(57)【要約】【課題】熱板を加熱した際の熱板の反りを抑制することによる高性能化を図ることのできる基板貼合装置の熱板構造を提供する。【解決手段】１対の基板Ｆ、Ｒを熱硬化性の接合材Ｓを介して対向させた貼合対象体Ｐを熱圧着して貼り合わせるために、貼合時に貼合対象体Ｐの一面を加熱するための熱板２の中央部を熱板支持体３に１箇所で固定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１対の基板を熱硬化性の接合材を介して対向させた貼合対象体を熱圧着して貼り合わせるために、貼合時に前記貼合対象体の一面を加熱するための熱板と、前記熱板が固定される熱板支持体とを有している基板貼合装置の熱板構造において、
前記熱板の中央部が、前記熱板支持体に１箇所で固定されていることを特徴とする基板貼合装置の熱板構造。
【請求項２】
前記熱板が、平面矩形状に形成されたプレートと、前記プレートを内部から加熱するために前記プレートの内部に配列された複数の第１発熱体と、前記プレートの端面からの放熱を抑制するために前記プレートの端面に配設された第２発熱体とを有している請求項１に記載の基板貼合装置の熱板構造。
【請求項３】
前記第２発熱体が、前記プレートの端面のうちの放熱の大きい端面に配置されている請求項２に記載の基板貼合装置の熱板構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板貼合装置の熱板構造に係り、特に、１対の基板を熱硬化性の接合材を介して対向させた貼合対象体を熱圧着して貼り合わせるのに好適な基板貼合装置の熱板構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、１対の基板を熱硬化性の接合材を介して対向させた貼合対象体を熱圧着して貼り合わせることのできる基板貼合装置が知られている。このような基板貼合装置は、貼合対象体の加熱に用いる熱板を有しており、例えば、情報の表示を行う液晶表示装置の表示部としての１対の基板の間に液晶が封入された液晶表示パネルの製造などに用いられている。
【０００３】
なお、液晶表示パネルは、液晶表示パネル形成用の１対の基板、例えば、ＴＦＴアクティブマトリクス方式のカラー液晶表示パネルの場合には、薄膜トランジスタ基板（ＴＦＴ基板）とカラーフィルタ基板（ＣＦ基板）を所定の間隙（セルギャップ）を隔てて貼り合わせ、その間隙内に液晶を封入することにより製作されている。
【０００４】
また、１対の基板の貼り合わせに当たっては、いずれか一方の基板、例えば、ＴＦＴ基板に印刷法などにより熱硬化性の接合材を兼ねたシール材を塗布し、間隙としてのセルギャップ形成用のスペーサを介在させて１対の基板を重ね合わせることにより貼合対象体を形成し、この貼合対象体を加熱および加圧して熱圧着することにより、シール材を熱硬化させて貼り合わせている。
【０００５】
また、従来の液晶表示パネルは、大きな基板（マザー基板）を用いて複数個の液晶パネルを同時に形成し、その大きな基板を所望の位置にて分割することにより複数の液晶表示パネルを同時に形成する製法が、生産効率などの理由により多用されている。
【０００６】
従来の基板貼合装置について、液晶表示パネルの貼り合わせに用いるものを例示して説明する。
【０００７】
図４は、従来の液晶表示パネルの貼り合わせに用いる基板貼合装置１０１の熱板構造一例の要部を示すものであり、従来の基板貼合装置１０１の熱板構造は、貼合時に図４の２点鎖線にて示す液晶表示パネル形成用の貼合対象体Ｐの一面を加熱するために、金属などにより平面ほぼ矩形に形成された熱板１０２と、この熱板１０２が固定される平面ほぼ矩形に形成された熱板支持体１０３とを有している。そして、熱板１０２の図４の上下方向に示す縦方向および図４の左右方向に示す横方向のそれぞれのサイズは、熱板支持体１０３の図４の上下方向に示す縦方向および図４の左右方向に示す横方向のそれぞれのサイズより小さく形成されている。さらに、熱板１０２は、固定部材としての固定ボルト１０４により上側から熱板支持体１０３に着脱自在に固定されている。この固定ボルト１０４による固定位置としては、熱板１０２の周辺の複数箇所、例えば図４に示すように、４隅近傍と、図４の上方に示す上辺、図４の下方に示す下辺、図４の右方に示す右辺、および、図４の左方に示す左辺のそれぞれの辺の中央部との総計８箇所とされている。また、固定ボルト１０４による固定位置は、図４の２点鎖線により囲まれた貼合対象体Ｐとの当接領域ＴＡの外側に設けられている。
【０００８】
熱板１０２は、金属などからなるプレート１０５と、このプレート１０５を内部から加熱するための複数の発熱体としての例えば総計１２本の棒状のヒータ１０６とを有している。これらのヒータ１０６においては、図４の上下方向に示す長さ寸法がプレート１０５の図４の上下方向に示す縦寸法の１／２より短く形成されている。また、各ヒータ１０６は、プレート１０５の上辺側および下辺側のそれぞれに６本ずつが相互に対向するように配置されている。詳しくは、矩形に形成されたプレート１０５の４つの端面のうちの図４の上方に示す上端面１０５ａに沿って６本のヒータ１０６が所定の間隔をおいて相互に平行に配列されており、また、図４の下方に示す下端面１０５ｂに沿って６本のヒータ１０６が所定の間隔をおいて相互に平行に配列されている。
【０００９】
すなわち、各ヒータ１０６は、プレート１０５の縦方向に沿って相互に平行に配置されている。また、各ヒータ１０６は、図示しない配線が接続される基端部１０６ａがプレート１０５の端面１０５ａ、１０５ｂに配置され先端部１０６ｂがプレート１０５の縦方向の中央部側に配置されている。さらに、各ヒータ１０６は、固定ボルト１０４と干渉しない位置に配置されている。さらにまた、各ヒータ１０６は、プレート１０５の図４の紙面垂直方向に位置する厚さ方向のほぼ中央部に配置されている。
【００１０】
また、各ヒータ１０６は、図示しないＣＰＵおよびメモリを具備する制御部に接続されており、図示しない温度センサから制御部に送出される温度検出信号に基づいて、各ヒータ１０６の発熱状態を個別に制御することで、プレート１０５、ひいては熱板１０２の温度制御が行われている。
【００１１】
このような基板貼合装置１０１の熱板構造においては、貼合時において、一般的には、液晶表示パネル形成用の貼合対象体Ｐの一面が加熱した熱板１０２に当接されるようになっている。勿論、貼合対象体Ｐの一面を熱板１０２に当接させた後に熱板１０２を加熱させるようにすることもできる。
【００１２】
なお、貼合対象体Ｐの一面を熱板１０２に当接させる場合、貼合対象体Ｐを熱板１０２に直接接触させてもよいし、貼合対象体Ｐを損傷防止用の保護シートなどを介して間接接触させてもどちらでもよい。
【００１３】
ここで、熱板１０２を用いて貼合対象体Ｐを貼り合わせる方法としては、図５に示すように、接離可能とされた１対の熱板１０２間に貼合対象体Ｐを挟んで加圧および加熱して熱圧着するプレス方法や、図６に示すように、貼合対象体Ｐの一面に熱板１０２を当接させ、貼合対象体Ｐの他面に加熱空気などの加熱気体を所定の圧力で供給して加圧および加熱して熱圧着する半気体プレス方法や、図示しないが、貼合対象対Ｐの一面に熱板１０２を当接させ、貼合対象体Ｐの他面に加熱空気を供給した袋体でもって加圧および加熱するダイヤフラム方法などが挙げられる。なお、図５および図６において、符号Ｆ、Ｒは液晶表示パネル形成用の貼合対象体Ｐにおける１対の基板を示し、符号Ｓはエポキシ樹脂などの熱硬化性の接合材を兼ねたシール材を示す。また、図６において、符号Ｃは熱板２上に載置された貼合対象体Ｐを内部に収納した状態で熱板２に接離可能とされた加熱空気が供給されるチャンバである。
【００１４】
したがって、プレス方法を用いる場合の基板貼合装置１０１における熱板１０２としては、接離可能とされた１対の熱板１０２があればよいし、半気体プレス方法を用いる場合の基板貼合装置１０１における熱板１０２としては、チャンバＣが接離される１枚の熱板１０２があればよい。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、従来の基板貼合装置１０１の熱板構造においては、近年の高性能化の要求に応えることができないという問題点があった。
【００１６】
例えば、従来の基板貼合装置１０１の熱板構造においては、固定ボルト１０４により熱板１０２の周辺を熱板支持体１０３に固定しているため、熱板１０２を加熱すると、熱板１０２が熱膨張により周辺に広がるのを固定ボルト１０４が阻止するように働くので、熱板１０２の中央部が凸となる反りが発生するという問題点があった。
【００１７】
このような反りが発生すると、貼合時における加熱した熱板１０２の平面度が低下し、貼合対象体Ｐの周辺部に付与する加圧力が低く、貼合対象体Ｐの中央部に付与する加圧力が高くなるので、貼合対象体Ｐに付与する加圧力のバラツキが大きくなることになる。
【００１８】
また、従来の基板貼合装置１０１の熱板構造においては、当接領域ＴＡの内部における加温時の温度が、図４の左右方向に示す左辺側および右辺側において低くなり、熱板１０２の貼合対象体Ｐに当接される表面の温度バラツキが大きいという問題点もあった。
【００１９】
これは、ヒータ１０６で熱板１０２を加熱した際に、熱板１０２、すなわち、プレート１０５の左端面１０５ｃおよび右端面１０５ｄからの放熱が上端面１０５ａおよび下端面１０５ｂからの放熱より大きいことに起因していると推考される。
【００２０】
そこで、熱板を加熱した際の熱板の反りを抑制することによる高性能化を確実に図ることのできる基板貼合装置の熱板構造が求められている。
【００２１】
本発明はこの点に鑑みてなされたものであり、熱板を加熱した際の熱板の反りを抑制することによる高性能化を図ることのできる基板貼合装置の熱板構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
前述した目的を達成するため、本発明に係る基板貼合装置の熱板構造の特徴は、１対の基板を熱硬化性の接合材を介して対向させた貼合対象体を熱圧着して貼り合わせるために、貼合時に前記貼合対象体の一面を加熱するための熱板と、前記熱板が固定される熱板支持体とを有している基板貼合装置の熱板構造において、前記熱板の中央部が、前記熱板支持体に１箇所で固定されている点にある。そして、このような構成を採用したことにより、熱板を加熱した際に、熱板は、熱板の中央部を固定点として熱膨張により周辺に広がるので、熱板の中央部が凸となる反りの発生を抑制することができる。その結果、加熱した熱板の平面度の精度を確実かつ容易に向上させることができる。
【００２３】
前記熱板が、平面矩形状に形成されたプレートと、前記プレートを内部から加熱するために前記プレートの内部に配列された複数の第１発熱体と、前記プレートの端面からの放熱を抑制するために前記プレートの端面に配設された第２発熱体とを有していることが好ましい。そして、このような構成を採用したことにより、第２発明体は、熱板の端面からの放熱を抑制することができる。その結果、熱板の温度バラツキを小さくすることができる。
【００２４】
前記第２発熱体が、前記プレートの端面のうちの放熱の大きい端面に配置されていることが好ましい。そして、このような構成を採用したことにより、熱板の温度バラツキをより小さくすることができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の基板貼合装置の熱板構造によれば、熱板を加熱した際に、熱板は、熱板の中央部を固定点として熱膨張により周辺に広がるので、加熱した熱板の平面度の精度を確実かつ容易に向上させることができる。
【００２６】
したがって、本発明の基板貼合装置の熱板構造によれば、熱板を加熱した際の熱板の反りを抑制することによる高性能化を容易かつ確実に図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明を図面に示す実施形態により説明する。
【００２８】
図１は、本発明に係る基板貼合装置の熱板構造の実施形態の要部を示す模式的平面図である。
【００２９】
本実施形態の基板貼合装置の熱板構造は、カラー液晶表示パネルの製造に用いるものを例示している。
【００３０】
図１に示すように、本実施形態の基板貼合装置１の熱板構造は、貼合時に図１の２点鎖線にて示す液晶表示パネル形成用の貼合対象体Ｐ（図５、図６）の一面を加熱するために、金属などにより平面ほぼ矩形に形成された熱板２と、この熱板２が固定される平面ほぼ矩形に形成された熱板支持体３とを有している。そして、熱板２の図１の上下方向に示す縦方向および図１の左右方向に示す横方向のそれぞれのサイズは、熱板支持体３の図１の上下方向に示す縦方向および図１の左右方向に示す横方向のそれぞれのサイズより小さく形成されている。さらに、熱板２は、固定部材としての固定ボルト４により下側から熱板支持体３に着脱自在に固定されている。
【００３１】
前記固定ボルト４による固定位置としては、熱板２の中央部の１箇所とされている。すなわち、熱板２の中央部が、熱板支持体３に１点で固定されている。
【００３２】
なお、熱板２の中央部を熱板支持体３に１点で固定するための固定方法としては、固定ボルト４に限らず、クランプ方式、接合方式などから選択することができる。
【００３３】
前記熱板２は、金属などからなるプレート５と、このプレート５を内部から加熱するための複数の第１発熱体としての総計１２本の棒状の第１ヒータ６とを有している。これらの第１ヒータ６は、従来のヒータ１０６と同様に、図１の上下方向に示す長さ寸法がプレート５の図１の上下方向に示す縦寸法の１／２より短く形成されている。また、各第１ヒータ６は、プレート５の上辺側および下辺側のそれぞれに６本ずつが相互に対向するように配置されている。詳しくは、矩形に形成されたプレート５の４つの端面５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄのうちの図１の上方に示す上端面５ａに沿って６本の第１ヒータ６が所定の間隔をおいて相互に平行に配列されており、また、図１の下方に示す下端面５ｂに沿って６本の第１ヒータ６が所定の間隔をおいて相互に平行に配列されている。
【００３４】
すなわち、各第１ヒータ６は、プレート５の縦方向に沿って相互に平行、詳しくは、プレート５の縦方向に上下２段で、かつ、各段において相互に平行にして横方向に配列されている。さらに、各第１ヒータ６は、プレート５の図１の紙面垂直方向に位置する厚さ方向のほぼ中央部に配置されている。
【００３５】
なお、プレート５の厚さ方向に対する第１ヒータ６の配設位置は、設計コンセプトなどの必要に応じて設定すればよい。
【００３６】
また、各第１ヒータ６の形状としては、円柱状、角柱状、板状などの各種の形状から選択することができる。
【００３７】
前記プレート５の図１の左方に示す左端面５ｃおよび図１の右方に示す右端面５ｄの２つの端面のそれぞれには、第２発熱体としての第２ヒータ７がその長手方向に沿って２つずつ（総計４つ）配置されている。
【００３８】
なお、プレート５の４つの端面５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄに対する第２ヒータ７の配設位置、形状、サイズなどは、設計コンセプトなどの必要に応じて設定すればよい。
【００３９】
但し、第２ヒータ７は、プレート５の端面からの放熱を抑制するためのものであり、プレート５の４つの端面５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄのうちの放熱の大きい端面に配置されていることが、第１ヒータ６により熱板２を加熱した際の熱板２の温度バラツキ、詳しくは、貼合対象体Ｐを加熱するのに用いる熱板２の表面の温度バラツキを小さくすることができるという意味で好ましい。
【００４０】
なお、第２ヒータ７としては、棒状の八光社製ウルトラファイバＨＬをアルミニウム製の箱体に挿入し、箱体の一方の面をプレート５の端面に接触するように配置している。
【００４１】
前記熱板２のプレート５の素材としては、アルミニウム、銅、鉄鋼などの熱伝導性に優れた金属が一般的であり、設計コンセプトなどの必要に応じて熱伝導性に優れたアルミナ系のセラミックスを用いることができる。
【００４２】
前記熱板支持体の素材としては、アルミニウム合金が一般的である。
【００４３】
前記第１および第２ヒータ６、７は、図示しないＣＰＵおよびメモリを具備する制御部に接続されており、図示しない温度センサから制御部に送出される温度検出信号に基づいて、第１および第２ヒータ６、７の発熱状態を個別に制御することで、加熱時におけるプレート５、ひいては熱板２の温度制御が行われるようになっている。
【００４４】
このような基板貼合装置１の熱板構造においては、貼合時において、液晶表示パネル形成用の貼合対象体Ｐの一面を加熱した熱板２に当接、あるいは、貼合対象体Ｐの一面を熱板２に当接させた後に熱板２を加熱させるように形成されている。
【００４５】
なお、貼合時において、貼合対象体Ｐの一面を熱板２に当接させる場合、貼合対象体Ｐを熱板２に直接接触させてもよいし、貼合対象体Ｐを損傷防止用の保護シートなどを介して間接接触させてもどちらでもよい。
【００４６】
また、本実施形態の熱板２を用いて貼合対象体Ｐを貼り合わせる方法としては、前述したように、接離可能とされた１対の熱板２間に貼合対象体Ｐを挟んで加圧および加熱して熱圧着するプレス方法（図５）や、貼合対象体Ｐの一面に熱板２を当接させ、貼合対象体Ｐの他面に加熱空気などの加熱気体を所定の圧力で供給して加圧および加熱して熱圧着する半気体プレス方法（図６）や、ダイヤフラム方法などが挙げられる。
【００４７】
なお、基板貼合装置１のその他の構成については、従来と同様なので、その詳しい説明については省略する。
【００４８】
つぎに、前述した構成からなる本実施形態の作用について説明する。
【００４９】
本実施形態の基板貼合装置１の熱板構造によれば、熱板２の中央部が熱板支持体３に１点で固定されているので、熱板２を加熱した際に、熱板２は、熱板２の中央部を固定点として熱膨張により周辺に広がるので、熱板２の中央部が凸となる反りの発生を抑制することができる。その結果、加熱した熱板２の平面度の精度を確実かつ容易に向上させることができる。
【００５０】
このことは、本実施形態の熱板２（但し、第２ヒータ７による加熱無し）と、従来の熱板１０２（図４）とをそれぞれ１６０℃に加熱した場合、本実施形態の熱板２の平面度は１５μｍであったのに対し、従来の熱板１０２の平面度は５０μｍであったという実験結果により確認することができた。
【００５１】
また、前述した半気体プレス方法により、本実施形態の熱板２（但し、第２ヒータ７による加熱無し）と、従来の熱板１０２（図４）とをそれぞれ１６０℃に加熱して、液晶表示パネル形成用の貼合対象体Ｐを貼り合わせた場合、貼り合わせ後の貼合対象体Ｐのセルギャップを図２に示す１４個所の測定点ＣＰ１において測定したところ、本実施形態の熱板２を用いた場合のセルギャップのバラツキ（最大値から最小値を減算した値）が０．１４μｍであったのに対し、従来の熱板１０２を用いた場合のセルギャップのバラツキが０．２７μｍであったという実験結果によっても確認することができた。
【００５２】
したがって、本実施形態の基板貼合装置１の熱板構造によれば、熱板２を加熱した際の熱板２の反りを抑制することによる高性能化を確実かつ容易に図ることができる。
【００５３】
また、本実施形態の基板貼合装置１の熱板構造によれば、熱板２が、平面矩形状に形成されたプレート５と、プレート５を内部から加熱するためにプレート５の内部に配列された複数の第１発熱体としての１２本のヒータ６と、プレート５の端面からの放熱を抑制するためにプレート５の左および右端面５ｃ、５ｄに配設された第２発熱体としての４つの第２ヒータ７を有しているので、熱板２の端面からの放熱を抑制することができる。その結果、熱板２の温度バラツキを小さくすることができる。
【００５４】
このことは、本実施形態の熱板２と、従来の熱板１０２（図４）とをそれぞれ１６０℃に加熱した場合、その表面温度を図３に示す９箇所の測定点ＣＰ２において測定したところ、本実施形態の熱板２においては温度バラツキ（最大値から最小値を減算した値）が５．９℃であるのに対し、従来の熱板１０２の温度バラツキが１０．７℃であったという実験結果によって確認することができた。なお、本実施形態の熱板２の平均温度は１５９．４℃であり、従来の熱板１０２の平均温度は１５６．１℃であった。
【００５５】
したがって、本実施形態の基板貼合装置１の熱板構造によれば、熱板２を加熱した際の温度バラツキを小さくすることができるによる高性能化も確実かつ容易に図ることができる。
【００５６】
また、本実施形態の基板貼合装置１の熱板構造によれば、第２発熱体としての第２ヒータ７が、プレート５の端面のうちの放熱の大きい端面５ｃ、５ｄに配置されているので、熱板２の温度バラツキをより小さくすることができるし、温度バラツキの制御を効率的に行うことができる。
【００５７】
なお、本実施形態の基板貼合装置１の熱板構造により、カラー液晶表示パネル形成用の貼合対象体Ｐを貼り合わせた場合には、セルギャップが安定するので、カラー液晶表示パネルの色ムラの発生および貼り合わせ不良を低減するのに多大に寄与することができる。
【００５８】
また、本発明の基板貼合装置の熱板構造は、液晶表示パネル形成用の貼合対象体の貼り合わせに限らず、表示パネルとカバーガラスや表示パネルと入力装置とを熱硬化性の接合材を介して対向させた各種の貼合対象体の貼り合わせに用いることができる。
【００５９】
さらに、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明に係る基板貼合装置の熱板構造の実施形態の要部を示す模式的平面図
【図２】液晶表示パネル形成用の貼合対象体を貼り合わせた後のセルギャップの測定点を示す模式的平面図
【図３】熱板の表面温度の測定点を示す模式的平面図
【図４】従来の基板貼合装置の熱板構造の一例の要部を示す模式的平面図
【図５】貼合対象体の貼り合わせ方法の一例を示す説明図
【図６】貼合対象体の貼り合わせ方法の他例を示す説明図
【符号の説明】
【００６１】
１  基板貼合装置
２  熱板
３  熱板支持体
４  固定ボルト
５  プレート
５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ  端面
６  第１ヒータ
７  第２ヒータ
Ｐ  貼合対象体
Ｆ、Ｒ  基板
Ｓ  シール材
【図１】
2008033180.tif 000003
【図２】
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【図３】
2008033180.tif 000005
【図４】
2008033180.tif 000006
【図５】
2008033180.tif 000007
【図６】
2008033180.tif 000008