JPH10115830A - 液晶セルの貼り合わせ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 液晶セルの貼り合わせを、圧縮空気等を利用
した加圧方式を採用することなく、簡単で廉価な機構に
より実現すること。 【解決手段】 液晶セルの貼り合わせ装置１では、紫外
線透過性の板状トレー２２の上に、重ね合わせたガラス
基板６、７を載せ、この上面６ａの全体を可撓性の気密
シート９で覆って密閉空間４０を形成し、真空引きを行
なう。ガラス基板６、７は両側から大気圧によって圧迫
される。ガラス基板の周囲には同一の高さの枠状突出部
２２ｂが形成されており、ガラス基板の外周縁に作用す
る応力が緩和されて、ガラス基板全面が均一に圧迫され
る。従って、均一なギャップが形成される。ガラス基板
６、７は紫外線透過性の板状トレー２２に支持されてお
り、それらの外周縁に近い部分にシール剤が塗布されて
いても、板状トレー２２の裏面から紫外線照射を行い、
シール剤を硬化させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶ディイスプレ
イパネルを構成する液晶セルの製造技術に関するもので
ある。さらに詳しくは、本発明は、液晶を封入する一定
の隙間を形成するために、スペーサを挟み込んだ状態で
２枚の板を相互に重ねて圧迫して貼り合わせる液晶セル
の貼り合わせ装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】液晶ディスプレイパネルのセル構造は、
２枚のガラス板がスペース球を挟んだ状態で重ね合さ
れ、それらの間に液晶を封入するための隙間が形成され
ている。また、これらのガラス板を相互に貼り合わせる
ために、これらの間には予めシール剤が塗布され、この
シール剤をガラス板を重ね合わせた後に圧迫しながら硬
化させている。シール剤としては熱硬化性のもの、およ
び紫外線硬化性のものが一般に知られている。

【０００３】このような液晶セルを製造するために２枚
のガラス板を貼り合わせるための装置は、アライメント
工程を経て正確に重ね合わされた２枚のガラス板をステ
ージ上に置き、この上から空気圧を加えてガラス板を圧
迫すると共に、ガラス板に対して外側から加熱し、ある
いは紫外線を照射することにより、ガラス板の間のシー
ル剤を硬化させて、ガラス板を貼り合わせる構成となっ
ている。

【０００４】例えば、本願人は、特開平６−３３７４２
９号公報においてこのようなプレス装置を提案してい
る。この公報に開示の装置は、重ね合わせた２枚のガラ
ス板を両側から圧縮空気により圧迫する構成を備えてお
り、ステージ面の平滑度等に影響されることなくガラス
板の両側から均一な圧縮力を加えることが可能となって
いる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ここで、このような一
般的に使用されている加圧型の貼り合わせ装置は、加圧
力を発生させるための機構が大がかりとなり、また、製
造コストも高くなる傾向がある。

【０００６】この点に鑑みて、本願人は、先に、特願平
７−１７１６６１号明細書において、加圧方式を採用せ
ずに、構成が簡単で廉価であり、ガラス板を正確に貼り
合わせることの可能な液晶セルの貼り合わせ方法および
装置を提案している。

【０００７】この貼り合わせ方法および装置では、図４
に示すように、方形枠状の移動ステージ１０２の上に、
重ね合わせたガラス板１０６、１０７を載せ、直上に位
置する可撓性の気密シート１０９が取付けられたクラン
プ枠１０８を降下させて、その下面の押さえ枠１８３を
ステージ上面の外側の方形シール枠１２４に押し付けて
気密シールを形成している。この後に、真空引き手段１
２７を駆動すると、ガラス板１０６、１０７の隙間にの
み連通している密閉空間１４０が減圧状態となり、ガラ
ス板１０７の側は直接に大気厚によって圧迫され、ガラ
ス板１０６の側はシート１０９の上から大気圧によって
圧迫される。このように、本願人が提案している方法お
よび装置によれば、加圧方式を採用することなく、ガラ
ス板１０６、１０７を圧迫して均一な隙間を形成した状
態でこれらの貼り合わせを行うことができる。

【０００８】しかしながら、この方法および装置におい
ては次のような解決すべき課題が依然として残ってい
る。

【０００９】その一つは、重ね合わせたガラス板の外周
縁の側において、球状のスペーサの外側のガラス板部分
が片持ち状態になり、このスペーサには、他の位置に配
置されているスペーサに比べて過大な応力が作用するの
で、このスペーサが潰れてしまい、ガラス板のギャップ
がこの部分のみが狭くなるという不具合が生ずる点であ
る。すなわち、図５に示すように、ガラス板１０６の外
周縁の部分に配置されているスペーサＳには、減圧時に
気密シート１０９の上から作用する大気圧によって過大
な応力が作用するので、他の部分のスペーサに比べて大
きく変形して、他の部分に比べてガラス板のギャップが
狭くなり易い。この結果、ギャップ精度が低下してしま
う。

【００１０】もう一つの課題は、ガラス板の貼り合わせ
用にシール剤として紫外線硬化樹脂を使用している場合
に、シール剤Ｐがガラス板１０６、１０７の外周縁に極
めて近い位置に塗布されていると、その部分の下側には
パッキン１５０が位置しているので、紫外線照射を充分
に行なうことができない。したがって、シール剤を或る
程度内側に塗布せざるを得ない。

【００１１】本発明の課題は、このような点に鑑みて、
重ね合わせたガラス板の外周側の部分が過剰に圧迫され
ることを回避して、均一なギャップを形成可能な液晶セ
ルの貼り合わせ装置を提案することにある。

【００１２】また、本発明の課題は、重ね合わせたガラ
ス板の外周縁に沿って紫外線硬化型のシール剤が塗布さ
れている場合においても、その部分に紫外線照射を行な
うことの可能な液晶セルの貼り合わせ装置を提案するこ
とにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明は、液晶を封入する一定の隙間を形成する
ために、スペーサを挟み込んだ状態で２枚の板を相互に
重ねて圧迫して貼り合わせる液晶セルの貼り合わせ装置
において次の構成を採用している。

【００１４】すなわち、本発明の装置は、スペーサおよ
びシール剤を挟んだ状態で重ね合わせた２枚の板を載せ
る枠状のステージと；当該枠状のステージの上面におい
て、前記重ね合わせた２枚の板の外周に沿って形成され
ていると共に、当該重ね合わせた２枚の板の上面とほぼ
同一高さの上面を備えている枠状の突出部と；前記ステ
ージに密着した位置および離れた位置の間を昇降可能に
支持された枠状のクランプ部材と；このクランプ部材に
おける前記ステージに面する側の枠状表面に対して外周
縁が気密状態に取付けられている可撓性の気密シート
と；前記クランプ部材を前記ステージに密着した位置ま
で降下させた状態において、当該クランプ部材と前記ス
テージの密着面に形成される枠状の気密シールと；当該
気密シールが形成された状態において、前記ステージ、
クランプ部材、気密シートおよび重ね合わされた前記２
枚の板によって区画される空間を真空引きして所定の減
圧状態を形成する減圧手段と；を有する構成を採用して
いる。

【００１５】本発明においては、重ね合わせた板の周囲
には枠状の突出部が形成されており、その上面は板の上
面とほぼ同一の高さにある。したがって、減圧状態にお
いては、板の外周縁部分の気密シートは、板の外周縁の
表面に押し付けられると共に、その外側の突出面の上面
にも押し付けられた状態となる。したがって、板の外周
縁の部分のみに過剰な応力が作用することを防止でき
る。この結果、板の外周縁の部分に配置されているスペ
ーサが過剰に押し潰されてギャップが小さくなることを
防止できる。したがって、全体として均一なギャップで
２枚の板の貼り合わせることができる。

【００１６】また、本発明は、シール剤が紫外線硬化型
のものを使用する液晶セルの貼り合わせ装置に関するも
のであり、上記の構成に加えて、前記ステージは、枠状
のステージ本体と、このステージ本体の上面に設置され
る紫外線透過性の板状トレーを備えた構成とし、この板
状トレーは、前記重ね合わせた２枚の板を設置するため
の設置面と、この設置面を囲む状態に形成された前記枠
状の突出部とを備えた構成としたことを特徴としてい
る。

【００１７】この場合、更に、前記ステージを減圧位置
およびシール剤硬化位置に移動させるステージ移動機構
と、前記２枚の板の間に挟み込まれている紫外線硬化型
の前記シール剤を硬化させるために、前記シール剤硬化
位置に配置されている紫外線照射機構とを有する構成と
することが望ましい。

【００１８】本発明では、重ね合わせた板が、紫外線透
過性のある板状トレーの上に乗っており、それらの板の
外周縁の部分に対して板状トレーを通して紫外線照射を
行なうことができる。したがって、板の外周縁の部分に
紫外線硬化型のシール剤が塗布されているような場合で
も、貼り合わせを行なうことができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下に、図面を参照して本発明の
実施例を説明する。

【００２０】図１には、本発明を適用した液晶セルの貼
り合わせ装置の概略構成を示してある。また図２には、
その主要部分を拡大して示してある。

【００２１】これらの図に示すように、本例の貼り合わ
せ装置１は、移動式ステージ２を備えおり、このステー
ジ２は、ガイドレール３に沿って、図において左側に位
置する減圧ステーション４と図において右側に位置する
シール剤硬化ステーション５の間を往復移動可能となっ
ている。

【００２２】なお、図１においては、双方のステーショ
ンにステージ２が位置しているが、勿論、これは理解を
容易にするために描いたものである。実際には、一方の
ステーションにステージが位置している場合には、他方
のステーションにはステージは存在しない。

【００２３】ステージ２の移動機構は、一般的に使用さ
れている各種の移動機構を採用することができる。

【００２４】本例の装置で貼り合わされる２枚のガラス
基板６、７は、例えば、一辺が３００乃至５００ｍｍの
方形であり、板厚は１．１ｍｍ程度のものである。これ
らのガラス基板の一方の表面に紫外線硬化型樹脂からな
るシール剤（図示せず）がスクリーン印刷等の方法によ
って印刷される。そして、直径が約５ミクロンのスペー
サ球（図示せず）がガラス板の対向表面に散布され、し
かる後に、アライメント工程を経て、２枚のガラス基板
６、７が正確に重ね合わされる。このように重ね合わさ
れたガラス基板６、７が、ステージ２の上に、ガラス基
板７の側を下にした状態で載せられる。

【００２５】ステージ２は、全体として矩形の枠形状を
したステージ本体枠２１と、この上に設置される板状ト
レー２２を備えている。ステージ本体枠２１の中央に
は、貼り合わせ対象のガラス基板よりも大きな寸法の矩
形開口２１ａが形成されている。この矩形開口２１ａの
周囲には板状トレー２２を設置するための溝２１ｂが形
成されており、ここに、板状トレー２２が上方から装着
される。溝２１ｂの深さは丁度板状トレー２２の厚さと
同一であり、したがって、板状トレー２２の上面２２ａ
と、ステージ本体枠２１の上面２１ｃとは同一高さとな
っている。また、板状トレー２２の外周部分が乗る溝２
１ｂの底面にはシール用のパッキン２３が配置されてい
る。

【００２６】このステージ本体枠２１の上面２１ｃの外
周縁に沿ってシリコンスポンジ製の方形シール枠２４が
取付けられている。この方形シール枠２４は、その下半
分がステージ本体２１に埋め込まれ、上半部分がステー
ジ上面２１ｃから上方に突出した状態となっている。

【００２７】ステージ本体枠２１には上下方向に連通孔
２５が貫通しており、その上端開口２５ａは、このシー
ル枠２４よりも内側に位置している。連通孔２５の下端
開口２５ｂは、可撓性の連通管２６を経て、真空ポンプ
等の真空引き機構２７に接続されている。

【００２８】一方、板状トレー２２は紫外線透過性の素
材から形成されている。例えば、石英、パイレックス等
から形成されている。この板状トレー２２の上面２２ａ
が、重ね合わせた２枚のガラス基板６、７の設置面であ
る。この上面２２ａには、ガラス基板６、７よりも一回
り大きな寸法の枠状突出部２２ｂが形成されている。こ
の枠状突出部２２ｂの上面２２ｃは、重ね合わせたガラ
ス板の上面６ａとほぼ同一の高さとなるように設定され
ている。なお、この板状トレー２２の中心には、減圧用
の開口２２ｄが形成されている。

【００２９】この構成の枠状のステージ２の直上には、
これとほぼ同一の寸法および形状をした方形のクランプ
枠８が位置している。このクランプ枠８は、空気シリン
ダ等から構成される昇降機構８１に支持されており、こ
の昇降機構８１によって、図に示す位置とステージ上面
に密着した位置との間を昇降するようになっている。昇
降機構８１は、その全体が、不図示の支持機構によっ
て、ステージ２の側に支持されており、ステージ２と一
体にガイドレール３に沿って水平方向に移動する。クラ
ンプ枠８の下面８２の外周縁には下方に突出した押さえ
枠８３が形成されている。この押さえ枠８３は、クラン
プ枠８が降下したときに、ステージ上面の外側の方形シ
ール枠２４の上に当たり、ここに密着して、気密シール
を形成するようになっている。

【００３０】また、クランプ枠８の下面８２には、方形
の可撓性の気密シート９が取付けられている。この気密
シート９の外周は、気密状態で、クランプ下面８２の側
に接着固定されている。さらに、クランプ枠下面８２に
おいて、気密シート９の固定位置よりも内側には、方形
シール枠８５が取付けられている。

【００３１】次に、シール剤硬化ステーション５の側に
おいては、ここに移動してきたステージ２の停止位置の
直下の位置に、紫外線照射機構１２が配置されている。
この紫外線照射機構１２は、紫外線照射用ランプ１２１
と、ここからの光を直上に位置するステージ２に向ける
反射ミラー１２２と、ステージ２の側への光路に配置さ
れたシャッター１２３とを備えている。ランプ１２１を
点灯すると共に、シャッタ１２３を開くことにより、直
上に位置するステージ２に設置されているガラス基板
６、７の間の紫外線硬化型のシール剤に対して紫外線を
照射できる。

【００３２】このように構成した本例の貼り合わせ装置
１の動作を説明する。まず、図１に示すように、減圧ス
テーション４において、ステージ２を構成するステージ
本体枠２１の上に乗せてある板状トレー２２の上に、ア
ライメント工程を経て重ね合わされた２枚のガラス板
６、７が設置される。

【００３３】この状態で、昇降機構８１が駆動されて方
形クランプ枠８を図１に示す退避位置から降下させて、
ステージ上面２１ｃに当たったクランプ位置まで降下さ
せる。図２に示すように、このクランプ状態において
は、クランプ枠８の下面の押さえ枠８３が、ステージ上
面の外側の方形シール枠２４の上に所定の圧力で押し付
けられた状態となり、これらの間に気密シールが形成さ
れる。

【００３４】このクランプ状態が形成された後は、真空
引き機構２７を駆動して、連通孔２５を介して密閉空間
内を減圧状態に移行させる。真空引きを行うことにお
り、可撓性シート９が上側のガラス６の表面に密着し
て、ガラス板６、７の外周を囲む状態に枠状の密閉空間
４０が形成される。この密閉空間４０はガラス基板６、
７の隙間のみに連通している。したがって、この状態で
真空引きを行なうと、密閉空間４０が大気圧に比べて充
分に低くなり、この結果、２枚のガラス板６、７の両側
は、形成された差圧に応じて加圧圧迫された状態にな
る。よって、減圧を適切に行うことにより、２枚のガラ
ス板６、７を適切な圧迫状態にすることができる。

【００３５】ここで、本例においては、板状トレー２２
の上面に枠状突出部２２ｂを形成してあり、その上面２
２ｃは丁度、ガラス板６の上面と同一となっている。し
たがって、シート９は、ガラス方面６ａに密着すると共
に、この突出部の上面２２ｃにも密着した状態となる。

【００３６】目標とする圧迫状態が形成された後は、そ
の状態を保持したまま、ステージ移動機構により、ステ
ージ２をシール剤硬化ステーション５に向けて水平に移
動させて、ステージ２をこのシール剤硬化ステーション
５に停止させる。

【００３７】一般にランプ１２１は常時点灯状態に保持
されているので、シャッター１２３を開くと、紫外線が
ガラス基板６、７の間のシール剤の照射される。この照
射によって、ガラス板６、７の間の紫外線硬化型シール
剤が硬化して、２枚のガラス基板６、７が貼り合わされ
る。以上の工程を経て、液晶セル用のガラス基板６、７
の貼り合わせが行われる。

【００３８】この後は、真空を解除して、シャッターを
閉じて、ステージ２を元の減圧ステーション４に戻す。
しかる後に、クランプ８を上昇させて、貼り合わせが終
わったガラス基板６、７を板状トレー２２の上から取り
出す。

【００３９】以上のように、本例の装置においては、ク
ランプ枠はステージ上面の方形シール枠に当たって気密
シールを形成するのみで、２枚のガラス板を押し付ける
訳ではない。したがって、ガラス板には真空引きによる
大気圧が作用するのみであり、均一な隙間が形成された
状態で２枚のガラス板を貼り合わせが可能である。

【００４０】ここで、本例においては、板状トレー２２
に枠状突出部２２ｂを形成してあり、その上面が、ガラ
ス基板６の上面６ａと同一となるように設定してある。
このために、図３に示すように、大気圧によってシート
９を介してガラス基板６の外周縁の部分に作用する応力
が、この突出部２２ｂの上面２２ｃによって一部負担さ
れる。この結果、ガラス外周縁の部分の応力負担が緩和
されて、ガラス基板全面の応力分布が均一となる。した
がって、ガラス基板外周縁の部分のスペーサＳが他の部
分のスペーサに比べて過度に押しつぶされることがな
く、全体として均一なギャップを形成することができ
る。

【００４１】また、本例では、紫外線透過性の板状トレ
ー２２を用いて、その上にガラス基板６、７を乗せるよ
うにしている。この結果、図３に示すように、シール剤
Ｐがガラス基板６、７の外周縁のぎりぎりの所に塗布さ
れている場合においても、板状トレー２２の裏面側から
紫外線照射を行なうことができる。

【００４２】（他の実施形態）なお、上記の例では、ス
テージ２としてステージ本体枠とこの上に設置した板状
トレーを備えた構成のものを採用している。この代わり
に、ステージ本体枠の上に直接にガラス基板を乗せる構
成を採用してもよい。この場合には、ステージ本体枠の
上面に、枠状突起部を形成すればよい。また、この場合
には、ガラス基板の外周縁がステージ本体枠によって支
持されるので、紫外線を照射できないので、熱硬化型の
シール剤を使用することが望ましい。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の液晶セル
の貼り合わせ装置においては、重ね合わせた２枚のガラ
ス板の周囲に、それらの隙間にのみ連通する密閉空間を
形成し、この空間を真空引きすることにより形成される
大気圧との差を利用してガラス板を圧迫して貼り合わせ
るに当たり、重ね合わせたガラス板の周囲に枠状の突出
部を形成しておき、この突出部の上面が重ね合わせたガ
ラス板の上面とほぼ同一の高さとなるようにしてあるの
で、ガラス板圧迫時にガラス基板の外周縁の部分に作用
する応力の一部を突出部の上面に負担させることができ
る。したがって、ガラス基板全面に均一な応力作用状態
を形成できるので、外周部分のスペーサが過度に押し潰
されてガラス基板のギャップが不均一なるという弊害を
回避することができる。

【００４４】また、本発明の装置では、紫外線透過性の
板状トレーの上にガラス基板を乗せて、その下側から紫
外線を照射するようにしているので、紫外線硬化型のシ
ール剤が、ガラス基板の外周縁に近い位置に塗布されて
いる場合でも、ガラス基板の貼り合わせを行なうことが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例である液晶セルの貼り合わせ装
置を示す概略構成図である。

【図２】図１の装置の主要部分を拡大して示す説明図で
ある。

【図３】図１の装置により得られる効果を説明するため
の説明図である。

【図４】本願人が提案している液晶セルの貼り合わせ装
置を示す概略構成図である。

【図５】図４の装置における解決すべき課題を説明する
ための説明図である。

【符号の説明】

１ 液晶セルの貼り合わせ装置 ２ 移動ステージ ２１ ステージ本体枠 ２２ 板状トレー ２２ｂ 枠状の突出部 ２２ｃ 突出部の上面 ２３ ステージ上面 ２４ 方形シール枠 ２５ 連通孔 ２６ 連通管 ２７ 真空引き機構 ３ ガイドレール ４ 減圧ステーション ４０ 密閉空間 ５ シール剤硬化ステーション ６、７ ガラス基板 ８ クランプ枠 ８１ 昇降機構 ８３ 押さえ枠 ９ 可撓性の気密シート １２ 紫外線照射機構

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液晶を封入する一定の隙間を形成するた
   めに、スペーサを挟み込んだ状態で２枚の板を相互に重
   ねて圧迫して貼り合わせる液晶セルの貼り合わせ装置に
   おいて、 スペーサおよびシール剤を挟んだ状態で重ね合わせた２
   枚の板を載せる枠状のステージと、 当該枠状のステージの上面において、前記重ね合わせた
   ２枚の板の外周に沿って形成されていると共に、当該重
   ね合わせた２枚の板の上面とほぼ同一高さの上面を備え
   ている枠状の突出部と、 前記ステージに密着した位置および離れた位置の間を昇
   降可能に支持された枠状のクランプ部材と、 このクランプ部材における前記ステージに面する側の枠
   状表面に対して外周縁が気密状態に取付けられている可
   撓性の気密シートと、 前記クランプ部材を前記ステージに密着した位置まで降
   下させた状態において、当該クランプ部材と前記ステー
   ジの密着面に形成される枠状の気密シールと、 当該気密シールが形成された状態において、前記ステー
   ジ、クランプ部材、気密シートおよび重ね合わされた前
   記２枚の板によって区画される空間を真空引きして所定
   の減圧状態を形成する減圧手段とを有することを特徴と
   する液晶セルの貼り合わせ装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記シール剤は紫外
   線硬化型のシール剤であり、前記ステージは、枠状のス
   テージ本体と、このステージ本体の上面に設置される紫
   外線透過性の板状トレーを備え、この板状トレーは、前
   記重ね合わせた２枚の板を設置するための設置面と、こ
   の設置面を囲む状態に形成された前記枠状の突出部とを
   備えていることを特徴とする液晶セルの貼り合わせ装
   置。
3. 【請求項３】 請求項１または２において、更に、前記
   ステージを減圧位置およびシール剤硬化位置に移動させ
   るステージ移動機構と、前記２枚の板の間に挟み込まれ
   ている紫外線硬化型の前記シール剤を硬化させるため
   に、前記シール剤硬化位置に配置されている紫外線照射
   機構とを有することを特徴とする液晶セルの貼り合わせ
   装置。