JP2002323694A

JP2002323694A - 基板貼り合わせ方法及び貼り合わせ装置

Info

Publication number: JP2002323694A
Application number: JP2001125764A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Hachiman; 聡八幡; Kiyoshi Imaizumi; 潔今泉; Masayuki Saito; 正行齊藤; Yukinori Nakayama; 幸徳中山; Takao Murayama; 孝夫村山
Original assignee: Hitachi Industries Co Ltd
Current assignee: Hitachi Plant Technologies Ltd
Priority date: 2001-04-24
Filing date: 2001-04-24
Publication date: 2002-11-08
Anticipated expiration: 2021-04-24
Also published as: JP3487833B2

Abstract

(57)【要約】【課題】大きな基板においても、精度良く、確実に、
しかも短時間で２枚の基板を貼り合わせる基板貼り合わ
せ方法及び貼り合わせ装置を提供する。【解決手段】真空チャンバ内で、２枚の基板を機械的
に加圧力を加えて貼り合わせるにあたり、四角形の基板
の４つの角部付近を加圧する加圧機構をそれぞれ設け、
所定の加圧力で加圧した後に基板間の間隔を観測し、そ
の観測結果に基づいて各加圧機構の加圧力を調整した後
に加圧することで、貼り合わせ後の基板間隔を略均一に
することができる貼り合わせ装置を実現した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、真空中で液晶表示
パネル等を貼り合わせる基板貼り合わせ方法及び貼り合
わせ装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】液晶パネルの製造工程には、透明電極や
薄膜トランジスタアレイなどを設けた２枚のガラス基板
の間に液晶を封入するための空間を形成するために、こ
れら基板間の距離が２μｍ程度となるように接着剤（以
下、シール剤という）で貼り合わせる工程がある。

【０００３】例えば、特開２００１−５１２８４号公報
には、下基板と上基板との接合位置の位置合わせを行う
際に両基板に加圧力を掛け、下基板上面の接着剤に上基
板下面を接触させる第１加圧機構と、上基板を接着剤に
より下基板に貼り合わせ、所定の間隔になるまで、第１
加圧機構とは異なる加圧力を掛ける第２加圧機構とを備
え、第１加圧機構と第２加圧機構とがそれぞれ別のタイ
ミングで動作して加圧する構成を有する貼り合わせ装置
が開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、貼り合
わせる基板が大きい場合、上記従来の加圧機構により基
板全体に均一な加圧力を掛けることは難しく、基板の各
端部の加圧状態を見ながら、それぞれの加圧力を調節し
て貼り合わせを行う必要があった。

【０００５】本発明の目的は、大きな基板においても、
精度良く、確実に、しかも短時間で２枚の基板を貼り合
わせる基板貼り合わせ方法及び貼り合わせ装置を提供す
ることである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、真空チャンバ内において、加圧力を加
える加圧機構を基板中央部付近を加圧する加圧機構と、
略四角形の基板の４つの角部近傍をそれぞれ加圧する加
圧機構を設け、中央部を加圧する加圧機構及び又は４つ
の角部をそれぞれ加圧する加圧機構を用いて所定の加圧
力で加圧した後に、基板間の間隔あるいは接着剤の潰れ
状態を観測し、観測結果に応じて、４つの角部をそれぞ
れ加圧する加圧機構を個別に制御して、基板間隔が均等
になるように貼り合わせを行うようにしたものである。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の基板貼り合わせ装
置の一実施形態を図１及び図２を参照して詳細に説明す
る。図１は本発明の基板貼り合わせ装置の構成を示す概
略側面図であり、図２は図１に示した基板貼り合わせ装
置の上面図である。

【０００８】＜本発明の基板貼り合わせ装置の構成＞本
発明の基板貼り合わせ装置は、図１に示す如く、ステー
ジ部Ｓ１と、基板貼り合わせ部Ｓ２と、加圧機構を有す
るＺ軸方向移動ステージ部Ｓ３とから構成されている。
架台１上には、基板貼り合わせ部Ｓ２を支持するフレー
ム２と、Ｚ軸方向移動ステージ部Ｓ３を支持するフレー
ム３とがあり、架台１の上面にステージ部Ｓ１が備えら
れている。また、前記各部や加圧機構等を制御する制御
部（図示せず）が、本実施形態の基板貼り合わせ装置に
は備えられている。

【０００９】ステージ部Ｓ１には、駆動モータ５を具備
するＸステージ４ａが設けられており、この駆動モータ
５によって、Ｘステージ４ａ上に設けられているＹステ
ージ４ｂを、図１のＸ軸方向に移動できるようにしてい
る。また、Ｙステージ４ｂは駆動モータ６を具備してお
り、この駆動モータ６によって、Ｙステージ４ｂ上のθ
ステージ４ｃを、図１のＸ軸及びＺ軸と直交するＹ軸方
向に移動できるようにしている。更に、駆動モータ８を
具備するθステージ４ｃ上には、支持柱１０を支持する
支持体１０ａが設けられており、前記駆動モータ８によ
って、支持体１０ａが、回転ベアリング７を介してＹス
テージ４ｂに対し回転できるように構成されている。

【００１０】前記支持柱１０の上端には、下基板を搭載
するテーブル９が設けられている。また、アーム１１を
介して真空ベローズ１２の下端がθステージ４ｃに固定
されている。更に、支持柱１０の良好な回転と気密性と
を保証するために、アーム１１によって回転ベアリング
１３とシール１４とが支持柱１０に対し固定されてお
り、支持柱１０が回転する際に、アーム１１と真空ベロ
ーズ１２とが支持柱１０と共に回転しないように構成さ
れている。

【００１１】また基板貼り合わせ部Ｓ２は、チャンバ１
５と、そのチャンバ１５の内部に配置されたテーブル９
及び加圧板１６と、後述のようにチャンバ１５内減圧時
に加圧板１６から外れた上基板３４を保持するための基
板保持爪４０と、チャンバ１５の出入口部に設けられた
ゲートバルブ１７とから構成されている。前記テーブル
９は、上述の如く支持柱１０を介してステージ部Ｓ１上
に固定されている。

【００１２】また、前記加圧板１６は複数の支持柱２７
を介してＺ軸方向移動ステージ部Ｓ３の中央ガイド板２
９に固定されている。更に、各支持柱２７の周囲は、一
端がチャンバ１５に、他端が中央ガイド板２９に固定さ
れたベローズ２８によって囲まれており、基板貼り合わ
せ時におけるチャンバ１５内の減圧状態を保持できるよ
うに構成されている。尚、本実施形態では、加圧板１６
が５本の支持柱２７を介して中央ガイド板２９に固定さ
れている。

【００１３】チャンバ１５内の下部には、チャンバ１５
内を減圧排気するための配管２０ａ、２０ｂが設けられ
ている。この配管２０ａ、２０ｂは図示していない切換
バルブを介して真空ポンプに接続されている。尚、基板
の貼り合わせを行う際のチャンバ１５内の圧力は５×１
０^−３Torr程度である。

【００１４】更に、チャンバ１５内の上部には、貼合わ
せる基板の位置合わせマークを観測するため、大気を遮
断した複数の窓２５が設けられている。これらの窓２５
から図示していない加圧板１６に設けられているマーク
認識用穴を介して、認識用カメラ２６により、上下基板
の位置合わせ用マークのずれを測定するように構成され
ている。

【００１５】テーブル９には、基板を吸着するための静
電吸着電極から成る静電吸着機構と複数の吸引吸着孔か
ら成る吸引吸着機構が設けられている。各吸着孔は配管
１８を介してチャンバ１５の外部に設置した、図示して
いない吸着バルブを経由して真空ポンプに接続されてい
る。また、配管１８の途中には真空破壊用のバルブを介
して大気中に開放するためのバイパス配管が設けられて
いる。この真空破壊用バルブを開放することで、吸着状
態を強制的に解除することも可能にしている。

【００１６】またテーブル９には、下基板３３を図示し
ない移載機より受け取ってテーブル９上に載せるため、
もしくは貼り合わせ後の基板（以下、貼り合わせ後の基
板をセルと呼ぶ）を取り出すための複数の昇降ピン３５
が設けられている。この昇降ピン３５はテーブル９に設
けた穴の中をＺ軸方向に移動でき、この移動はシリンダ
３６によって行われる。

【００１７】一方、加圧板１６にはテーブル９と同様に
静電吸着電極から成る静電吸着機構と、複数の減圧する
ための吸着孔から成る吸引吸着機構とが設けられてい
る。各吸引吸着孔は配管１９を介して、真空チャンバ１
５の外部に設けた図示していない吸着バルブを経由して
真空ポンプに接続されている。

【００１８】ここで本実施形態では、中央ガイド板２９
の上方に、中央ガイド板２９より上方に張出して（支持
柱２７より上方に）４つの加圧機構４１〜４４が設けら
れており、また面の略中央部には、１つの加圧機構４５
が設けられている。更に、中央ガイド板２９には、フレ
ーム３に対して上下方向に移動可能なリニアガイドが取
付けられている。また各加圧機構４１〜４５の駆動部
は、フレーム３に設けられた固定支持部材４６ａ、４６
ｂ、４６ｃ、４６ｄ、４７に固定されている。

【００１９】この加圧機構の駆動部は、エンコーダ付き
のモータ４１ａ、４２ａ、４３ａ、４４ａ，４５ａとボ
ールネジ４１ｂ、４２ｂ、４３ｂ、４４ｂ、４５ｂから
成り、さらに、各ボールネジ部の中央ガイド板２９に対
する力の作用点部分にロードセル４１ｃ、４２ｃ、４３
ｃ、４４ｃ、４５ｃが設けられている。

【００２０】また、中央ガイド板２９、又は、中央ガイ
ド板２９に力を作用させるための補助部材４８には、Ｚ
軸方向に移動させるためのリニアガイド３０が設けられ
ている。このリニアガイド３０はフレーム３に設けられ
たレールに沿って移動可能に構成されている。各加圧機
構を動作させ、この中央ガイド板２９を下方に移動させ
ることにより、支持柱２７に固定されている加圧板１６
が下方向に押し下げられ、加圧板１６に吸着されている
上基板３４が下基板３３に押付けられ加圧される構成と
なっている。

【００２１】尚、本実施形態では５つの加圧機構が設け
られた構成としているが、四角の基板の４隅近傍に力を
均等に作用させる構成、すなわち４つの加圧機構が設け
られてもよい。更に、本実施形態では、中央ガイド板２
９を介して加圧板１６に力を作用させる構成としている
が、加圧機構を直接加圧板１６に力が作用するように構
成してもよい。

【００２２】次に、上述の如く構成された基板貼り合わ
せ装置により液晶パネル用基板を貼り合わせる動作につ
いて説明する。

【００２３】液晶パネル用基板を貼り合わせる際には、
基板貼り合わせに用いる上基板３４あるいは下基板３３
の一方に枠を形成するように、予め一筆書きで接着剤を
塗布しておく。図６にその枠の形成例を示す。更に、接
着剤が塗布された基板を下基板とし、接着剤の枠内に液
晶を所定量滴下しておく。ここで、液晶滴下前、あるい
は液晶滴下後の基板貼り合わせ前に、下基板又は上基板
には基板間隔を規定するためのスペーサが分散配置され
る。尚、このスペーサは液晶に混入してあってもよい。
また本実施形態では、接着剤の塗布を下基板３３とした
が、接着剤の塗布は上基板３４でもよいが、この場合、
下基板側の液晶滴下領域は、上基板に設けた接着剤で囲
まれる領域内とする必要がある。

【００２４】上記の如く一方の基板に接着剤を塗布した
後に、基板貼り合わせ装置によって貼り合わせ動作が行
われる。以下、その貼り合わせ工程について述べる。

【００２５】まず、チャンバ１５の外部に設置されてい
る図示しない移載機上に、上基板３４の膜面が下側にな
るように載せ、その上基板３４の周縁部を下側からハン
ドに吸引吸着する。次に、チャンバ１５の入口のゲート
バルブ１７を開け、移載機のハンドをチャンバ内に挿入
した後に、加圧板１６を上基板３４に押し当て、加圧板
１６に設けた吸引吸着機構の吸引吸着孔を用いて上基板
３４を真空吸引により吸い上げることにより、加圧板１
６に上基板３４を吸着する。このように基板３４を加圧
板１６に吸着した後、移載機のハンドにおける上基板３
４の吸引吸着を中止し、その後このハンドはチャンバ１
５外に退避する。尚、本実施形態では、移載機のハンド
が吸引吸着機能を有するものであるとして説明したが、
移載機は単に爪機構により上基板を把持してチャンバ内
に挿入する構成としてもよい。

【００２６】次に、チャンバ１５内のテーブル９に設け
られている昇降ピン３５の先端を、テーブル９の上面よ
り突出するように上昇させておくと共に、下基板３３に
おける液晶を滴下した面が上を向くようにして移載機の
ハンドで下基板３３を保持した後、この下基板３３をチ
ャンバ１５内に挿入して、上記の如く上昇させておいた
昇降ピン３５上に下基板３３を移載する。移載後、移載
機ハンドをチャンバ１５の外に退避させ、ゲートバルブ
１７を閉じ、更に昇降ピン３５を下降させることによ
り、下基板３３はテーブル９上に移載される。テーブル
９に下基板３３を移載した後、テーブル９の吸引吸着孔
を動作させることにより、下基板３３をテーブル９に真
空吸着する。

【００２７】上述の如く吸引吸着によって両基板３３，
３４をテーブル９及び加圧板１６にそれぞれ固定した
ら、まず径の小さな方の排気配管２０ａ側のバルブを開
放し、チャンバ１５内のガスを徐々に排気する。ここで
排気時の排気速度は、ガスの流れにより基板が暴れず、
下基板３３上の液晶が飛散せず、更には減圧によって水
分が凍結しない程度の速度に設定している。チャンバ１
５内の排気が徐々に行われ、排気速度が増加しても前記
の基板が暴れず、液晶が飛散せず、更には水分が凍結し
ない圧力になった時（例えば、真空吸着力で吸着してい
る上基板３４が加圧板１６から離れない程度の圧まで減
圧した時）、配管２０ａのバルブを閉じてから配管２０
ｂのバルブを開放し、上下基板の貼り合わせを行う圧力
（５×１０ ^−３Torr）までチャンバ内を急速に減圧す
る。

【００２８】ここで、上記の如くチャンバ１５内を減圧
した際、上基板３３の吸着力よりも真空室内の気圧が低
くなり、上基板３４が加圧板１６から離れる場合があ
る。そのため、チャンバ１５内の加圧板１６側には基板
保持爪４０が設けられている。チャンバ１５内の気圧が
下がり加圧板１６から上基板３４が離れた場合には、上
基板３４はこの基板保持爪４０で支持される。尚、基板
保持爪４０は基板を吸引吸着する時や、機械的に加圧を
行う時（加圧板１６で加圧する時）には、基板端面に掛
からないように移動（待避）している。

【００２９】上述の如くテーブル９及び加圧板１６に保
持された両基板３３，３４を貼り合わせる工程を、図３
を参照して以下に詳細に説明する。図３は基板を保持し
てから加圧して基板を貼り合わせた後、チャンバ内を大
気開放するまでのチャンバ内の減圧状況と吸引力の作用
及びモータの駆動状況位置決め動作のタイムチャートを
示す図である。

【００３０】図３に示すように、まず時刻ｔ１において
上基板３４が吸引吸着により加圧板１６に吸着した後、
下基板３３がチャンバ１５内のテーブル９上に移載さ
れ、テーブル９上に吸引吸着する。次に時刻ｔ２におい
てチャンバ内の減圧を開始する。ここで、減圧過程途中
のｔ３において、吸引吸着で加圧板１６に保持していた
上基板３４に掛かる吸引吸着力よりチャンバ内の圧力が
小さくなり、吸引吸着できずに上基板３４が基板保持爪
４０上に落下する場合がある。この場合には、所定の減
圧状態となった時刻ｔ４で静電吸着を行う電極に通電し
て、再び加圧板１６に上基板３４を吸着する。尚、前記
所定の減圧状態とは、静電吸着板上の電極間で放電が起
きない状態である。

【００３１】ここで、本実施形態において上記の如く吸
引吸着と静電吸着とを併用する理由を以下に示す。真空
吸着のみで加圧板１６に上基板３４を吸着しておくため
には、チャンバ１５内を減圧する減圧力よりも大きな吸
着力で上基板３４を吸引する必要があり、真空ポンプも
容量の大きな物を使わざるを得なくなる。また、上基板
３４の加圧板１６への静電吸着を大気中で行った後にそ
のまま減圧すると、上基板３４と加圧板１６との間に残
った空気が膨張して逃げるため部分的に上基板３４と加
圧板１６との間に隙間ができ、加圧板１６に備えられた
正負の電極間で放電現象が発生して上基板３４や加圧板
１６が傷ついてしまう。更に、放電すると静電吸着力は
低下するので上基板３４が落下し、この瞬間のある隙間
量で更に放電が発生する場合がある。この真空中の放電
は、パッシェンの法則により、電圧量と圧力，電極間ギ
ャップの関係で発生するため、大気中で上基板３４を加
圧板１６に静電吸着すると上記のように減圧中に空気が
逃げ出し、必ずこの現象が起こる。

【００３２】以上より、本実施形態では、放電現象の発
生しない程度まで真空にしてから静電吸着を行ってい
る。これにより、装置の小型化が図れると共に、確実か
つ完全に加圧板１６やテーブル９面に両基板３３，３４
を吸着することができる。尚、図３に示すタイムチャー
トでは、減圧完了前にテーブル９と加圧板１６との静電
吸着電極に電圧を印加して静電吸着を行うようにしてい
るが、減圧完了後に静電吸着を行うようにしてもよい。

【００３３】上記の如く両基板３３，３４を吸引吸着に
よりテーブル９及び加圧板１６に固定した後、加圧板１
６をテーブル９と平行になるように調整する。その後、
Ｚ軸方向移動ステージ部Ｓ３の中央ガイド板２９を下降
するために、各加圧機構のモータを協調動作させて、上
基板３４を下基板３３に接近させる。まず、上基板３４
が下基板３４に設けた接着剤に接触する前に、認識用カ
メラ２６を用いて上下基板に付けた位置合わせマークを
検出し、基板間の位置ずれを測定する。次に、得られた
測定値を用いて、下基板３３を載置しているテーブル９
をステージＳ１を動作制御して上基板３４に下基板３３
の位置合わせを行う。

【００３４】位置合わせ後、中央ガイド板２９をさらに
降下して下基板３３に塗布された接着剤を潰し、接着剤
で形成された枠内に液晶を封入した状態で１次の貼り合
わせを行う。尚、１次貼り合わせの作業中で、上基板３
４が接着剤に接触直後に、再度カメラを用いて位置合わ
せ作業を行う。この位置合わせ作業は、最大の加圧力を
加え終わるまでの間に複数回繰り返す。このように位置
合わせを数回繰り返す理由は、加圧力を均等に加えて
も、接着剤が均一に塗られていないために接着剤の潰れ
方も均一にはならず、接着剤部で力の作用の不均一な部
分が発生し、その結果、上下の基板間に剪断力が作用し
て基板間のずれが発生するためである。

【００３５】上記１次貼り合わせ後、加圧板１６の静電
吸着電極の印加電圧を切断し、その後、吸引吸着も中止
する。そして、加圧機構を動作させ加圧板１６を上昇さ
せる。その後、チャンバ１５内にガスを注入して、チャ
ンバ１５内の気圧を大気圧に戻す。

【００３６】ここで、貼り合わせ時に加圧板１６を厳密
にテーブル９上面と平行にすることが困難であるため、
貼り合わせ時に接着剤が不均一に潰れたり、基板自体の
変形等により接着剤が不均一に潰れてしまい、貼り合わ
せ後の基板間隔が一定にならない。そこで、上記の如く
加圧板１６を上昇する前に、基板の各辺の接着剤の潰れ
量を観測し、潰れ量の小さな辺に対しては、周辺（４隅
部）に配置した加圧機構の内、潰れ量の小さな辺側の加
圧機構の加圧力を大きくすると共に他の辺側の加圧機構
の加圧力を下げることによって、接着剤の潰れ量が均等
になるように調整を行う。

【００３７】尚、本実施形態では減圧されたチャンバ１
５内で接着剤の潰れ量の観測を行うようにしているが、
チャンバ１５内を大気圧に戻した後に行ってもよい。ま
た、基板を数枚貼り合わせ、接着剤の各部の潰れ量が均
一になるように、各加圧機構の加圧力をそれぞれ設定し
てもよい。

【００３８】以下、上記の接着剤の各部の潰れ量を均一
にする動作について、図４及び図５を参照して説明す
る。図４は接着剤３７がアンバラスで潰れた状態の一例
を示す図であり、図５は図４の状態の時のギャップの調
整方法を示す図である。

【００３９】図４の如く、図中左側の接着剤３７の潰れ
量が大きく右側が小さい場合、図５の如く、加圧機構４
１、４２の加圧力を減少させ且つ加圧機構４３、４４の
加圧力を増加させることによって矢印の方向に加圧機構
を動作させる。尚、中央部はそのままの状態を保つ。以
上により、基板の変形や接着剤３７の不均一な塗布量等
に起因する基板間の隙間の不均一性を解消できる。ま
た、本実施形態では基板周辺部を独立して加圧するため
に、各加圧機構は独立して駆動できるように構成されて
いる。尚、接着剤３７の潰れ量の観測方法としては目視
でもよいが、カメラ等の光学系を用いて測定する方法や
ギャップセンサ等を用いて検出する方法等がある。

【００４０】ここで、パネルの大きさが小さい場合には
前述のような機械的な加圧機構で所望の加圧力を加える
ことができるが、パネルの大きさが大きくなると、機械
的な加圧力で基板間を所定の間隔にするために、加圧装
置自体を大きくすると共に、大きな加圧力を印加できる
ようにする必要がある。装置の大きさを現状の大きさに
維持するためには、他の加圧手段を検討する必要がある
が、真空状態から大気圧に圧力を変化させると、基板内
が真空状態のため基板全体に大きな圧力を加えることが
でき、例えば基板の大きさが１２００ｍｍ×１０００ｍ
ｍの２枚の基板に、基板内部が真空状態の時、大気圧を
加えると１２１．６ｋＮの力を作用させることができ
る。

【００４１】現状の装置で加圧板１６により機械的に最
大限の加圧力を加えたときの基板間の隙間は、約１５μ
ｍ程度となっており、接着状態も不完全である。すなわ
ち、１次加圧（予備加圧）状態ではまだ所望の間隔にな
っていないため、接着剤の潰れ量は少なく、接着剤の上
下基板との接触部長さは短い。更に、セル内に封入され
ている液晶もセル内に広がっておらず、液晶間に大きな
真空空間部ができており、適正な基板間隔である５μｍ
以下（好ましくは４μｍ以下）のギャップにするために
は更に加圧する必要がある。

【００４２】基板を２次加圧（チャンバ内を大気圧に戻
すことによる加圧：本加圧）するにあたり、基板間のセ
ル内が真空状態に近いため周囲を大気圧に戻すことで基
板面全体にほぼ均一に圧力を加えることが可能となる。
ただし、一気に大気圧に戻した場合、接着剤３７がまだ
十分に潰れていないため、ガスがこの接着剤３７を破り
セル内の真空空間部に入り込んでしまい、液晶基板とし
ては不良品になってしまう。そこで本実施形態では、加
圧板１６による加圧終了後、加圧板１６を基板面から離
し、細い配管２１の弁２２を開放して圧力源で加圧され
たガスをチャンバ１５内に導入することで徐々に大気圧
に戻す。又この時同時に、吸引吸着孔を利用して大気
（又は窒素ガス等）をチャンバ１５内に導入すること
で、チャンバ１５内のガスの分布の均一化を図ることも
可能である。このように、チャンバ１５内を徐々に大気
圧に戻していくと、セルには徐々に圧力が加わり、接着
剤３７が徐々に潰れる。セル内の真空の空間部の圧力と
チャンバ１５内の圧力との差が徐々に大きくなるため、
導入されたガスが接着剤を破ってセル内に入り込むこと
はなく、接着剤と上下基板の接触面積も徐々に拡大す
る。

【００４３】また基板間のギャップが約１０μｍ程度に
なった時に、接着剤３７が潰れることで流動が起こり、
チクソトロピー性によって粘度が低下する。接着剤３７
の粘度が低下した状態で、急速に大気圧に戻す大気開放
弁２３を開放することで基板に大きな加圧力を加える。
この時、既に接着剤は基板に対して広がっており、シー
ル性が向上しているためセル内にガスが接着剤を破って
入り込むことはなく、また接着剤は、粘度が低下してい
るため速やかに潰れ、液晶も加圧されることにより潰れ
て広がるため、基板の貼り合わせ時間が短くなる。尚、
大気開放弁２３はチャンバ１５に設けた圧力計が所定圧
を超えたことを検出してから開放するものである。

【００４４】以上のようにして、本実施形態における貼
り合わせ動作が行われる。尚、本実施形態における工程
では、加圧板の中央部を加圧する加圧機構と周辺部を加
圧する４つの加圧機構を加圧時に同時に動作させている
が、５つの加圧機構を同時に作用させずに、まず中央の
加圧機構で加圧して、基板に加わる加圧力の不均一性又
は接着剤の量の不均一性による接着剤の潰れの不均一性
を解消するために、接着剤の潰れ状態を観測し、その観
測結果に基づいて各加圧機構を個別に動作させることに
より、接着剤の潰れ量を均一にすることも可能である。

【００４５】また、中央部の加圧機構を設けずに、四角
な基板の各角部付近（四角の辺）を加圧する加圧機構を
それぞれ配置して、４つの加圧機構を協調制御して加圧
力を印加すると共に、加圧力を印加後に接着剤の潰れ量
を観測し、その潰れ量に応じて４つの加圧機構をそれぞ
れ独立して駆動することで接着剤の潰れ量の均一化を図
ることも可能である。

【００４６】以下、本発明の他の実施形態について説明
する。図７は本発明の他の実施形態の側面図であり、図
７（ａ）は部分側面図であり、図７（ｂ）は他の実施形
態において潰れのアンバランスがあるときの図である。

【００４７】本実施形態と先に説明した一実施形態との
相違点は、中央の加圧機構４５によって中央ガイド板２
９を押し下げた時に、基板周辺部に設けた４つの加圧機
構が中央ガイド板２９と一緒に下側に移動する構成とし
た点である。すなわち、４つの加圧機構４１〜４４が、
中央ガイド板２９と一緒に移動するように加圧機構ガイ
ド部材５５に固定されている。そして、４つの加圧機構
から中央ガイド部材２９に力を作用させる場合は、それ
ぞれのボールネジを駆動することで、加圧機構ガイド部
材５５と中央ガイド部材の間隔を可変して行うように構
成したものである。このように、４つの加圧機構の動作
を中央の加圧機構の動作と分離して行えるようにしたた
め、制御が簡単になると共に、作業時間の短縮を図るこ
とが可能となる。

【００４８】尚、本実施形態で用いた液晶基板は、大型
の基板で多面取りを行うものである。そのため、本実施
形態において使用する基板には、図６に示すように、複
数の液晶基板を構成するシール３７部全体を囲むように
ダミーシール３９を設けることで、液晶基板を構成する
シール部とダミーシール部との真空状態の作用により基
板のダミーシールで構成される面全体が均一な圧力分布
となり、本装置を使用することで更に精度の良い基板間
隔の液晶パネルを形成することが可能となる。

【００４９】

【発明の効果】以上、本発明の貼り合わせ装置及び貼り
合わせ方法を用いることで、２枚の基板（特に、液晶基
板）を確実に精度よく、短時間に、且つ安全に貼り合わ
せることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の基板貼り合わせ装置の正面図である。

【図２】図１を上から見たときの上面図である。

【図３】真空中で貼り合わせを行うときの各部の動作の
タイムチャートを示す図である。

【図４】真空中で機械的に加圧力を加えた際に、基板間
シールの潰れのアンバランスがあるときの図である。

【図５】図４のアンバランスが発生したときの調整方法
を示す図である。

【図６】本発明の貼り合わせ装置を用いたときのシール
部材の塗布形状の一例を示す図である。

【図７】本発明の他実施形態の側面図であり、図７
（ａ）は部分側面図であり、図７（ｂ）は他実施形態に
おいて潰れのアンバランスがあるときの図である。

【符号の説明】

９…テーブル、１５…チャンバ、１６…加圧板、２０ａ
…配管、２０ｂ…配管、２２…徐々に大気圧に戻す弁、
２３…大気開放弁、３３…下基板、３４…上基板、３７
…接着剤、４０…基板保持爪、４１〜４５…加圧機構。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者齊藤正行茨城県竜ヶ崎市向陽台５丁目２番日立テクノエンジニアリング株式会社竜ヶ崎工場内 (72)発明者中山幸徳茨城県竜ヶ崎市向陽台５丁目２番日立テクノエンジニアリング株式会社竜ヶ崎工場内 (72)発明者村山孝夫茨城県竜ヶ崎市向陽台５丁目２番日立テクノエンジニアリング株式会社竜ヶ崎工場内Ｆターム(参考） 2H088 FA01 FA09 FA16 FA30 MA20 2H089 LA41 NA22 NA24 NA37 NA38 NA48 NA49 NA60 2H090 JB02 JC11 JC18 5G435 AA01 AA17 BB12 KK03 KK05 KK09 KK10

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】貼り合わせる２枚の基板の内の少なくと
も１方の基板に接着剤を塗布した後、減圧状態のチャン
バ内で他方の基板との位置を合わせた後、前記他方の基
板を機械的に加圧して貼り合わせ行う基板貼り合わせ装
置において、前記基板の４つの角部相当の位置近傍にそれぞれ独立に
加圧可能に配置された第１から第４の加圧機構と、主の
加圧を行う第５の加圧機構とを設け、前記第５の加圧機
構に加えて第１から第４の加圧機構を動作させた後、前
記基板の貼り合わせ状況に応じて、前記第１から第４の
加圧機構の加圧力を可変制御する制御部を備えたことを
特徴とする基板貼り合わせ装置。
【請求項２】減圧状態のチャンバ内で貼り合せる２枚
の基板の内の一方の基板を保持する保持テーブルと、他
方の基板を吸着する吸着機構を備えた加圧板と、前記加
圧板を介して他方の基板を一方の基板に加圧する加圧機
構と、前記２枚の基板の位置を合わせる位置合わせ機構
と、を備えた基板貼り合わせ装置において、前記加圧機構は、基板の４つの角部近傍に配置されそれ
ぞれ独立に加圧可能な第１から第４の加圧機構から成
り、前記第１から第４の加圧機構を所定の圧力まで動作
させ、貼り合わせ状況を観測後、前記貼り合わせ状況に
応じて前記４つの加圧機構の加圧力を可変制御する制御
部を備えたことを特徴とする基板貼り合わせ装置。
【請求項３】請求項１又は２に記載の基板貼り合わせ
装置において、前記加圧板に備えた吸着機構は、吸引吸
着を行う吸引吸着機構と、静電力で吸着を行う静電吸着
機構の２つの吸着機構を備え、大気中から真空状態にな
り、機械的加圧による貼り合わせが終了するまで吸引吸
着機構を動作させ、所定の減圧状態から機械的加圧によ
る貼り合わせが終了するまで静電吸着機構を動作させる
構成とした基板貼り合わせ装置。
【請求項４】請求項１乃至３の内のいずれか１項に記
載の基板貼り合わせ装置において、前記減圧状態のチャ
ンバ内で機械的加圧を終了後、基板に大気圧を加えるこ
とで本加圧して基板間隔を所定の間隔とすることを特徴
とする基板貼り合わせ装置。
【請求項５】減圧されたチャンバ内に、２枚の基板の
うちの少なくともどちらか一方を接着剤で囲い、接着剤
で囲われたシール面に相当する部位に液晶を滴下し、液
晶を滴下した一方の基板の液晶滴下面を上にしてテーブ
ルに設けた吸引吸着機構で基板をテーブルに固定し、他
方の基板を加圧板に吸引吸着して固定した後、チャンバ
内を減圧にしていき、所定の減圧状態となったときに、
静電吸着機構を動作させ、他方の基板を確実に加圧板に
吸着し、その状態で下基板との位置合わせを行い、位置
合わせ終了後、加圧板中央部、及び４つの角部付近を加
圧する５つの加圧機構を動作させて加圧貼り合わせを行
い、その後、基板間の間隔を観測して、基板間の間隔に
応じて前記４つの角部付近に設けたそれぞれの加圧機構
の加圧力を可変して加圧することで基板間の間隔を略均
一にするようにした基板貼り合わせ方法。
【請求項６】真空チャンバ内に、２枚の基板のうちの
一方の基板に環状の接着剤を塗布し、その環状面内に液
晶を滴下した後、液晶面を上にしてテーブル上に固定
し、他方の基板を加圧板に吸着し、下基板と位置合わせ
後、加圧板中央部に設けた加圧機構により、上基板と下
基板を加圧貼り合わせを行い、所定の加圧力で貼り合わ
せ終了後、貼り合わせた基板の間隔を測定し、その測定
結果に応じて、加圧板の４つの角部付近を加圧する４つ
の加圧機構をそれぞれ独立して動作させて、基板間の間
隔が略均一になるように貼り合わせることを特徴とする
基板貼り合わせ方法。
【請求項７】減圧されたチャンバ内に、２枚の基板の
うちの少なくともどちらか一方を接着剤で囲い、接着剤
で囲われたシール面に相当する部位に液晶を滴下し、液
晶を滴下した一方の基板の液晶滴下面を上にしてテーブ
ルに設けた吸引吸着機構で基板をテーブルに固定し、他
方の基板を加圧板に吸引吸着して固定した後、チャンバ
内を減圧にしていき、所定の減圧状態となったときに、
静電吸着機構を動作させ、他方の基板を確実に加圧板に
吸着し、その状態で下基板との位置合わせを行い、位置
合わせ終了後、加圧板中央部、及び４つの角部付近を加
圧する５つの加圧機構を動作させて加圧貼り合わせを行
い、その後チャンバ内を大気圧に戻し、基板間のシール
の潰れ状態を観測して、シールの潰れ状態に応じて前記
４つの角部付近に設けたそれぞれの加圧機構の加圧力を
可変して加圧することで基板間のシールの潰れ量を略均
一にするようにした基板貼り合わせ方法。
【請求項８】真空チャンバ内に、２枚の基板のうちの
一方の基板に環状の接着剤を塗布し、その環状面内に液
晶を滴下した後、液晶面を上にしてテーブル上に固定
し、他方の基板を加圧板に吸着し、下基板と位置合わせ
後、加圧板中央部に設けた加圧機構により、上基板と下
基板を加圧貼り合わせを行い、所定の加圧力で貼り合わ
せ終了後、一旦大気圧に戻し、貼り合わせた基板のシー
ルの潰れ状態を観測し、その観測結果に応じて、加圧板
の４つの角部付近を加圧する４つの加圧機構をそれぞれ
独立して動作させて、基板間のシールの潰れ量が略均一
になるように貼り合わせることを特徴とする基板貼り合
わせ方法。