JP5460418B2 - 接合部材の製造方法及び接合部材製造装置 - Google Patents

Description

本発明は接合部材の製造方法及び接合部材製造装置に関し、特に接合に要する時間が長くなることを抑制する接合部材の製造方法及び接合部材製造装置に関する。

例えば液晶パネルと保護ガラスとを貼り合わせる場合のように、２つの矩形の板状部材を接着剤を介して気泡の混入なしに貼り合わせたいという要請がある。一般に、円形の板状部材を貼り合わせる際には中心付近に滴下した接着剤を高速でスピンさせて展延させることが多いが、矩形の板状部材を貼り合わせる際には、円形部材と同様な手法で板状部材を高速でスピンさせて接着剤を適切に展延することが難しい。そのため、矩形の板状部材を貼り合わせる際に、接着剤を、矩形の重心を通り長手方向に長い矩形状に塗布された主要部と、矩形状の主要部の４つの角のそれぞれから矩形の板状部材の最も近い角に向かってそれぞれ線状に伸びる４つの誘導部とを有するように塗布し、２つの板状部材の貼り合わせ面を対向させ、一方の板状部材に塗布された接着剤を他方の板状部材に気泡が入らないように接触させた後、両方の板状部材を互いに接近させて挟まれた接着剤を展延させる技術がある（例えば、特許文献１参照。）。

特開２０１０−０２４３２１号公報（段落００４３、図４等）

しかしながら、上述のように、両方の板状部材を互いに接近させて挟まれた接着剤を展延させる場合は、板状部材のサイズが大きくなるにつれて、接着剤の展延時間が著しく（例えば累乗近似で）長くなり、接合処理に多大の時間がかかってしまっていた。

本発明は上述の課題に鑑み、比較的大きな部材を接合する場合でも接合に要する時間が過度に長くなることを抑制することができる接合部材の製造方法及び接合部材製造装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の第１の態様に係る接合部材の製造方法は、例えば図３及び図４に示すように、平坦な第１の接合面Ｄｆが形成された第１の部材Ｄと、平坦な第２の接合面Ｅｆが形成された第２の部材Ｅと、が流動性を失った媒介物質ＧＬ（例えば図２参照）を所定の厚さで介して接合された接合部材Ｃ（例えば図２参照）を製造する方法であって；第１の接合面Ｄｆ及び第１の接合面Ｄｆと同一平面上に存在する第１の仮想平面Ｄｓを含む第１の拡大平面Ｄｅと、第２の接合面Ｅｆ及び第２の接合面Ｅｆと同一平面上に存在する第２の仮想平面Ｅｓを含む第２の拡大平面Ｅｅと、を互いに平行になるように対向させつつ、厚さの方向Ｔｄに見て第１の接合面Ｄｆと第２の接合面Ｅｆとが重なる範囲が所定の範囲以下となるように配置する配置工程（図３（ｃ）参照）と；第１の接合面Ｄｆに流動性を有する媒介物質Ｇを塗布する第１の塗布工程（図４（ａ）参照）と；媒介物質Ｇが塗布された第１の部材Ｄを、第１の拡大平面Ｄｅと第２の拡大平面Ｅｅとの間隔を維持しながら、厚さの方向Ｔｄに見て第１の接合面Ｄｆと第２の接合面Ｅｆとが重なる範囲が次第に大きくなるように、第２の部材Ｅに対して相対的に移動させる移動工程（図４（ａ）〜（ｂ）参照）とを備える。ここで「平坦」とは、典型的には、全体的に平坦と見ることができれば足り、例えば移動工程を阻害しない程度で凹凸やスリット等が形成されているものも含まれる。また、「所定の範囲」とは、典型的には、第１の部材と第２の部材とに挟まれた媒介物質中に気泡が閉じ込められることがない最大の重なる範囲である。

このように構成すると、厚さの方向で見て第１の接合面と第２の接合面との重なる範囲が所定の範囲以下から接合部材となったときの重なった状態までスライドさせる時間で接合させることができる。

また、本発明の第２の態様に係る接合部材の製造方法は、例えば図３（ｂ）に示すように、上記本発明の第１の態様に係る接合部材の製造方法において、移動工程（例えば図４（ａ）参照）に先立って又は移動工程と並行して、第２の接合面Ｅｆに媒介物質Ｇｐを塗布する第２の塗布工程（図３（ｂ）参照）を備える。

このように構成すると、第１の接合面と第２の接合面との間に空隙が生じることを防ぐことができ、接合部材となったときに第１の接合面と第２の接合面との間に気泡が混入することを抑制することができる。

また、本発明の第３の態様に係る接合部材の製造方法は、例えば図４（ａ）に示すように、上記本発明の第１の態様又は第２の態様に係る接合部材の製造方法において、第１の塗布工程が、移動工程と並行して行われる。

このように構成すると、処理時間を短縮させることができる。

また、本発明の第４の態様に係る接合部材の製造方法は、例えば図４（ａ）を参照して示すと、上記本発明の第１の態様乃至第３の態様のいずれか１つの態様に係る接合部材の製造方法において、第１の塗布工程中に、第１の接合面Ｄｆを振動させる。

このように構成すると、良好な塗布状態を得ることができる。

また、本発明の第５の態様に係る接合部材の製造方法は、例えば図５に示すように、上記本発明の第１の態様乃至第４の態様のいずれか１つの態様に係る接合部材の製造方法において、前記移動工程において、前記第１の塗布工程で塗布された媒介物質Ｇの厚みを整えるフィルムアプリケーター６１が用いられる。

このように構成すると、媒介物質を第１の接合面と第２の接合面との間に円滑に導くことができる。

上記目的を達成するために、本発明の第６の態様に係る接合部材製造装置は、例えば図１、図３及び図４に示すように、平坦な第１の接合面Ｄｆが形成された第１の部材Ｄと、平坦な第２の接合面Ｅｆが形成された第２の部材Ｅと、を媒介物質を所定の厚さで介して接合する装置であって；第１の部材Ｄを把持する第１の把持具１１と；第２の部材Ｅを把持する第２の把持具１２と；第１の接合面Ｄｆに流動性を有する媒介物質Ｇを塗布する塗布装置４０と；第１の把持具１１及び第２の把持具１２の少なくとも一方を移動させる移動装置２０と；第１の接合面Ｄｆ及び第１の接合面Ｄｆと同一平面上に存在する第１の仮想平面Ｄｓ（例えば図３（ｃ）参照）を含む第１の拡大平面Ｄｅ（例えば図３（ｃ）参照）と、第２の接合面Ｅｆ及び第２の接合面Ｅｆと同一平面上に存在する第２の仮想平面Ｅｓ（例えば図３（ｃ）参照）を含む第２の拡大平面Ｅｅ（例えば図３（ｃ）参照）と、を互いに平行になるように対向させつつ、厚さの方向に見て第１の接合面Ｄｆと第２の接合面Ｅｆとが重なる範囲が所定の範囲以下となるように配置した後に、第１の拡大平面Ｄｅと第２の拡大平面Ｅｅとの間隔を維持しながら、厚さの方向に見て第１の接合面Ｄｆと第２の接合面Ｅｆとが重なる範囲が次第に大きくなる方向へ、第１の部材Ｄを第２の部材Ｅに対して相対的に移動させる（例えば図４（ａ）〜（ｂ）参照）ように、第１の把持具１１及び第２の把持具１２並びに移動装置２０を制御する制御装置５０とを備える。

このように構成すると、厚さの方向で見て第１の接合面と第２の接合面との重なる範囲が所定の範囲以下から接合部材となったときの重なった状態までスライドさせる時間で接合させることができる。

本発明によれば、厚さの方向で見て第１の接合面と第２の接合面との重なる範囲が所定の範囲以下から接合部材となったときの重なった状態までスライドさせる時間で接合させることができる。

本発明の実施の形態に係る接合部材製造装置の概略構成を示す図である。（ａ）は斜視図、（ｂ）は吐出ヘッドの部分拡大斜視図である。 接合部材の構成を例示する側面図である。 接合部材の製造過程の前半部分における接合部材製造装置の状態を説明する図である。 接合部材の製造過程の後半部分における接合部材製造装置の状態を説明する図である。 フィルムアプリケーターの適用状況を説明する側面図である。 部材への接着剤の塗布の変形例を示す側面図である。（ａ）は両方の接合面に対して吐出ヘッドから接着剤を供給する態様を示す図、（ｂ）は両方の接合面に対して接着剤のプレコーティングを形成する態様を示す図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において互いに同一又は相当する部材には同一あるいは類似の符号を付し、重複した説明は省略する。

まず図１を参照して、本発明の実施の形態に係る接合部材製造装置１を説明する。図１は、接合部材製造装置１の概略構成を示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は吐出ヘッドの部分斜視図である。接合部材製造装置１は、第１の部材としての下部材Ｄを把持する第１の把持具としての下吸着ステージ１１と、第２の部材としての上部材Ｅを把持する第２の把持具としての上吸着ステージ１２と、下吸着ステージ１１を移動させる移動装置２０と、媒介物質としての接着剤Ｇ（図１（ｂ）参照）を吐出する塗布装置としての吐出ヘッド４０と、接合部材製造装置１の動作を制御する制御装置５０とを備えている。ここで、接合部材製造装置１の詳細な説明に先立って、接合部材製造装置１で製造される接合部材の構成を例示する。

図２は、接合部材Ｃの構成を例示する側面図である。接合部材Ｃは、下部材Ｄと上部材Ｅとが所定の厚さＴの接着剤Ｇの層（接着剤層ＧＬ）を挟んで構成された部品である。本実施の形態では、下部材Ｄが液晶パネルであり、上部材Ｅが保護ガラスであるが、これら以外の部材であってもよい。所定の厚さＴは、製品あるいは中間製品としての接合部材Ｃ中の接着剤層ＧＬの設計上の厚さである。接着剤層ＧＬは、吐出ヘッド４０（図１参照）から吐出された時点では流動性を有していた接着剤Ｇが、粘度が増加することにより流動性を失って形成されたものであり、典型的には接着剤Ｇが硬化して形成されている。本実施の形態では、接着剤Ｇは、合成樹脂などの高分子固形分が溶媒に溶け込んだ液体状の物質で、高分子物質の一形態であり、紫外線が照射されると紫外線の強度に応じて粘度が増加して流動性を失うように構成されている。接着剤層ＧＬは、下部材Ｄと上部材Ｅとを貼り付けると共に、硬化した際には下部材Ｄと上部材Ｅとの間隔を所定の間隔（所定の厚さＴに相当する距離）に保持する中間層の役割をするものである。

下部材Ｄは、矩形板状に形成されている。下部材Ｄの板状の面の１つが、接着剤Ｇに接する第１の接合面としての下接合面Ｄｆとなっている。上部材Ｅは、矩形板状に形成されている。上部材Ｅの板状の面の１つが、接着剤Ｇに接する第２の接合面としての上接合面Ｅｆとなっている。下接合面Ｄｆ及び上接合面Ｅｆは、共に平坦に形成されている。ここでいう平坦とは、対向する下接合面Ｄｆ及び上接合面Ｅｆを、所定の厚さＴに相当する距離だけ離して両接合面Ｄｆ、Ｅｆに平行に下部材Ｄ及び／又は上部材Ｅを動かしたときにその動きが阻害されない程度に凹凸やスリット等が形成されているものを含む概念である。また、下接合面Ｄｆ及び上接合面Ｅｆは、それぞれ下部材Ｄ及び上部材Ｅと一体に形成されているものに限られない。例えば下接合面Ｄｆで説明すれば、下部材Ｄの１つの面（平坦であるか否かは問わない）に他の部材（接着剤Ｇが硬化したものも含む）が適用されて平坦な面が形成されたものでもよく、つまり、下接合面Ｄｆが形成された下部材Ｄは、複数の部材が合わさっていても全体として１つの下部材Ｄとみなすことができるものであればよい。なお、下部材Ｄ及び上部材Ｅは、別体であり、典型的には材質が異なるものであるが、同じ材質であってもよい。

再び図１に戻って接合部材製造装置１の説明を続ける。下吸着ステージ１１は、下部材Ｄの下接合面Ｄｆの裏面を真空吸着することにより、下部材Ｄを把持することができるように構成されている。下吸着ステージ１１は、本実施の形態では、下接合面Ｄｆよりもやや大きい面を持つ矩形板状の外形を呈している。下吸着ステージ１１の下部材Ｄと接する吸着面１１ｂには複数の通気孔１１ｈが形成されており、通気孔１１ｈは真空ポンプ（不図示）に連通している。下吸着ステージ１１は、真空ポンプ（不図示）の作動により下部材Ｄを真空吸着できるように構成されている。下吸着ステージ１１は、吸着面１１ｂの裏側の中央に、下吸着ステージ１１を支持する直方体形状の下支持体１１ｓが取り付けられている。

上吸着ステージ１２は、上部材Ｅの上接合面Ｅｆ（図２参照）の裏面を真空吸着することにより、上部材Ｅを把持することができるように構成されている。上吸着ステージ１２は、下吸着ステージ１１と同様に構成されており、矩形板状の外形を呈し、真空ポンプ（不図示）に連通する複数の通気孔（不図示）が上部材Ｅと接する吸着面に形成されており、真空ポンプ（不図示）の作動により上部材Ｅを真空吸着できるように構成されている。また、上吸着ステージ１２は、吸着面の裏側の中央に、上吸着ステージ１２を支持する直方体形状の上支持体１２ｓが取り付けられている。下吸着ステージ１１及び／又は上吸着ステージ１２は、把持する下部材Ｄ及び／又は上部材Ｅのずれを防止する観点から、下部材Ｄ及び／又は上部材Ｅが滑らないようにするガイド（不図示）を有する構成としてもよい。また、下部材Ｄ及び／又は上部材Ｅを把持するステージが多孔質プレートで構成されていてもよい。

移動装置２０は、可動軸２１と、駆動源２２と、案内レール２３とを含んで構成されている。可動軸２１は、下支持体１１ｓと駆動源２２とを仲介する棒状の部材であり、水平に延びるように設けられている。可動軸２１は、その一端が吸着面１１ｂに直交する下支持体１１ｓの面の１つに接続されており、他端は駆動源２２に嵌挿されている。駆動源２２は、可動軸２１をその軸方向に（水平方向に）往復動させる装置である。駆動源２２は、電力を入力し、入力した電力を機械仕事に変換するように構成されている。案内レール２３は、下吸着ステージ１１の移動方向を制限するための部材であり、下吸着ステージ１１を特定の一直線上で往復動させるように、直線状に敷設されている。上述のように構成された移動装置２０は、可動軸２１（ひいては下吸着ステージ１１）を移動させる距離を調節できる位置制御機能を有しており、典型的にはサーボあるいはステッピングモータを用いたパルス制御が用いられる。

上吸着ステージ１２には、反転装置３０が接続されている。反転装置３０は、上吸着ステージ１２に把持された上部材Ｅを天地反転させる装置である。反転装置３０は、回転軸３１と、モータ３２とを有している。回転軸３１は、上支持体１２ｓとモータ３２とを仲介する棒状の部材であり、水平に延びるように設けられている。回転軸３１は、上部材Ｅを把持した上吸着ステージ１２の重量が先端にかかっても撓むことがないような剛性を持つヤング率及び断面形状を有している。回転軸３１は、その一端が上吸着ステージ１２の吸着面に直交する上支持体１２ｓの面の１つに接続されており、他端はモータ３２に接続されている。モータ３２は、回転軸３１をその軸線まわりに回転させる装置であり、入力した電力を用いて回転軸３１を正逆両方向に回転させることができるように構成されている。反転装置３０は、本実施の形態では、接合部材製造装置１のフレーム（不図示）に固定されている。

吐出ヘッド４０は、下部材Ｄの案内レール２３に直交する辺の長さ４０Ｌを有している。図１（ｂ）の部分詳細図に示すように、吐出ヘッド４０は、長さ４０Ｌに渡って、接着剤Ｇを吐出するスリット４０ｓが形成されている。吐出ヘッド４０は、スリット４０ｓが形成されていることにより、接着剤Ｇを長さ４０Ｌに渡って帯状に滴下することができるようになっている。吐出ヘッド４０は、別途接着剤Ｇが貯留されている接着剤槽（不図示）とチューブ（不図示）を介して接続されており、接着剤圧送装置（不図示）の作動により、接着剤槽（不図示）から適切なタイミングで接着剤Ｇが圧送されてくることにより、接着剤Ｇが吐出されるように構成されている。吐出ヘッド４０は、スリット４０ｓが案内レール２３に直交するように、下吸着ステージ１１側の上吸着ステージ１２の辺に近接して配置されている。

制御装置５０は、下吸着ステージ１１の吸着面１１ｂに形成された複数の通気孔１１ｈに連通する真空ポンプ（不図示）及び上吸着ステージ１２の吸着面に形成された複数の通気孔に連通する真空ポンプ（不図示）とそれぞれ信号ケーブルで接続されており、下部材Ｄ及び上部材Ｅの真空吸着の有無をそれぞれ制御することができるように構成されている。また、制御装置５０は、移動装置２０と信号ケーブルで接続されており、可動軸２１の移動距離及び移動タイミングを制御することができるように構成されている。また、制御装置５０は、反転装置３０と信号ケーブルで接続されており、回転軸３１の回転動作を制御することができるように構成されている。また、制御装置５０は、接着剤圧送装置（不図示）と信号ケーブルで接続されており、吐出ヘッド４０からの接着剤Ｇの吐出量（吐出の有無も含む）を制御することができるように構成されている。また、接合部材製造装置１は紫外線を照射するＵＶ照射器（図１において不図示）を有しており、制御装置５０は、ＵＶ照射器（不図示）と信号ケーブルで接続されて、紫外線の照射の有無を制御することができるように構成されている。

引き続き図３及び図４を参照して、接合部材製造装置１の作用を説明する。図３は、接合部材Ｃの製造過程の前半部分における接合部材製造装置１の状態を説明する図、図４は、接合部材Ｃの製造過程の後半部分における接合部材製造装置１の状態を説明する図である。接合部材製造装置１によって接合部材Ｃが製造される過程は、接合部材の製造方法が具現された本発明の１つの実施の形態である。以下の説明において、接合部材製造装置１の構成あるいは接合部材Ｃの構造について言及しているときは、適宜図１及び図２を参照することとする。接合部材Ｃの製造を開始する準備として、上吸着ステージ１２の吸着面を上方に向けておく。なお、下支持体１１ｓに接続されている可動軸２１は、本実施の形態では軸回りの回動を行わないので、下吸着ステージ１１の吸着面１１ｂは常に上方を向いていることとなる。

上吸着ステージ１２の吸着面が上方を向いていることを確認したら、前工程で準備された下部材Ｄが収容されているトレー（不図示）内の１つの下部材Ｄをロボット（不図示）がつかみ、下接合面Ｄｆを上方に向けて吸着面１１ｂ上に載置する。制御装置５０は、下部材Ｄが吸着面１１ｂに載置されたら複数の通気孔１１ｈに連通する真空ポンプ（不図示）を作動させ、下部材Ｄを吸着面１１ｂで吸着保持させる。他方、前工程で準備された上部材Ｅが収容されているトレー（不図示）内の１つの上部材Ｅをロボット（不図示）がつかみ、上接合面Ｅｆを上方に向けて上吸着ステージ１２の吸着面上に載置する。制御装置５０は、上部材Ｅが上吸着ステージ１２の吸着面に載置されたらその吸着面に形成された複数の通気孔に連通する真空ポンプ（不図示）を作動させ、上部材Ｅを上吸着ステージ１２の吸着面で吸着保持させる（図３（ａ）参照）。

上部材Ｅが上吸着ステージ１２に吸着保持されたら、下部材Ｄとの接合に先立って、上接合面Ｅｆの全面に液状の接着剤Ｇ（以下、接合面に事前に塗布した接着剤Ｇを符号「Ｇｐ」で表して区別することもある）を塗布してコーティングを形成する（第２の塗布工程、図３（ｂ）参照）。コーティングは、塗布の一形態である。上接合面Ｅｆに事前に塗布（プレコート）される接着剤Ｇｐは、所定の厚さＴよりも薄く、上接合面Ｅｆを下方に向けても垂れない程度で、後に行われる下部材Ｄとの接合が円滑に行われる程度とするとよい。コーティングＧｐは、典型的にはダイコーティングにより形成される。上接合面Ｅｆにプレコートされた接着剤Ｇｐは、流動性を有しており、後に下接合面Ｄｆに塗布される接着剤Ｇと一体となるので、上部材Ｅの一部とはならず、したがって、上部材Ｅの接着剤Ｇｐに接する界面が上接合面Ｅｆであることに変わりはない。コーティングＧｐの形成が終了したら、制御装置５０は反転装置３０の回転軸３１を回転させ、上接合面Ｅｆが下方を向くように上部材Ｅを反転させる。この反転により、下接合面Ｄｆと上接合面Ｅｆとは、水平方向（両接合面Ｄｆ、Ｅｆに平行な方向）にずれているものの、平行に向き合っている（配置工程、図３（ｃ）参照）。

上記の下接合面Ｄｆと上接合面Ｅｆとが平行に向き合っている状態（図３（ｃ））をさらに詳しく説明する。下部材Ｄについて、下接合面Ｄｆと同一平面上で上部材Ｅ側に、下接合面Ｄｆに隣接した想像上の平面である下仮想面Ｄｓ（第１の仮想平面）を設け、下接合面Ｄｆと下仮想面Ｄｓとを合わせて下拡大面Ｄｅ（第１の拡大平面）とする。他方、上部材Ｅについて、上接合面Ｅｆと同一平面上で下部材Ｄ側に、上接合面Ｅｆに隣接した想像上の平面である上仮想面Ｅｓ（第２の仮想平面）を設け、上接合面Ｅｆと上仮想面Ｅｓとを合わせて上拡大面Ｅｅ（第２の拡大平面）とする。図３（ｃ）に示す下接合面Ｄｆと上接合面Ｅｆとが水平方向にずれているものの平行に向き合っている状態は、下拡大面Ｄｅと上拡大面Ｅｅとが平行に対向している状態であり、本実施の形態では、下接合面Ｄｆと上仮想面Ｅｓとが平行に対向し、上接合面Ｅｆと下仮想面Ｄｓとが平行に対向した状態になっている。このとき、厚さの方向Ｔｄで見て、換言すれば下接合面Ｄｆに直交する方向で見て（本実施の形態では平面視となる）、下接合面Ｄｆと上接合面Ｅｆとが重ならない状態になっている。

なお、本実施の形態では、反転装置３０の構成上、上部材Ｅを反転させるときに上部材Ｅが一時的に下仮想面Ｄｓよりも下方を通過するため、下部材Ｄと上部材Ｅとが干渉することを回避するべく、厚さの方向Ｔｄで見て下接合面Ｄｆと上接合面Ｅｆとが重ならない状態で配置することとしている。しかし、下部材Ｄ及び上部材Ｅが干渉する等の不都合が生じない場合は、厚さの方向Ｔｄで見て、下接合面Ｄｆと上接合面Ｅｆとが所定の範囲以下で重なるように配置することとしてもよい。ここで「所定の範囲」とは、下接合面Ｄｆと上接合面Ｅｆとの間に、気泡が混入されることなく適切に接着剤Ｇを供給することができる範囲の上限である。適切に接着剤Ｇを供給するとは、典型的には、接合部材Ｃとなったときに、下部材Ｄと上部材Ｅとの間の接着剤Ｇが不足することなく、かつ、気泡が混入されていない状態となるように供給することである。厚さの方向Ｔｄで見て下接合面Ｄｆと上接合面Ｅｆとが所定の範囲以下で重なる例として、接着剤Ｇが塗布された下接合面Ｄｆと接着剤Ｇｐがプレコートされた上接合面Ｅｆとが気泡の混入がないように線で重なる場合や、接着剤Ｇが塗布されていない下接合面Ｄｆと接着剤Ｇｐがプレコートされた上接合面Ｅｆとの間に形成された隙間に供給された接着剤Ｇが気泡を取り込まずに毛細管現象で行き渡る程度の重なりとする場合が挙げられる。厚さの方向Ｔｄで見て下接合面Ｄｆと上接合面Ｅｆとが重なることとすると、下接合面Ｄｆと上接合面Ｅｆとを一旦接触させた後に離すことで両接合面Ｄｆ、Ｅｆ間の距離を設定しやすくなるという利点がある。

また、本実施の形態における配置工程では、下拡大面Ｄｅと上拡大面Ｅｅとの間隔が、接合部材Ｃとなったときの接着剤層ＧＬの厚さＴと等しくなるように設定されている。さらに、案内レール２３が延びる方向の矢視（図３（ｃ）に示されているのが正面視とした場合の側面視）では、上部材Ｅと下部材Ｄとがそれぞれ鉛直上下に位置する配置となっている。上述のように下部材Ｄ及び上部材Ｅが配置されると、図３（ｃ）に示すように、吐出ヘッド４０が、上部材Ｅの上仮想面Ｅｓ側の辺に対して、長手方向が沿うように隣接して配置される。このとき、吐出ヘッド４０の下端が下部材Ｄに接触しないように配置される。

吐出ヘッド４０が配置されたら、制御装置５０は、移動装置２０の可動軸２１を稼働させ、下部材Ｄを上部材Ｅへ向けて案内レール２３に沿って移動させる（移動工程の開始）。そして、吐出ヘッド４０のスリット４０ｓの真下に下接合面Ｄｆが来たときに、制御装置５０は、吐出ヘッド４０から液状の接着剤Ｇを吐出させて下接合面Ｄｆへの接着剤Ｇの供給を開始させる（第１の塗布工程の開始）。下接合面Ｄｆへの接着剤Ｇの供給は塗布の一形態である。下接合面Ｄｆに線状に供給された接着剤Ｇは、下部材Ｄの移動により上接合面Ｅｆの下方に位置すると、下接合面Ｄｆと上接合面Ｅｆとの間に形成された隙間に充填されることとなる。このとき、上接合面Ｅｆにあらかじめ液状の接着剤Ｇｐがプレコートされているので、下接合面Ｄｆに供給された接着剤Ｇが上接合面Ｅｆにプレコートされた接着剤Ｇｐに接する範囲が、点状から線状を介して面状に迅速に拡散してゆく。プレコートされた接着剤Ｇｐは、下接合面Ｄｆに供給された接着剤Ｇと接すると混じり合って渾然一体となり、両者の区別はなくなる。下部材Ｄの移動は、接合部材Ｃとなったときの下部材Ｄと上部材Ｅとの位置関係になるまで継続され、吐出ヘッド４０からの液状の接着剤Ｇの吐出は、スリット４０ｓの真下に下接合面Ｄｆが存在しなくなるまで継続される（図４（ａ）〜（ｂ）参照）。移動工程の間、下拡大面Ｄｅと上拡大面Ｅｅとの間隔は、配置工程で設定された厚さＴに相当する間隔が維持される。このようにして、厚さ方向Ｔｄで見て下接合面Ｄｆと上接合面Ｅｆとが重なる範囲が次第に大きくなる。これにより、下部材Ｄと上部材Ｅとが接着剤Ｇを介して気泡を取り込むことなく接合されることとなる。

このとき、下接合面Ｄｆと上接合面Ｅｆとの間に接着剤Ｇを充填させるのに要する時間は、下部材Ｄをスライドさせるのに要する時間で足りる。この時間は、本実施の形態では、下部材Ｄを移動させる速度が一定であれば、移動方向における部材の長さに概ね比例することとなる。これを、従来の両部材を押圧して接着剤Ｇを展延させる場合（押圧展延手法）と比較して見ると、従来の押圧展延手法では、接合する部材の接合面の、表面粗さが大きいほど、あるいは液状接着剤に対する接触角が大きいほど、接着剤の展延に時間を要することとなり、部材サイズの拡大に応じて累乗近似あるいは指数近似で増大してしまっていた。本実施の形態では、所要時間が部材のサイズに比例して増大するだけなので、従来の押圧展延手法に比べ、特に部材のサイズが大きくなるほど部材の接合に要する時間の短縮率が顕著となる。

下部材Ｄの移動が完了したら、制御装置５０は、上吸着ステージ１２による上部材Ｅの吸着保持を解除し、下吸着ステージ１１を移動工程開始前の位置に移動させる。そして、下部材Ｄと上部材Ｅとの間に存在する接着剤Ｇに、ＵＶ照射器８０から紫外線を照射させる（図４（ｃ）参照）。接着剤Ｇは、紫外線が照射されることにより流動性を失い、硬化する。これにより、下部材Ｄと上部材Ｅとが接着剤層ＧＬを介して接合されることとなり、接合部材Ｃとなる。接合部材Ｃが製造されたら、制御装置５０は、下吸着ステージ１１による下部材Ｄ（接合部材Ｃ）の吸着保持を解除する。下部材Ｄ（接合部材Ｃ）の吸着保持が解除されたら、ロボット（不図示）が接合部材Ｃをつかんで次工程へ搬送する。以上で１つの接合部材Ｃの製造が完了し、以降、上述の作用を繰り返す。

なお、上述の第１の塗布工程において、接着剤Ｇが供給される面である下接合面Ｄｆ（下部材Ｄ）を振動させることとしてもよい。接着剤Ｇが供給される際に下接合面Ｄｆを振動させることで、接着剤Ｇの拡散を促進させることができ、より円滑で良好な塗布状態を得ることができる。振動は、下接合面Ｄｆに平行な方向、特に下部材Ｄが移動する方向（案内レール２３が延びる方向）で行わせることとしてもよい。振動を発生させる構成として、下吸着ステージ１１に超音波振動子を設けておき、下部材Ｄを超音波振動させることとしてもよい。また、下部材Ｄを上部材Ｅに対して平行に移動させるための駆動力は、接着剤Ｇの粘性による下部材Ｄと接着剤Ｇとの界面の摩擦力（せん断力）に比例すると考えられるが、振動により摩擦力が小さくなり、所要駆動力を小さくすることができる。

また、図５に示すように、移動工程において、下接合面Ｄｆに滴下された液体状の接着剤Ｇを、下部材Ｄと上部材Ｅとの間に適切に充填させるため、滴下された接着剤Ｇの厚みを整えるフィルムアプリケーター６１を用いてもよい。図５（ａ）に示す例は、水平方向における下部材Ｄ側の上部材Ｅの辺及び上吸着ステージ１２の辺が揃っている場合に適用したものである。この場合、フィルムアプリケーター６１は、下部材Ｄ側の上部材Ｅの端辺に、下接合面Ｄｆに対向する面（接着剤Ｇを均す面）が上部材Ｅから離れるにつれて下接合面Ｄｆ（接着剤Ｇが滴下されている面）から離れるように取り付けられる。他方、図５（ｂ）に示す例は、水平方向における下部材Ｄ側で、上部材Ｅよりも上吸着ステージ１２が突き出ているものである。この場合、フィルムアプリケーター６１は、下部材Ｄ側の上吸着ステージ１２の端辺に取り付けられる。フィルムアプリケーター６１の、図５（ａ）に示す取り付け態様及び図５（ｂ）に示す取り付け態様のいずれの場合も、下端が上接合面Ｅｆに一致するように取り付けられているが、下端が下部材Ｄに接触しないように取り付けられていればよい。しかしながら、フィルムアプリケーター６１で均された、下接合面Ｄｆに塗布された接着剤Ｇを、上接合面Ｅｆにプレコートされた接着剤Ｇｐに接触させる観点から、フィルムアプリケーター６１は、下端が上仮想面Ｅｓよりも下側に付き出ないように取り付けられることが好ましい。

以上の説明では、接着剤Ｇが紫外線硬化性樹脂を主成分としているとしたが、加熱により硬化するものや常温下において時間経過に応じて硬化するものでもよい。また、接着剤Ｇは、完全に硬化するもの以外に、ジェル状などの半硬化するもの（外力を加えることにより弾性変形をするが外力を取り除くと元に戻るもの）であってもよい。また、媒介物質が高分子物質の一形態である接着剤Ｇであるとして説明したが、媒介物質は半田等の金属でもよく、あるいは液晶等の半硬化するものでもよく、下部材Ｄ及び上部材Ｅの接合に適した物質を用いるとよい。

以上の説明では、下部材Ｄ及び上部材Ｅが矩形板状に形成されているとしたが、下部材Ｄ及び／又は上部材Ｅは、平坦な接合面が形成されていれば、平面形状は矩形以外の円形や楕円形あるいは多角形に形成されていてもよく、接合面の裏面に所定の厚さを超える起伏を持つ凹凸が形成されていてもよい。

以上の説明では、下部材Ｄとの接合に先立って上接合面Ｅｆの全面に接着剤Ｇを塗布してプレコーティングＧｐを形成するとしたが、プレコートする接着剤は下部材Ｄに供給されるものと異なる成分のものでもよく、例えば下部材Ｄに供給される接着剤Ｇと混ざることで硬化する成分の接着剤であってもよい。また、下部材Ｄとの接合に先立って上接合面Ｅｆに接着剤を塗布しなくてもよい。このとき、下接合面Ｄｆに供給されている接着剤Ｇが上接合面Ｅｆに馴染みにくく接合が円滑に行われない場合は、上接合面Ｅｆを振動させたり、接着剤に対して親和性が向上する表面処理を上接合面Ｅｆに事前に施してもよい。

また、以上の説明では、下部材Ｄとの接合に先立って上接合面Ｅｆの全面に接着剤Ｇをプレコートしておき、第１の塗布工程では下接合面Ｄｆに接着剤Ｇを供給することとしたが、プレコートを下接合面Ｄｆに対して行い、接着剤Ｇの供給を上接合面Ｅｆに対して行うこととしてもよい（この場合、上部材Ｅが第１の部材に相当し、下部材Ｄが第２の部材に相当することとなる。）。つまり、以上の説明では、第１の部材が下部材Ｄであり、第２の部材が上部材Ｅであるとしたが、第１の部材が上部材Ｅであり、第２の部材が下部材Ｄであってもよい（以下に述べる各変形例の適用についても同様）。また、第２の塗布工程は、下拡大面Ｄｅと上拡大面Ｅｅとを対向させる配置工程の前に上接合面Ｅｆの全面に行う場合に限らず、上述の第１の塗布工程と同様の要領で、移動工程と同時に行うこととしてもよい。

図６（ａ）に、第２の塗布工程を、第１の塗布工程と同様の要領で移動工程と同時に行う状態を示す。この場合、吐出ヘッド４０とは別に、吐出ヘッド４０と同様の構成の吐出ヘッド４０Ａが、下部材Ｄの下仮想面Ｄｓ側の辺に対して、長手方向が沿うように隣接して配置される。このとき、吐出ヘッド４０Ａの上端が上部材Ｅに接触しないように配置される。第２の塗布工程を移動工程と同時に行うこととすると、プロセスタイムを短縮することができるため好ましい。また、図６（ｂ）に示すように、下接合面Ｄｆ及び上接合面Ｅｆの双方に、合わせて所定の厚さＴとなるような量の接着剤Ｇを塗布してプレコーティングＧｐを形成してから、両部材Ｄ、Ｅをスライドさせて接合することにより、接着剤Ｇのはみ出しを抑制して接着剤Ｇの無駄を削減することとしてもよい。また、図示は省略するが、下接合面Ｄｆ及び上接合面Ｅｆの双方に図６（ｂ）に示すようなプレコーティングＧｐを施してさらに図６（ａ）に示すような態様で両部材Ｄ、Ｅの間に接着剤Ｇを供給することとして接着剤Ｇの展延速度を速めることとしてもよい。このように、接着剤Ｇの塗布形態は、接合面の粗さや用いられる接着剤の成分等の状況に応じて、厚さ方向Ｔｄで見て両部材Ｄ、Ｅが重なる前に接合面の全面に行うプレコートと、接合面の一部に滴下する供給とを使い分けること、あるいは両方を重畳して適用することができる。また、接着剤Ｇの塗布を、下部材Ｄ及び上部材Ｅの一方に行うか両方に行うかを状況に応じて選択することができる。しかしながら、プロセスタイムの短縮化の観点からは一方の接合面には接着剤をプレコートしておき他方の接合面には移動工程中に接着剤を供給することが好ましく、展延速度を速める観点からは両方の接合面に接着剤をプレコートしておきつつ必要に応じて一方の接合面に移動させながら接着剤を供給することが好ましい。なお、第１の塗布工程及び第２の塗布工程並びに配置工程の順序は、適宜変更してもよい。

以上の説明では、配置工程における下拡大面Ｄｅと上拡大面Ｅｅとの間隔が、接合部材Ｃとなったときの接着剤層ＧＬの厚さＴと等しくなるとしたが、配置工程から移動工程にかけては接着剤層ＧＬの厚さＴに相当する距離とは異なる間隔としておき、移動工程が完了した後に下部材Ｄと上部材Ｅとを接近又は離間させて下接合面Ｄｆと上接合面Ｅｆとの間隔を所定の厚さＴに合わせることとしてもよい。しかしながら、配置工程の段階で下拡大面Ｄｅと上拡大面Ｅｅとの間隔を所定の厚さＴに合わせることとすると、プロセスタイムを短縮することができると共に、接着剤Ｇの供給を供給量及び供給タイミングの点で最適化しやすいため好ましい。なお、微視的には、移動工程の完了後に、接着剤Ｇが硬化する過程で、接着剤Ｇが膨張又は収縮して両接合面Ｄｆ、Ｅｆの間隔が変化することも考えられるが、その間隔の変化が製品又は中間製品としての接合部材Ｃの設計寸法に対して許容される誤差範囲である場合は、両接合面Ｄｆ、Ｅｆの間隔に変化がないものとして取り扱うこととする。

以上の説明では、第１の塗布工程と移動工程とが同時に行われるとしたが、接合部材Ｃとなったときの接着剤層ＧＬの体積に相当する量の接着剤Ｇをあらかじめ第１の塗布工程において塗布しておき、第１の塗布工程が完了した後に移動工程に移行することとしてもよい。しかしながら、第１の塗布工程と移動工程とが同時に行われることとすると、プロセスタイムを短縮することができるため好ましい。

以上の説明では、第１の塗布工程において、スリット４０ｓが形成された吐出ヘッド４０から液状の接着剤Ｇが線状に吐出されることとしたが、スリット４０ｓが形成された吐出ヘッド４０に代えて接着剤Ｇを点状に吐出するノズルを用い、ノズルを適宜動かすことにより吐出ヘッド４０を用いた場合と同様の線状あるいは多点状に塗布することとしてもよい（この場合、典型的には第１の塗布工程が完了した後に移動工程が開始される。）。接着剤Ｇを多点状に塗布する場合、複数のノズルを下部材Ｄが移動する方向に対して直交するように水平に並べることとしてもよい。

以上の説明では、第１の塗布工程が、吐出ヘッド４０から液状の接着剤Ｇが吐出されることにより下接合面Ｄｆに接着剤Ｇが供給されることとしたが、例えばシート状の合成樹脂（媒介物質）を下接合面Ｄｆに載置した後に熱等で融解させることで流動性を有することとなるような形態としてもよい。このように、「塗布」には、当初は流動性を有していなかった媒介物質を、厚さ方向Ｔｄで見て下接合面Ｄｆと上接合面Ｅｆとが重なる際に流動性を有することとなる場合も含まれる。

以上の説明では、移動工程において、上部材Ｅを移動させずに下部材Ｄを移動させることとしたが、下部材Ｄを移動させずに上部材Ｅを移動させることとしてもよく、あるいは、下部材Ｄ及び上部材Ｅの双方が移動することとしてもよい。

以上の説明では、下部材Ｄと上部材Ｅとの接合が行われる際、両接合面Ｄｆ、Ｅｆが、水平となる状態で行うこととしたが、垂直等の水平以外となる状態で行うこととしてもよい。

１ 接合部材製造装置
１１ 下吸着ステージ（第１の把持具）
１２ 上吸着ステージ（第２の把持具）
２０ 移動装置
４０ 吐出ヘッド（塗布装置）
５０ 制御装置
６１ フィルムアプリケーター
Ｃ 接合部材
Ｄ 下部材（第１の部材）
Ｄｆ 下接合面（第１の接合面）
Ｄｓ 下仮想面（第１の仮想平面）
Ｄｅ 下拡大面（第１の拡大平面）
Ｅ 上部材（第２の部材）
Ｅｆ 上接合面（第２の接合面）
Ｅｓ 上仮想面（第２の仮想平面）
Ｅｅ 上拡大面（第２の拡大平面）
Ｇ 接着剤（媒介物質）
ＧＬ 接着剤層（媒介物質（流動性喪失））
Ｔ 所定の厚さ
Ｔｄ 厚さの方向

Claims (6)

1. 平坦な第１の接合面が形成された第１の部材と、平坦な第２の接合面が形成された第２の部材と、が流動性を失った媒介物質を所定の厚さで介して接合された接合部材を製造する方法であって；
   前記第１の接合面及び前記第１の接合面と同一平面上に存在する第１の仮想平面を含む第１の拡大平面と、前記第２の接合面及び前記第２の接合面と同一平面上に存在する第２の仮想平面を含む第２の拡大平面と、を互いに平行になるように対向させつつ、前記厚さの方向に見て前記第１の接合面と前記第２の接合面とが重なる範囲が所定の範囲以下となるように配置する配置工程と；
   前記第１の接合面に流動性を有する前記媒介物質を塗布する第１の塗布工程と；
   前記媒介物質が塗布された前記第１の部材を、前記第１の拡大平面と前記第２の拡大平面との間隔を維持しながら、かつ、前記第１の接合面と前記第２の接合面との間に形成された隙間に前記媒介物質を充填しながら、前記厚さの方向に見て前記第１の接合面と前記第２の接合面とが重なる範囲が次第に大きくなるように、前記第２の部材に対して相対的に移動させる移動工程とを備える；
   接合部材の製造方法。
2. 前記移動工程に先立って又は前記移動工程と並行して、前記第２の接合面に前記媒介物質を塗布する第２の塗布工程を備える；
   請求項１に記載の接合部材の製造方法。
3. 前記第１の塗布工程が、前記移動工程と並行して行われる；
   請求項１又は請求項２に記載の接合部材の製造方法。
4. 前記第１の塗布工程中に、前記第１の接合面を振動させる；
   請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の接合部材の製造方法。
5. 前記移動工程において、前記第１の塗布工程で塗布された前記媒介物質の厚みを整えるフィルムアプリケーターが用いられる；
   請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の接合部材の製造方法。
6. 平坦な第１の接合面が形成された第１の部材と、平坦な第２の接合面が形成された第２の部材と、を媒介物質を所定の厚さで介して接合する装置であって；
   前記第１の部材を把持する第１の把持具と；
   前記第２の部材を把持する第２の把持具と；
   前記第１の接合面に流動性を有する前記媒介物質を塗布する塗布装置と；
   前記第１の把持具及び前記第２の把持具の少なくとも一方を移動させる移動装置と；
   前記第１の接合面及び前記第１の接合面と同一平面上に存在する第１の仮想平面を含む第１の拡大平面と、前記第２の接合面及び前記第２の接合面と同一平面上に存在する第２の仮想平面を含む第２の拡大平面と、を互いに平行になるように対向させつつ、前記厚さの方向に見て前記第１の接合面と前記第２の接合面とが重なる範囲が所定の範囲以下となるように配置した後に、前記第１の拡大平面と前記第２の拡大平面との間隔を維持しながら、かつ、前記第１の接合面と前記第２の接合面との間に形成された隙間に前記媒介物質を充填しながら、前記厚さの方向に見て前記第１の接合面と前記第２の接合面とが重なる範囲が次第に大きくなる方向へ、前記第１の部材を前記第２の部材に対して相対的に移動させるように、前記第１の把持具及び前記第２の把持具並びに前記移動装置を制御する制御装置とを備える；
   接合部材製造装置。

Images