JP2005156907A - 表示装置の製造方法及びその製造装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】フィルムを表示パネルに貼り付ける際のタクトタイムの制限,気泡や糊引き及び視覚ムラなどの発生による不良現象を解決し、高精度で且つ高速度で気泡や糊引きや視覚ムラの無い表示装置の製造方法及びその製造装置を提供する。
【解決手段】偏光板Pの2箇所を吸着ステージPS1,PS2に保持して液晶セルCの主面近傍に平行に位置決めした後に液晶セルCの主面に偏光板Pの一部を押し付けて接触させ、その後に偏光板Pの一部から液晶セルCの主面の第1の方向沿いに液晶セルCの主面の一端に向けて液晶セルCの主面に押し付け、その後に偏光板Pを第1の方向沿いに液晶セルCの主面の他端に向けて液晶セルCの主面に押し付けることで液晶セルCの主面に偏光板Pを貼り付ける。
【選択図】図4(a)

Description

本発明は、表示装置の製造方法及びその製造装置に係り、特に硬い平面状の表示面を有する表示パネルの主面に柔らかいフィルムを高精度で且つ高効率で貼り付け作業を実現可能とするフィルムの貼り付け方法及びその貼り付け装置に関するものである。
フィルム状の部材を被貼り付け部材として例えば表示パネルの主面に貼り付ける従来の貼り付け方法及びその貼り付け装置としては、下記「特許文献1」に記載されているように液晶表示装置では、貼り付け工程で切断された偏光板フィルムを液晶セルに貼り付ける方式が知られている。
この貼り付け方法は、まず、最初に切断工程にて切断された偏光板フィルムを液晶セルの上まで、貼り付けローラ付きの貼り付けヘッドを用いて搬送し、液晶セル上でその貼り付けヘッドを貼り付けローラのある側を下に傾けながら、下降させる。
次に、貼り付けローラに押された偏光板フィルムの一端が偏光板フィルムとほぼ同形状の液晶セルの一端に接触する時点で下降を停止し、その後、液晶セルに接触した貼り付けローラを転がしながら、液晶セルの一端から反対側の他端まで順次液晶セルの全面に貼り付けていくことで液晶セルの全面に偏光板フィルムを貼り付ける。フィルム部材を被貼り付け部材に貼り付ける方法及びその貼り付け装置としては本方法が最も一般的であることが知られている。
また、液晶セルを上方に、偏光板フィルムを下方に位置させた方式を採用した貼り付け方法及びその貼り付け装置も知られているが、基本的には、下記「特許文献1」に記載の方式である偏光板フィルムの一端を液晶セルの一端に貼り付けてから順次反対側の他端に向けて貼り付けていく方式と同じである。類似の公知例として、下記「特許文献2」,「特許文献3」及び「特許文献4」などが挙げられる。
また、下記「特許文献5」または「特許文献6」においては、貼り付けローラを半円筒形状部材とした場合の実施例がそれそれ記載されている。これらの「特許文献5」及び「特許文献6」に記載の方式では、半円筒形部材の一端を用いて偏光板フィルムの一端を液晶セルの一端に貼り付けた後に、半円筒部材の円筒曲面に沿って液晶セル上を転がしていくことにより、偏光板フィルムを液晶セルから順次貼り付ける方式である。これらの方式は,偏光板フィルムを液晶セルの一端から順次液晶セルの全面に貼り付けるという点から、上述した「特許文献1」に記載の偏光板フィルムの一端を液晶セルの一端に貼り付けてから順次反対側の他端に向けて貼り付けていく方式と同類の方法及びその装置とほぼ同じである。
なお、この種の従来技術に関しては、例えば下記「特許文献1」乃至「特許文献7」に開示されている。
特開2003−161935号公報 特開平06−347779号公報 特開平06−308444号公報 特開平05−005878号公報 特開2000−204304号公報 特開2002−182031号公報 特開平08−282906号公報
上述した従来技術である偏光板フィルムの一端を液晶セルの一端に貼り付けてから順次反対側の他端に向けて貼り付けていく方式は、液晶表示素子が携帯電話器の表示画面に使用する用途などの比較的小さい場合には生産速度的には問題は無かった。ところが、公称30インチ前後の画面サイズを有する大形の液晶表示装置などにおいては、貼り付け装置のタクトタイムが長く掛かるという課題があった。これは偏光板フィルムの貼り付け速度はその貼り付け品質を左右する要因であることによるものである。すなわち、貼り付け速度が速過ぎると静電気量が多くなり、貼り付け作業中に偏光板フィルムと液晶セルとの間に雰囲気中のゴミを巻き込んでしまったりすることもある。
また、貼り付け速度が速過ぎると、偏光板フィルムと液晶セルとの間に空気を追い出すことが出来ずに気泡となる場合もある。これらゴミや気泡は液晶表示素子としては不良品の部類であり、製造過程であってはならないものである。この理由のため、大形の液晶表示装置のタクトタイムを速くするには従来方式では限界があるという課題があった。
また、上述した従来技術である偏光板フィルムの一端を液晶セルの一端に貼り付けてから順次反対側の他端に向けて貼り付けていく方式では、最初に貼り付け手段である貼り付けローラ若しくは半円筒部材が偏光板フィルムを液晶セルに押し付ける際、その貼り付け初めに偏光板フィルムの貼り付けられる一端は、貼り付け装置の大きさや作業幅に比べて小さく或いは狭いため、貼り付け時に保持することができず、その貼り付け初め個所の偏光板フィルムと液晶セルとの間に微小な気泡が入り込み易いという課題があった。
これは製品である液晶表示装置の表示面が液晶セルの大きさより小さく、液晶セルの端部が液晶表示装置の表示面に現れない場合は全く問題がなかったが、液晶表示装置の小型化が進み、液晶表示装置の表示面と液晶セルとの大きさがほぼ同じとなってくる場合、製品である液晶表示装置の表示面にその気泡が出てしまって液晶表示機能に弊害を生じていたという課題があった。
さらに、上述した従来技術である偏光板フィルムの一端を液晶セルの一端に貼り付けてから順次反対側の他端に向けて貼り付けていく方式では、最初に貼り付け装置である貼り付けローラ若しくは半円筒部材が偏光板フィルムを液晶セルに押し付ける際、その貼り付け初めに偏光板フィルムの貼り付けられる一端は、偏光板フィルムを完全に液晶セルに貼り付けようとするには、貼り付け装置の接触する位置と偏光板フィルムの端との距離を可能な限り短くとる必要があった。
このため、貼り付け装置が偏光板フィルムと液晶セルとを最初に接触させるポイントにおいて、その衝撃力により偏光板フィルムに塗布された粘着材が偏光板フィルムからはみ出して貼り付け手段に付着してしまい、貼り付け作業中に偏光板フィルムに同一偏光板フィルムの複数箇所或いは複数枚の偏光板フィルムに亘って転写してしまう、所謂糊引きと呼ばれる現象が発生するという課題があった。
また、上述した従来技術において、貼り付け手段が偏光板フィルムと液晶セルとを最初に接触させるポイントにおいて、その衝撃力により偏光板フィルムの厚さが微妙に変化し、液晶表示素子としてその接触点において視覚ムラとなって見えてしまう不良が発生するという課題もあった。
したがって、本発明は、上述した従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、フィルム状部材を被貼り付け部材としての表示パネルに貼り付ける際の上述の課題であるタクトタイムの制限,気泡や糊引き及び視覚ムラなどの発生による不良現象を解決し、高速度で気泡や糊引きや視覚ムラの無い表示装置の製造方法及びその製造装置を提供することにある。
このような目的を達成するために本発明は、第1の方向及び当該第1の方向と交差する第2の方向に沿って拡がる主面を有する表示パネルを備え、且つ当該表示パネルの主面にフィルムが貼り付けられた表示装置の製造方法において、フィルムの少なくとも2箇所を保持して表示パネルの主面近傍に平行に位置決めした後に表示パネルの主面にフィルムの一部を押し付けて接触させ、その後にフィルムの一部から表示パネルの主面の第1の方向沿いに表示パネルの主面の一端に向けて表示パネルの主面に押し付け、その後にフィルムを第1の方向沿いに表示パネルの主面の他端に向けて表示パネルの主面に押し付けることで表示パネルの主面にフィルムを貼り付けることにより、気泡,糊引き及び視覚ムラなどの発生しないフィルムの貼り付けが達成できる。
また、このような目的を達成するために本発明は、第1の方向及び当該第1の方向と交差する第2の方向に沿って拡がる主面を有する表示パネルを備え、且つ当該表示パネルの主面にフィルムが貼り付けられた表示装置の製造装置において、表示パネルをその主面の背面で保持し、且つ当該第1の方向に移動する表示パネル保持手段と、この表示パネル保持手段に対向配置され、且つフィルムをその貼り付け面の背面で少なくとも2箇所で保持する第1の保持部と第2の保持部とを同一平面上に有し、当該各第1の保持部,第2の保持部が同一平面上に沿って移動する一対のフィルム保持手段と、この一対のフィルム保持手段の第1の保持部と第2の保持部との間に配設されてフィルムの一部を表示パネルの主面に接触させ、且つ第1の保持部,第2の保持部の移動に同期して表示パネルの主面に沿って往復移動する少なくとも1つの貼り付け手段とを備え、表示パネルの主面にフィルムの一部を接触させた後に貼り付け手段を、第1の方向沿いに表示パネルの主面の一端に向けて表示パネルの主面に沿って移動させた後、第1の方向沿いに表示パネルの主面の他端に向けて表示パネルの主面に沿って移動させることにより、表示パネルの主面にフィルムを貼り付けることで気泡や糊引きや視覚ムラの無いフィルム材の貼り付け作業を達成できる。
また、上記表示装置の製造装置の構成において、貼り付け手段が第1の方向に沿って回転可能な円筒形ローラまたは揺動可能な円筒の曲面部若しくはその一部の形状とすることにより、気泡や糊引きや視覚ムラの無いフィルム材の貼り付け作業を達成できる。
さらに、上記表示装置の製造装置の構成において、貼り付け手段がフィルムを表示パネルの主面に押し当てる角度が表示パネルの主面から略45度以下とすることにより、気泡や糊引きや視覚ムラの無いフィルム材の貼り付け作業を達成できる。
なお、本発明は、前記各構成及び後述する実施の形態に記載される構成に限定されるものではなく、本発明の技術思想を逸脱することなく、種々の変更が可能であることは言うまでもない。
以上、説明したように本発明による表示装置の製造方法によれば、表示パネルとフィルムとの貼り付け面で生じていた貼り付け開始ポイントでの微小気泡不良や糊引き不良の発生を解決することができるという極めて優れた効果が得られる。
また、本発明による表示装置の製造装置によれば、貼り付け手段を複数個用いることにより、表示パネルへのフィルムの貼り付けを従来の製造装置に比較して半分以下の時間で高速で貼り付け作業を行うことができるという極めて優れた効果が得られる。
さらに、本発明による表示装置の製造装置によれば、貼り付け手段のフィルムを押し付ける作業面の曲面半径を大きくとること及び貼り付け手段の初期当たり角度をほぼ45度以下とすることにより、貼り付け手段の初期衝撃力による視覚ムラ不良の発生を解決することができるという極めて優れた効果が得られる。
以下、本発明の実施の形態について、実施例の図面を参照して詳細に説明する。
本発明による表示装置の製造方法及びその製造装置の一実施例を図1〜図9を参照して詳細に説明する。図1は、本発明に係る表示装置の概略構成を示す斜視図である。図1において、Lは表示装置としての例えば液晶表示素子、Cは画像表示面を有する例えばガラス製の液晶セル(液晶表示パネル)、Pは液晶セルCの主面に貼り付けられたフィルムとしての例えば少なくとも1枚の樹脂薄膜の積層体からなる偏光板、Aは偏光板Pの貼り付け面に予め塗布されている粘着剤である。
ガラス製の液晶セルCの大きさは、対角線の長さが約1インチ程度から約40インチ以上に至るまでの範囲が対象であるが、本発明に係る偏光板Aの貼り付け作業は主として約28インチ以上の大形液晶セルCへの貼り付け作業に適している。また、偏光板Pの貼り付け作業は、量産品につき高速作業が要求されている一方で慎重な作業が必要とされる。それは液晶セルCの貼り付け主面内に空気の塊が入る気泡不良や偏光板Pを強く押し付け過ぎることによって粘着剤Aが偏光板Pの端部からはみ出す糊引き不良や同じく偏光板Pを強く押し付け過ぎることによって偏光板Pや粘着剤Aの厚みがばらついて画面内にスジのように見える視覚ムラ不良が発生するためである。
以下、本発明の要旨の理解を容易にするために現状の貼り付け方法及びその貼り付け装置について説明する。
図2は、現状の液晶セルCに偏光板Pを貼り付け方法及びその貼り付け装置を説明する断面図であり、図2(a)〜図2(h)はその貼り付け工程を説明する図である。図2(a)は、液晶セルC及び偏光板Pの投入前の貼り付け装置の位置関係を示す説明図である。図2(a)に示すように貼り付け装置内の所定位置には、液晶セルCの吸着ステージCSと、偏光板Pの吸着ステージPSとが平行な状態で待機している。また、偏光板Pの吸着ステージPSの左端には、貼り付け作業の際に偏光板Pを液晶セルCに押し付ける貼り付けローラが備え付けられている。
液晶セルC並びに偏光板Pは、それぞれの吸着ステージCS,PSに位置決め、セットできるように上下方向には干渉しない位置で待機する。なお、液晶セルC並びに偏光板Pの位置決めセットは、それぞれ個別の機構(図示せず)にて行われるが、マニュアル作業でも構わない。
まず、最初に図2(b)に示すように液晶セルCは吸着ステージCSの下方に、また、偏光板Pは吸着ステージPSの上方にそれぞれ真空吸着により搭載される。偏光板Pの貼り始め位置は、貼り付けローラR上部の所定の位置にかかるように位置決めセットされる。次に図2(c)に示すように液晶セルCを搭載した吸着ステージCSが偏光板Pを搭載した吸着ステージPSの上方の所定位置に矢印で示す左方向に移動する。
次に図2(d)に示すように偏光板Pを搭載した吸着ステージPSは、所定の角度だけ傾き、吸着ステージPSの左端の装着された貼り付けローラRによって偏光板Pがその上方に位置した吸着ステージCSに搭載された液晶セルCの左端に接触して押し付けられ、狭い帯状の領域において液晶セルCと偏光板Pとが貼り付けられる。
次に図2(e)に示すように液晶セルCを搭載した吸着ステージCSが偏光板Pを吸着したまま傾斜した吸着ステージPSに対して相対的に矢印で示す左方向に移動する。この時、液晶セルCと偏光板Pとはそれぞれの端部同士を最初に接合したため、吸着ステージCSの動きと同期して液晶セルC及び偏光板Pのそれぞれの貼り付け面同士が接合されていく。
貼り付けローラRは、液晶セルCと偏光板Pとの間に空気が溜まって気泡とならないように吸着ステージCSの矢印で示す左方向の移動に同期して回転し、偏光板Pを液晶セルCに押し付けていく。その間、偏光板Pに適正なテンションを負荷しながら、貼り付けを行うため、図2(f)に示すように吸着ステージCSの移動に伴って偏光板Pは吸着ステージPS上を滑っていく。ここで、吸着ステージPSの偏光板Pに対する吸着力は偏光板Pが傷つかないレベルとなるように事前に調整してある。
また、品質上、問題がなければ、図2(d)にて液晶セルCと偏光板Pとが狭い帯状の領域に貼り付けされた後に吸着を解除しても構わない。更には偏光板Pに適正なテンションがかかるようにセンサを取り付けてダイナミックに吸着力を制御することも可能である。
次に図2(g)に示すように液晶セルCに偏光板Pを貼り終えて液晶表示素子Lとして完成品にした後、偏光板Pを搭載していた吸着ステージPSは矢印で示す下方向に初期位置と同じ水平位置に戻し、貼り付けローラRを液晶表示素子Lから離す。この状態で図2(h)に示すようにアンローダ(図示せず)で液晶表示素子Lを排出するが、これもマニュアル動作でも構わない。この後、吸着ステージCS,PSを上述した図2(a)に示す初期位置に戻し、次の液晶セルCと偏光板Pとの貼り付けを行うものである。
このように現状の貼り付け方法及びその貼り付け装置では、偏光板Pの貼り付け速度はその貼り付け品質を左右する要因であるため、特に大形の液晶表示装置の場合に生産速度を上げることができず、量産性を阻害する原因となっていた。速く貼り過ぎると、ゴミや気泡を液晶セルCと偏光板Pとの間に巻き込む可能性があったためである。
また、現状の貼り付け方法及びその貼り付け機構では、貼り初め個所において偏光板Pを保持することができず、液晶セルCと偏光板Pとの貼り付け初め個所に微小な気泡が入り易くなるとか、偏光板Pの裏に塗布された粘着剤Aがはみ出し易い糊引きと呼ばれる課題があった。
さらに、現状の貼り付け方法及びその貼り付け装置では、液晶セルCと偏光板Pとが最初に接触するポイントにおいて、その接触時の衝撃で偏光板Pの厚さに変化が生じて表示画面では視覚ムラと呼ばれる課題もあった。
図3は、現状の貼り付け方法を用いて液晶セルCと偏光板Pとを貼り付けた場合に生じ得る糊引き不良及び視覚ムラ不良の発生状態を説明する断面図である。図3に示すように偏光板Pには予め粘着剤Aが塗布されており、その粘着剤Aを介して液晶セルCと偏光板Pとが接合されている。貼り付けローラRが偏光板Pの端部を液晶セルCの端部に押付ける際、貼り付けローラRの押圧力により、粘着剤Aの一部が偏光板Pの端部よりはみ出して糊引き部AAを生じる可能性があった。この糊引き部AAが貼り付けローラRに付着すると、粘着剤Aを貼り付けローラRの外周分のピッチで偏光板Pの表面上に転写してしまうものである。
また、液晶セルCと偏光板Pとの初めの貼り付け工程において、貼り付けローラRの押圧力により、偏光板P及び粘着剤Aの厚みが変化してしまい、窪みPGを形成すると、表示画面上では視覚ムラとなって現れる可能性があった。
図4は、本発明による表示装置の製造方法及びその製造装置の一実施例である液晶セルCと偏光板Pとの貼り付け方法及びその貼り付け装置を説明する断面図であり、図4(a)〜図4(h)貼り付け工程を示している。
図4(a)は、液晶セルC及び偏光板Pの投入前の貼り付け装置の位置関係を示す説明する断面図である。図4(a)に示すように貼り付け装置内の所定位置には、液晶セルCを保持させる吸着ステージCSと、偏光板Pを保持させる吸着ステージPS1及び吸着ステージPS2とが平行な状態で待機して配置されている。また、平行な状態で配置されている偏光板Pの吸着ステージPS1と吸着ステージPS2との中央には、貼り付け作業の際に偏光板Pを液晶セルCに押し付ける貼り付けローラRが回転自在に配設されている。
また、液晶セルC並びに偏光板Pは、それぞれの吸着ステージCS,PS1,PS2に位置決め、セットできるように上下方向には互いに干渉しない位置で待機する。液晶セルC並びに偏光板Pの位置決め、セットは、それぞれ個別の機構(図示せず)にて行われるが、マニュアル作業でも構わない。
まず、最初に図4(b)に示すように液晶セルCは、吸着ステージCSの下方に、また、偏光板Pは吸着ステージPS1,PS2及び貼り付けローラRの上方にそれぞれ所定位置に位置決め、セットされて真空吸着により保持されて搭載される。次に図4(c)に示すように液晶セルCを搭載した吸着ステージCSが矢印で示す左方向に偏光板Pを搭載した吸着ステージPS1,PS2の上方の所定位置に移動する。
次に図4(d)に示すように偏光板Pを搭載した吸着ステージPS1,PS2は不動のまま、吸着ステージPS1,PS2の中央に位置する貼り付けローラRによって偏光板Pがその上方にある吸着ステージCSに搭載された液晶セルCの中央に押し付けられて接触し、狭い帯状の領域において液晶セルCと偏光板Pとが貼り付けられる。
次に図4(e)に示すように液晶セルCを搭載した吸着ステージCSの位置を固定のまま、貼り付けローラRと、偏光板Pの右半分とを吸着した吸着ステージPS2とを矢印で示す右方向に移動させる。この時、偏光板Pは吸着ステージPS2上を滑りながら徐々に外れていき、最後は図4(f)に示すように吸着ステージPS2から外れて液晶セルCの右半分に偏光板Pの右半分が貼り付けられる。
ここで、吸着ステージPS2の偏光板Pに対する吸着力は、偏光板Pが傷つかないレベルとなるように事前に調整してある。また、品質上、問題がなければ、液晶セルCと偏光板Pとが狭い帯状の領域に貼り付けされた後に吸着を解除しても構わない。更には偏光板Pに適正なテンションがかかるようにセンサを取り付けてダイナミックに吸着力を制御することも可能である。貼り付けローラRは、液晶セルCと偏光板Pとの間に空気が溜まって気泡とならないように吸着ステージCSの動きに同期して回転し、偏光板Pを液晶セルCに押し付けていく。
次に液晶セルCと偏光板Pの右半分とを貼り付けし終えた貼り付けローラRは、図4(g)に示すようにこのまま貼り付けローラRと、偏光板Pの左半分を吸着した吸着ステージPS1とを矢印で示す左方向に移動させる。この貼り付けローラRが液晶セルCの中央付近を越えた頃から、液晶セルCと偏光板Pとの左半分の貼り付け動作を行うようになり、吸着ステージPS1を矢印で示す右方向に動作させることになる。
これによって偏光板Pは、吸着ステージPS1上を滑りながら徐々に外れていき、最後は図4(h)に示すように貼り付けローラRが吸着ステージPS1から外れて液晶セルCの左半分に偏光板Pの左半分が貼り付けられて貼り付け工程を終了する。その間、偏光板Pに適正なテンションを負荷しながら貼り付けを行うため、吸着ステージCSの移動に伴って偏光板Pは吸着ステージPS1上を滑っていく。
このようにして液晶セルCに偏光板Pを貼り終えて液晶表示素子Lとして完成品にした後、貼り付けローラRを液晶表示素子Lから離す。この状態でアンローダ(図示せず)で液晶表示素子Lを排出するが、これもマニュアル動作でも構わない。この後、図4(a)に示す初期位置に貼り付け装置を戻し、次の液晶セルCと偏光板Pとの貼り付けを行うものである。
このような貼り付け方法によれば、偏光板Pを吸着ステージPS1と吸着ステージPS2との2箇所を保持して液晶セルCの主面近傍に位置決めした後に偏光板Pを保持する吸着ステージPS1と吸着ステージPS2との中央に貼り付けローラRを押し付けて液晶セルCの中央に偏光板Pの一部を接触させて貼り付けた後、貼り付けローラRを一方向とその反対方向とに液晶セルCの貼り付け面に沿って移動させることで液晶セルCに偏光板Pを貼り付けるようにしたので、現状の貼り付け方法で生じ得た課題の内、貼り初め位置における微小気泡による不良及び糊引きによる不良等の発生を削減することができる。
図5は、本発明による表示装置の製造方法及びその製造装置に係る液晶セルCに偏光板Pを貼り付ける貼り付け方法及びその貼り付け装置の他の実施例を説明する断面図であり、図5(a)〜図5(h)は貼り付け工程を示している。本実施例では、図4で説明した実施例1に対してタクトアップを図ったものである。
図5(a)は、本発明の実施例2である液晶セルC及び偏光板Pの投入前の貼り付け装置の位置関係を示す説明する図である。図5(a)に示すように貼り付け装置内の所定位置には、液晶セルCを搭載する吸着ステージCSと、偏光板Pを搭載する吸着ステージPS1及び吸着ステージPS2とが平行な状態で待機して配置されている。
また、偏光板Pの吸着ステージPS1と吸着ステージPS2との中央には、貼り付け作業の際に偏光板Pを液晶セルCに押し付ける貼り付けローラR1と貼り付けローラR2とが上下方向に配設されている。液晶セルC並びに偏光板Pは、それぞれの吸着ステージCS,PS1,PS2に位置決め、セットできるように上下方向には互いに干渉しない位置で待機する。液晶セルC並びに偏光板Pの位置決め、セットはそれぞれ個別の機構(図示せず)にて行われるが、マニュアル作業でも構わない。
まず、最初に図5(b)に示すように液晶セルCは吸着ステージCSの下方に、また、偏光板Pは吸着ステージPS1,PS2及び貼り付けローラR2の上方にそれぞれ所定位置に位置決め、セットされて真空吸着により保持されて搭載される。次に図5(c)に示すように液晶セルCを搭載した吸着ステージCSが偏光板Pを搭載した吸着ステージPS1,PS2の上方の所定位置に移動する。
次に図5(d)に示すように偏光板Pを搭載した吸着ステージPS1,PS2は、不動のまま、吸着ステージPS1,PS2の中央に位置した貼り付けローラR2によって偏光板Pがその上方にある吸着ステージCSに搭載された液晶セルCの中央に押し付けられて接触し、狭い帯状の領域において液晶セルCと偏光板Pとが貼り付けられる。
次に図5(e)に示すように液晶セルCを搭載した吸着ステージCSの位置を固定のまま、貼り付けローラR2と、偏光板Pの右半分を吸着した吸着ステージPS2とを矢印で示す右方向に移動させる。この時、偏光板Pは吸着ステージPS2上を滑りながら徐々に外れていき、最後は吸着ステージPS2から外れて液晶セルCの右半分に偏光板Pの右半分が貼り付けられる。その間、偏光板Pに適正なテンションを負荷しながら貼り付けを行うため、吸着ステージCSの移動に伴って偏光板Pは吸着ステージPS2上を滑っていく。
このようにして貼り付けローラR2が液晶セルCと偏光板Pの右半分とを貼り付けしている途中から、貼り付けローラR1が所定の位置に上昇し、図5(f)に示すように偏光板Pの左半分を吸着した吸着ステージPS1と共に矢印で示す左方向に移動させる。この時、偏光板Pは吸着ステージPS1上を滑りながら徐々に外れていき、最後は吸着ステージPS1から外れて液晶セルCの左半分に偏光板の左半分が貼り付けられて貼り付け工程を終了する。
ここで、吸着ステージPS2の偏光板Pに対する吸着力は偏光板Pが傷つかないレベルとなるように事前に調整してある。また、品質上、問題がなければ、液晶セルCと偏光板Pとが狭い帯状の領域に貼り付けされた後に吸着を解除しても構わない。更には偏光板Pに適正なテンションがかかるようにセンサを取り付けてダイナミックに吸着力を制御することも可能である。また、貼り付けローラR1,R2は、液晶セルCと偏光板Pとの間に空気が溜まって気泡とならないように吸着ステージCSの動きに同期して回転し、偏光板Pを液晶セルCに押し付けていく。
次に図5(g)に示すように液晶セルCに偏光板Pを貼り終えて液晶表示素子Lとして完成品にした後、図5(h)に示すように貼り付けローラR1,R2を矢印で示す下方向に液晶表示素子Lから離す。この状態でアンローダ(図示せず)で液晶表示素子Lを排出するが、これもマニュアル動作でも構わない。この後、貼り付けローラR1,R2をそれぞれ右方向,左方向に移動させ、上述した図5(a)に示す初期位置に製造装置を戻し、次の液晶セルCと偏光板Pとの貼り付けを行うものである。
このような貼り付け方法によれば、現状の貼り付け方法で生じ得た課題の内、貼り初め位置における微小気泡による不良及び糊引きによる不良等の発生を削減できる。また。2つの貼り付けローラR1,R2で貼り付け作業を行うため、上述した図4に示す実施例1で実現できるタクトタイムのおよそ半分となる高速生産が可能となる効果が得られる。なお、貼り付け手段は、ローラR1,R2の2個に限定する必要がなく、機構の領域が許せばより多くの貼り付けローラを用いて貼り付けて作業を行ってタクトタイムをさらに向上させることも可能である。
図6は、本発明による表示装置の製造方法及びその製造装置に係る液晶セルCと偏光板Pの貼り付け方法及びその貼り付け装置のさらに他の実施例を説明する断面図であり、図6(a)〜図6(h)は貼り付け工程を示している。
図6(a)は、本発明の実施例3である液晶セルC及び偏光板Pの投入前の貼り付け装置の位置関係を示す説明する断面図である。図6(a)に示すように貼り付け装置内の所定位置には、液晶セルCの吸着ステージCSと、偏光板Pの吸着ステージPS1及び吸着ステージPS2とが平行な状態で待機して配置されている。また、偏光板Pの吸着ステージPS1と吸着ステージPS2との中央には、貼り付け作業の際に偏光板Pを液晶セルCに押し付ける貼り付け用半円筒形部材Dが揺動自在に配設されている。
液晶セルC並びに偏光板Pは、それぞれの吸着ステージCSと、吸着ステージPS1及び吸着ステージPS2とに位置決め、セットできるように上下方向には互いに干渉しない位置で待機する。液晶セルC並びに偏光板Pの位置決め、セットはそれぞれ個別の機構(図示せず)にて行われるが、マニュアル作業でも構わない。
まず、最初に図6(b)に示すように液晶セルCは吸着ステージCSの下方に、また、偏光板Pは吸着ステージPS1,PS2及び貼り付け用半円筒形部材Dの上方にそれぞれ所定位置に位置決め、セットされて真空吸着により保持されて搭載される。次に図6(c)に示すように液晶セルCを搭載した吸着ステージCSが偏光板Pを搭載した吸着ステージPS1,PS2の上方の所定位置に矢印で示す左方向に移動する。
次に図6(d)に示すように偏光板Pを搭載した吸着ステージPS1,PS2は、不動のまま、吸着ステージPS1,PS2の中央に位置した貼り付け用半円筒形部材Dの矢印で示す上方向の移動によって偏光板Pがその上方にある吸着ステージCSに搭載された液晶セルCの中央に押し付けられて接触し、狭い帯状の領域において液晶セルCと偏光板Pとが貼り付けられる。
次に図6(e)に示すように液晶セルCを搭載した吸着ステージCSを矢印で示す左方向に動かすことで貼り付け用半円筒形部材Dがその吸着ステージCSに搭載された液晶セルCと同期して矢印で示す方向に転がり、偏光板Pの右半分を吸着した吸着ステージPS2を液晶セルCに対して相対的に矢印で示す右方向に移動させる。この時、偏光板Pは吸着ステージPS2上を滑りながら徐々に外れていき、最後は図6(f)に示すように吸着ステージPS2から外れて液晶セルCの右半分に偏光板Pの右半分が貼り付けられる。
ここで、吸着ステージPS2の偏光板Pに対する吸着力は、偏光板Pが傷つかないレベルとなるように事前に調整してある。また、品質上、問題がなければ、液晶セルCと偏光板Pとが狭い帯状の領域に貼り付けされた後に吸着を解除しても構わない。更には偏光板Pに適正なテンションがかかるようにセンサを取り付けてダイナミックに吸着力を制御することも可能である。貼り付け用半円筒形部材Dは、液晶セルCと偏光板Pとの間に空気が溜まって気泡とならないように吸着ステージCSの動きに同期して回転し、偏光板Pを液晶セルCに押し付けていく。
次に図6(g)に示すように液晶セルCと偏光板Pの右半分とを貼り付けし終えた吸着ステージCSは、このまま矢印で示す右方向に移動させると、貼り付け用半円筒形部材Dは、吸着ステージCSの動きに同期して今度は矢印で示す時計回り方向に転がり動作をしながら、液晶セルCに偏光板Pを貼り付けることになる。この吸着ステージCSが液晶セルCの中央付近を越えて液晶セルCと偏光板Pの左半分との貼り付け工程を行う頃から吸着ステージPS1を矢印で示す左方向に動作させることになる。
これによって偏光板Pは吸着ステージPS1上を滑りながら徐々に外れていき、最後は吸着ステージPS1から外れて液晶セルCの左半分に偏光板の左半分が貼り付けられて貼り付け工程を終了する。その間、偏光板Pに適正なテンションを負荷しながら、貼り付けを行うため、吸着ステージCSの移動に伴って偏光板Pは吸着ステージPS1上を滑っていく。
このようにして液晶セルCに偏光板Pを貼り終えて液晶表示素子Lとして完成品にした後、図6(h)に示すように貼り付けローラRを矢印で示す下方向に移動させて液晶表示素子Lから離す。この状態でアンローダ(図示せず)で液晶表示素子Lを排出するが、これもマニュアル動作でも構わない。この後、上述した図6(a)に示す初期位置に製造装置を戻し、次の液晶セルCと偏光板Pの貼り付けを行うものである。
このような貼り付け方法によれば、図4及び図5に示す貼り付けローラR1,R2に代えて貼り付け用半円筒形部材Dを用いて貼り付け作業を行うことにより、現状の貼り付け方法で生じ得た課題の内、貼り初め位置における微小気泡による不良及び糊引きによる不良等の発生を削減することができる。また、このような製造装置によれば、図4及び図5に示す実施例1,2に比較して貼り付け装置構造を簡素化することができる。
図7は、本発明による表示装置の製造方法及びその製造装置に係る液晶セルCと偏光板Pとの貼り付け方法及びその貼り付け装置の他の実施例を説明する断面図であり、図7(a)〜図7(g)は貼り付け工程を示している。本実施例では、上記図6で説明した実施例3に対して更なるタクトアップ及び製造装置の簡素化を狙ったものである。
図7(a)は、本発明の実施例4である液晶セルC及び偏光版Pの投入前の貼り付け装置の位置関係を説明する断面図である。図7(a)に示すように液晶セルCの吸着ステージCSと、偏光板Pの吸着ステージPS1,PS2とが平行な状態で待機して配置されている。偏光板Pの吸着ステージPS1と吸着ステージPS2との中央には、貼り付け作業の際に偏光板Pを液晶セルCに押し付ける2つの貼り付け用の1/4円筒形部材D1と1/4円筒形部材D2とが揺動自在に並設させている。
液晶セルC並びに偏光板Pは、それぞれの吸着ステージCSと吸着ステージPS1,PS2とに位置決め、セットできるように上下方向には互いに干渉しない位置で待機する。液晶セルC並びに偏光板Pの位置決め、セットはそれぞれ個別の機構(図示せず)にて行われるが、マニュアル作業でも構わない。
まず、最初に図7(b)に示すように液晶セルCは、吸着ステージCSの下方に、また、偏光板Pは、吸着ステージPS1,PS2及び貼り付け用1/4円筒形部材D1,D2の上方にそれぞれ所定位置に位置決め、セットされて真空吸着により保持されて搭載される。次に図7(c)に示すように液晶セルCを搭載した吸着ステージCSが偏光板Pを搭載した吸着ステージPS1,PS2の上方の所定位置に矢印で示す左方向に移動する。
次に図7(d)に示すように偏光板Pを搭載した吸着ステージPS1,PS2は、不動のまま、吸着ステージPS1,PS2の中央に位置した貼り付け用1/4円筒形部材D1,D2の矢印で示す上方向の移動によって偏光板Pがその上方にある吸着ステージCSに搭載された液晶セルCの中央に押し付けられて接触し、狭い帯状の領域において液晶セルCと偏光板Pとが貼り付けられる。
次に図7(e)に示すように液晶セルCを搭載した吸着ステージCSの位置を固定のまま、貼り付け用1/4円筒形部材D1,D2を、それぞれ矢印で示す時計回り方向と半時計回り方向に転がり動作を行い、同時に偏光板Pのそれぞれ右半分と左半分とを吸着した吸着ステージPS2,PS1とをそれぞれ矢印で示す右方向及び左方向に移動させる。この時、偏光板Pは、吸着ステージPS1,PS2上を滑りながら徐々に外れていき、最後は図7(f)に示すように吸着ステージPS1,PS2から外れて液晶セルCに偏光板Pが貼り付けられる。このようにして貼り付け用1/4円筒形部材D1,D2は同時に液晶セルCに偏光板Pを貼り付けることになり、タクトアップにつながる。
次に図7(g)に示すように液晶セルCに偏光板Pを貼り終えて液晶表示素子Lとして完成品にした後、貼り付け用1/4円筒形部材D1,D2を図7(h)に示すようにそれぞれ矢印で示す右方向及び左方向にそれぞれ移動させて液晶表示素子Lから離す。この状態でアンローダ(図示せず)で液晶表示素子Lを排出するが、これもマニュアル動作でも構わない。この後、上述した図7(a)に示す初期位置に貼り付け装置を戻し、次の液晶セルCと偏光板Pとの貼り付けを行うものである。
このような貼り付け方法によれば、現状の貼り付け方法で生じ得た課題の内、貼り初め位置における微小気泡による不良及び糊引きによる不良等の発生を削減することができる。また、このような貼り付け装置によれば、2つの貼り付け用1/4円筒形部材D1,D2で貼り付け作業を行うため、図6で説明した実施例3で実現できるタクトタイムのおよそ半分と高速生産が可能となる。また、図4〜図6までの何れの貼り付け装置よりも簡素化が可能となる。なお、貼り付け手段は2個に限定する必要がなく、製造装置の領域が許せば、より多くの貼り付け用1/4円筒形部材を用いて貼り付けて作業を行ってタクトタイムをさらに向上させることができる。さらに1/4円筒形部材D1,D2で偏光板Pを吸着制御できれば、吸着ステージPS1,PS2の省略も可能である。
図8は、図6及び図7で説明した貼り付け用円筒形部材Dの曲面半径をさらに大きくして平面に近くした場合の貼り付け装置の構成を示す断面図である。図8に示す貼り付け装置は、吸着ステージCSに搭載された液晶セルCに対して真空吸着による偏光板Pの搭載機能を有する円筒形貼り付け部材Dを下方に設け、その円筒形貼り付け部材Dに搭載された偏光板Pを上方の液晶セルCに接触させ、押し付けて貼り付けるものである。上述した図7に示すように円筒型貼り付け用1/4円筒形部材D1,D2を2分割して液晶セルCと偏光板Pとのそれぞれの右半分と左半分同士とを同時に貼り付けることによりタクトタイムを速くすることも可能である。
このような貼り付け装置によれば、上述した実施例1〜実施例4よりも貼り付け装置を小形化且つ簡素化することが可能となる。また、液晶セルCと偏光板Pとの最初の接触面積を大きく取ることができ、現状の貼り付け方法及びその貼り付け装置で課題となっていた貼り付け手段の衝撃力によって偏光板P及び偏光板Pに塗布された粘着剤Aの厚さが微妙に変化し、液晶表示素子Lとしてその初期接触点において視覚ムラとなって見えてしまう不良を解決することが可能となる。
図9は、上述した本発明の各実施例において、貼り付け装置の衝撃力によって偏光板P及び偏光板Pに塗布された粘着剤Aの厚さが微妙に変化し、液晶表示素子Lとしてその初期接触点において視覚ムラとなって見えてしまう不良を解決可能とする生産方法を示す他の実施例を説明する断面図である。上述した実施例1を例にとると、吸着ステージCSに搭載された液晶セルCに対して吸着ステージPS1,PS2に搭載された偏光板Pを初めに押し当てて、貼り付け開始する際に貼り付けローラRを上昇開始すると同時に貼り付けローラRと吸着ステージPS2とを矢印で示す右方向に移動させて液晶セルCと偏光板Pとが最初に接するポイントで当たり角度θとなるようにしたものである。この当たり角度θは約45度以下の鋭角である。
実際の使用では、当たり角度θを約3度以下とすることで不良率を約1/3とすることができた。このように当たり角度θを鋭角とすることで最初の衝撃力をより広い面積で受けて分散させることができ、貼り付け装置の衝撃力によって偏光板P及び偏光板Pに塗布された粘着剤Aの厚さが微妙に変化し、液晶表示素子Lとしてその初期接触点において視覚ムラとなって見えてしまう不良の発生を解決することができる。
なお、前述した各実施例においては、フィルムを貼り付ける主面がガラス製の表示パネルの場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、透光性樹脂製の表示パネルに適用しても前述と全く同様の効果が得られることは勿論である。
また、前述した各実施例においては、表示パネルの主面,フィルムの貼り付け面またはその両方が矩形状平面の適用した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、長円形状,楕円形状または帯状などの平面に適用しても前述と全く同様の効果が得られることは勿論である。
また、前述した各実施例においては、表示パネルの主面に貼り付けるフィルムとして樹脂製の偏光板を用いた場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、表面保護膜,フィルタ膜または絶縁膜などこれらに類似する貼り付け膜の貼り付け方法に適用しても前述と全く同様の効果が得られることは勿論である。
また、前述した各実施例においては、表示装置として液晶表示装置に適用した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、無機EL表示装置または有機EL表示装置,FEDなどの画像表示面が平坦状に形成される各種の平板型表示装置、例えばテレビジョン,パソコン,モニタ,ディスプレイなどに適用しても先述と全く同様な効果が得られることは勿論である。
本発明に係る表示パネルの構成を説明する斜視図である。 現状の表示装置の製造方法に用いるその製造装置の構成を示す断面図である。 現状の液晶セルと偏光板との貼り付け方法を説明する断面図である。 図2(b)に引き続く工程の断面図である。 図2(c)に引き続く工程の断面図である。 図2(d)に引き続く工程の断面図である。 図2(e)に引き続く工程の断面図である。 図2(f)に引き続く工程の断面図である。 図2(g)に引き続く工程の断面図である。 現状の貼り付け方法を用いて液晶セルと偏光板とを貼り付けた場合に生じる糊引き不良及び視覚ムラ不良の発生状態を説明する断面図である。 本発明による表示装置の製造方法に用いるその製造装置の実施例1による構成を示す断面図である。 本発明による表示装置の製造方法の実施例1を説明する液晶セルと偏光板との貼り付け方法を説明する工程の断面図である。 図4(b)に引き続く工程の断面図である。 図4(c)に引き続く工程の断面図である。 図4(d)に引き続く工程の断面図である。 図4(e)に引き続く工程の断面図である。 図4(f)に引き続く工程の断面図である。 図4(g)に引き続く工程の断面図である。 本発明による表示装置の製造方法に用いるその製造装置の実施例2による構成を示す断面図である。 本発明による表示装置の製造方法の実施例2を説明する液晶セルと偏光板との貼り付け方法を説明する断面図である。 図5(b)に引き続く工程の断面図である。 図5(c)に引き続く工程の断面図である。 図5(d)に引き続く工程の断面図である。 図5(e)に引き続く工程の断面図である。 図5(f)に引き続く工程の断面図である。 図5(g)に引き続く工程の断面図である。 本発明による表示装置の製造方法に用いるその製造装置の実施例3による構成を示す断面図である。 本発明による表示装置の製造方法の実施例3を説明する液晶セルと偏光板との貼り付け方法を説明する断面図である。 図6(b)に引き続く工程の断面図である。 図6(c)に引き続く工程の断面図である。 図6(d)に引き続く工程の断面図である。 図6(e)に引き続く工程の断面図である。 図6(f)に引き続く工程の断面図である。 図6(g)に引き続く工程の断面図である。 本発明による表示装置の製造方法に用いるその製造装置の実施例4による構成を示す断面図である。 本発明による表示装置の製造方法の実施例4を説明する液晶セルと偏光板との貼り付け方法を説明する断面図である。 図7(b)に引き続く工程の断面図である。 図7(c)に引き続く工程の断面図である。 図7(d)に引き続く工程の断面図である。 図7(e)に引き続く工程の断面図である。 図7(f)に引き続く工程の断面図である。 本発明による表示装置の製造方法に用いるその製造装置の実施例5による構成を示す断面図である。 本発明による表示装置の製造方法に用いるその製造装置の実施例6による構成を示す断面図である。
符号の説明
L・・・液晶表示素子、C・・・液晶セル(液晶表示パネル)、P・・・偏光板(フィルム)、A・・・粘着剤、CS・・・液晶セルの吸着ステージ、PS・・・偏光板の吸着ステージ、PS1・・・偏光板の吸着ステージ、PS2・・・偏光板の吸着ステージ、R・・・貼り付けローラ、R1・・・貼り付けローラ、R2・・・貼り付けローラ、D・・・貼り付け用半円筒形部材、D1・・・貼り付け用1/4円筒形部材、D2・・・貼り付け用1/4円筒形部材、PG・・・偏光板の窪み、AA・・・糊引き不良部。

Claims (6)

  1. 第1の方向及び当該第1の方向と交差する第2の方向に沿って拡がる主面を有する表示パネルを備え、且つ当該表示パネルの主面にフィルムが貼り付けられた表示装置の製造方法において、
    前記フィルムの一部を前記表示パネルの主面の前記第1の方向に対向し合う一端及び他端の何れかからも離間して当該表示パネルの主面に接触させる第1の工程と、
    前記フィルムを前記一部から前記第1の方向沿いに前記表示パネルの主面の前記一端に向けて当該表示パネルの主面に押し付ける第2の工程と、
    前記フィルムを前記第1の方向沿いに前記表示パネルの主面の前記他端に向けて当該表示パネルの主面に押し付ける第3の工程と、
    を含むことを特徴とする表示装置の製造方法。
  2. 前記表示装置が液晶表示装置とすることを特徴とする請求項1に記載の表示装置の製造方法。
  3. 第1の方向及び当該第1の方向と交差する第2の方向に沿って拡がる主面を有する表示パネルを備え、且つ当該表示パネルの主面にフィルムが貼り付けられた表示装置の製造装置において、
    前記表示パネルをその主面の背面で保持し、且つ前記第1の方向に移動する表示パネル保持手段と、
    前記表示パネル保持手段に対向配置され、且つ前記フィルムをその貼り付け面の背面で少なくとも2箇所で保持する第1の保持部と第2の保持部とを同一平面上に有し、当該各第1の保持部,第2の保持部が前記同一平面上に沿って移動する一対のフィルム保持手段と、
    前記一対のフィルム保持手段の前記第1の保持部と前記第2の保持部との間に配設されて前記フィルムの一部を前記表示パネルの主面に接触させ、且つ前記第1の保持部,第2の保持部の移動に同期して前記表示パネルの主面に沿って往復移動する少なくとも1つの貼り付け手段と、
    を備え、
    前記表示パネルの主面に前記フィルムの一部を接触させた後に前記貼り付け手段を、前記第1の方向沿いに前記表示パネルの主面の前記一端に向けて当該表示パネルの主面に沿って移動させた後、前記第1の方向沿いに前記表示パネルの主面の前記他端に向けて当該表示パネルの主面に沿って移動させることにより、前記表示パネルの主面にフィルムを貼り付けることを特徴とする表示装置の製造装置。
  4. 前記貼り付け手段が回転可能な円筒形ローラであることを特徴とする請求項3に記載の表示装置の製造装置。
  5. 前記貼り付け手段が揺動可能な円筒の曲面部若しくはその一部の形状であることを特徴とする請求項3に記載の表示装置の製造装置。
  6. 前記貼り付け手段が前記フィルムを前記表示パネルの主面に押し当てる動きの角度を前記表示パネルの主面から略45度以下であることを特徴とする請求項3〜請求項5の何れかに記載の表示装置の製造装置。
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