JP2009152034A - シート状光学部品の組立方法およびシート状光学部品の組立装置 - Google Patents

Abstract

【課題】自動化に適したシート状光学部品の組立方法およびシート状光学部品の組立装置を提供すること。
【解決手段】枠状フレーム２の表面に複数枚のシート状の表側要素部品を積層して成るシート状光学部品の組立方法であって、複数枚の表側要素部品のうちの最表位の表側要素部品は、最表位から２番目以降の複数枚の表側要素部品に比して一回り大きく形成されると共に、枠状フレーム２に粘着するための粘着部を有し、且つ２番目以降の各表側要素部品は、粘着部に粘着するための被粘着部をそれぞれ有しており、２番目の表側要素部品に最表位の表側要素部品を粘着して細部積層体７１を構成する細部組立工程と、細部積層体７１を表裏反転し、細部積層体に最表位から３番目以降の表側要素部品を粘着して部分積層体７２を構成する部分組立工程と、部分積層体７２を枠状フレーム２に粘着する最終組立工程と、を備えた。
【選択図】図２

Description

本発明は、主として、シート状光学部品である液晶表示装置のバックライトユニットを組立てるシート状光学部品の組立方法およびシート状光学部品の組立装置に関するものである。

従来、この種のシート状光学部品の組立方法（バックライトユニットの組立て方法）として、作業者が、複数の光学シート（要素部品）の突起部に記されたシート名や積層順番に従って、シャーシ（枠状フレーム）に対して下から上に積層するものが知られている。（特許文献１参照）。
特開２００７−１６５１３８号公報

このような従来のバックライトユニットの組立て方法では、作業者がシート状の要素部品を一枚ずつ手作業によって積層しているため、作業時間が長くなると共に、各要素部品に傷や汚れが付き、歩留りが低くなるという問題があった。ここで、積層作業を自動化（機械化）することで、これら諸問題を解決することが考えられる。

しかしながら、シート状の各要素部品は、通常ロール状に巻回したキャリアテープに貼着して供給されるため、キャリアテープから剥離すると、曲げ癖が残り反るように湾曲する。このため、例えば、枠状フレームへのセット面側に粘着部を有さない要素部品では、両端部や中央部が浮いた状態で積層されることになる。また、単に積層されるだけで粘着されることのない要素部品では、周囲エアーの流れや静電気等により位置ずれして積層されてしまうおそれがある。これにより、枠状フレームに対して各要素部品を適切に積層することができなくなるため、不良品が大量に発生することが想定される。

本発明は、自動化に適したシート状光学部品の組立方法およびシート状光学部品の組立装置を提供することをその課題としている。

本発明のシート状光学部品の組立方法は、枠状フレームの表面に複数枚のシート状の表側要素部品を積層して成るシート状光学部品の組立方法であって、複数枚の表側要素部品のうちの最表位の表側要素部品は、最表位から２番目以降の複数枚の表側要素部品に比して一回り大きく形成されると共に、枠状フレームに粘着するための粘着部を有し、且つ２番目以降の各表側要素部品は、粘着部に粘着するための被粘着部をそれぞれ有しており、２番目の表側要素部品に最表位の表側要素部品を粘着して細部積層体を構成する細部組立工程と、細部積層体を表裏反転し、細部積層体に最表位から３番目以降の表側要素部品を粘着して部分積層体を構成する部分組立工程と、部分積層体を枠状フレームに粘着する最終組立工程と、を備えたことを特徴とする。

本発明のシート状光学部品の組立装置は、枠状フレームの表面に複数枚のシート状の表側要素部品を積層して成るシート状光学部品の組立装置であって、複数枚の表側要素部品のうちの最表位の表側要素部品は、最表位から２番目以降の複数枚の表側要素部品に比して一回り大きく形成されると共に、枠状フレームに粘着するための粘着部を有し、且つ２番目以降の各表側要素部品は、粘着部に粘着するための被粘着部をそれぞれ有するものにおいて、２番目の表側要素部品に最表位の表側要素部品を粘着して細部積層体を構成する細部組立手段と、細部積層体を表裏反転し、細部積層体に最表位から３番目以降の表側要素部品を粘着して部分積層体を構成する部分組立手段と、部分積層体を枠状フレームに粘着する最終組立手段と、細部組立手段、部分組立手段および最終組立手段を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする。

これらの構成によれば、先ず、２番目の表側要素部品に最表位の表側要素部品を粘着して細部積層体を組み上げる。この場合、最表位の表側要素部品は粘着部を有し、これに対応して２番目の表側要素部品は被粘着部を有しているため、２番目の表側要素部品に曲げ癖があっても、粘着により曲げ癖が矯正されるようにして積層される。次に、細部積層体を表裏反転し、細部積層体に最表位から３番目以降の表側要素部品を粘着して部分積層体を組み上げる。この場合、３番目以降の各表側要素部品は、最表位の表側要素部品の粘着部に粘着される被粘着部を有しているため、３番目以降の表側要素部品は、周囲エアーの流れや静電気等により位置ずれすることなく積層される。さらに、部分積層体を枠状フレームに粘着するように組み上げる。この場合、最表位の表側要素部品は、最表位から２番目以降の複数枚の表側要素部品に比して一回り大きく形成されると共に、枠状フレームに粘着するための粘着部を有しているため、部分積層体は全体として、枠状フレームに粘着されることになり、各表側要素部品の曲げ癖が最終的に矯正される。このように、各表側要素部品が湾曲していない状態で、且つ位置ずれしていない状態で、１枚ずつ組み付けることができる。したがって、シート状光学部品の組立における自動化を簡単に行うことができる。

上記のシート状光学部品の組立方法において、シート状光学部品には、枠状フレームの裏面に、シート状の裏側要素部品と裏側要素部品を枠状フレームに固定する粘着シートと、が更に積層されており、最終組立工程に先立ち、枠状フレームに粘着シートを介して裏側要素部品を積層する裏部品組立工程を、更に備えたことが、好ましい。

同様に、シート状光学部品の組立装置において、シート状光学部品には、枠状フレームの裏面に、シート状の裏側要素部品と裏側要素部品を枠状フレームに固定する粘着シートと、が更に積層されており、最終組立動作に先立ち、枠状フレームに粘着シートを介して裏側要素部品を粘着する裏部品組立手段を、更に備えたことが、好ましい。

これらの構成によれば、最終組立動作に先立ち、枠状フレームに粘着シートを介して裏側要素部品を粘着するようにする。この場合、裏側要素部品を押さえるようにして粘着シートで枠状フレームに粘着するため、裏側要素部品の反りや位置ずれを防止することができる。また、裏側要素部品および粘着シートの順で組み付けることができるため、シート状光学部品の組立における自動化を簡単に行うことができる。

上記のシート状光学部品の組立方法において、枠状フレームの裏面には、予め既存要素部品が組付けられていることが、好ましい。

同様に、シート状光学部品の組立装置において、枠状フレームの裏面には、予め既存要素部品が組付けられていることが、好ましい。

これらの構成によれば、予め既存要素部品の枠状フレームへの組付けておくことができるため、組立て時間を短縮することができる。

上記のシート状光学部品の組立方法において、２番目の表側要素部品に対し３番目以降の表側要素部品には、被粘着部を構成する耳部が相互に異なる位置に突設されていることが、好ましい。

同様に、シート状光学部品の組立装置において、２番目の表側要素部品に対し３番目以降の表側要素部品には、被粘着部を構成する耳部が相互に異なる位置に突設されていることが、好ましい。

これらの構成によれば、被粘着部を介して３番目以降の表側要素部品を、最表位の表側要素部品に確実に粘着することができる。

上記のシート状光学部品の組立方法において、シート状光学部品は、液晶表示装置のバックライトユニットであり、複数枚の表側要素部品は、枠状フレーム側から積層順に拡散シート、下プリズム、上プリズムおよび遮光シートであり、裏側要素部品は、反射シートであり、既存要素部品は、ライトガイドであることが、好ましい。

同様に、シート状光学部品の組立装置において、シート状光学部品は、液晶表示装置のバックライトユニットであり、複数枚の表側要素部品は、枠状フレーム側から積層順に拡散シート、下プリズム、上プリズムおよび遮光シートであり、裏側要素部品は、反射シートであり、既存要素部品は、ライトガイドであることが、好ましい。

これらの構成によれば、自動組立てに適したバックライトユニットを提供することができる。

この場合、各組立工程において、表裏反転の動作は、反転機能を有する移載テーブルにより行われ、貼着を含む積層の動作は、積層ロボットにより行われることが、好ましい。

この構成によれば、各組立工程を機械的に行うことができるため、シート状光学部品に傷や汚れを付けることなく作業することができると共に、作業時間を短縮することができる。また、積層ロボットを用いることで、大きさや積層構成の異なるバックライトユニットを容易に組み立てることができる。

この場合、細部組立手段は、２番目の表側要素部品および最表位の表側要素部品をそれぞれ供給する上部表部品供給装置と、２番目の表側要素部品がセットされる上部表部品テーブルと、２番目の表側要素部品を上部表部品供給手段から受け取って、上部表部品テーブルにセットすると共に、最表位の表側要素部品を上部表部品供給手段から受け取って、上部表部品テーブル上の２番目の表側要素部品に貼着する上部表部品積層ロボットと、を有していることが、好ましい。

この構成によれば、２番目の表側要素部品を最表位の表側要素部品に効率よく粘着することができる。

この場合、部分組立手段は、２番目以降の表側要素部品を供給する下部表部品供給装置と、細部積層体を表裏反転する反転テーブルと、３番目以降の表側要素部品を下部表部品供給手段から受け取って、反転テーブル上の表裏反転した細部積層体に貼着する下部部品積層ロボットと、を有し、反転テーブルは、上部表部品テーブルを兼ねていることが、好ましい。

この構成によれば、機械的に細部積層体を表裏反転し、効率よく３番目以降の表側要素部品を粘着することができると共に、装置構成をコンパクトすることができる。

この場合、最終組立手段は、枠状フレームを表裏反転した状態で供給するフレーム供給装置と、部分積層体を表裏反転した状態でセットする部分積層体テーブルと、部分積層体を反転テーブルから部分積層体テーブルに移載する移載ロボットと、フレーム供給装置から受け取った表裏反転状態の枠状フレームを、部分積層体テーブルに移載した部分積層体に貼着するフレーム積層ロボットと、を有し、移載ロボットは、下部部品積層ロボットを兼ねていることが、好ましい。

この構成によれば、効率よく部分積層体を枠状フレームに粘着することができると共に、装置構成をコンパクトすることができる。

この場合、裏部品組立手段は、裏側要素部品および粘着シートをそれぞれ供給する裏部品供給装置と、枠状フレームを表裏反転した状態でセットするフレームテーブルと、裏部品供給装置から裏側要素部品を受け取って、フレームテーブル上の枠状フレームに積層すると共に、裏部品供給装置から粘着シートを受け取って、裏側要素部品を押さえるように枠状フレームに貼着する裏部品積層ロボットと、を有し、裏部品積層ロボットは、フレーム積層ロボットを兼ねていると共に、フレームテーブルは、フレーム供給装置を兼ねていることが、好ましい。

この構成によれば、裏側要素部品を確実に枠状フレームに粘着することができると共に、装置構成をコンパクトにすることができる。

以下、添付の図面を参照しながら、本発明の実施形態に係るシート状光学部品の組立装置（以下、単に「組立装置」と言う。）および組立方法について説明する。この組立装置は、複数台のロボットを用いて、液晶表示装置のバックライトユニットを自動で組立てるものであり、実施形態のバックライトユニットは、遮光シート、上プリズム、下プリズム、ライトガイド（導光板）、反射シート、粘着シートおよびこれらを収納する枠状フレーム等を積層した構成を有している。

先ず、図１を参照して、本実施形態の組立対象物であるバックライトユニット１の要素部品および積層構造について説明する。このバックライトユニット１は、各要素部品の積層ベースとなる枠状フレーム２と、枠状フレーム２の表面に積層されるシート状の複数枚の表側部品（表側要素部品）と、枠状フレーム２の裏面に積層されるシート状の複数枚の裏側部品（裏側要素部品）と、から構成されている。

複数枚の裏側部品は、ＬＥＤなどの光源から照射した光を端面から入射し、この入射光を均一に面発光させるライトガイド(既存要素部品)３と、ライトガイド３から出射した光のうち、発光方向とは逆方向へ出射した光を発光方向に反射させる反射シート４と、反射シート４をライトガイド３に重ねるように枠状フレーム２に貼着する粘着シート５と、で構成されている。この場合、粘着シート５は、両面粘着シートで構成されており、上記の貼着に使用しない他方の粘着面には透明な剥離シートが貼着されている（図示省略）。また、ライトガイド３は所定の厚みを有し、且つ所定の剛性を有しているため、予め前工程で枠状フレーム２に組み込まれ（作業者により人的に組み込まれる。）、この状態で本組立装置２１に導入（給材）される。

また、複数枚の表側部品は、ライトガイド３を透過した光源からの光や反射光を拡散させ、液晶の明るさを均一にする拡散シート６と、拡散シート６を透過した光を偏光して輝度を向上させるプリズムシート（上プリズム７および下プリズム８）と、図外の液晶の液晶表示範囲以外への光を遮光する遮光シート９と、を有している。すなわち、バックライトユニット１は、のちにセットされる液晶側（表面側）から遮光シート９、上プリズム７、下プリズム８、拡散シート６、ライトガイド３、反射シート４および粘着シート５の順になるように積み重ねられた積層構造をしており、拡散シート６とライトガイド３との間に設けられた枠状フレーム２によって一体化されている。

次に、図２を参照して、各要素部品の形態について更に詳細に説明する。ライトガイド３は、略方形に形成されており、その一辺両端部には、枠状フレーム２に方向性を持って装着するように台形突出部１１が設けられている。反射シート４は、ライトガイド３より僅かに大きな方形に形成されており、ライトガイド３の全面を覆うように枠状フレーム２の段部に装着される。粘着シート５は、横長の略方形に形成されており、その端部には、枠状フレーム２に位置決めする位置決め部１２が設けられている。粘着シート５は、反射シート４の一部を覆うように枠状フレーム２に粘着される。

遮光シート９は、その一辺両端部に、ライトガイド３と同様に台形突出部１１が設けられており、その一辺の端部には、枠状フレーム２に係合する係合部１３が突設されている。また、遮光シート９の両面には粘着層が設けられており、その片面は剥離シートで覆われている。上プリズム７、下プリズム８および拡散シート６は、遮光シート９より僅かに小さく略方形に形成され、遮光シート９に粘着する被粘着部としての耳部１４がその長辺方向の両端部４箇所に分散して突設されている。また、各シート７，８の各被粘着部は、積層時に相互に位置ずれするようにそれぞれ配置されている。なお、耳部１４は、方形の四方に突設されていてもよい。

枠状フレーム２は、透明な樹脂で枠状に形成されており、表面の内側には遮光シート９の粘着部が粘着する表被粘着部位が段部として形成されている。また、枠状フレーム２の裏面の内側にはライトガイド３と相補的な形状のライトガイド装着部１６と、ライトガイド装着部１６を囲うように反射シート４がセットされる反射シートセット部１７と、が段部として形成されている。また、表面の一端部には遮光シート９の係合部１３が係合して位置決めされるための係合溝１８が設けられており、裏面の一端部には、粘着シート５の位置決め部１２が係合するための位置決め溝１９が設けられている。

次に、図３を参照して、組立装置２１について説明する。この組立装置２１は、主に枠状フレーム２の裏面に複数の裏側部品を組み込む第１組立セル（裏部品組立手段）２２と、主に後述する細部積層体を組み上げる第２組立セル（部分組立手段）２３と、後述する部分積層体を組み上げる第３組立セル（細部組立手段）２４と、から構成されている。各セル２２，２３，２４は、図示左側から第１組立セル２２、第２組立セル２３、第３組立セル２４の順になるように横並びに配設されており、図外の制御装置（制御手段）と接続されている。なお、制御装置は、後述する各ロボット３２，５４，６４を制御するロボットコントローラと、これらを統括制御するメインコントローラと、で構成されている。

第１組立セル２２は、裏側部品を供給する第１部品供給装置（裏部品供給装置）３１と、主に第１部品供給装置３１から供給された裏側部品を枠状フレーム２に組付ける第１ロボット（裏部品積層ロボット；フレーム積層ロボット）３２と、積層する側の裏側部品を位置認識する一対の積層部品認識カメラ３３と、積層される側の枠状フレーム２を位置認識する被積層部品認識カメラ３４と、を有しており、第１ベース３５に固定的に配置されている。また、第１組立セル２２の第２組立セル２３側と対向する端部には、裏側部品を組付けるためのフレームテーブル（フレーム供給装置）３６と、フレームテーブル３６に連なる給材ユニット３７と、給材ユニット３７と平行に位置し、オペレータがライトガイド３を枠状フレーム２に組付けるための作業テーブル３８と、が配設されている。

第１部品供給装置３１は、反射シート４を供給する反射シート供給装置４１と、粘着シート５を供給する粘着シート供給装置４２とから構成されており、これらは相互に平行に且つ第１ロボットと向かい合うように配設されている。反射シート供給装置４１は、反射シート４をキャリアテープに粘着して１枚ずつ第１ロボット３２に供給する。同様に、粘着シート供給装置４２は、粘着シート５をキャリアテープに粘着して１枚ずつ第１ロボット３２に供給する。

第１ロボット３２は、裏側部品を吸着する吸着パット４３と、先端部に吸着パット４３を装着したロボットアーム４４と、有するスカラ型の多関節ロボットで構成されている。この場合、吸着パット４３は、裏側部品を吸着する機能と、吸着した裏側部品を枠状フレーム２に押し付けて貼着する機能を有している。

一対の被積層部品認識カメラ３４の一方は、反射シート供給装置４１の前方直近に上向きに配設され、他方は、粘着シート供給装置４２の前方直近に上向きに且つ固定的に設けられており、第１ロボット３２に吸着された反射シート４および粘着シート５をそれぞれ画像認識する。被積層部品認識カメラ３４は、フレームテーブル３６の直上部に固定的に且つ下向きに設けられ、フレームテーブル３６上の枠状フレーム２を画像認識する。両カメラ３３，３４は、それぞれＣＣＤまたはＣＭＯＳのカメラで構成されており、それぞれの認識結果をメインコントローラに送信する。

第２組立セル２３は、下プリズム８を供給する下プリズム供給装置５１および拡散シート６を供給する拡散シート供給装置５２とからなる第２部品供給装置（下部表部品供給装置）５３と、第２ロボット（移載ロボット；下部部品積層ロボット）５４と、積層する側の下プリズム８および拡散シート６をそれぞれ位置認識する一対の積層部品認識カメラ３３と、積層される側の細部積層体７１および下プリズム８が積層された細部積層体７１を位置認識する被積層部品認識カメラ３４と、を有しており、第２ベース５５に固定的に配置されている。また、第１組立セル２２との間には、第２組立セル２３のセル領域と第１組立セル２２のセル領域とを行き来する回転テーブル（部分積層体テーブル）５６と、回転テーブル５６に連なる除材ユニット５７と、除材ユニット５７と平行に位置し、組み立てられたバックライトユニット１をオペレータが外観検査するための検査テーブル５８と、が配設されている。

下プリズム供給装置５１および拡散シート供給装置５２は、相互に平行に且つ第２ロボットと向かい合うように配設されている。下プリズム供給装置５１は、下プリズム８をキャリアテープに粘着して１枚ずつ第２ロボット５４に供給し、拡散シート供給装置５２は、拡散シート６をキャリアテープに粘着して１枚ずつ第２ロボット５４に供給する。

第２ロボット５４は、表側部品を吸着する吸着パット４３と、先端部に吸着パット４３を装着したロボットアーム４４と、有し、吸着パット４３は、表側部品を吸着する機能と、吸着した表側部品を遮光シート９に押し付けて貼着する機能を有している。

一対の積層部品認識カメラ３３は、下プリズム供給装置５１および拡散シート供給装置５２の前方直近に上向きにそれぞれ配設されており、第２ロボット５４に吸着された下プリズム８および拡散シート６をそれぞれ画像認識する。被積層部品認識カメラ３４は、回転テーブル５６の直上部に固定的に且つ下向きに設けられ、回転テーブル５６上の部分積層体７２を画像認識する。両カメラ３３，３４は、それぞれＣＣＤまたはＣＭＯＳのカメラで構成されており、それぞれの認識結果をメインコントローラに送信する。

第３組立セル２４は、遮光シート９を供給する遮光シート供給装置６１および上プリズム７を供給する上プリズム供給装置６２とからなる第３部品供給装置（上部表部品供給手段）６３と、第３ロボット（上部表部品積層ロボット）６４と、積層する側の遮光シート９および上プリズム７をそれぞれ位置認識する一対の積層部品認識カメラ３３と、載置される反転テーブル６６および積層される側の上プリズム７を位置認識する被積層部品認識カメラ３４と、を有しており、第３ベース６５に固定的に配置されている。また、第２組立セル２３との間には、表側部品を組付けると共に、細部積層体７１を表裏する反転テーブル（移載テーブル；上部表部品テーブル）６６が配置されている。なお、請求項にいう積載ロボットは、第１ロボット３２と、第２ロボット５４と、第３ロボット６４と、から構成されている。なお、請求項にいう最終組立手段は、第１組立セル２２および第２組立セル２３から構成されている。

遮光シート供給装置６１および上プリズム供給装置６２は、相互に平行に且つ第３ロボットと向かい合うように配設されている。遮光シート供給装置６１は、遮光シート９をキャリアテープに粘着して１枚ずつ第３ロボット６４に供給し、上プリズム供給装置６２は、上プリズム７をキャリアテープに粘着して１枚ずつ第３ロボット６４に供給する。

第３ロボット６４は、表側部品を吸着する吸着パット４３と、先端部に吸着パット４３を装着したロボットアーム４４と、有し、吸着パット４３は、表側部品を吸着する機能と、吸着した表側部品を遮光シート９に押し付けて貼着する機能を有している。

一対の積層部品認識カメラ３３は、遮光シート供給装置６１および上プリズム供給装置６２の前方直近に上向きにそれぞれ配設されており、第３ロボット６４に吸着された遮光シート９および上プリズム７をそれぞれ画像認識する。被積層部品認識カメラ３４は、反転テーブル６６の直上部に固定的に且つ下向きに設けられ、反転テーブル６６上の上プリズム７や細部積層体７１などの被積層部品を画像認識する。両カメラ３３，３４は、それぞれＣＣＤまたはＣＭＯＳのカメラで構成されており、それぞれの認識結果をメインコントローラに送信する。

次に、図２および３を参照して、組立装置２１によるバックライトユニット１の組立方法について説明する。バックライトユニット１の組立方法は、枠状フレーム２とライトガイド３とを組付ける前工程と、ライトガイド３がセットされた枠状フレーム２、反射シート４および粘着シート５を組付ける裏部品組立工程と、遮光シート９と上プリズム７から細部積層体７１を組付ける細部組立工程と、細部積層体７１、下プリズム８および拡散シート６から部分積層体７２を組付ける部分組立工程と、部分積層体７２と枠状フレーム２とからバックライトユニット１を組付ける最終組立工程と、を備えている。この場合、裏部品組立工程は、細部組立工程および部分組立工程と同時で実施される。

前工程では、作業テーブル３８でオペレータが、枠状フレーム２のライトガイド装着部１６にライトガイド３をセットし、枠状フレーム２の裏面を上にして、給材ユニット３７に給材する（図３（Ｓ１）参照）。

裏部品組立工程（図２（ａ）参照）では、第１ロボット３２が、反射シート供給装置４１から供給された反射シート４の裏面を吸着する。第１ロボット３２が反射シート４を吸着すると、積層部品認識カメラ３３が吸着された反射シート４（出発位置）を下側から撮像し、被積層部品認識カメラ３４がフレームテーブル３６にセットされた枠状フレーム２（終着位置）を上側から撮像する。そして、その撮像結果に基づいて、メインコントローラが、移動情報（出発位置から終着位置までの移動経路および終着位置での積層方向）を決定（算出）する。次に、メインコントローラが、ロボットコントローラに撮像結果から決定した移動情報を教示する。ロボットコントローラは、教示された移動情報に基づいて、第１ロボット３２に反射シート４をフレームテーブル３６上の枠状フレーム２にセットされたライトガイド３を覆うように積層させる（図３（Ｓ２）参照）。そして、直ちに第１ロボット３２が、粘着シート供給装置４２から供給された粘着シート５の裏面（剥離シート側）を吸着する。粘着シート５を吸着すると、積層部品認識カメラ３３が吸着された粘着シート５（出発位置）を下側から撮像し、被積層部品認識カメラ３４が反射シート４がセットされた枠状フレーム２（終着位置）を上側から撮像する。メインコントローラは、両カメラ３３，３４による撮像結果から移動情報を決定し、ロボットコントローラに教示する。ロボットコントローラは、教示された移動情報に基づき、第１ロボット３２に粘着シート５を粘着シート５の位置決め部１２と枠状フレーム２の位置決め溝１９とが係合するように、枠状フレーム２に積層させる（図３（Ｓ３）参照）。

細部組立工程（図２（ｂ）参照）では、第３ロボット６４が、上プリズム供給装置６２により供給された上プリズム７の表面を吸着する。第３ロボット６４が上プリズム７を吸着すると、積層部品認識カメラ３３が吸着された上プリズム７を下側から撮像し、被積層部品認識カメラ３４が反転テーブル６６を上側から撮像する。上記と同様に、ロボットコントローラは、教示された移動情報に基づいて、第３ロボット６４に上プリズム７を反転テーブル６６上に載置させる。そして、直ちに第３ロボット６４が、遮光シート供給装置６１から供給された遮光シート９の表面（剥離シート側）を吸着する。そして、上記と同様に、ロボットコントローラは、第３ロボット６４に教示された移動情報に基づき、遮光シート９を上プリズム７に積層すると共に、遮光シート９の粘着部と上プリズム７の被粘着部とを粘着させて細部積層体を組付けさせる（図３（Ｓ４）参照）。反転テーブル６６上の細部積層体７１は、反転テーブル６６により表裏反転され、上プリズム７が最表位に位置すると共に、遮光シート９の粘着層が上面を向くようにセットされる。（図３（Ｓ４）および（Ｓ５）参照）。

部分組立工程（図２（ｃ）参照）では、第２ロボット５４が、下プリズム供給装置５１により供給された下プリズム８の裏面を吸着する。第２ロボット５４が下プリズム８を吸着すると、積層部品認識カメラ３３が吸着された下プリズム８を下側から撮像し、被積層部品認識カメラ３４が反転テーブル６６上にセットされた細部積層体７１を上側から撮像する。そして、上記と同様に、ロボットコントローラは、第２ロボット５４に教示された移動情報に基づいて、粘着シート５の粘着部と下プリズム８の被粘着部とが粘着するように下プリズム８を細部積層体７１に積層させる（図３（５）参照）。次に、第２ロボット５４が、拡散シート供給装置５２から供給された拡散シート６の裏面を吸着する。そして、上記と同様に、ロボットコントローラは、第２ロボット５４に教示された移動情報に基づいて、粘着シート５の粘着部と拡散シート６の被粘着部とが粘着するように拡散シート６を積層させて部分積層体を組付ける（図３（Ｓ６）参照）。そして、ロボットコントローラが第２ロボット５４に部分積層体７２を反転テーブル６６から回転テーブル５６に移動させた後、メインコントローラが回転テーブル５６の回転軸を中心に１８０度回転して、部分積層体７２を第２組立セル２３側から第１組立セル２２側に移動させる（図３（Ｓ６）および（Ｓ７）参照）。なお、この際も遮光シート９の粘着層が上を向いている。

最終組立工程（図２（ｄ）参照）では、第１ロボット３２が、フレームテーブル３６に載置されている枠状フレーム２の裏面を吸着する。そして、第１組立セル２２と第２組立セル２３に配設された両被積層部品認識カメラ３４，３４により、フレームテーブル３６上の枠状フレーム２と、回転テーブル５６上の部分積層体７２と、を撮像する。撮像結果に基づいて、メインコントローラが算出した移動情報をロボットコントローラに教示する。ロボットコントローラは、第１ロボット３２にその移動情報に基づいて、枠状フレーム２の表被粘着部位に部分積層体７２の粘着部が着座すると共に、枠状フレーム２の係合溝１８に粘着シート５の係合部１３が係合するように積層して、バックライトユニット１を組立てさせる（図３（Ｓ８）参照）。各組立工程が終了したバックライトユニット１は、裏面を上に向けた状態で除材ユニット５７から除材され、検査テーブル５８でオペレータにより外観検査が行われる。なお、最終組立工程では、組立工程の多い部分積層体７２と、組立工程の少ない枠状フレーム２とが、同時に供給されるように、メインコントローラが枠状フレーム２の組立工程に先立って、細部組立工程および部分組立工程を行うように制御している。

以上の構成によれば、両供給装置５３，６３から供給された曲がりぐせを有する最表位から２番目以降の各表側部品は、予め各表側部品の被粘着部を介して、遮光シート９の粘着部に、粘着固定される。また、裏側部品は、粘着シート５の粘着部により、枠状フレーム２に粘着固定される。したがって、各要素部品が湾曲していない状態で、積層されたバックライトユニット１を組立てることができると共に、バックライトユニット１の組立を自動化に適応させることができる。

バックライトユニットの積層構造を示した模式図である。 バックライトユニットの組立工程を示した図である。 バックライトユニットの組立装置の図である。

符号の説明

１…バックライトユニット ２…枠状フレーム ３…ライトガイド ４…反射シート ５…粘着シート ６…拡散シート ７…上プリズム ８…下プリズム ９…遮光シート １４…耳部 ２２…第１組立セル ２３…第２組立セル ２４…第３組立セル ３１…第１部品供給装置 ３２…第１ロボット ３６…フレームテーブル ４１…反射シート供給装置 ４２…粘着シート供給装置 ５１…下プリズム供給装置 ５２…拡散シート供給装置 ５３…第２部品供給装置 ５４…第２ロボット ５６…回転テーブル ６１…遮光シート供給装置 ６２…上プリズム供給装置 ６３…第３部品供給装置 ６４…第３ロボット ６６…反転テーブル ７１…細部積層体 ７２…部分積層体

Claims (15)

1. 枠状フレームの表面に複数枚のシート状の表側要素部品を積層して成るシート状光学部品の組立方法であって、
   前記複数枚の表側要素部品のうちの最表位の表側要素部品は、最表位から２番目以降の複数枚の表側要素部品に比して一回り大きく形成されると共に、前記枠状フレームに粘着するための粘着部を有し、且つ前記２番目以降の各表側要素部品は、前記粘着部に粘着するための被粘着部をそれぞれ有しており、
   前記２番目の表側要素部品に前記最表位の表側要素部品を粘着して細部積層体を構成する細部組立工程と、
   前記細部積層体を表裏反転し、前記細部積層体に最表位から３番目以降の前記表側要素部品を粘着して部分積層体を構成する部分組立工程と、
   前記部分積層体を前記枠状フレームに粘着する最終組立工程と、を備えたことを特徴とするシート状光学部品の組立方法。
2. 前記シート状光学部品には、前記枠状フレームの裏面に、シート状の裏側要素部品と前記裏側要素部品を前記枠状フレームに固定する粘着シートと、が更に積層されており、
   前記最終組立工程に先立ち、前記枠状フレームに前記粘着シートを介して前記裏側要素部品を積層する裏部品組立工程を、更に備えたことを特徴とする請求項１に記載のシート状光学部品の組立方法。
3. 前記枠状フレームの裏面には、予め既存要素部品が組付けられていることを特徴とする請求項２に記載のシート状光学部品の組立方法。
4. 前記２番目の表側要素部品に対し前記３番目以降の表側要素部品には、前記被粘着部を構成する耳部が相互に異なる位置に突設されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のシート状光学部品の組立方法。
5. 前記シート状光学部品は、液晶表示装置のバックライトユニットであり、
   前記複数枚の表側要素部品は、前記枠状フレーム側から積層順に拡散シート、下プリズム、上プリズムおよび遮光シートであり、
   前記裏側要素部品は、反射シートであり、
   前記既存要素部品は、ライトガイドであることを特徴とする請求項３または４に記載のシート状光学部品の組立方法。
6. 前記各組立工程において、前記表裏反転の動作は、反転機能を有する移載テーブルにより行われ、前記貼着を含む積層の動作は、積層ロボットにより行われることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載のシート状光学部品の組立方法。
7. 枠状フレームの表面に複数枚のシート状の表側要素部品を積層して成るシート状光学部品の組立装置であって、
   前記複数枚の表側要素部品のうちの最表位の表側要素部品は、最表位から２番目以降の複数枚の表側要素部品に比して一回り大きく形成されると共に、前記枠状フレームに粘着するための粘着部を有し、且つ前記２番目以降の各表側要素部品は、前記粘着部に粘着するための被粘着部をそれぞれ有するものにおいて、
   前記２番目の表側要素部品に前記最表位の表側要素部品を粘着して細部積層体を構成する細部組立手段と、
   前記細部積層体を表裏反転し、前記細部積層体に最表位から３番目以降の前記表側要素部品を粘着して部分積層体を構成する部分組立手段と、
   前記部分積層体を前記枠状フレームに粘着する最終組立手段と、
   前記細部組立手段、前記部分組立手段および前記最終組立手段を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とするシート状光学部品の組立装置。
8. 前記シート状光学部品には、前記枠状フレームの裏面に、シート状の裏側要素部品と前記裏側要素部品を前記枠状フレームに固定する粘着シートと、が更に積層されており、
   前記最終組立動作に先立ち、前記枠状フレームに前記粘着シートを介して前記裏側要素部品を粘着する裏部品組立手段を、更に備えたことを特徴とする請求項７に記載のシート状光学部品の組立装置。
9. 前記細部組立手段は、前記２番目の表側要素部品および前記最表位の表側要素部品をそれぞれ供給する上部表部品供給装置と、
   前記２番目の表側要素部品がセットされる上部表部品テーブルと、
   前記２番目の表側要素部品を前記上部表部品供給手段から受け取って、前記上部表部品テーブルにセットすると共に、前記最表位の表側要素部品を前記上部表部品供給手段から受け取って、前記上部表部品テーブル上の前記２番目の表側要素部品に貼着する上部表部品積層ロボットと、を有していることを特徴とする請求項８に記載のシート状光学部品の組立装置。
10. 前記部分組立手段は、前記３番目以降の表側要素部品を供給する下部表部品供給装置と、
    前記細部積層体を表裏反転する反転テーブルと、
    前記３番目以降の表側要素部品を前記下部表部品供給手段から受け取って、前記反転テーブル上の表裏反転した前記細部積層体に貼着する下部部品積層ロボットと、を有し、
    前記反転テーブルは、前記上部表部品テーブルを兼ねていることを特徴とする請求項９に記載のシート状光学部品の組立装置。
11. 前記最終組立手段は、前記枠状フレームを表裏反転した状態で供給するフレーム供給装置と、
    前記部分積層体を表裏反転した状態でセットする部分積層体テーブルと、
    前記部分積層体を前記反転テーブルから前記部分積層体テーブルに移載する移載ロボットと、
    前記フレーム供給装置から受け取った表裏反転状態の前記枠状フレームを、前記部分積層体テーブルに移載した前記部分積層体に貼着するフレーム積層ロボットと、を有し、
    前記移載ロボットは、前記下部部品積層ロボットを兼ねていることを特徴とする請求項１０に記載のシート状光学部品の組立装置。
12. 前記裏部品組立手段は、前記裏側要素部品および前記粘着シートをそれぞれ供給する裏部品供給装置と、
    前記枠状フレームを表裏反転した状態でセットするフレームテーブルと、
    前記裏部品供給装置から前記裏側要素部品を受け取って、前記フレームテーブル上の前記枠状フレームに積層すると共に、前記裏部品供給装置から前記粘着シートを受け取って、前記裏側要素部品を押さえるように前記枠状フレームに貼着する裏部品積層ロボットと、を有し、
    前記裏部品積層ロボットは、前記フレーム積層ロボットを兼ねていると共に、前記フレームテーブルは、前記フレーム供給装置を兼ねていることを特徴とする請求項１１に記載のシート状光学部品の組立装置。
13. 前記枠状フレームの裏面には、予め既存要素部品が組付けられていることを特徴とする請求項７ないし１２のいずれかに記載のシート状光学部品の組立装置。
14. 前記２番目の表側要素部品に対し前記３番目以降の表側要素部品には、前記被粘着部を構成する耳部が相互に異なる位置に突設されていることを特徴とする請求項７ないし１３のいずれかに記載のシート状光学部品の組立装置。
15. 前記シート状光学部品は、液晶表示装置のバックライトユニットであり、
    前記複数枚の表側要素部品は、前記枠状フレーム側から積層順に拡散シート、下プリズム、上プリズムおよび遮光シートであり、
    前記裏側要素部品は、反射シートであり、
    前記既存要素部品は、ライトガイドであることを特徴とする請求項１３または１４に記載のシート状光学部品の組立装置。

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