JPH08304835A - 貼り合わせ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 上側部材と下側部材とを所定のギャップを持
たせた状態にして貼り合わせる際に、そのギャップを極
めて正確に形成できるようにするために、一方の部材を
他方の部材に微細に倣わせることができるようにする。 【構成】 ＣＦ基板２は上側吸着手段１０により吸着さ
れ、ＴＦＴ基板１は下側吸着手段２０に吸着保持されて
おり、この下側吸着手段２０における吸着プレート２２
には球形部２３が連結されており、この球形部２３は、
それと同じ曲率半径を持った凹球面形状の球面座２４上
に位置しており、この球面座２４に給排気孔２７を穿設
し、この給排気孔２７を球面座２４の表面に円周状の溝
２８として開口させ、給排気孔２７に加圧エアを供給す
ることにより、球形部２３が球面座２４から浮上させた
状態で上側吸着手段１０を下降させ、ＴＦＴ基板１をＣ
Ｆ基板２に微細に倣わせた後に、給排気孔２７を負圧に
して、球形部２３を球面座２４に吸着固定させた状態
で、ＣＦ基板２に所定の圧力を加えることにより、両基
板１，２間に介装したシール材３の全体を均一に圧縮し
て貼り合わされる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、上下の２つの部材を相
対位置決めし、かつその間に所定のギャップが形成され
るように、上下の２部材の一方を他方に厳格に倣わせた
状態にして貼り合わせる装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、液晶ディスプレイにおける液晶
パネルとして、カラーＴＦＴ（Thin Film Transistor）
液晶パネルがある。このタイプの液晶パネルは、ＴＦＴ
基板にＣＦ（Color Filter）基板を間に液晶を挟んで対
向配置するように組み立てられる。このために、まずＴ
ＦＴ基板（またはＣＦ基板）の表面の所定の部位に紫外
線硬化型のシール材を供給しておき、相手方の基板を重
ね合わせて、シール材を圧縮することによって、両基板
間に所定のギャップを持たせるようにして重ね合わせ、
次いでＴＦＴ基板とＣＦ基板との間に介在しているシー
ル材に対して紫外線を照射して、シール材を硬化させる
ことによって、両基板を接合させた状態に固定するよう
になし、さらにこのギャップ内に液晶を注入して、その
注入口を封鎖する。

【０００３】概略以上のようにして製造される液晶パネ
ルにおいて、ＴＦＴ基板とＣＦ基板とを貼り合わせる工
程としては、まずこの２枚の基板をそれぞれ真空吸着手
段によって吸着保持して、両基板間に所定の加圧力を作
用させることにより貼り合わせが行われる。この基板の
貼り合わせ工程において、両基板間における位置ずれを
防止するために、少なくとも一方の基板を水平面内にお
けるＸＹ方向（縦横方向）及びθ方向（回転方向）に位
置補正可能なＸＹθステージに保持させ、画像認識手段
を用いて、両基板のＸＹθ方向の位置ずれを検出し、両
基板を正確に位置合せした状態で、加圧力を作用させ
て、両基板を貼り合わせるようにすることは、従来から
行われている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前述した両
基板の貼り合わせ時において、ＸＹθ方向の位置を合せ
るのは当然のこととして、両基板間に形成されるギャッ
プに液晶が注入されることから、この液晶の厚みを厳格
に管理しなければならない。液晶の厚みにむらがある
と、液晶ディスプレイとして構成した時に、表示される
画像の均質性が失われる等の問題がある。液晶パネルの
ＴＦＴ基板とＣＦ基板との間におけるギャップを管理す
るために、スペーサが用いられ、このスペーサにより両
基板間に所定のギャップを持たせることができるように
している。

【０００５】ここで、液晶ディスプレイとして、大型の
ものであれば、表面のほぼ全体にスペーサを介在させる
が、例えばビューファインダ等として用いられる小型の
液晶ディスプレイの場合にあっては、シール材にスペー
サを混入させておき、この両基板を加圧した時に、スペ
ーサが両基板の表面に当接する状態にまでシール材を圧
縮する。

【０００６】以上のように、スペーサによりギャップの
管理が行われるにしても、上下に位置する両基板の全面
に均一な加圧力を作用させなければ、微細なギャップ管
理を行えない。このように微細なギャップ管理を行うた
めには、まず一方の基板を他方の基板に正確に倣わせる
必要がある。通常、倣い機構としては、種々のフローテ
ィング機構が用いられる。即ち、一方側をフローティン
グ機構に保持させ、他方を固定した状態にして両部材を
当接させると、一方の部材を他方の部材に倣わせること
ができる。２枚の基板を相互に当接させる場合には、フ
ローティング機構を用いれば、確実に倣わせることがで
きるが、間にシール材を介在させた状態で、このシール
材を圧縮するようにしてギャップ調整を行う場合には、
一方の基板をフローティングさせてたままで押圧力を加
えた場合には、フローティングされている部材がずれる
等、均一な加圧力によりギャップ調整を厳格に行えなく
なる等といった問題点がある。

【０００７】本発明は以上の点に鑑みてなされたもので
あって、その目的とするところは、一方の部材を他方の
部材に厳格に倣うようにして、正確にギャップ調整され
た状態に貼り合わせるようにすることにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ために、本発明は、上側部材と下側部材とをそれぞれ真
空吸着ヘッドで吸着させて、相互に接合させることによ
って両部材を貼り合わせるに当って、下側部材を吸着す
る真空吸着ヘッドに球形部を連設し、この球形部を球面
座に嵌合させて設け、この球面座には、エア給排部を開
口させて、上側部材を下側部材に接合させる際には、加
圧エアを供給することにより球形部を浮上させるように
なし、両部材が接合された時に、エア給排部を負圧にす
る構成としたことをその特徴とするものである。

【０００９】

【作用】上側及び下側の両部材を真空吸着手段に吸着さ
せて、上側部材と下側部材とを対向させる。勿論、この
状態において、少なくとも一方の部材をＸ，Ｙ，θ方向
に位置調整することによって、両部材の位置合せを行
う。ここで、この位置合せ時には、エア給排部から加圧
エアを供給して、球形部及びこれに連設した真空吸着ヘ
ッドを浮上させる。この状態で上側部材を下降させる
か、下側部材を上昇させるかにより上下の両部材を当接
させる。下側部材はフローティング状態となっているか
ら、この下側部材は上側部材に確実に倣うようになり、
両部材の平行度が確保される。そして、エア給排部を負
圧にすることによって、球形部を球面座に吸着固定する
と共に、上側または下側のいずれかの部材に所定の加圧
力を作用させて、両部材は平行度を保った状態で押圧さ
れることになる。従って、この加圧力を調整することに
より、両部材間のギャップを正確に管理した状態で貼り
合わせることができる。

【００１０】ここで、球形部を浮上させた時には、球面
座のみならず、何等の固定部材にも接触せず、完全に浮
かせた状態に保持する必要がある。球形部には真空吸着
ヘッドが連設されており、この真空吸着ヘッドには吸着
ノズルが通じている。この吸着ノズルが球形部に固定的
に連結されていると、球形部を完全には浮上させること
はできない。そこで、球形部に貫通孔を設けてこの貫通
孔内に吸着ノズルを遊嵌状に挿嵌させる。これによっ
て、球形部は他の部材とは非接触状態にして浮上させる
ことができる。

【００１１】

【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例につい
て説明する。以下の実施例においては、液晶パネルにお
けるＴＦＴ基板を下側部材とし、またＣＦ基板を上側部
材として、これらを間に紫外線硬化型のシール材を介し
て貼り合わせるものとしたが、本発明はこれに限定され
るものではない。

【００１２】而して、図１及び図２に液晶パネルの構成
を示す。図中において、１はＴＦＴ基板、２はＣＦ基板
であって、これらＴＦＴ基板１とＣＦ基板２とは間に紫
外線硬化型のシール材３を介して貼り合わせられるよう
になっている。ここで、シール材３にはスペーサ４が混
入されており、ＴＦＴ基板１とＣＦ基板２とはこのスペ
ーサ４の厚み分だけ離間させるようになし、これにより
形成されたギャップＧ内に液晶が注入されるようになっ
ている。

【００１３】ここで、ＴＦＴ基板１とＣＦ基板２とを貼
り合わせるに当っては、ＸＹθ方向における位置を合わ
せる必要がある。このために、ＴＦＴ基板１及びＣＦ基
板２には、それぞれアライメントマークＭ₁ ，Ｍ₂ が設
けられており、この両アライメントマークＭ₁ ，Ｍ₂ を
合わせることによって、両者のＸ，Ｙ，θ方向における
位置調整が行われる。また、ＴＦＴ基板１とＣＦ基板２
とはギャップＧを持たせるように接合される。このギャ
ップＧ内には液晶が注入されるが、この液晶の厚みの均
一化を図るために、ギャップＧの寸法を、例えば数μｍ
以下、好ましくは１μｍ以下というように、極めて正確
に管理する必要がある。このギャップＧを確保するため
に、シール材３にはスペーサ４が介装されているが、加
圧機構により上下から均一な加圧力を加えなければ、両
基板１，２のギャップＧを厳格には管理できない。

【００１４】図３にＴＦＴ基板１とＣＦ基板２との貼り
合わせ装置の構成を示す。このＴＦＴ基板１とＣＦ基板
２とを貼り合わせるために、真空吸着機構が用いられ
る。而して、１０は上側吸着手段、２０は下側吸着手段
をそれぞれ示す。

【００１５】上側吸着手段１０は多数の吸着孔１１を穿
設した吸着プレート１２を有し、この吸着プレート１２
には駆動軸１３が連結されており、駆動軸１３は少なく
とも昇降可能なロボット（図示せず）に連結されてい
る。駆動軸１３は中空軸からなり、その内部には、吸引
源に連なる吸引通路１３ａが形成されており、駆動軸１
３と吸着プレート１２との間には吸着孔１１に通じる負
圧室１４が形成されおり、この吸引通路１３ａはこの負
圧室１４に開口している。

【００１６】一方、下側吸着手段２０は、多数の吸着孔
２１を備えた吸着プレート２２を有し、この吸着プレー
ト２２には凸球面状の球形部２３が連結されている。こ
の球形部２３は、その曲率半径と同一の曲率半径の凹球
面形状となった球面座２４の上に嵌合するように配置さ
れている。そして、球形部２３と吸着プレート２２との
間には負圧室２５が形成され、吸着孔２１はこの負圧室
２５に通じている。負圧室２５の内部を負圧にするため
に、この負圧室２５内には吸着ノズル２６が開口してい
る。この吸着ノズル２６は、下方から球面座２４及び球
形部２３を貫通して延び、その先端部は負圧室２５に開
口している。このために、球形部２３及び球面座２４に
は、その中央部に貫通孔２３ａ，２４ａが穿設されてお
り、これら貫通孔２３ａの孔径は吸着ノズル２６の外径
より僅かに大きくなっており、これにより吸着ノズル２
６は貫通孔２３ａに実質的に遊嵌状態となるように挿通
されている。

【００１７】球面座２４には、１乃至複数の給排気孔２
７が穿設されており、この給排気孔２７には、エア通路
（図示せず）が接続されており、このエア通路には加圧
エアの供給源または負圧源と選択的に接続される。ま
た、給排気孔２７は球面座２４の表面において、円周状
の溝２８に開口しており、給排気孔２７に加圧エアを供
給すると、球形部２３が球面座２４から浮上することに
なる。また、給排気孔２７を負圧にすると、球形部２３
は球面座２４に吸着固定される。

【００１８】ここで、吸着プレート１２及び駆動軸１３
は石英ガラス等の透明部材で形成され、また駆動軸１３
の上部位置にはテレビカメラ１５配置されており、これ
によりＴＦＴ基板１とＣＦ基板２との間の位置合わせが
行われる。そして、この位置合わせはＴＦＴ基板１側で
行われ、このために球面座２４はＸＹθテーブル２９に
設置されている。

【００１９】本実施例は以上のように構成されるもので
あって、次にこの貼り合わせ装置を用いて、ＴＦＴ基板
１とＣＦ基板２とを貼り合わせを行う場合について、そ
の作動を説明する。

【００２０】まず、ＴＦＴ基板１を下側吸着手段２０を
構成する吸着プレート２２に吸着させ、またＣＦ基板２
は上側吸着手段１０を構成する上側吸着プレート１２に
吸着保持させる。そして、給排気孔２７から溝２８に加
圧エアを供給することによって、球形部２３を球面座２
４から浮き上がらせる。ここで、ＴＦＴ基板１を吸着保
持するために、吸着ノズル２６から吸引することにより
負圧室２５内を負圧となし、これと同時に給排気孔２７
側では加圧エアを供給するようになっている。しかも、
吸着ノズル２６は球形部２３に設けた貫通孔２３ａに遊
嵌されているから、負圧室２５と給排気孔２７は直接連
通した状態に保持されている。しかしながら、ＴＦＴ基
板１のＣＦ基板２に対する倣いは、数μｍ乃至それ以下
の誤差範囲となるように行うものであり、このために、
この貫通孔２３ａと吸着ノズル２６との間の隙間はこの
ような微細倣いを可能ならしめる程度の極微小間隔で良
いから、この挿嵌部の軸線方向の長さをある程度長くす
ることによって、この挿嵌部分を介して加圧エアが供給
される給排気孔２７から負圧室２５内にエアが流れるよ
うな流路が形成されることはない。ただし、両者の差圧
があまり大きいと、この給排気孔２７から負圧室２５に
向けてのエア流路が形成されることになるから、この状
態では、ＴＦＴ基板１がみだりに動かない程度に保持で
きる程度の弱い吸引力を作用させる。

【００２１】この状態で、ＴＦＴ基板１とＣＦ基板２と
を所定の間隔を保った状態で相互の位置合わせを行う。
この位置合わせを可能ならしめるために、上側吸着手段
１０の上部位置にはテレビカメラ１５が設けられてお
り、このテレビカメラ１５によって、両基板１，２に設
けられているアライメントマークＭ₁ ，Ｍ₂ が撮影され
て、その画像認識を行うことにより位置ずれを検出す
る。そして、この画像認識の結果に基づいてＸＹθテー
ブル２９を駆動することによって、これら両アライメン
トマークＭ₁ ，Ｍ₂ が一致するようにＴＦＴ基板１を変
位させて、その位置調整が行われる。

【００２２】ＴＦＴ基板１とＣＦ基板２との位置合わせ
が行われると、上側吸着手段１０を下降させて、ＣＦ基
板２をＣＦ基板２に当接させる。ここで、ＴＦＴ基板１
が吸着されている吸着プレート１２は球形部２３に連結
されており、この球形部２３は加圧エアにより球面座２
４から浮上しているために、ＣＦ基板２がＴＦＴ基板１
に接合されると、ＴＦＴ基板１はＣＦ基板２に倣うよう
になる。ここで、上下の吸着プレート１２，２２は共に
ほぼ正確に平行度が出ていることから、ＴＦＴ基板１の
倣いは極めて微小なものとなる。従って、微小倣いを行
わせるには、球形部２３及び吸着プレート２２は何等の
部材とも接触しない状態に保持しなければならない。球
形部２３は加圧エアによって球面座２４から浮上してお
り、かつ吸着ノズル２６は球形部２３の貫通孔２３ａに
遊嵌されているから、球形部２３及び吸着プレート２２
を完全にフローティングさせることができ、ＴＦＴ基板
１をＣＦ基板２に正確に倣わせることができる。

【００２３】ＴＦＴ基板１をＣＦ基板２に対して正確に
倣わせると、給排気孔２７を負圧にする。これによっ
て、ＴＦＴ基板１とＣＦ基板２との間を倣わせた状態の
ままで球形部２３が球面座２４に吸着固定される。ま
た、この時に負圧室２５の圧力をさらに低下させて、Ｔ
ＦＴ基板１に対する負圧による吸着力をより強力にす
る。この状態で、上側吸着手段１０によりＣＦ基板２を
加圧することによって、ＴＦＴ基板１とＣＦ基板２との
間に介装されているシール材３が圧縮される。ここで、
ＴＦＴ基板１とＣＦ基板２とは正確に平行度が出されて
いるために、シール材３への圧縮力が均等になり、この
シール材３に混入したスペーサ４により規制されるギャ
ップＧが正確に保たれた状態で貼り合わされる。

【００２４】この状態で、図示しない紫外線照射装置に
よりシール材３が供給されている部位に紫外線を照射す
ることによって、シール材３が硬化して、ＴＦＴ基板１
とＣＦ基板２とがギャップＧを保った状態で接合固定さ
れる。そして、下側吸着手段２０側の負圧を解除し、上
側吸着手段１０による吸着を保持した状態で、この上側
吸着手段１０を上昇させることによって、両基板１，２
が貼り合わされて固定した状態で取り出すことができ
る。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、下側部
材を吸着する真空吸着ヘッドに球形部を連設し、この球
形部を球面座に嵌合させて設け、この球面座に設けたエ
ア給排部を開口させるようになし、上側部材を下側部材
に接合させる際には、加圧エアを供給することにより球
形部を浮上させて、下側部材を上側部材に倣わせるよう
になし、両部材が接合された時に、エア給排部を負圧に
することによって、九京部を球面座上に固定するように
構成したので、一方の部材を他方の部材に厳格に倣うよ
うにして、正確にギャップ調整された状態に貼り合わせ
ることができる等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】下側部材としてのＴＦＴ基板と上側部材として
のＣＦ基板とを示す外観図である。

【図２】ＴＦＴ基板とＣＦ基板とを貼り合わせた状態の
断面図である。

【図３】ＴＦＴ基板とＣＦ基板とを貼り合わせる貼り合
わせ装置の断面図である。

【符号の説明】

１ ＴＦＴ基板 ２ ＣＦ基板 ３ シール材 ４ スペーサ １０ 上側吸着手段 １１ 吸着孔 １２ 吸着プレート １４ 負圧室 ２０ 下側吸着手段 ２１ 吸着孔 ２２ 吸着プレート ２３ 球形部 ２３ａ 貫通孔 ２４ 球面座 ２５ 負圧室 ２７ 給排気孔 ２８ 溝

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上側部材と下側部材とをそれぞれ真空吸
   着ヘッドで吸着させて、相互に接合させることによって
   両部材を貼り合わせるためのものにおいて、前記下側部
   材を吸着する真空吸着ヘッドに球形部を連設し、この球
   形部を球面座に嵌合させて設け、この球面座には、エア
   給排部を開口させて、上側部材を下側部材に接合させる
   際には、加圧エアを供給することにより球形部を浮上さ
   せるようになし、両部材が接合された時に、エア給排部
   を負圧にする構成としたことを特徴とする貼り合わせ装
   置。
2. 【請求項２】 前記球形部の中心部に貫通孔を設けて、
   前記下側部材を真空吸着する吸着ノズルをこの貫通孔に
   遊嵌する構成としたことを特徴とする請求項１記載の貼
   り合わせ装置。