JP6279450B2 - 塗布装置、塗布方法、表示装置用部材の製造装置及び表示装置用部材の製造方法 - Google Patents

塗布装置、塗布方法、表示装置用部材の製造装置及び表示装置用部材の製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、例えば、表示装置を構成する一対のワークを貼り合わせるために、ワークに接着剤を塗布する技術に改良を施した塗布装置、塗布方法、表示装置用部材の製造装置及び表示装置用部材の製造方法に関する。
一般的に、液晶ディスプレイや有機ELディスプレイを代表とする平板状の表示装置(フラットパネルディスプレイ)は、表示モジュール、操作用のタッチパネル、表面を保護する保護パネル(カバーパネル)等を積層することにより構成されている。これらの表示モジュール、タッチパネル、カバーパネル等(以下、ワークと呼ぶ)は、フラットパネルディスプレイの筐体に組み込まれる。
表示モジュールは、偏光板等を含む表示パネル、駆動回路、プリント基板(タブ)等、複数の部材を備え、多層に構成されている。カバーパネルは、タッチパネルと別体のもの、タッチパネルが組み込まれた複合パネルとして構成されたものもある。
このような筐体に組み込まれる複合パネルの積層される各ワークの間にギャップが設けられ、空気の層が入ると、外光反射により、ディスプレイの表示面の視認性が低下する。これに対処するため、各ワークを積層する際に、接着剤によって各ワークの間(ギャップ)を埋めることにより、接着層を形成することが行われている。
かかる接着層の形成すなわちワークの貼り合わせには、接着シートを用いる方法と樹脂の接着剤を用いる方法がある。接着シートは、接着剤に比べて比較的高価であり、剥離紙の剥離等の工程が必要となる。このため、近年のコスト削減の要求などから、接着剤を用いた貼り合わせが主流となってきている。
例えば、スリット型のノズルから、UV硬化樹脂の接着剤をワークの塗布面に塗布しながら、ノズルとワークとを相対移動させる。これにより、ワークの塗布面の全体に接着剤を塗布する。
接着剤により形成される接着層は、各ワークの間のスペーサとして、ワークを保護する機能を有する。また、ディスプレイの大型化などから、ワークも大面積となり、変形が生じやすい。このため、変形を吸収してワークを保護するために、接着層に要求される厚みが増える傾向にある。例えば、数100μm厚が要求されるようになってきている。
特開2000−197844号公報
上記のような接着層が、要求される厚みが得られているかどうかを管理するために、塗布された接着剤の厚みを検出する必要がある。また、貼り合わせ不良を防止するために、接着剤の塗布厚を均一とすることが望ましいため、ある程度の範囲に亘って塗布厚の分布を検出する必要がある。
従来の塗布厚の検出は、例えば、塗布前後で一個のレーザセンサを移動させることによって行っていた。つまり、レーザセンサの検出位置を、ワークの塗布開始端から対向する塗布終了端まで移動させることによって、塗布前のワーク表面までの距離を検出する。
次に、ワークに接着剤を塗布後、レーザセンサの検出位置を、ワークの塗布開始端まで戻し、再度塗布終了端まで移動させることによって、塗布後の接着剤表面までの距離を検出する。そして、先に検出したワーク表面までの距離と、後で検出した接着剤の表面までの距離の差分を求めることにより、塗布厚を決定する。
しかし、かかる検出方法では、レーザセンサを、ワークの塗布開始端と塗布終了端との間で、少なくとも2度移動させなければならない。このため、塗布厚の検出に時間がかかり、製造効率の向上を阻害する要因となる。
本発明は、上記のような従来技術の問題点を解決するために提案されたものであり、その目的は、接着剤の塗布厚を、複数のセンサを用いて効率良く且つ正確に検出しながら接着剤を塗布できる塗布装置、塗布方法を提供し、さらに、高い貼り合せ品質の表示装置用部材を高い効率で製造する製造装置及び製造方法を提供することにある。
上記の目的を達成するため、本発明の塗布装置は、ワークに接着剤を塗布する塗布ノズルと、前記塗布ノズルによる塗布対象となるワークを支持しながら、前記塗布ノズルに対して相対移動するステージと、前記ステージに支持されたワークの接着剤を塗布する面に対向して設けられ、距離を検出するセンサと、を有し、前記距離を検出するセンサは、前記ステージが前記塗布ノズルに対して相対移動することによる接着剤の塗布方向において、前記塗布ノズルの下流側に配置され、センサから前記ステージに設けられた校正部までの距離及びワークの表面までの距離を検出する第1のセンサと、前記ステージが前記塗布ノズルに対して相対移動することによる接着剤の塗布方向において、前記塗布ノズルの上流側に配置され、センサから前記ステージに設けられた、前記第1のセンサと共通の校正部までの距離及びワークに塗布された接着剤の表面までの距離を検出する第2のセンサと、を有し、前記第1のセンサにより検出された校正部までの距離及びワークの表面までの距離と、前記第2のセンサにより検出された校正部までの距離及び接着剤の表面までの距離とに基づいて、接着剤の塗布厚を検出する塗布厚検出部を有することを特徴とする。
前記校正部は、ステージの一部であってもよい。前記第1のセンサ及び前記第2のセンサの検出位置は、前記塗布ノズルの相対移動に従って、共通の軌跡を辿るようにしてもよい。前記第1の検出部のセンサ及び前記第2のセンサは、それぞれ複数であってもよい。
前記塗布ノズルは、接着剤を連続した直線状の吐出口から吐き出すスリットを有するスリットノズルであってもよい。
前記校正部は、ワークの塗布開始端よりも上流側とワークの塗布終了端よりも下流側に設けられていてもよい。
前記第1のセンサの取り付け位置と、前記第2のセンサの取り付け位置との位置関係が、一定であってもよい。
前記塗布厚検出部は、前記第1のセンサにより検出された校正部までの距離及びワークの表面までの距離に基づいて、ワークのみの厚みを算出し、前記第2のセンサにより検出された校正部までの距離及び前記接着剤の表面までの距離に基づいて、ワークと接着剤を合わせた厚みを算出し、ワークと接着剤を合わせた厚みと、ワークのみの厚みに基づいて、接着剤の塗布厚を算出してもよい。
前記塗布厚検出部は、前記第1のセンサにより検出された校正部までの距離と前記第2のセンサにより検出された校正部までの距離との差分によって、前記第1のセンサにより検出されたワークの表面までの距離及び前記第2のセンサにより検出された前記接着剤の表面までの距離の少なくとも一方を校正し、前記第1のセンサにより検出されたワークの表面までの距離と、前記第2のセンサにより検出された前記接着剤の表面までの距離に基づいて、前記接着剤の塗布厚を算出してもよい。
前記塗布厚検出部は、前記第1のセンサにより検出されたワークの表面までの距離と、前記第2のセンサにより検出された前記接着剤の表面までの距離に基づいて、前記接着剤の塗布厚を算出し、前記第1のセンサにより検出された校正部までの距離と前記第2のセンサにより検出された校正部までの距離との差分によって、前記塗布厚の算出値を校正してもよい。
前記第1のセンサにより検出される校正部までの距離又はワークの表面までの距離の変化に応じて、塗布ノズルとワーク表面までの距離を変化させる駆動機構を有してもよい。
なお、上記の各態様は、塗布方法の発明としても捉えることができる。また、上記の塗布装置を有する表示装置用部材の製造装置、塗布方法を含む表示装置用部材の製造方法も本発明の一態様である。
本発明によれば、接着剤の塗布厚を、複数のセンサを用いて効率良く且つ正確に検出しながら接着剤を塗布できる。
本発明の第1の実施形態を示す簡略構成図である。 本発明の第1の実施形態を示す斜視図である。 本発明の第1の実施形態における塗布厚検出手順を示す説明図である。 本発明の第1の実施形態における検出部の取り付け位置と測定対象との距離を示す説明図である。 本発明の第1の実施形態においてステージに傾きがある場合の例を示す説明図である。 本発明の第2の実施形態に係る表示装置用部材の製造装置の概略構成図である。 貼合装置の概略構成及び動作を示す図である。 硬化装置の概略構成図である。 搬送装置の概略構成図である。 (A)は、接着層を形成した液晶パネルの上面図である。(B)は接着層を形成した液晶パネルの側面図である。(C)は、カバーパネルの底面図である。(D)は、カバーパネルの側面図である。 検出部の配置例を示す説明図である。 本発明のその他の実施形態に係る搬送装置の概略構成図である。
本発明の実施の形態(以下、本実施形態と呼ぶ)について、図面を参照して具体的に説明する。
[第1の実施形態]
[構成]
まず、本実施形態の塗布装置1(以下、本装置と呼ぶ)の構成を、図1及び図2を参照して説明する。なお、図中、ステージ11の移動により、塗布ノズル21がステージ11に対して相対移動する方向を、塗布方向とする。そして、ワークSの一辺である塗布開始端側を上流側、これと反対側の一辺である塗布終了端側を下流側とする。図1では、左から右が塗布方向(矢印Mで示す)であり、左側が上流、右側が下流である。
本装置1の適用対象となるワークSは、互いに貼り合わせることにより表示装置を構成するワークSであって、例えば、液晶ディスプレイを構成する液晶モジュールとカバーパネル等である。なお、接着剤Rの塗布対象としては、カバーパネル、タッチパネル又はカバーパネルとタッチパネルの複合パネルとすることが好ましい。
本装置1は、支持部10、塗布部20、検出部30A、30Bを有する。支持部10は、接着剤Rが塗布されるワークSを支持する構成部である。支持部10は、ステージ11及び駆動機構12を有する。ステージ11は、上面が平坦な水平面となったプレートである。このステージ11の上面に、塗布面を上に向けたワークSが載置される。ステージ11には、図示はしないが、バキュームチャック又は静電チャック等の吸着機構が構成され、ステージ11上面にワークSを吸着保持する。
ステージ11は、駆動機構12によって、水平方向に往復移動するように設けられている。駆動機構12としては、例えば、駆動源によって回転するボールねじとすることができる。ただし、ワークSを水平方向に往復移動可能な装置であれば、どのような装置であってもよい。駆動機構12におけるステージ11の移動の開始、停止及び速度は、制御装置Pによって制御される。
ステージ11の一部は、ワークSの載置部分以外の露出部分が、校正部11a、11bとなっている。校正部11a、11bは、図2に示すように、ステージ11の上面であって、塗布方向に直交する方向(幅方向)の領域である。校正部11aは塗布方向の一端側にあり、校正部11bはその反対端側にある。
塗布部20は、ワークSに接着剤Rを塗布する構成部である。塗布部20は、タンクT、流通経路F、塗布ノズル21を有している。タンクTは接着剤Rを収容する容器である。流通経路Fは、配管、バルブ、ポンプ等により、タンクTの接着剤Rを送り出す手段である。
塗布ノズル21は、流通経路Fにおいて送り出された接着剤RをワークSに供給するスリットを備えたスリットコータである。スリットは、ワークSの塗布面に平行で、塗布方向に直交する方向に細長く延びた開口である。スリットの長手方向の長さは、ワークSの幅と同等若しくは僅かに短くなっている。
また、塗布ノズル21は、例えば、図示しない駆動機構によって、ワークSの塗布面に対して直交する方向に、塗布位置と待機位置との間で昇降するように設けられている。塗布位置は、塗布ノズル21のスリットから供給された接着剤Rを、ワークSに塗布できるように、ワークSに接近する位置である。待機位置は、塗布した接着剤Rと塗布ノズル21先端の接着剤Rとを切り離し可能な位置である。
接着剤Rの塗布厚は、塗布ノズル21のスリットとワークSとの距離及び接着剤Rの吐出量によって調整可能である。所望の塗布厚を得るために、塗布ノズル21の塗布位置は、塗布動作中に又はあらかじめ調整することができる。塗布ノズル21からの接着剤Rの吐出量は、制御装置Pのバルブ制御及びポンプ制御によって調節される。
なお、接着剤Rは、外部からエネルギーの照射により硬化する樹脂であればよい。例えば、紫外線(UV)硬化樹脂や熱硬化樹脂が考えられる。本実施形態では、紫外線(UV)硬化樹脂を用いて説明する。
検出部30A、30Bは、センサにより検出対象までの距離を検出する構成部である。検出部30Aは、塗布方向における塗布ノズル21の下流側に設けられ、塗布前のワークSの表面までの距離を検出する。検出部30Bは、塗布方向における塗布ノズル21の上流側に設けられ、塗布後の接着剤Rの表面までの距離を検出する。
また、検出部30A、30Bのセンサは、ステージ11の校正部11aまでの距離を検出する。さらに、検出部30Aのセンサは、ステージ11の校正部11bまでの距離を検出する。
検出部30Aのセンサの取り付け位置と検出部30Bのセンサの取り付け位置との位置関係は、一定である。これは、例えば、装置に設けられた共通の支持部に取り付け固定するか、別部材であるが互いの位置関係が変化しない支持部に取り付け固定することによって実現できる。典型的には、装置に固定されたフレーム等の支持部に取り付けることが考えられる。また、検出部30A、30Bと塗布ノズル21との塗布方向における間隔は、固定されている。但し、塗布ノズル21の待機位置と塗布位置との間の昇降は、検出部30A、30Bから独立している。
検出部30Aが有するセンサは第1のセンサとし、検出部30Bが有するセンサは第2のセンサとする。センサとしては、センサから検出対象までの距離を検出するセンサとする。より具体的には、センサからステージ11に設けられた校正部11a、11bまでの距離、センサからワークSの表面までの距離、センサからワークSに塗布された接着剤Rの表面までの距離等を検出できるセンサとする。例えば、レーザセンサを用いる。「センサから」とは、「所定の基準位置から」を意味し、センサの距離の演算手法により異なる。例えば、センサ下面を所定の基準位置とすることができるが、これには限定されない。
検出部30A、30Bにおけるセンサは、それぞれ複数存在する。検出部30A、30Bにおける複数のセンサは、例えば、ワークSの塗布面に平行であって、塗布方向に直交する方向に等間隔で複数配置されている。下流側の検出部30Aの複数のセンサと、上流側の検出部30Bの複数のセンサとは、一対一で対応している。上流側と下流側とで対応する一対のセンサの検出位置は、ステージ11の移動に従って、ステージ11上の同一の軌跡を辿る。
検出部30A、30Bによる検出、塗布厚の算出は、制御装置Pによって処理される。つまり、制御装置Pは、塗布厚検出部としての機能を有する。また、制御装置Pは、ステージ11の移動、塗布部20の昇降及び接着剤Rの吐出量を制御する。制御装置Pとしては、例えば、専用の電子回路若しくは所定のプログラムで動作するCPU及びメモリを含むコンピュータによって実現できる。この制御装置Pの制御による各部の動作の詳細は、本実施形態の作用として後述する。
[作用]
以上のような構成を有する本実施形態の作用を、図1、図2の構成図、図3の説明図を参照して説明する。なお、図1〜3におけるステージ11、ワークS、塗布ノズル21、検出部30A、30Bの位置及び大きさ等は、説明のための便宜的な表現に過ぎない。また、接着剤Rの塗布は、ワークSの塗布開始端から始まり、塗布終了端で終了する。
(検出部による検出)
以下、検出部30A、30Bによる検出処理の手順を、図3を参照して説明する。以下の(1)〜(7)は、図中の(1)〜(7)にそれぞれ対応する。
(1)検出部30Aによる校正部11aの検出
まず、ステージ11が移動を開始して、検出部30Aの直下に校正部11aが来た時に、検出部30Aの第1のセンサは、校正部11aの表面までの距離を検出する。検出した値は、校正のための基準値A1として、制御装置Pがメモリに記憶する。
(2)検出部30AによるワークSの検出
ステージ11の移動に従って、検出部30Aの第1のセンサは検出を継続し、塗布前のワークSの塗布開始端に達すると、ワークSの表面までの距離を検出する。この検出は、ワークSの塗布開始端から塗布終了端まで、連続して行う。検出した値は、接着剤Rの塗布前のワークS上面の高さを示す検出値H1として、制御装置Pがメモリに記憶する。
(3)塗布ノズル21による塗布の開始
検出部30Aが塗布前のワークSまでの距離を検出している途中で、待機位置にある塗布ノズル21が、ワークSの塗布開始端の直上に来ると、ステージ11が一旦停止する。そして、待機位置にある塗布ノズル21が下降を開始して、塗布位置まで達して停止し、塗布ノズル21からの接着剤Rの吐出を開始すると、接着剤RがワークSに供給される。これと同時に、ステージ11が移動を再開する。これにより、ワークSの表面への接着剤Rの塗布が開始する。
(4)検出部30Bによる校正部11aの検出
ステージ11の移動に従って、検出部30Bの直下に校正部11aが来た時に、検出部30Bの第2のセンサは、校正部11aの表面までの距離を検出する。検出した値は、校正のための基準値A2として、制御装置Pがメモリに記憶する。
一方、検出部30Aの直下に校正部11bが来た時に、検出部30Aの第1のセンサは、校正部11bの表面までの距離を検出する。検出した値は、校正のための基準値B1として、制御装置Pがメモリに記憶する。
(5)検出部30Bによる接着剤Rの検出
検出部30Bの第2のセンサは、ステージ11の移動に従って検出を継続し、塗布後のワークSの塗布開始端に達すると、塗布済みの接着剤Rの表面までの距離の検出を開始する。この検出は、ワークSの塗布開始端から終了端まで連続して行う。検出した値は、塗布後の接着剤R表面の高さを示す検出値H2として、制御装置Pがメモリに記憶する。
(6)塗布ノズル21による塗布の終了
検出部30Bが塗布後のワークSを検出している途中で、塗布ノズル21がワークSの塗布終了端の直上に来ると、ステージ11は一旦停止する。そして、塗布ノズル21は、接着剤Rの吐出を終了し、待機位置まで上昇する。これにより、ワークS側と塗布部20側の接着剤Rが切り離される。これと同時に、ステージ11は塗布方向への移動を再開する。
(7)検出部30Bによる接着剤Rの検出の終了
検出部30BがワークSの塗布終了端まで検出すると、ステージ11は停止する。なお、接着剤Rが塗布されたワークSは、搬送装置によって搬出され、貼合装置において、真空中で押圧装置によって他のワークが押し付けられる等により、貼り合せが行われる。さらに、貼り合せ後のワークSは、搬送装置によって、UV光の照射により接着剤Rを本硬化させる硬化装置へと移動される。
以上のように、本実施形態では、接着剤Rを塗布しながら第1のセンサによるワークS上面の高さの検出や第2のセンサによる接着剤R表面の高さの検出を行うことができる。つまり、接着剤Rの塗布工程は、接着剤Rの塗布を第1のセンサによるワークS上面の高さの検出と同時に行う状態、接着剤Rの塗布を第2のセンサによる接着剤R表面の高さの検出と同時に行う状態を含んでいる。このように、「塗布しながら検出」、「検出しながら塗布」という状態が含まれるため、効率のよい塗布及び検出ができる。
(塗布厚の算出)
制御装置Pの塗布厚検出部は、検出部30Bが接着剤Rの表面までの距離を検出する都度、接着剤Rの塗布厚を計算し、メモリに記憶していく。つまり、塗布厚検出部は、同じ検出点における検出値H2と検出値H1の差分をとることで、塗布された接着剤Rの高さ(塗布厚)を求める。
但し、図4に示すように、この検出値H1と検出値H2はそれぞれ第1のセンサと第2のセンサによって検出されており、両検出値の差分には各々のセンサの検出の基準となる支持部に対する配置位置(取り付け高さ)に起因する誤差(相対ずれ)が存在する。すなわち、検出部30Aにおける第1のセンサと、これに対応する検出部30Bの第2のセンサの検出値には、ずれが存在する。図4では、このずれをZで示す。
本実施形態では、このずれZによる算出値の誤差を解消することができる。このように、2つの検出部30A、30Bのセンサの検出値のずれを解消することを、校正ということにする。校正された塗布厚の算出の手法は、以下の通りである。
まず、以下の(a)〜(d)のように、基準値A1、検出値H1、基準値A2、検出値H2を検出することは、上記の通りである。
(a)検出部30Aの第1のセンサは、基準位置から校正部11aまでの距離を基準値(A1)として検出する。
(b)検出部30Aの第1のセンサは、基準位置からワークSまでの距離を検出値(H1)として検出する。
(c)検出部30Bの第2のセンサは、基準位置から校正部11aまでの距離を基準値(A2)として検出する。
(d)検出部30Bの第2のセンサは、基準位置から塗布表面までの距離を検出値(H2)として検出する。
ここで、図4に示すように、例えば、A1,A2>H1>H2、A1>A2の関係を前提として、以下の演算により、塗布厚を求める。なお、この前提は、単に説明の便宜のための一例であり、センサの位置等の相違により各値の大小関係が相違しても、同様の手法が適用できる。また、以下の説明で、厚さ等、一般的にプラスの値で求まるべきものがマイナスの値で算出される場合には、その値の絶対値とすればよい。
(基板厚さ)=(A1−H1)=校正部11aから基板表面までの距離
(基板厚さ+塗布厚さ)=(A2−H2)=校正部11aから塗布面までの距離
塗布厚α=(基板厚さ+塗布厚さ)−(基板厚さ)=(A2−H2)−(A1−H1)
以下、この(A2−H2)−(A1−H1)を基本式と呼ぶ。
これは、同一センサの検出値を同一校正面高さで校正し、相違するセンサのそれぞれの校正値同士の差分をとっていることになる。これにより、検出部30Aと検出部30Bの相対的な取付誤差であるZは無関係となる。
また、それぞれのセンサが同じ校正部11aを検出した基準値A1と基準値A2との差分値を用いて、検出部30A又は検出部30Bの検出値H1又はH2をオフセットすることにより、ずれを校正することもできる。例えば、以下の式(1)(2)のいずれかにより、塗布厚αを求めることもできる。
α={H2+(A1−A2)}−H1 …式(1)
α=H2−{H1−(A1−A2)} …式(2)
この式(1)、式(2)における、(A1−A2)は、上記の基準値A1、基準値A2の差分(Z)に相当する。そして、式(1)は、上記の基本式から、以下のように導くことができる。
α=(A2−H2)−(A1−H1)
=A2−H2−A1+H1
=A2−A1−H2+H1
=−H2−(A1−A2)+H1
これは、求まる値の正負が逆であるだけで、
{H2+(A1−A2)}−H1 …式(1)
と同じである。この式(1)では、基準値A1と基準値A2との差分値を用いて、検出部30Bの検出値H2をオフセットして、ずれを校正している。
また、式(2)も、上記の基本式から、以下のように導くことができる。
α=(A2−H2)−(A1−H1)
=A2−H2−A1+H1
=A2−A1−H2+H1
=−H2−(A1−A2)+H1
これは、求まる値の正負が逆であるだけで、
H2−H1+(A1−A2)
=H2−{H1−(A1−A2)} …式(2)
と同じである。この式(2)では、基準値A1と基準値A2との差分値を用いて、検出部30Aの検出値H1をオフセットして、ずれを校正している。
また、計算上は基準値A1、基準値A2の差分を用いて、検出値H1、H2の差分(すなわち補正前の塗布厚)結果を補正する(オフセットする)ことでも校正できる。つまり、以下の式(3)により、塗布厚αを求めることもできる。
α=(H1−H2)−(A1−A2) …式(3)
この式(3)における、(A1−A2)は、上記の基準値A1、基準値A2の差分(Z)に相当し、(H1−H2)は、上記の検出値H1、H2の差分に相当する。そして式(3)は、上記の基本式から、以下のように導くことができる。
α=(A2−H2)−(A1−H1)
=A2−H2−A1+H1
=A2−A1−H2+H1
=(−H2+H1)−(A1−A2)
=(H1−H2)−(A1−A2) …式(3)
この式(3)では、基準値A1、基準値A2の差分を用いて、検出値H1、H2の差分結果を補正している。
これらの式(1)〜(3)は、基準値A1と基準値A2との差分値となるZを用いて、以下のいずれかによって、センサの違いによるずれ分を校正するものである。
(1)検出部30Bの検出値H2をオフセットする
(2)検出部30Aの検出値H1をオフセットする
(3)検出部30A、検出部30Bの検出値H1とH2の差分をオフセットする
このような演算を、検出部30Aと検出部30Bにおける対応する第1のセンサと第2のセンサ同士の値に基づいて行う。塗布厚検出部は、このように塗布開始端から塗布終了端までの接着剤Rの塗布厚を求めることにより、塗布された接着剤Rの全面の塗布厚の分布を作成する。
なお、校正部11a、11bは所定の面積を有する領域であるので、対応する第1のセンサと第2のセンサとが同一の軌跡を移動しても、塗布方向における検出位置にずれが生じる場合もある。このため、校正部11a、11b上を相対移動中に検出された値のうち、同位置の可能性の高い特定位置又は特定時間における検出値を用いてもよいし、複数の検出値の平均値を用いてもよい。
さらに、ステージ11に歪みや傾きが存在する場合には、これによりワークSに傾きが生じる場合がある。このような歪み・傾きの存在は、塗布厚測定値の精度には、大きく影響しない。これは、塗布厚は、(H2−H1)により求めるため、歪みや傾きがあっても、それぞれの検出位置における互いの位置関係が同じとなるからである。例えば、図5に示すように、塗布開始端をP1、中途部をP2、塗布終端をP3とする。P1で塗布厚PH1=(H2P1−H1P1)、P2で塗布厚PH2=(H2P2−H1P2)、P3で塗布厚PH3=(H2P3−H1P3)で算出できる。仮に、P1とP3が直線的に5mm傾いていて、P3がP1より下がっているとする(−5mm)。この場合であっても、対応する各検出位置での塗布厚は、上記のように差分で求めるので、傾きの−5mmの影響は顕出しない。なお、図5は、ワークSに対して塗布ノズル21を移動させる相対運動での塗布として示している。
しかし、例えば、ステージ11に歪みが存在する場合や駆動機構によるステージ11の走行高さが塗布ノズル21に対して平行でない場合には、塗布ノズル21に対してワークSの相対移動に傾きが生じる。つまり、塗布ノズル21に対する塗布面の高さが変化してしまうことになる。塗布ノズル21のスリットと塗布面との距離(クリアランス)が、塗布の途中で変化すると、塗布厚の均一化に影響を与える。本実施形態では、基準値A1と基準値B1を用いることにより傾きを検出して、塗布ノズル21のスリットと塗布面との距離(クリアランス)を補正して、塗布厚の均一化を図ることができる。
すなわち、仮に、ステージ11が移動しても、平行、平坦であるならば、同じセンサ(図3では検出部30Aのセンサ)で、ステージ11の先端の校正部11aを検出した値と後端の校正部11bを検出した値は、同じ検出値となるはずである。つまり、上記の基準値A1と基準値B1が、同じ(差分ゼロ)となる。
しかしながら、前述のように装置構成上生じるであろう傾き(変化、誤差)があると、基準値A1と基準値B1が同じでなくなる。例えば、校正部11aが検出部30Aの位置にある状態から、ステージ11が移動して、校正部11bが検出部30Aの位置に到達した時に、ステージ11が塗布ノズル21から離れる方向に傾いていたとする。すると基準値B1は基準値A1より大きい値として検出される。この差分がすなわち傾き(変化、誤差)とわかる。したがって、図5に示すように、次の塗布においては、そのステージ11の傾きの状態に合わせて、塗布ノズル21の高さを、相対移動中に変化させることにより、ワークSの塗布面と塗布ノズル21との距離を一定にして、塗布厚を均一化できる。
検出部30A、30B、塗布ノズル21の塗布方向の相対位置関係にもよるが、例えばワークSの端部で塗布が開始されるよりも早く、検出部30Aが校正部11bに達するような位置関係である場合、塗布の開始前に基板の傾きが検出できるので、塗布ノズル21の高さを相対移動中に変化させて、塗布面と塗布ノズル21のスリットとの距離を、一定にすることができる。
さらに、検出部30A、30Bの各検出位置(ポジション)の検出値を平均化する場合には、これに対する補正値として、傾きの値を用いることができる。平均値を求めるための塗布厚の積算値は、上記の3点のみの例では、(H2P1+H2P2+H2P3)−(H1P1+H1P2+H1P3)となる。実際には、連続したポジションの積算値となるので、H2、H1の積分値の差(ΣH2−ΣH1)として表現できる。但し、この場合は、各ポジションの傾きによる誤差が含まれる値を積分することになる。このため、全体の傾きがある場合は、その傾き分(Δ)で、各ポジションの値を補正したのちに積分する必要があるので、(Σ(H2−ΔPn)−Σ(H1−ΔPn))となる。
なお、塗布厚さの測定だけであるならば、各ポジションでの各センサの検出値を用いて、塗布しながらの計算も可能であるし、塗布が終了してから、あるいは塗布中であっても、一旦記憶した各ポジションでの各センサの検出値を用いて塗布厚を計算することもできる。この場合でも、前述のように次のワークSへの塗布に対して、塗布厚の調整にフィードバックすることができる。
[効果]
(1)本実施形態は、ワークSに接着剤Rを塗布する塗布ノズル21と、塗布ノズル21による塗布対象となるワークSを支持しながら、塗布ノズル21に対して相対移動するステージ11と、ステージ11に支持されたワークSの接着剤Rを塗布する面に対向して設けられ、距離を検出するセンサを有する検出部30A、30Bとを有する。検出部30Aにおけるセンサは、ステージ11が塗布ノズル21に対して相対移動することによる接着剤Rの塗布方向において、塗布ノズル21の下流側に配置され、センサからステージ11に設けられた校正部11a又は11bまでの距離及びワークSの表面までの距離を検出する第1のセンサである。検出部30Bにおけるセンサは、ステージ11が塗布ノズル21に対して相対移動することによる接着剤Rの塗布方向において、塗布ノズル21の上流側に配置され、センサからステージ11に設けられた校正部11a又は11bまでの距離及びワークSに塗布された接着剤Rの表面までの距離を検出する第2のセンサである。さらに、本実施形態は、第1のセンサにより検出された校正部11a又は11bまでの距離及びワークSの表面までの距離と、第2のセンサにより検出された校正部11a又は11bまでの距離及び接着剤Rの表面までの距離とに基づいて、接着剤Rの塗布厚を検出する塗布厚検出部を含む制御装置Pを有する。
以上のような本実施形態によれば、検出部30A、30Bに対してステージ11を一方向に移動させれば、接着剤Rの塗布とともに塗布厚を検出できるので、複数回移動させる場合に比べて検出時間が短縮できる。このため、効率のよい塗布作業及び検出作業を行うことができ、生産性が向上する。
単純に複数の検出部30A、30Bを用いた場合には、両者の検出値にずれが生じるが、本実施形態では、校正部11a、11bを用いることにより、検出部30A、30Bの検出値のずれを校正できる。従って、正確な塗布厚を求めることができる。
(2)校正部11a、11bは、ステージ11の一部であるため、特別な部材を追加する必要はない。
(3)検出部30A、30Bにおけるセンサが校正のために検出対象とする校正部11aは、共通であるため、両者の検出値には、互いのずれが正確に反映される。
(4)検出部30A、30Bにおける対応するセンサの検出位置が、塗布ノズル21のステージ11との相対移動に従って、共通の軌跡を辿るので、互いのずれがより正確に検出でき、両者の検出値の差分もワークS上の接着剤Rの塗布厚を正確に反映する。従って、高精度な塗布厚の検出ができる。
(5)検出部30A、30Bは、複数のセンサを含んでいるため、検出位置が広範に亘ることになり、一方向の相対移動で接着剤Rの厚みを広範囲に検出することができる。このため、面状に塗布された接着剤Rの全体の塗布厚の分布を、高速に得られる。
(6)塗布ノズル21が、接着剤Rを連続した直線状の吐出口から吐き出すスリットを有するスリットノズルであるため、塗布開始端から終了端までの一度の相対移動でワークSの全面に接着剤Rを塗布できる。このため、接着剤Rの塗布と厚みの検出を、非常に高速で行うことが可能となる。
(7)ワークSの塗布開始端よりも上流側の校正部11aと、ワークSの塗布終了端よりも下流側の校正部11bによって、ステージ11の傾きを検出することができる。
(8)検出部30Aのセンサの取り付け位置と検出部30Bのセンサの取り付け位置との位置関係は、一定であるため、両センサの取り付け位置(高さ)に相違があったとしても、その差は一定となり、このような差に基づく検出値の誤差は、上記のように校正により解消できる。
(9)塗布厚検出部は、第1のセンサにより検出された校正部11a又は11bまでの距離及びワークSの表面までの距離に基づいて、ワークSのみの厚みを算出し、第2のセンサにより検出された校正部11a又は11bまでの距離及び接着剤Rの表面までの距離に基づいて、ワークSと接着剤Rを合わせた厚みを算出し、ワークSと接着剤Rを合わせた厚みと、ワークSのみの厚みに基づいて、接着剤Rの塗布厚を算出する。
これは、上記の
塗布厚α=(基板厚さ+塗布厚さ)−(基板厚さ)=(A2−H2)−(A1−H1)
に対応する。
つまり、同一センサの検出値を同一校正面高さで校正し、相違するセンサのそれぞれの校正値同士の差分をとっている。これにより、検出部30Aと検出部30Bの相対的な取付誤差であるZは無関係となる。従って、第1のセンサ及び第2のセンサの検出値のずれを校正でき、正確な塗布厚を求めることができる。
(10)塗布厚検出部は、第1のセンサにより検出された校正部11a又は11bまでの距離と第2のセンサにより検出された校正部11a又は11bまでの距離との差分によって、第1のセンサにより検出されたワークSの表面までの距離及び第2のセンサにより検出された接着剤Rの表面までの距離の少なくとも一方を校正し、第1のセンサにより検出されたワークSの表面までの距離と、第2のセンサにより検出された接着剤Rの表面までの距離に基づいて、接着剤Rの塗布厚を算出する。
これは、上記の
α={H2+(A1−A2)}−H1 …式(1)
α=H2−{H1−(A1−A2)} …式(2)
に対応する。
つまり、それぞれのセンサが同じ校正部11a又は11bを検出した基準値A1と基準値A2との差分値を用いて、検出部30A又は検出部30Bの検出値H1又はH2をオフセットすることにより、ずれを校正することもできる。従って、正確な塗布厚を求めることができる。
(11)塗布厚検出部は、第1のセンサにより検出されたワークSの表面までの距離と、第2のセンサにより検出された接着剤Rの表面までの距離に基づいて、接着剤Rの塗布厚を算出し、第1のセンサにより検出された校正部11a又は11bまでの距離と第2のセンサにより検出された校正部11a又は11bまでの距離との差分によって、塗布厚の算出値を校正する。
これは、上記の
α=(H1−H2)−(A1−A2) …式(3)
に対応する。
つまり、基準値A1、基準値A2の差分を用いて、検出値H1、H2の差分(すなわち補正前の塗布厚)結果を補正する(オフセットする)ことでも校正できる。従って、正確な塗布厚を求めることができる。
(12)第1のセンサにより検出される校正部11a又は11bまでの距離又はワークSの表面までの距離の変化に応じて、塗布ノズル21とワークS表面までの距離を変化させる駆動機構を有する。
このため、ステージ11の傾き、ワークSの歪みに応じて、塗布ノズル21とワークSの表面までの距離を一定となるように変化させることにより、塗布厚を均一化することができる。
[第2の実施形態]
本実施形態を、上記の図1〜図5に加えて、図6〜図10を参照して説明する。
[ワーク]
本実施形態は、表示装置用部材の積層体を製造する表示装置用部材の製造装置である。表示装置用部材には、表示パネルとカバーパネルを積層した部材のように表示機能を備えた部材も、カバーパネルとタッチパネルを積層した部材のようにその部材だけでは表示機能を備えていない部材も含まれる。すなわち、積層の対象となるワークは、表示パネル、タッチパネル、カバーパネル、バックライトやその導光板等の様々なものがあるが、本実施形態では、表示パネルとカバーパネルとを接着剤を介して貼り合わせることにより、表示装置用部材を構成する例を説明する。この例は、単に表示パネルにカバーパネルを貼り合わせる場合も、表示パネルに駆動回路、駆動用プリント基板、バックライトの少なくとも1つを取り付けた表示モジュールに、カバーパネルを貼り合わせる場合も含む。
表示パネルは、液晶パネルや有機ELパネル等の様々な種類があり、その形状も様々であるが、ここでは一例として図10(A)で示すような、矩形状の液晶パネルS1を使用する例を説明する。接着剤は、液晶パネルS1とカバーパネルS2のいずれに塗布しても良く、あるいは両方に塗布しても良い。本実施形態では、図10(B)に示すように、液晶パネルS1の表面に接着剤を所定の厚みで塗布して、接着層R1を形成する例を説明する。接着剤は、液晶パネルS1の全面に行き渡るように塗布するが、貼り合せの際に接着剤が両パネルの間からはみ出すことを防止するため、液晶パネルS1の外縁をわずかに残すように塗布は行われる。すなわち、接着層R1は液晶パネルS1と同じ矩形状であり、液晶パネルS1より若干小さい大きさである。
カバーパネルも様々な種類や形状があるが、本実施形態では、図10(C)及び(D)に示すように、液晶パネルS1より大きな、矩形状のカバーパネルS2を用いる。このカバーパネルS2の底面側には、外縁を縁取るように所定幅の印刷枠Oが形成されている。すなわち、下面から見て、カバーパネルS2には印刷枠Oに囲まれた内枠Nが形成されている。図10の例では、内枠Nは矩形状で四隅に丸みがついているが、図示の例に限られず、五角形や六角形等の他の多角形状であっても良く、四隅は上面視で直角となっていても良い。なお、図10(D)に示すように、内枠Nの四隅は断面視では略直角となっている。内枠Nの大きさは、液晶パネルS1よりも若干小さくなっている。上述した接着層R1は、この内枠Nと同じ形状及び大きさになるように塗布される。
液晶パネルS1の接着剤が塗布された面とカバーパネルS2の印刷枠Oが形成された面とを貼り合せることで、表示装置用部材が構成される。貼り合せる際には、液晶パネルS1に塗布された接着剤の外縁が、カバーパネルS2の内枠Nの線に重なるように積層する。液晶パネルS1はカバーパネルS2の内枠Nよりも若干大きいため、液晶パネルS1の外縁は印刷枠O上に積層される。これによって、できあがった積層体を上から見た際に、液晶パネルS1の外縁は印刷枠Oに隠されて見えなくなっており、良好な外観を得ることができる。
[表示装置用部材の製造装置]
本実施形態における表示装置用部材の製造装置は、上述した液晶パネルS1への接着剤の塗布と、液晶パネルS1及びカバーパネルS2の貼り合せを行うことで、表示装置用部材を製造する。図6に示すように、表示装置用部材の製造装置100は、塗布装置1、貼合装置5、硬化装置6、搬送装置7及び制御装置9を備えている。
液晶パネルS1、カバーパネルS2は、ローダ200によって表示装置用部材の製造装置100に搬入され、搬送装置7で搬送される。搬送装置7に沿って塗布装置1、貼合装置5及び硬化装置6が配置されている。不図示のピックアップ手段によって、液晶パネルS1、カバーパネルS2は搬送装置7からピックアップされ、不図示の搬入口を介して各装置への搬入及び搬出がなされる。各装置での工程を経て、表示装置用部材Lが製造され、アンローダ300によって表示装置用部材の製造装置100から搬出される。以下に、各装置の構成及び作用を詳述する。
[塗布装置]
塗布装置1は、上記の第1の実施形態と同様の装置である。本実施形態では、上述したように液晶パネルS1の表面に接着剤Rを塗布する例について説明するが、カバーパネルS2に塗布を行っても良く、あるいは両パネルに塗布を行っても良い。
[貼合装置]
貼合装置5は、表示装置用部材の製造装置100の貼合部として、液晶パネルS1とカバーパネルS2を積層して貼り合せる。
図7(A)に示すように、貼合装置5は、チャンバ51内に下側プレート52と上側プレート53を対向配置した構成となっている。チャンバ51は上下動が可能であり、上方に移動すると下側プレート52と上側プレート53が外部に開放され液晶パネルS1とカバーパネルS2が搬入可能となる。下方に移動すると下側プレート52と上側プレート53はチャンバ51内に収容され、チャンバ51内部に密閉空間が形成される。チャンバ51は不図示の排気手段によって内部圧力を調整可能となっている。つまり、液晶パネルS1とカバーパネルS2が搬入されると、チャンバ51が下降して内部が密閉された上で減圧され、減圧雰囲気下で貼り合せが行われるようになっている。
本実施形態では、一例として、下側プレート52に、接着剤Rが塗布された液晶パネルS1が支持され、上側プレート53にカバーパネルS2が保持される場合を説明する。
上側プレート53の保持機構として、たとえば、静電チャック、メカチャック、真空チャック、粘着チャック等、現在又は将来において利用可能なあらゆる保持機構が適用可能である。複数の種類のチャックを併用することも可能である。上側プレート53には、駆動機構55が備えられている。この駆動機構55によって、上側プレート53は水平方向及び上下方向に移動可能になっている。
上側プレート53が水平方向に移動することによって、液晶パネルS1とカバーパネルS2との位置合わせが行われる。さらに、図7(B)に示すように、上側プレート53が下方向に移動し、保持したカバーパネルS2を下側プレート52に支持された液晶パネルS1に押し付けて積層する。液晶パネルS1とカバーパネルS2は、液晶パネルS1の表面に塗布された接着剤Rを介して貼り合わされ、積層体S10が形成される。
なお、下側プレート52は、支持された液晶パネルS1の位置がずれないように、上側プレート53と同様の保持機構を備えていてもよい。
[硬化装置]
硬化装置6は、表示装置用部材の製造装置100の硬化部として、液晶パネルS1とカバーパネルS2を接着している接着層R1を硬化する。図8(A)(B)に示すように、硬化装置6は、積層体S10が載置される載置台61と、載置台61上に配置された照射ユニット63を備える。
照射ユニット63は、硬化エネルギー、例えば、UV光を発することができる1つまたは複数のランプやLED等から構成されている。照射ユニット63の照射は、接着層R1を硬化するのに必要な量のエネルギーを照射することができるように調節されている。このエネルギーの量は、照射の強度と時間により調整される。例えば、塗布装置1において仮硬化された接着層R1を完全に硬化するのに必要なUV光を照射することができるように、照射の強度と時間を調整することができる。もちろん、仮硬化を伴わない接着層R1を完全に硬化する場合も同様である。
[搬送装置]
搬送装置7は、表示装置用部材の製造装置100の搬送部を構成する。搬送装置7は、液晶パネルS1とカバーパネルS2を、上述した塗布装置1、貼合装置5及び硬化装置6の各部へ搬送する搬送部とその駆動機構から構成される。搬送部としては、たとえば、ターンテーブル、コンベア、レール上に走行可能に設けられたピックアップ手段等が考えられるが、上記の各装置の間で液晶パネルS1とカバーパネルS2を搬送可能なものであれば、どのような装置であってもよい。
本実施形態では、図9に示すように、搬送部としてコンベア70を用いる例を説明する。液晶パネルS1及びカバーパネルS2は、このコンベア70の面に載置され、搬送される。塗布装置1、貼合装置5及び硬化装置6はこのコンベア70に沿って配置されており、不図示のピックアップ手段によって、コンベア70から各装置へパネルの搬入及び搬出が可能となっている。
ここで、説明の便宜上、コンベア70によって両パネルが搬送される方向を「搬送方向」とし、コンベア70上において搬送方向に直交する方向を「横断方向」とする。コンベア70の搬送方向におけるローダ200側を「上流側」とし、アンローダ300側を「下流側」とする。コンベア70の横断方向における、塗布装置1、貼合装置5及び硬化装置6に近い側を「奥側」とし、遠い側を「手前側」とする。
搬送装置7には、撮像部8が、横断方向に隣接するように設けられている。撮像部8は、コンベア70上の、塗布装置1と貼合装置5との間に配置されている。撮像部8は不図示の駆動機構に連結されている。この駆動機構によって、撮像部8は少なくとも横断方向への移動が可能となっている。
コンベア70の搬送方向への移動と、撮像部8の横断方向への移動の組み合わせによって、コンベア70上を搬送される液晶パネルS1及びカバーパネルS2の所望の部分を撮像が可能になる。撮像部8の具体的な動作については、作用の項において詳述する。
[制御装置]
制御装置9は、表示装置用部材の製造装置100の動作を制御する装置である。制御装置9は、各部を構成する装置の動作の制御や、液晶パネルS1及びカバーパネルS2の搬送タイミングの制御、さらには各装置の動作に必要な検出処理や算出処理等を行う。なお、制御装置9は、上記の第1の実施形態の制御装置Pの機能も有している。
本実施形態において、制御装置9は特に、撮像部8において取得した画像を用いて位置検出処理を行う。さらに、位置検出処理で検出された位置情報を用いて、貼合部における位置合わせ動作の制御を行う。制御装置9はまた、記憶部を備えており、記憶部には上述した処理のために必要な基準値等が格納されている。制御装置9の上述した処理の具体的な内容についても、作用の項において詳述する。
制御装置9は、例えば、専用の電子回路若しくは所定のプログラムで動作するコンピュータ等によって実現できる。なお、制御装置9にスイッチ、タッチパネル、キーボード、マウス等の入力装置を接続し、オペレータが制御装置9を操作できるようにしても良い。また、装置やパネルの状態を確認するためのディスプレイ、ランプ、メータ等の出力装置を接続しても良い。
[作用]
以上のような構成を有する本実施形態の作用を、図6〜図10を参照して説明する。なお、各装置や液晶パネルS1及びカバーパネルS2の位置及び大きさ等は、説明のための便宜的な表現に過ぎない。
まず、図6に示すように、液晶パネルS1及びカバーパネルS2が、ローダ200によって表示装置用部材の製造装置100に搬入され、搬送装置7のコンベア70上を搬送される。それぞれのパネルは、貼り合せ面となる面が上側になるように搬送される。すなわち、本実施形態では、液晶パネルS1は接着層R1が形成される面が上側に向くように載置され、カバーパネルS2は印刷枠Oが形成された面が上側に向くようにコンベア70に載置される。
[接着剤塗布処理]
コンベア70上を搬送された液晶パネルS1は不図示のピックアップ手段によりピックアップされ、塗布装置1のステージ11上に載置される(図3(1)参照)。そして、上記の第1の実施形態と同様に、接着剤Rの塗布が行われる。以下、液晶パネルS1上に塗布され、仮硬化された接着剤Rの層を接着層R1と呼ぶ。
[撮像処理、位置検出処理]
接着層R1が形成された液晶パネルS1は、不図示のピックアップ手段によって塗布装置1から搬出され、再び搬送装置7のコンベア70上に載置され、カバーパネルS2と合流する。図9に示すように、液晶パネルS1とカバーパネルS2は、コンベア70の横断方向に隣接して、かつ略平行に並ぶように載置される。図面では、液晶パネルS1がコンベア70奥側、カバーパネルS2がコンベア70の手前側に載置される例を図示しているが、載置位置はこれに限られず、液晶パネルS1がコンベア70手前側、カバーパネルS2がコンベア70奥側に載置しても良い。液晶パネルS1とカバーパネルS2はコンベア70上を搬送され、撮像部8の下まで移動する。
ここで、撮像部8による撮像処理、制御装置9による位置検出処理が行われる。撮像処理及び位置検出処理は、後述する貼合処理の両パネルの位置合わせに使用するデータを取得するために行う。上述したように、液晶パネルS1とカバーパネルS2は、液晶パネルS1に形成された接着層R1の外縁が、カバーパネルS2の内枠Nの線に重なるように積層される。すなわち、液晶パネルS1上に形成された接着層R1の四隅とカバーパネルS2の内枠Nの四隅(以下、単に「カバーパネルS2の四隅」ともいう)とを合わせるように貼り合せを行う。両パネルの四隅の位置にズレがある場合は、貼り合せの前にそのズレを補正する必要がある。そのため、撮像処理で液晶パネルS1及びカバーパネルS2の内枠Nの四隅の撮像を行い、位置検出処理で両パネルの四隅の座標を特定する。
撮像処理、位置検出処理はそれぞれ別個に行っても良いが、コンベア70の搬送方向への移動と撮像部8の横断方向への移動を組み合わせて、同時進行的に行うことができる。
例えば、まず、液晶パネルS1及びカバーパネルS2を載置したコンベア70を搬送方向に移動させ、パネルの上流側に位置する端部(以降、前端という)が撮像部8の下になる位置に停止させる。次に、撮像部8を装置手前側から奥側へ横断方向に移動させ、各隅の位置で停止して各隅を含む画像を取得する。なお、コンベア70及び撮像部8の移動量及び停止位置は、パネルの寸法等に合わせて予め定めておき、制御装置9の記憶部に格納しておくことができる。
制御装置9は、撮像部8が各隅の画像を取得するごとに、位置検出処理を行う。位置検出は、公知の方法を用いることができる。例えば、液晶パネルS1については、画像を解析してパネルの輪郭を検出し、パネル二辺の交点を中心とした所定範囲を隅として特定し、その座標を求める。カバーパネルS2については、同様に画像を解析して内枠Nの輪郭を検出し、内枠Nの枠線二辺の交点を中心とした所定範囲を隅として特定し、その座標を求める。
前端側の各隅に対して上述の処理が完了したら、コンベア70を搬送方向に移動して、液晶パネルS1及びカバーパネルS2の下流側に位置する端部(以降、後端という)が撮像部8の下になる位置に停止させる。そして、装置奥側から手前側へ撮像部8を横断方向に移動しながら後端側の各隅を撮像する。
なお、上述した各隅の処理の順序は一例であり、順序は適宜変更することができる。また、コンベア70の移動や撮像部8の移動も相対的なもので良く、例えば撮像部8を横断方向だけでなく搬送方向や搬送方向の逆方向に移動させて処理を行うようにしても良い。
[貼合処理]
液晶パネルS1及びカバーパネルS2の全ての四隅の撮像処理及び位置検出処理が完了すると、液晶パネルS1及びカバーパネルS2はコンベア70上を搬送され、不図示のピックアップ手段によって貼合装置5に搬入される。このとき、上述の位置検出処理で検出された各隅の座標が維持されるように、搬入が行われる。
図7(A)に示すように、貼合装置5において、接着層R1が形成された液晶パネルS1が下側プレート52に載置される。このとき、接着層R1が形成された表面が上を向くように載置される。カバーパネルS2は貼り合せる面が下を向くように反転されて、上側プレート53に受け渡されて保持機構により保持される。両パネルは、搬送装置7において検出された位置情報を保つように受け渡しされる。
このとき、チャンバ51は上方に移動しているため、下側プレート52と上側プレート53は開放されている。両パネルの搬送が完了するとチャンバ51は下方に位置するように駆動され、下側プレート52と上側プレート53をチャンバ51の内部に収容する。チャンバ51内部には密閉空間が形成され、図示しない排気手段によって密閉空間内が減圧される。
液晶パネルS1及びカバーパネルS2は、上述したように、それぞれの四隅を合わせるように積層されるが、それぞれの四隅の位置にずれが生じている可能性もあるため、貼り合せの前に、液晶パネルS1及びカバーパネルS2の位置補正を行う。位置補正は、搬送装置7の位置検出処理で検出された各隅の座標に基づいて行われる。位置補正は公知の方法を用いることができるが、例えば、制御装置9の記憶部に各隅の位置基準値を予め格納しておき、その位置基準値と検出した各隅の座標との差分から位置補正量を算出することができる。
算出された位置補正量に基づいて、上側プレート53をx,y,θ方向に動かすことで、液晶パネルS1及びカバーパネルS2の位置ずれを補正する。なお、ここでは上側プレート53を動かして位置補正を行う例を説明したが、下側プレート52の方、あるいは上側及び下側プレート52,53の両方を動かして位置補正を行っても良い。
位置ずれが補正された後、図7(B)に示すように、上側プレート53が下側プレート52に向かって下降し、上側プレート53に保持されているカバーパネルS2を、下側プレート52に支持されている液晶パネルS1に押し付ける。液晶パネルS1表面に形成された接着層R1は、液晶パネルS1を介して下側プレート52に押圧され、両パネルに密着することにより、両パネルを貼り合せる。
液晶パネルS1とカバーパネルS2の貼り合せが完了すると、減圧状態が解除され、チャンバ51を上方に移動し、密閉空間が開放される。積層体S10は、貼合装置5から搬出され、再び搬送装置7で搬送される。続いて、不図示のピックアップ手段によって硬化装置6へ搬入される。なお、貼合装置5から硬化装置6への搬送の過程で、積層体S10を一定時間、大気中で放置しても良い。この放置時間において、積層体S10が大気圧によって押圧されて安定する。また、接着層R1にボイドが残留していても、十分な時間放置することによって、ボイドも低減させることができる。
[硬化処理]
硬化装置6においては、図8(A)に示すように、積層体S10は載置台61に載置され、図8(B)に示すように、照射ユニット63によって、仮硬化された接着層R1が完全に硬化するのに必要な強度のUV光が照射され、接着層R1の本硬化が完了する。
[効果]
(1)本実施形態は、上記の第1の実施形態の塗布装置1と、一対のワークSである液晶パネルS1及びカバーパネルS2を、接着層R1を介して貼り合わせる貼合装置5と、貼合装置5により貼り合わせた液晶パネルS1及びカバーパネルS2間の接着剤Rを完全硬化させる硬化装置6と、を有する。これによって、接着層R1が均一な表示装置用部材を製造することができる。
(2)表示装置用部材の製造装置100は、液晶パネルS1及びカバーパネルS2を塗布装置1と貼合装置5との間で搬送する搬送装置7を更に備え、撮像部8は、この搬送装置7に設けられている。貼合装置5は、撮像部8が撮像した液晶パネルS1及びカバーパネルS2の画像に基づいて、液晶パネルS1及びカバーパネルS2の位置合わせを行う。すなわち、撮像部8で撮像した画像は、貼り合せの際の位置合わせに利用され、正確な貼り合わせができる。
[他の実施形態]
(1)接着剤Rは、貼り合わせのために必要な面状に塗布されればよい。例えば、ワークSの片面の全体に行き渡るように塗布してもよいし、一部に塗布されていない領域があってもよい。また、必ずしも、接着剤Rが面の縁に完全に達していなければならないわけではない。接着剤Rが縁に達していない部分があってもよい。
(2)貼り合せ対象となるワークSは、カバーパネルと表示モジュールのように、表示装置を構成するワークSであって、片面に接着剤Rを面状に塗布して貼り合わせるものであれば、その大きさ、形状、材質等は問わない。表示装置としても、液晶ディスプレイ、有機ELディスプレイ等、貼り合わされる平板状のワークSを有し、現在又は将来において利用可能な表示装置を広く含む。
(3)接着剤Rが塗布されるワークSは、表示装置の表示モジュールであってもよいし、カバーパネル、タッチパネル又はタッチパネルを含むカバーパネル(複合パネル)であってもよい。但し、偏光板等を含む表示パネル、駆動回路、プリント基板(タブ)等、複数の部材を備え、多層に構成された表示モジュールは、歪みも大きく、その歪みの固体差も大きい。カバーパネルのみ、タッチパネルのみ又は複合パネルのように、シンプルな構成のものの方が、歪みが少なく、接着剤Rを均一に塗布しやすい。
(4)なお、表示モジュールにバックライトの導光板等を貼り合わせる場合にも、導光板もワークSとして捉えることができる。接着剤Rは、表示モジュール、導光板のいずれに塗布してもよいが、この場合にも、シンプルな構成の導光板側に塗布することが好ましい。
(5)貼り合わされるワークSの双方に接着剤Rを塗布する場合にも、本発明を適用できる。この場合、接着剤Rがより厚くなり、接着層R1の厚みが不均一になり易いため、本発明による膜厚分布の管理がより重要となる。
(6)ステージ11によりワークS側を移動させる方が、検出部30A、30Bの位置関係が安定するため、正確に検出できる。但し、塗布部20及び検出部30A、30B側を移動させることにより、塗布及び検出を行なってもよい。この場合には、検出部30A、30Bの検出値のずれが生じやすいため、本発明による塗布厚分布の管理がより重要となる。
(7)上記の実施形態では、塗布方向に直交する方向に複数のセンサを並べている。しかし、複数のセンサを一直線上に並べる配置には限定されない。例えば、図11(A)に示すように、上流側と下流側に一対のセンサによる検出部30A、30Bを一組のみ設けてもよい。一対のセンサによる検出箇所も、正確を期すためには、同じ軌跡を辿ることが望ましい。ただし、ステージ11の上面の形状及び位置の精度が高い場合や、そもそも高い精度が要求されていない場合であれば、図11(B)に示すように、第1のセンサによる検出部30Aと、第2のセンサによる検出部30Bが辿る箇所が相違していてもよい。
(8)上記の実施形態では、検出部30Aの第1のセンサと検出部30Bの第2のセンサとの間隔が、第1のセンサによる校正部11bの検出と第2のセンサによる校正部11aの検出とを同時に行うことができる程度に設定されていた(図3(4)参照)。しかし、両者の間隔を小さくして、第1のセンサによるワークS上面の高さの検出と、第2のセンサによる接着剤R表面の高さの検出とが同時に行われる状態が含まれるようにすれば、より高速な処理が実現できる。
(9)校正部11a、11bは、ステージ11の一部に検出部30A、30Bにより検出でき、ステージ11との位置関係が固定的に定まっている領域であればよい。このため、特別な部材を用いずにステージ11の一部を校正部11a、11bとして使用しても、別部材をステージ11の一部に組み込んで校正部11a、11bとしてもよい。一対のセンサが、互いの位置関係が固定的に決まっているが、異なる位置にある校正部を検出してもよい。互いの位置関係が固定的に決まっていれば、その位置関係により、検出値を補正すればよい。
(10)塗布厚の検出は、塗布毎に毎回行うことが好ましい。但し、各構成部の位置関係の経時変化が少ない場合には、定期的に行う等、少ない頻度で行ってもよい。
(11)本発明による塗布厚の検出結果を、塗布にどのように反映させるかは自由である。リアルタイムでのフィードバックは、制御装置Pが、検出部30Aにより検出されたワークSの表面までの距離の変化(歪み)に応じて、塗布ノズル21の高さ(ワークの塗布面とのクリアランス)を調節して、塗布厚を調節することが考えられる。例えば、ワークSの塗布面の高さが高く検出された場合、これに応じて塗布ノズル21を上昇させ、ワークSの塗布面の高さが低く検出された場合、これに応じて塗布ノズル21を下降させる。これにより、塗布ノズル21の吐出口とワークSの塗布面とのクリアランスを一定に保ち、塗布厚を一定に維持することができる。検出された接着剤Rの塗布厚については、次のワークSに対しての塗布厚の調節に反映させることもできる。検出した値は、記憶部に蓄積しておき、装置の傾向を分析して、改善に役立てることができる。その場合、表示装置にグラフ表示させて、塗布厚の分布を視覚的に認識させることもできる。
(12)接着剤Rの塗布部20の構成、塗布方法は、ワークSの片面に面状に行き渡るように塗布できればよい。塗布部20が接着剤Rを、多数の線状に塗布するものであってもよい。この場合、独立したディスペンサを多数連ねたものでもよい。その他、ローラによって塗布する装置、スキージによって塗布する装置等、種々の装置が適用可能である。
(13)使用する接着剤Rの種類は、紫外線硬化型の樹脂には限定されない。電磁波や熱の照射により硬化する樹脂が一般的であるが、現在又は将来において利用可能なあらゆる接着剤Rを適用可能である。
(14)上述の実施形態では、液晶パネルS1及びカバーパネルS2を搬送する搬送部としてコンベア70を備えた搬送装置7の例を説明したが、これに限られない。搬送部は、例えば、図12に示すように、上下に平行に配置された二本のアーム71a,71bを備えた保持手段71を、レール72上を走行可能に配置したものとしても良い。
液晶パネルS1及びカバーパネルS2は、二本のアーム71a,71bのそれぞれに保持され、対向する形でレール72上を搬送される。撮像部8は、レール72上の二本のアーム71a,71bの間に位置するように配置される。この場合、撮像部8は、例えば上下両側にカメラを備えたものとすることができる。これによって、上下のパネルを同時に撮像することができる。
(15)表示装置用部材の製造装置100は塗布装置1、貼合装置5及び硬化装置6の前後又はその間に別の工程を行う装置を備えても良い。例えば、完成した液晶表示パネルを梱包するテーピングユニット等を備えても良い。また、接着剤Rの種類によって硬化処理が不要な場合や、硬化処理を別体の装置で行う場合等には、硬化装置6の無い表示装置用部材の製造装置100としても良い。
(16)上述の実施形態では、液晶パネルS1及びカバーパネルS2を貼り合せ対象となるワークSの一例として説明したが、表示装置を構成する積層体となる部材であって、片面に接着剤Rを面状に塗布して貼り合わせるものであれば、種類、大きさ、形状、材質等は問わない。つまり、偏光板等を含む表示パネル、操作用のタッチパネル、表面を保護するカバーパネルS2、平板状のバックライトやバックライトの導光板等、これらの少なくとも2種を貼合して表示装置用部材を構成するものであればよい。表示装置としても、液晶ディスプレイ、有機ELディスプレイ等、貼り合わされる平板状のワークを有し、現在又は将来において利用可能な表示装置を広く含む。
(17)互いに貼り合わされる一対のワークは、1枚であっても、複数枚の積層体であってもよい。表示パネル、駆動回路、プリント基板を貼合した積層体に、さらに、タッチパネル、保護パネル又は複合パネルを貼合する等であってもよい。すなわち、表示装置用部材として積層されるワークの積層数は、特定の数には限定されない。
(18)上述の実施形態では、矩形状のワークの貼り合せであったため、接着層R1を矩形状に塗布したが、ワークの形状に合わせて、接着層R1は円形状や多角形状に形成しても良い。
(19)貼合装置5のチャンバ51内部を減圧して真空下で貼り合せを行ったが、大気下で貼り合せを行っても良い。これらの場合は、仮硬化や密閉し減圧する空間を形成するために必要な手段を設けなくて済むので、より低コストに装置を構成でき、低コストで表示パネルを製造できる。
1 塗布装置
5 貼合装置
6 硬化装置
7 搬送装置
8 撮像部
9 制御装置
10 支持部
11 ステージ
11a、11b 校正部
12 駆動機構
20 塗布部
21 塗布ノズル
30A、30B 検出部
51 チャンバ
52 下側プレート
53 上側プレート
55 駆動機構
61 載置台
63 照射ユニット
70 コンベア
71 保持手段
71a、71b アーム
72 レール
100 表示装置用部材の製造装置
200 ローダ
300 アンローダ
S ワーク
S1 液晶パネル
S2 カバーパネル
S10 積層体
O 印刷枠
N 内枠
R 接着剤
R1 接着層
T タンク
P 制御装置

Claims (16)

  1. ワークに接着剤を塗布する塗布ノズルと、
    前記塗布ノズルによる塗布対象となるワークを支持しながら、前記塗布ノズルに対して相対移動するステージと、
    前記ステージに支持されたワークの接着剤を塗布する面に対向して設けられ、距離を検出するセンサと、
    を有し、
    前記距離を検出するセンサは、
    前記ステージが前記塗布ノズルに対して相対移動することによる接着剤の塗布方向において、前記塗布ノズルの下流側に配置され、センサから前記ステージに設けられた校正部までの距離及びワークの表面までの距離を検出する第1のセンサと、
    前記ステージが前記塗布ノズルに対して相対移動することによる接着剤の塗布方向において、前記塗布ノズルの上流側に配置され、センサから前記ステージに設けられた、前記第1のセンサと共通の校正部までの距離及びワークに塗布された接着剤の表面までの距離を検出する第2のセンサと、
    を有し、
    前記第1のセンサにより検出された前記校正部までの距離及びワークの表面までの距離と、前記第2のセンサにより検出された前記校正部までの距離及び接着剤の表面までの距離とに基づいて、接着剤の塗布厚を検出する塗布厚検出部を有することを特徴とする塗布装置。
  2. 前記校正部は、ステージの一部であることを特徴とする請求項1記載の塗布装置。
  3. 前記第1のセンサ及び前記第2のセンサの検出位置は、前記塗布ノズルの相対移動に従って、共通の軌跡を辿ることを特徴とする請求項1記載の塗布装置。
  4. 前記第1の検出部のセンサ及び前記第2のセンサは、それぞれ複数であることを特徴とする請求項1記載の塗布装置。
  5. 前記塗布ノズルは、接着剤を連続した直線状の吐出口から吐き出すスリットを有するスリットノズルであることを特徴とする請求項1記載の塗布装置。
  6. 前記校正部は、ワークの塗布開始端よりも上流側とワークの塗布終了端よりも下流側に設けられていることを特徴とする請求項1記載の塗布装置。
  7. 前記第1のセンサの取り付け位置と、前記第2のセンサの取り付け位置との位置関係が、一定であることを特徴とする請求項1記載の塗布装置。
  8. 前記塗布厚検出部は、
    前記第1のセンサにより検出された前記校正部までの距離及びワークの表面までの距離に基づいて、ワークのみの厚みを算出し、
    前記第2のセンサにより検出された前記校正部までの距離及び前記接着剤の表面までの距離に基づいて、ワークと接着剤を合わせた厚みを算出し、
    ワークと接着剤を合わせた厚みと、ワークのみの厚みに基づいて、接着剤の塗布厚を算出することを特徴とする請求項1記載の塗布装置。
  9. 前記塗布厚検出部は、
    前記第1のセンサにより検出された前記校正部までの距離と前記第2のセンサにより検出された前記校正部までの距離との差分によって、前記第1のセンサにより検出されたワークの表面までの距離及び前記第2のセンサにより検出された前記接着剤の表面までの距離の少なくとも一方を校正し、
    前記第1のセンサにより検出されたワークの表面までの距離と、前記第2のセンサにより検出された前記接着剤の表面までの距離に基づいて、前記接着剤の塗布厚を算出することを特徴とする請求項1記載の塗布装置。
  10. 前記塗布厚検出部は、
    前記第1のセンサにより検出されたワークの表面までの距離と、前記第2のセンサにより検出された前記接着剤の表面までの距離に基づいて、前記接着剤の塗布厚を算出し、
    前記第1のセンサにより検出された前記校正部までの距離と前記第2のセンサにより検出された前記校正部までの距離との差分によって、前記塗布厚の算出値を校正することを特徴とする請求項1記載の塗布装置。
  11. 前記第1のセンサにより検出される前記校正部までの距離又はワークの表面までの距離の変化に応じて、塗布ノズルとワーク表面までの距離を変化させる駆動機構を有することを特徴とする請求項1記載の塗布装置。
  12. 第1のセンサが、ステージに支持されたワークに、前記ステージに対して相対移動しながら接着剤を塗布する塗布ノズルの下流側に配置され、前記第1のセンサから前記ステージの一部の校正部までの距離及びワークの表面までの距離を検出し、
    第2のセンサが、ステージに支持されたワークに、前記ステージに対して相対移動しながら接着剤を塗布する塗布ノズルの上流側に配置され、前記第2のセンサから前記ステージの一部の、前記第1のセンサと共通の校正部までの距離及びワークに塗布された接着剤の表面までの距離を検出し、
    前記第1のセンサにより検出された前記校正部までの距離及びワークの表面までの距離と、前記第2のセンサにより検出された前記校正部までの距離及び接着剤の表面までの距離とに基づいて、接着剤の塗布厚を検出する塗布方法。
  13. 前記第1のセンサによる検出及び前記第2のセンサによる検出は、少なくとも接着剤が塗布されているワークに対して行われ、接着剤が塗布されながら検出される状態が含まれることを特徴とする請求項12に記載の塗布方法。
  14. 前記第1のセンサによる検出及び前記第2のセンサによる検出は、同時に行われる状態が含まれることを特徴とする請求項12記載の塗布方法。
  15. 表示装置を構成する一対のワークの少なくとも一方に対して、エネルギーの照射により硬化する接着剤を塗布する請求項1〜11のいずれか1項に記載の塗布装置と、
    前記一対のワークを、前記接着剤を介して貼り合わせる貼合部と、
    前記貼合部により貼り合わせた前記一対のワーク間の接着剤を完全硬化させる硬化部と、
    を有することを特徴とする表示装置用部材の製造装置。
  16. 請求項12〜14のいずれか1項に記載の塗布方法により、表示装置を構成する一対のワークの少なくとも一方に対して、エネルギーの照射により硬化する接着剤を塗布し、
    貼合部が、前記一対のワークを、前記接着剤を介して貼り合わせ、
    硬化部が、前記貼合部により貼り合わせた前記一対のワーク間の接着剤にエネルギーを照射することで、接着剤を完全硬化させることを特徴とする表示装置用部材の製造方法。
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