JPH10325960A - ギャップ出し治具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ガラス基板サイズに影響されずに汎用性が高
く、熱硬化性樹脂の硬化均一性の高いギャップ出し治具
を提供する。 【構成】 ガラス基板２を載置させるための耐熱性及び
気密性を有した下シ−ト３と、該下シ−ト３に張力を加
え固定可能とした枠状の下プレ−ト１と、で成る下治具
Ａと；前記下シ−ト３の上方に位置し気密性及び可撓性
を有する上シ−ト１０と、該上シ−ト１０を気密を保っ
て固定可能とした枠状の上プレ−ト９と、で成る上治具
Ｂと；前記上プレ−ト９及び下プレ−ト１の間の周縁に
設けた環状パッキン１２と、該環状パッキン１２の内側
に設けられた吸引孔１３と；を具備することを特徴とす
るギャップ出し治具。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内面に透明電極を
配設した２枚のガラス基板間に熱硬化性樹脂を塗布した
液晶パネル用のガラス基板を加圧して位置ずれを起こさ
ないように均一なギャップ出しをする治具に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、上記のような液晶パネルのギャッ
プ出しをする方法として真空圧を利用した間接加圧方法
が公知になっている（たとえば、特開平１ー２５７８２
４号公報、特開平９ー２１９８８号公報等）。しかし、
これらの方法に用いるギャプ出し治具では、治具に汎用
性がないため、ガラス基板の厚さや、大きさが限定さ
れ、ガラス基板を変更する場合は、ガラス基板サイズに
合わせてギャップ出し治具の交換をしなければならない
という問題があった。また、加熱による樹脂の硬化を用
いる場合には、加熱時に上下治具にクランプされた部分
は、加熱されにくいため、急速昇温したときに、ガラス
基板の外周の昇温が低くなり、熱硬化性樹脂の硬化ムラ
が起きるという問題があった。一方、減圧方式の治具で
ギャップを出した後オ−ブンで加熱をすることも公知で
ある（たとえば、特開昭６３−８５５７１号公報）。し
かし、この方法ではギャップ出し治具全体をオーブンで
加熱しなければならないため、加熱させるのに大きなエ
ネルギーを必要とするという問題点があった。また、出
願人は、高精度の２枚の熱盤間にガラス基板を挟み込
み、加圧と加熱を同時に行う装置を提案している（特開
平３−１５０５２７号公報）。しかし、この方法では熱
盤の精度や、２枚の熱盤の平行度が重要となり、装置の
構造が複雑かつ高価になるという問題点があった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、これらの問
題に鑑みなされたものであり、本発明の目的は、ガラス
基板サイズに影響されずに汎用性が高く、熱硬化性樹脂
の硬化均一性の高いギャップ出し治具を提供することに
ある。

【０００４】

【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、本発明にかかるギャップ出し治具は、ガラス基板
を載置させるための耐熱性及び気密性を有した下シ−ト
と、該下シ−トに張力を加え、かつ気密を保って固定可
能とした枠状の下プレ−トと、で成る下治具と；前記下
シ−トの上方に位置し気密性及び可撓性を有する上シ−
トと、該上シ−トを気密を保って固定可能とした枠状の
上プレ−トと、で成る上治具と；前記上プレ−ト及び下
プレ−トの間の周縁に設けた環状パッキンと、該環状パ
ッキンの内側に設けられた吸引孔と；を具備している。
本発明によれば、前記上シ−ト、上プレ−ト、環状パッ
キン及び下シ−トから構成される真空減圧区画を減圧す
るので、ガラス基板サイズによる制限が生じず、汎用性
のある治具となる。加熱硬化を用いる場合には、ガラス
基板は前記上シ−トと下シ−トとしか接触せず、上・下
治具にクランプされる部分が存在しないため、クランプ
された部分の温度上昇が遅れることがなくなり、急速昇
温が可能となる。加熱される部分が、前記上シ−ト、下
シ−ト、ガラス基板のみに限定され、しかも、上シ−
ト、下シ−トの熱容量は非常に小さいものであるので、
加熱に必要な熱量を極力押えることが可能となる。

【０００５】

【発明の実施の形態】以下本発明の実際の形態を図面に
基づいて詳しく説明する。図１は、本発明におけるギャ
ップ出し治具の概略を示したものであり、ギャップ出し
治具は、枠状の下プレ−ト１を有する下治具Ａ；枠状の
上プレ−ト９を有する上治具Ｂ；及び前記上プレ−ト９
周縁に設けた環状パッキン１２と、該環状パッキン１２
の内側に設けられた吸引孔と；を具備する。

【０００６】まず、枠状の下プレ−ト１を有する下治具
Ａについて説明する。枠状の下プレート１は、枠状のス
テンレス（ＳＵＳ）製プレートである。枠状の下プレ−
ト１の開口部１Ａは、ガラス基板２よりも大きくなって
いる。枠状の下プレート１の上には、下シート３が載置
される。該下シ−ト３は、ガラスクロスを基材とした気
密性のあるテフロン樹脂含浸シートからなり、下シ−ト
３の周縁の上部には、ＳＵＳ製の下シート固定部材４が
載置される。該下シ−ト固定部材４は、下シート３を固
定する平板で、張力機構５により下シート３を下プレ−
ト１に固定している。張力機構５は、ＳＵＳ製のテンシ
ョンバー６と、該テンションバー６に穿たれたネジ穴７
にネジ込まれた押しボルト８より成り、該張力機構５
は、前記枠状の下プレート１の４辺に配置されている。
そして、下シート固定部材４により前記テンションバー
６に四辺を固定された下シート３は、前記押しボルト８
をネジ込むことにより、前記テンションバー６が外側に
移動し、前記下シート３に張力が発生する構成になって
いる。前記下シート３はガラスクロスや耐熱樹脂クロス
などの基材をベースにしたもので、気密性があり、張力
機構５の張力に耐え、かつ、２００℃の温度に耐える材
質であり、また、厚さが厚すぎると熱伝導の障害となる
ので、２ｍｍ以下の厚さのシートが好ましい。

【０００７】次いで、枠状の上プレート９を有する上治
具Ｂについて説明する。上治具Ｂは、ガラスクロスを基
材とした気密性のあるシリコンシートからなる上シート
１０がＳＵＳ製の上シート固定部材１１により、ガラス
基板２よりも大きな穴の明けられた枠状のＳＵＳ製の上
プレ−ト９の４辺に気密に固定された構成になってい
る。前記上シート１０は、熱膨張による弛みを防ぐため
に、ガラスクロスなどの基材をベースにした気密性があ
り、２００℃の温度に耐える材質であり、また、厚さが
厚すぎると熱伝導の障害となるので、２ｍｍ以下の厚さ
のシートが好ましい。

【０００８】また、該上シ−ト１０と前記下シ−ト３を
同一材料で構成する場合は、減圧加圧により、下シ−ト
３にシワが入るのを防ぐため、上シ−ト１０の厚みを下
シ−ト３よりも薄くするのが好ましい。

【０００９】さらに、前記上プレ−ト９の下面周縁に
は、Ｏリング状の環状パッキン１２が固定されており、
前記上治具Ｂと下治具Ａを重ね合せた状態で、前記上シ
−ト１０、上プレ−ト９、環状パッキン１２、下シ−ト
３からなる真空減圧区画Ｖを形成可能となっている。ま
た、前記環状パッキン１２と前記上シ−ト固定部材１１
の間に、上下に貫通して吸引孔１３が穿たれており、該
吸引孔１３より前記真空減圧区画Ｖ内部が減圧可能とな
っている。ここで、環状パッキン１２は、ゴム製のＯリ
ングが好適である。

【００１０】本発明におけるギャップ出し治具は以上の
ように構成されるが、このギャップ出し治具Ｊは、以下
に説明するギャップ出し装置により使用される。

【００１１】ギャップ出し装置は、図２に示すようにフ
レ−ム（図示せず）に固定されると共に前記ギャップ出
し治具Ｊの上方に位置し加熱源を有した固定された上熱
盤Ｐと、上熱盤Ｐの外側に固定されると共に前記ギャッ
プ出し治具Ｊの上治具Ｂを上下に昇降させ押し付ける上
クランプ２１と、前記ギャップ出し治具Ｊの下方に位置
し、前記上熱盤Ｐと対向し加熱源を有した下熱盤Ｑと、
下熱盤Ｑの外側に固定されると共に前記ギャップ出し治
具Ｊの下治具Ａを上下に昇降させ押付ける下クランプ２
２と、該下熱盤Ｑを上下に昇降させ、前記下治具Ａ、ガ
ラス基板２及び上治具Ｂとを前記上熱盤Ｐに押えつける
熱盤昇降機構Ｅと、前記吸引孔１３から真空吸引し前記
上シ−ト１０、上プレ−ト９、環状パッキン１２及び下
シ−ト３からなる真空減圧区画Ｖを減圧する真空減圧源
Ｒと、該真空減圧源の圧力を制御する真空圧力制御機構
Ｓと、前記熱盤昇降の押し圧力を制御する熱盤押し圧力
制御機構Ｔと；を具備している。

【００１２】ギャップ出し装置の詳細を図２を用いてさ
らに説明する。図２においてフレ−ム（図示せず）に固
定された上熱盤Ｐは、金属定盤Ｐ１、熱電対Ｌ及びヒー
タＨから成っている。なお、金属定盤Ｐ１の機械精度は
問わない。この上熱盤Ｐの外側には、コラム（図示せ
ず）に固定されるとともに前記ギャップ出し治具Ｊの上
治具Ｂを上下に昇降させ押付ける上クランプ２１が設け
られている。ここで、上クランプ２１は、エアーシリン
ダーにより構成され、上治具Ｂをクランプし、下治具Ａ
及び下クランプ２２ともにに真空減圧区画Ｖを形成す
る。

【００１３】前記ギャップ出し治具Ｊの下方には、前記
上熱盤Ｐと対向し加熱源を有した下熱盤Ｑが昇降可能に
位置され、熱盤昇降機構Ｅにより、該下熱盤Ｑを上下に
昇降させることによって、前記下治具Ａ、ガラス基板２
及び上治具Ｂとを一体にして前記上熱盤Ｐに押えつける
ことができるようになっている。さらに、前記吸引孔１
３から真空吸引し前記上シ−ト１０、上プレ−ト９、環
状パッキン１２及び下シ−ト３からなる真空減圧区画Ｖ
を減圧する真空減圧源Ｒが設けられ、該真空減圧源Ｒの
圧力を制御する真空圧力制御機構Ｓと、前記熱盤昇降機
構Ｅの押し圧力を制御する熱盤押し圧力制御機構Ｔとを
具備している。

【００１４】真空減圧源Ｒは、ダイアフラム真空ポンプ
からなり、真空制御機構Ｓは、電子制御真空レギュレー
タ、プログラム圧力制御コントローラと圧力センサーよ
りなり、フィードバック制御をする。熱盤昇降機構Ｅ
は、エアーシリンダーにより下熱盤Ｑを昇降し、上下治
具Ａ、ガラス基板２を持上げ、上熱盤Ｐに押付ける。こ
のとき、押付け圧力を制御する。なお、緩衝材Ｃとして
シリコンスポンジを用いてもよい。さらに、温度制御装
置Ｕにより熱盤の温度を調整することができる。

【００１５】以下、本発明にかかるギャップ出し治具Ｊ
を用いて、ガラスパネルのギャップ出しをする手順を説
明する。作動開始前には、下クランプ２２は下端にあ
り、該下クランプ２２には、下治具Ａが載置されてい
る。上クランプ２１は上端に位置している。はじめに、
下クランプ２２から、下治具Ａをフォ−ク形状をした把
持治具で取出した後、下治具Ａの下シ−ト３の上に、上
下２枚のガラス基板２の間に球状スペーサーを介在させ
ると共に該ガラス基板２の周縁間に熱硬化性のシール材
を塗布したガラスパネルＧを載置し、下治具Ａを下クラ
ンプ２２に載置する。

【００１６】次に、下クランプ２２を上昇させ、更に上
クランプ２１を下降させ下治具Ａと上治具Ｂを重ね合せ
て、下プレ−ト１に環状パッキン１２を押付け、上シ−
ト１０、上プレ−ト９、環状パッキン１２及び下シ−ト
３からなる真空減圧区画Ｖを形成する。そして、真空減
圧源Ｒを作動させ、吸引孔１３より吸引し、真空減圧区
画Ｖを減圧状態にする。この時、上・下治具Ａ，Ｂには
大気圧が働くため、上・下シ−ト１０，３を介してガラ
ス基板２にも大気圧が働き、減圧プレスされることにな
る。

【００１７】一方、あらかじめ所定温度に上熱盤Ｐ、下
熱盤Ｑを加熱しておき、前述の減圧が開始されたら、熱
盤昇降機構Ｅを作動させ、下熱盤Ｑを上昇させる。そし
て、上・下治具Ａ，Ｂを持上げて、緩衝材Ｃを介し上熱
盤Ｐに押付けてやる。この時の前記熱盤昇降機構Ｅの押
し圧力は、熱盤押し圧力制御機構Ｔにより制御すること
により、前記熱盤昇降機構Ｅの押し圧力による影響を減
圧プレスによる押し圧力の影響よりも小さくすることが
でき、上・下熱盤Ｐ，Ｑの精度や平行度に影響されなく
なる。

【００１８】そして、上熱盤Ｐと下熱盤Ｑに上シ−ト１
０、ガラス基板２、下シ−ト３を挟み込み、上・下熱盤
Ｐ、Ｑにより直接加熱する。上・下治具Ａ，Ｂを上昇さ
せるとき、上クランプ２１の作動を止めて、上治具Ｂへ
のクランプ力をフリーにしてやり、上・下治具Ａ，Ｂの
上昇の邪魔にならないようにする。上・下熱盤Ｐ，Ｑに
接触する部分は上・下シ−ト１０，３のみに限定され、
上・下プレ−ト１、９にはほとんど熱が伝わらないた
め、昇温に必要なエネルギーを押えることができ、ま
た、ガラス基板２を取出す際に、治具を室温まで冷却す
るためのエネルギーが不用となる。

【００１９】加熱温度と減圧圧力は、ガラス基板２に塗
布したシール樹脂の種類により異なってくるが、一般的
に使用されるシール樹脂では、プレス温度１４０〜２０
０℃、プレス圧力０．４〜０．９Ｋｇ／ｃｍ２程度でプ
レスされる。シール樹脂を減圧下で加熱した場合、温度
上昇に伴いシール樹脂の粘度が低下し、シール樹脂中に
閉じ込められた空気や揮発成分が減圧脱泡されて、シー
ル樹脂中に気泡が発生してしまい、不良となる。また、
シール樹脂の粘度が下がった状態で、急激な真空圧力変
化を与え真空度を高めると、ガラス基板２の周縁に形成
されたシール樹脂内部と外側との圧力差が大きくなり、
ガラス基板２内部の空気がシール樹脂を突破って流出
し、シール樹脂が破断してしまう。これらのことによ
り、減圧下で加熱する場合、加熱当初は真空度を高め
ず、シール樹脂の硬化反応が進行しシール樹脂の粘度が
上昇し始めてから真空度を高めてやり、かつ、完全に硬
化が完了する前に所定の真空度まで高めなければならな
い。

【００２０】シール樹脂の種類によって硬化反応は異な
るが、温度上昇と共に低下し続けたシール樹脂の粘度
は、９０〜１００℃から上昇に転じ、１５０℃で硬化が
開始する。従って、１００℃から真空度を高め始め、１
５０℃になるまでに所定の真空度まで高め、ギャップを
形成する必要がある。真空度を高めるタイミングが早い
と気泡等の問題を生ずるが、硬化完了前に真空度が上が
りきらない場合、プレス力が不足し、目標のギャップ厚
さに潰れきらないという問題が生じる。上・下熱盤Ｐ、
Ｑの温度を１６０℃に設定した場合、加熱開始から１２
０ｓｅｃ時点で約９０℃に到達し、加熱開始から１８０
ｓｅｃ後には約１５０℃に到達し、加熱開始から２４０
ｓｅでほぼ１６０℃に到達し、硬化が完了する。加熱前
に０．１〜０．２Ｋｇ／ｃｍ２で減圧加圧し、１２０ｓ
ｅｃまでこの圧力を保持し、１２０ｓｅｃに至った時点
で真空度を高め、１８０ｓｅｃで０．７Ｋｇ／ｃｍ２に
到達するように真空圧力制御機構Ｔを調整する。

【００２１】こうして、硬化が完了したら、真空減圧源
Ｒの動作を停止させ、熱盤昇降機構Ｅを降下させ、上・
下治具Ａ、Ｂと上・下熱盤Ｐ、Ｑを分離させ、次に、上
クランプ２１を上昇させ、上治具Ｂを下治具Ａと切離
す。下治具Ａを取出したのち、ガラス基板２が冷却する
のを待ち、ガラス基板２を取出し作業が完了する。

【００２２】なお、実施の形態においては、ガラス基板
を載置するために下治具をフォ−クなどの把持装置を用
いたが、下治具をギャップ出し装置の外側に往復動作で
きるレ−ルを用いた移動手段により搬入搬出をしてもよ
い。また、環状パッキン１２は、上プレ−ト９に設けて
あるが下プレ−ト１に設けてもよい。

【００２３】

【発明の効果】本発明は上記の説明から明らかなよう
に、ガラス基板のサイズによる制限が生じないので、ガ
ラス基板サイズごとに治具を用意する必要がなくなり、
汎用性のある治具となるので、経済性に優れる。急速昇
温した場合でも、治具によりクランプされる部分がない
ので、ガラス基板が均一に加熱されるため、硬化ムラが
生じず高品位な液晶パネルを得ることができる。また、
ギャップ出し治具の熱の伝達部分を上下シ−トのみに限
定したことにより、無駄な加熱・冷却を極力減らすこと
ができ、省エネルギー化が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のギャップ出し治具を示す断面図であ
る。

【図２】ギャップ出し装置全体を示す概略図である。

【符号の説明】

１ 下プレ−ト ２ ガラス基板 ３ 下シ−ト ４ 下シ−ト固定部材 ５ 張力機構 ９ 上プレ−ト １０ 上シ−ト １２ 環状パッキン １３ 吸引孔１３１３ Ａ 下治具 Ｂ 上治具 Ｖ 真空減圧区画 Ｊ ギャップ出し治具

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ガラス基板２を載置させるための耐熱
   性及び気密性を有した下シ−ト３と、該下シ−ト３に張
   力を加え固定可能とした枠状の下プレ−ト１と、で成る
   下治具Ａと；前記下シ−ト３の上方に位置し気密性及び
   可撓性を有する上シ−ト１０と、該上シ−ト１０を気密
   を保って固定可能とした枠状の上プレ−ト９と、で成る
   上治具Ｂと；前記上プレ−ト９及び下プレ−ト１の間の
   周縁に設けた環状パッキン１２と、該環状パッキン１２
   の内側に設けられた吸引孔１３と；を具備することを特
   徴とするギャップ出し治具。
2. 【請求項２】 ２枚のガラス基板２間に熱硬化性樹脂
   を塗布した液晶パネル用のガラス基板２のギャップ出し
   をするギャップ出し治具であって、ギャップ出しをする
   ガラス基板２よりも大きな開口を有する枠状の下プレ−
   ト１と、該下プレ−ト１に載置される耐熱性及び気密性
   を有した下シ−ト３と、該下シ−ト３に張力を加える張
   力機構５と、前記下シ−ト３の気密を保って固定可能と
   した下シ−ト固定部材４と、で成る下治具Ａと；前記ギ
   ャップ出しをするガラス基板２よりも大きな開口を有す
   る枠状の上プレ−ト９と、該上プレ−ト９の下方で前記
   下シ−ト３の上方に位置し気密性及び可撓性を有する上
   シ−ト１０と、該上シ−ト１０を前記上プレ−ト９に固
   定する上シ−ト固定部材１１と、で成る上治具Ｂと；前
   記上プレ−ト９及び下プレ−ト１の間の周縁に設けた環
   状パッキン１２と、該環状パッキン１２の内側に設けら
   れた吸引孔１３と；を具備することを特徴とするギャッ
   プ出し治具。
3. 【請求項３】 前記下シ−ト３がガラスクロス又は耐
   熱樹脂製クロスを基材としたことを特徴とする請求項１
   又は請求項２に記載のギャップ出し治具。
4. 【請求項４】 前記上下シ−ト１０，３がガラスクロ
   ス又は耐熱樹脂製クロスを基材とし、かつ、上シ−ト１
   ０の方が厚みが薄いことを特徴とする請求項１から請求
   項３のいずれかひとつに記載のギャップ出し治具。