JP2004309594A - Stuck substrate manufacturing apparatus, and stuck substrate manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、貼合せ基板製造装置及び貼合せ基板製造方法に係り、詳しくは液晶表示装置(Liquid Crystal Display;LCD)等の2枚の基板を貼り合わせた基板(パネル)を製造する際に使用して好適な貼合せ基板製造装置及び貼合せ基板製造方法に関する。
【0002】
近年、LCD等の平面表示パネルは、大型化・軽量化(薄型化)が進むとともに、低コスト化の要求が一層高まってきている。このため、2枚の基板を貼り合わせてパネルを製造する装置においては、歩留まりを向上させて生産性を高めることが求められている。
【0003】
【従来の技術】
液晶表示パネルは、例えば、複数のTFT(薄膜トランジスタ)がマトリクス状に形成されたアレイ基板(TFT基板)と、カラーフィルタ(赤、緑、青)や遮光膜等が形成されたカラーフィルタ基板(CF基板)とが極めて狭い間隔(数μm程度)で対向して設けられ、両基板間に液晶が封入されて製造される。遮光膜は、コントラストを稼ぐため、及びTFTを遮光して光リーク電流の発生を防止するために用いられる。TFT基板とCF基板は、熱硬化性樹脂を含むシール材(接着剤)で貼り合わされている。
【0004】
この液晶表示パネルの製造工程において、対向するガラス基板間に液晶を封入する液晶封入工程では、例えば、TFT基板の周囲に枠状に形成したシール材の枠内の基板面上に規定量の液晶を滴下し、真空中でTFT基板とCF基板を貼り合わせて液晶封入を行う滴下注入法が一般的に用いられる。
【0005】
従来より、このような2枚の基板の貼り合わせは、貼合せ装置としてのプレス装置を用いて基板加圧工程にて行われる。このプレス装置は、処理室内に互いに対向して配置される上下2枚の保持板を有しており、両保持板の平行度を精密に保ちながら、基板間の厚さ方向の間隔を均一に保った状態で両基板を接近させることにより貼り合わせを行う。このようなプレス装置に関連する従来技術は、例えば特許文献1に開示されている。
【0006】
【特許文献1】
特開2002−229044号公報
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年ではパネルの大型化に伴い、貼り合わせを行う基板のサイズが大型化し、プレス装置による2枚の基板の貼り合わせ時に両基板にかかる荷重値が増大してきている。即ち、貼り合わせ時において、両基板には{単位面積当りの加工圧×基板面積}に相当する荷重が作用し、この荷重値は基板面積に比例して増大することになる。
【0008】
このため、貼り合わせ時に両基板に加わる加工圧の反力によって基板に横滑りが発生し、貼り合わせを行う基板位置にずれが生じるという問題があった。このような基板の位置ずれは、遮光部からの光漏れや表示ムラなどの表示不良の原因となり、歩留まり低下の要因となる。
【0009】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、貼り合わせ時における基板の横滑りを防止することのできる貼合せ基板製造装置及び貼合せ基板製造方法を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明によれば、処理室内に配置された互いに対向する第1の保持板と第2の保持板とにそれぞれ第1の基板と第2の基板とを圧力差吸着及び静電吸着のうち少なくとも一方を作用させて吸着保持し、これら第1及び第2の基板を互いに近接させて2枚の基板を貼り合わせる貼合せ基板製造装置において、前記第1及び第2の保持板のうち少なくとも一方の保持板の基板保持面には、それぞれ前記第1及び第2の基板をさらに摩擦抵抗により保持する摩擦抵抗材が形成されている。これにより、貼り合わせ時に両基板にかかる加工圧の反力によって、基板が横滑りすることを防止することができる。即ち、貼り合わせ時における両基板間の位置ずれを防止して貼り合わせを精度良く行うことができる。
【0011】
請求項2に記載の発明によれば、前記摩擦抵抗材は前記基板保持面内に部分的に形成されるようにした。この構成では、摩擦抵抗材を基板保持面の全面に形成する場合に比べて保持板の平面度を精度良く保つことができる。
【0012】
請求項3に記載の発明によれば、前記摩擦抵抗材は前記基板保持面の周辺部に沿って部分的に形成されるようにした。この構成によれば、基板の外周面における摩擦抵抗力を高めることができ、摩擦抵抗材を保持板の内部に形成する場合に比べて横滑り防止効果をさらに高めることができる。
【0013】
請求項4に記載の発明によれば、前記基板保持面には、圧力差吸着面を含む第1の保持面と、静電吸着面を含む第2の保持面と、前記第1及び第2の保持面よりも摩擦係数の高い摩擦抵抗材にてなる高摩擦面を含む第3の保持面とが形成されている。この構成では、高摩擦面を有する第3の保持面を基板保持面に部分的に配置することで、該基板保持面において基板の横滑りを抑止するために必要としていた静電吸着面等の配置面積を減らすことができる。その結果、少ない吸着保持力でも基板の保持が容易に可能となる。
【0014】
請求項5,9に記載の発明によれば、貼合せ基板製造装置は、前記第1及び第2の保持板のうち少なくとも一方の保持板に接続され、該接続された保持板を加圧する加圧機構を備えている。この加圧機構は、前記基板保持面に形成された摩擦抵抗材に対応する位置を優先的に加圧可能とした。これにより、摩擦抵抗材が形成された個所を優先的に加圧して基板を撓ませながら貼り合わせを行うことが可能であり、横滑り防止効果をさらに高めることができる。
【0015】
請求項6,10に記載の発明によれば、保持板が複数の保持部に分割されている場合において、前記摩擦抵抗材は、前記複数の保持部のうち少なくとも一つの保持部の基板保持面に形成されている。これら分割された複数の保持部には各保持部を個別に加圧する加圧機構と接続されており、この加圧機構によって該分割された保持部毎に加圧して貼り合わせを行うことが可能である。この構成では、加圧時に両基板にかかる荷重値を減少させることができるとともに、摩擦抵抗材が形成された保持部から加圧して貼り合わせを行うことで、横滑り防止効果をさらに高めることができる。
【0016】
請求項7に記載の発明によれば、前記複数の保持部は、前記基板保持面に保持される基板の中央部と周辺部とを保持するものに少なくとも分割されたものであり、前記摩擦抵抗材は、前記基板の周辺部を保持する保持部の基板保持面に形成されるようにした。この構成では、基板の周辺部を保持する保持部から加圧して貼り合わせを行うことにより、基板の外周面における摩擦抵抗力を高めることができ、横滑り防止効果をさらに高めることができる。
【0017】
請求項8に記載の発明によれば、前記摩擦抵抗材は、前記保持部の基板保持面内において、さらに部分的に形成されるようにした。この構成では、摩擦抵抗材を保持部の基板保持面に全面に形成する場合に比べて保持板の平面度を精度良く保つことができる。
【0018】
【発明の実施の形態】
(第一実施形態)
以下、本発明を具体化した第一実施形態を図1〜図4に従って説明する。
【0019】
図1は、液晶表示装置の製造工程のうち、セル工程における液晶注入及び貼り合せを行う工程を実施する貼合せ基板製造装置の概略構成図である。
貼合せ基板製造装置11は、供給される2種類の基板W1,W2の間に液晶を封止して液晶表示パネルを製造する。尚、本実施形態で作成される液晶表示パネルは例えばアクティブマトリクス型液晶表示パネルであり、第1の基板W1はカラーフィルタや遮光膜等が形成されたカラーフィルタ基板(CF基板)、第2の基板W2はTFT等が形成されたアレイ基板(TFT基板)である。第1及び第2の基板W1,W2は、それぞれの工程によって作成され供給される。
【0020】
貼合せ基板製造装置11は、制御装置12とそれが制御するシール描画装置13と液晶滴下装置14と貼合せ装置15と検査装置16とを含む。貼合せ装置15は、プレス装置17と硬化装置18とから構成され、各装置17,18は前記制御装置12により制御される。
【0021】
又、貼合せ基板製造装置11は、供給される第1及び第2の基板W1,W2、あるいはそれらを貼り合わせて製造した貼合せ基板を搬送する搬送装置19a〜19dを備えている。各搬送装置19a〜19dは、前記制御装置12によって制御される。
【0022】
第1及び第2の基板W1,W2は、まずシール描画装置13に供給される。シール描画装置13は、第1及び第2の基板W1,W2のうち何れか一方の基板の上面に、その周囲に沿って所定位置にシール材を枠状に塗布する。
【0023】
本実施形態では、例えばTFT基板である第2の基板W2の上面にシール材を塗布する。このシール材としては、少なくとも光硬化性接着剤を含む接着剤が用いられる。シール材が塗布された後、第1及び第2の基板W1,W2は搬送装置19aにより液晶滴下装置14に搬送される。
【0024】
液晶滴下装置14は、搬送された両基板W1,W2のうち、シール材が塗布された基板W2の上面の予め設定された複数の所定位置に液晶を点滴する。液晶が点滴された後、第1及び第2の基板W1,W2は搬送装置19bにより基板加圧工程のための貼合せ装置15(具体的にはプレス装置17)に搬送される。
【0025】
プレス装置17は処理室としてのチャンバを備え、該チャンバ内には第1及び第2の基板W1,W2をそれぞれ吸着保持する上下2枚の保持板が設けられている。プレス装置17は、搬入された第1の基板W1と第2の基板W2とをそれぞれ上側の保持板(第1の保持板)と下側の保持板(第2の保持板)とに吸着保持した後、チャンバ内を真空排気する。
【0026】
次に、プレス装置17は、チャンバ内に所定のガスを供給する。供給するガスは、例えばPDP(Plasma Display Panel)のための励起ガスなどの反応ガス、窒素ガス、クリーンドライエアーなどの不活性ガスを含む置換ガスである。これらガスにより、基板や表示素子の表面に付着した不純物や生成物を反応ガスや置換ガスに一定時間さらす前処理を行う。
【0027】
この処理は、貼り合わせ後に開封不可能な貼り合わせ面の性質を維持・安定化する。第1及び第2の基板W1,W2は、それらの表面に酸化膜等の膜が生成したり空気中の浮遊物が付着し、表面の状態が変化する。この状態の変化は、基板毎に異なるため、安定したパネルを製造できなくなる。従って、これら処理は、膜の生成や不純物の付着を抑える、また付着した不純物を処理することで基板表面の状態変化を抑え、パネルの品質の安定化を図っている。
【0028】
次に、プレス装置17は、位置合せマーク(アライメントマーク)を用いて光学的に両基板W1,W2の位置合せを非接触にて(少なくとも第2の基板W2の上面のシール材に第1の基板W1の下面を接触させることなく)行う。
【0029】
次に、プレス装置17は、両基板W1,W2に所定の圧力を加え、所定の基板間隔(少なくとも両基板W1,W2にシール材が密着する間隔)となるまでプレスした後、チャンバ内を大気開放する。これにより、両基板W1,W2は、大気圧と基板W1,W2間の圧力との圧力差により、所定のセルギャップとする最終の基板間隔まで圧縮される。
【0030】
尚、制御装置12は、第1及び第2の基板W1,W2のプレス装置17内への搬入からの時間経過を監視し、チャンバ内に供給したガスに両基板W1,W2を暴露する時間(搬入から貼合せを行うまでの時間)を制御する。これにより、貼り合せ後に開封不可能な貼合せ面の性質を維持・安定化する。
【0031】
搬送装置19cは、プレス装置17から貼り合わせ後の基板を取り出し、それを硬化装置18へ搬送する。詳しくは、制御装置12は、両基板W1,W2をプレスしてからの時間経過を監視し、予め定めた時間が経過すると搬送装置19cを駆動して貼り合わせ後の両基板W1,W2を硬化装置18に供給する。
【0032】
硬化装置18は、貼り合わせ後の両基板W1,W2に所定の波長を有する光を照射し、シール材を硬化させる。詳しくは、基板W1,W2間に封入された液晶は、プレス及び大気開放によって拡散する。硬化装置18は、この液晶の拡散が終了する、即ち液晶がシール材まで拡散する前に、そのシール材を硬化させる。
【0033】
又、貼り合わせ時に両基板W1,W2はプレスにおける加工圧等によって変形する。搬送装置19cにより搬送される両基板W1,W2は、シール材が硬化されていないため、その搬送時において基板W1,W2に残留する応力は解放される。これにより、硬化装置18によるシール材の硬化時に基板の位置ずれは抑えられる。
【0034】
シール材が硬化された両基板W1,W2(液晶パネル)は搬送装置19dにより検査装置16に搬送される。検査装置16は、搬送された液晶パネルの基板W1,W2の位置ずれ(ずれの方向及びずれ量)を測定し、その測定値を制御装置12に出力する。
【0035】
制御装置12は、検査装置16の検査結果に基づいて、プレス装置17における位置合せに補正を加える。即ち、シール材が硬化された液晶パネルにおける両基板W1,W2のずれ量をその位置ずれ方向と反対方向に予めずらしておくことで、次に製造される液晶パネルの位置ずれを防止する。
【0036】
次に、プレス装置17の構成について説明する。
図2は、第1及び第2の基板W1,W2の貼り合わせを行うプレス装置17を側面から見た概略構成図である。
【0037】
プレス装置17は、ベース板21及びそのベース板21に固定された支持枠22を備えている。尚、ベース板21及び支持枠22はそれぞれ十分に高い剛性を持つ材質にて形成されている。
【0038】
支持枠22の内側面には、両側にガイドレール23a,23bが取着され、各ガイドレール23a,23bにはリニアガイド24a,24bが上下方向(Z方向)に移動可能に支持されている。各リニアガイド24a,24bの間には第1及び第2の支持板25,26が掛け渡され、第1の支持板25は、支持枠22の上部に取り付けられたモータ27の駆動に基づいて上下動する第3の支持板28により支持されている。
【0039】
モータ27の出力軸にはボールネジ29が一体回転可能に連結され、そのボールネジ29には第3の支持板28に設けられたナット30が螺合されている。従って、モータ27が駆動されてボールネジ29が正逆回転すると、第3の支持板28が上下動する。
【0040】
第3の支持板28はコ字状に形成され、その上部側の板にナット30が設けられている。第3の支持板28の下部側の板上面には複数(本実施形態では例えば4つ)のロードセル31が設けられ、そのロードセル31の上に第1の支持板25の下面が当接されている。
【0041】
プレス装置17は、支持枠22の支柱部内側に処理室としてのチャンバ32を備えている。チャンバ32は上下に分割され、上側容器32aと下側容器32bとから構成されている。チャンバ32の開口部、即ち上側容器32aと下側容器32bとが当接する個所には、それらの間をシールしてチャンバ32の気密を保つためのOリング(図示略)が設けられている。
【0042】
このチャンバ32内には、第1の基板W1と第2の基板W2とをそれぞれ吸着保持する加圧板33a(第1の保持板)とテーブル33b(第2の保持板)とが互いに対向して設けられている。尚、本実施形態では、加圧板33aは第1の基板W1(CF基板)を保持し、テーブル33bは第2の基板W2(TFT基板)を保持する。
【0043】
そして、後述するように、加圧板33aとテーブル33bは、圧力差吸着及び静電吸着のうち少なくとも一方を作用させることによりそれぞれ第1の基板W1と第2の基板W2を吸着保持するようになっている。
【0044】
加圧板33aは第2の支持板26に吊下支持されている。詳しくは、第2の支持板26には複数(本実施形態では例えば4つ)の支柱34が支持され、各支柱34の下端は加圧板33aの上面に取着されている。従って、加圧板33aは、4本の支柱34を介して第2の支持板26に吊下支持されている。
【0045】
尚、本実施形態では、モータ27と、そのモータ27の駆動に基づいて上下動する第3の支持板28、第1の支持板25、リニアガイド24a,24b及び第2の支持板26と、その第2の支持板26から加圧板33aを吊下支持する支柱34とによって両基板W1,W2を加圧する加圧機構が構成されている。
【0046】
第2の支持板26と上側容器32aとの間には、各支柱34を囲みチャンバ32の気密を保つための弾性体としてのベローズ35が設けられている。このベローズ35は両端のフランジ部にOリング(図示略)を備え、そのOリングにより第2の支持板26と上側容器32aとの間をシールする。従って、上側容器32aは、ベローズ35を介して第2の支持板26に吊下支持されている。
【0047】
テーブル33bは駆動機構としての位置決めステージ36に支持されている。詳しくは、位置決めステージ36はベース板21に固定して設置され、同ステージ36上に立設された複数(本実施形態では例えば4本)の支柱37を介してテーブル33bが支持されている。この位置決めステージ36は、テーブル33bを水平方向(X方向及びY方向)に移動させる機構及び水平回転(θ方向)させる機構を有している。
【0048】
位置決めステージ36と下側容器32bとの間には、各支柱37を囲みチャンバ32の気密を保つための弾性体としてのベローズ38が設けられている。前記と同様、ベローズ38は両端のフランジ部にOリング(図示略)を備え、そのOリングにより位置決めステージ36と下側容器32bとの間をシールする。
【0049】
下側容器32bの下面には、ベース板21上に立設された複数の支持部材39が取着されている。従って、下側容器32bは、ベローズ38を介して位置決めステージ36に支持されるとともに、支持部材39を介してベース板21に支持されている。
【0050】
前記各支柱34の上端部には、各支柱34を第2の支持板26に固定して、それにより吊下支持する加圧板33aの水平レベルを調整するレベル調整部40が設けられている。レベル調整部40は例えば支柱34に形成されたネジと螺合するナットであり、これを正逆回転させて各支柱34を個別に上昇又は下降させることにより、加圧板33aの水平レベルを調整する。
【0051】
このように構成されたプレス装置17では、モータ27が駆動して第3の支持板28が上下動すると、同支持板28にロードセル31を介して支持される第1の支持板25が上下動し、それに伴ってリニアガイド24a,24bがガイドレール23a,23bに沿って上下動する。そして、このリニアガイド24a,24bの移動に伴って第2の支持板26が上下動することにより、第2の支持板26に吊下支持されている加圧板33a及び上側容器32aが上下動する。
【0052】
従って、リニアガイド24a,24bの下降方向にモータ27が回転駆動されると、上側容器32a及び加圧板33aが下降して上側容器32aと下側容器32bとがシールされ、チャンバ32が閉塞される。
【0053】
そして、この状態から、さらにリニアガイド24a,24bの下降方向にモータ27が回転駆動されると、前記ベローズ35が圧縮され、加圧板33aのみが下降するようになっている。これにより、プレス装置17は両基板W1,W2に加工力を加えて貼り合わせを行う。
【0054】
その際、上述した4つのロードセル31は、第1の支持板25から受ける圧力によって貼り合わせ時の荷重を検出し、その荷重検出結果を制御装置41に出力する。制御装置41は、各ロードセル31からそれぞれ荷重検出結果として出力される電気信号を受け取り、それらに基づいて荷重の総和値を算出する。
【0055】
ここで、チャンバ32内が減圧状態(真空状態)にあるとき、荷重総和値は、第1の支持板25及びそれに支持される各部材の重量(自重)Aと、各支柱34の断面積に比例して加圧板33aに作用する大気圧力Bとの総和値(A+B)となる。尚、この場合、第1の支持板25に支持される各部材とは、リニアガイド24a,24b、第2の支持板26、支柱34、レベル調整部40、加圧板33a、第1の基板W1である。
【0056】
この荷重総和値は、両基板W1,W2を近接させて貼り合わせを行う際に、その加工圧が反力として作用することにより次第に減少する。即ち、制御装置41は、各ロードセル31から出力される荷重検出結果に基づいて前記荷重総和値の減少分を検知することにより、貼り合わせ時に両基板W1,W2に加わる加工圧を認識するようになっている。
【0057】
制御装置41は、上記のように両基板W1,W2に加わる加工圧を算出し、その算出値に基づいて両基板W1,W2に加える加工圧を一定とするように生成したモータ駆動信号を付属するモータコントローラ(図示略)からモータドライバ42に出力する。モータドライバ42は、その制御装置41からのモータ駆動信号に応答して生成した所定の数のパルス信号をモータ27に出力し、モータ27はそのパルス信号に応答して回転駆動する。
【0058】
このようなモータ27の駆動に基づいて上下動する各リニアガイド24a,24bには、加圧板33aの位置を検出するためのリニアスケール43a,43bが設けられている。このリニアスケール43a,43bは、ガイドレール23a,23bに沿って移動するリニアガイド24a,24bの位置を検出することでテーブル33bに対する加圧板33aの位置を検出し、その検出結果を表示器44に出力する。
【0059】
詳述すると、表示器44には、加圧板33aに設けられた基準面センサ45によって、加圧板33aとテーブル33bとの間隔が「両基板W1,W2の厚さ+貼り合わせ時のセルギャップ(最終基板間隔)」となるときの加圧板33aの位置が予め原点位置として記憶されている。これにより、表示器44は、リニアスケール43a,43bから出力される検出値に基づいて加圧板33aの位置(原点位置に対する加圧板33aの相対位置)を算出し、その相対位置データを制御装置41に出力する。
【0060】
制御装置41は、その相対位置データにより加圧板33aの位置を監視し、貼り合わせ時における両基板W1,W2の間隔と、その時の基板W1,W2に加わる加工圧との関係が適正であるか否かを判断する。この貼り合わせ時における基板間隔と加工圧との関係は予め実験的に求められ、制御装置41は、それによる荷重の適正値から所定の許容範囲を超える場合に異常があると判断して処理(基板W1,W2に対する加圧)を中止する。
【0061】
次に、プレス装置17の制御機構を図3を参照しながら詳述する。尚、図2と同様の構成部分については同一符号を付してその詳細な説明を一部省略する。
制御装置41は、上記したように各ロードセル31からの出力を総和して荷重総和値を算出し、その荷重総和の減少分に基づいて生成したモータ駆動信号をモータドライバ42に出力する。モータドライバ42は、それに応答して生成したパルス信号を加圧板上下モータ27に出力し、これによりモータ27が加圧板33aを上昇又は下降させる方向に回転駆動されるようになっている。
【0062】
尚、図3に破線で示すように、各ロードセル31と制御装置41との間に、各ロードセル31からの荷重検出結果に基づいて荷重総和値を算出する演算装置46を別途設けるようにしてもよい。この構成では、制御装置41は、演算装置46の出力に基づいて、加圧板上下モータ27を駆動するか否かの判定動作のみを行う。従って、制御装置41での応答時間の遅れを回避して、モータ27の駆動制御をより正確に行うことが可能となる。
【0063】
また、制御装置41は、画像処理装置47からの出力信号に基づいて位置決めステージモータ48を駆動するためのモータ駆動信号をモータドライバ49に供給する。
【0064】
詳述すると、プレス装置17は、基板貼り合わせ時に両基板W1,W2の位置合せをするためのアライメントマークを撮像するCCDカメラ50を備えている。このCCDカメラ50は、貼り合わせ時に基板W1,W2に形成されたアライメントマークを撮像し、その画像データを画像処理装置47に出力する。
【0065】
制御装置41は、その画像処理装置47の演算結果(位置ずれ量の算出データ)に応じて生成したモータ駆動信号をモータドライバ49に出力し、モータドライバ49は、それに応答して生成した所定の数のパルス信号を位置決めステージモータ48に出力する。このモータ48の回転駆動に基づいてテーブル33bを支持する位置決めステージ36が駆動され、これにより両基板W1,W2の位置合せが行われるようになっている。
【0066】
次に、本実施形態のテーブル33bの構成を図4に従って説明する。
図4に示すように、本実施形態におけるテーブル33bの基板保持面(第2の基板W2の裏面との接触面)は、大別して3つの第1〜第3の保持面61〜63から構成されている。
【0067】
第1の保持面61は、例えば真空チャックなどの吸引吸着により第2の基板W2を保持する圧力差吸着面を有し、第2の保持面62は、例えばセラミック静電チャックなどの静電吸着により第2の基板W2を保持する静電吸着面を有している。第3の保持面63は、例えばバイトンゴム等の摩擦係数の高い材料(摩擦抵抗材)にてなる高摩擦面を有している。
【0068】
本実施形態では、テーブル33bの中央に第1の保持面61が形成され、第1の保持面61の周囲に第2の保持面62が形成され、第2の保持面62の周囲に第1の保持面61と第3の保持面63とがテーブル33bの周辺部に沿って交互に形成されている。
【0069】
尚、第2の保持面62に、静電吸着面に加えて圧力差吸着面を備えるようにしてもよい。また、第3の保持面63に、高摩擦面に加えて圧力差吸着面を備えるようにしてもよい。即ち、圧力差吸着面をテーブル33bの基板保持面において全面に形成するようにしてもよい。
【0070】
このように構成されたテーブル33bでは、貼り合わせ時に両基板W1,W2にかかる加工圧の反力によって、第2の基板W2に横方向(水平方向)に移動する力が作用する場合にも、基板W2の裏面と高摩擦面との間の摩擦抵抗によって同基板W2の横滑りを防止することができる。
【0071】
尚、テーブル33b内の第1〜第3の保持面61〜63の配置は、貼り合わせ時に、{静電吸着力(+圧力差吸着力)+摩擦抵抗力}が第2の基板W2に作用する横方向の力よりも大きくなるように考慮されていればよく、図4に示す配置に限定されるものではない。
【0072】
又、本実施形態では、テーブル33bにのみ高摩擦面を設ける構成としたが、加圧板33aについても、第1の基板W1の自重を保持できる必要最低限の吸着力を有していれば、例えば図4と同様にして高摩擦面を設けてもよい。即ち、加圧板33aとテーブル33bとにそれぞれ図4に示すような高摩擦面を設けることにより、貼り合わせ時に、両基板W1,W2における横滑りを防止することができる。
【0073】
以上記述したように、本実施形態によれば、以下の効果を奏する。
(1)第2の基板W2を保持するテーブル33bは、圧力差吸着面を有した第1の保持面61と、静電吸着面を有した第2の保持面62と、高摩擦面を有した第3の保持面63とから構成されている。第2の基板W2が摩擦抵抗材にてなる高摩擦面を介してテーブル33bに保持されることにより、貼り合わせ時に両基板W1,W2にかかる加工圧の反力によって、第2の基板W2が横滑りすることを防止することができる。これにより、貼り合わせ時における両基板W1,W2間の位置ずれを防止して両基板W1,W2の貼り合わせを精度良く行うことができる。
【0074】
(2)第2の基板W2が高摩擦面を介してテーブル33bに保持されることにより、貼り合わせ時にシール材や液晶により第2の基板W2にせん断力が作用して横滑りすることも防止することができる。
【0075】
(3)高摩擦面を有した第3の保持面63をテーブル33bの周辺部に沿って設けた。この構成では、高摩擦面をテーブル33bの内部に形成する場合に比べて第2の基板W2の横滑り防止効果を高めることができる。
【0076】
(4)高摩擦面を有した第3の保持面63をテーブル33b内に部分的に形成した。この構成では、高摩擦面を全面に形成する場合に比べてテーブル33bの平面度を精度良く保つことができる。
【0077】
(5)テーブル33bに高摩擦面を形成したことにより、同テーブル33bに形成する静電吸着面を減らすことができる。即ち、第2の基板W2の横方向への移動を抑止するために必要としていた静電吸着力を減らしても容易に基板の保持が可能となる。
【0078】
(第二実施形態)
以下、本発明を具体化した第二実施形態を図5に従って説明する。
本実施形態は、第一実施形態のプレス装置17において、第2の保持板としてのテーブル33bを図5(b)に示すテーブル71の構成に変更し、該テーブル71をその下方から上方に向かって押圧する加圧機構72を追加して構成したものである。尚、第一実施形態と同様な構成部分については、同一符号を付してその詳細な説明を一部省略する。
【0079】
図5(b)に示すように、テーブル71の基板保持面は、第一実施形態と同様に第1〜第3の保持面61〜63から構成され、図4に示すテーブル33bとの違いは高摩擦面を有する第3の保持面63をテーブル71の四隅に形成したことである。
【0080】
このテーブル71は、図5(a)に示すように、チャンバ32の下側容器32b内にて4本の支柱37により支持され、各支柱37は、第一実施形態と同様に位置決めステージ36に支持されている。即ち、テーブル71は、位置決めステージ36の駆動に基づいてXYθ方向に水平移動可能となっている。
【0081】
本実施形態では、この位置決めステージ36上の4個所に加圧機構72がさらに備えられている。各加圧機構72は、図示しない駆動機構によってチャンバ32内に支持されたテーブル71をその下方から上方に向かって押圧し、貼り合わせ時に第2の基板W2を第1の基板W1に対して加圧する。
【0082】
具体的には、各加圧機構72は、図5(b)に示すように、テーブル71の四隅に形成された4つの高摩擦面(第3の保持面63)の位置にそれぞれ対応して配設され、その第3の保持面63内における加圧領域73をテーブル71の下方から加圧するようになっている。
【0083】
貼り合わせ時には、このような加圧機構72によってテーブル71上の高摩擦面が上方へと押圧され、それに伴い第2の基板W2が対向する第1の基板W1に加圧されることにより、第2の基板W2の裏面とテーブル71との間の摩擦抵抗力を増大させるようになっている。
【0084】
以上記述したように、本実施形態によれば、以下の効果を奏する。
(1)テーブル71に形成した高摩擦面を該テーブル71の下方に設けた加圧機構72によって加圧する構成とした。これにより、摩擦抵抗が高い部分を優先的に加圧することで、貼り合わせ時における第2の基板W2とテーブル71との間の摩擦抵抗力を増大させることができる。従って、第一実施形態に比べて基板W2の横滑り防止効果をさらに高めることができる。
【0085】
(第三実施形態)
以下、本発明を具体化した第三実施形態を図6及び図7に従って説明する。
本実施形態は、第一実施形態のプレス装置17の別の形態について説明するものである。尚、第一実施形態と同様な構成部分については同一符号を付してその詳細な説明を一部省略する。
【0086】
図6は、本実施形態のプレス装置81の機構を側面から見た概略図である。
このプレス装置81には、第1の支持枠83が備えられ、第1の支持枠83の内側には第2の支持枠84が備えられている。この第2の支持枠84には、第1の支持枠83に取着されたガイドレール85に沿って上下動可能に設けられるリニアガイド86が取着されている。即ち、第2の支持枠84は、第1の支持枠83に対して上下動可能に設けられている。
【0087】
第1の支持枠83には複数(図は2つ示す)の加圧用モータ87が設けられ、各加圧用モータ87により回転駆動されるボールネジ88に支持板89が上下動可能に支持されている。そして、この支持板89に第2の支持枠84が複数(図は4つ示す)のロードセル90を介して支持されている。
【0088】
第2の支持枠84の中央には、前記支持板89によって支持される第3の支持枠91が備えられている。この第3の支持枠91には、支持板89に取着されたガイドレール92に沿って上下動可能に設けられるリニアガイド93が取着されている。即ち、第3の支持枠91は、支持板89、即ち第2の支持枠84に対して上下動可能に設けられている。
【0089】
支持板89には加圧用モータ94が設けられ、この加圧用モータ94により回転駆動されるボールネジ95に支持部材96が上下動可能に支持されている。そして、この支持部材96に第3の支持枠91が複数(図は2つ示す)のロードセル97を介して支持されている。
【0090】
プレス装置81は、第2及び第3の支持枠84,91の下方に処理室としてのチャンバ100を備え、該チャンバ100は上下に分割されて上側容器100aと下側容器100bとから構成されている。
【0091】
チャンバ100の開口部、即ち上側容器100aと下側容器100bとが当接する個所には、それらの間をシールして同チャンバ100の気密を保つためのOリング100dが設けられている。また、上側容器100aには、下側容器100bに設けられた位置決めピン100eに嵌合する位置決め孔100fが設けられている。従って、チャンバ100を閉塞したときに、位置決めピン100eが位置決め孔100fに嵌合することによって、上側容器100aが下側容器100bに対して位置決めされるようになっている。
【0092】
このチャンバ100内には、両基板W1,W2をそれぞれ吸着保持するための第1及び第2の保持板としての加圧板101及びテーブル102が対向して設けられている。尚、本実施形態において、加圧板101は第1の基板W1(CF基板)を保持し、テーブル102は第2の基板W2(TFT基板)を保持する。
【0093】
加圧板101とテーブル102は、第一実施形態と同様、圧力差吸着及び静電吸着のうち少なくとも一方を作用させてそれぞれ第1の基板W1と第2の基板W2を吸着保持するようになっている。
【0094】
図7に示すように、加圧板101は、複数の保持部としての中央加圧部101aとその中央加圧部101aの外周を囲むように離間して設けられる周辺加圧部101bとから構成されている。周辺加圧部101bは、第2の支持枠84に一体接続される複数(図は2つ示す)の支柱103によって吊下支持され、中央加圧部101aは、第3の支持枠91に一体接続される複数(図は2つ示す)の支柱104によって吊下支持されている。
【0095】
尚、本実施形態では、加圧用モータ87と、そのモータ87の駆動に基づいて上下動する支持板89、リニアガイド86及び第2の支持枠84と、その第2の支持枠84から加圧板101の周辺加圧部101bを吊下支持する支柱103とによって両基板W1,W2の周辺を加圧する加圧機構が構成されている。
【0096】
また、加圧用モータ94と、そのモータ94の駆動に基づいて上下動する支持部材96及び第3の支持枠91と、その第3の支持枠91から加圧板101の中央加圧部101aを吊下支持する支柱104とによって両基板W1,W2の中央を加圧する加圧機構が構成されている。
【0097】
第2の支持枠84と上側容器100aとの間には、前記各支柱103を囲みチャンバ100の気密を保つ弾性体としてのベローズ105が設けられている。ベローズ105は両端のフランジ部にOリングを備え、そのOリングにより第2の支持枠84と上側容器100aとの間をシールするようになっている。
【0098】
第3の支持枠91と上側容器100aとの間には、前記各支柱104を囲みチャンバ100の気密を保つ同じく弾性体としてのベローズ106が設けられている。同様に、ベローズ106は両端のフランジ部にOリングを備え、そのOリングにより第3の支持枠91と上側容器100aとの間をシールするようになっている。
【0099】
テーブル102は下側容器100b内に設けられ、該下側容器100bは駆動機構としての位置決めステージ107によって、水平移動(XY方向)可能且つ水平回転(θ方向)可能に支持されている。詳しくは、位置決めステージ107は、第1の支持枠83に一体接続されるベース板108上をXYθ方向に駆動可能に設けられ、この位置決めステージ107の駆動に基づいて、テーブル102が下側容器100bとともに水平面内で移動及び回動されるようになっている。
【0100】
テーブル102には、加圧板101の中央加圧部101aと対向する位置及び周辺加圧部101bと対向する位置にてそれぞれ紫外線照射機構109,110が設けられている。これら各機構109,110は、それぞれシリンダの駆動に基づいて上下動し、第1及び第2の基板W1,W2の貼り合わせ時にシール材に紫外線を照射する。これにより、シール材が硬化されて、両基板W1,W2の仮固定が行われるようになっている。
【0101】
テーブル102の上面外周縁には、該テーブル102の基板吸着面とつらを合わせてリフト板113が設けられている。このリフト板113は、テーブル102の外方に一部が突出する状態で載置され、その下方に上下動可能に設けられたリフト機構114によって、テーブル102から持ち上げられるようになっている。
【0102】
このように構成されたプレス装置81では、加圧用モータ87の駆動に基づいて支持板89が上下動すると、その支持板89に支持されている第2の支持枠84が第1の支持枠83に対して上下動する。それに伴い、支持板89にボールネジ95を介して接続された支持部材96に支持されている第3の支持枠91が第2の支持枠84とともに上下動する。
【0103】
また、加圧用モータ94の駆動に基づいて支持部材96が上下動すると、その支持部材96に支持されている第3の支持枠91が支持板89、即ち第2の支持枠84に対して上下動する。
【0104】
従って、プレス装置81は、第1の支持枠83に対して第2の支持枠84と第3の支持枠91とをそれぞれ独立して上下動させることが可能となっている。即ち、プレス装置81は、加圧板101の中央加圧部101aと周辺加圧部101bとに第2の基板W2を吸着保持した状態で、それぞれ周辺加圧部101bと中央加圧部101aとを独立して上下動させることが可能となっている。
【0105】
このようなプレス装置17において、各ロードセル90,97は、上記第一実施形態と同様、それぞれに作用する圧力を検出し、その検出結果をプレス装置81の制御装置(図示略)に出力する。そして、制御装置は、各ロードセル90,97の検出結果に基づいて、荷重総和の減少分から両基板W1,W2の貼り合わせ時における加工圧を検知するようになっている。
【0106】
尚、図6ではプレス装置81の制御機構を省略しているが、第一実施形態と同様、制御装置は、各ロードセル90,97の出力に基づいて、貼り合わせ時に両基板W1,W2に与える加工圧を一定とするように各モータ87,94の駆動を制御する。同様に、制御装置は、図3で説明したように、アライメントマークを撮像するCCDカメラの画像データを取り込んで画像処理する画像処理装置からの出力信号に基づいて位置決めステージ107を駆動し、両基板W1,W2の位置合せを行うようになっている。
【0107】
次に、本実施形態の加圧板101の基板保持面の構成を説明する。
図7に示すように、本実施形態の加圧板101は、その中央加圧部101aに静電吸着面を有した第2の保持面62が形成され、その周辺加圧部101bに圧力差吸着面を有した第1の保持面61と高摩擦面を有した第3の保持面63とが交互に形成されている。尚、第一実施形態と同様に、第2の保持面62や第3の保持面63に圧力差吸着面を有していてもよい。
【0108】
このように構成された加圧板101を用いてプレス装置81により貼り合わせを行うには、まず、加圧板101とテーブル102とに第1の基板W1と第2の基板W2とをそれぞれ吸着保持した後、チャンバ100内を真空排気して両基板W1,W2の位置合せを非接触にて行う。
【0109】
次いで、周辺加圧部101bを下降させて、第1及び第2の基板W1,W2の周辺部における貼り合わせを行う。次いで、周辺加圧部101bの吸着をオフして該周辺加圧部101bを上昇させた後、中央加圧部101aを下降させ、第1及び第2の基板W1,W2の中央部における貼り合わせを行う。
【0110】
そして、中央加圧部101aの吸着をオフして該中央加圧部101aを上昇させた後、チャンバ100内を大気開放して所定のセルギャップまで貼り合わせを行う。
【0111】
尚、このような貼り合わせ工程は一例について述べたものであり、まず中央加圧部101aを下降させて両基板W1,W2の中央部における貼り合わせを行った後、次いで周辺加圧部101bを下降させて両基板W1,W2の周辺部における貼り合わせを行うようにしてもよい。
【0112】
以上記述したように、本実施形態によれば、以下の効果を奏する。
(1)本実施形態では、両基板W1,W2の周辺部と中央部とを別々に加圧することが可能な加圧機構を有したプレス装置81において、加圧板101の中央加圧部101aに第2の保持面62を形成し、周辺加圧部101bに第1の保持面61と第3の保持面63とを交互に構成した。この構成では、貼り合わせ時に両基板W1,W2にかかる荷重値を小さくすることができるとともに、加圧板101の摩擦抵抗が高い部分を選択して加圧することが可能となるため、貼り合わせ時における第1の基板W1の横滑りを防止する効果をさらに高めることができる。
【0113】
(2)本実施形態では、まず高摩擦面を有する周辺加圧部101bを優先的に加圧して両基板W1,W2の周辺部の貼り合わせを行い、その後、静電吸着面を有する中央加圧部101aを加圧して両基板W1,W2の中央部の貼り合わせを行うようにした。これにより、先ず両基板W1,W2の周辺部を仮固定することができるため、位置ずれの発生を抑えることができる。
【0114】
尚、上記各実施形態は、以下の態様で実施してもよい。
・第三実施形態のテーブル102に、第一実施形態のようなテーブル33bの構成を適用してもよい。
【0115】
・第三実施形態に第二実施形態のような加圧機構72を適用して、貼り合わせ時に両基板W1,W2を上下から加圧するようにしてもよい。
・第三実施形態では、テーブル102を加圧板101と同様にして複数に分割し、該分割して構成したテーブルのうち高摩擦面が形成された部分のみを選択的に加圧することができるような加圧機構を備えるようにしてもよい。
【0116】
・第三実施形態の加圧板101を、図8に示すような構成に変更してもよい。即ち、図8に示す加圧板121は、複数の保持部としての第1〜第3の加圧部122〜124に分割して構成されている。第1の加圧部122は、圧力差吸着面を有した第1の保持面61によって構成されている。第2の加圧部123は、静電吸着面を有した第2の保持面62によって構成されている。第3の加圧部124は、静電吸着面を有した第2の保持面62と高摩擦面を有した第3の保持面63とによって構成されている。尚、このような加圧板121を用いる場合には、第三実施形態に示すプレス装置81の構成を変更して各加圧部122〜124をそれぞれ独立して加圧可能とする加圧機構を採用し、貼り合わせ時には高摩擦面を有した第3の加圧部124を優先的に加圧するようにする。このように加圧板121を3以上に分割した場合には、貼り合わせ時における荷重値をさらに小さくして、第1の基板W1の横滑り防止効果をさらに高めることができる。
【0117】
・第一実施形態のテーブル33b、第二実施形態のテーブル71、第三実施形態の加圧板101及び図8に示す加圧板121においては、それぞれの保持面に同一材料からなる高摩擦面を全面に形成するようにしてもよい。
【0118】
上記各実施形態の特徴をまとめると、以下のようになる。
(付記1) 処理室内に配置された互いに対向する第1の保持板と第2の保持板にそれぞれ第1の基板と第2の基板を保持し、前記第1及び第2の基板を互いに近接させて2枚の基板を貼り合わせる貼合せ基板製造装置において、
前記第1及び第2の保持板は、それぞれ前記第1及び第2の基板を圧力差吸着及び静電吸着のうち少なくとも一方により保持可能であり、
前記第1及び第2の保持板のうち少なくとも一方の保持板の基板保持面には、それぞれ前記第1及び第2の基板をさらに摩擦抵抗により保持する摩擦抵抗材が形成されていることを特徴とする貼合せ基板製造装置。
(付記2) 前記摩擦抵抗材は、前記基板保持面内に部分的に形成されていることを特徴とする付記1記載の貼合せ基板製造装置。
(付記3) 前記摩擦抵抗材は、前記基板保持面の周辺部に沿って部分的に形成されていることを特徴とする付記1又は2記載の貼合せ基板製造装置。
(付記4) 前記摩擦抵抗材は、前記基板保持面の四隅に形成されていることを特徴とする付記1乃至3の何れか一記載の貼合せ基板製造装置。
(付記5) 処理室内に配置された互いに対向する第1の保持板と第2の保持板にそれぞれ第1の基板と第2の基板を保持し、前記第1及び第2の基板を互いに近接させて2枚の基板を貼り合わせる貼合せ基板製造装置において、
前記第1及び第2の保持板のうち少なくとも一方の保持板の基板保持面には、圧力差吸着面を含む第1の保持面と、静電吸着面を含む第2の保持面と、前記第1及び第2の保持面よりも摩擦係数の高い摩擦抵抗材にてなる高摩擦面を含む第3の保持面と、が形成されていることを特徴とする貼合せ基板製造装置。
(付記6) 前記第1及び第2の保持板のうち少なくとも一方の保持板に接続され、該接続された保持板を加圧する加圧機構を備えており、
前記加圧機構は、前記基板保持面に形成された前記摩擦抵抗材に対応する位置を優先的に加圧可能としたことを特徴とする付記1乃至5の何れか一記載の貼合せ基板製造装置。
(付記7) 前記第1及び第2の保持板のうち少なくとも一方の保持板は複数の保持部に分割して構成されるとともに、該分割された複数の保持部を個別に加圧する加圧機構と接続されており、
前記摩擦抵抗材は、前記複数の保持部のうち少なくとも一つの保持部における基板保持面に形成されていることを特徴とする付記1乃至5の何れか一記載の貼合せ基板製造装置。
(付記8) 前記複数の保持部は、前記基板保持面に保持される基板の中央部と周辺部とを保持するものに少なくとも分割されており、
前記摩擦抵抗材は、前記基板の周辺部を保持する保持部の基板保持面に形成されていることを特徴とする付記7記載の貼合せ基板製造装置。
(付記9) 前記摩擦抵抗材は、前記保持部の基板保持面内において、さらに部分的に形成されていることを特徴とする付記7又は8記載の貼合せ基板製造装置。
(付記10) 処理室内に配置された互いに対向する第1の保持板と第2の保持板にそれぞれ第1の基板と第2の基板を保持し、前記第1及び第2の基板を互いに近接させて2枚の基板を貼り合わせる貼合せ基板製造方法において、
前記第1及び第2の保持板のうち少なくとも一方の保持板の基板保持面に形成された摩擦抵抗材に対応する部分を優先的に加圧して前記2枚の基板の貼り合わせを行うことを特徴とする貼合せ基板製造方法。
(付記11) 処理室内に配置された互いに対向する第1の保持板と第2の保持板にそれぞれ第1の基板と第2の基板を保持し、前記第1及び第2の基板を互いに近接させて2枚の基板を貼り合わせる貼合せ基板製造方法において、
前記第1及び第2の保持板のうち少なくとも一方の保持板は複数の保持部に分割して構成されるとともに、該分割された複数の保持部のうち少なくとも一つの保持部の基板保持面には摩擦抵抗材が形成されており、
前記複数の保持部を選択的に上下動させて加圧して前記2枚の基板の貼り合わせを行うことを特徴とする貼合せ基板製造方法。
(付記12) 前記複数の保持部のうち前記摩擦抵抗材が形成されている保持部を優先的に加圧した後、前記摩擦抵抗材が形成されていない保持部を加圧して前記2枚の基板の貼り合わせを行うことを特徴とする付記11記載の貼合せ基板製造装置。
【0119】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、貼り合わせ時における基板の横滑りを防止することのできる貼合せ基板製造装置及び貼合せ基板製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】貼合せ基板製造装置の概略構成図である。
【図2】第一実施形態のプレス装置の概略構成図である。
【図3】プレス装置の制御機構を説明するブロック図である。
【図4】第一実施形態のテーブルの構成例を示す説明図である。
【図5】第二実施形態を示す説明図であり、(a)は加圧機構の側面図、(b)は加圧領域を示す説明図である。
【図6】第三実施形態のプレス装置を示す概略構成図である。
【図7】第三実施形態の加圧板の構成例を示す説明図である。
【図8】別の加圧板の構成例を示す説明図である。
【符号の説明】
W1 第1の基板
W2 第2の基板
11 貼合せ基板製造装置
32,100 処理室としてのチャンバ
33a,101,121 第1の保持板としての加圧板
33b,71,102 第2の保持板としてのテーブル
61 第1の保持面
62 第2の保持面
63 第3の保持面
72 加圧機構[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an apparatus and a method for manufacturing a bonded substrate, and more particularly to a method for manufacturing a substrate (panel) in which two substrates such as a liquid crystal display (LCD) are bonded together. And a method for manufacturing a bonded substrate.
[0002]
2. Description of the Related Art In recent years, flat display panels such as LCDs have become larger and lighter (thinner), and the demand for lower cost has been increasing. For this reason, in an apparatus for manufacturing a panel by bonding two substrates, it is required to improve the yield and the productivity.
[0003]
[Prior art]
The liquid crystal display panel includes, for example, an array substrate (TFT substrate) in which a plurality of TFTs (thin film transistors) are formed in a matrix, and a color filter substrate (CF) in which color filters (red, green, blue) and a light-shielding film are formed. (Substrate) are provided facing each other at a very small interval (about several μm), and liquid crystal is sealed between the two substrates. The light-shielding film is used to increase the contrast and to shield the TFT from light and prevent the occurrence of light leakage current. The TFT substrate and the CF substrate are bonded together with a sealing material (adhesive) containing a thermosetting resin.
[0004]
In the liquid crystal display panel manufacturing process, in a liquid crystal sealing process of sealing liquid crystal between opposing glass substrates, for example, a predetermined amount of liquid crystal is placed on a substrate surface in a frame of a sealing material formed in a frame shape around the TFT substrate. Is generally used, and a TFT substrate and a CF substrate are bonded in a vacuum to seal liquid crystal.
[0005]
Conventionally, such bonding of two substrates is performed in a substrate pressing step using a pressing device as a bonding device. This press device has two upper and lower holding plates that are arranged in the processing chamber so as to face each other, and keeps the distance between the substrates uniform in the thickness direction while maintaining the parallelism of both holding plates precisely. Bonding is performed by bringing both substrates close together while keeping them. The related art related to such a press device is disclosed in, for example, Patent Document 1.
[0006]
[Patent Document 1]
JP 2002-229044 A
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in recent years, the size of a substrate to be bonded has been increased with the increase in size of a panel, and the load value applied to both substrates at the time of bonding two substrates by a press device has been increasing. That is, at the time of bonding, a load corresponding to {working pressure per unit area × substrate area} acts on both substrates, and this load value increases in proportion to the substrate area.
[0008]
For this reason, there has been a problem that sideslip occurs on the substrates due to the reaction force of the processing pressure applied to both substrates at the time of bonding, and the position of the substrates to be bonded is shifted. Such a displacement of the substrate causes display defects such as light leakage from the light shielding portion and display unevenness, and causes a reduction in yield.
[0009]
The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a bonded substrate manufacturing apparatus and a bonded substrate manufacturing method capable of preventing a side slip of a substrate during bonding. It is in.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, a first substrate and a second substrate are respectively provided on a first holding plate and a second holding plate opposed to each other disposed in a processing chamber. In a bonded substrate manufacturing apparatus, the first and second substrates are brought into close proximity to each other and bonded to each other by adhering and holding at least one of pressure differential adsorption and electrostatic adsorption to act. A frictional resistance material that further holds the first and second substrates by frictional resistance is formed on the substrate holding surface of at least one of the first and second holding plates. Thereby, it is possible to prevent the substrates from slipping sideways due to the reaction force of the processing pressure applied to both substrates at the time of bonding. That is, it is possible to prevent misalignment between the two substrates at the time of bonding and perform bonding with high accuracy.
[0011]
According to the invention described in claim 2, the frictional resistance material is formed partially in the substrate holding surface. With this configuration, the flatness of the holding plate can be maintained with higher accuracy than when the frictional resistance material is formed on the entire surface of the substrate holding surface.
[0012]
According to the third aspect of the present invention, the frictional resistance material is formed partially along a peripheral portion of the substrate holding surface. According to this configuration, the frictional resistance on the outer peripheral surface of the substrate can be increased, and the side slip prevention effect can be further enhanced as compared with the case where the frictional resistance material is formed inside the holding plate.
[0013]
According to the fourth aspect of the present invention, the substrate holding surface includes a first holding surface including a pressure difference suction surface, a second holding surface including an electrostatic suction surface, and the first and second holding surfaces. And a third holding surface including a high friction surface made of a frictional resistance material having a higher coefficient of friction than the holding surface. In this configuration, by partially disposing the third holding surface having the high friction surface on the substrate holding surface, the arrangement of the electrostatic attraction surface and the like required for suppressing the side slip of the substrate on the substrate holding surface is provided. The area can be reduced. As a result, it is possible to easily hold the substrate with a small suction holding force.
[0014]
According to the fifth and ninth aspects of the present invention, the bonded substrate manufacturing apparatus is connected to at least one of the first and second holding plates, and pressurizes the connected holding plate. It has a pressure mechanism. This pressurizing mechanism can pressurize a position corresponding to the frictional resistance material formed on the substrate holding surface preferentially. Thereby, it is possible to perform the bonding while bending the substrate by preferentially pressing the portion where the frictional resistance material is formed, and it is possible to further enhance the side slip prevention effect.
[0015]
According to the invention as set forth in claim 6, when the holding plate is divided into a plurality of holding portions, the frictional resistance material is a substrate holding surface of at least one of the plurality of holding portions. Is formed. Each of the plurality of divided holding units is connected to a pressing mechanism that individually presses each of the holding units, and the pressing mechanism can press each of the divided holding units to perform bonding. It is. With this configuration, it is possible to reduce the load value applied to both the substrates at the time of pressing, and to further increase the side slip prevention effect by performing bonding by pressing from the holding portion on which the frictional resistance material is formed. .
[0016]
According to the invention described in claim 7, the plurality of holding portions are at least divided into those holding a central portion and a peripheral portion of the substrate held on the substrate holding surface, and the frictional resistance is reduced. The material is formed on the substrate holding surface of the holding unit that holds the peripheral portion of the substrate. With this configuration, by applying pressure from the holding portion that holds the peripheral portion of the substrate and performing the bonding, the frictional resistance on the outer peripheral surface of the substrate can be increased, and the side slip prevention effect can be further enhanced.
[0017]
According to the invention described in claim 8, the frictional resistance material is further partially formed within the substrate holding surface of the holding portion. With this configuration, the flatness of the holding plate can be maintained with higher precision than when the frictional resistance material is formed on the entire surface of the substrate holding surface of the holding unit.
[0018]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0019]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a bonded substrate manufacturing apparatus that performs a step of performing liquid crystal injection and bonding in a cell step in a manufacturing process of a liquid crystal display device.
The bonded
[0020]
The bonded
[0021]
Further, the bonded
[0022]
The first and second substrates W1 and W2 are first supplied to the
[0023]
In the present embodiment, for example, a sealing material is applied to the upper surface of the second substrate W2 which is a TFT substrate. As the sealing material, an adhesive containing at least a photocurable adhesive is used. After the sealing material is applied, the first and second substrates W1 and W2 are transferred to the liquid
[0024]
The liquid
[0025]
The
[0026]
Next, the
[0027]
This process maintains and stabilizes the properties of the bonded surface that cannot be opened after bonding. On the first and second substrates W1 and W2, a film such as an oxide film is generated on the surface thereof, or a floating substance in the air adheres to the first and second substrates W1 and W2, and the state of the surface changes. Since the change in the state differs for each substrate, a stable panel cannot be manufactured. Therefore, these processes suppress the formation of a film and the attachment of impurities, and suppress the change in the state of the substrate surface by treating the attached impurities, thereby stabilizing the panel quality.
[0028]
Next, the
[0029]
Next, the
[0030]
The
[0031]
The
[0032]
The curing
[0033]
Further, at the time of bonding, the substrates W1 and W2 are deformed by a processing pressure in a press or the like. Since the sealing material is not cured between the two substrates W1 and W2 transferred by the
[0034]
The substrates W1 and W2 (liquid crystal panels) having the cured sealing material are transported to the
[0035]
The
[0036]
Next, the configuration of the
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a
[0037]
The
[0038]
[0039]
A
[0040]
The
[0041]
The
[0042]
In this
[0043]
As described later, the
[0044]
The
[0045]
In the present embodiment, a
[0046]
A bellows 35 is provided between the
[0047]
The table 33b is supported by a
[0048]
A bellows 38 as an elastic body is provided between the
[0049]
A plurality of
[0050]
At the upper end of each of the
[0051]
In the
[0052]
Therefore, when the
[0053]
Then, when the
[0054]
At this time, the four
[0055]
Here, when the inside of the
[0056]
The total load value gradually decreases because the processing pressure acts as a reaction force when the two substrates W1 and W2 are bonded close to each other. That is, the
[0057]
The
[0058]
The
[0059]
More specifically, the
[0060]
The
[0061]
Next, a control mechanism of the
The
[0062]
As shown by a broken line in FIG. 3, an
[0063]
The
[0064]
More specifically, the
[0065]
The
[0066]
Next, the configuration of the table 33b according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 4, the substrate holding surface of the table 33b (the contact surface with the back surface of the second substrate W2) in the present embodiment is roughly composed of three first to third holding surfaces 61 to 63. ing.
[0067]
The
[0068]
In the present embodiment, a
[0069]
Note that the
[0070]
In the table 33b configured as described above, even when a force that moves in the horizontal direction (horizontal direction) acts on the second substrate W2 due to the reaction force of the processing pressure applied to both the substrates W1 and W2 during bonding. The skid of the substrate W2 can be prevented by the frictional resistance between the back surface of the substrate W2 and the high friction surface.
[0071]
The arrangement of the first to third holding surfaces 61 to 63 in the table 33b is such that {electrostatic attraction (+ pressure difference attraction) + frictional resistance} acts on the second substrate W2 during bonding. It is sufficient that the force is greater than the lateral force to be applied, and the arrangement is not limited to the arrangement shown in FIG.
[0072]
In the present embodiment, the high friction surface is provided only on the table 33b. However, if the
[0073]
As described above, the present embodiment has the following advantages.
(1) The table 33b holding the second substrate W2 has a
[0074]
(2) Since the second substrate W2 is held on the table 33b via the high friction surface, it is possible to prevent the sealing material or the liquid crystal from applying a shearing force to the second substrate W2 at the time of bonding so that the second substrate W2 slides sideways. be able to.
[0075]
(3) A
[0076]
(4) The
[0077]
(5) Since the high friction surface is formed on the table 33b, the number of electrostatic attraction surfaces formed on the table 33b can be reduced. That is, the substrate can be easily held even if the electrostatic attraction force required to suppress the lateral movement of the second substrate W2 is reduced.
[0078]
(Second embodiment)
Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
In the present embodiment, in the
[0079]
As shown in FIG. 5B, the substrate holding surface of the table 71 is constituted by first to third holding surfaces 61 to 63 as in the first embodiment. The difference from the table 33b shown in FIG. The
[0080]
As shown in FIG. 5A, the table 71 is supported by four
[0081]
In the present embodiment,
[0082]
Specifically, as shown in FIG. 5B, each
[0083]
At the time of bonding, the high friction surface on the table 71 is pressed upward by the
[0084]
As described above, the present embodiment has the following advantages.
(1) The high friction surface formed on the table 71 is configured to be pressed by a
[0085]
(Third embodiment)
Hereinafter, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
This embodiment describes another form of the
[0086]
FIG. 6 is a schematic view of the mechanism of the
The
[0087]
A plurality (two shown) of pressurizing
[0088]
A
[0089]
The
[0090]
The
[0091]
An O-
[0092]
In the
[0093]
The
[0094]
As shown in FIG. 7, the
[0095]
In this embodiment, the pressurizing
[0096]
Further, a pressurizing motor 94, a support member 96 and a
[0097]
A bellows 105 is provided between the
[0098]
Between the
[0099]
The table 102 is provided in the
[0100]
The table 102 is provided with
[0101]
A
[0102]
In the
[0103]
When the support member 96 moves up and down based on the drive of the pressurizing motor 94, the
[0104]
Therefore, the
[0105]
In such a
[0106]
Although the control mechanism of the
[0107]
Next, the configuration of the substrate holding surface of the
As shown in FIG. 7, the
[0108]
In order to perform bonding by the
[0109]
Next, the peripheral
[0110]
Then, after the suction of the
[0111]
Note that such a bonding step is described as an example. First, the central
[0112]
As described above, the present embodiment has the following advantages.
(1) In the present embodiment, in the
[0113]
(2) In the present embodiment, first, the peripheral
[0114]
Each of the above embodiments may be implemented in the following manner.
The configuration of the table 33b as in the first embodiment may be applied to the table 102 in the third embodiment.
[0115]
-By applying the
In the third embodiment, the table 102 is divided into a plurality of parts in the same manner as the pressurizing
[0116]
-The
[0117]
In the table 33b of the first embodiment, the table 71 of the second embodiment, the
[0118]
The features of the above embodiments are summarized as follows.
(Supplementary Note 1) A first substrate and a second substrate are respectively held by a first holding plate and a second holding plate opposed to each other disposed in a processing chamber, and the first and second substrates are brought close to each other. In a bonded substrate manufacturing apparatus for bonding two substrates together,
The first and second holding plates can respectively hold the first and second substrates by at least one of pressure difference suction and electrostatic suction,
The substrate holding surface of at least one of the first and second holding plates is formed with a frictional resistance material that further holds the first and second substrates by frictional resistance. Bonded substrate manufacturing equipment.
(Supplementary Note 2) The bonded substrate manufacturing apparatus according to Supplementary Note 1, wherein the frictional resistance material is partially formed in the substrate holding surface.
(Supplementary Note 3) The bonded substrate manufacturing apparatus according to Supplementary Note 1 or 2, wherein the frictional resistance material is partially formed along a peripheral portion of the substrate holding surface.
(Supplementary Note 4) The bonded substrate manufacturing apparatus according to any one of Supplementary Notes 1 to 3, wherein the frictional resistance material is formed at four corners of the substrate holding surface.
(Supplementary Note 5) The first substrate and the second substrate are respectively held by a first holding plate and a second holding plate opposed to each other disposed in a processing chamber, and the first and second substrates are brought close to each other. In a bonded substrate manufacturing apparatus for bonding two substrates together,
A substrate holding surface of at least one of the first and second holding plates, a first holding surface including a pressure difference suction surface, a second holding surface including an electrostatic suction surface, A bonded substrate manufacturing apparatus, wherein a third holding surface including a high friction surface made of a friction resistance material having a higher friction coefficient than the first and second holding surfaces is formed.
(Supplementary Note 6) A pressurizing mechanism connected to at least one of the first and second holding plates and configured to press the connected holding plate is provided,
The laminated substrate manufacturing according to any one of supplementary notes 1 to 5, wherein the pressure mechanism can preferentially press a position corresponding to the frictional resistance material formed on the substrate holding surface. apparatus.
(Supplementary Note 7) At least one of the first and second holding plates is configured to be divided into a plurality of holding portions, and a pressing mechanism that individually presses the plurality of divided holding portions is provided. Connected to
6. The bonded substrate manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the friction resistance material is formed on a substrate holding surface of at least one of the plurality of holding units.
(Supplementary Note 8) The plurality of holding units are at least divided into those holding a central part and a peripheral part of the substrate held on the substrate holding surface,
8. The bonded substrate manufacturing apparatus according to claim 7, wherein the frictional resistance material is formed on a substrate holding surface of a holding unit that holds a peripheral portion of the substrate.
(Supplementary note 9) The bonded substrate manufacturing apparatus according to supplementary note 7 or 8, wherein the frictional resistance material is further partially formed in the substrate holding surface of the holding unit.
(Supplementary Note 10) A first substrate and a second substrate are respectively held by a first holding plate and a second holding plate opposed to each other disposed in a processing chamber, and the first and second substrates are brought close to each other. In the method of manufacturing a bonded substrate, in which the two substrates are bonded together,
Bonding the two substrates by preferentially pressing a portion corresponding to the frictional resistance material formed on the substrate holding surface of at least one of the first and second holding plates. Characterized method of manufacturing a bonded substrate.
(Supplementary Note 11) The first substrate and the second substrate are respectively held by a first holding plate and a second holding plate opposed to each other disposed in a processing chamber, and the first and second substrates are brought close to each other. In the method of manufacturing a bonded substrate, in which the two substrates are bonded together,
At least one of the first and second holding plates is configured to be divided into a plurality of holding portions, and the substrate holding surface of at least one of the plurality of divided holding portions is provided on the substrate holding surface. Is formed with a frictional resistance material,
A method of manufacturing a bonded substrate, wherein the plurality of holding units are selectively moved up and down and pressed to bond the two substrates.
(Supplementary Note 12) Of the plurality of holding portions, the holding portion on which the frictional resistance material is formed is preferentially pressurized, and then the holding portion on which the frictional resistance material is not formed is pressed to apply the two sheets. 12. The bonded substrate manufacturing apparatus according to
[0119]
【The invention's effect】
As described in detail above, according to the present invention, it is possible to provide a bonded substrate manufacturing apparatus and a bonded substrate manufacturing method capable of preventing the sideslip of a substrate during bonding.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a bonded substrate manufacturing apparatus.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a press device according to the first embodiment.
FIG. 3 is a block diagram illustrating a control mechanism of the press device.
FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating a configuration example of a table according to the first embodiment.
5A and 5B are explanatory diagrams showing a second embodiment, in which FIG. 5A is a side view of a pressing mechanism, and FIG. 5B is an explanatory diagram showing a pressing region.
FIG. 6 is a schematic configuration diagram illustrating a press device according to a third embodiment.
FIG. 7 is an explanatory diagram illustrating a configuration example of a pressing plate according to a third embodiment.
FIG. 8 is an explanatory diagram showing a configuration example of another pressure plate.
[Explanation of symbols]
W1 First substrate
W2 Second substrate
11 Laminated substrate manufacturing equipment
32,100 Chamber as processing room
33a, 101, 121 Pressing plate as first holding plate
33b, 71, 102 Table as second holding plate
61 first holding surface
62 second holding surface
63 Third holding surface
72 Pressurizing mechanism
Claims (10)
前記第1及び第2の保持板は、それぞれ前記第1及び第2の基板を圧力差吸着及び静電吸着のうち少なくとも一方により保持可能であり、
前記第1及び第2の保持板のうち少なくとも一方の保持板の基板保持面には、それぞれ前記第1及び第2の基板をさらに摩擦抵抗により保持する摩擦抵抗材が形成されていることを特徴とする貼合せ基板製造装置。A first substrate and a second substrate are respectively held by a first holding plate and a second holding plate opposed to each other disposed in a processing chamber, and the first and second substrates are brought close to each other and two In the bonded substrate manufacturing equipment for bonding substrates
The first and second holding plates can respectively hold the first and second substrates by at least one of pressure difference suction and electrostatic suction,
The substrate holding surface of at least one of the first and second holding plates is formed with a frictional resistance material that further holds the first and second substrates by frictional resistance. Bonded substrate manufacturing equipment.
前記第1及び第2の保持板のうち少なくとも一方の保持板の基板保持面には、圧力差吸着面を含む第1の保持面と、静電吸着面を含む第2の保持面と、前記第1及び第2の保持面よりも摩擦係数の高い摩擦抵抗材にてなる高摩擦面を含む第3の保持面と、が形成されていることを特徴とする貼合せ基板製造装置。A first substrate and a second substrate are respectively held by a first holding plate and a second holding plate opposed to each other disposed in a processing chamber, and the first and second substrates are brought close to each other and two In the bonded substrate manufacturing equipment for bonding substrates
A substrate holding surface of at least one of the first and second holding plates, a first holding surface including a pressure difference suction surface, a second holding surface including an electrostatic suction surface, A bonded substrate manufacturing apparatus, wherein a third holding surface including a high friction surface made of a friction resistance material having a higher friction coefficient than the first and second holding surfaces is formed.
前記加圧機構は、前記基板保持面に形成された前記摩擦抵抗材に対応する位置を優先的に加圧可能としたことを特徴とする請求項1乃至4の何れか一項記載の貼合せ基板製造装置。A pressure mechanism that is connected to at least one of the first and second holding plates and presses the connected holding plate;
The lamination according to any one of claims 1 to 4, wherein the pressure mechanism is capable of preferentially pressing a position corresponding to the frictional resistance material formed on the substrate holding surface. Substrate manufacturing equipment.
前記摩擦抵抗材は、前記複数の保持部のうち少なくとも一つの保持部における基板保持面に形成されていることを特徴とする請求項1乃至4の何れか一項記載の貼合せ基板製造装置。At least one of the first and second holding plates is configured to be divided into a plurality of holding portions, and is connected to a pressing mechanism that individually presses the plurality of divided holding portions. Yes,
The bonded substrate manufacturing apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the friction resistance material is formed on a substrate holding surface of at least one of the plurality of holding units.
前記摩擦抵抗材は、前記基板の周辺部を保持する保持部の基板保持面に形成されていることを特徴とする請求項6記載の貼合せ基板製造装置。The plurality of holding units are at least divided into those holding a central part and a peripheral part of the substrate held on the substrate holding surface,
7. The bonded substrate manufacturing apparatus according to claim 6, wherein the frictional resistance material is formed on a substrate holding surface of a holding unit that holds a peripheral portion of the substrate.
前記第1及び第2の保持板のうち少なくとも一方の保持板の基板保持面に形成された摩擦抵抗材に対応する部分を優先的に加圧して前記2枚の基板の貼り合わせを行うことを特徴とする貼合せ基板製造方法。A first substrate and a second substrate are respectively held by a first holding plate and a second holding plate opposed to each other disposed in a processing chamber, and the first and second substrates are brought close to each other and two In the method of manufacturing a bonded substrate for bonding substrates,
Bonding the two substrates by preferentially pressing a portion corresponding to the frictional resistance material formed on the substrate holding surface of at least one of the first and second holding plates. Characterized method of manufacturing a bonded substrate.
前記第1及び第2の保持板のうち少なくとも一方の保持板は複数の保持部に分割して構成されるとともに、該分割された複数の保持部のうち少なくとも一つの保持部の基板保持面には摩擦抵抗材が形成されており、
前記複数の保持部を選択的に上下動させて加圧して前記2枚の基板の貼り合わせを行うことを特徴とする貼合せ基板製造方法。A first substrate and a second substrate are respectively held by a first holding plate and a second holding plate opposed to each other disposed in a processing chamber, and the first and second substrates are brought close to each other and two In the method of manufacturing a bonded substrate for bonding substrates,
At least one of the first and second holding plates is configured to be divided into a plurality of holding portions, and the substrate holding surface of at least one of the plurality of divided holding portions is provided on the substrate holding surface. Is formed with a frictional resistance material,
A method of manufacturing a bonded substrate, wherein the plurality of holding units are selectively moved up and down and pressed to bond the two substrates.
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