JP2009180911A - Substrate lamination method, substrate lamination apparatus, and display device manufactured by using method or apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、基板貼合せ方法、基板貼合せ装置、及びこれらの方法または装置を用いて製作したディスプレイ装置に関する。特に、上下基板のうちの少なくとも一方に可撓性フィルムを用いたディスプレイ装置の製造に好適な発明である。なお、ディスプレイの表示媒体を特に限定はしないが、液晶、電気泳動方式、電子粉流体方式等が該当する。 The present invention relates to a substrate bonding method, a substrate bonding apparatus, and a display device manufactured by using these methods or apparatuses. In particular, the invention is suitable for manufacturing a display device using a flexible film for at least one of the upper and lower substrates. In addition, although the display medium of a display is not specifically limited, a liquid crystal, an electrophoresis system, an electronic powder fluid system, etc. correspond.
液晶ディスプレイに代表されるディスプレイ装置には、従来ガラス基板が用いられてきた。しかし、近年、ディスプレイ装置には、より軽量薄型化でき且つ形状の自由度や耐衝撃性に優れるものが要求されており、重くて割れやすいガラス基板に代えてフィルム基板を用いることが検討されてきている。 Conventionally, a glass substrate has been used for a display device represented by a liquid crystal display. However, in recent years, display devices are required to be lighter and thinner, and have excellent shape flexibility and impact resistance, and it has been studied to use a film substrate instead of a heavy and fragile glass substrate. ing.
フィルム基板には、例えば互いに貼合せ可能な2枚の第1基板及び第2基板が用いられる。これら各基板は次の構成とされる。即ち、第一基板は、基材となる透明フィルムの上にカラーフィルターと透明電極が形成された構成とされる。第2基板は、基材となるフィルムまたはガラスの上にTFT(Thin Film Transistor)電極が形成された構成とされる。また、貼り合わせ後に第1基板と第2基板の間に表示媒体が挟み込まれるように、第1基板または第2基板の何れかの表面に表示媒体層が形成されている。更に、貼り合わせのための接着層が、第1基板と第2基板の少なくとも一方の表面に形成されている。第1基板と第2基板とは、スペーサーを介して数μm〜数十μm(但し、表示媒体の種類により異なる)の一定のギャップを保持するように貼合せられる。これにより、ディスプレイ装置用のデバイスが製作される。貼合せに際して、TFTとカラーフィルターのサブピクセルとの位置合わせを精度良く行う必要がある。 For the film substrate, for example, two first and second substrates that can be bonded to each other are used. Each of these substrates has the following configuration. That is, the first substrate has a configuration in which a color filter and a transparent electrode are formed on a transparent film serving as a base material. The second substrate is configured such that a TFT (Thin Film Transistor) electrode is formed on a film or glass serving as a base material. In addition, a display medium layer is formed on the surface of either the first substrate or the second substrate so that the display medium is sandwiched between the first substrate and the second substrate after bonding. Further, an adhesive layer for bonding is formed on at least one surface of the first substrate and the second substrate. The first substrate and the second substrate are bonded to each other through a spacer so as to maintain a certain gap of several μm to several tens of μm (however, depending on the type of display medium). Thereby, a device for the display apparatus is manufactured. At the time of bonding, it is necessary to accurately align the TFT and the sub-pixel of the color filter.
ディスプレイ装置に用いる2枚のフィルム基板を貼合せる技術として、例えば図12(A)に示すように、上下2条に配置されたフィルム基板K10,K20を一対のロール101間に通して加圧する手法がある(例えば特許文献1参照)。また、例えば図12(B)に示すように、2枚のガラス基板K30,K40の貼合せを、真空雰囲気下で平板状治具102に固定した状態で加圧する技術がある(例えば特許文献2参照)。
As a technique for laminating two film substrates used in a display device, for example, as shown in FIG. 12A, a method of pressing film substrates K10 and K20 arranged in two upper and lower strips between a pair of rolls 101 (See, for example, Patent Document 1). Further, for example, as shown in FIG. 12B, there is a technique of applying pressure in a state where two glass substrates K30 and K40 are bonded to a
特許文献1では、フィルム基板を一対のロール間に通すので、空気の咬み込みの防止を図ることができる。しかし、図12(A)に示すように、一辺側での位置合わせのため、位置合わせを行った側でのズレが僅かであっても、対面側では大きなズレが生じる可能性がある。
In
特許文献2では、真空雰囲気下で貼合せるので、空気の咬み込みの防止を図ることができる。しかし、真空雰囲気を作るためのチャンバーや真空ポンプ等の手段を要し、装置コストが高くなる。それと併せて、真空雰囲気を作るまでの時間コストがかかる。 In patent document 2, since it bonds together in a vacuum atmosphere, prevention of the biting of air can be aimed at. However, means such as a chamber and a vacuum pump for creating a vacuum atmosphere are required, and the apparatus cost is increased. In addition, it takes time to create a vacuum atmosphere.
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、装置コスト及び時間コストの増加を伴うことなく、貼合せ精度の向上及び空気の咬み込みの防止を図ることのできる基板貼合せ方法及び基板貼合せ装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a problem, and a substrate bonding method capable of improving the bonding accuracy and preventing air biting without increasing the apparatus cost and time cost. And it aims at providing a board | substrate bonding apparatus.
上記目的は、下記の本発明により達成される。なお「特許請求の範囲」及び「課題を解決するための手段」の欄において各構成要素に付した括弧書きの符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。 The above object is achieved by the present invention described below. In addition, the reference numerals in parentheses attached to each component in the “Claims” and “Means for Solving the Problems” indicate correspondence with the specific means described in the embodiments described later. is there.
請求項1の発明は、可撓性を有する第1基板(K1)と、可撓性または非可撓性を有する第2基板(K2)とを貼合せる基板貼合せ方法であって、第1基板(K1)と第2基板(K2)とをそれぞれの貼合せ面(K11,K21)同士が対向近接するように配置する配置ステップ(S1,S2,S3)と、第1基板(K1)の貼合せ面(K11)における概略中心線(J1)及びその両側近傍領域(R1)を第2基板(K2)の貼合せ面(K21)に向けて加圧する第1加圧ステップ(S4)と、第1基板(K1)の加圧領域を上記概略中心線(J1)に直交する方向(X)に徐々に拡げながら加圧する第2加圧ステップ(S5)とを備えることを特徴とする。
The invention of
請求項1の発明によると、第1基板(K1)と第2基板(K2)との配置後、まず第1基板(K1)の貼合せ面(K11)における概略中心線(J1)及びその両側近傍領域(R1)を第2基板(K2)の貼合せ面(K21)に向けて加圧する。これにより、第1基板(K1)の貼合せ面(K11)における概略中心線(J1)及びその両側近傍領域(R1)の貼合せがなされる。次いで上記概略中心線(J1)に直交する方向(X)に加圧領域を徐々に拡げながら加圧する。これにより、固定された中心から、両サイドに向けて同時に貼合せが進み、外側領域(R2)の貼合せがなされる。その結果、水平面方向へのズレを抑制することができ、貼合せ面(K11)と貼合せ面(K21)との貼合せ精度の向上を図ることができる。また、全面を同時に加圧する場合に比べて、空気の咬み込みを著しく減らすことができる。なお、第1基板(K1)の貼合せ面(K11)における概略中心線(J1)とは、第1基板(K1)における対辺同士が重なり合うように第1基板(K1)を2つ折りにしたときに概ねの折り目となる線を言う。 According to the first aspect of the invention, after the first substrate (K1) and the second substrate (K2) are arranged, first, the approximate center line (J1) on the bonding surface (K11) of the first substrate (K1) and both sides thereof. The vicinity region (R1) is pressurized toward the bonding surface (K21) of the second substrate (K2). Thereby, bonding of the approximate center line (J1) on the bonding surface (K11) of the first substrate (K1) and the regions near both sides (R1) is performed. Next, pressure is applied while gradually expanding the pressure region in the direction (X) perpendicular to the approximate center line (J1). Thereby, bonding advances from the fixed center toward both sides simultaneously, and bonding of an outer side area | region (R2) is made. As a result, displacement in the horizontal plane direction can be suppressed, and the bonding accuracy between the bonding surface (K11) and the bonding surface (K21) can be improved. Moreover, the biting of air can be remarkably reduced as compared with the case where the entire surface is pressurized simultaneously. The approximate center line (J1) on the bonding surface (K11) of the first substrate (K1) is when the first substrate (K1) is folded in two so that the opposite sides of the first substrate (K1) overlap each other. The line that will be the crease.
請求項2の発明は、配置ステップ(S3)において、第1基板(K1)の貼合せ面(K11)と第2基板(K2)の貼合せ面(K21)との位置合わせを行う。請求項2の発明によると、位置合わせを行うので、貼合せ精度が更に向上する。 According to the invention of claim 2, in the arranging step (S3), the bonding surface (K11) of the first substrate (K1) and the bonding surface (K21) of the second substrate (K2) are aligned. According to the invention of claim 2, since the alignment is performed, the bonding accuracy is further improved.
請求項3の発明は、第1基板(K1)と第2基板(K2)との貼合せを大気圧雰囲気下で行う。請求項3の発明によると、真空チャンバー等の大掛かりな装置が必要とならず装置コストを低減することができる。また、真空雰囲気を作るまでの時間コストがかからない。
In the invention of
請求項4の発明では、配置ステップ(S1,S2,S3)は、湾曲可能な第1固定部(61)に第1基板(K1)を平面状に保持するステップ(S1)と、第2固定部(4)に第2基板(K2)を平面状に保持するステップ(S2)と、第1基板(K1)と第2基板(K2)とをそれぞれの貼合せ面(K11,K21)が対向近接するように第1固定部(61)と第2固定部(4)とを配置するステップ(S3)とからなる。請求項4の発明によると、湾曲可能な第1固定部(61)を用いて、第1基板(K1)を保持する。その際、第1基板(K1)を平面状に保持して、第2基板(K2)と対向近接配置することが可能であるため、貼合せ面(K11,K21)の両端部での位置ズレを防止することができ、その結果、貼合せ精度を向上させることができる。更に、第1固定部(61)の湾曲を利用することにより、第1加圧及び第2加圧を行うことができる。
In the invention of
請求項5の発明では、第1加圧ステップ(S4)では、第1基板(K1)の概略中心線(J1)及びその両側近傍領域(R1)が第2基板(K2)の貼合せ面(K21)に接触するように第1基板(K1)を湾曲させることで加圧を行い、第2加圧ステップ(S5)では、上記第1基板(K1)の湾曲部分の曲率を徐々に小さくしていくことで上記概略中心線(J1)及びその両側近傍領域(R1)の更に外側領域(R2)の加圧を行う。
In the invention of
請求項6の発明は、第1加圧ステップ(S4)において、第1固定部(61)に保持した第1基板(K1)を湾曲させて第2基板(K2)に貼合せるに際して、第1固定部(61)から第1基板(K1)がズレないように第1固定部(61)に第1基板(K1)を保持する。請求項6の発明によると、湾曲させた先端を、第2基板(K2)との垂直方向以外の方向に対して固定することができ、位置合わせ精度を貼合せ精度に活かすことができる。 When the first substrate (K1) held by the first fixing portion (61) is bent and bonded to the second substrate (K2) in the first pressurizing step (S4), the first invention is performed. The first substrate (K1) is held on the first fixing portion (61) so that the first substrate (K1) is not displaced from the fixing portion (61). According to the invention of claim 6, the curved tip can be fixed in a direction other than the direction perpendicular to the second substrate (K2), and the alignment accuracy can be utilized for the bonding accuracy.
請求項7の発明は、第1基板(K1)を第1固定部(61)に固定保持するに際して、第1基板(K1)における概略中心線(J1)の両側近傍領域(R1)は真空吸着手段(611)により吸着保持し、概略中心線(J1)の両側近傍領域(R1)以外の外側領域(R2)は粘着手段(612)により粘着保持する。請求項7の発明によると、第1基板(K1)における概略中心線(J1)部分、つまり湾曲させた凸面の中心線部分を真空吸着することにより、位置合わせ時及び貼合せ時の位置ズレを抑制することができる。一方、凸面の中心線上以外の部分は粘着手段(612)で固定しており、粘着手段(612)は、第1固定部(61)の湾曲に伴う伸び縮みを緩和させる。その結果、湾曲に伴う貼合せ精度の低下を抑制することができる。 According to the seventh aspect of the present invention, when the first substrate (K1) is fixedly held on the first fixing portion (61), the regions near both sides (R1) of the approximate center line (J1) in the first substrate (K1) are vacuum-adsorbed. The outer region (R2) other than the region (R1) in the vicinity of both sides of the approximate center line (J1) is adhesively held by the adhesive means (612). According to the seventh aspect of the present invention, the approximate centerline (J1) portion of the first substrate (K1), that is, the centerline portion of the curved convex surface, is vacuum-adsorbed, so that the positional deviation at the time of alignment and bonding is achieved. Can be suppressed. On the other hand, portions other than the center line of the convex surface are fixed by the adhesive means (612), and the adhesive means (612) relaxes the expansion and contraction associated with the curvature of the first fixing portion (61). As a result, it is possible to suppress a decrease in bonding accuracy due to bending.
請求項8の発明は、第1基板(K1)及び第2基板(K2)がディスプレイ装置用のフィルム基板である。請求項8の発明によると、第1基板(K1)と第2基板(K2)とは、電極とカラーフィルターのサブピクセルとが精度良く位置決めされるため、高品位画像の得られるディスプレイ装置が製作可能となる。 In the invention of claim 8, the first substrate (K1) and the second substrate (K2) are film substrates for a display device. According to the invention of claim 8, since the electrodes and the sub-pixels of the color filter are accurately positioned on the first substrate (K1) and the second substrate (K2), a display device capable of obtaining a high-quality image is manufactured. It becomes possible.
また、本発明の基板貼合せ装置は、請求項9に記載のように、可撓性を有する第1基板(K1)と、可撓性または非可撓性を有する第2基板(K2)とを貼合せる基板貼合せ装置(1)であって、第1基板(K1)と第2基板(K2)とをそれぞれの貼合せ面(K11,K21)同士が対向近接するように配置する配置手段(6,4)と、第1基板(K1)の貼合せ面(K11)における概略中心線(J1)上を第2基板(K2)の貼合せ面(K21)に向けて加圧する第1加圧手段(61,63)と、第2基板(K2)の貼合せ面(K21)に向けて加圧する第1基板(K1)の加圧領域を上記概略中心線(J1)上から徐々に当該概略中心線(J1)に直交する方向(X)に拡げながら加圧する第2加圧手段(61,62)とを備えることを特徴とする。 Moreover, the board | substrate bonding apparatus of this invention is the 1st board | substrate (K1) which has flexibility, and the 2nd board | substrate (K2) which has flexibility or inflexibility, as described in Claim 9. Is a substrate laminating apparatus (1) for laminating a first substrate (K1) and a second substrate (K2) such that their laminating surfaces (K11, K21) face each other. (6, 4) and the first addition that pressurizes the approximate center line (J1) on the bonding surface (K11) of the first substrate (K1) toward the bonding surface (K21) of the second substrate (K2). The pressure region of the first substrate (K1) that pressurizes the pressure means (61, 63) and the bonding surface (K21) of the second substrate (K2) gradually from above the approximate center line (J1). Second pressurizing means (61, 62) that pressurizes while expanding in a direction (X) perpendicular to the approximate center line (J1). The features.
本発明によると、装置コスト及び時間コストの増加を伴うことなく、貼合せ精度の向上及び空気の咬み込みの防止を図ることのできる基板貼合せ方法及び基板貼合せ装置が提供される。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the board | substrate bonding method and board | substrate bonding apparatus which can aim at the improvement of bonding precision and prevention of the biting of air are provided, without accompanying the increase in apparatus cost and time cost.
図1は本発明に係る基板貼合せ装置の構成概略図、図2は図1のI−I線矢示図、図3は加圧部6の斜視図、図4は上基板固定治具61を下方から見た平面図、図5は上基板K1と下基板K2におけるアラインメントマークの位置を示す図である。 1 is a schematic configuration diagram of a substrate bonding apparatus according to the present invention, FIG. 2 is a view taken along the line II of FIG. 1, FIG. 3 is a perspective view of a pressurizing unit 6, and FIG. FIG. 5 is a diagram showing the positions of alignment marks on the upper substrate K1 and the lower substrate K2.
本発明に係る基板貼合せ装置1は、図1に示すように、上基板移載部2、下基板移載部3、基板ステージ4、撮像部5、加圧部6及び制御部7からなる。
As shown in FIG. 1, the
上基板移載部2は、上基板ストッカー21、移載台22及び駆動装置23などを備える。上基板ストッカー21は、下基板K2との貼合せ対象となる上基板K1を、貼合せ面K11を下向きにして仮置きする部位である。上基板K1は、枚葉状の透明フィルム基板であり、その貼合せ面K11には、図示は省略したが、カラーフィルター、透明電極及び電気泳動体層が形成され、更に電気泳動体層表面に接着層が塗布され、接着層表面をカバーフィルムが覆っている。また、上基板K1の縁部にはアラインメントマークM1,M1’が形成されている(図5(A)参照)。
The upper substrate transfer unit 2 includes an
移載台22は、平面視がフォーク形状の支持部材とされ、駆動装置23によりXYZθ各方向に駆動自在とされる。移載台22の可動範囲は、上基板ストッカー21の上方から加圧部6の直下までとされる。駆動装置23は、例えばボールネジ機構及びサーボモータなどで構成することができる。または、可動アームを備えたロボットにより構成してもよい。
The transfer table 22 is a fork-shaped support member in plan view, and can be driven in each direction of XYZθ by a
下基板移載部3は、下基板ストッカー31、移載台32及び駆動装置33などを備える。下基板ストッカー31は、上基板K1との貼合せ対象となる下基板K2または貼合せ済みの表示デバイスKDを、貼合せ面K21を上向きにして仮置きする部位である。下基板K2は、枚葉状のフィルム基板であり、その貼合せ面K21には、図示は省略したが、TFT電極が形成されている。また、下基板K2の縁部にはアラインメントマークM2,M2’が形成されている(図5(B)参照)。
The lower
移載台32は、平面視がフォーク形状の支持部材とされ、駆動装置33によりXYZθ各方向に駆動自在とされる。移載台32の可動範囲は、下基板ストッカー31の上方から基板ステージ4の直上までとされる。駆動装置33は、例えばボールネジ機構及びサーボモータなどで構成することができる。または、可動アームを備えたロボットにより構成してもよい。
The transfer table 32 is a fork-shaped support member in plan view, and can be driven in each direction of XYZθ by a
基板ステージ4は、下基板K2よりも広い面積の載置面41を有する。載置面41には、図2に示すように、多数の真空吸着孔42と多数のリフトピン孔43とが穿設される。真空吸着孔42は、配管及び開閉バルブを介して吸引ポンプに接続される。リフトピン孔43からは、下基板K2または貼合せ済みの表示デバイスKDを支持するためのリフトピン44が出没可能とされる。
The
撮像部5は、撮像装置5aと撮像装置5bとからなる。撮像装置5aは、CCD(Charge Coupled Device)搭載の2視野カメラからなり、撮像方向を上向きとした上側撮像部5aUと、撮像方向を下向きとした下側撮像部5aDとを備える。撮像装置5aは駆動部51aによりX方向に沿って移動可能とされ、撮像位置P1と退避位置P2とに選択的に配置可能とされる。撮像位置P1は、上側撮像部5aUの視野内に上基板K1のアラインメントマークM1が入り且つ下側撮像部5aDの視野内に下基板K2のアラインメントマークM2が入る位置である。退避位置P2は、基板ステージ4と上基板固定治具61の間に形成される空間領域の外側(−X方向)の位置である。
The
撮像装置5bについても、撮像装置5aと同様な構成とされ、撮像方向を上向きとした上側撮像部5bUと、撮像方向を下向きとした下側撮像部5bDとを備える。そして、駆動部51bによりX方向に沿って移動可能とされ、撮像位置P1’と退避位置P2’とに選択的に配置可能とされる。撮像位置P1’は、上側撮像部5bUの視野内に上基板K1のアラインメントマークM1’が入り且つ下側撮像部5bDの視野内に下基板K2のアラインメントマークM2’が入る位置である。退避位置P2’は、基板ステージ4と上基板固定治具61との間に形成される空間領域の外側(+X方向)の位置である。
The
加圧部6は、上基板固定治具61、加圧部本体62、中央加圧部63、第1駆動部64及び第2駆動部65からなる。
The pressing unit 6 includes an upper
上基板固定治具61は、図4に示すように、平面視が矩形形状を呈する可撓性薄板材で構成され、その中心線J0に沿って多数の真空吸着孔611が穿設される。真空吸着孔611の外側領域には、粘着性物質612が設けられる。また、図1,3に示すように、上基板固定治具61のX方向両端はワイヤー61Wにより、上側中心方向に引っ張られている。
As shown in FIG. 4, the upper
加圧部本体62は、第1駆動部64によりXYZθ各方向に駆動自在とされる。中央加圧部63は、加圧部本体62に開けられた空洞62h内を摺動可能に挿設され、加圧部本体62の内部から下方向に突出可能である。中央加圧部63は、駆動装置65により上下駆動自在とされる。第1駆動部64及び第2駆動装置65は、それぞれボールネジ機構及びサーボモータ、または空気圧シリンダなどで構成することができる。
The pressurizing unit
制御部7は、タッチパネル等の入出力装置、メモリチップやマイクロプロセッサなどを主体とした適当なハードウエア、このハードウエアを動作させるためのコンピュータプログラムを組み込んだハードディスク装置、及び基板貼合せ装置1における各駆動装置等の構成部とデータ通信を行う適当なインターフェイス回路などから構成され、基板貼合せ装置1に以下に示す一連の貼合せ動作を行わせるように構成される。
The control unit 7 includes an input / output device such as a touch panel, suitable hardware mainly including a memory chip and a microprocessor, a hard disk device incorporating a computer program for operating the hardware, and the
次に、本発明に係る基板貼合せ装置1の動作について説明する。図6は本発明に係る基板貼合せ装置1の動作概要を示す流れ図、図7は図6の各ステップの詳細を説明するための図、図8は図6の各ステップの詳細を説明するための図、図9は図6の各ステップの詳細を説明するための図、図10は第1加圧及び第2加圧ステップの詳細を説明するための正面一部断面図、図11は第1加圧及び第2加圧ステップの詳細を説明するための平面図である。
Next, operation | movement of the board |
〔下基板搬入S1〕
下基板K2の搬入動作を行う。即ち、下基板移載部3において移載台32は、XYZθ各方向に駆動され、下基板ストッカー31に仮置きされた下基板K2を受け取る(図7(A)参照)。基板ステージ4は、載置面41からリフトピン44を突出させる(図7(B)参照)。移載台32が再び駆動され、下基板K2をリフトピン44の先端に移載する(図7(C)参照)。その後、移載台32は退避する(図7(E)参照)。リフトピン44は、下基板K2を支持した状態で降下する。リフトピン44が最下位置に達すると、真空吸着孔42に吸引圧が生じ、下基板K2は載置面41上に固定保持される(図8(F)参照)。
[Lower board loading S1]
The carry-in operation of the lower substrate K2 is performed. That is, in the lower
〔上基板搬入S2〕
下基板K2の搬入動作と並行して上基板K1の搬入動作を行う。即ち、上基板移載部2において移載台22は、XYZθ各方向に駆動され、上基板ストッカー21に仮置きされた上基板K1を受け取り(図7(A)参照)、上基板固定治具61の真下に来るように持ってくる(図7(B)参照)。上基板固定治具61は、真空吸引孔611に吸引圧を生じさせる。上基板固定治具61は、上基板K1の非貼合せ面K12の位置まで降下し、上基板K1の非貼合せ面K12を吸引保持する(図7(D)参照)。その後、移載台22は退避する(図8(F)参照)。その際、図示はしないが、貼合せ面K11面上にあったカバーフィルムを除去する。
[Upper board loading S2]
In parallel with the loading operation of the lower substrate K2, the loading operation of the upper substrate K1 is performed. That is, in the upper substrate transfer unit 2, the transfer table 22 is driven in each direction of XYZθ and receives the upper substrate K1 temporarily placed on the upper substrate stocker 21 (see FIG. 7A), and the upper substrate fixing jig. Bring it so that it is directly below 61 (see FIG. 7B). The upper
〔上下基板位置合わせS3〕
撮像装置5aが撮像位置P1に配置される(図8(G)参照)。上側撮像部5aUは、上基板K1に形成されたアラインメントマークM1を読取り、その画像データを制御部7へ送る。また下側撮像部5aDは、下基板K2に形成されたアラインメントマークM2を読取り、その画像データを制御部7へ送る。
[Upper and lower substrate alignment S3]
The
撮像装置5aの撮像動作と並行して、撮像装置5bが撮像位置P1’に配置される(図8(G)参照)。上側撮像部5bUは、上基板K1に形成されたアラインメントマークM1'を読取り、その画像データを制御部7へ送る。また下側撮像部5bDは、下基板K2に形成されたアラインメントマークM2’を読取り、その画像データを制御部7へ送る。撮像が終わると、撮像装置5a,5bはそれぞれ退避位置P2,P2’に退避する。
In parallel with the imaging operation of the
制御部7は、上記各画像データに基づいて、上基板K1のアラインメントマークM1のXY方向位置と下基板K2のアラインメントマークM2のXY方向位置とが一致し、且つ上基板K1のアラインメントマークM1’のXY方向位置と下基板K2のアラインメントマークM2’のXY方向位置とが一致するように、第1駆動部64をXY方向及びθ方向に駆動制御する。これにより、上基板K1と下基板K2との位置合わせを行う。
Based on the image data, the control unit 7 matches the XY direction position of the alignment mark M1 of the upper substrate K1 with the XY direction position of the alignment mark M2 of the lower substrate K2, and aligns the alignment mark M1 ′ of the upper substrate K1. The
〔第1加圧S4〕
第1駆動部64は加圧部本体62をZ方向に下降駆動する。これにより、上基板固定治具61は上基板K1を吸引保持した状態で降下し、上基板K1と下基板K2とは対向近接した状態となる(図8(H),図10(A)参照)。
[First pressurization S4]
The
第2駆動部65は中央加圧部63をZ方向に下降駆動する。これにより、中央加圧部63は加圧部本体62から下側に突出する形となる。上基板固定治具61及びこれに保持された第1基板K1は、その貼合せ面K11における概略中心線J1及びその両側近傍領域(R1)が第2基板(K2)の貼合せ面(K21)に接触するように湾曲する。つまり第2基板K2における貼合せ面K21に対して突出する凸面状となるように湾曲する。その結果、湾曲部分は、第2基板K2の貼合せ面K21に向けて加圧され、その部分の貼合せが行われる(図8(I),図10(B)参照)。
The
〔第2加圧S5〕
第1駆動部64は加圧部本体62をZ方向に下降駆動する。これにより、中央加圧部63は加圧部本体62に入り込んでいく形で加圧部本体62が第1基板K1を加圧していく。つまり、図10及び図11に示す各領域R1,R2のように、第2基板K2の貼合せ面K21に向けて加圧する第1基板K1の加圧領域、即ち第1基板K1が加圧される領域は、図中上記概略中心線J1上から徐々に当該概略中心線J1に直交する方向Xに拡がっていく(図8(J)参照)。その結果、凸面状に湾曲した先端部分の外側部分は、上記概略中心線J1上から徐々に当該概略中心線J1に直交する方向Xに拡げながら第2基板K2の貼合せ面K21に向けて加圧され、その部分の貼合せが行われる。言い換えれば、第1基板K1の湾曲部分の曲率を徐々に小さくしていくことで上記概略中心線J1及びその両側近傍領域R1の外側領域R2の加圧を行う(図9(K)参照)。所定時間、所定の加圧力を印加した後、上基板K1と下基板K2とが接合することにより、表示デバイスKDが完成する(図10(D)参照)。
[Second pressure S5]
The
〔表示デバイス搬出S6〕
上基板K1と下基板K2との貼合せが終了すると、まず、上基板固定治具61による真空吸着が解除され、第1駆動部64は加圧部本体62を上昇させる(図9(L)参照)。次いで、真空吸着孔43に生じていた吸引圧が破壊される。次いで、リフトピン44が突出し、上基板K1と下基板K2とを貼合せてできた表示デバイスKDを支持しながら上昇させる(図9(M)参照)。リフトピン44が最上位置に達すると、移載台32をXYZθ各方向に駆動して(図9(N)参照)、表示デバイスKDを下基板ストッカー31に移載する(図9(O)参照)。
[Display device unloading S6]
When the bonding of the upper substrate K1 and the lower substrate K2 is completed, first, the vacuum suction by the upper
以上に述べたように、本発明に係る基板貼合せ装置1によると、第1基板K1と第2基板K2との配置後、まず第1基板K1の貼合せ面K11における概略中心線J1及びその両側近傍領域R1を第2基板K2の貼合せ面K21に向けて加圧する。これにより、第1基板K1の貼合せ面K11における概略中心線J1及びその両側近傍領域R1の貼合せがなされる。次いで概略中心線J1に直交する方向Xに加圧領域を徐々に拡げながら加圧する。これにより、固定された中心から、両サイドに向けて同時に貼合せが進み、外側領域R2の貼合せがなされる。その結果、水平面方向へのズレを抑制することができ、貼合せ面K11と貼合せ面K21との貼合せ精度の向上を図ることができる。また、全面を同時に加圧する場合に比べて、空気の咬み込みを著しく減らすことができる。
As described above, according to the
また、貼合せに際し、アラインメントマークを用いて位置合わせを行うので、貼合せ精度が更に向上する。また、貼合せを大気圧雰囲気下で行うため、真空チャンバー等の大掛かりな装置が必要とならず装置コストを低減することができる。そして、真空雰囲気を作るまでの時間コストがかからない。 Moreover, since the alignment is performed using the alignment mark at the time of bonding, the bonding accuracy is further improved. Further, since the bonding is performed under an atmospheric pressure atmosphere, a large-scale apparatus such as a vacuum chamber is not required, and the apparatus cost can be reduced. And it does not cost time to make a vacuum atmosphere.
また、湾曲可能な上基板固定治具61を用いて、第1基板K1を保持する。その際、第1基板K1を平面状に保持して、第2基板K2と対向近接配置することが可能であるため、貼合せ面K11,K21の両端部での位置ズレを防止することができ、その結果、貼合せ精度を向上させることができる。更に、上基板固定治具の湾曲を利用することにより、第1加圧及び第2加圧を行うことができる。
Further, the upper
また、第1加圧ステップS4において、凸面状に湾曲させた先端を、対向基板との垂直方向以外の方向(貼合わせ面に沿う方向)に対して固定することにより、位置合わせ精度を貼合せ精度に活かすことができる。また、第1基板K1における概略中心線J1部分、つまり湾曲させた凸面の中心線部分を真空吸着することにより、位置合わせ時及び貼合せ時の位置ズレを抑制することができる。一方、凸面の中心線上以外の部分は粘着性物質612で固定しており、粘着性物質612は、第1固定部61の湾曲に伴う伸び縮みを緩和させる。その結果、湾曲に伴う貼合せ精度の低下を抑制することができる。第1基板K1と第2基板K2とは、電極とカラーフィルターのサブピクセルとが精度良く位置決めされるため、高品位画像の得られるディスプレイ装置が製作可能となる。
Further, in the first pressurizing step S4, the alignment accuracy is bonded by fixing the tip curved in a convex shape with respect to a direction other than the direction perpendicular to the counter substrate (direction along the bonding surface). It can be used for accuracy. Moreover, the position shift at the time of alignment and bonding can be suppressed by vacuum-sucking the approximate center line J1 portion of the first substrate K1, that is, the center line portion of the curved convex surface. On the other hand, the part other than the center line of the convex surface is fixed with an
以上、本発明の実施の形態について説明を行ったが、上に開示した実施の形態は、あくまで例示であって、本発明の範囲はこの実施の形態に限定されるものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、更に特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むことが意図される。例えば、第2基板K2は例えばガラス基板のように非可撓性であってもよい。また、基板1及び基板2の少なくとも一方を連続体とする所謂ロールトゥロールプロセスに適用してもよい。
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, embodiment disclosed above is an illustration to the last, Comprising: The scope of the present invention is not limited to this embodiment. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims. For example, the second substrate K2 may be inflexible like a glass substrate, for example. Further, it may be applied to a so-called roll-to-roll process in which at least one of the
1 基板貼合せ装置
4 基板ステージ(第2固定部、配置手段)
5 撮像部(位置合わせ手段)
6 加圧部(配置手段)
61 上基板固定治具(第1加圧手段、第2加圧手段、第1固定部)
62 加圧部本体(第2加圧手段)
63 中央加圧部(第1加圧手段)
64 第1駆動部(駆動手段、位置合わせ手段)
611 真空吸着孔(保持手段、真空吸着手段)
612 粘着性物質(保持手段、粘着手段)
J1 概略中心線
K1 第1基板
K2 第2基板
K11 貼合せ面
K21 貼合せ面
R1 両側近傍領域
R2 外側領域
S1 配置ステップ
S2 配置ステップ
S3 配置ステップ
S4 第1加圧ステップ
S5 第2加圧ステップ
S1 ステップ
S2 ステップ
S3 ステップ
X 直交する方向
1
5 Imaging unit (positioning means)
6 Pressurization part (arrangement means)
61 Upper substrate fixing jig (first pressing means, second pressing means, first fixing portion)
62 Pressurizing body (second pressurizing means)
63 Central pressure part (first pressure means)
64 1st drive part (drive means, alignment means)
611 Vacuum suction hole (holding means, vacuum suction means)
612 Adhesive substance (holding means, adhesive means)
J1 Approximate center line K1 1st board | substrate K2 2nd board | substrate K11 Laminating surface K21 Laminating surface R1 Both sides vicinity area R2 Outer area S1 Arrangement step S2 Arrangement step S3 Arrangement step S4 1st pressurization step S5 2nd pressurization step S1 step S2 step S3 step X orthogonal direction
Claims (18)
第1基板(K1)と第2基板(K2)とをそれぞれの貼合せ面(K11,K21)同士が対向近接するように配置する配置ステップ(S1,S2,S3)と、
第1基板(K1)の貼合せ面(K11)における概略中心線(J1)及びその両側近傍領域(R1)を第2基板(K2)の貼合せ面(K21)に向けて加圧する第1加圧ステップ(S4)と、
第1基板(K1)の加圧領域を上記概略中心線(J1)に直交する方向(X)に徐々に拡げながら加圧する第2加圧ステップ(S5)と
を備えることを特徴とする基板貼合せ方法。 A substrate laminating method for laminating a flexible first substrate (K1) and a flexible or inflexible second substrate (K2),
An arrangement step (S1, S2, S3) for arranging the first substrate (K1) and the second substrate (K2) so that the bonding surfaces (K11, K21) face each other;
A first pressure is applied to pressurize the approximate center line (J1) on the bonding surface (K11) of the first substrate (K1) and the region (R1) near both sides thereof toward the bonding surface (K21) of the second substrate (K2). Pressure step (S4);
And a second pressurizing step (S5) in which the pressurizing region of the first substrate (K1) is gradually expanded in a direction (X) perpendicular to the approximate center line (J1). Matching method.
第1基板(K1)と第2基板(K2)とをそれぞれの貼合せ面(K11,K21)同士が対向近接するように配置する配置手段(6,4)と、
第1基板(K1)の貼合せ面(K11)における概略中心線(J1)及びその両側近傍領域(R1)を第2基板(K2)の貼合せ面(K21)に向けて加圧する第1加圧手段(61,63)と、
第2基板(K2)の貼合せ面(K21)に向けて加圧する第1基板(K1)の加圧領域を上記概略中心線(J1)に直交する方向(X)に徐々に拡げながら加圧する第2加圧手段(61,62)と
を備えることを特徴とする基板貼合せ装置。 A substrate laminating apparatus (1) for laminating a flexible first substrate (K1) and a flexible or inflexible second substrate (K2),
Arrangement means (6, 4) for arranging the first substrate (K1) and the second substrate (K2) so that the bonding surfaces (K11, K21) face each other, and
A first pressure is applied to pressurize the approximate center line (J1) on the bonding surface (K11) of the first substrate (K1) and the region (R1) near both sides thereof toward the bonding surface (K21) of the second substrate (K2). Pressure means (61, 63);
The first substrate (K1) to be pressed toward the bonding surface (K21) of the second substrate (K2) is pressurized while gradually expanding in the direction (X) perpendicular to the approximate center line (J1). A substrate bonding apparatus comprising: a second pressurizing unit (61, 62).
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