JP5279058B2 - 光学部材貼合体の製造システム、製造方法及び記録媒体 - Google Patents

光学部材貼合体の製造システム、製造方法及び記録媒体 Download PDF

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Description

本発明は、光学表示部品に光学部材を貼合してなる光学部材貼合体の製造システム、製造方法及び記録媒体に関する。
従来、液晶ディスプレイ等の光学表示デバイスの生産システムが知られている。この生産システムでは、液晶パネル(光学表示部品)に貼合する偏光板等の光学部材は、長尺フィルムから液晶パネルの表示領域に合わせたサイズのシート片に切り出される。その後、光学部材は、液晶パネルに貼合される(例えば、特許文献1参照)。
特開2003−255132号公報
しかし、上記従来の構成では、液晶パネル及びシート片の各寸法バラツキ、並びに液晶パネルに対するシート片の貼合バラツキ(位置ズレ)を考慮して、表示領域よりも若干大きめのシート片を切り出している。そのため、表示領域の周辺部に余分な領域(額縁部)が形成され、機器の小型化が阻害されるという問題がある。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、表示領域周辺の額縁部を縮小して表示エリアの拡大及び機器の小型化を図ることができる光学部材貼合体の製造システム、製造方法及び記録媒体を提供する。
本発明の第1の態様は、光学表示部品の一方の面に、前記光学表示部品の表示領域よりも大きい第一光学部材シートを貼り合わせる第一貼合装置と、前記第一貼合装置が貼合した前記第一光学部材シートの領域であって前記光学表示部品の前記表示領域と対向する第一領域と、前記第一光学部材シートの前記第一領域の外側の領域である第二領域とを切り離す切断装置と、を備える光学部材貼合体の製造システムである。
なお、上記構成中の「第一領域(表示領域との対向部分)」とは、表示領域の大きさ以上、光学表示部品の外形状の大きさ以下の領域で、かつ電気部品取り付け部等の機能部分を避けた領域を示す。すなわち、上記構成は、光学表示部品の外周縁に沿って余剰部分をレーザーカットする場合を含む。
本発明の第1の態様において、前記切断装置は、前記第一光学部材シートをレーザーカットしても良い。
本発明の第1の態様において、前記切断装置は、CO2レーザーカッターを用いて前記第一光学部材シートをレーザーカットしても良い。
本発明の第1の態様において、前記切断装置は、前記第一光学部材シートから前記表示領域に対応する大きさの前記第一光学部材シートを切り出すことで、前記光学表示部品及び前記第一光学部材シートを含む光学部材貼合体を切り出しても良い。
本発明の第1の態様において、前記第一貼合装置は、前記第一領域として、前記表示領域の大きさ以上であって、前記光学表示部品の外形状の大きさ以下の領域を用いても良い。
本発明の第1の態様において、前記第一貼合装置は、前記第1光学部材シートの下面と、前記光学表示部品の上面とが接するように貼合しても良い。
本発明の第1の態様において、前記光学表示部品を撮像し、前記光学表示部品の前記表示領域の外周縁を検出する撮像装置を更に備えても良い。
本発明の第1の態様において、前記切断装置は、前記撮像装置が検出した前記光学表示部品の前記表示領域の外周縁に沿って、前記第一光学部材シートを切断しても良い。
本発明の第1の態様において、前記光学表示部品を、前記第一貼合装置、前記切断装置の順に搬送する第一搬送装置を更に備えても良い。
本発明の第1の態様において、前記第一光学部材シートを、前記第一貼合装置に搬送する第二搬送装置を更に備えても良い。
本発明の第1の態様において、前記第二搬送装置は、前記切断装置で切り離した前記第一光学部材シートの前記第2領域を回収する回収部を備えても良い。
本発明の第1の態様において、光学表示部品の他方の面に、前記光学表示部品の表示領域よりも大きい第二光学部材シートを貼り合わせる第二貼合装置を更に備えても良い。
本発明の第1の態様において、前記切断装置は、前記第二貼合装置が貼合した前記第二光学部材シートの領域であって前記光学表示部品の前記表示領域と対向する第三領域と、前記第二光学部材シートの前記第三領域の外側の領域である第四領域とを、前記第一領域と前記第二領域とを切り離すと同時に切り離しても良い。
本発明の第2の態様は、光学表示部品の一方の面に、前記光学表示部品の表示領域よりも大きい第一光学部材シートを貼り合わせ、貼合した前記第一光学部材シートの領域であって前記光学表示部品の前記表示領域と対向する第一領域と、前記第一光学部材シートの前記第一領域の外側の領域である第二領域とを切り離す光学部材貼合体の製造方法である。
本発明の第3の態様は、光学表示部品の一方の面に、前記光学表示部品の表示領域よりも大きい第一光学部材シートを貼り合わせ、貼合した前記第一光学部材シートの領域であって前記光学表示部品の前記表示領域と対向する第一領域と、前記第一光学部材シートの前記第一領域の外側の領域である第二領域とを切り離すことを実行するプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体である。
上記光学部材貼合体の製造装置では、前記切断装置が、前記光学部材シートをレーザーカットする構成が好ましい。
また、本発明は、光学表示部品に光学部材を貼合してなる光学部材貼合体の製造方法において、前記光学表示部品に前記光学表示部品の表示領域よりも大きい光学部材シートを貼り合わせて貼合シートとする工程と、前記光学部材シートの前記表示領域との対向部分とその外側の余剰部分とを切り離し、前記光学部材シートから前記表示領域に対応する大きさの前記光学部材を切り出すことで、前記貼合シートから単一の前記光学表示部品及びこれに重なる前記光学部材を含む前記光学部材貼合体を切り出す工程とを含むことを特徴とする。
本発明によれば、表示領域よりも大きい光学部材シートを光学表示部品に貼合した後に、光学部材シートの余剰部分を切り離す。そのため、表示領域に対応するサイズの光学部材を光学表示部品の面上で形成することができる。これにより、光学部材を表示領域の際まで精度よく設けることができ、表示領域外側の額縁部を狭めて表示エリアの拡大及び機器の小型化を図ることができる。
また、表示領域よりも大きい光学部材シートに光学表示部品を貼合することで、光学部材シートの位置に応じてその光学軸方向が変化する場合でも、この光学軸方向に合わせて光学表示部品をアライメントして貼合することができる。これにより、光学表示部品に対する光学部材の光学軸方向の精度を向上させることができ、光学表示デバイスの精彩及びコントラストを高めることができる。
本発明の実施形態における光学表示デバイスのフィルム貼合システムの概略構成図である。 上記フィルム貼合システムの第二貼合装置周辺の斜視図である。 上記フィルム貼合システムの光学部材シートの光学軸方向とこれに貼合する光学表示部品とを示す斜視図である。 上記フィルム貼合システム中の第一貼合シートの断面図である。 上記フィルム貼合システムの第二切断装置中の第二貼合シートの断面図である。 上記フィルム貼合システムの第三切断装置中の第三貼合シートの平面図である。 図6のA−A断面図である。 上記フィルム貼合システムを経た両面貼合パネルの断面図である。 液晶パネルに貼合した光学部材シートのレーザーによる切断端を示す断面図である。 光学部材シート単体のレーザーによる切断端を示す断面図である。 上記フィルム貼合システムの第一貼合装置周辺の変形例を示す概略構成図である。 上記フィルム貼合システムの第三貼合装置周辺の変形例を示す概略構成図である。
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。本実施形態では、光学部材貼合体の製造装置を含むフィルム貼合システムについて説明する。
図1は、本実施形態のフィルム貼合システム1の概略構成を示す。フィルム貼合システム1は、例えば液晶パネルや有機ELパネルといったパネル状の光学表示部品に、偏光フィルムや位相差フィルム、輝度上昇フィルムといったフィルム状の光学部材を貼合する。フィルム貼合システムは、前記光学表示部品及び光学部材を含んだ光学部材貼合体を製造する。フィルム貼合システム1では、前記光学表示部品として液晶パネルPを用いる。フィルム貼合システム1の各部は、電子制御装置としての制御装置20により統括制御される。
フィルム貼合システム1は、貼合工程の始発位置から終着位置まで、例えば駆動式のローラコンベヤ5を用いて液晶パネルPを搬送しつつ、液晶パネルPに順次所定の処理を施す。液晶パネルPは、その表裏面を水平にした状態でローラコンベヤ5上を搬送される。
なお、図1の紙面左側は液晶パネルPの搬送方向上流側(以下、パネル搬送上流側という)を示す。図1の紙面右側は液晶パネルPの搬送方向下流側(以下、パネル搬送下流側という)を示す。
図6〜図8を併せて参照して説明する。なお、図7および図8において、液晶パネルPの紙面上側は表示面側を示しており、紙面下側はバックライト側を示している。液晶パネルPは平面視で長方形状である(図6参照)。液晶パネルPの外周縁よりも所定幅だけ内側に、前記外周縁に沿う外形状を有する表示領域P4を形成する(図6参照)。液晶パネルPは、後述する第二アライメント装置14よりもパネル搬送上流側では、表示領域P4の短辺を概ね搬送方向に沿わせた向きで搬送される。液晶パネルPは、前記第二アライメント装置14よりもパネル搬送下流側では、表示領域P4の長辺を概ね搬送方向に沿わせた向きで搬送される。
この液晶パネルPの表裏面に対して、長尺帯状の第一、第二及び第三光学部材シートF1,F2,F3から切り出した第一、第二及び第三光学部材F11,F12,F13が、液晶パネルPに適宜貼合される(図8参照)。本実施形態において、液晶パネルPのバックライト側及び表示面側の両面には、偏光フィルムとしての第一光学部材F11及び第三光学部材F13がそれぞれ貼合される(図8参照)。液晶パネルPのバックライト側の面には、第一光学部材F11に重ねて輝度向上フィルムとしての第二光学部材F12がさらに貼合される(図8参照)。
図1に示すように、フィルム貼合システム1は、第一アライメント装置11、第一貼合装置12、第一切断装置13、第二アライメント装置14を備える。
第一アライメント装置11は、上流工程からローラコンベヤ5のパネル搬送上流側上に液晶パネルPを搬送すると共に液晶パネルPのアライメントを行う。第一貼合装置12は、第一アライメント装置11よりもパネル搬送下流側に設けられる。第一切断装置13は、第一貼合装置12に近接して設けられる。第二アライメント装置14は、第一貼合装置12及び第一切断装置13よりもパネル搬送下流側に設けられる。
また、フィルム貼合システム1は、第二貼合装置15、第二切断装置16、第三アライメント装置17、第三貼合装置18、第三切断装置19を備える。
第二貼合装置15は、第二アライメント装置14よりもパネル搬送下流側に設けられる。第二切断装置16は、第二貼合装置15に近接して設けられる。第三アライメント装置17は、第二貼合装置15及び第二切断装置16よりもパネル搬送下流側に設けられる。第三貼合装置18は、第三アライメント装置17よりもパネル搬送下流側に設けられる。第三切断装置19は、第三貼合装置18に近接して設けられる。
第一アライメント装置11は、液晶パネルPを保持して垂直方向及び水平方向で自在に搬送する。また、第一アライメント装置11は、液晶パネルPのパネル搬送上流側及び下流側の端部を撮像する一対のカメラCを有する(図3参照)。カメラCの撮像データは制御装置20に送られる。
制御装置20は、前記撮像データと、予め記憶した後述の光学軸方向の検査データとに基づき、第一アライメント装置11を作動させる。なお、後述する第二及び第三アライメント装置14,17も同様に前記カメラCを有し、このカメラCの撮像データをアライメントに用いる。
第一アライメント装置11は、制御装置20に作動制御され、第一貼合装置12に対する液晶パネルPのアライメントを行う。このとき、液晶パネルPは、搬送方向と直交する水平方向(以下、部品幅方向という)での位置決めと、垂直軸回りの回転方向(以下、単に回転方向という)での位置決めとがなされる。この状態で、液晶パネルPが第一貼合装置12の貼合位置に導入される。
第一貼合装置12は、貼合位置に導入された長尺の第一光学部材シートF1の上面に対して、その上方を搬送される液晶パネルPの下面(バックライト側)を貼合する。第一貼合装置12は、搬送装置12a、挟圧ロール12bを備える。
搬送装置12aは、第一光学部材シートF1を巻回した第一原反ロールR1から第一光学部材シートF1を巻き出しつつ、第一光学部材シートF1をその長手方向に沿って搬送する。挟圧ロール12bは、搬送装置12aが搬送する第一光学部材シートF1の上面に、ローラコンベヤ5が搬送する液晶パネルPの下面を貼合する。
搬送装置12aは、ロール保持部12c、pf回収部12dを備える。ロール保持部12cは、第一光学部材シートF1を巻回した第一原反ロールR1を保持すると共に、第一光学部材シートF1をその長手方向に沿って繰り出す。pf回収部12dは、第一光学部材シートF1の下面に重なって第一光学部材シートF1と共に繰り出されたプロテクションフィルムpfを第一貼合装置12のパネル搬送下流側で回収する。
挟圧ロール12bは、互いに軸方向を平行にして配置された一対の貼合ローラを有する。一対の貼合ローラ間には所定の間隙が形成され、この間隙内が第一貼合装置12の貼合位置となる。前記間隙内には、液晶パネルP及び第一光学部材シートF1が重なり合って導入される。これら液晶パネルP及び第一光学部材シートF1が、前記貼合ローラ間で挟圧されつつパネル搬送下流側に送り出される。これにより、複数の液晶パネルPを所定の間隔を空けつつ長尺の第一光学部材シートF1の上面に連続的に貼合した第一貼合シートF21が形成される。
図4および図5を併せて参照して説明する。なお、図4および図5において、液晶パネルPの紙面上側はバックライト側を示しており、紙面下側は表示面側を示している。第一切断装置13はpf回収部12dよりもパネル搬送下流側に位置する。第一切断装置13は、第一光学部材シートF1の所定箇所(搬送方向で並ぶ液晶パネルPの間)を前記部品幅方向の全幅にわたって切断する。これにより、第一切断装置13は、第一貼合シートF21の第一光学部材シートF1を切断して表示領域P4よりも大きい(本実施形態では液晶パネルPよりも大きい)シート片F1Sとする。なお、第一切断装置13は、切断刃を用いても、レーザーカッターを用いても良い。前記切断により、液晶パネルPの下面に表示領域P4よりも大きい前記シート片F1Sが貼合された第一片面貼合パネルP11が形成される。
図1を参照して説明する。第二アライメント装置14は、例えばローラコンベヤ5上の第一片面貼合パネルP11を保持して垂直軸回りに90°回転させる。これにより、表示領域P4の短辺と略平行に搬送されていた第一片面貼合パネルP11が、表示領域P4の長辺と略平行に搬送されるように方向転換する。なお、前記回転は、第一光学部材シートF1の光軸方向に対して、液晶パネルPに貼合する他の光学部材シートの光学軸方向が直角に配置される場合になされる。
第二アライメント装置14は、前記第一アライメント装置11と同様のアライメントを行う。すなわち、第二アライメント装置14は、制御装置20に記憶された光学軸方向の検査データ及び前記カメラCの撮像データに基づき、第二貼合装置15に対する第一片面貼合パネルP11の部品幅方向及び回転方向での位置決めを行う。この状態で、第一片面貼合パネルP11が第二貼合装置15の貼合位置に導入される。
第二貼合装置15は、貼合位置に導入された長尺の第二光学部材シートF2の上面に対して、その上方を搬送される第一片面貼合パネルP11の下面(液晶パネルPのバックライト側)を貼合する。第二貼合装置15は、搬送装置15a、挟圧ロール15bを備える。
搬送装置15aは、第二光学部材シートF2を巻回した第二原反ロールR2から第二光学部材シートF2を巻き出しつつ第二光学部材シートF2をその長手方向に沿って搬送する。挟圧ロール15bは、搬送装置15aが搬送する第二光学部材シートF2の上面にローラコンベヤ5が搬送する第一片面貼合パネルP11の下面を貼合する。
搬送装置15aは、ロール保持部15c、第二回収部15dを備える。
ロール保持部15cは、第二光学部材シートF2を巻回した第二原反ロールR2を保持すると共に第二光学部材シートF2をその長手方向に沿って繰り出す。第二回収部15dは、挟圧ロール15bよりもパネル搬送下流側に位置する第二切断装置16を経た第二光学部材シートF2の余剰部分を回収する。
挟圧ロール15bは、互いに軸方向を平行にして配置された一対の貼合ローラを有する。一対の貼合ローラ間には所定の間隙が形成され、この間隙内が第二貼合装置15の貼合位置となる。前記間隙内には、第一片面貼合パネルP11及び第二光学部材シートF2が重なり合って導入される。これら第一片面貼合パネルP11及び第二光学部材シートF2が、前記貼合ローラ間で挟圧されつつパネル搬送下流側に送り出される。これにより、複数の第一片面貼合パネルP11を所定の間隔を空けつつ長尺の第二光学部材シートF2の上面に連続的に貼合した第二貼合シートF22が形成される。
図2および図5を併せて参照して説明する。第二切断装置16は挟圧ロール15bよりもパネル搬送下流側に位置する。第二切断装置16は、第二光学部材シートF2とその上面に貼合した第一片面貼合パネルP11の第一光学部材シートF1のシート片F1Sとを同時に切断する。第二切断装置16は例えばCO2レーザーカッターである。第二切断装置16は、第二光学部材シートF2と第一光学部材シートF1のシート片F1Sとを表示領域P4の外周縁に沿って(本実施形態では液晶パネルPの外周縁に沿って)無端状に切断する。各光学部材シートF1,F2を液晶パネルPに貼合した後にまとめてカットすることで、各光学部材シートF1,F2の光学軸方向の精度が高まる。また、各光学部材シートF1,F2間の光学軸方向のズレが無くなる。更に、第一切断装置13での切断が簡素化される。
第二切断装置16の切断により、液晶パネルPの下面に第一及び第二光学部材F11,F12が重ねて貼合された第二片面貼合パネルP12が形成される(図7参照)。このとき、第二片面貼合パネルP12と、表示領域P4との対向部分(各光学部材F11,F12)が切り取られて、枠状に残る各光学部材シートF1,F2の余剰部分とが分離される。第二光学部材シートF2の余剰部分は複数連なって梯子状となる。この余剰部分が第一光学部材シートF1の余剰部分と共に第二回収部15dに巻き取られる。
ここで、前記「表示領域P4との対向部分」とは、表示領域P4の大きさ以上、液晶パネルPの外形状の大きさ以下の領域で、かつ電気部品取り付け部等の機能部分を避けた領域を示す。本実施形態では、平面視矩形状の液晶パネルPにおける前記機能部分を除いた三辺では、液晶パネルPの外周縁に沿って余剰部分をレーザーカットし、前記機能部分に相当する一辺では、液晶パネルPの外周縁から表示領域P4側に適宜入り込んだ位置で余剰部分をレーザーカットしている。
図1を参照して説明する。第三アライメント装置17は、液晶パネルPの表示面側を上面にした第二片面貼合パネルP12を表裏反転させて液晶パネルPのバックライト側を上面にする。第三アライメント装置17は、前記第一及び第二アライメント装置11,14と同様のアライメントを行う。すなわち、第三アライメント装置17は、制御装置20に記憶された光学軸方向の検査データ及び前記カメラCの撮像データに基づき、第三貼合装置18に対する第二片面貼合パネルP12の部品幅方向及び回転方向での位置決めを行う。この状態で、第二片面貼合パネルP12が第三貼合装置18の貼合位置に導入される。
第三貼合装置18は、貼合位置に導入された長尺の第三光学部材シートF3の上面に対して、その上方を搬送される第二片面貼合パネルP12の下面(液晶パネルPの表示面側)を貼合する。第三貼合装置18は、搬送装置18a、挟圧ロール18bを備える。
搬送装置18aは、第三光学部材シートF3を巻回した第三原反ロールR3から第三光学部材シートF3を巻き出しつつ第三光学部材シートF3をその長手方向に沿って搬送する。挟圧ロール18bは、搬送装置18aが搬送する第三光学部材シートF3の上面にローラコンベヤ5が搬送する第二片面貼合パネルP12の下面を貼合する。
搬送装置18aは、ロール保持部18c、第三回収部18dを備える。
ロール保持部18cは、第三光学部材シートF3を巻回した第三原反ロールR3を保持すると共に第三光学部材シートF3をその長手方向に沿って繰り出す。第三回収部18dは、挟圧ロール18bよりもパネル搬送下流側に位置する第三切断装置19を経た第三光学部材シートF3の余剰部分を回収する。
挟圧ロール18bは、互いに軸方向を平行にして配置された一対の貼合ローラを有する。一対の貼合ローラ間には所定の間隙が形成され、この間隙内が第三貼合装置18の貼合位置となる。前記間隙内には、第二片面貼合パネルP12及び第三光学部材シートF3が重なり合って導入される。これら第二片面貼合パネルP12及び第三光学部材シートF3が、前記貼合ローラ間で挟圧されつつパネル搬送下流側に送り出される。これにより、複数の第二片面貼合パネルP12を所定の間隔を空けつつ長尺の第三光学部材シートF3の上面に連続的に貼合した第三貼合シートF23が形成される。
第三切断装置19は挟圧ロール18bよりもパネル搬送下流側に位置し、第三光学部材シートF3を切断する。第三切断装置19は第二切断装置16と同様のレーザー加工機であり、第三光学部材シートF3を表示領域P4の外周縁に沿って(例えば液晶パネルPの外周縁に沿って)無端状に切断する。
第三切断装置19の切断により、第二片面貼合パネルP12の下面に第三光学部材F13が貼合された両面貼合パネルP13が形成される(図8参照)。このとき、両面貼合パネルP13と、表示領域P4との対向部分(第三光学部材F13)が切り取られて枠状に残る第三光学部材シートF3の余剰部分とが分離される。第三光学部材シートF3の余剰部分は第二光学部材シートF2の余剰部分と同様に複数連なって梯子状をなす(図2参照)。この余剰部分が第三回収部18dに巻き取られる。
両面貼合パネルP13は、不図示の欠陥検査装置を経て欠陥(貼合不良等)の有無が検査された後、下流工程に搬送されて他の処理がなされる。
ここで、一般に長尺の光学フィルム(各光学部材シートF1,F2,F3に相当)は、二色性色素で染色した樹脂フィルムを一軸延伸させて製造されており、光学フィルムの光学軸の方向は樹脂フィルムの延伸方向と概ね一致する。しかし、光学フィルムの光学軸は、光学フィルム全体で均一ではなく、光学フィルムの幅方向で若干ばらついている。
このため、光学フィルムにその幅方向で複数の光学表示部品を貼合するような場合、光学フィルムの光学軸方向に合わせて光学表示部品のアライメントを行うことが望ましい。
これは、光学表示デバイス単位の光学軸のバラツキを抑えて精彩やコントラストを高めるという点で有効である。
偏光フィルムとしての光学フィルムは、一方向に振動する光以外の光を遮断するために、例えばヨウ素や二色性染料等により染色されている。なお、光学フィルムに剥離フィルムや保護フィルムがさらに積層されてもよい。
光学フィルムの光学軸方向を検査する検査装置は、光源、検光子を備える。
光源は、光学フィルムの表裏一側方に配置される。検光子は、光学フィルムの表裏他側方に配置される。検光子は、光源から照射されて光学フィルムを透過した光を受光し、この光の強度を検出することで、光学フィルムの光学軸を検出する。検光子は、例えば光学フィルムの幅方向で移動可能であり、光学フィルムの幅方向の任意箇所で光学軸を検査可能である。
本実施形態の場合、前記検査装置で得た各光学部材シートF1,F2,F3の光学軸方向を示す検査データは、各光学部材シートF1,F2,F3の長手方向位置と幅方向位置とに関連付けられて制御装置20のメモリに記憶される。この検査後に各光学部材シートF1,F2,F3が巻き取られて各原反ロールR1,R2,R3をそれぞれ形成する。以下、各光学部材シートF1,F2,F3を光学部材シートFX、各光学部材シートF1,F2,F3に貼合される液晶パネルP及び各片面貼合パネルP11,P12を光学表示部材PXと総称することがある。
ここで、光学部材シートFXを構成する偏光子フィルムは、例えば二色性色素で染色したPVAフィルムを一軸延伸して形成される。偏光子フィルムは、延伸する際のPVAフィルムの厚さのムラや二色性色素の染色ムラ等に起因して、光学部材シートFXの幅方向内側と幅方向外側とで光学軸方向の相違が生じる傾向にある。
そこで、本実施形態では、制御装置20に予め記憶した光学部材シートFXの各部における光学軸の面内分布の検査データに基づき、これらに貼合する光学表示部品PXのアライメントを行う。そして、光学部材シートFXに光学表示部品PXを貼合する。
具体的には、光学部材シートFXにおける光学表示部品PXを貼合する部位の面内において、例えば所定の基準軸(長手方向軸等)に対する角度が最大の光学軸と最小の光学軸とを見出す。そして、これら各光学軸がなす角を二等分する軸を当該部位の平均的な光学軸として、この軸を基準に光学表示部品PXのアライメントを行う。
これにより、光学部材シートFXの幅方向で異なる位置に光学表示部品PXを貼合する場合にも、光学表示部品PXの基準位置に対する光学部材シートFXの光学軸方向のバラツキを抑制できる。また、光学軸公差をほぼ0°(許容公差は±0.25°)にすることができる。
なお、光学部材シートFXを巻き出しつつ光学軸方向を検出し、この検出データに基づき光学表示部品PXのアライメントを行うようにしてもよい。また、前述した種々のアライメント手法は、光学部材シートFXの光学軸方向が0°及び90°の場合に限らず、任意の角度の場合にも適用できる。
図3は比較的幅の広い光学部材シートFXにその幅方向で三つの光学表示部品PXを並べて貼合する例を示す。しかし、これに限らず、二つ以下又は四つ以上の光学表示部品PXを光学部材シートFXの幅方向で並べて貼合する構成としてもよい。また、比較的幅の狭い光学部材シートFXを幅方向に複数並べてこれらのそれぞれに光学表示部品PXを貼合する構成としてもよい。
図4を参照して説明する。液晶パネルPは、第一基板P1、第二基板P2、液晶層P3を備える。
第一基板P1は、例えばTFT基板からなる長方形状の基板である。第二基板P2は、第一基板P1に対向して配置される長方形状の基板である。液晶層P3は、第一基板P1と第二基板P2との間に封入される。なお、図示都合上、断面図の各層のハッチングを略すことがある。
図6および図7を参照して説明する。第一基板P1は、その外周縁の三辺を第二基板P2の対応する三辺に沿わせると共に、外周縁の残りの一辺を第二基板P2の対応する一辺よりも外側に張り出させる。これにより、第一基板P1の前記一辺側に第二基板P2よりも外側に張り出す電気部品取り付け部P5が設けられる。
図5および図7を参照して説明する。第二切断装置16は、表示領域P4の外周縁をカメラ16a等の検出手段で検出しつつ、表示領域P4の外周縁等に沿って第一及び第二光学部材シートF1,F2を切断する。また、第三切断装置19は、表示領域P4の外周縁をカメラ19a等の検出手段で検出しつつ、表示領域P4の外周縁等に沿って第三光学部材シートF3を切断する。表示領域P4の外側には、第一及び第二基板P1,P2を接合するシール剤等を配置する所定幅の額縁部Gが設けられる。この額縁部Gの幅内で各切断装置16,19によるレーザーカットがなされる。
図10に示すように、樹脂製の光学部材シートFXを単独でレーザーカットすると、その切断端tが熱変形により膨れたり波打ったりすることがある。このため、レーザーカット後の光学部材シートFXを光学表示部品PXに貼合する場合には、光学部材シートFXにエア混入や歪み等の貼合不良が生じ易い。
一方、本実施形態では、図9に示すように、光学部材シートFXを液晶パネルPに貼合した後に光学部材シートFXをレーザーカットする。本実施形態では、光学部材シートFXの切断端tが液晶パネルPのガラス面にバックアップされる。そのため、光学部材シートFXの切断端tの膨れや波打ち等が生じず、かつ液晶パネルPへの貼合後であることから前記貼合不良も生じ得ない。
レーザー加工機の切断線の振れ幅(公差)は切断刃のそれよりも小さい。したがって本実施形態では、切断刃を用いて光学部材シートFXを切断する場合と比べて、前記額縁部Gの幅を狭めることが可能である。また、液晶パネルPの小型化及び(又は)表示領域P4の大型化が可能である。これは、近年のスマートフォンやタブレット端末のように、筐体のサイズが制限される中で表示画面の拡大が要求される高機能モバイルへの適用に有効である。
また、光学部材シートFXを液晶パネルPの表示領域P4に整合するシート片にカットした後に液晶パネルPに貼合する場合、前記シート片及び液晶パネルPそれぞれの寸法公差、並びにこれらの相対貼合位置の寸法公差が重なる。そのため、液晶パネルPの額縁部Gの幅を狭めることが困難になる。つまり、表示エリアの拡大が困難になる。
一方、光学部材シートFXを液晶パネルPに貼合した後に表示領域P4に合わせてカットする場合、切断線の振れ公差のみを考慮すればよい。そのため、額縁部Gの幅の公差を小さくすることができる(±0.1mm以下)。この点においても、液晶パネルPの額縁部Gの幅を狭めることができる(表示エリアの拡大が可能となる)。
さらに、光学部材シートFXを刃物ではなくレーザーでカットすることで、切断時の力が液晶パネルPに入力されず、液晶パネルPの基板の端縁にクラックや欠けが生じ難くなり、ヒートサイクル等に対する耐久性が向上する。同様に、液晶パネルPに非接触であるため、電気部品取り付け部P5に対するダメージも少ない。
なお、光学部材シートFXをレーザーでカットする場合において、レーザー照射の単位長さ当たりのエネルギーは、液晶パネルPや光学部材シートFXの厚みや構成を考慮して決定することが好ましい。
本実施形態では、光学部材シートFXをレーザーでカットする場合において、単位長さ当たりのエネルギーが、0.01〜0.11(J/mm)の範囲内でレーザー照射を行うことが好ましい。レーザー照射において、単位長さ当たりのエネルギーが大きすぎると、光学部材シートFXをレーザーでカットする場合に、光学部材シートFXがダメージを受けるおそれがある。しかし、単位長さ当たりのエネルギーが、0.01〜0.11(J/mm)の範囲内でレーザー照射を行うことにより、光学部材シートFXがダメージを受けることを防ぐことができる。
図6に示すように、光学部材シートFX(図6では第三光学部材シートF3)をレーザーカットする場合、例えば表示領域P4の一長辺の延長上にレーザーカットの始点pt1を設定する。そして、この始点pt1からまず前記一長辺の切断を開始する。レーザーカットの終点pt2は、レーザーが表示領域P4を一周して表示領域P4の始点側の短辺の延長上に至る位置に設定する。始点pt1及び終点pt2は、光学部材シートFXの余剰部分に所定の接続代を残し、光学部材シートFXを巻き取る際の張力に耐え得るように設定される。
以上説明したように、上記実施形態における光学部材貼合体の製造システムは、液晶パネルPに光学部材F11,F12を貼合してなる第二片面貼合パネルP12の製造システムにおいて、前記液晶パネルP(光学表示部品)の一方の面に、前記液晶パネルPの表示領域P4よりも大きい光学部材シートF1,F2(第一光学部材シート)を貼り合わせる貼合装置12,15(第一貼合装置)と、前記貼合装置12,15が貼合した前記光学部材シートF1,F2の領域であって前記液晶パネルPの前記表示領域P4と対向する第一領域と、前記光学部材シートF1,F2の前記第一領域の外側の領域である第二領域とを切り離す切断装置16と、を備える。
同様に、上記実施形態における光学部材貼合体の製造システムは、第二片面貼合パネルP12に光学部材F13を貼合してなる両面貼合パネルP13の製造システムにおいて、前記第二片面貼合パネルP12の前記光学部材F11,F12とは反対側の面に、前記液晶パネルPの表示領域P4よりも大きい光学部材シートF3に貼り合わせて第三貼合シートF23とする貼合装置18と、前記光学部材シートF3の前記表示領域P4との対向部分とその外側の余剰部分とを切り離し、前記光学部材シートF3から前記表示領域P4に対応する大きさの光学部材F13を切り出すことで、前記第三貼合シートF23から単一の前記液晶パネルP及びこれに重なる光学部材F13を含む前記両面貼合パネルP13を切り出す切断装置19とを備える。
本実施形態では、上述したように、前記切断装置19は、前記光学部材シートF1,F2をレーザーカットしても良い。
また、本実施形態では、上述したように、前記切断装置19は、CO2レーザーカッターを用いて前記第一光学部材シートをレーザーカットしても良い。
また、本実施形態では、上述したように、前記切断装置19は、前記光学部材シートF1,F2から前記表示領域P4に対応する大きさの前記光学部材シートF1,F2を切り出すことで、前記液晶パネルP及び前記光学部材シートF1,F2を含む第二貼合シートF22(光学部材貼合体)を切り出しても良い。
また、本実施形態では、上述したように、前記貼合装置12,15は、前記第一領域として、前記表示領域の大きさ以上であって、前記液晶パネルPの外形状の大きさ以下の領域を用いても良い。
また、本実施形態では、上述したように、前記貼合装置12,15は、前記光学部材シートF1,F2の下面と、前記液晶パネルPの上面とが接するように貼合しても良い。
また、本実施形態では、上述したように、前記液晶パネルPを撮像し、前記液晶パネルPの前記表示領域P4の外周縁を検出するカメラC(撮像装置)を更に備えても良い。
また、本実施形態では、上述したように、前記切断装置19は、前記カメラCが検出した前記液晶パネルPの前記表示領域P4の外周縁に沿って、前記光学部材シートF1,F2を切断しても良い。
また、本実施形態では、上述したように、前記液晶パネルPを、前記貼合装置12,15、前記切断装置19の順に搬送するローラコンベヤ5(第一搬送装置)を更に備えても良い。
また、本実施形態では、上述したように、前記光学部材シートF1,F2を、前記貼合装置12,15に搬送する搬送装置12a(第二搬送装置)を更に備えても良い。
また、本実施形態では、上述したように、前記搬送装置12aは、前記切断装置19で切り離した前記光学部材シートF1,F2の前記第2領域を回収する第二回収部15d(回収部)を備えても良い。
また、本実施形態では、上述したように、液晶パネルPの他方の面に、前記液晶パネルPの表示領域よりも大きい光学部材シートF3(第二光学部材シート)を貼り合わせる貼合装置18(第二貼合装置)を更に備えても良い。
また、本実施形態では、上述したように、前記切断装置19は、前記貼合装置18が貼合した前記光学部材シートF3の領域であって前記液晶パネルPの前記表示領域P4と対向する第三領域と、前記光学部材シートF3の前記第三領域の外側の領域である第四領域とを、前記第一領域と前記第二領域とを切り離すと同時に切り離しても良い。
この構成では、表示領域P4よりも大きい光学部材シートF1,F2,F3を液晶パネルPに貼合した後に、光学部材シートF1,F2,F3の余剰部分を切り離す。これにより、表示領域P4に対応するサイズの光学部品F11,F12,F13を液晶パネルPの面上で形成することができる。これにより、光学部材F11,F12,F13を表示領域P4の際まで精度よく設けることができ、表示領域P4外側の額縁部Gを狭めて表示エリアの拡大及び機器の小型化を図ることができる。
また、表示領域P4よりも大きい光学部材シートF1,F2,F3に液晶パネルPに貼合する。そのため、光学部材シートF1,F2,F3の位置に応じてその光学軸方向が変化する場合でも、この光学軸方向に合わせて液晶パネルPをアライメントして貼合することができる。これにより、液晶パネルPに対する光学部材F11,F12,F13の光学軸方向の精度を向上させることができ、光学表示デバイスの精彩及びコントラストを高めることができる。
また、上記光学部材貼合体の製造装置は、前記切断装置16,19が、前記光学部材シートF1,F2,F3をレーザーカットする。そのため、光学部材シートF1,F2,F3を刃物でカットする場合と比べて、液晶パネルPに力が及ばず、クラックや欠けが生じ難くなり、液晶パネルPの安定した耐久性を得ることができる。また、貼合前の光学部材シートF1,F2,F3を単独でレーザーカットする場合と比べて、貼合不具の発生を防止することができる。
ここで、上記実施形態における光学部材貼合体の製造方法は、前記液晶パネルP(光学表示部品)の一方の面に、前記液晶パネルPの表示領域P4よりも大きい光学部材シートF1,F2(第一光学部材シート)を貼り合わせ、貼合した前記光学部材シートF1,F2の領域であって前記液晶パネルPの前記表示領域P4と対向する第一領域と、前記光学部材シートF1,F2の前記第一領域の外側の領域である第二領域とを切り離す。
同様に、上記実施形態における光学部材貼合体の製造方法は、前記第二片面貼合パネルP12の前記光学部材F11,F12とは反対側の面に、前記第二片面貼合パネルP12の表示領域P4よりも大きい光学部材シートF3に貼り合わせて第三貼合シートF23とする工程と、前記光学部材シートF3の前記表示領域P4との対向部分とその外側の余剰部分とを切り離し、前記光学部材シートF3から前記表示領域P4に対応する大きさの光学部材F13を切り出すことで、前記第三貼合シートF23から単一の前記液晶パネルP及びこれに重なる光学部材F13を含む前記両面貼合パネルP13を切り出す工程とを含む。
なお、図11はフィルム貼合システム1の変形例を示す。これは、図1の構成に対して、前記第一貼合装置12に代わる第一貼合装置12’と、前記第一切断装置13に代わる第一切断装置13’とを備える点で異なる。その他の、前記実施形態と同一構成には同一符号を付して詳細説明は省略する。
第一貼合装置12’は、前記搬送装置12aに代わる搬送装置12a’を備える。搬送装置12a’は、前記搬送装置12aに比して、ロール保持部12c及びpf回収部12dの他に、第一回収部12eをさらに有する。第一回収部12eは、第一切断装置13’を経て梯子状に切り残された第一光学部材シートF1の余剰部分を巻き取る。
第一切断装置13’は、pf回収部12dよりもパネル搬送下流側で第一回収部12eよりもパネル搬送上流側に位置する。第一切断装置13’は、第一光学部材シートF1から表示領域P4よりも大きいシート片を切り抜くべく、第一光学部材シートF1を切断する。第一切断装置13’は前記第二及び第三切断装置16,19と同様のレーザー加工機である。第一切断装置13’は、第一光学部材シートF1を表示領域P4外側の所定ラインに沿って無端状に切断する。
第一切断装置13’の切断により、液晶パネルPの下面に表示領域P4よりも大きい第一光学部材シートF1のシート片が貼合された第一片面貼合パネルP11’が形成される。このとき、第一片面貼合パネルP11’と、梯子状に切り残された第一光学部材シートF1の余剰部分とが分離され、第一光学部材シートF1の余剰部分が第一回収部12eに巻き取られる。
図12はフィルム貼合システム1の他の変形例を示す。これは、図1の構成に対して、前記第三アライメント装置17及び第三貼合装置18に代わる第三アライメント装置17’及び第三貼合装置18’を備える点で異なる。その他の、前記実施形態と同一構成には同一符号を付して詳細説明は省略する。
第三アライメント装置17’は、前記第三アライメント装置17に比して、パネル表裏反転機能を無くし、前記第一及び第二アライメント装置11,14と同様のアライメント機能のみを有することで、比較的簡単な構成とされる。すなわち、第三アライメント装置17’は、制御装置20に記憶された光学軸方向の検査データ及び前記カメラCの撮像データに基づき、第三貼合装置18’に対する第二片面貼合パネルP12の部品幅方向及び回転方向での位置決めを行う。この状態で、第二片面貼合パネルP12が第三貼合装置18’の貼合位置に導入される。
第三貼合装置18’は、前記第三貼合装置18に比して、貼合位置に導入された長尺の第三光学部材シートF3の下面に対して、その下方を搬送される第二片面貼合パネルP12の上面(液晶パネルPの表示面側)を貼合する。第三貼合装置18’は、前記搬送装置18a及び挟圧ロール18bの天地を逆にした構成を有する。これにより、第三光学部材シートF3の貼合面が下向きになり、この貼合面に対する傷付きや塵埃等の異物の付着が抑制される。
なお、本発明は上記実施形態及び変形例に限られるものではなく、例えば前記第三貼合装置18’と同様、第一及び第二貼合装置12,15の天地を逆にすることも可能である。また、これら天地を逆にした各貼合装置と前記第一貼合装置12’及び第一切断装置13’とを適宜組み合わせることも可能である。
また、原反ロールから巻き出した光学部材シートに光学表示部品を貼合する構成ではなく、大判の光学部材シートに複数の光学表示部品を適宜貼合する構成であってもよい。
そして、上記実施形態及び変形例における構成は本発明の一例であり、当該発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
上述の制御装置20は内部に、コンピュータシステムを有している。そして、上述した各装置の動作は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、CD−ROM、DVD−ROM、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが、そのプログラムを実行するようにしても良い。
また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。
さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル(差分プログラム)であっても良い。
本発明は、表示領域周辺の額縁部を縮小して表示エリアの拡大及び機器の小型化を図ることができる光学部材貼合体の製造システム、製造方法及び記録媒体などに適用することができる。
12 第一貼合装置(貼合装置)
15 第二貼合装置(貼合装置)
18 第三貼合装置(貼合装置)
16 第二切断装置(切断装置)
19 第三切断装置(切断装置)
P 液晶パネル(光学表示部品)
P4 表示領域
F1 第一光学部材シート(光学部材シート)
F2 第二光学部材シート(光学部材シート)
F3 第三光学部材シート(光学部材シート)
F11 第一光学部材(光学部材)
F12 第二光学部材(光学部材)
F13 第三光学部材(光学部材)
F22 第二貼合シート(貼合シート)
F23 第三貼合シート(貼合シート)
P12 第二片面貼合パネル(光学部材貼合体)
P13 両面貼合パネル(光学部材貼合体)

Claims (13)

  1. 光学表示部品の一方の面に、前記光学表示部品の表示領域よりも大きい第一光学部材シートを貼り合わせる第一貼合装置と、
    前記光学表示部品を撮像し、前記光学表示部品の前記表示領域の外周縁を検出する撮像装置と、
    前記第一貼合装置が貼合した前記第一光学部材シートの領域であって前記光学表示部品の前記表示領域と対向する第一領域と、前記第一光学部材シートの前記第一領域の外側の領域である第二領域とを切り離す切断装置と、
    を備え
    前記切断装置は、前記撮像装置が検出した前記光学表示部品の前記表示領域の外周縁に沿って、前記第一光学部材シートを切断する
    光学部材貼合体の製造システム。
  2. 前記切断装置は、前記第一光学部材シートをレーザーカットする請求項1に記載の光学部材貼合体の製造システム。
  3. 前記切断装置は、CO2レーザーカッターを用いて前記第一光学部材シートをレーザーカットする請求項2に記載の光学部材貼合体の製造システム。
  4. 前記切断装置は、
    前記第一光学部材シートから前記表示領域に対応する大きさの前記第一光学部材シートを切り出すことで、前記光学表示部品及び前記第一光学部材シートを含む光学部材貼合体を切り出す請求項1に記載の光学部材貼合体の製造システム。
  5. 前記第一貼合装置は、前記第一領域として、前記表示領域の大きさ以上であって、前記光学表示部品の外形状の大きさ以下の領域を用いる請求項1に記載の光学部材貼合体の製造システム。
  6. 前記第一貼合装置は、
    前記第1光学部材シートの下面と、前記光学表示部品の上面とが接するように貼合する請求項1に記載の光学部材貼合体の製造システム。
  7. 前記光学表示部品を、前記第一貼合装置、前記切断装置の順に搬送する第一搬送装置を更に備える請求項1に記載の光学部材貼合体の製造システム。
  8. 前記第一光学部材シートを、前記第一貼合装置に搬送する第二搬送装置を更に備える請求項1に記載の光学部材貼合体の製造システム。
  9. 前記第二搬送装置は、
    前記切断装置で切り離した前記第一光学部材シートの前記第2領域を回収する回収部を備える請求項に記載の光学部材貼合体の製造システム。
  10. 光学表示部品の他方の面に、前記光学表示部品の表示領域よりも大きい第二光学部材シートを貼り合わせる第二貼合装置を更に備える請求項1に記載の光学部材貼合体の製造システム。
  11. 前記切断装置は、
    前記第二貼合装置が貼合した前記第二光学部材シートの領域であって前記光学表示部品の前記表示領域と対向する第三領域と、前記第二光学部材シートの前記第三領域の外側の領域である第四領域とを、前記第一領域と前記第二領域とを切り離すと同時に切り離す請求項10に記載の光学部材貼合体の製造システム。
  12. 光学表示部品の一方の面に、前記光学表示部品の表示領域よりも大きい第一光学部材シートを貼り合わせ、
    前記光学表示部品を撮像して前記光学表示部品の前記表示領域の外周縁を検出し、
    貼合した前記第一光学部材シートの領域であって前記光学表示部品の前記表示領域と対向する第一領域と、前記第一光学部材シートの前記第一領域の外側の領域である第二領域とを切り離し、
    前記第一領域と前記第二領域とを切り離すステップでは、前記光学表示部品を撮像して検出した前記光学表示部品の前記表示領域の外周縁に沿って、前記第一光学部材シートを切断する
    光学部材貼合体の製造方法。
  13. 光学表示部品の一方の面に、前記光学表示部品の表示領域よりも大きい第一光学部材シートを貼り合わせ、
    前記光学表示部品を撮像して前記光学表示部品の前記表示領域の外周縁を検出し、
    貼合した前記第一光学部材シートの領域であって前記光学表示部品の前記表示領域と対向する第一領域と、前記第一光学部材シートの前記第一領域の外側の領域である第二領域とを切り離し、
    前記第一領域と前記第二領域とを切り離すステップでは、前記光学表示部品を撮像して検出した前記光学表示部品の前記表示領域の外周縁に沿って、前記第一光学部材シートを切断する
    ことを実行するプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
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