(57)【要約】【課題】基板間の気泡混入防止と、真空チャンバー内における基板の正確な位置決め並びに確実な貼り合わせが可能な基板貼り合わせ装置を提供する【解決手段】接着剤が塗布された下部基板ＬＢを下部ステージ４上に載置する。接着剤が塗布された上部基板ＵＢを上部チャック１０が把持した状態で、上部ケーシング２を下降させ、下部ケーシング１との間によって構成される真空チャンバー３を密閉する。押圧ロッド７ａに下部基板ＬＢの四辺を押圧させ、下部基板ＬＢを位置決めする。真空源を作動させて真空チャンバー３内の真空引きを行なった後、下部基板ＬＢの位置決めを解除する。上部チャック１０を回動させて、上部基板ＵＢを解放すると、ガイド部材９ａによってガイドされて落下する。下部ステージ４を上昇させ、両基板を上部ステージ９に押し付けることによって貼り合わせる。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空とすることが可能な真空チャンバー内に、
下部基板が載置される下部ステージと、
前記下部基板の貼り合わせ対象である上部基板を把持及び解放可能な上部チャックとを備えたことを特徴とする基板貼り合わせ装置。
【請求項２】
前記真空チャンバーに対する真空引き時に、前記下部ステージ上の下部基板を位置決めする位置決め機構を備えたことを特徴とする請求項１記載の基板貼り合わせ装置。
【請求項３】
前記上部チャックによる前記上部基板の解放時に、前記上部基板の落下移動をガイドするガイド部材を備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の基板貼り合わせ装置。
【請求項４】
真空とすることが可能な真空チャンバー内に、
下部基板が載置される下部ステージと、
前記真空チャンバーに対する真空引き時に、前記下部ステージ上の下部基板を位置決めする位置決め機構を備えたことを特徴とする基板貼り合わせ装置。
【請求項５】
真空とすることが可能な真空チャンバー内に、
下部基板が載置される下部ステージと、
前記下部基板への上部基板の落下移動をガイドするガイド部材を備えたことを特徴とする基板貼り合わせ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶パネルのガラス基板などを積層するために使用される基板貼り合わせ装置の改良に係り、特に、貼り合わせる基板間に気泡が混入することを防止した基板貼り合わせ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示パネルは、複数枚のガラス基板を積層し貼り合わせることにより形成されている。例えば、液晶が封止される層は、透明電極や薄膜トランジスタアレイを付けた２枚のガラス基板を、わずかな間隔をもって接着剤を介して貼り合わせ、これにより形成される空間内に液晶を注入するという工程によって製造されている。但し、この種のガラス基板の貼り合わせ作業は、常圧の大気中で行うと、貼り合わせる基板の間に気泡が混入してしまい、これを除去する作業が大変困難となる。特に、貼り合わせ枚数が増大すると、気泡の除去作業もより困難になるという問題があった。
【０００３】
これを改善するために、基板を真空中で貼り合わせることによって、気泡の混入を防止することが考えられる。この方法は、例えば、真空チャンバー内部に、貼り合わせ対象となる一対の基板を供給し、密閉してポンプ等の真空源によって真空引きをした後、両基板の貼り合わせ作業を行うものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のようにガラス基板の貼り合わせ作業を真空チャンバー内で行おうとすると、基板をチャンバー内に供給した後、真空チャンバーを密閉して真空引きする時や、貼り合わせ作業を行う時などに、貼り合わせる基板の位置ずれが発生する可能性があり、製品不良の原因となる。特に、貼り合わせる上下の基板に位置ずれが生じると、位置ずれの部分に接着剤が露出して、これが貼り合わせ装置に付着して基板を汚損したり、位置ずれの状態で貼り合わせの圧力が基板に加わると、基板に加わる力が不均衡となって基板の破損を招くなどの不都合があった。
【０００５】
本発明は、上記のような従来技術の問題点を解決するために提案されたものであり、その目的は、真空チャンバー内部で基板を貼り合わせることにより、基板間に気泡が混入することを防止するとともに、真空チャンバー内における基板の正確な位置決め並びに確実な貼り合わせ作業を可能とした基板貼り合わせ装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明である基板貼り合わせ装置は、真空とすることが可能な真空チャンバー内に、下部基板が載置される下部ステージと、前記下部基板の貼り合わせ対象である上部基板を把持及び解放可能な上部チャックとを備えたことを特徴とする。
この請求項１記載の発明によれば、上部チャックによって上部基板を把持し、真空引き後に、上部チャックが上部基板を解放することにより、上部基板を下部基板へ落下させて、両基板を貼り合わせる。真空引き時に、上部基板は上部チャックによって把持されているので位置ずれが防止されるとともに、真空中で貼り合わせることにより、両基板間に気泡が混入することが防止される。
【０００７】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の基板貼り合わせ装置において、前記真空チャンバーに対する真空引き時に、前記下部ステージ上の下部基板を位置決めする位置決め機構を備えたことを特徴とする。
請求項４記載の発明である基板貼り合わせ装置は、真空とすることが可能な真空チャンバー内に、下部基板が載置される下部ステージと、前記真空チャンバーに対する真空引き時に、前記下部ステージ上の下部基板を位置決めする位置決め機構を備えたことを特徴とする。
この請求項２及び請求項４記載の発明によれば、真空チャンバー内の真空引き時に、位置決め機構によって下部基板が位置決めされるので、下部基板の位置ずれが防止される。
【０００８】
請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２記載の基板貼り合わせ装置において、前記上部チャックによる前記上部基板の解放時に、前記上部基板の落下移動をガイドするガイド部材を備えたことを特徴とする。
請求項５記載の発明である基板貼り合わせ装置は、真空とすることが可能な真空チャンバー内に、下部基板が載置される下部ステージと、前記下部基板への上部基板の落下移動をガイドするガイド部材を備えたことを特徴とする。
この請求項３及び請求項５記載の発明によれば、ガイド部材によって、上部基板の落下時における位置ずれが防止される。
【０００９】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態（以下、実施形態と呼ぶ）について図１〜１０を参照して具体的に説明する。
〔１．実施形態の構成〕
図１は、本実施形態による基板貼り合わせ装置の断面図を示すものである。この図１に示すように、本実施形態の基板貼り合わせ装置は、ベースＢ上に固定された下部ケーシング１と、この下部ケーシング１に対向して昇降自在に設けられた上部ケーシング２とによって密閉される真空チャンバー３を備えている。なお、図１において１ａは、密閉を保持するためのＯリングである。ここで、下部ケーシング１及び上部ケーシング２によって形成される真空チャンバー３の平面形状は、その内部に収容する基板の形状や寸法などに合わせて、方形、円形など適宜のものを採用することが可能であるが、本実施の形態では、図２の平面図に示すように、上面が開口した円筒形状の部材となっている。
【００１０】
下部ケーシング１内の中央部には、昇降自在の下部ステージ４が設けられている。この下部ステージ４は、その上面が貼り合わせる基板の一方、すなわち下方の基板（以下、下部基板ＬＢと呼ぶ）を載せるための載置面になっている。なお、下部ステージ４への下部基板ＬＢの供給は、図示しない供給装置によって行なわれる。下部ステージ４の下面には、これを昇降させる操作ロッド５の先端が連結されている。この操作ロッド５の基部は、下部ケーシング１の下面中心部及びベースＢに設けられた気密軸受部６をスライド自在に貫通して、下部ケーシング１の外部、すなわち真空チャンバー３の外部に引き出され、図示しないシリンダなどの操作機構に連結されている。
【００１１】
下部ケーシング１の周囲側壁部には、下部ステージ４上に載置された下部基板ＬＢの水平方向の位置決めを行うための位置決め機構７が設けられている。この位置決め機構７は、本実施の形態では、下部ケーシング１の４辺に対応してそれぞれ設けられた押圧ロッド７ａを備えている。すなわち、この４本の押圧ロッド７ａは、図２に示すように、下部ステージ４を中心として放射状に設けられており、その先端部が下部ステージ４上の下部基板ＬＢの周辺部に当接することができるような高さに配置されている。そして、押圧ロッド７ａは、それぞれ下部ケーシング１の壁面に設けられた気密軸受部８をスライド自在に貫通して、真空チャンバー３の外部に引き出され、図示しないシリンダなどの操作機構に連結されている。
【００１２】
これらの押圧ロッド７ａのうち、対向する２本の押圧ロッド７ａにおける一方の先端部には、例えば、シリコンゴムや板バネなどの弾性部材が設けられるか、あるいは２本の押圧ロッド７ａの一方が伸縮自在に構成されており、２本の押圧ロッド７ａで基板を挟み込んだ場合に、その寸法誤差が吸収され、下部基板ＬＢに過大な負荷が加わることがないように構成されている。さらに、下部ケーシング１には、図示しないポンプ等の真空源に接続された排気口１ｂが形成されている
【００１３】
一方、上部ケーシング２は、下面が開口し、下部ケーシング１の上部開口を封止する円筒箱形の部材であり、その中央部には、上部ステージ９が設けられている。この上部ステージ９の下面は、貼り合わせる基板の他方、すなわち、上方の基板（以下、上部基板ＵＢと呼ぶ）が当接するための平面になっている。また、上部ステージ９の下面には、上部基板ＵＢの移動をガイドして位置ずれを防止するためのガイド部材９ａが設けられている。このガイド部材９ａは、図３に示すように、上部基板ＵＢの対向する２辺に対応して、鉛直方向に４本配設された円柱形状の部材である。
【００１４】
上部ケーシング２の内部には、上方の基板を把持するための上部チャック１０が設けられている。この上部チャック１０は、基板の四隅近傍を把持するように形成された略Ｌ字形の部材であり、軸部１０ａを中心に回動可能に設けられている。この軸部１０ａには、外部アーム１２の一端が連結されている。外部アーム１２の他端は、昇降可能な操作ロッド１１に連結されている。操作ロッド１１と外部アーム１２との連結部には、操作ロッド１１の昇降を外部アーム１２及び上部チャック１０の回動に変換させるためのカムフォロアが構成されている。
【００１５】
さらに、操作ロッド１１の上部は、上部ケーシング２の上面をスライド自在に貫通して、上部ケーシング２の外部、すなわち真空チャンバー３の外部に引き出され、図示しない駆動機構（１３の駆動源を含む）に連結されている。この駆動機構は、上部ケーシング２が上部基板ＵＢの搬送装置として機能するように、操作ロッド１１の昇降を行なうように構成されている。
【００１６】
〔２．実施形態の作用〕
以上のような本実施形態の作用を説明する。すなわち、図４に示すように、接着剤が塗布された下部基板ＬＢが、供給装置によって下部ケーシング１内に供給され、下部ステージ４上に載置される。一方、接着剤が塗布された上部基板ＵＢは上部チャック１０により把持されている。そして、駆動機構によって上部ケーシング２を下降させると、図１に示すように、下部ケーシング１との間によって構成される真空チャンバー３が密閉される。次に、図５に示すように、位置決め機構７の作動によって、押圧ロッド７ａに下部基板ＬＢの四辺を押圧させ、下部基板ＬＢを位置決めする。なお、下部基板ＬＢの載置時に位置ずれがあった場合でも、この位置決め時に修正される。この状態で、真空源を作動させて真空チャンバー３内の真空引きを行ない、その後、位置決め機構７による下部基板ＬＢの位置決めを解除する。
【００１７】
そして、図６に示すように、駆動機構によって操作ロッド１１を駆動して、上部チャック１０を回動させる。すると、上部チャック１０から上部基板ＵＢが解放されて落下するので、下部基板ＬＢ上に重なる。このとき、上部基板ＵＢの落下移動は、ガイド部材９ａによってガイドされる。次に、図７に示すように、操作機構によって操作ロッド５を上昇させることにより、下部ステージ４を上昇させ、両基板を上部ステージ９に押し付けることによって貼り合わせを行なう。貼り合わせ後は、上部チャック１０を開いた状態で下部ステージ４を下降させる。
【００１８】
さらに、基板を重ねて貼り付ける場合には、以上のような２枚貼り合わせの後、新たな上部基板ＵＢを上部チャック１０に把持して、図８に示すように、真空チャンバー３を密閉した後、真空引き、貼り合わせ済み基盤ＭＢの位置決め、上部基板ＵＢの落下、貼り合わせ後の圧着等、上記と同様の手順によって、上部基板ＵＢと貼り合わせ済み基板ＭＢとを貼り合わせる。このような作業を繰り返すことによって、多数枚の基板の貼り合わせを行なう。
【００１９】
〔３．実施形態の効果〕
以上のような本実施形態によれば、真空チャンバー３の真空引き時には、上部チャック１０によって上部基板ＵＢが把持されるとともに、位置決め機構７によって下部基板ＬＢが位置決めされているので、位置ずれの防止及び修正が可能となる。従って、真空中で貼り合わせることによる両基板間への気泡の混入防止が可能となるとともに、基板の正確な位置決め並びに確実な貼り合わせ作業が可能となる。特に、上部基板ＵＢの落下移動は、ガイド部材９ａによってガイドされるので、落下動作が安定し、落下中の位置ずれも防止される。また、上部チャック１０と下部ステージ４とを設けることによって、複数枚の基板の連続的な貼り合わせも、容易且つ確実に行なうことができる。
【００２０】
〔４．他の実施形態〕
本発明は、上記のような実施形態に限定されるものではなく、各部材の大きさ、形状、材質、数、配置位置等は適宜変更可能である。例えば、上部チャックや押圧ロッド、ガイド部材等の数や構造は、上記の実施形態で示したものには限定されない。また、図９及び図１０に示すように、ガイド部材９ａの配置位置を、基板ＬＢ、ＵＢの四辺に対応する位置に配置してもよい。
【００２１】
また、図１１に示すように、多数枚の基板の貼り合わせを行なう場合に、既に貼り合わせ済みの基板ＭＢを、上部チャック１０で把持し、接着剤が塗布された下部基板ＬＢを下部ステージ４に供給することによって、さらに貼り合わせを行なうことも可能である。さらに、貼り合わせ対象となる基板の材質、大きさ、形状、用途等も自由であり、必ずしも液晶表示パネル用のものには限定されない。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、真空チャンバー内部で基板を貼り合わせることにより、基板間に気泡が混入することを防止するとともに、真空チャンバー内における基板の正確な位置決め並びに確実な貼り合わせ作業を可能とした基板貼り合わせ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の構成を示す縦断面図である。
【図２】図１の実施形態における真空チャンバー内を上方から見た水平断面図である。
【図３】図１の実施形態における上部ステージ周辺を下方から見た水平断面図である。
【図４】図１の実施形態における上部基板の把持状態を示す縦断面図である。
【図５】図１の実施形態における下部基板の位置決め時を示す縦断面図である。
【図６】図１の実施形態における上部基板の落下時を示す縦断面図である。
【図７】図１の実施形態における上部基板と下部基板の圧着時を示す縦断面図である。
【図８】図１の実施形態における多数枚の基板の貼り合わせを示す縦断面図である。
【図９】本発明の他の実施形態の構成を示す縦断面図である。
【図１０】図９の実施形態における上部ステージ周辺を下方から見た水平断面図である。
【図１１】本発明の他の実施形態の構成を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１…下部ケーシング
１ｂ…排気口
２…上部ケーシング
３…真空チャンバー
４…下部ステージ
５…操作ロッド
６，８…気密軸受部
７…位置決め機構
７ａ…押圧ロッド
９…上部ステージ
９ａ…ガイド部材
１０…上部チャック
１０ａ…軸部
１１…操作ロッド
１２…外部アーム
１３…駆動源
【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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【図９】
2004001321.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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