JP3780376B2 - 基板の組立方法及びその組立装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、真空チャンバ内に貼り合わせ対象物たる基板同士を夫々対向させて保持し、真空中でその基板同士の間隔を狭めて貼り合わせる基板の組立方法及びその組立装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、液晶表示パネルを組み立てる装置としては、特開２０００−２８４２９５号公報に開示されたものがある。この特開２０００−２８４２９５号公報に開示された基板貼り合わせ装置には、少なくとも一方の基板にその形状に合わせて接着剤（以下、「シール剤」ともいう）を塗布し、その接着剤で囲まれた領域内に液晶を滴下する。そして、真空チャンバ内にて、その液晶を滴下した基板をテーブル上に載置し、且つ他方の基板をその一方の基板と対向させて加圧板に吸着し、その基板同士の間隔を狭めることで加圧して貼り合わせることが開示されている。また、上記公報にあっては、真空チャンバ内で他方の基板を保持し加圧する方法として、最初は吸引吸着機構で吸着し、所定の減圧状態になってからは静電吸着機構で吸着してから加圧している。このとき、吸引吸着機構で保持した状態で減圧していくと、吸着力が減少し、基板が加圧板から離れて一方の基板上に落下してしまう。これが為、上記公報にあっては、かかる落下を防止する為、加圧板近傍に、基板周縁部を保持する移動可能な保持爪を設けることが開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特開２０００−２８４２９５号公報に開示された保持爪で基板の周縁部のみを保持する場合にあっては、基板を大型化し、更には薄板化すると、その基板の中間部が自重で下方に撓んでしまう。これが為、その基板を、下降させた加圧板で押し付け、静電吸着機構で吸着しようとしても、その中間部には静電吸着力が掛からず、基板を確実に加圧板に静電吸着させることができない、という不都合があった。ここで、基板の中間部に撓みが残った状態でも、静電吸着された基板の周縁部からその中間部に向かって徐々に加圧板に静電吸着されていくこともある。しかしながら、その場合には、静電吸着された基板に歪が残る、という不都合があった。そして、基板にそのような歪が残ると、小さな応力や衝撃力によってセル（貼り合わされた一対の基板）が破損したり、繰り返し応力の負荷でセルの液晶表示パネルとしての表示機能が劣化する、という不都合があった。
【０００４】
本発明は、かかる従来例の有する不都合を改善し、基板の大型化や薄板化が図られても、歪を残すことなく基板を組み立てるのに好適な基板の組立方法及びその組立装置を提供することを、その目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する為に創作した請求項１に係る発明方法は、貼り合わせる対象物である下側の基板を真空チャンバ内に配設したテーブルに載置するとともに、前記下側の基板に貼り合わせる上側の基板を前記テーブルの基板載置面と対向して配設した前記真空チャンバ内の加圧板に吸引吸着する第１の基板保持工程の後、真空チャンバ内を減圧する減圧工程と、該減圧工程にて前記真空チャンバ内を所定の圧まで減圧した後に前記各基板を静電吸着する第２の基板保持工程と、真空状態の前記真空チャンバ内で、前記各基板をその間隔を狭めて当該各基板の内の少なくとも何れか一方に設けた接着剤で貼り合わせる基板貼合わせ工程とを有する基板の組立方法であって、
下側の基板をテーブルに吸引吸着するときに保持爪で下側の基板をテーブル面に挟持する第２の保持機構を設けるとともに、
上側の基板の周縁部を支持する保持爪を備え水平移動と上下移動とを行なう第１の保持機構を設け、
かつ、上側の基板を保持するために下面に第１ピン、上面に第２ピンをそれぞれ先端に取着した保持爪を有する第３の保持機構をテーブルの周囲少なくとも４箇所に配設し、
前記第１の基板保持工程と第２の基板保持工程との間に、
前記第３の保持機構を、その保持爪が液晶やシール剤に接触しない位置まで上昇させる工程と、上記保持爪の第１ピン及び第２ピンが何れか一方の基板に塗布されているシール剤の間に位置するように回転させ、その後、第３の保持機構に設けてある第１ピンが下側の基板（９１）に当接するまで下げる工程と、
前記第１の保持機構を水平、上下移動させて、前記第３の保持機構の第２ピンの高さと、第１の保持機構の保持爪の高さとを揃える工程と、
加圧板に吸着保持された上側の基板が、前記第３の保持機構の第２ピン及び第１の保持機構の保持爪に接触または僅少距離になるまで該加圧板を下降させる工程と、
真空チャンバ内を減圧する工程と、
上記減圧が進行して、加圧板に吸着されていた上側の基板が落下する際、該上側の基板を、前記第３の保持機構の第２ピンと、第１の保持機構の保持爪が保持する第３の基板保持工程と、を含むことを特徴とする。
また、請求項２に係る発明装置は、内部を減圧する機構を備えた真空チャンバと、該真空チャンバ内に配設され且つ液晶を滴下した貼り合わせ対象物である下側の基板を載置するテーブルと、前記真空チャンバ内に配設され且つ前記下側の基板に対向させて貼り合わせ対象物である上側の基板を保持するとともに当該上側の基板を前記下側の基板に押し付ける加圧板とを備えた基板の組立装置であって、前記加圧板に、前記真空チャンバ内が所定の圧に減圧するまで前記上側の基板を吸引吸着する吸引吸着機構と、前記真空チャンバ内が前記上下基板の貼り合わせを行なう減圧状態のときに前記上側の基板を静電吸着する静電吸着機構とが設けられており、
前記真空チャンバ内に、前記吸引吸着機構の吸引力が無くなったときに前記上側の基板の周縁部を下から支えるために水平移動及び上下移動を行なう第１の保持機構と、
前記下側の基板の周縁部をテーブルに挟持するために、回転移動及び上下移動を行なう保持爪を備えた第２の保持機構とが設けられるとともに、
上側の基板を下から支えるため下面に第１ピン、上面に第２ピンがそれぞれ先端に取着されて回転移動と上下移動とを行なう保持爪を有する第３の保持機構が、テーブルの周囲少なくとも４箇所に配設されていて、該第３の保持機構は上下移動の際、第１ピンが下側の基板に当接するまで下降するようになっており、
上記第３の保持機構の回転移動に伴って前記第２ピンが上側の基板の中央部付近を下から支える位置と、基板から外周側へ退避する位置とを往復移動するようになっていることを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明に係る基板貼り合わせ装置の一実施形態について図１から図５に基づいて説明する。
【０００７】
この基板貼り合わせ装置１００は、図１に示すように大きく分類すれば、貼り合わせ対象物たる二枚の基板９０，９１（以下、後述する加圧板１５に保持する基板９０を「上側基板９０」と、後述するテーブル１０に載置保持する基板９１を「下側基板９１」という。）の位置決めを行うステージ部Ｓ１と、各基板９０，９１の貼り合わせ動作を行う基板組立部Ｓ２と、後述する各基板９０，９１の加圧を行うＺ軸方向移動ステージ部Ｓ３と、本装置１００の各種動作を制御する制御装置８０とから構成されている。ここで、その各部Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３は架台１上に順次配置されており、ステージ部Ｓ１は架台１上に載置保持され、基板組立部Ｓ２は架台１上に立設された例えば四つの支柱を備えた第一フレーム２に支持され、Ｚ軸方向移動ステージ部Ｓ３は架台１上に立設された例えば四つの支柱を備えた第二フレーム３に支持される。以下、これら各部Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３及び制御装置８０について詳述する。
【０００８】
先ず、上記ステージ部Ｓ１について説明する。このステージ部Ｓ１は、架台１上に配設されたＸステージ４ａと、このＸステージ４ａ上に配設されたＹステージ４ｂと、このＹステージ４ｂ上に配設されたθステージ４ｃとを有する。本実施形態のＸステージ４ａは、駆動モータ５によってＹステージ４ｂをθステージ４ｃと共に左右方向（図１中のＸ軸方向）に移動できるよう構成される。また、Ｙステージ４ｂは、駆動モータ６によってθステージ４ｃを前後方向（図１中のＹ軸方向）に移動できるよう構成される。更に又、θステージ４ｃにはシャフト９を支持する支持体９ａが回転ベアリング７を介して配設されており、このθステージ４ｃは、駆動モータ８により支持体９ａがＹステージ４ｂに対して図１に示すθ方向に回転できるよう構成される。尚、上記各駆動モータ５，６，８は、制御装置８０によって制御されている。
【０００９】
ここで、シャフト９の上端には下側基板９１を載置保持するテーブル１０が取着され、その下部側は回転ベアリングと真空シールを有する気密保持体１３で被包されている。また、その気密保持体１３と基板組立部Ｓ２の後述する真空チャンバ１４との間には、気密保持体１３に一端を固定し且つ真空チャンバ１４の下部に他端を固定すると共にシャフト９に覆設する蛇腹状の弾性体から成る真空ベローズ１２が配設されており、これにより貼り合わせ時における真空チャンバ１４内の減圧状態を保持している。更に又、その気密保持体１３はアーム１１を介してθステージ４ｃに固定されており、且つその気密保持体１３が回転ベアリングを介してシャフト９に覆設されているので、シャフト９の回転に伴ってアーム１１や真空ベローズ１２がつられて回転しないようになっている。
【００１０】
続いて、前述した基板組立部Ｓ２について説明する。この基板組立部Ｓ２は、図１に示すように、減圧下にて二枚の基板９０，９１の貼り合わせを行う真空チャンバ１４と、この真空チャンバ１４内に配設されたテーブル１０と、同じく真空チャンバ１４内でテーブル１０の上方に対向して配設された加圧板１５と、図２を参照して後述するが如く各基板９０，９１の保持及び昇降を行う第一保持器（第一保持機構）４０，第二保持器（第二保持機構）６０及び第三保持器（第三保持機構）７０とを有する。テーブル１０には、図５を参照して後述する液晶９４やシール剤９５を設けられた下側基板９１が載置保持される。加圧板１５には、該下側基板９１に貼り合わせる上側基板９０が保持される。
【００１１】
ここで、上記真空チャンバ１４の側部には、各基板９０，９１を出入する為の開口部１４ａが設けられており、この開口部１４ａを閉塞するゲートバルブ１６が備えられている。このゲートバルブ１６は、シリンダ１６Ａによって上下方向（図１中のＺ軸方向）に移動自在に構成される。
【００１２】
また、真空チャンバ１４の下部にはその真空チャンバ１４内を減圧排気する為の配管２０が配設されており、この配管２０が切換バルブ（図示略）を介して真空ポンプ（図示略）に接続される。
【００１３】
更に又、真空チャンバ１４の上部にはその真空チャンバ１４内の減圧状態を大気圧に戻す為の配管２１と、この配管２１の途中に備えたベント用切換バルブ２２とが配設される。
【００１４】
更に、真空チャンバ１４の上部には加圧板１５に形成された図示しないマーク認識用孔を通して上下の各基板９０，９１の位置合わせマークを観測する為の窓２３が複数設けられる。ここで、その位置合わせマークの観測には図１に示す認識用カメラ２４が用いられ、この認識用カメラ２４によって各基板９０，９１の位置合わせマークのずれを観測する。そして、その観測結果に基づいて後述するが如く各基板９０，９１の位置のずれを修正し、位置合わせが行われる。
【００１５】
次に、真空チャンバ１４内のテーブル１０と加圧板１５について図３を用いて説明する。この図３は、図１に示す矢印Ｂ−Ｂ線から見た真空チャンバ１４部分の断面図である。尚、真空チャンバ１４は、図３に示す中心線ｅに対して略対象な形状をしているので図３では一方のみを示す。
【００１６】
テーブル１０には、図３に示すが如く、吸引吸着又は静電気によって下側基板９１を吸着する為の複数の吸引吸着孔１０ａと静電吸着用の静電チャック３１とが設けられている。
【００１７】
その各吸引吸着孔１０ａは、図３に示す配管１７を介して真空チャンバ１４の外部に配設した図示しない吸着バルブに接続され、この吸着バルブを経由して図示しない真空ポンプに接続されている。また、静電吸着用の静電チャック３１は、本実施形態にあっては略矩形の平板電極であり、テーブル１０の上面に形成された複数の略矩形の凹部に正電極や負電極として嵌着される。ここで、図３に示すが如く、その正電極や負電極へのリード線３４が真空チャンバ１４から外部に引き出されている。
【００１８】
以上の如く構成されたテーブル１０は、図１に示すようにシャフト９及び支持体９ａを介してθステージ４ｃ上に取着される。
【００１９】
続いて、加圧板１５にも、図３に示すが如く、吸引吸着又は静電気によって上側基板９０を吸着する為の複数の吸引吸着孔１５ａと静電吸着用の静電チャック３２とが設けられている。
【００２０】
その各吸引吸着孔１５ａは、図３に示す配管１９を介して真空チャンバ１４の外部に配設した図示しない吸着バルブに接続され、この吸着バルブを経由して図示しない真空ポンプに接続されている。また、静電吸着用の静電チャック３２は、本実施形態にあっては略矩形の平板電極であり、加圧板１５の下面に形成された複数の略矩形の凹部に正電極や負電極として嵌着される。ここで、図３に示すが如く、その正電極や負電極へのリード線３３が真空チャンバ１４から外部に引き出されている。
【００２１】
以上の如く構成された加圧板１５は、図１に示すように複数のシャフト２５を介してＺ軸方向移動ステージ部Ｓ３のＺ軸方向移動ベース２７に吊り下げ固定されている。
【００２２】
ここで、真空チャンバ１４とＺ軸方向移動ベース２７との間には、真空チャンバ１４上に一端を固定し且つＺ軸方向移動ベース２７の下部に他端を固定すると共にシャフト２５に覆設する蛇腹状の弾性体から成る真空ベローズ２６が配設されており、これにより貼り合わせ時における真空チャンバ１４内の減圧状態を保持している。
【００２３】
続いて、前述した第一から第三の保持器４０，６０，７０について図２から図４を用いて説明する。その図２は図１に示す矢印Ａ−Ａ線から見た断面図で、図４は図３に示す第一保持器４０の駆動部の拡大図である。
【００２４】
先ず、第一保持器４０は、図２に示すが如く真空チャンバ１４内で且つゲートバルブ１６から見て上側基板９０の左右両側に一つずつ配設されている。この第一保持器４０は、後述するが如く各基板９０，９１を保持する保持爪４１（４１ａ〜４１ｃ）と、この保持爪４１を取着する連結板４２と、この連結板４２を取着する第一リニヤガイド４３と、この第一リニヤガイド４３を図２に示す矢印イの方向に水平移動可能に取着する昇降板４４と、連結板４２を金具４５を介して取着する第二リニヤガイド４６と、この第二リニヤガイド４６を図３に示す矢印ロの方向に上下移動可能に取着する案内板４７とを備えている。ここで、各保持爪４１ａ〜４１ｃは、夫々の高さが略同一になるよう連結板４２に取着されている。また、基板に接した際にその接触面を傷付けないようにする為、例えば丸みを帯びた面とすることが望ましい。
【００２５】
また、この第一保持器４０は、上記案内板４７に貫通するボールネジ４８ａと、このボールネジ４８ａに螺合するナット４８ｂと、そのボールネジ４８ａに駆動力を伝達するモータ４９とを備えている。かかる場合、ボールネジ４８ａをモータ４９で回すことによって、案内板４７が図２及び図４に示す矢印イの方向に水平移動するように構成してある。更に、図３に示す第三リニヤガイド５２を案内板４７の下端部に設けることによって、モータ４９の回転で案内板４７の下端部が振れないようにすると共に、案内板４７が矢印イの方向に円滑に移動できるようにしている。
【００２６】
そのように構成することによって、案内板４７がモータ４９の駆動力で水平移動すると、第二リニヤガイド４６が矢印イの方向に水平移動し、これにより第二リニヤガイド４６取着されている連結板４２も、昇降板４４に取着された第一リニヤガイド４３を介して矢印イの方向に水平移動する。これが為、連結板４２に取着された保持爪４１（４１ａ〜４１ｃ）がその矢印イの方向に水平移動する。
【００２７】
また、昇降板４４は、リニヤガイド５０を介して、真空チャンバ１４の底面に設置された支持板５１に沿って上下動できるように構成されている。その上下動は、昇降板４４の両端に取着されたラックギヤ５４と、このラックギア５４にモータ５５の駆動力を伝達するネジ歯車５６，シャフト５７及びピニオンギヤ５８とで為される。このような構成とすることで、昇降板４４に取着された連結板４２と共に保持爪４１（４１ａ〜４１ｃ）が図３及び図４に示す矢印ロの方向に上下動する。
【００２８】
尚、保持爪４１の数量は、必ずしも三つに限定するものではない。例えば、その数量は可能な限り多く設けることで、上側基板９０を水平に保持できるので、後述する静電吸着時の吸着効果が高くなる。ここで、その吸着効果を得る為には、本実施形態の如く少なくとも三つ以上設けることが望ましい。
【００２９】
次に、第二保持器６０は、図２に示すが如く真空チャンバ１４内で且つゲートバルブ１６から見て上側基板９０の手前側及び奥側に一つずつ配設されている。この第二保持器６０は、後述するが如く上側基板９０を保持する又は下側基板９１を挟持する為の保持爪６１と、この保持爪６１を取着するエアシリンダ６２とを備えており、エアシリンダ６２の動作によって保持爪６１を図３に示す矢印ハの方向の上下動若しくは図２に示す矢印ニの方向の９０度旋回させるものである。その保持爪６１には、基板に接した際にその接触面を傷付けないようにする為、例えば丸みを帯びた面を有する図３に示す基板受け６３が設けられている。
【００３０】
ここで、この第二保持器６０は上側基板９０の各辺に複数設けることが望ましく、それにより上側基板９０の撓みがより一層減少するので静電吸着時の吸着効果が高くなる。
【００３１】
次に、第三保持器７０は、図２に示すが如く真空チャンバ１４内で且つテーブル１０の周囲４隅に配設されている。この第三保持器７０は、上側基板（図外）を保持する保持爪７１と、この保持爪７１を取着するシャフト７６と、このシャフト７６（図３参照）をカップリング７５を介して取着するモータ７４と、このモータ７４を金具７３を介して取着し且つ真空チャンバ１４の下面に配設されたエアシリンダ７２とを備えている。本実施形態にあっては、保持爪７１の先端の下面には第一ピン７７（図３参照）が、またその上面には第二ピン７８（図３）が取着されている。
【００３２】
ここで、保持爪７１は、エアシリンダ７２の図３に示す矢印ホの方向の動作により上下動する。また、モータ７４の駆動力により図２に示す矢印トの方向に任意の角度で回動する。その回動角度は、保持爪７１の先端部が基板に設けた液晶９４やシール剤９５（図５）に接触しないように設定される。本実施形態にあっては、図２に示すが如く一枚の基板から九枚のパネルが取れるようにシール剤が塗布されているので、保持爪７１の先端部が図２の破線のようにシール剤９５の間に位置するように回転角度を設定している。ここで、各パネルの表示エリアの間隔（シール剤の間隔）は、通常５〜３０ｍｍ程度である。これが為、本実施形態にあっては、上記第一及び第二のピン７７，７８の直径は５〜１０ｍｍ程度とし、基板に接した際にその接触面を傷付けないようにする為、その先端を球形に形成している。また、第一及び第二のピン７７，７８は、夫々同様の形状が望ましい。尚、必ずしもその形状に限定するものではない。
【００３３】
尚、本実施形態では、図２に示したように保持器７０をテーブル１０の四隅に夫々一つずつ設けているが、複数設けてもよい。これにより、基板の平坦性が更に保たれ静電吸着時の吸着効果が高くなる。ここで、その吸着効果を得る為には、本実施形態の如く少なくとも４箇所設けることが望ましい。
【００３４】
以上示したが如く、本実施形態にあっては、基板の周囲を保持する第一及び第二の保持器４０，６０に加えて、基板の中程から中央部付近を保持できる第三保持器７０を設けたものである。これにより、上側基板９０を吸引吸着している状態で減圧していきその吸着力が無くなっても、上側基板９０の落下防止を図れると共に、静電吸着する際に上側基板９０が撓んで静電吸着できなくなるという状態を防止できる。
【００３５】
次に、前述したＺ軸方向移動ステージ部Ｓ３について説明する。このＺ軸方向移動ステージ部Ｓ３は、シャフト２５を介して加圧板１５を吊り下げ保持するＺ軸方向移動ベース２７と、その両端に立設されたリニアガイド２８と、このリニアガイド２８と係合し且つフレーム３に設けられた上下方向（図１に示すＺ軸方向）のレール３ａと、そのＺ軸方向の出力軸を備えた電動モータ３０と、一端がＺ軸方向移動ベース２７側に係合し且つ他端が電動モータ３０の出力軸側に係合するボールネジ２９とを有する。このようにＺ軸方向移動ステージ部Ｓ３を構成することによって、駆動させた電動モータ３０でＺ軸方向移動ベース２７をレールに沿って上下方向に移動させ、加圧板１５を上下移動させることができる。尚、この電動モータ３０は、制御装置８０によって制御されている。
【００３６】
次に、前述した制御装置８０について説明する。この制御装置８０は、ステージ部Ｓ１，基板組立部Ｓ２及びＺ軸方向移動ステージ部Ｓ３における各モータやシリンダ等の各種駆動手段へ操作信号を送出するものである。ここで、各操作信号の送出の判断は、図示しない各種駆動手段に付設してある検出センサの出力や、認識用カメラ２４による各基板９０，９１の位置合わせマークの測定結果等に基づいて、本装置１００の操作者が行うか、予め操作者が制御装置８０に具備するマイクロコンピュータにシーケンスプログラム（後述する組立工程の適宜部分をプログラム化したもの）として組み込んでおき、それを起動して実行するものとする。
【００３７】
次に、本実施形態に係る基板貼り合わせ装置１００の動作を説明する。ここでは貼り合わせ対象物たる基板として一辺が約７００ｍｍを超えるような大型基板を想定している。
【００３８】
後に図５を参照して説明するように、予め、貼り合わせる二枚の基板の何れか一方には、その各基板を貼り合わせた際に液晶９４を決められた枠内に閉じ込め封入する為、枠状にシール剤９５を塗布しておき、その枠内に液晶９４を所定量滴下しておく。この液晶９４が滴下された基板を下側基板９１とする。尚、上側基板９０の下面（膜面側）に枠を形成するシール剤９５を塗布し、下側基板９１の上面（膜面）に所定量の液晶９４を塗布してもよい。
【００３９】
（図１参照）先ず、真空チャンバ１４の外部に配設された図示しない移載機のハンドを用いて、膜面を下方に向けた上側基板９０を下側から吸引吸着する。そして、真空チャンバ１４の開口部１４ａに備えたゲートバルブ１６を開け、その開口部１４ａから移載機のハンドを真空チャンバ１４内に挿入する。続いて、そのハンドで上側基板９０の上面を加圧板１５の下面に押し付けると共に、ハンドの吸引吸着を解除し、真空ポンプを作動させて吸引吸着孔１５ａ（図３）で上側基板９０を加圧板１５に吸引吸着する。このようにして上側基板９０を吸着保持した後、ハンドを真空チャンバ１４外に退避させる。
【００４０】
続いて、（図２参照）モータ５５で左右の保持爪４１ａ〜４１ｃを加圧板１５とテーブル１０との間の高さに移動させると共に、モータ４９で下側基板９１を受け取れる位置（基板側）にその保持爪４１ａ〜４１ｃを移動させる。そして、前述の液晶９４（図５）を滴下した面を上にした下側基板９１を移載機のハンドで下側から吸引吸着し、そのハンドを真空チャンバ１４内に挿入して各保持爪４１ａ〜４１ｃの上に移載する。この下側基板９１の移載が終了すると、ハンドを真空チャンバ１４外に退避させる。しかる後、下側基板９１を載置した各保持爪４１ａ〜４１ｃを、テーブル１０に設けた爪干渉よけ溝（図示略）に入るまでモータ５５により下降させ、その下側基板９１をテーブル１０上に移載する。
【００４１】
続いて、各保持爪４１ａ〜４１ｃを、モータ４９によってテーブル１０から離れる方向に水平移動して待機状態とし、ゲートバルブ１６を閉じる。尚、このゲートバルブ１６は、ハンドが真空チャンバ１４外に退避した時点で閉じてもよい。
【００４２】
次に、各保持爪６１をエアシリンダ６２で上昇させ、その上昇端で９０度旋回させた後に下降させて、下側基板９１を保持爪６１とテーブル１０とで挟持する。かかる状態で、真空ポンプを作動させて吸引吸着孔１０ａ（図３）から空気を吸引排気することで下側基板９１をテーブル１０に吸引吸着する。このように各保持爪６１とテーブル１０とで下側基板９１を挟持するのは、後に真空チャンバ１４内を減圧する過程で、テーブル１０と下側基板９１の間の当接部分に残存している微量な空気が放出される際に、下側基板９１がテーブル１０に対して動かないようにする為である。
【００４３】
続いて、（図２参照）各保持爪７１を、先に述べた下側基板９１に設けた液晶９４やシール剤９５に接触しない位置までエアシリンダ７２（図３）を駆動して上昇させる。そして、各保持爪７１をシール剤９５で形成されたパネルの表示エリア（例えば図２に示すＣのエリア）間の境界部まで旋回させ、再びエアシリンダ７２を駆動して第一ピン７７が下側基板の境界部に当接するまで下降させる。
【００４４】
次に、加圧板１５とテーブル１０との間の高さで待機している各保持爪４１ａ〜４１ｃ（図２）を、その上端が保持爪７１の第二ピン７８（図３）の上端と同じ高さで且つ上側基板９０の周縁部下方の位置に移動させる。また、エアシリンダ６２を駆動して、各保持爪６１を、その基板受け６３（図３）の上端が第二ピン７８の上端と同じ高さになるまで上昇させる。このように動作させ、各保持爪４１，６１，７１の上端を全て同じ高さにする。
【００４５】
かかる状態で、加圧板１５を降下させ、上側基板９０の下面を各保持爪４１ａ〜４１ｃに、保持爪７１の第二ピン７８及び各保持爪６１の基板受け６３にそれぞれ接触させる。 若しくはごく僅かに隙間ができる高さまで下降させる。
続いて、真空チャンバ１４内を減圧していく。減圧につれて真空チャンバ１４内の圧力が低下し、ある圧力を下回ると、上側基板９０は加圧板１５の吸引吸着による保持力が失われ、加圧板１５から離れて各保持爪４１，６１，７１に移る。そして、真空チャンバ１４内が所望の圧力に到達したら、テーブル１０及び加圧板１５の静電チャック３１，３２に電圧を印加して静電吸着力を働かせる。かかる場合、下側基板９１はそのままの状態で静電吸着される。また、上側基板９０は各保持爪４１，６１，７１で全体が保持されているので略平らな状態となっており、静電吸着力により引き上げられ加圧板１５に吸着される。
【００４６】
次に、上側基板９０が加圧板１５に、下側基板９１がテーブル１０に夫々静電吸着されると、加圧板１５を一旦上昇させる。そして、第一及び第二の保持器６０，７０を上昇，回転させて基板の面内から保持爪６１，７１を退避させ、更に保持爪４１ａ〜４１ｃも水平移動させて基板から離れさせた後、夫々をかかる位置で待機させる。
【００４７】
かかる状態で、（図１参照））電動モータ３０を駆動してＺ軸方向移動ベース２７を下降させ、上側基板９０を下側基板９１に接近させる。そして、認識用カメラ２４を用いて各基板９０，９１に設けた位置合わせマークを観測して基板９０，９１間の位置ずれを測定し、この測定値に基づきＸステージ４ａ，Ｙステージ４ｂ並びにθステージ４ｃの動作制御を行ってテーブル１０を水平移動させ、下側基板９１と上側基板９０との位置合わせを行う。
【００４８】
その位置合わせが終了すると、Ｚ軸方向移動ベース２７を更に下降させ、図５を参照して段落００５２，段落００５３で詳述するように、上側基板９０でシール剤９５を押し潰し、該そのシール剤９５で形成された枠内に液晶９４を封止した状態にして基板の貼り合わせを行う。尚、この基板の貼り合わせ後に上側基板９０と下側基板９１との相対位置がずれないよう、予め基板の膜面に光硬化性のシール剤を打点塗布しておいてもよい。
【００４９】
このような基板の貼り合わせ工程の後、（図１と図２とを併せて参照）加圧板１５の静電チャック３２への電圧印加を停止し、電動モータ３０を駆動して加圧板１５を上昇させる。続いて、テーブル１０の静電チャック３１への電圧印加を停止すると共に、ベント用切換えバルブ２２を開けて真空チャンバ１４内を大気圧にする。そして、真空チャンバ１４内が大気圧になると、ゲートバルブ１６を開け、テーブル１０の吸引吸着孔１０ａを開放する。しかる後、各保持爪４１ａ〜４１ｃでセルを持ち上げ、移載機のハンドをセルの下に挿入してセルをそのハンド上に移載し、そのハンドを後退させることによってセルを真空チャンバ１４内から取り出す。
【００５０】
尚、以上示した実施形態にあっては、第一から第三の保持器４０，６０，７０のセットや退避の際に、加圧板１５と第二及び第三の保持器６０，７０を上下させるようにしているが、例えばその第二及び第三の保持器６０，７０は、基板側にセットした時にはその位置を変えず、加圧板１５のみを下降させてもよく、退避時も加圧板１５のみを上昇させるようにしてもよい。
【００５１】
また、上述した真空チャンバ１４内を真空状態から大気圧にする際に、真空チャンバ１４内に気流が発生し、この気流によってテーブル１０上のセルが移動することがある。このようにテーブル１０上のセルが移動してしまった場合、そのセルを保持爪４１ａ〜４１ｃで持ち上げようとしても、セルが保持爪４１ａ〜４１ｃから外れた位置にあって持ち上げられなくなってしまう。これが為、真空チャンバ１４内を大気解放する際には、退避してあった保持爪６１とテーブル１０とでセルを軽く挟持し、セルが移動しないようにしておくとよい。
【００５２】
次に、貼り合わせ時のシール部の形状について図５を用いて説明する。この図５は、液晶パネルの貼り合わせ時の断面図であって、図５（ａ），（ｂ）は上記実施形態の如く下側基板９１のみにシール剤９５を塗布したものである。また、図５（ｃ），（ｄ）は各基板９０，９１にシール剤９５を塗布したものである。
【００５３】
図５（ａ），（ｂ）に示すが如く、下側基板９１のシール剤９５で囲まれた内側に液晶９４を滴下して貼り合わせを行う。ここで、従来の液晶滴下方式では、シール剤９５の高さに比較して、滴下した液晶９４の高さが高くなるようシール剤９５を設けていた。これは、基板貼り合わせ時に上側基板９０で液晶９４を潰して広げるという効果をねらって行っていたものである。しかしながら従来の装置では、貼り合わせ時に上側基板９０と下側基板９１との平行状態を保って貼り合わせているつもりでも、図５（ｂ）に示すように多少の傾きをもって貼り合わされてしまう。これが為、シール剤９５が液晶面より低く形成されている場合、シール部を乗り越えて液晶９４が漏洩する場合があった。そこで、本実施形態では、図５（ａ）に示すように滴下液晶９４高よりシール剤９５の高さを高くすることで、液晶９４の漏洩を防止できるようにしたものである。
【００５４】
また、図５（ｃ），（ｄ）に示すように、図５（ａ）と同様の効果を得る為に、液晶９４を滴下する下側基板９１は、従来と同じくシール剤９５の高さを滴下液晶９４の高さより低く形成して、上側基板９０にもシール剤９５を塗布することで、上側基板９０が先ずシール剤９５を潰したのちに上側基板９０が液晶９４に接触する構成としたもので、この構成でも液晶の漏洩を防止することができる。
【００５５】
【発明の効果】
本発明に係る基板の組立方法及びその組立装置によれば、基板の大型化や薄板化が図られても、基板に歪を残すことなく、寿命の長い液晶表示パネルを確実に組み立てることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る基板組立装置の一実施形態の構成を示す概略図である。
【図２】図１に示すＡ−Ａ線から見た断面図である。
【図３】図１に示すＢ−Ｂ線から見た真空チャンバ部の断面図である。
【図４】図３に示す第一保持器の駆動部の拡大図である。
【図５】貼り合わせ時の基板の状態を示す断面図である。
【符号の説明】
１０ テーブル
１０ａ，１５ａ 吸引吸着孔
１４ 真空チャンバ
１５ 加圧板
１６ ゲートバルブ
３１，３２ 静電チャック
４０ 第一保持器
４１ａ〜４１ｃ 保持爪
６０ 第二保持器
６１ 保持爪
７０ 第三保持器
７１ 保持爪
９０ 上側基板
９１ 下側基板
１００ 基板組立装置
Ｓ１ ステージ部
Ｓ２ 基板組立部
Ｓ３ Ｚ軸方向移動ステージ部

Claims (2)

1. 貼り合わせる対象物である下側の基板を真空チャンバ内に配設したテーブルに載置するとともに、前記下側の基板に貼り合わせる上側の基板を前記テーブルの基板載置面と対向して配設した前記真空チャンバ内の加圧板に吸引吸着する第１の基板保持工程の後、真空チャンバ内を減圧する減圧工程と、該減圧工程にて前記真空チャンバ内を所定の圧まで減圧した後に前記各基板を静電吸着する第２の基板保持工程と、真空状態の前記真空チャンバ内で、前記各基板をその間隔を狭めて当該各基板の内の少なくとも何れか一方に設けた接着剤で貼り合わせる基板貼合わせ工程とを有する基板の組立方法であって、
   下側の基板をテーブルに吸引吸着するときに保持爪で下側の基板をテーブル面に挟持する第２の保持機構を設けるとともに、
   上側の基板の周縁部を支持する保持爪を備え水平移動と上下移動とを行なう第１の保持機構を設け、
   かつ、上側の基板を保持するために下面に第１ピン、上面に第２ピンをそれぞれ先端に取着した保持爪を有する第３の保持機構をテーブルの周囲少なくとも４箇所に配設し、
   前記第１の基板保持工程と第２の基板保持工程との間に、
   前記第３の保持機構を、その保持爪が液晶やシール剤に接触しない位置まで上昇させる工程と、上記保持爪の第１ピン及び第２ピンが何れか一方の基板に塗布されているシール剤の間に位置するように回転させ、その後、第３の保持機構に設けてある第１ピンが下側の基板（９１）に当接するまで下げる工程と、
   前記第１の保持機構を水平、上下移動させて、前記第３の保持機構の第２ピンの高さと、第１の保持機構の保持爪の高さとを揃える工程と、
   加圧板に吸着保持された上側の基板が、前記第３の保持機構の第２ピン及び第１の保持機構の保持爪に接触または僅少距離になるまで該加圧板を下降させる工程と、
   真空チャンバ内を減圧する工程と、
   上記減圧が進行して、加圧板に吸着されていた上側の基板が落下する際、該上側の基板を、前記第３の保持機構の第２ピンと、第１の保持機構の保持爪が保持する第３の基板保持工程と、を含むことを特徴とする基板の組立方法。
2. 内部を減圧する機構を備えた真空チャンバと、該真空チャンバ内に配設され且つ液晶を滴下した貼り合わせ対象物である下側の基板を載置するテーブルと、前記真空チャンバ内に配設され且つ前記下側の基板に対向させて貼り合わせ対象物である上側の基板を保持するとともに当該上側の基板を前記下側の基板に押し付ける加圧板とを備えた基板の組立装置であって、前記加圧板に、前記真空チャンバ内が所定の圧に減圧するまで前記上側の基板を吸引吸着する吸引吸着機構と、前記真空チャンバ内が前記上下基板の貼り合わせを行なう減圧状態のときに前記上側の基板を静電吸着する静電吸着機構とが設けられており、
   前記真空チャンバ内に、前記吸引吸着機構の吸引力が無くなったときに前記上側の基板の周縁部を下から支えるために水平移動及び上下移動を行なう第１の保持機構と、
   前記下側の基板の周縁部をテーブルに挟持するために、回転移動及び上下移動を行なう保持爪を備えた第２の保持機構とが設けられるとともに、
   上側の基板を下から支えるため下面に第１ピン、上面に第２ピンがそれぞれ先端に取着されて回転移動と上下移動とを行なう保持爪を有する第３の保持機構が、テーブルの周囲少なくとも４箇所に配設されていて、該第３の保持機構は上下移動の際、第１ピンが下側の基板に当接するまで下降するようになっており、
   上記第３の保持機構の回転移動に伴って前記第２ピンが上側の基板の中央部付近を下から支える位置と、基板から外周側へ退避する位置とを往復移動するようになっていることを特徴とする基板の組立装置。

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