JP2013208827A

JP2013208827A - 貼合方法および装置

Info

Publication number: JP2013208827A
Application number: JP2012080917A
Authority: JP
Inventors: Kenji Nose; 健二野瀬
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2012-03-30
Filing date: 2012-03-30
Publication date: 2013-10-10

Abstract

【課題】フィルムを含む２枚の板状物の貼合において、２枚の板状物の高精度な位置合わせを実現し、かつ生産効率および、生産設備のコスト削減を可能にする貼合方法及び装置を提案する。
【解決手段】２枚の板状物を接着層を介して貼り合せる装置であって、第１の板状物を保持する多孔質板状板と吸着ステージと前記第１の板状物を前記多孔質板状板を介して吸着を可能にする減圧手段と、第２の板状物を平面保持する保持手段と前記第１の板状物と前記第２の板状物を向かい合わせの状態でアライメントを可能にする画像処理手段と位置決め手段と、前記第１の板状物と前記第２の板状物へ加圧転写する加圧手段を具備することを特徴とする貼合装置。
【選択図】図１

Description

本発明は、フィルムを含む２枚の板状物の貼合方法および装置に関する。主にディスプレイパネルの製造に使用することができるが、その限りではない。

近年のディスプレイ装置においては、ディスプレイパネルの表面に各種の機能を持ったプラスチックのフィルムを貼り合わせることが行われている。特に、何らかのパターンを有するフィルムをディスプレイパネルに貼り合わせる場合は、高い位置決め精度や貼り合わせ精度が必要とされる。

しかしながら、薄いプラスチックフィルムは撓んだりシワになったりしやすく、また伸縮も発生しやすいので、ディスプレイパネルに正確に位置あわせして貼合することは困難とされてきた。

ディスプレイ用の部材貼り合せ技術として特許文献１がある。特許文献１には、真空チャンバー内にフィルムを含む２枚の板状物を入れ、上部からダイヤフラム膜を膨張させ、同時に２枚の板状物の極小隙間を減圧させ、また、２枚の板状物の位置合わせを行い貼り合せる装置が記載されている。この場合、ダイヤフラム膜の膨張が均一でないと２枚の板状物の位置合わせが難しく、更に圧縮空気と減圧のタイミングが合わないと位置ずれやしわの原因となり、歩留まり悪化に繋がるという問題があった。また、減圧を必要とするため、ディスプレイの大型化に対して真空チャンバーの容積が大きくなってくると減圧時間が長くなり、結果としてタクトタイムが長くなって生産効率を下げてしまう要因となる。

特許文献２においてはメッシュと硬質シートを使用し２枚の板状物をロールで貼り合せる装置が記載されている。しかしながら特許文献２記載の装置ではアライメント手段がなく高精度に貼り合せることができない。また、貼り合わせ手段であるロールがフィルムを吸着するチャンバー内に設置されていることで、チャンバー容積が大きくなって減圧時間が長くなりタクトが長くなって生産効率が下がる要因となる。
また、貼り合せ行程が進むにつれて、メッシュの開口部が広くなり、真空チャンバー内の真空度を保つことが困難となり、板状物のメッシュへの吸着保持が維持できず、貼合物の未貼合状態である端部が貼合中にメッシュから外れ、貼合対象物に先に張り合わされてしまう先付けが起こってしまう。さらに減圧チャンバー内に貼り合せ手段であるロールやロールの駆動手段を減圧チャンバー内にいれることでロールやロール駆動手段が減圧環境下となり特別な仕様となり設備費の高騰に繋がる。

特開２００９−２９４５５１号公報特開２０１０−９４９１０号公報

本発明は、フィルムを含む２枚の板状物の貼合において、２枚の板状物の高精度な位置合わせを実現し、かつ生産効率および、生産設備のコスト削減を可能にする貼合方法及び装置を提案する。

上記課題を解決するための手段として、請求項１記載の発明は、
２枚の板状物を接着層を介して貼り合せる貼合方法であって、
第１の板状物を吸着ステージ上に多孔質保持板を介して吸着保持し、第２の板状物を前記第１の板状物に対抗させた位置に配置し、
前記第１の板状物と前記第２の板状物のアライメントを行った後、
前記第１の板状物と前記第２の板状物間に微小隙間を空けた状態で、前記第１の板状物を前記第２の板状物へ加圧転写することで第１の板状物と第２の板状物を貼り合せることを特徴とする貼合方法である。

また、請求項２に記載の発明は、前記第１の板状物を保持する前記多孔質保持板がスクリーンであることを特徴とする請求工１記載の貼合方法である。

また、請求項３に記載の発明は、前記２枚の板状物の少なくとも一方はフィルムであることを特徴とする請求項１乃至２に記載の貼合方法である。

また、請求項４に記載の発明は、２枚の板状物を接着層を介して貼り合せる装置であって、第１の板状物を保持する多孔質板状板と吸着ステージと前記第１の板状物を前記多孔質板状板を介して吸着を可能にする減圧手段と、第２の板状物を平面保持する保持手段と前記第１の板状物と前記第２の板状物を向かい合わせの状態でアライメントを可能にする画像処理手段と位置決め手段と、前記第１の板状物と前記第２の板状物へ加圧転写する加圧手段を具備することを特徴とする貼合装置である。

また、請求項５に記載の発明は、前記第１の板状物を保持する前記多孔質保持板がスクリーンであることを特徴とする請求項４記載の貼合装置である。

また、請求項６に記載の発明は、前記第１の板状物を前記多孔質保持板を介して、前記吸着ステージに吸着する減圧手段において、減圧調整手段を具備することを特長とする請求項４乃至５に記載の貼合装置である。

また、前記加圧手段にゴムロール・金属ロール・スキージの少なくとも１種を用い、前記加圧手段と前記吸着ステージを走行させる駆動手段を具備することを特徴とする請求項４乃至６に記載の貼合装置である。

本考案では、上記構成とすることで、フィルムを含む２枚の板状物の貼合において、２枚の板状物の高精度な位置合わせを実現し、かつ生産タクトの短縮、生産設備のコスト削減を可能とする。

本発明の貼合装置の概略構成を示す斜視図本発明の貼合装置の概略を示す断面模式図本発明の貼合装置の貼合動作を示す断面模式図

以下、本発明の一実施形態である貼合装置について図面に基づいて説明する。以下の説明においては、第１板状物をプラスチックフィルム、第２板状物をカラーフィルタとする。

図１〜２は、本発明の貼合装置の一実施形態を示す概略図である。貼合装置は、プラスチックフィルム１を多孔質保持板５を介して吸着保持するフィルム吸着ステージ３と、ディスプレイ用カラーフィルタ２を前記プラスチックフィルム１に対向させた位置で吸着保持するパネル吸着ステージ４と、吸着保持された前記プラスチックフィルム１と前記カラーフィルタ２を向かい合わせの状態でアライメントを行うためのアライメントカメラ１０と位置決め手段となるＸ・Ｙ・Ｚ・θ調整機構１１と、前記プラスチックフィルム１を前記多孔質保持板５を介して前記カラーフィルタ２に加圧貼合を行うロール６を備える。

次に、本発明の貼合装置による貼合工程について図２〜３を用いて説明する。
図２は、本発明の貼合装置の概略断面図である。なお、図２は概略図であり、工程を理解しやすくするためにプラスチックフィルムやカラーフィルタの厚みやギャップなどは誇張して描いている。

プラスチックフィルム１は多孔質保持板５を介してフィルム吸着ステージ３に吸着保持されている。フィルム吸着ステージ３はフィルム吸着面に多数の吸引孔を持ち、フィルム側ブロワ１４、フィルム側減圧レギュレータ１２、フィルム側バルブ１３によりプラスチックフィルム１の吸着力を制御している。ここで、フィルム側減圧レギュレータ１２はリニアな制御が可能であること、また、フィルム吸着ステージ３は所定の吸着エリアに分かれており、各吸着エリアを個別に制御するための複数のフィルム側バルブ１３を有していることが望ましい。

プラスチックフィルム１と対向する位置に、カラーフィルタ２をパネル吸着ステージ４に吸着保持させる。この状態で、プラスチックフィルム１とカラーフィルタ２の間のアライメント動作位置にアライメントカメラ１０を挿入し、プラスチックフィルム１とカラーフィルタ２それぞれのアライメントマークを撮像する。ここでアライメント動作位置とは、アライメントカメラ１０が、それぞれのアライメントマークを観察可能な位置のことである。
この撮像により得られたアライメントマークの位置関係の情報をフィードバックし、Ｘ・Ｙ・Ｚ・θ調整機構１１により、プラスチックフィルム１とカラーフィルタ２のアライメント（位置合わせ）を行う。（図２（ａ）参照）

プラスチックフィルム１とカラーフィルタ２のアライメントが完了したら、アライメントカメラ１０はアライメント動作位置から退避する。次にカラーフィルタ２を、プラスチックフィルム１から所定距離の位置まで、パネル吸着ステージ昇降機構９によって接近させる（図２（ｂ）参照）

プラスチックフィルム１とカラーフィルタ２が、所定距離のギャップ１８を保持した状態（図３（ａ）参照）で、ロール６はロール昇降機構７によって多孔質保持板５越しにプラスチックフィルム１をカラーフィルタ２に押し当てる。（図３（ｂ）参照）

ロール６により、プラスチックフィルム１およびカラーフィルタ２の一方の端部より加圧貼合を開始したら、ロール６とフィルム吸着ステージ３はロール・フィルム吸着ステージ移動機構８により、一体的に、もう一方の端部の方向に移動して、プラスチックフィルム１をカラーフィルタ２全面の加圧貼合を行うようにする。（図３（ｃ）参照）

プラスチックフィルム１をカラーフィルタ２の端部から貼合し始めるとフィルム吸着ステージ３の吸着孔が開放状態となりプラスチックフィルム１を吸着保持する力が弱まり、プラスチックフィルム１をカラーフィルタ２の全面に貼合し終わる前に、プラスチックフィルム１の端部が先に貼合される先付けが起こることがある。

ロール６とフィルム吸着ステージ３は、図３（ｃ）の右方向に一体的に移動していくが、このとき、加圧貼合終了端部（不図示）のほうでは、フィルム吸着ステージ３の吸着孔が開放状態となる。そこで、フィルム吸着ステージ３内部で吸着エリアを分けるようにしておき、ロール６とフィルム吸着ステージ３の移動に伴い開放状態となった吸着エリアは、順次、フィルム側バルブ１３を閉じていくようにすればよい。

このように、リニア圧力調整が可能なフィルム側減圧レギュレータ１２および複数個のフィルム側バルブ１３を用いて、フィルム吸着ステージ３の吸着エリアを制御することで、パターンフィルム１の貼合を開始する端部からもう一方の端部までプラスチックフィルム１を多孔質保持板５に吸着保持できるようにする。

プラスチックフィルム１をフィルム吸着ステージ３に吸着保持させる吸着力をフィルム側減圧レギュレータ１２でリニアに制御することで、プラスチックフィルム１を多孔質保持板５に密着保持が可能となり、貼合中のプラスチックフィルム１の位置ずれを防ぎ、プラスチックフィルム１とカラーフィルタ２の高精度の貼合を可能とする。

また、本発明の装置構成とすることで、大容積のチャンバーや、減圧環境下といった特別な設備仕様を必要とせず、生産タクトおよび生産設備の設備費用の低減を可能とする。

１・・・プラスチックフィルム
２・・・カラーフィルタ
３・・・フィルム吸着ステージ
４・・・パネル吸着ステージ
５・・・多孔質保持板（スクリーン）
６・・・ロール
７・・・ロール昇降機構
８・・・ロール・フィルム吸着ステージ移動機構
９・・・パネル吸着ステージ昇降機構
１０・・・アライメントカメラ
１１・・・Ｘ・Ｙ・Ｚ・θ調整機構
１２・・・フィルム側減圧レギュレータ
１３・・・フィルム側バルブ
１４・・・フィルム側ブロワ
１５・・・パネル側減圧レギュレータ
１６・・・パネル側バルブ
１７・・・パネル側ブロワ
１８・・・ギャップ

Claims

２枚の板状物を接着層を介して貼り合せる貼合方法であって、
第１の板状物を吸着ステージ上に多孔質保持板を介して吸着保持し、第２の板状物を前記第１の板状物に対向させた位置に配置し、
前記第１の板状物と前記第２の板状物のアライメントを行った後、
前記第１の板状物と前記第２の板状物間に微小隙間を空けた状態で、前記第１の板状物を前記第２の板状物へ加圧転写することで第１の板状物と第２の板状物を貼り合せることを特徴とする貼合方法。
前記第１の板状物を保持する前記多孔質保持板がスクリーンであることを特徴とする請求工１記載の貼合方法。
前記２枚の板状物の少なくとも一方はフィルムであることを特徴とする請求項１乃至２に記載の貼合方法。
２枚の板状物を接着層を介して貼り合せる装置であって、
第１の板状物を保持する多孔質保持板と吸着ステージと前記第１の板状物を前記多孔質保持板を介して吸着を可能にする減圧手段と、
第２の板状物を平面保持する保持手段と前記第１の板状物と前記第２の板状物を向かい合わせの状態でアライメントを可能にする画像処理手段と位置決め手段と、前記第１の板状物と前記第２の板状物へ加圧転写する加圧手段を具備することを特徴とする貼合装置。
前記第１の板状物を保持する前記多孔質保持板がスクリーンであることを特徴とする請求項４記載の貼合装置。
前記第１の板状物を前記多孔質保持板を介して、前記吸着ステージに吸着する減圧手段において、減圧調整手段を具備することを特長とする請求項４乃至５に記載の貼合装置。
前記加圧手段にゴムロール・金属ロール・スキージの少なくとも１種を用い、前記加圧手段と前記吸着ステージを走行させる駆動手段を具備することを特徴とする請求項４乃至６に記載の貼合装置。