特許 6336369 カバーガラスの貼合装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6336369

(24)【登録日】2018年5月11日

(45)【発行日】2018年6月6日

(54)【発明の名称】カバーガラスの貼合装置

(51)【国際特許分類】

   C03C 27/12 20060101AFI20180528BHJP

   G09F 9/00 20060101ALI20180528BHJP

   G02F 1/1333 20060101ALI20180528BHJP

【ＦＩ】

   C03C27/12 H

   G09F9/00 338

   G09F9/00 302

   G02F1/1333 500

【請求項の数】6

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2014-203641(P2014-203641)

(22)【出願日】2014年10月2日

(65)【公開番号】特開2016-69264(P2016-69264A)

(43)【公開日】2016年5月9日

【審査請求日】2017年5月8日

(73)【特許権者】

【識別番号】596149604

【氏名又は名称】クライムプロダクツ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100148138

【弁理士】

【氏名又は名称】森本 聡

(72)【発明者】

【氏名】薦田 大介

【審査官】 増山 淳子

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−１３９７９６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ０３Ｃ ２７／００ − ２７／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ガラス基板（Ａ）を吸着保持する可動テーブル（３）と、カバーガラス（Ｂ）を支持する調整テーブル（２）と、カバーガラス（Ｂ）をガラス基板（Ａ）に押付け操作する貼合ローラー（４）とを備えており、
可動テーブル（３）が貼合位置へ移動操作された状態において、可動テーブル（３）に吸着保持したガラス基板（Ａ）と、調整テーブル（２）のバックアップ体（５）で支持したカバーガラス（Ｂ）とは、上下隙間（Ｅ）を介して上下に対向しており、
カバーガラス（Ｂ）の貼合終端には、液晶基板（Ａ）から外側方へはみ出すはみ出し部（７１）が形成されており、
カバーガラス（Ｂ）のはみ出し部（７１）を受止める接触規制構造が、可動テーブル（３）に設けられており、
接触規制構造は、可動テーブル（３）で上下スライド可能に支持されて、前記はみ出し部（７１）の上面に接当する規制具（２２）と、可動テーブル（３）に固定されて、規制具（２２）を昇降操作するガス圧シリンダー（２０）とを含み、
貼合時には、カバーガラス（Ｂ）の重量をバックアップ体（５）で支持し、前記はみ出し部（７１）を規制具（２２）で受止めた状態で、カバーガラス（Ｂ）の貼合始端を貼合ローラー（４）でガラス基板（Ａ）に押付けて、貼合ローラー（４）とカバーガラス（Ｂ）を相対移動させることによりカバーガラス（Ｂ）をガラス基板（Ａ）に貼合しており、
貼合終端において、前記はみ出し部（７１）と規制具（２２）を、貼合ローラー（４）でガス圧シリンダー（２０）の押圧力に抗して上方移動させて、はみ出し部（７１）を規制具（２２）と貼合ローラー（４）とで挟持しながら、カバーガラス（Ｂ）の貼合終端をガラス基板（Ａ）に密着貼合することを特徴とするカバーガラスの貼合装置。

【請求項2】

規制具（２２）が、ガイドブッシュ（２１）で上下スライド自在に支持されるピン（３７）と、ピン（３７）の下端に固定されてはみ出し部（７１）の上面に接当する弾性体（３８）を備えており、
弾性体（３８）の上下厚みがガラス基板（Ａ）の上下厚みと同じかこれより小さく設定してある請求項１に記載のカバーガラスの貼合装置。

【請求項3】

固定台（１）の内部に、貼合ローラー（４）を貼合始端位置から貼合終端位置へ向かって移動操作する、ローラー駆動構造が設けられており、
貼合ローラー（４）は、ローラー本体（４３）と、同本体（４３）を支持するローラー台（４４）を備えており、
ローラー駆動構造は、ローラー台（４４）を昇降自在に支持する往復台（５０）と、往復台（５０）を貼合始端位置と貼合終端位置との間で駆動操作する駆動機構を備えており、
ローラー台（４４）と往復台（５０）との間に、貼合ローラー（４）を下方の待機位置と、上方の貼合位置とに変位操作する昇降機構が設けてある請求項１、または２に記載のカバーガラスの貼合装置。

【請求項4】

複数のガス圧シリンダー（２０）がテーブル本体（７）に固定したブラケット（１９）に締結されており、
ガス圧シリンダー（２０）は、締結軸部（２６）を一体に備えたシリンダー本体（２７）と、シリンダー本体（２７）に対して昇降移動するピストンロッド（２８）を含み、
締結軸部（２６）にねじ込んだ一対のロックナット（３３）でブラケット（１９）の締結枠（２３）を上下に挟持して、ガス圧シリンダー（２０）がブラケット（１９）に締結固定されており、
一対のロックナット（３３）の締付位置を調整して、ガス圧シリンダー（２０）の固定高さを変更調整できる請求項１から３のいずれかひとつに記載のカバーガラスの貼合装置。

【請求項5】

可動テーブル（３）の吸着板（９）で吸着したガラス基板（Ａ）と、調整テーブル（２）のシルクスクリーン（５）で保持したカバーガラス（Ｂ）の位置合わせを行うための位置調整構造を備えており、
位置調整構造は、固定台（１）と調整テーブル（２）との間に設けた位置調整装置（６３）と、可動テーブル（３）の上方に配置した基準側カメラ（６４）と、調整テーブル（２）の上方に配置した調整側カメラ（６５）と、アライメントコントローラーを備えており、
位置合わせ時に、基準側カメラ（６４）と調整側カメラ（６５）の映像をアライメントコントローラーで照合し、同コントローラーからの出力信号に基づき、位置調整装置（６３）を作動させて、カバーガラス（Ｂ）のガラス基板（Ａ）に対する位置ずれを調整操作する請求項１から４のいずれかひとつに記載のカバーガラスの貼合装置。

【請求項6】

ガラス基板（Ａ）を吸着保持する可動テーブル（３）と、カバーガラス（Ｂ）を支持する調整テーブル（２）と、カバーガラス（Ｂ）をガラス基板（Ａ）に押付け操作する貼合ローラー（４）とを備えており、
可動テーブル（３）が貼合位置へ移動操作された状態において、可動テーブル（３）に吸着保持したガラス基板（Ａ）と、調整テーブル（２）のバックアップ体（５）で支持したカバーガラス（Ｂ）とは、上下隙間（Ｅ）を介して上下に対向しており、
カバーガラス（Ｂ）の貼合終端には、液晶基板（Ａ）から外側方へはみ出すはみ出し部（７１）が形成されており、
貼合位置において、カバーガラス（Ｂ）のはみ出し部（７１）を受止める接触規制構造が、可動テーブル（３）に設けられており
接触規制構造は、可動テーブル（３）で上下スライド可能に支持されて、前記はみ出し部（７１）の上面に接当する規制具（２２）と、可動テーブル（３）に固定されて、規制具（２２）を昇降操作する数値制御が可能なモーターを含み、
貼合時には、カバーガラス（Ｂ）の重量をバックアップ体（５）で支持し、前記はみ出し部（７１）を規制具（２２）で受止めた状態で、カバーガラス（Ｂ）の貼合始端を貼合ローラー（４）でガラス基板（Ａ）に押付けて、貼合ローラー（４）とカバーガラス（Ｂ）を相対移動させることによりカバーガラス（Ｂ）をガラス基板（Ａ）に貼合しており、
貼合終端において、前記はみ出し部（７１）と規制具（２２）を、数値制御が可能なモーターで貼合ローラー（４）の押圧力に同調して上方移動させて、はみ出し部（７１）を規制具（２２）と貼合ローラー（４）とで挟持しながら、カバーガラス（Ｂ）の貼合終端をガラス基板（Ａ）に密着貼合することを特徴とするカバーガラスの貼合装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、液晶基板、太陽電池基板、タッチパネル基板などのガラス基板に対して、カバーガラスを貼合するための貼合装置に関する。本発明に係るカバーガラスの貼合装置は、とくに大サイズで大面積のガラス基板とカバーガラスを貼合対象とする。

【背景技術】

【0002】

この種の貼合装置は、本出願人の提案に係る特許文献１に見ることができる。そこでは、可動テーブルに吸着固定したガラス基板と、複数組の吸着体で吸着固定したベースガラスとを所定の上下隙間を間にして正対させ、ベースガラスを接着ローラーで貼合始端から貼合終端へ向かって押付けることによりガラス基板に貼合する。貼合過程では、接着ローラーの接着移動に先行して、吸着体を吸着位置から退避位置へ退避させながら、ベースガラスをガラス基板に貼合する。特許文献１の貼合装置は、貼合途中のベースガラスを、接着ローラーで押圧された位置と、接着ローラーに最も近い位置の吸着体で吸着された位置との間で緩やかに弾性変形させ、貼合面に挟み込まれようとする空気を接着ローラーで強制的に逃がしながら貼合する点に特長がある。

【0003】

本発明においては、カバーガラスを貼合する過程において、カバーガラスの貼合終端をガラス基板から離れた状態に保持し続けるが、このような貼合形態は、特許文献２の貼り合せ装置に開示されている。そこでは、第１板状部材（ガラス基板）を貼り合わせステージ上に載置して吸着固定し、第２板状部材（カバーガラス）の両端を昇降操作可能なピローおよびヘッドで支持して、第１板状部材と第２板状部材を６ｍｍの対向隙間を介して正対させる。この状態で、第２板状部材の上面をローラーで第１板状部材に押付け、貼り合わせステージをローラーに対して移動させることにより、両板状部材を貼合する。貼合が開始されてから貼合が終了する直前まで、第２板状部材の貼合終端はピローで支持されて、第１板状部材の接着層より上方に位置保持されており、これにより、貼合途中の第２板状部材の貼り合せ角度（反り角度）が５度未満になるのを防いでいる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特許第４８７００４６号公報（段落番号００３１〜００３２、図１）

【特許文献2】特許第４７１２８８６号公報（段落番号００３１〜００３７、図１）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１の貼合装置によれば、気泡の発生を伴うことなくベースガラスをガラス基板に貼合して、ガラス積層品の生産性を向上し、その生産コストを削減できる。しかし、ベースガラスの貼合終端側を支持する吸着体が退避姿勢に切換るのと同時に、それまで弾性変形していたベースガラスが、自己の弾性力で跳ね上がってガラス基板に密着するため、稀にではあっても、気泡のかみ込みや接着終端の位置ずれなどの貼合不良を生じるおそれがあった。とくに、近年の液晶基板の対角寸法は大形化する傾向があるが、ガラス基板が大形化するほど弾性変形時の変形応力が大きくなって貼合不良を生じやすく、貼合不良をなくすための対策が強く望まれている。また、貼合不良を生じたガラス積層品は、ベースガラスをガラス基板から剥離して再貼合する必要があるが、再貼合作業に多くの手間と時間がかかり、さらに、剥離時の破損などでベースガラスを再利用できなかった場合のコストが余分に必要となる点に問題があった。

【0006】

その点、特許文献２の貼り合せ装置は、貼合が開始されてから貼合が終了する直前まで、第２板状部材の貼合終端をピローで支持しているので、第２板状部材が跳ね上がることは殆んどない。しかし、特許文献２の貼り合せ装置は、対角寸法が５ｉｎ（１２７ｍｍ）以下の第１板状部材を貼合対象としており、さらに、第２板状部材の両側端の下面のみをヘッドとピローで支持するので、大サイズのカバーガラスを貼合するのには適さない。

【0007】

例えば、対角寸法が１７７８ｍｍ（７０ｉｎ）のハイビジョンテレビ用の液晶基板に対して、特許文献２の貼り合せ装置でカバーガラスを貼合する場合を考えてみる。ハイビジョン画面の縦横比は１６対９であるので、液晶基板の左右長さは１５５０ｍｍとなる。このような長寸のカバーガラスの両側端の下面をヘッドとピローで支持すると、カバーガラスの板面の中途部が自重で下突状に大きく湾曲する。そのため、カバーガラスを液晶基板に対して正確に位置決めすることが極めて困難となる。また、特許文献２の貼り合せ装置においては、カバーガラスの貼り合せ角度を５度以上に保持して貼合を行っているが、大サイズのカバーガラスを貼合始端において５度まで傾斜させるには、貼合前の液晶基板とカバーガラスの対向隙間を１３５ｍｍにした状態で、カバーガラスの貼合始端をローラーで液晶基板に押付ける必要がある。実際には、先のようにガラス板面の中途部が自重で下突状に大きく湾曲するため、先の対向隙間をさらに大きくする必要があり、カバーガラスを液晶基板に対して正確に貼合することは極めて困難となる。

【0008】

カバーガラスの厚みを増すと、板面の中途部におけるたわみ変形量をある程度は減らすことができるが、その場合には、カバーガラスの重量とコストが増加するのを避けられない。また、現状におけるカバーガラスの厚みは０．５〜０．７ｍｍであるが、カバーガラスの厚みが０．７ｍｍを越えると、ベースガラスの変形応力が急激に増加するため、先のように、貼合前の液晶基板とカバーガラスの対向隙間を１３５ｍｍにした状態で貼合を適正に行うことは、実用上極めて困難となる。

【0009】

本発明の目的は、貼合終端におけるカバーガラスの跳ね上がりを解消して、カバーガラスとガラス基板の貼合を、空気のかみ込みを伴うことなく適正に行って生産性を向上でき、とくに大サイズのガラス積層品に好適なカバーガラスの貼合装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明に係る貼合装置は、ガラス基板Ａを吸着保持する可動テーブル３と、カバーガラスＢを支持する調整テーブル２と、カバーガラスＢをガラス基板Ａに押付け操作する貼合ローラー４とを備えている。可動テーブル３が貼合位置へ移動操作された状態において、可動テーブル３に吸着保持したガラス基板Ａと、調整テーブル２のバックアップ体５で支持したカバーガラスＢとは、上下隙間Ｅを介して上下に対向している。カバーガラスＢの貼合終端には、液晶基板Ａから外側方へはみ出すはみ出し部７１を形成し、カバーガラスＢのはみ出し部７１を受止める接触規制構造を、可動テーブル３に設ける。接触規制構造は、可動テーブル３で上下スライド可能に支持されて、前記はみ出し部７１の上面に接当する規制具２２と、可動テーブル３に固定されて、規制具２２を昇降操作するガス圧シリンダー２０とを含む。貼合時には、カバーガラスＢの重量をバックアップ体５で支持し、はみ出し部７１を規制具２２で受止めた状態で、カバーガラスＢの貼合始端を貼合ローラー４でガラス基板Ａに押付けて、貼合ローラー４とカバーガラスＢを相対移動させることによりカバーガラスＢをガラス基板Ａに貼合する。貼合終端において、はみ出し部７１と規制具２２を、貼合ローラー４でガス圧シリンダー２０の押圧力に抗して上方移動させて、はみ出し部７１を規制具２２と貼合ローラー４とで挟持しながらカバーガラスＢの貼合終端をガラス基板Ａに密着貼合することを特徴とする。

【0011】

規制具２２は、ガイドブッシュ２１で上下スライド自在に支持されるピン３７と、ピン３７の下端に固定されてはみ出し部７１の上面に接当する弾性体３８を備えている。弾性体３８の上下厚みはガラス基板Ａの上下厚みと同じかこれより小さく設定する。

【0012】

固定台１の内部に、貼合ローラー４を貼合始端位置から貼合終端位置へ向かって移動操作する、ローラー駆動構造を設ける。貼合ローラー４は、ローラー本体４３と、同本体４３を支持するローラー台４４を備えている。ローラー駆動構造は、ローラー台４４を昇降自在に支持する往復台５０と、往復台５０を貼合始端位置と貼合終端位置との間で駆動操作する駆動機構を備えている。ローラー台４４と往復台５０との間に、貼合ローラー４を下方の待機位置と、上方の貼合位置とに変位操作する昇降機構を設ける。

【0013】

複数のガス圧シリンダー２０をテーブル本体７に固定したブラケット１９に締結する。ガス圧シリンダー２０は、締結軸部２６を一体に備えたシリンダー本体２７と、シリンダー本体２７に対して昇降移動するピストンロッド２８を含む。締結軸部２６にねじ込んだ一対のロックナット３３でブラケット１９の締結枠２３を上下に挟持して、ガス圧シリンダー２０をブラケット１９に締結固定する。一対のロックナット３３の締付位置を調整して、ガス圧シリンダー２０の固定高さを変更調整できる。

【0014】

可動テーブル３の吸着板９で吸着したガラス基板Ａと、調整テーブル２のシルクスクリーン５で保持したカバーガラスＢの位置合わせを行うための位置調整構造を備えている。位置調整構造は、固定台１と調整テーブル２との間に設けた位置調整装置６３と、可動テーブル３の上方に配置した基準側カメラ６４と、調整テーブル２の上方に配置した調整側カメラ６５と、アライメントコントローラーを備えている。位置合わせ時には、基準側カメラ６４と調整側カメラ６５の映像をアライメントコントローラーで照合し、同コントローラーからの出力信号に基づき、位置調整装置６３を作動させて、カバーガラスＢのガラス基板Ａに対する位置ずれを調整操作する。

【0015】

本発明に係る別の貼合装置は、ガラス基板Ａを吸着保持する可動テーブル３と、カバーガラスＢを支持する調整テーブル２と、カバーガラスＢをガラス基板Ａに押付け操作する貼合ローラー４とを備えている。可動テーブル３が貼合位置へ移動操作された状態において、可動テーブル３に吸着保持したガラス基板Ａと、調整テーブル２のバックアップ体５で支持したカバーガラスＢとは、上下隙間Ｅを介して上下に対向している。カバーガラスＢの貼合終端には、液晶基板Ａから外側方へはみ出すはみ出し部７１を形成し、貼合位置において、カバーガラスＢのはみ出し部７１を受止める接触規制構造を、可動テーブル３に設ける。接触規制構造は、可動テーブル３で上下スライド可能に支持されて、前記はみ出し部７１の上面に接当する規制具２２と、可動テーブル３に固定されて、規制具２２を昇降操作する数値制御が可能なモーターを含む。
貼合時には、カバーガラスＢの重量をバックアップ体５で支持し、はみ出し部７１を規制具２２で受止めた状態で、カバーガラスＢの貼合始端を貼合ローラー４でガラス基板Ａに押付けて、貼合ローラー４とカバーガラスＢを相対移動させることによりカバーガラスＢをガラス基板Ａに貼合する。貼合終端において、はみ出し部７１と規制具２２を、数値制御が可能なモーターで貼合ローラー４の押圧力に同調して上方移動させて、はみ出し部７１を規制具２２と貼合ローラー４とで挟持しながらカバーガラスＢの貼合終端をガラス基板Ａに密着貼合することを特徴とする。

【発明の効果】

【0016】

本発明に係る貼合装置では、ガラス基板Ａを吸着保持する可動テーブル３と、カバーガラスＢを支持する調整テーブル２を、上下隙間Ｅを介して上下に対向させるようにした。また、貼合時には、カバーガラスＢの重量をバックアップ体５で支持し、そのはみ出し部７１を規制具２２で受止めた状態で、カバーガラスＢの貼合始端を貼合ローラー４でガラス基板Ａに押付けて、貼合ローラー４とカバーガラスＢを相対移動させることにより、カバーガラスＢをガラス基板Ａに密着貼合した。

【0017】

上記のように、カバーガラスＢの重量をバックアップ体５で支持した状態で貼合を行うと、従来の貼合装置とは異なり、貼合途中のカバーガラスＢが自重で下突湾曲状に変形するのを防止しながら貼合を行える。とくに、大サイズのカバーガラスＢであっても、その全面をバックアップ体５で適正に支持した状態で貼合できる。また、貼合時には、カバーガラスＢのはみ出し部７１の上面を規制具２２で受止めて、カバーガラスＢが貼合ローラー４の押圧部分から規制具２２へ向かって下り傾斜する状態で貼合するので、貼合面に挟み込まれようとする空気を、貼合ローラー４の進行方向へ向かって強制的に逃がしながら貼合できる。従って、貼合面に気泡が封じ込まれるのを確実に防止しながら、カバーガラスＢをガラス基板Ａに貼合できる。さらに、貼合終端においては、はみ出し部７１と規制具２２を、貼合ローラー４でガス圧シリンダー２０の押圧力に抗して上方移動させて、カバーガラスＢの貼合終端をガラス基板Ａに密着貼合する。このように、はみ出し部７１を規制具２２と貼合ローラー４で挟持した状態のままで上方移動させると、カバーガラスＢの貼合終端が液晶基板Ａ側へ跳ね上がるのを確実に防止できる。従って、カバーガラスＢの跳ね上がりに伴う、気泡のかみ込みや接着終端の位置ずれなどの貼合不良を一掃して生産性を向上でき、とくに大サイズのガラス積層品に好適なカバーガラスの貼合装置を提供できる。

【0018】

ピン３７の下端に弾性体３８を固定した規制具２２によれば、カバーガラスＢのはみ出し部７１を弾性体３８で受止めた状態において、弾性体３８が弾性変形することで、はみ出し部７１に作用する受止め反力を分散させることができる。また、規制具２２と貼合ローラー４の近接距離が変化するのに伴って、はみ出し部７１の変形姿勢が連続して変化するが、こうした姿勢の変化に追随して弾性体３８が弾性変形するので、はみ出し部７１に作用する受止め反力を分散させることができる。従って、受止め反力がはみ出し部７１の１個所に集中するのを解消して、貼合時のはみ出し部７１の破損や傷つきを良く防止できる。弾性体３８の上下厚みを、ガラス基板Ａの上下厚みと同じかこれより小さく設定するのは、カバーガラスＢの貼合終端をガラス基板Ａに押付けた状態において、カバーガラスＢをガラス基板Ａに確実に密着させて、適正に貼合を行うためである。因みに、弾性体３８の上下厚みがガラス基板Ａの上下厚みより大きいと、吸着面９ａに接当した弾性体３８ではみ出し部７１が押返されて、カバーガラスＢの貼合終端をガラス基板Ａに確実に貼合できなくなるうえ、はみ出し部７１に過剰な力が加わって破損するおそれがある。

【0019】

固定台１の内部に、貼合ローラー４を往復操作するローラー駆動構造を設けると、可動テーブル３をテーブル駆動構造で往復操作する場合に比べて、可動テーブル３に比べて小形の貼合ローラー４を往復駆動すればよいので、ローラー駆動構造の構造を簡素化し、低コスト化できる。また、ローラー台４４と往復台５０との間に設けた昇降機構で貼合ローラー４を移動操作して、貼合ローラー４を往復台５０とともに往復移動させるので、カバーガラスＢとガラス基板Ａを常に一定の速度で、しかも安定した状態で的確に貼合できる。

【0020】

締結軸部２６を備えたシリンダー本体２７とピストンロッド２８を備えたガス圧シリンダー２０を、締結軸部２６にねじ込んだ一対のロックナット３３でブラケット１９の締結枠２３に挟持固定すると、締結構造を利用してガス圧シリンダー２０の固定高さを変更調整することができる。例えば、ガス圧シリンダー２０をテーブル本体７に近付けた状態でブラケット１９に固定したい場合には、上側のロックナット３３を緩め、下側のロックナット３３を締込んだのち、上下のロックナット３３を同時に締めこむことにより、ガス圧シリンダー２０の固定高さを低くすることができる。従って、別途高さ調整構造を設ける場合に比べて、接触規制構造の構造を簡素化してコストを削減できる。

【0021】

位置調整装置６３と、基準側カメラ６４および調整側カメラ６５と、アライメントコントローラーを備えた位置調整構造が設けてあると、各カメラ６４・６５の映像をアライメントコントローラーで照合し、同コントローラーからの出力信号に基づき、位置調整装置６３を作動させて、カバーガラスＢのガラス基板Ａに対する位置合わせを精密に、しかも自動的に行うことができる。従って、カバーガラスＢとガラス基板Ａの貼合を、位置ずれのない状態で常に適正に行うことができ、得られたガラス積層品の位置ずれに基づく不良率を大幅に低下して生産性を向上できる。

【0022】

本発明に係る別の貼合装置では、接触規制構造のガス圧シリンダー２０に換えて、数値制御が可能なモーターを駆動源にした。また、貼合終端において、はみ出し部７１と規制具２２を、数値制御が可能なモーターで貼合ローラー４の押圧力に同調して上方移動させて、カバーガラスＢの貼合終端をガラス基板Ａに密着貼合できるようにした。こうした貼合装置によれば、先に説明した貼合装置と同様に、大きなサイズのカバーガラスＢを貼合する場合であっても、貼合終端におけるカバーガラスＢの跳ね上がりを解消して、気泡のかみ込みや接着終端の位置ずれなどの貼合不良を一掃して生産性を向上できる。さらに、貼合終端においてはみ出し部７１と規制具２２を、数値制御が可能なモーターで貼合ローラー４の押圧力に同調して上方移動させるので、はみ出し部７１に無理な力が作用するのを解消して、大きなサイズのカバーガラスＢをガラス基板Ａに対して常に確実に貼合できる。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】本発明に係る貼合装置の接触規制構造を示す断面図である。

【図2】可動テーブルを待機姿勢にした状態の貼合装置の縦断正面図である。

【図3】調整テーブルおよびローラー駆動構造の平面図である。

【図4】可動テーブルを貼合姿勢にした状態の貼合装置の縦断正面図である。

【図5】図４におけるＣ−Ｃ線断面図である。

【図6】貼合過程を示す動作説明図である。

【図7】貼合終端における貼合状況を示す動作説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0024】

（実施例１） 図１ないし図７は、本発明に係るカバーガラスの貼合装置の実施例を示す。貼合装置は、例えば液晶基板（ガラス基板）Ａと、その表示面側を覆うカバーガラスＢを貼合して一体化するために設けられており、とくに対角寸法が４０ｉｎ以上で、８０ｉｎを越える大サイズの液晶基板Ａに適合した貼合装置となっている。カバーガラスＢは液晶基板Ａよりさらにひとまわり大きく形成してあり、その厚みは０．５ｍｍである。

【0025】

図２および図３において貼合装置は、固定台１と、固定台１で位置調整可能に支持される調整テーブル２と、固定台１に対して揺動開閉可能に連結される可動テーブル３と、貼合ローラー４などで構成する。固定台１は、左右に長い四角枠状に形成されており、その内部に先の貼合ローラー４と、貼合ローラー４を往復駆動するローラー駆動構造と、貼合ローラー４を昇降操作する昇降機構などが設けてある。調整テーブル２は、固定台１より一回り小さな左右に長い四角枠状に形成されており、その上開口にカバーガラスＢを支持するシルクスクリーン（バックアップ体）５が張設してある。カバーガラスＢは、シルクスクリーン５の内部に作用させた真空圧で吸着保持されており、シルクスクリーン５でカバーガラスＢの全体を支持することにより、カバーガラスＢの左右中途部が自重で下突状に湾曲するのを確実に防止できる。調整テーブル２と固定台１との間には、カバーガラスＢの液晶基板Ａに対する位置ずれを調整操作する位置調整構造が設けてある。

【0026】

可動テーブル３は、調整テーブル２よりひとまわり小さな横長四角形状に形成されるテーブル本体７を有し、その内部に真空チャンバー８が凹み形成され、図１に示すように、真空チャンバー８の開口面の側には、液晶基板Ａを吸着固定する吸着板９が固定してある。真空チャンバー８は、図示していない真空源と制御バルブ群を介して接続されており、必要に応じて真空圧を真空チャンバー８に作用させて液晶基板Ａを吸着でき、あるいは真空チャンバー８に対する真空圧の作用を停止して液晶基板Ａを開放できる。吸着板９は、貼合ローラー４の押圧力を受けても弾性変形しない金属板材からなり、その板面には吸着穴１０の一群が、一定間隔おきに、しかも一定のパターンで形成してある。

【0027】

先に説明したように、可動テーブル３は固定台１で揺動開閉可能に支持される。そのために、固定台１の左側端に前後一対のブラケット１３を固定し、可動テーブル３の側にＬ字状の前後一対の揺動アーム１４を固定し、これら両者１３・１４を揺動軸１５で連結している。揺動軸１５は、それぞれ前後の揺動アーム１４に固定してあり、揺動軸１５をブラケット１３に固定したギヤードモーター１６で回転操作することにより、可動テーブル３を待機位置と貼合位置に自動的に開閉できる。待機位置における可動テーブル３は、吸着板９が水平姿勢になって、その吸着面９ａが上向きになっている。また、可動テーブル３を貼合姿勢にした状態では、先の吸着面９ａが調整テーブル２と平行に正対して、固定台１に設けた位置決めピン１７で受止められている。

【0028】

図４に示すように、可動テーブル３の揺動先端側の上面には、貼合時にカバーガラスＢの貼合終端が跳ね動くのを規制する接触規制構造が設けてある。図１に示すように、接触規制構造は、テーブル本体７の外面に設けたブラケット１９で支持される１個以上のエアーシリンダー（ガス圧シリンダー）２０と、テーブル本体７に固定したガイドブッシュ２１で上下スライド自在に支持される規制具２２を備えている。この実施例では、ブラケット１９に５個のエアーシリンダー２０が配置してある場合を示している。ブラケット１９は、前後に長い樋体状の締結枠２３と、締結枠２３の左右側面を支持する複数組のＬ字状の支持脚２４とからなり、締結枠２３の底壁に先のエアーシリンダー２０が、一定間隔おきに締結固定してある。

【0029】

図１において、エアーシリンダー２０は、締結軸部２６を一体に備えたシリンダー本体２７と、シリンダー本体２７に対して出退操作されるピストンロッド２８を備えたダブルアクション型のシリンダーからなり、ピストン２９で区分される作動室のそれぞれが、切換弁３０を介してポンプ３１に接続してある。シリンダー本体２７と切換弁３０を接続する通路には、それぞれ圧力調整弁３２が設けてある。締結軸部２６の周面には雄ねじが形成してあり、この軸部２６を締結枠２３の底壁に設けた締結穴に挿通し、締結軸部２６にねじ込まれた２個のロックナット３３で、先の底壁を挟持することにより、エアーシリンダー２０をブラケット１９に固定できる。締結軸部２６と、同軸部２６にねじ込んだロックナット３３は高さ調整構造を兼ねており、両ロックナット３３の締結軸部２６に対する固定位置を変更することにより、エアーシリンダー２０の可動テーブル３に対する固定高さを調整することができる。切換弁３０は電磁操作弁からなり、図１に示す切換え状態ではピストンロッド２８が進出移動し、逆の切換え状態ではピストンロッド２８が退入移動する。ピストンロッド２８の突端には、規制具２２のピン３７を連結するためのねじ軸３４が形成してある。

【0030】

規制具２２は、ガイドブッシュ２１で上下スライド自在に支持される複数のピン３７と、ピン３７の下端に固定される弾性体３８とで構成してある。図１においてガイドブッシュ２１は、テーブル本体７の上壁に固定されて、真空チャンバー８を上下に貫いており、その下端は吸着板９を受止めている。ピン３７の上部にはねじ穴３９が形成してあり、このねじ穴３９にピストンロッド２８のねじ軸３４をねじ込んで、ロックナット４０で固定することにより、ピン３７がピストンロッド２８と同行移動可能に連結してある。この連結状態のピン３７は、ガイドブッシュ２１を上下に貫通して、弾性体３８が吸着板９の吸着面９ａより下方に突出している。弾性体３８は、硬質ゴムあるいは硬質のエラストマーを素材とする、カバーガラスＢの前後幅と同じか、これより僅かに長いフラットバーからなり、図示していないビスでピン３７の下面に固定してあり、所定の外力が作用して始めて弾性変形する。弾性体３８の上下厚みは、液晶基板Ａの上下厚みと同じかこれより小さく設定するが、その理由は後述する。

【0031】

図４において貼合ローラー４は、ローラー本体４３と、ローラー本体４３を支持するローラー台４４とを備えている。図１に示すように、ローラー本体４３は、金属製のローラー軸４５と、ローラー軸４５の外面を覆う硬質ゴム製のローラー筒４６とで構成してあり、ローラー軸４５の前後端が、ローラー台４４に設けた前後一対のローラーブラケット４７で回転自在に支持してある。貼合ローラー４を図４に示す貼合始端と、図４に向かって右端の貼合終端との間で往復駆動するためにローラー駆動構造を設けている。

【0032】

ローラー駆動構造は、ローラー台４４をスライド軸４９を介して昇降自在に支持する往復台５０と、往復台５０を往復駆動操作する駆動機構とからなる。駆動機構は、固定台１の前後に配置される送りねじ軸５１と、往復台５０の下面に固定されて送りねじ軸５１と噛合う雌ねじ体５２と、固定台１に固定したギヤードモーター５３の回転動力を前後の送りねじ軸５１に伝導するタイミングベルト機構５４などで構成してある。ローラー台４４と往復台５０との間に、貼合ローラー４を昇降操作する昇降機構が設けてあり、昇降機構は前後一対のエアーシリンダー５６で構成されている。図４に示すように、エアーシリンダー５６のシリンダー本体５７は、往復台５０側のシリンダーブラケット５８に固定してあり、ピストンロッド５９はローラー台４４側のロッドブラケット６０に固定してある。従って、シリンダー本体５７に加圧空気を送給すると、ローラー台４４および貼合ローラー４を上昇移動させて貼合姿勢に切換えることができる。

【0033】

吸着板９で吸着された液晶基板Ａと、調整テーブル２のシルクスクリーン５で保持されたカバーガラスＢとは、おおまかに位置決めされているものの、両者の位置精度は十分ではない。液晶基板ＡとカバーガラスＢには、予め位置決め用のマークが表示してあり、これらのマークを位置基準にして、位置調整構造で位置合わせを行うことにより、貼合時の液晶基板ＡとカバーガラスＢの基準位置に対する位置ずれ量が、±５μｍの範囲内に収まるように高精度化している。位置調整構造は、固定台１と調整テーブル２との間に設けた前後一対の位置調整装置６３と、待機位置における可動テーブル３の上方の左右２個所に配置した基準側カメラ６４と、調整テーブル２の上方の左右２個所に配置した調整側カメラ６５と、アライメントコントローラーなどで構成してある。調整時には、基準側カメラ６４と調整側カメラ６５で取込んだ位置決めマークの映像をアライメントコントローラーで照合し、同コントローラーからの出力信号に基づき位置調整装置６３を作動させて、カバーガラスＢの液晶基板Ａに対する位置ずれを調整する。

【0034】

液晶基板ＡとカバーガラスＢは以下の手順で貼合する。まず、図２に示すように可動テーブル３を待機位置へ開放揺動して吸着板９の上面に液晶基板Ａを載置し、真空チャンバー８に真空圧を作用させて液晶基板Ａを吸着固定する。この状態で剥離紙を除去して、液晶基板Ａに設けた透明な接着材層７０を露出させる。硬化収縮に伴う表示むらを防ぐために、接着材層７０の厚みは０．５ｍｍとした。同様に、シルクスクリーン５の上面にカバーガラスＢを載置して位置決めする。この状態で、基準側カメラ６４と調整側カメラ６５によって液晶基板ＡおよびカバーガラスＢに設けた位置決めマークの映像を取込み、両マークの位置ずれ状況をアライメントコントローラーで照合し位置調整装置６３を作動させて、位置合わせ結果が適正であるか否かを、位置決めマークの位置合わせ状況から判定する。アライメントコントローラーによる照合と位置調整装置６３による位置調整を複数回行うことにより、カバーガラスＢと液晶基板Ａの位置決めを精密に行うことができる。

【0035】

位置決めが終了したのち、可動テーブル３を貼合位置まで回動操作して、液晶基板ＡをカバーガラスＢに対して、上下隙間Ｅを介して上下に対向させる。上下隙間Ｅの値は、液晶基板Ａの対角寸法によって０．２〜０．５ｍｍの範囲で選定することができ、この実施例では０．３ｍｍとした。先に説明したように、カバーガラスＢは液晶基板Ａよりひとまわり大きく形成してあるため、貼合位置におけるカバーガラスＢの４辺縁は液晶基板Ａの周縁からはみ出している。このはみ出し部分のうち、液晶基板Ａの貼合終端の外側方へはみ出しているはみ出し部７１を、図６（ａ）に示すように、接触規制構造の規制具２２で受止める。詳しくは、可動テーブル３が貼合位置まで回動操作されたのち、エアーシリンダー２０を作動させて、ピストンロッド２８および規制具２２を下降操作して、弾性体３８をはみ出し部７１に接当させる。

【0036】

上記の状態で、貼合ローラー４およびローラー台４４を、エアーシリンダー５６で下方の待機姿勢から上方の貼合姿勢に切換えて、図６（ｂ）に示すようにカバーガラスＢの貼合始端を液晶基板Ａに押付ける。同時に、ローラー駆動構造の送りねじ軸５１を回転駆動して、図６（ｃ）に示すように往復台５０、ローラー台４４、および貼合ローラー４を貼合終端へ向かって送り操作する。このとき、カバーガラスＢのはみ出し部７１は、依然として規制具２２で受止められているので、カバーガラスＢは、貼合ローラー４で押圧されている部分から弾性体３８へ向かって下り傾斜した弾性変形状態で貼合される。そのため、貼合面に挟み込まれようとする空気を、貼合ローラー４の進行方向へ向かって強制的に逃がすことができ、従って、貼合面に気泡が封じ込まれるのを確実に防止しながら、カバーガラスＢを液晶基板Ａに貼合できる。

【0037】

貼合ローラー４が貼合終端の近傍にまで達した状態においても、図７（ａ）に示すように、カバーガラスＢのはみ出し部７１は規制具２２で受止められている。しかし、貼合ローラー４が液晶基板Ａの貼合終端に達したのちは、図７（ｂ）に示すように、はみ出し部７１と規制具２２が、貼合ローラー４でエアーシリンダー２０の押圧力に抗して上方移動されて、カバーガラスＢの貼合終端が液晶基板Ａに貼合される。また、貼合ローラー４が図７（ｂ）に示す位置まで移動したことを図示していないセンサーで検知して、切換弁３０を中立位置へ戻すことにより、エアーシリンダー２０の作動を停止させて、規制具２２に作用する押圧力を開放する。こののちに、昇降機構のエアーシリンダー５６を下降操作することにより、カバーガラスＢの貼合処理を終了する。このように、貼合処理が終了する直前の、接触規制構造のエアーシリンダー２０の作動停止タイミングを、昇降機構のエアーシリンダー５６の下降動作タイミングより僅かに先行させることにより、カバーガラスＢの貼合終端を液晶基板Ａに貼合したのちに、はみ出し部７１が規制具２２で押し戻されるのを確実に防止できる。上記のように、はみ出し部７１と規制具２２をエアーシリンダー２０の押圧力に抗して上方移動操作するために、貼合ローラー４を昇降操作するエアーシリンダー５６の操作力は、規制具２２を操作するエアーシリンダー２０の操作力より大きく設定してある。

【0038】

図７（ｂ）に示すように、カバーガラスＢの貼合終端がガラス基板Ａに押付けられた状態では、はみ出し部７１が弾性体３８で受け止められている。この状態において、カバーガラスＢをガラス基板Ａに確実に密着させて、適正に貼合を行うために、弾性体３８の上下厚みをガラス基板Ａの上下厚みと同じかこれより小さく設定している。なお、弾性体３８の上下厚みが液晶基板Ａの上下厚みより大きいと、はみ出し部７１が吸着面９ａに接当した弾性体３８で押返されて、カバーガラスＢの貼合終端をガラス基板Ａに確実に貼合できなくなる。また、はみ出し部７１に過剰な力が加わって破損するおそれがある。

【0039】

カバーガラスＢの貼合が終了したら、貼合ローラー４を下方の待機姿勢へ下降させ、ローラー駆動構造の送りねじ軸５１を逆向きに回転駆動して、貼合ローラー４を貼合始端位置へ戻す。その間に、可動テーブル３を待機位置へ回動操作し、真空チャンバー８に対する真空圧の供給を停止した状態で、カバーガラスＢが貼合された液晶基板Ａを取り出す。以後、上記の手順を繰り返し行うことにより、カバーガラスＢの液晶基板Ａに対する貼合を連続して行える。

【0040】

以上のように構成した貼合装置によれば、はみ出し部７１を規制具２２で受止めて、カバーガラスＢが貼合ローラー４の押圧部から弾性体３８へ向かって下り傾斜した状態で貼合を行うので、気泡が貼合面に封じ込まれるのを確実に防止しながら貼合することができる。また、貼合ローラー４が液晶基板Ａの貼合終端に達した状態においても、はみ出し部７１を規制具２２で受止めて、カバーガラスＢが液晶基板Ａ側へ跳ね上がるのを防止するので、カバーガラスＢの跳ね上がりに伴う、気泡のかみ込みや接着終端の位置ずれなどの貼合不良を一掃できる。さらに、貼合終端においては、はみ出し部７１と規制具２２を貼合ローラー４で強制的に液晶基板Ａへ向かって押上げ操作しながら、カバーガラスＢを貼合するので、変形応力が大きな大サイズのカバーガラスＢであっても、確実に貼合を行ってはみ出し部７１の跳ね上がりに伴う貼合不良を解消できる。

【0041】

上記の実施例では、バックアップ体５としてシルクスクリーンを適用したがその必要はなく、貼合ローラー４の進行方向に複数組の真空吸着体を配置して、カバーガラスＢを吸着固定することができる。この場合の真空吸着体は、貼合ローラー４の進行に先行して、同ローラー４の移動軌跡の外へ退避移動する。ガス圧シリンダー２０としては、エアーシリンダーが好適であるが、圧縮可能なガスを作動ガスとするシリンダーであってもよい。ガス圧シリンダー２０の設置個数が少ない場合の弾性体３８はフラットバーで構成し、必要に応じてバックアップ枠で補強しておくことが好ましいが、ガス圧シリンダー２０の設置個数が多い場合の弾性体３８は、個々のピン３７の下端に、図示していないビスで個別に固定してあってもよい。あるいは、２個の隣接するピン３７ごとにビスで弾性体３８が固定してあってもよい。

【0042】

上記の実施例では、エアーシリンダー２０を駆動源にして接触規制構造を構成したが、数値制御が可能なモーターを駆動源にして、規制具２２を昇降操作することができる。その場合には、ブラケット１９に数値制御が可能なモーターと、モーターの回転動力を昇降動作に変換する動力変換機構を配置しておき、動力変換機構の出力端に規制具２２を連結しておくとよい。この場合には、貼合終端におけるはみ出し部７１と規制具２２を、数値制御が可能なモーターで貼合ローラー４の押圧力に同調して上方移動させることにより、貼合終了時にはみ出し部７１が規制具２２で押し戻されるのを確実に防止できる。さらに、貼合処理が終了する直前の規制具２２の作動停止タイミングを、上記の実施例と同様に、エアーシリンダー５６の下降動作タイミングより僅かに先行させておいて、はみ出し部７１が規制具２２で押し戻されるのを防止してもよい。

【0043】

上記のように、数値制御が可能なモーターを駆動源にして、規制具２２を昇降操作する接触規制構造によれば、先に説明した貼合装置と同様に、大きなサイズのカバーガラスＢを貼合する場合であっても、貼合終端におけるカバーガラスＢの跳ね上がりを解消して、気泡のかみ込みや接着終端の位置ずれなどの貼合不良を一掃して生産性を向上できる。さらに、貼合終端においてはみ出し部７１と規制具２２を、数値制御が可能なモーターで貼合ローラー４の押圧力に同調して上方移動させるので、はみ出し部７１に無理な力が作用するのを解消して、大きなサイズのカバーガラスＢをガラス基板Ａに対して常に確実に貼合できる。

【0044】

上記の実施例ではガラス基板Ａが液晶基板である場合について説明したが、ガラス基板Ａはプラズマディスプレイ基板、太陽電池基板、タッチパネル基板などであってもよい。可動テーブル３は揺動軸１５の周りに回動して待機姿勢と貼合姿勢に切換える構造である必要はなく、ガラス基板Ａを吸着固定し位置合わせを行った後、調整テーブル２と正対できる構造であればよい。例えば、可動テーブル３を水平に移動させて、調整テーブル２と正対できるようにしてもよい。

【符号の説明】

【0045】

１ 固定台
２ 調整テーブル
３ 可動テーブル
４ 貼合ローラー
５ シルクスクリーン（バックアップ体）
８ 真空チャンバー
１９ ブラケット
２０ エアーシリンダー（ガス圧シリンダー）
２２ 規制具
３３ ロックナット
３７ ピン
３８ 弾性体
Ａ 液晶基板（ガラス基板）
Ｂ カバーガラス
Ｅ 上下隙間

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】