WO2010119539A1 - 表示装置の組立装置 - Google Patents

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WO2010119539A1
WO2010119539A1 PCT/JP2009/057623 JP2009057623W WO2010119539A1 WO 2010119539 A1 WO2010119539 A1 WO 2010119539A1 JP 2009057623 W JP2009057623 W JP 2009057623W WO 2010119539 A1 WO2010119539 A1 WO 2010119539A1
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WO
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wiring board
display device
holding
bending
fpc
Prior art date
Application number
PCT/JP2009/057623
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English (en)
French (fr)
Inventor
利史 真伏
吉沼 隆史
谷口 仁啓
Original Assignee
シャープ株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by シャープ株式会社 filed Critical シャープ株式会社
Priority to PCT/JP2009/057623 priority Critical patent/WO2010119539A1/ja
Priority to CN200980000306.4A priority patent/CN101939775B/zh
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    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/36Assembling printed circuits with other printed circuits
    • H05K3/361Assembling flexible printed circuits with other printed circuits
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1345Conductors connecting electrodes to cell terminals

Definitions

  • the present invention relates to a display device assembly apparatus on which a flexible wiring board is mounted.
  • the present invention relates to a display device and a display device assembly device for bending a wiring substrate and pasting it to a predetermined position on the back surface of the display device in a flexible wiring substrate mounted on the display device.
  • FIG. 43 shows a cross-sectional structure of the liquid crystal module 1.
  • 44A is a perspective view of the liquid crystal module 1 of FIG. 43
  • FIG. 44B is a back view of a backlight unit (illumination device, backlight) 2 to which a flexible wiring board (hereinafter abbreviated as FPC) 6 is connected.
  • FPC Flexible wiring board
  • FIG. LCD module ( The LCD module assembly 1 includes a backlight unit 2, a bezel 3 (metal frame, metal frame), a liquid crystal panel 4 (display element, LCD panel), a polarizing plate 5, an FPC 6, and a driver IC 7 (driving semiconductor device, LCD driver IC).
  • a typical assembly process of the liquid crystal module 1 is configured, for example, as in the following (1) to (6).
  • Step of attaching polarizing plate 5 to liquid crystal panel 4 (2) Step of mounting driver IC 7 on liquid crystal panel 4 (3) Mounting FPC 6 for supplying input / output signals and power from the outside to liquid crystal panel 4 (4) The process of incorporating the liquid crystal panel 4 into the backlight unit 2 (5) The process of folding the FPC 6 on the back side of the display surface and fixing it to a double-sided tape or the like that has been applied in advance (6) Attaching the bezel 3 Step of Completing as Liquid Crystal Module 1
  • the casing of the liquid crystal module is made of metal, and a terminal is provided in the FPC 6, and this terminal is connected to the casing of the liquid crystal module.
  • the liquid crystal module 1 is comprised so that electrical grounding may be performed by making it contact. Further, in order to reduce the size of the liquid crystal module 1, it is necessary to set the gap between the backlight unit 2 and the bezel 3 as small as possible. For this reason, the FPC 6 needs to be bent so as to be rolled in while contacting the side surface of the backlight unit 2.
  • a light emitting element abbreviated as LED
  • the LED on the FPC 6 is inserted when the FPC 6 is bent into a hole provided in the backlight unit 2.
  • FIG. 45 is a perspective view showing another conventional assembling apparatus 13
  • FIG. 46 is a diagram for explaining an assembling operation by the assembling apparatus 13 shown in FIG.
  • Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2007-201167 discloses an FPC folding process for the liquid crystal module 1 in which FPCs 12a and 12b that join a plurality of plate-like members 11a, 11b, and 11c are bent, and each plate-like member 11a, 11b, A portable terminal assembling apparatus 13 for assembling 11c to be stacked is disclosed.
  • the assembling apparatus 13 places a plurality of plate-like members 11a, 11b, 11c connected by FPCs 12a, 12b on mounting jigs 14a, 14b, 14c connected by hinge portions 15a, 15b. By rotating the jigs 14b and 14c on both sides about the axis of the hinge portions 15a and 15b, the FPCs 12a and 12b can be folded and assembled so that the plate-like members 11a, 11b and 11c are stacked. It is configured.
  • Such an assembling apparatus 13 includes a plurality of mounting jigs 14a, 14b, and 14c for mounting the respective plate-like members 11a, 11b, and 11c, and a hinge portion that connects the mounting jigs 14a, 14b, and 14c. 15a and 15b, and a multi-joint arm (not shown) that applies a driving force to the hinge portions 15a and 15b.
  • Each of the FPCs 12a and 12b is configured to be attracted to the mounting jigs 14a, 14b, and 14c and bendable in a state where the positions are restricted.
  • the articulated arm has a robot arm and a robot hand provided at the tip of the robot arm.
  • a position detection device that detects the positions and postures of the plate members 11a, 11b, 11c and the FPCs 12a, 12b, and a plate member 11a detected by the position detection device.
  • 11b, 11c and FPCs 12a, 12b, and a personal computer that calculates and outputs motion signals to the robot arm and robot hand from the recognition signals obtained by the image recognition device.
  • PC personal computer
  • the position / posture of the plate-like members 11a, 11b, 11c and the FPCs 12a, 12b on the mounting jigs 14a, 14b, 14c are recognized by the position detection device, and the plate-like members 11a, 11b, 11c are detected.
  • the position and orientation of the FPCs 12a and 12b are determined by the image processing apparatus, the correction amount to the normal position is calculated by the computer, the operation signals of the robot arm and robot hand are output, and the robot arm and robot hand are connected to the hinge portions 15a, 15a,
  • the plate-like members 11a, 11b, 11c and the FPCs 12a, 12b are arranged at regular positions so that operations such as bending and pasting can be reliably performed.
  • the FPC pasting in the above-mentioned step (5) needs to be pasted to a predetermined position on the back surface of the display device with high accuracy.
  • Japanese Patent No. 109066 discloses a bending device for a flexible flat cable (abbreviated as FFC) used as a wiring board.
  • FIG. 47 is a diagram showing a prior art disclosed as a bending apparatus in Japanese Patent Laid-Open No. 7-109066. This apparatus is used to bend the FFC 18 which is a component part of a flat wire harness (Cable harness) used for automobile wiring or the like.
  • the bending apparatus includes a base 19 on which the FFC 18 is placed, a bending die 20 that holds the FFC 18 on the base 19, and a roller 21 that bends the FFC 18.
  • the FFC 18 is positioned and disposed above the base 19. Thereafter, when the bending die 20 is lowered, the FFC 18 is sandwiched and held between the base 19 and the bending die 20, and the roller 21 passes through the holding portion of the FFC 18, so that the flat plate-like FFC 18 becomes 90 °. It can be bent.
  • the FFC 18 is used by being bent at a predetermined angle at an arbitrary intermediate position by a wiring pattern. As shown in FIG. 47 (1), the assembling apparatus brings the bending die 20 into contact with the FFC 18 fixed on the base 19 as shown in FIG.
  • FIG. 46 shows the trajectory when the FPC and FFC are bent along the backlight unit at the bent portion in both the prior arts disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 2007-201167 and 7-109066. It becomes an involute curve (Involute curve) 40 as shown.
  • involute curve Involute curve
  • the FPC 6 cannot be bent along the backlight unit 2 at the bent portion.
  • the reason for this is that, as indicated by the phantom line 41 in FIG. 46, since the rotational axis m is one, the rotational radius is constant, and the track 41 of the holding portion is contained within the involute curve 40 where the rotational radius decreases as the bending proceeds. This is because it disappears. For this reason, FPC may be damaged by the tensile force in the middle of bending. Further, when the FPC 6 is joined to the backlight unit 2 using the folding apparatus described in Japanese Patent Laid-Open No. 7-109066, the FPC 6 is bent so that it is bent and partially contacts the side surface of the backlight unit 2.
  • the FPC 2 is supported by a jig but is not fixed, but the accuracy of the bent shape is low.
  • the FPC 6 is fixed with a double-sided tape or the like, if the roller 21 described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-109066 is used, the FPC 6 bends and contacts the double-sided tape before the roller 21 is moved to the attaching position. There is a problem of being fixed in position. Further, when the LED is mounted on the FPC 5, there is a problem that the wall surface of the hole of the backlight unit 2 interferes with the LED unless the position of the FPC 6 is constrained. Further, the bending apparatus described in Japanese Patent Laid-Open No.
  • the 7-109066 is an apparatus that positions and fixes the display device to the base 19 and bends the FFC 18 when the roller 21 passes.
  • the front end position of the FFC 18 is a size that is the direction from the positioned display device, and when a dimensional error of the FFC 18 occurs, the front end position cannot be placed at a fixed position, and the display device is moved to a desired position. There is a problem that the FFC 18 cannot be pasted.
  • the bending apparatus described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-2011167 includes plate members 11a, 11b, 11c and FPCs 12a, 12b mounted at regular positions on the mounting jigs 14a, 14b, 14c. It is a device that performs bending and pasting to a desired position.
  • the position detection device recognizes these arrangement locations, determines whether the image recognition device has arranged them at the normal positions, and moves them to the normal positions.
  • the correction is calculated by a computer, and the robot arm and the robot hand output an operation signal.
  • the robot arm and the robot hand operate the operation unit of the hinges 15a and 15b.
  • the structure is more complicated than that of the arm and robot hand, and the cost of the apparatus is also expensive.
  • the present invention has been made to solve the conventional problems, and provides a display device assembly apparatus capable of accurately attaching a flexible wiring board to a desired position of the display device by simple means. It is to be.
  • the present invention is an assembly apparatus for a display device that bends a flexible wiring board mounted on the display device to the back side of the display surface of the display device, Wiring board holding means for holding the wiring board; Display device holding means for holding the display device; First rotating means for rotating the wiring board holding means; Second rotating means for rotating the wiring board holding means, The wiring board is bent by the first and second rotating means along the display device in a state in which the display device is held by the previous wiring board holding means and the display device is held by the display device holding means. It is the assembly apparatus of the display apparatus.
  • the present invention also relates to an assembly apparatus for the display device,
  • the coordinates (x 1 , y 1 ) of the rotation axis C 1 of the first rotation means, the coordinates (x 2 , y 2 ) of the rotation axis C 2 of the second rotation means, and the rotation angle ⁇ by the first rotation means Given by equations 101-105,
  • the display device assembly apparatus is characterized in that X, Y, a, s, t, and r in Expressions 101 to 105 satisfy Expressions 106 to 108.
  • the plane orthogonal to the rotation axis of bending is the xy plane
  • the end point O on the rotating shaft side of the wiring board holding part before bending is the origin
  • the y axis is taken perpendicular to the surface of the wiring board holding part before bending.
  • the coordinate end points P 1 of the wiring board holding portion after the first operation is completed in the xy coordinate system as (X, Y),
  • the inclination with respect to the x-axis of the wiring board holding part after the first operation is a
  • the wiring board is bent at right angles with a bending radius r at two locations,
  • u, v, x 2 ′, and y 2 ′ are given by Expression 109 to Expression 112.
  • the present invention is an assembly device for a display device for bending a flexible wiring board mounted on the display device to the back side of the display surface of the display device, Wiring board holding means for holding the wiring board; Display device holding means for holding the display device; A rotating means for rotating the wiring board holding means; A linear motion means for translating the wiring board holding means; The wiring board is folded along the display device by the rotating means and the linear motion means in a state where the wiring board is held by the previous wiring board holding means and the display device is held by the display device holding means.
  • This is an assembly device for the display device.
  • the present invention also relates to an assembly apparatus for the display device,
  • the first motion vector (Vector) q by the linear motion means and the coordinates (x 2 , y 2 ) of the rotation axis C 2 of the rotation means are given by Equations 113 to 115,
  • X, Y, s, t, and r in Expressions 113 to 115 satisfy Expressions 116 to 118.
  • the plane orthogonal to the rotation axis of bending is the xy plane
  • the end point O on the rotating shaft side of the wiring board holding part before bending is the origin
  • the y-axis is taken perpendicular to the surface of the wiring board holding portion before bending.
  • the coordinate end points P 1 of the wiring board holding portion after the first operation is completed in the xy coordinate system as (X, Y),
  • the wiring board is bent at right angles with a bending radius r at two locations,
  • Expression 118, w, z, u, and v are given by Expression 119 to Expression 122.
  • An assembly apparatus for a display device comprising: The present invention also relates to an assembly apparatus for the display device, A primary bending means for guiding the wiring board to a position where the positioning means acts; Secondary bending means for further bending the wiring board and attaching the wiring board to the display device;
  • An assembly apparatus for a display device comprising: The present invention also relates to an assembly apparatus for the display device, A primary bending means for guiding the wiring board to a position where the positioning means acts; Secondary folding means for folding the wiring board into a state parallel to the wiring board and having a gap; Horizontal moving means for positioning the free end tip of the wiring board to a desired position of the display device; Vertical moving means for attaching the wiring board to the display device;
  • An assembly apparatus for a display device comprising:
  • the primary bending means is Means is provided for bending the wiring
  • the positioning means includes A positioning head portion in contact with a free end of the wiring board;
  • the positioning head portion is constituted by a head portion moving means for holding the positioning head portion in a movable state from the outside of the free end of the wiring board to a desired position.
  • the first holding means is A suction holding unit for holding the wiring board by suction; or Adhesive holding part that holds the wiring board in an adhesive state, or An engagement holding part for engaging and holding the wiring board (Pin engagement hold) is provided.
  • the first holding means is Holding part moving means for holding the holding part in a state of being movable in a horizontal direction;
  • the holding unit moving means includes an elastic body that limits a force of moving in the horizontal direction.
  • the wiring substrate is held by the wiring substrate holding means.
  • the display device is held by display device holding means.
  • the wiring board holding means is rotated by the first rotating means, the wiring board holding means is rotated by the second rotating means, and the wiring board is bent along the display device.
  • the wiring board is included in the involute curve by combining two circular orbits having a smaller radius of rotation than in the case of one rotation axis.
  • the track of the holding part can be stored. For this reason, it is possible to prevent the wiring board from being damaged by pulling during bending.
  • the wiring board can be fixed by the wiring board holding means, the positional accuracy of the wiring board after being bent on the backlight can be improved.
  • a part of the wiring board can be completely restrained and moved to a desired position, the wiring board does not come into contact with the double-sided tape at the wrong position in the middle of bending, and is fixed at the wrong position. Can be prevented.
  • a light emitting element such as an LED is mounted on the wiring board, it is possible to prevent interference between the wall surface of the hole of the backlight and the light emitting element.
  • the coordinates (x 1 , y 1 ) of the rotation axis C 1 of the first rotation means and the coordinates (x 1 ) of the rotation axis C 2 of the second rotation means ( x 2 , y 2 ) and the rotation angle ⁇ by the first rotating means are given by Equations 101 to 105, and X, Y, a, s, t, and r in Equations 101 to 105 are inequality 106 to It is set to satisfy Expression 108.
  • the wiring board holding means for holding the wiring substrate.
  • a display device holding means for holding the display device, a rotating means for rotating and moving the wiring board holding means, and a linear moving means for moving the rotating means linearly the wiring board being along the display device Is bent as follows.
  • the linear motion means is provided in addition to one rotating shaft, the wiring board can be moved to the inside of the involute curve by the linear motion means as the first motion, and the involute curve as the second motion.
  • the wiring board can be bent along the circular orbit within an involute curve by rotating 180 ° along one circular orbit having a small turning radius from the inside. For this reason, it is possible to prevent the wiring board from being damaged by pulling during bending.
  • the wiring board can be fixed by the wiring board holding portion, the wiring board after being bent on the backlight can be arranged with high positional accuracy.
  • the wiring board since a part of the wiring board can be completely restrained and moved to a desired position, the wiring board does not come into contact with the double-sided tape at the wrong position during bending, and is fixed at the wrong position. Not. Even when a light emitting element such as an LED is mounted on the wiring board, the wall surface of the hole of the backlight and the light emitting element do not interfere with each other.
  • the vector q of the first motion by the linear motion means and the coordinates (x 2 , y 2 ) of the rotation axis C 2 of the second rotation means are expressed by the following equations 113 to Given in Expression 115, X, Y, s, t, and r in Expression 113 to Expression 115 are set to satisfy Expression 116 to Expression 118. Since the arrangement of the linear motion means and the second rotating shaft is given by Expressions 113 to 115, the wiring board holding part can be moved to a desired position.
  • the track of the wiring board holding part can be kept within the movable range.
  • the stage positions and holds the display device so that the target position to which the wiring board is attached is arranged at a fixed position with respect to the display device, and the positioning is held with reference to the end face of the display device. it can.
  • the primary bending means brings the wiring board into contact with the holding means.
  • the board By bending the wiring board to a certain position and bringing the wiring board into contact with the holding means, the board can be reliably held by the holding means.
  • the holding means When positioning the wiring board, if the wiring board is installed horizontally, the entire wiring board may be bent during the positioning operation and may not be held. If the wiring board is bent in advance, for example, by 90 °, only the portion where the wiring board is bent in advance during the positioning operation is bent, and the wiring board can be reliably held while maintaining a flat surface.
  • the positioning means is configured to align the tip position of the wiring board to a predetermined position by pushing the tip of the wiring board.
  • the holding means is configured to continue to hold the wiring board at a predetermined position after the positioning means has moved backward. And in the process of bending and affixing, when the force beyond a flexible range is added to a wiring board, it is comprised so that a retention strength may be released. Therefore, deformation and breakage of the wiring board can be prevented.
  • the secondary folding means operates the holding means to bend and attach the wiring board held by the holding means to the back surface of the display device.
  • the secondary folding and pasting can be performed simultaneously. If the position where the wiring board is bent by the secondary bending means and the position where the wiring board is attached are different, the secondary bending is performed until the wiring board and the display device are parallel and have a gap, and then moved horizontally.
  • the holding means moves in the horizontal direction to move the tip of the wiring board to a predetermined position of the display device. Finally, the holding means moves in the vertical direction by the vertical moving means, and the wiring board is attached to the display device.
  • the display device and the wiring board can be individually positioned and pasted, and a wiring board with a dimensional tolerance can be folded and pasted to a predetermined position of the display device with high accuracy.
  • An apparatus assembly apparatus can be provided.
  • the apparatus cost can be reduced, and an assembling apparatus that can be bent and pasted in a short processing time can be provided.
  • FIG. 2 is a front view showing an arrangement after rotating first rotating means in the assembling apparatus 100 in the embodiment of FIG. 1. It is a front view which shows arrangement
  • assembly apparatus 100A in other embodiment, after operating a linear motion apparatus, it is a front view which shows arrangement
  • FIG. It is a figure which shows operation
  • FIG. It is a figure which shows the operation
  • FIG. It is a figure which shows the operation
  • FIG. It is a figure which shows operation
  • FIG. It is a figure which shows operation
  • FIG. It is a figure which shows the operation
  • FIG. It is a figure which shows the operation
  • FIG. It is a figure which shows operation
  • FIG. It is a figure which shows operation
  • FIG. It is a figure which shows the operation
  • FIG. It is a figure which shows the operation
  • FIG. It is an external view of the assembly apparatus 200A of further another embodiment of this invention. It is an external view of the assembly apparatus 200B of further another embodiment of this invention.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating operations of the liquid crystal module 101, the wiring board 202, the suction pad 204, the rotating arm 205, and the positioning block 214. It is an operation state in the assembling apparatus 200B shown in FIG.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating operations of the liquid crystal module 101, the wiring board 202, the suction pad 204, the rotating arm 205, and the positioning block 214. It is a figure which shows the operation state in the assembling apparatus 200B shown in FIG.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating operations of the liquid crystal module 101, the wiring board 202, the suction pad 204, the rotating arm 205, and the positioning block 214. It is a figure which shows the operation state in the assembling apparatus 200B shown in FIG. FIG.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating operations of the liquid crystal module 101, the wiring board 202, the suction pad 204, the rotating arm 205, and the positioning block 214. It is a figure which shows the operation state in the assembling apparatus 200B shown in FIG.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating operations of the liquid crystal module 101, the wiring board 202, the suction pad 204, the rotating arm 205, and the positioning block 214. It is a figure which shows the operation state in the assembling apparatus 200B shown in FIG.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating operations of the liquid crystal module 101, the wiring board 202, the suction pad 204, the rotating arm 205, and the positioning block 214. It is a figure which shows the operation state in the assembling apparatus 200B shown in FIG. FIG.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating operations of the liquid crystal module 101, the wiring board 202, the suction pad 204, the rotating arm 205, and the positioning block 214. It is a figure which shows the operation state in the assembling apparatus 200B shown in FIG.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating operations of the liquid crystal module 101, the wiring board 202, the suction pad 204, the rotating arm 205, and the positioning block 214. It is a side view which shows the assembly apparatus 200C of the display apparatus in further another embodiment of this invention. It is a figure which shows operation
  • FIG. It is a perspective view of the liquid crystal module 1 of FIG. It is the perspective view which looked at the backlight unit 2 to which FPC6 was connected from the back side. It is a perspective view which shows the assembly apparatus 13 of another prior art. It is a figure for demonstrating the assembly operation
  • FIG. 1 is a side view showing an assembly apparatus 100 for a display device according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a plan view of the assembly apparatus 100 shown in FIG.
  • a display device assembly apparatus (hereinafter may be simply referred to as “assembly apparatus”) 100 according to this embodiment includes a liquid crystal module holding unit 110 as a display device holding unit, and an FPC holding unit 120 as a wiring board holding unit.
  • the first rotating device 130 and the second rotating device 140 are included.
  • the liquid crystal module holding unit 110 is configured to be able to position and hold the liquid crystal module 101 as a display device.
  • the liquid crystal module holding unit 110 has a planar liquid crystal module holding base 111, and has positioning pins 112 and a holding pusher 113 on the liquid crystal module holding base 111.
  • Three positioning pins 112 are installed vertically on the liquid crystal module holding base 111, and the holding pushers 113 are arranged on the diagonal side of one corner constituted by the three positioning pins 112.
  • the liquid crystal module holding unit 110 positions the outer shape of the liquid crystal module 101 with the holding pusher 113.
  • the holding pusher 113 is installed on the liquid crystal module holding base 111 via a slide guide 115 and a positioning spring 116.
  • the positioning spring 116 is arranged in parallel with the slide guide 115, one end of the positioning spring 116 is fixed to the movable side of the slide guide 115, and the other end is fixed to the liquid crystal module holding base 111.
  • the pusher releasing means 117 is supported by the liquid crystal module holding base 111 and can take a position for pushing and fixing the pusher 113 toward the positioning spring 116 and a position for releasing the pushing to the positioning spring away from the pusher 113.
  • An FPC (Flexible Printed Circuits; hereinafter abbreviated as “FPC”) holding unit 120 is installed on the movable side of the second rotating device 140, and the second rotating device 140 is installed on the movable side of the first rotating device 130. Is done.
  • FPC Flexible Printed Circuits
  • the surface of the FPC 106 is sucked and held by the FPC holder 120 and is bent onto the backlight unit 102 by the movement of the second rotating device 140 and the first rotating device 130.
  • the FPC holding unit 120 has a block-shaped FPC holding base 121, and a plurality of suction holes 122 are formed on the upper surface of the holding base 121.
  • the first rotating device 130 includes a rotary actuator 131 and a rotating shaft 132.
  • the rotary actuator 131 is installed on the bending device base 114, and the rotary shaft 132 is fixed to the movable side of the rotary actuator 131.
  • a second rotating device 140 is attached to the other end of the rotating shaft 132.
  • the second rotating device 140 includes a rotary actuator 141, a rotating shaft 142, and a rotating base portion 143.
  • a rotary actuator 141 is installed on the rotation base portion 143, and the rotation shaft 142 is fixed to the movable side of the rotary actuator 141.
  • An FPC holding unit 120 is attached to the other end of the rotating shaft 142.
  • 3A and 3B are perspective views showing a state before and after the bending of the FPC 106, FIG. 3A shows a state before the FPC 106 is bent, and FIG. 3B shows a state after the FPC 106 is bent. The bending operation of the assembling apparatus 100 configured as described above will be described.
  • the liquid crystal module 101 is supplied to the liquid crystal module assembling apparatus with the liquid crystal panel 104 mounted with the FPC 106 mounted and fixed in the backlight unit 102 as shown in FIG. 3A, and is processed as shown in FIG. Is done.
  • the FPC 106 is bent at the bent portion so as to contact the side surface of the backlight unit 102, and is fixed to the upper surface of the backlight unit 102 by the double-sided tape 108. Further, a pad for electrical grounding is formed on the surface of the bent portion of the FPC 106 and is grounded by coming into contact with the metal portion of the backlight unit 102.
  • a lower limit value is defined for the bending radius of the FPC 106, and it is necessary to bend at a bending radius equal to or greater than the lower limit value.
  • the transfer device is installed so that the upper surface of the backlight unit 102 is held and the lower surface of the liquid crystal panel 104 is in contact with the liquid crystal module holding base 111.
  • the pusher releasing means 117 is separated from the pusher 113, and the pusher 113 is moved by the elastic force of the positioning spring 116 to press the liquid crystal module 101.
  • the liquid crystal module 101 is moved by the pressing force of the pusher 113, pressed against the positioning pin 112, and positioned on the basis of the outer shape.
  • a vacuum suction source (not shown) connected to the liquid crystal module holding unit 110 is operated to generate a suction force in the liquid crystal module suction hole 118, and the liquid crystal module 101 is fixed on the liquid crystal module holding base 111.
  • the FPC 106 is fixed using the FPC holding unit 120.
  • a vacuum suction source (not shown) connected to the FPC holding base 121 is operated to generate a suction force in the FPC suction hole 123, and the FPC 106 is fixed on the FPC holding base 121.
  • the FPC 106 is adsorbed by the FPC adsorption holes 123 provided in the block-shaped FPC holding base 121.
  • the adsorption means may use a porous body for the holding base or an adsorption groove provided on the holding base. .
  • means other than vacuum suction may be used for holding the FPC 106.
  • the tab-like portion (Pull tab) may be sandwiched and held.
  • the FPC holder 120 is moved obliquely upward as shown in FIG. 4 by the first rotating device 130.
  • the rotary actuator 131 is operated to rotate the FPC holding unit 120 via the rotation shaft 132.
  • the FPC 106 is bent onto the backlight unit 102 as shown in FIG.
  • the rotary actuator 141 is operated to rotate the FPC holding unit 120 through the rotating shaft 142 until the FPC 106 comes into contact with the backlight unit 102.
  • a double-sided tape 108 is affixed on the folding fixing surface of the backlight unit 102, and the FPC 106 is bent and fixed on the double-sided tape 108. This completes the bending. Since the first rotating device 130 and the second rotating device 140 are provided as described above, it is possible to bend within the movable range by combining two circular orbits having a smaller turning radius than the case of one rotating shaft. . In the present embodiment, the first rotating device 130 installed on the bending base side 114 of the two rotating devices is driven first, and the second rotating device 140 installed on the FPC holding base 121 side is then moved to the next. However, the second rotating device 140 may be driven first, and then the first rotating device 130 may be driven.
  • the liquid crystal module 101 is fixed and the FPC 106 is moved and assembled.
  • the FPC 106 may be fixed and the liquid crystal module 101 may be moved and assembled.
  • the position of the rotary shaft that can move the FPC holding unit 120 to a desired position and the conditions under which the FPC 106 can be bent within the movable range are obtained by the following procedure. (1) The position and inclination of the FPC 106 after the first operation are determined, and the position of the rotation axis of the first operation for rotational movement from the initial position is obtained. (2) The position of the FPC 106 after the bending is completed is determined, and the position of the rotation axis of the second operation for rotationally moving from the position after the first operation is obtained.
  • the condition for the FPC 106 to be within the movable range at the start of bending is obtained.
  • a condition for obtaining the FPC 106 within the movable range when the bending is completed is obtained.
  • a condition for the FPC 106 to be within the movable range during the second operation is obtained. First, the position and inclination of the FPC 106 after the first operation are determined, and the position of the rotation axis of the first operation for rotational movement from the initial position is obtained.
  • FIG. 6 shows a cross-sectional view of the bent portion of the FPC 106 after the first operation.
  • the plane orthogonal to the rotation axis of bending is the xy plane
  • the end point O on the rotation axis side of the FPC holding unit 120 before bending is the origin
  • the x axis is parallel to the FPC 106 surface before bending.
  • the y axis is taken perpendicular to the FPC 106 plane. Further, the position P of the end point O of the FPC holding unit 120 after the end of the first operation.
  • the point O of the FPC holder 120 before bending is changed to the point P by the first operation.
  • 1 To move to the center of rotation C 1 To point O and point P 1 It is necessary to arrange the distances to be equal.
  • the perpendicular C drawn down from the extended line of the surface of the FPC holding unit 120 after the first operation is completed.
  • 1 T 1 Are arranged equally to each other.
  • Straight line m is line segment OP 1 Midpoint M 1 M 1
  • b, c, d, and e obtained so far are substituted into the above formulas 5 and 6, the position C of the rotation axis of the first operation for rotational movement from the initial position.
  • Coordinates (x 1 , Y 1 ) Is obtained as follows.
  • FIG. 7 shows a cross-sectional view of the bent portion after the end of the second operation.
  • the point P of the FPC 106 after completion of the first operation 1
  • Point P 1 Distance to point P 2 It is necessary to arrange so that the distance to is equal.
  • center of rotation C 2 To the extension line of the surface of the FPC holding part 120 after the first operation 2 S 1 And the perpendicular C drawn down from the extended line on the surface of the FPC holding part 120 after the second operation 2 S 2 are arranged equally with each other.
  • ⁇ C 2 S 1 P 1 And ⁇ C 2 S 2 P 2 And the rotation center C 2 Is ⁇ P 1 BP 2
  • center of rotation C 2 Coordinates (x 2 , Y 2 ) Is expressed using X, Y, a, s, and t.
  • the movable range of the FPC 106 is a trajectory of the FPC 106 when the FPC 106 is bent so as to be completely along the side surface over the entire length of the backlight unit, and is given by an involute curve of the backlight unit outer shape.
  • the instantaneous center at an arbitrary time point is the contact point between the FPC 106 and the side surface of the substrate. Therefore, the movement direction of the FPC holding unit 120 at the start of bending needs to be inclined inward with respect to the normal line of the FPC 106.
  • FIG. 6 the condition that the movement direction of the FPC holding unit 120 at the start of bending is inclined inward from the normal line of the FPC 106 (0 ⁇ ⁇ / 2 in FIG.
  • the moving direction of the FPC holding unit 120 at the moment of the folding completion is from the inside to the outside with respect to the movable range. It is necessary to go to. From FIG. 7, the movement direction when the folding is completed is straight line C. 2 P 2 Orthogonal to For this reason, the condition in which the movement direction of the FPC 106 at the completion of the bending is directed from the inside to the outside of the movable range (0 ⁇ ⁇ / 2 in FIG. 7) is the rotation axis C of the second operation. 2 Is arranged on the lower side (y ⁇ t in FIG.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view showing the position of the FPC 106 during the second operation and the distance from the side surface of the substrate.
  • the FPC 106 is bent at a right angle at a bending radius r at two locations.
  • the rotation axis C is determined from the contact point of the trajectory and the movable range. 2
  • the straight line drawn at is perpendicular to the tangent of the trajectory, and the tangent drawn from the contact point between the trajectory and the movable range to the arc portion of the FPC 106 is perpendicular to the tangent of the movable range.
  • the contact point between the locus and the movable range is the rotation axis C.
  • Rotation axis C 2 D is the contact point of the tangent line drawn from the arc portion of the FPC 106 to E, the lower end of the arc portion of the FPC 106 is E, and the straight line C 2
  • the intersection of the trajectory of D and the FPC holder is P ', straight line C 2
  • Q ′ be the intersection of D and the FPC 106 movable range.
  • the condition for the FPC 106 to be within the movable range during the second operation is that the free length DP ′ of the FPC 106 and the FPC 106 are already at the time when the FPC 106 is folded to P ′, compared to the free length OE of the FPC 106 before folding.
  • the sum of the bent portion and the arc length ED is small.
  • DP ′ DC 2 + P'C 2 Therefore, the required condition is OE> ED + DC 2 + P'C 2 It can be expressed.
  • an x′y ′ coordinate system in which the bending center of the lower bending portion is the point O ′ and the point O ′ is the origin is taken.
  • the coordinates of the point O ′ in the xy coordinate system are expressed as (s 0 , R).
  • DC 2 Point C 2 And obtained from the coordinates of the point D.
  • Point C in x'y 'coordinate system 2 The coordinates of [x 2 ', Y 2 '] And the coordinates of point D are [u, v], DC 2 Is given by: As an unknown in Equation 20, x 2 ', Y 2 ', U, v are calculated. First, the following formula is established for the arc shape of the FPC 106 at the corner and the tangent to the arc shape of the FPC 106.
  • Equation 20 2 Is X 2 ', Y 2 DC by substituting the values of ', u, v into Equation 20 2 Is obtained.
  • P'C 2 Is equal to the radius of rotation of the second motion and is given by: From the above, Equations 18 to 27 are expressed as OE> ED + DC. 2 + P'C 2 Substituting for and organizing, the following equation is obtained as a condition for the FPC 106 to be within the movable range during the second operation. As described above, the positions (1) and (2) of the rotation shaft that can move the FPC holding unit 120 to a desired position and the conditions (3), (4), and (5) for folding the FPC 106 within the movable range are obtained. .
  • FIG. 9 is a front view of a display device assembling apparatus 100A according to the second embodiment of the present invention
  • FIG. 10 is a plan view of the assembling apparatus 100A according to the second embodiment.
  • a liquid crystal module assembling apparatus 100 ⁇ / b> A as a display device includes a liquid crystal module holding unit 110, an FPC holding unit 120, a rotating device 160, and a linear motion device 170.
  • the FPC holding unit 120 is installed on the movable side of the rotating device 160
  • the rotating device 160 is installed on the movable side of the linear motion device 170.
  • the surface of the FPC 106 shown in FIG. 9 is sucked and held by the FPC holding unit 120 and is bent on the backlight unit 102 by the movement of the rotating device 160 and the linear motion device 170.
  • the rotating device 160 includes a rotary actuator 161, a rotating shaft 162, and a rotating base portion 163.
  • a rotary actuator 161 is installed on the rotation base 163, and a rotation shaft 162 is fixed to the movable side of the rotary actuator 161.
  • An FPC holding unit 120 is attached to the other end of the rotating shaft 162.
  • the linear motion device 170 includes an air cylinder 171, a slide guide 172, and a linear motion device stopper 173.
  • the rotating device 160 is attached to the movable side of the air cylinder 171 and is supported by a slide guide 172 so as to be movable by the operation of the air cylinder 171.
  • the linear motion device stopper 173 is installed on the bending device base 114, and the stop position of the rotation device 160 can be positioned by the air cylinder 171 in contact with the surface of the rotation device 160.
  • the liquid crystal module assembling apparatus is arranged as shown in FIGS.
  • the rotating device 160 is arranged so that the upper surface of the FPC holding base 121 of the FPC holding unit 120 is parallel to the liquid crystal module holding base 111.
  • the linear motion device 170 is arranged so that the upper surface of the FPC holding base 121 coincides with the surface of the liquid crystal module holding base 111.
  • the liquid crystal module 101 is supplied to the liquid crystal module assembly apparatus using a transfer apparatus (not shown).
  • the liquid crystal module 101 is positioned on the basis of the external shape by the pusher 113.
  • a vacuum generation source (not shown) connected to the liquid crystal module holding unit 110 is activated to fix the liquid crystal module 101 on the liquid crystal module holding base 111.
  • a vacuum suction source (not shown) connected to the FPC holding base 121 is operated to fix the FPC 106 to the FPC holding base 121.
  • the FPC holding unit 120 is moved obliquely upward by the linear motion device 170. As shown in FIG. 11, the air cylinder 171 operates to move the slide guide 172 upward, and the FPC holding unit 120 moves obliquely upward via the rotating device 160 fixed to the movable side of the slide guide 172.
  • the slide guide 172 can be stopped with high positional accuracy.
  • the FPC 106 is bent onto the backlight unit 102 using the rotating device 160. As shown in FIG. 12, the rotary actuator 161 is operated, and the FPC holding unit 120 is rotated 180 degrees via the rotation shaft 162 connected to the rotary actuator 161. A double-sided tape 108 is affixed on the folding fixing surface of the backlight unit 102, and the FPC 106 is bent and fixed on the double-sided tape 108. This completes the bending.
  • the liquid crystal module assembling apparatus of the present embodiment includes the linear motion device 170 and the rotation device 160
  • the FPC 106 is moved to the inside of the movable range by the first operation and is smaller than the involute curve therefrom. By rotating at a radius, it can be bent within a movable range.
  • the linear motion device 170 installed on the bending base side is driven first, and the rotation device 160 installed on the FPC holding base 121 side is driven next.
  • a part of the rotation angle of 180 ° may be rotated, secondly, the linear motion device 170 may be driven by the full stroke, and thirdly, the rotation device 160 may be driven by the remaining rotation angle.
  • the liquid crystal module 101 is fixed and the FPC 106 is moved for assembly.
  • the FPC 106 may be fixed and the liquid crystal module 101 may be moved for assembly.
  • the position of the linear motion means and the rotation means that can move the FPC holding unit 120 to a desired position and the conditions under which the FPC 106 can be bent within the movable range are obtained by the following procedure. (1) The position of the FPC 106 after the first operation is determined, and the movement amount of the first operation for linearly moving from the initial position is obtained. (2) The position of the FPC 106 after the bending is completed is determined, and the position of the rotation axis of the second operation for rotationally moving from the position after the first operation is obtained. (3) A condition in which the FPC 106 does not interfere with the substrate after the first operation is obtained.
  • a condition for obtaining the FPC 106 within the movable range when the bending is completed is obtained.
  • a condition for the FPC 106 to be within the movable range during the second operation is obtained.
  • the position of the FPC 106 after the first operation is determined, and the movement amount of the first operation for linearly moving from the initial position is obtained.
  • a cross-sectional view of the bent portion is shown in FIG.
  • the end point of the FPC holding unit 120 is changed from O (0, 0) to P. 1 Since it moves to (X, Y), the vector q of the first motion by the linear motion means is given by the following equation.
  • the position of the FPC 106 after completion of the bending is determined, and the position of the rotation axis of the second operation for rotationally moving from the position after the end of the first operation is obtained.
  • the FPC holding unit 120 rotates 180 °, and the end point is P. 1 (X, Y) to P 2 Move to (s, t).
  • the center of rotation C 2 Is C 2 To point P 1 Distance to point P 2 It is necessary to arrange the distances to be equal.
  • FIG. 13 A cross-sectional view of the bent portion is shown in FIG.
  • the FPC 106 is on the movable limit, and needs to be inside the movable range before the folding is completed. There is a need.
  • the movement direction when the folding is completed is a straight line C 2 P 2 Orthogonal to Therefore, the condition in which the movement direction of the FPC 106 at the time of completion of the bending is directed from the inside to the outside of the movable range (in FIG. 13, 0 ⁇ ⁇ / 2) is the rotation axis C of the second operation. 2 Is arranged on the lower side (y ⁇ t in FIG. 13) with respect to the surface of the substrate on which the FPC 106 is bent and fixed.
  • Rotation axis C 2 Is disposed on the lower side (y ⁇ t in FIG. 13) with respect to the surface of the substrate on which the FPC 106 is bent and fixed, the position P of the FPC 106 when the first operation is completed 1 Needs to be arranged on the lower side (y ⁇ t in FIG. 13) with respect to the surface of the substrate on which the FPC 106 is bent and fixed. Further, when Y ⁇ 0, it is necessary to satisfy Y> 0 because it is unsuitable for bending after being linearly moved downward by the first operation in FIG. 13 and then bent by the second operation. From the above, the condition that the FPC 106 is within the movable range when the bending is completed is expressed by the following equation.
  • a condition for the FPC 106 to be within the movable range during the second operation is obtained.
  • the FPC 106 is bent at a right angle at a bending radius r at two locations.
  • the rotation axis C is determined from the contact point of the trajectory and the movable range. 2
  • the straight line drawn to is perpendicular to the tangent of the locus, and the tangent drawn from the contact point of the locus and the movable range to the bending R shape of the FPC 106 is orthogonal to the tangent of the movable range.
  • the contact point between the locus and the movable range is the rotation axis C. 2 It is on the tangent drawn from the bending R shape of FPC106.
  • Rotation axis C 2 D is the contact point of the tangent drawn from the FPC 106 to the bending R shape
  • E is the lower end of the bending R shape of the FPC 106
  • C 2 The intersection of the trajectory of D and the FPC holder is P ', straight line C 2
  • Q ′ be the intersection of D and the FPC 106 movable range.
  • the condition for the FPC 106 to be within the movable range during the second operation is that the free length DP ′ of the FPC 106 and the FPC 106 are already at the time when the FPC 106 is folded to P ′, compared to the free length OE of the FPC 106 before folding.
  • the sum of the bent portion and the arc length ED is small.
  • DP ′ DC 2 + P'C 2 Therefore, the required condition is OE> ED + DC 2 + P'C 2 It can be expressed.
  • an x′y ′ coordinate system in which the bending center of the lower bending portion is a point O ′ and the point O ′ is an origin is taken.
  • OE and ED are given by Equation 18 and Equation 19.
  • P'C 2 Is equal to the turning radius of the second motion and is given by:
  • DC2 is obtained. If the coordinates of the point C2 in the x′y ′ coordinate system are [w, z] and the coordinates of the point D are [u, v], DC2 is given by the following equation. As unknowns in Equation 28, the coordinates [w, z] of the point C2 and the coordinates [u, v] of the point D are calculated. First, the following formula is established for the arc shape of the FPC 106 at the corner and the tangent to the arc shape of the FPC 106.
  • FIG. 14A is a side view showing an appearance of an assembling apparatus 200 for a display device according to still another embodiment of the present invention
  • FIG. 14B is a plan view of the assembling apparatus 200.
  • the liquid crystal module assembling apparatus 200 includes a stage 201 for positioning and holding a liquid crystal module 101 as a display device, a stage base 203, a positioning guide 203 for determining the position of the end face of the liquid crystal module 101, and a positioning guide 203 for the stage 201.
  • the pusher 205 for holding in the guide direction, the holding means 302, the suction pad 206 for sucking and holding the wiring board 202, the holding frame 207 for mounting the suction pad 206, the primary bending means 303, and the holding means 302 can be moved in the vertical direction.
  • the vertical slider 208 contacts the vertical cylinder 209 that drives the vertical slider 208, the vertical stopper 210 that restricts the amount of movement of the vertical slider 208, the frame 211 on which the primary bending means 303 is mounted, the positioning means 304, and the wiring board 202.
  • Positioning Positioning block 212 positioning cylinder 213 that can move the positioning block 212 in the vertical direction, positioning adjuster 214 that adjusts the stop position of the positioning block 212, secondary bending means 305, rotating shaft 215 to which the holding means 302 is attached, A rotation actuator 216 that rotates the rotation shaft 215, a rotation stopper 217A that specifies an initial position of rotation, and a rotation stopper 217B that specifies an end point of rotation are included.
  • the assembling apparatus 200 operates the rotary actuator 216, the vertical cylinder 209, and the positioning cylinder 213 to bend the wiring board 202 attached to the liquid crystal module 101, and paste it to a desired position of the module 101. It is a device that performs.
  • the vertical cylinder 209 is a means that moves linearly by using electric power and pressure, and has an air cylinder, a hydraulic cylinder, a ball screw, etc.
  • the stop position of each cylinder is provided with a stopper in the operating range of each cylinder, and interferes with the stopper. Then, the operation amount is physically restricted, and the cylinder moves to a desired position. With respect to the vertical cylinder 209, the vertical stopper 210 regulates the operation amount.
  • the positioning cylinder 213 is configured in the same manner as the vertical cylinder 209 described above, and by changing the length of the positioning adjuster 214, the mounting position of the positioning cylinder 213 is changed, and the positioning block 212 attached to the positioning cylinder 213 reaches the positioning block 212. Change the position.
  • the rotary actuator 216 is a means that rotates using electric power and pressure, and includes a motor that directly drives a shaft, a means that operates in combination with a freely supported shaft and a cylinder that expands and contracts.
  • the rotation stop position is the same as the cylinder described above, and the rotation means operates to a desired position by the restriction of the physical operation amount, and the initial position is determined by the rotation shaft 215 coming into contact with the rotation stopper 217A, and the rotation stopper 217B. The position after rotation is determined by the rotation shaft 215 coming into contact therewith.
  • the operation of the vertical cylinder 209, the positioning cylinder 213, and the rotary actuator 216 does not require an encoder device that reads an operation distance or a rotation angle, or a control device that controls and controls a read signal, and restricts the movement amount. Since it is mechanically performed with a simple configuration, there is an advantage that the apparatus cost can be reduced.
  • a positioning guide 204 and a pusher 205 are attached to a stage base 203, and the end face of the liquid crystal module 101 is positioned and held by using the pusher 205 along the end face of the positioning guide 204.
  • the stage 201 for positioning and holding the liquid crystal module 101 is installed in a movable state in front of the assembling apparatus 200.
  • FIG. 15 is a flowchart for explaining the operation of the assembling apparatus 200.
  • FIGS. 16A to 21A are diagrams showing operation states in the assembling apparatus 200 shown in FIG. 14.
  • FIGS. 16B to 21B show the liquid crystal module 101, the wiring board 202, the suction pad 206, the rotating shaft 215, and the positioning of each operation.
  • FIG. 4 shows a block 212. 16A and 16B show step S1 of FIG. 15, FIGS.
  • step S ⁇ b> 1 the stage 201 that positions and holds the liquid crystal module 101 is positioned in front of the assembling apparatus 200.
  • step S2 the vertical cylinder 209 operates, and the suction pad 206, the holding means 302, and the secondary bending means 305 move vertically to bend the wiring board 202 at 90 °.
  • step S ⁇ b> 3 the positioning cylinder 213 operates, the positioning block 212 comes into contact with the tip of the wiring board 202, and pushes down the tip of the wiring board 202.
  • step S4 the suction pad 206 holds the wiring board 202 by suction.
  • step S5 the positioning cylinder 213 operates to raise the positioning block 212 to the initial position.
  • step S ⁇ b> 6 the rotary actuator 216 operates to attach the wiring board 202 to the liquid crystal module 101.
  • step S ⁇ b> 7 the suction pressure of the suction pad 206 is released, and the wiring board 202 is separated from the suction pad 206.
  • step S8 the vertical cylinder 209 and the rotary actuator 216 are operated, the origin is returned, and the bending and pasting operations are completed.
  • the liquid crystal module 101 and the wiring board 202 are individually positioned, and accurate bending and pasting can be performed.
  • movement of each means with a simple structure an apparatus cost is cheap and the stable bending and sticking operation
  • FIG. 22 is an external view of an assembling apparatus 200A according to still another embodiment of the present invention. Note that the same reference numerals are given to portions corresponding to the above-described embodiment. FIG.
  • the suction pad 206 is installed in parallel with the wiring board 202.
  • the rotation actuator 216 is an actuator that can stop the rotation at an arbitrary angle, and can set three positions: an initial position, a positioning position rotated by 90 °, and a pasting position rotated by 180 ° from the initial position.
  • the rotary actuator 216 is rotated from the initial position shown in FIG. 22 to the positioning position, and the wiring board 202 is bent 90 °.
  • FIG. 23 is an external view of an assembling apparatus 200B according to still another embodiment of the present invention. Note that the same reference numerals are given to portions corresponding to the above-described embodiment.
  • the assembly apparatus 200B of this embodiment includes a horizontal slider 218 that enables the frame 211 to move in the horizontal direction, a horizontal cylinder 219 that drives the horizontal slider 218, and a horizontal stopper 220 that limits the amount of movement of the horizontal slider 218.
  • FIG. 24 is a flowchart showing an operation state in the assembling apparatus 200B.
  • 25A to 32A are flowcharts showing operation states in the assembly apparatus 200B shown in FIG. 24.
  • FIGS. 25B to 32B show the liquid crystal module 101, the wiring board 202, the suction pad 204, the rotating arm 205, and the positioning block of each operation.
  • FIG. 25A and 25B show the process of step S1 of FIG. 24,
  • FIGS. 26 and 26B show the process of step S2 of FIG. 24,
  • FIGS. 27A and 27B show the processes of steps S3 and S4 of FIG. 28A and 28B show the process of step S5 of FIG. 24,
  • FIGS. 29A and 29B show the process of step S6 of FIG. 24, FIGS.
  • step S1 the stage 201 that positions and holds the liquid crystal module 101 is positioned in front of the assembling apparatus 200B.
  • the vertical cylinder 209 operates, and the suction pad 206, the holding means 302, and the secondary bending means 305 move vertically to bend the wiring board 202 at 90 °.
  • step S ⁇ b> 3 the positioning cylinder 213 operates, the positioning block 212 comes into contact with the tip of the wiring board 202, and pushes down the tip of the wiring board 202.
  • step S4 the suction pad 206 holds the wiring board 202 by suction.
  • step S5 the positioning cylinder 213 operates to raise the positioning block 212 to the initial position.
  • step S ⁇ b> 6 the rotary actuator 216 operates and bends with a gap between the wiring board 202 and the liquid crystal module 101.
  • step S7 the horizontal cylinder 219 operates, the frame 211 moves horizontally, and the suction pad 206 moves the wiring board 202 in the horizontal direction.
  • step S ⁇ b> 8 the vertical cylinder 209 operates to attach the wiring board 202 to the liquid crystal module 101.
  • step S ⁇ b> 9 the suction pressure of the suction pad 206 is released, and the wiring board 202 is separated from the suction pad 206.
  • step S10 the vertical cylinder 209, the rotary actuator 216, and the horizontal cylinder 219 are operated to return to the origin, and the bending and pasting operations are completed.
  • the wiring board 2 is bent and then the horizontal cylinder 219 is operated to operate the wiring board 2.
  • FIG. 33 is an external view of an assembling apparatus 200C according to still another embodiment of the present invention. Note that the same reference numerals are given to portions corresponding to the above-described embodiment. FIG.
  • the suction pad 206 is installed in parallel with the wiring board 202.
  • the rotation actuator 216 is an actuator that can stop the rotation at an arbitrary angle, and can set three positions: an initial position, a positioning position rotated by 90 °, and a pasting position rotated by 180 ° from the initial position.
  • the rotary actuator 216 is rotated from the initial position shown in FIG. 22 to the positioning position, and the wiring board 202 is bent 90 °.
  • FIG. 34 shows the operation when positioning the wiring board 202.
  • the positioning cylinder 213 is operated from the state where the wiring board 202 is primarily bent as shown in step S2 of FIG. 15, and the tip of the wiring board 202 is pushed in by the positioning block 212, and the operation of the positioning cylinder 213 is completed. 202 is pushed in.
  • FIG. 35 is a diagram illustrating a case where the wiring board 202 is positioned without bending the wiring board 202, which is step S2 of FIG.
  • the positioning cylinder 213 operates and the positioning block 212 pushes in the wiring board 202, there is no allowance for bending of the wiring board 202, and buckling or bending of the entire wiring board occurs. Thereby, the contact of the wiring board 202 with the holding means becomes unstable, and the wiring board 202 is not reliably held.
  • FIG. 35 is a diagram illustrating a case where the wiring board 202 is positioned without bending the wiring board 202, which is step S2 of FIG.
  • FIG. 36 shows a range of angles at the time of primary bending of the wiring board 202 shown in FIG.
  • the wiring board 202 is bent at 90 ° and the primary bending is performed.
  • the primary bending angle can cause a bending margin at the time of positioning on the wiring board 202 by the primary bending. It may be in a range where the holding portion of the wiring board 202 is not bent and the bent portion is bent at the time of positioning after bending.
  • FIG. 37 shows the operation of the positioning block 214 classified by the difference in length variation due to the tolerance of the wiring board 202.
  • the tip position of the wiring board 202 varies due to the dimensional tolerance of the wiring board 202.
  • the position where the positioning block 214 reaches is set to a position that contacts the tip of the shortest wiring board 202.
  • the tip of the wiring board 202 can be held at the same position with respect to the suction pad 204.
  • the position information of the wiring board 202 before positioning can be positioned without using the image recognition means, so that the apparatus cost is reduced, and positioning by feeding back the position information is unnecessary. It has the advantage of high operating speed.
  • FIG. 38 shows an operation for preventing deformation and disconnection when the wiring board 202 having a length variation due to tolerance is moved in the horizontal direction to a predetermined position.
  • the force with which the holding means 402 holds the wiring board 202 is set in accordance with the physical properties of the wiring board 202 within a range where the elastic force of the bent part of the wiring board 202 is greater and the wiring board 202 is not deformed or damaged. To do.
  • the wiring board 202 is horizontally moved while being held by the holding means 402. When the wiring board 202 having a sufficient length is moved in the horizontal direction, the wiring board 202 is held at a fixed position by the holding means 402. In the state, the holding means 402 moves to a predetermined position.
  • FIG. 39 is a bottom view showing the configuration of the suction pad 206.
  • the suction pad 206 has a pad portion 221 that comes into contact with the wiring board 202, and a plurality of suction holes 222 that perform suction are formed in the pad portion 221. With the pad portion 221 and the wiring board 202 in contact with each other, suction is performed from the suction hole 222, and the suction pad 206 holds the wiring board 202. With such a configuration, only one side of the wiring board 202 is used for holding, so that the other side is pasted without projecting, and the wiring board 202 is held and pasted to the liquid crystal module 101. The force with which the suction pad 206 holds the wiring board 202 can be changed by changing the material of the pad portion 221 and the number, area, and pressure of the suction holes 222. FIG.
  • the holding means 402 of the present embodiment has a holding pad 223 that holds the wiring board 202 and a pin 224 that is attached to the holding pad 223 in a state where it can be put in and out, and a pin hole 225 is formed in the wiring board 202 in advance. Is done.
  • the wiring board 202 positioned by the positioning block 212 is held at the position where the pin 224 attached to the holding pad 223 and the pin hole 225 of the wiring board 202 overlap because the tip position of the wiring board 202 is at a desired position.
  • the wiring board 202 can be positioned and held by fitting the pins 224 from the pads 223.
  • FIG. 41 is a diagram showing a configuration for preventing deformation / disconnection when the holding means 402 moves the wiring board 202 to a predetermined position in the horizontal direction.
  • the holding means 402 according to this embodiment includes a pad slider 226 attached with the suction pad 206 being movable in the horizontal direction, and an elastic body 227 such as a spring or rubber installed between the pad slider 226 and the holding frame 211. And have.
  • FIG. 41 is a diagram showing a configuration for preventing deformation / disconnection when the holding means 402 moves the wiring board 202 to a predetermined position in the horizontal direction.
  • the holding means 402 includes a pad slider 226 attached with the suction pad 206 being movable in the horizontal direction, and an elastic body 227 such as a spring or rubber installed between the pad slider 226 and the holding frame 211. And have.
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration for preventing deformation / disconnection when the holding means 402 moves the wiring board 202 to a predetermined position
  • FIG. 42A is a diagram illustrating an example of a case where the force beyond the elastic deformation range is not applied to the wiring board 202 when the holding unit 402 moves in the horizontal direction to a predetermined position. Since the force applied to the wiring board 202 does not exceed the force with which the elastic body 227 supports the suction pad 204, the wiring board 202 moves to the position where the holding means 402 has moved.
  • FIG. 42B is a diagram showing an example in which a force exceeding the flexible range is applied to the wiring board 202 when the holding means 402 moves in the horizontal direction to a predetermined position.
  • the holding means 402 moves to a predetermined position, whereas the wiring board 202 has a moving amount in the flexible range. .
  • the wiring board 202 shown in FIG. 41 is firmly held by the holding means 402 or when it is difficult to set the holding force even by suction holding, the wiring board 202 can be bent and Even when a force exceeding the flexible range is applied to the wiring substrate 202 at the time of pasting, it can be pasted onto the liquid crystal module 101 without being deformed or damaged.
  • the present invention can be implemented in various other forms without departing from the spirit or main features thereof.

Abstract

 本発明は、表示装置の組立装置に関する。表示装置に実装された可撓性を有する配線基板(106)を、表示装置(101)の反対側に折曲げる表示装置の組立装置において、配線基板(106)を保持するための配線基板保持手段(120)と、表示装置(101)を保持するための表示装置保持手段(110)と、配線基板保持手段(120)を回転移動する第1の回転手段(130)と、配線基板保持手段(120)を回転移動する第2の回転手段(140)とを設ける。

Description

表示装置の組立装置
 本発明は、可撓性を有する配線基板が実装された表示装置の組立装置に関する。
 また本発明は、表示装置と表示装置に実装された可撓性を有する配線基板において、配線基板を折り曲げ、表示装置の裏面の所定位置へ貼付け加工を行う表示装置の組立装置に関する。
 携帯機器の薄型化、小型化が進展している背景には、照明装置の薄型化・筐体の薄型化・信号線や電源線を引き回すための空間を極力小さくための可撓性を有する配線基板(Flexible Printed Circuits;略称FPC)の採用など、個々の部品を薄くすること、表示素子の狭額縁化などによって筐体面積に占める表示面積を極力大きくすることなどの工夫がある。
 代表的な表示装置として、図43に液晶モジュール1の断面構造を示す。図44Aは図43の液晶モジュール1の斜視図であり、図44Bは可撓性配線基板(以下、FPCと略記する)6が接続されたバックライトユニット(照明装置、backlight)2を裏側から見た斜視図である。液晶モジュール(
LCD  module assembly)1は、バックライトユニット2、ベゼル3(金属筐体、Metal frame)、液晶パネル4(表示素子、LCD panel)、偏光板5、FPC6、およびドライバIC7(駆動用半導体装置、LCD driver IC)によって構成されている。
 液晶モジュール1の代表的な組立工程は、たとえば、次の(1)から(6)のように構成される。
 (1)液晶パネル4に偏光板5を貼り付ける工程
 (2)液晶パネル4にドライバIC7を実装する工程
 (3)液晶パネル4に外部からの入出力信号や電源を供給するためのFPC6を実装する工程
 (4)液晶パネル4をバックライトユニット2に組み込む工程
 (5)表示面の裏側にFPC6を折曲げて、予め貼付している両面テープなどに固定する工程
 (6)ベゼル3を取付けて液晶モジュール1として完成させる工程
 図43、図44Aおよび図44Bに示す液晶モジュール1では、液晶モジュールの筐体を金属製とし、さらにFPC6に端子を設けておき、この端子を液晶モジュールの筐体と接触させることによって、電気的な接地を行うように構成される。また、液晶モジュール1の小型化のため、バックライトユニット2とベゼル3との間の隙間は極力小さく設定する必要がある。このような理由から、FPC6はバックライトユニット2の側面に接触させながら、巻き込むように折曲げる必要がある。
 また、液晶モジュール1の別の例として、バックライトユニット2の光源となる発光素子(Light Emitting Diode;略称LED)がFPC6上に実装されるものがある。ここでは、FPC6上のLEDは、バックライトユニット2に設けられた孔にFPC6が折曲げられる際に挿入される。
 これらの要求を満たして液晶モジュール1を組立てるため、従来のFPC折曲げ工程は手作業で行われており、生産性が低いという課題がある。
 図45は他の従来技術の組立装置13を示す斜視図であり、図46は図45に示す組立装置13による組立て動作を説明するための図である。液晶モジュール1のFPC折曲げ工程の自動化技術として特開2007-201167号公報には、複数の板状部材11a,11b,11cを接合するFPC12a,12bを折曲げ、各板状部材11a,11b,11cが積層するように組立てる携帯端末の組立装置13が開示されている。
 この組立装置13は、FPC12a,12bによって連結された複数の板状部材11a,11b,11cをヒンジ部(Hinge pin)15a,15bによって連結される載置治具14a,14b,14cに載置し、両側の治具14b,14cをヒンジ部15a,15bの軸線まわりに回転させることによって、各FPC12a,12bを折曲げて各板状部材11a,11b,11cが積層するように組立てることができるように構成されている。
 このような組立装置13は、各板状部材11a,11b,11cをそれぞれ載置する複数の載置治具14a,14b,14cと、各載置治具14a,14b,14cを連結するヒンジ部15a,15bと、ヒンジ部15a,15bに対して駆動力を与える図示しない多関節アームとを有する。各FPC12a,12bは、載置治具14a,14b,14cに吸着され、位置を拘束された状態で折曲げることができるように構成されている。
 前記多関節アームは、ロボットアームと、このロボットアームの先端部に設けられるロボットハンドとを有する。これらのロボットアームおよびロボットハンドに折曲げ動作させるために、板状部材11a,11b,11cおよびFPC12a,12bの位置・姿勢を検出する位置検出装置と、位置検出装置によって検出された板状部材11a,11b,11cおよびFPC12a,12bの位置・姿勢を認識する画像認識装置と、画像認識装置によって得られた認識信号からロボットアームおよびロボットハンドへの動作信号を演算・出力するパーソナルコンピュータ(略称PC)などによって実現される制御装置とを備える。
 この折曲げ装置において、各載置治具14a,14b,14c上の板状部材11a,11b,11cおよびFPC12a,12bの位置・姿勢が位置検出装置で認識され、板状部材11a,11b,11cおよびFPC12a,12bの位置・姿勢が画像処理装置で判断され、正規位置への修正量がコンピュータによって演算され、ロボットアームおよびロボットハンドの動作信号が出力され、ロボットアームおよびロボットハンドがヒンジ部15a,15bの操作部を操作することによって、板状部材11a,11b,11cおよびFPC12a,12bが正規の位置に配置され、折曲げ・貼付けなどの作業を確実に行うことができるように構成されている。
 さらに、前述の工程(5)のFPC貼り付けは、FPCを表示装置裏面の所定位置へ精度よく貼り付ける必要があり、その理由として、
 (a)照明装置の電源供給を行うためにFPCに設けられた電極と、照明装置の電源端子との位置合わせが必要であり、
 (b)表示装置を他の機器と電気的に接続するためには、表示装置の端子と他の機器の端子をコネクタ(Connector)などで電気的に接続する必要があるが、表示装置のFPC端子が所定の位置に位置決めされていないと端子同士の接続が行えない、
 (c)FPCにたとえば照明装置の光源となるLEDが実装されており、このLEDを照明装置の凹部に位置決め挿入する場合に、LEDが実装されたFPCが所望の位置にないと組込ができない、ことなどが挙げられる。
 また、FPCは公差による長さばらつきがあり、FPCを表示装置に沿わせて隙間無く巻きつけるだけでは、FPCを表示装置裏面の所定位置へ貼り付けることができない。
 しかも、このような組立は、前述したように作業者の手作業で行われており、生産性、折曲げ精度の向上から自動化が望まれており、そのような従来技術として、特開平7―109066号公報には配線基板として用いるフレキシブルフラットケーブル(Flexible Flat Cable;略称FFC)の折曲げ装置が開示されている。
 図47は特開平7―109066号公報に折曲げ装置として開示される従来技術を示す図である。この装置は、自動車用配線等に用いられるフラットワイヤーハーネス(Cable harness)の構成部品であるFFC18を折曲げるために用いられる。
 この折曲げ装置は、FFC18を載置するベース19と、FFC18をベース19上に保持する曲げ型20と、FFC18を折り曲げるローラ21とを備え、FFC18がベース19の上方に位置決めして配置された後、曲げ型20が下降することによって、ベース19と曲げ型20との間にFFC18が挟み込まれて保持され、FFC18の保持部をローラ21が通過することによって、平板状のFFC18が90°に折り曲げられる。
 前記FFC18は、配線パターンによって任意の中間位置で所定角度に折曲げて使用される。この組立装置は、図47(1)に示すように、ベース19上に固定したFFC18に、曲げ型20を図47(2)に示すように接触させ、ローラ21によって図47(3)~図47(6)に示すように曲げ型20に沿わせて90°方向に折曲げる。次に、図47(7)および図47(8)に示すように、曲げ型20を退避させ、ローラ21でFFC18を180°方向に押込み、反転させて曲げる。このように、FFC18がローラ21によって折り曲げられる。
 前述の特開2007-201167号公報および特開平7―109066号公報のいずれの従来技術においても、折曲げ部でFPCおよびFFCをバックライトユニットに沿うように折曲げる時の軌跡は、図46に示すようなインボリュート曲線(Involute curve)40となる。
 しかし特開2007-201167号公報に記載される組立装置13を用いてFPC6をバックライトユニット2に接合する場合、折曲げ部でFPC6がバックライトユニット2に沿うように折曲げることはできない。この理由は図46の仮想線41で示すように、回転軸mが1つなので回転半径が一定になり、折曲げを進めるにつれて回転半径が小さくなるインボリュート曲線40内に保持部の軌道41が収まらなくなるためである。このため、折曲げ途中の引張り力によってFPCが破損する可能性がある。
 また、特開平7―109066号公報に記載の折曲げ装置を用いてFPC6をバックライトユニット2に接合する場合、FPC6がたわんでバックライトユニット2の側面と一部分で接触するように折曲げるには、ローラ21が一部でバックライトユニット2から離れた軌跡を描いて折曲げる必要があるが、この場合、FPC2は治具に接触支持されるが固定されないので、折曲げ形状の精度が低い。
 さらに、両面テープなどでFPC6を固定する場合に特開平7―109066号公報に記載のローラ21を用いると、ローラ21を貼付け位置まで移動する前にFPC6がたわんで両面テープと接触し、誤った位置で固定されるという問題がある。また、FPC5上にLEDが実装される場合、FPC6の位置を拘束しないとバックライトユニット2の孔の壁面とLEDが干渉するという問題がある。
 さらに、特開平7―109066号公報に記載の折曲げ装置は、表示装置をベース19へ位置決め固定し、ローラ21が通過することによってFFC18を折曲げる装置である。FFC18の先端位置は、位置決めされた表示装置からの成行きの寸法となり、FFC18の寸法誤差が生じた場合は、先端位置を一定の位置に配置することができず、表示装置の所望の位置へFFC18を貼り付けることができないという問題がある。
 さらに、特開2007-201167号公報に記載の折曲げ装置は、各載置治具14a,14b,14c上の正規位置に板状部材11a,11b,11cおよびFPC12a,12bを搭載することで、所望の位置への折曲げ・貼付けを行う装置である。板状部材11a,11b,11cおよびFPC12a,12bの定位置への搭載は、これらの配置場所を位置検出装置で認識し、画像認識装置で正規位置に配置されたかを判断し、正規位置への修正をコンピュータによって演算し、ロボットアームおよびロボットハンドの動作信号を出力し、ロボットアームおよびロボットハンドがヒンジ部15a,15bの操作部を操作することによって可能であるが、システムが画像処理装置ならびにロボットアームおよびロボットハンドよりも複雑な構成となり、装置コストも高価なものとなる。また、板状部材11a,11b,11cおよびFPC12a,12bの位置の修正動作は、その都度、板状部材11a,11b,11cおよびFPC12a,12bの状態を認識し、フィードバック制御によってロボットアームおよびロボットハンドが動作するため、位置決め作業に時間がかかるという問題がある。
 本発明は、従来の問題を解決するためになされたものであり、簡素な手段によって、表示装置の所望の位置へ可撓性を有する配線基板を精度よく貼り付けられる表示装置の組立装置を提供することである。
 本発明は、表示装置に実装された可撓性を有する配線基板を、前記表示装置の表示面の裏側に折り曲げる表示装置の組立装置であって、
 前記配線基板を保持するための配線基板保持手段と、
 前記表示装置を保持するための表示装置保持手段と、
 前記配線基板保持手段を回転移動する第1の回転手段と、
 前記配線基板保持手段を回転移動する第2の回転手段とを具備し、
 前期配線基板保持手段によって保持され、かつ前記表示装置が前記表示装置保持手段によって保持された状態で、第1および第2の回転手段によって前記配線基板を表示装置に沿うように折曲げることを特徴とする表示装置の組立装置である。
 また本発明は、前記表示装置の組立装置において、
 第1の回転手段の回転軸Cの座標(x,y)と第2の回転手段の回転軸Cの座標(x,y)と第1の回転手段による回転角度θが式101~105で与えられ、
 式101~式105におけるX、Y、a、s、t、rが式106~式108を満たすことを特徴とする表示装置の組立装置である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
 ただし、座標系は折曲げの回転軸に直交する面をxy平面とし、
 折曲げ前の配線基板保持部の回転軸側の端点Oを原点とし、
 折曲げ前の配線基板保持部の表面と平行にx軸をとり、
 折曲げ前の配線基板保持部の表面と垂直にy軸をとる。
 xy座標系において第1の動作終了後における配線基板保持部の端点Pの座標を(X,Y)とし、
 第1の動作終了後の配線基板保持部のx軸に対する傾きをaとし、
 折曲げ完了後の配線基板保持部の端点の位置Pの座標を(s,t)とし、
 配線基板は2箇所において曲げ半径rで直角に折曲げられ、
 式108においてu、v、x’、y’は式109~式112によって与えられるとする。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000006
 また本発明は、表示装置に実装された可撓性を有する配線基板を、前記表示装置の表示面の裏側に折り曲げる表示装置の組立装置であって、
 前記配線基板を保持するための配線基板保持手段と、
 前記表示装置を保持するための表示装置保持手段と、
 前記配線基板保持手段を回転移動する回転手段と、
 前記配線基板保持手段を並進移動する直動手段とを具備し、
 前期配線基板保持手段によって保持され、かつ前記表示装置が前記表示装置保持手段によって保持された状態で、前記回転手段および直動手段によって前記配線基板を表示装置に沿うように折曲げることを特徴とする表示装置の組立装置である。
 また本発明は、前記表示装置の組立装置において、
 直動手段による第1の動作のベクトル(Vector)qと回転手段の回転軸Cの座標(x,y)が式113~式115で与えられ、
 式113~式115におけるX、Y、s、t、rが式116~式118を満たすことを特徴とする表示装置の組立装置である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000007
 ただし、座標系は折曲げの回転軸に直交する面をxy平面とし、
 折曲げ前の配線基板保持部の回転軸側の端点Oを原点とし、
 折曲げ前の配線基板保持部表面と平行にx軸をとり、
 折曲げ前の配線基板保持部表面と垂直にy軸をとる。
 xy座標系において第1の動作終了後における配線基板保持部の端点Pの座標を(X,Y)とし、
 折曲げ完了後の配線基板保持部の端点の位置Pの座標を(s,t)とし、
 配線基板は2箇所において曲げ半径rで直角に折曲げられ、
式118においてw、z、u、vは式119~式122で与えられるとする。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000008
 また本発明は、表示装置に実装された可撓性を有する配線基板を、前記表示装置の裏側に折り曲げるための手段を有する表示装置の組立装置において、
 前記配線基板を保持するための第1の保持手段と、
 前記表示装置を位置決め保持するための第2の保持手段と、
 前記配線基板を折曲げ加工する際に、配線基板の自由端を一定の位置へ位置決めするための位置決め手段と、
を備えたことを特徴とする表示装置の組立装置である。
 また本発明は、前記表示装置の組立装置において、
 さらに、前記配線基板を位置決め手段が作用する位置へ誘導する1次折曲げ手段と、
 前記配線基板をさらに折り曲げ、前記表示装置へ貼り付けるための2次折曲げ手段と、
を備えたことを特徴とする表示装置の組立装置である。
 また本発明は、前記表示装置の組立装置において、
 さらに、前記配線基板を位置決め手段が作用する位置へ誘導する1次折曲げ手段と、
 前記配線基板を前記配線基板と平行で隙間のある状態へ折り曲げるための2次折曲げ手段と、
 前記配線基板の自由端先端を、前記表示装置の所望の位置へ位置決めするための水平移動手段と、
 前記配線基板を、前記表示装置へ貼り付ける垂直移動手段と、
を備えたことを特徴とする表示装置の組立装置である。
 また本発明は、前記1次折曲げ手段は、
 前記配線基板を折曲げ加工の範囲内で折り曲げ、好ましくは前記配線基板に対して90°に折り曲げる手段を備えたことを特徴とする。
 また本発明は、前記位置決め手段は、
 前記配線基板の自由端と接触する位置決めヘッド部と、
 前記位置決めヘッド部を、前記配線基板の自由端よりも外側から、所望の位置まで移動可能な状態で保持するヘッド部移動手段とによって構成されたことを特徴とする。
 また本発明は、前記第1の保持手段は、
 前記配線基板を吸着保持する吸着保持部または、
 前記配線基板を粘着保持する粘着保持部または、
 前記配線基板を係合保持(Pin engagement hold)する係合保持部を備えたことを特徴とする。
 また本発明は、前記第1の保持手段は、
 前記保持部を水平方向に移動可能な状態で保持する保持部移動手段と、
 前記保持部移動手段が水平方向へ移動する力を制限する弾性体を備えたことを特徴とする。
 本発明によれば、表示装置に実装された可撓性を有する配線基板を、前記表示装置の表示面の裏側に折曲げる表示装置の組立装置において、前記配線基板を配線基板保持手段によって保持し、前記表示装置を表示装置保持手段によって保持する。前記配線基板保持手段は、第1の回転手段によって回転移動され、前記配線基板保持手段は第2の回転手段に回転移動され、前記配線基板が表示装置に沿うように折曲げられる。
 このように、第1および第2の回転手段による2つの異なる回転軸を備えるので、回転軸が1つの場合に比べて小さい回転半径の円軌道を2つ組み合わせることによって、インボリュート曲線内に配線基板の保持部の軌道を収めることができる。このため、折曲げ途中の引張りによる前記配線基板の破損を防ぐことができる。
 また、前記配線基板保持手段によって前記配線基板を固定可能であるので、バックライト上における折曲げ後の前記配線基板の位置精度を向上することができる。また前記配線基板の一部分を完全拘束して所望の位置に移動できるので、前記配線基板が折曲げの途中の誤った位置で両面テープと接触することがなく、誤った位置で固定されてしまうことを防止できる。また、前記配線基板上にLEDなどの発光素子が実装される場合であっても、バックライトの孔の壁面と発光素子とが干渉することを防止できる。
 また本発明によれば、前述の表示装置の組立装置において、第1の回転手段の回転軸Cの座標(x,y)と、第2の回転手段の回転軸Cの座標(x,y)と、第1の回転手段による回転角度θとが、式101~式105で与えられ、式101~式105におけるX、Y、a、s、t、rが不等式106~式108を満たすように設定される。
 各回転軸C,Cの座標(x,y),(x,y)と回転角度θとが式101~式105によって与えられるので、配線基板保持部を所望の位置に移動することができる。また、式101~式105におけるX、Y、a、s、t、rが式106~式108ように各回転軸C,C座標(x,y),(x,y)と回転角度θとが与えられるので、配線基板保持部の軌道を可動範囲内に収めることができる。
 さらに本発明によれば、表示装置に実装された可撓性を有する配線基板を、前記表示装置の反対側に折曲げる表示装置の組立装置において、前記配線基板を保持するための配線基板保持手段と、前記表示装置を保持するための表示装置保持手段と、配線基板保持手段を回転移動する回転手段と、回転手段を直動移動する直動手段とを具備し、配線基板が表示装置に沿うように折曲げられる。
 このように、1つの回転軸に加えて直動手段を備えるので、第1の動作として、直動手段によってインボリュート曲線の内側に配線基板を移動することができ、第2の動作として、インボリュート曲線内側から回転半径の小さい1つの円軌道で180°回転することによって、インボリュート曲線内で前記配線基板を円軌道に沿って折り曲げできる。このため、折曲げ途中の引張りによる配線基板の破損を防ぐことができる。
 また、配線基板保持部によって前記配線基板を固定可能であるので、バックライト上における折曲げ後の配線基板を高い位置精度で配置することができる。
 また、前記配線基板の一部分を完全拘束して所望の位置に移動することができるので、前記配線基板が折曲げの途中に誤った位置で両面テープと接触することがなく、誤った位置で固定されない。また、配線基板上にLEDなどの発光素子が実装される場合でも、バックライトの孔の壁面と発光素子とが干渉しない。
 さらに本発明によれば、表示装置の組立装置において、直動手段による第1の動作のベクトルqと第2の回転手段の回転軸Cの座標(x,y)とが式113~式115で与えられ、式113~式115におけるX、Y、s、t、rが式116~式118を満たすように設定される。
 前記直動手段と第2回転軸の配置が式113~式115で与えられるので、配線基板保持部を所望の位置に移動することができる。また、式113~式115のX、Y、s、t、rが式116~式118を満たすように直動手段の第1の動作のベクトルqと第2の回転軸Cの座標(x,y)とが与えられるので、前記配線基板保持部の軌道を可動範囲内に収めることができる。
 また本発明によれば、ステージは、表示装置を位置決め保持することによって、配線基板を貼り付ける目標位置を、表示装置に対して一定の位置へ配置し、表示装置の端面を基準として位置決め保持ができる。
1次折曲げ手段は、配線基板を保持手段に接触させるものである。配線基板を一定の位置まで折り曲げ、配線基板が保持手段に接触した状態にすることによって、基板を確実に保持手段に保持させることができる。
 配線基板の位置決めを行う際、配線基板を水平に設置すると、位置決め動作時に配線基板全体が湾曲し、保持できない場合がある。配線基板を予め、例えば90°折り曲げておけば、位置決め動作時に配線基板を予め曲げた部分のみが撓み、配線基板は平面を保ったまま確実に保持ができる。
 位置決め手段は、配線基板の先端を押し込むことによって、配線基板の先端位置を所定の位置に揃えるように構成される。さらに、先端を揃える位置は、長さが最も短い配線基板の位置を基準位置にすれば、配線基板の公差によって長さばらつきがある場合でも、全ての配線基板を同一の位置へ揃えることができる。保持手段は、前記位置決め手段が後退した後、配線基板を所定の位置で保持し続けるように構成される。かつ、折曲げ・貼付けの工程においては、配線基板に可撓範囲を超える力が加わった場合、保持力を解放するように構成される。したがって、配線基板の変形や破損を防ぐことができる。
 2次折曲げ手段は、前記保持手段を動作させることで、前記保持手段で保持された配線基板を、表示装置の裏面に折り曲げ、貼り付けを行う。配線基板を2次折曲げ手段で折り曲げた位置と、配線基板を貼り付ける位置が同じである場合、2次折曲げと貼付けとを同時に行うことがでる。
 また、配線基板を2次折曲げ手段によって折り曲げた位置と、配線基板を貼り付ける位置が異なる場合、2次折曲げは配線基板と表示装置とが平行で隙間がある状態まで行い、その後水平移動手段によって、前記保持手段が水平方向に移動することによって、配線基板の先端を表示装置の所定の位置へ移動する。最後に垂直移動手段によって、前記保持手段が垂直方向に移動し、配線基板を表示装置へ貼付ける。
 このような構成によって、表示装置と配線基板とを個別に位置決めして貼付け動作を行うことができ、寸法公差のある配線基板を表示装置の所定の位置へ高精度で折曲げ・貼付け可能な表示装置の組立装置を提供することができる。また、表示装置・配線基板の初期位置を画像認識すること無く位置決めができるので、装置コストが安く、短い加工時間での折曲げ・貼付けを行う組立装置を提供することができる。
 本発明の目的、特色、および利点は、下記の詳細な説明と図面とからより明確になるであろう。
本発明の実施形態における表示装置の組立装置100を示す側面図である。 図1に示す組立装置100の平面図である。 FPC106の折曲げ前の形状を示す斜視図である。 FPC106の折曲げ後の形状を示す斜視図である。 図1の実施形態における組立装置100において、第1の回転手段を回転させた後の配置を示す正面図である。 図1の実施形態における組立装置100において、第2の回転手段を回転させた後の配置を示す正面図である。 表示装置の組立装置における第1の動作の回転軸と、第1の動作終了後の位置を示す断面図である。 表示装置の組立装置における第2の動作の回転軸と、第2の動作終了後の位置を示す断面図である。 表示装置の組立装置における第2の動作中のFPC106の位置と基板側面からの距離を表した断面図である。 本発明の他の実施形態における表示装置の組立装置100Aを示す側面図である。 他の実施形態における組立装置100Aの平面図である。 他の実施形態における組立装置100Aにおいて、直動装置を作動させた後で、回転装置を作動させる前の組立装置100Aの配置を示す正面図である。 組立装置100AのFPC保持部120を回転させた状態を示す図である。 FPC106の折曲げ部の折曲げ状態を示す断面図である。 本発明のさらに他の実施形態の表示装置の組立装置200を示す側面図である。 図14Aに示す組立装置200の平面図である。 組立装置200の動作を説明するためのフローチャートである。 組立装置200にステップS1の動作を示す図である。 組立装置200にステップS1の動作を示す図である。 組立装置200にステップS2の動作を示す図である。 組立装置200にステップS2の動作を示す図である。 組立装置200にステップS3,S4の動作を示す図である。 組立装置200にステップS3,S4の動作を示す図である。 組立装置200にステップS5の動作を示す図である。 組立装置200にステップS5の動作を示す図である。 組立装置200にステップS6,S7の動作を示す図である。 組立装置200にステップS6,S7の動作を示す図である。 組立装置200にステップS8の動作を示す図である。 組立装置200にステップS8の動作を示す図である。 本発明のさらに他の実施形態の組立装置200Aの外観図である。 本発明のさらに他の実施形態の組立装置200Bの外観図である。 組立装置200Bにおける動作状態を示すフローチャートである。 図24に示す組立装置200Bにおける動作状態を示す図である。 液晶モジュール101、配線基板202、吸着パッド204、回転アーム205および位置決めブロック214の各動作を示す図である。 図24に示す組立装置200Bにおける動作状態を示すである。 液晶モジュール101、配線基板202、吸着パッド204、回転アーム205および位置決めブロック214の各動作を示す図である。 図24に示す組立装置200Bにおける動作状態を示す図である。 液晶モジュール101、配線基板202、吸着パッド204、回転アーム205および位置決めブロック214の各動作を示す図である。 図24に示す組立装置200Bにおける動作状態を示す図である。 液晶モジュール101、配線基板202、吸着パッド204、回転アーム205および位置決めブロック214の各動作を示す図である。 図24に示す組立装置200Bにおける動作状態を示す図である。 液晶モジュール101、配線基板202、吸着パッド204、回転アーム205および位置決めブロック214の各動作を示す図である。 図24に示す組立装置200Bにおける動作状態を示す図である。 液晶モジュール101、配線基板202、吸着パッド204、回転アーム205および位置決めブロック214の各動作を示す図である。 図24に示す組立装置200Bにおける動作状態を示す図である。 液晶モジュール101、配線基板202、吸着パッド204、回転アーム205および位置決めブロック214の各動作を示す図である。 図24に示す組立装置200Bにおける動作状態を示す図である。 液晶モジュール101、配線基板202、吸着パッド204、回転アーム205および位置決めブロック214の各動作を示す図である。 本発明のさらに他の実施形態における表示装置の組立装置200Cを示す側面図である。 配線基板の位置決め手段304の動作を示す図である。 配線基板の位置決め手段304の動作を示す図である。 配線基板の位置決め手段304の動作を示す図である。 配線基板の位置決め場所を示す図である。 配線基板のすべりを用いた変形防止手段の構成を示す図である。 吸着による保持手段402を示す図である。 ピンによる保持手段402を示す図である。 配線基板の弾性体を用いた変形防止手段を示す図である。 弾性体を用いた変形防止手段の動作を示す図である。 弾性体を用いた変形防止手段の動作を示す図である。 液晶モジュール1の断面構造を示す図である。 図44の液晶モジュール1の斜視図である。 FPC6が接続されたバックライトユニット2を裏側から見た斜視図である。 他の従来技術の組立装置13を示す斜視図である。 特開平7―109066号公報の従来技術の組立装置による組立て動作を説明するための図である。 図45に示す組立装置13による組立て動作を説明するための図である。
 100,100A,200,200A,200B,200C 表示装置の組立装置
 101 液晶モジュール
 106 FPC
 110 液晶モジュール保持部
 111 液晶モジュール保持ベース
 112 位置決めピン
 113 保持プッシャ(Pusher)
 114 折曲げ装置ベース
 115 スライドガイド(Linear motion slider)
 116 位置決めバネ
 117 プッシャ解除手段
 118 液晶モジュール吸着孔
 120 FPC保持部
 121 FPC保持ベース
 122 吸着孔
 123 FPC吸着孔
 130 第1の回転装置
 131 ロータリーアクチュエータ(Rotary actuator)
 132 回転軸
 140 第2の回転装置
 141 ロータリーアクチュエータ
 142 回転軸
 160 回転装置
 161 ロータリーアクチュエータ
 162 回転軸
 163 回転ベース部
 170 直動装置
 171 エアシリンダ(Pneumatic cylinder)
 172 スライドガイド
 173 直動装置ストッパ
 201 ステージ
 202 配線基板
 203 ステージ台
 204 位置決めガイド
 205 プッシャ
 206 吸着パッド
 207 保持フレーム
 208 垂直スライダ
 209 垂直シリンダ
 210 垂直ストッパ
 211 フレーム
 212 位置決めブロック
 213 位置決めシリンダ
 214 位置決めアジャスタ(adjuster)
 215 回転軸
 216 回転アクチュエータ
 217A,217B 回転ストッパ
 218 水平スライダ
 219 水平シリンダ
 220 水平ストッパ
 221 パッド部
 222 吸引孔
 223 保持パッド
 224 ピン
 225 ピン孔
 226 パッドスライダ(Linear motion slider)
 227 弾性体
 302,402 保持手段
 303 1次折曲げ手段
 304 位置決め手段
 以下図面を参考にして本発明の好適な実施形態を詳細に説明する。
 図1は本発明の第1の実施形態における表示装置の組立装置100を示す側面図であり、図2は図1に示す組立装置100の平面図である。本実施形態の表示装置の組立装置(以下、単に「組立装置」と記す場合がある)100は、表示装置保持手段としての液晶モジュール保持部110と、配線基板保持手段としてのFPC保持部120と、第1の回転装置130と第2の回転装置140とを含む。
 液晶モジュール保持部110は、表示装置としての液晶モジュール101を位置決めして保持することができるように構成される。液晶モジュール保持部110は、面状の液晶モジュール保持ベース111を有し、液晶モジュール保持ベース111上に位置決めピン112と、保持プッシャ113とを有する。位置決めピン112は、液晶モジュール保持ベース111に垂直に3本設置され、保持プッシャ113は、3本の位置決めピン112によって構成される1つの角の対角側に配置される。
 液晶モジュール保持部110は、保持プッシャ113によって液晶モジュール101の外形を位置決めする。保持プッシャ113は、スライドガイド115と位置決めバネ116を介して液晶モジュール保持ベース111に設置される。位置決めバネ116は、スライドガイド115と平行に配置され、位置決めバネ116の一方の端部はスライドガイド115の可動側に固定され、もう一方の端部は液晶モジュール保持ベース111に固定される。プッシャ解除手段117は、液晶モジュール保持ベース111に支持され、プッシャ113を位置決めバネ116側に押し込んで固定する位置と、プッシャ113から離れて位置決めバネへの押し込みを解除する位置をとることができる。
 FPC(Flexible Printed Circuits;以下「FPC」と略記する)保持部120は、第2の回転装置140の可動側に設置され、第2の回転装置140は第1の回転装置130の可動側に設置される。FPC106は、FPC保持部120によって表面を吸着保持され、第2の回転装置140および第1の回転装置130の運動によってバックライトユニット102上に折曲げられる。
 FPC保持部120は、ブロック状のFPC保持ベース121を有し、保持ベース121上面には複数の吸着孔122が形成される。
 第1の回転装置130は、ロータリーアクチュエータ131と回転軸132とを有する。ロータリーアクチュエータ131は、折曲げ装置ベース114に設置され、ロータリーアクチュエータ131の可動側に回転軸132が固定される。回転軸132のもう一端部には、第2の回転装置140が取付けられる。
 第2の回転装置140は、ロータリーアクチュエータ141と回転軸142と回転ベース部143を有する。回転ベース部143にはロータリーアクチュエータ141が設置され、ロータリーアクチュエータ141の可動側に回転軸142が固定される。回転軸142のもう一端部にはFPC保持部120が取付けられる。
 図3Aおよび図3BはFPC106の折曲げ前後の状態を示す斜視図であり、図3AはFPC106の折曲げ前の状態を示し、図3BはFPC106の折曲げ後の状態を示す。前述のように構成された組立装置100について、その折曲げ動作を説明する。前記液晶モジュール101は、図3AのようにFPC106が実装された液晶パネル104がバックライトユニット102に組み込み固定された状態で、液晶モジュール組立装置に供給され、折曲げ動作によって図3Bのように加工される。図3Bにおいて、FPC106は折曲げ部でバックライトユニット102の側面に接触するように折曲げられ、バックライトユニット102の上面に両面テープ108によって固定される。
 また、FPC106の折曲げ部の表面には、電気的接地用のパッドが形成され、バックライトユニット102の金属部と接触することによって接地される。また、FPC106の機械的・電気的性能を保証するため、FPC106の曲げ半径には下限値が規定され、下限値以上の曲げ半径で折曲げる必要がある。
 液晶モジュール101が組立装置100に供給される際、組立装置100は、図1および図2のように配置される。第1の回転装置130と第2の回転装置140は、FPC保持部120の保持ベース部121上面が液晶モジュール保持ベース111の上面に一致するように配置される。
 まず、液晶モジュール101は、図示しない移載装置を用いて組立装置100に供給される。移載装置は、バックライトユニット102の上面を保持し、液晶モジュール保持ベース111に液晶パネル104の下面が接するように設置する。
 次に、プッシャ解除手段117がプッシャ113から離れ、プッシャ113が位置決めバネ116の弾性力によって移動し、液晶モジュール101を押圧する。液晶モジュール101は、プッシャ113の押圧力によって移動し、位置決めピン112に押し当てられ、外形基準で位置決めされる。次に、液晶モジュール保持部110に接続された図示しない真空吸引源を作動させ、液晶モジュール吸着孔118に吸着力を発生させ、液晶モジュール101を液晶モジュール保持ベース111上に固定する。
 次に、FPC保持部120を用いてFPC106を固定する。FPC保持ベース121に接続された図示しない真空吸引源を作動させ、FPC吸着孔123に吸着力を発生させ、FPC106をFPC保持ベース121上に固定する。
 ここでは、ブロック状のFPC保持ベース121に設けたFPC吸着孔123によってFPC106を吸着したが、吸着手段は保持ベースに多孔質体を用いるものまたは保持ベース上に設けた吸着溝を用いるものでもよい。また、FPC106の保持には真空吸着以外の手段を用いてもよい。たとえば、FPCが折曲げられた後にバックライトユニット102の上面の外側にFPC106の一部分がタブ状にはみ出るような形状の場合、タブ状部分(
Pull tab)を挟み込んで保持するものでもよい。
 次に、第1の回転装置130によってFPC保持部120を図4に示すように斜め上方に移動させる。ロータリーアクチュエータ131を作動させ、回転軸132を介してFPC保持部120を回転させる。
 次に、第2の回転装置140を用いて、FPC106を図5に示すようにバックライトユニット102上に折曲げる。ロータリーアクチュエータ141を作動させ、回転軸142を介してFPC保持部120をFPC106がバックライトユニット102と接触するまで回転させる。バックライトユニット102の折曲げ固定面上には両面テープ108が貼り付けられており、FPC106は両面テープ108上に折曲げ固定される。
 以上で折曲げが完了する。以上のように第1の回転装置130と第2の回転装置140を備えるので、回転軸が1つの場合より小さい回転半径の円軌道を2つ組み合わせることで、可動範囲内で折曲げ可能である。
 本実施形態では、2つの回転装置のうち折曲げベース側114に設置される第1の回転装置130を先に駆動し、FPC保持ベース121側に設置される第2の回転装置140を次に駆動したが、逆に第2の回転装置140を先に駆動し、その後に第1の回転装置130を駆動してもよい。
 また、本実施形態では、液晶モジュール101は固定しFPC106を移動して組立を行ったが、FPC106を固定し液晶モジュールを101移動して組立を行ってもよい。
 FPC保持部120を所望の位置に移動できる回転軸の位置と、FPC106が可動範囲内で折曲げられる条件を以下の手順で求める。
 (1)第1の動作後のFPC106の位置と傾きを定め、初期位置から回転移動するための第1の動作の回転軸の位置を求める。
 (2)折曲げ完了後のFPC106の位置を定め、第1の動作後の位置から回転移動するための第2の動作の回転軸の位置を求める。
 (3)折曲げ開始時にFPC106が可動範囲内に収まる条件を求める。
 (4)折曲げ完了時にFPC106が可動範囲内に収まる条件を求める。
 (5)第2の動作中にFPC106が可動範囲内に収まる条件を求める。
 第1に、第1の動作後のFPC106の位置と傾きを定め、初期位置から回転移動するための第1の動作の回転軸の位置を求める。
 図6に、第1の動作終了後におけるFPC106の折曲げ部の断面図を示す。ただし、座標系は折曲げの回転軸に直交する面をxy平面とし、折曲げ前のFPC保持部120の回転軸側の端点Oを原点とし、折曲げ前のFPC106面と平行にx軸をとり、FPC106面と垂直にy軸をとる。更にFPC保持部120の端点Oの第1の動作終了後の位置Pの座標を(X,Y)とし、第1の動作終了後のFPC保持部120表面のx軸に対する傾きをaとし、折曲げ完了後の保持部の端点の位置Pの座標を(s,t)とし、FPC106は2箇所において曲げ半径rで90°に折曲げられるとする。
 第1の動作による回転角度θは、折曲げ前のFPC保持部120の表面と、折曲げ後のFPC保持部120の表面とのなす角∠OAPに等しいので、θはFPC保持部120の傾きaを用いて次の式1のように表せる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000009
 折曲げ前のFPC保持部120の点Oを第1の動作によって点Pに移動するには、回転中心Cから点Oまでの距離と点Pまでの距離が等しくなるよう配置される必要がある。同時にFPC保持部120の表面の傾きを合わせるため、回転中心Cから折曲げ前のFPC保持部120の表面の延長線に降ろした垂線Cの長さと、第1の動作終了後のFPC保持部120の表面の延長線に下ろした垂線Cの長さとが等しく配置される。このため△COと△Cとが合同となるので、回転中心Cは、∠OAPの外角の二等分線nと線分OPの垂直二等分線mとの交点として求められる。
 以下、回転中心Cの座標(x,y)をX、Y、aを用いて表す。直線nの式をy=bx+cとすると、∠OAP=θ=-tanaであるため、傾きbは次式2で与えられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000010
 次に、図6においてQA=P/(-a)=-Y/aであるため、OA=X-Y/aである。このため、直線nは点A(X-Y/a,0)を通るので、y=bx+cに代入して整理すると、
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000011
となる。
 次に直線mの式y=dx+eを求めると、mが直交する線分OPの傾きはY/Xであるので、直線mの傾きd=-X/Yとなる。
 また直線mは線分OPの中点Mを通るので、Mの座標は(X/2,Y/2)となり、y=dx+eに代入して整理すると、
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000012
となる。
 ここで、直線n:y=bx+cと直線m:y=dx+eの交点Cは、二式を連立してx,yについて解くと以下のように得られる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000013
 ここまでに求めたb,c,d,eを上式5,6に代入すると、初期位置から回転移動するための第1の動作の回転軸の位置Cの座標(x,y)は、以下のように得られる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000014
 第2に、折曲げ完了後のFPC106の位置を定め、第1の動作後の位置から回転移動するための第2の動作の回転軸の位置を求める。
 図7に、第2の動作終了後の折曲げ部の断面図を示す。図7において、第1の動作終了後のFPC106の点Pを第2の動作によって点Pに移動するには、回転中心Cを点Pまでの距離と点Pまでの距離が等しくなるよう配置する必要がある。同時にFPC106の姿勢を合わせるため、回転中心Cから第1の動作後のFPC保持部120の表面の延長線に下ろした垂線Cの長さと、第2の動作後のFPC保持部120表面の延長線に下ろした垂線Cの長さとを等しく配置する。これによって、△Cと△Cとが合同となるので、回転中心Cは、∠PBPの外角の二等分線jと、線分Pの垂直二等分線kとの交点として求められる。
 以下、回転中心Cの座標(x,y)をX、Y、a、s、tを用いて表す。まず直線jの式をy=fx+gとすると、傾きf=-tan(∠CBP)で、∠CBP=∠ABP/2=θ/2であるので、整理して傾きfは、次式9で与えられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000015
 直線jは、点B(X-(Y-t)/a,t)を通る。点Bの座標を上式9を=fx+gに代入して整理すると、
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000016
となる。
 次に、直線kの式をy=hx+iとすると、kが直交する線分Pの傾きは(Y-t)/(X-s)であるので、kの傾きh=-(X-s)/(Y-t)となる。
 また直線kは、線分Pの中点Mを通るので、Mの座標((X+s)/2,(Y+t)/2)とhとを、y=hx+iに代入して整理すると、
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000017
となる。
 ここで、直線i:y=fx+gと直線k:y=hx+iの交点は、二式を連立してx,yについて解くと、以下のように得られる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000018
 ここまで求めたf,g,h,iを上式12,13に代入すると、第1の動作後の位置から回転移動するための第2の動作の回転軸の位置Cの座標(x,y)は、以下のように得られる
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000019
 第3に、折曲げ開始時にFPC106が可動範囲内に収まる条件を求める。
 FPC106の可動範囲は、FPC106が引っ張られた状態でバックライトユニットの全長にわたり完全に側面に沿うように折曲げられる場合のFPC106の軌跡であり、バックライトユニット外形のインボリュート曲線で与えられる。FPC106が引っ張られた状態で折曲げられる場合、任意の時点における瞬間中心は、FPC106と基板側面の接点なので、この軌跡で与えられるFPC106の可動範囲の曲線は任意の位置でFPC106に直交する。したがって、折曲げ開始時のFPC保持部120の運動方向はFPC106の法線に対して内側に傾いている必要がある。
 図6において、折曲げ開始時のFPC保持部120の運動方向がFPC106の法線より内側に傾く(図6において0<α<π/2)条件は、同図より回転軸Cが折曲げ方向と反対側(図6においてy<0)に配置されることである。
 すなわち、第1の回転手段130の回転軸Cの座標(x,y)についてy<0であればよいので、yの式を代入すると、折曲げ開始時にFPC106が可動範囲内に収まる条件は、以下のように得られる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000020
 第4に、折曲げ完了時にFPC106が可動範囲内に収まる条件を求める。
 折曲げ完了時点ではFPC106は可動限界上にあり、折曲げ完了前は可動範囲内側にある必要があるので、折曲げ完了の瞬間のFPC保持部120の移動方向は、可動範囲に対し内側から外側に向かう必要がある。
 図7より、折曲げ完了時の移動方向は直線Cに直交する。そのため、折曲げ完了時のFPC106の運動方向が可動範囲の内側から外側に向かう(図7において0<β<π/2)条件は、第2の動作の回転軸Cが基板のFPC106を折曲げ固定する側の表面に対し、下側(図7においてy<t)に配置されることである。
 すなわち、第2の回転手段140の回転軸Cの座標(x,y)についてy<tであればよいので、yの式を代入すると、折曲げ完了時にFPC106が可動範囲内に収まる条件は、以下のように得られる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000021
 第5に、第2の動作中にFPC106が可動範囲内に収まる条件を求める。
 図8は、第2の動作中のFPC106の位置と基板側面からの距離を表した断面図である。図8において、FPC106は2箇所において曲げ半径rで直角に曲げられるとする。第2の動作中にFPC保持部120の軌跡が可動範囲とに内接する条件を考えると、軌跡と可動範囲の接点から回転軸Cに引いた直線は軌跡の接線に直交し、軌跡と可動範囲の接点からFPC106の円弧部分に引いた接線は、可動範囲の接線に直交する。ここで軌跡と可動範囲の接線は一致するので、軌跡と可動範囲の接点は回転軸CからFPC106の円弧部分に引いた接線上にある。
 回転軸CからFPC106の円弧部分に引いた接線の接点をD、FPC106の円弧部分の下端をE、直線CDとFPC保持部の軌道の交点をP’、直線CDとFPC106可動範囲の交点をQ’とする。第2の動作中にFPC106が可動範囲内に収まる条件は、折曲げ前のFPC106の自由長OEに比べて、FPC106がP’まで折曲げられた時点のFPC106の自由長DP’とFPC106の既に折曲げられた部分の弧長EDとの和が小さいことである。ここでDP’=DC+P’Cであるため、求める条件はOE>ED+DC+P’Cと表せる。
 ここで、図8に示すように下側の曲げ部の曲げ中心を点O’とし、点O’を原点とするx’y’座標系をとる。また、点O’のxy座標系における座標を(s,r)とする。
 まずOEを求めると、図8より、s-s=s-(t-2r)-πrであるため、整理して次式で与えられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000022
 次に、弧長EDは図8より、ED=rφ、φ=tan-1(u/v)であるため、次式で与えられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000023
 次にDCを点C、点Dの座標から求める。x’y’座標系における点Cの座標を[x’,y’]とし、点Dの座標を[u,v]とするとDCは次式で与えられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000024
 式20における未知数として、x’、y’、u、vを計算する。まず、角部におけるFPC106の円弧形状と、FPC106の円弧形状に対する接線に対して以下の式が成り立つ。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000025
 点Dは円弧上にあるので円弧の方程式の[x’,y’]に[u,v]を代入し、点Cは接線上にあるので、接線の方程式の[x’,y’]に[x’,y’]を代入し、二式をu,vについて解くと次式が得られる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000026
 ここで、回転軸C[x’,y’]は回転軸C(x,y)のx’y’座標系における成分であるので、xy座標系への座標変換によって次式で与えられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000027
 以上、x’、y’、u、vの値を式20に代入することによってDCが得られる。
 次に、P’Cは第2の動作の回転半径に等しいので、次式で与えられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000028
 以上より、式18~式27をOE>ED+DC+P’Cに代入して整理すると、第2の動作中にFPC106が可動範囲内に収まる条件として次式が得られる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000029
 以上、FPC保持部120を所望の位置に移動できる回転軸の位置(1),(2)と、FPC106が可動範囲内で折曲げられる条件(3),(4),(5)を求めた。回転軸の座標と回転角度が式1,7,8,14,15で与えられれば、FPC保持部120を所望の位置に移動できる。また、式16,17,28が成り立てば、FPC保持部120の軌道は可動範囲内に収まる。
 次に、本発明の第2の実施形態に係る表示装置の組立装置について説明する。なお、以下の実施形態において、図1~図8に示した部材と同一の部材には同一の符号を付し、重複する説明は省略するものとする。
 図9は、本発明の第2の実施形態における表示装置の組立装置100Aの正面図であり、図10は、第2の実施形態における組立装置100Aの平面図である。表示装置としての液晶モジュールの組立装置100Aは、液晶モジュール保持部110と、FPC保持部120と、回転装置160と、直動装置170とを含む。
 FPC保持部120は、回転装置160の可動側に設置され、回転装置160は直動装置170の可動側に設置される。図9に示すFPC106は、FPC保持部120によって表面を吸着保持され、回転装置160および直動装置170の運動によってバックライトユニット102上に折曲げられる。
 回転装置160は、ロータリーアクチュエータ161と、回転軸162と、回転ベース部163とを有する。回転ベース上163には、ロータリーアクチュエータ161が設置され、ロータリーアクチュエータ161の可動側に回転軸162が固定される。回転軸162のもう一端部には、FPC保持部120が取付けられる。
 直動装置170は、エアシリンダ171と、スライドガイド172と、直動装置ストッパ173を有する。回転装置160は、エアシリンダ171の可動側に取付けられ、エアシリンダ171の動作で移動可能なようにスライドガイド172で支持される。直動装置ストッパ173は折曲げ装置ベース114に設置され、回転装置160表面と接触してエアシリンダ171による回転装置160の停止位置の位置決めが可能である。
 以上のように構成された液晶モジュール組立装置について、その折曲げ動作を説明する。液晶モジュール101が液晶モジュール組立装置に供給される際、液晶モジュール組立装置は、図9および図10のように配置される。回転装置160は、FPC保持部120のFPC保持ベース121上面が、液晶モジュール保持ベース111に平行になるよう配置される。直動装置170は、FPC保持ベース121上面が、液晶モジュール保持ベース111の面に一致するように配置される。
 まず、液晶モジュール101は、図示しない移載装置を用いて液晶モジュール組立装置に供給される。次に、プッシャ113によって液晶モジュール101が外形基準で位置決めされる。次に、液晶モジュール保持部110に接続された図示しない真空発生源を作動させ、液晶モジュール101を液晶モジュール保持ベース111上に固定する。次に、FPC保持ベース121に接続された図示しない真空吸引源を作動させ、FPC106をFPC保持ベース121に固定する。
 次に、直動装置170によってFPC保持部120を斜め上方に移動させる。図11に示すように、エアシリンダ171が作動しスライドガイド172が上方へ移動し、スライドガイド172の可動側に固定された回転装置160を介して、FPC保持部120を斜め上方へ移動する。エアシリンダ171は、回転ベース部163が直動装置ストッパ173と接触する位置で停止するため、スライドガイド172は位置精度よく停止可能である。
 次に、回転装置160を用いてFPC106をバックライトユニット102上に折曲げる。図12に示すように、ロータリーアクチュエータ161を作動させ、ロータリーアクチュエータ161に接続された回転軸162を介してFPC保持部120を180度回転させる。バックライトユニット102の折曲げ固定面上には、両面テープ108が貼り付けられており、FPC106は両面テープ108上に折曲げ固定される。
 以上で折曲げが完了する。以上のように、本実施形態の液晶モジュール組立装置は、直動装置170と回転装置160を備えるので、第1の動作によってFPC106を可動範囲の内側に移動し、そこからインボリュート曲線に対して小さい半径で回転することによって、可動範囲内で折曲げることができる。
 ただし、ここでは折曲げベース側に設置される直動装置170を先に駆動し、FPC保持ベース121側に設置される回転装置160を次に駆動したが、第1に回転装置160を所定の回転角度180°のうち一部分回転し、第2に直動装置170を全ストローク駆動し、第3に回転装置160を残りの回転角度分駆動してもよい。
 また本実施形態では、液晶モジュール101を固定し、FPC106を移動して組立を行ったが、FPC106を固定し液晶モジュール101を移動して組立を行ってもよい。
 FPC保持部120を所望の位置に移動できる直動手段および回転手段の位置と、FPC106が可動範囲内で折曲げられる条件を、以下の手順で求める。
 (1)第1の動作後のFPC106の位置を定め、初期位置から直動移動するための第1の動作の移動量を求める。
 (2)折曲げ完了後のFPC106の位置を定め、第1の動作後の位置から回転移動するための第2の動作の回転軸の位置を求める。
 (3)第1の動作後にFPC106が基板と干渉しない条件を求める。
 (4)折曲げ完了時にFPC106が可動範囲内に収まる条件を求める。
 (5)第2の動作中にFPC106が可動範囲内に収まる条件を求める。
 第1に、第1の動作後のFPC106の位置を定め、初期位置から直動移動するための第1の動作の移動量を求める。
 折曲げ部の断面図を図13に示す。第1の動作によって、FPC保持部120の端点はO(0,0)からP(X,Y)まで移動するので、直動手段による第1の動作のベクトルqは次式で与えられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000030
 第2に、折曲げ完了後のFPC106の位置を定め、第1の動作終了後の位置から回転移動するための第2の動作の回転軸の位置を求める。
 第2の動作によって、FPC保持部120は180°回転し、端点はP(X,Y)からP(s,t)まで移動する。このため回転中心Cは、Cから点Pまでの距離と点Pまでの距離が等しくなるよう配置される必要がある。同時にFPC保持部120表面の傾きを合わせるため、回転中心Cから第2の動作前のFPC保持部120表面の延長線に降ろした垂線Cの長さと、第2の動作終了後のFPC保持部120表面の延長線に降ろした垂線Cの長さが等しく配置される。このため△Cと△Cが合同となるので、回転中心Cは線分Pの中点で与えられる。これによって、第1の動作後の位置から回転移動するための第2の動作の回転軸Cの座標(x,y)は、X、Y、s、tを用いて次式で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000031
 第3に、第1の動作終了後にFPC106が基板と干渉しない条件を求める。x座標に関しては、第1の動作終了後にFPC106が基板側面と干渉しなければよい。側面の位置はx=OE-rで、式18よりOE=(s+πr+t-2r)/2であるため、x座標に関する条件は次式によって与えられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000032
 第4に、折曲げ完了時にFPC106が可動範囲内に収まる条件を求める。折曲げ部の断面図を図12に示す。折曲げ完了時点では、FPC106は可動限界上にあり、折曲げ完了前は可動範囲内側にある必要があるので、折曲げ完了の瞬間のFPC106の移動方向は、可動範囲に対し内側から外側に向かう必要がある。
 図13より、折曲げ完了時の移動方向は、直線Cに直交する。そのため、折曲げ完了時のFPC106の運動方向が可動範囲の内側から外側に向かう(図13において、0<β<π/2)条件は、第2の動作の回転軸Cが基板のFPC106を折曲げ固定する側の表面に対し、下側(図13において、y<t)に配置されることである。
 回転軸Cが基板のFPC106を折曲げ固定する側の表面に対し、下側(図13においてy<t)に配置されるためには、第1の動作完了時のFPC106の位置Pが基板のFPC106を折曲げ固定する側の表面に対し、下側(図13においてy<t)に配置される必要がある。
 またY<0では、図13において第1の動作によって、下側に直動移動した後に第2の動作で折曲げられ、折曲げに不適であるため、Y>0である必要がある。
 以上より、折曲げ完了時にFPC106が可動範囲内に収まる条件は次式によって表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000033
 第5に、第2の動作中にFPC106が可動範囲内に収まる条件を求める。
 図13において、FPC106は2箇所において曲げ半径rで直角に曲げられるとする。第2の動作中にFPC保持部120の軌跡が可動範囲に内接する条件を考えると、軌跡と可動範囲の接点から回転軸Cに引いた直線は、軌跡の接線に直交し、軌跡と可動範囲の接点からFPC106の曲げR形状に引いた接線は、可動範囲の接線に直交する。ここで、軌跡と可動範囲の接線は一致するので、軌跡と可動範囲の接点は、回転軸CからFPC106の曲げR形状に引いた接線上にある。
 回転軸CからFPC106の曲げR形状に引いた接線の接点をD、FPC106の曲げR形状の下端をE、直線CDとFPC保持部の軌道の交点をP’、直線CDとFPC106可動範囲の交点をQ’とする。
 第2の動作中にFPC106が可動範囲内に収まる条件は、折曲げ前のFPC106の自由長OEに比べて、FPC106がP’まで折曲げられた時点のFPC106の自由長DP’とFPC106の既に折曲げられた部分の弧長EDとの和が小さいことである。ここでDP’=DC+P’Cであるため、求める条件は、OE>ED+DC+P’Cと表せる。
 ここで、図13に示すように、下側の曲げ部の曲げ中心を点O’とし、点O’を原点とするx’y’座標系をとる。
 まずOEおよびEDは、式18および式19によって与えられている。
 次に、P’Cは、第2の動作の回転半径に等しいので、次式によって与えられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000034
 次にDC2を求める。x’y’座標系における点C2の座標を[w,z]とし、点Dの座標を[u,v]とするとDC2は、次式によって与えられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000035
 式28における未知数として、点C2の座標[w,z]と、点Dの座標[u,v]を計算する。まず、角部におけるFPC106の円弧形状と、FPC106の円弧形状に対する接線に対して以下の式が成り立つ。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000036
 点Dは円弧上にあるので円弧の方程式に[u,v]を代入し、点Cは接線上にあるので接線の方程式に[w,z]を代入し、二式をu、vについて解くと、次式が得られる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000037
 次に、回転軸C[w、z]は、線分Pの中点のx’y’座標系における成分であるので、xy座標系への座標変換によって次式で与えられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000038
 以上、w、z、u、vの値を式28に代入することによってDCが得られる。
 以上より、式18、式19、式34、式35をOE>ED+DC+P’Cに代入して整理すると、第2の動作中にFPC106が可動範囲内に収まる条件として、次式が得られる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000039
 以上、FPC保持部120を所望の位置に移動できる直動手段および回転軸の位置(1)、(2)と、FPC106が可動範囲内で折曲げられる条件(3),(4),(5)を求めた。直動手段と回転軸の配置が式29~式31によって与えられれば、FPC保持部120を所望の位置に移動できる。また、式32、式33、式42が成り立てば、FPC106を可動範囲内で折曲げ可能である。
 図14Aは本発明のさらに他の実施形態における表示装置の組立装置200の外観を示す側面図であり、図14Bは組立装置200の平面図である。
 本実施形態の液晶モジュール組立装置200は、表示装置としての液晶モジュール101を位置決めして保持するステージ201、ステージ台203、液晶モジュール101の端面の位置を決める位置決めガイド203、ステージ201を位置決めガイド203の案内方向へ押さえるプッシャ205、保持手段302、配線基板202を吸着保持する吸着パッド206、吸着パッド206を搭載する保持フレーム207、1次折曲げ手段303、保持手段302を垂直方向に移動可能とする垂直スライダ208を、垂直スライダ208を駆動する垂直シリンダ209、垂直スライダ208の移動量を制限する垂直ストッパ210、1次折曲げ手段303を搭載するフレーム211、位置決め手段304、配線基板202と接触して位置決めを行う位置決めブロック212、位置決めブロック212を垂直方向に移動可能な位置決めシリンダ213、位置決めブロック212の停止位置を調節する位置決めアジャスタ214、2次折曲げ手段305、保持手段302が取り付けられた回転軸215、回転軸215を回転駆動する回転アクチュエータ216、回転の初期位置を指定する回転ストッパ217A、および回転の終点を指定する回転ストッパ217Bを含む。
 本実施形態において、組立装置200は、回転アクチュエータ216、垂直シリンダ209、位置決めシリンダ213を動作させて、液晶モジュール101に取り付けられた配線基板202を折曲げ加工し、モジュール101の所望の位置へ貼付けを行う装置である。
 垂直シリンダ209は、電力および圧力を用いて直線移動する手段であり、エアシリンダや油圧シリンダ、ボールネジ等を有し、各シリンダの停止位置は、各シリンダの動作範囲にストッパを設け、ストッパと干渉し物理的に動作量を規制し、所望の位置までシリンダが動作する。垂直シリンダ209に対しては、垂直ストッパ210が動作量の規制を行う。
 位置決めシリンダ213は、上記の垂直シリンダ209と同様に構成され、位置決めアジャスタ214の長さを変更することによって、位置決めシリンダ213の取付け位置を変更し、位置決めシリンダ213に取り付けられた位置決めブロック212の到達位置を変更する。
 回転アクチュエータ216は、電力および圧力を用いて回転する手段であり、直接軸を駆動するモータや自由に支持された軸と伸縮するシリンダを組合せて動作する手段等がある。回転の停止位置は上記シリンダと同様、物理的な動作量の規制によって、所望の位置まで回転手段が動作し、回転ストッパ217Aに回転軸215が接触する事で初期位置が決められ、回転ストッパ217Bに回転軸215が接触することによって回転後の位置が決められる。
 このような構成によって、垂直シリンダ209、位置決めシリンダ213、回転アクチュエータ216の動作は、動作距離や回転角度を読取るエンコーダ装置や、読取り信号を演算制御する制御装置が不要であり、移動量の規制を簡素な構成で機械的に行うため、装置コストが低くおさえられる利点を有している。
 ステージ201は、ステージ台203に位置決めガイド204とプッシャ205とが取り付けられており、液晶モジュール101の端面を、プッシャ205を用いて位置決めガイド204の端面に沿わせることによって、位置決め保持を行う。
 液晶モジュール101を位置決め保持するステージ201は、組立装置200の前に移動可能な状態で設置され、たとえば、図示しないが、コンベア等の移載装置の上に取り付けられており、液晶モジュール101はステージ201で位置決め保持された状態で組立装置200の前に供給され、組立装置200によって配線基板202が折曲げ、貼付け加工を完了した後、組立装置200前から排出され、加工前の液晶モジュール101を搭載したステージ201から、組立装置200へ供給される。
 図15は、組立装置200の動作を説明するためのフローチャートである。また図16A~図21Aは、図14に示す組立装置200における動作状態を示す図であり、図16B~図21Bは各動作の液晶モジュール101、配線基板202、吸着パッド206、回転軸215および位置決めブロック212を示す図である。
 図16Aおよび図16Bは図15のステップS1を示し、図17Aおよび図17Bは図15のステップS2を示し、図18Aおよび図18Bは図15のステップS3,S4を示し、図19Aおよび図19Bは図15のステップS5を示し、図20Aおよび図20Bは図15のS6,S7を示し、図21Aおよび図21Bは図15のステップS8を示す。
 ステップS1では、液晶モジュール101を位置決め保持したステージ201を組立装置200の前に位置決めする。ステップS2では、垂直シリンダ209が動作し、吸着パッド206、保持手段302と2次折曲げ手段305が垂直移動して、配線基板202を90°に折り曲げる。ステップS3では、位置決めシリンダ213が動作し、位置決めブロック212が配線基板202の先端に接触し、配線基板202の先端を押し下げる。ステップS4では、吸着パッド206が配線基板202を吸着保持する。ステップS5では、位置決めシリンダ213が動作し、位置決めブロック212を初期位置へ引き上げる。ステップS6では、回転アクチュエータ216が動作し、配線基板202を液晶モジュール101へ貼り付ける。ステップS7では、吸着パッド206の吸着圧力を抜き、吸着パッド206から配線基板202を切り離す。ステップS8で垂直シリンダ209、回転アクチュエータ216を動作させ、原点復帰を行い、折曲げ・貼付け作業を完了する。
 このような構成および動作によって、液晶モジュール101と配線基板202とを個別に位置決めし、精度のよい折曲げ・貼付け加工が可能となる。また、簡素な構成で、各手段の一連の連続動作で加工ができるため、装置コストが安く、一定の作業時間で安定した折曲げ・貼付け作業が可能となる。
 図22は本発明のさらに他の実施形態における組立装置200Aの外観図である。
なお、前述の実施形態と対応する部分には、同一の参照符を付す。図22は、図15のステップS2に示す直線動作による配線基板202の折曲げに代えて、回転動作によって配線基板202の折曲げを行う方法を説明する図である。吸着パッド206は配線基板202と平行に設置される。回転アクチュエータ216は任意の角度で回転を停止できるアクチュエータであり、初期位置、90°回転した位置決め位置、さらに初期位置から180°回転した貼付け位置の3箇所を設定することができる。図22で示す初期位置から、回転アクチュエータ216を位置決め位置まで回転させ、配線基板202を90°折り曲げる。
 このような構成によって、配線基板202の位置決め前の折曲げ時に、吸着パッド206が配線基板202を摩擦することなく折り曲げることができ、摩擦による配線基板202の変形や、吸着パッド206の磨耗を防止することができる。
 図23は、本発明のさらに他の実施形態における組立装置200Bの外観図である。
なお、前述の実施形態と対応する部分には、同一の参照符を付す。本実施形態の組立装置200Bは、フレーム211を水平方向に移動可能とする水平スライダ218、水平スライダ218を駆動する水平シリンダ219、水平スライダ218の移動量を制限する水平ストッパ220を含む。
 図24は、組立装置200Bにおける動作状態を示すフローチャートである。図25A~図32Aは、図24に示す組立装置200Bにおける動作状態を示すフローチャートであり、図25B~図32Bは各動作の液晶モジュール101、配線基板202、吸着パッド204、回転アーム205、位置決めブロック212を示す図である。
 図25Aおよび図25Bは図24のステップS1の工程を示し、図26および図26Bは図24のステップS2の工程を示し、図27Aおよび図27Bは図24のステップS3,S4の工程を示し、図28Aおよび図28Bは図24のステップS5の工程を示し、図29Aおよび図29Bは図24のステップS6の工程を示し、図30Aおよび図30Bは図24のステップS7の工程を示し、図31Aおよび図31Bは図24のS8,S9の工程を示し、図32Aおよび図32Bは図24のステップS10の工程を示す。
 ステップS1では、液晶モジュール101を位置決め保持したステージ201を組立装置200Bの前に位置決めする。ステップS2では、垂直シリンダ209が動作し、吸着パッド206、保持手段302と2次折曲げ手段305とが垂直移動して、配線基板202を90°に折り曲げる。ステップS3では、位置決めシリンダ213が動作し、位置決めブロック212が配線基板202の先端に接触し、配線基板202の先端を押し下げる。ステップS4では、吸着パッド206が配線基板202を吸着保持する。ステップS5では、位置決めシリンダ213が動作し、位置決めブロック212を初期位置へ引き上げる。ステップS6では、回転アクチュエータ216が動作し、配線基板202と液晶モジュール101との間に隙間がある状態で折り曲げる。
 ステップS7では、水平シリンダ219が動作し、フレーム211が水平移動し、吸着パッド206が配線基板202を水平方向へ移動する。ステップS8では、垂直シリンダ209が動作し、配線基板202を液晶モジュール101へ貼り付ける。ステップS9では、吸着パッド206の吸着圧力を抜き、吸着パッド206から配線基板202を切り離す。ステップS10で垂直シリンダ209、回転アクチュエータ216、水平シリンダ219を動作させ、原点復帰を行い、折曲げ・貼付け作業を完了する。
 このような構成によって、配線基板202をS6で折り曲げた位置と、配線基板202を貼り付ける所定の位置が異なる場合、配線基板202を折り曲げた後、水平シリンダ219を動作させることで、配線基板2を所望の位置へ貼り付けることができる。
 図33は、本発明のさらに他の実施形態における組立装置200Cの外観図である。なお、前述の実施形態と対応する部分には、同一の参照符を付す。図33は、図24に示すステップS2の直線動作による配線基板の折曲げに代えて、回転動作によって配線基板202の折り曲げを行う方法を説明する図である。吸着パッド206は配線基板202と平行に設置される。回転アクチュエータ216は任意の角度で回転を停止できるアクチュエータであり、初期位置、90°回転した位置決め位置、さらに初期位置から180°回転した貼付け位置の3箇所を設定することができる。図22で示す初期位置から、回転アクチュエータ216を位置決め位置まで回転させ、配線基板202を90°折り曲げる。
 このような構成によって、配線基板202の位置決め前の折曲げ時に、吸着パッド206が配線基板202を摩擦することなく折曲げができ、摩擦による配線基板202の変形や、吸着パッド206の磨耗を防止することができる。
 図34は、配線基板202の位置決め時の動作を示す。図15のステップS2で示す、配線基板202を1次折り曲げた状態から、位置決めシリンダ213を作動させ、位置決めブロック212によって配線基板202の先端が押し込まれ、位置決めシリンダ213の動作が完了するまで配線基板202が押し込まれる。
 このような構成によって、配線基板202の先端が移動したときの撓みが、折曲げ部分に集中し、配線基板202の保持手段に接している部分は平面を保つことができ、図15のステップS4で示す配線基板202の保持を確実に行うことができる。
 図35は、図15のステップS2である配線基板202折り曲げを行わずに配線基板202の位置決めを行った場合を示す図である。位置決めシリンダ213が動作し、位置決めブロック212が配線基板202を押し込む際、配線基板202の撓み代が無く、座屈や配線基板全体の湾曲が発生する。これにより、保持手段に配線基板202の接触が不安定となり、配線基板202の保持が確実に行われない。
 図36は、図34に示す配線基板202の1次折曲げ時の角度の範囲を示す。図34では配線基板202を90°に折り曲げて1次折曲げを行っているが、1次折曲げの角度は、1次折曲げによって配線基板202に位置決め時の撓みしろができ、1次折曲げ後の位置決め時に、配線基板202の保持部分が撓まず、折曲げ部分が撓む状態となる範囲であればよい。
 図37は、配線基板202の公差による長さばらつきの違いで分類した位置決めブロック214の動作を示す。図15で示したステップ2で配線基板202が折り曲げられた時、配線基板202の寸法公差によって、配線基板202の先端位置にばらつきが生じる。全ての配線基板202の先端位置を揃えるため、位置決めブロック214が到達する位置は、最も短い配線基板202の先端に接触する位置に設定する。
 このような構成によって、寸法公差で配線基板202の長さが一定でなくとも、配線基板202の先端が吸着パッド204に対して同じ位置で保持することができる。これによって、位置決め前の配線基板202の位置情報を、画像認識手段を用いることなく位置決め動作が可能であるため、装置コストが低くおさえられ、位置情報をフィードバックしての位置決めが不要であるため、動作速度が速い利点を有している。
 図38は、公差による長さばらつきがある配線基板202を所定位置まで水平方向へ移動する際の、変形・断線を防ぐ動作を示す。保持手段402が配線基板202を保持する力は、配線基板202の折曲げ部分の弾性力よりも大きく、かつ配線基板202の変形・破損が起こらない範囲とし、配線基板202の物性に合せて設定する。配線基板202は保持手段402に保持された状態で水平移動が行われ、長さが十分な配線基板202を水平方向へ移動する場合、保持手段402に配線基板202が一定の位置で保持された状態で、保持手段402が所定位置まで移動する。公差範囲内で長さが短い配線基板202を水平方向へ移動する場合、移動前は配線基板202が保持手段402へ位置決めされた位置で保持されているが、移動中に配線基板202に弾性変形範囲以上の力が加わった際に、保持手段402と配線基板202の間で滑りが発生し、保持手段402は所定位置まで移動するのに対し、配線基板202は弾性変形範囲内にとどまる。
 このような構成によって、配線基板202の折曲げ・貼付け時に配線基板202に可撓範囲以上の力が加わった場合であっても変形・破損することなく、液晶モジュール101へ貼り付けることができる。
 図39は、吸着パッド206の構成を示す底面図である。吸着パッド206は、配線基板202と接触するパッド部221を有し、このパッド部221には吸引を行う複数の吸引孔222が形成される。パッド部221と配線基板202とが接触した状態で、吸引孔222から吸引を行い、吸着パッド206が配線基板202の保持を行う。
 このような構成によって、配線基板202の片面のみを保持に用いるため、他方の面に突起部を出さず貼り付けを行い、配線基板202を保持した状態で液晶モジュール101への貼り付けを行うことができ、パッド部221の材質と、吸引孔222の個数、面積、圧力を変更することによって、吸着パッド206が配線基板202を保持する力を変更することができる。
 図40は、図39に示した配線基板202の保持を別の構成を用いて実現した例を示す図である。本実施形態の保持手段402は、配線基板202を保持する保持パッド223、保持パッド223に出し入れの制御可能な状態で取り付けられたピン224を有し、予め配線基板202にはピン孔225が形成される。
 位置決めブロック212によって位置決めされた配線基板202は、配線基板202の先端位置が所望の位置にあるため、保持パッド223に取り付けられたピン224と配線基板202のピン孔225との位置が重なり、保持パッド223からピン224を嵌合させることによって、配線基板202を位置決め保持することができる。
 このような構成によって、配線基板202の表面状態や形状が吸着保持することが困難なものであっても、配線基板202を確実に保持することができる。
 図41は保持手段402が配線基板202を所定位置まで水平方向へ移動する際の、変形・断線を防ぐ構成を示す図である。本実施形態の保持手段402は、吸着パッド206を水平方向に移動可能な状態で取り付けたパッドスライダ226と、パッドスライダ226と保持フレーム211との間に設置されたバネやゴム等の弾性体227とを有する。
 図42Aは、保持手段402が所定位置まで水平方向へ移動した際、配線基板202に弾性変形範囲以上の力が加わらない場合の例を示す図である。配線基板202に加わる力が、弾性体227が吸着パッド204を支持する力を超えないため、保持手段402が移動した位置まで配線基板202が移動する。
 図42Bは保持手段402が所定位置まで水平方向へ移動した際、配線基板202に可撓範囲以上の力が加わる場合の例を示す図である。配線基板202に加わる力が、弾性体227が吸着パッド204を支持する力を超えるため、保持手段402が所定の位置まで移動するのに対し、配線基板202は可撓範囲での移動量となる。
 このような構成によって、図41で示した配線基板202を保持手段402へ強固に保持した場合や、吸着保持であっても保持力の設定が困難な場合等で、配線基板202の折曲げ・貼付け時に配線基板202に可撓範囲以上の力が加わった場合であっても、変形・破損することなく液晶モジュール101へ貼り付けることができる。
 本発明は、その精神または主要な特徴から逸脱することなく、他のいろいろな形態で実施できる。したがって、前述の実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、本発明の範囲は特許請求の範囲に示すものであって、明細書本文には何ら拘束されない。さらに、特許請求の範囲に属する変形や変更は全て本発明の範囲内のものである。

Claims (11)

  1.  表示装置に実装された可撓性を有する配線基板を、前記表示装置の表示面の裏側に折曲げる表示装置の組立装置であって、
     前記配線基板を保持するための配線基板保持手段と、
     前記表示装置を保持するための表示装置保持手段と、
     前記配線基板保持手段を回転移動する第1の回転手段と、
     前記配線基板保持手段を回転移動する第2の回転手段とを具備し、
     前期配線基板保持手段によって保持され、かつ前記表示装置が前記表示装置保持手段によって保持された状態で、第1および第2の回転手段によって前記配線基板を表示装置に沿うように折曲げることを特徴とする表示装置の組立装置。
  2.  請求項1に記載の表示装置の組立装置において、
     第1の回転手段の回転軸Cの座標(x,y)と第2の回転手段の回転軸Cの座標(x,y)と第1の回転手段による回転角度θが式101~105で与えられ、
     式101~式105におけるX、Y、a、s、t、rが式106~式108を満たすことを特徴とする表示装置の組立装置。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
     ただし、座標系は折曲げの回転軸に直交する面をxy平面とし、
     折曲げ前の配線基板保持部の回転軸側の端点Oを原点とし、
     折曲げ前の配線基板保持部の表面と平行にx軸をとり、
     折曲げ前の配線基板保持部の表面と垂直にy軸をとる。
     xy座標系において第1の動作終了後における配線基板保持部の端点Pの座標を(X,Y)とし、
     第1の動作終了後の配線基板保持部のx軸に対する傾きをaとし、
     折曲げ完了後の配線基板保持部の端点の位置Pの座標を(s,t)とし、
     配線基板は2箇所において曲げ半径rで直角に折曲げられ、
     式108においてu、v、x’、y’は式109~式112によって与えられるとする。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
  3.  表示装置に実装された可撓性を有する配線基板を、前記表示装置の表示面の裏側に折り曲げる表示装置の組立装置であって、
     前記配線基板を保持するための配線基板保持手段と、
     前記表示装置を保持するための表示装置保持手段と、
     前記配線基板保持手段を回転移動する回転手段と、
     前記配線基板保持手段を並進移動する直動手段とを具備し、
     前期配線基板保持手段によって保持され、かつ前記表示装置が前記表示装置保持手段によって保持された状態で、前記回転手段および直動手段によって前記配線基板を表示装置に沿うように折曲げることを特徴とする表示装置の組立装置。
  4.  請求項3に記載の表示装置の組立装置において、
     直動手段による第1の動作のベクトルqと回転手段の回転軸Cの座標(x,y)が式113~式115で与えられ、
     式113~式115におけるX、Y、s、t、rが式116~式118を満たすことを特徴とする表示装置の組立装置。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
     ただし、座標系は折曲げの回転軸に直交する面をxy平面とし、
     折曲げ前の配線基板保持部の回転軸側の端点Oを原点とし、
     折曲げ前の配線基板保持部の表面と平行にx軸をとり、
     折曲げ前の配線基板保持部の表面と垂直にy軸をとる。
     xy座標系において第1の動作終了後における配線基板保持部の端点Pの座標を(X,Y)とし、
     折曲げ完了後の配線基板保持部の端点の位置Pの座標を(s,t)とし、
     配線基板は2箇所において曲げ半径rで直角に折曲げられ、
    式118においてw、z、u、vは式119~式122で与えられるとする。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
  5.  表示装置に実装された可撓性を有する配線基板を、前記表示装置の裏側に折り曲げるための手段を有する表示装置の組立装置において、
     前記配線基板を保持するための第1の保持手段と、
     前記表示装置を位置決め保持するための第2の保持手段と、
     前記配線基板を折曲げ加工する際に、配線基板の自由端を一定の位置へ位置決めするための位置決め手段と、
    を備えたことを特徴とする表示装置の組立装置。
  6.  請求項5に記載の表示装置の組立装置において、
     さらに、前記配線基板を位置決め手段が作用する位置へ誘導する1次折曲げ手段と、
     前記配線基板をさらに折り曲げ、前記表示装置へ貼り付けるための2次折曲げ手段と、
    を備えたことを特徴とする表示装置の組立装置。
  7.  請求項5に記載の表示装置の組立装置において、
     さらに、前記配線基板を位置決め手段が作用する位置へ誘導する1次折曲げ手段と、
     前記配線基板を前記配線基板と平行で隙間のある状態へ折り曲げるための2次折曲げ手段と、
     前記配線基板の自由端先端を、前記表示装置の所望の位置へ位置決めするための水平移動手段と、
     前記配線基板を、前記表示装置へ貼り付ける垂直移動手段と、
    を備えたことを特徴とする表示装置の組立装置。
  8.  前記1次折曲げ手段は、
     前記配線基板を折曲げ加工の範囲内で折り曲げ、好ましくは前記配線基板に対して90°に折り曲げる手段を備えたことを特徴とする請求項6または7に記載の表示装置の組立装置。
  9.  前記位置決め手段は、
     前記配線基板の自由端と接触する位置決めヘッド部と、
     前記位置決めヘッド部を、前記配線基板の自由端よりも外側から、所望の位置まで移動可能な状態で保持するヘッド部移動手段とによってで構成されたことを特徴とする請求項5に記載の表示装置の組立装置。
  10.  前記第1の保持手段は、
     前記配線基板を吸着保持する吸着保持部または、
     前記配線基板を粘着保持する粘着保持部または、
     前記配線基板を係合保持する係合保持部を備えたことを特徴とする請求項5に記載の表示装置の組立装置。
  11.  前記第1の保持手段は、
     前記保持部を水平方向に移動可能な状態で保持する保持部移動手段と、
     前記保持部移動手段が水平方向へ移動する力を制限する弾性体を備えたことを特徴とする請求項10に記載の表示装置の組立装置。
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