(57)【要約】【課題】本発明は、２枚の透明基板で形成される間隔（ギャップ）の均一性を透明基板全面に亘って確保すると共に、透明基板の面方向の重ね合わせ精度を向上させることによって、表示品位の良好な表示器を再現性よく実現する透明基板のアライメント装置を提供するものである。【解決手段】天板５にレーザ変位サンサ４３およびＣＣＤカメラ４４を配置し、レーザ変位センサ４３で検出した２枚のガラス基板の間隔情報をフィードバックすることによって下側定盤傾斜補正ストッパ４２を制御して一方のガラス基板が吸着された下側定盤３１の傾きを補正し、同じくＣＣＤカメラ４４で画像認識した２枚のガラス基板のアライメントマークの位置情報をフィードバックすることによって下側定盤３１の面方向（Ｘ軸方向、Ｙ軸方向およびθ軸方向）の位置を補正して重ね合わせ精度の向上を実現した。【選択図】  図１
2005331672.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のアライメントマークを有する一対の透明基板を所定の間隔を保って重ね合わせるための透明基板のアライメント装置であって、該透明基板のアライメント装置は少なくとも一方の透明基板を該透明基板の面方向のＸ軸方向、Ｙ軸方向およびにθ軸方向に独立して移動させるステージを前記夫々の方向に移動させる第一の移動手段と、前記各ステージを一括して前記透明基板の面方向に垂直なＺ軸方向に移動させる第二の移動手段とを有し、前記一対の透明基板の上方の該透明基板のアライメントマーク近傍に対応する位置に画像認識手段を設け、且つ前記一対の透明基板の上方の該透明基板の頂点近傍に対応する位置に透明基板間隔検知手段を設けたことを特徴とする透明基板のアライメント装置。
【請求項２】
前記第一の移動手段の動力源はリニアモータであり、前記第二の移動手段の動力源はサーボモータとエアシリンダの何れか一方または両方であることを特徴とする請求項１に記載の透明基板のアライメント装置。
【請求項３】
前記画像認識手段は、ＣＣＤカメラであることを特徴とする請求項１または２の何れか１項に記載の透明基板のアライメント装置。
【請求項４】
前記透明基板間隔検知手段は、レーザ変位センサであることを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の透明基板のアライメント装置。
【請求項５】
前記画像認識手段によって画像認識されて得られた前記一対の透明基板のアライメントマークの位置ずれ情報を第一の移動手段にフィードバックして前記透明基板の面方向のＸ軸方向、Ｙ軸方向およびθ軸方向を制御することにより前記一対の透明基板の面方向の位置合わせを行なうことを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の透明基板のアライメント装置。
【請求項６】
前記透明基板のアライメント装置がＺ軸方向に直線運動するストッパを前記透明基板間隔検知手段と同数有し、前記透明基板間隔検知手段によって検知された前記一対の透明基板の間隔の情報を前記ストッパにフィードバックし、該ストッパを介して前記各ステージのＺ軸方向の移動量を制御することにより前記一対の透明基板の間隔を均一に保持することを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載の透明基板のアライメント装置。
【請求項７】
前記透明基板のアライメント装置が複数個の圧力センサを有し、前記第二の移動手段の動力源で発生した動力の一部或いは全部は前記圧力センサを介して前記各ステージに伝達されて該各ステージにＺ軸方向の直線運動を与えることを特徴とする請求項１から６の何れか１項に記載の透明基板のアライメント装置。
【請求項８】
前記圧力センサはロードセルであることを特徴とする請求項７に記載の透明基板のアライメント装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置（ＬＣＤ）、エレクトロルミネセンス（ＥＬ）およびプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）などの製造プロセスの一つである透明基板の重ね合わせ工程において、対向する透明基板を一定の間隔（ギャップ）を保って張り合わせるための透明基板のアライメント装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、カラー液晶表示素子の製造プロセスの一つにＴＦＴを形成したＴＦＴパネルとカラーフィルタを形成したカラーフィルタパネルとを張合わせる工程があり、この工程では従来、以下のようなアライメント装置が使用されていた。
【０００３】
架台１００の上に固着されたベース１０１の上にボール取付け台１０２が固着されている。そして、下側定盤１０３がボール取付け台１０２に支持されたボール１０４によってボール取付け台１０２上をＸ軸方向、Ｙ軸方向およびθ軸方向に移動可動に支持されている。また、下側定盤１０３にはその４辺の夫々に連設されたベース１０５に移動アクチュエータ１０６が取り付けられている。
【０００４】
そして、移動ローラがベース１０５に取り付けられた摺動板上に軸受けおよびピンによって回動可能に支持されたクランプレバーの一端に中心位置が移動可能に且つ回転自在に支持されている。また、固定ローラが摺動板の端部にブラケットを介して中心位置が固定されて回転可能に取り付けられている。
【０００５】
また、ベース１０１にはＺ軸ガイド１０７が立設され、その上端が天板１０８によって互いに連結されている。そして、天板１０８には昇降アクチュエータ１０９とエアシリンダ１１０とが支持され、昇降アクチュエータ１０９のロッド１１１は下面に上側定盤１１２が固着されてＺ軸ガイド１０７によって昇降自在に支持された昇降板１１３が連結され、エアシリンダ１１０のロッド１１４は上側定盤１１２に連結されている。なお、上側定盤１１２には４辺に凸状のドグ（被係合部）が一体に形成され、コーナ近傍にはＣＣＤカメラが取り付けられている。
【０００６】
上記構成のアライメント装置を使用したアライメント方法を以下に示す。下側定盤１０３上にＴＦＴパネルを吸着保持し、上側定盤１１２の下面にカラーフィルタを吸着保持する。そして、ベース１０１に設けられた位置決め機構によって下側定盤１０３の面方向の粗い位置決めを行い、次に、ＣＣＤカメラによってＴＦＴパネルとカラーフィルタとの夫々に設けられた基準マークを検出してアライメント装置の制御系を司るコントローラに伝送し、コントローラで画像認識されて出力された制御信号を下側定盤１０３の４辺の夫々に連設されたベース１０５を介して取り付けられた移動アクチュエータ１０６に転送してフィードバック制御を行なう。そして、コントローラから出力された制御信号を受信した移動アクチュエータ１０６は、同様にベース１０５に設けられた摺動板に取り付けられて上側定盤１１２に形成されたドグを挟着した２個のローラを摺動させて上側定盤１１２に対して下側定盤１０３を面方向に移動させることによって上側定盤１１２に対する下側定盤１０３の相対位置を変え、ＬＣＤパネルのＴＦＴパネルとカラーフィルタとを重ね合わせるためのＸ軸方向、Ｙ軸方向およびθ軸方向のアライメントを行なうものである。
【０００７】
なお、ＬＣＤパネルを構成するＴＦＴパネルとカラーフィルタとの重ね合わせは、昇降アクチュエータ１０９にコントローラから制御信号を伝送して昇降アクチュエータ１０９のロッド１１１を降下させてロッド１１１に連結された昇降板１１３を降下させ、昇降板１１３の下面に固着し上側定盤１１２を介して上側定盤１１２に吸着されたカラ−フィルタを降下させることによってカラ−フィルタを下側定盤１０３に吸着されたＴＦＴパネルに接触させて重ね合わせる（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００２−３６５０３７号公報（第４−６頁、第１−４図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述の従来のアライメント装置は、面方向に垂直な方向が架台１００に間接的に固定された下側定盤１０３と、昇降アクチュエータ１０９のロッド１１１によって間接的に点荷重を受けた加圧板となる上側定盤１１２との間の平行度が不均一な場合に生じる下側定盤１０３と上側定盤１１２との間隔の面内誤差を調整する機構が備えられていない。従って、カラーフィルタのＬＣＤパネル全面に亘る厚みの均一性を確保できず、完成したＬＣＤパネルは表示が不均一で見映えの良くないものとなってしまう。特に最近の液晶モニターやパソコン画面の大型化および液晶パネル製作の効率化のための面取り数の増加に伴ってガラス基板が大型化する傾向にあり、今後、上記問題を回避するための手法を講じる必要に迫られることは避けられない。
【０００９】
本発明は上記問題に鑑みて創案なされたもので、２枚の透明基板を一定の間隔を保って張合わせるアライメント工程において、２枚の透明基板の面方向であるＸ軸方向、Ｙ軸方向、θ軸方向および面方向に垂直な方向で２枚の透明基板の厚み方向であるＺ軸方向の各方向を高精度で制御し、２枚の透明基板で形成される間隔（ギャップ）の均一性をＬＣＤパネル全面に亘って確保することによって表示品位の良好な表示器を実現する透明基板のアライメント装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明の請求項１に記載された発明は、複数のアライメントマークを有する一対の透明基板を所定の間隔を保って重ね合わせるための透明基板のアライメント装置であって、該透明基板のアライメント装置は少なくとも一方の透明基板を該透明基板の面方向のＸ軸方向、Ｙ軸方向およびにθ軸方向に独立して移動させるステージを前記夫々の方向に移動させる第一の移動手段と、前記各ステージを一括して前記透明基板の面方向に垂直なＺ軸方向に移動させる第二の移動手段とを有し、前記一対の透明基板の上方の該透明基板のアライメントマーク近傍に対応する位置に画像認識手段を設け、且つ前記一対の透明基板の上方の該透明基板の頂点近傍に対応する位置に透明基板間隔検知手段を設けたことを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明の請求項２に記載された発明は、請求項１において、  前記第一の移動手段の動力源はリニアモータであり、前記第二の移動手段の動力源はサーボモータとエアシリンダの何れか一方または両方であることを特徴とするものである。
【００１２】
また、本発明の請求項３に記載された発明は、請求項１または２の何れか１項において、前記画像認識手段は、ＣＣＤカメラであることを特徴とするものである。
【００１３】
また、本発明の請求項４に記載された発明は、請求項１から３の何れか１項において、前記透明基板間隔検知手段は、レーザ変位センサであることを特徴とするものである。
【００１４】
また、本発明の請求項５に記載された発明は、請求項１から４の何れか１項において、前記画像認識手段によって画像認識されて得られた前記一対の透明基板のアライメントマークの位置ずれ情報を第一の移動手段にフィードバックして前記透明基板の面方向のＸ軸方向、Ｙ軸方向およびθ軸方向を制御することにより前記一対の透明基板の面方向の位置合わせを行なうことを特徴とするものである。
【００１５】
また、本発明の請求項６に記載された発明は、請求項１から５の何れか１項において、前記透明基板のアライメント装置がＺ軸方向に直線運動するストッパを前記透明基板間隔検知手段と同数有し、前記透明基板間隔検知手段によって検知された前記一対の透明基板の間隔の情報を前記ストッパにフィードバックし、該ストッパを介して前記各ステージのＺ軸方向の移動量を制御することにより前記一対の透明基板の間隔を均一に保持することを特徴とするものである。
【００１６】
また、本発明の請求項７に記載された発明は、請求項１から６の何れか１項において、前記透明基板のアライメント装置が複数個の圧力センサを有し、前記第二の移動手段の動力源で発生した動力の一部或いは全部は前記圧力センサを介して前記各ステージに伝達されて該各ステージにＺ軸方向の直線運動を与えることを特徴とするものである。
【００１７】
また、本発明の請求項８に記載された発明は、請求項７において、前記圧力センサはロードセルであることを特徴とするものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、この発明の好適な実施形態を図１から図６を参照しながら、詳細に説明する（同一部分については同じ符号を付し、説明は省略する）。尚、以下に述べる実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。
【００１９】
図１は本発明に係わる透明基板のアライメント装置の縦断面図である。架台１の上面にベース２が固定されており、ベース２の上面の四隅には長手方向に垂直な断面形状が方形の支持枠３が立設され、各支持枠３には長手方向に垂直な断面形状が方形のＺ軸ガイドレール４が取り付けられている。そして、４本の支持枠３は夫々の上端が天板５に固定されて安定な状態に支持されている。
【００２０】
そして、中央部が上方に向かって凸形状に隆起し、且つ中央部に下方から上方に向かって凹形状の穴が設けられた縁部外周が略方形の昇降板６が、前記昇降板６の一対の対向する端部の夫々に２ヶ所づつ（合計４ヶ所）形成されたＺ軸スライダ７を介してＺ軸ガイドレール４に摺動自在に支持されている。
【００２１】
更に、昇降板６には円上に等間隔で３個の圧力センサ（ロードセル８）が取り付けられており、ロードセル８の夫々の先端部が昇降板６の上方に配置されて中央部に下方から上方に向かって凹形状の穴が設けられたＺ軸ステージ９に当接してＺ軸ステージ９を支持している。
【００２２】
上記Ｚ軸ステージ９の上面にはベッド１０が固定され、ベッド１０の上面には多数のマグネット１１を隣り合うマグネット１１の磁極の極性を交互に変えてＸ軸方向に等間隔で並置することによってモジュール化されたＸ軸マグネットプレート１２と、Ｘ軸方向に延びる２本のＸ軸ガイドレール（図示せず）とが取り付けられており、２本のＸ軸ガイドレールはＸ軸マグネットプレート１２を挟んだ両側にＸ軸マグネットプレート１２に平行に配置されている。
【００２３】
そして、前記ベッド１０の上方にはＸ軸ステージ１３が配置されており、Ｘ軸ステージ１３の下面には下方のＸ軸マグネットプレート１２と対向する位置に空芯コイル（図示せず）を配接してモジュール化したＸ軸コイルプレート４６と、同じく下方のＸ軸ガイドレールと対向する位置に２本のＸ軸スライダ１４とが取り付けられ、Ｘ軸ステージ１３がＸ軸スライダ１４を介してＸ軸ガイドレールに摺動自在に支持されている。
【００２４】
また、Ｘ軸ステージ１３の上面には多数のマグネット１１を隣り合うマグネット１１の磁極の極性を交互に変えてＹ軸方向に等間隔で並置することによってモジュール化された第一Ｙ軸マグネットプレート１５と、Ｙ軸方向に延びる２本の第一Ｙ軸ガイドレール１６とが取り付けられており、２本の第一Ｙ軸ガイドレール１６は第一Ｙ軸マグネットプレート１５を挟んだ両側に第一Ｙ軸マグネットプレート１５に平行に配置されている。
【００２５】
そして、Ｘ軸ステージ１３の上方にはＹ軸ステージ１７が配置されており、Ｙ軸ステージ１７の下面には下方の第一Ｙ軸マグネットプレート１５と対向する位置に空芯コイル（図示せず）を配接してモジュール化した第一Ｙ軸コイルプレート１８と、同じく下方の第一Ｙ軸ガイドレール１６と対向する位置に２本の第一Ｙ軸スライダ１９とが取り付けられ、Ｙ軸ステージ１７が第一Ｙ軸スライダ１９を介して第一Ｙ軸ガイドレール１６に摺動自在に支持されている。
【００２６】
Ｙ軸ステージ１７の上方にはθ軸ステージ２０が配置されており、θ軸ステージ２０がθ軸ステージ２０の下面とＹ軸ステージ１７の上面との間に配置されたクロスローラリング２１を介して回動自在に支持されている。
【００２７】
更に、Ｙ軸ステージ１７の上面には多数のマグネット１１を隣り合うマグネット１１の磁極の極性を交互に変えてＹ軸方向に等間隔で並置することによってモジュール化された第二Ｙ軸マグネットプレート２２と、Ｙ軸方向に延びる２本の第二Ｙ軸ガイドレール２３とが取り付けられており、２本の第二Ｙ軸ガイドレール２３は第二Ｙ軸マグネットプレート２２を挟んだ両側に第二Ｙ軸マグネットプレート２２に平行に配置されている。
【００２８】
そして、Ｙ軸ステージ１７の上方にはサポート板２４が配置されており、サポート板２４の下面には下方の第二Ｙ軸マグネットプレート２２と対向する位置に空芯コイル（図示せず）を配接してモジュール化した第二Ｙ軸コイルプレート２５と、同じく下方の第二Ｙ軸ガイドレール２３と対向する位置に２本の第二Ｙ軸スライダ２６とが取り付けられ、サポート板２４が第二Ｙ軸スライダ２６を介して第二Ｙ軸ガイドレール２３に摺動自在に支持されている。
【００２９】
また、サポート板２４の上面にはサポートユニットガイド２７が取り付けられ、θ軸ステージ２０のドグ３０が係合されたサポートユニット２８がサポートユニット２８に取り付けられたサポートユニット基台２９を介してサポートユニットガイド２７に摺動自在に支持されている。
【００３０】
更に、θ軸ステージ２０の上面にはアライメントする一方のガラス基板を真空吸着するための多数の吸着穴４５が形成された下側定盤３１が固定されている。
【００３１】
そして、昇降板６の下方には第一モータ３２および補助シリンダ（エアシリンダ）４９が配置されており、第一モータ３２は第一モータ３２のシャフト３３に連結されたボールネジ３４が荷重ブロック３５の中央部に形成されたネジ穴３６に螺合されて第一モータ３２の回転運動を荷重ブロック３５のＺ軸方向の直線運動に変換し、このＺ軸方向の直線運動は昇降板６の中央部に下方から上方に向かって凹形状に設けられた穴の底面３８に先端部３７が当接された荷重ブロック３５を介して昇降板６に伝達される。
【００３２】
また、補助シリンダ４９は架台１の4ヶ所に取り付けられており、位置関係は架台１の上方に位置する後述の各下側定盤傾斜補正ストッパ４２に対応する位置の近傍である。そして、各補助シリンダ４９のロッド先端部にはロッドブロック５０が取り付けられ、上記荷重ブロック同様に先端部が当接されたロッドブロック５０を介して昇降板６にＺ方向の直線運動を伝達する。なお、昇降板６に加えられる荷重は、第一モータ３２と各補助シリンダ４９とが同程度か、あるいは多少補助シリンダ４９の方が大きい。
【００３３】
一方、天板５の下面には下方に位置する下側定盤３１に対向する位置に固定ステージ３９が固定され、固定ステージ３９の下面にはアライメントする他方のガラス基板を真空吸着するための多数の吸着穴４５が形成された上側定盤４０が固定されている。
【００３４】
また、天板５の四隅には第二モータ４１が配置されており、図１のＡ―Ａ断面を表した図２に示すように、第二モータ４１のシャフト３３に連結されたボールネジ３４が支持枠３に取り付けられたＺ軸スライダ７と一体化した下側定盤傾斜補正ストッパ４２に形成されたネジ穴３６に螺合されて第二モータ４１の回転運動を下側定盤傾斜補正ストッパ４２のＺ方向の直線運動に変換し、下側定盤傾斜補正ストッパ４２はＺ軸スライダ７を介してＺ軸ガイドール４に摺動自在に支持されている。
【００３５】
更に、天板５には下方に位置する上側定盤４０の四隅近傍に対応する位置に各１個づつのレーザ変位センサ４３およびカメラ（ＣＣＤカメラ４４）が取り付けられており、図１のＢ部の縦断面を表した図３に示すように、天板５、固定ステージ３９および上側定盤４０には貫通穴４７が形成されて、上側定盤４０の下面に吸着されるガラス基板にレーザ変位センサ４３の光が到達し、且つガラス基板に形成されたアライメントマークがＣＣＤカメラ４４で検出できるようになっている。なお、カメラはＣＣＤカメラに限定されるものではなく、適宜、所望する方式のカメラを選択して使用すれば良い。
【００３６】
図４は図１のＣ矢視図であり、上側定盤４０を表したものである。ガラス基板を真空吸着するための多数の吸着穴４５が形成され、レーザ変位センサ４３およびＣＣＤカメラ４４を機能させるための貫通穴４７が形成されている。
【００３７】
図５は本発明の透明基板のアライメント装置に係わる実施形態の要部を表す上面図である。天板５の下方略中央部に位置する上側定盤４０および下側定盤３１に対して、各四隅近傍に対応する位置にレーザ変位センサ４３およびＣＣＤカメラ４４が取り付けられ、且つ縁部近傍に対応する位置の３ヶ所にロードセル８が取り付けられている。また天板５の各四隅近傍には第二モータ４１が取り付けられ、下方に位置して第二モータ４１の回転運動がＺ軸方向の直線運動に変換される下側定盤傾斜補正ストッパ４２が、下側定盤傾斜補正ストッパ４２に一体に設けられたＺ軸スライダ７を介して支持枠３に取り付けられたＺ軸ガイドレール４に摺動自在に支持されている。
【００３８】
次に、Ｘ軸ステージ１３、Ｙ軸ステージ１７、Ｚ軸ステージ９およびθ軸ステージ２０の駆動機構について説明する。各ステージの動力源はＸ軸ステージ１３、Ｙ軸ステージ１７およびθ軸ステージ２０はリニアモータ、Ｚ軸ステージ９はサーボモータおよびエアシリンダを使用している。リニアモータは対向するマグネットとコイルとの磁界の相互作用によって推力を発生するものであり、直接に直線運動が得られるダイレクトドライブ構造のためモータ出力の高効率な伝達が可能であると共に、非接触の駆動機構であるため振動および騒音が少なくメンテナンスフリーである。
【００３９】
そして、Ｘステージ１３はベッド１０の上面に配置された多数のマグネットとＸ軸ステージ１３の下面に配置されたコイルとで構成されたＸ軸リニアモータでＸ軸方向に直線運動を行い、Ｙ軸ステージ１７はＸ軸ステージ１３の上面に配置された多数のマグネットとＹ軸ステージ１７の下面に配置されたコイルとで構成されたＹ軸リニアモータでＹ方向に直線運動を行なう。θ軸ステージ２０はサポート板２４がＹ軸ステージ１７の上面に配置された多数のマグネットとサポート板２４の下面に配置されたコイルとで構成されたθ軸リニアモータでＹ軸方向に直線運動を行い、サポート板２４の上面に配置されたサポートユニットガイド２７にガイドされるサポートユニット基台２９を介してサポートユニット２８もＹ軸方向に直線運動を行い、θ軸ステージ２０のドグ３０がサポートユニット２８に係合されてサポートユニット２８のＹ軸方向の直線運動がθ軸ステージ２０の回動運動に変換される。なお、θ軸ステージ２０のドグ３０が回動運動を行なうために、前記ドグ３０が係合されるサポートユニット２８は回転自在に、且つサポートユニット基台２９を介してサポートユニットガイド２７にＸ軸方向に摺動自在に支持されている。
【００４０】
次に、上記構成の本発明の透明基板のアライメント装置を使用して２枚のガラス基板を重ね合わせる方法を以下に説明に示す。まず、初期設定として、（１）昇降板６を降下させる。（２）ロードセルに所定の荷重が加わったら第一モータを停止させてそれ以上昇降板６が上昇しないような制御手段を施す。（３）昇降板６が上昇して昇降板６に一体に設けられたストッパブロック４８に下側定盤傾斜補正ストッパ４２の先端部が当接しても、重ね合わせガラス基板の隙間（ギャップ）が所望する設定値よりも大きくなるような位置まで下側定盤傾斜補正ストッパ４２を降下させておく。
【００４１】
初期設定が完了したら、張り合わせる２枚のガラス基板の一方のガラス基板の縁周にシール剤を塗布してシール剤の塗布された面を上に向けて下側定盤３１の上面の所定の位置に配置し、下側定盤３１に形成された多数の吸着穴４５から外部に設けられた真空装置（図示せず）によって吸気してガラス基板を下側定盤３１に吸着支持する。また、シール剤を塗布しない他の一方のガラス基板を同様な方法で上側定盤４０の下面の所定の位置に配置して吸着支持する。
【００４２】
なお、この場合シール剤が塗布されたガラス基板を上側定盤４０に吸着支持させ、シール剤が塗布されていないガラス基板を下側定盤３１に吸着支持させてもよい。いずれにしても、張り合わせる２枚のガラス基板を対向させた状態に配置することが目的である。
【００４３】
また、２枚のガラス基板を重ね合わせたときの隙間（ギャップ）を所定の距離に設定するには、一般的にはシール剤に球体形状あるいは円筒形状等のギャップコントロール材を分散することで解決が図られている。但し、本発明の透明基板のアライメント装置を使用した重ね合わせでは必ずしもシール剤にギャップコントロール材を分散させる必要はない。
【００４４】
次に、ガラス基板のセットが完了したら、第一モータ３２を駆動すると共に4ヶ所の補助シリンダ４９を加圧して昇降板６を上昇させると昇降板６に取り付けられたロードセル８を介してその上方にあるＺ軸ステージ９、ベッド１０、Ｘ軸ステージ１３、Ｙ軸ステージ１７、θ軸ステージ２０および下側定盤３１が上昇して下側ガラスが上側ガラスに接近する。
【００４５】
そのとき、４個のレーザ変位センサ４３のうちの少なくとも１個が設定した２枚のガラス基板のギャップを検出すると、第一モータ３２が停止して下方のガラス基板の上昇が止まり、直ちに4ヶ所の下側定板傾斜補正ストッパが降下して昇降板６に形成されたストッパブロックに当接して図６のＳＴＥＰ−１の位置において確実に昇降板６の上昇を止める。
【００４６】
そしてこの位置において、４ヶ所に設置された夫々のカメラで上側ガラス基板および下側ガラス基板の夫々の四隅に設けられたアライメントマークを画像認識し、結果をＸ軸リニアモータ、Ｙ軸リニアモータおよびおよびθ軸リニアモータにフィードバックしてＸ軸ステージ１３、Ｙ軸ステージ１７およびθ軸ステージ２０の各ステージを移動させて上下のガラス基板のアライメントマークの粗い位置合わせを行う。
【００４７】
その後、4ヶ所の下側定板傾斜補正ストッパ４２をほぼ均等に上昇させると同時に第一モータ３２を駆動開始して前記下側定板傾斜補正ストッパ４２の上昇とほぼ同等の速度で昇降板６を上昇させる。そして、４個のレーザ変位センサ４３のうちの少なくとも１個が設定した２枚のガラス基板のギャップを検出すると、第一モータ３２が停止して下方のガラス基板の上昇が止まると共に、4ヶ所の下側定板傾斜補正ストッパ４２の上昇が止まって下側定板傾斜補正ストッパが昇降板６に形成されたストッパブロックに当接して図６のＳＴＥＰ−２の位置において確実に昇降板６の上昇を止める。
【００４８】
そしてこの位置において、再度４ヶ所に設置された夫々のカメラで上側ガラス基板および下側ガラス基板の夫々の四隅に設けられたアライメントマークを画像認識し、結果をＸ軸リニアモータ、Ｙ軸リニアモータおよびおよびθ軸リニアモータにフィードバックしてＸ軸ステージ１３、Ｙ軸ステージ１７およびθ軸ステージ２０の各ステージを移動させて上下のガラス基板のアライメントマークの厳密な位置合わせを行う。
【００４９】
その後、再度4ヶ所の下側定板傾斜補正ストッパ４２をほぼ均等に上昇させると同時に第一モータ３２を駆動開始して前記下側定板傾斜補正ストッパ４２の上昇とほぼ同等の速度で昇降板６を上昇させる。そして、４個のレーザ変位センサ４３のうちの少なくとも１個が設定した２枚のガラス基板のギャップを検出すると、第一モータ３２が停止して下方のガラス基板の上昇が止まると共に、４ヶ所の下側定板傾斜補正ストッパ４２の上昇が止まって下側定板傾斜補正ストッパ４２が昇降板６に形成されたストッパブロックに当接して図６のＳＴＥＰ−３の位置において確実に昇降板６の上昇を止める。
【００５０】
そしてこの位置において、各レーザ変位センサ４３の出力をフィードバックして各下側定板傾斜補正ストッパ４２の移動を制御し、全ての各レーザ変位センサ４３の出力が所望する２枚のガラス基板のギャップに対応する値になった時点で停止させてそのまま維持する。
【００５１】
その後、昇降板６を降下させ、下側定板傾斜補正ストッパ４２を上昇させて重ね合わせが終わった一対のガラス基板を取り出して一連のアライメント工程を終了する。
【００５２】
なお、３個のロードセルの働きは、昇降板６の傾きを確認するためのデータ収集の機能も兼ねており、結果によっては昇降板６の傾きを修正する作業を行なうことも考えられる。
【００５３】
また、４ヶ所の補助シリンダの働きの１つは、昇降板６を上昇させるためのＺ軸方向の荷重を第一モータ３２のみに負担させるには負荷が大きすぎるため、負荷を分散して１個あたりに加わる負荷を軽減するためである。別の働きは、昇降板６を支える位置を広範囲に配置することによって昇降板６の全面で荷重を受けるため昇降板６の変形が防止され平坦度を保つことができる。
【００５４】
本実施形態の透明基板のアライメント装置のＺ軸方向の直線運動の動力源はサーボモータとエアシリンダとの併用であったが、負荷が小さい場合はサーボモータのみで賄うことも可能であり、場合によってはエアシリンダのみでも可能である。また、上記一連の重ね合わせ工程は、自動で行なうことを前提にしているが手動であっても同様の工程を実現することができる。
【００５５】
ここで本発明の効果について説明する。まず、２枚のガラス基板のギャップをガラス基板の四隅近傍に配置されたレーザ変位センサの出力に基づいて数値制御しながら重ね合わせを行なうと共に、同様に２枚のガラス基板の四隅近傍に配置されたカメラで上側ガラス基板および下側ガラス基板の夫々の四隅に設けられたアライメントマークを画像認識し、フィードバック制御によって上下のガラス基板の面方向の厳密な位置合わせを行うようにした。よって２枚のガラス基板のＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向およびθ軸方向の重ね合わせ精度が良好で、且つ重ね合わせ精度の再現性の良い透明基板のアライメント装置となっている。
【００５６】
また、２枚のガラス基板のギャップをガラス基板の四隅近傍に配置されたレーザ変位センサの出力に基づいて数値制御しながら重ね合わせを行なうために、２枚のガラス基板を重ね合わせるシール剤に球体形状あるいは円筒形状等のギャップコントロール材を分散させる必要がなく、材料費の低減が可能である。特に、ギャップコントロール材を分散しない低粘度のシール剤を使用する場合には有効である。
【００５７】
また、有機ＥＬ等のように２枚のガラス基板のギャップが比較的大きくて球体形状あるいは円筒形状等のギャップコントロール材が有効に機能しない場合でも、精度良く、且つ再現性の良いアライメントを行なうことができる。
【００５８】
また、重ね合わせの圧力によってギャップの制御を行なう方式ではないため、荷重によって押し潰される樹脂材料からなるフィルム基板の重ね合わせでも精度良く行なうことができる。
【００５９】
また、ガラス基板の四隅のギャップを精度良くはりあわせることができるため、大型基板のアライメントにおいても良好な重ね合わせ精度を確保できる。
【００６０】
更に、Ｘ軸ステージ１３およびＹ軸ステージ１７を移動し、θ軸ステージ２０を回動する動力源にリニアモータを使用している。リニアモータは対向するマグネットとコイルとの磁界の相互作用によって推力を発生するものであり、直接に直線運動が得られるダイレクトドライブ構造のためモータ出力の高効率な伝達が可能であると共に、非接触の駆動機構であるため振動および騒音が少なくメンテナンスフリーである、などの優れた効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の透明基板のアライメント装置に係わる実施形態の縦断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】同じく、図１のＢ部縦断面図である。
【図４】同じく、図１のＣ矢視図である。
【図５】本発明の透明基板のアライメント装置に係わる実施形態の上面図である。
【図６】同じく、本発明の透明基板のアライメント装置に係わる実施形態のアライメント工程におけるガラス基板相互の関係を示す説明図である。
【図７】従来例の正面図である。
【符号の説明】
【００６２】
１    架台
２    ベース
３    支持枠
４    Ｚ軸ガイドレール
５    天板
６    昇降板
７    Ｚ軸スライダ
８    ロードセル
９    Ｚ軸ステージ
１０    ベッド
１１    マグネット
１２    Ｘ軸マグネットプレート
１３    Ｘ軸ステージ
１４    Ｘ軸スライダ
１５    第一Ｙ軸マグネットプレート
１６    第一Ｙ軸ガイドレール
１７    Ｙ軸ステージ
１８    第一Ｙ軸コイルプレート
１９    第一Ｙ軸スライダ
２０    θ軸ステージ
２１    クロスローラリング
２２    第二Ｙ軸マグネットプレート
２３    第二Ｙ軸ガイドレール
２４    サポート板
２５    第二Ｙ軸コイルプレート
２６    第二Ｙ軸スライダ
２７    サポートユニットガイド
２８    サポートユニット
２９    サポートユニット基台
３０    ドグ
３１    下側定盤
３２    第一モータ
３３    シャフト
３４    ボールネジ
３５    荷重ブロック
３６    ネジ穴
３７    先端部
３８    底面
３９    固定ステージ
４０    上側定盤
４１    第二モータ
４２    下側定盤傾斜補正ストッパ
４３    レーザ変位センサ
４４    カメラ
４５    吸着穴
４６    Ｘ軸コイルプレート
４７    貫通穴
４８    ストッパブロック
４９    補助シリンダ
５０    ロッドブロック
【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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