(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上基板を保持する上ステージと、下基板を保持する下ステージとを有し、上基板と下基板とを位置合わせした状態で貼り合わせる基板貼り合わせ装置であって、
上下の基板の位置検出用マークをその位置検出用マークが付された面に関して対向する方向から同時に撮像する撮像装置と、
撮像装置と前記上下の基板との前記対向する方向における相対間隔を変化させる移動装置と、
前記基板と前記撮像装置との前記対向する方向における相対間隔に係るデータを求める手段と、
相対間隔に係るデータに基づいて前記撮像装置の焦点深度内に前記上下の基板の位置検出用マークを入れるように前記移動装置を制御する制御装置とを有する基板貼り合わせ装置。
【請求項２】
上基板を保持する上ステージと、下基板を保持する下ステージとを有し、上基板と下基板とを位置合わせした状態で貼り合わせる基板貼り合わせ装置であって、
上下の基板の位置検出用マークをその位置検出用マークが付された面に関して対向する方向から同時に撮像する撮像装置と、
撮像装置と前記上下の基板との前記対向する方向における相対間隔を変化させる移動装置と、
撮像装置により得たマークパターンと設定された基準マークパターンとの一致度を算出する画像処理装置と、
算出した一致度に基づいて前記撮像装置の焦点深度内に前記上下の基板の位置検出用マークを入れるように前記移動装置を制御する制御装置とを有する基板貼り合わせ装置。
【請求項３】
一致度に関する許容値を設定する設定部と、
算出した一致度と設定部に設定された許容値とを比較する比較部とを有し、
制御装置は、算出した一致度が設定された許容値から外れていたことを条件に移動装置を制御し、基板と撮像装置との前記対向する方向における相対間隔を予め定めた設定量だけ変化させる請求項２に記載の基板貼り合わせ装置。
【請求項４】
撮像装置と前記撮像装置で撮像される基板との前記対向する方向における相対間隔又は相対間隔調整量とそれに対応する一致度との関係をあらわすデータを記憶する記憶部を有し、
制御装置は、記憶部に記憶されたデータに基づいて移動装置による基板と撮像装置との相対間隔変化量を設定する請求項２又は３に記載の基板貼り合わせ装置。
【請求項５】
上ステージに保持された上基板と下ステージに保持された下基板とを位置合わせした状態で貼り合わせる基板貼り合わせ方法であって、
上下の基板の位置検出用マークをその位置検出用マークが付された面に関して対向する方向から同時に撮像する工程と、
撮像したマークパターンと設定された基準マークパターンとの一致度を算出する工程と、
算出した一致度に基づいて、前記撮像装置の焦点深度内に前記上下の基板の位置検出用マークが入るように前記撮像装置と前記上下の基板との前記対向する方向における相対間隔を変化させる工程とを有する基板貼り合わせ方法。
【請求項６】
一致度に関する許容値を設定し、算出した一致度と設定された許容値とを比較し、比較の結果、算出した一致度が設定された許容値から外れていたときには撮像装置と基板との前記対向する方向における相対間隔を予め定めた設定量だけ変化させ、
基板の位置検出用マークを再度撮像し、撮像したマークパターンと基準マークパターンとの一致度を再度算出する請求項５に記載の基板貼り合わせ方法。
【請求項７】
上基板を保持する上ステージと、下基板を保持する下ステージとを有し、上基板と下基板とを位置合わせした状態で貼り合わせる基板貼り合わせ装置であって、
上下の基板の少なくとも一方の基板の位置検出用マークを撮像する撮像装置と、
撮像装置と該少なくとも一方の基板との前記位置検出用マークが付された面に対向する方向における相対間隔を変化させる移動装置と、
該少なくとも一方の基板の厚みを測定する厚み測定装置と、
厚み測定装置の測定結果に基づいて移動装置を制御する制御装置とを有する基板貼り合わせ装置。
【請求項８】
前記厚み測定装置は、上下の基板それぞれの厚みを測定し、前記制御装置は、厚み測定装置の測定結果に基づいて、両基板の間隔が予め定めた値となるようにかつ、両基板と前記撮像装置との前記対向する方向における間隔が目標とする相対間隔となるように移動装置を制御する請求項７に記載の基板貼り合わせ装置。
【請求項９】
上ステージに保持された上基板と下ステージに保持された下基板とを位置合わせした状態で貼り合わせる基板貼り合わせ方法であって、
保持される基板の厚みを測定する工程と、
測定された基板の厚みに基づいて撮像装置と該少なくとも一方の基板との相対間隔を前記基板における位置検出用マークが付された面に対向する方向において調整する工程と、
該少なくとも一方の基板の位置検出用マークを撮像する工程とを有する基板貼り合わせ方法。
【請求項１０】
上ステージに保持された上基板と下ステージに保持された下基板とを位置合わせした状態で貼り合わせる基板貼り合わせ方法であって、
前記上基板と前記下基板の厚みを測定する工程と、
測定された基板の厚みに基づいて、両基板の間隔が予め設定された値となるように、かつ前記両基板と前記撮像装置との間隔が前記基板における位置検出用マークが付された面に対向する方向において目標とする相対間隔となるように前記撮像装置と基板との前記対向する方向における相対間隔を調整する工程とを有する基板貼り合わせ方法。
【請求項１１】
上下に配置された２枚の基板の位置を検出する基板検出装置であって、
上下の基板の位置検出用マークを前記上下の基板上において位置検出用マークが付された面に関して対向する方向から同時に撮像する撮像装置と、
撮像装置と上下の基板との前記対向する方向における相対間隔を変化させる移動装置と、
前記基板と前記撮像装置との前記対向する方向における相対間隔に係るデータを求める手段と、
相対間隔に係るデータに基づいて前記撮像装置の焦点深度内に前記上下の基板の位置検出用マークを入れるように前記移動装置を制御する制御装置とを有する基板検出装置。
【請求項１２】
上基板を保持する上ステージと、下基板を保持する下ステージと、上下の基板に付された位置検出用マークをこの位置検出用マークが付された面に関して対向する方向から撮像する撮像装置とを有し、前記撮像装置による位置検出用マークの撮像画像に基づいて上基板と下基板とを位置合わせした状態で貼り合わせる基板貼り合わせ装置であって、
撮像装置と前記上基板との前記対向する方向における相対間隔を変化させる移動装置と、
撮像装置により得た前記上基板におけるマークパターンと設定された基準マークパターンとの一致度を算出する画像処理装置と、
算出した一致度に基づいて前記移動装置を制御する制御装置とを備え、
前記下ステージと前記撮像装置とは、前記下ステージに保持された前記下基板の位置検出用マークが前記撮像装置の焦点深度内に入れるように前記対向する方向における相対間隔が設定されており、
前記制御装置は、前記一致度に基づいて、前記撮像装置の焦点深度内に前記上基板の位置検出用マークを入れるように前記移動装置を制御す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、液晶表示パネルの製造等に用いて好適な基板貼り合わせ装置及び方法並びに基板検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
基板貼り合わせ装置は、特開2000-66163号公報に記載の如く、上ガラス基板を保持する上ステージと、下ガラス基板を保持する下ステージとを有し、上ガラス基板と下ガラス基板とを位置合わせした状態で貼り合わせることとしている。
【０００３】
従来技術では、上ガラス基板と下ガラス基板の位置合わせのために、上ガラス基板と下ガラス基板の位置検出用マークを撮像装置で撮像し、撮像画像に基づいて上ガラス基板と下ガラス基板の相対位置ずれ状態を検出し、検出結果に基づいて上ガラス基板と下ガラス基板の相対位置ずれを修正するように上ステージと下ステージを基板の面方向で相対移動させる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来技術において、撮像装置により上ガラス基板と下ガラス基板の位置検出用マークを撮像するとき、上ガラス基板や下ガラス基板の板厚に誤差があるため、上ステージと下ステージに対して定位置に配置した撮像装置の焦点深度内にそれらの位置検出用マークを入れることができず、撮像装置が撮像した画像データに基づく上ガラス基板と下ガラス基板の相対位置ずれ状態の検出が不能になることがある。この結果、基板の貼り合わせを行なうことができず、基板貼り合わせ装置の稼動率が低下する。
【０００５】
本発明の課題は、基板の位置検出用マークを撮像装置により確実に撮像することにある。またこれにより、基板貼り合わせの稼動率低下を防止することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、上基板を保持する上ステージと、下基板を保持する下ステージとを有し、上基板と下基板とを位置合わせした状態で貼り合わせる基板貼り合わせ装置であって、上下の基板の位置検出用マークをその位置検出用マークが付された面に関して対向する方向から同時に撮像する撮像装置と、撮像装置と前記上下の基板との前記対向する方向における相対間隔を変化させる移動装置と、前記基板と前記撮像装置との前記対向する方向における相対間隔に係るデータを求める手段と、相対間隔に係るデータに基づいて前記撮像装置の焦点深度内に前記上下の基板の位置検出用マークを入れるように前記移動装置を制御するようにしたものである。
【０００７】
請求項２の発明は、上基板を保持する上ステージと、下基板を保持する下ステージとを有し、上基板と下基板とを位置合わせした状態で貼り合わせる基板貼り合わせ装置であって、上下の基板の位置検出用マークをその位置検出用マークが付された面に関して対向する方向から同時に撮像する撮像装置と、撮像装置と前記上下の基板との前記対向する方向における相対間隔を変化させる移動装置と、撮像装置により得たマークパターンと設定された基準マークパターンとの一致度を算出する画像処理装置と、算出した一致度に基づいて前記撮像装置の焦点深度内に前記上下の基板の位置検出用マークを入れるように前記移動装置を制御する制御装置とを有するようにしたものである。
【０００８】
請求項３の発明は、請求項２の発明において更に、一致度に関する許容値を設定する設定部と、算出した一致度と設定部に設定された許容値とを比較する比較部とを有し、制御装置は、算出した一致度が設定された許容値から外れていたことを条件に移動装置を制御し、基板と撮像装置との前記対向する方向における相対間隔を予め定めた設定量だけ変化させるようにしたものである。
【０００９】
請求項４の発明は、請求項２又は３の発明において更に、撮像装置と前記撮像装置で撮像される基板との前記対向する方向における相対間隔又は相対間隔調整量とそれに対応する一致度との関係をあらわすデータを記憶する記憶部を有し、制御装置は、記憶部に記憶されたデータに基づいて移動装置による基板と撮像装置との相対間隔変化量を設定するようにしたものである。
【００１０】
請求項５の発明は、上ステージに保持された上基板と下ステージに保持された下基板とを位置合わせした状態で貼り合わせる基板貼り合わせ方法であって、上下の基板の位置検出用マークをその位置検出用マークが付された面に関して対向する方向から同時に撮像する工程と、撮像したマークパターンと設定された基準マークパターンとの一致度を算出する工程と、算出した一致度に基づいて、前記撮像装置の焦点深度内に前記上下の基板の位置検出用マークが入るように前記撮像装置と前記上下の基板との前記対向する方向における相対間隔を変化させる工程とを有するようにしたものである。
【００１１】
請求項６の発明は、請求項５の発明において更に、一致度に関する許容値を設定し、算出した一致度と設定された許容値とを比較し、比較の結果、算出した一致度が設定された許容値から外れていたときには撮像装置と基板との前記対向する方向における相対間隔を予め定めた設定量だけ変化させ、基板の位置検出用マークを再度撮像し、撮像したマークパターンと基準マークパターンとの一致度を再度算出するようにしたものである。
【００１２】
請求項７の発明は、上基板を保持する上ステージと、下基板を保持する下ステージとを有し、上基板と下基板とを位置合わせした状態で貼り合わせる基板貼り合わせ装置であって、上下の基板の少なくとも一方の基板の位置検出用マークを撮像する撮像装置と、撮像装置と該少なくとも一方の基板との前記位置検出用マークが付された面に対向する方向における相対間隔を変化させる移動装置と、該少なくとも一方の基板の厚みを測定する厚み測定装置と、厚み測定装置の測定結果に基づいて移動装置を制御する制御装置とを有するようにしたものである。
【００１３】
請求項８の発明は、請求項７の発明において更に、前記厚み測定装置は、上下の基板それぞれの厚みを測定し、前記制御装置は、厚み測定装置の測定結果に基づいて、両基板の間隔が予め定めた値となるようにかつ、両基板と前記撮像装置との前記対向する方向における間隔が目標とする相対間隔となるように移動装置を制御するようにしたものである。
【００１４】
請求項９の発明は、上ステージに保持された上基板と下ステージに保持された下基板とを位置合わせした状態で貼り合わせる基板貼り合わせ方法であって、保持される基板の厚みを測定する工程と、測定された基板の厚みに基づいて撮像装置と該少なくとも一方の基板との相対間隔を前記基板における位置検出用マークが付された面に対向する方向において調整する工程と、該少なくとも一方の基板の位置検出用マークを撮像する工程とを有するようにしたものである。
【００１５】
請求項１０の発明は、上ステージに保持された上基板と下ステージに保持された下基板とを位置合わせした状態で貼り合わせる基板貼り合わせ方法であって、前記上基板と前記下基板の厚みを測定する工程と、測定された基板の厚みに基づいて、両基板の間隔が予め設定された値となるように、かつ前記両基板と前記撮像装置との間隔が前記基板における位置検出用マークが付された面に対向する方向において目標とする相対間隔となるように前記撮像装置と基板との前記対向する方向における相対間隔を調整する工程とを有するようにしたものである。
【００１６】
請求項１１の発明は、上下に配置された２枚の基板の位置を検出する基板検出装置であって、上下の基板の位置検出用マークを前記上下の基板上において位置検出用マークが付された面に関して対向する方向から同時に撮像する撮像装置と、撮像装置と上下の基板との前記対向する方向における相対間隔を変化させる移動装置と、前記基板と前記撮像装置との前記対向する方向における相対間隔に係るデータを求める手段と、相対間隔に係るデータに基づいて前記撮像装置の焦点深度内に前記上下の基板の位置検出用マークを入れるように前記移動装置を制御する制御装置とを有するようにしたものである。
請求項１２の発明は、上基板を保持する上ステージと、下基板を保持する下ステージと、上下の基板に付された位置検出用マークをこの位置検出用マークが付された面に関して対向する方向から撮像する撮像装置とを有し、前記撮像装置による位置検出用マークの撮像画像に基づいて上基板と下基板とを位置合わせした状態で貼り合わせる基板貼り合わせ装置であって、撮像装置と前記上基板との前記対向する方向における相対間隔を変化させる移動装置と、撮像装置により得た前記上基板におけるマークパターンと設定された基準マークパターンとの一致度を算出する画像処理装置と、算出した一致度に基づいて前記移動装置を制御する制御装置とを備え、前記下ステージと前記撮像装置とは、前記下ステージに保持された前記下基板の位置検出用マークが前記撮像装置の焦点深度内に入れるように前記対向する方向における相対間隔が設定されており、前記制御装置は、前記一致度に基づいて、前記撮像装置の焦点深度内に前記上基板の位置検出用マークを入れるように前記移動装置を制御するようにしたものである。
【００１７】
【作用】
請求項１、１１の発明によれば下記(a)の作用効果がある。
(a)基板と撮像装置との相対間隔に係るデータを求め、この相対間隔に係るデータに基づいて、撮像装置と基板との相対間隔を変化させるものであり、上下の基板の位置検出用マークを撮像装置の焦点深度内に確実に入れることができる。上下の基板の位置検出用マークを撮像装置により確実に撮像することができる。
【００１８】
請求項２、５の発明によれば下記(b)の作用効果がある。
(b)基板の位置検出用マークを撮像し、撮像したマークパターンと設定された基準マークパターンとの一致度を算出し、この算出した一致度に基づいて撮像装置と基板との相対間隔を変化させるものであり、上下の基板の位置検出用マークを撮像装置の焦点深度内に確実に入れることができる。
【００１９】
請求項３、６の発明によれば下記(c)の作用効果がある。
(c)上述(b)において、一致度に関する許容値を設定しており、算出した一致度が設定された許容値から外れていたときに、基板と撮像装置との相対間隔を予め定めた設定量だけ変化させるものであり、上下の基板の位置検出用マークを撮像装置の焦点深度内により確実に入れることができる。
【００２０】
請求項４の発明によれば下記(d)の作用効果がある。
(d)基板と撮像装置との各相対間隔又は相対間隔調整量とそれに対応する一致度との関係を表すデータを記憶しており、算出した一致度より、基板と撮像装置の相対間隔変化量を直ちに把握でき、上下の基板の位置検出用マークを撮像装置の焦点深度内に確実かつ効率的に入れることができる。
【００２１】
請求項７、９の発明によれば下記(e)の作用効果がある。
(e)基板の測定厚みに基づいて、撮像装置と基板との相対間隔を調整するものであり、基板の位置検出用マークを撮像装置の焦点深度内に確実に入れることができる。
【００２２】
請求項８、１０の発明によれば下記(f)の作用効果がある。
(f)上述(e)において、測定された基板の厚みに基づいて、両基板の間隔が予め定めた値となるように、撮像装置と基板との相対間隔を調整するものであり、両基板の位置検出用マークを撮像装置の焦点深度内に確実に入れることができる。
請求項１２の発明によれば下記(g)の作用効果がある。
(g)下基板の位置検出用マークが撮像装置の焦点深度内にあるものとするとき、上基板の位置検出用マークを撮像し、撮像したマークパターンと設定された基準マークパターンとの一致度を算出し、この算出した一致度に基づいて撮像装置と上基板との相対間隔を変化させるものであり、上基板の位置検出用マークを撮像装置の焦点深度内に確実に入れることができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
図１は第１、第２実施形態の基板貼り合わせ装置を示す模式図、図２は第１、第２実施形態の制御ブロック図、図３は第３実施形態の基板貼り合わせ装置を示す模式図、図４は第３実施形態の制御ブロック図である。
【００２４】
（第１実施形態）（図１、図２）
基板貼り合わせ装置１０は、上ガラス基板１と下ガラス基板２の間で、接着剤（シール剤）に囲まれる領域に液晶を充填したものを前工程から受入れ、この上ガラス基板１と下ガラス基板２を位置合わせした状態で貼り合わせ、セル（液晶表示パネル）を製造する。
【００２５】
基板貼り合わせ装置１０は、図１に示す如く、密閉容器１１と、上ステージ２１と、下ステージ２２と、圧力調整装置３０と、撮像装置４０とを有する。
【００２６】
密閉容器１１は上ステージ２１と下ステージ２２を包囲し、前工程から搬送されてくる上ガラス基板１と下ガラス基板２をシャッター１２から導入する。
【００２７】
上ステージ２１は上ガラス基板１を保持可能とし、上ステージ移動手段２１Ａにより昇降動する。
【００２８】
下ステージ２２は下ガラス基板２を保持可能とし、下ステージ移動手段２２Ａにより水平動、旋回動、昇降動する。
【００２９】
圧力調整装置３０は、密閉容器１１の内部の圧力を調整するもので、例えば、真空源と気体供給源を有してなり、真空源を用いて密閉容器１１内雰囲気を真空状態に減圧し、気体供給源を用いて真空状態とされた密閉容器１１内雰囲気を大気圧に昇圧させる。
【００３０】
撮像装置４０は上ガラス基板１と下ガラス基板２の四隅のそれぞれに付してある位置検出用マークを撮像するもので、密閉容器１１の下方に、上ステージ２１に保持される上ガラス基板１及び下ステージ２２に保持される下ガラス基板２の四隅に対応して１つずつ配置される。また、撮像装置４０に対応して、密閉容器１１にはのぞき窓１１Ａが、下ステージ２２には貫通孔２２Ｂがそれぞれ設けられ、撮像装置４０は、これらののぞき窓１１Ａ及び貫通孔２２Ｂを通して上ガラス基板１と下ガラス基板２の位置検出用マークを撮像する。尚、位置検出用マークは上ガラス基板１と下ガラス基板２の互いに向き合う互いの貼り合わせ面上に付される。撮像装置４０はカメラ移動手段４０Ａにより昇降動する。
【００３１】
従って、基板貼り合わせ装置１０による上ガラス基板１と下ガラス基板２の貼り合わせ動作は例えば以下の通りになる。先ず、上ガラス基板１と下ガラス基板２をそれぞれ上ステージ２１と下ステージ２２に保持した状態で、圧力調整装置３０により密閉容器１１の内部を真空状態に減圧する。そして、撮像装置４０により上ガラス基板１と下ガラス基板２の位置合わせマークを読取り、結果として上ガラス基板１と下ガラス基板２の両方向での相対位置ずれ状態を検出し、この相対位置ずれを修正するように下ステージ移動手段２２Ａ（位置合わせ装置）を制御し、上ステージ２１と下ステージ２２を基板１、２の面方向で相対移動させ、上ガラス基板１と下ガラス基板２を位置合わせする。上ステージ移動手段２１Ａにより上ステージ２１を下降させ、圧力調整装置３０による減圧下で上ガラス基板１と下ガラス基板２を接着剤を介して貼り合わせする。減圧下での貼り合わせにより、予め下ガラス基板２上に供給されている液晶中への空気の混入を回避できる。
【００３２】
圧力調整装置３０により密閉容器１１の内部を大気圧に昇圧させるとともに、必要により撮像装置４０と下ステージ移動手段２２Ａを用いて上ガラス基板１と下ガラス基板２を再位置合わせした後、上ステージ２１と下ステージ２２による上ガラス基板１と下ガラス基板２の保持を解除し、貼り合わせた上ガラス基板１と下ガラス基板２（セル）を密閉容器１１から取出す。
【００３３】
しかるに、基板貼り合わせ装置１０は、図２に示す如く、上ガラス基板１と下ガラス基板２の上述した位置合わせを行なうに際し、上ガラス基板１と下ガラス基板２の位置検出用マークを撮像装置４０により確実に撮像可能にするため、制御装置５０、画像処理装置５１、移動装置５２、設定部５３、比較部５４、記憶部５５を有する。
【００３４】
画像処理装置５１は、撮像装置４０により撮像した上ガラス基板１と下ガラス基板２の位置検出用マークについて、撮像したマークパターンと設定された基準マークパターンとの一致度（以下、単に「一致度」ということがある。）を算出する。
【００３５】
移動装置５２は、上ステージ２１の上ステージ移動手段２１Ａ、撮像装置４０のカメラ移動手段４０Ａ等からなり、撮像装置４０と上ステージ２１又は下ステージ２２との相対位置を調整し、結果として撮像装置４０と上ガラス基板１又は下ガラス基板２との相対間隔を変化させる。
【００３６】
設定部５３は、撮像装置４０と上ガラス基板１、下ガラス基板２の相対間隔の良否（撮像装置４０の焦点深度内に基板１、２の位置検出用マークが入る状態か否か）を判定するための一致度に関する許容値を設定する。
【００３７】
比較部５４は、画像処理装置５１が算出した一致度と、設定部５３に設定された許容値とを比較する。
【００３８】
記憶部５５は、撮像装置４０と上ガラス基板１、下ガラス基板２の相対間隔を変化させるときの相対間隔変化量とその相対間隔変化方向等の条件を設定してある。具体的には例えば、上ガラス基板１に関して、移動量ｄ、駆動させる移動装置（本実施形態では上ステージ移動手段２１Ａ）及び初回修正時の移動方向（上、下の別で本実施形態では「下」）が設定されており、上ガラス基板１に関して、撮像したマークパターンの一致度が許容値を外れていた場合には、上ステージ２１を下方向に設定された移動量ｄで移動させる、という具合である。尚、２回目以降の移動方向は、最初に算出された一致度と、相対間隔修正後に算出された一致度との比較に基づいて決定するものとし、一致度が増加していれば前回修正時と同方向へ、減少していれば、逆方向へ移動させる。尚、下ガラス基板２に関しても同じ要領で条件が設定されている。また、記憶部５５は、撮像装置４０と基板１、２の良好な相対間隔を求めるために、撮像装置４０に許容される繰り返し撮像回数（以下、「許容回数」という。）を設定してある。
【００３９】
制御装置５０は、比較部５４の比較結果を得て、画像処理装置５１が算出した一致度が設定された許容値から外れていたことを条件に移動装置５２を制御し、撮像装置４０と上ガラス基板１、下ガラス基板２の相対間隔を予め記憶部５５に定めた設定量だけ変化させる。そして、制御装置５０は、上ガラス基板１、下ガラス基板２の位置検出用マークを撮像装置４０により再度撮像し、撮像したマークパターンと基準マークパターンとの一致度を画像処理装置５１により再度算出する。
【００４０】
従って、制御装置５０による上ガラス基板１と下ガラス基板２の位置合わせ手順は以下の如くなされる。尚、ここでは先ず、下ステージ２２に保持される下ガラス基板２に付された位置検出用マークは撮像装置４０の焦点深度内にあるものとし、上ステージ２１に保持される上ガラス基板１の位置検出用マークのみが、撮像装置４０の焦点深度から外れている場合について説明する。
【００４１】
(1)撮像装置４０により上ガラス基板１、下ガラス基板２の位置検出用マークを同時に撮像する。
【００４２】
(2)画像処理装置５１により、上ガラス基板１について撮像したマークパターンと設定された基準マークパターンの一致度を算出する。そして、画像処理装置５１が算出した一致度と、設定部５３に設定された許容値とを、比較部５４で比較する。比較部５４の比較結果が良（一致度が許容値の範囲内に入る）であれば、(5)ヘ移り、否であれば(3)へ移る。
【００４３】
(3)撮像装置４０による撮像回数が記憶部５５に設定された許容回数を越えたか否か判別する。越えていないならば(4)ヘ移り、越えているならば位置合わせ不可のオペレータコール処理を行なう。
【００４４】
(4)記憶部５５の設定データを用い、移動装置５２を制御する。
(4-1)移動装置５２により撮像装置４０と上ステージ２１との相対位置を調整し、撮像装置４０と上ガラス基板１との相対間隔を記憶部５５に予め定めた設定量だけ変化させる。先の例では上ステージ２１を撮像装置４０に近づく方向に移動量ｄだけ変化させる。
【００４５】
(4-2)上述(4-1)による相対間隔変化後に、上ガラス基板１、下ガラス基板２の位置検出用マークを再度撮像し、上ガラス基板１について撮像したマークパターンの一致度を画像処理装置５１により再度算出する。
【００４６】
(4-3)上述(4-2)で再度算出した一致度が前回算出分の一致度より増加し、比較部５４の比較結果が良であれば(5)へ移る。一致度は増加したものの、比較結果が否であれば、移動装置５２により、上ガラス基板１を撮像装置４０に更に近づく方向に移動量ｄずつ相対間隔を変化させ、その都度、画像処理装置５１による一致度の算出、比較部５４による比較を許容回数内において比較結果が良となるまで繰り返す。比較部５４による比較結果が良になれば、(5)へ移る。
【００４７】
(4-4)上述(4-2)で再度算出した一致度が前回算出分の一致度から低減し、比較部５４の比較結果が否であるときには、移動装置５２により、上ステージ２１を撮像装置４０から遠くなる方向に移動量ｄずつ相対間隔を変化させ、その都度、画像処理装置５１による一致度の算出、比較部５４による比較を許容回数内において比較結果が良となるまで繰り返す。比較部５４による比較結果が良になれば、(5)へ移る。
【００４８】
(5)撮像装置４０が撮像した上ガラス基板１、下ガラス基板２の位置検出用マークの画像データに基づき、前述した如く、上ガラス基板１と下ガラス基板２の面方向での相対位置ずれ状態を検出し、この相対位置ずれを修正するように下ステージ移動手段２２Ａを制御し、上ステージ２１と下ステージ２２を基板１、２の面方向で相対移動させ、上ガラス基板１と下ガラス基板２を位置合わせする。
【００４９】
尚、上記第１実施形態において、便宜上、下ステージ２２に保持される下ガラス基板２の位置検出用マークが常に撮像装置４０の焦点深度内に入る例で説明したが、例えば、上下のガラス基板１、２の位置検出用マークがいずれも撮像装置４０の焦点深度から外れる可能性を有する場合には、下記の如くに対応可能である。
【００５０】
即ち、両基板１、２の撮像されたマークパターンの一致度が共に許容値から外れた場合でも、このような場合の基板１、２と撮像装置４０の相対間隔を調整するための条件を記憶部５５に設定しておくことで対応することが可能である。具体的には例えば、まず、上述した手順(1)〜(4)に沿って、上ガラス基板１におけるマークパターンの一致度が許容値内となるように、上ステージ移動手段２１Ａを移動量ｄで制御し、この後、同じく手順(2)〜(4)をたどって下ガラス基板２におけるマークパターンの一致度が許容値内となるように、下ステージ移動手段２２Ａを移動量ｄで制御する。尚、両基板１、２の撮像されたマークパターンの一致度が共に許容値から外れる場合は、上ガラス基板１に付された位置検出用マークが撮像装置４０の焦点深度に対して上方側に外れ、また下ガラス基板２に付された位置検出用マークが撮像装置４０の焦点深度に対して下方側に外れていることが考えられるので、移動手段２１Ａ、２２Ａによる上下ステージ２１、２２の最初の移動方向は、両ステージ２１、２２の相対間隔を狭める方向に設定すると良い。
【００５１】
また、撮像装置４０を昇降動させることで、撮像装置４０と上下のガラス基板１、２の相対間隔を調整するものであっても良い。即ち、予め記憶部５５には、例えば、上ガラス基板１に関して、カメラ移動手段４０Ａによって撮像装置４０を移動量ｄで上方向に移動させるという条件を、下ガラス基板２に関して、移動量ｄで撮像装置４０を下方向に移動させるという条件を設定しておく。そして、上述の(2)の工程では、上下のガラス基板１、２それぞれについて撮像したマークパターンの一致度を算出し、この結果、上ガラス基板１の撮像されたマークパターンの一致度のみが許容値から外れた場合には、記憶部５５に設定された上ガラス基板１に対応する条件で、基板１、２と撮像装置４０の相対間隔を調整する。また、下ガラス基板２の撮像されたマークパターンの一致度のみが許容値から外れた場合には、記憶部５５に記憶された下ガラス基板２に対応する条件で、基板１、２と撮像装置４０の相対間隔を調整する。また、両基板１、２の撮像されたマークパターンの一致度が共に許容値から外れた場合には、位置合わせ不可と判断しオペレータコール処理を行なう。
【００５２】
本実施形態によれば以下の作用がある。
▲１▼上下のガラス基板１、２の位置検出用マークを撮像し、撮像したマークパターンと設定された基準マークパターンとの一致度を算出し、この算出した一致度に基づいて撮像装置４０と上ガラス基板１、下ガラス基板２との相対間隔を変化させるものであり、上下のガラス基板１、２の位置検出用マークを撮像装置４０の焦点深度内に確実に入れることができる。
【００５３】
▲２▼上述▲１▼において、一致度に関する許容値を設定しており、算出した一致度が設定された許容値から外れていたときに、上下のガラス基板１、２と撮像装置４０との相対間隔を予め定めた設定量だけ変化させるものであり、上下のガラス基板１、２の位置検出用マークを撮像装置４０の焦点深度内により確実かつ効率的に入れることができる。
【００５４】
（第２実施形態）（図１、図２）
第２実施形態の基板貼り合わせ装置１０も、上ガラス基板１と下ガラス基板２の位置検出用マークを撮像装置４０により確実に撮像するため、第１実施形態におけると同様に、制御装置５０、画像処理装置５１、移動装置５２、設定部５３、比較部５４、記憶部５５を有する。
【００５５】
第２実施形態が第１実施形態と異なる点は、記憶部５５が、上ガラス基板１、下ガラス基板２と撮像装置４０との各相対間隔とそれに対応する一致度との関係を表すデータを記憶していることにある。制御装置５０は、記憶部５５に記憶されたデータに基づいて、移動装置５２による基板１、２と撮像装置４０との相対間隔変化量を設定する。尚、相対間隔と一致度との関係を表すデータは、例えば、実験により求めることが可能である。即ち、基板１、２と撮像装置４０の相対間隔を一定距離ずつ変化させ、それぞれの相対間隔においてマークパターンの一致度を測定したデータを作成する。そして、このデータに基づいて相対間隔と一致度との関係を表す近似式を求め、この近似式を相対間隔と一致度との関係を表すデータとして用いる。
【００５６】
従って、第２実施形態において、制御装置５０による上ガラス基板１と下ガラス基板２の位置合わせ手順は以下の如くなされる。尚、本実施形態でも第１実施形態と同様に、下ステージ２２に保持される下ガラス基板２の位置検出用マークは撮像装置４０の焦点深度内にあるものと仮定して説明する。
【００５７】
(1)撮像装置４０により上ガラス基板１、下ガラス基板２の位置検出用マークを同時に撮像する。
【００５８】
(2)画像処理装置５１により、上ガラス基板１について撮像したマークパターンと設定された基準マークパターンの一致度を算出する。そして、画像処理装置５１が算出した一致度と、設定部５３に設定された許容値とを、比較部５４で比較する。比較部５４の比較結果が良（一致度が許容値の範囲内に入る）であれば、(5)ヘ移り、否であれば(3)へ移る。
【００５９】
(3)撮像装置４０による撮像回数が記憶部５５に設定された許容回数を越えたか否か判別する。越えていないならば(4)ヘ移り、越えているならば位置合わせ不可のオペレータコール処理を行なう。
【００６０】
(4)記憶部５５の記憶データを用い、移動装置５２を制御する。
(4-1)記憶部５５の記憶データである、上ガラス基板１と撮像装置４０との相対間隔と、それに対応する一致度との関係を表すデータを用いる。上述(2)で画像処理装置５１が算出した一致度を上記データに参照し、上ガラス基板１と撮像装置４０との現在の相対間隔を推測する。
【００６１】
(4-2)画像処理装置５１が算出する一致度が許容値に入るときの、上ガラス基板１と撮像装置４０との目標とすべき相対間隔を記憶部５５の上述(4)のデータから推測する。上述(4-1)の現在の相対間隔が目標とすべき相対間隔に入るように、移動装置５２により撮像装置４０と上ステージ２１との相対位置を調整し、撮像装置４０と上ガラス基板１との相対間隔を変化させ、前述(1)へ戻る。
【００６２】
(5)撮像装置４０が撮像した上ガラス基板１、下ガラス基板２の位置検出用マークの画像データに基づき、前述した如く、上ガラス基板１と下ガラス基板２の面方向での相対位置ずれ状態を検出し、この相対位置ずれを修正するように下ステージ移動手段２２Ａを制御し、上ステージ２１と下ステージ２２を基板１、２の面方向で相対移動させ、上ガラス基板１と下ガラス基板２を位置合わせする。
【００６３】
本実施形態によれば、上下のガラス基板１、２と撮像装置４０との各相対間隔とそれに対応する一致度との関係を表すデータを記憶しており、算出した一致度の設定された許容値に対する外れ分に応じた、上ガラス基板１と撮像装置４０の相対間隔変化量を直ちに把握でき、上ガラス基板１の位置検出用マークを撮像装置４０の焦点深度内に確実かつより効率的に入れることができる。
【００６４】
尚、この第２実施形態においては、記憶部５５に、上下のガラス基板１、２と撮像装置４０との各相対間隔とそれに対応する一致度との関係を示すデータを記憶しておくものであったが、このデータに代えて、画像処理装置５１が算出した各一致度に対応する撮像装置４０と上下のガラス基板１、２との相対間隔の調整量を記憶しておくものであっても良い。この場合、第２実施形態における手順(4)において、画像処理装置５１が一致度を算出すると、制御装置５０は、記憶部５５のデータから、撮像装置４０と上（下）のガラス基板１（２）との相対間隔の調整量を求め、その求めた調整量分だけ撮像装置４０と上下のガラス基板１、２との相対間隔を変化させることになる。
【００６５】
（第３実施形態）（図３、図４）
第３実施形態の基板貼り合わせ装置１０は、上ガラス基板１と下ガラス基板２の位置検出用マークを撮像装置４０により確実に撮像するため、図３、図４に示す如く、制御装置６０、厚み測定装置６１、移動装置６２、設定部６３を有する。
【００６６】
厚み測定装置６１は、上下のガラス基板１、２の厚みＴ１、Ｔ２を測定する。厚み測定装置６１は例えば基板１、２の密閉容器１１への導入経路に沿う位置に導入経路に沿って搬送される基板１、２を上下から挟む如くに対向して設置された一対のセンサを有してなる。このセンサとしては、例えば、反射型の超音波センサを用いることができ、この一対のセンサ間を基板１、２が通過したときの各センサからの出力値と一対のセンサの配置間隔とに基づいて基板１、２の厚みＴ１、Ｔ２を測定する。そして、本実施形態においては、１枚の基板の板厚は均一であると仮定して基板１、２の略中央部で厚みを測定するものとするが、一枚の基板上で板厚にばらつき有する可能性がある場合には、基板１、２上の位置検出用マークに対応する部位それぞれの厚みを測定し、それらの平均値を用いる等しても良い。尚、センサは非接触式に限らず接触式のセンサ等、基板１、２の厚みを測定可能なセンサであれば他のものを用いることも可能である。
【００６７】
移動装置６２は、上ステージ２１の上ステージ移動手段２１Ａ、撮像装置４０のカメラ移動手段４０Ａ等からなり、撮像装置４０と上ステージ２１又は下ステージ２２との相対位置を調整し、結果として撮像装置４０と基板１、２との相対間隔を変化させる。
【００６８】
設定部６３は、撮像装置４０と上ガラス基板１又は下ガラス基板２の位置検出用マークが付された貼り合わせ面との目標とすべき相対間隔Ｍ（撮像装置４０の焦点距離）と、両基板１、２の貼り合わせ前の最も近接させ得る設定間隔Ｂとが設定される。
【００６９】
制御装置６０は、厚み測定装置６１の測定結果に基づいて移動装置６２を制御する。具体的には、移動装置６２により、上下のステージ２１、２２間隔の中央位置と撮像装置４０との間の距離が、設定部６３に設定された目標相対間隔Ｍになるように、撮像装置４０と上ステージ２１又は下ステージ２２との相対位置を調整する。また、移動装置６２により、両基板１、２の位置検出用マークが付された貼り合わせ面の間隔が予め定めた設定間隔Ｂになるように、撮像装置４０と上ステージ２１又は下ステージ２２との相対位置を調整する。このとき、上ステージ２１と下ステージ２２の相対間隔Ａは、Ａ＝Ｂ＋Ｔ１＋Ｔ２である。
【００７０】
従って、制御装置６０による上ガラス基板１と下ガラス基板２の位置合わせ手順は以下の如くなされる。
【００７１】
(1)厚み測定装置６１により上ガラス基板１、下ガラス基板２の厚みＴ１、Ｔ２を測定する。
【００７２】
(2) 測定した基板１、２の厚みＴ１、Ｔ２に基づいて上下のステージ２１、２２の相対間隔Ａを算出する。そして、上下のステージ２１、２２の間隔が相対間隔Ａとなるように、即ち、両基板１、２の位置検出用マークが付された貼り合わせ面の間隔が設定間隔Ｂとなるように、かつ、上下のステージ２１、２２間隔の中央位置と撮像装置４０との間の距離が目標とする相対間隔Ｍ（撮像装置４０の焦点距離）となるように、移動装置６２を制御する。これにより、上下の基板１、２の位置検出用マークは、撮像装置４０の焦点深度内に配置される。
【００７３】
(3)上述(2)により、撮像装置４０と上ガラス基板１と下ガラス基板２の相対位置を調整した状態で、撮像装置４０により基板１、２の位置検出用マークを同時に撮像する。そして、撮像装置４０が撮像した基板１、２の位置検出用マークの画像データに基づき、前述した如く、上ガラス基板１と下ガラス基板２の面方向での相対位置ずれ状態を検出し、この相対位置ずれを修正するように下ステージ移動手段２２Ａを制御し、上ステージ２１と下ステージ２２を基板１、２の面方向で相対移動させ、上ガラス基板１と下ガラス基板２を位置合わせする。
【００７４】
本実施形態によれば以下の作用がある。
▲１▼上ガラス基板１と下ガラス基板２の測定厚みに基づいて、撮像装置４０と上下のガラス基板１、２との相対間隔を調整するものであり、上下のガラス基板１、２の位置検出用マークを撮像装置４０の焦点深度内に確実に入れることができる。
【００７５】
▲２▼上述▲１▼において、測定された上下のガラス基板１、２の厚みに基づいて、両ガラス基板１、２の間隔が予め定めた値となるように、撮像装置４０と上下のガラス基板１、２との相対間隔を調整するものであり、上下のガラス基板１、２の位置検出用マークを撮像装置４０の焦点深度内により確実かつ効率的に入れることができる。
【００７６】
尚、第３実施形態の手順(2)において、撮像装置４０の焦点深度と設定間隔Ｂとの関係が、焦点深度＜設定間隔Ｂである場合には、上下の基板１、２の位置検出用マークの良好な撮像画像を同時に撮像装置４０で取り込むことはできないが、各基板１、２の位置検出用マークを個別に撮像装置４０で撮像する等にて対応することが可能である。具体的には例えば、いずれか一方の基板の厚みの測定結果に基づいて撮像装置４０と一方の基板の位置検出用マークが付された面との間の距離が目標とする相対間隔（撮像装置４０の焦点距離）となるように、撮像装置４０を上下に移動させ、この状態で位置検出用マークの位置を検出する。次に、他方の基板の厚みの測定結果に基づいて撮像装置４０と他方の基板の位置検出用マークが付された面との間の距離が目標とする相対間隔（撮像装置４０の焦点距離）となるように、撮像装置４０を上下に移動させ、この状態で位置検出用マークの位置を検出する。撮像装置４０は、同じ焦点深度内であっても焦点位置が最も鮮明な画像を得られると考えられるので、このようにすることで、位置検出精度が向上するという更なる効果を得ることができる。
【００７７】
以上、本発明の実施の形態を図面により詳述したが、本発明の具体的な構成はこの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。例えば、本発明は単一の基板に付された位置検出用マークを検出する装置においても採用できる。
【００７８】
また、上記第１、第２実施形態において、上ガラス基板１の位置検出用マークと下ガラス基板２の位置検出用マークとを撮像装置４０の焦点深度内に同時に位置付ける例で説明したが、個別に位置付けるようにしても良い。具体的には例えば、設定部５３に設定する撮像されたマークパターンと設定された基準マークパターンとの一致度に関する許容値を、両基板１、２の位置検出用マークを撮像装置４０の焦点深度内に同時に位置付ける場合に比べて高い値、例えば、一致度１００％或いはそれに近い値に設定する。そして、この許容値に基づき、第１、第２実施形態における工程(1)〜(5)にしたがって各基板１、２の位置検出用マークを撮像装置４０で個別に撮像しその位置を検出する。このようにすることで、より精度の高いマーク位置検出を行なうことができるので、位置検出精度が向上するという更なる効果を得ることができる。
【００７９】
また、接着剤は、シール性を有する接着剤に限らずシール性を有さない接着剤を用いることも可能である。
【００８０】
また、基板は、液晶表示パネルを構成するガラス基板に限らず、プリント基板等であっても良い。
【００８１】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、基板の位置検出用マークを撮像装置により確実に撮像することができる。また、これにより、基板貼り合わせの稼動率低下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１は第１、第２実施形態の基板貼り合わせ装置を示す模式図である。
【図２】  図２は第１、第２実施形態の制御ブロック図である。
【図３】  図３は第３実施形態の基板貼り合わせ装置を示す模式図である。
【図４】  図４は第３実施形態の制御ブロック図である。
【符号の説明】
１  上ガラス基板（上基板）
２  下ガラス基板（下基板）
１０  基板貼り合わせ装置
２１  上ステージ
２２  下ステージ
４０  撮像装置
５０  制御装置
５１  画像処理装置
５２  移動装置
５３  設定部
５４  比較部
５５  記憶部
６０  制御装置
６１  厚み測定装置
６２  移動装置
６３  設定部
【図１】
0004038133.tif 000002
【図２】
0004038133.tif 000003
【図３】
0004038133.tif 000004
【図４】
0004038133.tif 000005