フィルム貼付装置
【課題】光学フィルムのように薄いシート状のものを、気泡及び異物の巻き込みがなく、撓み及び皺を発生させることなく、高効率で基板上に貼付することができるフィルム貼付装置を提供する。
【解決手段】フィルム貼付装置１は、ステージ１１に基板２が載置され、保持部材１５により搬送されたフィルムをチャック部材１２により保持する。チャック部材１２は平板状に形成された圧着部材１３の圧着面を複数個に分割する各領域に対応して設けられている。そして、チャック部材１２により光学フィルム３を保持した状態で、フィルム３がステージ１１上の基板２に対して所定位置にあるときに、圧着部材１３により、チャック部材１２を介して光学フィルム３を基板２の上面に圧着する。
【解決手段】フィルム貼付装置１は、ステージ１１に基板２が載置され、保持部材１５により搬送されたフィルムをチャック部材１２により保持する。チャック部材１２は平板状に形成された圧着部材１３の圧着面を複数個に分割する各領域に対応して設けられている。そして、チャック部材１２により光学フィルム３を保持した状態で、フィルム３がステージ１１上の基板２に対して所定位置にあるときに、圧着部材１３により、チャック部材１２を介して光学フィルム３を基板２の上面に圧着する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示パネルのような表示パネルの基板に、偏光フィルムのような光学フィルムを貼り付けるフィルム貼付装置に関し、特に、基板と光学フィルムとの間に気泡を生じることなく、光学フィルムを基板上の所定位置に高精度で貼付可能なフィルム貼付装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、液晶表示パネル等の表示装置は、高視野角、外光の反射防止等を目的として、ガラス基板の表面に光学フィルムが貼付されて使用されている。特に、近時、３Ｄ（Ｔｈｒｅｅ Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ）ディスプレイパネルの開発がますます進められているが、この３Ｄディスプレイパネル用のガラス基板には、その表面に偏光フィルムが貼付されている。即ち、３Ｄディスプレイパネルにおいては、右目用及び左目用の画素列が交互に形成されており、各画素列からの表示光を、偏光フィルムにより相互に異なる方向に偏向させることにより、右目用の表示光と左目用の表示光との間に視差を形成できる。よって、特に、３Ｄディスプレイパネルにおいては、偏光フィルムを基板上の所定位置に高精度で貼付することが求められている。
【０００３】
基板上に光学フィルムを高精度で貼付する技術として、例えば特許文献１においては、フィルム位置合わせ用の治具を使用し、治具上の所定位置に配置された光学フィルムに基板を張り合わせる技術が開示されている。特許文献２においては、光学フィルムを吸着保持するヘッドに、押圧用のローラと位置検出センサを設け、光学フィルムの先端部を基板に貼付し、ローラにより押圧して貼付していく際に、位置検出センサにより光学フィルムの貼付位置を検出する技術が開示されている。
【０００４】
また、基板の表面に光学フィルムを貼付する際には、基板と光学フィルムとの間に気泡が形成されることがあるが、気泡の存在は、照度ムラ等の表示不良に繋がる。よって、光学フィルム貼付時の気泡の形成を防止するために、種々の技術が提案されている。特許文献３には、ローラの外面に軸方向に１列に並ぶように孔を設け、この孔内を排気することにより、光学フィルムの先端部をローラの外面に吸着して巻き取り、送給されてくる基板の端部に光学フィルムの先端部を接触させるのと同時に、孔からの噴気により光学フィルムを基板に押し付けた後、ローラにより光学フィルムをその先端部から順次基板に貼付していくように構成したフィルム貼付装置が開示されている。特許文献４には、光学フィルムを吸着する吸着部材の端部にローラを設け、光学フィルムをその先端部から基板に貼付すると共に、光学フィルムの上面をローラで押圧して、気泡の発生を防止する技術が開示されている。
【０００５】
特許文献５においては、光学フィルム及び基板を収容したチャンバ内を減圧した状態で、光学フィルムを基板に対して接触させ、その後、チャンバ内を復圧する際の圧力により、光学フィルムを基板に密着させる技術が開示されている。特許文献６においては、光学フィルム及び基板を収容するチャンバ内を減圧することにより、基板に対する光学フィルムの密着性を高めることが開示されている。
【０００６】
特許文献７及び８においては、基板上に光学フィルムを押圧する部材を設け、この押圧部材の下面を基板側に凸となるように湾曲させ、基板の送給に追従するように、光学フィルムに対する押圧部材の接触部分を移動させることにより、気泡の混入及び押圧ムラを解消する技術が開示されている。
【０００７】
異方性導電膜の貼り付け装置は、一般的に、キャリアフィルムに異方性導電膜が貼り合わされた２層構造のテープ材のロールをリールに設置し、リールからテープ材を巻き解くことにより、テープ材を基板上に供給する（特許文献９）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−６５０５５号公報
【特許文献２】特開２００４−４６３６号公報
【特許文献３】特開２０１０−１４５５９７号公報
【特許文献４】特開平１１−２９５６８０号公報
【特許文献５】特開平７−３１８９１９号公報
【特許文献６】特開２０１０−１５１９９３号公報
【特許文献７】特開平７−２９４９０２号公報
【特許文献８】特開２００７−１８７９６０号公報
【特許文献９】特開平１０−６２８０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、近時の表示装置の大型化に伴い、上記従来技術によっても、フィルム貼付時の気泡の発生を十分に防止できず、また、フィルムの貼付位置の精度も十分に高められていない。即ち、特許文献１乃至８のように、フィルムを基板への貼付位置まで搬送する部材が設けられている場合においては、薄いシート状の光学フィルムは、搬送部材に保持される際に、全体に撓み又は皺が発生し、これにより、気泡が発生したり、フィルムの貼付位置精度が低下する虞がある。
【００１０】
また、特許文献９のように、フィルムを搬送するためのキャリアフィルムを設けた場合においては、光学フィルムをキャリアフィルムに張り合わせるために、両者間に粘着層を設ける必要があり、光学フィルムとしては不要な機能を有する素材を開発する必要があり、開発コストが上昇するだけではなく、光学フィルムをキャリアフィルムに張り合わせるために、生産コストも上昇するという問題点がある。なお、この特許文献９の技術は、キャリアフィルムに張り合わされた異方性導電膜を基板に貼付する方法であり、この異方性導電膜とキャリアフィルムとの２層構造のテープは、ロール状で供給され、リールに装着されたロールから巻き解かれて、基板上に供給されるが、このテープは、偏光フィルムのような薄いものではなく、また、キャリアフィルムに貼り合わされているので、撓み及び皺の発生が問題となることはないため、特許文献９においては、撓み及び皺の防止手段は開示されていない。
【００１１】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、光学フィルムのように薄いシート状のものを、気泡及び異物の巻き込みがなく、撓み及び皺を発生させることなく、高効率で基板上に貼付することができるフィルム貼付装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係るフィルム貼付装置は、シール材のディスペンサを含むシール材ディスペンサ部と、前記ディスペンサ部の隣に配置された液晶滴下ノズルを含む液晶滴下部と、前記液晶滴下部の隣に配置された下降する圧着部材を備えたフィルム貼り合わせ部と、光学フィルムの供給部と、前記供給部から供給された前記光学フィルムの側部を保持して前記圧着部材の下方に移動させる保持機構と、前記光学フィルムを貼り合わせる基板を前記ディスペンサ部、前記液晶滴下部及び前記貼り合わせ部にこの順に搬送する移動装置と、を有し、前記圧着部材の下方に配置され、前記圧着部材の圧着面を複数個に分割する各領域に対応して設けられ、夫々前記光学フィルムを保持可能な複数個のチャック部材と、前記各チャック部材を前記圧着面に平行の方向に移動させる駆動部材と、前記光学フィルムと前記チャック部材とのアライメントをとるためのアライメント部材と、を有することを特徴とする。
【００１３】
本発明に係るフィルム貼付装置において、例えば前記アライメント部材は、前記圧着部材に設けられた透孔を介して前記光学フィルムに設けられた位置合わせ用のフィルムマークをみることにより、前記チャック部材とアライメントをとり、前記チャック部材は、前記駆動部材により所定の位置に移動された後、前記光学フィルムを保持する。
【００１４】
例えば、前記アライメント部材は、前記光学フィルムと前記基板とのアライメントもとるように構成することができる。この場合に、例えば前記アライメント部材は、前記透孔を介して前記基板に設けられた位置合わせ用の基板マークをみることにより、前記光学フィルムとアライメントをとり、前記光学フィルムが前記チャック部材に保持された状態で前記駆動部材により所定の位置に移動された後、前記圧着部材が下降する。
【００１５】
前記チャック部材は、例えば前記光学フィルムを静電力又は真空吸着力により保持する。また、前記保持機構は、例えば前記フィルムを静電力により保持して搬送する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係るフィルム貼付装置は、シール材の塗布、液晶滴下、及び光学フィルムの基板への貼り合わせの３つの工程を連続して実施することができ、処理速度が向上する。また、圧着部材の圧着面に関して複数個に分割されて、夫々光学フィルムを保持可能な複数個のチャック部材が圧着部材の下方に設けられ、駆動部材により各チャック部材を圧着面に平行の方向に移動させる駆動部材、及び光学フィルムとチャック部材とのアライメントをとるためのアライメント部材が設けられている。よって、アライメント部材によりアライメントをとり、駆動部材によりチャック部材を夫々移動させ、各チャック部材により光学フィルムを保持させれば、光学フィルムは、撓み及び皺を発生させることなく各チャック部材に保持され、圧着部材が下降されることにより、気泡及び異物を巻き込むことなく、光学フィルムを基板上に貼付することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態に係るフィルム貼付装置の構成を示す正面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る光学フィルム貼付装置の配置を示す平面図である。
【図３】本発明の実施形態に係るフィルム貼付装置において、フィルム貼り合わせ部を示す斜視図である。
【図４】基板に対するフィルムの貼付位置を示す概念図である。
【図５】基板及びその表面に設けられた位置合わせ用のマークを示す平面図である。
【図６】フィルム及び位置合わせ用のマークを示す平面図である。
【図７】基板に対してフィルムが所定位置にある場合における各マーク位置の関係を示す平面図である。
【図８】（ａ）は本発明の実施形態に係るチャック部材及びフィルムを示す平面図、（ｂ）はチャック部材を示す断面図である。
【図９】チャック部材を有しないフィルム貼付装置を一例として示す図である。
【図１０】（ａ）は図９に示すフィルム貼付装置において、基板に対してフィルムが所定位置にある場合における各指標位置の関係を示す平面図、（ｂ）はフィルム位置がずれている場合における各指標位置の関係を示す平面図である。
【図１１】（ａ）はフィルム保持部材１５ａの構造を示し、（ｂ）はその配置を示す図である。
【図１２】（ａ）乃至（ｃ）はフィルムの搬送工程及びチャック部材による保持工程をその工程順に示す概略図である。
【図１３】（ａ）乃至（ｃ）はフィルムの圧着工程及び切断工程を工程順に示す概略図であり、図１２（ｃ）の次順の工程を示す。
【図１４】（ａ）、（ｂ）はリアルタイムアライメントの動作を示す図である。
【図１５】（ａ）、（ｂ）はリアルタイムアライメントの動作を示す一部拡大図である。
【図１６】チャック部材の変形例を示す平面図である。
【図１７】圧着部材に設けたアライメントマークの観察用透孔を示す平面図である。
【図１８】同じく、紫外光照射用透孔を示す平面図である。
【図１９】圧着部材及びチャック部材にアライメントマーク観察用透孔が設けられていない場合におけるチャック部材及び圧着部材と光学フィルムと基板との配置関係を示す図である。
【図２０】図１９の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について、添付の図面を参照して具体的に説明する。図１は、本発明の実施形態に係るフィルム貼付装置の構成を示す正面図、図２は本発明の実施形態に係る光学フィルム貼付装置の配置を示す平面図である。図２に示すように、本実施形態においては、真空チャンバ４内に、ガラス基板２のシールディスペンサ装置Ａと、ガラス基板２への液晶滴下（ＯＤＦ：One Drop Fill）装置Ｂと、ガラス基板２への光学フィルム３を巻回したロール３０から、光学フィルム３を巻き解いて、光学フィルム３をガラス基板２に貼り合わせる貼合せ装置Ｃとが配置されている。また、この真空チャンバ４には、真空チャンバ４内にその真空を破壊せずにガラス基板２を導入するためのロードロック室５が設置され、更に、真空チャンバ４内からその真空を破壊せずに光学フィルム貼り合わせ後の基板２を取り出すためのロードロック室６が設置されている。そして、真空チャンバ４内には、その基板導入用ロードロック室５の近傍に、シールディスペンサ部Ａが配置され、基板排出用ロードロック室６の近傍に、光学フィルム貼り合わせ部Ｃが配置され、シールディスペンサ部Ａと貼り合わせ部Ｃとの間に、液晶滴下（ＯＤＦ）部Ｂが配置されている。これにより、ロードロック室５から真空チャンバ４内に導入されたガラス基板２に対し、シールディスペンサ部Ａで、ガラス基板２の縁部に、紫外線硬化シール材を被着する。そして、液晶滴下部Ｂで、ガラス基板２におけるシール材に取り囲まれた部分に液晶を滴下する。その後、液晶が滴下されたガラス基板２を貼り合わせ部Ｃに移動させ、ガラス基板２上に、光学フィルム３を貼り合わせる。そして、この光学フィルム３を貼り合わせたガラス基板２を、ロードロック室６を経て、外部に取り出す。
【００１９】
なお、ロードロック室５，６と、シールディスペンサ部Ａ、液晶滴下部Ｂ及び貼り合わせ部Ｃの配置は、上記実施形態に限らず、種々の形態が可能である。例えば、基板２の移動方向が直線になるように、ロードロック室５、シールディスペンサ部Ａ、液晶滴下部Ｂ、貼り合わせ部Ｃ及びロードロック室５、６を一直線状に配置することも可能である。
【００２０】
図１に示すように、真空チャンバ４内に台座７が設置されており、この台座７上に、移動装置１１が配置されている、この移動装置１１は、最下段に設けられた第１ステージ１１３と、その上の第２ステージ１１５と、その上の第３ステージ１１６と、更にその上の第４ステージ１１７とを備えている。第４ステージ１１７上に基板２が載置され、この基板２は静電チャック等により、第４ステージ１１７に固定される。
【００２１】
モータ１１２により回転する螺棒１１１が第１ステージ１１３に螺合しており、この螺棒１１１の正逆回転により、第１ステージ１１３はシールディスペンサ部Ａから液晶滴下部Ｂを経て貼り合わせ部Ｃまで、ｘ方向に往復移動する。第２ステージ１１５は第１ステージ１１３に対して、ｘ方向に垂直の水平方向であるｙ方向に往復移動可能に第１ステージ１１３に支持されており、モータ１１４の正逆回転により、第２ステージ１１５はｙ方向に往復移動する。第３ステージ１１６は第２ステージ１１５に対し、上下方向（ｚ方向）に往復移動可能に支持されており、螺棒１１８がその軸方向を垂直にし、下端部を第２ステージ１１５に固定して設置されている。そして、この螺棒１１８は第３ステージ１１６に螺合しており、第３ステージ１１６は螺棒１１８をモータ又は手動により正逆回転させることにより、上下方向に往復移動することができる。また、第３ステージ１１６上には、第４ステージ１１７が垂直軸の回りに正逆回転可能に支持されており、これにより、第４ステージ１１７上の基板１０は垂直軸の回りのθ軸方向の位置を調整することができる。
【００２２】
貼り合わせ部Ｃには、この貼り合わせ部Ｃに停止した第４ステージ１１７上の基板２の上方に、圧着部材１３が設置されている。この圧着部材１３は、真空チャンバ４の天板に上下動可能に支持された支持部材１３２に、その面を水平にして固定されており、支持部材１３２に支持されて、上下動可能になっている。真空チャンバ４の天板には、支持部１３３が設置されており、螺棒１３１がその軸方向を垂直にして、支持部１３３に支持されている。この螺棒１３１は支持部１３３内でこの支持部１３３に螺合しており、螺棒１３１がモータ１３４の正逆回転により回転したときに、螺棒１３１は、その軸方向に上下動する。螺棒１３１の下端には、圧着部材１３の圧着部本体１３０が固定されており、従って、モータ１３４の正逆回転により、圧着部材１３は第４ステージ１１７上のガラス基板２に対して接近離隔移動する。
【００２３】
貼り合わせ部Ｃには、圧着部材１３の下方に、圧着部材１３の圧着面を複数個に分割する各領域に対応して複数個の平板状のチャック部材１２が設置されており、チャック部材１２により、光学フィルム３を保持する又は保持した光学フィルム３を離脱することが可能である。各チャック部材１２は、夫々圧着部材１３の圧着面に平行の方向に移動できるように、駆動部材に接続されて支持されている。
【００２４】
偏光フィルム等の光学フィルム３は、ロール状に巻回されて供され、このロール３０が真空チャンバ４内の軸方向を水平にしたリールに装着される。このロール３０から巻き解かれた光学フィルム３はガイドロール１９により案内されて圧着部材１３及びチャック部材１２と基板２との間に供給される。このチャック部材１２の近傍には、静電チャックにより光学フィルム３の側部を保持するフィルム保持部材１５ａ、１５ｂが設置されており、このフィルム保持部材１５ａ、１５ｂは水平方向に移動して、光学フィルム３を基板２上に供給する。また、圧着部材１３の近傍には、光学フィルム３を切断するカッター１６が設置されている。
【００２５】
更に、真空チャンバ４の天板には、圧着部材１３（及びチャック部材１２）に設けた孔を介して基板２に設けたアライメントマークを検出するラインＣＣＤカメラ１４が設置されている。
【００２６】
また、シールディスペンサ部Ａには、その真空チャンバ４の天板に２個のＣＣＤカメラ２０，２１が設置されており、液晶滴下部Ｂには、その真空チャンバ４の天板にラインＣＣＤカメラ２２が設置されている。
【００２７】
そして、シールディスペンサ部Ａには、基板２の縁部にシール材を噴出するシールディスペンサ３１が設置されており、液晶滴下部Ｂには、基板２の中央部分に液晶を滴下する液晶滴下ノズル３２が設置されている。
【００２８】
図３は本発明の実施形態に係るフィルム貼付装置において、フィルム貼り合わせ部を示す斜視図である。図４は基板に対するフィルムの貼付位置を示す概念図、図５は基板及びその表面に設けられた位置合わせ用のマークを示す平面図、図６はフィルム及び位置合わせ用のマークを示す平面図、図７は基板に対してフィルムが所定位置にある場合における各マーク位置の関係を示す平面図である。図８（ａ）は本発明の実施形態に係るチャック部材及びフィルムを示す平面図、図８（ｂ）はチャック部材を示す断面図である。上述のとおり、フィルム貼り合わせ部Ｃは、図３に示すように、光学フィルム３の上面を保持するための複数個の平板状のチャック部材１２と、チャック部材１２に保持された光学フィルム３を、チャック部材１２を介して基板２の上面に圧着する圧着部材１３とが設けられており、移動装置１１の第４ステージ１１７上に載置された基板２が、圧着部材１３及びチャック部材１２の下方に移動してきたときに、貼付対象の光学フィルム３が、各チャック部材１２により所定の位置で保持された状態で、圧着部材１３が下降することにより、光学フィルム３がチャック部材１２と共に基板２へ向けて押圧されて移動される。
【００２９】
光学フィルム３が貼付される基板２は、図４及び図５に示すように、その４隅に、位置合わせ用の矩形の基板マーク２ａが設けられている。
【００３０】
光学フィルム３は、例えば３Ｄディスプレイパネルに使用される偏光フィルムであり、その表面には、ガラス基板の各画素列に対応する配向膜が、画素列ごとに交互に形成されている。本実施形態においては、光学フィルム３は、基板２に夫々貼付される複数枚の個別フィルムがシート状に連なって形成されている。図６に示すように、光学フィルム３には、個別フィルムごとに、３Ｄディスプレイパネルの画像表示領域となる領域よりも外側に、位置合わせ用のフィルムマーク３ａが十字形状で４箇所に形成されており、図７に示すように、平面視で、４箇所の基板マーク２ａの矩形の枠内に全てのフィルムマーク３ａが収まったときに、基板２の各画素列に対応して設けられた光学フィルム３の表面の配向膜の位置が、基板２の各画素列に一致する。
【００３１】
本実施形態においては、図８（ａ）に示すように、圧着部材１３の圧着面を４個に分割する各領域に対応して、４個のチャック部材１２が設けられており、各チャック部材１２により光学フィルム３を保持できる。本実施形態においては、チャック部材１２は、所謂静電チャックであり、図８（ｂ）に示すように、支持体１２０と保持部材１２１との間に、正極及び負極の１対の電極１２２ａ、１２２ｂが埋め込まれており、電極間には、電源１２２ｃが接続されている。そして、各チャック部材１２を光学フィルム３の表面に近接させた状態で、電源１２２ｃから電極間に電圧が印加されると、正極１２２ａの表面には正電荷が誘起され、負極１２２ｂの表面には、負電荷が誘起され、光学フィルム３の表面には、各電極と正対する位置に、電極の表面に誘起された電荷と逆極性の電荷が誘起される。これにより、光学フィルム３をチャック部材１２側に引き寄せる方向の静電力が生じ、チャック部材１２により光学フィルム３が保持される。静電チャックにより光学フィルム３を表面分極させ、静電力により光学フィルム３を保持できるため、本実施形態においては、例えば空気による吸引力を利用した機械的保持に比して、光学フィルム３を保持する面内における保持力の不均一化を効果的に防止でき、光学フィルム３を保持する際に、光学フィルム３に撓み又は皺が生じることを抑制できる。
【００３２】
本実施形態においては、各チャック部材１２は、夫々、独立して位置を調節できるように駆動部材により支持されており、図８（ａ）に示すように、支持体１２０の側部に設けられた矩形の透孔１２０ａの中央に前述のフィルムマーク３ａが位置するように、各チャック部材１２の位置が調節され、光学フィルム３が、夫々、チャック部材１２により、所定位置で保持される。そして、光学フィルム３がチャック部材１２により保持された状態で、基板マーク２ａに対して各フィルムマーク３ａが所定位置となるように、各チャック部材１２の位置が調節される。
【００３３】
各チャック部材１２の位置を調節する機構としては、例えば、各チャック部材１２等の上面に、ｘ方向に延びる１対のｘ螺棒を、それらの各両端部を回転可能に支持する軸部をチャック部材１２等の上面に固定することにより、チャック部材１２等の端部近傍に適長間隔をおいて設置し、各ｘ螺棒にｘスライダを螺嵌することにより、このｘ螺棒をモータ等により回転駆動して前記ｘスライダをｘ方向に往復移動させ、この１対のｘスライダ間にｙ方向に延びるｙ螺棒をその両端部で回転可能に軸部により支持させ、この軸部を前記ｘスライダに固定すると共に、このｙ螺棒を適宜のモータにより回転駆動することにより、ｙ螺棒に螺嵌させてｙスライダをｙ方向に往復移動させるように構成すればよい。そして、このｙスライダを、後述する圧着部材１３の下面に固定する。そうすると、１対のｘスライダのｘ方向への移動と、ｙスライダのｙ方向への移動とにより、ｙスライダは、ｘ−ｙ平面で任意の位置に移動可能であり、このｙスライダが圧着部材１３の下面に固定されていることにより、相対的に、チャック部材１２等は、圧着部材１３に対して相対的に、ｘ−ｙ平面で任意の位置に若干移動することができる。このチャック部材１２等のｘ方向及びｙ方向への移動は、上記機構に限らず種々の機構を採用することができる。また、平面サーボモータにより、圧着部材１３とチャック部材１２とを磁気的に結合させた状態で、チャック部材１２を圧着部材１３に対して任意の位置に若干移動させることができる。
【００３４】
図３に示すように、圧着部材１３は、平板状の圧着部本体１３０が螺棒１３１により上下動可能に構成されている。圧着部本体１３０には、前述の基板マーク２ａに対応して、矩形の透孔１３０ａが４箇所に設けられており、基板２が所定位置にあるときに、透孔１３０ａを介して、各基板マーク２ａを圧着部材１３の上方に設置されたラインＣＣＤカメラ１４により、上方から観察できる。また、基板２に対して光学フィルム３が所定の貼付位置にあるときには、ラインＣＣＤカメラ１４により、透孔１３０ａを介して、チャック部材１２の透孔１２０ａ及びフィルムマーク３ａも観察できる。そして、透孔１３０ａを介して、基板２に対して光学フィルム３が所定の貼付位置にあることがラインＣＣＤカメラ１４により検出された場合には、圧着部材１３は、基板２に向けて下降され、チャック部材１２に保持された光学フィルム３は、チャック部材１２を介して基板２の上面に圧着される。このように、本実施形態においては、圧着部材１３の圧着面を複数個に分割する各領域に対応して複数個の平板状のチャック部材１２が設置され、ラインＣＣＤカメラ１４により、光学フィルム３とチャック部材１２とのアライメントをとって各チャック部材１２の位置が調整されるため、光学フィルム３は、各チャック部材１２により所定位置で保持され、光学フィルム３に撓み及び皺が発生することなく各チャック部材１２に保持される。そして、この状態で、光学フィルム３が基板２に圧着されることにより、気泡及び異物を巻き込むことなく、光学フィルム３が基板２上に貼付される。なお、本実施形態においては、チャック部材１２の透孔１２０ａ及び圧着部材の透孔１３０ａは、矩形に設けられているが、基板２及びフィルム３が所定の位置に移動されて基板マーク２ａ及びフィルムマーク３ａの位置を検出できる限り、透孔１２０ａ及び１３０ａの形状は、矩形に限定されない。また、基板マーク２ａ及びフィルムマーク３ａの形状も本実施形態の形状に限定されない。
【００３５】
本発明における上記効果を、図９及び図１０を参照して説明する。図９は、チャック部材を有しないフィルム貼付装置を一例として示す図である。なお、図９において、図示は省略しているが、光学フィルム３は、その側部を後述する保持部材１５により支持されているものとする。図９に示すフィルム貼付装置１０は、チャック部材１２を有しないだけで、その他の構成は、本実施形態の貼合わせ部Ｃと同様である。光学フィルム３が所定の貼付位置にある場合には、図１０（ａ）に示すように、圧着部材１３の透孔１３０ａから基板マーク３ａ及びフィルムマーク２ａを所定位置で観察できる。しかし、図９に示す例においては、フィルム貼付装置１０は、光学フィルム３の側部を支持する保持部材１５以外には、光学フィルム３を支持する構成を有しないため、光学フィルム３が面積の広い基板２に対応する大きさで設けられている場合には、保持部材により支持された光学フィルム３の両側部間の領域には、撓み又は皺が生じやすい。よって、図１０（ｂ）に示すように、１以上のフィルムマーク３ａを透孔１３０ａの上方から観察できず、光学フィルム３を基板２に対して所定の貼付位置に設置することができない。しかし、本発明においては、撓み又は皺が生じやすい光学フィルム３の両側部間の領域は、複数個のチャック部材１２によりその上面を保持されるため、各保持領域においては撓み又は皺が生じることはなく、仮に、１以上のフィルム指標３ａが基板２の貼付予定位置からずれていた場合においても、各チャック部材１２は個別にその位置を調節できる。よって、本実施形態においては、光学フィルム３を確実に基板２上の所定位置に設置することができる。
【００３６】
図１１（ａ）はフィルム保持部材１５ａの構造を示し、図１１（ｂ）はその配置を示す図である。なお、他のフィルム保持部材１５ｂの構造も、フィルム保持部材１５ａと同様である。台座１５４上に移動部材１５３が配置され、移動部材１５３上にステージ１５６が配置され、このステージ１５６上にフィルム保持部材１５ａが設置されている。移動部材１５３には螺棒１５５が螺合しており、この螺棒１５５の正逆回転により、移動部材１５３は螺棒１５５の軸方向、即ちｘ方向に往復移動することができる。光学フィルム３は、ロール３０からｘ方向の逆方向に繰り出される。
【００３７】
また、移動部材１５３の上に配置されたステージ１５６は、ステージ１５６に螺合する螺棒１５７の正逆回転により、光学フィルム３の繰り出し方向に垂直の方向（ｙ方向）に若干移動することができる。
【００３８】
ステージ１５６上のフィルム保持部材１５ａは、光学フィルム３の側方の縁部を上下から挟むように、ｘ方向に垂直の断面でみてコ字形をなすハウジング１５０を有し、このハウジング１５０の水平に延びる上方の張り出し部分には、その下面に誘電体部１５１が設けられている。そして、この誘電体部１５１に接触するようにして、２個の電極１５２ａ，１５２ｂがｙ方向に離隔してハウジング１５０内に内蔵されており、電極１５２ａ，１５２ｂには、電源１５２ｃから直流電圧が印加されるようになっている。
【００３９】
このように構成されたフィルム保持部材１５ａにおいては、光学フィルム３の縁部がハウジング１５０の上方及び下方の張り出し部分の間に挿入される。そして、電源１５２ｃから電極１５２ａ，１５２ｂに直流電圧を印加すると、誘電体部１５１に正及び負の電荷が出現し、フィルム３を構成する基材の表面に、夫々負及び正の電荷が誘起される。そして、この誘電体部１５１の電荷とフィルム３の表面の電荷とが静電的に吸着し合い、所謂、静電チャックで、保持部材１５ａがフィルム３の縁部を保持する。光学フィルム３の両側部に配置された保持部材１５ａは、同時に通電されると共に同時に通電を解除され、対となって、フィルム３の縁部を静電チャックする。また、ロール３０側に配置された保持部材１５ｂも、光学フィルム３の両側部で、同時に通電されると共に同時に通電を解除され、対となって、フィルム３の縁部を静電チャックする。これにより、螺棒１５６がモータ等により回転駆動されて、移動部材１５３が基板２に向けて移動すると、保持部材１５ａにより両側部を保持された光学フィルム３が基板２に向けて移動する。なお、保持部材１５ａの動作と、保持部材１５ｂの動作は、夫々、独立的に行われる。即ち、保持部材１５ａは第１の保持機構、保持部材１５ｂは第２の保持機構を構成する。
【００４０】
次に、本実施形態のフィルム貼付装置の動作について、図２、図１２及び図１３を参照して説明する。先ず、図２に示すように、ロードロック室５内にガラス基板２を挿入し、ロードロック室５内を真空に吸引する。その後、ロードロック室５内と真空チャンバ４内とを連結する扉を開にし、ロードロック室５内から基板２を真空チャンバ４内の第４ステージ１１７上に移載する。基板２は、静電チャック等により第４ステージ１１７に固定される。
【００４１】
そして、シールディスペンサ部Ａにおいて、ＣＣＤカメラ２０，２１により、基板２の表面のアライメントマークを撮像し、基板２を所定位置に位置合わせした後、ディスペンサ３１から基板２の縁部に紫外光で硬化するＵＶシール材を噴射する。その後、モータ１１２を回転させて第１ステージ１１３を液晶滴下部Ｂに移動させる。そして、ラインＣＣＤカメラ２２により基板２の表面のアライメントマークを撮像し、基板２を所定位置に位置合わせした後、基板２の表面中央部に、液晶滴下ノズル３２から液晶を滴下する。このように、ラインＣＣＤカメラ２２によりアライメントマークを撮像しながら、第４ステージ１１７をｙ軸方向に移動させて、基板２の位置をリアルタイムでアライメントするため、基板２への液晶滴下（ＯＤＦ）工程も高精度に行うことができる。その後、第１ステージ１１３を光学フィルムの貼合わせ部Ｃに移動させ、図１２（ａ）に示すように、第４ステージ１１７上の基板２を圧着部材１３及びチャック部材１２の下方に位置させる。
【００４２】
その後、ラインＣＣＤカメラ１４により基板２の表面のアライメントマークを撮像し、第２ステージ１１５，第３ステージ１１６及び第４ステージ１１７を微調整して、基板２の位置を貼り合わせ部Ｃにおける所定の位置に、高精度で位置合わせする。この基板２の位置合わせは任意である。そして、ロール３０から光学フィルム３を繰り出し、ガイドロール１９を介して、光学フィルム３の先端部を第１の保持機構の保持部材１５ａ及び第２の保持機構の保持部材１５ｂに導く。その後、保持部材１５ａに通電して、保持部材１５ａにより光学フィルム３の先端部の側部を静電チャックにより保持する。保持部材１５ｂには通電しない。
【００４３】
そして、保持部材１５ａを前方（逆ｘ方向）に移動させ、光学フィルム３をロール３０から繰り出す。このとき、保持部材１５ｂは給電していないので、光学フィルム３を静電チャックすることはなく、光学フィルム３はこの停止した保持部材１５ｂを通過する。なお、保持部材１５ａは、図１１に示すように、螺棒１５５の回転により移動部材１５３を逆ｘ方向に移動させることにより、前方（逆ｘ方向）に移動させるので、光学フィルム３はその幅方向に揺動することはなく、直進性を保持して前方（逆ｘ方向）に進行する。なお、保持部材１５ａにより光学フィルム３を静電チャックした場合、静電チャックの際又はその後、光学フィルム３に幅方向にたるみが生じたときは、保持部材１５ａの螺棒６５を回転させて、ステージ１５６を相互に離隔する方向（保持部材１５ａの場合は逆ｙ方向）に若干移動させることにより、光学フィルム３を適度の張力をもって、緊張させることができる。
【００４４】
そして、図１２（ｂ）に示すように、保持部材１５ａを更に前方（逆ｘ方向）に移動させる。このとき、ガイドロール１９側のラインＣＣＤカメラ１４により、ガラス基板２上のアライメントパターンと、光学フィルム３上のアライメントパターンとを同時に撮像し、光学フィルム３とガラス基板２とのアライメントを確認する。仮に、ガラス基板２上のアライメントパターンと、光学フィルム３上のアライメントパターンとがずれている場合は、保持部材１５ａを、両者の螺棒１５７を同一量回転させることにより、保持部材１５ａの間隔を一定に保持したまま、保持部材１５ａをｙ方向又は逆ｙ方向、即ち、光学フィルム３の幅方向に移動させる。これにより、光学フィルム３の幅方向の位置が調整されて、光学フィルム３とガラス基板２との間のアライメントをとることができる。このようにして、保持部材１５ａは、光学フィルム３と基板２とのアライメントのずれを補正しつつ、前方（逆ｘ方向）に移動して、光学フィルム２を走行させる。
【００４５】
図１４（ａ）、（ｂ）及び図１５（ａ）、（ｂ）は、上述の光学フィルム３とガラス基板２との間で、リアルタイムでアライメントをとる方法を示す平面図である。図１５は図１４の一部拡大図である。図１４（ａ）及び図１５（ａ）に示すように、光学フィルム３は、第１保持機構の保持部材１５ａにより静電チャックにより保持されて走行しており、その後方には、第２保持機構の保持部材１５ｂが配置されている。そして、基板２には、ライン状のリアルタイムアライメント用パターン８１が形成されており、光学フィルム３には、同様にライン状のリアルタイムアライメント用パターン９１が形成されている。そして、ラインＣＣＤカメラ１４により、パターン８１とパターン９１とがギャップＧでずれていることが検出された場合には、光学フィルム３を保持している保持部材１５ａの位置を、前述の如く、光学フィルム３の幅方向に調整して、図１４（ｂ）及び図１５（ｂ）に示すように、パターン８１とパターン９１とが一致するように調整する。このようにして、基板２と光学フィルム３との位置合わせを、光学フィルム３の走行中にリアルタイムで行うことができる。
【００４６】
なお、保持部材１５ａを光学フィルム３の幅方向に移動させる代わりに、基板２を支持している第４ステージ１１７をｙ又は逆ｙ方向に移動させて、基板２と光学フィルム３とのアライメントをとってもよい。
【００４７】
次いで、保持部材１５ａが更に進行して、ラインＣＣＤカメラ１４が光学フィルム３上の特定のアライメントマークを認識すると、保持部材１５ａが停止し、光学フィルム３の走行が停止する。このとき、第２保持機構の保持部材１５ｂの電極にも電圧を印加し、保持部材１５ｂにより光学フィルム３を静電チャックにより保持する。これにより、保持部材１５ａと保持部材１５ｂとにより、光学フィルム３が適度の張力で緊張状態に保持される。
【００４８】
そして、ラインＣＣＤカメラ１４により、光学フィルム３上のアライメントマークと、基板２上のアライメントマークとを同時に撮像し、基板２と光学フィルム３とのアライメントを確認する。その結果、基板２と光学フィルム３とのアライメントマークがずれていた場合には、移動装置１１の各ステージ１１３，１１５，１１７の位置を調整して、基板２のｘ方向、ｙ方向及びθ方向の位置を修正する。このようにして、基板２と光学フィルム３とのずれを解消して高精度で相互に位置合わせをすることができる。
【００４９】
この状態で、チャック部材１２を光学フィルム３に近接した位置まで下降させ、光学フィルム３の上面における保持位置がサーチされる。このとき、光学フィルム３の保持位置のサーチは以下のように進行する。即ち、貼付対象の光学フィルム３は、フィルムマーク３ａごとに、その保持位置がサーチされる。先ず、フィルムマーク３ａが圧着部材１３の透孔１３０ａを介して、ラインＣＣＤカメラ１４により観察できる位置に配置されるよう、保持部材１５ａ，１５ｂの位置を、光学フィルム３の送給方向（ｘ方向）及びこれに垂直の幅方向（ｙ方向）に調節する。ラインＣＣＤカメラ１４によりフィルムマーク３ａが透孔１３０ａを介して観察されたら、チャック部材１２の位置をその透孔１２０ａを指標として調節する。そして、圧着部材１３に対してチャック部材１２の位置が所定位置となるように調節されたら、電源１２２ｃによりチャック部材１２の電極間に電圧を印加する。これにより、電極の表面には電荷が誘起され、これにより、光学フィルム３の表面には、各電極に正対する位置で、表面分極が発生し、電極の表面に誘起された電荷と逆極性の電荷が誘起され、静電力により、光学フィルム３がチャック部材１２に引き寄せられて保持される。このとき、光学フィルム３は静電力により、保持されるため、機械的保持に比して、光学フィルム３を保持する面内における保持力は均一となる。よって、光学フィルム３を保持する際に、光学フィルム３に撓み又は皺が生じることを抑制できる。上記保持位置のサーチが各フィルム指標３ａごとに行われることにより、光学フィルム３の保持位置を、フィルム指標３ａを基準として精度よく行うことができる。
【００５０】
全てのチャック部材１２により光学フィルム３が保持されたら、フィルム搬送部材１５によるフィルム側部の保持を解除する（図１２（ｃ））。これにより、光学フィルム３は、チャック部材１２のみにより保持された状態となる。次に、基板２に対する光学フィルム３の貼付位置を調節する。即ち、各チャック部材１２の位置は、基板マーク２ａを基準として調節する。本実施形態においては、圧着部材１３の圧着面を分割する各分割領域に対応して設けられたチャック部材１２は、夫々個別に位置調節が可能であり、図３に示すように、フィルムの送給方向及びこれに垂直の方向（夫々図３のｘ方向及びｙ方向）に移動されて、フィルムマーク３ａが透孔１３０ａを介して観察できる位置に、各チャック部材１２の位置を調節する。よって、各チャック部材１２ごとに、基板マーク２ａに対するフィルムマーク３ａの位置を精度よく調節でき、位置の調節の際にも光学フィルム３に撓み及び皺が発生する虞がない。
【００５１】
基板マーク２ａに対する各チャック部材１２の位置が調節されたら、圧着部材１３を下降させる。すると、光学フィルム３は、圧着部材１３により、チャック部材１２を介して、基板２上の所定の貼付位置に貼付される。このとき、基板２に対して、光学フィルム３が精度よく貼付されるため、貼付時に、基板２と光学フィルム３との間に気泡が発生する虞もない。
【００５２】
圧着部材１３により応力が印加された状態で、図１３（ａ）に示すように、基板２の縁部に紫外光を照射し、紫外光により基板２の縁部のシール材を硬化させる。これにより、光学フィルム３が基板２の縁部に固着され、液晶がシール材により取り囲まれて基板２と光学フィルム３との間に保持される。なお、ＵＶ光の照射は、例えば図１８に示すような圧着部材１３（及びチャック部材１２）の縁部に設けた透孔（図１８における符号１３０ｂ）を介して行う。ＵＶ光の照射は、例えば透孔の上方に設置されたＬＥＤランプ等により行う。
【００５３】
その後、例えば、圧着部材１３による応力が印加された状態で、保持部材１５の位置を初期位置に戻し、再度、保持部材１５ａによる光学フィルム３の静電力保持がオンされる。これにより、光学フィルム３は、圧着部材１３と保持部材１５ａとの間において、適度の緊張状態で保持される（図１３（ｂ））。この状態で、フィルム切断用のカッター１６を下降させ、基板２上に貼付された光学フィルム３を、ロール３０から分離する（図１３（ｃ））。なお、保持部材１５ａによる静電力保持は、オンのままにしておくことで、そのまま、次順のフィルム搬送に移行できる。
【００５４】
以上のように、本実施形態においては、基板２上に貼付された光学フィルム３は、チャック部材１２による保持の際に、撓み又は皺の発生が防止され、基板２に対する貼付位置が高精度で調節されるので、基板２と光学フィルム３との間に気泡が生じることがなく、また、貼付位置の精度も高い。よって、３Ｄディスプレイパネル等、フィルムの貼付位置に高精度が要求される製品において、本発明は極めて有益である。
【００５５】
なお、本実施形態においては、フィルム貼付装置にチャック部材１２が４個設けられている場合を説明したが、チャック部材１２の個数は、基板及びフィルムの大きさによって増減することができる。例えば、フィルムの保持力の更なる均一化等を目的として、図１６に示すように、チャック部材１２を６個設けてもよい。但し、基板及びフィルムには、位置決め用の基板指標及びフィルムをチャック部材１２の個数に対応させて設ける必要がある。
【００５６】
また、本実施形態においては、チャック部材１２及び保持部材１５は、フィルムを静電力により保持する静電チャックとして説明したが、チャック部材によって各分割領域に撓み及び皺を発生させることなく保持できる限り、フィルムの保持は静電力に限定されない。例えば、チャック部材及び／又はフィルム搬送部材は、空気による真空吸引力を利用した機械的保持により、フィルムを保持できるように構成することができる。
【００５７】
更に、光学フィルム３とガラス基板２との間のリアルタイムアライメントにおいて、以下のように光学フィルム３と基板２との間のアライメントをとってもよい。但し、本発明においては、チャック部材１２により光学フィルム３を所定位置で保持することにより、本発明の効果が得られるため、特に必要がない場合は、上記リアルタイムアライメント及び以下の工程は省略できる。図１７及び図１８は、チャック部材１２及び圧着部材１３と光学フィルム３と基板２との配置関係を示す平面図である。図１７に示すように、光学フィルム３には、その長手方向に延びる２本のライン上のアライメントマーク９２が、光学フィルム３の両側縁に形成されており、ラインＣＣＤカメラ１４は、透孔１３０ａを介して、アライメントマーク９２を観察することができる。そして、アライメントマーク９２は基本的には光学フィルム３の長手方向に延びるライン状のマークであるが、このラインには、所定の間隔で基本ラインに垂直の付加マークが形成されており、図１８に示すように、光学フィルム３が進行して、この付加マークの位置が透孔１３０ａ内でラインＣＣＤカメラ１４により観察されたときに、光学フィルム１２の進行を停止させる。
【００５８】
更にまた、本実施形態においては、フィルムマーク３ａを、圧着部材１３及びチャック部材１２の透孔１３０ａ，１２０ａを介して、ラインＣＣＤカメラ１４により観察することにより、光学フィルム３とチャック部材１２とのアライメントを行う場合について説明したが、光学フィルム３とチャック部材１２とのアライメントを行うに際して、圧着部材１３及びチャック部材１２に基板マーク２ａ及びフィルムマーク３ａの観察用の透孔１３０ａ，１２０ａは設けられていなくてもよい。図１９及び図２０は、圧着部材及びチャック部材にアライメントマーク観察用透孔が設けられていない場合におけるチャック部材及び圧着部材と光学フィルムと基板との配置関係を示す図であって、図１９は斜視図、図２０は平面図である。図１９及び図２０に示す例においては、チャック部材１２ａ及び圧着部材１３ａは、基板２及びこれに貼付されるフィルム３よりも大きさが若干小さく、図２０に示すように、基板マーク２ａ及びフィルムマーク３ａは、上方から確認できる位置に配置される。即ち、この例においては、ラインＣＣＤカメラ１４による観察領域（図１９及び図２０に丸印で示す領域１４ａ）の中心に基板マーク２ａ及びフィルムマーク３ａが位置するように、各チャック部材１２の位置が調節される。圧着部材１３ａ及びチャック部材１２ａには、フィルムマーク２ａ及び基板マーク３ａを観察するための透孔（夫々図１６及び図１７における符号１２０ａ，１３０ａ）は設けられておらず、基板２の縁部のシール材の配置に対応してＵＶ光照射用の透孔１３０ｂが設けられている。そして、各透孔１３０ｂの上方には、ＬＥＤランプ等のＵＶ光用の照明が設置されている。なお、フィルム側部のアライメントマーク９２によるフィルム位置のアライメントは、例えばラインＣＣＤカメラ１４による観察領域１４ａ内でアライメントマーク９２の位置を検出することにより行う。例えば、観察領域１４ａの中心を基準として、アライメントマーク９２の位置を検出し、アライメントマーク９２の位置が所定位置からずれている場合には、アライメントマーク９２の位置を補正することにより、フィルム位置をアライメントする。
【符号の説明】
【００５９】
１：フィルム貼付装置、１１：移動装置、１２：チャック部材、１３：圧着部材、１４：ＣＣＤカメラ、１５：保持部材、１６：カッター、２：基板、３：光学フィルム
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示パネルのような表示パネルの基板に、偏光フィルムのような光学フィルムを貼り付けるフィルム貼付装置に関し、特に、基板と光学フィルムとの間に気泡を生じることなく、光学フィルムを基板上の所定位置に高精度で貼付可能なフィルム貼付装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、液晶表示パネル等の表示装置は、高視野角、外光の反射防止等を目的として、ガラス基板の表面に光学フィルムが貼付されて使用されている。特に、近時、３Ｄ（Ｔｈｒｅｅ Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ）ディスプレイパネルの開発がますます進められているが、この３Ｄディスプレイパネル用のガラス基板には、その表面に偏光フィルムが貼付されている。即ち、３Ｄディスプレイパネルにおいては、右目用及び左目用の画素列が交互に形成されており、各画素列からの表示光を、偏光フィルムにより相互に異なる方向に偏向させることにより、右目用の表示光と左目用の表示光との間に視差を形成できる。よって、特に、３Ｄディスプレイパネルにおいては、偏光フィルムを基板上の所定位置に高精度で貼付することが求められている。
【０００３】
基板上に光学フィルムを高精度で貼付する技術として、例えば特許文献１においては、フィルム位置合わせ用の治具を使用し、治具上の所定位置に配置された光学フィルムに基板を張り合わせる技術が開示されている。特許文献２においては、光学フィルムを吸着保持するヘッドに、押圧用のローラと位置検出センサを設け、光学フィルムの先端部を基板に貼付し、ローラにより押圧して貼付していく際に、位置検出センサにより光学フィルムの貼付位置を検出する技術が開示されている。
【０００４】
また、基板の表面に光学フィルムを貼付する際には、基板と光学フィルムとの間に気泡が形成されることがあるが、気泡の存在は、照度ムラ等の表示不良に繋がる。よって、光学フィルム貼付時の気泡の形成を防止するために、種々の技術が提案されている。特許文献３には、ローラの外面に軸方向に１列に並ぶように孔を設け、この孔内を排気することにより、光学フィルムの先端部をローラの外面に吸着して巻き取り、送給されてくる基板の端部に光学フィルムの先端部を接触させるのと同時に、孔からの噴気により光学フィルムを基板に押し付けた後、ローラにより光学フィルムをその先端部から順次基板に貼付していくように構成したフィルム貼付装置が開示されている。特許文献４には、光学フィルムを吸着する吸着部材の端部にローラを設け、光学フィルムをその先端部から基板に貼付すると共に、光学フィルムの上面をローラで押圧して、気泡の発生を防止する技術が開示されている。
【０００５】
特許文献５においては、光学フィルム及び基板を収容したチャンバ内を減圧した状態で、光学フィルムを基板に対して接触させ、その後、チャンバ内を復圧する際の圧力により、光学フィルムを基板に密着させる技術が開示されている。特許文献６においては、光学フィルム及び基板を収容するチャンバ内を減圧することにより、基板に対する光学フィルムの密着性を高めることが開示されている。
【０００６】
特許文献７及び８においては、基板上に光学フィルムを押圧する部材を設け、この押圧部材の下面を基板側に凸となるように湾曲させ、基板の送給に追従するように、光学フィルムに対する押圧部材の接触部分を移動させることにより、気泡の混入及び押圧ムラを解消する技術が開示されている。
【０００７】
異方性導電膜の貼り付け装置は、一般的に、キャリアフィルムに異方性導電膜が貼り合わされた２層構造のテープ材のロールをリールに設置し、リールからテープ材を巻き解くことにより、テープ材を基板上に供給する（特許文献９）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−６５０５５号公報
【特許文献２】特開２００４−４６３６号公報
【特許文献３】特開２０１０−１４５５９７号公報
【特許文献４】特開平１１−２９５６８０号公報
【特許文献５】特開平７−３１８９１９号公報
【特許文献６】特開２０１０−１５１９９３号公報
【特許文献７】特開平７−２９４９０２号公報
【特許文献８】特開２００７−１８７９６０号公報
【特許文献９】特開平１０−６２８０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、近時の表示装置の大型化に伴い、上記従来技術によっても、フィルム貼付時の気泡の発生を十分に防止できず、また、フィルムの貼付位置の精度も十分に高められていない。即ち、特許文献１乃至８のように、フィルムを基板への貼付位置まで搬送する部材が設けられている場合においては、薄いシート状の光学フィルムは、搬送部材に保持される際に、全体に撓み又は皺が発生し、これにより、気泡が発生したり、フィルムの貼付位置精度が低下する虞がある。
【００１０】
また、特許文献９のように、フィルムを搬送するためのキャリアフィルムを設けた場合においては、光学フィルムをキャリアフィルムに張り合わせるために、両者間に粘着層を設ける必要があり、光学フィルムとしては不要な機能を有する素材を開発する必要があり、開発コストが上昇するだけではなく、光学フィルムをキャリアフィルムに張り合わせるために、生産コストも上昇するという問題点がある。なお、この特許文献９の技術は、キャリアフィルムに張り合わされた異方性導電膜を基板に貼付する方法であり、この異方性導電膜とキャリアフィルムとの２層構造のテープは、ロール状で供給され、リールに装着されたロールから巻き解かれて、基板上に供給されるが、このテープは、偏光フィルムのような薄いものではなく、また、キャリアフィルムに貼り合わされているので、撓み及び皺の発生が問題となることはないため、特許文献９においては、撓み及び皺の防止手段は開示されていない。
【００１１】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、光学フィルムのように薄いシート状のものを、気泡及び異物の巻き込みがなく、撓み及び皺を発生させることなく、高効率で基板上に貼付することができるフィルム貼付装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係るフィルム貼付装置は、シール材のディスペンサを含むシール材ディスペンサ部と、前記ディスペンサ部の隣に配置された液晶滴下ノズルを含む液晶滴下部と、前記液晶滴下部の隣に配置された下降する圧着部材を備えたフィルム貼り合わせ部と、光学フィルムの供給部と、前記供給部から供給された前記光学フィルムの側部を保持して前記圧着部材の下方に移動させる保持機構と、前記光学フィルムを貼り合わせる基板を前記ディスペンサ部、前記液晶滴下部及び前記貼り合わせ部にこの順に搬送する移動装置と、を有し、前記圧着部材の下方に配置され、前記圧着部材の圧着面を複数個に分割する各領域に対応して設けられ、夫々前記光学フィルムを保持可能な複数個のチャック部材と、前記各チャック部材を前記圧着面に平行の方向に移動させる駆動部材と、前記光学フィルムと前記チャック部材とのアライメントをとるためのアライメント部材と、を有することを特徴とする。
【００１３】
本発明に係るフィルム貼付装置において、例えば前記アライメント部材は、前記圧着部材に設けられた透孔を介して前記光学フィルムに設けられた位置合わせ用のフィルムマークをみることにより、前記チャック部材とアライメントをとり、前記チャック部材は、前記駆動部材により所定の位置に移動された後、前記光学フィルムを保持する。
【００１４】
例えば、前記アライメント部材は、前記光学フィルムと前記基板とのアライメントもとるように構成することができる。この場合に、例えば前記アライメント部材は、前記透孔を介して前記基板に設けられた位置合わせ用の基板マークをみることにより、前記光学フィルムとアライメントをとり、前記光学フィルムが前記チャック部材に保持された状態で前記駆動部材により所定の位置に移動された後、前記圧着部材が下降する。
【００１５】
前記チャック部材は、例えば前記光学フィルムを静電力又は真空吸着力により保持する。また、前記保持機構は、例えば前記フィルムを静電力により保持して搬送する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係るフィルム貼付装置は、シール材の塗布、液晶滴下、及び光学フィルムの基板への貼り合わせの３つの工程を連続して実施することができ、処理速度が向上する。また、圧着部材の圧着面に関して複数個に分割されて、夫々光学フィルムを保持可能な複数個のチャック部材が圧着部材の下方に設けられ、駆動部材により各チャック部材を圧着面に平行の方向に移動させる駆動部材、及び光学フィルムとチャック部材とのアライメントをとるためのアライメント部材が設けられている。よって、アライメント部材によりアライメントをとり、駆動部材によりチャック部材を夫々移動させ、各チャック部材により光学フィルムを保持させれば、光学フィルムは、撓み及び皺を発生させることなく各チャック部材に保持され、圧着部材が下降されることにより、気泡及び異物を巻き込むことなく、光学フィルムを基板上に貼付することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態に係るフィルム貼付装置の構成を示す正面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る光学フィルム貼付装置の配置を示す平面図である。
【図３】本発明の実施形態に係るフィルム貼付装置において、フィルム貼り合わせ部を示す斜視図である。
【図４】基板に対するフィルムの貼付位置を示す概念図である。
【図５】基板及びその表面に設けられた位置合わせ用のマークを示す平面図である。
【図６】フィルム及び位置合わせ用のマークを示す平面図である。
【図７】基板に対してフィルムが所定位置にある場合における各マーク位置の関係を示す平面図である。
【図８】（ａ）は本発明の実施形態に係るチャック部材及びフィルムを示す平面図、（ｂ）はチャック部材を示す断面図である。
【図９】チャック部材を有しないフィルム貼付装置を一例として示す図である。
【図１０】（ａ）は図９に示すフィルム貼付装置において、基板に対してフィルムが所定位置にある場合における各指標位置の関係を示す平面図、（ｂ）はフィルム位置がずれている場合における各指標位置の関係を示す平面図である。
【図１１】（ａ）はフィルム保持部材１５ａの構造を示し、（ｂ）はその配置を示す図である。
【図１２】（ａ）乃至（ｃ）はフィルムの搬送工程及びチャック部材による保持工程をその工程順に示す概略図である。
【図１３】（ａ）乃至（ｃ）はフィルムの圧着工程及び切断工程を工程順に示す概略図であり、図１２（ｃ）の次順の工程を示す。
【図１４】（ａ）、（ｂ）はリアルタイムアライメントの動作を示す図である。
【図１５】（ａ）、（ｂ）はリアルタイムアライメントの動作を示す一部拡大図である。
【図１６】チャック部材の変形例を示す平面図である。
【図１７】圧着部材に設けたアライメントマークの観察用透孔を示す平面図である。
【図１８】同じく、紫外光照射用透孔を示す平面図である。
【図１９】圧着部材及びチャック部材にアライメントマーク観察用透孔が設けられていない場合におけるチャック部材及び圧着部材と光学フィルムと基板との配置関係を示す図である。
【図２０】図１９の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について、添付の図面を参照して具体的に説明する。図１は、本発明の実施形態に係るフィルム貼付装置の構成を示す正面図、図２は本発明の実施形態に係る光学フィルム貼付装置の配置を示す平面図である。図２に示すように、本実施形態においては、真空チャンバ４内に、ガラス基板２のシールディスペンサ装置Ａと、ガラス基板２への液晶滴下（ＯＤＦ：One Drop Fill）装置Ｂと、ガラス基板２への光学フィルム３を巻回したロール３０から、光学フィルム３を巻き解いて、光学フィルム３をガラス基板２に貼り合わせる貼合せ装置Ｃとが配置されている。また、この真空チャンバ４には、真空チャンバ４内にその真空を破壊せずにガラス基板２を導入するためのロードロック室５が設置され、更に、真空チャンバ４内からその真空を破壊せずに光学フィルム貼り合わせ後の基板２を取り出すためのロードロック室６が設置されている。そして、真空チャンバ４内には、その基板導入用ロードロック室５の近傍に、シールディスペンサ部Ａが配置され、基板排出用ロードロック室６の近傍に、光学フィルム貼り合わせ部Ｃが配置され、シールディスペンサ部Ａと貼り合わせ部Ｃとの間に、液晶滴下（ＯＤＦ）部Ｂが配置されている。これにより、ロードロック室５から真空チャンバ４内に導入されたガラス基板２に対し、シールディスペンサ部Ａで、ガラス基板２の縁部に、紫外線硬化シール材を被着する。そして、液晶滴下部Ｂで、ガラス基板２におけるシール材に取り囲まれた部分に液晶を滴下する。その後、液晶が滴下されたガラス基板２を貼り合わせ部Ｃに移動させ、ガラス基板２上に、光学フィルム３を貼り合わせる。そして、この光学フィルム３を貼り合わせたガラス基板２を、ロードロック室６を経て、外部に取り出す。
【００１９】
なお、ロードロック室５，６と、シールディスペンサ部Ａ、液晶滴下部Ｂ及び貼り合わせ部Ｃの配置は、上記実施形態に限らず、種々の形態が可能である。例えば、基板２の移動方向が直線になるように、ロードロック室５、シールディスペンサ部Ａ、液晶滴下部Ｂ、貼り合わせ部Ｃ及びロードロック室５、６を一直線状に配置することも可能である。
【００２０】
図１に示すように、真空チャンバ４内に台座７が設置されており、この台座７上に、移動装置１１が配置されている、この移動装置１１は、最下段に設けられた第１ステージ１１３と、その上の第２ステージ１１５と、その上の第３ステージ１１６と、更にその上の第４ステージ１１７とを備えている。第４ステージ１１７上に基板２が載置され、この基板２は静電チャック等により、第４ステージ１１７に固定される。
【００２１】
モータ１１２により回転する螺棒１１１が第１ステージ１１３に螺合しており、この螺棒１１１の正逆回転により、第１ステージ１１３はシールディスペンサ部Ａから液晶滴下部Ｂを経て貼り合わせ部Ｃまで、ｘ方向に往復移動する。第２ステージ１１５は第１ステージ１１３に対して、ｘ方向に垂直の水平方向であるｙ方向に往復移動可能に第１ステージ１１３に支持されており、モータ１１４の正逆回転により、第２ステージ１１５はｙ方向に往復移動する。第３ステージ１１６は第２ステージ１１５に対し、上下方向（ｚ方向）に往復移動可能に支持されており、螺棒１１８がその軸方向を垂直にし、下端部を第２ステージ１１５に固定して設置されている。そして、この螺棒１１８は第３ステージ１１６に螺合しており、第３ステージ１１６は螺棒１１８をモータ又は手動により正逆回転させることにより、上下方向に往復移動することができる。また、第３ステージ１１６上には、第４ステージ１１７が垂直軸の回りに正逆回転可能に支持されており、これにより、第４ステージ１１７上の基板１０は垂直軸の回りのθ軸方向の位置を調整することができる。
【００２２】
貼り合わせ部Ｃには、この貼り合わせ部Ｃに停止した第４ステージ１１７上の基板２の上方に、圧着部材１３が設置されている。この圧着部材１３は、真空チャンバ４の天板に上下動可能に支持された支持部材１３２に、その面を水平にして固定されており、支持部材１３２に支持されて、上下動可能になっている。真空チャンバ４の天板には、支持部１３３が設置されており、螺棒１３１がその軸方向を垂直にして、支持部１３３に支持されている。この螺棒１３１は支持部１３３内でこの支持部１３３に螺合しており、螺棒１３１がモータ１３４の正逆回転により回転したときに、螺棒１３１は、その軸方向に上下動する。螺棒１３１の下端には、圧着部材１３の圧着部本体１３０が固定されており、従って、モータ１３４の正逆回転により、圧着部材１３は第４ステージ１１７上のガラス基板２に対して接近離隔移動する。
【００２３】
貼り合わせ部Ｃには、圧着部材１３の下方に、圧着部材１３の圧着面を複数個に分割する各領域に対応して複数個の平板状のチャック部材１２が設置されており、チャック部材１２により、光学フィルム３を保持する又は保持した光学フィルム３を離脱することが可能である。各チャック部材１２は、夫々圧着部材１３の圧着面に平行の方向に移動できるように、駆動部材に接続されて支持されている。
【００２４】
偏光フィルム等の光学フィルム３は、ロール状に巻回されて供され、このロール３０が真空チャンバ４内の軸方向を水平にしたリールに装着される。このロール３０から巻き解かれた光学フィルム３はガイドロール１９により案内されて圧着部材１３及びチャック部材１２と基板２との間に供給される。このチャック部材１２の近傍には、静電チャックにより光学フィルム３の側部を保持するフィルム保持部材１５ａ、１５ｂが設置されており、このフィルム保持部材１５ａ、１５ｂは水平方向に移動して、光学フィルム３を基板２上に供給する。また、圧着部材１３の近傍には、光学フィルム３を切断するカッター１６が設置されている。
【００２５】
更に、真空チャンバ４の天板には、圧着部材１３（及びチャック部材１２）に設けた孔を介して基板２に設けたアライメントマークを検出するラインＣＣＤカメラ１４が設置されている。
【００２６】
また、シールディスペンサ部Ａには、その真空チャンバ４の天板に２個のＣＣＤカメラ２０，２１が設置されており、液晶滴下部Ｂには、その真空チャンバ４の天板にラインＣＣＤカメラ２２が設置されている。
【００２７】
そして、シールディスペンサ部Ａには、基板２の縁部にシール材を噴出するシールディスペンサ３１が設置されており、液晶滴下部Ｂには、基板２の中央部分に液晶を滴下する液晶滴下ノズル３２が設置されている。
【００２８】
図３は本発明の実施形態に係るフィルム貼付装置において、フィルム貼り合わせ部を示す斜視図である。図４は基板に対するフィルムの貼付位置を示す概念図、図５は基板及びその表面に設けられた位置合わせ用のマークを示す平面図、図６はフィルム及び位置合わせ用のマークを示す平面図、図７は基板に対してフィルムが所定位置にある場合における各マーク位置の関係を示す平面図である。図８（ａ）は本発明の実施形態に係るチャック部材及びフィルムを示す平面図、図８（ｂ）はチャック部材を示す断面図である。上述のとおり、フィルム貼り合わせ部Ｃは、図３に示すように、光学フィルム３の上面を保持するための複数個の平板状のチャック部材１２と、チャック部材１２に保持された光学フィルム３を、チャック部材１２を介して基板２の上面に圧着する圧着部材１３とが設けられており、移動装置１１の第４ステージ１１７上に載置された基板２が、圧着部材１３及びチャック部材１２の下方に移動してきたときに、貼付対象の光学フィルム３が、各チャック部材１２により所定の位置で保持された状態で、圧着部材１３が下降することにより、光学フィルム３がチャック部材１２と共に基板２へ向けて押圧されて移動される。
【００２９】
光学フィルム３が貼付される基板２は、図４及び図５に示すように、その４隅に、位置合わせ用の矩形の基板マーク２ａが設けられている。
【００３０】
光学フィルム３は、例えば３Ｄディスプレイパネルに使用される偏光フィルムであり、その表面には、ガラス基板の各画素列に対応する配向膜が、画素列ごとに交互に形成されている。本実施形態においては、光学フィルム３は、基板２に夫々貼付される複数枚の個別フィルムがシート状に連なって形成されている。図６に示すように、光学フィルム３には、個別フィルムごとに、３Ｄディスプレイパネルの画像表示領域となる領域よりも外側に、位置合わせ用のフィルムマーク３ａが十字形状で４箇所に形成されており、図７に示すように、平面視で、４箇所の基板マーク２ａの矩形の枠内に全てのフィルムマーク３ａが収まったときに、基板２の各画素列に対応して設けられた光学フィルム３の表面の配向膜の位置が、基板２の各画素列に一致する。
【００３１】
本実施形態においては、図８（ａ）に示すように、圧着部材１３の圧着面を４個に分割する各領域に対応して、４個のチャック部材１２が設けられており、各チャック部材１２により光学フィルム３を保持できる。本実施形態においては、チャック部材１２は、所謂静電チャックであり、図８（ｂ）に示すように、支持体１２０と保持部材１２１との間に、正極及び負極の１対の電極１２２ａ、１２２ｂが埋め込まれており、電極間には、電源１２２ｃが接続されている。そして、各チャック部材１２を光学フィルム３の表面に近接させた状態で、電源１２２ｃから電極間に電圧が印加されると、正極１２２ａの表面には正電荷が誘起され、負極１２２ｂの表面には、負電荷が誘起され、光学フィルム３の表面には、各電極と正対する位置に、電極の表面に誘起された電荷と逆極性の電荷が誘起される。これにより、光学フィルム３をチャック部材１２側に引き寄せる方向の静電力が生じ、チャック部材１２により光学フィルム３が保持される。静電チャックにより光学フィルム３を表面分極させ、静電力により光学フィルム３を保持できるため、本実施形態においては、例えば空気による吸引力を利用した機械的保持に比して、光学フィルム３を保持する面内における保持力の不均一化を効果的に防止でき、光学フィルム３を保持する際に、光学フィルム３に撓み又は皺が生じることを抑制できる。
【００３２】
本実施形態においては、各チャック部材１２は、夫々、独立して位置を調節できるように駆動部材により支持されており、図８（ａ）に示すように、支持体１２０の側部に設けられた矩形の透孔１２０ａの中央に前述のフィルムマーク３ａが位置するように、各チャック部材１２の位置が調節され、光学フィルム３が、夫々、チャック部材１２により、所定位置で保持される。そして、光学フィルム３がチャック部材１２により保持された状態で、基板マーク２ａに対して各フィルムマーク３ａが所定位置となるように、各チャック部材１２の位置が調節される。
【００３３】
各チャック部材１２の位置を調節する機構としては、例えば、各チャック部材１２等の上面に、ｘ方向に延びる１対のｘ螺棒を、それらの各両端部を回転可能に支持する軸部をチャック部材１２等の上面に固定することにより、チャック部材１２等の端部近傍に適長間隔をおいて設置し、各ｘ螺棒にｘスライダを螺嵌することにより、このｘ螺棒をモータ等により回転駆動して前記ｘスライダをｘ方向に往復移動させ、この１対のｘスライダ間にｙ方向に延びるｙ螺棒をその両端部で回転可能に軸部により支持させ、この軸部を前記ｘスライダに固定すると共に、このｙ螺棒を適宜のモータにより回転駆動することにより、ｙ螺棒に螺嵌させてｙスライダをｙ方向に往復移動させるように構成すればよい。そして、このｙスライダを、後述する圧着部材１３の下面に固定する。そうすると、１対のｘスライダのｘ方向への移動と、ｙスライダのｙ方向への移動とにより、ｙスライダは、ｘ−ｙ平面で任意の位置に移動可能であり、このｙスライダが圧着部材１３の下面に固定されていることにより、相対的に、チャック部材１２等は、圧着部材１３に対して相対的に、ｘ−ｙ平面で任意の位置に若干移動することができる。このチャック部材１２等のｘ方向及びｙ方向への移動は、上記機構に限らず種々の機構を採用することができる。また、平面サーボモータにより、圧着部材１３とチャック部材１２とを磁気的に結合させた状態で、チャック部材１２を圧着部材１３に対して任意の位置に若干移動させることができる。
【００３４】
図３に示すように、圧着部材１３は、平板状の圧着部本体１３０が螺棒１３１により上下動可能に構成されている。圧着部本体１３０には、前述の基板マーク２ａに対応して、矩形の透孔１３０ａが４箇所に設けられており、基板２が所定位置にあるときに、透孔１３０ａを介して、各基板マーク２ａを圧着部材１３の上方に設置されたラインＣＣＤカメラ１４により、上方から観察できる。また、基板２に対して光学フィルム３が所定の貼付位置にあるときには、ラインＣＣＤカメラ１４により、透孔１３０ａを介して、チャック部材１２の透孔１２０ａ及びフィルムマーク３ａも観察できる。そして、透孔１３０ａを介して、基板２に対して光学フィルム３が所定の貼付位置にあることがラインＣＣＤカメラ１４により検出された場合には、圧着部材１３は、基板２に向けて下降され、チャック部材１２に保持された光学フィルム３は、チャック部材１２を介して基板２の上面に圧着される。このように、本実施形態においては、圧着部材１３の圧着面を複数個に分割する各領域に対応して複数個の平板状のチャック部材１２が設置され、ラインＣＣＤカメラ１４により、光学フィルム３とチャック部材１２とのアライメントをとって各チャック部材１２の位置が調整されるため、光学フィルム３は、各チャック部材１２により所定位置で保持され、光学フィルム３に撓み及び皺が発生することなく各チャック部材１２に保持される。そして、この状態で、光学フィルム３が基板２に圧着されることにより、気泡及び異物を巻き込むことなく、光学フィルム３が基板２上に貼付される。なお、本実施形態においては、チャック部材１２の透孔１２０ａ及び圧着部材の透孔１３０ａは、矩形に設けられているが、基板２及びフィルム３が所定の位置に移動されて基板マーク２ａ及びフィルムマーク３ａの位置を検出できる限り、透孔１２０ａ及び１３０ａの形状は、矩形に限定されない。また、基板マーク２ａ及びフィルムマーク３ａの形状も本実施形態の形状に限定されない。
【００３５】
本発明における上記効果を、図９及び図１０を参照して説明する。図９は、チャック部材を有しないフィルム貼付装置を一例として示す図である。なお、図９において、図示は省略しているが、光学フィルム３は、その側部を後述する保持部材１５により支持されているものとする。図９に示すフィルム貼付装置１０は、チャック部材１２を有しないだけで、その他の構成は、本実施形態の貼合わせ部Ｃと同様である。光学フィルム３が所定の貼付位置にある場合には、図１０（ａ）に示すように、圧着部材１３の透孔１３０ａから基板マーク３ａ及びフィルムマーク２ａを所定位置で観察できる。しかし、図９に示す例においては、フィルム貼付装置１０は、光学フィルム３の側部を支持する保持部材１５以外には、光学フィルム３を支持する構成を有しないため、光学フィルム３が面積の広い基板２に対応する大きさで設けられている場合には、保持部材により支持された光学フィルム３の両側部間の領域には、撓み又は皺が生じやすい。よって、図１０（ｂ）に示すように、１以上のフィルムマーク３ａを透孔１３０ａの上方から観察できず、光学フィルム３を基板２に対して所定の貼付位置に設置することができない。しかし、本発明においては、撓み又は皺が生じやすい光学フィルム３の両側部間の領域は、複数個のチャック部材１２によりその上面を保持されるため、各保持領域においては撓み又は皺が生じることはなく、仮に、１以上のフィルム指標３ａが基板２の貼付予定位置からずれていた場合においても、各チャック部材１２は個別にその位置を調節できる。よって、本実施形態においては、光学フィルム３を確実に基板２上の所定位置に設置することができる。
【００３６】
図１１（ａ）はフィルム保持部材１５ａの構造を示し、図１１（ｂ）はその配置を示す図である。なお、他のフィルム保持部材１５ｂの構造も、フィルム保持部材１５ａと同様である。台座１５４上に移動部材１５３が配置され、移動部材１５３上にステージ１５６が配置され、このステージ１５６上にフィルム保持部材１５ａが設置されている。移動部材１５３には螺棒１５５が螺合しており、この螺棒１５５の正逆回転により、移動部材１５３は螺棒１５５の軸方向、即ちｘ方向に往復移動することができる。光学フィルム３は、ロール３０からｘ方向の逆方向に繰り出される。
【００３７】
また、移動部材１５３の上に配置されたステージ１５６は、ステージ１５６に螺合する螺棒１５７の正逆回転により、光学フィルム３の繰り出し方向に垂直の方向（ｙ方向）に若干移動することができる。
【００３８】
ステージ１５６上のフィルム保持部材１５ａは、光学フィルム３の側方の縁部を上下から挟むように、ｘ方向に垂直の断面でみてコ字形をなすハウジング１５０を有し、このハウジング１５０の水平に延びる上方の張り出し部分には、その下面に誘電体部１５１が設けられている。そして、この誘電体部１５１に接触するようにして、２個の電極１５２ａ，１５２ｂがｙ方向に離隔してハウジング１５０内に内蔵されており、電極１５２ａ，１５２ｂには、電源１５２ｃから直流電圧が印加されるようになっている。
【００３９】
このように構成されたフィルム保持部材１５ａにおいては、光学フィルム３の縁部がハウジング１５０の上方及び下方の張り出し部分の間に挿入される。そして、電源１５２ｃから電極１５２ａ，１５２ｂに直流電圧を印加すると、誘電体部１５１に正及び負の電荷が出現し、フィルム３を構成する基材の表面に、夫々負及び正の電荷が誘起される。そして、この誘電体部１５１の電荷とフィルム３の表面の電荷とが静電的に吸着し合い、所謂、静電チャックで、保持部材１５ａがフィルム３の縁部を保持する。光学フィルム３の両側部に配置された保持部材１５ａは、同時に通電されると共に同時に通電を解除され、対となって、フィルム３の縁部を静電チャックする。また、ロール３０側に配置された保持部材１５ｂも、光学フィルム３の両側部で、同時に通電されると共に同時に通電を解除され、対となって、フィルム３の縁部を静電チャックする。これにより、螺棒１５６がモータ等により回転駆動されて、移動部材１５３が基板２に向けて移動すると、保持部材１５ａにより両側部を保持された光学フィルム３が基板２に向けて移動する。なお、保持部材１５ａの動作と、保持部材１５ｂの動作は、夫々、独立的に行われる。即ち、保持部材１５ａは第１の保持機構、保持部材１５ｂは第２の保持機構を構成する。
【００４０】
次に、本実施形態のフィルム貼付装置の動作について、図２、図１２及び図１３を参照して説明する。先ず、図２に示すように、ロードロック室５内にガラス基板２を挿入し、ロードロック室５内を真空に吸引する。その後、ロードロック室５内と真空チャンバ４内とを連結する扉を開にし、ロードロック室５内から基板２を真空チャンバ４内の第４ステージ１１７上に移載する。基板２は、静電チャック等により第４ステージ１１７に固定される。
【００４１】
そして、シールディスペンサ部Ａにおいて、ＣＣＤカメラ２０，２１により、基板２の表面のアライメントマークを撮像し、基板２を所定位置に位置合わせした後、ディスペンサ３１から基板２の縁部に紫外光で硬化するＵＶシール材を噴射する。その後、モータ１１２を回転させて第１ステージ１１３を液晶滴下部Ｂに移動させる。そして、ラインＣＣＤカメラ２２により基板２の表面のアライメントマークを撮像し、基板２を所定位置に位置合わせした後、基板２の表面中央部に、液晶滴下ノズル３２から液晶を滴下する。このように、ラインＣＣＤカメラ２２によりアライメントマークを撮像しながら、第４ステージ１１７をｙ軸方向に移動させて、基板２の位置をリアルタイムでアライメントするため、基板２への液晶滴下（ＯＤＦ）工程も高精度に行うことができる。その後、第１ステージ１１３を光学フィルムの貼合わせ部Ｃに移動させ、図１２（ａ）に示すように、第４ステージ１１７上の基板２を圧着部材１３及びチャック部材１２の下方に位置させる。
【００４２】
その後、ラインＣＣＤカメラ１４により基板２の表面のアライメントマークを撮像し、第２ステージ１１５，第３ステージ１１６及び第４ステージ１１７を微調整して、基板２の位置を貼り合わせ部Ｃにおける所定の位置に、高精度で位置合わせする。この基板２の位置合わせは任意である。そして、ロール３０から光学フィルム３を繰り出し、ガイドロール１９を介して、光学フィルム３の先端部を第１の保持機構の保持部材１５ａ及び第２の保持機構の保持部材１５ｂに導く。その後、保持部材１５ａに通電して、保持部材１５ａにより光学フィルム３の先端部の側部を静電チャックにより保持する。保持部材１５ｂには通電しない。
【００４３】
そして、保持部材１５ａを前方（逆ｘ方向）に移動させ、光学フィルム３をロール３０から繰り出す。このとき、保持部材１５ｂは給電していないので、光学フィルム３を静電チャックすることはなく、光学フィルム３はこの停止した保持部材１５ｂを通過する。なお、保持部材１５ａは、図１１に示すように、螺棒１５５の回転により移動部材１５３を逆ｘ方向に移動させることにより、前方（逆ｘ方向）に移動させるので、光学フィルム３はその幅方向に揺動することはなく、直進性を保持して前方（逆ｘ方向）に進行する。なお、保持部材１５ａにより光学フィルム３を静電チャックした場合、静電チャックの際又はその後、光学フィルム３に幅方向にたるみが生じたときは、保持部材１５ａの螺棒６５を回転させて、ステージ１５６を相互に離隔する方向（保持部材１５ａの場合は逆ｙ方向）に若干移動させることにより、光学フィルム３を適度の張力をもって、緊張させることができる。
【００４４】
そして、図１２（ｂ）に示すように、保持部材１５ａを更に前方（逆ｘ方向）に移動させる。このとき、ガイドロール１９側のラインＣＣＤカメラ１４により、ガラス基板２上のアライメントパターンと、光学フィルム３上のアライメントパターンとを同時に撮像し、光学フィルム３とガラス基板２とのアライメントを確認する。仮に、ガラス基板２上のアライメントパターンと、光学フィルム３上のアライメントパターンとがずれている場合は、保持部材１５ａを、両者の螺棒１５７を同一量回転させることにより、保持部材１５ａの間隔を一定に保持したまま、保持部材１５ａをｙ方向又は逆ｙ方向、即ち、光学フィルム３の幅方向に移動させる。これにより、光学フィルム３の幅方向の位置が調整されて、光学フィルム３とガラス基板２との間のアライメントをとることができる。このようにして、保持部材１５ａは、光学フィルム３と基板２とのアライメントのずれを補正しつつ、前方（逆ｘ方向）に移動して、光学フィルム２を走行させる。
【００４５】
図１４（ａ）、（ｂ）及び図１５（ａ）、（ｂ）は、上述の光学フィルム３とガラス基板２との間で、リアルタイムでアライメントをとる方法を示す平面図である。図１５は図１４の一部拡大図である。図１４（ａ）及び図１５（ａ）に示すように、光学フィルム３は、第１保持機構の保持部材１５ａにより静電チャックにより保持されて走行しており、その後方には、第２保持機構の保持部材１５ｂが配置されている。そして、基板２には、ライン状のリアルタイムアライメント用パターン８１が形成されており、光学フィルム３には、同様にライン状のリアルタイムアライメント用パターン９１が形成されている。そして、ラインＣＣＤカメラ１４により、パターン８１とパターン９１とがギャップＧでずれていることが検出された場合には、光学フィルム３を保持している保持部材１５ａの位置を、前述の如く、光学フィルム３の幅方向に調整して、図１４（ｂ）及び図１５（ｂ）に示すように、パターン８１とパターン９１とが一致するように調整する。このようにして、基板２と光学フィルム３との位置合わせを、光学フィルム３の走行中にリアルタイムで行うことができる。
【００４６】
なお、保持部材１５ａを光学フィルム３の幅方向に移動させる代わりに、基板２を支持している第４ステージ１１７をｙ又は逆ｙ方向に移動させて、基板２と光学フィルム３とのアライメントをとってもよい。
【００４７】
次いで、保持部材１５ａが更に進行して、ラインＣＣＤカメラ１４が光学フィルム３上の特定のアライメントマークを認識すると、保持部材１５ａが停止し、光学フィルム３の走行が停止する。このとき、第２保持機構の保持部材１５ｂの電極にも電圧を印加し、保持部材１５ｂにより光学フィルム３を静電チャックにより保持する。これにより、保持部材１５ａと保持部材１５ｂとにより、光学フィルム３が適度の張力で緊張状態に保持される。
【００４８】
そして、ラインＣＣＤカメラ１４により、光学フィルム３上のアライメントマークと、基板２上のアライメントマークとを同時に撮像し、基板２と光学フィルム３とのアライメントを確認する。その結果、基板２と光学フィルム３とのアライメントマークがずれていた場合には、移動装置１１の各ステージ１１３，１１５，１１７の位置を調整して、基板２のｘ方向、ｙ方向及びθ方向の位置を修正する。このようにして、基板２と光学フィルム３とのずれを解消して高精度で相互に位置合わせをすることができる。
【００４９】
この状態で、チャック部材１２を光学フィルム３に近接した位置まで下降させ、光学フィルム３の上面における保持位置がサーチされる。このとき、光学フィルム３の保持位置のサーチは以下のように進行する。即ち、貼付対象の光学フィルム３は、フィルムマーク３ａごとに、その保持位置がサーチされる。先ず、フィルムマーク３ａが圧着部材１３の透孔１３０ａを介して、ラインＣＣＤカメラ１４により観察できる位置に配置されるよう、保持部材１５ａ，１５ｂの位置を、光学フィルム３の送給方向（ｘ方向）及びこれに垂直の幅方向（ｙ方向）に調節する。ラインＣＣＤカメラ１４によりフィルムマーク３ａが透孔１３０ａを介して観察されたら、チャック部材１２の位置をその透孔１２０ａを指標として調節する。そして、圧着部材１３に対してチャック部材１２の位置が所定位置となるように調節されたら、電源１２２ｃによりチャック部材１２の電極間に電圧を印加する。これにより、電極の表面には電荷が誘起され、これにより、光学フィルム３の表面には、各電極に正対する位置で、表面分極が発生し、電極の表面に誘起された電荷と逆極性の電荷が誘起され、静電力により、光学フィルム３がチャック部材１２に引き寄せられて保持される。このとき、光学フィルム３は静電力により、保持されるため、機械的保持に比して、光学フィルム３を保持する面内における保持力は均一となる。よって、光学フィルム３を保持する際に、光学フィルム３に撓み又は皺が生じることを抑制できる。上記保持位置のサーチが各フィルム指標３ａごとに行われることにより、光学フィルム３の保持位置を、フィルム指標３ａを基準として精度よく行うことができる。
【００５０】
全てのチャック部材１２により光学フィルム３が保持されたら、フィルム搬送部材１５によるフィルム側部の保持を解除する（図１２（ｃ））。これにより、光学フィルム３は、チャック部材１２のみにより保持された状態となる。次に、基板２に対する光学フィルム３の貼付位置を調節する。即ち、各チャック部材１２の位置は、基板マーク２ａを基準として調節する。本実施形態においては、圧着部材１３の圧着面を分割する各分割領域に対応して設けられたチャック部材１２は、夫々個別に位置調節が可能であり、図３に示すように、フィルムの送給方向及びこれに垂直の方向（夫々図３のｘ方向及びｙ方向）に移動されて、フィルムマーク３ａが透孔１３０ａを介して観察できる位置に、各チャック部材１２の位置を調節する。よって、各チャック部材１２ごとに、基板マーク２ａに対するフィルムマーク３ａの位置を精度よく調節でき、位置の調節の際にも光学フィルム３に撓み及び皺が発生する虞がない。
【００５１】
基板マーク２ａに対する各チャック部材１２の位置が調節されたら、圧着部材１３を下降させる。すると、光学フィルム３は、圧着部材１３により、チャック部材１２を介して、基板２上の所定の貼付位置に貼付される。このとき、基板２に対して、光学フィルム３が精度よく貼付されるため、貼付時に、基板２と光学フィルム３との間に気泡が発生する虞もない。
【００５２】
圧着部材１３により応力が印加された状態で、図１３（ａ）に示すように、基板２の縁部に紫外光を照射し、紫外光により基板２の縁部のシール材を硬化させる。これにより、光学フィルム３が基板２の縁部に固着され、液晶がシール材により取り囲まれて基板２と光学フィルム３との間に保持される。なお、ＵＶ光の照射は、例えば図１８に示すような圧着部材１３（及びチャック部材１２）の縁部に設けた透孔（図１８における符号１３０ｂ）を介して行う。ＵＶ光の照射は、例えば透孔の上方に設置されたＬＥＤランプ等により行う。
【００５３】
その後、例えば、圧着部材１３による応力が印加された状態で、保持部材１５の位置を初期位置に戻し、再度、保持部材１５ａによる光学フィルム３の静電力保持がオンされる。これにより、光学フィルム３は、圧着部材１３と保持部材１５ａとの間において、適度の緊張状態で保持される（図１３（ｂ））。この状態で、フィルム切断用のカッター１６を下降させ、基板２上に貼付された光学フィルム３を、ロール３０から分離する（図１３（ｃ））。なお、保持部材１５ａによる静電力保持は、オンのままにしておくことで、そのまま、次順のフィルム搬送に移行できる。
【００５４】
以上のように、本実施形態においては、基板２上に貼付された光学フィルム３は、チャック部材１２による保持の際に、撓み又は皺の発生が防止され、基板２に対する貼付位置が高精度で調節されるので、基板２と光学フィルム３との間に気泡が生じることがなく、また、貼付位置の精度も高い。よって、３Ｄディスプレイパネル等、フィルムの貼付位置に高精度が要求される製品において、本発明は極めて有益である。
【００５５】
なお、本実施形態においては、フィルム貼付装置にチャック部材１２が４個設けられている場合を説明したが、チャック部材１２の個数は、基板及びフィルムの大きさによって増減することができる。例えば、フィルムの保持力の更なる均一化等を目的として、図１６に示すように、チャック部材１２を６個設けてもよい。但し、基板及びフィルムには、位置決め用の基板指標及びフィルムをチャック部材１２の個数に対応させて設ける必要がある。
【００５６】
また、本実施形態においては、チャック部材１２及び保持部材１５は、フィルムを静電力により保持する静電チャックとして説明したが、チャック部材によって各分割領域に撓み及び皺を発生させることなく保持できる限り、フィルムの保持は静電力に限定されない。例えば、チャック部材及び／又はフィルム搬送部材は、空気による真空吸引力を利用した機械的保持により、フィルムを保持できるように構成することができる。
【００５７】
更に、光学フィルム３とガラス基板２との間のリアルタイムアライメントにおいて、以下のように光学フィルム３と基板２との間のアライメントをとってもよい。但し、本発明においては、チャック部材１２により光学フィルム３を所定位置で保持することにより、本発明の効果が得られるため、特に必要がない場合は、上記リアルタイムアライメント及び以下の工程は省略できる。図１７及び図１８は、チャック部材１２及び圧着部材１３と光学フィルム３と基板２との配置関係を示す平面図である。図１７に示すように、光学フィルム３には、その長手方向に延びる２本のライン上のアライメントマーク９２が、光学フィルム３の両側縁に形成されており、ラインＣＣＤカメラ１４は、透孔１３０ａを介して、アライメントマーク９２を観察することができる。そして、アライメントマーク９２は基本的には光学フィルム３の長手方向に延びるライン状のマークであるが、このラインには、所定の間隔で基本ラインに垂直の付加マークが形成されており、図１８に示すように、光学フィルム３が進行して、この付加マークの位置が透孔１３０ａ内でラインＣＣＤカメラ１４により観察されたときに、光学フィルム１２の進行を停止させる。
【００５８】
更にまた、本実施形態においては、フィルムマーク３ａを、圧着部材１３及びチャック部材１２の透孔１３０ａ，１２０ａを介して、ラインＣＣＤカメラ１４により観察することにより、光学フィルム３とチャック部材１２とのアライメントを行う場合について説明したが、光学フィルム３とチャック部材１２とのアライメントを行うに際して、圧着部材１３及びチャック部材１２に基板マーク２ａ及びフィルムマーク３ａの観察用の透孔１３０ａ，１２０ａは設けられていなくてもよい。図１９及び図２０は、圧着部材及びチャック部材にアライメントマーク観察用透孔が設けられていない場合におけるチャック部材及び圧着部材と光学フィルムと基板との配置関係を示す図であって、図１９は斜視図、図２０は平面図である。図１９及び図２０に示す例においては、チャック部材１２ａ及び圧着部材１３ａは、基板２及びこれに貼付されるフィルム３よりも大きさが若干小さく、図２０に示すように、基板マーク２ａ及びフィルムマーク３ａは、上方から確認できる位置に配置される。即ち、この例においては、ラインＣＣＤカメラ１４による観察領域（図１９及び図２０に丸印で示す領域１４ａ）の中心に基板マーク２ａ及びフィルムマーク３ａが位置するように、各チャック部材１２の位置が調節される。圧着部材１３ａ及びチャック部材１２ａには、フィルムマーク２ａ及び基板マーク３ａを観察するための透孔（夫々図１６及び図１７における符号１２０ａ，１３０ａ）は設けられておらず、基板２の縁部のシール材の配置に対応してＵＶ光照射用の透孔１３０ｂが設けられている。そして、各透孔１３０ｂの上方には、ＬＥＤランプ等のＵＶ光用の照明が設置されている。なお、フィルム側部のアライメントマーク９２によるフィルム位置のアライメントは、例えばラインＣＣＤカメラ１４による観察領域１４ａ内でアライメントマーク９２の位置を検出することにより行う。例えば、観察領域１４ａの中心を基準として、アライメントマーク９２の位置を検出し、アライメントマーク９２の位置が所定位置からずれている場合には、アライメントマーク９２の位置を補正することにより、フィルム位置をアライメントする。
【符号の説明】
【００５９】
１：フィルム貼付装置、１１：移動装置、１２：チャック部材、１３：圧着部材、１４：ＣＣＤカメラ、１５：保持部材、１６：カッター、２：基板、３：光学フィルム
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シール材のディスペンサを含むシール材ディスペンサ部と、前記ディスペンサ部の隣に配置された液晶滴下ノズルを含む液晶滴下部と、前記液晶滴下部の隣に配置された下降する圧着部材を備えたフィルム貼り合わせ部と、光学フィルムの供給部と、前記供給部から供給された前記光学フィルムの側部を保持して前記圧着部材の下方に移動させる保持機構と、前記光学フィルムを貼り合わせる基板を前記ディスペンサ部、前記液晶滴下部及び前記貼り合わせ部にこの順に搬送する移動装置と、を有し、
前記圧着部材の下方に配置され、前記圧着部材の圧着面を複数個に分割する各領域に対応して設けられ、夫々前記光学フィルムを保持可能な複数個のチャック部材と、前記各チャック部材を前記圧着面に平行の方向に移動させる駆動部材と、前記光学フィルムと前記チャック部材とのアライメントをとるためのアライメント部材と、
を有することを特徴とするフィルム貼付装置。
【請求項２】
前記アライメント部材は、前記圧着部材に設けられた透孔を介して前記光学フィルムに設けられた位置合わせ用のフィルムマークをみることにより、前記チャック部材とアライメントをとり、前記チャック部材は、前記駆動部材により所定の位置に移動された後、前記光学フィルムを保持することを特徴とする請求項１に記載のフィルム貼付装置。
【請求項３】
前記アライメント部材は、前記光学フィルムと前記基板とのアライメントもとることを特徴とする請求項１又は２に記載のフィルム貼付装置。
【請求項４】
前記アライメント部材は、前記透孔を介して前記基板に設けられた位置合わせ用の基板マークをみることにより、前記光学フィルムとアライメントをとり、前記光学フィルムが前記チャック部材に保持された状態で前記駆動部材により所定の位置に移動された後、前記圧着部材が下降することを特徴とする請求項３に記載のフィルム貼付装置。
【請求項５】
前記チャック部材は、前記光学フィルムを静電力により保持することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のフィルム貼付装置。
【請求項６】
前記チャック部材は、前記光学フィルムを真空吸着力により保持することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のフィルム貼付装置。
【請求項７】
前記保持機構は、前記フィルムを静電力により保持して搬送することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のフィルム貼付装置。
【請求項１】
シール材のディスペンサを含むシール材ディスペンサ部と、前記ディスペンサ部の隣に配置された液晶滴下ノズルを含む液晶滴下部と、前記液晶滴下部の隣に配置された下降する圧着部材を備えたフィルム貼り合わせ部と、光学フィルムの供給部と、前記供給部から供給された前記光学フィルムの側部を保持して前記圧着部材の下方に移動させる保持機構と、前記光学フィルムを貼り合わせる基板を前記ディスペンサ部、前記液晶滴下部及び前記貼り合わせ部にこの順に搬送する移動装置と、を有し、
前記圧着部材の下方に配置され、前記圧着部材の圧着面を複数個に分割する各領域に対応して設けられ、夫々前記光学フィルムを保持可能な複数個のチャック部材と、前記各チャック部材を前記圧着面に平行の方向に移動させる駆動部材と、前記光学フィルムと前記チャック部材とのアライメントをとるためのアライメント部材と、
を有することを特徴とするフィルム貼付装置。
【請求項２】
前記アライメント部材は、前記圧着部材に設けられた透孔を介して前記光学フィルムに設けられた位置合わせ用のフィルムマークをみることにより、前記チャック部材とアライメントをとり、前記チャック部材は、前記駆動部材により所定の位置に移動された後、前記光学フィルムを保持することを特徴とする請求項１に記載のフィルム貼付装置。
【請求項３】
前記アライメント部材は、前記光学フィルムと前記基板とのアライメントもとることを特徴とする請求項１又は２に記載のフィルム貼付装置。
【請求項４】
前記アライメント部材は、前記透孔を介して前記基板に設けられた位置合わせ用の基板マークをみることにより、前記光学フィルムとアライメントをとり、前記光学フィルムが前記チャック部材に保持された状態で前記駆動部材により所定の位置に移動された後、前記圧着部材が下降することを特徴とする請求項３に記載のフィルム貼付装置。
【請求項５】
前記チャック部材は、前記光学フィルムを静電力により保持することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のフィルム貼付装置。
【請求項６】
前記チャック部材は、前記光学フィルムを真空吸着力により保持することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のフィルム貼付装置。
【請求項７】
前記保持機構は、前記フィルムを静電力により保持して搬送することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のフィルム貼付装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【公開番号】特開２０１２−２４２７５０（Ｐ２０１２−２４２７５０Ａ）
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１１４９６２（Ｐ２０１１−１１４９６２）
【出願日】平成２３年５月２３日（２０１１．５．２３）
【出願人】（５００１７１７０７）株式会社ブイ・テクノロジー (283)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月２３日（２０１１．５．２３）
【出願人】（５００１７１７０７）株式会社ブイ・テクノロジー (283)
【Ｆターム（参考）】
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