JP2011033664A - 表示パネル基板処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】表示パネルモジュール組み立て装置において、機構を複雑にすること無く、表示パネルの大型化や薄型化に伴って生じるうねりや反りの増大、また、ＦＰＤの仕様に伴う表示パネル積層構成の多様化が起因した電極基板までの段差違いなどを有する表示パネル縁辺部に対して電子部品の搭載を高精度で行わせること。
【解決手段】パネル保持部材による表示パネルの矯正と、パネル保持部材とバックアップ部材との間に配置したカメラの観察による位置決め誤差の補正により、表示パネル縁辺全域にわたり確実なパネル矯正および位置決めが可能になる。
【選択図】 図４

Description

本発明は、液晶やプラズマなどＦＰＤ（Flat Panel Display）機器のメイン部品である表示パネルの縁辺部に駆動ＩＣや回路基板（ＰＣＢ＝Printed Circuit Board）を搭載、あるいはＣＯＦ（Chip On Film）やＦＰＣ（Flexible Printed Circuits）などのＴＡＢ（Tape Automated Bonding)を貼り付ける作業を行う表示パネルの組み立て装置に関するものである。より具体的には、表示パネル縁辺部処理を高精度で行う表示パネル基板処理装置および表示パネルモジュール組み立て装置の構成と方法に関するものである。

表示パネルモジュールの組み立ては、表示パネルの縁辺部に、駆動ＩＣやＰＣＢ、ＣＯＦやＦＰＣを、装置内を搬送しながら順次実装させるプロセスで行われるが、関連する先行技術として、例えば、以下の先行技術がある。

先行技術１（例えば、特許文献１参照。）は、表示パネルの縁辺に電子部品などを搭載し圧着するとき、圧着側の裏側からバックアップ部材を押し当てて上からの圧着力による表示パネルの垂れや曲がりを回避させる方式で、さらに、前記（背景で説明）表示パネルの電極基板までの段差のばらつき量の調整を搬送テーブルの上下機構で補正する方式である。

先行技術２（例えば、特許文献２参照。）は、先行技術１に似ており、表示パネルの縁辺に電子部品などを搭載し圧着するとき、圧着側の裏側から下受け部材を押し当てて上からの圧着力による表示パネルの垂れや曲がりを回避させる方式で、下受け部材の受け面までの距離が一定になるようにセンシングして搬送テーブルの上下機構で補正する方式である。

先行技術３（例えば、特許文献３参照。）は、搬送テーブルとバックアップ部材との間に、バックアップ部材と近接して並列に、伸縮式吸着パッドを配列した第３のステージを配置し、前記多種多様な電極基板までの段差および、うねりや反りを第３のステージにおける伸縮式吸着パッドの弾性力で吸収回避させてバックアップ部材への密着性を上げる方式である。

先行技術４（例えば、特許文献４参照）は、先行技術３と同様であるが、加えて第３のステージの吸着エリアを効率よくブロック分けして表示パネルの多様な面積違いに対応させた方式である。

先行技術５（例えば、特許文献５参照）は、搬送テーブル上に吸着パッドを配列し、圧着時にかかる表示パネルや搬送テーブルへの応力を、その吸着パッドの柔軟性で吸収回避させる方式である。

先行技術６（例えば、特許文献６参照）は、まず、表示パネルを圧着刃とバックアップ部材で挟んで固定して反りやたわみを矯正させ、次にバックアップ部材と搬送テーブルの間に配置した吸着テーブルを上昇させて表示パネルを吸着固定したのち、再び圧着刃とバックアップ部材の圧着を開放して、あらためてパネル縁辺に電子部品を搭載する方式である。

先行技術７（例えば、特許文献７参照）は、搬送テーブル上の表示パネルの位置ずれをカメラで観察し、位置の補正を行う方式である。

特開平５−２２８７５５号公報 特開２０００−３１２１１号公報 特開２００６−２４７９７号公報 特開２００６−５８６５８号公報 特開２０００−２６１１９９号公報 特開平１１−２０４５７９号公報 特開平８−１２５４００号公報

表示パネルモジュールの組み立ては、表示パネルの縁辺部に、駆動ＩＣやＰＣＢ、ＣＯＦやＦＰＣを、装置内を搬送しながら順次実装させるプロセスで行われるが、次の（１）から（６）に現在考えられる標準的な仕様の表示パネルを組み立てる一連の工程を挙げる。
（１）表示パネル縁辺部（電極部）の部品実装部分をクリーニングする工程
（２）クリーニング後の表示パネル縁辺部に異方性導電フィルム（ＡＣＦ＝Anisotropic Conductive Film）を貼り付ける工程
（３）ＡＣＦを貼り付けた位置にＴＡＢやＩＣを精度良く位置決めして搭載する工程
（４）搭載したＴＡＢやＩＣを加熱圧着して先のＡＣＦフィルムにより固着する工程
（５）搭載したＩＣやＴＡＢの位置や接続状態を検査する工程
（６）パネル縁辺部に搭載したＴＡＢの先端にさらにＰＣＢを搭載する工程（なお、本工程以降はパネルの仕様により工程が複数化）

これら各工程をユニット装置ごとに分担し、それらを連結した装置の中を搬送通過させることで一枚の表示パネルが完成する仕組みになっている。

まず、これら各組み立て工程の多様性と装置長さとの関係について述べる。組み立てられる表示パネルはＦＰＤの性能にあわせて電極数や部品構成が異なるため、搭載するＴＡＢやＩＣの数、あるいはゲート・ソースの処理辺数など多種多様化している。それに伴い、組み立て処理するユニットもその表示パネルの仕様に応じてユニット数に変動が生じる。例えばユニットが増える場合を挙げると、標準的な表示パネルよりも高機能のものは処理辺も増えるため、前記（１）〜（６）とほぼ同様の工程を連結して増やす必要があり、加えて、搬送途中にゲート辺からソース辺、あるいはその逆など、処理辺の方向切り換えを行う回転ユニットなども必要になる。つまり、組み立て装置の全長は表示パネルの仕様が複雑化するほど工程が増えて長くなる特徴がある。

次に、表示パネルの進歩に伴う特徴の変化と、その特徴が搬送や位置決めに与える影響について述べる。近年の表示パネルは外観的に従来機よりもさらに大型化や薄型化が進み、また、機能的にもさらなる高速化や高分解能化を狙って、狭ピッチ・高密度化配線などの開発が進められているが、その反面、薄型化や大型化に伴うパネル自体の強度不足化は組み立て装置内で取り扱いを困難化させ、また、狭ピッチ・高密度化配線に伴っては縁辺部への部品搭載位置決めのさらなる高精度化を要し、機構の難易度を向上させるなどの課題を引き起こしている。ここで、それら課題について、表示パネルの構造説明とあわせて詳しく述べる。通常の表示パネルの構造は電極基板（ガラス板）を中心に、その両外側に偏光板や導光板が貼り付けられた多層式になっている。そして、中心の電極基板は勿論、その外側に貼り付けられている偏光板や拡散板は、ＦＰＤの仕様によって板厚や面積がそれぞれ異なり、時にはその有無や積層順が特殊な場合もある。そのため、表示パネルは、その大きさや曲げ応力などの観点からするとその種類は非常に多くなる。それが起因し、例えば、ランダムに選んだ数枚の表示パネルそれぞれを精度の良い平面に平置きした場合などは、置いた面（すなわち基準となる面）から電子部品が取り付く電極基板（表示パネル厚み方向の概ね中心付近）までの高さ方向の寸法がそれぞれ異なり、また、表示パネルの一部を保持して上方に持ち上げた場合に生じる湾曲量（曲げアール）や垂れ下がり量、あるいは逆の、反り返り量や浮き上がり量などについて、その方向や量は定量的でなく把握が非常に難しい。そしてこれらの不確定要素が、搬送時，機構部に対してパネルとメカの衝突やこすりを発生させたり、あるいは、位置決め時、固定されない部分のパネルが湾曲したり戻ったりすることでパネル端部に僅かな伸び縮み成分を発生させるなどの現象を引き起こす。その結果、パネルやメカの機械的な損傷を誘発し、また、電子部品搭載位置決めの精度悪化などの課題を発生させることになる。

また、先に述べた先行技術には次に述べるような課題を含む。

先行技術１の構成では、表示パネルの縁辺に電子部品などを搭載し圧着するとき、圧着側の裏側からバックアップ部材を押し当てることで表示パネルの湾曲や垂れを回避できる。しかも、前記（背景で説明）表示パネルの電極基板までの段差のばらつき量の調整も搬送テーブルの上下機構で行うことができるが、しかし、端子や配線の狭ピッチ化に伴うパネル高精度位置決めの点に関してはＸＹθの位置ずれ検出ができないという課題を含む。

先行技術２の構成においても先行技術１の特徴と同様で、端子や配線の狭ピッチ化に伴うパネル高精度位置決めの点に関してはＸＹθの位置ずれ検出ができないという課題を含む。

先行技術３の構成では、搬送テーブルとバックアップ部材との間に、バックアップ部材と近接して並列に、伸縮式吸着パッドを配列した第３のステージを配置し、前記多種多様な電極基板までの段差および、うねりや反りを第３のステージにおける伸縮式吸着パッドの弾性力で吸収回避させてバックアップ部材への密着性を上げる方式である。しかし、第３のステージ上の、伸縮式吸着パッドの吸着力（反り矯正力）とパネル自体が持つ反り力とのバランスが不確定であるため確実に矯正できない場合も想定できる。また、伸縮式吸着パッドは横剛性に弱いためにずれ易く、したがって、横方向の成分であるＸＹθ方向の位置決め固定が不安定になる可能性が高いという課題を含む。

先行技術４の構成では、先行技術３と同様であり、第３のステージの吸着ブロックを表示パネルの多様な面積違いに対応させた方式である。しかし、前記と同様な課題点が想像できる。

先行技術５の構成では、搬送テーブル上に吸着パッドを配列し、圧着時の応力をその吸着パッドの弾性力で吸収して回避させる方式である。しかし、弾性体による搬送テーブルに固定するだけでは位置決めが極めて不安定であり正確で高精度な位置決めは期待できないという課題を含む。

先行技術６の構成では、まず、表示パネルを圧着刃とバックアップ部材で挟んで固定して反りやたわみを矯正させ、次にバックアップ部材と搬送テーブルの間に配置した吸着テーブルを上昇させて表示パネルを吸着固定したのち、再び圧着刃とバックアップ部材の圧着を開放して、あらためてパネル縁辺に電子部品を搭載する方式である。しかし、これら動作には時間を要し、結果、タクトアップは図れないという課題を含む。

先行技術７の構成は、搬送テーブル上の表示パネルの位置ずれをカメラで観察し、位置の補正を行う方式である。しかし、本方式はバックアップ部材が無いため、観察時と圧着時のパネル位置ずれが発生する可能性が高いという課題を含む。

このような背景の中、表示パネルが持つ反りやたわみ、そして、平置きした面から電極基板までの寸法差（段差違い）などの不確定かつ不安定な各要素が、搬送機構や位置決め機構に与える悪影響を回避させる方式を今回考案した。

本発明の一つの目的は、機構を複雑にすること無く、表示パネルの大型化や薄型化に伴って生じるうねりや反りの増大、また、ＦＰＤの仕様に伴う表示パネル積層構成の多様化が起因した電極基板までの段差違いなどを有する表示パネル縁辺部に対して電子部品の搭載を高精度で行わせる表示パネルモジュール組み立て装置を提供することである。

本発明の一つの特徴は、表示パネルの縁辺下面をバックアップするバックアップ部材と、バックアップ部材と所定距離を置き、並列に設置されたパネル保持部材と、それらの間に配置された表示パネルに記されたマークを検出する手段と、表示パネルを支えて移動させる移動手段とを有する表示パネルモジュール組み立て装置にある。

本発明の上記特徴及び他の特徴については、以下の記述により説明される。

本発明の一つの態様によれば、表示パネルモジュール組み立て装置において、パネル保持部材による表示パネルの矯正と、パネル保持部材とバックアップ部材との間にあるカメラによって位置ずれ誤差を観察して位置決めすることで、処理すべく表示パネル縁辺全域にわたり、確実なパネル矯正および位置決めが可能になる。

本発明のパネル基板搬送装置およびそれを用いた表示パネルモジュール組み立て装置の基本構成のうち、４つのユニットを抽出し、組み立ておよび搬送を説明するための図である。 図１の側面図であり、表示パネル基板の処理時および搬送時においての特にＺ軸方向の動きを説明するための図である。 表示パネルに設けられた基準マークの一例を示す図である。 表示パネル処理時におけるパネル縁辺近傍の上面図であり、表示パネルを支えるバックアップ手段と、表示パネルに記されたマークを観察する手段と、パネルを吸着保持するパネル保持部材とによって表示パネルを位置決めし、そして保持する方式を説明するための図である。 表示パネル処理時におけるパネル縁辺近傍の側面図であり、処理辺に搭載された電子部品を圧着固定する方式を説明するための図である。 不確定なゆがみを持った表示パネルが表示パネル保持手段から浮き上がる様子を説明するための図である。 不確定なゆがみを持った表示パネルを表示パネル保持手段に押し付けて保持する様子を説明するための図である。

以下、本発明の一実施形態を図１から図７を用いて説明する。

図１は本発明の表示パネル搬送装置およびそれを用いた表示パネルモジュール組み立て装置の基本構成を説明するための一実施例であり、パネル組み立て装置全体から特に４台の組み立てユニット（Ａ〜Ｄ）を抽出し、上方から見た平面状態を示している。なお、図示はしないが処理作業装置Ａより上流側の装置群、また、処理作業装置Ｄより下流側の装置群まで含めた装置全体の構成と組み立ての流れは次の通りである。
（１）表示パネル縁辺部（電極部）の部品実装部分をクリーニングする工程
（２）クリーニング後の表示パネル縁辺部に異方性導電フィルム（ＡＣＦ＝Anisotropic Conductive Film）を貼り付ける工程
（３）ＡＣＦを貼り付けた位置にＴＡＢやＩＣを精度良く位置決めして搭載する工程
（４）搭載したＴＡＢやＩＣを加熱圧着して先のＡＣＦフィルムにより固着する工程
（５）搭載したＩＣやＴＡＢの位置や接続状態を検査する工程
（６）パネル縁辺部に搭載したＴＡＢの先端にさらにＰＣＢを搭載する工程（なお、本工程以降はパネルの仕様により工程が複数化）

ここではまず、特に抽出したＡ〜Ｄの４台の組み立てユニットを用いて、表示パネル１の搬送に関して詳しく説明する。表示パネル１は隣り合う組み立てユニットＡ〜Ｄ間に渡って千鳥に配置された表示パネル搬送手段２に保持され、その表示パネル搬送手段２の往復動作と、双方手段が重なり合う部分での受け渡し動作を繰り返すことによって図中の左から右へと進行する。このように、各組み立てユニットＡ〜Ｄ間を順次搬送されながら縁辺部にＩＣやＴＡＢ等の搭載処理を行う。なお、図中の組み立てユニットＡ，Ｂはパネル長辺側（ソース側）、Ｃ，Ｄは短辺側（ゲート側）の組み立て処理を行うものである。

次に、前記、表示パネル縁辺へのＩＣやＴＡＢ等の部品搭載について、図１中のＡの組み立てユニットを用いてさらに詳しく説明する。なお、図中、２点鎖線の表示パネル１はすでに縁辺部処理作業位置に保持された状態を示している。平面的なレイアウトとしては、表示パネル搬送手段２と表示パネル処理部８との間に、表示パネル１を吸着してその表面に倣わせる表示パネル保持部材３が配置されている。その特徴としては、表示パネル１の縁辺処理時にはその表示パネル保持部材３の高精度な平面に吸着させて、表示パネル自体が持つ反りや撓みを倣わせて矯正させる方式になっている。この方式により、表示パネル１に多様な反りやうねりが生じていても、表示パネル処理部８に表示パネル１を配置するときには、パネル保持部材３の吸着面の平面精度に倣うため、表示パネル１は平面度を定量的に保つことができる。なお、表示パネル保持部材３の表示パネル１を吸着する部分は、図示はしないが例えばゴム製の吸着パッドを並べて利用してもよい。

さらに、図２では図１で説明した機構部についての側面図を示している。ここでは表示パネル搬送手段２と表示パネル処理部８、および双方の間に設けたバックアップ部材４の位置関係について詳しく説明する。図２中（ａ）の状態では表示パネル１は表示パネル搬送手段２に載って上流から（図中、紙面の中からこちらに向かい）搬送されて来る。その時、バックアップ部材４から表示パネル１は浮き上がった位置関係にある。そして次に、吊り支え部材５が降りてきて、表示パネル１の４辺のうち、バックアップ部材４で支える辺（つまり処理する辺）以外の辺の裏側を支えたのち図２中（ｂ）の状態へと移行する。図２中（ｂ）の状態では表示パネル１は、電子部品を搭載する縁辺の裏側が表示パネル搬送手段２の降下動作によってバックアップ部材４に接合し、同時に、前記説明の通り、それ以外の辺は吊り支え部材５によって支えられた状態を示している。ちなみに、表示パネル１が図２中（ｂ）の状態になれは、表示パネル搬送手段２は上流に（図中、こちらから紙面中に向かって）戻ることができるため、すなわち次に送られてくる表示パネルの保持に向かうことができる。表示パネルの縁辺下面をバックアップするバックアップ部材は、表示パネルの縁辺下面全域に接してバックアップすることが望ましいが、必ずしも表示パネルの縁辺下面全域に接しなくとも、実質的に全域をバックアップできる態様でも良い。例えば、表示パネルの縁辺下面を複数点においてバックアップしても良い。

次に、これら機構で搬送される表示パネル１の位置決めに関して説明する。まず、図３にて表示パネル１の端部に設けられた位置決め用のマークについて説明する。一般に、表示パネル１の処理辺および処理箇所付近には、基準マーク６が設けられている。図３は、表示パネル１に設けられた基準マークの一例を示す。基準マークは表示パネルの基準位置を示しており、近傍にはＴＡＢやＩＣなどの搭載位置を示す搭載位置マークなども形成されている。基準マークの形態は様々で、図示されている「＋」や「・」以外に、「■」，「Ｔ」，「−−」「Ｖ」などの形態がある。ちなみに、本実施形態のパネル基板搬送装置および表示パネルモジュール組み立て装置は、表示パネル搬送手段２がＸ，Ｙ，Ｚ，θ軸の可動手段を有している。表示パネル１を上流から下流の各組み立てユニットに搬送する際、表示パネル１の基準マーク６を、例えばＣＣＤカメラなどで検出することで、表示パネル１のその時の姿勢を算出し、表示パネル搬送手段２の可動軸を必要量動かすことで姿勢や位置の補正を行い、さらに、表示パネル１の処理辺を保持・固定するパネル保持部材３に受け渡すことにより、処理作業位置への高精度な位置決め固定が可能となる方式を採用している。

次に、前記の基準マークを利用して高精度に位置決めさせる機構部と検出部分に関して図４を用いて詳しく説明する。なお、本項が本特許の主要な部分となる。その大きな特徴は、先に図１の説明で述べた構成と比較して、さらに、パネル保持部材３とバックアップ部材４との間に、光源およびＣＣＤカメラからなる表示パネル１の基準マーク検出手段７を設置し、前記、表示パネル両端に配置された基準マーク６を検出できるような構成にしたところである。表示パネルの基準マーク検出手段７で検出された画像から基準マークをパターンマッチングで抽出し、現在の座標位置を演算によって求め、目標位置に対する誤差分の補正量を表示パネル搬送手段２の可動軸にフィードバックさせて補正量だけ動作して位置補正を行うものである。なお、各種表示パネルサイズに対応した表示パネル１の基準マーク６を検出するため、基準マーク検出手段７は図４中（ａ）に示すように処理辺方向（Ｘ軸方向）に自由に移動できる機構が必要になる。本実施例の図４中（ｂ）は表示パネルが小型の場合であり、その基準マーク６を検出するため検出手段がＸ軸方向内側に移動する様子を示している。次に、表示パネル１の基準マーク６を基準マーク検出手段７で検出して姿勢を補正し、その後、表示パネル縁辺の処理を行う表示パネル処理部８での作業位置に高精度に位置決めするまでの工程を説明する。まず、表示パネル搬送手段２で表示パネル１を表示パネル保持手段３の上に載せる状態で配置する。なお、この状態での表示パネルの位置精度は、機構部組み立て精度に依存するものであり、その精度は、前記、表示パネル１の基準マーク６が基準マーク位置検出手段の視野内に入るものとする。そして、パネル保持部材３上に仮置きされた表示パネル１はパネル保持部材３の表面に設けられた表示パネル固定用吸着吸引口９によって吸着固定される。この時、表示パネル１に反りやゆがみが生じていても表示パネル１が吸着によって平面になるため、両端部に設けられた基準マーク６の検出精度を上げることができる。そして、表示パネル１の正確な座標位置と姿勢を装置が認識する。その座標データと目標とする姿勢との誤差分を、前記駆同軸の動作で位置補正処理を行わせる。

そして算出結果に基づいて、表示パネル１の位置や姿勢が行われたのち、図４中（ｃ）のように表示パネル１を縁辺処理を行う表示パネル処理部８まで突き出す位置までＹ軸方向に移動させ、表示パネルの縁辺を処理位置に配置させたのち、再び表示パネル保持部材３で吸着固定する。こうすることで、表示パネル１は自体が持つ反りやゆがみが矯正された状態で表示パネル処理部８にセットされ、処理が行われる。

なお、本発明の特徴のひとつとしては、処理縁辺への部品搭載位置精度を上げるために、表示パネル保持部材３と表示パネル処理部８との間に、近接かつ挟み込んで、基準マーク検出手段７を設置する構成にしている。これによって、基準マーク６を検出した後、表示パネル１をＹ軸方向へ最小限の移動距離で正確に処理作業位置に位置決めすることが可能になる。実際の移動距離は、表示パネル基準マーク検出手段７の実装サイズにもよるが、実在するＣＣＤカメラの寸法から算出すると、数１０mm程度で十分である。また、ＩＣやＴＡＢの搭載作業の種類によっては、表示パネル処理辺の一部にのみ処理作業を行う場合もある。このような一部のみの処理作業を行うユニットの場合、機構が簡略できるため、小型のレイアウトを取ることで基準マーク検出手段７を表示パネル処理部８の内部に組込める場合もあり、表示パネル１の基準マーク６を検出した後の表示パネル１の移動量がごく少量にできるため、さらに高精度な位置決め固定が可能となる。

また、本実施例の構成で高精度に各処理作業を行うためには、表示パネル処理部８と表示パネル保持部材３との相対的な位置関係が非常に重要になる。そこで、本実施例の装置は、双方を組み上げた場合の積み上げ公差や寸法誤差の要因を排除させる目的から、表示パネル処理部８と表示パネル保持部材３とを一体構成とした。

さらに、本実施例の装置では、パネル保持部材３の校正ができるようにした。その方法は、パネル保持部材３の両端部に保持部材基準マーク１０を設け、それを基準マーク検出手段７で検出することで座標の校正を行っている。なお、他の方法としては、校正治具を利用する方法も有効である。

このように、表示パネル保持部材３と表示パネル処理部８を絶対基準とすることで、表示パネル１を高精度に処理作業位置へ位置決め固定が可能となり、高精度な処理作業動作が実現できる。

本発明の表示パネル保持部材３における他の特徴としては、非処理辺領域の表示パネル基板面に生じる反りやうねり、また、振動や衝撃などによる位置ずれ誤差を引き起こす要因となる外乱を遮断する効果を有している。その外乱とは、表示パネル搬送手段２の搬送動作時に生じる振動や、あるいは、非処理辺を支える吊り支え部材５の持換え動作時に生じる機械的応力などが想定される。しかし、前記特長で述べた通り、表示パネル保持部材３の固定部でパネルが保持される効果によって、搬送側からの振動などの外乱が遮断されるため、処理部まで伝わらないメリットがある。

さらに、図５を用いて本方式による表示パネル１の縁辺処理を説明する。なお、図５は縁辺処理部分を横から表した図である。まず、ひとつの特徴として、バックアップ部材４の表示パネル１を受ける面と、表示パネル１の下面（前記受けに当たる面）の位置は、図に示す通り、表示パネル１を吸着固定する表示パネル保持部材３の、表示パネル１を吸着する面の高さ方向の位置精度が大きく関係するということである。本構成によれば、表示パネル搬送手段２や吊り支え部材５については高さ方向の寸法精度に裕度を持てるメリットがある。すなわち、表示パネル搬送手段２で用いられる表示パネル１を固定保持する容易な手段として、例えば吸着パッドを用いる場合が多いが、吸着パッドの材質の多くは弾性体のため高精度で寸法が保障できない。しかし、前記理由から、表示パネル搬送手段２のＺ方向の精度は、裕度上、特に高精度は必要ではなく、同様に、吊り支え部材５のように、基準ベース以外の部材から（今回は天井から）の構成が止むを得ず、よって積み上げ公差や機械的寸法誤差が当然大きくなってしまうような場合であっても、特に大きな課題ではなくなる。なお、表示パネル保持部材３の表面は、処理作業時に表示パネル１を吸着するための固定用吸着吸引口９が設けられている（図４参照）。表示パネル保持部材３は表示パネル１のうねりや反りを矯正，除去して処理するための縁辺の平面度を上げる必要があるため、吸着面は平滑に加工した金属などの剛体表面に、孔や溝を直接加工して構成した。

さらに、次の効果を説明する。図５において、表示パネル保持部材３からの表示パネル１の突き出し量について述べる。図５中（ｂ）のように所定量突き出すことによって、一定距離間をもった部分の表示パネル１には板バネ同様に自由にたわむことができる特性が発生する。すると圧着部からの応力などで表示パネル保持部材３から表示パネル１が外れたりしないというメリットがある。

このような効果を含ませて表示パネルの縁辺処理は行われる。表示パネル１は、前記した通り、図５中（ａ）のように表示パネル保持部材３によって高精度で高さ方向が保障され、基準マーク検出手段７の観察でＸＹ方向の位置決めが行われたのち、図５中（ｂ）のようにバックアップ部材４の上部に、前記同様、高精度で高さ寸法を保障して設置され、圧着部材１１によって、電子部品等が搭載された電極基板１２の上を圧着処理する。

なお、本方式を採用する各処理ユニットにおいて、表示パネル保持手段３の長さは、想定される表示パネルの最大サイズの最大処理辺長より長くすることが特徴になる。また、表示パネル１の処理辺端から均一な距離内側を、処理辺に平行、かつ、細長く全域に渡り保持することも特徴となる。こうすることで処理領域の反りやうねりを矯正させる効果があるからである。また、吊り支え部材５は、表示パネル保持手段３に対し、非処理辺下面領域を保持する部材であり、表示パネル搬送手段２が退避しても、表示パネル１を概ね水平に保ち、表示パネル保持部材３の水平固定保持を補助する部材である。

これまでの説明において、通常の表示パネルの縁辺処理を行う方式および構成、その特徴と効果について説明した。ところで、背景で説明した通り、表示パネルは薄型化や大型化が進み、それに伴ってゆがみや反りの量も増大し、それは不確定なものであると述べた。つまりそれは、よほどの素性の良い表示パネルでない限り、多くの表示パネルは、固定保持部や圧着部において浮きあがったりする部分が必ず発生し、精度を狂わせる要因になることを示している。したがって、前記した機構や方式についても、それら不確定な不安要素に対しても揺らぐことなく効果的に目標精度をクリアできるような方式を提案する必要がある。そこで図６以降で、前記方式へのさらなる効果について説明する。

図６は不確定なゆがみを持った表示パネルが、表示パネル保持手段３から浮き上がる様子を示した図である。図６中（ａ）では斜めからの様子を示しており、図６中（ｂ）は搬送方向の真横からの様子を示している。これまで図１〜図５までで説明したような特徴を持つ方式であっても、表示パネル１自体持つうねりや反りが大きいと、図６中（ａ）や図６中（ｂ）のように表示パネル保持手段３のパネルを受ける面との間に隙間が発生してしまう。その浮いた状態で、基準マーク検出手段７での位置検出を行わせようとしても、例えば図６のような光学式のものであると焦点があわせにくく、それが位置誤差を引き起こす要因となる。また、図示はしないが、先行技術２にあるような、機械式の高さ検出手段などを用いた場合であっても、正確な高さを測ることができないため、その機構の効力を発揮することができないという課題がある。

そこで、その課題を解決させる手段について図７を用いて説明する。図７中（ａ）と（ｂ）は不確定なゆがみを持った表示パネル１を表示パネル保持手段３に押し付けて保持する様子を説明した図であり、この方式によって、図６で説明した課題を回避させることができる。表示パネル１は、図示はしないが表示パネル搬送手段２に保持されて、表示パネル保持手段３に押し付けて当てられている様子を示している。なお、図のように押し当てるためには、表示パネル搬送手段２の構成として、図示はしないが傾けて設置するなどの方法がある。このように、表示パネル１が押し付けられることによって、前記、隙間が埋まり、その結果、表示パネル保持手段３のパネル受け面に均一に表示パネル１を当てることができる。また、そのほかの例としては、表示パネル保持手段２が表示パネル１を吸着パッドで保持する場合は、吸着パッドの伸縮性を活用し、例えば表示パネル搬送手段２を、表示パネル保持手段３の高さよりも下げることで、表示パネル保持手段３の表面に押し当てることができる。

そして、図５で説明したとおり、表示パネル１を表示パネル保持手段３で保持して位置決めしたのち、縁辺部に部品搭載するために、バックアップ部材４まで突き出す場合にも、そのまま水平に突き出すだけであると前記同様の隙間が発生するなどの課題が発生する。そこで図７中（ｃ）に示すように、例えば表示パネル保持部材３に傾斜をもたせることで、バックアップ部材４に表示パネル１が当たるときには、図７中（ａ）と（ｂ）に示すと同様な効果を得ることができるため、バックアップ部材４に隙間無く載せることが可能となるというメリットがある。

以上、本発明によれば、表示パネルモジュール組み立て装置における表示パネル位置決め動作を簡単な装置構成で実現できる。また、本発明の表示パネルモジュール組み立て装置では、大板から小板まで幅広い表示パネルサイズへの対応も容易である。

例えば、通常の表示パネルは電極基板（ガラス板）を中心として、その両側面に偏光板や導光板が貼り付けられた多層構造になっている。そして、ＦＰＤの仕様によっては中心の電極基板やその外側に貼り付く偏光板、あるいは拡散板や導光板などの厚みや面積が異なり、時にはその有無や積層順が異なる場合もある。そのため、表示パネルは多種多様に及び、それが原因し、表示パネルを平面度の高い面に平置きした場合に、置いた面から電子部品が取り付く電極基板（表示パネルの中心付近の層）までの厚み方向の寸法が多種多様となり、また、表示パネルの一部を保持して持ち上げた時の自重による湾曲（曲がり角度）や垂れ下がり量、あるいは、反り返り量や浮き上がり量なども全く定量的でない。このような特徴は、搬送時に機構部などに対して衝突やこすりを生じさせ、また、湾曲による伸びや縮みが位置決め機構部への寸法誤差を発生させて精度を悪化させるなど課題を生じるが、例えば、パネル保持部材による表示パネルの矯正と、パネル保持部材とバックアップ部材との間に配置したカメラの観察による位置決め誤差の補正により、表示パネル縁辺全域にわたり確実なパネル矯正および位置決めが可能になる。

本発明は、各種パネルへの適応性が高く、高精度の処理が可能な表示パネルモジュール組み立て装置を提供するものである。

１ 表示パネル
２ 表示パネル搬送手段
３ パネル保持部材
４ バックアップ部材
５ 吊り支え部材
６ 基準マーク
７ 基準マーク検出手段
８ 表示パネル処理部
９ 固定用吸着吸引口
１０ 保持部材基準マーク
１１ 圧着部材
１２ 電極基板

Claims (7)

1. 表示パネルを支えて移動させる移動手段と、表示パネルの縁辺部に電子部品を配列する部品搭載手段と、前記表示パネル縁辺部に搭載した電子部品を加圧する加圧手段と、その加圧する方向の逆側に位置して前記表示パネルを介して加わる加圧力に対して前記表示パネルを支え受けるバックアップ手段と、前記表示パネルに記されたマークを観察する手段と、前記表示パネルの前記電子部品を搭載する縁辺部を吸着保持するパネル保持部材とを備えたことを特徴とする表示パネルモジュール組み立て装置。
2. 請求項１において、
   前記バックアップ手段と前記パネル保持部材とが、双方は平行にかつ所定の距離をおいて離れて配置されていることを特徴とする表示パネルモジュール組み立て装置。
3. 請求項１において、
   前記パネル保持部材が、前記表示パネルを吸着する面に弾力のある吸着部材を有することを特徴とする表示パネルモジュール組み立て装置。
4. 請求項１において、
   前記バックアップ手段は前記表示パネルを介して加わる加圧力を前記表示パネル全域に渡って支え受け、前記パネル保持部材は前記表示パネルの前記電子部品を搭載する縁辺部全域を吸着保持することを特徴とする表示パネルモジュール組み立て装置。
5. 請求項４において、
   前記表示パネルに記されたマークを観察する手段が、前記バックアップ手段と、前記パネル保持部材との間に位置していることを特徴とする表示パネルモジュール組み立て装置。
6. 請求項１において、前記液晶パネルを支えて移動させる移動手段であって、それに支えられた前記液晶パネルをＸＹＺθ軸の各方向に移動させて、電子部品を圧着固定する縁辺部の裏面付近全域を吸着して保持するパネル保持部材と、前記液晶パネルに記されたマークを観察する手段と、前記液晶パネル縁辺部に搭載した前記電子部品を加圧する加圧手段およびその加圧する方向の逆側から前記表示パネルを介してその加圧力を前記表示パネル全域で支え受けるバックアップ手段に配置させることを特徴とする表示パネルモジュール組み立て装置。
7. 表示パネルを支えて移動させ、表示パネルに記されたマークを観察し、位置決めした後、表示パネルの前記電子部品を搭載する縁辺部を吸着保持し、表示パネルの縁辺部に電子部品を配列し、前記表示パネル縁辺部に搭載した電子部品を加圧し、その加圧する方向の逆側に位置して表示パネルを介して加わる加圧力に対して表示パネルを支え受けることを特徴とする表示パネルモジュール組み立て方法。

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