(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水平方向のＸ、Ｙ軸及び水平回転方向のθ軸に微細移動可能にした可動手段（１）上に支持フレ−ム（２）を介して固着されると共にその上面に下ガラス基板（Ｐ２）の反りを防止するために設けた複数のブロック体（６、６）で吸引吸着面を構成しかつ周縁部に複数の透し孔（５、５）を上下に貫通して穿設した下定盤（３）と、該下定盤（３）の外周に間隙をおいて嵌合されて固定着脱可能に配置されると共にその内側上面に、前記透し孔（５、５）の上面を塞ぐ長さの透明可撓シ−ト（９）を備えた補助枠体（８）と、前記下定盤（３）の下方において前記透し孔（５、５）に対応させて配置され上下ガラス基板（Ｐ1、Ｐ２）に取り付けた位置合わせマ−ク（Ｍ1、Ｍ２）の位置を撮像し、そのずれ量を判定して前記可動手段（１）の作動信号を送信する撮像判定機構（１１、１１）と、前記下定盤（３）の上方に昇降装置に着脱可能にして支持されかつ前記補助枠体（８）に対応する位置に上下に貫通する吸引孔（１５、１５）とその内側位置に上ガラス基板（Ｐ１）の周縁部を吸着させる吸引吸着孔（１６、１６）とその中央部に上下に貫通して大気に通じる連通孔（１８）とをそれぞれ穿設すると共に前記吸引吸着孔（１６、１６）の内側に、前記上ガラス基板（Ｐ１）の反りを防止するために設けたブロック体（１７、１７）を覆って張設した可撓性シ−ト（１９）を備えた上定盤（１２）と、前記下定盤（３）の外側部において複数配置されその内部に紫外線照射装置（Ｌ）を備えると共に前記上定盤（１２）と前記補助枠体（８）及びこれらと一体に吸引保持される位置合わせされた前記上下ガラス基板（Ｐ１、Ｐ２）が搬入される圧着硬化ステ−ション（Ｂ）と、を具備することを特徴とする液晶パネル用ガラス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、透明電極を印刷した２枚のガラス基板を相対的に位置合わせすると共に間隙を設けて重ね合わせ、さらに２枚のガラス基板の間隙を均一に形成した後、２枚のガラス基板間に塗布したシ−ル剤を硬化させる液晶パネル用ガラス基板の貼り合わせ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来上記のような液晶パネル用ガラス基板の貼り合わせは、まず透明電極を印刷した２枚のガラス基板を相対的に位置合わせすると共に押圧手段により間隙を設けて重ね合わせをする。次にその重ね合わせ状態を維持するために２枚のガラス基板の間に適当な間隔をおいて塗布した仮止め用の接着剤を紫外線照射等により硬化させた後、重ね合わせ状態を保持させたままシ−ル剤硬化を成すステ−ションに移送し、押圧装置によりガラス基板の間の間隙を均一に形成した後、紫外線照射等により２枚のガラス基板の間に環状に塗布されているシ−ル剤を硬化させて液晶パネルを製作している。
なお２枚のガラス基板の位置合わせ、重ね合わせ、間隙の均一形成、並びにシ−ル剤の硬化作業を１つのステ−ションにおいて行う方式もあるが、この場合間隙の均一形成及びシ−ル剤の硬化に長い時間を要し、これらの作業の間、他の作業ができず待ち時間が多くなり生産効率が極端に悪くなる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし上記のような液晶パネル用ガラス基板の貼り合わせでは、第１に２枚のガラス基板の重ね合わせ位置での仮止め用の紫外線照射装置がシ−ル剤硬化用の紫外線照射装置とは別に必要であり装置構造が複雑になる。
第２に重ね合わせた状態の２枚のガラス基板をシ−ル剤硬化のステ−ションに移送する際に押し潰されているスペ−サの復元作用によりガラス基板が反りシ−ル剤をガラス基板から引き離しシ−ル剤の中に空気を噛み込んで気泡が生じ接着強度を低下させてしまう。
第３に２枚のガラス基板の重ね合わせ及び間隙の均一形成では最大６〜８Ｎ／ｃｍ2程度の機械的な押し付け力を作用させることから、装置はこの押し付け力を支える剛性を持った強固な構造が要求される。
第４に２枚のガラス基板の位置合わせと重ね合わせ及び間隙の均一形成をするための上下定盤はガラス基板全面を均一に押し付ける必要があるため定盤表面の面精度を高めなければならずセラミック材質の定盤を製作するのに費用が嵩む等の問題があった。
【０００４】
本発明は上記の問題に鑑みて成されたもので、２枚のガラス基板の位置合わせ及び重ね合わせの後の仮止めを省略できると共に重ね合わせたガラス基板の反りによるシ−ル剤の中への空気の噛み込みを無くすことができ、さらに高い剛性を必要としないと共に上下定盤表面の面精度を低くできる液晶パネル用ガラス基板の貼り合わせ装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために本発明における液晶パネル用ガラス基板の貼り合わせ装置は、水平方向のＸ、Ｙ軸及び水平回転方向のθ軸に微細移動可能にした可動手段上に支持フレ−ムを介して固着されると共にその上面に下ガラス基板の反りを防止するために設けた複数のブロック体で吸引吸着面を構成しかつ周縁部に複数の透し孔を上下に貫通して穿設した下定盤と、該下定盤の外周に間隙をおいて嵌合されて固定着脱可能に配置されると共にその内側上面に、前記透し孔の上面を塞ぐ長さの透明可撓シ−トを備えた補助枠体と、前記下定盤の下方において前記透し孔に対応させて配置され上下ガラス基板に取り付けた位置合わせマ−クの位置を撮像し、そのずれ量を判定して前記可動手段の作動信号を送信する撮像判定機構と、前記下定盤の上方に昇降装置に着脱可能にして支持されかつ前記補助枠体に対応する位置に上下に貫通する吸引孔とその内側位置に上ガラス基板の周縁部を吸着させる吸引吸着孔とその中央部に上下に貫通して大気に通じる連通孔とをそれぞれ穿設すると共に前記吸引吸着孔の内側に、前記上ガラス基板の反りを防止するために設けたブロック体を覆って張設した可撓性シ−トを備えた上定盤と、前記下定盤の外側部において複数配置されその内部に紫外線照射装置を備えると共に前記上定盤と前記補助枠体及びこれらと一体に吸引保持される位置合わせされた前記上下ガラス基板が搬入される圧着硬化ステ−ションＢと、を具備することを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面に基づいて詳しく説明する。図１において符号Ａは２枚のガラス基板の位置合わせ及び重ね合わせを行うセットステ−ションであり、符号Ｂは該セットステ−ションＡの外周に適宜の間隔をおいて複数配置された圧着硬化ステ−ションである。このセットステ−ションＡと各圧着ステ−ションＢ、Ｂの間には、ガラス基板を吸着保持した上定盤及び補助枠体（後述する）を搬送する図示されない搬送手段が配置されている。
【０００８】
次にセットステ−ションＡについて図２〜４を加えて説明する。水平方向のＸ、Ｙ軸及び水平回転方向θ軸方向に微細移動可能にした可動手段１上に支持フレ−ム２を介して下定盤３が固着されており、該下定盤３の上面周縁部には環状パッキン４が取付けられていると共に該環状パッキン４の若干内側位置左右には上下に貫通する透し孔５、５が穿設されている。
【０００９】
さらに前記下定盤３の上面における透し孔５、５の内側には、ガラス基板の反りを防止するための複数のブロック体６、６が適当な間隔をおいて同一高さ面にして取付けられて吸着面が形成されており、該複数のブロック体６、６と下定盤３の上面とで画成する凹部は図示されない吸引手段に通じる吸着孔７に連通されている。なお前記下定盤３の吸着面はガラス基板の外寸よりも１５〜２０ｍｍ程度小さくされている。
【００１０】
また前記下定盤３の外周には、図示されないクランプア−ムにより水平方向及び垂直方向に移動しないように固定着脱可能にされた補助枠体８が前記下定盤３と５ｍｍ程度の隙間を設けて嵌合配置されており、該補助枠体８の上部内側には、前記下定盤３の環状パッキン４上部及び透し孔５、５上部を塞ぐ長さの透明可撓シ−ト９が額縁状のシ−ト押え１０を介して固定されている。
さらに前記下定盤３における透し孔５、５の下方には、ガラス基板の後述する位置合わせマ−クＭ1、Ｍ2を顕微鏡を用いて撮像して撮像された位置合わせマ−クＭ1、Ｍ2のずれ量を画像処理によって判定し、そのずれ量に応じて前記可動手段１に信号を送信して下定盤３を水平方向のＸ、Ｙ軸及び水平回転方向θ軸方向に微細移動させる撮像判定機構１１、１１が配設されている。
【００１１】
また前記下定盤３及び補助枠体８の上方には、図示されない昇降装置に取り付けられたクランプア−ムにより固定着脱可能にして上定盤１２が配設されており、該上定盤１２の下面周縁部及び前記環状パッキン４に対応する位置には前記補助枠体８の上面に圧着される外環状パッキン１３及びガラス基板周縁に圧着される内環状パッキン１４がそれぞれ設けられている。
該上定盤１２における前記外環状パッキン１３と内環状パッキン１４との間位置には上下に貫通し、図示されない吸引手段に連通する複数の吸引孔１５、１５が穿設されており、前記下定盤３における透し孔５、５に対応する位置にも図示されない吸引手段に連通する複数の吸引吸着孔１６、１６が穿設されている。
【００１２】
さらに上定盤１２における下面中央部には、ガラス基板の反りを防止するための複数のブロック体１７、１７が適宜の間隔をおいて取り付けられていて、該ブロック体１７、１７の間位置には上下に貫通して大気に連通する連通孔１８が穿設されている。また上定盤１２における吸引吸着孔１６、１６の下面内側は、可撓性シ−ト１９が張設され、その周縁を額縁状のシ−ト押え２０により固定されている。
次に圧着硬化ステ−ションＢについて図５を加えて説明する。各圧着硬化ステ−ションＢは、前記セットステ−ションＡに対応する側に図示されないシリンダにより昇降される搬入出扉２１を設けると共にその背後側に内部を冷却するための冷却ファン２２を取り付けた照射室２３の底部に紫外線を上方に向けて照射する紫外線照射装置Ｌを配置した構成にされて、セットステ−ションＡの外周部に複数配置されている。なお上記補助枠体８及び上定盤１２は上記圧着硬化ステ−ションＢの数に応じて同じ数準備されている。
【００１３】
このように構成されたものは、図２に示すように上定盤１２を上昇させた状態で上面に多数のスペ−サＵを散布すると共にこれら全体を包囲するシ−ル剤Ｒを環状に塗布し、かつ前記下定盤３における透し孔５、５に対応する位置に位置合わせマ−クＭ2を取り付けた下ガラス基板Ｐ2と、前記上定盤１２における吸引吸着孔１６、１６に対応する位置下面に位置合わせマ−クＭ1を取り付けた上ガラス基板Ｐ1と、を図示されない搬送装置によりそれぞれ下定盤３の上部と上定盤１２の下部に搬入する。
【００１４】
そして図３に示すように上ガラス基板Ｐ1は内環状パッキン１４の下面に密着させることによって、内環状パッキン１４、可撓性シ−ト１９、上ガラス基板Ｐ1上面とにより密閉空間Ｑが形成され、この密閉空間Ｑを吸引吸着孔１６、１６によって連通された図示されない吸引手段によって所定の吸引力を発生させることによって上ガラス基板Ｐ1は上定盤１２の下面に吸着保持される。一方下ガラス基板Ｐ2は、下定盤３の吸着面に載置された後、吸着孔７によって連通された図示されない吸引手段によって所定の吸引力を発生させることによって下ガラス基板Ｐ2は下定盤３の上面に吸着保持される。なお上下ガラス基板Ｐ1、Ｐ2の吸着の際には、吸引力によって反りが生じるように力が作用するが、間隔をおいて複数設けられた反り防止用のブロック体６、６、１７、１７によって反りの発生が防止される。
【００１５】
次に上定盤１２を昇降させる図示されない昇降装置が下降作動して上ガラス基板Ｐ1の下面が下ガラス基板Ｐ2上のシ−ル剤Ｒに接触する寸前で下降を停止させる。この際上定盤１２の外環状パッキン１３は補助枠体８の上面に密着される。この時点で撮像判定機構１１、１１が作動して透し孔５、５及び透明可撓シ−ト９を介して上下ガラス基板Ｐ1、Ｐ2の位置合わせマ−クＭ1、Ｍ2を撮像し、そのずれ量を画像処理によって判定し、前記可動手段１にずれ量に応じた信号を送信して下定盤３を水平方向のＸ、Ｙ軸及び水平回転方向θ軸の方向に微細移動させることによって下ガラス基板Ｐ2を移動させて上ガラス基板Ｐ1との位置合わせを行う。この時の上下の位置合わせマ−クＭ1、Ｍ2の間に数百μｍ程度の隙間があり、撮像判定機構１１の解像度が落ちるため、ずれ量を±５０μｍ程度に合わせ込む。
【００１６】
次に上定盤１２と上定盤１２の下面に取り付けた外環状パッキン１３及び内環状パッキン１４と補助枠体８、透明可撓シ−ト９と上下ガラス基板Ｐ1、Ｐ2で画成された密閉空間Ｓを吸引孔１５、１５によって連通された図示されない吸引手段によって所定の吸引力を発生させて上下ガラス基板Ｐ1、Ｐ2の間を減圧状態とし、大気圧によって可撓性シ−ト１９を介して上ガラス基板Ｐ1に押し付け力を作用させる。この押し付け力は、初期は最低０．５Ｎ／ｃｍ2（より好ましくは１Ｎ／ｃｍ2）とし、徐々に最高４Ｎ／ｃｍ2（より好ましくは３Ｎ／ｃｍ2）まで高めてゆき、この間に上記と同様に位置合わせマ−クＭ1、Ｍ2の撮像と画像処理、及びずれ量の判定を行い、可動手段１を作動させて上下ガラス基板Ｐ1、Ｐ2の位置合わせを行う。この時の上下の位置合わせマ−クＭ1、Ｍ2の間の距離が１０μｍ程度に縮まるため高精度の撮像が可能になり、位置ずれ量を±１μｍ程度まで合わせ込むことが可能になる。なお位置合わせの際に下ガラス基板Ｐ1が移動するが下ガラス基板Ｐ2の下面に密着した透明可撓シ−ト９が撓むことによって密閉空間Ｓを維持する。
【００１７】
次に位置合わせが終了した時点で上定盤１２の吸引吸着孔１６、１６及び下定盤３の吸着孔７からの吸引作用を停止し、上定盤１２及び補助枠体８を固定している図示されないクランプア−ムを解除して図示されない搬送装置によって上定盤１２と補助枠体８及びこれらと一体に吸引保持されている位置合わせされた上下ガラス基板Ｐ1、Ｐ2を圧着硬化ステ−ションＢにおける照射室２３内に搬入する。この際吸引孔１５、１５によって連通された図示されない吸引手段によって上下ガラス基板Ｐ1、Ｐ2に３Ｎ／ｃｍ2程度の押し付け力が作用しているが搬送中に７Ｎ／ｃｍ2程度に押し付け力を上げて（最低２Ｎ／ｃｍ2〜最高８Ｎ／ｃｍ2ならばよい）スペ−サＵを均一に押し潰して上下ガラス基板Ｐ1、Ｐ2の間に均一な間隙を形成する。
【００１８】
その後セットステ−ションＡにおいては別の上定盤１２と補助枠体８が搬入されて、上記の作動を繰り返し行い位置合わせした上下ガラス基板Ｐ1、Ｐ2を上定盤１２と補助枠体８と共に別の圧着硬化ステ−ションＢに搬入する作業が順次行われる。
一方圧着硬化ステ−ションＢの照射室２３内に搬入されたものは下方に配置されている紫外線照射装置Ｌによって一部は透明可撓シ−ト９を介して上下ガラス基板Ｐ1、Ｐ2の下面に均一な紫外線照射が行われ、スペ−サＵによって均一な間隙に形成した状態でシ−ル剤Ｒを均一強度に硬化させて高精度に貼り合わされた液晶パネルが完成される。この圧着硬化の際には冷却ファン２２が作動されて上定盤１２及び補助枠体８が高温に加熱されないように冷却を行う。
【００１９】
次に図示されない取出し装置を液晶パネルの下方に位置させると共に吸引孔１５、１５からの吸引作用を停止して液晶パネルを取出し装置の上に移し替え、図示されない搬送装置によって上定盤１２及び補助枠体８を搬出すると共に完成した液晶パネルを取出し装置により取り出した後、次の位置合わせを完了させた上下ガラス基板Ｐ1、Ｐ2を上定盤１２及び補助枠体８と共に搬入し、上記の作動を繰り返す。なおセットステ−ションＡに対し圧着硬化ステ−ションＢは５〜６個所設けるのが好適である。
【００２０】
【発明の効果】
本発明は上記の説明から明らかなように、上下ガラス基板を吸着保持して接触寸前まで近づけ位置合わせ機構を介して仮位置合わせをした後、上下ガラス基板を接触させると共に上下ガラス基板内を減圧して大気圧との差圧により両者を押し付けながら最終位置合わせをし、この最終位置合わせ状態を維持させると共に上下ガラス基板の間の減圧度を高めて上下ガラス基板の間に均一な間隙を形成させた後、紫外線照射をしてシ−ル剤を硬化させるから、上下ガラス基板の仮止め用紫外線照射装置が不要になり、装置構造を簡素化できる。またガラス基板の反りがなくなることにより、シ−ル剤中への空気の噛み込みがなくなりシ−ル剤の接着強度の低下がなくなる。さらに上下ガラス基板の重ね合わせ及び均一な間隙の形成を減圧による大気圧との差圧による押し付け力を利用するため装置を強固な構造にしなくても済むようになると共に上下定盤の表面精度を高精度にしなくてもよくなり定盤製作費用を低減できる等種々の効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示す構成断面図である。
【図２】上下ガラス基板をセットステ−ションに搬入した状態を示す断面図である。
【図３】上下ガラス基板を上下定盤に吸引吸着させた状態を示す断面図である。
【図４】上下ガラス基板の位置合わせ状態を示すセットステ−ションの断面図である。
【図５】上下ガラス基板のシ−ル剤硬化（紫外線照射）状態を示す断面図である。
【符号の説明】
１  可動手段
３  下定盤
５  透し孔
６  １７  ブロック体
７  吸着孔
８  補助枠体
９  透明可撓シ−ト
１１  撮像判定機構
１２  上定盤
１５  吸引孔
１６  吸引吸着孔
１８  連通孔
１９  可撓性シ−ト
２３  照射室
Ａ  セットステ−ション
Ｂ  圧着硬化ステ−ション
Ｌ  紫外線照射装置
Ｍ1  Ｍ2  位置合わせマ−ク
Ｐ１  上ガラス基板
Ｐ２  下ガラス基板
Ｑ  Ｓ  密閉空間
Ｒ  シ−ル剤
Ｕ  スペ−サ
ＵＶ  紫外線
【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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