弾性シートの作用を説明する模式図である。 弾性シートを設けない貼り合せの状態を説明する模式図である。 弾性シートを設けた貼り合せの状態を説明する模式図である。 比較例として、弾性シートが接着層より大きい場合の貼り合せの状態を示す模式図である。 比較例として、弾性シートが下側プレートに埋め込まれていない場合の貼り合せの状態を示す模式図である。 表示パネル製造装置の硬化部の構造及び作用を示す図である。 本発明の第２の実施形態に係る表示パネル製造装置の貼り合せ部の構造を示す図である。 貼り合せ時の弾性シートの作用を説明する模式図である。 本発明の第２の実施形態の変形例を示す図である。

本発明の実施の形態（以下、実施形態と呼ぶ）について、図面を参照して具体的に説明する。基板を貼り合せて製造される表示装置用部材には、表示モジュールとカバーパネルを積層した部材のように表示機能を備えた部材も、カバーパネルとタッチパネルを積層した部材のようにその部材だけでは表示機能を備えていない部材も含まれる。実施形態では、表示装置用部材の製造装置の一例として、液晶表示パネルの製造装置（以下、単に「表示パネル製造装置」という）を用いる。また、基板貼合装置において貼り合せされる一対の基板の例として、液晶パネルと、液晶パネルをカバーする保護パネルを用いる。すなわち、液晶パネルと保護パネルを積層して貼り合せることによって、液晶表示パネルが構成される。

［第１の実施形態］
［構成］
（表示パネル製造装置）
図１に示すように、表示パネル製造装置１００は、塗布部１、貼り合せ部２、硬化部３及び搬送部４を備える。表示パネル製造装置１００は、また、制御装置７を備えている。制御装置７は、各部を構成する装置の動作の制御や、基板の搬送タイミングの制御を行う。

搬送部４は、液晶パネルＳ１及び保護パネルＳ２を各部へ搬送する搬送手段とその駆動機構から構成される。搬送手段は、たとえば、ターンテーブル、コンベア等が考えられるが、上記各部の間で基板を搬送可能なものであれば、どのような装置であってもよい。

液晶パネルＳ１及び保護パネルＳ２は、ローダ５によって表示パネル製造装置１００に搬入され、搬送部４で搬送される。搬送部４に沿って塗布部１、貼り合せ部２及び硬化部３が配置されており、不図示のピックアップ手段によって、液晶パネルＳ１及び保護パネルＳ２の各部への搬入及び搬出がなされる。各部での、以下に詳述する工程を経て、液晶表示パネルＬが製造され、アンローダ６によって表示パネル製造装置１００から搬出される。

（塗布部）
塗布部１は、図２に示すように、基板の表面に接着剤Ｒを塗布する接着剤塗布装置１０を備える。接着剤Ｒの塗布は、液晶表示パネルを構成する液晶パネルＳ１と保護パネルＳ２のいずれか一方に行っても良く、あるいは双方に行っても良い。本実施形態では、液晶パネルＳ１の表面に接着剤Ｒを塗布する例について説明する。

接着剤塗布装置１０は、搬送部４で搬送され、不図示のピックアップ手段によって塗布部１に搬入された液晶パネルＳ１が載置されるステージ１１と、ステージ１１上に配置された塗布ユニット１２とＵＶ照射ユニット１３を備える。

塗布ユニット１２は、液晶パネルＳ１に対して接着剤Ｒを塗布する。塗布ユニット１２は、接着剤Ｒを収容するタンクＴと、配管を介してタンクＴに接続されたディスペンサ１４とを備えている。ディスペンサ１４として、たとえば、先端にスリット状のノズルを備えたスリットコータを用いることができる。ディスペンサ１４は走査装置（図示せず）によってステージ１１上を移動可能に構成され、タンクＴに収容された接着剤Ｒを液晶パネルＳ１に吐出する。また、走査装置によって接着剤Ｒの塗布領域を調整可能である。また、塗布ユニット１２は、不図示の進退駆動手段を備えており、塗布ユニット１２をステージ１１に対して進退可能に駆動する。もちろん、塗布ユニット１２とステージ１１が相対的に移動されれば良く、ステージ１１が駆動されても良い。

図２（Ａ）に示すように、塗布ユニット１２がステージ１１上に進入し、ディスペンサ１４のノズルから液晶パネルＳ１に接着剤Ｒを吐出する。このディスペンサ１４を、走査装置によって走査することによって、液晶パネルＳ１の表面全体に、接着剤Ｒが行き渡るように供給していく。ただし、液晶パネルＳ１の外縁はわずかに残すように接着剤Ｒは塗布される。後述する貼り合せ部２における貼り合せの際に、接着剤Ｒが伸展して液晶パネルＳ１からはみ出すことを防ぐためである。なお、ディスペンサ１４としてスリットコータを用いた場合、図２（Ｂ）に示すように、外縁部に盛り上がりが生じる。塗布が完了すると、塗布ユニット１２はステージ１１上から退避する。

ＵＶ照射ユニット１３は、紫外線（ＵＶ）を発することができる１つまたは複数のランプやＬＥＤ等から構成されており、ステージ１１上に配置されている。図２（Ｃ）に示すように、ＵＶ照射ユニット１３は、液晶パネルＳ１の表面に塗布された接着剤Ｒに対して、ＵＶ照射を行う。

本実施形態において、接着剤Ｒは紫外線（ＵＶ）硬化樹脂を用いる。そのため、ＵＶ照射によって接着剤Ｒは硬化する。ただし、この塗布部１におけるＵＶ照射は、弱い照射強度で、あるいは酸素阻害が起きるように大気下で行われている。そのため、接着剤Ｒは、未硬化部分が残留した状態を広く含む、いわゆる仮硬化の状態となる。すなわち、ＵＶ照射ユニット１３は表示パネル製造装置の仮硬化部として機能する。これによって、図２（Ｄ）に示すように、液晶パネルＳ１の表面には、接着剤Ｒが仮硬化された、所定の厚みを有する接着層Ｒ１が形成される。なお、上述したようにディスペンサ１４としてスリットコータを用いた場合には、接着層Ｒ１の上面側の外縁部は盛り上がり、そのすぐ内側には凹みが生じる。

仮硬化の状態となることによって、接着層Ｒ１の流動が抑制され、後述する貼り合せまでの搬送等の時間や貼り合せにおいて、塗布形状のくずれやパネル外への接着層Ｒ１のはみ出しが防止される。なおかつ、未硬化部分が残留しているため、接着層Ｒ１の接着性やクッション性は維持される。

ただし、仮硬化状態でも、接着層Ｒ１には若干の流動性が残る。上述したように、接着剤Ｒは液晶パネルＳ１の表面全体に行き渡るように塗布されるが、液晶パネルＳ１の縁部分をわずかに残すように塗布は行われる。これによって、後述の貼り合せにおいて、接着層Ｒ１はパネルのわずかに残った部分にも行き渡るとともにパネル外への過大なはみ出しが防止される。

接着層Ｒ１が形成された液晶パネルＳ１は、不図示のピックアップ手段によって塗布部１から搬出され、搬送部４で搬送され、貼り合せ部２に搬入される。ここで、保護パネルＳ２も、貼り合せ部２に搬入される。液晶パネルＳ１と保護パネルＳ２の搬送タイミングは、貼り合せ部２で合流することができるように調整すれば良く、一つに限定されるものではない。

例えば、保護パネルＳ２を液晶パネルＳ１と同時に表示パネル製造装置１００に搬入するが、塗布部１は通過して先に貼り合せ部２に搬入する。そして、液晶パネルＳ１が塗布部１で接着剤Ｒを塗布されている間は、貼り合せ部２において待機していても良い。あるいは、保護パネルＳ２は、液晶パネルＳ１よりも後のタイミングで表示パネル製造装置１００に搬入し、塗布部１での塗布が完了した液晶パネルＳ１と同じタイミングで貼り合せ部２に搬入するようにしても良い。

（貼り合せ部）
貼り合せ部２は、図３に示すように、液晶パネルＳ１と保護パネルＳ２を積層して貼り合せる基板貼合装置２０を備える。基板貼合装置２０は、チャンバ２１内に下側プレート２２と上側プレート２３を対向配置した構成となっている。チャンバ２１は上下動が可能であり、上方に移動すると下側プレート２２と上側プレート２３が外部に開放され液晶パネルＳ１と保護パネルＳ２が搬入可能となる。下方に移動すると下側プレート２２と上側プレート２３はチャンバ２１内に収容され、チャンバ２１内部に密閉空間が形成される。チャンバ２１は不図示の排気手段によって内部圧力を調整可能となっている。つまり、液晶パネルＳ１と保護パネルＳ２が搬入されると、チャンバ２１が下降して内部が密閉された上で減圧され、減圧雰囲気下で貼り合せが行われるようになっている。

下側プレート２２は、支持部として、プレート上に載置された基板を支持する。上側プレート２３は、保持部として、基板を保持機構により保持する。本実施形態では、図４（Ａ）に示すように、下側プレート２２に、接着剤Ｒが塗布された液晶パネルＳ１が支持され、上側プレート２３に保護パネルＳ２が保持される場合を例として説明する。

上側プレート２３の保持機構として、たとえば、静電チャック、メカチャック、真空チャック、粘着チャック等、現在又は将来において利用可能なあらゆる保持機構が適用可能である。複数のチャックを併用することも可能である。上側プレート２３には、駆動部として、昇降機構２５が備えられている。この昇降機構２５によって、上側プレート２３は下側プレート２２に接離可能に移動し、図４（Ｂ）に示すように、上側プレート２３に保持された保護パネルＳ２を下側プレート２２に支持された液晶パネルＳ１に押し付けて積層する。液晶パネルＳ１と保護パネルＳ２は、液晶パネルＳ１の表面に形成された接着層Ｒ１を介して貼り合わされ、積層パネルＳ１０が形成される。

下側プレート２２は、載置された液晶パネルＳ１の位置がずれないように、上側プレート２３と同様の保持機構を備えていても良い。図３に示すように、下側プレート２２の、液晶パネルＳ１が載置される上面には断面視矩形の凹部２２ａが設けられている。この凹部２２ａには、弾性シート２４が埋め込まれている。弾性シート２４の厚みは、凹部２２ａの深さよりも大きくなっている。そのため、弾性シート２４の上部が下側プレート２２の表面から突出している。弾性シート２４は、凹部２２ａから外れないように、両面テープや接着剤等を用いて凹部２２ａに取り付けても良い。あるいは、弾性シート２４の下面を凹部２２ａの底面と同じ大きさとなるように構成し、凹部２２ａに嵌め込むようにして埋め込んでも良い。

弾性シート２４は、例えば、シリコンゴムやフッ素ゴム、ウレタンゴムなどの軟質樹脂により形成され、押圧によって収縮する。そのため、弾性シート２４は、貼り合せの際に上側プレート２３からの押圧力によって垂直方向に収縮していき、突出している上部は凹部２２ａ内に押し込まれる。これによって、図４（Ｂ）に示すように、弾性シート２４は下側プレート２２と同じ高さとなり、下側プレート２２と共に一つの平坦面を構成する。

弾性シート２４は、液晶パネルＳ１の表面に形成された接着層Ｒ１と相似形状であり、かつ接着層Ｒ１と略同じか、それよりも小さくなるように決定される。具体的には、弾性シート２４の上面、すなわち液晶パネルＳ１と接触する面の大きさが、接着層Ｒ１の液晶パネルＳ１に付着している側の面の大きさと略同じか小さくなるようにする。そして、液晶パネルＳ１が下側プレート２２上に載置される際に、上から見て、下側プレート２２上に配置された弾性シート２４が、液晶パネルＳ１の表面に形成された接着層Ｒ１に概ね重なるように、液晶パネルＳ１の位置合わせが行われる。

弾性シート２４が接着層Ｒ１と略同じか、それよりも小さくなるように決定されているため、接着層Ｒ１が塗布されていない液晶パネルＳ１の外縁部分も、当然弾性シート２４からはみ出すことになる。液晶パネルＳ１の外縁部分は、貼り合せの初期段階においては押圧されないことになるが、弾性シート２４が収縮して凹部２２ａ内に押し込まれると、外縁部分は下側プレート２２の凹部２２ａを囲む部分に接触し、この部分に押圧されることになる。すなわち、下側プレート２２の凹部２２ａを囲む部分は、前記弾性シート２４が収縮した後にのみ、液晶パネルＳ１の外縁部分に接触する遅延接触部２２ｂとして作用する。

この弾性シート２４と遅延接触部２２ｂが貼り合せの際にどのように作用するかについて、図５を用いてより具体的に説明する。図５（Ａ）は貼り合せの初期段階、図５（Ｂ）は貼り合せの後期段階を示している。

図５（Ａ）に示すように、上側プレート２３が下降し、両パネルを介して下側プレート２２を押圧すると、下側プレート２２から上側プレート２３を押圧する反力が生じる。ここで、下側プレート２２と液晶パネルＳ１の間には弾性シート２４が介在しているため、反力は弾性シート２４を介して、液晶パネルＳ１から接着層Ｒ１に伝達される。接着層Ｒ１は押圧力を受けて水平方向に伸展し、接着層Ｒ１の外縁部の盛り上がりも押し潰されて、パネル外縁に及ぶ。このとき、図中に破線の丸囲みで示しているように、液晶パネルＳ１の外縁部分は、弾性シート２４に押圧されていない状態である。

弾性シート２４自体も、上側プレート２３からの押圧力によって垂直方向に圧縮されて下降していくため、接着層Ｒ１にかかる圧力は均一に保たれる。そして、最終的には、図５（Ｂ）に示すように、弾性シート２４の突出していた上部が凹部２２ａ内に収まる。これによって、弾性シート２４と下側プレート２２の凹部２２ａを囲む部分である遅延接触部２２ｂは同じ高さとなり、フラットな面を形成する。貼り合せの初期段階では押圧されていなかった液晶パネルＳ１の外縁部分は、図中に破線の丸囲みで示しているように、遅延接触部２２ｂに接触して支持される。すなわち、この遅延接触部２２ｂがストッパーとなり、液晶パネルＳ１の過度の押し込みが防止される。

さらに、液晶パネルＳ１全体にフラットな面となった下側プレート２２の押圧力が伝達される。結果として、保護パネルＳ２と液晶パネルＳ１は、それぞれ上側プレート２３と下側プレート２２によって平行に押圧される。この仕上げとなる平行出しによって、歪みの少ない積層パネルＳ１０が形成される。

ここで、基板貼合装置２０が弾性シート２４を備えておらず、液晶パネルＳ１が下側プレート２２上に直接載置された場合に、生じ得る事態について説明する。図６（Ａ）に示すように、液晶パネルＳ１にうねりやしなりがあってその表面が不均一な状態であった場合には、下側プレート２２と液晶パネルＳ１の間にはわずかな隙間が生じる。この隙間によって、接着層Ｒ１に下側プレート２２の押圧力が接着層Ｒ１に均一に伝達されない可能性がある。特に、上述したように、接着剤Ｒの塗布にスリットコータを用いた場合には、接着層Ｒ１の外縁部に盛り上がりが生じ、さらにその内側に凹んだ部分が生じることがある。この盛り上がりを十分に伸展できなければ、図６（Ｂ）に示すように、盛り上がりの内側の凹んだ部分が残ってしまう可能性がある。特に、接着剤の塗布後貼り合せ前に仮硬化を行った場合、接着剤は伸展し難くなるので、その影響は顕著となる。

上述したように、チャンバ２１内部は減圧されているため、基板の間に空気が入り込むことは多くはないが、このように接着層Ｒ１を伸展しきれず凹んだ部分が残ると、気泡状の間隙（真空泡）が形成されることがある。なお、このような真空泡の多くは貼り合せ部２から搬出されて大気圧に戻されると、大気圧によって押し潰されて消滅するが、接着剤の状態、特に表面形状によっては潰しきれずに残るものもある。

一方、大気下で貼り合せを行った場合には、接着層Ｒ１が伸展しきれず残った凹みの部分には、当然空気が存在し、さらにこの空気が反発力を持つことによって、気泡が発生する可能性がより高まる。なお、上述の気泡状の間隙すなわち真空泡や気泡を合わせて、本実施形態ではボイドとして表現する。

一方、弾性シート２４がある場合には、図７（Ａ）に示すように、弾性シート２４が撓んでうねりやしなりに沿うため、下側プレート２２の押圧力は、接着層Ｒ１全面に均一に伝達される。図７（Ｂ）に示すように、接着層Ｒ１の外縁部は十分に伸展され、内側の凹んだ部分を含め均されて均一にされる。これによって、ボイドの発生が低減される。

さらに、上述したように、弾性シート２４は接着層Ｒ１と略同じか、それより小さい大きさとなっている。そして、液晶パネルＳ１は、上面から見て接着層Ｒ１が弾性シート２４と概ね重なるように位置合わせされる。

図８の比較例に示すように、弾性シート２４が接着層Ｒ１より大きい場合、液晶パネルＳ１の、接着層Ｒ１が形成されていない縁の部分が、弾性シート２４によって余分に押し上げられる可能性がある。それによって、液晶パネルＳ１の縁の部分がしなって、接着層Ｒ１を内側に押す力が働く。これによって接着層Ｒ１のパネル外縁方向への伸展が阻害され、外縁部の盛り上がりが十分に押し潰されず、凹み部分が残り、ボイドが生じてしまう可能性がある。本実施形態では、弾性シート２４を、接着層Ｒ１と略同じか、それより小さい大きさとすることで、外縁部に余分な力が働くことを防ぐことができる。

なお、弾性シート２４を接着層Ｒ１より小さくした場合、接着層Ｒ１に弾性シート２４によって押圧されない部分が生じることも考えられるが、上述したように、弾性シート２４は凹部２２ａに埋め込まれており、貼り合せが進むと弾性シート２４は下側プレート２２の凹部２２ａ内に押し込まれる。そして、液晶パネルＳ１の外縁部分が遅延接触部２２ｂによって押圧される。すなわち、接着層Ｒ１は最終的には下側プレート２２によって万遍なく押圧されるため、接着層Ｒ１の外縁部の盛り上がりも含めて十分に伸展させることができる。

図９の比較例に示すように、弾性シート２４が接着層Ｒ１よりも小さくかつ下側プレート２２の凹部２２ａ内に埋め込まれない場合は、液晶パネルＳ１の外縁部分がいつまでも押圧されない状態となってしまい、接着層Ｒ１の盛り上がりが十分に伸展されず、ボイドが発生してしまう可能性がある。

ところで、本実施形態の目的から当然に導き出されることであるが、「略同じ」とは完全に同一である必要はない。液晶パネルＳ１の外縁部に余分な力がかかってボイドが生じる現象が起こらない程度であれば、誤差があってもよい。

液晶パネルＳ１と保護パネルＳ２を貼り合せて形成された積層パネルＳ１０は、不図示のピックアップ手段によって貼り合わせ部２から搬出され、搬送部４で搬送され、硬化部３に搬入される。

［硬化部］
図１０に示すように、硬化部３は、塗布部１において仮硬化された接着層Ｒ１を本硬化する硬化装置３０を備える。硬化装置３０は、積層パネルＳ１０が載置されるステージ３１と、ステージ３１上に配置されたＵＶ照射ユニット３３を備える。ＵＶ照射ユニット３３は、紫外線（ＵＶ）を発することができる１つまたは複数のＵＶランプやＬＥＤ等から構成されている。ＵＶ照射ユニット３３の照射強度は、塗布部１において仮硬化された接着層Ｒ１を完全に硬化するのに必要な紫外線を照射することができるように調節されている。もちろん、仮硬化を伴わない接着層を完全に硬化する場合も同様である。

なお、表示パネル製造装置は、塗布部１、貼り合せ部２及び硬化部３の前後又はその間に別の工程を行っても良い。そのために、表示パネル製造装置は、例えば、塗布部１の前段又は貼り合せ部２の前段で基板の外観を撮像して位置合わせを行う位置合わせ部や、完成した液晶表示パネルを梱包するテーピングユニット等を備えても良い。

［作用］
以上のような構成を有する本実施形態の作用を説明する。

まず、図１に示すように、液晶パネルＳ１及び保護パネルＳ２が、ローダ５によって表示パネル製造装置１００に搬入され、搬送部４で搬送される。液晶パネルＳ１が不図示のピックアップ手段によって塗布部１に搬入され、図２に示すように、接着剤塗布装置１０のステージ１１に載置される。

液晶パネルＳ１がステージ１１に載置されると、塗布ユニット１２がステージ１１上に進入する。タンクＴに収容された接着剤Ｒがディスペンサ１４を介して液晶パネルＳ１の表面に塗布される（図２（Ａ））。走査装置によってディスペンサ１４を走査することによって、図２（Ｂ）に示すように、接着剤Ｒは液晶パネルＳ１の縁の部分をわずかに残して全面に行き渡るように塗布される。接着剤Ｒの塗布が終わると、塗布ユニット１２はステージ１１上から退避する。

次いで、ＵＶ照射ユニット１３によって、接着剤Ｒに対してＵＶ照射が行われ、接着剤Ｒは仮硬化の状態となる（図２（Ｃ）及び（Ｄ））。これによって液晶パネルＳ１の表面に所定の厚みを有する接着層Ｒ１が形成される。

接着層Ｒ１が形成された液晶パネルＳ１は、塗布部１から搬出され、再び搬送部４で搬送される。続いて、不図示のピックアップ手段によって貼り合せ部２に搬入され、図３（Ａ）に示すように、基板貼合装置２０の下側プレート２２に載置される。このとき、接着層Ｒ１が形成された表面が上を向くように載置される。保護パネルＳ２も貼り合せ部２に搬入され、上側プレート２３に受け渡されて保持機構により保持される。このとき、チャンバ２１は上方に移動しているため、下側プレート２２と上側プレート２３は開放されている。両パネルの搬送が完了するとチャンバ２１は下方に位置するように駆動され、下側プレート２２と上側プレート２３をチャンバ２１の内部に収容する。チャンバ２１内部には密閉空間が形成され、図示しない排気手段によって密閉空間内が減圧される。

そして、図３（Ｂ）に示すように、上側プレート２３が下側プレート２２に向かって下降し、上側プレート２３に保持されている保護パネルＳ２を、下側プレート２２に支持されている液晶パネルＳ１に押し付ける。液晶パネルＳ１表面に形成された接着層Ｒ１は、液晶パネルＳ１を介して下側プレート２２に押圧され、両パネルに密着することにより、両パネルを貼り合せる。貼り合せの際に、下側プレート２２に取り付けられた弾性シート２４によって、接着層Ｒ１が押圧され、ボイドの発生が低減される。

液晶パネルＳ１と保護パネルＳ２の貼り合せが完了すると、減圧状態が解除され、チャンバを上方に移動し、密閉空間が開放される。積層パネルＳ１０は、貼り合せ部２から搬出され、再び搬送部４で搬送される。続いて、不図示のピックアップ手段によって硬化部３へ搬入される。なお、貼り合せ部２から硬化部３への搬送の過程で、積層パネルＳ１０を一定時間、大気中で放置しても良い。この放置時間において、積層パネルＳ１０が大気圧によって押圧されて安定する。また、接着層Ｒ１にボイドが残留していても、十分な時間放置することによって、ボイドも低減させることができる。

硬化部３においては、図１０に示すように、積層パネルＳ１０はステージ３１に載置され、ＵＶ照射ユニット３３によって、仮硬化された接着層Ｒ１が完全に硬化するのに必要な強度の紫外線が照射され、接着層Ｒ１の本硬化が完了する。

［効果］
（１）本実施形態の基板貼合装置２０は、液晶パネルＳ１と保護パネルＳ２を、液晶パネルＳ１の表面に形成された接着層Ｒ１を介して貼り合わせるものであり、液晶パネルＳ１を支持する支持部としての下側プレート２２と、保護パネルＳ２を液晶パネルＳ１に対向する位置において保持する保持部としての上側プレート２３と、上側プレート２３を駆動することにより接着層Ｒ１を介して液晶パネルＳ１と保護パネルＳ２を貼り合せる昇降機構２５と、下側プレート２２の表面上に設けられ、接着層Ｒ１と相似形状でかつ略同じ又は小さい大きさを有し、液晶パネルＳ１の接着層Ｒ１が形成された部分のみを押圧しながら収縮する弾性シート２４と、弾性シート２４が収縮した後にのみ前記第１又は第２の基板の外縁部分に接触する遅延接触部２２ｂとを備える。

弾性シート２４が液晶パネルＳ１を介して接着層Ｒ１を押圧する。これによって、液晶パネルＳ１にうねり等が存在して不均一であっても、弾性シート２４が不均一な液晶パネルＳ１に沿うことができるため、接着層Ｒ１を均一に押圧することができ、接着層Ｒ１が基板と密着して、ボイドの発生を低減することができる。弾性シート２４は、また、接着層Ｒ１と相似形状でかつ略同じ又は小さい大きさを有し、液晶パネルＳ１の接着層Ｒ１のみが形成された部分を押圧するため、接着層Ｒ１が形成されていない部分に余分な力をかけずに押圧することができる。

また、弾性シート２４は押圧が進むと収縮し、液晶パネルＳ１の外縁部分は、下側プレート２２の遅延接触部２２ｂに接触する。この遅延接触部２２ｂがストッパーとなり、液晶パネルＳ１の過度の押し込みが防止される。さらに、液晶パネルＳ１全体に下側プレート２２の押圧力が伝達されることになるため、上側プレート２３と下側プレート２２による平行出しが可能となり、歪みの少ない積層パネルＳ１０が形成される。これによって、品質の良好な積層パネルＳ１０を製造することが可能な基板貼合装置及び表示パネル製造装置を提供することができる。

（２）弾性シート２４は、下側プレート２２の表面に設けられた凹部２２ａに一部が埋め込まれ、上部が下側プレート２２の表面から突出している。貼り合せの押圧力により弾性シート２４が垂直方向に収縮して上部が凹部２２ａ内に後退し、弾性シート２４は遅延接触部２２ｂと同じ高さとなる。

弾性シート２４の突出していた上部が凹部２２ａ内に収まることで、液晶パネルＳ１は下側プレート２２に接触し、遅延接触部２２ｂに支持されることになる。これによって、液晶パネルＳ１の過度の押し込みを防止することができる。また、弾性シート２４と下側プレート２２が一体になってフラットな面を形成し、上側プレート２３と共に、保護パネルＳ２と液晶パネルＳ１を平行に押圧するため、歪みの少ない積層パネルＳ１０が形成することができる。

なお、弾性シート２４の下側プレート２２の表面から突出する上部の長さは、接着剤Ｒの粘度、弾性シート２４の硬度及び貼り合せる基板の種類を考慮して、接着剤Ｒが十分に伸展し、かつ基板の過度な押し込みが防止されるようにすることができるように、適宜選択することができる。

（３）遅延接触部２２ｂは、下側プレート２２の表面とすると良い。下側プレート２２に一体的に形成することで、省スペースとすることができる。もちろん、下側プレート２２は弾性シート２４と同じ大きさとし、遅延接触部２２ｂを別体として設けても良い。

（４）弾性シート２４は、液晶パネルＳ１と接する際に、液晶パネルＳ１との接触面が、接着層Ｒ１の液晶パネルＳ１に付着する面と、略同じ又は小さい大きさを有するようにすると良い。これによって、液晶パネルＳ１の接着層Ｒ１が形成されていない部分には余分な力が掛からない。接着層Ｒ１は十分に伸展して液晶パネルＳ１と保護パネルＳ２に密着し、ボイドの発生を低減することができる。

（４）本実施形態の表示パネル製造装置１００は、上述の基板貼合装置２０を貼り合せ部２として備える。さらに、液晶パネルＳ１の表面に接着剤Ｒを塗布して接着層Ｒ１を形成する接着剤塗布装置１０を塗布部１として備え、貼り合せ部２において貼り合わされた積層パネルＳ１０の接着層Ｒ１を硬化させる硬化装置３０を硬化部３として備え、液晶パネルＳ１及び保護パネルＳ２を、塗布部１、貼り合せ部２及び硬化部３の間で搬送する搬送部４とを備える。

上記（１）で述べたように、基板貼合装置２０においてボイドの発生を低減することができるため、本実施形態の表示パネル製造装置１００は、品質の良好な液晶表示パネルＬを製造可能であり、かつ製造効率も向上することができる。

［第２の実施形態］
次に、第２の実施形態について、図１１〜図１３を参照して説明する。なお、第１の実施形態の構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付与し詳細な説明を省略する。

弾性シート２４は、貼り合せの際に押圧力を受けて垂直方向に収縮するが、素材によっては水平方向に伸展することもある。そこで、第２の実施形態では、図１１に示すように、弾性シート２４が埋め込まれた下側プレート２２の凹部２２ａ内に、弾性シート２４の水平方向への伸展を吸収する伸展吸収部２２ｃが設けられている。具体的には、弾性シート２４を収容する凹部２２ａが弾性シート２４よりも大きくなるように構成されており、凹部２２ａ内の弾性シート２４が収容されていない部分が伸展吸収部２２ｃとなっている。

図１２（Ａ）に示すように、貼り合せの際、弾性シート２４は上側プレート２３からの押圧力によって垂直方向に圧縮されて下降していくが、同時に水平方向へ伸展する。この水平方向への伸展は、伸展吸収部２２ｃに吸収される。そして、図１２（Ｂ）に示すように、弾性シート２４の突出していた上部が凹部２２ａ内に収まり、弾性シート２４と遅延接触部２２ｂは同じ高さとなる。

弾性シート２４が水平方向に伸展する場合に、伸展吸収部２２ｃが無いと、弾性シート２４は垂直方向へ収縮しきれずに凹部２２ａの外側、すなわち遅延接触部２２ｂにはみ出してしまうおそれがある。弾性シート２４が遅延接触部２２ｂにはみ出してしまうと、弾性シート２４と遅延接触部２２ｂは同じ高さとならず、遅延接触部２２ｂは、液晶パネルＳ１の過度の押し込みを防止するストッパーの役割を果たせないおそれがある。また、上側プレート２３と下側プレート２２の平行出しも行えない可能性がある。

第２の実施形態では、下側プレート２２の凹部２２ａ内に、弾性シート２４の水平方向への伸展を吸収する伸展吸収部２２ｃを設けたことによって、弾性シート２４が遅延接触部２２ｂにはみ出すことを防止することができる。

図１３（Ａ）〜（Ｄ）に、伸展吸収部２２ｃの変形例を示している。ここでは、わかりやすくするために下側プレート２２及び弾性シート２４の一端側の部分のみを拡大して図示しているが、他端側の部分も同じ構造である。

図１１及び図１２の例では、断面視矩形の凹部２２ａを単純に弾性シート２４よりも大きくすることで伸展吸収部２２ｃを構成した。しかしながら、伸展吸収部２２ｃは弾性シート２４の伸展を吸収できるものであれば良いため、凹部２２ａの形状は断面視略矩形に限られない。例えば、図１３（Ａ）に示すように、上部開口縁から底面に向かうにしたがって径が狭くなっていくような形状、いわゆるすり鉢状に形成しても良い。

また、例えば、図１３（Ｂ）に示すように、階段状に形成しても良い。図１３（Ｃ）に示すように、上部開口縁は弾性シート２４と同じ大きさになっているが、底面に向かうにしたがって末広がりとなるような形状にしても良い。あるいは図１３（Ｄ）に示すように、凹部２２ａの側面の一部のみが外側へ膨出するような形状としても良い。なお、貼り合せの際に伸展吸収部２２ｃが弾性シート２４で充填され尽くす必要はない。弾性シート２４の垂直方向の収縮を妨げなければよく、弾性シート２４の伸展後に伸展吸収部２２ｃに隙間が残ってもかまわない。

［その他の実施形態］
（１）上述の実施形態では、基板貼合装置２０の上側プレート２３が液晶パネルＳ１を支持し、下側プレート２２が保護パネルＳ２を保持していたが、これに限られない。下側プレート２２が保護パネルＳ２を支持し、上側プレート２３が液晶パネルＳ１を保持しても良い。

（２）上述の実施形態では、液晶パネルＳ１の表面に接着剤Ｒを塗布したが、代わりに保護パネルＳ２の表面に塗布しても良い。あるいは、液晶パネルＳ１及び保護パネルＳ２の両方の表面に塗布しても良い。

（３）上述の実施形態では、下側プレート２２に弾性シート２４を取り付けたが、代わりに上側プレート２３に弾性シート２４を取り付けても良い。あるいは、下側プレート２２と上側プレート２３の両方に弾性シート２４を取り付けても良い。

（４）上述の実施形態では、上側プレート２３に昇降機構を設けたが、代わりに下側プレート２２に昇降機構を設けても良い。あるいは、下側プレート２２と上側プレート２３の両方に昇降機構を設けても良い。

（５）上述の実施形態では、表示装置用部材の例として、液晶パネルＳ１と保護パネルＳ２を貼り合せたものを説明したが、これらに限られず、大きさ、形状、材質等を問わず、各種の基板を用いることができる。例えば、表示モジュールを含むが表示装置としては完成していない製品、表示モジュールを含み表示装置として完成している製品、表示モジュールを含まず表示機能を有さない製品も、表示装置用部材に含まれる。表示装置としても、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ等、貼り合わされる平板状の基板を有し、現在又は将来において利用可能な表示装置を広く含む。また、貼り合せる基板も一対に限られない。液晶パネルや保護パネルの他にタッチパネルを貼り合せたり、あるいは保護パネルを上下に貼り合せる等して、３枚以上の基板や二対以上の基板を貼り合せても良い。

（６）上述の実施形態では、表示パネル製造装置の塗布部１と貼り合せ部２は、別体の接着剤塗布装置１０と基板貼合装置２０として構成したが、同一の装置として構成しても良い。例えば、上側プレート２３と下側プレート２２が対向配置されたチャンバ２１内に、塗布ユニット１２とＵＶ照射ユニット１３を移動可能に設け、下側プレート２２を塗布部１のステージ１１として用いる。すなわち、下側プレート２２に載置した液晶パネルＳ１に接着剤Ｒを塗布して仮硬化した後に、塗布ユニット１２とＵＶ照射ユニット１３を下側プレート２２上から退避させ、貼り合せを行っても良い。

（７）上述の実施形態では、弾性シート２４の大きさが、基板表面に形成される接着層Ｒ１と略同じか小さくなるようにしたが、代わりに、塗布ユニット１２において接着層Ｒの塗布領域を調整し、接着層Ｒ１を弾性シート２４と同じ形状と大きさになるようにしても良い。これによって、弾性シート２４は固定の形状と大きさのものを用いることができる。

（８）上述の実施形態では、接着剤塗布装置１０の仮硬化部として、ＵＶ照射ユニット１３を用いたが、これに限られない。例えば、電磁波照射ユニット、放射線照射ユニット、あるいは赤外線照射ユニットやヒーターを用いることができる。使用する接着剤についても、仮硬化の態様に合わせて、電磁波により硬化する樹脂、放射線により硬化する樹脂、あるいは熱硬化型樹脂を用いることができる。

（１０）上述の実施形態では、ディスペンサ１４としてスリットコータを用いた場合の盛り上がりを押し潰す必要性を説明したが、マルチノズルを用いた場合にも本発明は適用可能である。すなわち、基板にマルチノズルで複数列に塗布した後に、接着剤を展延すると、形成された接着層Ｒ１の表面にはマルチノズル吐出の痕跡により凸凹が形成される。したがって、弾性シート２４によってこの接着層Ｒ１を均一に押圧することによって、凹凸を押し潰すことができる。つまり、塗布の手段や基板のうねりやたわみの状態にかかわらず、ボイドのない貼り合わせを行なうことが出来るので、製品の品質を良好に安定させるとともにその製造コストも低減することが出来る。

（１１）上述の実施形態では、塗布部１において、接着剤Ｒの塗布後に仮硬化を行ったが、例えば接着剤Ｒの粘度が高く、塗布形状が崩れにくいような場合には、仮硬化を行わなくても良い。また、貼り合せ部２において、基板貼合装置２０のチャンバ２１内部を減圧して真空下で貼り合せを行ったが、大気下で貼り合せを行っても良い。これらの場合は、仮硬化や密閉し減圧する空間を形成するために必要な手段を設けなくて済むので、より低コストに装置を構成でき、低コストで表示パネルを製造できる。

１ 塗布部
２ 貼り合せ部
３ 硬化部
４ 搬送部
５ ローダ
６ アンローダ
７ 制御装置
１０ 接着剤塗布装置
１１ ステージ
１２ 塗布ユニット
１３ ＵＶ照射ユニット
１４ ディスペンサ
２０ 基板貼合装置
２１ チャンバ
２２ 下側プレート
２２ａ 凹部
２２ｂ 遅延接触部
２２ｃ 伸展吸収部
２３ 上側プレート
２４ 弾性シート
２５ 昇降機構
３０ 硬化装置
３１ ステージ
３３ ＵＶ照射ユニット
１００ 表示パネル製造装置
Ｒ 接着剤
Ｒ１ 接着層
Ｓ１ 液晶パネル
Ｓ２ 保護パネル
Ｓ１０ 積層パネル
Ｌ 液晶表示パネル
Ｔ タンク

Claims (7)

1. 一対の基板を、少なくとも一方の基板の表面に形成された接着層を介して貼り合わせる基板貼合装置であって、
   第１の基板を支持する支持部と、
   第２の基板を、前記第１の基板に対向する位置において保持する保持部と、
   前記支持部及び前記保持部の少なくとも一方を駆動することにより、前記接着層を介して一対の基板を貼り合わせる駆動部と、
   前記支持部又は前記保持部の表面上に設けられ、前記接着層と相似形状でかつ略同じ又は小さい大きさを有し、前記第１又は第２の基板の、前記接着層が形成された部分のみを押圧しながら収縮する弾性シートと、
   前記弾性シートが収縮した後にのみ前記第１又は第２の基板の外縁部分に接触する遅延接触部と、を備えることを特徴とする基板貼合装置。
2. 前記弾性シートは、前記支持部又は前記保持部の表面に設けられた凹部に一部が埋め込まれ、上部が前記支持部又は前記保持部の表面から突出していて、前記一対の基板の貼り合せの押圧力により前記弾性シートが垂直方向に収縮して前記上部が前記凹部内に後退し、前記弾性シートは前記遅延接触部と同じ高さとなることを特徴とする請求項１記載の基板貼合装置。
3. 前記遅延接触部は、前記支持部又は前記保持部の表面であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の基板貼合装置。
4. 前記弾性シートは、前記第１又は第２の基板と接する際に、前記第１又は第２の基板との接触面が、前記接着層の前記第１又は第２の基板に付着する面と、略同じ又は小さい大きさを有することを特徴とする請求項１記載の基板貼合装置。
5. 前記凹部に、前記弾性シートの水平方向の伸展を吸収する伸展吸収部を設けたことを特徴とする請求項２記載の基板貼合装置。
6. 表示装置を構成する一対の基板が接着層を介して貼り合わされた表示装置用部材の製造装置であって、
   前記一対の基板の、少なくとも一方の基板の表面に接着剤を塗布して接着層を形成する塗布部と、
   前記一対の基板を、前記接着層を介して貼り合わせる貼り合せ部と、
   前記貼り合せ部において貼り合わされた前記一対の基板の前記接着層を硬化させる硬化部と、
   前記一対の基板を、前記塗布部、前記貼り合せ部及び前記硬化部の間で搬送する搬送部と、を有し、
   前記貼り合せ部は、
   第１の基板を支持する支持部と、
   第２の基板を、前記第１の基板に対向する位置において保持する保持部と、
   前記支持部及び前記保持部の少なくとも一方を駆動することにより、前記接着層を介して一対の基板を貼り合わせる駆動部と、
   前記支持部又は前記保持部の表面上に設けられ、前記接着層と相似形状でかつ略同じ又は小さい大きさを有し、前記第１又は第２の基板の、前記接着層が形成された部分のみを押圧しながら収縮する弾性シートと、
   前記弾性シートが収縮した後にのみ前記第１又は第２の基板の外縁部に接触する遅延接触部と、を備えることを特徴とする表示装置用部材の製造装置。
7. 表示装置を構成する一対の基板が接着層を介して貼り合わされた表示装置用部材の製造方法であって、
   一対の基板の、少なくとも一方の基板の表面に接着剤を塗布して接着層を形成する工程と、
   第１の基板を支持部により支持する工程と、
   第２の基板を、前記第１の基板に対向する位置において保持部により保持する工程と、
   前記支持部及び前記保持部の少なくとも一方を駆動部により駆動することにより、前記接着層を介して一対の基板を貼り合わせる工程と、
   貼り合わされた一対の基板の接着層を硬化する工程と、を備え、
   前記一対の基板を貼り合わせる工程において、前記支持部又は前記保持部の表面上に設けられ前記接着層と相似形状でかつ略同じ又は小さい大きさを有する弾性シートが、前記第１又は第２の基板の、前記接着層が形成された部分のみを押圧しながら収縮し、前記弾性シートが収縮した後にのみ前記支持部又は前記保持部の表面に設けられた遅延接触部が前記第１又は第２の基板の外縁部分に接触することを特徴とする表示装置用部材の製造方法。

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