(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
２枚の基板のいずれか一方に無端状に塗布された接着剤を介して前記２枚の基板を位置合せした状態で貼り合せるに先立ち、前記２枚の基板の少なくともいずれか一方の基板における他方の基板との対向面であって、前記２枚の基板を貼り合せたときに前記接着剤にて囲まれる領域内となる部位に流体を塗布する基板の貼り合せ方法において、
前記基板に塗布された前記流体の塗布高さと前記接着剤の塗布高さとを比較判別し、この判別結果に基づいて前記基板の貼り合せを行なうか否かを決定することを特徴とする基板の貼り合せ方法。
【請求項２】
２枚の基板のいずれか一方に無端状に塗布された接着剤を介して前記２枚の基板を位置合せした状態で貼り合せるに先立ち、前記２枚の基板の少なくともいずれか一方の基板における他方の基板との対向面であって、前記２枚の基板を貼り合せたときに前記接着剤にて囲まれる領域内となる部位に流体を塗布する基板の貼り合せ装置において、
前記流体を塗布する塗布装置と、
この塗布装置による前記流体の吐出状態を制御する制御装置と、
前記塗布装置にて前記基板に塗布された前記流体の塗布高さと、前記接着剤の塗布高さとを比較判別する塗布状態検査装置と、を有し、
前記制御装置は、前記塗布状態検査装置による判別結果に基づいて前記基板の貼り合せを行なうか否かを決定することを特徴とする基板の貼り合せ装置。
【請求項３】
前記制御装置は、前記塗布状態検査装置により前記流体の塗布高さが前記接着剤の塗布高さよりも高いと判別されたときに、前記基板の貼り合せを中止することを特徴とする請求項２記載の基板の貼り合せ装置。
【請求項４】
前記流体の粘性率に応じた前記流体の塗布量と塗布高さの関係を表わすデータを記憶する記憶部と、
前記流体の粘性率、前記接着剤の塗布高さを設定する設定部と、を有し、
前記制御装置は、前記記憶部に記憶された前記データから、前記設定部に設定された前記粘性率と前記接着剤の塗布高さに基づいて前記流体の塗布量を選択して決定し、決定した塗布量で前記流体が塗布されるように前記塗布装置による前記流体の吐出状態を制御することを特徴とする請求項２記載の基板の貼り合せ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、２枚の基板を、接着剤を介して貼り合せる基板の貼り合せ方法および基板の貼り合わせ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶デイスプレイパネルに代表されるフラットパネルディスプレイ等の製造工程では、対向する２枚のガラス基板の間に接着剤としてのシール材を用いて液晶（流体）を封入して貼り合せる基板の貼り合せ作業が行なわれる。
【０００３】
このような貼り合せ作業は、下記の手順で行なわれる。
【０００４】
まず、２枚のガラス基板のうち、いずれか一方には予め無端枠状にシール材を塗布しておく。そして、シール材が塗布された基板、或いは塗布されていない基板のいずれか一方における、他方の基板との対向面で、かつシール材で囲まれる領域内となる部位に、所定量の液晶を滴下して塗布する。
【０００５】
次に、２枚の基板をシール材の塗布高さにほぼ等しい距離まで近接させ、この状態で、カメラを利用した画像認識装置等による位置検出装置を用いて２枚のガラスの対向面に沿う方向での相対的な位置ずれを検出する。そして、２枚のガラス基板の間に相対的な位置ずれが検出された場合には、２枚のガラス基板をその対向面に沿う方向で相対的に移動させ、位置ずれの補正を行なう。
【０００６】
位置ずれの補正が完了したならば、２枚のガラス基板を相対的に近付け、所定の押圧力で貼り合せを行なう。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、液晶は、ガラス基板上に均等に塗布されるように、ガラス基板上において複数の塗布箇所に塗布されるのであるが、各塗布箇所での液晶の塗布量は、単純に、そのガラス基板上に塗布が必要とされる液晶の総量を塗布箇所数で等分することで決定していた。
【０００８】
そのため、一つあたりの塗布箇所に塗布される液晶の量や粘性によっては、塗布された液晶の塗布高さがシール材の塗布高さよりも高くなってしまうことがあった。
【０００９】
このような場合、位置合せを行なうために、２枚のガラス基板をシール材の塗布高さとほぼ等しい距離まで近接させたときに、液晶が塗布されていない方の基板が液晶に接触してしまうことがあった。そして、この液晶の表面張力や粘性等が２枚のガラス基板をその対向面に沿う方向で相対移動させる上での抵抗となり、２枚のガラス基板の位置合せを精度良く行なうことができず、ガラス基板の貼り合せ精度が低下するという不具合が生じていた。
【００１０】
本発明は、貼り合わせる２枚の基板の相対的な位置合せを精度良く行なうことができる基板の貼り合せ方法および基板の貼り合せ装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、無端状に接着剤が塗布された基板と他の基板とを位置合せした状態で前記接着剤を介して貼り合せるに先立ち、前記２枚の基板の少なくともいずれか一方の基板における他方の基板との対向面であって、前記２枚の基板を貼り合せたときに前記接着剤にて囲まれる領域内となる部位に流体を塗布するものであって、前記基板に塗布された前記流体における前記接着剤の塗布高さに対する高さを検査し、この検査結果に基づいて前記基板に対する前記流体の塗布状態の良否を判別し、前記基板の貼り合せを行なうか否かを決定することを特徴とする。
【００１２】
【作用】
本発明によれば、貼り合される基板に塗布される流体は、その高さが、基板に塗布された接着剤の塗布高さよりも低くなるように複数の塗布箇所の分けて塗布される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。
【００１４】
図１は、本発明に係る基板の貼り合せ装置の構成を示す正面図、図２は、液晶が塗布されたガラス基板の正面断面図である。
【００１５】
図において、基板の貼り合せ装置１は、液晶（流体）２の塗布ユニット３と、ガラス基板４ａ、４ｂの貼り合せユニット５とを有する。
【００１６】
塗布ユニット３は、接着剤としてのシール材６が塗布されたガラス基板４ａを支持し、不図示のＸＹ移動装置にてＸ、Ｙ方向に移動自在な基板ステージ７、門型フレーム８に上下動自在に支持された液晶を滴下するための塗布ヘッド９、塗布ヘッド９による液晶２の吐出量（吐出状態）を制御する制御装置１０、を有する。
【００１７】
塗布ヘッド９は、液晶２を収容するシリンジ９ａ、液晶２を吐出するノズル９ｂを有し、制御装置１０による制御により所定量の液晶２をノズル９ｂから吐出する。
【００１８】
また、制御装置１０には、記憶部１１および入力部１２が接続される。記憶部１１には、液晶２の粘性率に応じた液晶２の塗布量と塗布高さとの関係を表わすデータが記憶される。入力部１２は、１枚のガラス基板４ａに塗布する液晶２の総量、液晶２の粘性率、シール材６の塗布高さなどの条件を入力、設定するもので、例えば、タッチパネルやキーボード等が用いられる。
【００１９】
なお、粘性率に応じた液晶２の塗布量と塗布高さとの関係を表わすデータとは、具体的にはたとえば、液晶２の塗布量が同じであれば、粘性率が高いほど塗布高さが高くなり、粘性率が同じであれば、塗布量が多くなるにしたがって塗布高さが高くなる傾向があるといった規則性にしたがって、実験等による測定結果や幾何学的な計算に基づいて作成したデータである。
【００２０】
これにより、制御装置１０は、入力部１２にて入力された液晶２の総量、液晶２の粘性率、シール材６の塗布高さなどの条件に基づいて、記憶部１１に記憶されたデータ中から条件に適した液晶２の塗布量を選択するとともにガラス基板４ａ上における液晶２の塗布箇所数を算出して決定する。具体的にはたとえば、入力された粘性率に対応するデータから、入力されたシール材６の塗布高さよりも塗布高さが小さくなる液晶２の塗布量、すなわち、１つの塗布箇所に塗布する液晶２の塗布量を選択して決定する。また、求めた塗布量とガラス基板４ａに塗布すべき液晶２の総量とに基づいてガラス基板４ａ上における液晶２の塗布箇所数を算出する。また、制御装置１０は、ガラス基板４ａ上のシール材６で囲まれた領域内に算出された数の塗布箇所をほぼ均等に配置するように塗布箇所それぞれの位置を算出して設定する。
【００２１】
貼り合せユニット５は、下側のガラス基板４ａを保持する下基板ステージ１３、上側のガラス基板４ｂを保持する上基板ステージ１４、を有する。この下基板ステージ１３と上基板ステージ１４とは、ガラス基板４ａ、４ｂの保持面を対向させ配置されており、不図示の移動装置により、互いに接離する方向（上下方向）、および保持面に沿う方向（ＸＹ方向）において相対的に移動自在とされる。
【００２２】
次に、作動について説明する。
【００２３】
まず、不図示の搬送装置にて、外周に沿ってシール材が無端枠状に塗布されたガラス基板４ａが基板ステージ７上に供給される。
【００２４】
基板ステージ７上にガラス基板４ａが供給されると、基板ステージ７は、制御装置１０にて設定された塗布箇所が塗布ヘッド９のノズル９ｂの下方に順次位置するように移動される。一方、塗布ヘッド９は、制御装置１０の制御に基づいて、各塗布箇所がノズル９ｂの下方に位置づけられる毎に、ノズル９ｂから設定された量の液晶２が吐出され、ガラス基板４ａ上に滴下される。
【００２５】
このとき各塗布箇所に塗布された液晶２は、液晶２の粘性率とシール材６の塗布高さに基づいて塗布量が設定されているので、図２に示すように、塗布された液晶２の高さｈは、シール材６の塗布高さＨよりも低く形成される。
【００２６】
すべての塗布箇所に対する液晶２の塗布が完了すると、不図示の搬送装置により基板ステージ７上から下基板ステージ１３に液晶２が塗布されたガラス基板４ａが移送される。下基板ステージ１３上に移送されたガラス基板４ａは、不図示の吸着保持手段により下基板ステージ１３上で保持される。
【００２７】
なおこのとき、図１に示すように、上基板ステージ１４には、既に、ガラス基板４ａと貼り合わされるガラス基板４ｂが供給されて、不図示の吸着保持手段にて上基板ステージ１４に吸着保持されているものとする。
【００２８】
次に、下基板ステージ１３と上基板ステージ１４とが相対的に近接する方向（上下方向）に移動され、ガラス基板４ａとガラス基板４ｂとが、シール材６の塗布高さとほぼ等しい間隔で配置される。
【００２９】
そして、この状態で、不図示のカメラを利用した画像認識装置による位置検出装置を用いて、ガラス基板４ａとガラス基板４ｂとの対向する面に沿う方向（水平方向）での相対的な位置ずれが検出される。
【００３０】
位置検出装置による検出の結果、２枚のガラス基板４ａ、４ｂの間に位置ずれが生じていた場合には、この位置ずれを無くすように、下基板ステージ１３と上基板ステージ１４とをＸＹ方向で相対的に移動させる。
【００３１】
位置ずれを修正した後、下基板ステージ１３と上基板ステージ１４とを相対的に近接させて、２枚のガラス基板４ａ、４ｂを所定の押圧力で貼り合せる。
【００３２】
２枚のガラス基板４ａ、４ｂの貼り合せが完了した後、上基板ステージ１４によるガラス基板４ｂの保持を解除するとともに、下基板ステージ１３と上基板ステージ１４とを離隔させる。その後、下基板ステージ１３によるガラス基板４ａの保持を解除して、下基板ステージ１３上から貼り合わされたガラス基板４ａ、４ｂを排出して貼り合わせ作業の一連の工程が完了する。
【００３３】
なお上記のガラス基板４ａ、４ｂの位置あわせの際に、２枚のガラス基板４ａ、４ｂをシール材６の塗布高さとほぼ等しい間隔で配置するのは、下記の▲１▼、▲２▼の理由による。
【００３４】
▲１▼ガラス基板４ａ、４ｂの貼り合せには高い精度が要求されており、位置検出装置に用いられるカメラも高倍率のものが用いられ、そのためカメラの焦点深度は比較的浅いものとなっている。したがって、２枚のガラス基板４ａ、４ｂを同時にカメラの焦点深度内に位置づけるためには、２枚のガラス基板４ａ、４ｂを極力近づける必要がある。
【００３５】
▲２▼２枚のガラス基板４ａ、４ｂを精度良く貼り合せるためには、位置合わせ完了後の下基板ステージ１３と上基板ステージ１４の移動量、すなわち上下方向の移動量を極力少なくする必要があり、このためには２枚のガラス基板４ａ、４ｂを極力近づけた状態で位置合せを行なう必要がある。
【００３６】
上記実施の形態によれば、ガラス基板４ａ上に塗布される液晶２の塗布高さｈをガラス基板４ａに塗布されたシール材６の塗布高さＨよりも低く形成したので、２枚のガラス基板４ａ、４ｂを位置合わせのために、シール材６の塗布高さとほぼ等しい間隔に近づけたとしても、ガラス基板４ａに塗布された液晶２が、他方のガラス基板４ｂに接触することが防止できる。これにより、２枚のガラス基板４ａ、４ｂの位置ずれを補正するときに、液晶２の表面張力や粘性が、２枚のガラス基板４ａ、４ｂ、すなわち下基板ステージ１３と上基板ステージ１４とをＸＹ方向に相対移動させる際の移動抵抗となることなく、２枚のガラス基板４ａ、４ｂの位置合わせの妨げとなることが防止できる。したがって、精度の良いガラス基板４ａ、４ｂの位置合わせを行なうことができる。
【００３７】
また、２枚のガラス基板４ａ、４ｂを位置合わせのために、シール材６の塗布高さとほぼ等しい間隔に近づけたとき、仮に上側のガラス基板４ｂが下側のガラス基板４ａに塗布されたシール材６に接触したとしても、ガラス基板４ａ上に塗布された液晶２の塗布高さｈはシール材６の塗布高さＨよりも低くなるように形成されていることから、上側のガラス基板４ｂが液晶２にまで接触することが防止できる。このような場合でも、従来生じるおそれがあった、上側のガラス基板４ｂがシール材６と液晶２の双方に接触するような場合に比べて、位置ずれを補正するために下基板ステージ１３と上基板ステージ１４とをＸＹ方向に相対移動させる際に生じる移動抵抗を少なくすることができるので、精度の良いガラス基板４ａ、４ｂの位置合わせを行なうことができる。
また、液晶２の塗布量を、液晶２の粘性率およびシール材６の塗布高さに基づいて決定し、決定した塗布量からガラス基板４ａ上における塗布箇所の数を決定しているので、用いられる液晶２の粘性率が比較的高く、押圧によって比較的広がり難いときには、１つの塗布箇所に対する塗布量が少量で、塗布箇所の数が多く設定されることとなるので、塗布箇所同士の間隔を狭くすることができ、この結果、各塗布箇所に塗布された液晶２に要求される広がりの範囲を小さくすることができることから、粘性率が高く比較的広がり難い液晶２であっても、２枚のガラス基板４ａ、４ｂの間にムラなく封入することができる。
【００３８】
次に第２の実施の形態について、図３を用いて説明する。
【００３９】
第２の実施の形態は、図１に示す基板の貼り合わせ装置１の塗布ユニット３に液晶２の塗布状態検査装置１５を設けたものである。
【００４０】
この塗布状態検査装置１５は、カメラ１６、および画像処理装置１７を有し、カメラ１６は塗布ヘッド９に併設されている。
【００４１】
カメラ１６は、塗布ヘッド９のノズル９ｂから吐出されてガラス基板４ａ上に塗布された液晶２の画像を撮像する。画像処理装置１７は、カメラ１６の撮像データに基づいて液晶２の塗布状態の良否を判定する。
【００４２】
すなわち、画像処理装置１７は、カメラ１６の撮像データから液晶２の塗布面積を検出し、この塗布面積が予め設定された基準面積以上であるか否かに基づいて、１つの塗布箇所に対する液晶２の塗布状態の良否を判定する。つまり、所定量の液晶２を塗布しているにもかかわらず基準面積以上の塗布面積が得られない場合、温度等の外的要因などの影響で液晶２の粘性率が高くなった結果、塗布高さがシール材６の塗布高さよりも高くなっていることが考えられるので不良とする。
【００４３】
なおここで、基準面積とは、たとえば、入力部１２にて入力された液晶２の粘性率、シール材６の塗布高さに基づいて制御装置１０にて決定された１つの塗布箇所に対する液晶２の塗布量と塗布高さから幾何学的に算出することができる。
【００４４】
また、塗布状態検査装置１５は、塗布箇所毎に塗布された液晶２の塗布状態の良否を判定し、塗布箇所毎の判定結果を制御装置１０に送信する。制御装置１０は、すべての塗布箇所における判定結果に基づいて、ガラス基板４ａに対する液晶２の塗布状態の良否を判定する。すなわち、すべての塗布箇所の数に対して塗布状態が良と判定された塗布箇所の割合が予め設定された割合（設定比率）以上であれば、ガラス基板４ａに対する液晶２の塗布状態は良であると判定する。一方、すべての塗布箇所の数に対して塗布状態が良と判定された塗布箇所の割合が予め設定された割合に満たなければ、ガラス基板４ａに対する液晶２の塗布状態は不良であると判定する。
【００４５】
そして、塗布状態が良と判定されると、ガラス基板４ａは貼り合せユニット５（図１）へと移送され、不良と判定されると、ガラス基板４ａは不図示の排出ユニットへと移送される。
【００４６】
またここで、上述の設定比率は、下記を考慮して決定することが考えられる。
【００４７】
すなわち、２枚のガラス基板４ａ、４ｂを位置合わせするために、２枚のガラス基板４ａ、４ｂを近接させたときに、ガラス基板４ａ上の塗布箇所に塗布された液晶２のうちのいくつかが上側のガラス基板４ｂに接触したとしても、それによって生じるガラス基板４ａ、４ｂの対向面に沿う方向の移動抵抗が、下基板ステージ１３と上基板ステージ１４との相対移動に支障を来たさない程度であればよいわけである。そして、上述した移動抵抗は、液晶２の粘性率が高くなるほど大きくなり、低くなるほど小さくなると考えられる。したがって、液晶２の粘性率が高い場合には、設定比率を高く設定し、液晶２の粘性率が低い場合には、粘性率が高い場合に比べて設定比率を低く設定することができることとなる。なお、これらの設定比率は、実験等により容易に決定することが可能である。
【００４８】
上記第２の実施の形態によれば、上述の第１の実施の形態による効果に加えて下記の効果を有する。
【００４９】
すなわち、ガラス基板４ａの個々の塗布箇所に塗布された液晶２の塗布状態の良否をそれぞれ判別するとともに、各塗布箇所での判別結果に基づいてガラス基板４ａに対する液晶２の塗布状態の良否を判別し、塗布状態が不良と判別されたガラス基板４ａは排出するようにしているので、液晶２の塗布状態が不良となったガラス基板４ａが貼り合せユニット５に移送されることが防止できる。したがって、貼り合せユニット５には液晶２の塗布状態が良と判定されたガラス基板４ａのみが移送されるので、より精度良く２枚のガラス基板４ａ、４ｂを貼り合せることができる。
【００５０】
なお、本発明は、上記実施の形態に限られるものではなく発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能であることは言うまでもない。
【００５１】
たとえば、上記実施の形態において、液晶２の塗布装置としてノズル９ａから液晶２を吐出する塗布ヘッド９を用いて説明したが、これに限られるものではなく、たとえば、インクジェットノズルを用いた塗布装置を用いてもよい。
【００５２】
また、下基板ステージ１３と上基板ステージ１４とは、ガラス基板４ａ、４ｂの保持面が互いに接離する方向、および保持面に沿う方向において相対的に移動可能であればよい。したがって、下基板ステージ１３と上基板ステージ１４のいずれか一方のみが移動するものであっても、双方が移動するものであってもよく、また、それぞれの移動方向での移動を下基板ステージ１３と上基板ステージ１４とで分担するようにしてもよい。また、保持面に沿う方向の移動に加え、保持面に沿う方向での回転移動を可能としてもよい。
【００５３】
また、制御装置１０が、入力部１２から入力された条件に基づいて記憶部１１に記憶されたデータの中から液晶２の塗布量等を選択して決定する例で説明したが、制御装置１０が自動設定するものに限らず、塗布量等のデータを作業者が入力して設定するようにしてもよい。
【００５４】
また、１つの塗布箇所に塗布する液晶２の量を、主に液晶２の粘性率に基づいて決定する例で説明したが、これに限られるものではなく、例えば、ガラス基板表面の液晶２のはじき度合いに応じて塗布量を決定するようにしてもよい。すなわち、ガラス基板が液晶２をはじく（広がりにくい）傾向が強い表面状態である場合と、液晶２がなじみ易い（広がり易い）場合とでは、広がり易いガラス基板に対する液晶２の塗布量を多く設定することができると考えられる。
【００５５】
また、シール材６が塗布されたガラス基板４ａ上に液晶２を塗布する例で説明したが、これに限られるものではなく、シール材６が塗布されていない方のガラス基板４ｂに液晶２を塗布し、シール材６が塗布されたガラス基板４ａを上基板ステージ１４に、シール材６が塗布された面が下を向くように保持させるようにしてもよい。
【００５６】
なお、上述の実施の形態では、特段の説明はしなかったが、ガラス基板４ａ上に予め液晶２を塗布した後にガラス基板４ａ、４ｂの貼り合せを行なうことを一般に、滴下方式と称しているが、このような滴下方式による基板の貼り合せは、通常真空中で行なわれる。したがって、本発明は、このような真空中で２枚のガラス基板４ａ、４ｂの貼り合せを行なう貼り合せ装置にも適用可能である。
【００５７】
【発明の効果】
本発明によれば、貼り合わせる２枚の基板の相対的な位置合せを精度良く行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明に係る基板の貼り合せ装置の構成を示す正面図である。
【図２】図２は、液晶が塗布されたガラス基板の正面断面図である。
【図３】図３は、塗布状態検査装置を備えた塗布ユニットの構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
１  貼り合せ装置
２  液晶（流体）
３  塗布ユニット
４ａ、４ｂ  ガラス基板
５  貼り合せユニット
６  シール材（接着剤）
７  基板ステージ
９  塗布ヘッド
１０  制御装置
１１  記憶部
１２  入力部
１３  下基板ステージ
１４  上基板ステージ
１５  塗布状態検査装置
１６  カメラ
【図１】
0003973903.tif 000002
【図２】
0003973903.tif 000003
【図３】
0003973903.tif 000004