JP2014118537A

JP2014118537A - ワーク貼合方法及びワーク貼合装置

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Publication number: JP2014118537A
Application number: JP2012276938A
Authority: JP
Inventors: Michiya Yokota; 道也横田
Original assignee: Shin Etsu Engineering Co Ltd
Current assignee: Shin Etsu Engineering Co Ltd
Priority date: 2012-12-19
Filing date: 2012-12-19
Publication date: 2014-06-30
Anticipated expiration: 2032-12-19
Also published as: CN103881594A; KR102091884B1; KR20140079725A; JP5346116B1; TW201429723A; CN103881594B; TWI560059B

Abstract

【課題】ワークの変形と接着剤の硬化収縮を抑えながら接着剤の全体を本硬化させることで位置決め精度を高めたワーク貼合方法と、その装置を提供する。
【解決手段】重ね合わされたワーク１，２の間に挟まれた接着剤３の一部を部分的に仮硬化させてワーク１，２が仮止めされる。その後、接着剤３の全体を複数の領域に分割し、これら分割領域３ｂ，３ｃ，３ｄを複数回に分けて順次それぞれ部分的に本硬化させる。それにより、接着剤３の全体における総面積が広い場合であっても、複数に分けた比較的に狭い面積部位が時間差をもって順次それぞれ硬化処理されるため、各回毎の本硬化時に生じるワーク１，２の温度上昇量と、接着剤３における分割領域３ｂ，３ｃ，３ｄの硬化収縮量が、大面積な接着剤の全体を一回で本硬化させる方法に比べて大幅に減少する。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えばフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）や、タッチパネルや３Ｄ（３次元）ディスプレイや電子書籍などのようなＦＰＤなどの板状ワークに対し、カバーガラスやＦＰＤなどのもう一枚の板状ワークを接着剤で貼り合わせるために用いられるワーク貼合方法、及び、それを実施するためのワーク貼合装置に関する。

従来、この種のワーク貼合方法及びワーク貼合装置として、少なくとも一方のワークの片面に接着剤（ＵＶ硬化樹脂）を全面に接着剤が行き渡るように供給し、次に接着剤に対して他方のワークを貼り合わせ、その後、貼り合わされた一対のワークの少なくとも一方の面の全体に行き渡った接着剤の外縁に対して、仮硬化用の電磁波（ＵＶ光）を照射することにより、接着剤の外縁のみに仮硬化部が形成されて、接着剤の流動によるはみ出しが防止され、その後、本硬化用電磁波の照射により接着剤の全部を本硬化させている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１２−７３５３４号公報

近年では、小型軽量化の目的もあって、一枚のワークを構成するガラス基板などの厚みがより薄くなりつつあり、ガラス基板に対して有機材料からなる変形可能なフィルムが貼り合わされることもあって、ワークやパネル全体の構造強度が低下する傾向にある。さらに、これまでのガラス基板同士の接着から、ガラス基板の間に偏光板等の有機材料を挟み込んで接着するものもあり、製品目的によって硬化後におけるＵＶ硬化樹脂等からなる接着剤の厚みが基板の厚さに近づく状況がある。
このような層構成の変化や材質変更にも関わらず、要求されるワーク同士の位置決め精度は従来と変わらずに厳しい。
また、表示パネルの中には、重ね合わされたワークの一辺にフレキシブル基板（ＦＰＣ：Flexible printed circuits）などを挟み込んで接続された回路基板の接続部を有するものがある。
ところで、ワークとして主に用いられるガラス基板は無機材料であるに対し、ＵＶ硬化樹脂等からなる接着剤やフィルムなどは有機材料であり、それらは熱膨張率が異なっている。無機材料であるガラス基板に対し、ＵＶ硬化樹脂から接着剤を挟んでフィルムや偏光板等を重ね合わせ、ＵＶ照射などにより熱硬化させて貼り合わせると、それぞれの熱膨張率が異なるため、反りや歪みなどの変形の発生原因となる。
このような状況においても、従来のようにガラス基板にある程度の厚みがあって構造強度が高い場合には、反りや歪みなどの変形は発生しなかった。
しかし、前述した従来のワーク貼合方法では、接着剤（ＵＶ硬化樹脂）の一部をＵＶ照射で仮硬化した後に、接着剤の全部となる大面積部分をＵＶ照射で一気に本硬化させるため、近年のようにワーク自体の構造強度が低下していると、大面積の接着剤全体に向けた本硬化用のＵＶ照射で与えられたエネルギーにより、ワーク全体が温度上昇すると同時に、大面積の接着剤が硬化収縮するなどして、反りや歪みなどの変形が発生し、仮止めされたワーク同士に位置ズレが生じてしまった。
それにより、ワーク同士を高精度に位置決めできず、歩留まりが低下するという問題があった。
特に、ワークの一辺側からフレキシブル基板（ＦＰＣ）などを挟み込んで接続された回路基板を有する表示パネルの貼り合わせ時には、フレキシブル基板などの挿入箇所における接着剤（ＵＶ硬化樹脂）の厚みが、その他の接着剤の厚みよりも厚くなるため、ワークの重ね合せ位置が確定した状態で、ＵＶ照射により接着剤の複数箇所を点状に仮硬化しても、接着剤の全部となる大面積部分に対する本硬化用のＵＶ照射で与えられたエネルギーにより、点状の仮硬化位置が支点となってワーク全体が変形し易くなって、仮止めされたワーク同士が他辺方向などに位置ズレを発生し、要求されるワーク同士の位置決め精度を達成できなかった。

本発明は、このような問題に対処することを課題とするものであり、ワークの変形と接着剤の硬化収縮を抑えながら接着剤の全体を本硬化させること、などを目的とするものである。

このような目的を達成するために本発明によるワーク貼合方法は、対向する一対のワークを相互に位置合わせして、その間に接着剤が挟まれるように重ね合わせ、前記接着剤の硬化により前記ワークを貼り合わせるワーク貼合方法であって、前記ワークの間に挟まれた前記接着剤の一部３ａを部分的に仮硬化させて前記ワークを仮止めする仮止め工程と、前記接着剤の全体を複数に分割された分割領域毎に複数回に分けて順次それぞれ部分的に本硬化させる本硬化工程と、を含むことを特徴とする。

また本発明によるワーク貼合装置は、対向して相互に位置合わせされた一対のワークを、光照射により硬化する接着剤を介して貼り合わせるワーク貼合装置であって、前記接着剤が挟まれた前記ワークを移動不能に載置するステージと、前記ステージに載置される前記ワークに沿って移動自在に設けられる遮光マスクと、前記遮光マスクを介して前記接着剤に向け光照射する照明部と、前記ステージに載置される前記ワークに対して前記遮光マスクを相対的に移動させる移動手段と、を備え、前記接着剤は、前記遮光マスクにより前記ワークのいずれか一方に沿って複数の領域に分割される分割領域を有し、前記遮光マスクは、前記照明部から前記接着剤の前記分割領域に向かう光透過形状が異なる複数の遮光パターンを、それぞれ前記移動手段による前記遮光マスクの移動方向へ並ぶように有し、前記移動手段は、前記照明部から前記ステージへ向かう照射エリアに対し、前記遮光マスクを断続的に移動して前記遮光パターンをそれぞれ一時停止させるように制御され、前記照明部は、前記移動手段の一時停止時に前記遮光マスクの前記遮光パターンへ向けそれぞれ光照射して、前記接着剤の前記分割領域を部分的に本硬化させるように制御されることを特徴とする。

前述した特徴を有する本発明によるワーク貼合方法は、重ね合わされたワークの間に挟まれた接着剤の一部を部分的に仮硬化させてワークが仮止めされ、その後、接着剤の全体を複数の領域に分割し、これら分割領域を複数回に分けて順次それぞれ部分的に本硬化させることにより、接着剤の全体における総面積が広い場合であっても、複数に分けた比較的に狭い面積部位が時間差をもって順次それぞれ硬化処理されるため、各回毎の本硬化時に生じるワークの温度上昇量と、接着剤における分割領域の硬化収縮量が、大面積な接着剤の全体を一回で本硬化させる方法に比べて大幅に減少する。
したがって、ワークの変形と接着剤の硬化収縮を抑えながら接着剤の全体を本硬化させることができる。
その結果、接着剤（ＵＶ硬化樹脂）の一部をＵＶ照射で仮硬化した後に、接着剤の全部となる大面積部分をＵＶ照射で一気に本硬化させる従来の方法に比べ、ワーク同士に位置ズレが発生せず、ワーク同士を高精度に位置決めできて、歩留まりの向上が図れる。
さらに、ワークや接着剤の材質変更に拘わらず、ワーク同士の高度な位置決め精度を達成することができる。
特に、ワークの一辺側からフレキシブル基板（ＦＰＣ）などの板状部材を挟み込んで接続された回路基板を有する表示パネルの貼り合わせ時においても、仮止めされたワーク同士が他辺方向などに位置ズレせず、要求されるワーク同士の位置決め精度を達成することができる。

また、前述した特徴を有する本発明によるワーク貼合装置は、移動手段でステージ上のワークに対して遮光マスクの遮光パターンが断続的に移動され、その一時停止時に照明部から遮光パターンを通して接着剤に向け光照射され、それにより、接着剤の分割領域が順次それぞれ部分的に本硬化される。
したがって、ワークの変形と接着剤の硬化収縮を抑えながら接着剤の全体を効率的に本硬化させることができる。
その結果、作業速度の高速化が図れる。

本発明の実施形態に係るワーク貼合方法を示す説明図であり、（ａ）が仮止め工程の終了時を示す平面図、（ｂ）が本硬化工程の第一回目を示す平面図、（ｃ）が第一回目の終了時を示す平面図、（ｄ）が本硬化工程の第二回目を示す平面図、（ｅ）が第二回目の終了時を示す平面図である。本発明の実施形態に係るワーク貼合装置の全体構成を示す説明図であり、（ａ）が縦断正面図、（ｂ）が拡大横断平面図である。本発明の他の実施例に係るワーク貼合方法を示す説明図であり、（ａ）が仮止め工程の終了時を示す平面図、（ｂ）が本硬化工程の第一回目を示す平面図、（ｃ）が第一回目の終了時を示す平面図、（ｄ）が本硬化工程の第二回目を示す平面図、（ｅ）が第二回目の終了時を示す平面図である。本発明の他の実施例に係るワーク貼合装置の全体構成を示す説明図であり、（ａ）が縦断正面図、（ｂ）が拡大横断平面図である。本発明の他の実施例に係るワーク貼合方法を示す説明図であり、（ａ）が仮止め工程の終了時を示す平面図、（ｂ）が本硬化工程の第一回目を示す平面図、（ｃ）が第一回目の終了時を示す平面図、（ｄ）が本硬化工程の第二回目を示す平面図、（ｅ）が第二回目の終了時を示す平面図、（ｆ）が本硬化工程の第三回目を示す平面図、（ｇ）が第三回目の終了時を示す平面図である。遮光マスクの変形例を示す説明図であり、（ａ）が第２遮光マスクの平面図、（ｂ）が第３遮光マスクの平面図である。遮光マスクの変形例を示す説明図であり、（ａ）が第２遮光マスクの平面図、（ｂ）が第３遮光マスクの平面図である。遮光マスクの変形例を示す説明図であり、（ａ）が第２遮光マスクの平面図、（ｂ）が第３遮光マスクの平面図である。本発明の他の実施例に係るワーク貼合装置の全体構成を示す説明図であり、（ａ）が縦断正面図、（ｂ）が拡大横断平面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
本発明の実施形態に係るワーク貼合方法は、対向する一対のワーク１，２を相互に位置合わせして、その間に接着剤３が挟まれるように無気泡状態で重ね合わせ、接着剤３の硬化によりワーク１，２を貼り合わせる方法である。
詳しく説明すると、本発明の実施形態に係るワーク貼合方法は、図１，図３，図５に示すように、板状のワーク１，２の間に挟まれた接着剤３の一部３ａを部分的に仮硬化させてワーク１，２をそれぞれ位置合わせされた状態で仮止めする仮止め工程と、接着剤３の全体を複数に分割された分割領域３ｂ，３ｃ，３ｄ毎に複数回に分けて順次それぞれ部分的に本硬化させる本硬化工程と、を含んでいる。

ワーク１，２としては、例えば液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、有機ＥＬディスプレイ（ＯＬＥＤ）、プラズマディスプレイ（ＰＤＰ）、フレキシブルディスプレイなどのフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）や、タッチパネルや３Ｄ（３次元）ディスプレイや電子書籍などに用いられるＦＰＤと、透明なガラス製基板又はＰＥＳ（Poly−Ether−Sulphone）などの透明なプラスチックフィルムや合成樹脂製基板若しくはカバーガラスやバリアガラスなどが用いられる。
特に、ワーク１，２には、基板の表裏に偏光板等の有機材料を挟み込んで接着するものや、重ね合わされた基板の一辺にフレキシブル基板（ＦＰＣ：Flexible printed circuits）等を挟み込んで接続された回路基板の接続部を有するものに対して、もう一枚の単板基板、又は同様の組基板を、後述する接着剤３で貼り合わせるものも含まれる。
また、ワーク１，２は、その製作段階で複数のワーク１，２が並設される分離前の一枚ものを使用することも可能である。
さらに、ワーク１，２の外周部には、複数のアライメントマーク１ａ，２ａが設けられ、これらアライメントマーク１ａ，２ａにより高精度に位置合わせして重ね合わされる。ワーク１，２の外形状は、例えば矩形などの同じ大きさに形成され、それぞれの外縁同士を重ね合わせることが好ましい。

接着剤３は、電磁波の照射により硬化する透明材料が用いられる。詳しくは、特定の波長の光エネルギーを吸収して重合が進行することにより、硬化して接着性が発現される光硬化性を有する光硬化型接着剤などが用いられる。
接着剤３の具体例としては、紫外線の光エネルギーに反応して液体から固体に化学的に変化する紫外線硬化樹脂（ＵＶ硬化樹脂）を用いることが好ましい。
さらに、接着剤３は、ワーク１，２を重ね合わせる前に、ワーク１，２の対向面のいずれか一方又は両方に、ディスペンサなどからなる定量吐出ノズルを用いて、当初から硬化時における外形状と同じ所望形状に塗布することが好ましい。
また、接着剤３は、ワーク１，２の対向面に塗布されて、それを挟むようにワーク１，２が重ね合わされた状態で、後述する複数種類の遮光マスク４などによって、複数の分割領域３ｂ，３ｃ，３ｄに分割される。
なお、接着剤３を塗布する前に、接着剤３の中に混在している気泡は脱気しておき、塗布時においても気泡を巻き込まないように注意が必要である。

つまり、後述する仮止め工程の前工程では、従来周知な方法によって、接着剤３の塗布工程と、ワーク１，２の重ね合わせ工程と、ワーク１，２の位置合わせ工程が順次行われる。
接着剤３の塗布工程では、定量吐出ノズル（図示しない）などにより、ワーク１，２の対向面のいずれか一方又は両方に対して接着剤３を塗布している。
ワーク１，２の重ね合わせ工程では、重ね合わせ装置（図示しない）などにより、真空雰囲気や所定の真空度に到達した雰囲気又は大気中で、接着剤３が塗布されたワーク１，２のいずれか一方に対して他方を重ね合わせるか、又は接着剤３が塗布されたワーク１，２を重ね合わせ、ワーク１，２の間に接着剤３が挟み込まれる。
ワーク１，２の位置合わせ工程では、重ね合わされたワーク１，２の外周部に設けられる複数のアライメントマーク１ａ，２ａを、カメラなどの位置検出器（図示しない）により位置検出し、その位置検出データに基づいて連動するアクチュエーター（図示しない）により、ワーク１，２のいずれか一方に対し他方をＸＹθ方向へ移動させることで、ワーク１，２同士を高精度に位置合わせしている。

このような前工程に続いて行われる仮止め工程では、図１（ａ），図３（ａ），図５（ａ）に示されるように、ワーク１，２の間に挟まれた接着剤３において、その塗布面の一部３ａを部分的に仮硬化させている。それにより、ワーク１，２を部分的に仮止めして、この仮止めされたワーク１，２を別の場所に移送しても、ワーク１，２同士の位置合わせ状態が位置ズレしない程度に仮硬化している。
図１（ａ），図３（ａ），図５（ａ）に示される仮止め工程の具体例の場合には、矩形のワーク１，２の間に挟まれた矩形の接着剤３において、その四隅部分を点状に光照射（ＵＶ照射）するか、又はマスクを通して点状に光照射（ＵＶ照射）することにより、それぞれ部分的に仮硬化させて、点状の仮止め部３ａを複数（四つ）それぞれ所定間隔が空くように形成している。
また、その他の例として図示しないが、仮止め部３ａを矩形の接着剤３の四隅部分以外の場所に配置したり、仮止め部３ａの形状を点状以外の別な形状に形成したりすることも可能である。

仮止め工程の後に続いて行われる本硬化工程では、図１（ｂ）〜（ｅ），図３（ｂ）〜（ｅ），図５（ｂ）〜（ｇ）に示されるように、ワーク１，２の間に挟まれた接着剤３において、その塗布面の全体を複数の領域に分割して形成される分割領域３ｂ，３ｃ，３ｄ毎に複数回に分けて順次それぞれ部分的に本硬化させている。
それにより、各回毎の本硬化時に生じるワーク１，２の温度上昇量と、接着剤３における分割領域３ｂ，３ｃ，３ｄの硬化収縮量が大きくならないように抑制している。

さらに、接着剤３として光硬化型接着剤が用いられ、本硬化工程では、接着剤３に対する後述する照明部１２からの光透過形状が異なる複数種類の遮光マスク４を用い、接着剤３に対し、遮光マスク４の種類を変えて光照射することで、分割領域３ｂ，３ｃ，３ｄを順次それぞれ部分的に本硬化させることが好ましい。
複数種類の遮光マスク４は、分割領域３ｂ，３ｃ，３ｄの形状と対応してそれぞれの光透過形状が異なる複数の遮光パターン４ａ，４ｂ，４ｃを有している。複数の遮光パターン４ａ，４ｂ，４ｃには、それぞれ異なる形状の複数の光透過孔４ｈが開設され、これらの光透過孔４ｈをそれぞれＺ方向へ積み重ねることで、接着剤３の塗布面全体を隙間なく覆うように形成されている。
この際、後述する照明部１２から光照射される位置を固定し、これに対して複数種類の遮光マスク４又はワーク１，２の間に挟まれた接着剤３の分割領域３ｂ，３ｃ，３ｄのいずれか一方か、若しくは複数種類の遮光マスク４及び接着剤３の分割領域３ｂ，３ｃ，３ｄの両方を相対的に移動（搬送）させて、分割領域３ｂ，３ｃ，３ｄを順次それぞれ部分的に本硬化させることが好ましい。
また必要に応じて、本硬化工程の一回目と第二回目の間やその他のタイミングで、接着剤３中に含まれる気泡の有無を検査するための気泡検査工程を行うことも可能である。

図１（ｂ）〜（ｅ），図３（ｂ）〜（ｅ）に示される本硬化工程の具体例の場合には、本硬化工程の第一回目と第二回目に、それぞれ異なる形状の遮光パターン４ａ，４ｂ（光透過孔４ｈ）が開設された第一遮光マスク４１と第二遮光マスク４２を使用して、接着剤３の分割領域３ｂ，３ｃを二回に分けて順次それぞれ部分的に本硬化させている。
図５（ｂ）〜（ｇ）に示される本硬化工程の具体例の場合には、本硬化工程の第一回目と第二回目と第三回目に、それぞれ異なる形状の遮光パターン４ａ，４ｂ，４ｃ（光透過孔４ｈ）が開設された第一遮光マスク４１と第二遮光マスク４２と第三遮光マスク４３を使用して、接着剤３の分割領域３ｂ，３ｃを二回に分けて順次それぞれ部分的に本硬化させている。
特に、図１（ｂ），図５（ｂ）に示される本硬化工程の第二回目の場合には、本硬化工程の第一回目に使用される第一遮光マスク４１における遮光パターン４ａの光透過孔４ｈが、矩形の接着剤３において少なくとも外周部分の全体を覆うように額縁状に形成されている。
それにより、接着剤３の外周部分に配置される第一の分割領域３ｂを最初に本硬化するため、矩形の接着剤３において中心側の未硬化部分が、外周部分の本硬化部分で堰き止められて外へ伸展せず、接着剤３の流動性によるワーク１，２の外周縁からのはみ出しを防止している。
また、その他の例として図示しないが、接着剤３の全体を四つ以上に領域に分割して、それらを４種類以上の遮光マスク４を用いて、四つ以上の分割領域毎に複数回に分けて順次それぞれ部分的に本硬化させたり、第一遮光マスク４１における遮光パターン４ａの光透過孔４ｈを、額縁状以外の形状に変更したりすることも可能である。

さらに、遮光マスク４として、複数の異なる形状の遮光パターン４ａ，４ｂ，４ｃ（光透過孔４ｈ）が所定方向へ連続するように形成されたマスクプレート４ｐを用い、本硬化工程では、マスクプレート４ｐを遮光パターン４ａ，４ｂ，４ｃの形成方向（Ｘ方向）へ移動させ、複数の遮光パターン４ａ，４ｂ，４ｃを通してそれぞれ接着剤３に向け光照射することで、接着剤３の分割領域３ｂ，３ｃ，３ｄを順次それぞれ部分的に本硬化させることが好ましい。

このような本発明の実施形態に係るワーク貼合方法によると、仮止め工程において、重ね合わされたワーク１，２の間に挟まれた接着剤３の塗布面の一部を、点状など部分的に仮硬化させてワーク１，２が仮止めされる。
その後、本硬化工程において、接着剤３の塗布面の全体を複数の領域に分割し、これら分割領域３ｂ，３ｃ，３ｄを複数回に分けて順次それぞれ部分的に本硬化させる。
それにより、接着剤３の塗布面の全体における総面積が広い場合であっても、複数に分けた比較的に狭い面積部位が時間差をもって順次それぞれ硬化処理されるため、各回毎の本硬化時に生じるワーク１，２の温度上昇量と、接着剤３における分割領域３ｂ，３ｃ，３ｄの硬化収縮量が、大面積な接着剤の全体を一回で本硬化させる方法に比べて大幅に減少する。
したがって、ワーク１，２の反りや歪みなどの変形と接着剤３の硬化収縮を抑えながら接着剤３の全体を本硬化させることができる。
その結果、ワーク１，２同士に位置ズレが発生せず、ワーク同士１，２を高精度に位置決めできて、歩留まりの向上が図れる。
さらに、ワーク１，２や接着剤３の材質変更に拘わらず、ワーク１，２同士の高度な位置決め精度を達成することができる。

特に、接着剤３として光硬化型接着剤が用いられ、本硬化工程では、接着剤３に対する後述する照明部１２からの光透過形状が異なる複数種類の遮光マスク４を用い、接着剤３に対し、遮光マスク４の種類を変えて光照射することで、分割領域３ｂ，３ｃ，３ｄを順次それぞれ部分的に本硬化させる場合には、接着剤３の分割領域３ｂ，３ｃ，３ｄが複数種類の遮光マスク４の異なる光透過形状に応じて、それぞれ未硬化部分を残すことなく接着剤３の全体が本硬化される。
したがって、接着剤３の全体を確実に分割して本硬化させることができる。
その結果、ワーク１，２同士の位置決め精度の更なる向上が図れる。

さらに、接着剤３に対する光透過形状が異なる複数種類の遮光マスク４として、複数の異なる形状の遮光パターン４ａ，４ｂ，４ｃが所定方向へ連続するように形成されたマスクプレート４ｐを用い、本硬化工程では、マスクプレート４ｐを遮光パターン４ａ，４ｂ，４ｃの形成方向へ移動させ、遮光パターン４ａ，４ｂ，４ｃを通してそれぞれ接着剤３に向け光照射することで、接着剤３の分割領域３ｂ，３ｃ，３ｄを順次それぞれ部分的に本硬化させる場合には、接着剤３の分割領域３ｂ，３ｃ，３ｄが複数種類の遮光マスク４の異なる光透過形状に応じて本硬化される。
したがって、接着剤３の全体を効率的に分割して本硬化させることができる。
その結果、作業速度の高速化が図れる。

そして、本発明の実施形態に係るワーク貼合方法を実施するためのワーク貼合装置Ａは、対向して相互に位置合わせされた一対のワーク１，２を、その間に挟まれ且つ電磁波の光照射により硬化する接着剤３を介して貼り合わせるものである。
詳しく説明すると、本発明の実施形態に係るワーク貼合装置Ａは、図２，図４，図９に示すように、接着剤３が挟まれたワーク１，２を移動不能に載置するステージ１１と、ステージ１１に載置されるワーク１，２に沿って移動自在に設けられる遮光マスク４と、遮光マスク４を介して接着剤３に向け光照射する照明部１２と、ステージ１１に載置されるワーク１，２に対して遮光マスク４を相対的に往復移動させる移動手段１３と、照明部１２及び移動手段１３などをそれぞれ作動制御する制御手段１４と、を主要な構成要素として備えている。

ステージ１１は、平滑な載置面であり、その表面には、相互に位置合わせして重ね合わされたワーク１，２か、又は前述した仮止め工程で仮止めされたワーク１，２を、着脱自在に保持するための保持手段（図示しない）が設けられる。
この保持手段としては、吸引チャックや静電チャックや粘着チャックか又はそれら組み合わせなどが用いられる。
照明部１２は、紫外線（ＵＶ）ランプなどの電磁波の照射ランプを有するユニットなどからなり、後述する制御手段１４によって作動制御され、照明部１２とステージ１１に載置されたワーク１，２との形成される照射エリア１２ａへ向けて、紫外線などの電磁波１２ｂを照射させるように構成されている。
移動手段１３は、遮光マスク４を着脱自在に保持して所定方向へ移動させるアクチュエーターなどからなり、後述する制御手段１４によって作動制御され、照明部１２からステージ１１上のワーク１，２へ向かう照射エリア１２ａに対し、相対的に遮光マスク４を断続的に往復移動させるように構成されている。
ここで用いる遮光マスク４は、照明部１２から接着剤３の分割領域３ｂ，３ｃ，３ｄに向かう光透過形状が異なる複数の遮光パターン４ａ，４ｂ，４ｃを、それぞれ移動手段１３による遮光マスク４の移動方向へ並ぶように有している。つまり、遮光マスク４として、それぞれ異なる形状の複数の光透過孔４ｈが所定方向（Ｘ方向）へ連続して開設されたマスクプレート４ｐを使用している。

さらに、ステージ１１、照明部１２及び移動手段１３は、紫外線などの遮光設備が施された作業室１０内に配置することが好ましい。
作業室１０は、ワーク１，２と遮光マスク４となるマスクプレート４ｐなどを出し入れするための開閉扉１０ａを有し、搬送ロボットなどの供給手段（図示しない）によって、ワーク１，２をステージ１１の所定位置に載置させ、遮光マスク４となるマスクプレート４ｐを移動手段１３に受け渡すように構成されている。

制御手段１４は、照明部１２、移動手段１３、作業室１０の開閉扉１０ａなどと夫々電気的に接続した制御回路を有するコントローラーであり、制御回路に予め設定されたプログラムに従って、ワーク１，２及び遮光マスク４（マスクプレート４ｐ）が搬入された後に、移動手段１３を作動させて遮光マスク４（マスクプレート４ｐ）が断続的に往復移動し、照明部１２を断続的に点灯させるように作動制御している。
詳しく説明すると、移動手段１３は、制御手段１４によって設定されたタイミングで、照明部１２からステージ１１へ向かう照射エリア１２ａに対し、遮光マスク４（マスクプレート４ｐ）の遮光パターン４ａ，４ｂ，４ｃ（光透過孔４ｈ）をそれぞれ設定時間ずつ一時停止させるように作動制御されている。
照明部１２は、制御手段１４によって設定されたタイミングで、移動手段１３による遮光マスク４（マスクプレート４ｐ）の一時停止に連動して、遮光マスク４（マスクプレート４ｐ）の遮光パターン４ａ，４ｂ，４ｃ（光透過孔４ｈ）のいずれかへ向け紫外線などの電磁波１２ｂをそれぞれ光照射して、接着剤３の分割領域３ｂ，３ｃ，３ｄを順次部分的に本硬化させるように作動制御されている。

このような本発明の実施形態に係るワーク貼合装置Ａによると、移動手段１３でステージ１１上のワーク１，２に対して遮光マスク４の遮光パターン４ａ，４ｂ，４ｃが断続的に移動され、その一時停止時に照明部１２から遮光パターン４ａ，４ｂ，４ｃを通して接着剤３に向け光照射され、それにより、接着剤３の分割領域３ｂ，３ｃ，３ｄが順次それぞれ部分的に本硬化される。
したがって、ワーク１，２の反りや歪みなどの変形と接着剤３の硬化収縮を抑えながら接着剤３の全体を本硬化させることができる。
その結果、作業速度の高速化が図れる。

次に、本発明の各実施例を図面に基づいて説明する。
本発明の実施例１に係るワーク貼合方法は、図１（ａ）〜（ｅ）に示すように、矩形のワーク１，２の間に接着剤３がワーク１，２の外形よりも小さい矩形に挟まれている。光透過形状が異なる複数種類の遮光マスク４として、本硬化工程の一回目では、額縁状の光透過孔４ｈが開設された第一遮光パターン４ａを有する第一遮光マスク４１が使用され、それに続く第二回目において、矩形の光透過孔４ｈが開設された第二遮光パターン４ｂを有する第二遮光マスク４２が使用され、接着剤３の分割領域３ｂ，３ｃを二回に分けて順次それぞれ部分的に本硬化させている。
つまり、第一遮光マスク４１の第一遮光パターン４ａにおける額縁状の光透過孔４ｈに対し、第二遮光マスク４２の第二遮光パターン４ｂにおける矩形の光透過孔４ｈが、互いに嵌り合う形状及び大きさに形成されている。

このような本発明の実施例１に係るワーク貼合方法によると、本硬化工程の一回目において、図１（ｂ）に示されるように、第一遮光マスク４１の第一遮光パターン４ａ（光透過孔４ｈ）を通って額縁状に光照射され、図１（ｃ）に示されるように、接着剤３において額縁状の分割領域３ｂを部分的に本硬化させている。これに続く本硬化工程の二回目において、図１（ｄ）に示されるように、第二遮光マスク４２の第二遮光パターン４ｂ（光透過孔４ｈ）を通って矩形に光照射され、図１（ｅ）に示されるように、接着剤３において矩形の分割領域３ｃを部分的に本硬化して、接着剤３の全部を本硬化させている。
それにより、最小の工程数で接着剤３の全体を効率的に本硬化させることができるという利点がある。

特に、図示例の場合には、接着剤３が挟まれる重ね合わされたワーク１，２の間に、その一辺（短辺）側からフレキシブル基板（ＦＰＣ）などの板状部材５を、アライメントマーク１ａ，２ａと接近して挿入し、板状部材５により接続される回路基板（図示しない）を有する表示パネルを貼り合わせる場合を示している。
このような図示例によると、ワーク１，２の一辺（短辺）側からフレキシブル基板（ＦＰＣ）などの板状部材５を挟み込んで接続された回路基板を有する表示パネルの貼り合わせ時においても、仮止めされたワーク１，２同士が他辺（長辺）方向などに位置ズレせず、要求されるワーク１，２同士の位置決め精度を達成することができる。
それにより、ワーク１，２の層構成の変化に拘わらず、ワーク１，２同士の高度な位置決め精度を達成することができるという利点がある。

さらに、図２（ａ）（ｂ）に示す実施例１に係るワーク貼合装置Ａでは、仮止め工程で仮止めされたワーク１，２を作業室１０に搬入し、それをステージ１１に移動不能に保持した状態で、それに対して遮光マスク４となるマスクプレート４ｐを、移動手段１３によりＸ方向へ二段階で移動させている。
遮光マスク４となるマスクプレート４ｐには、第一遮光パターン４ａの額縁状の光透過孔４ｈと、第二遮光パターン４ｂの矩形の光透過孔４ｈが、Ｘ方向へ隣り合うように開穿されている。
それにより、簡単な構造で接着剤３の全体を効率的に本硬化できるという利点がある。

本発明の実施例２に係るワーク貼合方法は、図３（ａ）〜（ｅ）及び図４（ａ）（ｂ）に示すように、光透過形状が異なる複数種類の遮光マスク４として、本硬化工程の一回目では、矩形の接着剤３の対角線に沿ったＸ形の光透過孔４ｈが開設された第一遮光パターン４ａを有する第一遮光マスク４１が使用され、それに続く第二回目において、矩形の接着剤３の対角線で挟まれた（四つの）三角形の光透過孔４ｈが開設された第二遮光パターン４ｂを有する第二遮光マスク４２が使用され、接着剤３の分割領域３ｂ，３ｃを二回に分けて順次それぞれ部分的に本硬化させた構成が、図１及び図２に示した実施例１とは異なり、それ以外の構成は図１及び図２に示した実施例１と同じものである。
つまり、第一遮光マスク４１の第一遮光パターン４ａにおけるＸ形の光透過孔４ｈに対して、第二遮光マスク４２の第二遮光パターン４ｂにおける（四つの）三角形の光透過孔４ｈが、互いに嵌り合う形状及び大きさに形成されている。
さらに、図４（ａ）（ｂ）に示す実施例２に係るワーク貼合装置Ａでは、遮光マスク４となるマスクプレート４ｐに、第一遮光パターン４ａのＸ形の光透過孔４ｈと、第二遮光パターン４ｂの（四つの）三角形の光透過孔４ｈが、Ｘ方向へ隣り合うように開穿されている。

このような本発明の実施例２に係るワーク貼合方法及びワーク貼合装置Ａによると、本硬化工程の一回目において、図３（ｂ）に示されるように、第一遮光マスク４１の第一遮光パターン４ａ（光透過孔４ｈ）を通ってＸ形に光照射され、図３（ｃ）に示されるように、接着剤３においてＸ形の分割領域３ｂを部分的に本硬化させている。これに続く本硬化工程の二回目において、図３（ｄ）に示されるように、第二遮光マスク４２の第二遮光パターン４ｂ（光透過孔４ｈ）を通って（四つの）三角形に光照射され、図４（ｅ）に示されるように、接着剤３において（四つの）三角形の分割領域３ｃを部分的に本硬化して、接着剤３の全部を本硬化させている。
したがって、実施例１と同様な作用効果が得られる。

本発明の実施例３に係るワーク貼合方法は、図５（ａ）〜（ｅ）に示すように、光透過形状が異なる複数種類の遮光マスク４として、本硬化工程の一回目では、額縁状の光透過孔４ｈが開設された第一遮光パターン４ａを有する第一遮光マスク４１が使用され、それに続く第二回目において正方形の市松模様の光透過孔４ｈが開設された第二遮光パターン４ｂを有する第二遮光マスク４２が使用され、それに続く第三回目において、正方形の市松模様の光透過孔４ｈが開設された第三遮光パターン４ｃを有する第三遮光マスク４３が使用され、接着剤３の分割領域３ｂ，３ｃ，３ｄを三回に分けて順次それぞれ部分的に本硬化させた構成が、図１及び図２に示した実施例１とは異なり、それ以外の構成は図１及び図２に示した実施例１と同じものである。
つまり、第一遮光マスク４１の第一遮光パターン４ａにおける額縁状の光透過孔４ｈに対し、第二遮光マスク４２の第二遮光パターン４ｂにおいて正方形を互い違いに並べた市松模様の光透過孔４ｈと、第三遮光マスク４３の第三遮光パターン４ｃにおいて正方形を互い違いに並べた市松模様の光透過孔４ｈが、互いに嵌り合う形状及び大きさに形成されている。

このような本発明の実施例３に係るワーク貼合方法によると、本硬化工程の一回目において、図５（ｂ）に示されるように、第一遮光マスク４１の第一遮光パターン４ａ（光透過孔４ｈ）を通って額縁状に光照射され、図５（ｃ）に示されるように、接着剤３において額縁状の分割領域３ｂを部分的に本硬化させている。これに続く本硬化工程の二回目において、図５（ｄ）に示されるように、第二遮光マスク４２の第二遮光パターン４ｂ（光透過孔４ｈ）を通って市松模様に光照射され、図５（ｅ）に示されるように、接着剤３において市松模様の分割領域３ｃを部分的に本硬化して、接着剤３の全部を本硬化させている。これに続く本硬化工程の三回目において、図５（ｆ）に示されるように、第三遮光マスク４３の第三遮光パターン４ｃ（光透過孔４ｈ）を通って市松模様に光照射され、図５（ｇ）に示されるように、接着剤３において市松模様の分割領域３ｄを部分的に本硬化して、接着剤３の全部を本硬化させている。
それにより、接着剤３の全体を更に小さな面積に分割して確実に本硬化させる。
したがって、実施例１や実施例２よりもワーク１，２の反りや歪みなどの変形と接着剤３の硬化収縮を更に抑制することができて、ワーク同士１，２をより高精度に位置決めできるという利点がある。

また、第二遮光マスク４２の第二遮光パターン４ｂにおける光透過孔４ｈの形状と、第三遮光マスク４３の第三遮光パターン４ｃにおける光透過孔４ｈの形状は、市松模様に限らず、その変形例を図６（ａ）（ｂ）、図７（ａ）（ｂ）及び図８（ａ）（ｂ）に示している。
図６（ａ）（ｂ）に示される変形例では、第二遮光マスク４２の第二遮光パターン４ｂにおける光透過孔４ｈの形状と、第三遮光マスク４３の第三遮光パターン４ｃにおける光透過孔４ｈの形状を、それぞれ長方形が互い違いに並べられた互い嵌り合う市松模様にしている。
図７（ａ）（ｂ）に示される変形例では、第二遮光マスク４２の第二遮光パターン４ｂにおける光透過孔４ｈの形状を、複数の円形が縦横に並べられた水玉模様とし、第三遮光マスク４３の第三遮光パターン４ｃにおける光透過孔４ｈの形状を、水玉模様と互い嵌り合う模様にしている。
図８（ａ）（ｂ）に示される変形例では、第二遮光マスク４２の第二遮光パターン４ｂにおける光透過孔４ｈの形状と、第三遮光マスク４３の第三遮光パターン４ｃにおける光透過孔４ｈの形状を、それぞれ三角形が互い違いに並べられた互い嵌り合う市松模様にしている。

さらに、図９（ａ）（ｂ）に示す実施例３に係るワーク貼合装置Ａでは、仮止め工程で仮止めされたワーク１，２をステージ１１に移動不能に保持した状態で、それに対して遮光マスク４となるマスクプレート４ｐを、移動手段１３によりＸ方向へ三段階で移動させている。
遮光マスク４となるマスクプレート４ｐには、第一遮光パターン４ａの額縁状の光透過孔４ｈと、第二遮光パターン４ｂの市松模様などの光透過孔４ｈと、第三遮光パターン４ｃの市松模様などの光透過孔４ｈが、Ｘ方向へ隣り合うように開穿されている。
それにより、簡単な構造で接着剤３の全体を更に小さな面積に分割して確実に本硬化できるという利点がある。

なお、前述した実施例１、実施例２及び実施例３に係るワーク貼合装置Ａでは、仮止め工程で仮止めされたワーク１，２をステージ１１に移動不能に保持した状態で、それに対して遮光マスク４となるマスクプレート４ｐを、移動手段１３によりＸ方向へ二段階又は三段階で移動させているが、これに限定されず、相互に位置合わせして重ね合わされたワーク１，２をステージ１１に移動不能に保持した状態で、仮止め工程と本硬化工程を順次行ってもよい。
さらに、遮光マスク４となるマスクプレート４ｐを固定し、それに対してワーク１，２をステージ１１と共に複数段階で移動させたり、マスクプレート４ｐとワーク１，２及びステージ１１の両方を相対的に移動させたりしてもよい。

１，２ワーク３接着剤
３ａ接着剤の一部（仮止め部）３ｂ，３ｃ，３ｄ分割領域
４遮光マスク４ａ遮光パターン（第一遮光パターン）
４ｂ遮光パターン（第二遮光パターン）４ｃ遮光パターン（第三遮光パターン）
４ｐマスクプレート１１ステージ
１２照明部１３移動手段

このような目的を達成するために本発明によるワーク貼合方法は、対向する一対のワークを相互に位置合わせして、その間に接着剤が挟まれるように重ね合わせ、前記接着剤の硬化により前記ワークを貼り合わせるワーク貼合方法であって、前記ワークの間に挟まれた前記接着剤の一部３ａを部分的に仮硬化させて前記ワークを仮止めする仮止め工程と、前記接着剤の全体を複数の分割領域に分割し、前記分割領域を複数回に分けて電磁波の照射により順次それぞれ部分的に本硬化させる本硬化工程と、を含むことを特徴とする。

また本発明によるワーク貼合装置は、対向して相互に位置合わせされた一対のワークを、光照射により硬化する接着剤を介して貼り合わせるワーク貼合装置であって、前記接着剤が挟まれた前記ワークを移動不能に載置するステージと、前記ステージに載置される前記ワークと対向する位置に向けて移動自在に設けられる遮光マスクと、前記遮光マスクを介して前記接着剤に向け光照射する照明部と、前記ステージに載置される前記ワークに対して前記遮光マスクを相対的に移動させる移動手段と、を備え、前記接着剤は、前記遮光マスクにより前記ワークと対向して複数の領域に分割される分割領域を有し、前記遮光マスクは、前記照明部から前記接着剤の前記分割領域に向かう光透過形状が異なる複数の遮光パターンを、それぞれ前記移動手段による前記遮光マスクの移動方向へ並ぶように有し、前記移動手段は、前記照明部から前記ステージへ向かう照射エリアに対し、前記遮光マスクを断続的に移動して前記遮光パターンをそれぞれ一時停止させるように制御され、前記照明部は、前記移動手段の一時停止時に前記遮光マスクの前記遮光パターンへ向けそれぞれ光照射して、前記接着剤の前記分割領域を順次それぞれ部分的に本硬化させ、前記接着剤の全体を本硬化するように制御されることを特徴とする。

また、前述した特徴を有する本発明によるワーク貼合装置は、移動手段でステージ上のワークに対して遮光マスクの遮光パターンが断続的に移動され、その一時停止時に照明部から遮光パターンを通して接着剤に向け光照射され、それにより、接着剤の分割領域が順次それぞれ部分的に本硬化されて、接着剤の全体が本硬化される。
したがって、ワークの変形と接着剤の硬化収縮を抑えながら接着剤の全体を効率的に本硬化させることができる。
その結果、作業速度の高速化が図れる。

このような目的を達成するために本発明によるワーク貼合方法は、対向する一対のワークを相互に位置合わせして、その間に接着剤が挟まれるように重ね合わせ、前記接着剤の硬化により前記ワークを貼り合わせるワーク貼合方法であって、前記ワークの間に挟まれた前記接着剤の一部３ａを部分的に仮硬化させて前記ワークを仮止めする仮止め工程と、前記接着剤の全体を複数の分割領域に分割する遮光マスクを用い、前記接着剤の全体を複数の前記分割領域毎に電磁波の照射により順次それぞれ本硬化させる本硬化工程と、を含むことを特徴とする。

また本発明によるワーク貼合装置は、対向して相互に位置合わせされた一対のワークを、光照射により硬化する接着剤を介して貼り合わせるワーク貼合装置であって、前記接着剤が挟まれた前記ワークを移動不能に載置するステージと、前記ステージに載置される前記ワークと対向する位置に向けて移動自在に設けられる遮光マスクと、前記遮光マスクを介して前記接着剤に向け光照射する照明部と、前記ステージに載置される前記ワークに対して前記遮光マスクを相対的に移動させる移動手段と、を備え、前記接着剤は、前記ワークと対向する前記遮光マスクにより複数の領域に分割される分割領域を有し、前記遮光マスクは、前記照明部から前記接着剤の前記分割領域に向かう光透過形状が異なる複数の遮光パターンを、それぞれ前記移動手段による前記遮光マスクの移動方向へ並ぶように有し、前記移動手段は、前記照明部から前記ステージへ向かう照射エリアに対し、前記遮光マスクを断続的に移動して前記遮光パターンをそれぞれ一時停止させるように制御され、前記照明部は、前記移動手段の一時停止時に前記遮光マスクの前記遮光パターンへ向けそれぞれ光照射して、前記接着剤の前記分割領域を順次それぞれ部分的に本硬化させ、前記接着剤の全体を本硬化するように制御されることを特徴とする。

Claims

対向する一対のワークを相互に位置合わせして、その間に接着剤が挟まれるように重ね合わせ、前記接着剤の硬化により前記ワークを貼り合わせるワーク貼合方法であって、
前記ワークの間に挟まれた前記接着剤の一部を部分的に仮硬化させて前記ワークを仮止めする仮止め工程と、
前記接着剤の全体を複数に分割された分割領域毎に複数回に分けて順次それぞれ部分的に本硬化させる本硬化工程と、を含むことを特徴とするワーク貼合方法。
前記接着剤として光硬化型接着剤が用いられ、
前記本硬化工程では、前記接着剤に対する光透過形状が異なる複数種類の遮光マスクを用い、前記接着剤に対し、前記遮光マスクの種類を変えて光照射することで、前記分割領域を順次それぞれ部分的に本硬化させることを特徴とする請求項１記載のワーク貼合方法。
前記接着剤に対する光透過形状が異なる複数種類の遮光マスクとして、複数の異なる形状の遮光パターンが所定方向へ連続するように形成されたマスクプレートを用い、
前記本硬化工程では、前記マスクプレートを前記遮光パターンの形成方向へ移動させ、前記遮光パターンを通してそれぞれ前記接着剤に向け光照射することで、前記接着剤の前記分割領域を順次それぞれ部分的に本硬化させることを特徴とする請求項１又は２記載のワーク貼合方法。
対向して相互に位置合わせされた一対のワークを、光照射により硬化する接着剤を介して貼り合わせるワーク貼合装置であって、
前記接着剤が挟まれた前記ワークを移動不能に載置するステージと、
前記ステージに載置される前記ワークに沿って移動自在に設けられる遮光マスクと、
前記遮光マスクを介して前記接着剤に向け光照射する照明部と、
前記ステージに載置される前記ワークに対して前記遮光マスクを相対的に移動させる移動手段と、を備え、
前記接着剤は、前記遮光マスクにより前記ワークのいずれか一方に沿って複数の領域に分割される分割領域を有し、
前記遮光マスクは、前記照明部から前記接着剤の前記分割領域に向かう光透過形状が異なる複数の遮光パターンを、それぞれ前記移動手段による前記遮光マスクの移動方向へ並ぶように有し、
前記移動手段は、前記照明部から前記ステージへ向かう照射エリアに対し、前記遮光マスクを断続的に移動して前記遮光パターンをそれぞれ一時停止させるように制御され、
前記照明部は、前記移動手段の一時停止時に前記遮光マスクの前記遮光パターンへ向けそれぞれ光照射して、前記接着剤の前記分割領域を部分的に本硬化させるように制御されることを特徴とするワーク貼合装置。