(57)【要約】【課題】基板貼り合わせ装置に関し、基板が歪まないように静電チャックに保持されるようにした基板貼り合わせ装置を提供することを目的とする。【解決手段】基板貼り合わせ装置は、真空チャンバ２２と、該真空チャンバに配置され、第１の基板を保持するために真空吸着孔を有する第１の静電チャック２８と、該真空チャンバに該第１の静電チャックと対向して配置され、第２の基板を保持するために真空吸着孔を有する第２の静電チャック３４と、該第１及び第２の静電チャックの少なくとも一方に設けられ、関連する基板の中央部を吸着可能な吸盤４２とを備えた構成とする。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空チャンバと、該真空チャンバに配置され、第１の基板を保持するために真空吸着孔を有する第１の静電チャックと、該真空チャンバに該第１の静電チャックと対向して配置され、第２の基板を保持するために真空吸着孔を有する第２の静電チャックと、該第１及び第２の静電チャックの少なくとも一方に設けられ、関連する基板の中央部を吸着可能な吸盤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】
真空チャンバと、該真空チャンバに配置され、第１の基板を保持するために真空吸着孔を有する第１の静電チャックと、該真空チャンバに該第１の静電チャックと対向して配置され、第２の基板を保持するために真空吸着孔を有する第２の静電チャックと、該第１の静電チャックを昇降させる第１の移動手段と、該第２の静電チャックを少なくともＸＹ方向に移動する第２の移動手段とを備え、該第２の移動手段は、該真空チャンバ内に位置する該第２の静電チャックと該真空チャンバ外に位置する駆動手段とを結合するシャフトと、該シャフトを覆う剛性体と、該シャフトと該剛性体の間に配置された磁気流体シールとからなる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】
本発明は液晶表示装置の基板貼り合わせ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置は、一対の基板と、これらの基板の間に挿入された液晶とからなる。例えば、一対の基板の一方はＴＦＴを形成したＴＦＴ基板であり、他方の基板とカラーフィルタを形成したカラーフィルタ基板である。一方の基板には光硬化性シール剤からなる環状のシールが形成され、環状のシールは一対の基板を貼り合わせた後で紫外線を照射することにより硬化する。液晶は環状のシールによって取り囲まれた領域に挿入される。
【０００３】
従来の液晶表示装置の製造方法においては、一対の基板を貼り合わせた後、液晶は真空チャンバ内で環状のシールに設けた注入孔から注入される。その後、環状のシールの注入孔は塞がされ、一対の基板からなる液晶パネルは真空チャンバの外部へ搬送され、環状のシールは適切なセルギャップを形成するように加圧される。
【０００４】
最近、滴下注入法と呼ばれる液晶表示装置の製造方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。滴下注入法では、一方の基板に環状のシールを形成し、液晶をその基板の環状のシール内に滴下する。それから、一対の基板は真空チャンバ内で貼り合わせられる。それから、環状のシールは紫外線の照射もしくは紫外線の照射と加熱の併用により硬化される。滴下注入法によれば、製造工程が短縮され、液晶表示装置の製造コストを低減することができる。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１１−３２６８５７号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
一対の基板を真空チャンバ内で貼り合わせるために、一対の基板はそれぞれ基板搬送アームによって真空チャンバ内の一対の静電チャックの位置へ搬送される。一方の基板は下方に位置する静電チャックの上に載せられ、他方の基板は上方に位置する静電チャックの下に配置される。上方に位置する静電チャックに保持されるべき基板には、基板下面側に微細パターンが形成されているため、基板搬送アームが微細パターンに接触しないように、基板の周辺部を保持して搬送するようになっている。そのため、基板の中央部には支えるものがないため、基板の中央部が重力によって反った状態で搬送される傾向がある。
【０００７】
静電チャックは、静電吸着力を発生させるための電極とともに、基板を真空吸着力によって保持するための真空吸着孔を有する。基板は最初真空吸着力によって保持され、それから静電吸着力によって保持される。基板を静電チャックで真空吸着する場合、基板の大型化に伴い、基板がある程度反った状態で静電チャックの位置へ搬送され、真空吸着されることがある。この場合、基板は静電チャックに最初に接触した部分（周辺部）より吸着されていくため、基板の周辺部から真空吸着が始まり、最後に中央部が吸着される。すると、基板の中央部に歪みが集中し、歪みの逃げ場がなくなる。そのため、一対の基板を貼り合わせるために位置合わせを行う場合、貼り合わせマークが正規の位置にこなくなり、位置合わせ不良が発生する。
【０００８】
また、基板の位置合わせのため、基板の載った静電チャックを真空中で移動させる必要がある。静電チャックは真空チャンバ内に配置され、その移動手段は真空チャンバ外に配置される。移動手段は、静電チャックに固定されたシャフトと、このシャフトを覆う蛇腹状弾性体とを含み、ＸＹθテーブルを移動させる駆動部が蛇腹状弾性体内のシャフトを介して静電チャックを移動させる。位置合わせのために静電チャックを移動させる際には、蛇腹状弾性体に応力がかかり、蛇腹状弾性体の破損による設備稼働率低下が懸念される。
【０００９】
本発明の目的は基板が歪まないように静電チャックに保持されるようにした基板貼り合わせ装置を提供することである。
【００１０】
本発明の他の目的は部品が耐久性よく作動できるようにした基板貼り合わせ装置を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明による基板貼り合わせ装置は、真空チャンバと、該真空チャンバに配置され、第１の基板を保持するために真空吸着孔を有する第１の静電チャックと、該真空チャンバに該第１の静電チャックと対向して配置され、第２の基板を保持するために真空吸着孔を有する第２の静電チャックと、該第１及び第２の静電チャックの少なくとも一方に設けられ、関連する基板の中央部を吸着可能な吸盤とを備えたことを特徴とするものである。
【００１２】
この構成によれば、基板を真空吸着する場合、中央部より吸着させることで、吸着による基板の歪みを基板の周辺部から逃がすようにしている。
【００１３】
また、本発明による基板貼り合わせ装置は、真空チャンバと、該真空チャンバに配置され、第１の基板を保持するために真空吸着孔を有する第１の静電チャックと、該真空チャンバに該第１の静電チャックと対向して配置され、第２の基板を保持するために真空吸着孔を有する第２の静電チャックと、該第１の静電チャックの昇降させる第１の移動手段と、該第２の静電チャックを少なくともＸＹ方向に移動する第２の移動手段とを備え、該第２の移動手段は、該真空チャンバ内に位置する該第２の静電チャックと該真空チャンバ外に位置する駆動手段とを結合するシャフトと、該シャフトを覆う剛性体と、該シャフトと該剛性体の間に配置された磁気流体シールとからなることを特徴とするものである。
【００１４】
この構成によれば、第２の移動手段は、ＸＹ方向に移動可能な第２の静電チャックと真空チャンバ外に位置する駆動手段とを結合するシャフトと、該シャフトを覆う剛性体と、該シャフトと該剛性体の間に配置された磁気流体シールとからなる。このように、シャフトのまわりを剛性体と磁気シールで気密に保持することで、シャフトのまわりを覆う構造物に応力がかからないようにする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施例について図面を参照して説明する。液晶表示装置は、一対の基板１０、１２と、一対の基板の間に挿入された液晶１４とからなる。液晶表示装置は滴下注入法によって製造されたものである。一対の基板のうち、一方の基板はＴＦＴを形成したＴＦＴ基板であり、他方の基板はカラーフィルタを形成したカラーフィルタ基板である。
【００１６】
図１は一実施例の液晶表示装置の一方の基板を示す斜視図である。一方の基板１０は環状のシール１３を含む。液晶１４は移動するディスペンサ１６から基板１０上で環状のシール１３で取り囲まれた領域に液滴状に滴下される。環状のシール１３を形成するシール剤はＵＶ硬化性接着性樹脂またはＵＶと熱の併用によって硬化する接着性樹脂からなる。もう一方の基板１２（図２には図示せず）が準備される。シール剤が基板１０に塗布され、基板１０がもう一方の基板１２に貼り合わせられた後で硬化される。もう一方の基板１２にはスペーサに接着剤をコーティングした接着性スペーサが塗布される。スペーサの代わりに支柱を設けてスペース散布工程を省くこともできる。
【００１７】
図２は本発明による液晶表示装置の基板貼り合わせ装置を示す図である。図２において、液晶表示装置の基板貼り合わせ装置２０は、真空チャンバ２２を含む。真空チャンバ２２は可動の上ハウジング２４と固定の下ハウジング２６とからなる。図２は真空チャンバ２２が開放された状態を示す。図２の状態から上ハウジング２４が下ハウジング２６に向かって下降すると、真空チャンバ２２は閉じられる。真空チャンバ２２は、真空チャンバ２２を排気するために真空ポンプに接続される。
【００１８】
下静電チャック（又は下静電チャックプレート）２８は直接に又は適切な定盤により下ハウジング２８に設けられ、シャフト３０によりＸＹθ駆動装置３２に結合される。下静電チャック２８は図示しない公知の電極を有し、その電極に通電することにより発生する静電力によって下静電チャック２８の上に基板を保持する。下静電チャック２８の上に載せられる基板は液晶１４が滴下されている。また、静電チャック２８は真空吸着孔を有する。真空吸着孔は下静電チャック２８の表面に開口し、真空源から供給された真空力により下静電チャック２８の上に配置された基板を保持させる。図示しないリフトピンが下静電チャック２８に設けられた垂直な穴内を昇降可能に配置される。
【００１９】
上静電チャック（又は下静電チャックプレート）３４は直接に又は適切な定盤により上ハウジング２４に設けられ、シャフト３６により昇降駆動装置３８に結合される。上静電チャック３４は図示しない公知の電極を有し、その電極に通電することにより発生する静電力によって上静電チャック３４の下に配置された基板を保持する。また、上静電チャック３４は真空吸着孔４０を有する。
【００２０】
図３は上静電チャック３４の一例を示す平面略図である。真空吸着孔４０は上静電チャック３４の表面に全体的に分布して配置される。下静電チャック２８の真空吸着孔も同様である。上静電チャック３４の真空吸着孔４０及び下静電チャック２８の真空吸着孔はそれぞれ図示しない弁を真空源に接続される。
【００２１】
吸盤４２が上静電チャック３４の中央部に設けられる。吸盤４２はその表面が上静電チャック３４の表面と同一面となるように配置され、かつ上静電チャック３４の表面から下方に突出するように移動可能である。吸盤４２のシャフト部は上静電チャック３４を貫通して延び、図示しない駆動手段に結合される。
【００２２】
図２においては、上ハウジング２４は下ハウジング２６から離れており、真空チャンバ２２は開放されている。この状態で、第１及び第２の基板１０、１２がそれぞれ基板搬送アームによって真空チャンバ２２に搬送される。１つの基板１０は図１に示すように液晶が滴下された基板であり、下静電チャック２８の上に載せられる。もう１つの基板１２は上静電チャック３４の下に配置される。
【００２３】
図４は基板１２が基板搬送アーム４４によって上静電チャック３４の下に配置されたところを示す図である。上静電チャック３４に保持されるべき基板１２には、基板下面側に微細パターンが形成されているため、基板搬送アーム４４が微細パターンに接触しないように、基板１２の周辺部を保持して搬送するようになっている。そのため、基板１２の中央部には支えるものがないため、基板１２の中央部が重力によって反る傾向がある。
【００２４】
図５は基板１２が上静電チャック３４の下にきたときに吸盤４２が下降して、基板１２の中央部を吸着するところを示す図である。図６は基板１２が上静電チャック３４に真空吸着されたところを示す図である。吸盤４２は基板１２の中央部を浮かし、基板１２は下に凸の状態から上の凸の状態になる。その後、基板搬送アーム４４が吸盤４２とともに上昇し、上静電チャック３４が基板１２を真空吸着する。
【００２５】
このようにして、基板１２の中央部が最初に上静電チャック３４に吸着され、基板１２の吸着は基板１２の周辺部へ拡がっていき、図６に示されるように、基板１２が上静電チャック３４に平坦な姿勢で真空吸着されることができる。実施例では、上静電チャック３４の中央部に吸盤４２を設けたが、複数の吸盤４２を複数の位置に設け、吸着を制御することで、反りを修正しながら任意の位置から吸着を行うことができる。なお、下静電チャック２８に保持されるべき基板１０は下に凸の状態になっており、また図示しないリフトピンによって下静電チャック２８上に下ろされるので、基板１０の姿勢を吸盤によって特に調節することはない。
【００２６】
基板１２、１０はまず真空吸着力によって上下静電チャック３４、２８に吸着される。それから、上下静電チャック３４、２８の電極に電流が流され、基板１２、１０は静電吸着力によって上下静電チャック３４、２８に吸着される。このように、基板１２、１０を真空吸着によって上下静電チャック３４、２８の表面にぴったりと配置させた状態で静電吸着力を作用させることにより、吸着力にムラが少なく安定した静電注着力が得られる。その後、真空吸着は停止される。
【００２７】
それから、可動の上ハウジング２４は下ハウジング２６に押しつけられ、真空チャンバ２２は閉鎖される。それから、真空チャンバ２２の内部が排気され、真空チャンバ２２の内部は真空状態になる。次に、上静電チャック３４が下静電チャック２８に向かって移動され、基板１２は基板１０に向かって押しつけられ、基板１２の表面が基板１０の環状のシール１３に接触し、基板１２のスペーサが基板１０の表面に対して接触する。最初に粗貼り合わせを行った後、ＣＣＤカメラ等により基板１２、１０のアライメントマークを読み取り、その結果で下静電チャック２８の位置を微調整しながらアライメントマークを合わせる。最後に、上静電チャック３４を下静電チャック２８に対してさらに下降させて加圧しながら、貼り合わせを行う。
【００２８】
これまでの一連の動作により基板１２、１０の貼り合わせが完了すると、真空チャンバ２２は大気に開放され、真空チャンバ２２が開放される。上下静電チャック３４、２８の電極への通電が停止され、基板１２、１０の保持がなくなる。上静電チャック３４が上昇され、貼り合わせられた基板１２、１０は下静電チャック２８の上にある。下静電チャック２８に設けられたリフトピンが上昇し、貼り合わせ済みの基板をリフトする。リフトされた貼り合わせ済みの基板は下流側に設置された搬送ロボットにより次の工程へ搬送され、環状のシール１３に紫外線を照射して硬化させる。
【００２９】
図７は本発明の他の実施例を示す図である。図８は図７の部分拡大図である。図７及び図８において、図２の部材と同様の部材は同様の参照番号を付けて示し、重複した説明を省略する。図２においては、下静電チャック（又は下静電チャックプレート）２８はシャフト３０によりＸＹθ駆動装置３２に結合され、シャフト３０のまわりは例えば蛇腹状弾性体（図示せず）によって気密にシールされる。
【００３０】
図７及び図８においては、下静電チャック（又は下静電チャックプレート）２８はシャフト３０によりＸＹθ駆動装置３２に結合され、シャフト３０は剛性管５０により覆われ、磁気流体シール５２がシャフト３０と剛性管５０の間に配置される。シャフト３０のまわりは磁気流体シール５２によって気密にシールされる。
【００３１】
すなわち、下静電チャック２８を移動させる移動装置は、真空チャンバ２２内に位置する下静電チャック２８と真空チャンバ２２外に位置するＸＹθ駆動装置（駆動手段）３２とを結合するシャフト３０と、シャフト３０を覆う剛性管（剛性体）５０と、シャフト３０と剛性管５０の間に配置された磁気流体シール５２とからなる。そして、永久磁石５４が剛性管５０の内面側に配置され、永久磁石５４に接触する磁極片５６、５８が磁気流体シール５２に磁力を伝達する。磁気流体シール５２は永久磁石５４の磁力によって所定の位置に保持される。
【００３２】
下静電チャック２８の移動装置を真空チャンバ２２内に組み込むことは真空チャンバ２２の容積が大きくなることから、真空を作りだすときに不利になるため、真空チャンバ２２外の大気中に設置される。移動装置の運動はシャフト３０を介して下静電チャック２８に伝達される。シャフト３０のまわりは真空領域６０となっており、その部分を真空に保持するため、磁気流体シール５２が使用されている。磁気流体シール５２を使用することで、剛性体５０に応力がかからず、部品が耐久性よく作動できるようにした基板貼り合わせ装置を提供することができる。なお、図７および図８の実施例の特徴を図２の実施例に組み込むこともできる。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、基板が歪まず、部品の耐久性よく、歩留り、稼働率が高い基板貼り合わせ装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は一実施例の液晶表示装置の一方の基板を示す斜視図である。
【図２】図２は本発明による液晶表示装置の基板貼り合わせ装置を示す図である。
【図３】図３は上静電チャックの一例を示す平面略図である。
【図４】図４は基板が基板搬送アームによって上静電チャックの下に配置されたところを示す図である。
【図５】図５は基板が上静電チャックの下にきたときに吸着パッドが下降して、基板の中央部を吸着するところを示す図である。
【図６】図６は基板１２が上静電チャック３４に吸着されたところを示す図である。
【図７】図７は本発明の他の実施例を示す図である。
【図８】図８は図７の部分拡大図である。
【符号の説明】
１０…基板
１２…基板
１３…環状のシール
１４…液晶
２０…基板貼り合わせ装置
２２…真空チャンバ
２８…下静電チャック
３０…シャフト
３２…ＸＹθ駆動装置
３４…上静電チャック
３６…シャフト
３８…昇降駆動装置
４０…真空吸着孔
４２…吸盤
４４…基板搬送アーム
５０…剛性管
５２…磁気流体シール
５４…永久磁石
【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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