(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上定盤（１）及び下定盤（２）に対して夫々着脱自在に保持された二枚の基板（Ａ，Ｂ）を、上定盤（１）と下定盤（２）との間に区画形成された真空な閉空間（Ｓ）内で重ね合わせ、位置決め手段（８）により相対的にＸＹθ方向へ調整移動して両基板（Ａ，Ｂ）のアライメントを行い、更に両基板（Ａ，Ｂ）の内外に生じる気圧差で所定のギャップまで潰す液晶パネル用基板の貼り合わせ装置において、
前記上定盤（１）及び下定盤（２）の対向面に設けられた基板（Ａ，Ｂ）を移動不能に保持する保持手段（３）と、
上定盤（１）及び下定盤（２）の対向する周縁部（１ａ，２ａ）間の密閉状態を維持したまま相対的にＸＹθ方向へ移動自在に支持する移動シール手段（４）と、
上定盤（１）及び下定盤（２）を相対的に接近移動して、これら上定盤（１）及び下定盤（２）の間に両基板（Ａ，Ｂ）が囲まれるように閉空間（Ｓ）を区画形成すると共に、両基板（Ａ，Ｂ）を所定間隔まで接近させる加圧手段（５，７）と、
上記閉空間（Ｓ）内の気体を出し入れして所定の真空度にする吸気手段（６）と、
上記加圧手段（５，７）の作動状態で、上定盤（１）及び下定盤（２）を相対的にＸＹθ方向へ調整移動させるための閉空間（Ｓ）外に配設した位置決め手段（８）とを備え、
両基板（Ａ，Ｂ）を囲むように環状に設けられた移動シール手段（４）の移動ブロック（４ａ）と上定盤（１）をＸＹθ方向へ一体的に連結させ、この移動ブロック（４ａ）の上面には上定盤（１）の周縁部（１ａ）と密接して圧縮変形可能な環状シール材（４ｂ）を装着し、移動ブロック（４ａ）の下面には下定盤（２）の周縁部（２ａ）と常時接触する駆動真空シール（４ｃ）を装着したことを特徴とする液晶パネル用基板の貼り合わせ装置。
【請求項２】
前記駆動真空シール（４ｃ）に上定盤(１)や移動ブロック（４ａ）の重量などの力が作用しないように支持する荷重受ボール（４ｄ）を設けた請求項１記載の液晶パネル用基板の貼り合わせ装置。
【請求項３】
前記上定盤（１）から移動ブロック（４ａ）に亘って複数本の連結ピン（４ｅ）を、上下方向へは往復動自在であるがＸＹθ方向へは移動不能に挿通させた請求項１または２記載の液晶パネル用基板の貼り合わせ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）に使用する液晶パネルの製造過程において、二枚の液晶パネル用基板を真空中でアライメント（粗合わせ及び微合わせ）するための液晶パネル用基板の貼り合わせ装置及び貼り合わせ方法に関する。詳しくは、上下一対の加圧板に対して夫々着脱自在に保持された二枚の基板を真空中で重ね合わせ、位置決め手段により相対的にＸＹθ方向へ調整移動して両基板の粗合わせ及び微合わせを行い、更に両基板を加圧して所定のギャップまで潰す液晶パネル用基板の貼り合わせ装置及び貼り合わせ方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の液晶パネル用基板の貼り合わせ装置及び貼り合わせ方法は、例えば図５に示すように、上下一対の加圧板１′，２′と例えばＸＹテーブルなどの位置決め手段８′の全体を囲むように真空チャンバー１１が上下方向へ開閉自在に形成され、この位置決め手段８′とその駆動源８ｂ′とを連絡する駆動軸８ｃ′が、例えばベローズなどの真空貫通部品１２により真空チャンバー１１を貫通して設けられている。
そして、上記真空チャンバー１１が閉じられてその内部を真空にした後、その外部から駆動軸８ｃ′で位置決め手段８′を作動して両加圧板１′，２′が相対的にＸＹθ方向へ調整移動されることにより、両基板Ａ，Ｂの粗合わせ及び微合わせを行っていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし乍ら、このような従来の液晶パネル用基板の貼り合わせ装置及び貼り合わせ方法では、外部から駆動伝達により真空チャンバー内の位置決め手段をＸＹθ移動してアライメントするため、駆動軸の真空貫通部品が複雑化して、真空チャンバー内外の真空遮断にコストがかさむだけでなく、シール材の粘度によっては、粗合わせや微合わせに相当な力が必要で、駆動形態の制約が多いという問題がある。
また、真空チャンバーが上下一対の加圧板及び位置決め手段の全体を囲むため、真空となる空間が大きくなってしまい、真空ポンプの容量を大きくする必要があると共に、使用できる基板の大きさにも限界があって、大型の基板は製造できないという問題がある。
【０００４】
本発明のうち請求項１記載の発明は、上定盤及び下定盤の間のみを密閉状態にしたままその外部でＸＹθ移動してアライメントすることを目的としたものである。
【０００５】
【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、本発明のうち請求項１記載の発明は、上定盤及び下定盤の対向面に設けられた基板を移動不能に保持する保持手段と、
上定盤及び下定盤の対向する周縁部間の密閉状態を維持したまま相対的にＸＹθ方向へ移動自在に支持する移動シール手段と、
上定盤及び下定盤を相対的に接近移動して、これら上定盤及び下定盤の間に両基板が囲まれるように閉空間を区画形成すると共に、両基板を所定間隔まで接近させる加圧手段と、
上記閉空間内の気体を出し入れして所定の真空度にする吸気手段と、
上記加圧手段の作動状態で、上定盤及び下定盤を相対的にＸＹθ方向へ調整移動させるための閉空間外に配設した位置決め手段とを備え、
両基板を囲むように環状に設けられた移動シール手段の移動ブロックと上定盤をＸＹθ方向へ一体的に連結させ、この移動ブロックの上面には上定盤の周縁部と密接して圧縮変形可能な環状シール材を装着し、移動ブロックの下面には下定盤の周縁部と常時接触する駆動真空シールを装着したことを特徴とするものである。
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明の構成に、前記駆動真空シールに上定盤や移動ブロックの重量などの力が作用しないように支持する荷重受ボールを設けた構成を加えたことを特徴とする。
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の発明の構成に、前記上定盤から移動ブロックに亘って複数本の連結ピンを、上下方向へは往復動自在であるがＸＹθ方向へは移動不能に挿通させた構成を加えたことを特徴とする。
【０００６】
【作用】
請求項１の発明は、二枚の基板を保持した上定盤及び下定盤が接近移動することにより、相互の周縁部の間を移動シール手段で密閉して閉空間が区画形成されると共に、両基板が所定間隔まで接近し、その後、この閉空間内の空気を抜きながら、上定盤及び下定盤を相対的にＸＹθ方向へ調整移動させて、両基板の粗合わせが行われ、所定の真空度に到達してから、上記移動シール手段を変形させて両基板の間が環状接着剤で密閉される位置まで更に接近し、この状態で、上定盤及び下定盤を相対的にＸＹθ方向へ調整移動させて、両基板の微合わせが行われ、その後、上定盤及び下定盤の一方からのみ基板を解放して、上記閉空間内を大気圧に戻すことにより、両基板の内外に生じる気圧差で均等に押し潰されて所定のギャップが形成されるものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
この実施例は、図１〜図２に示す如く上方の加圧板１が、上下方向へは往復動自在だがＸＹθ方向へは移動不能に支持された上定盤であると共に、下方の加圧板２が固定台板９上に例えばＸＹテーブルなどの位置決め手段８を介してＸＹθ方向へ調整移動自在に支持された下定盤であり、これら上定盤１及び下定盤２の対向面に吸着保持した二枚のガラス製基板Ａ，Ｂを、真空雰囲気中でアライメントするものである。
【０００８】
上定盤１及び下定盤２は、例えば金属やカーボンなどの剛体で構成され、これら対向面の中央部には、両基板Ａ，Ｂを移動不能に保持する保持手段３として複数の吸引孔が開穿され、これら吸引孔３…と例えば真空ポンプなどの吸引源（図示せず）とを配管連絡させる。
この吸引源は、コントローラー（図示せず）で動作制御され、両基板Ａ，Ｂをセットする初期状態に吸引が開始され、両基板Ａ，Ｂの微合わせ後にどちらか一方、本実施例では上方基板Ａの吸引を解除し、後述する閉空間Ｓが大気圧に戻った後は下方基板Ｂの吸引を解除して初期状態に戻す。
【０００９】
これら基板Ａ，Ｂには、例えば所望のパターンが形成されたカラーフィルターとＴＦＴ基板からなり、これら対向面のどちらか一方、図示例の場合には下方の基板Ｂの周縁部に沿って環状接着剤Ｃが枠状に塗布され、必要に応じて他方には多数のスペーサ（図示せず）が散布される。
【００１０】
更に、上定盤１の周縁部１ａと下定盤２の周縁部２ａとの間には、これら両者間の密閉状態を維持したまま相対的にＸＹθ方向へ移動自在に支持する移動シール手段４が、両基板Ａ，Ｂを囲むように環状に設けられる。
この移動シール手段４は、本実施例の場合、上定盤１及び下定盤２の平面形状に合わせて断面円形又は矩形に形成された移動ブロック４ａと、この移動ブロック４ａの上面に装着した上定盤１の周縁部１ａと接離する例えばＯリングなどの上下方向へ弾性変形可能な環状シール材４ｂと、移動ブロック４ａの下面に装着した下定盤２の周縁部２ａと常時接触する必要に応じて例えば真空グリースが使用された駆動真空シール４ｃと、この駆動真空シール４ｃに上定盤１や移動ブロック４ａの重量などの力が作用しないように支持する荷重受ボール４ｄとから構成される。
【００１１】
特に必要に応じて、これら上定盤１と移動ブロック４ａがＸＹθ方向へ一体的に連結させるために、上定盤１から移動ブロック４ａに亘って複数本の連結ピン４ｅを、上下方向へは往復動自在であるがＸＹθ方向へは移動不能に挿通させることが好ましく、更に移動ブロック４ａと下定盤２が上下方向へ離れるのを防止するために両者に亘って例えば引っ張りバネなどの弾性材料４ｆを掛け渡すことが好ましい。
【００１２】
そして、上定盤１には、図１の符号５に示すような例えば上下駆動用シリンダーなどからなる第一加圧手段が連設される。
この第一加圧手段５は、コントローラー（図示せず）で動作制御され、基板Ａ，Ｂをセットする初期状態で、図１の一点鎖線及び図２（ａ）に示す如く上定盤１を上限位置で待機しており、基板Ａ，Ｂのセット完了後に、図１の実線及び図２（ｂ）に示す如く上定盤１を下降させて、下定盤２との間に閉空間Ｓが両基板Ａ，Ｂを囲むように区画形成し、両基板Ａ，Ｂの微合わせ終了後か、或いは後述する閉空間Ｓが大気圧に戻った後は上昇させて初期状態に戻す。
【００１３】
この閉空間Ｓには、図１の符号６に示すような外部に配設した例えば真空ポンプと連絡して、該閉空間Ｓ内の気体、本実施例では空気を出し入れして所定の真空度にする吸気手段が設けられる。
この吸気手段６は、コントローラー（図示せず）で動作制御され、上定盤１及び下定盤２の接近移動により閉空間Ｓが形成された後に閉空間Ｓから吸気を開始し、両基板Ａ，Ｂの微合わせの終了後は閉空間Ｓに空気を供給して大気圧に戻す。
【００１４】
また、前記第一加圧手段５により接近させた両基板Ａ，Ｂを、それらの間が環状接着剤Ｃで密閉される位置まで更に接近させる第二加圧手段７が設けられる。この第二加圧手段７は、本実施例の場合、前記移動ブロック４ａの上面から上定盤１の周縁部１ａへ向けて配設した上下方向へ伸縮自在なシリンダー７ａからなり、このシリンダー７ａを上下方向へ短縮化して前記環状シール４ｂを上下方向へ圧縮変形させることにより、両基板Ａ，Ｂが更に加圧されるようにしている。
更に、この第二加圧手段７は、コントローラー（図示せず）で動作制御され、初期状態で図２（ａ）に示す如く上下方向へ伸長しており、両基板Ａ，Ｂの粗合わせ終了後に図２（ｃ）に示す如く短縮させ、両基板Ａ，Ｂの微合わせ終了後か、或いは後述する閉空間Ｓが大気圧に戻った後は上昇させて初期状態に戻す。
【００１５】
そして、前記閉空間Ｓの外側となる下定盤２の底面には、例えばＸＹテーブル８ａと、下定盤２をＸＹθ方向へ移動させるための駆動源８ｂなどからなる位置決め手段８が連設され、両基板Ａ，Ｂに表示されたマークを顕微鏡とカメラで構成した検出手段８ｃから出力されるデータに基づいて駆動源８ｂを作動させることにより、下定盤２及びこれに保持された下方基板ＢがＸＹθ方向へ調整移動して、粗合わせと微合わせを行う。
【００１６】
更にまた、必要に応じて、前記上定盤１及び下定盤２の対向面の両基板Ａ，Ｂと当接する中央部分には、クッション性に優れた材質でありながら上記位置決め手段８によるＸＹθ方向への調整移動の際に位置ズレが発生しない程度の厚さ寸法に形成された緩衝材１０を配設しても良い。
図示例の場合には、下定盤２の対向面２ｂのみに、数mm厚さ寸法の緩衝材１０を設けたが、これに限定されず、上定盤１及び下定盤２の対向面の両方か又は上定盤１の対向面のみに緩衝材１０に設けても良い。
【００１７】
次に、斯かる液晶パネル用基板の貼り合わせ方法を工程順に従って説明する。先ず、図２（ａ）に示す如く上定盤１及び下定盤２の対向面に基板Ａ，Ｂを夫々プリアライメントしてセットする。
それにより、保持手段３で両基板Ａ，Ｂが夫々移動不能に吸着保持される。
【００１８】
その後、第一加圧手段５の作動で図２（ｂ）に示す如く上定盤１と下定盤２を互いに近づけ、上定盤１の周縁部１ａが環状シール４ｂに密接して、上定盤１と下定盤２との間には、これら捧持された両基板Ａ，Ｂを囲むように閉空間Ｓが区画形成される。
【００１９】
これと同時に両基板Ａ，Ｂは、上定盤１と下定盤２の接近移動により、所定間隔まで接近し、この状態で１mm以下の隙間をもって対峙している。
しかし、一方の基板Ｂに塗布した環状接着剤Ｃには、他方の基板Ａが接触せず、これら両基板Ａ，Ｂの間と閉空間Ｓは連通している。
【００２０】
その後、吸気手段６の作動で閉空間Ｓから空気が抜かれて所定の真空度になると共に、両基板Ａ，Ｂの間からも空気が抜かれて真空となる。
この状態で、位置決め手段８の作動により上定盤１と下定盤２を相対的にＸＹθ方向へ調整移動させて、両基板Ａ，Ｂの粗合わせが行われる。
【００２１】
そして、所定の真空度に到達したら、第二加圧手段７の作動で図２（ｃ）に示す如く上定盤１と下定盤２が更に接近して環状シール４ｂを圧縮変形させ、それにより両基板Ａ，Ｂが更に接近して、一方の基板Ｂに塗布した環状接着剤Ｃに、他方の基板Ａが密接して両者間が密閉される。
この状態で、位置決め手段８の作動により上定盤１と下定盤２を相対的にＸＹθ方向へ調整移動させて、両基板Ａ，Ｂの微合わせが行われる。
【００２２】
その後、図２（ｄ）に示す如く保持手段３の作動により上定盤１からのみ上方基板Ａの吸着を解除して、吸気手段６の作動により閉空間Ｓ内に空気を入れてその雰囲気を大気圧に戻す。
それにより、両基板Ａ，Ｂの内外に生じる気圧差で均等に押し潰され、所定のギャップが形成される。
【００２３】
この際、粗合わせを行う前の時点、具体的には両基板Ａ，Ｂのセット時に適正量の液晶を適正状態で封入すれば、閉空間Ｓ内の雰囲気を大気圧に戻すことにより、両基板Ａ，Ｂの内外に生じる気圧差で均等に押し潰されて、液晶が封入された状態で所定のギャップ形成が可能となり、後工程で液晶を注入せずに液晶パネルが制作できる。
【００２４】
それ以降は、閉空間Ｓ内が大気圧に戻ったら、第一加圧手段５の作動により上定盤１と下定盤２を離して閉空間Ｓが開放され、アライメントされた両基板Ａ，Ｂを取り出して、上述した動作が繰り返される。
【００２５】
従って、上定盤１及び下定盤２の間のみを密閉状態にしたままその外部でＸＹθ移動してアライメントできる。
その結果、位置決め手段８やその駆動源８ｂなどが大気中に設置可能となり、通常部品が使用できると共に、真空貫通部品もなくなり、それにより、構造の簡略化が図れ、しかも真空遮断にコストもかかず、粗合わせや微合わせに相当な力を必要としないから、駆動形態の制約が無い。
また、真空となる空間を最小にして、その分だけ真空ポンプの容量が小さくてすみ、大型の基板でも生産性が高く製造できる。
【００２６】
更に必要に応じて、前記上定盤１及び下定盤２の対向面のどちらか一方又は両方に、クッション性に優れてＸＹθ方向への調整移動の際に位置ズレが発生しない緩衝材１０を配設した場合には、上定盤１及び下定盤２の片当たりを防止して均一なギャップ形成が容易となる。
【００２７】
一方、図３及び図４に示すものは、本発明の他の実施例であり、このものは、前記第二加圧手段７が、移動ブロック４ａの上面から上定盤１の周縁部１ａへ向けて配設した上下方向へ伸縮自在なシリンダー７ａに代えて、上定盤１の対向面中央に形成された凹部１ｂを閉塞すると共に上方基板Ａを移動不能に保持する上下方向のみ弾性変形可能な可撓性薄板材７ｂと、この可撓性薄板材７ｂで閉鎖された凹部１ｂ内の気体を出し入れして微合わせ時に可撓性薄板材７ｂが下方へ基板Ｂへ向け膨出するように変形させる加圧部７ｃとからなる構成が、前記図１及び図２に示した実施例とは異なり、それ以外の構成は図１及び図２に示した実施例と同じものである。
【００２８】
上記可撓性薄板材７ｂは、例えばステンレスなどの金属製フィルムなどの上下方向へは弾性変形可能であるがＸＹθ方向へは変形不能に形成され、その中央には、保持手段３として複数の吸引孔が開穿される。
上記加圧部７ｃは、コントローラー（図示せず）で動作制御され、図４（ａ）に示す上記状態及び図４（ｂ）に示す粗合わせまで、閉鎖凹部１ｂの内圧が吸気手段６による閉空間Ｓの内圧と同じになるように空気を出し入れし、粗合わせ後のみ図４（ｃ）に示す如く閉鎖凹部１ｂの内圧が閉空間Ｓの内圧より大きくなるように空気を入れる。
【００２９】
従って、図３及び図４に示すものは、粗合わせ後、図４（ｃ）に示す如く閉鎖凹部１ｂの内圧上昇により可撓性薄板材７ｂが膨出変形して、それに保持された上方基板Ａを下方基板Ｂへ更に接近して両者間が環状接着剤Ｃで密閉させることにより、これら両基板Ａ，Ｂが微合わせ時に最終ギャップ近くまで均等に潰される。
その結果、前記図１及び図２に示した実施例よりも剛体製上定盤１及び下定盤２は対向面の平坦度や定盤間の平行精度により基板Ａ，Ｂ同士の局所加圧を招き易いが、これら基板Ａ，Ｂ同士の局所加圧を完全に防止できて製品が傷付かないという利点がある。
【００３０】
尚、前示実施例では、上方の加圧板１が、上下方向へ往復動自在な上定盤であり、下方の加圧板２がＸＹθ方向へ調整移動自在に支持された下定盤である場合を示したが、これに限定されず、これと逆に上定盤をＸＹθ方向へ調整移動自在に支持し、下定盤を上下方向へ往復動自在に支持しても良い。
更に真空雰囲気中でアライメントする場合を示したが、これに限定されず、特殊ガス雰囲気中でアラメイントする場合も同様である
【００３１】
また、基板Ａ，Ｂの保持手段３、移動シール手段４、第一加圧手段５、吸気手段６、第二加圧手段７及び位置決め手段８は、図示された構造に限定されず、同様に作用すれば他の構造でも良い。
特に基板Ａ，Ｂを移動不能に保持する保持手段３は、吸気手段６による閉空間Ｓ内の真空度が低真空であれば、真空差を利用した真空吸着を使用できるが、この真空差を利用できなくなる程度まで閉空間Ｓ内が高真空になる場合には、保持手段３として静電チャックや粘着フィルムを使用することにより基板Ａ，Ｂを移動不能に保持する必要がある。
また更に移動シール手段４の駆動真空シール４ｃに代えて磁性流体式真空シールを使用しても良い。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のうち請求項１記載の発明は、二枚の基板を保持した上定盤及び下定盤が接近移動することにより、相互の周縁部の間を移動シール手段で密閉して閉空間が区画形成されると共に、両基板が所定間隔まで接近し、その後、この閉空間内の空気を抜きながら、上定盤及び下定盤を相対的にＸＹθ方向へ調整移動させて、両基板の粗合わせが行われ、所定の真空度に到達してから、上記移動シール手段を変形させて両基板の間が環状接着剤で密閉される位置まで更に接近し、この状態で、上定盤及び下定盤を相対的にＸＹθ方向へ調整移動させて、両基板の微合わせが行われ、その後、上定盤及び下定盤の一方からのみ基板を解放して、上記閉空間内を大気圧に戻すことにより、両基板の内外に生じる気圧差で均等に押し潰されて所定のギャップが形成されるので、上定盤及び下定盤の間のみを密閉状態にしたままその外部でＸＹθ移動してアライメントできる。
従って、外部から駆動伝達により真空チャンバー内の位置決め手段をＸＹθ移動してアライメントする従来のものに比べ、位置決め手段やその駆動源などが大気中に設置可能となり、通常部品が使用できると共に、真空貫通部品もなくなり、その結果、構造の簡略化が図れ、しかも真空遮断にコストもかかず、粗合わせや微合わせに相当な力を必要としないから、駆動形態の制約が無い。
また、真空となる空間を最小にして、その分だけ真空ポンプの容量が小さくてすみ、大型の基板でも生産性が高く製造できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す液晶パネル用基板の貼り合わせ装置の縦断正面図である。
【図２】（ａ）〜（ｄ）は液晶パネルの製造方法を工程順に示す説明図である。
【図３】本発明の他の実施例を示す液晶パネル用基板の貼り合わせ装置の縦断正面図である。
【図４】（ａ）〜（ｄ）は液晶パネルの製造方法を工程順に示す説明図である。
【図５】従来の液晶パネル用基板の貼り合わせ装置の一例を示す縦断正面図である。
【符号の説明】
Ａ，Ｂ  基板                      Ｃ  環状接着剤
Ｓ  閉空間                        １  加圧板（上定盤）
１ａ  周縁部                      １ｂ  凹部
２  加圧板（下定盤）              ２ａ  周縁部
３  保持手段                      ４  移動シール手段
５  第一加圧手段                  ６  吸気手段
７  第二加圧手段                  ７ｂ  可撓性薄板材
７ｃ  加圧部                      ８  位置決め手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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