JPH03163515A - 位置決め装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、液晶ガラス基板の貼合せ工程等に用いられる
、２つの物体を予定の位置関係で対向させるための位置
決め装置に関する。

（従来の技術） 近年、各種の表示用デバイスとして液晶表示パネル（以
下、ＬＣＤパネルと呼ぶ）が広く用いられるようになっ
ている。このＬＣＤパネルは、周知のように、２枚のガ
ラス基板間に薄膜トランジスタ等からなる多数の画素を
配置し、これら２枚のガラス基板を貼合せたものであり
、２枚のガラス基板の貼合せに当っては、これらガラス
基板を高精度に、しかも生産効率を低下させること無く
迅速に位置決めする必要がある。

この種の位置決め装置としては、特開昭６４−２０９６
号公報に示されるものが知られている。

この位置決め装置は、前記ＬＣＤパネルを検査する際、
このＬＣＤパネルと、これを表示動作させるドライバ基
板との間を高精度に位置決めするものである。

すなわち、第４図で示すように、ＬＣＤパネル１１０は
搬送機構１１１により未検査ボックスＩＮから取出され
、アーム１１２によりドライバ基板＋１４上に保持され
る。ドライバ基板＋１４は、第５図にも示すように、Ｌ
ＣＤパネル１１０が載置される部分に窓ｌ！４！が形威
されており、この窓ｌ１４！の周囲に設けられた多数の
端子とＬＣＤパネル１１Ｇ側に設けられた端子とが正し
く接するように高精度に位置決めする必要がある。

ドライバ基板＋１４は、ＸＹθテーブル１３０上に構成
された点灯ユニット１１８に支持されており、ｘＹθの
各方向に変位することができ、これによって位置調整が
行なわれる。ここで、ＸＹ方向とは、ドライバ基板１１
４の上面に沿う互いに直交する２方向であり、またθ方
向とは、同上面に沿う回転方向である。

上記ＬＣＤパネル１１Ｇの表面の対角を威すコーナ一部
には、第５図で示すように、第１位置決めポイントａ，
ｂが形或されている。また、ドライバ基板１１４の、Ｌ
ＣＤ基板１１０の外形より外側となる部分には、第２位
置決めポイントＡ，Ｂが形成されている。

これらの上方には、撮像装置としてのＣＣＤカメラ１３
２が設けられており、ＸＹテーブル１３３により、ドラ
イバ基板１１４の上面に沿って平行移動できるように構
成されている。

ＣＣＤカメラ１３２はドライバ基板１１４上を移動し、
その上面に形成された第２位置決めポイントＡ，Ｂをそ
れぞれ撮像する。ＣＣＤカメラ１３２によって撮像され
た画像信号は、Ａ／Ｄ変換器１３４を介して画像メモリ
１３５に記憶される。この記憶された画像データを基に
、検査手段１４０により第１位置決めポイントａ，ｂに
対する基準ポイントａｌ，ｂｌを算出する。

次に、ＣＣＤカメラ１３２により、ＬＣＤパネル１１０
上の第１位置決めポイントａ，ｂを撮像し、その画像デ
ータから、前記基準ポイントａｔ，ｂ１との位置ずれを
算出する。このようにして求めたずれ量を基にＸＹθテ
ーブル駆動部＋３１を制御し、前記ずれ量が零となるよ
うに位置決めを行なう。

このようにして正しく位置決めされ、所定の検査が終了
した後、ＬＣＤバネル１１０は、再び搬送機構１１１に
より、良品は「良」ボックス１１５に、不良品は「不良
」ボックス１１６に収納される。

上記装置では、１台のＣＯＤカメラ＋３２により各ポイ
ンを撮像し、画像データを得るため、ＣＯＤカメラ１３
２を各ポイントに移動させなければならず、位置決め用
のデータである、基準ポイン｝ａｌ．ｂｌと第１位置決
めポイントａ，ｂとの位置ずれ量を算出するまでに多く
の時間を要している。

また、ドライバ基板１１４は検査用のものであり、検査
後、搬送機構１１１によって取り除かれるＬＣＤ基板１
１０とは異なり、ＸＹθテーブル１３０に一体化するこ
とができる。このため、ドライバ基板１１ＧとＸＹθテ
ーブル＋３０との位置関係は常に一定で、しかもこれら
のセンターは一致していることが多く、ＬＣＤ基板１１
Ｇとドライバ基板＋１４との位置合せは、θ方向および
ＸＹ方向につき１回行なうだけで完了する。

しかし、前述した２枚のガラス基板を位置決めする場合
、これらガラス基板は貼合せされた後ＬＣＤ基板となる
ものであるから、その一方を、第４図のドライバ基板１
１４のようにＸＹθテーブル１３Ｇに一体化することは
できない。したがって、ガラス基板とＸＹθテーブル［
３０側との位置関係は一定にはならず、センターが一致
することもほとんど無い。このため、■回のθ方向およ
びＸＹ方向の位置合せでは位置決めが終了せずに、数回
繰り返すこともあり、前述のように、位置ずれ量の算出
に多くの時間がかかることは、より多くの位置決め時間
を要することになる。

（発明が解決しようとする課題） 上記のように、従来の装置では位置決めに多くの時間を
要している。

本発明の目的は、透光性を有する２つの物体を、多ベの
時間を要すること無く、高精度で、予定の位置関係に対
向させることができる位置決め装置を提供することにあ
る。

〔発明の構或〕

（課題を解決するための手段） 本発明は、透光性を有する２つの物体を予定の位置関係
で対向させる位置決め装置に関するもので、前記２つの
物体毎にそれぞれ２個ずつ設けられ、２つの物体が前記
予定の位置関係になると互いに一致するように設定され
た位置決め用のマークと、搬送機構によって所定位置に
搬送され、かつ粗位置決め機構を経て前記予定の位置関
係に近い状態に粗位置決めされた前記２つの物体をそれ
ぞれ保持する２組の保持機構と、これら保持機構に保持
された２つの物体を、それらの対向面に沿う互いに直交
する２方向ＸＹおよび回転方向θにそれぞれ相対的に変
位させるＸＹθの駆動機構と、前記保持機構に保持され
た２つの物体の前記２個ずつのマーク部分をそれぞれ撮
像する２台の撮像装置と、これら撮像装置により撮像さ
れた画像から２個ずつのマーク間のずれ量およびずれ方
向を求めるずれ演算手段と、このずれ演算手段により求
められたずれ量およびずれ方向に基づきこのずれが零と
なるように前記ＸＹθの駆動機構を動作させるＸＹθの
制御手段とを備えている。

（作用） 本発明では、透光性を有する２つの物体を、対応する搬
送機構や粗位置決め機構により、予定の位置関係に近い
状態に粗位置決めすると共に、この粗位置決めされた物
体の各位置決め用のマーク部分を２台の撮像装置により
撮像し、それらの画像データから、各位置決め用のマー
ク間のずれ量およびその方向を求め、その結果に基づき
、このずれ量が零となるように２つの物体をＸＹθの各
方向に移動させている。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

第ｌ図において、ｌ１および１２は位置決め対象となる
透光性の物体、例えば、ＬＣＤ基板用のガラス基板で、
予定の位置関係で高精度に位置決めされた後、一体に貼
合せられる。１３は一方の保持機構としての固定テーブ
ルで、その図示下面に、一方のガラス基板１１を取付け
て保持する。１４は他方の保持機構としてのＸＹθテー
ブルで、その上面によって他方のガラス基板１２を保持
する。このＸＹθテーブル１４は、その上面に保持され
たガラス基板１２を、ＸＹθ駆動機構ｌ５により、その
対向面（図示上面）に沿う、互いに直交する２方向ＸＹ
および回転方向θにそれぞれ駆動するものである。また
、このＸＹθ−テーブル１４は、テーブルリフト機構１
６により図示上下方向にも駆動される。

１７は第１の搬送機構で、前記一方のガラス基板１１を
、第３図において矢印ので示すように、Ｐｏ．ｓ．ｌか
らＰｏｓ．　２に搬送する。ｌ８は第■の粗位置決め機
構で、上記Ｐｏｓ．　２においてガラス基板１ｌを予定
の状態に粗位置決めする。１９はトランスファー機構で
、その保持テーブル１９１によりｌ’ｏｓ．　２におい
て粗位置決めされたガラス基板１１を保持し、これを矢
印■で示すように、搬送機構１７および粗位置決め機構
１８の干渉を受けない位置まで上昇させる。この後、保
持テーブル１９！は、矢印■で示すように、ガラス基板
１ｌをＰｏｓ．２からＰｏｓ．　４に移載し、さらに、
矢印■で示すように、第１図で示した固定テーブル１３
が保持できる位置までガラス基板１ｌを上昇させ、固定
テーブル１３によりガラス基板ｌ１を保持させる。なお
、保持テーブル１９ｔは、この後ガラス基板１１に対す
る保持を解除し、少し下降してからＰｏｓ．　２まで戻
り、始めの位置まで下降して次のガラス基板に備える。

２Ｉは第２の搬送機構で、他方のガラス基板１２を、第
３図の矢印■で示すように、．Ｐｏｓ，　３からＰｏｓ
．　４まで搬送する。２２は第２の粗位置決め機構で、
Ｐｏｓ．４においてガラス基板ｌ２を所定の状態に粗位
置決めする。この状態でガラス基板ｌ２はｘＹθテーブ
ル１４上に保持され、かつテーブルリフト機構１６が動
作して、ガラス基板１２を矢印■で示すように、所定の
位置決め用高さまで上昇させる。

ここで、前記一方のガラス基板１ｌには、第２図で示す
ように、２個の位置決め用のマークｘ１，ｙ１が形成さ
れている。また、他方のガラス基板１２にも２個の位置
決め用のマークｘ２、ｙ２が形成されている。これらマ
ークｘｉ，ｙｌおよびｘ２．ｙ２は、２つのガラス基板
Ｉ＋．　１２が予定の位置関係に位置決めされると互い
に一致するように設定されている。前述した各ガラス基
板Ｉ１．　１２が対応する保持機構、すなわち、固定テ
ーブル１３、ＸＹθテーブルｌ４に保持されている状態
は、これら各ガラス基板１１．　１２がそれぞれ対応す
る粗位置決め機構１８．　２２を介しているため、前記
予定の位置関係に近い粗位置決め状態、つまり、マーク
ｘｉ，ｘ２およびｙｌ．ｙ２が互いに近付き合っている
状態である。

２４および２５は撮像装置としてのＣＣＤ　（固体撮像
素子）カメラで、対応する照明装置２６および２７と共
に前記固定テーブルｌ３上に取付けられており、粗位置
決め状態にある各ガラス基板ＩＩおよびＩ２の位置決め
用のマークｘｉ，ｘ２およびｙ１，ｙ２を撮像する。

ここで、下側となるガラス基板１２のマークｘ２．ｙ２
も、前記第３図の矢印■で示す上昇動作により、ＣＣＤ
カメラ２４．　２５による認識可能な高さ、すなわち、
前記位置決め用の高さまで上昇しているので、何等支障
なく撮像することができる。

２９は第３の搬送機構で、予定の位置関係に位置決めさ
れ、かつ貼合せされてＬＣＤ基板となったガラス基板１
１．　１２を、第３図の矢印■で示すようにＰ０，４か
らＰｏｓ，　５に搬送する。

３ｌは画像処理部で、前記ＣＣＤカメラ２４．　２５に
より撮像された画像から、２個ずつのマークｘｉ．ｘ２
およびｙｌ，ｙ２間のずれ量およびずれ方向を求めるず
れ演算手段を有゛する。３２はＸＹθ制御手段で、前記
画像処理部３ｌのずれ演算手段により求められたずれ量
およびずれ方向に基づき、このずれが零となるように前
記ＸＹθ駆動機構１５を動作させる。３３は搬送機構制
御部で、前記各搬送機構１７．　２１．　２９に所定の
タイミングで動作指令を与える。３４は全体を統括制御
する主制御部で、予め設定されたプログラムに従って、
前述した各部を制御する。

上記構或において、搬送機構制御部３３は、主制御部３
４から順次生じる制御指令に従って、まず第ｌの搬送機
構１７を動作させ、第３図のＰｏｓ、１にあるガラス基
板１ｌをＰｏｓ．　ｌｊに搬送させる。次に、第１の粗
位置決め機構１８を動作させてｌ’ｏｓ、２で粗位置決
めを行なった後、トランスファー機構ｊ９を動作させ、
その保持テーブル１９ｉによりガラス基板１１をＰｏｓ
．　２からＰｏｓ．　４まで移載し、ここで所定の保持
高さまでガラス基板１ｌを上昇させて、固定テーブル１
３に保持させる。

次に、第２の搬送機構２１を動作させ、Ｐｏｓ．　３に
あるガラス基板１２をｐｏ３　４まで搬送させる。この
後、第２の粗位置決め機構２２を動作させ、Ｐｏｓ．　
４で粗位置決めを行ない、この状態でガラス基板１２を
ＸＹθテーブル１４に保持させる。そして、テーブルリ
フト機構１６によりＸＹθテーブルｌ４を上昇させ、Ｃ
ＣＤカメラ２４．　２５のマーク認識可能高さに位置さ
せる。

このようにして、粗位置決め状態で保持されたガラス基
板１１．　１２の位置決め用のマークｘ１，ｘ２および
ｙｌ．ｙ２をＣＣＤカメラ２４．　２５により撮像する
。これらＣＯＤカメラ２４．　２５からの画像信号は画
像処理部３１で処理され、これらの画像から２個ずつの
マークｘｉ，ｘ２およびｙ１．ｙ２間のずれ量およびず
れ方向を求める。これらずれ量およびずれ方向は、ＸＹ
θ制御手段３２に出力され、このＸＹθ制御手段３２に
より、このずれが零となるように前記ＸＹθ駆動機構１
５を動作させ、１回の位置決め動作を完了する。

この１回の位置決め動作では、位置決め用のマークｘｉ
，ｘ２およびｙｌ．ｙ２が必ず一致するとは限らない。

これは、ガラス基板ｌ２をＰｏｓ．　４で粗位置決めし
、ＸＹθテーブル１４に保持させる際、ガラス基板１２
とＸＹθテーブル１４とのセンターが一致しない場合が
多いためである。すなわち、センターずれしたガラス基
板１２を、算出したずれ量だけＸＹθの各方向に移動さ
せても位置決め用のマークｘｉ，ｘ２およびｙｌ．ｙ２
が完全には一致しない。

そこで、最大位置ずれ量なる許容値を設定し、その範囲
内に算出されたずれ量が入っていれば位置決め終了とし
、入っていなければ前記位置決め動作を繰り返すように
すれば良い。

位置決め終了後、主制御部３４は再びテーブルリフト機
構１６を動作させ、ガラス基板ｌ２をガラス基板ｌ１に
圧接させ、両者を貼合せる。この後、固定テーブル１３
によるガラス基板Ｉ＋の保持を解除させ、テーブルリフ
ト機構１６によりＸＹθテーブル１４を、第３図の矢印
■で示すように下降させ、ガラス基板１２を搬送可能な
高さに位置させる。そして、ＸＹθテーブルｌ４による
保持を解除した後、搬送機構２９により貼合されたガラ
ス基板ＩＩ，　１２をＰｏｓ，　５に搬出する。

このように、ガラス基板ＩＩ．　＋２に形成された位置
決め用のマークｘｉ，ｘ２およびｙｉ，ｙ２を、２台の
ＣＯＤカメラ２４．　２５により同時に撮像し、その画
像データから、マークｘｉ，ｘ２およびｙｌ．ｙ２のず
れ量を算出し、その結果によりＸＹθ駆動機構１５を動
作させ、位置決めを行なうので、従来のように、ずれ量
の算出に多くの時間を要することはなく、ガラス基板１
１．　１２を速やかに、かつ高精度に位置決めすること
ができる。

なお、位置決め動作の繰り返し回数を減少させるため、
位置決めが終了してガラス基板Ｉｔ，　１２を貼合せし
た際のＸＹθテーブルｌ４の移動量を記憶しておき、次
の位置決め動作に入る前に、この記憶させておいた前回
の位置決め量だけ移動させ、その後に所定の位置決め動
作を行なうようにしても良い。このようにすることによ
り、位置決め時間を最大５秒という短い時間に大幅に短
縮することが出来る。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、透光性を有する２つの物
体を、速やかに、かつ高精度で、予定の位置関係に位置
決めすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による位置決め装置の一実施例を示すブ
ロック図、第２図は２つの物体の位置ずれ状態を示す平
面図、第３図は位置決め対象となる２つの物体の流れを
説明するための斜視図、第４図は従来の装置のブロック
図、第５図は従来の装置での位置ずれ状態を説明する平
面図である。 １１．　１２・・透光性を有する物体、１３．１４・・
保持機構、１５・・駆動機構、１７．　２１・・搬送機
構、１８．　２２・・粗位置決め機構、２４．　２５・
・撮像装置、３ｌ・・ずれ演算手段を有する画像処理部
、３２・制御手段、ｘｉ，ｘ２およびｙｌ，ｙ２・・位
置決め用のマーク。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）透光性を有する２つの物体を予定の位置関係で対
   向させる位置決め装置において、前記２つの物体毎にそ
   れぞれ２個ずつ設けられ、２つの物体が前記予定の位置
   関係になると互いに一致するように設定された位置決め
   用のマークと、 搬送機構によって所定位置に搬送され、かつ粗位置決め
   機構を経て前記予定の位置関係に近い状態で粗位置決め
   された前記２つの物体をそれぞれ保持する２組の保持機
   構と、 これら保持機構に保持された２つの物体を、それらの対
   向面に沿う互いに直交する２方向および回転方向にそれ
   ぞれ相対的に変位させる駆動機構と、 前記保持機構に保持された２つの物体の前記２個ずつの
   マーク部分をそれぞれ撮像する２台の撮像装置と、 これら撮像装置により撮像された画像から２個ずつのマ
   ーク間のずれ量およびずれ方向を求めるずれ演算手段と
   、 このずれ演算手段により求められたずれ量およびずれ方
   向に基づきこのずれが零となるように前記駆動機構を動
   作させる制御手段と、 を備えたことを特徴とする位置決め装置。