JP4374984B2 - シート貼付け装置、及び、フィルムシートが貼り付けられた表示パネルの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、フィルムシートを表示パネル等の機器の所定の表面に貼り付けるシート貼付け装置、及び、所定の表面にフィルムシートが貼り付けられた表示パネルの製造方法に関するものである。

従来、偏光シートのような薄肉光学シートを液晶表示パネル等の光学機器の平坦な表面に貼り付ける装置としては、特許文献１に示すようなシート貼付け装置が用いられている。この従来の偏光シート貼付け装置は、偏光シートとこれを貼り付ける液晶表示パネルの双方を、それぞれ、貼付け位置に向けてベルト搬送し、その貼付け位置において、偏光シートを離型紙から剥がして接着糊層を露出させると同時にその剥がした先端からベルト搬送されてくる液晶表示パネルの所定位置にローラ等で押圧しつつ貼着するものである。

上述のシート貼付け装置による場合、搬送される液晶表示パネルに対して偏光シートを離型紙が剥がされ接着糊が剥き出しになった先端部から徐々に押圧貼着して行くため、その先端面から接着糊が食み出したり、また、貼り始めの偏光シートの先端部と液晶表示パネル表面間に気泡が発生し易く、薄肉の偏光シートを液晶表示パネルの規定位置に皺等を生じさせずズレなく正確に貼り付けることは極めて難しい。
特開平８−５０２９０号公報

本発明の課題は、フィルムシートを表示パネル等の機器の表面の規定位置に気泡や皺等を発生させずズレ無く正確且つ容易に貼り付けることができるシート貼付け装置、及び、所定の表面にフィルムシートが貼り付けられた表示パネルの製造方法を提供することである。

上記課題を解決するため、本発明のシート貼付け装置は、フィルムシートを機器の所定の表面に貼り付けるシート貼付け装置であって、前記所定の表面の前記フィルムシートが貼り付けられる位置に対応する領域に形成された開口と、前記所定の表面により前記開口が覆われるように前記機器が載置される機器載置面と、が形成されたシリンダ部と、前記シリンダ部の前記機器載置面に対して平行になるように配置されるとともに前記フィルムシートが載置されるフィルムシート載置面を有し、前記フィルムシート載置面が前記機器載置面に対して垂直な方向へ往復移動自在となるように前記シリンダ部の前記開口の内部に設置されたピストンと、前記開口を覆う前記所定の表面と前記ピストンのフィルムシート載置面との間の前記シリンダ部の内部空間を減圧する減圧手段と、を備え、前記減圧手段により前記内部空間を減圧するとともに、前記ピストンにより当該ピストンのフィルムシート載置面に載置された前記フィルムシートを前記シリンダ部の前記機器載置面に載置された前記機器の前記所定の表面に押し当てて、前記所定の表面に前記フィルムシートを貼り付けることを特徴とするものである。
また、本発明のフィルムシートが貼り付けられた表示パネルの製造方法は、所定の表面にフィルムシートが貼り付けられた表示パネルの製造方法であって、中空状のシリンダの開口面に当該開口面における開口部を前記所定の表面が覆うように前記表示パネルを載置するとともに、載置面が前記開口面に対して平行になるように且つ前記載置面が前記開口面に対して垂直な方向へ往復移動自在となるように前記シリンダの内部に設置されたピストンの前記載置面に前記フィルムシートを載置する工程と、前記開口部を覆う前記所定の表面と前記載置面との間における前記シリンダの内部空間を減圧するとともに、前記ピストンにより当該ピストンの前記載置面に載置された前記フィルムシートを前記シリンダの前記開口面に載置された前記表示パネルの前記所定の表面に押し当てる工程と、を有することを特徴とするものである。

本発明によれば、表示パネル等の機器の表面に対しフィルムシートを全体にわたり一様に押圧して皺や気泡を発生させることなく規定位置にズレなく正確且つ容易に貼り付けることが可能となる。

本発明のシート貼付け装置においては、フィルムシートをピストンに保持するシート保持手段を、ピストンのフィルムシート載置面に設けた通気口を介して吸気し、載置されているフィルムシートを吸着する真空吸着手段とすることが好ましく、これにより、フィルムシートを容易に着脱することができ、シート貼付け作業能率が向上する。

また、本発明のシート貼付け装置には、更に、シリンダ部の機器載置面に載置された貼付け対象機器の位置を撮像し、この撮像データに基づき前記貼付け対象機器の位置の検出を行う、第１撮像位置決め手段を設置することが好ましく、これにより、貼付け対象機器を機器載置面の規定位置に容易且つ正確に位置決めすることができる。

さらに、本発明のシート貼付け装置には、ピストンのフィルムシート載置面に載置されたフィルムシートの位置を撮像し、この撮像データに基づき前記フィルムシートの位置の検出を行う、第２撮像位置決め手段を更に設置することが好ましく、これにより、フィルムシートをテーブル上の規定位置に容易且つ正確に位置決めすることができるとともに、上記第１撮像位置決め手段と組み合わせれば、外形を基準とした機械的位置決め方法に比べてフィルムシートをより正確に貼付け対象機器の規定位置に貼着することができる。

また更に、本発明のシート貼付け装置は、シリンダ部とピストンと、シート保持手段、及び気体送給制御手段からなる貼付けユニットを複数セット配設したインデックステーブルを回転自在に設け、このインデックステーブルの回転により、それぞれの貼付けユニットを、フィルムシートが載置されるシート載置位置、貼付け対象機器が載置される機器載置位置、フィルムシートが貼付け対象機器に貼り付けられる貼付け位置、及びフィルムシートが貼り付けられた機器が搬出される搬出位置へ、順次移動させる構成とすることが好ましく、これにより、機器にフィルムシートを貼り付ける作業能率が格段に向上される。

加えて、本発明のシート貼付け装置は、偏光シートを液晶表示パネルに貼り付ける装置として好適であり、この場合、偏光シートを液晶表示パネルの所定位置に正確に且つ皺や気泡のない適正な状態で効率良く貼り付けることができる。

以下、本発明の好適な実施形態について説明する。
図１は、本発明の一実施形態としての偏光シート貼付け装置を配備した液晶表示パネルの偏光シート貼付けヤードの構成を示す平面図で、図２はその偏光シート貼付け装置の要部を示すII−II線断面図である。

図１において、円柱状のインデックステーブル１が中心軸Ｏの周りに矢印Ｒで示す反時計回り方向へ回転可能に支持されており、その円形をなすテーブル面には、４個の貼付けユニットＵ1〜Ｕ4が円周を４等分する位置にそれぞれ配設されている。即ち、４個の貼付けユニットＵ1〜Ｕ4の互いに隣り合うもの同士の中心角が９０°をなすように中心軸Ｏの周りに均等に配設されている。

各貼付けユニットＵ1〜Ｕ4は、液晶表示パネルをその周縁部で支持するためのテーブル面と、前記液晶表示パネルに貼り付けられる偏光板シートの位置に対応する前記テーブル面の領域に四角柱状の開口からなるシリンダ穴２ａ〜２ｄが形成されたシリンダ部が設けられ、そのシリンダ部の内部にこれより一回り小さい四角柱状のピストン３ａ〜３ｄをそれぞれ深さ方向へ往復移動自在に嵌装してなる。これら各貼付けユニットＵ1〜Ｕ4は、全て同一に構成されている。したがって、そのうちの貼付けユニットＵ1の構成を図２に基づき説明し、他の貼付けユニットＵ2〜Ｕ4の説明は省略する。

図２において、シリンダ穴２ａの内側壁におけるテーブル上面１ａに近い位置には、通気路４の通気口４ａが開口されている。この通気路４は、シリンダ穴２ａに対し送気と排気の双方を行うためのものであり、他方の端部はインデックステーブル１の中央部に設けられているバキュウーム装置Ａｖ（図１参照）に連通接続されている。

シリンダ穴２ａの開口２ａ1とその周縁面周縁面１ａ1には、貼付け対象機器である液晶表示パネルＬｐが載置される。すなわち、シリンダ穴２ａを完全に覆い塞ぐ配置で液晶表示パネルＬｐがシリンダ穴２ａの周縁面１ａ1上に載置される。したがって、シリンダ穴２ａの開口とその周縁面１ａ1がパネル載置面となる。

一方、各ピストンは、前記シリンダ部の機器載置面と平行に配置され、前記フィルムシートが載置される、フィルムシート載置面を有し、前記シリンダ部の開口の内部に前記機器載置面と垂直な方向へ往復移動自在に設置されている。前記各ピストン３ａには、それぞれ、通気管５が形成されている。通気管５の一端側は、４本の支管５ａに分岐され、各支管５ａはそれぞれピストン３ａの上端面３ａ1において均等な配置で開口され、４個の通気口５ｂが形成されている。この４個の通気口５ｂが形成されているピストン上端面３ａ1は、偏光シートＰｓが載置されるシート載置面となる。この通気管５の他端側は、上記バキュウーム装置Ａｖに連通接続されている。

また、ピストン３ａには、その上端側部分を所定長にわたって他の部分よりも短径に形成し、段差ｇが形成されている。そして、段差ｇの下側に、溝６がピストン３ａの全周にわたり形成されている。この溝６には、シールバンド７が嵌入されている。このシールバンド７は、ピストン３ａとシリンダ穴２ａの各側面間のクリアランスｃをシールするために設けられている。他の３個の貼付けユニットＵ2〜Ｕ4も、上記貼付けユニットＵ1と同一に形成されている。

図１に戻って説明すると、上述のように構成された偏光シート貼付け装置においては、インデックステーブル１の回転とともに各貼付けユニットＵ1〜Ｕ4が移動し、インデックステーブル１は９０°回転する度に停止する。したがって、各貼付けユニットＵ1〜Ｕ4の停止位置は中心Ｏ（インデックステーブル１の回転中心）の円周を４当分した位置となる。これら４箇所の停止位置を、インデックステーブル１の回転方向に沿って順に、偏光シートを載置するシート載置位置Ａ、液晶表示パネルを載置するパネル載置位置Ｂ、偏光シートを液晶表示パネルに貼り付ける貼付け位置Ｃ、及び貼付け完了品を取り出す取り出し位置Ｄに、それぞれ設定してある。

シート載置位置Ａの上方には、一対の第１カメラ８、８が設置されている。これら一対の第１カメラ８、８は、シート載置位置Ａに位置する貼付けユニットのシート載置面に載置される偏光シートの４コーナーのうちのインデックステーブル中心Ｏ側（以下、内側という）の２コーナーにおけるビューエリア外側に設けられているアライメントマークを撮像するために設けられており、したがって、その内側２コーナー部がそれぞれ位置する各エリアの上方に設置されている。

また、次順のパネル載置位置Ｂの上方にも、一対の第２カメラ９、９が設置されている。これら一対の第２カメラ９、９は、各貼付けユニットのパネル載置面に載置される液晶表示パネルの４コーナーのうちの内側２コーナーにおけるビューエリア外側に設けられているアライメントマークを撮像するために設けられており、したがって、その２コーナー部がそれぞれ位置する各エリアの上方に設置されている。

そして、偏光シートの搬入ベルト（以下、シート搬入ベルトという）１０、液晶表示パネルの搬入ベルト（以下、パネル搬入ベルトという）１１及び偏光シートが貼り付けられた液晶表示パネルの搬出ベルト１２が、それぞれ、インデックステーブル１周辺の所定位置に各先端部を延在させて互いに平行に配設されている。

次に、上述のように構成された偏光シート貼付けヤードにおいて実施される動作フローについて、図３及び図４に基づき説明する。

まず、シート搬入ベルト１０により搬送されてきた偏光シートＰｓを、図示しないバキュームリフト等の移載手段により、シート載置位置Ａに停止している例えば貼付けユニットＵ1のシート載置面つまりピストン上端面３ａ1上の所定位置に、載置する。このとき、搬送されてくる偏光シートＰｓには片面に接着糊（不図示）が塗布されその上に離型紙（不図示）が被着されており、偏光シートＰｓはその離型紙被着面を移載手段により吸着保持されたままシート載置面上に離型紙被着面を上にして載置される。そして、第１カメラ８、８により載置された偏光シートＰsの内側２コーナー部のアライメントマークを撮像し、この撮像データに基づき図示しない制御機構により移載手段の動作が制御され、偏光シートＰsがシート載置面上の規定位置に正確に載置される。この後、図３（ａ）に示すように、通気管５を介してバキュウーム装置Ａｖ（図１参照）により吸気し、偏光シートＰsを上記シート載置面上の規定位置に吸着保持し、この状態のまま移載手段を上昇退避させる。これにより、離型紙が移載手段に保持されたまま偏光シートＰｓから除去され、その面に塗布されていた接着糊が露出する。

次に、インデックステーブル１を矢印Ｒの方向に９０°回転させて停止させ、偏光シートＰｓがシート載置面上に吸着保持された貼付けユニットＵ1をパネル搭載位置Ｂに位置させる。この貼付けユニットＵ1のパネル載置面つまりシリンダ穴開口２ａ1とその縁端面１ａ1にわたる所定のエリアに、パネル搬入ベルト１１により搬送されてきている液晶表示パネルＬｐを図示しない移載手段により載置する。このとき、液晶表示パネルＬｐはその偏光シートが貼着される基板外面をシリンダ穴２ａ内に向けて載置される。そして、第２カメラ９、９により液晶表示パネルＬｐの内側２コーナー部のアライメントマークを撮像し、この撮像データに基づき図示しない制御機構により移載手段の動作が制御され、図３（ｂ）に示すように液晶表示パネルＬｐがパネル載置面上の規定位置に正確に載置される。なお、このパネル載置動作に併行して、シート載置位置Ａにおいては、貼付けユニットＵ1に替わり位置している次順の貼付けユニットＵ2（図１参照）に新たな偏光シートＰｓが同様の動作で載置される。

次いで、インデックステーブル１を更に９０°回転して停止させ、偏光シートＰｓと液晶表示パネルＬｐが共に各載置面の規定位置に載置されている貼付けユニットＵ1を貼付け位置Ｃに位置させる。この後、バキュウーム装置Ａｖ（図１参照）により、図３（ｃ）に示すように、通気路４を介してシリンダ穴２ａ内のピントン３ａより上の空間（以下、上部空間という）の空気を排出し真空化する。これにより、ピントン３ａがその上下空間の気圧差に基づく圧力つまり負圧力により上昇し、ピントン上端面３ａ1上に載置されている偏光シートＰｓの接着糊露出面を液晶表示パネルＬｐの平坦な基板外面に圧着させる。これにより、液晶表示パネルＬｐの基板外面の規定位置に偏光シートＰｓが接着糊を介して貼着される。このとき、偏光シートＰｓは、真空雰囲気中においてシート全体が液晶表示パネルＬｐの平坦な基板外面に対し同時に一様圧着されるから、圧着時にずれたり気泡や皺を発生させることなく全体にわたり平坦に貼り付けられる。

また、偏光シートＰｓと液晶表示パネルＬｐは、各載置面に対し各々のアライメントマーク（ビューエリア）を基準として第１カメラ８及び第２カメラ９による画像認識によりそれぞれ位置決めされて貼付けられる。したがって、偏光シートＰｓと液晶表示パネルＬｐは貼り付ける前にビューエリアに対する位置ズレが略解消されており、基板の切断端面等の外形を基準としたメカアライメント方式に比べて、偏光シートを液晶表示パネルのビューエリアを基準とする規定位置により正確に貼り付けることができる。

偏光シートＰｓの貼着が終了したら、図３（ｄ）に示すように、通気路４及び通気管５を介してシリンダ穴２ａの上部空間を大気開放し空気を送入する。これにより、偏光シートＰｓの吸着保持状態が解除されてピストン３ａが図３（ａ）に示す元の偏光シートＰｓの載置を待機する位置に下降する。以上で、偏光シートＰｓの貼付けが完了する。なお、このシート貼付け動作に併行して、シート載置位置Ａにおいては次順の貼付けユニットに新たな偏光シートＰｓが、パネル載置位置Ｂにおいては次順の貼付けユニットに新たな液晶表示パネルＬｐが、それぞれ同様の動作で載置される。

次に、インデックステーブル１をまた更に９０°回転して停止させ、偏光シートＰｓの貼付けが完了した液晶表示パネルＬｐを貼付けユニットＵ1のパネル載置面に載置された状態で取り出し位置Ｄに位置させる。この後、図示しない移載手段により、偏光シートＰｓが貼り付けられた液晶表示パネルＬｐを搬出ベルト１２上に移載する。移載された液晶表示パネルＬｐは、搬出ベルト１２により次順の工程に向けて搬出される。なお、この液晶表示パネルＬｐの取り出し動作に併行して、シート載置位置Ａにおいては次順の貼付けユニットに新たな偏光シートＰｓが、パネル載置位置Ｂにおいては次順の貼付けユニットに新たな液晶表示パネルＬｐが、それぞれ同様の動作で載置され、シート貼付け位置Ｃでは、次順の貼付けユニットにより新たな液晶表示パネルＬｐに新たな偏光シートＰｓが貼り付けられる。

以上のように、本実施形態の偏光板貼付けヤードによれば、偏光シートＰｓと液晶表示パネルＬｐをそれぞれの載置面に載置する際に共にカメラによる撮像データに基づき載置位置を正規の位置に位置決めし、且つ、偏光シートＰｓを真空雰囲気中においてその全体をピストン３を挟む上下空間の気圧差つまり負圧を用いて同時且つ一様に液晶表示パネルＬｐの平坦な基板外面に圧着させるから、偏光シートＰｓを液晶表示パネルＬｐの基板外面に対して、間に気泡を発生させず全体にわたり皺無く一様に規定された位置へ極めて正確に貼り付けることが可能となる

また、偏光シートＰｓと液晶表示パネルＬｐをそれぞれ共にインライン方式により順次連続的に作業位置に搬送し、貼付けが完了した液晶表示パネルＬｐを順次連続的に搬出するから、偏光シートＰｓを液晶表示パネルＬｐに貼り付ける作業効率が格段に向上される。

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。例えば、フィルムシートを載置したピストンを上昇させる推進力としては、上記実施形態のように気圧の差に基づく負圧だけでなく、バネ等の弾性付勢手段による弾発力も加えることにより、それらの協働作用でよりスムーズにフィルムシートを貼付け対象機器の表面に圧着させることができる。この場合、シリンダ内に嵌装したピストンとシリンダ底面との間に弾発力を調整したバネを介装するだけでよい。

また、インデックステーブルを省略し、シリンダとピストンからなる貼付けユニットを１セットだけとしてもよい。

さらに、本発明は、液晶表示パネルに対する偏光シートの貼付け装置だけでなく、薄肉フィルムシートを機器の平坦な表面に貼り付ける種々のシート貼付け装置に広く適用できる。その場合、フィルムシートと貼付け対象表面との面積が大きくことなっておれば、ピストンとシリンダは共に円柱状に形成することも可能である。

本発明の一実施形態としての液晶表示パネルに偏光シートを貼り付けるシート貼付け工程ヤードを示す平面図である。 図１のシート貼付け工程ヤードにおける貼付けユニットをII−II線で切断して示す要部断面図である。 上記貼付けユニットにより実施されるシート貼付け動作を４段階に分けて示す動作説明図で、（ａ）は偏光シート載置段階、（ｂ）は液晶表示パネル載置段階、（ｃ）は貼付け段階、（ｄ）はピストン退避段階、をそれぞれ示している。 図１のシート貼付け工程ヤードにおいて偏光シートの貼付けが実施されている状態を示す平面図である。

符号の説明

１ インデックステーブル
２ａ〜２ｄ シリンダ穴
３ａ〜３ｄ ピストン
４ 通気路
５ 通気管
８ 第１カメラ
９ 第２カメラ
１０ シート搬入ベルト
１１ パネル搬入ベルト
１２ 搬出ベルト
Ｐｓ 偏光シート
Ｌｐ 液晶表示パネル
Ｕ1〜Ｕ4 貼付けユニット

Claims (11)

1. フィルムシートを機器の所定の表面に貼り付けるシート貼付け装置であって、
   前記所定の表面の前記フィルムシートが貼り付けられる位置に対応する領域に形成された開口と、前記所定の表面により前記開口が覆われるように前記機器が載置される機器載置面と、が形成されたシリンダ部と、
   前記シリンダ部の前記機器載置面に対して平行になるように配置されるとともに前記フィルムシートが載置されるフィルムシート載置面を有し、前記フィルムシート載置面が前記機器載置面に対して垂直な方向へ往復移動自在となるように前記シリンダ部の前記開口の内部に設置されたピストンと、
   前記開口を覆う前記所定の表面と前記ピストンのフィルムシート載置面との間の前記シリンダ部の内部空間を減圧する減圧手段と、を備え、
   前記減圧手段により前記内部空間を減圧するとともに、前記ピストンにより当該ピストンのフィルムシート載置面に載置された前記フィルムシートを前記シリンダ部の前記機器載置面に載置された前記機器の前記所定の表面に押し当てて、前記所定の表面に前記フィルムシートを貼り付けることを特徴とするシート貼付け装置。
2. 前記ピストンの前記フィルムシート載置面に前記フィルムシートを載置する第１位置と、前記機器載置面に前記機器を載置する第２位置と、前記所定の表面に前記フィルムシートを貼り付ける第３位置と、前記フィルムシートが前記所定の表面に貼り付けられた前記機器を取り出す第４位置とが、所定の軸を中心にして、所定の方向に順に９０度回転した位置に設定されていることを特徴とする請求項１に記載のシート貼付け装置。
3. 前記第１位置、前記第２位置、前記第３位置及び前記第４位置にそれぞれ対応して、前記シリンダ部及び前記ピストンが備えられていることを特徴とする請求項２に記載のシート貼付け装置。
4. 前記内部空間と外部との気圧の差により前記ピストンを移動させて前記フィルムシートを前記機器の前記所定の表面に押し当てることを特徴とする請求項１乃至請求項３のうちの何れかに記載のシート貼付け装置。
5. 前記シリンダ部は前記内部空間に連通する通気路が形成され、
   前記減圧手段は、前記通気路を介して前記内部空間を減圧することを特徴とする請求項１乃至請求項４のうちの何れかに記載のシート貼付け装置。
6. 前記フィルムシートは偏光シートであり、前記機器は液晶表示パネルであることを特徴とする請求項１乃至請求項５のうちの何れかに記載のシート貼付け装置。
7. 前記シリンダ部の前記機器載置面に載置された前記機器の位置を撮像し、この撮像データに基づき前記機器の位置の検出を行う、第１撮像位置決め手段を更に備えていることを特徴とする請求項１乃至請求項６のうちの何れかに記載のシート貼付け装置。
8. 前記ピストンのフィルムシート載置面に載置されたフィルムシートの位置を撮像し、この撮像データに基づき前記フィルムシートの位置の検出を行う、第２撮像位置決め手段を更に備えていることを特徴とする請求項１乃至請求項７のうちの何れかに記載のシート貼付け装置。
9. 所定の表面にフィルムシートが貼り付けられた表示パネルの製造方法であって、
   中空状のシリンダの開口面に当該開口面における開口部を前記所定の表面が覆うように前記表示パネルを載置するとともに、載置面が前記開口面に対して平行になるように且つ前記載置面が前記開口面に対して垂直な方向へ往復移動自在となるように前記シリンダの内部に設置されたピストンの前記載置面に前記フィルムシートを載置する工程と、
   前記開口部を覆う前記所定の表面と前記載置面との間における前記シリンダの内部空間を減圧するとともに、前記ピストンにより当該ピストンの前記載置面に載置された前記フィルムシートを前記シリンダの前記開口面に載置された前記表示パネルの前記所定の表面に押し当てる工程と、
   を有することを特徴とするフィルムシートが貼り付けられた表示パネルの製造方法。
10. 前記フィルムシート側に接着糊を押し当て前に予め塗布しておくことを特徴とする請求項９に記載のフィルムシートが貼り付けられた表示パネルの製造方法。
11. 前記フィルムシートの面積よりも前記表示パネルの面積の方が広いことを特徴とする請求項９または１０に記載のフィルムシートが貼り付けられた表示パネルの製造方法。

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