具体实施方式
下面,根据附图,说明本发明的将基板状部件向显示面板粘合的装置的一实施例。在本发明中,是做成组合两个真空腔(真空粘合室),在以小的加压力对显示面板和基板状部件进行了临时粘合后,一面加热,一面以大的加压力进行粘合的结构的装置。
图1是表示本发明的将触摸面板或3D面板等基板状部件向显示面板安装的组装装置的整体配置的俯视图。图1中,1d、1u是机械臂,2是临时粘合装置,3是真空腔构造的临时粘合室(参见图2),4是薄膜放出部,5是加热粘合室,6是薄膜卷绕部,7是正式粘合室(将薄膜放出部4、加热粘合室5、薄膜卷绕部6合为一体了的部件),8是面板运出部。另外,在上侧机械臂1u保持着作为显示面板的上基板9,在下侧机械臂1d保持着作为3D薄膜的下侧基板10。做成从薄膜放出部4放出的运送薄膜经由被配置在加热粘合室5内的上平台和下平台之间,达到薄膜卷绕部6,在这里被卷绕的结构。在临时粘合室3的基板运入口设置第一门阀41,在临时粘合室2和正式粘合室7之间设置第二门阀42,在正式粘合室7的基板运出侧设置第三门阀43。
在本实施例中,将显示面板作为上基板,将3D面板或3D薄膜或触摸面板作为下基板来说明。图1中,首先,在向临时粘合室3运入上下基板时,临时粘合室3内为大气状态,将第一门阀41开放,由上侧机械臂1u保持上基板9,由下侧机械臂1d保持下基板10,向临时粘合室3内运入。另外,以在上侧机械臂1u设置能够上下移动的多个真空吸附垫,由该吸附垫以上基板9的粘合面在下进行保持的方式构成。另外,在向临时粘合室3运入上基板9和下基板10时,第二门阀42被关闭。
另外,在上基板9或下基板10的任意一方的粘合面上,通过前工序在整个面上涂敷由热硬化性的树脂构成的粘接剂。在临时粘合室3内像后述那样以相向的方式设置上工作台14U和下工作台14D,上基板9粘合面朝下被水平地保持在上工作台14U面上,下基板10粘合面朝上被水平地保持在下工作台14D面上。另外,在上工作台14U侧,为了从上侧机械臂1u接收上基板,设置能够上下移动的多个吸附垫。另外,在下工作台14D,为了接收机械臂1d保持着的下基板,具备多个能够上下动的销,做成使该销向上方向移动,在销上接收下基板的结构。
若上下基板的运入完成,则将第一门阀41关闭,对临时粘合室3内进行真空排气。而且,在进行了对位后,进行临时粘合。此时的粘合载荷约为5tf左右的力。若临时粘合结束,则第二门阀42被打开。在打开该第二门阀42之前,第三门阀43被关闭,正式粘合室7内成为与临时粘合室3内的进行临时粘合的真空状态相同的真空状态。若第二门阀42被打开,则完成了临时粘合的临时粘合基板从下工作台10被转交到运送辊19,被运入正式粘合室7内。另外,运送辊传送器19为了能够上下移动而具备上下移动机构。
在正式粘合室7,隔着加热粘合部5,设置薄膜放出部4和薄膜卷绕部6,构成将临时粘合基板载置在从该薄膜放出部4被卷放出并被薄膜卷绕部6卷绕的运送薄膜上,并进行运送的基板运送机构。载置在运送薄膜上的临时粘合基板被送向加热粘合部5。在加热粘合部5,一面在被载置在运送薄膜上的状态下加热(例如约80~90℃)临时粘合基板,一面以高加压力(临时粘合室中的加压力的约8倍的加压力)加压,据此,将粘接剂熔融、固化,进行正式粘合。若正式粘合完成,则使正式粘合室7内返回大气状态,打开第三门阀43,在将粘合完成了的粘合基板40载置在运送薄膜上的状态下,使运送薄膜向薄膜卷绕部6侧移动,据此,从运送薄膜向运送辊传送器44转交。正式粘合基板30由运送辊传送器44向面板运出部9运出。
这样,由于有必要在临时粘合室3进行高精度的定位,所以,在使用多台照像机18进行定位后,进行临时粘合。另外,若为了在正式粘合室7施加高的加压力进行粘合,而在使力作用于临时粘合基板的加压面等具有凹凸,则存在将该凹凸向基板转印的可能性。因此,为了能够以尽可能完全平的面进行加压,做成在没有必要保持基板的状态下能够对运送薄膜以维持搭载于临时粘合基板的状态加热·加压,且在上平台侧设置了弹性体的结构。另外,为了不使气泡残留在粘接剂,在真空中进行粘合。上面是粗略的动作,下面使用附图,说明各部的结构的细节。另外,本次使用的粘接剂是热硬化性的粘接剂。
图2表示临时粘合装置的剖视图。在架台11上设置临时粘合室3。临时粘合室3由真空腔构成。是将上基板和下基板在真空状态下临时粘合的部件,在临时粘合室3内设置保持上基板9的上工作台14U和保持下基板10的下工作台14D。在临时粘合室3,在用于运入上下基板的运入口设置第一门阀41,在用于将临时粘合了的基板运出的运出口设置第二门阀42。另外,第二门阀42兼作正式粘合室7的基板运入口。通过使临时粘合室3内成为真空状态,即使气泡混入被涂敷在基板面上的粘接剂,也能够进行脱气。因此,配设未图示出的真空泵及其配管,将临时粘合室3内从大气状态转换为真空状态。再有,虽未图示出,设置测定临时粘合室3内是否为规定的真空度的气压计。另外,临时粘合室3内的粘合是进行临时粘合,临时粘合后的粘接剂不是在被干燥的状态下,而是通过粘接剂的粘性被粘合。另外,施加不会因粘合而在基板面上残留加压痕等的加压力。另外,虽未图示出,但为了从上侧机械臂1u接收上基板9,而在上工作台14U设置多个真空吸附垫。该真空吸附垫做成为了相对于上工作台14U能够另行上下动而设置了驱动机构的结构。在该真空吸附垫也从真空泵配设配管。另外,在下工作台14D侧设置运送辊传送器19。再有,在上工作台14U的基板保持面上,为了在真空中也能够保持上基板9而设置粘结部件。另外,上工作台14U与设置在上侧梁13上的工作台支撑柱连接。通过使用在设置于架台11的四角的支撑柱12上所安装的驱动机构15,使该上侧梁13上下动,能够使上工作台14U上下移动。即,在支撑柱12侧和上侧梁13之间设置直线轨道和滑动部件,据此,能够顺畅地上下动。再有,虽未图示出,但在上工作台14U上,为了从用于将粘合后的基板从粘结部件剥落的上工作台14U面突出而按压上基板9面,设置由多个突出销及其驱动机构构成的粘结部件剥落机构。
另外,在下工作台14D设置用于从下侧机械臂1d接收下基板10的未图示出的多个提升销和朝上下驱动的驱动机构。再有,虽未图示出,但是,设有通过上下移动下工作台14D或运送辊传送器19的任意一方,来将下工作台面上的粘合后的临时粘合基板向运送辊传送器19转交的驱动机构。另外,也可以在下工作台14D设置粘结部件,在为了进行对位而使下工作台14D移动时,使下基板10不会错开。如果是在将粘结部件设置在下工作台14D的情况下,通过由提升销将临时粘合基板从下工作台14D面提升,能够将粘结部件从临时粘合基板剥落。同样,虽未图示出,但是,下工作台14D由设于在架台侧设置的多个工作台支撑柱和下工作台14D之间的万向节17支撑,以便为了进行上基板9和下基板10的对位而能够在水平方向(XYθ方向)移动。而且,虽未图示出,但是,为了按压用于在水平方向移动下工作台14D的下工作台14D的四角边的端部,设置多个由横推棒和驱动机构构成的横推机构。另外,驱动机构设置在临时粘合室外。另外,为了上基板25和下基板26的对位,设置多台用于对设置在上下的基板25、26上的对位标记进行摄像、进行对位的检测用的照像机16和与照像机16对应的LED照明件18。
如上所述,为了产生对位精度等,在上工作台14U面设置孔,以便用于保持上基板9的真空吸附垫、粘结部件剥落机构的突出销能够动作,具有因该孔而产生的凹凸。同样,在下工作台14D面也具有提升销用的孔的凹凸。因此,在粘合上下基板时,施加上下工作台14U面的凹凸不会作为加压痕残留那样的加压力。
图3是表示正式粘合室的一例和粘合基板运出部的剖视图。
如图3所示,正式粘合室7在架台29上设置薄膜放出部4和加热粘合室5及薄膜卷绕部6。薄膜放出部4经第二门阀41与临时粘合室3连接。薄膜放出部6由真空腔21构成,在内部设置缠绕了运送薄膜25的放出辊24,薄膜卷绕部也同样由真空腔23构成,在内部设置薄膜卷绕辊25。加热粘合室5也由真空腔22构成,内部与薄膜放出部6的真空腔21和构成薄膜卷绕部6的真空腔23连通。
在正式粘合室7也设置未图示出的来自真空泵的配管,以通过使该真空泵动作,使正式粘合室7内从大气状态成为真空状态的方式构成。另外,在与真空泵连接的真空排气用的配管的途中设置大气导入管,以便能够经三通电磁阀导入大气。在第二门阀42被打开时,正式粘合室7内成为真空状态。临时粘合完成了的临时粘合基板从第二门阀42被运入正式粘合室7内,被送向薄膜放出部4,并向运送薄膜25上转交。该运送薄膜25在加热粘合室5通过,被卷绕在薄膜卷绕部6的卷绕滚筒26。另外,所使用的运送薄膜25是耐热性的薄膜,是即使加热,也不变形的薄膜。在加热粘合室5的真空腔22的顶板侧安装着上平台35。上平台35做成在粘合基板保持面侧安装了内置加热器的加热板36和由橡胶或合成树脂形成的弹性体37及在其表面侧的钢板38的结构。
另外,在架台29上,设置为使下平台31在上下大幅移动而由空压缸形成的驱动机构30和使之微小移动的驱动机构(由空压缸形成)32。对下平台31而言,也由内置了加热器的加热板33和弹性体34构成。
进行了临时粘合的临时粘合基板在设置于临时粘合室3的运送辊19上移动,被运入正式粘合室7内。首先,若临时粘合基板整体向正式粘合室7内的片放出部4的运送片25转交,则第二门阀42被关闭。临时粘合基板40被放置在运送薄膜25上,被送向加热粘合室5。在由设置在上下的平台31、35上的弹性体对临时粘合基板40进行了加压时,防止大的载荷冲击性地向临时粘合基板40施加。另外,在进行正式粘合时,被粘合在上平台35和下平台31之间的基板整体只要在进入的位置即可,没有必要使位置精度那么正确。因此,临时粘合基板40被载置在运送薄膜上,被运送到具有下平台31和上平台35的位置,使用设置在未图示出的规定位置的由光传感器构成的检测器,检测基板处于上下平台31、35的粘合面的范围内的情况,停止运送薄膜25的移动(基板的移动),据此,终止临时粘合基板40的移动。接着,使下平台31上升,在搭载在运送薄膜上的状态下,进行加热·加压。若加热·加压结束,则使下平台31下降,使正式粘合室7内返回大气状态。做成在此后第三门阀43开放,驱动薄膜放出滚筒24和卷绕滚筒26,开始运送薄膜的移动,将粘合完成了的基板40送向由运送辊44构成的面板运出部8的结构。另外,虽未图示出,设置测定正式粘合室7内是否达到规定的真空度的气压计。
以上述方式进行的临时粘合室3中的粘合需要从机械臂等向上工作台和下工作台接收上基板和下基板,保持各自的基板,并进行对位,难以将保持基板的面(加压的面)形成得平。即,成为为了使设置在工作台侧的接收夹具上下动作而具有凹凸的面。因此,若施加大的加压力,则在基板侧产生加压痕,面板不良的可能性大。因此,在临时粘合室2,限制加压力,以加压痕不会残留在基板上的方式进行临时粘合,在正式粘合室7,以没有必要保持基板的状态(临时粘合了的基板夹在上下薄膜)由平的平台面以大的加压力加压·加热,据此,进行正式粘合,防止不良品的产生。
图4是表示正式粘合室的其它实施例的剖视图。
在本实施例中与图3的实施例不同之处在于,上下设置运送临时粘合基板的运送薄膜这一点。即,在薄膜放出部4将缠绕了运送薄膜25a、25b的薄膜放出辊24a、24b上下配置。同样,在薄膜卷绕部6也上下配置薄膜卷绕辊26a、26b。另外,虽然图3中没有记载,但在从薄膜放出辊到将临时粘合基板夹入的部分之间,设置用于调整薄膜的张力的均衡辊、导向辊。因为正式粘合室5的结构做成与图3同样的结构,所以,这里省略说明。
从临时粘合室3运送来的临时粘合基板40以被夹在配置在薄膜放出部4的上侧运送薄膜25a和下侧运送薄膜25b之间的状态被转交。被夹在上下运送薄膜25a、25b之间的临时粘合基板伴随着运送薄膜25a、25b的移动,向上下的平台间移动。此时,不需要用于正式粘合的对位,临时粘合基板只要在平台间即可。因此,虽未图示出,但配置了没有必要在结构中测量基板位置的粗略地测定的光传感器。若临时粘合基板被配置在上下的平台间,则停止运送薄膜的移动,使驱动机构30动作,使下平台向上方大幅移动。此时,设置在上下平台的加热板被加热到规定的温度。此后,使未在本图中图示的微小上驱动机构动作,调整推压力。若正式粘合结束,则在使正式粘合室内7成为大气状态后,开放第三门阀43,使运送薄膜的卷绕辊以及放出辊动作,将正式粘合完成了的基板从正式粘合室向运出部8转交。
接着,使用图5、图6所示的流程图,说明整体的动作。
首先,将临时粘合室2的门阀1打开(S1)。接着,由设置在上侧机械臂1u的手指部的真空吸附垫对粘合前的上基板9的工作台保持面侧进行真空吸附保持,首先,将上基板9向上工作台14U运入。从上工作台14U开始,多个真空吸附垫从上工作台14U面的粘结部件面突出,从上侧机械臂1u的手指部之间对上基板9的基板保持面进行真空吸附保持。接着,将上侧机械臂1u的手指部的真空吸附垫的真空隔断,释放真空吸附。此后,使上侧机械臂1u从上工作台14U面退让。接着,使上工作台14U侧的真空吸附垫上升至上工作台14U面。通过使真空吸附垫上升,上基板9被粘结保持在设于上工作台14U面的粘结部件上(S2)。
接着,将下基板10以粘合面朝上放置在下侧机械臂1d的手指部,运送至下工作台14D。若下基板26被运送来,则多个提升销上升到比下工作台14D面高的位置(比机械臂的手指部的厚度高的位置),由提升销保持下基板10。若提升销保持下基板10,则使下侧机械臂退让到门阀1之外。若下侧机械臂1d退让,则使提升销下降直至到达下工作台14d面之下的位置。另外,在下工作台14d的面也设置粘结部件,在使下工作台14d动作了时,使下基板10不会错开(S3)。
接着,关闭第一门阀41(S4)。若第一门阀41被关闭,则对临时粘合室3内进行真空排气(S5)。由设置在临时粘合室3或真空排气配管的气压计测量临时粘合室3内是否达到进行粘合的真空状态(约2000Pa),到达设定的值为止,一直进行真空排气(S6)。
若临时粘合室3内的真空排气完成,则由照相机16对上基板9以及下基板10的四个角部进行摄像,由控制部进行图像处理,求出位置错开量,与错开量相应地在水平方向移动下工作台10,进行对位(S7)。若对位完成,则使保持着上基板9的上工作台14U向下工作台14D侧下降,进行粘合。此时的加压力为5tf左右,粘接剂不干燥,维持该状态(临时粘合)(S8)。
若临时粘合结束,则使用于将保持着基板的上工作台14U的粘结部件剥落的剥落机构动作,推压销下降,按压上基板面,且使上工作台14U上升,据此,将粘结部件从基板面剥落。接着,使设置在下工作台14D侧的提升销上升,使基板离开下工作台14D面,接着,使下工作台14下降,向运送辊19转交临时粘合了的基板,将第二门阀42打开(S9)。此时,正式粘合室7内成为与临时粘合室3内相同的真空度。
接着,驱动运送辊19,向正式粘合室7内运入被临时粘合的临时粘合基板40。临时粘合基板30在临时粘合室3内在运送辊19上移动,向正式粘合室7的薄膜放出部4内移动,被转交到从薄膜放出辊24放出的运送薄膜25上。搭载在运送薄膜25上的临时粘合基板40与运送薄膜25一起移动,向正式粘合室7内运送(S10)。若临时粘合基板40被运入正式粘合室7内,则第二门阀42被关闭(S11)。若第二门阀42被关闭,则第一门阀41被开放,临时粘合室3内被大气开放。此后,在临时粘合室3,执行前面阐述的S1以下的工序(S12)。
被运送到正式粘合室7内的临时粘合基板40以被搭载在运送薄膜25上的状态被运送,向上平台35和下平台31的区域内被运送。在该区域内,设置用于决定基板的停止位置的基板检测传感器(光传感器),若检测到临时粘合基板40,则停止薄膜25的移动(S13)。
若决定了临时粘合基板40的冲压位置,则使设置在上平台35和下平台31内的加热器33、36动作,加热基板,使粘接剂熔融干燥(S14)。同时,使下平台31上升,缩窄与上平台35的间隔,进行加压(S15)。即,是在将临时粘合基板搭载在运送薄膜25上的状态下进行加压的结构。通过像这样在搭载在运送薄膜25上的状态下进行正式粘合,即使粘接剂溢出,也不会弄脏装置(下平台),维护容易。
若加热和加压结束,则将设置在排气配管上的电磁阀变更到大气导入侧,将大气导入正式粘合室7内,成为大气状态(S16)。若正式粘合室7内成为大气状态,则打开第三门阀53(S17)。若第三门阀43被打开,则驱动薄膜的放出滚筒和卷绕滚筒,将粘合完成了的基板40向面板运出部8排出。此时,设置面板运出部8的辊传送器44被驱动,从正式粘合室7内的运送薄膜向辊传送器44上转交正式粘合完成了的基板40(S18)。
若正式粘合完成了的基板40从正式粘合室7被排出,则将第三门阀43关闭(S19)。若第三门阀43被关闭,则对正式粘合室7内进行真空排气,开始进行下一个基板的粘合的准备(S20)。使用设置在正式粘合室7内的气压计,确认正式粘合室7内是否达到进行正式粘合的真空压(S21)。若正式粘合室7内达到规定的真空度,则结束一系列作业。
上面是图3所示的实施例中的动作的概要。在本发明中,由于做成临时粘合是通过在临时粘合室3内的粘合机构,以即使在上下工作台面有基板转交用的销、吸附垫用的孔以及粘结部件剥落销用的孔等的凹凸,也不会在基板上产生因加压面的凹凸而引起的变形的加压力,对基板面进行加压,进行临时粘合,此后,在正式粘合室7内由运送薄膜运送临时粘合基板,且使用对基板进行加压的面没有凹凸的上下平台进行加热,以高压进行加压,进行正式粘合的结构,所以,能够制作没有在基板面产生变形且精度好的面板。
另外,图4的实施例的正式粘合室7中的正式粘合的工序也大致相同。即,除临时粘合基板的运送是夹在上运送薄膜和下运送薄膜来运送这点以及在夹在上下的运送薄膜的状态下实施正式粘合这点之外,为相同的工序。
另外,在上述的实施例中,对通过在临时粘合室3内的上基板的保持中,使用了粘结部件的情况进行了说明,但是,也可以做成替代粘结部件,使用静电卡盘的结构。在这种情况下,不需要为将粘结部件剥落而设置的机构。
符号说明
1:机械臂;2:临时粘合装置;3:临时粘合室;4:薄膜放出部;5:加热粘合室;6:薄膜卷绕部;7:正式粘合室;8:运出部;9:上基板;10:下基板;14U:上工作台;14D:下工作台;24:薄膜放出辊;25:运送薄膜;26:薄膜卷绕辊;31:下平台;35:上平台。