TWI537140B - A manufacturing apparatus of a display device, and a method of manufacturing the display device - Google Patents

Description

顯示裝置之製造裝置及顯示裝置之製造方法

本發明之實施形態係關於一種顯示裝置之製造裝置及顯示裝置之製造方法。

本申請案基於2012年8月14日申請之日本專利申請案第2012-179793號之優先權之權利，並主張該權利，將其全部內容以引用之方式併入本文中。

在顯示裝置之製程中，有貼合2片透明板材之步驟。貼合裝置有使用接著片之方法與使用樹脂接著劑之方法。由於接著片與接著劑相比成本較高，因近年來要求削減成本，故使用樹脂接著劑之貼合成為主流。

於貼合方法中，已知於工件A之接觸面之複數個部位塗佈接著劑，使之與另一件工件B接觸，利用該工件A之自重填充接著劑之方法。

然而，因工件與工件之間之接著劑之厚度，造成所需之接著劑之量增多，供給至工件之接著劑流動，而變得容易被從工件推擠出。為防止該情況，已知有預先於決定塗佈區域之外周，利用高黏度樹脂或暫時硬化樹脂等形成密封之密封方式。

近年來，行動電話用之顯示裝置之薄型化及品質提高之需求增加。因此，需要可高精度地控制接著層之厚度，並經由該接著層進行基板之貼合之顯示裝置之製造裝置及顯示裝置之製造方法。

於一實施形態之顯示裝置之製造裝置中，具備：保持第1基板之第1基板保持部；保持第2基板之第2基板保持部；位移計，其測定被保持於上述第1基板保持部之上述第1基板、及被保持於上述第2基板保持部之上述第2基板之厚度；驅動機構，其使上述第1基板保持部與上述第2基板保持部以特定之相對接近速度相對地靠近，且使上述第1基板與上述第2基板經由接著劑接合；及控制部，其經由上述驅動機構，根據上述第1基板與上述第2基板之間隔而控制上述相對接近速度；且上述相對接近速度係基於根據施加之力而自上述接著劑產生之反力而設定。

10‧‧‧貼合裝置

11‧‧‧基台

100‧‧‧X方向引導機構

101‧‧‧載台

110‧‧‧下基板載置機構

111‧‧‧基準支持部

112‧‧‧對位機構

113‧‧‧下游側載台

114‧‧‧驅動機構

120‧‧‧上基板載置機構

121‧‧‧基準支持部

122‧‧‧反轉機構

122a‧‧‧支柱

122b‧‧‧旋轉軸

122c‧‧‧板

123‧‧‧上游側載台

124‧‧‧浮動機構

124a‧‧‧軸

124b‧‧‧彈簧

124c‧‧‧彈簧

200‧‧‧測定機構

201‧‧‧支柱

202‧‧‧Y方向引導機構

203‧‧‧載台

204‧‧‧相機引導機構

205‧‧‧雷射位移計引導機構

210‧‧‧相機單元

220‧‧‧雷射位移計單元

400‧‧‧控制部

A‧‧‧工件

B‧‧‧工件

d1‧‧‧間隔

d2‧‧‧間隔

d3‧‧‧間隔

f‧‧‧推擠反力

F1‧‧‧推擠反力

F2‧‧‧推擠反力

F3‧‧‧推擠反力

G‧‧‧間隔

K‧‧‧目前間隔

M‧‧‧標記

P‧‧‧接著劑

Q‧‧‧目標位置

S1‧‧‧接近速度

S2‧‧‧接近速度

S3‧‧‧接近速度

T1‧‧‧接近速度

T2‧‧‧接近速度

T3‧‧‧接近速度

WA‧‧‧上游側工件

WB‧‧‧下游側工件

X‧‧‧方向

Y‧‧‧方向

Z‧‧‧方向

θ‧‧‧繞Z方向之旋轉角

圖1係模式性顯示一實施形態之顯示裝置之製造裝置之側視圖。

圖2係模式性顯示同顯示裝置之製造裝置之俯視圖。

圖3係就同顯示裝置之製造裝置，顯示動作流程之說明圖。

圖4係就同顯示裝置之製造裝置，顯示推擠步驟之動作流程之說明圖。

圖5係顯示同推擠步驟之時間與下游側載台之關係之說明圖。

圖6係就同顯示裝置之製造裝置，模式性顯示下基板辨識步驟之俯視圖。

圖7係就同顯示裝置之製造裝置，模式性顯示下基板辨識步驟之俯視圖。

圖8係就同顯示裝置之製造裝置，模式性顯示下基板高度測定步驟之側視圖。

圖9係就同顯示裝置之製造裝置，模式性顯示上基板高度測定步驟之側視圖。

圖10係就同顯示裝置之製造裝置，模式性顯示反轉步驟之側視 圖。

圖11係就同顯示裝置之製造裝置，模式性顯示反轉步驟之俯視圖。

圖12係就同顯示裝置之製造裝置，去除裝入其之浮動機構之一部分而顯示之立體圖。

圖13係就同顯示裝置之製造裝置，模式性顯示上基板辨識步驟之俯視圖。

圖14係就同顯示裝置之製造裝置，模式性顯示上基板辨識步驟之俯視圖。

圖15係就同顯示裝置之製造裝置，模式性顯示下游側載台修正步驟之俯視圖。

圖16係就同顯示裝置之製造裝置，模式性顯示推擠步驟之側視圖。

圖17係就同顯示裝置之製造裝置，顯示另一推擠步驟之動作流程之說明圖。

圖18係顯示同另一推擠步驟之間隙與反力之關係之說明圖。

以下就實施形態，一面參照圖式一面詳細說明。

圖1係模式性顯示本發明之一實施形態之貼合裝置10(相當於顯示裝置之製造裝置之一例。以下省略。)之側視圖，圖2係模式性顯示貼合裝置10之俯視圖，圖3係顯示貼合裝置10之動作流程之說明圖，圖4係顯示貼合裝置10之推擠步驟之動作流程之說明圖，圖5係顯示推擠步驟之時間與下游側載台113之關係之說明圖，圖12係切去組裝入顯示裝置貼合裝置10之浮動機構124之一部分而顯示之立體圖。又，圖6~圖11及圖13~圖16係顯示各步驟之圖。

另，該等圖中之箭頭符號XYZ係表示相互正交之三方向，XY方 向表示水平方向，Z方向表示鉛直方向。又，θ表示繞Z方向之旋轉角。又，該等圖中之WA表示上游側工件(相當於第1基板之一例。以下省略。)，WB表示下游側工件(相當於第2基板之一例。以下省略。)。下游側工件WB、上游側工件WA係例如覆蓋玻璃、感測玻璃、液晶模組等之基板。此外，所使用之接著劑，作為一例，設為紫外線硬化性之接著劑P。

貼合裝置10具備固定於地面上之基台11。於基台11上載置有於X方向延伸之X方向引導機構100與測定機構200。又，設置有協調控制X方向引導機構100與測定機構200之控制部400。

於X方向引導機構100上設置有載台101，並利用X方向引導機構100進行X方向之定位。

於載台101上，沿著X方向並列設置有下基板載置機構110與上基板載置機構120。

下基板載置機構110具備：基準支持部111，其由設置於載台101上之4根支柱所構成；對位機構112，其配置於被該基準支持部111包圍之位置，進行XYZθ方向之對位；及下游側載台113，其由對位機構112支持，並吸附下基板WB。下游側載台113藉由用對位機構112，進行XYθ方向之微調整。另外，於Z方向上下移動之驅動機構114係由對位機構112支持。

上基板載置機構120具備：基準支持部121，其由設置於載台101上之4根支柱構成；反轉機構122，其配置於基準支持部111與基準支持部121之間；及上游側載台123，其由該反轉機構122支持，並吸附上基板WA。上游側載台123係為藉由反轉機構122而於基準支持部121上與下游側載台113之上方之間可自由搖動地移動之構成。

反轉機構122係具備：支柱122a；安裝於該支柱122a之上部之旋轉軸122b；及設置於該旋轉軸122b之兩端部之板122c。於板122c與上 游側載台123之間介隔有浮動機構124，板122c與上游側載台123係彈性連接(參照圖12)。

測定機構200係具備：支柱201，其朝Z方向設置於基台11上；Y方向引導機構202，其自該支柱201向Y方向延伸設置；及載台203，其利用該Y方向引導機構202進行Y方向之定位。此外，於該載台203上支持有相機引導機構204與雷射位移計引導機構205。

於相機引導機構204上，搭載有以下方為拍攝範圍之相機單元210，進行Z方向之定位。相機單元210具有如後述般對設置於下游側工件WB、上游側工件WA上之標記M進行圖像辨識，高精度地測定下游側工件WB、上游側工件WA之位置之功能。又，於雷射位移計引導機構205中，搭載有以下方為測定方向之雷射位移計單元220，進行Z方向之定位。雷射位移計單元220具有藉由對下游側工件WB、上游側工件WA照射雷射光，而以非接觸高精度地測定工件WB、WA之厚度之功能。

於如此構成之貼合裝置10中，按照圖3、4所示之動作流程，進行基板WB與基板WA之貼合。首先，將下游側工件WB載置、吸附於下游側載台113上，並將上游側工件WA載置、吸附於上游側載台123上(ST10)。另外，此時，下游側載台113因利用於Z方向上下移動之驅動機構114定位，故根據Z方向之位置感測器之值來檢測出高度位置，而上游側載台123因與基準支持部121碰觸，故高度位置為已知之高度。又，由於下游側載台113及上游側載台123之尺寸亦為已知，故下游側載台113及上游側載台123之上表面之高度位置亦會成為已知。又，於上游側工件WA之特定位置塗佈有接著劑P。

接著，如圖6、7所示，使下游側工件WB移動至相機單元210之下方，檢測設置於下游側工件WB之2部位之標記M之位置，來檢測出下游側工件WB之位置(Bx，By)(ST11)。

接著，如圖8所示，使下游側工件WB移動至雷射位移計單元220之下方，進行下游側工件WB之厚度測定(Bz)(ST12)。接著，如圖9所示，使上游側工件WA移動至雷射位移計單元220之下方，進行上游側工件WA之厚度測定(Az)(ST13)。另外，如上所述，厚度測定係以下游側載台113及上游側載台123之上表面之高度位置為基準而進行。

接著，如圖10、11所示，使反轉機構122動作，且在將上游側工件WA吸附於上游側載台123上之狀態下反轉，使上游側工件WA向下游側工件WB之上方移動(ST14)。另外，如圖12所示，浮動機構124係具備：軸124a，其設置於板122c與上游側載台123之間；彈簧124b，其連接該軸124a與反轉機構122；及彈簧124c，其連接軸124a與上游側載台123。

接著，如圖13、14所示，使上游側工件WA移動至相機單元210之下方，檢測設置於上游側工件WA之2部位之標記M之位置，來檢測出上游側工件WA之位置(Ax，Ay)(ST15)。

此處，基於所檢測出之標記M之位置資訊，計算下游側工件WB與上游側工件WA之間之位置偏移(ST16)。判斷該位置偏移是否在容許值內(ST17)，若為容許值以上則進入後述之(ST21)。又，若在容許值內，則如圖15所示，使對位機構112動作，修正XYθ軸之位置偏移(ST18)。

位置偏移之修正結束後，使驅動機構114動作，來使下游側工件WB上升進行貼合動作(ST19)。對於貼合動作之詳情將後述。

接著，貼合動作結束，下游側工件WB與上游側工件WA接合成為1個工件W後，對接著劑P進行紫外線照射，使其暫時硬化(ST20)。並且，取出工件W(ST21)。並且，重複該一連串之動作。

關於貼合動作之流程，係顯示於圖4中。於該貼合動作中，將下游側工件WB與上游側工件WA之間之間隔之設計值，設為目標值G。 該目標值G係於塗佈了特定量之接著劑P之情形，在下游側工件WB與上游側工件WA之間會適當擴大之情形之值。首先使用目標值G，計算貼合目標位置Q。目標位置Q以下面之數式，即Q=G+Az+Bz…(數式1)求得。

又，此處，基於使用之接著劑之黏度及塗佈量等條件，使用下述之數式(2)，以工件所產生之來自接著劑之推擠反力f之值不超過特定之容許值之方式，根據後述之下游側工件WB與上游側工件WA之間隔d1、d2、d3，求出對應該等各者之下游側工件WB與上游側工件WA之間之接近速度S1、S2、S3(此處，可將接近速度S1、S2、S3定為下游側工件WB與上游側工件WA之間之相對接近速度。)(ST30)。

dn=((K．Sn)/f)^1/5…(數式2)

(此處，n為1以上之整數，K表示基於接著劑P之黏度、體積等，就各個塗佈條件而定之常數值。)

接著，使驅動機構114以特定之速度(例如，5~10mm/s)上升(ST31)。若至目標位置Q之目前間隔k小於特定之d1(ST32)，則降低上升速度，以接近速度S1(例如，1~5mm/s)上升(ST33)。

接著，若目前間隔k小於特定之d2(ST34)，則進一步降低上升速度，以接近速度S2(例如，0.01~0.1m/s)上升(ST35)。接著，若目前間隔k小於特定之d3(ST36)，則進一步降低上升速度，以接近速度S3(例如，0.00~0.01m/s)上升(ST37)。又，此時，於ST37中，大致同時自下游側工件WB與上游側工件WA之間之側面照射紫外線，使自下游側工件WB與上游側工件WA之間溢出之接著劑P硬化(ST38)。並且，於到達目標位置之時點結束貼合動作。

本實施形態中，於貼合基板之期間，使用上述數式2，以工件中產生之來自接著劑之推擠反力f不超過特定之容許值之方式，根據下游側工件WB與上游側工件WA之間隔，求出下游側工件WB與上游側 工件WA之(相對之)接近速度。並且，以成為如此之(相對之)接近速度之方式，利用控制部400經由驅動機構114，控制下游側工件WB與上游側工件WA之移動，進行兩者之貼合。

藉此，可使特定量P之接著劑適當地介於下游側工件WB與上游側工件WA之間，效率良好地將兩者貼合。

如上所述，於本實施形態之貼合裝置10中，由於隨著下游側工件WB與上游側工件WA之間之目前間隔k變小，降低(相對之)接近速度而進行接合，故不會有過大之反力作用於工件或裝置，從而不會造成不良影響。因此，可高精度地控制接著層之厚度，進行高品質之貼合，且可將對製品及裝置之影響抑制至最小限度。

又，藉由設置反轉機構122，相機單元210及雷射位移計220只要各設置一台即可，可以降低成本，且可藉由利用相同之相機單元210及雷射位移計220進行定位、厚度測定而實現高精度之測定。另外，未設置反轉機構122之情形，亦可進行相同之貼合動作。

此外，上升速度雖設為3階段，但亦可設為2階段或4階段以上。於該情形，藉由增大階段數，可進一步縮短靠近目標位置Q之時間。

接著，對於貼合動作之另一例，按照圖17之動作流程進行說明。首先，使用下述數式(3)，基於所使用之接著劑之黏度及塗佈量等條件，求出至目標位置g之推擠反力F1、F2、F3、及對應該等各者之下游側工件WB與上游側工件WA之間之接近速度T1、T2、T3(此處，可將接近速度T1、T2、T3定為下游側工件WB與上游側工件WA之間之相對接近速度。)(ST40)。

Fn=K．g^-5Tn…(式3)

(此處，n為1以上之整數，K表示基於接著劑P之黏度、體積等，就各個塗佈條件而定之常數值。)

接著，使驅動機構114以特定速度(例如，5~10mm/s)上升 (ST41)。此時，利用力感測器等檢測目前作用於上游側工件WA之推擠反力f。

若該推擠反力大於特定之F1(ST42)，就要降低上升速度，以接近速度T1(例如，1~5mm/s)上升(ST43)。

接著，利用力感測器等檢測目前作用於上游側工件WA之推擠反力f，一旦目前之推擠反力f大於特定之F2(ST44)，就要進一步降低上升速度，以接近速度T2(例如，0.01~0.1m/s)上升(ST45)。接著，利用力感測器等檢測目前之作用於上游側工件WA之推擠反力f，一旦目前之推擠反力f大於特定之F3(ST46)，就要進一步降低上升速度，以接近速度T3(例如，0.00~0.01m/s)上升(ST47)。又，此時，於ST47中，大致同時自下游側工件WB與上游側工件WA之間之側面照射紫外線，使自下游側工件WB與上游側工件WA之間推擠出之接著劑P硬化(ST48)。並且，於到達目標位置之時點結束貼合動作。於本實施形態中，於進行基板之貼合之期間，適宜檢測工件中所產生之來自接著劑之推擠反力f，使用上述數式(3)，以該推擠反力f不超過特定之容許值之方式，求出下游側工件WB與上游側工件WA之間之(相對之)接近速度。並且，以成為如此之(相對之)接近速度之方式，利用控制部400經由驅動機構114控制下游側工件WB與上游側工件WA之移動，進行兩者之貼合。

即使根據本實施形態之另一例，亦可使特定量P之接著劑適當地介隔於下游側工件WB與上游側工件WA之間，而效率良好地將兩者貼合。

圖18係顯示間隔g與推擠反力f之關係之圖表。由於隨著間隔g變窄推擠反力f急速上升，故可知例如為了不超過200[N]，應將上升速度降低至T2或T3。

如上所述，於本實施形態之貼合裝置10中，由於隨著下游側工 件WB與上游側工件WA之間之推擠反力f變大，會降低速度來進行接合，故不會有過大之反力作用於工件或裝置，從而不會造成不良影響。

因此，可高精度地控制接著層之厚度，來進行高品質之貼合，且可將對工件及裝置之影響抑制至最小限度。

於本發明中，作為顯示裝置，列舉液晶顯示裝置、有機EL顯示裝置作為一例；關於接著劑，可使用不脫離發明之宗旨者。

雖說明了本發明之數個實施形態，但該等實施形態係作為例而提示者，並未意圖限定發明之範圍。該等新穎之實施形態可以其他各種形態實施，在不脫離發明之宗旨之範圍內，可進行各種省略、置換、更改。該等實施形態或其變化包含於發明之範圍或宗旨內，且包含於專利請求之範圍中所記載之發明及其均等之範圍。

10‧‧‧貼合裝置

11‧‧‧基台

100‧‧‧X方向引導機構

101‧‧‧載台

110‧‧‧下基板載置機構

111‧‧‧基準支持部

112‧‧‧對位機構

113‧‧‧下游側載台

114‧‧‧驅動機構

120‧‧‧上基板載置機構

121‧‧‧基準支持部

122‧‧‧反轉機構

122a‧‧‧支柱

123‧‧‧上游側載台

200‧‧‧測定機構

201‧‧‧支柱

202‧‧‧Y方向引導機構

203‧‧‧載台

204‧‧‧相機引導機構

205‧‧‧雷射位移計引導機構

210‧‧‧相機單元

220‧‧‧雷射位移計單元

400‧‧‧控制部

A‧‧‧工件

WA‧‧‧上游側工件

WB‧‧‧下游側工件

X‧‧‧方向

Z‧‧‧方向

Claims (9)

1. 一種顯示裝置之製造裝置，其包含：保持第1基板之第1基板保持部；保持第2基板之第2基板保持部；位移計，其測定被保持於上述第1基板保持部之上述第1基板、及被保持於上述第2基板保持部之上述第2基板之厚度；驅動機構，其使上述第1基板保持部與上述第2基板保持部，以特定之相對接近速度相對地靠近，且使上述第1基板與上述第2基板經由接著劑接合；及控制部，其經由上述驅動機構，根據上述第1基板與上述第2基板之間隔而控制上述相對接近速度；且上述相對接近速度係基於自上述接著劑而產生於上述第1基板及上述第2基板之至少一方之反力而設定。
2. 如請求項1之顯示裝置之製造裝置，其中上述第1基板保持部包含於利用上述位移計測定厚度時與利用上述驅動機構接近時使上述第1基板之上下反轉之反轉單元。
3. 如請求項1之顯示裝置之製造裝置，其中上述相對接近速度係以上述反力不超過特定值之方式，基於上述第1基板與上述第2基板之間隔而設定。
4. 如請求項3之顯示裝置之製造裝置，其中上述相對接近速度係由下述數式算出：dn=((K．Sn)/f)^1/5 f：上述反力dn：上述第1基板與上述第2基板之間隔 Sn：上述第1基板與上述第2基板之間之相對接近速度(此處，n為1以上之整數，K為基於接著劑之黏度、體積等，就各個塗佈條件而定之常數值)。
5. 如請求項1之顯示裝置之製造裝置，其中於上述第1基板與上述第2基板之至少一者中，包含檢測上述反力之檢測設備，且上述控制部基於上述間隔，以上述反力成為特定值以下之方式控制上述相對接近速度。
6. 如請求項5之顯示裝置之製造裝置，其中上述相對接近速度係由下述數式算出：Fn=K．g^-5Tn g：上述第1基板與上述第2基板之間隔Fn：上述反力Tn：上述第1基板與上述第2基板之間之相對接近速度(此處，n為1以上之整數，K為基於接著劑之黏度、體積等而就各個塗佈條件而定之常數值)。
7. 如請求項1之顯示裝置之製造裝置，其中上述相對接近速度係對應於反力而設定複數個，上述第1基板與上述第2基板之接合係於對應於上述反力而設定了上述相對接近速度之複數個階段進行。
8. 一種顯示裝置之製造方法，其使用如請求項1之顯示裝置之製造裝置，且包含：於上述第1基板及上述第2基板之至少任意一者塗佈上述接著劑之步驟；及將上述第1基板保持部與上述第2基板保持部，以根據該等之間隔之特定之相對接近速度相對地靠近，且經由上述接著劑而接合上述第1基板及上述第2基板之步驟；且 上述相對接近速度係基於自上述接著劑而產生於上述第1基板及上述第2基板之至少一方之反力而設定。
9. 如請求項8之顯示裝置之製造方法，其中上述相對接近速度係對應於反力而設定複數個，上述第1基板與上述第2基板之接合係於對應於上述反力而設定了上述相對接近速度之複數個階段進行。