JP2013174799A - 偏光板貼付装置およびそれを用いた偏光板の貼付方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 偏光板の貼り付けにおいて、偏光板と表示パネルの表面との間に気泡が発生するのを抑制することができる偏光板貼付装置を提供する。
【解決手段】 偏光板貼付装置１であって、上側主面に偏光板２が貼り付けられる表示パネル４を上面に固定して水平方向に移動するステージ３と、ステージ３の上方に配置された、表示パネル４に貼り付けられる偏光板２を一部をステージ３の移動方向に張り出させて下面に吸着する偏光板吸着ステージ５と、偏光板吸着ステージ５の偏光板２を張り出させる側の端部の先に配置された、ステージ３の上面に固定される表示パネル４の上側主面に偏光板２をステージ３の移動に合わせて所定圧力でもって押し付けて貼り付ける貼付ローラ６とを備えており、貼付ローラ６は、偏光板２に熱を加えるための加熱手段を有している。
【選択図】 図１

Description

本発明は、携帯電話、デジタルカメラあるいは携帯型情報端末などの様々な用途に用いられる画像表示装置の製造プロセスにおいて、表示パネルの表面に偏光板を貼り付ける偏光板貼付工程で使用する偏光板貼付装置およびそれを用いた偏光板の貼付方法に関する。

表示パネルには、表示パネルを透過する透過光の特定方向に振動する光のみを選択的に透過させる偏光板が表示パネルの表面に貼り付けられている。表示パネルの表面に偏光板を貼り付ける偏光板貼付装置としては、例えば、特許文献１に開示されている。

特開２００６−１１１９８号公報

しかしながら、特許文献１に開示された偏光板貼付装置では、偏光板を貼り付ける際に偏光板と表示パネル表面との間に空気を噛みこんで気泡となってしまう表示不良が発生しやすいという問題があった。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、偏光板の貼り付けにおいて、偏光板を加熱しながら所定圧力で押し付けて貼り付けることで、偏光板と表示パネルの表面との間に気泡が発生するのを抑制することができる偏光板貼付装置およびそれを用いた偏光板の貼付方法を提供することにある。

本発明の偏光板貼付装置は、上側主面に偏光板が貼り付けられる表示パネルを上面に固定して水平方向に移動するステージと、該ステージの上方に配置された、前記表示パネルに貼り付けられる前記偏光板を一部を前記ステージの移動方向に張り出させて下面に吸着する偏光板吸着ステージと、該偏光板吸着ステージの前記偏光板を張り出させる側の端部の先に配置された、前記ステージの上面に固定される前記表示パネルの前記上側主面に前記偏光板を前記ステージの移動に合わせて所定圧力でもって押し付けて貼り付ける貼付ローラとを備えており、該貼付ローラは、前記偏光板に熱を加えるための加熱手段を有していることを特徴とするものである。

また、本発明の偏光板の貼付方法は、本発明の偏光板貼付装置を用いて、前記ステージの上面に前記表示パネルを固定するステップと、前記偏光板吸着ステージの下面に前記偏光板を一部を前記ステージの移動方向に張り出させて吸着させるステップと、前記偏光板吸着ステージおよび前記貼付ローラを前記ステージに向けて下降させて、前記偏光板吸着ステージから張り出した前記偏光板の一部の先端部を前記表示パネルおよび前記貼付ローラ間に挟み込むステップと、前記ステージを水平方向に移動させつつ、前記ステージの上面に固定された前記表示パネルの前記上側主面に前記偏光板を前記貼付ローラによって加熱しながら所定圧力でもって押し付けて貼り付けるステップとを含むことを特徴とするものである。

本発明の偏光板貼付装置によれば、偏光板の貼り付けの際に、偏光板を加熱しながら所
定圧力でもって押し付けて貼り付けることによって、偏光板と表示パネルの表面との間に気泡が発生するのを抑制することができるという効果を奏する。

本発明の実施の形態に係る偏光板貼付装置を側面から見た図である。 図１に示す偏光板貼付装置で表示パネルに偏光板を貼り付ける工程を説明する説明図であり、（ａ）は偏光板の貼付前の説明図、（ｂ）は偏光板の貼付後の説明図である。 図１に示す偏光板貼付装置の貼付ローラの平面図である。

＜実施の形態＞
以下、本発明の実施の形態に係る偏光板貼付装置およびそれを用いた偏光板の貼付方法について、図１乃至図３を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る偏光板貼付装置を側面から見た図であり、また、図２は、偏光板貼付装置を上面から見た図である。

画像表示装置の表示パネルとしては、例えば、液晶パネル、有機ＥＬパネル等が含まれるが、これに限らず、偏光板を使用する表示パネルであればよい。なお、本発明の実施の形態に係る偏光板貼付装置においては、画像表示装置の表示パネルとして、液晶パネルを用いて説明する。

偏光板貼付装置１は、上側主面に偏光板２が貼り付けられる表示パネル４を上面に固定して水平方向に移動するステージ３と、ステージ３の上方に配置された、表示パネル４に貼り付けられる偏光板２を一部をステージ３の移動方向に張り出させて下面に吸着する偏光板吸着ステージ５と、偏光板吸着ステージ５の偏光板２を張り出させる側の端部の先に配置された、ステージ３の上面に固定される表示パネル４の上側主面に偏光板２をステージ３の移動に合わせて所定圧力でもって押し付けて貼り付ける貼付ローラ６とを備えており、貼付ローラ６は、偏光板２に熱を加えるための加熱手段を有している。

偏光板貼付装置１によって貼り付けられる偏光板２は、表示パネル４の偏光板２の貼り付け領域に対応する大きさを有しており、表示パネル４の上側主面への貼付面側には粘着材が設けられ、貼付面とは反対側の偏光板の面が偏光板吸着ステージ５の下面に吸着される。

ステージ３は、四角形状であり、表示パネル４を上面に固定して所定の速度で水平方向に直線状に移動する。また、ステージ３の移動速度は、例えば、１（ｃｍ／ｓ）〜１０（ｃｍ／ｓ）に設定されている。ステージ３には、表示パネル４を吸着固定するための吸着機構が設けられている。

また、ステージ３の上面には、表示パネル４を所定の位置に固定するために表示パネル４の位置決めを行なう位置決めピン３ａが設けられている。なお、位置決めピン３ａは、図２に示すように、ステージ３の上面の３箇所に設けられている。また、位置決めピン３ａを設ける位置は３箇所とは限らない。なお、位置決めピン３ａをＸ方向、Ｙ方向にスライドする構造にして表示パネル４のサイズに合わせて位置決めピン３ａをステージ３の上面に固定することもできる。

ここで、表示パネル４を液晶パネルとして以下に説明する。

液晶パネルは、第１の基板および第２の基板が対向して配置された一対の基板からなる
。そして、液晶パネルの第１の基板と第２の基板とは、一対の基板の周縁部に沿って枠状に設けられたシール材を介して周縁部で貼り合わされており、一対の基板間には、液晶が注入される液晶注入空間が形成されている。また、液晶パネルは、液晶注入空間に液晶を注入するための液晶注入口が形成されている。

また、液晶パネルは、第１の基板の外周部に第２の基板の外周から外側に張り出した張出領域を有している。この張出領域には、液晶駆動用の半導体素子等が搭載される。また、液晶パネルは、図２（ｂ）に示すように、張出領域が第１の基板の１辺のみに設けられているが、これに限らない。例えば、張出領域が第１の基板の２辺にわたって設けられていてもよい。

一対の基板を構成している第１の基板および第２の基板は、例えば、ガラス基板、プラスチック基板等の透光性を有する材料からなる。また、第１の基板は、例えば、薄膜トランジスタが形成されたアレイ基板であり、第２の基板は、例えば、カラーフィルタ基板である。なお、第１の基板および第２の基板の構成は、これに限らず、カラー表示または白黒表示の表示方式やパッシブタイプまたはアクティブタイプの駆動方式等によって適宜選択される。

また、第１の基板および第２の基板のそれぞれの対向面には、表示領域に配向処理された配向膜が設けられている。そして、第１の基板と第２の基板とのギャップの大きさは、例えば、２（μｍ）〜５（μｍ）である。なお、第１の基板と第２の基板との間には、ギャップの大きさを保つために、例えば、球状のスペーサーまたは柱状のスペーサーが配置されている。なお、柱状スペーサーは、樹脂材料からなり、例えば、フォトリソグラフィ法によって形成される。

液晶パネルは、シール材を貫通して設けられた液晶注入口から毛細管現象によって液晶注入空間に液晶が注入されることになる。そして、液晶パネルは、液晶注入口を封止材で封止することによって、第１の基板と第２の基板との間に液晶が密封される。

偏光板吸着ステージ５は、四角形状であり、偏光板２の一部が偏光板吸着ステージ５の外周から図１の矢印で示されているステージ３の移動方向に張り出した状態で偏光板２を偏光板吸着ステージ５の下面に吸着して固定する。すなわち、偏光板２は、一部が偏光板吸着ステージ５から張り出しており、残りの張り出していない部分が偏光板吸着ステージ５に吸着される。

また、偏光板吸着ステージ５は、図１に示すように、貼付ローラ６が配置されている側がステージ３に対して一定角度で下方に傾いており、表示パネル４の上側主面に偏光板２を効果的に密着して貼り付けられるように配置されている。また、偏光板吸着ステージ５には、偏光板２を吸着固定するために、吸着機構が設けられている。偏光板吸着ステージ５は、偏光板２を表示パネル４に貼り付けする際に、ステージ３の水平方向の移動に合わせて、偏光板吸着ステージ５の吸着機構が順次解除される。そして、偏光板２は偏光板吸着ステージ５の吸着面を貼付ローラ６側に滑りながら移動して、表示パネル４の上側主面に貼り付けられる。

貼り付けローラ６は、ステージ３の上方にあって、偏光板２を張り出させる側の偏光板吸着ステージ５の端部の先に配置されている。そして、貼付ローラ６は、ステージ３の上面に固定される表示パネル４の上側主面に偏光板２をステージ３の移動に合わせて所定圧力でもって押し付けて貼り付ける。また、偏光板吸着ステージ５および貼付ローラ６は、ステージ３に向かって下降して、偏光板吸着ステージ５の外周から張り出した偏光板２の先端部を表示パネル４および貼付ローラ６間に所定圧力でもって挟み込んで位置決めを行
なう。

すなわち、貼付ローラ６は、図２に示すように、偏光板吸着ステージ５および貼付ローラ６が一定の位置にあって、ステージ３の水平方向の移動に合わせて、偏光板２および表示パネル４を介して回転しながら、貼付ローラ６のローラ基材６ｂの外周部に設けられたローラ押え部６ａによって所定圧力でもって偏光板２を表示パネル４に押し付けて表示パネル４の上側主面に貼り付ける。

偏光板吸着ステージ５および貼付ローラ６は、表示パネル４が固定されるステージ３よりも上方に配置されているので、表示パネル４への偏光板２の先端部の位置決めの設定がしやすくなる。

偏光板貼付装置１では、図２（ａ）に示すように、偏光板吸着ステージ５および貼付ローラ６が一定の位置にあって、ステージ３が図２（ｂ）で示されている矢印方向に移動することによって偏光板２を表示パネル４の上面主面に貼り付けていくが、ステージ３が一定の位置にあって、貼付ローラ６とともに偏光板吸着ステージ５が図２（ｂ）に示す矢印方向とは反対方向に移動することによって偏光板２を表示パネル４の上面主面に貼り付けてもよい。

貼付ローラ６は、図３に示すように、ローラ押え部６ａ、ローラ基材６ｂ、ローラ中空シャフト６ｃおよびヒータ部６ｄから構成されている。

貼付ローラ６のローラ押え部６ａは、弾力性が必要であり、例えば、シリコーンゴム、天然ゴム等からなる。また、ローラ基材６ｂは、ローラ押え部６ａに熱を伝えるために、例えば、ステンレス、アルミ合金等の金属材料からなる。

また、貼付ローラ６は、偏光板２に熱を加えるための加熱手段を有しており、加熱手段としては、例えば、低周波誘導加熱方式のものがある。そして、低周波誘導加熱方式の貼付ローラ６は、図３に示すように、ローラ中空シャフト６ｃの内部にヒータ部６ｄとなる低周波誘導加熱コイルが配置されている。なお、ローラ中空シャフト６ｃは、貼付ローラ６の回転軸となる部分である。

貼付ローラ６の内部に低周波誘導加熱コイルからなるヒータ部６ｄを有しているので、貼付ローラ６は、低周波誘導加熱コイルから発生する磁束によって発熱体となる。ローラ中空シャフト６ｃは、例えば、ステンレス、アルミ合金等の金属材料からなる。また、貼付ローラ６には、低周波誘導加熱コイルに低周波を給電する給電リード線６ｅが設けられている。

このように、貼付ローラ６が加熱手段を有する構成であるため、偏光板２を貼付ローラ６によって加熱しながら所定圧力でもって押し付けて貼り付けることで、偏光板２の表示パネル４の上側主面への貼付面側に設けられている粘着材が一定温度の熱で軟化して、さらに、偏光板２を所定圧力で押し付けて貼り付けるので、偏光板２と表示パネル４との密着性が向上するとともに、偏光板２と表示パネル４との間から気泡が押し出されて、気泡による表示不良の発生を抑制することができる。

また、偏光板２の貼り付けにおいて、偏光板２の外周部は密着性が低下して浮き上がりやすくなるが、偏光板２を貼付ローラ６によって加熱しながら所定圧力でもって押し付けて貼り付けることで、偏光板２の外周部は密着性が向上して浮き上がりが抑制される。

貼付ローラ６によって偏光板２を表示パネル４の上側主面に貼り付ける際の貼付温度は
、例えば、４０（℃）〜６０（℃）になるように、貼付ローラ６の温度が設定される。また、偏光板２を貼り付ける際の所定圧力となる貼付圧力は、貼付圧力が低いと偏光板２と表示パネル４との密着性が低下しやすく、また、貼付圧力が高いと表示パネル４のギャップムラが発生しやすくなるため、例えば、０．１（ＭＰａ）〜０．５（ＭＰａ）に設定される。

また、貼付ローラ６は、偏光板２を均一に加熱するために、温度が均一に保たれるローラ押え部６ａの長手方向の長さをステージ３の移動方向に垂直な方向の偏光板２の幅よりも大きくなるように設けることが好ましい。

また、貼付ローラ６の加熱手段としては、低周波誘導加熱方式に限らず、電気抵抗加熱方式であってもよく、貼付ローラ６でもって偏光板２を加熱することができる方式であればよい。

偏光板貼付装置１では、偏光板の貼付において、加熱手段を有する貼付ローラ６によって偏光板２を加熱しながら所定圧力でもって押し付けて貼り付けることで、偏光板２と表示パネル４の表面との間に気泡が発生するのを抑制することができる。

また、偏光板貼付装置１は、偏光板吸着ステージ５が、ステージ３の移動前に、偏光板吸着ステージ５の外周から張り出させる偏光板２の先端部が貼付ローラ６の回転の中心軸を含む鉛直面よりも偏光板吸着ステージ５側に位置するように偏光板２を吸着することによって、偏光板２の先端部が貼付ローラ６と表示パネル４の上側主面との間に挟まれる際に、貼付ローラ６は偏光板２を偏光板２の先端部から順次効果的に加熱することができる。これによって、偏光板２の先端部が加熱されることで、密着性が向上して偏光板２の先端部が浮くことなく、貼付ローラ６によって偏光板２を表示パネル４の上側主面に貼り付けることができる。

次に、本発明の実施の形態に係る偏光板の貼付方法について説明する。

まず、偏光板２を貼り付ける表示パネル４をステージ３の上面の位置決めピン３ａに合わせて固定する。

そして、偏光板吸着ステージ５の下面に偏光板２の一部を偏光板吸着ステージ５の外周からステージ３の移動方向に張り出させて吸着させる。偏光板２は、表示パネル４の上側主面への貼付面に設けられた粘着材が露出した状態にあり、貼付面側とは反対側の偏光板２の面が偏光板吸着ステージ５に吸着されている。

次に、偏光板吸着ステージ５および貼付ローラ６をステージ３に向けて下降させる。そして、偏光板吸着ステージ５の外周から張り出した偏光板２の一部の先端部を表示パネル４および貼付ローラ６間に所定圧力でもって挟み込んで位置決めを行なう。なお、貼付ローラ６は、ステージ３に向けて下降させる前に予め加熱されている。

さらに、ステージ３を水平方向に移動させつつ、ステージ３の上面に固定された表示パネル４の上側主面に偏光板２を貼付ローラ６によって加熱しながら所定圧力でもって押し付けて貼り付ける。なお、この時、偏光板吸着ステージ５の吸着機構がステージ３の移動に合わせて順次解除されて、偏光板２は偏光板吸着ステージ５の吸着面を貼付ローラ６側に滑りながら移動する。

すなわち、ステージ３を図１に示されている矢印方向に移動させて、表示パネル４および貼付ローラ６間に挟み込んで位置決めした際の所定圧力を維持した状態で貼付ローラ６
の回転によって偏光板２を加熱しながら所定圧力でもって押し付けて表示パネル４の上側主面に貼り付ける。

また、上述の偏光板２の貼付方法によって、上側主面に偏光板２が貼り付けられた表示パネル４を裏返しにして、同様に上述の偏光板の貼付方法を行なうことによって、偏光板２が貼り付けられていない残りの主面にも偏光板２を貼り付けることができる。

上述の偏光板の貼付方法では、加熱手段を有する貼付ローラ６によって偏光板２を加熱しながら所定圧力でもって押し付けて貼り付けることで、偏光板２と表示パネル４の表面との間に気泡が発生するのを抑制することができる。また、上述の偏光板貼付方法では、ステージ３の移動速度を遅くすることによって、貼付ローラ６の回転速度が遅くなり偏光板２を効果的に加熱することができる。これによって、偏光板２と表示パネル４の表面との間での気泡の発生を効果的に抑制することができる。

また、周知の偏光板の貼付方法では、表示パネル４に偏光板２を貼り付けた場合には、貼り付け後に表示パネル４を加熱・加圧チャンバに入れて、偏光板２と表示パネル４との間に存在する気泡を除去する気泡除去工程を行なうが、上述の偏光板の貼付方法では、偏光板２を表示パネル４に貼り付ける際に、偏光板２を貼付ローラ６によって加熱しながら所定圧力でもって押し付けて貼り付けるので、気泡を除去する気泡除去工程を短縮する、または、省くことができる。すなわち、本発明の偏光板の貼付方法では、貼付ローラ６での偏光板２の貼付の際に、偏光板２に対して加熱と加圧の両方の処理を同時に行なうことができる。

本発明は、上述した実施の形態および変形例に特に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変更および改良が可能である。

１ 偏光板貼付装置
２ 偏光板
３ ステージ
３ａ 位置決めピン
４ 表示パネル
５ 偏光板吸着ステージ
６ 貼付ローラ
６ａ ローラ押え部
６ｂ ローラ基材
６ｃ ローラ中空シャフト
６ｄ ヒータ部
６ｅ 給電リード線

Claims (3)

1. 上側主面に偏光板が貼り付けられる表示パネルを上面に固定して水平方向に移動するステージと、該ステージの上方に配置された、前記表示パネルに貼り付けられる前記偏光板の一部を前記ステージの移動方向に張り出させて下面に吸着する偏光板吸着ステージと、該偏光板吸着ステージの前記偏光板を張り出させる側の端部の先に配置された、前記ステージの上面に固定される前記表示パネルの前記上側主面に前記偏光板を前記ステージの移動に合わせて所定圧力でもって押し付けて貼り付ける貼付ローラとを備えており、
   該貼付ローラは、前記偏光板に熱を加えるための加熱手段を有していることを特徴とする偏光板貼付装置。
2. 請求項１に記載の偏光板貼付装置であって、
   前記偏光板吸着ステージは、前記ステージの移動前に、前記偏光板吸着ステージから張り出させる前記偏光板の先端部が前記貼付ローラの回転の中心軸を含む鉛直面よりも前記偏光板吸着ステージ側に位置するように、前記偏光板を吸着することを特徴とする偏光板貼付装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の偏光板貼付装置を用いて、
   前記ステージの上面に前記表示パネルを固定するステップと、
   前記偏光板吸着ステージの下面に前記偏光板を一部を前記ステージの移動方向に張り出させて吸着させるステップと、
   前記偏光板吸着ステージおよび前記貼付ローラを前記ステージに向けて下降させて、前記偏光板吸着ステージから張り出した前記偏光板の一部の先端部を前記表示パネルおよび前記貼付ローラ間に挟み込むステップと、
   前記ステージを水平方向に移動させつつ、前記ステージの上面に固定された前記表示パネルの前記上側主面に前記偏光板を前記貼付ローラによって加熱しながら所定圧力でもって押し付けて貼り付けるステップと
   を含むことを特徴とする偏光板の貼付方法。
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   

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