JPS6311989B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、２枚の板状体（例えば液晶用ガラス
板）を効率良く、しかも高精度に貼り合すプレス
装置に関する。

液晶セルを使用した製品は、光学機器、電子機
器、時計……等の部品として、すでに確立されて
いる。しかし、その用途は、増々拡大されてい
る。例えば、液晶テレビ、大型ドツトデイスプレ
ー、自動車用表示系、温度計……等などが次々に
開発されているように液晶を使用した製品が極め
て広い分野にわたつて生産されている。この液晶
セルを生産するためには、以下の工程を完了しな
ければならない。すなわち、「ガラス洗浄、パタ
ーン蒸着、レジスト印刷、露光、エツチング、配
向膜コート、ストリツピング、ラビング工程、接
着剤塗布……等」の工程である。ところで上記の
工程を終了した二枚のガラス板の合せマークを位
置決めして、貼り合せるという工程上、最も重要
な処理がある。この時の、貼り合せ精度が、また
は、作業者の能率が全くでき上つた液晶セルの信
頼性及び生産性に直接結び付くものであるため、
いかに精度よく、しかも効率よく貼り合せること
ができるかが、液晶製造する業者の大きなポイン
トとなつている。

ここで、従来の液晶貼り合せ装置を第１図につ
いて説明する。

まず、初期設定位置でガラス吸着移動板１に上
ガラス板を貼り合わせ面が下となるように吸着す
る。又、ガラス吸着移動板１に上ガラス板と所定
距離、離して、下ガラス板を貼り合せ面が上とな
るように吸着する。

そして、ガラス吸着移動板１上の上ガラス板が
上ガラス吸着板２の真下にくるように手動にてガ
ラス吸着移動板を直線移動する。次に基台３で支
持された球受８の上に載置された位置合せ基板９
から４本柱５とバネ６でつり上げられている上ガ
ラス吸着板２の中心部をテコ棒４で押しつけると
ガラス吸着移動板１に吸着している上ガラス板に
上ガラス吸着板２が接触する。

そして上ガラス吸着板２が吸着を開始する一
方、ガラス吸着移動板１の吸着を解除することに
より上ガラスをガラス吸着移動板１から上ガラス
吸着板２に移す。

続いて、ガラス吸着移動板１に吸着している下
ガラス板が上ガラス吸着板２の真下位置にくるよ
うにガラス吸着移動板１を直線移動し、位置決め
ピン７にて固定する。

ここで、上下のガラス板は対向した状態になる
が上下のガラス板に設けられた位置合せマークを
２台の観察装置１０で観察する。すなわち、上下
の位置合せマークのずれを観察装置１０で目視し
位置合せ基板９に連結した２つのマニプレータで
位置合せ基板９を操作して上下の位置合せマーク
のずれを修正する。

そして、位置合せマークが合致した後、テコ棒
４を再び手動で押し付けて上下ガラス板の貼り合
せを行なう。

しかしながら斯かる従来例においては上下のガ
ラス板をプレス位置にセツトするまでに時間に要
する等効率が悪いという欠点がある。しかも作業
操作が全て手動であるため作業者が直接、ガラス
板を取り扱うためにガラス板にゴミや指紋等の汚
れ又は傷等が付きやすいという欠点がある。又、
作業者による能力によつて位置合せ精度とか、貼
り合せ時のプレス圧力等が安定せず、作業効率が
著しくばらつく等、生産性の点で欠点がある。

本発明の目的は、液晶ガラス板等の貼り合せに
おいて、効率良く、しかも高精度に貼り合すこと
ができる装置を提供することにある。更に本発明
の目的は液晶ガラス板等がテーパをもつていても
高精度に貼り合わすことができる装置を提供する
ことにある。以下、本発明の実施例を示す。

第２図において、上ガラス板搬送台１１と上ガ
ラス板用チヤツク１３とは、一体剛性箱１４に設
置されている。一体剛性箱１４の右側にはゼネバ
機構１６があり、このゼネバ機構１６によつて、
上ガラス板搬送台１１が水平位置に反時計方向に
又は時計方向に90゜回動するようにしてある。そ
して上ガラス板搬送台１１の上面には吸着溝を具
備し、XY方向に設けられる吸着板１５が取付け
てあり、更にガラス板等の位置決め用ピンが上ガ
ラス板搬送台１１の上面に組み込んである。又、
上ガラス板搬送台１１の下面にはたわみ防止用の
水平押え板１８があり、左側には位置固定用の上
フツク１７がある。又上ガラス板用チヤツク１３
は一体剛性箱１４に組み込まれて支持されている
四本の柱１９で吊設保持されている。又、上ガラ
ス板用チヤツク１３と四本の柱１９とは吸着穴付
球受１９′で吸着固定されていて、その四本の柱
１９をＺ方向（図面における上下方向）にのみ移
動するポールプツシユでガイドしている。更に、
上ガラス板用チヤツク１３の上面中心には、押棒
２０がバネ１２′を介して立設されていて、一体
剛性箱１４にＺ方向に移動可能に組込まれてい
る。押し棒２０は上ガラス板用チヤツク１３と連
動しており、上ガラス板用チヤツク１３を上下す
る為に一体剛性箱１４に設置してある。押し棒２
０の上端には、テコ棒２１が設けてあり、このテ
コ棒２１は駆動源であるモーター１４′及び押し
ネジ等で作動するようにしてある。押棒２０はバ
ネ１２′を介して上ガラス板用チヤツク１３に保
持されている。又、下ガラス板搬送台２６には、
数個の切欠部が設けてあり、これ等の切欠部に
は、授受ピン３４が設けてあり、下ガラス板搬送
台２６の上面には、吸着板２１′及びピン２０′が
取付けてあり、下ガラス板用チヤツク２９は該吸
着板２１′及びピン２０′を介して下ガラス板搬送
台２６の上に載置されている。３７は、下ガラス
板用チヤツク２９に取付けたギヤツプセンサであ
る。このギヤツプセンサ３７は、上ガラス板用チ
ヤツク１３と下ガラス板用チヤツク２９の設定基
準位置での平行出しのために使用するものであ
る。なお、下ガラス板搬送台２６の右側には、位
置固定用のフツク１８′が設けてある。又前記下
ガラス板搬送台２６の数個の切欠部内を、後述す
る三点支持授受軸３５が上下方向に摺動するよう
にしてある。

そして、基板３３の上には四本のＺ方向支持軸
２３が立設してあり、該四本のＺ方向支持軸２３
には基板３３の上に載置されたXY方向ステージ
２４が嵌入支持されている。また基板３３には、
Ｚ方向支持軸２３に対向して下搬送軸２２が嵌装
し立設してある。Ｚ方向ステージ２５は、該Ｚ方
向支持軸２３と下搬送軸２２に嵌装されている。
下搬送軸２２の下端にはゼネバ機構１６′が設け
てあり、下搬送軸２２の上端には、下ガラス板搬
送台２６が支持されている。Ｚ方向ステージ２５
に凹部が形成されていて、この凹部には回転方向
の角度θを変えるθステージ２７が嵌合されてい
る。又、θステージ２７には、三点支持授受軸３
５が組み込んであり、この三点支持授受軸３５に
は、その上端にセンサー３６が取付けてある。こ
の取付位置は下ガラス板用チヤツク２９の最外周
の等分位置に対応している。

下ガラス板搬送台２６の上にある下ガラス板用
チヤツク２９の裏面には前記したように授受ピン
３４が取付けてあり、そして、授受ピン３４の下
面と三点支持受軸３５とが対面している。前述し
た下搬送軸２２と四本の支持軸２３の下端は結合
板２８で固定してある。結合板２８にはエアシリ
ンダー２８′が設けてあり、エアシリンダー２
８′はプツシヤーを介して、Ｚ方向ステージ２５
及びθステージ２７を上昇固定させるようにして
ある。又、結合板２８は、連結板３９で結合して
あり、手動用マニプレータ及び自動用に切替える
ためのエアークラツチ板３０と連結している。そ
して、四本の支持軸２３及び下搬送軸２２は基台
３３を貫通している。又、XY方向ステージ２４
を固定するためのエヤーパツト３１は、四本の支
持軸２３に取付けている板バネ３２によつて保持
されていて、エヤーパツト３１は基台３３に接触
している。エヤーパツト３１は空気の吸着及び排
出が可能になつている。下ガラス板用チヤツク２
９又は、上ガラス板用チヤツク１３には少くとも
３個以上の平行出しギヤツプセンサー３７が取付
けてあり、又２台以上の観察装置３８が一体剛性
箱１４に取付けてあり、上下ガラスのマーク位置
を観察し、さらにギヤツプ量を測定する。観察装
置３８で計測したマーク位置のズレ量およびギヤ
ツプ量は、映像信号としてTVに取出し、TVの
走査線を利用してマークのズレ量を検知し、
CPVにて演算処理し、各駆動系をコントロール
して自動位置決めをすることができる。又、ギヤ
ツプ量においては、周知の技術である白色照明と
ウオラストンプリズムを利用し白色干渉縞を使用
することで上下のガラス間の光路差を有した反射
光を取り出し、干渉縞を形整させその干渉縞のピ
ツチを電気的に交換して得られた信号により各軸
３５を個別に駆動させることにより平行ギヤツプ
を設定することができるようになつている。

次に、作用を説明するに、初期の上下ガラス板
授受位置では、上ガラス板搬送台１１と下ガラス
板搬送台２６とが、ガラス板が自動的に載置され
るのを待つている。上ガラス板搬送台１１及び下
ガラス板搬送台２６にそれぞれ板ガラスが載せら
れると、セネバ機構１６及び１６′により、水平
位置に保持されて、上ガラス板搬送台１１及び下
ガラス板搬送台２６はそれぞれ時計方向及反時計
方向に90゜回転し、ほぼ同時に第２図の位置に来
る。この位置に来ると、センサー等で検知し、そ
の信号で、上ガラス板搬送台１１は、上フツク１
７と水平おさえ板１８′の作動により、所定の位
置に固定される。そして、上板ガラスは、上板ガ
ラス搬送台上にあるXY方向ガラス吸着板１５に
より位置決めされる。そして、モーター１４′及
び押しネジを作動させて、テコ棒２１を作動させ
ると、押し棒２０が下降しバネ１２を押し付け、
更に上ガラス板用チヤツク１３を下降させる。こ
れにより、上ガラス板搬送台１１上の上ガラス板
に上ガラス板チヤツク板１３を接触させる。次に
エヤー圧力センサー等で、上ガラス板用チヤツク
１３の吸着を検知し、上ガラス板搬送台１１の吸
着を解除し、吸着穴付球受にエヤー吸着が開始さ
れ、上ガラス板用チヤツク１３の下面に上ガラス
板を吸着させる。そして、モーター１４′及び押
しネジの作動により、上ガラス板用チヤツク１３
を一体剛性箱１４のつき当て面に引き上げる。こ
こで前記したように、下ガラス板搬送台２６も上
ガラス板搬送台１１とほぼ同時に90゜反時計方向
に回転して第２図の位置に来る。そして、センサ
ー等により位置を検知されて、フツク１８′で固
定される。下ガラス板用チヤツク２９はピン２
０′と３ケの吸着板２１′により、下ガラス板搬送
台２６上に固定されて位置決めされている。次
に、マニプレーターにより、連結板３９及び結合
板２８を介して４本の支持軸２３によつて一体に
支持されたXY方向ステージ２４を移動させ、基
台３３に固定させるために、板バネ３２及びエア
ーパツトにエアーを吸着させるようにする。次に
上ガラス板搬送台１１をゼネパ機構１６の作動に
より、水平方向に90゜反時計方向に回動させて、
元のガラス板の受け渡しの位置に移動させる。次
に、三点支持授受軸３５をＺ駆動部により上昇さ
せると前記したセンサー３６の作動により下ガラ
ス板用チヤツク２９と下ガラス搬送台２６との吸
着結合を解除し続いて下ガラス板用チヤツク２９
と三点支持授受軸３５を吸着結合することによつ
て、下ガラス板チヤツク板２９の授受ピン３４が
三点支持授受軸３５に挿入され一体となる。次
に、結合板２８に取付けてあるエアーシリンダー
２８′によつてＺ方向ステージ２５を上昇すると
θステージ２７と共に三点支持授受軸３５に支持
された下ガラス板用チヤツク板２９が位置合せす
る位置まで上昇する。この時において、上ガラス
板用チヤツク１３に保持された上ガラス板と下ガ
ラス板用チヤツク２９に保持された下ガラス板と
は接着面に向き合つた状態となる。下ガラス板用
チヤツク２９には、少くとも３ケ以上の平行出し
ギヤツプセンサー３７が取付けてあり、（上ガラ
ス板用チヤツク１３に上記のギヤツプセンサーを
取付けてもよい）、これ等のギヤツプセンサー３
７によつて、上下２枚の板ガラスの平行度を感知
させる。更に、一体剛性箱１４に取付けた観察装
置３８によつて上下のガラス板のマーク位置を観
察し、更にギヤツプの量を測定する。観察装置３
８で計測したマークのズレ量及びギヤツプ量は映
像信号としてTVに取出され、TVの走査線を利
用して、マークのズレ量を検出し、CPUで演算
処理しXY方向ステージ２４、θステージ２７及
び３つの独立した軸３５を制御して自動位置合わ
せすることができる。

次に、前記三点支持授受軸３５を同時に作動さ
せて、平行ギヤツプ及び位置を保持させて、下ガ
ラス板用チヤツク２９を上昇させ、上ガラス板と
下ガラス板とを圧接させてプレスする。任意の時
間セツトされてから、上ガラス板用チヤツク１３
と上ガラス板との吸着を解除し、上ガラス板と下
ガラス板とが接着したまゝ下ガラス板用チヤツク
２９上に保持される。更に下ガラス板搬送台２６
と下ガラス板用チヤツク２９を吸着させ、下ガラ
ス板搬送台２６をゼネパ機構１６′により、水平
方向に90゜時計方向に取出し位置へ回動させる。
そして、貼り合せた二枚の板ガラスを取り出す。

さて、貼り合すべき二枚のガラス板の貼り合す
べき面が傾斜している場合には、平行出しギヤツ
プセンサー３７により、ギヤツプ量を出し、二枚
のガラス板の貼り合せ面のギヤツプを調整しなけ
ればならない。そのためには、下ガラス板チヤツ
ク板１ａを上昇させるべき三点支持授受軸３５が
同時だけでなく、個々単独に上昇しなければなら
ない。そのための装置が第３図に示してある。

第３図は、プレス駆動部及びギヤツプ駆動部の
要部を示す。吸着パツト付き支持軸３５の各々は
θステージ２７に対してベアリング４２、ポール
ブツシユ４３を組込んでいる。吸着パツト付き支
持軸３５の各々には、その下方に同時ギヤー４６
が設けてあり、この同時ギヤー４６を吸着するた
めのエヤーパツト板４４が板バネ４５に支持され
ている。この板バネ４５は同時ギヤー４６の上面
に接触している。又、同時ギヤー４６の中心部に
は、ネジ穴が有り、単独ギヤー付ネジ棒４８が精
度よく中心部にネジ挿入されており、さらに、軸
３５と同時ギヤー４６とはベアリング５３，５４
と、該ベアリング５３，５４を押えている押リン
グ５５によつて連結している。又、単独ギヤー付
ネジ棒４８の軸は、ベアリング５６で支持され、
θステージ２７の底面に固定してある。単独ギヤ
ー付ネジ棒４８を駆動するモーター５０はギヤー
４９を介して、ギヤー４９に噛合している大歯車
により、単独ギヤー付ネジ棒４８に伝動してい
る。

一方、各同時ギヤー４６は、前記した吸着パツ
ト付き支持軸３５に具備してあり、この三つの同
時ギヤー４６を同時に駆動できるように、連動ギ
ヤー５１を噛合させて設置してあり、同時ギヤー
４６はそれぞれθステージ２７に支持されてい
る。又、連動ギヤー５１には、θステージ２７に
よつて支持されたフリクシヨン機構５７が噛合し
ており、このフリクシヨン機構５７はモーターで
駆動されるようになつている。

次にギヤツプ駆動及びプレス駆動の動作を説明
する。先づギヤツプ駆動の場合には、三つの吸着
パツト付支持軸３５の各々を個々単独にモーター
５０（パルスモーター）を駆動させて、所要のギ
ヤツプ量の移動を行うためのパルスにて、前記し
たギヤー４９を介して単独ギヤー付ネジ棒４８に
伝達する。この時に、吸着パツト付支持軸３５に
設けてあるエアーパツト４４とバネ４５とで吸着
パツト付支持軸３５と同時ギヤー４６とを吸着固
定する。この時他の支持軸との間では吸着しな
い。それ故に、同時ギヤー４６と吸着パツト付支
持軸３５は回転を拘束された状態になつており、
そのために単独ギヤー付ネジ棒４８の回転によ
り、同時ギヤー４６を含む吸着パツト付支持軸３
５は垂直方向に移動することができる。それ故
に、モーター５０を、３個、個々に発信するパル
スにより、別々に駆動させて、所望のギヤツプに
調整できる。

次に、三つの吸着パツト付支持軸３５を用いて
プレス駆動させるには単独ギヤー付ネジ棒４８を
固定するために、モータ５０の自己トルクを利用
して、単独ギヤー付ネジ棒４８を固定しておく。
又、エヤーパツト板４４の吸着を解除すること
で、軸３５と同時ギヤー４６との連結を切り離す
と、同時ギヤー４６は回転可能となる。連動ギヤ
ー５１に噛合つているフリクシヨン機構５７をモ
ーターで駆動すると、連動ギヤー５１に噛合つて
いる同時ギヤー４６が回転し、その回転で軸３５
を垂直方向に移動させる。垂直方向に移動された
軸３５はプレス物体に接触し押しつける。この押
し付け圧力はモーターの出力とフリクシヨン機構
５７に具備されているすべり摩擦力によつて規制
されている。任意のすべり摩擦力を設定すること
により、フリクシヨン機構５７ですべりによるカ
ラ廻りを起させて、一定のプレスを提供する。

ところで以上の説明において下ガラス板が傾斜
していて下ガラス板の上面が、上ガラス板搬送台
１１の上面に対して傾いても３本の軸３５を個別
に作動させて下ガラス板用チヤツク２９を傾ける
ことにより下ガラス板の上面が上ガラス板搬送台
１１の上面と平行にすることができることが理解
される。

ところで、上ガラス板が傾斜していて上ガラス
板の上面が上ガラス板搬送台１１の上面と傾いて
いる場合には、上ガラス板用チヤツク１３が上ガ
ラスの傾きに応じて傾き、上ガラス板の上面と良
くなじんで吸着できるようになつているため、上
ガラス板用チヤツク１３に吸着された後の上ガラ
スの下面は上ガラス板搬送台１１の上面と平行と
なる。すなわち、上下のガラス板に傾きがあつて
も下ガラス板の上面と上ガラスの下面という２つ
の接触面を平行にすることができる。

なお、第４図は、本発明の実施例の全体図であ
り、１１は上ガラス板搬送台、２６は下ガラス板
搬送台、２９は下ガラス板用チヤツク、２４は
XY方向ステージ、２５はＺ方向ステージ、２７
はθステージ、１３は上ガラス板用チヤツク、３
８は観察装置である。この観察装置３８には、
TV、検出処理器、演算処理器及びＸ、Ｙ、θ、
Ｚ方向の駆動制御器が連結されている。そして
Ｘ、Ｙ、Ｚ方向の駆動制御器は基板３３に連結し
てある。上ガラス板搬送台１１は、右側にあるコ
ンベアから、上ガラス板を受取つて水平方向にお
いて時計方向に90゜、反時計方向に90゜回動するよ
うにしてある。下ガラス板搬送台２６は、左側の
コンベアから、下ガラス板を受取つて、水平位置
において、90゜反時計方向に、又、時計方向に90゜
回動するようにしてある。又、基板３３の上には
XY方向ステージ２４が載せてあり、XY方向ス
テージ２４の上にはＺ方向ステージ２５が載せて
あり、Ｚ方向ステージ２５の上にはθステージ２
７が載せてある。

以上、本発明によれば液晶ガラス板等の貼り合
せにおいて、効率良く、しかも高精度に貼り合す
ことができる。更には液晶ガラス板等がテーパ
（傾き）をもつていても高精度に貼り合すことが
可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来例における液晶貼り合せ装置を
示し、第２図は本発明の実施例を示し、第３図は
本発明の実施例におけるギヤツプ駆動部及びプレ
ス駆動部を示し、第４図は全体の構成図を示す。
図中、１１は上ガラス板搬送台、１３は上ガラス
板用チヤツク、２４はXY方向ステージ、２５は
Ｚ方向ステージ、２６は下ガラス板搬送台、２７
はθステージ、２９は下ガラス板用チヤツク、３
３は基板、３８は観察装置である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ プレス位置に設置された第１のチヤツクに第
   １板状体を保持させるために、上記第１板状体搬
   送する第１搬送台と、第２板状体を保持する第２
   チヤツクをプレス位置へ搬送する第２搬送台と、
   上記第２チヤツクをプレス位置で上記第２搬送台
   に対して分離して支持する支持手段と、プレス位
   置で上記第１並びに第２板状体を所定の位置関係
   にアライメントするために、上記支持手段を介し
   て上記第２チヤツクの移動を制御する移動制御手
   段を有し、アライメント終了後、上記第１チヤツ
   クに保持された上記第１板状体と上記第２チヤツ
   クに保持された上記第２板状体の一方を他方に対
   して所定の圧力でプレスすることにより、上記第
   １ならびに第２板状体を貼り合せることを特徴と
   する貼り合せ装置。 ２ 上記第１ならび第２搬送台はプレス位置へ回
   転移動することを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の貼り合せ装置。 ３ 上記第１ならびに第２搬送台はゼネバ機構に
   より回転移動することを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の貼り合せ装置。 ４ 上記第１ならびに第２搬送台は互いに逆方向
   に回転することによりプレス位置へ移動すること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の貼り合
   せ装置。 ５ 上記支持手段は上記第２チヤツクの異なる部
   分に接触する少なくとも３本の支持軸を有し、上
   記支持軸を介して上記第２チヤツクの移動を制御
   することにより上記第１ならびに第２板状体間の
   平行出しならびにプレスを行なうことを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の貼り合せ装置。