JP2009080294A - テープ貼付け装置及び平面表示装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】平面表示装置等を製造するにあたり、連続帯状の支持シートから粘着テープ片を剥離して吸着し、別途に吸着保持されたワーク上に貼り付けるという工程操作を効率的に行えるとともに、この工程操作のための装置負担及び工程負担を小さくすることのできるものを提供する。
【解決手段】粘着テープ片２１を吸着し、ワーク３の所定箇所へと貼付け動作を行う吸着ヘッド４と、粘着テープ片２１の剥離のためのエアブローノズル６５と、ワーク吸着テーブル５と、吸着ヘッド４の吸着作用のための減圧配管、及びワーク吸着テーブル５での吸着作用のための減圧配管が吸引口に接続され、エアブローノズル６５への排気管が排気口に接続された真空用エジェクタ１とを備える。吸着及びエアブローは該真空用エジェクタ１への高圧ガス導入を制御する１つの電磁弁１１のみにより行われる。
【選択図】図３

Description

本発明は、異方性導電フィルム（ACF）、遮光フィルム、両面粘着テープその他の粘着テープを、液晶表示装置その他の表示パネルまたはこのための駆動回路基板の所定箇所に貼り付ける（仮搭載；pre-mount）ためのテープ貼付け装置、及びこれを用いた平面表示装置の製造方法に関する。

液晶表示装置等の平面表示装置は、薄型、軽量、低消費電力といった特徴を生かして、各種コンピューターや携帯用端末機器等のための画像表示装置として広く用いられている。特には、小型の携帯用テレビから大型の壁掛け用テレビ、小型ノートパソコン及びその他各種携帯情報端末、及び、車載用のカーナビゲーションシステム等のための画像表示装置等にも広く用いられるようになってきた。

以下に、光透過型のアクティブマトリクス型液晶表示装置を例にとり、その構成について簡単に説明する。

一般に、アクティブマトリクス型液晶表示装置は、マトリクスアレイ基板（以下アレイ基板と呼ぶ）と対向基板とが所定の間隔をなすよう近接配置され、この間隔中に、両基板の表層に設けられた配向膜を介して液晶層が保持されて成っている。

アレイ基板においては、ガラス等の透明絶縁基板上に、例えば上層の金属配線パターンからなる信号線と下層の金属配線パターンからなる走査線とが絶縁膜を介して格子状に配置され、格子の各マス目に相当する領域にＩＴＯ(Indium-Tin-Oxide)等の透明導電材料からなる画素電極が配される。そして、格子の各交点部分には、各画素電極を制御するスイッチング素子が配されている。スイッチング素子が薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴと略称する。）である場合には、ＴＦＴのゲート電極は走査線に、ドレイン電極は信号線にそれぞれ電気的に接続され、さらにソース電極は画素電極に電気的に接続されている。対向基板は、ガラス等の透明絶縁基板上にＩＴＯ等から成る対向電極が配置され、またカラー表示を実現するのであればカラーフィルタ層が配置されて構成されている。

周縁部では、例えば、その一長辺側及び一短辺側において、アレイ基板が対向基板から突き出して、外部からの駆動信号の入力を行うための棚状領域をなしている。これら棚状領域には、信号線や走査線に駆動信号等を入力するための接続パッドが配列される。

周縁部に駆動ＩＣチップを配置し上記接続パッドに入力を行う方式としては、駆動ＩＣチップを搭載した、テープキャリアパッケージ（ＴＣＰ）と呼ばれる矩形状のフレキシブル配線を棚状領域に実装するＯＬＢ(Outer Lead Bonding)方式、及び、駆動ＩＣチップを棚状領域に直接実装するＣＯＧ（Chip On Glass）方式がある。このような実装にあたり、ＡＣＦ（異方性導電膜）等の導電接続材を介して、ＴＣＰ先端の端子面、または駆動ＩＣチップの下面の端子形成面が、棚状領域に搭載されるとともに、この棚状領域上の接続パッド群と電気的に接続されるのが一般的である。すなわち、フェースダウン実装が行われる。このような実装は、一般に熱圧着ツールを用いて行われ、例えば駆動ＩＣチップの下面に貼り付けたＡＣＦに対して１７０乃至２００℃の加熱が１０乃至２０秒間行われるように、熱圧着操作を行う。

ＡＣＦは、通常、離型紙からなるベーステープに貼りあわされリールに巻き付けられた状態で供給され、所定寸法に切断された状態で、上記棚状領域の所定位置に貼り付けられる（例えば、特許文献１〜３）。

また、上記のようにして得られた液晶表示パネルに、補強や遮光のためにテープを貼り付けることも行われている（例えば特許文献４）。さらには、液晶表示パネルを、フレームまたはバックライトユニットに固定するために、両面粘着テープを用いることも行われている（例えば特許文献５）。
特開２００３−０５７６８１ 特開２００３−０１２２２２ 特開平１０−１３５２７４ 特開２００２−１６９４８１ 特開２００６−１０６４１７

液晶表示装置その他に粘着テープを貼り付けるにあたり、以下のように行えば、効率的である。まず、短冊状の粘着テープ片を、連続帯状の柔軟な支持シートに貼り付け状態で、リール等に巻き付けて用意しておく。次いで、リールから繰り出した支持シートを、粘着テープ片が上方に来るようにして、テーブル上面に沿って摺動させた後、テーブルの縁部で折り曲げつつ下方へと導く。そして、テーブルのエッジ部から一つの粘着テープ片が略水平に突き出した状態で、上方の吸着ヘッドを下降させて粘着テープ片を捕捉するようにする。この吸着保持とほぼ同時に、下方からエアブローを行うことにより、支持シートからの粘着テープ片の剥離を促す。この後、吸着等により保持された液晶表示パネルその他のワークへと吸着ヘッドを移動させて、ワーク上の所定箇所に粘着テープ片を貼り付ける。

このような吸着及びブローを行うにあたり、真空エジェクタまたは真空ポンプといった真空発生装置が複数必要である他、真空発生装置ごとに複数の電磁弁とが必要となり、これら電磁弁を制御する制御機構も多少複雑となる。

そこで、本件発明者は、鋭意検討した結果、一つの真空発生装置及び一つの電磁弁のみを用いて、吸着ヘッドによる粘着テープ片の吸着と、粘着テープ片の剥離のためのエアブローと、ワークの吸着保持とを全て行うことができる機構を見出すにいたった。

以上のように、本発明は、連続帯状の支持シートから粘着テープ片を剥離して吸着し、別途に吸着保持されたワーク上に貼り付けるという工程操作を効率的に行えるとともに、この工程操作のための装置負担及び工程負担を小さくすることのできる装置構成及び製造方法を提供するものである。

本発明のテープ貼付け装置は、短冊状の粘着テープ片を連続帯状の支持シートから分離して、表示パネル、このための駆動回路基板、または、その他のワークに貼り付けるためのテープ貼付け装置であって、支持シートを摺動させる案内板と、支持シートが該案内板のエッジ部に沿って折れ曲がりつつ送られるようにするシート送り用駆動部と、部分的に支持シートに付着した粘着テープ片が前記エッジ部から前記案内板に沿った方向へと突き出した状態で、粘着テープ片を吸着し、ワークの所定箇所へと貼付け動作を行う吸着ヘッドと、該吸着ヘッドが粘着テープ片を捕捉する際に、粘着テープ片が支持シートから剥離するのを促すためにエアブローを行うエアブローノズルと、ワークを吸着保持するためのワーク吸着テーブルと、吸着ヘッドの吸着作用のための減圧配管、及びワーク吸着テーブルでの吸着作用のための減圧配管が吸引口に接続され、エアブローノズルへの排気管が排気口に接続された真空用エジェクタと、該真空用エジェクタへの高圧ガス導入を制御する電磁弁とを備えることを特徴とする。

また、本発明の平面表示装置の製造方法は、短冊状の粘着テープ片を連続帯状の支持シートから分離して、表示パネル、駆動回路基板、または、その他のワークに貼り付ける工程を含む平面表示装置の製造方法であって、支持シートを、案内板の表側の面に沿って摺動させ、該案内板のエッジ部に沿って折れ曲げて該案内板の裏面の側へと送り、前記案内板に沿った方向へと該エッジ部から粘着テープ片が突き出した状態で、吸着ヘッドを該粘着テープ片に接触又は接近させる工程と、この後、前記吸着ヘッドによる吸着作用、ワーク吸着テーブルによる吸着作用、粘着テープの剥離を促すエアブローとを同時に、１つの電磁弁の作動またはその解除に基づき共通の真空発生装置の吸引及び排気を用いて行う工程と、吸着ヘッドによって粘着テープ片をワークに貼り付けた後、前記１つの電磁弁の作動またはその解除により、前記吸着ヘッドによる吸着作用、ワーク吸着テーブルによる吸着作用、粘着テープの剥離を促すエアブローとを同時に解除または停止する工程とを含むことを特徴とする。

連続帯状の支持シートから粘着テープ片を剥離して吸着し、別途に吸着保持されたワーク上に貼り付けるという工程操作を効率的に行えるとともに、この工程操作のための装置負担及び工程負担を小さくすることができる。

本発明の一実施形態について図１乃至４を用いて説明する。

図１のブロック図、図２の模式的な斜視図及び図３の模式的な側面図には、実施形態になるテープ貼付け機の要部の構成を示す。また、図４のタイミングチャートには、図１〜３に示す貼付け機を駆動制御する各動作部への信号入力の一具体例を、信号波形の組み合わせにより示す。

図２〜３に示すように、テープ貼付け機１０は、短冊状の粘着テープ片２１を連続帯状の支持シート２２から剥離して、平形のワーク３の上面の所定箇所３１へと、自動的に、または半自動的に貼り付けて行く装置である。一具体例において、平形のワーク３は液晶表示パネルであり、粘着テープ片２１は、駆動ＩＣチップを棚状周縁部３２に実装すべく、個々の駆動ＩＣチップの搭載領域に貼り付けられるものである。なお、短冊状の粘着テープ片２１は、その長さ方向が支持シート２２の幅方向を向くようにして、所定間隔で支持シート２２上に配列されている。

テープ貼付け機１０は、粘着テープ片２１を吸着して搬送し貼付け動作を行う吸着・貼付けヘッド４と、平形のワーク３を水平に載置して位置ズレ不能に保持するワーク吸着テーブル５とを含む。吸着・貼付けヘッド４には、上下動シリンダ４１と、水平送りシリンダ４２とが備えられる。吸着・貼付けヘッド４は、上下動シリンダ４１により、元の高さ位置と、粘着テープ片２１の受け取り及び貼付けを行うための引き下げられた高さ位置との間で、切替・移動が可能である。また、水平送りシリンダ４２により、図２〜３の左右方向における、粘着テープ２１の受け取りを行う位置と、貼付けを行う位置との間で、切替・移動が可能である。上下動シリンダ４１及び水平送りシリンダ４２は、好ましい形態において、エアシリンダーからなり、迅速に作動する。

一方、ワーク吸着テーブル５は、一具体例において、サーボモーター７２等の機構により、必要に応じて、例えば図２〜３の奥行き方向へと液晶表示パネル（ワーク３）を所定間隔ずつ順次移動可能である。このようにして、液晶表示パネル（ワーク３）の棚状周縁部３２に、複数の駆動ＩＣチップに相当する複数のＡＣＦ（粘着テープ片２１）を順次貼り付ける工程をスムーズに行うことができる。また、例えば、吸着ヘッド４に粘着テープ片２１が吸着保持される際に、所定位置から少しずれて吸着保持された場合、ワーク吸着テーブル５の位置の微調整により位置ズレを吸収するようにすることも可能である。

テープ貼付け機１０は、吸着・貼付けヘッド４の他に、粘着テープ片２１を支持シート２２から剥離するための剥離機構を備える。剥離機構は、図示の例で、連続帯状の支持シート２２が水平に送られるシート送りテーブル６と、シート送りテーブル６におけるワーク吸着テーブル５の側を向いた端部に設けられたナイフエッジ６１と、連続帯状の支持シート２２がこのナイフエッジ６１に沿って下方へと折れ曲がるようにシート送り動作を行うシート送り機構と、ナイフエッジ６１の下方に設けられて上方へとエアブローを行うエアブローノズル６５とからなる。シート送り機構は、図３に示す例において、シート送りテーブル６の下方にある排出側駆動ロール７６を回転駆動する第１のシート送りモータ７３と、シート送りテーブル６の上方にあるシート供給リール７５を回転駆動する第２のシート送りモータ７４とを備える。第２のシート送りモータ７４が、第１のシート送りモータ７３に同期して駆動されることにより、支持シート２２に不所望の荷重がかかることが防止される。

ナイフエッジ６１の近傍には、図２〜３中に示されたように、シート送りテーブル６から見てナイフエッジ６１の外側へと、粘着テープ片２１が所定位置まで突き出したことを光学的に検出するための粘着テープ片検出センサ６２が配置されている。すなわち、シート送り動作により粘着テープ片２１がナイフエッジ６１から所定距離だけ突き出した際に、光学センサ６２による検出に基づき、エアブローノズル６５によるエアブローと、引き下げられた吸着ヘッド４による吸着とを同時に行う。

なお、図３に示す例において、排出側駆動ロール７６には、従動ローラー７７と、この従動ローラー７７を排出側駆動ロール７６に押し付けて、確実な送り作用を行うようにする、押圧機構７８とを備える。押圧機構７８は、例えば、空気バネと、コイルバネとを直列に接続したものである。また、図３に示す例において、シート送りテーブル６におけるナイフエッジ６１の逆側の端部に近接して、方向転換ローラー７６が設けられ、供給リール７５から繰り出された支持シート２２がシート送りテーブル６に少し押し付けられて摺動するようにする、
図１〜３中に示すように、貼付け機１０には、真空エジェクタ１が一つのみ設けられ、この真空エジェクタ１には、電磁弁１１が一つだけ備えられる。この電磁弁１１は、高圧空気導入配管１３を通じたコンプレッサー１５からの高圧空気流入をコントロールする真空発生用電磁弁である。また、真空エジェクタ１からの排気は、フィルター１６及び排気配管１４を通じてエアブローノズル６５に接続されている。一方、真空エジェクタ１の吸込み口１２には、第１の吸入配管１２Ａ及び第２の吸入配管１２Ｂが接続している。第１の吸入配管１２Ａは、ワーク吸着テーブル５内の配管を通じて上面の吸着用吸込み口に接続されており、第２の吸入配管１２Ｂは、吸着ヘッド４の吸着用吸込み口に接続されている。

このような配管構成により、ノーマルクローズ型の電磁弁１１が作動すると、ワーク吸着テーブル５の吸着作用、吸着ヘッド４の吸着作用、及び、エアブローノズル６５による剥離用エアブローが、同時に遂行されることとなる。

図示の貼付け機１０には、マイコン、パソコン等からなる制御装置７１が備えられており、ワーク吸着テーブル５の水平移動のためのサーボモーター７２、粘着テープ片２１を配列した支持シート２２を送るためのシート送りモーター７３，７４の駆動を制御する。制御装置７の駆動制御により、ワーク吸着テーブル５を水平移動させて、ワーク３の貼付け位置が、所定の貼付け動作位置に来るようにするとともに、シート送りモーター７３，７４の駆動により連続帯状の支持シート２２についての送り動作を行う。粘着テープ片２１がナイフエッジ６１から所定位置にまで突き出したことを、粘着テープ片検出センサ６２により検出した後、以下の（１）〜（５）の動作を順に行う。（１）上下動シリンダ４１の駆動による吸着ヘッド４の下降、（２）電磁弁１１の駆動による吸着作用及びエアブローの開始、（３）上下動シリンダ４１及び水平送りシリンダ４２の駆動による吸着ヘッド４の上昇及び水平送り動作、（４）上下動シリンダ４１の駆動による吸着ヘッド４の下降と粘着テープ片２１の貼付け、（５）吸着作用及びエアブローの停止と、吸着ヘッド４の初期位置への復帰。

図４のタイミングチャートの例では、一つの粘着テープ片２１を貼り付ける臭気を時間的にほぼ１０等分した目盛を付しており、第１の期間内にのみシート送りモータ７３，７４が駆動されている。

シート送りモータ７３，７４の作動開始と同時に、粘着テープ片検出センサ６２の作動が開始し、所定位置まで粘着テープ片２１が突き出したことが粘着テープ片検出センサ６２の検出によって知られた時点（第２の期間の始点）にて、シート送りモータ７３，７４の作動が停止し、同時に、上下動シリンダ４１の動作が開始される。これにより、吸着ヘッド４が、元の高さ位置から下降して、突き出した粘着テープ片２１にほぼ当接するところまで下降する。このように下降が終了した後、粘着テープ片検出センサ６２の作動が停止される。

この後、電磁弁１１が作動され、吸着ヘッド４及びワーク吸着テーブル５の吸着作用、及び、エアブローノズル６５からの剥離用エアブローとが同時に開始される（第３の期間の中点）。この後、上下動シリンダ４１が作動して、元の高さ位置にまで吸着ヘッド４が上昇する（第４の期間の中点）。そしてこの上昇が完了すると同時（第５の期間の開始点）に水平送りシリンダ４２の作動が開始される。吸着ヘッド４の水平送り移動の完了（第６の期間の中点）と同時に、上下動シリンダ４１の作動が再度開始される。このようにして吸着ヘッド４が下降し、吸着ヘッド４による貼付け動作が行われる（第７の期間の初期）。この少し後（第８期間の開始時）に、ノーマルクローズ型の電磁弁１１がオフ状態に切り替えられて、吸着作用及びエアブロー作用が停止する。さらに少し後、上下動シリンダ４１の作動により吸着ヘッド４が元の高さ位置にまで上昇し、上昇完了時（第９の期間の中点）に水平送り動作が開始し、吸着ヘッド４が初期位置に戻る（第１０の期間の終点）。

このように、ワーク３及び粘着テープ片２１を吸着する吸引作用、及び、剥離のためのエアブローが、一つの電磁弁１１の制御のみにより行われるため、制御様式がシンプルになる。したがって、制御のためのソフトウェア構成を簡略化し、その作成コストを低減できるとともに、作動の信頼性を向上させることができる。

上記実施例において、支持シートが水平のシート送りテーブルの上面を摺動するとして説明したが、適宜に傾斜したテーブル面に沿って摺動するのでも良く、場合いよっては、垂直の壁面、または適宜に湾曲した案内板等に沿って摺動するのであっても良い。また、高圧空気を用いるとして説明したが、用途によっては高圧窒素、高圧水蒸気等の高圧ガスを用いることができる。

また、支持シートが間歇的に送られて、シート送り動作の停止中に粘着テープ片の剥離及び吸着ヘッドへの受け渡しとが行われるとして説明したが、支持シートを連続的に送りながら粘着テープ片の剥離及び受け渡しを行うのであっても良い。また、支持シート上に、予め短冊状の粘着テープ片が搭載されているものとして説明したが、連続の粘着テープが所定寸法だけ剥離された時点で粘着テープを切断して粘着テープ片を作製するのであっても良い。

以下に、図５を用いて比較例の貼付け機について説明する。比較例の貼付け機は、２つの真空エジェクタ１−１及び１−２が、ワーク吸着テーブル５及び吸着ヘッド４に、それぞれ備えられる。また、各真空エジェクタ１−１，１−２に、真空発生用電磁弁１１−１，１１−２と、真空破壊用電磁弁１８−１，１８−２とがそれぞれ備えられている。さらには、エアブローノズル６５からの高圧空気の噴出をコントロールするための電磁弁１９が別個に備えられる。

このように、比較例の構成であると、ワーク３の吸着、粘着テープ片２１の吸着、及び、粘着テープ片２１の支持シート２２からの剥離のためのエアブローのためには、２つの真空用エジェクタ１と、５つの電磁弁が必要となる。したがって、装置コスト、及び所要の設置スペースが大きくなる他、制御機構が複雑となり、制御装置のソフトウェア構成及びそのためのコストが増大することとなる。

本発明の実施形態になる貼付け機における吸着及びエアブローのための構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態になる貼付け機の模式的な斜視図である。 本発明の実施形態になるの貼付け機の模式的な側面図である。 本発明の実施形態になる貼付け機における粘着テープ片の剥離、吸着及びエアブローのための工程制御の一具体例を示すタイミングチャートである。 比較例の貼付け機における吸着及びエアブローのための構成を示す、図１に対応するブロック図である。

符号の説明

１ 真空エジェクタ １１ 電磁弁 １２ 吸込み口
１２Ａ，１２Ｂ 吸着用配管 １３ 高圧空気導入配管 １４ 排気管
１５ コンプレッサー １６ フィルタ ２１ 粘着テープ片
２２ 支持シート ３ ワーク ３１ 貼付け位置
３２ 棚状周縁部 ４ 吸着ヘッド ５ ワーク吸着テーブル
６ シート送りテーブル ６１ ナイフエッジ ６２ 粘着片検出センサ
６５ エアブローノズル ７１ 制御装置 ７２ サーボモーター
７３，７４ シート送りモーター

Claims (5)

1. 短冊状の粘着テープ片を連続帯状の支持シートから分離して、表示パネル、このための駆動回路基板、または、その他のワークに貼り付けるためのテープ貼付け装置であって、
   支持シートを摺動させる案内板と、
   支持シートが該案内板のエッジ部に沿って折れ曲がりつつ送られるようにするシート送り用駆動部と、
   部分的に支持シートに付着した粘着テープ片が前記エッジ部から前記案内板に沿った方向へと突き出した状態で、粘着テープ片を吸着し、ワークの所定箇所へと貼付け動作を行う吸着ヘッドと、
   該吸着ヘッドが粘着テープ片を捕捉する際に、粘着テープ片が支持シートから剥離するのを促すためにエアブローを行うエアブローノズルと、
   ワークを吸着保持するためのワーク吸着テーブルと、
   吸着ヘッドの吸着作用のための減圧配管、及びワーク吸着テーブルでの吸着作用のための減圧配管が吸引口に接続され、エアブローノズルへの排気管が排気口に接続された真空用エジェクタと、
   該真空用エジェクタへの高圧ガス導入を制御する電磁弁とを備えることを特徴とするテープ貼付け装置。
2. 前記エッジ部から粘着テープ片が所定の位置まで突き出したことを検出するためのセンサを備えることを特徴とする請求項１のテープ貼付け装置。
3. 前記案内板が、水平に配置されたテーブルであって、該テーブルの下方に前記支持シートを回収する機構が設けられたことを特徴とする請求項１または２のテープ貼付け装置。
4. 短冊状の粘着テープ片を連続帯状の支持シートから分離して、表示パネル、駆動回路基板、または、その他のワークに貼り付ける工程を含む平面表示装置の製造方法であって、
   支持シートを、案内板の表側の面に沿って摺動させ、該案内板のエッジ部に沿って折れ曲げて該案内板の裏面の側へと送り、前記案内板に沿った方向へと該エッジ部から粘着テープ片が突き出した状態で、吸着ヘッドを該粘着テープ片に接触又は接近させる工程と、
   この後、前記吸着ヘッドによる吸着作用、ワーク吸着テーブルによる吸着作用、粘着テープの剥離を促すエアブローとを同時に、１つの電磁弁の作動またはその解除に基づき共通の真空発生装置の吸引及び排気を用いて行う工程と、
   吸着ヘッドによって粘着テープ片をワークに貼り付けた後、前記１つの電磁弁の作動またはその解除により、前記吸着ヘッドによる吸着作用、ワーク吸着テーブルによる吸着作用、粘着テープの剥離を促すエアブローとを同時に解除または停止する工程とを含むことを特徴とする平面表示装置の製造方法。
5. 前記エッジ部から粘着テープ片が所定位置にまで突き出したことを光学センサにより検出し、この検出に基づき、前記電磁弁の作動、または、前記吸着ヘッドの移動を行うことを特徴とする請求項４に記載の平面表示装置の製造方法。

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