JP4153582B2

JP4153582B2 - Substrate holding device

Info

Publication number: JP4153582B2
Application number: JP06535398A
Authority: JP
Inventors: 洋大田黒
Original assignee: 東芝松下ディスプレイテクノロジー株式会社
Priority date: 1998-03-16
Filing date: 1998-03-16
Publication date: 2008-09-24
Anticipated expiration: 2018-03-16
Also published as: JPH11262828A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、液晶表示装置などのフラットパネルディスプレイを製造する際の製造工程においてアレイ基板及び対向基板を真空吸着して保持する基板保持装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置は、薄型軽量、低消費電力などの利点を有することから、ノート型やサブノート型のパーソナルコンピュータのディスプレイとして広く用いられている。近年、パーソナルコンピュータの性能向上に伴ない、ディスプレイの表示容量や表示面積の拡大、画質の向上が要求されている。
【０００３】
液晶表示装置は、スペーサを介して２枚のガラス基板を貼り合わせ、これらのガラス基板間に液晶分子を封入することにより構成されている。通常、液晶表示装置は以下の工程によって組立られる。
【０００４】
すなわち、まず、互いに対向した上下一対のステージにガラス基板をそれぞれ吸着保持する。この場合、下ステージ上に保持されたガラス基板の表面上には、多数の電極が形成されているとともに、表示領域を規定する矩形枠状のシール材と、２枚のガラス基板間のギャップを保持するためのスペーサとが配置されている。また、上ステージに保持されたガラス基板には、対向電極、カラーフィルタ等が設けられている。
【０００５】
この状態で、２枚のガラス基板が所定の隙間をおいて対向するように上ステージを下降させた後、上ステージをＸ、Ｙ方向に移動、およびＺ軸回りで回動することにより、２枚のガラス基板同志を所定の位置合わせマーク等を基準として位置合わせする。
【０００６】
続いて、上側のガラス基板が下側のガラス基板上のシール材およびスペーサに接触する位置まで上ステージを下降させる。この場合、２枚のガラス基板がスペーサやシール材を介して接触する際の抵抗や、上下ステージの上下駆動の剛性、平行度、さらには、Ｘ、Ｙ、θ駆動機構におけるバックラッシュ等に起因して、両ガラス基板間に微妙な位置ずれが生じる。
【０００７】
そこで、２枚のガラス基板がシール材およびスペーサを介して互いに接触した状態で、再度上ステージをＸ、Ｙ、θ方向に移動して位置合わせを行う。位置合わせ終了後、２枚のガラス基板間のギャップが所定の値となるように加圧し、これらのガラス基板間に液晶分子を封入する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のように２枚のガラス基板がスペーサを介して互いに接触した状態で一方のガラス基板を移動させて位置合わせを行う場合、スペーサがガラス基板の表面を強く擦って傷を付けてしまうとともに、ガラス基板表面のカラーフィルタ層等にめり込んでしまう虞もある。
【０００９】
そして、上述したように、近年の液晶表示装置においては画質の向上が強く要望されていることから、製造工程中に生じた僅かな傷についても画質不良として上げられ、製造歩留りを低下させる要因となる。
【００１０】
これを解決するために、図１の（ａ）に示すように、ガラス基板３００を吸着するステージ３１０の形状を凹型にする方法が考えられている。この方法は、ガラス基板３００とステージ３１０との間を真空ポンプ３２０で吸引して、図１の（ｂ）に示すように、ガラス基板３００の中央付近が凹むように湾曲させようとするものである。
【００１１】
しかしながら、ステージ３１０に吸着されるガラス基板３００には、十分な剛性が無いため、図１の（ｂ）に示したような形状に湾曲せず、図１の（ｃ）に示したように、ステージ３１０に沿って変形してしまう虞がある。このように変形してしまうと、ガラス基板３００の変形が不均一となり、他方の基板と合わせた時に画素のずれが生じてしまう。この時に生じたずれが大きい場合には、表示画面にざらつきが生じたり、コントラストが低下するなどの画質の低下の問題が発生する。合わせずれを許容するために、遮光部を拡張すると、開口率が低下し、輝度の低下や消費電力の増大につながる。
【００１２】
そこで、この発明は、以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、透明基板に傷を付けることなく、且つ画素のずれを防止することによって画質の向上したフラットディスプレイパネルを製造する際の製造工程に適用される基板保持装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上記問題点に基づきなされたもので、
請求項１に記載の基板保持装置は、
基板を保持するための基板保持面を有するステージを備え、
前記ステージは、
前記基板保持面を有し、前記基板を前記基板保持面に吸着保持する複数の孔を有する第１支持板と、
前記第１支持板に対して所定の間隔をおいて配置された第２支持板と、
前記第１支持板と第２支持板との間隙を吸引して前記第１支持板の基板保持面に前記基板を吸着させる吸引手段と、
前記ステージの形状を変形させる機構であって、少なくとも前記第１支持板の基板保持面における中央付近を前記基板保持面に対して垂直な方向に変形させる機構と、
を有することを特徴とするものである。
【００１５】
この発明の基板保持装置によれば、基板を保持する基板保持面に基板を吸着保持する機構と、ステージの形状を変形させる機構とを有している。基板保持面に吸着保持された基板は、ステージの形状の変形に合わせて変形される。このとき、少なくとも基板保持面の中央付近を基板保持面に対して垂直な方向に変形させることにより、基板保持面に吸着保持されている基板に剛性が不足していたとしても、基板自体の中央付近を凹状または凸状に変形させることが可能となる。
【００１６】
したがって、このようなステージに保持された２枚の基板を近接して位置合わせする際に、一方の基板が他方の基板の表面を強く擦って傷を付けてしまうといった問題を解消し、製造歩留りの低下を防止できる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照してこの発明の基板保持装置の実施の形態について詳細に説明する。
図２は、この発明の基板保持装置を備え、フラットパネルディスプレイとして液晶表示装置を組み立てるための組立装置１０の構造を概略的に示す図である。この組立装置１０は、後述する液晶表示装置の２枚のガラス基板を貼り合わせる基板保持装置を備えた貼り合わせ機構部１２と、貼り合わせ機構部１２へガラス基板を供給する供給機構部１４と、を備えている。これらの貼り合わせ機構部１２および供給機構部１４は、本体フレーム１６上に設置されている。
【００１８】
貼り合わせ機構部１２は、互いに対向配置された上ステージ１８および下ステージ２０を有している。これらのステージ１８、２０は、矩形板状に形成され、ほぼ水平に配置されている。下ステージ２０は、本体フレーム１６上に固定的に配設されている。本体フレーム１６には、吸引手段として機能する下ステージ用の第１真空ポンプ３２、および、上ステージ用の第２真空ポンプ３６および第３真空ポンプ４３が備えられている。
【００１９】
上ステージ１８は、位置調整機構として機能するＸ−Ｙ−θステージ２２に取り付けられている。Ｘ−Ｙ−θステージ２２は、水平面内において、Ｘ方向、Ｙ方向に移動自在であるとともに、垂直軸の回りで回動可能となっている。また、Ｘ−Ｙ−θステージ２２は、本体フレーム１６に設けられたガイド２５により、垂直方向に沿って昇降自在に支持およびガイドされ、本体フレーム１６の上部に設けられた駆動機構２４によって昇降駆動される。
【００２０】
そして、上ステージ１８は、Ｘ−Ｙ−θステージ２２を作動させることにより、下ステージ２０に対して位置調整可能であるとともに、駆動機構２４によってＸ−Ｙ−θステージ２２を昇降駆動することにより、下ステージに対して接離する方向に移動される。
【００２１】
また、貼り合わせ機構部１２の上ステージ１８および下ステージ２０にガラス基板を供給する供給機構部１４は、本体フレーム１６上にほぼ水平に設けられたＸ−Ｙテーブル４４と、Ｘ−Ｙテーブル上に垂直に立設された支持ポスト４６と、を備え、支持ポストには垂直方向に沿って昇降可能な移動台４８が取付けられている。また、移動台４８には、水平方向に延びる伸縮自在かつ回動自在な支持アーム５０が取り付けられ、支持アームの延出端には、ガラス基板を吸着保持する保持部５２が設けられている。
【００２２】
そして、供給機構部１４は、保持部５２によりガラス基板を吸着保持した状態で、移動台４８を昇降および支持アーム５０を伸縮、回動させることにより、ガラス基板を上ステージ１８、および下ステージ２０にそれぞれ供給する。
【００２３】
図３は、基板保持装置に適用されるステージの構造を概略的に示す斜視図である。
図３に示したステージは、例えば、貼り合わせ機構部１２の下ステージ２０に適用される。下ステージ２０の上面は、基板保持面２０ａを構成し、この基板保持面２０ａの中央部には、矩形状の凹所３８が形成されている。凹所３８は、後述するガラス基板の有効領域とほぼ対応した形状および寸法に形成されている。また、下ステージ２０には、多数の吸着孔４０が形成されている。これらの吸着孔４０は、基板保持面２０ａに開口しているとともに、凹所３８の周縁部に沿って形成された凸部３９上に並んで設けられている。これらの吸着孔４０は、吸引チューブ４２を介して第１真空ポンプ３２に接続されている。
【００２４】
図４は、基板保持装置に適用されるステージの構造を概略的に示す斜視図である。
図４に示したステージは、例えば、貼り合わせ機構部１２の上ステージ１８に適用される。上ステージ１８の下面は、基板保持面１８ａを構成し、この基板保持面１８ａには、多数の吸着孔３４が形成されている。これらの吸着孔３４は、基板保持面１８ａにおける中央部付近の吸着力を周縁部より強力にするために、中央部付近に集中して形成されているとともに、中央部付近の吸着孔３４の孔径は、周縁部の吸着孔３４より径大としている。すなわち、図４に示したステージ１８における吸着孔３４は、基板保持面１８ａの周縁部から中央部付近に近づくにしたがって、孔径が大きくなるように形成されているとともに、単位面積当たりの吸着孔の数が多くなるように集中して形成されている。これにより、基板保持面１８ａにおいて、周縁部より中央部でより強い吸着力で基板を吸着することが可能となる。これらの吸着孔３４は、吸引チューブ３５を介して第２真空ポンプ３６に接続されている。
【００２５】
吸着孔３４の配置例は、図４に示した例に限定されるものではなく、吸着孔の配置や孔径は、必要に応じて変形可能である。例えば、図５に示したように、基板保持面１８ａの全面に同一の孔径の吸着孔３４を形成し、中央部付近のみに集中させるように分布させてもよいし、図６に示したように、基板保持面１８ａの全面において、単位面積当たりの吸着孔３４の数を略一定とし、中央部付近の吸着孔の孔径を周縁部の吸着孔より大きくなるように形成してもよい。
【００２６】
図５及び図６に示したような配置例であっても、図４に示した例と同様に、基板保持面１８ａの周縁部より中央部付近の吸着力を向上することが可能となる。
このステージ１８は、図４に示したように、ステージの形状を変形させる機構、すなわち、基板保持面１８ａをその主面に対して垂直な方向に変形させる機構として、移動機構１００に支持されている。移動機構１００は、ステージ１８を所定位置から上下動させるための機構であり、ステージ１８の略中央付近を支持するボールネジ１０２と、このボールネジ１０２を回転させてボールネジ１０２を上下動させるモータ１０４とを備えている。この移動機構１００は、Ｘ−Ｙ−θステージ２２および駆動機構２４に取り付けられている。
【００２７】
図７は、ステージ１８をＡ−Ａ線で破断した断面を示す図である。
図７に示すように、ステージ１８は、基板保持面１８ａおよび多数の吸着孔３４が形成された第１支持板１９ａ、この第１支持板１９ａに対して所定の間隔をおいて配置された第２支持板１９ｂ、および第１支持板１９ａと第２支持板１９ｂとを貼り合せるとともに第１支持板１９ａと第２支持板１９ｂとの間に形成された間隙を密閉するスペーサ１９ｃによって構成されている。スペーサ１９ｃの一部には、吸引チューブ３５を介して第２真空ポンプ３６に連通される連通孔１９ｄが形成され、第２真空ポンプ３６により、第１支持板１９ａと第２支持板１９ｂとの間の間隙の気体が吸引される。
【００２８】
また、このステージ１８においては、基板保持面１８ａが平坦な状態となる所定位置において、第２支持板１９ｂの下面を支持する位置にストッパ１１０が設けられている。このストッパ１１０は、ステージ１８の周縁部に平行に配置されている。
【００２９】
図８に示すように、移動機構１００のモータ１０４が回転することにより、ボールネジ１０２が回転して下降すると、ボールネジ１０２に固定されたステージ１８も下降する。すなわち、ステージ１８は、移動機構１００が駆動されることにより、モータ１０４側に引き寄せられる。この時、ステージ１８の周縁部は、ストッパ１１０に支持されているために下降せず、ボールネジ１０２に固定されているステージ１８の中央部付近が下降する。これにより、ステージ１８は、円弧状に撓んだ形状に湾曲することが可能となる。
【００３０】
一方、以上のように構成された組立装置１０を用いて組立られる液晶表示装置は、図９及び図１０に示すように、それぞれ矩形状の透明基板として機能するアレイ基板６０および対向基板６２を備えている。アレイ基板６０は、ガラス基板の表面上に、信号線６１、走査線６３、画素電極６５等を形成することにより構成された矩形状の表示領域６０ａを有している。また、アレイ基板６０上には、表示領域６０ａを囲むようにシール材６４が塗布されているとともに、表示領域６０ａ上には、多数の球状スペーサ６６が散布されている。シール材６４の高さは、例えば１５μｍ、スペーサの径は、５μｍ程度に設定されている。
【００３１】
対向基板６２は、ガラス基板からなり、その下面には、対向電極６８、カラーフィルタ７０等の形成された矩形状の表示領域６２ａが設けられている。表示領域６２ａは、アレイ基板６０側の表示領域６０ａに対応した寸法を有している。
【００３２】
そして、液晶表示装置は、シール材６４を介してアレイ基板６０および対向基板６２を貼り合わせ、これらの基板間に液晶分子を封入することにより構成されている。
【００３３】
次に、以上のように構成された組立装置１０を用いて液晶表示装置を組み立てる方法について説明する。
図１１の（ａ）に示すように、まず、予め形成されたアレイ基板６０を供給機構１４によって貼り合わせ機構部１２の下ステージ２０まで供給し、表示領域６０ａを上にして下ステージ２０上に載置する。この際、アレイ基板６０の表示領域６０ａが下ステージ２０の凹所３８と対向し、かつ、アレイ基板６０の周縁部が基板保持面２０ａと接触するように載置する。この状態で、第１真空ポンプ３２を作動させ、吸着孔４０によってアレイ基板６０の周縁部を下ステージ２０の基板保持面２０ａ上に吸着保持する。
【００３４】
続いて、上記と同様の工程によって対向基板６２を上ステージ１８に供給し、表示領域６２ａを下に向けて上ステージ１８の基板保持面１８ａ上に吸着保持する。この場合、対向基板６２が基板保持面１８ａと接触した状態で、第２真空ポンプ３６を作動させて、第１支持板１９ａと第２支持板１９ｂとの間に形成された間隙を吸引することにより、吸着孔３４によって対向基板６２を基板保持面１８ａ上に吸着保持する。これにより、アレイ基板６０および対向基板６２は、表示領域６０ａ、６２ａが互いに対向した状態に配置される。
【００３５】
続いて、図１１の（ｂ）に示すように、移動機構１００のモータ１０４を駆動して上ステージ１８が固定されたボールネジ１０２を回転させることにより、上ステージ１８を所定位置からモータ１０４側に引き寄せるように移動させる。これにより、ストッパ１１０の作用によって上ステージ１８を円弧状に湾曲させる。このとき、上ステージ１８の基板保持面１８ａに吸着保持されている対向基板６２も、上ステージ１８の変形に伴って、円弧状に湾曲する。すなわち、対向基板６２の表示領域６２ａは、上ステージ１８の変形に伴ない、アレイ基板６０から離間する方向に円弧状に撓む。対向基板６２の撓み量は、ボールネジ１０２の移動量を制御することにより所定の値、例えば、５０μｍ程度に調整される。
【００３６】
そして、駆動機構２４によってＸ−Ｙ−θステージ２２とともに上ステージ１８を下降させ、対向基板６２をアレイ基板６０に接近する方向へ移動させる。
続いて、図１１の（ｃ）に示すように、対向基板６２が所定量撓んだ状態で、対向基板６２の周縁部がアレイ基板６０上のシール材６４に接触する位置まで上ステージ１８を更に下降させる。この際、対向基板６２の表示領域６２ａは、アレイ基板６０の表示領域６０ａから離間する方向へ撓んでいることから、対向基板６２側の表示領域６２ａは、アレイ基板上のスペーサ６６に接触することなく保持されている。
【００３７】
この状態で、Ｘ−Ｙ−θステージ２２を作動させて上テーブル１８および対向基板６２をＸ、Ｙ、θ方向に移動させ、対向基板６２をアレイ基板６０に対して所定の位置に位置合わせする。
【００３８】
位置合わせ終了後、図１１の（ｄ）に示すように、移動機構１００のモータ１０４を駆動して上ステージ１８を元の所定位置に戻す。それにより、対向基板６２は、撓みが取り除かれて元の状態、すなわち、平坦な状態に復帰する。その結果、対向基板６２の表示領域６２ａは、アレイ基板６０上のスペーサ６６に接触し、対向基板６２およびアレイ基板６０は、所定のギャップ、例えば、５μｍを持って貼り付けられる。
【００３９】
なお、この際、上ステージ１８の吸引チューブ３５から第１支持板１９ａと第２支持板１９ｂとの間の間隙内に加圧空気を供給し、アレイ基板６０と対向基板６２との間のギャップを補正するようにしてもよい。
【００４０】
貼り合わせ終了後、第１及び第２真空ポンプ３２、３６を停止してアレイ基板６０および対向基板６２の吸着保持を解除し、更に、上ステージ１８をＸ−Ｙ−θステージ２２とともに上昇させる。続いて、貼り合わされたアレイ基板６０および対向基板６２を、図示しない搬送機構によって下ステージ上から取り出し、次の液晶充填部に搬送する。
【００４１】
以上のように構成された液晶表示装置の組立方法および組立装置に適用される基板保持装置よれば、対向基板６２の表示領域６２ａをアレイ基板６０から離間する方向へ撓ませ、対向基板６２の周縁部のみがシール材６４を介してアレイ基板６０に接触した状態で位置合わせを行う構成としたことから、対向基板６２の表示領域６２ａがスペーサ６６に対して非接触な状態で位置合わせを行うことができる。また、下ステージ２０の基板保持面２０ａにも凹所３８が設けられているため、基板保持面に付着したゴミ等によってアレイ基板６０の有効領域６０ａが対向基板６２側へ撓むことを防止でき、同時に、アレイ基板６０の有効領域６０ａが自重により凹所３８側へ僅かに撓んで対向基板６２から離間する。
【００４２】
従って、位置合わせの間、スペーサ６６によってアレイ基板６０および対向基板６２の表示領域６０ａ、６２ａに傷が付くことを防止でき、その結果、傷に起因する配向不良、画像不良の発生を防止し、画質の向上した液晶表示装置を提供することができる。更に、アレイ基板６０と対向基板６２とがスペーサ６６を介して接触していない状態で位置合わせを行うことにより、高精度な位置合わせが可能となり、一層画質の向上を図ることができる。
【００４３】
また、画素のずれによって生じる表示画面のざらつきや、コントラストの低下などの画質の低下の問題を解消することが可能となる。
なお、対向基板６２を撓ませた状態でガラス基板同志の位置合わせを行うため、位置合わせ終了後に対向基板６２の撓みを取り除いた際、撓み分の位置ずれを生じるこのも考えられるが、対向基板の撓み量を５０μｍ程度とした場合、通常の３００×３００ｍｍのガラス基板においても位置ずれ量は０．０２〜０．０５μｍ程度であり、実用上何等問題とならない。
【００４４】
次に、この発明の基板保持装置の他の例について説明する。
図１２は、この発明の他の実施の形態に係る基板保持装置に適用されるステージの構造を概略的に示す斜視図である。なお、図４に示したステージと同一の構成要素に対しては、同一の参照番号を付して詳細な説明を省略する。
【００４５】
図１２に示したステージは、例えば、図２に示した組立装置１０の貼り合わせ機構部１２における上ステージ１８に適用される。上ステージ１８の基板保持面１８ａには、多数の吸着孔３４が形成されている。これらの吸着孔３４は、基板保持面１８ａにおける中央部付近の吸着力を周縁部より強力にするために、中央部付近に集中して形成されているとともに、中央部付近の吸着孔３４の孔径は、周縁部の吸着孔３４より径大としている。これらの吸着孔３４は、吸引チューブ３５を介して第２真空ポンプ３６に接続されている。
【００４６】
このステージ１８は、図１２示したように、ステージ１８の形状を変形させる機構、すなわち、基板保持面１８ａをその主面に対して垂直な方向に変形させる機構として、移動機構２００に支持されている。この移動機構２００は、Ｘ−Ｙ−θステージ２２および駆動機構２４に取り付けられている。
【００４７】
図１３は、ステージ１８をＡ−Ａ線で破断した断面を示す図である。
図１３に示すように、ステージ１８は、基板保持面１８ａおよび多数の吸着孔３４が形成された第１支持板１９ａ、この第１支持板１９ａに対して所定の間隔をおいて配置された第２支持板１９ｂ、および第１支持板１９ａと第２支持板１９ｂとを貼り合せるとともに第１支持板１９ａと第２支持板１９ｂとの間に形成された間隙を密閉するスペーサ１９ｃによって構成されている。スペーサ１９ｃの一部には、吸引チューブ３５を介して第２真空ポンプ３６に連通される連通孔１９ｄが形成され、第２真空ポンプ３６により、第１支持板１９ａと第２支持板１９ｂとの間の間隙の気体が吸引される。
【００４８】
また、このステージ１８の下方すなわち第２支持板１９ｂは、移動機構２００に保持されている。移動機構２００は、中央部に凹所２０２が形成されたステージ２０４と、ステージ２０４の凹所２０２と第２支持板１９ｂとの間の空間に連通された吸引チューブ３７と、吸引チューブ３７に接続された第３真空ポンプ４３とによって構成されている。ステージ２０４の周縁部上に第２支持板１９ｂが配置され、ステージ２０４の凹所２０２は、第２支持板１９ｂによって密閉されている。ステージ２０４は、第２支持板１９ｂより剛性が高くなるような条件で形成されている。
【００４９】
そして、図１４に示すように、移動機構２００における第３真空ポンプ４３が作動され、吸引チューブ３７を介してステージ２０４の密閉された凹所２０２内の気体を吸引することにより、凹所２０２内の気圧が低下する。このとき、ステージ２０４の剛性が第２支持板１９ｂより高いため、第２支持板１９ｂが変形する。このとき、第２支持板１９ｂは、その周縁部のみがステージ２０４の周縁部上に配置されているため、中央部が円弧状に撓んだ状態に湾曲することが可能となる。
【００５０】
このようなステージを上述した組立装置１０における貼り付け機構部１２の上ステージに適用することにより、上述した実施の形態と同様の効果を得ることが可能である。
【００５１】
すなわち、上述した実施の形態では、図１１の（ｂ）に示した工程において、ステージを移動機構１００によって移動させることによって、ステージを変形させたが、この実施の形態では、第３真空ポンプ４３によって上ステージ１８の第２支持板１９ｂとステージ２０４の凹所２０２と間に規定される空間を吸引することにより、上ステージ１８の基板保持面１８ａに対向基板６２を吸着保持した状態で対向基板６２の有効領域６２ａをアレイ基板６０の有効領域６０ａから離間する方向へ撓ませることが可能となる。この際、撓み量は、第３真空ポンプ４３による吸引量によって制御される。
【００５２】
この状態で、図１１の（ｃ）に示したように、対向基板６２およびアレイ基板６０の周縁部同志をシール材６４を介して貼り合わせた後、Ｘ−Ｙ−θステージ２２によって基板同志の位置合わせを行う。
【００５３】
その後、図１１の（ｄ）に示したように、第３真空ポンプ４３を停止して凹所２０２内を大気圧に戻すことにより、対向基板６２の撓みを取り除く。それにより、対向基板６２およびアレイ基板６０は、スペーサ６６を介して互いに接触し、所定のギャップをおいて張り合わされる。
【００５４】
このように構成された他の実施の形態においても、前述した実施の形態と同様の作用効果を得ることができるとともに、ボールネジやモータといった複雑な移動機構を設けることなく、ステージを撓ませることが可能となる。
【００５５】
なお、この発明は上述した実施の形態および変形例に限定されることなく、この発明の範囲内で更に種々変形可能である。例えば、上述した実施の形態では、上ステージを撓ませるような構成としたが、下ステージを撓ませてもよいし、上下のステージを撓ませる構成としてもよい。また、ステージに形成された凹所の形状、寸法、並びに、ガラス基板の寸法等は必要に応じて種々変形可能である。また、この発明は、球状のスペーサを有する液晶表示装置に限らず、有効領域上に立設された柱状のスペーサを有する液晶表示装置の組立にも適用可能である。
【００５６】
また、基板保持装置を構成する第１支持板、第２支持板、凹所を有するステージは、それぞれ所定の剛性を確保できれば、金属で形成しても樹脂で形成してもよい。
【００５７】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、透明基板に傷を付けることなく、且つ画素のずれを防止することによって画質の向上したフラットディスプレイパネルを製造する際の製造工程に適用される基板保持装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１の（ａ）乃至（ｃ）は、従来の基板保持装置を示す断面図である。
【図２】図２は、この発明の基板保持装置が適用される組立装置全体を示す側面図である。
【図３】図３は、図２に示した組立装置の貼り合わせ機構部に適用される下ステージを示す斜視図である。
【図４】図４は、図２に示した組立装置の貼り合わせ機構部に適用される上ステージを示す斜視図である。
【図５】図５は、図４に示した上ステージの変形例を示す斜視図である。
【図６】図６は、図４に示した上ステージの変形例を示す斜視図である。
【図７】図７は、図４に示した上ステージをＡ−Ａ線で破断した時の断面図である。
【図８】図８は、図７に示した上ステージの基板保持面に垂直な方向の変形を説明するための図である。
【図９】図９は、図２に示した組立装置によって組み立てられる液晶表示装置の分解斜視図である。
【図１０】図１０は、図９に示した液晶表示装置の側面図である。
【図１１】図１１の（ａ）乃至（ｄ）は、図２に示した組立装置を用いて液晶表示装置を組み立てる工程を示す図である。
【図１２】図１２は、図２に示した組立装置の貼り合わせ機構部に適用される他の上ステージを示す斜視図である。
【図１３】図１３は、図１２に示した上ステージをＡ−Ａ線で破断した時の断面図である。
【図１４】図１４は、図１３に示した上ステージの基板保持面に垂直な方向の変形を説明するための図である。
【符号の説明】
１０…組立装置
１２…貼り合わせ機構部
１４…供給機構部
１８…上ステージ
１８ａ…基板保持面
１９ａ…第１支持板
１９ｂ…第２支持板
１９ｃ…スペーサ
２０…下ステージ
２０ａ…基板保持面
２２…Ｘ−Ｙ−Θステージ
３２…第１真空ポンプ
３４…吸着孔
３６…第２真空ポンプ
４３…第３真空ポンプ
１００…移動機構
１０２…ボールネジ
１０４…モータ
２００…移動機構
２０２…凹所
２０４…ステージ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a substrate holding device that holds an array substrate and a counter substrate by vacuum suction in a manufacturing process for manufacturing a flat panel display such as a liquid crystal display device.
[0002]
[Prior art]
A liquid crystal display device has advantages such as thin and light weight and low power consumption, and is therefore widely used as a display of a notebook or sub-notebook personal computer. In recent years, with the improvement in performance of personal computers, there has been a demand for an increase in display capacity and display area of displays and an improvement in image quality.
[0003]
The liquid crystal display device is configured by bonding two glass substrates through a spacer and enclosing liquid crystal molecules between these glass substrates. Usually, a liquid crystal display device is assembled by the following processes.
[0004]
That is, first, glass substrates are sucked and held on a pair of upper and lower stages facing each other. In this case, a large number of electrodes are formed on the surface of the glass substrate held on the lower stage, and a gap between the two glass substrates and a rectangular frame-shaped sealing material that defines the display area is formed. A spacer for holding is disposed. Further, a counter electrode, a color filter, and the like are provided on the glass substrate held on the upper stage.
[0005]
In this state, after lowering the upper stage so that the two glass substrates are opposed to each other with a predetermined gap, the upper stage is moved in the X and Y directions and rotated around the Z axis. The glass substrates are aligned based on a predetermined alignment mark or the like.
[0006]
Subsequently, the upper stage is lowered to a position where the upper glass substrate contacts the sealing material and the spacer on the lower glass substrate. In this case, it is caused by resistance when two glass substrates are brought into contact with each other through a spacer or a seal material, rigidity and parallelism of vertical driving of the upper and lower stages, and backlash in the X, Y, and θ driving mechanisms. As a result, a slight misalignment occurs between the glass substrates.
[0007]
Therefore, in a state where the two glass substrates are in contact with each other via the sealant and the spacer, the upper stage is moved again in the X, Y, and θ directions to perform alignment. After the alignment is completed, pressure is applied so that the gap between the two glass substrates becomes a predetermined value, and liquid crystal molecules are sealed between these glass substrates.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, when positioning is performed by moving one glass substrate in a state where the two glass substrates are in contact with each other via the spacer as described above, the spacer rubs the surface of the glass substrate strongly and scratches it. At the same time, there is a possibility that the color filter layer on the surface of the glass substrate may be sunk.
[0009]
As described above, since there is a strong demand for improvement in image quality in recent liquid crystal display devices, even slight scratches that occur during the manufacturing process are raised as image quality defects, which are factors that lower the manufacturing yield. Become.
[0010]
In order to solve this, as shown in FIG. 1A, a method is considered in which the shape of the stage 310 that adsorbs the glass substrate 300 is concave. In this method, the space between the glass substrate 300 and the stage 310 is sucked by the vacuum pump 320, and as shown in FIG. 1 (b), the glass substrate 300 is bent so that the vicinity of the center is recessed. is there.
[0011]
However, since the glass substrate 300 adsorbed on the stage 310 does not have sufficient rigidity, the glass substrate 300 does not bend into the shape shown in FIG. 1B, and as shown in FIG. There is a risk of deformation along the stage 310. If it is deformed in this way, the deformation of the glass substrate 300 becomes non-uniform, and pixel displacement occurs when combined with the other substrate. If the deviation generated at this time is large, there arises a problem of deterioration in image quality, such as roughness of the display screen and a decrease in contrast. If the light-shielding portion is expanded to allow misalignment, the aperture ratio decreases, leading to a decrease in luminance and an increase in power consumption.
[0012]
Therefore, the present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to manufacture a flat display panel with improved image quality without scratching the transparent substrate and preventing pixel displacement. An object of the present invention is to provide a substrate holding device applied to a manufacturing process.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
This invention has been made on the basis of the above problems,
The substrate holding apparatus according to claim 1,
A stage having a substrate holding surface for holding the substrate;
The stage is
A first support plate having the substrate holding surface and having a plurality of holes for sucking and holding the substrate on the substrate holding surface;
A second support plate disposed at a predetermined interval with respect to the first support plate;
A suction means for sucking a gap between the first support plate and the second support plate to adsorb the substrate to a substrate holding surface of the first support plate;
A mechanism for deforming the shape of the stage, and a mechanism for deforming at least the vicinity of the center of the substrate holding surface of the first support plate in a direction perpendicular to the substrate holding surface;
It is characterized by having .
[0015]
According to the substrate holding device of the present invention, the substrate holding surface holding the substrate has a mechanism for sucking and holding the substrate and a mechanism for changing the shape of the stage. The substrate sucked and held on the substrate holding surface is deformed in accordance with the deformation of the stage shape. At this time, by deforming at least the vicinity of the substrate holding surface in a direction perpendicular to the substrate holding surface, even if the substrate held by suction on the substrate holding surface has insufficient rigidity, the center of the substrate itself The vicinity can be deformed into a concave shape or a convex shape.
[0016]
Therefore, when the two substrates held on such a stage are aligned closely, the problem that one substrate rubs the surface of the other substrate strongly and scratches is eliminated, and the manufacturing yield is reduced. Can be prevented.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of a substrate holding apparatus according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
FIG. 2 is a diagram schematically showing the structure of an assembling apparatus 10 for assembling a liquid crystal display device as a flat panel display provided with the substrate holding device of the present invention. The assembling apparatus 10 includes a bonding mechanism unit 12 including a substrate holding device that bonds two glass substrates of a liquid crystal display device described later, a supply mechanism unit 14 that supplies the glass substrate to the bonding mechanism unit 12, It has. The bonding mechanism 12 and the supply mechanism 14 are installed on the main body frame 16.
[0018]
The bonding mechanism unit 12 includes an upper stage 18 and a lower stage 20 that are arranged to face each other. These stages 18 and 20 are formed in a rectangular plate shape and are arranged substantially horizontally. The lower stage 20 is fixedly disposed on the main body frame 16. The main body frame 16 is provided with a first vacuum pump 32 for the lower stage that functions as suction means, and a second vacuum pump 36 and a third vacuum pump 43 for the upper stage.
[0019]
The upper stage 18 is attached to an XY-θ stage 22 that functions as a position adjustment mechanism. The XY-θ stage 22 is movable in the X direction and the Y direction in a horizontal plane, and is rotatable about a vertical axis. The XY-θ stage 22 is supported and guided by a guide 25 provided on the main body frame 16 so as to be movable up and down along the vertical direction, and is driven up and down by a drive mechanism 24 provided on the upper portion of the main body frame 16. Is done.
[0020]
The upper stage 18 can be adjusted in position with respect to the lower stage 20 by operating the XY-θ stage 22, and is moved up and down by the drive mechanism 24. , Moved in the direction of contact with and away from the lower stage.
[0021]
The supply mechanism unit 14 for supplying the glass substrate to the upper stage 18 and the lower stage 20 of the bonding mechanism unit 12 includes an XY table 44 provided substantially horizontally on the main body frame 16 and an XY table. And a support post 46, which is erected vertically, and a movable table 48 that can be moved up and down along the vertical direction is attached to the support post. Further, the movable base 48 is provided with a support arm 50 that is extendable and rotatable in the horizontal direction, and a holding portion 52 that holds the glass substrate by suction is provided at the extended end of the support arm.
[0022]
Then, the supply mechanism unit 14 moves the moving table 48 up and down and expands and contracts and rotates the support arm 50 in a state where the glass substrate is sucked and held by the holding unit 52, thereby moving the glass substrate to the upper stage 18 and the lower stage 20. To supply each.
[0023]
FIG. 3 is a perspective view schematically showing a structure of a stage applied to the substrate holding apparatus.
The stage shown in FIG. 3 is applied to the lower stage 20 of the bonding mechanism unit 12, for example. The upper surface of the lower stage 20 constitutes a substrate holding surface 20a, and a rectangular recess 38 is formed at the center of the substrate holding surface 20a. The recess 38 is formed in a shape and size substantially corresponding to an effective area of a glass substrate described later. In addition, a large number of suction holes 40 are formed in the lower stage 20. These suction holes 40 are opened in the substrate holding surface 20 a and are provided side by side on the convex portions 39 formed along the peripheral edge of the recess 38. These suction holes 40 are connected to the first vacuum pump 32 via a suction tube 42.
[0024]
FIG. 4 is a perspective view schematically showing a structure of a stage applied to the substrate holding apparatus.
The stage shown in FIG. 4 is applied to the upper stage 18 of the bonding mechanism part 12, for example. The lower surface of the upper stage 18 constitutes a substrate holding surface 18a, and a plurality of suction holes 34 are formed in the substrate holding surface 18a. These suction holes 34 are formed concentrated in the vicinity of the central portion in order to make the suction force in the vicinity of the central portion of the substrate holding surface 18a stronger than the peripheral portion, and the diameter of the suction holes 34 in the vicinity of the central portion. Is larger in diameter than the suction holes 34 in the peripheral portion. That is, the suction holes 34 in the stage 18 shown in FIG. 4 are formed so that the hole diameter increases as the distance from the peripheral part to the vicinity of the center part of the substrate holding surface 18a increases. It is formed in a concentrated manner to increase the number. Thereby, in the substrate holding surface 18a, the substrate can be adsorbed with a stronger adsorbing force in the central portion than in the peripheral portion. These suction holes 34 are connected to a second vacuum pump 36 via a suction tube 35.
[0025]
The arrangement example of the suction holes 34 is not limited to the example shown in FIG. 4, and the arrangement and the hole diameter of the suction holes can be modified as necessary. For example, as shown in FIG. 5, the suction holes 34 having the same hole diameter may be formed on the entire surface of the substrate holding surface 18a and may be distributed so as to be concentrated only in the vicinity of the central portion, as shown in FIG. In addition, the number of the suction holes 34 per unit area may be substantially constant over the entire surface of the substrate holding surface 18a, and the diameter of the suction holes near the center may be larger than the suction holes in the peripheral part.
[0026]
Even in the arrangement examples as shown in FIGS. 5 and 6, it is possible to improve the suction force in the vicinity of the center portion from the peripheral edge portion of the substrate holding surface 18 a as in the example shown in FIG. 4.
As shown in FIG. 4, the stage 18 is supported by the moving mechanism 100 as a mechanism for deforming the shape of the stage, that is, a mechanism for deforming the substrate holding surface 18a in a direction perpendicular to the main surface. Yes. The moving mechanism 100 is a mechanism for moving the stage 18 up and down from a predetermined position, and includes a ball screw 102 that supports the vicinity of the approximate center of the stage 18 and a motor 104 that rotates the ball screw 102 to move the ball screw 102 up and down. I have. The moving mechanism 100 is attached to the XY-θ stage 22 and the driving mechanism 24.
[0027]
FIG. 7 is a view showing a cross section of the stage 18 taken along line AA.
As shown in FIG. 7, the stage 18 includes a first support plate 19a in which a substrate holding surface 18a and a plurality of suction holes 34 are formed, and a first support plate 19a disposed at a predetermined interval with respect to the first support plate 19a. 2 support plate 19b, and spacer 19c that seals the gap formed between first support plate 19a and second support plate 19b while bonding first support plate 19a and second support plate 19b together. Yes. A part of the spacer 19c is formed with a communication hole 19d communicating with the second vacuum pump 36 through the suction tube 35. The second vacuum pump 36 allows the first support plate 19a and the second support plate 19b to be connected to each other. The gas in the gap between them is sucked.
[0028]
In the stage 18, a stopper 110 is provided at a position that supports the lower surface of the second support plate 19b at a predetermined position where the substrate holding surface 18a is flat. The stopper 110 is disposed in parallel with the peripheral edge of the stage 18.
[0029]
As shown in FIG. 8, when the motor 104 of the moving mechanism 100 rotates and the ball screw 102 rotates and descends, the stage 18 fixed to the ball screw 102 also descends. That is, the stage 18 is drawn toward the motor 104 side when the moving mechanism 100 is driven. At this time, the peripheral portion of the stage 18 is not lowered because it is supported by the stopper 110, and the vicinity of the center portion of the stage 18 fixed to the ball screw 102 is lowered. As a result, the stage 18 can be bent into an arcuate shape.
[0030]
On the other hand, the liquid crystal display device assembled using the assembly apparatus 10 configured as described above includes an array substrate 60 and a counter substrate 62 each functioning as a rectangular transparent substrate, as shown in FIGS. ing. The array substrate 60 has a rectangular display region 60a configured by forming signal lines 61, scanning lines 63, pixel electrodes 65, and the like on the surface of the glass substrate. A sealing material 64 is applied on the array substrate 60 so as to surround the display area 60a, and a large number of spherical spacers 66 are dispersed on the display area 60a. The height of the sealing material 64 is set to, for example, 15 μm, and the spacer diameter is set to about 5 μm.
[0031]
The counter substrate 62 is made of a glass substrate, and a rectangular display region 62a in which a counter electrode 68, a color filter 70, and the like are formed is provided on the lower surface thereof. The display area 62a has a size corresponding to the display area 60a on the array substrate 60 side.
[0032]
The liquid crystal display device is configured by bonding the array substrate 60 and the counter substrate 62 through a sealing material 64 and enclosing liquid crystal molecules between these substrates.
[0033]
Next, a method for assembling a liquid crystal display device using the assembling apparatus 10 configured as described above will be described.
As shown in FIG. 11A, first, an array substrate 60 formed in advance is supplied to the lower stage 20 of the bonding mechanism unit 12 by the supply mechanism 14, and the display area 60a is turned upward to be on the lower stage 20. Place. At this time, the array substrate 60 is placed so that the display region 60a faces the recess 38 of the lower stage 20 and the peripheral portion of the array substrate 60 is in contact with the substrate holding surface 20a. In this state, the first vacuum pump 32 is operated, and the peripheral edge portion of the array substrate 60 is sucked and held on the substrate holding surface 20 a of the lower stage 20 by the suction holes 40.
[0034]
Subsequently, the counter substrate 62 is supplied to the upper stage 18 by the same process as described above, and is sucked and held on the substrate holding surface 18a of the upper stage 18 with the display area 62a facing downward. In this case, the second vacuum pump 36 is operated in a state where the counter substrate 62 is in contact with the substrate holding surface 18a, and the gap formed between the first support plate 19a and the second support plate 19b is sucked. Thus, the counter substrate 62 is sucked and held on the substrate holding surface 18a by the suction holes 34. Thereby, the array substrate 60 and the counter substrate 62 are arranged in a state where the display areas 60a and 62a face each other.
[0035]
Subsequently, as shown in FIG. 11B, the motor 104 of the moving mechanism 100 is driven to rotate the ball screw 102 to which the upper stage 18 is fixed, so that the upper stage 18 is moved from the predetermined position to the motor 104 side. Move to attract. Thereby, the upper stage 18 is curved in an arc shape by the action of the stopper 110. At this time, the counter substrate 62 sucked and held on the substrate holding surface 18 a of the upper stage 18 is also curved in an arc shape as the upper stage 18 is deformed. That is, the display area 62 a of the counter substrate 62 bends in an arc shape in a direction away from the array substrate 60 as the upper stage 18 is deformed. The amount of deflection of the counter substrate 62 is adjusted to a predetermined value, for example, about 50 μm, by controlling the amount of movement of the ball screw 102.
[0036]
Then, the upper stage 18 is lowered together with the XY-θ stage 22 by the drive mechanism 24, and the counter substrate 62 is moved in a direction approaching the array substrate 60.
Subsequently, as shown in FIG. 11C, the upper stage 18 is moved to a position where the peripheral portion of the counter substrate 62 contacts the sealing material 64 on the array substrate 60 in a state where the counter substrate 62 is bent by a predetermined amount. Lower further. At this time, since the display area 62a of the counter substrate 62 is bent in a direction away from the display area 60a of the array substrate 60, the display area 62a on the counter substrate 62 side is in contact with the spacer 66 on the array substrate. Is held without.
[0037]
In this state, the XY-θ stage 22 is operated to move the upper table 18 and the counter substrate 62 in the X, Y, and θ directions so that the counter substrate 62 is aligned with the array substrate 60 at a predetermined position. .
[0038]
After completion of the alignment, as shown in FIG. 11D, the motor 104 of the moving mechanism 100 is driven to return the upper stage 18 to the original predetermined position. As a result, the counter substrate 62 is returned to its original state, that is, a flat state after the bending is removed. As a result, the display area 62a of the counter substrate 62 contacts the spacer 66 on the array substrate 60, and the counter substrate 62 and the array substrate 60 are attached with a predetermined gap, for example, 5 μm.
[0039]
At this time, pressurized air is supplied from the suction tube 35 of the upper stage 18 into the gap between the first support plate 19a and the second support plate 19b, and the gap between the array substrate 60 and the counter substrate 62 is supplied. May be corrected.
[0040]
After the bonding, the first and second vacuum pumps 32 and 36 are stopped to release the suction holding of the array substrate 60 and the counter substrate 62, and the upper stage 18 is raised together with the XY-θ stage 22. Subsequently, the bonded array substrate 60 and counter substrate 62 are taken out from the lower stage by a transport mechanism (not shown) and transported to the next liquid crystal filling unit.
[0041]
According to the assembly method of the liquid crystal display device configured as described above and the substrate holding device applied to the assembly device, the display area 62a of the counter substrate 62 is bent away from the array substrate 60, and the periphery of the counter substrate 62 is Since the alignment is performed in a state where only the portion is in contact with the array substrate 60 via the sealing material 64, the alignment is performed in a state where the display region 62a of the counter substrate 62 is not in contact with the spacer 66. Can do. Further, since the recess 38 is also provided in the substrate holding surface 20a of the lower stage 20, it is possible to prevent the effective area 60a of the array substrate 60 from being bent toward the counter substrate 62 due to dust or the like adhering to the substrate holding surface. At the same time, the effective area 60a of the array substrate 60 is slightly bent toward the recess 38 due to its own weight and separated from the counter substrate 62.
[0042]
Therefore, during the alignment, the display area 60a, 62a of the array substrate 60 and the counter substrate 62 can be prevented from being scratched by the spacer 66. As a result, the occurrence of orientation failure and image failure due to the scratch can be prevented. A liquid crystal display device with improved image quality can be provided. Further, by performing alignment in a state where the array substrate 60 and the counter substrate 62 are not in contact with each other via the spacer 66, highly accurate alignment is possible, and image quality can be further improved.
[0043]
In addition, it is possible to solve the problem of image quality deterioration such as roughness of the display screen caused by pixel shift and a decrease in contrast.
In addition, since the alignment of the glass substrates is performed in a state in which the counter substrate 62 is bent, it is conceivable that when the deflection of the counter substrate 62 is removed after the alignment is completed, a positional shift of the deflection is generated. When the amount of bending is about 50 μm, even in a normal glass substrate of 300 × 300 mm, the amount of positional deviation is about 0.02 to 0.05 μm, and there is no practical problem.
[0044]
Next, another example of the substrate holding device of the present invention will be described.
FIG. 12 is a perspective view schematically showing the structure of a stage applied to a substrate holding apparatus according to another embodiment of the present invention. The same components as those of the stage shown in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
[0045]
The stage shown in FIG. 12 is applied to the upper stage 18 in the bonding mechanism part 12 of the assembly apparatus 10 shown in FIG. 2, for example. A large number of suction holes 34 are formed in the substrate holding surface 18 a of the upper stage 18. These suction holes 34 are formed concentrated in the vicinity of the central portion in order to make the suction force in the vicinity of the central portion of the substrate holding surface 18a stronger than the peripheral portion, and the diameter of the suction holes 34 in the vicinity of the central portion. Is larger in diameter than the suction holes 34 in the peripheral portion. These suction holes 34 are connected to a second vacuum pump 36 via a suction tube 35.
[0046]
As shown in FIG. 12, the stage 18 is supported by the moving mechanism 200 as a mechanism for deforming the shape of the stage 18, that is, a mechanism for deforming the substrate holding surface 18a in a direction perpendicular to the main surface. Yes. The moving mechanism 200 is attached to the XY-θ stage 22 and the driving mechanism 24.
[0047]
FIG. 13 is a view showing a cross section of the stage 18 taken along line AA.
As shown in FIG. 13, the stage 18 includes a first support plate 19a in which a substrate holding surface 18a and a plurality of suction holes 34 are formed, and a first support plate 19a disposed at a predetermined interval with respect to the first support plate 19a. 2 support plate 19b, and spacer 19c that seals the gap formed between first support plate 19a and second support plate 19b while bonding first support plate 19a and second support plate 19b together. Yes. A part of the spacer 19c is formed with a communication hole 19d communicating with the second vacuum pump 36 through the suction tube 35. The second vacuum pump 36 allows the first support plate 19a and the second support plate 19b to be connected to each other. The gas in the gap between them is sucked.
[0048]
Further, the lower side of the stage 18, that is, the second support plate 19 b is held by the moving mechanism 200. The moving mechanism 200 is connected to the suction tube 37, the stage 204 having a recess 202 formed in the center, the suction tube 37 communicating with the space between the recess 202 of the stage 204 and the second support plate 19 b, and the suction tube 37. The third vacuum pump 43 is configured. The second support plate 19b is disposed on the peripheral edge of the stage 204, and the recess 202 of the stage 204 is sealed by the second support plate 19b. The stage 204 is formed under the condition that the rigidity is higher than that of the second support plate 19b.
[0049]
Then, as shown in FIG. 14, the third vacuum pump 43 in the moving mechanism 200 is activated, and the gas in the sealed recess 202 of the stage 204 is sucked through the suction tube 37, thereby The atmospheric pressure drops. At this time, since the rigidity of the stage 204 is higher than that of the second support plate 19b, the second support plate 19b is deformed. At this time, since only the peripheral edge portion of the second support plate 19b is disposed on the peripheral edge portion of the stage 204, the second support plate 19b can be bent in a state where the central portion is bent in an arc shape.
[0050]
By applying such a stage to the upper stage of the attaching mechanism 12 in the assembly apparatus 10 described above, it is possible to obtain the same effects as those of the above-described embodiment.
[0051]
That is, in the above-described embodiment, the stage is deformed by moving the stage by the moving mechanism 100 in the step shown in FIG. 11B, but in this embodiment, the third vacuum pump 43 is deformed. By sucking a space defined between the second support plate 19b of the upper stage 18 and the recess 202 of the stage 204, the counter substrate 62 is sucked and held on the substrate holding surface 18a of the upper stage 18. The effective area 62 a of 62 can be bent in a direction away from the effective area 60 a of the array substrate 60. At this time, the amount of deflection is controlled by the amount of suction by the third vacuum pump 43.
[0052]
In this state, as shown in FIG. 11C, the peripheral portions of the counter substrate 62 and the array substrate 60 are bonded together via the sealing material 64, and then the substrates are fixed by the XY-θ stage 22. Perform alignment.
[0053]
After that, as shown in FIG. 11D, the third vacuum pump 43 is stopped and the inside of the recess 202 is returned to the atmospheric pressure, thereby removing the bending of the counter substrate 62. As a result, the counter substrate 62 and the array substrate 60 come into contact with each other via the spacer 66 and are bonded together with a predetermined gap.
[0054]
In other embodiments configured as described above, the same effects as the above-described embodiments can be obtained, and the stage can be bent without providing a complicated moving mechanism such as a ball screw or a motor. It becomes possible.
[0055]
The present invention is not limited to the above-described embodiments and modifications, and various modifications can be made within the scope of the present invention. For example, in the above-described embodiment, the upper stage is bent. However, the lower stage may be bent, or the upper and lower stages may be bent. Further, the shape and size of the recess formed in the stage, the size of the glass substrate, and the like can be variously modified as necessary. The present invention is not limited to a liquid crystal display device having a spherical spacer, but can be applied to an assembly of a liquid crystal display device having a columnar spacer standing on an effective area.
[0056]
Further, the first support plate, the second support plate, and the stage having the recesses constituting the substrate holding device may be formed of metal or resin as long as predetermined rigidity can be ensured.
[0057]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the substrate holding applied to the manufacturing process when manufacturing the flat display panel with improved image quality without scratching the transparent substrate and preventing the pixel shift. An apparatus can be provided.
[Brief description of the drawings]
1A to 1C are cross-sectional views showing a conventional substrate holding apparatus.
FIG. 2 is a side view showing an entire assembly apparatus to which the substrate holding apparatus of the present invention is applied.
FIG. 3 is a perspective view showing a lower stage applied to a bonding mechanism portion of the assembly apparatus shown in FIG. 2;
4 is a perspective view showing an upper stage applied to a bonding mechanism portion of the assembling apparatus shown in FIG. 2. FIG.
FIG. 5 is a perspective view showing a modification of the upper stage shown in FIG. 4;
FIG. 6 is a perspective view showing a modification of the upper stage shown in FIG.
7 is a cross-sectional view when the upper stage shown in FIG. 4 is broken along the line AA. FIG.
8 is a view for explaining deformation in a direction perpendicular to the substrate holding surface of the upper stage shown in FIG. 7; FIG.
9 is an exploded perspective view of a liquid crystal display device assembled by the assembling apparatus shown in FIG. 2. FIG.
FIG. 10 is a side view of the liquid crystal display device shown in FIG.
11A to 11D are diagrams illustrating a process of assembling a liquid crystal display device using the assembling apparatus illustrated in FIG.
12 is a perspective view showing another upper stage applied to the bonding mechanism portion of the assembling apparatus shown in FIG. 2. FIG.
13 is a cross-sectional view when the upper stage shown in FIG. 12 is broken along the line AA. FIG.
14 is a diagram for explaining a deformation in a direction perpendicular to the substrate holding surface of the upper stage shown in FIG. 13; FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Assembly apparatus 12 ... Bonding mechanism part 14 ... Supply mechanism part 18 ... Upper stage 18a ... Substrate holding surface 19a ... First support plate 19b ... Second support plate 19c ... Spacer 20 ... Lower stage 20a ... Substrate holding surface 22 ... XY-Θ stage 32 ... first vacuum pump 34 ... suction hole 36 ... second vacuum pump 43 ... third vacuum pump 100 ... moving mechanism 102 ... ball screw 104 ... motor 200 ... moving mechanism 202 ... recess 204 ... stage

Claims

基板を保持するための基板保持面を有するステージを備え、
前記ステージは、
前記基板保持面を有し、前記基板を前記基板保持面に吸着保持する複数の孔を有する第１支持板と、
前記第１支持板に対して所定の間隔をおいて配置された第２支持板と、
前記第１支持板と第２支持板との間隙を吸引して前記第１支持板の基板保持面に前記基板を吸着させる吸引手段と、
前記ステージの形状を変形させる機構であって、少なくとも前記第１支持板の基板保持面における中央付近を前記基板保持面に対して垂直な方向に変形させる機構と、
を有することを特徴とする基板保持装置。A stage having a substrate holding surface for holding the substrate;
The stage is
A first support plate having the substrate holding surface and having a plurality of holes for sucking and holding the substrate on the substrate holding surface;
A second support plate disposed at a predetermined interval with respect to the first support plate;
A suction means for sucking a gap between the first support plate and the second support plate to adsorb the substrate to a substrate holding surface of the first support plate;
A mechanism for deforming the shape of the stage, and a mechanism for deforming at least the vicinity of the center of the substrate holding surface of the first support plate in a direction perpendicular to the substrate holding surface;
Substrate holding apparatus characterized by having a.