JP4712886B2

JP4712886B2 - 板状部材貼り合せ装置

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Publication number: JP4712886B2
Application number: JP2009203347A
Authority: JP
Inventors: 光生植村
Original assignee: 株式会社Ｆｕｋ
Priority date: 2009-09-03
Filing date: 2009-09-03
Publication date: 2011-06-29
Anticipated expiration: 2029-09-03
Also published as: KR101537542B1; TWI498208B; KR20110025039A; JP2011053503A; TW201117947A

Description

本発明は、ローラーで板状部材を別の板状部材に押し付けることにより、２つの板状部材を貼り合せる貼り合せ装置に関する。

一般に、液晶パネルやタッチパネルのような第１板状部材と、その表面を保護するためのカバーガラスのような第２板状部材との貼り合せにおいては、各部材の間に気泡が混入しないことが極めて重要である。気泡の混入は、表示品質の低下を招くとともに、剥がれの原因となる。

気泡の混入を防ぐ貼り合せ装置としては、真空中で貼り合せを行うようにしたものが知られている。このタイプの貼り合せ装置では、貼り合せを行う前に、真空チャンバ内に第１および第２板状部材を導入し、チャンバ内の真空引きを行う。そして、貼り合せが完了した後に、チャンバ内の真空を破り、第１および第２板状部材を取り出す。しかしながら、この貼り合せ装置は、大がかりな真空チャンバ等を必要とするほか、貼り合せを行う度に真空引きを行うため、生産性が低いという問題があった。

上記問題の心配が少ない従来の貼り合せ装置としては、例えば、特許文献１に記載のものが知られている。図１９に示すように、この貼り合せ装置では、テーブル３０の下表面に第２板状部材１０１が吸引ノズル３０ａによって吸着保持される。また、この貼り合せ装置は、水平方向に並んで配置された複数の吸着体３１を備え、各吸着体３１の上面にある吸着ノズル３１ａによって第１板状部材１００が吸着保持される。また、貼り合せ前において、第１板状部材１００と第２板状部材１０１とは所定の間隔をおいて離間している。

貼り合せは、ローラー３２によって第１板状部材１００を第２板状部材１０１に押し付けながら、ローラー３２を図中の矢印方向に走行させることにより行われる。図１９に示すように、ローラー３２の走行の妨げとなる吸着体３１は、ローラー３２の走行に合せて、順次退避する。また、第１板状部材１００の未だ貼り合わされていない部分は、吸着体３１に吸着保持され続けており、第２板状部材１０１から離間している。したがって、第１板状部材１００は、反りながら貼り合されていくことになる。

この貼り合せ装置によれば、ローラー３２で押圧して気泡を押し出しながら貼り合せを行うので、第１板状部材１００と第２板状部材１０１との間に気泡が混入するのを防ぐことができる。また、真空チャンバ等も不要である。

特開２００９−４０６１７号公報

しかしながら、特許文献１に記載の貼り合せ装置では、貼り合せの最中に、第１板状部材１００を吸着体３１から引き離そうとする力、すなわち、第１板状部材１００自身による反りを解消しようとする力が発生する。この力は、第１板状部材１００が小型であればあるほど大きくなる傾向がある。また、この力が吸着ノズル３１ａによる吸着力を超えると、第１板状部材１００は吸着体３１から引き離されて、ローラー３２で押圧される前に第２板状部材１０１に貼り付いてしまう。

したがって、この貼り合せ装置では、比較的小型の第１板状部材１００（例えば、対角寸法が５インチ以下の液晶パネル等）の貼り合せを、気泡の混入を防ぎつつ行うのは困難であった。

そこで、本発明は、比較的小型の板状部材を、気泡の混入なしに貼り合せることができる貼り合せ装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る貼り合せ装置は、
貼り合せステージ上に載置された第１板状部材としてのタッチパネルまたは液晶パネルと、該第１板状部材よりも上方に位置する第２板状部材としてのカバーガラスとの位置合せを行った後に、ローラーによって前記第２板状部材を前記第１板状部材に押し付け、前記第１板状部材および前記第２板状部材に対する前記ローラーの相対位置を貼り合せ方向に変化させて前記ローラーを走行させることにより、前記第２板状部材を前記第１板状部材に貼り合せる貼り合せ装置であって、
前記第２板状部材は、前記第１板状部材に最初に貼り合される側の端部である貼始端部と、前記第１板状部材に最後に貼り合される側の端部である貼終端部とを有し、
上下に昇降可能なヘッドによって前記貼始端部の少なくとも下面を支持することにより、前記ローラーの走行中に前記貼始端部が下方向へ移動するのを規制するとともに、
前記ヘッドとは別々に上下に昇降可能なピローによって前記貼終端部の少なくとも下面を支持することにより、前記ローラーの走行中に前記貼終端部が下方向へ移動するのを規制して前記貼終端部を前記貼始端部よりも高い位置に維持することにより、
前記第２板状部材の未だ前記ローラーによって押圧されていない部分と前記第１板状部材とが接触しないよう構成したことを特徴とする。

上記貼り合せ装置は、前記ピローは、前記ローラーの走行中に前記第２板状部材に加わる応力が前記第２板状部材に固有の許容曲げ応力を超えない範囲でできるだけ少なくなり、かつ貼り合せに必要な前記第１板状部材と前記第２板状部材との所定の貼り合せ角度が確保されるように、高さおよび推力が制御されることが好ましい。

また、上記貼り合せ装置は、前記ローラーの走行にあわせて、前記ピローの高さが段階的に低くなるように制御されるように構成することができる。

また、上記貼り合せ装置の前記ピローは、前記貼終端部の下方向および前記貼り合せ方向への移動を規制するような形状とすることができる。

本発明によれば、第２板状部材の貼終端部の下方向への移動がピローによって規制されているので、ローラーで押圧される前に第２板状部材と第１板状部材とが接触して、気泡が混入した状態で貼り合わされるのを確実に防ぐことができる貼り合せ装置を提供することができる。また、本発明によれば、大がかりな真空チャンバ等が不要なので、比較的小型で、かつ高速に貼り合せを行うことができる貼り合せ装置を提供することができる。

さらに、本発明によれば、貼り合せの最中にピローの高さおよび推力が制御されるように構成されているので、反りが大きすぎることによる第２板状部材の破損を防ぎつつ貼り合せを行うことができる貼り合せ装置を提供することができる。

実施例１に係る貼り合せ装置の側面模式図である。実施例１に係る貼り合せ装置のブロック図である。（Ａ）→（Ｂ）→（Ｃ）の順に進行する、実施例１に係る貼り合せ装置の貼り合せ動作を説明するための図である。ローラーによって貼り合せが行われている部分を拡大した側面図である。貼り合せ動作に関係するグラフの一例であって、（Ａ）は第２板状部材の曲げ応力、（Ｂ）はピローの推力、（Ｃ）はピローの突出量である。（Ａ）→（Ｂ）→（Ｃ）の順に進行する、実施例２に係る貼り合せ装置の貼り合せ動作を説明するための図である。（Ａ）→（Ｂ）→（Ｃ）の順に進行する、実施例３に係る貼り合せ装置の貼り合せ動作を説明するための図である。ピローの変形例を示す図である。実施例４に係る貼り合せ装置の側面模式図である。実施例４に係る貼り合せ装置のブロック図である。（Ａ）→（Ｂ）→（Ｃ）の順に進行する、実施例４に係る貼り合せ装置の貼り合せ動作を説明するための図である。（Ｄ）→（Ｅ）→（Ｆ）の順に進行する、実施例４に係る貼り合せ装置の貼り合せ動作を説明するための図であって、特に（Ｄ）は図１１（Ｃ）の次の動作を示す図である。（Ｇ）→（Ｈ）→（Ｉ）の順に進行する、実施例４に係る貼り合せ装置の貼り合せ動作を説明するための図であって、特に（Ｇ）は図１２（Ｆ）の次の動作を示す図である。（Ｊ）→（Ｋ）の順に進行する、実施例４に係る貼り合せ装置の貼り合せ動作を説明するための図であって、特に（Ｊ）は図１３（Ｉ）の次の動作を示す図である。実施例５に係る貼り合せ装置の側面模式図である。（Ａ）→（Ｂ）→（Ｃ）の順に進行する、実施例５に係る貼り合せ装置の貼り合せ動作を説明するための図である。（Ｄ）→（Ｅ）→（Ｆ）の順に進行する、実施例５に係る貼り合せ装置の貼り合せ動作を説明するための図であって、特に（Ｄ）は図１６（Ｃ）の次の動作を示す図である。（Ｇ）→（Ｈ）→（Ｉ）の順に進行する、実施例５に係る貼り合せ装置の貼り合せ動作を説明するための図であって、特に（Ｇ）は図１７（Ｆ）の次の動作を示す図である。従来の貼り合せ装置の側面図である。

以下、添付図面を参照しながら、本発明に係る貼り合せ装置の好ましい実施形態について説明する。

［構成］
図１は、実施例１に係る貼り合せ装置の側面模式図である。貼り合せ装置１は、第１板状部材１００に第２板状部材１０１を貼り付けるものである。本実施例において、第１板状部材１００はタッチパネル、第２板状部材１０１は厚さ１．０［ｍｍ］のソーダガラスからなるカバーガラスである。第１板状部材１００としては、上記したもののほか、液晶パネルを使用することができる。また、第２板状部材１０１としては、厚さ０．５〜２．０［ｍｍ］程度のソーダガラスや、厚さ１．０〜３．０［ｍｍ］程度の樹脂（例えば、ポリカーボネート、アクリル）製パネルを使用することができる。

本実施例において、第２板状部材１０１は第１板状部材１００よりも貼り合せ方向の長さが長い。また、第２板状部材１０１は貼始端部１０１ｂと貼終端部１０１ｃとを有し、いずれの端部においても、第２板状部材１０１は、第１板状部材１００よりも水平方向に突き出している（オーバーハング有）。

図１に示すように、貼り合せ装置１はステージ移動手段４を備える。ステージ移動手段４上には、貼り合せステージ６と、ピロー７およびその駆動手段であるピロー駆動手段８と、ヘッド１０およびその駆動手段であるヘッド駆動手段１１とが備えられている。また、貼り合せステージ６の上方には、ローラー１４およびその昇降手段であるローラー昇降手段１５が備えられている。

ステージ移動手段４は、所定のガイドに沿って、少なくとも貼り合せ反対方向（図１参照）に移動可能となっている。ステージ移動手段４は、後述する制御部２０の制御下で水平移動する。ステージ移動手段４が貼り合せ反対方向に移動すると、該上に配置された貼り合せステージ６、ピロー７およびヘッド１０も一緒に移動し、これらとローラー１４との相対位置が変化する。つまり、貼り合せステージ６、ピロー７およびヘッド１０に対して、ローラー１４が貼り合せ方向に相対移動する。

貼り合せステージ６は、前工程の装置から搬送されてきた第１板状部材１００を載置するための水平な載置面と、該載置面に設けられた複数の吸着ノズル６ａとを有する。各吸着ノズル６ａは不図示のポンプ２１に接続されており、制御部２０の制御下でポンプ２１が作動すると、載置面上に載置されている第１板状部材１００は貼り合せ面を上向けにして吸着保持される。なお、第１板状部材１００の貼り合せ面の全面または一部分には透明の接着層１０２が形成されており、第１板状部材１００および第２板状部材１０１は、この接着層１０２を介して貼り合わされる。

また、貼り合せステージ６は単独でも水平移動することができる。これにより、貼り合せステージ６上で吸着保持された第１板状部材１００と、ピロー７およびヘッド１０上に載置された第２板状部材１０１との相対位置を微調整することができる。

ピロー７およびピロー駆動手段８は、貼り合せステージ６の貼り合せ方向奥側に配置されている。このうち、ピロー７は第２板状部材１０１を支持し、貼終端部１０１ｃが下方向に移動するのを規制する。また、ピロー駆動手段８は、ピロー７の上方に向かう推力を変化させるとともに、ピロー７の高さ（突出量）を、第１ステージ６上に吸着保持された第１板状部材１００の接着層１０２よりも上方に突き出した位置と、該接着層１０２よりも沈んだ位置との間で上下に変化させる。ピロー駆動手段８は、制御部２０の制御下でこのような動作を行う。

ヘッド１０およびヘッド駆動手段１１は、第１ステージ６の貼り合せ方向手前側に配置されている。このうち、ヘッド１０は第２板状部材１０１を支持し、貼始端部１０１ｂが下方向に移動するのを規制する。また、ヘッド駆動手段１１は、ヘッド１０を上下方向に往復運動させる。ヘッド駆動手段１１は、制御部２０の制御下でこのような動作を行う。

ローラー昇降手段１５は、不図示の装置天井部とローラー１４との間に配置されている。ローラー昇降手段１５は主にシリンダーから構成され、制御部２０の制御下でローラー昇降手段１５が伸縮すると、それに伴ってローラー１４が昇降する。これにより、ローラー１４は、第２板状部材１０１を第１板状部材１００（接着層１０２）に押し付けるほど下降した押付位置と、それよりも上方にあるローラー退避位置とをとる。

図２は、本実施例に係る貼り合せ装置１のブロック図である。上述してきたように、制御部２０は、ステージ移動手段４、ピロー駆動手段８、ヘッド駆動手段１１、ローラー昇降手段１５およびポンプ２１の動作をそれぞれ制御する。

ステージ移動手段４は、例えば、貼り合せステージ６（より詳しくは、貼り合せステージ６上にある第１板状部材１００および第２板状部材１０１）とローラー１４との相対位置を変化させる。ピロー駆動手段８は、ピロー７の突出量や推力を変化させる。ヘッド駆動手段１１は、ヘッド１０を上下方向に往復運動させる。ローラー昇降手段１５は、ローラー１４を昇降させる。また、ポンプ２１は、貼り合せステージ６の吸着ノズル６ａを作動させ、貼り合せステージ６の載置面に第１板状部材１００を吸着保持させる。

［貼り合せ動作］
続いて、本実施例に係る貼り合せ装置１の貼り合せ動作について、図３を参照しつつ説明する。なお、貼り合せは、図３（Ａ）→（Ｂ）→（Ｃ）の順に進行する。

図３（Ａ）は、貼り合せが開始される前の初期状態を示す。貼り合せステージ６の載置面上には、第１板状部材１００が吸着保持されている。また、ピロー７およびヘッド１０の上には、第２板状部材１０１が貼り合せ面１０１ａを下向けにして載置されている。同図に示すように、ヘッド１０およびピロー７は、上面の高さが揃っている。したがって、初期状態では、ヘッド１０およびピロー７に支持された第２板状部材１０１と、貼り合せステージ６上に吸着保持された第１板状部材１００とは、ほぼ平行になっている。また、第２板状部材１０１と第１板状部材１００の接着層１０２とは、約６［ｍｍ］離間している。

初期状態となる前に、貼り合せステージ６が移動することによる、第１板状部材１００と第２板状部材１０１との相対位置の微調整が既に行われている。微調整は、第１板状部材１００および第２板状部材１０１をカメラで認識して測定した、第１板状部材１００および第２板状部材１０１それぞれの基準位置からのずれ量に基づいて行われる。

図３（Ｂ）は、ローラー昇降手段１５を伸ばしてローラー１４を押付位置まで下降させた状態を示す。ローラー１４が下降すると、第２板状部材１０１の貼始端部１０１ｂは鉛直方向に押し下げられ、第１板状部材１００の接着層１０２に貼り合わされる。この際、ローラー昇降手段１５は、第２板状部材１０１および第１板状部材１００が破損等することがないように、ローラー１４による押圧力を制御する。第２板状部材１０１が押し下げられると、それに伴ってヘッド１０も下降する。一方、ピロー７は接着層１０２よりも上方に突き出した位置に維持されている。したがって、第２板状部材１０２には同図に示すような反りが生じる。

図３（Ｃ）は、ステージ移動手段４を貼り合せ反対方向に移動させて、第２板状部材１０１および第１板状部材１００に対するローラー１４の相対位置を貼り合せ方向に相対変化させることにより、貼り合せ動作を行った後の状態を示す。押圧したままローラー１４の相対位置を貼り合せ方向に変化させていくと、第１板状部材１００と第２板状部材１０１とが貼始端部１０１ｂ側から貼終端部１０１ｃ側に向かって貼り合わされていく。

図３（Ｂ）と図３（Ｃ）との間で行われる貼り合せ動作の間、ピロー駆動手段８は、ピロー７の上方に向かう推力と、高さ（突出量ｈ、図４参照）を変化させる。

具体的には、ピロー駆動手段８は、所定の貼り合せ角θが確保できるように、ピロー７の突出量ｈを変化させる。ここで、「貼り合せ角θ」とは、図４に示すように、ローラー１４直下の貼り合せ位置と第２板状部材１０１の貼終端部１０１ｃとを結ぶ線Ｌ１と水平線Ｌ２とがなす角度である。貼り合せ角θは、経験的に５°以上であることが必要である。貼り合せ角θが５°を下回ると、ローラー１４に押圧されるよりも先に第１板状部材１００と第２板状部材１０１とが接触してしまい、気泡を混入したまま貼り合わされるおそれがある。

第１板状部材１００の貼り合せ方向の寸法が約６０［ｍｍ］の場合、貼り合せ開始直後（貼り合せ残寸法が６０［ｍｍ］）に５［°］の貼り合せ角θを確保するためには、ピロー７の上面を、接着層１０２よりも上方に約６［ｍｍ］突き出させておく必要がある。また、貼り合せが進行し、貼り合せ残寸法が３０［ｍｍ］となった場合は、ピロー７を約３［ｍｍ］突き出させておけば、５［°］の貼り合せ角θを確保することができる。つまり、ピロー７の突出量ｈは、貼り合せの進行に応じて段階的に減らしていくことができる。

また、ピロー駆動手段８は、貼り合せ中の第２板状部材１０１の曲げ応力σが、第２板状部材１０１に固有の許容曲げ応力σ’を超えないように、ピロー７の推力Ｐを変化させる。具体的には、

曲げモーメントＭ＝推力Ｐ×貼り合せ残寸法ｌ
曲げ応力σ＝曲げモーメントＭ／断面係数Ｚ

の関係が成立するので、例えば、許容曲げ応力σ’が１０８４［ＭＰａ］である場合、ピロー７の推力Ｐの最大値Ｐ_MAXは、

Ｐ_MAX＝（１０８４［ＭＰａ］×断面係数Ｚ）／貼り合せ残寸法ｌ

となる。ここで、断面係数Ｚとは、断面形状に依存した材料の強さを意味する。

ピロー７の突出量ｈが増えると、それに伴って第２板状部材１０１の反りが増加し、第２板状部材１０１からピロー７に及ぼされる鉛直方向の押下力が増加するので、これに対抗するべく推力Ｐも増加する。また、推力Ｐが上記Ｐ_MAXを超えると、第２板状部材１０１が破損するおそれがある。したがって、ピロー駆動手段８は、推力ＰがＰ_MAXを超えそうになると、貼り合せ角θを確保するための上記制御にかかわらずピロー７の突出量ｈを減らして、第２板状部材１０１が破損するのを防ぐ。また、第２板状部材１０１の反りは少ない方が好ましいので、ピロー駆動手段８は、推力Ｐが極力少なくなるように上記制御を行う。

図５は、貼り合せ開始から貼り合せ終了までの間のグラフであって、（Ａ）は曲げ応力σ、（Ｂ）はピロー７の推力Ｐ、（Ｃ）はピロー７の突出量ｈである。推力Ｐ（図５（Ｂ））を適切に制御することで、図５（Ａ）に示すように、曲げ応力σは許容曲げ応力σ’（１０８４［ＭＰａ］）を超えることなく推移しているのがわかる。また、図５（Ｃ）に示すように、ピロー７の突出量ｈは、貼り合せ開始直後は高く、その後は緩やかに減少していく傾向にあることがわかる。

貼り合せ動作が終了すると、貼り合せステージ６は第１板状部材１００の吸着保持を停止する。そして、第１板状部材１００および第２板状部材１０１は、後工程の装置に搬送される。

図６は、実施例２に係る貼り合せ装置の側面模式図である。本実施例において、第２板状部材１０１は第１板状部材１００よりも貼り合せ方向の長さが長い。また、第２板状部材１０１の貼終端部１０１ｃは第１板状部材１００よりも突き出しているが（オーバーハング有）、第２板状部材１０１の貼始端部１０１ｂは第１板状部材１００の端部に揃っており、オーバーハングは存在しない。

貼り合せ装置１Ａは、ピロー７Ａとヘッド１０Ａとを備える。ピロー７Ａは第２板状部材１０１の貼終端部１０１ｃを支持し、貼終端部１０１ｃが下方向および貼り合せ方向に移動するのを規制する。ヘッド１０Ａは第２板状部材１０１の貼始端部１０１ｂを支持し、貼始端部１０１ｂが貼り合せ反対方向に移動するのを規制する。つまり、本実施例では、第２板状部材１０１がヘッド１０Ａとピロー７Ａとによって水平方向にクランプされている。

その他の構成については、実施例１に係る貼り合せ装置１と同様なので、ここでは説明を省略する。

本実施例に係る貼り合せ装置１Ａによる貼り合せは、図６（Ａ）→（Ｂ）→（Ｃ）の順に進行する。

図６（Ｂ）は、図６（Ａ）に示す初期状態から、ローラー昇降手段１５を伸ばしてローラー１４を押付位置まで下降させた状態を示す。ローラー１４が下降すると、第２板状部材１０１の貼始端部１０１ｂは鉛直方向に押し下げられ、第１板状部材１００の接着層１０２に貼り合わされる。第２板状部材１０１が押し下げされると、それに伴ってヘッド１０Ａも下降する。一方、ピロー７Ａは接着層１０２よりも上方に突き出した位置に維持されている。したがって、第２板状部材１０２には図６（Ｂ）に示すような反りが生じる。

ヘッド１０Ａは、制御部２０の制御下でヘッド駆動部１１によって駆動され、第２板状部材１０１の貼始端部１０１ｂを貼り合せ方向に押圧し、貼終端部１０１ｃをピロー７Ａの段部に押し付けながら下降する。そして、第２板状部材１０１の貼始端部１０１ｂが接着層１０２に貼り合わされると、制御部２０からの指令により、ヘッド１０Ａは、貼始端部１０１ｂを貼り合せ方向に押圧するのをやめる。

図６（Ｃ）は、ステージ移動手段４を貼り合せ反対方向に移動させて第２板状部材１０１および第１板状部材１００に対するローラー１４の相対位置を貼り合せ方向に相対変化させることにより、貼り合せ動作を行った後の状態を示す。図６（Ｂ）と図６（Ｃ）との間で行われる貼り合せ動作の間、ピロー駆動手段８は、ピロー７Ａの上方に向かう推力と、高さ（突出量ｈ）を変化させる（例えば、図５参照）。

図７は、実施例３に係る貼り合せ装置の側面模式図である。本実施例において、第２板状部材１０１は第１板状部材１００よりも貼り合せ方向の長さが短い。また、第１板状部材１００に対する第２板状部材１０１のオーバーハングは、貼始端部１０１ｂおよび貼終端部１０１ｃのいずれにおいても存在しない。

貼り合せ装置１Ｂは、ピロー７Ｂとヘッド１０Ｂとを備える。ピロー７Ｂは第２板状部材１０１の貼終端部１０１ｃを支持し、貼終端部１０１ｃが下方向および貼り合せ方向に移動するのを規制する。ヘッド１０Ｂは第２板状部材１０１の貼始端部１０１ｂを支持し、貼始端部１０１ｂが貼り合せ反対方向に移動するのを規制する。つまり、本実施例では、第２板状部材１０１がヘッド１０Ｂとピロー７Ｂとによって水平方向にクランプされている。また、ピロー７Ｂの、貼終端部１０１ｃが下方向への移動を規制する部分は、接着層１０２よりも薄く形成されている。

その他の構成については、実施例２に係る貼り合せ装置１と同様なので、ここでは説明を省略する。

本実施例に係る貼り合せ装置１Ｂによる貼り合せは、図７（Ａ）→（Ｂ）→（Ｃ）の順に進行する。

図７（Ｂ）は、図７（Ａ）に示す初期状態から、ローラー昇降手段１５を伸ばしてローラー１４を押付位置まで下降させた状態を示す。ローラー１４が下降すると、第２板状部材１０１の貼始端部１０１ｂは鉛直方向に押し下げられ、第１板状部材１００の接着層１０２に貼り合わされる。第２板状部材１０１が押し下げされると、それに伴ってヘッド１０Ｂも下降する。一方、ピロー７Ｂは接着層１０２よりも上方に突き出した位置に維持されている。したがって、第２板状部材１０２には図７（Ｂ）に示すような反りが生じる。

ヘッド１０Ｂは、制御部２０の制御下でヘッド駆動部１１によって駆動され、第２板状部材１０１の貼始端部１０１ｂを貼り合せ方向に押圧し、貼終端部１０１ｃをピロー７Ｂの段部に押し付けながら下降する。そして、第２板状部材１０１の貼始端部１０１ｂが接着層１０２に貼り合わされると、制御部２０からの指令により、ヘッド１０Ｂは、貼始端部１０１ｂを貼り合せ方向に押圧するのをやめる。

図７（Ｃ）は、ステージ移動手段４を貼り合せ反対方向に移動させて第２板状部材１０１および第１板状部材１００に対するローラー１４の相対位置を貼り合せ方向に相対変化させることにより、貼り合せ動作が終了した状態を示す。図７（Ｂ）と図７（Ｃ）との間で行われる貼り合せ動作の間、ピロー駆動手段８は、ピロー７Ｂの上方に向かう推力と、高さを変化させる（例えば、図５参照）。また、ローラー１４が貼終端部１０１ｃに接近する貼り合せの終盤になると、ピロー７Ｂはローラー１４によって押し出されるか、または制御部２０の制御下でピロー駆動手段８によって駆動され、貼り合せ方向に移動する。

ピローの形状は上記したものに限定されず、種々の変形例が考えられる。変形例としては、例えば、図８（Ａ）〜（Ｃ）に示すピロー７’、７''、７'''がある。要するに、ピローは、第２板状部材１０１の貼終端部１０１ｃが下方向および貼り合せ方向に移動するのを規制することができる形状であれば、どのような形状であってもよい。ただし、実施例３のように、第１板状部材１００に対する第２板状部材１０１のオーバーハングが存在しない場合は、貼終端部１０１ｃの下方向への移動を規制する部分の厚さｄを、接着層１０２の厚さよりも薄く形成しておく必要がある。

［構成］
図９は、実施例４に係る貼り合せ装置の側面模式図である。同図に示すように、貼り合せ装置１Ｃは、床面上に設置される基台２と、基台２の天井部分である基台天井部３とを備える。基台天井部３は、不図示の支柱等によって基台２に固定されている。

貼り合せ装置１Ｃは、水平移動手段４を備える。水平移動手段４は実施例１に係る貼り合せ装置１のステージ移動手段４に相当するもので、水平移動手段４上には、準備ステージ５と、第１ステージ６（実施例１の貼り合せステージ６に相当）と、ピロー７Ｃおよびピロー駆動手段８と、ヘッド１０Ｃおよびヘッド駆動手段１１とが備えられている。また、基台天井部３の下側には、第２ステージ１２と、ステージ昇降手段１３と、ローラー１４と、ローラー昇降手段１５とが備えられている。

基台２上には、貼り合せ方向に平行に配置されたガイドが設けられている。制御部２０の制御下で、水平移動手段４はこのガイドに沿って水平移動する。水平移動手段４が貼り合せ方向または貼り合せ反対方向に水平移動すると、該上に配置された準備ステージ５、第１ステージ６等も一緒に移動し、これらと第２ステージ１２およびローラー１４との相対位置が変化する。

準備ステージ５は、前工程の装置から搬送されてきた第２板状部材１０１を載置するための水平な載置面と、該載置面に設けられた複数の吸着ノズル５ａとを有する。各吸着ノズル５ａは不図示のポンプ２１に接続されており、制御部２０の制御下でポンプ２１が作動すると、載置面上に載置されている第２板状部材１０１は、貼り合せ面を下向けにして吸着保持される。

第１ステージ６は、前工程の装置から搬送されてきた第１板状部材１００を載置するための水平な載置面と、該載置面に設けられた複数の吸着ノズル６ａとを有する。各吸着ノズル６ａは不図示のポンプ２１に接続されており、制御部２０の制御下でポンプ２１が作動すると、載置面上に載置されている第１板状部材１００は、貼り合せ面を上向けにして吸着保持される。

ピロー７Ｃおよびピロー駆動手段８は、第１ステージ６と準備ステージ５との間に配置されている。言い換えると、ピロー７Ｃおよびピロー駆動手段８は、第１ステージ６の貼り合せ方向奥側に配置されている。ピロー駆動手段８は、ピロー７Ｃの上方に向かう推力を変化させるとともに、ピロー７Ｃの高さを、第１ステージ６上に吸着保持された第１板状部材１００の貼り合せ面よりも上方に突き出した第１位置と、該貼り合せ面よりも沈んだ第２位置との間で上下に変化させる。ピロー駆動手段８は、制御部２０の制御下でこのような動作を行う。

ヘッド１０Ｃおよびヘッド駆動手段１１は、第１ステージ６の貼り合せ方向手前側に配置されている。ヘッド駆動手段１１は、ヘッド１０Ｃを上下方向および貼り合せ方向に沿って往復運動させる。ヘッド駆動手段１１は、制御部２０の制御下でこのような動作を行う。

第２ステージ１２は、準備ステージ５に載置されている第２板状部材１０１を吸着保持して搬送するための水平な保持面と、該保持面に設けられた複数の吸着ノズル１２ａとを有する。各吸着ノズル１２ａは不図示のポンプ２１に接続されており、制御部２０の制御下でポンプ２１が作動すると、第２板状部材１０１は、貼り合せ面を下向けにして吸着保持される。

ステージ昇降手段１３は、基台天井部３と第２ステージ１２との間に配置されている。ステージ昇降手段１３は主にシリンダーから構成され、制御部２０の制御下でステージ昇降手段１３が伸縮すると、それに伴って第２ステージ１２が昇降する。これにより、第２ステージ１２は、第１ステージ６や準備ステージ５に近接するほど下降した近接位置と、それよりも上方にあるステージ退避位置とをとる。

ローラー１４およびローラー昇降手段１５は、第２ステージ１２の、貼り合せ方向手前側に配置されている。また、ローラー昇降手段１５は、基台天井部３とローラー１４との間に配置されている。ローラー昇降手段１５は主にシリンダーから構成され、制御部２０の制御下でローラー昇降手段１５が伸縮すると、それに伴ってローラー１４が昇降する。これにより、ローラー１４は、第２板状部材１０１を第１板状部材１００に押し付けるほど下降した押付位置と、それよりも上方にあるローラー退避位置とをとる。

図１０は、本実施例に係る貼り合せ装置１Ｃのブロック図である。上述してきたように、制御部２０は、水平移動手段４、ピロー駆動手段８、ヘッド駆動手段１１、ローラー昇降手段１５、ステージ昇降手段１３およびポンプ２１の動作をそれぞれ制御する。

水平移動手段４は、水平移動することによって、例えば、第１ステージ６と第２ステージ１２との相対位置を変化させる。ピロー駆動手段８は、ピロー７Ｃの突出量や推力を変化させる。ヘッド駆動手段１１は、ヘッド１０Ｃを上下方向および貼り合せ方向に沿って往復運動させる。ローラー昇降手段１５は、ローラー１４を昇降させる。ステージ昇降手段１３は、第２ステージ１２を昇降させる。また、ポンプ２１は、準備ステージ５、第１ステージ６および第２ステージ１２の吸着ノズル５ａ、６ａ、１２ａに第１板状部材１００または第２板状部材１０１を吸着保持させる。なお、吸着ノズル５ａ、６ａ、１２ａは、独立して動作することができる。

［貼り合せ動作］
続いて、本実施例に係る貼り合せ装置１Ｃの貼り合せ動作について説明する。なお、貼り合せは、図１１〜図１４の（Ａ）→（Ｂ）→・・・→（Ｋ）の順に進行する。

図１１（Ａ）は、貼り合せが開始される前の初期状態を示す。初期状態では、第２ステージ１２はステージ退避位置を、ローラー１４はローラー退避位置を、ピロー７Ｃは第１位置をそれぞれとる。準備ステージ５の載置面上には、第２板状部材１０１が貼り合せ面１０１ａを下向けにして吸着保持されている。第１ステージ６の載置面上には、第１板状部材１００が貼り合せ面１００ａを上向けにして吸着保持されている。また、第１板状部材１００の貼り合せ面１００ａには、不図示の接着層が形成されている。

図１１（Ｂ）は、水平移動手段４を貼り合せ反対方向に移動させることにより、第２板状部材１０１がローラー１４および第２ステージ１２の真下に移動した状態を示す。

図１１（Ｃ）は、ステージ昇降手段１３を伸ばして第２ステージ１２を近接位置まで下降させるとともに、吸着ノズル５ａの動作を停止させ、吸着ノズル１２ａの動作を開始させた状態を示す。これにより、準備ステージ５に吸着保持されていた第２板状部材１０１は第２ステージ１２に吸着保持されるようになり、今後は第２ステージ１２とともに移動する。

図１２（Ｄ）は、ステージ昇降手段１３を縮めて、第２板状部材１０１を吸着保持したまま第２ステージ１２をステージ退避位置まで上昇させた状態を示す。

図１２（Ｅ）は、水平移動手段４を貼り合せ方向に移動させることにより、第１ステージ６に吸着保持されている第１板状部材１００と、第２ステージ１２に吸着保持されている第２板状部材１０１とを整合させた状態を示す。ここで、「整合」とは、第１板状部材１００と第２板状部材１０１との位置ずれが、後述する位置合せで完全に解消できる程度に揃っている状態を意味する。

図１２（Ｆ）は、ステージ昇降手段１３を伸ばして第２ステージ１２を近接位置まで下降させた状態を示す。同図に示すように、この状態では、第２板状部材１０１の貼終端部１０１ｃ（図９参照）とピロー７Ｃの表面とは当接するが、第２板状部材１０１の貼始端部１０１ｂ（図９参照）と第１板状部材１００（接着層）とは未だ接触することなく、離間している。本実施例では、離間距離は約６［ｍｍ］である。

図１３（Ｇ）は、ヘッド駆動手段１１によってヘッド１０Ｃを貼り合せ方向に移動させて、第１板状部材１００および第２板状部材１０１の位置合せを行った状態を示す。ヘッド１０Ｃがこのように移動すると第２板状部材１０１の貼始端部１０１ｂに貼り合せ方向の力が加わり、第２板状部材１０１は、貼終端部１０１ｃがピロー７Ｃの段部７ａ側壁に当接するところまで貼り合せ方向に移動する。すなわち、第２板状部材１０１は、ヘッド１０Ｃとピロー７Ｃの段部７ａ側壁とによって、水平方向にクランプされた状態となる。一方、第２板状部材１０１は未だ第２ステージ１２によって吸着保持されている。つまり、図１３（Ｇ）に示す状態において、第２板状部材１０１には、水平方向のクランプ力と上下方向の吸着力の双方の力が及んでいる。なお、ヘッド駆動手段１１は、過大なクランプ力によって第２板状部材１０１が破損等することがないように、ヘッド１０Ｃの移動を制御する。

図１３（Ｈ）は、第２ステージ１２が第２板状部材１０１を吸着保持するのを停止させた後、ステージ昇降手段１３を縮めて第２ステージ１２をステージ退避位置まで上昇させた状態を示す。この状態において、第２板状部材１０１は、ヘッド１０Ｃとピロー７Ｃとによる水平方向のクランプ力のみによって同図に示す位置、すなわち、第２板状部材１０１と第１板状部材１００とが未だ接触することなく離間する位置に保持されている。

図１３（Ｉ）は、ローラー昇降手段１５を伸ばしてローラー１４を押付位置まで下降させた状態を示す。ローラー１４が下降すると、第２板状部材１０１は鉛直方向に押し下げられ、第２板状部材１０１の貼始端部１０１ｂが第１板状部材１００に貼り合わされる。同図に示すように、第２板状部材１０１が押し下げされると、それに伴ってヘッド１０Ｃも下降し、第２板状部材１０１に所定のクランプ力を及ぼし続ける。また、ローラー昇降手段１５は、第２板状部材１０１および第１板状部材１００が破損等することがないように、ローラー１４による押圧力を制御する。

図１４（Ｊ）は、ヘッド駆動手段１１によってヘッド１０Ｃを貼り合せ反対方向に水平移動させて第２板状部材１０１から退避させるとともに、水平移動手段４を貼り合せ反対方向に移動させて第２板状部材１０１および第１板状部材１００に対するローラー１４の相対位置を貼り合せ方向に変化させた状態を示す。押圧したままローラー１４の相対位置を貼り合せ方向に変化させていくと、第１板状部材１００と第２板状部材１０１とは貼始端部１０１ｂから貼終端部１０１ｃに向かって貼り合わされていく。なお、ヘッド１０Ｃが退避しているので、貼り合せ中の第２板状部材１０１に、水平方向のクランプ力は及ばない。

図１３（Ｉ）と図１４（Ｊ）との間で行われる貼り合せ中、ピロー駆動手段８は、ピロー７Ｃの上方に向かう推力と、高さを変化させる（例えば、図５参照）。

図１４（Ｋ）は、ピロー駆動手段８がピロー７Ｃを第２位置まで下降させるとともに、ローラー昇降手段１５を縮めてローラー１４をローラー退避位置まで上昇させた状態を示す。この状態になった後、第１ステージ６は第１板状部材１００の吸着保持を停止する。そして、第１板状部材１００および第２板状部材１０１は、後工程の装置に搬送される。

図１５は、実施例５に係る貼り合せ装置の側面模式図である。貼り合せ装置１Ｄでは、基台天井部３が水平移動手段４を兼ねており、基台２の天井部に設けられた所定のガイドに沿って基台天井部３が貼り合せ方向およびその反対方向に水平移動する点において、実施例４に係る貼り合せ装置１Ｃと異なっている。このため、本実施例に係る貼り合せ装置１Ｄでは、基台天井部３（水平移動手段４）とともに第２ステージ１２やローラー１４が移動することにより、これらと準備ステージ５や第１ステージ６との相対位置が変化するようになっている。

また、本実施例に係る貼り合せ装置１Ｄでは、下方向を撮影するカメラ２２が基台天井部３の下側に設けられている。後述するが、これにより第１板状部材１００および第２板状部材１０１の位置を認識し、貼り合せずれを防止することができる。

その他の構成については、実施例４に係る貼り合せ装置１Ｃと同様なので、ここでは説明を省略する。

本実施例に係る貼り合せ装置１Ｄによる貼り合せは、図１６〜図１８の（Ａ）→（Ｂ）→・・・→（Ｉ）の順に進行する。以下、これらの図を参照しながら、特に実施例４に係る貼り合せと異なる点について説明する。

図１６（Ａ）〜（Ｂ）において、第２ステージ１２に第２板状部材１０１が吸着保持されると、図１６（Ｃ）〜図１７（Ｄ）にかけて、基台天井部３が貼り合せ反対方向に水平移動し、第１板状部材１００と第２板状部材１０１とを整合させる。このとき、カメラ２２は、第１板状部材１００および第２板状部材１０１の位置を認識する。そして、認識した結果を基にして基台天井部３の位置を微調整するフィードバック制御を行う。ヘッド１０Ｃによる位置合せと、カメラ２２を用いたフィードバック制御とを行うことで、より確実に貼り合せずれを防止することができる。

図１８（Ｈ）〜（Ｉ）においては、基台天井部３が貼り合せ方向に水平移動する。これにより、ローラー１４と、第２板状部材１０１および第１板状部材１００との相対位置が変化し、第２板状部材１０１が第１板状部材１００に貼り合される。

以上、本発明に係る貼り合せ装置の好ましい実施形態について説明してきたが、本発明はこれらの構成に限定されるものではない。

例えば、タッチパネルやカバーガラスは単なる一例であって、本発明に係る貼り合せ装置は、他の板状部材の貼り合せにも使用することができる。また、各図面は模式図であって、ヘッドやピローの形状は図示したものに限定されない。

１、１Ａ〜Ｄ貼り合せ装置
２基台
３基台天井部
４ステージ移動手段（水平移動手段）
５準備ステージ
５ａ吸着ノズル
６貼り合せステージ（第１ステージ）
６ａ吸着ノズル
７、７Ａ〜Ｄピロー
８ピロー駆動手段
１０、１０Ａ〜Ｄヘッド
１１ヘッド駆動手段
１２第２ステージ
１２ａ吸着ノズル
１３ステージ昇降手段
１４ローラー
１５ローラー昇降手段
２０制御部
２１ポンプ
２２カメラ
１００第１板状部材（タッチパネル）
１００ａ貼り合せ面
１０１第２板状部材（カバーガラス）
１０１ａ貼り合せ面
１０１ｂ貼始端部
１０１ｃ貼終端部
１０２接着層

Claims

貼り合せステージ上に載置された第１板状部材としてのタッチパネルまたは液晶パネルと、該第１板状部材よりも上方に位置する第２板状部材としてのカバーガラスとの位置合せを行った後に、ローラーによって前記第２板状部材を前記第１板状部材に押し付け、前記第１板状部材および前記第２板状部材に対する前記ローラーの相対位置を貼り合せ方向に変化させて前記ローラーを走行させることにより、前記第２板状部材を前記第１板状部材に貼り合せる貼り合せ装置であって、
前記第２板状部材は、前記第１板状部材に最初に貼り合される側の端部である貼始端部と、前記第１板状部材に最後に貼り合される側の端部である貼終端部とを有し、
上下に昇降可能なヘッドによって前記貼始端部の少なくとも下面を支持することにより、前記ローラーの走行中に前記貼始端部が下方向へ移動するのを規制するとともに、
前記ヘッドとは別々に上下に昇降可能なピローによって前記貼終端部の少なくとも下面を支持することにより、前記ローラーの走行中に前記貼終端部が下方向へ移動するのを規制して前記貼終端部を前記貼始端部よりも高い位置に維持することにより、
前記第２板状部材の未だ前記ローラーによって押圧されていない部分と前記第１板状部材とが接触しないよう構成したことを特徴とする貼り合せ装置。
前記ピローは、前記ローラーの走行中に前記第２板状部材に加わる応力が前記第２板状部材に固有の許容曲げ応力を超えない範囲でできるだけ少なくなり、かつ貼り合せに必要な前記第１板状部材と前記第２板状部材との所定の貼り合せ角度が確保されるように、高さおよび推力が制御されることを特徴とする請求項１に記載の貼り合せ装置。
前記ローラーの走行にあわせて、前記ピローの高さが段階的に低くなるように制御されることを特徴とする請求項１または２に記載の貼り合せ装置。
前記ピローは、前記貼終端部の下方向および前記貼り合せ方向への移動を規制するような形状であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の貼り合せ装置。