JP4780559B2 - フィルム貼付方法およびその装置 - Google Patents

Description

本発明は、貼り合せる基板に見合う大きさのシート状のフィルムを基板に貼り付けるフィルム貼付方法及びその装置に関する。

液晶ディスプレイやプラズマディスプレイなどの製作工程においては、明暗コントラストや色再現性の向上，パネルから放出される電磁波や赤外線のカット，周辺映像の画面への映り込み防止，パネルの破損防止など様々な機能を併せ持つ機能性フィルム（以下、フィルムと略記）を２枚のガラス板を貼り付けた状態の液晶表示パネルやプラズマ表示パネルなど（以下、基板と略記）の表面に貼り付けることにより良好な画像品質を実現している。

フィルムの貼り付けには、基板の表示面を上向きとし、基板の上方から貼り合せる基板に見合う大きさとしたシート状のフィルムを供給して貼り付けるフィルム貼付装置が使用されている。

フィルムには粘着材が塗布されているため、使用前に異物付着防止のため，あるいは粘着材の変形防止、あるいはフィルム同士を重ねることが出来るように、粘着材表面を保護フィルムで覆っている。

このようなフィルムは、粘着材保護フィルムを上向きに吸着保持テーブルにセット（装着）し、貼付直前に粘着材保護フィルムを剥離し、吸着保持テーブルを反転させフィルムの粘着材が露出した状態で基板上方に配置する。

フィルムは貼り付ける一端を基板に近づけるため傾斜させ、圧着ロールで押付け先端貼り付けを行い、基板をフィルムを引き出す方向に移動させることにより貼り付けを行う。

このときフィルムは圧着ロールで順次貼り付けられる前に基板上面に落下しないように、吸着保持テーブル面に吸着保持された状態で吸着保持テーブル面を滑るようにしている。

このような技術を示すものとして、下記特許文献に記載されたものがある。

特開２００３−２７６０９１号公報

フィルムを基板に貼り付けるためにはフィルムを保持する必要があるが、粘着材面が下向きの場合、粘着面を支持することが出来ないため、フィルム上面を吸着部材により吸着保持する必要がある。

フィルムの貼り付けは、保持されたフィルムと基板を圧着ロールにより挟み込み、圧着ロールが回転することにより貼り付けを行うため、フィルムは吸着保持と吸着保持状態で吸着部材面を滑る必要があった。

吸着部材のフィルム吸着保持は高真空を使用すると吸着保持力が確保されるが、吸着部材面を滑る際の抵抗力が大きくなり、フィルム表面に擦り傷を発生させる。一方、フィルムの吸着保持に低真空を使用すると抵抗力が減少し、フィルム表面の擦り傷は軽減されるが、フィルムの吸着保持力が低いことにより、フィルムが基板表面へ落下する危険性が高くなる。

また、フィルムの貼り付けが開始されると吸着部材面を移動することにより、貼り終わりに近づくに連れて吸着面積が減少し、フィルムが吸着部材面から剥がれて基板表面へ落下することがある。そして、フィルムは落下することにより基板と接触し、フィルムと基板の間に気泡が混入するという問題がある。

更に、フィルムと吸着部材が擦れることにより微小な磨耗粉が発生し、基板表面に落下しフィルムと基板の間に残存してしまう。この場合、磨耗粉や周囲に出来る気泡により透過する光の遮光や散乱を招き、所望の画像品質を得ることができず画像品質の低下や歩留低下の原因となる。

従って、これら問題によりフィルムの吸着保持力の微妙且つ複雑なコントロールが必要なことから、フィルムを効率よく、良好な状態で貼り付けることが困難であった。

それゆえ本発明の目的は、フィルムの貼り付けにおいて、吸着保持力の微妙且つ複雑なコントロールを必要としなくてもフィルムが基板上に落下することがなく、簡便で確実にフィルムを基板に貼り付けることができるフィルム貼付方法とその装置を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、フィルムの貼り付けにおいて、微小な磨耗粉が発生し基板表面に落下するようなことがなく、歩留が低下しないフィルム貼付方法とその装置を提供することにある。

上記目的を達成する本発明フィルム貼付方法の特徴とするところは、基板と該基板に見合う大きさとしたシート状のフィルムを、該フィルムの粘着面に設けた保護フィルムを剥離して該基板に貼り付けるフィルム貼付方法において、水平に保持した基板の上方において、該フィルムの一辺先端部に対応する先端吸着プレートと該一辺先端部以外の該フィルムの領域に対応する吸着プレートで該フィルムをその該保護フィルムとは反対面側で吸着保持し、該吸着プレートと該先端吸着プレートに保持された該フィルムの該保護フィルムに該フィルムの一辺先端部と直交するように配置した粘着テープを貼り付け、該粘着テープを該フィルムの一辺先端部で逆進するように移動させて該フィルムの一辺先端部側における該保護フィルムの先端部を剥離させ、該先端吸着プレートの該フィルムの一辺先端部に対する吸着保持を解除して該先端吸着プレートを該フィルムの一辺先端部から離脱させ、水平に保持した基板の該フィルムの一辺先端部に対応する箇所に該保護フィルムの先端部を剥離した該フィルムの一辺先端部を合わせてこの箇所を圧着ローラで加圧し、該吸着プレートによる該フィルムの吸着保持を解除し、該粘着テープの移動と逆進で該フィルムを該基板上に供給するとともに該保護フィルムを剥離しつつ該基板を該フィルムの一辺先端部側を先頭として水平移動させることにより該保護フィルムを剥離しつつ該基板に該フィルムを貼り付けることにある。

また、上記目的を達成する本発明フィルム貼付装置の特徴とするところは、基板と該基板に見合う大きさとしたシート状のフィルムを、該フィルムの粘着面に設けた保護フィルムを剥離して該基板に貼り付けるフィルム貼付装置において、基板を水平に保持して該基板の一辺側を先頭として移動させる基板保持移動機構と、該基板保持移動機構の上方において該フィルムをその該保護フィルムとは反対面側で該基板の一辺側に対応する該フィルムの一辺先端部と該一辺先端部以外の該フィルムの領域をそれぞれ吸着保持する先端吸着プレートと吸着プレートと、該先端吸着プレートと該吸着プレートを該先端吸着プレートが該基板の一辺側に近づくように傾斜させる吸着プレート傾斜機構と、該吸着プレート傾斜機構により傾斜した該フィルムの該保護フィルムに該フィルムの一辺先端部と直交するように配置された粘着テープと、該粘着テープを該フィルムの一辺先端部側に移動させて該保護フィルムに粘着させるとともに該フィルムの一辺先端部側で逆進させ該保護フィルムを該フィルムの一辺先端部側から剥離させる粘着テープ移動機構と、該粘着テープが該保護フィルムを該フィルムの一辺先端部側から剥離した状態で該先端吸着プレートによる該フィルムの吸着保持を解除し該フィルムの一辺先端部から離脱させる先端吸着プレート解除離脱手段と、該粘着テープが該保護フィルムを該フィルムの一辺先端部側から剥離した状態で該吸着プレートによる該フィルムの吸着保持を解除する吸着プレート解除手段と、該先端吸着プレートが該フィルムの一辺先端部から離脱した状態で該フィルムの一辺先端部を水平に保持した基板の該フィルムの一辺先端部に対応する箇所に合わせて合わせた箇所を圧着ローラで加圧する加圧機構とを備え、該粘着テープ移動機構による該粘着テープの移動と逆進で該フィルムを該基板上に供給するとともに該保護フィルムを剥離しつつ該基板保持移動機構により該基板を該フィルムの一辺先端部側を先頭として水平移動させることにより該保護フィルムを剥離しつつ該加圧機構により圧着ローラで該フィルムを該基板に加圧して貼り付けることにある。

本発明によれば、フィルムを基板に貼り付ける場合、フィルムの保持を吸着プレートから粘着テープに移し、粘着テープが基板にフィルムを搬送するので、フィルムが吸着保持部材面で擦れて磨耗粉が落下し磨耗粉の周囲に気泡が発生することがなく、フィルムを基板に歩留よく貼り付けることができるだけでなく、吸着プレートにおける吸着保持力の微妙且つ複雑なコントロールを必要とせず、簡便で確実にフィルムを基板に貼り付けることができる。

以下、本発明の一実施形態について、図１〜図９を参照して詳細に説明する。なお、全図面において、同一物には、同一引用符号をつけている。

図１は、本発明を適用して構成した光学フィルム貼付装置の要部概略図である。

光学フィルム貼付装置は光学フィルム（フィルム）１を表示パネル（基板）２の画像表示面に貼り付ける装置であり、大別してパネル移動機構（基板保持移動機構）と、吸着プレートと先端吸着プレートおよび吸着プレート傾斜機構と先端吸着プレート解除離脱手段と吸着プレート解除手段を含む光学フィルム吸着搬送機構と、粘着テープおよび粘着テープ移動機構を含む粘着材保護フィルム剥離機構と、圧着ロールと加圧機構を含む加圧ロール機構などにより構成されている。以下、順に各部の構成を説明する。

ここで光学フィルム貼付装置は、表示パネル２の種別や構造，厚さは特に限定されるものではなく、例えばＰＤＰ（プラズマディスプレイ）における画像を表示するＰＤＰ表示パネルや表示パネルと独立したフィルタ用単板ガラス基板やＬＣＤ（液晶ディスプレイ）の表示パネルの製造に用いることができる。

先ず、光学フィルム１について説明する。光学フィルム１は明暗コントラストや色再現性の向上，パネルから放出される電磁波や近赤外線遮断，周辺映像の画面への映り込み防止，パネルの破損防止など様々な機能を併せ持っている。

このような光学フィルム１は、図２に示すように、反射防止フィルム３，着色フィルム４，電磁波遮断フィルム５で構成されている。また、電磁波遮断フィルム５面には表示パネル２に貼り付けるための粘着材６が塗布されており、さらに粘着材６を保護するための保護フィルム７が貼り付けられ、程よい剛性を備えている。各層フィルム３〜５の厚さ，材質，組合せ順等は、特に限定されるものではない。

このように構成された光学フィルム１は、表示パネル２に貼り付ける際に保護フィルム７を剥離して粘着材６を露出させる。そして、光学フィルム１と表示パネル２とを正確に位置合せし、粘着材６を表示パネル２に接触させることにより貼り付けられる。

先ず、パネル移動機構（基板保持移動機構）について説明する。

パネル移動機構は、図１に示すように、直線ガイドベース８，ＸＹＺθテーブル９，コンベヤ１０を備えて構成されている。直線ガイドベース８は、光学フィルム貼付装置のベースとなるものであり、平板状とされている。直線ガイドベース８の上には図１において左右に延びた直線ガイド１２が設けられ、その上にＸＹＺθテーブル９，コンベヤ１０が配されている。

ＸＹＺθテーブル９の最下面に配置されている支持プレート１３にはサーボモータ１４が設けられ、支持プレート１３はサーボモータ軸に設けられたピニオンギヤ１５を回転させることでラックギヤ（図示せず）を介して、直線ガイド１２上を図１において左右に移動することができ、移動後の停止位置を正確に再現できるようになっている。

支持プレート１３には図１において左右に延びた直線ガイド１６とプレート１７が設けられ、支持プレート１３に設けられたパルスモータ（図示せず）によりプレート１７を図１において左右に微調整移動できるようになっている。また、プレート１７には支持プレート１３の移動方向に直交する図１の紙面に垂直な方向に延びた直線ガイド１８とその上にプレート１９が設けられ、プレート１７に設けられたパルスモータ（図示せず）によりプレート１９を支持プレート１３の移動方向に直交する図１の紙面に垂直な方向に微調整移動できるようになっている。

さらに、プレート１９には回転軸受２０とプレート２１が設けられ、プレート１９に設けられたパルスモータ（図示せず）によりプレート２１を水平な状態で回転方向に微調整移動できるようになっている。

プレート２１には、プレート２２を昇降移動させるための昇降機構と図１において左右に延びた直線ガイド２３が設けられている。

昇降機構はプレート２１に設けられた直線ガイド２３，直線ガイド２３に連結するプレート２４，プレート２４に設けられた昇降ガイド２５，プレート２２に設けられ昇降ガイド２５に追従するカムフォロア２６とプレート２１に設けられプレート２４を移動させるシリンダ２７から構成される。

シリンダ２７によりプレート２４を移動させると、プレート２４に設けられた昇降ガイド２５も移動する。このとき、プレート２２に設けられたカムフォロア２６が昇降ガイド２５の傾斜により図１において上下方向に移動し、プレート２２が直線ガイド２３にガイドされた状態で昇降移動できるようになっている。

プレート２２には、表示パネル２を固定装着するためのパネル固定治具１１を図１の紙面に垂直な方向に搬送するコンベヤ１０が設けられている。コンベヤ１０は表示パネル２を固定装着したパネル搬送治具１１を搬送ローラ２８で受取り、所定位置まで移動後、パネル搬送治具１１を四方向から固定機構（図示せず）により固定できるようになっている。

パネル搬送治具１１は上面側に表示パネル２を装着する際、表示パネル２の裏面側にパネル表示用プリント基板等が取付けられた状態でも装着できるよう、パネル表示用プリント基板が取付けられていない位置にパネル支持部材が設けられている。また、パネル搬送治具１１に設けられた位置決めガイド２９は所望の位置に着脱可能に設けられている。

位置決めガイド２９をこのように構成することにより、種々の形状，大きさの表示パネル２に対応可能となり、本光学フィルム貼付装置の適用の自由度が大きくなる。

また、表示パネル２を固定装着したパネル搬送治具１１を搬送ローラ２８で受取る図１の右側の位置から光学フィルム１を貼り付る図１の左側の位置に表示パネル２を移動させる途上に、パネル表面を清掃するためのパネルクリーナ７５を備えており、上記した昇降機構は表示パネル２をパネルクリーナ７５に接近させるために利用し、表示パネル２がパネルクリーナ７５を通過したら表示パネル２を降下させ、元の位置に戻す。

パネルクリーナ７５は回転ブラシ方式で、図１においてはブラシの回転方向は表示パネル２が右から左に進行することに対し逆方向の反時計周りとしてあり、これにより表示パネル２表面のゴミや磨耗粉をかきあげ、パネルクリーナ７５に接続されている集塵機で吸引除去することができる。

ここで使用される回転ブラシは表示パネル２表面で擦れるため、導電性の材質を選択することにより、表示パネル２が帯電することを防ぐことができる。パネルクリーナは回転ブラシ方式に特に限定されるものではなく、表示パネル２表面のゴミの大きさ，付着状態を考慮して任意の方式を選択することができる。例えば粘着ロール方式や超音波ドライクリーニング方式を選択することができる。

続いて、光学フィルム吸着搬送機構について説明する。

光学フィルム吸着搬送機構は、図１に示すように、上述したパネル移動機構の左側の上部に配されている。

光学フィルム吸着搬送機構は、図３（ａ）に示すように、直線ガイドベース３０，吸着プレート支持部材３２，吸着プレート３３を備えて構成されている。直線ガイドベース
３０は、光学フィルタ貼付装置の上部ベースフレームとなるものである。直線ガイドベース３０の下には直線ガイド３１が設けられ、直線ガイド３１に吊り下げられる形で吸着プレート支持部材３２を介して吸着プレート３３が配されている。

直線ガイド３１はパネル搬送機構の左右移動方向に直交する図３の紙面に垂直な方向に延びるように２列設けられ、この直線ガイド３１に吊り下げられる形でプレート３５が設けられている。プレート３５には直線ガイドベース３０に支持されたボールネジ３７のボールネジナット３８が取付けられている。これにより、ボールネジ３７に取付けられているサーボモータ（図示せず）の回転により、プレート３５は直線ガイド３１に沿って図３の紙面に垂直な方向に移動することができ、移動後の停止位置を正確に再現できるようになっている。

プレート３５には直線ガイド３１に直交する図３の左右方向に設けられた直線ガイド
３６を介して吸着プレート支持部材３２が設けられており、プレート３５に設けられたシリンダ３９の作用により、直線ガイド３１に直交する図３の左右方向に方向に移動できるようになっている。

吸着プレート支持部材３２には昇降シリンダ４０，４１を自由に回転できるように設けてあり、昇降シリンダ４０，４１の軸に吸着プレート３３を自由に回転できるように設けてあり、昇降シリンダ４０，４１は吸着プレート３３を図３（ａ）のように昇降させたり、図３（ｂ）のように傾斜させることができる吸着プレート傾斜機構を構成している。

吸着プレート３３の一端は光学フィルム吸着固定用のブロア（図示せず）に開閉弁を備えた吸引配管などを介して接続されており、吸着プレート３３の内部には吸引構造が設けられ、吸着プレート３３を下面に向けて貫通するように設けられた吸引穴を通して、光学フィルムテーブル４２上に載置された光学フィルム１を吸着保持，固定できるようになっている。

なお、光学フィルムテーブル４２の設置位置については、後述する。また、吸着プレート３３の大きさは特に限定されるものではなく、適合するサイズに応じた吸引穴をゾーン分割することにより、ゾーン選択することで同一吸着プレートで複数の光学フィルムサイズに適合することができる。

吸着プレート３３には、光学フィルム１の貼付先端（フィルムの一辺先端部）側に旋回軸４５を介して先端吸着プレート３４が設けられている。先端吸着プレート３４は吸着プレート３３と同一の吸着保持機能を有し、光学フィルムテーブル４２上に載置された光学フィルム１を吸着保持する場合は、吸着プレート３３と面一となる位置に位置決めされ、先端吸着プレート３４により光学フィルム１の先端部側を吸引により吸着保持し、吸着プレート３３により光学フィルム１の先端部以外の領域を吸引により吸着保持する。

また、後述するように、吸着保持された光学フィルム１に貼り付けられた保護フィルム剥離後に、表示パネル２に光学フィルム１の先端を圧着ロール４６（図１参照）で貼り付ける際、圧着ロール４６の押付けスペースを確保するために、図３（ｃ）に示すように先端吸着プレート３４は光学フィルム吸着固定用のブロアによる吸着保持を吸引配管の途中に設けた開閉弁を閉めることなどにより解除し、シリンダ（図示せず）により旋回軸４５を中心として旋回退避して光学フィルム１から離脱することができるようになっており、先端吸着プレート解除離脱手段を構成している。

先端吸着プレート３４の光学フィルム１吸着面には、粘着シート（粘着部材）４３が先端吸着プレート３４と面一に埋め込まれている。これにより、後述する光学フィルム１に貼り付けられた保護フィルム７の先端剥離の際に、光学フィルム１と粘着シート４３が押付けられ、光学フィルム１が先端吸着プレート３４の吸着面から剥離すること、すなわち保護フィルム７の剥離失敗を防ぐことができる。

さらに、先端吸着プレート３４には光学フィルム１を吸着保持した状態で、光学フィルム１に設けられた位置決めマーク（図示せず）を認識するＣＣＤカメラ４７（図１参照）用位置合せマーク認識穴４４が設けられている。これにより、吸着プレート３３と先端吸着プレート３４に吸着された状態の光学フィルム１の位置を認識し、上述したパネル移動機構のＸＹＺθテーブル９で表示パネル２を位置調整することにより、所望の位置に光学フィルム１を高精度に貼り付けることができる。

吸着プレート３３は、図示していない光学フィルム吸着固定用のブロアによる光学フィルム１の吸着保持を解除できる吸着プレート解除手段を備えている。

次に、粘着材保護フィルム剥離機構について、図４（ａ）に従って、光学フィルム１における保護フィルム７の剥離を行う粘着テープ５５とその粘着テープ移動機構を説明する。

粘着材保護フィルム剥離機構は、図１に示したパネル移動機構における図１において左右に延びた直線ガイド１２と平行な図４（ａ）において左右に延びた直線ガイドベース
４８，テープ巻出巻取部５０，光学フィルム受５１を備えて構成されている。直線ガイドベース４８は、粘着材保護フィルム剥離機構を支持するベースフレームとなるものである。

直線ガイドベース４８の上には図４（ａ）において左右に延びた直線ガイド４９が設けられ、その上にテープ巻出巻取部５０と光学フィルム受５１が配されている。

直線ガイドベース４８にはシリンダ５２が設けられ、シリンダ５２によりテープ巻出巻取部５０が傾斜した吸着プレート３３と先端吸着プレート３４に吸着保持された光学フィルム１の近傍まで移動できるようになっている。そして、粘着テープ５５の一部は、吸着プレート３３と先端吸着プレート３４に吸着保持された光学フィルム１の傾斜角と一致する傾斜角を持つような経路を持っている。

テープ巻出巻取部５０には複数のテープ巻出軸５３が設けられ、各テープ巻出軸５３に粘着テープ５５を取付けることができる。また、テープ巻出軸５３端部にはテープ引出しの際にたるみを発生しないように張力を付与するため、各テープ巻出軸５３毎にトルクモータ５６が設けられている。

テープの巻き取りは、巻取軸５４が設けられ粘着テープ５５により剥離された保護フィルム７を粘着テープ５５に貼り付けた状態で巻き取る。このときの巻取速度と巻取量を制御するため、巻取軸径を計測するセンサ５７とサーボモータ５８が設けられている。

粘着テープ５５は、直線ガイド４９の延伸方向と平行に各テープ巻出軸５３から繰り出されて光学フィルム１の貼付先端（フィルムの一辺先端部）方向に進み、図４（ｂ）に示した先端剥離ロール５９において経路は折り返し、逆方向の向きとなり、逆進して巻取軸５４に巻き取られる。

粘着テープ５５の設置本数は３本であるが、光学フィルム１や表示パネル２の幅寸法や粘着テープ５５の保護フィルム７に対する接着力に合わせて、適宜な本数で設置すればよい。

保護フィルム７を好適に剥離するためには光学フィルム１や表示パネル２の幅寸法中央を基準として、その左右に均等な間隔で配置することが望ましく、最低でも２本は設置すると良い。

光学フィルム受５１は平板形状で、粘着テープ５５で保護フィルム７の先端剥離完了後、光学フィルム１を吸着プレート３３と先端吸着プレート３４から受取って下側から支持し、光学フィルム１の折れ曲がりや位置ズレを防ぐために設けられている。そのため、光学フィルム受５１は、先端吸着プレート３４側ではなく吸着プレート３３側に位置して、粘着テープ５５の一部がもつ傾斜角と同じ傾斜角を持たせてある。

図４（ｂ）により、光学フィルム１に貼り付けられた保護フィルム７の剥離を説明する。

粘着テープ５５は各テープ巻出軸５３から引き出され、図示するように所定位置に設けられたローラ類を経由して、先端剥離ロール５９において逆進し、巻取軸５４に巻き付けられている。この状態で先端剥離ロール５９はテープ巻出巻取部５０を光学フィルム１の近傍まで移動させると先端剥離ロールは光学フィルム１の先端（図４（ｂ）に点線で示した傾斜した光学フィルム１の下端部）と一致する位置に配されている。

先端剥離ロール５９は、ガイド６０を介して支持部材６１に支持されている。支持部材６１にはシリンダ６２が設けられており、先端剥離ロール５９はシリンダ６２の動作により矢印ａ方向に移動し、粘着テープ５５を保護フィルム７の先端位置に押付け且つ接着させることができる。

また、支持部材６１は光学フィルム１の傾斜に合わせて設けられた直線ガイド６３に支持され、ボールネジ６５のボールネジナット６４が取付けられている。これにより、ボールネジ６５に取付けられているパルスモータ６６の回転により、光学フィルム１の傾斜に沿って移動することができ、移動速度と移動距離を正確に制御できるようになっている。

これにより、先端剥離ロール５９を押付けた状態で矢印ｂ方向に移動させると、先端剥離ロール５９が回転しながら上昇する。このとき、各粘着テープ５５は巻取軸５４の巻き取り力により矢印ｃ方向に移動するため、各粘着テープ５５に貼り付けられた保護フィルム７にも巻取力が作用し、保護フィルム７は先端から順に剥離する。

さらに、加圧ロール機構について説明する。

加圧ロール機構は、図１に示すように、圧着ロール４６とレバー６９とシリンダ６８で構成されている。加圧ロール機構は、図１において左右の水平方向への移動を可能とするために、ベースフレーム７２の上に設けられた直線ガイド７１と支柱６７とシリンダ７０が設けられている。光学フィルム１と表示パネル２の貼り付けは、シリンダ７０の動作により移動後、シリンダ６８の動作をレバー６９を介して圧着ロール４６が下向きに変換することで行われる。

圧着ロール４６は回転駆動機構を持たず、光学フィルム１と表示パネル２を挟み込み後にパネル移動機構が移動することにより圧着ロール４６が連れ回りする構造となっている。

圧着ロール４６の大きさは限定されるものではなく、表示パネル２の強度や光学フィルム１の必要押付力を考慮して設定することができる。

表示パネル２の幅が広い場合や高押付力が必要な場合、圧着ロール４６が長くなり中央部のたわみが大きくなり、幅方向で均等な押付力を維持できなくなる。そこで、このたわみを抑制するため、中央部の直径を若干大きくしたクラウン形状のロールをバックアップロールとして組合せて、加圧ロール機構を構成することもできる。

圧着ロール４６の表面に弾性ゴムを設けているが、その材質は特に限定されるものではなく、光学フィルム１により適宜に選択することができる。ＰＥＴフィルムと離形性の良いシリコンや導電性ゴムが好適である。また、ゴム硬度は、表示パネル２の反りを吸収するためにも柔らかい硬度が好ましい。

加圧ロール機構の上部には、ＣＣＤカメラ機構を設けている。ＣＣＤカメラ機構は図示していない装置フレームに支持され、ＣＣＤカメラ４７，水平移動機構７３，上下移動機構７４により構成されている。

ＣＣＤカメラ４７は２台設け、水平移動機構７３，上下移動機構７４により同一カメラで表示パネル２と光学フィルム１に適用できるようになっている。

表示パネル２はＸＹＺθテーブル９により図１の左側に実線で示す位置に停止固定後、水平移動機構７３，上下移動機構７４によりＣＣＤカメラ４７で表示パネル２に設けられた位置決めマーク位置を認識し、表示パネル２のＸＹ各方向での位置ずれや傾き（水平面での回転ずれ）を計測する。

また、吸着プレート３３と先端吸着プレート３４に吸着保持され、水平状態で光学フィルム貼付位置に停止固定された光学フィルム１も先端吸着プレート３４に設けられた位置合わせマーク認識穴４４を介して光学フィルム１の位置決めマークを認識し、位置や傾きを計測する。

計測された位置データは装置コントローラで処理され、パネル移動機構に設けられた
ＸＹＺθテーブル９により表示パネル２を位置調整することにより、光学フィルム１と表示パネル２の位置合わせを行い、表示パネル２の所望の位置に光学フィルム１を高精度に貼り付ける。

次に、光学フィルム１を表示パネル２に貼り付ける上記構成の光学フィルム貼付装置の動作について説明する。

図５は、光学フィルム貼付装置の全体の概略構成を示す平面図である。

図５において、Ａは光学フィルム供給部、Ｂは貼付部、Ｃは表示パネル供給部、Ｄは表示パネル搬送部、Ｅは表示パネルクリーニング部、Ｆは加圧ロール機構待機部、Ｇは粘着材保護フィルム剥離機構待機部、Ｈは表示パネル回収部である。

光学フィルム１を表示パネル２に貼り付けるため、光学フィルム供給部Ａにおいて光学フィルム１を光学フィルムテーブル４２に載せ、図示していない位置合せガイドを用いて正確に位置合せを行う。

次に、表示パネル２を予めパネル固定治具１１に装着し、搬送台車７７を用いてパネル投入位置にセットする。搬送台車７７のパネル固定時具１１受取り面はフリーローラ構造となっている。以上により光学フィルム１貼り付けのための運転準備が完了したことになる。

次に、自動運転起動釦を操作することで貼付動作が開始される。図３に示す光学フィルム吸着搬送機構の吸着プレート支持部材３２は、光学フィルム供給部Ａに位置しており、光学フィルムテーブル４２が上昇し、図３（ａ）に示すように昇降シリンダ４０，４１で降下した吸着プレート３３と先端吸着プレート３４に光学フィルム１を押付け、吸着プレート３３と先端吸着プレート３４にて吸着保持後、吸着プレート３３と先端吸着プレート３４は上昇し、図５に点線で示すように、吸着プレート支持部材３２により貼付部Ｂに移動して待機する。

一方、ＸＹＺθテーブル９は表示パネル搬送部Ｄに位置しており、表示パネル供給部Ｃでは搬送台車７７上の表示パネル２を装着したパネル固定治具１１を表示パネル搬送部Ｄに押出す。パネル固定治具１１は、ＸＹＺθテーブル９上のコンベヤ１０における搬送ローラ２８により引き込まれ、位置合せの後に固定される。

次に、ＸＹＺθテーブル９上の表示パネル２は表示パネルクリーニング部Ｅに搬送され、ＸＹＺθテーブル９上の昇降ガイド２５とカムフォロア２６で表示パネル２を少し上昇させて、パネルクリーナ７５により表示パネル２の表面を清掃後、昇降ガイド２５とカムフォロア２６で表示パネル２を元の高さに戻す。その後、ＸＹＺθテーブル９は、加圧ロール機構待機部Ｆの下を通過して貼付部Ｂに位置決めされる。

そして、貼付部Ｂでは粘着材保護フィルム剥離機構と加圧ロール機構により、後述するように、光学フィルム１の保護フィルム７の先端剥離を行い、光学フィルム受５１と粘着テープ５５は吸着プレート３３と先端吸着プレート３４から光学フィルム１を受取って下側から支持し、圧着ロール４６にて光学フィルム１を押付け、表示パネル２をＸＹＺθテーブル９で図５の右方向に移動させることにより、光学フィルム１を引き出しつつ表示パネル２に貼り付けを完了する。

光学フィルム受５１と粘着テープ５５に光学フィルム１を受け渡したは吸着プレート
３３と先端吸着プレート３４は、光学フィルム吸着搬送機構の吸着プレート支持部材３２により光学フィルム供給部Ａに戻る。

光学フィルム１を貼り付けた表示パネル２はＸＹＺθテーブル９により表示パネル搬送部Ｄに戻され、パネル固定治具１１の固定を解除し、コンベヤ１０により表示パネル回収部Ｈに払出し、搬送台車７７で受取りを行い、一連の貼付運転動作を完了する。

以上の一連の運転動作で述べた光学フィルム１の光学フィルムテーブルへの供給方法や表示パネル２を供給する搬送台車７７を使用する方法は特に限定されるものではなく、自動供給機を使用することも可能である。

次に、粘着材保護フィルム剥離機構と加圧ロール機構による光学フィルム１の表示パネル２への貼り付けを説明する。

図６に示すように、貼付部Ｂにおいて、表示パネル２はＸＹＺθテーブル９により、光学フィルム１を貼り付ける位置に位置決め完了し、光学フィルム１は吸着プレート３３と先端吸着プレート３４に表示パネル２上に水平に吸着保持され、テープ巻出巻取部５０は待機位置状態で、光学フィルム１の貼付動作を開始する。

先ず、光学フィルム１は吸着プレート３３と先端吸着プレート３４に吸着保持され水平状態を保った状態で、先端吸着プレート３４に設けられた位置合せ認識マーク穴４４の上部からＣＣＤカメラ４７で光学フィルム１における位置合せマークの位置を計測する。次にＣＣＤカメラ４７を移動させ、表示パネル２における位置合せマークの位置を計測する。

その後、ＣＣＤカメラ４７は図１に示す元の位置(図６では点線で示す位置)に戻し、計測されたそれぞれの位置データは図示していない装置コントローラで処理され、ＸＹＺθテーブル９により表示パネル２を位置調整する。

次に、図７に示すように、吸着プレート３３は昇降シリンダ４０，４１の動作により、光学フィルム１の貼付先端側を下に傾斜させる。この時、吸着プレート３３の傾斜角度は適宜な角度とするが、傾斜角度が大きい場合は光学フィルム１を表示パネル２に圧着ロール４６にて押付ける際に、光学フィルム１の突出させる先端長さを大きくする必要がある。また、傾斜角度が小さい場合には、光学フィルム１に貼り付けられている保護フィルム７の先端剥離を行う先端剥離ロール５９などの部品を設ける空間がなくなる。

次に、シリンダ５２によりテープ巻出巻取部５０を光学フィルム１近傍に移動させる。この時、テープ巻出巻取部５０に設けられた粘着テープ５５と光学フィルム１に貼り付けられた保護フィルム７は接触しないよう、僅かな隙間を保つように位置決めさせる。これは先端剥離ロール５９で保護フィルム７に粘着テープ５５を押付ける前に接触した場合、保護フィルム７が均一に剥離できなくなるためである。

次に、図８（ａ）に示すように、光学フィルム１に貼り付られた保護フィルム７の先端位置にシリンダ６２により先端剥離ロール５９で粘着テープ５５を矢印ａ方向に押付け、保護フィルム７の先端部に粘着テープ５５が接着する。また、先端剥離ロール５９により光学フィルム１と粘着シート４３が押付けられ、両者は接着する。

この状態から図８（ｂ）に示すように、パルスモータ６６で先端剥離ロール５９を保護フィルム７の傾斜に沿って矢印ｂ方向に移動（吸着プレート３３側へ移動）させると、先端剥離ロール５９は回転しながら移動する。

そのため、粘着テープ５５は巻取軸５４の巻取力により矢印ｃ方向に移動し先端剥離ロール５９において折り返し逆進する形となるため、粘着テープ５５に貼り付けられた保護フィルム７にも巻取力が作用し、保護フィルム７は先端から順に移動量分だけ剥離される。

この時、光学フィルム１の先端部は先端剥離ロール５９により粘着シート４３に押付けられるので、光学フィルム１の先端部が先端吸着プレート３４の面から剥離することはなく、保護フィルム７の先端剥離失敗は生じない。

次に、吸引配管の途中に設けた開閉弁を閉めることなどにより先端吸着プレート３４の吸引による光学フィルム１の先端部に対する吸着を開放し、図８（ｃ）に示すように、吸着プレート３３と面一に位置決めされた先端吸着プレート３４を旋回軸４５を中心に旋回退避させ、光学フィルム１の先端を表示パネル２に貼り付けるための圧着ロール４６の押付空間を確保する。圧着ロール４６で光学フィルム１の先端を表示パネル２に貼り付ける際、先端吸着プレート３４だけ退避離脱させることにより、光学フィルム１をＣＣＤカメラ４７で位置認識した状態を保つことができる。また、吸着プレート３３による光学フィルム吸着保持と光学フィルム１の剛性により、矢印ｃ方向のテープ巻き取り力により光学フィルム１が下向きに折れ曲がることはないし、先端吸着プレート３４の旋回退避に連れられて上向きに折れ曲がることもない。

次に、図９（ａ）に示すように、光学フィルム１は、吸着プレート３３に吸着保持され、先端部の保護フィルム７を剥離した状態で、先端部が圧着ロール４６により表示パネル２に貼り付けられる。

この時、圧着ロール４６は、図５に示す加圧ロール機構待機部Ｆの位置からシリンダ
７０（図１参照）の動作により貼付部Ｂの方向に移動し、光学フィルム１の先端位置を表示パネル２の先端部に押付けることにより、気泡の発生を防止することができる。

圧着ロール４６で光学フィルム１の先端を表示パネル２の先端部に貼り付けた後、吸着プレート３３は吸引配管の途中に設けた開閉弁が閉められることなどにより光学フィルム１の吸着保持を開放し、昇降シリンダ４０，４１で吸着プレート３３と先端吸着プレート３４を水平に戻し上昇させてから、光学フィルム供給部Ａの光学フィルタテーブル４２へ移動し、次の貼付動作に備える。

吸着プレート３３より開放された光学フィルム１は、光学フィルム受５１と粘着テープ５５により下面側から支えられており、吸着プレート３３で光学フィルム１を吸着保持した状態で貼付動作を行った場合に光学フィルム１と吸着プレート３３が擦れ、光学フィルム１の表面に擦り傷や磨耗粉が発生するようなことはない。

次に図９（ｂ）に示すように、光学フィルム１の先端を貼り付られた表示パネル２は、圧着ロール４６で押付けられた状態のままＸＹＺθテーブル９により矢印ｅ方向に移動し、光学フィルム１も同方向に引き出され、圧着ロール４６も連れ回りする。また、粘着テープ５５に接着された保護フィルム７も同様に引き出され、保護フィルム７は粘着テープ５５に接着したまま光学フィルム１から剥離されていき、粘着テープ５５と共に巻取軸
５４に巻き取られる。

この時、先端剥離ロール５９は保護フィルム７の先端部剥離時に吸着プレート３３の傾斜に沿って吸着プレート３３側へ移動し、表示パネル２の上面からやや離れた位置にあるために、粘着テープ５５が剥離した保護フィルム７を接着したまま巻取軸５４に巻き取られても表示パネル２に何等の影響も与えない。

即ち、光学フィルム１は先端剥離ロール５９より作られる角度により圧着ロール４６で押付けられるまでは表示パネル２との接触がなく、もって光学フィルム１と表示パネル２の間の空気を抜きながら気泡の混入が無く、きれいな状態で貼り付けることができる。

なお、光学フィルム１が先端剥離ロール５９から外れる位置まで進み、光学フィルム１の後端部が表示パネル２の表面に落下して気泡の混入が発生する恐れがある場合には、圧着ロール４６側から光学フィルム１の上面を吸着するプレートを設けることで、後端部の落下を防ぎ先端から後端まで気泡の混入のないきれいな貼り付けを行うようにすることが可能である。

以上により、光学フィルム１を表示パネル２に先端から後端まで気泡や磨耗粉の混入がなく表面に擦り傷などのない高品質な貼付完成品を得ることができる。また、光学フィルム１と表示パネル２の貼付前位置を認識，補正移動できることから高精度な貼り付けを実現できる。

本発明に係る光学フィルム貼付装置の要部概略図である。 図１に示す光学フィルム貼付装置に使用される光学フィルムの側面図である。 図１に示す光学フィルム貼付装置の光学フィルム吸着搬送機構の概略図である。 図１に示す光学フィルム貼付装置における粘着材保護フィルム剥離機構の概略図である。 本発明に係る光学フィルム貼付装置の全体の概略構成を示す平面図である。 図１に示す光学フィルム貼付装置による光学フィルムと表示パネルの位置合せについて説明する図である。 図１に示す光学フィルム貼付装置による光学フィルムと表示パネルの先端部の位置合せについて説明する図である。 図４に示す粘着材保護フィルム剥離機構による光学フィルムにおける保護フィルムの剥離について説明する図である。 図１に示す光学フィルム貼付装置による光学フィルムと表示パネルをその先端部から後端部までの貼り付けを説明する図である。

符号の説明

１…光学フィルム、２…表示パネル、７…保護フィルム、９…ＸＹＺθテーブル、３３…吸着プレート、３４…先端吸着プレート、４６…圧着ロール、４７…ＣＣＤカメラ、
５０…テープ巻出巻取部、５５…粘着テープ、５９…先端剥離ロール。

Claims (8)

1. 基板と該基板に見合う大きさとしたシート状のフィルムを、該フィルムの粘着面に設けた保護フィルムを剥離して該基板に貼り付けるフィルム貼付方法において、
   水平に保持した基板の上方において、該フィルムの一辺先端部に対応する先端吸着プレートと該一辺先端部以外の該フィルムの領域に対応する吸着プレートで該フィルムを該保護フィルムとは反対面側で吸着保持し、該吸着プレートと該先端吸着プレートに保持された該フィルムの該保護フィルムに該フィルムの一辺先端部と直交するように配置した粘着テープを貼り付け、該粘着テープを該フィルムの一辺先端部で逆進するように移動させて該フィルムの一辺先端部側における該保護フィルムの先端部を剥離させ、該先端吸着プレートの該フィルムの一辺先端部に対する吸着保持を解除して該先端吸着プレートを該フィルムの一辺先端部から離脱させ、水平に保持した基板の該フィルムの一辺先端部に対応する箇所に該保護フィルムの先端部を剥離した該フィルムの一辺先端部を合わせてこの箇所を圧着ローラで加圧し、該吸着プレートによる該フィルムの吸着保持を解除し、該基板を該フィルムの一辺先端部側を先頭として水平移動させつつ該粘着テープの移動と逆進で該保護フィルムを剥離するとともに該フィルムを該基板上に供給し該圧着ローラで加圧して該基板に該フィルムを貼り付けることを特徴とするフィルム貼付方法。
2. 上記請求項１において、水平に保持した基板の上方において、該吸着プレートと該先端吸着プレートにより該フィルムをその一辺先端部側が該基板の先端部側に近づく形に傾斜した状態で吸着保持し、該粘着テープを該保護フィルム先端位置に先端剥離ロールで押付け、該先端剥離ロールを押付けた状態で傾斜に沿って該基板から離れる方向に移動させることで、該粘着テープが巻き取られて該保護フィルムの先端を剥離することを特徴とするフィルム貼付方法。
3. 上記請求項２において、該先端吸着プレートの先端剥離ロール押付け位置には粘着シートが埋め込まれており、該保護フィルムに対する該先端吸着プレートの吸引による吸着と粘着シートの接着により該保護フィルム先端剥離時に該フィルムが浮き上らないようにしていることを特徴とするフィルム貼付方法。
4. 基板と該基板に見合う大きさとしたシート状のフィルムを、該フィルムの粘着面に設けた保護フィルムを剥離して該基板に貼り付けるフィルム貼付方法において、
   水平に保持した基板の上方でフィルムを吸着プレートと先端吸着プレートで該保護フィルムとは反対面側で傾斜させて吸着保持し、該フィルムの先端部に位置する先端剥離ロールで該保護フィルムに粘着テープを貼り付けて、該粘着テープを該先端剥離ロールの該傾斜に沿った該吸着プレート側への移動で該保護フィルムの先端部を剥離させ、該先端吸着プレートをフィルムの先端部から離脱させ、水平に保持した該基板の先端部に保護フィルムの先端部を剥離したフィルムの先端部を合わせて圧着ローラで加圧し、該吸着プレートによるフィルムの吸着保持を解除し、該基板をフィルムの先端部側を先頭として水平移動させつつ該粘着テープの該先端剥離ロールでの折り返し移動で該保護フィルムを剥離するとともに該フィルムを該基板上に供給し、該圧着ローラで加圧して基板にフィルムを貼り付けることを特徴とするフィルム貼付方法。
5. 基板と該基板に見合う大きさとしたシート状のフィルムを、該フィルムの粘着面に設けた保護フィルムを剥離して該基板に貼り付けるフィルム貼付装置において、
   基板を水平に保持して該基板の一辺側を先頭として移動させる基板保持移動機構と、該基板保持移動機構の上方において該フィルムを該保護フィルムとは反対面側で該基板の一辺側に対応する該フィルムの一辺先端部と該一辺先端部以外の該フィルムの領域をそれぞれ吸着保持する先端吸着プレートと吸着プレートと、該先端吸着プレートと該吸着プレートを該先端吸着プレートが該基板の一辺側に近づくように傾斜させる吸着プレート傾斜機構と、該吸着プレート傾斜機構により傾斜した該フィルムの該保護フィルムに該フィルムの一辺先端部と直交するように配置された粘着テープと、該粘着テープを該フィルムの一辺先端部側に移動させて該保護フィルムに粘着させるとともに該フィルムの一辺先端部側で逆進させ該保護フィルムを該フィルムの一辺先端部側から剥離させる粘着テープ移動機構と、該粘着テープが該保護フィルムを該フィルムの一辺先端部側から剥離した状態で該先端吸着プレートによる該フィルムの吸着保持を解除し該フィルムの一辺先端部から離脱させる先端吸着プレート解除離脱手段と、該粘着テープが該保護フィルムを該フィルムの一辺先端部側から剥離した状態で該吸着プレートによる該フィルムの吸着保持を解除する吸着プレート解除手段と、該先端吸着プレートが該フィルムの一辺先端部から離脱した状態で該フィルムの一辺先端部を水平に保持した基板の該フィルムの一辺先端部に対応する箇所に合わせて合わせた箇所を圧着ローラで加圧する加圧機構とを備え、該基板を該フィルムの一辺先端部側を先頭として水平移動させつつ該粘着テープ移動機構による該粘着テープの移動と逆進で該保護フィルムを剥離しつつ該フィルムを該基板上に供給し該加圧機構の圧着ローラで該フィルムを該基板に加圧して貼り付けることを特徴とするフィルム貼付装置。
6. 上記請求項５のフィルム貼付装置において、該先端吸着プレートは該フィルムの一辺先端部を接着する粘着部材を備えていることを特徴とするフィルム貼付装置。
7. 上記請求項５のフィルム貼付装置において、該先端吸着プレートは該フィルムの一辺先端部に設けられた位置合せマークをカメラで読み取るための位置合せマーク認識穴を備えていることを特徴とするフィルム貼付装置。
8. 上記請求項５のフィルム貼付装置において、該吸着プレートと該先端吸着プレートは該フィルムを吸引により吸着する吸着穴を備えていることを特徴とするフィルム貼付装置。
   
   

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