CN105102171A - 激光束照射装置及光学部件贴合体的制造装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于，提供一种能够锋利地切断对象物且能够抑制切割品质降低的激光束照射装置及光学部件贴合体的制造装置。激光束照射装置包括：激光束振荡器，辐射激光束；聚光透镜(141)，汇聚从所述激光束振荡器辐射出的所述激光束；光圈部件(143)，将由所述聚光透镜汇聚后的所述激光束集中在一起；和校准透镜(145)，将由所述光圈部件集中在一起的所述激光束平行化。

Description

激光束照射装置及光学部件贴合体的制造装置
技术领域
本发明涉及激光束照射装置及光学部件贴合体的制造装置。
本申请基于2013年2月13日申请的日本国专利出愿2013-26096号主张优先权，在此援引其内容。
背景技术
在现有技术中，公知有向对象物照射激光束来进行规定的加工的激光束照射装置。以往激光束照射装置大多利用于薄膜的切断加工等中，还期待例如在专利文献1所记载的偏振薄膜的制造方法等中有所应用。
【在先技术文献】
【专利文献】
【专利文献1】日本国特开2003-255132号公报
发明内容
-发明要解决的课题-
一般，激光束的强度在波束的中心部较强，在波束的外周部较弱。若波束外周部的激光束的强度变小，则波束的外周部无法对对象物的切断有贡献。因此，若使用具有这种强度分布的激光束，则无法锋利地切断对象物，有时会降低切割品质。
本发明的方式鉴于上述情况而完成，目的在于，提供一种能够锋利地切断对象物且能够抑制切割品质降低的激光束照射装置及光学部件贴合体的制造装置。
-用于解决课题的手段-
为了达到上述的目的，本发明方式的激光束照射装置及光学部件贴合体的制造装置采用了以下的构成。
(1)本发明的第一方式的激光束照射装置包括：激光束振荡器，辐射激光束；聚光透镜，汇聚从所述激光束振荡器辐射出的所述激光束；光圈部件，将由所述聚光透镜汇聚后的所述激光束集中在一起；和校准透镜，将由所述光圈部件集中在一起的所述激光束平行化。
(2)在上述(1)记载的激光束照射装置中，所述光圈部件还可以配置在所述聚光透镜的后侧焦点附近。
(3)本发明的第二方式的激光束照射装置包括：工作台，具有保持对象物的保持面；激光束振荡器，辐射激光束；第1聚光透镜，汇聚从所述激光束振荡器辐射出的所述激光束；光圈部件，将由所述第1聚光透镜汇聚后的所述激光束集中在一起；校准透镜，将由所述光圈部件集中在一起的所述激光束平行化；扫描器，在与所述保持面平行的平面内对由所述校准透镜平行化之后的所述激光束进行2轴扫描；和移动装置，使所述工作台和所述扫描器进行相对移动。
(4)在上述(3)记载的激光束照射装置中，还可以包括：第2聚光透镜，将由所述校准透镜平行化之后的所述激光束朝向所述保持面而进行汇聚。
(5)本发明的第三方式的光学部件贴合体的制造装置是将光学部件贴合到光学显示部件的光学部件贴合体的制造装置，包括：贴合装置，通过在所述光学显示部件贴合向所述光学显示部件的外侧突出的尺寸的薄片，从而形成薄片贴合体；和切断装置，沿着所述薄片贴合体的所述光学显示部件与所述薄片的贴合面的端缘，从所述薄片贴合体切离向所述贴合面的外侧突出的部分的所述薄片，形成与所述贴合面相对应的大小的所述光学部件，所述切断装置由上述(1)至(4)中的任一项所述的激光束照射装置构成，通过从所述激光束照射装置照射出的激光束，切断作为对象物的所述薄片。
-发明效果-
根据本发明的方式，能够提供可锋利地切断对象物且可抑制切割品质降低的激光束照射装置及光学部件贴合体的制造装置。
附图说明
图1是表示本发明的一实施方式的激光束照射装置的立体图。
图2是表示EBS结构的图。
图3是表示IOR的内部结构的立体图。
图4是表示第1聚光透镜、光圈部件及校准透镜的配置结构的侧剖视图。
图5是表示激光束照射装置的控制系统的结构的图。
图6(a)～(d)是用于说明EBS的作用的图。
图7(a)～(d)是在图6中关注了激光束的1个脉冲的图。
图8是用于说明IOR的作用的图。
图9是利用比较例的激光束照射装置切断了作为对象物的偏振板时的切断面的放大图。
图10是利用本实施方式的激光束照射装置切断了作为对象物的偏振板时的切断面的放大图。
图11是表示本发明的一实施方式的光学部件贴合体的制造装置的示意图。
图12是液晶面板的俯视图。
图13是图12的A-A剖视图。
图14是光学片的剖视图。
图15是表示切断装置的动作的图。
图16是表示贴合面的端缘的检测工序的俯视图。
图17是检测装置的示意图。
图18A是表示薄片相对于液晶面板的贴合位置的决定方法的一例的图。
图18B是表示薄片相对于液晶面板的贴合位置的决定方法的一例的图。
图19是表示激光束描绘期望的轨迹的控制方法的图。
具体实施方式
以下，参照附图来说明本发明的实施方式，但是本发明并不限于以下的实施方式。
另外，在以下的所有附图中，为了容易观察附图，适当调整了各结构要素的尺寸或比率等。此外，在以下的说明及附图中，对相同或相应的要素赋予同一符号，并省略重复的说明。
(激光束照射装置)
图1是表示用作对象物的切断装置的激光束照射装置100的一例的立体图。
在以下的说明中，根据需要而设定XYZ直角坐标系，参照该XYZ直角坐标系来说明各部件的位置关系。在本实施方式中，将与保持对象物的保持面平行的方向设为X方向，将在保持面的面内与第1方向(X方向)正交的方向设为Y方向，将与X方向及Y方向正交的方向设为Z方向。
如图1所示，激光束照射装置100具备工作台101、激光束振荡器102、构成EBS130(ElectricalBeamShaping：参照图2)的音响光学元件103、IOR104(ImagingOpticsRail)、扫描器105、移动装置106和统一控制这些装置的控制装置107。
工作台101具有保持对象物110的保持面101s。工作台101从保持面101s的法线方向观察时是矩形。保持面101s具有在第1方向(X方向)上具有长边的长方形的第1保持面101s1、和与第1保持面101s1相邻地配置且形状与第1保持面101s1相同的第2保持面101s2
激光束振荡器102是辐射激光束L的部件。例如，作为激光束振荡器102，可以使用CO2激光束振荡器(二氧化碳激光束振荡器)、UV激光束振荡器、半导体激光束振荡器、YAG激光束振荡器、准分子激光束振荡器等振荡器，不特别限定具体的结构。在上述的振荡器之中，CO2激光束振荡器能够辐射可实现例如偏振薄膜等光学部件的切断加工的高输出激光束。
图2是表示EBS130结构的图。
如图2所示，EBS130具有：音响光学元件103，被配置在从激光束振荡器102辐射的激光束的光路上；驱动器131，与音响光学元件103电连接；和控制装置107，控制激光束通过音响光学元件103的时刻(相当于后述的激光器控制部171)。
直到激光束的输出变稳定为止，EBS130阻挡激光束。
音响光学元件103是用于阻挡从激光束振荡器102辐射的激光束的光学元件。
音响光学元件103例如在由二氧化碲(TeO2)或钼酸铅(PbMoO4)等单晶或玻璃构成的音响光学介质上粘接了压电元件。对压电元件施加电信号来产生超声波，在音响光学介质中传播该超声波，从而能够控制激光束的通过与不通过(阻挡)。
另外，在本实施方式中，作为EBS130的构成部件使用了音响光学元件103，但是并不限于此。只要能够阻挡从激光束振荡器102辐射的激光束即可，也可以使用其他光学元件。
驱动器131基于控制装置107的控制，向音响光学元件103供给使其产生超声波的电信号(控制信号)，调整音响光学元件103对激光束的阻挡时间。
控制装置107控制激光束通过音响光学元件103的时刻，以去除例如从激光束振荡器102辐射的激光束的上升沿部分及下降沿部分。
另外，控制装置107的时刻控制并不限于此。例如，控制装置107也可以以选择性地去除从激光束振荡器102辐射的激光束的上升沿部分的方式控制激光束通过音响光学元件103的时刻。
特别是，在从激光束振荡器102辐射的激光束的下降沿部分的宽度(时间)比激光束的上升沿部分的宽度(时间)足够短的情况下，去除激光束的下降沿部分的实际效应较小。因此，在这种情况下，也可以选择性地只去除从激光束振荡器102辐射的激光束的上升沿部分。
通过这种结构，EBS130基于控制装置107的控制，以输出稳定的状态射出从激光束振荡器102辐射的激光束。
IOR104去除激光束的强度分布之中对对象物110的切断没有贡献的下摆部分。
图3是表示IOR104的内部结构的立体图。
如图3所示，IOR104具有：第1聚光透镜141，汇聚从EBS130射出的激光束；第1保持框142，保持第1聚光透镜141；光圈部件143，将由第1聚光透镜141汇聚的激光束集中在一起；保持部件144，保持光圈部件143；校准透镜145，将由光圈部件143集中在一起的激光束平行化；第2保持框146，保持校准透镜145；和移动机构147，使第1保持框142、保持部件144及第2保持框146进行相对移动。
图4是表示第1聚光透镜141、光圈部件143及校准透镜145的配置结构的侧剖视图。
如图4所示，在光圈部件143中形成有用于将由第1聚光透镜141汇聚的激光束集中在一起的针孔143h。第1聚光透镜141、针孔143h及校准透镜145各自的中心被配置在与从EBS130射出的激光束的光轴CL重叠的位置上。
光圈部件143可配置在第1聚光透镜141的后侧焦点的附近。
在此，“第1聚光透镜141的后侧焦点的附近”是指，在光圈部件143的配置位置距第1聚光透镜141的后侧焦点的位置偏离不大的范围内，可使配置位置有些不同。例如，只要是第1聚光透镜141的中心至第1聚光透镜141的后侧焦点的距离K1与第1聚光透镜141的中心至光圈部件143的针孔143h的中心的距离K2之比K1/K2在0.9/1以上且1.1/1以下的范围，就可在第1聚光透镜141的后侧焦点的附近配置光圈部件143。若是这种范围，则能够有效地将由第1聚光透镜141汇聚的激光束集中在一起。
另外，光圈部件143可配置在第1聚光透镜141的后侧焦点的附近，光圈部件143的配置位置但是并不一定限于该位置。光圈部件143的配置位置只要是在第1聚光透镜141与校准透镜145之间的光路上即可，并不限于第1聚光透镜141的后侧焦点的附近。
返回图3，移动机构147具有使第1保持框142、保持部件144及第2保持框146分别沿着与激光束的行进方向平行的方向移动的滑动机构148、和保持滑动机构148的保持台149。
例如，在将保持部件144配置在恒定位置的状态下，使第1保持框142及第2保持框146沿着与激光束的行进方向平行的方向移动，从而进行第1保持框142、保持部件144及第2保持框146相互间的定位。具体而言，将光圈部件143配置在校准透镜145的前侧焦点的位置且第1聚光透镜141的后侧焦点的位置上。
返回图1，扫描器105在与保持面101s平行的平面内(XY平面内)对激光束进行2轴扫描。即，扫描器105使激光束相对于工作台101而沿着X方向和Y方向独立地相对移动。由此，能够更高精度地向保持于工作台101的对象物110的任意位置照射激光束。
扫描器105具备第1照射位置调整装置151和第2照射位置调整装置154。
第1照射位置调整装置151及第2照射位置调整装置154构成在与保持面101s平行的平面内对从IOR104射出的激光束进行2轴扫描的扫描元件。作为第1照射位置调整装置151及第2照射位置调整装置154，例如使用电控光束扫描器。另外，作为扫描元件，并不限于电控光束扫描器，也可以使用万向扫描器。
第1照射位置调整装置151具备反射镜152和调整反射镜152的设置角度的促动器153。促动器153具有与Z方向平行的旋转轴。促动器153基于控制装置107的控制，使反射镜152绕Z轴旋转。
第2照射位置调整装置154具备反射镜155、和调整反射镜155的设置角度的促动器156。促动器156具有与Y方向平行的旋转轴。促动器156基于控制装置107的控制，使反射镜155绕Y轴旋转。
在扫描器105与工作台101之间的光路上，配置有将经过了扫描器105的激光束朝向保持面101s汇聚的第2聚光透镜108。
例如，作为第2聚光透镜108，使用fθ透镜。由此，能够与对象物110平行地汇聚从反射镜155向第2聚光透镜108平行地射出的激光束。
另外，在扫描器105与工作台101之间的光路上也可以不配置第2聚光透镜108。
从激光束振荡器102辐射出的激光束L经由音响光学元件103、IOR104、反射镜152、反射镜155、第2聚光透镜108之后照射到保持于工作台101的对象物110。第1照射位置调整装置151和第2照射位置调整装置154基于控制装置107的控制，调整从激光束振荡器102向保持于工作台101的对象物110照射的激光束的照射位置。
扫描器105的控制下的激光束的加工区域105s(以下称作扫描区域)从保持面101s的法线方向观察时是矩形。在本实施方式中，扫描区域105s的面积小于第1保持面101s1及第2保持面101s2各自的面积。
移动装置106使工作台101和扫描器105进行相对移动。移动装置106具有：第1滑动机构161，使工作台101在与保持面101s平行的第1方向(X方向)上移动；和第2滑动机构162，使第1滑动机构161在与保持面101s平行且与第1方向正交的第2方向(Y方向)上移动。移动装置106使第1滑动机构161及第2滑动机构162分别内置的线性电机工作，从而使工作台101朝向XY的各方向移动。
在滑动机构内被脉冲驱动的线性电机能够根据供给到线性电机的脉冲信号来精细地进行输出轴的旋转角度控制。因此，能够高精度地控制被滑动机构支承的工作台101在XY各方向上的位置。另外，工作台101的位置控制并不限于使用了脉冲电机的位置控制，也可以通过使用了伺服电机的反馈控制或其他任意的控制方法来实现。
控制装置107具有对激光束振荡器102及音响光学元件103(驱动器131)进行控制的激光器控制部171、控制扫描器105的扫描器控制部172、和控制移动装置106的滑动控制部173。
具体而言，激光器控制部171控制激光束振荡器102的ON/OFF、从激光束振荡器102辐射的激光束的输出、从激光束振荡器102辐射的激光束L通过音响光学元件103的时刻、驱动器131。
扫描器控制部172分别控制第1照射位置调整装置151的促动器153、第2照射位置调整装置154的促动器156的驱动。
滑动控制部173控制第1滑动机构161及第2滑动机构162分别内置的线性电机的工作。
图5是表示激光束照射装置100的控制系统的结构的图。
如图5所示，在控制装置107上连接了可输入输入信号的输入装置109。输入装置109具有键盘、鼠标等输入设备或者可输入来自外部装置的数据的通信装置等。控制装置107可以包括表示激光束照射装置100各部分的动作状况的液晶显示器等显示装置，也可以与显示装置相连。
若用户通过向输入装置109输入加工数据而完成初始设定，则基于控制装置107的激光器控制部171的控制，从激光束振荡器102辐射激光束。此时，基于控制装置107的扫描器控制部172的控制，开始构成扫描器105的反射镜的旋转驱动。与此同时，基于控制装置107的滑动控制部173的控制，通过旋转编码器等传感器，检测在第1滑动机构161、第2滑动机构162中设置的电机等的驱动轴的转速。
控制装置107控制移动装置106和扫描器105，以使激光束照射到实时校正各个坐标值而与加工数据一致的坐标上，即使得激光束在对象物110(参照图1)中描绘期望的轨迹。控制装置107例如主要通过移动装置106来进行激光束的扫描，在扫描器105中调整移动装置106无法高精度地控制激光束的照射位置的区域。
图6(a)～(d)是用于说明EBS130的作用的图。
图6(a)表示从激光束振荡器102辐射的激光束的控制信号。
图6(b)表示从激光束振荡器102辐射出的激光束本身的输出特性、即从激光束振荡器102辐射出的激光束通过音响光学元件103之前的激光束的输出特性。
图6(c)表示音响光学元件103的控制信号。
图6(d)表示从激光束振荡器102辐射出的激光束通过音响光学元件103之后的激光束的输出特性。
在图6(b)、(d)中，横轴表示时间，纵轴表示激光束的强度。
图7(a)～(d)是在图6(a)～(d)中关注了激光束的1个脉冲的图。
另外，在以下的说明中，将“从激光束振荡器102辐射的激光束的控制信号”称作“激光束的控制信号”。将“从激光束振荡器102辐射出的激光束通过音响光学元件103之前的激光束的输出特性”称作“通过音响光学元件103前的激光束的输出特性”。将“从激光束振荡器102辐射出的激光束通过音响光学元件103之后的激光束的输出特性”称作“通过音响光学元件103后的激光束的输出特性”。
如图6(a)、图7(a)所示，激光束的控制信号的脉冲Ps1是矩形脉冲。如图6(a)所示，激光束的控制信号是通过对激光束振荡器102的ON/OFF信号被周期性地切换而产生多个脉冲Ps1的所谓时钟脉冲。
在图6(a)、图7(a)中，脉冲Ps1的山峰部分是向激光束振荡器102发送了ON信号的状态，即从激光束振荡器102辐射激光束的ON状态。脉冲Ps1的山谷部分是向激光束振荡器102发送了OFF信号的状态，即未从激光束振荡器102辐射激光束的OFF状态。
如图6(a)所示，以较短的间隔配置3个脉冲Ps1来形成1个集合脉冲PL1。以比3个脉冲Ps1的配置间隔更长的间隔配置3个集合脉冲PL1。例如，相邻的2个脉冲Ps1间的间隔是1毫秒，相邻的2个集合脉冲PL1间的间隔是10毫秒。
另外，在本实施方式中，举例说明了以较短的间隔配置3个脉冲Ps1来形成1个集合脉冲PL1，但是并不限于此。例如，也可以通过以较短的间隔配置2个或4个以上的多个脉冲来形成1个集合脉冲。
此外，并不限于周期性地形成多个脉冲，也可以是以较长的宽度形成1个脉冲的结构。即，也可以是从对激光束振荡器的ON信号至OFF信号为止仅在规定时间内辐射一定强度的激光束的结构。
如图6(b)、图7(b)所示，通过音响光学元件103前的激光束的输出特性的脉冲Ps2是具有上升沿部分G1和下降沿部分G2的波形脉冲。
在此，上升沿部分G1是指，脉冲Ps2中激光束的强度从零开始到达对对象物的切断有贡献的强度为止的期间内的部分。下降沿部分G2是指，激光束的输出特性的脉冲Ps2中激光束的强度从对对象物的切断有贡献的强度下降至零的期间内的部分。对对象物的切断有贡献的强度随着对象物的材质、厚度或激光束的输出值而不同，作为一例，如图7(b)所示，设为激光束的峰值强度(100％)的50％的强度。
如图6(b)、图7(b)所示，脉冲Ps2的上升沿部分G1的宽度比下降沿部分G2的宽度长。也就是说，从激光束振荡器102辐射的激光束的上升沿部分G1的时间比激光束的下降沿部分G2的时间长。
例如，上升沿部分G1的宽度的45微秒，下降沿部分G2的宽度是25微秒。
另外，在本实施方式中，举例说明了脉冲Ps2的上升沿部分G1的宽度比下降沿部分G2的宽度长，但是并不限于此。例如，在脉冲Ps2的上升沿部分G1的宽度与下降沿部分G2的宽度大致相等的情况、脉冲Ps2的上升沿部分G1的宽度比下降沿部分G2的宽度窄的情况下，也能应用本发明。
如图6(b)所示，通过将3个脉冲Ps2配置在与图6(a)所示的3个脉冲Ps1对应的位置上，从而形成了1个集合脉冲PL2。3个集合脉冲PL2配置在与图6(a)所示的3个集合脉冲PL1对应的位置上。
如图6(c)、图7(c)所示，音响光学元件103的控制信号的脉冲Ps3是矩形脉冲。如图6(c)所示，音响光学元件103的控制信号是通过周期性地切换对驱动器131的控制信号来产生多个脉冲Ps3以便周期性地控制激光束通过音响光学元件103的时刻的、所谓时钟脉冲。
在图6(c)、图7(c)中，脉冲Ps3的山峰部分是使激光束通过的状态，即使激光束透过的透光状态。脉冲Ps3的山谷部分是不会使激光束通过的状态，即阻挡激光束的遮光状态。
如图6(c)所示，各脉冲Ps3的山谷部分被配置成图6(b)所示的各脉冲Ps2的上升沿部分G1及下降沿部分G2这两者重叠。
如图7(c)所示，若关注1个脉冲Ps3可知，脉冲Ps3的前侧山谷部分V1的宽度大于脉冲Ps2的上升沿部分G1的宽度，且脉冲Ps3的后侧山谷部分V2的宽度与脉冲Ps2的下降沿部分的宽度大致相等。例如，脉冲Ps3的前侧山谷部分V1的宽度是45微秒，脉冲Ps3的后侧山谷部分V2的宽度是25微秒。由此，EBS130具有具备快速的响应特性的开关功能。
由此，能够去除激光束的上升沿部分G1和下降沿部分G2，在激光束的输出特性的脉冲Ps2中能够选择性地取出激光束强度对对象物的切断有贡献的部分。
其结果，如图6(d)、图7(d)所示，通过音响光学元件103后的激光束的输出特性的脉冲Ps4成为不具备上升沿部分G1和下降沿部分G2的尖锐地突出的脉冲。
另外，在本实施方式中，举例说明了脉冲Ps3的前侧山谷部分V1的宽度大于脉冲Ps2的上升沿部分G1的宽度，且脉冲Ps3的后侧山谷部分V2的宽度与脉冲Ps2的下降沿部分的宽度大致相等，但是并不限于此。
例如，也可以将脉冲Ps3的前侧山谷部分V1的宽度设成大致与脉冲Ps2的上升沿部分G1的宽度相等，或者将脉冲Ps3的后侧山谷部分V2的宽度设成大于脉冲Ps2的下降沿部分的宽度等，可根据需要来适当调整。
图8是用于说明IOR104的作用的图。
图8的左边的图是表示通过针孔143h之前的激光束的强度分布的图。图8的左上图是俯视图。图8的左边中间的图是立体图。图8的左下图是表示横轴为位置、纵轴为强度的图。
图8的右边的图是表示通过针孔143h之后的激光束的强度分布的图。图8的右上图是俯视图。图8的右边中间的图是立体图。图8的右下图是表示横轴为位置、纵轴为强度的图。
图9是利用比较例的激光束照射装置来切断了作为对象物的偏振板时的切断面的放大图。
在此，比较例的激光束照射装置是直接使用通过针孔143h之前的激光束的激光束照射装置，即不具备IOR104的激光束照射装置。
图10是利用本实施方式的激光束照射装置100来切断了作为对象物的偏振板时的切断面的放大图。
如图8的左边的图所示，通过针孔143h之前的激光束的强度分布是在波束的中心部强度较强、在波束的外周部强度较弱的强度分布。若波束的外周部的激光束强度变小，则波束的外周部无法对对象物的切断做贡献。
此时，如图9所示，在比较例的激光束照射装置中确认到偏振板的切断面呈锥体形状。这是因为，切割偏振板时，激光束的波束直径的外周部对沿着切割线的部分有热影响，从而偏振板的切割区域以外的部分被熔解。
相对于此，如图8的右边的图所示，通过针孔143h之后的激光束的强度分布因为在激光束的强度分布中去除了对偏振板的切断没有贡献的下摆部分，因此变成了激光束的强度分布理想的高斯分布。通过针孔143h之后的激光束的强度分布的半值宽度变得比通过针孔143h之前的激光束的强度分布的半值宽度窄。
此时，如图10所示，在本实施方式的具备IOR104的激光束照射装置100中，确认到偏振板的切断面垂直于保持面的情况。这是因为，在切割偏振板时，通过向偏振板照射激光束的强度分布中对偏振板的切断有贡献的部分，从而能够选择性地熔断偏振板的切割区域。
如以上说明，根据本实施方式的激光束照射装置100，能够锋利地切断对象物，并且能够抑制切割品质的降低。
一般，对于激光束而言，想要扩大需切割的范围时，光路会变长。于是，激光束的波束直径发生变化，从而波束直径的外周部变形，切割品质发生变化。
相对于此，根据本实施方式的激光束照射装置100，汇聚由第1聚光透镜141入射的激光束，且在被针孔143h汇聚的激光束之中去除波束直径的外周部，可通过校准透镜145将去除了波束直径的外周部的激光束平行化。因此，即便激光束的光路变长，也能够维持切割品质。
此外，由于在第1聚光透镜141的后侧焦点的附近配置了光圈部件143，因此激光束在被充分汇聚的状态下通过针孔143h。因此，能够高精度地去除激光束的强度分布中对对象物110的切断没有贡献的下摆部分。
此外，由于在扫描器105与工作台101之间的光路上配置了第2聚光透镜108，因此能够将经过了扫描器105的激光束平行地汇聚到对象物110。因此，能够高精度地切断对象物110。
此外，在本实施方式的激光束照射装置100中，主要通过移动装置106进行激光束的扫描，在扫描器105调整通过移动装置106无法高精度地控制激光束的照射位置的区域。因此，与仅通过移动装置106或扫描器105对激光束进行扫描的情况相比，能够在更宽的范围内高精度地控制激光束的照射位置。
另外，在本实施方式中，作为一例，举例说明了激光束照射装置100包括工作台101、激光束振荡器102、第1聚光透镜141、光圈部件143、校准透镜145、扫描器105和移动装置106，但并不限于此。例如，也可以是激光束照射装置包括激光束振荡器、聚光透镜、光圈部件和校准透镜的结构。即，也可以是激光束照射装置不具备工作台、扫描器及移动装置的结构。
(光学部件贴合体的制造装置)
以下，参照附图来说明本发明的一实施方式的光学部件贴合体的制造装置、即薄膜贴合系统1。本实施方式的薄膜贴合系统1中，切断装置由上述的激光束照射装置100构成。
图11是表示本实施方式的薄膜贴合系统1的示意结构的图。
薄膜贴合系统1在例如液晶面板或有机EL面板这样的面板状光学显示部件上贴合偏振薄膜、反射防止薄膜、光扩散薄膜这样的薄膜状光学部件。
在以下的说明中，根据需要而设定XYZ直角坐标系，参照该XYZ直角坐标系来说明各部件的位置关系。在本实施方式中，将作为光学显示部件的液晶面板的传输方向设为X方向，将在液晶面板的面内与X方向正交的方向(液晶面板的宽度方向)设为Y方向，将与X方向及Y方向正交的方向设为Z方向。
如图11所示，本实施方式的薄膜贴合系统1被设置成液晶面板P的生产线上的一个工序。通过作为电子控制装置的控制部40来统一控制薄膜贴合系统1的各部分。
图12是从液晶面板P的液晶层P3的厚度方向观察液晶面板P时的俯视图。液晶面板P具备：俯视时具有长方形状的第1基板P1；与第1基板P1对置地配置的具有比较小形的长方形状的第2基板P2；和被封入第1基板P1与第2基板P2之间的液晶层P3。液晶面板P在俯视时具有沿着第1基板P1的外形状的长方形状，将俯视时收敛于液晶层P3的外周的内侧的区域设为显示区域P4。
图13是图12的A-A剖视图。在液晶面板P的正面和背面适当贴合分别从长条带状的第1光学片F1及第2光学片F2(参照图11，以下有时称作光学片FX)切出的第1光学部件F11及第2光学部件F12(以下，有时称作光学部件F1X)。在本实施方式中，在液晶面板P的两面分别贴合偏振薄膜。在液晶面板P的背光侧的一面贴合第1光学部件F11作为偏振薄膜。在液晶面板P的显示面侧的一面贴合第2光学部件F12作为偏振薄膜。
在显示区域P4的外侧，设有配置对液晶面板P的第1基板P1及第2基板P2进行接合的密封剂等的规定宽度的框部G。
另外，第1光学部件F11及第2光学部件F12是通过从后述的第1薄片F1m及第2薄片F2m(以下，有时称作薄片FXm)分别切离各贴合面的外侧的剩余部分而形成的。将在后面叙述贴合面。
图14是贴合到液晶面板P的光学片FX的部分剖视图。光学片FX具有：薄膜状的光学部件主体F1a；设置在光学部件主体F1a的一个面(在图14中上表面)上的粘接层F2a；隔着粘接层F2a以可分离的方式被层叠到光学部件主体F1a的一个面上的隔离片F3a；和层叠在光学部件主体F1a的另一面(在图14中是下表面)上的表面保护薄膜F4a。光学部件主体F1a起到偏振板的功能，横跨液晶面板P的显示区域P4的所有区域和显示区域P4的周边区域而贴合光学部件主体F1a。另外，为了便于图示，省略了图14的各层的阴影。
光学部件主体F1a在光学部件主体F1a的一个面上残留有粘接层F2a且分离了隔离片F3a的状态下，隔着粘接层F2a而被贴合到液晶面板P。以下，将从光学片FX去除了隔离片F3a的部分称作贴合片F5。
隔离片F3a在从粘接层F2a分离着的期间保护粘接层F2a及光学部件主体F1a。表面保护薄膜F4a与光学部件主体F1a一起被贴合到液晶面板P。表面保护薄膜F4a相对于光学部件主体F1a而配置在液晶面板P的相反侧，保护光学部件主体F1a。在规定的时刻，从光学部件主体F1a分离表面保护薄膜F4a。另外，也可以是光学片FX不包括表面保护薄膜F4a的结构。也可以是从光学部件主体F1a未分离表面保护薄膜F4a的结构。
光学部件主体F1a具有片状的偏振片F6、在偏振片F6的一面通过接合剂等而被接合的第1薄膜F7、和在偏振片F6的另一面通过接合剂等而被接合的第2薄膜F8。第1薄膜F7及第2薄膜F8例如是保护偏振片F6的保护薄膜。
另外，光学部件主体F1a可以是由一层光学层构成的单层结构，也可以是相互层叠了多个光学层的层叠结构。光学层除了是偏振片F6外，也可以是相位差薄膜或亮度提高薄膜等。第1薄膜F7和第2薄膜F8中的至少一方被实施保护液晶显示元件的最外面的包括硬涂层处理或防眩处理的表面处理，该表面处理可得到仿眩等效果。光学部件主体F1a也可以不包括第1薄膜F7与第2薄膜F8中的至少一方。例如，在省略了第1薄膜F7的情况下，也可以将隔离片F3a隔着粘接层F2a而贴合到光学部件主体F1a的一个面。
接着，详细说明本实施方式的薄膜贴合系统1。
如图11所示，本实施方式的薄膜贴合系统1具备：驱动式辊传输带5，其从图中右侧的液晶面板P的传输方向上游侧(+X方向侧)向图中左侧的液晶面板P的传输方向下游侧(-X方向侧)以水平状态传输液晶面板P。
辊传输带5以后述的翻转装置15为边界被被分为上游侧传输带6和下游侧传输带7。在上游侧传输带6中，以显示区域P4的短边沿着传输方向的方式传输液晶面板P。另一方面，在下游侧传输带7中，以显示区域P4的长边沿着传输方向的方式传输液晶面板P。相对于液晶面板P的正面和背面，贴合从带状的光学片FX切出了规定长度的贴合片F5的薄片FXm(相当于光学部件F1X)。
另外，上游侧传输带6在后述的第1吸附装置11中具备在下游侧独立的自由辊传输带24。另一方面，下游侧传输带7在后述的第2吸附装置20中具备在下游侧独立的自由辊传输带24。
本实施方式的薄膜贴合系统1具备第1吸附装置11、第1集尘装置12、第1贴合装置13、第1检测装置41、第1切断装置31、翻转装置15、第2集尘装置16、第2贴合装置17、第2检测装置42、第2切断装置32及控制部40。
第1吸附装置11吸附液晶面板P来在上游侧传输带6上对其进行传输，并且进行液晶面板P的校准(定位)。第1吸附装置11具有面板保持部11a、校准相机11b和轨道R。
面板保持部11a将通过上游侧传输带6而抵接于下游侧制动器S的液晶面板P保持为可在上下方向及水平方向上移动，并且进行液晶面板P的校准。面板保持部11a通过真空吸附，对抵接于制动器S的液晶面板P的上表面进行吸附保持。面板保持部11a以吸附保持了液晶面板P的状态在轨道R上移动液晶面板P来传输液晶面板P。面板保持部11a在结束传输时，接触吸附保持，将液晶面板P传递给自由辊传输带24。
校准相机11b在面板保持部11a保持抵接于制动器S的液晶面板P且上升的的状态下，拍摄液晶面板P的校准标记或前端形状等。校准相机11b得到的摄像数据被发送到控制部40，基于该摄像数据，面板保持部11a工作，进行液晶面板P相对于作为传输目的地的自由辊传输带24的校准。也就是说，在考虑了相对于自由辊传输带24的传输方向、与传输方向正交的方向及绕液晶面板P的垂直轴的转动方向上的偏离量的状态下，在自由辊传输带24上传输液晶面板P。
通过面板保持部11a在轨道R上被传输的液晶面板P在被吸附盘26吸附的状态下，与薄片FXm一起被夹压辊23夹持前端部。
第1集尘装置12设置在第1贴合装置13的贴合位置、即夹压辊23的液晶面板P的传输上游侧。第1集尘装置12进行用于去除导入贴合位置之前的液晶面板P周边的灰尘尤其是下表面侧的灰尘的静电除尘及集尘。
第1贴合装置13设置在比第1吸附装置11更靠面板传输下游侧的位置上。第1贴合装置13向导入到贴合位置处的液晶面板P的下表面贴合切割成规定尺寸的贴合片F5(相对于第1薄片F1m)。
第1贴合装置13具备传输装置22和夹压辊23。
传输装置22从卷绕了光学片FX的原片辊R1放出光学片FX，并且沿着光学片FX的长边方向传输光学片FX。传输装置22以隔离片F3a作为担载体而传输贴合片F5。传输装置22具有辊保持部22a、多个引导辊22b、切断装置22c、刀刃22d和缠绕部22e。
辊保持部22a保持卷绕了带状光学片FX的原片辊R1，并且沿着光学片FX的长边方向陆续放出光学片FX。
多个引导辊22b缠绕光学片FX，以便沿着规定的传输路径引导从原片辊R1放出的光学片FX。
切断装置22c对传输路径上的光学片FX实施半切。
刀刃22d以锐角卷绕实施了半切的光学片FX并从隔离片F3a分离贴合片F5，并且将贴合片F5提供到贴合位置。
缠绕部22e保持隔离片辊R2，该隔离片辊R2缠绕通过刀刃22d而成为单独部件的隔离片F3a。
位于传输装置22的始点的辊保持部22a和位于传输装置22的终点的缠绕部22e例如被互相同步地驱动。由此，辊保持部22a向光学片FX的传输方向陆续放出光学片FX，缠绕部22e缠绕经过了刀刃22d的隔离片F3a。以下，将传输装置22中的光学片FX(隔离片F3a)的传输方向上游侧称作片传输上游侧，将传输方向下游侧称作片传输下游侧。
各引导辊22b沿着传输路径而改变传输中的光学片FX的行进方向，是可动的，以便多个引导辊22b中的至少一部分调整传输中的光学片FX的张力。
另外，在辊保持部22a与切断装置22c之间，也可以配置未图示的张力调节辊。张力调节辊在光学片FX被切断装置22c切断的期间，吸收从辊保持部22a传输的光学片FX的放出量。
图15是表示本实施方式的切断装置22c的动作的图。
如图15所示，切断装置22c在光学片FX被放出规定长度时，横跨与光学片FX的长边方向正交的宽度方向的整个宽度，进行切断光学片FX的厚度方向上的一部分的半切。本实施方式的切断装置22c被设置成：相对于光学片FX，从隔离片F3a的相反侧朝向光学片FX能够进退。
切断装置22c调整切断刀的进退位置以便光学片FX(隔离片F3a)不会因在光学片FX的传输中作用的张力而破裂(规定的厚度残留在隔离片F3a上)，直到粘接层F2a与隔离片F3a之间的边界面附近为止实施半切。另外，也可以使用代替切断刀的激光束装置。
对于半切后的光学片FX，在光学片FX的厚度方向上，光学部件主体F1a及表面保护薄膜F4a被切断，从而形成遍及光学片FX的宽度方向上的整个宽度的切入线L1、切入线L2。以在带状光学片FX的长边方向上并排多个的方式形成切入线L1、切入线L2。例如，若是传输同一尺寸的液晶面板P的贴合工序，则在光学片FX的长边方向上等间隔地形成多个切入线L1、多个切入线L2。光学片FX被多个切入线L1、多个切入线L2在长边方向上划分为多个。由光学片FX的长边方向上相邻的一对切入线L1、切入线L2夹持的划分区域分别是贴合片F5中的一个薄片FXm。薄片FXm是向液晶面板P的外侧突出的尺寸的光学片FX的薄片。
返回图11，刀刃22d配置在上游侧传输带6的下方，在光学片FX的宽度方向上至少横跨光学片FX的整个宽度而延伸。刀刃22d缠绕光学片FX，以使其与半切后的光学片FX的隔离片F3a侧滑动接触。
刀刃22d具有：从光学片FX的宽度方向(上游侧传输带6的宽度方向)观察时配置成扣上去的姿势的第1面；在第1面的上方从光学片FX的宽度方向观察时相对于第1面以锐角配置的第2面；和与第1面及第2面相交的前端部。
在第1贴合装置13中，刀刃22d在刀刃22d的前端部以锐角卷绕第1光学片F1。第1光学片F1在刀刃22d的前端部以锐角折返时，从隔离片F3a分离贴合片F5的薄片(第1薄片F1m)。靠近夹压辊23的面板传输下游侧而配置刀刃22d的前端部。通过刀刃22d从隔离片F3a分离的第1薄片F1m重叠在处于被吸附到第1吸附装置11的状态的液晶面板P的下表面，并且被导入夹压辊23的一对贴合辊23a之间。第1薄片F1m是向液晶面板P的外侧突出的尺寸的第1光学片F1的薄片。
另一方面，因刀刃22d，与贴合片F5分离后的隔离片F3a朝向缠绕部22e。缠绕部22e卷绕与贴合片F5分离后的隔离片F3a来进行回收。
夹压辊23将传输装置22从第1光学片F1分离出的第1薄片F1m贴合到由上游侧传输带6传输的液晶面板P的下表面。在此，夹压辊23相当于贴合装置。
夹压辊23具有将轴方向相互平行地配置的一对贴合辊23a。一对贴合辊23a中上侧的贴合辊可在上下移动。在一对贴合辊23a之间形成规定的间隙。该间隙之内成为第1贴合装置13的贴合位置。
在间隙内，互相重叠地导入液晶面板P及第1薄片F1m。液晶面板P及第1薄片F1m被一对贴合辊23a夹着并被按压，在此状态下被送到上游侧传输带6的面板传输下游侧。在本实施方式中，通过夹压辊23在液晶面板P的背光侧的面上贴合第1薄片F1m，由此形成第1光学部件贴合体PA1。
第1检测装置41设置和在比第1贴合装置13更靠面板传输下游侧的位置上。第1检测装置41检测液晶面板P与第1薄片F1m的贴合面(以下称作第1贴合面SA1)的端缘。
图16是表示第1贴合面SA1的端缘ED的检测工序的俯视图。
例如，如图16所示，第1检测装置41在设置在上游侧传输带6的传输路径上的4处检查区域CA内检查第1贴合面SA1的端缘ED。各检查区域CA配置在具有矩形形状且与第1贴合面SA1的4个角部对应的位置上。每个在生产线上传输的液晶面板P都检测端缘ED。由第1检测装置41检测出的端缘ED的数据存储在未图示的存储部中。
另外，检查区域CA的配置位置并不限于此。例如，各检查区域CA也可以配置在第1贴合面SA1的与各边的一部分(例如各边的中央部)对应的位置处。
图17是第1检测装置41的示意图。
在图17中，为了便于理解，将第1光学部件贴合体PA1的贴合了第1薄片F1m的一侧作为上侧，上下翻转来表示了第1检测装置41的结构。
如图17所示，第1检测装置41具备：照明光源44，对端缘ED进行照明；和摄像装置43，配置在相对于第1贴合面SA1的法线方向比端缘ED更向第1贴合面SA1的内侧倾斜的位置处，从第1光学部件贴合体PA1的贴合了第1薄片F1m的一侧拍摄端缘ED的图像。
照明光源44和摄像装置43分别配置在图16中示出的4处检查区域CA中(与第1贴合面SA1的4个角部对应的位置)。
第1贴合面SA1的法线与摄像装置43的摄像面43a的法线构成的角度θ(以下，称作摄像装置43的倾斜角度θ)可设定成在摄像装置43的拍摄视野内不会进入面板分割时的偏差或毛边等。例如，在第2基板P2的端面比第1基板P1的端面更偏向外侧的情况下，摄像装置43的倾斜角度θ设定成在摄像装置43的拍摄视野内不会进入第2基板P2的端缘。
摄像装置43的倾斜角度θ可设定成适合于第1贴合面SA1与摄像装置43的摄像面43a的中心之间的距离H(以下，称作摄像装置43的高度H)。例如，在摄像装置43的高度H为50mm以上且100mm以下的情况下，摄像装置43的倾斜角度θ可设定成5°以上且20°以下的范围的角度。但是，在根据经验已知偏离量的情况下，可以基于该偏离量来求出摄像装置43的高度H及摄像装置43的倾斜角度θ。在本实施方式中，设摄像装置43的高度H为78mm、摄像装置43的倾斜角度θ为10°。
照明光源44和摄像装置43被固定配置在各检查区域CA中。
另外，照明光源44和摄像装置43也可以配置成可沿着第1贴合面SA1的端缘ED移动。此时，只要各设置1个照明光源44和摄像装置43即可。由此，能够使照明光源44和摄像装置43移动到容易拍摄第1贴合面SA1的端缘ED的位置。
照明光源44配置在第1光学部件贴合体PA1的与贴合了第1薄片F1m的一侧相反的一侧上。照明光源44配置在相对于第1贴合面SA1的法线方向比端缘ED更向第1贴合面SA1的外侧倾斜的位置处。在本实施方式中，照明光源44的光轴和摄像装置43的摄像面43a的法线平行。
另外，照明光源也可以配置在第1光学部件贴合体PA1的贴合了第1薄片F1m的一侧。
此外，照明光源44的光轴与摄像装置43的摄像面43a的法线也可以有些倾斜地交叉。
基于第1贴合面SA1的端缘ED的检测结果来调整第1薄片F1m的切割位置。控制部40(参照图11)取得存储在存储部中的第1贴合面SA1的端缘ED的数据，以第1光学部件F11成为不会向液晶面板P的外侧(第1贴合面SA1的外侧)突出的大小的方式决定第1薄片F1m的切割位置。第1切断装置31在由控制部40决定的切割位置处切断第1薄片F1m。
返回图11，第1切断装置31设置在比第1检测装置41更靠面板传输下游侧的位置处。第1切断装置31沿着端缘ED进行激光束切割，从而切离从第1光学部件贴合体PA1向第1贴合面SA1的外侧突出的部分的第1薄片F1m(第1薄片F1m的剩余部分)，形成与第1贴合面SA1对应的大小的光学部件(第1光学部件F11)。第1切断装置31相对于切断装置。
在此，“与第1贴合面SA1对应的大小”表示第1基板P1的外形状的大小。其中，包括显示区域P4的大小以上且液晶面板P的外形状的大小以下的、避开了电气部件安装部等功能部分的区域。
通过第1切断装置31从第1光学部件贴合体PA1切离第1薄片F1m的剩余部分，从而形成在液晶面板P的背光侧的面上贴合第1光学部件F11而构成的第2光学部件贴合体PA2。从第1薄片F1m切离的剩余部分被未图示的剥离装置从液晶面板P剥离，从而得以回收。
翻转装置15将以液晶面板P的显示面侧作为上表面的第2光学部件贴合体PA2翻转正面和反面之后以液晶面板P的背光侧作为上表面，进行液晶面板P相对于第2贴合装置17的校准。
翻转装置15具有与第1吸附装置11的面板保持部11a相同的校准功能。翻转装置15中设有与第1吸附装置11的校准相机11b相同的校准相机15c。
翻转装置15基于存储在控制部40中的光学轴方向的检查数据及校准相机15c的摄像数据，进行第2光学部件贴合体PA2相对于第2贴合装置17在部件宽度方向上的定位及旋转方向上的定位。在该状态下，向第2贴合装置17的贴合位置导入第2光学部件贴合体PA2。
第2吸附装置20具有与第1吸附装置11相同的结构，因此对同一部分赋予相同符号来进行说明。第2吸附装置20吸附第2光学部件贴合体PA2而在下游侧传输带7上进行传输，进行第2光学部件贴合体PA2的校准(定位)。第2吸附装置20具有面板保持部11a、校准相机11b和轨道R。
面板保持部11a将通过下游侧传输带7而抵接于下游侧的制动器S的第2光学部件贴合体PA2保持成可在上下方向及水平方向上移动，并且进行第2光学部件贴合体PA2的校准。面板保持部11a通过真空吸附而对抵接于制动器S的第2光学部件贴合体PA2的上表面进行吸附保持。面板保持部11a在吸附保持了第2光学部件贴合体PA2的状态下在轨道R上进行移动来传输第2光学部件贴合体PA2。面板保持部11a在该传输结束时，解除所述吸附保持，将第2光学部件贴合体PA2移交给自由辊传输带24。
校准相机11b在面板保持部11a保持着抵接于制动器S的第2光学部件贴合体PA2并使其上升的状态下，拍摄第2光学部件贴合体PA2的校准标记、前端形状等。校准相机11b取得的摄像数据被发送到控制部40，基于该摄像数据，面板保持部11a工作，进行第2光学部件贴合体PA2相对于作为传输目的地的自由辊传输带24的校准。也就是说，第2光学部件贴合体PA2在考虑了相对于自由辊传输带24的传输方向、与传输方向正交的方向、及绕第2光学部件贴合体PA2的垂直轴的转动方向上的偏离量的状态下在自由辊传输带24上被传输。
第2集尘装置16配置在作为第2贴合装置17的贴合位置的夹压辊23的、液晶面板P的传输方向上游侧第2集尘装置16为了去除导入贴合位置之前的第2光学部件贴合体PA2周边的灰尘、尤其是下表面侧的灰尘，进行静电去除及集尘。
第2贴合装置17设置在比第2集尘装置16更靠面板传输下游侧的位置上。第2贴合装置17对导入到贴合位置的第2光学部件贴合体PA2的下表面进行切割成规定尺寸的贴合片F5(相当于第2薄片F2m)的贴合。第2贴合装置17具备与第1贴合装置13相同的传输装置22及夹压辊23。
在夹压辊23的一对贴合辊23a间的间隙内(第2贴合装置17的贴合位置)，重叠地导入第2光学部件贴合体PA2及第2薄片F2m。第2薄片F2m是尺寸比液晶面板P的显示区域P4大的第2光学片F2的薄片。
第2光学部件贴合体PA2及第2薄片F2m被一对贴合辊23a夹着并被按压，在此状态下被送到下游侧传输带7的面板传输下游侧。在本实施方式中，通过夹压辊23在液晶面板P的显示面侧的面上(第2光学部件贴合体PA2的与贴合了第1光学部件F11的面相反的一侧的面)贴合第2薄片F2m，由此形成第3光学部件贴合体PA3。
第2检测装置42设置在比第2贴合装置17更靠面板传输下游侧的位置上。第2检测装置42检测液晶面板P与第2薄片F2m的贴合面(以下，称作第2贴合面)的端缘。由第2检测装置42检测出的端缘的数据存储在未图示的存储部中。
基于第2贴合面的端缘的检测结果，调整第2薄片F2m的切割位置。控制部40(参照图11)取得存储在存储部中的第2贴合面的端缘的数据，以第2光学部件F12成为不会向液晶面板P的外侧(第2贴合面的外侧)突出的大小的方式决定第2薄片F2m的切割位置。第2切断装置32在由控制部40决定的切割位置处切断第2薄片F2m。
第2切断装置32设置在比第2检测装置42更靠面板传输下游侧的位置上。第2切断装置32沿着第2贴合面的端缘进行激光束切割，从而切离从第3光学部件贴合体PA3向第2贴合面的外侧突出的部分的第2薄片F2m(第2薄片F2m的剩余部分)，形成与第2贴合面对应的大小的光学部件(第2光学部件F12)。
通过第2切断装置32从第3光学部件贴合体PA3切离第2薄片F2m的剩余部分，从而形成在液晶面板P的显示面侧的面上贴合第2光学部件F12、且在液晶面板P的背光侧的面上贴合第1光学部件F11而构成的第4光学部件贴合体PA4(光学部件贴合体)。从第2薄片F2m切离的剩余部分被未图示的剥离装置从液晶面板P剥离，得以回收。
第1切断装置31及第2切断装置32由上述的激光束照射装置100构成。第1切断装置31及第2切断装置32沿着贴合面的外周缘以无端状切断贴合到液晶面板P的薄片FXm。
在比第2贴合装置17更靠面板传输下游侧的位置，设有未图示的贴合检查装置。贴合检查装置通过进行了薄膜贴合的工件(液晶面板P)的未图示的检查装置，执行检查(光学部件F1X的位置是否恰当(位置偏差是否在公差范围内)等检查)。判断为光学部件F1X相对于液晶面板P的位置不恰当的工件通过未图示的排出手段而被排出系统外。
另外，作为在本实施方式中同一控制薄膜贴合系统1的各部分的电子控制装置的控制部40构成为包括计算机系统。该计算机系统具备CPU等运算处理部、存储器或硬盘等存储部。
本实施方式的控制部40包括可执行与计算机系统的外部装置之间的通信的接口。控制部40也可以连接可输入输入信号的输入装置。上述的输入装置包括键盘、鼠标等输入设备、或者可输入来自计算机系统的外部装置的数据的通信装置等。控制部40也可以包括表示薄膜贴合系统1各部分的动作状况的液晶显示器等显示装置，也可以与显示装置连接。
控制部40的存储部中安装有控制计算机系统的操作系统(OS)。在控制部40的存储部中记录程序，该程序通过使运算处理部控制薄膜贴合系统1的各部分，从而执行用于向薄膜贴合系统1的各部分高精度地传输光学片FX的处理。控制部40的运算处理部可读取包括记录在存储部中的程序在内的各种信息。控制部40也可以包括执行薄膜贴合系统1的各部分的控制所需的各种处理的ASIC等逻辑电路。
存储部包括RAM(RandomAccessMemory)、ROM(ReadOnlyMemory)等的半导体存储器、硬盘、CD-ROM读取装置、光盘型存储介质等的外部存储装置等。存储部中按功能设有存储以第1吸附装置11、第1集尘装置12、第1贴合装置13、第1检测装置41、第1切断装置31、翻转装置15、第2吸附装置20、第2集尘装置16、第2贴合装置17、第2检测装置42、第2切断装置32的动作的控制顺序记载的程序软件的存储区域和其他各种存储区域。
以下，参照图18A、18B，说明薄片FXm相对于液晶面板P的贴合位置(相对贴合位置)的决定方法的一例。
首先，如图18A所示，在光学片FX的宽度方向上设定多个检查点CP，在各检查点CP检测光学片FX的光学轴的方向。检测光学轴的时刻可以是原片辊R1的制造时，也可以是从原片辊R1放出光学片FX且半切之前的期间。光学片FX的光学轴方向的数据与光学片FX的位置(光学片FX的长边方向的位置及宽度方向的位置)相关联地存储在未图示的存储装置中。
控制部40从存储装置取得各检查点CP的光学轴的数据(光学轴的面内分布的检查数据)，检测切出薄片FXm的部分的光学片FX(被切入线CL划分的区域)的平均的光学轴方向。
例如，如图18B所示，在每个检查点CP检测光学轴的方向与光学片FX的边缘线EL构成的角度(偏离角)，将偏离角中最大的角度(最大偏离角)设为θmax、将最小的角度(最小偏离角)设为θmin时，将最大偏离角θmax与最小偏离角θmin的平均值θmid(＝(θmax+θmin)/2)作为平均偏离角来检测。并且，将相对于光学片FX的边缘线EL而构成平均偏离角θmid的方向作为光学片FX的平均的光学轴方向来检测。另外，偏离角例如以相对于光学片FX的边缘线EL左转的方向为正、右转的方向为负来计算。
并且，以通过上述方法检测出的光学片FX的平均的光学轴方向与液晶面板P的显示区域P4的长边或短边构成期望的角度的方式，决定薄片FXm相对于液晶面板P的贴合位置(相对贴合位置)。例如，在根据设计规格，将光学部件F1X的光学轴方向设定成与显示区域P4的长边或短边构成90°的方向的情况下，以光学片FX的平均的光学轴方向与显示区域P4的长边或短边构成90°的方式，将薄片FXm贴合到液晶面板P。
前述的第1切断装置31、第2切断装置32通过相机等检测手段检测液晶面板P的显示区域P4的外周缘，沿着贴合面的外周缘以无端状切断贴合到液晶面板P的薄片FXm。通过拍摄贴合面的端缘来进行检测。
在本实施方式中，沿着贴合面的外周缘进行第1切断装置31、第2切断装置32各自的激光束切割。
激光束加工机的切断线的摆动宽度(公差)也可以比切断刀的公差小。因此，在本实施方式中，与利用切断刀来切断光学片FX的情况相比，能够容易沿着贴合面的外周缘进行切断，能够实现液晶面板P的小型化及(或)显示区域P4的大型化。这在近几年的智能手机、便携式终端那样限制框体的尺寸的领域中对要求扩大显示画面的高性能移动设备的应用是有效的。
此外，在将光学片FX切割成与液晶面板P的显示区域P4匹配的薄片之后贴合到液晶面板P的情况下，由于薄片及液晶面板P各自的尺寸公差以及薄片与液晶面板P的相对贴合位置的尺寸公差相重叠，因此很难使液晶面板P的框部G的宽度变得很窄(很难实现显示区域的扩大)。
另一方面，在从光学片FX切出向液晶面板P的外侧突出的尺寸的光学片FX的薄片FXm，将切出的薄片FXm贴合到液晶面板P之后使其与贴合面对齐来进行切割的情况下，只考虑切断线的摆动公差即可，能够减小框部G的宽度的公差(±0.1mm以下)。在这一点上，也能够使液晶面板P的框部G的宽度变窄(可实现显示区域的扩大)。
另外，通过激光束切割薄片FXm而不是刀具，从而无需向液晶面板P输入切断时的力，不易在液晶面板P的基板端缘产生裂痕或缺口，可提高对热循环等的耐久性。同样地，由于不与液晶面板P接触，因此对电气部件安装部的损伤也少。
图19是表示作为切断装置利用图1所示的激光束照射装置100来将薄片FXm切断成规定尺寸的光学部件F1X时，在薄片FXm上利用激光束以矩形状进行扫描的控制方法的图。
另外，在图19中，符号Tr是作为目标的激光束移动轨迹(期望的轨迹。以下，有时称作激光束移动轨迹)，符号Tr1是将工作台101与扫描器105基于相对移动的移动轨迹投影到薄片FXm的轨迹(以下，有时称作光源移动轨迹)。光源移动轨迹Tr1是将具有矩形形状的激光束移动轨迹Tr的4个角部弯曲的形状，符号SL1是角部以外的直线区间，符号SL2是角部的弯曲区间。符号Tr2是表示扫描器105在光源移动轨迹Tr1上进行相对移动时激光束的照射位置通过第1照射位置调整装置151及第2照射位置调整装置154而在与光源移动轨迹Tr1正交的方向上偏离到何种程度(是否被调整)的曲线(以下，有时称作调整曲线)。激光束照射位置的偏离量(调整量)用与光源移动轨迹Tr1正交的方向上的调整曲线Tr2与激光束移动轨迹Tr间的距离来表示。
如图19所示，光源移动轨迹Tr1成为角部弯曲的实质上是矩形的移动轨迹。光源移动轨迹Tr1与激光束移动轨迹Tr大致一致，只在角部的狭窄的区域两者的形状不同。若光源移动轨迹Tr1是矩形形状，则在矩形的角部，扫描器105的移动速度变慢，有时角部会因激光束的热量而膨胀或者波动。因此，在图19中，弯曲光源移动轨迹Tr1的角部，使扫描器105的移动速度在所有光源移动轨迹Tr1中大致恒定。
当扫描器105在直线区间SL1内移动时，由于光源移动轨迹Tr1和激光束移动轨迹Tr一致，因此控制装置107不会通过第1照射位置调整装置151及第2照射位置调整装置154调整激光束的照射位置，而是直接从扫描器105向薄片FXm照射激光束。另一方面，扫描器105在弯曲区间SL2内移动时，由于光源移动轨迹Tr1和激光束移动轨迹Tr不一致，因此通过第1照射位置调整装置151及第2照射位置调整装置154控制激光束的照射位置，以使激光束的照射位置配置在激光束移动轨迹Tr上。例如，当扫描器105在用符号M1表示的位置上移动时，通过第1照射位置调整装置151及第2照射位置调整装置154，使激光束的照射位置向与光源移动轨迹Tr1正交的方向N1偏离距离W1。距离W1等于调整曲线Tr2和激光束移动轨迹Tr在与光源移动轨迹Tr1的正交的方向N1上的距离W2。光源移动轨迹Tr1被配置成比激光束移动轨迹Tr更偏向内侧，但是为了抵消该偏差，通过第1照射位置调整装置151及第2照射位置调整装置154使激光束的照射位置比光源移动轨迹Tr1更偏向外侧，因此能够将激光束的照射位置配置在激光束移动轨迹Tr上。
如以上说明，根据本实施方式的薄膜贴合系统1，第1切断装置31及第2切断装置32由上述的激光束照射装置构成，因此能够锋利地切断第1薄片F1m、第2薄片F2m，能够抑制切割品质的降低。
此外，通过控制装置107的控制，将移动装置106和扫描器105控制成在薄片FXm中描绘期望的轨迹Tr。在该结构中，应当通过第1照射位置调整装置151及第2照射位置调整装置154调整的激光束的照射区间仅仅是狭窄的弯曲区间SL2。在除此以外的宽的直线区间SL1，通过借助移动装置106的工作台101的移动，激光束在薄片FXm上进行扫描。在本实施方式中，主要由移动装置106进行激光束的扫描，仅在移动装置106无法高精度地控制激光束的照射位置的区域内，由第1照射位置调整装置151及第2照射位置调整装置154调整激光束的照射位置。因此，与仅通过移动装置106或仅通过扫描器105扫描激光束的情况相比，能够在宽的范围内高精度地控制激光束的照射位置。
此外，摄像装置43的拍摄方向与第1贴合面SA1的法线方向倾斜地交叉。即，摄像装置43的拍摄方向被设定成第2基板P2的端缘不会进入摄像装置43的拍摄视野内。因此，在越过第1薄片F1m而检测第1贴合面SA1的端缘ED时，不会误检测第2基板P2的端缘，能够仅检测第1贴合面SA1的端缘ED。因此，能够高精度地检测第1贴合面SA1的端缘ED。
此外，将向液晶面板P的外侧突出的尺寸的第1薄片F1m、第2薄片F2m贴合到液晶面板P之后，切离第1薄片F1m、第2薄片F2m的剩余部分，从而能够在液晶面板P的面上形成与贴合面对应的尺寸的第1光学部件F11、第2光学部件F12。由此，能够将第1光学部件F11、第2光学部件F12高精度地设置为贴合面，能够使显示区域P4的外侧的框部G比较狭窄，从而实现显示区域的扩大及设备的小型化。
此外，通过将向液晶面板P的外侧突出的尺寸的第1薄片F1m、第2薄片F2m贴合到液晶面板P，从而在根据第1薄片F1m、第2薄片F2m的位置来改变第1薄片F1m、第2薄片F2m的光学轴方向的情况下，也能够对齐光学轴方向来校准液晶面板P，从而进行贴合。由此，能够提高第1光学部件F11、第2光学部件F12相对于液晶面板P的光学轴方向的精度，能够提高光学显示设备的精彩程度及对比度。
此外，第1切断装置31、第2切断装置32对第1薄片F1m、第2薄片F2m进行激光束切割，从而与利用道具切割第1薄片F1m、第2薄片F2m的情况相比，力不会波及到液晶面板P，不易产生裂痕或缺口，能够得到液晶面板P的稳定的耐久性。
另外，在本实施方式中，作为向对象物照射激光束来进行规定的加工的构成，举例说明了切断薄片的构成，但是并不限于此。例如，除了将薄片至少分割为两片的情况以外，也可以包括加入在薄片上贯通的切割标记或在薄片中形成规定深度的槽(切口)的情况等。更具体而言，例如，还包括薄片端部的切断(切掉)、半切、作标记加工等。
此外，在本实施方式中，举例说明了从激光束照射装置照射的激光束的描绘轨迹为俯视时是矩形形状(正方形形状)的情况，但是并不限于此。例如，从激光束照射装置照射的激光束的描绘轨迹也可以为俯视时是三角形形状，还可以为俯视时是五边形以上的多边形形状。此外，并不限于此，还可以在俯视时是星型形状、俯视时是几何学形状。在这种描绘轨迹下，也可以应用本发明。
此外，在本实施方式中，举例说明了从卷绕原片引出光学片FX，在液晶面板P上贴合向液晶面板P的外侧突出的尺寸的薄片FXm之后，从薄片FXm切出与液晶面板P的贴合面对应的大小的光学部件F1X的情况，但是并不限于此。例如，可以不使用卷绕原片，而是在液晶面板上贴合被切成向液晶面板P的外侧突出的尺寸的薄纸状的光学薄膜片的情况下，也能够应用本发明。
以上，参照添加的图面说明了本实施方式的最佳实施方式的例子，但是本发明当然不限于这些例子。在上述的例中示出的各结构部件的诸多形状或组合等只是一例，在不脱离本发明的主旨的范围内，可基于设计要求而进行各种变更。
-符号说明-
1…薄膜贴合系统(光学部件贴合体的制造装置)、23…夹压辊(贴合装置)、31…第1切断装置、32…第2切断装置、100…激光束照射装置、101…工作台、101s…保持面、102…激光束振荡器、105…扫描器、106…移动装置、108…第2聚光透镜、141…第1聚光透镜、143…光圈部件、145…校准透镜、P…液晶面板(光学显示部件)、P1…第1基板、P2…第2基板、FX…光学片、FXm…薄片、F1X…光学部件、PA1…第1光学部件贴合体(薄片贴合体)、PA4…第4光学部件贴合体(光学部件贴合体)、SA1…第1贴合面、ED…端缘。

Claims (5)

1.一种激光束照射装置，包括：
激光束振荡器，辐射激光束；
聚光透镜，汇聚从所述激光束振荡器辐射出的所述激光束；
光圈部件，将由所述聚光透镜汇聚后的所述激光束集中在一起；和
校准透镜，将由所述光圈部件集中在一起的所述激光束平行化。
2.根据权利要求1所述的激光束照射装置，其中，
所述光圈部件配置在所述聚光透镜的后侧焦点附近。
3.一种激光束照射装置，包括：
工作台，具有保持对象物的保持面；
激光束振荡器，辐射激光束；
第1聚光透镜，汇聚从所述激光束振荡器辐射出的所述激光束；
光圈部件，将由所述第1聚光透镜汇聚后的所述激光束集中在一起；
校准透镜，将由所述光圈部件集中在一起的所述激光束平行化；
扫描器，在与所述保持面平行的平面内对由所述校准透镜平行化之后的所述激光束进行2轴扫描；和
移动装置，使所述工作台和所述扫描器进行相对移动。
4.根据权利要求3所述的激光束照射装置，还包括：
第2聚光透镜，将由所述校准透镜平行化之后的所述激光束朝向所述保持面而进行汇聚。
5.一种光学部件贴合体的制造装置，其将光学部件贴合到光学显示部件，包括：
贴合装置，通过在所述光学显示部件贴合向所述光学显示部件的外侧突出的尺寸的薄片，从而形成薄片贴合体；和
切断装置，沿着所述薄片贴合体的所述光学显示部件与所述薄片的贴合面的端缘，从所述薄片贴合体切离向所述贴合面的外侧突出的部分的所述薄片，形成与所述贴合面相对应的大小的所述光学部件，
所述切断装置由权利要求1至4中的任一项所述的激光束照射装置构成，通过从所述激光束照射装置照射出的激光束，切断作为对象物的所述薄片。
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