(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空チャンバー、
前記真空チャンバー内の下部空間に備えられ、第１基板を固定する下部ステージ、
前記真空チャンバー内の上部空間に備えられ、第２基板を固定する上部ステージ、
前記各ステージのうち何れか一方に連結された移動軸及び駆動モータを有するステージ移動手段、及び
前記真空チャンバーの内部に一端が位置して、各基板間の位置整列を行う少なくとも一つ以上の第１アライン手段
で構成され、
前記各基板には多数のアラインマークが形成され、
前記上下部ステージのうち少なくとも一つのステージは、少なくとも一つ以上の観測空間を有し、
前記第１アライン手段は、前記真空チャンバーを貫通して前記真空チャンバーの内部にその一端が提供されるカメラ収容部と、前記カメラ収容部に収容され、各基板の各アラインマークを判読するアラインカメラを含むことを特徴とする液晶表示素子用貼り合わせ装置。
【請求項２】
前記第１アライン手段は、前記それぞれのアラインマークに対向するように設けられることを特徴とする請求項１記載の液晶表示素子用貼り合わせ装置。
【請求項３】
前記第１アライン手段は、真空チャンバーの上端を貫通して備えられることを特徴とする請求項２記載の液晶表示素子用貼り合わせ装置。
【請求項４】
前記アラインカメラの一端は、前記ステージ移動手段の移動軸に連結される請求項１記載の液晶表示素子用貼り合わせ装置。
【請求項５】
前記カメラ収容部の先端は前記上部ステージの第１観測孔が形成された部位に対応するように提供され、前記アラインカメラは前記カメラ収容部に収容された状態で固定される請求項１記載の液晶表示素子用貼り合わせ装置。
【請求項６】
前記真空チャンバーの外部には少なくとも一つ以上の第２アライン手段が更に含まれる請求項１記載の液晶表示素子用貼り合わせ装置。
【請求項７】
前記真空チャンバーの内部には少なくとも一つ以上の第２アライン手段が更に含まれる請求項１記載の液晶表示素子用貼り合わせ装置。
【請求項８】
前記第1アライン手段は相対的に小さいサイズを有するアラインマークをアラインし、前記第２アライン手段は相対的に大きいサイズを有するアラインマークをアラインすることを特徴とする請求項６または７記載の液晶表示素子用貼り合わせ装置。
【請求項９】
第１アライン手段及び第２アライン手段は、各基板に形成された各アラインマークに焦点を一致させ、各基板間の位置整列を行うように構成される請求項６または7記載の液晶表示素子用貼り合わせ装置。
【請求項１０】
第１アライン手段及び第２アライン手段は、各アラインマーク間の中間位置に焦点を一致させ、各基板間の位置整列を行うように構成される請求項６または7記載の液晶表示素子用貼り合わせ装置。
【請求項１１】
前記第１アライン手段及び第２アライン手段は、前記各アラインマークの形成位置値を読み込むように備えられる請求項６または7記載の液晶表示素子用貼り合わせ装置。
【請求項１２】
前記第１アライン手段及び第２アライン手段は、前記各基板間の中間位置における値を読み込むように備えられる請求項６または7記載の液晶表示素子用貼り合わせ装置。
【請求項１３】
前記第１アライン手段は、各基板に形成された各アラインマークの位置を確認し、前記第２アライン手段は、前記各基板の中間位置値を読み込み、前記各基板間の位置整列が行われるように構成される請求項６または7記載の液晶表示素子用貼り合わせ装置。
【請求項１４】
前記第１アライン手段の先端は、前記真空チャンバーの底面を貫通して前記真空チャンバーの内側の空間に位置するように備えられる請求項１記載の液晶表示素子用貼り合わせ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示素子の製造工程のうち、基板間の真空貼り合わせ装置に関し、特にアラインカメラのレンズ部位と、下部ステージに固定された基板のアラインマークとの間隔が最小化するようにして、アライン精密度を最大限向上させられるようにした液晶表示素子の真空貼り合わせ装置に関する。
【０００２】
【関連の技術】
情報化社会の発展に伴い、表示装置に対する要求も多様な形態に増加しており、これに応じて、最近はＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）、ＰＤＰ（Ｐｌａｓｍａ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｐａｎｅｌ）、ＥＬＤ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ Ｄｉｓｐｌａｙ）、ＶＦＤ（Ｖａｃｕｕｍ Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ Ｄｉｓｐｌａｙ）など様々な平板表示装置が研究され、その一部は既に各種装備で表示装置として活用されている。
【０００３】
そのうち、現在は優秀な画質、軽量薄型、低消費電力などの長所のため、移動型画像表示装置の用途としてＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ）の替わりにＬＣＤが最も多く使われており、ノートパソコンのモニターのような移動型の用途の他にも、放送信号を受信してディスプレイするＴＶ及びコンピュータのモニターなどに多様に開発されている。
【０００４】
このように、液晶表示素子は様々な分野で画面表示装置としての役割を果たすため多様な技術的な発展が進められてきているにも拘わらず、画面表示装置として画像の品質を高めるような作業においては上記の長所と背馳している面が多かった。
従って、液晶表示素子が一般的な画面表示装置として多様な部分に使用されるためには、軽量薄型、低消費電力の特徴を維持しながらも、高精細、高輝度、大面積など、高品位の画像をどれほど実現できるかが重要な問題とされている。
【０００５】
上記のような液晶表示素子の製造方法としては、大きく分けて、液晶注入口が形成されるように一方の基板上にシール剤を塗布して、真空中で一対の基板を接合した後、形成された注入口を介して液晶を注入する液晶注入方式と、特開２０００−２８４２９５号及び特開２００１−００５４０５号公報で提案されたように、液晶注入口を設けないようにシール剤を閉じたパターンで形成した一の基板を用意し、この基板上のシール剤で囲まれた領域に液晶を滴下した後、他の基板を前記一の基板上に配置し、真空中で上下の基板を近接させて接合する液晶滴下方式とがある。
【０００６】
前記した各種方式のうち、液晶滴下方式は液晶注入方式に比べていくつかの工程（例えば、液晶注入口の形成、液晶の注入、液晶注入口の密封などのための各々の工程）を省略して行うことができることから、それらの工程に伴う装備が必要ではなくなるという長所を有する。このため、最近は液晶滴下方式を用いた各種製造装置の研究が行われている。
【０００７】
図１及び図２はかかる関連技術の液晶滴下方式を適用した基板間の真空貼り合わせ装置を示す。即ち、関連技術の真空貼り合わせ装置は、外形をなすフレーム１０と、ステージ部２１、２２と、シール剤吐出部（図示せず）及び液晶滴下部３０と、チャンバー部３１、３２と、チャンバー移動手段と、ステージ移動手段と、アライン手段、そして、真空ポンプ６０とから構成されている。
【０００８】
この際、前記ステージ部は上部ステージ２１と下部ステージ２２とからなり、シール剤吐出部及び液晶滴下部３０は基板の貼り合わせ工程が行われる位置である前記フレーム側部に装着され、前記チャンバー部は上部チャンバーユニット３１と下部チャンバーユニット３２とでそれぞれ合体可能となるように構成される。
【０００９】
これと共に、前記チャンバー移動手段は下部チャンバーユニット３２が前記貼り合わせ工程が行われる位置や、シール剤の吐出及び液晶の滴下が行われる位置に選択的に移動するように駆動する駆動モータ４０で構成され、前記ステージ移動手段は前記上部ステージ２１が選択的に上部或いは下部に移動するように駆動する駆動モータ５０で構成されている。
【００１０】
そして、真空ポンプ６０は、上部チャンバーユニット３１の内部と連通した管路と連結され、その管路を介してチャンバーの内部を真空の状態に維持するために空気を吸引する。
【００１１】
そして、アライン手段は、上部ステージ２１に取り付けられた基板（以下、第２基板）５２と、下部ステージ２２に取り付けられた基板（以下、第１基板）５１との位置整列状態を判読できるようにアラインカメラ７０で構成し、上部チャンバーユニット３１の上面に固定される。この際、前記アラインカメラ７０による各基板間の位置整列状態を確認できるように、上部チャンバーユニット３１には透視窓３１ａが設けられる。
【００１２】
以下、上記した関連技術の基板組立装置を用いた液晶表示素子の製造過程を、その工程順序に従いより具体的に説明する。
まず、上部ステージ２１には第２基板５２がローディングされて固定され、下部ステージ２２には第１基板５１がローディングされて固定される。この状態で前記下部ステージ２２を有する下部チャンバーユニット３２はチャンバー移動手段４０によって、図１に示すように、シール剤の塗布及び液晶滴下のための位置に移動する。
【００１３】
そして、前記状態でシール剤吐出部及び液晶滴下部３０によるシール剤の塗布及び液晶滴下が完了すると、再び前記チャンバー移動手段４０によって、図２に示すように、基板間の貼り合わせのための位置に移動する。
その後、チャンバー移動手段４０による各チャンバーユニット３１，３２の合体がなされて各ステージ２１，２２が位置した区間が密閉され、真空ポンプ６０の駆動によって前記空間が真空状態になる。
【００１４】
そして、上部ステージ２１が下向きに移動しながら各基板５１、５２間のアライン工程のための位置に達すると、アラインカメラ７０は、上部チャンバーユニット３１に形成された透視窓３１ａ、及び上部ステージ２１に形成された開口孔２１ａを介して各ステージ２１、２２に取り付けられた第２基板５２と第１基板の各アラインマークを確認して、前記各基板間の位置整列を行う。
この際の位置整列は、前記アラインカメラ７０により判読された基板間のずれをステージ微動量として換算して、この換算した数値だけステージ移動手段を制御して補正することで、各基板間の位置整列を行う。
【００１５】
そして、上記のような位置整列が完了すると、ステージ移動手段５０によって上部ステージ２１が更に下向き移動を行い、前記上部ステージ２１に固定された第２基板５２を下部ステージ２２に固定された第１基板５１に密着させると共に、継続的な加圧による各基板間の貼り合わせを行うことで液晶表示素子の製造が完了する。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したような関連技術の貼り合わせ装置は次のような問題がある。
【００１７】
第一に、通常、位置整列を行うアラインカメラと、各ラインマークとの距離は、互いに近ければ近いほどその判読は正確度が高い。ところが、既存の構成では上部のチャンバーユニットの上面と、前記アラインカメラのレンズ部位との間隔（図面上Ｌ１）が常に一定の距離だけ離れているため、その間隔だけ精密度が劣る。
特に、大型モデルの液晶表示素子の場合、各装置間の干渉によって前記上部チャンバーユニットの上面と、前記アラインカメラのレンズ部位との間隔（図面上Ｌ１）が更に大きくなるので、高いアライン精密度を期待し難い。
【００１８】
第二に、上部チャンバーユニットの内側の上面と、基板に形成されたアラインマークとの間隔（図面上Ｌ２）も発生するので、アライン精密度は更に劣る。
これにより、最近は大型モデルの液晶表示素子の製造のための製造装備に適した構造を有するアライン手段の開発が至急に要求されている。
【００１９】
第三に、各基板に形成されたアラインマークを観測するために一つのアラインカメラのみを利用していたので、基板間の位置整列のための時間上の損失が多かった。
【００２０】
第四に、観測上の精密度があまり高くないアラインカメラを使用する場合は、次第に大型化する液晶表示素子用製造装備の適用に不利な問題点が発生する。
【００２１】
かかる問題点を最も効果的に防止するためには、アラインカメラがチャンバーの内部に装着されることが好ましい。しかしながら、前記チャンバーの内部が高真空の状態であることを考慮する時、高真空の状態に耐えられるアラインカメラが必要とされるという不具合がある。
【００２２】
そこで、本発明は、上記のような問題点を解決するために成されたもので、アラインカメラのレンズ部位と、下部ステージに固定された基板のアラインマークとの間隔が最小化するようにして、アライン精密度を最大限向上させられるようにした液晶表示素子の真空貼り合わせ装置を提供することにその目的がある。
【００２３】
また、他の目的として、各基板間の位置整列のための作業時間を最大限短縮すると共に、各基板間の位置整列が精密に行われるようにすることで、製品不良が最大限防止されるようにすることにある。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明による液晶表示素子用貼り合わせ装置の第１の形態によれば、真空チャンバー、前記真空チャンバー内の下部空間に備えられる下部ステージ、前記真空チャンバー内の上部空間に備えられ、少なくとも一つ以上の第１観測空間を有する上部ステージ、前記各ステージのうち何れか一方に連結された移動軸及び駆動モータを有するステージ移動手段、及び前記真空チャンバーの内部に一端が位置して、各基板間の位置整列を行う少なくとも一つ以上の第１アライン手段で構成されることを特徴とする。
【００２５】
上記目的を達成するために本発明による液晶表示素子用貼り合わせ装置の第２の形態によれば、真空チャンバー、前記真空チャンバー内の上側及び下側区間にそれぞれ対向して設けられた上部ステージ及び下部ステージ、前記何れか一方のステージに連結された移動軸及び駆動モータを有するステージ移動手段、相対的に小さいサイズを有するアラインマークをアラインするための少なくとも一つ以上の第１アライン手段、そして、相対的に大きいサイズを有するラインマークをアラインするための少なくとも一つ以上の第２アライン手段を含むことを特徴とする。
【００２６】
上記目的を達成するために本発明による液晶表示素子用貼り合わせ装置の第３の形態によれば、真空チャンバー、前記真空チャンバー内の上側及び下側空間にそれぞれ対向して設けられた上部ステージ及び下部ステージ、前記少なくとも何れか一方のステージに形成され、各基板に形成された各アラインマークを観測する多数の観測孔を含むことを特徴とする。
【００２７】
上記目的を達成するために本発明による液晶表示素子用貼り合わせ装置の第４の形態によれば、真空チャンバー、前記真空チャンバー内の上側空間に備えられた上部ステージ、前記真空チャンバー内の下部空間に備えられ、少なくとも一つ以上の第１観測孔を有する下部ステージ、前記各ステージを移動させるステージ移動手段、そして、前記第１観測孔を介して前記下部ステージに固定された第１基板と、前記上部ステージに固定された第２基板との位置整列を行うように、前記下部ステージの底部に備えられた少なくとも一つ以上の第３アライン手段を含むことを特徴とする。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい各実施形態を添付の図３乃至図１８Ｄに基づいて詳細に説明する。
【００２９】
まず、図３乃至図７は、本発明の液晶滴下方式を用いた液晶表示素子用貼り合わせ装置の基板間の位置整列のための第１実施形態の構造、及び動作状態を概略的に示す。
【００３０】
これから分かるように、本発明の貼り合わせ装置の第１実施形態によれば、大きく分けて真空チャンバー１１０と、ステージ部と、ステージ移動装置と、そして、少なくとも一つ以上の第１アライン手段２００とで構成される。
前記真空チャンバー１１０は、その内部が選択的に真空にされつつ各基板５１０、５２０間の貼り合わせ工程が行われる。
これと共に、前記真空チャンバー１１０の上面のうち、各基板のアラインマーク５１１、５２１が形成された部位と垂直な部位には結合孔１１２が形成される。
【００３１】
そして、前記ステージ部は、前記真空チャンバー１１０の内部に搬入された各基板５１０、５２０を作業位置に固定し、この固定された基板間の貼り合わせを行うように動作する。このようなステージ部は、前記真空チャンバー１１０内の上側区間と下側空間とにそれぞれ対向して設けられる上部ステージ１２１及び下部ステージ１２２で構成される。
また、前記上部ステージ１２１には、各基板５１０、５２０のアラインマーク５１１、５２１の確認のための少なくとも一つ以上の第１観測孔１２１ａが形成される。この際、前記第１観測孔１２１ａが形成される部位は、上部ステージ１２１の角部、特に互いに対応する少なくとも２つの角部（平面から見て互いに対角となる部位）にそれぞれ形成される。
勿論、前記第１観測孔１２１ａは、前記上部ステージ１２１の各辺（長辺及び短辺）の縁側の中央部位にそれぞれ形成することもできる。
【００３２】
そして、前記ステージ移動装置は、上部ステージ１２１を上下に移動させる移動軸１３１を有し、下部ステージ１２２を左右に回転させる回転軸１３２を有し、前記移動軸１３１及び回転軸１３２を駆動する駆動モータ１３３、１３４をそれぞれ有する。
この際、前記各駆動モータ１３３、１３４は真空チャンバー１１０の外側に備えられる。勿論、前記各駆動モータ１３３、１３４は真空チャンバー１１０の内側に備えられることもできる
【００３３】
そして、前記第１アライン手段２００は、その一端が真空チャンバー１１０の内側の空間上に位置するように設けられ、各ステージ１２１、１２２に固定された各基板５１０、５２０間の位置整列を行う。
かかる前記第１アライン手段２００は、大きく分けて第１カメラ収容部２１０と、第１アラインカメラ２２０とで構成される。
前記第１カメラ収容部２１０は全体的にパイプ形状をなすように形成され、その一端は前記真空チャンバー１１０に形成された結合孔１１２を貫通して前記真空チャンバー１１０の内部に位置する。この際、前記第１カメラ収容部２１０と、結合孔１１２との結合時に発生し得る間隔は、最大限密閉され得るように図４Ａのようにシーリングする。
【００３４】
これと共に、前記真空チャンバー１１０の内部の空間に位置する第１カメラ収容部２１０の一端は透視可能に形成され、各基板５１０、５２０のアラインマーク５１１、５２１を観測できるようにする。
【００３５】
かかる構造は、図４Ｂに示すように、第１カメラ収容部２１０の一端に透視窓２１１を一体に形成することで可能である。この際、前記透視窓２１１は、高真空の状態でも破損しない強度を有する透過性のガラス材質で形成する。勿論、前記第１カメラ収容部２１０の材質も高真空の状態で破損のおそれのない材質で形成する。
【００３６】
また、前記真空チャンバー１１０の内部に位置する第１カメラ収容部２１０の先端は、上部ステージ１２１の第１観測孔１２１ａの上側に位置するように設けられる。この際、前記第１カメラ収容部２１０は、上述した構成でのみ成されるものではない。
即ち、前記第１カメラ収容部２１０は、上部ステージ１２１が真空チャンバー１１０内の上部側に位置することを考慮する時、少なくとも前記上部ステージ１２１を貫通しない程度の深さとなるように長く形成することもできる。
この場合、前記上部ステージ１２１には、前記第１カメラ収容部の収容のための別途の収容溝（図示せず）を形成する。勿論、図４Ｃｃのように、該当部位を切開して形成することもできる。
【００３７】
これと共に、前記第１アラインカメラ２２０は、前記第１カメラ収容部２１０に陥入装着され、各基板５１０、５２０のアラインマーク５１１、５１２を観測して基板間の位置整列を行う。
【００３８】
また、前記第１カメラ収容部２１０は、移動軸１３１にその一端を連結して、上部ステージ１２１の移動と共に上下に移動する。これは図示した通りである。
この際、前記第１カメラ収容部２１０と移動軸１３１とはネジ結合を行い、移動軸１３１の回転が行われる場合、第１カメラ収容部２１０が上向き、或いは下向きに移動するようにする。
【００３９】
勿論、前記第１カメラ収容部２１０は、真空チャンバー１１０に固定されるようにし、第１アラインカメラ２２０の一端を移動軸１３１に連結して、前記第１アラインカメラ２２０が前記移動軸１３１の移動によって第１カメラ収容部２１０内で上下に移動可能なように構成することもできる。
また、前記第１カメラ収容部２１０が上部ステージ１２１の移動と共に移動できるようにした構成は、前記移動軸１３１との結合によってのみ可能なものではない。
【００４０】
即ち、真空チャンバー１１０の内部に位置する前記第１カメラ収容部２１０の先端を上部ステージ１２１の第１観測孔１２１ａが形成された部位と一体に形成し、第１アラインカメラ２２０は、前記第１カメラ収容部２１０に収容された状態で一体化され、同時的な移動が可能であるように構成することもできるが、この実施形態は図４Ｄに示す通りである。
未説明の符号３００は、真空チャンバー１１０の内部を真空状態にするために空気の吸引力を提供する真空手段である。
【００４１】
以下、上述したような構成を有する本発明の液晶表示素子の第１実施形態による貼り合わせ装置を用いた基板間の貼り合わせ過程をより概略的に説明する。
【００４２】
まず、各ステージ１２１、１２２に各基板５１０、５２０のローディングが完了すると、遮蔽ドア１０３が動作しながら真空チャンバー１１０の基板流出口１１１を閉鎖させ、真空チャンバー１１０の内部を密閉した状態にする。
この状態で、真空手段３００の駆動により発生した空気吸入力が真空チャンバー１１０の内部に伝達されると、前記真空チャンバー１１０の内部は少しずつ真空状態になる。
【００４３】
その後、ステージ移動装置の駆動モータ１３３が駆動しながら移動軸１３１を回転させると、上部ステージ１２１が下向きに移動しながら下部ステージ１２２に近接して位置する。この際、本発明の第１アライン手段２００の第１カメラ収容部２１０は、前記移動軸１３１の回転によって上部ステージ１２１と共に真空チャンバー１１０内で所定の距離だけ下向きに移動しながら、第１アラインカメラ２２０の下端（レンズ部位）を下部ステージ１２２の上面に載せてある基板５１０に最大限近くに置く。この状態は図６に示す通りである。
【００４４】
そして、上記した各動作が完了すると、前記第１アラインカメラ２２０は、下部ステージ１２２に固定された基板５１０、及び上部ステージ１２１に固定された基板５２０の各アラインマーク５１１、５２１を確認して、その整列状態を判読する。この際、前記アラインマーク５１１、５２１の確認を通じた整列状態の判読は、第１アラインカメラ２２０が各アラインマーク５１１、５２１間の中央部分に焦点が合わせられるようにして相互間の整列状態を判読するか、或いは各アラインマーク５１１、５２１にそれぞれ焦点を交互に合わせながら相互間の整列状態を判読するようにする。
【００４５】
しかしながら、必ずしもこれに限定されるわけではなく、他に多様な方法を通じて行うこともできる。
そして、上記した過程による整列状態の判読が完了すると、この判読したデータ値によるステージ移動装置の制御が行われ、上部ステージ１２１、或いは下部ステージ１２２の前後、左右、対角など、Ｘ方向とＹ方向による位置補償を行う。その後、前記各基板５１０、５２０の位置整列が完了すると、前記ステージ移動装置は継続的な駆動信号が伝達され駆動しながら、上部ステージ１２１に固定された基板５２０を下部ステージ１２２に固定された基板５１０に加圧して、相互間の貼り合わせを行う。この状態は図７に示す通りである。
【００４６】
一方、本発明の第２実施形態では、基板５１０、５２０間の位置整列が２つ以上のアライン手段２００、４００により行われるようにする。
即ち、本発明の第２実施形態によれば、図８Ａ及び図８Ｂに示すように、各基板５１０、５２０間の位置整列を行う別途のアライン手段（以下、″第２アライン手段″）４００を更に含み、前記第２アライン手段４００を構成するアラインカメラ（以下、″第２アラインカメラ）４２０が第１アラインカメラ２２０と一対を成して、特定の部位の位置整列が行われ得るようにする。
この際、前記第２アライン手段４００は、真空チャンバー１１０の外側の空間上に位置するように設けることができ、真空チャンバー１１０の内側の空間上に位置するように設けることもできる。
【００４７】
仮に、前記第１アライン手段２００が第２アライン手段４００に比べてより精密な位置整列を行うように設定されると、前記第１アライン手段２００を構成する第１アラインカメラ２２０の一端は真空チャンバー１１０の内側の空間上に位置するようにすると共に、第２アラインカメラ４２０は真空チャンバー１１０の外側に位置するようにする。
これは、基板間の位置整列をより精密に行うように設定された何れかのアライン手段は、各基板のアラインマーク５１１、５２１が形成された部位との間隔が最小化するようにし、他方のアライン手段は、前記何れかのアライン手段の位置整列がより精密に行われるように補助する役割を果すようにするためである。
【００４８】
そして、上記した本発明の第２実施形態による各対のアラインカメラ２２０、４２０は、図９Ａに示すように、平面から見て互いに対応する位置にそれぞれ設ける。即ち、前記各アラインカメラ２２０、４２０を各基板５１０、５２０の互いに対角となる４つの角部に向かうようにそれぞれ設けることで、各基板間の位置整列が最大限正確に行われ得るようにする。
勿論、前記各アラインカメラ２２０、４２０を前記各基板５１０、５２０の４つの辺の縁側の中央部に向かうように設けることもできる。
【００４９】
また、前記各アラインカメラ２２０、４２０を前記各基板５１０、５２０の２つの角部や２つの辺の縁側の所定の部位、或いは他の部位（特に、ダミー領域をなす各部位のうち互いに対応する部位）にそれぞれ位置するように構成することもできる。
【００５０】
尚、上記した本発明の第２実施形態のように、２つ以上のアラインカメラ２２０、４２０が一対を成しつつ基板５１０、５２０の各角部に対応して設けられる構成である場合、各基板５１０、５２０には、各アラインカメラ２２０、４２０別に認識される互いに異なるサイズ（或いは、互いに異なる模様や太さなど）のアラインマーク５１１、５２１、５１２、５２２をそれぞれ対応させて形成する。この際の前記アラインマークの形状及び位置は、図９Ａ及び図９Ｂに示す通りである。
【００５１】
これと共に、上部ステージ１２１には、前記各基板５１０、５２０の各アラインマーク５１１、５２１、５１２、５２２が形成された部位のみを観測できるように、第１観測孔１２１ａ及び第２観測孔１２１ｂをそれぞれ対応させて形成する。この際、各アラインカメラ２２０、４２０は、前記各観測孔１２１ａ、１２１ｂを介してそれぞれのアラインマーク５１１、５２１、５１２、５２２間の整列状態を判読できるように、前記各観測孔１２１ａ、１２１ｂ毎に一つずつ装着する。
【００５２】
即ち、相対的に高い観測上の精密度を有する第１アラインカメラ２２０は、比較的小さいサイズのアラインマーク（以下、″小マーク（ｆｉｎｅ ａｌｉｇｎ ｍａｒｋ）″）５１１、５２１を観測するために対応する位置に設け、第２アラインカメラ４２０は、比較的大きいサイズのアラインマーク（以下、″大マーク（ｒｏｕｇｈ ａｌｉｇｎ ｍａｒｋ）″）５１２、５２２を観測するために対応する位置に設ける。
【００５３】
以下、上述したような本発明の第２実施形態における構造による基板間の位置整列過程についてより具体的に説明する。
【００５４】
まず、各基板５１０、５２０のローディング、及び真空チャンバー１１０の内部を真空状態にする一連の過程は、既上述した本発明の第１実施形態と同様である。
そして、上記した過程によって真空チャンバー１１０の内部が完全な真空状態になると、ステージ移動装置の駆動モータ１３３が駆動しながら移動軸１３１を回転させ、図８Ｂのように上部ステージ１２１を下向きに移動させる。
【００５５】
このように、前記上部ステージ１２１が下向きに移動しながら下部ステージ１２２に近接して位置すると、前記駆動モータ１３３の駆動が中止して、本発明の各アライン手段２００、４００のうち相対的に精密性の劣る第２アライン手段４００の第２アラインカメラ４２０によって一次的な基板５１０、５２０間の位置整列が行われる。これは、前記第２アラインカメラ４２０が各基板５１０、５２０に形成された各アラインマーク５１１、５２１、５１２、５２２のうち、大マーク５１２、５２２を確認することで行われる。
【００５６】
また、前記大マーク５１２、５２２の確認は、図１０Ａに示すように、前記大マーク５１２、５２２が第２アラインカメラ４２０の可視範囲内に位置しているかどうかを確認することで行い、この際の前記第２アラインカメラ４２０の焦点が、図１０Ｂに示すように、大略各基板５１０、５２０間の中央部となるようにすることで基板間の位置確認を行う。
【００５７】
上記のような一次的な基板間の位置整列は、各基板５１０、５２０に形成された小マーク５１１、５２１が第１アラインカメラ２２０の可視範囲内に入るようにすることで、より精密な基板間の位置整列過程が迅速且つ容易に行えるようにするための過程である。
【００５８】
そして、上記した過程によって一次的な基板間の位置整列が行われ、第２アラインカメラ４２０の可視範囲内に各基板５１０、５２０の大マーク５１２、５２２が位置すると、第１アラインカメラ２２０による二次的な基板間の位置整列が行われる。この際、第１カメラ収容部２１０は、上部ステージ１２１と共に下向きに移動しながら、前記第１カメラ収容部２１０内に収容された状態で装着された第１アラインカメラ２２０の下段（レンズ部位）を各基板（特に、下部ステージに載せてある基板）に最大限近く位置させる。
従って、前記第１アラインカメラ２２０は、各基板５１０、５２０に形成された各小マーク５１１、５２１の位置を判読して、各基板５１０、５２０間の精密な位置整列が行えるようになる。
【００５９】
特に、前記各小マーク５１１、５２１は、既上述した一次的な基板間の位置整列過程によって第１アラインカメラ２２０の可視範囲内に位置した状態であるので、第１アラインカメラ２２０によるより正確な位置判読過程が更に円滑に進行可能である。
【００６０】
また、上記のような第１アラインカメラ２２０による各基板５１０、５２０間の位置整列過程は、まず、前記第１アラインカメラ２２０が上部ステージ１２１に固定された基板５２０の小マーク５２１に焦点を合わせて、前記基板５２０の現在の位置を判読し、以後の下部ステージ１２２に固定された基板５１０の小マーク５１１に焦点を合わせて、該当基板５１０の現在の位置を判読する。この状態は図１０Ｃ及び図１０Ｄに示す通りである。
【００６１】
その後、前記判読した各小マーク５１１、５２１の相互間の位置による偏差値を確認すると共に、前記確認された偏差値に対応する変位量を計算して、この計算した変位量だけ上部ステージ１２１（或いは、下部ステージ）を移動させ、各基板５１０、５２０間の位置整列を行う。この際、何れかのステージの移動方法は、既上述した本発明の第１実施形態と同様である。
【００６２】
その後、上記した各基板の位置整列が完了すると、前記ステージ移動装置は継続的に伝達される駆動信号により駆動され、上部ステージ１２１に固定された基板５２０を下部ステージ１２２に固定された基板５１０に加圧して、相互間の貼り合わせを行う。
【００６３】
一方、上述した本発明の第２実施形態は、必ずしも何れかのアラインカメラの一端を真空チャンバー１１０の内部の空間上に位置するように設けることに限定されない。即ち、第１アラインカメラ２２０及び第２アラインカメラ４２０を真空チャンバー１１０の内部の空間上に位置させることができ、前記第１アラインカメラ２２０及び第２アラインカメラ４２０を真空チャンバー１１０の外部に位置させることもできる。
【００６４】
また、本発明による第１アライン手段２００及び第２アライン手段４００は、それぞれ２つのアラインカメラを含めて構成されることができ、それぞれ４つのアラインカメラを含めて構成することもできる。
この場合、各基板５１０、５２０間の位置整列の方法は、各基板５１０、５２０に形成されたアラインマーク５１１、５２１を各々読み込む方法と、各基板５１０、５２０の中間値を読み込む方法とがあり、第１アライン手段２００は、各基板５１０、５２０のアラインマーク５１１、５２１を別々読み込むと同時に、第２アライン手段４００は、上下基板５１０、５２０の中間位置値を読み込むように設定することもできる。
【００６５】
一方、本発明の第３実施形態によれば、少なくとも一つ以上のアライン手段が真空チャンバー１１０の下部に位置する。
即ち、図１１乃至図１３に示すように、本発明の第３実施形態では、真空チャンバー１１０の底面に多数の第１透視孔１１３を形成し、前記真空チャンバー１１０の底部には第３アライン手段６００を備える。この際、前記各第１透視孔１１３は、各基板５１０、５２０に形成されたアラインマーク５１１、５２１の位置とは垂直な部位に形成され、前記各アラインマーク５１１、５２１の個数に対応してそれぞれ形成される。
【００６６】
また、下部ステージ１２２の各部位のうち、真空チャンバー１１０に形成された各第１透視孔１１３の位置と対向する部位には、各アラインマーク５１１、５２１を確認する第４観測孔１２２ａが形成される。
そして、前記第３アライン手段６００は、真空チャンバー１１０の外側の底部に備えられ、真空チャンバー１１０の第１透視孔１１３、及び下部ステージ２２０の第４観測孔１２２ａを介して各基板５１０、５２０のアラインマーク５１１、５２１が形成された部位を観測可能な位置に装着され、前記各基板５１０、５２０間の位置整列を行う。この際、前記第３アライン手段６００は、各基板５１０、５２０に形成されたアラインマーク５１１、５２１を判読して、基板間の位置整列を行う多数のアラインカメラを含む。
【００６７】
また、前記第３アライン手段６００は、前記各第４観測孔１２２ａに対応する個数備える。
【００６８】
以下、上述したような構成を有する本発明の液晶表示素子の第３実施形態による基板間の位置整列のための過程をより具体的に説明する。
【００６９】
まず、各ステージ１２１、１２２に各基板５１０、５２０のローディングが完了した後、真空チャンバー１１０の内部が密閉された状態になると、真空手段３００の駆動により発生した空気の吸入力が真空チャンバー１１０の内部に伝達され、前記真空チャンバー１１０の内部は少しずつ真空状態になる。
【００７０】
その後、ステージ移動装置の駆動によって上部ステージ１２１が下向きに移動しながら下部ステージ１２２に近接して位置する。そして、上記した各動作が完了すると、前記第３アライン手段６００は、下部ステージ１２２に固定された基板５１０、及び上部ステージ１２１に固定された基板５２０の各アラインマーク５１１、５２１を確認して、その整列状態を判読する。
この際、前記アラインマーク５１１、５２１の確認を通じた整列状態の判読は、第３アライン手段６００が各アラインマーク５１１、５２１間の中央部に焦点が合わせられるようにして、相互間の整列状態を判読するか、或いは各アラインマーク５１１、５２１にそれぞれ焦点を交互に合わせながら相互間の整列状態を判読するようにする。
【００７１】
しかしながら、前記各アラインマークを用いる各基板間の整列状態の判読は、上記した一連の過程にのみ限定されるわけではなく、他の多様な方法により行うこともできる。
そして、上記した過程による整列状態の判読が完了すると、この判読されたデータ値によるステージ移動装置の制御が行われ、上部ステージ１２１、或いは下部ステージ１２２の前後、左右、対角など、ｘ方向とｙ方向による位置補償を行う。
【００７２】
一方、本発明の第４実施形態では、前記第３アライン手段６００を真空チャンバーの下部に備え、その一端が前記真空チャンバー１１０の内側に位置するようにしており、この状態は図１４に示す通りである。
これは、前記第３アライン手段６００が各基板に形成されたアラインマーク５１１、５２１の位置と最大限近接するようにするためである。
【００７３】
即ち、本発明の第４実施形態では、前記第３アライン手段６００が基板５１０、５２０の面上に形成された各アラインマーク５１１、５２１と最大限近接するように備えることで、その観測上の精密度をより向上させられるようにしたものである。この際、前記真空チャンバー１１０には、その内部の空間上に位置する第３アライン手段６００の一端を収容するための第３カメラ収容部６１０が更に備えられる。
このような第３カメラ収容部６１０は、透視可能な材質からなると共に、高真空下で前記第３アライン手段６００を安定的に保護できるものである。
【００７４】
上記のような本発明の第４実施形態の構成を用いた基板５１０、５２０間の位置整列過程は、既上述した本発明の第３実施形態と同様である。
【００７５】
一方、本発明の第５実施形態では、各基板５１０、５２０間の位置整列のための過程がより迅速に行われ得るようにするための構成を示す。
図１５乃至図１７のように、上述した第３実施形態の各構成に別途のアライン手段（以下、″第４アライン手段″）７００を更に含めて構成され、前記第４アライン手段７００の各第４アラインカメラが第３アライン手段６００を構成する各第３アラインカメラ６２０と互いに対を成しつつ特定の部位の位置整列が行われ得るようにする。
【００７６】
特に、前記第３アライン手段６００は、より精密な基板５１０、５２０間の位置整列を行うようにし、第４アライン手段７００は、前記第３アライン手段６００がより精密な位置整列を行えるように補助する役割を果たすようにする。
この際、前記第３アライン手段６００は、各基板のアラインマーク５１１、５２１が形成された部位との間隔が最小化するように位置する。
【００７７】
また、前記第４アライン手段７００は、真空チャンバー１１０の上側に備えて、前記真空チャンバー１１０の上面に形成された第２透視孔１１４、及び前記上部ステージ１２１に形成された各第３観測孔１２１ｃを介して基板間の位置整列を行えるようにする。特に、前記第４アライン手段７００は、各基板に形成されたアラインマーク５１１、５２１のうち、大マーク５１１ａ，５２１ａを観測するように備えられる。
この場合、第３アライン手段６００は、各基板５１０、５２０に形成されたアラインマーク５１１、５２１のうち、小マーク５１１ｂ、５２１ｂを観測するように備えられる。
【００７８】
即ち、第４アライン手段７００は、前記大マーク５１１ａ、５２１ａを用いて基板５１０、５２０間の概略的な位置整列が行われるようにし、第３アライン手段６００は、小マーク５１１ｂ、５２１ｂを用いて基板間の精密な位置整列が行われるようにする。勿論、前記第４アライン手段７００を真空チャンバー１１０の下側の第３アライン手段６００の設置位置に近接するように備えることもできる。
【００７９】
しかしながら、通常、真空チャンバー１１０の下側空間、或いは下部ステージ１２２の下側空間があまり大きくなく、また、前記第４アライン手段７００は大きなアライン精密度を要しないため、上記した実施形態のように、真空チャンバー１１０の上側に位置するようにすることがより好ましい。
【００８０】
上記した構成の場合、基板５１０、５２０間の位置整列方法は、既上述した本発明の第３実施形態による基板間の位置整列過程に追加して第３アライン手段６００による基板５１０、５２０間の位置整列が行われる前に、第４アライン手段７００による基板５１０、５２０間の位置整列が優先的に行われることで進行する。
【００８１】
即ち、第３アライン手段６００による基板間の位置整列が行われる前に、前記第４アライン手段７００が真空チャンバー１１０の上側に形成された第２透視孔１１４、及び上部ステージ１２１に形成された第３観測孔１２１ｃを通じて各基板５１０、５２０に形成された各アラインマーク５１１、５２１のうち大マーク５１１ａ、５２１ａを確認する。
この際、前記大マーク５１１ａ、５２１ａの確認は、図１８Ａに示すように、前記大マーク５１１ａ、５２１ａが第４アライン手段７００の可視範囲内に位置しているかどうかを確認することで進行し、この際の前記第４アライン手段７００の焦点は、図１８Ｂに示すように、大略各基板５１０、５２０間の中央部となるようにすることで、基板間の位置確認を行う。
【００８２】
上記のような一次的な基板間の位置整列は、各基板５１０、５２０に形成された小マーク５１１ｂ、５２１ｂが第３アライン手段６００の可視範囲内に入られるようにすることで、より精密な基板５１０、５２０間の位置整列の過程が迅速且つ容易に行われ得るようにするための過程である。
【００８３】
そして、上記した過程によって一次的な基板間の位置整列が行われ、第４アライン手段７００の可視範囲内に各基板５１０、５２０の大マーク５１１ａ、５２１ａが位置すると、第３アライン手段６００による二次的な基板間の位置整列が行われる。即ち、前記第３アライン手段６００は、下部ステージ１２２に形成された第４観測孔１２２ａを介して各基板５１０、５２０に形成された各小マーク５１１ｂ、５２１ｂの位置を判読して、各基板５１０、５２０間の精密な位置整列を行える。
【００８４】
特に、前記各小マーク５１１ｂ、５２１ｂは、既上述した一次的な基板間の位置整列過程によって第３アライン手段６００の可視範囲内に位置した状態であるので、第３アライン手段６００によるより正確な位置判読過程が更に円滑に行われる。
また、上記のような第３アライン手段６００による各基板５１０、５２０間の位置整列の過程は下記の通りである。
【００８５】
まず、前記第３アライン手段６００が上部ステージ１２１に固定された基板５２０の小マーク５２１ｂに焦点を合わせて、前記基板５２０の現在の位置を判読し、その後、下部ステージ１２２に固定された基板５１０の小マーク５１１ｂに焦点を合わせて、該当基板５１０の現在の位置を判読する。この状態は図１８Ｃ及び図１８Ｄに示す通りである。
【００８６】
その後、前記判読した各小マーク５１１ｂ、５２１ｂ相互間の位置によるずれを確認すると共に、前記確認されたずれに対応する変位量を計算して、この計算した変位量だけ上部ステージ２１０（或いは、下部ステージ）を移動させ、各基板５１０、５２０間の位置整列を行う。
【００８７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の液晶滴下方式を用いた液晶表示素子の真空貼り合わせ装置による構成によって次のような効果が得られる。
【００８８】
第一に、各アラインカメラと各アラインマークとの間の距離を最大限近くすることで、各基板の位置整列による信頼性が向上する効果がある。
特に、大型モデルの液晶表示素子を製造するための装置に本発明のアライン構造を適用する場合、高いアライン精度が得られて有利である。
【００８９】
第二に、本発明では、基板間の位置整列のための構造が概略的な位置整列、及び精密な位置整列などのような２つの段階で行われ得るようにすることで、基板間の位置整列のための時間上の損失を低減することができる。
即ち、観測上の精密度があまり高くないアラインカメラを用いて、高精密度のアラインカメラが観測可能な範囲内に各アラインマークを位置させるようにすることで、基板間の位置整列にかかる時間を最大限低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】関連技術の液晶表示素子製造装備のうち基板の組立装備を概略的に示す構成図である。
【図２】関連技術の液晶表示素子製造装備のうち基板の組立装備を概略的に示す構成図である。
【図３】本発明の第１実施形態による真空貼り合わせ装置の内部の構成を概略的に示す状態図である。
【図４Ａ】図３の゛Ａ″部の拡大断面図である。
【図４Ｂ】図３の゛Ｂ″部の拡大断面図である。
【図４Ｃ】図３のアライン手段と上部ステージとの適用構造の他の実施形態を概略的に示す要部拡大断面図である。
【図４Ｄ】図３のアライン手段と上部ステージとの適用構造のまた他の実施形態を概略的に示す要部拡大断面図である。
【図５Ａ】図３のI−I線の状態図である。
【図５Ｂ】図３のII−II線の状態図である。
【図６】本発明の真空貼り合わせ装置の動作状態のうち、各基板間の位置整列を行う状態を示す動作構成図である。
【図７】本発明の真空貼り合わせ装置の動作状態のうち、各基板間の貼り合わせを行う状態を示す動作構成図である。
【図８Ａ】本発明の第２実施形態による真空貼り合わせ装置の内部の構成、及びその動作状態を概略的に示す状態図である。
【図８Ｂ】本発明の第２実施形態による真空貼り合わせ装置の内部の構成、及びその動作状態を概略的に示す状態図である。
【図９Ａ】図８ＡのIII−III線の状態図である。
【図９Ｂ】図８ＡのIV−IV線の状態図である。
【図１０Ａ】大マークを用いた基板間の整列過程を概略的に示す過程図である。
【図１０Ｂ】大マークを用いた基板間の整列過程のためにアラインカメラの焦点調節状態を概略的に示す状態図である。
【図１０Ｃ】小マークを用いた基板間の整列過程を概略的に示す過程図である。
【図１０Ｄ】小マークを用いた基板間の整列過程のためにアラインカメラの焦点調節状態を概略的に示す状態図である。
【図１１】本発明の第３実施形態による真空貼り合わせ装置の内部構成を概略的に示す状態図である。
【図１２】図１１のV−V線の状態図である。
【図１３】図１１のVI−VI線の状態図である。
【図１４】本発明の第４実施形態による真空貼り合わせ装置の内部の構成を概略的に示す状態図である。
【図１５】本発明の第５実施形態による真空貼り合わせ装置の内部の構成を概略的に示す状態図である。
【図１６】図１５のVII−VII線の状態図である。
【図１７】図１５のVIII−VIII線の状態図である。
【図１８Ａ】大マークを用いた基板間の整列過程を概略的に示す過程図である。
【図１８Ｂ】大マークを用いた基板間の整列過程のためにアラインカメラの焦点調節状態を概略的に示す状態図である。
【図１８Ｃ】小マークを用いた基板間の整列過程を概略的に示す過程図である。
【図１８Ｄ】小マークを用いた基板間の整列過程のためにアラインカメラの焦点調節状態を概略的に示す状態図である。
【符号の説明】
１１０：真空チャンバー
１１２：結合孔
１２１：上部ステージ
１２１ａ、１２１ｂ、１２１ｃ：透視孔
１２２：下部ステージ
１３１：移動軸
１３２：回転軸
１３３、１３４：駆動モータ
２００：第１アライン手段
２１０：第１カメラ収容部
２２０：第１アラインカメラ
３００：真空手段
４００：第２アライン手段
４２０：第２アラインカメラ
５１０、５２０：基板
５１１、５１２、５２１、５２２：アラインマーク
６００：第３アライン手段
６１０：第３カメラ収容部
６２０：第３アラインカメラ
７００：第４アライン手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
0004024698.tif 000006
【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
0004024698.tif 000015
【図９Ｂ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１０Ｄ】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８Ａ】
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【図１８Ｂ】
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【図１８Ｃ】
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【図１８Ｄ】
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