JP3094827B2 - 液晶パネルの貼り合わせ方法および装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液晶パネルの組み立て
工程において、透明基板と透明基板または透明基板と半
導体基板を光硬化型の接着剤で貼り合わせる液晶パネル
の貼り合わせ方法および装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶画面には透過型と反射型がある。透
過型液晶画面は、液晶パネルとそれを制御するドライバ
および液晶パネルを裏面から照明するバックライトから
構成されている。液晶パネルは液晶を封入し、それに掛
ける電圧を制御することによりバックライトからの光を
透過させたり遮光したりして、画面を表示させる。この
場合、液晶パネルは２枚のガラス基板から構成されてい
る。

【０００３】一方、反射型液晶画面は、バックライトを
使用せずに室内光を利用するもので、片方の基板が光を
反射する鏡面を有する半導体基板等で構成されている。
液晶パネルに入射した室内光はガラス基板、液晶層を通
過した後、前記反射鏡面で反射され、再び液晶層、ガラ
ス基板を通過して画面を表示させる。反射型液晶画面
は、バックライトを使用しないために、消費電力が少な
いという利点を持つ。

【０００４】最近ではコストダウンのためにガラス基板
の代わりに樹脂基板を用いることも行われている。通
常、液晶パネルを構成する２枚の基板の一方（ガラス基
板、樹脂基板もしくは半導体基板）には液晶を駆動する
ための駆動素子、例えば、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）
や透明導電膜で形成された液晶駆動用電極が形成されて
いる。

【０００５】他方のガラス基板（または樹脂基板）には
ブラックマトリックスと呼ばれる遮光膜、およびカラー
液晶パネルの場合はカラーフィルタ等が形成されてい
る。ブラックマトリックスは例えば、クロム蒸着膜や黒
色の樹脂等で形成されており、画像の表示に関係のない
液晶以外の部分、すなわち液晶駆動素子や配線の部分等
からバックライトまたは反射鏡面からの光が漏れて画像
を乱さないように目隠しの役割をする。

【０００６】図１２は上記した液晶パネル（カラー液晶
パネル）の一例を示す図であり、同図において、１０１
はカラーフィルタ基板、１０２はＴＦＴ基板、１０３は
ＴＦＴ素子（薄膜トランジスタ）、１０４はブラックマ
トリックス、１０５は散布スペーサ、１０６は配向膜、
１０７はシール剤、１０８は表示ＩＴＯ電極である。な
お、同図は理解を容易にするため、横方向を縦方向に比
べて縮尺して示している。

【０００７】液晶パネルの製造工程では、上記２枚のガ
ラス基板を別々に製作した後、接着剤（図１２における
シール剤１０７）で貼り合わせる。この時、２枚のガラ
ス基板の間に、スペーサと呼ばれる球状の微粒子（図１
２におけるスペーサ１０５）を噴霧して２枚のガラス基
板の間に液晶を注入する隙間（ギャップ）を形成する。
液晶が漏れないようにするためのシールは前記の接着剤
が兼用する。すなわち、接着剤は画面表示部分を囲むよ
うに細い線状に塗布される。その線の幅は１〜１．５ｍ
ｍ程度である。

【０００８】図１３はガラス基板上に接着剤（シール
剤）を塗布した状態を示す図であり、同図に示すよう
に、通常、ガラス基板上には複数（同図では４面）の製
品が搭載されている。そして、各製品を囲むように接着
剤が塗布され、その一部に接着後、液晶を注入するため
の注入口が設けられる。ガラス基板の４隅には、必要に
応じて仮止め用に接着剤が塗布され、２枚のガラス基板
を仮止め用に接着剤により仮止めした後に、２枚のガラ
ス基板が貼り合わされる。

【０００９】２枚の基板を貼り合わせるとき、前記のブ
ラックマトリックスが正しく前記遮光したい部分と重な
るように、２枚の基板の位置合わせを行う。さらに、隙
間（ギャップ）が基板全面に渡って均一になるように、
２枚の基板が相対的に接近する方向に圧力を掛けながら
接着剤を硬化させる。２枚の基板を貼り合わせる方法と
しては、従来から下記(1) のように２枚の基板を仮止め
したのち接着剤を本硬化させる方法が用いられている。 (1) 仮止めを行った後に接着剤を本硬化させる方法 基板に、図１３に示したように、熱硬化型接着剤を塗布
するとともにその４隅に仮止め用接着剤を塗布する。つ
いで、２枚の基板の位置合わせを行ったのち、加熱ある
いは紫外線等の光を照射して、仮止め用接着剤により２
枚の基板を仮止めする。

【００１０】上記した仮止め装置としては、例えば、図
１４に示す装置を用いることができる。基板（ワークと
いう）の仮止めをするには、２枚のワーク１、１’をワ
ークステージ２０２とワークステージ２０３に真空吸着
等により固定して、２枚のワーク１，１’を約０．５ｍ
ｍ程度の間隔に接近させる。そして、アライメント用光
源２０６より導光ファイバ２０４を介してアライメント
光を照射して、光学的顕微鏡とＣＣＤ等の受像素子から
構成されるアライメント・ユニット４によりワーク１，
１’の対向する面に印されたアライメント・マークＡＭ
を受像し、アライメント・マークＡＭをモニタ２０５上
に表示させる（同図には図示していないが、アライメン
ト・ユニット４は少なくとも２箇所に設けられてい
る）。

【００１１】ついで、Ｘ，Ｙ，Ｚ，θ軸移動機構２０１
により一方のワーク１’をＸ，Ｙ，θ（Ｘ，Ｙは基板面
に平行な直交軸、Ｚは基板面に垂直な軸、θはＸ，Ｙ平
面に垂直な軸を中心とした回転）方向に移動させ、２枚
のワークのアライメント・マークＡＭを一致させる。次
に、ワーク１’をＺ軸方向に移動させ、２枚のワークが
相対的に接近する方向に圧力を掛けながら、ワークステ
ージ２０２とワークステージ２０３に組み込まれたヒー
タ等によりワーク１、１’を加熱して仮止め用接着剤を
硬化させる。

【００１２】ついで、仮止めされた２枚の基板（ワー
ク）を複数枚重ね合わせて、加熱炉等に入れ、基板の隙
間（ギャップ）が基板全面に渡って均一になるように、
２枚の基板が相対的に接近する方向にさらに大きな圧力
を掛けながら加熱して接着剤を本硬化させる。上記した
仮止めによる方法は、次のような問題点を持っている。 (a) 仮止めをする工程と、接着剤を本硬化させる工程の
２工程を必要とし、工程が複雑となる。 (b) 仮止め時、２枚の基板の位置合わせをするため、基
板間の距離を所定量（例えば０．５ｍｍ程度）離してお
く必要があるが、２枚の基板上のアライメント・マーク
を同時に観察するためにアライメント・ユニットの顕微
鏡の焦点深度を深くすると、アライメント・ユニットの
顕微鏡の倍率または解像力を上げることができず、高精
度のアライメントができない。

【００１３】(1) の方法は、上記のような問題点を持っ
ており、このため、最近では仮止めなしに本硬化させる
下記の(2) の方法が提案されている。 (2) 仮止めなしに接着剤を本硬化させる方法。 基板に、図１３に示したように熱硬化型接着剤を塗布す
る。ついで、２枚の基板を接触させて、２枚の基板の位
置合わせを行い、２枚の基板が接近する方向に加圧しな
がら加熱して熱硬化型の接着剤を本硬化させる。

【００１４】その際、基板を加圧する方法として、
（イ）油圧駆動されるシリンダ等を用い２枚の基板が接
近する方向に機械的な圧力を掛けて加圧する方法、ある
いは、（ロ）エアの圧力を用いて基板を加圧したり、真
空により２枚の基板間に負圧をかけて加圧する等、流体
圧により加圧する方法が用いられる。図１５は上記
（イ）の方法により、仮止めなしに液晶基板を貼り合わ
せる装置の一例を示す図である。

【００１５】同図において、液晶基板を貼り合わせるに
は、先ず、前記したように接着剤が塗布された基板（ワ
ークという）１をワークステージ２０２に、また、ワー
ク１’をワークステージ２０３に真空吸着等により固定
する。次に、Ｘ，Ｙ，Ｚ，θ移動機構２０１によりワー
クステージ２０３を垂直方向に移動させワーク１、１’
を接触させて加圧する。

【００１６】ついで、光ファイバ２０４からアライメン
ト光を導光して、ワーク１、１’の対向面に印されたア
ライメント・マークＡＭを、光学的な顕微鏡とＣＣＤ等
の受像素子から構成されるアライメント・ユニット４で
受像してモニタ２０５に表示させる（同図には図示して
いないが、前記と同様、アライメント・ユニット４は少
なくとも２箇所に設けられている）。

【００１７】そして、Ｘ，Ｙ，Ｚ，θ移動機構２０１に
よりワークステージ２０３を水平方向に移動させたり、
回転させてワーク１上のアライメント・マークＡＭとワ
ーク１’上のアライメント・マークＡＭを一致させる。
ワーク１、１’上のアライメント・マークＡＭが一致す
ると、ワークステージ２０３に設けられた貫通穴２０３
ａを介してワーク１’の下面にエアを吹きつけてワーク
１、１’を加圧する。

【００１８】そして、ワークステージ２０２、２０３に
設けられたヒータ等によりワーク１、１’を加熱して熱
硬化型の接着剤を硬化させたり、あるいは、ワーク１、
１’に光を照射して光硬化型接着剤を硬化させる。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記図１５
に示した従来技術は次のような問題点を持っている。 （１）ワーク１、１’を流体圧により加圧する際、ワー
ク１’がワーク１に対して左右にずれる（通常これを
「イメージシフト」という）。このため、ワーク１、
１’を高精度にアライメントしても加圧時に相互の位置
がずれ、製品不良の原因となる。特に、近年、ワーク
１、１’の位置合わせには、１μｍ程度の精度が要求さ
れるようになってきており、上記位置ずれは大きな問題
となる。 （２）位置合わせを行うために、加圧した状態で２枚の
基板のＸＹ方向の位置を微調すると、基板間に配置され
たスペーサが基板表面でこすれて、基板にキズが付いた
り、基板上の素子を破壊させる危険がある。

【００２０】また、基板にキズがつかないように、前記
(1) のように０．５ｍｍ程度基板を離して位置合わせを
行うことも可能であるが、この場合には(1) と同様、ア
ライメント精度が低下する。さらに、上記方法において
は、熱硬化型の接着剤を使用して基板を貼り合わせる
と、接着剤を硬化させるために高い温度処理が必要とな
り、基板の熱膨張により接着・硬化中に２枚の基板がず
れてしまい、製品不良の原因となることがある。

【００２１】このため、最近では、前記したように光硬
化性の接着剤を使用して、熱を掛けずに光で硬化させる
接着技術が開発され、使用されるようになってきた。と
ころが、上記した方法において、紫外線等の光を照射し
て光硬化型の接着剤を硬化させるためには、ワークステ
ージに、真空吸着手段等の基板を固定する機構と、基板
を加圧する機構と、さらに、基板に光を照射するための
光透過部分とを設ける必要があり、ワークステージの構
造が複雑化する。

【００２２】本発明は上記した従来技術の問題点を解決
するためになされたものであって、本発明の第１の目的
は、流体圧により加圧する際の基板相互の位置ずれを防
止し、高精度な位置合わせを行うことができる液晶基板
の貼り合わせ方法および装置を提供することである。本
発明の第２の目的は、光硬化型の接着剤を用いて、基板
を加熱することなく接着剤を硬化させることができる液
晶パネルの貼り合わせ装置を提供することである。

【００２３】本発明の第３の目的は、仮止めすることな
く、また、基板にキズがついたり、基板上の素子を破壊
させることなく、基板の位置合わせを高精度に行うこと
ができる液晶パネルの貼り合わせ方法および装置を提供
することである。

【００２４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の請求項１の発明は、透明基板と透明基板ま
たは透明基板と半導体基板とを光硬化型の接着剤で貼り
合わせる液晶パネルの貼り合わせ方法において、ワーク
ステージに、その基板保持面に対して垂直方向に設けら
れた貫通孔に沿って摺動し、一方の基板を保持する基板
保持手段を設け、ワークステージの上記基板保持手段に
より一方の基板を保持するとともに、光透過窓部に他方
の基板を保持させ、２枚の基板の相対的位置の位置合わ
せを行い、次に、２枚の基板をスペーサを挟んで接触さ
せ、上記基板保持手段により基板を保持した状態で、流
体圧により２枚の基板が相対的に接近する方向に加圧し
て、接着剤に光を照射して接着剤を硬化させるようにし
たものである。本発明の請求項２の発明は、請求項１の
発明において、２枚の基板を、基板間に散布されたスペ
ーサの直径よりも大きく、かつ、接着剤が剥離または分
断されない範囲の間隙を持って位置させ、該状態で２枚
の基板の相対的位置の位置合わせを行うようにしたもの
である。

【００２５】本発明の請求項３の発明は、請求項２の発
明において、２枚の基板がスペーサを挟んで実質的にそ
れ以上移動ができなくなった時点から上記２枚の基板が
接触する方向の力を吸収して変位し始める調整機構を、
上記ワークステージまたは光透過窓部に少なくとも３つ
設け、上記２枚の基板をスペーサを挟んで接触する方向
に、上記ワークステージおよび／または光透過窓部を移
動させ、２枚の基板がスペーサを挟んで接触しても、な
お、当該移動を続け、全ての上記調整機構がそれぞれ所
定量の変位をしたときに、上記ワークステージおよび／
または光透過窓部の移動を停止させ、各々の調整機構に
おいて、その時の変位状態を保持させることにより、２
枚の基板をスペーサを挟んで接触させて平行状態とし、
その後、所定の距離だけワークステージおよび／または
光透過窓部を上記移動方向とは反対方向に移動させるこ
とにより、上記スペーサの直径よりも大きく、かつ、接
着剤が剥離または分断されない範囲の間隙を持って２枚
の基板を平行に位置させるようにしたものである。

【００２６】本発明の請求項４の発明は、光を放射する
光照射部と、透明基板または半導体基板を保持するワー
クステージと、透明基板を保持し、上記光照射部からの
光を該透明基板または上記透明基板または半導体基板に
塗布された接着剤に照射するための光透過窓を有する光
透過窓部と、上記ワークステージまたは光透過窓部を回
転および水平垂直方向に移動させる移動機構と、上記透
明基板と透明基板または透明基板と半導体基板の相対位
置を所定の位置関係に合わせるための位置合わせ機構と
を備え、上記ワークステージおよび光透過窓部に２枚の
基板のそれぞれを保持させて、２枚の基板の相対的位置
の位置合わせを行い、次に、２枚の基板をスペーサを挟
んで接触させ、流体圧により２枚の基板が相対的に接近
する方向に加圧して、接着剤に光を照射して接着剤を硬
化させる液晶パネルの貼り合わせ装置であって、上記ワ
ークステージに、その基板保持面に対して垂直方向に設
けられた貫通孔に沿って摺動し、一方の基板を保持する
基板保持手段を設け、該基板保持手段により、一方の基
板を保持させ、透明基板と透明基板または透明基板と半
導体基板が相対的に接近する方向に加圧する際、上記一
方の基板が、上記ワークステージの基板保持面に対して
垂直方向に移動するようにしたものである。

【００２７】本発明の請求項５の発明は、請求項４の発
明において、ワークステージのワーク保持面にエアの圧
力により変位するダイヤフラムを取り付け、上記ダイヤ
フラムに開口部を設けるとともに、上記基板保持手段に
基板保持手段の移動方向と平行な貫通する孔を設けて、
該貫通する孔と上記ダイヤフラムの開口部を連通させ、
上記ダイヤフラムと上記基板保持手段の基板保持面を固
着し、上記貫通する孔を減圧して、上記基板保持手段に
より一方の基板を吸着保持させるようにしたものであ
る。本発明の請求項６の発明は、請求項５の発明におい
て、ワークステージと光透過窓部間の空間を負圧にする
手段を設け、上記空間を負圧にすることにより、ダイヤ
フラムを変位させ２枚の基板を加圧するように構成した
ものである。

【００２８】本発明の請求項７の発明は、請求項４，５
または請求項６の発明において、光透過窓部の周辺部に
支持板とストッパを設け、光透過窓部に上記基板を載置
して該支持板とストッパにより基板を挟持することによ
り基板を光透過窓部に保持させ、光透過窓部の下方に設
けた光照射部からの光を上記光透過窓部を介して基板に
照射して、上記接着剤を硬化させるようにしたものであ
る。

【００２９】本発明の請求項８の発明は、請求項４，
５，６または請求項７の発明において、光照射部からの
光を出射端に導く導光ファイバと、上記出射端を上記基
板に塗布された接着剤に対し相対的に移動させる移動機
構を設け、接着剤に対し相対的に移動させながら光を照
射して接着剤を硬化させるようにしたものである。本発
明の請求項９の発明は、請求項４，５，６，７または請
求項８の発明において、透明基板と透明基板または透明
基板と半導体基板を平行にかつ一定の間隔で設定する間
隙設定機構を設け、上記間隙設定機構を、ワークステー
ジまたは光透過窓部に設けられた少なくとも３つの調整
機構から構成するとともに、３つの調整機構に、移動機
構からの駆動力を吸収して変位する手段と、該調整機構
が所望量だけ変位したことを検出する検出手段と、その
時の変位状態を保持する保持手段とを具備させ、上記移
動機構を駆動して、上記ワークステージまたは光透過窓
部を上記２枚の基板がスペーサを挟んで接触する方向に
移動させ、２枚の基板がスペーサを挟んで接触した後も
なお継続して上記移動機構を当該方向に駆動した場合
に、２枚の基板がスペーサを挟んで接触し、実質的にそ
れ以上移動できなくなった時点から、上記調整機構が上
記移動機構からの駆動力を吸収して変位し始めるよう
に、各調整機構を配置したものである。

【００３０】

【作用】本発明の請求項１の発明においては、ワークス
テージに、その基板保持面に対して垂直方向に設けられ
た貫通孔に沿って摺動し、一方の基板を保持する基板保
持手段を設け、ワークステージの上記基板保持手段によ
り一方の基板を保持するとともに、光透過窓部に他方の
基板を保持させ、２枚の基板の相対的位置の位置合わせ
を行い、次に、２枚の基板をスペーサを挟んで接触さ
せ、上記基板保持手段により基板を保持した状態で、流
体圧により２枚の基板が相対的に接近する方向に加圧
し、接着剤に光を照射して接着剤を硬化させるようにし
たので、２枚の基板を加圧する際、基板が横にずれるこ
とがない。このため、アライメント精度を低下させるこ
となくワークを貼り合わせることができる。

【００３１】本発明の請求項２の発明においては、請求
項１の発明において、２枚の基板を、基板間に散布され
たスペーサの直径よりも大きく、かつ、接着剤が剥離ま
たは分断されない範囲の間隙を持って位置させ、該状態
で２枚の基板の相対的位置の位置合わせを行うようにし
たので、仮止めすることなく、またアライメント精度を
低下させることなく、液晶基板を貼り合わせることがで
きる。また、その際、基板にキズがついたり基板上の素
子を破壊させることがない。

【００３２】本発明の請求項３の発明においては、請求
項２の発明において、２枚の基板がスペーサを挟んで実
質的にそれ以上移動ができなくなった時点から上記２枚
の基板が接触する方向の力を吸収して変位し始める調整
機構を、上記ワークステージまたは光透過窓部に少なく
とも３つ設けたので、簡単で安価な機構を付加するだけ
で、２枚の基板を平行にかつ所望の間隙に設定すること
ができる。

【００３３】本発明の請求項４の発明においては、光を
放射する光照射部と、透明基板または半導体基板を保持
するワークステージと、透明基板を保持し、上記光照射
部からの光を該透明基板または上記透明基板または半導
体基板に塗布された接着剤に照射するための光透過窓を
有する光透過窓部と、上記ワークステージまたは光透過
窓部を回転および水平垂直方向に移動させる移動機構
と、流体圧により上記透明基板と透明基板または透明基
板と半導体基板が相対的に接近する方向に圧力をかける
加圧手段と、上記透明基板と透明基板または透明基板と
半導体基板の相対位置を所定の位置関係に合わせるため
の位置合わせ機構とを備え、上記ワークステージおよび
光透過窓部に２枚の基板のそれぞれを保持させて、２枚
の基板の相対的位置の位置合わせを行い、次に、２枚の
基板をスペーサを挟んで接触させ、流体圧により２枚の
基板が相対的に接近する方向に加圧して、接着剤に光を
照射して接着剤を硬化させる液晶パネルの貼り合わせ装
置であって、上記ワークステージに、その基板保持面に
対して垂直方向に設けられた貫通孔に沿って摺動し、一
方の基板を保持する基板保持手段を設け、該基板保持手
段により、一方の基板を保持させ、透明基板と透明基板
または透明基板と半導体基板が相対的に接近する方向に
加圧する際、上記一方の基板が、上記ワークステージの
基板保持面に対して垂直方向に移動するようにしたの
で、請求項１の発明と同様、２枚の基板を加圧する際、
基板が横にずれることがなく、アライメント精度を低下
させることなくワークを貼り合わせることができる。

【００３４】また、光硬化型の接着剤を用いて、基板を
加熱することなく接着剤を硬化させることができるの
で、基板の熱膨張により接着・硬化中に２枚の基板がず
れてしまい、製品不良の原因となることがない。本発明
の請求項５の発明においては、請求項４の発明におい
て、ワークステージのワーク保持面にエアの圧力により
変位するダイヤフラムを取り付け、上記ダイヤフラムに
開口部を設けるとともに、上記基板保持手段に基板保持
手段の移動方向と平行な貫通する孔を設けて、該貫通す
る孔と上記ダイヤフラムの開口部を連通させ、上記ダイ
ヤフラムと上記基板保持手段の基板保持面を固着し、上
記貫通する孔を減圧して、上記基板保持手段により一方
の基板を吸着保持させるようにしたので、基板を上記基
板保持手段により保持したまま、エアを基板に吹きつけ
ることなく加圧することができ、塵埃を含むエア等によ
りワークが汚染されることがない。

【００３５】本発明の請求項６の発明においては、請求
項５の発明において、ワークステージと光透過窓部間の
空間を負圧にする手段を設け、上記空間を負圧にするこ
とにより、ダイヤフラムを変位させ２枚の基板を加圧す
るように構成したので、ワーク間に存在する空気を排出
することができ、ワーク間の間隙を均一にすることがで
きる。

【００３６】本発明の請求項７の発明においては、請求
項４，５または請求項６の発明において、光透過窓部の
周辺部に支持板とストッパを設け、光透過窓部に上記基
板を載置して該支持板とストッパにより基板を挟持する
ことにより基板を光透過窓部に保持させ、光透過窓部の
下方に設けた光照射部からの光を上記光透過窓部を介し
て基板に照射するようにしたので、支持板により基板を
挟持するだけで基板を光透過窓部に固定することがで
き、加工が比較的困難な石英ガラス等からなる光透過窓
に真空吸着機構等を設ける必要がなく、光透過窓部の構
造を簡単にすることができる。

【００３７】本発明の請求項８の発明は、請求項４，
５，６または請求項７の発明において、光照射部からの
光を出射端に導く導光ファイバと、上記出射端を上記基
板に塗布された接着剤に対し相対的に移動させる移動機
構を設け、接着剤に対し相対的に移動させながら光を照
射して接着剤を硬化させるようにしたので、光の利用率
を大幅に向上させることができ、小さな出力のランプで
効果的に接着剤を硬化させることができる。また、光の
スポットが接着剤から外れることがないので、不所望な
部分に光が照射され、劣化等を起こす危険もない。

【００３８】本発明の請求項９の発明は、請求項４，
５，６，７または請求項８の発明において、透明基板と
透明基板または透明基板と半導体基板を平行にかつ一定
の間隔で設定する間隙設定機構を設け、上記間隙設定機
構を、ワークステージまたは光透過窓部に設けられた少
なくとも３つの調整機構から構成するとともに、３つの
調整機構に、移動機構からの駆動力を吸収して変位する
手段と、該調整機構が所望量だけ変位したことを検出す
る検出手段と、その時の変位状態を保持する保持手段と
を具備させたので、請求項３の発明と同様、簡単で安価
な機構を付加するだけで、２枚の基板を平行にかつ所望
の間隙に設定することができる。

【００３９】

【実施例】図１は本発明の第１の実施例を示す図であ
る。図１において、１、１’はワーク、２はワークステ
ージ、３は光透過窓部である。ワークステージ２の下面
には、例えばステンレス等から形成されるダイヤフラム
２ａが取り付けられており、ワークステージ２には、エ
アを吸入するためのエア吸入管２ｄが設けられている。
そして、ワークステージ２の上部にはフランジ２ｅが取
り付けられ、フランジ２ｅの上端にはエアの吸入口２ｈ
が設けられている。

【００４０】また、ワークステージ２には，吸着ブロッ
ク２ｂがワークステージ２に対して垂直方向に摺動可能
に取り付けられており、吸着ブロック２ｂの下端はロー
付け等の手段により上記ダイヤフラム２ａが固定されて
いる。そして、吸着ブロック２ｂおよびダイヤフラム２
ａを貫通してエア吸入管２ｃが設けられている。さら
に、ワークステージ２の周辺部にはフランジ２ｆが取り
付けられ、フランジ２ｆはベローズ２ｇを介して光透過
窓部３と接続されており、ワークステージ２、フランジ
２ｆ、ベローズ２ｇ、および、光透過窓部３で閉空間を
形成している。

【００４１】図２は上記したワークステージ２における
吸着ブロックの取り付け構造の一例を示す図であり、同
図（ａ）はワークステージ２を上面から見た図、（ｂ）
は同図（ａ）におけるＡ−Ａ断面図、（ｃ）は同じくＢ
−Ｂ断面図、（ｄ）は吸着ブロックの取り付け部分を示
している。同図に示すように、ワークステージ２の上面
を覆うようにフランジ２ｅが取り付けられ、フランジ２
ｅおよびワークステージ２を貫通する穴が設けられてお
り、そこに吸着ブロック２ｂが摺動可能に取り付けられ
ている。

【００４２】吸着ブロック２ｂは、同図（ａ）に示すよ
うに、少なくとも３個以上設けられており（同図では４
個設けた例が示されている）、吸着ブロック２ｂは同図
（ｄ）に示すように、クロスローラガイド２ｊによりワ
ークステージ２に摺動可能に取り付けられ、その下端に
ロー付け等の手段によりダイヤフラム２ａが取り付けら
れている。

【００４３】また、吸着ブロック２ｂおよびダイヤフラ
ム２ａを貫通してエア吸入管２ｃが設けられている。そ
して、後述するように、上記エア吸入管２ｃからエアを
吸入し、ワーク１，１’を吸着ブロックに保持させる。
一方、ワークステージ２にはエア吸入管２ｄが設けら
れ、ワーク１，１’をワークステージ２に固定すると
き、フランジ２ｅに設けたエア吸入口２ｈからエアを吸
入し、ダイヤフラム２ａをワークステージ２に真空吸着
する。

【００４４】また、ワーク１、１’を加圧するときに
は、エア吸入口２ｈを大気に開放し、後述する光透過窓
に設けたエア吸入管３ｄからエアを吸入してダイヤフラ
ム２ａを下方に変位させる（ダイヤフラムの変位量は高
々１ｍｍ程度）。そのとき、吸着ブロック２ｂは、ワー
ク１を真空吸着したままダイヤフラム２ａとともに移動
する。

【００４５】図１に戻り、ワークステージ２はギャップ
調整機構７の一方端に取り付けられており、ギャップ調
整機構７の他端はベース２１ｂに取り付けられている。
そして、後述するように、ワークステージ２が上方に押
されたとき、ギャップ調整機構７の下端部が上方に移動
し、ワーク１、１’間の間隙（ギャップ）を平行にかつ
一定に設定する。

【００４６】なお、同図では４隅にギャップ調整機構を
取り付けた例を示したが、この内、少なくとも３隅のギ
ャップ調整機構が機能すればよく、他の一つは光透過窓
部３をベース２１ａに対して移動可能に支持する支持部
材でよい。一方、光透過窓部３には、前記したようにエ
ア吸入管３ｄが設けられており、ワーク１、１’を加圧
する際、上記エア吸入管３ｄからエアを吸入し、ワーク
ステージ２、フランジ２ｆ、ベローズ２ｇ、および、光
透過窓部３で形成される閉空間を負圧状態とする。

【００４７】また、光透過窓部３には、支持板５とスト
ッパ６が設けられており、ワーク１’は、支持板５とス
トッパ６により光透過窓部３に固定される。さらに、光
透過窓部３には光透過窓３ａが設けられ、下方から照射
される紫外線等の光は光透過窓３ａを介してワーク１，
１’に照射される。図３は、上記支持板５と光透過窓３
ａの取り付け構造を示す図であり、同図（ｂ）に示すよ
うに、支持板５は、例えば、光透過窓３ａの周辺の２辺
に取り付けられ、それらと対向する辺にストッパ６が取
り付けられている。また、石英ガラス等で構成される光
透過窓３ａは窓固定板３ｃにより光透過窓部３に取り付
けられている。

【００４８】そして、支持板５はバネ５ａによりストッ
パ６の方向に付勢され、ワーク１’は支持板５とストッ
パ６により挟持され、光透過窓部３上に固定される。ま
た、必要に応じて同図（ａ）に示すように、支持板５の
下面側に、エア吸入管３ｂの開口を設け、ワーク１’を
支持板５とストッパ６により挟持したのち、エア吸入管
３ｂよりエアを吸入して真空吸着により支持板５を固定
することにより、振動等によりワーク１’が移動しない
ようにすることができる。

【００４９】なお、上記エア吸入管３ｂより吸入する圧
力をＶ１（負圧）とし、また、前記エア吸入管３ｄから
エアを吸入する圧力をＶ２（負圧）とすると、｜Ｖ１｜
＞｜Ｖ２｜とすることにより、ワークステージ２、フラ
ンジ２ｆ、ベローズ２ｇ、および、光透過窓部３で形成
される閉空間を負圧状態としたときに上記支持板５の固
定状態が解除されることがない。

【００５０】図１に戻り、光透過窓部３にはＸ，Ｙ，θ
軸移動機構２３とＺ軸移動機構２４が設けられており、
ワークの位置合わせ時等において、光透過窓部３は、
Ｘ，Ｙ，θ軸移動機構２３とＺ軸移動機構２４により
Ｘ，Ｙ，Ｚ，θ方向に駆動される。図４は上記Ｘ，Ｙ，
θ軸移動機構２３とＺ軸移動機構２４の構成の一例を示
す図であり、同図（ａ）は光透過窓部とＸ，Ｙ，θおよ
びＺ軸移動機構を側面から見た図、同図（ｂ）は光透過
窓部とＸ，Ｙ，θおよびＺ軸移動機構を上面から見た図
を示している。

【００５１】同図（ａ）に示すように、ベース２１ａに
はＺ軸駆動部２４ｂが取り付けられており、Ｚ軸駆動部
２４ｂによりカム２４ｃが同図の矢印方向に駆動され
る。また、カム２４ｃ上にはローラ２４ｄを介してＺス
テージ２４ａが上下方向に移動可能に載置されており、
Ｚ軸駆動部２４ｂによりカム２４ｃが同図矢印方向に移
動すると、Ｚステージ２４ａは上下方向に動く。

【００５２】また、Ｚステージ２４ａ上には同図（ｂ）
に示すようにＸ軸駆動部２３ａ、２３ａ’とＹ軸駆動部
２３ｄが取り付けられており、Ｘ軸駆動部２３ａ、２３
ａ’とＹ軸駆動部２３ｄによりローラ２３ｂ、２３
ｂ’、２３ｅが同図矢印方向に駆動される。一方、光透
過窓部３はベアリング等により、Ｚステージ２４ａ上で
Ｘ，Ｙ軸方向に移動可能にかつ回転可能に取り付けられ
ており、光透過窓部３は図示しないバネ等により同図
（ｂ）の下方向および左方向に付勢されている。また、
光透過窓部３にはＸ軸被駆動部材２３ｃ，２３ｃ’、Ｙ
軸被駆動部材２３ｆが取り付けられ、上記ローラ２３
ｂ、２３ｂ’、２３ｅと接している。

【００５３】そして、光透過窓部３をＸ軸方向に移動さ
せる場合には、Ｙ軸駆動部２３ｄを駆動せずに、Ｘ軸駆
動部２３ａ、２３ａ’を駆動して、ローラ２３ｂ，２３
ｂ’を同図（ｂ）の矢印方向に移動させる。これによ
り、光透過窓部３は同図（ｂ）の上下方向に移動する。
また、光透過窓部３をＹ軸方向に移動させる場合には、
Ｘ軸駆動部２３ａ、２３ａ’を駆動せずに、Ｙ軸駆動部
２３ｄを駆動して、ローラ２３ｅを同図（ｂ）の矢印方
向に移動させる。これにより、光透過窓部３は同図
（ｂ）において左右方向に移動する。

【００５４】さらに、光透過窓部３を時計方向（反時計
方向）に回転させる場合には、Ｘ軸駆動部２３ａ、２３
ａ’、Ｙ軸駆動部２３ｄを駆動して、Ｘ軸駆動部２３
ａ’のローラ２３ｂ’を同図（ａ）の上方向（下方向）
に移動させ、Ｙ軸駆動部２３ｄのローラ２３ｅを右方向
（左方向）に移動させ、また、Ｘ軸駆動部２３ａのロー
ラ２３ｂを下方向（上方向）に移動させる。

【００５５】図１に戻り、４は光学的顕微鏡とＣＣＤ等
の受像素子から構成されるアライメント・ユニットであ
り、同図に示すように少なくとも２か所に設けられ、ア
ライメント・ユニット４によりワーク１、１’に印され
たアライメント・マークＡＭを受像してワーク１、１’
の位置合わせを行う。また、アライメント・ユニット４
は同図の矢印方向に移動可能に取り付けられており、位
置合わせ時同図の位置に前進し、光照射時、同図の位置
から後退する。

【００５６】アライメント・ユニット４は異なった倍率
の画像を受像できるように高倍率と低倍率の光学的顕微
鏡と２個のＣＣＤを備えており、後述するように、アラ
イメント・ユニットの倍率を切り換えて、粗位置合わせ
と微位置合わせを行う。図５（ａ）は上記アライメント
・ユニットの構造を示す図であり、図示しない光源が放
射する光は光ファイバ４ｊ→ハーフミラー４ｃ→ミラー
４ａを介してワーク１、１’上に印されたアライメント
・マーク上に照射され、反射光がアライメント・ユニッ
トに入射する。

【００５７】アライメント・ユニット４に入射した光は
ミラー４ａ→レンズ４ｂ→ハーフミラー４ｃ→ハーフ
ミラー４ｄ→レンズ４ｆを介してＣＣＤ４ｈで受像され
るとともに、ミラー４ａ→レンズ４ｂ→ハーフミラー
４ｃ→ハーフミラー４ｄ→ハーフミラー４ｅ→レンズ４
ｇを介してＣＣＤ４ｉで受像される。上記との光学
系の倍率は異なっており、例えば、ＣＣＤ４ｈで受像さ
れる画像の方がＣＣＤ４ｉで受像される画像より倍率が
高い。そして、上記粗位置合わせ時には、倍率の低い光
学系のＣＣＤ出力が利用され、上記微位置合わせ時に
は、倍率の高い光学系のＣＣＤ出力が利用される。

【００５８】なお、アライメント・ユニット４の倍率を
切り換える機構としては、図５（ａ）のほか、図５
（ｂ）に示すように、倍率の異なったレンズ４ｂ，４
ｂ’を取り付けたタレット４ｋを設け、タレット４ｋを
回転させてレンズを切り換えるように構成することもで
きる。図１に戻り、８は紫外線等の光を放射する高圧水
銀灯やメタルハライドランプ等のランプ、９はミラーで
あり、ランプ８が放射する光はミラー９で集光され光透
過窓３ａを介してワーク１、１’に照射される。

【００５９】３１は上記したＸ，Ｙ，θ軸移動機構２３
とＺ軸移動機構２４、アライメント・ユニット４、ギャ
ップ調整機構７、エア吸入／供給口２ｈへのエアの吸入
／供給等を制御する制御部である。図６は上記したギャ
ップ調整機構７の構造の一例を示す分解斜視図、図７、
図８は上記したギャップ調整機構の動作を説明する図で
あり、同図により、本実施例のギャップ調整機構の構造
および動作を説明する。

【００６０】なお、図７（ａ）、図８（ａ）は図６にお
いてギャップ調整機構をＸ方向から見た断面図、図７
（ｂ）、図８（ｂ）は図６においてギャップ調整機構を
Ｙ方向から見た断面図を示しており、各図の（ａ）と
（ｂ）は同一の状態を示している。図６において、２は
ワークステージ、７ａはＶ字受けであり、Ｖ字受け７ａ
はワークステージ２の上面に埋設され、剛球７ｂを介し
てボール受け７ｄとつながる。このボール受け７ｄの中
央部には上記剛球７ｂに対応した円錐状の凹部７ｃが設
けられている。このため、ワークステージ２が下から押
されたとき、ワークステージ２はＶ字受けの溝の方向の
みに自由に動くことができる。

【００６１】また、ワークステージ２とボール受け７ｄ
は引っ張りバネ７ｇにより互いに引き合っており、ワー
クステージ２をベース２１ｂ方向に支持している。ボー
ル受け７ｄの上方にはシャフト７ｅがつながり、このシ
ャフト７ｅはガイド部材であるスプライン７ｆを介して
ケーシング７ｈに至り、ケーシング７ｈを貫通した後、
板状の弾性体である板バネ７ｊに連結されている。

【００６２】シャフト７ｅはスプライン７ｆ内を摺動
し、スプライン７ｆによりシャフト７ｅの動きを上下方
向にのみ規制する。ケーシング７ｈの内部のシャフト７
ｅの周囲には、シャフト７ｅに力を及ぼす圧縮コイルバ
ネ７ｉが設けられている。板バネ７ｊは保持手段である
吸着ブロック７ｋに挟まれており、その一部に凸部７ｍ
が設けられている。そして、吸着ブロック７ｋには、こ
の凸部７ｍの位置を検出するセンサ７ｎが設けられてい
る。センサ７ｎは、例えば、発光部と受光部から構成さ
れる光学センサであり、凸部７ｍによる光の遮断を検出
して出力を発生する。また、上記吸着ブロック７ｋには
板バネ７ｊを吸着して保持する真空吸着路が設けられて
いる。

【００６３】本実施例のギャップ調整機構は上記構成を
備えており、光透過窓部３を上方に移動させてワークス
テージ２に固定されたワーク１と光透過窓部３に固定さ
れたワーク１’を接触させたのち、光透過窓部３をさら
に上昇させ、ワーク１、１’がそれ以上相対的に移動で
きない位置まで来ると、その駆動力を吸収するように圧
縮コイルバネ７ｉが圧縮をはじめる〔図７（ａ）（ｂ）
参照〕。

【００６４】そして、光透過窓部３がさらに上方に移動
すると、ワーク１の全面が完全に光透過窓部３のワーク
１’に接触するようになる。このとき、各ギャップ調整
機構７における圧縮コイルバネ７ｉの圧縮量は必ずしも
一致していない。この圧縮により、板バネ７ｊの吸着ブ
ロック７ｋに対する相対位置が変化し、板バネ７ｊに設
けられた凸部７ｍも移動し、センサ７ｎによりこの移動
が検出される〔図８（ａ）（ｂ）参照〕。

【００６５】上記のように、光透過窓部３が上昇するこ
とによりワークステージ２に設けられた各ギャップ調整
機構７が変位すると、センサ７ｎが出力を発生し、この
出力は前記した制御部３１に送られる。そして、全ての
ギャップ調整機構７のセンサ７ｎが出力を発生すると、
制御部３１は上方向の移動を停止させ、各ギャップ調整
機構７の吸着ブロック７ｋに設けられた真空吸着路７ｐ
よりエアを吸入して板バネ７ｊを吸着し、ギャップ調整
機構７の圧縮コイル７ｉの圧縮状態を保持させる。

【００６６】これにより、ワーク１、１’は平行状態に
セットされるので、この状態で光透過窓部３を下降させ
ると、ワークステージ２と光透過窓部３に固定されたワ
ーク１、１’を平行に、かつ、そのギャップを一定にす
ることができる。なお、上記実施例においては、ギャッ
プ設定装置７の変位量を板バネに取り付けた凸部により
検出しているが、変位量を検出する手段としてはその他
の周知な手段を用いることができる。

【００６７】また、上記実施例においては、真空吸着に
より板バネ７ｊの位置を保持しているが、ギャップ調整
機構の変位量を保持する手段としては、電気的手段を用
いるなど、その他の周知な手段を用いることができる。
次に図１に示した第１の実施例の装置による液晶パネル
の貼り合わせ工程について説明する。 (a) Ｚ軸移動機構２４により光透過窓部３を下方に移動
させ、ベローズ２ｇの一部をワークステージ２もしくは
光透過窓部３から外す。

【００６８】ついで、ワークステージ２の予め定められ
た位置に一方のワーク１を取り付け、エア吸入管２ｃよ
りエアを吸入してワーク１を吸着ブロック２ｂに真空吸
着させるとともに、エア吸入管２ｄよりエアを吸入して
ダイヤフラム２ａをワークステージ２側に吸着し、ワー
ク１をワークステージ２に固定する。また、光透過窓部
３の上に他方のワーク１’を載置して、支持板５とスト
ッパ６によりワークを挟持したのち、光透過窓部３に設
けられたエア吸入管３ｂよりエアを吸入して支持板５を
固定する。

【００６９】次に、ベローズ２ｇをワークステージ２も
しくは光透過窓部３の周辺部に取り付け、ワークステー
ジ２、フランジ２ｆ、ベローズ２ｇ、および、光透過窓
部３で閉空間を形成する。 (b) Ｚ軸移動機構２４により光透過窓部３を上方に移動
させ、ワークステージ２に固定されたワーク１と光透過
窓部３に固定されたワーク１を０．２ｍｍ〜０．３ｍｍ
程度まで接近させる。 (c) アライメント・ユニット４に照明光を導入し、ワー
ク１、１’上に印されたアライメント・マークＡＭを受
像する。この場合、アライメント・ユニットの焦点深度
は０．３〜０．５ｍｍに設定され、また、倍率の低い光
学系によりアライメント・マークＡＭが受像される（例
えば、倍率は×３程度に設定されＣＣＤ４ｉによりアラ
イメント・マークＡＭが受像される）。

【００７０】アライメント・ユニット４により受像され
たアライメント・マークＡＭの画像は制御部３１に送ら
れる。制御部３１はワーク１のアライメント・マークＡ
Ｍとワーク１’のアライメント・マークＡＭの位置が一
致するように、Ｘ，Ｙ，θ軸移動機構２３を駆動して、
光透過窓３の位置を制御し、粗位置合わせを行う。これ
により、最大±３μｍ程度の精度でアライメントされ
る。 (d) Ｚ軸移動機構２４により光透過窓部３を上方に移動
させ、ワーク１とワーク１’を接触させ、さらに光透過
窓部３を上方に移動させる。なお、このとき、ワーク
１、１’は前記したスペーサを介して接触し、ワーク１
間の距離は５μｍ〜１５μｍとなる。 (e) 光透過窓部３をさらに上方に移動させ、ギャップ調
整機構７の全てのセンサ７ｎが出力を発生すると、光透
過窓部３の上方への移動を停止し、前記したようにギャ
ップ調整機構７の真空吸着機能を作動させて、ギャップ
調整機構７の圧縮コイル７ｉの圧縮状態を保持させる。
これによりワーク１とワーク１’は平行状態に保持され
る。

【００７１】この状態で、Ｚ軸移動機構２４を駆動して
光透過窓部３を下方に移動させ、ワーク１とワーク１’
の間隔をスペーサの直径より大きく、かつ、接着剤が剥
離または分断されない間隙に設定する。この間隙は通
常、２０μｍ〜３０μｍである。 (f) アライメント・ユニット４に照明光を導入し、ワー
ク１、１’上に印されたアライメント・マークＡＭを受
像する。この場合、アライメント・ユニットの焦点深度
は３０μｍ程度に設定され、また、倍率の高い光学系に
よりアライメント・マークＡＭが受像される（例えば、
倍率は×１０〜×３０程度に設定されＣＣＤ４ｈにより
アライメント・マークＡＭが受像される）。

【００７２】アライメント・ユニット４により受像され
たアライメント・マークＡＭの画像は制御部３１に送ら
れる。制御部３１はワーク１のアライメント・マークＡ
Ｍとワーク１’のアライメント・マークＡＭの位置が一
致するように、Ｘ，Ｙ，θ軸移動機構２３を駆動して、
光透過窓３の位置を制御し、微位置合わせを行う。これ
により、約±１μｍ程度の精度でアライメントされる。

【００７３】なお、上記(c) ，(f) におけるアライメン
ト操作は上記のように制御部３１による自動的なアライ
メントの外、作業者が図示しないモニタを観察しながら
Ｘ，Ｙ，Ｚ，θ方向に手動で操作してマニュアル・アラ
イメントを行うこともできる。 (g) Ｚ軸移動機構２４により光透過窓部３を上方に移動
させてワーク１、１’を接触させる。ついで、ワークス
テージ２のフランジ２ｅに設けられたエア吸入口２ｈを
大気に開放し、ダイヤフラム２ａの上面を大気圧とする
とともに、光透過窓部３に設けたエア吸入管３ｄよりエ
アを吸入し、ワークステージ２、フランジ２ｆ、ベロー
ズ２ｇ、および、光透過窓部３で形成された閉空間を負
圧とする。これにより、ダイヤフラム２ａは下方に変位
し、ワーク１、１’が加圧される。このとき、吸着ブロ
ック２ｂのエア吸入管２ｃからは継続してエアが吸入さ
れており、エア吸入管２ｃの負圧はワークステージ２、
ベローズ２ｇ、光透過窓部３等で形成される閉空間の負
圧より大きく設定されている。このため、吸着ブロック
２ｂはワーク１を保持したまま、ダイヤフラム２ａとと
もに下方に移動する。

【００７４】ついて、ランプ８から光透過窓３ａを介し
て光をワーク１，１’に照射し、ワーク１，１’に塗布
された光硬化型接着剤を硬化させる。 (h) 接着剤の硬化後、ワーク１、１’への加圧を停止
し、光透過窓部３を下降させ接着済のワーク１、１’を
取り出す。以上のように、本実施例においては、ワーク
ステージに摺動可能な吸着ブロックを設け、該吸着ブロ
ックによりワークを保持させているので、ワーク１、
１’の加圧時、ワーク１が横にずれるイメージシフトを
起こすことがない。

【００７５】このため、アライメント精度を低下させる
ことなくワークを貼り合わせることができる。また、ワ
ークステージの下面にダイヤフラムを設け、加圧時、ワ
ークステージ、ベローズ、および、光透過窓部等で形成
された閉空間を負圧にしているので、ワーク間に存在す
る空気を排出することができ、ワーク間の間隙を均一に
することができるとともに、エアをワークに吹きつける
ことなく加圧できるので、塵埃を含むエア等によりワー
クが汚染されることがない。

【００７６】さらに、光硬化型の接着剤を用いて、基板
を加熱することなく接着剤を硬化させることができるの
で、基板の熱膨張により接着・硬化中に２枚の基板がず
れてしまい、製品不良の原因となることがない。またさ
らに、光透過窓部に光透過窓を設けて、基板の下方から
光を照射しているので、支持板により基板を挟持するだ
けで基板を光透過窓部に固定することができ、加工が比
較的困難な石英ガラス等からなる光透過窓に真空吸着機
構等を設ける必要がなく、光透過窓部の構造を簡単にす
ることができる。

【００７７】また、２枚のワークを接近させて粗位置合
わせを行い、ついで、２枚のワークを接触させて平行状
態にしたのち、該平行状態を維持しつつ２枚のワークを
スペーサの直径より大きく、かつ、接着剤が剥離または
分断されない間隙にセットし、２枚のワークの位置合わ
せを行っているので、仮止めすることなく、高精度な位
置合わせを行い液晶基板を貼り合わせることができる。
また、その際、基板にキズがついたり基板上の素子を破
壊させることがない。

【００７８】図９は本発明の第２の実施例を示す図であ
り、本実施例は、出射端移動機構と導光ファイバを用い
てワーク上の接着剤が塗布された位置のみに紫外線等の
光を照射するように構成したものである。同図におい
て、４０は出射端移動機構、５１は紫外線等の光を照射
する光照射部、５２は光照射部５１からの光を導く導光
ファイバ、５３は出射端であり、出射端５３には導光フ
ァイバ５１から導かれた光を集光するレンズが設けられ
ている。

【００７９】その他の構成は図１に示した第１の実施例
と同様であり、同一のものには同一の符号が付されい
る。また、制御部３１の記憶手段（図示せず）にはワー
ク１、１’上のアライメント・マークＡＭの位置に対す
る接着剤の塗布位置を示す塗布位置情報、出射端の移動
速度を示す速度制御情報等が記憶されており、制御部３
１は上記情報に基づき上記出射端移動機構４０により出
射端５３の位置を制御する。

【００８０】図１０は上記した出射端移動機構４０の一
例を示す図であり、同図において、５３は前記した出射
端であり、出射端５３には導光ファイバ５２が取り付け
られており導光ファイバ５２には前記した光照射部５１
から光が導入される。また、上記出射端５３に対向して
前記した光透過窓３ａが配置されている。４１はフレー
ム、４２は上記出射端５３が取り付けられたＸ軸アーム
であり、Ｘ軸アーム４２はボールネジ４３ｃと係合して
おり、ボールネジ４３ｃはさらにカップリング４３ｂを
介してＸ軸駆動モータ４３ａに結合されている。

【００８１】このため、Ｘ軸駆動モータ４３ａが回転す
るとボールネジ４３ｃが回転し、Ｘ軸アーム４２はＸ軸
方向に移動する。また、Ｘ軸駆動モータ４３ａ、カップ
リング４３ｂ、ボールネジ４３ｃはＹ軸アーム４４に支
持されており、Ｙ軸アーム４４は第１および第２のガイ
ド部材４６，４７に設けられたガイドレール４６ａ，４
７ａに沿って移動可能の取り付けられている。さらに、
ガイド部材４６，４７はフレーム４１に固定されてい
る。そして、Ｙ軸アームの一方端はボールネジ４５ｃに
係合し、ボールネジ４５ｃはさらにカップリング４５ｂ
を介してＹ軸駆動モータ４５ａに結合されている。

【００８２】このため、Ｙ軸駆動モータ４５ａが回転す
るとボールネジ４５ｃが回転し、Ｙ軸アーム４４、すな
わち、出射端５３はＹ軸方向に移動する。したがって、
Ｘ軸駆動モータ４３ａ、Ｙ軸駆動モータ４５ａを駆動す
ることにより、出射端５３をＸ軸アーム４２、Ｙ軸アー
ム４４の可動範囲内の任意の位置に移動させることがで
きる（なお、上記した出射端、出射端移動機構等の構成
および動作については、必要なら先に出願した特願平６
−３０５９１０号を参照されたい）。

【００８３】次に図９に示した第２の実施例の装置によ
る液晶パネルの貼り合わせ工程について説明する。 (a) 前記した第１の実施例の(a) 〜(f) と同様に、ワー
ク１、１’をワークステージ２と光透過窓部３に固定し
たのち、ワーク１、１’の粗位置合わせ、微位置合わせ
を行う。 (b) Ｚ軸移動機構２４により光透過窓部３を上方に移動
させてワーク１、１’を接触させる。ついで、第１の実
施例と同様、エア吸入口２ｅを大気に開放し、ダイヤフ
ラム２ａの上面を大気圧とするとともに、光透過窓部３
に設けたエア吸入管３ｄよりエアを吸入し、ダイヤフラ
ム２ａを下方に変位させ、ワーク１、１’を加圧す
る。。このとき、吸着ブロック２ｂはワーク１を保持し
たまま、ダイヤフラム２ａとともに下方に移動する。 (c) 制御部３１には、前記したようにアライメント・マ
ークＡＭの位置に対する接着剤塗布位置情報、移動原点
情報、移動原点に対する光照射開始位置までの相対位置
情報、速度制御情報等が記憶されており、制御部３１は
これらの情報に基づき、出射端移動機構４０を駆動して
出射端５３を移動原点に移動させたのち、ワーク１、
１’上の光照射開始位置に移動させる。 (d) 制御部３１は光照射部５１のシャッタ５１ａを開
き、光照射部５１が放射する光を導光ファイバ５２に導
入し、出射端５３からワーク１の接着剤塗布部分に光を
照射する。また、必要に応じて光学フィルタ５１ｂによ
り照射される光の波長範囲を選定する。 (e) 制御部３１は上記接着剤塗布位置情報と、速度制御
情報を読み出しながら、出射端５３をワーク１、１’の
接着剤の塗布箇所に沿って上記速度制御情報により指示
される速度で移動させ、出射端５３から放出される光を
接着剤の塗布箇所に照射し、光硬化型接着剤を硬化させ
る。

【００８４】そして、接着剤への１回目の照射が終わり
出射端５３が光照射開始位置まで戻ると、必要に応じ
て、上記と同様に出射端５３を接着剤に沿って移動させ
２回目以降の照射を行う。 (f) 接着剤の全ての塗布部分への照射が終了すると、制
御部３１は光照射部５１からの光の照射を停止し、出射
端移動機構４０による出射端５３の移動を停止させる。 (g) 接着剤の硬化後、ワーク１、１’への加圧を停止
し、光透過窓部３を下降させ、接着済のワーク１、１’
を取り出す。

【００８５】以上のように、本実施例においては、第１
の実施例と同様な効果が得られるとともに、出射端を接
着剤の塗布位置に沿って移動させ、接着剤に光を照射し
ているので、光の利用率を大幅に向上させることがで
き、小さな出力のランプで効果的に接着剤を硬化させる
ことができる。また、光のスポットが接着剤から外れる
ことがないので、不所望な部分に光が照射され、劣化等
を起こす危険もない。

【００８６】また、接着剤の硬化に必要な光の照射量を
複数回に分けて照射することにより良好なギャップ均一
性を維持しながら液晶パネルを貼り合わせることができ
る。特に、出射端の移動速度を制御することにより光の
照射量を制御することができ、接着剤の特性に応じた最
適な光の照射を行うことができる。なお、上記実施例に
おいては、出射端の移動速度により接着剤への光の照射
量を制御しているが、光照射部が放射する光の強度を減
光フィルタ等により変化させても、同様に接着剤に照射
される光の照射量を制御することができる。

【００８７】また、上記実施例においては、制御部に接
着剤塗布位置情報を記憶させておき、該位置情報により
出射端の位置を制御しているが、出射端にセンサを取り
付け、該センサにより接着剤の塗布位置を検出しなが
ら、接着剤に沿って出射端を移動させることもできる。
図１１は本発明の第３の実施例を示す図であり、本実施
例は、ダイヤフラムの上面をエアにより加圧してダイヤ
フラムを下方に変位させることにより、ワークを加圧す
る実施例を示している。

【００８８】図１１において、図１に示したものと同一
のものには同一の符号が付されており、本実施例は、第
１の実施例のものから、フランジ２ｆ、ベローズ２ｇ、
エア吸入管３ｄを除去し、また、加圧時、フランジ２ｅ
に設けたエア吸入口２ｈ（本実施例ではエア吸入／供給
口という）からエア吸入管２ｄ（本実施例ではエア吸入
／供給管という）を介してダイヤフラム２ａの上面にエ
アを供給するようにしたものであり、その他の構成は図
１に示した第１の実施例と同様である。

【００８９】次に図１１に示した第３の実施例の装置に
よる液晶パネルの貼り合わせ工程について説明する。 (a) Ｚ軸移動機構２４により光透過窓部３を下方に移動
させ、第１の実施例と同様、ワークステージ２の予め定
められた位置に一方のワーク１を取り付け、エア吸入管
２ｃよりエアを吸入してワーク１を吸着ブロック２ｂに
保持させるとともに、エア吸入／供給管２ｄよりエアを
吸入してダイヤフラム２ａをワークステージ２側に吸着
し、ワーク１をワークステージ２に固定する。

【００９０】また、光透過窓部３の上に他方のワーク
１’を載置して、支持板５とストッパ６によりワークを
挟持したのち、光透過窓部３に設けられたエア吸入管３
ｂよりエアを吸入して支持板５を固定する。 (b) 第１の実施例の(b) 〜(f) と同様に、ワーク１、
１’の粗位置合わせ、微位置合わせを行う。 (c) Ｚ軸移動機構２４により光透過窓部３を上方に移動
させてワーク１、１’を接触させる。ついで、ワークス
テージ２のフランジ２ｅに設けられたエア吸入／供給口
２ｈからエアを供給して、エア吸入／供給管２ｄを介し
てダイヤフラム２ａの上側にエアを供給し、ダイヤフラ
ム２ａを下方に変位させ、ワーク１、１’を加圧する。
このとき、吸着ブロック２ｂのエア吸入管２ｃからは、
第１の実施例と同様、継続してエアが吸入されており、
吸着ブロック２ｂはワーク１を保持したまま、ダイヤフ
ラム２ａとともに下方に移動する。

【００９１】ついて、ランプ８から光透過窓３ａを介し
て光をワーク１，１’に照射し、ワーク１，１’に塗布
された光硬化型接着剤を硬化させる。 (h) 接着剤の硬化後、ワーク１、１’への加圧を停止
し、光透過窓部３を下降させ接着済のワーク１、１’を
取り出す。以上のように、本実施例においては、ダイヤ
フラムの上面にエアを供給してワークを加圧しているの
で、第１実施例のように、フランジ２ｆ、ベローズ２ｇ
等を設ける必要がなく構成を簡単にすることができる。

【００９２】なお、本実施例においても、前記第２の実
施例と同様、出射端移動機構と導光ファイバを用いてワ
ーク上の接着剤が塗布された位置のみに紫外線等の光を
照射するように構成してもよい。また、上記第３の実施
例において、ダイヤフラム２ａを設けずに、加圧時、エ
ア吸入／供給管２ｄからエアを吹き出して、ワーク１、
１’を加圧するようにしてもよい。

【００９３】さらに、第１〜第３の実施例においては、
Ｘ，Ｙ，θ軸移動機構２３とＺ軸移動機構２４を光透過
窓側に設け、また、ギャップ調整機構をワークステージ
側に設けているが、Ｘ，Ｙ，θ軸移動機構２３とＺ軸移
動機構２４をワークステージ側に設け、また、ギャップ
調整機構を光透過窓側に設け、アライメント時、あるい
は、ワークをＺ方向に移動させるとき、ワークステージ
を移動させるように構成してもよい。

【００９４】またさらに、第１〜第３の実施例において
は、ギャップ調整機構を設けて、ギャップ調整機構によ
りワーク１、１’間の間隙を平行にかつ一定に設定して
いるが、ギャップ調整機構を設ける代わりに、レーザ干
渉計等のワーク間の間隙を計測する手段を設け、該計測
手段による計測結果に基づき、ワーク間の間隙を平行に
かつ一定に設定してもよい。

【００９５】また、上記第１〜第３の実施例において、
ランプ８、ミラー９から構成される光照射部、あるいは
光照射部５１および出射端５３を上方に設け、それに対
応させて光透過窓部３、ワークステージ２等を上下逆に
配置してもよい。

【００９６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明においては
次の効果を得ることができる。 (1) ワークステージに、その基板保持面に対して垂直方
向に設けられた貫通孔に沿って摺動する基板保持手段を
設け、該基板保持手段により基板を保持した状態で、流
体圧により２枚の基板が相対的に接近する方向に加圧す
るようにしたので、２枚の基板を加圧する際、基板が横
にずれることがなく、アライメント精度を低下させるこ
となくワークを貼り合わせることができる。 (2) ワークステージのワーク保持面にエアの圧力により
変位するダイヤフラムを取り付け、上記ダイヤフラムに
開口部を設けるとともに、上記基板保持手段に基板保持
手段の移動方向と平行な貫通する孔を設けて、該貫通す
る孔と上記ダイヤフラムの開口部を連通させ、上記ダイ
ヤフラムと上記基板保持手段の基板保持面を固着し、上
記貫通する孔を減圧して、上記基板保持手段により一方
の基板を吸着保持させるようにすることにより、基板を
上記基板保持手段により保持したまま、エアを基板に吹
きつけることなく加圧することができ、塵埃を含むエア
等によりワークが汚染されることがない。また、ワーク
ステージと光透過窓部間の空間を負圧にする手段を設
け、上記空間を負圧にすることにより、ダイヤフラムを
変位させ２枚の基板を加圧するように構成することによ
り、ワーク間に存在する空気を排出することができ、ワ
ーク間の間隙を均一にすることができる。 (3) ２枚の基板を、基板間に散布されたスペーサの直径
よりも大きく、かつ、接着剤が剥離または分断されない
範囲の間隙を持って位置させ、該状態で２枚の基板の相
対的位置の位置合わせを行うようにすることにより、仮
止めすることなく、またアライメント精度を低下させる
ことなく、液晶基板を貼り合わせることができる。ま
た、位置合わせの際、基板にキズがついたり基板上の素
子を破壊させることがない。 (4) ２枚の基板がスペーサを挟んで実質的にそれ以上移
動ができなくなった時点から上記２枚の基板が接触する
方向の力を吸収して変位し始める調整機構を、上記ワー
クステージまたは光透過窓部に少なくとも３つ設けるこ
とにより、簡単で安価な機構を付加するだけで、２枚の
基板を平行にかつ所望の間隙に設定することができる。 (6) 光透過窓部の周辺部に支持板とストッパを設けて基
板を光透過窓部に保持させ、光透過窓部の下方に設けた
光照射部からの光を上記光透過窓部を介して基板に照射
することにより、加工が比較的困難な石英ガラス等から
なる光透過窓に真空吸着機構等を設ける必要がなく、光
透過窓部の構造を簡単にすることができる。 (7) 光照射部からの光を出射端に導く導光ファイバと、
上記出射端を上記基板に塗布された接着剤に対し相対的
に移動させる移動機構を設けることにより、光の利用率
を大幅に向上させることができ、小さな出力のランプで
効果的に接着剤を硬化させることができる。また、光の
スポットが接着剤から外れることがないので、不所望な
部分に光が照射され、劣化等を起こす危険もない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示す図である。

【図２】吸着ブロックの取り付け構造の一例を示す図で
ある。

【図３】支持板と光透過窓の取り付け構造を示す図であ
る。

【図４】Ｘ，Ｙ，θおよびＺ軸移動機構の構成の一例を
示す図である。

【図５】アライメント・ユニットの構造を示す図であ
る。

【図６】ギャップ調整機構の構造の一例を示す分解斜視
図である。

【図７】ギャップ調整機構の動作を説明する図である。

【図８】ギャップ調整機構の動作を説明する図である。

【図９】本発明の第２の実施例を示す図である。

【図１０】出射端移動機構の一例を示す図である。

【図１１】本発明の第３の実施例を示す図である。

【図１２】液晶パネル（カラー液晶パネル）の一例を示
す図である。

【図１３】ガラス基板上に接着剤（シール剤）を塗布し
た状態を示す図である。

【図１４】従来の仮止め装置の一例を示す図である。

【図１５】仮止めなしに液晶基板を貼り合わせる装置の
一例を示す図である。

【符号の説明】

１，１’ ワーク ２ ワークステージ ２ａ ダイヤフラム ２ｂ 吸着ブロック ２ｃ，２ｄ エア吸入管 ２ｅ，２ｆ フランジ ２ｇ ベローズ ２ｈ エア吸入口 ３ 光透過窓部 ３ａ 光透過窓 ３ｂ エア吸入管 ３ｃ 窓固定板 ３ｄ エア吸入管 ４ アライメント・ユニット ５ 支持板 ６ ストッパ ７ ギャップ調整ユニット ７ａ Ｖ字受け ７ｂ 剛球 ７ｃ 凹部 ７ｄ ボール受け ７ｅ シャフト ７ｆ スプライン ７ｇ 引っ張りバネ ７ｈ ケーシング ７ｉ 圧縮コイルバネ ７ｊ 板バネ ７ｋ 吸着ブロック ７ｍ 板バネ凸部 ７ｎ センサ ７ｐ 真空吸着路 ８ ランプ ９ ミラー ２１ａ，２１ｂ ベース ２３ Ｘ，Ｙ，θ軸移動機構 ２４ Ｚ軸移動機構 ２４ｂ Ｚ軸駆動部 ２４ｃ カム ２４ｄ ローラ ２４ａ Ｚステージ ２３ａ，２３ａ’ Ｘ軸駆動部 ２３ｄ Ｙ軸駆動部 ２３ｂ，２３ｂ’，２３ｅローラ ２３ｃ，２３ｃ’ Ｘ軸被駆動部材 ２３ｆ Ｙ軸被駆動部材 ３１ 制御部 ４０ 出射端移動機構 ４１ フレーム ４２ Ｘ軸アーム ４３ａ Ｘ軸駆動モータ ４３ｃ，４５ｃ ボールネジ ４３ｂ，４５ｂ カップリング ４４ Ｙ軸アーム ４５ａ Ｙ軸駆動モータ ４６，４７ ガイド部材 ４６ａ，４７ａ ガイドレール ５１ 光照射部 ５２ 導光ファイバ ５３ 出射端 ＡＭ アライメント・マーク

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02F 1/1339 - 1/1339 505 G02F 1/13 101

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 透明基板と透明基板または透明基板と半
   導体基板とを光硬化型の接着剤で貼り合わせる液晶パネ
   ルの貼り合わせ方法において、ワークステージに、その基板保持面に対して垂直方向に
   設けられた貫通孔に沿って摺動し、一方の基板を保持す
   る基板保持手段を設け、 ワークステージの上記基板保持手段により一方の基板を
   保持するとともに、光透過窓部に他方の基板を保持さ
   せ、 ２枚の基板の相対的位置の位置合わせを行い、 次に、２枚の基板をスペーサを挟んで接触させ、上記基
   板保持手段により基板を保持した状態で、流体圧により
   ２枚の基板が相対的に接近する方向に加圧して、接着剤
   に光を照射して接着剤を硬化させることを特徴とする液
   晶パネルの貼り合わせ方法。
2. 【請求項２】 ２枚の基板を、基板間に散布されたスペ
   ーサの直径よりも大きく、かつ、接着剤が剥離または分
   断されない範囲の間隙を持って位置させ、該状態で２枚
   の基板の相対的位置の位置合わせを行うことを特徴とす
   る請求項１の液晶パネルの貼り合わせ方法。
3. 【請求項３】 ２枚の基板がスペーサを挟んで実質的に
   それ以上移動ができなくなった時点から上記２枚の基板
   が接触する方向の力を吸収して変位し始める調整機構
   を、上記ワークステージまたは光透過窓部に少なくとも
   ３つ設け、 上記２枚の基板をスペーサを挟んで接触する方向に、上
   記ワークステージおよび／または光透過窓部を移動さ
   せ、 ２枚の基板がスペーサを挟んで接触しても、なお、当該
   移動を続け、 全ての上記調整機構がそれぞれ所定量の変位をしたとき
   に、上記ワークステージおよび／または光透過窓部の移
   動を停止させ、各々の調整機構において、その時の変位
   状態を保持させることにより、２枚の基板をスペーサを
   挟んで接触させて平行状態とし、 その後、所定の距離だけワークステージおよび／または
   光透過窓部を上記移動方向とは反対方向に移動させるこ
   とにより、上記スペーサの直径よりも大きく、かつ、接
   着剤が剥離または分断されない範囲の間隙を持って２枚
   の基板を平行に位置させることを特徴とする請求項２の
   液晶パネルの貼り合わせ方法。
4. 【請求項４】 光を放射する光照射部と、 透明基板または半導体基板を保持するワークステージ
   と、 透明基板を保持し、上記光照射部からの光を該透明基板
   または上記透明基板または半導体基板に塗布された接着
   剤に照射するための光透過窓を有する光透過窓部と、 上記ワークステージまたは光透過窓部を回転および水平
   垂直方向に移動させる移動機構と、 上記透明基板と透明基板または透明基板と半導体基板の
   相対位置を所定の位置関係に合わせるための位置合わせ
   機構とを備え、上記ワークステージおよび光透過窓部に２枚の基板のそ
   れぞれを保持させて、２枚の基板の相対的位置の位置合
   わせを行い、次に、２枚の基板をスペーサを挟んで接触
   させ、流体圧により２枚の基板が相対的に接近する方向
   に加圧して 、接着剤に光を照射して接着剤を硬化させる
   液晶パネルの貼り合わせ装置であって、 上記ワークステージに、その基板保持面に対して垂直方
   向に設けられた貫通孔に沿って摺動し、一方の基板を保
   持する基板保持手段を設け、該基板保持手段により、一
   方の基板を保持させ、透明基板と透明基板または透明基
   板と半導体基板が相対的に接近する方向に加圧する際、
   上記一方の基板が、上記ワークステージの基板保持面に
   対して垂直方向に移動するようにしたことを特徴とする
   液晶パネルの貼り合わせ装置。
5. 【請求項５】 ワークステージのワーク保持面にエアの
   圧力により変位するダイヤフラムを取り付け、上記ダイ
   ヤフラムに開口部を設けるとともに、上記基板保持手段
   に基板保持手段の移動方向と平行な貫通する孔を設け
   て、該貫通する孔と上記ダイヤフラムの開口部を連通さ
   せ、上記ダイヤフラムと上記基板保持手段の基板保持面
   を固着し、 上記貫通する孔を減圧して、上記基板保持手段により一
   方の基板を吸着保持させる ことを特徴とする請求項４の
   液晶パネルの貼り合わせ装置。
6. 【請求項６】 ワークステージと光透過窓部間の空間を
   負圧にする手段を設け、 上記空間を負圧にすることにより、ダイヤフラムを変位
   させ２枚の基板を加圧することを特徴とする請求項５の
   液晶パネルの貼り合わせ装置。
7. 【請求項７】 光透過窓部の周辺部に支持板とストッパ
   を設け、光透過窓部に上記基板を載置して該支持板とス
   トッパにより基板を挟持することにより基板を光透過窓
   部に保持させ、 光透過窓部の下方に設けた光照射部からの光を上記光透
   過窓部を介して基板に照射して、上記接着剤を硬化させ
   ることを特徴とする請求項４，５または請求項６の液晶
   パネルの貼り合わせ装置。
8. 【請求項８】 光照射部からの光を出射端に導く導光フ
   ァイバと、 上記出射端を上記基板に塗布された接着剤に対し相対的
   に移動させる移動機構を設け、 接着剤に対し相対的に移動させながら光を照射して、接
   着剤を硬化させることを特徴とする請求項４，５，６ま
   たは請求項７の液晶パネルの貼り合わせ装置。
9. 【請求項９】 透明基板と透明基板または透明基板と半
   導体基板を平行にかつ一定の間隔で設定する間隙設定機
   構を設け、 上記間隙設定機構を、ワークステージまたは光透過窓部
   に設けられた少なくとも３つの調整機構から構成すると
   ともに、３つの調整機構に、移動機構からの駆動力を吸
   収して変位する手段と、該調整機構が所望量だけ変位し
   たことを検出する検出手段と、その時の変位状態を保持
   する保持手段とを具備させ、 上記移動機構を駆動して、上記ワークステージまたは光
   透過窓部を上記２枚の基板がスペーサを挟んで接触する
   方向に移動させ、２枚の基板がスペーサを挟んで接触し
   た後もなお継続して上記移動機構を当該方向に駆動した
   場合に、 ２枚の基板がスペーサを挟んで接触し、実質的にそれ以
   上移動できなくなった時点から、上記調整機構が上記移
   動機構からの駆動力を吸収して変位し始めるように、各
   調整機構を配置したことを特徴とする請求項４，５，
   ６，７または請求項８の液晶パネルの貼り合わせ装置。