JP2016100409A - 表示パネル製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】幅の広いフィルムを表示パネル用の基板に実装する。
【解決手段】複数の基板２００にインラインでフィルムを実装する実装システム１００を用いて表示パネルを製造する方法であって、基板２００にフィルム３００を仮位置関係で仮圧着し、続いて基板２００にフィルム３００を本圧着し、本圧着されたフィルム３００と基板２００との本位置関係を検出し、複数の本位置関係の平均値を算出し、平均値が第一閾値を越えると仮位置関係から第一所定値を減算して新たな仮位置関係とし、平均値が第一閾値よりも小さい第二閾値を下回ると仮位置関係に第二所定値を加算して新たな仮位置関係とする表示パネル製造方法。
【選択図】図６

Description

本開示は、液晶表示パネルや有機ＥＬ表示パネル等の表示パネルの製造方法に関するものである。

従来、液晶表示パネルや有機ＥＬ表示パネルなどの表示パネルを構成する基板の周縁部に、密に並んだ複数の電極を有するフィルム（以下、単に「フィルム」と記載する場合がある。）を取り付けて表示パネルを生産するシステムとして、インラインの実装システムが用いられている。ここで、電極を有するフィルムとは、例えばＦＰＣ（Flexible printed circuits）と略称されるフレキシブルプリント配線板などである。また、ＦＰＣには、電子部品が実装されたＣＯＦ（Chip on Film）と称されるフィルムなども含まれる。この実装システムは、以下のような取付方法が採用されている。

すなわち、ガラスなどからなる基板の一面にテープ状の異方導電性部材（ＡＣＦ：Anisotropic Conductive Film）を貼り付け、次に、前記異方導電性部材の表面にフィルムを貼り付け、次に、フィルムから基板に向かう方向に圧力をかけ、かつ、温度を加える。

これらの工程を一連に配置された装置を用いて実施することにより、基板表面に密に並んだ複数の電極とフィルムに設けられる密に並んだ複数の電極とのそれぞれの導通を確保しつつ、基板の周縁部にフィルムが取り付けられる。

相対的な位置関係がずれた状態で基板にフィルムが接続されると、接続すべき電極同士が接続されなかったり、電極が短絡するなどの不具合が発生する。

したがって、基板とフィルムとの両方には、予め位置認識用のマークがそれぞれ２箇所に附されており、前記マークをカメラで撮像して基板に対するフィルムの相対的な位置関係を特定し、所定の位置関係となるように基板にフィルムが取り付けられる（例えば特許文献１参照）。

特開平４−３６８９１５号公報

昨今では、表示装置の高精細化に伴い、基板の端部に配置される電極の数も増加しており、これに伴い基板の端部に取り付ける電極を有するフィルムの枚数も増加している。しかしながらこの場合、表示パネルの生産効率が低下するため、フィルムの幅を広くし、基板に取り付けるフィルムの数を減少させる試みがなされている。

ところが鋭意実験と研究との結果、幅の広いフィルムは、個々に形状の異なる曲がりやうねりが存在し、当該形状の相違により位置合わせようのマークの認識の精度が低下することを発明者は見出した。

本開示は、発明者の知見に基づきなされたものであり、幅の広いフィルムを基板に貼り付ける場合でも、フィルムの形状に基づく誤差をキャンセルしつつ圧着装置の状態の経時的変化に対応することのできる表示パネル製造方法の提供を目的とする。

上記目的を達成するために、本開示にかかる表示パネル製造方法は、表示パネル用の基板の周縁に複数の電極を有するフィルムを異方導電性部材を介して仮圧着する仮圧着装置と、前記基板に対して前記フィルムを押し付けて前記基板に前記フィルムを本圧着する本圧着装置と、前記フィルムと前記基板との相対的な位置関係である本位置関係を検出する検出装置とを並べて備え、複数の基板にインラインでフィルムを実装する実装システムを用いて表示パネルを製造する方法であって、基板とフィルムとの相対的な位置関係をカメラにより認識することにより、前記仮圧着装置によって前記基板に前記フィルムを仮位置関係で仮圧着する仮圧着工程と、前記仮圧着工程において前記基板に対して貼り付けられた前記フィルムに対し、前記本圧着装置により前記基板に前記フィルムを本圧着する本圧着工程と、本圧着された前記フィルムと前記基板との本位置関係を検出する検査工程と、複数枚の基板における複数の本位置関係の平均値を算出し、前記平均値が第一閾値を越えると前記仮位置関係から第一所定値を減算して新たな仮位置関係とし、前記平均値が前記第一閾値よりも小さい第二閾値を下回ると前記仮位置関係に第二所定値を加算して新たな仮位置関係とする仮位置関係更新工程とを含むことを特徴とする。

本開示によれば、実装システムの生産性の低下を回避しつつ、フィルムそれぞれの湾曲状態が異なることに基づく測定誤差を排除しつつ実装システムの経時的な変化に対応することができるため、実装システムの歩留まりを向上させることが可能となる。

図１は、実装システムの全体の機構構成を概念的に示す図である。 図２は、仮圧着装置を概略的に示す斜視図である。 図３は、基板に複数のフィルムが仮圧着された状態を示す平面図である。 図４は、図３中に矢印で示したフィルムについて撮像された第一マークおよび第二マークの画像を示す図である。 図５は、制御装置の機能部を実装システムの機構部の一部とともに示すブロック図である。 図６は、フィルムの基板への実装工程を示すフローチャートである。

次に、本開示に係る表示パネル製造方法の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、以下の実施の形態は、本開示に係る表示パネル製造方法の一例を示したものに過ぎない。従って本開示は、以下の実施の形態を参考に請求の範囲の文言によって範囲が画定されるものであり、以下の実施の形態のみに限定されるものではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、本発明の課題を達成するのに必ずしも必要ではないが、より好ましい形態を構成するものとして説明される。

また、図面は、本開示を示すために適宜強調や省略、比率の調整を行った模式的な図となっており、実際の形状や位置関係、比率とは異なる場合がある。

まず、実装システムについて、図面を参照しながら説明する。

図１は、実装システムの全体の機構構成を概念的に示す図である。

同図に示すように、この実装システム１００は、複数の基板２００にインラインでフィルム３００を実装するシステムである。本実施の形態の場合、実装システム１００は、表示パネル用の基板２００にフィルム３００としてのＣＯＦを取り付けることのできるシステムであり、ＡＣＦ貼付装置１０１と、仮圧着装置１０２と、本圧着装置１０３と、検出装置１０４と、制御装置１０５とを備えている。

ＡＣＦ貼付装置１０１は、基板２００の表面の周縁部にＡＣＦ（異方導電性部材）を貼り付ける装置である。

ここで、ＡＣＦ（Anisotropic Conductive Film）とは、基板２００とフィルム３００との間に介在配置され、熱と圧力とが合わせて加えられることにより、圧力が加えられた部分のみ、圧力方向にのみ電気的な導通を確保することができ、さらに基板２００に対しフィルム３００を恒久的に固着し、基板２００に設けられる電極とフィルム３００に設けられる電極との導通の維持を図ることができる部材である。

仮圧着装置１０２は、表示パネル用の基板２００の周縁に複数の電極を有するフィルム３００をＡＣＦを介して仮圧着する装置であり、ＡＣＦ貼付装置１０１により基板２００表面に貼り付けられたＡＣＦの上にフィルム３００を配置し、フィルム３００を基板２００に体して仮圧着する装置である。

図２は、仮圧着装置を概略的に示す斜視図である。

同図に示すように、仮圧着装置１０２は、テーブル１２１と、仮押圧ヘッド１２２と、吸着ノズル１２３と、バックアップステージ１２４と、撮像装置（図示せず）と、搬送装置１２５とを備えている。

テーブル１２１は、基板２００が載置され、駆動機構によってＸＹ方向に平行移動することで、基板２００をＸＹ方向に移送することができるテーブルである。また、テーブル１２１は、Ｚ方向に上下動すると共にθ方向にも回転することができ、載置した基板２００をＺ方向に移送し、θ方向に回転させることが可能である。

仮押圧ヘッド１２２は、フィルム供給ユニット１２９から供給されるフィルム３００を吸着ノズル１２３によって吸着保持し、フィルム３００を取付位置にまで回転方向に移送して配置する装置である。

吸着ノズル１２３は、Ｚ方向に上下動することにより、フィルム３００を基板２００に取り付けるものである。さらに吸着ノズル１２３は、仮押圧ヘッド１２２に対してＸＹ方向に平行移動することが可能であると共にθ方向に回転することも可能である。これは、吸着保持しているフィルム３００の位置や角度を微修正した後に基板２００に取り付けるためである。

バックアップステージ１２４は、基板２００の周縁を下方から支える部材であり、仮押圧ヘッド１２２から吸着ノズル１２３が降下し、フィルム３００を基板２００圧着するための挟持力を下方から与える部材である。

なお、バックアップステージ１２４は、透明な部分を備え、バックアップステージ１２４の下方から基板２００やフィルム３００を撮像装置により撮像するものでもよい。

撮像装置は、カメラを備え、バックアップステージ１２４越しなどからテーブル１２１にて支持された基板２００に附された第一マーク２０１を撮像し、フィルム３００に附された第二マーク３０２を撮像する装置である。

図３は、基板に複数のフィルムが仮圧着された状態を示す平面図である。

図４は、図３中に矢印で示したフィルムについて撮像された第一マークおよび第二マークの画像を示す図である。

以上に示したような仮圧着装置１０２は、仮位置関係を含むＮＣデータに基づき、基板２００の辺に沿って一枚（または複数枚）ずつフィルム３００を順次仮圧着する。フィルムを仮圧着する際は、例えば撮像装置により得られた第一マーク２０１および第二マーク３０２の画像を解析して隣接する第一マーク２０１と第二マーク３０２との間隔（図４中のＬ、Ｒ）を算出し、（Ｌ−Ｒ）／２による計算結果が仮位置関係となるように吸着ノズル１２３をフィルム３００が圧着される基板２００の辺に沿う方向（図中のＹ軸方向）に移動させた後、仮押圧ヘッド１２２を用いて仮圧着する。

なお、ＮＣデータは、基板２００におけるフィルム３００の圧着位置に対応する複数の仮位置関係が含まれている。

ここで、ＮＣデータとはフィルム３００を基板２００のどの位置に取り付け、その位置においてはどのような相対的位置関係で仮圧着するかなどを示すデータであり、仮位置関係の他に、Ｘ軸方向の位置関係やθ方向の位置関係なども含まれる。ただし本実施の形態の場合、基板２００やフィルム３００が備える電極の並び方向、すなわち、フィルム３００が圧着される基板２００の辺に沿う方向（図中のＹ軸方向）のずれが不具合に大きく影響するため、仮位置関係とは電極の並び方向における基板２００とフィルム３００との相対的な位置関係を示す情報となっている。

また、第一マーク２０１、第二マーク３０２は、フィルム３００や基板２００に専用に設けられるマークであってもよく、また、基板２００及びフィルム３００の特定の電極や配線等をマークとして扱っても良い。

また、搬送装置１２５は、ＡＣＦ貼付装置１０１から基板２００を搬送してテーブル１２１へ引き渡し、フィルム３００を取り付け後、テーブル１２１から基板２００を引き取って本圧着装置１０３へ搬送する装置である。

本圧着装置１０３は、基板２００に対してフィルム３００を押し付けて基板２００にフィルム３００を熱圧着する装置である。具体的に本圧着装置１０３は、仮圧着装置１０２により基板２００表面にＡＣＦを介して取り付けられたフィルム３００を加熱加圧ヘッドにより比較的高い温度を加えながら強く押圧することで、基板２００表面にフィルム３００を取り付ける装置である。

本実施の形態の場合、加熱加圧ヘッドは、例えば複数枚のフィルム３００を一度に加熱し加圧することができるヘッドである。また、本圧着装置１０３は、加熱加圧ヘッドを並べて備えており、基板２００の一辺に並べて仮圧着されているフィルム３００を一度に本圧着することができるものとなっている。

なお、仮圧着装置１０２で基板２００に仮圧着されたフィルム３００が本圧着装置１０３で本圧着をすることにより、基板２００に対しずれることがある。従って、仮圧着の際には、当該ずれを考慮に入れて仮圧着が行われる。

検出装置１０４は、フィルム３００と基板２００との相対的な位置関係である本位置関係を検出する装置である。例えば検出装置１０４は、本圧着されたフィルム３００と基板２００の一部とを一度に撮像し、フィルム３００の特徴点、および、基板２００の特徴点に基づき画像処理によって本位置関係を検出する。前記特徴点としては、仮圧着の際に位置決めに用いた第一マーク２０１、および、第二マーク３０２を用いてもよい。

制御装置１０５は、実装システム１００が備える各装置から各種情報を取得し、取得した情報に基づき各装置を制御する装置である。制御装置１０５は、例えばコンピュータなどである。

図５は、制御装置の機能部を実装システムの機構部の一部とともに示すブロック図である。

同図に示すように本実施の形態の場合、制御装置１０５は処理部として、取得部１５１と、記憶部１５２と、算出部１５３と、仮位置関係更新部１５４とを備えている。

取得部１５１は、検出装置１０４が本圧着されたフィルム３００と基板２００との位置関係を検出し、本位置関係として出力した情報を取得する処理部である。

記憶部１５２は、複数枚の基板を実装する際に、連続的、または、断続的に取得される複数の本位置関係を記憶する処理部である。記憶部１５２は、具体的に例えば磁性体などを用いて情報を記憶するハードディスクドライブ装置等や、半導体などを用いて情報を記憶するメモリなどである。

算出部１５３は、複数枚の基板から取得した複数の本位置関係を記憶部１５２から取得し、本位置関係の平均値を算出する処理部である。

仮位置関係更新部１５４は、算出部１５３により算出された平均値が第一閾値を越えると仮圧着装置１０２によって形成される仮位置関係から第一所定値を減算して新たな仮位置関係とし、前記平均値が前記第一閾値よりも小さい第二閾値を下回ると前記仮位置関係に第二所定値を加算して新たな仮位置関係とする処理部である。

次に、実装システム１００を用いた表示パネルの製造方法について説明する。

図６は、フィルムの基板への実装工程を示すフローチャートである。

なお、図３に示すように、一枚の基板２００の少なくとも一辺には複数のフィルムが圧着されるが、いずれの位置のフィルム３００の同様の工程で圧着されるため、図３中の矢印で示す位置に圧着されるフィルム３００について代表して説明する場合がある。

まず、仮圧着装置１０２を用いて、表示パネル用の基板２００の周縁に複数の電極を有するフィルム３００をＡＣＦ（異方導電性部材）を介して仮圧着する（仮圧着工程、Ｓ１０１）。仮圧着工程においては、基板２００とフィルム３００との相対的な位置関係を撮像装置により認識することにより、基板２００にフィルム３００を仮位置関係で仮圧着する。

具体的に例えば、フィルム３００の幅方向（図中Ｙ軸方向）の両端にそれぞれ附された第二マーク３０２と、その近傍に位置するように基板２００に附された第一マーク２０１とを、撮像装置が備える二つのカメラ、または、一つのカメラを移動させることができる撮像装置によりそれぞれ撮像する。

撮像装置により撮像された画像に基づき、一方（図４中左側）の第一マーク２０１と第二マーク３０２との距離Ｌと、他方（図４中右側）の第一マーク２０１と第二マーク３０２との距離Ｒとを特定する。

なお、基板２００とフィルム３００との位置関係を算出するための第一マーク２０１と第二マーク３０２との組み合わせは、上記に限定されるわけではなく、任意に選定可能である。

次に、（Ｌ−Ｒ）／２という計算を行い、基板２００とフィルム３００との相対的な位置関係を算出する。理想的には（Ｌ−Ｒ）／２＝０であれば、図中Ｙ軸方向においては基板２００とフィルム３００とがずれていない状態となるが、次工程である本圧着工程でのずれを考慮し、（Ｌ−Ｒ）／２＝仮位置関係となるように吸着ノズル１２３などの位置を調整し、フィルム３００を基板２００に仮圧着する。

なお、第一マーク２０１と第二マーク３０２との組み合わせに対応させるためなどにより、上記数式とは異なる数式を採用してもかまわない。数式はフィルム３００の幅方向における基板２００とフィルム３００との相対的位置関係を示す結果が得られるものであればよい。

次に、基板２００に対しフィルム３００の仮圧着が全て終了すると、基板２００、および、フィルム３００は本圧着装置１０３に移送される。

そして本圧着装置１０３により、基板２００に対してフィルム３００を押し付けて基板２００にフィルム３００を本圧着する（本圧着工程、Ｓ１０２）。具体的には仮圧着工程において基板２００の一辺に貼り付けられた全フィルム３００に対し、本圧着装置１０３の加熱加圧ヘッドにより加熱と加圧を同時に行い本圧着する。

当該本圧着工程において、本圧着装置１０３の状態などに依存して、基板２００に対しフィルム３００がずれる。

次に、基板２００に対しフィルム３００の本圧着が全て終了すると、基板２００、および、フィルム３００は検出装置１０４に移送される。

そして検出装置１０４により、本圧着されたフィルム３００と基板２００との本位置関係を検出する（検査工程、Ｓ１０４）。

具体的には、仮圧着工程における第一マーク２０１と第二マーク３０２の認識と同様に、検出装置が備える撮像装置を用いて、フィルム３００の両端部に存在する第一マーク２０１と第二マーク３０２とをそれぞれ撮像し、撮像された画像に基づき、一方の第一マーク２０１と第二マーク３０２との距離Ｌと、他方の第一マーク２０１と第二マーク３０２との距離Ｒとを特定する。

次に、（Ｌ−Ｒ）／２という計算を行い、本圧着後の基板２００とフィルム３００との相対的な位置関係である本位置関係を検出する。

本実施の形態の場合、当該検査は基板２００に本圧着された全てのフィルム３００について実施され、フィルム３００が基板２００のいずれの場所に本圧着されたかを示す番地情報と本位置関係とを紐付けた結果情報を制御装置１０５の取得部１５１が取得し、記憶部１５２に保存する。

次に、今回実装に供された基板２００に関する結果情報、先行して実装された基板２００のうち直近の基板２００に関する結果情報、および、さらに先行して実装された基板２００の２番目に近い基板２００に関する結果情報、すなわち、直近に連続して実装された３枚の基板２００に関する結果情報を算出部１５３が記憶部１５２から読み出し、これらの基板２００における同じ番地情報の本位置関係の平均値を算出する。

ここで、平均値が第一閾値を越える場合は、今回実装に供された基板２００に用いた仮位置関係から第一所定値を減算して新たな仮位置関係として仮圧着装置１０２に送信する。一方、平均値が第一閾値よりも小さい第二閾値を下回ると今回実装に供された基板２００に用いた仮位置関係に第二所定値を加算して新たな仮位置関係として仮圧着装置１０２に送信する（仮位置関係更新工程、Ｓ１０４）。

なお、上記においては、平均値を算出するための基板２００を先行して実装された基板２００のうち直近の３枚の基板２００としたが、これに限定されるわけではない。ただし、好ましくは直近の３枚以上５枚以下の中から選定される枚数を用いて平均値を算出することが好ましい。これは、２枚以下で平均値を算出すると、フィルム３００の曲がりや歪みによる誤差が平均値に強く影響するためである。一方、６枚以上で平均値を算出すると、本圧着装置１０３の状態の変化まで平均化してしまい、効果的なフィードバックを行うことができないためである。

次に、予定の実装枚数に達していないなど生産を続行する場合（Ｓ１０５：Ｎ）、仮圧着装置１０２は、新しい仮位置関係に基づき基板２００にフィルム３００を実装する。

仮圧着装置１０２では、（Ｌ−Ｒ）／２＝新しい仮位置関係となるように基板２００とフィルム３００との相対的な位置関係を撮像装置などを用いて調整し、仮圧着を行う。

以上、本開示の実装システム１００、および、表示パネル製造方法によれば、比較的幅の広いフィルム３００、例えば、幅が５０ｍｍ以上のフィルム３００に顕著に発生するフィルム３００の曲がりや歪みによる、仮圧着位置の誤差をキャンセルして本圧着装置１０３の状態の変化を効果的に検出することができる。従って、本圧着装置１０３の状態に起因する基板２００とフィルム３００とのずれが考慮された新しい仮位置関係を用いて仮圧着を行うことができ、本圧着された後の基板２００とフィルム３００とのずれを許容範囲内に治めることが可能となる。従って、表示パネルの製造の歩留まりを高くすることが可能となる。

また、曲がりや歪みを備えるような幅の広いフィルム３００を用いても歩留まりが低下しないため、基板２００に圧着するフィルム３００の数を減少させることができ、実装システム１００のスループットを向上させることが可能となる。

なお、本開示は、上記実施の形態に限定されるものではない。例えば、本明細書において記載した構成要素を任意に組み合わせて、また、構成要素のいくつかを除外して実現される別の実施の形態を本開示の実施の形態としてもよい。また、上記実施の形態に対して本開示の主旨、すなわち、請求の範囲に記載される文言が示す意味を逸脱しない範囲で当業者が思いつく各種変形を施して得られる変形例も本開示に含まれる。

例えば、本実施の形態では、一枚の基板２００に着目して各工程を順に説明したが、実装システム１００は、インライン装置であるため、例えば先行の基板２００を本圧着すると同時に後続の基板２００を仮圧着している。

また、仮圧着装置１０２や本圧着装置１０３などを複数台備えてもよい。これによりスループットを向上させることが可能となる。具体的には基板２００の短辺用の装置と長辺用の装置とを並設するなどしてもかまわない。

このような場合、先行する複数の基板２００に基づいて得られる本位置関係の移動平均は後続する先頭の基板２００に適用できない場合も発生する。

また、フィルム３００としてＣＯＦを例示したが、これに限定されるわけではなく、電子部品が搭載されていないＦＰＣなどでもかまわない。

また、表示パネルとしては、液晶表示パネル、プラズマ表示パネル、有機ＥＬ表示パネルなどを例示することができる。

本開示は、液晶表示パネル、プラズマ表示パネル、有機ＥＬ表示パネルなどの表示パネルの製造に利用可能である。

１００ 実装システム
１０１ ＡＣＦ貼付装置
１０２ 仮圧着装置
１０３ 本圧着装置
１０４ 検出装置
１０５ 制御装置
１２１ テーブル
１２２ 仮押圧ヘッド
１２３ 吸着ノズル
１２４ バックアップステージ
１２５ 搬送装置
１２９ フィルム供給ユニット
１５１ 取得部
１５２ 記憶部
１５３ 算出部
１５４ 仮位置関係更新部
２００ 基板
２０１ 第一マーク
３００ フィルム
３０２ 第二マーク

Claims (4)

1. 表示パネル用の基板の周縁に複数の電極を有するフィルムを異方導電性部材を介して仮圧着する仮圧着装置と、前記基板に対して前記フィルムを押し付けて前記基板に前記フィルムを本圧着する本圧着装置と、前記フィルムと前記基板との相対的な位置関係である本位置関係を検出する検出装置とを並べて備え、複数の基板にインラインでフィルムを実装する実装システムを用いて表示パネルを製造する方法であって、
   基板とフィルムとの相対的な位置関係をカメラにより認識することにより、前記仮圧着装置によって前記基板に前記フィルムを仮位置関係で仮圧着する仮圧着工程と、
   前記仮圧着工程において前記基板に対して貼り付けられた前記フィルムに対し、前記本圧着装置により前記基板に前記フィルムを熱圧着する本圧着工程と、
   本圧着された前記フィルムと前記基板との本位置関係を検出する検査工程と、
   複数枚の基板における複数の本位置関係の平均値を算出し、前記平均値が第一閾値を越えると前記仮位置関係から第一所定値を減算して新たな仮位置関係とし、前記平均値が前記第一閾値よりも小さい第二閾値を下回ると前記仮位置関係に第二所定値を加算して新たな仮位置関係とする仮位置関係更新工程と
   を含む表示パネル製造方法。
2. 仮位置関係更新工程において、連続してフィルムが実装される３枚以上、５枚以下の基板の本位置関係に基づき新たな仮位置関係が算出される
   請求項１に記載の表示パネル製造方法。
3. 第一所定値と第二所定値とは同じ値である
   請求項１または２に記載の表示パネル製造方法。
4. フィルムの幅は、５０ｍｍ以上である
   請求項１〜３のいずれか一項に記載の表示パネル製造方法。

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