JP4977263B2 - 液晶パネルの製造方法及び製造システム - Google Patents

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Description

本発明は、離型フィルムに積層した光学フィルムから前記離型フィルムを剥離しながら、互いに対向する第1ロール及び第2ロールの間に前記光学フィルム及び液晶セルを挟持して、前記第1ロールで前記光学フィルムに押圧力を付加するとともに、前記第2ロールで前記液晶セルに押圧力を付加することにより、前記光学フィルムを前記液晶セルに貼り合せる液晶パネルの製造方法及び製造システムに関する。
液晶セルなどの基板にフィルムを貼り合せる場合に、互いに対向する1対のロール間に基板及びフィルムを挟持することにより、フィルムを基板に貼り合せるような構成が知られている(例えば、特許文献1)。従来、例えば偏光板などを含む光学フィルムを液晶セルに貼り合せる際に用いられる1対のロールとしては、径及び硬度が同一のものが通例であり、特許文献1に開示されている構成においても、1対のロールが同一形状を有している。
また、光学フィルムを液晶セルに貼り合せる際に、長尺の離型フィルムを搬送フィルムとして、この離型フィルム上に光学フィルムを保持した状態で搬送する場合がある。光学フィルムには粘着剤層が形成されており、当該粘着剤層を介して光学フィルムに離型フィルムが貼り合せられている。搬送される光学フィルムから離型フィルムを剥離しながら、粘着剤層を介して光学フィルムを液晶セルに貼り合せることにより、液晶パネルを製造することができる。
特開2000−334836号公報
しかしながら、上記のように同一のロールを用いた従来の構成では、光学フィルムに作用する単位面積当たりの押圧力と、液晶セルに作用する単位面積当たりの押圧力とが同一になる。この場合、貼り合せ中の液晶セルへの押圧力の変動や、光学フィルムの微小な振動などに起因して、製造された液晶パネルの液晶セルと光学フィルムとの間に気泡が発生し易くなる。その結果、気泡によって液晶パネルに表示不良が生じるという問題があった。
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、液晶セルに対して光学フィルムをより良好に貼り合せることができる液晶パネルの製造方法及び製造システムを提供することを目的とする。
本願発明者らは、鋭意検討の結果、光学フィルムを液晶セル側に押圧するロール(第1ロール)と光学フィルムとの接触に関し、光学フィルムに対する圧力が小さいほど、圧力ムラに起因する気泡が発生しやすいことを発見した。
上記のような検討の結果、本願発明者らは、第1ロールとして小径のロールを用いることにより、第1ロールと光学フィルムとの接触面積を小さくして、光学フィルムに対する圧力を大きくすることを考えた。しかしながら、従来構成のようにこのような第1ロールと同一のロール(第2ロール)を用いて液晶セルを光学フィルム側に押圧した場合には、製造された液晶パネルの気泡の発生を防止するのは困難であった。つまり、光学フィルムに対する第1ロールの接触幅と、液晶セルに対する第2ロールの接触幅が同一になると、第1ロールと第2ロールとの間に若干の捩れ(装置の精度や材料の均一性などが原因となる)が不可避的に生じるため、第1ロールによる押圧を、第2ロールで支えていない領域が発生し、圧力ムラによる気泡が発生することが判明した。
また、離型フィルムに積層した光学フィルムから離型フィルムを剥離しながら、互いに対向する第1ロール及び第2ロールの間に前記光学フィルム及び液晶セルを挟持して、前記第1ロールで前記光学フィルムに押圧力を付加するとともに、前記第2ロールで前記液晶セルに押圧力を付加することにより、連続的に前記光学フィルムを前記液晶セルに貼り合せる液晶パネルの製造方法においては、連続生産を行うために第1ロール及び第2ロールの押圧力を逐一調整するこができない。
本発明は、上記のような検討によって見出されたものであり、第1ロール及び第2ロールによる単位面積当たりの押圧力を異ならせることを特徴としている。以下、本発明について説明する。
本発明に係る液晶パネルの製造方法は、離型フィルムに積層した光学フィルムから前記離型フィルムを剥離しながら、互いに対向する第1ロール及び第2ロールの間に前記光学フィルム及び液晶セルを挟持して、前記第1ロールで前記光学フィルムに押圧力を付加するとともに、前記第2ロールで前記液晶セルに押圧力を付加することにより、前記光学フィルムを前記液晶セルに貼り合せる液晶パネルの製造方法であって、前記第1ロールで前記光学フィルムを押圧するときの単位面積当たりの押圧力Faと、前記第2ロールで前記液晶セルを押圧するときの単位面積当たりの押圧力Fbとが、Fa>Fbを満たすことを特徴とする。
本発明によれば、連続搬送ロール貼りシステムにおいて、剛性の小さいフィルムの側の押圧力を高くし、剛性の大きいセル側の押圧力を低くすることで、セルに対する十分な接触長とフィルムに対する十分な加圧を両立させることができる。そのため大がかりなフィルムの張力の調整やロール間の高度な制御に依存することなく液晶パネル連続製造の信頼性が向上する効果を奏する。その裏付けは実施例比較例で示される通りである。
例えば光学フィルム及び液晶セルの搬送方向に対して直交する方向(第1ロール及び第2ロールに対して平行な方向)を幅方向としたときに、光学フィルムに対する第1ロールの接触幅と、液晶セルに対する第2ロールの接触幅とが同一である場合には、単位面積当たりの押圧力が小さい第2ロールの方が、液晶セルに対する上記搬送方向に沿った接触長が長くなる。液晶セルは第1ロール及び第2ロールとの摩擦力により搬送されるため、接触長が長い第2ロールの方が、第1ロールよりも液晶セルの搬送に寄与することとなる。第1ロール側では、光学フィルムに作用する張力変動や振動などの影響で搬送が安定しないため、気泡が発生する場合がある。そのような影響が生じない第2ロール側において、液晶セルの搬送に対する寄与を大きくすることにより、液晶セルを良好に搬送して光学フィルムを貼り合せることができる。これにより、液晶セルに対して光学フィルムをより良好に貼り合せることができる。
また、第2ロールと液晶セルとの接触長が比較的長いため、第1ロールと第2ロールとの相対的な捩れの許容量が多くなり、要求される設置精度が低くなることも利点として挙げられる。
前記Faが0.08MPa以上であり、前記Fbが0.49MPa以下であることが好ましい。
本発明によれば、第1ロールで光学フィルムを押圧するときの単位面積当たりの押圧力Faを0.08MPa以上とすることにより、光学フィルムに対する第1ロールの圧力ムラを抑制して、安定した貼り合せを行うことが可能になるので、気泡が発生しにくい。また、第2ロールで液晶セルを押圧するときの単位面積当たりの押圧力Fbを0.49MPa以下とすることにより、ギャップムラや輝度異常、クラックが発生したり、液晶セルが破壊されてしまうのを防止することができる。つまり、従来構成のように第1ロールと同一のロール(第2ロール)を用いて液晶セルを光学フィルム側に押圧した場合には、第2ロールと液晶セルとの接触面積が小さいことに起因して、液晶セルに大きな圧力が作用することにより、ギャップムラ等が発生し易かったが、これを効果的に抑制することができる。
前記第1ロールの直径が、15〜80mmであることが好ましい。
第1ロールの直径が15mmよりも小さい場合には、第1ロールの剛性が低く、貼り合せの際に不安定になるとともに、回転数が高くなることにより、振動が発生するおそれがある。一方、第1ロールの直径が80mmよりも大きい場合には、離型フィルムの剥離位置で離型フィルムから剥離されてせり出された光学フィルムが、光学フィルムの貼合位置に到達するまでの距離を短くすることが困難になるため、光学フィルムに作用する張力変動や振動などに起因して、貼り合せ位置において光学フィルムが安定しにくくなる。したがって、本発明によれば、第1ロールの直径を好適な値にすることができるので、液晶セルに対して光学フィルムをより良好に貼り合せることができる。
前記第1ロールに対し、前記液晶セルとは反対側に当接するようにバックアップロールが設けられていることが好ましい。
第1ロールの径が小さいと剛性が低くて押圧力にムラが発生し易くなるが、バックアップロールを用いることで、第1ロールの剛性を補完し圧力ムラを抑制することができる。そのため径の小さな第1ロールを用いても、液晶セルに対して光学フィルムをより良好に貼合することができる。
本発明に係る液晶パネルの製造システムは、離型フィルムに積層した光学フィルムから前記離型フィルムを剥離しながら、互いに対向する第1ロール及び第2ロールの間に前記光学フィルム及び液晶セルを挟持して、前記第1ロールで前記光学フィルムに押圧力を付加するとともに、前記第2ロールで前記液晶セルに押圧力を付加することにより、前記光学フィルムを前記液晶セルに貼り合せる液晶パネルの製造システムであって、前記第1ロールで前記光学フィルムを押圧するときの単位面積当たりの押圧力Faと、前記第2ロールで前記液晶セルを押圧するときの単位面積当たりの押圧力Fbとが、Fa>Fbを満たすことを特徴とする。
前記Faが0.08MPa以上であり、前記Fbが0.49MPa以下であることが好ましい。
前記第1ロールの直径が、15〜80mmであることが好ましい。
前記第1ロールに対し、前記液晶セルとは反対側に当接するようにバックアップロールが設けられていることが好ましい。
本発明の一実施形態に係る液晶パネルの製造方法の一例を示したフローチャートである。 液晶パネルの製造システムの一例を示した概略平面図である。 光学フィルムを液晶セルに貼り合せる際の態様の一例を示した断面図である。 第1貼合装置の構成例を示した概略断面図である。
本発明の一実施形態について以下に説明する。図1は、本発明の一実施形態に係る液晶パネルの製造方法の一例を示したフローチャートである。図2は、液晶パネルの製造システムの一例を示した概略平面図である。
(液晶セル)
本発明により製造される液晶パネルに用いられる液晶セルWは、例えば、対向する1対のガラス基板間に液晶が配置されたガラス基板ユニットである。液晶セルWは、例えば長方形状に形成される。
(光学フィルム)
本発明により製造される液晶パネルの液晶セルWに貼り合せられる光学フィルムとしては、偏光フィルム、位相差フィルム、輝度向上フィルム、それらフィルムの2以上の組み合わせ積層フィルムなどを例示することができる。光学フィルムの一方の面には、液晶セルWに貼り合せるための粘着剤層が形成され、この粘着剤層を保護するための離型フィルムが設けられる。また、光学フィルムの他方の面には、粘着剤層を介して表面保護フィルムが設けられる。以下において、表面保護フィルムおよび離型フィルムが積層された光学フィルムをシート製品と称することがある。
図3は、光学フィルムを液晶セルWに貼り合せる際の態様の一例を示した断面図である。本実施形態では、液晶セルWの一方表面に貼り合せられる第1光学フィルムF11を含む第1シート製品F1と、液晶セルWの他方表面に貼り合せられる第2光学フィルムF21を含む第2シート製品F2とが用いられる。ただし、本発明は、液晶セルWの両面に光学フィルムが貼り合せられるような構成に限らず、液晶セルWの一方表面にのみ光学フィルムが貼り合せられるような構成にも適用可能である。
第1シート製品F1は、第1光学フィルムF11と、第1離型フィルムF12と、表面保護フィルムF13とが積層された構造を有する。第1光学フィルムF11は、第1偏光子F11aと、その一方面に接着剤層(不図示)を介して貼り合せられた第1フィルムF11bと、その他方面に接着剤層(不図示)を介して貼り合せられた第2フィルムF11cとで構成されている。
第1、第2フィルムF11b、F11cは、例えば、偏光子保護フィルム(例えばトリアセチルセルロースフィルム、PETフィルム等)である。第2フィルムF11cは、第1粘着剤層F14を介して液晶セルWに貼り合わされる。第1フィルムF11bには、表面処理を施すことができる。表面処理としては、例えば、ハードコート処理や反射防止処理、スティッキングの防止や拡散ないしアンチグレア等を目的とした処理等が挙げられる。第1離型フィルムF12は、第2フィルムF11cに第1粘着剤層F14を介して貼り合せられている。また、表面保護フィルムF13は、第1フィルムF11bに粘着剤層F15を介して貼り合せられている。
また、第2シート製品F2の積層構造は、第1シート製品F1と同様の構成であるが、これに限定されない。第2シート製品F2は、第2光学フィルムF21と、第2離型フィルムF22と、表面保護フィルムF23とが積層された構造を有する。第2光学フィルムF21は、第2偏光子F21aと、その一方面に接着剤層(不図示)を介して貼り合せられた第3フィルムF21bと、その他方面に接着剤層(不図示)を介して貼り合せられた第4フィルムF21cとで構成されている。
第3、第4フィルムF21b、F21cは、例えば、偏光子保護フィルム(例えばトリアセチルセルロースフィルム。PETフィルム等)である。第4フィルムF21cは、第2粘着剤層F24を介して液晶セルWに貼り合わされる。第3フィルムF21bには、表面処理を施すことができる。表面処理としては、例えば、ハードコート処理や反射防止処理、スティッキングの防止や拡散ないしアンチグレア等を目的とした処理等が挙げられる。第2離型フィルムF22は、第4フィルムF21cに第2粘着剤層F24を介して貼り合せられている。また、表面保護フィルムF23は、第3フィルムF21bに粘着剤層F25を介して貼り合せられている。
(製造フローチャート)
(1)第1ロール原反準備工程(図1、S1)。帯状の第1シート製品F1がロール状に巻回されることにより形成された第1ロール原反R1を準備する。第1ロール原反R1の幅は、液晶セルWの貼り合せサイズに依存している。すなわち、第1ロール原反R1は、液晶セルWの長辺又は短辺に対応する幅の第1光学フィルムF11を有する第1シート製品F1を巻回することにより形成されている。
(2)搬送工程(図1、S2)。第1搬送装置12が、準備され設置された第1ロール原反R1から第1シート製品F1を繰り出し、下流側に搬送する。
(3)第1検査工程(図1、S3)。第1シート製品F1の欠点を第1欠点検査装置14を用いて検査する。ここでの欠点検査方法としては、第1シート製品F1の両面に対し、透過光、反射光による画像撮影・画像処理する方法、検査用偏光フィルムをCCDカメラと検査対象物との間に、検査対象である偏光板の吸収軸とクロスニコルとなるように配置(0度クロスと称することがある)して画像撮影・画像処理する方法、検査用偏光フィルムをCCDカメラと検査対象物との間に、検査対象である偏光板の吸収軸と所定角度(例えば、0度より大きく10度以内の範囲)になるように配置(x度クロスと称することがある)して画像撮影・画像処理する方法が挙げられる。なお、画像処理のアルゴリズムとしては、例えば二値化処理による濃淡判定によって欠点を検出することができる。
第1欠点検査装置14で得られた欠点の情報は、その位置情報(例えば、位置座標)とともに紐付けされて、制御装置に送信され、第1切断装置16による切断方法に寄与させることができる。
(4)第1切断工程(図1、S4)。第1切断装置16は、第1離型フィルムF12を切断せずに、当該第1離型フィルムF12が貼り合せられている第1光学フィルムF11と、第1光学フィルムF11に貼り合せられている表面保護フィルムF13とを所定サイズに切断する。切断手段としては、例えば、レーザ装置、カッターなどが挙げられる。第1欠点検査装置14で得られた欠点の情報に基づいて、欠点を避けるように切断するように構成されることが好ましい。これにより、第1シート製品F1の歩留まりが大幅に向上する。欠点を含む第1シート製品F1は、第1排除装置(図示せず)によって排除され、液晶セルWには貼り付けされないように構成される。本実施形態では、第1光学フィルムF11が液晶セルWの長辺に対応する長さで切断されるようになっているが、第1ロール原反R1の幅が液晶セルWの長辺に対応している場合には、液晶セルWの短辺に対応する長さで切断されてもよい。
これらの第1ロール原反準備工程、第1検査工程、第1切断工程のそれぞれの工程は連続した製造ラインとされることが好ましい。以上の一連の製造工程において、液晶セルWの一方表面に貼り合せるための切断された第1光学フィルムF11が形成される。以下では、液晶セルWの他方表面に貼り合せるための切断された第2光学フィルムF21を形成する工程について説明する。
(5)第2ロール原反準備工程(図1、S11)。帯状の第2シート製品F2がロール状に巻回されることにより形成された第2ロール原反R2を準備する。第2ロール原反R2の幅は、液晶セルWの貼り合せサイズに依存しており、例えば第1ロール原反R1とは異なる幅で形成されている。具体的には、第1ロール原反R1が液晶セルWの長辺に対応する幅で形成されている場合には、第2ロール原反R2が液晶セルWの短辺に対応する幅で形成されており、第1ロール原反R1が液晶セルWの短辺に対応する幅で形成されている場合には、第2ロール原反R2が液晶セルWの長辺に対応する幅で形成されている。
(6)搬送工程(図1、S12)。第2搬送装置22が、準備され設置された第2ロール原反R2から第2シート製品F2を繰り出し、下流側に搬送する。
(7)第2検査工程(図1、S13)。第2シート製品F2の欠点を第2欠点検査装置24を用いて検査する。ここでの欠点検査方法は、上述した第1欠点検査装置14による方法と同様である。ただし、第1検査工程(S3)及び第2検査工程(S13)を省略することも可能である。この場合、第1ロール原反R1及び第2ロール原反R2を製造する段階で、第1シート製品F1及び第2シート製品F2の欠点検査が行われ、その欠点検査により得られた欠点情報が付された第1ロール原反R1及び第2ロール原反R2を用いて液晶パネルWが製造されるような構成であってもよい。
(8)第2切断工程(図1、S14)。第1切断装置26は、第2離型フィルムF22を切断せずに、当該第2離型フィルムF22が貼り合せられている第2光学フィルムF21と、第2光学フィルムF21に貼り合せられている表面保護フィルムF23とを所定サイズに切断する。切断手段としては、例えば、レーザ装置、カッターなどが挙げられる。第2欠点検査装置24で得られた欠点の情報に基づいて、欠点を避けるように切断するように構成されることが好ましい。これにより、第2シート製品F2の歩留まりが大幅に向上する。欠点を含む第2シート製品F2は、第2排除装置(図示せず)によって排除され、液晶セルWには貼り付けされないように構成される。本実施形態では、第2光学フィルムF21が液晶セルWの短辺に対応する長さで切断されるようになっているが、第2ロール原反R2の幅が液晶セルWの短辺に対応している場合には、液晶セルWの長辺に対応する長さで切断されてもよい。
上記のような切断された第1光学フィルムF11及び第2光学フィルムF21をそれぞれ形成する工程と並行して、液晶セルWを搬送する工程が行われる。液晶セルWには、その搬送中に下記のような処理が行われる。
(9)洗浄工程(図1、S6)。液晶セルWは、研磨洗浄、水洗浄等によって、その表面が洗浄される。
(10)第1光学フィルム貼合工程(図1、S5)。切断された第1光学フィルムF11は、第1離型フィルムF12が剥離されながら、第1貼合装置18により粘着剤層F14を介して液晶セルWの一方表面に貼り合せられる。貼り合せの際には、互いに対向する1対のロールの間に第1光学フィルムF11及び液晶セルWを挟持して圧着する。
(11)第2光学フィルム貼合工程(図1、S15)。切断された第2光学フィルムF21は、第2離型フィルムF22が剥離されながら、第2貼合装置28により粘着剤層F24を介して液晶セルWの他方表面に貼り合せられる。貼り合せの際には、互いに対向する1対のロールの間に第2光学フィルムF21及び液晶セルWを挟持して圧着する。なお、第2光学フィルムF21を液晶セルWに貼り合せる前には、第1光学フィルムF11と第2光学フィルムF21がクロスニコルの関係になるように、第1光学フィルムF11を貼り合せた後の液晶セルWが旋回機構20により90度回転されるようになっている。ただし、液晶セルWを90度回転させるような構成に限らず、第1シート製品F1と第2シート製品F2とが互いに直交する方向に搬送されるような構成であっても、第1光学フィルムF11と第2光学フィルムF21をクロスニコルの関係にすることができる。
(12)液晶セルの検査工程(図1、S16)。光学フィルムF11,F21が両面に貼着された液晶セルWは、検査装置により検査される。検査方法としては、液晶セルWの両面に対し、透過光及び反射光による画像撮影・画像処理する方法が例示される。また他の方法として、検査用偏光フィルムをCCDカメラと検査対象物との間に設置する方法も例示される。なお、画像処理のアルゴリズムとしては、例えば二値化処理による濃淡判定によって欠点を検出することができる。
(13)検査装置で得られた欠点の情報に基づいて、液晶セルWの良品判定がなされる。良品判定された液晶セルWは、次の実装工程に搬送される。不良品判定された場合、リワーク処理が施され、新たに光学フィルムF11,F21が貼られ、次いで検査され、良品判定の場合、実装工程に移行し、不良品判定の場合、再度リワーク処理に移行するかあるいは廃棄処分される。
以上の一連の製造工程において、第1光学フィルムF11の貼合工程と第2光学フィルムF21の貼合工程とを連続した製造ラインとすることによって、液晶パネルWを好適に製造することができる。
上記第1及び第2切断工程では、離型フィルムF12,F22を切断せずに、シート製品F1,F2のその他の部材を切断する方式(ハーフカット方式)について説明した。しかし、長尺の離型フィルムF12,F22を搬送フィルムとして、当該離型フィルムF12,F22上に光学フィルムF11,F21を保持した状態で搬送することができるような構成であれば、上記のような構成に限られない。例えば、シート製品F1,F2における離型フィルムF12,F22以外の部材が予め切断されたハーフカット済みのロール原反を用いることも可能である。また、光学フィルムF11,F21を切断した後に貼り合せるような構成に限らず、貼り合せ中又は貼り合せ後に切断するような構成であってもよい。
図4は、第1貼合装置18の構成例を示した概略断面図である。この例では、液晶セルWに対して上方から第1光学フィルムF11が貼り合せられるようになっている。この場合、第2貼合装置28は、液晶セルWに対して下方から第2光学フィルムF21を貼り合せる構成となり、第1貼合装置18の構成を上下反転させるだけでよいので、第2貼合装置28の詳細な説明は省略する。ただし、液晶セルWに対して下方から第1光学フィルムF11が貼り合せられ、液晶セルWに対して上方から第2光学フィルムF21が貼り合せられるような構成であってもよい。また、第1光学フィルムF11が貼り合せられた後の液晶セルWを上下反転させる機構を設けた場合には、第1光学フィルムF11及び第2光学フィルムF21がいずれも同じ方向から液晶セルWに貼り合せられるような構成とすることも可能である。液晶セルWを上下反転させる機構を設ける場合には、液晶セルWを90度回転させるための上記旋回機構20とは別個に上下反転機構を設けてもよいし、液晶セルWを上下反転させながら90度回転させるような機構を設けてもよい。
第1貼合装置18へと搬送されてきた第1光学フィルムF11は、第1離型フィルムF12が剥離されながら、液晶セルWに貼り合せられる。第1離型フィルムF12の剥離には、先端が鋭利なナイフエッジ部を有する剥離機構183を用いることができる。第1離型フィルムF12は、剥離機構183のナイフエッジ部に沿って反転移送されることにより、第1光学フィルムF11から剥離され、巻取ロール184に巻き取られるようになっている。
第1貼合装置18には、互いに対向する第1ロール181及び第2ロール182が備えられている。第1離型フィルムF12が剥離された第1光学フィルムF11は、上記1対のロール181,182間に液晶セルWとともに挟持されることにより、粘着剤層F14を介して液晶セルWに貼り合せられるようになっている。第1ロール181及び第2ロール182は、液晶セルWの搬送方向に対して直交方向に対向しており、第1ロール181は、第1光学フィルムF11を液晶セルW側に押圧し、第2ロール182は、液晶セルWを第1光学フィルムF11側に押圧する。なお、第1ロール181は、第1光学フィルムF11を液晶セルW側に押圧するような構成であれば、例えば第1ロール181と第1光学フィルムF11との間に他の部材が介在していてもよい。同様に、第2ロール182は、液晶セルWを第1光学フィルムF11側に押圧するような構成であれば、例えば第2ロール182と液晶セルWとの間に他の部材が介在していてもよい。例えば、図4に示すような構成を第2光学フィルムF21の貼り合せに用いる場合には、第1光学フィルムF11が貼り合せられた後の液晶セルWを第2ロール182により第1光学フィルムF11側に押圧する際に、第2ロール182と液晶セルWとの間に第1光学フィルムF11が介在していてもよい。
第1ロール181及び第2ロール182の外周面は、弾性変形可能な材料により形成されている。具体的には、第1ロール181及び第2ロール182はゴムロールからなり、シリコンゴムにより形成されていることが好ましい。第1ロール181及び第2ロール182は、全体がゴムにより形成された構成であってもよいし、その外周面のみがゴムにより形成された構成であってもよい。ただし、ゴムロールに限らず、他の弾性部材により第1ロール181及び第2ロール182が形成されていてもよい。また、第1ロール181及び第2ロール182は、同一の材料により形成された構成に限らず、異なる材料により形成されていてもよい。
第1光学フィルムF11を液晶セルWに貼り合せる際には、互いに対向する第1ロール181と第2ロール182の間隔は、液晶セルWと第1光学フィルムF11の厚み合計よりも短く設定されている。したがって、第1光学フィルムF11を液晶セルWに貼り合せる際には、第1ロール181と第2ロール182の間を通過する液晶セルW及び第1光学フィルムF11の反力によって、第1ロール181及び第2ロール182がそれぞれ弾性変形するようになっている。
本実施形態では、第1ロール181と第1光学フィルムF11との搬送方向に沿った接触長Caよりも、第2ロール182と液晶セルWとの搬送方向に沿った接触長Cbの方が長い。上記接触長Ca,Cbは、ロール181,182の接触部分をカメラ等で撮影して、実際の接触長を測定することにより得られる。また、上記搬送方向に対して直交する方向(第1ロール181及び第2ロール182に対して平行な方向)を幅方向としたときに、第1光学フィルムF11に対する第1ロール181の接触幅と、液晶セルWに対する第2ロール182の接触幅とは同一である。したがって、第1ロール181と第1光学フィルムF11との接触面積よりも、第2ロール182と液晶セルWとの接触面積の方が大きくなっている。
第1ロール181で第1光学フィルムF11を押圧するときの単位面積当たりの押圧力Faは、第1ロール181と第1光学フィルムF11との接触面から第1光学フィルムF11に作用する力を接触面積で除した値である。上記Faは、0.08MPa以上であることが好ましく、0.35MPa以上であればより好ましい。第2ロール182で液晶セルWを押圧するときの単位面積当たりの押圧力Fbは、第2ロール182と液晶セルWとの接触面から液晶セルWに作用する力を接触面積で除した値である。上記Fbは、0.49MPa以下であることが好ましく、0.3MPa以下であればより好ましく、0.2MPa以下であればさらに好ましい。第1ロール181で第1光学フィルムF11を押圧するときの単位面積当たりの押圧力Faを0.08MPa以上とすることにより、第1光学フィルムF11に対する第1ロール181の圧力ムラを抑制して、安定した貼り合せを行うことが可能になるので、気泡が発生しにくい。また、第2ロール182で液晶セルWを押圧するときの単位面積当たりの押圧力Fbを0.49MPa以下とすることにより、ギャップムラや輝度異常、クラックが発生したり、液晶セルWが破壊されてしまうのを防止することができる。
さらに、本実施形態では、第1ロール181で第1光学フィルムF11を押圧するときの単位面積当たりの押圧力Faよりも、第2ロール182で液晶セルWを押圧するときの単位面積当たりの押圧力Fbの方が小さい。
本発明において、押圧力Faよりも押圧力Fbを小さくするための構成としては、第1ロール181の硬度を第2ロール182の硬度より高くする構成や、第1ロール181の径を第2ロール182の径よりも小さくする構成が挙げられる。
押圧力Faよりも押圧力Fbが小さいとき、上述の通り、第1光学フィルムF11に対する第1ロール181の接触幅と、液晶セルWに対する第2ロール181の接触幅とが同一である場合には、単位面積当たりの押圧力が小さい第2ロール182の方が、液晶セルWに対する上記搬送方向に沿った接触長Cbが長くなる。液晶セルWは第1ロール181及び第2ロール182との摩擦力により搬送されるため、接触長Cbが長い第2ロール182の方が、第1ロール181よりも液晶セルWの搬送に寄与することとなる。第1ロール181側では、第1光学フィルムF11に作用する張力変動や振動などの影響で搬送が安定しないため、気泡が発生する場合がある。そのような影響が生じない第2ロール182側において、液晶セルWの搬送に対する寄与を大きくすることにより、液晶セルWを良好に搬送して第1光学フィルムF11を貼り合せることができる。これにより、液晶セルWに対して第1光学フィルムF11をより良好に貼り合せることができる。上記FaとFbとの圧力差(Fa−Fb)は、0.1MPa以上であることが好ましく、0.15MPa以上であることがより好ましい。
また、第2ロール182と液晶セルWとの接触長Cbが比較的長いため、第1ロール181と第2ロール182との相対的な捩れの許容量が多くなり、要求される設置精度が低くなることも利点として挙げられる。
第2ロール182は、モータ等の駆動源から駆動力が伝達される駆動ロールであることが好ましい。この場合、第1ロール181は、第2ロール182の回転に伴って回転する従動ロールであってもよい。第2ロール182を駆動ロールとすることにより、第2ロール182による液晶セルWの引き込みがより安定するため、液晶セルWに対して第1光学フィルムF11をより良好に貼り合せることができる。
第1ロール181の半径Raと、第2ロール182の半径Rbとは、Ra<Rbを満たしていることが好ましい。この場合、第2ロール182よりも第1ロール181の方が小径となるため、第1離型フィルムF12の剥離位置(剥離機構183のナイフエッジ部の先端位置)と第1光学フィルムF11の貼り合せ位置(第1ロール181の中心点から貼り合せ中の第1光学フィルムF11へ下した垂線上における第1光学フィルムF11と液晶セルWとの境界位置)との距離Dをできるだけ短くすることができる。これにより、第1光学フィルムF11に作用する張力変動や振動などに起因して、貼り合せ位置において第1光学フィルムF11が安定しなくなるのを抑制し、気泡をより発生しにくくすることができるので、液晶セルWに対して第1光学フィルムF11をより良好に貼り合せることができる。剥離後の第1光学フィルムF11の安定化の観点から、上記距離Dは、5〜60mmであることが好ましい。ただし、第2ロール182よりも第1ロール181の方が小径の構成に限らず、第2ロール182よりも第1ロール181の方が大径であってもよいし、第1ロール181及び第2ロール182が同径であってもよい。
第1ロール181の直径(2Ra)は、15〜80mmであることが好ましい。第1ロール181の直径が15mmよりも小さい場合には、第1ロール181の剛性が低く、貼り合せの際に不安定になるとともに、回転数が高くなることにより、振動が発生するおそれがある。一方、第1ロール181の直径が80mmよりも大きい場合には、第1離型フィルムF12の剥離位置と第1光学フィルムF11の貼り合せ位置との距離Dを短くすることが困難になるため、第1光学フィルムF11に作用する張力変動や振動などに起因して、貼り合せ位置において第1光学フィルムF11が安定しにくくなる。したがって、第1ロール181の直径を15〜80mmとすることにより、液晶セルWに対して第1光学フィルムF11をより良好に貼り合せることができる。
また、第1ロール181のゴム硬度よりも第2ロール182のゴム硬度の方が低いことが好ましい。このように、第1ロール181及び第2ロール182のゴム硬度を調整することにより、第1ロール181と第1光学フィルムF11との接触長Caや、第2ロール182と液晶セルWとの接触長Cbを適宜設定することができる。例えば第1ロール181に対して第2ロール182が同径又は小径の場合であっても、第1ロール181のゴム硬度よりも第2ロール182のゴム硬度を低くすることにより、第1ロール181と第1光学フィルムF11との接触長Caを、第2ロール182と液晶セルWとの接触長Cbよりも短くすることができる。
具体的には、JIS規格(JIS K 6253)に準拠したゴム硬度において、第1ロール181のゴム硬度が50〜100°であり、第2ロール182のゴム硬度が30〜80°であることが好ましい。これにより、第1ロール181のゴム硬度よりも第2ロール182のゴム硬度の方が低い範囲内で、第1ロール181及び第2ロール182のゴム硬度を適切な値に設定することができる。
また、第1ロール181及び第2ロール182のゴム硬度を調整する代わりに、ロール芯材を含めたロール全体の硬度を調整することも可能である。その場合、ロール硬度は、次のようにして測定することができる。即ち、JIS規格(JIS K 6253)に準拠したゴム硬度の測定方法において、ロールに垂直に硬度計を当てることにより測定することができる。
本実施形態では、第1ロール181に対し、液晶セルWとは反対側に当接するようにバックアップロール185が設けられている。このバックアップロール185は、第1ロール181に平行な回転軸線を中心に回転可能に保持されており、第1ロール181の回転に伴ってバックアップロール185も回転するようになっている。バックアップロール185は、第1ロール181よりも大径であることが好ましい。また、バックアップロール185は、硬度が比較的高いことが好ましく、硬度90°以上の金属ロールであることがより好ましいが、これに限定されない。第1ロール181を比較的小径とした場合であっても、バックアップロール185により、第1ロール181の剛性を補完することができるとともに、圧力ムラを抑制することができるので、液晶セルWに対して第1光学フィルムF11をより良好に貼り合せることができる。
以下では、図4に示す装置を用いて、第1ロール181の直径(2Ra)及びロール硬度、第2ロール182の直径(2Rb)及びロール硬度などを種々の値に設定して、気泡の発生率及びギャップムラを測定した結果について説明する。その際、光学フィルムとして、日東電工社製の偏光板(VEGQ1724DU)を用い、液晶セルとしてシャープ社製40型液晶テレビから取り出した40インチの液晶セルを用いた。
押圧力については、富士フィルム社製プレスケール極超低圧用を用いて、得られたプレスケールの発色状態を、富士フィルム社製圧力画像解析システムにより数値に変換することで算出した。
気泡の発生及びギャップムラの発生については、目視による判定を行った。なお、気泡の発生率及びギャップムラは、それぞれ1000回の貼り合せ結果に基づいて算出した。測定結果は、下記表1の通りである。
Figure 0004977263
(実施例1)
実施例1では、第1ロール181で第1光学フィルムF11を押圧するときの単位面積当たりの押圧力Faは、0.37MPaであり、第2ロール182で液晶セルWを押圧するときの単位面積当たりの押圧力Fbは、0.14MPaであり、Fa>Fbの関係も満たしている。第1ロール181の直径(2Ra)は、60mmであり、第2ロール182の直径(2Rb)は、120mmである。第1ロール181の硬度は70°であり、第2ロール182の硬度は60°である。バックアップロール185は設けられていない。この実施例1では、気泡は若干発生しているが(0.3%)、液晶セルWに対して第1光学フィルムF11が比較的良好に貼り合せられていることが分かる。
(実施例2)
実施例2では、第1ロール181で第1光学フィルムF11を押圧するときの単位面積当たりの押圧力Faは、0.55MPaであり、第2ロール182で液晶セルWを押圧するときの単位面積当たりの押圧力Fbは、0.05MPaであり、Fa>Fbの関係も満たしている。第1ロール181の直径(2Ra)は、60mmであり、第2ロール182の直径(2Rb)は、120mmである。第1ロール181の硬度は75°であり、第2ロール182の硬度は50°である。バックアップロール185は設けられていない。この実施例2では、ギャップムラが殆ど発生しないだけでなく(0.2%)、気泡も全く発生せず(0.0%)、液晶セルWに対して第1光学フィルムF11を良好に貼り合せることができる。
(実施例3)
実施例3では、バックアップロール185が設けられている例であり、第1ロール181で第1光学フィルムF11を押圧するときの単位面積当たりの押圧力Faは、0.37MPaであり、第2ロール182で液晶セルWを押圧するときの単位面積当たりの押圧力Fbは、0.14MPaであり、Fa>Fbの関係も満たしている。第1ロール181の直径(2Ra)は、60mmであり、第2ロール182の直径(2Rb)は、120mmである。第1ロール181の硬度は70°であり、第2ロール182の硬度は60°である。この実施例3では、気泡は全く発生せず(0.0%)。液晶セルWに対して第1光学フィルムF11が良好に貼り合せられていることが分かる。
(実施例4)
実施例4は、実施例2に対して押圧力Faをより低く設定したものであり、第1ロール181で第1光学フィルムF11を押圧するときの単位面積当たりの押圧力Faは、0.07MPaであり、第2ロール182で液晶セルWを押圧するときの単位面積当たりの押圧力Fbは、0.05MPaであり、Fa>Fbの関係も満たしている。第1ロール181の直径(2Ra)は、60mmであり、第2ロール182の直径(2Rb)は、120mmである。第1ロール181の硬度は50°であり、第2ロール182の硬度は50°である。バックアップロール185は設けられていない。この実施例4では、ギャップムラは全く発生しなかった(0.0%)。気泡は若干発生しているが(0.7%)、液晶セルWに対して第1光学フィルムF11が比較的良好に貼り合せられていることが分かる。
(実施例5)
実施例5は、実施例2に対して押圧力Fbをより高く設定したものであり、第1ロール181で第1光学フィルムF11を押圧するときの単位面積当たりの押圧力Faは、0.55MPaであり、第2ロール182で液晶セルWを押圧するときの単位面積当たりの押圧力Fbは、0.5MPaであり、Fa>Fbの関係も満たしている。第1ロール181の直径(2Ra)は、60mmであり、第2ロール182の直径(2Rb)は、120mmである。第1ロール181の硬度は75°であり、第2ロール182の硬度は85°である。バックアップロール185は設けられていない。この実施例5では、ギャップムラは少し発生したが(0.6%)、気泡は全く発生せず(0.0%)、液晶セルWに対して第1光学フィルムF11が比較的良好に貼り合せられていることが分かる。
(実施例6)
実施例6では、第1ロール181で第1光学フィルムF11を押圧するときの単位面積当たりの押圧力Faは、0.36MPaであり、第2ロール182で液晶セルWを押圧するときの単位面積当たりの押圧力Fbは、0.14MPaであり、Fa>Fbの関係も満たしている。第1ロール181の直径(2Ra)は、100mmであり、第2ロール182の直径(2Rb)は、120mmである。第1ロール181の硬度は80°であり、第2ロール182の硬度は60°である。バックアップロール185は設けられていない。この実施例6では、気泡は若干発生しているが(0.7%)、液晶セルWに対して第1光学フィルムF11が比較的良好に貼り合せられていることが分かる。
(実施例7)
実施例7では、第1ロール181で第1光学フィルムF11を押圧するときの単位面積当たりの押圧力Faは、0.34MPaであり、第2ロール182で液晶セルWを押圧するときの単位面積当たりの押圧力Fbは、0.14MPaであり、Fa>Fbの関係も満たしている。第1ロール181の直径(2Ra)は、30mmであり、第2ロール182の直径(2Rb)は、120mmである。第1ロール181の硬度は65°であり、第2ロール182の硬度は60°である。バックアップロール185は設けられていない。この実施例7では、気泡が全く発生せず(0.0%)、液晶セルWに対して第1光学フィルムF11が比較的良好に貼り合せられていることが分かる。
(実施例8)
実施例8では、第1ロール181で第1光学フィルムF11を押圧するときの単位面積当たりの押圧力Faは、0.36MPaであり、第2ロール182で液晶セルWを押圧するときの単位面積当たりの押圧力Fbは、0.14MPaであり、Fa>Fbの関係も満たしている。第1ロール181の直径(2Ra)は、70mmであり、第2ロール182の直径(2Rb)は、120mmである。第1ロール181の硬度は75°であり、第2ロール182の硬度は60°である。バックアップロール185は設けられていない。この実施例8では、気泡がほとんど発生せず(0.3%)、液晶セルWに対して第1光学フィルムF11が比較的良好に貼り合せられていることが分かる。
(比較例1)
比較例1では、第1ロール181で第1光学フィルムF11を押圧するときの単位面積当たりの押圧力Faは、0.37MPaであり、第2ロール182で液晶セルWを押圧するときの単位面積当たりの押圧力Fbは、0.41MPaであり、Fa>Fbの関係を満たしていない。第1ロール181の直径(2Ra)は、60mmであり、第2ロール182の直径(2Rb)は、120mmである。第1ロール181の硬度は70°であり、第2ロール182の硬度は75°である。バックアップロール185は設けられていない。この比較例1では、気泡が発生しており(1.4%)、液晶セルWに対して第1光学フィルムF11を良好に貼り合せることができない。
(比較例2)
比較例2では、第2ロール182で液晶セルWを押圧するときの単位面積当たりの押圧力Fbは、0.1MPaであり、第1ロール181で第1光学フィルムF11を押圧するときの単位面積当たりの押圧力Faは、0.14MPaであり、Fa>Fbの関係を満たしていない。第1ロール181の直径(2Ra)は、60mmであり、第2ロール182の直径(2Rb)は、120mmである。第1ロール181の硬度は55°であり、第2ロール182の硬度は60°である。バックアップロール185は設けられていない。この比較例2では、気泡の発生率が高いため(1.6%)、液晶セルWに対して第1光学フィルムF11を良好に貼り合せることができない。
(比較例3)
比較例3では、第1ロール181で第1光学フィルムF11を押圧するときの単位面積当たりの押圧力Faは、0.37MPaであり、第2ロール182で液晶セルWを押圧するときの単位面積当たりの押圧力Fbは、0.37MPaであり、Fa>Fbの関係を満たしていない。第1ロール181の直径(2Ra)は、60mmであり、第2ロール182の直径(2Rb)は、60mmである。第1ロール181の硬度は70°であり、第2ロール182の硬度は70°である。バックアップロール185は設けられていない。この比較例3では、気泡の発生率が高く(1.2%)、液晶セルWに対して第1光学フィルムF11を良好に貼り合せることができない。
12 第1搬送装置
14 第1欠点検査装置
16 第1切断装置
18 第1貼合装置
20 旋回機構
22 第2搬送装置
24 第2欠点検査装置
26 第2切断装置
28 第2貼合装置
181 第1ロール
182 第2ロール
183 剥離機構
184 巻取ロール
185 バックアップロール
F1 第1シート製品
F11 第1光学フィルム
F12 第1離型フィルム
F2 第2シート製品
F21 第2光学フィルム
F22 第2離型フィルム
R1 第1ロール原反
R2 第2ロール原反
W 液晶セル

Claims (10)

  1. 離型フィルムに積層した光学フィルムから前記離型フィルムを剥離しながら、互いに対向する第1ロール及び第2ロールの間に前記光学フィルム及び液晶セルを挟持して、前記第1ロールで前記光学フィルムに押圧力を付加するとともに、前記第2ロールで前記液晶セルに押圧力を付加することにより、前記光学フィルムを前記液晶セルに貼り合せる液晶パネルの製造方法であって、
    前記第1ロールで前記光学フィルムを押圧するときの単位面積当たりの押圧力Faと、前記第2ロールで前記液晶セルを押圧するときの単位面積当たりの押圧力Fbとが、Fa>Fbを満たし、
    前記第1ロールおよび前記第2ロールのそれぞれの外周面が弾性変形可能であり、かつ前記第1ロールおよび第2ロールは、胴太でないロールであることを特徴とする液晶パネルの製造方法。
  2. 前記Faが0.08MPa以上であり、前記Fbが0.49MPa以下であることを特徴とする請求項1に記載の液晶パネルの製造方法。
  3. 前記第1ロールの直径が、15〜80mmであることを特徴とする請求項1又は2に記載の液晶パネルの製造方法。
  4. 前記第1ロールに対し、前記液晶セルとは反対側に当接するようにバックアップロールが設けられていることを特徴とする請求項3に記載の液晶パネルの製造方法。
  5. 前記Faが0.35MPa以上である、請求項2に記載の液晶パネルの製造方法。
  6. 離型フィルムに積層した光学フィルムから前記離型フィルムを剥離しながら、互いに対向する第1ロール及び第2ロールの間に前記光学フィルム及び液晶セルを挟持して、前記第1ロールで前記光学フィルムに押圧力を付加するとともに、前記第2ロールで前記液晶セルに押圧力を付加することにより、前記光学フィルムを前記液晶セルに貼り合せる液晶パネルの製造システムであって、
    前記第1ロールで前記光学フィルムを押圧するときの単位面積当たりの押圧力Faと、前記第2ロールで前記液晶セルを押圧するときの単位面積当たりの押圧力Fbとが、Fa>Fbを満たし、
    前記第1ロールおよび前記第2ロールのそれぞれの外周面が弾性変形可能であり、かつ前記第1ロールおよび第2ロールは、胴太でないロールであることを特徴とする液晶パネルの製造システム。
  7. 前記Faが0.08MPa以上であり、前記Fbが0.49MPa以下であることを特徴とする請求項に記載の液晶パネルの製造システム。
  8. 前記第1ロールの直径が、15〜80mmであることを特徴とする請求項6又は7に記載の液晶パネルの製造システム。
  9. 前記第1ロールに対し、前記液晶セルとは反対側に当接するようにバックアップロールが設けられていることを特徴とする請求項に記載の液晶パネルの製造システム。
  10. 前記Faが0.35MPa以上である、請求項7に記載の液晶パネルの製造システム。
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