基板的貼合裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是有關(guān)基板的貼合裝置的構(gòu)成與配置及其方法，總括以真空貼合搭載液晶或有機EL等顯示模塊的顯示基板與觸控傳感器或保護玻璃等的防護基板的過程。
【背景技術(shù)】
[0002]以智能型手機或平板終端機為代表的智能終端裝置是融合輸入裝置的觸控傳感器與液晶顯示器等的顯示裝置，加上運算功能與通訊功能的復合式終端機裝置。智能終端機裝置在最下層有顯示裝置，構(gòu)成其上層為輸入裝置，最上層為防護玻璃的層疊構(gòu)造。借著使這些各功能復合化及組合成為智能終端機裝置，在各組件的接合上使用貼合裝置。
[0003]顯示裝置或液晶顯示器為最普通的裝置，并且在最近對于有機EL顯示器也加以實用化。液晶顯示器的模塊中，也開發(fā)出采納觸控傳感器功能的內(nèi)建式的液晶模塊或在液晶顯示器的上層部使觸控傳感器一體化的外掛式的液晶模塊。將這些總稱為液晶模塊(以下也有簡稱LCM)。
[0004]又，輸入裝置是以觸控傳感器為主流，其中有靜電容量式的觸控傳感器占據(jù)著大部分。傳感器基板是在薄的玻璃基板上施以微小配線，但是最近以降低價格為指針，也有增加薄膜基板的觸控傳感器。輸入是以人的手指來指示，因此要求耐磨損性、防污性、抗沖擊性，而在最上層安裝防護玻璃(以下簡稱OG)，將接合OG與傳感器基板的玻璃稱為防護基板(以下簡稱0GS)。
[0005]加以整理時，有關(guān)平板終端機裝置等的貼合有以下的三個型式。
[0006](A-1) OG與傳感器基板的貼合(制作OGS的工程)
[0007](A-2) OG與內(nèi)建式/外掛式的LCM的貼合
[0008](A-3) OGS 與 LCM 的貼合
[0009]其中的任意型式在精度良好貼合兩片基板或模塊上皆為重要。
[0010]接著，針對使用于這些基板接合的接合材料說明。雖然也有利用透明兩面薄膜(OCA)進行貼合的場合，但也有涂布液狀的光學樹脂，予以薄延展(展開)的方法逐漸變成主流。
[0011]最近，使用紫外線固化型的光學樹脂作為接合材料。并進一步針對光學樹脂詳細說明時，使用純粹的有機材料的標準型或無機、有機的混合型的雙方。這雙方在光學特性、接著強度、樹脂的流動展開性雖有著微妙的差異，但雙方都具有可供實用的水平。關(guān)于光學樹脂的流動展開性，尤其在以分配器涂布的場合，可獲得充分的展開性。另一方面，一旦具備高展開性時，也會有基板間上溢等的副作用，而期待有最適合的接合材料。
[0012]一般，在使用上述接合材料的智能終端機裝置的貼合工程、裝置(功能組件)中，有留意以下事項的必要。
[0013](B-1)在接合面不含有氣泡。
[0014](B-2)在接合面不會產(chǎn)生光學性的‘光斑’。
[0015](B-3)在接合雙方的基板間不造成接合材料的滲出或流出。
[0016](B-4)不造成接合雙方的基板間的偏位。
[0017](B-5)具有充分的接合強度。
[0018](B-6)接合時，不殘留高的殘留應(yīng)變。
[0019]最終制品的加工程度是依據(jù)上述(B-1)?(B-6)的符合，藉基板的貼合的各功能組件的方法或機構(gòu)，并進一步在材料上努力來達成這些要求項目。
[0020][現(xiàn)有技術(shù)文獻]
[0021][專利文獻]
[0022][專利文獻I]日本特開平11-92716號公報
[0023][專利文獻2]日本特開2010-282099號公報
[0024]專利文獻I及專利文獻2中，揭示有轉(zhuǎn)臺式的基板貼合裝置。這些裝置是在轉(zhuǎn)臺的圓周上配置各功能組件的站，藉中心軸的電動機隨著各過程的完成，旋轉(zhuǎn)一定角度，轉(zhuǎn)移到下一個過程的方法及機構(gòu)。
[0025]此方式的最大課題是在各功能組件之中，對于最耗時的功能組件進行裝置整體的間歇時間的速率控制的點。為消除此點，必須進行功能的分解或結(jié)合，但由于裝置變得龐大且復雜，必然地不能期待間歇時間的縮短。
[0026]此外，在進行各站的靜定或定位時，以中心的致動器進行的控制會導致放置基板的外圍的精度的劣化，而有設(shè)置輔助的定位裝置的必要。尤其在涂布工程中相對于基板的移動而有使得涂布頭移動的必要，預固化也是同樣而使得裝置更為復雜。
[0027]并且，關(guān)于裝置的大小，由于在中心部分完全為浪費的空間，所以裝置設(shè)置面積會變大，以致在考慮對應(yīng)基板尺寸時，會導致超乎想象以上的設(shè)置面積。且相對于對象的基板為矩形，僅以著眼于搬運容易度的方式，則在所有的質(zhì)量面、精度面、價格面與基板因應(yīng)性會有極大的問題。
[0028]加以歸納時，在有如智能型手機的小的基板尺寸，質(zhì)量容許限度低的場合研創(chuàng)出多數(shù)的方式與構(gòu)造，并加以制品化。但是平板中端機等，基板尺寸一旦大型化時，現(xiàn)有的方式則不能加以因應(yīng)，況且對于連接如LCM或OGS的FPC或連接器等電子零組件的基板，即可得知在現(xiàn)有方法的運用上仍有所受限。
[0029]整理搭載涂布、預固化、對準、貼合的各功能組件的裝置所尋求的要求事項時可以如下表示。
[0030](C-1):可確保(B-1)?(B-6)表示的制成質(zhì)量(良率)。
[0031](C-2):使間歇時間(貼合基板每I片的處理時間)，可提升生產(chǎn)效率。
[0032](C-3):也可因應(yīng)不同的基板尺寸的貼合。
[0033](C-4):裝置的設(shè)置面積小。
[0034](C-5):裝置的成本效益比優(yōu)異。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0035]本發(fā)明的目的為提供可滿足(C-1)?(C-5)的要求事項的基板的貼合裝置。
[0036]為解決上述課題以達成本發(fā)明的目的，本發(fā)明的基板的貼合裝置是由上述的各功能組件，即涂布功能組件、預固化功能組件、對準功能組件及貼合功能組件所構(gòu)成。隨后說明這些組件。
[0037]首先，涂布功能組件是將貼合兩片基板時所需的接合材料，精度良好地涂布成預定的厚度。貼合對象基板一旦變大時，以現(xiàn)有的OCA的貼合方法或以分配器進行線描繪時，由于機械式負載會使其流動擴散的方法并不適用。
[0038]例外的有如液晶顯示器的貼合，會形成封閉最外圍的接合材料的堰，雖嘗試將通常的光學樹脂填充于內(nèi)部的方法，但除了過程上會增加I工程外，有對應(yīng)裝置的增加或堰材料和以光學樹脂不同的材料形成的必要，僅可視為暫時解決的方法。
[0039]本發(fā)明是使用狹縫型涂布機作為涂布功能組件。所有的功能組件都在移動軸上，所以涂布頭固定，以一定速度一邊移動吸引吸附在平臺上的基板一邊涂布，即所謂的頭固定基板移動式的狹縫型涂布機。
[0040]為實現(xiàn)良好的貼合，首先，涂布精度的確保為重要的。所謂涂布精度不僅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狀，即涂布開始位置及涂布結(jié)束位置的直線性與兩側(cè)涂布邊緣的直線性也是重要。只要精準進行形狀形成，在貼合時，可避免接合材料的滲漏與流出。借著狹縫型涂布機的運用，和以往所使用的分配器進行流動擴散的方法比較，在涂布精度、涂布時間的點上可進行格外優(yōu)異的涂布。
[0041]并且，借著將狹縫型涂布機運用于本發(fā)明，可以使得隨基板尺寸的變更的涂布寬度的變更或涂布厚度，借著內(nèi)插于涂布頭內(nèi)的薄金屬制的隔片、接縫的開口寬度或隔片厚度的對準，建構(gòu)出在短時間可變更的撓性生產(chǎn)系統(tǒng)。
[0042]接著，概說預固化功能組件。使用于基板的貼合，成為主流的紫外線固化樹脂是吸收某特定波長的紫外線進行硬化的接合材料。根據(jù)接合材料，由于流動性有大的變化，依情況，從貼合后的兩片基板的接合面有接合材料的光學樹脂滲出(上溢)或相反地流動性不佳的場合，會導致光學樹脂不能流動至預定的位置(下溢)。
[0043]尤其在防護玻璃的遮光區(qū)域變窄的通稱為狹窄邊框基板的貼合中，穩(wěn)定流動的重現(xiàn)是必要的。為實現(xiàn)此目的，提出一種以狹縫型涂布機來約束精度良好涂布后的涂布面貼合工程的流動，在仍未完全硬化的中間程度照射紫外線的方法。此即為預固化。
[0044]本發(fā)明中，預固化功能組件是由紫外線的產(chǎn)生光源及遮光裝置的紫外線照射頭所構(gòu)成。紫外線的產(chǎn)生光源是使用紫外線光源(UV光源)或LED矩陣等。另一方面，將本發(fā)明的紫外線照射頭使用在預固化，可精度良好地實現(xiàn)全面預固化、邊框狀預固化、無預固化的狀況。
[0045]接著，說明對準功能組件。在對準功能組件具有使上下基板的位置藉CCD攝影機進行攝影的位置測量的組件和以位置測量結(jié)果為基礎(chǔ)，運算上下基板的偏位，并反饋于定位臺使兩基板不致偏位而成一致的目的。
[0046]定位測量的精度是與CXD攝影機的像素數(shù)(pixel)成比例，在同軸照明之下進行基板標記或基板角隅部等的攝影。如智能終端機裝置的各模塊為矩形基板所構(gòu)成的場合，一般是攝影一對基板的角隅對角，從兩基板的對角線的中點坐標進行定位校正。
[0047]其它的定位有以四攝影機攝影兩對的對角的方法，也有攝影相鄰一對的角隅部的方法。兩基板的定位須有具備可在平面的正交方向移動的兩軸及可以中心旋轉(zhuǎn)的一軸的三個自由度的載臺的必要。以X軸、Y軸、Θ軸的組合或直線移動的三軸(U軸、V軸、W軸)載臺等為代表例。
[0048]最后說明貼合功能組件。關(guān)于貼合，可大致區(qū)分為真空中進行的過程與大氣中進行的過程。在貼合工程中，最必須避免的是氣泡的混入或氣泡的產(chǎn)生。
[0049]一般在真空下貼合的場合，即使接合材料的涂布特性不穩(wěn)定，但與在大氣貼合比較除著氣泡的混入較少之外，從貼合釋放時經(jīng)常施以I氣壓左右的外壓接合的穩(wěn)定性及大氣貼合所顯示時間的經(jīng)過并可防止散見氣泡的成長來看，成為壓倒性的主流。貼合為一種壓制工程，作為負載裝置一般是以空壓進行的方法或以馬達的滾珠螺桿進行壓制。最近的光學樹脂是以根據(jù)壓制壓產(chǎn)生的應(yīng)變來防止雙折射所導致透視圖像的混亂為目的，建議盡可能以低負載進行貼合。在真空中實施本發(fā)明的貼合功能組件，可實現(xiàn)解決(B-1)?(B-6)的課題的貼合。
[0050]藉以上的功能組件構(gòu)成，本發(fā)明中，以提供滿足上述(C-1)?(C-5)的課題的基板的貼合裝置為目的。除了各功能組件的最適當化，并考慮各功能組件的配置與順序、具體的實施方法，借著安裝配置在最小面積的空間，可解決各課題。
[0051]解決課題的詳細是以實施形態(tài)的項來說明，但其中一例是有關(guān)間歇時間的縮短化，說明其基本解決對策。從以往現(xiàn)有的裝置的配置與構(gòu)成來看時，形成各過程的配置封閉的單獨的環(huán)路，如最耗時的過程功能組件未能完成時，會有不能移至下一工程的大的缺點。換言之，裝置的間歇時間是以個別過程功能組件的最耗時的過程處理時間來進行速率控制，位于其它過程的基板則成為不能進行任何處理的狀況。
[0052]相對于此，本發(fā)明是將兩個封閉的過程路徑的共同部分重疊，增長冗余位，實現(xiàn)有效的安裝配置，在精度、可靠度、生產(chǎn)效率、價格面所有皆凌駕于以往的公知技術(shù)。
[0053]為提升間歇時間，雖有并排配置多個過程功能組件，在各功能組件之間使用搬運機器人進行基板搬出入的系統(tǒng)，但每透過搬運機器人會導致位置精度劣化，且最主要會使裝置的設(shè)置空間變得龐大。當然，除了變得高價之外，在其它平臺間的移動搬運的點，在可靠性面上殘留有大的課題。
[0054]相對于此，本發(fā)明是將構(gòu)成基板的貼合裝置的全部的功能組件安裝配置在一個空間內(nèi)，各功能組件間的移動可以滾珠螺桿等的高精度機構(gòu)進行搬運或旋轉(zhuǎn)動作，定位等的動作除了可高精度進行之外，并可實現(xiàn)可靠度高的性能。
[0055]更具體而言，本發(fā)明為了解決對以往各功能組件的最長處理時間進行系統(tǒng)整體的處理時間的速率控制的缺點，借著以兩支基板移動軸，將搭載在這些之上的各功能組件的空間設(shè)成以內(nèi)側(cè)的移動軸為對象軸進行移位動作的往返移動機構(gòu)，實際上雖是兩支基板移動軸，但