JP7343891B2 - 貼り合わせ装置、貼り合わせ方法及び表示装置の製造方法 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の製造装置や製造方法を用いて製造される表示装置1の概略を示す図である。表示装置1は、複数のマイクロLEDがマトリクス状に配置されたフルカラーLED表示パネルであり、映像をカラー表示するものである。
<工程1> 図3(A)に示すように、配線パターン11や接続パターン12(図示省略)が形成された回路基板10を製作する。回路基板10は、略板状の部材である。回路基板10は透明であってもよいし、透明でなくてもよい。
<ステップS100>
まず、図11(A)に示すように、LED20(図11では図示省略)が下を向くように、ウェハ25をステージ50(ここでは、ヒートステージ51)の上面51aに載置する。このとき、制御部151aは、空気吸引装置91により空気を吸引して、上面51aにウェハ25を吸着して固定する。
制御部151aは、ウェハ25に形成されたアライメントマークが撮像部71の光軸に一致したら、空気吸引装置91による空気の吸引を切り、上面51aへのウェハ25の吸着を解除する。また、制御部151aは、空気吸引装置92により真空吸着用接手68を介して吸着部69内部の空気を吸引して、吸着パッド62にウェハ25を吸着する。これにより、LED20が下を向くように、ウェハ25が吸着パッド62に固定される。
次に、図11(C)に示すように、制御部151aは、Z移動部55を制御してヒートステージ51を下方向(-Z方向)に移動させ、配線パターン11が上を向くように回路基板10をステージ50(ここでは、ヒートステージ51)の上面51aに載置し、空気吸引装置91により空気を吸引して、上面51aに回路基板10を吸着して固定する。
図11(D)に示すように、制御部151aは、Z移動部55を制御してヒートステージ51を+Z方向に移動させて、回路基板10をウェハ25に近づける。ただし、回路基板10とウェハ25とは当接していない。そして、制御部151aは、撮像部71で吸着ステージ60及びウェハ25を介して回路基板10を撮像して観察しながら、チルトステージ52、θステージ53及びXYステージ54を制御してヒートステージ51(すなわち回路基板10)を水平方向に移動させる。なお、ウェハ25は透明であるため、ウェハ25を介して回路基板10を撮像可能である。
<ステップS108>
図11(E)に示すように、制御部151aは、Z移動部55を制御してヒートステージ51を+Z方向に移動させることで、ヒートステージ51及び吸着パッド62で回路基板10及びウェハ25を挟んで回路基板10及びウェハ25の両側から圧力を加える。これにより、回路基板10とウェハ25とが加圧される。なお、加圧時には、図12(A)に示すように、プローブ81は配線パターン11(図12では図示省略)に当接していない。
<ステップS110>
図11(F)及び図12(B)に示すように、制御部151aは、ウェハ25及び回路基板10の両側から圧力を加えたまま、プローブ81を-Z方向に移動させてプローブ81を配線パターン11(図示省略)に当接させる。
制御部151aは、電源85から、プローブ81を介して配線パターン11に電流を印加する。これにより、LED20が点灯する。
制御部151aは、撮像部71で撮像した画像に基づいてLED20がすべて点灯しているか否か確認する。貼り合わせ工程で問題が生じていない場合には、図12(C)に示すように、すべてのLED20が点灯する。
全てのLED20が点灯しなかった場合(ステップS114でNO)、つまり1つでも点灯しないLED20があった場合には、制御部151aは、Z移動部55を制御してヒートステージ51を-Z方向に移動させて、回路基板10とウェハ25とを離す。
そして、制御部151aは、図示しないブロワ等により塵埃等を吹き飛ばして、不具合を修正する。本実施の形態では、回路基板10とウェハ25とを接続する前(接着剤硬化前)に検査を行うため、回路基板10とウェハ25とを離すことができ、これにより不具合の修正が可能である。その後、制御部151aは、処理をステップS106に戻す。
<ステップS200>
全てのLEDが点灯した場合(ステップS114でYES)には、制御部151aは、図12(D)に示すように、移動部82を制御してプローブ81を配線パターン11から離す。そして、制御部151aは、回路基板10及びウェハ25の両側から圧力を加えたまま、図示しない加熱部によりヒートステージ51全体を加熱することで、回路基板10及びウェハ25を加熱して接着剤41を硬化させる。これにより、LED20が回路基板10に固定される。
<ステップS202>
制御部151aは、空気吸引装置92による空気の吸引をやめて吸着部69内部に空気を戻し、吸着パッド62からウェハ25が離れるようにする。
図11(G)に示すように、制御部151aは、Z移動部55を制御してヒートステージ51を-Z方向に移動させて、回路基板10にウェハ25が接続されたものをヒートステージ51と共に-Z方向に移動させる。
最後に、制御部151aは、空気吸引装置91による空気の吸引をやめ、上面51aから回路基板10が離れるようにする。そして、上面51aから回路基板10を取り出す。以上が貼り合わせ工程の処理の流れである。
本発明の第2の実施の形態は、撮像部71以外の撮像部もアライメントに用いる形態である。以下、第2の実施の形態に係る貼り合わせ装置3について説明する。第1の実施の形態と同一の部分については、同一の符号を付し、説明を省略する。また、貼り合わせ装置3を用いて製造される表示装置1は第1の実施の形態と同様であり、表示装置1の製造方法も同様であるため、説明を省略する。
<ステップS102>
まず、図15(A)に示すように、空気吸引装置92により真空吸着用接手68を介して吸着部69内部の空気を吸引して、吸着パッド62にLED20(図15では図示省略)が下を向くようにウェハ25を吸着する。
次に、制御部151aは、撮像部76でウェハ25を撮像して観察しながら、ウェハ25の傾き、回転ずれを調整する。つまり、制御部151aは、チルトステージ64及びθステージ65を制御して、ウェハ25に形成されたアライメントマークを撮像部71の中央(光軸)に一致させるように、ウェハ25を水平方向に移動させる。
次に、制御部151aは、配線パターン11が上を向くように回路基板10をステージ50(ここでは、ヒートステージ51)の上面51aに固定する。
そして、制御部151aは、撮像部77で回路基板10を撮像して観察しながら、回路基板10の傾き、回転ずれを調整する。つまり、チルトステージ52、θステージ53及びXYステージ54を制御してヒートステージ51(すなわち回路基板10)を水平方向に移動させる。このとき、制御部151aは、回路基板10に形成されたアライメントマークを撮像部77の中央(光軸)に一致させるように、回路基板10を水平方向に移動させる。
図15(B)に示すように、制御部151aは、XYステージ54を制御して、回路基板10に形成されたアライメントマークの位置がステップS103における撮像部76の光軸の位置と略一致するように、ヒートステージ51(すなわち回路基板10)を水平方向に移動させる。これにより、回路基板10とウェハ25とが位置決めされた状態で略平行に配置される。
<ステップS109>
図15(C)に示すように、制御部151aは、Z移動部55を制御してヒートステージ51を+Z方向に移動させる。また、制御部151aは、撮像部71で回路基板10及びウェハ25を撮像し、回路基板10とウェハ25との位置ずれがある場合には、θステージ53及びXYステージ54を制御してヒートステージ51(すなわち回路基板10)を水平方向に移動させて、回路基板10のアライメントマークとウェハ25のアライメントマークとを一致させる。このときには、回路基板10とウェハ25とは当接していない。
<ステップS110、S112>
図15(E)に示すように、制御部151aは、ウェハ25及び回路基板10の両側から圧力を加えたまま、プローブ81を-Z方向に移動させてプローブ81を配線パターン11に当接させ、プローブ81を介して配線パターン11に電源85から電流を印加する。
制御部151aは、撮像部71が撮像した画像に基づいてLED20がすべて点灯するか否か確認する。全てのLED20が点灯しなかった場合(1つでも点灯しないLED20があった場合)には、制御部151aは、Z移動部55を制御してヒートステージ51を-Z方向に移動させて、回路基板10とウェハ25とを離し、不具合を修正する。その後、制御部151aは、処理をステップS106に戻す。
<ステップS200>
全てのLED20が点灯した場合には、制御部151aは、移動部82によりプローブ81を配線パターン11から離し、回路基板10及びウェハ25の両側から圧力を加えたまま、図示しない加熱部によりヒートステージ51全体を加熱することで、回路基板10及びウェハ25を加熱して接着剤41を硬化させる。これにより、LED20が回路基板10に固定される。
<ステップS202~S206>
制御部151aは、空気吸引装置92による空気の吸引をやめて、吸着パッド62からウェハ25が離れるようにする。そして、制御部151aは、図15(F)に示すように、Z移動部55を制御してヒートステージ51を-Z方向に移動させて、回路基板10にウェハ25が接続されたものをヒートステージ51と共に-Z方向に移動させる。最後に、制御部151aは、空気吸引装置91による空気の吸引をやめ、上面51aから回路基板10が離れるようにする。そして、上面51aから回路基板10を取り出す。
2、3 :貼り合わせ装置
10 :回路基板
11 :配線パターン
12 :接続パターン
20 :LED
22 :p電極
23 :n電極
25 :ウェハ
30 :蛍光発光層
30B :青色蛍光発光層
30G :緑色蛍光発光層
30R :赤色蛍光発光層
31 :隔壁
32 :平坦化膜
33 :金属膜
40 :駆動回路
41 :接着剤
43 :リジットフレキシブル基板
50 :ステージ
51 :ヒートステージ
51a :上面
52 :チルトステージ
53 :θステージ
54 :XYステージ
55 :Z移動部
60 :吸着ステージ
61 :円筒形ブラケット
61a :凹部
62 :吸着パッド
62a :孔
62b :底面
63 :カバーガラス
64 :チルトステージ
65 :θステージ
68 :真空吸着用接手
69 :吸着部
71、76、77:撮像部
72 :取付部
73 :光照射部
74 :ミラー
80 :検査部
81 :プローブ
82 :移動部
85 :電源
90 :支持フレーム
91、92:空気吸引装置
101、102、103、104、105、106:マスク
151 :CPU
151a :制御部
152 :RAM
153 :ROM
154 :入出力インターフェース
155 :通信インターフェース
156 :メディアインターフェース
161 :入出力装置
162 :ネットワーク
163 :記憶媒体
Claims (12)
- 略板状の第1部材と透明な略板状の第2部材とを貼り合わせる貼り合わせ装置であって、
前記第1部材を吸着する略板状の第1吸着部と、
前記第1吸着部の鉛直方向上側に設けられた第2吸着部であって、前記第2部材を吸着する略板状の第2吸着部と、
前記第1吸着部又は前記第2吸着部を上下方向に移動させる第1移動部と、
前記第1吸着部を水平方向に移動させる第2移動部と、
前記第2吸着部の鉛直方向上側に設けられた撮像部と、
を備え、
前記第2吸着部は、両端が覆われた略筒状の部材であり、空気を吸引する吸引口が設けられており、
前記第2吸着部の上側の面は、少なくとも一部が透明部材で形成されており、
前記第2吸着部の下側の面は、全体が平坦であり、厚さ方向に貫通する孔が形成された透明な吸着パッドであり、
前記撮像部は、前記透明部材及び前記吸着パッドを介して前記第1部材及び/又は前記第2部材を撮像する
ことを特徴とする貼り合わせ装置。 - 前記第1部材及び前記第2部材は、一方に複数のLEDが形成されており、他方に接続パターンが形成されており、
電源に接続された複数のプローブを備え、
前記プローブは、前記接続パターンに当接する位置と当接しない位置との間で上下方向に移動可能である
ことを特徴とする請求項1に記載の貼り合わせ装置。 - 前記第2吸着部を水平方向に移動させる第3移動部を備え、
前記第3移動部は、略筒状の部材であり、前記第2吸着部の鉛直方向上側に設けられている
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の貼り合わせ装置。 - 前記撮像部及び前記第2吸着部を保持する略柱状の取付部と、
高さが前記撮像部と前記第2吸着部との間に位置するように前記取付部に設けられた光照射部と、
前記撮像部の光路と重なる位置と重ならない位置との間で水平方向に移動可能に設けられたミラーと、
を備えたことを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の貼り合わせ装置。 - 前記撮像部で前記第2吸着部及び前記第2部材を介して前記第1部材を撮像して観察しながら前記第2移動部を制御して前記第1吸着部を移動させる第1制御部を備えた
ことを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の貼り合わせ装置。 - 前記プローブを上下方向に移動させる第4移動部と、
前記第1移動部を制御して前記第1部材と前記第2部材とを加圧し、当該加圧した状態のまま前記第4移動部を制御して前記プローブを前記接続パターンに当接させる第2制御部と、
を備えたことを特徴とする請求項2に記載の貼り合わせ装置。 - 略板状の第1吸着部に板状の第1部材を載置し、前記第1吸着部の鉛直方向上側に設けられた透明な略板状の第2吸着部に透明な板状の第2部材を吸着して、前記第1部材と前記第2部材とを略平行に配置する工程と、
前記第2吸着部の鉛直方向上側に設けられた撮像部で前記第2吸着部及び前記第2部材を介して前記第1部材を撮像して観察しながら前記第1部材を水平方向に移動させて、前記第1部材と前記第2部材との位置合わせを行う工程と、
前記第1部材と前記第2部材とを加圧する工程と、
を有し、
前記第2吸着部は、両端が覆われた略筒状の部材であり、空気を吸引する吸引口が設けられており、
前記第2吸着部の上側の面は、少なくとも一部が透明部材で形成されており、
前記第2吸着部の下側の面は、全体が平坦であり、厚さ方向に貫通する孔が形成された透明な吸着パッドである
ことを特徴とする貼り合わせ方法。 - 前記第1部材及び前記第2部材は、一方に複数のLEDが形成されており、他方に接続パターンが形成されており、
前記第1部材及び/又は前記第2部材には、接着剤が塗布されており、
前記第1部材と前記第2部材とを加圧したままプローブを移動して、前記接続パターンに前記プローブを当接して前記LEDを点灯させる工程と、
前記撮像部で前記第1部材及び前記第2部材を撮像し、当該撮像された画像で前記LEDの点灯を確認する工程と、
前記LEDがすべて点灯していない場合に、前記第1部材と前記第2部材とを離して塵埃を吹き飛ばす工程と、
前記LEDがすべて点灯している場合に、前記接着剤を硬化させる工程と、
を有することを特徴とする請求項7に記載の貼り合わせ方法。 - 前記第1吸着部に前記第2部材を載置する工程と、
前記撮像部で前記第2吸着部を介して前記第2部材を撮像して観察しながら前記第1吸着部を水平方向に移動させる工程と、
前記第2吸着部で前記第2部材を吸着する工程と、
前記第1吸着部に前記第1部材を載置する工程と、
により、前記第1部材と前記第2部材とを略平行に配置する
ことを特徴とする請求項7又は8に記載の貼り合わせ方法。 - 一方に複数のLEDが形成されており、他方に接続パターンが形成されている略板状の第1部材及び透明な略板状の第2部材を貼り合わせる貼り合わせ工程を含む表示装置の製造方法であって、
前記貼り合わせ工程は、
略板状の第1吸着部に前記第1部材を載置し、前記第1吸着部の鉛直方向上側に設けられた透明な略板状の第2吸着部に前記第2部材を吸着して、前記第1部材と前記第2部材とを略平行に配置する工程と、
前記第2吸着部の鉛直方向上側に設けられた撮像部で前記第2吸着部及び前記第2部材を介して前記第1部材を撮像して観察しながら前記第1部材を水平方向に移動させて、前記第1部材と前記第2部材との位置合わせを行う工程と、
前記第1部材と前記第2部材とを加圧する工程と、
を有し、
前記第2吸着部は、両端が覆われた略筒状の部材であり、空気を吸引する吸引口が設けられており、
前記第2吸着部の上側の面は、少なくとも一部が透明部材で形成されており、
前記第2吸着部の下側の面は、全体が平坦であり、厚さ方向に貫通する孔が形成された透明な吸着パッドである
ことを特徴とする表示装置の製造方法。 - 前記第1部材及び/又は前記第2部材には、接着剤が塗布されており、
前記貼り合わせ工程は、
前記第1部材と前記第2部材とを加圧したままプローブを移動して、前記接続パターンに前記プローブを当接して前記LEDを点灯させる工程と、
前記撮像部で前記第1部材及び前記第2部材を撮像し、当該撮像された画像で前記LEDの点灯を確認する工程と、
前記LEDがすべて点灯していない場合に、前記第1部材と前記第2部材とを離して塵埃を吹き飛ばす工程と、
前記LEDがすべて点灯している場合に、前記接着剤を硬化させる工程と、
を有することを特徴とする請求項10に記載の表示装置の製造方法。 - 前記第1吸着部に前記第2部材を載置する工程と、
前記撮像部で前記第2吸着部を介して前記第2部材を撮像して観察しながら前記第1吸着部を水平方向に移動させる工程と、
前記第2吸着部で前記第2部材を吸着する工程と、
前記第1吸着部に前記第1部材を載置する工程と、
により、前記第1部材と前記第2部材とを略平行に配置する
ことを特徴とする請求項10又は11に記載の表示装置の製造方法。
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