CN104898310B - 基板层叠装置、基板层叠方法及立体显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供基板层叠装置、基板层叠方法及立体显示装置，特别是一种能够高精度层叠两个基板的同时实现低成本和节省的空间的基板层叠装置和基板层叠方法。该基板层叠装置包括设置于下真空室用以拍摄固定到上真空室的上基板的图像的上基板摄像机组。上基板摄像机组利用与下真空室同步的动作拍摄固定到上真空室的上基板的第一上基板对准标记和第二上基板对准标记的图像。由此，通过减少机械部件的数量能够节省空间并降低成本。

Description

基板层叠装置、基板层叠方法及立体显示装置
相关申请的交叉引用
本申请基于并要求2014年3月6日递交的日本专利申请No.2014-044431 的优先权的权益，该日本专利申请的全文并入本文供参考。
技术领域
本发明涉及例如将光学基板层叠到显示装置时使用的基板层叠装置和基板层叠方法、以及立体显示装置。
背景技术
随着近年来对显示装置的高功能化的需求，使用柱状透镜基板、视差屏障基板或液晶透镜基板等光学基板与使用了液晶或有机EL(电致发光)等电气光学元件的显示面板结合的、能够提供立体图像显示等的独特的显示装置。
作为这种显示装置的示例，对使用了柱状透镜基板的显示装置进行说明。图19A是柱状透镜基板的立体示意图，图19B示出使用柱状透镜基板的显示装置的构成例、及立体显示方法的示意图。
如图19A所示，柱状透镜基板50的一个表面由平面构成，另一个表面由圆柱透镜51构成。圆柱透镜51具有圆柱状表面和半圆形截面形状，多个圆柱透镜沿x方向和平行方向以延伸的方式连续地设置。
如图19B所示，左眼像素65a和右眼像素65b与各圆柱透镜51的焦点相对应地交替设置在显示面板64上。当通过图未示出的驱动电路根据规定的信号驱动左眼像素65a及右眼像素65b时，通过圆柱透镜51在左眼区域70a上形成左眼图像并在右眼区域70b上形成右眼图像。由此使观察者能够识别立体图像。不用说，还可以通过用同一信号驱动左眼像素65a和右眼像素65b，显示通常的二维图像。
另外，作为使用柱状透镜基板的显示装置，具有同时显示多个图像的多个图像同时显示装置。通过与上述的立体显示相同的方法，通过圆柱透镜分配对观察方向不同的图像，该显示装置变得能够对多个观察者同时显示相互不同的图像。
在这种使用柱状透镜基板的显示装置中，为了实现高品质的立体图像显示或多个图像同时显示，需要将柱状透镜基板高精度地安装在显示面板上。特别地，对于载置在近年的终端装置上的高分辨率的显示装置，需要以以往未要求的微米级的高精度实现层叠。
为了使层叠精度达到微米级，需要分别以微米级形成光学基板的标记及显示面板的标记。但是，通常，难以在基于机械加工制作光学基板时以μm精度形成标记。
作为克服这种问题的透镜标记形成及标记读取方法的示例，示出了日本未审查专利公开2012-013933(专利文献1)中记载的方法(图20)。作为用于读取柱状透镜基板50的位置信息的标记，如图20A所示，在透镜节距方向的端部，设有圆柱透镜的周期不同的至少一个非周期平坦部54。图20B是通过向柱状透镜基板50与基板头58之间的接触部照射光并拍摄该反射光来获得图像的示例。如果例如非周期平坦部54的特定位置关系明确，则可以读取柱状透镜基板50 的特定位置的间距。以这种方式从反射光的亮度分布中读取透镜的位置信息，经由另一摄像机拍摄显示面板的面板标记，以间接对准的方式进行位置对准。同时，在经由柱状透镜基板读取显示面板的面板标记的直接对准的情况下，面板标记的位置由于由柱状透镜产生的折射作用而发生变化，从而被观察到。因此，关于精度确保，间接对准比直接对准更加有用。
另外，在显示面板和光学基板由高刚性的材料构成的情况下，由于刚体被层叠，因此在层叠时容易混入气泡。为了防止气泡的混入，如日本未审查专利公开2012-133098(专利文献2)中记载的，已知在比大气压低的减压下将两者层叠。作为层叠材料，通常使用称作OCA(Optically Clear Adhesive：光学透明粘合剂)的粘结膜以及称作OCR(Optical ClearResin：光学透明树脂)的粘结剂。
在这种减压层叠装置中，为了实现高精度层叠，首先，使用具有高刚性的真空室，其中，将用于使显示面板及光学基板移入移出的门阀(door valve)和除称作闸门阀(gatevalve)的开口部以外的部分形成为一体结构。第二，在用于测量上台座和下台座的位置的、以及测量显示面板和光学基板的位置的摄像机中，使用高精度的XYZ轴导向部和线性标尺等具有驱动系统的机械部件。
现在，根据专利文献2的段落0012至0014及图4的流程图，对相关技术的减压层叠装置实现的高精度层叠的概要进行说明。在真空室内，上台座和下台座上下相互面对地在它们之间空出间隔地平行设置。将真空室的门阀打开，将显示面板及光学基板放入真空室内，将显示面板及光学基板的任一方(上基板)以使其层叠面向下地保持于上台座，将另一方(下基板)以使其层叠面向上地保持于下台座。当上下基板完成放入其内部时，将门阀关闭，进行真空室内的真空排气。另外，在上下台座在它们之间空出间隔地上下相互面对的状态下，通过多个位置检测摄像机，读取分别设置在光学基板及显示面板上的对准标记，通过设置在下台座上的水平方向(XYθ方向)的可移动机构，对准上基板和下基板的位置。接下来，通过驱动马达使上台座下降，并使上下基板层叠。层叠后的基板通过将真空室的门阀打开由输送机构从真空室送出。
作为通过使用位置测量摄像机来读取分别设置在光学基板及显示面板上的对准标记的技术，专利文献2中没有给出具体的技术。然而，例如，具有在真空室的外侧(大气压侧)设置摄像机、并经由贯穿真空室打开的窗口拍摄真空室内的上基板和下基板的对准标记的技术JP 4330912B(专利文献3)、以及在真空室内设置耐真空摄像机并在真空环境下拍摄对准标记的技术(JP 4192181B (专利文献4)。
另外，使用上下真空室来进行层叠的装置及其制造方法记载于日本未审查专利公开2008-286886(专利文献6)、日本未审查专利公开2010-020068(专利文献7)、以及日本未审查专利公开2009-258582(专利文献8)中。
然而，在通过使用上述的相关技术的方法来进行透镜层叠的情况下，产生以下的问题。
专利文献2公开了具有真空室并在减压下层叠显示面板和光学基板的减压层叠装置。对于执行由柱状透镜基板构成的光学片和面板基板的这种层叠，当采用专利文献1中所示的标记读取方法(间接对准)时，可考虑如下的结构。
将光学片以使其层叠面朝下地保持于上台座，将面板基板以使其层叠面朝上地保持于下台座。在进行真空室内的真空排气之后，通过将位置测量摄像机插入到空出间隔地平行设置的上台座与下台座之间的间隙中，将位置测量摄像机设置到光学片的对准标记下。另外，向上基板与上台座之间的接触部照射光，拍摄并读取来自对准标记的反射光。然后，读取显示面板的对准标记，通过设置在下台座上的水平方向(XYθ方向)的可移动机构对准上基板和下基板的位置。最后，通过驱动马达使上台座下降，使上下基板紧密层叠。
该结构的特征在于，使用专利文献4中所示的耐真空摄像机作为位置测量摄像机，从而将位置测量摄像机插入到上下台座之间的间隙，并拍摄和读取对准标记的反射光。然而，由这种结构组成的机构具有下面的问题。
用作位置测量摄像机的能够耐受专利文献4中所示的真空环境的摄像机需要由不锈钢形成的摄像机机壳、连接器以及覆盖连接器的外壳等特殊的外部构件以及配线。因此，这种摄像机是比大气中使用的通常的摄像机更复杂的结构，因此价格昂贵。因此，当使用多个摄像机时，成本进一步提高。
另外，由于将位置测量摄像机插入到上下台座之间的间隙的结构，需要在真空室内追加高精度的XY输送机构以使位置测量摄像机沿水平方向(XY)移动。在真空中使用的输送机构比在大气中使用的输送机构更难以放热，用于确保放热性和耐热性的成本进一步提高。
另外，该摄像机的输送机构的移动行程至少比上台座的平面尺寸大。这是因为当上台座在层叠动作中上下移动时，需要使摄像机避开上台座以使摄像机不会成为障碍。因此，平面尺寸比上台座的平面尺寸大的输送机构被构筑于上台座的周围。由此，容纳输送机构的真空室比上述的专利文献2的情况大很多。真空室的尺寸的增加导致整个层叠装置的尺寸和重量增加。因此需要增大装置框架的尺寸并采取对策增大刚性，因此不仅成本提高而且安装空间增大。
作为其对策，可考虑下面的改善方案1。该方案是如WO2010/026768(专利文献5)的图20及图21所示，使用在大气压下通常使用的摄像机作为位置测量摄像机并采用使该位置测量摄像机在大气压中移动的输送机构的方案。该改善方案1将在下面进行说明。
在真空室内，上台座和下台座上下相互面对地在它们之间空出间隔地平行设置。在真空室的侧部，设有由在腕状支承体的前端设有多台位置测量摄像机的标量型机器人或XY水平方向的直行机器人等构成的摄像机输送机构。将真空室的门阀打开，将显示面板和光学基板放入真空室内，将光学基板以使其层叠面朝下地保持于上台座，将面板基板以使其层叠面朝上地保持于下台座。当上下基板完成放入时，在上下台座相互面对地在它们之间空出间隔地设置的状态下，从门阀的开口部放入摄像机输送机构，并将位置测量摄像机设置于光学基板的对准标记下。另外，向上基板和上台座之间的接触部照射光，拍摄并读取来自对准标记的反射光。接下来，读取显示面板的对准标记。当对准标记的读取完成时，从门阀的开口部取出摄像机输送机构并将位置测量摄像机取出到真空室的侧部。接着，将门阀关闭，将真空室的内部排空。然后，通过设置在下台座上的水平方向(XYθ方向)的可移动机构，进行上基板和下基板的位置对准。在位置对准之后，通过驱动马达使上台座下降，并层叠上下基板。层叠后的基板通过将真空室的门阀打开由输送机构从真空室送出。
改善方案1的要点是在真空室的侧部设置由在腕状支承体的前端设有多台位置测量摄像机的标量型机器人或XY水平方向的直行机器人等构成的摄像机输送机构，并在大气压下进行对准标记的读取。由此，不需要采用上述的耐真空摄像机和在真空中使用的输送机构，因此可期待解决与它们有关的成本提高和设置空间增大的一定程度的效果。
然而，在该改善方案1中，难以使层叠精度在微米级内。即，在前端具有位置测量摄像机的腕状支承体形成为在真空室外具有其支点的悬臂结构。因此，由于传递到摄像机输送机构的周围的振动，在位置测量摄像机发生错位和散焦，因此对准精度变差。
基于上述内容，专利文献2中所示的减压层叠装置对于层叠由柱状透镜基板构成的光学片和显示面板基板，仍面临有关成本提高、安装空间增大、层叠精度变差等的问题。
同时，专利文献1披露了由柱状透镜基板构成的光学片的透镜标记形成及标记读取方法、以及光学片和显示面板的层叠方法。如专利文献1的段落0054、图1C及图8B所示，光学片和显示面板的层叠方法是通过使片材保持头相对于显示面板倾斜而将由柱状透镜基板构成的光学片层叠到显示面板的方法。然而，随着从端部开始的层叠进行，片材保持头与显示面板之间的接触角度逐渐变小。因此，具有在层叠完成之前立即混入气泡的风险，预计光学片越大则混入其中的气泡的发生率越高。
另外，专利文献1的段落0061至0063及图1中也披露了一种方法，其通过使用具有圆弧状保持面的片材保持头使所保持的光学片与显示面板接触，并使片材保持头的旋转轴旋转的同时，使显示面板或旋转轴自身相对运动而与该旋转同步，由此从光学片的端部向相反侧的端部连续地将光学片层叠到显示面板。通过这种方法，光学片与显示面板之间的接触角度从层叠开始到结束始终恒定。因此，期望在如上所述的层叠刚要完成之前没有混入气泡的风险。但是，虽然由可无障碍地顺畅弯折的材料形成的膜片状光学片可被圆弧状保持面保持，但难以保持由高刚性材料形成的光学片。例如，用这种方法难以层叠由柱状透镜基板构成的光学片，该柱状透镜基板具有如玻璃那样的透明板材作为基本构件。
因此，可考虑下面的改善方案2，其对专利文献1的第一示例性实施方式中所示的片材保持头及面板台添加真空室和真空排气系统，并在比大气压低的减压下进行层叠。
具体而言，真空室形成为由一对上下分割的立方体真空室构成的分割结构，片材保持头设置在作为其中一个真空室的上侧腔室(上真空室)的内侧，面板台设置在作为另一个真空室的下侧腔室(下真空室)的内侧，在下真空室的侧面设置真空排气系统。另外，作为层叠工序，对将光学片层叠到显示面板的工序(参照专利文献1的段落0033的工序106)追加以下工序：当使片材保持头和面板台上下接近时，通过上真空室与下真空室之间的接触形成封闭空间作为真空室，然后，通过进行层叠之前的排气减小真空室内(片材保持头和面板台的周围)的压力。
通过这种改善方案2，期望能够层叠上述的由将透明板构件作为基材的柱状透镜基板构成的光学片。另外，所添加的真空室的内部尺寸仅需要比片材保持头及面板台的平面尺寸略大。因此，估计通过利用改善方案2实现的安装空间的扩大相对较小。
然而，在改善方案2中添加的真空室形成为上下二分的分割结构。因此，与一体结构的真空室相比，具有上下二分的部分的刚性劣化这样的结构上的问题。即，通过在下真空室的侧面设置真空排气系统的配管设备，由减压时的大气压产生的压缩力作为剪力作用于下真空室的侧面(水平方向)。这引起下真空室的变形。下真空室的变形引起面板台的错位。另外，该剪力使面板台的水平输送机构的定位精度恶化。特别地，当真空排气方向与要求层叠精度的方向大体一致时，例如，在如OCR那样的粘结剂的固化过程前后由于真空排气使层叠精度下降。
另外，在专利文献1所示的间接对准的情况下，需要分别拍摄光学基板及显示面板的各标记的图像。例如，在拍摄如本申请的图20B所示的光学基板的图像时图像摄像机存在于固定位置的情况下，为了拍摄光学基板内的多个部位上的标记，需要提供使光学基板移动的同时拍摄图像的工序以及设置高精度的输送机构。这导致由于输送机构的追加引起的装置框架的大型化，因此不仅成本提高而且安装空间增大。
另外，关于输送机构，在每个机构中必然存在称作对准精度的位置上的偏移(误差)。这意味着与层叠精度有关的输送机构的数量越多输送机构的位置上的偏移(误差)越积累，因而层叠精度逐渐地变差。本层叠装置要求微米级的层叠精度。因此，为了实现和维护该精度，期望得到输送机构的数量尽可能少的装置结构。
在专利文献6、专利文献7和专利文献8中，示出了使用直接对准方法的结构，其包括在光学基板和显示面板平行地空出间隔地相互面对的状态下拍摄基板的标记上的图像的装置。通过这种方法，当光学基板如上所述用作基板时，面板标记的位置由于光学基板上的光学元件(例如，柱状透镜)的折射作用而发生变化从而被观察到。因此，该方法在确保精度方面劣于间接对准。
另外，在专利文献3、专利文献6、专利文献7披露的技术及专利文献8的第二示例性实施方式中，需要根据标记摄像位置设置穿过真空室开口的透光性玻璃窗。因此，当改变面板尺寸时，需要添加透光性玻璃窗并修正窗的大小，因此成本提高。在专利文献8的第一示例性实施方式中，披露了不在真空室内设置透光性玻璃而在真空室内设置摄像机的结构。然而，如在专利文献4中所描述的，能够耐受真空环境的摄像机价格昂贵。另外，专利文献8的第三示例性实施方式示出了在真空环境下进行层叠的结构。然而，当将称作OCA的粘结膜用作层叠材料时，具有如上所述在光学基板与显示面板之间混入气泡的风险。
另外，在专利文献7中公开的技术中，透镜间距方向和真空排气方向与其图4中所示的方向相同。但是，透镜间距方向是要求层叠精度的方向。因此，在这种技术中，如上所述，由于真空排气，层叠精度下降。
因此，本发明的示例性目的是提供能够节省成本和空间的同时在层叠两个基板时以高精度进行层叠的基板层叠装置及基板层叠方法，并提供使用该基板层叠装置和基板层叠方法制造的高图像质量的立体图像显示装置。
发明内容
根据本发明的基板层叠装置包括：第一真空室，其包括第一开口；第一台座，其设置在所述第一真空室的所述第一开口内用以保持第一基板；第二真空室，其包括第二开口；第二台座，其设置在所述第二真空室的所述第二开口内用以保持第二基板；移动机构单元，其使所述第一真空室移动以使所述第一开口面向所述第二开口而能够形成封闭空间；图像拍摄单元，其设置在所述第一真空室的所述第一开口的外侧，从而通过所述移动机构单元而与所述第一真空室一起移动并拍摄保持于所述第二台座的所述第二基板的图像，来获得所述第二基板的位置信息；以及控制单元，其根据由图像拍摄单元获得的所述第二基板的位置信息，将保持于所述第一台座的所述第一基板层叠到所述第二基板。
根据本发明的所述基板层叠方法使用基板层叠装置，所述基板层叠装置包括：第一真空室，其包括第一开口；第一台座，其设置在所述第一真空室的所述第一开口内用以保持第一基板；第二真空室，其包括第二开口；第二台座，其设置在所述第二真空室的所述第二开口内用以保持第二基板；移动机构单元，其使所述第一真空室移动以使述第一开口面向所述第二开口而能够形成封闭空间；以及图像拍摄单元，其设置在所述第一真空室的所述第一开口的外侧，所述基板层叠方法包括：通过所述移动机构单元使所述图像拍摄单元与所述第一真空室一起移动；通过使用所述图像拍摄单元拍摄保持于所述第二台座的所述第二基板的图像，获得保持于所述第二台座的所述第二基板的位置信息；以及根据由此获得的所述第二基板的位置信息将保持于所述第一台座的所述第一基板层叠到所述第二基板。
通过使用根据本发明的基板层叠方法制造根据本发明的立体图像显示装置。
附图说明
图1A和图1B示出根据第一示例性实施方式的基板层叠装置，其中图1A 是俯视图，图1B是侧视图；
图2是示出图1A和图1B所示的基板层叠装置的动作的流程图；
图3A和图3B示出图1A和图1B所示的基板层叠装置的侧视图，其中图 3A示出图2中所示的步骤1的动作，图3B示出图2中所示的步骤2至步骤4 的动作；
图4A和图4B示出图1A和图1B所示的基板层叠装置的侧视图，其中图 4A示出图2中所示的步骤5～6的动作，图4B示出图2中所示的步骤7的动作；
图5A和图5B示出图1A和图1B所示的基板层叠装置的侧视图，其中图 5A示出图2中所示的步骤8的动作，图5B示出图2中所示的步骤9的动作；
图6A和图6B示出图1A和图1B中所示的基板层叠装置的侧视图，其中图 6A示出图2中所示的步骤10的动作，图6B示出图2中所示的步骤11的动作；
图7A和图7B示出图1A和图1B中所示的基板层叠装置的侧视图，其中图 7A示出图2中所示的步骤12的动作，图7B示出图2中所示的步骤13的动作；
图8A和图8B示出图1A和图1B中所示的基板层叠装置的侧视图，其中图 8A示出图2中所示的步骤14的动作，图8B示出图2中所示的步骤15的动作；
图9A和图9B示出图1A和图1B中所示的基板层叠装置的侧视图，其中图 9A示出图2中所示的步骤16的动作，图9B示出图1A和图1B中所示的基板层叠装置的控制系统的框图；
图10是示出在变型例的主要构成装置与第一示例性实施方式的结构之间进行的比较的列表的图表；
图11A和图11B示出根据第二示例性实施方式的基板层叠装置，其中图11A 是俯视图，图11B是侧视图；
图12A和图12B示出图11中所示的基板层叠装置的侧视图，其中图12A 示出图2中所示的步骤10的动作，图12B示出图2中所示的步骤11的动作；
图13A和图13B示出图11中所示的基板层叠装置的侧视图，其中图13A 示出图2中所示的步骤12的动作，图13B示出图2中所示的步骤13的动作；
图14是图11A和图11B中所示的基板层叠装置的侧视图，其示出图2中所示的步骤14的动作；
图15是示出第二示例性实施方式的纵向真空排气口的位置的平面图；
图16是示出水平方向的真空排气的影响的平面图；
图17是示出水平方向的真空排气的另一影响的平面图；
图18是示出根据第三示例性实施方式的立体显示装置的侧视图；
图19A是示出柱状透镜基板的示意性立体图，图19B是示出使用柱状透镜基板的显示装置的构成例和立体显示方法的示意图；和
图20A是示出作为透镜标记的非周期部的立体图，图20B是示出透镜标记读取方法的说明图。
具体实施方式
以下，参照附图对用于实施本发明的方式(以下称作“示例性实施方式”)进行说明。此外，在本说明书和附图中，对实质上相同的构成元件使用相同的附图标记。附图中的形状以容易被本领域的技术人员理解的方式图示，因此其尺寸和比率不一定与实际的尺寸和比率一致。
本说明书中的构成元件是所附权利要求的范围内的构成元件的例子，它们之间的对应关系如下。柱状透镜基板50是“光学基板”的示例，下真空室100是“第一真空室”，下表面板XYθ微动机构110是“精度确保机构”，下台座112是“第一台座”，下基板113是“第一基板”，上基板摄像机组120是“图像拍摄单元或第一摄像单元”，Y轴伺服机构130是“移动机构单元”，上真空室200是“第二真空室”，上台座212是“第二台座”，上基板213是“第二基板”，下基板摄像机组220 是“第二摄像单元”，真空排气安装/拆卸机构300及真空排气口310是“真空排气单元”。
＜第一示例性实施方式＞
图1A和图1B示出第一示例性实施方式的基板层叠装置10的结构的示例。图1A是当从Z轴方向观察时XY平面时的俯视图，图1B是从X轴方向观察 YZ平面时的侧视图。
将描述根据第一示例性实施方式的基板层叠装置的概要。基板层叠装置10 包括：具有第一开口101的第一真空室100；第一台座112，其通过设置在第一真空室100的第一开口101内来保持第一基板113；具有第二开口201的第二真空室200；第二台座212，其通过设置在第二真空室200的第二开口201内来保持第二基板213；移动机构单元130，其使第一真空室100移动，使得第一开口 101面向第二开口201而能够形成封闭空间600(图6A等)；图像拍摄单元120，其设置到第一真空室100的第一开口101的外侧，由此通过移动机构单元130与第一真空室100一起移动，并拍摄保持到第二台座212的第二基板213的图像，来获得第二基板201的位置信息；以及控制单元700(图9B)，其根据由图像拍摄单元120获得的第二基板213的位置信息，将保持到第一台座112的第一基板113与第二基板213层叠。
将说明本第一示例性实施方式的基板层叠方法的概要。本第一示例性实施方式的基板层叠方法使用基板层叠装置10，该基板层叠装置10包括：具有第一开口101的第一真空室100；第一台座112，其通过设置在第一真空室100的第一开口101内来保持第一基板113；具有第二开口201的第二真空室200；第二台座212，其通过设置在第二真空室200的第二开口201内来保持第二基板213；移动机构单元130，其使第一真空室100移动，使得第一开口101面向第二开口 201而能够形成封闭空间600(图6A等)；和图像拍摄单元120，其设置到第一真空室100的第一开口101的外侧，其中，通过移动机构单元130图像拍摄单元120与第一真空室100一起移动；通过使用图像拍摄单元120拍摄保持到第二台座212的第二基板213的图像，来获得被第二台座212保持的第二基板213 的位置信息，并且根据所获得的第二基板213的位置信息，将保持到第一台座 112的第一基板113层叠到第二基板213。
以下，详细说明第一示例性实施方式的基板层叠装置及基板层叠方法。
下真空室100及上真空室200沿Y轴方向设置，并且这些腔室以使上真空室200的Z值比下真空室100的Z值大的方式设置。下真空室100与Y轴伺服机构130连接，上真空室200与Z轴伺服机构230连接。Y轴伺服机构130能够使用由高精度滚珠丝杠、高精度导轨及伺服马达、以及例如线性标尺的高精度测量装置构成的高精度输送机构。期望选择对准精度在几微米级以内的装置。
下真空室100能够仅沿Y轴方向移动，上真空室200能够仅沿Z轴方向移动。即，下真空室100及上真空室200形成为不需要沿X轴方向移动的单轴移动结构。另外，包括上述设备和下述设备的所有的设备被构筑于平台150上。
在下真空室100的内侧设置作为精度确保机构的下表面板XYθ微动机构 110，并在其上设置下台座112。下台座112包括通过吸附或粘结对下基板113 进行固定的基板固定机构。作为下基板113，可使用显示面板。
另外，如图1A所例示，根据需要，还可以设置UV照射机构114。UV照射机构114设置在下表面板XYθ微动机构110的侧部的至少两个部位上，并且对下台座112的侧面水平地照射UV光。可调整和固定各UV照射机构114之间的空间。
在下真空室100的外侧(始终在大气压下的面)设置上基板摄像机组120。上基板摄像机组120由左上基板摄像机120a和右上基板摄像机120b这两个摄像机构成。左上基板摄像机120a和右上基板摄像机120b分别被设置在下真空室100的侧面的左右移动机构(图未示)保持，并且能够沿X轴方向微动。左上基板摄像机120a和右上基板摄像机120b的摄像方向是Z轴的值变大的方向并且是下真空室100的外侧。
换言之，上述的结构可描述如下。第一真空室100包括用于与第二真空室 200之间形成封闭空间600(图6A等)的移动机构单元130。第一真空室100 包括在未形成第一真空室100的封闭空间600(图6A等)的外侧读取第二基板 213的位置信息的第一图像拍摄单元120。第一图像拍摄单元120具有在未形成第一真空室100的封闭空间600(图6A等)的位置上拍摄第二基板213上的标记的图像、并从拍摄到的图像中提取位置信息的功能。
在上真空室200与下真空室100之间的接触部，为了确保两腔室接触后的气密性，期望设置由橡胶或树脂制成的O型环密封件。在上真空室200的内侧设置上表面板加压机构210，并在其上设置上台座212。上台座212包括通过吸附或粘结对上基板213进行固定的基板固定机构。作为上基板213，可以使用例如柱状透镜基板的光学基板。
基板层叠装置10还包括下基板摄像机组220、真空排气安装/拆卸机构300、以及真空排气泵(图未示)等。
下基板摄像机组220设置在位置Y2上，并由左下基板摄像机220a及右下基板摄像机220b这两个摄像机构成。
左下基板摄像机220a和右下基板摄像机220b分别被左右移动机构(图未示) 保持。左下基板摄像机220a和右下基板摄像机220b拍摄图像的方向是Z轴的值变小的方向。
真空排气安装/拆卸机构300形成为这样的结构，其与真空排气泵(图未示) 连接、包括气缸等水平移动机构、并且能够从设置在下真空室100的侧面上的真空排气口310拆卸。为了确保真空排气安装/拆卸机构300安装时的气密性，真空排气口310例如具有带O型环的凸缘口。真空排气安装/拆卸机构300具有与真空排气口310的凸缘口的尺寸相同尺寸的凸缘口。在通过气缸将真空排气安装/拆卸机构300向真空排气口310水平地压靠时，通过将被紧密配合的O型环的变形确保了气密性。
关于使用柱状透镜基板作为上基板213、使用显示面板作为下基板113的情况，参照图19A及图19B说明上基板213和下基板113的适当的布置。
在图19A中，将圆柱透镜51的布置方向、即透镜间距52的方向定义为x 方向。如图19B所示，左眼像素65a和右眼像素65b与各圆柱透镜51的焦点相对应地在x方向上交替地设置在显示面板64上。这意味着各圆柱透镜51和各像素(左眼像素65a及右眼像素65b)在x方向上完全一致。为了使观察者识别规定的立体图像，x方向上的层叠精度非常重要。同时，图19A所示的y方向上的层叠精度不要求像x方向上的精度那样高。这是因为圆柱透镜51具有在一个方向(x方向)上分配光的功能，因此该方向上的精度非常重要。将该x方向定义为“层叠精度优先方向”。
参照图1中所示的基板层叠装置10进行说明。下真空室100如上所述仅对 Y轴具有高精度输送机构(Y轴伺服机构130)。在该高精度输送机构中，在几微米的范围内存在称作定位精度的、输送设定值与实际输送位置之间的误差。然而，为了确保高的层叠精度，期望尽可能抑制定位精度的影响。因此，期望以使层叠精度优先方向(x方向、即图19A中所示的圆柱透镜51的布置方向及图19B中所示的左眼像素65a和右眼像素65b的设置方向)与作为高精度输送机构的移动方向的Y轴不同的方式，设置柱状透镜基板50及显示面板64。另外，更优选地，层叠精度优先方向和与Y轴正交的X轴平行。这是因为采用X 轴，则对Y轴的定位精度的影响最小。
下面详细描述，基板层叠装置10的动作的概要如下。下真空室100将下基板113安装在位置Y1。下基板摄像机组220设置在位置Y2。安装有下基板113 的下真空室100移动到位置Y2附近，下基板摄像机组220拍摄下基板113的标记的图像。然后，下表面板XYθ微动机构110根据标记摄像结果进行动作，并且下真空室100向位置Y3移动。接下来，安装有上基板213的上真空室200从位置Z1向位置Z2移动，并由上真空室200和下真空室100形成封闭空间。接下来，真空排气安装/拆卸机构300沿Y轴方向移动而与下真空室100连接，并进行封闭空间内的排气。在排气完成之后，上表面板加压机构210进行规定的加压动作，由此完成下基板113和上基板213的层叠。在此，下真空室100的位置Y1和Y3是上基板摄像机组120的摄像机视野中心坐标。
图9B中所示的控制单元700例如由计算机及其程序构成，并电连接到下表面板XYθ微动机构110、上基板摄像机组120、Y轴伺服机构130、上表面板加压机构210、下基板摄像机组220、Z轴伺服机构230、真空排气安装/拆卸机构 (包括真空排气泵)300等。基板层叠装置10的全部或一部分的动作也可通过控制单元700的程序实现。本程序可记录在例如光盘、半导体存储器等非临时性存储介质中。这种情况下，本程序通过计算机从存储介质中读出并执行。
图2示出了基板层叠装置10的动作的流程图。
步骤1是将上基板213载置在下台座112上的步骤。如图3A所示，下真空室100位于作为基板保持位置的位置Y1，将上基板外部定位工具115安装到下台座112上。然后，使上基板213的侧面在纵向和横向上与上基板外部定位工具115接触的同时，将上基板213载置在下台座112上。接下来，利用吸附或粘结通过基板固定机构将上基板213固定到下台座112。
步骤2是使下真空室100向作为封闭空间形成位置的位置Y3移动的步骤。如图3B所示，通过Y轴伺服机构130使位置Y1处的下真空室100向位置Y3 移动。
步骤3是降低上真空室200并使上基板213在上台座212上移动的步骤。如图3B所示，通过Z轴伺服机构230使位于位置Z1和位置Y3的上真空室200 降低到位置Z2。位置Z2是上台座212的表面与上基板213的表面接触的位置。由此，利用吸附或粘结通过基板固定机构将上基板213固定到上台座212。接下来，使上基板213与下台座112分离。此时，当下台座112的基板固定机构是吸附方式时，通过吸附断开动作使上基板213与下台座112分离。另外，当下台座112的基板固定机构是粘结方式时，通过将上台座212的粘结力设定得比下台座112的粘结力更强，使上基板213与下台座112分离。
步骤4是使上真空室200上升的步骤。如图3B所示，当通过Z轴伺服机构 230将上真空室200从位置Z2向位置Z1提升时，上基板213被上台座212保持的同时被提升。
步骤5是使下真空室100向位置Y1移动的步骤。如图4A所示，通过Y轴伺服机构130使下真空室100从位置Y3向位置Y1移动。
步骤6是在步骤5的中途通过设置于下真空室100的上基板摄像机组120 测量上基板213的对准标记的间距的步骤。如图4A所示，通过Y轴伺服机构 130使下真空室100从位置Y3向位置Y4水平地移动。在位置Y4，设置于下真空室100的上基板摄像机组120的视野121的中心与上基板213的第一上基板对准标记213a一致。在上基板摄像机组120停止在位置Y4之后，通过使用左上基板摄像机120a及右上基板摄像机120b拍摄第一上基板对准标记213a的左右标记的图像，并通过与上基板摄像机组120连接的图像识别装置(例如，图 9B中所示的控制单元700)获取第一上基板对准标记213a的位置。接下来，通过Y轴伺服机构130使下真空室100从位置Y4向位置Y5水平地移动。与位置 Y4的情况同样，在位置Y5上，设置于下真空室100的上基板摄像机组120的视野121的中心与上基板213的第二上基板对准标记213b一致。在上基板摄像机组120停止在位置Y5之后，通过使用左上基板摄像机120a及右上基板摄像机120b拍摄第二上基板对准标记213b的左右标记的图像，并通过与上基板摄像机组120连接的图像识别装置(例如，图9B中所示的控制单元700)获取第二上基板对准标记213b的位置。
如所述的，在步骤6中，与下真空室100从位置Y3返回到位置Y1的步骤 5的动作同步地，进行上基板213的对准动作。因此，步骤6是没有冗余的有效步骤。
步骤7是将下基板113载置在下台座112上的步骤。如图4B所示，从下台座112取下上基板外部定位工具115，并将下基板外部定位工具116安装到下台座112。然后，使下基板113的侧面在纵向和横向上与下基板外部定位工具116 接触的同时，将下基板113载置在下台座112上。在下基板113的上表面，层叠称作OCA的粘结膜或施加称作OCR的粘结剂(图未示)。接下来，通过基板固定机构利用吸附或粘结将下基板113固定到下台座112。
步骤8是通过下基板摄像机组220测量下基板113的对准标记的间距的步骤。如图5A所示，通过Y轴伺服机构130使下真空室100从位置Y1向位置 Y6水平地移动。在位置Y6，下基板摄像机组220的视野221的中心与下基板 113的第一下基板对准标记113a一致。下真空室100停止在位置Y6，通过使用左下基板摄像机220a及右下基板摄像机220b拍摄第一下基板对准标记113a的左右标记的图像，并通过与下基板摄像机组220连接的图像识别装置(例如，图9B中所示的控制单元700)获取第一下基板对准标记113a的位置。接下来，通过Y轴伺服机构130使下真空室100从位置Y6向位置Y7水平地移动。与位置Y6的情况相同，在位置Y7，下基板摄像机组220的视野221的中心与下基板113的第二下基板对准标记113b一致。在下真空室100停止在位置Y7之后，通过使用左下基板摄像机220a及右下基板摄像机220b拍摄第二下基板对准标记113b的左右标记的图像，并通过与下基板摄像机组220连接的图像识别装置 (例如，图9B中所示的控制单元700)获取第二下基板对准标记113b的位置。
步骤9是通过下表面板XYθ微动机构110调整下基板113的水平位置的步骤。如图5B所示，通过使用由步骤6、步骤8得到的第一上基板对准标记213a、第二上基板对准标记213b、第一下基板对准标记113a及第二下基板对准标记 113b的各自的位置，计算对准标记相对于间距的测量值的XYθ水平偏移量，使下表面板XYθ微动机构110沿消除XYθ水平偏移量的方向移动，并使下表面板 XYθ微动机构110上的下基板113的位置沿水平方向微动。下表面板XYθ微动机构110形成为能够进行以0.1μm为单位沿XY方向的移动以及以0.0001度为单位的θ旋转的高精度的驱动机构。
步骤10是通过将上真空室200与下真空室100连接来形成封闭空间600的步骤。如图6A所示，通过Y轴伺服机构130使下真空室100从位置Y7向位置 Y3水平地移动。接下来，通过Z轴伺服机构230使上真空室200从位置Z1下降到位置Z3。位置Z3是比位置Z2高几个mm至几十mm的位置，并且在上基板213与下基板113之间设置微小的间隙。然后，通过下压机构(图未示)将上真空室200压靠至下真空室100。上真空室200与下真空室100之间的接触部分通过由橡胶或树脂制成的O型环密封件密封来确保气密性。
步骤11是真空室内部的排气的步骤。如图6B所示，将真空排气安装/拆卸机构300与设置在下真空室100的侧面的真空排气口310连接，并通过使用与真空排气安装/拆卸机构300连接的真空泵(图未示)吸附由上真空室200和下真空室100形成的封闭空间600的空气来达到真空状态。此时，如上所述，通过利用气缸将具有与真空排气口310的尺寸相同的尺寸的凸缘口的真空排气安装/拆卸机构300压靠到真空排气口310的带O型环的凸缘口，能够以高气密性将这些腔室连接。
步骤12是连接上基板213和下基板113的步骤。如图7A所示，在由上真空室200和下真空室100形成的封闭空间600内的真空度达到目标值之后，通过上表面板加压机构210加压并连接上基板213和下基板113。上表面板加压机构210通过气缸或液压机构被提供大约0.1MPa至1.0MPa的加压力。
步骤13是通过UV照射机构114照射UV光的步骤。该步骤是使用称作OCR 的UV硬化树脂作为层叠材料的情况。在使用称作OCA的粘结膜作为层叠材料的情况中，不需要该步骤。如图7B所示，在使用UV硬化树脂作为用于连接上基板213和下基板113的接合材料的情况下，在上基板213和下基板113接触之后，通过UV照射机构114照射UV光，由此设置在上基板213与下基板113 之间的UV硬化树脂硬化。由此，将这些基板连接。
步骤14是释放真空室中的空气的步骤。如图8A所示，将设置在下真空室 100的侧面的真空排气口310与真空排气安装/拆卸机构300之间的连接解除。由此，上真空室200和下真空室100之间形成的封闭空间600由于从真空排气口310和真空排气安装/拆卸机构300之间的间隙导入空气而成为常压状态。在例如步骤11中通过气缸将真空排气安装/拆卸机构300水平地压靠到真空排气口 310的情况下，通过使气缸反向运动能够解除真空排气口310与真空排气安装/ 拆卸机构300之间的连接。
步骤15是将上真空室200和下真空室100之间的加压解除从而使这些腔室分离的步骤。如图8B所示，将由上表面板加压机构210施加的压力解除，从而通过Z轴伺服机构230将上真空室200从位置Z3提升到位置Z1。此时，当上台座212的基板固定机构释放时，将由上基板213和下基板113层叠得到的层叠基板400载置在下台座112上。
步骤16是取出层叠基板400的步骤。如图9A所示，通过Y轴伺服机构130 使下真空室100从位置Y3向位置Y1移动。接下来，将下台座112的基板固定机构释放，并取出层叠基板400。
通过步骤1至16的动作，能够在真空环境下层叠上基板213和下基板113。由此，能够获得以高对准精度层叠的层叠基板400，其没有混入到层叠面的气泡。
另外，下真空室100和上真空室200相互面对的方向不限于与作为上下方向的Z轴方向平行的方向，而可以是与X轴方向和Y轴方向平行的方向、或者相对于XYZ轴的任意的方向。
如上所述，利用基板层叠装置10，通过采用如下的结构，能够节省空间并且通过减少机械部件的个数能够削减成本，在该结构中，将用于拍摄固定到上真空室200的上基板213的图像的上基板摄像机组120设置于下真空室100、并通过与下真空室100同步的动作拍摄上基板213的第一上基板对准标记213a及第二上基板对准标记213b的图像。
在此，假设下真空室100和上基板摄像机组120是分离且独立的结构。在这种情况下，在作为测量第一上基板对准标记213a和第二上基板对准标记213b 的间距的步骤的步骤6中，需要在X轴或Y轴上设置用于使上基板摄像机组120 移动到第一上基板对准标记213a及第二上基板对准标记213b的位置的高精度机械部件和控制设备。由此，成本提高，同时需要设置机械部件和控制设备的空间。这阻碍了空间的节省。同时，在基板层叠装置10的结构中下真空室100 和上基板摄像机组120一体化，因此不会产生这种问题。
在相关技术中，当存在多种类型的上基板的尺寸时，需要根据真空室内的上基板的标记摄像位置来修正由透光性玻璃形成的窗的数量和大小。另外，在相关技术中，需要使用耐受真空环境的摄像机。同时，在基板层叠装置10的结构中，当上基板213的尺寸存在多种类型时，可以通过使设置在下真空室100 的侧面的左右移动机构移动，根据基板尺寸调整左上基板摄像机120a和右上基板摄像机120b之间的空间。因此，根据基板层叠装置10，与相关技术不同，即使上基板的尺寸存在多种类型时，也不需要进行修正，并且不需要使用耐受真空环境的摄像机。因此，能够削减成本。
虽然在第一示例性实施方式中说明了使用两个摄像机作为上基板摄像机组 120的情况，但摄像机的数量不限于此。也可以根据上基板213的对准标记仅使用一个或三个或多于三个的摄像机。另外，尽管步骤6示作测量例如第一上基板对准标记213a和第二上基板对准标记213b的两个对准标记的间距的步骤，但该步骤不限于此。当上基板213中具有三个或多于三个的对准标记的情况下，可以对各对准标记通过Y轴伺服机构130依次地使上基板摄像机组120水平移动来拍摄其图像，并可通过上述的图像识别装置获取对准标记的位置。另外，关于Y轴伺服机构130，例如可使用激光干涉的测量设备替换线性标尺，只要能够维持规定的精度，则可以使用任意的类型。
另外，下真空室100和上真空室200形成为不需要沿X轴方向移动的单轴移动结构。因此，除了节省空间和减小部件的成本以外，由于对单轴仅需要与高精度相对应的组装和调整步骤，因此这种结构有利于进一步降低成本。
换言之，根据第一示例性实施方式，通过采用将第一图像拍摄单元设置于第一真空室并通过与第一真空室同步的动作拍摄第二基板的对准标记的图像的结构，能够节省空间，能够通过减小机械部件的数量降低成本，并能够实现高精度。
＜变型例＞
虽然第一示例性实施方式采用了使用下真空室作为第一真空室、使用上真空室作为第二真空室、以及对第一真空室设置用于拍摄固定到第二真空室的上基板的图像的摄像机的例子，但本发明的结构不限于此。例如，也可以采用使用上真空室作为第一真空室、使用下真空室作为第二真空室、以及对第一真空室设置用于拍摄固定到第二真空室的下基板的图像的摄像机的结构。这种结构将在下面作为变型例进行说明。
图10是在变型例的主要的构成元件与第一示例性实施方式的构成元件之间进行比较的一览表。如图10所示，变型例是使用上真空室作为第一真空室、使用下真空室作为第二真空室、以及对第一真空室设置用于拍摄固定到第二真空室的下基板的图像的作为第一图像拍摄单元的下基板摄像机组的结构。即，本变型例是将第一示例性实施方式的上侧和下侧颠倒的结构。
但是，在本变型例中，步骤1、步骤7中所述的将基板载置在各台座上的步骤中如果采用与本第一示例性实施方式相同的动作则根据层叠材料的种类有可能发生不良情况。例如，在层叠材料是OCA的情况下，与第一示例性实施方式的情况相同，在步骤1中将作为第二基板的光学基板搭载在第一台座(上台座) 上，在步骤7中将层叠有OCA的作为第一基板的显示面板载置在第一台座(上台座)上，并将这些基板层叠。然而，在层叠材料是OCR的情况下，如果在步骤1中将光学基板载置在第一台座(上台座)上并在步骤7中将涂覆有OCR的显示面板载置在第一台座(上台座)上，则涂覆有OCR的显示面板的表面朝向下侧。因此，由于重力的影响，具有OCR材料落下的可能。
因此，在本变型例的结构中，当使用OCR作为层叠材料时，以下的方法有效。第一方法是改变对基板进行载置的顺序使得在步骤1中载置涂覆了OCR的显示面板并在步骤7中载置光学基板来进行层叠的方法。第二方法是不对显示面板侧涂覆OCR而对光学基板侧涂覆OCR、在步骤1中将涂覆有OCR的光学基板载置在第一台座(上台座)上、以及在步骤7中将显示面板载置在第一台座(上台座)上的层叠方法。如上所述，当采用变型例的结构时，期望选择上述的两种方法。由此，在本变型例中也能实现与第一示例性实施方式的效果相同的效果。
作为根据本发明的示例优点，本发明通过采用将图像拍摄单元设置于第一真空室并通过与第一真空室同步的动作拍摄第二基板的图像来获得位置信息的结构，通过减小空间和机械部件的数量能够实现低成本和高精度。
＜第二示例性实施方式＞
图11示出了根据第二示例性实施方式的基板层叠装置20的结构的示例。在基板层叠装置20中，图1中所示的根据第一示例性实施方式的基板层叠装置 10的真空排气安装/拆卸机构300和真空排气口310被纵向真空排气安装/拆卸机构500和纵向真空排气口510替换。基板层叠装置20的其他结构与基板层叠装置10的结构相同，因此省略其说明。
基板层叠装置20的动作的流程图与图2中所示的流程图相同。但是，与本第二示例性实施方式的特有结构有关的动作、即作为从上真空室200与下真空室100之间的封闭空间的真空排气到下基板113与上基板213的层叠的动作的步骤10～16，将参照图11至图14进行说明。
步骤10是连接上真空室200和下真空室100的步骤。在示出步骤10的图 12A中，用真空排气安装/拆卸机构500及真空排气口510取代示出第一示例性实施方式的步骤10的图6A中的真空排气安装/拆卸机构300及真空排气口310。其他的结构和动作与图6A中所示的结构和动作相同。
步骤11是真空室内部的排气的步骤。如图12B所示，将纵向真空排气安装 /拆卸机构500连接到设置在下真空室100的底面上的纵向真空排气口510，通过使用与纵向真空排气安装/拆卸机构500连接的真空泵(图未示)，吸附由上真空室200和下真空室100形成的封闭空间600的空气来达到真空状态。例如，为了确保纵向真空排气安装/拆卸机构500安装时的气密性，纵向真空排气口510 包括带O型环的凸缘口。纵向真空排气安装/拆卸机构500具有与纵向真空排气口510的凸缘口的尺寸相同尺寸的凸缘口。通过利用气缸将纵向真空排气安装/ 拆卸机构500在Z轴方向压靠到纵向真空排气口510，能够通过将紧密配合的 O型环的变形，确保气密性。将纵向真空排气安装/拆卸机构500压靠到纵向真空排气口510的方向和减压排气时产生的吸附力的方向仅在Z轴方向上起作用。
另一方面，利用上述第一示例性实施方式，如图6B和图16所示，通过气缸将真空排气安装/拆卸机构300水平压靠到设置于下真空室100的侧面的真空排气口310。在这种结构中，假设真空排气安装/拆卸机构300相对于X轴方向的中心线和下真空室100相对于X轴方向的中心线X1一致。在这种情况下，关于气缸的推压力f1和由于减压产生的吸附力f2，发现推压力f1作用于－Y侧，吸附力f2作用于+Y侧，它们的合力作用于下真空室100。因此，由该合力产生Y轴伺服机构130的错位，因此Y轴精度降低。
另外，图17中所示的例子是真空排气安装/拆卸机构300相对于X轴方向的中心线X2与下真空室100相对于X轴方向的中心线X1不一致的情况。在这种情况下，由于推压力f1和吸附力f2的合力，剪力作用于下真空室100的XY 平面。因此，下真空室100稍微旋转，使得下基板113的位置精度进一步下降。特别地，如参照图19A及图19B在前面所述，除了在XY轴上存在层叠精度优先方向的情况以外，当使用具有对XY轴来说向两个方向分配光的功能的复眼透镜、两个柱状透镜或液晶透镜等光学基板时，期望避免这样的精度降低的结构。
同时，通过采用将纵向真空排气安装/拆卸机构500在Z轴方向压靠到下真空室100的结构，XY轴方向上的力不作用于下真空室100。因此，可以抑制对于XY平面的错位以及由于剪力产生的旋转。因此，在步骤9中，载置在作为精度确保机构的下表面板XYθ微动机构110上的存在于XY平面上的下基板113 能够被维持在完成微动水平位置的调整的位置上。因此，对上基板213没有移位的影响。
如图15所示，纵向真空排气口510在XY平面上的位置期望位于由在下真空室100的外周部中的Y轴伺服机构固定单元131的交点131a、131b、131c、 131d组成的多边形的重心及其附近。在此，“附近”示出底面尺寸的20％的范围。其原因将在下面进行说明。
当纵向真空排气口510的位置与上述的重心大幅分离时，由于基于推压力和吸附力的合力F的施加于下真空室100的底面上的Z轴方向的应力，发生下真空室100相对于XY平面的倾斜。因此，存在上基板213和下基板113的层叠的压力分布不均匀的担忧。
通过对层叠压力分布的均匀性研究，发现，当纵向真空排气口510在XY 平面上的位置大概位于与下真空室100的底面中央部距离底面尺寸的20％的范围内时，则能够获得期望的均匀性。在纵向真空排气口510不能设置在多边形的重心位置上时、例如在存在Y轴伺服机构130的部件的干涉或存在下表面板 XYθ微动机构110的部件等的情况下，这种可允许的范围是有效的。另外，在具有插入到下真空室100与Y轴伺服机构固定单元131之间的部件(图未示) 的情况下，由该插入的部件和Y轴伺服机构固定单元131的交点131a、…组成的多边形的重心可取代上述的重心。
使用这种结构对于真空设备的成本减小和空间节省是有效的。通常，为了连接第二示例性实施方式的可移动的下真空室100和真空泵，使用挠曲管。作为挠曲管的例子，具有考虑了Y轴伺服机构130的最大移动尺寸和最少弯曲半径确定的长度的、真空管用软管、波纹管等。这种挠曲管需要容纳空间。作为容纳空间，可考虑沿着Y轴伺服机构130的移动方向在下真空室100的附近在平台150上设置空间的例子。
与通常的结构不同，由于将纵向真空排气安装/拆卸机构500在Z轴方向上压靠到下真空室100的结构，第二示例性实施方式对于挠曲管的长度仅需要考虑纵向真空排气安装/拆卸机构500的拆卸冲程的长度。因此，能够减小真空设备的成本。同时，由于能够将挠曲管设置在下真空室100的占有区域的一部分中，因此可以减小平台150的尺寸。因此，与通常的真空管的构成例的情况相比，在第二示例性实施方式中能够减小真空设备的成本并节省空间。
步骤12是连接上基板213和下基板113的步骤。在示出步骤12的图13A 中，使用纵向真空排气安装/拆卸机构500及纵向真空排气口510取代示出第一示例性实施方式的步骤12的图7A中的真空排气安装/拆卸机构300及真空排气口310。其他的结构和动作与图7A中所示的结构和动作相同。
步骤13是通过UV照射机构114照射UV光的步骤。在示出步骤13的图 13B中，示出第一示例性实施方式的步骤13的图7B中的真空排气安装/拆卸机构300和真空排气口310被纵向真空排气安装/拆卸机构500和纵向真空排气口 510取代。其他的结构和动作与图7B中所示的结构和动作相同。
步骤14是释放真空室中的空气的步骤。如图14所示，将设置在下真空室 100的底面上的纵向真空排气口510与纵向真空排气安装/拆卸机构500之间的连接解除。由此，上真空室200与下真空室100之间形成的封闭空间600由于从纵向真空排气口510与纵向真空排气安装/拆卸机构500之间的间隙导入空气，而成为常压状态。例如，当在步骤11中通过气缸将纵向真空排气安装/拆卸机构 500水平压靠到纵向真空排气口510的情况下，通过使气缸反向运动，能够解除纵向真空排气口510与纵向真空排气安装/拆卸机构500之间的连接。
以上，第二示例性实施方式采用了以下例子：使用下真空室作为第一真空室、使用上真空室作为第二真空室、将精度确保机构所存在的平面(XY平面) 视作精度优先方向(X轴、Y轴)，对由第一真空室和第二真空室构成的封闭空间进行排气的方向是与精度优先方向(X轴、Y轴)不同的Z轴方向。但是，本发明不限于该结构。例如，在将精度确保机构所存在的平面视作对XYZ轴包括任意两个方向的平面的情况下，对由第一真空室和第二真空室构成的封闭空间进行排气的方向优选是与所述任意两个方向不同的方向，更优选是与所述任意两个方向正交的方向。另外，虽然在第二示例性实施方式中采用通过将第一真空室作为真空室进行用于真空室的排气的连接的结构，但本发明不限于该情况。也可以采用通过第二真空室进行用于真空室的排气的连接的结构。
根据第二示例性实施方式，如在其结构和包括步骤11的动作中所述的，通过将真空排气单元设置在真空室下，能够降低真空设备的成本并节省空间，并且，由于水平方向上的剪力不作用于上真空室和下真空室，因此还能够确保精度。第二示例性实施方式的其他的结构、操作和效果与第一示例性实施方式相同。
换言之，第二示例性实施方式使得通过将真空排气单元设置在真空室下能够降低成本并节省空间，并且由于水平方向上的剪力不作用于第一真空室和第二真空室，还能够确保精度。另外，虽然在第一示例性实施方式和第二示例性实施方式中示出了精度确保机构被设置于作为真空室的第一真空室的结构，但本发明不限于该情况。还可以采用精度确保机构被设置于第二真空室的结构。＜第三示例性实施方式＞
图18是示出使用根据第一和第二示例性实施方式的基板层叠装置经由层叠材料61将作为光学基板的柱状透镜基板50层叠到显示面板64上的立体图像显示装置40的概略图。由于如上所述光学基板和显示面板以微米级被层叠，因此能够显示极高图像质量的立体图像。
虽然第三示例性实施方式采用使用柱状透镜基板作为光学基板的情况，但在使用视差屏障基板、复眼透镜基板、液晶透镜基板等作为光学基板的情况下也能够获得与使用柱状透镜基板的情况相同的效果。另外，作为显示面板，可以使用液晶显示面板、有机EL面板等光电元件。另外，作为显示面板，不仅平面面板而且非平面面板也能够应用于本发明。该情况下，作为第一和第二示例性实施方式的第一台座和第二台座，可以使用具有与显示面板和光学基板的表面形状相符的表面形状的台座。
换言之，根据第三示例性实施方式，通过由第一和第二示例性实施方式实现的高精度层叠，能够提高3D显示质量。
以上，虽然参照各示例性实施方式对本发明进行了说明，但本发明不仅限于上述各示例性实施方式的结构和动作，而且当然包括在本发明的范围内本领域的技术人员能够想到的各种变型和变更。另外，本发明包括通过将上述各示例性实施方式的结构的一部分或全部适当地相互组合而得到的结构。
虽然示例性实施方式的一部分或全部可总结如下，但本发明不仅限于下面的结构。
＜补充注释1＞最小结构(第一示例性实施方式)
一种基板层叠装置，包括：
第一真空室，其包括第一开口；
第一台座，其设置在所述第一真空室的所述第一开口内用以保持第一基板；
第二真空室，其包括第二开口；
第二台座，其设置在所述第二真空室的所述第二开口内用以保持第二基板；
移动机构单元，其使所述第一真空室移动以使所述第一开口面向所述第二开口而能够形成封闭空间；
图像拍摄单元，其设置在所述第一真空室的所述第一开口的外侧，从而通过所述移动机构单元而与所述第一真空室一起移动并拍摄保持于所述第二台座的所述第二基板的图像，来获得所述第二基板的位置信息；以及
控制单元，其根据由图像拍摄单元获得的所述第二基板的位置信息，将保持于所述第一台座的所述第一基板层叠到所述第二基板。
＜补充注释2＞第一示例性实施方式(第一真空室可单轴移动)
如补充注释1所述的基板层叠装置，其中，
当将所述第一台座的基板保持面和所述第二台座的基板保持面定义为XY 平面，并将与XY平面正交的方向定义为Z方向时，所述第一真空室的移动方向仅是XY平面上的任意的单轴方向。
＜补充注释3＞第一示例性实施方式(第一真空室的移动方向的限定)
如补充注释2所述的基板层叠装置，其中，
当在层叠所述第一基板和所述第二基板时存在对于层叠精度优先的方向，且该方向被定义为层叠精度优先方向时，所述第一真空室的移动方向是与所述层叠精度优先方向不同的方向。
＜补充注释4＞第一示例性实施方式(第一真空室的移动方向的限定2)
如补充注释3所述的基板层叠装置，其中，
所述第一真空室的移动方向与所述层叠精度优先方向正交。
＜补充注释5＞第一示例性实施方式(第二真空室的移动方向的限定1)
如补充注释2至4中任一项所述的基板层叠装置，其中，
在所述XY平面上不存在所述第二真空室的移动方向。
＜补充注释6＞第一示例性实施方式(第二真空室的移动方向的限定2)
如补充注释2至5中任一项所述的基板层叠装置，其中，
所述第二真空室的移动方向仅是所述Z方向。
＜补充注释7＞第一示例性实施方式(第一真空室＝下真空室、第二真空室＝上真空室)
如补充注释1至6中任一项所述的基板层叠装置，其中，
所述第一真空室是设置在所述封闭空间的下侧的真空室，且
所述第二真空室是设置在所述封闭空间的上侧的真空室。
＜补充注释8＞第一和第二示例性实施方式(真空排气方向)
一种基板层叠装置，包括：
第一真空室，其包括第一开口；
第一台座，其设置在所述第一真空室的所述第一开口内用以保持第一基板；
第二真空室，其包括第二开口；以及
第二台座，其设置在所述第二真空室的所述第二开口内用以保持第二基板，
其中，通过减小由使所述第一开口面向所述第二开口而形成的封闭空间的压力将第一基板和第二基板层叠，所述基板层叠装置还包括：
真空排气单元，其与所述第一真空室或所述第二真空室连接，并进行所述封闭空间的减压排气，其中，
当层叠所述第一基板和所述第二基板时存在使层叠精度优先的方向，并将该方向定义为层叠精度优先方向时，基于所述真空排气单元的减压排气方向是与所述层叠精度优先方向不同的方向。
＜补充注释9＞第一和第二示例性实施方式(真空排气方向2)
如补充注释8所述的基板层叠装置，其中，
在所述第一台座或所述第二台座上设置精度确保机构，
将精度确保机构操作的方向定义为层叠精度优先方向，以及
所述减压排气方向是与所述层叠精度优先方向不同的方向。
＜补充注释10＞第一和第二示例性实施方式(真空排气方向3)
如补充注释8或9所述的基板层叠装置，其中，
所述层叠精度优先方向与所述减压排气方向大致正交。
＜补充注释11＞第一示例性实施方式(第一真空室的移动方向的限定)
如补充注释8至10中任一项所述的基板层叠装置，其中，
所述第一真空室的移动方向与所述减压排气方向大致平行。
＜补充注释12＞第二示例性实施方式(第二真空室的移动方向的限定1)
如补充注释8至11中任一项所述的基板层叠装置，其中，
所述第二真空室的移动方向仅是所述减压排气方向。
＜补充注释13＞第二示例性实施方式(第一真空室＝下真空室、第二真空室＝上真空室)
如补充注释8至12中任一项所述的基板层叠装置，其中，
所述第一真空室是设置在所述封闭空间的下侧的真空室，以及
所述第二真空室是设置在所述封闭空间的上侧的真空室。
＜补充注释14＞
如补充注释1至13中任一项所述的基板层叠装置，其中，
所述第一基板是光学基板和显示面板中的一者，以及
所述第二基板是光学基板和显示面板中的另一者。
＜补充注释15＞
一种使用基板层叠装置的基板层叠方法，所述基板层叠装置包括：
第一真空室，其包括第一开口；
第一台座，其设置在所述第一真空室的所述第一开口内用以保持第一基板；
第二真空室，其包括第二开口；
第二台座，其设置在所述第二真空室的所述第二开口内用以保持第二基板；
移动机构单元，其使所述第一真空室移动以使述第一开口面向所述第二开口而能够形成封闭空间；以及
图像拍摄单元，其设置在所述第一真空室的所述第一开口的外侧，
所述基板层叠方法包括：
通过所述移动机构单元使所述图像拍摄单元与所述第一真空室一起移动；
通过使用所述图像拍摄单元拍摄保持于所述第二台座的所述第二基板的图像，获得所述第二基板的位置信息；以及
根据由此获得的所述第二基板的位置信息将保持于所述第一台座的所述第一基板层叠到所述第二基板。
＜补充注释16＞第一示例性实施方式(图像拍摄步骤)
一种使用基板层叠装置的基板层叠方法，所述基板层叠装置包括：
第一真空室，其具有保持第一基板的第一台座；
第二真空室，其具有保持第二基板的第二台座；以及
图像拍摄单元，其设置于所述第一真空室并读取所述第二基板的位置信息，其中，当将所述第一台座的基板保持面和所述第二台座的基板保持面定义为XY 平面，并将与XY平面正交的方向定义为Z方向时，所述第一真空室的移动方向仅是XY平面上的任意的单轴方向；并且通过减小由所述第一真空室和所述第二真空室形成的封闭空间内的压力，层叠所述第一基板和所述第二基板，
所述基板层叠方法包括：
第一步骤，使所述第一真空室位于基板保持位置并且使所述第二基板保持于所述第一台座；
第二步骤，使包括所述第二基板的所述第一真空室从所述基板保持位置沿着所述移动方向移动至所述第二真空室在所述Z方向上所在的封闭空间形成位置；
第三步骤，使所述第二真空室在所述Z方向上下降，并使所述第二基板从所述第一台座移动至所述第二台座；
第四步骤，使所述第二真空室在所述Z方向上升；
第五步骤，使所述第一真空室从所述封闭空间形成位置返回到所述基板保持位置；以及
第六步骤，当实施所述第五步骤时，通过与所述第一真空室一体化的所述图像拍摄单元，拍摄所述第二基板的标记的图像。
＜补充注释17＞第一示例性实施方式(第一图像拍摄单元的控制单元)
如补充注释16所述的基板层叠方法，其中，
在所述第六步骤中，所述图像拍摄单元沿着所述第一真空室的移动方向在至少两个位置上拍摄所述第二基板的标记的图像。
＜补充注释18＞第三示例性实施方式
一种使用如补充注释15至17中任一项所述的基板层叠方法制造的立体图像显示装置。
＜补充注释21＞最小结构(第一示例性实施方式)
一种基板层叠装置，包括：
第一真空室，其具有保持第一基板的第一台座；以及
第二真空室，其具有保持第二基板的第二台座，
其中，通过减小由所述第一真空室和所述第二真空室形成的封闭空间内的压力，使用粘结膜或粘结剂层叠所述基板，所述基板层叠装置还包括：
移动机构，其设置于所述第一真空室，用以与所述第二真空室之间形成封闭空间；以及
第一图像拍摄单元，其设置在未形成所述封闭空间的所述第一真空室外侧并读取所述第二基板的位置信息，其中，
所述第一图像拍摄单元包括在所述第一真空室的未形成所述封闭空间的位置上拍摄所述第二基板的标记并从拍摄的图像提取位置信息的功能。
＜补充注释22＞第一示例性实施方式(第一真空室可单轴移动)
如补充注释21所述的基板层叠装置，其中，
当将所述第一台座的基板保持面和所述第二台座的基板保持面定义为XY 平面，并将与XY平面正交的方向定义为Z方向时，所述第一真空室的移动方向仅是XY平面上的任意的单轴方向。
＜补充注释23＞第一示例性实施方式(第一真空室的移动方向的限定)
如补充注释22所述的基板层叠装置，其中，
当在层叠所述第一基板和所述第二基板时存在使层叠精度优先的方向，且该方向被定义为层叠精度优先方向时，所述第一真空室的移动方向是与所述层叠精度优先方向不同的方向。
＜补充注释24＞第一示例性实施方式(第一真空室的移动方向的限定2)
如补充注释23所述的基板层叠装置，其中，
所述第一真空室的移动方向与所述层叠精度优先方向正交。
＜补充注释25＞第一示例性实施方式(第二真空室的移动方向的限定1)
如补充注释22至24中任一项所述的基板层叠装置，其中，
在所述XY平面上不存在所述第二真空室的移动方向。
＜补充注释26＞第一示例性实施方式(第二真空室的移动方向的限定2)
如补充注释22至25中任一项所述的基板层叠装置，其中，
所述第二真空室仅在所述Z方向上移动。
＜补充注释27＞第一示例性实施方式(第一图像拍摄单元的控制单元)
如补充注释21至26中任一项所述的基板层叠装置，其中，
所述第一图像拍摄单元在所述第一真空室的移动方向的至少两个位置上拍摄存在于与所述第一真空室的所述移动方向垂直的方向上的所述第二基板的图像。
＜补充注释28＞第一示例性实施方式(第一真空室＝下真空室、第二真空室＝上真空室)
如补充注释21至27中任一项所述的基板层叠装置，其中，
所述第一真空室是设置在所述封闭空间的下侧的真空室，以及
所述第二真空室是设置在所述封闭空间的上侧的真空室。
＜补充注释29＞第一和第二示例性实施方式(真空排气方向)
一种基板层叠装置，包括：
第一真空室，其具有保持第一基板的第一台座；以及
第二真空室，其具有保持第二基板的第二台座，
其中，通过减小由所述第一真空室和所述第二真空室形成的封闭空间内的压力，使用粘结膜或粘结剂层叠所述基板，所述基板层叠装置还包括：
真空排气单元，其与所述第一真空室或所述第二真空室连接并减小所述封闭空间的压力，其中，
当在层叠所述第一基板和所述第二基板时存在对于层叠精度优先的方向的情况下定义所述方向是层叠精度优先方向时，所述真空排气单元的减压排气方向与所述层叠精度优先方向不同。
＜补充注释30＞第一和第二示例性实施方式(真空排气方向2)
如补充注释29所述的基板层叠装置，还包括设置在所述第一台座或所述第二台座上的精度确保机构，其中：
将所述精度确保机构操作的方向定义为层叠精度优先方向；并且
所述减压排气方向是与所述层叠精度优先方向不同的方向。
＜补充注释31＞第一和第二示例性实施方式(真空排气方向3)
如补充注释29或30所述的基板层叠装置，其中，
所述层叠精度优先方向与所述减压排气方向大致正交。
＜补充注释32＞第一示例性实施方式(第一真空室的移动方向的限定)
如补充注释29至31中任一项所述的基板层叠装置，其中，
所述第一真空室的移动方向与所述减压排气方向大致平行。
＜补充注释33＞第二示例性实施方式(第二真空室的移动方向的限定1)
如补充注释29至32中任一项所述的基板层叠装置，其中，
所述第二真空室的移动方向仅是所述减压排气方向。
＜补充注释34＞第二示例性实施方式(第一真空室＝下真空室、第二真空室＝上真空室)
如补充注释29至33中任一项所述的基板层叠装置，其中，
所述第一真空室是设置在所述封闭空间的下侧的真空室，以及
所述第二真空室是设置在所述封闭空间的上侧的真空室。
＜补充注释35＞
如补充注释21至34中任一项所述的基板层叠装置，其中，
所述第一基板是光学基板和显示面板中的一者，以及
所述第二基板是光学基板和显示面板中的另一者。
＜补充注释36＞第一示例性实施方式(图像拍摄步骤)
一种使用基板层叠装置的基板层叠方法，所述基板层叠装置包括：
第一真空室，其具有保持第一基板的第一台座；
第二真空室，其具有保持第二基板的第二台座；以及
第一图像拍摄单元，其设置于所述第一真空室并读取所述第二基板的位置信息，其中，当将所述第一台座的基板保持面和所述第二台座的基板保持面定义为XY平面，将与XY平面正交的方向定义为Z方向时，所述第一真空室的移动方向仅是XY平面上的任意的单轴方向；并且通过减小由所述第一真空室和所述第二真空室形成的封闭空间内的压力，层叠所述第一基板和所述第二基板，
所述基板层叠方法包括：
第一步骤，使所述第一真空室位于基板保持位置并且使所述第二基板保持于所述第一台座；
第二步骤，使包括所述第二基板的所述第一真空室从所述基板保持位置沿着所述移动方向移动至所述第二真空室在所述Z方向上所在的封闭空间形成位置；
第三步骤，使所述第二真空室在所述Z方向上下降，并使所述第二基板从所述第一台座移动至所述第二台座；
第四步骤，使所述第二真空室在所述Z方向上上升；
第五步骤，使所述第一真空室从所述封闭空间形成位置返回到所述基板保持位置；以及
第六步骤，当实施所述第五步骤时，通过与所述第一真空室一体化的所述第一图像拍摄单元，拍摄所述第二基板的标记的图像。
＜补充注释37＞第三示例性实施方式
一种使用如补充注释36所述的基板层叠方法制造的立体图像显示装置。

Claims (6)

1.一种基板层叠装置，包括：
第一真空室，所述第一真空室包括第一开口；
第一台座，所述第一台座设置在所述第一真空室的所述第一开口内用以保持第一基板；
第二真空室，所述第二真空室包括第二开口；
第二台座，所述第二台座设置在所述第二真空室的所述第二开口内用以保持第二基板；
移动机构单元，所述移动机构单元使所述第一真空室移动以使所述第一开口面向所述第二开口而能够形成封闭空间；
图像拍摄单元，所述图像拍摄单元设置在所述第一真空室的所述第一开口的外侧，从而通过所述移动机构单元而与所述第一真空室一起移动并拍摄保持于所述第二台座的所述第二基板的图像，来获得所述第二基板的位置信息；以及
控制单元，所述控制单元根据由所述图像拍摄单元获得的所述第二基板的位置信息，将保持于所述第一台座的所述第一基板层叠到所述第二基板，其中，
当将所述第一台座的基板保持面和所述第二台座的基板保持面定义为由彼此正交的X轴方向和Y轴方向形成的XY平面，并将与所述XY平面正交的方向定义为Z轴方向时，所述第一真空室的移动方向仅是所述Y轴方向，其中，
所述第一基板是柱状透镜基板和显示面板中的一者；
所述第二基板是所述柱状透镜基板和所述显示面板中的另一者；且
所述柱状透镜基板保持于所述第一台座或所述第二台座，使得构成所述柱状透镜基板的圆柱透镜分配光的方向与所述X轴方向一致。
2.根据权利要求1所述的基板层叠装置，其中，
所述第二真空室的移动方向仅是所述Z轴方向。
3.根据权利要求1所述的基板层叠装置，其中，
所述第一真空室是设置在所述封闭空间的下侧的真空室，以及
所述第二真空室是设置在所述封闭空间的上侧的真空室。
4.根据权利要求1所述的基板层叠装置，其中，
所述第二基板包括能够从所述第二开口观察到的对准标记；以及
所述图像拍摄单元在所述第一真空室移动的中途位置拍摄所述对准标记的图像。
5.一种使用基板层叠装置的基板层叠方法，所述基板层叠装置包括：
第一真空室，所述第一真空室包括第一开口；
第一台座，所述第一台座设置在所述第一真空室的所述第一开口内用以保持第一基板；
第二真空室，所述第二真空室包括第二开口；
第二台座，所述第二台座设置在所述第二真空室的所述第二开口内用以保持第二基板；
移动机构单元，所述移动机构单元使所述第一真空室移动以使所述第一开口面向所述第二开口而能够形成封闭空间；以及
图像拍摄单元，所述图像拍摄单元设置在所述第一真空室的所述第一开口的外侧，
所述基板层叠方法包括：
通过所述移动机构单元使所述图像拍摄单元与所述第一真空室一起移动；
通过使用所述图像拍摄单元拍摄保持于所述第二台座的所述第二基板的图像，获得所述第二基板的位置信息；以及
根据由此获得的所述第二基板的位置信息，将保持于所述第一台座的所述第一基板层叠到所述第二基板，其中，
当将所述第一台座的基板保持面和所述第二台座的基板保持面定义为由彼此正交的X轴方向和Y轴方向形成的XY平面，并将与所述XY平面正交的方向定义为Z轴方向时，所述第一真空室的移动方向仅是所述Y轴方向，其中，
所述第一基板是柱状透镜基板和显示面板中的一者；
所述第二基板是所述柱状透镜基板和所述显示面板中的另一者；且
所述柱状透镜基板保持于所述第一台座或所述第二台座，使得构成所述柱状透镜基板的圆柱透镜分配光的方向与所述X轴方向一致。
6.一种使用如权利要求5所述的基板层叠方法制造的立体图像显示装置。
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