JPH08304836A - 紫外線によるシール材硬化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 上基板と下基板とを貼り合わせた状態で、紫
外線をシール材の部位のみに照射することによって、配
向膜に紫外線による影響を最小限に抑制した状態で両基
板を貼り合わせ固着する。 【構成】 上側吸着機構２０は、昇降軸２１の下端部に
はホルダ２２が連設され、このホルダ２２にはマスク板
２３及び導光用ガラス２４が保持され、吸着プレート２
５が負圧室２７を形成するようにホルダ２２に着脱可能
に取り付けられる。マスク板２３の導光用ガラス２４へ
の対向面及び導光用ガラス２４の外周面には鏡面反射膜
３０，３１が設けられ、また導光用ガラス２４には、Ｃ
Ｆ基板２を吸着保持した時に、シール材３が位置する部
位が透光部３２となり、それ以外は紫外線及びその熱を
遮断する機能を有するマスク膜３３が形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば液晶パネルの製
造工程において、透明な上下の基板を紫外線硬化型のシ
ール材を介して相互に接着するためのシール材硬化装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、液晶ディスプレイにおける液晶
パネルとして、カラーＴＦＴ（Thin Film Transistor）
液晶パネルがある。このタイプの液晶パネルは、それぞ
れ透明な部材からなるＴＦＴ基板にＣＦ（Color Filte
r）基板を間に液晶を挟んで対向配置するように組み立
てられる。このために、まずＴＦＴ基板（またはＣＦ基
板）の表面の所定の部位に紫外線硬化型のシール材を供
給しておき、相手方の基板を重ね合わせて、シール材を
圧縮することによって、両基板間に所定のギャップを持
たせるようにして重ね合わせ、次いでＴＦＴ基板とＣＦ
基板との間に介在しているシール材に対して紫外線を照
射して、シール材を硬化させることによって、両基板を
接合させた状態に固定するようになし、さらにこのギャ
ップ内に液晶を注入して、その注入口を封鎖する。

【０００３】ここで、シール材を硬化させるために紫外
線を照射するが、ＴＦＴ基板やＣＦ基板には、配向膜が
設けられており、この配向膜に紫外線が照射されると、
ダメージを受けることになるから、この紫外線の照射は
シール材が設けられている部位に限定する必要がある。
また、紫外線の照射時にはＴＦＴ基板及びＣＦ基板は共
に加熱されることになるが、両部材には熱膨張率に差が
あるために、それらが異なる熱膨張を起こすことから、
セルギャップやアライメント精度に悪影響を及ぼすおそ
れもある。従って、紫外線照射時には、シール材が配置
されている部位以外をマスクして、紫外線及び熱を遮断
しなければならず、このために紫外線ランプからの紫外
光の光路の途中にマスク板を介在させるようにしてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ここで、前述したＴＦ
Ｔ基板とＣＦ基板との貼り合わせを行う装置は、両基板
が位置ずれしないように正確に位置決めされ、かつ両基
板間に液晶が封入されることから、この液晶が封入され
るギャップを正確に保つようにして貼り合わせが行われ
る。従って、この貼り合わせ装置を用いて両基板を貼り
合わせた状態のままで、シール材を紫外線硬化させて、
両基板を固定する方が工数の削減及びワークの搬送時に
おける両基板の相対位置ずれ防止等の見地から好まし
い。ここで、ＴＦＴ基板にＣＦ基板を搭載するに当っ
て、通常これら両基板をそれぞれ保持するために、上下
一対からなる真空吸着手段が用いられるのが一般的であ
る。しかしながら、このような真空吸着手段に紫外線照
射装置を、しかもシール材を設けた部位以外を紫外線及
び熱を遮断する機能を有する部材でマスクするようにし
て紫外光を照射できる機構を持たせるようにしたもの
は、未だ開発されていなかった。

【０００５】本発明は以上の点に鑑みてなされたもので
あって、その目的とするところは、真空吸着手段で基板
を吸着保持した状態で紫外線をシール材の部位のみに効
率的に照射でき、それ以外の部位においては、有効に紫
外線及び熱を遮断できるようにすることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ために、本発明は、透明な部材からなるＣＦ基板を真空
吸着する真空吸着手段を透明板で形成した導光用ガラス
と、複数の吸着孔を備えた吸着プレートとを有し、これ
ら導光用ガラスと吸着プレートとの間に負圧室を形成
し、導光用ガラスには、その負圧室に臨む面以外に反射
面を設けると共に、この導光用ガラスに受光面を形成し
て、この受光面に紫外光を導く紫外線照射部を対向配設
し、また吸着プレートの負圧室に臨む面にはシール材を
設けた部位に透光部となし、それ以外の部位をマスクす
る反射面を設ける構成としたことをその特徴とするもの
である。

【０００７】

【作用】以上のように構成することによって、上基板を
真空吸着手段で吸着させて、下基板に対して位置決めし
た状態で重ね合わせた後に、紫外線照射部から紫外光を
照射すると、この紫外光は反射面で反射を繰り返しなが
ら透光部からシール材に向けて照射される。而して、こ
の透光部以外はマスクされた状態となっているので、紫
外線照射部から導かれた紫外光はロスなくそのほぼ全量
が透光部を介してシール材に照射されることになり、紫
外光を効率的にシール材に照射できると共に、このシー
ル部材が設けられている部位以外にはシール材が供給さ
れないことから、配向膜等を設けた部位が紫外線に曝さ
れることがなくなり、その保護が図られる。また、両基
板において、紫外光の照射領域以外は加熱されることが
ないので、それらの熱膨張を最小限に抑制できる。

【０００８】ここで、前述した上基板等のサイズが異な
る場合には、シール材の位置が異なり、また同じサイズ
の基板でもシール材を設ける部位が異なるものがある。
このように、シール材が設けられる部位が異なると、マ
スク位置も変えなければならない。そこで、真空吸着手
段を構成する部材のうち、マスクを設けた吸着プレート
をこの真空吸着手段に着脱可能に連結するようになし、
この吸着プレートに設けられるマスク形状及び吸着孔の
位置及び形状を変えたものを複数種類用意しておくこと
によって、吸着プレートだけを交換するだけで、異なる
サイズの上基板のシール材を硬化させることができる。

【０００９】

【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例を説明
する。なお、以下の説明においては、上下の基板として
は、液晶パネルを構成するＴＦＴ基板及びＣＦ基板であ
り、これら両基板をシール材を介して貼り合わせて、こ
のシール材を紫外線により硬化させるようにしたものと
して説明するが、本発明のシール材硬化装置はこれに限
るものではないことは言うまでもない。

【００１０】而して、図１に上下に配置した２枚の基板
を示し、また図２にこの２枚の基板を貼り合わせた状態
の断面を示す。

【００１１】図中において、１はＴＦＴ基板、２はＣＦ
基板であって、これらＴＦＴ基板１とＣＦ基板２とは、
ＴＦＴ基板１側に設けた紫外線硬化型のシール材３を介
して貼り合わされて、紫外線を照射することによってシ
ール材３を硬化させることにより相互に連結した状態に
固定され、このシール材３により囲まれた部位に液晶が
封入されるようになっている。そして、液晶の厚みを均
一にするために、ＴＦＴ基板１とＣＦ基板２との間のギ
ャップＧを正確に調整する必要がある。このギャップＧ
を適正な状態に保つために、シール材３には粒状のスペ
ーサ４が混入されて、上下の基板１，２はこのスペーサ
４の厚み分だけ離間した状態に貼り合わされる。

【００１２】ＴＦＴ基板１とＣＦ基板２とを貼り合わせ
るために、図３に示したような貼り合わせ装置が用いら
れる。貼り合わせ装置は、ＴＦＴ基板１と吸着する下側
吸着機構１０とＣＦ基板２を吸着する上側吸着機構２０
とから構成される。

【００１３】下側吸着機構１０は、多数の吸着孔１１を
設けた吸着プレート１２を有し、この吸着プレート１２
は略半球形状となった球形部１３に連結されており、こ
の吸着プレート１２と球形部１３との間には、吸着孔１
１に通じる負圧室１４が形成されている。球形部１３
は、この球形部１３の曲率半径に対応する凹球面形状の
球面座１５に嵌合されるようになっており、この球形部
１３と球面座１５との間には、球面座１５に穿設され
て、球面部に設けた円環状の溝１６に開口する給排気通
路１７が設けられている。従って、この給排気通路１７
に加圧エアを供給すると、球形部１３が浮上することに
なり、この結果吸着プレート１２に載置したＴＦＴ基板
１はフローティングする。また、給排気通路１７を負圧
にすると、球形部１３は球面座１５に吸着固定されるこ
とになる。

【００１４】ここで、ＴＦＴ基板１は吸着プレート１２
に吸着保持されるものである。従って、負圧室１４を負
圧にするために、負圧室１４には吸着ノズル１８が開口
しており、この吸着ノズル１８は球形部１３及び球面座
１５に穿設した貫通孔１３ａ，１５ａに遊嵌状態に挿通
されている。従って、この吸着ノズル１８を負圧源に接
続することによって、ＴＦＴ基板１を真空吸着できるよ
うになる。

【００１５】一方、上側吸着機構２０は、ロボット（図
示せず）に連結した昇降軸２１を有し、この昇降軸２１
は中空軸からなり、その内部には吸引源に連なる吸引通
路２１ａが形成されている。そして、昇降軸２１の下端
部にはホルダ２２が連設されており、このホルダ２２に
はマスク板２３及び導光用ガラス２４が保持されてい
る。また、ホルダ２２の下端部側には段差部２２ａが設
けられ、この段差部２２ａには多数の吸着孔２５ａを穿
設して設けた透明ガラス板からなる吸着プレート２５が
着脱可能に装着されている。なお、２６は吸着プレート
２５をホルダ２２に保持させるために、このホルダ２２
に着脱可能に止着される固定用のフレームである。

【００１６】ここで、吸着プレート２５と導光用ガラス
２４との間には、所定の間隔が保持されており、この間
に形成される空間部が負圧室２７となっている。そし
て、昇降軸２１の吸引通路２１ａは、マスク板２３及び
導光用ガラス２４に設けた貫通孔２３ａ，２４ａを介し
て負圧室２７に連通している。

【００１７】導光用ガラス２４には、その下端部におけ
る４つの角隅部を斜めに切り落とすことによって、受光
面２８が形成されており、これら各受光面２８には紫外
線照射部としてのライトガイド２９の入射端面が臨んで
いる。そして、この各受光面２８から導光用ガラス２４
内に導かれた紫外光は、吸着プレート２５を介して、Ｃ
Ｆ基板２からシール材３に照射されて、このシール材３
を硬化させるようになっている。この導光用ガラス２４
内からシール材３に効率的に紫外光を導くために、マス
ク板２３の導光用ガラス２４への対向面及び導光用ガラ
ス２４の四周には鏡面反射膜３０，３１が蒸着等の手段
で形成されている。ここで、マスク板２３には、その貫
通孔２３ａの部位にも鏡面反射膜３０が形成されてい
る。

【００１８】一方、吸着プレート２５における負圧室２
７に臨む側の表面には、図４に示したように、ＣＦ基板
２を吸着保持した時に、シール材３が位置する部位が透
光部３２となり、それ以外をマスクするために、蒸着等
の手段によって、前述の鏡面反射膜３０，３１と同様の
部材で形成したマスク膜３３が形成されている。しか
も、このマスク膜３３は吸着孔２５ａの内部にまで及ん
でいる。ここで、マスク膜３３は紫外光を透過させない
ことはもとより、熱線も透過しないようになっている。

【００１９】このように構成することによって、導光用
ガラス２４と吸着プレート２５とによって、透光部３２
を除いて、光学的に他から遮断された１つの空間が形成
されており、この光学的な空間内においては受光面２８
から導かれたライトガイド２９からの紫外光は、鏡面反
射膜３０，３１及びマスク膜３３により反射を繰り返し
て、透光部３２を介してＣＦ基板２を透過して、シール
材３に照射されることになる。なお、ライトガイド２９
が臨む導光用ガラス２４の受光面２８を４箇所設けるよ
うにしたが、全体が均一な光量で透光部３２からシール
材３に照射されるようになっておれば、必ずしも４箇所
設ける必要はない。

【００２０】ところで、ＴＦＴ基板１及びＣＦ基板２
は、それぞれ下側吸着機構１０及び上側吸着機構２０に
より吸着保持されており、この状態で、ＴＦＴ基板１と
ＣＦ基板２との位置合せが行われる。このために、下側
吸着機構１０を構成する球面座１５はＸＹθステージ１
９に装着されており、このＸＹθステージ１９によっ
て、ＴＦＴ基板１はその水平面において、Ｘ軸方向，Ｙ
軸方向及び回転方向の位置調整を行うことができる。そ
して、ＴＦＴ基板１とＣＦ基板２との位置ずれを検出す
るために、これらＴＦＴ基板１及びＣＦ基板２には、ア
ライメントマークＭ₁ ，Ｍ₂ が設けられており、この２
つのアライメントマークＭ₁ ，Ｍ₂ を画像認識手段によ
って検出して、両アライメントマークＭ₁ ，Ｍ₂ が一致
するようにＸＹθステージ１９を作動させる。画像認識
手段を構成するテレビカメラ３４は、上側吸着機構２０
の上部位置に設けられており、この上側吸着機構２０に
おけるホルダ２２，マスク板２３，導光用ガラス２４及
び吸着プレート２５を介してＣＦ基板２とＴＦＴ基板１
とに設けたアライメントマークＭ₂ 及びＭ₁ を撮影する
ようになっている。従って、ホルダ２２にはテレビカメ
ラ３４による視野を確保するための透孔２２ｂが穿設さ
れており、またマスク板２３及び吸着プレート２５にお
ける鏡面反射膜３０及びマスク膜３３に透光部３０ａ，
３３ａが形成されている。

【００２１】本実施例は以上のように構成されるもので
あって、次にＴＦＴ基板１とＣＦ基板２とを貼り合わせ
る方法について説明する。

【００２２】まず、ＴＦＴ基板１及びＣＦ基板２をそれ
ぞれ下側吸着機構１０の吸着プレート１２及び上側吸着
機構２０の吸着プレート２５に吸着保持させて、相互に
所定の間隔を置いた状態で対面させる。また、下側吸着
機構１０における給排気通路１７から溝１６に加圧エア
を供給することによって、球形部１３を球面座１５から
浮上させる。

【００２３】この状態で、ＴＦＴ基板１とＣＦ基板２と
を所定の間隔を保った状態で相互の位置合わせを行う。
この位置合わせを可能ならしめるために、上側吸着機構
１０の上部位置にはテレビカメラ３４が設けられてお
り、このテレビカメラ３４によって、両基板１，２に設
けられているアライメントマークＭ₁ ，Ｍ₂ が撮影され
て、その画像認識を行うことにより位置ずれを検出す
る。そして、この画像認識の結果に基づいてＸＹθテー
ブル１９を駆動することによって、これら両アライメン
トマークＭ₁ ，Ｍ₂ が一致するようにＴＦＴ基板１を変
位させて、その位置調整が行われる。

【００２４】ＴＦＴ基板１とＣＦ基板２との位置合わせ
が行われると、上側吸着機構２０を下降させて、ＣＦ基
板２をＴＦＴ基板１に当接させる。ここで、ＴＦＴ基板
１が吸着されている吸着プレート１２は球形部１３に連
結されており、この球形部１３は加圧エアにより球面座
１５から浮上しているから、ＣＦ基板２がＴＦＴ基板１
に接合されると、ＴＦＴ基板１はＣＦ基板２に倣うこと
になる。ＴＦＴ基板１がＣＦ基板２に対して正確に倣う
と、給排気通路１７を負圧にすることによって、ＴＦＴ
基板１とＣＦ基板２との間を倣わせた状態のままで球形
部１３が球面座１５に吸着固定される。この状態で、上
側吸着機構２０によりＣＦ基板２を加圧することによっ
て、ＴＦＴ基板１とＣＦ基板２との間に介装されている
シール材３が圧縮される。ここで、ＴＦＴ基板１とＣＦ
基板２とは正確に平行度が出ているために、シール材３
への圧縮力が均等になり、このシール材３に混入したス
ペーサ４により規制されるギャップが正確に保たれた状
態で貼り合わされる。

【００２５】この状態で、ライトガイド２９からの紫外
光が受光面２８から導光用ガラス２４内に紫外光が導か
れ、この紫外光は鏡面反射膜３０，３１及びマスク膜３
３に反射を繰り返しながら、殆どロスすることなく吸着
プレート２５の透光部３２からＣＦ基板２を透過して、
シール材３にほぼ均一な光量で照射されて、このシール
材３が紫外線により硬化される。ここで、ＣＦ基板２に
は配向膜が形成されているが、紫外線はマスク膜３３を
介して照射され、このマスク膜３３はシール材３が設け
られている部位だけにしか紫外線が照射されないように
なっているから、配向膜がダメージを受ける等のおそれ
はない。しかも、紫外光による熱にさらされる部位も限
定されることから、ＴＦＴ基板１及びＣＦ基板２の熱膨
張も最小限に抑制できるようになり、ＴＦＴ基板１とＣ
Ｆ基板２との間に形成されるセルギャップ及び両者のア
ライメント精度に影響がでるのを防止できる。

【００２６】以上のように、上下の吸着機構１０，２０
によってそれぞれＴＦＴ基板１及びＣＦ基板２を吸着保
持させた状態で、シール材３に紫外線が照射されて硬化
することができるので、別途紫外線硬化を行う工程を必
要しないので、工数の削減が図られる。また、ＴＦＴ基
板１及びＣＦ基板２が貼り合わされた状態のままで、紫
外線硬化することは、両基板１，２が相対位置ずれしな
いようにして固着できることになる。そして、シール材
３が紫外線硬化されて、両基板１，２が固着された後
に、それが取り出されて、次の工程に移行せしめられ
る。

【００２７】ここで、ＴＦＴ基板１とＣＦ基板２とを貼
り合わせた液晶パネルにより形成される液晶ディスプレ
イはビデオカメラのビューファインダ等として用いられ
るものであるが、用いられる機器等によってはそのサイ
ズが異なってくる。従って、サイズの異なるＴＦＴ基板
とＣＦ基板とを貼り合わせる際には、少なくとも両基板
間に設けられるシール材の位置が異なってくる。このよ
うに、異なるサイズのものを貼り合わせるには、マスク
膜３３が設けられている吸着プレート２５をホルダ２２
から取り外して、そのサイズに適したマスク膜を持った
吸着プレートを装着すれば良い。吸着プレートの着脱
は、フレーム２６をホルダ２２から取り外すことによっ
て、極めて容易に行うことができる。また、サイズの異
なるＴＦＴ基板とＣＦ基板とを貼り合わせる際に、上側
吸着機構２０の吸着プレート２５だけでなく、下側吸着
機構１０の吸着プレート１２も交換可能にしておけば、
それぞれの吸着範囲が変わる場合にも対処できる。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、上基板
を真空吸着する真空吸着手段をそれぞれ透明板で形成し
た導光用ガラス及び吸着プレートを備え、その間に負圧
室を形成するようになし、この導光用ガラスには紫外線
照射部が対向配設される受光面が設けられると共に、負
圧室に臨む面以外に反射面を設け、また吸着プレートの
負圧室に臨む面にはシール材を設けた部位を透光部とな
し、それ以外の部位をマスクする反射面を設ける構成と
したので、真空吸着手段で基板を吸着保持した状態で紫
外線をシール材の部位のみに効率的に照射して、このシ
ール材を硬化させることができ、別途紫外線硬化を行う
ための工程を必要せず、また両基板の相対位置ずれが防
止される等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】下基板としてＴＦＴ基板と上基板としてのＣＦ
基板とを貼り合わせる前の段階を示す外観図である。

【図２】ＴＦＴ基板とＣＦ基板とを貼り合わせた状態の
断面図である。

【図３】ＴＦＴ基板とＣＦ基板との貼り合わせ装置の断
面図である。

【図４】吸着プレートの平面図である。

【符号の説明】

１ ＴＦＴ基板 ２ ＣＦ基板 ３ シール材 １０ 下側吸着機構 ２０ 上側吸着機構 ２１ 昇降軸 ２２ ホルダ ２３ マスク板 ２４ 導光用ガラス ２５ 吸着プレート ２７ 負圧室 ２８ 受光面 ２９ ライトガイド ３０，３１ 鏡面反射膜 ３２ 透光部 ３３ マスク膜

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 透明な部材からなる上基板を真空吸着手
   段で吸着させて、この上基板を紫外線硬化型のシール材
   を介して下基板に接合させて、シール材に紫外線を照射
   することによりシール材を硬化するためのものにおい
   て、前記上基板を真空吸着する真空吸着手段を透明板で
   形成した導光用ガラスと、複数の吸着孔を備えた吸着プ
   レートとを有し、これら導光用ガラスと吸着プレートと
   の間に負圧室を形成し、導光用ガラスには、その負圧室
   に臨む面以外に反射面を設けると共に、この導光用ガラ
   スに受光面を形成して、この受光面に紫外光を導く紫外
   線照射部を対向配設し、また吸着プレートの負圧室に臨
   む面にはシール材を設けた部位に透光部となし、それ以
   外の部位をマスクする反射面を設ける構成としたことを
   特徴とする紫外線によるシール材硬化装置。
2. 【請求項２】 前記吸着プレートは前記導光用ガラスに
   対して所定の間隔を置いて着脱可能に装着する構成とし
   たことを特徴とする請求項１記載の紫外線によるシール
   材硬化装置。