JP2003255293A - 基板貼り合わせ装置 - Google Patents

基板貼り合わせ装置

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JP2003255293A JP2002055066A JP2002055066A JP2003255293A JP 2003255293 A JP2003255293 A JP 2003255293A JP 2002055066 A JP2002055066 A JP 2002055066A JP 2002055066 A JP2002055066 A JP 2002055066A JP 2003255293 A JP2003255293 A JP 2003255293A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 基板貼り合わせ装置において、密閉容器の減
圧下で上ステージと下ステージを相対移動させる移動装
置の駆動精度を損なうことなく、上下の基板の位置合わ
せ精度を向上させること。 【解決手段】 上ガラス基板1を保持する上ステージ5
1と、下ガラス基板2を保持する下ステージ52と、上
ステージ51と下ステージ52が配置される密閉空間2
5を区画形成する密閉容器20と、圧力調整装置60に
よる密閉容器20内の圧力の減圧下にて上ガラス基板1
と下ガラス基板2とを接着剤を介して貼り合わせる基板
貼り合わせ装置10であって、上ステージ51と下ステ
ージ52とを少なくとも基板の面方向で相対移動させる
移動装置40を有し、移動装置40が密閉容器20とは
独立に架台11に支持されてなるもの。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は液晶表示パネル装置
の製造等に用いて好適な基板貼り合わせ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】液晶表示パネルの製造に用いられる基板
貼り合わせ装置は、上ガラス基板を保持する上ステージ
と、下ガラス基板を保持する下ステージと、上ステージ
と下ステージを包囲する密閉容器と、密閉容器内の圧力
を調整する圧力調整装置とを有し、圧力調整装置による
密閉容器内の圧力の減圧下にて上ガラス基板と下ガラス
基板を接着剤を介して貼り合わせ、上ガラス基板と下ガ
ラス基板の間に液晶を封止可能とする。
【0003】上下のガラス基板は、良好な液晶表示精度
を得るため、高精度に位置合わせする必要がある。従来
技術では、上下のガラス基板の貼り合わせの前に、密閉
容器により形成される密閉空間内の圧力の減圧下で、上
ステージと下ステージを基板の面方向で相対移動させ、
それらの位置合わせを行なっている。
【0004】上下のガラス基板の貼り合わせを密閉空間
内の減圧下(真空中等)で行なうのは、貼り合わされる
上下のガラス基板の間のシール材で囲まれる領域に封止
される液晶中に空気が入ることを防止するためである。
液晶表示パネルにおいて、空気が入った部分は表示でき
なくなる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従来技術では、上下の
ガラス基板の位置合わせのために、密閉容器内の減圧下
で上ステージと下ステージを相対移動させる移動装置
(例えばXYテーブル)を、密閉容器の密閉空間を形成
する部分に支持している。密閉容器の密閉空間を形成す
る部分は、減圧下で、大気圧との差圧の影響により撓み
を生じることがあり、この場合、撓み部分に支持されて
いる移動装置の駆動精度(例えばXYテーブルのX方向
の角度ずれやY方向の角度ずれ)を損ない、ひいては上
下のガラス基板の位置合わせ精度を低下させる。
【0006】本発明の課題は、基板貼り合わせ装置にお
いて、密閉容器の減圧下で上ステージと下ステージを相
対移動させる移動装置の駆動精度を損なうことなく、上
下の基板の位置合わせ精度を向上させることにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、上基
板を保持する上ステージと、下基板を保持する下ステー
ジと、上ステージと下ステージが配置される密閉空間を
区画形成する密閉容器と、密閉容器内の圧力を調整する
圧力調整装置とを有し、圧力調整装置による密閉容器内
の圧力の減圧下にて上基板と下基板とを接着剤を介して
貼り合わせる基板貼り合わせ装置であって、上ステージ
と下ステージとを少なくとも基板の面方向で相対移動さ
せる移動装置を有し、移動装置が、密閉容器とは独立に
架台に支持されるようにしたものである。
【0008】請求項2の発明は、請求項1の発明におい
て更に、移動装置と上下のステージの少なくとも一方の
ステージとを結合部材により結合し、移動装置と密閉容
器とを結合部材の周囲で可撓隔壁部材により連結し、密
閉容器及び可撓隔壁部材が区画形成する密閉空間に上下
のステージと結合部材とを配置するようにしたものであ
る。
【0009】請求項3の発明は、請求項1の発明におい
て更に、移動装置と上下のステージの少なくとも一方の
ステージとを結合部材により結合し、密閉容器と上記の
少なくとも一方のステージとを結合部材の周囲で可撓隔
壁部材により連結し、密閉容器及び可撓隔壁部材が区画
形成する密閉空間に上下のステージを配置するようにし
たものである。
【0010】
【作用】請求項1の発明によれば下記の作用がある。 上下の基板の位置合わせのために、密閉容器内の減圧
下で上ステージと下ステージを相対移動させる移動装置
(例えばXYテーブル)を密閉容器には独立に架台に支
持した。従って、密閉容器の密閉空間を形成する部分
が、減圧下で、大気圧との差圧の影響により撓んでも、
この撓みが移動装置の駆動精度(例えばXYテーブルの
X方向の角度ずれやY方向の角度ずれ)に影響しない。
これにより、移動装置の駆動精度を良好に維持し、上下
の基板の位置合わせ精度を向上させることができる。
【0011】請求項2の発明によれば下記の作用があ
る。 移動装置と密閉容器とを結合部材の周囲で可撓隔壁部
材により連結し、密閉容器及び可撓隔壁部材が区画形成
する密閉空間に上下のステージと結合部材とを配置する
ようにした。従って、密閉空間の中で動く部材は、上下
のステージと結合部材だけとなり、移動装置を含まな
い。これにより、密閉空間の中で発生する発塵を少なく
できるし、密閉空間の容積を少なくして減圧のための排
気時間を短くできる。また、移動装置等の構造物の表面
に付着していたガス等の発散もなくし、排気時間を短く
できる。
【0012】請求項3の発明によれば下記の作用があ
る。 密閉容器と少なくとも一方のステージとを結合部材の
周囲で可撓隔壁部材により連結し、密閉容器及び可撓隔
壁部材が区画形成する密閉空間に上下のステージを配置
するようにした。従って、密閉空間の中で動く部材は、
上下のステージだけとなり、移動装置と結合部材を含ま
ない。これにより、密閉空間の中で発生する発塵をより
少なくできるし、密閉空間の容積をより少なくして減圧
のための排気時間をより短くできる。また、移動装置や
結合部材等の構造物の表面に付着していたガス等の発散
もなくし、排気時間をより短くできる。
【0013】
【発明の実施の形態】図1は第1実施形態の基板貼り合
わせ装置を示す模式図、図2は第2実施形態の基板貼り
合わせ装置を示す模式図である。
【0014】(第1実施形態)(図1) 基板貼り合わせ装置10は、上ガラス基板1と下ガラス
基板2を接着剤(シール剤)を介して貼り合わせ、この
上下の基板1、2の間で接着剤に囲まれる領域に液晶を
封止したセル(液晶表示パネル)を製造するものであ
る。
【0015】基板貼り合わせ装置10は、架台11に密
閉容器20と、昇降装置30と、移動装置40と、上ス
テージ51と、下ステージ52と、圧力調整装置60と
を有する。
【0016】密閉容器20は、上下のチャンバ21、2
2を有する。架台11の上部構造体12には昇降シリン
ダ23が固定され、昇降シリンダ23に昇降フレーム2
4を吊下げ支持し、昇降フレーム24に上チャンバ21
をチャンバ昇降シリンダ26を介して吊下げ支持してい
る。架台11の下部構造体13の天板13Aに下チャン
バ22を固定している。密閉容器20は、昇降シリンダ
23、26により上チャンバ21が下降されることにて
上チャンバ21が下チャンバ22に対し閉じたとき、上
チャンバ21と下チャンバ22の内部に下部構造体13
の天板13A及び後述する可撓隔壁部材36、44とと
もに密閉空間25を区画形成し、上ステージ51と下ス
テージ52を包囲可能とする。密閉容器20は、昇降シ
リンダ23、26により上チャンバ21及び上ステージ
51が上昇されることにて上チャンバ21及び上ステー
ジ51が下チャンバ22及び下ステージ52に対して開
かれたとき、前工程から移送されてくる上ガラス基板1
と下ガラス基板2を上チャンバ21と下チャンバ22の
間に導入可能とし、それらのガラス基板1、2は上ステ
ージ51、下ステージ52に保持可能とされる。
【0017】昇降装置30は、上ステージ51を昇降可
能とする。昇降フレーム24には昇降モータ31が固定
され、昇降モータ31に結合されるボールねじ32には
ボールナット33を介して昇降台34が吊下げられ、昇
降台34には結合部材35を介して上ステージ51が支
持される。昇降装置30は、昇降モータ31の正逆転に
より上ステージ51を昇降させる。昇降台34と上チャ
ンバ21は結合部材35の周囲で可撓隔壁部材36によ
り連結され、密閉容器20が昇降台34の下面及び可撓
隔壁部材36とともに区画形成する密閉空間25に上ス
テージ51と結合部材35を配置する。
【0018】移動装置40は、下ステージ52を上ステ
ージ51に対し、それらが保持する上ガラス基板1、下
ガラス基板2の面方向で相対移動させる。架台11の下
部構造体13において、天板13Aから下方に離隔する
底板13BにはXYテーブル41が設置され、XYテー
ブル41の上にはθテーブル42が設置され、θテーブ
ル42には結合部材43を介して下ステージ52が支持
される。XYテーブル41はX方向駆動モータとY方向
駆動モータによりX方向とY方向に移動し、θテーブル
42はθ駆動モータ42Aにより旋回移動する。移動装
置40は、XYテーブル41とθテーブル42の作動に
より、下ステージ52をX方向、Y方向に移動するとと
もに、旋回移動する。θテーブル42と下部構造体13
の天板13Aは結合部材43の周囲で可撓隔壁部材44
により連結され、密閉容器20が下部構造体13の天板
13A、θテーブル42の上面及び可撓隔壁部材44と
ともに区画形成する密閉空間25に下ステージ52と結
合部材43を配置する。尚、図1(B)に示すように下
部構造体13の天板13Aと結合部材43との間に密閉
容器20内と外部とを区画するように可撓隔壁部材44
Aを設けても良い。
【0019】上ステージ51は上ガラス基板1を静電力
にて保持する静電吸着板51Aを有する。また上ステー
ジ51には、真空源53に接続された真空供給管53A
を上チャンバ21に貫通配管し、この真空供給管53A
を上ステージ51の静電吸着板51Aに設けた多数の吸
着孔(不図示)に連通し、上ガラス基板1を真空吸着力
で保持可能とする真空吸着装置が形成される。
【0020】下ステージ52は下ガラス基板2を静電力
にて保持する静電吸着板52Aを有する。また、下ステ
ージ52には、真空源54に接続された真空供給管54
Aを下チャンバ22に貫通配管し、この真空供給管54
Aを下ステージ52の静電吸着板52Aに設けた多数の
吸着孔(不図示)に連通し、下ガラス基板2を真空吸着
力で保持可能とする真空吸着装置が形成される。
【0021】圧力調整装置60は密閉容器20が形成し
た密閉空間25の圧力を調整する。真空源61に接続さ
れた真空供給管61Aが架台11の下部構造体13の天
板13A(又は下チャンバ22)から密閉空間25に連
通され、密閉空間25を減圧可能とする。空気源(又は
源)62に接続された空気供給管62Aが架台11
の下部構造体13の天板13A(又は下チャンバ22)
から密閉空間25に連通され、密閉空間25を大気圧に
昇圧可能とする。上チャンバ21の密閉空間25に臨む
位置には圧力センサ63が配置され、密閉空間25の圧
力を検出する。
【0022】基板貼り合わせ装置10は検出装置を構成
するカメラ70を有する。カメラ70は、天板13Aに
設けたのぞき窓13Cから下ステージ52の貫通孔52
Cを通して上ステージ51、下ステージ52に保持され
ている上ガラス基板1、下ガラス基板2の各コーナー部
に設けられている位置合わせマークを撮像し、同じく検
出装置を構成する画像処理装置(不図示)により上ガラ
ス基板1と下ガラス基板2の相対位置ずれ状態を検出す
る。尚、図示は省略したが、カメラ70は基板1、2の
各コーナー部に対応して1つずつ配置される。
【0023】基板貼り合わせ装置10は制御装置(不図
示)を有する。制御装置は、検出装置70の検出結果に
基づき、昇降装置30、移動装置40、上ステージ51
と下ステージ52の静電吸着板51A、52A及び真空
吸着装置、圧力調整装置60を以下の基板貼り合わせ手
順で制御し、上ガラス基板1と下ガラス基板2を貼り合
わせる。
【0024】(1)密閉容器20の昇降シリンダ23によ
り上チャンバ21及び上ステージ51を上昇させ、上チ
ャンバ21及び上ステージ51を下チャンバ22及び下
ステージ52から離隔させて、上ガラス基板1及びと下
ガラス基板2をそれらのチャンバ21、22の間に順次
導入する。下ガラス基板2は接着剤に囲まれる領域に予
め液晶が供給されている。上ステージ51の静電吸着板
51Aにより上ガラス基板1を静電力で保持し、下ステ
ージ52の静電吸着板52Aにより下ガラス基板2を静
電力で保持する。
【0025】このとき、上ステージ51と下ステージ5
2の真空吸着装置を作動させることにより上ガラス基板
1と下ガラス基板2に対し真空吸着力を及ぼしても良
い。但し、この真空吸着力は、下記(2)の密閉空間25
の減圧下では無効になる。
【0026】(2)密閉容器20の昇降シリンダ23、2
6により上チャンバ21を下チャンバ22に対して閉
じ、上ステージ51と下ステージ52を包囲する密閉空
間25を形成する。続いて、圧力調整装置60の真空供
給管61Aを開放し密閉空間25内の雰囲気を真空状態
に減圧する。このとき、上ステージ51と下ステージ5
2との間には、XY方向で相対移動が可能となるように
所定の間隙が形成されている。
【0027】(3)検出装置により、上ステージ51に保
持されている上ガラス基板1と、下ステージ52に保持
されている下ガラス基板2の相対位置ずれ状態を検出
し、これに基づいて、上ガラス基板1と下ガラス基板2
を位置合わせする。この位置合わせは、移動装置40の
XYテーブル41、θテーブル42により行なう。
【0028】(4)昇降装置30の昇降モータ31により
上ステージ51を下降し、上述(2)の圧力調整装置60
による減圧下で上ガラス基板1と下ガラス基板2を接着
剤を介して仮貼り合わせする。
【0029】(5)上ガラス基板1と下ガラス基板2の仮
貼り合わせ後、圧力調整装置60の真空供給管61Aを
閉じ、空気供給管62Aを開放し密閉空間25内の雰囲
気を昇圧させる。圧力センサ63の検出圧力が所定圧力
に到達したら、上ステージ51と下ステージ52の静電
吸着板51A、52Aによる静電力をオフし、真空吸着
装置51B、52Bによる真空吸着力をオンし、上ガラ
ス基板1と下ガラス基板2を真空吸着力で保持する。
【0030】このとき、上ステージ51と下ステージ5
2は、静電吸着板51A、52Aによる静電力をオンし
続け、真空吸着装置51B、52Bによる真空吸着力を
合わせオンし、上ガラス基板1と下ガラス基板2を静電
吸着力と真空吸着力で保持しても良い。
【0031】(6)検出装置により、上ステージ51、下
ステージ52に保持されて仮貼り合わせ状態にある上ガ
ラス基板1と下ガラス基板2の相対位置ずれ状態を検出
し、この検出結果に基づいて両ガラス基板1、2の相対
位置ずれを修正する動作を実行する。この位置ずれ修正
動作は、移動装置40のXYテーブル41、θテーブル
42により行なう。
【0032】このとき、上ガラス基板1と下ガラス基板
2の仮貼り合わせの度に、相対位置ずれ状態があれば修
正動作し、なければ修正動作しない。
【0033】但し、上ガラス基板1と下ガラス基板2の
仮貼り合わせ後に検出された相対位置ずれ状態が許容値
を超えたことを条件に修正動作を選択実行するものでも
良い。
【0034】また、移動装置40のXYテーブル41、
θテーブル42による位置ずれ修正動作の実行は、密閉
空間25内にある両ガラス基板1、2の周囲雰囲気を前
述(5)の如く所定の圧力まで昇圧させた状態で、両ガラ
ス基板1、2のそれぞれを上ステージ51と下ステージ
52のそれぞれに前述の如くの真空吸着力で保持して行
なう。
【0035】このとき、上ガラス基板1と下ガラス基板
2の位置合わせ動作は、両ガラス基板1、2の周囲雰囲
気が大気圧に昇圧される過程で行なうことが好ましい。
【0036】(7)上ガラス基板1と下ガラス基板2の再
位置合わせ後、圧力調整装置60の空気供給管62Aに
より密閉空間25内の圧力が大気圧に昇圧されたことを
圧力センサ63により確認した後、上ステージ51と下
ステージ52の吸着力をオフするとともに密閉容器20
の昇降シリンダ23、26及び昇圧モータ31により上
チャンバ21及び上ステージ51を上昇させ、上ガラス
基板1と下ガラス基板2の貼り合わせによって製作され
たセルを密閉容器20の外に取出す。上ステージ51と
下ステージ52の吸着力をオフする前に、UV光照射装
置や加熱装置で上ガラス基板1と下ガラス基板2の接着
剤を硬化させても良い。
【0037】しかるに、基板貼り合わせ装置10にあっ
ては、前述した如く、移動装置40を架台11の下部構
造体13において、天板13Aから下方に離隔する底板
13Bに設置し、天板13Aに下チャンバ22を固定
(本実施形態においては天板13Aの一部が下チャンバ
22の一部を構成)して構成される密閉容器20とは独
立になる状態で、移動装置40を架台11に支持した。
【0038】従って、本実施形態によれば以下の作用が
ある。 上下のガラス基板1、2の位置合わせのために、密閉
容器20内の減圧下で上ステージ51と下ステージ52
を相対移動させる移動装置40(例えばXYテーブル4
1)を密閉容器20には独立に架台11に支持した。従
って、密閉容器20の密閉空間25を形成する部分が、
減圧下で、大気圧との差圧の影響により撓んでも、この
撓みが移動装置40の駆動精度(例えばXYテーブル4
1のX方向の角度ずれやY方向の角度ずれ)に影響しな
い。これにより、移動装置40の駆動精度を良好に維持
し、上下のガラス基板1、2の位置合わせ精度を向上さ
せることができる。
【0039】移動装置40と密閉容器20とを結合部
材43の周囲で可撓隔壁部材44により連結し、密閉容
器20及び可撓隔壁部材44が区画形成する密閉空間2
5に上下のステージ51、52と結合部材43とを配置
するようにした。従って、密閉空間25の中で動く部材
は、上下のステージ51、52と結合部材43だけとな
り、移動装置40を含まない。これにより、密閉空間2
5の中で発生する発塵を少なくできるし、密閉空間25
の容積を少なくして減圧のための排気時間を短くでき
る。また、移動装置40等の構造物を密閉容器20内に
配置した場合に比べ、密閉容器20内に配置される構造
物を少なくでき、構造物の表面に付着した油等の汚れか
ら発散するガス等を低減させることができ、これによっ
ても排気時間の短縮が可能である。
【0040】尚、上述の基板貼り合せ装置10にあって
は、密閉容器20を上下に分割したチャンバ21、22
にて構成し、上チャンバ21を上ステージ51とともに
上下動させることで上下のチャンバ21、22間及び上
下ステージ51、52間に上ガラス基板1及び下ガラス
基板2を導入するためのスペースを形成するようにし
た。これにより、単一のチャンバからなる密閉容器内で
上ステージを昇降動させる構成とし、上ガラス基板1及
び下ガラス基板2を導入するときには、上ステージを上
昇させかつ密閉容器に設けたガラス基板1、2導入用の
開閉扉を開くようにしたものに比べて、密閉容器にて形
成される密閉空間25を小さくできる。
【0041】(第2実施形態)(図2) 第2実施形態が第1実施形態と異なる点は、密閉容器2
0の下チャンパ22が固定される下部構造体13の天板
13Aと下ステージ52の裏面とを、移動装置40と下
ステージ52を結合する結合部材43の周囲で可撓隔壁
部材90により連結したことにある。密閉容器20が下
部構造体13の天板13A及び可撓隔壁部材90ととも
に区画形成する密閉空間25に下ステージ52を配置し
たものである。
【0042】本実施形態によれば、上記の作用に加え
下記を有する。すなわち密閉容器20と一体の下部構造
体13の天板13Aと下ステージ52とを結合部材43
の周囲で可撓隔壁部材90により連結し、密閉容器20
が下部構造体13の天板13A及び可撓隔壁部材90と
ともに区画形成する密閉空間25に下ステージ52を配
置するようにした。従って、密閉空間25の中で動く部
材は、下ステージ52だけとなり、移動装置40と結合
部材43を含まない。これにより、密閉空間25の中で
発生する発塵をより少なくできるし、密閉空間20の容
積をより少なくして減圧のための排気時間をより短くで
きる。また、移動装置40等の構造物を密閉容器20内
に配置した場合に比べ、密閉容器20内に配置される構
造物を極力少なくでき、構造物の表面に付着した油等の
汚れから発散するガス等を低減させることができ、これ
によっても排気時間の短縮が可能である。
【0043】以上、本発明の実施の形態を図面により詳
述したが、本発明の具体的な構成はこの実施の形態に限
られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の
設計の変更等があっても本発明に含まれる。例えば、本
発明が適用される基板は、ガラス基板に限らず、樹脂基
板でも良い。
【0044】また、接着剤は、シール剤に限らず、シー
ル性を有していない接着剤を用いることも可能である。
【0045】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、基板貼り
合わせ装置において、密閉容器の減圧下で上ステージと
下ステージを相対移動させる移動装置の駆動精度を損な
うことなく、上下の基板の位置合わせ精度を向上させる
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は第1実施形態の基板貼り合わせ装置を示
す模式図である。
【図2】図2は第2実施形態の基板貼り合わせ装置を示
す模式図である。
【符号の説明】
1 上ガラス基板(上基板) 2 下ガラス基板(下基板) 10 基板貼り合わせ装置 11 架台 20 密閉容器 25 密閉空間 40 移動装置 43 結合部材 44、90 可撓隔壁部材 51 上ステージ 52 下ステージ 60 圧力調整装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2H088 FA01 FA03 FA04 FA16 FA17 FA30 HA01 MA20 2H089 LA41 NA39 NA44 NA45 NA60 QA12 TA01 5G435 AA17 BB12 CC09 KK05 LL06 LL07 LL08

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 上基板を保持する上ステージと、下基板
    を保持する下ステージと、上ステージと下ステージが配
    置される密閉空間を区画形成する密閉容器と、密閉容器
    内の圧力を調整する圧力調整装置とを有し、圧力調整装
    置による密閉容器内の圧力の減圧下にて上基板と下基板
    とを接着剤を介して貼り合わせる基板貼り合わせ装置で
    あって、 上ステージと下ステージとを少なくとも基板の面方向で
    相対移動させる移動装置を有し、 移動装置が、密閉容器とは独立に架台に支持される基板
    貼り合わせ装置。
  2. 【請求項2】 移動装置と上下のステージの少なくとも
    一方のステージとを結合部材により結合し、移動装置と
    密閉容器とを結合部材の周囲で可撓隔壁部材により連結
    し、密閉容器及び可撓隔壁部材が区画形成する密閉空間
    に上下のステージと結合部材とを配置する請求項1に記
    載の基板貼り合わせ装置。
  3. 【請求項3】 移動装置と上下のステージの少なくとも
    一方のステージとを結合部材により結合し、密閉容器と
    上記の少なくとも一方のステージとを結合部材の周囲で
    可撓隔壁部材により連結し、密閉容器及び可撓隔壁部材
    が区画形成する密閉空間に上下のステージを配置する請
    求項1に記載の基板貼り合わせ装置。
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