(57)【要約】【課題】スクリーンメッシュを介して保持された透光性板状物であっても好適にアライメントを行うことの出来るアライメント装置を提供することを目的とする。【解決手段】本発明の一実施形態は、透光性を有する透光性板状物のアライメントを行うアライメント装置であって、スクリーンメッシュを介して前記透光性板状物を保持する保持機構と、前記スクリーンメッシュの前記透光性板状物を保持する側に配置されたアライメントカメラと、前記スクリーンメッシュの前記透光性板状物を保持する側に配置された反射照明と、前記スクリーンメッシュの前記透光性板状物を保持する側と反対側に配置された透過照明と、を備えたことを特徴とするアライメント装置である。【選択図】図４
2015011260.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光性を有する透光性板状物のアライメントを行うアライメント装置であって、
スクリーンメッシュを介して前記透光性板状物を保持する保持機構と、
前記スクリーンメッシュの前記透光性板状物を保持する側に配置されたアライメントカメラと、
前記スクリーンメッシュの前記透光性板状物を保持する側に配置された反射照明と、
前記スクリーンメッシュの前記透光性板状物を保持する側と反対側に配置された透過照明と、
を備えたことを特徴とするアライメント装置。
【請求項２】
前記透光性板状物を前記アライメントカメラで撮像するにあたり、前記反射照明および前記透過照明の両者から光を照射すること
を特徴とする請求項１に記載のアライメント装置を用いたアライメント方法。
【請求項３】
透光性を有する透光性板状物と被貼合板状物とを貼り合せる貼合装置であって、
スクリーンメッシュを介して前記透光性板状物を保持する保持機構と、
前記スクリーンメッシュの前記透光性板状物を保持する側に配置されたアライメントカメラと、
前記スクリーンメッシュの前記透光性板状物を保持する側に配置された反射照明と、
前記スクリーンメッシュの前記透光性板状物を保持する側と反対側に配置された透過照明と、
前記保持機構と対向する位置に被貼合板状物を保持する被板状物保持機構と、
前記保持機構と前記被板状物保持機構との相対位置を調整するＸ・Ｙ・Ｚ・θ調整機構と、
前記透光性板状物と前記被貼合板状物との相対位置を保持したまま両者を移動させるローラ・ステージ移動機構と、
前記透光性板状物側からローラで加圧することにより前記透光性板状物と前記被貼合板状物とを加圧転写する加圧機構と、
を備えたことを特徴とする貼合装置。
【請求項４】
前記保持機構は、複数の吸引孔を有する吸着ステージを備えた保持機構であること
を特徴とする請求項３に記載の貼合装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、透光性板状物のアライメントを行うアライメント装置、該アライメント装置を用いたアライメント方法、該アライメント装置を組み込んだ貼合装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、薄いプラスチックフィルムなどの透光性を有する透光性板状物を貼り合せることが行われており、用途によっては高い位置決め精度や貼り合せ精度が必要とされている。例えば、ディスプレイ装置の製造においては、ディスプレイパネルの表面に各種の機能を持ったプラスチックフィルムを貼り合せることが行われている。
【０００３】
例えば、貼合物および被貼合物を別々の吸着ステージに並列に吸着保持させた状態で、アライメントを行い、アライメント終了後、それぞれのステージを貼合物と被貼合物とを対向させる位置関係まで移動させた後、貼合を行う貼合装置が提案されている（特許文献１参照）。
【０００４】
このような貼合装置では、板状物の保持に際し、スクリーンメッシュを介して保持することが提案されている。
【０００５】
例えば、通気自在なスクリーンメッシュを介して板状物を吸着する貼合装置が提案されている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−２９４５５１号公報
【特許文献２】特開２０１２−００３０３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、スクリーンメッシュを介して透光性板状物を保持した場合、アライメントカメラを用いて高精度な位置情報を検出することが困難であった。これは、アライメントを行うにあたり、アライメントカメラの被写界深度が透光性板状物の厚みよりも広いために透光性板状物のアライメントマークと重なるようにスクリーンメッシュの網目が撮像され、アライメントマークのエッジ検出精度が落ちるためである。
【０００８】
そこで、本発明は、上述の問題を解決するためになされたものであり、スクリーンメッシュを介して保持された透光性板状物であっても好適にアライメントを行うことの出来るアライメント装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一実施形態は、透光性を有する透光性板状物のアライメントを行うアライメント装置であって、スクリーンメッシュを介して前記透光性板状物を保持する保持機構と、前記スクリーンメッシュの前記透光性板状物を保持する側に配置されたアライメントカメラと、前記スクリーンメッシュの前記透光性板状物を保持する側に配置された反射照明と、前記スクリーンメッシュの前記透光性板状物を保持する側と反対側に配置された透過照明と、を備えたことを特徴とするアライメント装置である。
【００１０】
また、本発明の一実施形態は、前記透光性板状物を前記アライメントカメラで撮像するにあたり、前記反射照明および前記透過照明の両者から光を照射することを特徴とする上述のアライメント装置を用いたアライメント方法である。
【００１１】
また、本発明の一実施形態は、透光性を有する透光性板状物と被貼合板状物とを貼り合せる貼合装置であって、スクリーンメッシュを介して前記透光性板状物を保持する保持機構と、前記スクリーンメッシュの前記透光性板状物を保持する側に配置されたアライメントカメラと、前記スクリーンメッシュの前記透光性板状物を保持する側に配置された反射照明と、前記スクリーンメッシュの前記透光性板状物を保持する側と反対側に配置された透過照明と、前記保持機構と対向する位置に被貼合板状物を保持する被板状物保持機構と、前記保持機構と前記被板状物保持機構との相対位置を調整するＸ・Ｙ・Ｚ・θ調整機構と、前記透光性板状物と前記被貼合板状物との相対位置を保持したまま両者を移動させるローラ・ステージ移動機構と、前記透光性板状物側からローラで加圧することにより前記透光性板状物と前記被貼合板状物とを加圧転写するローラ加圧機構と、を備えたことを特徴とする貼合装置である。
【００１２】
また、上述の貼合装置において、前記保持機構は、複数の吸引孔を有する吸着ステージを備えた保持機構であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のアライメント装置は、透光性板状物をアライメントカメラで撮像するにあたり、反射照明および透過照明の両者から光を照射する。これにより、反射照明により発生するスクリーンメッシュの影を透過照明の光により薄くすること出来、アライメントカメラに写るスクリーンメッシュの網目の影響を抑制することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】一般的なアライメント装置を用いて撮像した画像を示す概略図である。
【図２】本発明のアライメント装置を用いて撮像した画像を示す概略図である。
【図３】本発明の貼合装置の貼合動作による内部応力を示す模式図である。
【図４】本発明の貼合装置を示す概略斜視図である。
【図５】本発明の貼合装置を示す概略断面図である。
【図６】本発明の貼合装置を示す概略断面図である。
【図７】本発明の貼合装置のローラの一例を示す概略斜視図である。
【図８】本発明の貼合装置の貼合動作を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
一般的なアライメントカメラを用いるアライメント装置では、アライメントカメラで対象を撮像するにあたり透過照明または反射照明のどちらか一方を使用する。しかしながら、透光性板状物をスクリーンメッシュ上に保持した状態で、アライメントカメラを用いてアライメントマークを撮像した場合、アライメントカメラの被写界深度が透光性板状物の厚みよりも広いために透光性板状物のアライメントマークの撮像が困難となる。
【００１６】
図１に、参考例として、反射照明のみを照射した状態でアライメントカメラを用いて透光性板状物のアライメントマークを撮像した画像を示す。図１では、アライメントマークとして、透光性板状物２上に形成されたパターニング１７を用いた。図１では、透光性板状物２を保持しているスクリーンメッシュ４の網目が同時に撮像されている。このとき、パターニング１７のエッジがスクリーンメッシュ４の影と重なることから、アライメントカメラで撮像された画像からパターニング１７のエッジ検出精度が落ち、透光性板状物２の位置情報を精度良く検出することが困難となる。
【００１７】
本発明のアライメント装置は、透光性板状物をアライメントカメラで撮像するにあたり、前記反射照明および前記透過照明の両者から光を照射する。これにより、反射照明により発生するスクリーンメッシュの影を透過照明の光により薄くすること出来、アライメントカメラに写るスクリーンメッシュの網目の影響を抑制することが出来る。
【００１８】
図２に、本発明のアライメント装置を用いて、透光性板状物のアライメントマークを撮像した画像を示す。図２では、アライメントマークとして、透光性板状物２上に形成されたパターニング１７を用いた。図２では、透光性板状物２上のパターニング１７をアライメントカメラで撮像するにあたり、反射照明および透過照明の両者から光を照射した。このとき、反射照明から光を照射することにより、透過照明により映し出されるスクリーンメッシュ４の影を薄くすることが出来る。よって、好適にアライメントカメラで撮像された画像からパターニング１７のエッジを検出することが出来る。
【００１９】
以下、本発明のアライメント装置について具体的に説明を行う。
【００２０】
本発明のアライメント装置の保持機構は、スクリーンメッシュを介して保持する保持機構である。スクリーンメッシュを介して透光性板状物を保持することにより、後述する貼合において、スクリーンメッシュ越しにローラを用いて加圧転写することが出来る。スクリーンメッシュ越しにローラを用いて加圧転写した場合、加圧転写により発生する透光性板状物内部のせん断応力を分散させることが出来、貼合による透光性板状物の伸びを低減させ、伸び歪みのない高精度の貼合を行うことが出来る。
【００２１】
図３に、スクリーンメッシュ越しにローラを用いて加圧転写したときのせん断応力を示す概略図を示す。図３（ａ）は、透光性板状物２と被貼合板状物３とをスクリーンメッシュを介さず直接ローラ１２で加圧転写したときのせん断応力２６を示す図である。図３（ｂ）は透光性板状物２と被貼合板状物３とをスクリーンメッシュ４を介して直接ローラ１２で加圧転写したときのせん断応力２６を示す図である。ローラ１２が貼合方向２６へ移動するにあたり、透光性板状物２内部のせん断応力２６を図３（ａ）と図３（ｂ）とで比較すると、図３（ｂ）の方が透光性板状物２内部のせん断応力２６は小さい。これは、図３（ｂ）のせん断応力２６は透光性板状物２内部とスクリーンメッシュ４内部とに分散されるためである。
【００２２】
また、スクリーンメッシュは、金属光沢を備えたスクリーンメッシュであることが好ましい。金属光沢を備えたスクリーンメッシュは、反射照明の光がスクリーンメッシュ上で好適に反射することから、透過照明によるスクリーンメッシュの影を好適に消すことが出来る。
【００２３】
また、保持機構は、複数の吸引孔を有する吸着ステージを備えた保持機構であることが好ましい。複数の吸引孔を有する吸着ステージは、各吸引孔の開け閉めを制御することにより、透光性板状物との吸着面において吸着を行うエリアを制御することが出来、透光性板状物を保持するエリアを制御することが出来る。このため、透光性板状物と被貼合板状物とを貼り合わせるとき、透光性板状物が被貼合板状物へ貼り合わされた量に応じて適宜吸着するエリアを制御することが出来、貼り合わせの間、好適に透光性板状物を保持することが出来る。
【００２４】
アライメントカメラは、対象の透光性板状物の観察に適した解像度などの条件に応じて、適宜公知のアライメントカメラを選択し、用いてよい。
【００２５】
反射照明および透過照明は、対象の透光性板状物の観察に適した光量などの条件に応じて、適宜公知の光源を選択し、用いてよい。
【００２６】
以下、具体的に一例として、本発明のアライメント装置を組み込んだ貼合装置について説明を行う。なお、以下の貼合装置は、透光性板状物としてプラスチックフィルム、被貼合板状物としてカラーフィルタ、としたディスプレイパネルの製造に用いる貼合装置を想定している。
【００２７】
図４に、本発明の貼合装置の一例を概略斜視図で示す。図４に示す貼合装置は、スクリーンメッシュ４を介して透光性板状物２を保持する保持機構５と、スクリーンメッシュ４の透光性板状物２を保持する側に配置されたアライメントカメラ７と、スクリーンメッシュ４の透光性板状物２を保持する側に配置された反射照明９と、スクリーンメッシュ４の透光性板状物２を保持する側と反対側に配置された透過照明８と、保持機構５と対向する位置に被貼合板状物３を保持する被板状物保持機構（図示せず）と、保持機構５と被板状物保持機構との相対位置を調整するＸ・Ｙ・Ｚ・θ調整機構１１と、透光性板状物２と被貼合板状物３との相対位置を保持したまま両者を移動させるローラ・ステージ移動機構２０と、透光性板状物２側からローラ１２で加圧することにより透光性板状物２と前記被貼合板状物３とを加圧転写するローラ加圧機構と、を備える。
【００２８】
以下、具体的に、本発明の貼合装置の貼合動作を説明する。
【００２９】
まず、保持機構に透光性板状物、被板状物保持機構に被貼合板状物を保持する。保持機構および被板状物保持機構は、対象の透光性板状物および被貼合板状物の形状・厚みなどを考慮し、適宜公知の保持機構から選択して構成してよい。このとき、透光性板状物はスクリーンメッシュを介して保持される。また、保持機構および被板状物保持機構は、互いに保持する板状物の貼付面が対向するように、透光性板状物および被貼合板状物を保持する。
【００３０】
次に、対向して保持された透光性板状物および被貼合板状物の間に、アライメントカメラおよび反射照明を配置し、透光性板状物を挟んで反射照明と逆側に透過照明を配置し、反射照明および透過照明から透光性板状物に向かって光を照射しながらアライメントカメラを用いて透光性板状物のアライメントマーク（透光性板状物に形成されたパターニングパターンを含む）を撮像する。
【００３１】
図５は、対向して保持された透光性板状物および被貼合板状物の間に、アライメントカメラおよび反射照明が配置された図である。図５では、保持機構５に吸着保持された透光性板状物２と、被板状物保持機構６に吸着保持された被貼合板状物３と、が互いに貼合面を対向する位置で保持されている。吸着保持された透光性板状物２と被貼合板状物３との間に、アライメントカメラ７および反射照明９が挿入され、アライメントカメラ７で透光性板状物２を撮像するにあたり、透光性板状物２を反射照明９および透過照明８の両者で照明可能である。
【００３２】
次に、アライメントカメラにて撮像された画像から、透光性板状物の位置情報をフィードバックし、Ｘ・Ｙ・Ｚ・θ調整機構により透光性板状物と被貼合板状物とのアライメント（位置合わせ）を行う。
【００３３】
次に、対向して保持された透光性板状物および被貼合板状物の間から、アライメントカメラおよび反射照明を退避させ、透光性板状物と被貼合板状物とをパネル吸着ステージ機構によって所定の距離にまで接近させ、透光性板状物および被貼合板状物の両者をローラ・ステージ移動機構によって一方向へ送る。
【００３４】
図６は、アライメントカメラおよび反射照明を退避させ、パネル吸着ステージ機構によって接近させ、透光性板状物および被貼合板状物の両者をローラ・ステージ移動機構によって一方向へ送ることを示す図である。図６では、アライメントカメラ７を吸着保持された透光性板状物２と被貼合板状物３との間から退避し、ステージ昇降機構１６を用いて透光性板状物２と被貼合板状物３とを接近させ、吸着保持された透光性板状物２と被貼合板状物３とローラ・ステージ移動機構２０により一方向へ送る。
【００３５】
また、図５および図６では、透光性板状物２および被貼合板状物３は、複数の吸引孔を有する保持機構５および被板状物保持機構６により保持されている。透光性板状物２はスクリーンメッシュ４を介して保持機構５に吸着保持されている。保持機構５はフィルム吸着面に複数の吸引孔を持ち、フィルム側ブロワ１３、フィルム側減圧レギュレータ１４、フィルム側バルブ１５により透光性板状物２の吸着力を制御している。また、被貼合板状物３は被板状物保持機構６に吸着保持されている。被板状物保持機構６は被貼合板状物３との保持吸着面に複数の吸引孔を持ち、パネル側ブロワ２１、パネル側減圧レギュレータ２２、パネル側バルブ２３により透光性板状物２の吸着力を制御している。
【００３６】
次に、透光性板状物と被貼合板状物とをパネル吸着ステージ機構によって所定の距離にまで接近させた状態で、スクリーンメッシュ越しに透光性板状物をローラによって加圧し、透光性板状物および被貼合板状物の両者を接着させる。
【００３７】
次に、ローラにより加圧した状態で、ローラ・ステージ移動機構を用いてローラおよび保持機構を一方向に移動させ、透光性板状物および被貼合板状物の全面の加圧貼合を行う。
【００３８】
このとき、図５および図６に示すように、保持機構５は、リニアな圧力調整が可能なフィルム減圧レギュレータ１４および複数個のフィルム側バルブ１５を用いて、複数の吸引孔の吸引を個別に制御することにより、透光性板状物２との吸着面において吸着を行うエリアを制御することが好ましい。透光性板状物２を被貼合板状物３の端部から貼合し始めると、透光性板状物２が送られたエリアの吸引孔が開放状態となり、透光性板状物２を吸着保持する力が弱まる。このため、透光性板状物２と被貼合板状物３との全面に貼合し終わる前に透光性板状物２のコシや静電気により透光性板状物２の端部が先に被貼合板状物３に貼合させる先付け現象が起こり透光性板状物２と被貼合板状物３との間にエアの噛み込みが発生することがある。透光性板状物との吸着面において吸着を行うエリアを制御可能な保持機構とすることにより、透光性板状物２が送られたエリアの吸引孔に対応するフィルム側バルブ１５を順次閉じることで、透光性板状物２と被貼合板状物３とを全面に加圧貼合する間、常に透光性板状物２をスクリーンメッシュ４に吸着保持させることができ、先付け現象の発生を防ぐことが可能となる。
【００３９】
また、ローラは軸方向の方向に可動可能な状態であることが好ましい。ローラが軸方向に可動可能とすることで、ローラが貼合方向の向きに加圧貼合するとき、ローラはローラ・ステージ移動機構の移動精度（平行度）に依存せず、パネル吸着ステージおよび被貼合板状物の面に依存した形でローラは走行することが出来る。このため、貼合圧力の軸方向の負荷を低減させることが可能となり、透光性板状物を歪みなく被貼合板状物に貼合することが可能となる。
【００４０】
図７に、軸方向の方向に可動可能な状態のローラを示す。図７に示すローラ１２は、貼合方向２５へ透光性板状物が送られるにあたり、軸方向２４に可動可能である。
【００４１】
図８に、本発明の貼合装置の貼合動作を示す断面模式図を示す。図８（ａ）は、被貼合板状物３と、スクリーンメッシュ４を介して保持された透光性板状物２と、が所定のギャップ１８を有して配置されており、透光性板状物２のスクリーンメッシュ４配置側にローラ１２を配置した様子を示す。図８（ｂ）は、ローラ昇降機構１９を用いてローラ１２を押し上げることにより、スクリーンメッシュ４を介して透光性板状物２と、被貼合板状物３とを接触させ、貼り合わせ開始する様子を示す。図８（ｃ）は、ローラ１２および保持機構５が、ローラ・ステージ移動機構（図示せず）により一体的にもう一方の端部の方向に向かって移動を開始し、全面の加圧貼合を行う様子を示す。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明のアライメント装置は透光性板状物の位置制御が求められる分野に対し広範に利用が期待され、特に、透光性板状物の貼り合わせを行う分野に有用に利用できる。例えば、ディスプレイパネルの製造、光学素子の製造、包装産業、などの用途が挙げられるがその限りではない。
【符号の説明】
【００４３】
１……貼合装置
２……透光性板状物
３……被貼合板状物
４……スクリーンメッシュ
５……保持機構
６……被板状物保持機構
７……アライメントカメラ
８……透過照明
９……反射照明
１１……Ｘ・Ｙ・Ｚ・θ調整機構
１２……ローラ
１３……フィルム側ブロワ
１４……フィルム側減圧レギュレータ
１５……フィルム側バルブ
１６……ステージ昇降機構
１７……パターニング
１８……ギャップ
１９……ローラ昇降機構
２０……ローラ・ステージ移動機構
２１……パネル側ブロワ
２２……パネル側減圧レギュレータ
２３……パネル側バルブ
２４……軸方向
２５……貼合方向
２６……せん断応力
【図１】
2015011260.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2015011260.tif 000007
【図６】
2015011260.tif 000008
【図７】
2015011260.tif 000009
【図８】
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