JP5551482B2 - Substrate bonding apparatus and method for manufacturing bonded substrate - Google Patents
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Description
本発明は、上基板と下基板とを貼り合わせる基板貼り合わせ装置及び基板貼り合わせ方法に関する。 The present invention relates to a substrate bonding apparatus and a substrate bonding method for bonding an upper substrate and a lower substrate.
液晶表示パネルの製造においては、真空状態下にて上下2枚の基板(ガラス基板)を接着剤であるシール剤を介して貼り合わせる(例えば、特許文献1参照)。 In the manufacture of a liquid crystal display panel, two substrates (glass substrates) are bonded together under a vacuum state via a sealing agent that is an adhesive (see, for example, Patent Document 1).
このような貼り合わせ装置においては、以下のような動作によって上下2枚の基板の貼り合わせを行う。 In such a bonding apparatus, the upper and lower two substrates are bonded by the following operation.
まず、真空チャンバ内においてそれぞれの基板保持面を対向させて上下に配置された上ステージと下ステージに、上基板と下基板を供給し保持させる。この状態で、真空チャンバ内を所定の真空圧まで減圧する。真空チャンバ内が減圧されたならば、上基板および下基板のそれぞれに形成された位置決めマークを撮像カメラで撮像し、このマークの撮像画像に基づいて上下の基板の水平方向における相対的な位置ずれを算出する。次いで、算出した位置ずれを解消すべく、上ステージと下ステージとの水平方向の相対位置を調整した後、上ステージを下降させて上基板を下基板に塗布されたシール剤を介して下基板に重ね合わせる。この後、真空チャンバ内を大気圧に戻し、重ね合わされた上下の基板に内外圧力差による加圧力を印加し、上下の基板を貼り合わせる。 First, an upper substrate and a lower substrate are supplied and held on an upper stage and a lower stage which are arranged vertically with the respective substrate holding surfaces facing each other in the vacuum chamber. In this state, the inside of the vacuum chamber is reduced to a predetermined vacuum pressure. If the inside of the vacuum chamber is depressurized, the positioning marks formed on the upper substrate and the lower substrate are imaged by the imaging camera, and the relative positional deviation in the horizontal direction of the upper and lower substrates is based on the captured images of the marks. Is calculated. Next, in order to eliminate the calculated misalignment, the horizontal relative position between the upper stage and the lower stage is adjusted, and then the upper stage is lowered to lower the lower substrate via a sealant applied to the lower substrate. To overlay. Thereafter, the inside of the vacuum chamber is returned to the atmospheric pressure, a pressurizing force is applied to the stacked upper and lower substrates due to a difference between the internal and external pressures, and the upper and lower substrates are bonded together.
上述した従来の基板貼り合わせ装置では、上基板と下基板の双方に形成された位置決めマークを頼りに上下の基板の位置調整が行われる。ところが、液晶表示パネルには、コスト削減の観点から、上基板と下基板の一方にのみ位置決めマークが形成されたものが用いられることがある。このような場合には、撮像カメラを用いた位置調整を行うことができないので、搬送ロボットによって基板をステージに対して供給する位置(供給位置)の精度を向上させる必要がある。しかしながら、搬送ロボットの稼動時のぶれ等によって、供給位置の精度を向上させることには限界があり、許容される供給位置のずれ量(通常0.2mm)を超えてしまうことが多い。一方で、稼動時のぶれ等の少ない搬送ロボットを用いることが考えられるが、コストが増加する。また、搬送ロボットによる搬送速度を下げることで、供給位置の精度を向上させることは可能であるが、時間的な効率が低下するという問題がある。 In the conventional substrate bonding apparatus described above, the position adjustment of the upper and lower substrates is performed using the positioning marks formed on both the upper substrate and the lower substrate. However, a liquid crystal display panel in which a positioning mark is formed only on one of the upper substrate and the lower substrate may be used from the viewpoint of cost reduction. In such a case, since position adjustment using an imaging camera cannot be performed, it is necessary to improve the accuracy of the position (supply position) at which the substrate is supplied to the stage by the transfer robot. However, there is a limit to improving the accuracy of the supply position due to, for example, shaking during operation of the transfer robot, and often exceeds the allowable deviation of the supply position (usually 0.2 mm). On the other hand, although it is conceivable to use a transfer robot with less vibration during operation, the cost increases. In addition, it is possible to improve the accuracy of the supply position by lowering the transfer speed of the transfer robot, but there is a problem that time efficiency is lowered.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、上基板と下基板の水平方向の位置調整を適切に行うことが可能な基板貼り合わせ装置及び基板貼り合わせ方法を提供するものである。 This invention is made in view of such a situation, and provides the board | substrate bonding apparatus and board | substrate bonding method which can perform the position adjustment of the horizontal direction of an upper board | substrate and a lower board | substrate appropriately. .
本発明に係る基板貼り合わせ装置は、表示パネル製造用の矩形状をなした上基板と下基板とをそれぞれの位置情報に基づいて水平方向において位置合わせした後、少なくとも一方の基板上に枠状のパターンで塗布されたシール剤を介して貼り合わせる基板貼り合わせ装置であって、
前記上基板と前記下基板の双方について、基板の辺を検出するエッジ検出装置と、
前記エッジ検出装置により検出された前記上基板と前記下基板の辺の位置に基づいて前記上基板と前記下基板の位置情報をそれぞれ求める制御装置と、を有し、
前記制御装置は、前記上基板と前記下基板のうち一方の基板の辺を検出するときには、前記一方の基板の辺を検出する前記エッジ検出装置の検出エリアから他方の基板の辺が外れるように、前記上基板と前記下基板の相対位置を調整することを特徴とする。
The substrate bonding apparatus according to the present invention aligns a rectangular upper substrate and a lower substrate for manufacturing a display panel in a horizontal direction based on respective positional information, and then forms a frame shape on at least one substrate. A substrate laminating apparatus for laminating via a sealant applied in a pattern of
For both the upper substrate and the lower substrate, an edge detection device that detects a side of the substrate;
A control device that obtains position information of the upper substrate and the lower substrate based on positions of sides of the upper substrate and the lower substrate detected by the edge detection device,
When the control device detects the side of one of the upper substrate and the lower substrate, the side of the other substrate is removed from the detection area of the edge detection device that detects the side of the one substrate. The relative position of the upper substrate and the lower substrate is adjusted.
また、本発明に係る基板貼り合わせ装置において、前記エッジ検出装置は、前記上基板と前記下基板の双方について、基板の1つの辺上の離れた2箇所を検出するとともに、前記2箇所が検出された辺と直交する辺上の1箇所を検出する構成とすることができる。 Further, in the substrate bonding apparatus according to the present invention, the edge detection device detects two locations apart on one side of the substrate for both the upper substrate and the lower substrate, and detects the two locations. It can be set as the structure which detects one location on the side orthogonal to the made side.
また、本発明に係る基板貼り合わせ装置は、表示パネル製造用の矩形状をなした上基板と下基板とをそれぞれの位置情報に基づいて水平方向において位置合わせした後、少なくとも一方の基板上に枠状のパターンで塗布されたシール剤を介して貼り合わせる基板貼り合わせ装置であって、
前記上基板と前記下基板のうち一方の基板の辺を検出するエッジ検出装置と、
前記上基板と前記下基板のうち他方の基板には、位置決め用のマークが形成されてなり、
前記他方の基板に形成された前記マークを検出するマーク検出装置と、
前記エッジ検出装置により検出された前記一方の基板の辺の位置に基づいて前記一方の基板の位置情報を求め、前記マーク検出装置により検出された前記マークの位置に基づいて前記他方の基板の位置情報を求める制御装置と、を有することを特徴とする。
Further, the substrate bonding apparatus according to the present invention aligns a rectangular upper substrate and a lower substrate for manufacturing a display panel in a horizontal direction based on respective position information, and then on at least one substrate. A substrate laminating apparatus for laminating via a sealant applied in a frame-shaped pattern,
An edge detection device for detecting a side of one of the upper substrate and the lower substrate;
A positioning mark is formed on the other substrate of the upper substrate and the lower substrate,
A mark detector for detecting the marks formed on the other substrate,
The position information of the one substrate is obtained based on the position of the side of the one substrate detected by the edge detection device, and the position of the other substrate is determined based on the position of the mark detected by the mark detection device. And a control device for obtaining information.
また、本発明に係る基板貼り合わせ装置において、前記エッジ検出装置は、前記上基板の辺を検出し、前記マーク検出装置は、前記下基板に形成された位置決め用のマークを検出する構成とすることができる。 In the substrate bonding apparatus according to the present invention, the edge detection device detects a side of the upper substrate, and the mark detection device detects a positioning mark formed on the lower substrate. be able to.
更に、本発明に係る基板貼り合わせ装置において、前記制御装置は、前記マーク検出装置を用いて検出した前記エッジ検出装置の水平方向における位置に基づいて、前記基板の位置情報を補正する構成とすることができる。 Furthermore, in the substrate bonding apparatus according to the present invention, the control device corrects the position information of the substrate based on a horizontal position of the edge detection device detected by using the mark detection device. be able to.
本発明に係る貼り合わせ基板の製造方法は、表示パネル製造用の矩形状をなした上基板と下基板とをそれぞれの位置情報に基づいて水平方向において位置合わせした後、少なくとも一方の基板上に枠状のパターンで塗布されたシール剤を介して貼り合わせる貼り合わせ基板の製造方法であって、
前記上基板と前記下基板の双方について、エッジ検出装置にて基板の辺を検出するエッジ検出ステップと、
前記エッジ検出ステップにより検出された前記上基板と前記下基板の辺の位置に基づいて求めた前記上基板と前記下基板のそれぞれの位置情報を用いて前記上基板と前記下基板とを位置合わせする位置調整ステップとを有し、
前記エッジ検出ステップでは、前記上基板と前記下基板のうち一方の基板の辺を検出するときには、前記一方の基板の辺を検出する前記エッジ検出装置の検出エリアから他方の基板の辺が外れるように、前記上基板と前記下基板の相対位置を調整することを特徴とする。
In the method for manufacturing a bonded substrate according to the present invention, an upper substrate and a lower substrate having a rectangular shape for manufacturing a display panel are aligned in the horizontal direction on the basis of the respective positional information, and thereafter, on at least one substrate. A method for manufacturing a bonded substrate to be bonded through a sealant applied in a frame-shaped pattern,
For both the upper substrate and the lower substrate, an edge detection step of detecting a side of the substrate with an edge detection device ;
The upper substrate and the lower substrate are aligned using position information of the upper substrate and the lower substrate obtained based on the positions of the sides of the upper substrate and the lower substrate detected by the edge detection step. A position adjusting step,
In the edge detection step, when the side of one of the upper substrate and the lower substrate is detected, the side of the other substrate is removed from the detection area of the edge detection device that detects the side of the one substrate. Further, the relative position of the upper substrate and the lower substrate is adjusted.
また、本発明に係る貼り合わせ基板の製造方法において、前記エッジ検出ステップは、前記上基板と前記下基板の双方について、基板の1つの辺上の離れた2箇所を検出するとともに、前記2箇所が検出された辺と直交する辺上の1箇所を検出する構成とすることができる。 Moreover, in the method for manufacturing a bonded substrate board according to the present invention, the edge detection step detects two locations apart on one side of the substrate for both the upper substrate and the lower substrate , and the two locations. It can be set as the structure which detects one location on the edge | side orthogonal to the edge | side in which "is detected".
本発明によれば、上基板と下基板のうち少なくとも一方の基板の辺を検出することで、その一方の基板に位置決め用のマークが形成されていない場合であっても、当該辺の位置から一方の基板の位置情報を得ることができ、更には、その特定した位置情報に基づいて、上基板と下基板の水平方向の位置調整を適切に行うことができる。 According to the present invention, by detecting the side of at least one of the upper substrate and the lower substrate, even if the positioning mark is not formed on the one substrate, the position of the side is detected. The position information of one substrate can be obtained, and furthermore, the horizontal position adjustment of the upper substrate and the lower substrate can be appropriately performed based on the specified position information.
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の実施形態に係る基板貼り合わせ装置の構成を示す図である。図1に示す基板貼り合わせ装置100は、ガラス基板である上基板151と下基板152とを貼り合わせるものである。この下基板152には、その上面の外縁近傍に沿って矩形枠状のパターンにシール剤が塗布されて、当該シール剤に囲まれた領域内に液晶が滴下されている。この基板貼り合わせ装置100は、真空チャンバ101、基板受取機構102、下ステージ103、上ステージ105、支柱106、支柱108a、支柱108b、搬送ロボット110、カメラ113、光学センサ114、昇降駆動機構131、水平駆動機構132及び制御装置140により構成される。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a substrate bonding apparatus according to an embodiment of the present invention. A
真空チャンバ101は、上基板151と下基板152との貼り合わせを真空中で行うためのものであり、貼り合わせ時には、図示しない吸引機構によって内部の気体が吸引されて真空状態となる。
The
真空チャンバ101内には、下方に下ステージ103が配置され、上方に上ステージ105が配置され、これら下ステージ103及び上ステージ105が上下に対向配置されている。下ステージ103は、4つの角部にそれぞれ位置決めマークが形成された下基板152を吸着保し、上ステージ105は、位置決めマークが形成されていない上基板151を吸着保持する。また、上ステージ105は、その上部を支柱106によって支持されており、この支柱106は、真空チャンバ101の上部を気密に貫通して昇降駆動機構131に接続されている。昇降駆動機構131の駆動によって、上ステージ105は上下に移動する。下ステージ103は、真空チャンバ101の底部に配置された水平駆動機構132上に支持固定されており、水平駆動機構132の駆動によって、矢印X方向、それに直交する水平方向のY方向、およびXY方向に直交する軸を回転中心するθ(回転)方向に移動される。
In the
また、上ステージ105の下部には、上基板151を吸着保持するための静電チャック等の吸着機構107aが設けられ、下ステージ103には、下基板152を吸着保持するための静電チャック等の吸着機構107bが設けられている。
Further, an
また、基板受取機構102は、真空チャンバ101内に、上ステージ105を貫通するように設けられている。この基板受取機構102の下部先端には、真空チャンバ101内に搬入されてきた上基板152を、真空力や静電力等によって吸着する吸着パッド115が設けられている。また、基板受取機構102は、上部に取り付けられた支柱108a及び108bによって支持され、更に、当該支柱108a及び108bは昇降駆動機構131に接続されている。昇降駆動機構131の駆動によって、支柱108a及び108bに取り付けられた吸着パッド115は上下に移動する。すなわち、昇降駆動機構131は、上ステージ105と吸着パッド115を個別にも一体的にも昇降可能とする。
The
真空チャンバ101の側壁には、蓋部109が設けられている。この蓋部109は、上基板151及び下基板152を搬入する際や、これら上基板151及び下基板152を貼り合わせて得られる貼り合わせ基板を搬出する際に開放される。また、蓋部109は、上基板151及び下基板152を貼り合わせる際には、真空チャンバ101内の真空状態を維持するために閉鎖される。
A
蓋部109の水平方向の延長線上には、搬送ロボット110が配置されている。この搬送ロボット110は、真空チャンバ101内に上基板151を搬入するためのものであり、水平方向に延在する2本のアーム部111を有している。図1では、紙面の垂直方向に2本のアーム部111が配置されている。これらアーム部111は、下部に上基板151を吸着支持する。上基板151の搬入時には、アーム部111が、上基板151を吸着支持した状態で、真空チャンバ101内に挿入される。このとき、基板受取機構102の吸着パッド115は、下方に移動し、上基板151を吸着する。
A
カメラ113は、下ステージ103に保持された状態の下基板152の位置決めマークを撮像する。すなわち、下ステージ103は、下基板152の保持した状態で、下基板152の位置決めマークと対向するそれぞれの箇所に、位置決めマークより大きな開口を有し、下ステージ103を上下に貫通する貫通孔を備える。本実施の形態においては、位置決めマークは、下基板152の4つの角部に1つずつ形成されているので、貫通孔は下基板152の4つの角部に対応して設けられる。また、真空チャンバ101の底部であって、下ステージ103の貫通孔それぞれの直下となる位置には、ガラス等による透明窓120が設けられる。カメラ113は、この透明窓120と下ステージ103の貫通孔を通して下基板152の位置決めマークを撮像可能に、それぞれの透明窓120に対向するように真空チャンバ101の下側に配置される。このカメラ113は、CCDカメラに代表される二次元(エリア)イメージセンサ等の撮像装置である。
The
光学センサ114は、上ステージ105に保持された状態の上基板151の辺を検出するもので、下方に向けて平行レーザ光を照射する照射部と平行レーザ光の反射光を受光する受光部とを備え、受光部によって受光された光の強度に基づいて基板の辺を検出する。光学センサ114は、上基板151の辺を、上基板151の1つの辺上における離れた2箇所と前記1つの辺に直交する辺上における1箇所の合計3箇所で検出することから、3つ設けられる。なお、本実施の形態においては、光学センサ114は、上基板151の角部の近傍、具体的には、下基板152のマークに対向する上基板151上の位置から検出対象となる辺に下ろした垂線が当該辺と交わる位置においてその辺を検出する。すなわち、上ステージ105は、上基板151を保持した状態下で、上基板151における検出対象となる辺上の3箇所に対向するそれぞれの箇所に貫通孔を備える。また、真空チャンバ101の上部であって、上ステージ105の貫通孔それぞれの真上の位置には、ガラス等からなる透明窓121が設けられる。光学センサ114は、この透明窓121と上ステージの貫通孔を通して下基板の辺を検出可能に真空チャンバ101上部に配置される。この光学センサ114は、ラインセンサに代表される一次元(リニア)イメージセンサであるが、二次元イメージセンサであっても良い。
The
制御装置140は、カメラ113の撮影によって得られた画像データに基づいて、下基板152に形成された位置決めマークを検出する。更に、制御装置140は、検出した位置決めマークの位置に基づいて、下基板152の水平方向の中心位置と回転角度とを算出する。また、制御装置140は、光学センサ114によって検出された上基板151の辺上の3箇所の位置に基づいて、上基板151の水平方向の中心位置と回転角度とを算出する。更に、制御装置140は、これら算出結果に基づいて、上基板151と下基板152とを重ね合わせるために必要な下ステージ103の水平方向の移動量及び回転角度を算出し、その移動量及び回転角度に基づいて、水平駆動機構132の駆動を制御し、下ステージ103を水平方向に移動及び回転させる。
The
また、制御装置140は、基板受取機構102や上ステージ105を上下に移動させるべく、昇降駆動機構131の駆動を制御する。上ステージ105が上基板151を吸着支持し、下ステージ103が下基板152を吸着支持した状態で、上ステージ105が下方に移動すると、上基板151がシール剤を介して下基板152に接触し、これらが重ね合わされる。
Further, the
以下、フローチャートを参照しつつ、上基板151と下基板152との貼り合わせ動作を説明する。図2は、上基板151と下基板152との貼り合わせ動作を示すフローチャートである。なお、以下においては、上基板151及び下基板152は、主面が同一形状の正方形あるいは長方形であるものとする。
Hereinafter, the bonding operation of the
真空チャンバ101の蓋部109が開放された状態において、搬送ロボット110は、その下面側に上基板151を吸着保持した2本のアーム部111を真空チャンバ101内へ挿入する。次に、制御装置140の制御により昇降駆動機構131が駆動し、基板受取機構102が下方へ移動する。基板受取機構102が下方に移動すると、先端の吸着パッド115が2本のアーム111の間を通して上基板151に接触し、当該上基板151を吸着する。その後、アーム部111は、上基板151の吸着を解除すると共に若干上方に移動し、更に、真空チャンバ101外へ退避し、図3に示す状態となる。次に、制御装置140の制御により昇降駆動機構131が駆動し、基板受取機構102が上方へ移動する。吸着パッド115が上ステージ105の下面の位置まで移動すると、当該吸着パッド115によって吸着支持された上基板151は、吸着機構107aに接触し、当該吸着機構107aによって吸着保持される(S101)。
In a state where the
上ステージ105に上基板151が吸着保持されると、光学センサ114は、上ステージ105に吸着保持された上基板151の辺を検出する(S102)。ここで、光学センサ114は、上基板151の1つの辺上における2箇所を検出するとともに、その辺と直交する辺の1箇所を検出する。それぞれのエッジの検出結果は、制御装置140へ出力される。
When the
図4は、光学センサ114による辺の検出の一例を模式的に示す図である。図4では、上基板151の1つの辺(X方向に沿う辺)上における2箇所(位置A及びB)が検出されるとともに、その位置A及びBを含む辺に対して直交する辺(Y方向に沿う辺)における1箇所(位置C)が検出される。
FIG. 4 is a diagram schematically illustrating an example of edge detection by the
制御装置140は、光学センサ114によって検出された辺の位置に基づいて、上基板151の水平方向の中心位置と、基準位置に対する水平方向の回転角度とを算出する(S103)。
Based on the position of the side detected by the
具体的には、制御装置140は、1つの辺において検出された2箇所A、Bの位置とこれらの位置A、Bを検出する光学センサ114の離間距離に基づいて、当該位置A、Bを通る直線(第1の直線)を特定する。次に、制御装置140は、位置A、Bが検出された辺と直交する辺において検出された1箇所(位置C)に基づいて、第1の直線と直交し、当該位置Cを通る直線(第2の直線)を特定する。更に、制御装置140は、内蔵するメモリ(図示しない)に記憶されている上基板151の各辺の長さ、第1の直線と第2の直線との交点の位置、および第1の直線の傾きに基づいて、当該上基板151の水平方向の中心位置(図4のX)と、基準位置(図4の点線)に対する水平方向の回転角度(図4のθ)を算出する。
Specifically, the
上基板151の中心位置及び回転角度が算出されたならば、真空チャンバ101内に下基板152が搬入され、当該下基板152が下ステージ103に吸着支持される(S104)。ここでは、搬送ロボット110は、アーム部111の上面に下基板152を吸着保持して真空チャンバ101内に下基板152を搬入する。このように、下基板152が下ステージ103に供給された後、図5に示すように、真空チャンバ101の蓋部109が閉鎖される。その後、真空チャンバ101内の気体が吸引されることによって、真空チャンバ101内が真空状態となる。
If the center position and rotation angle of the
真空チャンバ101内が真空状態になった後、或いは、真空状態になる過程で、カメラ113は、ガラス窓120及び下ステージ103の貫通孔を通して下基板152に形成された位置決めマークを撮像する。撮像により得られた画像データは、制御装置140へ出力される。制御装置140は、カメラ113の撮像によって得られた画像データに基づいて、下基板152に形成された位置決めマークの位置を検出する(S105)。更に、制御装置140は、検出した位置決めマークの位置に基づいて、数学的演算手法により下基板152の水平方向の中心位置と、基準位置に対する水平方向の回転角度とを算出する(S106)。ここで、基準位置は、S103において、上基板151の回転角度を算出する際に用いた基準位置と同一である。
After the
下基板152の中心位置及び回転角度が算出されたならば、制御装置140は、上述したように算出した、上基板151の中心位置及び回転角度と下基板152の中心位置及び回転角度とに基づいて、上基板151と下基板152とを位置合わせするに必要な下ステージ103の移動量及び回転角度を算出する(S107)。具体的には、制御装置140は、下基板152の中心位置に対する上基板151の中心位置のX方向およびY方向への位置ずれを算出し、この位置ずれを下ステージ103の補正移動量とする。更に、制御装置140は、下基板152の回転角度に対する上基板151の回転角度のずれ角度を、下ステージ103の補正回転角度とする。
When the center position and rotation angle of the
制御装置140は、上述のようにして算出した下ステージ103の補正移動量及び補正回転角度に基づいて、水平駆動機構132を駆動して、下ステージ103を移動及び回転させる。これにより、下ステージ103は、算出された補正移動量に対応する距離だけXY方向に移動するとともに算出された補正回転角度だけ回転移動する(S108)。これにより、上基板151と下基板152の中心位置が重なるとともに、各辺が重なり、貼り合わせが可能な状態となる。
The
次に、制御装置140は、昇降駆動機構131を駆動して、上ステージ105を下方に移動させる。これにより、上ステージ105が下方に移動すると、当該上ステージ105に吸着保持された上基板151が、下ステージ103に吸着保持された下基板152にシール剤を介して接触し、これらが重ね合わされる(S109)。
Next, the
この後、真空チャンバ101内の真空状態が解除されて圧力が上昇すると、重ね合わされた上下の基板151、152の内外に圧力差が生じ、この内外の圧力差によって上下の基板151、152が加圧され、シール剤が押し潰されて貼り合わされる。真空チャンバ101内が大気圧に戻された後、蓋部109が開放されて、搬送ロボット等により貼り合わせ基板が真空チャンバ101内から搬出される(S110)。この後、貼り合わせ対象となる上下の基板151、152がある場合には、それら基板151、152がなくなるまで、上述のS101〜S110の動作を繰り返す。
Thereafter, when the vacuum state in the
このように、本実施形態の基板貼り合わせ装置100では、下基板152のみに位置決めマークが形成され、上基板151には位置決めマークが形成されていない場合には、上基板151のエッジを検出することにより、当該上基板151の水平方向の中心位置及び回転角度を導出し、更に、この上基板151の水平方向の中心位置及び回転角度と、下基板152の水平方向の中心位置及び回転角度とに基づいて、下ステージ103をXY方向移動及び回転移動させることによって、上基板151と下基板152の中心位置を合わせるとともに、各辺を合わせて、貼り合わせ可能な状態となるように位置合わせを行う。
As described above, in the
従って、上基板151に位置決めマークが形成されていない場合に、従来のように、稼動時のぶれ等を抑止した高価な搬送ロボットを用いたり、搬送ロボットによる搬送速度を下げたりしなくても、その上基板151の位置を特定して、更には、その特定した位置に基づいて、上基板151と下基板152の水平方向の位置を適切に調整することができる。そのため、上基板151に位置決めマークが形成されていない場合であっても、上下の基板151を精度よく貼り合わせることが可能となり、貼り合わせ基板の品質を向上させることができ、結果として、表示品質が良好な液晶表示パネルを得ることができる。
Therefore, when the positioning mark is not formed on the
なお、本実施の形態においては、上基板151の位置(中心位置及び回転角度)を光学センサ114との相対的な位置関係に基づいて算出している。そのため、上基板151の位置を正確に算出するためには、光学センサ114と上ステージ105との相対的な位置関係を正確に把握しておく必要がある。そこで以下の手順によって、光学センサ114と上ステージ105との相対的な位置関係を求める。そして、求めた相対的な位置関係に基づいて、上ステージ105に対する光学センサ114の取り付け位置を調整したり、光学センサ114による検出結果を補正したりして、上基板151の位置検出精度の向上を図る。
In the present embodiment, the position (center position and rotation angle) of the
上ステージ105に対する光学センサ114の位置関係の把握には、カメラ113を利用する。
The
上述したように、下ステージ103の貫通孔は、下基板152に形成された位置決めマークに合わせて設けられている。また、上ステージ105の貫通孔は、下基板152の位置決めマークに対応して位置する上基板のエッジに合わせて設けられている。そのため、下ステージ103の貫通孔と上ステージ105の貫通孔は、ほぼ同心に位置する。そこで、下ステージ103の貫通孔の開口面積を上ステージ105の貫通孔の開口面積よりも大きくする。具体的には、両貫通孔を円筒状の貫通孔とし、下ステージ103の貫通孔の直径を上ステージ105の貫通孔の直径よりも大としておく。このようにすることで、下ステージ103の貫通孔を通してカメラ113によって上ステージ105の貫通孔と光学センサ114を撮像することが可能となる。
As described above, the through hole of the
そこでまず、カメラ113によって下ステージ103の貫通孔を通して上ステージ105の貫通孔と光学センサ114を撮像する。制御装置140は、カメラ113によって撮像された画像に基づいて、上ステージ105の貫通孔を基準として光学センサ114の位置ずれを求める。すなわち、上ステージ105の貫通孔は円筒状であるので、貫通孔の画像は円形状となる。この円の中央に光学センサ114が位置する状態が光学センサ114の理想的な配置位置とした場合、制御装置140は円の中央に対する光学センサ114の位置ずれを求める。なお、上ステージ105の貫通孔は、機械加工によって、上ステージ105に対して高い位置精度で形成可能である。
First, the
このようにして求めた上ステージ105に設けられた貫通孔に対する光学センサ114の位置ずれに基づいて、上ステージ105に対する光学センサ114の相対位置を算出する。そして、上述したように、算出した光学センサ114の相対位置関係に基づいて、上ステージ105に対する光学センサ114の取り付け位置を調整したり、光学センサ114による検出結果を補正したりする。このようにすることで、光学センサ114によって上基板151の位置を精度良く算出することが可能となる。これにより、上下の基板151、152をより一層精度良く貼り合わせることが可能となるので、製造される表示パネルの品質を更に向上させることができる。
The relative position of the
なお、上述した例において、下基板152の位置決めマークと上基板151の辺上の光学センサ114によって検出される箇所とが近接する位置関係に無く、光学センサ114とカメラ113とが対向位置に配置されていない場合には、カメラ113を位置決めマークの撮像位置と光学センサ114の撮像位置との間を移動可能に設けるとともに、それぞれに対応する下ステージ105の箇所に貫通孔を設けるようにすればよい。このように構成することで、位置決めマークを撮像するときには位置決めマークに対応して形成された貫通孔を通して行い、光学センサ114を撮像するときには光学センサ114に対応して形成された貫通孔を通して行うことができる。
In the above-described example, the positioning mark of the
また、上ステージ105に対する光学センサ114の取り付け位置ずれの補正は、次のように行なっても良い。
Further, the correction of the mounting position shift of the
すなわち、上述したS101〜S110の手順で、一組、或いは複数組の上下の基板151、152の貼り合わせを行なう。そして、貼り合わせの完了した貼り合わせ基板について、上下の基板151、152間の位置ずれを測定する。測定の結果、上下の基板151、152間に位置ずれが生じていた場合、その位置ずれ分を補正値として、上述のS107における上基板151と下基板152とを位置合わせするための下ステージ103の移動量及び回転角度に加える。なお、複数の貼り合わせ基板について位置ずれを測定した場合、その位置ずれの平均値を補正値とするとよい。
That is, one set or a plurality of sets of upper and
なお、上述した実施形態では、上基板151と下基板152を貼り合わせ可能な状態とするために、下ステージ103のみを移動させたが、上ステージ105のみ、あるいは、下ステージ103と上ステージ105の双方を移動させるようにしてもよい。
In the above-described embodiment, only the
また、上述した実施形態では、下基板152のみに位置決めマークが形成され、上基板151には位置決めマークが形成されていない場合についで説明した。しかしながら、上基板151のみに位置決めマークが形成され、下基板152には位置決めマークが形成されていない場合についても、同様に本発明を適用することができる。この場合には、図1において、カメラ113の位置に光学センサを配置して、下基板152のエッジを検出可能とするとともに、光学センサ114の位置にカメラを配置して、上基板151に形成された位置決めマークを検出可能とすればよい。
In the above-described embodiment, the case where the positioning mark is formed only on the
また、上下の基板151、152双方についてエッジを検出することによってそれぞれの位置を検出するようにしても良い。この場合、上述した実施形態における上ステージ105及びそれに対して配置された光学センサ104と同様の構成を下ステージ103に対して適用すれば良い。また、上下の基板151、152のエッジをそれぞれ光学センサ114を用いて検出する場合、上ステージ105と下ステージ103の双方にそれぞれの基板151、152が保持されていると、両基板151、152のエッジ位置が重なり、或いは近接して、各基板151、152のエッジを正確に検出できないことが考えられる。そのため、各基板151、152のエッジの検出の際には、水平駆動機構132によって下ステージ103を水平方向に移動させて、上基板151と下基板152のエッジが、それぞれのエッジを検出するための光学センサ114の検出エリア外となるように上下の基板151、152の相対位置を調整するようにすると良い。また、このようにする場合、下ステージ103に対応して設ける光学センサ114を真空チャンバ101内において、下ステージ103と一体的に取り付けるようにすると良い。
Alternatively, the positions of both the upper and
また、上述の実施形態において、光学センサ114を真空チャンバ101の外側に配置したが、真空チャンバ101内において上ステージ105と一体的に設けても良い。
In the above-described embodiment, the
また、上ステージ105に吸着保持された上基板151の位置を光学センサ114を用いて検出(算出)した後に、下ステージ103に下基板152を供給するようにした。しかしながら、上下のステージ103、105それぞれに各基板151、152を供給した後、上基板151の位置検出と下基板152の位置検出を順次行なうようにしても良い。この場合、光学センサ114によって上基板151のエッジを検出際に、光学センサ114の検出エリアから下ステージ103上の下基板152のエッジを外すように、下ステージ103を移動させるようにすると良い。
Further, after detecting (calculating) the position of the
本発明に係る基板貼り合わせ装置及び基板貼り合わせ方法は、上基板と下基板の水平方向の位置調整を適切に行うことが可能であり、基板貼り合わせ装置及び基板貼り合わせ方法としで有用である。 The substrate bonding apparatus and the substrate bonding method according to the present invention can appropriately adjust the horizontal position of the upper substrate and the lower substrate, and are useful as a substrate bonding apparatus and a substrate bonding method. .
100 基板貼り合わせ装置
101 真空チャンバ
102 基板受取機構
103 下ステージ
105 上ステージ
106、108a、108b 支柱
107a、107b 吸着機構
109 蓋部
110 搬送ロボット
113 カメラ
114 光学センサ
115 吸着パッド
120、121 ガラス窓
131 昇降駆動機構
132 水平駆動装置
140 制御装置
151 上基板
152 下基板
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記上基板と前記下基板の双方について、基板の辺を検出するエッジ検出装置と、
前記エッジ検出装置により検出された前記上基板と前記下基板の辺の位置に基づいて前記上基板と前記下基板の位置情報をそれぞれ求める制御装置と、を有し、
前記制御装置は、前記上基板と前記下基板のうち一方の基板の辺を検出するときには、前記一方の基板の辺を検出する前記エッジ検出装置の検出エリアから他方の基板の辺が外れるように、前記上基板と前記下基板の相対位置を調整することを特徴とする基板貼り合わせ装置。 After aligning a rectangular upper substrate and lower substrate for display panel manufacturing in the horizontal direction based on the respective positional information, a sealant applied in a frame-like pattern on at least one substrate is used. A substrate laminating apparatus for laminating
For both the upper substrate and the lower substrate, an edge detection device that detects a side of the substrate;
A control device that obtains position information of the upper substrate and the lower substrate based on positions of sides of the upper substrate and the lower substrate detected by the edge detection device,
When the control device detects the side of one of the upper substrate and the lower substrate, the side of the other substrate is removed from the detection area of the edge detection device that detects the side of the one substrate. A substrate laminating apparatus for adjusting a relative position between the upper substrate and the lower substrate.
前記上基板と前記下基板のうち一方の基板の辺を検出するエッジ検出装置と、
前記上基板と前記下基板のうち他方の基板には、位置決め用のマークが形成されてなり、
前記他方の基板に形成された前記マークを検出するマーク検出装置と、
前記エッジ検出装置により検出された前記一方の基板の辺の位置に基づいて前記一方の基板の位置情報を求め、前記マーク検出装置により検出された前記マークの位置に基づいて前記他方の基板の位置情報を求める制御装置と、を有することを特徴とする基板貼り合わせ装置。 After aligning a rectangular upper substrate and lower substrate for display panel manufacturing in the horizontal direction based on the respective positional information, a sealant applied in a frame-like pattern on at least one substrate is used. A substrate laminating apparatus for laminating
An edge detection device for detecting a side of one of the upper substrate and the lower substrate;
A positioning mark is formed on the other substrate of the upper substrate and the lower substrate,
A mark detector for detecting the marks formed on the other substrate,
The position information of the one substrate is obtained based on the position of the side of the one substrate detected by the edge detection device, and the position of the other substrate is determined based on the position of the mark detected by the mark detection device. And a control device for obtaining information.
前記マーク検出装置は、前記下基板に形成された位置決め用のマークを検出することを特徴とする請求項3に記載の基板貼り合わせ装置。 The edge detection device detects a side of the upper substrate,
4. The substrate bonding apparatus according to claim 3, wherein the mark detection device detects a positioning mark formed on the lower substrate.
前記上基板と前記下基板の双方について、エッジ検出装置にて基板の辺を検出するエッジ検出ステップと、
前記エッジ検出ステップにより検出された前記上基板と前記下基板の辺の位置に基づいて求めた前記上基板と前記下基板のそれぞれの位置情報を用いて前記上基板と前記下基板とを位置合わせする位置調整ステップとを有し、
前記エッジ検出ステップでは、前記上基板と前記下基板のうち一方の基板の辺を検出するときには、前記一方の基板の辺を検出する前記エッジ検出装置の検出エリアから他方の基板の辺が外れるように、前記上基板と前記下基板の相対位置を調整することを特徴とする貼り合わせ基板の製造方法。 After aligning a rectangular upper substrate and lower substrate for display panel manufacturing in the horizontal direction based on the respective positional information, a sealant applied in a frame-like pattern on at least one substrate is used. A method of manufacturing a bonded substrate,
For both the upper substrate and the lower substrate, an edge detection step of detecting a side of the substrate with an edge detection device ;
The upper substrate and the lower substrate are aligned using position information of the upper substrate and the lower substrate obtained based on the positions of the sides of the upper substrate and the lower substrate detected by the edge detection step. A position adjusting step,
In the edge detection step, when the side of one of the upper substrate and the lower substrate is detected, the side of the other substrate is removed from the detection area of the edge detection device that detects the side of the one substrate. And adjusting a relative position between the upper substrate and the lower substrate.
前記上基板と前記下基板のうち一方の基板の辺を検出するエッジ検出ステップと、
前記上基板と前記下基板のうち他方の基板には、位置決め用のマークが形成されてなり、当該他方の基板に形成された前記マークを検出するマーク検出ステップと、
前記エッジ検出ステップにより検出された前記一方の基板の辺の位置に基づいて求めた前記一方の基板の位置情報と、前記マーク検出ステップにより検出された前記マークの位置に基づいて求めた前記他方の基板の位置情報とを用いて前記上基板と前記下基板とを位置合わせする位置調整ステップと、
を有することを特徴とする貼り合わせ基板の製造方法。 After aligning a rectangular upper substrate and lower substrate for display panel manufacturing in the horizontal direction based on the respective positional information, a sealant applied in a frame-like pattern on at least one substrate is used. A method of manufacturing a bonded substrate,
An edge detection step of detecting a side of one of the upper substrate and the lower substrate;
A mark detection step for detecting the mark formed on the other substrate is formed with a positioning mark on the other substrate of the upper substrate and the lower substrate;
The position information of the one substrate obtained based on the position of the side of the one substrate detected by the edge detection step and the other position obtained based on the position of the mark detected by the mark detection step. A position adjusting step for aligning the upper substrate and the lower substrate using position information of the substrate;
A method for producing a bonded substrate, comprising:
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