JP2003161925A - 基板の貼り合せ方法および基板の貼り合せ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 貼り合わせる２枚の基板の相対的な位置合せ
を精度良く行なうこと。 【構成】 制御装置１０は、ガラス基板４ａ上に塗布さ
れた液晶２の塗布高さがシール材６の塗布高さよりも低
くなるように、塗布ヘッド９のノズル９ａから吐出され
る液晶２の塗布量を制御する

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、２枚の基板を、接
着剤を介して貼り合せる基板の貼り合せ方法および基板
の張り合わせ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶デイスプレイパネルに代表されるフ
ラットパネルディスプレイ等の製造工程では、対向する
２枚のガラス基板の間に接着剤としてのシール材を用い
て液晶（流体）を封入して貼り合せる基板の貼り合せ作
業が行なわれる。

【０００３】このような貼り合せ作業は、下記の手順で
行なわれる。

【０００４】まず、２枚のガラス基板のうち、いずれか
一方には予め無端枠状にシール材を塗布しておく。そし
て、シール材が塗布された基板、或いは塗布されていな
い基板のいずれか一方における、他方の基板との対向面
で、かつシール材で囲まれる領域内となる部位に、所定
量の液晶を滴下して塗布する。

【０００５】次に、２枚の基板をシール材の塗布高さに
ほぼ等しい距離まで近接させ、この状態で、カメラを利
用した画像認識装置等による位置検出装置を用いて２枚
のガラスの対向面に沿う方での相対的な位置ずれを検出
する。そして、２枚のガラス基板の間に相対的な位置ず
れが検出された場合には、２枚のガラス基板をその対向
面に沿う方向で相対的に移動させ、位置ずれの補正を行
なう。

【０００６】位置ずれの補正が完了したならば、２枚の
ガラス基板を相対的に近付け、所定の押圧力で貼り合せ
を行なう。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、液晶は、ガ
ラス基板上に均等に塗布されるように、ガラス基板上に
おいて複数の塗布箇所に塗布されるのであるが、各塗布
箇所での液晶の塗布量は、単純に、そのガラス基板上に
塗布が必要とされる液晶の総量を塗布箇所数で等分する
ことで決定していた。

【０００８】そのため、一つの塗布箇所に塗布される液
晶の量や粘性によっては、塗布された液晶の塗布高さが
シール材の塗布高さよりも高くなってしまうことがあっ
た。

【０００９】このような場合、位置合せを行なうため
に、２枚のガラス基板をシール材の塗布高さとほぼ等し
い距離まで近接させたときに、液晶が塗布されていない
方の基板が液晶に接触してしまうことがあった。そし
て、この液晶の表面張力や粘性等が２枚のガラス基板を
その対向面に沿う方向で相対移動させる上での抵抗とな
り、２枚のガラス基板の位置合せを精度良く行なうこと
ができず、ガラス基板の貼り合せ精度が低下するという
不具合が生じていた。

【００１０】本発明は、貼り合わせる２枚の基板の相対
的な位置合せを精度良く行なうことができる基板の貼り
合せ方法および基板の貼り合せ装置を提供することを目
的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、無端状に接着
剤が塗布された基板と他の基板とを前記接着剤を介して
貼り合せるに先立ち、前記２枚の基板の少なくともいず
れか一方の基板における他方の基板との対向面であっ
て、前記２枚の基板を貼り合せたときに前記接着剤にて
囲まれる領域内となる部位に流体を塗布するものであっ
て、前記基板に対して前記流体を、その塗布高さが前記
接着剤の塗布高さよりも低くなるように塗布することを
特徴とする。

【００１２】

【作用】本発明によれば、貼り合される基板に塗布され
る流体は、その高さが、基板に塗布された接着剤の塗布
高さよりも低くなるように塗布される。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面を用い
て説明する。

【００１４】図１は、本発明に係る基板の貼り合せ装置
の構成を示す正面図、図２は、液晶が塗布されたガラス
基板の正面断面図である。

【００１５】図において、基板の貼り合せ装置１は、液
晶（流体）２の塗布ユニット３と、ガラス基板４ａ、４
ｂの貼り合せユニット５とを有する。

【００１６】塗布ユニット３は、接着剤としてのシール
材６が塗布されたガラス基板４ａを支持し、不図示のＸ
Ｙ移動装置にてＸ、Ｙ方向に移動自在な基板ステージ
７、門型フレーム８に上下動自在に支持された液晶を滴
下するための塗布ヘッド９、塗布ヘッド９による液晶２
の吐出量（吐出状態）を制御する制御装置１０、を有す
る。

【００１７】塗布ヘッド９は、液晶２を収容するシリン
ジ９ａ、液晶２を吐出するノズル９ｂを有し、制御装置
１０による制御により所定量の液晶２をノズル９ｂから
吐出する。

【００１８】また、制御装置１０には、記憶部１１およ
び入力部１２が接続される。記憶部１１には、液晶２の
粘性率に応じた液晶２の塗布量と塗布高さとの関係を表
わすデータが記憶される。入力部１２は、１枚のガラス
基板４ａに塗布する液晶２の総量、液晶２の粘性率、シ
ール材６の塗布高さなどの条件を入力、設定するもの
で、例えば、タッチパネルやキーボード等が用いられ
る。

【００１９】なお、粘性率に応じた液晶２の塗布量と塗
布高さとの関係を表わすデータとは、具体的にはたとえ
ば、液晶２の塗布量が同じであれば、粘性率が高いほど
塗布高さが高くなり、粘性率が同じであれば、塗布量が
多くなるにしたがって塗布高さが高くなる傾向があると
いった規則性にしたがって、実験等による測定結果や幾
何学的な計算に基づいて作成したデータである。

【００２０】これにより、制御装置１０は、入力部１２
にて入力された液晶２の総量、液晶２の粘性率、シール
材６の塗布高さなどの条件に基づいて、記憶部１１に記
憶されたデータ中から条件に適した液晶２の塗布量を選
択するとともにガラス基板４ａ上における液晶２の塗布
箇所数を算出して決定する。具体的にはたとえば、入力
された粘性率に対応するデータから、入力されたシール
材６の塗布高さよりも塗布高さが小さくなる液晶２の塗
布量、すなわち、１つの塗布箇所に塗布する液晶２の塗
布量を選択して決定する。また、求めた塗布量とガラス
基板４ａに塗布すべき液晶２の総量とに基づいてガラス
基板４ａ上における液晶２の塗布箇所数を算出する。ま
た、制御装置１０は、ガラス基板４ａ上のシール材６で
囲まれた領域内に算出された数の塗布箇所をほぼ均等に
配置するように塗布箇所それぞれの位置を算出して設定
する。

【００２１】貼り合せユニット５は、下側のガラス基板
４ａを保持する下基板ステージ１３、上側のガラス基板
４ｂを保持する上基板ステージ１４、を有する。この下
基板ステージ１３と上基板ステージ１４とは、ガラス基
板４ａ、４ｂの保持面を対向させ配置されており、不図
示の移動装置により、互いに接離する方向（上下方
向）、および保持面に沿う方向（ＸＹ方向）において相
対的に移動自在とされる。

【００２２】次に、作動について説明する。

【００２３】まず、不図示の搬送装置にて、外周に沿っ
てシール材が無端枠状に塗布されたガラス基板４ａが基
板ステージ７上に供給される。

【００２４】基板ステージ７上にガラス基板４ａが供給
されると、基板ステージ７は、制御装置１０にて設定さ
れた塗布箇所が塗布ヘッド９のノズル９ｂの下方に順次
位置するように移動される。一方、塗布ヘッド９は、制
御装置１０の制御に基づいて、各塗布箇所がノズル９ｂ
の下方に位置づけられる毎に、ノズル９ｂから設定され
た量の液晶２が吐出され、ガラス基板４ａ上に滴下され
る。

【００２５】このとき各塗布箇所に塗布された液晶２
は、液晶２の粘性率とシール材６の塗布高さに基づいて
塗布量が設定されているので、図２に示すように、塗布
された液晶２の高さｈは、シール材６の塗布高さＨより
も低く形成される。

【００２６】すべての塗布箇所に対する液晶２の塗布が
完了すると、不図示の搬送装置により基板ステージ７上
から下基板ステージ１３に液晶２が塗布されたガラス基
板４ａが移送される。下基板ステージ１３上に移送され
たガラス基板４ａは、不図示の吸着保持手段により下基
板ステージ１３上で保持される。

【００２７】なおこのとき、図１に示すように、上基板
ステージ１４には、既に、ガラス基板４ａと貼り合わさ
れるガラス基板４ｂが供給されて、不図示の吸着保持手
段にて上基板ステージ１４に吸着保持されているものと
する。

【００２８】次に、下基板ステージ１３と上基板ステー
ジ１４とが相対的に近接する方向（上下方向）に移動さ
れ、ガラス基板４ａとガラス基板４ｂとが、シール材６
の塗布高さとほぼ等しい間隔で配置される。

【００２９】そして、この状態で、不図示のカメラを利
用した画像認識装置による位置検出装置を用いて、ガラ
ス基板４ａとガラス基板４ｂとの対向する面に沿う方向
（水平方向）での相対的な位置ずれが検出される。

【００３０】位置検出装置による検出の結果、２枚のガ
ラス基板４ａ、４ｂの間に位置ずれが生じていた場合に
は、この位置ずれを無くすように、下基板ステージ１３
と上基板ステージ１４とをＸＹ方向で相対的に移動させ
る。

【００３１】位置ずれを修正した後、下基板ステージ１
３と上基板ステージ１４とを相対的に近接させて、２枚
のガラス基板４ａ、４ｂを所定の押圧力で貼り合せる。

【００３２】２枚のガラス基板４ａ、４ｂの貼り合せが
完了した後、上基板ステージ１４によるガラス基板４ｂ
の保持を解除するとともに、下基板ステージ１３と上基
板ステージ１４とを離隔させる。その後、下基板ステー
ジ１３によるガラス基板４ａの保持を解除して、下基板
ステージ１３上から貼り合わされたガラス基板４ａ、４
ｂを排出して貼り合わせ作業の一連の工程が完了する。

【００３３】なお上記のガラス基板４ａ、４ｂの位置あ
わせの際に、２枚のガラス基板４ａ、４ｂをシール材６
の塗布高さとほぼ等しい間隔で配置するのは、下記の
、の理由による。

【００３４】ガラス基板４ａ、４ｂの貼り合せには高
い精度が要求されており、位置検出装置に用いられるカ
メラも高倍率のものが用いられ、そのためカメラの焦点
深度は比較的浅いものとなっている。したがって、２枚
のガラス基板４ａ、４ｂを同時にカメラの焦点深度内に
位置づけるためには、２枚のガラス基板４ａ、４ｂを極
力近づける必要がある。

【００３５】２枚のガラス基板４ａ、４ｂを精度良く
貼り合せるためには、位置合わせ完了後の下基板ステー
ジ１３と上基板ステージ１４の移動量、すなわち上下方
向の移動量を極力少なくする必要があり、このためには
２枚のガラス基板４ａ、４ｂを極力近づけた状態で位置
合せを行なう必要がある。

【００３６】上記実施の形態によれば、ガラス基板４ａ
上に塗布される液晶２の塗布高さｈをガラス基板４ａに
塗布されたシール材６の塗布高さＨよりも低く形成した
ので、２枚のガラス基板４ａ、４ｂを位置合わせのため
に、シール材６の塗布高さとほぼ等しい間隔に近づけた
としても、ガラス基板４ａに塗布された液晶２が、他方
のガラス基板４ｂに接触することが防止できる。これに
より、２枚のガラス基板４ａ、４ｂの位置ずれを補正す
るときに、液晶２の表面張力や粘性が、２枚のガラス基
板４ａ、４ｂ、すなわち下基板ステージ１３と上基板ス
テージ１４とをＸＹ方向に相対移動させる際の移動抵抗
となり、２枚のガラス基板４ａ、４ｂの位置合わせの妨
げとなることが防止できる。したがって、精度の良いガ
ラス基板４ａ、４ｂの位置合わせを行なうことができ
る。

【００３７】また、２枚のガラス基板４ａ、４ｂを位置
合わせのために、シール材６の塗布高さとほぼ等しい間
隔に近づけたとき、仮に上側のガラス基板４ｂが下側の
ガラス基板４ａに塗布されたシール材６に接触したとし
ても、ガラス基板４ａ上に塗布された液晶２の塗布高さ
ｈはシール材６の塗布高さＨよりも低くなるように形成
されていることから、上側のガラス基板４ｂが液晶２に
まで接触することが防止できる。このような場合でも、
従来生じるおそれがあった、上側のガラス基板４ｂがシ
ール材６と液晶２の双方に接触するような場合に比べ
て、位置ずれを補正するために下基板ステージ１３と上
基板ステージ１４とをＸＹ方向に相対移動させる際に生
じる移動抵抗を少なくすることができるので、精度の良
いガラス基板４ａ、４ｂの位置合わせを行なうことがで
きる。また、液晶２の塗布量を、液晶２の粘性およびシ
ール材６の塗布高さに基づいて決定し、決定した塗布量
からガラス基板４ａ上における塗布箇所の数を決定して
いるので、用いられる液晶２の粘性が比較的高く、押圧
によって比較的広がり難いときには、１つの塗布箇所に
対する塗布量が少量で、塗布箇所の数が多く設定される
こととなるので、塗布箇所同士の間隔を狭くすることが
でき、この結果、各塗布箇所に塗布された液晶２に要求
される広がりの範囲を小さくすることができることか
ら、粘性が高く比較的広がり難い液晶２であっても、２
枚のガラス基板４ａ、４ｂの間にムラなく封入すること
ができる。

【００３８】次に第２の実施の形態について、図３を用
いて説明する。

【００３９】第２の実施の形態は、図１に示す基板の貼
り合わせ装置１の塗布ユニット３に液晶２の塗布状態検
査装置１５を設けたものである。

【００４０】この塗布状態検査装置１５は、カメラ１
６、および画像処理装置１７を有し、カメラ１６は塗布
ヘッド９に併設されている。

【００４１】カメラ１６は、塗布ヘッド９のノズル９ｂ
から吐出されてガラス基板４ａ上に塗布された液晶２の
画像を撮像する。画像処理装置１７は、カメラ１６の撮
像データに基づいて液晶２の塗布状態の良否を判定す
る。

【００４２】すなわち、画像処理装置１７は、カメラ１
６の撮像データから液晶２の塗布面積を検出し、この塗
布面積が予め設定された基準面積以上であるか否かに基
づいて、１つの塗布箇所に対する液晶２の塗布状態の良
否を判定する。つまり、所定量の液晶２を塗布している
にもかかわらず基準面積以上の塗布面積が得られない場
合、温度等の外的要因などの影響で液晶２の粘性が高く
なった結果、塗布高さがシール材６の塗布高さよりも高
くなっていることが考えられるので不良とする。

【００４３】なおここで、基準面積とは、たとえば、入
力部１２にて入力された液晶２の粘性率、シール材６の
塗布高さに基づいて制御装置１０にて決定された１つの
塗布箇所に対する液晶２の塗布量と塗布高さから幾何学
的に算出することができる。

【００４４】また、塗布状態検査装置１５は、塗布箇所
毎に塗布された液晶２の塗布状態の良否を判定し、塗布
箇所毎の判定結果を制御装置１０に送信する。制御装置
１０は、すべての塗布箇所における判定結果に基づい
て、ガラス基板４ａに対する液晶２の塗布状態の良否を
判定する。すなわち、すべての塗布箇所の数に対して塗
布状態が良と判定された塗布箇所の割合が予め設定され
た割合（設定比率）以上であれば、ガラス基板４ａに対
する液晶２の塗布状態は良であると判定する。一方、す
べての塗布箇所の数に対して塗布状態が良と判定された
塗布箇所の割合が予め設定された割合に満たなければ、
ガラス基板４ａに対する液晶２の塗布状態は不良である
判定する。

【００４５】そして、塗布状態が良と判定されると、ガ
ラス基板４ａは貼り合せユニット５（図１）へと移送さ
れ、不良と判定されると、ガラス基板４ａは不図示の排
出ユニットへと移送される。

【００４６】またここで、上述の設定比率は、下記を考
慮して決定することが考えられる。

【００４７】すなわち、２枚のガラス基板４ａ、４ｂを
位置合わせするために、２枚のガラス基板４ａ、４ｂを
近接させたときに、ガラス基板４ａ上の塗布箇所に塗布
された液晶２のうちのいくつかが上側のガラス基板４ｂ
に接触したとしても、それによって生じるガラス基板４
ａ、４ｂの対向面に沿う方向の移動抵抗が、下基板ステ
ージ１３と上基板ステージ１４との相対移動に支障を来
たさない程度であればよいわけである。そして、上述し
た移動抵抗は、液晶２の粘性が高くなるほど大きくな
り、低くなるほど小さくなると考えられる。したがっ
て、液晶２の粘性が高い場合には、設定比率を高く設定
し、液晶２の粘性が低い場合には、粘性が高い場合に比
べて設定比率を低く設定することができることとなる。
なお、これらの設定比率は、実験等により容易に決定す
ることが可能である。

【００４８】上記第２の実施の形態によれば、上述の第
１の実施の形態による効果に加えて下記の効果を有す
る。

【００４９】すなわち、ガラス基板４ａの個々の塗布箇
所に塗布された液晶２の塗布状態の良否をそれぞれ判別
するとともに、各塗布箇所での判別結果に基づいてガラ
ス基板４ａに対する液晶２の塗布状態の良否を判別し、
塗布状態が不良と判別されたガラス基板４ａは排出する
ようにしているので、液晶２の塗布状態が不良となった
ガラス基板４ａが貼り合せユニット５に移送されること
が防止できる。したがって、貼り合せユニット５には液
晶２の塗布状態が良と判定されたガラス基板４ａのみが
移送されるので、より精度良く２枚のガラス基板４ａ、
４ｂを貼り合せることができる。

【００５０】なお、本発明は、上記実施の形態に限られ
るものではなく発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の
変形が可能であることは言うまでもない。

【００５１】たとえば、上記実施の形態において、液晶
２の塗布装置としてノズル９ａから液晶２を吐出する塗
布ヘッド９を用いて説明したが、これに限られるもので
はなく、たとえば、インクジェットノズルを用いた塗布
装置を用いてもよい。

【００５２】また、下基板ステージ１３と上基板ステー
ジ１４とは、ガラス基板４ａ、４ｂの保持面が互いに接
離する方向、および保持面に沿う方向において相対的に
移動可能であればよい。したがって、下基板ステージ１
３と上基板ステージ１４のいずれか一方のみが移動する
ものであっても、双方が移動するものであってもよく、
また、それぞれの移動方向での移動を下基板ステージ１
３と上基板ステージ１４とで分担するようにしてもよ
い。また、保持面に沿う方向の移動に加え、保持面に沿
う方向での回転移動を可能としてもよい。

【００５３】また、制御装置１０が、入力部１２から入
力された条件に基づいて記憶部１１に記憶されたデータ
の中から液晶２の塗布量等を選択して決定する例で説明
したが、制御装置１０が自動設定するものに限らず、塗
布量等のデータを作業者が入力して設定するようにして
もよい。

【００５４】また、１つの塗布箇所に塗布する液晶２の
量を、主に液晶２の粘性に基づいて決定する例で説明し
たが、これに限られるものではなく、例えば、ガラス基
板表面の液晶２のはじき度合いに応じて塗布量を決定す
るようにしてもよい。すなわり、ガラス基板が液晶２を
はじく（広がりにくい）傾向が強い表面状態である場合
と、液晶２がなじみ易い（広がり易い）場合とでは、広
がり易いガラス基板に対する液晶２の塗布量を多く設定
することができると考えられる。

【００５５】また、シール材６が塗布されたガラス基板
４ａ上に液晶２を塗布する例で説明したが、これに限ら
れるものではなく、シール材６が塗布されていない方の
ガラス基板４ｂに液晶２を塗布し、シール材６ｂが塗布
されたガラス基板４ａを上基板ステージ１４に、シール
材６が塗布された面が下を向くように保持させるように
してもよい。

【００５６】なお、上述の実施の形態では、特段の説明
はしなかったが、ガラス基板４ａ上に予め液晶２を塗布
した後にガラス基板４ａ、４ｂの貼り合せを行なうこと
を一般に、滴下方式と称しているが、このような滴下方
式による基板の貼り合せは、通常真空中で行なわれる。
したがって、本発明は、このような真空中で２枚のガラ
ス基板４ａ、４ｂの貼り合せを行なう貼り合せ装置にも
適用可能である。

【００５７】

【発明の効果】本発明によれば、貼り合わせる２枚の基
板の相対的な位置合せを精度良く行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明に係る基板の貼り合せ装置の構
成を示す正面図である。

【図２】図２は、液晶が塗布されたガラス基板の正面断
面図である。

【図３】図３は、塗布状態検査装置を備えた塗布ユニッ
トの構成を示す斜視図である。

【符号の説明】

１ 貼り合せ装置 ２ 液晶（流体） ３ 塗布ユニット ４ａ、４ｂ ガラス基板 ５ 貼り合せユニット ６ シール材（接着剤） ７ 基板ステージ ９ 塗布ヘッド １０ 制御装置 １１ 記憶部 １２ 入力部 １３ 下基板ステージ １４ 上基板ステージ １５ 塗布状態検査装置 １６ カメラ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ０５Ｄ 7/00 Ｂ０５Ｄ 7/00 Ｅ Ｇ０２Ｆ 1/1333 ５００ Ｇ０２Ｆ 1/1333 ５００ Ｆターム(参考） 2H088 FA01 FA03 FA08 FA09 FA11 FA30 HA01 MA20 2H090 JA15 JB02 JB11 JC11 JC12 JC14 JC15 LA03 4D075 AC07 AC93 BB91Z DA06 DB13 DC24 EA05 4F041 AA02 AA05 AB01 4F042 AA02 AA06 AB00 BA08 CB11

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 無端状に接着剤が塗布された基板と他の
   基板とを前記接着剤を介して貼り合せるに先立ち、前記
   ２枚の基板の少なくともいずれか一方の基板における他
   方の基板との対向面であって、前記２枚の基板を貼り合
   せたときに前記接着剤にて囲まれる領域内となる部位に
   流体を塗布する基板の貼り合せ方法において、 前記流体を、その塗布高さが前記接着剤の塗布高さより
   も低くなるように塗布することを特徴とする基板の貼り
   合せ方法。
2. 【請求項２】 無端状に接着剤が塗布された基板と他の
   基板とを前記接着剤を介して貼り合せるに先立ち、前記
   ２枚の基板の少なくともいずれか一方の基板における他
   方の基板との対向面であって、前記２枚の基板を貼り合
   せたときに前記接着剤にて囲まれる領域内となる部位に
   流体を塗布する基板の貼り合せ装置において、 前記流体を塗布する塗布装置と、 この塗布装置による前記流体の吐出状態を制御する制御
   装置と、を有し、 前記制御装置は、前記塗布装置によって塗布された前記
   流体の塗布高さが前記接着剤の塗布高さよりも低くなる
   ように前記流体の吐出状態を制御することを特徴とする
   基板の貼り合せ装置。
3. 【請求項３】 前記流体の粘性率に応じた前記流体の塗
   布量と塗布高さの関係を表わすデータを記憶する記憶部
   と、 前記流体の粘性率を設定する設定部と、を有し、 前記制御装置は、前記記憶部に記憶された前記データか
   ら、前記設定部に設定された前記粘性率に応じた前記流
   体の吐出量を選択して決定することを特徴とする請求項
   ２記載の基板の貼り合せ装置。
4. 【請求項４】 前記塗布装置にて前記基板上に塗布され
   た流体を撮像する撮像装置と、 この撮像装置による画像データに基づいて前記流体の塗
   布状態を検出し、前記流体の塗布状態の良否を判別する
   制御装置と、を有することを特徴とする請求項２記載の
   基板の貼り合せ装置。