JP2004061940A - 偏光板貼付装置の偏光板貼り付け方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】偏光板保持ステージ2及び貼り付けローラ3を下降し、偏光板6の先端部を液晶パネル4及び貼り付けローラ3間に2Kg/cm2〜2.5Kg/cm2の低押圧力で挟み込み位置決めし、その後に、偏光板6の貼り付けローラ3と反対側の端部から偏光板6の長さの実質的1/4の位置に高圧ガスの噴出圧力を3Kg/cm2〜4Kg/cm2で噴射させ、偏光板保持ステージ2の偏光板6の吸着を停止し密着の状態をなくしてから、貼り付けローラ3の低押圧力の状態を維持して液晶パネル4から浮かしながら、パネルセットステージ1を矢印X方向に移動させつつ偏光板6を液晶パネル4に順次貼り付ける。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶ディスプレイの製造工程において液晶パネルに偏光板を貼り付けする偏光板貼り付け方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般的なTN方式などの液晶パネルには、液晶パネルを透過する透過光の振動方向を制限するための液晶パネルの表裏面に偏光板がそれぞれ設けられている。図4は偏光板6の構造を示す断面図であり、6aは表面保護フィルム、6bは偏光板本体、6cは粘着材、6dはセパレータである。
【0003】
かかる偏光板を液晶パネルに貼り付けるには、種々の方法が使用されているが、液晶ディスプレイの製造工程において、例えば、液晶パネルに偏光板を貼り付ける偏光板貼付装置は、図5示すように、位置決めされた液晶パネル4を真空などによる吸着にて固定して水平方向に移動(矢印X方向)するパネルセットステージ1と、パネルセットステージ1の上方に配置され、液晶パネル4に貼り付する偏光板6を真空などで吸着保持する偏光板保持ステージ2と、偏光板保持ステージ2の前方に配置され、偏光板6を液晶パネル4に押圧する貼り付けローラ3よって構成されている。この偏光板貼付装置は、偏光板6を偏光板保持ステージ2に吸着したまま液晶パネル4に偏光板6を貼り付けるものである。図4に示すように偏光板6の一面には、接着性のある粘着材6cが塗布されており、粘着材6cの表面には保護シートとしてのセパレータ6dによって覆われている。偏光板6を液晶パネル4に貼り付けるには、偏光板6のセパレータ6dを取り除いた後、パネルセットステージ1上に位置している液晶パネル4に偏光板6を対向させる。その後、偏光板保持ステージ2及び貼り付けローラ3を下降させ、パネルセットステージ1を横移動(矢印X方向)しながら貼り付けローラ3の回転によって液晶パネル4に偏光板6を押圧して貼り付けする。
【0004】
また、例えば、特開平11−249123号公報に記載の装置では、図6に示すように、液晶パネル20を固定し、水平方向に移動可能なパネル固定手段21と、パネル固定手段21の上方に配置され、液晶パネル20に貼付される図4に示す構造の偏光板6を保持する偏光板保持手段22と、偏光板保持手段22の下面に穿設され、高圧ガスを噴出可能なガス孔22aと、偏光板保持手段22の前方に配置され、偏光板6を液晶パネル20に押圧可能な貼り付けローラ23と、液晶パネル20と偏光板6との間に高圧ガスを噴出可能なノズル24aで構成され、偏光板6の表裏面にガス孔22aとノズル24aとから高圧ガスを矢印D、E方向に吹付けながら、スライダ25によって液晶パネル20を固定したパネル固定手段21を貼り付け終了位置まで移動(矢印X方向)して、貼り付けローラ23によって偏光板6を液晶パネル20に押圧して、液晶パネル20に偏光板6を貼り付けする。この構成により、貼り付けローラ23の下面から偏光板6に外力が加わらず、液晶パネルへの貼り付け精度が向上する偏光板貼付装置が開示されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
このように、前述した従来の図5に示す偏光板貼付装置では、偏光板6を偏光板保持ステージ2に吸着したまま液晶パネル4に偏光板6を貼り付けるものである。このため、セパレータ6dを剥離する際、偏光板6は偏光板保持ステージ2にはそのセパレータ6dの粘着に負けないよう高い吸着力で保持し、その後、液晶パネル4に偏光板6を貼り付ける際には、この吸着力を低い吸着力(セパレータの剥離時の1/2程度)に下げてから貼り付けローラ3の回転によって液晶パネル4に偏光板6を押圧して貼り付けするが、しかし、吸着力を低い吸着力に下げてから行うものの偏光板は偏光板保持ステージ2に真空密着した状態であり、貼り付けローラ3の押圧によって液晶パネル4に偏光板6を貼り付けする際には、この偏光板は真空密着した状態であり偏光板保持ステージより剥がれずらいために、この真空密着力に打ち勝つだけの貼り着付けローラ3には高い押圧力が必要不可欠である。よって、一般的には貼り付けローラ3の押圧力は高押圧力となり、例えば、通常は押圧力は3Kg/cm2以上で液晶パネル4に偏光板6を押圧して貼り付けすることになる。この真空密着の状態にはバラツキが大きく密着力に負ける場合もあり偏光板6の先端側がずれて偏光板の粘着材6cがはみだす問題が起きる。且つ、高い状態での押圧力で偏光板を貼り付けて行くと貼り付けローラ3の表面状態の凹凸の影響を受けて液晶表示パネルのギャップ精度にも悪影響する問題があった。
【0006】
また、前述した従来の図6に示す偏光板貼付装置では、偏光板6の表裏面にガス孔22aとノズル24aとから高圧ガスを矢印D、E方向に噴射するため、偏光板6の表裏面の両者に高圧ガス噴射の圧力バランスで偏光板6を浮かしなから貼り付けていくため、多種サイズの偏光板に対応するなどに際しては、この両者の圧力バランスの維持・調整が必要且つ困難であり、偏光板の末端部が液晶パネル面に垂れ下るなどが起き、このまま貼り付けを行うと偏光板の貼り付けムラと液晶パネルとの間に気泡の混入が生じてしまい不良品となるし、この発生時には装置を停止し調整をしなければならず調整作業時間が増大し稼動率を悪化させる問題があった。なお、前述に示した図6に相当する公報の貼り付けローラ23の押圧に関し、この具体的な押圧力については何ら説明の記載がされていない。
【0007】
本発明は、このような問題点を解決しようとするもので、偏光板の粘着材がはみだすことがなく液晶表示パネルの狭額縁化に対応できる、と共に液晶表示パネルのギャップムラが防止でき、また、貼り付けスピードも早くできる偏光板貼付装置の偏光板貼り付け方法を提供することを目的とするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために提供する本願第1の発明に係る請求項1に記載の偏光板貼り付け方法は、液晶パネルを固定して水平方向に移動するパネルセットステージと、前記パネルセットステージの上方に配置され、液晶パネルに貼付する偏光板を吸着保持する偏光板保持ステージと、前記偏光板保持ステージの前方に配置され、偏光板を液晶パネルに押圧し回転する貼り付けローラと、前記液晶パネルと前記偏光板との間に高圧ガスを噴出させるパネルセットステージに一体的に固定された噴射ノズルとを備えた偏光板貼付装置を用いて、
前記偏光板保持ステージ及び前記貼り付けローラを下降し、前記偏光板の先端部を前記液晶パネル及び前記貼り付けローラ間に所定押圧力で挟み込み位置決めし、その後に、偏光板の所定箇所に高圧ガスを所定条件で噴出しつつ、前記偏光板保持ステージの偏光板の吸着を停止してから前記パネルセットステージを貼り付けローラ方向に移動させ、前記所定押圧力の状態を維持しつつ前記偏光板を液晶パネルから浮かしながら、前記偏光板を前記液晶パネルに移動方向で順次貼り付けることを特徴とする。
【0009】
また、前記課題を解決するために提供する本願第2の発明に係る請求項2に記載の偏光板貼り付け方法は、前記偏光板保持ステージの偏光板の吸着は、離形性を有するコーテング材で覆った面側に行うことを特徴とする。
【0010】
更に、前記課題を解決するために提供する本願第3の発明に係る請求項3に記載の偏光板貼り付け方法は、前記貼り付けローラの所定押圧力は2Kg/cm2〜2.5Kg/cm2で偏光板を貼り付けすること特徴とする。
【0011】
更に、前記課題を解決するために提供する本願第4の発明に係る請求項4に記載の偏光板貼り付け方法は、貼り付けローラの少なくとも外周部分が離形性を有する弾性体材料でJIS硬度60〜80度で行うことを特徴とする。
【0012】
更に、前記課題を解決するために提供する本願第5の発明に係る請求項5に記載の偏光板貼り付け方法は、前記高圧ガスを噴出させる偏光板への所定箇所は貼り付けローラと反対側の端部から偏光板の長さの実質的1/4の位置に噴射することを特徴とする。
【0013】
更に、前記課題を解決するために提供する本願第6の発明に係る請求項6に記載の偏光板貼り付け方法は、前記高圧ガスの所定条件の噴出圧力3Kg/cm2〜4Kg/cm2で行うことを特徴とする。
【0014】
更に、前記課題を解決するために提供する本願第7の発明に係る請求項7に記載の偏光板貼り付け方法は、前記高圧ガスの所定条件の流量は流量調整可能であることを特徴とする。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、液晶ディスプレイの製造工程において、液晶パネルに偏光板を貼り付ける偏光板貼付装置を用いての偏光板貼り付け方法の一実施例を図1を参照して説明する。と共に図2及び図3にて図1と同様の正面図で、偏光板の先端或いは奥に高圧ガスを噴射した場合の状態図を参照して説明する。
【0016】
まず、図1の偏光板貼付装置の構成を説明し、次にこの偏光板貼付装置を用いての貼り付け方法を説明する。図1は、本発明に用いる偏光板貼付装置の一実施例を示す図であって、液晶パネル4を真空などによる吸着にて固定して水平方向に移動するパネルセットステージ1と、パネルセットステージ1の上方に配置され、液晶パネル4に貼付される偏光板6を真空などで吸着保持し、偏光板の吸着面側には離形性を有するコーティング材10で覆った偏光板保持ステージ2と、偏光板保持ステージ2の前方に配置され、偏光板6を液晶パネル4に押圧する表面にフッ素樹脂或いはシリコーン樹脂などの離形性を有する弾性体材料が表面に形成して回転可能な貼付ローラ3と、液晶パネル4と偏光板6との間に高圧ガスを噴出させるパネルセットステージ1に一体的に固定された高圧ガスブロー用ホース9に接続された噴射ノズル5とで構成される。
【0017】
偏光板6は、従来と同様に、液晶パネル4への貼り付け面に予め図4に示すようにセパレータ6dが貼着され、このセパレータ6dを剥がすと、粘着材6cが露出する。また、偏光板6の偏光板本体6bの他面には、保護シートとしての表面保護フィルム6aが貼着されている。
【0018】
パネルセットステージ1は水平方向に摺動させるために備えられ、その上面に液晶パネル4を吸着可能に保持するため、複数の吸引孔8を有し、吸引孔8は図示しない真空ポンプ等の真空源に連通する。
【0019】
パネルセットステージ1の貼り付けローラ3側と反対側の端部には、噴射ノズル5を有する噴出角度調整及び流量調整可能な高圧ガスブロー用ホース9が一体的に固定され、偏光板6のサイズによって複数個配置してもよいが、少なくとも一つの噴射ノズル5から高圧の窒素ガス、クリーンエアー等が噴射される。なお、噴射ノズル5の噴射方向は、貼り付けローラ3と反対側の端部から偏光板の長さの実質的1/4の位置に噴射するように固定されてパネルセットステージ1の水平方向に摺動すると共に噴射しながら移動するものである。
【0020】
偏光板保持ステージ2は、パネルセットステージ1の上方に、図示しない上下に昇降する昇降機構に所定の角度で配設されて偏光板6を真空などで吸着保持するために備えられ、偏光板6を吸着するための複数の吸着孔7を有する。この吸着孔7は吸引孔8と同様に、図示しない真空ポンプ等の真空源に連通する。また、偏光板6を吸着する面側の吸着孔7以外にはシリコーン樹脂などの離形性を有するコーティング材10が被覆されており、このコーティング材10は、偏光板6を貼り付けローラ3を介して液晶パネル4に順次貼りつける際に、貼り付けローラ3の低押圧力であっても偏光板6の先端側がずれて偏光板の粘着材6cがはみだすを防ぐために偏光板保持ステージ2から偏光板6を剥がれやすくする役割を担っている。
【0021】
偏光板保持ステージ2の下端部には貼り付けローラ3が備えられ、昇降機構により偏光板保持ステージ2が所定の押圧力で下降したときパネルセットステージ1の水平方向に摺動するに伴い液晶パネル2及び偏光板6を介して回転するものである。
【0022】
また、この貼り付けローラ3は、少なくとも外周部分がフッ素樹脂或いはシリコーン樹脂などの離形性を有する弾性体材料でJIS硬度60度〜80度を備えていることが好ましい。
この貼り付けローラ3の硬度は、硬すぎる(80度越える)と貼り付けローラ3の押圧力を低減しても偏光板6の先端部の粘着材が押圧力のみでははみだしてしまので弾力性も必要であり、柔らかすぎる(60度未満)と貼り付けローラ3の所定の押圧力が偏光板6に伝わらず液晶パネル4と偏光板6との密着が不充分となり剥離してしまい気泡などを発生させことにもなる。また、貼り付けローラ3を押さえ込みすぎると表示パネルのギャップムラ防止効果が得られない。
【0023】
次に図1を基本に、図2、図3をも参照して上記構成を有する偏光板貼付装置を用いて、第1の実施例の貼り付け方法を説明する。
【0024】
まず、液晶パネル4をパネルセットステージ1に位置合わせし、吸引孔8を介して真空ポンプ等によって真空吸着する。
【0025】
一方、偏光板6の液晶パネル4への貼り付け面に予め貼り付けされた図4に示すセパレータ6dを剥離しない状態で、偏光板6の表面保護フィルム6a面を偏光板保持ステージ2の面に位置合わせし、吸着孔7を介して真空ポンプ等によって真空吸着する。この時の真空吸着力は、セパレータ6dを剥離する際には、偏光板6は偏光板保持ステージ2にはそのセパレータ6dの粘着力に負けないよう高い吸着力で保持する。
【0026】
次に、偏光板6のセパレータ6dを全面剥離して粘着材6c面を露出させ、偏光板保持ステージ2が固定された図示しない上下に昇降する昇降機構にて偏光板保持ステージ2及び貼り付けローラ3を下降させ、偏光板6の先端部を液晶パネル4及び貼り付けローラ3間に従来より低押圧力で挟み込み位置決めする。この低押圧力は2Kg/cm2〜2.5Kg/cm2で挟み込み位置決めすることが好ましい。
【0027】
その後に、貼り付けローラ3の挟み込み位置決め時の押圧力の状態を維持して、偏光板6の貼り付けローラ3と反対側の端部から偏光板6の長さの実質的1/4の位置に矢印A方向で高圧ガスとして、例えば窒素ガス、圧搾空気、クリーンエアー(ドライエアー)などを噴出圧力3Kg/cm2〜4Kg/cm2及び偏光板6に対して噴射角度110度〜130度で噴射流量を調整して噴出しつつ、偏光板保持ステージ2の偏光板6の吸着を停止し真空密着力をなくしてから、偏光板6を液晶パネル4と偏光板保持ステージ2とから浮かしながら、パネルセットステージ1を矢印X方向に速度1000mm/sec以上で平行移動させながら貼り付けローラ3の回転によって、貼り付けローラ3の挟み込み位置決め時の低押圧力の状態を維持して液晶パネルに偏光板6を押圧して順次貼り付けする。なお、窒素ガス、圧搾空気、クリーンエアー(ドライエアー)など高圧ガスのフローを偏光板6の下側に向け(図1の矢印A方向)、偏光板6の内側を支えるようなに噴出角度は偏光板6に対して110度〜130度で行うことが望ましい。
【0028】
以上のように、偏光板6の貼り付けローラ3と反対側の端部から偏光板6の長さの実質的1/4の位置に矢印A方向で高圧ガスを噴射させないと、図2の偏光板の先端に矢印B方向で高圧ガスを噴射した状態図に示すように、偏光板6の中央部がたるみ貼り付けローラ3で貼り付けする前に液晶パネル4に接触し、気泡など発生させことになる。
【0029】
また、図3の偏光板の奥に矢印C方向で高圧ガスを噴射した状態図に示すように、偏光板6の先端部が垂れ下がり貼り付けローラ3で貼り付けする前に液晶パネル4に接触し、気泡など発生させことになる。
【0030】
偏光板の先端部を液晶パネル及び貼り付けローラ間に所定押圧力で挟み込み位置決めし、その後に、偏光板の所定箇所に高圧ガスを所定条件で噴出しつつ、偏光板保持ステージの偏光板の吸着を停止し真空密着の状態をなくしてからパネルセットステージを貼り付けローラ方向に移動させ、挟み込み位置決めした時の所定押圧力の状態を維持しつつ偏光板を液晶パネルから浮かしながら、偏光板を液晶パネルに矢印Xの移動方向で順次貼り付けする方法のため、貼り付けローラの回転を介して偏光板を液晶表示パネルに貼りつける際には、偏光板保持ステージ側にある偏光板側から引っ張る負荷がなくなり、貼り付けローラの押圧力は従来の高押圧力より低押圧力の状態で偏光板の貼り付けを行うことが可能となる。よって、この方法により偏光板の粘着材がはみだすことがなく液晶表示パネルの狭額縁化に対応できる、と共に液晶表示パネルのギャップムラの発生がない。また、貼り付けスピードも早くすることができる。
【0031】
よって、偏光板6の先端部を液晶パネル4及び貼り付けローラ3間に従来より低押圧力の2Kg/cm2〜2.5Kg/cm2で挟み込み位置決めでき、且つ、この挟み込み位置決めした時の貼り付けローラの低押圧力を維持して、貼り付けローラ3の回転を介して偏光板を貼り付けて行くことになり、また、偏光板保持ステージ2の偏光板を貼り付けする面側には離形性を有するコーティング材10が被覆されており、このコーティング材10が、偏光板保持ステージ2から偏光板6を剥がれやすくして、貼り付けローラ3の低押圧力であっても偏光板6の先端側がずれて偏光板の粘着材6cがはみだすことがなく液晶表示パネルの狭額縁化に対応できことになる。しかし、貼り付けローラの押圧力が2Kg/cm2未満であると偏光板を液晶パネルから浮かす高圧ガスの噴射圧力に負けてしまい位置がズレてしまうと共に、液晶パネルと偏光板との密着が不充分となり剥離してしまい気泡などを発生させことになる。3Kg/cm2越えると従来と同様に偏光板より粘着材がはみだしてしまい液晶表示パネルの狭額縁化に対応できないし液晶表示パネルのギャップムラが起きることになる。
【0032】
この貼り付けローラの低押圧力化により、貼り付けスピードは、従来500mm/sec程度であったが1000mm/sec以上と早くで貼り付けても偏光板よりの粘着材がはみだすこともなく、生産性も向上する。
【0033】
前述したように窒素ガス、圧搾空気、クリーンエアー(ドライエアー)などの高圧ガスの噴出圧力は、3Kg/cm2〜4Kg/cm2が好ましい。しかし、3Kg/cm2未満と噴出圧力のブローが弱いと偏光板が液晶パネルから浮いた状態にならず倒れてしまい貼り付けローラで貼り付けする前に液晶パネルに接触してしまい気泡など発生させことになり、4Kg/cm2を越える噴出圧力のブローが強いと偏光板が振れる現象が起きて正常な貼り付けができない、且つゴミ等の混入を増加させる要因となる。
【0034】
尚、偏光板の液晶パネルへの貼付動作準備段階において偏光板及び液晶パネルをパネルセットステージ及び偏光板保持ステージに保持す際には、真空吸着によって保持する構成に限定されず、他の保持手段を使用することも可能である。
【0035】
【発明の効果】
本発明の偏光板貼り付け方法では、偏光板保持ステージ及び貼り付けローラを下降し、偏光板の先端部を液晶パネル及び貼り付けローラ間に従来より低押圧力(2Kg/cm2〜2.5Kg/cm2)で挟み込み位置決めし、その後に、この貼り付けローラの挟み込み位置決め時の低押圧力の状態を維持して、偏光板の貼り付けローラと反対側の端部から偏光板の長さの実質的1/4の位置に高圧ガスを所定の噴出圧力(3Kg/cm2〜4Kg/cm2)及び所定の噴射角度(110度〜130度)で噴射流量を調整して噴出しつつ、偏光板保持ステージの偏光板の吸着を停止し真空密着の状態をなくしてから、偏光板を液晶パネルと偏光板保持ステージとから浮かしながら、パネルセットステージを移動させつつ偏光板を液晶パネルに移動方向で順次貼り付けすることにより、偏光板の粘着材がはみだすことがなく液晶表示パネルの狭額縁化に対応できる、と共に液晶表示パネルのギャップムラが防止でき、また、貼り付けスピードも早くできる格別な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る偏光板貼付装置を用いての偏光板貼り付け方法の一実施例を示す正面図である。
【図2】図1と同様の正面図で、偏光板の先端に高圧ガスを噴射した状態図である。
【図3】図1と同様の正面図で、偏光板の奥に高圧ガスを噴射した状態図である。
【図4】偏光板6の構造を示す断面図である。
【図5】従来例における偏光板貼付装置の動作を示す正面図である。
【図6】他の従来例における偏光板貼付装置の動作を示す正面図である。
【符号の説明】
1 パネルセットステージ
2 偏光板保持ステージ
3 貼付けローラ
4 液晶パネル
5 噴射ノズル
6 偏光板
7 吸着孔
8 吸引孔
9 高圧ガスブロー用ホース
Claims (7)
- 液晶パネルを固定して水平方向に移動するパネルセットステージと、前記パネルセットステージの上方に配置され、液晶パネルに貼付する偏光板を吸着保持する偏光板保持ステージと、前記偏光板保持ステージの前方に配置され、偏光板を液晶パネルに押圧し回転する貼り付けローラと、前記液晶パネルと前記偏光板との間に高圧ガスを噴出させるパネルセットステージに一体的に固定された噴射ノズルとを備えた偏光板貼付装置を用いて、
前記偏光板保持ステージ及び前記貼り付けローラを下降し、前記偏光板の先端部を前記液晶パネル及び前記貼り付けローラ間に所定押圧力で挟み込み位置決めし、その後に、偏光板の所定箇所に高圧ガスを所定条件で噴出しつつ、前記偏光板保持ステージの偏光板の吸着を停止してから前記パネルセットステージを貼り付けローラ方向に移動させ、前記所定押圧力の状態を維持しつつ前記偏光板を液晶パネルから浮かしながら、前記偏光板を前記液晶パネルに移動方向で順次貼り付けることを特徴とする偏光板貼付装置の偏光板貼り付け方法。 - 前記偏光板保持ステージの偏光板の吸着は、離形性を有するコーテング材で覆った面側に行うことを特徴とする請求項1記載の偏光板貼付装置の偏光板貼り付け方法。
- 前記貼り付けローラの所定押圧力は、2Kg/cm2〜2.5Kg/cm2で偏光板を貼り付けすること特徴とする請求項1記載の偏光板貼付装置の偏光板貼り付け方法。
- 貼り付けローラの少なくとも外周部分が、離形性を有する弾性体材料でJIS硬度60〜80度で行うことを特徴とする請求項2記載の偏光板貼付装置の偏光板貼り付け方法。
- 前記高圧ガスを噴出させる偏光板への所定箇所は、貼り付けローラと反対側の端部から偏光板の長さの実質的1/4の位置に噴射することを特徴とする請求項1記載の偏光板貼付装置の偏光板貼り付け方法。
- 前記高圧ガスの所定条件の噴出圧力は、3Kg/cm2〜4Kg/cm2で行うことを特徴とする請求項4記載の偏光板貼付装置の偏光板貼り付け方法。
- 前記高圧ガスの所定条件の流量は、流量調整可能であることを特徴とする請求項4記載の偏光板貼付装置の偏光板貼り付け方法。
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