JP4044770B2 - 基板貼合装置および基板貼合方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示パネル等の製造に用いられる基板貼合装置および基板貼合方法に係り、とりわけ、２枚の基板を接着剤を介して貼り合わせる基板貼合装置および基板貼合方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示パネルの製造工程においては、液晶表示パネル用の２枚の基板を接着剤としてのシール剤を介して所定のギャップを保った状態で貼り合わせる基板貼合工程がある。このような基板貼合工程においては、基板同士を貼り合わせる際の貼合加圧力を制御することにより基板間のギャップを調整する方法が一般的にとられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、シール剤の変形抵抗等はシール剤の経時的な硬化や温度変化によって変化することから、貼合加圧力の制御によって基板間のギャップを精度良く調整することは困難であった。また、近年の基板貼合工程においては、液晶滴下方式（基板同士を貼り合わせる過程で基板間の空間への液晶の充填も同時に行う方法）のように、基板同士の貼り合わせを大気中でなく真空中で行う方法もとられるようになってきている。そして、このような方法においては、大気開放前の基板間のギャップの変動が大気開放後の基板間の相対的な位置ずれにつながるので、真空中での基板同士の貼り合わせ精度が大気圧下での最終的な貼り合わせ精度に及ぼす影響が非常に大きく、大気中で基板同士を貼り合わせる場合に比べて基板間のギャップをより精度良く調整することが望まれている。すなわち、大気開放後、基板間のギャップは、基板間の空間内の気圧と大気圧との差圧の影響を受けて収縮するが、真空中での貼り合わせ時における基板間のギャップが目標ギャップに到達せず、かつ、上下の基板間にシール剤による十分な接着力が作用されていない状態においては、上述したような収縮時に上下の基板が平面方向に位置ずれしてしまうのである。
【０００４】
本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、２枚の基板間のギャップの調整を比較的安価な構成で精度良く行うことにより、最終的に製造される液晶表示パネル等の歩留まりを改善するとともに、設備コストを低減することができる、基板貼合装置および基板貼合方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、第１の解決手段として、２枚の基板を接着剤を介して貼り合わせる基板貼合装置において、一方の基板を保持する第１のステージと、前記第１のステージと対向するように設けられ、前記一方の基板に貼り合わされる他方の基板を保持する第２のステージと、前記第１のステージおよび前記第２のステージの少なくとも一方を移動させて、前記第１のステージに保持された前記一方の基板と前記第２のステージに保持された前記他方の基板との間の距離を変化させる駆動装置と、前記２枚の基板間に配置され且つ前記２枚の基板間のギャップの変化に応じて変形することが可能なギャップ測定用部材を撮像する撮像装置と、前記撮像装置による撮像結果を画像処理して前記ギャップ測定用部材の形状を測定する画像処理装置と、前記画像処理装置による測定結果に基づいて前記２枚の基板間のギャップを算出する演算装置とを備えたことを特徴とする、基板貼合装置を提供する。
【０００６】
なお、上述した第１の解決手段においては、前記演算装置による算出結果に基づいて前記駆動装置を制御する制御装置をさらに備えることが好ましい。また、前記ギャップ測定用部材は、前記各基板の延在面内の複数箇所に位置していることが好ましい。さらに、前記ギャップ測定用部材は、前記２枚の基板を貼り合わせるための接着剤である他、前記２枚の基板を貼り合わせるための接着剤とは別に設けられた部材であってもよい。
【０００７】
本発明は、第２の解決手段として、２枚の基板を接着剤を介して貼り合わせる基板貼合方法において、第１のステージにて一方の基板を保持する工程と、
前記第１のステージと対向するように設けられた第２のステージにて、前記一方の基板に貼り合わされる他方の基板を保持する工程と、前記第１のステージおよび前記第２のステージの少なくとも一方を移動させて、前記第１のステージに保持された前記一方の基板と前記第２のステージに保持された前記他方の基板とを接着剤を介して貼り合わせる工程と、前記一方の基板と前記他方の基板とを貼り合わせる過程で、前記一方の基板と前記他方の基板との間に配置されたギャップ測定用部材の形状を測定する工程と、前記ギャップ測定用部材の形状の測定結果に基づいて前記一方の基板と前記他方の基板との間のギャップを算出する工程とを含むことを特徴とする、基板貼合方法を提供する。
【０００８】
なお、上述した第２の解決手段においては、前記一方の基板と前記他方の基板との間のギャップの算出結果に基づいて前記第１のステージおよび前記第２のステージの少なくとも一方の移動を制御する工程をさらに含むことが好ましい。
【０００９】
本発明は、第３の解決手段として、２枚の基板を接着剤を介して貼り合わせる基板貼合方法において、第１のステージにて一方の基板を保持する工程と、前記第１のステージと対向するように設けられた第２のステージにて、前記一方の基板に貼り合わされる他方の基板を保持する工程と、前記第１のステージおよび前記第２のステージの少なくとも一方を移動させて、前記第１のステージに保持された前記一方の基板と前記第２のステージに保持された前記他方の基板とを接着剤を介して貼り合わせる工程と、前記一方の基板と前記他方の基板とを貼り合わせた後、前記一方の基板と前記他方の基板との間に配置されたギャップ測定用部材の形状を測定する工程と、前記ギャップ測定用部材の形状の測定結果に基づいて、貼り合わせ後の前記一方の基板と前記他方の基板との間のギャップを検査する工程とを含むことを特徴とする、基板貼合方法を提供する。
【００１０】
本発明によれば、基板間に配置されたギャップ測定用部材の形状の変化に基づいて基板間のギャップを算出するようにしているので、真空チャンバ内で基板同士の貼り合わせが行われるような場合でも、基板間のギャップを精度良く測定することができる。このため、このような測定結果に基づいて基板間のギャップの調整を比較的安価な構成で精度良く行うことができ、最終的に製造される液晶表示パネルの歩留まりを改善するとともに、設備コストを低減することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１乃至図４は本発明による基板貼合装置の一実施の形態を説明するための図である。
【００１２】
まず、図１により、本実施の形態に係る基板貼合装置の構成について説明する。
【００１３】
図１に示すように、基板貼合装置１０は、真空チャンバ１３を備え、その内部には、ガラス基板等の下基板３１を保持する下ステージ（第１のステージ）１１が設けられている。また、真空チャンバ１３の内部には、下ステージ１１と対向するように上ステージ（第２のステージ）１２が設けられており、下基板３１に貼り合わされるガラス基板等の上基板３２を保持するようになっている。なお、真空チャンバ１３には、真空源（図示せず）に接続された真空排気弁１４、および、窒素や空気等の気体を供給する気体供給源（図示せず）に接続された大気開放弁１５が取り付けられており、必要に応じて真空排気および大気開放を行うことができるようになっている。
【００１４】
なお、下ステージ１１および上ステージ１２の表面には静電チャック等の保持機構（図示せず）が設けられており、下基板３１または上基板３２を保持することができるようになっている。また、上ステージ１２には、上ステージ１２を下ステージ１１に対してＺ方向（上下方向）に移動させるためのＺ軸モータ（駆動装置）２３が設けられており、下基板３１と上基板３２との間の距離を変化させることができるようになっている。さらに、下ステージ１１には、下ステージ１１をＸ方向、Ｙ方向およびθ方向に移動させるための下ステージ駆動部２６が設けられており、下基板３１と上基板３２との間の相対的な位置関係を変化させることができるようになっている。
【００１５】
ここで、下ステージ１１に保持される下基板３１の表面には、図２に示すように、製造される液晶表示パネルの表示領域に対応する所望の領域を囲むような閉ループ状のパターンを描くように紫外線硬化樹脂からなる、接着剤としてのシール剤３３が塗布されている。また、閉ループ状のシール剤３３の内側には、所定量の液晶３４が複数箇所に点在する形で滴下されている。さらに、閉ループ状のシール剤３３の外側で下基板３１の四隅の近くには円柱形状のギャップ測定用部材３５が塗布されている。なお、ギャップ測定用部材３５は、シール剤３３と同様の紫外線硬化樹脂からなり、下基板３１上に上基板３２が重ね合わされた状態で下基板３１と上基板３２との間のギャップの変化に応じて変形するようになっている（図４(a)(b)(c)(d)参照）。
【００１６】
なお、図１に示すように、真空チャンバ１３の下方には、下基板３１と上基板３２との間に配置される複数のギャップ測定用部材３５を撮像するＣＣＤカメラ（撮像装置）１６，１７が設けられている。ここで、ＣＣＤカメラ１６，１７は、４個のギャップ測定用部材３５のそれぞれに対応して４個設けられている。また、下ステージ１１のうちＣＣＤカメラ１６，１７の撮像光路に対応する部分には、空洞１１ａ，１１ｂが設けられ、真空チャンバ１３の外壁のうちＣＣＤカメラ１６，１７の撮像光路に対応する部分には、透明体１３ａ，１３ｂが設けられている。なお、透明体１３ａ，１３ｂとしては、光を通す材料でかつ真空チャンバ１３の外壁として十分な強度を持つ材料であれば任意のものを用いることができ、例えば硬質のガラスや樹脂材等を用いることができる。
【００１７】
また、ＣＣＤカメラ１６，１７には画像処理装置２０が接続されており、画像処理装置２０により、ＣＣＤカメラ１６，１７による撮像結果を画像処理してギャップ測定用部材３５の形状を測定することができるようになっている。さらに、画像処理装置２０にはコントローラ（演算装置）２１が接続されており、コントローラ２１により、画像処理装置２０による測定結果に基づいて下基板３１と上基板３２との間のギャップを算出することができるようになっている。なお、コントローラ２１にはモータ制御器２２が接続されており、モータ制御器２２により、コントローラ２１による算出結果に基づいてＺ軸モータ２３を制御することができるようになっている。なお、コントローラ２１およびモータ制御器２２により制御装置が構成されている。ここで、モータ制御器２２にはカメラ駆動部１８，１９も接続されており、コントローラ２１およびモータ制御器２２によりカメラ駆動部１８，１９を制御することにより、ＣＣＤカメラ１６，１７をＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向に移動させることができるようになっている。なお、カメラ駆動部１８，１９には、ＣＣＤカメラ１６，１７とともに紫外線照射用ファイバ２４，２５が取り付けられており、コントローラ２１およびモータ制御器２２によりカメラ駆動部１８，１９を制御することにより、下基板３１と上基板３２とが貼り合わされた後において、シール剤３３の一部に対応させて紫外線照射用ファイバ２４，２５を移動させて紫外線を照射し、シール剤３３を部分的に硬化させることができるようになっている。なお、各紫外線照射用ファイバ２４をシール剤３３に沿って移動させながら紫外線を照射し、シール剤３３を全域に亘って硬化させるようにしてもよい。
【００１８】
なお、本実施の形態において、ＣＣＤカメラ１６，１７および画像処理装置２０は、下基板３１および上基板３２のそれぞれに設けられたアライメントマークを撮像し、その撮像結果に基づいて下基板３１と上基板３２との相対的な位置関係を認識するためにも用いられるようになっており、コントローラ２１およびモータ制御器２２により下ステージ駆動部２６を制御することにより、下ステージ１１をＸ方向、Ｙ方向およびθ方向に移動させ、下基板３１と上基板３２との相対的な位置合わせを行うことができるようになっている。
【００１９】
次に、このような構成からなる本実施の形態の作用について説明する。
【００２０】
図３に示すように、まず、真空チャンバ１３を上下に分離させる等により下基板３１および上基板３２の搬入空間を形成するとともに、下ステージ１１と上ステージ１２とを互いに十分に離間させた状態で配置し、上ステージ１２にて上基板３２を保持するとともに（工程１０１）、下ステージ１１にて下基板３１を保持する（工程１０２）。なおこのとき、下基板３１の表面には、あらかじめ、図２に示すように、製造される液晶表示パネルの表示領域に対応する所望の領域を囲むような閉ループ状のパターンを描くようにシール剤３３を塗布するとともに、閉ループ状のシール剤３３の内側の複数箇所に所定量の液晶３４を点在させる形で滴下しておく。さらに、閉ループ状のシール剤３３の外側で下基板３１の四隅の近くには円柱形状のギャップ測定用部材３５を塗布しておく。
【００２１】
この状態で、真空源（図示せず）に接続された真空排気弁１４を開いて真空チャンバ１３内を真空排気し、真空チャンバ１３の内部を真空状態にする（工程１０３）。また、ＣＣＤカメラ１６，１７により、下基板３１および上基板３２のそれぞれに設けられたアライメントマーク（図示せず）を撮像し、次いで、画像処理装置２０により、その撮像結果に基づいて下基板３１と上基板３２との相対的な位置関係を認識する（工程１０４）。その後、このような認識結果に基づいて、コントローラ２１およびモータ制御器２２により下ステージ駆動部２６を制御し、下ステージ１１をＸ方向、Ｙ方向およびθ方向に移動させ、下基板３１と上基板３２との間の相対的な位置合わせを行う（工程１０５）。
【００２２】
その後、コントローラ２１およびモータ制御器２２によりＺ軸モータ２３を制御し、上基板３２が保持された上ステージ１２を下降させ、下ステージ１１に保持された下基板３１と上ステージ１２に保持された上基板３２とをシール剤３３を介して貼り合わせる。なおこのとき、下基板３１と上基板３２との間に配置されたギャップ測定用部材３５の形状は、下基板３１と上基板３２との間のギャップに応じて変化するので、下基板３１と上基板３２とを貼り合わせる過程で、ギャップ測定用部材３５の形状を測定し、その測定結果に基づいて下ステージ１１および上ステージ１２の位置等を制御する。
【００２３】
具体的には、コントローラ２１およびモータ制御器２２によりＺ軸モータ２３を制御し、上ステージ１２を基準位置まで下降させた後（工程１０６）、上ステージ１２を所定量だけ下降させながら、工程１０７〜１１１の処理を繰り返し行う。
【００２４】
まず、上ステージ１２を所定量だけ下降させた後（工程１０７）、下基板３１と上基板３２との間に配置されたギャップ測定用部材３５をＣＣＤカメラ１６，１７により撮像し、その撮像結果を画像処理装置２０により画像処理してギャップ測定用部材３５の形状を測定する（工程１０８）。また、コントローラ２１により、工程１０８の測定結果に基づいて各測定位置での下基板３１と上基板３２との間のギャップを算出する（工程１０９）。なお、工程１０８においては、下基板３１と上基板３２との間のギャップの変化に応じてＣＣＤカメラ１６，１７と両基板３１，３２との間の相対的な間隔が変化し、両基板３１，３２がＣＣＤカメラ１６，１７の焦点深度内から外れるような場合に、その変化に応じた移動量で、カメラ駆動部１８，１９によりＣＣＤカメラ１６，１７のＺ方向の位置を変化させたり、ＣＣＤカメラ１６，１７の倍率等を変化させたりして、両基板３１，３２をＣＣＤカメラ１６，１７の焦点深度内に収めるように調整してもよい。
【００２５】
ここで、図４(a)(b)(c)(d)により、下基板３１と上基板３２との間のギャップの変化に伴うギャップ測定用部材３５の形状の変化について説明する。なお、図４(a)(b)はそれぞれ、上基板３２が下基板３１のシール剤３３に接触した直後のギャップ測定用部材３５を示す概略側面図および概略平面図、図４(c)(d)はそれぞれ、上基板３２の下基板３１に対する貼り合わせが終了した後のギャップ測定用部材３５を示す概略側面図および概略平面図である。図４(a)(b)(c)(d)に示すように、ギャップ測定用部材３５が円柱形状（断面積Ｓおよび高さｈ）を保ったまま押し潰される場合を想定すると、ギャップ測定用部材３５の断面積Ｓは、ギャップ測定用部材３５の高さｈ（すなわち、下基板３１と上基板３２との間のギャップｄ）と一定の関係を持って変化する。ここで、説明を簡単にするため、ギャップ測定用部材３５が、圧縮率０の材料からなるものとすると、塗布されたギャップ測定用部材３５の体積Ｖをあらかじめ定めておけば、下基板３１と上基板３２との間のギャップｄ（ギャップ測定用部材３５の高さｈ）は、ギャップ測定用部材３５の断面積Ｓに基づいて、ｄ（＝ｈ）＝Ｖ／Ｓとして算出することができる。
【００２６】
なお、工程１０９において、下基板３１と上基板３２との間のギャップが所定の限度幅を越えて不均一である場合（予め定めた設定値以上のばらつきを有する場合）には、基板貼合装置１０に異常が発生したか、両基板３１，３２に異常（割れ等）が発生した可能性があるので、コントローラ２１により、基板貼合装置１０を一時的に停止させ、オペレータコール等の異常処理を行うようにしてもよい。なおここで、下ステージ駆動部２６に、下ステージ１１をＸＹ平面方向に関して揺動させる揺動機能を設け、工程１０９にて算出された各測定位置でのギャップに基づいて、下ステージ駆動部２６を制御して、下基板３１と上基板３２との間のギャップが平面方向で一様になるように下ステージ１１を揺動させ、上述したような異常の復旧を試みるようにしてもよい。
【００２７】
その後、コントローラ２１において、下基板３１と上基板３２との間のギャップが所定値に達したか否かを判断し（工程１１０）、所定値に達していない場合には、工程１０７に戻って処理を繰り返す。
【００２８】
これに対し、コントローラ２１において、下基板３１と上基板３２との間のギャップが所定値に達したと判断した場合には、下基板３１と上基板３２との貼り合わせを終了し、気体供給源（図示せず）に接続された大気開放弁１５を開き、真空チャンバ１３内を大気開放する（工程１１１）。なおこのとき、下ステージ１１に保持された下基板３１と上ステージ１２に保持された上基板３２とはシール剤３３を介して貼り合わされ、また、下基板３１と上基板３２との間の空間には液晶３４が一様に充填され、液晶基板が作製される（図４(c)(d)参照）。
【００２９】
その後、大気圧下での下基板３１と上基板３２との間のギャップを検査するため、工程１０８および１０９と同様の方法により、ギャップ測定用部材３５の形状を測定するとともに（工程１１２）、各測定位置での下基板３１と上基板３２との間のギャップを算出する（工程１１３）。
【００３０】
そして、コントローラ２１において、下基板３１と上基板３２との間のギャップが適正か否かを判断し（工程１１４）、下基板３１と上基板３２との間のギャップが適正である場合には、上ステージ１２による上基板３２の保持を解除した後、上ステージ１２を上昇させ、上ステージ１２から液晶基板を離間させる（工程１１５）。そして最終的に、下ステージ１１による下基板３１の保持を解除した後、作製された液晶基板を下流工程へ払い出す（工程１１６）。なお、この払い出しの際、真空チャンバ１３は、上下に分離して、液晶基板の搬出空間を形成する。
【００３１】
これに対し、コントローラ２１において、下基板３１と上基板３２との間のギャップが適正でないと判断した場合には、基板貼合装置１０を一時的に停止させ、オペレータコール等の異常処理を行う（工程１１７）。
【００３２】
なお、工程１１２および１１３で得られた検査結果（各測定位置での下基板３１と上基板３２との間のギャップ）は、次回の液晶基板の作製における補正データとしてフィードバックしてもよい。具体的には、コントローラ２１において、検査結果として得られた下基板３１と上基板３２との間のギャップに基づいて、上ステージ２２を移動させるＺ軸モータ２３の駆動量に対する補正データを算出し、この補正データに基づいて次回の液晶基板の作製におけるＺ軸モータ２３の駆動量を変更するようにするとよい。
【００３３】
このように本実施の形態によれば、下基板３１と上基板３２との間に配置されたギャップ測定用部材３５の形状の変化に基づいて下基板３１と上基板３２との間のギャップを算出するようにしているので、真空チャンバ１３内で下基板３１と上基板３２との貼り合わせが行われるような場合でも、下基板３１と上基板３２との間のギャップを精度良く測定することができる。このため、このような測定結果に基づいて下基板３１と上基板３２との間のギャップの調整を比較的安価な構成で精度良く行うことができ、最終的に製造される液晶表示パネルの歩留まりを改善するとともに、設備コストを低減することができる。
【００３４】
なお、上述した実施の形態においては、コントローラ２１により、上ステージ１２を所定量ずつ下降させながらギャップ測定用部材３５の形状の変化を逐次測定するよう制御しているが（工程１０７〜１１０）、これに限らず、上ステージ１２を連続的に下降させながらギャップ測定用部材３５の形状の変化を一定時間ごとに測定するよう制御してもよい。
【００３５】
また、上述した実施の形態においては、工程１０７〜１１０において、上ステージ１２を所定量ずつ下降させながら下基板３１と上基板３２との間のギャップを測定する場合を例に挙げて説明したが、これに限らず、１回目で測定されたギャップと目標ギャップとの比較に基づいて上ステージ１２の下降量を決定し、この決定された下降量に基づいて上ステージ１２を下降させるようにしてもよい。このようにすることにより、工程１０７〜１１０のように設定回数だけ上ステージ１２の下降を繰り返す場合に比べて、下基板３１と上基板３２との間のギャップを、早く目標ギャップに到達させることができる。
【００３６】
さらに、上述した実施の形態においては、工程１０６にて上ステージ１２を基準位置まで下降させ、さらに、工程１０７にて上ステージ１２を所定量だけ下降させた後、下基板１１と上基板１２との間のギャップの測定を開始する場合を例に挙げて説明したが、これに限らず、１回目のギャップの測定は、工程１０７を実行することなく、工程１０６の後に実行するようにしてもよい。
【００３７】
また、上述した実施の形態においては、下基板３１と上基板３２とを貼り合わせるためのシール剤３３とは別に設けられたギャップ測定用部材３５の形状の変化を利用して下基板３１と上基板３２との間のギャップを測定しているが、これに限らず、シール剤３３自体の形状の変化を利用して下基板３１と上基板３２との間のギャップを測定するようにしてもよい。また、閉ループ状のシール剤３３の内側に滴下された液晶３４の形状の変化を利用して下基板３１と上基板３２との間のギャップを測定するようにしてもよい。
【００３８】
さらに、上述した実施の形態においては、ギャップ測定用部材３５がシール剤３３と同様の紫外線硬化樹脂からなる場合を例に挙げて説明したが、下基板３１と上基板３２との間のギャップの変化に応じて変化することが可能な部材であれば、これに限らず、真空中で固体または液体の状態をとる任意の材料を用いることができる。また、ギャップ測定用部材３５は、下基板３１と上基板３２とが貼り合わされた後においては必ずしも必要でないので、例えば、熱等により揮発する材料（水等）を用いることも好ましい。
【００３９】
さらに、上述した実施の形態においては、ギャップ測定用部材３５が円柱形状をとる場合を例に挙げて説明しているが、これに限らず、角柱形状等の任意の形状をとることができる。また、ギャップ測定用部材３５の塗布量や塗布幅、塗布高さ等も任意に設定することができる。さらに、ギャップ測定用部材３５の塗布位置も任意に設定することができ。
【００４０】
さらに、上述した実施の形態においては、下基板３１と上基板３２との間の距離を変化させるためのＺ軸モータ２３を上ステージ１２側に設ける場合を例に挙げて説明したが、これに限らず、Ｚ軸モータ２３を下ステージ１１側に設けたり、上ステージ１２側および下ステージ１１側の両方に設けるようにしてもよい。
【００４１】
さらに、上述した実施の形態においては、下基板３１と上基板３２との貼り合わせを真空チャンバ１３内で行う場合を例に挙げて説明したが、上述したような液晶滴下方式（真空中で２枚の基板を貼り合わせる過程で基板間の空間に液晶を一様に充填する方法）でなく、液晶注入方式（２枚の基板を貼り合わせた後、シール剤の一部に形成された注入口から基板間の空間に液晶を注入する方法）をとる場合には、真空チャンバ１３を用いる必要はない。
【００４２】
さらに、上述した実施の形態においては、基板貼合装置１０を液晶表示パネル用の液晶基板を作製する用途で用いているが、２枚の基板を所定のギャップを保って貼り合わせるものであれば、これに限らず、任意の用途で用いることができる。
【００４３】
さらに、上述した実施の形態においては、下基板３１と上基板３２とを貼り合わせるための接着剤として、シール剤を用いる場合を例に挙げて説明したが、これに限らず、シール性を有しない接着剤を用いることもできる。
【００４４】
なお、上述した実施の形態においては、下基板３１と上基板３２との相対的な位置合わせを行うためのＣＣＤカメラ１６，１７および画像処理装置２０を用いて、下基板３１と上基板３２との間に配置されるギャップ測定用部材３５の形状を測定するようにしているが、これに限らず、下基板３１と上基板３２との相対的な位置合わせを行うためのＣＣＤカメラ１６，１７および画像処理装置２０とは別に、下基板３１と上基板３２との間に配置されるギャップ測定用部材３５の形状を測定するための専用のＣＣＤカメラおよび画像処理装置を設けるようにしてもよい。なお、下基板３１と上基板３２との相対的な位置合わせを行うためのＣＣＤカメラと、下基板３１と上基板３２との間に配置されるギャップ測定用部材３５の形状を測定するためのＣＣＤカメラとを個別に設けた場合には、ＣＣＤカメラをＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向に移動させるためのカメラ駆動部は、それぞれのＣＣＤカメラに対して共通に設けてもよいし、それぞれのＣＣＤカメラに対して個別に設けてもよい。また、ある特定の方向に移動させるためのカメラ駆動部のみを共通に設け、残りの方向に移動させるためのカメラ駆動部については個別に設けるようにしてもよい。
【００４５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、２枚の基板間のギャップの調整を比較的安価な構成で精度良く行うことにより、最終的に製造される液晶表示パネル等の歩留まりを改善するとともに、設備コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による基板貼合装置の一実施の形態の構成を示す図。
【図２】図１に示す基板貼合装置の下ステージに保持される基板の一例を示す図。
【図３】図１に示す基板貼合装置における基板貼合工程の手順を説明するためのフローチャート。
【図４】図１に示す基板貼合装置における、基板間のギャップの変化に伴うギャップ測定用部材の形状の変化を説明するための図。
【符号の説明】
１０ 基板貼合装置
１１ 下ステージ（第１のステージ）
１１ａ，１１ｂ 空洞
１２ 上ステージ（第２のステージ）
１３ 真空チャンバ
１３ａ，１３ｂ 透明体
１４ 真空排気弁
１５ 大気開放弁
１６，１７ ＣＣＤカメラ（撮像装置）
１８，１９ カメラ駆動部
２０ 画像処理装置
２１ コントローラ（演算装置）
２２ モータ制御器（制御装置）
２３ Ｚ軸モータ（駆動装置）
２４，２５ 紫外線照射用ファイバ
２６ 下ステージ駆動部
３１ 下基板
３２ 上基板
３３ シール剤
３４ 液晶
３５ ギャップ測定用部材
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示パネル等の製造に用いられる基板貼合装置および基板貼合方法に係り、とりわけ、２枚の基板を接着剤を介して貼り合わせる基板貼合装置および基板貼合方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示パネルの製造工程においては、液晶表示パネル用の２枚の基板を接着剤としてのシール剤を介して所定のギャップを保った状態で貼り合わせる基板貼合工程がある。このような基板貼合工程においては、基板同士を貼り合わせる際の貼合加圧力を制御することにより基板間のギャップを調整する方法が一般的にとられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、シール剤の変形抵抗等はシール剤の経時的な硬化や温度変化によって変化することから、貼合加圧力の制御によって基板間のギャップを精度良く調整することは困難であった。また、近年の基板貼合工程においては、液晶滴下方式（基板同士を貼り合わせる過程で基板間の空間への液晶の充填も同時に行う方法）のように、基板同士の貼り合わせを大気中でなく真空中で行う方法もとられるようになってきている。そして、このような方法においては、大気開放前の基板間のギャップの変動が大気開放後の基板間の相対的な位置ずれにつながるので、真空中での基板同士の貼り合わせ精度が大気圧下での最終的な貼り合わせ精度に及ぼす影響が非常に大きく、大気中で基板同士を貼り合わせる場合に比べて基板間のギャップをより精度良く調整することが望まれている。すなわち、大気開放後、基板間のギャップは、基板間の空間内の気圧と大気圧との差圧の影響を受けて収縮するが、真空中での貼り合わせ時における基板間のギャップが目標ギャップに到達せず、かつ、上下の基板間にシール剤による十分な接着力が作用されていない状態においては、上述したような収縮時に上下の基板が平面方向に位置ずれしてしまうのである。
【０００４】
本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、２枚の基板間のギャップの調整を比較的安価な構成で精度良く行うことにより、最終的に製造される液晶表示パネル等の歩留まりを改善するとともに、設備コストを低減することができる、基板貼合装置および基板貼合方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、第１の解決手段として、２枚の基板を接着剤を介して貼り合わせる基板貼合装置において、一方の基板を保持する第１のステージと、前記第１のステージと対向するように設けられ、前記一方の基板に貼り合わされる他方の基板を保持する第２のステージと、前記第１のステージおよび前記第２のステージの少なくとも一方を移動させて、前記第１のステージに保持された前記一方の基板と前記第２のステージに保持された前記他方の基板との間の距離を変化させる駆動装置と、前記２枚の基板間に配置され且つ前記２枚の基板間のギャップの変化に応じて変形することが可能なギャップ測定用部材を撮像する撮像装置と、前記撮像装置による撮像結果を画像処理して前記ギャップ測定用部材の形状を測定する画像処理装置と、前記画像処理装置による測定結果に基づいて前記２枚の基板間のギャップを算出する演算装置とを備えたことを特徴とする、基板貼合装置を提供する。
【０００６】
なお、上述した第１の解決手段においては、前記演算装置による算出結果に基づいて前記駆動装置を制御する制御装置をさらに備えることが好ましい。また、前記ギャップ測定用部材は、前記各基板の延在面内の複数箇所に位置していることが好ましい。さらに、前記ギャップ測定用部材は、前記２枚の基板を貼り合わせるための接着剤である他、前記２枚の基板を貼り合わせるための接着剤とは別に設けられた部材であってもよい。
【０００７】
本発明は、第２の解決手段として、２枚の基板を接着剤を介して貼り合わせる基板貼合方法において、第１のステージにて一方の基板を保持する工程と、
前記第１のステージと対向するように設けられた第２のステージにて、前記一方の基板に貼り合わされる他方の基板を保持する工程と、前記第１のステージおよび前記第２のステージの少なくとも一方を移動させて、前記第１のステージに保持された前記一方の基板と前記第２のステージに保持された前記他方の基板とを接着剤を介して貼り合わせる工程と、前記一方の基板と前記他方の基板とを貼り合わせる過程で、前記一方の基板と前記他方の基板との間に配置されたギャップ測定用部材の形状を測定する工程と、前記ギャップ測定用部材の形状の測定結果に基づいて前記一方の基板と前記他方の基板との間のギャップを算出する工程とを含むことを特徴とする、基板貼合方法を提供する。
【０００８】
なお、上述した第２の解決手段においては、前記一方の基板と前記他方の基板との間のギャップの算出結果に基づいて前記第１のステージおよび前記第２のステージの少なくとも一方の移動を制御する工程をさらに含むことが好ましい。
【０００９】
本発明は、第３の解決手段として、２枚の基板を接着剤を介して貼り合わせる基板貼合方法において、第１のステージにて一方の基板を保持する工程と、前記第１のステージと対向するように設けられた第２のステージにて、前記一方の基板に貼り合わされる他方の基板を保持する工程と、前記第１のステージおよび前記第２のステージの少なくとも一方を移動させて、前記第１のステージに保持された前記一方の基板と前記第２のステージに保持された前記他方の基板とを接着剤を介して貼り合わせる工程と、前記一方の基板と前記他方の基板とを貼り合わせた後、前記一方の基板と前記他方の基板との間に配置されたギャップ測定用部材の形状を測定する工程と、前記ギャップ測定用部材の形状の測定結果に基づいて、貼り合わせ後の前記一方の基板と前記他方の基板との間のギャップを検査する工程とを含むことを特徴とする、基板貼合方法を提供する。
【００１０】
本発明によれば、基板間に配置されたギャップ測定用部材の形状の変化に基づいて基板間のギャップを算出するようにしているので、真空チャンバ内で基板同士の貼り合わせが行われるような場合でも、基板間のギャップを精度良く測定することができる。このため、このような測定結果に基づいて基板間のギャップの調整を比較的安価な構成で精度良く行うことができ、最終的に製造される液晶表示パネルの歩留まりを改善するとともに、設備コストを低減することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１乃至図４は本発明による基板貼合装置の一実施の形態を説明するための図である。
【００１２】
まず、図１により、本実施の形態に係る基板貼合装置の構成について説明する。
【００１３】
図１に示すように、基板貼合装置１０は、真空チャンバ１３を備え、その内部には、ガラス基板等の下基板３１を保持する下ステージ（第１のステージ）１１が設けられている。また、真空チャンバ１３の内部には、下ステージ１１と対向するように上ステージ（第２のステージ）１２が設けられており、下基板３１に貼り合わされるガラス基板等の上基板３２を保持するようになっている。なお、真空チャンバ１３には、真空源（図示せず）に接続された真空排気弁１４、および、窒素や空気等の気体を供給する気体供給源（図示せず）に接続された大気開放弁１５が取り付けられており、必要に応じて真空排気および大気開放を行うことができるようになっている。
【００１４】
なお、下ステージ１１および上ステージ１２の表面には静電チャック等の保持機構（図示せず）が設けられており、下基板３１または上基板３２を保持することができるようになっている。また、上ステージ１２には、上ステージ１２を下ステージ１１に対してＺ方向（上下方向）に移動させるためのＺ軸モータ（駆動装置）２３が設けられており、下基板３１と上基板３２との間の距離を変化させることができるようになっている。さらに、下ステージ１１には、下ステージ１１をＸ方向、Ｙ方向およびθ方向に移動させるための下ステージ駆動部２６が設けられており、下基板３１と上基板３２との間の相対的な位置関係を変化させることができるようになっている。
【００１５】
ここで、下ステージ１１に保持される下基板３１の表面には、図２に示すように、製造される液晶表示パネルの表示領域に対応する所望の領域を囲むような閉ループ状のパターンを描くように紫外線硬化樹脂からなる、接着剤としてのシール剤３３が塗布されている。また、閉ループ状のシール剤３３の内側には、所定量の液晶３４が複数箇所に点在する形で滴下されている。さらに、閉ループ状のシール剤３３の外側で下基板３１の四隅の近くには円柱形状のギャップ測定用部材３５が塗布されている。なお、ギャップ測定用部材３５は、シール剤３３と同様の紫外線硬化樹脂からなり、下基板３１上に上基板３２が重ね合わされた状態で下基板３１と上基板３２との間のギャップの変化に応じて変形するようになっている（図４(a)(b)(c)(d)参照）。
【００１６】
なお、図１に示すように、真空チャンバ１３の下方には、下基板３１と上基板３２との間に配置される複数のギャップ測定用部材３５を撮像するＣＣＤカメラ（撮像装置）１６，１７が設けられている。ここで、ＣＣＤカメラ１６，１７は、４個のギャップ測定用部材３５のそれぞれに対応して４個設けられている。また、下ステージ１１のうちＣＣＤカメラ１６，１７の撮像光路に対応する部分には、空洞１１ａ，１１ｂが設けられ、真空チャンバ１３の外壁のうちＣＣＤカメラ１６，１７の撮像光路に対応する部分には、透明体１３ａ，１３ｂが設けられている。なお、透明体１３ａ，１３ｂとしては、光を通す材料でかつ真空チャンバ１３の外壁として十分な強度を持つ材料であれば任意のものを用いることができ、例えば硬質のガラスや樹脂材等を用いることができる。
【００１７】
また、ＣＣＤカメラ１６，１７には画像処理装置２０が接続されており、画像処理装置２０により、ＣＣＤカメラ１６，１７による撮像結果を画像処理してギャップ測定用部材３５の形状を測定することができるようになっている。さらに、画像処理装置２０にはコントローラ（演算装置）２１が接続されており、コントローラ２１により、画像処理装置２０による測定結果に基づいて下基板３１と上基板３２との間のギャップを算出することができるようになっている。なお、コントローラ２１にはモータ制御器２２が接続されており、モータ制御器２２により、コントローラ２１による算出結果に基づいてＺ軸モータ２３を制御することができるようになっている。なお、コントローラ２１およびモータ制御器２２により制御装置が構成されている。ここで、モータ制御器２２にはカメラ駆動部１８，１９も接続されており、コントローラ２１およびモータ制御器２２によりカメラ駆動部１８，１９を制御することにより、ＣＣＤカメラ１６，１７をＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向に移動させることができるようになっている。なお、カメラ駆動部１８，１９には、ＣＣＤカメラ１６，１７とともに紫外線照射用ファイバ２４，２５が取り付けられており、コントローラ２１およびモータ制御器２２によりカメラ駆動部１８，１９を制御することにより、下基板３１と上基板３２とが貼り合わされた後において、シール剤３３の一部に対応させて紫外線照射用ファイバ２４，２５を移動させて紫外線を照射し、シール剤３３を部分的に硬化させることができるようになっている。なお、各紫外線照射用ファイバ２４をシール剤３３に沿って移動させながら紫外線を照射し、シール剤３３を全域に亘って硬化させるようにしてもよい。
【００１８】
なお、本実施の形態において、ＣＣＤカメラ１６，１７および画像処理装置２０は、下基板３１および上基板３２のそれぞれに設けられたアライメントマークを撮像し、その撮像結果に基づいて下基板３１と上基板３２との相対的な位置関係を認識するためにも用いられるようになっており、コントローラ２１およびモータ制御器２２により下ステージ駆動部２６を制御することにより、下ステージ１１をＸ方向、Ｙ方向およびθ方向に移動させ、下基板３１と上基板３２との相対的な位置合わせを行うことができるようになっている。
【００１９】
次に、このような構成からなる本実施の形態の作用について説明する。
【００２０】
図３に示すように、まず、真空チャンバ１３を上下に分離させる等により下基板３１および上基板３２の搬入空間を形成するとともに、下ステージ１１と上ステージ１２とを互いに十分に離間させた状態で配置し、上ステージ１２にて上基板３２を保持するとともに（工程１０１）、下ステージ１１にて下基板３１を保持する（工程１０２）。なおこのとき、下基板３１の表面には、あらかじめ、図２に示すように、製造される液晶表示パネルの表示領域に対応する所望の領域を囲むような閉ループ状のパターンを描くようにシール剤３３を塗布するとともに、閉ループ状のシール剤３３の内側の複数箇所に所定量の液晶３４を点在させる形で滴下しておく。さらに、閉ループ状のシール剤３３の外側で下基板３１の四隅の近くには円柱形状のギャップ測定用部材３５を塗布しておく。
【００２１】
この状態で、真空源（図示せず）に接続された真空排気弁１４を開いて真空チャンバ１３内を真空排気し、真空チャンバ１３の内部を真空状態にする（工程１０３）。また、ＣＣＤカメラ１６，１７により、下基板３１および上基板３２のそれぞれに設けられたアライメントマーク（図示せず）を撮像し、次いで、画像処理装置２０により、その撮像結果に基づいて下基板３１と上基板３２との相対的な位置関係を認識する（工程１０４）。その後、このような認識結果に基づいて、コントローラ２１およびモータ制御器２２により下ステージ駆動部２６を制御し、下ステージ１１をＸ方向、Ｙ方向およびθ方向に移動させ、下基板３１と上基板３２との間の相対的な位置合わせを行う（工程１０５）。
【００２２】
その後、コントローラ２１およびモータ制御器２２によりＺ軸モータ２３を制御し、上基板３２が保持された上ステージ１２を下降させ、下ステージ１１に保持された下基板３１と上ステージ１２に保持された上基板３２とをシール剤３３を介して貼り合わせる。なおこのとき、下基板３１と上基板３２との間に配置されたギャップ測定用部材３５の形状は、下基板３１と上基板３２との間のギャップに応じて変化するので、下基板３１と上基板３２とを貼り合わせる過程で、ギャップ測定用部材３５の形状を測定し、その測定結果に基づいて下ステージ１１および上ステージ１２の位置等を制御する。
【００２３】
具体的には、コントローラ２１およびモータ制御器２２によりＺ軸モータ２３を制御し、上ステージ１２を基準位置まで下降させた後（工程１０６）、上ステージ１２を所定量だけ下降させながら、工程１０７〜１１１の処理を繰り返し行う。
【００２４】
まず、上ステージ１２を所定量だけ下降させた後（工程１０７）、下基板３１と上基板３２との間に配置されたギャップ測定用部材３５をＣＣＤカメラ１６，１７により撮像し、その撮像結果を画像処理装置２０により画像処理してギャップ測定用部材３５の形状を測定する（工程１０８）。また、コントローラ２１により、工程１０８の測定結果に基づいて各測定位置での下基板３１と上基板３２との間のギャップを算出する（工程１０９）。なお、工程１０８においては、下基板３１と上基板３２との間のギャップの変化に応じてＣＣＤカメラ１６，１７と両基板３１，３２との間の相対的な間隔が変化し、両基板３１，３２がＣＣＤカメラ１６，１７の焦点深度内から外れるような場合に、その変化に応じた移動量で、カメラ駆動部１８，１９によりＣＣＤカメラ１６，１７のＺ方向の位置を変化させたり、ＣＣＤカメラ１６，１７の倍率等を変化させたりして、両基板３１，３２をＣＣＤカメラ１６，１７の焦点深度内に収めるように調整してもよい。
【００２５】
ここで、図４(a)(b)(c)(d)により、下基板３１と上基板３２との間のギャップの変化に伴うギャップ測定用部材３５の形状の変化について説明する。なお、図４(a)(b)はそれぞれ、上基板３２が下基板３１のシール剤３３に接触した直後のギャップ測定用部材３５を示す概略側面図および概略平面図、図４(c)(d)はそれぞれ、上基板３２の下基板３１に対する貼り合わせが終了した後のギャップ測定用部材３５を示す概略側面図および概略平面図である。図４(a)(b)(c)(d)に示すように、ギャップ測定用部材３５が円柱形状（断面積Ｓおよび高さｈ）を保ったまま押し潰される場合を想定すると、ギャップ測定用部材３５の断面積Ｓは、ギャップ測定用部材３５の高さｈ（すなわち、下基板３１と上基板３２との間のギャップｄ）と一定の関係を持って変化する。ここで、説明を簡単にするため、ギャップ測定用部材３５が、圧縮率０の材料からなるものとすると、塗布されたギャップ測定用部材３５の体積Ｖをあらかじめ定めておけば、下基板３１と上基板３２との間のギャップｄ（ギャップ測定用部材３５の高さｈ）は、ギャップ測定用部材３５の断面積Ｓに基づいて、ｄ（＝ｈ）＝Ｖ／Ｓとして算出することができる。
【００２６】
なお、工程１０９において、下基板３１と上基板３２との間のギャップが所定の限度幅を越えて不均一である場合（予め定めた設定値以上のばらつきを有する場合）には、基板貼合装置１０に異常が発生したか、両基板３１，３２に異常（割れ等）が発生した可能性があるので、コントローラ２１により、基板貼合装置１０を一時的に停止させ、オペレータコール等の異常処理を行うようにしてもよい。なおここで、下ステージ駆動部２６に、下ステージ１１をＸＹ平面方向に関して揺動させる揺動機能を設け、工程１０９にて算出された各測定位置でのギャップに基づいて、下ステージ駆動部２６を制御して、下基板３１と上基板３２との間のギャップが平面方向で一様になるように下ステージ１１を揺動させ、上述したような異常の復旧を試みるようにしてもよい。
【００２７】
その後、コントローラ２１において、下基板３１と上基板３２との間のギャップが所定値に達したか否かを判断し（工程１１０）、所定値に達していない場合には、工程１０７に戻って処理を繰り返す。
【００２８】
これに対し、コントローラ２１において、下基板３１と上基板３２との間のギャップが所定値に達したと判断した場合には、下基板３１と上基板３２との貼り合わせを終了し、気体供給源（図示せず）に接続された大気開放弁１５を開き、真空チャンバ１３内を大気開放する（工程１１１）。なおこのとき、下ステージ１１に保持された下基板３１と上ステージ１２に保持された上基板３２とはシール剤３３を介して貼り合わされ、また、下基板３１と上基板３２との間の空間には液晶３４が一様に充填され、液晶基板が作製される（図４(c)(d)参照）。
【００２９】
その後、大気圧下での下基板３１と上基板３２との間のギャップを検査するため、工程１０８および１０９と同様の方法により、ギャップ測定用部材３５の形状を測定するとともに（工程１１２）、各測定位置での下基板３１と上基板３２との間のギャップを算出する（工程１１３）。
【００３０】
そして、コントローラ２１において、下基板３１と上基板３２との間のギャップが適正か否かを判断し（工程１１４）、下基板３１と上基板３２との間のギャップが適正である場合には、上ステージ１２による上基板３２の保持を解除した後、上ステージ１２を上昇させ、上ステージ１２から液晶基板を離間させる（工程１１５）。そして最終的に、下ステージ１１による下基板３１の保持を解除した後、作製された液晶基板を下流工程へ払い出す（工程１１６）。なお、この払い出しの際、真空チャンバ１３は、上下に分離して、液晶基板の搬出空間を形成する。
【００３１】
これに対し、コントローラ２１において、下基板３１と上基板３２との間のギャップが適正でないと判断した場合には、基板貼合装置１０を一時的に停止させ、オペレータコール等の異常処理を行う（工程１１７）。
【００３２】
なお、工程１１２および１１３で得られた検査結果（各測定位置での下基板３１と上基板３２との間のギャップ）は、次回の液晶基板の作製における補正データとしてフィードバックしてもよい。具体的には、コントローラ２１において、検査結果として得られた下基板３１と上基板３２との間のギャップに基づいて、上ステージ２２を移動させるＺ軸モータ２３の駆動量に対する補正データを算出し、この補正データに基づいて次回の液晶基板の作製におけるＺ軸モータ２３の駆動量を変更するようにするとよい。
【００３３】
このように本実施の形態によれば、下基板３１と上基板３２との間に配置されたギャップ測定用部材３５の形状の変化に基づいて下基板３１と上基板３２との間のギャップを算出するようにしているので、真空チャンバ１３内で下基板３１と上基板３２との貼り合わせが行われるような場合でも、下基板３１と上基板３２との間のギャップを精度良く測定することができる。このため、このような測定結果に基づいて下基板３１と上基板３２との間のギャップの調整を比較的安価な構成で精度良く行うことができ、最終的に製造される液晶表示パネルの歩留まりを改善するとともに、設備コストを低減することができる。
【００３４】
なお、上述した実施の形態においては、コントローラ２１により、上ステージ１２を所定量ずつ下降させながらギャップ測定用部材３５の形状の変化を逐次測定するよう制御しているが（工程１０７〜１１０）、これに限らず、上ステージ１２を連続的に下降させながらギャップ測定用部材３５の形状の変化を一定時間ごとに測定するよう制御してもよい。
【００３５】
また、上述した実施の形態においては、工程１０７〜１１０において、上ステージ１２を所定量ずつ下降させながら下基板３１と上基板３２との間のギャップを測定する場合を例に挙げて説明したが、これに限らず、１回目で測定されたギャップと目標ギャップとの比較に基づいて上ステージ１２の下降量を決定し、この決定された下降量に基づいて上ステージ１２を下降させるようにしてもよい。このようにすることにより、工程１０７〜１１０のように設定回数だけ上ステージ１２の下降を繰り返す場合に比べて、下基板３１と上基板３２との間のギャップを、早く目標ギャップに到達させることができる。
【００３６】
さらに、上述した実施の形態においては、工程１０６にて上ステージ１２を基準位置まで下降させ、さらに、工程１０７にて上ステージ１２を所定量だけ下降させた後、下基板１１と上基板１２との間のギャップの測定を開始する場合を例に挙げて説明したが、これに限らず、１回目のギャップの測定は、工程１０７を実行することなく、工程１０６の後に実行するようにしてもよい。
【００３７】
また、上述した実施の形態においては、下基板３１と上基板３２とを貼り合わせるためのシール剤３３とは別に設けられたギャップ測定用部材３５の形状の変化を利用して下基板３１と上基板３２との間のギャップを測定しているが、これに限らず、シール剤３３自体の形状の変化を利用して下基板３１と上基板３２との間のギャップを測定するようにしてもよい。また、閉ループ状のシール剤３３の内側に滴下された液晶３４の形状の変化を利用して下基板３１と上基板３２との間のギャップを測定するようにしてもよい。
【００３８】
さらに、上述した実施の形態においては、ギャップ測定用部材３５がシール剤３３と同様の紫外線硬化樹脂からなる場合を例に挙げて説明したが、下基板３１と上基板３２との間のギャップの変化に応じて変化することが可能な部材であれば、これに限らず、真空中で固体または液体の状態をとる任意の材料を用いることができる。また、ギャップ測定用部材３５は、下基板３１と上基板３２とが貼り合わされた後においては必ずしも必要でないので、例えば、熱等により揮発する材料（水等）を用いることも好ましい。
【００３９】
さらに、上述した実施の形態においては、ギャップ測定用部材３５が円柱形状をとる場合を例に挙げて説明しているが、これに限らず、角柱形状等の任意の形状をとることができる。また、ギャップ測定用部材３５の塗布量や塗布幅、塗布高さ等も任意に設定することができる。さらに、ギャップ測定用部材３５の塗布位置も任意に設定することができ。
【００４０】
さらに、上述した実施の形態においては、下基板３１と上基板３２との間の距離を変化させるためのＺ軸モータ２３を上ステージ１２側に設ける場合を例に挙げて説明したが、これに限らず、Ｚ軸モータ２３を下ステージ１１側に設けたり、上ステージ１２側および下ステージ１１側の両方に設けるようにしてもよい。
【００４１】
さらに、上述した実施の形態においては、下基板３１と上基板３２との貼り合わせを真空チャンバ１３内で行う場合を例に挙げて説明したが、上述したような液晶滴下方式（真空中で２枚の基板を貼り合わせる過程で基板間の空間に液晶を一様に充填する方法）でなく、液晶注入方式（２枚の基板を貼り合わせた後、シール剤の一部に形成された注入口から基板間の空間に液晶を注入する方法）をとる場合には、真空チャンバ１３を用いる必要はない。
【００４２】
さらに、上述した実施の形態においては、基板貼合装置１０を液晶表示パネル用の液晶基板を作製する用途で用いているが、２枚の基板を所定のギャップを保って貼り合わせるものであれば、これに限らず、任意の用途で用いることができる。
【００４３】
さらに、上述した実施の形態においては、下基板３１と上基板３２とを貼り合わせるための接着剤として、シール剤を用いる場合を例に挙げて説明したが、これに限らず、シール性を有しない接着剤を用いることもできる。
【００４４】
なお、上述した実施の形態においては、下基板３１と上基板３２との相対的な位置合わせを行うためのＣＣＤカメラ１６，１７および画像処理装置２０を用いて、下基板３１と上基板３２との間に配置されるギャップ測定用部材３５の形状を測定するようにしているが、これに限らず、下基板３１と上基板３２との相対的な位置合わせを行うためのＣＣＤカメラ１６，１７および画像処理装置２０とは別に、下基板３１と上基板３２との間に配置されるギャップ測定用部材３５の形状を測定するための専用のＣＣＤカメラおよび画像処理装置を設けるようにしてもよい。なお、下基板３１と上基板３２との相対的な位置合わせを行うためのＣＣＤカメラと、下基板３１と上基板３２との間に配置されるギャップ測定用部材３５の形状を測定するためのＣＣＤカメラとを個別に設けた場合には、ＣＣＤカメラをＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向に移動させるためのカメラ駆動部は、それぞれのＣＣＤカメラに対して共通に設けてもよいし、それぞれのＣＣＤカメラに対して個別に設けてもよい。また、ある特定の方向に移動させるためのカメラ駆動部のみを共通に設け、残りの方向に移動させるためのカメラ駆動部については個別に設けるようにしてもよい。
【００４５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、２枚の基板間のギャップの調整を比較的安価な構成で精度良く行うことにより、最終的に製造される液晶表示パネル等の歩留まりを改善するとともに、設備コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による基板貼合装置の一実施の形態の構成を示す図。
【図２】図１に示す基板貼合装置の下ステージに保持される基板の一例を示す図。
【図３】図１に示す基板貼合装置における基板貼合工程の手順を説明するためのフローチャート。
【図４】図１に示す基板貼合装置における、基板間のギャップの変化に伴うギャップ測定用部材の形状の変化を説明するための図。
【符号の説明】
１０ 基板貼合装置
１１ 下ステージ（第１のステージ）
１１ａ，１１ｂ 空洞
１２ 上ステージ（第２のステージ）
１３ 真空チャンバ
１３ａ，１３ｂ 透明体
１４ 真空排気弁
１５ 大気開放弁
１６，１７ ＣＣＤカメラ（撮像装置）
１８，１９ カメラ駆動部
２０ 画像処理装置
２１ コントローラ（演算装置）
２２ モータ制御器（制御装置）
２３ Ｚ軸モータ（駆動装置）
２４，２５ 紫外線照射用ファイバ
２６ 下ステージ駆動部
３１ 下基板
３２ 上基板
３３ シール剤
３４ 液晶
３５ ギャップ測定用部材
Claims (8)
- ２枚の基板を接着剤を介して貼り合わせる基板貼合装置において、
一方の基板を保持する第１のステージと、
前記第１のステージと対向するように設けられ、前記一方の基板に貼り合わされる他方の基板を保持する第２のステージと、
前記第１のステージおよび前記第２のステージの少なくとも一方を移動させて、前記第１のステージに保持された前記一方の基板と前記第２のステージに保持された前記他方の基板との間の距離を変化させる駆動装置と、
前記２枚の基板間に配置され且つ前記２枚の基板間のギャップの変化に応じて変形することが可能なギャップ測定用部材を撮像する撮像装置と、
前記撮像装置による撮像結果を画像処理して前記ギャップ測定用部材の形状を測定する画像処理装置と、
前記画像処理装置による測定結果に基づいて前記２枚の基板間のギャップを算出する演算装置とを備えたことを特徴とする、基板貼合装置。 - 前記演算装置による算出結果に基づいて前記駆動装置を制御する制御装置をさらに備えたことを特徴とする、請求項１に記載の基板貼合装置。
- 前記ギャップ測定用部材は、前記各基板の延在面内の複数箇所に位置していることを特徴とする、請求項１または２に記載の基板貼合装置。
- 前記ギャップ測定用部材は、前記２枚の基板を貼り合わせるための接着剤であることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれかに記載の基板貼合装置。
- 前記ギャップ測定用部材は、前記２枚の基板を貼り合わせるための接着剤とは別に設けられた部材であることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれかに記載の基板貼合装置。
- ２枚の基板を接着剤を介して貼り合わせる基板貼合方法において、
第１のステージにて一方の基板を保持する工程と、
前記第１のステージと対向するように設けられた第２のステージにて、前記一方の基板に貼り合わされる他方の基板を保持する工程と、
前記第１のステージおよび前記第２のステージの少なくとも一方を移動させて、前記第１のステージに保持された前記一方の基板と前記第２のステージに保持された前記他方の基板とを接着剤を介して貼り合わせる工程と、
前記一方の基板と前記他方の基板とを貼り合わせる過程で、前記一方の基板と前記他方の基板との間に配置されたギャップ測定用部材の形状を測定する工程と、
前記ギャップ測定用部材の形状の測定結果に基づいて前記一方の基板と前記他方の基板との間のギャップを算出する工程とを含むことを特徴とする、基板貼合方法。 - 前記一方の基板と前記他方の基板との間のギャップの算出結果に基づいて前記第１のステージおよび前記第２のステージの少なくとも一方の移動を制御する工程をさらに含むことを特徴とする、請求項６に記載の基板貼合方法。
- ２枚の基板を接着剤を介して貼り合わせる基板貼合方法において、
第１のステージにて一方の基板を保持する工程と、
前記第１のステージと対向するように設けられた第２のステージにて、前記一方の基板に貼り合わされる他方の基板を保持する工程と、
前記第１のステージおよび前記第２のステージの少なくとも一方を移動させて、前記第１のステージに保持された前記一方の基板と前記第２のステージに保持された前記他方の基板とを接着剤を介して貼り合わせる工程と、
前記一方の基板と前記他方の基板とを貼り合わせた後、前記一方の基板と前記他方の基板との間に配置されたギャップ測定用部材の形状を測定する工程と、
前記ギャップ測定用部材の形状の測定結果に基づいて、貼り合わせ後の前記一方の基板と前記他方の基板との間のギャップを検査する工程とを含むことを特徴とする、基板貼合方法。
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