JPH03242999A - 基板貼合装置 - 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】 〈産業上の利用分野〉 本発明は２枚の基板、例えば液晶基板における上ガラス
基板と下ガラス基板とを重ね合わせ高精度で貼り合わせ
る基板貼合装置に関する。

〈従来の技術〉 この種の基板貼合装置の従来例としては第５図に示すよ
うなものが掲げられる。

図中１０は、図外の装置本体に固定された上ステージ１
０である。この上ステージ１０の下面には上ガラス基板
ａを吸着して取り付けることができるようになっている
。一方の下ガラス基板すはガイド機構６０を介して装置
本体に装備された下ステージ２０上に取り付けることが
できるようになっている。

ガイド機構６０はレールであるＸ軸ガイド６１、Ｙ軸ガ
イド６２、シャフト軸であるＺ軸ガイド６３、リング状
のベアリングであるθ軸ガイド６４がら構成されており
、これで下ステージ２ｏをＸ、Ｙ、Ｚ、θ方向に移動自
在にするようになっている。ここにＸ、Ｚ方向とは図中
示されている方向である一方、Ｙ方向とは紙面垂直な方
向で、θ方向とはＺ軸を軸芯とした回転方向であるとす
る。

下ステージ２０をｘ、ｙ、ｚ、θ方向に動がせるに必要
な駆動力は次に説明する駆動機構７ｏにより得られるよ
うになっている。この駆動機構７０はモータとボール螺
子機構とを組み合わせた独立の機構を４組含んだ構成と
なっている。なお、図中では下ステージ２０をＺ方向に
交互に動かせる上下駆動機構７１のみが示されており、
他については図示省略されている。

上記のような構成の基板貼合装置により上ガラス基板ａ
と下ガラス基板すとが貼り合わされるまでの過程につい
て説明する。

まず、初期状態では、上ステージ１ｏと下ステージ２０
との間には隙間が出来ており、この隙間を通じて上ステ
ージ１０、下ステージ２ｏに上ガラス基板ａ、下ガラス
基板すを夫々取り付ける。そして上下駆動機構７１を動
作させて、下ステージ２ｏをＺ方向に動かせると、下ス
テージ２ｏが上ステージ１ｏに近接するとともに上ガラ
ス基板ａと下ガラス基板すとが接触し、両者の間に存在
する接着剤により互いに貼り付けられ、液晶基板が作成
されるようになっている。

このとき両基板に付けられたアライメントマークがずれ
ていたならば、下ステージ２ｏをＸ、Ｙ平面上を動かせ
るべく、駆動機構７０を所定動作させる。すると、上ス
テージｌｏ側の上ガラス基板ａは固定のままであるが、
下ステージ２ｏ側の下ガラス基ｔｉ　ｂが動き、これで
貼合圧力が加えられた状態におけるガラス基板ａと下ガ
ラス基板すとの位置合わせが行われるようになっている
。そして所定時間経過後に上下駆動機構７１を再び動作
させ、下ステージ２０をＺ方向に動かすと、上ステージ
１ｏとの間番こ隙間ができるので、この隙間を通して下
ステージ２０側に付いた液晶基板を取り出すようにす〈
発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、上記従来例による場合には、次に述べる
ような欠点が指摘されている。

まず、第１の欠点としては、貼合圧力が上ガラス基板ａ
と下ガラス基板すとに加えられた状態で下ステージ２０
を動かすと、この過程で両基板の間に反力が生じ、この
反力がガイド機構６ｏに直接作用してこの各部が撓むの
である。この反力は時間の経過とともに小さくなるが、
ガイド機構６０の各部に生じていた撓みも開放されるこ
とになる。この結果、下ステージ２０が若干動いてしま
い、これが上ガラス基板ａと下ガラス基板すとのアライ
メント精度を高める上で大きな障害となっている。

次に、第２の欠点としては、上ガラス基板ａ又は下ガラ
ス基板すの厚みが不均一である場合には、貼合圧力も面
全体にわたって均一でなく、部分的に無理な力が加わり
、破損の虞れがあるという欠点がある。

本発明は上記事情に鑑みて創案されたものであり、その
目的とするところは、基板のアライメント精度を高める
ことができ又は基板の厚みの不均一に関係なく均一な貼
合圧力を得ることができる基板貼合装置を提供すること
にある。

〈課題を解決するための手段〉 本発明の第１請求項にかかる基板貼合装置は、第１の基
板を取り付けた第１のステージと第２の基板を取り付け
た第２のステージとが面接触位置から面離反位置にかけ
て、動く構成となっており、前記第１の基板と第２の基
板とを互いに重ねて貼り合わせる装置であって、前記第
１のステージに対して前記第２のステージを平面的に移
動自在にするガイド機構と、前記第２のステージを前記
ガイド機構に沿って動かしめる駆動機構とを具備してお
り、前記駆動機構により作り出される駆動力を前記ガイ
ド機構を介してではなく直接に第２のステージに伝達さ
せるようになっている。

本発明の第２請求項にかかる基板貼合装置は、第１の基
板を取り付けた第１のステージと第２の基板を取り付け
た第２のステージとが面接触位置から面離反位置にかけ
て動く構成となっており、前記第１の基板と第２の基板
とを互いに重ねて貼り合わせる装置であって、前記第２
のステージの中でも少なくとも第２の基板の載置部分を
自由に傾けることができるようになっている。

〈作用〉 まず、本発明の第１請求項にかかる基板貼合装置につい
て説明する。

第１のステージと第２のステージとを面離反位置から面
接触位置に動かすと、第１の基板と第２の基板とが互い
に重ね合わされ、両者間に存在する接着剤により貼り合
わされる。

この際、第１の基板と第２の基板とが位置ずれをしてい
たならば、この位置ずれに応じて駆動機構を動作させる
。すると、駆動機構により作り出された駆動力が直接に
第２のステージに伝わり、第２のステージのみがガイド
機構により規制されて平面的に動くともに、第２の基板
のみが動かされ、結果として、第１の基板と第２の基板
の位置ずれが打ち消される。このとき、第１の基板と第
２の基板との間に発生する反力は、ガイド機構及び駆動
機構に伝達される。だが、この反力の全てがガイド機構
に直接作用するわけでなく、ガイド機構に作用する反力
は、移動機構に作用する分だけ少ないものになる。それ
故、第２のステージの位置決めに大きな影響を有するガ
イド機構における各部の撓み量は非常に小さく、この撓
みが元に戻った際における第２のステージの移動量も極
めて小さいものとなる。

その後、第１のステージと第２のステージとを面接触位
置から面離反位置に動かし、貼り合わされた第１の基板
と第２の基板とを取り出す。

次に、本発明の第２請求項にかかる基板貼合装置につい
て説明する。

第１のステージと第２のステージとを面離反位置から面
接触位置に動かすと、第１の基板及び第２の基板に貼合
圧力が加えられる。このとき、第１の基板と第２の基板
の厚みが不均一であると、これに応じて第２のステージ
の中でも少なくとも第２の基板の載置部分が自由に傾く
ので、結果として、第１の基板と第２の基板に加えられ
る貼合圧力は面全体にわたって均一となる。

〈実施例〉 以下、本発明にかかる基板貼合装置の一実施例を図面を
参照して説明する。第１図、第２図は基板貼合装置の側
面図、平面図、第３図（ａ）、伽）は下ステージの平面
図、側面図、第４図は下ステージの機能を説明するため
の第３図（ロ）に対応する−である。

ここに掲げる基板貼合装置は、液晶基板製造用のもので
、液晶基板としての上ガラス基板と下ガラス基板とを高
精度にアライメントし貼り合わせる装置である。第１図
及び第２図を参照してその機械構成について説明する。

図中１は図外の装置本体に固定された天板である。この
天板１の下面中央部には上ステージ１０（第１のステー
ジに相当する）が固定されており、上ステージ１０の面
上には上ガラス基板ａ（第１の基板に相当する）を吸着
して取り付けることができるようになっている（第４図
参照）。また、天板１の下面でも上ステージ１０の周囲
に相当する部位には後述する駆動機構４０Ｘ１．４０Ｘ
！、４０７が固定されている。なお、第１図中示すＺ方
向は上ステージ１０の面に対する鉛直方向に、第２図中
に示すＸ、Ｙ、θ方向は上ステージ１０の平面上に夫々
設定されている。

また、図中２は、天板１と同じく装置本体に固定された
下板である。この下板２の上面にはガイド機構３０等を
介して下ステージ２０（第２のステージに相当する）が
移動自在に設けられており、下ステージ２０の上面には
、下ガラス基板ｂ（第１の基板に相当する）を取り付け
ることができるようになっている（第４図参照）。なお
、下ステージ２０は上ステージ１０に対向配置されてい
る。

ここでガイド機構３０について詳しく説明する。

下板２と下段台３１との間には２本のレールであるＸ軸
ガイド３４が設けられており、これで下段台３１が下板
２に対してＸ方向に移動自在にされている。

また下段台３１と中段台３２との間にはＸ軸ガイド３４
と同じ構造のＹ軸ガイド３５が設けられており、これで
中段台３２が下段台３１に対してＸ方向に移動自在にさ
れている。更に、中段台３２と上段台３３との間には２
本のシャフトであるＺ軸ガイド３６が設けられており、
これで上段台３３が中段台３２に対してＺ軸方向に移動
自在にされている。この上段台３３と下ステージ２０と
の間にはリング状をなしたベアリングであるθ軸ガイド
３７が設けられており、これで下ステージ２０が上段台
３３に対してθ方向に移動自在にされている。

つまり上記のような構造のガイド機構３０により下ステ
ージ２０が下板２に対してｘ、ｙ、ｚ、θ方向に移動自
在にされるようになっている。

また、中段台３２にはＺ軸ガイド３６の他に、ボール螺
子機構である上下駆動機構５０が設けられており、上下
駆動機構５０を動作させると、上段台３３を中段台３２
に対して、言い換えると、下ステージ２０を下板２に対
してＸ方向に動かすことができるようになっている。し
かも下ステージ２０が上ステージ１０に近接すると、両
者の間に上ガラス基板ａと下ガラス基板すとが挟み込ま
れ、かかる状態に至ると、上記した駆動機構４０Ｘ１．
４０．□、４０ｙにより下ステージ２０をｘ、ｙ、θ方
向に動かすことができるようになっている。

ここで駆動機構４０Ｘ＋について説明する。図中４１１
は天板１の下面に固定されたモータである。モータ４１
Ｘ、のシャフトは、天板１側のサポートベアリング４２
．、に支持されたボール螺子４５ＸＩに連結されており
、このボール螺子４５ＸＩの先端部には、天板１に固定
したスライド４９Ｘ＋によりＸ方向に交互に移動自在な
移動部材４３Ｘ１が連結されている。この移動部材４３
．１の内部には、ボール螺子４５Ｘ１に螺着されたナツ
トが設けられている一方、先端部には下ステージ２０の
一側面に接触するローラフォロア４４８１が設けられて
いる。また、天板１の下面でも上ステージＩＯを基準と
するモータ４１Ｘ１の対向位置には、バネ４５ＸＩを介
して付勢部材４６Ｘ＋が設けられており、付勢部材４６
ＸＩのモータ４１Ｘ、側光端部には、下ステージ２０の
他端面に接触するローラフォロア４８Ｘ、が設けられて
いる。

即ち、モータ４１Ｘ１を動作させて、移動部材４３．１
１ が反Ｘ方向に移動すると、下ステージ２０とともに付勢
部材４６Ｘ１が動かされてバネ４５．、が縮むようにな
っている。その後、モータ４１．、を上記とは反対に動
作させ、移動部材４３Ｘ１がＸ方向に移動すると、バネ
４５Ｘ、の付勢力により付勢部材４６Ｘｌとともに下ス
テージ２０が動かされるようになっている。

一方、駆動機構４０Ｘ２．４０ｙについては駆動機構４
０Ｘ１と全く同一の構造で、ただ、これらは、第２図に
示すように下ステージ２０に対する配置関係のみが異な
っている。即ち、駆動機構４０．、．４０．□を同しよ
うに動作させると、駆動機構４０．におけるローラフォ
ロア４４ｙ、　４８．が回転して滑るとともに、下ステ
ージ２０がＸ方向に交互に動かされるようになっている
。また、駆動機構４０つ１．４０Ｘ２の何れか一方を動
作させると、同様に、下ステージ２０がθ方向に交互に
動かされるようになっている。

そして駆動機構４０ｙのみを動作させると、駆動機構４
０Ｘ１．４０Ｘ２におけるローラフォロア４４．、．４
８８□、４４．１．４８８□が回転して滑るとともに、
下ステージ２０がＸ方向に交互に動かされるようになっ
ている。

２ 次に、下ステージ２０の詳細について第３図及び第４図
を参照して説明する。

上段台３３にθ軸ガイド３７を介して取り付けられたス
テージ本体２２には、底面中央部に支持台２３に有する
凹部２２１が形成されている。この凹部２２１の開口面
には゛、下ガラス基板２０を取り付は可能なステージ２
１が設けられてい葛。このステージ２１の裏面中央部と
支持台２３の半球状先端部とは接触しており、これでス
テージ２１が点支持されるようになっている。また、ス
テージ２１とステージ本体２２の縁部との間には、複数
個の板バネ２４が設けられており、ステージ本体２２に
対してステージ２１が第４図に示すように若干傾くこと
ができるようになっている。

以上のように構成された基板貼合装置の動作説明を再び
第１図及び第２図に戻って行う。

初期状態では、上ステージ１０と下ステージ２０との間
には隙間が出来ており、この隙間を通じて上ステージ１
０、下ステージ２０に、液晶基板を構成する上ガラス基
板ａ、下ガラス基板すを夫々取り付ける。そして、上下
駆動機構５０を動作させて、下ステージ２０をＺ方向に
動かせると、下ステージ２０が上ステージ１０に近接し
、上ガラス基板ａと下ガラス基板すとが接触し、用意さ
れた接着剤により貼り合わされる。このとき、第４図に
示すように両者の厚みが不均一である場合でも、これに
応じてステージ２１が傾くようになっているので、貼合
圧力は全面にわたって均一となる。

また、両基板に付けられたアライメントマークがずれて
いたならば、このずれに応じて駆動機構４０Ｘ１．４０
．□、４０．を動作させる。すると、上ステージ１０側
の上ガラス基板ａは固定のままであるが、下ステージ２
０側の下ガラス基板すがＸ、Ｙからなる平面上を動き、
これにより両者の位置合わせが行われる。そして所定時
間経過後に上下駆動機構５０を再び動作させ、下ステー
ジ２０をＺ方向に動かすと、上ステージ１０との間に隙
間ができるので、この状態で下ステージ２０側に付いた
液晶基板を取り出す。

以上のように構成された基板貼合装置による場合には、
次のようなメリットを享受できる。

上ガラス基板ａと下ガラス基板すとの位置ずれを修正す
るべく、上ガラス基板ａと下ガラス基板すとの間に貼合
圧力を加えられた状態で下ステージ２０を動かすと、こ
の過程で両基板の間に反力が発生する。だが、氷菓の装
置では、この反力の全てがガイド機構３０に直接作用す
る訳ではなく、駆動機構４０に作用する分だけ少ないも
のになる。それ故、反力とともに発生するガイド機構３
０における各部の撓み量も小さく、この撓みが元に戻っ
た際における下ステージ２０の移動量も極めて小さいも
のとなる。従って、上ガラス基板ａと下ガラス基板すと
の位置合わせの精度を高めることができる。なお、反力
が１００〜２００Ｋｇｆ程度であるときでも、アライメ
ント精度を±２μｍ以内に収め得ることが実験により確
かめられている。

更にその上で、上ガラス基板ａと下ガラス基板すの厚み
が不均一である場合でも、貼合圧力は全面にわたって均
一となるようになっているので、貼合圧力が部分的に大
きくなるということもなく、５ ６ 液晶基板を破損させる虞れがない。従って、氷菓装置に
よる場合には、液晶基板の製造不良率を低く設定する上
で非常に大きな意義がある。

なお、本発明の第１請求項にかかる基板貼合装置は、液
晶基板を製造する場合の適用例に止まらないことは勿論
のこと、駆動機構により生成される駆動力がガイド機構
を介してではなく直接に第２のステージに加えられるよ
うな基本構造であればどのような設計変更を加えても構
わない。

また、本発明の第２請求項にかかる基板貼合装置は、前
記第２のステージの中でも少なくとも第２の基板の載置
部分を自由に傾けることができる構造であればどのよう
に設計変更を加えても構わない。

〈発明の効果〉 以上、本発明の第１請求項にかかる基板貼合装置による
場合には、第１の基板と第２の基板との位置ずれを修正
する際に両者の間に発生する反力がガイド機構に直接作
用しないようになっているので、ガイド機構に作用する
反力が直接作用する場合に比較して遥かに小さいものと
なる。それ故、反力の作用とともに発生するガイド機構
における各部の撓み量も小さく、この撓みが元に戻った
際における下ステージの移動量も極めて小さいものとな
る。従って、第１の基板と第２の基板との位置合わせの
精度を高く設定する上で非常に大きな意義がある。

また、本発明の第２請求項にかかる基板貼合装置による
場合には、第１の基板と第２の基板との厚みが不均一な
ときでも、貼合圧力は全面にわたって均一となるような
構成となっているので、貼合圧力が部分的に大きくなる
ということもなく、両基板を破損させるという可能性が
無くなる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第４図は本発明にかかる基板貼合装置の一実
施例を説明するための図であって、第１図、第２図は基
板貼合装置の側面図、平面図、第３図（ａ）、（ｂ）は
下ステージの平面図、側面図、第４図は下ステージの機
能を説明するための第３図（ｂ）に対応する図である。 第５図は従来の基板貼合装置を説明するための図であっ
て、第１図に対応する図である。 １０・・・上ステージ ２０・・・下ステージ ３０・・・ガイド機構 ４０　、、．４０．２．４０．　　・ ５０・・・上下駆動機構 ａ・・・上ガラス基板 ｂ・・・下ガラス基板 ・駆動機構

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）第１の基板を取り付けた第１のステージと第２の
   基板を取り付けた第２のステージとが面接触位置から面
   離反位置にかけて動く構成となっており、前記第１の基
   板と第２の基板とを互いに重ねて貼り合わせる基板貼合
   装置において、前記第１のステージに対して前記第２の
   ステージを平面的に移動自在にするガイド機構と、前記
   第２のステージを前記ガイド機構に沿って動かしめる駆
   動機構とを具備しており、前記駆動機構により作り出さ
   れる駆動力を前記ガイド機構を介してではなく直接に第
   ２のステージに伝達させるようにしてあることを特徴と
   する基板貼合装置。
2. （２）第１の基板を取り付けた第１のステージと第２の
   基板を取り付けた第２のステージとが面接触位置から面
   離反位置にかけて動く構成となっており、前記第１の基
   板と第２の基板とを互いに重ねて貼り合わせる基板貼合
   装置において、前記第２のステージの中でも少なくとも
   第２の基板の載置部分を自由に傾けることができるよう
   にしてあることを特徴とする基板貼合装置。