(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の基板を保持する第１基板保持部と、
第２の基板を保持する第２基板保持部と、
前記第１基板保持部と前記第２基板保持部とを、所定の近接速度で、相対的に近づけて、前記第１の基板と前記第２の基板とを接着剤を介して接合させる駆動機構と、
前記第１基板と前記第２基板との間隔を測定する測定部と、
前記駆動機構により、前記第１の基板と前記第２の基板との間隔を設計値まで近接させ、所定時間経過後に、前記測定部により測定された値に基づいて、前記駆動機構により、前記第１の基板と前記第２の基板との間隔を前記設計値まで離間させる制御部とを備えていることを特徴とする表示装置の製造装置。
【請求項２】
前記所定時間は、前記駆動機構による前記第１の基板と前記第２の基板との間隔を前記設計値まで近接させた時に、少なくとも前記駆動機構、前記第１基板保持部、前記第２基板保持部、前記第１基板、前記第２基板、前記接着剤に生じる反力によってそれぞれが撓んだ量が復帰する時間に基づいて定められることを特徴とする請求項１に記載の表示装置の製造装置。
【請求項３】
第１の基板保持部に保持された第１基板と第２の基板保持部に保持された第２基板とを接合する表示装置の製造方法において、
前記第１の基板、及び前記第２の基板の少なくとも何れか一方に前記接着剤を塗布し、
前記第１基板保持部と前記第２基板保持部とを、所定の近接速度で、前記第１の基板と前記第２の基板との間隔を設計値まで近接させ、
所定時間経過後、前記第１基板と前記第２基板との間隔を測定し、
前記第１の基板と前記第２の基板との間隔を前記設計値まで離間させることを特徴とする表示装置の製造方法。
【請求項４】
前記所定時間は、前記第１の基板と前記第２の基板との間隔を前記設計値まで近接させた時に、少なくとも前記第１基板保持部、前記第２基板保持部、前記第１基板、前記第２基板、前記接着剤に生じる反力によってそれぞれが撓んだ量が復帰する時間に基づいて定められることを特徴とする請求項３に記載の表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、表示装置の製造装置及び表示装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
表示装置の製造には、２枚の透明板材を貼り合わせる工程がある（例えば、特許文献１、２参照）。貼合せ装置は、接着シートを用いる方法と、樹脂の接着剤を用いる方法がある。接着シートは、接着剤に比べてコストが高いため、近年のコスト削減の要求から、樹脂の接着剤を用いた貼り合わせが主流となっている。
【０００３】
貼り合わせ方法には、ワークＡの接触面の複数個所に接着剤を塗布し、もう一枚のワークＢに接触させ、そのワークＡの自重により接着剤が充填する方法が知られている。
【０００４】
しかしながら、ワークとワークとの間の接着層の厚みによって必要な接着剤の量が増え、ワークに供給された接着剤が流動して、ワークからはみ出しやすくなる。これを防ぐため、予め、塗布領域を規定する外周に、高粘度レジンや仮硬化レジン等によってシールを形成するシール方式が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−４８２１４号公報
【特許文献２】特開２００７−３４３２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年、モバイル用の表示装置の薄型化及び品質の向上のニーズが増えている。このため、接着層の厚みを高精度に制御し、その接着層を介して、基板の貼り合わせを行うことができる表示装置の製造装置及び表示装置の製造方法が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するために、本発明の実施形態によれば、次のような構成の表示装置の製造装置及び表示装置の製造方法を提供することができる。
【０００８】
第１の基板を保持する第１基板保持部と、第２の基板を保持する第２基板保持部と、前記第１基板保持部と前記第２基板保持部とを、所定の近接速度で、相対的に近づけて、前記第１の基板と前記第２の基板とを接着剤を介して接合させる駆動機構と、前記第１基板と前記第２基板との間隔を測定する測定部と、前記駆動機構により、前記第１の基板と前記第２の基板との間隔を設計値まで近接させ、所定時間経過後に、前記測定部により測定された値に基づいて、前記駆動機構により、前記第１の基板と前記第２の基板との間隔を前記設計値まで離間させる制御部とを備えていることを特徴とする。
【０００９】
第１の基板保持部に保持された第１基板と第２の基板保持部に保持された第２基板とを接合する表示装置の製造方法において、前記第１の基板、及び前記第２の基板の少なくとも何れか一方に前記接着剤を塗布し、前記第１基板保持部と前記第２基板保持部とを、所定の近接速度で、前記第１の基板と前記第２の基板との間隔を設計値まで近接させ、所定時間経過後、前記第１基板と前記第２基板との間隔を測定し、前記第１の基板と前記第２の基板との間隔を前記設計値まで離間させることを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】一実施の形態に係る表示装置の製造装置を模式的に示す側面図。
【図２】同表示装置の製造装置を模式的に示す平面図。
【図３】同表示装置の製造装置に関し、押し込み工程を模式的に示す側面図。
【図４】同表示装置の製造装置により製造される表示装置を模式的に示す側面図。
【図５】同表示装置の製造装置に関し、製造工程における動作フローを示す説明図。
【図６】同表示装置の製造装置の制御原理を示す説明図。
【図７】同表示装置の製造装置に関し、ステージ位置と各動作のタイミングとの関係を示す説明図。
【図８】同表示装置の製造装置に関し、動作原理を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１は本発明の一実施の形態に係る貼合せ装置１０（表示装置の製造装置の一例に相当する。以降省略する。）を模式的に示す側面図、図２は貼合せ装置１０を模式的に示す平面図、図３は貼合せ装置１０に関し、押し込み工程を模式的に示す側面図、図４は貼合せ装置１０により製造される表示装置を模式的に示す側面図、図５は貼合せ装置１０に関し、製造工程における動作フローを示す説明図、図６は貼合せ装置１０の制御原理を示す説明図、図７は貼合せ装置１０に関し、ステージ位置と各動作のタイミングとの関係を示す説明図、図８は貼合せ装置１０に関し、動作原理を示す説明図である。
【００１２】
なお、これらの図中矢印ＸＹＺは互いに直交する三方向を示しており、ＸＹ方向は水平方向、Ｚ方向は鉛直方向を示している。また、θはＺ方向回りの回転角を示している。また、これらの図中ＷＡは上流側ワーク（第１の基板の一例に相当する。以降省略する。）、ＷＢは下流側ワーク（第２の基板の一例に相当する。以降省略する。）を示している。下流側ワークＷＢ、上流側ワークＷＡは、例えば、カバーガラス、センサーガラス、液晶モジュール等の基板である。さらに、用いられる接着剤は、一例として、紫外線硬化性の接着剤Ｐとする。さらに、上流側ワークＷＡ及び下流側ワークＷＢはｇとする。
【００１３】
貼合せ装置１０は、床面に固定される基台１１を備えている。基台１１上には、Ｘ方向に延設されたＸ方向ガイド機構１００と、測定機構２００とが載置されている。また、Ｘ方向ガイド機構１００と、測定機構２００とを連携制御する制御部４００が設けられている。
【００１４】
Ｘ方向ガイド機構１００には、ステージ１０１が設けられており、Ｘ方向ガイド機構１００によりＸ方向の位置決めがなされる。
【００１５】
ステージ１０１上には、下基板載置機構１１０と、上基板載置機構１２０が、Ｘ方向に沿って並設されている。
【００１６】
下基板載置機構１１０は、ステージ１０１上に設けられた４本の支柱からなる基準支持部１１１と、この基準支持部１１１に囲まれた位置に配置され、ＸＹＺθ方向のアライメントを行うアライメント機構１１２と、アライメント機構１１２に支持され、下基板ＷＢを吸着する下流側ステージ１１３とを備えている。下流側ステージ１１３は、アライメント機構１１２により、ＸＹθ方向の微調整が行われる。なお、Ｚ方向に上下動する駆動機構１１４は、アライメント機構１１２に支持されている。
【００１７】
上基板載置機構１２０は、ステージ１０１上に設けられた４本の支柱からなる基準支持部１２１と、基準支持部１１１と基準支持部１２１との間に配置された反転機構１２２と、この反転機構１２２に支持され、上基板ＷＡを吸着する上流側ステージ１２３とを備えている。上流側ステージ１２３は、反転機構１２２によって基準支持部１２１上と下流側ステージ１１３の上方との間を揺動自在に移動できる構成となっている。
【００１８】
測定機構２００は、基台１１上にＺ方向に設けられた支柱２０１と、この支柱２０１からＹ方向に延設されたＹ方向ガイド機構２０２と、このＹ方向ガイド機構２０２によりＹ方向の位置決めがされるステージ２０３とを備えている。さらにこのステージ２０３には、カメラガイド機構２０４と、レーザ変位計ガイド機構２０５が支持されている。さらに、上流側ワークＷＡと下流側ワークＷＢとの間隔ｇを測定するリニアスケール３００が設けられている。このリニアスケールは、図１において、下流側ステージ１１３に付属し、駆動機構１１４付近の所定の位置に設けることができる。
【００１９】
カメラガイド機構２０４には、下方を撮像範囲とするカメラユニット２１０が搭載されており、Ｚ方向の位置決めがなされる。カメラユニット２１０は、後述するように下流側ワークＷＢ，上流側ワークＷＡを画像認識し、下流側ワークＷＢ，上流側ワークＷＡの位置を高精度に測定する機能を有している。また、レーザ変位計ガイド機構２０５には、下方を測定方向とするレーザ変位計ユニット２２０が搭載されており、Ｚ方向の位置決めがなされる。レーザ変位計ユニット２２０は、レーザ光を下流側ワークＷＢ，上流側ワークＷＡに照射することで非接触でワークＷＢ，ＷＡの厚さを高精度に測定する機能を有している。
【００２０】
図６はリニアスケール３００の測定値に基づいて、駆動機構１１４のモータ位置を制御する原理を示している。すなわち、間隔ｇの目標値とリニアスケール３００の測定値の差分を所定のゲインをかけ、駆動機構１１４のモータ位置を定めている。なお、このゲインは一定値にする他、反力ｆに比例したゲインをかけることで、制御のハンチングを防止することができる。
【００２１】
このように構成された貼合せ装置１０では、基板ＷＢと基板ＷＡとの貼合せを行う。最初に、下流側ワークＷＢを下流側ステージ１１３上に、上流側ワークＷＡを上流側ステージ１２３上に載置し、吸着する（ＳＴ１０）。上流側ワークＷＡの所定位置には接着剤Ｐが塗布されている。
【００２２】
次に、下流側ワークＷＢをカメラユニット２１０の下方に移動させ、下流側ワークＷＢの位置を検出し、下流側ワークＷＢをレーザ変位計ユニット２２０の下方に移動させ、下流側ワークＷＢの厚み測定を行う（ＳＴ１１）。
【００２３】
次に、上流側ワークＷＡをレーザ変位計ユニット２２０の下方に移動させ、上流側ワークＷＡの厚み測定を行う（ＳＴ１２）。
【００２４】
次に、図３に示すように、反転機構１２２を動作させ、上流側ステージ１２３に上流側ワークＷＡを吸着した状態で、反転させ、上流側ワークＷＡを下流側ワークＷＢの上方へ移動させる（ＳＴ１３）。
【００２５】
次に、上流側ワークＷＡをカメラユニット２１０の下方に移動させ、上流側ワークＷＡの位置を検出する（ＳＴ１４）。
【００２６】
ここで、下流側ワークＷＢと上流側ワークＷＡとの間の位置ズレを計算する（ＳＴ１５）。アライメント機構１１２を動作させ、ＸＹθ軸の位置ズレを補正する（ＳＴ１６）。
【００２７】
位置ズレの補正が終了したら、駆動機構１１４を動作させて、下流側ワークＷＢを上昇させて貼合せ動作を行う（ＳＴ１７）。この時の上流側ワークＷＡと下流側ワークＷＢとの間隔ｇの目標値は、設計値とする。図７に示すように、貼合せ動作では、例えば、駆動機構１１４の上昇速度を３段階に調整し、目標位置まで短時間で達すると共に、後述する反力ｆの発生を最小限に抑えている。
【００２８】
貼合せ動作においては、接着剤Ｐの体積を小さくする方向に力がかかるため、接着剤Ｐから上流側ワークＷＡ及び下流側ワークＷＢに反力ｆが作用する。反力ｆは、
ｆ＝６μＶｇ-4/5ｄｇ／ｄｔ・・・（数式１）
（ここで、Ｖｇは体積、ｄｇ/ｄｔは近接速度、μは接着剤Ｐの粘度、体積等に基づいて、塗布条件ごとに決まる定数値を示す。）
この反力ｆは、上流側ワークＷＡ及び下流側ワークＷＢから、駆動機構１１４、下流側ステージ１１３、上流側ステージ１２３に伝わり、それぞれが撓むこととなる。一方、撓みは、近接が停止し、反力ｆが解消されれば、元に戻ることとなるが、数ミリ秒から数秒程度の時間がかかる。この時、上流側ワークＷＡと下流側ワークＷＢとの間隔ｇがさらに狭くなり、設計値からずれることとなる（図８中Ｒ）。
【００２９】
なお、ここで、所定時間待機する。この所定時間は、反力ｆにより上流側ワークＷＡ、下流側ワークＷＢ、駆動機構１１４、下流側ステージ１１３、上流側ステージ１２３が撓み、この撓みが解消する時間を予測して設定する。
【００３０】
この所定時間内に、制御周期Ｔ秒に設定されたリニアスケール３００によりずれ量を測定し（ＳＴ２０）、このずれ量の分だけ、駆動機構１１４を反対方向（図１中下方）へ移動させる（ＳＴ２１）。なお、図８中Ｒはずれ量、Ｍは駆動機構１１４を反転させる量、Ｕは制御によって調整された上流側ワークＷＡと下流側ワークＷＢとの間隔ｇを示しており、最終的には設計値に対し所定の誤差範囲内となる。
【００３１】
上述したように反力ｆの影響が解消されるのに数秒かかるため、図８の例では５〜６秒程度で間隔ｇが設計値に達して安定する。
【００３２】
一方、上述したずれ量の算出と調整を行っている間、並行して接着剤Ｐの仮硬化を行う（ＳＴ３０，３１）。
【００３３】
両者が終わると、上流側ワークＷＡの吸着を停止し（ＳＴ４０）、上流側ワークＷＡと下流側ワークＷＢを取り出して（ＳＴ４１）、貼合せ動作を終了する。
【００３４】
本実施の形態に係る貼合せ装置１０では、上流側ワークＷＡと下流側ワークＷＢとの間隔ｇが一旦設計値に達した後、貼合せ動作で生じた反力ｆにより、上流側ワークＷＡ、下流側ワークＷＢ、駆動機構１１４、下流側ステージ１１３、上流側ステージ１２３が撓み、それが戻ることによって間隔ｇがさらに小さくなり、設計値からずれることを駆動機構１１４によって調整することで、間隔ｇを設計値にすることが可能となる。
【００３５】
なお、予め撓む量を予測して、間隔ｇを設計値にゆっくりと近づける制御を行った場合の処理時間（数十秒）比べ、短時間（数秒）で設計値に達することができるため、タクトタイムを減少させることができる。しかも、接着層の厚みを高精度に制御し、高品質な貼り合わせを行うことができる。
【００３６】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【００３７】
例えば、本発明では、表示装置としては、液晶表示装置、有機ＥＬ表示装置が一例として挙げられ、接着剤については、発明の要旨を逸脱しないものを使用することが可能である。
【符号の説明】
【００３８】
１０…貼合せ装置、１００…Ｘ方向ガイド機構、１１０…下基板載置機構、１１２…アライメント機構、１１３…下流側ステージ、１１４…駆動機構、１２０…上基板載置機構、１２２…反転機構、１２３…上流側ステージ、１２４…フローティング機構、２００…測定機構、２１０…カメラユニット、２２０…レーザ変位計ユニット、３００…リニアスケール、４００…制御部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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