JPH11231328A - 液晶基板の貼り合わせ方法とその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 対向する位置に配置された２枚の基板を精度
良く貼り合わせることができる液晶基板の貼り合わせ方
法を提供する。 【解決手段】 表面にシール剤２１が塗布され、このシ
ール剤２１の内側に液晶材料２２が配置された一方側の
基板２３の外周を固定した状態で真空容器３０内に入
れ、この真空容器３０内で、一方側の基板２３に対向す
るように所定の間隔で配置された他方側の基板２６の外
表面の全面を真空吸着機構２７による真空吸着で固定
し、両方の基板２３、２６を相対的に基板面の前後左右
方向に移動させて位置合わせを行い、少なくともいずれ
か一方の基板を基板面に対して垂直方向に移動させて、
一方側の基板２３と他方側の基板２６とをシール剤２１
を介して貼り合わせるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、パーソナルコンピ
ュータやＴＶ受像機等の画像表示パネルとして用いられ
る液晶表示素子を構成する液晶基板の貼り合わせ方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示素子を構成する液晶基板の構造
として、図６に示すように、透光性材料からなる下基板
１の表面に紫外線硬化型の接着剤（シール剤）３が配置
され、この下基板１と対向して配置された透光性材料か
らなる上基板２をシール剤３を介して上基板２を下基板
１に貼り付けるようになっており、更に、図７に示すよ
うに、シール剤３の内側に液晶材料４が配置されるよう
になっているものが知られている。

【０００３】この液晶材料４をシール剤３の内側に配置
する方法としては、図７（ｂ）に示すように、シール剤
３の内側に液晶材料４を滴下し、その後に図７（ｃ）に
示すように、上基板２を重ね合わせ、紫外線ランプ１０
から紫外線を照射してシール剤３を硬化させて下基板１
にシール剤３を介して上基板を貼り合わせてパネルを完
成させる液晶滴下工法が知られている次に図８に基づい
て、従来の液晶滴下工法による液晶基板の貼り合わせ方
法について更に詳細に説明する。

【０００４】図８（ａ）に示すように、表面に厚さ５μ
ｍで塗布された紫外線硬化型のシール剤３及びシール剤
３の内部に液晶材料４が配置されたアレイ基板である下
基板１を、水平方向に移動可能なテーブル５上に搭載
し、その周辺を固定ピン６で固定する。

【０００５】次に図８（ｂ）に示すように、厚さ１．０
ｍｍのテフロン材料からなるスペーサ７を下基板１の周
辺部にシール剤３に接触しないように数カ所配置して下
基板１を固定する。

【０００６】そして図８（ｃ）に示すように、カラーフ
ィルター基板である上基板２を複数のスペーサ７の上に
配置し、その後に、下基板１を搭載したテーブル５を前
後左右に水平移動して、下基板１と上基板２との位置合
わせを行う。この下基板１と上基板２の位置合わせを行
う方法としては、例えば、透光性材料からなる下基板１
と上基板２にそれぞれ記された位置基準マーク（図示
略）を上基板２の上方から見て、上基板２の位置基準マ
ークに下基板１の表面の位置基準マークが合致している
かどうかを確かめ、これら位置基準マークが合致してい
ることを確認して位置合わせを行っている。

【０００７】更に図８（ｄ）に示すように、上基板２を
垂直方向下向きに加圧し、この状態で各スペーサ７を抜
き取り、上基板２をシール剤３を介して下基板１に貼り
合わせる。

【０００８】その後に図８（ｅ）に示すように、紫外線
ランプ１０から紫外線を照射してシール剤３を硬化させ
て、下基板１と上基板２の貼り合わせを完了する。

【０００９】ところが、上述した従来の基板の貼り合わ
せ方法では、上基板２を下基板１の表面のシール剤３に
接触させるとき、即ちスペーサ７を抜き取るときに、上
基板２が規制又は支持されていないので、上基板２が下
降移動したときに、基板面方向（前後左右方向）に３μ
ｍ以上ずれる場合があり、例えば液晶ディスプレイにお
いて位置ずれによる画像不良が発生するという問題があ
った。

【００１０】また、このずれを３μｍ以内に矯正するた
めに、上基板２が下基板１の表面のシール剤３に接触し
た後に、下基板１又は上基板２を基板面方向（前後左右
方向）に移動させようとすると、シール剤３の剥離が発
生してシール剤３と液晶材料４との拡散混合によって液
晶特性が損なわれるという問題があった。

【００１１】これを解決しようとするものに、例えば、
図９に示す液晶基板の貼り合わせ方法が提案されてい
る。

【００１２】図９に示す従来の液晶基板の貼り合わせ方
法では、まず、図９（ａ）に示すように、表面に紫外線
硬化型のシール剤３が塗布され、このシール剤３の内側
に液晶材料４が配置された下基板１を、水平方向に移動
可能なテーブル５上に搭載し、下基板１の周辺を固定ピ
ン６で固定する。

【００１３】次に、図９（ｂ）に示すように、スペーサ
７を下基板１の周辺部に、シール剤３に接触しないよう
に数カ所配置して固定する。

【００１４】更に図９（ｃ）に示すように、上基板２
を、数カ所配置されたスペーサ７の上に載置した後に、
上基板２の外周をガイド部材８で固定し、下基板１を搭
載したテーブル５を前後左右の水平方向に移動させて、
上基板２の位置基準マーク（図示略）と下基板１の位置
基準マーク（図示略）とを合致させて下基板１と上基板
２との位置合わせを行う。

【００１５】次に、図９（ｄ）に示すように、上基板２
を垂直方向に加圧し、この加圧状態でスペーサ７を抜き
取り、上基板２をガイド部材８の端面に沿って基板面に
対して垂直方向に移動させて、上基板２をシール剤３を
介して下基板１に貼り合わせる。

【００１６】最後に図９（ｅ）に示すように、紫外線ラ
ンプ１０から紫外線を照射してシール剤３を硬化させ
て、下基板１と上基板２の貼り合わせは完了する。

【００１７】上記方法を改善するものとして、図１０に
示す液晶基板の貼り合わせ方法が考えられる。この方法
では、まず、図１０（ａ）に示すように、表面に紫外線
硬化型のシール剤３が塗布され、このシール剤３の内側
に液晶材料４が配置された下基板１を、水平方向に移動
可能なテーブル５上に搭載し、下基板１の周辺を固定ピ
ン６で固定する。

【００１８】次に、図１０（ｂ）に示すように、スペー
サ７を下基板１の周辺部に、シール剤３に接触しないよ
うに数カ所配置して固定する。

【００１９】更に図１０（ｃ）に示すように、上基板２
を、数カ所配置されたスペーサ７の上に載置した後に、
上基板２の外周をガイド部材８で固定し、下基板１を搭
載したテーブル５を前後左右の水平方向に移動して、上
基板２の位置基準マーク（図示略）と下基板１の位置基
準マーク（図示略）とを合致させて下基板１と上基板２
との位置合わせを行う。

【００２０】次に、図１０（ｄ）に示すように、スペー
サ７を抜き取り、上基板２をガイド部材８で固定した状
態で、このガイド部材８とともに垂直方向に移動させ
て、上基板２をシール剤３を介して下基板１に加圧状態
下で貼り合わせる。

【００２１】最後に図１０（ｅ）に示すように、紫外線
ランプ１０から紫外線を照射してシール剤３を硬化させ
て、下基板１と上基板２の貼り合わせは完了する。

【００２２】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述した図
９、図１０に示す液晶基板の貼り合わせ方法において
も、上基板２をスペーサ７の上に配置したときに、上基
板２の自重によって反りなどが生じて上基板２が変形し
てしまい、この状態で上基板２と下基板１の位置合わせ
を行い、上基板２の位置基準マークと下基板の位置基準
マークが合致した状態でも、スペーサ７を抜き取って上
基板２をシール剤３に接触させたときに、上基板２の反
り等の変形がなくなってその表面及び裏面が平坦面とな
り、上基板２の位置基準マークと下基板１の位置基準マ
ークとがずれた状態になってしまう。

【００２３】このために、上基板２が下基板１に対し基
板面の前後左右方向に３μｍ近くずれて、完成された液
晶ディスプレイにおいて、下基板１に形成されている電
極パターン（図示略）と上基板２に形成されている画素
（図示略）との位置ずれが起こって色が変化し画像不良
が発生してしまうという問題があった。

【００２４】また、このずれを矯正するために、上基板
２がシール剤３に接触した後に、下基板１又は上基板２
を基板面の前後左右方向に移動させようとすると、シー
ル剤３の剥離が発生し、液晶特性が損なわれるという問
題があった。

【００２５】本発明は、上記問題点を解消し、対向する
位置に配置された２枚の基板を精度良く貼り合わせるこ
とができる液晶基板の貼り合わせ方法を提供することを
目的としている。

【００２６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、表面にシール剤が塗布され、このシール
剤の内側に液晶材料が配置された一方側の基板の外周を
固定した状態で、この一方側の基板に対向するように所
定の間隔で配置された他方側の基板の外表面を真空吸着
機構による真空吸着で固定し、両方の基板を相対的に基
板面の前後左右方向に移動させて位置合わせを行った
後、少なくとも一方の基板を基板面に対して垂直方向に
移動させて、前記一方側の基板と前記他方側の基板とを
前記シール剤を介して貼り合わせるようにしたことを特
徴としている。

【００２７】また本発明において少なくとも前記貼り合
わせを真空雰囲気中で行うように構成すると好適であ
る。

【００２８】また、前記真空吸着機構の真空度を前記真
空雰囲気の真空度より０．３Ｔｏｒｒ以上の高真空にす
ると好適である。

【００２９】更に、前記真空吸着機構に真空密閉用弾性
体を設けることが好ましい。

【００３０】本発明によると、真空吸着機構で他方側の
基板を平坦面に吸着保持した状態で位置合わせを行うこ
とができるので、他方側の基板に反り等の変形が生じる
ことがなく、対向する位置に配置された両方の基板を精
度良く貼り合わせることができる。また真空雰囲気中で
少なくとも前記貼り合わせを行うと、液晶特性を良好に
保つことができる。

【００３１】この際に真空吸着機構の真空度が、真空雰
囲気の真空度より０．３Ｔｏｒｒ以上の高真空にする
と、真空吸着機構による基板の吸着を確実にできる。

【００３２】更に本発明において、両方の基板を相対的
に水平移動させて位置合わせをした後、他方側の基板を
ガイド部材に沿って基板面に対して垂直方向に移動させ
たり、あるいは他方側の基板をガイド部材に固定した状
態でガイド部材とともに基板面に対して垂直方向に移動
させて、一方側の基板と前記他方側の基板を前記接着剤
を介して貼り合わせるように構成すると、対向する位置
に配置された両方の基板の貼り合わせ精度を、他方側の
基板を規制するガイド部材のクリアランス以内の精度に
抑制できて、対向する位置に配置された両方の基板をよ
り一層精度良く貼り合わせることができる。

【００３３】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る液晶基板の貼
り合わせ方法とその装置の実施の形態について、図を参
照しつつ説明する。

【００３４】本発明の第１実施形態の液晶基板の貼り合
わせ方法を図１〜図３に基づいて説明する。

【００３５】まず、図１（ａ）に示すように、表面に紫
外線硬化型のシール剤２１が塗布され、このシール剤２
１の内側に液晶材料２２が配置された透光性材料（ガラ
ス）からなる下基板（一方側の基板）２３を、水平方向
に移動可能なテーブル２４上に搭載し、固定ピン２５で
外周を固定する。

【００３６】次に、図１（ｂ）に示すように、下基板２
３が搭載されたテーブル２４を真空容器３０内に入れ、
透光性材料（ガラス）からなる上基板（他方側の基板）
２６の外表面の全面を真空吸着機構２７による真空吸着
で固定する。ここで、また、真空吸着機構２７の下面に
は無数の細孔（図示略）が形成されており、これら無数
の細孔での真空吸着によって上基板２６が吸着固定され
るように構成すればよい。

【００３７】そして、下基板２３に記された位置基準マ
ーク（図示略）と上基板２６に記された位置基準マーク
（図示略）とを真空吸着機構２７に設けられた透明部
（図示略）から透視して、これら位置基準マークが合致
するように位置合わせを行う。

【００３８】次に、図１（ｃ）に示すように、真空吸着
機構２７を垂直方向に下降させて、上基板２６をシール
剤２１を介して下基板２３に加圧しつつ貼り合わせる。

【００３９】その後に、図１（ｄ）に示すように、テー
ブル２４とともに下基板２３と上基板２６とを真空容器
３０から出して、紫外線ランプ３１から紫外線を照射し
てシール剤２１を硬化させて、下基板２３と上基板２６
との貼り合わせを完了する。

【００４０】この第１実施形態の液晶基板の貼り合わせ
方法によれば、上基板２６を真空吸着機構２７で真空吸
着し、上基板の平面度が確保された状態で位置合わせを
行うことができるので、下基板２３と上基板２６とを精
度良く貼り合わせることができる。

【００４１】尚、真空吸着機構２７の真空度を真空容器
３０の真空度より０．３Ｔｏｏｒ以上の高真空にする
と、上基板２６の吸着を確実に行うことができる。

【００４２】また、図２に示すように、真空吸着機構２
７に真空密閉用弾性体２８を設けて、この真空密閉用弾
性体２８を介して上基板２６を真空吸着すると、真空吸
着機構２７の真空度を高くすることができて、上基板２
６の真空吸着を確実に行うことができる。

【００４３】更に、図３に示すように、上基板２６の外
周を真空吸着機構２７に設けた固定ピン２９で固定する
と、上基板２６の固定を正しい位置に確実に行うことが
できる。

【００４４】また、上基板２６をシール剤２１を介して
下基板２３に貼り合わせるときに、上基板２６を所定時
間以上加圧すると、下基板２３と上基板２６の貼り合わ
せを確実に行うことができ、特に、平坦度を必要とする
液晶基板の貼り合わせに有効である。

【００４５】本実施形態では、位置合わせと貼り合わせ
とを真空容器３０内の真空雰囲気中で行っているが、液
晶材料２２の滴下充填や紫外線照射をも真空容器３０内
で行うこともできる。あるいは貼り合わせのみを真空雰
囲気中で行ってもよい。

【００４６】本発明の第２実施形態の液晶基板の貼り合
わせ方法について、図４に基づいて説明する。尚、上述
した第１実施形態の液晶基板の貼り合わせ方法における
同一部材、同一部分には同じ符号を付して説明する。な
お第２実施形態においても、位置合わせと貼り合わせと
を真空容器内で行ったり、これに加え液晶材料の滴下充
填や紫外線照射をも真空容器内で行うことができ、ある
いは貼り合わせのみを真空雰囲気中で行うことができ
る。

【００４７】まず、図４（ａ）に示すように、表面に紫
外線硬化型のシール剤２１が塗布され、このシール剤２
１の内側に液晶材料２２が配置された下基板（一方側の
基板）２３を、水平方向に移動可能なテーブル２４上に
搭載し、固定ピン２５で外周を固定する。

【００４８】次に、図４（ｂ）に示すように、下基板２
３上にスペーサ３２を設置した後に、上基板２６を真空
吸着機構３３で真空吸着し、平面度を確保した状態で上
基板２６の外周をガイド部材３４で固定する。この状態
で、下基板２３を搭載したテーブル２４を水平方向に移
動させて下基板２３と上基板２６との位置合わせをす
る。この位置合わせは、下基板２３に記された位置基準
マーク（図示略）と上基板２６に形成された位置基準マ
ーク（図示略）とが上方から見て合致するようにすれば
よい。

【００４９】そして、図４（ｃ）に示すように、真空吸
着機構３３による真空吸着状態を解除し、上基板２６を
ガイド部材３４に沿って垂直方向に下降させて、上基板
２６をシール材２１を介して下基板２３に加圧しつつ貼
り合わせる。

【００５０】その後、図４（ｄ）に示すように、紫外線
ランプ３１から紫外線を照射してシール材２１を硬化さ
せて、下基板２３と上基板２６の貼り合わせを完了す
る。

【００５１】この第２実施形態の液晶基板の貼り合わせ
方法によれば、真空吸着機構３３による上基板２６の真
空吸着によって、上基板２６の平面度が確保された状態
で上基板２６と下基板２３の位置合わせが行えるので、
対向する位置に配置された上基板２６と下基板２３の貼
り合わせ精度を上基板２６を規制するガイド部材３４の
加工精度以内に抑制でき、下基板２３と上基板２６とを
精度良く貼り合わせることができる。

【００５２】また、予め真空吸着機構（図示略）で上基
板２６を真空吸着し、図５に示すように、上基板２６を
ガイド部材３４に固定した状態で、ガイド部材３４とと
もに上基板２６を垂直方向に降下させて、上基板２６と
下基板２３をシール材２１を介して貼り合わせるように
してもよい。

【００５３】これによれば、真空吸着機構の真空吸着に
よって上基板２６の平面度が確保された状態で上基板２
６と下基板２３の位置合わせを行うことができるので、
下基板２３と上基板２６とを精度良く貼り合わせること
ができる。

【００５４】

【発明の効果】この発明によれば、対向する位置に配置
された２枚の基板を位置精度良く貼り合わせることがで
き、液晶特性の良い液晶ディスプレイを提供することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態の液晶基板の貼り合わせ
方法を説明するための模式的断面図である。

【図２】真空吸着機構に真空密閉用弾性体を設けた状態
を示す模式的断面図である。

【図３】真空吸着機構で真空吸着された上基板の外周を
固定ピンで固定した状態を示す模式的断面図である。

【図４】第２実施形態の液晶基板の貼り合わせ方法を説
明するための模式的断面図である。

【図５】上基板をガイド部材とともに垂直方向に下降さ
せる状態を示す模式的断面図である。

【図６】液晶基板の構造を説明するための分解斜視図で
ある。

【図７】液晶滴下工法を説明するための模式的断面図で
ある。

【図８】従来例の液晶基板の貼り合わせ方法を説明する
ための模式的断面図である。

【図９】他の従来例の液晶基板の貼り合わせ方法を説明
するための模式的断面図である。

【図１０】その他の液晶基板の貼り合わせ方法を説明す
るための模式的断面図である。

【符号の説明】

２１ シール剤 ２２ 液晶材料 ２３ 下基板（一方側の基板） ２４ テーブル ２５ 固定ピン ２６ 上基板（他方側の基板） ２７ 真空吸着機構 ２８ 真空密閉用弾性体 ２９ 固定ピン ３０ 真空容器 ３３ 真空吸着機構 ３４ ガイド部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 炭田 祉朗 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表面にシール剤が塗布され、このシール
   剤の内側に液晶材料が配置された一方側の基板の外周を
   固定した状態で、この一方側の基板に対向するように所
   定の間隔で配置された他方側の基板の外表面を真空吸着
   機構による真空吸着で固定し、両方の基板を相対的に基
   板面の前後左右方向に移動させて位置合わせを行った
   後、少なくとも一方の基板を基板面に対して垂直方向に
   移動させて、前記一方側の基板と前記他方側の基板とを
   前記シール剤を介して貼り合わせるようにしたことを特
   徴とする液晶基板の貼り合わせ方法。
2. 【請求項２】 少なくとも貼り合わせを真空雰囲気中で
   行うことを特徴とする請求項１に記載の液晶基板の貼り
   合わせ方法。
3. 【請求項３】 真空吸着機構の真空度を真空雰囲気の真
   空度より０．３Ｔｏｒｒ以上の高真空にすることを特徴
   とする請求項２に記載の液晶基板の貼り合わせ方法。
4. 【請求項４】 前記真空吸着機構に真空密閉用弾性体を
   設けたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載
   の液晶基板の貼り合わせ方法。
5. 【請求項５】 両方の基板を相対的に水平移動させて位
   置合わせをした後、他方側の基板をガイド部材に沿って
   基板面に対して垂直方向に移動させて、一方側の基板と
   前記他方側の基板を前記接着剤を介して貼り合わせるよ
   うにしたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記
   載の液晶基板の貼り合わせ方法。
6. 【請求項６】 両方の基板を相対的に水平移動させて位
   置合わせをした後、他方側の基板をガイド部材に固定し
   た状態でガイド部材とともに基板面に対して垂直方向に
   移動させて、一方側の基板と前記他方側の基板を前記接
   着剤を介して貼り合わせるようにしたことを特徴とする
   請求項１〜４のいずれかに記載の液晶基板の貼り合わせ
   方法。
7. 【請求項７】 表面にシール剤が塗布され、このシール
   剤の内側に液晶材料が配置された一方側の基板と、この
   一方側の基板に対向するように配置された他方側の基板
   とを、前記シール剤を介して貼り合わせる液晶基板の貼
   り合わせ装置において、一方側の基板の外周を固定する
   固定手段と、他方側の基板の外表面を真空吸着で固定す
   る真空吸着機構と、固定手段と真空吸着機構とを相対的
   に基板面の前後左右方向に移動させて両基板の位置決め
   を行う位置決め手段と、少なくとも一方の基板を基板面
   に対して垂直方向に移動させて両基板を貼り合わせる貼
   り合わせ手段と、前記固定手段、真空吸着機構、位置決
   め手段及び貼り合わせ手段を内部に備えた真空容器とを
   有することを特徴とする液晶基板の貼り合わせ装置。