WO2011030718A1 - 貼合デバイス及びその製造方法並びに貼合デバイスの貼り合わせ装置 - Google Patents

貼合デバイス及びその製造方法並びに貼合デバイスの貼り合わせ装置 Download PDF

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WO2011030718A1
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道也 横田
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    • G02F2202/00Materials and properties
    • G02F2202/28Adhesive materials or arrangements

Definitions

  • the present invention includes a flat panel display (FPD) such as a liquid crystal display (LCD), an organic EL display (OLED), a plasma display (PDP), and a flexible display, an optical device such as a CMOS sensor and a CCD sensor, and a MEMS device.
  • FPD flat panel display
  • OLED organic EL display
  • PDP plasma display
  • a flexible display an optical device such as a CMOS sensor and a CCD sensor
  • MEMS device a MEMS device.
  • a first substrate such as a hermetically sealed sealing member such as an electronic circuit or a chip such as a cover plate
  • an FPD such as a touch panel, a 3D (three-dimensional) display, an electronic book, etc. It is related with the bonding apparatus which bonds the 2nd board
  • a gap control material in which an ultraviolet curable resin and a gap material are mixed is formed on a first substrate, and an ultraviolet adhesive is dropped on the second substrate using a dispenser.
  • a linear sealing material is formed in a predetermined pattern using a method, and the first substrate and the second substrate are bonded and pressed, and ultraviolet light is applied to the gap material controlling material for the liquid crystal display panel.
  • the laminating apparatus for manufacturing the laminating device it is necessary to provide external energy means such as irradiation of light such as ultraviolet rays and heating as described above, so that the structure of the entire apparatus is complicated and the cost is increased accordingly.
  • external energy means such as irradiation of light such as ultraviolet rays and heating
  • the structure of the entire apparatus is complicated and the cost is increased accordingly.
  • the one-component adhesive cannot be cured by transmitting light through the first substrate and the second substrate.
  • the one-component adhesive cannot be cured by heating the first substrate and the second substrate.
  • the allowable characteristics of the second substrate and the curing conditions of the adhesive need to coincide with each other, and there is a problem that the one-component adhesive that can be used is limited.
  • the liquid material of the one-component adhesive itself is affected by the usage environment, and its viscosity increases with time, so it is likely to deteriorate. There was a problem of being troublesome.
  • the one-component adhesive is mistakenly attached to the equipment used by the laminating device, it will harden due to deterioration, and it will begin to harden due to the presence of a certain amount of curing energy such as ultraviolet rays and heat in the usage environment.
  • a special release agent is required to remove the foreign substance, which makes it difficult to completely remove the foreign substance.
  • An object of the present invention is to cope with such a problem.
  • the first substrate and the second substrate are bonded to each other by a two-component mixed curing adhesive in which a main agent solution and a subagent solution are mixed at a predetermined ratio.
  • a bonding device that is securely bonded, reliably bonding the first substrate and the second substrate with a two-component mixed curing adhesive in which the main agent liquid and the auxiliary agent liquid are mixed at a predetermined ratio, discontinuous
  • the fine point-shaped main agent solution and the auxiliary agent solution are mixed locally so as to ensure a predetermined mixing ratio and cured within a predetermined time, and the main agent solution and the auxiliary agent solution are made free of bubbles. It is intended for mixing
  • the bonding device is a bonding device in which a first substrate and a second substrate that covers the first substrate are bonded together with an adhesive, and as the adhesive, Using a two-component mixed curable adhesive composed of an auxiliary agent solution, the main agent solution and the auxiliary agent solution are not brought into contact with each other on both or one of the opposing surfaces of the first substrate and the second substrate.
  • the first substrate and the second substrate are superposed on each other by being dispersed in continuous fine dots, and the first substrate and the second substrate are stretched and connected to each other, whereby the first substrate And the second substrate are arranged so as to be dispersed so as to form a continuous one-component two-component mixing portion in which the main agent solution and the auxiliary agent solution are mixed at a predetermined ratio.
  • the manufacturing method of the bonding device by this invention is a manufacturing method of the bonding device by which the 1st board
  • the main agent liquid and the auxiliary agent liquid are applied to both the opposing surfaces of the first substrate and the second substrate so as to face each other, and the first substrate and the second substrate are applied.
  • the main agent liquid and the auxiliary agent liquid are brought into contact with each other by the superposition of the first and second substrates, and are extended along the opposing surfaces of the first substrate and the second substrate.
  • the space around the first substrate and the second substrate is decompressed, and the first substrate and the second substrate are overlaid in an environment of the decompressed atmosphere, The auxiliary agent liquid is mixed.
  • the bonding apparatus of the bonding device by this invention is a bonding apparatus of the bonding device by which the 1st board
  • the non-continuous fine dots are dispersed and applied so that they do not come into contact with each other, and the laminating machine extends the main agent liquid and the auxiliary agent liquid to each other by superimposing the first substrate and the second substrate. Connected to the first substrate and the second substrate Between, wherein the said base material liquid auxiliary agent solution to form a layer of two-liquid mixing section was continuously mixed at a predetermined ratio.
  • the main agent solution and the auxiliary agent solution are applied to both the opposing surfaces of the first substrate and the second substrate so that the main agent solution and the auxiliary agent solution are opposed to each other by the applying means. To do.
  • the bonding machine forms a closed space in which the atmospheric pressure can be adjusted around the first substrate and the second substrate, and the first space is created in an environment where the closed space is decompressed.
  • One substrate and the second substrate are overlapped, and the main liquid and the auxiliary liquid are mixed to form the two-liquid mixing portion.
  • the bonding device having the above-described features is a fine dot-like main agent liquid that is dispersed and arranged on the opposing surfaces of the first substrate and the second substrate as the first substrate and the second substrate overlap. And the secondary agent liquid are respectively stretched and the interfaces are brought into contact with each other so that the main agent liquid and the secondary agent liquid are mixed in a predetermined ratio between the first substrate and the second substrate. Since the two-liquid mixing part starts curing and the opposing surfaces of the first substrate and the second substrate are bonded together, the main liquid and the auxiliary liquid are mixed at a predetermined ratio. It is possible to provide a bonding device in which the first substrate and the second substrate are securely bonded with the two-component mixed curing adhesive.
  • the first substrate and the second substrate can be bonded by a simple process as compared with the conventional one that requires external energy such as irradiation of light such as ultraviolet rays or heating to cure the adhesive, thereby reducing the manufacturing cost. Can be reduced. Furthermore, since the main agent solution and the auxiliary agent solution are dispersed and arranged in discontinuous fine dots, there is a great opportunity for the main agent solution and the auxiliary agent solution to come into contact with each other, and it is easy to achieve uniform mixing in a short time. In addition, as the first substrate and the second substrate are superposed, the fine point-shaped main agent liquid and the auxiliary agent liquid extend and contact with each other to form a two-liquid mixing part.
  • the manufacturing method of the bonding device by this invention is the fine point-shaped main ingredient liquid apply
  • Each of the secondary agent liquids extends and the interfaces contact with each other so that the primary agent liquid and the secondary agent liquid are mixed at a predetermined ratio between the first substrate and the second substrate.
  • a two-component mixing part is formed, and the two-component mixing part starts curing, and the opposing surfaces of the first substrate and the second substrate are bonded together, so that the main agent solution and the auxiliary agent solution are mixed at a predetermined ratio.
  • the first substrate and the second substrate can be reliably bonded by the two-component mixed curing adhesive.
  • the first substrate and the second substrate can be bonded by a simple process compared to the conventional manufacturing method that requires external energy such as irradiation with ultraviolet rays or heating to cure the adhesive. Cost can be reduced.
  • the main agent solution and the auxiliary agent solution are dispersed and arranged in discontinuous fine dots, there is a great opportunity for the main agent solution and the auxiliary agent solution to come into contact with each other, and it is easy to achieve uniform mixing in a short time.
  • Fine point-shaped main agent liquid and sub-agent liquid can be finely adjusted freely by simply changing the coating amount per one or changing the arrangement conditions, thereby allowing the curing mixing ratio of the main agent liquid and auxiliary agent liquid to be finely adjusted freely. It is possible to quickly cope with the adhesion state of the first substrate and the second substrate. By simply applying the main agent liquid and the auxiliary agent liquid, it is easy to remove the main agent liquid and the auxiliary agent liquid by washing the substrate before the first substrate and the second substrate are bonded together. And economical. In addition, as the first substrate and the second substrate are superposed, the fine point-shaped main agent liquid and the auxiliary agent liquid extend and contact with each other to form a two-liquid mixing part.
  • the said main agent liquid and the said auxiliary agent liquid are apply
  • the main agent solution and the auxiliary agent solution are brought into contact with each other by superimposing the substrate and the second substrate, and are extended along the opposing surfaces of the first substrate and the second substrate, the first substrate and the second substrate As the two substrates are superposed, the opposing main agent liquid and auxiliary agent liquid collide and extend at the same time, and the extension tip interfaces are connected to each other so that the main agent liquid and auxiliary agent liquid are in a predetermined ratio.
  • the bonding apparatus for bonding devices according to the present invention was applied in a distributed manner to the opposing surfaces of the first substrate and the second substrate by the application means, as the first substrate and the second substrate were overlapped by the bonding machine.
  • a fine point-shaped main agent solution and subagent solution are stretched and their interfaces come into contact with each other so that the main agent solution and the auxiliary agent solution are in a predetermined ratio between the first substrate and the second substrate.
  • the two-component mixing part is continuously mixed and the two-component mixing part starts curing, and the opposing surfaces of the first substrate and the second substrate are bonded together. Can be reliably bonded to the first substrate by the two-component mixed curable adhesive mixed at a predetermined ratio.
  • the first substrate and the second substrate can be bonded by a simple process as compared with the conventional device that requires external energy such as irradiation of light such as ultraviolet rays or heating to cure the adhesive. Can be reduced. Furthermore, since the main agent solution and the auxiliary agent solution are dispersed and arranged in discontinuous fine dots, there is a great opportunity for the main agent solution and the auxiliary agent solution to come into contact with each other, and it is easy to achieve uniform mixing in a short time. Fine point-shaped main agent liquid and sub-agent liquid can be finely adjusted freely by simply changing the coating amount per one or changing the arrangement conditions, thereby allowing the curing mixing ratio of the main agent liquid and auxiliary agent liquid to be finely adjusted freely.
  • the main agent liquid and the auxiliary agent liquid it is easy to remove the main agent liquid and the auxiliary agent liquid by washing the substrate before the first substrate and the second substrate are bonded together. And economical.
  • the fine point-shaped main agent liquid and the auxiliary agent liquid extend and contact with each other to form a two-liquid mixing part. There is no possibility that bubbles are generated unlike the mixing by, and there is no need for defoaming.
  • the main agent liquid and the auxiliary agent liquid are opposed to each other by the coating means toward both the opposing surfaces of the first substrate and the second substrate.
  • the opposing main agent liquid and auxiliary agent liquid collide with each other and are mixed and extended at the same time. Connected, it becomes a continuous one-component two-component mixing unit in which the main agent solution and the auxiliary agent solution are mixed at a predetermined ratio, and is filled across the opposing surfaces of the first substrate and the second substrate, and curing is started as a whole. Therefore, the discontinuous fine dot-form main agent liquid and auxiliary agent liquid can be mixed so as to ensure a predetermined mixing ratio locally and can be reliably cured within a predetermined time.
  • the bonding machine forms a closed space capable of adjusting air pressure around the first substrate and the second substrate, and the closed space is decompressed.
  • the main liquid and the auxiliary liquid are mixed to form the two-liquid mixing part
  • the main liquid is in a reduced-pressure atmosphere.
  • the auxiliary agent liquid are mixed, and bubbles do not enter with the creation of the two-component mixing part, so that the main agent liquid and the auxiliary agent liquid can be mixed without bubbles.
  • FIG. 1A shows a bottom view of the upper second substrate
  • FIG. 1B shows a plan view of the lower first substrate.
  • FIG. 3A is a cross-sectional view of FIG. 3A
  • FIG. 3A is a bottom view of the upper second substrate
  • FIG. 3B is a plan view of the lower first substrate.
  • FIG. 2C shows the first substrate and the second substrate being superimposed
  • FIG. 2C shows the first substrate and the second substrate after being superimposed.
  • the bonding device A includes a pair of first substrate 1 and second substrate 2 that are arranged to be opposed to each other, and these first substrate 1. And a two-component mixed curable adhesive 3 applied to both or one of the opposing surfaces 1a and 2a of the second substrate 2.
  • the first substrate 1 and the second substrate 2 are, for example, a glass substrate or PES (flat panel display) used in a flat panel display (FPD) such as a liquid crystal display (LCD), an organic EL display (OLED), a plasma display (PDP), and a flexible display.
  • FPD flat panel display
  • LCD liquid crystal display
  • OLED organic EL display
  • PDP plasma display
  • flexible display a flat panel display
  • Poly-Ether-Sulphone and other plastic films, synthetic resin substrates, optical devices such as CMOS sensors and CCD sensors, MEMS devices, etc.
  • the two-component mixed curing type adhesive 3 has an main agent liquid 3a and an auxiliary agent liquid 3b as main components, and is an adhesive that starts to cure by mixing the main agent liquid 3a and the auxiliary agent liquid 3b. is there.
  • the two-component mixed curable adhesive 3 include an epoxy adhesive, a second generation acrylic adhesive (SGA) polyurethane adhesive, and a silicon adhesive.
  • SGA second generation acrylic adhesive
  • a crosslinking accelerator or a curing catalyst to the two-component mixed curable adhesive 3 as an additive other than the main agent liquid 3a and the auxiliary agent liquid 3b.
  • an uncured main agent liquid 3a and an auxiliary agent liquid 3b are mixed with the two-component mixed curing adhesive 3 respectively. It is applied in a non-continuous manner so as not to contact each other, and the first substrate 1 and the second substrate 2 are overlapped, so that the main agent liquid 3a and the auxiliary agent liquid 3b are extended and connected to each other to form a two-liquid mixing portion 3c. This is a distributed arrangement.
  • the dispersed main agent liquid 3a and auxiliary agent liquid 3b are extended so that their interfaces come into contact with each other.
  • the two-liquid mixing unit 3c is connected to each other.
  • it is preferable to use one having a low viscosity (200 Pa ⁇ s about 200,000 cP or less).
  • the total amounts of the main agent liquid 3a and the auxiliary agent liquid 3b applied discontinuously to the opposing surfaces (surfaces) 1a and 2a of the first substrate 1 and the second substrate 2 are the first substrate 1 and the second substrate 2. Is determined by the extended shape of the main agent liquid 3a and the auxiliary agent liquid 3b by the superposition of the first substrate 1 and the gap G between the first substrate 1 and the second substrate 2 after bonding.
  • the application amount per one of the non-continuous main agent liquid 3a and the auxiliary agent liquid 3b is, for example, 1000 ⁇ g or less, specifically 10 ⁇ g to 100 ⁇ g. It is preferable that the hemispherical shape is maintained by the surface tension generated on the surfaces of the main agent liquid 3a and the auxiliary agent liquid 3b. In this case, even if the first substrate 1 and the second substrate 2 after application are moved so that the surfaces 1a and 2a thereof are inclined or turned over so as to face downward, the liquid droops and the main agent solution 3a and the auxiliary agent solution are applied. There is an advantage that 3b does not contact.
  • the application ratio and the application amount of the main agent liquid 3a and the auxiliary agent liquid 3b are determined by an appropriate mixing ratio (curing mixing ratio) of the main agent liquid 3a and the auxiliary agent liquid 3b in the two-component mixed curable adhesive 3.
  • the appropriate mixing ratio of the main agent liquid 3a and the auxiliary agent liquid 3b is 1: 1 as in the illustrated example, the main agent liquid 3a and the auxiliary agent liquid 3b are applied in the form of dots having substantially the same size.
  • the appropriate mixing ratio (curing mixing ratio) of the main agent liquid 3a and the auxiliary agent liquid 3b is different, such as 1: n or n: 1, the coating amount per one of the main agent liquid 3a and the auxiliary agent liquid 3b Or the arrangement conditions of the main agent liquid 3a and the auxiliary agent liquid 3b having the same coating amount are the same as the appropriate mixing ratio. That is, for example, when the appropriate mixing ratio (curing mixing ratio) of the main agent liquid 3a and the auxiliary agent liquid 3b is 2: 1, the application amount of the main agent liquid 3a is set to be twice the application amount of the auxiliary agent liquid 3b. Alternatively, the same amount of the main agent liquid 3a is arranged twice with respect to one auxiliary agent liquid 3b.
  • Examples of the application of the main agent liquid 3a and the auxiliary agent liquid 3b include, as shown in FIGS. 1 (a) and 2 (a) (b), opposing surfaces 1a of the first substrate 1 and the second substrate 2,
  • the main agent liquid 3a and the auxiliary agent liquid 3b are dispersedly arranged on both 2a so as to face each other when the first substrate 1 and the second substrate 2 are overlapped. That is, the uncured main agent liquid 3a and the auxiliary agent liquid 3b are applied to both the opposing surfaces 1a and 2a in the same fine dot pattern facing each other.
  • the first substrate 1 and the second substrate 2 with respect to the surface 1a of the first substrate 1 disposed below and the surface 2a of the second substrate 2 disposed above.
  • the main agent liquid 3a and the auxiliary agent liquid 3b are mixedly distributed so that the main agent liquids 3a and the auxiliary agent liquids 3b face each other at the time of superimposing.
  • only the secondary agent liquid 3b is applied to the surface 1a of the first substrate 1 disposed below, and the surface 2a of the second substrate 2 disposed above.
  • only the main agent liquid 3a is applied.
  • the surface 1a of the first substrate 1 or the second substrate 2 is arranged so that the main agent liquid 3a and the auxiliary agent liquid 3b face each other when the first substrate 1 and the second substrate 2 are overlapped. It is also possible to disperse and arrange the main agent liquid 3a and the auxiliary agent liquid 3b on the surface 2a.
  • the first substrate 1 and the second substrate 2 are formed in a rectangular flat plate shape, and the main agent liquid 3a and The auxiliary agent liquid 3b is dispersedly arranged at equal intervals.
  • the main agent liquid 3a and the auxiliary agent liquid 3b are formed only on the periphery of the opposing surfaces 1a and 2a formed in a rectangular shape, and a rectangular frame shape along the four sides of the opposing surfaces 1a and 2a.
  • the main liquid 3a and the auxiliary liquid 3b can be distributed and arranged in a part of the opposing surfaces 1a and 2a so as to have an arbitrary shape such as a straight line or a curved line. is there.
  • the opposing main agent liquid 3a and auxiliary agent liquid 3b abut each other and start mixing. At the same time, it extends along the opposing surfaces 1a and 2a. Subsequently, as shown in FIG. 1 (c), when the opposing surfaces 1a, 2a of the first substrate 1 and the second substrate 2 are further brought closer to each other, the main agent liquid 3a and the auxiliary agent liquid 3b are further mixed.
  • the leading interfaces of the main agent liquid 3a and the auxiliary agent liquid 3b extending along the opposing surfaces 1a and 2a are connected to each other, so that the main agent liquid 3a and the auxiliary agent are interposed between the first substrate 1 and the second substrate 2.
  • a continuous one-component two-component mixing part 3c in which the liquid 3b is mixed at a predetermined ratio is formed, and curing is started as a whole with the mixing of the main agent liquid 3a and the auxiliary agent liquid 3b.
  • the two-liquid mixing unit 3c further extends.
  • the two-liquid mixing unit 3c extends and fills the desired shape over a predetermined region between the opposing surfaces 1a and 2a.
  • the opposing surfaces 1a and 2a of the first substrate 1 and the second substrate 2 are filled. Are pasted together.
  • the main agent liquid 3a and the auxiliary agent liquid 3b are distributed at regular intervals over substantially the entire rectangular opposing surfaces 1a and 2a, the two-dot chain lines in FIGS.
  • the two-liquid mixing part 3c extends into a substantially rectangular shape and fills up.
  • the two-liquid mixing unit 3c extends in a frame shape.
  • a sealing space for enclosing liquid crystal or the like is formed inside.
  • the discontinuous main agent liquid 3a and auxiliary agent liquid 3b are mixed at a predetermined ratio only by overlapping the first substrate 1 and the second substrate 2, and curing is started, so that the opposing surfaces 1a and 2a are reliably bonded to each other. Bonding device A is obtained by bonding.
  • the main liquid 3a is applied to one of the opposing surfaces 1a and 2a of the first substrate 1 and the second substrate 2, respectively.
  • the auxiliary agent liquid 3b are alternately distributed in the direction along the opposing surfaces 1a and 2a. That is, the uncured main agent liquid 3a is applied to one of the opposing surfaces 1a and 2a in a fine dot pattern, and the uncured auxiliary agent liquid 3b is applied to the fine dot pattern of the main agent liquid 3a. It is applied with the same fine dot pattern so that the phase is shifted.
  • the main agent liquid 3a and the auxiliary agent liquid 3b are alternately arranged only on the surface 1a of the rectangular first substrate 1 disposed below in a linear direction parallel to both orthogonal sides.
  • the present invention is not limited to this, and the main agent liquid 3a and the auxiliary agent liquid 3b can be alternately applied only to the surface 2a of the second substrate 2 disposed above instead.
  • the first substrate 1 and the second substrate 2 are formed in a rectangular flat plate shape, and substantially the entire surface 1a of the rectangular first substrate 1 disposed below.
  • the main agent liquid 3a and the auxiliary agent liquid 3b are distributed at regular intervals.
  • the main agent liquid 3a and the auxiliary agent liquid 3b are disposed only on the periphery of one of the opposing surfaces 1a and 2a formed in a rectangle, and the rectangles extend along the four sides of the opposing surfaces 1a and 2a.
  • the main agent liquid 3a and the auxiliary agent liquid 3b are distributed and arranged in a part of the opposing surfaces 1a and 2a so as to have an arbitrary shape such as a straight line or a curved line. It is also possible. Moreover, it is also possible to disperse and arrange the main agent liquid 3a and the auxiliary agent liquid 3b on the opposing surfaces 1a and 2a of the first substrate 1 and the second substrate 2 formed in a shape other than a rectangle so as to have an arbitrary shape. is there.
  • the main liquid 3a alternately distributed between the opposing surfaces 1a and 2a by overlapping the first substrate 1 and the second substrate 2 and The auxiliary agent liquid 3b extends along the opposing surfaces 1a and 2a, respectively.
  • the main agent liquid 3a extending along the opposing surfaces 1a, 2a and The tip interfaces of the auxiliary agent liquid 3b collide with each other and are connected to each other, so that the main agent liquid 3a and the auxiliary agent liquid 3b are mixed in a predetermined ratio to form a continuous one-component two-liquid mixing unit 3c. Curing starts as a whole with mixing of the liquid 3a and the auxiliary liquid 3b.
  • the two-liquid mixing unit 3c further extends.
  • the two-liquid mixing unit 3c extends and fills the desired shape over a predetermined region between the opposing surfaces 1a and 2a.
  • the opposing surfaces 1a and 2a of the first substrate 1 and the second substrate 2 are filled. Is pasted.
  • the main agent liquid 3a and the auxiliary agent liquid 3b are distributed at regular intervals over substantially the entire rectangular opposing surface 2a, as shown by the two-dot chain lines in FIGS. 4 (a) and 4 (b).
  • the two-liquid mixing part 3c extends and fills in a substantially rectangular shape.
  • the two-liquid mixing unit 3c extends in a frame shape.
  • a sealing space for enclosing liquid crystal or the like is formed inside.
  • the bonding apparatus used in order to manufacture such bonding device A is demonstrated.
  • the workpiece laminating apparatus according to the embodiment of the present invention is made of a two-component mixed curable adhesive toward the surface 1 a of the first substrate 1 and the surface 2 a of the second substrate 2.
  • Machine 20 for applying the main agent liquid 3a and the auxiliary agent liquid 3b respectively, and bonding for holding the first substrate 1 and the second substrate 2 detachably so that the surfaces 1a and 2a face each other and superimposing them.
  • a two-component mixed curable adhesive is used by using a liquid dispensing device 11 such as a dispenser toward the surface 1 a of the first substrate 1 and the surface 2 a of the second substrate 2.
  • the main agent liquid 3a or the auxiliary agent liquid 3b is preferably dropped into a fine hemispherical dot of about 10 ⁇ g to 100 ⁇ g, for example, at a predetermined pitch by intermittently dropping the main agent liquid 3a or the auxiliary agent liquid 3b.
  • a liquid fixed quantity dispenser 11 is used as the coating means 10, the first substrate 1 and the second substrate 2 are set so that the surfaces 1 a and 2 a face upward, and a dispenser or the like is placed above the first substrate 1.
  • the liquid fixed quantity dispenser 11 is set so that the discharge port faces downward, and the first substrate 1 and the second substrate 2 or the liquid fixed quantity dispenser 11 is moved relatively while moving the first substrate. 1 (a), by dropping the main agent liquid 3a or the auxiliary agent liquid 3b intermittently from the discharge port of the liquid fixed amount discharger 11 toward the surface 1a of the first substrate 2 and the surface 2a of the second substrate 2
  • FIGS. 2 (a) and 2 (b) As shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b), FIG. 3 (a), and FIGS. 4 (a) and 4 (b), it is applied in the form of fine hemispherical dots at predetermined intervals.
  • a controller 12 for controlling the amount of dripping from the discharge port is electrically connected to the liquid fixed amount dispenser 11, and the first substrate 1 and the second substrate 2 are changed to the surface 1a by changing the amount of dripping per droplet. , 2a, the diameter (dropping diameter) D of the main agent liquid 3a or the auxiliary agent liquid 3b can be adjusted, and the dropping pitch P can be adjusted by changing the dropping interval with time.
  • the main agent liquid 3a is based on the measurement data, setting data, and the like stored in the storage unit 14.
  • the dropping diameter and dropping pitch of the auxiliary agent liquid 3b can be set.
  • the bonding machine 20 includes a pair of upper and lower holding plates 21 and 22 that detachably hold the first substrate 1 and the second substrate 2, and the upper and lower holding plates 21 and 22. One of the two is moved toward the other to move the first substrate 1 and the second substrate 2 up and down, and the first and second substrates 2 and 2 are carried in and out. And a controller 25 for controlling the operation of the lift driving unit 23 and the substrate transport unit 24.
  • the lower holding plate 21 and the upper holding plate 22 are formed in a flat plate shape having a thickness that is not distorted (bent) by a rigid body such as metal or ceramics, and the smooth holding surfaces 21a and 22a are provided so as to face each other.
  • the holding surfaces 21a and 22a are provided with holding means (not shown) for detachably holding the first substrate 1 and the second substrate 2, for example, an electrostatic chuck, a suction chuck, an adhesive chuck, or a combination thereof. It is done.
  • the lower holding plate 21 and the upper holding plate 22 are reciprocally supported so that at least one or both of them hold the holding surfaces 21a and 22a close to or away from each other in the vertical direction (Z direction). Is done.
  • an elevating drive unit 23 that moves only the upper holding plate 22 up and down is provided.
  • only the lower holding plate 21 can be moved up and down by the elevating drive unit 23, or both the upper and lower holding plates 21 and 22 can be moved up and down.
  • a closed space S capable of adjusting the atmospheric pressure is formed around the lower holding plate 21 and the upper holding plate 22, and the holding surface 21a is placed in an environment where the closed space S is decompressed to a vacuum or a state close thereto. , 22a are moved closer to each other, and the first substrate 1 and the second substrate 2 are preferably overlapped.
  • the substrate transfer means 24 includes a transfer robot that detachably holds the first substrate 1 and the second substrate 2 with, for example, a suction pad, and the first substrate 1 and the second substrate 2 from an external area where the application means 10 is provided.
  • the substrate 2 is carried in toward the holding surfaces 21a and 22a of the upper and lower holding plates 21 and 22, and after the bonding process is completed, it is carried out toward the external region.
  • the control unit 25 is a controller that is electrically connected to the elevating drive unit 23, the substrate transport unit 24, and the like, and the first substrate 1 and the second substrate 2 after the application process of the main agent liquid 3a and the auxiliary agent liquid 3b by the application unit 10 is completed.
  • the substrate 2 is transported to the upper and lower holding plates 21 and 22 by the substrate transport means 24 and transferred to the holding surfaces 21a and 22a, either one or both of the upper and lower holding plates 21 and 22 are moved by the lifting drive unit 23.
  • the opposing surfaces 1a and 2a of the first substrate 1 and the second substrate 2 are moved so as to overlap each other with the main agent liquid 3a and the auxiliary agent liquid 3b interposed therebetween, and then the bonding process of the first substrate 1 and the second substrate 2 is completed.
  • the first substrate 1 and the second substrate 2 are controlled so as to be carried out by the substrate transfer means 24.
  • a lower holding plate 21 and an upper holding plate 22 are disposed inside divided chambers 26a and 26b that can be divided in the vertical direction.
  • the division chambers 26a and 26b are closed by the operation of the opening / closing drive unit 27a, and the first substrate 1 and the second substrate 2 are overlapped after the closed space S partitioned therein reaches a predetermined degree of vacuum. Then, the case where the closed space S is an air release type vacuum bonding machine 20 that is opened to the atmosphere is shown.
  • either one or both of the divided chambers 26a and 26b are supported so as to be adjustable in the horizontal direction (XY ⁇ direction), or any of the upper and lower holding plates 21 and 22 with respect to the divided chambers 26a and 26b. It is preferable to support such that one or both of them can be adjusted and moved in the horizontal direction (XY ⁇ direction).
  • the upper and lower holding plates 21 and 22 are provided integrally with the divided chambers 26a and 26b, so that the elevating drive unit 23 of the upper and lower holding plates 21 and 22 and the opening and closing drive unit 27a of the divided chambers 26a and 26b. Can also be integrated. In this case, for example, by making use of elastic deformation of the annular seal portion 28 such as an O-ring provided between the divided chambers 26a and 26b, the divided chambers 26a and 26b are moved closer to each other after being closed.
  • the first substrate 1 and the second substrate 2 can be overlapped.
  • One or both of the divided chambers 26a and 26b is provided with a pressure adjusting unit 29 that penetrates the inside and outside of the divided chamber 26a and 26b, and controls the operation of the pressure adjusting unit 29 by the control unit 25.
  • a pressure adjusting unit 29 that penetrates the inside and outside of the divided chamber 26a and 26b, and controls the operation of the pressure adjusting unit 29 by the control unit 25.
  • FIGS. 1A, 2A, and 2B examples of application of the main agent liquid 3a and the auxiliary agent liquid 3b by the application means 10 are shown in FIGS. 1A, 2A, and 2B.
  • the main agent liquid 3a and the auxiliary agent are disposed on both the opposing surfaces 1a and 2a of the first substrate 1 and the second substrate 2 so as to face each other when the first substrate 1 and the second substrate 2 are overlapped.
  • the liquids 3b are dispersedly arranged.
  • the main agent liquid is applied to only one of the opposing surfaces 1a, 2a of the first substrate 1 and the second substrate 2. It is also possible to disperse and arrange 3a and the auxiliary agent liquid 3b alternately.
  • work bonding apparatus is demonstrated according to process order.
  • the main chamber liquid 3a and the auxiliary liquid 3b are applied by the coating means 10 to the inside of the divided chambers 26a and 26b by the substrate transport means 24 with the divided chambers 26a and 26b opened.
  • the first substrate 1 and the second substrate 2 are carried in, and the first substrate 1 is delivered to the holding surface 21a of the lower holding plate 21 by holding means provided on the holding surfaces 21a and 22a of the upper and lower holding plates 21 and 22.
  • the second substrate 2 is transferred to the holding surface 22a of the upper holding plate 22 and holds each of them.
  • the open / close drive unit 27a is operated to close the divided chambers 26a and 26b, thereby forming a closed space S therein.
  • Vacuuming is started from the closed space S by the operation of the pressure adjusting unit 29 before or during the closing operation, and reaches a predetermined degree of vacuum.
  • the lower holding plate 21 and the upper holding plate 22 are automatically moved closer to each other by the operation of the elevating drive unit 23, and these holding surfaces 21a and 22a are moved.
  • the held first substrate 1 and second substrate 2 are overlapped with each other through a pre-applied main agent liquid 3a and auxiliary agent liquid 3b.
  • the upper and lower holding plates 21 and 22 are adjusted and moved relatively in the horizontal direction (XY ⁇ direction) perpendicular to the superposition direction as necessary, so that the first It is also possible to align the substrate 1 and the second substrate 2 with each other.
  • the main agent liquid 3a and the auxiliary agent liquid 3b are distributed and arranged on both the opposing surfaces 1a and 2a of the first substrate 1 and the second substrate 2 so as to face each other as in the illustrated example, As the second substrate 2 is superposed, the main agent liquid 3a and the auxiliary agent liquid 3b abut each other and start mixing, and at the same time, extend along the opposing surfaces 1a and 2a. Subsequently, as shown by the two-dot chain line in FIG.
  • the main agent liquid 3a and the auxiliary agent liquid 3b further At the same time as mixing, the tip interfaces of the main agent liquid 3a and the auxiliary agent liquid 3b extending along the opposing surfaces 1a and 2a are connected to each other, and the main agent liquid 3a and the auxiliary agent liquid 3b are mixed at a predetermined ratio.
  • a continuous two-component mixing unit 3c is formed, and curing is started as a whole with the mixing of the main agent solution 3a and the auxiliary agent solution 3b.
  • the main agent liquid 3a and the auxiliary agent liquid 3b are dispersed at regular intervals over substantially the entire surface of the rectangular opposing surface 2a.
  • the pressure between the opposing surfaces 1a, 2a of the first substrate 1 and the second substrate 2 becomes a predetermined gap G as shown by a one-dot chain line in FIG.
  • the two-component mixing part 3c extends and fills substantially the entire opposing surface 2a, and a sealing member such as a liquid crystal, an electronic circuit, or a chip is hermetically sealed therein.
  • the two-liquid mixing portion 3c extends in a frame shape, A sealing space for enclosing liquid crystal or the like is formed in the.
  • the holding of the upper holding plate 22 is operated to release the upper second substrate 2 and the pressure adjusting unit 29 is subsequently operated to divide the chamber.
  • the closed space S in 26a, 26b is opened to the atmosphere, and a pressure difference is generated between the internal pressure and the internal pressure of the sealing member surrounded by the frame-like two-liquid mixing part 3c.
  • the first substrate 1 and the second substrate 2 are uniformly pressurized and compressed in a parallel state due to the pressure difference generated inside and outside of the sealed space, and accordingly, the two-liquid mixing unit 3c extends over the entire circumference.
  • the first substrate 1 and the second substrate 2 are bonded in parallel by being crushed uniformly, and the distance between them becomes a predetermined gap G.
  • the division chambers 26a and 26b are opened by the operation of the opening / closing drive unit 27a, and the holding means of the lower holding plate 21 is The holding of the first substrate 1 is released by the operation, and the first substrate 1 and the second substrate 2 that have been bonded together are carried out of the divided chambers 26a and 26b by the substrate transfer means 24 to the outside. Thereafter, the above-described operation is repeated.
  • Example 1 shown in FIGS. 6A to 6C the main agent liquid 3a and the auxiliary agent are used in an environment where the closed space S, which is the surrounding space of the first substrate 1 and the second substrate 2, is in a predetermined degree of vacuum. Since the liquid 3b is mixed to create the two-liquid mixing part 3c, bubbles do not enter with the mixing of the main agent liquid 3a and the auxiliary agent liquid 3b. Thereby, the main agent liquid 3a and the auxiliary agent liquid 3b can be mixed without bubbles, and after the first substrate 1 and the second substrate 2 are bonded, it is not necessary to degas from the two-liquid mixing part 3c, and the bonding is completed. There is an advantage that the time required for the process can be shortened.
  • an inseparable chamber 26c is provided in place of the divided chambers 26a and 26b, and the door 26d can be opened and closed so as to cover the entrance / exit.
  • a closed chamber-type vacuum bonding machine 20 is supported, and the door 26d is opened and closed by the operation of the opening / closing drive unit 27b, and the lower holding plate 21 and the upper holding plate 22 are disposed inside the chamber 26c.
  • the other configurations are the same as those of the first embodiment shown in FIGS. 6A to 6C.
  • only the upper holding plate 22 is supported by the elevating drive unit 23 so as to be movable up and down, and the upper second substrate 2 is moved to the lower first after the chamber 26c is closed.
  • the upper second substrate 2 is moved to the lower first after the chamber 26c is closed.
  • both the lower holding plate 21 and the upper holding plate 22 are moved closer or only the lower holding plate 21 is moved. It is also possible to make it.
  • FIGS. 3A, 4A, and 4B application examples of the main agent liquid 3a and the auxiliary agent liquid 3b by the applying means 10 are shown in FIGS. 3A, 4A, and 4B.
  • the main agent liquid 3a and the auxiliary agent liquid 3b are alternately distributed on either one of the opposing surfaces 1a and 2a of the first substrate 1 and the second substrate 2, for example, only the first substrate 1 below. ing.
  • the first substrate 1 and the second substrate 2 are formed on both the opposing surfaces 1a and 2a of the first substrate 1 and the second substrate 2, respectively. It is also possible to disperse and arrange the main agent liquid 3a and the auxiliary agent liquid 3b so as to face each other when the substrates 2 are superposed.
  • work bonding apparatus is demonstrated according to process order.
  • the main agent liquid 3a and the auxiliary agent liquid 3b are applied by the applying means 10 to the inside of the chamber 26c by the substrate transfer means 24 with the entrance of the chamber 26c opened.
  • the substrate 1 and the second substrate 2 are carried in, and the first substrate 1 is delivered to the holding surface 21 a of the lower holding plate 21 by holding means provided on the holding surfaces 21 a and 22 a of the upper and lower holding plates 21 and 22.
  • the second substrate 2 is transferred to the holding surface 22a of the upper holding plate 22 and holds each of them.
  • the door 26d closes the entrance / exit of the chamber 26c by the operation of the opening / closing drive unit 27b, and a closed space S is formed therein. Vacuuming is started from the closed space S by the operation of the pressure adjusting unit 29 before or during the closing, and reaches a predetermined degree of vacuum.
  • the lower holding plate 21 and the upper holding plate 22 are automatically moved closer to each other by the operation of the elevating drive unit 23, and the holding surfaces 21a and 22a are moved to the holding surfaces 21a and 22a.
  • the held first substrate 1 and second substrate 2 are overlapped with each other through a pre-applied main agent liquid 3a and auxiliary agent liquid 3b.
  • the upper and lower holding plates 21 and 22 are adjusted and moved relatively in the horizontal direction (XY ⁇ direction) perpendicular to the superposition direction as necessary, so that the first It is also possible to align the substrate 1 and the second substrate 2 with each other.
  • the main agent liquid 3a and the auxiliary agent liquid 3b are alternately distributed on only one of the opposing surfaces 1a and 2a of the first substrate 1 and the second substrate 2, for example, only the lower first substrate 1 as shown in the figure.
  • the first substrate 1 and the second substrate 2 are overlapped so that the main agent liquid 3a and the auxiliary agent liquid 3b, which are alternately distributed between the opposed surfaces 1a and 2a, are arranged along the opposed surfaces 1a and 2a, respectively. Extend. Following this, as indicated by the two-dot chain line in FIG. 7B, when the opposing surfaces 1a, 2a of the first substrate 1 and the second substrate 2 are further closer to each other, they extend along the opposing surfaces 1a, 2a.
  • the leading interfaces of the main agent liquid 3a and the auxiliary agent liquid 3b are abutted and connected to each other, and they start to be mixed, so that the main agent liquid 3a and the auxiliary agent liquid 3b are mixed at a predetermined ratio in a continuous single layer two-liquid mixing unit 3c. Then, the curing starts as a whole with the mixing of the main agent liquid 3a and the auxiliary agent liquid 3b.
  • the main agent liquid 3a and the auxiliary agent liquid 3b are dispersed at regular intervals over substantially the entire surface of the rectangular opposing surface 2a.
  • the pressure is applied until the gap G between the opposing surfaces 1a and 2a of the first substrate 1 and the second substrate 2 becomes a predetermined gap G, as shown by a one-dot chain line in FIG.
  • the two-component mixing part 3c extends and fills substantially the entire opposing surface 2a, and a sealing member such as a liquid crystal, an electronic circuit, or a chip is hermetically sealed therein.
  • the two-liquid mixing portion 3c extends in a frame shape, A sealing space for enclosing liquid crystal or the like is formed in the.
  • the holding of the upper holding plate 22 is operated to release the holding of the upper second substrate 2, and subsequently the pressure adjusting unit 29 is operated to operate the chamber 26 c.
  • the internal closed space S is opened to the atmosphere, and a pressure difference is generated between the internal pressure and the internal pressure of the sealing member surrounded by the frame-like two-liquid mixing part 3c.
  • the first substrate 1 and the second substrate 2 are uniformly pressurized and compressed in a parallel state due to the pressure difference generated inside and outside of the sealed space, and accordingly, the two-liquid mixing unit 3c extends over the entire circumference.
  • the first substrate 1 and the second substrate 2 are bonded in parallel by being crushed uniformly, and the distance between them becomes a predetermined gap G.
  • the door 26d is opened by the operation of the opening / closing drive unit 27b to open the entrance / exit of the chamber 26c, and the lower holding plate
  • the holding of the first substrate 1 is released by the operation of the holding means 21, and the first substrate 1 and the second substrate 2 that have been bonded together are carried out from the inside of the chamber 26 c by the substrate transfer means 24. Thereafter, the above-described operation is repeated.
  • Example 2 shown in FIGS. 7A to 7C the same effect as that of Example 1 described above can be obtained, and in addition, the main agent is applied only to the lower first substrate 1 as shown in the example.
  • the liquid 3a and the auxiliary agent liquid 3b are alternately dispersed and arranged, it is not necessary to turn over or tilt the first substrate 1 from the application step of the main agent solution 3a and the auxiliary agent solution 3b to the bonding step by the applying means 10. Therefore, there is an advantage that the main agent liquid 3a and the auxiliary agent liquid 3b applied thereto can be prevented from dripping, and the main agent liquid 3a and the auxiliary agent liquid 3b can be prevented from being mixed before being bonded by the liquid dripping.
  • the present invention as an application example of the main agent liquid 3a and the auxiliary agent liquid 3b, an example in which both the opposing surfaces 1a and 2a of the first substrate 1 and the second substrate 2 are disposed so as to face each other is provided.
  • the first substrate 1 and the second substrate 2 are alternately dispersed and arranged on only one of the opposing surfaces 1a and 2a has been shown, the present invention is not limited to this example, and these two application examples are a set of first examples. You may arrange
  • the main agent liquid 3a and the auxiliary agent liquid 3b are applied to the opposing surfaces 1a and 2a of the first substrate 1 and the second substrate 2 so as to have the same size, but the present invention is not limited thereto. You may apply

Abstract

 主剤液と副剤液が所定の比率で混合される二液混合硬化型接着剤により第1基板と第2基板を確実に接着した貼合デバイスを提供する。 第1基板1と第2基板2の重ね合わせに伴い、第1基板1及び第2基板2の対向面1a,2aに分散して配置された微細な点状の主剤液3aと副剤液3bが、それぞれ伸展してその界面同士が接触し相互に繋がることにより、第1基板1と第2基板2の間に、主剤液3aと副剤液3bが所定の比率で混合される連続した一層の二液混合部3cを形成し、この二液混合部3cが硬化を開始して、第1基板1及び第2基板2の対向面1a,2aが貼り合わされる。

Description

貼合デバイス及びその製造方法並びに貼合デバイスの貼り合わせ装置
 本発明は、例えば液晶ディスプレイ(LCD)、有機ELディスプレイ(OLED)、プラズマディスプレイ(PDP)、フレキシブルディスプレイなどのフラットパネルディスプレイ(FPD)や、例えばCMOSセンサ、CCDセンサなどの光デバイスやMEMSデバイスなどのような電子回路やチップなどの封止部材をカバープレートにより気密封止するものや、例えばタッチパネルや3D(3次元)ディスプレイや電子書籍などのようなFPDになどの第1基板に対して、新たに付加的機能を有する第2基板を貼り付ける貼合デバイス、及びその製造方法、並びに貼合デバイスを製造するための貼り合わせ装置に関する。
 従来、この種の液晶表示パネルの製造方法として、第1の基板に紫外線硬化樹脂とギャップ材とを混入したギャップ制御材を形成し、第2の基板に紫外線接着剤がディスペンサを用いた滴下描画法を用い、所定のパターンで線状のシール材が形成され、第1の基板と第2の基板とを貼り合わせて加圧しながら、紫外線を照射して、液晶表示パネルのギャップ材制御材とシール材とを硬化させるものがある(例えば、特許文献1参照)。
特開平07-225384号公報(第2-4頁、図2-8)
 しかし乍ら、このような従来の液晶表示パネルの製造方法では、第1基板及び第2基板を接着剤として一液性接着剤を用いて貼り合わせると、第1基板及び第2基板の間に挟まれる一液性接着剤を硬化させるために、紫外線などの光線照射や加熱などの外的エネルギーが必要になるから、単に第1基板及び第2基板を重ね合わせただけでは接着できず、第1基板及び第2基板の貼り合わせに手間がかかって貼合デバイスのコストアップになるという問題があった。
 さらに、貼合デバイスを製造するための貼り合わせ装置では、上述した紫外線などの光線照射や加熱などの外的エネルギー手段を配備する必要があるため、その分だけ装置全体の構造が複雑化してコストアップになるという問題があった。
 また、例えば第1基板及び第2基板が紫外線などの光線を透過不能な材料で形成される場合には、第1基板及び第2基板の光線透過による一液性接着剤の硬化が行えず、第1基板及び第2基板のずれか一方が熱変形する材料で形成される場合には、第1基板及び第2基板の加熱による一液性接着剤の硬化が行えず、つまり第1基板及び第2基板の許容特性と接着剤の硬化条件とが一致する必要があって、使用できる一液性接着剤には制限があるという問題があった。
 ところで、一液性接着剤の液材自体は、使用環境からの影響を受けて時間経過に伴い粘度が上がって劣化し易いため、冷暗所や冷凍・冷蔵保管が必要になるなど、液剤の取扱いが面倒であるという問題があった。
 さらに、一液性接着剤が誤って貼り合わせ装置の使用機器などに付着すると、そのまま劣化により硬化し、また使用環境には紫外線や熱などのような硬化エネルギーが少なからず存在するため硬化し始め、異物となって固着するという問題があり、この異物を除去するには専用の剥離剤などが必要になって、完全に除去することが困難であるという問題もあった。
 本発明は、このような問題に対処することを課題とするものであり、主剤液と副剤液が所定の比率で混合される二液混合硬化型接着剤により第1基板と第2基板を確実に接着した貼合デバイスを提供すること、主剤液と副剤液が所定の比率で混合される二液混合硬化型接着剤により第1基板と第2基板を確実に接着すること、非連続の微細な点状の主剤液と副剤液を局部的にも所定の混合比が確保されるように混合して所定時間内に確実に硬化させること、主剤液と副剤液を無気泡で混合させること、などを目的とするものである
 このような目的を達成するために本発明による貼合デバイスは、第1基板と、それを覆う第2基板が接着剤で貼り合わされる貼合デバイスであって、前記接着剤として、主剤液と副剤液からなる二液混合硬化型接着剤を用い、前記第1基板及び前記第2基板の対向面の両方又は一方に、前記主剤液と前記副剤液をそれぞれが互いに接触しないように非連続の微細な点状に分散させて塗布配置し、前記第1基板と前記第2基板の重ね合わせにより、前記主剤液と前記副剤液がそれぞれ伸展され相互に繋がれて、前記第1基板と前記第2基板の間に、前記主剤液と前記副剤液が所定の比率で混合される連続した一層の二液混合部が形成されるように分散させて配置したことを特徴とする。
 また本発明による貼合デバイスの製造方法は、第1基板と、それを覆う第2基板が接着剤で貼り合わされる貼合デバイスの製造方法であって、前記第1基板及び前記第2基板の対向面の両方又は一方に、前記接着剤として二液混合硬化型接着剤の主剤液と副剤液をそれぞれが互いに接触しないように非連続の微細な点状に分散させて塗布する工程と、前記第1基板と前記第2基板を重ね合わせて、前記主剤液と前記副剤液を伸展させ相互に繋いで、前記第1基板と前記第2基板の間に、前記主剤液と前記副剤液が所定の比率で混合される連続した一層の二液混合部が形成されるように混合する工程とを含むことを特徴とする。
 前述した特徴に加えて、前記第1基板及び前記第2基板の対向面の両方に、前記主剤液と前記副剤液を互いに対向するように塗布して、前記第1基板と前記第2基板の重ね合わせにより、前記主剤液と前記副剤液を接触させるとともに、前記第1基板及び前記第2基板の対向面に沿って伸展させることを特徴とする。
 前述した特徴に加えて、前記第1基板及び前記第2基板の周囲空間を減圧し、この減圧された雰囲気の環境下で前記第1基板と前記第2基板を重ね合わせて、前記主剤液と前記副剤液を混合することを特徴とする。
 また本発明による貼合デバイスの貼り合わせ装置は、第1基板と、それを覆う第2基板が接着剤で貼り合わされる貼合デバイスの貼り合わせ装置であって、前記第1基板及び前記第2基板の表面に、前記接着剤として二液混合硬化型接着剤の主剤液と副剤液を塗布する塗布手段と、前記第1基板の表面と前記第2基板の表面が対向するように着脱自在に保持して重ね合わせるための貼り合わせ機とを備え、前記塗布手段は、前記第1基板及び前記第2基板の表面の両方又は一方に向け、前記主剤液と前記副剤液をそれぞれが互いに接触しないように非連続の微細な点状に分散させて塗布し、前記貼り合わせ機は、前記第1基板と前記第2基板の重ね合わせにより、前記主剤液と前記副剤液を伸展させ相互に繋いで、前記第1基板と前記第2基板の間に、前記主剤液と前記副剤液が所定の比率で混合される連続した一層の二液混合部を形成したことを特徴とする。
 前述した特徴に加えて、前記第1基板及び前記第2基板の対向面の両方に向け、前記塗布手段により前記主剤液と前記副剤液をそれぞれが互いに対向するように塗布することを特徴とする。
 さらに前述した特徴に加えて、前記貼り合わせ機は、前記第1基板及び前記第2基板の周囲に気圧調整可能な閉空間を形成し、前記閉空間が減圧された雰囲気の環境下で前記第1基板と前記第2基板を重ね合わせて、前記主剤液と前記副剤液を混合して前記二液混合部を形成することを特徴とする。
 前述した特徴を有する本発明による貼合デバイスは、第1基板と第2基板の重ね合わせに伴い、第1基板及び第2基板の対向面に分散して配置された微細な点状の主剤液と副剤液が、それぞれ伸展してその界面同士が接触し相互に繋がることにより、第1基板と第2基板の間に、主剤液と副剤液が所定の比率で混合される連続した一層の二液混合部を形成し、この二液混合部が硬化を開始して、第1基板及び第2基板の対向面が貼り合わされるので、主剤液と副剤液が所定の比率で混合される二液混合硬化型接着剤により第1基板と第2基板を確実に接着した貼合デバイスを提供することができる。
 その結果、接着剤を硬化させるために紫外線などの光線照射や加熱などの外的エネルギーが必要な従来のものに比べ、第1基板及び第2基板を簡単なプロセスで接着でき、それにより製造コストの低減化を図ることができる。
 さらに、主剤液と副剤液を非連続の微細な点状に分散配置したので、これら主剤液と副剤液が接触する機会が大きく、短時間で均一化された混合が達成し易い。
 また、第1基板及び第2基板の重ね合わせに伴い、微細な点状の主剤液と副剤液が伸展してその界面が接触することにより相互に繋がって二液混合部となるため、攪拌による混合のように気泡が発生するおそれがなく、脱泡の必要がない。主剤液と副剤液の塗布パターンによっては、微細な点状の主剤液及び副剤液の周囲に存在する気体を第1基板及び第2基板の外部に押し出すことも可能である。
 また本発明による貼合デバイスの製造方法は、第1基板と第2基板の重ね合わせに伴い、第1基板及び第2基板の対向面に分散して塗布された微細な点状の主剤液と副剤液が、それぞれ伸展してその界面同士が接触し相互に繋がることにより、第1基板と第2基板の間に、主剤液と副剤液が所定の比率で混合される連続した一層の二液混合部を形成し、この二液混合部が硬化を開始して、第1基板及び第2基板の対向面が貼り合わされるので、主剤液と副剤液が所定の比率で混合される二液混合硬化型接着剤により第1基板と第2基板を確実に接着することができる。
 その結果、接着剤を硬化させるために紫外線などの光線照射や加熱などの外的エネルギーが必要な従来の製造方法に比べ、第1基板及び第2基板を簡単なプロセスで接着でき、それにより製造コストの低減化を図ることができる。
 さらに、主剤液と副剤液を非連続の微細な点状に分散配置したので、これら主剤液と副剤液が接触する機会が大きく、短時間で均一化された混合が達成し易い。微細な点状の主剤液及び副剤液は、1つ当たりの塗布量を変えるか又は配置条件を変更するだけで、主剤液と副剤液の硬化混合比を自由に微調整でき、それにより第1基板及び第2基板の接着状態に素早く対応できる。主剤液や副剤液を塗布しただけで、第1基板及び第2基板の貼り合わせ前なら基板の洗浄により主剤液や副剤液を除去することが容易であるので、基板が再利用し易くて経済的である。
 また、第1基板及び第2基板の重ね合わせに伴い、微細な点状の主剤液と副剤液が伸展してその界面が接触することにより相互に繋がって二液混合部となるため、攪拌による混合のように気泡が発生するおそれがなく、脱泡の必要がない。主剤液と副剤液の塗布パターンによっては、微細な点状の主剤液及び副剤液の周囲に存在する気体を第1基板及び第2基板の外部に押し出すことも可能である。
 さらに前述した貼合デバイスの製造方法であって、前記第1基板及び前記第2基板の対向面の両方に、前記主剤液と前記副剤液を互いに対向するように塗布して、前記第1基板及び前記第2基板の重ね合わせにより、前記主剤液と前記副剤液を接触させるとともに、前記第1基板及び前記第2基板の対向面に沿って伸展させる場合には、第1基板と第2基板の重ね合わせに伴い、対向する主剤液と副剤液が突き当たって混合されると同時に伸展し、それらの伸展先端界面同士が相互に繋がって、主剤液と副剤液が所定の比率で混合される連続した一層の二液混合部となり、第1基板及び第2基板の対向面に亘って充満され、全体的に硬化が開始されるので、非連続の微細な点状の主剤液と副剤液を局部的にも所定の混合比が確保されるように混合して所定時間内に確実に硬化させることができる。
 さらに前述した貼合デバイスの製造方法であって、前記第1基板及び前記第2基板の周囲空間を減圧し、この減圧された雰囲気の環境下で前記第1基板と前記第2基板を重ね合わせて、前記主剤液と前記副剤液を混合する場合には、減圧雰囲気の環境下で主剤液と副剤液が混合され、この混合に伴って気泡が入ることがないので、主剤液と副剤液を無気泡で混合させることができる。
 その結果、第1基板及び第2基板の貼り合わせ後に二液混合硬化型接着剤から脱泡させる必要がなく、貼り合わせ完了までに要する時間を短縮化できる。
 また本発明による貼合デバイスの貼り合わせ装置は、貼り合わせ機による第1基板と第2基板の重ね合わせに伴い、塗布手段で第1基板及び第2基板の対向面に分散して塗布された微細な点状の主剤液と副剤液が、それぞれ伸展してその界面同士が接触し相互に繋がることにより、第1基板と第2基板の間に、主剤液と副剤液が所定の比率で混合される連続した一層の二液混合部を形成し、この二液混合部が硬化を開始して、第1基板及び第2基板の対向面が貼り合わされるので、主剤液と副剤液が所定の比率で混合される二液混合硬化型接着剤により第1基板と第2基板を確実に接着することができる。
 その結果、接着剤を硬化させるために紫外線などの光線照射や加熱などの外的エネルギーが必要な従来の装置に比べ、第1基板及び第2基板を簡単なプロセスで接着でき、それにより製造コストの低減化を図ることができる。
 さらに、主剤液と副剤液を非連続の微細な点状に分散配置したので、これら主剤液と副剤液が接触する機会が大きく、短時間で均一化された混合が達成し易い。微細な点状の主剤液及び副剤液は、1つ当たりの塗布量を変えるか又は配置条件を変更するだけで、主剤液と副剤液の硬化混合比を自由に微調整でき、それにより第1基板及び第2基板の接着状態に素早く対応できる。主剤液や副剤液を塗布しただけで、第1基板及び第2基板の貼り合わせ前なら基板の洗浄により主剤液や副剤液を除去することが容易であるので、基板が再利用し易くて経済的である。
 また、第1基板及び第2基板の重ね合わせに伴い、微細な点状の主剤液と副剤液が伸展してその界面が接触することにより相互に繋がって二液混合部となるため、攪拌による混合のように気泡が発生するおそれがなく、脱泡の必要がない。主剤液と副剤液の塗布パターンによっては、微細な点状の主剤液及び副剤液の周囲に存在する気体を第1基板及び第2基板の外部に押し出すことも可能である。
 さらに前述した貼合デバイスの貼り合わせ装置であって、前記第1基板及び前記第2基板の対向面の両方に向け、前記塗布手段により前記主剤液と前記副剤液をそれぞれが互いに対向するように塗布する場合には、第1基板と第2基板が重ね合わされることで、対向する主剤液と副剤液同士が突き当たって混合されると同時に伸展し、それらの伸展先端界面同士が相互に繋がって、主剤液と副剤液が所定の比率で混合される連続した一層の二液混合部となり、第1基板及び第2基板の対向面に亘って充満され、全体的に硬化が開始されるので、非連続の微細な点状の主剤液と副剤液を局部的にも所定の混合比が確保されるように混合して所定時間内に確実に硬化させることができる。
 さらに前述した貼合デバイスの貼り合わせ装置であって、前記貼り合わせ機は、前記第1基板及び前記第2基板の周囲に気圧調整可能な閉空間を形成し、前記閉空間が減圧された雰囲気の環境下で前記第1基板と前記第2基板を重ね合わせて、前記主剤液と前記副剤液を混合して前記二液混合部を形成する場合には、減圧雰囲気の環境下で主剤液と副剤液が混合され、二液混合部の作成に伴って気泡が入ることがないので、主剤液と副剤液を無気泡で混合させることができる。
 その結果、第1基板及び第2基板の貼り合わせ後に二液混合硬化型接着剤から脱泡させる必要がなく、貼り合わせ完了までに要する時間を短縮化できる。
本発明の一実施形態に係る貼合デバイスの全体構成を示す説明図(縦断正面図)であり、(a)が第1基板及び第2基板の重ね合わせ前を示し、(b)(c)が第1基板及び第2基板の重ね合わせ途中を示し、(d)が第1基板及び第2基板の重ね合わせ後を示している。 図1(a)の横断面図であり、(a)が上方の第2基板の底面図を示し、(b)が下方の第1基板の平面図を示している。 本発明の他の実施形態に係る貼合デバイスを示す説明図(縦断正面図)であり、(a)が第1基板及び第2基板の重ね合わせ前を示し、(b)(c)が第1基板及び第2基板の重ね合わせ途中を示し、(d)が第1基板及び第2基板の重ね合わせ後を示している。 図3(a)の横断面図であり、(a)が上方の第2基板の底面図を示し、(b)が下方の第1基板の平面図を示している。 本発明の一実施形態に係る貼合デバイスの貼り合わせ装置の塗布工程を示す説明図(縦断正面図)である。 本発明の一実施形態に係る貼合デバイスの貼り合わせ装置を示す説明図(縦断正面図)であり、(a)が第1基板及び第2基板の重ね合わせ前を示し、(b)が第1基板及び第2基板の重ね合わせ途中を示し、(c)が第1基板及び第2基板の重ね合わせ後を示している。 本発明の他の実施形態に係る貼合デバイスの貼り合わせ装置を示す説明図(縦断正面図)であり、(a)が第1基板及び第2基板の重ね合わせ前を示し、(b)が第1基板及び第2基板の重ね合わせ途中を示し、(c)が第1基板及び第2基板の重ね合わせ後を示している。
 以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
 本発明の実施形態に係る貼合デバイスAは、図1~図4に示すように、対向状に配置して重ね合わされる一対の第1基板1及び第2基板2と、これら第1基板1及び第2基板2の対向面1a,2aの両方又は一方に塗布される二液混合硬化型接着剤3とを備えている。
 第1基板1及び第2基板2は、例えば液晶ディスプレイ(LCD)、有機ELディスプレイ(OLED)、プラズマディスプレイ(PDP)、フレキシブルディスプレイなどのフラットパネルディスプレイ(FPD)に用いられるガラス製基板又はPES(Poly-Ether-Sulphone)などのプラスチックフィルムや合成樹脂製基板、若しくは例えばCMOSセンサ、CCDセンサなどの光デバイスやMEMSデバイスなどに用いられる、電子回路やチップが面付けされるウエハやカバーガラスなどのカバープレート、或いは例えばタッチパネルや3D(3次元)ディスプレイや電子書籍などに用いられるFPDやカバーガラスなどである。
 二液混合硬化型接着剤3とは、主体として主剤液3aと副剤液3bを有しており、これら主剤液3aと副剤液3bとを混合することにより硬化し始めるような接着剤である。
 この二液混合硬化型接着剤3としては、例えばエポキシ系接着剤、第2世代アクリル系接着剤(SGA)ポリウレタン系接着剤、シリコン系接着剤などを挙げることができる。
 なお、この二液混合硬化型接着剤3には、主剤液3a及び副剤液3b以外の添加剤として、架橋促進剤や硬化触媒などを添加することも可能である。
 そして、第1基板1及び第2基板2の対向面である表面1a,2aの両方又は一方には、二液混合硬化型接着剤3で未硬化の主剤液3aと副剤液3bをそれぞれが互いに接触しないように非連続状に塗布し、第1基板1と第2基板2が重ね合わされることで、主剤液3aと副剤液3bを伸展させ相互に繋いで二液混合部3cを形成するような分散配置としている。
 つまり、主剤液3aと副剤液3bが、第1基板1と第2基板2の重ね合わせに伴い、分散配置された主剤液3aと副剤液3bが伸展してその界面同士が接触することにより、相互に繋がって二液混合部3cとなるようにしている。
 主剤液3a及び副剤液3bの伸展を容易にするためには、低粘度(200Pa・s=20万cP程度以下)ものを使用することが好ましい。
 第1基板1及び第2基板2の対向面(表面)1a,2aに対して非連続状に塗布される主剤液3a及び副剤液3bの全体量は、第1基板1と第2基板2の重ね合わせによる主剤液3a及び副剤液3bの伸展形状と、貼り合わせ後における第1基板1及び第2基板2間のギャップGなどによって決められる。
 非連続状の主剤液3a及び副剤液3bの一つ当たりの塗布量は、例えば1000μg以下、詳しくは10μg~100μg程度の微細な略半球形の点状に塗布することにより、それぞれ点状の主剤液3a及び副剤液3bの表面に発生する表面張力で半球形状が保たれるようにすることが好ましい。
 この場合には、塗布後の第1基板1と第2基板2をその表面1a,2aが傾くように動かしたり、下向きとなるように裏返しても、液ダレして主剤液3aと副剤液3bが接触しないという利点がある。
 また、これら主剤液3a及び副剤液3bの塗布比率や塗布量は、二液混合硬化型接着剤3における主剤液3aと副剤液3bの適正混合比(硬化混合比)により決められる。
 例えば図示例のように主剤液3aと副剤液3bとの適正混合比が1:1である時には、主剤液3a及び副剤液3bを略同じ大きさの点状に塗布する。
 これに対し、主剤液3aと副剤液3bの適正混合比(硬化混合比)が1:n又はn:1のように異なる時には、主剤液3a及び副剤液3bの1つ当たりの塗布量が適正混合比と同じとなるようにするか、又は同じ塗布量の主剤液3a及び副剤液3bの配置条件が適正混合比と同じとなるようにする。
 つまり、例えば主剤液3aと副剤液3bの適正混合比(硬化混合比)が2:1である時には、主剤液3aの塗布量を副剤液3bの塗布量の二倍となるようにするか、又は一つの副剤液3bに対して同量の主剤液3aが二倍配置されるようにする。
 このような主剤液3a及び副剤液3bの塗布例としては、図1(a)及び図2(a)(b)に示すように、第1基板1及び第2基板2の対向面1a,2aの両方に、第1基板1と第2基板2の重ね合わせ時において互いに対向するように主剤液3aと副剤液3bをそれぞれ分散配置する。
 すなわち、対向面1a,2aの両方に対し、未硬化の主剤液3aと副剤液3bを、対向する同じ微細な点状パターンで塗布している。
 図1(a)に示される例では、下方に配置される第1基板1の表面1aと、上方に配置される第2基板2の表面2aに対して、第1基板1と第2基板2の重ね合わせ時に主剤液3a同士と副剤液3b同士がそれぞれ対向するように、主剤液3a及び副剤液3bを混在して分散配置している。
 図2(a)(b)に示される例では、下方に配置される第1基板1の表面1aに対して副剤液3bのみを塗布し、上方に配置される第2基板2の表面2aに対して主剤液3aのみを塗布している。
 また、その他の例として図示しないが、第1基板1と第2基板2の重ね合わせ時に主剤液3aと副剤液3bが対向するように、第1基板1の表面1a又は第2基板2の表面2aに、それぞれ主剤液3aと副剤液3bを混在して分散配置することも可能である。
 さらに、図2(a)(b)に示される例では、第1基板1及び第2基板2が矩形の平板状に形成され、これら対向面1a,2aの略全面に亘って主剤液3a及び副剤液3bを等間隔毎に分散配置している。
 また、その他の例として図示しないが、矩形に形成された対向面1a,2aの周縁のみに主剤液3a及び副剤液3bを、該対向面1a,2aの四辺に沿った矩形の枠状となるように等間隔毎に分散配置したり、対向面1a,2aの一部に主剤液3a及び副剤液3bを直線状や曲線状など任意の形状となるように分散配置することも可能である。
 またさらに、矩形以外の形状に形成された第1基板1及び第2基板2の対向面1a,2aに、主剤液3a及び副剤液3bを任意の形状となるように分散配置することも可能である。
 このような実施形態では、図1(b)に示すように、第1基板1と第2基板2の重ね合わせにより、対向する主剤液3aと副剤液3b同士がそれぞれ突き当たって混合し始めると同時に、対向面1a,2aに沿って伸展する。
 これに続いて、図1(c)に示すように、第1基板1及び第2基板2の対向面1a,2a同士が更に接近すると、主剤液3aと副剤液3bが更に混合されると同時に、対向面1a,2aに沿って伸展した主剤液3aと副剤液3bの先端界面同士が相互に繋がることにより、第1基板1と第2基板2の間に、主剤液3aと副剤液3bが所定の比率で混合される連続した一層の二液混合部3cを形成し、これら主剤液3aと副剤液3bの混合に伴って全体的に硬化を開始する。
 その後、図1(d)に示すように、第1基板1及び第2基板2の対向面1a,2a間が所定のギャップGとなるまで加圧されると、二液混合部3cが更に伸展され、両対向面1a,2a間の所定領域に亘って二液混合部3cが目的とする形状に伸展して充満し、この状態で第1基板1及び第2基板2の対向面1a,2aが貼り合わされる。
 この際、矩形の対向面1a,2aの略全面に亘って主剤液3a及び副剤液3bが等間隔毎に分散配置される場合には、図2(a)(b)の二点鎖線に示すように、二液混合部3cが略矩形に伸展して充満する。
 また図示しないが、矩形の対向面1a,2aの周縁に沿った矩形枠状に主剤液3a及び副剤液3bが分散配置される場合には、二液混合部3cが額縁状に伸展して、その内側に液晶などを封入するための封止空間が形成される。
 それにより、第1基板1と第2基板2の重ね合わせのみで非連続な主剤液3aと副剤液3bが所定の比率で混合して硬化が開始され、対向面1a,2a同士を確実に接着して貼合デバイスAとなる。
 その他の塗布例としては、図3(a)及び図4(a)(b)に示すように、第1基板1及び第2基板2の対向面1a,2aのいずれか一方に、主剤液3aと副剤液3bを該対向面1a,2aに沿った方向へ交互にそれぞれ分散配置する。
 すなわち、対向面1a,2aのいずれか一方に対し、未硬化の主剤液3aを微細な点状パターンで塗布するとともに、未硬化の副剤液3bを、主剤液3aの微細な点状パターンと位相がずれるように同じ微細な点状パターンで塗布している。
 図4(a)(b)に示される例では、下方に配置される矩形の第1基板1の表面1aのみに、直交する両辺と平行な直線方向へ主剤液3aと副剤液3bを交互に塗布しているが、それに限らず、これに代えて上方に配置される第2基板2の表面2aのみに主剤液3aと副剤液3bを交互に塗布することも可能である。
 さらに図4(a)(b)に示される例では、第1基板1及び第2基板2が矩形の平板状に形成され、下方に配置される矩形の第1基板1の表面1aの略全面に亘って主剤液3a及び副剤液3bを等間隔毎に分散配置している。
 また、その他の例として図示しないが、矩形に形成された対向面1a,2aのいずれか一方の周縁のみに主剤液3a及び副剤液3bを、該対向面1a,2aの四辺に沿った矩形の枠状となるように等間隔毎に分散配置したり、対向面1a,2aの一部に主剤液3a及び副剤液3bを直線状や曲線状など任意の形状となるように分散配置することも可能である。
 また、矩形以外の形状に形成された第1基板1及び第2基板2の対向面1a,2aに、主剤液3a及び副剤液3bを任意の形状となるように分散配置することも可能である。
 このような実施形態では、図3(b)に示すように、第1基板1と第2基板2の重ね合わせにより、その対向面1a,2aの間で、交互に分散配置した主剤液3aと副剤液3bがそれぞれ対向面1a,2aに沿って伸展する。
 これに続いて、図3(c)に示すように、第1基板1及び第2基板2の対向面1a,2a同士が更に接近すると、対向面1a,2aに沿って伸展した主剤液3aと副剤液3bの先端界面同士が突き当たって相互に繋がり、それらが混合し始めて、主剤液3aと副剤液3bが所定の比率で混合される連続した一層の二液混合部3cとなり、これら主剤液3aと副剤液3bの混合に伴って全体的に硬化を開始する。
 その後、図3(d)に示すように、第1基板1及び第2基板2の対向面1a,2a間が所定のギャップGとなるまで加圧されると、二液混合部3cが更に伸展され、両対向面1a,2a間の所定領域に亘って二液混合部3cが目的とする形状に伸展して充満し、この状態で第1基板1及び第2基板2の対向面1a,2aが貼り付けられる。
 この際、矩形の対向面2aの略全面に亘って主剤液3a及び副剤液3bが等間隔毎に分散配置される場合には、図4(a)(b)の二点鎖線に示すように、二液混合部3cが略矩形に伸展して充満する。
 また図示しないが、矩形の対向面1a,2aの周縁に沿った矩形枠状に主剤液3a及び副剤液3bが分散配置される場合には、二液混合部3cが額縁状に伸展して、その内側に液晶などを封入するための封止空間が形成される。
 それにより、第1基板1と第2基板2の重ね合わせのみで非連続な主剤液3aと副剤液3bを局部的にも所定の混合比が確保されるように混合して硬化が開始され、対向面1a,2a同士を所定時間内に確実に接着して貼合デバイスAとなる。
 次に、斯かる貼合デバイスAを製造するために用いる貼り合わせ装置について説明する。
 本発明の実施形態に係るワーク貼り合わせ装置は、図5~図7に示すように、第1基板1の表面1a及び第2基板2の表面2aに向けて、二液混合硬化型接着剤の主剤液3aと副剤液3bをそれぞれ塗布する塗布手段10と、これら第1基板1及び第2基板2をその表面1a,2aが対向するように着脱自在に保持して重ね合わせるための貼り合わせ機20とを備えている。
 塗布手段10としては、図5に示すように、例えばディスペンサなどの液体定量吐出機11を用い、第1基板1の表面1a及び第2基板2の表面2aに向け、二液混合硬化型接着剤の主剤液3a又は副剤液3bを間欠的に定量ずつ滴下することにより、所定のピッチで例えば10μg~100μg程度の微細な半球形の点状に塗布することが好ましい。
 その他の塗布例として、スクリーン印刷などにより主剤液3aと副剤液3bを非連続状に塗布することも可能である。
 図5に示される場合には、塗布手段10として液体定量吐出機11を用い、第1基板1及び第2基板2を表面1a,2aが上向きとなるようにセットし、その上方にディスペンサなどの液体定量吐出機11を吐出口が下向きとなるようにセットし、これら第1基板1及び第2基板2又は液体定量吐出機11のいずれか一方又は両方を相対的に移動させながら、第1基板1の表面1a及び第2基板2の表面2aへ向けて、液体定量吐出機11の吐出口から主剤液3a又は副剤液3bを定量ずつ間欠的に滴下することにより、図1(a),図2(a)(b)又は図3(a),図4(a)(b)に示すように、所定間隔毎に微細な半球形の点状に塗布される。
 液体定量吐出機11には、その吐出口からの滴下量などを制御するコントローラ12が電気的に接続され、一滴当たりの滴下量を変えることにより、第1基板1及び第2基板2を表面1a,2aに滴下される主剤液3a又は副剤液3bの直径(滴下径)Dを調整可能にするとともに、その滴下する間隔を時間的に変えることにより、滴下ピッチPを調整可能にしている。
 液体定量吐出機11の近傍には、液体定量吐出機11の吐出口から定量滴下した主剤液3a又は副剤液3bの滴下ピッチや滴下径などを計測するための計測部13と、この計測部13の計測データや設定データなどを保存する記憶部14を備え、これらをコントローラ12と電気的に接続することにより、この記憶部14に保存された計測データや設定データなどに基づいて主剤液3a又は副剤液3bの滴下径や滴下ピッチを設定可能にすることが好ましい。
 一方、貼り合わせ機20は、図6及び図7に示すように、第1基板1及び第2基板2を着脱自在に保持する上下一対の保持板21,22と、この上下保持板21,22のいずれか一方を他方へ向け移動させて第1基板1と第2基板2を重ね合わせる昇降駆動部23と、上下保持板21,22へ向け第1基板1及び第2基板2を搬入・搬出する基板搬送手段24と、これら昇降駆動部23及び基板搬送手段24などをそれぞれ作動制御する制御部25とを備えている。
 下保持板21及び上保持板22は、例えば金属やセラミックスなどの剛体で歪み(撓み)変形しない厚さの平板状に形成され、その平滑な保持面21a,22aを互い対向するように設け、これら保持面21a,22aには、第1基板1及び第2基板2をそれぞれ着脱自在に保持する保持手段(図示しない)として、例えば静電チャックや吸引チャックや粘着チャック又はそれらの組み合わせなどが設けられる。
 さらに、下保持板21及び上保持板22は、少なくともそれらのいずれか一方又は両方が上下方向(Z方向)へ保持面21a,22aを平行状態で互いに接近又は離隔するように往復動自在に支持される。
 図示例の場合には、上保持板22のみを上下移動させる昇降駆動部23が設けられている。
 その他の例として、昇降駆動部23で下保持板21のみを上下移動させたり、上下保持板21,22の両方を上下移動させることも可能である。
 また、下保持板21及び上保持板22の周囲には、気圧調整可能な閉空間Sを形成し、該閉空間Sが真空又はそれに近い状態に減圧された雰囲気の環境下で、保持面21a,22aを互いに接近移動して第1基板1と第2基板2を重ね合わせることが好ましい。
 基板搬送手段24は、第1基板1及び第2基板2を例えば吸着パッドなどで着脱自在に保持する搬送用ロボットなどからなり、塗布手段10が配備される外部領域から第1基板1及び第2基板2を上下保持板21,22の保持面21a,22aへ向け搬入し、貼り合わせ工程が終了した後に、外部領域へ向け搬出するように構成されている。
 制御部25は、昇降駆動部23及び基板搬送手段24などと電気的に接続するコントローラーであり、塗布手段10による主剤液3a及び副剤液3bの塗布工程が終了した第1基板1及び第2基板2を、基板搬送手段24で上下保持板21,22へ向け搬入して保持面21a,22aに受け渡した後に、昇降駆動部23で上下保持板21,22のいずれか一方又は両方を、第1基板1及び第2基板2の対向面1a,2aが主剤液3a及び副剤液3bを挟んで重なり合うように接近移動させ、その後、第1基板1と第2基板2の貼り合わせ工程が終了した第1基板1及び第2基板2を、基板搬送手段24で搬出するように制御している。
 以下、本発明の各実施例を図面に基づいて説明する。
 この実施例1は、図6(a)~(c)に示すように、上下方向へ分割可能な分割チャンバー26a,26bの内部に、下保持板21及び上保持板22を配設し、これら分割チャンバー26a,26bを開閉駆動部27aの作動により閉動させ、その内部に区画形成される閉空間Sが所定の真空度に達してから第1基板1と第2基板2の重ね合わせを行い、その後に閉空間Sが大気開放される大気開放型の真空貼り合わせ機20である場合を示すものである。
 必要に応じて、分割チャンバー26a,26bのいずれか一方又は両方を水平方向(XYθ方向)へ調整移動可能に支持するか、又はこれら分割チャンバー26a,26bに対して上下保持板21,22のいずれか一方又は両方が水平方向(XYθ方向)へ調整移動可能となるように支持することが好ましい。
 図6(a)~(c)に示される例では、上保持板22が設けられる上方の分割チャンバー26aのみを、下保持板21が設けられる下方の分割チャンバー26bに対して上下方向(Z方向)へ接近又は離隔するように往復動自在に支持し、開閉駆動部27aの作動により開閉させている。
 これら上下の分割チャンバー26a,26bに対して、下保持板21及び上保持板22のいずれか一方又は両方、図示例では上保持板22のみを昇降駆動部23で上下移動自在に支持して、分割チャンバー26a,26bの開閉後に上方の第2基板2を下方の第1基板1へ向け接近移動させている。
 また、その他の例として、上下保持板21,22を分割チャンバー26a,26bに対し一体的に設けることで、上下保持板21,22の昇降駆動部23と分割チャンバー26a,26bの開閉駆動部27aを一体化させることも可能である。
 この場合には、例えば分割チャンバー26a,26bの間に設けられる例えばOリングなどの環状シール部28の弾性変形を利用して、分割チャンバー26a,26bが閉動した後も更に接近移動させることにより、第1基板1と第2基板2の重ね合わせが可能となる。
 分割チャンバー26a,26bのどちらか一方又は両方には、その内外を貫通して該チャンバー内の気体を出し入れする圧力調整部29が設けられ、この圧力調整部29を制御部25で作動制御して、閉動した分割チャンバー26a,26b内の閉空間Sから内部気体を外部へ排気することにより、減圧して所定の真空状態にし、また逆に外部の気体を内部へ給気することにより、該閉空間Sの内圧を周囲気圧(大気圧)と同じ状態に戻すようにしている。
 さらに、図6(a)~(c)に示される例の場合には、塗布手段10による主剤液3a及び副剤液3bの塗布例として、図1(a)及び図2(a)(b)に示すように、第1基板1及び第2基板2の対向面1a,2aの両方に、第1基板1と第2基板2の重ね合わせ時において互いに対向するように主剤液3aと副剤液3bをそれぞれ分散配置している。
 また、その他の例として、図3(a)及び図4(a)(b)に示すように、第1基板1及び第2基板2の対向面1a,2aのいずれか一方のみに、主剤液3aと副剤液3bを交互にそれぞれ分散配置することも可能である。
 次に、斯かるワーク貼り合わせ装置による貼合デバイスAの製造方法を工程順に従って説明する。
 先ず、図6(a)の実線に示すように、分割チャンバー26a,26bが開動した状態で、その内部へ基板搬送手段24により、塗布手段10で主剤液3a及び副剤液3bを塗布した第1基板1及び第2基板2が搬入され、上下保持板21,22の保持面21a,22aに設けられる保持手段によって、下保持板21の保持面21aに対して第1基板1が受け渡されるとともに、上保持板22の保持面22aに対して第2基板2が受け渡され、それぞれを保持する。
 その後、図6(a)の二点鎖線に示すように、開閉駆動部27aの作動によって分割チャンバー26a,26bが閉動して、その内部に閉空間Sが形成される。
 この閉動前又は閉動中より閉空間Sから圧力調整部29の作動によって真空引きが開始され、所定の真空度に達する。
 これに続いて、図6(b)の実線に示すように、昇降駆動部23の作動によって、下保持板21及び上保持板22が自動的に接近移動し、これらの保持面21a,22aに保持された第1基板1と第2基板2が、予め塗布された主剤液3aと副剤液3bを介して重ね合わされる。
 さらに、この重ね合わせ直前には、必要に応じて上下保持板21,22を、該重ね合わせ方向と直交する水平方向(XYθ方向)へ相対的に調整移動させることにより、それに保持される第1基板1と第2基板2同士を相互に位置合わせすることも可能である。
 図示例のように、第1基板1及び第2基板2の対向面1a,2aの両方に主剤液3aと副剤液3bを互いに対向するように分散配置した場合には、第1基板1と第2基板2の重ね合わせにより、主剤液3aと副剤液3b同士がそれぞれ突き当たって混合し始めると同時に、対向面1a,2aに沿って伸展する。
 これに続いて、図6(b)の二点鎖線に示すように、第1基板1及び第2基板2の対向面1a,2a同士が更に接近すると、主剤液3aと副剤液3bが更に混合されると同時に、対向面1a,2aに沿って伸展した主剤液3aと副剤液3bの先端界面同士が相互に繋がって、主剤液3aと副剤液3bが所定の比率で混合される連続した一層の二液混合部3cとなり、これら主剤液3aと副剤液3bの混合に伴って全体的に硬化を開始する。
 ここで、図2(a)(b)又は図4(a)(b)に示すように、矩形の対向面2aの略全面に亘って主剤液3a及び副剤液3bが等間隔毎に分散配置される場合には、その後に図6(c)の一点鎖線に示すように、第1基板1及び第2基板2の対向面1a,2a間が所定のギャップGとなるまで加圧すると、二液混合部3cが対向面2aの略全面に亘り伸展して充満され、その内部に液晶や電子回路やチップなどの封止部材が気密封止される。
 また、矩形の対向面1a,2aの周縁に沿った矩形枠状に主剤液3a及び副剤液3bが分散配置される場合には、二液混合部3cが額縁状に伸展して、その内側に液晶などを封入するための封止空間が形成される。
 このため、図6(c)の実線に示すように、上保持板22の保持手段の作動によって、上方の第2基板2の保持を解除し、これに続き圧力調整部29の作動によって分割チャンバー26a,26b内の閉空間Sを大気開放させ、その内部圧力と、額縁状の二液混合部3cで囲まれた封止部材の内圧との間に圧力差を発生させる。
 この封止空間の内外に生じる気圧差により、第1基板1と第2基板2が全体的に均等に加圧されて平行状態のまま圧縮され、それに伴い二液混合部3cが全周に亘り均一に押し潰されて、これら第1基板1と第2基板2が平行に貼り合わされるとともに、両者の間隔が所定のギャップGとなる。
 このような貼り合わせ工程が完了した後は、図6(c)の二点鎖線に示すように、開閉駆動部27aの作動によって分割チャンバー26a,26bが開けられ、下保持板21の保持手段の作動によって第1基板1の保持を解除し、分割チャンバー26a,26bの内部から基板搬送手段24で、貼り合わせが完了した第1基板1及び第2基板2を外部へ搬出する。
 それ以降は上述した作動が繰り返される。
 したがって、図6(a)~(c)に示す実施例1は、第1基板1及び第2基板2の周囲空間である閉空間Sが所定真空度の環境下で、主剤液3aと副剤液3bが混合され二液混合部3cを作成するため、主剤液3aと副剤液3bの混合に伴って気泡が入ることがない。
 それにより、主剤液3aと副剤液3bを無気泡で混合させることができ、第1基板1と第2基板2の貼り合わせ後に二液混合部3cから脱泡させる必要がなく、貼り合わせ完了までに要する時間を短縮化できるという利点がある。
 この実施例2は、図7(a)~(c)に示すように、前記分割チャンバー26a,26bに代えて分離不能なチャンバー26cを設け、その出入口を覆うように扉26dが開閉動自在に支持され、この扉26dを開閉駆動部27bの作動により開閉動させ、該チャンバー26cの内部に、下保持板21及び上保持板22を配設する閉鎖チャンバー型の真空貼り合わせ機20である構成が、図6(a)~(c)に示した実施例1とは異なり、それ以外の構成は図6(a)~(c)に示した実施例1と同じものである。
 図7(a)~(c)に示される例では、上保持板22のみを昇降駆動部23で上下移動自在に支持して、チャンバー26cの閉鎖後に上方の第2基板2を下方の第1基板1へ向け接近移動させているが、それに限らず、これに代えて実施例1と同様に、下保持板21及び上保持板22の両方を接近移動させたり、下保持板21のみを移動させることも可能である。
 さらに、図7(a)~(c)に示される例の場合には、塗布手段10による主剤液3a及び副剤液3bの塗布例が、図3(a)及び図4(a)(b)に示すように、第1基板1及び第2基板2の対向面1a,2aのいずれか一方、例えば下方の第1基板1のみに主剤液3aと副剤液3bを交互にそれぞれ分散配置している。
 その他の例として、図1(a)及び図2(a)(b)に示すように、第1基板1及び第2基板2の対向面1a,2aの両方に、第1基板1と第2基板2の重ね合わせ時において互いに対向するように主剤液3aと副剤液3bをそれぞれ分散配置することも可能である。
 次に、斯かるワーク貼り合わせ装置による貼合デバイスAの製造方法を工程順に従って説明する。
 先ず、図7(a)の実線に示すように、チャンバー26cの出入口が開口した状態で、その内部へ基板搬送手段24により、塗布手段10で主剤液3a及び副剤液3bを塗布した第1基板1及び第2基板2が搬入され、上下保持板21,22の保持面21a,22aに設けられる保持手段によって、下保持板21の保持面21aに対して第1基板1が受け渡されるとともに、上保持板22の保持面22aに対して第2基板2が受け渡され、それぞれを保持する。
 その後、図7(a)の二点鎖線に示すように、開閉駆動部27bの作動によって扉26dがチャンバー26cの出入口を閉鎖して、その内部に閉空間Sが形成される。
 この閉鎖前又は閉鎖途中より閉空間Sから圧力調整部29の作動によって真空引きが開始され、所定の真空度に達する。
 これに続いて、図7(b)の実線に示すように、昇降駆動部23の作動によって、下保持板21及び上保持板22が自動的に接近移動し、これらの保持面21a,22aに保持された第1基板1と第2基板2が、予め塗布された主剤液3aと副剤液3bを介して重ね合わされる。
 さらに、この重ね合わせ直前には、必要に応じて上下保持板21,22を、該重ね合わせ方向と直交する水平方向(XYθ方向)へ相対的に調整移動させることにより、それに保持される第1基板1と第2基板2同士を相互に位置合わせすることも可能である。
 図示例のように、第1基板1及び第2基板2の対向面1a,2aのいずれか一方、例えば下方の第1基板1のみに主剤液3aと副剤液3bを交互に分散配置した場合には、第1基板1と第2基板2の重ね合わせにより、その対向面1a,2aの間で、交互に分散配置した主剤液3aと副剤液3bがそれぞれ対向面1a,2aに沿って伸展する。
 これに続いて、図7(b)の二点鎖線に示すように、第1基板1及び第2基板2の対向面1a,2a同士が更に接近すると、対向面1a,2aに沿って伸展した主剤液3aと副剤液3bの先端界面同士が突き当たって相互に繋がり、それらが混合し始めて、主剤液3aと副剤液3bが所定の比率で混合される連続した一層の二液混合部3cとなり、これら主剤液3aと副剤液3bの混合に伴って全体的に硬化を開始する。
 ここで、図2(a)(b)又は図4(a)(b)に示すように、矩形の対向面2aの略全面に亘って主剤液3a及び副剤液3bが等間隔毎に分散配置される場合には、その後に図7(c)の一点鎖線に示すように、第1基板1及び第2基板2の対向面1a,2a間が所定のギャップGとなるまで加圧すると、二液混合部3cが対向面2aの略全面に亘り伸展して充満され、その内部に液晶や電子回路やチップなどの封止部材が気密封止される。
 また、矩形の対向面1a,2aの周縁に沿った矩形枠状に主剤液3a及び副剤液3bが分散配置される場合には、二液混合部3cが額縁状に伸展して、その内側に液晶などを封入するための封止空間が形成される。
 このため、図7(c)の実線に示すように、上保持板22の保持手段の作動によって、上方の第2基板2の保持を解除し、これに続き圧力調整部29の作動によってチャンバー26c内の閉空間Sを大気開放させ、その内部圧力と、額縁状の二液混合部3cで囲まれた封止部材の内圧との間に圧力差を発生させる。
 この封止空間の内外に生じる気圧差により、第1基板1と第2基板2が全体的に均等に加圧されて平行状態のまま圧縮され、それに伴い二液混合部3cが全周に亘り均一に押し潰されて、これら第1基板1と第2基板2が平行に貼り合わされるとともに、両者の間隔が所定のギャップGとなる。
 このような貼り合わせ工程が完了した後は、図7(c)の二点鎖線に示すように、開閉駆動部27bの作動により扉26dが開動してチャンバー26cの出入口が開けられ、下保持板21の保持手段の作動によって第1基板1の保持を解除し、チャンバー26cの内部から基板搬送手段24で、貼り合わせが完了した第1基板1及び第2基板2を外部へ搬出する。
 それ以降は上述した作動が繰り返される。
 したがって、図7(a)~(c)に示す実施例2は、前述した実施例1と同様な作用効果が得られ、更に加えて、図示例のように下方の第1基板1のみに主剤液3aと副剤液3bを交互に分散配置した場合には、塗布手段10による主剤液3a及び副剤液3bの塗布工程から貼り合わせ工程までに該第1基板1を裏返したり傾ける必要がないため、それに塗布された主剤液3aと副剤液3bの液ダレを防止でき、液ダレによって主剤液3aと副剤液3bが貼り合わせ前に混合することを防止できるという利点がある。
 なお、本発明の実施形態では、主剤液3a及び副剤液3bの塗布例として、第1基板1及び第2基板2の対向面1a,2aの両方に互いに対向するように分散配置した例と、第1基板1及び第2基板2の対向面1a,2aのいずれか一方のみに交互に分散配置する例を示したが、これに限定されず、これら2つの塗布例を一組の第1基板1及び第2基板2の対向面1a,2aの中に組み合わせて配置しても良い。
 また、図示例では、第1基板1及び第2基板2の対向面1a,2aに主剤液3aと副剤液3bが全て同じ大きさとなるように塗布しているが、これに限定されず、主剤液3aと副剤液3bの適正混合比に対応して、異なる大きさに塗布しても良い。
 1 第1基板            1a 対向面(表面)
 2 第2基板            2a 対向面(表面)
 3 二液混合硬化型接着剤      3a 主剤液
 3b 副剤液            3c 二液混合部
 10 塗布手段           11 液体定量吐出機
 20 貼り合わせ機         A 貼合デバイス
 S 閉空間

Claims (7)

  1.  第1基板と、それを覆う第2基板が接着剤で貼り合わされる貼合デバイスであって、
     前記接着剤として、主剤液と副剤液からなる二液混合硬化型接着剤を用い、
     前記第1基板及び前記第2基板の対向面の両方又は一方に、前記主剤液と前記副剤液をそれぞれが互いに接触しないように非連続の微細な点状に分散させて塗布配置し、
     前記第1基板と前記第2基板の重ね合わせにより、前記主剤液と前記副剤液がそれぞれ伸展され相互に繋がれて、前記第1基板と前記第2基板の間に、前記主剤液と前記副剤液が所定の比率で混合される連続した一層の二液混合部を形成したことを特徴とする貼合デバイス。
  2.  第1基板と、それを覆う第2基板が接着剤で貼り合わされる貼合デバイスの製造方法であって、
     前記第1基板及び前記第2基板の対向面の両方又は一方に、前記接着剤として二液混合硬化型接着剤の主剤液と副剤液をそれぞれが互いに接触しないように非連続の微細な点状に分散させて塗布する工程と、
     前記第1基板と前記第2基板を重ね合わせて、前記主剤液と前記副剤液を伸展させ相互に繋いで、前記第1基板と前記第2基板の間に、前記主剤液と前記副剤液が所定の比率で混合される連続した一層の二液混合部が形成されるように混合する工程とを含むことを特徴とする貼合デバイスの製造方法。
  3.  前記第1基板及び前記第2基板の対向面の両方に、前記主剤液と前記副剤液を互いに対向するように塗布して、前記第1基板と前記第2基板の重ね合わせにより、前記主剤液と前記副剤液を接触させるとともに、前記第1基板及び前記第2基板の対向面に沿って伸展させることを特徴とする請求項2記載の貼合デバイスの製造方法。
  4.  前記第1基板及び前記第2基板の周囲空間を減圧し、この減圧された雰囲気の環境下で前記第1基板と前記第2基板を重ね合わせて、前記主剤液と前記副剤液を混合することを特徴とする請求項2又は3記載の貼合デバイスの製造方法。
  5.  第1基板と、それを覆う第2基板が接着剤で貼り合わされる貼合デバイスの貼り合わせ装置であって、
     前記第1基板及び前記第2基板の表面に、前記接着剤として二液混合硬化型接着剤の主剤液と副剤液を塗布する塗布手段と、
     前記第1基板の表面と前記第2基板の表面が対向するように着脱自在に保持して重ね合わせるための貼り合わせ機とを備え、
     前記塗布手段は、前記第1基板及び前記第2基板の表面の両方又は一方に向け、前記主剤液と前記副剤液をそれぞれが互いに接触しないように非連続の微細な点状に分散させて塗布し、
     前記貼り合わせ機は、前記第1基板と前記第2基板の重ね合わせにより、前記主剤液と前記副剤液を伸展させ相互に繋いで、前記第1基板と前記第2基板の間に、前記主剤液と前記副剤液が所定の比率で混合される連続した一層の二液混合部を形成したことを特徴とする貼合デバイスの貼り合わせ装置。
  6. 前記第1基板及び前記第2基板の対向面の両方に向け、前記塗布手段により前記主剤液と前記副剤液をそれぞれが互いに対向するように塗布することを特徴とする請求項5記載の貼合デバイスの貼り合わせ装置。
  7.  前記貼り合わせ機は、前記第1基板及び前記第2基板の周囲に気圧調整可能な閉空間を形成し、前記閉空間が減圧された雰囲気の環境下で前記第1基板と前記第2基板を重ね合わせて、前記主剤液と前記副剤液を混合して前記二液混合部を形成することを特徴とする請求項5又は6記載の貼合デバイスの貼り合わせ装置。
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