JP3795907B2 - 貼合せ基板製造装置及び基板貼合せ方法 - Google Patents
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Description
[1:基板の撓みによる吸着不良]
通常、基板保持は、真空チャック(吸引吸着)及び静電チャック(静電吸着)のうち少なくとも一方を用いて行われている。
安定したセル厚を確保しながら加圧する貼り合せ工程において、対向する基板間の平行度維持と等荷重加圧は重要な管理要素である。しかしながら、前述のように基板に撓みがあると、基板貼り合せ時にシール材が均等に押圧されずに、シール材以外の個所に接触し、極端な場合、滴下した液晶がシール材の枠外に押し出されてしまう場合があった。また、このようにプレス圧力が不均一である場合には、基板間をシールするために必要な加圧力が増大するため、基板に与える影響が大きくなるという問題があった。このため、安定した製品を作ることが困難であるという問題を有していた。
対向する基板をそれぞれ保持する保持板は、精度良く平面に加工されたものが使用されるが、吸着面に塵やガラス破片等が付着している場合には、その塵が基板に転写され、前述のような基板の位置ずれや離脱が発生する可能性がある。また、このような塵は静電チャックや保持板などの不良の原因となりうる。しかしながら、微細な塵は、静電吸着力により付着しているために除去することが容易ではなかった。
液晶基板の間隔は極めて狭く、基板間に封入する液晶の量は適正量に調整する必要がある。このため、液晶基板の製造工程では、貼り合わせる基板の間隔を調整するため、基板の間にスペーサを入れたり、いずれか一方の基板に基板同士の間隔を規制する柱が形成されている。
請求項2,3に記載の発明によれば、保持部は、吸着パッドにより基板の外面を保持するため、自重による基板の撓みを防止しながら該基板を略平面状態で保持板に吸着させることができるため、基板は安定して保持される。従って、基板の位置ズレ,脱落が防止される。
以下、本発明を具体化した第一実施形態を図1〜図15に従って説明する。
図1は、液晶表示装置の製造工程のうち、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。
図2は、プレス装置15の吸着機構を説明する概略構成図である。
プレス装置15は、処理室としての真空チャンバ20を備え、その真空チャンバ20は上下に分割され、上側容器20aと下側容器20bとから構成されている。
まず、基板W2(加圧板24aに保持する基板:カラーフィルタ基板)の搬入について説明する。
このとき噴出するガスは、基板W2の単位面積あたりの重量に相当する圧力が生じる流速にて基板W2に吹き付けられる。尚、ガスの噴出量は、基板W2の面積、厚さ、比重、ガス噴出ノズル34が形成されるピッチ及びそのノズル34から基板W2の内面までの距離等から計算により推定し、実験にて条件が設定される。このガスの噴出により生じる圧力によって、搬送ロボット31に吸着保持される基板W2は、自重による撓みが防止され、ほぼ平面に近い状態で保たれる。
基板W1は、搬送ロボット31が有する他のハンド(図2では省略)により吸着保持された状態でプレス装置15に搬入される。
図4に示すように、加圧板24aの吸着面には、基板W2を保持した状態にて吸着管路25と非連通する複数の吸着溝25aが所定の間隔で形成されている。複数の吸着溝25aは、所定の方向に沿って加圧板24aの端面まで延びるように辺を切り欠いて形成されている。尚、図4(b),(c)は、加圧板24aの側面図を示すものである。
図5は、プレス装置15による基板W1,W2の貼合せ工程を説明するフローチャートである。
これにより、チャンバ20内は、真空ポンプ29により真空排気されて減圧されると共に、ガス(不活性ガス)の供給により置換される。このチャンバ20内の減圧過程において、基板W2は略平面状態で加圧板24aに静電吸着されているため、基板W2と加圧板24aの接触面には気泡が殆ど残存しない。従って、グロー放電の発生が抑止され、基板W2の位置ズレ及び脱落は防止される。
図6は、プレス装置15による基板W1,W2の貼合せ工程のその他の例を説明するフローチャートである。
これにより、チャンバ20内は、真空ポンプ29により真空排気されて減圧されるとともに置換される。その際、前記(図5のステップ48)と同様に、チャンバ20内の減圧過程において、基板W2は略平面状態で加圧板24aに静電吸着されているため、基板W2と加圧板24aの接触面には気泡が殆ど残存しない。従って、グロー放電の発生が抑止され、基板W2の位置ズレ及び脱落は防止される。
その後は、図5のステップ50〜55と同様にして、両基板W1,W2の位置合せを行った後、それら基板W1,W2に所定の圧力を加えて所定のセル厚までプレスし、それによる貼り合せ後の基板W1,W2は、搬送ロボット31により次工程を行うための所定の位置に搬送される(ステップ72〜77)。そして、この貼り合せ後の基板W1,W2が搬送された後、プレス装置15は、上記ステップ51の初期状態に戻る(ステップ78)。
図7(a)に示すように、吸引吸着によって基板W2を加圧板24aに固定する際には、上記したように、基板W2の表裏の圧力差により局部的な撓みが発生する。この基板W2の撓みは、基板W2が薄型化するにつれて顕著に発生する。
加圧板24a及びテーブル24bには塵や基板W1,W2のガラス破片などの不純物が付着している場合がある。このような不純物は、基板W1,W2の吸着時に加圧板24aやテーブル24bの吸着面を損傷させたり、基板W1,W2の位置ズレ及び離脱を発生させる原因となりうる。このため、それらに付着している不純物を除去する必要がある。
この粘着テープ81を用いて加圧板24a及びテーブル24bに付着している塵やガラス破片などの不純物84を除去するには、まず、図示しない搬送機構によりプレス装置15内に粘着テープ81が供給され、テーブル24bの吸着面に貼着される。
貼合せを行う両基板W1,W2の間隔(セル厚)は極めて小さく、それら基板W1,W2間に封入する液晶の量は適正量に調整する必要がある。
尚、同図は、図1で説明した貼合せ基板製造装置10が複数のシール描画装置12、液晶滴下装置13、プレス装置15、硬化装置16を備えている様子を示し、搬送装置17は搬送装置17a〜17eを含む。そして、上記したように、IDリーダ18は搬送装置17aに備えられている。
詳述すると、柱高さ測定装置87は、量産性及び安定稼動等のために複数台設置される場合がある。このような場合、前述した液晶滴下装置13と同様に、柱高さ測定装置87間の機差によって柱高さの測定値に誤差が生じる可能性がある。このため、液晶滴下装置13に搬入された基板W1の柱高さデータがどの測定装置87で測定されたかを把握しておく必要がある。この際、基板ID及び柱高さデータに柱高さ測定装置87の号機データを付与することで、柱高さ測定装置87と液晶滴下装置13の機差を考慮して補正した液晶LCの点滴量を計算することができる。
尚、以下で説明する搬送ロボットは、上述したガス噴出機構を有する搬送ロボット31(図2参照)と異なる構成を有している。
プレス装置15では、両基板W1,W2の貼合せを行う際に、対向する基板W1,W2間の貼合せ位置を精密に位置合せする必要がある。
まず、基板W2の位置決めを行う場合について説明する。
搬送ロボット101により基板W2が保持されると、吸着機構125は、吸着パッド132から基板W2への吸引吸着を停止し、リニアアクチュエータ127により上昇する。基板W2への吸着を停止した吸着機構125は、スプリング130の付勢力により基準位置に復帰する。
(1)基板W2の内面に向かってガスを噴出させながらその内面外周部を吸着保持する搬送ロボット31、或いは、基板W2の外面を吸着保持する搬送ロボット101により、基板W2をプレス装置15内へ搬入し、加圧板24aに保持させるようにした。これによれば、自重による撓みの大きな基板W2の場合にも、その基板W2を略平面状態に保ったまま加圧板24aに確実に吸着保持させることができる。従って、加圧板24aに基板W2を安定して保持させることができるため、基板W2の撓みによる加圧板24aからの基板W2の位置ズレ及び脱落を防止することができる。また、略平面状態で基板W2が加圧板24aに吸着されるため、静電吸着時のグロー放電の発生も抑止される。その結果、大型化,薄型化する液晶パネルの製造歩留まりを向上させることができ、生産性が高められる。
以下、本発明を具体化した第二実施形態を図16,図17に従って説明する。
図16は、第二実施形態のプレス装置141の吸着機構を説明するための概略構成図である。尚、第一実施形態の図2で説明した構成と同様な構成部分には同一符号を付してその詳細な説明を一部省略する。
この方法では、排気バルブ28d,28fの開度を調整(即ち排気速度を加減速調整)することで、加圧板24aの吸着面からチャンバ20内までのコンダクタンス(吸着管路25,配管26a,26bの経路内での真空度)が小さい場合にも、基板W2の背圧をチャンバ圧と略等圧又はそれ以下に調整可能である。つまり、加圧板24aの吸着面からチャンバ20内までの経路が狭く、減圧されにくい場合にも、上述した第一実施形態と同様の効果を奏する。尚、本実施形態の方法は、配管26b及び背圧開放バルブ28bを設けない構成の場合においても同様の効果を奏する。
以下、本発明を具体化した第三実施形態を図18に従って説明する。
図18は、本実施形態の吸着機構を説明するための概略図であって、第一実施形態の加圧板24aへの吸着方法を一部変更したものである。
・図2では、加圧板24aに保持する基板W2を搬送する場合についてのみ説明したが、基板W1の搬送時に、該基板W1の下方よりガスを噴出しながら搬入するようにしてもよい。
・搬送ロボット31によるプレス装置15への基板W2の搬入時において、基板W2の内面に吹き付けるガスは、必ずしも不活性ガスのみに限定されるものでなく、基板W2に影響を与えなければその他の気体であってもよい。
・基板W2のサイズが大きい場合には、基板W2の内面に対しガスを吹き付けながら、基板W2の外面を吸着保持可能とするように搬送ロボット31を構成してもよい。
(付記1) 2枚の基板を処理室内に搬送する搬送手段を備え、前記処理室内にて対向して配置された第1及び第2の保持板にそれぞれ保持した両基板を貼り合わせる貼合せ基板製造装置において、
前記搬送手段は、前記第1及び第2の保持板に保持する2枚の基板のうち上側の基板を吸着し、該吸着した基板をその下方から所定の気体を噴出しながら水平方向に保持する保持部を備えることを特徴とする貼合せ基板製造装置。
(付記2) 2枚の基板を処理室内に搬送する搬送手段を備え、前記処理室内にて対向して配置された第1及び第2の保持板にそれぞれ保持した両基板を貼り合わせる貼合せ基板製造装置において、
前記搬送手段は、前記処理室内に搬送する2枚の基板から選択的に1枚を吸着保持する保持部を備え、該保持部は基板の外面を吸着して水平方向に保持することを特徴とする貼合せ基板製造装置。
(付記3) 前記搬送手段には、前記保持部を有する2本の搬送アームが設けられ、該2本の搬送アームのうち少なくとも一方には前記2枚の基板を同時に保持可能としたことを特徴とする付記2記載の貼合せ基板製造装置。
(付記4) 前記第1及び第2の保持板は、前記保持部に保持された基板に対し吸引吸着力及び静電吸着力のうち少なくとも一方を作用させて該基板を保持す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) 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は、該保持板とは独立して上下動可能に設けられ前記保持部に保持された基板の外面を吸引吸着して保持する吸着機構が備えられ、該保持板は前記吸着機構に保持された基板に対し吸引吸着力及び静電吸着力のうち少なくとも一方を作用させて該基板を保持す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6) 前記第1及び第2の保持板には該保持板を貫通する複数の貫通経路が上下方向に形成され、前記吸着機構は前記複数の貫通経路内を上下動可能とする複数の吸着部を備えることを特徴とする付記5記載の貼合せ基板製造装置。
(付記7) 前記複数の吸着部は、該吸着部毎に独立して上下動可能に設けられ、前記基板に対して該吸着部毎に個別に吸着可能であることを特徴とする付記6記載の貼合せ基板製造装置。
(付記8) 前記第1及び第2の保持板のうち少なくとも一方の吸着面には、該吸着面の端面まで延びるように辺を切り欠いて複数の吸着溝が形成されていることを特徴とする付記1乃至7の何れか一記載の貼合せ基板製造装置。
(付記9) 前記複数の吸着溝には、通気性を有したポーラス部材が前記吸着溝を平面化する状態で設けられていることを特徴とする付記8記載の貼合せ基板製造装置。
(付記10) 前記処理室内への前記2枚の基板の搬入に先立って、前記第1及び第2の保持板に付着している不純物を除去するための不純物除去手段を備えていることを特徴とする付記1乃至9の何れか一記載の貼合せ基板製造装置。
(付記11) 前記不純物除去手段は、弾性を有するテープ基材と該テープ基材のうち少なくとも片面に塗布された粘着剤とから構成される粘着テープを前記第1及び第2の保持板の吸着面に接触させ、前記粘着剤により不純物を除去する手段であることを特徴とする付記10記載の貼合せ基板製造装置。
(付記12) 前記処理室内の減圧下にて前記粘着テープを前記第1及び第2の保持板により挟み込むことを特徴とする付記11記載の貼合せ基板製造装置。
(付記13) 前記2枚の基板間に封入する液体を、前記2枚の基板のうち何れか一方の基板上に滴下する液体滴下装置と、
前記2枚の基板のうち少なくとも一方の基板に形成されて前記2枚の基板同士の間隔を規制する柱の高さを測定する柱高さ測定装置とを備え、
前記柱高さ測定装置は前記柱の高さを測定した基板の識別情報と該基板の柱高さデータとを対応付けて第1の記憶装置に記憶し、前記液体滴下装置は前記識別情報に基づいて前記第1の記憶装置から抽出した前記柱高さデータ及び予め定められた点滴量の補正値に応じた量の液体を前記基板上に滴下することを特徴とする付記1乃至12の何れか一記載の貼合せ基板製造装置。
(付記14) 前記柱高さデータには、前記柱の高さを測定する柱高さ測定装置の号機データ及び前記液体滴下装置での処理単位毎に前記基板に対して付与されるロット番号のうち少なくとも一方が付与されることを特徴とする付記13記載の貼合せ基板製造装置。
(付記15) 前記処理室内への前記2枚の基板の搬入に先立って、前記第1及び第2の保持板にそれぞれ保持される前記2枚の基板の位置決めを該基板毎に行う位置決め装置を備え、
前記位置決め装置は、前記基板の外面を吸着して水平方向に移動可能に吊下保持する吸着機構と、その吸着機構により吊下保持された基板の辺及び角のうち少なくとも一箇所を押して位置決めを行う位置決め機構とを備えることを特徴とする付記1乃至14の何れか一記載の貼合せ基板製造装置。
(付記16) 2枚の基板を処理室内に搬送する搬送手段を備え、前記処理室内にて対向して配置された第1及び第2の保持板にそれぞれ保持した両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、前記処理室内が大気圧下では前記基板を吸引吸着して保持し、前記処理室内の減圧に際しては、前記吸引吸着を停止した後に前記基板の背圧を前記処理室内の圧力と略等圧とする状態にて前記基板を静電吸着して保持することを特徴とする貼合せ基板製造方法。
(付記17) 2枚の基板を処理室内に搬送する搬送手段を備え、前記処理室内にて対向して配置された第1及び第2の保持板にそれぞれ保持した両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、前記処理室内が大気圧下では前記基板を吸引吸着して保持し、前記処理室内の減圧に際しては、該処理圧内の圧力を大気圧に対し所定の圧力まで揚圧して前記吸引吸着を停止した後に前記基板を静電吸着して保持することを特徴とする貼合せ基板製造方法。
(付記18) 真空ポンプの駆動に基づいて前記処理室内を減圧するための第1の排気バルブと、前記真空ポンプの駆動に基づいて前記基板の背圧を調整するための第2の排気バルブとが設けられ、
前記処理室内の減圧下では、前記基板の背圧を前記処理室内と略等圧若しくはそれよりも低圧とするように前記第1及び第2の排気バルブの開度及び前記真空ポンプの回転数のうち少なくとも一方を調整することを特徴とする付記16又は17記載の貼合せ基板製造方法。
13 液体滴下装置としての液晶滴下装置
20 処理室としてのチャンバ
22a,22b 第1及び第2の保持板としての上平板,下平板
25a 吸着溝
29 真空ポンプ
31,101 搬送手段としての搬送ロボット
31a,105a,105b,106a 保持部としてのハンド
80 ポーラス部材
81 粘着テープ
87 柱高さ測定装置
102 位置決め装置
Claims (18)
- 処理室内にて対向して配置された第1及び第2の保持板にそれぞれ保持した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2枚の基板を前記処理室内に搬入及び搬出する搬送ロボットを備え、
前記搬送ロボットは2本の搬送アームを有し、該2本の搬送アームの内少なくともいずれか一方は2枚の基板を保持できる保持部を有すること
を特徴とする貼合せ基板製造装置。 - 前記保持部は、上基板の外面を保持するための吸着パッドを下面側に備えること
を特徴とする請求項1記載の貼合せ基板製造装置。 - 前記保持部は、下基板又は前記2枚の基板を貼り合わせた後の基板の外面を保持するための吸着パッドを備えること
を特徴とする請求項2記載の貼合せ基板製造装置。 - 前記搬送ロボットは、前記2枚の基板を貼り合わせた後の基板を保持して前記処理室から搬出すること
を特徴とする請求項1乃至3の何れか一項記載の貼合せ基板製造装置。 - 前記処理室からの貼り合わせた後の基板の搬出と、前記処理室への以後の2枚の基板の搬入とが連続して行われること
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。 - 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は前記保持部に保持された基板の外面を吸引吸着して保持する吸着機構が備えられ、
前記保持板は前記吸着機構に保持された基板に対し吸引吸着力及び静電吸着力のうち少なくとも一方を作用させて該基板を保持すること
を特徴とする請求項1乃至5の何れか一項記載の貼合せ基板製造装置。 - 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、前記保持部を収容する溝を有すること
を特徴とする請求項1乃至6の何れか一項記載の貼合せ基板製造装置。 - 処理室内にて対向して配置された第1及び第2の保持板にそれぞれ保持した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2枚の基板を前記処理室内に搬入する搬送ロボットを備え、
前記搬送ロボットは前記基板を保持するための第1の搬送アームと第2の搬送アームとで構成される保持手段を有し、
前記第1の搬送アームは前記2枚の基板を保持可能なこと
を特徴とする貼合せ基板製造装置。 - 前記保持手段は、前記2枚の基板を貼り合わせた後の基板を保持すること
を特徴とする請求項8記載の貼合せ基板製造装置。 - 前記搬送ロボットは、前記2枚の基板を貼り合わせた後の基板を保持して前記処理室から搬出すること
を特徴とする請求項8記載の貼合せ基板製造装置。 - 前記処理室からの搬出は、前記第2の搬送アームで行われること
を特徴とする請求項10記載の貼合せ基板製造装置。 - 前記第1及び第2の搬送アームのうち少なくともいずれか一方は基板を保持できる保持部を有し、
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は前記保持部に保持された基板の外面を吸引吸着して保持する吸着機構が備えられ、
前記保持板は前記吸着機構に保持された基板に対し吸引吸着力及び静電吸着力のうち少なくとも一方を作用させて該基板を保持すること
を特徴とする請求項8乃至11の何れか一項記載の貼合せ基板製造装置。 - 前記第1及び第2の搬送アームのうち少なくともいずれか一方は基板を保持できる保持部を有し、
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、前記保持部を収容する溝を有すること
を特徴とする請求項8乃至12の何れか一項記載の貼合せ基板製造装置。 - 処理室内にて対向して配置された第1及び第2の保持板にそれぞれ保持した上基板及び下基板を貼り合わせる基板貼合せ方法において、
第1の搬送アームと第2の搬送アームとを備える搬送ロボットが前記第1の搬送アームで前記上基板及び下基板を保持して前記上基板及び下基板を前記処理室内に搬入し、
前記上基板と前記下基板とを貼り合わせ、
前記搬送ロボットが、貼り合わせた後の基板を搬出した後に他の上基板及び下基板を保持して前記処理室内に搬入すること
を特徴とする基板貼合せ方法。 - 処理室内にて対向して配置された第1及び第2の保持板にそれぞれ保持した上基板及び下基板を貼り合わせる基板貼合せ方法において、
第1の搬送アームと第2の搬送アームとを備える搬送ロボットが前記第1の搬送アームで前記上基板及び下基板を保持して前記上基板及び下基板を前記処理室内に搬入し、
前記上基板と前記下基板とを貼り合わせ、
前記搬送ロボットが、貼り合わせた後の基板の搬出と他の上基板及び下基板の前記処理室内への搬入とを連続して行うこと
を特徴とする基板貼合せ方法。 - 処理室内にて対向して配置された第1及び第2の保持板にそれぞれ保持した上基板及び下基板を貼り合わせる基板貼合せ方法において、
搬送ロボットの第1の搬送アームで前記上基板及び下基板を保持して前記上基板及び下基板を前記処理室内に搬入し、
前記上基板と前記下基板とを貼り合わせ、
前記搬送ロボットの第2の搬送アームで貼り合わせた後の基板を搬出すること
を特徴とする基板貼合せ方法。 - 第1の搬送アームから上基板又は下基板を前記第1及び第2の保持板に受け渡し、
前記第1及び第2の保持板は、吸引吸着力及び静電吸着力にて前記上基板又は下基板を保持すること
を特徴とする請求項14乃至16の何れか一項記載の基板貼合せ方法。 - 前記第1及び第2の搬送アームのうち少なくともいずれか一方は基板を保持できる保持部を有し、
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、前記保持部を収容する溝を有すること
を特徴とする請求項14乃至17の何れか一項記載の基板貼合せ方法。
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