基板的贴合装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明是有关基板的贴合装置的构成与配置及其方法，总括以真空贴合搭载液晶或有机EL等显示模块的显示基板与触控传感器或保护玻璃等的防护基板的过程。
【背景技术】
[0002]以智能型手机或平板终端机为代表的智能终端装置是融合输入装置的触控传感器与液晶显示器等的显示装置，加上运算功能与通讯功能的复合式终端机装置。智能终端机装置在最下层有显示装置，构成其上层为输入装置，最上层为防护玻璃的层叠构造。借着使这些各功能复合化及组合成为智能终端机装置，在各组件的接合上使用贴合装置。
[0003]显示装置或液晶显示器为最普通的装置，并且在最近对于有机EL显示器也加以实用化。液晶显示器的模块中，也开发出采纳触控传感器功能的内建式的液晶模块或在液晶显示器的上层部使触控传感器一体化的外挂式的液晶模块。将这些总称为液晶模块(以下也有简称LCM)。
[0004]又，输入装置是以触控传感器为主流，其中有静电容量式的触控传感器占据着大部分。传感器基板是在薄的玻璃基板上施以微小配线，但是最近以降低价格为指针，也有增加薄膜基板的触控传感器。输入是以人的手指来指示，因此要求耐磨损性、防污性、抗冲击性，而在最上层安装防护玻璃(以下简称OG)，将接合OG与传感器基板的玻璃称为防护基板(以下简称0GS)。
[0005]加以整理时，有关平板终端机装置等的贴合有以下的三个型式。
[0006](A-1) OG与传感器基板的贴合(制作OGS的工程)
[0007](A-2) OG与内建式/外挂式的LCM的贴合
[0008](A-3) OGS 与 LCM 的贴合
[0009]其中的任意型式在精度良好贴合两片基板或模块上皆为重要。
[0010]接着，针对使用于这些基板接合的接合材料说明。虽然也有利用透明两面薄膜(OCA)进行贴合的场合，但也有涂布液状的光学树脂，予以薄延展(展开)的方法逐渐变成主流。
[0011]最近，使用紫外线固化型的光学树脂作为接合材料。并进一步针对光学树脂详细说明时，使用纯粹的有机材料的标准型或无机、有机的混合型的双方。这双方在光学特性、接着强度、树脂的流动展开性虽有着微妙的差异，但双方都具有可供实用的水平。关于光学树脂的流动展开性，尤其在以分配器涂布的场合，可获得充分的展开性。另一方面，一旦具备高展开性时，也会有基板间上溢等的副作用，而期待有最适合的接合材料。
[0012]一般，在使用上述接合材料的智能终端机装置的贴合工程、装置(功能组件)中，有留意以下事项的必要。
[0013](B-1)在接合面不含有气泡。
[0014](B-2)在接合面不会产生光学性的‘光斑’。
[0015](B-3)在接合双方的基板间不造成接合材料的渗出或流出。
[0016](B-4)不造成接合双方的基板间的偏位。
[0017](B-5)具有充分的接合强度。
[0018](B-6)接合时，不残留高的残留应变。
[0019]最终制品的加工程度是依据上述(B-1)?(B-6)的符合，藉基板的贴合的各功能组件的方法或机构，并进一步在材料上努力来达成这些要求项目。
[0020][现有技术文献]
[0021][专利文献]
[0022][专利文献I]日本特开平11-92716号公报
[0023][专利文献2]日本特开2010-282099号公报
[0024]专利文献I及专利文献2中，揭示有转台式的基板贴合装置。这些装置是在转台的圆周上配置各功能组件的站，藉中心轴的电动机随着各过程的完成，旋转一定角度，转移到下一个过程的方法及机构。
[0025]此方式的最大课题是在各功能组件之中，对于最耗时的功能组件进行装置整体的间歇时间的速率控制的点。为消除此点，必须进行功能的分解或结合，但由于装置变得庞大且复杂，必然地不能期待间歇时间的缩短。
[0026]此外，在进行各站的静定或定位时，以中心的致动器进行的控制会导致放置基板的外围的精度的劣化，而有设置辅助的定位装置的必要。尤其在涂布工程中相对于基板的移动而有使得涂布头移动的必要，预固化也是同样而使得装置更为复杂。
[0027]并且，关于装置的大小，由于在中心部分完全为浪费的空间，所以装置设置面积会变大，以致在考虑对应基板尺寸时，会导致超乎想象以上的设置面积。且相对于对象的基板为矩形，仅以着眼于搬运容易度的方式，则在所有的质量面、精度面、价格面与基板因应性会有极大的问题。
[0028]加以归纳时，在有如智能型手机的小的基板尺寸，质量容许限度低的场合研创出多数的方式与构造，并加以制品化。但是平板中端机等，基板尺寸一旦大型化时，现有的方式则不能加以因应，况且对于连接如LCM或OGS的FPC或连接器等电子零组件的基板，即可得知在现有方法的运用上仍有所受限。
[0029]整理搭载涂布、预固化、对准、贴合的各功能组件的装置所寻求的要求事项时可以如下表示。
[0030](C-1):可确保(B-1)?(B-6)表示的制成质量(良率)。
[0031](C-2):使间歇时间(贴合基板每I片的处理时间)，可提升生产效率。
[0032](C-3):也可因应不同的基板尺寸的贴合。
[0033](C-4):装置的设置面积小。
[0034](C-5):装置的成本效益比优异。
【发明内容】
[0035]本发明的目的为提供可满足(C-1)?(C-5)的要求事项的基板的贴合装置。
[0036]为解决上述课题以达成本发明的目的，本发明的基板的贴合装置是由上述的各功能组件，即涂布功能组件、预固化功能组件、对准功能组件及贴合功能组件所构成。随后说明这些组件。
[0037]首先，涂布功能组件是将贴合两片基板时所需的接合材料，精度良好地涂布成预定的厚度。贴合对象基板一旦变大时，以现有的OCA的贴合方法或以分配器进行线描绘时，由于机械式负载会使其流动扩散的方法并不适用。
[0038]例外的有如液晶显示器的贴合，会形成封闭最外围的接合材料的堰，虽尝试将通常的光学树脂填充于内部的方法，但除了过程上会增加I工程外，有对应装置的增加或堰材料和以光学树脂不同的材料形成的必要，仅可视为暂时解决的方法。
[0039]本发明是使用狭缝型涂布机作为涂布功能组件。所有的功能组件都在移动轴上，所以涂布头固定，以一定速度一边移动吸引吸附在平台上的基板一边涂布，即所谓的头固定基板移动式的狭缝型涂布机。
[0040]为实现良好的贴合，首先，涂布精度的确保为重要的。所谓涂布精度不仅是形成最重要的膜厚，在平坦的基板上涂布所形成的矩形的涂布形状，即涂布开始位置及涂布结束位置的直线性与两侧涂布边缘的直线性也是重要。只要精准进行形状形成，在贴合时，可避免接合材料的渗漏与流出。借着狭缝型涂布机的运用，和以往所使用的分配器进行流动扩散的方法比较，在涂布精度、涂布时间的点上可进行格外优异的涂布。
[0041]并且，借着将狭缝型涂布机运用于本发明，可以使得随基板尺寸的变更的涂布宽度的变更或涂布厚度，借着内插于涂布头内的薄金属制的隔片、接缝的开口宽度或隔片厚度的对准，建构出在短时间可变更的挠性生产系统。
[0042]接着，概说预固化功能组件。使用于基板的贴合，成为主流的紫外线固化树脂是吸收某特定波长的紫外线进行硬化的接合材料。根据接合材料，由于流动性有大的变化，依情况，从贴合后的两片基板的接合面有接合材料的光学树脂渗出(上溢)或相反地流动性不佳的场合，会导致光学树脂不能流动至预定的位置(下溢)。
[0043]尤其在防护玻璃的遮光区域变窄的通称为狭窄边框基板的贴合中，稳定流动的重现是必要的。为实现此目的，提出一种以狭缝型涂布机来约束精度良好涂布后的涂布面贴合工程的流动，在仍未完全硬化的中间程度照射紫外线的方法。此即为预固化。
[0044]本发明中，预固化功能组件是由紫外线的产生光源及遮光装置的紫外线照射头所构成。紫外线的产生光源是使用紫外线光源(UV光源)或LED矩阵等。另一方面，将本发明的紫外线照射头使用在预固化，可精度良好地实现全面预固化、边框状预固化、无预固化的状况。
[0045]接着，说明对准功能组件。在对准功能组件具有使上下基板的位置藉CCD摄影机进行摄影的位置测量的组件和以位置测量结果为基础，运算上下基板的偏位，并反馈于定位台使两基板不致偏位而成一致的目的。
[0046]定位测量的精度是与CXD摄影机的像素数(pixel)成比例，在同轴照明之下进行基板标记或基板角隅部等的摄影。如智能终端机装置的各模块为矩形基板所构成的场合，一般是摄影一对基板的角隅对角，从两基板的对角线的中点坐标进行定位校正。
[0047]其它的定位有以四摄影机摄影两对的对角的方法，也有摄影相邻一对的角隅部的方法。两基板的定位须有具备可在平面的正交方向移动的两轴及可以中心旋转的一轴的三个自由度的载台的必要。以X轴、Y轴、Θ轴的组合或直线移动的三轴(U轴、V轴、W轴)载台等为代表例。
[0048]最后说明贴合功能组件。关于贴合，可大致区分为真空中进行的过程与大气中进行的过程。在贴合工程中，最必须避免的是气泡的混入或气泡的产生。
[0049]一般在真空下贴合的场合，即使接合材料的涂布特性不稳定，但与在大气贴合比较除着气泡的混入较少之外，从贴合释放时经常施以I气压左右的外压接合的稳定性及大气贴合所显示时间的经过并可防止散见气泡的成长来看，成为压倒性的主流。贴合为一种压制工程，作为负载装置一般是以空压进行的方法或以马达的滚珠螺杆进行压制。最近的光学树脂是以根据压制压产生的应变来防止双折射所导致透视图像的混乱为目的，建议尽可能以低负载进行贴合。在真空中实施本发明的贴合功能组件，可实现解决(B-1)?(B-6)的课题的贴合。
[0050]藉以上的功能组件构成，本发明中，以提供满足上述(C-1)?(C-5)的课题的基板的贴合装置为目的。除了各功能组件的最适当化，并考虑各功能组件的配置与顺序、具体的实施方法，借着安装配置在最小面积的空间，可解决各课题。
[0051]解决课题的详细是以实施形态的项来说明，但其中一例是有关间歇时间的缩短化，说明其基本解决对策。从以往现有的装置的配置与构成来看时，形成各过程的配置封闭的单独的环路，如最耗时的过程功能组件未能完成时，会有不能移至下一工程的大的缺点。换言之，装置的间歇时间是以个别过程功能组件的最耗时的过程处理时间来进行速率控制，位于其它过程的基板则成为不能进行任何处理的状况。
[0052]相对于此，本发明是将两个封闭的过程路径的共同部分重叠，增长冗余位，实现有效的安装配置，在精度、可靠度、生产效率、价格面所有皆凌驾于以往的公知技术。
[0053]为提升间歇时间，虽有并排配置多个过程功能组件，在各功能组件之间使用搬运机器人进行基板搬出入的系统，但每透过搬运机器人会导致位置精度劣化，且最主要会使装置的设置空间变得庞大。当然，除了变得高价之外，在其它平台间的移动搬运的点，在可靠性面上残留有大的课题。
[0054]相对于此，本发明是将构成基板的贴合装置的全部的功能组件安装配置在一个空间内，各功能组件间的移动可以滚珠螺杆等的高精度机构进行搬运或旋转动作，定位等的动作除了可高精度进行之外，并可实现可靠度高的性能。
[0055]更具体而言，本发明为了解决对以往各功能组件的最长处理时间进行系统整体的处理时间的速率控制的缺点，借着以两支基板移动轴，将搭载在这些之上的各功能组件的空间设成以内侧的移动轴为对象轴进行移位动作的往返移动机构，实际上虽是两支基板移动轴，但