JP4364618B2 - Substrate bonding method and bonding apparatus - Google Patents
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Description
この発明は2枚の基板を、これらの基板間に流体を介在させてシール剤によって貼り合わせる貼り合わせ方法及び貼り合わせ装置に関する。 The present invention relates to a bonding method and a bonding apparatus in which two substrates are bonded together with a sealant with a fluid interposed between the substrates.
液晶ディスプレイパネルに代表されるフラットディスプレイパネルなどの製造工程では、2枚の基板を所定の間隔で対向させ、これら基板間に流体としての液晶を封入してシール剤によって貼り合わせる、貼り合わせ作業が行なわれる。 In the manufacturing process of a flat display panel typified by a liquid crystal display panel, two substrates are opposed to each other at a predetermined interval, and a liquid crystal as a fluid is sealed between the substrates and bonded together with a sealant. Done.
上記貼り合わせ作業においては、まず、2枚の基板のどちらかに上記シール剤を枠状に塗布し、その基板或いは他方の基板の上記シール剤の枠内に対応する部分に所定量の上記液晶を複数の粒状にして滴下供給する。 In the bonding operation, first, the sealing agent is applied to one of the two substrates in a frame shape, and a predetermined amount of the liquid crystal is applied to a portion corresponding to the inside of the sealing agent frame of the substrate or the other substrate. Is supplied dropwise in a plurality of granular forms.
つぎに、上記2枚の基板を上部保持テーブルと下部保持テーブルとに保持し、上下方向に所定の間隔で離間させて対向させ、その状態でこれら基板の水平方向であるX、Y及びθ方向の位置決めを行ない、ついでこれら基板を貼り合わせる。 Next, the two substrates are held on the upper holding table and the lower holding table, and are opposed to each other at a predetermined interval in the vertical direction. In this state, the horizontal directions of these substrates are the X, Y, and θ directions. Next, these substrates are bonded together.
2枚の基板の水平方向の位置合わせを行なう場合、位置合わせ精度はμm単位の高い精度が要求されるため、位置合わせ用のカメラとしては焦点深度が比較的浅い、高倍率のカメラが用いられる。 When the two substrates are aligned in the horizontal direction, the alignment accuracy is required to be as high as μm. Therefore, a high-magnification camera having a relatively shallow depth of focus is used as the alignment camera. .
高倍率のカメラを用いて2枚の基板を位置合わせする場合、これら基板が上下方向に大きな間隔、たとえば2枚の基板が比較的大きな間隔で離間した状態で位置合わせを行なったのでは、高倍率のカメラの焦点深度内に2枚の基板を同時に位置させることができない。そのため、これら基板を高精度に位置決めすることができず、位置合わせ精度が低下するということがある。 When aligning two substrates using a high-magnification camera, if the substrates are aligned with a large distance in the vertical direction, for example, with the two substrates separated by a relatively large distance, Two substrates cannot be positioned at the same time within the depth of focus of the camera with the magnification. Therefore, these substrates cannot be positioned with high accuracy, and the alignment accuracy may be lowered.
そこで、2枚の基板を位置合わせする際には、これらの基板を貼り合わせ状態とほぼ同じ間隔まで接近させ、その状態で2枚の基板を高倍率のカメラで撮像し、その撮像結果に基づいて一方の基板をX、Y及びθ方向に駆動して位置合わせするということが行なわれている。このような技術は、特許文献1に示されている。 Therefore, when aligning the two substrates, these substrates are brought close to the same distance as the bonded state, and in that state, the two substrates are imaged with a high-magnification camera, and based on the imaging results. One of the substrates is driven in the X, Y and θ directions for alignment. Such a technique is disclosed in Patent Document 1.
しかしながら、2枚の基板を接近させすぎ、これら基板がシール剤に接触してしまうと、カメラの撮像結果に基づいて一方の基板を水平方向に移動させようとしても、上記シール剤の粘性抵抗によって基板を移動させるために必要とする力が増大するため、その粘性抵抗に抗して一方の基板を水平方向に精度よく、かつ円滑に移動させることができないということがある。 However, if the two substrates are brought too close to each other and come into contact with the sealing agent, even if one substrate is moved in the horizontal direction based on the imaging result of the camera, the viscous resistance of the sealing agent causes Since the force required to move the substrate increases, one substrate cannot be moved accurately and smoothly in the horizontal direction against the viscous resistance.
さらに、2枚の基板を接近させすぎると、シール剤によって2枚の基板が接着されるだけでなく、一方の基板に液滴状に滴下された液晶が押し潰され、2枚のこれら基板間に充満するため、2枚の基板は全面が液晶を介して密着することになる。そのため、液晶によって2枚の基板の密着力が増大するため、位置合わせの際に一方の基板を水平方向に移動させる抵抗も増大し、そのことによっても基板を精度よく、かつ円滑に位置合わせすることができないということがある。 Furthermore, if the two substrates are brought too close together, not only the two substrates are bonded together by the sealant, but also the liquid crystal dropped in the form of droplets on one substrate is crushed and the two substrates are separated. Therefore, the entire surfaces of the two substrates are in close contact with each other through the liquid crystal. For this reason, the adhesion between the two substrates is increased by the liquid crystal, so that the resistance to move one substrate in the horizontal direction at the time of alignment also increases, thereby also accurately and smoothly aligning the substrates. There are times when you can't.
この発明は、一方の基板を比較的軽い力で移動させて2枚の基板を精度よく位置合わせすることができ、貼り合わされた2枚の基板の品質を向上させることができるようにした基板の貼り合わせ方法及び貼り合わせ装置を提供することにある。 According to the present invention, one of the substrates can be moved with a relatively light force to accurately align the two substrates, and the quality of the two bonded substrates can be improved. It is in providing the bonding method and the bonding apparatus.
この発明は、2枚の基板のどちらかにシール剤が枠状に塗布され、2枚の基板のどちらかの上記シール剤の枠内に対応する部分に流体が粒状に滴下されていて、これら2枚の基板に所定の貼り合わせ荷重を加えて上記シール剤により貼り合わせる貼り合わせ方法において、一方の基板を下部保持テーブルに保持する工程と、他方の基板を上記下部保持テーブルに対向して設けられた上部保持テーブルに保持する工程と、上記下部保持テーブルと上記上部保持テーブルとを相対的に接近する方向に駆動する工程と、2枚の基板を上記流体を介して接触させ上記流体の表面張力による上記2枚の基板を引き寄せる力によって上記一方の基板を上記下部保持テーブルから浮き上がらせる工程と、浮き上がった一方の基板を上記下部保持テーブルに当接させ2枚の基板に上記貼り合わせ荷重よりも小さな接触荷重を加える工程と、2枚の基板に接触荷重が加えられた状態で少なくとも一方の保持テーブルを水平方向に移動して2枚の基板を位置合わせする工程と、位置合わせされた2枚の基板に上記貼り合わせ荷重を加えてこれら基板を上記シール剤により貼り合わせる工程と、を具備したことを特徴とする基板の貼り合わせ方法にある。 In the present invention, a sealant is applied to one of two substrates in a frame shape, and fluid is dropped in a granular form on a portion of the two substrates corresponding to the inside of the sealant frame. In the laminating method in which a predetermined laminating load is applied to the two substrates and the above-mentioned sealing agent is used for laminating, the step of holding one substrate on the lower holding table and the other substrate facing the lower holding table are provided. A step of holding the upper holding table, a step of driving the lower holding table and the upper holding table in a relatively approaching direction, and bringing the two substrates into contact with each other via the fluid. A step of lifting the one substrate from the lower holding table by a force that pulls the two substrates by tension, and a step of bringing the one substrate lifted against the lower holding table. And applying a contact load smaller than the bonding load to the two substrates, and moving the at least one holding table in the horizontal direction with the contact load applied to the two substrates to move the two substrates A method for bonding substrates, comprising: a step of aligning; and a step of applying the bonding load to two aligned substrates and bonding the substrates with the sealant.
この発明は、2枚の基板のどちらかにシール剤が枠状に塗布され、2枚の基板のどちらかの上記シール剤の枠内に対応する部分に流体が滴下されていて、これら2枚の基板に所定の貼り合わせ荷重を加えて上記シール剤により貼り合わせる貼り合わせ装置において、一方の基板を保持する下部保持テーブルと、この下部保持テーブルに対向して設けられ他方の基板を保持する上部保持テーブルと、この上部保持テーブルを上記下部保持テーブルに対して接離する方向に駆動する駆動手段と、上記駆動手段の駆動により2枚の基板が上記流体を介して上記貼り合わせ荷重よりも小さな接触荷重で接触された状態でこれら2枚の基板の水平方向の位置合わせをする位置合わせ手段と、2枚の基板が上記接触荷重で接触したときに上記駆動手段を制御して上記上部保持テーブルの下降を停止するとともに、2枚の基板が上記位置合わせ手段によって位置合わせされたならば上記駆動手段を制御して上記基板に上記貼り合わせ荷重を加える制御手段とを具備し、上記下部保持テーブルは、上記2枚の基板が上記流体を介して接触したときに上記流体の表面張力による上記2枚の基板を引き寄せる力によって生じる上記一方の基板を上記下部保持テーブルから浮き上がらせる力よりも弱い力で上記一方の基板を保持することを特徴とする基板の貼り合わせ装置にある。 In the present invention, a sealing agent is applied in a frame shape to one of the two substrates, and a fluid is dropped on a portion corresponding to the inside of the sealing agent frame of either of the two substrates. In a laminating apparatus that applies a predetermined laminating load to the substrate and bonds with the sealing agent, a lower holding table that holds one substrate and an upper portion that is provided to face the lower holding table and holds the other substrate A holding table, a driving means for driving the upper holding table in a direction to contact and separate from the lower holding table, and driving the driving means, the two substrates are smaller than the bonding load through the fluid. Positioning means for aligning the two substrates in the horizontal direction in contact with the contact load, and the driving means when the two substrates contact with the contact load. And a control means for controlling the driving means to apply the bonding load to the substrate when the two substrates are aligned by the alignment means. The lower holding table floats the one substrate generated from the lower holding table by a force that draws the two substrates by the surface tension of the fluid when the two substrates come into contact with each other through the fluid. The substrate bonding apparatus is characterized in that the one substrate is held with a force weaker than a force to be applied.
本発明によれば、一方の基板を比較的軽い力で移動させて2枚の基板を精度よく位置合わせすることができ、貼り合わされた2枚の基板の品質を向上させることができる。 According to the present invention, one of the substrates can be moved with a relatively light force to accurately align the two substrates, and the quality of the two bonded substrates can be improved.
以下、図面を参照しながらこの発明の一実施の形態を説明する。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1はこの発明の一実施の形態に係る液晶ディスプレイパネルの組立て装置1を示す概略図である。この組立て装置1は、シール剤の塗布装置2を有する。この塗布装置2には液晶ディスプレイパネルを構成する第1、第2の基板3、4のうちの一方である、第1の基板3が供給される。
FIG. 1 is a schematic view showing a liquid crystal display panel assembling apparatus 1 according to an embodiment of the present invention. The assembling apparatus 1 includes a sealing
上記塗布装置2は、第1の基板3が供給載置されるテーブル及びこのテーブルの上方に配置された塗布ノズル(ともに図示せず)を有し、この塗布ノズルが上記第1の基板3に対して相対的にX、Y及びZ方向に駆動されることで、この第1の基板3の内面(貼り合わされる側の面)には粘弾性材からなるシール剤5(図3に示す)が矩形枠状に塗布される。
The
シール剤5が塗布された第1の基板3は滴下装置7に供給される。この滴下装置7は第1の基板3が載置されるテーブル及びこのテーブルの上方に配置された滴下ノズル(ともに図示せず)を有し、この滴下ノズルが上記第1の基板3に対して相対的にX、Y及びZ方向に駆動される。それによって、この第1の基板3の内面のシール剤5によって囲まれた領域内には流体としての複数の液滴状の液晶6が所定の配置パターン、たとえば行列状に滴下供給される。
The
ここで、上記第1の基板3に供給される液晶6の液滴の高さhは、図3(a)に示すように、上記シール剤5の高さHよりも高くなるよう設定される。つまり、第1の基板3に供給される液晶6の総量が決まれば、液滴の数によって一滴当たりの液晶6の量が決まるから、その量によって液晶6の一滴当たりの高さhも決定される。したがって、第1の基板3に供給される液晶6の供給総量に応じて液滴の数を調整することで、h>Hとなるよう設定することが可能となる。
Here, the height h of the droplets of the
液晶6が滴下された第1の基板3は貼り合わせ装置11に供給される。この貼り合わせ装置11には上記第1の基板3とともに上記第2の基板4が供給される。そして、上記第1の基板3と第2の基板4とが後述するごとく位置決めされて貼り合わされる。それによって、一対の基板3、4が上記シール剤5によって貼り合わされ、これら基板3、4間に液晶6が密封されることになる。
The
上記貼り合わせ装置11は図2に示すようにチャンバ12を有する。このチャンバ12内は減圧ポンプ10によって所定の圧力、たとえば1Pa程度に減圧されるようになっている。チャンバ12の一側にはシャッタ13によって開閉される出し入れ口14が形成され、この出し入れ口14から上記第1の基板3と第2の基板4とが出し入れされるようになっている。
The
上記チャンバ12内には下部保持テーブル15が設けられている。この下部保持テーブル15はXYθ駆動源16によってX、Y及びθ方向に駆動されるようになっている。この下部保持テーブル15の保持面15a(上面)には、シール剤5が塗布されるとともに液晶6が滴下された上記第1の基板3が、液晶6が滴下された内面を上方に向けて供給される。保持面15aに供給された基板3は、外面(下面)がたとえば静電気力によって上記保持面15aに所定の保持力で保持される。
A lower holding table 15 is provided in the
上記下部保持テーブル15の上方には、駆動手段17によって上記下部保持テーブル15に対して接離するZ方向に駆動される上部保持テーブル18が配設されている。この上部保持テーブル18の下面の保持面18aには、上記第2の基板4が外面を静電気力によって保持される。
Above the lower holding table 15, an upper holding table 18 driven in the Z direction that is in contact with and away from the lower holding table 15 by the
なお、各保持テーブル15、18には複数の電極15c、18cが設けられている。これら電極15c、18cに図示しない電源によって給電すると、各保持テーブル15、18に基板3、4を保持する静電気力を発生させることができるようになっている。
Each holding table 15 and 18 is provided with a plurality of
上記駆動手段17はZ駆動モータ19を有する。このZ駆動モータ19はブラケット20を介して固定部21に固定され、その回転軸22にはねじ軸23が連結されている。このねじ軸23はコ字状をなした可動体24の上辺24aに螺合されている。この上辺24aの先端部は上記ブラケット20に上下方向に沿って設けられたリニアガイド25にスライド可能に係合している。それによって、上記Z駆動モータ19の回転軸22によって上記ねじ軸23が回転駆動されれば、上記可動体24が上記リニアガイド25に沿って上下駆動されるようになっている。
The drive means 17 has a
上記可動体24は、上記チャンバ12の上部壁に設けられたシール機構26によって気密かつ上下動可能な状態で上記チャンバ12内に挿通されている。この可動体24のコ字状の下辺24bには、上記上部保持テーブル18の上面に設けられたL字状の係止体31が一辺を係合させている。上記可動体24と係止体31との係合面間には、上記駆動手段17の可動体24に加わる荷重を検出する、荷重検出手段としてのロードセル32が設けられている。
The
上記XYθ駆動源16及び上記Z駆動モータ19は制御装置34からの駆動信号によって駆動されるようになっている。上記ロードセル32が検出する上記可動体24に加わる荷重は上記制御装置34に入力される。
The
上記チャンバ12の底部壁には光学的に透明な窓35が形成されている。この窓35には高倍率の撮像カメラ36が対向配置されている。この撮像カメラ36は、第1の基板3と第2の基板4とを後述するごとく接近させたときに、上記下部保持テーブル15に形成された透孔部37を通じてこのテーブル15上に保持された第1の基板3及び上記上部保持テーブル18に保持された第2の基板4の各四隅部にそれぞれ形成された図示しない位置合わせマークを撮像する。
An optically
なお、図示しないが上記高倍率の撮像カメラ36の近傍には倍率の低い粗位置合わせカメラが配置され、この粗位置合わせカメラを用いて離間した第1、第2の基板3、4を粗位置合わせすることができるようになっている。
Although not shown, a coarse alignment camera with a low magnification is arranged in the vicinity of the high-
上記撮像カメラ36の撮像信号は画像処理部38でデジタル信号に処理されてから上記制御装置34に入力される。制御装置34では、上記画像処理部38からの信号に基づいて上記第1の基板3と第2の基板4との位置合わせマークの相対ずれ量、つまり第1の基板3と第2の基板4との水平方向のずれ量を算出する。
The imaging signal of the
そして、制御装置34が一対の基板3、4のずれ量を算出すると、そのずれ量に応じて上記XYθ駆動源16によって下部保持テーブル15が駆動され、第1の基板3が第2の基板4に対して位置合わせされるようになっている。
Then, when the
つぎに、上記構成の貼り合わせ装置11によって第1の基板3と第2の基板4とを貼り合わせる手順を図3(a)〜図3(e)を参照しながら説明する。
Next, a procedure for bonding the
図3(a)に示すように下部保持テーブル15に第1の基板3を保持し、上部保持テーブル18に第2の基板4を保持することで、これら基板3、4を所定の間隔で上下方向に離間対向させる。この状態で、第1の基板3と第2の基板4との四隅部を図示しない粗位置合わせカメラで撮像し、これら基板3、4のX、Y、θ方向の粗位置合わせを行なう。
As shown in FIG. 3A, the
つぎに、駆動手段17を作動させて上部保持テーブル18を緩やかな速度でZ方向下方へ駆動する。図3(b)に示すように、第2の基板4が第1の基板3に接近すると、第2の基板4の下面は第1の基板3の上面に設けられたシール剤5と液晶6のうち、シール剤5の高さHよりも高い高さhで滴下された多数の液滴状の液晶6に接触する。液滴状の各液晶6は、毛細管現象によって図3(a)に示す半球形状の状態から図3(b)に示す鼓形状に変形する。
Next, the driving means 17 is operated to drive the upper holding table 18 downward in the Z direction at a moderate speed. As shown in FIG. 3B, when the
その結果、鼓形状の液晶6は表面張力によって球形状に戻ろうとするから、その表面張力によって第1の基板3は第2の基板4に引き寄せられる。このとき、下部保持テーブル15による第1の基板3の保持力とその基板3の自重とを加えた値が液晶6の表面張力よりも弱ければ、図3(c)に示すように第1の基板3は下部保持テーブル15から一時的に浮き上がる。
As a result, the drum-shaped
第2の基板4をその下面が液晶6に接触した状態から緩やかにさらに下降させると、第1の基板3は図3(d)に示すように下部保持テーブル15の上面に接触した後、多数の液滴状の液晶6が第2の基板4を保持した上部保持テーブル18の重量を受ける。それによって、係止体31を介して可動体24に加わる上部保持テーブル18の重量が低減する。
When the
可動体24に加わる重量が低減すると、可動体24と係止体31との係合面間に設けられたロードセル32が検出する荷重も低減するから、そのときのロードセル32からの検出信号の変化によって制御装置34はZ駆動モータ19による上部保持テーブル18の下降方向への駆動を停止する。
When the weight applied to the
ロードセル32が検出する荷重が変化したときに、上部保持テーブル18の下降を停止すると、第2の基板4は、液滴状の液晶6をわずかに押し潰した状態で接触しているものの、図3(d)に示すように液晶6が第1、第2の基板3、4間に充満することのない状態であって、しかも第2の基板4が第1の基板3に塗布されたシール剤5に接触することのない間隔となる、すなわち2枚の基板3、4に接触荷重が加えられた状態となっている。
When the lowering of the upper holding table 18 is stopped when the load detected by the
つまり、ロードセル32が検出する荷重の変化を頼りに駆動手段17を停止させることによって、第1、第2の基板3、4には、これら基板3、4を貼り合わせる貼り合わせ荷重よりも小さな荷重、つまり接触荷重が加えられる。この接触荷重は、貼り合わせ荷重の40〜50%に設定される。たとえば、貼り合わせ荷重が200kgだとすると、接触荷重は80〜100kgに設定される。
That is, by stopping the driving means 17 depending on the load change detected by the
それによって、上述したごとく、第1、第2の基板3、4の間隔は、これらの基板3、4間の全体にわたって液晶6が充満せず、しかも第2の基板4がシール剤5に接触しない間隔に維持される。すなわち、液滴状の各液晶6は、図3(a)に示す半球形状の状態から図3(d)に示す鼓形状に変形するものの、隣り合う液滴状の液晶6が一体化しない状態、つまり一対の基板3、4間の全体に液晶6が充満しない状態となっている。
Accordingly, as described above, the distance between the first and
このような状態であれば、液晶6による密着力が第1の基板3と第2の基板4との対向する全面にわたって発生することがないとともに、第2の基板4がシール剤5に接触することもないから、第1の基板3を第2の基板4に対して位置合わせする際に、第1の基板3を精密かつ円滑に動かすことが可能となる。
In such a state, the adhesion force by the
また、図3(c)に示したように、第2の基板4が液晶6に接触して第1の基板3が下部保持テーブル15から浮き上がる場合を考察すると、次の利点も有する。つまり、第1の基板3は、液晶6の表面張力による第1の基板3を引き寄せる力と、第1の基板3の自重とが釣り合う位置まで浮き上がることになる。そして、このときに形成される第1の基板3と第2の基板4との間隔を維持した状態で、上部保持テーブル18はさらに下降する。そして、第1の基板3が下部保持テーブル15に接し、接触荷重が加えられた時点で上部保持テーブル18の下降動作は停止される。
Further, as shown in FIG. 3C, considering the case where the
そのとき、第1の基板3と第2の基板4との間隔は、上述したように既に液晶6の表面張力に見合った間隔を有している。そのため、第1の基板3が下部保持テーブル15に接し、接触荷重が加えられたときに、2枚の基板3、4の間隔が液晶6の表面張力によってさらに狭められるようなことが防止される。したがって、2枚の基板3、4の間隔の減少によって接触荷重の減少や第1の基板3の浮き上がりが生じるのが防止されるから、2枚の基板3、4に接触荷重を確実に加えることができる。
At that time, the distance between the
したがって、この接触荷重によって、基板3、4間の全体に液晶6が充満することなく、液晶6による密着力が2枚の基板3、4の対向する全面にわたって発生することのない状態を確実に得ることができ、第1の基板3を下部保持テーブル15によって、より精密かつ円滑に動かすことが可能となる。
Therefore, the contact load ensures that the
第1、第2の基板3、4に接触荷重を加えた状態で、撮像カメラ36によって第1の基板3と第2の基板4との四隅部に設けられた図示しない位置合わせマークを撮像する。撮像カメラ36の撮像信号は画像処理部38でデジタル信号に処理されて制御装置34に入力される。それによって、制御装置34はXYθ駆動源16を作動させて下部保持テーブル15を駆動し、第1の基板3を第2の基板4に対して高精度に位置合わせする。
With a contact load applied to the first and
位置合わせに際し、第1、第2の基板3、4に加えられる荷重は、上述したようにロードセル32の検出信号によって接触荷重に維持されている。それによって、第2の基板4は、第1の基板3に塗布されたシール剤5に接触せず、しかも第1の基板3との対向面間の全体に液晶6が充満しない状態に維持される。
During the alignment, the load applied to the first and
そのため、一対の基板3、4を撮像カメラ36によって撮像して高精度に位置合わせするため、これら基板3、4を上記接触荷重によって十分に接近させて撮像カメラ36の焦点深度内に位置させるようにしても、第2の基板4にシール剤5の接着力が作用したり、液晶6の密着力が第1の基板3と第2の基板4との対向する面の全体にわたって発生するということがない。その結果、第1の基板3を第2の基板4に対して比較的軽い力で円滑にX、Y及びθ方向に移動させ、これら基板の位置合わせを高精度に行なうことができる。
Therefore, in order to image the pair of
すなわち、隣り合う液滴状の液晶6が一体化して一対の基板3、4間に充満すると、液晶6による密着力が基板3、4の対向面の全体に作用するため、その密着力が大きくなって第2の基板4に対し第1の基板3を水平方向に精度よく移動させることができなくなる。
That is, when the adjacent
しかしながら、位置合わせ時に基板3、4に加える荷重が接触荷重であると、隣り合う液滴状の液晶6が一体化して基板3、4間に充満することがないばかりか、第2の基板4がシール剤5に接触するということもない。そのため、第1の基板3を比較的少ない抵抗によって円滑に移動させることが可能となるから、これら基板3、4の位置合わせ精度を向上させることが可能となる。
However, if the load applied to the
このようにして、第1の基板3と第2の基板4との位置合わせが終了したならば、Z駆動モータ19が作動して上部保持テーブル18がさらに下降し、第1、第2の基板3、4に、これら基板3、4を貼り合わせるための貼り合わせ荷重を加える。それによって、図3(e)に示すように一対の基板3、4の間隔は位置合わせ時よりもさらに狭くなり、シール剤5によって一対の基板3、4が貼り合わされるとともに、これら基板3、4間に液晶6が充満することになる。
In this way, when the alignment between the
チャンバ12内での基板3、4の貼り合わせが終了したならば、上部保持テーブル18の静電気力を除去してから上部保持テーブル18を上昇させた後、チャンバ12内に気体を導入することで、一対の基板3、4は、気体導入後のチャンバ12内の圧力と、基板3、4間の空間の圧力との差によって加圧される。それによって、一対の基板3、4はシール剤5によって確実に貼り合わされることになる。
When the bonding of the
上記実施の形態の貼り合わせ装置によれば、先に図3(c)、図3(d)を用いて説明したように、第1の基板3を第2の基板4に対して高精度に位置合わせすることができる。したがって、第1、第2の基板3、4を高い位置精度で貼り合わせることができ、2枚の基板3、4を貼り合わせて製造される液晶ディスプレイパネルの表示品質を向上させることができる。
According to the bonding apparatus of the above embodiment, as described above with reference to FIGS. 3 (c) and 3 (d), the
また、2枚の基板3、4に接触荷重を確実に加えることができるので、下部保持テーブル15による第1、第2の基板3、4の位置合わせ作業中における接触荷重のフィードバック制御等を省くことができ、駆動手段17の制御の簡素化を図ることが可能となる。
In addition, since the contact load can be reliably applied to the two
この発明は上記一実施の形態に限定されず、たとえば一対の基板3、4の貼り合わせを大気中で行なう場合であっても、この発明を適用することができる。また、第1の基板3にシール剤5を塗布するとともに、液晶6を滴下供給したが、一方の基板にシール剤を塗布し、他方の基板に液晶を供給するようにしてもよい。
The present invention is not limited to the above-described embodiment. For example, the present invention can be applied even when the pair of
また、一対の基板3、4を位置合わせするとき、第2の基板4が液晶6には接触するが、シール剤5に接触しない状態で行なうようにしたが、シール剤5の粘度が小さければ、粘性抵抗が小さいから、第2の基板4がシール剤5に接触した状態であっても、これら基板3、4を位置合わせすることが可能である。
Further, when aligning the pair of
また、第1の基板3を下部保持テーブル15に静電気力によって保持するようにしたが、下部保持テーブル15の上面にゴムなどの弾性シートを貼着し、その弾性シートの摩擦力によって第1の基板3を下部保持テーブル15上で保持面15aに沿う方向において移動不能に保持するようにしてもよい。この弾性シートは下部保持テーブル15とほぼ同じ大きさであってもよく、或いは複数のブロックに分割されていてもよい。
In addition, the
下部保持テーブル15の上面に弾性シートを設け、静電吸着や真空吸着、或いは機械的な吸着手段を用いずに第1の基板3を保持した場合、上部保持テーブル18の下降によって第2の基板4が液晶6に接触し、液晶6の表面張力による引き寄せる力が加わったとき、第1の基板3は下部保持テーブル15から容易に浮き上がる。
When an elastic sheet is provided on the upper surface of the lower holding table 15 and the
したがって、第1の基板3を下部保持テーブル15に静電気力によって吸着した場合に比べ、液晶6の表面張力による2枚の基板3、4の間隔を狭めようとする力を確実に弱めることができる。そのため、接触荷重が加えられ上部保持テーブル18の下降が停止されたとしても、その後で、2枚の基板3、4の間隔が液晶6の表面張力によって狭められることが防止でき、2枚の基板3、4の間隔の減少によって生じる接触荷重の減少や第1の基板3の浮き上がりが防止できる。
Therefore, as compared with the case where the
よって、2枚の基板3、4に接触荷重をより確実に加えることができるものとなる。その結果、2枚の基板3、4の間隔は、上記接触荷重によって基板3、4間の全体にわたって液晶6が充満することなく、液晶6による密着力が2枚の基板3、4の対向する全面にわたって発生することのない状態に確実に維持される。
Therefore, a contact load can be more reliably applied to the two
したがって、下部保持テーブル15に弾性シートを貼着した場合には、第1の基板3を静電気力によって下部保持テーブル15に吸着した上記実施の形態に比べ、2枚の基板3、4を接近させて位置合わせするときに、下部保持テーブル15をより精密かつ円滑に動かすことが可能となる。
Therefore, when an elastic sheet is attached to the lower holding table 15, the two
また、2枚の基板3、4の位置合わせを行なうときには、第1の基板3と弾性シートとの間の摩擦力と、第1の基板3を弾性シートに押し付ける力(接触荷重)とによって、下部保持テーブル15の移動方向に対する第1の基板3の保持力を得ている。そのため、静電吸着、或いは真空吸着による保持機構や機械的な保持機構を設けなくとも、位置合わせを行なうことができる。これにより、装置構成の簡素化を図ることができ、操作性を向上させること、および保守管理を容易にすることができる。
Further, when aligning the two
このとき、弾性シートは、基板3と弾性シートの間で、位置合わせのときに基板3、4間に作用する抵抗よりも大きな摩擦力が得られる部材とすることが必要である。
At this time, the elastic sheet needs to be a member that can obtain a frictional force larger than the resistance acting between the
なお、上述において、弾性シートの表面(保持面)には、第1の基板3と弾性シートとが離れ易くなるように、弾性シートは非粘着性の材質のもの、或いは表面に粘着力を低減させる加工を施したものを用いることが好ましい。
In the above description, the elastic sheet is made of a non-adhesive material or reduces the adhesive force on the surface so that the
また、弾性シートと静電吸着又は真空吸着による保持機構を併用する場合であっても、上部保持テーブル18に設ける静電チャックなどの保持機構よりも吸着力の小さなものを用いるか、少なくとも上部保持テーブル18の下降開始から接触荷重が加えられて上部保持テーブル18が下降を停止するまでの間で保持機構を作用させなければ、上述と同じ効果を得ることが可能である。 Even when an elastic sheet and a holding mechanism using electrostatic suction or vacuum suction are used in combination, a member having a lower suction force than a holding mechanism such as an electrostatic chuck provided on the upper holding table 18 is used, or at least the upper holding The same effect as described above can be obtained if the holding mechanism is not operated from when the table 18 starts to descend until the contact load is applied and the upper holding table 18 stops descending.
なお、この発明においては、シール剤を第2の基板4または両方の基板3、4に塗布しても差し支えなく、さらに液晶6も第2の基板4または両方の基板3、4に滴下してもよい。
In the present invention, the sealing agent may be applied to the
上部保持テーブル18に駆動手段17を設けるようにしたが、下部保持テーブル15に設けるようにしてもよく、さらに両方の保持テーブルに設けるようにしてもよい。 Although the driving means 17 is provided on the upper holding table 18, it may be provided on the lower holding table 15, or may be provided on both holding tables.
荷重検出手段としてのロードセル32を駆動手段17に設けたが、これに限らず、たとえば下部保持テーブル15とXYθ駆動源16との間に設けるようにしてもよく、要は貼り合わされる2枚の基板3、4に加えられる荷重が検出できる状態に設けられていればよい。
Although the
以上のようにこの発明によれば、2枚の基板を接近させて位置合わせする際に、これ基板間に発生する液晶の抵抗を低減できるため、その位置合わせを円滑かつ精密に行なうことが可能となり、貼り合わされた2枚の基板の品質を向上させることができる。 As described above, according to the present invention, when two substrates are brought close to each other and aligned, the resistance of the liquid crystal generated between the substrates can be reduced, so that the alignment can be performed smoothly and precisely. Thus, the quality of the two bonded substrates can be improved.
1 組立て装置
2 塗布装置
3 第1の基板
4 第2の基板
5 シール剤
6 液晶
7 滴下装置
11 貼り合わせ装置
15 下部保持テーブル
15a 保持面
16 XYθ駆動源
17 駆動手段
18 上部保持テーブル
18a 保持面
19 Z駆動モータ
31 係止体
32 ロードセル(荷重検出手段)
34 制御装置
36 撮像カメラ
38 画像処理部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
34
Claims (5)
一方の基板を下部保持テーブルに保持する工程と、
他方の基板を上記下部保持テーブルに対向して設けられた上部保持テーブルに保持する工程と、
上記下部保持テーブルと上記上部保持テーブルとを相対的に接近する方向に駆動する工程と、
2枚の基板を上記流体を介して接触させ上記流体の表面張力による上記2枚の基板を引き寄せる力によって上記一方の基板を上記下部保持テーブルから浮き上がらせる工程と、
浮き上がった一方の基板を上記下部保持テーブルに当接させ2枚の基板に上記貼り合わせ荷重よりも小さな接触荷重を加える工程と、
2枚の基板に接触荷重が加えられた状態で少なくとも一方の保持テーブルを水平方向に移動して2枚の基板を位置合わせする工程と、
位置合わせされた2枚の基板に上記貼り合わせ荷重を加えてこれら基板を上記シール剤により貼り合わせる工程と、
を具備したことを特徴とする基板の貼り合わせ方法。 A sealant is applied to one of the two substrates in a frame shape, and a fluid is dropped in a portion corresponding to the inside of the frame of either of the two substrates, and the two substrates In a laminating method in which a predetermined laminating load is applied and laminating with the sealing agent,
Holding one substrate on the lower holding table;
Holding the other substrate on an upper holding table provided opposite to the lower holding table;
Driving the lower holding table and the upper holding table in a relatively approaching direction;
Bringing two substrates into contact with each other through the fluid, and lifting the one substrate from the lower holding table by a force that draws the two substrates by surface tension of the fluid; and
A step of bringing one of the floating substrates into contact with the lower holding table and applying a contact load smaller than the bonding load to the two substrates;
A step of aligning the two substrates by moving at least one of the holding tables in a horizontal direction with a contact load applied to the two substrates;
Applying the bonding load to the two aligned substrates and bonding the substrates with the sealant;
A method for bonding substrates, comprising:
一方の基板を保持する下部保持テーブルと、
この下部保持テーブルに対向して設けられ他方の基板を保持する上部保持テーブルと、
この上部保持テーブルを上記下部保持テーブルに対して接離する方向に駆動する駆動手段と、
上記駆動手段の駆動により2枚の基板が上記流体を介して上記貼り合わせ荷重よりも小さな接触荷重で接触された状態でこれら2枚の基板の水平方向の位置合わせをする位置合わせ手段と、
2枚の基板が上記接触荷重で接触したときに上記駆動手段を制御して上記上部保持テーブルの下降を停止させ、2枚の基板が上記位置合わせ手段によって位置合わせされたならば上記駆動手段を制御して上記基板に上記貼り合わせ荷重を加える制御手段とを具備し、
上記下部保持テーブルは、上記2枚の基板が上記流体を介して接触したときに上記流体の表面張力による上記2枚の基板を引き寄せる力によって生じる上記一方の基板を上記下部保持テーブルから浮き上がらせる力よりも弱い力で上記一方の基板を保持することを特徴とする基板の貼り合わせ装置。 A sealant is applied to one of the two substrates in a frame shape, and a fluid is dropped on the corresponding part of the sealant frame on either of the two substrates. In the laminating apparatus for laminating with the sealing agent by applying a laminating load of
A lower holding table for holding one substrate;
An upper holding table provided opposite to the lower holding table and holding the other substrate;
Drive means for driving the upper holding table in a direction to be in contact with and away from the lower holding table;
Alignment means for aligning the two substrates in the horizontal direction in a state where the two substrates are brought into contact with each other with a contact load smaller than the bonding load through the fluid by driving the driving means;
When the two substrates come into contact with each other with the contact load, the driving unit is controlled to stop the lowering of the upper holding table. If the two substrates are aligned by the positioning unit, the driving unit is And a control means for controlling and applying the bonding load to the substrate,
The lower holding table is a force that lifts the one substrate from the lower holding table that is generated by a force that draws the two substrates due to the surface tension of the fluid when the two substrates come into contact with each other through the fluid. A substrate bonding apparatus characterized in that the one substrate is held with a weaker force.
上記制御手段は、上記荷重検出手段によって検出される荷重の低減に基づいて上記駆動手段による上記上部保持テーブルの下降を停止させることを特徴とする請求項4記載の基板の貼り合わせ装置。5. The substrate bonding apparatus according to claim 4, wherein the control means stops the lowering of the upper holding table by the driving means based on a reduction in the load detected by the load detecting means.
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