JP5507074B2 - 基板の貼合わせ方法及び基板貼合わせ装置 - Google Patents

基板の貼合わせ方法及び基板貼合わせ装置 Download PDF

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Description

本発明は、基板の貼合わせ方法基板貼合せ装置に関する。
液晶ディスプレイパネルは、2種類の基板から構成されている。一方の基板はTFT等が形成されたアレイ基板(TFT基板)であり、他方の基板はカラーフィルタや遮光膜等が形成されたカラーフィルタ基板である。そして、両基板のいずれか一方の基板の上面に、紫外線硬化性樹脂よりなるシール材を四角枠状に塗布する。次に、液晶滴下装置にて、上記シール材が塗布された基板のシール材の枠内の所定の複数位置に液晶を滴下する。一方の基板に液晶を滴下した後、両基板は、貼合わせ装置のプレス装置に搬送される。
プレス装置は、減圧されたチャンバ内で両基板に対して所定圧力を加えながら位置合わせを行う。詳述すると、下側に下側定盤を、上側に上側定盤を相対向するように配置し、下側定盤に液晶を滴下した基板(下側基板)を真空吸着保持し、上側定盤に一方の基板(上側基板)を空吸着保持する。
そして、上側基板を下側基板に向かって移動させ、上側基板を下側基板に当接させ押圧する。このとき、下側基板に対して上側基板を水平方向に移動及び水平回転方向に回動させことによって両基板に位置合わせを行う。そして、所定の間隔まで押圧した後、チャンバ内を大気開放する。これによって、両基板は、大気圧と両基板間の圧力との圧力差に起因して、さらに所定のセル厚まで押圧されて重ね合わされる。
この重ね合わされた両基板は、紫外線照射装置に搬入され、紫外線照射装置にて紫外線をシール材に照射する。これによって、シール材が硬化されて両基板を貼り合わされることによって液晶ディスプレイパネルが製造される。
ところで、近年、液晶ディスプレイの大型化に伴い基板のサイズがますます大きくなっている。それに伴って、プレス装置において、上側基板を保持する手段を、粘着シールを用いた粘着パッドにし、上側基板を落下させることなく確実に保持するものが注目されている(例えば、特許文献1)。
特開2005−351961号公報
ところで、上記プレス装置にて、上側基板と下側基板を押圧して重ね合わした後に、粘着パッドを上動させ上側基板から剥離すると、粘着シールを用いた粘着パッドの粘着力にて、上側基板と下側基板との間で相対的なずれが発生してしまう問題がある。
そこで、吸着パッドの隣接位置に上側基板を押さえ付ける押さえ部材を設け、上側基板を同押さえ部材にて抑え付けた状態で、粘着パッドを上動させ上側基板から引き離すようにしていた。
しかしながら、この場合にも、粘着パッドの粘着力が大きいため、非常に時間をかけて粘着パッドを上動させて、粘着パッドを上側基板から静かに引き離さないと、位置合わせが行われたにもかかわらず上側基板と下側基板との間で相対的なずれが発生する。従って、剥離作業に時間を要し、作業効率が著しく低下する問題が生じる。
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、位置ずれが生じることなく歩留まりを向上させることができるとともに、剥離作業が短時間に行えて作業効率の向上を図ることのできる基板の貼合わせ方法基板貼合わせ装置を提供することにある。
請求項1に記載の発明は、チャンバ内に上側定盤と下側定盤が相対向して配置され、前記上側定盤側に配置された上側基板を該上側定盤に設けた粘着手段にて該上側基板の複数箇所を剥離可能に粘着保持するとともに、シール材に囲まれた領域に液晶が滴下された下側基板を該下側定盤に設けた保持手段にて該下側基板の複数箇所を保持し、前記上側定盤を前記下側定盤に向かって移動させて、前記上側基板が前記下側基板を押圧しながら位置合わせして、前記上側基板と前記下側基板を貼合わせる基板の貼合わせ方法であって、前記上側定盤に設けられ前記上側基板の複数箇所において、前記下側基板側に移動して前記上側基板を前記下側基板に押圧させる押圧部材を設け、前記上側定盤の移動にて前記上側基板が前記下側基板上の前記シール材又は前記液晶に当接した時、前記上側定盤を停止させて前記上側定盤の前記下側定盤側への移動を停止させた後、前記押圧部材を前記下側基板側に移動させて前記上側定盤に粘着保持されている前記上側基板を前記下側基板に押圧して前記上側基板を前記粘着手段から剥離させつつ前記上側基板と前記下側基板とのずれ量を算出し、その算出したずれ量に基づいて前記上側基板を前記下側基板の面に平行するXYθ方向に移動させることにより位置合わせして、前記上側基板と前記下側基板とを貼合わせるようにした。
請求項1に記載の発明によれば、押圧部材にて上側基板を粘着手段から剥離させながら、上側基板を下側基板に押圧させつつ位置合わせを行うようにしたことから、剥離と貼合わせが一度の工程、すなわち、同時に行えて、貼合わせ時間を短縮でき、製造効率を上げることができる。押圧部材にて上側基板を粘着手段から剥離させながら、上側基板を下側基板に押圧させつつ位置合わせを行うようにしたことから、剥離をする際に発生する力によって、上側基板下側基板との位置ずれは起こらない。従って、粘着手段から上側基板を剥離する際の位置ずれは解消され、歩留まりを向上させることができる。
請求項2に記載の発明は、チャンバ内に上側定盤と下側定盤が相対向して配置され、前記上側定盤側に配置された上側基板を該上側定盤に設けた粘着手段にて該上側基板の複数箇所を剥離可能に粘着保持するとともに、シール材に囲まれた領域に液晶が滴下された下側基板を該下側定盤に設けた保持手段にて該下側基板の複数箇所を保持し、前記下側定盤を前記上側定盤に向かって移動させて、前記下側基板が前記上側基板を押圧しながら位置合わせして、前記上側基板と前記下側基板を貼合わせる基板の貼合わせ方法であって、前記上側定盤に設けられ前記上側基板の複数箇所において、前記下側基板側に移動して前記上側基板を前記下側基板に押圧させる押圧部材を設け、前記下側定盤の移動にて前記上側基板が前記下側基板上の前記シール材又は前記液晶に当接した時、前記下側定盤を停止させて前記下側基板の前記上側定盤側への移動を停止させた後、前記押圧部材を前記下側基
板側に移動させて前記上側定盤に粘着保持されている前記上側基板を前記下側基板に押圧して前記上側基板を前記粘着手段から剥離させつつ前記上側基板と前記下側基板とのずれ量を算出し、その算出したずれ量に基づいて前記上側基板を前記下側基板の面に平行するXYθ方向に移動させることにより位置合わせして、前記上側基板と前記下側基板とを貼合わせるようにした。
請求項2に記載の発明によれば、押圧部材にて上側基板を粘着手段から剥離させながら、上側基板を下側基板に押圧させつつ位置合わせを行うようにしたことから、剥離と貼合わせが一度の工程、すなわち、同時に行えて、貼合わせ時間を短縮でき、製造効率を上げることができる。押圧部材にて上側基板を粘着手段から剥離させながら、上側基板を下側基板に押圧させつつ位置合わせを行うようにしたことから、剥離をする際に発生する力によって、上側基板下側基板との位置ずれは起こらない。従って、粘着手段から上側基板を剥離する際の位置ずれは解消され、歩留まりを向上させることができる。
請求項3に記載の発明は、チャンバ内に上側定盤と下側定盤を相対向するように配置するとともに、上側定盤と下側定盤の間であって前記上側定盤側に上側基板を、前記下側定盤側にシール材に囲まれた領域に液晶が滴下された下側基板をそれぞれ配置し、前記上側定盤を下側定盤に向かって移動させ、前記上側基板を前記下側基板に対して位置合わせながら押圧して、前記上側基板と前記下側基板を貼り合わせる基板貼合わせ装置であって、前記上側定盤を前記下側定盤に向かう方向に往復移動させる第1移動手段と、前記上側基板の複数箇所に剥離可能に粘着して保持し、前記上側定盤が下側基板側への移動とともに前記上側基板を前記下側基板に押圧させる粘着手段と、前記上側基板の複数箇所において前記上側定盤が下側基板側への移動とともに前記上側基板を前記下側基板に押圧させる押圧部材と、前記複数の押圧部材を、前記複数の粘着手段に対して、前記下側定盤に向かう方向に相対移動させる第2移動手段と、前記上側基板が前記下側基板上の前記シール材又は前記液晶に当接した時、前記上側定盤を停止させ前記上側定盤の前記下側定盤側への移動を停止させた後、前記押圧部材の前記下側定盤側への移動を開始させるように、前記第1移動手段及び前記第2移動手段を駆動制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記押圧部材を前記下側定盤側へ移動させる際に前記上側基板と前記下側基板とのずれ量を算出し、その算出したずれ量に基づいて前記上側基板を前記下側基板の面に平行するXYθ方向に移動させるようにした。
請求項3に記載の発明によれば、制御手段は、上側基板が下側基板上の前記シール材又は前記液晶に当接した時、第1移動手段を介して、上側定盤を停止させ粘着手段の下側定盤側への移動を停止させる。次に、制御手段は、第2移動手段を介して押圧部材を下側定盤側へ移動させる。これによって、押圧部材にて上側基板を粘着手段から剥離させながら、上側基板を下側基板に押圧させつつ位置合わせを行うことができる。従って、剥離と貼合わせが一度の工程、すなわち、同時に行えて、貼合わせ時間を短縮でき、製造効率を上げることができる。しかも、剥離をする際に発生する力よって、上側基板下側基板との位置ずれは起こらない。従って、粘着手段から上側基板を剥離する際の位置ずれは解消され、歩留まりを向上させることができる。
請求項4に記載の発明は、チャンバ内に上側定盤と下側定盤を相対向するように配置するとともに、上側定盤と下側定盤の間であって前記上側定盤側に上側基板を、前記下側定盤側にシール材に囲まれた領域に液晶が滴下された下側基板をそれぞれ配置し、前記下側定盤を前記上側定盤に向かって移動させ、前記上側基板を前記下側基板に対して位置合わせながら押圧して、前記上側基板と前記下側基板を貼り合わせる基板貼合わせ装置であって、前記下側定盤を前記上側定盤に向かう方向に往復移動させる第3移動手段と、前記上側定盤に設けられ、前記上側定盤に配置された前記上側基板の複数箇所を剥離可能に粘着保持する粘着手段と、前記上側基板の複数箇所において前記上側基板を前記下側基板に押圧させる押圧部材と、前記複数の押圧部材を、前記複数の粘着手段に対して、前記下側定盤に向かう方向に相対移動させる第2移動手段と、前記下側定盤が前記上側定盤に向かって移動して、前記上側基板が前記下側基板上の前記シール材又は前記液晶に当接した時、前記下側定盤を停止させた後、前記押圧部材の前記下側定盤側への移動を開始させるように、前記第3移動手段及び前記第2移動手段を駆動制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記押圧部材を前記下側定盤側へ移動させる際に前記上側基板と前記下側基板と
のずれ量を算出し、その算出したずれ量に基づいて前記上側基板を前記下側基板の面に平行するXYθ方向に移動させるようにした。
請求項4に記載の発明によれば、制御手段は、下側基板上の前記シール材又前記液晶が上側基板に当接した時、第3移動手段を介して、下側定盤の上側定盤側への移動を停止させる。次に、制御手段は、第2移動手段を介して押圧部材を下側定盤側へ移動させる。これによって、押圧部材にて上側基板を粘着手段から剥離させながら、上側基板を下側基板に押圧させつつ位置合わせを行うことができる。従って、剥離と貼合わせが一度の工程、すなわち、同時に行えて、貼合わせ時間を短縮でき、製造効率を上げることができる。しかも、上側基板を下側基板に押圧させて剥離するため、その剥離をする際に発生する力によって、上側基板下側基板との位置ずれは起こらない。従って、粘着手段から上側基板を剥離する際の位置ずれは解消され、歩留まりを向上させることができる。
請求項5に記載の発明は、請求項3又は4に記載の基板貼合わせ装置において、前記粘着手段は、前記上側定盤に設けられた前記上側基板に当接する加圧板の加圧面に設けた粘着シートである。
請求項5に記載の発明によれば、上側基板は、加圧板の加圧面に設けた粘着シートによって、粘着保持される。
請求項6に記載の発明は、請求項5に記載の基板貼合わせ装置において、前記押圧部材は、前記上側基板の面を押圧する押圧ヘッドであって、前記粘着シートを設けた前記加圧板に形成した貫通穴から出没するように配置され、前記第2移動手段は、前記上側定盤に設けられ、前記押圧ヘッドを前記貫通穴から出没するようにした。
請求項6に記載の発明によれば、押圧ヘッドは、第2移動手段にて、押圧ヘッドを加圧板の加圧面から突出させることにより、粘着シートに粘着保持されている上側基板を同粘着シートから剥離させることができる。
請求項7に記載の発明は、請求項6に記載の基板貼合わせ装置において、前記粘着シートは、前記押圧ヘッドが出没する前記貫通穴を囲む加圧板の加圧面に設けた。
請求項7に記載の発明によれば、粘着シートは、押圧ヘッドが出没する前記貫通穴を囲む加圧板の加圧面に設けたことにより、押圧ヘッドは、粘着シートに粘着保持されている上側基板を効率よく綺麗に同粘着シートから剥離させることができる。
本発明によれば、位置ずれが生じることなく歩留まりを向上させることができるとともに、剥離作業が短時間に行えて作業効率の向上を図ることができる。
以下、本発明の貼合わせ装置に具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図1は、2枚の基板を貼り合わせてアクティブマトリクス型の液晶パネルを製造するパネル製造装置の全体の概略構成を示すブロック図である。
液晶パネルは、2種類の下側基板W1と上側基板W2から構成されている。下側基板W1はTFT等が形成されたアレイ基板(TFT基板)であり、上側基板W2はカラーフィルタや遮光膜等が形成されたカラーフィルタ基板である。
下側基板W1と上側基板W2は、シール描画装置1に供給される。シール描画装置1は、下側基板W1と上側基板W2のいずれか一方の基板(本実施形態では下側基板W1とする)の上面に、紫外線硬化性樹脂よりなるシール材S(図10参照)を四角枠状に塗布する。そして、下側基板W1と上側基板W2とを、液晶滴下装置2に搬送される。
液晶滴下装置2は、上記シール材Sが塗布された下側基板W1の所定の複数位置に液晶LC(図10参照)を滴下する。そして、下側基板W1と上側基板W2は、貼合わせ装置3のプレス装置4に搬送される。
プレス装置4は、チャンバC(図2参照)を備え、そのチャンバC内において、上側基板W2と下側基板W1について位置合わせ(アライメント)を行いながら、上側基板W2と下側基板W1に所定圧力を加え、所定の間隔までプレス(押圧)した後、チャンバC内を大気開放する。これによって、下側基板W1と上側基板W2は、大気圧と基板W1,W2間の圧力との圧力差に起因して、さらに所定のセル厚までプレスされて重ね合わされる。重ね合わされた上側基板W2と下側基板W1は、硬化装置5に搬送される。
硬化装置5は、紫外線ランプを備え、重ね合わされた上側基板W2と下側基板W1に対して、紫外線ランプから紫外線を照射する。詳述すると、下側基板W1と上側基板W2の間に介在された四角枠状のシール材Sに紫外線を照射して、同シール材Sを硬化させて下側基板W1と上側基板W2を貼合わせる。
貼合わされた下側基板W1と上側基板W2は、検査装置6に搬送される。検査装置6にて、貼合わされた下側基板W1と上側基板W2との間の位置ずれを測定する。検査装置6にて得られた測定結果(位置ずれ)は、プレス装置4における下側基板W1と上側基板W2の位置合わせに反映させ、以後のプレス装置4における下側基板W1と上側基板W2の位置合わせに利用される。
次に、プレス装置4について詳細に説明する。
図2に示すように、プレス装置4は、下側容器11と上側容器12を備え、下側容器11の上面には上方に向かって開放した凹部11aが凹設されているとともに、上側容器12の下面には下方に向かって開放した凹部12aが凹設されている。
下側容器11は、脚部13を介して床面(図示しない)に設置固定されている。下側容器11の凹部11aには、四角板状の下側定盤14が固設され、その下側定盤14には下側基板W1を、液晶LCを滴下した面を上側にして載置するステージ15が配設されている。ステージ15は、図4に示すように、その上面15aにX方向に沿って凹設した収容溝15bが、Y方向に等間隔の複数形成されている。そして、収容溝15bと収容溝15bの間のステージ15の上面15aを当接面とし、その各当接面には複数の保持手段を構成する吸着孔16が形成されている。
各当接面(上面15a)に形成した複数の吸着孔16は、図3に示すように、ステージ15の本体内に形成した保持手段を構成する第1管路P1に連通し、その第1管路P1を介して、下側容器11の外部に設けた第1バルブB1を介して同じく保持手段を構成する第1負圧源S1に接続されている。又、各当接面には、多孔質シート17が取着されている。多孔質シート17は、ポーラス状で通気性を有し、表面摩擦係数0.3〜0.4程度の例えばポリエチレン等よりなる多孔質シートである。
従って、複数の吸着孔16は、第1バルブB1が開くと、第1負圧源S1にて負圧状態になり、多孔質シート17を介して外気を吸引する。その結果、各当接面に取着した多孔質シート17に下側基板W1を載置した状態で、第1バルブB1を開けると、多孔質シート17(ステージ15)に対して、下側基板W1が真空吸着されるとともに、アライメントの時に多孔質シート17による静止摩擦抵抗力によって保持される。
図2に示すように、下側容器11の凹部11a底面であってX方向の両側には、複数の第1昇降ロッドR1がY方向に沿って所定の間隔で設けられている。各第1昇降ロッドR1は、上端が下側容器11の凹部11aに位置し下端が下側容器11の下面を貫通し、下側容器11に対して上下動可能(Z方向に往復動)に支持されている。そして、第1各昇降ロッドR1は、昇降装置18にて全てが同期して上下動(Z方向に往復動)されるようになっている。
Y方向に等間隔に設けた各第1昇降ロッドR1同士の先端部間は、図3に示すように、連結枠19aを介して互いに連結されている。X方向の両側に配置された連結枠19a間には、複数本の支持棹19bが連結されている。各支持棹19bは、前記ステージ15に等間隔に形成された収容溝15bに配置されている。そして、各第1昇降ロッドR1が上下動することによって、両連結枠19a間に連結された各支持棹19bは、それぞれの収容溝15bから突出したり、それぞれの収容溝15bに没入するようになっている。
そして、第1昇降ロッドR1、昇降装置18、連結枠19a及び各支持棹19bは、プレス装置4に搬入される下側基板W1を、ステージ15(多孔質シート17)上に載置させる受け渡し装置を構成する。つまり、各第1昇降ロッドR1を上動させて各支持棹19bを収容溝15bから突出した位置に配置する。次に、図示しない搬入装置にて液晶滴下装置2から搬出した下側基板W1を、収容溝15bから突出した各支持棹19bに載置する。
この状態から、各第1昇降ロッドR1を下動させて各支持棹19bを収容溝15b内に没入させることにより、下側基板W1は、ステージ15(多孔質シート17)上に載置される。ステージ15(多孔質シート17)上に載置された下側基板W1は、第1バルブB1が開けられることによって、多孔質シート17(ステージ15)に対して、真空吸着され保持される。
一方、図2に示すように、下側容器11に上方に配置された上側容器12は、床面に対して設置固定された駆動機構(図示しない)により下側容器11に対し上下動(Z方向に往復動)可能に支持されている。そして、上側容器12の側縁部が下側容器11の側縁部に当接するまで下降すると、下側容器11の凹部11aと上側容器12の凹部12aとが重なって密封され、その密封された空間にて処理室(チャンバC)が形成される。なお、下側容器11の側縁部には、上側容器12の側縁部との当接面にOリング20が取着され、このOリング20によりチャンバCの気密性を確保している。
上側容器12の上方位置には、床面に対して設置固定された筐体(図示せず)にて支持された第1移動手段を構成する駆動装置21が配置されている。そして、駆動装置21は、床面に対して設置固定された筐体に対して、即ち、下側容器11に対してX軸モータMX(図9参照)にてX方向、Y方向にY軸モータMY(図9参照)にて移動可能に支持されているとともに、X,Y平面をθ軸モータMR(図9参照)にて回転可能に支持されている。尚、X軸モータMX、Y軸モータMY及びθ軸モータMRは、駆動装置21を支持している筐体に設置されている。
駆動装置21の下面には、複数の第2昇降ロッドR2が下方に向かって突出し、その先端部が上側容器12の凹部12a内に貫挿されている。各第2昇降ロッドR2は、駆動装置21にて全てが同期して上下動(Z方向に往復動)されるようになっている。
上側容器12の凹部12aには、各第2昇降ロッドR2に連結固定された四角板状の上側定盤22が配置されている。上側定盤22は、各第2昇降ロッドR2の上下動にて凹部12a内を上下動(Z方向に往復動)する。なお、駆動装置21と上側容器12の間であって上側定盤22を連結する各第2昇降ロッドR2の外側には、蛇腹23が取着されていて、チャンバCの気密性を確保するようにしている。
上側定盤22の下面22aには、図5に示すように、複数の粘着保持装置30がX方向に6列、Y方向に4列となるように配置固定されている。
各粘着保持装置30は、図7に示すように、四角枠状の枠体31を有し、その枠体31が上側定盤22の下面22aにネジ32にて固着されている。枠体31の下面には、四角形状の加圧板33がネジ34にて固着され、加圧板33が固着されることによって、同加圧板33、枠体31及び上側定盤22にて収容空間SPが形成される。
加圧板33の加圧面としての下面33aには、各辺に沿って複数の円形の収容凹部33bが凹設され、その収容凹部33bの底面中央位置には貫通穴35がそれぞれ形成されている。各収容凹部33bには、粘着手段を構成する粘着シート36が固着されている。粘着シート36は、前記貫通穴35と連通するよう貫通穴37を有した環状の粘着シートであって、その下面36aは、加圧板33の下面33aと同一平面状になるように設けられている。なお、本実施形態では、粘着シート36は、ブタジエンゴムから構成されており、上側基板W2を一時的に粘着保持可能であるとともに速やかに剥離することできる。
加圧板33、枠体31及び上側定盤22にて形成された収容空間SPには、第2移動手段を構成するアクチュエータ38がその中心位置に配置固定されている。アクチュエータ38は、本実施形態では筐体内にダイヤフラムを有し、ダイヤフラムに対して空気を給排することにより、アクチュエータ38から四方に延出した可動板39を上下方向(Z方向)に移動するようになっている。
可動板39の下面であって加圧板33に形成した各貫通穴35と相対向する位置には、押圧部材としての押圧ヘッド40が加圧板33に向かってそれぞれ固着されている。押圧ヘッド40の下端部外周には、径方向外側に向かって円形のフランジ部41が延出形成され、フランジ部41を含む押圧ヘッド40の下面を押圧面40aとしている。そして、可動板39がアクチュエータ38によって上下動することによって、押圧ヘッド40の押圧面40aを、粘着シート36の下面36aより下方に突出させたり、粘着シート36の下面36aより上方に後退させたり、また、粘着シート36の下面36aと同一平面状にさせたりすることができる。
各押圧ヘッド40の押圧面40aの中央位置には、吸着孔42が形成され、吸着孔42は負圧を供給するための第2管路P2に連通されている。第2管路P2は、図5に示すように、上側容器12外に配設される第2バルブB2を介して第2負圧源S2に接続される。
従って、複数の押圧ヘッド40は、第2バルブB2が開くと、第2負圧源S2にて吸着孔42が負圧状態になり、外気を吸引する。その結果、各押圧面40aに上側基板W2を当接した状態で、第2バルブB2を開けると、各押圧面40a(各吸着ヘッド40)に対して、上側基板W2が真空吸着される。
また、加圧板33には、図6に示すように、各粘着シート36の間に複数の吸着孔44が形成されている。各吸着孔44は、図7に示すように、負圧を供給するための第3管路P3に連通される。第3管路P3は、図5に示すように、上側容器12外に配設される第3バルブB3を介して第3負圧源S3に接続される。
従って、複数の吸着孔44は、第3バルブB3が開くと、第3負圧源S3にて負圧状態になり、外気を吸引する。その結果、加圧板33に上側基板W2を当接した状態で、第3バルブB3を開けると、吸着孔44に対して、上側基板W2が真空吸着されるとともに、粘着シート36による粘着力によっても粘着保持されるようになっている。また、上側基板W2は、粘着シート36にて粘着保持された状態で、押圧ヘッド40により下方に向かって押圧されることで、粘着シート36から剥離するようになっている。
図2において、前記上側定盤22を上下動させる駆動装置21は、そのX方向の両側面に昇降装置46がそれぞれ固設され、それら昇降装置46には昇降軸47がそれぞれ連結されている。各昇降軸47は、昇降装置46により上下方向(Z方向)に移動されるようになっている。各昇降軸47は、下端部がL字状に屈曲形成され、その屈曲部にフレキシブルカップリング48を介して上下方向に延びる第3昇降ロッドR3がそれぞれ連結されている。
一対の第3昇降ロッドR3は、その下端が上側容器12の上面を上下動可能に貫通し、上側容器12の凹部12a内に突出されている。
各第3昇降ロッドR3の下端には、図5に示すように、凹部12a内をY方向に延びる連結枠49がそれぞれ連結形成されている。この一対の連結枠49間には、支持棹50が連結されている。各支持棹50は、上側定盤22の下面22aにX方向に4列された粘着保持装置30の列間に形成された隙間SPaに配置されている。そして、各第3昇降ロッドR3が上下動することによって、両連結枠49間に連結された各支持棹50は、それぞれの隙間SPaから下方に突出したり、それぞれの隙間SPaに没入するようになっている。
各支持棹50には、下方に向かって開口する複数の吸着パッド51が設けられている。各支持棹50に設けた吸着パッド51は、それぞれ支持棹50及び連結枠49内に形成した負圧を供給するための管路と連通されている。そして、連結枠49からそれぞれ延設される管路は連結枠49外に配設される図示しないバルブを介して図示しない負圧源に接続されている。
そして、昇降装置46、昇降軸47、第3昇降ロッドR3、連結枠49及び支持棹50は、下側基板W1とともに搬入される上側基板W2を、粘着保持装置30(加圧板33)に受け渡す受け渡し装置を構成する。
つまり、各第3昇降ロッドR3を下動させて各支持棹50を隙間SPaから下方に突出した位置に配置する。次に、図示しない搬入装置にて下側基板W1とともに搬入された上側基板W2を、隙間SPaから突出した各支持棹50に設けた吸着パッド51に当接させる。続いて、各吸着パッド51にて上側基板W2を真空吸着して、同上側基板W2を各支持棹50にて吸着保持する。
この状態から、各第3昇降ロッドR3を上動させて各支持棹50を隙間SPa内に没入させることにより、上側基板W2は、加圧板33に当接する。そして、加圧板33に当接する直前から、第3バルブB3及び第2バルブB2が開けられることによって、上側基板W2は、加圧板33及び押圧ヘッド40に対して真空吸着され保持される。このとき、上側基板W2は、粘着シート36に当接して粘着保持される。
図8に示すように、上側容器12には、第4管路P4が配管され、その第4管路P4は上側容器12外に配設される第4バルブB4を介して第4負圧源S4に接続されている。そして、下側容器11の凹部11aと上側容器12の凹部12aとを重ねて密封してチャンバCを形成した状態で、第4バルブB4が開くと、第4負圧源S4にてチャンバC内は負圧状態(減圧状態)となる。
また、下側容器11には、第5管路P5が配管され、その第5管路P5は下側容器11外に配設される第5バルブB5を介して前記第1バルブB1と第1管路P1との間に接続されている。そして、第1バルブB1を閉じた状態で、第5バルブB5を開くことにより、前記ステージ15に設けた第1管路P1は、同第1管路P1内の圧力(下側基板W1の背圧)をチャンバC内の圧力と略同圧とすることができる。
また、上側容器12には、第6管路P6が配管され、その第6管路P6は上側容器12外に配設される第6バルブB6を介して前記第3バルブB3と第3管路P3との間に接続されている。そして、第3バルブB3を閉じた状態で、第6バルブB6を開くことにより、前記各粘着保持装置30に設けた第3管路P3は、同第3管路P3内の圧力(上側基板W2の背圧)をチャンバC内の圧力と略同圧とすることができる。
次に、上記のように構成したプレス装置4の電気的構成を説明する。
図9において、プレス装置4は、制御手段としての制御装置60を備えている。制御装置60は、マイクロコンピュータよりなり、中央処理装置(CPU)60a、CPU60aに各種の処理動作を実行させるための制御プログラムを記憶するROM60b、CPU60aの演算結果等を一時記憶するRAM60c、入出力回路60d等を備えている。
制御装置60は、バルブ駆動回路61を介して第1〜第6バルブB1〜B6に接続されている。制御装置60は、バルブ駆動回路61に第1〜第6バルブB1〜B6に対する駆動制御信号を出力して、第1〜第6バルブB1〜B6をそれぞれ開閉制御するようになっている。
制御装置60は、駆動装置21に接続されている。駆動装置21は、昇降ロッドR2を上下動させる第1移動手段を構成する上側定盤駆動モータ62に接続されている。制御装置60は、駆動装置21に上側定盤駆動モータ62に対する駆動制御信号を出力して、上側定盤駆動モータ62を正逆回転制御するようになっている。すなわち、制御装置60は、第2昇降ロッドR2を上下動させることによって、上側定盤22(各粘着保持装置30)を上下方向に移動制御するようになっている。
また、制御装置60は、アクチュエータ38に接続されている。制御装置60は、アクチュエータ38に駆動制御信号を出力して、可動板39(押圧ヘッド40)を上下動制御するようになっている。
さらに、制御装置60は、画像処理装置63に接続されている。画像処理装置63は、下側定盤14の下側に設けた、アライメントカメラCAが撮像した下側基板W1及び上側基板W2に形成されたアライメントマークの画像データを入力する。画像処理装置63は、アライメントカメラCAから入力したアライメントマークの画像データを画像処理して下側基板W1と上側基板W2のずれを演算し、その算出したずれ量を制御装置60に出力する。
制御装置60は、画像処理装置63からのずれ量を入力すると、そのずれ量に基づいて、上側定盤22(上側基板W2)を下側定盤14(下側基板W1)に対してX方向に移動、Y方向に移動、及び、X、Y平面を回転させてずれ量を無くすようにしている。
制御装置60は、ずれ量に基づいて駆動制御信号を生成し、アライメント駆動回路64を介して該駆動制御信号を、X軸モータMX、Y軸モータMY、θ軸モータMRに出力し、各モータMX、MY、MRを駆動制御する。
制御装置60は、位置検出装置65と接続されている。位置検出装置65は、上側定盤22に保持された上側基板W2と下側定盤14に保持された下側基板W1との間隔を検出し、その検出結果を制御装置60に出力する。制御装置60は、位置検出装置65からの検出信号を入力し、貼合わせ時のその時々の上側基板W2と下側基板W1の間隔を演算する。
制御装置60は、位置検出装置65からの検出信号に基づいて、上側基板W2が下側基板W1に向かっ移動し、上側基板W2が下側基板W1に形成したシール材Sに接した位置に到達したとき、上側定盤22の下動を停止させ、アクチュエータ38を介して押圧ヘッド40を下動させるようになっている。
次に、上記のように構成されたプレス装置4の動作について図10に従って説明する。
今、上側基板W2及び下側基板W1がプレス装置4に搬入され、液晶LCが滴下された下側基板W1は下側定盤14に上側基板W2は上側定盤22(加圧板33)に保持されていて、下側容器11と上側容器12が密着しチャンバCが減圧されている。
このとき、チャンバC内を真空排気するとき、第4バルブB4を開路するのとほぼ同時に第5バルブB5及び第6バルブB6も開路して、チャンバC内を減圧しながら第1管路P1内の圧力(下側基板W1の背圧)及び第3管路P3内の圧力(上側基板W2の背圧)を同時減圧するようにしている。なお、押圧ヘッド40に形成した吸着孔42に連通する第3管路P3も同時に減圧される。これにより、上側基板W2は加圧板33に対して粘着シート36にて粘着保持されている。
この状態から、制御装置60は上側定盤22を下動させる。上側基板W2は、液晶LCが滴下された下側基板W1に向かって下動する。そして、図10(a)に示すように、上側基板W2が下側基板W1上に滴下した液晶LCに接触する位置から、さらに上側基板W2を下動させて、上側基板W2にて液晶LCを下側基板W1にシール材Sで囲まれた領域全体に押し広げる。
やがて、図10(b)に示すように、上側基板W2が下側基板W1上に形成したシール材Sに接触する位置に到達すると、制御装置60は上側定盤22の下動を停止させ、上側定盤22(加圧板33)をその位置に保持する。
このとき、上側基板W2は、加圧板33に対して、同加圧板33に設けた粘着シート36にて粘着保持されている。
上側定盤22(加圧板33)が停止すると、制御装置60は押圧ヘッド40を下動させる。つまり、押圧ヘッド40を、加圧板33の下面33aから下方に突出させる。上側基板W2は、下動する押圧ヘッド40に押圧され、粘着シート36から剥離しつつ、下側基板W1上に形成したシール材Sを押圧する。このとき、制御装置60はアライメントカメラCAが撮像したアライメントマークの画像データから求めた下側基板W1と上側基板W2のずれ量に基づいて、アライメントしながら上側基板W2を図10(c)に示す所定の位置まで下側基板W1に対して押圧下動させる。このとき、上側基板W2は、粘着シート36から剥離されて加圧板33から離間される。
そして、図10(c)に示すように、制御装置60は、上側基板W2が下側基板W1に対して所定の位置まで押圧下動すると、押圧ヘッド40の下動を停止させる。続いて、制御装置60はチャンバC内を大気開放する。これによって、下側基板W1と上側基板W2は、大気圧と基板W1,W2間の圧力との圧力差に起因して、さらに所定のセル厚までプレスされて重ね合わされる。このとき、上側基板W2は、粘着シート36から完全に剥離されかつ下側基板W1とアライメントされた状態で貼合わされる。
そして、図10(d)に示すように、制御装置60は上側定盤22を上動させ、加圧板33及び押圧ヘッド40を貼合わされた上側基板W2と下側基板W1から離間させる。そして、貼合わされた下側基板W1と上側基板W2は、上側容器12を上動させて、チャンバCから取り出され、硬化装置5に搬送される。
以上記述したように、本実施形態によれば、以下の効果を奏する。
(1)本実施形態によれば、押圧ヘッド40にて上側基板W2を粘着シート36から剥離させながら、上側基板W2を下側基板W1に押圧させつつ位置合わせを行うようにした。つまり、剥離と貼合わせが一度の工程、すなわち、同時に行えるようにした。従って、下側基板W1と上側基板W2を貼り合わせ時間を短縮でき、製造効率を上げることができる。
(2)本実施形態によれば、押圧ヘッド40にて上側基板W2を粘着シート36から剥離させながら、上側基板W2を下側基板W1に押圧させつつ位置合わせを行うようにした。つまり、上側基板W2を下側基板W1に押圧させて剥離するため、その剥離をする際に発生する力によって、上側基板下側基板との位置ずれは起こらない。従って、粘着手段から上側基板を剥離する際の位置ずれは解消され、歩留まりを向上させることができる。
(3)本実施形態によれば、粘着シート36は、押圧ヘッド40が出没する貫通穴35を囲むように加圧板33の加圧面33aに設けた。従って、押圧ヘッド40の隣接位置に粘着シート36を配置したことから、押圧ヘッド40は、粘着シート36に粘着保持されている上側基板W2を効率よく綺麗に同粘着シート36から剥離させることができる。
尚、本実施形態は、以下の態様で実施してもよい。
・上記実施形態では、上側基板W2が下側基板W1に形成したシール材Sに接した位置に到達したとき、上側定盤22の下動を停止させ、押圧ヘッド40を下動させるようにした。これを、上側基板W2が下側基板W1に滴下した液晶LCに接した位置に到達したとき、上側定盤22の下動を停止させ、押圧ヘッド40を下動させるようにしてもよい
・上記実施形態では、押圧ヘッド40吸着孔42を設け、上側基板W2を保持するようにしたが、その吸着孔42を省略してもよい。
・本実施形態では、押圧ヘッド40を各加圧板33上に四角形状に配列したが、複数の押圧ヘッド40が配列される形状として、例えば円状や三角形状等でもよく、また、ランダムな形状に配置してもよい。さらに、押圧ヘッドの数を適宜変更して実施してもよい。
・本実施形態では、複数の負圧源S1〜S4を設けたが、負圧源を1つにまとめてもよい。
・本実施形態では、粘着シート36を環状に形成したが、これに限らず、楕円形であってもよく、また、三角形や四角形等の多角形にしてもよい。また、貫通穴35の全周に亘って粘着シート36を形成しなくともよく、どのような形状でもよい。さらに、粘着シート36の数を適宜変更して実施してもよい。
・本実施形態では、上側定盤22を下側定盤14に向かって移動させて、上側基板W2が下側基板W1を押圧しながら位置合わせを行うプレス装置4に具体化した。これを、粘着保持装置30にて上側基板W2を粘着保持している上側定盤22に向かって下側定盤14を上動させて、下側基板W1が上側基板W2を押圧しながら位置合わせを行うプレス装置4に応用してもよい。この場合、粘着保持装置30を備えた上側定盤22を固定し、下側定盤14を上下動可能に支持する。そして、第3移動手段として下側定盤14を上下動させる例えば下側定盤駆動モータを設ける。このように構成することによって、下側定盤14を上側定盤22に向かって移動させ、上側基板W2が下側基板W1に形成したシール材Sに当接した時、下側定盤14を停止させ、続いて、押圧ヘッド40にて上側基板W2を粘着シート36から剥離させながら、上側基板W2を下側基板W1に押圧させつつ位置合わせを行うようにしてもよい。
この場合にも、前記実施形態と同様な効果を奏する。
パネル製造装置の概略構成を示すブロック図。 プレス装置の概略構成を示す全体図。 ステージを収容した下側容器を示す平面図。 ステージ及び多孔質シートを示す斜視図。 上側容器及び上定盤を示す下面図。 粘着保持装置を示す下面図。 粘着保持装置の断面図。 減圧機構及び吸着機構の概略構成を示す概念図。 プレス装置の電気的構成を示す電気ブロック回路図。 (a)(b)(c)(d)は基板貼り合せ装置の動作工程図。
符号の説明
3…基板貼り合せ装置、4…プレス装置、11…下側容器、12…上側容器、14…下側定盤、16…吸着孔、21…駆動装置、22…上側定盤、19b,50…支持棹、30…粘着保持装置、33…加圧板、33a…加圧面、35…貫通穴、36…粘着シート、38…アクチュエータ、39…可動板、40…押圧ヘッド、44…吸着孔、60…制御装置、62…上側定盤駆動回路、63…画像処理装置、64…アライメント駆動回路、65位置検出装置、B1…第1バルブ、C…チャンバ、CA…アライメントカメラ、LC…液晶、MX…X軸モータ、MY…Y軸モータ、MR…θ軸モータ、S…シール材、S1…第1負圧源、W1…下側基板、W2…上側基板。

Claims (7)

  1. チャンバ内に上側定盤と下側定盤が相対向して配置され、前記上側定盤側に配置された上側基板を該上側定盤に設けた粘着手段にて該上側基板の複数箇所を剥離可能に粘着保持するとともに、シール材に囲まれた領域に液晶が滴下された下側基板を該下側定盤に設けた保持手段にて該下側基板の複数箇所を保持し、前記上側定盤を前記下側定盤に向かって移動させて、前記上側基板が前記下側基板を押圧しながら位置合わせして、前記上側基板と前記下側基板を貼合わせる基板の貼合わせ方法であって、
    前記上側定盤に設けられ前記上側基板の複数箇所において、前記下側基板側に移動して前記上側基板を前記下側基板に押圧させる押圧部材を設け、
    前記上側定盤の移動にて前記上側基板が前記下側基板上の前記シール材又は前記液晶に当接した時、前記上側定盤を停止させて前記上側定盤の前記下側定盤側への移動を停止させた後、
    前記押圧部材を前記下側基板側に移動させて前記上側定盤に粘着保持されている前記上側基板を前記下側基板に押圧して前記上側基板を前記粘着手段から剥離させつつ前記上側基板と前記下側基板とのずれ量を算出し、その算出したずれ量に基づいて前記上側基板を前記下側基板の面に平行するXYθ方向に移動させることにより位置合わせして、前記上側基板と前記下側基板とを貼合わせるようにしたことを特徴とする基板の貼合わせ方法。
  2. チャンバ内に上側定盤と下側定盤が相対向して配置され、前記上側定盤側に配置された上側基板を該上側定盤に設けた粘着手段にて該上側基板の複数箇所を剥離可能に粘着保持するとともに、シール材に囲まれた領域に液晶が滴下された下側基板を該下側定盤に設けた保持手段にて該下側基板の複数箇所を保持し、前記下側定盤を前記上側定盤に向かって移動させて、前記下側基板が前記上側基板を押圧しながら位置合わせして、前記上側基板と前記下側基板を貼合わせる基板の貼合わせ方法であって、
    前記上側定盤に設けられ前記上側基板の複数箇所において、前記下側基板側に移動して
    前記上側基板を前記下側基板に押圧させる押圧部材を設け、
    前記下側定盤の移動にて前記上側基板が前記下側基板上の前記シール材又は前記液晶に当接した時、前記下側定盤を停止させて前記下側基板の前記上側定盤側への移動を停止させた後、
    前記押圧部材を前記下側基板側に移動させて前記上側定盤に粘着保持されている前記上側基板を前記下側基板に押圧して前記上側基板を前記粘着手段から剥離させつつ前記上側基板と前記下側基板とのずれ量を算出し、その算出したずれ量に基づいて前記上側基板を前記下側基板の面に平行するXYθ方向に移動させることにより位置合わせして、前記上側基板と前記下側基板とを貼合わせるようにしたことを特徴とする基板の貼合わせ方法。
  3. チャンバ内に上側定盤と下側定盤を相対向するように配置するとともに、上側定盤と下側定盤の間であって前記上側定盤側に上側基板を、前記下側定盤側にシール材に囲まれた領域に液晶が滴下された下側基板をそれぞれ配置し、前記上側定盤を前記下側定盤に向かって移動させ、前記上側基板を前記下側基板に対して位置合わせながら押圧して、前記上側基板と前記下側基板を貼り合わせる基板貼合わせ装置であって、
    前記上側定盤を前記下側定盤に向かう方向に往復移動させる第1移動手段と、
    前記上側基板の複数箇所に剥離可能に粘着して保持し、前記上側定盤が下側基板側への移動とともに前記上側基板を前記下側基板に押圧させる粘着手段と、
    前記上側基板の複数箇所において前記上側定盤が下側基板側への移動とともに前記上側基板を前記下側基板に押圧させる押圧部材と、
    前記複数の押圧部材を、前記複数の粘着手段に対して、前記下側定盤に向かう方向に相対移動させる第2移動手段と、
    前記上側基板が前記下側基板上の前記シール材又は前記液晶に当接した時、前記上側定盤を停止させ前記上側定盤の前記下側定盤側への移動を停止させた後、前記押圧部材の前記下側定盤側への移動を開始させるように、前記第1移動手段及び前記第2移動手段を駆動制御する制御手段とを備え、
    前記制御手段は、前記押圧部材を前記下側定盤側へ移動させる際に前記上側基板と前記下側基板とのずれ量を算出し、その算出したずれ量に基づいて前記上側基板を前記下側基板の面に平行するXYθ方向に移動させることを特徴とする基板貼合わせ装置。
  4. チャンバ内に上側定盤と下側定盤を相対向するように配置するとともに、上側定盤と下側定盤の間であって前記上側定盤側に上側基板を、前記下側定盤側にシール材に囲まれた領域に液晶が滴下された下側基板をそれぞれ配置し、前記下側定盤を前記上側定盤に向かって移動させ、前記上側基板を前記下側基板に対して位置合わせながら押圧して、前記上側基板と前記下側基板を貼り合わせる基板貼合わせ装置であって、
    前記下側定盤を前記上側定盤に向かう方向に往復移動させる第3移動手段と、
    前記上側定盤に設けられ、前記上側定盤に配置された前記上側基板の複数箇所を剥離可能に粘着保持する粘着手段と、
    前記上側基板の複数箇所において前記上側基板を前記下側基板に押圧させる押圧部材と、
    前記複数の押圧部材を、前記複数の粘着手段に対して、前記下側定盤に向かう方向に相対移動させる第2移動手段と、
    前記下側定盤が前記上側定盤に向かって移動して、前記上側基板が前記下側基板上の前記シール材又は前記液晶に当接した時、前記下側定盤を停止させた後、前記押圧部材の前記下側定盤側への移動を開始させるように、前記第3移動手段及び前記第2移動手段を駆動制御する制御手段とを備え、
    前記制御手段は、前記押圧部材を前記下側定盤側へ移動させる際に前記上側基板と前記下側基板とのずれ量を算出し、その算出したずれ量に基づいて前記上側基板を前記下側基板の面に平行するXYθ方向に移動させることを特徴とする基板貼合わせ装置。
  5. 請求項3又は4に記載の基板貼合わせ装置において、
    前記粘着手段は、前記上側定盤に設けられた前記上側基板に当接する加圧板の加圧面に設けた粘着シートであることを特徴とする基板貼合わせ装置。
  6. 請求項5に記載の基板貼合わせ装置において、
    前記押圧部材は、前記上側基板の面を押圧する押圧ヘッドであって、前記粘着シートを設けた前記加圧板に形成した貫通穴から出没するように配置され、
    前記第2移動手段は、前記上側定盤に設けられ、前記押圧ヘッドを前記貫通穴から出没するようにしたことを特徴とする基板貼合わせ装置。
  7. 請求項6に記載の基板貼合わせ装置において、
    前記粘着シートは、前記押圧ヘッドが出没する前記貫通穴を囲む加圧板の加圧面に設けたことを特徴とする基板貼合わせ装置。
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