JP2015194727A - 表示装置用部材の製造装置及び表示装置用部材の製造方法 - Google Patents

表示装置用部材の製造装置及び表示装置用部材の製造方法 Download PDF

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洋次 瀧澤
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Abstract

【課題】接着層とワークとの間に隙間が生じることを防止する。【解決手段】表示装置用部材の製造装置100は、表示装置を構成する液晶パネルS1及びカバーパネルS2からなる一対のワークが接着剤を介して貼り合わされた表示装置用部材の製造装置100であって、液晶パネルS1上に接着剤を塗布して接着層を形成する接着剤塗布装置1と、液晶パネルS1上に接着層誘導部を形成する接着層誘導部形成装置6と、液晶パネルS1上に形成された接着層をカバーパネルS2に接触させることで一対のワークを貼り合せる貼合装置2と、を備え、接着層誘導部は、貼合装置2において接着層の縁部の少なくとも一部をカバーパネルS2と接触する接触位置に誘導する。【選択図】図1

Description

本発明は、表示装置用部材の製造装置及び表示装置用部材の製造方法に関する。
一般的に、液晶ディスプレイや有機ELディスプレイを代表とする平板状の表示装置(フラットパネルディスプレイ)は、表示パネルと、必要に応じて操作用のタッチパネルや表面を保護する保護パネル(カバーパネル)、バックライトやその導光板等が、フラットパネルディスプレイの筐体に組み込まれて構成されている。
これらの表示パネル、タッチパネル、カバーパネル、バックライトやその導光板等のワーク(以下、単にワークと呼ぶ)は、積層されてフラットパネルディスプレイの筐体に組み込まれる。それぞれのワークは、個別にあるいは予め積層された状態で組み込まれる。例えば、保護カバーにタッチパネルを積層した複合パネルとして構成されたものを用いることもある。
また、表示パネルには、タッチパネルの機能が組み込まれたものが用いられることもある。このように、ワークとしては様々な形態があるが、以下、表示装置を構成するワークを、複数積層したものを、表示装置用部材と呼ぶ。
このような、表示装置用部材として積層される各ワークの間にギャップが設けられると、外光反射により、ディスプレイの表示面の視認性が低下する。これに対処するため、各ワークを、接着層を介して貼り合せて積層することによって、各ワークの間のギャップを埋めることが行われている。接着層の形成には種々の方法があるが、一例として、いずれか一方のワーク、あるいは両方のワーク表面に接着剤を塗布することによって形成する方法がある。
例えば、図19(A)及び(B)に示すような矩形の液晶パネルS1を、図19(C)及び(D)に示すような外周に印刷枠Pが形成されたカバーパネルS2と貼り合せて表示装置用部材を構成する場合、接着剤は、一例として、液晶パネルS1の側に塗布する。塗布には、一例としてスリット型のノズルを用いる。スリット型のノズルから、UV硬化樹脂の接着剤をワークの塗布面に塗布しながら、ノズルとワークとを相対移動させることにより、ワークの塗布面の全体に接着剤を塗布し、矩形状の接着層R1を形成する。
一般的に、液晶パネルS1の表示領域とカバーパネルS2の印刷枠Pに囲まれた内枠Fとは、相似形で略同じ大きさとなっている。したがって、液晶パネルS1の表面全体に接着剤を塗布するということは、液晶パネルS1に形成する接着層R1が、カバーパネルS2の印刷枠Pに囲まれた内枠Fと相似形及び略同じ大きさになるようにすることと同じである。すなわち、内枠Fが矩形の場合は、接着層R1も略同じ大きさの矩形になるように形成される。これによって、両パネルが貼り合わされた際に、接着層R1の外縁がカバーパネルS2の内枠Fの枠線に重なって接着層R1の線が見えなくなり、製品の外観が良くなる。
特開2012−73533号公報
しかしながら、ノズルから吐出された接着剤は、ワークに塗布された後、表面張力によって半球形になる。したがって、スリット型のノズルで接着剤を矩形状に塗布したとしても、接着層R1の縁部は断面視直角にはならず、図19(A)及び(B)に示すように上部にRが付いた、曲面状態となってしまう。縁部のうちでも、特に、四隅の部分は表面張力が大きく作用するため1/4の球形状となり、他の部分よりも大きなRが形成されている状態となる。
この状態で液晶パネルS1とカバーパネルS2を貼り合せると、図20に示すように、接着層R1の縁部とカバーパネルS2の内枠Fの枠線の間に隙間が生じてしまう可能性がある。また、縁部に形成されるRの大きさを予め考慮して塗布形状をコントロールすることもできるが、縁部の四隅の部分については直線部分よりも大きなRが形成されてしまう為、内枠Fの四隅との間に視認可能なほどの隙間ができてしまう場合がある。
近年、表示パネルの表示領域の拡大化が要求されており、印刷枠の幅はできるだけ狭くすることが要求されている。そのような厳しい要求があると、わずかでも隙間ができてしまうと外観の面で製品不良となってしまう可能性がある。また、表示パネルをタッチパネル等と貼り合わせる場合は、印刷枠に関係なく、貼り合わせ面の縁部に接着剤が充填されていない部分があると、接着層縁部の線が表示領域中に存在することとなり、外観上の不良となってしまう。いずれにしても、隙間部分から剥離などが生じやすくなり、製品寿命に影響する。
本発明の目的は、上述したような課題を解決するために、接着層の縁部とワークとの間に隙間が生じないように接着層を誘導することで、高い品質の表示装置用部材を製造することを可能にし、また製品の歩留りも向上させることができる表示装置用部材の製造装置及び製造方法を提供することにある。
上記の目的を達成するために、本発明は、表示装置を構成する一対のワークが接着剤を介して貼り合わされた表示装置用部材の製造装置であって、前記一対のワークの少なくとも一方に前記接着剤を面状に塗布して接着層を形成する塗布装置と、前記一対のワークの少なくとも一方に接着層誘導部を形成する接着層誘導部形成装置と、一方のワークに形成された前記接着層を他方のワークに接触させることで前記一対のワークを貼り合わせる貼合装置と、を備え、前記接着層誘導部は、前記貼合装置において一方のワークに形成された前記接着層の縁部の少なくとも一部を、他方のワークとの接触位置に誘導する表示装置用部材の製造装置を提供する。
また、本発明は、表示装置を構成する一対のワークが接着剤を介して貼り合わされた表示装置用部材の製造方法であって、前記一対のワークの少なくとも一方に前記接着剤を面状に塗布して接着層を形成する塗布処理と、前記一対のワークの少なくとも一方に接着層誘導部を形成する接着層誘導部形成処理と、一方のワークに形成された前記接着層を他方のワークに接触させることで前記一対のワークを貼り合わせる貼合処理と、を有し、前記接着層誘導部は、前記貼合処理において一方のワークに形成された前記接着層の縁部の少なくとも一部を、他方のワークとの接触位置に誘導する表示装置用部材の製造方法を提供する。
以上、説明したように、本発明によれば、接着層誘導部を形成して接着層の縁部を対向するワークとの接触位置に誘導することによって、接着層とワークとの間に隙間が生じることを防止し、接着層部分からの剥離による破損が予防され、外観が良好な表示装置用部材を製造することができ、製品の歩留りも向上させることができる。
本発明の第1の実施形態に係る表示装置用部材の製造装置の概略構成図である。 (A)は、接着剤塗布装置の概略構成図である。(B)は、接着剤の塗布を示す模式図である。 貼合装置の概略構成及び動作を示す図である。 硬化装置の概略構成図及び動作を示す図である。 搬送装置の概略構成図である。 搬送装置の横断方向から見た、撮像装置及び接着層誘導部形成装置の概略構成図である。 接着剤塗布処理を示す図である。 撮像処理及び位置検出処理を示す図である。 接着層誘導部形成処理を示す図である。 貼合処理を示す図であり、(A)は貼り合せ時の液晶パネル及びカバーパネルの側部断面図であり、(B)は貼り合せ後の積層体をカバーパネルの上面側から見た図である。 本発明の第2の実施形態に係る表示装置用部材の製造装置における、接着剤塗布装置の概略構成図である。 (A)は本発明の第2の実施形態に係る接着層誘導部形成装置の構成及び作用を示す図であり、(B)は接着層誘導部が形成された液晶パネルの側面図であり、(C)は接着層誘導部が形成された液晶パネルの上面図である。 (A)は接着層が接着層誘導部に誘導される様子を示す液晶パネルの側面図であり、(B)は接着層が液晶パネルの縁部にまで誘導された状態を示す液晶パネルの側面図であり、(C)は液晶パネルにカバーパネルを貼り合せた状態を示す側面図である。 (A)は接着層が接着層誘導部に誘導される様子を示す液晶パネルの部分斜視図であり、(B)は接着層が液晶パネルの縁部にまで誘導された状態を示す液晶パネルの部分斜視図である。 本発明のその他の実施形態に係る搬送装置の概略構成図である。 本発明のその他の実施形態に係る接着層誘導部形成処理を示す図である。 本発明のその他の実施形態に係る接着層誘導部形成処理を示す図である。 本発明のその他の実施形態に係る接着層誘導部形成処理を示す図である。 (A)は、接着層を形成した液晶パネルの上面図である。(B)は接着層を形成した液晶パネルの側面図である。(C)は、カバーパネルの底面図である。(D)は、カバーパネルの側面図である。 液晶パネル及びカバーパネルの貼り合せの従来例を示す図であり、(A)貼り合せ時の液晶パネル及びカバーパネルの側部断面図であり、(B)は貼り合せ後の積層体をカバーパネルの上面側から見た図である。
[第1の実施形態]
本発明の実施の形態(以下、実施形態と呼ぶ)について、図面を参照して具体的に説明
する。
[構成]
まず、本実施形態の構成を、図1〜図6を参照して説明する。
[ワーク]
本装置は、表示装置用部材の積層体を製造する表示装置用部材の製造装置である。表示装置用部材には、表示パネルとカバーパネルを積層した部材のように表示機能を備えた部材も、カバーパネルとタッチパネルを積層した部材のようにその部材だけでは表示機能を備えていない部材も含まれる。すなわち、積層の対象となるワークは、表示パネル、タッチパネル、カバーパネル、バックライトやその導光板等の様々なものがあるが、本実施形態では、第1のワークとして表示パネルと、第2のワークとしてカバーパネルとを接着剤を介して貼り合わせることにより、表示装置用部材を構成する例を説明する。
表示パネルは、液晶パネルや有機ELパネル等の様々な種類があり、その形状も様々であるが、ここでは一例として図19(A)及び(B)で示すような、矩形状の液晶パネルS1を使用する例を説明する。接着剤は、液晶パネルS1とカバーパネルS2のいずれに塗布しても良く、あるいは両方に塗布しても良い。本実施形態では、図19(B)に示すように、液晶パネルS1の表面に接着剤を所定の厚みで塗布して、接着層R1を形成する例を説明する。接着剤は、液晶パネルS1の全面に行き渡るように塗布するが、貼り合せの際に接着剤が両パネルの間からはみ出すことを防止するため、液晶パネルS1の外縁をわずかに残すように塗布は行われる。すなわち、接着層R1は液晶パネルS1と同じ矩形状であり、液晶パネルS1より若干小さい大きさである。
カバーパネルも様々な種類や形状があるが、本実施形態では、図19(C)及び(D)に示すように、液晶パネルS1より大きな、矩形状のカバーパネルS2を用いる。このカバーパネルS2の底面側には、外縁を縁取るように所定幅の印刷枠Pが形成されている。すなわち、下面から見て、カバーパネルS2には印刷枠Pに囲まれた内枠Fが形成されている。図19(C)及び(D)の例では、内枠Fは矩形状で四隅に丸みがついているが、図示の例に限られず、五角形や六角形等の他の多角形状であっても良く、四隅は上面視で直角となっていても良い。なお、図19(D)に示すように、内枠Fの四隅は断面視では略直角となっている。内枠Fの大きさは、液晶パネルS1よりも若干小さくなっている。上述した接着層R1は、この内枠Fと相似形及び略同じ大きさになるように塗布される。
[表示装置用部材の製造装置]
本実施形態において、表示装置用部材の製造装置は、上述した液晶パネルS1への接着剤の塗布と、液晶パネルS1及びカバーパネルS2の貼り合せを行うことで、表示装置用部材を製造する。図1に示すように、表示装置用部材の製造装置100は、接着剤塗布装置1、貼合装置2、硬化装置3、搬送装置4及び制御装置7を備えている。
液晶パネルS1、カバーパネルS2は、ローダ200によって表示装置用部材の製造装置100に搬入され、搬送装置4で搬送される。搬送装置4に沿って接着剤塗布装置1、貼合装置2及び硬化装置3が配置されている。不図示のピックアップ手段によって、液晶パネルS1、カバーパネルS2は搬送装置4からピックアップされ、不図示の搬入口を介して各装置への搬入及び搬出がなされる。各装置での工程を経て、表示装置用部材Lが製造され、アンローダ300によって表示装置用部材の製造装置100から搬出される。以下に、各装置の構成及び作用を詳述する。
[接着剤塗布装置1]
接着剤塗布装置1は、表示装置用部材の製造装置100の塗布部として、ワークの表面に接着剤Rを塗布し、接着層R1を形成する。本実施形態では、上述したように液晶パネルS1の表面に接着剤Rを塗布する例について説明するが、カバーパネルS2に塗布を行っても良く、あるいは両パネルに塗布を行っても良い。
図2(A)に示すように、接着剤塗布装置1は、液晶パネルS1を水平方向に往復移動可能に支持する支持ユニット11と、支持ユニット11の上方にそれぞれ配置された塗布ユニット12を備える。
支持ユニット11は、接着剤塗布装置1における液晶パネルS1を、塗布面を上に向けて支持する。この支持ユニット11は、ステージ11a、駆動機構11bを有する。ステージ11aは、液晶パネルS1が載置される平板状のテーブルである。駆動機構11bは、ステージ11aを水平方向に往復移動させる機構である。駆動機構11bとしては、例えば、駆動源によって回転するボールねじとすることが考えられる。ただし、載置された液晶パネルS1を水平方向に往復移動可能な装置であれば、どのような装置であってもよい。駆動機構11bにおけるステージ11aの移動の開始、停止及び速度は、制御装置7によって制御される。
塗布ユニット12は、液晶パネルS1に対して接着剤Rを塗布する。塗布ユニット12は、接着剤Rを収容するタンクTと、ディスペンサ14とを備えている。タンクTは、接着剤Rの流路である配管及び接着剤Rの供給量を調節するバルブを介してディスペンサ14に接続される。ディスペンサ14は、たとえば、ポンプにより液晶パネルS1に接着剤Rを面状に供給するスリットを備えたスリットコータを用いることができる。
スリットは、液晶パネルS1の塗布面に平行で、液晶パネルS1の相対移動の方向に直交する方向に細長く延びた開口であり、その長手方向の長さが、液晶パネルS1の幅と同等若しくは僅かに短くなっている。ディスペンサ14の先端部分は、このようなスリットを、ステージ11a上に載置された液晶パネルS1に対向する位置に備えたノズル(スリットノズル)を形成している。
このノズルから接着剤を吐出しながら、液晶パネルS1を載置したステージ11aをノズルの下を移動させることで、図2(B)に示すように、液晶パネルS1のほぼ全面に面状に接着剤Rが塗布され、矩形状の接着層R1が形成される。ほぼ全面に、とは、縁の部分を若干残すことを意味する。上述したように、カバーパネルS2の内枠Fの大きさは液晶パネルS1よりも若干小さくなっている。したがって、接着層R1を、液晶パネルS1の縁を若干残すように塗布することで、内枠Fと相似形及び略同じ大きさの接着層R1を形成することができる。
ただし、図19(A)及び(B)に示すように、接着層R1の縁部は表面張力がはたらいて曲面形状になる。特に、四隅の部分においては表面張力が大きくはたらくため、Rが大きくなり、1/4の球形状となる。1/4の球形状とは、水平視においても断面視においても曲面形状となっていることを意味する。一方、カバーパネルS2の内枠Fの四隅は、断面視で略直角である。貼り合せにおいては、液晶パネルS1に塗布された接着層R1の外縁が、カバーパネルS2の内枠Fの線に重なるように、すなわち接触するように積層する。しかしながら、接着層R1の四隅には大きなRがついている。したがって、図20(A)の丸囲みの部分に示すように、接着層R1の四隅は、貼り合せにおいてカバーパネルS2と接触可能となる位置C(以下、単に「接触位置C」という)に到達しなくなってしまう。そのため、このままの状態でカバーパネルS2と貼り合せると、図20(B)に示すように、接着層R1の四隅とカバーパネルS2の内枠Fの四隅の間に隙間が生じる状態となってしまう。
接着剤塗布装置1で使用する接着剤Rは、後述する硬化装置3において硬化処理を行う為、外部からエネルギーの照射により硬化する樹脂を用いる。例えば、紫外線(UV)硬化樹脂や熱硬化樹脂、その他の電磁波、放射線等のエネルギーによって硬化する樹脂等が考えられる。本実施形態では、UV硬化樹脂を用いて説明する。使用される接着剤Rの粘度は、特に限定はされない。
なお、ここではステージ11aに駆動機構が備えられ、ステージ11aが塗布ユニット12に向かって移動する場合を説明したが、この移動は相対的であれば良い。すなわち、ステージ11aは固定とし、塗布ユニット12に駆動機構を備えて、ステージ11aに向かって移動するようにしても良い。
[貼合装置2]
貼合装置2は、表示装置用部材の製造装置100の貼合部として、液晶パネルS1とカバーパネルS2を積層して貼り合せる。
図3(A)に示すように、貼合装置2は、チャンバ21内に下側プレート22と上側プレート23を対向配置した構成となっている。チャンバ21は上下動が可能であり、上方に移動すると下側プレート22と上側プレート23が外部に開放され、液晶パネルS1とカバーパネルS2が搬入可能となる。下方に移動すると下側プレート22と上側プレート23はチャンバ21内に収容され、チャンバ21内部に密閉空間が形成される。チャンバ21は不図示の排気手段によって内部圧力を調整可能となっている。つまり、液晶パネルS1とカバーパネルS2が搬入されると、チャンバ21が下降して内部が密閉された上で減圧され、減圧雰囲気下で貼り合せが行われるようになっている。
本実施形態では、一例として、下側プレート22に、接着剤Rが塗布された液晶パネルS1が支持され、上側プレート23にカバーパネルS2が保持される場合を説明する。
上側プレート23の保持機構として、たとえば、静電チャック、メカチャック、真空チャック、粘着チャック等、現在又は将来において利用可能なあらゆる保持機構が適用可能である。複数の種類のチャックを併用することも可能である。上側プレート23には、駆動機構25が備えられている。この駆動機構25によって、上側プレート23は水平方向及び上下方向に移動可能になっている。
上側プレート23が水平方向に移動することによって、液晶パネルS1とカバーパネルS2との位置合わせが行われる。さらに、図3(B)に示すように、上側プレート23が下方向に移動し、保持したカバーパネルS2を下側プレート22に支持された液晶パネルS1に押し付けて積層する。液晶パネルS1とカバーパネルS2は、液晶パネルS1の表面に塗布された接着剤Rを介して貼り合わされ、積層体S10が形成される。
なお、下側プレート22は、支持された液晶パネルS1の位置がずれないように、上側プレート23と同様の保持機構を備えていてもよい。また、上側プレート23の代わりに下側プレート22が水平方向に移動して位置合わせを行うようにしても良い。もちろん、上側プレート23及び下側プレート22の両方が水平方向に移動するものであっても良い。
[硬化装置3]
硬化装置3は、表示装置用部材の製造装置100の硬化部として、液晶パネルS1とカバーパネルS2を貼り合せている接着層R1を硬化する。図4に示すように、硬化装置3は、積層体S10が載置される載置台31と、載置台31上に配置された照射ユニット33を備える。
照射ユニット33は、硬化エネルギーを照射する装置から構成される。照射するエネルギーの種類は、使用する接着剤Rの種類によって、紫外線、赤外線などの電磁波、粒子線からなる放射線等から適宜選択することができる。接着剤RとしてUV硬化樹脂を用いている場合には、照射ユニット33は、例えば、UVを発することができる1つまたは複数のランプやLED等から構成することができる。照射ユニット33の照射は、接着層R1を硬化するのに必要な量のエネルギーを照射することができるように調節されている。このエネルギーの量は、照射の強度と時間により調整される。
[搬送装置4]
搬送装置4は、表示装置用部材の製造装置100の搬送部を構成する。搬送装置4は、液晶パネルS1とカバーパネルS2を、上述した接着剤塗布装置1、貼合装置2及び硬化装置3の各部へ搬送する搬送部とその駆動機構から構成される。搬送部としては、たとえば、ターンテーブル、コンベア、レール上に走行可能に設けられたピックアップ手段等が考えられるが、上記の各装置の間で液晶パネルS1とカバーパネルS2を搬送可能なものであれば、どのような装置であってもよい。
本実施形態では、図5に示すように、搬送部としてコンベア40を用いる例を説明する。液晶パネルS1及びカバーパネルS2は、このコンベア40の面に載置され、搬送される。接着剤塗布装置1、貼合装置2及び硬化装置3はこのコンベア40に沿って配置されており、不図示のピックアップ手段によって、コンベア40から各装置へパネルの搬入及び搬出が可能となっている。
ここで、説明の便宜上、コンベア40によって両パネルが搬送される方向を「搬送方向」とし、コンベア40上において搬送方向に直交する方向を「横断方向」とする。コンベア40の搬送方向におけるローダ200側を「上流側」とし、アンローダ300側を「下流側」とする。コンベア40の横断方向における、接着剤塗布装置1、貼合装置2及び硬化装置3に近い側を「奥側」とし、遠い側を「手前側」とする。
搬送装置4には、撮像装置5及び接着層誘導部形成装置6が、横断方向に隣接するように設けられている。撮像装置5及び接着層誘導部形成装置6は、コンベア40上の、接着剤塗布装置1と貼合装置2との間に配置されている。図6に示すように、撮像装置5は、コンベア40上方に配置されたカメラ本体51aと、カメラ本体51aからコンベア40に向かって延びるレンズ鏡筒51bとを備える。
接着層誘導部形成装置6は、撮像装置5のコンベア手前側に配置されている。接着層誘導部形成装置6は接着層誘導部RGを形成するものである。接着層誘導部RGは、接着剤塗布装置1において液晶パネルS1に形成された接着層R1の縁部の接着剤Rを所定位置に誘導するものである。矩形状の液晶パネルS1の場合、四隅の接着剤Rを、貼り合せ時に、所定位置であるカバーパネルS2との接触位置Cに誘導するものである。接着層誘導部RGは、貼合装置2での貼り合せ時に接着層R1を結果的に誘導するものであれば良いため、その形成は接着層R1が形成された液晶パネルS1に行っても良く、対向するカバーパネルS2に行っても良い。本実施形態では、貼り合せ時に接着層R1の四隅が接触すべき部分であるカバーパネルS2の内枠Fの四隅に対して接着層誘導部RGを形成する。
接着層誘導部RGを形成する方法は一つのものに限定されないが、例えば、いずれかのパネルに対して親接着剤性材料を供給することにより形成することができる。親接着剤性材料は、接着剤と親和性が高い材料を意味し、液晶パネルS1に塗布された接着層が接触すると、呼び水となって接着剤Rを誘導するはたらきをする。親接着剤性材料は、特定の材料に限られないが、本実施形態では一例として、接着剤R10を用いている。接着剤R10は、液晶パネルS1に塗布した接着剤Rと同じものに限られず、異なるものを用いても良い。接着層誘導部RGを形成する接着剤R10は、呼び水としての役割を果たせれば良く、接着層R1を形成する接着剤Rのように分厚く塗布する必要がないことから、接着層R1の崩れの心配が無い。そのため、接着剤Rよりも粘度の低いものを用いることもできる。
図6に示すように、接着層誘導部形成装置6は、接着層誘導部RGを形成するための接着剤R10を収容するタンクT10と、ディスペンサ61とを備えている。タンクT10は接着剤Rの流路である配管及び接着剤Rの供給量を調節するバルブを介してディスペンサ61に接続される。
ディスペンサ61は、接着剤R10を供給できるものであれば、特定のものに限定されないが、接着剤Rの呼び水としてのはたらきを考えると、接着剤R10は、接着剤Rを誘導したい部分に限定的にかつ薄く塗布できることが望ましい。そのために、例えば、接着剤を塗布面に押し付けることで転写する転写装置を用いることができる。本実施形態では、そのような転写装置の例として、スタンプ式ノズルを使用した例を説明する。また、接着層誘導部RGを形成するための接着剤R10は、以降は「スタンプ用接着剤R10」と称する。なお、図6及び以降の図面において、接着層誘導部RGは誇張して厚みを大きく表示しており、実際の大きさを反映したものではない。
ディスペンサ61は撮像装置5のレンズ鏡筒51bに不図示の固定具を介して取り付けられ、ノズル先端がコンベア40の上面に対向するように配置されている。そして、ノズル先端の位置がレンズ鏡筒の先端よりも下に位置するように配置されている。ノズル先端の形状は、カバーパネルS2の内枠Fの四隅に沿って接着層誘導部RGを形成できるように、例えば角に丸みのついた矩形とすると良い。あるいは、直角三角形の形状とし、直角の部分が四隅の角に当たるようにすると良い。
撮像装置5は不図示の駆動機構に連結されている。この駆動機構によって、撮像装置5は少なくとも横断方向及び上下方向への移動が可能となっている。上述したように、接着層誘導部形成装置6のディスペンサ61は撮像装置5のレンズ鏡筒51bに連結しているため、接着層誘導部形成装置6は撮像装置5と一体的に移動する。なお、撮像装置5と接着層誘導部形成装置6を連結せず、それぞれに駆動機構を設けて、独立に又は同期して移動するようにしても良い。
コンベア40の搬送方向への移動と、駆動機構の横断方向への移動の組み合わせによって、撮像装置5は、コンベア40上を搬送される液晶パネルS1及びカバーパネルS2の所望の部分を撮像が可能になる。また、コンベア40の搬送方向への移動と、駆動機構の横断方向及び上下方向への移動の組み合わせによって、接着層誘導部形成装置6は、コンベア40上を搬送される液晶パネルS1又はカバーパネルS2の所望の部分に対して接着層誘導部を形成することができる。
また、上述したように、接着層誘導部形成装置6のノズル先端は撮像装置5のレンズ鏡筒の先端よりも下に位置している。駆動機構を下方向に移動したとき、接着層誘導部形成装置6のノズル先端はレンズ鏡筒51bより先に塗布面に接触するため、レンズ鏡筒51bによって妨げられることなく、接着剤R10を転写することができる。撮像装置5と接着層誘導部形成装置6の具体的な動作については、作用の項において詳述する。
[制御装置7]
制御装置7は、表示装置用部材の製造装置100の動作を制御する装置である。制御装置7は、各部を構成する装置の動作の制御や、液晶パネルS1及びカバーパネルS2の搬送タイミングの制御、さらには各装置の動作に必要な検出処理や算出処理等を行う。
本実施形態において、制御装置7は特に、撮像装置5において取得した画像を用いて位置検出処理を行う。さらに、位置検出処理で検出された位置情報を用いて、接着層誘導部形成装置6の動作の制御と、貼合部における位置合わせ動作の制御を行う。制御装置7はまた、記憶部を備えており、記憶部には上述した処理のために必要な基準値等が格納されている。制御装置7の上述した処理の具体的な内容についても、作用の項において詳述する。
制御装置7は、例えば、専用の電子回路若しくは所定のプログラムで動作するコンピュータ等によって実現できる。なお、制御装置7にスイッチ、タッチパネル、キーボード、マウス等の入力装置を接続し、オペレータが制御装置7を操作できるようにしても良い。また、装置やパネルの状態を確認するためのディスプレイ、ランプ、メータ等の出力装置を接続しても良い。
[作用]
以上のような構成を有する本実施形態の作用を、図1〜図6に加え、図7〜図10を参照して説明する。なお、各装置や液晶パネルS1及びカバーパネルS2の位置及び大きさ等は、説明のための便宜的な表現に過ぎない。
まず、図1に示すように、液晶パネルS1及びカバーパネルS2が、ローダ200によって表示装置用部材の製造装置100に搬入され、搬送装置4のコンベア40上を搬送される。それぞれのパネルは、貼り合せ面となる面が上側になるように搬送される。すなわち、本実施形態では、液晶パネルS1は接着層R1が形成される面が上側に向くように載置され、カバーパネルS2は印刷枠Pが形成された面が上側に向くようにコンベア40に載置される。
[接着剤塗布処理]
図7(A)に示すように、液晶パネルS1は不図示のピックアップ手段によりピックアップされ、接着剤塗布装置1のステージ11a上に載置される。ステージ11aは、駆動機構によって、塗布ユニット12に向かう方向(以降「移動方向」という)に移動を開始する。
図7(B)に示すように、塗布ユニット12は、スリットノズルの先端位置に、液晶パネルS1の塗り始めの位置が来たところで、接着剤Rの吐出を開始する。ステージ11aは移動を継続しているので、図7(C)に示すように、液晶パネルS1の面上に接着剤Rが塗布されていく。図7(D)に示すように、スリットノズルの先端位置に、液晶パネルS1の塗り終わりの位置が来たところで、接着剤Rの吐出を終了する。塗り始めの位置は液晶パネルS1の一辺の端部(図中、左端)であり、塗り終わりの位置とは、これに対向する一辺の端部(図中、右端)である。
このステージ11aの移動と塗布ユニット12による接着剤Rの吐出によって液晶パネルS1の上面に、矩形状の接着層R1が形成される。接着層R1は、液晶パネルS1が貼り合わされるカバーパネルS2の内枠Fと相似形及び略同じ大きさとなるように形成される。「相似形及び略同じ大きさ」とは、液晶パネルS1及びカバーパネルS2が貼り合わされた際に、接着層R1の外縁が内枠Fの外縁とほぼ重なる形状及び大きさを意味する。さらに「相似形及び同じ大きさ」と言った場合でも、完全に大きさが一致するものだけを示すものではなく、ほぼ同じ大きさを意味する「略同じ大きさ」を含むものである。
ただし、上述したように、接着層R1の縁部においては表面張力がはたらくため曲面形状となり(図19(A)及び(B)参照)、特に四隅の部分においては1/4の球面形状となる。このため、カバーパネルS2の内枠Fの四隅との接触位置Cに到達せず(図20(A)参照)、そのままの状態でカバーパネルS2と貼り合せると、接着層R1の縁部あるいは四隅とカバーパネルS2の内枠Fの辺や四隅の間に隙間が生じる状態となっている(図20(B)参照)。
[撮像処理、位置検出処理及び接着層誘導部形成処理]
接着層R1が形成された液晶パネルS1は、不図示のピックアップ手段によって接着剤塗布装置1から搬出され、再び搬送装置4のコンベア40上に載置され、カバーパネルS2と合流する。図5に示すように、液晶パネルS1とカバーパネルS2は、コンベア40の横断方向に隣接して、かつ略平行に並ぶように載置される。図面では、液晶パネルS1がコンベア40奥側、カバーパネルS2がコンベア40の手前側に載置される例を図示しているが、載置位置はこれに限られず、液晶パネルS1がコンベア40手前側、カバーパネルS2がコンベア40奥側に載置しても良い。液晶パネルS1とカバーパネルS2はコンベア40上を搬送され、撮像装置5及び接着層誘導部形成装置6の下まで移動する。
ここで、撮像装置5による撮像処理、制御装置7による位置検出処理、及び接着層誘導部形成装置6による接着層誘導部形成処理が行われる。
撮像処理及び位置検出処理は、後述する貼合処理の両パネルの位置合わせに使用するデータを取得するために行う。上述したように、液晶パネルS1とカバーパネルS2は、液晶パネルS1に形成された接着層R1の外縁が、カバーパネルS2の内枠Fの線に重なるように積層される。すなわち、液晶パネルS1上に形成された接着層R1の四隅とカバーパネルS2の内枠Fの四隅(以下、単に「カバーパネルS2の四隅」ともいう)とを合わせるように貼り合せを行う。両パネルの四隅の位置にズレがある場合は、貼り合せの前にそのズレを補正する必要がある。そのため、撮像処理で液晶パネルS1の四隅とカバーパネルS2の内枠Fの四隅付近(図9(A)及び(B)の、破線の丸囲みで示した部分)の撮像を行い、位置検出処理で両パネルの四隅の座標を特定する。
この貼合処理での位置合わせのために取得されたカバーパネルS2の内枠Fの四隅の座標は、接着層誘導部形成処理においても利用される。上述したように、接着層誘導部RGは、貼り合せ時に接着層R1の四隅を誘導できるように、カバーパネルS2の内枠Fの四隅に形成される。ここで、両パネルの位置合わせのために特定された四隅の座標を利用することで、正確な位置に接着層誘導部RGの形成が可能となる。
撮像処理、位置検出処理及び接着層誘導部形成処理はそれぞれ別個に行っても良いが、コンベア40の搬送方向への移動と撮像装置5及び接着層誘導部形成装置6の横断方向及び上下方向への移動を組み合わせて、同時進行的に行うことができる。
例えば、図8(A)に示すように、まず、液晶パネルS1及びカバーパネルS2を載置したコンベア40の搬送方向に移動させ、パネルの上流側に位置する端部(以降、前端という)が撮像装置5の下になる位置に停止させる。次に、図8(B)に示すように、撮像装置5を装置手前側から奥側へ横断方向に移動させ、各隅の位置で停止して各隅を含む画像を取得する。なお、コンベア40及び撮像装置5の移動量及び停止位置は、パネルの寸法等に合わせて予め定めておき、制御装置7の記憶部に格納しておくことができる。
制御装置7は、撮像装置5が各隅の画像を取得するごとに、位置検出処理を行う。位置検出は、公知の方法を用いることができる。例えば、液晶パネルS1については、画像を解析してパネルの輪郭を検出し、パネル二辺の交点を中心とした所定範囲を隅として特定し、その座標を求める。カバーパネルS2については、同様に画像を解析して内枠Fの輪郭を検出し、内枠Fの枠線二辺の交点を中心とした所定範囲を隅として特定し、その座標を求める。
スタンプ用接着剤R10の転写が行われるカバーパネルS2に対しては、位置検出処理の後、位置検出処理によって取得した座標に基づいて接着層誘導部形成処理も行う。制御装置7において特定された隅の座標に、接着層誘導部形成装置6のディスペンサ61を移動させる。そして、ディスペンサ61からスタンプ用接着剤R10を吐出する。
カバーパネルS2に対して接着層誘導部形成処理を行う場合は、図9(A)に示すように、カバーパネルS2の内枠Fの各隅の座標にディスペンサ61を移動させる。さらにディスペンサ61を下降させてノズル先端をカバーパネルS2の隅に押し付ける。スタンプ用接着剤R10を吐出して、カバーパネルS2に転写する。ディスペンサ61のノズル先端は、カバーパネルS2の内枠Fの隅に沿う形になっているため、図9(B)に示すように、スタンプ用接着剤R10は、カバーパネルS2の内枠Fの隅に沿うように転写され、接着層誘導部RGが形成される。
なお、ディスペンサ61は撮像装置5に連結され、横断方向に隣接しているので、撮像装置5で隅を撮像した後に、撮像装置5を装置手前側又は奥側に移動させることで、ディスペンサ61を容易に隅の座標に移動させることができる。
前端側の各隅に対して上述の処理が完了したら、図8(A)に示すように、コンベア40を搬送方向に移動して、液晶パネルS1及びカバーパネルS2の下流側に位置する端部(以降、後端という)が撮像装置5の下になる位置に停止させる。そして、図8(B)に示すように、装置奥側から手前側へ撮像装置5を横断方向に移動しながら後端側の各隅を撮像する。前端側と同様に、隅の画像を取得するごとに制御装置7において位置検出処理を行い、さらにカバーパネルS2については接着層誘導部形成処理も行う。
なお、上述した各隅の処理の順序は一例であり、順序は適宜変更することができる。また、コンベア40の移動や撮像装置5及び接着層誘導部形成装置6の移動も相対的なもので良く、例えば撮像装置5及び接着層誘導部形成装置6を横断方向だけでなく搬送方向や搬送方向の逆方向に移動させて処理を行うようにしても良い。
[貼合処理]
液晶パネルS1及びカバーパネルS2の全ての四隅の撮像処理及び位置検出処理と、カバーパネルS2に対する接着層誘導部形成処理が完了すると、液晶パネルS1及びカバーパネルS2はコンベア40上を搬送され、不図示のピックアップ手段によって貼合装置2に搬入される。このとき、上述の位置検出処理で検出された各隅の座標が維持されるように、搬入が行われる。
図3(A)に示すように、貼合装置2において、接着層R1が形成された液晶パネルS1が下側プレート22に載置される。このとき、接着層R1が形成された表面が上を向くように載置される。カバーパネルS2は貼り合せる面が下を向くように反転されて、上側プレート23に受け渡されて保持機構により保持される。両パネルは、搬送装置4において検出された位置情報を保つように受け渡しされる。
このとき、チャンバ21は上方に移動しているため、下側プレート22と上側プレート23は開放されている。両パネルの搬送が完了するとチャンバ21は下方に位置するように駆動され、下側プレート22と上側プレート23をチャンバ21の内部に収容する。チャンバ21内部には密閉空間が形成され、図示しない排気手段によって密閉空間内が減圧される。
液晶パネルS1及びカバーパネルS2は、上述したように、それぞれの四隅を合わせるように積層されるが、それぞれの四隅の位置にずれが生じている可能性もあるため、貼り合せの前に、液晶パネルS1及びカバーパネルS2の位置補正を行う。位置補正は、搬送装置4の位置検出処理で検出された各隅の座標に基づいて行われる。位置補正は公知の方法を用いることができるが、例えば、制御装置7の記憶部に各隅の位置基準値を予め格納しておき、その位置基準値と検出した各隅の座標との差分から位置補正量を算出することができる。
算出された位置補正量に基づいて、上側プレート23をx,y,θ方向に動かすことで、液晶パネルS1及びカバーパネルS2の位置ずれを補正する。なお、ここでは上側プレート23を動かして位置補正を行う例を説明したが、下側プレート22の方、あるいは上側及び下側プレート22,23の両方を動かして位置補正を行っても良い。
位置ずれが補正された後、図3(B)に示すように、上側プレート23が下側プレート22に向かって下降し、上側プレート23に保持されているカバーパネルS2を、下側プレート22に支持されている液晶パネルS1に押し付ける。液晶パネルS1表面に形成された接着層R1は、液晶パネルS1を介して下側プレート22に押圧され、両パネルに密着することにより、両パネルを貼り合せる。
貼り合せ時における接着層誘導部RGの作用を、図10に示している。両パネルが貼り合わされると、図10(A)に示すように、カバーパネルS2の内枠Fの四隅に形成された接着層誘導部RGに、Rが形成された接着層R1の縁部の四隅の一部が接触する。すると、図面の丸囲みのなかの矢印で示すように、接着層誘導部RGが呼び水となって接着層R1の四隅が展延し、カバーパネルS2との接触位置Cに、すなわち内枠Fの四隅に到達する。これによって、曲面形状の接着層R1の四隅と断面視略直角のカバーパネルS2の内枠Fの四隅との間に隙間が生じることを防止できる。すなわち、図10(B)に示すように、印刷枠Pと接着層R1との間に隙間がない積層体S10が出来上がる。
液晶パネルS1とカバーパネルS2の貼り合せが完了すると、減圧状態が解除され、チャンバ21を上方に移動し、密閉空間が開放される。積層体S10は、貼合装置2から搬出され、再び搬送装置4で搬送される。続いて、不図示のピックアップ手段によって硬化装置3へ搬入される。なお、貼合装置2から硬化装置3への搬送の過程で、積層体S10を一定時間、大気中で放置しても良い。この放置時間において、積層体S10が大気圧によって押圧されて安定する。また、接着層R1にボイドが残留していても、十分な時間放置することによって、ボイドも低減させることができる。
[硬化処理]
硬化装置3においては、図4に示すように、積層体S10は載置台31に載置され、照射ユニット33によって、接着層R1が硬化するのに必要な強度の紫外線が照射され、接着層R1の本硬化が完了する。
[効果]
(1)本実施形態の表示装置用部材の製造装置100は、表示装置を構成する液晶パネルS1及びカバーパネルS2からなる一対のワークが接着剤Rを介して貼り合わされた表示装置用部材の製造装置100であって、液晶パネルS1上に接着剤Rを塗布して接着層R1を形成する接着剤塗布装置1と、液晶パネルS1上に接着層誘導部を形成する接着層誘導部形成装置6と、液晶パネルS1上に形成された接着層R1をカバーパネルS2に接触させることで一対のワークを貼り合せる貼合装置2と、を備え、接着層誘導部RGは、貼合装置2において接着層R1の縁部の少なくとも一部をカバーパネルS2と接触する接触位置Cに誘導する。
接着層R1の縁部は表面張力のはたらきによって曲面形状になるため、貼り合せ時にカバーパネルS2との接触位置Cまで到達せず、縁部とカバーパネルS2の間に隙間が生じる可能性があるが、接着層誘導部RGを形成してこの縁部をカバーパネルS2との接触位置Cまで誘導することによって、隙間の発生を防止することができる。これによって外観の良好な表示装置用部材Lを製造することができ、製品の歩留りも向上させることができる。また、接着層誘導部RGを形成することによって、接着剤塗布装置1における接着剤Rの塗布時、接着層R1の縁部の形状を厳密に制御する必要がなくなる。これによって、多様な種類の接着剤やパネルを適用することができ、接着剤の塗布環境変動の影響を低減し、メンテナンスや条件出しなどを簡易化することができる。したがって、表示装置用部材の製造装置の適用範囲が広がり、生産性も向上できる。
(2)具体的には、カバーパネルS2には、多角形状である矩形の内枠Fが形成されている。接着剤塗布装置1は、液晶パネルS1上に内枠と相似形及び略同じ大きさの接着層R1を形成する。貼合装置2において、接着層R1が内枠F内に入るように液晶パネルS1とカバーパネルS2は貼り合わされる。接着層誘導部形成装置6は、カバーパネルS2の内枠Fの縁部の少なくとも一部に接着層誘導部RGを形成する。接着層誘導部RGは、貼り合せ時において、接着層R1の縁部の少なくとも一部を内枠Fの縁部に到達するように誘導する。
このように、内枠Fが形成されたカバーパネルS2との貼り合せにおいても、接着層誘導部RGが接着層R1の縁部をカバーパネルS2の内枠Fの縁部に到達するように誘導することで、内枠Fとの間に視認可能なほどの隙間ができることを防止し、外観良好な表示装置用部材Lを作成することができる。
(3)より具体的には、カバーパネルS2の矩形の内枠Fは、各隅がほぼ直角である。特に、表示領域を大きくするため四隅に設けられるRもほとんどない。また、矩形に塗布された接着層R1の縁部の各隅は塗布後曲面形状となる。
接着層R1の縁部のなかでも、表面張力が大きくはたらく四隅は、より大きな曲面が形成されるため、カバーパネルS2と接着剤との隙間が許容範囲を超えてしまう可能性も大きい。したがって、接着剤Rの塗布時あるいは塗布直後に接着層R1の縁部が許容範囲内の曲面に形成出来たとしても、四隅は許容範囲外となってしまう可能性がある。そこで、接着層R1の縁部の、特に四隅に対して、接着層誘導部RGの形成を行うことによって、接着層R1の四隅が許容範囲外となることを防ぐことができる。つまり、スタンプ用接着剤R10を接着層R1の縁部全体に塗布しなくても、隙間による外観不良や剥がれによる破損が低減される高い品質の表示装置用部材Lを製造することができる。さらに、スタンプ用接着剤R10を接着層R1の縁部全体に塗布しなくてもよいので、接着層誘導部RGの形成時間の短縮ができ、接着層誘導部形成装置6も簡単な構成とできる。
(4)表示装置用部材の製造装置100は、液晶パネルS1及びカバーパネルS2を撮像する撮像装置5を更に備える。接着層誘導部形成装置6は、撮像装置5が撮像した液晶パネルS1及びカバーパネルS2の画像に基づいてカバーパネルS2に対して接着層誘導部RGを形成しても良い。これによって、正確な位置に接着層誘導部RGを形成することが可能となる。
(5)表示装置用部材の製造装置100は、液晶パネルS1及びカバーパネルS2を接着剤塗布装置1と貼合装置2との間で搬送する搬送装置4を更に備え、撮像装置5及び接着層誘導部形成装置6は、この搬送装置4に隣接して設けられている。貼合装置2は、撮像装置5が撮像した液晶パネルS1及びカバーパネルS2の画像に基づいて、液晶パネルS1及びカバーパネルS2の位置合わせを行う。すなわち、撮像装置5で撮像した画像は、接着層誘導部の形成位置の決定だけではなく、貼り合せの際の位置合わせにも利用される。すなわち、それぞれの処理に対して複数の撮像装置5を設ける必要がなく、製造効率を上げることができ、部品点数の低減にもつなげることができる。
(6)接着層誘導部RGは、親接着剤性材料により形成すると良い。接着剤と親和性が高い親接着剤性材料により接着層誘導部RGを形成することにより、接着層をスムーズに誘導することができる。
(7)親接着性材料には、接着層R1を形成する接着剤Rよりも粘度の低い接着剤R10を用いても良い。接着層誘導部RGを形成する接着剤R10は、呼び水としての役割を果たせれば良く、接着層R1を形成する接着剤Rのように分厚く塗布する必要がないことから、接着層R1の崩れの心配が無い。そのため、接着剤Rよりも粘度の低いものを用いることで、取り扱いが容易となり、誘導部形成手段を簡易化でき、装置コストを低減することができる。
(8)接着層誘導部形成装置6は、接着剤R10を塗布面に押し付けて転写するスタンプ式ノズルを備えるものとすることができる。これによって、接着剤R10を所望の大きさで薄く塗布することができ、カバーパネルS2の形状に合わせた接着層誘導部RGを形成することが可能である。
[第2の実施形態]
[構成]
次に、第2の実施形態について、図11を参照して説明する。なお、以降の実施形態においては、第1の実施形態の構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付与し詳細な説明を省略する。
第1の実施形態では、接着層誘導部形成装置6は搬送装置4に設けられていたが、第2の実施形態では、接着層誘導部形成装置6が接着剤塗布装置1の前段に設けられている態様を説明する。
また、第2の実施形態において、図11に示すように、接着剤塗布装置1は、塗布された接着剤に対して仮硬化処理を行う照射ユニット13を備えている。照射ユニット13は、ステージの移動方向において塗布ユニットの下流側に設けられている。
照射ユニット13は、接着剤Rに対して仮硬化のためのエネルギーを照射する処理部である。仮硬化は、接着剤Rの大部分がゲル化するものの、完全には硬化していない状態にすることを意味する。照射するエネルギーの種類は、使用する接着剤Rの種類によって、紫外線、赤外線、電磁波、放射線等から適宜選択することができる。なお、仮硬化による流動の抑制の必要性が高い接着剤の粘度としては、2千〜数万cpsが想定され、比較的粘度の低い2千〜5千cpsが好ましい。
本実施形態では接着剤RにUV硬化樹脂を用いているため、照射ユニット13は、紫外線(UV)を発することができる1つ又は複数のLEDやLD、ランプ等の照射源を有している。照射ユニット13は、ステージ11a上方において、塗布ユニット12に隣接するように配置され、照射源はステージ11a上に載置された液晶パネルS1に対向するように取り付けられている。これによって、ステージ11aの移動に伴って接着剤Rが塗布された液晶パネルS1に対し、連続してエネルギー照射を行うことができる。
接着層誘導部形成装置6は、支持ユニット11の上方の、照射ユニット13の下流側に設けられている。接着層誘導部形成装置6は、スタンプ用接着剤R10を収容するタンクT10と、ディスペンサ62とを備えている。ディスペンサ62は、第1の実施形態と同様に、スタンプ式ノズルを用いる。第2の実施形態において、ディスペンサ62は、図12(A)に示すように、液晶パネルS1の横断方向に沿って延びる支持部に、2つのノズルが設けられた構成となっている。2つのノズルは液晶パネルS1の横断方向の幅と略同じ長さの間隔を空けて設けられており、液晶パネルS1が接着層誘導部形成装置6の下に位置したとき、それぞれのノズルが液晶パネルS1の横断方向に沿った辺上に位置するようになっている。
接着層誘導部形成装置6は、不図示の駆動装置に連結されており、少なくとも上下方向に移動可能となっている。なお、接着層誘導部形成装置6は固定とし、支持ユニット11のステージ11aを上下方向に移動できるようにしても良い。
[作用]
第2の実施形態では、接着層誘導部形成処理は接着剤塗布処理の前に、液晶パネルS1に対して行われる。すなわち、液晶パネルS1に接着層R1を形成する前に、予め液晶パネルS1に対して接着層誘導部RGを形成しておく。接着層誘導部RGは、液晶パネルS1の、接触位置C(図10(A)及び図20(A)参照)に対応する位置に形成する。具体的には、貼り合わせ時においてカバーパネルS2の内枠Fの四隅と対向する液晶パネルS1の位置に形成される。上述したように、液晶パネルS1は透明パネルの内枠Fよりも若干大きいため、液晶パネルS1の外縁の四隅よりも、若干内側に形成する。これによって、接着層誘導部形成処理後に形成された接着層R1の四隅が接着層誘導部RGに誘導されて、接触位置Cまで到達する。第2の実施形態の接着層誘導部形成処理の具体的な動作を以下に説明する。
支持ユニット11のステージ11aが移動して、液晶パネルS1の下流側の端部が接着層誘導部形成装置6の下に到達したところで停止する。
接着層誘導部形成装置6は、下方向に移動し、図12(A)に示すように、2つのノズルの先端を液晶パネルS1上の接着位置に押し付ける。そこでノズル先端からスタンプ用接着剤R10を吐出して、液晶パネルS1上に転写し、接着層誘導部RGを形成する。続いて、接着層誘導部形成装置6を一旦上方向に退避させ、ステージ11aを再び下流方向移動させ、液晶パネルS1の上流側の端部が接着層誘導部形成装置6の下に到達したところでステージ11aを再び停止させる。接着層誘導部形成装置6は、下方向に移動し、接着層誘導部形成装置6が2つのノズルからスタンプ用接着剤R10を吐出して液晶パネルS1上に転写し、接着層誘導部RGを形成する。これによって、図12(B)及び(C)に示すように、液晶パネルS1の四隅付近、すなわち貼り合せ時にカバーパネルS2の内枠Fの四隅と対向する位置に接着層誘導部RGが形成される。
上述したステージ11aの移動量及び停止位置は、接着層誘導部形成装置6の上下方向の移動量は、液晶パネルS1の寸法等に合わせて予め定めておき、制御装置7の記憶部に格納しておくことができる。
接着層誘導部RGを形成された液晶パネルS1は、ステージ11aのさらなる移動によって塗布ユニット12の下へ移動し、接着層誘導部RGが形成された液晶パネルS1の全面に接着剤Rが塗布され、接着層R1が形成される。図13(A)及び図14(A)に示すように、接着層R1の縁部は、一部が接着層誘導部RGに乗り上げた形となる。図中矢印で示すように、接着層R1は接着層誘導部RGに接触することによって、接着層誘導部RG側に誘導され、図13(B)及び図14(B)に示すように、接着層誘導部RGの外縁まで流動する。すなわち、接着層R1は、接着層誘導部RGによって貼り合わせ時においてカバーパネルS2の内枠Fの四隅と接触する位置まで誘導される。
なお、図14(B)では、わかりやすくするために接着層R1と接着層誘導部RGを分離して表示しているが、実際には、接着層R1が接着層誘導部RGに誘導された後は、接着層R1と接着層誘導部RGは一体化している。
ステージ11aはさらに移動を継続し、接着層R1の始端が照射ユニット13の下方に位置したところで、照射ユニット13はエネルギーの照射を開始する。ステージ11aは移動を継続し、接着層R1の終端が照射ユニット13を通り過ぎたところで、照射ユニット13は照射を終了する。接着層R1は仮硬化の状態となり、接着層R1は流動が抑制された状態となる。接着層誘導部RGによって接着層R1を誘導した直後に仮硬化を行うことによって、接着層R1の縁部に再び表面張力がはたらいて曲面状態が大きくなってしまうことを低減できる。このとき、照射ユニット13で照射する総エネルギーを調整して、接着剤Rの硬化率を調整すると良い。あるいは、照射ユニット13でエネルギーが照射される部分の雰囲気ガスの成分を調整して、接着剤Rの硬化率を調整すると良い。この場合は、照射ユニット13の下方に位置する接着層R1の周囲を覆い、内部の雰囲気調整を行うことができる機構を設けても良い。接着剤Rが80%程度以下の硬化率となり、特に接着層R1の表面に流動性が残る程度に仮硬化を行うと良い。そうすれば、仮硬化した後で貼り合わせしたとしても、接着層誘導部RGによって接着層R1はカバーパネルS2の四隅に到達するように流動することができる。
貼合装置2において、第1の実施形態と同様に、液晶パネルS1とカバーパネルS2が貼り合わされる。図13(C)に示すように、接着層誘導部RGによって接着層R1の四隅はカバーパネルS2の内枠Fの四隅との接触位置まで誘導されているので、カバーパネルS2の内枠Fの四隅との間の隙間の発生を防止することができる。
なお、ここでは、接着層誘導部形成装置6を2本のノズルから構成する例を説明したが、液晶パネルの四隅の接触位置と対応する位置にそれぞれ配置された4本のノズルから構成しても良い。それによって、四隅に対する接着層誘導部形成処理を一度に行うことができるため、製造時間の短縮となる。
[効果]
(1)第2の実施形態において、接着層誘導部形成装置6は、接着剤塗布装置1の前段に設けられており、接着層R1の形成前に、液晶パネルS1に接着層誘導部RGを形成する。これによって、第1の実施形態と同様に、接着層R1の縁部をカバーパネルS2との接触位置まで誘導することができ、隙間の発生を防止することができる。これによって外観の良好な表示装置用部材Lを製造することができ、製品の歩留りも向上させることができる。
(2)また、接着剤塗布装置1の後段にエネルギーを照射することにより接着剤を仮硬化させる照射ユニット13を設けることにより、接着層誘導部RGによって接触位置Cに誘導された接着層R1を仮硬化し、貼り合せまでその形状を保つことができる。なお、仮硬化処理は必須ではなく、接着剤Rの粘度等を考慮して適宜省略しても良い。特に、本実施形態では、接着層R1を形成した液晶パネルS1側に接着層誘導部RGを設けているため、この接着層誘導部RG自体が接着層R1の流動を抑制する留め部となり、少なくとも接着層R1のカバーパネルS2との接触面が流動して広がることを抑制することができる。
[その他の実施形態]
(1)上述の実施形態では、接着層誘導部RGの形成にスタンプ式ノズルを用いたが、これに限られず、例えば、他の転写装置や微小の液滴を塗布できるジェットノズルやニードルノズルを用いることができる。微小の液滴を塗布できるジェットノズルを複数備える場合には、インクジェットプリントのように、塗布したい形状に合わせて塗布パターンを形成することができる。他の転写装置としては、接着剤溜まりに転写治具を浸漬して塗布面に押し付けることにより転写するものを用いることができる。パネルの形状に応じて必要な形状の接着層誘導部RGを形成できるように、ノズルや転写治具の形状も適宜変更することができる。例えば、上述の実施形態では、カバーパネルS2の内枠Fは、矩形状で四隅に丸みがつき、断面視直角なものを例に説明したが、これに限られない。例えば、四隅に丸みが無いもの、すなわち水平視略直角なものを用いても良い。あるいは、断面視略直角ではなく、例えばR形状等の様々な形状のものを用いても良い。このような様々な内枠Fの形状に対して、塗布パターンを柔軟に変更して接着層誘導部RGを形成することで、様々な製品に対応することができ、利便性の高い装置を提供することができる。
(2)また、接着層誘導部RGを形成する材料は、接着剤に限られず、親接着剤性を有する材料であれば用いることができる。接着剤を含む親接着剤性材料の塗布厚は、数μm程度でよい。接着層R1の厚みへの影響を少なくするためには、接着層誘導部RGは薄い方が良い。例えば、接着層R1の厚さが数十〜数百μmの厚さとなる場合には、接着層R1の厚さの1/2以上〜1/5以下の厚さとすると良い。
(3)接着層誘導部RGは、接着層R1を所望の位置に誘導することができるものであれば良く、親接着剤性材料から形成されるものに限られない。例えば、パネル表面の粗さを変えることで接着層誘導部を形成しても良い。「粗さを変える」とは粗さを大きくするだけではなく、粗さを小さくして表面をより滑らかにすることを含む。粗さを大きくする場合は、接着層誘導部形成装置6として、ディスペンサ61又は62に代えて、例えばサンドブラスト、ケミカルエッチング、プラズマエッチング、レーザーアブレーション等のパネル表面に粗さを付ける手段を備えるようにすると良い。パネル表面に粗さを付けた部分が接着層誘導部RGとなり、接着層R1の四隅をカバーパネルS2の内枠Fとの接触位置まで流動させる。
また、接着層誘導部にプラズマ処理等を施すことによって、表面を改質し接着剤の流動を促しても良い。例えば、パネル表面の活性状態を変えることで接着層誘導部を形成しても良い。例えば、パネル表面を水酸(OH)基終端化することで、パネル表面の活性状態を変え、新接着剤性を得ることができる。パネルとしてシリカを原料とするガラスを用いる場合は、酸化処理を行うことで、水酸基(OH基)終端状態とすることができる。酸化処理としては、酸化プラズマ処理や薬液処理を用いることができる。
あるいは、接着剤塗布装置1において接着剤Rを液晶パネルS1に塗布し、照射ユニット13で仮硬化した後、四隅の部分を所定の力で押圧しても良い。押圧された部分が接着層誘導部RGとなり、接着層R1の四隅をカバーパネルS2の内枠Fとの接触位置まで流動させる。押圧には、例えば、液晶パネルS1と同じ大きさの矩形のプレートで、四隅の部分だけがわずかに下方に突出したものを用いて行うことができる。
(4)上述の実施形態では、液晶パネルS1及びカバーパネルS2を搬送する搬送部としてコンベア40を備えた搬送装置4の例を説明したが、これに限られない。搬送部は、例えば、図15に示すように、上下に平行に配置された二本のアーム41a,41bを備えた保持手段41を、レール42上を走行可能に配置したものとしても良い。
液晶パネルS1及びカバーパネルS2は、二本のアーム41a,41bのそれぞれに保持され、対向する形でレール上を搬送される。撮像装置5及び接着層誘導部形成装置6は、レール上の二本のアーム41a,41bの間に位置するように配置される。この場合、撮像装置5は、例えば上下両側にカメラを備えたものとすることができる。これによって、上下のパネルを同時に撮像することができる。
(5)上述の実施形態では、接着層R1の縁部の四隅に対して接着層誘導部RGの形成を行ったが、四隅のみに限られず、縁部の他の部分や、図16に示すように、縁部全体に形成しても良い。その場合、接着層誘導部形成装置6は、上述の実施形態と同様の構成とすることができるが、少量の接着剤を連続的に塗布することができるマルチノズルやニードルノズルを用いても良い。また、例えば、Rの大きな接着層R1の四隅はスタンプ用接着剤R10の塗布量を多くし、その他の直線部分とでは塗布量を少なくする等、塗布量を場所によって調整しても良い。また、接着層誘導部RGの形成は、表示装置用部材の製造装置100に液晶パネルS1を搬入する前に、予め別工程で行っても良い。
(6)表示装置用部材の製造装置100は接着剤塗布装置1、貼合装置2及び硬化装置3の前後又はその間に別の工程を行う装置を備えても良い。例えば、完成した液晶表示パネルを梱包するテーピングユニット等を備えても良い。また、接着剤の種類によって硬化処理が不要な場合や、硬化処理を別体の装置で行う場合等には、硬化装置3の無い表示装置用部材の製造装置100としても良い。
(7)上述の実施形態では、液晶パネルS1を第1のワークとし、カバーパネルS2を第2のワークとして説明したが、もちろん、カバーパネルS2を第1のワークとし、液晶パネルS1を第2のワークとしても良い。すなわち、第1の実施形態を適用する場合は、カバーパネルS2の方に接着層R1を形成し、液晶パネルS1の方に接着層誘導部RGを形成しても良い。あるいは、第2の実施形態を適用する場合は、カバーパネルS2の方に接着層誘導部RGを形成した上で、接着層R1を形成しても良い。
また、上述の実施形態では、カバーパネルS2の内枠Fの縁部に接着層誘導部RGを形成する例で説明したが、図17に示すように、内枠Fの縁部から印刷枠Pにまたがって接着層誘導部RGを形成してもよい。この場合も、接着層誘導部RGを、接着層R1が対向する液晶パネルS1と接触すべき位置に誘導されるように形成すればよい。
また、接着層R1を、液晶パネルS1とカバーパネルS2のいずれかではなく、双方に形成しても良い。また、接着層誘導部RGも、液晶パネルS1とカバーパネルS2のいずれかではなく双方に形成しても良い。すなわち、一対のワークへの接着層R1の形成及び接着層誘導部RGの形成の組み合わせは、自由に決定することができる。いずれのパターンにおいても、接着層誘導部RGは、一方のワーク上に形成された接着層R1の縁部を、他方のワークと接触すべき位置である接触位置に誘導することができる。
本来、貼り合わされる一対のワークは、接着剤Rを適切な量塗布して、貼り合わせ部分全てを接着層R1で埋めることが理想である。接着剤Rの量が少ないと、接着層R1で充填されない部分が境界線となって製品の価値を低下させるおそれがある。接着剤Rの量が多いと、接着層R1が貼り合せ部分からはみ出してしまい、表示装置用部材の組み立て性を阻害する要因となったりする。接着層R1のはみ出しがなるべく出ないように塗布量を調整しても、接着層R1の縁部には表面張力が働くため、貼り合せ部分の全てよりは概ね少ない面積しか埋めることができない。このように、ただ接着剤Rを塗布しただけでは埋められない部分、すなわち、本来は接着剤が接触すべきであるワークの部分が、接触位置である。上述の実施形態で記載した接触位置Cは、ワーク上の接着層R1が接触すべき位置全てを意味し、接着層誘導部RGを設けることで、接着層R1が埋められなかった部分も充填することができる。
また、液晶パネルS1及びカバーパネルS2はあくまで貼り合せ対象となるワークの一例であり、表示装置を構成する積層体となる部材であって、接着剤Rを面状に塗布して貼り合わせるものであれば、種類、大きさ、形状、材質等は問わない。もちろん、印刷枠の無いワークを貼り合せても良い。例えば、偏光板等を含む表示パネル、操作用のタッチパネル、表面を保護するカバーパネルS2、平板状のバックライトやバックライトの導光板等、これらの少なくとも2種を貼合して表示装置用部材Lを構成するものであればよい。表示装置としても、液晶ディスプレイ、有機ELディスプレイ等、貼り合わされる平板状のワークを有し、現在又は将来において利用可能な表示装置を広く含む。
上述したようなバリエーションの例として、図18に、印刷枠Pの無いほぼ同じ大きさの一対のパネルS11及びS12の貼り合せの様子を示す。接着層R1はパネルS11上に形成し、接着層誘導部RGは、パネルS11,S12の双方に形成した。このように、パネルS11とパネルS12の双方に接着層誘導部RGを形成すると、液晶パネルS11のみに接着層R1を形成していても、接着層R1をパネルS11とパネルS12双方の四隅に接着層R1が誘導することができる。これによって、製品の剥離をより起こりにくくすることができる。なお、図18では、わかりやすくするためにパネルS11の接着層R1と接着層誘導部RGを別々に表示しているが、実際には、接着層R1は接着層誘導部RGに誘導されて、パネルS12との貼り合せの際には一体化している。
(8)また、互いに貼り合わされる一対のワークは、1枚であっても、複数枚の積層体であってもよい。表示パネル、駆動回路、プリント基板を貼合した積層体に、さらに、タッチパネル、保護パネル又は複合パネルを貼合する等であってもよい。すなわち、表示装置用部材Lとして積層されるワークの積層数は、特定の数には限定されない。
(9)上述の実施形態では、矩形状のワークの貼り合せであったため、接着層R1を矩形状に塗布したが、ワークの形状に合わせて、接着層R1は円形状や多角形状に形成しても良い。そして、スタンプ用接着剤R10の供給位置は、接着層R1と貼り合せられるワークの形状に応じて、接着層R1と対向するワークとの間の隙間が生じないように適宜決定することができる。例えば、三角形、五角形又は六角形の接着層R1であれば、その各隅に対してスタンプ用接着剤R10を供給しても良い。また、例えば、円形状の接着層R1であれば、縁部全周に渡ってスタンプ用接着剤R10を供給しても良い。
(10)上述の実施形態では、貼合装置20のチャンバ21内部を減圧して真空下で貼り合せを行ったが、大気下で貼り合せを行っても良い。これらの場合は、密閉し減圧する空間を形成するために必要な手段を設けなくて済むので、より低コストに装置を構成でき、低コストで表示パネルを製造できる。
(11)第2の実施形態で仮硬化を行うことを説明したが、第2の実施形態に限られず、他の実施形態においても仮硬化処理を行っても良い。もちろん、いずれの実施形態でも仮硬化は必須ではなく、使用する接着剤の粘度等を考慮して適宜行うことができる。
また、上述の実施形態では、例えば図10や図13のように、サイズの小さい液晶パネルS1のほぼ全面に接着層R1を設けた例を説明したが、サイズの大きなカバーパネルS2の方に接着層R1を設ける場合は、貼り合わせる液晶パネルS1のサイズに応じた大きさの接着層R1をカバーパネルS2に面状に設けることは自明である。
1 接着剤塗布装置
2 貼合装置
3 硬化装置
4 搬送装置
5 撮像装置
6 接着層誘導部形成装置
7 制御装置
11 支持ユニット
11a ステージ
11b 駆動機構
12 塗布ユニット
13 照射ユニット
14 ディスペンサ
21 チャンバ
22 下側プレート
23 上側プレート
25 駆動機構
31 載置台
33 照射ユニット
40 コンベア
51a カメラ本体
51b レンズ鏡筒
61,62 ディスペンサ
100 表示装置用部材の製造装置
200 ローダ
300 アンローダ
S1 液晶パネル
S2 カバーパネル
C 接触位置
P 印刷枠
F 内枠
S10 積層体
L 表示装置用部材
R 接着剤
R1 接着層
R10 スタンプ用接着剤
RG 接着層誘導部
T,T10 タンク

Claims (14)

  1. 表示装置を構成する一対のワークが接着剤を介して貼り合わされた表示装置用部材の製造装置であって、
    前記一対のワークの少なくとも一方に前記接着剤を面状に塗布して接着層を形成する塗布装置と、
    前記一対のワークの少なくとも一方に接着層誘導部を形成する接着層誘導部形成装置と、
    一方のワークに形成された前記接着層を他方のワークに接触させることで前記一対のワークを貼り合わせる貼合装置と、を備え、
    前記接着層誘導部は、前記貼合装置において一方のワークに形成された前記接着層の縁部の少なくとも一部を、他方のワークとの接触位置に誘導することを特徴とする表示装置用部材の製造装置。
  2. 前記一対のワークを撮像する撮像装置を更に備え、
    前記接着層誘導部形成装置は、前記撮像装置が撮像した前記一対のワークの画像に基づいて前記一対のワークの少なくとも一方に対して前記接着層誘導部を形成することを特徴とする請求項1に記載の表示装置用部材の製造装置。
  3. 前記一対のワークを、前記塗布装置と前記貼合装置との間で搬送する搬送装置を更に備え、前記撮像装置及び前記接着層誘導部形成装置は、当該搬送装置に隣接して設けられ、
    前記貼合装置は、前記撮像装置が撮像した前記一対のワークの画像に基づいて、前記一対のワークの位置合わせを行うことを特徴とする請求項2に記載の表示装置用部材の製造装置。
  4. 前記接着層誘導部形成装置は、前記塗布装置の前段に設けられ、前記接着層の形成前に、前記接着剤が塗布されるワークに前記接着層誘導部を形成することを特徴とする請求項1記載の表示装置用部材の製造装置。
  5. 前記塗布装置の後段に設けられ、エネルギーを照射することにより接着剤を仮硬化させる照射装置を更に備え、
    前記照射装置は、前記接着層誘導部と前記接着層が形成されたワークに前記エネルギーを照射することを特徴とする請求項4記載の表示装置用部材の製造装置。
  6. 前記接着層誘導部は、親接着剤性材料により形成されることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の表示装置用部材の製造装置。
  7. 前記接着層誘導部は、前記接着層を形成する接着剤と同じ接着剤により形成されることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の表示装置用部材の製造装置。
  8. 前記接着層誘導部は、前記接着層を形成する接着剤よりも粘度の低い接着剤により形成されることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の表示装置用部材の製造装置。
  9. 前記接着層誘導部形成装置は、接着剤を塗布面に押し付けて転写する転写装置を備えることを特徴とする請求項1〜8のいずれか一項に記載の表示装置用部材の製造装置。
  10. 前記接着層誘導部形成装置は、ワーク表面の粗さを変えることにより接着層誘導部を形成することを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の表示装置用部材の製造装置。
  11. 前記接着層誘導部形成装置は、ワーク表面の活性状態を変えることにより接着層誘導部を形成することを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の表示装置用部材の製造装置。
  12. 前記一対のワークは、第1のワーク及び第2のワークを有し、
    前記第2のワークの面上には、多角形状の内枠が形成され、
    前記塗布装置は、前記第1のワーク上に、前記内枠と相似形及び同じ大きさの前記接着層を形成し、
    前記貼合装置において、前記接着層が前記内枠内に入るように前記一対のワークは貼り合わせされ、
    前記接着層誘導部形成装置は、前記第2のワークの前記内枠の縁部の少なくとも一部に接着層誘導部を形成し、前記接着層誘導部は、貼り合せ時において前記接着層の縁部の少なくとも一部を前記内枠の縁部に到達するように誘導することを特徴とする請求項1〜11のいずれか一項に記載の表示装置用部材の製造装置。
  13. 前記一対のワークは、第1のワーク及び第2のワークを有し、
    前記第2のワークの面上には、多角形状の内枠が形成され、
    前記塗布装置は、前記第1のワーク上に、前記内枠と相似形及び同じ大きさの前記接着層を形成し、当該接着層の各隅は塗布後曲面形状となるものであり、
    前記貼合装置において、前記接着層が前記内枠内に入るように前記一対のワークは貼り合わせされ、
    前記接着層誘導部形成装置は、前記第2のワークの前記内枠の各隅に接着層誘導部を形成し、前記接着層誘導部は、貼り合せ時において前記接着層の各隅を前記内枠の各隅に到達するように誘導することを特徴とする請求項12に記載の表示装置用部材の製造装置。
  14. 表示装置を構成する一対のワークが接着剤を介して貼り合わされた表示装置用部材の製造方法であって、
    前記一対のワークの少なくとも一方に前記接着剤を面状に塗布して接着層を形成する塗布処理と、
    前記一対のワークの少なくとも一方に接着層誘導部を形成する接着層誘導部形成処理と、
    一方のワークに形成された前記接着層を他方のワークに接触させることで前記一対のワークを貼り合わせる貼合処理と、を有し、
    前記接着層誘導部は、前記貼合処理において一方のワークに形成された前記接着層の縁部の少なくとも一部を、他方のワークとの接触位置に誘導することを特徴とする表示装置用部材の製造方法。
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