JP4698101B2 - 基板の重ね合わせ機構および基板の重ね合わせ方法 - Google Patents
基板の重ね合わせ機構および基板の重ね合わせ方法 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、対向するように重ね合わせて高精度に位置合わせを行うのに好適な、基板の重ね合わせ機構および基板の重ね合わせ方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示パネルは、ガラス製の２枚の基板が対向配置されて貼り合わされ、その貼り合わされた２枚の基板間に液晶が封入されて製造される。このような液晶表示パネル等の製造工程では、ガラス製の２枚の基板に形成されたアライメント（位置決め用）マークに基づく高精度な位置合わせないしは位置決め操作を経て、２枚の基板の重ね合わせが行われる。
【０００３】
図７は、従来の基板、及びその基板の重ね合わせ機構を採用した液晶基板の貼合わせ装置の平面図で、図８（ａ）及び図８（ｂ）はそれぞれ、図７に示す装置で貼り合わされるガラス製の基板、すなわち上基板１Ｕ、及び下基板１Ｄの拡大平面図である。
【０００４】
図７に示すように、液晶基板の貼合わせ装置では、まず、上基板１Ｕ及び下基板１Ｄは、対向配置された一対の供給機構２Ｕ、２Ｄに順次供給される。
【０００５】
一対の供給機構２Ｕ、２Ｄ間には、旋回しつつ図示矢印Ｙ方向に伸縮自在なアーム３ａを有して矢印Ｘ方向に移動自在な搬送ロボット３が配置されていて、上基板１Ｕ及び下基板１Ｄは、その搬送ロボット３により、隣接して配置された２台の貼合わせ装置４，４に交互に搬送供給される。
【０００６】
貼合わせ装置４，４で重ね合わされるガラス製の上基板１Ｕ及び下基板１Ｄは、図８に示したように、例えば４枚の液晶パネルを取り出し製造できるようにパターン形成されていて、各基板（上基板１Ｕ及び下基板１Ｄ）の中央左右両端部の２か所に、それぞれ十字状の位置決め用のマーク１Ｕ１，１Ｕ２、及び１Ｄ１，１Ｄ２が対をなすように印刷形成されている。
【０００７】
また、下基板１Ｄ面には、そのパターンに沿い接着剤５が予め塗布描画されており、マーク１Ｕ１，１Ｕ２、及び１Ｄ１，１Ｄ２に基づく基板の位置決め調整後に、接着剤５を介した上基板１Ｕと下基板１Ｄとの貼り合わせが行われる。
【０００８】
貼り合わされた上基板１Ｕと下基板１Ｄは、搬送ロボット３に受け渡され、次の液晶注入工程へと搬送されるべく、図７に示す搬出台６に供給される。
【０００９】
貼合わせ装置４，４は、図９の正面図に示したように構成され、まず上下（Ｚ軸）方向に移動可能な上方の吸着ヘッド４１が、搬送ロボット３から上基板１Ｕを先に受取り吸着保持し、次に下方の吸着ステージ４２が下基板１Ｄを搬送ロボット３から受取り吸着保持する。
【００１０】
吸着ステージ４２内には、ＣＣＤカメラ等の撮像機器４３１，４３２が装着されていて、吸着ヘッド４１に吸着保持された上基板１Ｕが図示Ｚ方向に降下し、下基板１Ｄに軽く重ね合わされた状態で、ガラス製の各基板に形成されたマーク１Ｕ１，１Ｕ２、及び１Ｄ１，１Ｄ２を撮影するように構成されている。
【００１１】
上方の吸着ヘッド４１は、Ｘ−Ｙ−θ移動テーブル４４に組込まれていて、吸着ヘッド４１を組み込んだＸ−Ｙ−θ移動テーブル４４は、制御器７により駆動制御される。
【００１２】
制御器７は、撮像機器４３１，４３２から、各マーク１Ｕ１，１Ｕ２、及び１Ｄ１，１Ｄ２の撮像パターンの供給を受け、それに基づき、上基板１Ｕ、下基板１Ｄ間の位置ずれ量が許容範囲内に収まるように、Ｘ−Ｙ−θ移動テーブル４４を駆動制御する。
【００１３】
図１０（ａ）は、適正位置に重ね合わされた状態での撮像機器４３１により取り込まれた撮像パターン図である。
【００１４】
２枚の基板（上基板１Ｕ及び下基板１Ｄ）が適正に重ね合わされた状態では、図１０（ａ）に示すように、対をなす十字状のマーク１Ｕ１，１Ｕ２，及び１Ｄ１，１Ｄ２間にそれぞれ結ばれた直線Ｌｕ，Ｌｄが直交するように交差し、かつマーク１Ｕ１，１Ｕ２、及び１Ｄ１，１Ｄ２の各中間位置Ｐｕ，Ｐｄが一致する。 従って、たとえば上基板１Ｕが吸着ヘッド４１に傾いて保持され、図１０（ｂ）に示すように各中間位置Ｐｕ，Ｐｄ間がＸ−Ｙ方向にΔｘ，Δｙ分ずれたとき、制御器７に内蔵されたマイコンは、各撮像機器４３１，４３２からの撮像パターンから、公知のパターンマッチング手法を用いた画像処理により、中間位置Ｐｕ，Ｐｄの座標位置を算出し、各中間位置Ｐｕ，Ｐｄが一致するようＸ−Ｙ−θ移動テーブル４４を駆動制御する。
【００１５】
このように、吸着ヘッド４１及び吸着テーブル４２に吸着保持されつつ重ね合わされた上下２枚の基板（１Ｕ，１Ｄ）は、撮像機器４３１，４３２と制御器７とによる位置ずれ検出操作と、制御器７及びＸ−Ｙ−θ移動テーブル４４による位置ずれ補正操作とを経て、適正な貼合わせに向けた位置合わせが行われる。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
上記説明のように、従来の基板の重ね合わせ機構及び重ね合わせ方法では、制御器７はマーク１Ｕ１，１Ｕ２、１Ｄ１，１Ｄ２の撮像パターンから、中間位置Ｐｕ，Ｐｄを算出して制御するので、各撮像機器４３１，４３２は、その撮像視野内において、各マーク１Ｕ１，１Ｕ２、１Ｄ１，１Ｄ２の位置を個々に認識できることが条件とされる。
【００１７】
ところで、最近の液晶表示パネルでは、表示画面の一層の高精細化が進展し、基板の重ね合わせに際して、ミクロン単位のより高精度な位置決めが要求され、そのため、顕微鏡型で倍率の高い撮像機器４３１，４３２が採用されるようになってきている。
【００１８】
高精度な位置決めでは、上基板１Ｕと下基板１Ｄとの間の位置ずれ量がわずかでも大きくなると、図１１（ａ）に示すように、２個一対のマークのうちいずれか一方が、他の基板のマークと重なってしまうことがある。なお、図１１は図１０と同様に、撮像機器４３１により取り込まれた撮像パターンを示している。
【００１９】
図１０及び図１１（ａ）では、説明の便宜上、平行斜線の有無により、上基板１Ｕのマーク１Ｕ１，１Ｕ２と下基板１Ｄのマーク１Ｄ１，１Ｄ２を区別して示しているが、実際には背景となる透明なガラス基板と識別できれば良いので、十字状のマークはいずれも、たとえば黒く塗られて表示されている。
【００２０】
従って、図１１（ａ）に示したように、２個一対のマークのうち例えばマーク１Ｕ２とマーク１Ｄ２とが部分的に重なってしまうと、撮像パターンは図１１（ｂ）に示したようになり、重なったマークはいずれも十字状のマークとして認識されないので、認識エラーとなり、制御器７は位置ずれ補正ができなくなるという問題があった。
【００２１】
このように、いずれか一方のマークが互いに重なり合い、認識エラーの状態となり装置が停止すると、作業員は、Ｘ−Ｙ−θ移動テーブル４４を移動操作し、重なったマークが引き離れるように、基板１Ｕの位置をずらし、改めて撮像機器４３１，４３２及び制御器７による位置補正操作を再開させことになるので作業効率は著しく低下した。
【００２２】
もちろん、はじめから２つのマークが重ならないように、貼合わせ装置４，４に供給保持されれば良いが、基板の搬送移動、並びに受け渡しの各過程においては多少の位置ずれが避けられない以上、マークの重なりを解消することは現実的には容易ではなく対応改善が要望されていた。
【００２３】
そこで本発明は、基板の貼合わせ装置が、上下２枚の基板における２個一対のマークのうちいずれかが互いに部分的に重なるように重なり合ったとしても、マークによる２枚の基板の位置合わせ操作が円滑かつ適正に行うことができる基板、及びその基板の重ね合わせ機構、並びに重ね合わせ方法を提供することを目的とする。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、透光性を有し、位置決め用のマークをそれぞれ形成した２枚一組の基板において、前記２枚一組のうち、いずれか一方の基板に形成された前記マークが他の基板のマークとは、明度あるいは色相を異にして着色されていることを特徴とする。
【００２５】
このように、この発明の基板は、いずれか一方の基板に形成されたマークが他の基板のマークとは異なる色に着色されて構成されたものである。
【００２６】
従って、着色されたマークの色と同じ色の光をガラス製の基板に照射し、その照射された基板を撮像機器が撮影したとき、着色されたマークは背景に溶け込み、着色されない側の一対のマークのみが背景から浮かび上がるので、撮像画面上において、着色されない側の一対のマーク形状を的確に捕えることができる。
【００２７】
従って、例えば白色光と着色されたマークの色と同じ色の光とを切替え照射して撮影し、一部重なった２組のマークパターンと、着色されない側の一対のマークのみのマークパターンの２種類の撮像パターンを得ることができる。
【００２８】
従ってまた、その２種類の各撮像パターンを対比し、そのパターン差の認識処理演算により、着色された側のマークのパターンのみを算出することができる。
【００２９】
このように、この発明の基板によれば、たとえ一部マークに重なりがあっても、撮像パターン及びそのパターンの認識処理演算により、各マークパターンを正確に得ることができるので、従来と同様に、一対のマークの中間位置を演算により求めつつ位置ずれ補正を行い、適正かつ高精度な重ね合わせを行うことができる。
【００３０】
第２の発明は、基板の重ね合わせ機構において、透光性を有し、位置決め用のマークがそれぞれ形成され、いずれか一方の基板に形成されたマークが他の基板のマークとは、明度あるいは色相を異にして着色された２枚一組の基板と、この２枚一組の基板をそれぞれの基板に設けられた前記マークが対向するように重ね合わせる重ね合わせ手段と、この重ね合わせ手段により重ね合わされた前記２枚一組の基板の少なくとも一方のマークの色またはそれと同系統の色の光を照射自在に構成された光源と、この光源からの照射光の透過光により、前記２枚一組の基板のマークを撮影する撮像機器と、この撮像機器で撮影された前記各マークの撮像パターンに基づき、重ね合わされた前記２枚の基板間の位置ずれを検出する検出手段と、この検出手段で検出された前記２枚の基板間の位置ずれを補正する補正手段とを具備することを特徴とする。
【００３１】
また、第３の発明は、基板の重ね合わせ方法において、透光性を有し、位置決め用のマークがそれぞれ形成され、いずれか一方の基板に形成されたマークが他の基板のマークとは、明度あるいは色相を異にして着色されてなる２枚一組の基板を、それぞれの基板に設けられた前記マークが対向するように重ね合わせる重ね合わせ工程と、この重ね合わせ工程により、重ね合わされた前記２枚一組の基板の少なくとも一方のマークの色またはそれと同系統の色の光を切替え照射する照射工程と、この照射工程により照射された光のもとで、前記２枚一組の基板のマークを撮影する撮影工程と、この撮影工程で撮影された前記各マークの撮像パターンに基づき、重ね合わされた前記２枚の基板間の位置ずれを検出する検出工程と、この検出工程で検出された前記２枚の基板間の位置ずれを補正する補正工程とからなることを特徴とする。
【００３２】
上記第２の発明の基板の重ね合わせ機構、及び第３の発明の基板の重ね合わせ方法は、いずれも上記第１の発明の基板を採用した基板の重ね合せ機構及び重ね合せ方法に関する。
【００３３】
すなわち、第２の発明の基板の重ね合わせ機構は、着色光の光源やその光源からの光により基板のマークを撮像する撮像機器、並びに位置ずれを検出する検出手段等を有し、また第３の発明の基板の重ね合わせ方法は、着色光を照射する照明工程や照射された基板のマークを撮影する撮影工程、並びに位置ずれを検出する検出工程等を有するので、一部重なったマークをそれぞれ分離して捕えることができ、２枚の基板間の位置ずれを検出して補正を行い、適正かつ円滑に重ね合わせることができる。
【００３４】
なお、上記第２及び第３の発明に関連し、一部重なったマークをそれぞれ分離して捕えるために、着色されたマークが撮像画面の背景に溶け込むように構成されれば良いので、上記のようにマークの色と同じ色の光（着色光）を照射して撮影する方法のほかにも、透光性の色フィルタを介して撮影したり、あるいは着色光を反射する反射板を背後にマークを撮影するように構成しても、上記第２及び第３の発明と同様な機能及び効果を得ることができる。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による基板、及びその基板の重ね合わせ機構、並びに重ね合わせ方法の一実施の形態を図１ないし図６を参照して詳細に説明する。なお、図７ないし図１１に示した従来の基板、及びその基板の重ね合わせ機構と同一構成には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００３６】
すなわち、図１（ａ）及び（ｂ）は、本発明による基板の一実施の形態を示したもので、図１（ａ）は上基板８Ｕの平面図、図１（ｂ）は下基板８Ｄの平面図である。また、図２は、本発明による基板の重ね合わせ機構の一実施の形態を採用した液晶基板の貼合わせ装置の平面図で、その装置構成の中で、貼合わせ装置９，９及び制御器１０は、図３に示すように構成されている。
【００３７】
まず、図１に示した本発明の一実施の形態の上基板８Ｕ及び下基板８Ｄは、いずれも従来と同様に、透明なガラス製からなり、透光性を有して４枚の液晶パネルを取り出し製造できるようにパターン形成されているとともに、各基板（上基板１Ｕ及び下基板１Ｄ）の中央左右両端部の２か所に、それぞれ一対の十字状の位置決め用の（アライメント）マーク８Ｕ１，８Ｕ２、及び８Ｄ１，８Ｄ２が形成されている。
【００３８】
そして、この実施の形態では、上基板８Ｕのマーク８Ｕ１，８Ｕ２は赤色に着色され、下基板８Ｄのマーク８Ｄ１，８Ｄ２は黒色に塗られて表示されている。
【００３９】
図２に示した液晶基板の貼合わせ装置において、対向配置された一対の供給機構２Ｕ、２Ｄに順次供給された上基板８Ｕ及び下基板８Ｄは、搬送ロボット３により、２台の貼合わせ装置９，９に交互に搬送供給される。
【００４０】
貼合わせ装置９，９で重ね合わされる上基板８Ｕ及び下基板８Ｄは、図３に示したように、上基板８Ｕは吸着ヘッド９１に、また下基板８Ｄは吸着ステージ９２にそれぞれ吸着保持され、吸着ヘッド９１が降下して、わずかな間隔を隔ててあるいは軽く接触した状態で対向するように重ね合わされる。
【００４１】
吸着ステージ９２に取付け固定されたＣＣＤカメラ等の撮像機器９３１，９３２は、それぞれ対応するマーク８Ｕ１，８Ｕ２、及び８Ｄ１，８Ｄ２を撮影し、その撮像パターンは撮像機器９３１，９３２とともに位置ずれ検出手段を担う制御器１０に供給される。
【００４２】
また、吸着ヘッド９１には、撮像機器９３１，９３２に対応して、光源９４１，９４２が設けられ、光源９４１，９４２からの光が、ガラス製の上基板８Ｕ及び下基板８Ｄをそれぞれ介して撮像機器９３１，９３２に向け照射されるように構成されている。
【００４３】
各光源９４１，９４２には、それぞれ白色ランプ９４ａ及び赤色ランプ９４ｂが選択的に切替え点灯可能に並設されていて、制御器１０の制御により切替え点灯される。
【００４４】
そこでまず、白色ランプ９４ａが点灯され、その白色ランプ９４ａからの光は、マークが付された透光性の上基板８Ｕ及び下基板８Ｄをそれぞれ通過して撮像機器９３１，９３２に照射されるので、マーク８Ｕ１，８Ｕ２、及び８Ｄ１，８Ｄ２を撮影して得られた撮像機器９３１，９３２からのデジタル撮像パターンは、制御器１０のＣＰＵ１０１に順次供給されるとともに、ＣＰＵ１０１からＲＡＭ等で構成された第１のフレームメモリ１０２に供給され個別に記憶される。具体的には例えば、撮像機器９３１，９３２にて取り込まれた撮像パターンを、マーク８Ｕ１，８Ｕ２及び８Ｄ１，８Ｄ２に対応する明るさと背景部分に対応する明るさの間に設定された二値化しきい値（マーク８Ｕ１，８Ｕ２及び８Ｄ１，８Ｄ２を背景画像から分離する二値化しきい値）で二値化処理して二値化画像パターンを生成し、この二値化画像が第１のフレームメモリ１０２に記憶される。
【００４５】
以下、撮像機器９３１により取り込まれた撮像パターンを例に説明する。
【００４６】
まず、ＣＰＵ１０１は、第１のフレームメモリ１０２に記憶された二値化画像パターンから、各対応する一対のマーク８Ｕ１，８Ｕ２及び８Ｄ１，８Ｄ２の認識を行なう。このとき、各マーク８Ｕ１，８Ｕ２及び８Ｄ１，８Ｄ２を正常に認識できた場合、従来技術と同様な手順で各基板８Ｕ、８Ｄの位置合せを行ない、各マーク８Ｕ１，８Ｕ２及び８Ｄ１，８Ｄ２を正常に認識することができなかった場合には、後述する手順により、各マーク８Ｕ１，８Ｕ２及び８Ｄ１，８Ｄ２の認識を行なう。
【００４７】
すなわち、撮像機器９３１からの白色ランプ９４ａの点灯照射による撮像パターンが、図１０（ａ）あるいは図１０（ｂ）に示されたのと同様に、各マーク８Ｕ１，８Ｕ２、及び８Ｄ１，８Ｄ２がいずれも他と重なることなく個々に独立分離した状態であるときは、ＣＰＵ１０１は各マーク８Ｕ１，８Ｕ２及び８Ｄ１，８Ｄ２を正常に認識することが可能である。従って、ＣＰＵ１０１は、第１のフレームメモリ１０２に記憶された二値化画像パターンから各対応する一対のマーク８Ｕ１，８Ｕ２及び８Ｄ１，８Ｄ２の各中間位置Ｐｕ，Ｐｄを演算により算出する。そして他方の撮像機器９３２により取り込まれた撮像パターンから得た各中間点位置に基づいて、各中間位置Ｐｕ，Ｐｄが一致するようにＸ−Ｙ−θ移動テーブル９５を制御して位置合せを行う。
【００４８】
他方、撮像機器９３１からの白色ランプ９４ａの点灯照射による撮影パターンが、図４に示したように、マーク８Ｕ１，８Ｕ２、及び８Ｄ１，８Ｄ２のいずれか、たとえば図示にように８Ｕ２，８Ｄ２が互いに部分的に重なった状態である場合、ＣＰＵ１０１は各マーク８Ｕ１，８Ｕ２及び８Ｄ１，８Ｄ２を正常に認識することができない。この場合、ＣＰＵ１０１は、照明ランプを白色ランプ９４ａから赤色ランプ９４ｂに切替え点灯するよう光源９４１，９４２を制御する。
【００４９】
切替え点灯された赤色ランプ９４ｂの光の色は、同じ色相の赤色で着色された２個一対のマーク８Ｕ１，８Ｕ２の色とは同系統の色すなわち同系色であるので、マーク８Ｕ１，８Ｕ２は、図５（ａ）に平行斜線で表したように、同系色からなる赤色ランプ９４ｂの光の色（背景色）に溶け込んでしまい、黒色に着色された他方の基板のマーク８Ｄ１，８Ｄ２のみが背景から浮かび上がったように撮像される。その撮像パターンは制御器１０のＣＰＵ１０１を経て、ＲＡＭで構成された第２のフレームメモリ１０３に供給記憶される。具体的には例えば、ＣＰＵ１０１は、撮像機器９３１にて取り込まれた撮像パターンを、マーク８Ｕ１，８Ｕ２の赤色に対応する明るさとマーク８Ｄ１，８Ｄ２の黒色に対応する明るさとの間に設定された二値化しきい値（マーク８Ｄ１，８Ｄ２をマーク８Ｕ１，８Ｕ２および背景画像から分離する二値化しきい値）で二値化処理して二値化画像パターン（図５（ｂ））を生成し、この二値化画像パターンを第２のフレームメモリ１０３に記憶させる。このとき、赤色ランプ９４ｂの光の色（背景色）は、マーク８Ｕ１，８Ｕ２の赤色と同色或いはそれに近い赤色であるので、上記二値化しきい値にて二値化された画像パターンは、背景部分とマーク８Ｕ１，８Ｕ２とが同色（白色）となり、二値化画像中にマーク８Ｕ１，８Ｕ２は表示されず、マーク８Ｄ１，８Ｄ２のみが切り出される。
【００５０】
ＣＰＵ１０１は、その二値化画像からマーク８Ｄ１，８Ｄ２の中間位置Ｐｄを演算により算出し、その算出された位置情報（中間位置Ｐｄ）をＲＡＭで構成されたメモリ１０４に一旦供給されて記憶させる。
【００５１】
次に、制御器１０のＣＰＵ１０１は、第１のフレームメモリ１０２の図４（ｂ）に示した二値化画像パターンと、第２のフレームメモリ１０３の図５（ｂ）に示した二値化画像パターンをそれぞれ読み出し、２種類の両撮像パターンを対比し、その差の認識処理演算によって、図６に示すように赤色に着色された側の２個一対のマーク８Ｕ１，８Ｕ２のパターンを算出し、その算出したパターンから中間位置Ｐｕを求め、ＲＡＭで構成されたメモリ１０４に供給記憶する。
【００５２】
差の認識処理演算によって得られた一対のマーク８Ｕ１，８Ｕ２は赤色に着色されたマークであるが、差の演算処理により、図６に示したように、黒色が付された他方のマーク８Ｄ２と重なった部分のみが欠けたに過ぎないパターン形状であり、中間位置Ｐｕは支障なく算出される。
【００５３】
この後、ＣＰＵ１０１は、メモリ１０４に記憶された各中間点位置Ｐｕ，Ｐｄと、他方の撮像機器９３２により取り込まれた撮像パターンから得た中間点位置Ｐｕ，Ｐｄとに基づいて、各中間点位置Ｐｕ，Ｐｄが一致するようにＸ−Ｙ−θ移動テーブル９５を制御して位置合わせを行なう。
【００５４】
以上説明のように、この実施の形態の基板の重ね合せ機構及び重ね合せ方法によれば、いずれか一方の基板の位置決め用のマークが他の基板の位置決め用のマークとは異なる色、すなわち異なる明度あるいは色相の色に着色されて構成されたので、その着色の色と同系色の色の背景が得られるように切替えて撮像パターンを得るので、たとえマークの一部が重なり合ったとしても、演算処理により、個々の一対のマーク位置を分離して抽出することができる。
【００５５】
このように、本発明によれば、たとえマークの一部が２枚の基板間で重なったとしても、位置補正操作を効率良く行い、適切かつ円滑な位置合わせを自動的に実施することができる。
【００５６】
なお、上記説明の実施の形態による基板の重ね合わせ機構及び方法では、光源に着色マークの色と同系色のランプを切替え点灯させたが、要するに着色マークの色と同系色の色の背景が得られるように光が照射されればよいので、赤色ランプ９４ｂを省き、赤色のみを透過させるいわゆる色フィルタを、基板８Ｕ，８Ｄの上下いずれかに、選択的に切替え介挿されるように構成しても同様な機能及び効果を得ることができる。
【００５７】
また、白色ランプ９４ａと赤色ランプ（一方の基板の着色マークの色と同系色のランプ）９４ｂとから構成される光源９４１，９４２を撮像機器９３１，９３２側に配置し、このランプ９４ａ、９４ｂを切替え点灯させるように構成しても同様な機能及び効果を得ることができる。なお、この場合、基板８Ｕ、８Ｄを透過して撮像機器９３１，９３２にて撮像される背景部（吸着ヘッド９１の上基板８Ｕの吸着面）は、白色或いは白色に近い色彩であることが好ましい。
【００５８】
また、撮像機器９３１，９３２にて取り込まれた撮像パターンから、上基板８Ｕのマーク８Ｕ１，８Ｕ２と下基板８Ｄのマーク８Ｄ１，８Ｄ２を分離する手段として、上基板８Ｕのマーク８Ｕ１，８Ｕ２の色と同系色の光や背景を用いる例を説明したが、これに限られるものではない。
【００５９】
具体的には例えば、まず、白色ランプを用いた光源による照明のもとで、撮像機器９３１，９３２によりマーク８Ｕ１，８Ｕ２及び８Ｄ１，８Ｄ２を撮像する。ＣＰＵ１０１は、撮像機器９３１，９３２にて取り込まれた撮像パターンを、マーク８Ｕ１，８Ｕ２及び８Ｄ１，８Ｄ２と背景画像とを分離する二値化しきい値（第１の二値化しきい値）で二値化処理して二値化画像パターンを生成するとともに、この二値化画像パターン中のマーク８Ｕ１，８Ｕ２及び８Ｄ１，８Ｄ２の認識を行なう。
【００６０】
この二値化画像パターンから全てのマーク８Ｕ１，８Ｕ２及び８Ｄ１，８Ｄ２についての適正な認識が行なえなかったときには、二値化しきい値を、赤色のマーク８Ｕ１，８Ｕ２からの光量レベルと黒色のマーク８Ｄ１，８Ｄ２からの光量レベルとの間に設定された二値化しきい値、すなわち、マーク８Ｕ１，８Ｕ２および背景画像とマーク８Ｄ１，８Ｄ２とを分離する二値化しきい値（第２の二値化しきい値）に切替える。そして、再度、白色ランプの照明のもとで撮像した撮像機器９３１，９３２による撮像パターンを、切替えた第２の二値化しきい値で二値化処理し、マーク８Ｄ１，８Ｄ２のみを切り出した二値化画像を生成する。これにより、撮像機器９３１，９３２による撮像パターン中から、マーク８Ｄ１，８Ｄ２のみを切り出すことができる。
【００６１】
なお、マーク８Ｕ１，８Ｕ２の画像の切り出しは、第１の実施の形態と同様に、第１の二値化しきい値による二値化画像パターンと第２の二値化しきい値による二値化画像パターンとの差の認識処理演算により行なうことができる。
【００６２】
このような手段によっても、マーク８Ｕ１，８Ｕ２及び８Ｄ１，８Ｄ２の一部が重なり合っていたとしても、個々の一対のマーク８Ｕ１，８Ｕ２及び８Ｄ１，８Ｄ２を分離して抽出することができるので、第１の実施の形態と同様な機能及び効果を得ることができる。
【００６３】
また、本発明の基板の重ね合わせ機構及び方法は、着色マークの色と同系色の色の背景を得るために、着色された色と同系色の色を反射させる反射板、すなわち上記実施の形態では赤色の色反射板が選択的に背景に挿入されるように構成し、撮像機器９３１，９３２側からの照明により撮像するように構成してもまた同様な機能及び効果を得ることができる。なおこの場合、赤色に着色されたマークを非透光性とし、このマークと対で用いられる他方のマークを反射率が高い色（例えば、銀色）で形成するとともに、色反射板を背景に挿入して撮像するときには、撮像機器側から光を照射し、色反射板を背景に挿入せずに撮像するときには、基板を挟んで撮像機器と対向する側から光を照射するようにするとよい。
【００６４】
なお、上記各説明において、光源９４１，９４２が吸着ヘッド９１側に、また撮像機器９３１，９３２が吸着テーブル９２側に設置されるものとして説明したが、これに限らず、たとえば反対に、光源９４１，９４２を吸着テーブル９２側に、また撮像機器９３１，９３２を吸着ヘッド９１側に設置することもできる。
また、上基板８Ｕ，下基板８Ｄの位置合わせに、上基板８Ｕ側を降下させるように説明したが、もちろん下基板８Ｕ側を上昇させてもよく、さらにＸ−Ｙ−θ移動テーブル９５を吸着ヘッド９１側に構成したが、吸着テーブル９２側に構成しても良い。
【００６５】
また、着色マークの色を赤色とし、他方のマークの色を黒色とした例を用いたが、これに限られるものではなく、双方のマークが互いに異なる明度あるいは異なる色相で着色されていれば良く、その色の組み合わせは自由である。
【００６６】
さらにまた、光源９４１，９４２の発光源としてランプを使用する旨説明したが、ＬＥＤその他の照明器具をも採用できることは言うまでもない。
【００６７】
いずれにしても、本発明の基板、及びその基板を用いた基板の重ね合わせ機構、並びに重ね合わせ方法によれば、たとえ２個一対の位置決め用のマークのいずれか一方が、他方の基板のマークと重なったとしても、これを自動的に分離して捕え、２枚の基板の重ね合わせ操作を適切かつ自動的に行うことができるので、液晶表示パネルの製造等に適用し、その製造効率の効率化を実現でき、実用に際し顕著な効果を得ることができる。
【００６８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、重ね合わせが行われる２枚の基板の位置決めが円滑かつ適切に行われるものであり、液晶表示パネル等の製造に採用して実用上得られる効果大である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による基板の一実施の形態を示した平面図である。
【図２】図１に示す基板の貼合わせに採用される液晶基板の貼合わせ装置の平面図である。
【図３】図２に示す貼合わせ装置及び制御器の要部構成図である。
【図４】図３に示す白色ランプに照射された基板の撮像機器による撮像パターンの説明図である。
【図５】図３に示す赤色ランプに照射された基板の撮像機器による撮像パターンの説明図である。
【図６】図３に示す制御器における処理によって得られるパターン図である。
【図７】従来の基板の貼合わせ装置を示す平面図である。
【図８】図７に示す装置に使用される基板の平面図である。
【図９】図７に示す貼合わせ装置及び制御器の要部構成図である。
【図１０】図９に示す撮像機器による撮像パターンの説明図である。
【図１１】図９に示す撮像機器による撮像パターンの説明図である。
【符号の説明】
１Ｕ 上基板
１Ｄ 下基板
２Ｕ，２Ｄ 供給機構
３ 搬送ロボット
４ 貼合わせ装置
４１ 吸着ヘッド
４２ 吸着ステージ
４３１，４３２ 撮像機器（検出手段）
４４ Ｘ−Ｙ−θ移動テーブル（補正手段）
５ 接着剤
６ 搬出台
７ 制御器
８Ｕ 上基板
８Ｕ１，８Ｕ２ （位置決め用）マーク
８Ｄ 下基板
８Ｄ１，８Ｄ２ （位置決め用）マーク
９ 貼合わせ装置
９１ 吸着ヘッド
９２ 吸着ステージ
９３１，９３２ 撮像機器（検出手段）
９４１，９４２ 光源
９４ａ 白色ランプ
９４ｂ 赤色ランプ
９５ Ｘ−Ｙ−θ移動テーブル（補正手段）
１０ 制御器（検出手段、補正手段）
１０１ ＣＰＵ
１０２ 第１のフレームメモリ
１０３ 第２のフレームメモリ
１０４ メモリ
Ｐｕ，Ｐｄ 中間位置
【発明の属する技術分野】
本発明は、対向するように重ね合わせて高精度に位置合わせを行うのに好適な、基板の重ね合わせ機構および基板の重ね合わせ方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示パネルは、ガラス製の２枚の基板が対向配置されて貼り合わされ、その貼り合わされた２枚の基板間に液晶が封入されて製造される。このような液晶表示パネル等の製造工程では、ガラス製の２枚の基板に形成されたアライメント（位置決め用）マークに基づく高精度な位置合わせないしは位置決め操作を経て、２枚の基板の重ね合わせが行われる。
【０００３】
図７は、従来の基板、及びその基板の重ね合わせ機構を採用した液晶基板の貼合わせ装置の平面図で、図８（ａ）及び図８（ｂ）はそれぞれ、図７に示す装置で貼り合わされるガラス製の基板、すなわち上基板１Ｕ、及び下基板１Ｄの拡大平面図である。
【０００４】
図７に示すように、液晶基板の貼合わせ装置では、まず、上基板１Ｕ及び下基板１Ｄは、対向配置された一対の供給機構２Ｕ、２Ｄに順次供給される。
【０００５】
一対の供給機構２Ｕ、２Ｄ間には、旋回しつつ図示矢印Ｙ方向に伸縮自在なアーム３ａを有して矢印Ｘ方向に移動自在な搬送ロボット３が配置されていて、上基板１Ｕ及び下基板１Ｄは、その搬送ロボット３により、隣接して配置された２台の貼合わせ装置４，４に交互に搬送供給される。
【０００６】
貼合わせ装置４，４で重ね合わされるガラス製の上基板１Ｕ及び下基板１Ｄは、図８に示したように、例えば４枚の液晶パネルを取り出し製造できるようにパターン形成されていて、各基板（上基板１Ｕ及び下基板１Ｄ）の中央左右両端部の２か所に、それぞれ十字状の位置決め用のマーク１Ｕ１，１Ｕ２、及び１Ｄ１，１Ｄ２が対をなすように印刷形成されている。
【０００７】
また、下基板１Ｄ面には、そのパターンに沿い接着剤５が予め塗布描画されており、マーク１Ｕ１，１Ｕ２、及び１Ｄ１，１Ｄ２に基づく基板の位置決め調整後に、接着剤５を介した上基板１Ｕと下基板１Ｄとの貼り合わせが行われる。
【０００８】
貼り合わされた上基板１Ｕと下基板１Ｄは、搬送ロボット３に受け渡され、次の液晶注入工程へと搬送されるべく、図７に示す搬出台６に供給される。
【０００９】
貼合わせ装置４，４は、図９の正面図に示したように構成され、まず上下（Ｚ軸）方向に移動可能な上方の吸着ヘッド４１が、搬送ロボット３から上基板１Ｕを先に受取り吸着保持し、次に下方の吸着ステージ４２が下基板１Ｄを搬送ロボット３から受取り吸着保持する。
【００１０】
吸着ステージ４２内には、ＣＣＤカメラ等の撮像機器４３１，４３２が装着されていて、吸着ヘッド４１に吸着保持された上基板１Ｕが図示Ｚ方向に降下し、下基板１Ｄに軽く重ね合わされた状態で、ガラス製の各基板に形成されたマーク１Ｕ１，１Ｕ２、及び１Ｄ１，１Ｄ２を撮影するように構成されている。
【００１１】
上方の吸着ヘッド４１は、Ｘ−Ｙ−θ移動テーブル４４に組込まれていて、吸着ヘッド４１を組み込んだＸ−Ｙ−θ移動テーブル４４は、制御器７により駆動制御される。
【００１２】
制御器７は、撮像機器４３１，４３２から、各マーク１Ｕ１，１Ｕ２、及び１Ｄ１，１Ｄ２の撮像パターンの供給を受け、それに基づき、上基板１Ｕ、下基板１Ｄ間の位置ずれ量が許容範囲内に収まるように、Ｘ−Ｙ−θ移動テーブル４４を駆動制御する。
【００１３】
図１０（ａ）は、適正位置に重ね合わされた状態での撮像機器４３１により取り込まれた撮像パターン図である。
【００１４】
２枚の基板（上基板１Ｕ及び下基板１Ｄ）が適正に重ね合わされた状態では、図１０（ａ）に示すように、対をなす十字状のマーク１Ｕ１，１Ｕ２，及び１Ｄ１，１Ｄ２間にそれぞれ結ばれた直線Ｌｕ，Ｌｄが直交するように交差し、かつマーク１Ｕ１，１Ｕ２、及び１Ｄ１，１Ｄ２の各中間位置Ｐｕ，Ｐｄが一致する。 従って、たとえば上基板１Ｕが吸着ヘッド４１に傾いて保持され、図１０（ｂ）に示すように各中間位置Ｐｕ，Ｐｄ間がＸ−Ｙ方向にΔｘ，Δｙ分ずれたとき、制御器７に内蔵されたマイコンは、各撮像機器４３１，４３２からの撮像パターンから、公知のパターンマッチング手法を用いた画像処理により、中間位置Ｐｕ，Ｐｄの座標位置を算出し、各中間位置Ｐｕ，Ｐｄが一致するようＸ−Ｙ−θ移動テーブル４４を駆動制御する。
【００１５】
このように、吸着ヘッド４１及び吸着テーブル４２に吸着保持されつつ重ね合わされた上下２枚の基板（１Ｕ，１Ｄ）は、撮像機器４３１，４３２と制御器７とによる位置ずれ検出操作と、制御器７及びＸ−Ｙ−θ移動テーブル４４による位置ずれ補正操作とを経て、適正な貼合わせに向けた位置合わせが行われる。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
上記説明のように、従来の基板の重ね合わせ機構及び重ね合わせ方法では、制御器７はマーク１Ｕ１，１Ｕ２、１Ｄ１，１Ｄ２の撮像パターンから、中間位置Ｐｕ，Ｐｄを算出して制御するので、各撮像機器４３１，４３２は、その撮像視野内において、各マーク１Ｕ１，１Ｕ２、１Ｄ１，１Ｄ２の位置を個々に認識できることが条件とされる。
【００１７】
ところで、最近の液晶表示パネルでは、表示画面の一層の高精細化が進展し、基板の重ね合わせに際して、ミクロン単位のより高精度な位置決めが要求され、そのため、顕微鏡型で倍率の高い撮像機器４３１，４３２が採用されるようになってきている。
【００１８】
高精度な位置決めでは、上基板１Ｕと下基板１Ｄとの間の位置ずれ量がわずかでも大きくなると、図１１（ａ）に示すように、２個一対のマークのうちいずれか一方が、他の基板のマークと重なってしまうことがある。なお、図１１は図１０と同様に、撮像機器４３１により取り込まれた撮像パターンを示している。
【００１９】
図１０及び図１１（ａ）では、説明の便宜上、平行斜線の有無により、上基板１Ｕのマーク１Ｕ１，１Ｕ２と下基板１Ｄのマーク１Ｄ１，１Ｄ２を区別して示しているが、実際には背景となる透明なガラス基板と識別できれば良いので、十字状のマークはいずれも、たとえば黒く塗られて表示されている。
【００２０】
従って、図１１（ａ）に示したように、２個一対のマークのうち例えばマーク１Ｕ２とマーク１Ｄ２とが部分的に重なってしまうと、撮像パターンは図１１（ｂ）に示したようになり、重なったマークはいずれも十字状のマークとして認識されないので、認識エラーとなり、制御器７は位置ずれ補正ができなくなるという問題があった。
【００２１】
このように、いずれか一方のマークが互いに重なり合い、認識エラーの状態となり装置が停止すると、作業員は、Ｘ−Ｙ−θ移動テーブル４４を移動操作し、重なったマークが引き離れるように、基板１Ｕの位置をずらし、改めて撮像機器４３１，４３２及び制御器７による位置補正操作を再開させことになるので作業効率は著しく低下した。
【００２２】
もちろん、はじめから２つのマークが重ならないように、貼合わせ装置４，４に供給保持されれば良いが、基板の搬送移動、並びに受け渡しの各過程においては多少の位置ずれが避けられない以上、マークの重なりを解消することは現実的には容易ではなく対応改善が要望されていた。
【００２３】
そこで本発明は、基板の貼合わせ装置が、上下２枚の基板における２個一対のマークのうちいずれかが互いに部分的に重なるように重なり合ったとしても、マークによる２枚の基板の位置合わせ操作が円滑かつ適正に行うことができる基板、及びその基板の重ね合わせ機構、並びに重ね合わせ方法を提供することを目的とする。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、透光性を有し、位置決め用のマークをそれぞれ形成した２枚一組の基板において、前記２枚一組のうち、いずれか一方の基板に形成された前記マークが他の基板のマークとは、明度あるいは色相を異にして着色されていることを特徴とする。
【００２５】
このように、この発明の基板は、いずれか一方の基板に形成されたマークが他の基板のマークとは異なる色に着色されて構成されたものである。
【００２６】
従って、着色されたマークの色と同じ色の光をガラス製の基板に照射し、その照射された基板を撮像機器が撮影したとき、着色されたマークは背景に溶け込み、着色されない側の一対のマークのみが背景から浮かび上がるので、撮像画面上において、着色されない側の一対のマーク形状を的確に捕えることができる。
【００２７】
従って、例えば白色光と着色されたマークの色と同じ色の光とを切替え照射して撮影し、一部重なった２組のマークパターンと、着色されない側の一対のマークのみのマークパターンの２種類の撮像パターンを得ることができる。
【００２８】
従ってまた、その２種類の各撮像パターンを対比し、そのパターン差の認識処理演算により、着色された側のマークのパターンのみを算出することができる。
【００２９】
このように、この発明の基板によれば、たとえ一部マークに重なりがあっても、撮像パターン及びそのパターンの認識処理演算により、各マークパターンを正確に得ることができるので、従来と同様に、一対のマークの中間位置を演算により求めつつ位置ずれ補正を行い、適正かつ高精度な重ね合わせを行うことができる。
【００３０】
第２の発明は、基板の重ね合わせ機構において、透光性を有し、位置決め用のマークがそれぞれ形成され、いずれか一方の基板に形成されたマークが他の基板のマークとは、明度あるいは色相を異にして着色された２枚一組の基板と、この２枚一組の基板をそれぞれの基板に設けられた前記マークが対向するように重ね合わせる重ね合わせ手段と、この重ね合わせ手段により重ね合わされた前記２枚一組の基板の少なくとも一方のマークの色またはそれと同系統の色の光を照射自在に構成された光源と、この光源からの照射光の透過光により、前記２枚一組の基板のマークを撮影する撮像機器と、この撮像機器で撮影された前記各マークの撮像パターンに基づき、重ね合わされた前記２枚の基板間の位置ずれを検出する検出手段と、この検出手段で検出された前記２枚の基板間の位置ずれを補正する補正手段とを具備することを特徴とする。
【００３１】
また、第３の発明は、基板の重ね合わせ方法において、透光性を有し、位置決め用のマークがそれぞれ形成され、いずれか一方の基板に形成されたマークが他の基板のマークとは、明度あるいは色相を異にして着色されてなる２枚一組の基板を、それぞれの基板に設けられた前記マークが対向するように重ね合わせる重ね合わせ工程と、この重ね合わせ工程により、重ね合わされた前記２枚一組の基板の少なくとも一方のマークの色またはそれと同系統の色の光を切替え照射する照射工程と、この照射工程により照射された光のもとで、前記２枚一組の基板のマークを撮影する撮影工程と、この撮影工程で撮影された前記各マークの撮像パターンに基づき、重ね合わされた前記２枚の基板間の位置ずれを検出する検出工程と、この検出工程で検出された前記２枚の基板間の位置ずれを補正する補正工程とからなることを特徴とする。
【００３２】
上記第２の発明の基板の重ね合わせ機構、及び第３の発明の基板の重ね合わせ方法は、いずれも上記第１の発明の基板を採用した基板の重ね合せ機構及び重ね合せ方法に関する。
【００３３】
すなわち、第２の発明の基板の重ね合わせ機構は、着色光の光源やその光源からの光により基板のマークを撮像する撮像機器、並びに位置ずれを検出する検出手段等を有し、また第３の発明の基板の重ね合わせ方法は、着色光を照射する照明工程や照射された基板のマークを撮影する撮影工程、並びに位置ずれを検出する検出工程等を有するので、一部重なったマークをそれぞれ分離して捕えることができ、２枚の基板間の位置ずれを検出して補正を行い、適正かつ円滑に重ね合わせることができる。
【００３４】
なお、上記第２及び第３の発明に関連し、一部重なったマークをそれぞれ分離して捕えるために、着色されたマークが撮像画面の背景に溶け込むように構成されれば良いので、上記のようにマークの色と同じ色の光（着色光）を照射して撮影する方法のほかにも、透光性の色フィルタを介して撮影したり、あるいは着色光を反射する反射板を背後にマークを撮影するように構成しても、上記第２及び第３の発明と同様な機能及び効果を得ることができる。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による基板、及びその基板の重ね合わせ機構、並びに重ね合わせ方法の一実施の形態を図１ないし図６を参照して詳細に説明する。なお、図７ないし図１１に示した従来の基板、及びその基板の重ね合わせ機構と同一構成には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００３６】
すなわち、図１（ａ）及び（ｂ）は、本発明による基板の一実施の形態を示したもので、図１（ａ）は上基板８Ｕの平面図、図１（ｂ）は下基板８Ｄの平面図である。また、図２は、本発明による基板の重ね合わせ機構の一実施の形態を採用した液晶基板の貼合わせ装置の平面図で、その装置構成の中で、貼合わせ装置９，９及び制御器１０は、図３に示すように構成されている。
【００３７】
まず、図１に示した本発明の一実施の形態の上基板８Ｕ及び下基板８Ｄは、いずれも従来と同様に、透明なガラス製からなり、透光性を有して４枚の液晶パネルを取り出し製造できるようにパターン形成されているとともに、各基板（上基板１Ｕ及び下基板１Ｄ）の中央左右両端部の２か所に、それぞれ一対の十字状の位置決め用の（アライメント）マーク８Ｕ１，８Ｕ２、及び８Ｄ１，８Ｄ２が形成されている。
【００３８】
そして、この実施の形態では、上基板８Ｕのマーク８Ｕ１，８Ｕ２は赤色に着色され、下基板８Ｄのマーク８Ｄ１，８Ｄ２は黒色に塗られて表示されている。
【００３９】
図２に示した液晶基板の貼合わせ装置において、対向配置された一対の供給機構２Ｕ、２Ｄに順次供給された上基板８Ｕ及び下基板８Ｄは、搬送ロボット３により、２台の貼合わせ装置９，９に交互に搬送供給される。
【００４０】
貼合わせ装置９，９で重ね合わされる上基板８Ｕ及び下基板８Ｄは、図３に示したように、上基板８Ｕは吸着ヘッド９１に、また下基板８Ｄは吸着ステージ９２にそれぞれ吸着保持され、吸着ヘッド９１が降下して、わずかな間隔を隔ててあるいは軽く接触した状態で対向するように重ね合わされる。
【００４１】
吸着ステージ９２に取付け固定されたＣＣＤカメラ等の撮像機器９３１，９３２は、それぞれ対応するマーク８Ｕ１，８Ｕ２、及び８Ｄ１，８Ｄ２を撮影し、その撮像パターンは撮像機器９３１，９３２とともに位置ずれ検出手段を担う制御器１０に供給される。
【００４２】
また、吸着ヘッド９１には、撮像機器９３１，９３２に対応して、光源９４１，９４２が設けられ、光源９４１，９４２からの光が、ガラス製の上基板８Ｕ及び下基板８Ｄをそれぞれ介して撮像機器９３１，９３２に向け照射されるように構成されている。
【００４３】
各光源９４１，９４２には、それぞれ白色ランプ９４ａ及び赤色ランプ９４ｂが選択的に切替え点灯可能に並設されていて、制御器１０の制御により切替え点灯される。
【００４４】
そこでまず、白色ランプ９４ａが点灯され、その白色ランプ９４ａからの光は、マークが付された透光性の上基板８Ｕ及び下基板８Ｄをそれぞれ通過して撮像機器９３１，９３２に照射されるので、マーク８Ｕ１，８Ｕ２、及び８Ｄ１，８Ｄ２を撮影して得られた撮像機器９３１，９３２からのデジタル撮像パターンは、制御器１０のＣＰＵ１０１に順次供給されるとともに、ＣＰＵ１０１からＲＡＭ等で構成された第１のフレームメモリ１０２に供給され個別に記憶される。具体的には例えば、撮像機器９３１，９３２にて取り込まれた撮像パターンを、マーク８Ｕ１，８Ｕ２及び８Ｄ１，８Ｄ２に対応する明るさと背景部分に対応する明るさの間に設定された二値化しきい値（マーク８Ｕ１，８Ｕ２及び８Ｄ１，８Ｄ２を背景画像から分離する二値化しきい値）で二値化処理して二値化画像パターンを生成し、この二値化画像が第１のフレームメモリ１０２に記憶される。
【００４５】
以下、撮像機器９３１により取り込まれた撮像パターンを例に説明する。
【００４６】
まず、ＣＰＵ１０１は、第１のフレームメモリ１０２に記憶された二値化画像パターンから、各対応する一対のマーク８Ｕ１，８Ｕ２及び８Ｄ１，８Ｄ２の認識を行なう。このとき、各マーク８Ｕ１，８Ｕ２及び８Ｄ１，８Ｄ２を正常に認識できた場合、従来技術と同様な手順で各基板８Ｕ、８Ｄの位置合せを行ない、各マーク８Ｕ１，８Ｕ２及び８Ｄ１，８Ｄ２を正常に認識することができなかった場合には、後述する手順により、各マーク８Ｕ１，８Ｕ２及び８Ｄ１，８Ｄ２の認識を行なう。
【００４７】
すなわち、撮像機器９３１からの白色ランプ９４ａの点灯照射による撮像パターンが、図１０（ａ）あるいは図１０（ｂ）に示されたのと同様に、各マーク８Ｕ１，８Ｕ２、及び８Ｄ１，８Ｄ２がいずれも他と重なることなく個々に独立分離した状態であるときは、ＣＰＵ１０１は各マーク８Ｕ１，８Ｕ２及び８Ｄ１，８Ｄ２を正常に認識することが可能である。従って、ＣＰＵ１０１は、第１のフレームメモリ１０２に記憶された二値化画像パターンから各対応する一対のマーク８Ｕ１，８Ｕ２及び８Ｄ１，８Ｄ２の各中間位置Ｐｕ，Ｐｄを演算により算出する。そして他方の撮像機器９３２により取り込まれた撮像パターンから得た各中間点位置に基づいて、各中間位置Ｐｕ，Ｐｄが一致するようにＸ−Ｙ−θ移動テーブル９５を制御して位置合せを行う。
【００４８】
他方、撮像機器９３１からの白色ランプ９４ａの点灯照射による撮影パターンが、図４に示したように、マーク８Ｕ１，８Ｕ２、及び８Ｄ１，８Ｄ２のいずれか、たとえば図示にように８Ｕ２，８Ｄ２が互いに部分的に重なった状態である場合、ＣＰＵ１０１は各マーク８Ｕ１，８Ｕ２及び８Ｄ１，８Ｄ２を正常に認識することができない。この場合、ＣＰＵ１０１は、照明ランプを白色ランプ９４ａから赤色ランプ９４ｂに切替え点灯するよう光源９４１，９４２を制御する。
【００４９】
切替え点灯された赤色ランプ９４ｂの光の色は、同じ色相の赤色で着色された２個一対のマーク８Ｕ１，８Ｕ２の色とは同系統の色すなわち同系色であるので、マーク８Ｕ１，８Ｕ２は、図５（ａ）に平行斜線で表したように、同系色からなる赤色ランプ９４ｂの光の色（背景色）に溶け込んでしまい、黒色に着色された他方の基板のマーク８Ｄ１，８Ｄ２のみが背景から浮かび上がったように撮像される。その撮像パターンは制御器１０のＣＰＵ１０１を経て、ＲＡＭで構成された第２のフレームメモリ１０３に供給記憶される。具体的には例えば、ＣＰＵ１０１は、撮像機器９３１にて取り込まれた撮像パターンを、マーク８Ｕ１，８Ｕ２の赤色に対応する明るさとマーク８Ｄ１，８Ｄ２の黒色に対応する明るさとの間に設定された二値化しきい値（マーク８Ｄ１，８Ｄ２をマーク８Ｕ１，８Ｕ２および背景画像から分離する二値化しきい値）で二値化処理して二値化画像パターン（図５（ｂ））を生成し、この二値化画像パターンを第２のフレームメモリ１０３に記憶させる。このとき、赤色ランプ９４ｂの光の色（背景色）は、マーク８Ｕ１，８Ｕ２の赤色と同色或いはそれに近い赤色であるので、上記二値化しきい値にて二値化された画像パターンは、背景部分とマーク８Ｕ１，８Ｕ２とが同色（白色）となり、二値化画像中にマーク８Ｕ１，８Ｕ２は表示されず、マーク８Ｄ１，８Ｄ２のみが切り出される。
【００５０】
ＣＰＵ１０１は、その二値化画像からマーク８Ｄ１，８Ｄ２の中間位置Ｐｄを演算により算出し、その算出された位置情報（中間位置Ｐｄ）をＲＡＭで構成されたメモリ１０４に一旦供給されて記憶させる。
【００５１】
次に、制御器１０のＣＰＵ１０１は、第１のフレームメモリ１０２の図４（ｂ）に示した二値化画像パターンと、第２のフレームメモリ１０３の図５（ｂ）に示した二値化画像パターンをそれぞれ読み出し、２種類の両撮像パターンを対比し、その差の認識処理演算によって、図６に示すように赤色に着色された側の２個一対のマーク８Ｕ１，８Ｕ２のパターンを算出し、その算出したパターンから中間位置Ｐｕを求め、ＲＡＭで構成されたメモリ１０４に供給記憶する。
【００５２】
差の認識処理演算によって得られた一対のマーク８Ｕ１，８Ｕ２は赤色に着色されたマークであるが、差の演算処理により、図６に示したように、黒色が付された他方のマーク８Ｄ２と重なった部分のみが欠けたに過ぎないパターン形状であり、中間位置Ｐｕは支障なく算出される。
【００５３】
この後、ＣＰＵ１０１は、メモリ１０４に記憶された各中間点位置Ｐｕ，Ｐｄと、他方の撮像機器９３２により取り込まれた撮像パターンから得た中間点位置Ｐｕ，Ｐｄとに基づいて、各中間点位置Ｐｕ，Ｐｄが一致するようにＸ−Ｙ−θ移動テーブル９５を制御して位置合わせを行なう。
【００５４】
以上説明のように、この実施の形態の基板の重ね合せ機構及び重ね合せ方法によれば、いずれか一方の基板の位置決め用のマークが他の基板の位置決め用のマークとは異なる色、すなわち異なる明度あるいは色相の色に着色されて構成されたので、その着色の色と同系色の色の背景が得られるように切替えて撮像パターンを得るので、たとえマークの一部が重なり合ったとしても、演算処理により、個々の一対のマーク位置を分離して抽出することができる。
【００５５】
このように、本発明によれば、たとえマークの一部が２枚の基板間で重なったとしても、位置補正操作を効率良く行い、適切かつ円滑な位置合わせを自動的に実施することができる。
【００５６】
なお、上記説明の実施の形態による基板の重ね合わせ機構及び方法では、光源に着色マークの色と同系色のランプを切替え点灯させたが、要するに着色マークの色と同系色の色の背景が得られるように光が照射されればよいので、赤色ランプ９４ｂを省き、赤色のみを透過させるいわゆる色フィルタを、基板８Ｕ，８Ｄの上下いずれかに、選択的に切替え介挿されるように構成しても同様な機能及び効果を得ることができる。
【００５７】
また、白色ランプ９４ａと赤色ランプ（一方の基板の着色マークの色と同系色のランプ）９４ｂとから構成される光源９４１，９４２を撮像機器９３１，９３２側に配置し、このランプ９４ａ、９４ｂを切替え点灯させるように構成しても同様な機能及び効果を得ることができる。なお、この場合、基板８Ｕ、８Ｄを透過して撮像機器９３１，９３２にて撮像される背景部（吸着ヘッド９１の上基板８Ｕの吸着面）は、白色或いは白色に近い色彩であることが好ましい。
【００５８】
また、撮像機器９３１，９３２にて取り込まれた撮像パターンから、上基板８Ｕのマーク８Ｕ１，８Ｕ２と下基板８Ｄのマーク８Ｄ１，８Ｄ２を分離する手段として、上基板８Ｕのマーク８Ｕ１，８Ｕ２の色と同系色の光や背景を用いる例を説明したが、これに限られるものではない。
【００５９】
具体的には例えば、まず、白色ランプを用いた光源による照明のもとで、撮像機器９３１，９３２によりマーク８Ｕ１，８Ｕ２及び８Ｄ１，８Ｄ２を撮像する。ＣＰＵ１０１は、撮像機器９３１，９３２にて取り込まれた撮像パターンを、マーク８Ｕ１，８Ｕ２及び８Ｄ１，８Ｄ２と背景画像とを分離する二値化しきい値（第１の二値化しきい値）で二値化処理して二値化画像パターンを生成するとともに、この二値化画像パターン中のマーク８Ｕ１，８Ｕ２及び８Ｄ１，８Ｄ２の認識を行なう。
【００６０】
この二値化画像パターンから全てのマーク８Ｕ１，８Ｕ２及び８Ｄ１，８Ｄ２についての適正な認識が行なえなかったときには、二値化しきい値を、赤色のマーク８Ｕ１，８Ｕ２からの光量レベルと黒色のマーク８Ｄ１，８Ｄ２からの光量レベルとの間に設定された二値化しきい値、すなわち、マーク８Ｕ１，８Ｕ２および背景画像とマーク８Ｄ１，８Ｄ２とを分離する二値化しきい値（第２の二値化しきい値）に切替える。そして、再度、白色ランプの照明のもとで撮像した撮像機器９３１，９３２による撮像パターンを、切替えた第２の二値化しきい値で二値化処理し、マーク８Ｄ１，８Ｄ２のみを切り出した二値化画像を生成する。これにより、撮像機器９３１，９３２による撮像パターン中から、マーク８Ｄ１，８Ｄ２のみを切り出すことができる。
【００６１】
なお、マーク８Ｕ１，８Ｕ２の画像の切り出しは、第１の実施の形態と同様に、第１の二値化しきい値による二値化画像パターンと第２の二値化しきい値による二値化画像パターンとの差の認識処理演算により行なうことができる。
【００６２】
このような手段によっても、マーク８Ｕ１，８Ｕ２及び８Ｄ１，８Ｄ２の一部が重なり合っていたとしても、個々の一対のマーク８Ｕ１，８Ｕ２及び８Ｄ１，８Ｄ２を分離して抽出することができるので、第１の実施の形態と同様な機能及び効果を得ることができる。
【００６３】
また、本発明の基板の重ね合わせ機構及び方法は、着色マークの色と同系色の色の背景を得るために、着色された色と同系色の色を反射させる反射板、すなわち上記実施の形態では赤色の色反射板が選択的に背景に挿入されるように構成し、撮像機器９３１，９３２側からの照明により撮像するように構成してもまた同様な機能及び効果を得ることができる。なおこの場合、赤色に着色されたマークを非透光性とし、このマークと対で用いられる他方のマークを反射率が高い色（例えば、銀色）で形成するとともに、色反射板を背景に挿入して撮像するときには、撮像機器側から光を照射し、色反射板を背景に挿入せずに撮像するときには、基板を挟んで撮像機器と対向する側から光を照射するようにするとよい。
【００６４】
なお、上記各説明において、光源９４１，９４２が吸着ヘッド９１側に、また撮像機器９３１，９３２が吸着テーブル９２側に設置されるものとして説明したが、これに限らず、たとえば反対に、光源９４１，９４２を吸着テーブル９２側に、また撮像機器９３１，９３２を吸着ヘッド９１側に設置することもできる。
また、上基板８Ｕ，下基板８Ｄの位置合わせに、上基板８Ｕ側を降下させるように説明したが、もちろん下基板８Ｕ側を上昇させてもよく、さらにＸ−Ｙ−θ移動テーブル９５を吸着ヘッド９１側に構成したが、吸着テーブル９２側に構成しても良い。
【００６５】
また、着色マークの色を赤色とし、他方のマークの色を黒色とした例を用いたが、これに限られるものではなく、双方のマークが互いに異なる明度あるいは異なる色相で着色されていれば良く、その色の組み合わせは自由である。
【００６６】
さらにまた、光源９４１，９４２の発光源としてランプを使用する旨説明したが、ＬＥＤその他の照明器具をも採用できることは言うまでもない。
【００６７】
いずれにしても、本発明の基板、及びその基板を用いた基板の重ね合わせ機構、並びに重ね合わせ方法によれば、たとえ２個一対の位置決め用のマークのいずれか一方が、他方の基板のマークと重なったとしても、これを自動的に分離して捕え、２枚の基板の重ね合わせ操作を適切かつ自動的に行うことができるので、液晶表示パネルの製造等に適用し、その製造効率の効率化を実現でき、実用に際し顕著な効果を得ることができる。
【００６８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、重ね合わせが行われる２枚の基板の位置決めが円滑かつ適切に行われるものであり、液晶表示パネル等の製造に採用して実用上得られる効果大である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による基板の一実施の形態を示した平面図である。
【図２】図１に示す基板の貼合わせに採用される液晶基板の貼合わせ装置の平面図である。
【図３】図２に示す貼合わせ装置及び制御器の要部構成図である。
【図４】図３に示す白色ランプに照射された基板の撮像機器による撮像パターンの説明図である。
【図５】図３に示す赤色ランプに照射された基板の撮像機器による撮像パターンの説明図である。
【図６】図３に示す制御器における処理によって得られるパターン図である。
【図７】従来の基板の貼合わせ装置を示す平面図である。
【図８】図７に示す装置に使用される基板の平面図である。
【図９】図７に示す貼合わせ装置及び制御器の要部構成図である。
【図１０】図９に示す撮像機器による撮像パターンの説明図である。
【図１１】図９に示す撮像機器による撮像パターンの説明図である。
【符号の説明】
１Ｕ 上基板
１Ｄ 下基板
２Ｕ，２Ｄ 供給機構
３ 搬送ロボット
４ 貼合わせ装置
４１ 吸着ヘッド
４２ 吸着ステージ
４３１，４３２ 撮像機器（検出手段）
４４ Ｘ−Ｙ−θ移動テーブル（補正手段）
５ 接着剤
６ 搬出台
７ 制御器
８Ｕ 上基板
８Ｕ１，８Ｕ２ （位置決め用）マーク
８Ｄ 下基板
８Ｄ１，８Ｄ２ （位置決め用）マーク
９ 貼合わせ装置
９１ 吸着ヘッド
９２ 吸着ステージ
９３１，９３２ 撮像機器（検出手段）
９４１，９４２ 光源
９４ａ 白色ランプ
９４ｂ 赤色ランプ
９５ Ｘ−Ｙ−θ移動テーブル（補正手段）
１０ 制御器（検出手段、補正手段）
１０１ ＣＰＵ
１０２ 第１のフレームメモリ
１０３ 第２のフレームメモリ
１０４ メモリ
Ｐｕ，Ｐｄ 中間位置
Claims (8)
- 透光性を有し、位置決め用のマークがそれぞれ形成され、いずれか一方の基板に形成されたマークが他の基板のマークとは、色相を異にして着色された２枚一組の基板の重ね合わせ機構であって、
前記２枚一組の基板をそれぞれの基板に形成された前記マークが対向するように重ね合わせる重ね合わせ手段と、
前記２枚一組の基板の一方側に配置され、前記重ね合わせ手段により重ね合わされた前記２枚一組の基板の少なくとも一方のマークの色またはそれと同系統の色の光を含む複数の色の光を照射自在に構成された光源と、
前記２枚一組の基板の他方側に配置され、前記光源からの照射光の透過光により、前記２枚一組の基板に形成された前記マークを撮影する撮像機器と、
この撮像機器で撮影された前記各マークの撮像パターンに基づき、重ね合わされた前記２枚の基板間の位置ずれを検出する検出手段と、
この検出手段で検出された前記２枚の基板間の位置ずれを補正する補正手段と
を具備することを特徴とする基板の重ね合わせ機構。 - 透光性を有し、位置決め用のマークがそれぞれ形成され、いずれか一方の基板に形成されたマークが他の基板のマークとは、色相を異にして着色された２枚一組の基板の重ね合わせ機構であって、
前記２枚一組の基板をそれぞれの基板に形成された前記マークが対向するように重ね合わせる重ね合わせ手段と、
前記２枚一組の基板の一方側に配置された光源と、
前記２枚一組の基板の他方側に配置され、前記光源からの照射光の透過光により、前記２枚一組の基板に形成された前記マークを撮影する撮像機器と、
前記光源と前記撮像機器との間にて挿入自在に設けられ、挿入時に前記重ね合わせ手段により重ね合わされた前記２枚一組の基板のマーク位置に対向し、前記２枚一組の基板の少なくとも一方のマークの色またはそれと同系統の色の光を透過する色フィルタと、
前記撮像機器で撮影された前記各マークの撮像パターンに基づき、重ね合わされた前記２枚の基板間の位置ずれを検出する検出手段と、
この検出手段で検出された前記２枚の基板間の位置ずれを補正する補正手段と
を具備することを特徴とする基板の重ね合わせ機構。 - 透光性を有し、位置決め用のマークがそれぞれ形成され、いずれか一方の基板に形成されたマークが他の基板のマークとは、色相を異にして着色された２枚一組の基板の重ね合わせ機構であって、
前記２枚一組の基板をそれぞれの基板に形成された前記マークが対向するように重ね合わせる重ね合わせ手段と、
前記２枚一組の基板の一方側に配置された光源と、
前記光源と同じ側に配置され、前記光源からの照射光の反射光により、前記２枚一組の基板に形成された前記マークを撮影する撮像機器と、
前記２枚一組の基板の他方側にて挿入自在に設けられ、挿入時に前記重ね合わせ手段により重ね合わされた前記２枚一組の基板のマーク位置に対向し、前記２枚一組の基板の少なくとも一方のマークの色またはそれと同系統の色の光を反射させる色反射板と、
前記撮像機器で撮影された前記各マークの撮像パターンに基づき、重ね合わされた前記２枚の基板間の位置ずれを検出する検出手段と、
この検出手段で検出された前記２枚の基板間の位置ずれを補正する補正手段と
を具備することを特徴とする基板の重ね合わせ機構。 - 前記検出手段は、少なくとも一方のマークの色またはそれと同系統の色の光の照射または透過あるいは反射による撮像パターンと、前記色とは色相を異にした他の光の照射による撮像パターンとの差に基づき、重ね合わされた前記２枚の基板間の位置ずれを検出することを特徴とする請求項１ないし３のうちのいずれか１項に記載の基板の重ね合わせ機構。
- 透光性を有し、位置決め用のマークがそれぞれ形成され、いずれか一方の基板に形成されたマークが他の基板のマークとは、色相を異にして着色されてなる２枚一組の基板を、それぞれの基板に形成された前記マークが対向するように重ね合わせる重ね合わせ工程と、
前記２枚一組の基板の一方側に配置された光源より、前記重ね合わせ工程により重ね合わされた前記２枚一組の基板の少なくとも一方のマークの色またはそれと同系統の色の光を含む複数の色の光を切替え照射する照射工程と、
この照射工程により照射された光のもとで、前記２枚一組の基板に形成された前記マークを前記２枚一組の基板の他方側に配置された撮像機器で撮影する撮影工程と、
この撮影工程で撮影された前記各マークの撮像パターンに基づき、重ね合わされた前記２枚の基板間の位置ずれを検出する検出工程と、
この検出工程で検出された前記２枚の基板間の位置ずれを補正する補正工程と
を有することを特徴とする基板の重ね合わせ方法。 - 透光性を有し、位置決め用のマークがそれぞれ形成され、いずれか一方の基板に形成されたマークが他の基板のマークとは、色相を異にして着色されてなる２枚一組の基板を、それぞれの基板に形成された前記マークが対向するように重ね合わせる重ね合わせ工程と、
前記２枚一組の基板の一方側に配置された光源より光を照射する工程と、
この照射工程により照射された光のもとで、前記２枚一組の基板に形成された前記マークを前記２枚一組の基板の他方側に配置された撮像機器で撮影する撮影工程と、
この撮影工程時に、前記光源と前記撮像機器との間に、前記２枚一組の基板の少なくとも一方のマークの色またはそれと同系統の色の光を通過させる色フィルタを前記重ね合わせ工程により重ね合わされた前記２枚一組の基板のマーク位置に対向するように挿入する挿入工程と、
前記撮影工程で撮影された前記各マークの撮像パターンに基づき、重ね合わされた前記２枚の基板間の位置ずれを検出する検出工程と、
この検出工程で検出された前記２枚の基板間の位置ずれを補正する補正工程と
を有することを特徴とする基板の重ね合わせ方法。 - 透光性を有し、位置決め用のマークがそれぞれ形成され、いずれか一方の基板に形成されたマークが他の基板のマークとは、色相を異にして着色されてなる２枚一組の基板を、それぞれの基板に形成された前記マークが対向するように重ね合わせる重ね合わせ工程と、
前記２枚一組の基板の一方側に配置された光源より光を照射する工程と、
この照射工程により照射された光のもとで、前記２枚一組の基板に形成された前記マークを前記光源と同じ側に配置された撮像機器で撮影する撮影工程と、
この撮影工程時に、前記２枚一組の基板の他方側に、前記２枚一組の基板の少なくとも一方のマークの色またはそれと同系統の色の光を反射させる色反射板を前記重ね合わせ工程により重ね合わされた前記２枚一組の基板のマーク位置に対向するように挿入する挿入工程と、
前記撮影工程で撮影された前記各マークの撮像パターンに基づき、重ね合わされた前記２枚の基板間の位置ずれを検出する検出工程と、
この検出工程で検出された前記２枚の基板間の位置ずれを補正する補正工程と
を有することを特徴とする基板の重ね合わせ方法。 - 前記検出工程は、少なくとも一方のマークの色またはそれと同系統の色の光の照射または透過あるいは反射による撮像パターンと、前記色とは色相を異にした他の光による撮像パターンとの差に基づき、重ね合わされた前記２枚の基板間の位置ずれを検出することを特徴とする請求項５ないし７のうちのいずれか１項に記載の基板の重ね合わせ方法。
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