JPH0634983A - 貼合わせ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 一定の間隔を保ち、位置ずれなく、短時間で
効率よく２枚の板状体を貼合わせることができる貼合わ
せ装置を提供することである。 【構成】 保持板１４の保持面１９周縁部付近に形成さ
れた環状の凹溝２３には、シール材２４が嵌着される。
上方の保持板１３には、ガラス基板１８が保持され、こ
のガラス基板１８の表面２６には閉ループ状に接着剤２
９が塗布されている。また、下方の保持板１４には、ガ
ラス基板２０が保持され、このガラス基板２０の表面２
７には、ビーズ２８が散布されている。各保持板１３，
１４を近接変位させて、シール材２４を保持面１７に接
触させて空間２５を形成する。この状態で、吸引源４３
により吸引力を吸引孔４１ａ，４１ｂに導き、空間２５
内を減圧する。さらに、保持板１３，１４を近接変位さ
せて、接着剤２９をガラス基板２０の表面２７に接触さ
せた後、吸引孔４１ａ，４１ｂを大気に開放する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、一定の間隔を保ち、位
置ずれなく板状体を貼合わせるための貼合わせ装置に関
し、特にＴＮ（捩れネマティック）形、ＳＴＮ（超捩れ
ネマティック）形、強誘電性などの液晶セル、カラーフ
ィルタ貼合わせ形ＣＣＤ（電荷結合デバイス）などを形
成する２枚のガラスなどの板状体を貼合わせるための貼
合わせ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、液晶セルなどを形成する２枚の透
明な板状体としてのガラス基板を貼合わせる場合、図１
１に示すように一方のガラス基板１に、接着剤たとえば
熱硬化性樹脂をスクリーン印刷法またはディスペンサな
どによる描画法によって符号３に示す形状、すなわち液
晶注入孔となる開口部５を有する開曲線状に塗布し、他
のガラス基板２の表面全面に均一な大きさの介在部材４
を散布した後、図１２に示すように２枚のガラス基板
１，２の位置合わせを行い、ガラス基板１，２を重ね合
わせ、高温の状態で図１３に示すように上下からプレス
機の押圧板６，６で加圧し、熱硬化性樹脂３を硬化させ
る加圧プレス法にて、２枚のガラス基板１，２を貼合わ
せている。

【０００３】このような熱硬化性樹脂を用いる方法で
は、２枚のガラス基板の位置を合わせるための機構と、
高温高圧の状態でプレスする機構とが必要であるが、今
日生産されている液晶パネルでは、水平方向では３μｍ
以内、間隔では０．３μｍ以内の位置合わせ精度が要求
され、プレス圧力も３００ｍｍ×４００ｍｍの大きさの
ガラス基板では、ガラス基板１枚に対して５，０００Ｎ
から１０，０００Ｎの力で、かつ全面に均一な加圧力で
高温高圧の状態でプレスしなければならない。

【０００４】１台の装置にこれらの機構を全て備えさせ
ることはできないため、ガラス基板の位置合わせを行
い、常温でプレスする機構を有する装置と、高温でプレ
スする装置とを個別に用いている。

【０００５】しかし、図１３に示すように、貼合わせる
べきガラス基板１，２自体の表裏の平行度が出ていなけ
れば（厚みの差があれば）、プレス機の押圧板６が平行
に加圧しても均一に加圧されず、矢印で示すようにガラ
ス基板１，２の厚い部分に偏って強く加圧され、各ガラ
ス基板１，２の間隔は一定にならない。また生産効率を
向上させるために複数のガラス基板を重ねて一度に加圧
する場合は、ガラス基板１，２の厚みの不均一さが累積
され、より一層の加圧の不均衡が発生する。

【０００６】また、液晶セルを形成する場合、２枚のガ
ラス基板の間に液晶を封入するので、この間隔が一定で
ない場合は商品の信頼性、品位に大きな影響を与える。
また、２枚のガラス基板の位置がずれた場合も同様に品
位に大きな影響を与える。

【０００７】そこで、図１４に示すように、柔軟なゴム
膜７と平板８との間に、貼合わせるべく準備された２枚
のガラス基板１，２を置き、ゴム膜７と平板８とで形成
される空間内を減圧して、大気圧との差で柔軟なゴム膜
７を介して加圧する真空プレス法を用いて、２枚のガラ
ス基板１，２の間隔が均一になるように加圧する装置が
用いられている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この装
置では、１８０℃程度の温度に耐えられる柔軟なゴム膜
が得られないため、接着剤として熱硬化性樹脂を使用で
きず、このため２液混合型のエポキシ樹脂などを使用せ
ねばならないので、混合後の時間制御を厳密に行わなけ
ればならないという問題がある。

【０００９】この真空プレス法に用いる他の接着剤とし
ては、紫外線硬化型樹脂が挙げられるが、柔軟なゴム膜
の材質として紫外線を充分透過し、かつ長時間の紫外線
照射に対して劣化しない材質を選択しなければならない
という問題がある。

【００１０】また、上記の真空プレス法においては、ゴ
ム膜７と平板８とで形成される空間内を吸引してゴム膜
７を平板８に密着させ、さらに吸引することにより生じ
る圧力差により加圧しているので、接着剤が硬化するま
で吸引を続けなければならず、貼合わせが完了するまで
に時間がかかり、製造効率がよくないという問題があ
る。

【００１１】さらに、加圧プレス法および真空プレス法
においてはともに、図１２に示すように、開口部５が狭
く限られているため、接着剤３による２枚のガラス基板
１，２の接着後、接着剤が伸展して行く過程において、
内部に残った空気はこの開口部５からしか外部に出られ
ないので、一時的に内部の圧力が上昇し、これが外部か
らの加圧に対して反力を発生し、加圧力の不均衡、２枚
の平板の位置ずれの発生などの原因となるという問題が
ある。

【００１２】本発明の目的は、均一な間隔を保ち、位置
ずれなく、短時間で効率よく２枚の板状体を貼合わるこ
とができる貼合わせ装置を提供することである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、貼合わせるべ
き一対の板状体のうち少なくとも一方の表面に接着剤が
塗布され、この接着剤よりも内方表面には、各板状体の
間隔を規定する介在部材が介在され、前記接着剤よりも
内方の空間内が吸引され、各板状体を貼合わせる貼合わ
せ装置において、相互に対向する各保持面上に、前記一
対の板状体をそれぞれ保持し、少なくとも一方に前記板
状体よりも外方で開口する吸引孔が形成される一対の保
持部材を有し、各保持部材は相対的に近接／離反変位可
能に構成される保持手段と、前記少なくとも一方の保持
部材の前記吸引孔よりも外方に配置され、可撓性および
弾発性を有する材料から成る環状のシール材と、前記吸
引孔に吸引力を導く吸引手段とを含み、前記各保持部材
の相互に対向する各表面に前記シール材が周方向全周に
わたって接触し、かつ前記一方の板状体の表面に閉ルー
プ状に塗布された接着剤が他方の板状体から離反した状
態で、前記吸引孔を介して各保持部材間のシール材によ
って外囲された閉空間を吸引し、前記接着剤が前記他方
の板状体の表面に接着した状態で、前記吸引孔を大気に
開放することを特徴とする貼合わせ装置である。

【００１４】

【作用】本発明に従えば、各保持部材間のシール部材に
よって外囲された閉空間内を、吸引孔を介して吸引手段
により減圧し、一方の板状体の表面に塗布された閉ルー
プ状の接着剤が、他方の板状体に接着するように各保持
部材を近接変位させるので、各板状体間の接着剤によっ
て外囲された閉空間内には気体が存在せず、圧力上昇に
よる位置ずれも発生しない。

【００１５】また、接着剤が他方の板状体の表面に接着
した状態で吸引孔を大気に開放するので、接着剤により
外囲された閉空間は、大気圧との気圧差により均一に加
圧され、介在部材が各板状体の表面に接するまで圧縮さ
れるので、各板状体は均一な間隔を保ち貼合わされる。

【００１６】加えて、接着剤が他方の板状体の表面に接
着した状態では、さらに吸引を続けることなく、貼合わ
された板状体を取出すことができるので、短時間で効率
よく貼合わせることができる。

【００１７】さらに取出した板状体を加熱することもで
きるので、接着剤として熱硬化性樹脂を使用することが
できる。

【００１８】

【実施例】以下に本発明の実施例を示すことによって本
発明に係る貼合わせ装置をより具体的に説明するが、本
発明は以下の実施例に限定されるものではない。

【００１９】図１は、本発明の一実施例に係る貼合わせ
装置１１を示す断面図である。貼合わせ装置１１は、上
下一対の保持部材である板状の保持板１３，１４と、各
保持板１３，１４がそれぞれ取付けられる取付体１５，
１６とを有する。上方の保持板１３の前記下方の保持板
１４に臨む保持面１７には、液晶セルの一部を構成する
板状体のガラス基板１８が保持され、また下方の保持板
１４の前記上方の保持板１３の保持面１７に対向する保
持面１９には、前記液晶セルの一部を構成する板状体の
ガラス基板２０が保持される。

【００２０】前記保持板１４の周縁部付近には、保持板
１４から凹んだ環状の凹溝２３が形成され、この凹溝２
３にはシリコンゴムなどの可撓性および弾発性を有する
材料から成る環状のシール材２４が嵌着される。このシ
ール材２４は、部材軸直角断面が円形であり、たとえば
１０ｍｍ程度の直径を有する。各保持板１３，１４が相
対的に近接した状態では、各保持面１７，１９間に前記
シール材２４によって機密に密閉された閉空間２５が形
成される。閉空間２５内には、シール材２４よりも内方
に間隔をあけた状態で前記液晶セルが収容される。

【００２１】なお、前記各保持板１３，１４を相対的に
近接／離反変位するにあたっては、上方の保持板１３を
固定位置に固定した状態で下方の保持板１４を前記保持
板１３に近接／離反変位するようにしてもよく、あるい
は下方の保持板１４を固定位置に固定した状態で上方の
保持板１３を下方の保持板１４に近接／離反変位するよ
うにしてもよい。

【００２２】前記液晶セルは、前述したように一対のガ
ラス基板１８，２０を有し、各ガラス基板１８，２０の
相互に対向する表面２６，２７間には、介在部材として
のビーズ２８と、各ガラス基板１８，２０を相互に貼合
わせるための電気絶縁性材料から成る接着剤２９とが介
在される。前記ビーズ２８は、直径１０μｍ程度の合成
樹脂製である。また前記接着剤２９は、直径１０μｍ、
長さ１００μｍ程度のガラス繊維２１が混入された熱硬
化性樹脂であって、本実施例では上方に配置されるガラ
ス基板１８の表面２６の周縁部近傍でたとえばスクリー
ン印刷法によって周方向全周にわたって閉ループ状に形
成されている。

【００２３】図２は、貼合わせ装置１１全体の構成を示
す斜視図である。上方に配置される取付基版３０が装置
の機体などである取付位置に固定的に取付けられ、その
下面３１の四隅には案内棒３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３
３ｄが固定される。各案内棒３３ａ〜３３ｄは相互に平
行であり、これらの案内棒３３ａ〜３３ｄに沿って、昇
降体３４が上下に変位自在に案内される。この昇降体３
４には図示しない係止手段が備えられており、上下方向
の任意の位置でその変位を係止することができるように
構成される。

【００２４】取付基版３０の下面３１には、前記取付体
１５が固定され、前記下面３１に対向する昇降体３４の
上面３５には、取付体１６が固定される。このような構
成によって、各保持板１３，１４は相対的に近接／離反
変位、本実施例では下方の保持板１４が上方の保持板１
３に対して近接／離反変位駆動することができる。

【００２５】図３は、保持板１４の平面図である。保持
板１４には前記凹溝２３よりも内方寄りで保持面１９に
臨んで開口する複数の吸着孔３６が上下方向、すなわち
図３の紙面に対して垂直方向に延びて形成され、各吸着
孔３６は連通孔３７によって相互に連通されている。各
吸着孔３６は、マトリクス状に相互に間隔をあけて形成
され、吸着されるべきガラス基板２０を均等な吸着力で
吸着して保持することができる。前記連通孔３７は、前
述した図１に示されるように、接続孔３８に連通し、こ
の接続孔３８には真空ポンプなどによって実現される吸
着源３９からの吸着力が図示しない開閉弁を介して導か
れる。

【００２６】再び図３を参照して、仮想線で示されるガ
ラス基板２０の周縁辺４０と、前記凹溝２３との間には
複数（本実施例では４孔）の吸着孔４１ａ，４１ｂ，４
１ｃ，４１ｄが形成され、各吸着孔４１ａ〜４１ｄに
は、真空ポンプなどによって実現される吸引源４３から
の吸引力が図示しない開閉弁を介して導かれる。吸引源
４３に関連して設けられる開閉弁によって吸引経路を開
閉制御して、吸引力を吸引孔４１ａ〜４１ｄに導き、あ
るいは遮断することができる。

【００２７】なお、もう一方の保持板１３にもまた、上
述した下方の保持板１４と同様に吸着孔３６、連通孔３
７および接続孔３８が形成され、接続孔３８には前記吸
引源３９からの吸引力が導かれる。

【００２８】図４は、貼合わせ装置１１によるガラス基
板１８，２０の貼合わせ動作を説明するための断面図で
あり、図５は、シール材２４付近を拡大して示す断面図
である。各ガラス基板１８，２０を貼合わせるにあたっ
て、図４（１）に示すように、下方の保持板１４の保持
面１９上にガラス基板２０が載置される。このガラス基
板２０の表面２７には、図６（１）に示されるように予
めビーズ２８が均一に散布される。また上方の保持板１
３の保持面１７上にガラス基板１８が載置され、このガ
ラス基板１８には、図６（２）に示されるように液晶が
封止されるべき領域を外囲するように前記接着剤２９が
閉ループ状に塗布される。このとき、液晶注入用の注入
孔を得るために、外側方に凸となる凸状部分４４が形成
される。本実施例では、接着剤２９はその幅を１ｍｍ、
高さを１００μｍ、凸状部分４４を除いた大きさを２０
０ｍｍ×３００ｍｍにした。また接着剤２９の塗布とビ
ーズ２８の散布とは、本実施例のように別のガラス基板
上に行ってもよいし、同一のガラス基板上に行ってもよ
い。

【００２９】このようなガラス基板１８は前述したガラ
ス基板２０の表面２７上に配置される。この状態では、
図５（１）に示されるように、シール材２４は保持面１
７から間隔Ｌ１をあけて離間しており、また接着剤２９
はガラス基板２０の表面２７から間隔Ｌ２をあけて離間
している。この間隔Ｌ２は、前記間隔Ｌ１よりも大きく
選ばれている。

【００３０】上述のようにして各保持板１３，１４上に
各ガラス基板１８，２０が配置された状態では、吸着源
３９は吸着動作が開始された状態でその開閉弁が開放さ
れ、各吸着孔３６に吸着力が導かれ、各ガラス基板１
８，２０は各保持面１７，１９に吸着され保持されてい
る。

【００３１】次に、図４（２）に示されるように、昇降
体３４を矢符Ａ方向に上昇させる。この状態では、図５
（２）に示されるように、保持板１３の保持面１７にシ
ール材２４が周方向全周にわたって接触し、各保持面１
７，１９間には、前記閉空間２５が形成される。このと
き、接着剤２９は、ガラス基板２０の表面２７から僅か
な間隔Ｌ３をあけて離間している。この状態で吸引源４
３の吸引動作を開始して、閉空間２５内をたとえば真空
度１×１０³Ｐａ程度にまで吸引し減圧した後、各ガラ
ス基板１８，２０間の間隔を約１ｍｍ程度に保つ。各保
持板１３，１４にガラス基板１８，２０が保持された状
態で、各ガラス基板１８，２０に予め配設される位置合
わせ用マークからの反射光を検出し、操作者が下方の取
付体１６を水平方向に変位させて徴調整して、各ガラス
基板１８，２０が正確に位置合わせされ、その状態が保
持される。

【００３２】さらに、図４（３）に示されるように、昇
降体３４を矢符Ａ方向に上昇させて、図５（３）に示さ
れるように、接着剤２９がガラス基板２０の表面２７に
周方向全周にわたって接触した状態とする。この状態で
は、ビーズ２８はガラス基板１８の表面２６と僅かな間
隔Ｌ４をあけて離間している。この段階では、各ガラス
基板１８，２０間には、接着剤２９によって液晶が封止
されるべき封止空間４５が形成される。その後、吸引源
４３に関連して設けられる開閉弁を開放して各吸引孔４
１ａ〜４１ｄを大気に連通させ、シール材２４と接着剤
２９との間に形成される環状空間４６内が大気圧とさ
れ、吸着源３９からの吸着力および吸引源４３からの吸
引力が遮断された後に、昇降体３４を矢符Ａとは逆方向
に下降させて、相互に接着された各ガラス基板１８，２
０は他方の保持板１４上に載置された状態で取出され
る。

【００３３】この状態で封止空間４５内の気圧と大気圧
との差により、各ガラス基板１８，２０は加圧される。
この際、各ガラス基板１８，２０間に作用する圧力は約
６０００Ｎで、この力で接着剤２９は図７に示すように
ガラス繊維２１およびビーズ２８の高さである１０μｍ
まで伸展され、仮接着される。これによって封止空間４
５の体積は約１／１０になり、その圧力は約１０倍の１
×１０⁴Ｐａ程度になるが、大気圧（約１０⁵Ｐａ）より
も充分低く問題はない。

【００３４】次に、仮接着された各ガラス基板１８，２
０を約１８０℃の炉に入れ、２時間この温度に保持し、
接着剤２９を硬化させ、貼合わせを完了する。

【００３５】図８（１）は、貼合わせが完了したガラス
基板１８，２０の斜視図である。貼合わせ完了後、図８
（２）に示す切断面線４７で各ガラス基板１８，２０と
接着剤２９の凸状部分４４とを切断し、液晶注入用の注
入孔４８を得る。図８（３）は、切断後の液晶セルの斜
視図である。

【００３６】各ガラス基板１８，２０の貼合わせをさら
に大きな力で行うためには、減圧下で接着が完了した各
ガラス基板１８，２０を大気圧下に戻した後、さらに接
着剤が硬化する前の状態で、気圧を高い状態に保つこと
ができる、たとえばチャンバなどの耐圧容器に入れ、こ
の容器を加圧するか、あるいは従前からあるプレス機構
などを用いて加圧方式にて加圧することによって得られ
る。また、接着剤の種類によっては加圧による接着のみ
でよいこともある。

【００３７】さらに効率よくガラス基板を貼合わせるた
めには、図９（１）に示すようにガラス基板４９の上に
スクリーン印刷法などによって塗布する接着剤５０を凸
状部分５１を有する多数の閉ループ状としてもよい。貼
合わせ終了後は、前述と同様にしてガラス基板４９と接
着剤５０の凸状部分５１とを切断して、液晶注入用の注
入孔５３を有する複数の液晶セルを得ることができる。
なお、図９においては他の一方のガラス基板は省略され
ている。

【００３８】本実施例においては、液晶セル用のガラス
基板を貼合わせるための貼合わせ装置を主に説明したの
で、スクリーン印刷法などによって塗布する接着剤２
９，５０の形状を凸状部分４４，５１のある閉ループ状
としたが、閉ループの形状は、円形、楕円形などのよう
な形状であってもよい。

【００３９】本実施例によれば、図１０に示すように、
平行度の相違する各ガラス基板５４，５５を貼合わせる
場合であっても、平行度に影響されることなく均一な圧
力で加圧される。また、従前の貼合わせ装置は、各辺が
約２ｍであり８ｍ³程度の大きさをもっているため、貼
合わせ装置全体を収納できるような大掛かりな真空容器
を準備するか、あるいは複雑な形状の真空容器を準備し
なければ、各ガラス基板間を真空にすることはできない
が、本実施例によれば、各保持板１３，１４およびシー
ル材２４によって外囲された閉空間２５内を真空にする
だけでよいので、複雑な形状のまたは大掛かりな真空容
器を準備する必要がなく、また吸引のための時間が短く
てすむ。さらに、ガラス基板１８の表面２６上に塗布さ
れた接着剤２９が、他方のガラス基板２０の表面２７に
周方向全周にわたって接触した後は、放置しておくだけ
でよく、さらに加圧するための機構も不要である。さら
に、減圧下で各ガラス基板１８，２０を貼合わせるた
め、各ガラス基板１８，２０間の圧力上昇による位置ず
れも発生しない。

【００４０】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、貼合わせ
るべき板状体の平行度に影響されることなく、均一な圧
力で加圧して、一定の間隔を保ち、位置ずれなく、短時
間で効率よく２枚の板状体を確実に貼合わせることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である貼合わせ装置１１を示
す断面図である。

【図２】貼合わせ装置１１全体の構成を示す斜視図であ
る。

【図３】保持板１４の平面図である。

【図４】貼合わせ装置１１によるガラス基板１８，２０
の貼合わせ動作を説明するための断面図である。

【図５】図４のシール材２４付近を拡大して示す断面図
である。

【図６】一対のガラス基板１８，２０の貼合わせ前の斜
視図である。

【図７】ガラス基板１８，２０の仮貼合わせおよび貼合
わせ完了時の断面図である。

【図８】注入孔４８を形成する際の工程を示す斜視図で
ある。

【図９】複数の液晶セルを形成する際の接着剤５０の塗
布形状例を示す斜視図である。

【図１０】本実施例の貼合わせ装置１１により貼合わさ
れた平行度の相違するガラス基板５４，５５の断面図で
ある。

【図１１】従来技術による貼合わせ前の各ガラス基板
１，２の斜視図である。

【図１２】従来技術による貼合わせ完了時の斜視図であ
る。

【図１３】従来技術のプレス法の加圧状態を説明するた
めの断面図である。

【図１４】従来技術の真空プレス法を説明するための断
面図である。

【符号の説明】

１１ 貼合わせ装置 １３，１４ 保持板 １５，１６ 取付体 １７，１９ 保持面 １８，２０ ガラス基板 ２４ シール材 ２５ 空間 ２６，２７ 表面 ２８ ビーズ ２９ 接着剤 ３０ 取付基版 ３４ 昇降体 ４１ 吸引孔 ４３ 吸引源 ４５ 封止空間

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 貼合わせるべき一対の板状体のうち少な
   くとも一方の表面に接着剤が塗布され、この接着剤より
   も内方表面には、各板状体の間隔を規定する介在部材が
   介在され、前記接着剤よりも内方の空間内が吸引され、
   各板状体を貼合わせる貼合わせ装置において、 相互に対向する各保持面上に、前記一対の板状体をそれ
   ぞれ保持し、少なくとも一方に前記板状体よりも外方で
   開口する吸引孔が形成される一対の保持部材を有し、各
   保持部材は相対的に近接／離反変位可能に構成される保
   持手段と、 前記少なくとも一方の保持部材の前記吸引孔よりも外方
   に配置され、可撓性および弾発性を有する材料から成る
   環状のシール材と、 前記吸引孔に吸引力を導く吸引手段とを含み、 前記各保持部材の相互に対向する各表面に前記シール材
   が周方向全周にわたって接触し、かつ前記一方の板状体
   の表面に閉ループ状に塗布された接着剤が他方の板状体
   から離反した状態で、前記吸引孔を介して各保持部材間
   のシール材によって外囲された閉空間を吸引し、前記接
   着剤が前記他方の板状体の表面に接着した状態で、前記
   吸引孔を大気に開放することを特徴とする貼合わせ装
   置。