JP2016065910A - 基板の貼合装置及び貼合方法並びに画像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】第１の基板と第２の基板とを貼合する際に、第２の基板の非貼合面に押圧手段を容易に配置することできる基板の貼合装置及び貼合方法並びに画像表示装置を提供する。
【解決手段】貼合装置１０は、液晶パネル１０６を付勢力によって湾曲させることにより、液晶パネル１０６の貼合面を窓ガラス１０２に対して凸状に湾曲させる湾曲手段２４と、湾曲手段２４の付勢力に抗して液晶パネル１０６の一端を窓ガラス１０２に向けて押圧し、一端から一端に対向する他端に向けて移動されることにより、移動方向に存在する液晶パネル１０６の湾曲を付勢力に抗して平坦に矯正させながら、液晶パネル１０６の貼合面の一端から他端に向けて窓ガラス１０２に順次貼合するローラ１６と、ローラ１６を支持し、かつ窓ガラス１０２に非接触チャック５４から気体を吹き付けることにより発生する負圧により非接触状態で窓ガラス１０２に取り付けられた支持部１８と、を備えている。
【選択図】図５

Description

本発明は、基板の貼合装置及び貼合方法並びに画像表示装置に関する。

近年、建築物の窓ガラス（第１の基板）に、粘着層を介して液晶パネル（第２の基板：画像表示パネル）を貼合することにより、現場にてデジタルサイネージ（画像表示装置）を組み立てることが検討されている。このデジタルサイネージによれば、通行人は、店舗、オフィスの外部から窓ガラスを介して液晶パネルの表示内容を確認できるため、看板、広告等として有効利用することができる。

ところで、上記形態のデジタルサイネージでは、貼合時に、窓ガラスと液晶パネルとの間の粘着層界面に気泡を巻き込むと、画質に影響を与えるため、気泡を巻き込むことなく貼合を行うことが望まれている。

特許文献１には、水平状態に保持したタッチパネル（液晶パネルともいう。）の上面に、カバーガラスを貼合する貼合装置が開示されている。

特許文献１の貼合装置による貼合方法は、まず、水平方向に設置された平面吸着テーブルの上面に液晶パネルを吸着保持するとともに、粘着層を備えたカバーガラスの両端部を保持部によってそれぞれ保持する。次に、双方の保持部の高さを相対的に変えることにより、カバーガラスを片持ち曲げ方式で曲げて保持する。次に、液晶パネルにカバーガラスを貼合すべく、回転ローラを介して一定の圧力（押圧力）をカバーガラスに付与し、カバーガラスの一端を液晶パネルに貼合する。この後、回転ローラの圧力を保持した状態で、回転ローラをカバーガラスの他端に向けて移動しつつ、他端側の保持部を下方に移動してカバーガラスの他端の曲がりを徐々に水平に戻しながら、カバーガラスの全面を液晶パネルに貼合していく。

特開２０１３−８００４６号公報

特許文献１の貼合装置は、ガラス製の基板同士を貼合する装置ではあるが、既設の窓ガラスに液晶パネルを、気泡を巻き込むことなく貼合する装置ではない。すなわち、窓ガラスが設置されている施工現場にて、液晶パネルを窓ガラスに貼合する装置ではない。

また、窓ガラスに液晶パネルを貼合する、いわゆる現場貼合の場合には、特許文献１に示されるように、装置天井部に配置されたローラ駆動手段により、押圧手段である回転ローラを駆動することは困難である。つまり、液晶パネルの非貼合面側に回転ローラを配置することが困難な現場貼合の場合には、液晶パネルを窓ガラスに容易に貼合することができない。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、第１の基板と第２の基板とを貼合する際に、第２の基板の非貼合面側に押圧手段を容易に配置することができる基板の貼合装置及び貼合方法並びに画像表示装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様の基板の貼合装置は、床面に対して鉛直方向又は鉛直方向から傾斜して設けられ、支持体に連結された第１の基板に粘着層を介して第２の基板を貼合する貼合装置において、前記第２の基板の貼合面を前記第１の基板に対して凸状に湾曲させる湾曲手段と、前記第２の基板を前記第１の基板に向けて押圧し、前記湾曲手段により湾曲している前記第２の基板を平坦に矯正させながら前記第２の基板の一端から他端へ移動する押圧手段と、前記押圧手段を支持し、かつ前記第１の基板又は前記支持体に気体を吹き付けることにより発生する負圧により非接触状態で前記第１の基板又は前記支持体に取り付けられる機構を有する支持手段と、を備えたことを特徴とする。

本発明の一態様の基板の貼合方法は、床面に対して鉛直方向又は鉛直方向から傾斜して設けられ、支持体に連結された第１の基板に粘着層を介して第２の基板を貼合する貼合方法において、前記第２の基板の貼合面を前記第１の基板に対して凸状に湾曲させる湾曲工程と、前記第２の基板の一端を押圧手段によって前記第１の基板に向けて押圧し、前記一端から該一端に対向する他端に向けて前記押圧手段を移動させることにより、移動方向に存在する前記第２の基板の湾曲を平坦に矯正させながら、前記第２の基板の貼合面の一端から他端に向けて前記第１の基板に順次貼合する貼合工程と、を有し、前記貼合工程において、前記押圧手段は、前記第１の基板又は前記支持体に気体を吹き付けることにより発生する負圧により非接触状態で前記第１の基板又は前記支持体に取り付けられる機構を有する支持手段により支持され、前記支持手段を、非接触状態で前記第２の基板の貼合面の前記一端から前記他端に向けて前記第1の基板又は前記支持体の表面に沿って、移動させることを特徴とする。

本発明の貼合方法及び貼合装置によれば、押圧手段を支持する支持手段を、第１の基板に気体を吹き付けることにより発生する負圧により非接触状態で第１の基板に取り付けることで、第２の基板の非貼合面側に押圧手段を容易に配置することができる。また、押圧手段を支持する支持手段と第１の基板との間には摩擦がほとんどないので、支持手段を容易に移動させることができる。

以上説明したように本発明の貼合方法及び貼合装置によれば、第２の基板の非貼合面に押圧手段を容易に配置することができ、また押圧手段を支持する支持手段と第１の基板又は支持体との間には摩擦がほとんどなく、支持手段を容易に移動させることができる。したがって、本発明の貼合方法及び貼合装置は、例えば建築物の窓ガラスにデジタルサイネージ用の画像表示パネルを貼合する現場貼合において特に有効である。

画像表示装置の縦断面図 図１のＡ部の拡大断面図 （Ａ）は貼合装置の正面図、（Ｂ）は貼合装置の側面図 板状部材の説明図 可撓性ローラによる貼合荷重分布の説明図 図３（Ａ）のＣ−Ｃ´線からみた矢視図 可撓性ローラによる貼合状況を示した要部側面図 湾曲手段の説明図 現場貼合における貼合装置の組み立て手順を示した説明図 現場貼合における貼合装置の組み立て手順を示した説明図 貼合時のスポンジ部材の説明図 現場貼合における貼合装置の組み立て手順を示した説明図 現場貼合における貼合装置の組み立て完成図 現場貼合における貼合工程を時系列的に示した説明図

以下、添付図面に従って本発明に係る基板の貼合方法及び貼合装置並びに画像表示装置の好ましい実施形態について説明する。

まず、実施形態の基板の貼合装置及び貼合方法によって貼合されて組み立てられた画像表示装置について説明する。

図１は、画像表示装置１００の縦断面図、図２は、図１のＡ部の拡大断面図である。

〈画像表示装置１００〉
本実施形態の画像表示装置１００は、第１の基板である窓ガラス１０２、第１の粘着層１１４、透明面材であるガラス板１１０、第２の粘着層１１６、及び第２の基板である液晶パネル１０６の順で積層して構成される。以下、各部材について説明する。

第１の基板としては、透明部材を例示できる。例えば店舗、オフィス等に用いられる既設の透明部材が挙げられる。透明部材としては、ガラス、アクリルなどの樹脂または、ガラスと樹脂の積層体等が挙げられる。

（透明面材）
透明面材は、後述する液晶パネル１０６を窓ガラス１０２に貼合する際に、液晶パネル１０６と窓ガラス１０２との間に介在される板状体である。透明面材の例として、ガラス板、樹脂板等が挙げられる。液晶パネル１０６からの射出光や反射光に対して透明性が高い点はもちろん、耐光性、低複屈折性、高い平面精度、耐表面擦傷性、高い機械的強度を有する観点から、透明面材としてガラス板を用いることが最も好ましい。透明面材として、第１の粘着層１１４及び第２の粘着層１１６を構成する光硬化性樹脂組成物を硬化させる光に対して高い透過率を有する観点でも、ガラス板の使用が好ましい。

ガラス板の例として、ソーダライムガラス等のガラス材料が挙げられる。また、樹脂板の例としては、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート等の透明性の高い樹脂材料が挙げられる。

透明面材の形状は、貼合対象である液晶パネル１０６の平面形状に合わせて決定すればよく、一例として矩形である。透明面材の厚さは、機械的強度、透明性等の点から、ガラス板であれば、０．２〜２．０ｍｍ程度が好ましい。観察者に表示画像の奥行き感を強く感じさせないためには、透明面材の厚さは０．２〜１．１ｍｍ程度がより好ましい。樹脂板であれば、透明面材の厚さは０．１〜１．０ｍｍ程度が好ましい。

（遮光部）
透明面材は、周端部に遮光部を有することが好ましい。遮光部を備えることで、液晶パネル１０６を窓ガラス１０２に貼合した際に、液晶パネル１０６に接続されたフレキシブルプリント配線板等の配線部材を隠すことができる。透明面材がガラス板の場合、黒色顔料を含むセラミック印刷等の印刷法を用いて遮光部を形成することが、遮光性が高く好ましい。なお、遮光部は、種々の薄膜形成法を用いて形成できる。

（粘着層）
粘着層は、液状の光硬化性樹脂組成物を硬化させた透明樹脂から構成されている。粘着層の原料となる光硬化性樹脂組成物は、光硬化性を有する硬化性化合物、光重合開始剤、及び、必要に応じて非硬化性オリゴマーを含む液状の組成物が好ましい。非硬化性オリゴマーは、光硬化性樹脂組成物の硬化時に組成物中の硬化性化合物と硬化反応を生じない水酸基を有するオリゴマーが好ましい。第１の粘着層１１４および第２の粘着層１１６の透明樹脂は同一でも異なってもよい。

粘着層の厚さは、０．１〜２．０ｍｍ程度が好ましく、０．２〜０．８ｍｍ程度がより好ましい。第１の粘着層１１４および第２の粘着層１１６の厚は同一でもよく異なってもよい。

第１の粘着層１１４と第２の粘着層１１６との面積は、透明面材の大きさに応じて調整される。第１の粘着層１１４および第２の粘着層１１６の面積は、同一でもよく異なってもよい。面積が異なる場合の例としては、ガラス板１１０の第２の面１１０ｂに遮光部１１２を有する場合に、第１の粘着層１１４がガラス板１１０の第１の面１１０ａの全域に設けられているのに対し、第２の粘着層１１６がガラス板１１０の第２の面１１０ｂの一部の領域に設けられている。これにより、ガラス板１１０の第２の面１１０ｂは、第２の粘着層１１６が設けられた領域と、第２の粘着層１１６が設けられていない領域と、を有する。

第２の基板としては、例えば、液晶ディスプレイパネル（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ：Plasma Display Panel）、有機ＥＬディスプレイパネル（ＯＥＬＤ：Organic Electro Luminescence Display）等の画像表示パネルを挙げることができる。

図２に示すように、液晶表示ユニットは、液晶パネル１０６と、一対の偏光板１２２、１２４と、バックライト１２６と、フレーム１２８と、ケース１３０と、を備える。液晶パネル１０６は、一対のガラス基板１３２、１３４と、これらガラス基板１３２、１３４の間に封入された液晶（不図示）と、を備える。一対のガラス基板１３２、１３４は、薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor）を備えたＴＦＴ素子基板と、カラーフィルターを備えたカラーフィルター基板と、から構成される。

バックライト１２６は、発光ダイオード等の発光素子１３６と、導光板１３８と、プリズムシート（不図示）と、光拡散シート等の複数の光学フィルム１４０と、ミラー１４２と、を備える。発光素子１３６から射出された光は、導光板１３８に入射して内部を導光する間にミラー１４２で反射し、複数の光学フィルム１４０を介して液晶パネル１０６に向けて射出される。複数の光学フィルム１４０は、導光板１３８から射出された光の強度を均一化する機能を有する。そのため、複数の光学フィルム１４０と液晶パネル１０６とは、間隔をおいて配置されている。

液晶パネル１０６は、粘着層または粘着層とガラス板１１０を介して窓ガラス１０２に支持される。液晶パネル１０６とバックライト１２６とは独立しているため、バックライト１２６は、液晶パネル１０６とは別に窓ガラス１０２に支持される。

バックライト１２６は、断面がＬ字状のアングル１４４を介して窓ガラス１０２に支持される。図１では、アングル１４４は、ガラス板１１０の第２の面１１０ｂ上の遮光部１１２に両面粘着テープ１４６によって固定されている。すなわち、バックライト１２６はフレーム１２８に固定され、フレーム１２８はケース１３０に固定され、ケース１３０は、ボルト１４８によってアングル１４４に固定され、アングル１４４が遮光部１１２に固定されている。これにより、バックライト１２６は、ガラス板１１０を介して窓ガラス１０２に支持される。

《本発明の基板の貼合装置及び貼合方法》
次に、本発明の基板の貼合装置及び貼合方法について説明する。

本発明は、第１の基板に粘着剤を介して第２の基板を貼合する基板の貼合方法及び貼合装置である。第１の基板及び第２の基板は、上述した基板を用いることが好ましい。

本発明の基板の貼合装置及び貼合方法は、第１の基板が鉛直方向又は鉛直方向から傾斜した状態に適用することができる。また、第２の基板の形状は限定されず、円形、矩形または正方形等とできる。第２の基板が、矩形の場合には、矩形の縦横の比は特に限定されず、縦長または横長でもよい。

実施形態では、図１〜図２に基づき、建築物の壁（支持体）に連結された既設の窓ガラス（第１の基板）１０２に粘着層とガラス板１１０とを介して液晶パネル（第２の基板）１０６を貼合して、窓ガラス１０２、第１の粘着層１１４、ガラス板１１０、第２の粘着層１１６および、液晶パネル１０６の順で有する画像表示装置１００を製造する一例で説明する。また、窓ガラス１０２は鉛直方向に配置されているものとする。また、貼合される液晶パネル１０６の画面サイズは、一例として４２インチである。なお、液晶パネル１０６を窓ガラス１０２に粘着層を介して直接貼合してもよいため、実施形態では、粘着層付きガラス板１１０を省略した貼合方法について説明する。

〔貼合装置１０〕
図３（Ａ）は、実施形態の貼合装置１０を用いて矩形状の液晶パネル１０６を、窓枠（図示せず）に固定された窓ガラス１０２に貼合するために、貼合装置１０を着脱自在に支持させた正面図であり、図３（Ｂ）は図３（Ａ）の側面図である。

図３（Ａ）、（Ｂ）に示すように、貼合装置１０は、湾曲手段２４、押圧手段であるローラ１６、および押圧手段を支持する部材と連結している支持手段である非接触チャック５４を備えて構成される。本実施形態の貼合装置１０では、任意構成である、ローラ１６に貼合荷重を付与する伸縮性の貼合荷重調整機構部２０を備えた押圧部２２、第２の基板を吸着する板状部材１２、および板状部材を支持するハンガーユニット１４を備えた形態として説明する。

〈板状部材〉
板状部材は、矩形状の液晶パネル１０６の裏面（非貼合面）を吸着保持する平坦な部材である。板状部材は、可撓性を有することが好ましい。実施形態においては、板状部材が、可撓性板状部材１２である例について説明する。実施形態においては、板状部材は、液晶パネル１０６の面積サイズよりも大きな面積サイズに構成される。液晶パネル１０６を保持する板状部材の保持構造として、実施形態では、吸着保持の例について以下に説明する。

図４は、可撓性板状部材１２の縦断面図である。

図４の如く、可撓性板状部材１２は、矩形状の可撓板２６、可撓板２６の周面部に貼り合わされた額縁状の独立気泡のスポンジ部材２８、及びスポンジ部材２８の内周側の可撓板２６に貼り合わされた矩形状の多孔性シート３０によって構成される。

額縁状のスポンジ部材２８と多孔性シート３０との間は額縁状の隙間３２が形成される。スポンジ部材２８及び多孔性シート３０は、可撓板２６に接着剤（又は両面接着テープ）３４を用いて貼り付けられる。

可撓板２６の内部には、一端が隙間３２に連通され、他端が複数の吸引ポート３６（図３（Ａ）参照）に連通される吸引路３５が備えられる。吸引ポート３６は、可撓板２６の両端部（液晶パネル１０６を吸着しない部分）に複数備えられ、これらの吸引ポート３６は、吸引ホース３８を介して真空ポンプ４０に接続される。

図４に戻り、可撓性板状部材１２によって液晶パネル１０６を吸着保持する場合には、液晶パネル１０６の周面をスポンジ部材２８に載置して、額縁状の隙間３２の上面を液晶パネル１０６によって閉塞する。この状態で、真空ポンプ４０を駆動すると、吸引ホース３８、吸引ポート３６、吸引路３５、及び隙間３２を介して空気が吸引される。これによって多孔性シート３０の吸着面３０Ａに吸着力が発生するので、吸着面３０Ａに液晶パネル１０６が吸着保持される。

多孔性シート３０の厚さは２ｍｍ以下であることが好ましく、１ｍｍ以下（例えば０．５ｍｍ）であることがより好ましい。また、スポンジ部材２８の厚さは多孔性シート３０の厚さよりも厚くして、液晶パネル１０６を吸着保持した際に弾性変形して多孔性シート３０の厚さまで弾性変形することが好ましい。これにより、隙間３２を確実に閉空間とすることができるので、液晶パネル１０６を吸着保持する吸着力が増大する。

多孔性３０シートは導電性を有することが好ましい。これにより、後述する粘着層の面に貼り付けられた剥離シートを剥離する際や、貼合後に可撓性板状部材１２と液晶パネル１０６とを取り外す際等において、静電気の発生を抑えることができる。

また、可撓板２６は、適度な可撓性が必要であり、例えば厚さが２ｍｍ以上３ｍｍ以下の塩化ビニル樹脂板が好適である。この場合、一枚の塩化ビニル樹脂板でもよいが、図４のように、厚さが２ｍｍの塩化ビニル樹脂板２６Ａと厚さが０．５ｍｍの塩化ビニル樹脂板２６Ｂとを接着剤（あるいは両面接着テープ）４２で貼り合わせて構成することもできる。可撓板２６の多孔性シート３０を貼り合わせた面の反対側の面に導電性シート（図示しない）を貼り合わせることが好ましい。これにより、貼合時等において、静電気の発生を抑えることができる。

〈ハンガーユニット１４〉
図３に示すハンガーユニット１４は、液晶パネル１０６を吸着保持した可撓性板状部材１２を吊り下げ支持する冶具である。また、ハンガーユニット１４は、窓ガラス１０２の貼合位置に対し所定の貼合隙間を介して、液晶パネル１０６を正対させた状態で、可撓性板状部材１２の矢印Ｄで示す鉛直方向の位置、矢印Ｅで示す水平方向の位置、及び傾きを調整する冶具であることが好ましい。実施形態では、ハンガーユニット１４が、水平方向と鉛直方向の位置、及び傾きを調整する冶具として説明する。

図３（Ａ）の如く、ハンガーユニット１４は、鉛直方向に設置された窓ガラス１０２の面に沿って、可撓性板状部材１２の水平方向の位置を調整する水平方向位置調整部４４、及び窓ガラス１０２の面に沿って、可撓性板状部材１２の鉛直方向の位置を調整する鉛直方向位置調整部４６を備える。また、ハンガーユニット１４は、一対のハンド吸着盤４８を備えている。これらのハンド吸着盤４８を、窓ガラス１０２に吸着させることにより、ハンガーユニット１４が窓ガラス１０２に着脱自在に支持される。なお、ハンド吸着盤４８に代えて、真空ポンプ（図示せず）に連結した吸着盤も使用可能であるが、現場貼合の場合にはハンドリング性のよいハンド吸着盤４８が好ましい。ハンド吸着盤４８としては、シンワ測定株式会社製の許容荷重が２５ｋｇｆ／１個のものを好適に使用することができる。また、ハンド吸着盤４８の吸着位置は、窓ガラス１０２に限定されるものではなく、窓ガラス１０２と連結された建築物の壁（支持体）に吸着してもよい。

（水平方向位置調整部４４）
水平方向位置調整部４４は、レール状部材４４Ａに２台のリニアスライダ４４Ｂ、４４Ｂが、レール状部材４４Ａの長手方向に沿ってスライド自在に支持されることにより構成される。２台のリニアスライダ４４Ｂ、４４Ｂにそれぞれハンド吸着盤４８が設けられる。

（鉛直方向位置調整部４６）
鉛直方向位置調整部４６は、一対のターンバックル５０、５０によって構成される。一対のターンバックル５０、５０は、その上端がレール状部材４４Ａの両端部に取り付けられることにより、レール状部材４４Ａに吊設される。

（ハンガーユニット１４の作用）
ハンガーユニット１４を使用する場合には、まず、レール状部材４４Ａの長手方向が水平方向を向くように２台のハンド吸着盤４８を窓ガラス１０２の面に吸着させる。ハンド吸着盤４８の吸着位置は、液晶パネル１０６の所望の貼合位置に対応した大まかな位置である。そして、一対のターンバックル５０、５０の下端に設けたフック５０Ａに、可撓性板状部材１２の上端に取り付けられたリング１２Ａを着脱自在に係合させる。これにより、液晶パネル１０６を吸着保持した可撓性板状部材１２が、ハンガーユニット１４に吊り下げ支持される。そして、作業者は、レール状部材４４Ａを水平方向に移動させる作業、及び一対のターンバックル５０、５０の鉛直方向の長さを個別に調整する作業を行う。これにより、窓ガラス１０２に対する液晶パネル１０６の貼合位置を所望の位置に容易に調整することができる。ターンバックル５０、５０の長さを同じだけ伸ばすと液晶パネル１０６の位置は鉛直方向に下降し、同じだけ縮めると鉛直方向に上昇し、鉛直方向の位置を調整できる。ターンバックル５０、５０の一方を伸ばし他方を縮めると傾きを調整することができる。

なお、水平方向位置調整部４４、及び鉛直方向位置と傾き調整部４６の構成は、上記の例に限定されるものではなく、液晶パネル１０６の水平方向の位置及び鉛直方向の位置を調整可能な機能を有するものであれば適用できる。

〈ローラ１６〉
ローラ１６は、液晶パネル１０６の幅と同等かそれ以上の軸長を有している。また、ローラ１６は、可撓性板状部材１２の背面から窓ガラス１０２に向けて可撓性板状部材１２を押圧し、可撓性板状部材１２に貼合荷重を付与する。更に、ローラ１６は、液晶パネル１０６の上端である貼合開始端（一端）から、液晶パネル１０６の下端である貼合終了端（一端に対向する他端）へ下方に向けて、作業者によって移動される。この動作によって、窓ガラス１０２に液晶パネル１０６が貼合される。なお、前記貼合荷重は、後述する押圧部２２からローラ１６を介して可撓性板状部材１２に付与されるものである。

図５は、ローラ１６によって、液晶パネル１０６が窓ガラス１０２に貼合されている時の貼合荷重分布Ｐを示した説明である。図５の符号５２は粘着層である。なお、図５は窓ガラス１０２に粘着層５２を設けた場合であるが、液晶パネル１０６に粘着層５２を設けた場合も同様である。また、図５では、図面の煩雑さを避けるため、可撓性板状部材１２の図示を省略している。

窓ガラス１０２と液晶パネル１０６との間の粘着剤界面に気泡が入り込まないように貼合するためには、貼合荷重分布Ｐの幅Ｗを可能な限り狭くするとともに、分布中央部Ｑの貼合荷重が可能な限り大きくなるようにすることが好ましい。換言すると、ローラ１６がヘルツ接触（線接触）した状態で貼合荷重を液晶パネル１０６に付与することが好ましい。

このため、ローラ１６は、ローラ表面が硬く且つローラ直径が細い方が貼合荷重を線接触状態で付加させ易くなるので好ましいが、気泡の巻き込みを抑制するためにローラ１６は、窓ガラス１０２の反りに追従するように可撓性を有することが好ましい。この条件を満足するローラ１６としては、例えば直径１０〜３０ｍｍ（例えば２０ｍｍ）、肉厚が０．３〜３．０ｍｍ（例えば１ｍｍ）のステンレス製又はアルミニウム製の円筒管を好適に使用することができる。この場合、ローラ表面に薄膜状にゴム等の弾性部材を被服させてもよい。

また、粘着層５２の層厚が厚く、粘着層５２の弾性率が大きく、かつ粘着層５２が貼合荷重によって弾性変形し易い方が窓ガラス１０２と液晶パネル１０６との間の粘着剤界面に気泡が入り込み難い。このため、粘着層５２の厚さは、０．１〜２．０ｍｍ程度に設定され、好ましくは０．２〜０．８ｍｍ程度に設定されている。粘着層５２の厚さが０．１ｍｍ以上であれば、外力による衝撃等を粘着層が効果的に緩衝し、画像表示パネルを保護できる。また、窓ガラス１０２と液晶パネル１０６との間に粘着層５２の厚さを超えない異物が混入しても、粘着層５２の厚さが大きく変化することがなく、光透過性能への影響が少ない。粘着層５２の厚さが２．０ｍｍ以下であれば、画像表示パネルの厚さが不要に厚くならない。

また、粘着層５２のせん断弾性率は、１０^２〜１０^５Ｐａの範囲にあることが好ましく、１０^３〜１０^４Ｐａの範囲にあることがより好ましい。

〈支持部１８〉
図３に戻り、支持部１８は、貼合荷重調整機構部２０等を有する押圧部２２及びローラ１６を支持し、窓ガラス１０２に気体を吹き付けることにより発生する負圧により非接触状態で窓ガラス１０２、又は窓ガラス１０２と連結された支持体（不図示）に取り付けられる部材である。

本実施の形態では、２個の支持部１８は可撓性板状部材１２の外側に配置されている。各支持部１８は、２個の非接触チャック５４、各非接触チャック５４に取り付けられた取り付け軸５６、及び２個の取り付け軸５６を連結する連結部５８から構成されている。非接触チャック５４は、各支持部１８に対して２個に取り付けられているが、その数は限定されない。また、支持部１８は可撓性板状部材１２の両側に配置されているが、片側だけに配置することができる。

非接触チャック５４として、いわゆるベルヌーイチャックが使用される。ここで、ベルヌーイチャックとは、気体を基板（例えば、窓ガラス１０２）に吹き付けつけ、基板とチャックとの隙間を高速の気体を流すことで負圧を発生させて、基板とチャックとの間に気体を介して、基板とチャックとを非接触状態で保持するチャックをいう。ベルヌーイチャックには、気体を基板に吹き付ける際に、気体を旋回させて、旋回流を発生させてより大きな負圧を発生させて、基板とチャックとを非接触状態で保持するチャック（サイクロン方式）も含まれる。非接触チャック５４としては、例えば、ＳＭＣ株式会社製の許容荷重４ｋｇｆ／１個のＸＴ６６１−１０Ａ−Ｒを好適に使用することができる。

図６は、図３（Ａ）のＣ−Ｃ’線からみた矢視図であり、ローラ１６による貼合状況を示す説明図である。図７は、ローラ１６による貼合状況を示した要部側面図である。

〈押圧部２２〉
図６、図７に示すように、押圧部２２は、ローラ１６の軸方向に平行に配置された角材のローラ操作バー６０、及びローラ操作バー６０の軸方向に沿って設けられた貼合荷重調整機構部２０によって構成される。ローラ操作バー６０を、支持部１８の連結部５８に固定することにより、ローラ操作バー６０を支持部１８により支持することができる。

〈貼合荷重調整機構部２０〉
図６に示すように、貼合荷重調整機構部２０は、ローラ１６の軸方向の中央位置、両端位置、及び中央位置と両端位置との中間位置の５か所に設けられる。貼合荷重調整機構部２０は、ローラ１６に貼合荷重（押圧力）を矢印Ｆで示す方向に付与する。

貼合荷重調整機構部２０は、一対のスライダ７４、ブラケット７６、スプリング７８、及び一対のバックアップローラ８０から構成される。

スライダ７４は、ローラ操作バー６０の窓ガラス１０２に対向する面から窓ガラス１０２の面に対して直交方向に突没自在に設けられ、この２本のスライダ７４の先端にブラケット７６が固定される。貼合荷重調整機構部２０は、回転支持ピン８３等によってローラ操作バー６０に接続され、首振りが可能となっていることが好ましい。ローラ１６が窓ガラス１０２の反りに追従して変形する際に、一対のバックアップローラ８０をローラ１６に密着させることができ、精度よく窓ガラス１０２の反りに追従することができる。

スプリング７８は、ローラ操作バー６０とブラケット７６との間に介在され、スプリング７８の付勢力によってブラケット７６が窓ガラス１０２に向けて付勢されている。

一対のバックアップローラ８０は、軸８０Ａを介してブラケット７６に回動自在に支持され、同方向に回転されるローラ１６に転接されてローラ１６の回転を支持する。一対のバックアップローラ８０は、クラウン形状であることが好ましい。バックアップローラ８０がクラウン形状であれば、ローラ１６が窓ガラス１０２の反りにさらに精度よく追従できる。

また、両端に位置する一対のバックアップローラ８０の端は、液晶パネル１０６の端よりはみ出ていることが好ましい。これにより、液晶パネル１０６の端にまで十分な貼合圧力を加えることができる。

ローラ１６は、図６の如く、ブラケット６８から突設されたピン８２が内部に挿入されることにより、ローラ操作バー６０からの脱落が防止されている。

貼合荷重調整機構部２０によれば、支持部１８を窓ガラス１０２に非接触状態で取り付ける前には、ローラ１６にはスプリング７８が伸長する方向に力が付与される。支持部１８が窓ガラス１０２に非接触状態で取り付けられると、ローラ１６が可撓性板状部材１２を押圧し、その反力によってスプリング７８が収縮し、スプリング７８に付勢力が発生する。この付勢力がローラ１６に付与される貼合荷重となる。

〈湾曲手段２４〉
湾曲手段２４は、液晶パネル１０６とともに可撓性板状部材１２を、その上端部から下端部にかけて、窓ガラス１０２から退避する方向に円弧状に湾曲させる冶具である。これにより、可撓性板状部材１２に吸着保持された液晶パネル１０６を、窓ガラス１０２に対して凸状に湾曲させることができる。

（湾曲手段２４の形態）
図８（Ａ）、（Ｂ）に示した貼合状況を示す説明図の如く、２形態の湾曲手段２４が示されている。

湾曲手段２４は、可撓性板状部材１２の下端部であって可撓性板状部材１２の幅方向の少なくとも２か所に着脱自在に設けられる。なお、図３（Ａ）では、４か所に湾曲手段２４が備えられている。

図８（Ａ）の湾曲手段２４は、可撓性板状部材１２の下端部を、スプリング２４Ｄの付勢力によって窓ガラス１０２から退避する方向に押し上げる押上方式である。この湾曲手段２４は、可撓性板状部材１２の下端部にプレート２４Ａが着脱自在に固定され、このプレート２４Ａの開口部（不図示）に棒状のプッシャ２４Ｂが挿抜自在に取り付けられている。プッシャ２４Ｂの先端部には、窓ガラス１０２に当接される弾性体２４Ｃが取り付けられ、スプリング２４Ｄは、プレート２４Ａと弾性体２４Ｃとの間に介在され、スプリング２４Ｄにプッシャ２４Ｂが挿通されている。

図８（Ｂ）の湾曲手段２４は、可撓性板状部材１２の下端部を窓ガラス１０２から退避する方向に、ウエイト部材２４Ｅの自重によって牽引する牽引方式である。この湾曲手段２４は、プレート２４Ａに牽引ロープ２４Ｆを介してウエイト部材２４Ｅを吊り下げて構成される。また、ウエイト部材２４Ｅの自重をプレート２４Ａに水平方向に付与するために、牽引ロープ２４Ｆはプーリ２４Ｇに巻き掛けられている。

これらの湾曲手段２４によれば、液晶パネル１０６とともに可撓性板状部材１２をその上端部から下端部にかけて、窓ガラス１０２から退避する方向に円弧状に湾曲させることができる。また、ローラ１６によって可撓性板状部材１２を窓ガラス１０２側に押圧した場合であっても、スプリング２４Ｄの付勢力によって、ローラ１６による貼合中の位置よりも下流側の可撓性板状部材１２を貼合進行方向に沿って上向きに湾曲させることができる。したがって、貼合中の位置より下流側の液晶パネル１０６が窓ガラス１０２に先貼りされるのを確実に防止できる。

可撓性板状部材１２に対するプレート２４Ａの固定形態は、特に限定されないが、例えばクランプ方式やハンド吸着盤方式等を採用することにより可撓性板状部材１２に対して着脱自在に取り付けることができる。

（粘着層５２）
図５に示した粘着層５２は、窓ガラス１０２、及び液晶パネル１０６のいずれに設けられていてもよいが、液晶パネル１０６に設けることが好ましい。その理由は、粘着層５２が液晶パネル１０６の全域に設けられていると、粘着層付き液晶パネル１０６が窓ガラス１０２に強固に貼合されるとともに、粘着層５２が存在している領域と存在していない領域との境界が視認しにくいからである。

上記した可撓性板状部材１２、ハンガーユニット１４、ローラ１６、支持部１８、貼合荷重調整機構部２０を備えた押圧部２２、及び湾曲手段２４は、それぞれ独立したユニットとして構成され、それぞれのユニットは最大重量が１５ｋｇ以下に構成されている。これにより、作業者が各ユニットを容易に取り扱うことができる。したがって、現場貼合する場合には、各ユニットを現場に運び込み、第１の基板が固定されている現場で貼合装置１０を容易に組み立てることができる。

〔貼合方法〕
本実施形態では、貼合装置１０を現場で組み立てて、貼合装置１０を用いて窓ガラス１０２に液晶パネル１０６を貼合する貼合方法を説明する。

なお、粘着層５２は液晶パネル１０６に設けられているものとし、液晶パネル１０６は、粘着層５２の面に剥離シート（図示せず）が貼り付けられた形態で貼合現場に搬入されるものとする。

〈貼合装置１０の組立手順〉
まず、図９〜図１４に従って貼合装置１０の組立手順を説明する。

図９（Ａ）の正面図、（Ｂ）の側面図に示すように、作業者は、鉛直に設置されている窓ガラス１０２に、ハンガーユニット１４のハンド吸着盤４８をレール状部材４４Ａが水平になるように吸着させる。

（保持工程）
図１０に示すように、現場貼合する建築物の床面等において平置き状態で可撓性板状部材１２に液晶パネル１０６の裏面（非貼合面）を吸着保持する。実施形態においては、液晶パネル１０６の一面に粘着層５２が設けられているので、液晶パネル１０６の粘着層５２が設けられていない面を可撓性板状部材１２に吸着する。その後、可撓性板状部材１２に湾曲手段２４を取り付け、液晶パネル１０６から前記剥離シートを剥離する。

この時、液晶パネル１０６の粘着層５２は露出しているため、液晶パネル１０６を吸着保持した可撓性板状部材１２を、窓ガラス１０２に対して位置調整する際には、粘着層５２が窓ガラス１０２に誤って接触するのを防止する必要がある。このためには、粘着層５２が窓ガラス１０２から離れる位置に可撓性板状部材１２を吊り下げればよい。貼合時には、ターンバックル５０の下端が窓ガラス１０２へ近づくように移動して、粘着層５２と窓ガラス１０２とが密着する。

図１０（Ａ）は、液晶パネル１０６が吸着保持された可撓性板状部材１２の正面図であり、図１０（Ｂ）は図１０（Ａ）の側面図である。図１０（Ａ）に示すように可撓性板状部材１２には、スポンジ部材８４とダミーシート８６を設けてもよい。

図１０（Ｂ）及び図１１（Ａ）に示すように、厚さが液晶パネル１０６の厚さよりも厚い帯状のスポンジ部材８４を設けると、貼合工程において、可撓性板状部材１２を押圧する前に粘着層５２と窓ガラス１０２との接触を防止できる。これにより、貼合面に気泡が入ることを防止できる。スポンジ部材８４は、液晶パネル１０６を囲むように設けてもよく、粘着層５２が窓ガラス１０２に接触するおそれのある液晶パネル１０６の上縁に沿って設けてもよい。

なお、図１１（Ｂ）に示すように、スポンジ部材８４は、貼合時にはローラ１６による貼合荷重によって液晶パネル１０６の厚さまで圧縮されるので、液晶パネル１０６を窓ガラス１０２に貼合できる。

図１０（Ｂ）及び図１１に示すように、液晶パネル１０６と同じ厚さのダミーシート８６を設けると、貼合開始位置および貼合終了位置の前後において、可撓性板状部材１２の剛性の差を解消できる。これにより、貼合開始時の貼合を円滑に実施することができる。

図１０（Ｂ）では、ダミーシート８６を貼合開始位置よりも上流側と貼合終了位置の下流側に設けているが、上流側または下流側のいずれか一方だけ設けてもよい。

（位置調整工程）
次に、図１２（Ａ）、（Ｂ）に示すように、作業者は、ハンガーユニット１４の一対のターンバックル５０のフック５０Ａに、液晶パネル１０６を吸着保持した可撓性板状部材１２のリング１２Ａを着脱自在に係合させ、液晶パネル１０６とともに可撓性板状部材１２を、ハンガーユニット１４を介して窓ガラス１０２に吊り下げ支持する。

この後、ハンガーユニット１４によって、可撓性板状部材１２を矢印Ｄで示す鉛直方向及び矢印Ｅで示す水平方向に移動させることによって、窓ガラス１０２の所望の貼合位置に液晶パネル１０６を位置調整する。

（湾曲工程）
可撓性板状部材１２を湾曲手段２４によって湾曲する。位置調整工程では、可撓性板状部材１２が湾曲された状態で液晶パネル１０６の貼合位置が調整することが好ましい。

湾曲工程を終えると、貼合荷重調整機構部２０とローラ操作バー６０とを有する押圧部２２、及びローラ１６を支持する２個の支持部１８を、図１３（Ａ）、（Ｂ）に示すように、吊り下げ支持した可撓性板状部材１２の外側に、窓ガラス１０２に対して非接触状態で取り付ける。ローラ１６の両端部が間接的に２個の支持部１８により支持される。これにより、貼合装置１０が組み立てられ、窓ガラス１０２に液晶パネル１０６を貼合するための準備が完了する。ローラ１６を支持する２個の支持部１８を窓ガラス１０２に対して非接触状態で取り付けることにより、液晶パネル１０６の非貼合面側にローラ１６を容易に配置することができる。非接触チャック５４を利用しているので、非接触チャック５４と窓ガラス１０２との距離を一定に保持することができる。また、２個の支持部１８は窓ガラス１０２に対して非接触状態で取り付けられているので、支持部１８と窓ガラス１０２との間には摩擦がほとんどない。したがって、支持部１８を窓ガラス１０２の表面に沿って、簡単に移動させることがきる。つまり、支持部１８に支持されているローラ１６を簡単に移動させることができる。

（貼合工程）
次に、図１４に従って、窓ガラス１０２と液晶パネル１０６との貼合工程について説明する。

図１４（Ａ）は、図１３に示す押圧部２２、及びローラ１６と支持する２個の支持部１８を窓ガラス１０２に対して非接触状態で取り付けられた状態を示している。

図１４（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、ローラ操作バー６０を介してローラ１６を可撓性板状部材１２の背面から窓ガラス１０２に向けて押圧して貼合荷重を付与する。つまり、液晶パネル１０６の一端を窓ガラス１０２に向けてローラ１６により押圧している。これによって、液晶パネル１０６の上端（貼合開始端）が窓ガラス１０２に貼合する。そして、可撓性板状部材１２の上端（一端）から下端（一端に対向する他端）に向けてローラ１６を、支持部１８とともに下降移動させる。これにより、ローラ１６の移動方向に存在する可撓性板状部材１２部分の湾曲が、スプリング２４Ｄの付勢力に抗して平坦に矯正されていくので、液晶パネル１０６の貼合面は、上端から下端に向けて窓ガラス１０２に順次貼合されていく。このようなスプリング２４Ｄ及びローラ１６による作用によって、液晶パネル１０６の貼合面は、気泡を巻き込むことなく窓ガラス１０２に貼合される。

図１４（Ｃ）に示すように、押圧部２２は、液晶パネル１０６の下方位置に配置されたスポンジ部材８４を超えた位置まで移動され、ここが貼合終了位置となる。この時点で、可撓性板状部材１２による液晶パネル１０６の吸着保持を解除する。

なお、上記貼合動作は、貼合開始位置から貼合終了位置までローラ１６を１回移動させる貼合動作であるが、更に貼合終了位置から貼合開始位置までローラ１６を上昇移動させ、上下一往復の貼合動作で貼合を実施してもよい。

以上の手順により窓ガラス１０２に対する液晶パネル１０６の貼合作業が終了する。

貼合作業の終了後、貼合装置１０を窓ガラス１０２から取り外す。この取り外し作業は、まず、押圧部２２、及びローラ１６を支持する２個の支持部１８を窓ガラス１０２から取り外す。支持部１８を構成する非接触チャック５４への気体の供給を止めることで、支持部１８を窓ガラス１０２から取り外すことができる。次に、可撓性板状部材１２をハンガーユニット１４から取り外す。最後に、ハンガーユニット１４を窓ガラス１０２から取り外す。これにより、窓ガラス１０２に液晶パネル１０６が貼合された画像表示装置１００を組み立てることができる。

上記説明した実施形態では、本発明の基板の貼合装置及び貼合方法を、建築物の窓ガラス（第１の基板）に液晶パネル（第２の基板）を現場貼合する一例で説明したが、これに限定されず、第１の基板が鉛直方向に対して傾斜した基板であっても平置きされた基板であっても適用することができる。第１の基板が平置きされている場合、支持部は、第１の基板又は、第１の基板を支持する定盤や床等の支持体に非接触状態で取り付けられる。

１０…貼合装置、１２…可撓性板状部材、１２Ａ…リング、１４…ハンガーユニット、１６…ローラ、１８…支持部、２０…貼合荷重調整機構部、２２…押圧部、２４…湾曲手段、２４Ａ…プレート、２４Ｂ…プッシャ、２４Ｃ…弾性体、２４Ｄ…スプリング、２４Ｅ…ウエイト部材、２４Ｆ…牽引ロープ、２４Ｇ…プ―リ、２６…可撓板、２８…スポンジ部材、３０…多孔性シート、３２…隙間、３４…接着剤、３５…吸引路、３６…吸引ポート、３８…吸引ホース、４０…真空ポンプ、４２…接着剤、４４…水平方向位置調整部、４４Ａ…レール状部材、４４Ｂ…リニアスライダ、４６…鉛直方向位置調整部、４８…ハンド吸着盤、５０…ターンバックル、５０Ａ…フック、５２…粘着層、５４…非接触チャック、５６…取り付け軸、５８…連結部、６０…ローラ操作バー、６８…ブラケット、７４…スライダ、７６…ブラケット、７８…スプリング、８０…バックアップローラ、８２…ピン、８３…回転支持ピン、８４…スポンジ部材、８６…ダミーシート、１０２…窓ガラス、１０６…液晶パネル

Claims (7)

1. 床面に対して鉛直方向又は鉛直方向から傾斜して設けられ、支持体に連結された第１の基板に粘着層を介して第２の基板を貼合する貼合装置において、
   前記第２の基板の貼合面を前記第１の基板に対して凸状に湾曲させる湾曲手段と、
   前記第２の基板を前記第１の基板に向けて押圧し、前記湾曲手段により湾曲している前記第２の基板を平坦に矯正させながら前記第２の基板の一端から他端へ移動する押圧手段と、
   前記押圧手段を支持し、かつ前記第１の基板又は前記支持体に気体を吹き付けることにより発生する負圧により非接触状態で前記第１の基板又は前記支持体に取り付けられる機構を有する支持手段と、
   を備えたことを特徴とする基板の貼合装置。
2. 前記支持手段は、前記押圧手段の両端部を支持するとともに、前記第２の基板の外側に配置される請求項１に記載の基板の貼合装置。
3. 前記第１の基板は、建築物に設置された窓ガラスであり、前記第２の基板は画像表示パネルである請求項１又は２に記載の基板の貼合装置。
4. 床面に対して鉛直方向又は鉛直方向から傾斜して設けられ、支持体に連結された第１の基板に粘着層を介して第２の基板を貼合する貼合方法において、
   前記第２の基板の貼合面を前記第１の基板に対して凸状に湾曲させる湾曲工程と、
   前記第２の基板の一端を押圧手段によって前記第１の基板に向けて押圧し、前記一端から該一端に対向する他端に向けて前記押圧手段を移動させることにより、移動方向に存在する前記第２の基板の湾曲を平坦に矯正させながら、前記第２の基板の貼合面の一端から他端に向けて前記第１の基板に順次貼合する貼合工程と、を有し、
   前記貼合工程において、前記押圧手段は、前記第１の基板又は前記支持体に気体を吹き付けることにより発生する負圧により非接触状態で前記第１の基板又は前記支持体に取り付けられる機構を有する支持手段により支持され、
   前記支持手段を、非接触状態で前記第２の基板の貼合面の前記一端から前記他端に向けて前記第1の基板又は前記支持体の表面に沿って、移動させることを特徴とする基板の貼合方法。
5. 前記貼合工程において、前記支持手段は、前記押圧手段の両端部を支持するとともに、前記第２の基板の外側に配置される請求項４に記載の基板の貼合方法。
6. 前記第１の基板は、建築物に設置された窓ガラスであり、前記第２の基板は画像表示パネルである請求項４又は５に記載の基板の貼合方法。
7. 請求項６に記載の基板の貼合方法によって構成されることを特徴とする画像表示装置。
   
   
   
   

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