JP2004118073A

JP2004118073A - 基板の貼合わせ装置

Info

Publication number: JP2004118073A
Application number: JP2002283923A
Authority: JP
Inventors: Junichi Kojima; 小嶋　純一
Original assignee: Shibaura Mechatronics Corp
Current assignee: Shibaura Mechatronics Corp
Priority date: 2002-09-27
Filing date: 2002-09-27
Publication date: 2004-04-15

Abstract

【課題】液晶表示パネル等の製造において、大画面を形成する基板の貼合わせを円滑に行う。
【解決手段】対向配置された上下基板（１Ｕ，１Ｄ）を位置決めし、両基板を貼り合わせるのに、下基板１Ｄの表示面に配置されたスペーサ８の配置領域に対応する上基板１Ｕの対向面、すなわち上基板１Ｕの中央部に、凹み４１ａを形成し、下基板１Ｕのスペーサ８と上基板１Ｕとの間に位置決めされる周縁部よりもより大きな間隔が形成されるように構成した。
この結果、上下両基板（１Ｕ，１Ｄ）間の位置合わせ操作に際し、スペーサ８と上基板１Ｕとの間の摩擦力の低減が図られ、位置合わせ操作を円滑に行うことができる。
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、２枚の基板を重ね合わせて貼り合わせる基板の貼合わせ装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示パネルは、ガラス製の２枚の基板が対向配置されて貼り合わされ、その貼り合わされた２枚の基板間の表示部に液晶が封入されて製造される。このような液晶表示パネル等の製造工程では、表示部を囲むように紫外線硬化型の接着剤が塗布形成され、その塗布された接着剤を介して対向配置された２枚の基板は、重ね合わされて貼り合わされる。
【０００３】
その基板の貼り合わせに際して、各基板にそれぞれ形成されたアライメント（位置決め用の）マークに基づく高精度な位置合わせが行われる。
【０００４】
図７は、従来の液晶基板の貼合わせ装置の平面図で、図８（ａ）及び図８（ｂ）は、それぞれ図７示した装置で貼り合わされる上基板１Ｕ、及び下基板１Ｄの上方から見た拡大平面図である。
【０００５】
図７示すように、矩形状の上基板１Ｕ及び下基板１Ｄは、対向配置された一対の供給機構２Ｕ、２Ｄに順次供給される。
【０００６】
一対の供給機構２Ｕ、２Ｄ間には、旋回しつつ図示矢印Ｙ方向に伸縮自在なアーム３ａを有して矢印Ｘ方向に移動自在な搬送ロボット３が配置されていて、上基板１Ｕ及び下基板１Ｄは、その搬送ロボット３により、隣接して配置された２台の貼合わせ装置４，４に交互に搬送供給される。
【０００７】
貼合わせ装置４，４に供給される基板（１Ｕ，１Ｄ）には、例えば図８に示したように、１個の表示部１Ｓを囲むように接着剤５が下基板１Ｄに塗布形成されており、その接着剤５の囲みの中に液晶が封入されて液晶パネルが製造される。符号５ａは接着剤５の囲みに形成された液晶封入口を示したものである。
【０００８】
なお、各基板（上基板１Ｕ及び下基板１Ｄ）の周辺部、すなわち上下左右の４か所の隅には、それぞれ十字状の位置決め用のマーク１Ｕ１，１Ｕ２、及び１Ｄ１，１Ｄ２が対をなすように印刷形成されている。
【０００９】
対向配置される上下２枚の基板（１Ｕ，１Ｄ）は、各マーク１Ｕ１，１Ｕ２、及び１Ｄ１，１Ｄ２に基づく位置合わせ後の押圧により、接着剤５を介して貼り合わされる。
【００１０】
貼り合わされた上基板１Ｕと下基板１Ｄは、図７示した搬送ロボット３に受け渡され、次の液晶注入工程へと搬送されるべく、図７示す搬出台６に供給される。そして、これら一連の液晶基板の貼り合わせ工程全体は、マイコン内蔵の制御器７により統制制御される。
【００１１】
貼合わせ装置４，４自体は、図９の正面図に示したように構成され、上下（矢印Ｚ）方向に移動可能な上方の吸着ヘッド４１が先に上基板１Ｕを受取り吸着保持し、次に下方のステージ４２が下基板１Ｄを搬送ロボット３から受取り吸着保持する。
【００１２】
ステージ４２内には、各基板（１Ｕ，１Ｄ）に付された各マーク位置にそれぞれ対応するように、ＣＣＤカメラ等の４台の撮像機器４３１〜４３４が組み込まれていて、撮像パターンに基づく位置合わせは、上基板１Ｕが降下し、上基板１Ｕ面が、下基板１Ｄ上の接着剤５に接近、ないしはわずかに接触した状態で行われる。
【００１３】
すなわち、上方の吸着ヘッド４１は、矢印Ｚ方向に上下動可能な作動ロッド４４ａを介してＸ−Ｙ−θ移動テーブル４４に組込まれており、制御器７による制御により、Ｚ方向並びにＸ−Ｙ−θ方向に移動可能に構成されている。
【００１４】
制御器７は、各撮像機器４３１〜４３４から、各マーク１Ｕ１，１Ｕ２、及び１Ｄ１、１Ｄ２の撮像パターンの供給を受け、それに基づき、上基板１Ｕ、下基板１Ｄ間の位置ずれ量が予め設定された許容範囲内に収まって、適切な貼り合わせが行なわれるように、Ｘ−Ｙ−θ移動テーブル４４を駆動制御する。
【００１５】
図１０（ａ）は、上基板１Ｕと下基板１Ｄとが一致し、許容範囲内で適正に位置合わせが行われた状態を示した撮像パターン図である。
【００１６】
２枚の基板（上基板１Ｕ及び下基板１Ｄ）が適正に位置合わせされた状態では、図１０（ａ）に示すように、対をなす十字状のマーク１Ｕ１，１Ｕ２，及び１Ｄ１、１Ｄ２間にそれぞれ結ばれた直線Ｌｕ，Ｌｄが直交するように交差し、かつマーク１Ｕ１，１Ｕ２、及び１Ｄ１，１Ｄ２の各中間位置Ｐｕ，Ｐｄがほぼ一致する。
【００１７】
従って、たとえば上基板１Ｕが傾き、図１０（ｂ）に示すように、各中間位置Ｐｕ，Ｐｄ間がＸ−Ｙ方向にΔｘ，Δｙ分の距離がずれたとしたとき、制御器７は、各撮像機器４３１〜４３４からの撮像パターンに基づき、中間位置Ｐｕ，Ｐｄの座標位置、及びΔｘ，Δｙを算出し、各中間位置Ｐｕ，Ｐｄが一致するようＸ−Ｙ−θ移動テーブル４４を駆動して、Δｘ，Δｙのずれ量が予め設定された許容範囲内に収まるように制御する。
【００１８】
もちろん制御器７は、重ね合わされた上下２枚一組の基板１Ｕ，１Ｄの位置合わせに対し、４か所から各マークの位置データの供給を受けるので、これら４か所における全ての位置ずれ補正を統制し、全体として効率良く位置合わせが行われるようにＸ−Ｙ−θ移動テーブル４４を制御する。
【００１９】
このように、吸着ヘッド４１及びステージ４２にそれぞれ吸着保持された上下２枚の基板は、撮像機器４３１〜４３４と制御器７とによる位置ずれ検出操作と、制御器７及びＸ−Ｙ−θ移動テーブル４４による位置ずれ補正操作とを経て適正な位置合わせが行われ、その位置合わせ後の吸着ヘッド４１の下降押圧により、接着剤５を介して貼り合わされる。
【００２０】
なお、ステージ４２には、図示しないが、圧電素子に駆動されて上下動可能なピックアップピンが多数面配置されていて、そのピックアップピンの上下動を介して、吸着ヘッド４１やステージ４２への基板（１Ｕ，１Ｄ）の受け渡しが行われる。また、図８（ｂ）において、符号８は、下基板１Ｄの表示部領域に配置されたスペーサを指し示したものである。
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】
上記説明のように、従来の基板の貼合わせ装置は、制御器７はガラス製の上下２枚一組の基板（１Ｕ，１Ｄ）の上下左右の四隅に付されたマーク１Ｕ１，１Ｕ２、１Ｄ１，１Ｄ２の撮像パターンから、それぞれの中間位置Ｐｕ，Ｐｄを算出し、各中間位置Ｐｕ，Ｐｄ全てが予め設定された許容範囲内で一致するようにＸ−Ｙ−θ移動テーブル４４を制御するように構成されている。
【００２２】
ところで、最近の液晶表示パネルでは、表示画面の一層の高精細化及び大型化が図られ、例えば１ｍ四方もの大きさの基板の重ね合わせでも、ミクロン単位の高精度な位置決めが要求される。
【００２３】
このように、薄い基板が１ｍ四方程度もの大きさになり、しかもミクロン単位の位置決め精度が要求されるようになってくると、２枚の基板をいかにして許容誤差範囲内の精度で貼り合わせるかがポイントになる。
【００２４】
１ｍ四方の薄い基板では、基板自体の製造上の寸法公差もあり、また基板自体の熱膨脹による変化も考えられるので、上下左右の周縁部の四隅に付された位置決め用のマークに基づく位置合わせは容易ではない。
【００２５】
そこで、四隅での完全な一致が困難なとき、少なくとも表示部１Ｓ領域でのずれが最小となり、表示部１Ｓ全体が許容誤差範囲内に収まるように、上下左右周縁部（四隅）では位置ずれ量が均等になるように制御することも行われる。
【００２６】
図８では、下基板１Ｄにスペーサ８を配置されていることを示したが、上下両基板（１Ｕ，１Ｄ）のいずれか一方の表示部にスペーサ８が配置される。スペーサ８にはビーズ状のものもあるが、光学的処理からなるフォトエッチング法により、微小な径の柱状体が基板面に植立形成されたものもある。
【００２７】
図１１は、下基板１Ｄ面に柱状体のスペーサ６が植立されていて、そのスペーサ８及び接着剤５を介して上下両基板（１Ｕ，１Ｄ）が位置合わされる様子を示した拡大縦断面図である。
【００２８】
１ｍ四方もの薄い大型基板同士を上下方向に対向させ、位置合わせを行ったとき、吸着ヘッド４１の下面に吸着保持された上基板１Ｕとスペーサ８との接触は避けられない。
【００２９】
スペーサ８と上基板１Ｕとが接触した状態では、両者の接触面に摩擦力が働くので、位置合わせを行うべく、図１１に矢印ＸＬ方向に吸着へッド４１を移動させたとき、柱状体のスペーサ８は図示（実線）のように変形する。
【００３０】
すなわち、位置合わせ操作に際し、吸着ヘッド４１は、表示部の広い領域に配置されたスペーサ８を引き摺りながら移動するので、大きな負荷がかかるのみならず、一旦変形したスペーサ８は、その固有の剛性により図示矢印ＸＲ（→）方向に向けて、吸着ヘッド４１に吸着保持された上基板１Ｕを戻そうとする力が働いてしまい、適正な位置合わせが円滑に行われ難いという問題があった。
【００３１】
そこで本発明は、基板の貼り合わせのときの位置決めに際し、たとえ柱状体からなるスペーサを有する基板であっても、適正な位置合わせを迅速に行うことができる基板の貼合わせ装置を提供することを目的とする。
【００３２】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、位置決め用のマークを付した上基板を吸着保持する吸着ヘッドと、この吸着ヘッドに対向配置され、下基板を載置するステージとを有する基板の貼合わせ装置において、前記吸着ヘッドと前記ステージとは、前記上基板と前記下基板との間の間隔が前記各基板の周縁部よりも中央部において大となるように前記各基板を保持することを特徴とする。
【００３３】
第２の発明は、位置決め用のマークを付した上基板を吸着保持する吸着ヘッドと、この吸着ヘッドに対向配置され、下基板を載置するステージとを有する基板の貼合わせ装置において、前記吸着ヘッドは、前記ステージとの間の間隔が対向面の周縁部よりも中央部においてより大となるように、対向面に凹みが形成されて構成されたことを特徴とする。
【００３４】
第３の発明は、位置決め用のマークを付した上基板を吸着保持する吸着ヘッドと、この吸着ヘッドに対向配置され、下基板を載置するステージとを有する基板の貼合わせ装置において、前記吸着ヘッドは、前記上基板の中央部を除き、上基板の周縁部を吸着保持するように構成されたことを特徴とする。
【００３５】
第４の発明は、位置決め用のマークを付した上基板を吸着保持する吸着ヘッドと、この吸着ヘッドに対向配置され、下基板を載置するステージとを有する基板の貼合わせ装置において、前記ステージは、前記吸着ヘッドとの間の間隔が対向面の周縁部よりも中央部においてより大となるように、対向面に凹みが形成されて構成されたことを特徴とする。
【００３６】
第５の発明は、位置決め用のマークを付した上基板を吸着保持する吸着ヘッドと、この吸着ヘッドに対向配置され、下基板を載置するステージとを有する基板の貼合わせ装置において、前記ステージは、前記下基板の中央部を除き、下基板の周縁部を吸着保持するように構成されたことを特徴とする。
【００３７】
このように、第１ないし第５の各発明によれば、基板の貼合わせ装置は、吸着ヘッドとステージとの対向面において、少なくともいずれか一方の中央部への凹みの形成、または上基板周縁部のみに対する吸着ヘッドの吸着保持、あるいは下基板周縁部のみに対するステージの吸着保持が行なわれるように構成されている。
【００３８】
従って、位置合わせの際に、基板とスペーサとの間はやや広がるか、あるいは吸着ヘッドあるいはステージの基板に対する拘束力が減少するので、スペーサと基板との間の摩擦力は減少し、位置合わせ操作に伴うスペーサの変形は軽減される。
【００３９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による基板の貼合わせ装置の一実施の形態を図１ないし図５を参照して詳細に説明する。なお、図７ないし図１１に示した従来の基板の貼合わせ装置と同一構成には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００４０】
すなわち、図１は、本発明による基板の貼合わせ装置の一実施の形態の正面図で、図２は図１の要部拡大正面図である。
【００４１】
本実施の形態の基板の貼合わせ装置は、上下（矢印Ｚ）方向に移動可能な吸着ヘッド４１が、不図示の搬送ロボットから上基板１Ｕを先に受取り吸着保持し、次に下方のステージ４２が下基板１Ｄを搬送ロボット３から受取り、図１に示したように、吸着保持するように構成されている。
【００４２】
重ね合わされるガラス製の上基板１Ｕ及び下基板１Ｄの上下左右の四隅には、位置決め用のマーク（１Ｕ１，１Ｕ２、１Ｄ１，１Ｄ２）が印刷等により形成されているとともに、下基板１Ｄ上面の周縁部には表示部１Ｓを囲むように、接着剤５が予め塗布されている。
【００４３】
従って、吸着ヘッド４１に吸着保持された上基板１Ｕが降下し、下基板１Ｄに接近ないしは軽く接触した状態で、ステージ４２内に組み込まれた４台の撮像機器４３１〜４３４からの撮像パターンに基づき、位置決めマークの撮影画像に基づく位置合わせ操作が行われる。なお、この実施の形態でも、図８に示した基板と同様に、一枚の基板に単一の表示部１Ｓが形成されるものとして説明する。
【００４４】
そこで、この実施の形態の基板の貼合わせ装置は、吸着ヘッド４１は、下方のステージ４２との対向面において、周縁部よりも中央部において上基板１Ｕと下基板１Ｄとの間の対向間隔がより大となるように、すなわち表示部１Ｓが形成された広い領域にわたり、凹み４１ａが形成されている。
【００４５】
また、吸着ヘッド４１は、上基板１Ｕの周縁部（表示部１Ｓが形成された領域の外側部分）のみを吸着するように凹み４１ａの周囲に複数の吸着孔４１ｂを有する。そして、この吸着孔４１ｂは不図示の真空源に接続されており、制御器７の制御のもとで適宜真空吸着力が付与される。
【００４６】
ステージ４２は、下基板１Ｄの中央部のみを吸着するように、その中央部に複数の吸着孔４２ｂを有する。そして、この吸着孔４２ｂは、吸着孔４１ｂと同様に、不図示の真空源に接続されており、制御器７の制御のもとで適宜真空吸着力が付与される。
【００４７】
従って、上基板１Ｕと下基板１Ｄとの位置合わせ操作において、上基板１Ｕが吸着ヘッド４１に吸着保持されつつ水平面上で移動して調整されるとき、表示部１Ｓの位置に対応した凹み４１ａの存在により、対向面の中央部において上基板１Ｕと下基板１Ｄとの間の間隔ｄは大となって広がることができるので、たとえ上下両基板１Ｕ，１Ｄがごく接近した状態で位置決め操作が行われたとしても、上基板１Ｕと下基板１Ｄに植立されたスペーサ８との間の摩擦力は軽減される。
【００４８】
すなわち、図３に示すように、上基板１Ｕがスペーサ８に接した状態で、矢印ＸＬ方向に移動する際、上基板１Ｕとの間の摩擦力によりスペーサ８が弾性変形しようとしても、上基板１Ｕにおける凹み４１ａに対応して位置する部分では、たとえ上基板１Ｕがスペーサ８に接触したとしても、そこには上基板１Ｕ自身の重さが加わるだけであるので、吸着ヘッド４１の自重を含む押し付け力までもが作用する状態で接触する従来の装置構成に比べて、上基板１Ｕが面方向に移動し易い状態となるから、上基板１Ｕとスぺーサ８との間の移動抵抗はごく小さく抑えられる。
【００４９】
その結果、図３に示したように、上下両基板１Ｕ，１Ｄ間の相対的な位置決め操作に際して、上基板１Ｕが矢印ＸＬ方向に移動したとしても、スペーサ８の変形は回避されるかあるいは小さく抑えられるので、スペーサ８には、位置合わせに際して移動する基板（１Ｕ）に対し、それを元に戻そうとする作用の働きが大幅に軽減され、ミクロン単位の高精度な位置合わせを迅速に行うことができる。
【００５０】
なお、図２においては、説明上、吸着ヘッド４１に支持された上基板１Ｕは、かなり短い曲率半径で湾曲しているように強調して示してあるが、幅寸法がメートル単位の基板（１Ｕ，１Ｄ）に対し、位置決め精度がミクロン単位であるので、実際には中央部でもごくわずかな凹み４１ａを形成しただけで、目的を達成することができる。
【００５１】
また、図１ないし図３に示したこの実施の形態の基板の貼合わせ装置では、吸着ヘッド４１とステージ４２間で貼り合わされる基板（１Ｕ，１Ｄ）は、表示部１Ｓが１個のみのいわゆる単面取りに構成された場合を例にして説明したが、多面取りの基板の場合も、各面における下基板１Ｄのスペーサ８と上基板１Ｕとの間の摩擦力が小さければよいので、例えば図４に示すように、スペーサ８が配置された各領域（すなわち、表示部１Ｓ）に、個別に対応するように凹み４１ａ，４１ａを形成することができる。
【００５２】
次に第２の実施の形態について説明する。第２の実施の形態では、図１を参照して説明すれば、吸着ヘッド４１に凹み４１ａを設けることなく、上基板１Ｕの周縁部を吸着するように設けた吸着孔４１ｂにて、上基板１Ｕの中央部を除く周縁部のみを吸着するように構成したものである。
【００５３】
このようにすることで、吸着孔４１ｂに吸着された上基板１Ｕの周縁部は、吸着孔４１ｂによる吸着力により吸着ヘッド４１に対して強い拘束力を受けるものの、吸着孔４１ｂに直接吸着されることなく離れて位置する中央部においては、吸着ヘッド４１に対する拘束力は周縁部に比べて小さなものとなる。
【００５４】
そのため、上基板１Ｕの中央部は、吸着ヘッド４１の水平面内での移動時にその移動方向に対して抵抗が付加されたときに、吸着ヘッド４１に対して容易にずれることが可能となる。
【００５５】
従って、ミクロン単位での微細な位置合わせにおいては、吸着ヘッド４１の移動によって、上基板１Ｕとの間の摩擦力により、スペーサ８が弾性変形しようとしたときに、上基板１Ｕの中央部が吸着ヘッド４１に対してずれ、上基板１Ｕの中央部は吸着ヘッド４１とともに移動することがない、あるいは移動したとしてもその移動量は周縁部に比べてごく小さなものとなる。
【００５６】
この傾向は、基板（１Ｕ，１Ｄ）がガラスに比べて伸び縮みしやすい合成樹脂等の材料で形成されている場合により顕著に現われ、位置決め調整に際し、吸着ヘッド４１が移動してもスペーサ４１が大きく変形することを防止できる。
【００５７】
従って、両基板間の位置合わせ操作に際して、柱状形のスペーサ８の変形は小さく、周縁部における位置決めマークに基づく位置合わせ操作を、迅速かつ効率的に行うことができる。
【００５８】
なお、上記第１及び第２の実施の形態において、ステージ４２上に大型の下基板１Ｄを搭載したとき、下基板１Ｄはステージ４２上で多少波打ち変形した状態で吸着保持されてしまうことがある。下基板１Ｄ全体が変形した状態で、ステージ４２に吸着保持されてしまうと、周縁部の上下両基板（１Ｕ，１Ｄ）間でずれが生じ、各位置決めマークに基づく位置合わせが適正に行われない場合がある。
【００５９】
そこで、上記第１の実施の形態においては、図１、図２に示すように、ステージ４２には、下基板１Ｄの周縁部を除き中央部のみを吸着するように吸着機構（吸着孔４２ｂ）を組み込むことで、下基板１Ｄの波打ち変形を修正しつつ、円滑に位置合わせを行うことができる。
【００６０】
すなわち、ステージ４２が下基板１Ｄの中央部のみを吸着して、その外側周縁部をフリー（自由な）状態に載置したとすると、上基板１Ｕの降下による上下基板間の位置合わせに際して、上基板１Ｕ全体の下基板１Ｄ面に向けた押し下げ操作を受けたとき、下基板１Ｄは、中央部から外側方向に向けて押し伸ばされるので平坦性が得られて、位置合わせ操作を適正におこなうことができる。
【００６１】
次に、上記第１及び第２の実施の形態では、スペーサ８と基板との間の摩擦力を軽減するために、吸着ヘッド４１における対向面の加工、あるいは同じく吸着ヘッド４１側の上基板１Ｕに対する吸着領域の変更を行ったものであるが、スペーサ８と基板との間のこのような摩擦力の調節は、上下間で相対的な関係にあるから、下基板１Ｄを吸着保持したステージ４２における対向面の加工、同じくステージ４２における下基板１Ｄに対する吸着領域の変更でも同様に目的を達成することができる。
【００６２】
すなわち、図５は本発明による基板の貼合わせ装置の第３の実施の形態を示した要部拡大正面図で、位置決め用のマークが周縁部に付された上基板１Ｕを吸着保持する吸着ヘッド４１と、この吸着ヘッド４１に対向配置され、下基板１Ｄを載置するステージ４２とを有する基板の貼合わせ装置において、ステージ４２は、吸着ヘッド４１との間の間隔が対向面の周縁部よりも中央部においてより大となるように、スペーサ領域に対応する凹み４２ａを形成したものである。
【００６３】
そしてこの場合、ステージ４２は、下基板１Ｄの周縁部のみを吸着するように凹み４２ａの周囲に複数の吸着孔４２ｂが設けられ、この吸着孔４２ｂは不図示の真空源に接続され、制御器７の制御のもとで適宜真空吸着力が付与される。
【００６４】
このように、吸着ヘッド４１との間の間隔が対向面の周縁部よりも、スペーサ８が配置された領域である中央部においてより大となるように凹み４２ａを形成したので、第１の実施の形態と同様に、スペーサ８とその配置領域における上基板１Ｕと下基板１Ｄとの間の間隔ｄは大となって広がることができるので、上下基板間の位置合わせの際に生ずる、スペーサ８と上基板１Ｕとの間の摩擦力の軽減を図ることができる。
【００６５】
従って、上下両基板１Ｕ，１Ｄ間の相対的な位置合わせに際して、スペーサ８の変形は軽減され、上下両基板１Ｕ，１Ｄ間のミクロン単位の微妙で高精度な位置決め操作を円滑かつ迅速に行うことができる。
【００６６】
なお、上記第３の実施の形態においても、第２の実施の形態と同様に、ステージ４２の凹み４２ａを設けることなく、吸着孔４２ｂにて下基板１Ｄの中央部を除く周縁部のみを吸着するようにしても良い。
【００６７】
このようにすることによっても、第２の実施の形態の場合と同様に、ステージ４２に対する下基板１Ｄの拘束力が、その周縁部に比べて中央部で小さなものとなることから、位置合わせのために吸着ヘッド４１を水平面内で移動させたとき、下基板１Ｄに植立されたスペーサ８と上基板１Ｕとが接触したとしても、その接触による摩擦力によりスペーサ８が弾性変形しようとしたときには、下基板１Ｄの中央部とステージ４２との間にずれが生じ、下基板１Ｄの中央部が吸着ヘッド４１とともに移動してスペーサ８の変形が防止あるいは抑制される。
【００６８】
従って、上下両基板１Ｕ，１Ｄ間のミクロン単位の微妙で高精度な位置決め操作を円滑かつ迅速に行うことができる。
【００６９】
また、第３の実施の形態においても、第１、第２の実施の形態と同様に、下基板１Ｄの周縁部に代えて中央部のみを吸着するように吸着孔４２ｂを設けるようにしても良い。
【００７０】
このようにすることによっても、下基板１Ｄの波打ち変形を修正しつつ、円滑に位置合わせを行なうことができる。このとき、ステージ４２の中央部には凹み４２ａが設けられているものの、この凹み４２ａはごくわずかの深さに形成すれば目的を達成することができるので、このように形成した場合には、下基板１Ｄの保持や基板１Ｕ，１Ｄの位置合わせに支障が生じることはない。
【００７１】
以上説明のように、この実施の形態の基板の貼合わせ装置において、貼り合わせが適正に行われた上下両基板１Ｕ，１Ｄは、吸着保持の解除、及び吸着ヘッド４１の上昇移動を経た後、従来と同様に、搬送ロボットを介して次の液晶封入工程へと引き渡される。
【００７２】
なお、上記各実施の形態の説明では、上下両基板（１Ｕ，１Ｄ）の位置合わせに際し、上基板１Ｕ側を降下移動させるように説明したが、もちろん下基板１Ｄ側を上昇移動させるように構成しても良く、さらにＸ−Ｙ−θ移動テーブルも吸着ヘッド４１側ではなく、ステージ４２側に構成しても良い。
【００７３】
また、上記第１及び第３の実施の形態を示した図１から図５では、凹部４１ａ，４２ａ面に向けて開口する吸着機構を組み込んでいないように示されている。しかしながら、周縁部に加えて、その凹み４１ａ，４１ｂに吸着孔を組み込むことができる。このようにすることで、吸着ヘッド４１の移動の有無にかかわらず基板１Ｕ，１Ｄが凹み４１ａ，４１ｂに確実に引き込まれ、上基板１Ｕと下基板１Ｄとの間の間隔ｄがその中央部において広がることから、より円滑に上下両基板１Ｕ，１Ｄの位置決め操作を行うことができる。
【００７４】
また、本発明は、図８に示すような液晶封入口５ａを設けて接着剤５が塗布された基板１Ｕ，１Ｄを貼り合わせる貼り合わせ装置に限らず、液晶封入口を設けることなく、無端枠状に塗布された接着剤５の内側領域に予め所定量の液晶が滴下された基板１Ｕ，１Ｄを貼り合わせる貼り合わせ装置に適用することもできる。
【００７５】
また、吸着機構は、真空吸着を例に説明したが、他の吸着機構、例えば静電気を利用したいわゆる静電チャックを用いることができる。
【００７６】
さらにまた、上下の基板１Ｕ，１Ｄの間の間隔が中央部において大となるように、吸着ヘッド４１、あるいはステージ４２に凹み４１ａ，４２ａを設けた例で説明したが、これに限られるものではない。
【００７７】
例えば図６（ａ）の正面から見た断面図、及び図６（ａ）において上基板１Ｕを外した状態でＡ−Ａ線から矢印方向を見た図６（ｂ）の吸着ヘッド４１の底面図に示したように、吸着ヘッド４１の構成を吸着ブロック４１１とこの吸着ブロック４１１の底部に、表示面１Ｓを囲むように配列して突設させた複数の支持ブロック４１２と、これら複数の支持ブロック４１２の間に支持ブロック４１２に上基板１Ｕを支持させるように配列された複数の第１の吸着ノズル４１３、及び表示面１Ｓの領域に突設させた複数の第２の吸着ノズル４１４で構成することができる。
【００７８】
図６において、弾性変形が比較的小さい金属やセラミックスで吸着ノズル４１３を形成できるが、たとえ変形しようとしても、これら吸着ノズル４１３は隣接する支持ブロック４１２の支持を受けるので変形は抑制され、基板１Ｕ，１Ｄ位置合わせ操作の際の位置合わせ精度を確保することができる。なお、支持ブロック４１２下端の高さ位置は、第１の吸着ノズル４１３における吸着面の高さ位置と同一とし、表示面１Ｓの外側に配置されたこれら第１の吸着ノズル４１３は、上基板１Ｕを介して下基板１Ｄ上の接着剤５を均一に押圧する。また、図６に示した吸着ヘッド４１は、中央部で、吸着した上基板１Ｕと下基板１Ｄとの間の間隔が広がるように、第２の吸着ノズル４１４の下端高さ位置が、周縁部における第１の吸着ノズル４１３及び支持ブロック４１２の下端高さ位置よりも高くなるように長さ寸法が設定されている。
【００７９】
なお、図６に示した吸着ヘッド４１のみならず、図１等に示した吸着ヘッド４１あるいはステージ４２の各中央部には凹み４１ａ，４２ａを設けてあり、それら中央部は保持される基板１Ｕ，１Ｄにおける表示部１Ｓの形成領域に一致するように図示してあるが、本明細書においては、中央部とは表示部１Ｓの全領域に限るものではなく、表示部１Ｓのうちの一部の領域である場合も含む。
【００８０】
また、吸着ヘッド４１の吸着孔４１ｂやステージ４２の吸着孔４２ｂは、通常、基板１Ｕ，１Ｄの外縁に沿った周縁部を吸着するように組み込まれるものであるが、それに加えて、例えば基板１Ｕ，１Ｄが多面取りの場合のように、形成された各表示面１Ｓの外側部分をも吸着するように組み込むことができる。
【００８１】
以上説明のように、本発明の基板の貼合わせ装置によれば、上方の吸着ヘッド４１に吸着された上基板１Ｕよりも下方の吸着ステージ４２面上に吸着保持された下基板１Ｄは、スペーサ８との間の摩擦力が小さい状態で、位置合わせを行うことができるので、２枚の基板の貼り合わせを円滑かつ迅速に行うことができる。
【００８２】
【発明の効果】
以上説明のように、本発明によれば、大型のガラス製の基板でも、ミクロン単位の高精度な位置合わせによる基板の貼り合わせを、円滑に行うことができ、液晶表示パネルの製造等に適用し、実用上優れた効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による基板の貼合わせ装置の第１の実施の形態を示した正面図である。
【図２】図１に示した装置の要部拡大正面図である。
【図３】図２に示した装置の動作説明図である。
【図４】図１に示す第１の実施の形態の変形例を示した要部拡大正面図である。
【図５】本発明による基板の貼合わせ装置の第２の実施の形態を示した要部拡大正面図である。
【図６】図６（ａ）は、本発明による基板の貼合わせ装置の吸着ヘッドの変形例を示した正面図、図６（ｂ）は図６（ａ）の基板１Ｕを除いたＡ−Ａ矢視底面図である。
【図７】従来の基板の貼合わせ装置を採用した液晶基板の貼合わせ装置の構成図である。
【図８】図７に示す装置で貼り合わされる上下２枚の基板の各平面図である。
【図９】従来の基板の貼合わせ装置を示した正面図である。
【図１０】図９に示す装置に装着された基板の位置決め用のマークの撮像パターン図である。
【図１１】図９に示す装置で位置合わされる２枚の基板の要部拡大正面図である。
【符号の説明】
１Ｕ　上基板
１Ｕ１，１Ｕ２　（位置決め用の）マーク
１Ｄ　下基板
１Ｄ１，１Ｄ２　（位置決め用の）マーク
２Ｕ，２Ｄ　供給機構
３　搬送ロボット
４　基板の貼合わせ装置
４１　吸着ヘッド
４１１　吸着ブロック
４１２　支持ブロック
４１３　第１の吸着ノズル
４１４　第２の吸着ノズル
４２　ステージ
４３１〜４３４　撮像機器（検出手段）
４４　Ｘ−Ｙ−θ移動テーブル
４４ａ　作動ロッド（押圧機構）
５　接着剤
６　搬出台
７　制御器
８　スペーサ
Ｐｕ，Ｐｄ　中間位置

Claims

位置決め用のマークを付した上基板を吸着保持する吸着ヘッドと、この吸着ヘッドに対向配置され、下基板を載置するステージとを有する基板の貼合わせ装置において、
前記吸着ヘッドと前記ステージとは、前記上基板と前記下基板との間の間隔が前記各基板の周縁部よりも中央部において大となるように前記各基板を保持することを特徴とする基板の貼合わせ装置。
位置決め用のマークを付した上基板を吸着保持する吸着ヘッドと、この吸着ヘッドに対向配置され、下基板を載置するステージとを有する基板の貼合わせ装置において、
前記吸着ヘッドは、前記ステージとの間の間隔が対向面の周縁部よりも中央部においてより大となるように、対向面に凹みが形成されて構成されたことを特徴とする基板の貼合わせ装置。
位置決め用のマークを付した上基板を吸着保持する吸着ヘッドと、この吸着ヘッドに対向配置され、下基板を載置するステージとを有する基板の貼合わせ装置において、
前記吸着ヘッドは、前記上基板の中央部を除き、上基板の周縁部を吸着保持するように構成されたことを特徴とする基板の貼合わせ装置。
前記ステージは、前記吸着ヘッドとの対向面における周縁部を除く中央部のみに、前記下基板を吸着する吸着機構を組み込んだことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の基板の貼合わせ装置。
位置決め用のマークを付した上基板を吸着保持する吸着ヘッドと、この吸着ヘッドに対向配置され、下基板を載置するステージとを有する基板の貼合わせ装置において、
前記ステージは、前記吸着ヘッドとの間の間隔が対向面の周縁部よりも中央部においてより大となるように、対向面に凹みが形成されて構成されたことを特徴とする基板の貼合わせ装置。
位置決め用のマークを付した上基板を吸着保持する吸着ヘッドと、この吸着ヘッドに対向配置され、下基板を載置するステージとを有する基板の貼合わせ装置において、
前記ステージは、前記下基板の中央部を除き、下基板の周縁部を吸着保持するように構成されたことを特徴とする基板の貼合わせ装置。