JP5821664B2 - 貼り合わせ装置、及び貼り合わせ方法 - Google Patents

Description

本発明は、貼り合わせ装置、及び貼り合わせ方法に関する。

表示パネル、太陽電池、薄膜２次電池等の電子デバイスの薄型化、軽量化に伴い、電子デバイスに用いられる基板の薄板化が要望されている。基板が薄くなると、基板のハンドリング性が悪くなるので、基板上に電子デバイス用の機能層（例えば薄膜トランジスタ、カラーフィルタ）を形成するのが難しくなる。

そこで、基板と補強板とを貼り合わせて積層板を製造し、当該積層板の基板上に機能層を形成した後、基板と補強板とを剥離する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１では、基板と補強板との貼り合わせに真空プレス機が用いられる。

また、基板とシートとを貼り合わせる方法として、吸着体で基板を上方から平坦に支持すると共に、複数の吸着パッドでシートを下方から支持する方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。この方法では、シートを下方から持ち上げて基板に圧着する回転ロールが用いられる。回転ロールの移動に伴って、複数の吸着パッドが所定の順序で吸着を解除すると共に、下方に退避する。

特開２００７−３２６３５８号公報 特開２００９−０４０６１７号公報

特許文献１に記載の貼り合わせ方法では、基板と補強板とを平行に貼り合わせるので、真空度が低い場合、基板と補強板との間に気泡が噛み込み、欠陥となることがあった。

また、特許文献２に記載の貼り合わせ方法では、２次元的に離散配置される複数の吸着パッドでシートを吸着しているので、シートに局所的に加わる吸着力の影響でシートが変形した状態で平板状の基板と貼り合わされる。貼り合わせ後にシートが元の形状に戻ろうとするので、積層板の反りが大きかった。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、貼り合わせ後の積層板の欠陥や反りを低減できる貼り合わせ装置、及び貼り合わせ方法の提供を目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の一の態様による貼り合わせ装置は、
板状部材と可撓性板とを貼り合わせる、貼り合わせ装置において、
前記板状部材を吸着する上テーブルと、
該上テーブルの下方に配置され、前記可撓性板が載置される下テーブルと、
該下テーブルで支持される前記可撓性板の下面に接触し、前記可撓性板を自重で撓み変形させる回転ロールと、
該回転ロールで撓み変形した前記可撓性板を前記上テーブルで吸着される板状部材に押し付ける押圧部と、
前記回転ロール及び前記押圧部と共に前記下テーブルを、前記上テーブルに対して相対的に移動させる移動機構とを備え、
前記下テーブルの前記可撓性板が載置される面は、樹脂で形成されている。

また、本発明の他の態様による貼り合わせ方法は、
板状部材と可撓性板とを貼り合わせる、貼り合わせ方法において、
上テーブルで前記板状部材を吸着すると共に、前記上テーブルの下方に配置される下テーブル上に前記可撓性板を載置する工程と、
前記下テーブルで支持される前記可撓性板の下面に接触して前記可撓性板を自重で撓み変形させた状態で前記上テーブルによって吸着される前記板状部材に押し付ける回転ロールと共に前記下テーブルを、前記上テーブルに対して相対的に移動させる工程とを備え、
前記下テーブルの前記可撓性板が載置される面は、樹脂で形成されている。

本発明によれば、貼り合わせ後の積層板の欠陥や反りを低減できる貼り合わせ装置、及び貼り合わせ方法が提供される。

本発明の一実施形態による貼り合わせ装置で製造される積層板を示す断面図 積層板を用いて製造される電子デバイスを示す断面図 本発明の一実施形態による貼り合わせ装置を示す図４のIII-III断面図 図３のIV-IV断面図 図３のV-V断面図 本発明の一実施形態による貼り合わせ装置の搬送機構の動作を示す図７のVI-VI断面図である。 図６のVII-VII断面図 図６のVIII-VIII断面図 一実施形態における貼り合わせ装置の動作を示す図（１） 一実施形態における貼り合わせ装置の動作を示す図（２） 第１変形例における貼り合わせ装置の動作を示す図 第２変形例における貼り合わせ装置の動作を示す図 第３変形例における貼り合わせ装置の動作を示す図（１） 第３変形例における貼り合わせ装置の動作を示す図（２）

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。各図面において、同一の又は対応する構成には、同一の又は対応する符号を付して、説明を省略する。

本実施形態の貼り合わせ装置は、電子デバイスに用いられる基板の薄板化に対応するため、基板と補強板とを貼り合わせる。補強版で補強された基板上に機能層が形成された後、基板と補強板とが剥離され、基板と機能層とを有する電子デバイスが製造される。補強板は、電子デバイスの一部とはならない。

ここで、電子デバイスとは、表示パネル、太陽電池、薄膜２次電池等の電子部品をいう。表示パネルは、液晶パネル（ＬＣＤ）やプラズマパネル（ＰＤＰ）、有機ＥＬパネル（ＯＬＥＤ）を含む。

（積層板）
図１は、本発明の一実施形態による貼り合わせ装置で製造される積層板を示す断面図である。積層板１は、基板２と、基板２を補強する補強板３とを含む。

（基板）
基板２には、電子デバイスの製造工程の途中で、所定の機能層（例えば、導電層）が形成される。

基板２は、例えばガラス基板、セラミックス基板、樹脂基板、金属基板、又は半導体基板等である。これらの中でも、ガラス基板は、耐薬品性、耐透湿性に優れ、且つ、線膨張係数が小さいので好ましい。線膨張係数が小さくなるほど、高温下で形成される機能層のパターンが冷却時にずれ難い。

ガラス基板のガラスとしては、特に限定されないが、例えば、無アルカリガラス、ホウケイ酸ガラス、ソーダライムガラス、高シリカガラス、その他の酸化ケイ素を主な成分とする酸化物系ガラス等が挙げられる。酸化物系ガラスとしては、酸化物換算による酸化ケイ素の含有量が４０〜９０質量％のガラスが好ましい。

ガラス基板のガラスとしては、電子デバイスの種類やその製造工程に適したガラスが採用されることが好ましい。例えば、液晶パネル用のガラス基板は、アルカリ金属成分を実質的に含まないガラス（無アルカリガラス）からなることが好ましい。このように、ガラス基板のガラスは、適用される電子デバイスの種類及びその製造工程に基づいて適宜選択される。

樹脂基板の樹脂は、結晶性樹脂であっても、非結晶性樹脂であってもよく、特に限定されない。

結晶性樹脂としては、例えば、熱可塑性樹脂であるポリアミド、ポリアセタール、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、もしくはシンジオタクティックポリスチレン等が挙げられ、熱硬化性樹脂ではポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトン、液晶ポリマー、フッ素樹脂、もしくはポリエーテルニトリル等が挙げられる。

非結晶性樹脂として、例えば、熱可塑性樹脂であるポリカーボネート、変性ポリフェニレンエーテル、ポリシクロヘキセン、もしくはポリノルボルネン系樹脂等が挙げられ、熱硬化性樹脂ではポリサルホン、ポリエーテルサルホン、ポリアリレート、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、もしくは熱可塑性ポリイミドが挙げられる。

樹脂基板の樹脂としては、非結晶性で熱可塑性の樹脂が特に好ましい。

基板２の厚さは、基板２の種類に応じて設定される。例えば、ガラス基板の場合、電子デバイスの軽量化、薄板化のため、好ましくは０．７ｍｍ以下であり、より好ましくは０．３ｍｍ以下であり、更に好ましくは０．１ｍｍ以下である。０．３ｍｍ以下の場合、ガラス基板に良好なフレキシブル性を与えることが可能である。０．１ｍｍ以下の場合、ガラス基板をロール状に巻き取ることが可能である。また、ガラス基板の厚さは、ガラス基板の製造が容易であること、ガラス基板の取り扱いが容易であること等の理由から、０．０３ｍｍ以上であることが好ましい。

（補強板）
補強板３は、基板２に密着されると、剥離操作が行われるまで、基板２を補強する。補強板３は、機能層の形成後、電子デバイスの製造工程の途中で、基板２から剥離され、電子デバイスの一部とはならない。

補強板３は、温度変化による反りや剥離を抑制するため、基板２との線膨張係数差の絶対値の小さいものが好ましい。基板２がガラス基板の場合、補強板３はガラス板を含むものが好ましい。このガラス板のガラスは、ガラス基板のガラスと同じ種類であることが好ましい。

補強板３は、支持板４と、支持板４上に形成される樹脂層５とを備える。樹脂層５と基板２との間に作用するファンデルワールス力等により樹脂層５と基板２とが剥離可能に結合される。

尚、本実施形態の補強板３は、支持板４と樹脂層５とで構成されるが、支持板４のみで構成されてもよい。支持板４と基板２との間に作用するファンデルワールス力等により支持板４と基板２とが剥離可能に結合される。支持板４であるガラス板と、基板２であるガラス基板とが高温で接着しないように、支持板４の表面に無機薄膜が形成されていてもよい。また、支持板４の表面に表面粗さの異なる領域を設けること等によって、支持板４と基板２との界面に、結合力の異なる領域が設けられていてもよい。

また、本実施形態の補強板３は、支持板４と樹脂層５とで構成されるが、支持板４は複数であってもよい。同様に、樹脂層５は複数であってもよい。

（支持板）
支持板４は、樹脂層５を介して、基板２を支持して補強する。支持板４は、電子デバイスの製造工程における基板２の変形、傷付き、破損等を防止する。

支持板４は、例えば、ガラス板、セラミックス板、樹脂板、半導体板、又は金属板等である。支持板４の種類は、電子デバイスの種類や基板２の種類等に応じて選定される。支持板４と基板２とが同種であると、温度変化による反りや剥離が低減される。

支持板４と基板２の平均線膨張係数の差（絶対値）は、基板２の寸法形状等に応じて適宜設定されるが、例えば３５×１０^−７／℃以下であることが好ましい。ここで、「平均線膨張係数」とは、５０〜３００℃の温度範囲における平均線膨張係数（ＪＩＳ Ｒ ３１０２）をいう。

支持板４の厚さは、例えば０．７ｍｍ以下である。また、支持板４の厚さは、基板２を補強するため、０．４ｍｍ以上であることが好ましい。支持板４の厚さは、基板２よりも厚くてもよいし、薄くてもよい。

支持板４の外形は、支持板４が樹脂層５の全体を支持できるように、図１に示すように樹脂層５の外形と同一であるか、樹脂層５の外形よりも大きいことが好ましい。

（樹脂層）
樹脂層５は、基板２に密着されると、剥離操作が行われるまで、基板２の位置ずれを防止する。樹脂層５は剥離操作によって基板２から容易に剥離する。基板２を容易に剥離することで、基板２の破損を防止でき、また、意図しない位置（樹脂層５と支持板４との間）での剥離を防止できる。

樹脂層５は、支持板４との結合力が、基板２との結合力よりも相対的に高くなるように形成される。これによって、剥離操作が行われる際に、積層板１が意図しない位置（樹脂層５と支持板４との間）で剥離するのを防止できる。

樹脂層５の樹脂は、特に限定されない。例えば、樹脂層５の樹脂としては、アクリル樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミドシリコーン樹脂等が挙げられる。いくつかの種類の樹脂を混合して用いることもできる。中でも、耐熱性や剥離性の観点から、シリコーン樹脂、ポリイミドシリコーン樹脂が好ましい。

樹脂層５の厚さは、特に限定されないが、好ましくは１〜５０μｍ、より好ましくは４〜２０μｍである。樹脂層５の厚さを１μｍ以上とすることで、樹脂層５と基板２との間に気泡や異物が混入した場合に、気泡や異物の厚さを吸収するように樹脂層５が変形できる。一方、樹脂層５の厚さが５０μｍ以下であると、樹脂層５の形成時間を短縮でき、更に樹脂層５の樹脂を必要以上に使用しないため経済的である。

樹脂層５の外形は、樹脂層５が基板２の全体を密着できるように、図１に示すように基板２の外形と同一か、基板２の外形よりも大きいことが好ましい。

尚、樹脂層５は２層以上からなっていてもよい。この場合「樹脂層の厚さ」は全ての樹脂層の合計の厚さを意味するものとする。

また、樹脂層５が２層以上からなる場合は、各々の層を形成する樹脂の種類が異なってもよい。

（積層体）
図２は、積層板を用いて製造される積層体を示す断面図である。

積層体６は、積層板１の基板２上に、導電層等の機能層を形成してなる。機能層の種類は、電子デバイスの種類に応じて選択される。複数の機能層が基板２上に順次積層されてもよい。機能層の形成方法としては、一般的な方法が用いられ、例えばＣＶＤ法やＰＶＤ法等の蒸着法、スパッタ法等が用いられる。機能層は、フォトリソグラフィ法やエッチング法で所定のパターンに形成される。

例えば、積層体６は、補強板３Ａ、基板２Ａ、液晶層７、基板２Ｂ、及び補強板３Ｂをこの順で有する。この積層体６は、ＬＣＤの製造工程の途中で作製されるものである。一方の基板２Ａ上の液晶層７側の面には図示されない薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）が形成されており、他方の基板２Ｂ上の液晶層７側の面には図示されないカラーフィルタ（ＣＦ）が形成されている。

補強板３Ａ、３Ｂが剥離された後、偏光板、バックライト等が取り付けられ、製品であるＬＣＤが得られる。補強板３Ａ、３Ｂの剥離には、後述の剥離装置が用いられる。

尚、本実施形態では、補強板３Ａ、３Ｂの剥離は、液晶層７の形成後に行われるが、ＴＦＴやＣＦの形成後、液晶層７の形成前に行われてもよい。

（貼り合わせ装置）
図３は、本発明の一実施形態による貼り合わせ装置を示す図４のIII-III断面図である。図４は図３のIV-IV断面図、図５は図３のV-V断面図である。図６は、本発明の一実施形態による貼り合わせ装置の搬送機構の動作を示す図７のVI-VI断面図である。図７は図６のVII-VII断面図、図８は図６のVIII-VIII断面図である。図９〜図１０は、一実施形態における貼り合わせ装置の動作（貼り合わせ方法）を示す図である。尚、図３〜図１２において、図面を見やすくするため、補強板３に含まれる樹脂層５の図示を省略する。また、図３、図４、図６、図７、及び図９〜図１２において、便宜上、制限部８０の図示を省略する。また、後述の各種シリンダ本体の内部構造は一般的なものであるので図示を省略する。

貼り合わせ装置１０は、図３〜図５に示すように、板状部材としての基板２と、可撓性板としての補強板３とを貼り合わせる装置である。貼り合わせ装置１０は、基板２を吸着する上テーブル２０と、上テーブル２０の下方に配置され、補強板３が載置される下テーブル４０とを備える。尚、基板２と補強板３の配置は逆であってもよく、基板２が下テーブル４０に載置され、補強板３が上テーブル２０で吸着されてもよい。

貼り合わせ装置１０は、図６〜図９に示すように、上テーブル２０及び下テーブル４０に対して、基板２及び補強板３を受け渡す搬送機構１１を備える。搬送機構１１は、基板２又は補強板３を保持する保持部材１２を有している。保持部材１２は、図７に示すように、水平方向に間隔をおいて並ぶ複数のアーム１３と、各アーム１３に設けられる複数の吸着パッド１４とを有する。

貼り合わせ装置１０は、図９及び図１０に示すように、下テーブル４０で支持される補強板３の下面に接触し、補強板３を自重で撓み変形させる回転ロール５０と、回転ロール５０によって撓み変形した補強板３を上テーブル２０で吸着される基板２に押し付ける押圧部としての押圧シリンダ６０とを備える。押圧シリンダ６０は、押圧シリンダ本体６１と、押圧シリンダ本体６１から伸縮可能に突出するロッド６２とで構成される。ロッド６２の先端には、回転ロール５０を回転ロール５０の中心軸を中心に回転自在に支持する支持フレーム６３が固定されている。

貼り合わせ装置１０は、図３及び図６に示すように、回転ロール５０及び押圧シリンダ６０を上テーブル２０に対して相対的に移動させる移動機構７０とを備える。移動機構７０は、フレームＦｒ上に敷設される２本のガイドレールＧｄと、ガイドレールＧｄに沿って移動可能なスライドベースＳｂと、スライドベースＳｂを駆動する駆動部７１（図３参照）とを有する。駆動部７１は、例えばフレームＦｒに対して固定される移動用モータ７２、及び移動用モータ７２の回転運動を直線運動に変換してスライドベースＳｂに伝達するボールネジ７３等で構成される。スライドベースＳｂ上に押圧シリンダ６０が固定されている。移動用モータ７２は、サーボモータであってよく、モータ本体部７４と、モータ本体部７４の回転量及び回転方向を検出するエンコーダ部７５とで構成される。移動用モータ７２が回転すると、スライドベースＳｂがガイドレールＧｄの長手方向（図３、図６、図９、図１０において左右方向）に移動し、押圧シリンダ６０及び回転ロール５０が上テーブル２０に対して相対的に移動する。移動用モータ７２は、押圧シリンダ６０等の上テーブル２０に対する相対位置が目標位置になるように、エンコーダ部７５の検出結果に基づいてフィードバック制御される。

上テーブル２０は、図３等に示すように、基板２を吸着して上方から支持する。上テーブル２０は、基板２を吸着する吸着板２１、吸着板２１に貫通形成される複数の吸着孔２２を連通させる溝２３が形成されるメインフレーム２４、及びメインフレーム２４を補強する補強部材２６で構成される。メインフレーム２４に形成される溝２３は、真空ポンプなどの吸気源に接続されている。吸気源が作動すると、吸着孔２２内が減圧され、基板２が上テーブル２０に固定される。メインフレーム２４は複数のシリンダ２５を支持する。各シリンダ２５は、メインフレーム２４に固定されるシリンダ本体２７と、シリンダ本体２７から伸縮可能に突出したロッド２８を有する。複数のロッド２８に対応する複数のロッド孔が吸着板２１およびメインフレーム２４に貫通形成される。シリンダ２５は補強部材２６に固定してもよい。

上テーブル２０は、図４及び図７に示すように、上テーブル２０を反転させて、上テーブル２０の基板２を吸着する吸着面の向きを上向きと、下向きとに切り替える切り替え機構３０と接続されている。切り替え機構３０は、上テーブル２０を回転可能に支持する複数（例えば２つ）の上テーブル支持部材３１と、複数の上テーブル支持部材３１を昇降させる昇降機構３２とを有する。一方の上テーブル支持部材３１には、上テーブル２０を回転させる回転用モータ３３が設置されている。昇降機構３２は、複数の支持部材３１と連結される複数の昇降ロッド３４、複数の昇降ロッド３４を昇降させる昇降用モータ３５等で構成される。上テーブル２０は、昇降機構３２によってフレームＦｒに対して上下に移動可能である。

上テーブル２０は、搬送機構１１から基板２を受け取るとき、図７に示すように昇降機構３２によって所定位置まで上昇された後、回転用モータ３３によって反転され、上テーブル２０の吸着面が水平上向きになる。吸着面の上方に、保持部材１２で保持された基板２が搬送され、各保持部材１２の吸着パッド１４による吸着が解除される。複数のシリンダ２５のロッド２８が伸びて上テーブル２０の吸着面から突出し、保持部材１２から基板２を持ち上げる。次いで、基板２と上テーブル２０との間に形成された隙間から保持部材１２が引き抜かれる。その後、複数のシリンダ２５のロッド２８が縮んで吸着面に没入し、吸着面上に基板２が載置され、基板２が上テーブル２０で吸着される。続いて、回転用モータ３３が上テーブル２０を反転させて、上テーブル２０の吸着面が水平下向きになる。最後に、昇降機構３２が上テーブル２０を所定位置まで下降させる。本実施形態では、上テーブル２０の吸着面上に基板２を載置し、基板２を平坦に支持した後、基板２を吸着するので、基板２の変形を防止でき、積層板１の残留応力を低減できる。また、基板２の補強板３と接触する側の面に保持部材１２が接触しないので、保持部材１２上に埃等の異物がある場合に、異物が基板２と補強板３との間に入り込むのを防止することができる。

貼り合わせ装置１０は、図４及び図５に示すように、基板２と補強板３とを貼り合わせるときの、上テーブル２０と下テーブル４０との相対位置を位置決めする位置決め部材１５を更に備える。位置決め部材１５は、例えばフレームＦｒに対して固定され、上テーブル２０の下面と接触することにより、上テーブル２０と下テーブル４０との相対位置を位置決めする。このとき、上テーブル２０の吸着面と、下テーブル４０の補強板３が載置される載置面とは略平行であってよい。

位置決め部材１５は、上テーブル２０と下テーブル４０との間隔Ｇ（図５参照）が変化する方向（図４及び図５において上下方向）に伸縮可能である。位置決め部材１５は、例えばフレームＦｒに対して固定される本体部１６と、上テーブル２０の下面と接触するボルト１７とで構成される。本体部１６の上面にはボルト１７の軸部１８が挿入されるボルト孔が形成されている。このボルト孔に挿入されたボルト１７を所定量回転させることで、ボルト１７の頭部１９を上下に所定量移動させて、ボルト１７の頭部１９に接触する上テーブル２０と、下テーブル４０との間の間隔Ｇを調整することができる。間隔Ｇは、基板２や補強板３の材質や厚さに応じて設定される。例えば、間隔Ｇは、上テーブル２０で吸着された基板２と、下テーブル４０に載置された補強板３との間の距離Ｌが０．５〜８ｍｍとなるように設定される。上テーブル２０の位置は、レーザ変位計などの位置センサＩＳによって検出される。位置センサＩＳは非接触式でも接触式でもよい。

尚、位置決め部材１５は、間隔Ｇが変化する方向に伸縮可能である限り、構成は多種多様であってよい。例えば、位置決め部材１５は、回転モータと、回転モータの回転運動を直線運動に変化するボールネジ等で構成されてもよい。回転モータは、位置センサＩＳの検出結果に基づいて、距離Ｌが所定値となるように、制御部９０によってフィードバック制御される。

下テーブル４０は、回転ロール５０及び押圧シリンダ６０と共に上テーブル２０に対して相対的に移動可能であってよい。下テーブル４０は、例えばスライドベースＳｂに対して固定され、上テーブル２０の吸着面と平行な方向（図３、図６、図９、図１０において左右方向）に移動可能である。

下テーブル４０は、上テーブル２０に対して相対的に移動するとき、上テーブル２０で吸着される基板２と下テーブル４０で支持される補強板３との位置がずれないように、補強板３を滑り可能に支持する。下テーブル４０は、補強板３との摩擦係数を低減するため、下テーブル本体４２と、下テーブル本体４２上に固定される樹脂層４１とを備え、樹脂層４１上に補強板３が載置される。下テーブル４０の載置面が樹脂で形成されているので、金属やセラミックスで形成されている場合に比べて、下テーブル４０と補強板３との摩擦を低減することができる。樹脂としては、特に限定されないが、例えばＵＰＥ（超高分子ポリエチレン：Ultra High Molecular Weight Polyethylene）、ＡＢＳ樹脂等が用いられる。樹脂はプレート、フィルム、または皮膜を形成してもよい。

下テーブル４０（詳細には下テーブル本体４２）とスライドベースＳｂとの間には、図３及び図６に示すように、スペーサ４３が介在している。スペーサ４３で形成された空間には、昇降板４４、昇降板４４を上下に案内するガイド４５、昇降板４４を駆動する伸縮シリンダ４６が配設される。伸縮シリンダ４６は、図６に示すように、スライドベースＳｂに固定されるシリンダ本体４７と、シリンダ本体４７から伸縮可能に突出したロッド４８とを有する。ロッド４８の先端に昇降板４４が固定されており、昇降板４４上には複数のリフトピン４９が２次元的に間隔をおいて突設されている。複数のリフトピン４９に対応する複数のピン孔が下テーブル４０に貫通形成されている。

下テーブル４０が搬送機構１１から補強板３を受け取るとき、図６に示すように下テーブル４０の上方に、保持部材１２で保持された補強板３が搬送され、各保持部材１２の吸着パッド１４による吸着が解除される。伸縮シリンダ４６のロッド４８が伸びて、昇降板４４が上昇する。下テーブル４０の載置面から突出したリフトピン４９が、保持部材１２から補強板３を持ち上げる。次いで、補強板３と下テーブル４０との間に形成された隙間から保持部材１２が引き抜かれる。その後、伸縮シリンダ４６のロッド４８が縮み、昇降板４４が下降する。その結果、リフトピン４９が下テーブル４０の水平な載置面に没入し、下テーブル４０上に補強板３が載置される。

回転ロール５０は、図９及び図１０に示すように、下テーブル４０で支持される補強板３の下面に接触し、補強板３を自重で撓み変形させる。回転ロール５０は、補強板３の損傷を抑制するため、例えば金属製のロール本体と、ロール本体の外周面に固定されるゴムシートとで構成され、ゴムシートで補強板３の下面に接触する。

回転ロール５０は、スライドベースＳｂの移動方向に対して垂直な回転軸を中心に回転自在である。回転ロール５０は、補強板３の下面に接触し、補強板３の両側にはみ出ている。

回転ロール５０の下方又は斜め下方には、図９及び図１０に示すように、回転ロール５０の撓みを低減するため、回転ロール５０を支持する支持ロール５５が設けられてよい。支持ロール５５は、回転ロール５０の外周面に接触し、回転ロール５０と共に回転可能である。

支持ロール５５は、図４及び図７に示すように、支持フレーム６３によって支持ロール５５の中心軸を中心に回転自在に支持されている。支持ロール５５は、回転ロール５０の回転軸と平行な方向に間隔をおいて複数並んで列を形成している。支持ロール５５同士の間には、支持ロール５５の撓みを低減するため、各支持ロール５５の軸部５６を支持する軸支持部５７が設けられる。軸支持部５７は、支持フレーム６３に固定されており、各支持ロール５５の軸部５６を軸部５６の中心軸を中心に回転自在に支持する。尚、軸支持部５７は、各支持ロール５５の軸部５６を回転不能に支持してもよく、この場合、各支持ロール５５の本体部が軸部５６に対して回転自在となるように、各支持ロール５５の本体部内に軸受けが配設されてよい。複数の支持ロール５５は、一体的に回転するものであってもよいし、独立に回転するものであってもよい。

支持ロール５５は、回転ロール５０の移動方向両側（図３、図６、図９、図１０において左右両側）にそれぞれ１列ずつ設けられ、回転ロール５０を斜め下方から支持してよい。回転ロール５０の移動方向への意図しない変形を抑制することができる。

回転ロール５０及び支持ロール５５を回転自在に支持する支持フレーム６３は、図４に示すようにスライドベースＳｂに対して固定されるガイド６４に沿って上下に移動可能である。支持フレーム６３とスライドベースＳｂとの間には、支持フレーム６３を押し上げる押圧シリンダ６０が配設される。

押圧シリンダ６０は、回転ロール５０によって撓み変形した補強板３を上テーブル２０で吸着される基板２に押し付けて圧着させる。回転ロール５０及び押圧シリンダ６０からなる圧着ユニットは、図３に示すように２つの下テーブル４０の間に配置されている。

貼り合わせ装置１０は、図５に示すように押圧シリンダ６０の押圧力によって上テーブル２０が位置決め部材１５から浮き上がらないように、上テーブル２０の上方への移動を制限する制限部８０を更に備えてよい。尚、上テーブル２０が十分重い場合、制限部８０がなくてもよい。

制限部８０は、例えば上テーブル２０を位置決め部材１５に押し付けるクランプシリンダ８１を含む。クランプシリンダ８１は、フレームＦｒに対して固定されるシリンダ本体８２と、シリンダ本体８２から伸縮可能に突出した軸部８３と、軸部８３に対して固定されたアーム８４とで構成される。

クランプシリンダ８１は、上テーブル２０が位置決め部材１５に接触すると、シリンダ本体８２に回動可能に支持される軸部８３を回動させた上で、軸部８３を縮めて、アーム８４で上テーブル２０を位置決め部材１５に押し付ける。

貼り合わせ装置１０は、貼り合わせ装置１０の各種動作を制御する制御部９０を更に備える。制御部９０は、例えば搬送機構１１、上テーブル２０のシリンダ２５、吸気源、切り替え機構３０、リフトピン４９用の伸縮シリンダ４６、押圧シリンダ６０、移動機構７０、制限部８０の動作を制御する。制御部９０は、ＣＰＵ、ＲＯＭやＲＡＭ等の記憶媒体等を含むコンピュータとして構成される。記録媒体に記録されたプログラムをＣＰＵに実行させることにより、貼り合わせ装置１０の各種動作を制御する。

次に、図９〜図１０に基づいて、上記構成の貼り合わせ装置の動作（貼り合わせ方法）を説明する。貼り合わせ装置の各種動作は、制御部９０による制御下で行われる。

回転ロール５０は、図９に示すように、基板２と補強板３とを貼り合わせるとき、押圧シリンダ６０によって上方に押し上げられ、下テーブル４０に載置された補強板３を撓み変形させて、上テーブル２０で吸着される基板２に下方から押し付け、圧着する。補強板３を撓み変形させた状態で基板２と貼り合わせるので、基板２と補強板３との間に気泡が噛み込みにくく、積層板１の欠陥を低減することができる。このとき、上テーブル２０の吸着面（下面）と、下テーブル４０の載置面（上面）とは略平行になっている。

この状態で、図１０に示すように、回転ロール５０は、移動機構７０によって上テーブル２０に対して相対的に移動され、基板２と補強板３とが貼り合わされる。回転ロール５０は、図中右方向に移動し、基板２の右半分と補強板３の右半分とを貼り合わせた後、図中左方向に移動し、基板２の左半分と補強板３の左半分とを貼り合わせる。回転ロール５０は、基板２と補強板３との位置がずれないように、補強板３の下面に接触しながら回転する。

このとき、図１０に示すように、回転ロール５０と共に、下テーブル４０が上テーブル２０に対して相対的に移動してよい。回転ロール５０の回転軸と下テーブル４０との間の移動方向における間隔Ｗが広がらないので、回転ロール５０と下テーブル４０との間における補強板３の撓み変形を低減することができる。下テーブル４０は、基板２と補強板３との位置がずれないように、補強板３を滑り可能に支持する。

このように、本実施形態によれば、基板２と補強板３とを貼り合わせて積層板１を製造するとき、補強板３を吸着固定していないので、補強板３の歪みが少ない状態で補強板３と基板２と貼り合わせることができ、貼り合わせ後における積層板１の反りを低減できる。この効果は、基板２及び補強板３の両方がガラス板を含む場合に顕著である。例えば、ガラス板と、ガラス板よりも剛性の低い樹脂板とを貼り合わせた場合、樹脂板の剛性がガラス板の剛性よりも低いため、貼り合わせ後の樹脂板には歪みが生じガラス板に倣うのに対して、ガラス板には歪みがほとんど生じないので平板状となりやすく、積層板が反りにくい。一方、ガラス板同士を貼り合わせた場合、貼り合わせ後に両方のガラス板で歪みが生じ、一方に倣いにくく、積層板が反りやすい。

尚、本実施形態の下テーブル４０は、基板２と補強板３とを貼り合わせるとき、回転ロール５０等と共に移動するが、回転ロール５０と別々に移動してもよいし、移動しなくてもよい。回転ロール５０が移動する限り、基板２と補強板３とを貼り合わせることができる。

ところで、図９に示すように、貼り合わせ開始時に回転ロール５０の上端部において、補強板３は上方に凸の湾曲形状に撓み変形してよい。基板２と補強板３とが滑らかに貼り合わされるので、基板２や補強板３の破損を抑制することができる。

貼り合わせ開始時に回転ロール５０の上端部において、補強板３が上方に凸の湾曲形状に撓み変形するように、制御部９０は、移動機構７０を制御して、下テーブル４０上に補強板３を載置する位置を調整する。この調整は、搬送機構１１が下テーブル４０に補強板３を渡す前に行われる。

尚、図９に示す例では、貼り合わせ開始時に回転ロール５０は、補強板３の両側縁から等距離の位置に配されているが、図１１に示すように、補強板３の一方の側縁の近傍に配置されてもよい。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に制限されない。特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形、変更が可能である。

例えば、上記実施形態の貼り合わせ装置１０は、ＬＣＤの製造工程において用いられる積層板１の製造に用いられるが、貼り合わせ装置１０の用途は多種多様であってよい。

また、上記実施形態では、基板２と補強板３とを貼り合わせるとき、上テーブル２０の吸着面と下テーブル４０の載置面とが平行であるが、傾いていてもよい。また、上テーブル２０の吸着面、下テーブル４０の載置面は、水平面に対して傾いていてもよい。

また、図１２に示すように、下テーブル４０の載置面には、下テーブル４０と補強板３との摩擦を低減するため、上方にガスを噴射するガス噴出孔４０ａが形成されてよい。ガス噴出孔４０ａは、２次元的に間隔をおいて配列される。複数のガス噴出孔４１は配管を介してガス供給源ＧＳと接続されている。ガス供給源ＧＳは、制御部９０による制御下で、ガス噴出孔４０ａにガスを供給する。

また、図１３に示すように、昇降ロッド３４は上テーブル支持部材３１を貫通しており、上テーブル支持部材３１を下方から支持する支持具３６が昇降ロッド３４の下端部に固定されてよい。図１３に示す状態から昇降ロッド３４が下降し、上テーブル２０が位置決め部材１５で支持された後、昇降ロッド３４が下降し続けるとき、図１４に示すように支持具３６が上テーブル支持部材３１から離れ、上テーブル２０と下テーブル４０との平行度が保たれる。
一方、図１４に示す状態で昇降ロッド３４が上昇すると、図１３に示すように支持具３６が上テーブル支持部材３１を持ち上げ、上テーブル２０が上昇して位置決め部材１５から離れる。上テーブル支持部材３１の下面には支持具３６を受ける受け具３７が固定されている。支持具３６の上部３６ａは上に凸の形状となっており、受け具３７の下部３７ａは上に凹の形状となっている。支持具３６の上部３６ａ、及び受け具３７の下部３７ａは、それぞれ、昇降ロッド３４の軸方向に沿って上方に行くほど半径が小さくなる形状であってよく、例えば球の一部を切り取った形状、円錐台形状、又は円錐形状であってよい。昇降ロッド３４が上昇するとき、支持具３６と受け具３７との水平方向における位置が決まり、フレームＦｒに対する上テーブル２０の水平方向における位置が決まるので、上テーブル２０の所定位置に基板２を載せることができる。
尚、受け具３７は上テーブル支持部材３１と別に形成されているが、上テーブル支持部材３１の一部として形成されてもよい。
また、支持具３６の上部３６ａと受け具３７の下部３７ａとの凹凸は、逆であってもよい。支持具３６の上部３６ａが下に凹の形状となり、受け具３７の下部３７ａが下に凸の形状となってもよい。この場合、支持具３６の上部３６ａ、及び受け具３７の下部３７ａは、それぞれ、昇降ロッド３４の軸方向に沿って下方に行くほど半径が小さくなる形状であってよい。

また、図１３及び図１４に示すように、上テーブル２０の下面には位置決め部材１５に載せる載置部２９が固定されていてよい。載置部２９の下部２９ａは上に凹の形状（鉛直方向に沿って上方に行くほど半径が小さくなる形状、例えば球の一部を切り取った形状、円錐台形状、又は円錐形状）となっている。位置決め部材１５の上部（詳細にはボルト１７の頭部１９の上部１９ａ）は、角部が面取りされ、上に凸の形状（鉛直方向に沿って上方に行くほど半径が小さくなる形状、例えば球の一部を切り取った形状、円錐台形状、又は円錐形状）となっている。ボルト１７の頭部１９によって載置部２９が所定位置に導かれ、フレームＦｒに対する上テーブル２０の水平方向の位置が決まる。よって、上テーブル２０で吸着される基板２と、下テーブル４０で支持される補強板３との位置が決まるので、基板２の外縁と補強板３の外縁とを合わせることができる。
尚、載置部２９は上テーブル２０と別に形成されているが、上テーブル２０の一部として形成されてもよい。
また、載置部２９の下部２９ａと位置決め部材１５の上部１９ａとの凹凸は、逆であってもよい。

１ 積層板
２ 基板（板状部材）
３ 補強板（可撓性板）
６ 積層体
７ 液晶層
１０ 貼り合わせ装置
２０ 上テーブル
３０ 切り替え機構
４０ 下テーブル
４０ａ ガス噴出孔
４１ 樹脂層
４２ 下テーブル本体
５０ 回転ロール
５５ 支持ロール
５６ 軸部
５７ 軸支持部
６０ 押圧シリンダ（押圧部）
７０ 移動機構

Claims (15)

1. 板状部材と可撓性板とを貼り合わせる、貼り合わせ装置において、
   前記板状部材を吸着する上テーブルと、
   該上テーブルの下方に配置され、前記可撓性板が載置される下テーブルと、
   該下テーブルで支持される前記可撓性板の下面に接触し、前記可撓性板を自重で撓み変形させる回転ロールと、
   該回転ロールで撓み変形した前記可撓性板を前記上テーブルで吸着される前記板状部材に押し付ける押圧部と、
   前記回転ロール及び前記押圧部と共に前記下テーブルを、前記上テーブルに対して相対的に移動させる移動機構とを備え、
   前記下テーブルの前記可撓性板が載置される面は、樹脂で形成されている、貼り合わせ装置。
2. 前記下テーブルの前記可撓性板が載置される面には、上方にガスを噴射するガス噴出孔が形成されている請求項１に記載の貼り合わせ装置。
3. 前記回転ロールを下方又は斜め下方から支持する支持ロールを更に備える請求項１又は２に記載の貼り合わせ装置。
4. 前記支持ロールは、前記回転ロールの軸方向と平行な方向に間隔をおいて複数配置され、
   前記支持ロール同士の間に、各前記支持ロールの軸部を支持する軸支持部が配設される請求項３に記載の貼り合わせ装置。
5. 前記支持ロールは、前記回転ロールの移動方向両側にそれぞれ配設され、前記回転ロールを斜め下方から支持する請求項３又は４に記載の貼り合わせ装置。
6. 前記上テーブルを反転させ、前記上テーブルの前記板状部材を吸着する面の向きを上向きと、下向きとに切り替える切り替え機構を更に備える請求項１〜５のいずれか一項に記載の貼り合わせ装置。
7. 前記板状部材と前記可撓性板とを貼り合わせるときの、前記上テーブルと前記下テーブルとの相対位置を位置決めする部材を更に備え、
   該部材は、前記上テーブルと前記下テーブルとの間隔が変化する方向に伸縮可能である請求項１〜６のいずれか一項に記載の貼り合わせ装置。
8. 前記移動機構を制御する制御部を更に備え、
   該制御部は、前記移動機構を制御して、前記下テーブル上に前記可撓性板を載置する位置を調整する請求項１〜７のいずれか一項に記載の貼り合わせ装置。
9. 板状部材と可撓性板とを貼り合わせる、貼り合わせ方法において、
   上テーブルで前記板状部材を吸着すると共に、前記上テーブルの下方に配置される下テーブル上に前記可撓性板を載置する工程と、
   前記下テーブルで支持される前記可撓性板の下面に接触して前記可撓性板を自重で撓み変形させた状態で前記上テーブルによって吸着される前記板状部材に押し付ける回転ロールと共に前記下テーブルを、前記上テーブルに対して相対的に移動させる工程とを備え、
   前記下テーブルの前記可撓性板が載置される面は、樹脂で形成されている、貼り合わせ方法。
10. 前記下テーブルの前記可撓性板が載置される面には、上方にガスを噴射するガス噴出孔が形成されている請求項９に記載の貼り合わせ方法。
11. 前記回転ロールの下方又は斜め下方に、前記回転ロールを支持する支持ロールが配設される請求項９又は１０に記載の貼り合わせ方法。
12. 前記支持ロールは、前記回転ロールの軸方向と平行な方向に間隔をおいて複数配置され、
    前記支持ロール同士の間に、各前記支持ロールの軸部を支持する軸支持部が配設される請求項１１に記載の貼り合わせ方法。
13. 前記支持ロールは、前記回転ロールの移動方向両側にそれぞれ配設され、前記回転ロールを斜め下方から支持する請求項１１又は１２に記載の貼り合わせ方法。
14. 前記上テーブルの前記板状部材を吸着する吸着面を上向きにし、該吸着面上に前記板状部材を載置した後、前記上テーブルで前記板状部材を吸着し、次いで、前記上テーブルを反転して前記上テーブルの吸着面を下向きにする工程を有する請求項９〜１３のいずれか一項に記載の貼り合わせ方法。
15. 前記板状部材及び前記可撓性板は、それぞれ、ガラス板を含む請求項９〜１４のいずれか一項に記載の貼り合わせ方法。

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