JP2012168386A - 封止方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

【課題】上下一対の基板を張り合わせるにあたり、上基板を定位置に固定して正確な位置決めおよびアライメントが可能となるようにするとともに、下基板を載置したステージに傾きがある場合においても上下基板のセルギャップが一定となるセル構造体が得られるようにし、品質および歩留まりが向上するようにする。
【解決手段】下基板を封止装置内のステージ上に搬入する工程と、前記封止装置内の前記した下基板上に上基板を搬入する工程と、前記上基板の上方に配設した紫外線透過シートに形成した透明電極に電流を通じて静電気を発生させることにより前記上基板を静電チャックする工程と、前記紫外線透過シートにより前記上基板を下基板に向けて押圧した状態で紫外線を照射し、予め塗布されているシール材を硬化させる工程により、前記下基板と前記上基板を貼り合わせてセル構造体が得られるようにする。
【選択図】図１

Description

本発明は、上基板および下基板を封止装置内に搬入し、搬入された上下基板同士のアライメント、および上基板または下基板に予め塗布したシール材を紫外線（ＵＶ）の照射により硬化することにより、表示機能層を介在させて上下基板を貼り合わせるようにした封止方法およびその装置に関するものである。

パネルディスプレイの代表例である液晶パネル、有機ＥＬパネル、電子ペーパーパネルなどは、一対の上下基板間に画像表示を可能とするための表示機能層を介在させて封止したセル構造体を採用している。液晶パネルにおけるセル構造体は、液晶材料を挟むように配向膜、透明電極、偏向フィルタなどが配され、上下基板間が封止されている。一方、有機ＥＬパネルにおいては、透明電極と有機半導体などからなる表示機能層を配して上下基板間を封止し、透明電極により有機半導体を直接発光させるようにしている。また、電子ペーパーパネルにおける代表的な構成は、顔料粒子および油性材料を封入したマイクロカプセルと透明電極からなる表示機能層を配して上下基板間を封止するようにしている。さらに、裸眼式の３次元ディスプレイにおいては、前述のように構成された液晶パネルあるいは有機ＥＬパネルのセル構造体の表面にレンチキュラーシートを貼設して３次元の画像が得られるようにしている。

図１０は液晶パネルの製造装置の従来の一例を示すもので、同図に示すように透明電極が形成された一対の上下基板の一方（下基板５０）にシール材５１を閉環状に塗布し、このシール材５１で囲まれた領域に透明球状のスペーサを散布するとともに、液晶材料５２を滴下する。そして、この下基板５０を真空チャンバー５３内であって下基板５０面と平行に水平方向へ移動可能となるように支持された位置決めテーブル５４上に弾性シート５５を介して載置固定する。一方、真空チャンバー５３内で垂直方向に移動可能に支持された吸着盤５７に上基板５６を吸着固定する。

つぎに、真空チャンバー５３内の空気を排気（真空引き）して所定の真空度に到達した後、吸着盤５７を降下させて下基板５０上のシール材５１および液晶材料５２が上基板５６に接触する手前の位置で停止させ、対向する上基板５６と下基板５０のアライメントマークの位置関係を、位置決めテーブル５４を移動させることによって調整し、上下基板５０、５６の粗いアライメント処理を行う。

そして、真空チャンバー５３内の空気を更に排気して所定の真空度まで高めた後、更に吸着盤５７を降下させて上基板５６を下基板５０側に加圧し、上基板５６と下基板５０の間のセルギャップが透明球状のスペーサで保持された状態に維持される。このとき、上下基板５０、５６間では下基板５０上のシール材５１が押し潰され、同様に押し潰された液晶材料５２がシール材５１と上下基板５０、５６とで囲まれた領域に拡散し、その領域全体が液晶材料５２で満たされる。

つぎに、吸気して真空チャンバー５３内を大気圧に戻し、大気圧中で対向する上基板５６と下基板５０のアライメントマークの位置関係を位置決めテーブル５４を移動させることによって調整し、上下基板５０、５６の精密なアライメント処理を行う。そして、最後にアライメント処理が施された上下基板５０、５６を真空チャンバーの外部に取り出し、紫外線を照射してシール材５１を硬化させ、セル構造体の製造工程が完了する（特許文献１参照）。

一方、有機ＥＬパネルの有機半導体は酸素や湿気の影響により徐々に劣化して輝度が低下する性質があるため、シール材中の気泡や水分を除去する方法が提案されている（特許文献２参照）。この特許文献２に開示された技術は、弾性シートによって仕切られた第１の空間および第２の空間に対し、この両空間を排気可能にする排気手段を備え、この排気手段により第１の空間を第２の空間に対して負圧となるように制御し、両空間に生じた差圧を、弾性シートを介して封止基板および素子基板の一方に作用させることにより、両基板の圧着が可能となるようにしている。

また、液晶パネルあるいは有機ＥＬパネルの製造工程において、光プレス法により紫外線を照射して光硬化型のシール材を硬化させる場合、特に有機半導体は紫外線が照射されると劣化が著しくなることから、一般に石英の遮光ガラスに遮光マスクパターンを形成し、シール材のみに紫外線が照射されるようにしている（特許文献３参照）。

この特許文献３に開示された技術は、電気光学層が形成された基板の背面側に遮光ガラスを配置し、電気光学層を気密的に覆うために、基板と封止部材とをシール材を介して圧接させた状態で、遮光ガラス側から紫外線を照射してシール材を硬化させることにより、基板と封止部材とを接合するようにしたもので、このため、遮光ガラス基板との接触面に撥水処理を施し、遮光ガラスと基板が貼り付くのを防止している。

前記特許文献３に開示された構成は、きわめて高価な石英ガラスを用いるという方法であり、耐久性等の面から問題があることから、本願の出願人は柔軟性および透光性を有するシート部材を採用し、この紫外線透過シートにセル構造体となる上側基板が圧接するようにし、紫外線透過シートの透過率が許容範囲に低下した場合は、未使用の部分を連続して供給できるようにした。そして、この紫外線透過シートを境界として減圧可能な第１チャンバーと第２チャンバーが形成されるようにし、セル構造体の両面からの圧力制御が可能となるようにしている（特許文献４参照）。

特開２００２−２９６６０１号公報 特開２００５−２７６７５４号公報 特開２００６−００４７０７号公報 特開２００９−０５８７８３号公報

ところで、液晶パネルおよび有機ＥＬパネルは大型化する傾向にあり、パネルの大型化に伴って製造装置も大型化している。また、パネルが大型化しても貼り合わせを行う上下基板の封止装置への搬出入は専用の搬送装置で行われ、人為的作業を伴わないようにしなければならない。仮に人為的作業により上下基板の搬出入を行った場合、作業者の衣服などから塵埃の飛散、あるいは身体から汗の蒸発により適正な湿度を維持することができず、クリーンルーム相当の環境が得られなくなり、生産の歩留まりを著しく低下することになる。

また、生産効率を向上するためには、セル構造体の上下に形成されるチャンバーは可能な限り必要最低限の容量であることが望ましいことになる。即ち、上下基板の貼り合わせが行われるチャンバー内は一工程毎に毎回必ず高い真空度となるようにし、基板間のセルギャップ内の真空度が高くなるようにしなければならない。しかしながら、このチャンバーの容量が大きい場合は、その内部の空気の吸引量も大きくなることから、真空ポンプの作動時間が比例して長くなることになり、これが大きな要因となって生産効率が低下し、生産コストを上昇することになる。

特に有機ＥＬパネルを製造する場合は、きわめて高い真空度が要求されるため、可能な限りチャンバーを小型化して効率よく真空状態が形成されるようにしなければならない。しかも、チャンバーを小型にしつつも、このチャンバー内への上下基板の搬入および完成したセル構造体の搬出が可能となるようにした気密状態が得られる開閉扉を備え、自動生産が可能となるようにしなければならない。

また、搬入された上基板はチャンバー内で定位置に保たなければならないことから、特許文献３のように上基板の端部を支持する方法が提案されている。このような方法による場合は、上基板は支持部へ仮置きされた状態となり、支持部が降下することにより上基板が下基板に載置されたのみの不安定な状態、即ち、上基板が下基板の上で位置が固定されず、位置ずれが生じる可能性が潜在することになり、正確にアライメントができなくなる。

このアライメント処理は液晶パネル、有機ＥＬパネルにおける製造工程の重要なプロセスであるが、立体画像を裸眼で観ることができるようにした３次元ディスプレイに用いられるパネルではきわめて高い精度のアライメントが要求される。即ち、３次元ディスプレイではパネルの表面に、このパネルの画素毎に対応するレンチキュラーレンズを配列したレンチキュラーシートを配設するのであるが、このときパネルの各画素にレンチキュラーレンズを正確に一致させなければならない。

また、液晶パネルにおける液晶材料、有機ＥＬパネルにおける有機半導体、電子ペーパーパネルにおけるマイクロカプセルが受ける透明電極により形成される電界の強さは、全ての表示領域で均等でなければならない。このため、セルギャップは全ての表示領域で完全に一定であることが理想となるが、実際の液晶パネルにおける製造においては、その許容誤差が０．１μm以下と厳しく要求されるが、この精度維持が品質および歩留まりを向上することになる。

ところが、特許文献４に開示した例のように下基板を載置するステージを備える構成では、そのステージの完全な水平を常に維持することが困難であり、その水平度を常に監視することも甚だ困難である。しかしながら、ステージに傾きがある場合に上基板を下基板に向けて機械的手段により押圧すると、この押圧力が不均等となり、この傾きが影響してセルギャップの広い部分と狭い部分が生じてしまうことになる。

本発明は上記したような課題を解決するためになされたもので、上下一対の基板の封止処理にあたり、上基板を確実に固定して正確なアライメントが可能となるようにするとともに、封止処理において上基板を下基板に向けて押圧する際、下基板を載置したステージに傾きがあっても、上基板がステージの偏倚に倣う状態となるようにして圧力の偏在を回避できるようにすることを目的とするものである。

そこで本発明は、以下に述べる各手段により上記課題を解決するようにした。即ち、請求項１記載の発明では、塗布されたシール材を硬化させて上下一対の基板を貼り合わせる封止方法であって、表面の要所にシール材が塗布された下基板を封止装置内のステージ上に搬入する工程と、前記封止装置内の前記下基板上に上基板を搬入する工程と、前記上基板の上方に配設した紫外線透過シートに形成した透明電極に電流を通じて静電気を発生させることにより前記上基板を静電チャックする工程と、前記紫外線透過シートにより前記上基板を下基板に向けて押圧した状態で紫外線を照射し、予め塗布されているシール材を硬化させる工程により前記上基板と下基板を貼り合わせてセル構造体が得られるようにした。

請求項２記載の発明では、上記請求項１記載の封止方法において、上下基板の少なくとも一方の素材が透明ガラスまたは透明合成樹脂であるようにする。

請求項３記載の発明では、上記請求項１記載の封止方法において、画像表示面となる基板の表面に予めレンチキュラーシートが貼設されているようにする。

請求項４記載の発明では、上面に開口部が形成され吸排気口を有するとともに、内部にステージと下基板の支持ロッドを昇降可能に設けた空室筐体と、前記空室筐体の開口部を覆う柔軟性および透光性を有するとともに、前記開口部に臨む透明電極が形成された紫外線透過シートと、外形が前記空室筐体と略一致する形状であって吸排気口を有するとともに、紫外線透過マスクを内部に収容して前記紫外線透過シート上に載置される紫外線透過マスク支持枠と、前記紫外線透過マスク支持枠の上面の開口部を覆う可動封止盤と、前記可動封止盤の上方に配置され下基板に塗布された光硬化型のシール材に紫外線を照射する光源部を備え、前記空室筐体上に紫外線透過シートを介して紫外線透過マスク支持枠および可動封止盤が配置されたとき、前記紫外線透過シートを境界とする下部の空室筐体内が減圧可能な第１のチャンバーとなる一方、前記紫外線透過シートを境界とする上部の紫外線透過マスク支持枠および可動封止盤に囲われた内部が減圧可能な第２のチャンバーとなるようにし、前記空室筐体内に上基板が搬入されたとき、前記紫外線透過シートの透明電極に電流を通じて静電気を発生させ、前記上基板を静電チャックする封止装置となるようにする。

請求項５記載の発明では、上記請求項３記載の封止装置において、上基板と下基板のアライメント調整するためのアライメントカメラを前記ステージの側部に設ける。

本発明によれば、上下一対の基板を貼り合わせるにあたり、紫外線透過シートに形成した透明電極に電流を流して静電気を発生させ、これにより上基板を静電チャックして定位置に固定するようにしたので、正確な位置決めおよびアライメントが可能となる。そして、上基板が下基板を押圧する際、下基板を載置したステージに傾きがあっても、上基板が紫外線透過シートとともにステージの傾きに倣う状態となるので圧力の偏在を回避できることからセルギャップが一定となり、品質および歩留まりを向上することができる。

なお、本発明によれば、空室筐体上に紫外線透過シートを介して紫外線透過マスク支持枠および可動封止盤を配置する構成としたので、前記紫外線透過シートを境界とする下部の空室筐体内の第１のチャンバーを可能な限り小さくすることができ、これにより、この第１のチャンバーの排気処理を迅速に行うことが可能となり、生産効率を向上することができる。

また、上記構成において、空室筐体内に下基板を支持して昇降可能となるようにした支持ロッド、静電チャック機能を有する紫外線透過シート、セル構造体を載置して昇降可能となるようにしたステージを備え、さらに空室筐体の任意の側面に第１のチャンバーの気密状態を保つことができるようにした開閉扉を設けるようにしたので、上下基板の搬入、そして成形されたセル構造体の搬出の自動化が可能となり、人為的作業の介在しない連続自動生産が可能となる。

本発明の封止装置の構成を説明する断面図である。 本発明の封止装置の構成を説明する断面図である。 本発明の封止装置の紫外線透過シートを説明する図である。 本発明の封止装置の構成を説明する部分斜視図である。 本発明の封止装置の要部の動作態様を説明する図である。 本発明の封止装置の吸排気回路の構成を説明する図である。 セル構造体となる下基板の説明図である。 セル構造体となる上基板の説明図である。 本発明の封止装置の動作態様を説明する図である。 本発明の封止装置の動作態様を説明する図である。 本発明の封止装置の動作態様を説明する図である。 本発明の封止装置の動作態様を説明する図である。 本発明の封止装置の動作態様を説明する図である。 本発明の封止装置の動作態様を説明する図である。 従来の封止装置の例を示す図である。

以下、本発明の実施の形態を図にもとづいて詳細に説明する。なお、各図において同一部分には同一符号を付して説明が重複しないようにする。また、以下に述べる実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明に対して限定する旨の記載がない限り、これらの実施形態に限定されるものではない。

図１および図２において符号１は、内部が第１のチャンバーＣＨ１となる中空体である空室筐体であり、上面に開口部１ａが形成されており、任意の側面に基板搬入窓１ｂが形成されている。さらに空室筐体１には後述する吸排気回路に接続された吸排気管Ｐ１が配設されている。

空室筐体１の内部中央には、Ｘ方向、Ｙ方向、θ方向に微動させることができる機構を内蔵したステージ２が設けられ、このステージ２に固定されたロッド３が空室筐体１の底部から外部に延設されており、ギヤボックス４に与えられたモータ５の駆動力によりロッド３が上下動し、ステージ２が空室筐体１の内部で昇降する。なお、空室筐体１の底面の前記ロッド３の支持部分には気密シールＳが設けられ、この部分の気密状態が保たれるようにしている。

さらに、空室筐体１の底面下には、空室筐体１の内部に搬入される下基板Ｗ１の対角線上の４個所の角隅部を下面から支持する支持ロッド６を上下動するための流体圧シリンダー７が配置固定されている。なお、空室筐体１の底面の前記支持ロッド６の支持部分には気密シールＳが設けられ、この部分の気密状態が保たれるようにしている。

下基板Ｗ１を支持する支持ロッド６はステージ２内を貫通し、上下動するようにしてあるが、これは下基板Ｗ１が可能な限り広い範囲でステージ２上に載置され、成形時に圧力の偏る部分がないように配慮したことによるものである。なお、ステージ２の側部にアライメントカメラ１０を設け、下基板Ｗ１上基板Ｗ２とのアライメントを行うための画像信号が得られるようにしている。

つぎに、前記空室筐体１の上面には、その全範囲を覆うように紫外線を透過する紫外線透過シート１１が配設されており、この紫外線透過シート１１は供給ロール１２から送り出され、巻き取りロール１３に巻き取られる仕組みになっている。この紫外線透過シート１１は柔軟性を有する材料、例えば、ＰＥＴ樹脂、ＰＦＥ樹脂などを採用し、空室筐体１のフランジ１ｃの上面に密着するので、この部分の気密性が保たれる。

さらに、前記紫外線透過シート１１は図３に可視的に示すように、透明電極１１ａ、１１ｂが蛇行して交互に櫛歯状に形成したもので、透明電極１１ａ、１１ｂの終端部１１ｃ、１１ｄに接続したクランプ端子８ａ、８ｂから直流電流を印加することによりその表面に静電気を発生させ、上基板Ｗ２の静電チャックが可能となるようにしている。なお、透明電極１１ａ、１１ｂの配線パターンは図３の形態に限定されるものではない。

前記紫外線透過シート１１上の空室筐体１のフランジ１ｃ上に載置される紫外線透過マスク支持枠１４は、空室筐体１の外形と略一致する形状の枠体であり、その内部にフランジ１４ａで支持して紫外線マスク１５を収容するようにしている。この紫外線マスク１５は、上方に配置される後述するランプハウス１９から出射される紫外線の必要量を空室筐体１内へ導くための複数の通孔１５ａが形成されている。さらに、紫外線透過マスク支持枠１４には後述する吸排気回路に接続された吸排気管Ｐ２が配設されており、枠体の上面および下面にＯリング１６、１７が配設され、気密性が保たれるようにしている。

前記紫外線透過マスク支持枠１４の上面には、その開口部１４ｂを覆閉するための可動封止盤１８が載置される。この可動封止盤１８は図示を省略した搬送機構により前後方向または横方向から紫外線透過マスク支持枠１４の定位置に搬入され、図１に示すように紫外線透過マスク支持枠１４上に載置され、図示を省略した加圧装置により下方向へ圧力が加えられる。これにより、紫外線透過シート１１、紫外線透過マスク支持枠１４の内面、可動封止盤１８の裏面で囲われた空間が第２のチャンバーＣＨ２となる。そして、前記加圧装置による加圧により、Ｏリング１６、１７が押し潰される状態となるので、この部分の気密性が十分に保たれる。

前記可動封止盤１８の上方にはランプハウス１９が配設されており、このランプハウス１９の内部には、その開口１９ａに向かって順次、紫外線を放射する紫外線ランプ２０、この紫外線ランプ２０からの輻射熱を遮断する熱線カットフィルター２１、および開閉自在なシャッター２２が収容されている。

本発明の機構要素は以上のように構成されているが、装置の自動化を達成するには、空室筐体１の基板搬入窓１ｂに開閉窓を備えることを要する。図４はかかる構成の一例を示すもので、同図に示すように基板搬入窓１ｂの全面を覆う開閉扉２３が、昇降装置２４のギヤ機構により動力が伝達され上下動するように配設されている。

一方、基板搬入窓１ｂのフランジ部の全周には、図５に示すように流体圧チューブ２５が配設されており、図４（Ａ）に示すように開閉扉２３を降下させるときは、流体圧チューブ２５内の流体を吸引して開閉扉２３との接触を避けるようにする。このようにして基板搬入窓１ｂが開放されているときに、同図に示すように下基板Ｗ１、上基板Ｗ２の搬入がロボットアームＲＢ１、ＲＢ２により可能となる。

そして、下基板Ｗ１、上基板Ｗ２の搬入が完了すると、図５（Ｂ）に示すように開閉扉２３を上昇し、流体圧チューブ２５に加圧流体を注入して膨張させ、気密状態が得られるようにする。なお、前記により空室筐体１に搬入された上基板Ｗ２は、後述するように紫外線透過シート１１の透明電極１１ａ、１１ｂへの通電により発生した静電気により静電チャックされ、この紫外線透過シート１１に保持されることになる。

ここで、本発明の装置の吸排気回路の構成を図６にもとづいて説明する。同図に示すように空室筐体１に接続された給排気管Ｐ１は、バルブ２６ａを介して大気Ａに繋がる一方、バルブ２６ｂ、２６ｃを介して真空ポンプ２８に繋がっている。一方、紫外線透過マスク支持枠１４に接続された吸排気管Ｐ２は、バルブ２７ａを介して大気Ａに繋がる一方、バルブ２７ｂ、２７ｃを介して真空ポンプ２８に繋がれている。なおバルブ２６ｃおよびバルブ２７ｃから真空ポンプ２８に向かう配管は互いに途中で連結され、１本の配管で真空ポンプ２８に繋がっている。また、バルブ２６ｃとバルブ２７ｃは真空圧力調整用のバルブであり、排気後の到達真空圧を制御するために設けられている。

本発明の封止装置は以上のように構成されており、下基板Ｗ１および上基板Ｗ２を空室筐体１内に搬入し、セル構造体３０が完成するまでの処理工程を以下に説明するが、下基板Ｗ１および上基板Ｗ２は、予備成形されたものを準備しなければならないため、まず、その予備成形された下基板Ｗ１、上基板Ｗ２の加工の態様を液晶パネルの場合の例で以下に説明する。

図７に示すように、下基板Ｗ１の片面に、縦横所定の間隔を保った複数の液晶表示領域３１ａ内に透明球状のスペーサ３１ｂを散布するか、あるいはフォトスペーサを形成して下基板Ｗ１と上基板Ｗ２を貼り合わせたとき、両基板Ｗ１、Ｗ２間の液晶表示領域３１ａにおけるギャップを確保できるようにしている。さらに、複数の液晶表示領域３１ａの外側に両基板Ｗ１、Ｗ２の位置合わせ用のアライメントマーク３１ｃが複数個所設けられている。

一方、上基板Ｗ２の片面には、図８に示すように縦横所定の間隔を保って複数の閉環状のシール材３２ａが塗布されている。このシール材３２ａは紫外線硬化性の性質を有しているともに、シール材３２ａには予め円柱状のシリカファイバ３２ｂが混入されて両基板Ｗ１、Ｗ２間のシール部におけるギャップを確保できるようにしている。

また、複数のシール材３２ａが塗布された領域全体を囲むように閉環状のシール材３２ｃが塗布されている。このシール材３２ｃにもシール材３２ａと同様に予め円柱状のシリカファイバ３２ｂが混入されて、両基板Ｗ１、Ｗ２の貼り合わせ時に、両基板Ｗ１、Ｗ２間のシール部におけるギャップを確保できるようにしている。なお、シール材３２ａとシール材３２ｃに混入されるシリカファイバ３２ｂはいずれも材質、形状、大きさが同一である。

さらに、閉環状のシール材３２ｃの外側に、アライメントマーク３２ｄと仮固定用の紫外線硬化樹脂３２ｅが複数個所設けられている。また、各閉環状のシール材３２ａで囲まれた内側の領域には複数の位置に所定量の液晶材料３２ｆがディスペンサなどの液体定量吐出装置によって滴下されている。なお、本発明の装置において有機ＥＬパネルの形成を対象とする場合は、両基板Ｗ１、Ｗ２の何れか一方に有機ＥＬ層が形成されたものを用い、これに対応する他の基板を封止基板となるようにして形成することが可能となる。

なお、液晶パネル、有機ＥＬパネルの製造における両基板Ｗ１、Ｗ２の素材に透明ガラスが多く採用されているが、電子ペーパーパネルの製造においては透明合成樹脂フィルムが多用される傾向にある。また、３次元ディスプレイ用のセル構造体の製造を目的とする場合は、画像表示面となる基板の表面に予めレンチキュラーシートを貼設しておくことになる。

以上のようにして予備成形された複数枚の下基板Ｗ１および上基板Ｗ２は、図示しない搬入装置により貯蔵され成形の準備が整う。かかる前提における図１に示す各構成要素は、処理工程が開始される初期状態にあり、下基板Ｗ１の支持ロッド６およびステージ２は最も降下した位置にある。そして、装置の運転が開始されると、まず、図９（Ａ）に示すように流体圧シリンダー７が作動され、支持ロッド６が同図に示すように上昇する。このときバルブ２７ｂが開放されて第２のチャンバーＣＨ２は真空引きされ、紫外線透過シート１１は紫外線マスク１５に密着する。

つぎに、図５（Ａ）に示すように開放されている基板搬入窓１ｂからロボットアームＲＢ１により下基板Ｗ１が搬入され、前記支持ロッド６の先端６ａ上に図９（Ｂ）に示すように載置される。なお、ロボットアームＲＢ１による下基板Ｗ１の搬入を先に行い、その後、流耐圧シリンダー７を作動して支持ロッド６を上昇するようにしてもよい。

前記工程により支持ロッド６の先端６ａに下基板Ｗ１が載置されると、図９（Ｃ）に示すように支持ロッド６が降下し、下基板Ｗ１がステージ２に接近した位置に配置される。下基板Ｗ１が図９（Ｃ）の配置状態になると、ロボットアームＲＢ２により図９（Ｄ）に示すように上基板Ｗ２が搬入される。なお、上基板Ｗ２の搬入に際し、アライメントカメラ１０が下基板Ｗ１のアライメントマーク３１ｃと上基板Ｗ２のアライメントマーク３２ｄを検出し、この画像信号に基づくロボットアームＲＢ２による微調整により両基板Ｗ１、Ｗ２の水平方向のアライメントが可能となる。

以上のようにして上基板Ｗ２が搬入されると、紫外線透過シート１１の透明電極１１ａ、１１ｂに電流が流されて静電気が発生し、上基板Ｗ２を吸着して静電チャックが行われ、図９（Ｅ）に示すように紫外線透過シート１１に上基板Ｗ２が確保される。これと同時に開閉扉２３が上昇し、図５（Ｂ）に示すように流体圧チューブに加圧流体が注入されて膨張することにより、この部分が気密状態となり、第１のチャンバーＣＨ１が密閉された状態となる。

そして、この状態においてバルブ２６ｂが開放され、第１のチャンバーＣＨ１の真空引きが開始され、バルブ２６ｃの調整により約１０Ｐａ（パスカル）までの高真空度となるようにする。なお、このとき、紫外線透過シート１１が第１のチャンバーＣＨ１側へ引き込まれないように、バルブ２７ｃを調整して第２のチャンバーＣＨ２が負圧とならないようにする。

このようにして、第１のチャンバーＣＨ１を高真空度とするのは、特に有機ＥＬパネルを製作する場合において有意であり、排気に伴い第１のチャンバーＣＨ１内の酸素や湿気、そして空気中の不純物を除去することができ、歩留まりを高くすることができる。

前記工程により高真空度で第１のチャンバーＣＨ１の排気が完了すると、図９（Ｆ）に示すように流体圧シリンダー７を作動し、支持ロッド６により上基板Ｗ２のシール材３２ｃに下基板Ｗ１が接触するまで上昇させて仮固定を行う。これと同時に、第１のチャンバーＣＨ１の真空度を一例として約５０Ｐａまでバルブ２６ｃを調整して高め、バルブ２９ａを開いてアルゴンまたは窒素ガスなど十分に乾燥させた不活性ガスＧをガス供給手段２９から導入する。

図９（Ｇ）の工程は、ステージ２をさらに上昇しつつ、第１のチャンバーＣＨ１の真空度を約１００Ｐａまで高めた状態を示す。このとき、ステージ２が上昇して下基板が載置された状態となり、更に図９（Ｈ）の工程においてステージが最高位に維持しつつ、バルブ２６ｃを調整して第１のチャンバーＣＨ１の真空度が約５０ｋＰａになるまで高める。なお、図９（Ｇ）および図９（Ｈ）の工程に至ると、上基板Ｗ２が紫外線透過シート１１に確保されていることから、ステージ２を微動させて正確なアライメントが可能となる。

図９（Ｉ）の工程は、第１のチャンバーＣＨ１内の真空度を約５０ｋＰａに維持した状態でバルブ２６ｂを閉止するとともに、バルブに２７ａを開放して大気Ａを第２のチャンバーＣＨ２に導入した状態を示す。これにより、大気Ａが第２のチャンバーＣＨ２に充満すると、大気圧は約１０１ｋＰａであることから、第１のチャンバー１内が負圧となり、第２のチャンバーＣＨ２正圧が通孔１５ａを介して紫外線透過シート１１を押し下げ、上基板Ｗ２の全面に密着して加圧力が加わる。

図９（Ｊ）の工程は、可動封止盤１８を搬送機構により紫外線透過マスク支持枠１４の上面から移動して除去した状態を示すもので、この可動封止盤１８が除去されても紫外線透過シート１１の上面は依然大気圧となっているため、第１のチャンバーＣＨ１内の負圧状態は維持されることになる。したがって、この状態においても、紫外線透過シート１１による第２の基板Ｗ２への加圧力に変化は生じない。

このようにして、上基板Ｗ２へ大気圧が加わると、上基板Ｗ２が下基板Ｗ１側へ移動し、両基板Ｗ１、Ｗ２のギャップが縮まる。これが液晶パネルを形成している場合であると、両基板Ｗ１、Ｗ２間のセルギャップはシリカファイバ３２ｂとスペーサ３１ｂによって定まり、例えば、５μm程度に接近する。そして、両基板Ｗ１、Ｗ２およびシール材３２ａで囲まれた領域には液晶材料３２ｆが満たされている。

つぎに、図９（Ｋ）の工程において、シャッター２２が所定時間開き、予め点灯させておいた紫外線ランプの熱線カットフィルター２１を介した紫外線光ＵＶの紫外線マスク１５で定められる必要光量が紫外線透過シート１１を透過して上基板Ｗ２に照射される。これにより、下基板Ｗ１と上基板Ｗ２間に位置するシール材３２ａ、３２ｃが硬化し、所定のセルギャップを有するセル構造体３０が完成する。

このようにして、セル構造体３０が完成すると、バルブ２６ｂが閉止され、バルブ２６ａが開放されることにより、図９（Ｌ）に示すように第１のチャンバーＣＨ２内に大気Ａが導入される。これと同時に、紫外線透過シート１１の透明電極１１ａ、１１ｂへの直流電流の印加を断つことにより、静電気の発生が終了して静電チャックが解除される。そして、ステージ２を初期位置まで降下させ、開閉扉２３を昇降装置２４により移動し、空室筐体１の基板搬入窓１ｂから流体圧シリンダー７の支持ロッド６の先端６ａにより支持されているセル構造体３０をロボットアームＲＢ１またはＲＢ２により取り出すことができる。

以上詳細に説明したように、本発明の封止装置では、紫外線透過シート１１に透明電極１１ａ、１１ｂを形成し、これに電流を流して静電気を発生させ、上基板Ｗ２の静電チャックが可能となるようにしたので、上基板Ｗ２の定位置への固定が確実となる。そして、上基板Ｗ２が下基板Ｗ１を押圧する際、下基板Ｗ１を載置したステージ２に傾きがあっても、上基板が紫外線透過シート１１とともにステージ２の傾きに倣う状態となるので、圧力の偏在を回避することができ、上下基板Ｗ１、Ｗ２間のセルギャップが一定となり、品質および歩留まりを向上することができる。

なお、本発明の封止装置では、空室筐体１上面の開口部を紫外線透過シート１１で覆閉し、紫外線マスク１５を収容した紫外線透過マスク支持枠１４を載置するようにし、この紫外線透過マスク支持枠１４の開口部を覆閉する可動封止盤１８を載置するようにした。そして、空室筐体１に基板搬入窓１ｂを形成してこの全面に開閉扉を配設するようにしたことにより、空室筐体１を可能な限り小型化することができることから真空状態を形成するための排気処理を迅速に行うことができる。

また、本発明の封止装置の構成では、空室筐体１内に下基板Ｗ１を支持して昇降可能となるようにした支持ロッド、静電チャック機能を有する紫外線透過シート、セル構造体を載置して昇降可能となるようにしたステージを備え、さらに空室筐体１の任意の側面に第１のチャンバーＣＨ１の気密状態を保つことができるようにした開閉扉を設けるようにしたので、上下基板Ｗ１、Ｗ２の搬入、そして成形されたセル構造体３０の搬出の自動化が可能となり、人為的作業の介在しない連続自動生産が可能となる。

なお、本発明の以上の説明において、その実施例として液晶パネル、有機ＥＬパネルを例示して説明したが、他の製品分野においてこれらに近似する製品の製造が可能であり、広範に応用することができる。

１・・・・・・空室筐体
２・・・・・・ステージ
３・・・・・・ロッド
４・・・・・・ギヤボックス
５・・・・・・モータ
６・・・・・・支持ロッド
７・・・・・・流体圧シリンダー
８ａ・８ｂ・・クランプ端子
１０・・・・・アライメントカメラ
１１・・・・・紫外線透過シート
１２・・・・・供給ロール
１３・・・・・巻取ロール
１４・・・・・紫外線透過マスク支持枠
１５・・・・・紫外線マスク
１６・１７・・・Ｏリング
１８・・・・・可動封止盤
１９・・・・・ランプハウス
２０・・・・・紫外線ランプ
２１・・・・・熱線カットフィルター
２２・・・・・シャッター
２３・・・・・開閉扉
２４・・・・・昇降装置
２５・・・・・流体圧チューブ
２８・・・・・真空ポンプ
３０・・・・・セル構造体
Ｗ１・・・・・下基板
Ｗ２・・・・・上基板
ＣＨ１・・・・第１のチャンバー
ＣＨ２・・・・第２のチャンバー

Claims (5)

1. 塗布されたシール材を硬化させて上下一対の基板を貼り合わせる封止方法であって、
   下基板を封止装置内のステージ上に搬入する工程と、
   前記封止装置内の前記下基板上に上基板を搬入する工程と、
   前記上基板の上方に配設した紫外線透過シートに形成した透明電極に電流を通じて静電気を発生させることにより前記上基板を静電チャックする工程と、
   前記紫外線透過シートにより前記上基板を下基板に向けて押圧した状態で紫外線を照射し、予め塗布されているシール材を硬化させる工程により、
   前記上基板と下基板を貼り合わせてセル構造体が得られるようにしたことを特徴とする封止方法。
2. 上下基板の少なくとも一方の素材が透明ガラスまたは透明合成樹脂であることを特徴とする請求項１記載の封止方法。
3. 画像表示面となる基板の表面に予めレンチキュラーシートが貼設されていることを特徴とする請求項１記載の封止方法。
4. 上面に開口部が形成され吸排気口を有するとともに、内部にステージと下基板の支持ロッドを昇降可能に設けた空室筐体と、
   前記空室筐体の開口部を覆う柔軟性および透光性を有するとともに、前記開口部に臨む透明電極が形成された紫外線透過シートと、
   外形が前記空室筐体と略一致する形状であって吸排気口を有するとともに、紫外線透過マスクを内部に収容して前記紫外線透過シート上に載置される紫外線透過マスク支持枠と、
   前記紫外線透過マスク支持枠の上面の開口部を覆う可動封止盤と、
   前記可動封止盤の上方に配置された光硬化型のシール材に紫外線を照射する光源部を備え、
   前記空室筐体上に紫外線透過シートを介して紫外線透過マスク支持枠および可動封止盤が配置されたとき、前記紫外線透過シートを境界とする下部の空室筐体内が減圧可能な第１のチャンバーとなる一方、前記紫外線透過シートを境界とする上部の紫外線透過マスク支持枠および可動封止盤に囲われた内部が減圧可能な第２のチャンバーとなるようにし、前記空室筐体内に上基板が搬入されたとき、前記紫外線透過シートの透明電極に電流を通じて静電気を発生させ、前記上基板を静電チャックするようにしたことを特徴とする封止装置。
5. 上基板と下基板のアライメント調整をするためのアライメントカメラをステージの側部に設けたことを特徴とする請求項５記載の封止装置。

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