(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上基板を保持する上吸着ヘッドと下基板を保持する下吸着ヘッドとを互いに対向して配置し、前記上吸着ヘッドと前記下吸着ヘッドとを相対的に近接させることにて、前記上吸着ヘッドにて保持された前記上基板と前記下吸着ヘッドにて保持された前記下基板とを接着剤を介して貼り合わせる基板貼り合わせ装置において、
前記上吸着ヘッドと前記下吸着ヘッドとを上下方向で相対的に移動させる昇降装置と、
前記昇降装置により前記上吸着ヘッドにて保持された前記上基板と前記下吸着ヘッドにて保持された前記下基板とが接着剤を介して少なくとも当接されるときに、前記上吸着ヘッドと前記下吸着ヘッドとの少なくともいずれか一方に引き上げ力を付与する引上げ力付与手段と、を備えたことを特徴とする基板貼り合わせ装置。
【請求項２】
上基板を保持する上吸着ヘッドと下基板を保持する下吸着ヘッドとを互いに対向して配置し、前記上吸着ヘッドと前記下吸着ヘッドとを相対的に近接させることにて、前記上吸着ヘッドにて保持された前記上基板と前記下吸着ヘッドにて保持された前記下基板とを接着剤を介して貼り合わせる基板貼り合わせ装置において、
前記上吸着ヘッドを昇降動させる昇降装置と、
前記昇降装置により前記上吸着ヘッドにて保持された前記上基板が前記下吸着ヘッドにて保持された前記下基板に接着剤を介して少なくとも当接されるときに、前記上吸着ヘッドに引き上げ力を付与する引上げ力付与手段と、を備えたことを特徴とする基板貼り合わせ装置。
【請求項３】
前記引上げ力付与手段による引上げ力が前記上吸着ヘッドの自重よりも小さいときに前記上吸着ヘッドに生じる下方向への移動を阻止する係止手段を更に備え、
前記係止手段は、前記上吸着ヘッドに保持された前記上基板が前記下吸着ヘッドに保持された前記下基板に前記接着剤を介して当接したときに係止状態が解除されることを特徴とする請求項２記載の基板貼り合わせ装置。
【請求項４】
前記係止手段は、カム部材と、前記上吸着ヘッドに結合され前記カム部材に上方から当接するカムフォロアと、を備えてなる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】
前記上吸着ヘッドに下方向への押付け力を付与する押付け力付与手段を更に備えることを特徴とする請求項２から４のいずれかに記載の基板貼り合わせ装置。
【請求項６】
前記押付け力付与手段にて前記上吸着ヘッドに付与された押付け力を検出する検出手段と、
前記検出手段による検出結果に基づいて前記押付け力付与手段にて前記上吸着ヘッドに付与する押付け力を制御する制御装置と、を備えることを特徴とする請求項５記載の基板貼り合わせ装置。
【請求項７】
前記上吸着ヘッドと前記下吸着ヘッドとを前記昇降装置と離隔させるごとくに前記上吸着ヘッドと前記下吸着ヘッドとを包囲する密閉容器と、
前記昇降装置と前記上吸着ヘッドとを連結する連結部材と、
前記密閉容器と前記連結部材との相対移動を許容しつつ前記密閉容器と前記連結部材との間を気密に保持する弾性変形可能な気密部材と、
前記密閉容器内に圧力変化が生じたときに、前記密閉容器内と前記密閉容器外との差圧による前記気密部材の弾性変形に起因して前記上吸着ヘッドに作用する引下げ力を打ち消す力を前記上吸着ヘッドに作用させる反力付与手段と、を有することを特徴とする請求項２から６のいずれかに記載の基板貼り合わせ装置。
【請求項８】
上吸着ヘッドにて保持された上基板と下吸着ヘッドにて保持された下基板とを相対的に近接させ、前記上基板と前記下基板とが接着剤を介して当接されるときには、前記上吸着ヘッドと前記下吸着ヘッドとの少なくともいずれか一方に上方への引き上げ力と下方向への押付け力を付与することにて所定の押し付け力を付与し、この状態下にて前記上基板と前記下基板とを前記接着剤を介して貼り合わせることを特徴とする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、対向配置された上基板と下基板とを接着剤を介して貼り合わせる基板貼り合わせ装置および基板貼り合わせ方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば液晶パネルの製造においては、真空状態下にて２枚のガラス基板を接着剤なるシール剤を介して貼り合わせることが行なわれる。
【０００３】
ここで、従来知られている貼り合わせ工程について、用いられる装置とともに説明する。
【０００４】
図１１乃至図１４は、従来の貼り合わせ工程を示す概念図で、まず図１１に示すように、上吸着ヘッド１と下吸着ヘッド２にそれぞれ上ガラス基板３、下ガラス基板４が供給され、上ガラス基板３、下ガラス基板４はそれぞれ吸着保持される。
【０００５】
上吸着ヘッド１は、Ｘ−Ｙ−θ方向並びに上下方向に移動できるように構成されるとともに、上吸着ヘッド１、下吸着ヘッド２は、その駆動装置も含めて、全体が真空チャンバ内に配置され、この時は大気圧とされる。
【０００６】
そこで、上吸着ヘッド１と下吸着ヘッド２に上ガラス基板３、下ガラス基板４がそれぞれ供給されると、真空チャンバ内は真空とされる。
【０００７】
次に、図１２に示すように、上吸着ヘッド１を吊り下げ支持するエアシリンダへの供給圧力を停止させることにより、上吸着ヘッド１を自重により下降させ、上ガラス基板３を下ガラス基板４にシール剤５を介して当接させる。その後、エアシリンダに予め設定された圧力の圧縮空気を供給し、上吸着ヘッド１に引き上げ力を作用させ、上ガラス基板３と下ガラス基板４とを上吸着ヘッド１の自重とエアシリンダによる引き上げ力との差に基づく所定の押圧力で押し付ける。なお、この上吸着ヘッド１の下動に先立ち、カメラ等を用いて両ガラス基板の相対位置のずれ状態が検出され、このずれ状態を修正するように上吸着ヘッド１が、必要に応じてＸ−Ｙ方向、そしてθ方向に移動するようになっている。
【０００８】
また、下ガラス基板４の上面には、図１４に示すように、基板縁に沿って予め閉ループ状にシール剤５が塗布されていて、しかも、このシール剤５が堰の役割を果たすようにして下ガラス基板４上に滴下された液晶６が流出するのを防いでいる。従って、上ガラス基板３の押し付けにより、２枚のガラス基板３、４はシール剤５にて貼り合わせられるとともに、両ガラス基板間に液晶が封入された状態となる。
【０００９】
次に、真空チャンバ内の真空を解除して大気状態に戻すとともに、上吸着ヘッド１、下吸着ヘッド２による吸着を解き、そして図１３に示すように、上吸着ヘッド１を上昇させる。そして、貼り合わせの終了したガラス基板は、この貼り合わせ装置より搬出される。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年の液晶パネルの大型化に伴い、貼り合わせ装置が取り扱うガラス基板３、４も大型化する傾向にある。このため、ガラス基板３、４を保持する上下の吸着ヘッド１、２も大型化させる必要が生じるが、これにより下記の問題が生じるおそれが出てきた。
【００１１】
すなわち、大型化した吸着ヘッド１、２はその分重量も増大する。そして、ガラス基板３、４の貼り合わせに際し、このような大重量の上吸着ヘッド１を下動させた場合、上ガラス基板３と下ガラス基板４とが当接したときに、ガラス基板３、４には上吸着ヘッド１の自重による必要以上の押圧力が急激に印加され、このときに生じる衝撃力によりガラス基板３、４が損傷してしまうのである。
【００１２】
そこで本発明は、貼り合わせ時に上基板と下基板に付与される衝撃力を軽減し、基板の損傷を防止することで歩留まりを向上させることができる基板貼り合わせ装置および基板貼り合わせ方法を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上基板を保持する上吸着ヘッドと下基板を保持する下吸着ヘッドとを互いに対向して配置し、前記上吸着ヘッドと前記下吸着ヘッドとを相対的に近接させることにて、前記上吸着ヘッドにて保持された前記上基板と前記下吸着ヘッドにて保持された前記下基板とを接着剤を介して貼り合わせるものであって、前記上吸着ヘッドにて保持された前記上基板と前記下吸着ヘッドにて保持された前記下基板とが接着剤を介して少なくとも当接されるときに、前記上吸着ヘッドと前記下吸着ヘッドとの少なくともいずれか一方に引き上げ力を付与することを特徴とする。
【００１４】
【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。
【００１５】
図１は、本発明に係る基板貼り合わせ装置の構成を示す一部断面正面図である。
【００１６】
基板貼り合わせ装置１００は、上部構造体２０、下部構造体４０、減圧装置６０、昇圧装置７０を有してなる。
【００１７】
上部構造体２０は、上ガラス基板３を保持する上吸着ヘッド１０、この上吸着ヘッド１０を上側から覆うように配置されたチャンバ上蓋１２、上吸着ヘッド１０およびチャンバ上蓋１２を昇降自在に支持する枠体２１、枠体２１を昇降自在に支持する架台２２を有する。
【００１８】
上吸着ヘッド１０は、その上面に固定された連結部材としての一対の支柱１０ａを有し、この支柱１０ａの上部は、枠体２１に設けられた貫通孔を通して枠体２１内に突出される。枠体２１内に突出した一対の支柱１０ａの上部には、水平の梁１０ｂが架け渡されて固定される。そして、この水平の梁１０ｂには、カムフォロア１０ｄが回転自在に設けられる。このカムフォロア１０ｄは、枠体２１内の底面２１ａに荷重検出器（検出手段）２３を介し、かつ不図示のガイド機構によりスライド自在に設けられたカム部材として用いられるリフトカム２４に当接される。このリフトカム２４は、上面を所定角度の傾斜面２４ａに形成され、ボールねじ機構等の不図示の駆動装置により図中左右方向に進退動することにより、傾斜面２４ａに当接されたカムフォロア１０ｄを昇降動させ、これにより上吸着ヘッド１０を昇降動させるものであり、昇降装置として機能する。また、リフトカム２４とカムフォロア１０ｄは係止手段としても機能する。
【００１９】
一対の支柱１０ａの上端は、枠体２１の天井面２１ｂに固定された引上げ力付与手段として用いられる一対のエアシリンダ２５、２５の作動ロッド２５ａ、２５ａに連結される。そして、エアシリンダ２５、２５は、上吸着ヘッド１０の自重と釣合う引上げ力を生じさせ得る圧力の圧縮空気を供給することで上吸着ヘッド１０の自重を相殺することができるようになっている。なおここで、上吸着ヘッド１０の自重とエアシリンダ２５、２５による引き上げ力との差に基づく荷重は、荷重検出器２３にて検出することができる。
【００２０】
また、枠体２１の天井面２１ｂにおけるカムフォロア１０ｄに対応する位置には、押付け力付与手段として用いられるエアシリンダ２６がその作動ロッド２６ａを下方に向けて配置されており、作動ロッド２６ａはカムフォロア１０ｄ上に当接可能とされる。これにより、カムフォロア１０ｄがリフトカム２４から離隔したときには、エアシリンダ２６によりカムフォロア１０ｄを介して上吸着ヘッド１０に押圧力を付与することができる。また、カムフォロア１０ｄをリフトカム２４に当接させた状態で、エアシリンダ２６による押圧力を荷重検出器２３で検出することができるので、この状態下で、荷重検出器２３の検出値に基づいてエアシリンダ２６にて付与する押圧力の大きさを設定しておくことで、上吸着ヘッド１０に所定の大きさの押圧力を付与することができる。
【００２１】
この設定方法の一例を説明すれば下記のとおりである。
【００２２】
すなわち、まず、荷重検出器２３の検出結果から得られる荷重が“０”となるように、エアシリンダ２５に供給する圧縮空気の圧力の大きさを調整し、例えば後述する制御装置８０の記憶部に設定する。これにより、上吸着ヘッド１０の自重が相殺される。次にこの状態を維持したままで、エアシリンダ２６を作動させ、荷重検出器２３の検出結果から得られる荷重が目標とする押圧力（上吸着ヘッド１０に付与すべき押圧力）と一致するように、エアシリンダ２６に供給する圧縮空気の圧力の大きさを調整し、例えば後述する制御装置８０の記憶部に設定する。これにより、上ガラス基板３がシール剤５を介して下ガラス基板４に当接してカムフォロア１０ｄがリフトカム２４から離隔したときには、上吸着ヘッド１０に目標押圧力が付与される。なお、図１では、荷重検出器２３は、常にリフトカム２４とリフトカム２４のガイド機構の自重ｗに相当する荷重を受ける構成とされているが、この自重ｗに相当する荷重が荷重検出器２３の検出結果に対する補正値として予め設定されており、自重ｗのみを受けた状態での検出結果から得られる荷重は“０”とみなされる。
【００２３】
チャンバ上蓋１２は、枠体２１の下面２１ｃに設けられた一対の昇降用エアシリンダ２７の作動ロッド２７ａに連結されており、エアシリンダ２７の作動により昇降動される。また、チャンバ上蓋１２には、上吸着ヘッド１０の支柱１０ａの対応位置に支柱１０ａよりも大径の開孔を有し、この開孔に支柱１０ａを通すことで、上吸着ヘッド１０との上下方向の相対移動を許容する。
【００２４】
枠体２１は、架台２２上端の水平部２２ａに固定された昇降用エアシリンダ２８の作動ロッド２８ａに連結される。
【００２５】
なお、一対の支柱１０ａにおける、チャンバ上蓋１２と枠体２１との間には、平板２９が固定され、この平板２９とチャンバ上蓋１２との間には、支柱１０ａ毎に支柱１０ａを包囲する円筒状の弾性部材（気密部材）３０が配置される。この弾性部材３０は、その上端のフランジ部が平板２９に密着固定されるとともに下端のフランジ部がチャンバ上蓋１２に密着固定されており、チャンバ上蓋１２と後述する下部構造体４０のチャンバ下蓋１３とで形成される密閉容器としての密閉チャンバ内と外部との気密を保持し、かつ自身が弾性変形することにより、上吸着ヘッド１０とチャンバ上蓋１２との上下方向の相対移動を許容する。
【００２６】
また、平板２９と枠体２１との間には、弾性部材３０と同数でかつ弾性部材３０と同じ径（断面積）を有する円筒状の弾性部材３１が、その上端のフランジ部が枠体２１の下面２１ｃに密着固定されるとともに下端のフランジ部が平板２９に密着固定されて配置される。この弾性部材３１は、その内部空間とチャンバ上蓋１２の内側空間とを不図示の連通管にて連通される。このように構成することにより、チャンバ上蓋１２と下部構造体４０のチャンバ下蓋１３とで形成される密閉チャンバ内を減圧した際、弾性部材３１内が同様の減圧状態となり、弾性部材３１が収縮されることとなる。これにより、弾性部材３１は、同じく密閉チャンバ内を減圧した際に収縮する弾性部材３０によって生じる上吸着ヘッド１０を押し下げようとする力を打ち消す反力付与手段として作用するのである。
【００２７】
下部構造体４０は、下ガラス基板４を保持する下吸着ヘッド１１、この下吸着ヘッド１１を下側から覆うように配置され、チャンバ上蓋１２と合わさって密閉チャンバを形成するチャンバ下蓋１３、および下吸着ヘッド１１の移動装置４１を有する。
【００２８】
下吸着ヘッド１１は、支柱１１ａを介して、移動装置４１の移動テーブル４２上に支持される。
【００２９】
チャンバ下蓋１３は、基台４８に固定配置されており、支柱１１ａを通すための、支柱１１ａよりも大径の開孔を有する。この開孔は、支柱１１ａの水平移動を許容する。
【００３０】
また、チャンバ下蓋１３と移動テーブル４２との間には、支柱１１ａを包囲する円筒状の弾性部材４９が配置される。ここで、弾性部材４９は、その上端のフランジ部がチャンバ下蓋１３に密着固定されるとともに下端のフランジ部が移動テーブル４２に密着固定されており、チャンバ上蓋１２とチャンバ下蓋１３とで形成される密閉チャンバ内と外部との気密を保持し、かつ自身の弾性変形により、下吸着ヘッド１１とチャンバ下蓋１３との水平方向の相対移動を許容する。
【００３１】
移動テーブル４２は、基台４８上に固定配置された移動ステージ４３上に搭載されており、この移動ステージ４３の作動によりＸ方向、Ｙ方向および回転（θ）方向に移動可能とされる。
【００３２】
また、移動テーブル４２上には、上下の吸着ヘッド１０、１１に保持された上下のガラス基板３、４の各コーナー部に対応する位置に、ガラス基板３、４に付された位置検出用マークを撮像するためのカメラ５４がそれぞれ配置される。なお、図示は省略しているが、下吸着ヘッド１１およびチャンバ下蓋１３におけるカメラ５４に対応する部分はそれぞれ石英ガラス等の透明板で形成されており、この透明板を通して上吸着ヘッド１０にて保持された上ガラス基板３と下吸着ヘッド１１にて保持された下ガラス基板４の位置検出用マークが撮像可能とされる。
【００３３】
減圧装置６０は、真空源６１と、真空源６１とチャンバ下蓋１３とを連通する連通管６２とを有する。
【００３４】
昇圧装置７０は、窒素ガスを供給するガス供給源７１と、ガス供給源７１とチャンバ下蓋１３とを連通する連通管７２とを有する。
【００３５】
また、図２に示すように、貼り合わせ装置１００は制御装置８０を有する。この制御装置８０は、シリンダ駆動部８１を介して各エアシリンダ２５、２６、２７、２８に接続されるとともに、移動ステージ４３および荷重検出器２３に接続される。
【００３６】
次に、作動について説明する。
【００３７】
まず図３に示すように、前工程よりガラス基板３、４を搬送するための供給アーム９０により上ガラス基板３が下吸着ヘッド１１上に搬入される。この時、例えば不図示のリフトピンが下吸着ヘッド１１の上面より突出され、搬入された上ガラス基板３は、このリフトピンで一時的に保持される。供給アーム９０が退避すると、リフトピンは下降し、上ガラス基板３を下吸着ヘッド１１上に載置する（図４）。そして次に、昇降用エアシリンダ２８およびリフトカム２４の作動により上吸着ヘッド１０が下吸着ヘッド１１上に保持された上ガラス基板３に接する高さまで下降し、上吸着ヘッド１０が上ガラス基板３を吸着保持する（図５）。なおここで、上吸着ヘッド１０による上ガラス基板３の吸着方法としては、例えば、静電チャックによる吸着方法を用いることができる。その後、上吸着ヘッド１０は上ガラス基板を保持して上昇する（図６）。この時、不図示のリフトピンが再度上昇する。
【００３８】
次に、供給アーム９０が下ガラス基板４を搬入する（図７）。この下ガラス基板４には、接着剤としてのシール剤５が塗布されていること、シール剤の内側には所定量の液晶が滴下されていることは従来と同様である。そして下ガラス基板４をリフトピン上に残すようにして供給アーム９０は退避する。
【００３９】
この後、リフトピンは下降するとともに、下ガラス基板４は、下吸着ヘッド１１により吸着保持される。なおここで、下吸着ヘッド１１による下ガラス基板４の吸着方法としても、静電チャックによる吸着方法を用いることができる。
【００４０】
次に両ガラス基板３、４の位置合わせが行なわれる。
【００４１】
まず、エアシリンダ２８を作動させ、上ガラス基板３が下ガラス基板４に接近する位置まで、上吸着ヘッド１０を下降させる。つまり、エアシリンダ２８の昇降ストロークは、上吸着ヘッド１０と下吸着ヘッド１１との間に供給アーム９０による各ガラス基板３、４の供給可能な間隔を形成するための待機位置と、上ガラス基板３と下ガラス基板４との位置合せを行なうための位置合わせ位置との間で上吸着ヘッドを移動させることができるストロークに調整される。
【００４２】
そして、エアシリンダ２７を作動させ、チャンバ上蓋１２を上吸着ヘッド１０に対してさらに下降させ、その先端をチャンバ下蓋１３の上端に接触させ、チャンバ上蓋１２、チャンバ下蓋１３にて、密閉チャンバを形成する（図８）。
【００４３】
次に、減圧装置６０にてチャンバ上蓋１２とチャンバ下蓋１３とで形成された密閉チャンバ内を減圧する。そして真空度が規定値に達したことが確認されたとき、位置合わせが開始される。この位置合わせは、それぞれのガラス基板３、４に設けた位置検出用マークをカメラ５４で撮像し、それにて得られた画像データを画像処理することにて行なわれる。そして、検出された上ガラス基板３と下ガラス基板４との位置ずれ状態にもとづき、下吸着ヘッド１１を必要に応じてＸ−Ｙ−θ方向に移動させ下ガラス基板４を移動させることで行なう。この実施の形態では、位置ずれ状態の許容範囲が予め定められていて、位置合わせ後にずれ状態を再度検出し、そのずれ状態が許容範囲に入るまで下吸着ヘッド１１の移動による位置合わせが繰り返される。
【００４４】
このようにして、位置合わせが終了すると、不図示の駆動機構にてリフトカム２４を図中右方向に移動させることにより上吸着ヘッド１０がさらに下降され、上ガラス基板３が下ガラス基板４にシール剤５を介して当接する。このとき、エアシリンダ２５、２５には、上吸着ヘッド１０の自重を相殺するために上吸着ヘッド１０の自重と釣合う大きさの引上げ力を生じさせる圧力の圧縮空気がシリンダ駆動部８１を介して供給されている。また、エアシリンダ２６には、カムフォロア１０ｄをリフトカム２４の傾斜面２４ａに沿って下降させるに必要な僅かな押圧力を作用させる圧力の圧縮空気が供給される。
【００４５】
その後、リフトカム２４の更なる右方向への移動により、カムフォロア１０ｄがリフトカム２４の傾斜面２４ａ上から離隔する。そして、エアシリンダ２６には、カムフォロア１０ｄがリフトカム２４の傾斜面２４ａ上から離隔したタイミングで設定された圧力の空気が供給され、これにより、上ガラス基板３と下ガラス基板４とには必要な押圧力が付与され、両ガラス基板３、４は、間にシール剤５を介して、しかも液晶６を封入した状態で貼り合わされることになる（図９）。なおここで、カムフォロア１０ｄがリフトカム２４から離隔した時点で、荷重検出器２３にて検出される荷重がエアシリンダ２６による押圧力に相当する荷重から“０”に切り換るので、カムフォロア１０ｄがリフトカム２４から離隔したタイミングは、荷重検出器２３の検出値を監視することで得ることができる。
【００４６】
なお、この貼り合わせの終了後に再度カメラ５４で両ガラス基板の位置ずれ状態を検出し、ずれが許容値を超えていた場合、下吸着ヘッド１１を移動させることで、位置ずれを解消するようにしている。こうすることで、貼り合わせたときに発生した位置ずれを解消することができる。
【００４７】
さて、このようにして貼り合わせが終了すると、図９に示した状態で、昇圧装置７０にて密封チャンバ内に窒素ガスを注入し大気圧に戻す。窒素ガスの注入で大気圧に戻すことで、窒素に代わり大気を注入したときに発生する結露を防止できる。
【００４８】
密封チャンバ内が大気圧に戻されると、上吸着ヘッド１０、下吸着ヘッド１１によるガラス基板３、４の吸着を解除する。
【００４９】
次に、エアシリンダ２７を作動させてチャンバ上蓋１２を上昇させるとともに、不図示の駆動機構にてリフトカム２４を図中左方向に移動させるとともにエアシリンダ２８を作動させて上吸着ヘッド１０を上昇させる。これにより、チャンバ上蓋１２とチャンバ下蓋１３との接触面も離れ、密封チャンバは解放される（図１０）。
【００５０】
そして、リフトピン（不図示）が上昇し、貼り合わせの終了したガラス基板３、４は下吸着ヘッド１１の上面より持ち上げられ、そして不図示だが、供給アーム９０と同様な搬出アームにて次工程に搬出される。
【００５１】
上記した実施の形態によれば、上吸着ヘッド１０に保持された上ガラス基板３を下吸着ヘッド１１に保持された下ガラス基板４にシール剤５を介して当接させるときに、エアシリンダ２５にて上吸着ヘッド１０に引上げ力を付与して上吸着ヘッド１０の自重を相殺するようにしているので、上吸着ヘッド１０が重量物である場合でも、上吸着ヘッド１０の自重が作用した状態で上ガラス基板３を下ガラス基板４に当接させる場合に比べて、当接時にガラス基板３、４に付与される衝撃力を軽減させることができる。このため、ガラス基板３、４を貼り合わせる際にガラス基板３、４に大きな衝撃が加わりガラス基板３、４が破損することが防止でき、歩留まりを向上させることが可能となる。
【００５２】
また、エアシリンダ２５にて上吸着ヘッド１０に引上げ力を付与して上吸着ヘッド１０の自重を相殺した状態で、エアシリンダ２６にて上吸着ヘッド１０に所定の押圧力を作用させるようにしたので、エアシリンダ２６による押圧力のみでガラス基板３、４を貼り付ける際の押圧力を管理することができ、ガラス基板３、４の貼り付け押圧力を容易かつ正確に調整することができる。
【００５３】
また、エアシリンダ２６による押圧力を荷重検出器２３を用いて検出し、この検出結果に基づいて制御装置８０にて所定の押圧力が得られるようにエアシリンダ２６に供給する圧縮空気圧を調整するので、更に正確にガラス基板３、４の押圧力を調整することができる。
【００５４】
また、平板２９と枠体２１との間に弾性部材３１を設け、密閉チャンバ内が真空状態にされたときに、弾性部材３０内が同じ真空状態となって収縮することにより上吸着ヘッド１０に作用される押し下げ力を、弾性部材３１内を密閉チャンバ内の真空状態と同等の真空状態として弾性部材３１を収縮させることで打ち消すようにしたので、密閉チャンバの外に上吸着ヘッド１０に対して押し付け力を付与する押付け力付与手段（エアシリンダ２６）を配置した場合でも、密閉チャンバ内と外部との差圧に起因する上吸着ヘッド１０の押圧力の変動を防止できるので、上吸着ヘッド１０に予定された押圧力を正確に作用させることができる。またこの場合、弾性部材３１内は密閉チャンバ内と連通されており、弾性部材３１内は密閉チャンバ内の圧力変化に追従して密閉チャンバ内と同じ圧力となることから、弾性部材３１に弾性部材３０に対する反力を作用させるための特別の駆動源を設ける必要が無く、装置構成を簡略化できるという利点を有する。
【００５５】
また、上記実施の形態によれば、リフトカム２４とカムフォロア１０ｄを有してなる昇降装置と上吸着ヘッド１０とを支柱１０ａを介して連結するとともにこの支柱１０ａとチャンバ上蓋１２とを弾性部材３０にて相対移動自在に連結し、また移動装置４１の移動テーブル４２と下吸着ヘッド１１とを支柱１１ａを介して連結するとともにこの支柱１１ａとチャンバ下蓋１３とを弾性部材４９にて連結したので、密閉チャンバの気密を保ちつつ発塵源となりやすい昇降装置および移動ステージ４３を密閉チャンバの外側に配置することができる。これにより、密閉チャンバ内を減圧する際に昇降装置や移動ステージ４３等の駆動機構から塵等で汚染されたガスが噴き出すことにより密閉チャンバ内の真空雰囲気が汚染されることが防止でき、貼り合わされたガラス基板３、４の品質を高水準に保持することが可能となる。
【００５６】
また、上記により比較的大きな配置スペースを必要とする昇降装置および移動ステージ４３を密閉チャンバの外側に配置することができることから、密閉チャンバ（チャンバ上蓋１２、チャンバ下蓋１３）の容積を極力小さくすることができるので、減圧装置６０により密閉チャンバ内を減圧するに要する時間を短縮することができ、これにより、貼り合わせ装置１００の生産性を向上させることが可能となる。
【００５７】
また、カムフォロア１０ｄがリフトカム２４の傾斜面２４ａ上から離隔するまでの間、エアシリンダ２６に適当な大きさの圧縮空気圧を供給しカムフォロア１０ｄに僅かな押圧力を付与しておくことで、上ガラス基板３が下ガラス基板４にシール剤５を介して当接したタイミングを荷重検出器２３を用いて検出することを可能とした。すなわち、上ガラス基板３が下ガラス基板４にシール剤５を介して当接するまでの間は、荷重検出器２３からはエアシリンダ２６による押圧力に応じた荷重が検出されるが、上ガラス基板３が下ガラス基板４にシール剤５を介して当接しカムフォロア１０ｄがリフトカム２４から離隔すると、荷重検出器２３の検出結果から得られる荷重は、“０”に切り換る。この検出値に変化が生じたタイミングをガラス基板３、４が当接したタイミングとして得ることができるのである。これにより、ガラス基板３、４の厚みのばらつき等の要因により、上ガラス基板３が下ガラス基板４に当接するタイミングにばらつきが生じる場合であっても、上ガラス基板３と下ガラス基板４とがシール剤５を介して当接したタイミングを正確に把握することができる。この結果、例えば、ガラス基板３、４が当接した時点から所定の押圧力を付与する場合には、その押圧力の付与タイミングを正確に制御することができ、また、シール剤５の押し潰し量を所定の押圧力を付与する時間で管理する場合には、その印加時間を正確に管理することが可能となる。特に、後者の場合、シール剤５の塗布状態が常に一定であれば、シール剤５を常に予定された押し潰し量で押し潰すことが可能となり、この結果、ガラス基板３、４を予定されたギャップで貼り合わせることができ、最終製品としての液晶パネルの品質を向上させることができるという効果が得られる。
【００５８】
なお上記実施の形態において、エアシリンダ２５、２５にて上吸着ヘッド１０の自重に釣合う引上げ力を付与して上吸着ヘッド１０の自重を相殺した状態で、エアシリンダ２６にて上吸着ヘッド１０に所定の押圧力を作用させるようにした例で説明したが、これに限られるものではなく、例えば、図１に示した貼り合わせ装置１００において、エアシリンダ２６を設けることなく、エアシリンダ２５、２５による引上げ力を上吸着ヘッド１０の自重に相当する引上げ力よりも小さい値に調整することで、エアシリンダ２５、２５による引上げ力と上吸着ヘッド１０の自重との差に基づく押圧力を上吸着ヘッド１０に作用させるようにしてもよい。この場合、前もって、荷重検出器２３にて検出された荷重が所定の荷重（貼り合わせに必要な大きさの押圧力）となるようにエアシリンダ２５、２５に付与する圧縮空気の圧力の大きさを調整し設定しておくことで、上吸着ヘッド１０に予定された押圧力を正確に作用させることが可能である。またここで、エアシリンダ２５、２５に付与する圧縮空気の圧力を、上ガラス基板３が下ガラス基板４にシール剤５を介して当接するまでは上吸着ヘッド１０の自重と釣合う引き上げ力を生じさせる大きさに制御し、当接後に予め荷重検出器２３を用いて設定しておいた大きさに制御するように切替えることで、当接時にガラス基板３、４に加わる衝撃を軽減させることができる。この場合にも、カムフォロア１０ｄがリフトカム２４の傾斜面２４ａから離隔するまでの間、エアシリンダ２５、２５による引上げ力を上吸着ヘッド１０の自重に相当する引上げ力よりも若干小さい値に設定しておけば、リフトカム２４の移動時にカムフォロア１０ｄをリフトカム２４の傾斜面２４ａに沿って円滑に下降させることができ、また、荷重検出器２３の検出値の切り換りにより上ガラス基板３が下ガラス基板４にシール剤５を介して当接したタイミングを知ることができる。
【００５９】
なお例えば、上吸着ヘッド１０が重量物で構成されている場合、高い出力が得られるエアシリンダ２５、２５を用いる必要があるが、一般にエアシリンダは出力が大きくなるほど細かい出力（引上げ力）の制御が困難になる傾向がある。そこで、このような場合には、エアシリンダ２５、２５では上吸着ヘッド１０の自重に近い大きさの引上げ力Ａを付与し、エアシリンダ２６では、上吸着ヘッド１０の自重Ｂとエアシリンダ２５、２５の引き上げ力Ａとの差分の押圧力を貼り合わせに必要な押圧力Ｃから引いた大きさの押圧力（Ｃ−（Ｂ−Ａ））を付与する。このとき、エアシリンダ２６は、上記差分の押圧力を付与できる出力が得られれば足りるので、エアシリンダ２５に比べて小さな出力のエアシリンダを用いることが可能となり、出力を比較的細かく制御することができる。このようにすることで、上記差分の押圧力をエアシリンダ２６を用いて精度良く付与することができ、上吸着ヘッド１０に作用させる押圧力を精度良く制御することが可能となり、重力物の上吸着ヘッド１０を用いた場合でも、貼り合わせの際の押圧力を正確に付与することが可能となる。またこの場合にも、エアシリンダ２５、２５の引き上げ力Ａを上吸着ヘッド１０の自重Ｂよりも大きな値に設定し、エアシリンダ２６に供給する圧縮空気の圧力の大きさを制御することにより、上ガラス基板３が下ガラス基板４にシール剤５を介して当接するまでは上吸着ヘッド１０の自重を相殺しておき、当接後に上吸着ヘッド１０に予定された押圧力Ｃが作用するように制御すれば、当接時にガラス基板３、４に加わる衝撃を軽減することができる。さらにまた、カムフォロア１０ｄがリフトカム２４の傾斜面２４ａから離隔するまでの間、エアシリンダ２６によりカムフォロア１０ｄに僅かな押圧力を付与しておくことで、リフトカム２４の移動時におけるカムフォロア１０ｄのリフトカム２４の傾斜面２４ａに沿った円滑の下降、および、荷重検出器２３の検出値の切り換りによる上ガラス基板３の下ガラス基板４へのシール剤５を介した当接タイミングの検知が可能である。
【００６０】
また、貼り合わせ時にガラス基板３、４に付与する押圧力が比較的小さく、上ガラス基板３が下ガラス基板４にシール剤５を介して当接する際に、貼り合わせに必要な押圧力が付与されていてもガラス基板３、４を損傷するおそれがない場合には、エアシリンダ２６による押圧力をカムフォロア１０ｄがリフトカム２４から離隔するより以前から作用させておくことも可能である。この場合には、カムフォロア１０ｄがリフトカム２４から離隔した時点で両ガラス基板３、４に直ちに所定の押圧力を付与することができると言う効果がある。
【００６１】
また、密閉チャンバ内が減圧されたときに弾性部材３０によって作用される上吸着ヘッド１０を引き下げようとする力を打ち消すための力を、弾性部材３１の代わりにエアシリンダ等の他の駆動源を用いて付与するようにしてもよい。
【００６２】
また、ガラス基板３、４の貼り合わせ動作中、エアシリンダ２６の制御は、上吸着ヘッド１０に一定の押圧力を作用させる制御だけではなく、多段階、或いは時々刻々と押圧力を変化させるような制御を行なうことも可能である。
【００６３】
また、荷重検出器２３をリフトカム２４と枠体２１との間に設けた例で説明したが、上吸着ヘッド１０に作用される押圧力を検出可能な位置であればよい。
【００６４】
また、基板としてガラス基板３、４を用いた例で説明したが、他の材料、例えば、樹脂基板を用いることも可能である。
【００６５】
さらに、上吸着ヘッド１０の自重をエアシリンダ２５、２５を用いて相殺する例で説明したが、上吸着ヘッド１０の代わりに下吸着ヘッド１１に自重を相殺するための機構を設けてもよく、また上吸着ヘッド１０、下吸着ヘッド１１の両方に自重を相殺する機構を設けても構わない。
【００６６】
また、上吸着ヘッド１０を上下動させることにより上ガラス基板３と下ガラス基板４とをシール剤５を介して当接および押圧するものに限らず、下吸着ヘッド１１を上下動させることによって上述の動作を行なっても良く、また、上吸着ヘッド１０と下吸着ヘッド１１とをともに上下動させても良い。
【００６７】
また、エアシリンダ（引上げ力付与手段）２５、２５による上吸着ヘッド１０の引き上げ力は、貼り合わせに係る動作中常に作用させておいても、ガラス基板３、４の位置合わせが完了した時点で作用させるようにしても構わない。また、上ガラス基板３を上吸着ヘッド１０に保持させるための上吸着ヘッド１０の下降時にも、エアシリンダ（引上げ力付与手段）２５、２５により上吸着ヘッド１０に引き上げ力を付与し、上吸着ヘッド１０の自重を相殺するようすれば、上吸着ヘッド１０に上ガラス基板３を保持させる際、上ガラス基板３に損傷を与えることを防止することが可能である。
【００６８】
また、エアシリンダ２５、２５にて相殺する自重を便宜上、上吸着ヘッド１０の自重として説明したが、実際には、エアシリンダ２５、２５の作動ロッド２５ａ、２５ａは、上吸着ヘッド１０以外の部材（支柱１０ａ、梁１０ｂ、カムフォロア１０ｄ、平板２９等）の自重をも支えていることから、これらの部材の自重をも相殺するようにエアシリンダ２５、２５による引き上げ力を調整すれば、上ガラス基板３が下ガラス基板４にシール剤５を介して当接するときの衝撃をより緩和させることが可能である。
【００６９】
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。
【００７０】
【発明の効果】
本発明によれば、貼り合わせ時に上基板と下基板に付与される衝撃力を軽減させることができることから、基板の損傷を防止することができ、これにより歩留まりを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る貼り合わせ装置の構成を示す一部断面正面図。
【図２】図１に示す貼り合わせ装置の制御系の構成を示すブロック図。
【図３】図１の貼り合わせ装置による貼り合わせ手順を示す模式図。
【図４】図１の貼り合わせ装置による貼り合わせ手順を示す模式図。
【図５】図１の貼り合わせ装置による貼り合わせ手順を示す模式図。
【図６】図１の貼り合わせ装置による貼り合わせ手順を示す模式図。
【図７】図１の貼り合わせ装置による貼り合わせ手順を示す模式図。
【図８】図１の貼り合わせ装置による貼り合わせ手順を示す模式図。
【図９】図１の貼り合わせ装置による貼り合わせ手順を示す模式図。
【図１０】図１の貼り合わせ装置による貼り合わせ手順を示す模式図。
【図１１】従来の貼り合わせ工程を示す概念図。
【図１２】従来の貼り合わせ工程を示す概念図。
【図１３】従来の貼り合わせ工程を示す概念図。
【図１４】シール剤の塗布状態を示す平面図。
【符号の説明】
３  上ガラス基板
４  下ガラス基板
５  シール剤（接着剤）
６  液晶
１０  上吸着ヘッド
１０ｃ  カムフォロア
１１  下吸着ヘッド
１２  チャンバ上蓋
１３  チャンバ下蓋
１５  リフトピン
２０  上部構造体
２１  枠体
２２  架台
２３  荷重検出器（検出手段）
２４  リフトカム（カム部材）
２５  エアシリンダ（引上げ力付与手段）
２６  エアシリンダ（押付け力付与手段）
２７  昇降用エアシリンダ
２８  昇降用エアシリンダ
２９  平板
３０  弾性部材（気密部材）
３１  弾性部材（反力付与手段）
４０  下部構造体
４１  移動装置
４３  移動ステージ
４９  弾性部材
５４  カメラ
６０  減圧装置
７０  昇圧装置
８０  制御装置
１００  基板貼り合わせ装置
【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】
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【図９】
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【図１０】
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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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