(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉されたチャンバ内において、２枚の基板を貼り合わせる基板貼り合わせ装置において、
前記チャンバに連結され、チャンバ内を真空引きするポンプと、
チャンバ内の圧力を検出する圧力検出器と、
前記ポンプによる前記チャンバ内の真空引き開始からの経過時間とその経過時間に対応する前記チャンバ内の圧力目標値との関係を記憶した記憶部と、
前記圧力検出器からの圧力検出値と前記記憶部に記憶した圧力目標値とを比較する比較部と、
前記比較部の比較結果に基づいて前記ポンプと前記チャンバとを連結した配管に設けられたバルブを制御して前記配管の吸入抵抗を変化、または前記ポンプを制御して前記ポンプの吸入能力を変化させる制御部とを備え、
前記記憶部に記憶したチャンバ内の真空引き開始からの経過時間とその経過時間に対応するチャンバ内の圧力目標値との関係は、予め設定された圧力範囲内での時間経過に対する圧力変化の割合が、前記設定された圧力範囲外での時間経過に対する圧力変化の割合に比べて小さくなる関係であることを特徴とする基板貼り合わせ装置。
【請求項２】
前記圧力範囲は、１０００Ｐａから４００Ｐａの範囲であることを特徴とする請求項１記載の基板貼り合わせ装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記２枚の基板が貼り合わされた後に、前記チャンバ内に開口した復帰口につらなる復帰用バルブを制御して、チャンバ内へ流入する気体の流入抵抗を大から小に変化させることを特徴とする請求項１記載の基板貼り合わせ装置。
【請求項４】
前記チャンバは、前記復帰口からチャンバ内に向けた気体の流れ方向を変化させるルーバー機構を設けたことを特徴とする請求項３記載の基板貼り合わせ装置。
【請求項５】
密閉されたチャンバ内において、２枚の基板を貼り合わせる基板貼り合わせ方法において、
前記チャンバ内に前記２枚の基板を、間隔をなして対向配置する第１の工程と、
この第１の工程の後に、前記チャンバに連結されたポンプを所定の吸入能力で作動させ前記チャンバ内の真空引きを開始する第２の工程と、
この第２の工程による真空引き開始後の前記チャンバ内の圧力を所定時間間隔で検出し、検出した圧力検出値と前記チャンバ内の真空引き開始からの経過時間とその経過時間に対応するチャンバ内の圧力目標値との関係から求めた圧力目標値とを比較し、この比較の結果に応じて前記ポンプと前記チャンバとを連結した配管に設けられたバルブを制御して前記配管の吸入抵抗を変化、または前記ポンプを制御して前記ポンプの吸入能力を変化させる第３の工程と、
この第３の工程の後に、前記チャンバ内で対向配置した前記２枚の基板を貼り合わせる第４の工程と、
この第４の工程の後に、前記チャンバ内に開口した復帰口につらなる復帰用バルブを制御し、気体が所定の流入抵抗を受けて前記チャンバ内へ流入して前記チャンバ内の圧力が大気圧に向けて移行するように操作する第５の工程と、
この第５の工程の後に、貼り合わされた前記２枚の基板をチャンバ内から取り出す第６の工程と、を有し、
前記チャンバ内の真空引き開始からの経過時間とその経過時間に対応するチャンバ内の圧力目標値との関係は、予め設定された圧力範囲内での時間経過に対する圧力変化の割合が、前記設定された圧力範囲外での時間経過に対する圧力変化の割合に比べて小さくなる関係であることを特徴とする基板貼り合わせ方法。
【請求項６】
前記圧力範囲は、１０００Ｐａから４００Ｐａの範囲であることを特徴とする請求項５記載の基板貼り合わせ方法。
【請求項７】
前記第５の工程は、前記復帰用バルブを制御して、チャンバ内へ流入する気体の流入抵抗を大から小に変化させることを特徴とする請求項５記載の基板貼り合わせ方法。
【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採用して好適な基板貼り合わせ装置及び基板貼り合わせ方法の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、パソコンやＴＶ受像機、あるいは各種モニター用等のディスプレイに採用される液晶表示パネルは、対向配置された一対のガラス製基板が、その表示面を囲むように塗布された接着剤を介した貼り合わせによって製造される。
【０００３】
液晶表示パネルは、貼り合わされた両基板間の表示面に液晶が封入されて形成されるが、表示面への液晶の封入には、液晶注入方式と液晶滴下方式とがある。
【０００４】
液晶のいずれの封入方式においても、液晶を封入した基板間の間隔（セルギャップ）が一定となるように、いずれか一方の基板面に多数のスペーサが散布ないしは配設されて貼り合わせが行われる。
【０００５】
図１２は、液晶滴下方式による液晶表示パネルの製造に採用される従来の基板貼り合わせ装置を示した一部切り欠け断面図である。
【０００６】
図１２に示すように、上下一対の矩形状をなしたガラス製の基板１ａ，１ｂは、上下チャンバ２ａ，２ｂからなるチャンバ２内にあって、上基板１ａは上ステージ３ａの下面にチャック等の保持手段により保持され、他方、表示面に液晶４が滴下され、それを囲むように接着剤であるシール剤５が塗布された下基板１ｂは下ステージ３ｂの上面に同様にチャック等の保持手段により保持される。なお、符号５ａは、表示面に散布されたスペーサを示している。
【０００７】
上ステージ３ａは、移動機構６の支持軸６ａに連結保持され、移動機構６により、Ｘ−Ｙ−θ方向に移動調整されるとともに、Ｘ−Ｙ−θ方向に垂直な上下（矢印Ｚ）方向に移動し、上基板１ａを対向する下基板１ｂに位置合わせを行った後、押圧して、両基板１ａ，１ｂを重ね合わせるように構成されている。
【０００８】
下ステージ３ｂは下チャンバ２ｂ内で固定されており、下チャンバ２ｂには、上下各基板１ａ，１ｂ位置決め用の撮像カメラ７１，７２が設置されている。
【０００９】
撮像カメラ７１，７２は、両基板１ａ，１ｂに形成された位置決め用のマーク（アライメントマーク）を撮影し、その映像を不図示の制御器に供給するので、制御器におけるいわゆるパターン認識手法を用いたマーク位置の検出、および検出されたマーク位置に基づく移動機構６の駆動制御による、上下両基板１ａ，１ｂ間の相対的な位置合わせが行われる。
【００１０】
なお、駆動機構は省略して示していないが、上チャンバ２ａ全体は上下動可能に構成されており、上チャンバ２ａが降下して下チャンバ２ｂと連結したとき、密閉され閉空間が形成される。そして、チャンバ２に内に向け開口したパイプ２１を介して不図示の真空ポンプが連結され、その真空ポンプによる排気により、チャンバ２内は真空引き可能に構成されている。符号２ｃは、密閉時の気密を確保するために、上チャンバ２ａの下端部に取り付け固定された弾性部材を示しており、また符合２２は下チャンバ２ｂ移動用の搬送レールを示したものである。
【００１１】
上記構成の基板貼り合わせ装置を採用した液晶表示パネルの製造において、上下両基板１ａ，１ｂの貼り合わせは、次の手順（工程）で行われる。
【００１２】
まず最初に、上基板１ａが下チャンバ２ｂの下ステージ３ｂ上に載置されて搬入され、上ステージ３ａの下面に吸着保持される。次に、表示面の液晶４を囲むように予めシール剤５が塗布された下基板１ｂが、下チャンバ２ｂの下ステージ３ｂ上に吸着保持され搬入される。
【００１３】
次に、上チャンバ２ａが降下して閉空間を形成し、パイプ２１に連結された真空ポンプの作動による排気により、図１３に示す特性曲線に基づく推移を経てチャンバ２内の真空引きが行われる。次に、チャンバ２内の真空雰囲気中で、上基板１ａと下基板１ｂとの位置合わせが行われ、上ステージ３ａが降下し上基板１ａを下基板１ｂに押圧し、シール剤５を介した両基板１ａ，１ｂの貼り合わせが行なわれる。
【００１４】
最後に、チャンバ２内の真空破壊が行われ大気圧まで復帰した後、上基板１ａの上ステージ３ａからの吸着解放、及び上チャンバ２ａの上昇移動を経て、下ステージ３ｂ上の貼り合わされた両基板１ａ，１ｂは搬出される。
【００１５】
上記のように、両基板１ａ，１ｂは、真空雰囲気中での貼り合わせ後に大気圧下にさらされるので、真空状態にある両基板１ａ，１ｂ間の表示面、すなわちセル空間と、基板外側の大気圧との間の大きな内外圧力差を受け、両基板１ａ，１ｂはさらにスペーサ５ａを押圧して、ミクロン単位の精度を有する間隙（セルギャップ）を形成する。
【００１６】
なお、両基板１ａ，１ｂを接着したシール剤５は、貼り合わせ後に加熱あるいは紫外線（ＵＶ）照射等を受けて硬化する。
【００１７】
【特許文献１】
特公平０８−０１９９０７号公報
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、液晶表示パネルの製造等に採用される従来の基板の貼り合わせ装置では、閉空間を形成したチャンバ２内において、上ステージ３ａに吸着保持された上基板１ａが下方の基板１ｂに対して位置合わせされた後、接着剤であるシール剤５を介して下方の基板１ｂと貼り合わされる。
【００１９】
そのときチャンバ２内は、真空ポンプによる排気操作により、真空引きが行われていて、貼り合わせ操作は真空雰囲気中で行われる。
【００２０】
真空ポンプがチャンバ２内の真空引きを行うとき、図１３にも示したように、作動の開始当初は、チャンバ２内の空気を勢い良く排気し、真空度が急速に高まるが、排気が進行してチャンバ２内の空気が次第に希薄になり目的とする真空度Ｌに近づくに従って真空度の進捗は緩やかなものとなる。
【００２１】
液晶表示パネルは、表示面への埃や塵の付着は表示特性を著しく阻害させるので、基板貼り合わせ等の組立て製造は、当然ながら、埃や塵を排除したクリーンルーム内において行われる。
【００２２】
製造現場におけるクリーン度は高いことが望まれるが、空気中に含む埃や塵を完全に零にすることは事実上不可能であり、また基板貼り合わせ装置は機械的可動部分を含むので、その機構部分から新たに粉塵等が発生するのは避けられず、チャンバ内に滞留したこのような埃や塵を除去できないことがある。
【００２３】
そこで、基板の貼り合わせに際し、真空ポンプを作動させ、チャンバ２内の真空引きを行うとき、真空ポンプ作動開始時の急激な排気動作が、チャンバ２内の気流を乱し、それが下チヤンバ２ｂ内に滞留している埃や塵を舞い上がらせて下基板１ｂの表示面に付着するおそれがある。
【００２４】
また、貼り合わせ後の基板に対する埃や塵の付着も、往々にして、基板の電気的特性を劣化させる。チャンバ２内における貼り合わせ後の真空破壊に際し、復帰用の気体流がチャンバ２内の埃や塵を舞い上がらせ、電極面に付着して、接続されるＩＣ等との間の電気的導通を阻害するおそれがあった。
【００２５】
そこで、ますます高精細表示画面が要求される昨今、チャンバ内のごく小さな埃や塵でも、真空引きあるいは真空破壊の際に生じる気流によって舞い上がり、表示面や電極部に付着して製造上の歩留まりを低下させるので改善が要望されていた。
【００２６】
そこで本発明は、真空チャンバ内における上下基板の貼り合わせにおいて、埃や塵が舞い上がるのを極力回避して、良好な貼り合わせ基板を得ることができる基板貼り合わせ装置及び基板貼り合わせ方法を提供することを目的とする。
【００２７】
また、本発明の他の目的はチャンバ内の空気の真空引きに起因する上基板の落下を防止することである。
【００２８】
【課題を解決するための手段】
上記従来の課題を解決するために、本発明は、密閉されたチャンバ内において、２枚の基板を貼り合わせる基板貼り合わせ装置において、前記チャンバに連結され、チャンバ内を真空引きするポンプと、チャンバ内の圧力を検出する圧力検出器と、前記ポンプによる前記チャンバ内の真空引き開始からの経過時間とその経過時間に対応する前記チャンバ内の圧力目標値との関係を記憶した記憶部と、前記圧力検出器からの圧力検出値と前記記憶部に記憶した圧力目標値とを比較する比較部と、前記比較部の比較結果に基づいて前記ポンプと前記チャンバとを連結した配管に設けられたバルブを制御して前記配管の吸入抵抗を変化、または前記ポンプを制御して前記ポンプの吸入能力を変化させる制御部とを備え、前記記憶部に記憶したチャンバ内の真空引き開始からの経過時間とその経過時間に対応するチャンバ内の圧力目標値との関係は、予め設定された圧力範囲内での時間経過に対する圧力変化の割合が、前記設定された圧力範囲外での時間経過に対する圧力変化の割合に比べて小さくなる関係であることを特徴とする基板貼り合わせ装置を提供する。
【００２９】
このように、本発明によれば、制御手段が比較部の比較結果に基づいて前記ポンプと前記チャンバとを連結した配管に設けられたバルブを制御して前記配管の吸入抵抗を変化、または前記ポンプを制御して前記ポンプの吸入能力を変化させるので、急激な真空引きが緩和され、埃や塵の舞い上がりを抑制することができる。
【００３８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る基板貼り合わせ装置及び基板貼り合わせ方法の実施の形態について、図１ないし図５を参照して詳細に説明する。なお、これらの図において、図１２及び図１３に示した従来の構成と同一構成には同一符号を付し詳細な説明は省略する。
【００３９】
図１は、液晶滴下方式の液晶表示パネルを製造するために採用される本発明の基板貼り合わせ装置の第１の実施の形態を示した一部切り欠け断面図、図２は図１に示した装置において、制御器によるバルブ制御を受けて、チャンバ内で変化する真空度到達度を示した特性曲線図である。
【００４０】
図１に示すように、上下一対の矩形状からなるガラス製の基板１ａ，１ｂは、チャンバ２内において、上基板１ａは上ステージ３ａの下面に、また下基板１ｂは下ステージ３ｂの上面にそれぞれ吸引吸着あるいは静電吸着により保持される。
【００４１】
上ステージ３ａは移動機構６に連結保持され、Ｘ−Ｙ−θ方向に位置調整されつつ上下（Ｚ軸）方向に移動可能に取付けられているので、上下両基板１ａ，１ｂは、上チャンバ２ａと下チャンバ２ｂとの連結により形成された閉空間内において、位置合わせが行われた後、シール剤５を介した貼り合わせが行われる。なお、下ステージ３ｂを移動機構６に連結保持するようにしても良い。
【００４２】
真空雰囲気中で貼り合わされた上下両基板１ａ，１ｂは、上基板１ａの上ステージ３ａからの吸着解放、チャンバ２内の真空破壊、及び上チャンバ２ａの上昇移動を経て搬出される。貼り合わされた両基板１ａ，１ｂは、チャンバ２内において、あるいは搬送レール２２上を移動して搬出された後に、両基板１ａ，１ｂを貼り合わせたシール剤５に対し、加熱あるいは紫外線（ＵＶ）照射が行われる。
【００４３】
この第１の実施の形態では、チャンバ２内の排気及び真空破壊を行う手段として、チャンバ２に排気機構８並びに給気機構９を連結構成し、制御手段である制御器１０が排気機構８及び給気機構９を駆動制御するように構成されている。
【００４４】
排気機構８は、搬送レール２２上を移動する下チャンバ２ｂ内に開口して連結された配管８１と、この配管８１に連結された真空ポンプ８２とからなり、真空ポンプ８２とともに、配管８１に設けられたバルブ８ａ、及び真空ポンプ８２の排気管に設けられた排出バルブ８ｂが制御器１０に駆動制御されるように構成されている。
【００４５】
また、給気機構９は、流入パイプ９１と、この流入パイプ９１に連結された圧力源９２とからなり、流入パイプ９１は上チャンバ２ａの天井壁に設けられた復帰口２３に連結されていて、流入パイプ９１に設けられた復帰用バルブ９ａが制御器１０に制御されるように構成されている。なお、圧力源９２は圧力タンクで構成され、真空破壊時における急激な圧力変化に起因して生成される結露の防止も兼ねて、たとえば窒素ガス等の不活性ガスを含む気体が収容されている。
【００４６】
また、復帰口２３が設けられた上チャンバ２ａ内には、図１に示すように、その開口部を覆うように、エアフイルタ１１が取付けられている。エアフイルタ１１は、復帰口２３に間隔をなして対向するプレート部１１ａを有し、復帰口２３から吹き込んだ気体がそのプレート部１１ａに衝突し、衝突した気体は、横方向に取り囲んだネット（網）を通過して閉空間内に流れるように構成されている。
【００４７】
従って、エアフイルタ１１は、チャンバ２内に流入する気体に混入した埃や塵を除去するのみならず、復帰口２３から供給された気体が、チャンバ２内の広い空間に向けて、そのまま真っ直ぐに直接吹き込むのを抑制し、気体の流れ方向を変化させる一種のルーバー機構を形成したものである。
【００４８】
上記構成のもとで、チャンバ２内の真空引き、両基板１ａ，１ｂの位置合わせ、そして貼り合わせ、及びチャンバ２の真空破壊の工程を経て、貼り合わされた両基板１ａ，１ｂは取り出されるが、チャンバ２内の真空引き並びにチャンバ２内の真空破壊による大気圧下への復帰操作は、制御器１０による排気機構８及び給気機構９に対する駆動制御によって行われる。
【００４９】
すなわち、真空引きにおける制御器１０の制御では、まず給気機構９の復帰用バルブ９ａを閉じた状態で、排気機構８の排出バルブ８ｂを開とし、真空ポンプ８２を作動させるとともに、目的とする真空度が得られるまでの間に、配管８１の吸入抵抗が大から小にたとえば２段階に変化するようにバルブ８ａを制御する。
【００５０】
すなわち、制御器１０は、図２のチャンバ２内の真空到達度の特性曲線図に示したように、バルブ８ａの開制御してから時間ｔが経過するまでの間は、バルブ８ａをたとえば１／２開放とし、時間ｔ経過後にはじめて全開となるように制御する。
【００５１】
なお、このように時間をパラメータとして制御するのではなく、圧力（真空到達度）をパラメータとして制御しても良い。この場合、チャンバ２内の圧力を検出する圧力検出器２４を設け、この圧力検出器２４の圧力検出値を制御器１０に取り込み、この圧力検出値が図４における時間ｔに相当する真空到達度に達した時点でバルブ８ａを全開とする。
【００５２】
その結果、チャンバ２内の真空度は、バルブ８ａの開操作開始から時間ｔが経過するまでの間は、バルブ８ａの絞り込みにより、配管８１内を通って排気される気体量は抑制される。従って、バルブ８ａの開操作開始から時間ｔが経過するまでの間は、配管８１における大きな吸入抵抗により、真空ポンプ８２の排気量は抑制され、図２に実線Ａで示したようにチャンバ２内の真空度は緩やかに推移する。
【００５３】
すなわち、本実施の形態によれば、図２に１点鎖線Ｂで示した従来のチャンバ内における真空度の急激な立ち上がりからなる推移とは異なり、緩やかなものとなるので、真空引きの過程において、チャンバ２内の排気流の流れは強くならず、チャンバ２内における埃や塵の舞い上がりは回避される。
【００５４】
時間ｔ経過したとき制御器１０は、バルブ８ａを全開させるが、この時点でチャンバ２内の真空度は相当進捗しているので、この時点でバルブ８ａを全開操作を行い配管８１の吸入抵抗が小さくなるように制御しても、強い排気流は形成されず、チャンバ２内で埃や塵を舞い上がらせることを防止しつつ、目標とする真空度Ｌに到達させることができる。
【００５５】
チャンバ２内が目標とする真空度Ｌに到達した後、制御器１０は、バルブ８ａを閉じ真空ポンプ８２の動作を停止させる。なお、配管８１は、図１に示したように、下チャンバ２ｂの底板に開口して接続し、下方に引き込むように構成したので、チャンバ２内の空気は下方に向かって吸い寄せられることとなり、これにより排気時の埃や塵の舞い上がりをより効果的に抑えることができる。
【００５６】
制御器１０は、基板１ａ，１ｂの貼り合わせが行われた後に、給気機構９を作動させ、チャンバ２内を真空状態から大気圧下の雰囲気に戻すように制御する。
【００５７】
そこで、制御器１０は、復帰用バルブ９ａを開放制御し、圧力源９２から窒素ガス等を含む空気等の気体をチャンバ２内に供給する。
【００５８】
このとき、制御器１０は、復帰用バルブ９ａの開放度を、はじめにたとえば１／４の開放度になるように設定制御し、所定時間Ｔ経過後に全開させる。これにより、圧力源９２からチャンバ２内へ流入する気体の流入抵抗は、大から小に変化する。
【００５９】
なお、このように時間をパラメータとして制御するのではなく、圧力をパラメータとして制御しても良い。この場合、チャンバ２内の圧力を検出する圧力検出器２４を設け、この圧力検出器２４の圧力検出値を制御器１０に取り込み、この圧力検出値が所定の圧力に達した時点で復帰用バルブ９ａを全開とする。
【００６０】
その結果、図３に実線Ｃで示すように、復帰用バルブ９ａが開かれた後、時間Ｔが経過するまでの間は、チャンバ２内に流入する単位時間当たりの気体流入量は、復帰用バルブ９ａの絞り込みによって小さなレベルｐで推移する。この小さなレベルｐによる気体流入が、時間Ｔまで継続することによって、チャンバ２内はかなりの気体圧まで復帰するので、経過時間Ｔにおいて、制御器１０が復帰用バルブ９ａを全開制御しても、流入パイプ９１を流れる気体量は増加することなく、チャンバ２内圧力が大気圧に到達し、内外圧力差が無くなって平衡する点に向けて推移する。
【００６１】
このように制御器１０は、チャンバ２内へ流入する流入抵抗が大から小に変化するように復帰用バルブ９ａを制御する。従って、図３に１点鎖線Ｄで示したように、圧力源９２からの気体を何ら調整制御することなくチャンバ２内に流入させた場合と比較し、単位時間当たりの気体流入量が大きなレベルＰに到達することがないので、真空破壊時にチャンバ２内に流入する気体流が、チャンバ２内の埃や塵を舞い上がらせるような現象の発生を抑制させることができる。
【００６２】
上記第１の実施の形態の基板貼り合わせ装置による基板１ａ，１ｂの貼り合わせ手順を図４及び図５に示したフローチャートを参照して以下説明する。
【００６３】
図４は、基板１ａ，１ｂの貼り合わせまでの工程を示したもので、まず、ステップ４１において、上下一対の基板１ａ，１ｂは、閉空間を形成したチャンバ２内に対向配置される。
【００６４】
次に、ステップ４２において、制御器１０は、排気機構８を作動させ、バルブ８ａを調整制御し、配管８１の吸入抵抗が大となるように設定し、真空ポンプ８２による真空引きを開始させる。
【００６５】
次に、制御器１０は、所定時間ｔが経過したか否か、又はチャンバ２内が所定の圧力に到達したかを判断し（ステップ４３）、所定時間ｔ経過したときや、チャンバ２内が所定の圧力に到達したとき（ＹＥＳ）、ステップ４４に移行し、制御器１０は、バルブ８ａを調整制御し、配管８１の吸入抵抗が小となるように設定し、引続き真空ポンプ８２による真空引きを継続させる。なお、上記ステップ４３において、所定時間ｔに到達していない、又はチャンバ２内が所定の圧力に到達していない（ＮＯ）と判断されたときは、ステップ４２に戻り、大きな吸入抵抗のもとでの真空引きを継続する。
【００６６】
そこで、次にステップ４５に移行し、制御器１０はチャンバ２内の真空度が目標とする真空度Ｌに到達したか否かを判断し、目標の真空度Ｌに到達した（ＹＥＳ）と判定されたとき、ステップ４６に移行し、対向配置された両基板１ａ，１ｂは位置合わせが行われた後、接着剤を介した貼り合わせが行われる。ステップ４５において、目標とする真空度Ｌに到達していない（ＮＯ）と判定されたときは、ステップ４４に戻り、小さな吸入抵抗のもとでの真空引きが継続される。
【００６７】
次に、真空雰囲気内での両基板１ａ，１ｂの貼り合わせが行われた後の、チャンバ２内の真空破壊から両基板１ａ，１ｂの搬出までの工程について、図５を参照して以下説明する。
【００６８】
まず、ステップ５１において、制御器１０は復帰用バルブ９ａを制御し、絞り込みによる大きな流入抵抗のもとで、圧力源９２からの気体がチャンバ２内に流入するように設定し、気体を真空引きされたチャンバ２内に流入させる。
【００６９】
次に、ステップ５２において、制御器１０は、所定時間Ｔが経過したか否か、又はチャンバ２内が所定の圧力に到達したか判断し、所定時間Ｔが経過したときやチャンバ２内が所定の圧力に到達した（ＹＥＳ）と判断したとき、ステップ５３に移行し、制御器１０は、復帰用バルブ９ａを制御し、より小さな流入抵抗で気体がチャンバ２内に流入するように調整する。ここで、所定時間Ｔに到達していない、又はチャンバ２内が所定の圧力に到達していない（ＮＯ）と判断されたときには、ステップ５１に戻り、引続き大きな流入抵抗のもとでの気体流入を継続させる。
【００７０】
そこで次に、ステップ５４に移行し、制御器１０は、チャンバ２内が大気圧に復帰したか否かを判定し、大気圧に復帰した（ＹＥＳ）と判定されたとき、ステップ５５に移行し、上基板１ａを上ステージ３ａから解放し、上チャンバ２ａを上昇移動させ、下ステージ３ｂ上の貼り合わされた両基板１ａ，１ｂを下チャンバ２ｂの移動により搬出させる。なお、ステップ５４において、チャンバ２内が大気圧に復帰していない（ＮＯ）と判定されたときは、ステップ５３に戻り、引続き気体の流入が継続される。
【００７１】
なお、この第１の実施の形態によれば、復帰口２３に対向するチャンバ２内に、ルーバー機構を構成したエアフイルタ１１を設けたので、復帰口２３から吹き込んだ気体は、エアフイルタ１１により流れ方向が変えられて拡散し、チャンバ２内に流れ込む気体流はさらに和らげられ、チャンバ２内における埃や塵の舞い上がりはより一層軽減される。
【００７２】
以上説明のように、この第１の実施の形態によれば、２枚の基板１ａ，１ｂが貼り合わせに際して実行される、チャンバ２の真空引きにおいて、真空ポンプ８２に連結された配管８１の吸入抵抗が大から小に変化するように制御されるので、チャンバ２内での強い排気流の発生は抑制され、チャンバ２内に滞っている埃や塵の舞い上がりを抑制することができる。
【００７３】
また、この第１の実施の形態によれば、２枚の基板１ａ，１ｂの貼り合わせ後のチャンバ２内の真空破壊に際し、制御器１０による復帰用バルブ９ａの調整制御により、チャンバ２内に流入する気体の流入抵抗が大から小に変化するように制御されるので、チャンバ２内での強い流入気流の発生は抑制され、チャンバ２内に滞っている埃や塵の舞い上がりを回避できる。
【００７４】
従って、チャンバ２内で埃や塵が舞い上がり、それが基板の表示面や、基板電極面等に付着して、基板の表示機能あるいは電気的特性を低下させるような不具合発生を回避させることができる。
【００７５】
上記第１の実施の形態では、チャンバ２内の真空引きに際し、真空ポンプ８２に連結された一本の配管８１に設けられたバルブ８ａを制御して、真空ポンプ８２の吸入抵抗を変化させるように構成したが、真空ポンプ８２とチャンバ２との間に、径の異なる複数の配管を接続し、各配管のバルブのタイミングをずらした開操作により、配管全体としての吸入抵抗を変化させるようにしても、チャンバ２内における埃や塵の舞い上がりを抑制することができる。
【００７６】
同様に、チャンバ２内の真空破壊の際にも、圧力源９２とチャンバ２との間に、径の異なる２本の流入パイプを接続し、各パイプに設けられた復帰用バルブのタイミングをずらした開操作により、チャンバ２内へ流入する流入抵抗を変化させ、チャンバ２内における埃や塵の舞い上がりを抑制することができる。
【００７７】
すなわち、図６は本発明による基板貼り合わせ装置の第２の実施の形態を示した構成図で、排気機構８を、チャンバ２に径の異なる２本の配管８１Ａ，８１Ｂを連結して、吸入抵抗を大から小に変化させることができる構成とし、給気機構９も、チヤンバ２に径の異なる２本の流入パイプ９１Ａ，９１Ｂを連結して、流入抵抗が大から小に変化させることができるように構成されている。
【００７８】
図６に示した第２の実施の形態の構成によれば、まず排気機構８において、真空ポンプ８２を作動させた状態で、制御器１０は、最初に時間ｔに到達するまでの間、径の小さい配管８１Ｂのバルブ８ａＢを開とし、時間ｔに達したとき、径の大きな配管８１Ａのバルブ８ａＡを開制御する。なおこのとき、配管８１Ｂのバルブ８ａＢを閉としてもよい。
【００７９】
なお、このように時間をパラメータとして制御するのではなく、圧力をパラメータとして制御しても良い。この場合、チャンバ２内の圧力を検出する圧力検出器２４を設け、この圧力検出器２４の圧力検出値を制御器１０に取り込み、この圧力検出値が図４における時間ｔに相当する真空到達度に達した時点でバルブ８ａＡを全開とする。
【００８０】
この結果、時間ｔを境に、真空ポンプ８２の吸入抵抗は大から小に変化するので、第１の実施の形態と同様に、チャンバ２の真空引きに際して、強い排気流の発生を回避して、良好な基板の貼り合わせを行わせることができる。
【００８１】
一方、給気機構９においても、圧力源９２を連結した状態で、制御器１０は、最初に時間Ｔに到達するまでの間、径の小さい流入パイプ９１Ｂの復帰用バルブ９ａＢを開とし、時間Ｔに達したとき、径の大きな流入パイプ９１Ａの復帰用バルブ９ａＡを開制御する。なおこのときにも、流入パイプ９１Ｂの復帰用バルブ９ａＢを閉としてもよい。
【００８２】
なお、このように時間をパラメータとして制御するのではなく、圧力をパラメータとして制御しても良い。この場合、圧力検出器２４の圧力検出値を制御器１０に取り込み、この圧力検出値が所定の圧力に達した時点で復帰用バルブ９ａＡを開とする。
【００８３】
この結果、時間Ｔを境に、チャンバ２内に入る気体の流入抵抗は大から小に変化するので、第１の実施の形態と同様に、チャンバ２内の大気圧への復帰操作において、チャンバ２内に強い流入気流を生じさせることなく、貼り合わせ後の基板への埃や塵の付着を回避させることができる。
【００８４】
なお、図６において、チャンバ２等の構成は、図１に示した構成と同様であり、上チャンバ２ａ内に設けたフイルタ１１により、流入気流の勢いをより殺ぐことができる。
【００８５】
また、上記第２の実施の形態の構成において、チャンバ２内における真空引きから、基板貼り合わせ後の真空破壊までの手順（工程）は、図４及び図５に示した第１の実施の形態における工程と同様であるので説明を省略する。
【００８６】
上記第１及び第２の各実施の形態では、１個の真空ポンプ８２を連結構成し、バルブ８ａ，８ａＡ，８ａＢを制御して、全体として配管の吸入抵抗が大から小に変化させ得るように構成したが、排気機構８として複数個の真空ポンプを並列配置して、全体としてポンプの吸入能力を小から大に変化させるように構成することもできる。
【００８７】
図７は本発明の第３の実施の形態による基板貼り合わせ装置の構成図で、排気機構８は、チャンバ２に連結された同一径の２本の配管８１Ａ，８１Ｂに吸入能力（単位時間あたりに吸入することができる気体の量（ｌ／ｍｉｎ））が異なる２つの真空ポンプ８２Ａ，８２Ｂをそれぞれ対応連結されて構成されている。
【００８８】
そこで、制御器１０は、吸入能力が小さい真空ポンプ８２Ｂが連結された配管８１Ｂに設けられたバルブ８ａＢを時間ｔに到達するまでの間、開とし、時間ｔ経過後に、バルブ８ａＢを閉とし、吸入能力が大きい真空ポンプ８２Ａが連結された配管８１Ａに設けられたバルブ８ａＡを開とするように制御する。なお、時間ｔ経過後に、バルブ８ａＡとバルブ８ａＢを共に開としてもよい。
【００８９】
なお、このように時間をパラメータとして制御するのではなく、圧力（真空到達度）をパラメータとして制御しても良い。この場合、チャンバ２内の圧力を検出する圧力検出器２４を設け、この圧力検出器２４の圧力検出値を制御器１０に取り込み、この圧力検出値が図４における時間ｔに相当する真空到達度に達した時点でバルブ８ａＢを閉とし、バルブ８ａＡを開とする。
【００９０】
また、バルブ８ａＡ、８ａＢに代えて、排出バルブ８ｂＡ、８ｂＢを制御してポンプの吸入能力を変化させても良い。
【００９１】
従って、排気機構８は全体として、時間ｔを境に、チャンバ２に連結されたポンプの吸入能力が、結果的に小から大に切り替わったことになり、チャンバ２内における真空引きの過程において、強い排気気流が発生して、チャンバ２内において埃や塵が舞い上がるのを抑制することができる。
【００９２】
また、この第３の実施の形態では、給気機構９においても、流入抵抗が同じ２個の圧力源９２Ａ，９２Ｂを構成配置し、制御器１０は、給気開始から時間Ｔに到達するまでの間は、一方の流入パイプ９１Ｂに設けられた復帰用バルブ９ａＢのみを開とし、時間Ｔ経過後は、他方の流入パイプ９１Ａに設けられた復帰用バルブ９ａＡをも同時に開とするように制御する。
【００９３】
なお、このように時間をパラメータとして制御するのではなく、圧力をパラメータとして制御しても良い。この場合、圧力検出器２４の圧力検出値を制御器１０に取り込み、この圧力検出値が所定の圧力に達した時点で復帰用バルブ９ａＡ及び復帰用バルブ９ａＢを同時に開とする。
【００９４】
これにより、チャンバ２の真空破壊に際し、圧力源から流入する気体の流入抵抗が大から小に変化するので、第１及び第２の実施の形態と同様に、真空チャンバ２内で埃や塵が舞い上がり、貼り合わされた基板の電極面等に付着して、電気的特性を劣化させるような不具合発生を抑制させることができる。なお、図７において、符号８ｂＡ，８ｂＢはそれぞれ、真空ポンプ８２Ａ，８２Ｂの排出バルブを示している。
【００９５】
上記第３の実施の形態において、チャンバ２内における真空引きから、基板貼り合わせ後の真空破壊までの工程のうち、基板貼り合わせまでの工程を図８を参照して説明する。
【００９６】
すなわち、図８に示したステップ８１から８６までの工程は、図４に示した４１から４６までの各工程にそれぞれ対応する。そして、図４に示した工程との相違点は、ステップ４２では「吸入抵抗を大として真空引きを行う」操作であるのに対し、ステップ８２では「吸入能力の小さなポンプで真空引きを行う」操作である点、またステップ４４において「吸入抵抗を小として真空引きを行う」操作であるのに対し、ステップ８４では「吸入能力の大きなポンプで真空引きを行う」操作である点が相違するが、いずれも真空引きを行うという目的及び機能の点で共通し、工程の流れに差異はないので、詳細な説明は省略する。
【００９７】
また、真空破壊の工程も、この第３の実施の工程では図５で示した第１の実施の形態の工程と共通し、重複するので、詳細な説明は省略する。
【００９８】
従って、この第３の実施の形態においても、チャンバ２の真空引きに際し、チャンバ２内に強い排気流の流れが生じないので、埃や塵の舞い上がりを極力回避できるとともに、真空破壊時においても、同様に強い流入気流の発生は抑制され、基板電極面等に埃や塵の付着を抑制して、良好な貼り合わせ基板を製造することができる。
【００９９】
上記第２及び第３の実施の形態で、２本の配管８１Ａ，８１Ｂ、２本の流入パイプ９１Ａ，９１Ｂ、あるいは２個の真空ポンプ８２Ａ，８２Ｂ、２個の圧力源９２Ａ，９２Ｂをそれぞれ構成配置したが、これらの個数は任意に設定することができる。
【０１００】
また、第３の実施の形態において、単一の真空ポンプの吸入能力を変化させて、ポンプの吸入能力を小から大に変化させるようにしてもよい。これは、例えば、図７に示す排出バルブ８ｂＡ、８ｂＢの開閉度を小から大に切替えることで、あるいは、真空ポンプの駆動モータの回転速度を低速から高速に切替えることで行なうことができる。
【０１０１】
次に、図６、図９及び図１０を用いて本発明の第４の実施の形態について説明する。
【０１０２】
図６に示す制御器１０は、図９に示すように記憶部１０１，比較部１０２及び制御部１０３を備えている。記憶部１０１はチャンバ２の真空引き開始からの経過時間とその経過時間に対応するチャンバ２内圧力の目標値との関係を、図２に示すようなグラフあるいは対応表の形で記憶している。また、真空ポンプ８２はバルブ８ａＡ及び／又はバルブ８ａＢを常に開放状態としたとき、真空引き開始からの経過時間に対するチャンバ２内圧力が、図２の実線で示すカーブより上方に位置する吸入能力を有するものとする。
【０１０３】
チャンバ２の真空引きを開始するにあたり、図１０に示すように、圧力検出器２４は所定の時間間隔でチャンバ２内の圧力を検出し（ステップ１１１）、圧力検出値を制御器１０へ送る。制御器１０内の比較部１０２は、圧力検出値と記憶部１０１に記憶した圧力検出器２４が圧力を検出した経過時間に対応する圧力目標値とを比較する（ステップ１１２）。そして、圧力検出値が圧力目標値以下の場合には、バルブ８ａＡ及び／又はバルブ８ａＢを開放する（ステップ１１３、ステップ１１４）。一方、圧力検出値が圧力目標値を超えている場合には、制御部１０３がバルブ８ａＡ及び／又はバルブ８ａＢを閉じるように制御する（ステップ１１３，ステップ１１５）。そして、チャンバ２内が所定の真空度Ｌに到達したか否かを判断し（ステップ１１６）、所定の真空度Ｌに到達していない場合には、ステップ１１２に戻って、フローを繰り返す。また、所定の真空度Ｌに到達している場合には、フローを終了する。
【０１０４】
制御器１０は、このような制御を繰り返し行い、これによりチャンバ２内圧力を目標値に合わせて変化させることができる。また、給気機構９に対しても、図３に示すように給気開始からの経過時間とその経過時間に対応する流入量の目標値との関係を記憶させておくことで、同様の制御を行い、復帰用バルブ９１ａＡ、９１ａＢの開閉制御を行う。
【０１０５】
このような制御は、上記第２の実施の形態の制御と並行して行うことができる。すなわち、上記第４の実施の形態の制御を行いつつ、制御器１０は、時間ｔに達するまでの間、バルブ８ａＢの開閉により上記のステップ１１３から１１６を実行し、時間ｔに達した後は、バルブ８ａＡの開閉により上記のステップ１１３から１１６を実行する。また、時間でなく、チャンバ２内圧力をパラメータとして、所定の圧力に到達するまでは、バルブ８ａＡ，８ａＢの開閉によりステップ１１３から１１６を実行するように制御しても良い。
【０１０６】
また、上記第１又は第３の実施の形態においても、第２の実施の形態と同様に、第４の実施の形態の制御を並行して適用することができる。
【０１０７】
次に、図６、図９、図１０及び図１１を用いて、本発明の第５の実施の形態を説明する。
【０１０８】
図６において、静電吸着と真空吸着を利用した上基板１ａの吸着を行う場合、チャンバ２内の上ステージ３ａと、この上ステージ３ａに静電吸着と真空吸着によって保持される上基板１ａとの間には、上基板１ａの撓みや厚みのばらつきに起因する微少な空間が存在し、この空間内には空気が閉じこめられている。この空間内の空気は、チャンバ２内が減圧される過程において、静電吸着と真空吸着による上基板１ａの保持力や基板１ａの大きさなどの条件に起因するある圧力範囲において、上基板１ａと上ステージの間から抜け出やすいことが確認された。例えば、基板の縦横寸法が、１５００ｍｍ×１２００ｍｍで重さが３Ｋｇ、静電吸着力が５ｇ／ｃｍ２、真空吸着による負圧が１０００Ｐａ、上基板１ａと上ステージ３ａの間に約１０μｍの隙間があった場合、チャンバ２内の圧力が大気圧（約１０万ｐａ）から１０００Ｐａ程度までの間は、上述の空気が上ステージ３ａと上基板１ａの間を押し広げようとする力よりも静電吸着と真空吸着によって上基板１ａが上ステージ３ａに押し付けられる力の方が勝り、そのほとんどが上記空間内に留まる。そして、チャンバ２内の圧力が１０００Ｐａに到達する頃から静電吸着と真空吸着による基板の押し付け力よりも空気が抜け出ようとする力の方が強くなり、空気の抜け出しが顕著になる。そして、チャンバ２内の圧力が４００Ｐａに到達する頃までには、空気がほぼ抜けきることが実験により確認されている。
【０１０９】
また、１０００Ｐａから４００Ｐａの間で急激に減圧した場合、上ステージ３ａに静電吸着されている上基板１ａが落下することが確認されている。これは、上記圧力範囲での急激な減圧で上ステージ３ａと上基板１ａとの間に閉じこめられていた空気が一気にチャンバ２内に抜け出し、この時の上ステージ３ａと上基板１ａとの間から抜け出そうとする空気の早い流れが上基板１ａを上ステージ３ａから引き離す大きな力として作用する。この力が上ステージ３ａに吸着されている上基板１ａを落下させると考えられる。上基板１ａが落下した場合、落下した先には下ステージ３ｂに保持された下基板１ｂが存在するので、上基板１ａがこの下基板１ｂに衝突することになる。この結果、基板１ａ、１ｂが破損し、不良となるおそれがある。
【０１１０】
そこで、チャンバ２内が１０００Ｐａから４００Ｐａの圧力範囲では、他の圧力範囲（大気圧から約１０００Ｐａまで、４００Ｐａから約１Ｐａ）に比べて圧力変化の割合が小さくなるようにバルブを制御して、上ステージ３ａと上基板１ａとの間から空気が徐々に抜け出すようにする。これにより、上ステージ３ａと上基板１ａとの間から抜け出そうとする空気の流れを緩和させ、チャンバ２内の真空引きに伴い上ステージ３ａに吸着されている上基板１ａが落下することを防止する。
【０１１１】
このため、第５の実施の形態では、図１１に示すような、チャンバ２内圧力（真空到達度Ｌ）が１０００Ｐａから４００Ｐａの圧力範囲では、他の圧力範囲に比べて圧力変化の割合が小さくなるようなグラフあるいは対応表を記憶部１０１に記憶しておく。そして、前記第４実施例と同様に、図１０のフローに従ってバルブ８ａＡ及び／又はバルブ８ａＢを開閉制御して、チャンバ２内圧力を図１１のグラフに沿うように制御する。
【０１１２】
これにより、上ステージ３ａと上基板１ａとの間から抜け出そうとする空気の流れを緩和させ、チャンバ２内の真空引きに伴い上ステージ３ａに吸着されている上基板１ａが落下することを防止することができる。
【０１１３】
なお、上記の制御は、上記第１、第２、第３の実施の形態の制御と並行して行うことができる。
【０１１４】
なお、上基板１ａと上ステージ３ａの間から空気が顕著に抜け出る範囲は、ほぼ１０００Ｐａから４００Ｐａの間と考えられるが、静電吸着力の大きさ等の条件が変わると、空気の抜け出しが顕著になり始める圧力が１０００Ｐａに対して上下したり、空気が抜けきる圧力が４００Ｐａに対して上下したりすることが考えられる。従って、圧力変化の割合を必ずしも１０００Ｐａから４００Ｐａの範囲全体で小さくしなければならないものでなく、静電吸着力の大きさ等の条件に応じて、最低限必要な圧力範囲内で圧力変化の割合を小さくすればよい。
【０１１５】
また、静電吸着力の大きさや基板等の条件によっては、１０００Ｐａから４００Ｐａの範囲内の一定の圧力に予め設定した設定時間保持することで、基板とステージの間から空気を放出することができ、基板落下防止効果を得ることができる。
【０１１６】
また、上記第１の実施の形態では、バルブ８ａ及び復帰用バルブ９ａは、２段階に切替えるように説明したが、３段階以上に、あるいは開閉度を段階的ではなくリニアに変化するように制御させても、同様な目的機能を実現することができる。
【０１１７】
また、第１の実施の形態におけるバルブ操作を、第２の実施の形態における各バルブ操作に採用しても良い。
【０１１８】
さらにまた、各実施の形態における排気機構８及び給気機構９を、適宜選択組み合わせて採用し構成することができる。
【０１１９】
いずれにしても、本発明の基板貼り合わせ装置及び基板貼り合わせ方法によれば、基板表示面あるいは基板電極面に埃や塵が付着して、基板の電気的特性の低下を極力回避することができ、良好な基板の貼り合わせが行われるものであり、特に液晶表示パネル等の製造に採用して、その製造上の歩留まり向上を達成し得るものであり、実用上顕著な効果を得ることができる。
【０１２０】
【発明の効果】
以上説明のように、本発明による基板貼り合わせ装置、基板貼り合わせ方法によれば、高品質な基板の貼り合わせを行うことができるものであり、特に液晶表示パネルの製造に適用して得られる効果大である。
【０１２１】
また、本発明による基板貼り合わせ装置、基板貼り合わせ方法によれば、チャンバ内の空気の真空引きに起因する上基板の落下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る基板貼り合わせ装置の第１の実施の形態を採用した液晶表示パネルの製造装置の一部切り欠け正面図である。
【図２】図１に示した装置で得られるチャンバ内の真空度到達特性曲線図である。
【図３】図１に示した装置で得られるチャンバ内への気体流入特性曲線図である。
【図４】図１に示した装置の基板貼り合わせ手順を示した工程図である。
【図５】図１に示した装置において、基板貼り合わせ後から基板をチャンバ内から搬出するまでの手順を示した工程図である。
【図６】本発明に係る基板貼り合わせ装置の第２の実施の形態を採用した液晶表示パネルの製造装置を示す構成図である。
【図７】本発明に係る基板貼り合わせ装置の第３の実施の形態を採用した液晶表示パネルの製造装置を示す構成図である。
【図８】図７に示した装置において、基板をチャンバ内で貼り合わせる手順を示した工程図である。
【図９】図９は、本発明の第４及び第５の実施の形態に係る基板貼り合わせ装置に備えられた制御器の構成を示す構成図である。
【図１０】図１０は、本発明の第４の実施の形態に係る基板貼り合わせ装置における圧力制御手順を示す工程図である。
【図１１】図１１は、本発明の第５の実施の形態に係る基板貼り合わせ装置におけるチャンバ内の真空到達度特性曲線図である。
【図１２】従来の基板貼り合わせ装置を採用した、液晶表示パネルの製造装置の一部切り欠け要部正面図である。
【図１３】図１２に示した装置で得られるチャンバ内の真空度到達特性曲線図である。
【符号の説明】
１ａ  上基板
１ｂ  下基板
２  チャンバ
２ａ  上チャンバ
２ｂ  下チャンバ
３ａ  上ステージ
３ｂ  下ステージ
４  液晶
５  シール剤（接着剤）
６  移動機構
７１，７２  撮像カメラ
８  排気機構
８１，８１Ａ，８１Ｂ  配管
８２，８２Ａ，８２Ｂ  真空ポンプ（ポンプ）
８ａ，８ａＡ，８ａＢ  バルブ
９  給気機構
９１，９１Ａ，９１Ｂ  流入パイプ
９ａ，９ａＡ，９ａＢ  復帰用バルブ
９２，９２Ａ，９２Ｂ  圧力源
１０  制御器（制御手段）
１０１ 記憶部
１０２  比較部
１０３  制御部
１１  エアフイルタ（ルーバー機構）
２４  圧力検出器
【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】
0004248890.tif 000009
【図９】
0004248890.tif 000010
【図１０】
0004248890.tif 000011
【図１１】
0004248890.tif 000012
【図１２】
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【図１３】
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