JP4490238B2 - パネル組み立て装置及びパネル組み立て方法 - Google Patents

Description

本発明は、電子機器のディスプレイとして多用されている表示パネルにサブ基板をボンディングするための表示パネルの組み立て装置及び組み立て方法に関する。

パソコンやテレビなどの電子機器のディスプレイとして、近年は、液晶パネルやプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）などの表示パネルが多用されている。表示パネルは、表示パネルなどの透明板を主体にしており、その縁部にフレキシブル基板を接着し、さらにこのフレキシブル基板のアウターリードをサブ基板の電極にボンディングして組み立てられる。このフレキシブル基板としては、ＴＡＢ（Ｔａｐｅ Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｂｏｎｄｉｎｇ）法によりフィルムキャリアを主体にして製造されたものが多用されている。

このような部品実装装置においては一般に、フレキシブル基板が実装された表示パネルを搬送ステージ上に載置し、この搬送ステージによりサブ基板をフレキシブル基板の実装位置に位置付け、この実装位置にてフレキシブル基板の張り出し部分をサブ基板に実装し、その後、搬送ステージにてサブ基板と接続された表示パネルを排出位置へ移動させるようになっている（特許文献１）。そして、特許文献２に記載のように、排出位置では、排出ユニットのフォーク状のアームを搬送ステージ上の表示パネルの下側に侵入させ、アーム上に表示パネルを支持して取り出すようになっている。
特許第３４８０４５７号公報 特許第３２３９６８５号公報

ところで、近年、フラットパネルディスプレイで用いられる表示パネルは非常に大型化してきており、それに伴って表示パネルに接続される電子部品であるサブ基板も大型化してきている。そして、このような電子部品においては、サブ基板が表示パネルから自重により垂れ下がっている。このため、上述した排出ユニットのアームを搬送ステージに載置されたサブ基板と連結された表示パネルの下側に侵入させる際、アームが、表示パネルから垂れ下がったサブ基板に干渉し、サブ基板を破損するおそれが生じていた。

したがって、本発明が解決しようとする技術的課題は、表示パネルの周囲にフレキシブル基板を介して接続される基板の受け渡し及び排出を表示パネルやサブ基板の破損等を生じさせることなく効率的かつ確実に行うことができるパネル組み立て装置及び方法を提供することである。

本発明は、上記技術的課題を解決するために、以下の構成のパネル組み立て装置を提供する。

本発明の第１態様によれば、フレキシブル基板が外縁よりも張り出して接着された表示パネルを載置するパネル載置台と、
前記フレキシブル基板の張り出し部分に接着されるサブ基板を載置する基板載置台と、
前記サブ基板の接着部分に前記張り出し部分が重なるように、前記基板載置台に対する前記パネル載置台の相対位置を調整する位置調整装置と、
前記基板載置台に載置された前記サブ基板の上側から前記基板載置台に向けて圧着ヘッドを降下し、前記接着部分と前記張り出し部分とを圧着する圧着装置と、
前記基板載置台に対して前記パネル載置台が相対的に離れることによって基板載置台から外れる前記サブ基板を下側から支持する支持部材と、
を備え、
前記支持部材は、前記表示パネルの外縁に対して突出し前記サブ基板を下側から直接支持可能な支持位置と、前記表示パネルの外縁に対して突出せず前記サブ基板を支持しない非支持位置との間で移動可能に構成され、
さらに、前記支持部材を出退させる駆動機構を備えるとともに、
前記駆動機構は、
前記支持部材の移動方向に沿って前記支持部材を支持位置に向けて付勢する付勢部材と、
前記基板載置台に設けられ、前記位置調整装置により前記基板載置台とパネル載置台とが圧着位置に相対移動するときには、当該相対移動によって前記支持部材に当接し前記付勢部材の付勢力に対抗して前記支持部材の移動方向に沿って前記支持部材を非支持位置に移動させるプッシャ部を備えることを特徴とする、パネル組み立て装置を提供する。

上記構成において、支持部材は、基板載置台に載置されているサブ基板を垂下させることなく直接下側から支持するものである。ここで、サブ基板の支持とは、表示パネルに対して、フレキシブル基板が鉛直方向よりも小さい屈曲角度であって、かつ、前記サブ基板が支持部材により支持されてその重量が前記フレキシブル基板のみで支えられている状態ではない状態をいう。すなわち、支持部材がサブ基板に接触して、サブ基板がフレキシブル基板により接触している完全に垂下する状態を経ることなく、支えられるような状態であればよい。

また、サブ基板が、基板載置台から外れるタイミングと、支持部材により支持されるタイミングの前後は特に問われない。すなわち、サブ基板が基板載置台から外れてから垂下することなく支持部材により支持されてもよいし、基板載置台及び支持部材により同時に支持された後、基板載置台の支持が外れるようにされていてもよい。

本発明の第１態様によれば、フレキシブル基板を介して表示パネルと連結されたサブ基板を垂下させることなく下側から支持することができるので、サブ基板の連結後の表示パネルやサブ基板の破損を生じさせることなく、表示パネルの搬送を効率的かつ確実に行うことができる。
また、サブ基板を支持する時だけ支持部材を支持位置に移動させることができるので、他の工程においては、支持部材が邪魔になることがない。
また、基板載置台とパネル載置台との相対移動により、支持部材を伸縮させることができ、支持部材を移動させるためのモータなどのアクチュエータを必要としないため、動作の工程を簡略化することができる。

以下、本発明の一実施形態に係るパネル組み立て装置について、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の一実施形態にかかるパネル組み立て装置の外観構成を示す斜視図である。本実施形態にかかるパネル組み立て装置は、図２に示すディスプレイ２００を組み立てるものであり、具体的には、矩形形状の表示パネル２０１の複数（図２においては３つ）の周縁にそれぞれフレキシブル基板２０２を介してサブ基板２０３を取り付けるものである。ＴＡＢなどのフレキシブル基板２０２は、表示パネル２０１の外縁よりも張り出して接着されており、この状態で、本パネル組み立て装置に供給される。サブ基板２０３は予め定められた位置においてフレキシブル基板２０２と接着するためのＡＣＦ２０４が貼り付けられており、当該ＡＣＦ２０４とフレキシブル基板２０２の張り出し部分とが、本実施形態にかかるパネル組み立て装置により圧着される。

まず、図１乃至図４を参照してパネル組み立て装置の全体構成を説明する。パネル組み立て装置１００は、基台１の上面に以下に述べる要素が設けられている。表示パネル載置装置１１０及び圧着装置１４０が配置されている。また、表示パネル載置装置１１０のＸ軸方向両側方には、表示パネル２０１を表示パネル載置装置１１０に供給するためのローダ１２０及び圧着装置１４０により表示パネル２０１の周縁にサブ基板２０３が圧着され、組み上げられたディスプレイ２００を取り出すためのアンローダ１３０がそれぞれ設けられている。

ローダ１２０は、Ｘ軸方向に延在する一対のガイドレール８と、当該ガイドレール８にそれぞれ設けられ、図示しないアーム駆動装置によりガイドレール８に沿って駆動可能なＸ軸方向に移動可能な支持部材としてのアーム９を備える。ガイドレール８は、組み立て処理が行われる表示パネルのサイズに応じてその間隔を変更可能であり、また、表示パネル載置装置１１０のパネル載置台６に干渉しないようにその終端が、表示パネル載置装置１１０に到達しないようになっている。アーム９は、表示パネル２０１のＹ軸方向両端を載置し、表示パネル２０１を下方から支持する。アーム９は長板状であって、表示パネル２０１ががたつかないようにこれを真空吸着するための吸引穴９ａを複数個備えている。この吸引穴９ａは図示しない配管系によりバキューム装置（図外）に接続されている。後述するように、このアーム９によって表示パネル２０１の移送を行い、パネル載置台６に表示パネル２０１を受け渡す。

アンローダ１３０は、Ｘ軸方向に延在する一対のガイドレール１０と、当該ガイドレール１０にそれぞれ設けられ、Ｘ軸方向に移動可能な排出テーブルとしてのアーム１１を備える。ガイドレール１０は、組み立て処理が行われた表示パネル２０１のサイズに応じてその間隔を変更可能に構成されており、また、表示パネル載置装置１１０のパネル載置台６に干渉しないようにその始端が、表示パネル載置装置１１０に到達しないようになっている。アーム１１は、表示パネル２０１のＹ軸方向両端を載置し、表示パネル２０１を下方から支持する。アーム１１の一方は、パネル載置台６と基板載置台１３との相対移動によって両者間にＹ方向に形成される空間Ｓ（図４参照）に挿入され、組み上げられた表示パネル２０１をパネル載置台６から排出する。アーム１１には、後述するように、表示パネル２０１及びサブ基板２０３の支持をより確実にするために吸引によりこれを保持すべく、吸引穴が設けられている。この吸引穴３３ａ，３３ｂ，３４（図１３Ｂ参照）は図示しない配管系によりバキューム装置（図外）に接続されている。アーム１１によってパネル載置台６から組み上げられた表示パネル２０１を排出し、装置の外部へ移送を行う。

次に表示パネル載置装置１１０（本発明の位置調整装置）について説明する。表示パネル載置装置１１０は、図３に示すように、ベース２の上面にＹ軸方向に延在するガイドレール５を備え、当該ガイドレール５に沿ってＹテーブル４がＹ軸方向に移動可能に構成される。Ｙテーブル４のＹ軸方向への移動は、送りねじ３により行われ、Ｙテーブル４の下部に配置された送りナット（図示せず）と当該送りねじ３と螺合する。当該送りねじ３は、Ｙ軸モータ２１により回転駆動し、これによりＹテーブル４がＹ軸方向に移動する。

また、Ｙテーブル４上には、Ｘ軸方向に延在する送りねじ２５及び、送りねじ２５を回転駆動させるＸ軸モータ２２が設けられており、当該送りねじ２５の回転に伴って、Ｙテーブル４上に設けられたＸテーブル２６が、その下部に設けられかつ当該送りねじ２５との螺合する送りナット（図示なし）により、Ｘ軸方向に移動する。Ｘテーブル２６には、回転テーブル７が設けられている。回転テーブル７上には、ネジ穴２９，３０によりパネル載置台６が固定される。回転テーブル７は、θ回転モータ２３により９０°ずつ水平回転可能に構成されており、回転テーブルが作動することにより、パネル載置台６上の表示パネル２０１はその向きを変えることができる。また、回転テーブルは、レール２７に沿ってＺ軸方向に移動可能に構成されており、Ｚ軸モータ２４によって、回転テーブルのＺ軸方向への移動が行われる。

パネル載置台６は、後述するように、その上面２８に表示パネル２０１を載置するものであり、表示パネル２０１をより強固に支持するために、吸引穴３１が設けられている。この吸引穴３１は図示しない配管系によりバキューム装置（図外）に接続されている。また、パネル載置台の３つの周縁には、サブ基板２０３を支持する基板支持装置３２がそれぞれ２つずつ平行に設けられている。基板支持装置３２は、パネル載置台６の周縁に沿って固定位置を変更可能に構成されており、同じ周縁に設けられた２つの基板支持装置３２の間の間隔を変更することができる。基板支持装置３２の具体的な構成及び動作の詳細については、後述する。

圧着装置１４０は、基台１上面の表示パネル載置装置１１０に対してＹ軸方向側に設けられ、水平部１２ａ及び脚部１２ｂを備える略コの字形のフレーム１２と、当該フレーム１２の水平部１２ａに設けられ、Ｚ軸方向に移動可能に構成された圧着ヘッド１５と、圧着ヘッドのすぐ下方に位置する基板載置台１３とを備えている。

基板載置台１３は、圧着工程において、供給ステージから供給された基板を載置するものであり、Ｚ軸方向に移動可能なキャリア１３ａと本体部１３ｂとを備える。キャリア１３ａは、通常は、その上面が本体部１３ｂの上面と一致するように配置され、サブ基板２０３は、その面上に載置される。また、キャリア１３ａは、後述するサブ基板の取り出し時において、上昇し、圧着が終了したサブ基板をパネル載置台６に受け渡すための動作を支援する。

圧着ヘッド１５は圧着子４０を有している。この圧着子４０は、基板載置台１３の上方に位置し、圧着ヘッド駆動部１６に駆動されてＺ軸方向に上下移動する。圧着子４０は、場合によっては、フレキシブル基板２０２の張り出し部分であるアウターリード（図示せず）をサブ基板２０３のＡＣＦ２０４に熱圧着するためのヒータを備える。また基板載置台１３のＸ軸方向端部にはカメラ１４が設けられている。Ｘテーブル２６とＹテーブル４が作動してフレキシブル基板２０２がカメラ１４の上方へ移動すると、カメラ１４は表示パネル２０に設けられた認識マークの位置認識を行う。

基台１上面の圧着装置１４０を挟んで表示パネル載置装置１１０の対向する側には供給ステージ１５０（本発明の基板供給装置）が設けられている。供給ステージ１５０上にはサブ基板２０３が載置され供給される。供給ステージの上方には、供給されたサブ基板２０３を基板載置台１３に移送させるための基板移送ヘッド９０が設けられている。基板移送ヘッド９０は、図示しない配管系によりバキューム装置（図外）に接続されており、吸引によりサブ基板２０３を保持可能に構成されている。また、基板移送ヘッド９０は、図４の矢印１７２に示すように、供給ステージ１５０の基板取り出し位置の上方と、基板載置台１３の上方との間をＹ軸方向に移動可能であり、かつ、双方の位置において、矢印１７１，１７３に示すように、Ｚ軸方向に移動可能に構成されている。

サブ基板２０３は、供給ステージ１５０から基板載置台１３上に、基板移送ヘッド９０の動作により搬送される（図４参照）。具体的には、まず、基板移送ヘッド９０が下降することによって、供給ステージ１５０上を基板取り出し位置まで搬送されたサブ基板２０３を吸引保持した後上昇し、その後、矢印１７２に示すように、基板載置台１３の上方までＹ軸方向移動を行う。次いで、下降して基板載置台１３の所定の位置にサブ基板２０３を載置し、元の位置に退避する。

次に本実施形態にかかるパネル組み立て装置の動作の説明を行う。まず、図５Ａに示すように、フレキシブル基板２０２が周縁に配置された表示パネル２０１がローダ１２０によって、表示パネル載置装置１１０に供給される。具体的には、表示パネル載置装置１１０のパネル載置台６が、ローダ１２０から表示パネル２０１を受け取るための受け取り位置に移動し、待機している。このとき、パネル載置台６は、ローダ１２０のガイドレールよりも下側に位置している。次に、表示パネルを支持した状態で、矢印１７４に示すように、アーム９がガイドレール８に沿って移動し、図５Ａに示すように、表示パネル２０１が、表示パネルの重心部分Ｃがパネル載置台６の中心とほぼ一致するような位置に搬送される。

次に、矢印１７５に示すように、パネル載置台６が上昇し、アーム９に支持されている表示パネル２０１をパネル載置台６に移送させる。このとき、アーム９の吸引を停止すると共に、パネル載置台６の吸引を開始する。表示パネル２０１がパネル載置台６の上にしっかりと保持されると、パネル載置台６は矢印１７６に示すように、Ｘ軸方向に移動する。

パネル載置台６が、矢印１７７Ｘ軸方向に移動し、表示パネル２０１が、ガイドレール８の終端Ｅに干渉しないように移動すると、矢印１７８に示す方向へパネル載置台６は下降し、圧着のための動作が可能となるまで待機する。

なお、表示パネル２０１が小さい場合は、ローダ１２０と表示パネル載置装置１１０との間の表示パネル２０１の移送は、次のように行ってもよい。図５Ｂは、ローダと表示パネル載置装置との間の表示パネルの移送動作の変形例を示す説明図である。

この場合は、表示パネル２０１は、短手辺がＸ軸方向に平行となるような向きにローダ１２０に支持され搬送される。なお、パネル載置台６は、図５Ｂに示すように、待機位置において９０度回転した状態となっている。また、ローダ１２０は、表示パネル２０１のパネル載置台６への受け渡しのための表示パネルの搬送において、表示パネル２０１の重心Ｃ１が、パネル載置台６の中心Ｃ２に対してＸ軸方向に距離Ａだけずれるように表示パネル２０１を搬送する。ただし、このずれ量Ａは、表示パネルの重心Ｃ１が、パネル載置台６の面上に位置する程度にしておくことが好ましい。すなわち、このように、重心Ｃ１がパネル載置台６上に位置すると、パネル載置台６の吸引機構の故障などにより、表示パネル２０１を適正に吸引保持できないような場合に、表示パネル２０１がパネル載置台６から落下することを防止することができる。

次いで、図５Ａにおいて説明した動作と同様に、パネル載置台が上昇して、表示パネル２０１がパネル載置台６に移送し、パネル載置台６がＸ軸方向へ移動する。その後、パネル載置台６は、矢印１７９に示すように、９０度回転し、元の状態に復帰する。このように表示パネル２０１の重心Ｃ１が、パネル載置台６の中心Ｃ２からずれるように配置することにより、サブ基板２０３を圧着する辺２０１ａと、パネル載置台６の外縁６ａとの間の距離Ｂが広くなり、後述するサブ基板２０３の圧着工程において、表示パネル２０１の下方領域を大きく確保することができ、基板支持装置３２の動作のための部材の配置スペースなどに利用することができる。

次に、パネル載置台６に載置された表示パネル２０１にサブ基板２０３を圧着する工程について説明する。前提として、上述したように、表示パネル２０１と接続されるサブ基板２０３は、基板移送ヘッド９０によって供給ステージ１５０から基板載置台１３の所定の位置に移送されているものとする。

まず、Ｙ軸モータ２１を駆動させ、送りねじ３を回転させてＹテーブル４を矢印１８０に示すように、基板載置台１３に近づくように移動を開始させ、図６Ａに示すように、パネル載置台６に載置された表示パネル２０１に接続されたフレキシブル基板２０２の張り出し部分が、サブ基板２０３の接続部分の上に位置するように、両者の位置あわせが行われる。なお、このとき、基板載置台１３も矢印１８１に示す方向に移動するように構成してもよい。なお、サブ基板２０３と接続させるフレキシブル基板２０２が、基板載置台１３に対向するように配置されていない場合は、基板載置台１３に対向するようにパネル載置台６をθ回転させる。

なお、このとき、基板支持装置３２は、基板載置台１３に設けられた押さえ部材６０により、収納されている。基板支持装置３２及び押さえ部材６０の具体的な構成及び動作については、後述する。

次に、図６Ｂに示すように、圧着ヘッド１５の圧着子４０を矢印１８２に示すように下降させ、表示パネル２０１の縁部に設けられたフレキシブル基板２０２の張り出し部分であるアウターリードと基板載置台１３上のサブ基板２０３の電極とを基板載置台１３とで挟むように押し付けて圧着する。

次いで、矢印１８３に示すように、圧着子４０を上方へ退避させ（図６Ｃ参照）、また表示パネル載置装置１１０の送りねじ３を逆方向へ回転させてＹテーブル２を矢印１８４に示す向きへ移動を開始させて、元の位置へ後退復帰させる（図６Ｄ参照）。このとき、後述するように基板支持装置３２は、押さえ部材６０との間隔が広がるため、Ｙテーブル４の移動に伴って、矢印１８５に示すように、伸張し始める。また、Ｙテーブル４の移動に伴って、基板載置台１３に載置されているサブ基板２０３は、フレキシブル基板２０２により引っ張られて基板載置台１３から外れるようにＹ軸方向に移動する。

さらにパネル載置台６が、基板載置台１３から離れるように移動することにより、サブ基板２０３は、完全に基板載置台１３から外れる。このとき、図６Ｅに示すように、パネル載置台６に設けられている基板支持装置３２がサブ基板２０３を下側から直接支持可能に伸張状態となり、基板載置台１３から外れたサブ基板を垂下させることなく、直接支持する。

なお、図６Ａ〜図６Ｅに示した工程に関しては、基板支持装置３２及び押さえ部材６０の具体的な構成（図７Ａ，図７Ｂ，図８Ａ，図８Ｂ，図１０Ａ，図１０Ｂ参照）及び、当該構成の基板支持装置及び押さえ部材を用いたより詳細な動作工程（図９Ａ，図９Ｂ，図１１Ａ，図１１Ｂ参照）について後述する。

本実施形態にかかる基板支持装置３２は、上記のように、基板載置台１３に設けられている押さえ部材６０によって収納状態となる一方、パネル載置台６の移動に伴って、伸張状態となり、基板載置台１３から外れたサブ基板を垂下させることなく、直接支持する。この動作を行うための基板支持装置３２及び押さえ部材６０の具体的な構成について以下に説明する。

図７Ａは、図１にかかるパネル組み立て装置に用いられている基板支持装置３２の構成を示す斜視図である。なお、本実施形態では、基板支持装置３２は、図７Ａに示す構成のほか、左右対称に構成されたものも用いられる。

基板支持装置３２は、固定部５０に設けられた固定穴５０ａによって、上述のようにパネル載置台６の下面に固定される。固定部には、ガイドレール４１が設けられている。ガイドレールの下方には、本体部４２が設けられており、ガイドレール４１の側面に設けられた案内溝４１ａと本体部４２の上面に設けられた２つのスライダ４４ａ，４４ｂが係合して、ガイドレール４１に沿って本体部が移動可能に配置されている。本体部４２には、その先端に、サブ基板を支持するための長板状の支持部４３が設けられている。支持部４３は、図７Ｂに示すように、収納状態となった場合に、ガイドレール４１及び固定部５０と干渉しないように、支持部４３を本体部４２の上方に位置するように構成された断面略Ｌ字上の固定部４３ａを介して本体部４２の先端に固定される。

また、本体部４２の側方には、ガイドレール４１の延在方向に直交する方向に突状部４５ａが設けられ、その先端部分に、前記ガイドレール４１に直交する回転軸を中心として回動可能に構成されたカムフォロア４５が設けられている。当該カムフォロア４５は、押さえ部６０によって収納方向へ押さえられ、その結果本体部４２を図７Ｂに示す収納状態とする機能を有するものであり、具体的な動作については、後述する。基板支持装置３２は、本体部４２と固定部５０とにそれぞれ設けられた突状ピン４８，４９に係合されて固定されるバネ４７により伸張状態なるように付勢されており、ストッパ４６に設けられたねじ４６ａを調整することにより、本体部４２と固定部５０との相対的な位置を微調整可能に構成されている。

カムフォロア４５が、収納方向に押圧された場合、図７Ｂに示すように本体部４２がガイドレールに沿って、収納方向に移動され、その結果、バネ４７が伸張状態となる。この状態では、支持部４３は、固定部５０に対して、近接する状態であり、パネル載置台６の周縁から支持部４３が張り出さないようになっている。一方、当該カムフォロア４５を押圧する力が解放された場合、本体部４２はバネ４７による付勢力によって伸張状態に復帰し、当該本体部の先端に設けられた支持部４３がパネル載置台６の周縁から張り出すような位置へ移動する。

図８Ａは、押さえ部材６０の具体的な構成例を示す図である。図８Ａの押さえ部材６０ａは、図４などに示すように、固定部６６により、基板載置台１３のパネル載置台６との対向面１３ｆに固定されている。固定部６６は、断面Ｌ字形の部材であり、固定部６６の水平片６６ａには、断面Ｌ字形の本体部６２が固定される。本体部６２の鉛直片６２ｂには、図８Ｂに示すように、直動ガイド６３によりＺ軸方向に移動可能に配置されたプッシャ部６１が固定される。

プッシャ部６１は、本体部６２に対して、Ｚ軸方向に移動可能に構成されており、通常は、バネ６５により、図示上方向に付勢されている。バネ６５による上方向の位置移動を制限するために、プッシャ部６１と本体部６２との間にストッパ６４が設けられている。

図８Ｃは、図８Ａにかかる押さえ部材６０ａの変形例である。図８Ｃにかかる押さえ部材６０ｂは、図示Ｘ軸方向に沿って、プッシャ部６８を移動可能に構成した点に特徴を有し、他の部材の基本的な機能は、図８Ａの押さえ部材６０ａと略共通する。すなわち、図８Ｃにかかる押さえ部材６０ｂは、基板載置台１３との連結に用いられる固定部６６ＳをＸ軸方向へ幅広に構成すると共に、Ｘ軸方向へ延在するレール６６ｂをその水平片６６ａに設け、これと係合するスライダ７０と本体部６９の下面とを固定させ、本体部６９のＸ軸方向への移動を可能としたものである。図８Ｃにかかる押さえ部材６０ｂは、Ｘ軸方向の移動が可能であるため、上述のようにパネル載置台６に固定される基板支持装置３２がその外縁に沿って固定位置を変更した場合などに、本体部６９をスライドさせることによって、調整を簡単に行うことができるようにしたものである。すなわち、基板支持装置の位置の変更に伴い、押さえ部材の固定部６６Ｓの固定位置を変更させることなく、スライダ７０による本体部６９のＸ軸方向の移動により、対応できるようにしたものである。これにより、パネル載置台６がパネル認識動作時に動いて、基板支持装置３２が位置を変更した場合でも対応できる。

なお、図８Ｃに示す押さえ部材６０ｂのプッシャ部６８は、下方壁６８ａに対しＸ軸方向に延在する周縁に立設された鉛直壁６８ｂと、Ｙ軸方向に延在する双方の周縁に立設された２つの側方壁６８ｃとを備えている。この構成のプッシャ部６８は、当該上領域及び前面領域のみが開放する構成であるため、基板支持装置３２のカムフォロア４５は、ガイドレールに沿って、下方向に延在するように設けられていることが必要である。

次に、図８Ａ及び図８Ｃに示す押さえ部材６０ａ，６０ｂを用いた場合についての動作工程について説明する。なお、図８Ｃにかかる押さえ部材については、前提として、スライダ７０によるＸ軸方向の位置調整は完了しているものとする。

まず、図９Ａの（ｉ）に示すように、パネル載置台６が矢印１８６に示すとおり、基板載置台１３の方へ移動する。このとき、基板支持装置の支持部４３は、バネ４７により固定部５０から突出した状態となっている。また、押さえ部材のプッシャ部６１は、バネ６５により上側に位置している。なお、このとき、パネル載置台６に載置されている表示パネル２０１のフレキシブル基板２０２の張り出し部は、基板支持装置の固定位置によっては、支持部４３がフレキシブル基板の直下に位置し、これによって図示するようにフレキシブル基板２０２の張り出し部分が下側から支持される場合があるが、下記のように支持部４３が収縮状態となるにつれて、フレキシブル基板の支持が外れるため特に問題にはならない。

さらに、図９Ａの（ii）に示すように、パネル載置台６が基板載置台１３に近づき（矢印１８７参照）、カムフォロア４５が、プッシャ部６１の鉛直壁６１ｂに当接し、カムフォロアが基板載置台１３との相対移動に伴って、矢印１８８に示すように固定部５０側へ押し込まれ、支持部４３が収納状態となる。なお、パネル載置台６は、表示パネル２０１のフレキシブル基板２０２の張り出し部分が、基板載置台１３に載置されているサブ基板２０３の圧着位置上側に位置するまで移動する。

表示パネル２０１のフレキシブル基板２０２の張り出し部分が、サブ基板の圧着位置上側に位置するまでパネル載置台６が移動した後、パネル載置台は、矢印１８９に示すように、下方向に移動する。これに伴って、カムフォロア４５は、プッシャ部６１，６８の下方壁６１ａ，６８ａに当接し、プッシャ部を直動ガイド６３に沿って下方向に移動させる（図９Ａ(iii)参照）。これに伴って、フレキシブル基板２０２の張り出し部分が、サブ基板２０３の上面へ接触する。図６Ａはこの状態を示している。

なお、このように、表示パネルをサブ基板の上方でＹ軸方向に移動させ、フレキシブル基板２０２の張り出し部分が、サブ基板の圧着位置上側に位置するまで位置あわせをした後に、下降させるような工程としたのは、可撓性を有するフレキシブル基板２０２が重力により垂れ下がり、サブ基板の所定位置に位置あわせをすることが困難であるという問題による。すなわち、フレキシブル基板２０２は、その張り出し部分が表示パネル２０１の面に対して垂下しているため、まずサブ基板２０３上方で、水平方向の位置あわせをした後、下降させるようにすることで、確実にフレキシブル基板２０２の張り出し部分をサブ基板２０３の上面へ位置あわせできるようにしたものである。

次いで、図６Ｂ，図６Ｃによるフレキシブル基板２０２とサブ基板２０３との圧着が行われた後、図９Ｂの(iV)に示すように、矢印１９０及び１９１に示すように、パネル載置台６及びキャリア１３ａが上昇する。これに伴い、押さえ部材６０ａ、６０ｂのプッシャ部６１がバネ６５に付勢されて上昇する。

次いで、図９Ｂの(V)の矢印１９１に示すように、パネル載置台６が基板載置台１３から離れるように移動する。これに伴い、基板支持装置３２の支持部４３が、固定部５０から伸張し始めると共に、フレキシブル基板２０２によってサブ基板２０３がパネル載置台６の移動方向に引っ張られ、支持部４３の上に移動し始める。さらに、パネル載置台６が矢印１９１ｂの方向への移動が進むと、サブ基板２０３は、キャリア１３ａから外れ、垂下することなく、直接、支持部４３に移送される。なお、サブ基板２０３は、フレキシブル基板２０２によって表示パネル２０１に連結されているので、サブ基板２０３が、支持部４３からパネル載置台６と基板支持台１３の間の空間に落下することはない。

次に押さえ部材６０の他の構成例について説明する。図１０Ａは、図１のパネル組み立て装置の押さえ部材の他の構成例を示す斜視図である。図１０Ｂは、図１のパネル組み立て装置の押さえ部材のさらに他の構成例を示す斜視図である。

図１０Ａ及び図１０Ｂの押さえ部材６０ｃは、図８Ａの押さえ部材６０ａと基本的な構成は共通しているが、本体部７２が、図示Ｙ軸方向に移動可能に構成されている点、及びプッシャ部７１のＺ軸方向へのストロークを大きくした点において大きく異なる。すなわち、基板載置台１３に固定されている固定部７６は、本体部７２に固定されている基台部７９をＺ軸方向に移動可能に支持する退避用レール８２と退避用スライダ８１を介して固定しており、基台部７９をＺ軸方向に移動可能に構成している。また、基台部７９のＺ軸方向の駆動は、退避用シリンダ８０により行われる。

また、基台部７９は、本体部７２と基台部７９との相対位置をＹ軸方向へ調整可能なアーム出戻用シリンダ８９を備え、当該アーム出戻用シリンダ８９のピストン７８に連結されたスライダ７７が本体部７２と連結することにより、本体部７２をＹ軸方向に移動可能に構成している。

本体部７２及びプッシャ部７１の構成は、図８Ａにかかる押さえ部材６０ａと共通し、バネ７５によって、プッシャ部７１が本体部７２に対して上方向に付勢されると共に、ストッパ７４により上方向への上限位置が規制される。

図１０Ｂの押さえ部材６０ｄは、図１０Ａの押さえ部材と大部分の構成を共通するが、本体部９２のＹ軸方向への移動にアーム出戻用モータ８５を用いる点において異なる。基台部８６はその上面に、Ｙ軸方向に延在して設けられたレール８３を備え、当該レールに係合するスライダ８４と本体部９２とが連結されている。したがって、本体部９２は、レール８３に沿って、Ｙ軸方向へ移動可能である。アーム出戻用モータ８５は、偏心カム８５ａを有し、本体部９２に設けられたカムフォロア９２ａを介して、基台部８６の上面に設けられたレール８３に沿って本体部９２を移動可能とする。

次に、図１０Ａ及び図１０Ｂに示す押さえ部材６０ｃ，６０ｄを用いた場合についての動作工程について説明する。ここでは、図１０Ａの押さえ部材６０ｃを用いた場合について説明するが、図１０Ｂに示す押さえ部材６０ｄについても同様の動作が行われる。

まず、図１１Ａの（ｉ）に示すように、パネル載置台６が矢印１９２に示すとおり、基板載置台１３の方へ移動する。このとき、基板支持装置の支持部４３は、バネ４７により固定部５０から突出した状態となっている。また、押さえ部材のプッシャ部６１は、バネ６５により上側に位置しており、本体部７２は、基板載置台１３に近接した位置に配置されている。また、このとき、基板支持装置３２のカムフォロア４５及び支持部４３は、共に基板載置台１３よりも上方に位置するように、パネル載置台６のＺ軸方向高さが設定されている。なお、このとき、パネル載置台６に載置されている表示パネル２０１のフレキシブル基板２０２の張り出し部は、基板支持装置の固定位置によっては、支持部４３がフレキシブル基板の直下に位置し、これによって図示するようにフレキシブル基板２０２の張り出し部分が下側から支持される場合があるが、下記のように支持部４３が収縮状態となるにつれて、フレキシブル基板の支持が外れるため特に問題にはならない。

さらに、図１１Ａの（ii）に示すように、パネル載置台６が基板載置台１３に近づき（矢印１８７参照）、フレキシブル基板２０２の張り出し部分が、基板載置台１３上のサブ基板の上に位置すると、パネル載置台６のＹ軸方向の移動を停止する。次いで、退避用シリンダ８１を動作させて、図１１Ａの(iii)の矢印１９３に示すように、プッシャ部７１の下方壁７１ａがカムフォロア４５に当接するまで、プッシャ部７１を上昇させる。

カムフォロア４５が、プッシャ部７１の下方壁７１ａに当接すると、図１１Ａの(iV)に示すように、押さえ部材６０ｃは本体部をパネル載置台６の方向へ移動させる。押さえ部材６０ｃの移動に伴って、カムフォロア４５が矢印１９４に示すように固定部５０側へ押し込まれ、支持部４３が収納状態となる。

基板支持装置３２の支持部４３が完全に収縮状態になるまで、押さえ部材６０ｃが移動した後、パネル載置台は、矢印１９５に示すように、下方向に移動する。これに伴って、カムフォロア４５は、プッシャ部７１の下方壁７１ａに当接し、プッシャ部を直動ガイド７３に沿って下方向に移動させる（図１１Ａ(v)参照）。これに伴って、フレキシブル基板２０２の張り出し部分が、サブ基板２０３の上面へ接触する。図６Ａはこの状態を示している。

次いで、図６Ｂ，図６Ｃによるフレキシブル基板２０２とサブ基板２０３との圧着が行われた後、矢印１９６ａ及び１９６ｂに示すように、パネル載置台６及びキャリア１３ａが上昇する。これに伴い、押さえ部材６０ｃのプッシャ部７１がバネ７５に付勢されて上昇する。

次いで、図１１Ｂの(Vii)の矢印１９７ａに示すように、押さえ部材６０ｃが基板載置台１３に近づくように移動する。これに伴い、基板支持装置３２の支持部４３が、矢印１９７ｂに示すようにサブ基板２０３の下方に固定部５０から伸張し始める。次いで、キャリア１３ａが矢印１９８に示すように下に退避し、サブ基板２０３を支持部４３に受け渡す（図１１Ｂ(viii)参照）。最後に、矢印１９９に示すように、パネル載置台６が、基板載置第１３から離れるように移動すると共に、退避用シリンダ８０を動作して、押さえ部材６０ｃが元の位置に復帰する。（図１１Ｂ(iX)参照）。

この例によれば、基板載置台１３から支持部４３へのサブ基板２０３の移送において、フレキシブル基板２０２によってサブ基板２０３がパネル載置台６の移動方向に引っ張られることがないため、フレキシブル基板とサブ基板２０３との圧着が完全に固まる前に工程を進めることができる。また、基板載置台１３から支持部４３への移送において、サブ基板２０３を落下させることがなく、サブ基板２０３に衝撃を与えることなく、スムーズに移送が行われる。なお、サブ基板２０３は、フレキシブル基板２０２によって表示パネル２０１に連結されているので、サブ基板２０３が、支持部４３からパネル載置台６と基板支持台１３の間の空間に落下することはない。

図２に示す表示パネル２０１は、３つの周縁にフレキシブル基板２０２が設けられており、本実施形態にかかるパネル組み立て装置では、それぞれの周縁に設けられたフレキシブル基板２０２にサブ基板２０３を圧着することができる。具体的には、パネル載置台６を回転させ、基板載置台１３に対向する周縁を変更することにより、これを行う。

以下、図１２を用いて、具体的に説明する。なお、図１２においては、理解のために、表示パネル２０１の周縁をそれぞれ２０１−１〜２０１−３まで区別すると共に、それぞれの周縁に付されるサブ基板２０３をサブ基板２０３−１〜２０３−３のように区別する。また、それぞれのサブ基板２０３−１〜２０３−３を下側から支持する支持部４３についても４３−１〜４３−３と区別する。

図１２の(i)は、表示パネル２０１の長手方向の周縁２０１−１に設けられたフレキシブル基板２０２に、サブ基板２０３−１が付された状態を示している。この状態では、サブ基板２０３−１の下側に支持部４３−１が伸張し、サブ基板２０３−１が垂下しないように直接支持している。次に、表示パネルの短手側の周縁２０１−２に設けられたフレキシブル基板２０２にサブ基板２０３−２を付す。この動作を行うにあたっては、図１２の(ii)に示すように、パネル載置台６を矢印の方向へ９０度回転させ、表示パネル２０１の次の縁部２０１−２を基板載置台１３側へ対向させる。またこれと前後して、基板載置台１３上に次のサブ基板２０３−２を補充する。なお、表示パネル２０１の周縁２０１−１と２０１−２に付されるサブ基板の構成が異なる時は、それぞれ特定のものを基板載置台１３に補充することはいうまでもない。次いで上述した動作が繰り返されて、表示パネル２０１の第２の周縁２０１−２にもサブ基板２０３−２が圧着される。なお、圧着が終了した段階では、サブ基板２０３−２の下側に支持部４３−２が伸張し、サブ基板２０３−２が垂下しないように直接支持している。

次いで、図１２の(iii）に示すように、表示パネル２０１の短手側の周縁２０１−３に設けられたフレキシブル基板２０２にサブ基板２０３−２を付すために、上記と同様に、パネル載置台６を矢印の方向へ１８０度回転させ、表示パネル２０１の第３の縁部２０１−３を基板載置台１３側へ対向させる。またこれと前後して、基板載置台１３上に次のサブ基板２０３−３を補充する。その後、上述した動作が繰り返されて、表示パネル２０１の第３の周縁２０１−３にもサブ基板２０３−３が圧着される。なお、圧着が終了した段階では、サブ基板２０３−３の下側に支持部４３−３が伸張し、サブ基板２０３−３が垂下しないように直接支持している。

以上のようにして表示パネル２０１の３つの周縁にそれぞれサブ基板をボンディングしたならば、表示パネルを排出するために、図１２の(iV)に示すように、表示パネルを９０度回転させて、基板載置台６に表示パネル２０１が載置されたときの状態すなわち、第１の周縁２０１−１が、基板載置台１３に対向するように配置する。

次に、パネル載置台６に載置されている表示パネル２０１を排出する工程について図１３Ａ及び図１３Ｂを用いて説明する。表示パネル２０１を排出する場合、まず、図１３Ｂパネル載置台６を上昇させてサブ基板付きの表示パネル２０１を持ち上げ、その後、図１に示すアンローダの排出位置まで、Ｘ軸方向に移動させる。排出位置では、アンローダのアーム１１が待機しており、パネル載置台６を下降させて、表示パネル２０１をアーム１１上に移載する。

アンローダ１３０のアーム１１には、サブ基板２０３の支持のために、パネル載置台６から突出した状態にある支持部４３との干渉を防止するために、切り欠き３５が設けられている。また、図１３Ａに示すように表示パネル２０１は、アーム１１の吸引穴３４に真空吸着された状態で下方から支持され、表示パネルの周縁に付されたサブ基板はアーム１１の上面で下方から支持される。このとき、長手方向に設けられたサブ基板２０３−１は、アーム１１の吸引穴３３ａにより吸引保持されると共に、短手方向に設けられたサブ基板２０３−２，２０３−３は、対向する２つのアームの両端にわたって保持されると共に、吸引穴３３ｂにより吸引保持される。フレキシブル基板２０２は、サブ基板２０３の重みで下方へ曲がりやすくなっているが上述したように、アーム１１でサブ基板２０３を下方から支持するので、サブ基板２０３が表示パネル２０１から垂れ下ることはない。従ってサブ基板２０３の垂れ下がりに起因する搬送ミス等が生じない。

図１において、アンローダ１３０のアーム１１上の表示パネル２０１は次の工程へ送られ、またアーム１１は表示パネルの排出位置へ復帰し、以下、同様の動作が２枚目以降の表示パネル２０１について繰り返される。

次に、上記実施形態にかかるパネル組み立て装置の変形例について説明する。図１４Ａ，図１４Ｂ，図１４Ｃはそれぞれ、基板支持装置の変形例を示す図である。

図１４Ａ〜図１４Ｃの例では、基板支持装置３２の支持部４３を伸縮させるために、モータ３９を用いて行うようにしたものである。この構成においては、サブ基板がフレキシブル基板に接続された後、基板載置台１３からサブ基板を外すタイミングで、支持部４３ｂを伸張状態にすればよく、それ以外のタイミングにおいては、収縮状態にしておけばよい。すなわち、基板載置台１３に対向しないパネル載置台６の周縁に設けられている基板支持装置３２の支持部を収納させておくことができ、例えば、パネル載置台６の回転制御などにおいて、支持部４３が他の部材に干渉するなどの問題を防止することができる。

支持部４３の伸縮方向は、図１４Ａ〜図１４Ｃに示すように種々の方向とすることができる。すなわち、図１４Ａでは、基板支持装置の軸方向に伸縮可能に支持部４３ｂを構成する。この場合は、モータ３９ａの回転動作をラックピニオンなどの手段により直線動作に変換して動作させたり、直接リニアモータを用いて動作させることができる。

図１４Ｂの例では、支持部４３ｃは、Ｙ軸を中心として、上下方向に回転することにより伸縮可能に構成されている。また、図１４Ｃの例では、支持部４３ｄは、Ｚ軸を中心として、水平方向に回転することにより、伸縮可能に構成されている。これらの例では、支持部４３ｃ、４３ｄの動作が回転動作であるため、ギアなどの手段により、動作させることができる。もちろん、支持部４３を伸縮させるために、シリンダなどの空気機器を用いてもよい。

また、図１５Ａ，図１５Ｂに示す変形例は、基板支持部材３２が伸縮しない構成に関するものである。この例では、常に支持部４３ａがパネル載置台６から突出した状態となっているため、基板載置台１３に挿入穴１３ｃを設けて、圧着時における支持部４３ａと基板載置台１３との干渉を防止するようにしている。なお、上述のように、パネル載置台６は、基板載置台に近づく場合に、フレキシブル基板の垂下を考慮して基板載置台の上方で水平移動した後に下降する構成となっているため、挿入穴１３ｃは、高さ方向すなわち、Ｚ軸方向に余裕を持たせておくことが好ましい。

また、サブ基板２０３とフレキシブル基板２０２とが連結された後、パネル載置台６が基板載置台１３から離れていくと、フレキシブル基板２０２によりサブ基板２０３が引っ張られて、パネル載置台６の方に移動し、最終的には、基板載置台１３から落下する。このとき、パネル載置台６と基板載置台１３との間には、支持部４３ａが位置するので、図１５Ｂに示すように、サブ基板２０３は、矢印に示すように支持部４３ａまで落下し、サブ基板の端部が支持部４３ａよって支えられる。この結果、サブ基板２０３の垂下を防止することができる。

なお、本発明は、種々の設計事項を加えて実施してもよく、上記実施形態において説明した態様のほかに、その他種々の態様で実施可能である。

本発明にかかるパネル組み立て装置の外観構成を示す斜視図である。 図１のパネル組み立て装置により組み立てられるディスプレイの外観図である。 図１のパネル組み立て装置の表示パネル載置装置の構成を示す組み立て分解図である。 図１のパネル組み立て装置の概略構成を示す側面図である。 ローダと表示パネル載置装置との間の表示パネルの移送動作を示す説明図である。 ローダと表示パネル載置装置との間の表示パネルの移送動作の変形例を示す説明図である。 表示パネルとサブ基板との接続工程の説明図であり、表示パネルとサブ基板との位置あわせが行われる状態を示す図である。 表示パネルとサブ基板との接続工程の説明図であり、圧着ヘッドによる、表示パネルとサブ基板の圧着が行われる状態を示す図である。 表示パネルとサブ基板との接続工程の説明図であり、表示パネルとサブ基板との圧着が終了し、圧着ヘッドが元の位置へ退避する状態を示す図である。 表示パネルとサブ基板との接続工程の説明図であり、パネル載置台画もとの位置へ退避する状態を示す図である。 表示パネルとサブ基板との接続工程の説明図であり、表示パネルに接続されたサブ基板が下側から直接支持されている状態を示す図である。 図１のパネル組み立て装置に用いられる伸張状態の基板支持装置の項性を示す斜視図である。 収納状態にある図７Ａの基板支持装置を示す斜視図である。 図１のパネル組み立て装置の押さえ部材の構成を示す斜視図である。 図８Ａ押さえ部材の組み立て分解図である。 図１のパネル組み立て装置の押さえ部材の変形例を示す斜視図である。 図８Ａ，図８Ｃに示す押さえ部材を用いた場合における、圧着工程の動作を示す詳細工程図である。 図８Ａ，図８Ｃに示す押さえ部材を用いた場合における、圧着工程の動作を示す詳細工程図であり、図９Ａの続きを示す図である。 図１のパネル組み立て装置の押さえ部材の他の変形例を示す斜視図である。 図１のパネル組み立て装置の押さえ部材のさらに他の変形例を示す斜視図である。 図１０Ａ，図１０Ｂに示す押さえ部材を用いた場合における、圧着工程の動作を示す詳細工程図である。 図１０Ａ，図１０Ｂに示す押さえ部材を用いた場合における、圧着工程の動作を示す詳細工程図であり、図１１Ａの続きを示す図である。 表示パネルの複数の周縁にサブ基板を接続する場合の工程を示す図である。 組み上げられた表示パネルを排出する場合におけるアンローダとパネル載置台との位置関係を示す平面図である。 図１３Ａの斜視図である。 基板支持装置の変形例を示す図である。 基板支持装置の他の変形例を示す図である。 基板支持装置のさらに他の変形例を示す図である。 変形例にかかるパネル組み立て装置の概略構成を示す図である。 図１５Ａのパネル組み立て装置において、サブ基板が支持されている状態を示す図である。

符号の説明

６ パネル載置台
７ 回転テーブル
９、１１ アーム
８，１０ ガイドレール
１３ 基板載置台
１５ 圧着ヘッド
４０ 圧着子
９ａ，３１，３３ａ，３３ｂ，３４ 吸引穴
１００ パネル組み立て装置
１１０ 表示パネル載置装置
１２０ ローダ
１３０ アンローダ
２００ ディスプレイ
２０１ 表示パネル
２０２ フレキシブル基板
２０３ サブ基板

Claims (1)

1. フレキシブル基板が外縁よりも張り出して接着された表示パネルを載置するパネル載置台と、
   前記フレキシブル基板の張り出し部分に接着されるサブ基板を載置する基板載置台と、
   前記サブ基板の接着部分に前記張り出し部分が重なるように、前記基板載置台に対する前記パネル載置台の相対位置を調整する位置調整装置と、
   前記基板載置台に載置された前記サブ基板の上側から前記基板載置台に向けて圧着ヘッドを降下し、前記接着部分と前記張り出し部分とを圧着する圧着装置と、
   前記基板載置台に対して前記パネル載置台が相対的に離れることによって基板載置台から外れる前記サブ基板を下側から支持する支持部材と、
   を備え、
   前記支持部材は、前記表示パネルの外縁に対して突出し前記サブ基板を下側から直接支持可能な支持位置と、前記表示パネルの外縁に対して突出せず前記サブ基板を支持しない非支持位置との間で移動可能に構成され、
   さらに、前記支持部材を出退させる駆動機構を備えるとともに、
   前記駆動機構は、
   前記支持部材の移動方向に沿って前記支持部材を支持位置に向けて付勢する付勢部材と、
   前記基板載置台に設けられ、前記位置調整装置により前記基板載置台とパネル載置台とが圧着位置に相対移動するときには、当該相対移動によって前記支持部材に当接し前記付勢部材の付勢力に対抗して前記支持部材の移動方向に沿って前記支持部材を非支持位置に移動させるプッシャ部を備えることを特徴とする、パネル組み立て装置。

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