JPH11326857A - 基板の組立て装置及び組立て方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 この発明は、高精度で高品質の液晶パネル
を、効率良く製造することを目的とする。 【解決手段】 ２枚の基板１２，１３の、少なくともい
ずれか一方にシール剤１７が塗布され、両基板１２，１
３は一方の基板１２の反転操作によって重ね合わされ
る。その反転操作による重ね合わせでは、例えば弾性部
材５１を介して基板１２を吸着し重ね合わせるようにし
たので、重ね合わせ時の基板間の間隔の偏りが吸収さ
れ、シール剤１７での気泡発生が軽減するので、品質の
良好なセル基板を形成できる。また、基板１３を透明プ
レート６３（透光性プレート）で保持し、下方から、各
基板の位置合わせマークを認識して位置合わせを行い、
それと同時に、真空ポンプに接続された加圧手段６８
（排気手段）により、両基板１２，１３を密着させるの
で、位置ずれの少ない高精度の基板の組立てが可能とな
った。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶セル等の組み
立て製造に好適な基板の組立て装置及び基板の組立て方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】カラーテレビジョン受像機や各種ＯＡ機
器等では、一般に図１６に示すような構成からなる液晶
表示器１が使用されている。すなわち、液晶表示器１
は、表示面側からそれぞれガラス板状の第１偏光板１
１、カラーフィルタ板１２、ＬＣＤ（液晶ディスプレ
イ）セル板１３及び第２偏光板１４、それに平板状のバ
ックライト１５が順次組合わせ重ねられて構成されてい
る。

【０００３】とりわけ、カラーフィルタ板１２とＬＣＤ
セル板１３との２枚のガラス基板からなる液晶セルは、
図１７に要部を拡大して示したように、液晶１３ａやス
ペーサ１３ｂを間に配置し、一方の基板（ＬＣＤセル
板）１３の対向面の周縁部に沿って環状に塗布された熱
シール剤１６を介して貼り合わされるよう構成されてい
る。

【０００４】その貼り合わせの際の２枚の基板１２，１
３相互間の相対位置精度は、液晶表示器１の性能を直接
左右するものである。従って、表示画面の一層の大型化
や高精細化が要求される中にあって、２枚の基板１２，
１３に周縁部に予め形成された位置合わせマークによる
高精度の位置決め固定が要望されている。

【０００５】従来の２枚の基板を組合わせ接着固定する
装置は、熱シール剤１６を介して２枚の基板を重ね合わ
せた状態で仮に固定する工程と、その仮固定後に加熱・
加圧によって最終的に接着固定する本固定の工程とから
なる。

【０００６】上下方向に貼り合わされた両基板１２，１
３は、図１８（ａ）に示した位置合わせ機構２により、
基板１２，１３の各位置合わせマークを手掛かりに、相
対的な位置合わせが行われ、その後図１８（ｂ）に示し
た剛体のプレス機構３による押圧により、両基板は仮固
定された。

【０００７】図１８（ａ）に示した位置合わせ機構２で
は、反転工程を経て上下方向に重ねられた両基板１２，
１３が下方の吸着プレート２１に吸着保持される。吸着
プレート２１は、いわゆるＸ−Ｙ−θ移動回転機構２２
に連結されていて、水平面のＸ−Ｙ方向、及びこれに垂
直なＺ軸を中心に回転角（θ）方向にそれぞれ移動並び
に回転が可能に構成されている。

【０００８】他方、上方には他の吸着プレート２３が矢
印Ｚ方向に移動操作可能な上下移動手段２４に連結され
ていて、この上下移動手段２４により降下した吸着プレ
ート２３によって、上方の基板１２は吸着保持されるよ
うに構成されている。

【０００９】上下２つの基板１２，１３相互間の位置合
わせ、すなわち調整（アライメント）は、上の吸着プレ
ート２３に切り欠けられた孔から、ＣＣＤカメラ等によ
る位置認識手段２５による各位置合わせマークの認識並
びに位置検出により行われた。

【００１０】すなわち、吸着プレート２３が基板１２を
吸着保持した状態で、下方の基板１３は位置認識手段２
５による位置ずれ情報に基づき、Ｘ−Ｙ−θ移動回転機
構２２により位置制御されて、上方の基板１２に一致す
るよう微調整が行われた。

【００１１】そこで、位置合わせ終了後は、基板１２
は、上の吸着プレート２３から解放され、上下に重なり
合った両基板１２，１３は、Ｘ−Ｙ−θ移動回転機構２
２とともに搬送機構４により矢印Ｘ方向に搬送され、プ
レス機構３に受け渡される。

【００１２】プレス機構３には、剛体のプレート３１ａ
を有する加圧手段３１が設けられ、両基板１２，１３に
対し、上方から機械的圧力を加え、熱シール剤１６を押
圧することで仮固定が行なわれた。仮固定された両基板
１２，１３は、前述のように、その後加熱・加圧炉に搬
送され本固定され、液晶材料が充填され液晶セルが完成
する。

【００１３】なお、従来の基板の組立て装置では、基板
１２は吸着反転ロボットによる反転操作により基板１３
への重ね合わせが行われたが、その吸着反転ロボットに
よる反転操作は、基板１２を裏面から剛体の吸着プレー
トで保持して反転させ、下方の基板１３へ重ね合わせる
ものであった。

【００１４】このようにして組立て製造された液晶セル
による表示器では、表示画面の大きさが１５インチ程度
の場合、基準値に対し、±２０μｍ程度の精度で、両基
板１２，１３間の位置合わせが可能とされた。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、従来の
基板の組立て装置は、反転重ね合わせ機構と、位置合わ
せ機構と、プレス機構との組み合わせで構成され、基板
間の位置合わせ調整は相当の粘度を有する熱シール剤を
介して行われた。

【００１６】ところで、シール剤を介して２枚の基板が
重ねられるとき、両基板が傾きつつ重ねられると、シー
ル剤に偏加重が加わり、シール剤の中に気泡が発生し、
いわゆる泡かみ現象による不良基板を生成した。

【００１７】特に、従来の反転重ね合わせ機構では、上
方の基板が剛体の吸着プレートで保持されて重ね合わさ
れたが、機械的な回転操作が加わることもあり、剛体プ
レートに吸着保持された基板と下方の基板との間に良好
な平行面を形成することは容易でなく、泡かみによる不
良がしばしば発生した。

【００１８】また、従来の基板の組立て装置では、位置
合わせ機構で一旦位置決められた２枚の基板を、次のプ
レス機構まで搬送して仮固定を行うものであったから、
せっかく位置合わせされた２枚の基板間が、搬送時の振
動や加圧手段による加圧操作でずれが生じやすく、所定
の位置精度が得られにくいという欠点があった。

【００１９】大型化と高精細化が求められる液晶表示装
置では、高品質で製造上の歩留まりが良く、かつ２枚の
基板間の高度の位置精度も、基準値に対し従来の±２０
μｍ程度から、最近では±３μｍ程度に収まるよう、基
板組立ての装置の改善が要望されていた。

【００２０】

【課題を解決するための手段】本発明による基板の組立
て装置及び組立て方法は、上記課題を解決するためにな
されたもので、第１の発明は、基板の組立て装置におい
て、それぞれ位置合わせマークを有し、少なくともいず
れか一方の基板面に塗布されたシール剤を介して互いに
対向し、貼り合わされる２枚の基板と、この２枚の基板
のうち、一方の基板を弾性部材を介して吸着保持し、こ
の吸着保持した一方の基板を前記シール剤を介して押圧
し、他方の基板と貼り合わす貼り合わせ機構と、この貼
り合わせ機構によって貼り合わされた前記２枚の基板を
載置する透光性プレートと、この透光性プレートを介し
て、前記２枚の基板の各位置合わせマークを認識する位
置認識手段と、この位置認識手段による基板の相対位置
認識結果に基づき前記２枚の基板の相対位置を補正する
位置補正手段と、この位置補正手段により位置補正され
た前記２枚の基板間の空間を排気する排気手段とを具備
することを特徴とする。

【００２１】このように、第１の発明では、貼り合わせ
機構において、弾性部材を介して重ね合わせ、押圧する
ので、仮に両基板間の平行がくずれ、若干の傾きを有し
てシール剤を押圧することになっても、弾性部材がその
ずれによる押圧力の偏りを吸収し補正するので、両基板
に対してほぼ均一な押圧力を加えることができる。

【００２２】また、前記透光性プレートを介して２枚の
基板の各位置合わせマークを認識する位置認識手段を設
けるとともに、前記２枚の基板間の空間を排気する排気
手段を設けた結果、両基板の位置合わせ及び加圧の操作
を、両基板を何等搬送移動させることなく同じ位置で行
うことが可能となり、構成が小形化されるとともに、位
置ずれが回避され高精度の液晶セルを製造することがで
きる。

【００２３】第２の発明は、同じく基板の組立て装置に
おいて、それぞれ位置合わせマークを有し、少なくとも
いずれか一方の基板面に塗布されたシール剤を介して互
いに対向し、貼り合わされる２枚の基板と、この２枚の
基板間の対向距離を順次狭めて貼り合わす過程におい
て、対向距離の異なる複数位置で、前記位置合わせマー
クによる２枚の基板相互間の位置ずれ量の認識と、この
認識に基づく位置ずれ量の補正とを行なった後２枚の基
板を貼り合わす貼り合わせ機構と、この貼り合わせ機構
によって貼り合わされた前記２枚の基板を載置する透光
性プレートと、この透光性プレート上に載置された前記
２枚の基板間の空間を排気する排気手段とを具備するこ
とを特徴とする。

【００２４】この第２の発明においては、貼り合わせ機
構において、２枚の基板間の対向距離を順次狭めて貼り
合わす際に、対向距離の異なる複数位置で、位置合わせ
マークによる相互間の位置ずれ量の認識と、この認識に
基づく位置ずれ量の補正とを行なった後貼り合わすの
で、両基板が接触した時の相対位置ずれが少なく、接触
後の位置ずれ補正量を少なくすることができる。

【００２５】また、重ね合わされた２枚の基板を透光性
プレート上に載置したので、その状態で下方から基板の
各位置合わせマークを認識することができるとともに、
両基板の位置合わせ及び加圧の操作を、両基板を何等搬
送移動させることなく同じ位置で行うことが可能とな
り、構成の小形化とともに、位置ずれが回避され高精度
の液晶セルを製造することができる。

【００２６】第３の発明は、基板の組立て方法におい
て、それぞれ位置合わせマークを有し、少なくともいず
れか一方の基板面に塗布されたシール剤を介して互いに
対向し、貼り合わされる２枚の基板が搬送される搬送工
程と、この搬送工程で搬送された２枚の基板のうち、一
方の基板を弾性部材を介して吸着保持し、この吸着保持
された一方の基板をシール剤を介して他方の基板に押圧
することにより、両基板を貼り合わす貼り合わせ工程
と、この貼り合わせ工程で貼り合わされた前記２枚の基
板を、透光性プレート上に吸着保持する保持工程と、こ
の保持工程で保持された基板を、前記透光性プレートを
介して各基板の位置合わせマークを認識し、両基板の相
対位置を補正する位置補正工程と、前記２枚の基板間で
形成された空間を排気する排気工程とを具備することを
特徴とする。

【００２７】この第３の発明によれば、貼り合わせ工程
において、弾性部材を介して２枚の基板を押圧するの
で、第１の発明による作用と同様に、押圧力の偏りも弾
性部材が吸収し補正し、両基板に対して均等な押圧力を
加えることができる。

【００２８】また、２枚の基板間の空間を排気すること
によって、外側から圧力を加える排気工程では、透光性
プレートを使用した位置合わせに基づき作動させ得るの
で、装置の小形化を実現し、また位置ずれの少ない高品
質な液晶セルを製造することができる。

【００２９】第４の発明は、同じく基板の組立て方法に
おいて、それぞれ位置合わせマークを有し、少なくとも
いずれか一方の基板面に塗布されたシール剤を介して互
いに対向し貼り合わされる２枚の基板が搬送される搬送
工程と、この搬送工程で搬送された２枚の基板の貼り合
わせに際し、前記位置合わせマークによる相互間の位置
ずれ量を認識し、その認識に基づく位置ずれの補正操作
を基板間の対向距離を異にして複数回行った後、両基板
を貼り合わす貼り合わせ工程と、この貼り合わせ工程で
貼り合わされた前記両基板を、透光性プレート上に吸着
保持する保持工程と、この保持工程で保持された前記２
枚の基板の基板間で形成された空間を排気する排気工程
とを具備することを特徴とする。

【００３０】この第４の発明によれば、貼り合わせ工程
において、２枚の基板間の対向距離を順次狭めて貼り合
わす際に、対向距離の異なる複数位置で、位置合わせマ
ークによる相互間の位置ずれ量の認識と、この認識に基
づく位置ずれ量の補正とを行なって貼り合わすので、上
記第２の発明と同様に、両基板が接触した時の相対位置
ずれが少なく、接触後の位置ずれ補正量を少なくするこ
とができる。

【００３１】また、重ね合わされた２枚の基板を透光性
プレート上に載置したので、その状態で位置合わせマー
クの認識等ができ、簡単な工程で高精度な液晶セルを製
造することができる。

【００３２】

【発明の実施の形態】以下、本発明による基板の組立て
装置及び組立て方法の一実施の形態を、図１ないし図１
５を参照して以下詳細に説明する。なお、図１６ないし
図１８に示した従来の構成と同一構成には同一符号を付
して、詳細な説明は省略する。

【００３３】まず、液晶セル用基板のシール剤として
は、従来から熱シール剤が使用されているが、一般に熱
シール剤は比較的粘度が高く堅いので、位置決め調整す
なわちアライメント時の作業がやりにくいという性質が
ある。そこで、本発明者は、熱シール剤の採用に加え、
粘度が比較的低く柔らかく、仮固定時の位置合わせがや
り易い紫外線（ＵＶ）硬化型のシール剤の使用をも考慮
した基板の組立て装置及び組立て方法を発明した。

【００３４】そこで、第１の実施の形態による基板の組
立て装置は、図１の正面図に示した構成、すなわち供給
ロボットＡ及び吸着反転ロボットＢからなる貼り合わせ
機構及び位置合わせ及び加圧機構６とから構成され、図
２により説明する組立て工程を形成するものであるが、
組合わせ固定の対象である基板１２，１３は、従来と同
様に、それぞれ位置合わせマークを有し、基板１３側に
は、ここでは紫外線硬化型であるシール剤１７が環状に
塗布され、図１に示す供給ロボットＡによりそれぞれ矢
印Ｘ方向に順次搬送供給される。

【００３５】そこで、貼り合わせ機構では、図２に示す
ように、吸着プレート５を備えた吸着反転ロボットＢに
より一方の基板１２の裏面が吸着保持された状態で反転
されるが、このとき図３（ａ）にも拡大して示すよう
に、吸着プレート５１は基板１２を弾性部材５１を介し
て保持して降下し、次に搬送されてくる他方の基板１３
のシール剤１７の上に載置され重ね合わされる。なお、
図３（ｂ）のマーク１２ａ，１２ｂは、基板１２に形成
された位置合わせマークを示す。

【００３６】このように、貼り合わせ機構は、シール剤
１７が塗布された面と対向する位置に設けられた弾性部
材５１を介して、２枚の基板１２，１３を押圧するの
で、仮に両基板１２，１３間が傾き、若干の平行ずれを
有してシール剤１７を押圧することになっても、弾性部
材５１がその平行ずれにより生じる押圧力の偏りを吸収
して補正し、均一な押圧力が得られるよう作動する。こ
の結果、両基板１２，１３はいわゆる片当りが解消さ
れ、均一な押圧力を受けつつ重ね合わせが行われるの
で、従来のようにシール剤１７に気泡が生じるような不
具合の発生は軽減される。

【００３７】このようにして、貼り合わされた２枚の基
板１２，１３は、図４及び図５に詳細に示した位置合わ
せ及び加圧機構６に搬送される。すなわち、図４は位置
合わせ及び加圧機構６の正面図、また図５は外観を示し
た要部の分解斜視図である。

【００３８】すなわち、シール剤１７を介して重ねられ
た上下２枚の基板１２，１３は、図１に示した供給ロボ
ットＡによって位置合わせ及び加圧機構６に搬入され、
図４の位置合わせ及び加圧機構６の、上下動可能な受取
り・受け渡しピン６１上に載置される。受取り・受け渡
しピン６１上の２枚の基板１２，１３は、受取り・受け
渡しピン６１の下降操作によって、基台６２上に固定さ
れた透明な石英からなる吸着プレート６３、すなわち透
光性プレート上に受け渡され載置される。

【００３９】透光性の吸着プレート６３上に載置された
各基板１２，１３上には、吸着ヘッド６４が配置され、
その吸着ヘッド６４はＸ−Ｙ−θ移動回転機構６５に結
合されるとともに、Ｘ−Ｙ−θ移動回転機構６５はさら
にＺ軸（矢印Ｚ）方向に上下動可能な上下移動手段６６
に連結されている。

【００４０】従って、降下した吸着ヘッド６４は基板１
２を吸着保持し、図６に示すように、水平面内での移動
及び回転制御及び上下方向での移動により、マーク認識
→調整（アライメント）→マーク認識→調整→マーク認
識の順に複数回繰り返しつつ、シール剤１７を介して対
向する下方の基板１３との相対位置関係が調整され、最
終的に位置合わせが完了したとき、紫外線照射され固定
される。

【００４１】なお、２枚の各基板１２、１３に設けられ
た位置合わせマークの相対位置は、ＣＣＤカメラ等から
なる下方の位置認識手段６７が、透光性の吸着プレート
６３を透過して撮像することにより認識される。この位
置認識手段６７を通して、２枚の基板１２，１３間の位
置ずれを補正するように、Ｘ−Ｙ−θ移動回転機構６５
が作動し、上方の基板１２は吸着固定された基板１３に
対して位置調整が行なわれる。

【００４２】このようにして、液晶セル組み立て用のガ
ラス板からなる２枚の基板１２，１３は、高精度な貼り
合わせが可能であるが、この実施の形態では、その位置
合わせマークとして、図７に示すように、各基板１２，
１３の左右両縁に、２組の十字マークを形成した位置合
わせマーク１２ａ，１２ｂ及び１３ａ，１３ｂを採用し
た。

【００４３】図７では、各基板１２，１３の位置合わせ
マーク１２ａ及び１３ａをその右側に拡大して示してい
るが、各２組の十字マーク１２ａａ，１２ａｂ及び１３
ａａ，１３ａｂは、図示のように、それぞれ対角方向略
４５度の２カ所にそれぞれオフセットさせて配置した。
この結果、基板１２，１３を互いに重ね合わせたとき、
図８（ａ）及び（ｂ）に示したように、ガラス板の透光
部を介して互いに重なることがないので、相互位置が容
易にまた確実に認識できる。

【００４４】２組の十字マーク１２ａａ，１２ａｂ及び
１３ａａ，１３ａｂは、基板１２，１３が互いにずれて
位置した場合、図８（ａ）に示すように、それぞれの組
の位置合わせマーク１２ａ，１２ｂ及び１３ａ，１３ｂ
の各中心位置１２ａｐ，１３ａｐ間には、横方向にｘ、
縦方向にｙの長さの位置ずれが生ずる。

【００４５】従って、図４及び図５に示した位置認識手
段６７による撮像映像による各位置合わせマーク１２
ａ，１２ｂ及び１３ａ，１３ｂの認識と、位置検出とに
基づき、各基板の２個の位置合わせマーク１２ａ，１３
ａ（及び１２ｂ，１３ｂ）の中心位置１２ａｐ，１３ａ
ｐ（及び１２ｂｐ，１３ｂｐ）間のずれがなくなるよう
にＸ−Ｙ−θ移動回転機構６５を制御し、両基板１２，
１３間の位置調整が行われる。

【００４６】この実施の形態によれば、両基板１２，１
３の位置決め調整を、位置合わせマーク１２ａ，１２
ｂ，及び１３ａ，１３ｂにおける各２組の十字マーク１
２ａａ，１２ａｂ及び１３ａａ，１３ａｂの間の中心位
置１２ａｐ，１３ａｐ（及び１２ｂｐ，１３ｂｐ）の算
出処理により行うもので、従来のようにマーク同士の重
ね合わせによるものではないから、マークの線幅や形状
の崩れ等の影響をうけることが少なく、より高精度な位
置決めが可能となる。

【００４７】このようにして、位置認識手段６７及びＸ
−Ｙ−θ移動回転機構６５による、位置合わせマーク１
２ａ，１２ｂ及び１３ａ，１３ｂに基づく位置合わせに
より、予め設定された規定値内に入るよう位置補正動作
を繰り返し、図８（ｂ）に示すように、中心位置１２ａ
ｐ，１３ａｐがほぼ一致した状態で、位置あわせ補正が
完了する。このようにして、自動的に高精度の位置決め
が行なわれ、高精細の液晶セルを組立てることができ
る。

【００４８】上記のようにして、２枚の基板１２，１３
の貼り合わせの後は、２枚の基板１２、１３は位置が一
致した状態で、図４に示すように、加圧手段６８のパッ
ド６８ａが矢印Ｚ１方向に降下し、２枚の基板１２，１
３の周縁部を覆うように構成した。

【００４９】すなわち、加圧手段６８のパッド６８ａ
は、図９（ａ）の断面図、断面図のＸ−Ｘ線から矢印方
向を見た図９（ｂ）に示す平面図、及び平面図の左側面
図を示す図９（ｃ）にそれぞれ拡大して示したように、
２枚の基板１２，１３を載置した吸着プレート６３の上
面と、上側基板１２の上面との間の空間と、２枚の基板
１２，１３の周縁部とを覆うように構成されている。従
って、パッド６８ａにより封鎖した吸着プレート６３の
上面と上側基板１３の上面との間の空間は、吸排パイプ
６８ｂを介して図示しない真空ポンプ、すなわち排気手
段に接続される。

【００５０】吸着プレート６３の上面と上側基板１２の
上面との間の空間が密閉された状態で、シール剤１７に
設けられた液晶注入口１７ａを吸排パイプ６８ｂの開口
部に対向位置される。従って、上下基板１２，１３間の
空間は液晶注入口１７ａを介して排気され、上下両基板
１２，１３間の空間を減圧させることから、両基板１
２，１３は相対的に外部の大気圧を受け、加圧され圧接
されるよう機能する。これにより、両基板１２，１３間
の間隔がさらに短縮される。

【００５１】このように、位置認識手段６７による基板
１２，１３の相対位置の認識と位置検出に基づき位置補
正が行われ、相対位置が一致した状態で加圧手段６８に
より圧縮されるので、両基板１２，１３間の間隔（ギャ
ップ）５μｍに対し、±１μｍ以内の精度を確保するこ
とができた。

【００５２】この加圧手段６８により、シール剤１７を
介して圧接状態となった２枚の基板１２、１３は、図４
に示すように、吸着プレート６３の下方に位置して設け
た紫外線照射手段６９によるシール剤１７への紫外線の
全面照射により、シール剤１７を硬化させ仮固定するこ
とができる。

【００５３】紫外線照射により、両基板１２，１３の仮
固定が完了し、その後に吸着パッド６８ａに接続された
真空ポンプを、排気から吸入に転換させることによっ
て、上側基板１２の吸着保持は解放され、これとともに
上下移動手段６６による吸着ヘッド６４及び加圧手段６
８の上昇操作と、受取り・受け渡しピン６１の上昇によ
り両基板１２，１３は吸着プレート６３面から解放さ
れ、供給ロボットＡにより次の本固定工程へと搬送移動
される。

【００５４】以上詳述したように、この第１の実施の形
態による基板の組立て装置及び方法によれば、シール剤
１７を介して固定される２枚の基板１２，１３が、基板
１３の下方から透明な吸着プレート６３を介して吸着保
持され、その透明プレート６３を介して各基板１２，１
３の位置合わせマーク１２ａ，１２ｂ及び１３ａ，１３
ｂを認識し、各基板１２，１３間の位置が一致するよう
位置調整し、一致した状態で、加圧されまた必要に応じ
紫外線照射による固定を可能とするものであり、位置ず
れの極めて少ない液晶セルを製造することができる。

【００５５】上記説明のように、第１の実施の形態で
は、位置認識手段６７及びＸ−Ｙ−θ移動回転機構６５
による基板の位置補正は、２枚の基板を貼り合わせた後
にのみ行うように説明したが、２枚の基板間には、図示
しないが隙間を一定量に保つために球粒状でない支柱状
のスペーサ材を介在させる場合がある。

【００５６】従って、２枚の基板間にスペーサ材を介在
させた状態で貼り合わせ、その後位置補正操作を行った
場合は、その補正操作時にスペーサ材がずれて基板面を
擦り、基板膜面を傷つけてしまう恐れがある。

【００５７】そのようなスペーサ材による膜面の傷つき
を回避するため、２枚の基板の貼り合わせに際し、上方
の基板を降下させて下方の基板に近付け接触するまでの
間に、位置認識とその位置認識に基づく位置補正の操作
を複数回行うことによって、両基板接触後の位置補正時
の補正量を軽減させ、ペーサ材による膜面の損傷を回避
することができる。

【００５８】そこで第２の実施の形態では、上方の基板
の降下途中に、複数回に位置認識及び位置補正操作を実
施するもので、その基板の組立て装置及び組立て方法を
図１０及び図１１を参照して説明する。

【００５９】図１０はこの第２の実施の形態による基板
の組立て装置を示す外観図で、まず吸着反転搬送ロボッ
トＣ１は、上方の基板１２を受取り、上下反転させた
後、隣接の位置合わせ及び加圧機構６への搬送を行な
う。

【００６０】すなわち、吸着反転搬送ロボットＣ１は、
載置された基板１２を吸着反転機構Ｃ１３の吸着プレー
トＣ１３ａに吸着して受け取った後、その姿勢で降下
し、受取り・受け渡しピンＣ１１上に一旦載置する。

【００６１】受取り・受け渡しピンＣ１１上に載置され
た基板１２は、ゲージＣ１２で寸法・形状が計測された
後、再び吸着反転機構Ｃ１３の吸着プレートＣ１３ａで
吸着保持され、反転された後、隣接する位置合わせ及び
加圧機構６の受取り・受け渡しピン６１上に載置され
る。ここで必要に応じゲージ６１ａにより再度寸法・形
状の計測による確認の後、透光性の吸着プレート６３上
に一旦載置される。

【００６２】そこで、この上方の基板１２は、上方から
降下した吸着ヘッド６４に吸着され、上方に引上げられ
て待機状態となる。

【００６３】次に、下方の基板１３は、上記上方の基板
１２と同様な手順で、吸着反転搬送ロボットＣ１で渡し
受け、位置合わせ及び加圧機構６側に搬送され、吸着プ
レート６３上に載置され、ここで吸着固定される。

【００６４】さて、この位置合わせ及び加圧機構６にお
いて、上方の基板１２を吸着保持した吸着ヘッド６４
は、Ｘ−Ｙ−θ移動回転機構６５に接続され、さらに上
下方向に粗動させる上下粗移動手段６６ａ及び同じく上
下方向に微移動させる上下微移動手段６６ｂが連結され
ている。

【００６５】一方、透光性の吸着プレート６３の下方に
は、第１の実施の形態と同様に、両基板１２，１３にお
ける十字マーク１２ａａ，１２ａｂ及び１３ａａ，１３
ａｂを認識する位置認識手段６７が設けられ、その位置
認識手段６７による認識結果は、上記Ｘ−Ｙ−θ移動回
転機構６５に供給され、上方の基板１２のＸ−Ｙ−θ方
向への位置調整が可能に構成されている。

【００６６】また、位置認識手段６７は、上下両基板１
２，１３が間隔を隔てた状態でも、位置合わせマークを
認識できるようにするため、この実施の形態では、位置
認識手段６７には焦点合わせのための上下移動手段６７
ａを付加して構成した。

【００６７】なお、この実施の形態では、吸着プレート
６３は透光性としたが、非透光性のもので構成し、十字
マーク１２ａａ，１２ａｂ及び１３ａａ，１３ａｂを認
識できる位置を切り欠いた構成としても良い。また、両
基板１２，１３の相対位置調整用のＸ−Ｙ−θ移動回転
機構を吸着ヘッド６４側に設けたが、吸着プレート６３
側をＸ−Ｙ−θ方向に位置調整を行なうように下方に設
けることもできる。

【００６８】そこで、吸着ヘッド６４に吸着保持された
上方の基板１２は、まず上下粗移動手段６６ａにより下
降させ、下方の基板１３に対して１０数ｍｍの距離とな
ったときから上下微移動手段６６ｂに切替え操作し、図
１１（ａ）に示すように、数１００μｍ離れた位置まで
徐々に下降させる。

【００６９】この上下両基板１２，１３の間の距離が数
１００μｍの位置で、位置認識手段６７により両基板の
位置合わせマーク１２ａ，１３ａをより正確に認識すべ
く、上下移動手段６７ａによりカメラの焦点合わせを行
ない、位置合わせマーク１２ａ，１３ａを読み取る。こ
の読み取ったデータをもとに、Ｘ−Ｙ−θ方向の移動回
転機構６５により、下方の基板１３との間の位置ずれを
補正する。

【００７０】次に、上下微移動手段６６ｂにより、上方
の基板１２をさらに下方の基板１３に近付けた後、同様
にカメラの焦点調整、位置合わせマーク１２ａ，１３ａ
の読み取り、同様にＸ−Ｙ−θ方向の移動回転機構６５
による位置ずれ補正操作を行なう。

【００７１】この補正操作を、上方の基板１２を順次降
下させ、図１１（ｂ）に示すように両基板１２，１３が
接触するまで複数回行なうものである。この複数回の位
置補正操作を、この実施の形態では、非接触の状態での
両基板１２，１３間の距離を等比級数的に分割した位置
で順次行うようにした。

【００７２】例えば、基板１２と基板１３との間の距離
が１００μｍから基板１２の降下を開始する場合は、図
１１（ｃ）に示すように、まず１００μｍのとき第１回
のマーク認識及びその認識結果に基づく第１回の位置調
整を行ない、次に上方の基板１２を降下させ、基板１２
と基板１３との間の距離が５０（＝１００／２）μｍの
位置で、２回目のマーク認識及び位置調整を行ない、３
回目は１２．５（＝２５／２）μｍの位置で行なうとい
うように、基板１２と基板１３とが接触する位置まで、
位置認識及び調整を距離が等比級数的に、順次１／２に
分割した長さの距離位置で行なった。

【００７３】両基板１２，１３が接触したかどうかは、
図１０に示したように、上下微移動手段６６ｂのヘッド
部分に取付けたリニアセンサ６６ｃで検出することがで
きる。

【００７４】従って、両基板１２，１３が接触した後
も、第１の実施の形態と同様に、マーク位置の最終認識
を行い、両基板１２，１３の相対位置ずれがゼロになる
ように移動回転機構６５による最終位置ずれ補正操作を
行ない、一致したとき、吸着ヘッド６４を押し下げ、加
圧を行うものである。

【００７５】また、吸着ヘッド６４と同様の加圧手段に
よる加圧貼り合わせ後は、図示しないが第１の実施の形
態と同様に、加圧手段６８により、２枚の基板１２、１
３を圧接状態とし、紫外線照射手段６９によるシール剤
１７への紫外線の全面照射による硬化により仮固定し、
次の本固定工程へ搬送移動を行なうものである。

【００７６】なお、上記第１及び第２の実施の形態で
は、シール剤１７はいずれか一方の基板の周縁部で環状
に塗布されたことを説明したが、補助シール剤を予めい
ずれか一方の基板の周縁部において間隔をなして複数箇
所に塗布し、吸着ヘッド６４による加圧貼り合わせにお
いては、その補助シール剤の塗布された領域に限定し、
その領域に対して個々に押圧力を加えることによって、
２枚の基板の平行度がより容易に得られるようにするこ
とができる。

【００７７】すなわち、図１２及び図１３は本発明によ
る基板の組立て装置の第３の実施の形態の要部を説明す
るもので、特に上記第１及び第２の実施の形態との相違
点は、図１１に示すように、シール剤１７とは別に下方
の基板１３には周縁部の４箇所に幅が約１ｍｍ程度に補
助シール剤１７´（仮固定用のもの）が塗布されてい
る。

【００７８】一方、２枚の基板１２，１３を貼り合わす
ために、上方から押圧するための吸着ヘッド６４の構造
は図１３（ａ）（ｂ）に示すように、補助シール剤１７
´が塗布された位置にそれぞれ対応する位置に加圧溝６
４ａが開口するように形成され、その加圧溝６４ａの形
状は塗布された補助シール剤１７´の各塗布領域をそれ
ぞれカバーする大きさとした。

【００７９】また、吸着ヘッド６４には加圧溝６４ａに
つらなる高圧気体の供給口６４ｂが設けられ、この供給
口６４ｂ図示しない加圧ポンプが接続されている。

【００８０】従って、吸着ヘッド６４が降下し、上方の
基板１２が下方の基板１３に接触した状態で位置決めさ
れ、両基板１２，１３は押圧されるが、図１２（ｂ）に
示すように吸着ヘッド６４が基板１２を吸着した状態で
は、加圧ポンプからの高圧空気の供給により、補助シー
ル剤１７´が塗布された領域がそれぞれ個々に加圧さ
れ、両基板１２，１３は貼り合わされる。

【００８１】２枚の基板１２，１３間のギャップ（間
隔）の平行度が崩れた場合は、押圧によるシール剤１７
の潰れ状態にむらが生じ、シール剤１７に気泡が入り込
み、その後の工程で不具合発生が発生する要因となる
が、この第３の実施の形態によれば、局所的に加圧する
ため良好な平行度のもとで気泡が生じなくシール剤１７
を効率良く形成することができる。

【００８２】なお、第３の実施の形態では、図１２及び
図１３に示したように、部分的に塗布された補助シール
剤１７´の塗布領域に、吸着ヘッド６４の加圧溝６４ａ
を介して、高圧気体により加圧するように構成したが、
図１４に示すように、塗布領域に対応する位置に対し、
吸着ヘッド６４とは別に、別途加圧プレート１７ｂを配
置し、基板１２が補助シール剤１７´に接触した後に、
各加圧プレート１７ｂをプレス機構により押圧するよう
に構成しても良い。

【００８３】すなわち、図１４はこの発明による基板の
組立て装置の第４の実施の形態の要部を示すもので、第
３の実施の形態とは相違し、補助シール剤１７´に対応
する位置の吸着ヘッド６４の周縁部を予め切り欠き、別
途加圧プレート１７ｂを設け、図示しないプレス機構に
より、補助シール剤１７´に対応した領域に対して、上
方の基板１２を押圧するよう構成した。従って、この実
施の形態においても、補助シール剤１７´に対応し、局
所的に押圧するのでムラなく、第３の実施の形態と同様
に、平行度の優れた両基板の間隙（ギャップ）を容易に
形成することができる。

【００８４】なお、上記各実施の形態では、シール剤１
７として紫外線硬化型を採用するものとして説明した
が、紫外線硬化型に代え熱硬化型のシール剤１６を採用
しても良い。

【００８５】また、上記各実施の形態では、単一の組立
て装置を説明したが、実際に製造ラインを構成するとき
には、図１に示した供給ロボットＡによる搬送路を中心
に設置し、両側には組立て装置を配置し、製造工程の効
率化向上を実現することができる。

【００８６】すなわち、図１５は上記各実施の形態によ
る組立て装置を２台併設した製造ラインを示した平面図
で、供給ロボットＡによる基板１２，１３の搬送路７を
中央に２つの基板の組立て装置７１，７２を配置して構
成した。

【００８７】この結果、例えば一方の基板の組立て装置
７１を熱硬化型のシール剤１６による装置とし、他方
（装置７２）を紫外線硬化型のシール剤１７による組立
て装置で構成し、搬送路７と基板１２，１３の供給を共
有化することで、製造ラインのコンパクト化と、製造工
程の短縮化が可能となる。

【００８８】いずれにしても、本発明装置及び方法によ
れば、貼り合わせ機構において、弾性部材を介して重ね
合わされる２枚の基板を押圧したり、あるいは段階的に
複数回の位置認識・位置調整操作、さらには部分的に押
圧により、従来に比して両基板間の平行度が容易にまた
より高精度に得られるものである。

【００８９】また、基板１３が載置されるプレート６３
の下方に位置認識手段を設けたので、構成が小形化され
るとともに、位置ずれのない高精度な基板の組立てが可
能となる。

【００９０】

【発明の効果】本発明は、基板の組立て装置及び組立て
方法において、一方の基板を弾性部材を介して他方の基
板に重ねる等の構成を採用したので、シール剤に対しほ
ぼ均一な押圧力を加えることができ、シール剤での気泡
の発生を軽減させ、高精度の組立て基板を得ることがで
きる。

【００９１】また、２枚の基板の位置調整と固定操作
を、基板を何等移動させることなく同時に実施できるの
で、基板間のずれの発生が大幅に減少し、装置の小形化
と製造効率を向上させることができ、実用上の効果大で
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による基板の組立て装置の第１の実施の
形態を示す正面図である。

【図２】図１に示す装置の工程図である。

【図３】図１に示す装置の貼り合わせ機構の拡大説明図
である。

【図４】図１に示す装置の位置合わせ及び加圧機構の正
面図である。

【図５】図４に示す機構の斜視図である。

【図６】図５に示す装置の工程図である。

【図７】図１に示す装置の基板を示す平面図である。

【図８】図７に示す基板の位置マークによる位置合わせ
を示す説明図である。

【図９】図９（ａ）は図１に示す装置の加圧機構の要部
拡大断面図、図９（ｂ）は図８（ａ）のＸ−Ｘから矢印
方向を見た平面図、図９（ｃ）は図９（ｂ）の左側面図
である。

【図１０】本発明による基板の組立て装置の第２の実施
の形態を示す正面図である。

【図１１】図１０に示す装置の動作の説明図である。

【図１２】本発明による基板の組立て装置の第３の実施
の形態を説明する基板の平面図である。

【図１３】図１３（ａ）は図１２に示す実施の形態にお
ける吸着ヘッドの底面図、図１３（ｂ）はその断面図で
ある。

【図１４】図１４（ａ）は本発明による基板の組立て装
置の第４の実施の形態を説明する吸着ヘッドの底面図、
図１４（ｂ）はその正面図である。

【図１５】本発明装置を適用した製造ラインの構成図で
ある。

【図１６】液晶表示器の構成を示す分解斜視図である。

【図１７】図１５に示す液晶表示器の要部を示す一部断
面図である。

【図１８】従来の基板の組立て装置の位置合わせ機構及
びプレス機構を示す正面図である。

【符号の説明】

１ 液晶表示器 １２ 基板（カラーフィルタ板） １３ 基板（ＬＣＤセル板） １３ａ 液晶 １３ｂ スペーサ １６，１７ シール剤 ２ 位置合わせ機構 １２ａ，１２ｂ，１３ａ，１３ｂ 位置合わせマーク １２ａｐ，１３ａｐ 中心位置 ２１，２４，６３ 吸着プレート ２３，６６ 上下移動手段 ２２，６５ Ｘ−Ｙ−θ移動回転機構 ２５，６７ 位置認識手段 ３ プレス機構 ３１，６８ 加圧手段 ４ 搬送機構 ６ 位置合わせ及び加圧機構 ６１ 受取り・受け渡しピン ６２ 基台 ６４ 吸着ヘッド ６７ 位置認識手段 ６９ 紫外線照射手段 Ａ 供給ロボット Ｂ 吸着反転ロボット Ｃ 吸着反転搬送ロボット

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 それぞれ位置合わせマークを有し、少な
   くともいずれか一方の基板面に塗布されたシール剤を介
   して互いに対向し、貼り合わされる２枚の基板と、 この２枚の基板のうち、一方の基板を弾性部材を介して
   吸着保持し、この吸着保持した一方の基板を前記シール
   剤を介して押圧し、他方の基板と貼り合わす貼り合わせ
   機構と、 この貼り合わせ機構によって貼り合わされた前記２枚の
   基板を載置する透光性プレートと、 この透光性プレートを介して、前記２枚の基板の各位置
   合わせマークを認識する位置認識手段と、 この位置認識手段による基板の相対位置認識結果に基づ
   き前記２枚の基板の相対位置を補正する位置補正手段
   と、 この位置補正手段により位置補正された前記２枚の基板
   間の空間を排気する排気手段とを具備することを特徴と
   する基板の組立て装置。
2. 【請求項２】 それぞれ位置合わせマークを有し、少な
   くともいずれか一方の基板面に塗布されたシール剤を介
   して互いに対向し、貼り合わされる２枚の基板と、 この２枚の基板間の対向距離を順次狭めて貼り合わす過
   程において、対向距離の異なる複数位置で、前記位置合
   わせマークによる２枚の基板相互間の位置ずれ量の認識
   と、この認識に基づく位置ずれ量の補正とを行なった後
   ２枚の基板を貼り合わす貼り合わせ機構と、 この貼り合わせ機構によって貼り合わされた前記２枚の
   基板を載置する透光性プレートと、 この透光性プレート上に載置された前記２枚の基板間の
   空間を排気する排気手段とを具備することを特徴とする
   基板の組立て装置。
3. 【請求項３】 前記排気手段により貼り合わされた前記
   ２枚の基板間のシール剤に、前記透光性プレートを介し
   て紫外線を照射する紫外線照射手段を具備したことを特
   徴とする請求項１または請求項２に記載の基板の組立て
   装置。
4. 【請求項４】 前記シール剤は、前記基板の周縁部に所
   定間隔をなして断続的に複数箇所に塗布され、 前記貼り合わせ機構は、前記一方の基板を介して、前記
   複数箇所に塗布された各シール剤個々に対応する押圧力
   を加えることにより前記２枚の基板を貼り合わすことを
   特徴とする請求項１ないし請求項３のうちのいずれか１
   項に記載の基板の組立て装置。
5. 【請求項５】 それぞれ位置合わせマークを有し、少な
   くともいずれか一方の基板面に塗布されたシール剤を介
   して互いに対向し、貼り合わされる２枚の基板が搬送さ
   れる搬送工程と、 この搬送工程で搬送された２枚の基板のうち、一方の基
   板を弾性部材を介して吸着保持し、この吸着保持された
   一方の基板をシール剤を介して他方の基板に押圧するこ
   とにより、両基板を貼り合わす貼り合わせ工程と、 この貼り合わせ工程で貼り合わされた前記２枚の基板
   を、透光性プレート上に吸着保持する保持工程と、 この保持工程で保持された基板を、前記透光性プレート
   を介して各基板の位置合わせマークを認識し、両基板の
   相対位置を補正する位置補正工程と、 前記２枚の基板間で形成された空間を排気する排気工程
   とを具備することを特徴とする基板の組立て方法。
6. 【請求項６】 それぞれ位置合わせマークを有し、少な
   くともいずれか一方の基板面に塗布されたシール剤を介
   して互いに対向し貼り合わされる２枚の基板が搬送され
   る搬送工程と、 この搬送工程で搬送された２枚の基板の貼り合わせに際
   し、前記位置合わせマークによる相互間の位置ずれ量を
   認識し、その認識に基づく位置ずれの補正操作を基板間
   の対向距離を異にして複数回行った後、両基板を貼り合
   わす貼り合わせ工程と、 この貼り合わせ工程で貼り合わされた前記両基板を、透
   光性プレート上に吸着保持する保持工程と、 この保持工程で保持された前記２枚の基板の基板間で形
   成された空間を排気する排気工程とを具備することを特
   徴とする基板の組立て方法。
7. 【請求項７】 前記排気工程で接合された２枚の基板の
   間のシール剤に、前記透光性プレートを介して紫外線を
   照射する紫外線照射工程を付加したことを特徴とする請
   求項５または請求項６に記載の基板の組立て方法。
8. 【請求項８】 前記搬送工程で搬送される基板は、基板
   の周縁部に所定間隔をなして断続的に複数箇所にシール
   剤が塗布され、 前記貼り合わせ工程は、前記複数箇所に塗布された各シ
   ール剤個々に対応する押圧力を加えることを特徴とする
   請求項５ないし請求項７のうちのいずれか１項に記載の
   基板の組立て方法。