JP2004029462A

JP2004029462A - Method and device for pasting together display panel substrates

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Publication number: JP2004029462A
Application number: JP2002186676A
Authority: JP
Inventors: Yoshiie Matsumoto; 松本　好家
Original assignee: Lan Technical Service Co Ltd
Current assignee: Lan Technical Service Co Ltd
Priority date: 2002-06-26
Filing date: 2002-06-26
Publication date: 2004-01-29
Anticipated expiration: 2022-06-26
Also published as: JP4115757B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To easily and accurately set a cell gap in a highly precise manner during a pasting process of display panel manufacturing. <P>SOLUTION: In the pasting method of display panel substrates, a positioning is conducted for a first substrate held by the first level block 40 side and a second substrate held by the second level block 48 side by interposing a seal material in a space between a first substrate 10 and a second substrate 12 which face each other. The method includes (1) a process in which the first substrate is held by a spacer section 42b of a substrate holding mechanism 42 provided on the first disk, (2) a process in which the gap between the surface that is on the opposite side of the surface forming a display cell region space of the first substrate 10 and the disk 40 is evacuated and the first substrate is sucked and held to the first fixed disk side, (3) a process in which pressing force is added to the first and the second substrates as well as between the substrates so as to determine a cell gap and (4) a process in which the seal material is hardened. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ディスプレイパネル基板の貼り合わせ方法及びその実施のための装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶ディスプレイパネル及び有機ＥＬディスプレイパネルは、一般に２枚の基板を貼り合わせて製造される。以下に図６を参照しつつ、従来から行われている基板の貼り合わせ工程を説明する。図に示したように、第１の基板１１０を、Ｘ軸駆動機構１３２を具えた第１の定盤１４２で保持する。同様にシール材を設けた第２の基板１１２を、Ｙ軸駆動機構１３４を具えた第２の定盤１４４で保持する。第１の基板１１０及び第２の基板１１２に付された合わせマークを観測しつつ、Ｘ軸、Ｙ軸及び第２の定盤１４４のさらに下部に位置するθテーブル１６２でθ軸を調節する。すなわち、第２の基板１１２を回転駆動機構１３６で水平面内で回転させて第１の基板との位置合わせを行う。然る後、第１の定盤１４２又は第２の定盤１４４を、矢印Ａ方向に作動することができる、定盤の上下昇降手段１３８及び加圧シリンダー１６０により結果として基板を押圧することで貼り合わせを行っている。このとき２枚の基板の間隔（以下、セルギャップと称する。）が、例えばセルの辺縁部とセルの中心部とで一定でない場合には、完成したディスプレイパネルに表示むらが生じてしまう。従って、ディスプレイパネル表示品質を高品質に、かつ一定に維持するためには、製造工程においてセルギャップを適切に維持する必要がある。この技術をセルギャップ制御（ＣＥＬＬ　ＧＡＰ　ＣＯＮＴＲＯＬ）という。なお、上述したＸ軸駆動機構１３２、Ｙ軸駆動機構１３４、回転駆動機構１３６、上下昇降手段１３８及び加圧シリンダ１６０による基板押圧機構は、従来より種々の機構があって周知である。このため、当業者ならばこれらの機構を容易に構成できるので、その詳細な説明は省略する。
【０００３】
例えばガラス基板等を用いた液晶表示ディスプレイパネル製造における貼り合わせ工程では、シール材自体にグラスファイバ等からなるスペーサ繊維を混入して使用すると同時に、基板間の表示セル内部全面に樹脂、シリカ等からなるスペーサ粒子等のセルギャップ保持手段を散布せしめて行われている。また、表示セル領域内にレジスト等の構造によりセルギャップ保持手段を設ける場合もある。しかしながら、スペーサによるコントラストの低下等のマイナス効果が生じる。従って、表示品質を向上させるために、セル内部にスペーサ粒子を配置せずに精密なセルギャップ制御を行う、いわゆるスペーサレスな液晶ディスプレイが待望されている。
【０００４】
また近年需要の増大している有機ＥＬパネル等においては、表示セル内部全面にスペーサ粒子を配することはできないので、精密なセルギャップ制御は実現されていないのが現状である。
【０００５】
さらにガラス等の基板を用いた液晶表示素子の場合には、表示セル内部を完全に封止するためには、後に液晶媒体を注入するための開口部を具えるようにシ−ル材を設ける工程と、液晶媒体を注入する工程と、開口部を封止する工程とが必要であることから、単一工程で表示セル内部を完全に封止することができなかった。すなわち、液晶媒体を注入した後に、この開口部を封止するという工程が必要であった。従って、封止部の接着強度の確保が困難なことに起因して、封止後に液晶媒体が漏出する等の問題がある。
【０００６】
このような問題を解決するため、最近では基板上にシール材により表示セルの全周を囲む隔壁を形成し、この隔壁の内部（表示セル領域）に液晶媒体を滴下することで充填した後、２枚の基板を貼り合わせて封止する「滴下液晶注入」と呼ばれる方法が検討されている。
【０００７】
この方法によれば、工程が非常に簡易になることに加え、液晶媒体の利用効率が上がる等の様々な効果が予想される。しかし、この方法では、貼り合わせの工程を真空条件下で行う必要があるが、真空条件下において特に上部定盤に基板を安定して保持することが大変困難である。
【０００８】
従来知られている方法としては、いわゆる「静電チャック方式」があるが、この方式では、静電気により、基板に形成されたトランジスタ等の回路以外の領域部分しか保持できないので、基板が撓んだ状態で貼り合わされてしまうという問題がある。
【０００９】
また有機ＥＬパネルの場合にも、基板の貼り合わせ時に表示セル内部の空気を排除する必要があることから、パネルをシール材により完全に封止することなく、その一部に微小な間隙を設けておいて、基板を加圧してセルギャップを決定すると同時にこの間隙が封止されるという工程を採用することが多い。しかしながら、この間隙封止部の接着強度にしばしば問題が発生し、これに起因して、パネルの表示品質を劣化させる上、製品寿命を短いものにしてしまうという問題点がある。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
この発明の目的は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであり、基板の貼り合わせ工程に際して、基板の撓みを防止しつつ、セルギャップを容易かつ高精度に設定することが可能であると同時に、シール材を用いた単一の封止工程で、２枚の基板に挟まれた空間に形成される表示セルの周縁全周を封止することができる、ディスプレイパネル基板の貼り合わせ方法及びその実施のための装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この発明は、対向する第１及び第２の基板間に挟まれた空間に表示セル領域空間及び捨て領域空間を形成するようにいずれかの基板にシール材を介在させて、第１の定盤側に保持された第１の基板と第２の定盤側に保持された第２の基板との位置合わせを行うディスプレイパネル基板の貼り合わせ方法に関する発明であって、特に上記課題を解決するため、下記の工程を含む。
（１）第１の基板を第１の定盤に具えられた基板保持機構のスペーサ部により保持する工程、
（２）第１の基板の、表示セル領域空間を形成する面とは反対側の面と、第１の定盤との間隙を真空にして第１の基板を第１の定盤側に吸引保持する工程、
（３）第１及び第２の基板間に押圧力を付加してセルギャップを決定する工程、及び
（４）シール材を硬化する工程。
【００１２】
この方法によれば、特に上部に位置する第１の定盤において、この第１の定盤と第１の基板との間隙を真空にすることで第１の基板を第１の定盤に密着させ、これにより第１の基板を撓ませることなく第１及び第２の２枚の基板同士を安定に保持することができる。従って、セルギャップを容易にかつ高精度に、設定することができる。すなわち、この発明の貼り合わせ方法は、いわゆる滴下液晶注入工程を採用する液晶表示パネルの他、例えば有機ＥＬ表示パネル等の２枚の基板を貼り合わせることにより製造されるディスプレイパネルに適用して特に好適である。
【００１３】
また、この発明の貼り合わせ方法によれば、好ましくは、第２の基板と第２の定盤についても同様に、表示セル領域空間を形成する面とは反対側の面と、第２の定盤との間隙を真空にして、第２の基板を第２の定盤側に吸引保持するのがよい。
【００１４】
この発明の貼り合わせ方法の特に工程（３）を実施するに際しては、好ましくは、第１の基板と第２の基板とを接近させ、かつ表示セル領域空間がシール材により密閉されていない状態で、第１の基板と第２の基板との間隙、具体的には少なくとも表示セル領域空間を真空とするのがよい。
【００１５】
このようにすれば、真空とすべき空間を小さくすることができるので、この貼り合わせ工程の時間を短縮することが可能であり、スループットが大いに向上する。
【００１６】
この発明の貼り合わせ方法の実施に当たり、好ましくは、貼り合わせ工程を内部を真空にすることが可能な気密の処理室内で行うのがよい。上述した少なくとも工程（２）と工程（３）を、処理室を常圧と真空との間で変化させる工程を含むのが好適である。
【００１７】
このように、真空にされた処理室内で基板の貼り合わせを行うことで、特にその製造に使用される材料が湿気及び酸素に弱い有機ＥＬ表示パネルの製造工程において、表示パネル品質に大きな影響を与えるこれらの要因を排除しつつ、簡単な工程で精密なセルギャップ制御を行うことが可能になる。
【００１８】
この発明の貼り合わせ方法の工程（３）において、第１及び第２の基板の間隙の気圧を、その外部の気圧と比較して、好ましくはシール材が破裂しない程度に低く維持した状態で貼り合わせた後に、押圧するのがよい。
【００１９】
さらに、この発明の貼り合わせ方法において、貼り合わせ工程を真空にした処理室内で行うに際しては、好ましくは、処理室全体を真空にするための空気の吸引力を、第１及び第２の基板を第１及び第２の定盤に密着させるための空気の吸引力よりも小さくするのがよい。
【００２０】
このようにすれば、第１及び第２の基板の落下や、これら基板の定盤に対するずれの発生を抑制することができる、従って、これら２枚の基板をより安定して保持することができるので、高精度にセルギャップを制御することが可能になる。
【００２１】
また、この発明の貼り合わせ方法によれば、工程（３）は、好ましくは、例えばセルギャップを設定する厚みよりも大きな厚みを有し、かつ第１の基板と第２の基板との間に設けられたシール材の厚みよりも小さな厚みを有するスペーサ部により行ってもよい。この場合には、セルギャップは表示セル内部に設けられるスペーサ粒子等のスペーサ材により決定されるので、スペーサ部を抜き出した後に基板を押圧していわゆるギャップ出しを行ってもよい。
【００２２】
さらにまた、この発明の貼り合わせ方法によれば、工程（３）において、好ましくは、セルギャップが、シール材の硬化後のセルギャップを設定する厚みと形状を有するスペーサ部により決定されるようにするのがよい。このとき、工程（４）は、スペーサ部を捨て領域から引き抜く前に行ってもよい。
【００２３】
このようにすれば、スペーサ部により、貼り合わせと同時にセルギャップを容易かつ正確に決定し、さらにシール材の硬化まで一連の工程により行うことができる。従って、特にスペーサレスの「滴下液晶注入工程」による液晶表示パネル及び有機ＥＬ表示パネル等の貼り合わせに適用して好適である。
【００２４】
さらにこの発明の貼り合わせ方法によれば、工程（３）は、好ましくは、第１の基板と第１の定盤との間隙の気体圧を高める工程として行うのがよい。
【００２５】
このように、気体圧によれば、第１の基板を均一な圧力で押圧することができ、さらに基板の表示領域に何ら接触することなくセルギャップを決定できるので、汚染等の懸念もなくパネル全体にわたって均一なセルギャップを実現することができる。従って、表示パネルの品質向上に大いに貢献する。
【００２６】
好ましくは、シール材の硬化を紫外線照射により行うのがよい。或いはまた、このシール材の硬化を加熱又は冷却することにより行ってもよい。
【００２７】
また、この発明のディスプレイパネル基板の貼り合わせ装置によれば、主として下記の構成要素を具えるのがよい。すなわち、第１及び第２の基板をシール材を介在させて貼り合わせるためのディスプレイパネル基板の貼り合わせ装置は、第１及び第２の基板をそれぞれ保持する第１の定盤及び第２の定盤を具えていて、この第１の定盤は、第１の基板を支持するスペーサ部と、スペーサ部を支持するアーム部と、アーム部を伸縮するための水平方向伸縮機構と、垂直方向伸縮機構とを含む基板保持手段及びシ−ル材硬化手段を具える。このシ−ル材硬化手段は、シール材を硬化する働きをする。
【００２８】
このような装置構成とすれば、セルギャップ決定のために上部に配置される第１の基板を第２の基板側へ押圧する際に、第１の基板を第１の定盤に密着させて第１及び第２の２枚の基板が平行になるように保持しつつ、これら２枚の基板間に挿入されるスペ−サ部の厚みでセルギャップを決定できる。
【００２９】
この発明の貼り合わせ装置の他の好適実施例によれば、基板と定盤とを密着させて基板を保持する基板保持手段をさらに含むのがよい。例えばこの基板保持手段は、第１の基板の第２の基板と対向する内側面とは反対側の外側面とこの外側面に対面する第１の定盤との間隙を真空にして密着させて第１の基板を保持するための気密保持部材を含む気密保持手段を具えるのがよい。好ましくは第２の基板と第２の定盤との間隙を真空にして密着させて第２の基板を第２の定盤にそれぞれ密着させて第２の基板を保持するための気密保持部材を含む基板保持手段をさらに具える構成とするのがよい。
【００３０】
また、上述の気密保持部材は、好ましくは、基板の定盤への吸着の程度に応じて、定盤内に格納及び突出自在に設けるのがよい。
【００３１】
このような装置構成とすれば、基板の定盤への吸着をより精密に、かつ効果的に制御することができる。
【００３２】
また、この発明の貼り合わせ装置の他の好適例では、シール材により封止される前の、第１及び第２の基板との間隙、すなわち表示セル領域空間及び捨て領域空間とを真空にするために、第１及び第２の定盤に定盤間気密保持部材、定盤間給排気口及び定盤間用真空ポンプを含む気密保持手段をさらに具える構成とするのがよい。
【００３３】
このような構成とすれば、貼り合わせ工程において、真空にされる空間の容積を最小限にすることができる。すなわち、表示セル領域空間及び捨て領域空間のみを真空にすることができるので、より効率的に短時間で貼り合わせ工程を行うことができる。従って、一定時間におけるスループットが大いに向上する。また、装置全体をコンパクトにすることができる。
【００３４】
この発明の貼り合わせ装置の構成例によれば、貼り合わせ用の処理室と、処理室を常圧と真空との間で変化させるための圧力調整手段とを含むのが好適である。
【００３５】
このような構成とすれば、特にその製造に使用される材料が湿気及び酸素に弱い有機ＥＬ表示パネルの製造工程において、表示パネル品質に大きな影響を与えるこれらの要因を排除しつつ、簡単な工程で精密なセルギャップ制御を行うことが可能になる。
【００３６】
また、スペーサ部が、好ましくは、シール材の硬化後のセルギャップを設定する厚みと形状を有する構成とするのがよい。
【００３７】
このような構成とすれば、貼り合わせと同時にセルギャップを容易かつ正確に決定し、さらにシール材の硬化まで一連の工程により行うことができる。
【００３８】
スペーサ部は、セルギャップが表示セル内部に設けられたスペーサ粒子等のスペーサ材により決定される場合には、セルギャップを設定する厚みよりも大きな厚みを有し、かつ第１の基板との間に設けられたシール材の厚みよりも小さな厚みを有する構成とするのが好ましい。
【００３９】
また、この発明の貼り合わせ装置の好適実施例によれば、スペーサ部を、１つの塊状のスペーサ部で構成するとき、このスペーサ部が、複数のセルギャップ厚みに１つのスペーサ部で対応可能とするために、スペーサ部の基板の支持部分の厚みを変えられる形状とするのがよい。
【００４０】
このようなスペ−サ部を、好ましくは、このスペーサ部の基板間に挿入される側の一端が、先端に向かうほど厚みが減少していく楔状のブロック体、すなわちテ−パ付きブロック体とすることができる。このテーパは、最大の厚みが基板の外側となるように挿入されたスペ−サ部を引き出す量（距離または長さ）に応じて、基板を支持するスペーサ部の厚みを決定できるので、その厚みに応じてセルギャップを決定できる。従って、セルギャップをより高精度に微調整することができる。
【００４１】
また、第１の定盤及び第２の定盤の双方またはいずれか一方を石英定盤とすれば、シール材の硬化手段を紫外線照射装置としてシール材の硬化を行うのに好適である。この場合には、定盤の外部からシ−ル材に紫外線を照射することで、シ−ル材を硬化させることができる。
【００４２】
また、第１の定盤及び第２の定盤が金属で構成される加熱又は冷却定盤とするのも好適である。この場合には、定盤の加熱又は冷却によりシ−ル材を硬化させることができる。
【００４３】
この発明のディスプレイパネル基板の貼り合わせ方法において、スペーサ部を捨て領域から引き抜く工程は、シール材の硬化前又は硬化後のいずれの段階で行ってもよい。シール材の硬化後にスペーサ部を引き抜く場合でも、実際には基板の押圧を解除すると、多少の戻りがある、すなわち、第１及び第２の基板の間隔が、わずかに拡がるのでスペーサ部を無理なく引き抜くことができる。
【００４４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、この発明の実施形態につき説明する。なお、図面には、この発明が理解できる程度に各構成成分の形状、大きさ及び配置関係が概略的に示されているに過ぎず、これによりこの発明が特に限定されるものではない。また、以下の説明に用いる各図において同様の構成成分については、同一の符号を付して示し、その重複する説明を省略する場合もあることを理解されたい。
【００４５】
また、この発明を実施するに当たり、図６を参照して既に説明したＸ軸駆動機構、Ｙ軸駆動機構、回転駆動機構、及び上下昇降手段を適宜使用するが、これら自体の構成や機能は、従来周知であり、この発明の要旨ではないので、その詳細な説明は省略する。
【００４６】
また、以下の実施形態の説明において、この発明を、液晶表示パネル及び有機ＥＬ表示パネルの双方に適用する例につき説明する。有機ＥＬ表示パネルの場合には、貼り合わせる一方の基板に、予め、有機ＥＬ層が形成されているものとする。また、液晶表示パネルの場合には、主として液晶媒体を表示パネルの貼り合わせ前にセル領域に注入する「滴下液晶注入」工程を例にとって説明する。
【００４７】
なお、周知の通り、第１及び第２の基板には、多数の表示セルがマトリクス状に配列されて形成される。しかしながら、以下に説明する実施の形態では、図示の複雑化を回避するために、１つの表示セルを代表して取り上げて示し、かつ説明している。また、図中、表示に必要な電極その他のトランジスタ等の他の構成成分等は、この発明の説明に直接必要ではないので、図示を省略してある。
【００４８】
＜第１の実施形態＞
図１（Ａ）及び（Ｂ）を参照して、この発明の第１の実施の形態につき説明する。
【００４９】
図１は、この発明の第１の実施形態を示す図である。図１（Ａ）はディスプレイパネル基板貼り合わせ装置（以下、貼り合わせ装置と略称する。）の主要部を上方から俯瞰した態様を示す概略的平面図である。図１（Ｂ）は、（Ａ）のＢ−Ｂ破線による断面の切り口を示す図である。
【００５０】
第１の実施の形態の貼り合わせ装置は、主として、第１の定盤４０と、これに対向する第２の定盤４８及びシール材硬化手段６０とを含んでいる。この第１の定盤４０には、第１の基板保持用気密保持部材４１ａ、支持アーム（以下、基板保持機構とも称する。）４２、第１の基板保持用給排気口４４ａ及びこれに接続される第１の基板保持用真空ポンプ４６ａとが設けられている。
【００５１】
第２の定盤４８には、第２の基板保持用気密保持部材４１ｂ、第２の基板保持用給排気口４４ｂ及びこれに接続される第２の基板保持用真空ポンプ４６ｂとが設けられている。
【００５２】
支持アーム（基板保持機構）４２には、適当な厚みを有するスペーサ部４２ｂと、スペーサ部４２ｂを支持する第１アーム部材４２ａａ及び第２アーム部材４２ａｂを含むアーム部４２ａと、アーム部４２ａを伸縮するための水平方向伸縮機構４２ｃａ及び垂直方向伸縮機構４２ｃｂとが含まれている。
【００５３】
第１の基板１０は、その上面が、上部に位置する第１の定盤４０の第１の基板保持用気密保持部材４１ａに密着するように、かつ第１の基板１０の下面側の表示セルとなるべき領域、すなわち表示セル領域３２の外側に位置する捨て領域３０に接するように第１の定盤４０に具えられた支持アーム４２のスペーサ部４２ｂの上面に位置合わせしつつ載置される。
【００５４】
この発明の第１の基板１０及び第２の基板１２には、例えばガラス基板、プラスチック基板、エポキシ樹脂基板等が適用できるが、なんらこれらに限定されるものではない。
【００５５】
第１の基板保持用気密保持部材４１ａは、第１の基板１０の上面側の基板の周縁に沿ってこれを隙間なく取り囲む壁を形成して間隙ｄ２を気密とするように、第１の定盤４０の下面側に設けられている。この第１の基板保持用気密保持部材４１ａと第１の基板１０と第１の定盤４０とにより形成される間隙ｄ２を第１の定盤４０に設けられた第１の基板保持用給排気口４４ａ及びこれに接続されている第１の基板保持用真空ポンプ４６ａにより排気することで真空にする。
【００５６】
ここで使用される第１の基板保持用真空ポンプ４６ａは、排気により間隙ｄ２を真空に引くばかりでなく、間隙ｄ２に空気、不活性ガス等の気体を供給して圧力を加えることができる構成としてある。
【００５７】
この構成により、第１の基板１０を、第１の定盤４０に密着して保持することができる。すなわち、第１の基板１０は、特に中心部に撓みが発生することなく第１の定盤４０に密着して安定に保持される。
【００５８】
次いで第１の基板１０を第１の定盤４０に保持しつつ、第２の基板１２を、第１の基板と離間させた状態で、第１の基板１０と対向するように、第２の定盤４８に載置する。
【００５９】
このとき、第１の基板１０と同様に第２の基板保持用給排気口４４ｂ及びこれに接続されている第２の基板保持用真空ポンプ４６ｂにより、第２の基板１２を第２の定盤４８に密着させて保持する構成とするのがよい。
【００６０】
第１の基板１０と第２の基板１２との間の端縁部内側領域空間には、捨て領域３０及び表示セル領域３２を形成するように、捨て領域３０と表示セル領域３２とを隔てるための硬化前の柔軟なシール材１４を予め設けてある。シール材１４は、表示セル領域３２が途切れることのない連続した壁により形成すされるように配置されている。
【００６１】
ここでいう捨て領域３０とは、実際の表示に利用されないシ−ル材１４の外側周辺の空間領域、すなわち表示セル周縁のマージン領域である。表示セル領域３２とは実際に表示を行うこととなる領域（空間）である。
【００６２】
また、この例では、シール材１４を、第２の基板１２に施してあるが、これに限られず、特に液晶媒体の注入工程が必要のない有機ＥＬ表示パネルの場合には、第１の基板１０に設けてもよい。
【００６３】
このシール材１４には、従来から使用されている例えばグラスファイバー繊維をスペーサ材として含んだ紫外線硬化型及び／又は熱硬化型シール材を使用するのがよいが、この発明の目的を損なわない範囲で、これらに限定されるものではない。
【００６４】
そして、図示されていない従来周知のＸ軸作動機構、Ｙ軸作動機構、回転作動機構及び／又はＣＣＤカメラ等を使用して、２枚の基板の精密な位置合わせを行う。このようにして、各基板１０及び１２の対向面は互いに実質的に平行になるように保持される。
【００６５】
次いで、液晶表示パネルの場合には、必要ならば、シール材１４により画成される表示セル領域３２にスペーサ粒子等のスペーサ材を散布する。
【００６６】
然る後、第１及び第２の基板を対向配置させて位置決めする。次いで、第１及び第２の基板１０及び１２を貼り合わせる前に、図示されていない液晶注入装置で、液晶媒体を第２の基板１２のシール材１４により囲まれた表示セル領域３２となる基板内面に注入する。
【００６７】
次いで、第１の定盤４０及び／又は第２の定盤４８を図示されていない上述した各作動機構を用いて、第１及び第２の基板１０及び１２の間隙を狭めていき、シール材１４を介して、これらを重ね合わせる。
【００６８】
次いで第１の基板１０を保持するための真空を解除して常圧に戻すと同時に基板支持アーム４２のアーム部４２ａを垂直方向伸縮機構４２ｃｂにより少し伸長させて、潰れていた間隙ｄ２を回復させる。
【００６９】
次いで、この間隙ｄ２に空気又は不活性ガス等の気体を送り込んで第１の基板１０を、第１の基板保持用給排気口４４ａを通じて供給される気体の気体圧により上部から押圧する。これはいわゆる「ギャップ出し」工程に相当する（これら基板の保持の詳細については後述する。）。
【００７０】
この発明の貼り合わせ装置によれば、セルギャップを決定する手段として、基板を押圧する手段を用いている。上述した構成例では、気体圧力により基板を押圧する方法をあげたが、代わりに例えばサーボモータ、加圧シリンダ等で機械的に行うか、又はその他の任意好適な手段を用いることもできる。
【００７１】
然る後、シール材硬化手段６０による紫外線照射、加熱又は冷却によりシール材１４の硬化を行う。シール材１４の硬化は、常法に従い、紫外線硬化型シール材の場合には紫外線照射を、熱又は冷却硬化型シール材の場合には加熱又は冷却を行い、２又は３以上の種類のシール材を組み合わせる必要がある場合には、それぞれ必要な手段及び工程を組み合わせて行えばよい。
【００７２】
以上の工程により表示パネルの貼り合わせが完了する。
【００７３】
図１（Ａ）及び（Ｂ）の構成例では、表示セル領域３２は、矩形状空間領域であり、シ−ル材１４はこの表示セル領域３２を囲む矩形状の柵又は壁として形成されている。
【００７４】
また、この構成例では、スペ−サ部４２ｂは、塊状の直方体ブロックであって、厚みは一定としてある。この構成例では、矩形の基板を使用しているので、スペ−サ部４２ｂの厚みより広い間隔の基板間に第１の基板１０の下側を東西南北の４つの方向から支持している。
【００７５】
しかしながら、ディスプレイパネルの品質を損なわないことを条件として、例えば対向する２方向のみからスペーサ部を挿入して第１の基板１０を支持する等してもよい。或いは、例えば基板の複数の角隅部、例えば４箇所又は対向する２箇所の捨て領域３０にスペーサ部を挿入して第１の基板１０を保持してもよい。
【００７６】
この発明の貼り合わせ装置及び貼り合わせ方法は、今後液晶表示セル作製工程において主流となるであろうと予想される、いわゆる「滴下液晶注入」工程を含む液晶表示パネルの製造工程及び有機ＥＬ表示パネルの製造に適用して特に好適である。また、液晶媒体を第１及び第２の基板の貼り合わせ後に注入する従来の基板の貼り合わせ工程にも使用して好適である。
【００７７】
次に、上述したこの発明の貼り合わせ方法の、主として第１の基板１０を保持するための基板保持機構及びこれによる基板の保持方法について、図２を参照して詳細に説明する。
【００７８】
図２（Ａ）及び（Ｂ）は、上部に位置する第１の基板１０の保持動作を説明するための図である。
【００７９】
上述したように、基板保持機構４２には、適当な厚みを有するスペーサ部４２ｂと、このスペーサ部４２ｂを支持するアーム部４２ａと、該アーム部４２ａを伸縮するための水平方向伸縮機構４２ｃａ及び垂直方向伸縮機構４２ｃｂとが含まれている。
【００８０】
アーム部４２ａは、機構４２ｃａにより伸縮駆動される第１アーム部材４２ａａと、これに連結され、かつ機構４２ｃｂで伸縮駆動される第２アーム部材４２ａｂとを具えている。さらに、この第２アーム部材４２ａｂは第１アーム部材４２ａａとは反対側の端部に固定されて、あるいは着脱自在にスペーサ部４２ｂが取り付けられている。このスペーサ部材４２ｂは、第１及び第２アーム部片４２ａａ及び４２ａｂの移動に応じて水平及び垂直方向に移動される。
【００８１】
上述したように、第１の基板１０は、第１の定盤４０の第１の基板保持用気密保持部材４１ａに密着してその間隙ｄ２が気密とされるように、かつ捨て領域３０に接するように基板保持機構４２のスペーサ部４２ｂの上面側に載置される。
【００８２】
このとき、第１の基板１０は、基板保持機構４２の水平方向伸縮機構４２ｃａにより、矢印Ａ方向、すなわち捨て領域３０とスペーサ部４２ｂとの位置関係について適切に調整される。また、矢印Ｂ方向、すなわち第１の基板１０と第１の基板保持用気密保持部材４１ａとの配置関係についても、基板保持機構４２の垂直方向伸縮機構４２ｃｂにより適切に調整される。一例として、この水平方向伸縮機構４２ｃａは、好ましくは第１の定盤４０の、第１の基板１０とは反対側の面（上面）に設けられている。また一例として、垂直方向伸縮機構４２ｃｂは、第１の定盤４０の周辺に設けられている。これらの機構４２ｃａ及び４２ｃｂを設ける位置は、設計に応じて任意好適な箇所に設ければよい。
【００８３】
第１の定盤４０に設けられる第１の基板保持用気密保持部材４１ａは、例えばＯ−リング又は適度な弾性を有する素材、例えばゴム、樹脂等により形成された中空のチューブ等により構成するのがよい。この第１の基板保持用気密保持部材４１ａは、この第１の基板保持用気密保持部材４１ａを介して仕切られた第１の基板１０と第１の定盤４０との間隙ｄ２を真空に引く際に、この間隙ｄ２が潰れて第１の基板１０と第２の基板とが撓み無く密着するような構成とするのがよい。
【００８４】
具体的には、例えば第１の定盤４０に溝部を設け、第１の基板保持用気密保持部材４１ａと第１の基板１０との気密性を保持しつつ、第１の基板保持用気密保持部材４１ａが矢印Ｂ方向に基板保持機構４２により第１の基板１０に加えられる圧力に応じて、定盤の溝部に格納或いは溝部から突出自在に作動して、第１の基板１０を第１の定盤４０に密着させる構成とするのがよい。例えばチューブの場合にはこの溝部に半ば埋設されるようにして第１の基板１０を第１の定盤４０に密着させる構成とするのがよい。
【００８５】
次いで、第１の基板１０及び第２の基板１２を第１の定盤４０及び第２の定盤４８に、それぞれ密着させる。すなわち、第１及び第２の基板１０及び１２の互いに対向している側の基板面を内側面とし、この内側面とはそれぞれ反対側の基板面を外側面とすると、第１の基板１０の外側面と第１の定盤４０とを密着させ、第２の基板１２の外側面と第２の基板４８とを密着させる。
【００８６】
この密着を達成するため、第１及び第２の定盤４０及び４８に設けられた第１及び第２の基板保持用給排気口４４ａ及び４４ｂと、ここでは図示されていない圧力調整弁を具えた配管を通じて、第１及び第２の基板保持用真空ポンプ４６ａ及び４６ｂまでの真空排気系を含む圧力調整手段により排気して、基板を真空吸着させる。なお、これら基板保持用給排気口４４ａ及び４４ｂは、各定盤４０及び４８において、第１及び第２の基板１０及び１２を定盤に密着保持するための真空給排気口である。給排気口の大きさ、設置数等は、パネルの所望の仕様等により任意に変更することができる。
【００８７】
第１の基板１０を第１の定盤４０に保持するのは、主として、スペーサ部４２ｂである。従って、この間隙ｄ２の真空度は、第１の基板１０を第１の定盤４０に密着させて第１の基板１０の撓みを防止するのに十分であればよい。その好適な真空度は経験により適宜設定することができる。
【００８８】
然る後、これら２枚の基板１０及び１２はシール材１４により隙間無く気密に重ね合わせられる。このとき、設けられているシール材１４の高さは、後の工程で押圧されてセルギャップｄ１が決定されることを考慮して、所定のセルギャップｄ１よりもその厚みを多少大きくして配置することが好ましい。しかしながら、シール材が硬化工程で膨張する等の性質を有することが予めわかっている場合にはこの限りではない。
【００８９】
スペーサ部４２ｂの厚みは、例えば表示セル領域３２に何らかのセルギャップ保持手段、すなわち例えばスペーサ粒子等のスペーサ材を配してこれによりセルギャップを決定する場合には、スペーサ部４２ｂを引き抜いた後にギャップ出しを行うことができるので、第１の基板１０を安定に保持できる範囲内で、好ましくはセルギャップｄ１よりも大きな厚みを有し、かつシール材１４の高さよりも小さい厚みとすればよい。
【００９０】
また、例えばスペーサレス液晶表示パネル及び有機ＥＬ表示パネルの場合には、表示セル領域にスペーサ材が存在しないので、好ましくはスペーサ部材４２ｂの厚みをセルギャップｄ１と実質的に等しくなるように設定するのがよい。すなわち、スペーサ部４２ｂを、シール材の硬化後のセルギャップｄ１を設定する厚みと形状を有するように設定するのがよい。
【００９１】
このとき、セルギャップが例えばスペーサ部４２ｂ自体の製造段階における条件で、セルギャップｄ１と完全に等しくなくてもよい。従って、スペーサ部４２ｂ自体を製造するにあたっては、貼り合わせ工程で使用される大気圧、湿度及び温度等の環境条件、並びに紫外線照射条件等の貼り合わせ工程条件下で、所定のセルギャップｄ１と等しくなるように留意してスペーサ部４２ｂ自体を設計製造する必要がある。言い換えれば、スペ−サ部４２ｂの厚みは、シ−ル材１４を硬化させた後のセルギャップｄ１が、設計通りの値となるような厚みとすればよい。スペーサ部４２ｂの長さは、捨て領域３０内に挿入及び抜き出しが可能であって、第１の基板１０を安定に保持できる長さとするのがよい。
【００９２】
スペーサ部４２ｂの材質については、この発明の目的を損なわない範囲で、適宜選択することができるが、好ましくはその材質を例えば純ニッケルとするのがよい。このスペーサ部４２ｂの製造方法は、好ましくは例えば電鋳によるのがよい。スペーサ部４２ｂの形状等については後述する。
【００９３】
この貼り合わせ装置の構成により、基板を保持すると同時に基板の撓みを効果的に防止することができる。
【００９４】
また、安定して第１の基板１０及び第２の基板１２を保持することができ、さらに第１の定盤４０に保持されている第１の基板１０が落下したり、第２の定盤４８によって保持されている第２の基板がずれたりするのを防止することができるので、正確にセルギャップを制御することが可能になる。
【００９５】
スペーサ部４２ｂの作動機構、すなわち支持アーム４２の水平方向伸縮機構４２ｃａと垂直方向伸縮機構４２ｃｂとは、図中、ブロックでそれぞれ示してある。これら作動機構は、支持アーム４２により第１の基板１０を保持しつつ、スペーサ部４２ｂを挿入する方向又は引き抜く方向（矢印Ａ方向）及び第１の基板１０を支持しつつ第１の定盤４０に引きつける方向及び離す方向（矢印Ｂ方向）にスペーサ部４２ｂを作動させる構成となっていれば、設計に応じた任意好適な構成の機構でよい。支持アーム４２の水平方向伸縮機構４２ｃａと垂直方向伸縮機構４２ｃｂとは、所定の方向に所定の指定した距離だけ前進又は後退できるように、微調整可能に構成されていればよく、その構成自体は従来既知の任意好適な構成を用いればよい。すなわち、この発明の目的を損なわない範囲で適宜選択すればよく、好ましくは例えば、マイクロモータ、サーボモータ、油圧シリンダ等により構成するのがよい。
【００９６】
次に基板の貼り合わせ工程における基板保持機構４２の動作につき説明する。
【００９７】
第１の基板１０は、支持アーム４２の第１アーム部材４２ａａ及び第２アーム部材４２ａｂとを、これらの部材を伸縮させるための機構である水平方向伸縮機構４２ｃａ及び垂直方向伸縮機構４２ｃｂにより、捨て領域のみに接触するように、調整してスペーサ部４２ｂの上面側に載置される。
【００９８】
次いで、垂直方向伸縮機構４２ｃｂにより第２アーム部材４２ａｂを短縮して、第１の基板１０の上面側に第１の基板保持用気密保持部材４１ａに接触させてこれにより間隙ｄ２を形成するように保持する。
【００９９】
次いで、第１の基板保持用給排気口４４ａを通じて、第１の基板保持用真空ポンプ４６ａにより間隙ｄ２内の空気を排気する。排気が進行するにつれて、間隙ｄ２は、潰れて徐々に減少していく。このとき、支持アーム４２、すなわち第２アーム部材４２ａｂを、垂直方向伸縮機構４２ｃｂにより、間隙ｄ２の容積減少に追随して第１の基板保持用気密保持部材４１ａが第１の基板１０に対して適切な圧力を維持できるように、矢印Ｂ方向に短縮することで第１の基板を密着保持する。
【０１００】
そして、第１の基板１０及び第２の基板１２を第１の定盤４０及び第２の定盤４８により保持した状態で、図６により説明した各作動機構を用いて、第１の定盤４０と第２の定盤４８の間隔、すなわち第１の基板１０と第２の基板１２との間隙を狭めていって、シール材１４を介して、第１の基板１０と第２の基板１２とを重ね合わせる。
【０１０１】
次いで第１の基板保持用真空ポンプ４６ａによる圧力を解除して気圧を常圧に戻しつつ、基板保持機構４２の第１アーム部材４２ａａを垂直方向伸縮機構４２ｃｂにより少し伸長させて、基板１０と基板保持用気密保持部材４１ａを接触させた状態を保ちつつ、潰れていた間隙ｄ２を回復させる。
【０１０２】
次いで、この間隙ｄ２に空気又は不活性ガス等の気体を送り込んで気圧を上昇させ、第１の基板１０を、第１の基板保持用給排気口４４ａを介して供給される気体の気体圧力により上部から押圧する。具体的には基板保持機構４２の垂直方向作動機構４２ｃｂにより第１アーム部材４２ａａを伸長させることで、気密保持部材４１ａを第１の基板１０に密着させた状態を維持しつつ、すなわちアーム部４２ａの伸長につれて、第１の定盤４０に半ば格納されるように第１の基板に密着していた気密保持部材４１ａが追随して突出し、密着を維持した状態で間隙ｄ２を回復させる。さらに第１の基板１０と第１の定盤４０との密着を維持したまま、間隙ｄ２内に気体を供給して第１の基板１０を押圧する。
【０１０３】
このとき、表示セル領域３２にセルギャップ保持手段を配してある場合には、スペーサ部４２ｂを引き抜いた後に第１の基板１０を押圧することでセルギャップｄ１が決定される。
【０１０４】
また、スペーサレス液晶表示パネル又は有機ＥＬ表示パネルの場合には、表示セル領域３２にはスペーサ材が存在しないので、押圧してセルギャップｄ１を設定する厚みのスペーサ部４２ｂによりセルギャップｄ１を決定した後にシール材を硬化する。
【０１０５】
このような工程により、簡単な工程で正確にセルギャップを制御することができる。また液晶媒体を滴下液晶注入した場合には、従来必要だった注入口の封止工程が必要なくなる。そのうえ、セルの気密性があがることから、液晶媒体の漏出等を予防することができ、結果として表示セルの歩留まりの向上が期待される。
【０１０６】
＜第２の実施の形態＞
図３を参照して、この発明の第２の実施の形態につき説明する。
【０１０７】
図３は、この発明の貼り合わせ方法に使用して好適な貼り合わせ装置の全体構成例を示す図である。
【０１０８】
この実施の形態の貼り合わせ装置は、第１の基板１０と第２の基板１２との間隙、すなわち捨て領域３０と表示セル領域３２とを、真空にするための構成を含んでいる。すなわち、上述した第１の実施の形態の第１の定盤及び第２の定盤を含む構成に加えて、少なくともこの第１の定盤４０と第２の定盤４８に保持された第１の基板１０と第２の基板１２との間隙を真空にするための構成が付加してある。ここでは第１の実施の形態と共通の構成についてはその詳細な説明を省略し、構成要素の配置関係の差異及び付加された構成について説明する。
【０１０９】
この実施の形態の貼り合わせ装置において、上述した第１の実施の形態の貼り合わせ装置と異なる点は、基板保持機構４２の配置位置である。この実施の形態では、基板保持機構４２は第１の定盤４０の下面側に設けてある。この基板保持機構４２が第１アーム部材４２ａａ及び第２アーム部材４２ａｂ、これらの部材を伸縮させるための機構である水平方向伸縮機構４２ｃａ及び垂直方向伸縮機構４２ｃｂ並びにスペーサ部４２ｂを含むのは同様である。
【０１１０】
ここでは、基板保持機構４２全体を第１の定盤４０と第２の定盤４８との間隙内にすべて格納してある。しかしながら、基板保持機構４２の一部を第１の定盤４０の外部に、例えば第１の定盤４０を貫通するように設ける構成としてもよい。具体的には第１の実施の形態で説明した第１及び第２の定盤４０及び４８に定盤間気密保持部材を設け、基板保持機構４２の第１アーム部材４２ａａを、第１の定盤４０に設けた貫通孔を介して２つの定盤間の間隙を気密にしつつ、作動可能とするような構成としてもよい。
【０１１１】
さらにこの実施の形態では、第１の定盤４０は、第１の実施の形態において説明した構成に加え、定盤間気密保持部材４３、すなわち第１の定盤間気密保持部材４３ａと、第１の定盤間給排気口４５ａ及びこれに接続されている第１の定盤間用真空ポンプ４７ａとを含む気密保持手段を具えている。
【０１１２】
第１の定盤間気密保持部材４３ａは、第１の定盤４０の下面側であって、基板保持機構４２及びこれにより保持される第１の基板１０を取り囲むように設けられている。
【０１１３】
第１の定盤間給排気口４５ａは、第１の定盤４０の第１の定盤間気密保持部材４３ａの内側から、保持される第１の基板１０の端縁より外側までの範囲、すなわち第１の基板１０と第２の基板１２の間隙ｄ１の気体圧を加圧又は減圧自在に調整することができる位置に設けられている。
【０１１４】
同様に第２の定盤４８は、第１の実施の形態において説明した構成に加え、定盤間気密保持部材４３、すなわち第２の定盤間気密保持部材４３ｂと、第２の定盤間給排気口４５ｂ及びこれに接続されている第２の定盤間用真空ポンプ４７ｂとを具えている。
【０１１５】
第２の定盤間気密保持部材４３ｂは、第２の定盤４８の上面側に載置されている第２の基板１２を取り囲むように設けられている。
【０１１６】
第２の定盤間給排気口４５ｂは、第２の定盤４８の第２の定盤間気密保持部材４３ｂの内側から、保持される第２の基板１２の端縁より外側までの範囲、すなわち少なくとも第１の基板１０と第２の基板１２の間隙ｄ１の気体圧を加圧又は減圧自在に調整することができる位置に設けられている。
【０１１７】
この第１及び第２の定盤間気密保持部材４３ａ及び４３ｂは、貼り合わせ工程において、第１の定盤４０と第２の定盤４８との間隙の気体圧力を加圧又は減圧自在に調整することができる範囲で、適宜の構成とすればよい。例えば好ましくはＯ−リング、中空のチューブ等を使用するのがよい。
【０１１８】
第１及び第２の定盤間気密保持部材４３ａ及び４３ｂは、貼り合わせ工程において、第１及び第２の基板１０及び１２の間隙（距離）を近接させて小さくしたときに、互いに接触して、これによりこれら定盤間気密保持部材により囲まれた内部の領域を真空にできる程度に気密とする構成としてある。
【０１１９】
従って、第１及び第２の定盤間気密保持部材４３ａ及び４３ｂの大きさ、形状は、設定される第１及び第２の基板の近接させて処理する際の間隔にあわせて、適宜設定するのがよい。
【０１２０】
また、この実施の形態では、第１及び第２の定盤４０及び４８にそれぞれ対向するように同形状の２つの定盤間気密保持部材を設ける例を説明したが、この発明の目的を損なわない範囲で、例えば第１又は第２の定盤に１つだけ定盤間気密保持部材を設ける構成としてもよいし、対向する２つの定盤間気密保持部材の形状及びサイズを異なる構成としてもよい。
【０１２１】
第１及び第２の定盤間給排気口４５ａ及び４５ｂと、これにそれぞれ接続される第１及び第２の定盤間用真空ポンプ４７ａ及び４７ｂの構成及び接続関係については、第１の実施の形態で説明した基板保持用給排気口及び真空ポンプと同様の構成とすればよいので、その詳細な説明を省略する。
【０１２２】
次に、この第２の実施の形態の貼り合わせ工程につき説明する。
【０１２３】
この実施の形態は、貼り合わせ工程において、第１及び第２の基板１０及び１２の間隙、すなわちシール材１４により封止される前の捨て領域３０と表示セル領域３２（以下、単に基板間隙とも称する。）とを真空にして工程を実施する例である。
【０１２４】
まず、第１の実施の形態で説明したのと同様に、第１及び第２の基板１０及び１２を保持する。
【０１２５】
このとき、第１の基板１０及び第２の基板１２のいずれかの基板上には、端縁部内側領域間に捨て領域３０及び表示セル領域３２を形成するようシール材１４が予め、設けられている。次いで、液晶表示パネルの場合には、第２の基板１２の表示セル領域３２に、所望によりスペーサ材、及びディスペンサ等を用いて、液晶媒体を注入する。有機ＥＬパネルの場合には、第１及び第２の基板のいずれかに予め有機ＥＬ層が設けてある。
【０１２６】
次に、図６を用いて既に説明した各機構を用いて、基板間隙がシール材１４により封止されていない状態を維持しつつ、基板間隙がなるべく小さくなるように位置合わせを行う。
【０１２７】
このとき第１及び第２の定盤間気密保持部材４３ａ及び４３ｂが互いに密着して、第１及び第２の定盤の間隙、すなわち基板間隙を気密空間とする。
【０１２８】
次に、基板間隙を常圧から真空にする。この真空排気処理を、第１及び第２の定盤間給排気口４５ａ及び４５ｂと、図示されていない圧力調整弁を具えた配管を介して接続されている第１及び第２の定盤間用真空ポンプ４７ａ及び４７ｂを含む圧力調整機構を使用して行う。このとき、好ましくは基板間隙（シール材１４）が破裂するのを防ぐため、この基板間隙の気圧をシール材１４が破裂しない程度に低くして２枚の基板を貼り合わせるのがよい。一般に、基板間隙外の気圧は常圧（１気圧、およそ７６０ｍｍＨｇ）であるものとすれば、基板間隙内は、例えば５５０ｍｍＨｇ程度にして貼り合わせるのがよい。
【０１２９】
また、好ましくは第１の基板１０の落下を防ぐために、第１の基板１０を第１の定盤４０により保持するための吸引力（真空度）よりも基板間隙の真空度（気圧）が小さくなるように設定するのがよい。
【０１３０】
この段階で、表示セル領域３２にスペーサ材を設けてある場合には、スペーサ部４２ｂを引き抜いて後の工程を実施してもよい。
【０１３１】
然る後、第１の基板１０を第１の定盤４０側に密着させていた真空を解除して、基板保持機構４２の垂直方向作動機構４２ｃｂによりアーム部４２ａを伸長させることで、気密保持部材４１を第１の基板１０に密着させた状態を維持しつつ、回復させる。この回復動作を行う際に、アーム部４２ａを伸長させる。このとき第１の定盤４０に半ば格納されるように第１の基板に密着していた気密保持部材４１が、アーム部４２ａの伸長に追従して突出し、気密保持部材４１と第１の基板とを密着させた状態で間隙ｄ２を回復させる。さらに第１の基板１０と第１の定盤４０との密着を維持したまま、上述したように間隙ｄ２の気圧を上昇させて第１の基板１０を押圧することでセルギャップｄ１をスペーサ部４２ｂの厚みにより決定する。このとき表示セル領域３２になんらかのスペーサ材を配してある場合には、スペーサ部４２ｂは引き抜かれているので、このスペーサ材によりセルギャップｄ１が決定される。
【０１３２】
次いで、シール材１４を硬化した後にスペーサ部４２ｂを引き抜く。シール材１４がシール硬化により、寸法に変化を生じないか、又は変化を生じたとしても支障をきたさない範囲内の変化であって実質的に変化を生じないならば、あるいは表示セル領域にスペーサ粒子等を配して、これによりセルギャップを決定する場合には、スペーサ部４２ｂを引き抜いた後にシール材１４を硬化する。
【０１３３】
このような装置構成とすれば、貼り合わせ工程において、真空にされる空間の容積を最小限にすることができる。すなわち、表示セル領域空間３２及び捨て領域空間３０のみを真空とするので、より効率的に短時間で貼り合わせ工程を行うことができる。従って、一定時間におけるスループットが大いに向上する。また、装置全体をコンパクトにすることができる。
【０１３４】
＜第３の実施の形態＞
図４を参照して、この発明の第３の実施の形態につき説明する。
【０１３５】
図４は、この発明の貼り合わせ方法に使用して好適な貼り合わせ装置の全体構成例を示す図である。
【０１３６】
この実施の形態の貼り合わせ方法は、気密にして真空にすることができる処理室５０内に第１及び第２の定盤を格納して、第１の基板１０と第２の基板１２との間隙、すなわち捨て領域３０の空間と表示セル領域３２の空間とを、真空にして、貼り合わせ工程を実施するディスプレイパネル基板を貼り合わせる方法である。
【０１３７】
すなわち、第３の実施の形態の貼り合わせ装置は、第１の基板１０と第２の基板１２との間隙、すなわち捨て領域３０と表示セル領域３２とを真空条件にして貼り合わせを行うための処理室５０を具えている。この処理室５０は容器又は箱状体５２により気密に構成される。そして、この箱状体５２は、処理室５０を常圧から真空へ又は真空から常圧へ任意自在に変化させるための圧力調整手段を含んでいる。
【０１３８】
この構成例では、圧力調整手段とは、真空排気系であり、箱状体５２に設けられた処理室用給排気口５４と、例えば圧力調整弁を具えた配管（図示せず。）を介して給排気口５４と接続された真空ポンプ５６等を含んでいる。この圧力調整手段としての真空排気系は、上述した基板保持手段と構成の一部分を共用するのがよい。
【０１３９】
加えて、真空ポンプ近傍には、例えば防塵、水分除去、有機溶媒等の除去のための例えばフィルターのような手段が設置されることが好ましい。
【０１４０】
この処理室５０は、容器あるいは箱状体５２により気密の閉空間が画成されることにより形成されている。
【０１４１】
この箱状体５２は、第１の基板１０及び第２の基板１２を搬送して配置する工程のために、従来と同様に、図示しない何らかの手段により開閉自在とされる。また、この箱状体５２には、処理室用給排気口５４とこれに接続される処理室用真空ポンプ５６を含む真空排気系が接続されていて、処理室５０内を少なくとも常圧から真空へ、又は真空から常圧へ自在に調整できる構成となっている。
【０１４２】
また、処理室５０は、既に説明したのと同様の種々の基板駆動、特に第１の基板１０を保持する支持アーム（基板保持機構）４２及び図示されていないが従来技術の項で説明した上下昇降手段、Ｘ軸駆動機構、Ｙ軸駆動機構及び回転駆動機構等の駆動を行えるように構成してある。
【０１４３】
次に貼り合わせ工程につき説明するが、上述の他の実施の形態と同様の構成及び工程についての詳細な説明は、省略する。
【０１４４】
第１の定盤４０は、処理室５０で、上述と同様に、第１の基板１０を保持する。
【０１４５】
第１の基板１０及び第２の基板１２のいずれかの基板上には、捨て領域３０及び表示セル領域３２を形成するように、予めシール材１４が設けられているものとする。
【０１４６】
然る後、処理室５０の排気を行って、真空にする。この真空排気処理を、処理室用給排気口５４と、図示されていない圧力調整弁を具えた配管を介して、接続された処理室用真空ポンプ５６を含む圧力調整機構を使用して行う。
【０１４７】
このとき、第２の実施の形態において既に説明したとおり、処理室５０の気圧を、その外部の気圧と比較して、前記シール材が破裂しない程度に低く維持した状態で貼り合わせた後に、押圧するのがよい。処理室５０外の気圧は常圧（１気圧、およそ７６０ｍｍＨｇ）であるものとすれば、処理室５０は、例えば５５０ｍｍＨｇ程度にして貼り合わせるのがよい。
【０１４８】
また、好ましくは第１の基板１０の落下を防ぐために、第１の基板１０を第１の定盤４０により支持するための吸引力（真空度）よりも処理室５０の吸引力（真空度）が弱くなるように設定するのがよい。すなわち、気密保持部材４１ａと第１の基板１０と第１の定盤４０とで囲まれた空間の真空度を、処理室５０の真空度よりも高くして、第１の基板１０を気密保持部材４１ａと密着させるのが好ましい。
【０１４９】
そして、上述したように、第１の基板１０を第１の定盤４０の支持アーム４２のスペーサ部４２ｂにより支持しつつ第２の定盤４８により支持された第２の基板１２と位置合わせを行う。上述した各作動機構を用いて、第１の定盤４０と第２の定盤４８との間隔を狭めていって、シール材１４を介して第１の基板１０と第２の基板１２とを密着させて、重ね合わせる。この段階で、表示セル領域３２にスペーサ材を設けてある場合には、スペーサ部４２ｂが引き抜かれた後の工程を実施してもよい。特にスペーサレス液晶表示パネル又は有機ＥＬ表示パネルの場合には、第１の基板１０を支持していたシール材１４の硬化後のセルギャップｄ１を設定する厚みのスペーサ部４２が、セルギャップｄ１に実質的に等しい厚みで、第１の基板１０及び第２の基板１２の間の捨て領域３０内で挟持される。
【０１５０】
然る後、第１の基板１０を第１の定盤４０側に密着させていた真空を解除する。そして基板保持機構４２の垂直方向作動機構４２ｃｂによりアーム部４２ａを伸長させることで、気密保持部材４１ａを第１の基板１０に密着させた状態を維持しつつ、すなわちアーム部４２ａの伸長に、第１の定盤４０に半ば格納されるように第１の基板に密着していた気密保持部材４１ａが追随して突出し密着を維持した状態でに間隙ｄ２を回復させる。さらに第１の基板１０と第１の定盤４０との密着を維持したまま、間隙ｄ２の気圧を上昇させて第１の基板１０を押圧することでセルギャップｄ１をスペーサ部４２ｂの厚みにより決定する。表示セル領域３２に別の独立したスペーサ材を配してある場合には、このスペーサ材によりセルギャップｄ１が決定される。
【０１５１】
次いで、シール材１４を硬化した後にスペーサ部４２ｂを引き抜く。シール材１４がシール硬化により、寸法に変化を生じないか、又は変化を生じたとしても支障をきたさない範囲内の変化であって実質的に変化を生じないならば、あるいは表示セル領域３２にスペーサ粒子等を配して、これによりセルギャップを決定する場合には、スペーサ部４２ｂを引き抜いた後にシール材１４を硬化する。
【０１５２】
ここで、本明細書中、用語「常圧」とは、この発明の装置をとりまく大気圧を表し、用語「真空」とは、空気を吸引排気することにより大気圧よりも圧力の低くなった状態をいう。この真空の程度は、空気を排気するときの吸引力により比較される。この真空の程度は、上述したように目的及び構成に応じて適宜設定することができる。
【０１５３】
この第３の実施の形態の装置及び貼り合わせ方法によれば、特にその製造に使用される材料が湿気及び酸素に弱い有機ＥＬパネルの製造工程において、パネル品質に大きな影響を与えるこれらの要因を排除しつつ、簡単な工程で正確なセルギャップ制御を行うことが可能になる。
【０１５４】
次にこの第３の実施の形態の貼り合わせ方法の変形例につき説明する。上述した実施形態の場合と同様に、第１の基板１０を第１の定盤４０により保持する。第１の基板１０及び第２の基板１２の端縁部内側領域間に捨て領域３０を形成するようシール材１４が配設されている第２の基板１２を位置合わせして保持する。然る後、第１の定盤４０と第２の定盤４８を含む処理室５０を、図示されていない圧力調整弁を具えた配管を介して処理室用給排気口５４に接続された処理室用真空ポンプ５６を使用して処理室５０内の空気を吸引することにより処理室５０を真空にする。
【０１５５】
この変形例では、特に、真空にされた処理室５０、すなわち表示セル領域３２とその外の空間を、これら２つの空間の間での気圧差が実質的に零になるように維持しつつ常圧に戻す。
【０１５６】
そして、上述の場合と同様に、気体圧力により第１の基板１０を押圧してセルギャップｄ１を決定し、シール材１４を硬化した後、スペーサ部４２ｂを引き抜くか、又はスペーサ部４２ｂを引き抜いた後、シール材１４を硬化して、表示パネルを完成させる。
【０１５７】
この変形例において、表示セル領域とその外部の処理室空間との大気圧を実質的に等しくなるように維持しつつ常圧に戻す工程を加えた理由は、次の通りである。処理室５０に急激に気体が流入することにより、セル表示領域とその外部の処理室空間の大気圧に差が生じる。この気圧差が残存している状態で、基板間が封止されると、基板が撓み、そのため、セルギャップｄ１が、例えばセル中央部と周縁部とでは、一様ではなくなってしまう可能性もある。従って、この気圧差を生じないように常圧に戻すのは、この基板の撓みの発生を防止するためである。
【０１５８】
上述した真空から常圧に戻す工程は、第１の基板１０と第２の基板１２とが接近した状態で行われることが好ましい。
【０１５９】
間隙ｄ２及び処理室５０内に供給される空気又は不活性ガス等の気体は、例えばフィルタ等を介して浄化されることが好ましい。
【０１６０】
この構成により、例えばフレキシブルな基板を使用するディスプレイパネルの製造工程においても、非常に簡単な工程で正確なセルギャップ制御を行うことが可能となる。
【０１６１】
さらにこの発明の実施形態は、シール材が紫外線硬化型シール材であり、シール材を硬化する工程が紫外線照射により行われることが好ましい。
【０１６２】
さらにまたこの発明の実施形態は、シール材が熱硬化型シール材であり、シール材を硬化する工程が加熱又は冷却により行われることが好ましい。
【０１６３】
また、この発明の貼り合わせ装置では、基板が帯電破壊されるのを防ぐために、基板が接する部分のすべてが絶縁性の素材で形成されることが好ましい。
【０１６４】
さらに、この発明の貼り合わせ装置にイオンシャワーのような静電除去手段を装備することが好ましい。あるいは、処理室内壁に、例えばアルコールなどの溶剤を適度に塗布しておくことにより、基板の帯電を効果的に防止することができる。
【０１６５】
この発明の貼り合わせ装置のスペーサ部４２ｂは、特に第１の基板１０の支持を確実に行えることを条件として、適当な形状とすることができる。例えば１つのスペーサ部４２ｂによりセルギャップｄ１を複数通りに設定することができる形状を有しているのがよい。この場合の構成例を、図５を参照して説明する。
【０１６６】
図５は、この発明の好適なスペーサ部４２ｂの形態例を説明する概略図であり、貼り合わせ装置内の基板とスペ−サ部を含む断面の切り口で示してある。なお、基板を上方から俯瞰する図は、図１（Ａ）と実質的に同様になるので省略する。
【０１６７】
図５を参照して説明すると、この発明の好適な実施形態による装置は、スペーサ部４２ｂの形状が、基板１０及び１２間に位置する側の一端において、先端に向かうほど厚みが減少していく楔状の形状であるスペーサ部４２ｂを具える。
【０１６８】
図５には、断面が楔状である板状のスペーサ形状を例として示してある。この構成例によれば、スペ−サ部４２ｂは、テ−パ付きの、塊状のブロック体である。このブロック体は、丁度、直方体のブロックに三角柱のブロックが合わさった形態として一体的に構成されている。三角柱の稜線となる先端がこのブロック体の挿入端であり、直方体の三角柱とは反対側部分が、基板支持アーム４２のアーム部４２ａに取り付けられる側である。この図５に示す構成例では、この三角柱の断面は、正三角形であっても或いは二等辺三角形であってもよい。
【０１６９】
なお、スペ−サ部４２ｂとしては、例えば複数の鉛筆状のスペーサ部を使用する等、上述したようにこの発明の目的を損なわない範囲でスペーサ部４２ｂの形状を変更することができる。
【０１７０】
例えば、図５に示すスペ−サ部４２ｂの構成例では、第２の基板１２と接触する側の面は、先端に向かうほどスペ−サ部４２ｂの厚みが減少していくように、傾斜している面であるが、第１の基板１０と接触する側の面は水平面である。
【０１７１】
このテ−パ付きスペ−サ部材の構成により、１種のスペーサで、複数の所望のセルギャップ制御に対応することができる。すなわち、アーム部４２ａの水平方向の伸縮を水平方向伸縮機構４２ｃａにより調節することで、セルギャップｄ１の設定を適宜変更することができる。このような構成とすれば、スペーサ部自体の製造コストに関しても、運用コストに関してもコストパフォーマンスに優れるという効果を得ることができる。
【０１７２】
この発明のスペーサ部には、この発明の目的を損なわない範囲で、基板を保護するため、及びスペーサ部と基板との間の滑りを良好にするために、あるいは基板の保持をより確実にするために例えばシリコン薄膜のようなコーティング等の工夫がされていてもよい。
【０１７３】
スペーサ部自体の製造における注意点は、上述と同様である。すなわち、実際に使用される条件下で所定の厚みを有するように設計製造すればよい。
【０１７４】
さらにこの発明の貼り合わせ装置によれば、第１の定盤４０定盤及び／又は第２の定盤４８が石英で構成された定盤であって、さらに硬化手段として紫外線照射装置を具えることが好ましい。
【０１７５】
さらにまたこの発明の貼り合わせ装置によれば、第１の定盤４０及び第２の定盤４８とが金属で構成される加熱又は冷却定盤であってもよい。
【０１７６】
【発明の効果】
この発明のディスプレイパネル基板の貼り合わせ方法及びその実施のための装置によれば、真空条件下でも基板を安定して保持することができるので、液晶媒体を基板の貼り合わせ前に注入する工程を含む液晶表示パネルの貼り合わせ工程及び有機ＥＬパネルの貼り合わせ工程に適用するのに特に好適である。簡易な工程で正確にセルギャップを制御することができる。一連の簡易な工程で貼り合わせからシール材の硬化まで行うことができる。従って、製造コスト削減及びパネル品質向上に貢献する。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１（Ａ）及び（Ｂ）は、この発明の第１の実施形態の説明図であって、（Ａ）は、この発明のディスプレイ基板の貼り合わせ装置の要部の概略的平面図、（Ｂ）は、（Ａ）図のＢ−Ｂ線に沿って取って示した断面図である。
【図２】図２（Ａ）及び（Ｂ）は、この発明の第１の実施の形態の貼り合わせ装置の、特に第１の基板の支持動作の説明図であって、第１の実施の形態の貼り合わせ装置の要部の概略的断面図である。
【図３】図３（Ａ）及び（Ｂ）は、この発明の第２の実施の形態の貼り合わせ装置の、特に第１の基板の支持動作の説明図であって、第２の実施の形態の貼り合わせ装置の要部の概略的断面図である。
【図４】図４は、この発明の第３の実施の形態のディスプレイ基板の貼り合わせ装置の要部の概略的断面図である。
【図５】この発明の好適な実施形態の説明図であって、スペ−サ部の形態例の説明に供する概略的断面図である。
【図６】従来の基板貼り合わせ工程及び貼り合わせ装置を説明するための要部の概略的模式図である。
【符号の説明】
１０、１１０：第１の基板
１２、１１２：第２の基板
１４、１１４：シール材
３０：捨て領域
３２：表示セル領域
４０、１４２：第１の定盤
４１ａ：第１の基板保持用気密保持部材
４１ｂ：第２の基板保持用気密保持部材
４２：支持アーム（基板保持機構）
４２ａ：アーム部
４２ａａ：第１アーム部材
４２ａｂ：第２アーム部材
４２ｂ：スペーサ部
４２ｃａ：水平方向伸縮機構
４２ｃｂ：垂直方向伸縮機構
４３：定盤間気密保持部材
４３ａ：第１の定盤間気密保持部材
４３ｂ：第２の定盤間気密保持部材
４４ａ：第１の基板保持用給排気口
４４ｂ：第２の基板保持用給排気口
４５ａ：第１の定盤間給排気口
４５ｂ：第２の定盤間給排気口
４６ａ：第１の基板保持用真空ポンプ
４６ｂ：第２の基板保持用真空ポンプ
４７ａ：第１の定盤間用真空ポンプ
４７ｂ：第２の定盤間用真空ポンプ
４８、１４４：第２の定盤
５０：処理室
５２：箱状体
５４：処理室用給排気口
５６：処理室用真空ポンプ
６０：シール材硬化手段
１３２：Ｘ軸駆動機構、１３４：Ｙ軸駆動機構
１３６：回転駆動機構、１３８：上下昇降機構
１６０：加圧シリンダ
１６２：θテーブル[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for bonding display panel substrates and an apparatus for implementing the method.
[0002]
[Prior art]
A liquid crystal display panel and an organic EL display panel are generally manufactured by laminating two substrates. Hereinafter, a conventional substrate bonding process will be described with reference to FIG. As shown in the figure, the first substrate 110 is held by a first platen 142 having an X-axis drive mechanism 132. Similarly, the second substrate 112 provided with the sealing material is held by a second surface plate 144 having a Y-axis driving mechanism 134. While observing the alignment marks provided on the first substrate 110 and the second substrate 112, the X axis, the Y axis, and the θ axis are adjusted by the θ table 162 located further below the second surface plate 144. That is, the second substrate 112 is rotated in the horizontal plane by the rotation drive mechanism 136 to perform alignment with the first substrate. Thereafter, the first platen 142 or the second platen 144 can be actuated in the direction of arrow A by pressing the substrate as a result by means of the platen up and down lifting means 138 and the pressure cylinder 160. Laminating. At this time, if the distance between the two substrates (hereinafter, referred to as a cell gap) is not constant between, for example, the periphery of the cell and the center of the cell, uneven display occurs on the completed display panel. Therefore, in order to maintain high and constant display panel display quality, it is necessary to appropriately maintain the cell gap in the manufacturing process. This technique is called cell gap control (CELL GAP CONTROL). The X-axis driving mechanism 132, the Y-axis driving mechanism 134, the rotation driving mechanism 136, the vertical lifting / lowering means 138, and the substrate pressing mechanism using the pressing cylinder 160 have been conventionally known since there are various mechanisms. Therefore, those skilled in the art can easily configure these mechanisms, and a detailed description thereof will be omitted.
[0003]
For example, in the bonding process in the production of a liquid crystal display panel using a glass substrate or the like, a spacer fiber made of glass fiber or the like is mixed into the sealing material itself, and at the same time, resin, silica, etc. The cell gap maintaining means such as spacer particles is sprayed. In some cases, a cell gap holding unit is provided in the display cell region by a structure such as a resist. However, a negative effect such as a decrease in contrast due to the spacer occurs. Therefore, in order to improve the display quality, a so-called spacerless liquid crystal display that performs precise cell gap control without disposing spacer particles inside the cell has been desired.
[0004]
Further, in organic EL panels and the like, which have been increasing in demand in recent years, since spacer particles cannot be arranged on the entire inner surface of the display cell, accurate cell gap control has not been realized at present.
[0005]
Further, in the case of a liquid crystal display element using a substrate such as glass, in order to completely seal the inside of the display cell, a sealing material is provided so as to have an opening for injecting a liquid crystal medium later. Since a step, a step of injecting a liquid crystal medium, and a step of sealing an opening are required, the inside of the display cell could not be completely sealed in a single step. That is, a step of sealing the opening after injecting the liquid crystal medium was required. Therefore, there is a problem that the liquid crystal medium leaks after sealing due to the difficulty in securing the adhesive strength of the sealing portion.
[0006]
In order to solve such a problem, recently, a partition wall surrounding the entire periphery of the display cell is formed on a substrate with a sealing material, and after filling the inside of the partition wall (display cell region) by dropping a liquid crystal medium, A method called “drop liquid crystal injection” in which two substrates are bonded and sealed is being studied.
[0007]
According to this method, various effects such as an increase in the use efficiency of the liquid crystal medium are expected in addition to a very simple process. However, in this method, it is necessary to perform the bonding step under vacuum conditions, but it is very difficult to stably hold the substrate on the upper platen under vacuum conditions.
[0008]
As a conventionally known method, there is a so-called “electrostatic chuck method”. In this method, the substrate is bent because static electricity can hold only a region other than a circuit such as a transistor formed on the substrate. There is a problem that they are stuck together in a state.
[0009]
Also, in the case of an organic EL panel, since it is necessary to eliminate air inside the display cell when bonding substrates, a small gap is provided in a part of the panel without completely sealing the panel with a sealing material. In many cases, a step is adopted in which the cell gap is determined by pressing the substrate and the gap is sealed at the same time. However, a problem often arises in the adhesive strength of the gap sealing portion, which causes a problem that the display quality of the panel is deteriorated and the product life is shortened.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and it is possible to easily and highly accurately set a cell gap while preventing bending of a substrate during a substrate bonding step. At the same time, a display panel substrate bonding method capable of sealing the entire periphery of a display cell formed in a space between two substrates in a single sealing step using a sealing material. And an apparatus for implementing the same.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention, a first platen is provided by interposing a sealing material on one of substrates so as to form a display cell region space and a discard region space in a space sandwiched between opposed first and second substrates. The present invention relates to a method for bonding a display panel substrate for performing alignment between a first substrate held on a side and a second substrate held on a second platen side, and particularly to solve the above-mentioned problem. And the following steps.
(1) holding a first substrate by a spacer portion of a substrate holding mechanism provided on a first platen;
(2) The space between the first substrate and the surface opposite to the surface forming the display cell region space and the gap between the first surface plate and the first surface plate are evacuated to suck the first substrate toward the first surface plate. Holding process,
(3) a step of applying a pressing force between the first and second substrates to determine a cell gap; and
(4) A step of curing the sealing material.
[0012]
According to this method, the first substrate is brought into close contact with the first surface plate by evacuating the gap between the first surface plate and the first substrate, particularly in the first surface plate located above. Thereby, the first and second substrates can be stably held without bending the first substrate. Therefore, the cell gap can be easily and accurately set. That is, the bonding method of the present invention is particularly applicable to a display panel manufactured by bonding two substrates such as an organic EL display panel, in addition to a liquid crystal display panel employing a so-called drop liquid crystal injection step. It is suitable.
[0013]
According to the bonding method of the present invention, preferably, the second substrate and the second platen are similarly set to a surface opposite to the surface forming the display cell region space, and the second substrate and the second platen. It is preferable that the gap with the board is evacuated and the second substrate is suction-held on the second platen side.
[0014]
In particular, when performing the step (3) of the bonding method of the present invention, preferably, the first substrate and the second substrate are brought close to each other, and the display cell region space is not sealed by the sealing material. Preferably, the gap between the first substrate and the second substrate, specifically, at least the display cell region space is evacuated.
[0015]
By doing so, the space to be evacuated can be reduced, so that the time of this bonding step can be shortened, and the throughput is greatly improved.
[0016]
In carrying out the bonding method of the present invention, it is preferable that the bonding step be performed in an airtight processing chamber in which the inside can be evacuated. It is preferable that at least the steps (2) and (3) described above include a step of changing the processing chamber between normal pressure and vacuum.
[0017]
As described above, by bonding the substrates in the vacuum processing chamber, the quality of the display panel is significantly affected particularly in the process of manufacturing the organic EL display panel in which the material used for the manufacture is weak to moisture and oxygen. While eliminating these factors, precise cell gap control can be performed with a simple process.
[0018]
In step (3) of the bonding method according to the present invention, the bonding is performed in a state where the pressure in the gap between the first and second substrates is preferably maintained at a low level so that the sealing material is not ruptured, as compared with the external pressure. It is good to press after matching.
[0019]
Further, in the bonding method of the present invention, when the bonding step is performed in a processing chamber having a vacuum, preferably, the suction force of air for vacuuming the entire processing chamber is applied to the first and second substrates. It is preferable that the suction force is smaller than the air suction force for bringing the first and second platens into close contact with each other.
[0020]
With this configuration, it is possible to suppress the first and second substrates from dropping and the occurrence of displacement of these substrates with respect to the platen. Therefore, it is possible to more stably hold these two substrates. Therefore, it is possible to control the cell gap with high accuracy.
[0021]
According to the bonding method of the present invention, the step (3) preferably has a thickness larger than, for example, a thickness for setting a cell gap, and has a thickness between the first substrate and the second substrate. This may be performed by a spacer having a thickness smaller than the thickness of the provided sealing material. In this case, since the cell gap is determined by a spacer material such as spacer particles provided inside the display cell, a so-called gap may be formed by pressing the substrate after extracting the spacer portion.
[0022]
Still further, according to the bonding method of the present invention, in the step (3), preferably, the cell gap is determined by the spacer having the thickness and the shape that sets the cell gap after the curing of the sealing material. Good to do. At this time, the step (4) may be performed before the spacer portion is pulled out from the discarded area.
[0023]
With this configuration, the cell gap can be easily and accurately determined at the same time as the bonding by the spacer portion, and further, the curing of the sealing material can be performed in a series of steps. Therefore, it is particularly suitable for application to bonding of a liquid crystal display panel and an organic EL display panel by a spacer-less “dropping liquid crystal injection step”.
[0024]
Further, according to the bonding method of the present invention, step (3) is preferably performed as a step of increasing the gas pressure in the gap between the first substrate and the first platen.
[0025]
As described above, according to the gas pressure, the first substrate can be pressed with a uniform pressure, and the cell gap can be determined without any contact with the display area of the substrate. A uniform cell gap can be realized throughout. Therefore, it greatly contributes to improving the quality of the display panel.
[0026]
Preferably, the sealing material is cured by ultraviolet irradiation. Alternatively, the curing of the sealing material may be performed by heating or cooling.
[0027]
According to the display panel substrate bonding apparatus of the present invention, it is preferable to mainly include the following components. That is, a display panel substrate bonding apparatus for bonding the first and second substrates with a sealant interposed therebetween includes a first platen and a second platen which respectively hold the first and second substrates. The first platen includes a spacer for supporting the first substrate, an arm for supporting the spacer, a horizontal expansion and contraction mechanism for expanding and contracting the arm, and a vertical expansion and contraction mechanism. A substrate holding means including a mechanism and a seal material curing means. This seal material curing means functions to cure the seal material.
[0028]
With such an apparatus configuration, when pressing the first substrate disposed above for the cell gap determination toward the second substrate, the first substrate is brought into close contact with the first platen. While holding the first and second substrates in parallel, the cell gap can be determined by the thickness of the spacer portion inserted between the two substrates.
[0029]
According to another preferred embodiment of the bonding apparatus of the present invention, the bonding apparatus preferably further includes a substrate holding means for holding the substrate in close contact with the surface plate. For example, the substrate holding means may make a gap between an outer side surface of the first substrate opposite to the inner side surface facing the second substrate and a first surface plate facing the outer side surface of the first substrate close to each other by vacuum. It is preferable to provide an airtight holding means including an airtight holding member for holding the first substrate. Preferably, an airtight holding member for holding the second substrate by closely adhering the second substrate to the second surface plate by vacuuming the gap between the second substrate and the second surface plate and bringing the second substrate into close contact with the second surface plate, respectively. It is preferable that the apparatus further includes a substrate holding means.
[0030]
Further, it is preferable that the above-described airtight holding member is provided so as to be stored and protruded in the surface plate according to the degree of adsorption of the substrate to the surface plate.
[0031]
With such an apparatus configuration, the adsorption of the substrate to the surface plate can be controlled more precisely and effectively.
[0032]
In another preferred embodiment of the bonding apparatus according to the present invention, the gap between the first and second substrates, that is, the display cell region space and the discard region space before the sealing with the sealing material is evacuated. For this purpose, it is preferable that the first and second platens are further provided with airtightness holding means including an airtightness holding member between the surface plates, a supply / exhaust port between the surface plates and a vacuum pump for the surface plate.
[0033]
With such a configuration, it is possible to minimize the volume of the space to be evacuated in the bonding step. That is, since only the display cell area space and the discarded area space can be evacuated, the bonding step can be performed more efficiently in a short time. Therefore, the throughput in a certain time is greatly improved. Further, the whole apparatus can be made compact.
[0034]
According to the configuration example of the bonding apparatus of the present invention, it is preferable that the bonding apparatus include a processing chamber for bonding and pressure adjusting means for changing the processing chamber between normal pressure and vacuum.
[0035]
With such a configuration, particularly in a manufacturing process of an organic EL display panel in which materials used for manufacturing the organic EL display panel are vulnerable to moisture and oxygen, a simple process can be performed while eliminating these factors that greatly affect display panel quality. And precise cell gap control can be performed.
[0036]
Further, it is preferable that the spacer portion has a thickness and a shape that preferably set a cell gap after curing of the sealing material.
[0037]
With such a configuration, the cell gap can be easily and accurately determined at the same time as the bonding, and further, the curing of the sealing material can be performed in a series of steps.
[0038]
When the cell gap is determined by a spacer material such as spacer particles provided inside the display cell, the spacer portion has a thickness larger than the thickness for setting the cell gap, and has a thickness between the first substrate and the first substrate. It is preferable to adopt a configuration having a thickness smaller than the thickness of the sealing material provided on the substrate.
[0039]
Further, according to the preferred embodiment of the bonding apparatus of the present invention, when the spacer section is constituted by one block-shaped spacer section, the spacer section can cope with a plurality of cell gap thicknesses with one spacer section. In order to achieve this, it is preferable that the thickness of the spacer supporting portion of the substrate be changed.
[0040]
Preferably, such a spacer portion is formed as a wedge-shaped block body whose one end on the side inserted between the substrates of the spacer portion decreases in thickness toward the front end, that is, a tapered block body. can do. This taper can determine the thickness of the spacer portion that supports the substrate according to the amount (distance or length) of drawing out the spacer portion inserted so that the maximum thickness is outside the substrate. The cell gap can be determined according to. Therefore, the cell gap can be finely adjusted with higher precision.
[0041]
If both or either the first surface plate or the second surface plate is a quartz surface plate, it is suitable for curing the seal material by using an ultraviolet irradiation device as the seal material curing means. In this case, the seal material can be cured by irradiating the seal material with ultraviolet rays from outside the surface plate.
[0042]
Further, it is also preferable that the first and second platens be a heating or cooling platen made of metal. In this case, the sealing material can be cured by heating or cooling the platen.
[0043]
In the method for bonding a display panel substrate according to the present invention, the step of pulling out the spacer portion from the discarded region may be performed at any stage before or after the sealing material is cured. Even when the spacer portion is pulled out after the curing of the sealing material, there is a slight return when the pressing of the substrate is actually released, that is, the interval between the first and second substrates slightly increases, so that the spacer portion can be easily formed. Can be pulled out.
[0044]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings, the shapes, sizes, and arrangements of the components are only schematically shown to the extent that the present invention can be understood, and the present invention is not particularly limited thereby. It is to be understood that the same constituent components are denoted by the same reference numerals in the drawings used in the following description, and the repeated description may be omitted.
[0045]
In practicing the present invention, the X-axis driving mechanism, the Y-axis driving mechanism, the rotation driving mechanism, and the up-and-down elevating means described above with reference to FIG. 6 are appropriately used. Since it is well known in the art and is not the gist of the present invention, a detailed description thereof will be omitted.
[0046]
In the following description of the embodiments, an example in which the present invention is applied to both a liquid crystal display panel and an organic EL display panel will be described. In the case of an organic EL display panel, it is assumed that an organic EL layer is formed in advance on one of the substrates to be bonded. In the case of a liquid crystal display panel, a description will be given mainly of an example of a “dropping liquid crystal injection” step of injecting a liquid crystal medium into a cell region before bonding the display panel.
[0047]
As is well known, a large number of display cells are arranged in a matrix on the first and second substrates. However, in the embodiments described below, one display cell is taken up as a representative and is described and described in order to avoid complicating the drawing. In the drawings, other components such as electrodes and other transistors necessary for display are not shown because they are not directly necessary for the description of the present invention.
[0048]
<First embodiment>
With reference to FIGS. 1A and 1B, a first embodiment of the present invention will be described.
[0049]
FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment of the present invention. FIG. 1A is a schematic plan view showing a mode in which a main part of a display panel substrate bonding apparatus (hereinafter, simply referred to as a bonding apparatus) is viewed from above from above. FIG. 1B is a diagram showing a cross-section cut along a BB broken line in FIG.
[0050]
The bonding apparatus according to the first embodiment mainly includes a first platen 40, a second platen 48 and a seal material curing unit 60 facing the first platen. The first platen 40 has a first substrate holding airtight holding member 41a, a support arm (hereinafter, also referred to as a substrate holding mechanism) 42, a first substrate holding supply / exhaust port 44a, and a connection therewith. And a first substrate holding vacuum pump 46a.
[0051]
The second base plate 48 is provided with a second substrate holding airtight holding member 41b, a second substrate holding supply / exhaust port 44b, and a second substrate holding vacuum pump 46b connected thereto. I have.
[0052]
The support arm (substrate holding mechanism) 42 has a spacer portion 42b having an appropriate thickness, an arm portion 42a including a first arm member 42aa and a second arm member 42ab supporting the spacer portion 42b, and an expandable and contractible arm portion 42a. And a vertical extension / contraction mechanism 42ca and a vertical extension / contraction mechanism 42cb.
[0053]
The first substrate 10 has a display cell on the lower surface side of the first substrate 10 such that the upper surface thereof is in close contact with the first substrate holding airtight holding member 41a of the first platen 40 located above. And placed on the upper surface of the spacer portion 42b of the support arm 42 provided on the first platen 40 so as to be in contact with the area to be formed, that is, the discard area 30 located outside the display cell area 32. .
[0054]
For example, a glass substrate, a plastic substrate, an epoxy resin substrate, or the like can be applied to the first substrate 10 and the second substrate 12 of the present invention, but the present invention is not limited thereto.
[0055]
The first substrate holding airtight holding member 41a forms a wall along the peripheral edge of the substrate on the upper surface side of the first substrate 10 without any gap and makes the gap d2 hermetically closed. It is provided on the lower surface side of the board 40. A gap d2 formed by the first substrate holding airtight holding member 41a, the first substrate 10, and the first base plate 40 is provided on the first base plate 40 by the first substrate holding air supply / discharge system. The port 44a and the first substrate holding vacuum pump 46a connected thereto are evacuated to create a vacuum.
[0056]
The first substrate holding vacuum pump 46a used here can not only evacuate the gap d2 by evacuation but also apply a pressure by supplying a gas such as air or an inert gas to the gap d2. There is.
[0057]
With this configuration, the first substrate 10 can be held in close contact with the first platen 40. That is, the first substrate 10 is stably held in close contact with the first platen 40 without particularly causing bending at the center.
[0058]
Next, while holding the first substrate 10 on the first platen 40, the second substrate 12 is separated from the first substrate in a state where the second substrate 12 is separated from the first substrate 10 so as to face the first substrate 10. Place on the platen 48.
[0059]
At this time, similarly to the first substrate 10, the second substrate 12 is moved to the second platen by the second substrate holding supply / exhaust port 44b and the second substrate holding vacuum pump 46b connected thereto. It is preferable to adopt a configuration in which it is held in close contact with 48.
[0060]
In the space inside the edge portion between the first substrate 10 and the second substrate 12, the separation region 30 and the display cell region 32 are separated so that the separation region 30 and the display cell region 32 are formed. A flexible sealing material 14 before curing is provided in advance. The sealing material 14 is arranged so that the display cell region 32 is formed by continuous walls without interruption.
[0061]
The abandoned area 30 here is a space area around the outside of the seal material 14 that is not used for actual display, that is, a margin area around the display cell. The display cell area 32 is an area (space) where display is actually performed.
[0062]
In this example, the sealing material 14 is applied to the second substrate 12. However, the present invention is not limited to this. In the case of an organic EL display panel that does not require a liquid crystal medium injection step, the first substrate 12 is used. 10 may be provided.
[0063]
As the sealing material 14, a conventionally used ultraviolet-curing and / or thermosetting sealing material containing, for example, glass fiber fibers as a spacer material may be used, but a range that does not impair the object of the present invention is preferred. However, the present invention is not limited to these.
[0064]
Then, precise alignment of the two substrates is performed using a conventionally known X-axis operation mechanism, Y-axis operation mechanism, rotation operation mechanism, and / or a CCD camera, which are not shown. In this way, the opposing surfaces of each substrate 10 and 12 are held substantially parallel to each other.
[0065]
Next, in the case of a liquid crystal display panel, if necessary, a spacer material such as spacer particles is sprayed on the display cell region 32 defined by the sealing material 14.
[0066]
Thereafter, the first and second substrates are positioned so as to face each other. Next, before the first and second substrates 10 and 12 are bonded to each other, a liquid crystal medium is formed into a display cell region 32 surrounded by the sealing material 14 of the second substrate 12 by a liquid crystal injection device (not shown). Inject into the inner surface.
[0067]
Next, the gap between the first and second substrates 10 and 12 is reduced by using the above-described operation mechanisms (not shown) of the first base plate 40 and / or the second base plate 48, and the sealing material is formed. These are superimposed via 14.
[0068]
Next, the vacuum for holding the first substrate 10 is released to return to normal pressure, and at the same time, the arm portion 42a of the substrate support arm 42 is slightly extended by the vertical extension / contraction mechanism 42cb to recover the collapsed gap d2. .
[0069]
Next, a gas such as air or an inert gas is fed into the gap d2 to press the first substrate 10 from above by the gas pressure of the gas supplied through the first substrate supply / exhaust port 44a. This corresponds to a so-called “gap formation” step (the details of holding these substrates will be described later).
[0070]
According to the bonding apparatus of the present invention, means for pressing the substrate is used as means for determining the cell gap. In the above-described configuration example, the method of pressing the substrate by the gas pressure has been described. Alternatively, for example, the substrate may be mechanically driven by a servomotor, a pressure cylinder, or the like, or any other suitable means may be used.
[0071]
After that, the sealing material 14 is cured by irradiating ultraviolet rays, heating or cooling by the sealing material curing means 60. The hardening of the sealing material 14 is performed in a conventional manner, by irradiating ultraviolet rays in the case of an ultraviolet-curing sealing material, heating or cooling in the case of a heat- or cooling-curing sealing material, and performing two or three or more types of sealing materials. When it is necessary to combine the methods, the necessary means and steps may be combined.
[0072]
Through the above steps, the bonding of the display panels is completed.
[0073]
1A and 1B, the display cell region 32 is a rectangular space region, and the seal material 14 is formed as a rectangular fence or wall surrounding the display cell region 32. I have.
[0074]
In this configuration example, the spacer portion 42b is a massive rectangular parallelepiped block and has a constant thickness. In this configuration example, since a rectangular substrate is used, the lower side of the first substrate 10 is supported between four substrates, namely, east, west, north and south, between substrates having an interval larger than the thickness of the spacer portion 42b.
[0075]
However, on condition that the quality of the display panel is not impaired, for example, the first substrate 10 may be supported by inserting a spacer portion only from two opposing directions. Alternatively, for example, the first substrate 10 may be held by inserting a spacer portion into a plurality of corners of the substrate, for example, four or two opposing disposal areas 30.
[0076]
The bonding apparatus and the bonding method of the present invention are expected to become the mainstream in the liquid crystal display cell manufacturing process in the future. It is particularly suitable for application to manufacturing. It is also suitable for use in a conventional substrate bonding process in which a liquid crystal medium is injected after the first and second substrates are bonded.
[0077]
Next, a substrate holding mechanism for mainly holding the first substrate 10 and a method for holding the substrate by using the bonding method of the present invention will be described in detail with reference to FIG.
[0078]
FIGS. 2A and 2B are views for explaining the holding operation of the first substrate 10 located at the upper part.
[0079]
As described above, the substrate holding mechanism 42 includes a spacer portion 42b having an appropriate thickness, an arm portion 42a for supporting the spacer portion 42b, a horizontal expansion / contraction mechanism 42ca for expanding / contracting the arm portion 42a, and a vertical Direction extension mechanism 42cb.
[0080]
The arm section 42a includes a first arm member 42aa driven to expand and contract by a mechanism 42ca, and a second arm member 42ab connected to the first arm member 42aa and driven to expand and contract by a mechanism 42cb. Further, the second arm member 42ab is fixed to an end opposite to the first arm member 42aa, or a spacer portion 42b is detachably attached. The spacer member 42b is moved in the horizontal and vertical directions according to the movement of the first and second arm portions 42aa and 42ab.
[0081]
As described above, the first substrate 10 is in close contact with the first substrate holding airtight holding member 41a of the first platen 40 so that the gap d2 is airtight, and is in contact with the discard area 30. Is mounted on the upper surface side of the spacer portion 42b of the substrate holding mechanism 42 as described above.
[0082]
At this time, the first substrate 10 is appropriately adjusted by the horizontal expansion / contraction mechanism 42ca of the substrate holding mechanism 42 in the direction of arrow A, that is, the positional relationship between the discarded area 30 and the spacer 42b. Further, the direction of arrow B, that is, the positional relationship between the first substrate 10 and the first substrate holding airtight holding member 41a is also appropriately adjusted by the vertical extension / contraction mechanism 42cb of the substrate holding mechanism 42. As an example, the horizontal expansion / contraction mechanism 42ca is preferably provided on a surface (upper surface) of the first surface plate 40 on the side opposite to the first substrate 10. Further, as an example, the vertical extension / contraction mechanism 42cb is provided around the first base 40. The positions where these mechanisms 42ca and 42cb are provided may be provided at any suitable locations according to the design.
[0083]
The first substrate holding airtight holding member 41a provided on the first base plate 40 is formed of, for example, an O-ring or a hollow tube formed of a material having appropriate elasticity, such as rubber or resin. Is good. The first substrate holding airtight holding member 41a evacuates a gap d2 between the first substrate 10 and the first platen 40 partitioned via the first substrate holding airtight holding member 41a. At this time, it is preferable that the gap d2 be crushed so that the first substrate 10 and the second substrate adhere to each other without bending.
[0084]
Specifically, for example, a groove is provided in the first base plate 40, and the first substrate holding airtight holding member 41a and the first substrate 10 are kept airtight while the first substrate holding airtight holding is maintained. According to the pressure applied to the first substrate 10 by the substrate holding mechanism 42 in the direction indicated by the arrow B, the member 41a is stored in or protrudes from the groove of the surface plate to move the first substrate 10 to the first position. It is preferable to adopt a configuration in which it is closely attached to the surface plate 40. For example, in the case of a tube, it is preferable that the first substrate 10 be brought into close contact with the first base plate 40 so as to be partially embedded in the groove.
[0085]
Next, the first substrate 10 and the second substrate 12 are brought into close contact with the first platen 40 and the second platen 48, respectively. That is, assuming that the substrate surfaces of the first and second substrates 10 and 12 facing each other are inner surfaces and the substrate surfaces opposite to the inner surfaces are outer surfaces, the first substrate 10 The outer surface and the first platen 40 are brought into close contact, and the outer surface of the second substrate 12 and the second substrate 48 are brought into close contact.
[0086]
In order to achieve this close contact, first and second substrate holding supply / exhaust ports 44a and 44b provided on the first and second platens 40 and 48, and a pressure regulating valve (not shown) are provided. The substrate is evacuated through the piping by a pressure adjusting means including a vacuum evacuation system up to the first and second substrate holding vacuum pumps 46a and 46b. Note that the substrate holding supply / exhaust ports 44a and 44b are vacuum supply / exhaust ports for holding the first and second substrates 10 and 12 in close contact with the platen in the platens 40 and 48, respectively. The size of the air supply and exhaust ports, the number of installations, and the like can be arbitrarily changed according to the desired specifications of the panel.
[0087]
It is mainly the spacer portion 42b that holds the first substrate 10 on the first platen 40. Therefore, the degree of vacuum of the gap d2 may be sufficient as long as the first substrate 10 is brought into close contact with the first platen 40 to prevent the first substrate 10 from bending. The suitable degree of vacuum can be appropriately set by experience.
[0088]
Thereafter, the two substrates 10 and 12 are air-tightly overlapped by the sealing member 14 without any gap. At this time, the height of the provided sealing material 14 is set to be slightly larger than the predetermined cell gap d1 in consideration of the fact that the cell gap d1 is determined by being pressed in a later step. Is preferred. However, this is not always the case if it is known in advance that the sealing material has properties such as expansion during the curing step.
[0089]
The thickness of the spacer portion 42b is determined by, for example, arranging some kind of cell gap holding means in the display cell region 32, that is, when arranging a spacer material such as spacer particles and thereby determining the cell gap, after the spacer portion 42b is pulled out. Since the first substrate 10 can be pulled out, the thickness may be preferably larger than the cell gap d1 and smaller than the height of the sealing material 14 within a range where the first substrate 10 can be stably held.
[0090]
In the case of, for example, a spacerless liquid crystal display panel and an organic EL display panel, since there is no spacer material in the display cell region, the thickness of the spacer member 42b is preferably set to be substantially equal to the cell gap d1. Is good. That is, the spacer portion 42b is preferably set to have a thickness and a shape that set the cell gap d1 after the curing of the sealing material.
[0091]
At this time, the cell gap may not be completely equal to the cell gap d1, for example, under the conditions in the manufacturing stage of the spacer portion 42b itself. Therefore, in manufacturing the spacer portion 42b itself, under the environmental conditions such as the atmospheric pressure, humidity, and temperature used in the bonding process, and the bonding process conditions such as the ultraviolet irradiation condition, it is equal to the predetermined cell gap d1. Therefore, it is necessary to design and manufacture the spacer portion 42b itself. In other words, the thickness of the spacer portion 42b may be such that the cell gap d1 after curing the seal material 14 has a designed value. The length of the spacer portion 42b is preferably a length that allows insertion and extraction into the discarded region 30 and that can stably hold the first substrate 10.
[0092]
The material of the spacer portion 42b can be appropriately selected within a range that does not impair the object of the present invention, but is preferably made of, for example, pure nickel. The method of manufacturing the spacer portion 42b is preferably, for example, electroforming. The shape and the like of the spacer portion 42b will be described later.
[0093]
With this configuration of the bonding apparatus, the substrate can be effectively prevented from bending while holding the substrate.
[0094]
In addition, the first substrate 10 and the second substrate 12 can be stably held, and the first substrate 10 held on the first platen 40 falls or the second platen Since it is possible to prevent the second substrate held by 48 from being shifted, the cell gap can be accurately controlled.
[0095]
The operation mechanism of the spacer portion 42b, that is, the horizontal expansion and contraction mechanism 42ca and the vertical expansion and contraction mechanism 42cb of the support arm 42 are indicated by blocks in the drawing. These operating mechanisms include a direction in which the spacer portion 42b is inserted or withdrawn (in the direction of arrow A) while holding the first substrate 10 by the support arm 42, and a first surface plate 40 while supporting the first substrate 10 A mechanism having any suitable configuration according to the design may be used as long as the spacer portion 42b is operated in the direction in which the spacer portion 42b is attracted and released (in the direction of the arrow B). The horizontal expansion and contraction mechanism 42ca and the vertical expansion and contraction mechanism 42cb of the support arm 42 may be finely adjustable so as to be able to advance or retreat in a predetermined direction by a predetermined specified distance. A conventionally known arbitrary suitable configuration may be used. That is, it may be appropriately selected within a range that does not impair the object of the present invention, and preferably, for example, a micromotor, a servomotor, a hydraulic cylinder, or the like is preferable.
[0096]
Next, the operation of the substrate holding mechanism 42 in the substrate bonding step will be described.
[0097]
The first substrate 10 discards the first arm member 42aa and the second arm member 42ab of the support arm 42 by the horizontal expansion and contraction mechanism 42ca and the vertical expansion and contraction mechanism 42cb which are mechanisms for expanding and contracting these members. It is adjusted and placed on the upper surface side of the spacer portion 42b so as to contact only the region.
[0098]
Next, the second arm member 42ab is shortened by the vertical extension / contraction mechanism 42cb, and is brought into contact with the first substrate holding airtight holding member 41a on the upper surface side of the first substrate 10 so that the gap d2 is formed. Hold.
[0099]
Next, the air in the gap d2 is exhausted by the first substrate holding vacuum pump 46a through the first substrate holding supply / exhaust port 44a. As the evacuation progresses, the gap d2 collapses and gradually decreases. At this time, the support arm 42, that is, the second arm member 42ab is moved by the vertical expansion / contraction mechanism 42cb so that the first substrate holding airtight holding member 41a moves with respect to the first substrate 10 following the decrease in the volume of the gap d2. The first substrate is closely held by shortening in the direction of arrow B so that an appropriate pressure can be maintained.
[0100]
Then, in a state where the first substrate 10 and the second substrate 12 are held by the first base plate 40 and the second base plate 48, the first base plate is used by using the respective operating mechanisms described with reference to FIG. The distance between the first base plate 40 and the second base plate 48, that is, the gap between the first base plate 10 and the second base plate 12 is reduced, and the first base plate 10 and the second base plate 12 And overlap.
[0101]
Then, the first arm member 42aa of the substrate holding mechanism 42 is slightly extended by the vertical expansion / contraction mechanism 42cb while releasing the pressure by the first substrate holding vacuum pump 46a to return the atmospheric pressure to normal pressure. The gap d2 that has been crushed is recovered while keeping the airtight holding member 41a in contact.
[0102]
Next, a gas such as air or an inert gas is fed into the gap d2 to increase the air pressure, and the first substrate 10 is moved by the gas pressure of the gas supplied via the first substrate holding supply / exhaust port 44a. Press from above. Specifically, the first arm member 42aa is extended by the vertical operation mechanism 42cb of the substrate holding mechanism 42, thereby maintaining the state in which the airtight holding member 41a is in close contact with the first substrate 10, that is, the arm portion 42a The airtight holding member 41a, which has been in close contact with the first substrate, is protruded following the first substrate so as to be partially stored in the first platen 40, and the gap d2 is recovered while maintaining the close contact. Further, while maintaining the close contact between the first substrate 10 and the first platen 40, a gas is supplied into the gap d2 to press the first substrate 10.
[0103]
At this time, when the cell gap holding means is provided in the display cell region 32, the cell gap d1 is determined by pressing the first substrate 10 after extracting the spacer portion 42b.
[0104]
In the case of a spacerless liquid crystal display panel or an organic EL display panel, since no spacer material is present in the display cell region 32, the cell gap d1 is determined by the spacer portion 42b having a thickness to set the cell gap d1 by pressing. After that, the sealing material is cured.
[0105]
According to such a process, the cell gap can be accurately controlled with a simple process. In addition, when a liquid crystal medium is injected by dropping liquid crystal, the step of sealing the injection port, which is conventionally required, is not required. In addition, since the airtightness of the cell is improved, leakage of the liquid crystal medium or the like can be prevented, and as a result, the yield of display cells is expected to be improved.
[0106]
<Second embodiment>
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
[0107]
FIG. 3 is a diagram showing an example of the overall configuration of a bonding apparatus suitable for use in the bonding method of the present invention.
[0108]
The bonding apparatus according to this embodiment includes a configuration for evacuating the gap between the first substrate 10 and the second substrate 12, that is, the discard region 30 and the display cell region 32. That is, in addition to the configuration including the first surface plate and the second surface plate of the first embodiment, at least the first surface plate held by the first surface plate 40 and the second surface plate 48. A configuration for making the gap between the substrate 10 and the second substrate 12 vacuum is added. Here, the detailed description of the configuration common to the first embodiment will be omitted, and the difference in the arrangement relationship of the components and the added configuration will be described.
[0109]
The bonding apparatus according to this embodiment differs from the bonding apparatus according to the first embodiment in the position of the substrate holding mechanism 42. In this embodiment, the substrate holding mechanism 42 is provided on the lower surface side of the first platen 40. It is the same that the substrate holding mechanism 42 includes a first arm member 42aa and a second arm member 42ab, a horizontal expansion and contraction mechanism 42ca and a vertical expansion and contraction mechanism 42cb which are mechanisms for expanding and contracting these members, and a spacer portion 42b. is there.
[0110]
Here, the entire substrate holding mechanism 42 is stored in the gap between the first surface plate 40 and the second surface plate 48. However, a configuration may be adopted in which a part of the substrate holding mechanism 42 is provided outside the first surface plate 40, for example, so as to penetrate the first surface plate 40. Specifically, the first and second platens 40 and 48 described in the first embodiment are provided with a plate-to-plate airtight holding member, and the first arm member 42aa of the substrate holding mechanism 42 is connected to the first platen. A configuration may be adopted in which the gap between the two surface plates is made airtight and operable via a through hole provided in the plate 40.
[0111]
Further, in this embodiment, in addition to the configuration described in the first embodiment, the first platen 40 includes an inter-platen airtight holding member 43, that is, a first inter-platen airtight holding member 43a, There is provided an airtight maintaining means including one inter-platen supply / exhaust port 45a and a first inter-platen vacuum pump 47a connected thereto.
[0112]
The first inter-plate airtightness holding member 43a is provided on the lower surface side of the first platen 40 so as to surround the substrate holding mechanism 42 and the first substrate 10 held by the substrate holding mechanism 42.
[0113]
The first inter-platen supply / exhaust port 45a extends from the inside of the first inter-platen airtight holding member 43a of the first platen 40 to the outside of the edge of the first substrate 10 held, That is, the gas pressure in the gap d1 between the first substrate 10 and the second substrate 12 is provided at a position where the gas pressure can be freely adjusted to be increased or decreased.
[0114]
Similarly, in addition to the configuration described in the first embodiment, the second base plate 48 includes an airtight holding member 43 between base plates, that is, a second airtight holding member 43b between base plates, and a second base plate airtight holding member 43b. It has a supply / exhaust port 45b and a second inter-platen vacuum pump 47b connected thereto.
[0115]
The second inter-plate airtight holding member 43b is provided so as to surround the second substrate 12 placed on the upper surface side of the second plate 48.
[0116]
The second inter-platen supply / exhaust port 45b extends from the inside of the second inter-platen airtight holding member 43b of the second platen 48 to the outside of the edge of the second substrate 12 held, That is, it is provided at a position where at least the gas pressure in the gap d1 between the first substrate 10 and the second substrate 12 can be adjusted to be able to be increased or decreased.
[0117]
The first and second platen airtight holding members 43a and 43b adjust the gas pressure in the gap between the first platen 40 and the second platen 48 in the bonding step so that the gas pressure can be freely increased or decreased. An appropriate configuration may be used as long as it can be performed. For example, an O-ring, a hollow tube, or the like is preferably used.
[0118]
The first and second platen airtight holding members 43a and 43b come into contact with each other when the gap (distance) between the first and second substrates 10 and 12 is reduced by approaching each other in the bonding step. Thereby, the inside area surrounded by the airtight holding members between the platens is made airtight to the extent that it can be evacuated.
[0119]
Therefore, the size and the shape of the first and second platen airtight holding members 43a and 43b are appropriately set in accordance with the interval when the first and second substrates are set close to each other and processed. Is good.
[0120]
Further, in this embodiment, an example is described in which two airtight members between the surface plates having the same shape are provided so as to face the first and second surface plates 40 and 48, respectively, but the object of the invention is impaired. Within the range that does not exist, for example, a configuration may be provided in which only one airtight holding member between the surface plates is provided on the first or second surface plate, or a configuration in which the shape and size of the two airtight holding members between the surface plates opposite to each other are different. Good.
[0121]
The configuration and connection relationship between the first and second inter-platen supply / exhaust ports 45a and 45b and the first and second inter-platen vacuum pumps 47a and 47b respectively connected thereto are the same as those in the first embodiment. Since the configuration may be the same as that of the substrate holding supply / exhaust port and the vacuum pump described in the embodiment, detailed description thereof will be omitted.
[0122]
Next, the bonding step of the second embodiment will be described.
[0123]
In this embodiment, in the bonding step, the gap between the first and second substrates 10 and 12, that is, the discarded area 30 and the display cell area 32 before being sealed by the sealant 14 (hereinafter, also referred to simply as the substrate gap) ) Is a vacuum.
[0124]
First, the first and second substrates 10 and 12 are held in the same manner as described in the first embodiment.
[0125]
At this time, the sealing material 14 is provided in advance on any one of the first substrate 10 and the second substrate 12 so as to form the discarded region 30 and the display cell region 32 between the edge inner regions. ing. Next, in the case of a liquid crystal display panel, a liquid crystal medium is injected into the display cell region 32 of the second substrate 12 by using a spacer material, a dispenser, or the like, if desired. In the case of an organic EL panel, an organic EL layer is provided on one of the first and second substrates in advance.
[0126]
Next, alignment is performed by using the mechanisms already described with reference to FIG. 6 such that the substrate gap is as small as possible while maintaining the state in which the substrate gap is not sealed by the sealant 14.
[0127]
At this time, the first and second platen airtight holding members 43a and 43b are in close contact with each other, and the gap between the first and second platens, that is, the substrate gap is an airtight space.
[0128]
Next, the substrate gap is evacuated from normal pressure to vacuum. The evacuation process is performed between the first and second platens connected to the first and second platen supply / exhaust ports 45a and 45b via a pipe having a pressure regulating valve (not shown). This is performed using a pressure adjusting mechanism including the vacuum pumps 47a and 47b. At this time, preferably, in order to prevent the gap between the substrates (sealant 14) from being ruptured, it is preferable to lower the pressure in the gap between the substrates so that the sealant 14 is not ruptured, and bond the two substrates. In general, if the pressure outside the substrate gap is normal pressure (1 atm, about 760 mmHg), it is preferable that the inside of the substrate gap is bonded to, for example, about 550 mmHg.
[0129]
Preferably, in order to prevent the first substrate 10 from dropping, the degree of vacuum (atmospheric pressure) in the substrate gap is smaller than the suction force (degree of vacuum) for holding the first substrate 10 by the first platen 40. It is good to set so that.
[0130]
At this stage, if a spacer material is provided in the display cell region 32, the spacer portion 42b may be pulled out and a subsequent process may be performed.
[0131]
After that, the vacuum that has brought the first substrate 10 into close contact with the first platen 40 side is released, and the arm portion 42a is extended by the vertical operation mechanism 42cb of the substrate holding mechanism 42, thereby maintaining airtightness. The member 41 is recovered while maintaining the state in which the member 41 is in close contact with the first substrate 10. When performing this recovery operation, the arm portion 42a is extended. At this time, the airtight holding member 41 that has been in close contact with the first substrate so as to be partially stored in the first base plate 40 projects following the extension of the arm portion 42a, and the airtight holding member 41 and the first substrate The gap d2 is recovered in a state in which the gap d2 is in close contact. Further, while maintaining the close contact between the first substrate 10 and the first platen 40, the pressure of the gap d2 is increased and the first substrate 10 is pressed as described above, so that the cell gap d1 is changed to the spacer portion 42b. Is determined by the thickness of At this time, if any spacer material is disposed in the display cell region 32, the cell portion d is determined by the spacer material since the spacer portion 42b is pulled out.
[0132]
Next, after the sealing material 14 is cured, the spacer portion 42b is pulled out. If the seal material 14 does not change its dimensions due to the hardening of the seal, or changes within a range that does not cause a problem even if the change occurs, and if the change does not substantially change, or a spacer is provided in the display cell area. When particles and the like are arranged to determine the cell gap, the sealing material 14 is cured after the spacer portion 42b is pulled out.
[0133]
With such an apparatus configuration, it is possible to minimize the volume of a space to be evacuated in the bonding step. That is, since only the display cell region space 32 and the discard region space 30 are evacuated, the bonding process can be performed more efficiently in a short time. Therefore, the throughput in a certain time is greatly improved. Further, the whole apparatus can be made compact.
[0134]
<Third embodiment>
A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
[0135]
FIG. 4 is a diagram showing an example of the overall configuration of a bonding apparatus suitable for use in the bonding method of the present invention.
[0136]
In the bonding method according to this embodiment, the first and second platens are stored in a processing chamber 50 that can be made airtight and evacuated, and the first substrate 10 and the second substrate 12 are bonded together. This is a method in which the gap, that is, the space of the discarded area 30 and the space of the display cell area 32 are evacuated, and the display panel substrate for performing the bonding step is bonded.
[0137]
That is, the bonding apparatus according to the third embodiment is used for bonding the gap between the first substrate 10 and the second substrate 12, that is, the discarded area 30 and the display cell area 32 under vacuum conditions. A processing chamber 50 is provided. The processing chamber 50 is airtightly constituted by a container or box-shaped body 52. The box 52 includes pressure adjusting means for arbitrarily changing the processing chamber 50 from normal pressure to vacuum or from vacuum to normal pressure.
[0138]
In this configuration example, the pressure adjusting means is a vacuum exhaust system, and is provided via a processing chamber supply / exhaust port 54 provided in the box-shaped body 52 and a pipe (not shown) provided with, for example, a pressure adjusting valve. And a vacuum pump 56 connected to the air supply / exhaust port 54. The vacuum evacuation system as the pressure adjusting means preferably shares a part of the configuration with the above-described substrate holding means.
[0139]
In addition, it is preferable to provide a means such as a filter for removing dust, removing moisture, removing an organic solvent, and the like, for example, near the vacuum pump.
[0140]
The processing chamber 50 is formed by defining an airtight closed space by a container or box-shaped body 52.
[0141]
This box-shaped body 52 can be freely opened and closed by some means (not shown) as in the related art, for the step of transporting and arranging the first substrate 10 and the second substrate 12. Further, a vacuum exhaust system including a processing chamber supply / exhaust port 54 and a processing chamber vacuum pump 56 connected thereto is connected to the box-shaped body 52. Or from vacuum to normal pressure.
[0142]
In addition, the processing chamber 50 includes various substrate drives similar to those already described, in particular, a support arm (substrate holding mechanism) 42 for holding the first substrate 10 and a vertical arm (not shown) described in the section of the prior art. It is configured to be able to drive a lifting / lowering means, an X-axis drive mechanism, a Y-axis drive mechanism, a rotation drive mechanism, and the like.
[0143]
Next, the bonding step will be described, but a detailed description of the same configuration and steps as those of the above-described other embodiments will be omitted.
[0144]
The first platen 40 holds the first substrate 10 in the processing chamber 50 in the same manner as described above.
[0145]
It is assumed that the sealing material 14 is provided in advance on any one of the first substrate 10 and the second substrate 12 so as to form the discarded region 30 and the display cell region 32.
[0146]
Thereafter, the processing chamber 50 is evacuated to a vacuum. This vacuum evacuation processing is performed using a pressure adjusting mechanism including a processing chamber vacuum pump 56 connected via a processing chamber supply / exhaust port 54 and a piping having a pressure adjusting valve (not shown).
[0147]
At this time, as already described in the second embodiment, after the laminating is performed in a state where the pressure of the processing chamber 50 is maintained low enough to prevent the sealing material from being ruptured as compared with the pressure of the outside, the pressing is performed. Good to do. Assuming that the pressure outside the processing chamber 50 is normal pressure (1 atm, about 760 mmHg), the processing chamber 50 is preferably bonded at about 550 mmHg, for example.
[0148]
Further, in order to prevent the first substrate 10 from falling, preferably, the suction force (vacuum degree) of the processing chamber 50 is more than the suction force (vacuum degree) for supporting the first substrate 10 by the first platen 40. Should be set to be weak. That is, the degree of vacuum in the space surrounded by the hermetic holding member 41a, the first substrate 10, and the first platen 40 is made higher than the degree of vacuum in the processing chamber 50, and the first substrate 10 is hermetically held. It is preferable to make it adhere to the member 41a.
[0149]
Then, as described above, while the first substrate 10 is supported by the spacer portion 42b of the support arm 42 of the first surface plate 40, the first substrate 10 is aligned with the second substrate 12 supported by the second surface plate 48. Do. By using the above-described respective operating mechanisms, the distance between the first base plate 40 and the second base plate 48 is reduced, and the first substrate 10 and the second substrate 12 are Close and overlap. At this stage, if a spacer material is provided in the display cell region 32, a process after the spacer portion 42b is pulled out may be performed. In particular, in the case of a spacerless liquid crystal display panel or an organic EL display panel, a spacer portion 42 having a thickness for setting the cured cell gap d1 of the sealing material 14 supporting the first substrate 10 is added to the cell gap d1. With substantially equal thickness, it is clamped in the discard area 30 between the first substrate 10 and the second substrate 12.
[0150]
Thereafter, the vacuum that has brought the first substrate 10 into close contact with the first platen 40 is released. Then, by extending the arm portion 42a by the vertical operation mechanism 42cb of the substrate holding mechanism 42, while maintaining the state in which the airtight holding member 41a is in close contact with the first substrate 10, that is, to extend the arm portion 42a, The airtight holding member 41a, which is in close contact with the first substrate so as to be stored halfway on the first platen 40, follows and protrudes to recover the gap d2 while maintaining the close contact. Further, the cell gap d1 is determined by the thickness of the spacer portion 42b by increasing the air pressure in the gap d2 and pressing the first substrate 10 while maintaining the close contact between the first substrate 10 and the first platen 40. I do. When another independent spacer material is provided in the display cell region 32, the cell gap d1 is determined by the spacer material.
[0151]
Next, after the sealing material 14 is cured, the spacer portion 42b is pulled out. If the seal material 14 does not cause a change in dimensions due to the hardening of the seal, or a change within a range that does not cause a problem even if the change occurs and does not substantially change, or if the display cell region 32 In the case where spacer particles and the like are arranged and the cell gap is determined by this, the sealing material 14 is cured after the spacer portion 42b is pulled out.
[0152]
Here, in the present specification, the term "normal pressure" refers to the atmospheric pressure surrounding the apparatus of the present invention, and the term "vacuum" means that the pressure has become lower than the atmospheric pressure by sucking and exhausting air. State. The degree of this vacuum is compared by the suction force when exhausting air. The degree of the vacuum can be appropriately set according to the purpose and configuration as described above.
[0153]
According to the apparatus and the bonding method of the third embodiment, particularly, in a manufacturing process of an organic EL panel in which a material used for manufacturing the organic EL panel is vulnerable to moisture and oxygen, these factors which greatly affect panel quality are eliminated. It is possible to perform accurate cell gap control with a simple process while eliminating it.
[0154]
Next, a modification of the bonding method according to the third embodiment will be described. As in the case of the above-described embodiment, the first substrate 10 is held by the first platen 40. The second substrate 12, on which the sealing material 14 is disposed, is formed so as to form a discarded region 30 between the inner regions of the edge portions of the first substrate 10 and the second substrate 12. Thereafter, the processing chamber 50 including the first surface plate 40 and the second surface plate 48 is connected to a processing chamber supply / exhaust port 54 via a piping having a pressure regulating valve (not shown). The processing chamber 50 is evacuated by sucking air in the processing chamber 50 using the chamber vacuum pump 56.
[0155]
In this modification, in particular, the processing chamber 50 evacuated, that is, the display cell region 32 and the space outside the same are always maintained while maintaining the pressure difference between these two spaces to be substantially zero. Return to pressure.
[0156]
Then, as in the case described above, the cell gap d1 is determined by pressing the first substrate 10 by gas pressure, and after the sealing material 14 is cured, the spacer 42b is pulled out or the spacer 42b is pulled out. After that, the sealing material 14 is cured to complete the display panel.
[0157]
The reason for adding a step of returning to normal pressure while maintaining the atmospheric pressure in the display cell region and the processing chamber space outside thereof in this modified example substantially equal to each other is as follows. The sudden flow of gas into the processing chamber 50 causes a difference in atmospheric pressure between the cell display area and the processing chamber space outside the cell display area. When the substrates are sealed in a state where the pressure difference remains, the substrates bend, and therefore, the cell gap d1 may not be uniform between the cell center portion and the peripheral portion, for example. is there. Therefore, the reason why the pressure is returned to the normal pressure so as not to generate the pressure difference is to prevent the substrate from bending.
[0158]
The above-described step of returning from vacuum to normal pressure is preferably performed in a state where the first substrate 10 and the second substrate 12 are close to each other.
[0159]
It is preferable that the gas such as the air or the inert gas supplied into the gap d2 and the processing chamber 50 be purified through, for example, a filter.
[0160]
With this configuration, for example, even in a process of manufacturing a display panel using a flexible substrate, accurate cell gap control can be performed with a very simple process.
[0161]
Further, in the embodiment of the present invention, it is preferable that the sealing material is an ultraviolet-curable sealing material, and the step of curing the sealing material is performed by ultraviolet irradiation.
[0162]
Furthermore, in the embodiment of the present invention, it is preferable that the sealing material is a thermosetting sealing material, and the step of curing the sealing material is performed by heating or cooling.
[0163]
Further, in the bonding apparatus of the present invention, in order to prevent the substrate from being charged and destroyed, it is preferable that all portions in contact with the substrate are formed of an insulating material.
[0164]
Further, it is preferable to equip the bonding apparatus of the present invention with an electrostatic removing means such as an ion shower. Alternatively, by appropriately applying a solvent such as alcohol to the inner wall of the processing chamber, charging of the substrate can be effectively prevented.
[0165]
The spacer portion 42b of the bonding apparatus of the present invention can have an appropriate shape, particularly on condition that the first substrate 10 can be reliably supported. For example, it is preferable to have a shape in which the cell gap d1 can be set in a plurality of ways by one spacer portion 42b. A configuration example in this case will be described with reference to FIG.
[0166]
FIG. 5 is a schematic view for explaining a preferred embodiment of the spacer portion 42b according to the present invention, which is shown by a cross-section of a section including the substrate and the spacer portion in the bonding apparatus. It is to be noted that a diagram of the substrate viewed from above is substantially the same as FIG.
[0167]
Referring to FIG. 5, in the device according to the preferred embodiment of the present invention, the shape of the spacer portion 42b is such that the thickness decreases at one end on the side located between the substrates 10 and 12 toward the tip. A wedge-shaped spacer portion 42b is provided.
[0168]
FIG. 5 shows a plate-like spacer shape having a wedge-shaped cross section as an example. According to this configuration example, the spacer portion 42b is a block-like block with a taper. The block body is integrally formed as a form in which a triangular prism block is combined with a rectangular parallelepiped block. The tip of the ridge line of the triangular prism is the insertion end of the block, and the portion of the triangular prism opposite to the triangular prism is the side attached to the arm portion 42a of the substrate support arm 42. In the configuration example shown in FIG. 5, the cross section of the triangular prism may be a regular triangle or an isosceles triangle.
[0169]
The shape of the spacer portion 42b can be changed as described above, for example, by using a plurality of pencil-shaped spacer portions as the spacer portion 42b, as long as the object of the present invention is not impaired.
[0170]
For example, in the configuration example of the spacer portion 42b shown in FIG. 5, the surface in contact with the second substrate 12 is inclined such that the thickness of the spacer portion 42b decreases toward the tip. The surface that contacts the first substrate 10 is a horizontal surface.
[0171]
With the configuration of the spacer member with the taper, a plurality of desired cell gaps can be controlled with one kind of spacer. That is, the setting of the cell gap d1 can be appropriately changed by adjusting the horizontal expansion and contraction of the arm portion 42a by the horizontal expansion and contraction mechanism 42ca. With such a configuration, it is possible to obtain an effect that the manufacturing cost of the spacer portion itself and the operation cost are excellent in cost performance.
[0172]
The spacer portion of the present invention protects the substrate and improves the sliding between the spacer portion and the substrate, or more reliably holds the substrate, as long as the object of the present invention is not impaired. For this purpose, for example, a coating such as a silicon thin film may be devised.
[0173]
The points to be noted in manufacturing the spacer portion itself are the same as described above. That is, it may be designed and manufactured to have a predetermined thickness under the conditions actually used.
[0174]
Further, according to the bonding apparatus of the present invention, the first platen 40 and / or the second platen 48 is a platen made of quartz, and further includes an ultraviolet irradiation device as a curing means. Is preferred.
[0175]
Furthermore, according to the bonding apparatus of the present invention, the first surface plate 40 and the second surface plate 48 may be a heating or cooling surface plate made of metal.
[0176]
【The invention's effect】
According to the method and apparatus for bonding a display panel substrate of the present invention, the substrate can be stably held even under vacuum conditions, so that a step of injecting a liquid crystal medium before bonding the substrates is performed. It is particularly suitable for application to a bonding step of a liquid crystal display panel and a bonding step of an organic EL panel. The cell gap can be accurately controlled by a simple process. A series of simple steps can be performed from bonding to curing of the sealing material. Therefore, it contributes to reduction of manufacturing cost and improvement of panel quality.
[Brief description of the drawings]
FIGS. 1A and 1B are explanatory views of a first embodiment of the present invention, and FIG. 1A is a schematic view of a main part of a display substrate bonding apparatus of the present invention. FIG. 2B is a plan view, and FIG. 2B is a cross-sectional view taken along line BB in FIG.
FIGS. 2A and 2B are explanatory views of a bonding operation of the bonding apparatus according to the first embodiment of the present invention, in particular, a support operation of the first substrate. It is a schematic sectional drawing of the principal part of the bonding apparatus of a form.
FIGS. 3A and 3B are explanatory views of a bonding operation of a bonding apparatus according to a second embodiment of the present invention, in particular, a support operation of a first substrate. It is a schematic sectional drawing of the principal part of the bonding apparatus of a form.
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of a main part of a display substrate bonding apparatus according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 5 is an explanatory view of a preferred embodiment of the present invention, and is a schematic cross-sectional view for describing an example of a spacer section.
FIG. 6 is a schematic diagram of a main part for describing a conventional substrate bonding step and a bonding apparatus.
[Explanation of symbols]
10, 110: first substrate
12, 112: second substrate
14, 114: sealing material
30: Discard area
32: Display cell area
40, 142: First surface plate
41a: first airtight holding member for holding the substrate
41b: Airtight holding member for holding the second substrate
42: Support arm (substrate holding mechanism)
42a: arm part
42aa: first arm member
42ab: second arm member
42b: Spacer part
42ca: horizontal expansion and contraction mechanism
42cb: Vertical expansion / contraction mechanism
43: Airtight maintenance member between surface plates
43a: first airtight holding member between base plates
43b: Second airtight holding member between base plates
44a: first substrate holding supply / exhaust port
44b: second substrate supply / exhaust port
45a: first inter-platen supply / exhaust port
45b: second inter-platen supply / exhaust port
46a: first substrate holding vacuum pump
46b: second substrate holding vacuum pump
47a: First vacuum pump between platens
47b: vacuum pump for second platen
48, 144: 2nd surface plate
50: Processing room
52: Box-shaped body
54: Supply / exhaust port for processing chamber
56: Vacuum pump for processing chamber
60: Sealing material curing means
132: X-axis drive mechanism, 134: Y-axis drive mechanism
136: rotation drive mechanism, 138: up-and-down elevating mechanism
160: Pressurizing cylinder
162: θ table

Claims

対向する第１及び第２の基板間に挟まれた空間に表示セル領域空間及び捨て領域空間を形成するようにいずれかの基板にシール材を介在させて、第１の定盤側に保持された第１の基板と第２の定盤側に保持された第２の基板との位置合わせを行うディスプレイパネル基板の貼り合わせ方法において、
（１）前記第１の基板を前記第１の定盤に具えられた基板保持機構のスペーサ部により保持する工程、
（２）前記第１の基板の、前記表示セル領域空間を形成する面とは反対側の面と、第１の定盤との間隙を真空にして前記第１の基板を前記第１の定盤側に吸引保持する工程、
（３）前記第１及び第２の基板間に押圧力を付加して前記セルギャップを決定する工程、及び
（４）前記シール材を硬化する工程、
を含むことを特徴とする貼り合わせ方法。A sealing material is interposed between any of the substrates so as to form a display cell area space and a discarded area space in a space interposed between the opposing first and second substrates, and is held on the first platen side. A display panel substrate bonding method for aligning the first substrate and the second substrate held on the second platen side.
(1) holding the first substrate by a spacer portion of a substrate holding mechanism provided on the first platen;
(2) A vacuum is applied to a gap between a surface of the first substrate opposite to a surface forming the display cell region space and a first surface plate, and the first substrate is moved to the first surface. A step of holding the suction on the board side,
(3) a step of applying a pressing force between the first and second substrates to determine the cell gap; and (4) a step of curing the sealing material.
A bonding method comprising:

請求項１に記載のディスプレイパネル基板の貼り合わせ方法において、
前記工程（２）が、前記第２の基板の、前記表示セル領域空間を形成する面とは反対側の面と、第２の定盤との間隙を真空にして前記第２の基板を前記第２の定盤側に吸引保持する工程をさらに含むことを特徴とする貼り合わせ方法。The method for bonding a display panel substrate according to claim 1,
In the step (2), the second substrate is evacuated by evacuating a gap between a surface of the second substrate opposite to a surface forming the display cell region space and a second surface plate. A bonding method, further comprising a step of holding by suction on a second platen side.

請求項１又は２に記載のディスプレイパネル基板の貼り合わせ方法において、
前記工程（３）が、前記第１の基板と第２の基板とを接近させ、かつ前記表示セル領域空間が前記シール材により密閉されていない状態で、前記表示セル領域空間を真空とすることを特徴とする貼り合わせ方法。The display panel substrate bonding method according to claim 1 or 2,
In the step (3), the display cell region space is evacuated in a state where the first substrate and the second substrate are brought close to each other and the display cell region space is not sealed by the sealant. A bonding method characterized by the following.

請求項１又は２に記載のディスプレイパネル基板の貼り合わせ方法において、
前記工程（１）から（４）を、内部を真空にすることが可能な処理室内で行い、該処理室を常圧と真空との間で変化させる工程をさらに含むことを特徴とする貼り合わせ方法。The display panel substrate bonding method according to claim 1 or 2,
The steps (1) to (4) are further performed in a processing chamber capable of evacuating the inside thereof, and further including a step of changing the processing chamber between normal pressure and vacuum. Method.

請求項３又は４に記載のディスプレイパネル基板の貼り合わせ方法において、
前記工程（３）は、第１及び第２の基板の間隙の気圧を、その外部の気圧と比較して、前記シール材が破裂しない程度に低く維持した状態で貼り合わせた後に、押圧力を付加する工程をさらに含むことを特徴とする貼り合わせ方法。The method for bonding a display panel substrate according to claim 3 or 4,
In the step (3), after the lamination is performed in a state where the pressure in the gap between the first and second substrates is kept low enough to prevent the sealing material from being ruptured as compared with the pressure outside, the pressing force is reduced. A bonding method, further comprising a step of adding.

請求項３〜５のいずれか一項に記載のディスプレイパネル基板の貼り合わせ方法において、
前記表示セル領域空間又は前記処理室全体を真空にするための空気の吸引力を、前記第１及び第２の基板を前記第１及び第２の定盤にそれぞれ密着させるための空気の吸引力よりも小さくすることを特徴とする貼り合わせ方法。The method for bonding a display panel substrate according to claim 3,
The suction force of air for evacuating the display cell region space or the entire processing chamber is the suction force of air for bringing the first and second substrates into close contact with the first and second platens, respectively. A bonding method characterized in that the bonding method is made smaller than the above.

請求項１〜６のいずれか一項に記載のディスプレイパネル基板の貼り合わせ方法において、
前記工程（３）は、前記第１の基板と前記第２の基板の間に設けられたセルギャップ保持手段によりセルギャップが決定される場合には、前記セルギャップを設定する厚みよりも大きな厚みを有し、かつ前記第１の基板と第２の基板との間に設けられたシール材の厚みよりも小さな厚みを有する前記スペーサ部により行われることを特徴とする貼り合わせ方法。A method for bonding a display panel substrate according to any one of claims 1 to 6,
In the step (3), when the cell gap is determined by the cell gap holding means provided between the first substrate and the second substrate, the thickness is larger than the thickness for setting the cell gap. And a bonding method performed by the spacer having a thickness smaller than a thickness of a sealing material provided between the first substrate and the second substrate.

請求項１〜６のいずれか一項に記載のディスプレイパネル基板の貼り合わせ方法において、
前記工程（３）で決定されるセルギャップが、前記シール材の硬化後の前記セルギャップを設定する厚みと形状を有する前記スペーサ部により決定されるものであることを特徴とする貼り合わせ方法。A method for bonding a display panel substrate according to any one of claims 1 to 6,
The bonding method, wherein the cell gap determined in the step (3) is determined by the spacer portion having a thickness and a shape for setting the cell gap after curing of the sealing material.

請求項１〜８のいずれか一項に記載のディスプレイパネル基板の貼り合わせ方法において、
前記工程（４）の後に、前記スペーサ部を前記捨て領域から引き抜く工程をさらに含むことを特徴とする貼り合わせ方法。A method for bonding a display panel substrate according to any one of claims 1 to 8,
A bonding method, further comprising, after the step (4), a step of pulling out the spacer portion from the discarded region.

請求項１〜８のいずれか一項に記載のディスプレイパネル基板の貼り合わせ方法において、
前記工程（４）の前に、前記スペーサ部を前記捨て領域から引き抜く工程をさらに含むことを特徴とする貼り合わせ方法。A method for bonding a display panel substrate according to any one of claims 1 to 8,
A bonding method, further comprising, before the step (4), pulling out the spacer portion from the discarded area.

請求項１〜１０のいずれか一項に記載のディスプレイパネル基板の貼り合わせ方法において、
前記工程（３）は、前記第１の基板と前記第１の定盤との間隙の気体圧を高める工程であることを特徴とする貼り合わせ方法。The method for bonding a display panel substrate according to any one of claims 1 to 10,
The bonding method, wherein the step (3) is a step of increasing a gas pressure in a gap between the first substrate and the first platen.

請求項１〜１１のいずれか一項に記載のディスプレイパネル基板の貼り合わせ方法において、
前記スペーサ部が、一定の割合で厚みが変化するテ−パ付きブロック状のスペーサ部で構成されているとき、前記工程（３）で決定されるセルギャップが、当該スペーサ部を差し込んだ状態から抜き出しながら、調整されることを特徴とする貼り合わせ方法。The display panel substrate bonding method according to any one of claims 1 to 11,
When the spacer portion is formed of a tapered block-shaped spacer portion whose thickness changes at a fixed rate, the cell gap determined in the step (3) is changed from a state where the spacer portion is inserted. A bonding method characterized by being adjusted while being extracted.

請求項１〜１２のいずれか一項に記載のディスプレイパネル基板の貼り合わせ方法において、前記シール材の硬化を紫外線照射により行うことを特徴とする貼り合わせ方法。The bonding method of the display panel substrate according to claim 1, wherein the curing of the sealing material is performed by ultraviolet irradiation.

請求項１〜１２のいずれか一項に記載のディスプレイパネル基板の貼り合わせ方法において、前記シール材の硬化を加熱又は冷却により行うことを特徴とする貼り合わせ方法。The bonding method of the display panel substrate according to any one of claims 1 to 12, wherein the sealing material is cured by heating or cooling.

第１及び第２の基板をそれぞれ保持する第１の定盤及び第２の定盤を具え、該第１及び第２の基板をシール材を介在させて貼り合わせるためのディスプレイパネル基板の貼り合わせ装置において、
前記第１の定盤は、前記第１の基板を支持するスペーサ部と、該スペーサ部を支持するアーム部と、該アーム部を伸縮するための水平方向伸縮機構と、垂直方向伸縮機構とを含む基板保持手段を具えていることを特徴とする貼り合わせ装置。Bonding a display panel substrate for bonding the first and second substrates with a sealant therebetween, comprising a first surface plate and a second surface plate for holding the first and second substrates, respectively. In the device,
The first platen includes a spacer portion that supports the first substrate, an arm portion that supports the spacer portion, a horizontal extension / contraction mechanism for extending / contracting the arm portion, and a vertical extension / contraction mechanism. A bonding apparatus characterized by comprising a substrate holding means.

請求項１５に記載のディスプレイパネル基板の貼り合わせ装置において、
前記第１の定盤と前記第１の基板との間に設けられた気密保持部材であって、前記第１の基板の互いに対向する内側面とはそれぞれ反対側の外側面とこれら外側面にそれぞれ対面する第１の定盤との間隙を真空にして密着させて保持するための気密保持部材を含む基板保持手段を具えていることを特徴とする貼り合わせ装置。The display panel substrate bonding apparatus according to claim 15,
An airtight holding member provided between the first surface plate and the first substrate, wherein the outer surface of the first substrate is opposite to the inner surface of the first substrate opposite to the inner surface of the first substrate; A bonding apparatus comprising substrate holding means including an airtight holding member for holding a vacuum by closely closing a gap between the first surface plate and the first surface plate facing each other.

請求項１６に記載のディスプレイパネル基板の貼り合わせ装置において、
前記第２の定盤と前記第２の基板との間に設けられた別の気密保持部材であって、前記第２の基板の互いに対向する内側面とはそれぞれ反対側の外側面とこれら外側面にそれぞれ対面する第２の定盤との間隙を真空として密着させて保持するための気密保持部材をさらに含む気密保持手段を具えていることを特徴とする貼り合わせ装置。The display panel substrate bonding apparatus according to claim 16,
Another airtight holding member provided between the second surface plate and the second substrate, wherein the outer surface of the second substrate is opposite to the inner surface of the second substrate opposite to the inner surface of the second substrate. A bonding apparatus comprising airtight holding means further including an airtight holding member for holding a gap between a second surface plate facing each side surface as a vacuum and closely holding the same.

請求項１６又は１７に記載のディスプレイパネル基板の貼り合わせ装置において、前記第１及び第２の定盤に設けられた気密保持部材が、基板の定盤への吸着の程度に応じて、定盤内部に格納及び突出自在に設けられていることを特徴とする貼り合わせ装置。18. The display panel substrate bonding apparatus according to claim 16, wherein the airtight holding members provided on the first and second platens are arranged in accordance with a degree of adsorption of the substrate to the platen. A bonding apparatus characterized by being provided so as to be stored and protruded inside.

請求項１５〜１８のいずれか一項に記載のディスプレイパネル基板の貼り合わせ装置において、
前記第１及び第２の定盤が、前記シール材により封止される前の前記第１及び第２の基板の間隙を真空にするための定盤間気密保持部材を含む気密保持手段をさらに具えたことを特徴とする、貼り合わせ装置。The display panel substrate bonding apparatus according to any one of claims 15 to 18,
The first and second base plates further include an airtight holding means including an airtight holding member between base plates for evacuating a gap between the first and second substrates before being sealed by the sealing material. A bonding device, comprising:

請求項１５〜１８のいずれか一項に記載のディスプレイパネル基板の貼り合わせ装置において、
貼り合わせ用の処理室と、
該処理室を常圧と真空との間で変化させるための圧力調整手段とを含むことを特徴とする貼り合わせ装置。The display panel substrate bonding apparatus according to any one of claims 15 to 18,
A processing chamber for bonding,
A pressure adjusting means for changing the pressure of the processing chamber between normal pressure and vacuum.

請求項１５〜２０のいずれか一項に記載のディスプレイパネル基板の貼り合わせ装置において、
前記スペーサ部は、前記シール材の硬化後のセルギャップを設定する厚みと形状を有していることを特徴とする貼り合わせ装置。The display panel substrate bonding apparatus according to any one of claims 15 to 20,
The bonding apparatus according to claim 1, wherein the spacer has a thickness and a shape for setting a cell gap after curing of the sealing material.

請求項１５〜２０のいずれか一項に記載のディスプレイパネル基板の貼り合わせ装置において、
前記スペーサ部は、前記セルギャップを設定する厚みよりも大きな厚みを有し、かつ前記第１の基板と第２の基板との間に設けられたシール材の厚みよりも小さな厚みを有していることを特徴とする貼り合わせ装置。The display panel substrate bonding apparatus according to any one of claims 15 to 20,
The spacer portion has a thickness greater than a thickness for setting the cell gap, and has a thickness smaller than a thickness of a sealing material provided between the first substrate and the second substrate. A bonding device, characterized in that:

請求項２１又は２２に記載のディスプレイパネル基板の貼り合わせ装置において、
前記スペーサ部の前記第１及び第２の基板間に挿入される側の一端が、先端に向かうほど厚みが減少していく楔状であることを特徴とする貼り合わせ装置。The display panel substrate bonding apparatus according to claim 21 or 22,
A bonding apparatus, wherein one end of the spacer portion on the side inserted between the first and second substrates has a wedge shape in which the thickness decreases toward the tip.

請求項１５〜２３のいずれか一項に記載のディスプレイパネル基板の貼り合わせ装置において、
前記第１の定盤及び第２の定盤の双方またはいずれか一方が石英定盤であり、かつ、前記シール材硬化手段として紫外線照射装置を含むことを特徴とする貼り合わせ装置。The display panel substrate bonding apparatus according to any one of claims 15 to 23,
A bonding apparatus, wherein at least one of the first surface plate and the second surface plate is a quartz surface plate, and an ultraviolet irradiation device is included as the sealing material curing means.

請求項１５〜２３のいずれか一項に記載のディスプレイパネル基板の貼り合わせ装置において、
前記第１の定盤及び第２の定盤が金属で構成される加熱又は冷却定盤であることを特徴とする貼り合わせ装置。The display panel substrate bonding apparatus according to any one of claims 15 to 23,
A bonding apparatus, wherein the first and second bases are heating or cooling bases made of metal.