JPH11264990A - 基板の貼り合わせ方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 対向する位置に配置された一方側の基板と他
方側の基板とを精度良く貼り合わせることができる基板
の貼り合わせ方法を提供する。 【解決手段】 表面に接着剤又はシール剤３が塗布され
外周が固定された一方側の基板１に、この一方側の基板
１に対向して配置された他方側の基板２を貼り合わせる
ようにした基板の貼り合わせ方法において、他方側の基
板２を、平面状の保持面３１に膜状に形成された粘性流
体１１の表面張力を利用して基板位置規制ユニット１０
に保持させ、対向する両側の基板１、２を相対的に水平
移動させて位置決めした後に、一方側の基板１と他方側
の基板２を貼り合わせるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、パーソナルコンピ
ュータやＴＶ受像機等の画像表示パネルとして用いられ
る液晶表示装置等の基板の貼り合わせ方法に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置の基板として、図３、図４
に示すように、互いに対向して配置された透光性材料か
らなる下基板１と上基板２との間に、一定のギャップを
保ちながら紫外線硬化型のシール剤３およびその内部に
滴下充填された液晶材料４が配置される構成のものが知
られている。

【０００３】このシール剤３は、図４（ａ）に示すよう
に、厚さ５μｍで下基板１の表面の外周近傍位置に塗布
され、その後に図４（ｂ）に示すように、シール剤３の
内部に液晶材料４を滴下し、その後に図４（ｃ）に示す
ように、上基板２を重ね合わせてから紫外線でシール剤
３を硬化させてパネルを完成させるようにしている。

【０００４】次に、図５に基づいて、従来の基板の貼り
合わせ方法について更に詳細に説明する。

【０００５】図５（ａ）に示すように、表面に厚さ５μ
ｍで塗布された紫外線硬化型のシール剤３及びシール剤
３の内部に液晶材料４が配置されたアレイ基板からなる
下基板１を、水平方向に移動可能なテーブル５上に搭載
し、その周辺を固定ピン６で固定する。

【０００６】次に、図５（ｂ）に示すように、厚さ１．
０ｍｍのテフロン材料からなるスペーサ７を下基板１の
周辺部にシール剤３に接触しないように数カ所配置して
下基板１を固定する。

【０００７】そして図５（ｃ）に示すように、カラーフ
ィルター基板からなる上基板２を複数のスペーサ７の上
に配置し、その後に、下基板１を搭載したテーブル５を
前後左右に水平移動して、下基板１と上基板２との位置
合わせを行う。この下基板１と上基板２の位置合わせを
行う方法としては、例えば、下基板１と上基板２とにそ
れぞれ位置基準マーク（図示略）を記し、下基板１と上
基板２とが透光性材料で形成されていることにより、上
基板２の上方から見て、上基板２の位置基準マークに下
基板１の表面の位置基準マークが合致しているかどうか
を確かめ、これら位置基準マークと位置基準マークが合
致していることを確認して位置合わせを行っている。

【０００８】更に、図５（ｄ）に示すように、上基板２
を垂直方向下向きに加圧し、この状態で各スペーサ７を
抜き取り、上基板２をシール剤３を介して下基板１に貼
り合わせる。

【０００９】その後に図５（ｅ）に示すように、紫外線
ランプ１０から紫外線を照射してシール剤３を硬化させ
て、下基板１と上基板２の貼り合わせを完了する。

【００１０】ところが、上述した従来の基板の貼り合わ
せ方法では、上基板２を下基板１の表面のシール剤３に
接触させるとき、即ちスペーサ７を抜き取るときに、上
基板２が規制又は支持されていないので、上基板２が下
降移動したときに、基板面方向（前後左右方向）に３μ
ｍ以上ずれる場合があり、例えば下基板１に形成されて
いる電極パターン（図示略）と上基板２に形成されてい
る画素（図示略）との位置ずれが起こって、その色が変
化し画像不良が発生するという問題があった。

【００１１】また、このずれを３μｍ以内に矯正するた
めに、上基板２が下基板１の表面のシール剤３に接触し
た後に、下基板１又は上基板２を基板面方向（前後左右
方向）に移動させようとすると、シール剤３の剥離が発
生してシール剤３と液晶材料４との拡散混合によって液
晶特性が損なわれるという問題があった。

【００１２】これを解決しようとするものに、例えば、
図６に示す液晶基板の貼り合わせ方法が提案されてい
る。

【００１３】図６に示す従来の液晶基板の貼り合わせ方
法では、まず、図６（ａ）に示すように、表面に紫外線
硬化型のシール剤３が塗布され、このシール剤３の内側
に液晶材料４が配置された下基板１を、水平方向に移動
可能なテーブル５上に搭載し、下基板１の周辺を固定ピ
ン６で固定する。

【００１４】次に、図６（ｂ）に示すように、スペーサ
７を下基板１の周辺部に、シール剤３に接触しないよう
に数カ所配置して固定する。

【００１５】更に図６（ｃ）に示すように、上基板２
を、数カ所配置されたスペーサ７の上に載置した後に、
上基板２の外周をガイド部材８で固定し、下基板１を搭
載したテーブル５を前後左右の水平方向に移動して、上
基板２の位置基準マーク（図示略）と下基板１の位置基
準マーク（図示略）とを合致させて下基板１と上基板２
との位置合わせを行う。

【００１６】次に、図６（ｄ）に示すように、上基板２
を垂直方向に加圧し、この加圧状態でスペーサ７を抜き
取り、上基板２をガイド部材８の端面に沿って基板面に
対して垂直方向に移動させて、上基板２をシール剤３を
介して下基板１に貼り合わせる。

【００１７】最後に図６（ｅ）に示すように、紫外線ラ
ンプ１０から紫外線を照射してシール剤３を硬化させ
て、下基板１と上基板２の貼り合わせは完了する。

【００１８】上記方法を改善するものとしての図７に示
す液晶基板の貼り合わせ方法では、まず、図７（ａ）に
示すように、表面に紫外線硬化型のシール剤３が塗布さ
れ、このシール剤３の内側に液晶材料４が配置された下
基板１を、水平方向に移動可能なテーブル５上に搭載
し、下基板１の周辺を固定ピン６で固定する。

【００１９】次に、図７（ｂ）に示すように、スペーサ
７を下基板１の周辺部に、シール剤３に接触しないよう
に数カ所配置して固定する。

【００２０】更に図７（ｃ）に示すように、上基板２
を、数カ所配置されたスペーサ７の上に載置した後に、
上基板２の外周をガイド部材８で固定し、下基板１を搭
載したテーブル５を前後左右の水平方向に移動して、上
基板２の位置基準マーク（図示略）と下基板１の位置基
準マーク（図示略）とを合致させて下基板１と上基板２
との位置合わせを行う。

【００２１】次に、図７（ｄ）に示すように、スペーサ
７を抜き取り、上基板２をガイド部材８で固定した状態
で、このガイド部材８とともに垂直方向に移動させて、
上基板２をシール剤３を介して下基板１に加圧状態下で
貼り合わせる。

【００２２】最後に図７（ｅ）に示すように、紫外線ラ
ンプ１０から紫外線を照射してシール剤３を硬化させ
て、下基板１と上基板２の貼り合わせは完了する。

【００２３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述した図
６、図７に示す液晶基板の貼り合わせ方法においても、
上基板２をスペーサ７の上に配置したときに、上基板２
の自重によって反りなどが生じて上基板２が変形してし
まい、この状態で上基板２と下基板１の位置合わせを行
い、上基板２の位置基準マークと下基板の位置基準マー
クが合致した状態でも、スペーサ７を抜き取って上基板
２をシール剤３に接触させたときに、上基板２の反り等
の変形がなくなってその表面及び裏面が平坦面となり、
上基板２の位置基準マークと下基板１の位置基準マーク
とがずれた状態になってしまう。

【００２４】このために、上基板２が下基板１に対し基
板面の前後左右方向に３μｍ近くずれて、完成された液
晶ディスプレイにおいて、下基板１に形成されている電
極パターン（図示略）と上基板２に形成されている画素
（図示略）との位置ずれが起こって色が変化し画像不良
が発生してしまうという問題があった。

【００２５】また、このずれを矯正するために、上基板
２がシール剤３に接触した後に、下基板１又は上基板２
を基板面の前後左右方向に移動させようとすると、シー
ル剤３の剥離が発生し、液晶材料４の液晶特性が損なわ
れるという問題があった。

【００２６】本発明は、上記問題点を解消し、対向する
位置に配置された一方側の基板と他方側の基板とを精度
良く貼り合わせることができる基板の貼り合わせ方法を
提供することを目的としている。

【００２７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、表面に接着剤又はシール剤が塗布され外
周が固定された一方側の基板に、この一方側の基板に対
向して配置された他方側の基板を貼り合わせるようにし
た基板の貼り合わせ方法において、前記他方側の基板
を、平面状の保持面に膜状に形成された粘性流体を利用
して基板位置規制ユニットに保持させ、対向する両側の
基板を相対的に水平移動させて位置決めした後に、前記
一方側の基板と前記他方側の基板を貼り合わせるように
した。

【００２８】本発明は、前記一方側の基板と他方側の基
板は、透光性材料で形成されており、前記一方側の基板
の表面に塗布されたシール剤の内側に液晶材料が配置さ
れているものに採用すると好適である。

【００２９】更に、前記他方側の基板は、その外周を固
定ピンで固定されていると好ましい。

【００３０】また、前記基板位置規制ユニットには、複
数の小穴が設けられており、これら小穴から粘性流体を
ユニット表面に供給して、前記他方側の基板を前記粘性
流体の表面張力で保持すると好適である。

【００３１】更に、前記一方側の基板とこの基板が載置
されるテーブルとの間及び／又は前記他方側基板と基板
位置規制ユニットの間に弾性体を介装させて両側の基板
を貼り合わせることによって、両側の基板のギャップ精
度を確保すると好ましい。

【００３２】また、前記両側の基板を貼り合わせた後
に、前記基板位置規制ユニット内へエアーを送り込むこ
とにより、前記他方側の基板を基板位置規制ユニットか
ら離脱させると好適である。

【００３３】本発明によると、他方側の基板を基板位置
規制ユニットに、その保持面に膜状に形成した粘性流体
の表面張力を利用して保持しているので、他方側の基板
が表面と裏面とが平坦面となった反りのない状態で位置
合わせされ、かつその状態で一方側の基板に貼り合わさ
れるために、両基板を精度良く貼り合わせることができ
る。

【００３４】一方側の基板と他方側の基板が透光性材料
で形成され、一方側の基板の表面のシール剤の内側に液
晶材料が配置されているものでは、一方側の基板と他方
側の基板とを精度良く貼り合わせることができて、貼り
合わせ後のずれの補正をする必要がないので、画像不良
及び液晶特性が損なわれることがない液晶ディスプレイ
を製造することができる。

【００３５】他方側の基板が、その外周を固定ピンで固
定されているものでは、粘性液体の表面張力による他方
側の基板の固定の際のずれ及びスペーサ解除の際におけ
る他方側の基板のずれを防止できる。

【００３６】基板位置規制ユニットに複数の小穴が設け
られ、これら複数の小穴から粘性液体をユニット表面に
供給して他方側の基板を保持するものでは、他方側の基
板を固定するときに、他方側の基板の反りを確実に防ぐ
ことができる。

【００３７】一方側の基板とこの基板が載置されるテー
ブルとの間及び／又は他方側基板と基板位置規制ユニッ
トの間に弾性体を介装させたものでは、一方側の基板と
他方側の基板とのギャップ精度を確保することができ
る。

【００３８】基板位置規制ユニット内へエアーを送り込
んで、他方側の基板を基板位置規制ユニットから解放す
るものでは、一方側の基板に他方側の基板を貼り合わせ
た後、基板位置規制ユニットから他方側の基板を簡単に
離脱させることができる。

【００３９】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る基板の貼り合
わせ方法および装置の実施の形態について、図を参照し
つつ説明する。

【００４０】図１は実施の形態の基板の貼り合わせ方法
を説明するための模式的断面図であり、図２は実施の形
態の基板の貼り合わせ方法を説明するための模式的平面
図である。尚、上述した従来例と同一部材、同一部分に
は同じ符号を付して一部説明を省略する。

【００４１】この実施の形態の基板の貼り合わせ方法
は、まず、図１（ａ）、図２（ａ）に示すように、表面
に厚さ約５μｍで塗布された紫外線硬化型のシール剤３
の内側に液晶材料４が配置された透光性材料（ガラス）
からなるアレイ基板である下基板（一方側の基板）１
を、水平方向に移動可能なテーブル５の上面に取り付け
られた弾性体９の上面に搭載し、固定ピン６でその外周
を固定する。

【００４２】次に、図１（ｂ）、図２（ｂ）に示すよう
に、厚さ約１．０ｍｍのテフロン材料からなるスペーサ
７を、下基板１の周辺部に、シール剤３に接触しないよ
うに数カ所配置して下基板１を固定する。

【００４３】更に、この状態で真空容器（図示略）内に
入れ、図１（ｃ）、図２（ｃ）に示すように、透光性材
料（ガラス）からなるカラーフィルター基板である上基
板（他方側の基板）２を数カ所配置されたスペーサ７の
上に配置した後に、垂直方向に移動可能であって、平面
状の保持面３１に複数の小穴１０ａが形成された基板位
置規制ユニット１０を垂直下方向（矢印Ａ方向）に移動
させて、前記上基板２に接触させる。この移動中に基板
位置規制ユニット１０内に供給されたオイル等の粘性流
体１１を複数の小穴１０ａから前記保持面３１に流出さ
せ、この保持面３１に膜状に形成された粘性流体１１の
表面張力と、上基板２の外周に配置されて上基板２を固
定する固定ピン１２によって、上基板２の基板面の前後
左右の水平方向と垂直方向の動きを、基板位置規制ユニ
ット１０で規制する。この状態では、上基板２は基板位
置規制ユニット１０の保持面３１に供給されたオイル等
の粘性流体の表面張力で保持されているので、表面、裏
面とも平坦面となって反り等の変形が生じていない状態
となっている。

【００４４】その後に、下基板１を搭載したテーブル５
を前後左右の水平方向に移動させて、下基板１に記され
た位置基準マーク（図示略）と上基板２に記された位置
基準マーク（図示略）とが、基板位置規制ユニット１０
に設けられた透明部（図示略）の上方から見て合致する
ように下基板１と上基板２との位置合わせを行う。

【００４５】次に、図１（ｄ）、図２（ｄ）に示すよう
に、全てのスペーサ７を抜いて、基板位置規制ユニット
１０を基板面に対して垂直方向に下降させて、上基板２
をシール剤３を介して下基板１に貼り合わせる。その後
に、基板位置規制ユニット１０内にエアーを供給して複
数の小穴１０ａに送り込むことによって、上基板２を解
放しつつ、基板位置規制ユニット１０を上昇させて上基
板２を離脱させる。

【００４６】その後に、真空容器内から取り出して、図
１（ｅ）、図２（ｅ）に示すように、紫外線ランプ８か
ら紫外線を照射しシール剤３を硬化させて、下基板１と
上基板２とを貼り合わせて一連の作業を完了させる。

【００４７】この実施の形態の基板の貼り合わせ方法に
よれば、下基板１と上基板２との貼り合わせ精度は、基
板位置規制ユニット１０の保持面３１の平面加工精度に
よって決まるので、この平面加工精度を高めることによ
り下基板１と上基板２とを精度良く貼り合わせることが
できる。更に、基板位置規制ユニット１０にオイル等の
粘性流体で上基板２を保持するので、この状態で上基板
２に反り等の変形が生じることがなく、上基板２と下基
板１との位置合わせを正確に行うことができ、貼り合わ
せ後のずれの補正をする必要がなくなるので、画像不良
及び液晶材料の液晶特性が損なわれることがなく、画像
ムラ不良が発生することを防ぐことができる。

【００４８】尚、上述した実施の形態では、スペーサ７
の厚さを約１．０ｍｍとしたが、これに限らず、スペー
サ７の厚さは、上基板２とシール剤３が接触しない厚
さ、即ちシール剤３の厚さを越えていればよい。

【００４９】また、弾性体９の取り付け位置は、テーブ
ル５と下基板１との間に限らず、上基板２と基板位置規
制ユニット１０の間でもよく、また両方に取り付けても
よい。

【００５０】更に、下基板１と上基板２との位置合わせ
は、下基板１を搭載したテーブル５を固定して、上基板
２を規制保持した基板位置規制ユニット１０側を前後左
右の水平方向に移動するようにしてもよい。

【００５１】また、スペーサ７を抜くタイミングは、上
基板２を加圧した後でもよく、同時でもよい。

【００５２】更に、上述した実施の形態では、シール剤
３として紫外線硬化型材料を用いたが、これに限らず、
通常の接着剤を用いてもよい。また、基板として透光性
材料以外のものを用いる場合には、シール剤３としては
熱硬化型材料を用いることが望ましい。

【００５３】また、上述した実施の形態では、液晶表示
装置の液晶滴下工法の場合での基板の貼り合わせ方法に
ついて説明したが、液晶表示装置の下基板と上基板をシ
ール剤で貼り合わせた後に、液晶材料をシール剤の内側
に注入する液晶注入方式の基板の貼り合わせ方法にも適
用できる。

【００５４】更に、上述した実施の形態では、下基板１
と上基板２とが透光性材料で形成された液晶表示装置の
基板の貼り合わせ方法について説明したが、本発明はこ
れに限らず、接着剤などを使用した２枚の基板の貼り合
わせ方法にも適用できる。

【００５５】上記基板位置規制ユニット１０は上述した
実施の形態に示されるものの外、種々の形態に構成する
ことができ、例えば図８に示すように構成することがで
きる。

【００５６】図８において、１０は基板位置規制ユニッ
ト、１０ａは小穴、３１は保持面、３２はオイル供給
管、３３はオイルリターン管、３４は開閉弁、３５はフ
ィルタ、３６はポンプ、３７はオイルタンク、３８は開
閉弁、３９は空気通路、４０は空気供給管、４１は開閉
弁である。

【００５７】基板位置規制ユニット１０の内部へのオイ
ル供給時には、オイル供給側の開閉弁３８が開き、オイ
ルリターン側の開閉弁３４及び空気供給側の開閉弁４１
が閉じている。ポンプ３６の作動により、オイルタンク
３７内のオイルはオイル供給管３２を通じて基板位置規
制ユニット１０の内部に供給される。このオイルが複数
の小穴１０ａを通じて保持面３１に流出し、膜状の層を
形成し、上基板２を保持するために使用されることは既
に説明したとおりである。

【００５８】図８に示す実施の形態は、下基板１と上基
板２との貼り合わせ後に基板位置規制ユニット１０の内
部のオイルを回収しうるようにした点に特徴を有してお
り、このオイル回収時には、オイル供給側の開閉弁３８
及び空気供給側の開閉弁４１が閉じ、オイルリターン側
の開閉弁３４が開く。そして、ポンプの作動により、基
板位置規制ユニット１０の内部のオイルがオイルリター
ン管３２、フィルタ３５を通じ、オイルタンク３７に回
収される。

【００５９】オイルの回収後、基板位置規制ユニット１
０の保持面３１から上基板２を確実に解決するため、空
気供給管４０を通じて、圧送空気が基板位置規制ユニッ
ト１０に供給される。このとき、空気供給側の開閉弁４
１のみが開いている。

【００６０】なお、基板位置規制ユニット１０に複数の
小穴１０ａを設けずに、基板位置規制ユニット１０の保
持面３１を平坦面とし、この面全体にオイル等の粘性流
体を、例えばスタンプ式に塗着して、上基板２をこの粘
性流体の表面張力で保持するようにしてもよい。このと
き、上基板２が接着剤又はシール剤３を介して下基板１
に貼り合わせた後には、この接着剤又はシール剤３の接
着力が粘性流体の表面張力による上基板２の保持力より
強いことが一般であるので、上基板２を基板位置規制ユ
ニット１０からの離脱が可能となる。

【００６１】更に、上記実施形態は位置合わせと貼り合
わせとを真空容器内で行っているが、液晶材料の滴下充
填や紫外線照射をも真空容器内で行うように構成しても
よく、あるいはすべての工程を大気中で行ってもよい。

【００６２】

【発明の効果】本発明によれば、対向する位置に配置さ
れた一方側の基板と他方側の基板とを精度良く貼り合わ
せることができる。特に、これら基板が液晶表示装置に
用いられるものである場合には、他方側の基板とシール
剤との接触の際のずれを抑制し、画像不良及び画像ムラ
不良をなくすことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の基板の貼り合わせ方法を
説明するための模式的断面図である。

【図２】実施の形態の基板の貼り合わせ方法を説明する
ための模式的平面図である。

【図３】液晶表示装置の構造を説明するための分解斜視
図である。

【図４】液晶滴下工法を説明するための模式的断面図で
ある。

【図５】従来の基板の貼り合わせ方法を説明するための
模式的断面図である。

【図６】従来例の液晶基板の貼り合わせ方法を説明する
ための模式的断面図である。

【図７】その他の液晶基板の貼り合わせ方法を説明する
ための模式的断面図である。

【図８】本発明の他の実施の形態の基板位置規制ユニッ
トを示す模式的断面図である。

【符号の説明】

１ 下基板（一方側の基板） ２ 上基板（他方側の基板） ３ シール剤 ４ 液晶材料 ５ テーブル ６ 固定ピン ７ スペーサ ９ 弾性体 １０ 基板位置規制ユニット １０ａ 小穴 １１ 粘性流体 １２ 固定ピン ３１ 保持面

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表面に接着剤又はシール剤が塗布され外
   周が固定された一方側の基板に、この一方側の基板に対
   向して配置された他方側の基板を貼り合わせるようにし
   た基板の貼り合わせ方法において、前記他方側の基板
   を、平面状の保持面に膜状に形成された粘性流体を利用
   して基板位置規制ユニットに保持させ、対向する両側の
   基板を相対的に水平移動させて位置決めした後に、前記
   一方側の基板と前記他方側の基板を貼り合わせるように
   したことを特徴とする基板の貼り合わせ方法。
2. 【請求項２】 前記一方側の基板と他方側の基板は、透
   光性材料で形成されており、前記一方側の基板の表面に
   塗布されたシール剤の内側に液晶材料が配置されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の基板の貼り合わせ方
   法。
3. 【請求項３】 前記他方側の基板は、その外周を固定ピ
   ンで固定されていることを特徴とする請求項１又は２に
   記載の基板の貼り合わせ方法。
4. 【請求項４】 前記基板位置規制ユニットには、複数の
   小穴が設けられており、これら小穴から粘性流体をユニ
   ット表面に供給して、前記他方側の基板を前記粘性流体
   の表面張力で保持するようにしたことを特徴とする請求
   項１乃至３のいずれかに記載の基板の貼り合わせ方法。
5. 【請求項５】 前記一方側の基板とこの基板が載置され
   るテーブルとの間及び／又は前記他方側基板と基板位置
   規制ユニットの間に弾性体を介装させて両側の基板を貼
   り合わせることによって、両側の基板のギャップ精度を
   確保するようにしたことを特徴とする請求項１乃至４の
   いずれかに記載の基板の貼り合わせ方法。
6. 【請求項６】 前記両側の基板を貼り合わせた後に、前
   記基板位置規制ユニット内へエアーを送り込むことによ
   り、前記他方側の基板を基板位置規制ユニットから離脱
   させるようにしたことを特徴とする請求項１乃至５のい
   ずれかに記載の基板の貼り合わせ方法。
7. 【請求項７】 表面に接着剤又はシール剤が塗布された
   外周が固定され一方側の基板に、この一方側の基板に対
   向して配置された他方側の基板を貼り合わせるために用
   いる装置において、前記一方側の基板を保持する保持手
   段と、前記他方側の基板を保持する基板位置規制ユニッ
   トと、前記保持手段と前記基板位置規制ユニットとを相
   対的に水平移動させて位置決めした後に前記一方側の基
   板と前記他方側の基板を貼り合わせる基板貼り合わせ手
   段とを備え、前記基板位置規制ユニットは平面状の保持
   面に前記一方側の基板を保持するための粘性流体の膜状
   の層を備えていることを特徴とする基板の貼り合わせ装
   置。