JP2008034504A - 電気光学装置の製造方法、及び製造装置 - Google Patents

電気光学装置の製造方法、及び製造装置 Download PDF

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Abstract

【課題】液晶パネルにフレキシブル基板を熱圧着させた後、液晶が充分に冷却されていない状態であっても、搬送ヘッドを用いて液晶パネルをステージ上から除材する際に、搬送ヘッドとの温度差により液晶が急冷されることが無く、液晶の配列の変化を自然放熱により戻すことが出来るようにする。
【解決手段】液晶を備える液晶パネル2に対してフレキシブル基板3を熱圧着する熱圧着工程と、フレキシブル基板が熱圧着された液晶パネル2を金属製搬送ヘッド15の吸着面15aにより吸着して搬送する搬送工程とを備え、搬送工程では搬送ヘッド15の液晶パネル2に吸着する吸着面15aをヒータ部21にて加熱して、吸着面15aが液晶パネル2に接触した際の温度差により液晶が急冷されることを防止する。
【選択図】図9

Description

本発明は、表示パネルに外部基板を熱圧着する電気光学装置の製造方法、及び製造装置に関する。
一般に、この種の電気光学装置は、表示パネルと、この表示パネルを駆動させる駆動用ICや、必要な電子部品等で構成されている。表示パネルとしては液晶パネル、有機EL(Electro Luminescence)パネル等が知られており、各表示パネルの基板間に液晶、有機EL物質等の電気光学物質が充填されている。
又、表示パネルにはフレキシブル基板(FPC:Flexible Printed Circuit)が接続されており、FPCを介して表示パネルに電源や画素信号等が入力される。表示パネルとFPCとの接続は、この表示パネルに設けられている接続部にFPCを異方性導電膜(ACF:Anisotoropic Conductive Film)等の導電性接着膜を介して熱圧着させることで行われる。
FPCを表示パネルの接続部に熱圧着する技術は、例えば特許文献1(特開2003−347359号公報)に開示されている。同文献に開示されている技術では、先ず、液晶パネルをACF貼付ステージへ搬送して、液晶パネルの接続部にACFを貼付し、その後、この液晶パネルを圧着ステージへ搬送する。圧着ステージには、熱圧着ヘッドに吸着されているFPCが上方から近接され、このFPCを液晶パネルの接続部に当接させた後、この熱圧着ヘッドにてFPCを接続部上にACFを介して加圧すると共に加熱する。すると、ACFが熱硬化し、FPCと接続部とが圧着されて電気的に接続される。
尚、FPCに類似する構成を有するものとして、TAB(Tape Automated Bonding)テープが知られている。このTABテープは駆動用ICや必要な電子部品を実装する基板としても用いられている。以下においては、このFPCとTAB等、表示パネルに熱圧着される基板を外部基板と総称する。
特開2003−347359号公報
上述した文献に記載されている圧着ステージにおいて、液晶パネルの接続部に外部基板を熱圧着した後は、この圧着ステージから液晶パネルを除材して次工程へ給材する。この液晶パネルの除材及び給材は、一般に搬送アームによって行われる。この搬送アームは先端に搬送ヘッドが設けられており、この搬送ヘッドにて液晶パネルの上面を真空吸着し、持ち上げて搬送する。
ところで、熱圧着ヘッドの加熱温度は約300〜350[℃]と高温であり、外部基板を液晶パネルに熱圧着する際に熱圧着ヘッドからの熱が表示パネルに伝達されて液晶(電気光学物質)が加熱される。液晶が昇温されると、その配列が変化し、この状態で搬送ヘッドが液晶パネルに接触すると、この搬送ヘッドが金属製で、しかもその表面温度が常温(室温)である場合は、搬送ヘッドの表面と、それに接触する液晶パネルとの温度差により液晶が急冷されてしまう。液晶が急冷されると、液晶の配列の変化が元に戻らず、表示むら(色むら)の発生原因となる。
この対策として、自然放熱により液晶の配列が正常な状態に戻るまで待機し、その後、液晶パネルを搬送ヘッドで吸着して除材することも考えられるが、待機時間が長くなる分、生産効率が低下してしまう。又、熱圧着ヘッドをゴム等の高い断熱性を有する材質で形成することも考えられるが、液晶パネルに対する静電気等の影響を考慮した場合は好ましくない。
尚、このような現象は、有機EL物質を電気光学物質とするELパネルにおいても発光特性が変化する等の現象として現れる。
本発明は、上記事情に鑑み、外部基板を熱圧着させた後、電気光学物質が充分に冷却されていない状態であっても、電気光学物質を急冷させることなく搬送ヘッドを用いて除材することが可能で、高い生産性を確保し、しかも良好な表示状態を得ることの出来る電気光学装置の製造方法、及び製造装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため本発明による第1の電気光学装置の製造方法は、電気光学物質を備える表示パネルに対して外部基板を熱圧着する熱圧着工程と、前記外部基板が熱圧着された前記表示パネルを金属製搬送ヘッドの吸着面にて吸着して搬送する搬送工程とを備え、前記搬送工程では前記吸着面を加熱した状態で前記表示パネルを搬送することを特徴とする。
このような構成では、先ず、電気光学物質を備える表示パネルに対して外部基板を熱圧着し、次いでこの表示パネルを金属製搬送ヘッドの吸着面にて吸着して搬送する。表示パネルに外部基板を熱圧着するに際し、その熱が表示パネル側に伝熱されているため、この表示パネルを搬送するに際し、この表示パネルの表面温度が上昇しているが、吸着面が加熱されているため、この吸着面が表示パネルに接触しても、この接触部分を介して電気光学物質が急冷されてしまうことはなく、昇温されて変化した電気光学物質の配列が元に戻されるため、表示むら(色むら)の発生が抑制される。
第2の電気光学装置の製造方法は、第1の電気光学装置の製造方法において、前記吸着面は、少なくとも前記外部基板が接続されている側に近い領域が加熱されていることを特徴とする
このような構成では、金属製搬送ヘッドの吸着面のうち、少なくとも外部基板が接続されている側に近い領域を加熱するようにしたので、表示パネルの温度上昇の少ない外部基板から離れた領域に接触する吸着面は常温に近い温度となり、表示パネルの不要な部分の加熱を防止することが出来る。
第3の電気光学装置の製造方法は、第1の電気光学装置の製造方法、或いは第2の電気光学装置の製造方法において、前記吸着面の加熱温度は該吸着面が接触される前記表示パネルの表面温度に対応して設定されていることを特徴とする。
このような構成では、吸着面の加熱温度を、この吸着面が接触される表示パネルの表面温度に対応して設定したので、吸着面と、この吸着面が接触される表示パネルの表面との間に大きな温度差が発生せず、液晶パネルは吸着面から離間した後に自然放熱等により冷却されることで電気光学物質の配列の変化を元に戻すことが出来る。
又、本発明による第1の電気光学装置の製造装置は、電気光学物質を備える表示パネルに対して外部基板を熱圧着する熱圧着ヘッドと、前記外部基板を熱圧着した前記表示パネルを、吸着面にて吸着して搬送する金属製搬送ヘッドとを備え、前記金属製搬送ヘッドに、前記吸着面を加熱するヒータ部が設けられていることを特徴とする。
このような構成では、電気光学物質を備える表示パネルに対して熱圧着ヘッドにより外部基板を熱圧着し、次いでこの表示パネルを金属製搬送ヘッドの吸着面にて吸着して搬送する。表示パネルに外部基板を熱圧着するに際し、熱圧着ヘッドからの熱が表示パネル側に伝熱されているため、この表示パネルを搬送するに際し、この表示パネルの表面温度が上昇しているが、この表示パネルに接触する吸着面はヒータ部にて加熱されているので、この吸着面が接触する表示パネルの表面との間に大きな温度差が発生せず、表示パネルの不要な冷却を防止することが出来る。
第2の電気光学装置の製造装置は、第1の電気光学装置の製造装置において、前記ヒータ部は、前記吸着面の少なくとも前記外部基板が接続されている側に近い領域を加熱することを特徴とする。
このような構成では、ヒータ部にて、吸着面の少なくとも外部基板が接続されている側に近い領域を加熱するようにしたので、表示パネルの温度上昇の少ない外部基板から離れた領域を不要に加熱してしまうことが無くなる。
第3の電気光学装置の製造装置は、第1の電気光学装置の製造装置、或いは第2の電気光学装置の製造装置において、前記ヒータ部の加熱温度は前記吸着面が接触される前記表示パネルの表面温度を保持する温度に設定されていることを特徴とする。
このような構成では、ヒータ部の加熱温度を吸着面が接触される表示パネルの表面温度を保持する温度に設定したので、ヒータ部とヒータ部が接触される表示パネルの表面との間に大きな温度差が発生せず、液晶パネルは吸着面から離間した後に自然放熱等により冷却されることで電気光学物質の配列の変化を元に戻すことが出来る。
以下、図面に基づいて本発明の一実施形態を説明する。図1に液晶パネル装置の平面図、図2に図1のII-II断面図を示す。本実施形態では、電気光学装置の一例として液晶パネル装置を示す。尚、本実施形態に示す液晶パネル装置は、STN等のパッシブタイプ、TFD,TFT,LTPS等のアクティブタイプの何れであっても良い。
液晶パネル装置1は、例えば電子機器の一例である投影型表示装置のライトバルブとして用いられるもので、液晶パネル2と、この液晶パネル2に接続される外部基板としてのFPC3とを備えている。
液晶パネル2は、対向一対の基板4,5を備え、この両基板4,5の対向面間がシール材6を介して貼り合わされ、両基板4,5とシール材6とで囲われた間隙に電気光学物質としての液晶(図示せず)が封入されている。尚、両基板4,5はガラスや合成樹脂等の透光性を有する材料を用いて板状に形成されている。
又、一方の基板4は他方の基板5よりも面積が大きく、2枚の基板4,5を貼り合わせた状態では、この一方の基板4に、他方の基板5の外周縁から外方へ張り出す領域が形成され、この張り出した領域の面上にFPC実装領域4aが設けられている。このFPC実装領域4aの基板端縁側に複数の接続端子からなる接続部が設けられ、各接続端子がFPC実装領域4aに形成した配線パターン4bを介して両基板4,5の対向面に形成されている配線に接続されている。
又、FPC実装領域4aに導電性接着膜の一例である異方性導電膜(ACF:Anisotoropic Conductive Film)7が貼付されており、FPC3の先端に形成された接続部3aが、ACF7を介してFPC実装領域4aの接続部に熱圧着により実装されている。更に、このFPC実装領域4aの面上の所定領域に駆動用IC8がACF7を介して実装されている。尚、この駆動用IC8はFPC3に実装される場合もあり、更に、ACF7がFPC3の接続部3aの、FPC実装領域4aに対向する面に予め貼付されているものもある。
又、図3に、液晶パネル2にFPC3を実装する、製造装置の一例であるFPC実装装置11の工程図を示す。
このFPC実装装置11は、ACF貼付ステーション12(図3(a))と、FPC圧着ステーション13(図3(c))、及びACF貼付ステーション12とFPC圧着ステーション13との間を、相対的に往復動作する第1の搬送ヘッド14(図3(b))と、FPC圧着ステーション13と次の工程との間を相対的に往復動作する第2の搬送ヘッド15(図3(d))とが備えられている。尚、上述したようにFPC3の接続部3aにACF7が予め貼付されている場合は、ACF貼付ステーション12が不要となる。ただし、以下においてはACF貼付ステーション12にてACF7を貼付する場合を例示して説明する。
図3(a)に示すACF貼付ステーション12では、液晶パネル2を構成する一方の基板4に設けられているFPC実装領域4aの端子部上にACF7を貼付する工程が実行される。すなわち、このACF貼付ステーション12はACF貼付ステージ12aを有し、このACF貼付ステージ12aに液晶パネル2が所定にアライメントされた状態でセットされる。次いで、このACF貼付ステージ12aにセットされた液晶パネル2の一方の基板4に設けたFPC実装領域4aに対して上方からACF7が貼付される。尚、ACF貼付ステーション12の構成、及びこのACF貼付ステーション12でのACF7の貼付作業は、従来と同様であるため説明を省略する。
図3(b)に示す第1の搬送ヘッド14は、図示しない搬送アームの先端に保持されており、搬送ヘッド14は搬送アームの動作によりACF貼付ステーション12(ACF貼付ステーション12が省略されている場合は、前工程)とFPC圧着ステーション13との間を往復移動し、その際、ACF貼付ステージ12aにセットされている液晶パネル2を除材して、後述するFPC圧着ステーション13に設けられているFPC圧着ステージ13aへ給材する。
第1搬送ヘッド14は、その下端に吸着面14aが形成され、この吸着面14aの中央に凹部14bが開口されている。この凹部14bに真空ポンプ等の負圧発生装置(図示せず)が連通されており、吸着面14aに発生する負圧によって液晶パネル2の他方の基板5の上面を吸着して持ち上げる。
図3(c)に示すFPC圧着ステーション13では、液晶パネル2のFPC実装領域4aの面上にFPC3を熱圧着させる工程が行われる。このFPC圧着ステーション13はFPC圧着ステージ13aを有し、このFPC圧着ステージ13aに、第1の搬送ヘッド14にて給材された液晶パネル2が所定にアライメントされた状態でセットされる。
又、図4に示すように、FPC圧着ステージ13aの上方に、熱圧着ヘッド16が対設されている。この熱圧着ヘッド16は、ヘッド本体16aと、このヘッド本体16aの下面に設けた加圧面16bとを有し、この加圧面16bがFPC圧着ステージ13aにセットされている液晶パネル2に設けられているFPC実装領域4aの、FPC3の先端に設けられた接続部3aが圧着される部位に対し、図示しないエアシリンダなどのアクチュエータを介して昇降自在にされている。この加圧面16bは、予め設定した熱圧着温度(300〜350[℃])に加熱されている。
FPC圧着ステーション13では、FPC圧着ステージ13aにセットされている液晶パネル2を構成する一方の基板4に設けられているFPC実装領域4aの面上にFPC3の接続部3aを臨ませる。そして、この接続部3aの上面を熱圧着ヘッド16の加圧面16bにて加圧すると共に加熱する。すると、このFPC3がFPC実装領域4aにACF7を介して熱圧着され、FPC実装領域4aに設けた各接続部とFPC3とが電気的に接続される。
図3(d)に示す第2の搬送ヘッド15は、図示しない搬送アームの先端に保持されており、この搬送アームの移動によりFPC圧着ステーション13と次工程との間を往復移動し、その際、FPC圧着ステージ13aにセットされている液晶パネル2を除材して、次工程へ給材する。図8に示すように、この第2搬送ヘッド15は、その下端に吸着面15aが形成され、この吸着面15aの中央に凹部15bが開口されている。この凹部15bに真空ポンプ等の負圧発生装置(図示せず)が連通されており、吸着面15aに発生する負圧によって液晶パネル2の他方の基板5の上面を吸着して持ち上げ、この液晶パネル2(この時点では、液晶パネル2にFPC3が接続されているため、正確には液晶パネル装置1)を次工程へ搬送する。この第2の搬送ヘッド15は金属製で所定に接地(アース)されており、液晶パネル装置1に静電気等の影響が及ぼされることを防止している。
又、図7〜図10に示すように第2の搬送ヘッド15にヒータ部21が設けられている。図8に示すように、このヒータ部21は半月状に形成されており、吸着面15aに対し、FPC圧着ステージ13aにセットされている液晶パネル2の他方の基板5の上面を吸着するに際し、この他方の基板5のFPC3が接続されている方向の面に指向する位置に配設されて、吸着面15aの一部をなしている。このヒータ部21は、例えばセラミクヒータであり、発熱温度は予め設定された温度に制御されている。尚、この場合、ヒータ部21を吸着面21aに露呈させず、第2の搬送ヘッド15に埋設するようにしても良い。
ところで、上述したように、熱圧着ヘッド16の加圧面16bの温度は、300〜350[℃]と高温であり、従って、図5に示すように、加圧面16bにてFPC3の接続部3aを他方の基板5のFPC実装領域4a上にACF7を介して押圧すると、そのときの加圧面16bからの熱が、一方の基板4及び配線パターン4b等を介して基板4,5間に封入されている液晶に伝達されて、この液晶が加熱される。液晶が加熱されると、その熱で他方の基板5加熱されるため、この他方の基板5の表面温度も上昇する。
上述したように、第2の搬送ヘッド15は金属製であり、その表面温度は常温(室温)となっている。従って、FPC3をFPC実装領域4aに熱圧着させた直後に、第2の搬送ヘッド15の吸着面15aを他方の基板5の上面に接触させると、吸着面15aと他方の基板5の表面との温度差により、他方の基板5を介して液晶が急冷されてしまう。加熱された液晶は配列が変化しており、この状態で急冷されると、配列の変化が元に戻らず、表示むら(色むら)の発生原因となる。
熱圧着ヘッド16からの熱で昇温される他方の基板5の表面温度分布は、FPC3が接続されている側に近い端部(以下「前端部」と称する)付近が最も高く、この前端部から離れるに従い低くなっている。実験によれば、他方の基板5の前端部側から、図6のハッチングで示す領域(以下「昇温領域」と称する)Fに対応する液晶の配列が熱圧着ヘッド16からの熱の影響で変化していることが判明した。従って、本形態では、少なくとも昇温領域Fに接触する第2の搬送ヘッド15の吸着面15aにヒータ部21が設けられている。尚、このヒータ部21の発熱温度は、ヒータ部21が接触する他方の基板5の表面温度を保持する温度(例えば50〜70[℃])に設定されている。
次に、このような構成によるFPC実装装置11の動作について説明する。図3(a)に示すACF貼付ステーション12のACF貼付ステージ12aに液晶パネル2が所定にアライメントを行った状態でセットされると、この液晶パネル2を構成する一方の基板4に形成されているFPC実装領域4a(図1、図2参照)に対して上方からACF7を貼付する。
その後、第1の搬送ヘッド14の吸着面14aが液晶パネル2の他方の基板5の上面に当接し、この他方の基板5の上面を負圧により吸着する。次いで、この第1の搬送ヘッド14により液晶パネル2を持ち上げて、この液晶パネル2をFPC圧着ステーション13へ給材する。液晶パネル2は搬送アームの移動により、FPC圧着ステーション13に設けられているFPC圧着ステージ13aに所定にアライメントを行った状態でセットされる。FPC圧着ステージ13aに液晶パネル2がセットされると、先ず、FPC実装領域4aの面上の所定位置に駆動用IC8が実装される。尚、FPC3に駆動用IC8が実装されている場合、この工程は省略される。
次いで、図4に示すように、このFPC実装領域4aの面上の縁部にFPC3の接続部3aを臨ませる。すると、上方に待機している熱圧着ヘッド16が下降し、図5、図6に示すようにヘッド本体16aの下面に設けた加圧面16bがFPC3の接続部3aを押圧する。この加圧面16bは予め設定した熱圧着温度(300〜350[℃])に加熱されており、この加圧面16bの加圧及び加熱によりFPC3の接続部3aがACF7を介してFPC実装領域4a上に熱圧着される。
熱圧着ヘッド16にてFPC3をFPC実装領域4aに熱圧着させると、加圧面16bの熱がFPC実装領域4aの配線パターンや一方の基板4を媒介して液晶に伝熱され、この液晶が昇温される。更に、この液晶の熱により他方の基板5も昇温される。上述したように、昇温された他方の基板5の表面温度分布は前端部付近が最も高く、この前端部から離れるに従い低くなっており、図6のハッチングで示す昇温領域Fに対応する液晶の配列が熱圧着ヘッド16からの熱の影響で変化している。
そして、熱圧着ヘッド16によるFPC3のFPC実装領域4aに対する熱圧着が完了すると、この熱圧着ヘッド16が待機位置に戻り、次いで、図示しない搬送アームの先端に設けられている第2の搬送ヘッド15が、図7に示すようにFPC圧着ステージ13aにセットされている液晶パネル2の上方に臨まされる。
その後、第2の搬送ヘッド15が液晶パネル2の方向へ下降し、図9に示すように、吸着面15aを他方の基板5の面上に当接する。すると、吸着面15aの凹部15bに発生している負圧により液晶パネル2の他方の基板5の上面が吸着面15aに吸着される。そして、図示しない搬送アームを動作させて第2の搬送ヘッド15を上昇させると、図10に示すように吸着面15aに吸着されている液晶パネル2が持ち上げられ、FPC圧着ステージ13aから除材される。
ところで、吸着面15aの昇温領域Fに対応する部位は、ヒータ部21により所定温度(例えば50〜70[℃])に加熱されて、他方の基板5の昇温領域Fの温度とほぼ同等の温度に保持されているため、吸着面15aが他方の基板5の上面に接触しても、吸着面15aと、この吸着面15aが接触する他方の基板5の表面との間に大きな温度差が発生せず、液晶が急冷されることがない。尚、液晶は、液晶パネル2が第2の搬送ヘッド15から離間した後の自然放熱により、その配列が正常な状態に戻される。
その結果、液晶が充分に冷却されていない状態であっても、第2の搬送ヘッド15にて液晶パネル2を吸着して直ちに除材することができるので、高い生産性を確保することができる。又、液晶が急冷されることがないので、表示むら(色むら)の発生が抑制され良好な表示状態を得ることができる。
尚、本発明は上述した各実施の形態に限るものではなく、例えばヒータ部21はセラミックヒータに限らず他の電気抵抗ヒータであっても良い。更に、ヒータ部21の温度分布を、このヒータ部21が当接する液晶パネル2の他方の基板5の温度分布とほぼ同一に設定するようにしても良い。更に、ヒータ部21の温度分布を、他方の基板5の放熱状態に合わせて経時的に低下させるようにしても良い。又、外部基板はFPC3や、TABテープを代表とするフィルム基板等の可撓性を有する基板に限らず、薄板基板であっても良い。
本発明は、上述した形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨、あるいは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う電気光学装置及びその製造装置並びに製造方法もまた、本発明の技術的範囲に含まれる。
液晶パネル装置の平面図 図1のII-II断面図 FPC実装装置の概略工程図 FPC圧着ステージに液晶パネルが給材された状態の側面図 液晶パネルにフレキシブル基板を熱圧着する状態の側面図 図5の平面図 液晶パネルに第2の搬送ヘッドを近接させた状態の側面図 第2の搬送ヘッドの底面図 第2の搬送ヘッドが液晶パネルを吸着した状態の側面図 第2の搬送ヘッドで液晶パネルをFPC圧着ステージから除材する状態の側面図
符号の説明
1…液晶パネル装置、2…液晶パネル、3…フレキシブル基板、3a…接続部、4…一方の基板、4a…実装領域、4b…配線パターン、5…他方の基板、7…異方性導電膜、11…FPC実装装置、12…ACF貼付ステーション、12a…ACF貼付ステージ、13…FPC圧着ステーション、13a…FPC圧着ステージ、15…第2の搬送ヘッド、15a…吸着面、16…熱圧着ヘッド、21…ヒータ部、F…昇温領域

Claims (6)

  1. 電気光学物質を備える表示パネルに対して外部基板を熱圧着する熱圧着工程と、
    前記外部基板が熱圧着された前記表示パネルを金属製搬送ヘッドの吸着面にて吸着して搬送する搬送工程と
    を備え、
    前記搬送工程では前記吸着面を加熱した状態で前記表示パネルを搬送する
    ことを特徴とする電気光学装置の製造方法。
  2. 前記吸着面は、少なくとも前記外部基板が接続されている側に近い領域が加熱されている
    ことを特徴とする請求項1記載の電気光学装置の製造方法。
  3. 前記吸着面の加熱温度は該吸着面が接触される前記表示パネルの表面温度を保持する温度に設定されている
    ことを特徴とする請求項1或いは2記載の電気光学装置の製造方法。
  4. 電気光学物質を備える表示パネルに対して外部基板を熱圧着する熱圧着ヘッドと、
    前記外部基板を熱圧着した前記表示パネルを、吸着面にて吸着して搬送する金属製搬送ヘッドと
    を備え、
    前記金属製搬送ヘッドに、前記吸着面を加熱するヒータ部が設けられている
    ことを特徴とする電気光学装置の製造装置。
  5. 前記ヒータ部は、前記吸着面の少なくとも前記外部基板が接続されている側に近い領域を加熱する
    ことを特徴とする請求項4記載の電気光学装置の製造装置。
  6. 前記ヒータ部の加熱温度は前記吸着面が接触される前記表示パネルの表面温度を保持する温度に設定されている
    ことを特徴とする請求項4或いは5記載の電気光学装置の製造装置。
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