JP5828961B2 - 光学表示デバイスの生産方法および光学表示デバイスの生産システム - Google Patents
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Description
本発明は、光学表示デバイスの生産方法および光学表示デバイスの生産システムに関する。
本願は、2012年8月8日に日本国に出願された特願2012−176512号および2013年5月16日に日本国に出願された特願2013−104403号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
本願は、2012年8月8日に日本国に出願された特願2012−176512号および2013年5月16日に日本国に出願された特願2013−104403号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
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において、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、長尺の光学部材シートから液晶パネルの表示領域に合わせて実質的に矩形状に切り出された後、液晶パネルに貼合されている(例えば、特許文献1参照)。
特許文献1では、カッターを用いた切断加工により、光学部材シートから光学部材を切り出す方法が採用されている。また、近年では、カッターを用いた切断加工に替えて、レーザー光を用いた切断加工により、光学部材シートから光学部材を切り出す方法が採用されている。レーザー光を用いた切断加工は、カッター等の刃物を用いた切断加工に比べて、フィルム屑等の異物の発生が少ない。そのため、レーザー光を用いた切断加工は、製品歩留まりの向上を図ることが可能であるとされている。
ところで、光学表示デバイスの性能を確保するため、光学部材は、光学表示部品の表示領域の全面を覆うように貼合される必要がある。したがって、光学部材は、光学表示部品の表示領域の形状に合わせて、精度よく切り出される必要がある。
しかし、レーザー光を用いて光学部材シートから光学部材を切り出す方法には、以下の課題がある。
まず、形成される光学部材の外形に沿って連続的にレーザー光を走査し、光学部材シートから光学部材を切り出す方法がある。しかし、この方法では、光学部材の角部の形成時にレーザー光の走査速度が遅くなるため、光学部材の角部へのレーザー光の照射時間が長くなる。
また、形成される光学部材の角部を挟む二辺のうち、一方の辺に沿ってレーザー光を走査した後、他方の辺に沿ってレーザー光を走査し、レーザー光による切断線を角部で交差させ、光学部材シートから光学部材を切り出す方法がある。しかし、この方法では、光学部材の角部にレーザー光が重複して照射されるため、光学部材の角部へのレーザー光の照射時間が長くなる。
まず、形成される光学部材の外形に沿って連続的にレーザー光を走査し、光学部材シートから光学部材を切り出す方法がある。しかし、この方法では、光学部材の角部の形成時にレーザー光の走査速度が遅くなるため、光学部材の角部へのレーザー光の照射時間が長くなる。
また、形成される光学部材の角部を挟む二辺のうち、一方の辺に沿ってレーザー光を走査した後、他方の辺に沿ってレーザー光を走査し、レーザー光による切断線を角部で交差させ、光学部材シートから光学部材を切り出す方法がある。しかし、この方法では、光学部材の角部にレーザー光が重複して照射されるため、光学部材の角部へのレーザー光の照射時間が長くなる。
上記いずれの方法においても、光学部材の角部にレーザー光のエネルギーが集中するため、光学部材の角部が熱等により湾曲してR形状となるおそれがある。これにより、光学表示部品の表示領域に光学部材を貼合して光学表示デバイスを形成したとき、光学表示部品の表示領域から光が漏洩するなどし、光学表示デバイスの性能を確保できないおそれがある。
本発明の態様は、光学部材シートから光学部材を切り出す際に、光学部材の角部がR形状となることを抑制できる光学表示デバイスの生産方法および光学表示デバイスの生産システムを提供することを目的とする。
上記の目的を達成するため、本発明の一態様は、光学表示部品に光学部材を貼合して形成される光学表示デバイスの生産方法であって、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体を形成する貼合工程と、前記貼合体における前記光学部材シートの前記表示領域との対向部分と、前記対向部分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形成する切断工程と、を含み、前記切断工程が、前記光学部材シート上でレーザー光を第一方向に沿わせて走査し、前記光学部材シートを切断する第一走査工程と、前記光学部材シート上で前記レーザー光を前記第一方向と交差する第二方向に沿わせて走査し、前記光学部材シートを切断する第二走査工程と、を含み、前記第一方向と前記第二方向との交差部において、前記第一走査工程により走査した前記レーザー光の第一軌跡と、前記第二走査工程により走査した前記レーザー光の第二軌跡とが、交差しない。
上記の態様では、前記第一方向と前記第二方向との前記交差部において、前記第一軌跡と前記第二軌跡との離間距離が、前記レーザー光のレーザースポットの半径よりも大きく、かつ前記レーザースポットの直径以下となるように設定されていてもよい。
上記の態様では、前記切断工程に先立ち、前記貼合体において、前記光学部材シートと前記光学表示部品との貼合面の外周縁を検出する検出工程をさらに含み、前記切断工程では、前記貼合体における前記光学部材シートの前記対向部分と前記余剰部分との間において、前記外周縁に沿って設定された前記光学部材シートの切断位置に重なるように、前記レーザー光を走査してもよい。
本発明の他の態様は、光学表示部品に光学部材を貼合して形成される光学表示デバイスの生産システムであって、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体を形成する貼合装置と、前記貼合体における前記光学部材シートの前記表示領域との対向部分と、前記対向部分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形成する切断装置と、を備え、前記切断装置が、前記光学部材シート上でレーザー光を第一方向に沿わせて走査して前記光学部材シートを切断し、さらに前記光学部材シート上で前記レーザー光を前記第一方向と交差する第二方向に沿わせて走査して前記光学部材シートを切断し、前記第一方向と前記第二方向との交差部において、前記第一方向に沿わせて走査した前記レーザー光の第一軌跡と、前記第二方向に沿わせて走査した前記レーザー光の第二軌跡とが、交差しない。
上記の態様では、前記貼合体において、前記光学部材シートと前記光学表示部品との貼合面の外周縁を検出する検出手段をさらに備え、前記切断装置が、前記貼合体における前記光学部材シートの前記対向部分と前記余剰部分との間において、前記外周縁に沿って設定された前記光学部材シートの切断位置に重なるように、前記レーザー光を走査してもよい。
本発明の態様によれば、第一走査工程によるレーザー光の第一軌跡と、第二走査工程によるレーザー光の第二軌跡とが、前記第一方向と前記第二方向との交差部において交差しないので、交差部近傍の光学部材の角部に対して、レーザー光が重複して照射されることを抑制できる。これにより、光学部材の角部にレーザー光のエネルギーが集中することを抑制できる。そのため、貼合体における光学部材シートの表示領域との対向部分と、対向部分の外側の余剰部分とを切り離し、光学部材シートから角部を有する光学部材を切り出す際に、光学部材の角部が熱等により湾曲してR形状となることを抑制できる。
なお、上記における「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(平面視における輪郭形状)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。
また、上記構成中の「表示領域に対応する大きさ」とは、表示領域の大きさ以上、光学表示部品の外形状(平面視における輪郭形状)の大きさ以下の大きさであって、かつ光学表示部品における電気部品取付部等の機能部分を避けた大きさを指す。
また、上記構成中の「光学部材シートと光学表示部品との貼合面」とは、光学表示部品の光学部材シートと対向する面を指す。また、「貼合面の外周縁」とは、具体的には、光学表示部品において光学部材シートが貼合された側の基板の外周縁を指す。
なお、上記における「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(平面視における輪郭形状)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。
また、上記構成中の「表示領域に対応する大きさ」とは、表示領域の大きさ以上、光学表示部品の外形状(平面視における輪郭形状)の大きさ以下の大きさであって、かつ光学表示部品における電気部品取付部等の機能部分を避けた大きさを指す。
また、上記構成中の「光学部材シートと光学表示部品との貼合面」とは、光学表示部品の光学部材シートと対向する面を指す。また、「貼合面の外周縁」とは、具体的には、光学表示部品において光学部材シートが貼合された側の基板の外周縁を指す。
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。以下では、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のうち、フィルム貼合システムについて説明した後、光学表示デバイスの生産方法について説明する。
(光学表示デバイスの生産システム)
図1は、本実施形態のフィルム貼合システム(光学デバイスの生産システム)1の概略構成を示す。フィルム貼合システム1は、液晶ディスプレイ等の光学表示デバイスを構成する、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ものである。フィルム貼合システム1は、光学表示部品および光学部材を含んだ光学部材貼合パネルを製造する。フィルム貼合システム1では、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。
図1は、本実施形態のフィルム貼合システム(光学デバイスの生産システム)1の概略構成を示す。フィルム貼合システム1は、液晶ディスプレイ等の光学表示デバイスを構成する、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ものである。フィルム貼合システム1は、光学表示部品および光学部材を含んだ光学部材貼合パネルを製造する。フィルム貼合システム1では、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、液晶パネルP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、図中左側は液晶パネル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。図中右側は液晶パネル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。
なお、図中左側は液晶パネル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。図中右側は液晶パネル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に示すように、液晶パネルPは平面視で長方形状を有する。液晶パネルPは、液晶パネルPの外周縁よりも所定幅だけ内側に、液晶パネルPの外周縁に沿う外形状を有する表示領域P4を有する。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H1、短辺H3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、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H2、長辺H4を概ね搬送方向に沿わせた向きで搬送される。
図1に示すように、この液晶パネルPの表裏面に対して、長尺帯状の第一光学部材シートF1、第二光学部材シートF2および第三光学部材シートF3から切り出した第一光学部材F11、第二光学部材F12および第三光学部材F13が適宜貼合される。本実施形態において、液晶パネルPのバックライト側およ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(光学部材)F11および第三光学部材(光学部材)F13がそれぞれ貼合される。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(光学部材)F12がさらに貼合される。
フィルム貼合システム1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アライメント装置11と、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貼合装置(貼合装置)12と、第一貼合装置12に近接して設けられる第一切断装置13と、第一貼合装置12および第一切断装置13よりもパネル搬送下流側に設けられる第二アライメント装置14と、を備える。
また、フィルム貼合システム1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貼合装置(貼合装置)15と、第二貼合装置15に近接して設けられる第二切断装置(切断装置)16と、第二貼合装置15および第二切断装置16よりもパネル搬送下流側に設けられる第三アライメント装置17と、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貼合装置(貼合装置)18と、第三貼合装置18に近接して設けられる第三切断装置(切断装置)19と、を備える。
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および水平方向で自在に搬送する。第一アライメント装置11は、例えば液晶パネルPのパネル搬送上流側およ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、カメラCの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、後述する第二アライメント装置14および第三アライメント装置17も同様にカメラ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。
制御装置20は、カメラCの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、後述する第二アライメント装置14および第三アライメント装置17も同様にカメラ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(光学部材シート)F1の上面に対して、第一光学部材シートF1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と、挟圧ロール12bと、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を第一光学部材シートF1の長手方向に沿って搬送する。搬送装置12aは、ロール保持部12cと、pf回収部12dとを有する。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を第一光学部材シートF1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、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。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る。この間隙内が第一貼合装置12の貼合位置となる。この間隙内には、液晶パネルPおよ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および第一光学部材シートF1が、一対の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(貼合体)F21が形成される。
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(図5参照)を形成するべく、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)を液晶パネルPの部品幅方向の全幅にわたって切断する。なお、第一切断装置13が切断刃を用いるかレーザーカッターを用いるかは問わない。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5参照)。
なお、シート片F1Sにおいて、液晶パネルPの外側にはみ出る部分の大きさ(シート片F1Sの余剰部分の大きさ)は、液晶パネルPのサイズに応じて適宜設定される。例えば、シート片F1Sを5インチ〜10インチの中小型サイズの液晶パネルPに適用する場合は、シート片F1Sの各辺においてシート片F1Sの一辺と液晶パネルPの一辺との間の間隔を2mm〜5mmの範囲の長さに設定する。
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H1、短辺H3(図6参照)と実質的に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H2、長辺H4(図6参照)と実質的に平行に搬送されるように方向転換する。なお、この方向転換は、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、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およびカメラC(図3参照)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の部品幅方向での位置決めおよ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(光学部材シート)F2の上面に対して、第二光学部材シートF2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と、挟圧ロール15bと、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を第二光学部材シートF2の長手方向に沿って搬送する。搬送装置15aは、ロール保持部15cと、第二回収部15dとを有する。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を保持するとともに、第二光学部材シートF2を第二光学部材シートF2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、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。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る。この間隙内が第二貼合装置15の貼合位置となる。この間隙内には、第一片面貼合パネルP11およ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および第二光学部材シートF2が、一対の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(貼合体)F22が形成される。
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と第二光学部材シートF2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(図5参照)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。第一光学部材シートF1および第二光学部材シート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、第一光学部材シートF1および第二光学部材シートF2の光学軸方向の精度が高まる。また、第一光学部材シートF1と第二光学部材シートF2との間の光学軸方向のズレが無くなる。さらに、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の下面に第一光学部材F11および第二光学部材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)。またこのとき、図2に示すように、第二片面貼合パネルP12と、表示領域P4との対向部分(第一光学部材F11および第二光学部材F12)が切り取られて枠状に残る第一光学部材シートF1および第二光学部材シート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の形状を有する(図2参照)。この余剰部分が、第一光学部材シートF1の余剰部分とともに第二回収部15dに巻き取られる。
ここで、「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P5等の機能部分を避けた領域を示す。
すなわち、上記構成は、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する場合を含む。
ここで、「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P5等の機能部分を避けた領域を示す。
すなわち、上記構成は、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する場合を含む。
図1に示すように、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とともに、第一アライメント装置11および第二アライメント装置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およびカメラ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の部品幅方向での位置決めおよ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(光学部材シート)F3の上面に対して、第三光学部材シートF3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と、挟圧ロール18bと、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を第三光学部材シートF3の長手方向に沿って搬送する。搬送装置18aは、ロール保持部18cと、第三回収部18dと、を有する。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を保持するとともに、第三光学部材シートF3を第三光学部材シートF3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、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。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る。この間隙内が第三貼合装置18の貼合位置となる。この間隙内には、第二片面貼合パネルP12およ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および第三光学部材シートF3が、一対の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(請求項の「貼合体」に相当。)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する。第三切断装置19は、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る。第三切断装置19は、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)。またこのとき、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の形状を有する。この余剰部分が第三回収部18dに巻き取られる。
ここで、「表示領域P4との対向部分」とは、第二切断装置16による切断と同様に、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P5等の機能部分を避けた領域を示す。すなわち、上記構成は、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する場合を含む。
ここで、「表示領域P4との対向部分」とは、第二切断装置16による切断と同様に、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P5等の機能部分を避けた領域を示す。すなわち、上記構成は、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する場合を含む。
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。
図4に示すように、液晶パネルPは、第一基板P1と、第二基板P2と、液晶層P3と、を有する。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。
図6および図7に示すように、第一基板P1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ともに、第一基板P1の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の外周縁の残りの一辺側に第二基板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に示すように、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光学部材シートF1および第二光学部材シートF2を切断する。図7に示すように、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。図5および図7に示すように、表示領域P4の外側には、第一基板P1および第二基板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の幅内で第一切断装置16および第二切断装置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、光学部材シートFX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、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難い。また、液晶パネルPへの貼合後であることから貼合不良も生じ難い。
レーザー加工機の切断線の振れ幅(公差)は切断刃の切断線の振れ幅(公差)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、額縁部Gの幅を狭めることが可能であり、液晶パネルPの小型化および(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、シート片および液晶パネル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(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に入力されない。これにより、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。
(光学表示デバイスの生産方法)
続いて、上述した光学表示デバイスの生産装置を用いた光学表示デバイスの生産方法の一実施形態について説明する。
図11は、本実施形態の光学表示デバイスの生産方法のフローチャートである。
図11に示すように、本実施形態の光学表示デバイスの生産方法は、貼合工程S10と切断工程S20とを有している。以下では、貼合工程S10として第三貼合装置18による貼合工程を例に説明する。切断工程S20として第三切断装置19による切断工程を例に説明をする。なお、第二貼合装置15による貼合工程および第二切断装置16による切断工程も、以下の説明と同様に行うことができる。
続いて、上述した光学表示デバイスの生産装置を用いた光学表示デバイスの生産方法の一実施形態について説明する。
図11は、本実施形態の光学表示デバイスの生産方法のフローチャートである。
図11に示すように、本実施形態の光学表示デバイスの生産方法は、貼合工程S10と切断工程S20とを有している。以下では、貼合工程S10として第三貼合装置18による貼合工程を例に説明する。切断工程S20として第三切断装置19による切断工程を例に説明をする。なお、第二貼合装置15による貼合工程および第二切断装置16による切断工程も、以下の説明と同様に行うことができる。
(貼合工程)
貼合工程S10は、図6に示すように、液晶パネルPの表示領域P4よりも大きい第三光学部材シートF3を貼り合わせて、第三貼合シートF23(図1参照)を形成する。
図1に示すように、貼合工程S10では、第三光学部材シートF3の上面に対して、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。
まず、第三貼合装置18の搬送装置18aにより、第二片面貼合パネルP12および第三光学部材シートF3を互いに重ねた状態で搬送し、挟圧ロール18bの貼合ローラ間に導入する。続いて、挟圧ロール18bの貼合ローラにより、第二片面貼合パネルP12および第三光学部材シートF3を挟圧する。これにより、第二片面貼合パネルP12および第三光学部材シートF3が貼合された第三貼合シートF23が形成される。
貼合工程S10は、図6に示すように、液晶パネルPの表示領域P4よりも大きい第三光学部材シートF3を貼り合わせて、第三貼合シートF23(図1参照)を形成する。
図1に示すように、貼合工程S10では、第三光学部材シートF3の上面に対して、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。
まず、第三貼合装置18の搬送装置18aにより、第二片面貼合パネルP12および第三光学部材シートF3を互いに重ねた状態で搬送し、挟圧ロール18bの貼合ローラ間に導入する。続いて、挟圧ロール18bの貼合ローラにより、第二片面貼合パネルP12および第三光学部材シートF3を挟圧する。これにより、第二片面貼合パネルP12および第三光学部材シートF3が貼合された第三貼合シートF23が形成される。
(切断工程)
図12は、切断工程S20の説明図である。
続いて、切断工程S20を行う。図12に示すように、切断工程S20は、第三貼合シートF23(図1参照)における第三光学部材シートF3の表示領域P4との対向部分と、対向部分の外側の余剰部分とを切り離し、第三光学部材シートF3から表示領域に対応する大きさの第三光学部材F13を形成する。切断工程S20は、第一走査工程S20Aと第二走査工程S20Bとを有している(図11参照)。
図12は、切断工程S20の説明図である。
続いて、切断工程S20を行う。図12に示すように、切断工程S20は、第三貼合シートF23(図1参照)における第三光学部材シートF3の表示領域P4との対向部分と、対向部分の外側の余剰部分とを切り離し、第三光学部材シートF3から表示領域に対応する大きさの第三光学部材F13を形成する。切断工程S20は、第一走査工程S20Aと第二走査工程S20Bとを有している(図11参照)。
第一走査工程S20Aでは、第三光学部材シートF3上でレーザー光Lzを表示領域P4の短辺H1に沿う方向(請求項の「第一方向」に相当。以下、「第一方向」という。)に沿わせて走査し、第三光学部材シートF3を切断する。
図6に示すように、第一方向における表示領域P4の外側にレーザーカットの始点pt1を設定する。また、第一方向における始点pt1とは反対側であって、表示領域P4の外側にレーザーカットの終点pt2を設定する。
そして、第一走査工程S20Aでは、始点pt1から終点pt2に向かってレーザー光Lz(図12参照)を第一方向に沿わせて走査し、第三光学部材シートF3を切断する。
これにより、図12に示すように、表示領域P4の短辺H1に沿って第三光学部材シートF3を切断できる。
同様にして、表示領域P4の短辺H3に沿ってレーザー光Lzを走査し、第三光学部材シートF3を切断した時点で、第一走査工程S20Aが終了する。
図6に示すように、第一方向における表示領域P4の外側にレーザーカットの始点pt1を設定する。また、第一方向における始点pt1とは反対側であって、表示領域P4の外側にレーザーカットの終点pt2を設定する。
そして、第一走査工程S20Aでは、始点pt1から終点pt2に向かってレーザー光Lz(図12参照)を第一方向に沿わせて走査し、第三光学部材シートF3を切断する。
これにより、図12に示すように、表示領域P4の短辺H1に沿って第三光学部材シートF3を切断できる。
同様にして、表示領域P4の短辺H3に沿ってレーザー光Lzを走査し、第三光学部材シートF3を切断した時点で、第一走査工程S20Aが終了する。
続いて、第二走査工程S20Bでは、図12に示すように、第三光学部材シートF3上でレーザー光Lzを表示領域P4の長辺H4に沿う方向(請求項の「第二方向」に相当。
以下、「第二方向」という。)に沿わせて走査し、第三光学部材シートF3を切断する。
図6に示すように、第二方向における表示領域P4の短辺H3よりも内側に、レーザーカットの始点pt3を設定する。これにより、図12に示すように、レーザーカットの始点pt3は、第一走査工程S20Aにおいて短辺H3に沿って第三光学部材シートF3を切断したときのレーザー光Lzの軌跡L3(請求項の「第一軌跡」に相当。)から距離k1だけ離間して設けられる。
以下、「第二方向」という。)に沿わせて走査し、第三光学部材シートF3を切断する。
図6に示すように、第二方向における表示領域P4の短辺H3よりも内側に、レーザーカットの始点pt3を設定する。これにより、図12に示すように、レーザーカットの始点pt3は、第一走査工程S20Aにおいて短辺H3に沿って第三光学部材シートF3を切断したときのレーザー光Lzの軌跡L3(請求項の「第一軌跡」に相当。)から距離k1だけ離間して設けられる。
また、図6に示すように、第二方向における表示領域P4の短辺H1よりも内側に、レーザーカットの終点pt4を設定する。これにより、図12に示すように、レーザーカットの終点pt4は、第一走査工程S20Aにおいて短辺H1に沿って第三光学部材シートF3を切断したときのレーザー光Lzの軌跡L1(請求項の「第一軌跡」に相当。)から距離k2だけ離間して設けられる。
そして、第二走査工程S20Bでは、始点pt3から終点pt4に向かってレーザー光Lzを第二方向に沿わせて走査し、第三光学部材シートF3を切断する。これにより、表示領域P4の長辺H4に沿って第三光学部材シートF3を切断できる。なお、レーザーカットの始点pt3および終点pt4は、それぞれレーザー光Lzを第二方向に沿わせて走査したときの軌跡L4(請求項の「第二軌跡」に相当。)の端部に相当する。
ここで、レーザー光Lzのレーザースポットの直径Dは、一般に、波長をλとし、対物レンズの焦点距離をdとし、対物レンズに入射するビーム径をw0とし、M2をMode Quality(もしくはMode Squared)としたとき、
D=4λdM2/πw0・・・(1)
で表される。
そして、第一走査工程S20Aにより走査したレーザー光Lzの軌跡L3と第二走査工程S20Bにより走査したレーザー光Lzの軌跡L4との離間距離k1、およびレーザースポットの直径Dは、
D/2<k1≦D・・・(2)
を満足するように設定される。
すなわち、第一走査工程S20Aにより走査したレーザー光Lzの軌跡L3と、第二走査工程S20Bにより走査したレーザー光Lzの軌跡L4との離間距離k1は、レーザー光Lzのレーザースポットの半径(D/2)よりも大きく、かつレーザースポットの直径D以下となるように設定されている。
D=4λdM2/πw0・・・(1)
で表される。
そして、第一走査工程S20Aにより走査したレーザー光Lzの軌跡L3と第二走査工程S20Bにより走査したレーザー光Lzの軌跡L4との離間距離k1、およびレーザースポットの直径Dは、
D/2<k1≦D・・・(2)
を満足するように設定される。
すなわち、第一走査工程S20Aにより走査したレーザー光Lzの軌跡L3と、第二走査工程S20Bにより走査したレーザー光Lzの軌跡L4との離間距離k1は、レーザー光Lzのレーザースポットの半径(D/2)よりも大きく、かつレーザースポットの直径D以下となるように設定されている。
また、第一走査工程S20Aにより走査したレーザー光Lzの軌跡L1と第二走査工程S20Bにより走査したレーザー光Lzの軌跡L4との離間距離k2、およびレーザースポットの直径Dは、
D/2<k2≦D・・・(3)
を満足するように設定される。
すなわち、第一走査工程S20Aにより走査したレーザー光Lzの軌跡L1と、第二走査工程S20Bにより走査したレーザー光Lzの軌跡L4との離間距離k2は、レーザー光Lzのレーザースポットの半径(D/2)よりも大きく、かつレーザースポットの直径D以下となるように設定されている。
D/2<k2≦D・・・(3)
を満足するように設定される。
すなわち、第一走査工程S20Aにより走査したレーザー光Lzの軌跡L1と、第二走査工程S20Bにより走査したレーザー光Lzの軌跡L4との離間距離k2は、レーザー光Lzのレーザースポットの半径(D/2)よりも大きく、かつレーザースポットの直径D以下となるように設定されている。
(2)式および(3)式を満足するように離間距離k1および離間距離k2を設定することにより、第一方向と第二方向との交差部z(例えば、図12における軌跡L1と軌跡L4との交差部z1、および軌跡L3と軌跡L4との交差部z2)近傍に形成される第三光学部材F13の第一角部C1および第四角部C4に対して、第二走査工程S20Bにより走査するレーザー光Lzのレーザースポットの外縁が接することがない。したがって、第三光学部材F13の第一角部C1および第四角部C4に対して、レーザー光Lzが重複して照射されることが抑制される。
表示領域P4の長辺H2(図6参照)についても、同様に第二方向に沿ってレーザー光Lzを走査して、軌跡L2(図6参照)に基づき第三光学部材シートF3を切断する。以上で、第二走査工程S20Bが終了する。詳細な説明は省略するが、第二角部C2および第三角部C3(図6参照)についても、同様にレーザー光Lzが重複して照射されることが抑制される。
第二走査工程S20Bが終了し、第三光学部材シートF3から第三光学部材F13を切断した時点で切断工程S20が終了する。
その後、図1に示すように、第三回収部18dによって第三光学部材シートF3の余剰部分を回収することにより、両面貼合パネルP13を形成することができる。
第二走査工程S20Bが終了し、第三光学部材シートF3から第三光学部材F13を切断した時点で切断工程S20が終了する。
その後、図1に示すように、第三回収部18dによって第三光学部材シートF3の余剰部分を回収することにより、両面貼合パネルP13を形成することができる。
(効果)
本実施形態においては、第一走査工程S20Aによるレーザー光Lzの軌跡L1,L3(第一軌跡)と、第二走査工程S20Bによるレーザー光の軌跡L2,L4(第二軌跡)とが、第一方向と第二方向との交差部zにおいて交差せず、レーザースポットの半径(2/D)よりも大きく、かつレーザースポットの直径D以下の範囲で離間するように設定されている。そのため、交差部z近傍の第三光学部材F13の角部C1〜C4に対して、レーザー光Lzが重複して照射されることを抑制できる。これにより、第三光学部材F13の角部C1〜C4にレーザー光Lzのエネルギーが集中することを抑制できる。そのため、第三光学部材シートF3から角部C1〜C4を有する第三光学部材F13を切り出す際に、第三光学部材F13の角部C1〜C4が熱等により湾曲してR形状となることを抑制できる。
本実施形態においては、第一走査工程S20Aによるレーザー光Lzの軌跡L1,L3(第一軌跡)と、第二走査工程S20Bによるレーザー光の軌跡L2,L4(第二軌跡)とが、第一方向と第二方向との交差部zにおいて交差せず、レーザースポットの半径(2/D)よりも大きく、かつレーザースポットの直径D以下の範囲で離間するように設定されている。そのため、交差部z近傍の第三光学部材F13の角部C1〜C4に対して、レーザー光Lzが重複して照射されることを抑制できる。これにより、第三光学部材F13の角部C1〜C4にレーザー光Lzのエネルギーが集中することを抑制できる。そのため、第三光学部材シートF3から角部C1〜C4を有する第三光学部材F13を切り出す際に、第三光学部材F13の角部C1〜C4が熱等により湾曲してR形状となることを抑制できる。
(変形例)
なお、上記実施形態においては、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光学部材シートF1及び第二光学部材シートF2を切断することとした。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を切断することとした。しかし、検出手段の構成はこれに限らない。
なお、上記実施形態においては、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光学部材シートF1及び第二光学部材シートF2を切断することとした。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を切断することとした。しかし、検出手段の構成はこれに限らない。
フィルム貼合システムは、第二貼合シートF22において、第一光学部材シートF1及び第二光学部材シートF2と液晶パネルPとの貼合面の外周縁を検出する検出手段を有することとしてもよい。フィルム貼合システムでは、このような検出手段を用いて、検出した貼合面における外周縁に沿って第一光学部材シートF1及び第二光学部材シートF2を切断する切断位置を設定し、第二切断装置16は、設定された切断位置に重なるようにレーザー光を走査して、第一光学部材シートF1及び第二光学部材シートF2を切断することとしてもよい。
また、フィルム貼合システム1は、第三貼合シートF23において、第三光学部材シートF3と液晶パネルPとの貼合面の外周縁を検出する検出手段を有することとしてもよい。フィルム貼合システムでは、このような検出手段を用いて、検出した貼合面における外周縁に沿って第三光学部材シートF3を切断する切断位置を設定し、第三切断装置19は、設定された切断位置に重なるようにレーザー光を走査して、第三光学部材シートF3を切断することとしてもよい。
このような、貼合面の外周縁の検出および切断装置による切断は、詳しくは以下のようにして行う。以下、図13〜図16を用い、フィルム貼合システム1の変形例について説明する。
図13は、貼合面の外周縁を検出する第一検出手段61の模式図である。本実施形態のフィルム貼合システム1が備える第一検出手段61は、撮像装置63と、照明光源64と、制御部65と、を有する。撮像装置63は、第二貼合シートF22における、液晶パネルPとシート片F1Sとの貼合面(以下、第一貼合面SA1と称することがある。)の外周縁EDの画像を撮像する。照明光源64は、外周縁EDを照明する。制御部65は、撮像装置63で撮像した画像の記憶や、画像に基づいて外周縁EDを検出するための演算を行う。
このような第一検出手段61は、図1における第二切断装置16のパネル搬送上流側であって、挟圧ロール15bと第二切断装置16との間に設けられている。
撮像装置63は、外周縁EDよりも第一貼合面SA1の内側に固定して配置されている。撮像装置63は、第一貼合面SA1の法線と、撮像装置63の撮像面63aの法線とが、角度θ(以下、撮像装置63の傾斜角度θと称する)をなすように傾斜した姿勢となっている。撮像装置63は、撮像面63aを外周縁EDに向け、第二貼合シートF22においてシート片F1Sが貼合された側から外周縁EDの画像を撮像する。
撮像装置63の傾斜角度θは、第一貼合面SA1をなす第一基板P1の外周縁を確実に撮像できるように設定してもよい。例えば、液晶パネルPが、マザーパネルを複数枚の液晶パネルに分割する、いわゆる多面取りで形成されている場合、液晶パネルPを構成する第一基板P1と第二基板P2との外周縁にずれが生じ、第二基板P2の端面が第一基板P1の端面よりも外側にずれることがある。このような場合、撮像装置63の傾斜角度θは、撮像装置63の撮像視野内に第二基板P2の外周縁が入り込まないように設定してもよい。
このような場合、撮像装置63の傾斜角度θは、第一貼合面SA1と撮像装置63の撮像面63aの中心との間の距離H(以下、撮像装置63の高さHと称する)に適合するように設定されてもよい。例えば、撮像装置63の高さHが50mm以上100mm以下の場合、撮像装置63の傾斜角度θは、5°以上20°以下の範囲の角度に設定されてもよい。ただし、経験的にずれ量が分かっている場合には、そのずれ量に基づいて撮像装置63の高さH及び撮像装置63の傾斜角度θを求めることができる。本実施形態では、撮像装置63の高さHが78mm、撮像装置63の傾斜角度θが10°に設定されている。
撮像装置63の傾斜角度θは、0°であってもよい。図14は、第一検出手段61の変形例を示す模式図であり、撮像装置63の傾斜角度θが0°である場合の例である。この場合、撮像装置63及び照明光源64の各々が、第一貼合面SA1の法線方向に沿って外周縁EDに重なる位置に配置されていてもよい。
第一貼合面SA1と撮像装置63の撮像面63aの中心との間の距離Ha(以下、撮像装置63の高さHaと称する)は、第一貼合面SA1の外周縁EDを検出しやすい位置に設定されてもよい。例えば、撮像装置63の高さHaは、50mm以上150mm以下の範囲に設定されてもよい。
照明光源64は、第二貼合シートF22におけるシート片F1Sが貼合された側とは反対側に固定して配置されている。照明光源64は、外周縁EDよりも第一貼合面SA1の外側に配置されている。本実施形態では、照明光源64の光軸と撮像装置63の撮像面63aの法線とが平行になっている。
なお、照明光源64は、第二貼合シートF22におけるシート片F1Sが貼合された側(すなわち、撮像装置63と同じ側)に配置されていてもよい。
また、照明光源64から射出される照明光により、撮像装置63が撮像する外周縁EDが照明されていれば、照明光源64の光軸と撮像装置63の撮像面63aの法線とが交差していてもよい。
図15は、貼合面の外周縁を検出する位置を示す平面図である。図15に示す第二貼合シートF22の搬送経路上には、検査領域CAが設定されている。検査領域CAは、搬送される液晶パネルPにおける、第一貼合面SA1の外周縁EDに対応する位置に設定されている。図15では、検査領域CAは、平面視矩形の第一貼合面SA1の4つの角部に対応する4箇所に設定されており、第一貼合面SA1の角部を外周縁EDとして検出する構成となっている。図15では、第一貼合面SA1の外周縁のうち、角部に対応する鉤状の部分を外周縁EDとして示している。
図13の第一検出手段61は、4箇所の検査領域CAにおいて外周縁EDを検出する。
具体的には、各検査領域CAには、それぞれ撮像装置63および照明光源64が配置されている。第一検出手段61は、搬送される液晶パネルPごとに第一貼合面SA1の角部を撮像し、撮像データに基づいて外周縁EDを検出する。検出された外周縁EDのデータは、図13に示す制御部65に記憶される。
具体的には、各検査領域CAには、それぞれ撮像装置63および照明光源64が配置されている。第一検出手段61は、搬送される液晶パネルPごとに第一貼合面SA1の角部を撮像し、撮像データに基づいて外周縁EDを検出する。検出された外周縁EDのデータは、図13に示す制御部65に記憶される。
なお、第一貼合面SA1の外周縁が検出可能であれば、検査領域CAの設定位置はこれに限らない。例えば、各検査領域CAが、第一貼合面SA1の各辺の一部(例えば各辺の中央部)に対応する位置に配置されていてもよい。この場合、第一貼合面SA1の各辺(四辺)を外周縁として検出する構成となる。
また、撮像装置63および照明光源64は、各検査領域CAに配置されている構成に限らず、第一貼合面SA1の外周縁EDに沿うように設定された移動経路を移動可能である構成であってもよい。この場合、撮像装置63と照明光源64とが各検査領域CAに位置した際に外周縁EDを検出する構成とすることで、撮像装置63と照明光源64とがそれぞれ1つずつ設けられていれば、外周縁EDの検出が可能となる。
第二切断装置16によるシート片F1Sおよび第二光学部材シートF2についての切断位置は、第一貼合面SA1の外周縁EDの検出結果に基づき、第二貼合シートF22における第一光学部材シートF1及び第二光学部材シートF2と表示領域P4との対向部分と、対向部分の外側の余剰部分との間において設定される。
例えば、第一検出手段61の制御部65が、記憶された第一貼合面SA1の外周縁EDのデータに基づいて、第一光学部材F11が液晶パネルPの外側(第一貼合面SA1の外側)にはみ出さない大きさとなるようにシート片F1Sおよび第二光学部材シートF2の切断位置を設定する構成とすることができる。また、切断位置の設定は、必ずしも第一検出手段61の制御部65で行う必要はない。切断位置の設定は、第一検出手段61で検出した外周縁EDのデータを用い、別途計算手段を用いて行うこととしても構わない。
第二切断装置16は、貼合面の外周縁EDに沿って設定された切断位置に重なるようにレーザー光を走査し、シート片F1Sおよび第二光学部材シートF2を切断する。
第二切断装置16は、液晶パネルPに貼合されたシート片F1Sおよび第二光学部材シートF2のうち表示領域P4(図5参照)との対向部分と、対向部分の外側の余剰部分とを、検出された外周縁EDに基づいて設定された切断位置に沿って切り離し、表示領域P4に対応する大きさの第一光学部材F11および第二光学部材F12(図8参照)を切り出す。
例えば、設定された切断位置が描く図形の、表示領域P4の短辺H1、短辺H3(図6参照)に沿う辺上に、上述のようにレーザーカットの始点pt1、終点pt2(図6参照)を設定し、始点pt1から終点pt2に向かってレーザー光Lzを走査する。これにより、切断位置に重なるようにレーザー光Lzを走査して、シート片F1Sおよび第二光学部材シートF2を切断することができる。
同様に、設定された切断位置が描く図形の、表示領域P4の長辺H2、長辺H4(図6参照)に沿う辺上に、上述のようにレーザーカットの始点pt3、終点pt4(図6参照)を設定し、始点pt3から終点pt4に向かってレーザー光Lzを走査する。これにより、切断位置に重なるようにレーザー光Lzを走査して、シート片F1Sおよび第二光学部材シートF2を切断することができる。
以上の操作により、液晶パネルPの上面に第一光学部材F11及び第二光学部材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。
以上の操作により、液晶パネルPの上面に第一光学部材F11及び第二光学部材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。
本実施形態では、平面視矩形状の液晶パネルPにおける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、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する構成を採用できる。例えば、第一基板P1がTFT基板の場合、機能部分に相当する一辺では機能部分を除くよう液晶パネルPの外周縁から表示領域P4側に所定量ずれた位置でカットする構成を採用できる。
図16は、貼合面の外周縁を検出する第二検出手段62の模式図である。本実施形態のフィルム貼合システム1が備える第二検出手段62は、撮像装置63と、照明光源64と、制御部65と、を有する。第二検出手段62は、上述の第一検出手段61と同様の構成を有している。撮像装置63は、第三貼合シートF23における、液晶パネルPと第三光学部材シートF3との貼合面(以下、第二貼合面SA2と称することがある。)の外周縁EDの画像を撮像する。照明光源64は、外周縁EDを照明する。制御部65は、撮像装置63で撮像した画像を記憶し、画像に基づいて外周縁EDを検出するための演算を行う。
このような第二検出手段62は、図1における第三切断装置19のパネル搬送上流側であって、挟圧ロール18bと第三切断装置19との間に設けられている。第二検出手段62は、第三貼合シートF23の搬送経路上において設定された検査領域において、上述の第一検出手段61と同様にして第二貼合面SA2の外周縁EDを検出する。
第三切断装置19による第三光学部材シートF3についての切断位置は、第二貼合面SA2の外周縁EDの検出結果に基づき、第三貼合シートF23における第三光学部材シートF3と表示領域P4との対向部分と、対向部分の外側の余剰部分との間において設定される。
例えば、第二検出手段62の制御部65が、記憶された第二貼合面SA2の外周縁EDのデータに基づいて、第三光学部材F13が液晶パネルPの外側(第二貼合面SA2の外側)にはみ出さない大きさとなるように第三光学部材シートF3の切断位置を設定する構成とすることができる。また、切断位置の設定は、必ずしも第二検出手段62の制御部65で行う必要はない。切断位置の設定は、第二検出手段62で検出した外周縁EDのデータを用い、別途計算手段を用いて行うこととしても構わない。
第三切断装置19は、貼合面の外周縁EDに沿って設定された切断位置に重なるようにレーザー光を走査し、第三光学部材シートF3を切断する。
第三切断装置19は、液晶パネルPに貼合された第三光学部材シートF3のうち表示領域P4(図7参照)との対向部分と、対向部分の外側の余剰部分とを、検出された外周縁EDに基づいて設定された切断位置に沿って切り離し、表示領域P4に対応する大きさの第三光学部材F13(図8参照)を切り出す。
例えば、設定された切断位置が描く図形の、表示領域P4の短辺H1、短辺H3(図6参照)に沿う辺上に、上述のようにレーザーカットの始点pt1、終点pt2(図6参照)を設定し、始点pt1から終点pt2に向かってレーザー光Lzを走査する。これにより、切断位置に重なるようにレーザー光Lzを走査して、第三光学部材シートF3を切断することができる。
同様に、設定された切断位置が描く図形の、表示領域P4の長辺H2、長辺H4(図6参照)に沿う辺上に、上述のようにレーザーカットの始点pt3、終点pt4(図6参照)を設定し、始点pt3から終点pt4に向かってレーザー光Lzを走査する。これにより、切断位置に重なるようにレーザー光Lzを走査して、第三光学部材シートF3を切断することができる。
以上の操作により、第二片面貼合パネルP12の上面に第三光学部材F13が貼合された両面貼合パネルP13が形成される。
以上の操作により、第二片面貼合パネルP12の上面に第三光学部材F13が貼合された両面貼合パネルP13が形成される。
以上のような変形例に係るフィルム貼合システムにおいても、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と共に、レーザーカットによる光学部材の切断面の傾斜を抑えて光学部材の有効面積を広げることができる。
上記実施形態のフィルム貼合システムでは、検出手段を用いて複数の液晶パネルPごとに貼合面の外周縁を検出し、検出した外周縁に基づいて、個々の液晶パネルPごとに貼合したシート片F1S、第二光学部材シートF2、第三光学部材シート3の切断位置を設定する。これにより、液晶パネルPやシート片F1Sの大きさの個体差によらず所望の大きさの光学部材を切り離すことができる。そのため、液晶パネルPやシート片F1Sの大きさの個体差による品質バラツキをなくし、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。
以上、添付図面を参照しながら本実施形態に係る好適な実施の形態例について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
1…フィルム貼合システム(光学デバイスの生産システム)、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)、13…第一切断装置、16…第二切断装置(切断装置)、19…第三切断装置(切断装置)、61…第一検出手段(検出手段)、62…第二検出手段(検出手段)、D…レーザースポットの直径、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)、F21…第一貼合シート(貼合体)、F22…第二貼合シート(貼合体)、F23…第三貼合シート(貼合体)、k1…離間距離、k2…離間距離、L1…軌跡(第一軌跡)、L2…軌跡(第二軌跡)、L3…軌跡(第一軌跡)、L4…軌跡(第二軌跡)、Lz…レーザー光、P…液晶パネル(光学表示部品)、P4…表示領域、S10…貼合工程、S20…切断工程、S20A…第一走査工程、S20B…第二走査工程、z,z1,z2…交差部、ED…外周縁、SA1…第一貼合面(貼合面)、SA2…第二貼合面(貼合面)
Claims (4)
- 光学表示部品に光学部材を貼合して形成される光学表示デバイスの生産方法であって、
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体とする貼合工程と、
前記貼合体における前記光学部材シートの前記表示領域との対向部分と、前記対向部分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形成する切断工程と、
を備え、
前記切断工程は、
前記光学部材シート上でレーザー光を第一方向に沿わせて走査し、前記光学部材シートを切断する第一走査工程と、
前記光学部材シート上で前記レーザー光を前記第一方向と交差する第二方向に沿わせて走査し、前記光学部材シートを切断する第二走査工程と、
を備え、
前記第一方向と前記第二方向との交差部において、前記第一走査工程により走査した前記レーザー光の第一軌跡と、前記第二走査工程により走査した前記レーザー光の第二軌跡とは、交差せず、
前記第一方向と前記第二方向との前記交差部において、前記第一軌跡と前記第二軌跡との離間距離は、前記レーザー光のレーザースポットの半径よりも大きく、かつ前記レーザースポットの直径以下となるように設定されていることを特徴とする光学表示デバイスの生産方法。 - 前記切断工程に先立ち、前記貼合体において、前記光学部材シートと前記光学表示部品との貼合面の外周縁を検出する検出工程を有し、
前記切断工程では、前記貼合体における前記光学部材シートの前記対向部分と前記余剰部分との間において、前記外周縁に沿って設定された前記光学部材シートの切断位置に重なるように、前記レーザー光を走査することを特徴とする請求項1に記載の光学表示デバイスの生産方法。 - 光学表示部品に光学部材を貼合して形成される光学表示デバイスの生産システムであって、
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体とする貼合装置と、
前記貼合体における前記光学部材シートの前記表示領域との対向部分と、前記対向部分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形成する切断装置と、
を備え、
前記切断装置は、前記光学部材シート上でレーザー光を第一方向に沿わせて走査して前記光学部材シートを切断し、さらに前記光学部材シート上で前記レーザー光を前記第一方向と交差する第二方向に沿わせて走査して前記光学部材シートを切断し、
前記第一方向と前記第二方向との交差部において、前記第一方向に沿わせて走査した前記レーザー光の第一軌跡と、前記第二方向に沿わせて走査した前記レーザー光の第二軌跡とは、交差せず、
前記第一方向と前記第二方向との前記交差部において、前記第一軌跡と前記第二軌跡との離間距離は、前記レーザー光のレーザースポットの半径よりも大きく、かつ前記レーザースポットの直径以下となるように設定されていることを特徴とする光学表示デバイスの生産システム。 - 前記貼合体において、前記光学部材シートと前記光学表示部品との貼合面の外周縁を検出する検出手段を有し、
前記切断装置は、前記貼合体における前記光学部材シートの前記対向部分と前記余剰部分との間において、前記外周縁に沿って設定された前記光学部材シートの切断位置に重なるように、前記レーザー光を走査することを特徴とする請求項3に記載の光学表示デバイスの生産システム。
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