WO2011122001A1

WO2011122001A1 - 偏光フィルムの貼合装置およびこれを備える液晶表示装置の製造システム

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Publication number: WO2011122001A1
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Inventors: 力也松本
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Abstract

　本発明の貼合装置６０は、第１基板搬送機構６１と第２基板搬送機構６２とは基板５を同一方向に搬送するものであり、反転機構６５は、基板５を吸着する吸着部６６と、吸着部６６に連結した基板反転部６７を備え、基板反転部６７は反転軸Ｍに沿って回転することにより基板を反転させるものであり、反転軸Ｍは、下記（１）の面内に位置すると共に、下記（２）の垂直な位置にある。（１）第１基板搬送機構における基板の中心を通り、上記基板の搬送方向と垂直な直線を基準として４５°の傾きを有する直線を含み、上記基板と垂直な面内；（２）第１基板搬送機構における基板に対して垂直な位置

Description

偏光フィルムの貼合装置およびこれを備える液晶表示装置の製造システム

本発明は、偏光フィルムの貼合装置およびこれを備える液晶表示装置の製造システムに関するものである。

従来、液晶表示装置が広く製造されている。液晶表示装置に用いられる基板（液晶パネル）には、光の透過または遮断を制御するために、偏光フィルムが貼合されることが通常である。偏光フィルムはその吸収軸が直交するように貼合されている。

基板に偏光フィルムを貼合する方法としては、偏光フィルムを基板に応じたサイズにカットした後に貼合する所謂 chip to panel 方式が挙げられる。しかしながら、この方式では、基板に対して、一枚ずつ偏光フィルムを貼合するため、生産効率が低いという欠点がある。一方、他の方式として、偏光フィルムをコンベアーロールに供給し、連続的に基板に貼合する所謂 roll to panel 方式が挙げられる。当該方法によれば、高い生産効率にて貼合が可能となる。

roll to panel 方式の例として、特許文献１に光学表示装置の製造システムが開示されている。上記製造システムは、基板の上面に光学フィルム（偏光フィルム）を貼合した後に、基板を旋回させ、下面から偏光フィルムを貼合するものである。

特許第４３０７５１０号公報（２００９年８月５日発行）

しかしながら、上記従来の装置では、以下の問題がある。

まず、基板に対して偏光フィルムを貼合する場合、埃などの異物が貼合面へ混入することを回避するため、クリーンルームにて作業がなされるのが通常である。そして、クリーンルームでは、空気の整流がなされている。基板に対してダウンフローにて整流がなされた状態にて偏光フィルムの貼合がなされることが、異物による歩留低下を抑制するために必要だからである。

この点に関して、特許文献１の製造システムは、基板に対して上面および下面から偏光フィルムを貼合する構成となっている。しかし、偏光フィルムの上面から貼合を行う場合、気流（ダウンフロー）が偏光フィルムによって妨げられ、基板への整流環境が悪化してしまうというデメリット挙げられる。偏光フィルムの上面から貼合を行う場合の例として、図９（ａ）および図９（ｂ）に上貼り型の製造システムにおける気流の速度ベクトルを示す。図９における、領域Ａは、偏光フィルムを巻出す巻出部等が設置される領域であり、領域Ｂは主に偏光フィルムが通過する領域、および、領域Ｃは、偏光フィルムから除去された剥離フィルムを巻き取る巻取部等が設置される領域である。

また、ＨＥＰＡ（High Efficiency Particulate Air）フィルター４０からはクリーンエアーが供給される。なお、図９（ａ）では、クリーンエアーが通過可能なグレーチング４１が設置されているためグレーチング４１を介して気流が垂直方向に移動することが可能である。一方、図９（ｂ）では、グレーチング４１が設置されていないため、気流は図９（ｂ）最下部の床に接触した後、床に沿って移動することとなる。

図９（ａ）・（ｂ）には、領域Ａ～Ｃが２Ｆ（２階）部分に配置されており、ＨＥＰＡフィルター４０からのクリーンエアーが偏光フィルムによって妨げられる。したがって、２Ｆ部分を通過する基板に対して垂直方向に向う気流が生じ難い。これに対して、水平方向の気流ベクトルは大きな（ベクトルの密度が濃い）状態となっている。すなわち、整流環境が悪化した状態であるといえる。

本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、整流環境を妨げることのない偏光フィルムの貼合装置およびこれを備える液晶表示装置の製造システムを提供することにある。

本発明の偏光フィルムの貼合装置は、上記課題を解決するために、長方形の基板を長辺または短辺が搬送方向に沿った状態にて搬送する第１基板搬送機構と、上記第１基板搬送機構における上記基板の下面に偏光フィルムを貼合する第１貼合部と、上記第１基板搬送機構にて搬送された上記基板を反転させて第２基板搬送機構に配置する反転機構と、上記基板を短辺または長辺が搬送方向に沿った状態にて搬送する第２基板搬送機構と、上記第２基板搬送機構における上記基板の下面に偏光フィルムを貼合する第２貼合部とを含む偏光フィルムの貼合装置であって、上記第１基板搬送機構および第２基板搬送機構は、基板を同一方向に搬送するものであり、第１基板搬送機構における長辺または短辺が搬送方向に沿った基板を吸着して反転させ、第２基板搬送機構において短辺または長辺が搬送方向に沿った状態にする反転機構を備え、上記反転機構は、基板を吸着する吸着部と、吸着部に連結した基板反転部を備え、上記基板反転部は反転軸に沿って回転することにより基板を反転させるものであり、上記反転軸は、下記（１）の面内に位置すると共に、下記（２）の垂直な位置にあることを特徴としている。
（１）第１基板搬送機構における基板の中心を通り、上記基板の搬送方向と垂直な直線を基準として４５°の傾きを有する直線を含み、上記基板と垂直な面内
（２）第１基板搬送機構における基板に対して垂直な位置
　上記の発明によれば、第１貼合部によって基板の下面に偏光フィルムを貼合し、反転機構における基板反転部の反転軸に沿った回転によって、基板を反転させると共に、搬送方向に対する長辺および短辺を変更することができる。その後、第２貼合部によって基板の下面に偏光フィルムを貼合することができる。すなわち、基板の両面に対して、下面から偏光フィルムを貼合することができるため、整流環境を妨げることがない。また、反転機構の動作は単純な１動作であるため、タクトタイムが短い。したがって、タクトタイムの短い貼合をも実現できる。さらに、上記第１基板搬送機構と第２基板搬送機構とが基板を同一方向に搬送するものである。すなわち、Ｌ字型形状などの複雑な構造を有していない。したがって、本発明に係る貼合装置は、設置が非常に簡便であり、面積効率に優れる。

また、本発明の偏光フィルムの貼合装置では、上記第１基板搬送機構および第２基板搬送機構が一直線上に配置されており、第１基板搬送機構における第２基板搬送機構側の端部において、上記端部の第１基板搬送機構の搬送方向に対して水平な両方向に沿って、基板載置部および上記反転機構が２対ずつ備えられ、上記端部には、上記端部から上記基板載置部へ基板を搬送する搬送手段が備えられており、上記反転機構は上記基板載置部のそれぞれに搬送された基板を反転させて第２基板搬送機構に配置することが好ましい。

上記構成によれば、反転機構が２つ備えられているため、単位時間当り２倍の基板を反転処理することができる。これにより、単位時間当たり多くの基板の反転が可能なため、タクトタイムが短縮される。さらに、第１基板搬送機構および第２基板搬送機構が一直線上に配置されているため、より面積効率に優れた構造の貼合装置を提供できる。

また、本発明の偏光フィルムの貼合装置では、偏光フィルムを搬送する第１フィルム搬送機構および第２フィルム搬送機構が備えられており、上記第１フィルム搬送機構には、剥離フィルムに保護された偏光フィルムを巻出す複数の巻出部と、偏光フィルムを切断する切断部と、偏光フィルムから剥離フィルムを除去する除去部と、除去された上記剥離フィルムを巻取る複数の巻取部とが備えられており、上記第２フィルム搬送機構には、剥離フィルムに保護された偏光フィルムを巻出す複数の巻出部と、偏光フィルムを切断する切断部と、偏光フィルムから剥離フィルムを除去する除去部と、除去された上記剥離フィルムを巻取る複数の巻取部とが備えられており、上記第１基板搬送機構および第２基板搬送機構は上記第１フィルム搬送機構および第２フィルム搬送機構の上部に備えられており、上記剥離フィルムが除去された偏光フィルムを基板に貼合する上記第１貼合部が上記第１フィルム搬送機構と第１基板搬送機構との間に、上記剥離フィルムが除去された偏光フィルムを基板に貼合する第２貼合部が上記第２フィルム搬送機構と第２基板搬送機構との間にそれぞれ備えられていることが好ましい。

これにより、巻出部および巻取部が複数備えられているため、一方の巻出部における偏光フィルムの原反の残量が少なくなった場合、その原反に他方の巻出部に備えられた原反を連結させることが可能である。その結果、偏光フィルムの巻出しを停止させることなく、作業を続行することができ、生産効率を高めることができる。

また、本発明の偏光フィルムの貼合装置では、上記第１貼合部によって基板の下面に偏光フィルムを貼合する前に、基板を洗浄する洗浄部を備え、上記第１基板搬送機構は、基板の短辺が搬送方向に沿った状態にて基板を搬送することが好ましい。

これにより、基板の搬送方向に対して基板の長辺が直交する状態にて、洗浄部による基板の洗浄を行うことができる。すなわち、搬送方向に沿った基板の距離を小さくすることができるため、洗浄に必要なタクトタイムをより短縮することができる。その結果、さらに生産効率に優れた偏光フィルムの貼合装置を提供することができる。

また、本発明の偏光フィルムの貼合装置では、上記第１フィルム搬送機構および上記第２フィルム搬送機構には、第１巻出部から巻出された偏光フィルムに付された欠点表示を検出する欠点検出部と、上記欠点表示を判別して、上記基板の搬送を停止させる貼合回避部と、基板との貼合が回避された偏光フィルムを回収する回収部とを有することが好ましい。

上記欠点検出部、貼合回避部および回収部によれば、欠点を有する偏光フィルムと基板との貼合わせを回避できるため、歩留まりを高めることができる。

本発明の液晶表示装置の製造システムは、上記偏光フィルムの貼合装置と、上記第２貼合部によって偏光フィルムの貼合がなされた基板における貼りずれを検査する貼りずれ検査装置を備えるものである。

これにより、偏光フィルムを貼合した基板に生じた貼りずれを検査することが可能である。

また、本発明の液晶表示装置の製造システムでは、上記貼りずれ検査装置による検査結果に基づき貼りずれの有無を判定し、当該判定結果に基づき、偏光フィルムが貼合された基板の仕分けを行う仕分け搬送装置を備えることが好ましい。

これにより、偏光フィルムが貼合された基板に貼りずれが生じている場合、速やかに不良品の仕分けを行うことができ、タクトタイムを短縮することが可能である。

また、本発明の液晶表示装置の製造システムでは、偏光フィルムの貼合装置と、上記貼合装置における第２貼合部によって偏光フィルムの貼合がなされた基板における異物を検査する貼合異物自動検査装置とを備えることが好ましい。

これにより、偏光フィルムを貼合した液晶パネルに混入した異物を検査することが可能である。

また、本発明の液晶表示装置の製造システムでは、上記貼合異物自動検査装置による検査結果に基づき異物の有無を判定し、当該判定結果に基づき、偏光フィルムが貼合された基板の仕分けを行う仕分け搬送装置を備えることが好ましい。

これにより、偏光フィルムを貼合した液晶パネルに異物が混入している場合、速やかに不良品の仕分けを行うことができ、タクトタイムを短縮することが可能である。

また、本発明の液晶表示装置の製造システムでは、上記第２貼合部によって偏光フィルムの貼合がなされた基板における異物を検査する貼合異物自動検査装置を備え、上記貼りずれ検査装置による検査結果、および、上記貼合異物自動検査装置による検査結果に基づき、貼りずれおよび異物の有無を判定し、当該判定結果に基づき、偏光フィルムが貼合された基板の仕分けを行う仕分け搬送装置を備えることが好ましい。

これにより、偏光フィルムを貼合した液晶パネルに貼りずれまたは異物の混入が生じている場合、速やかに不良品の仕分けを行うことができ、タクトタイムを短縮することが可能である。

本発明の偏光フィルムの貼合装置は、以上のように、上記第１基板搬送機構および第２基板搬送機構は、基板を同一方向に搬送するものであり、第１基板搬送機構における長辺または短辺が搬送方向に沿った基板を吸着して反転させ、第２基板搬送機構において短辺または長辺が搬送方向に沿った状態にする反転機構を備え、上記反転機構は、基板を吸着する吸着部と、吸着部に連結した基板反転部を備え、上記基板反転部は反転軸に沿って回転することにより基板を反転させるものであり、上記反転軸は、下記（１）の面内に位置すると共に、下記（２）の垂直な位置にあるものである。
（１）第１基板搬送機構における基板の中心を通り、上記基板の搬送方向と垂直な直線を基準として４５°の傾きを有する直線を含み、上記基板と垂直な面内
（２）第１基板搬送機構における基板に対して垂直な位置
　それゆえ、上記反転機構によって基板を反転させると共に、搬送方向に対する長辺および短辺を変更することができる。これにより、基板の両面に対して、下面から偏光フィルムを貼合することができるため、整流環境を妨げることがない。また、反転機構の動作は単純な１動作であるため、タクトタイムが短い。したがって、タクトタイムの短い貼合をも実現できる。さらに、上記第１基板搬送機構と第２基板搬送機構とは基板を同一方向に搬送するものである。すなわち、Ｌ字型形状などの複雑な構造を有していない。したがって、本発明に係る貼合装置は、設置が非常に簡便であり、面積効率に優れるという効果をも奏する。

本発明に係る製造システムの実施の一形態を示す断面図である。図１の製造システムにおけるニップロールの周辺部分を示す断面図である。本発明と同様の下貼り型の製造システムにおける気流の速度ベクトルを示す断面図である。本発明に係る反転機構によって基板を反転させる過程を示す斜視図である。本発明に係る反転機構によって基板を反転させる過程を示す平面図である。本発明に係る貼合装置の変形例を示す平面図である。本発明に係る液晶表示装置の製造システムが備える各部材の関連を示すブロック図である。本発明に係る液晶表示装置の製造システムの動作を示すフローチャートである。上貼り型の製造システムにおける気流の速度ベクトルを示す断面図である。

本発明の一実施形態について図１～図８に基づいて説明すれば以下の通りであるが、本発明はこれに限定されるものではない。まず、本発明に係る製造システム（液晶表示装置の製造システム）の構成について以下に説明する。製造システムは、本発明に係る貼合装置を含んでいる。

図１は、製造システムを示す断面図である。同図に示すように、製造システム１００は２段構造となっており、１Ｆ（１階）部分はフィルム搬送機構５０であり、２Ｆ（２階）部分は基板搬送機構（第１基板搬送機構および第２基板搬送機構）を含む貼合装置６０となっている。

＜フィルム搬送機構＞
まず、フィルム搬送機構５０について説明する。フィルム搬送機構５０は、偏光フィルム（偏光板）を巻出してニップロール６・６ａおよび１６・１６ａまで搬送し、不要となった剥離フィルムを巻き取る役割を果たす。一方、貼合装置６０はフィルム搬送機構５０によって巻出された偏光フィルムを基板（液晶パネル）５に対して貼合する役割を果たすものである。

フィルム搬送機構５０は、第１フィルム搬送機構５１および第２フィルム搬送機構５２を備えている。第１フィルム搬送機構５１は、基板５の下面に最初に偏光フィルムを貼合するニップロール６・６ａに偏光フィルムを搬送するものである。一方、第２フィルム搬送機構５２は、反転された基板５の下面に偏光フィルムを搬送するものである。

第１フィルム搬送機構５１は、第１巻出部１、第２巻出部１ａ、第１巻取部２、第２巻取部２ａ、ハーフカッター３、ナイフエッジ４、および欠点フィルム巻取ローラー７・７ａを備えている。第１巻出部１には偏光フィルムの原反が設置されており、偏光フィルムが巻出される。上記偏光フィルムとしては公知の偏光フィルムを用いればよい。具体的には、ポリビニルアルコールフィルムにヨウ素等によって染色がなされており、１軸方向に延伸されたフィルム等を用いることができる。上記偏光フィルムの厚さとしては、特に限定されないが、５μｍ以上、４００μｍ以下の偏光フィルムを好ましく用いることができる。

上記偏光フィルムの原反では、流れ方向（ＭＤ方向）に吸収軸の方向が位置している。上記偏光フィルムは剥離フィルムによって粘着剤層が保護されている。上記剥離フィルム（保護フィルムまたはセパレーターともいう）としては、ポリエステルフィルム、ポリエチレンテレフタラートフィルムなどを用いることができる。上記剥離フィルムの厚さとしては、特に限定されないが、５μｍ以上、１００μｍ以下の剥離フィルムを好ましく用いることができる。

製造システム１００には、巻出部が２つ、巻出部に対応する巻取部が２つ備えられているため、第１巻出部１の原反の残量が少なくなった場合、第２巻出部１ａに備えられた原反を第１巻出部１の原反に連結させることが可能である。その結果、偏光フィルムの巻出しを停止させることなく、作業を続行することが可能である。本構成により、生産効率を高めることができる。なお、上記巻出部および巻取部はそれぞれ複数備えられていればよく、３つ以上備えられていてももちろんよい。

ハーフカッター（切断部）３は、剥離フィルムに保護された偏光フィルム（偏光フィルム、粘着剤層および剥離フィルムから構成されるフィルム積層体）をハーフカットし、偏光フィルムおよび粘着剤層を切断する。ハーフカッター３としては、公知の部材を用いればよい。具体的には、刃物、レーザカッターなどを挙げることができる。ハーフカッター３によって偏光フィルムおよび粘着剤層が切断された後に、ナイフエッジ（除去部）４によって剥離フィルムが偏光フィルムから除去される。

偏光フィルムと剥離フィルムとの間には粘着剤層が塗布されており、剥離フィルムが除去された後、粘着剤層は偏光フィルム側に残存する。上記粘着剤層としては、特に限定されるものではなく、アクリル系、エポキシ系、ポリウレタン系などの粘着剤層を挙げることができる。粘着剤層の厚さは特に制限されないが、通常５～４０μｍである。

一方、第２フィルム搬送機構５２は、第１フィルム搬送機構５１と同様の構成であり、第１巻出部１１、第２巻出部１１ａ、第１巻取部１２、第２巻取部１２ａ、ハーフカッター１３、ナイフエッジ１４および欠点フィルム巻取ローラー１７・１７ａを備えている。同一の部材名を付した部材については第１フィルム搬送機構５１における部材と同一の作用を示す。

好ましい形態として製造システム１００は、洗浄部７１を備えている。洗浄部７１はニップロール６・６ａによって基板５の下面に偏光フィルムを貼合する前に、基板５を洗浄するものである。洗浄部７１としては、洗浄液を噴射するノズルおよびブラシなどから構成される公知の洗浄部を用いればよい。洗浄部７１によって貼合の直前に基板５を洗浄することによって、基板５の付着異物が少ない状態にて貼合を行うことができる。

次に、図２を用いて、ナイフエッジ４について説明する。図２は、製造システム１００におけるニップロール６・６ａの周辺部分を示す断面図である。図２は、基板５が左方向から搬送され、左下方向から粘着剤層を有する（図示せず、以降同じ）偏光フィルム５ａが搬送される状況を示している。偏光フィルム５ａには剥離フィルム５ｂが備えられており、ハーフカッター３によって偏光フィルム５ａおよび粘着剤層が切断され、剥離フィルム５ｂは切断されていない（ハーフカット）。

剥離フィルム５ｂ側には、ナイフエッジ４が設置されている。ナイフエッジ４は、剥離フィルム５ｂを剥離させるためのエッジ状部材であり、偏光フィルム５ａと接着力が低い剥離フィルム５ｂがナイフエッジ４を伝って剥離されることとなる。

その後、剥離フィルム５ｂは、図１の第１巻取部２に巻き取られることとなる。なお、ナイフエッジに代えて、粘着ローラーを用いて剥離フィルムを巻き取る構成を用いることも可能である。その場合、巻取部と同様に、粘着ローラーを２箇所に備えることによって、剥離フィルムの巻取効率を高めることができる。

次に、貼合装置６０について説明する。貼合装置６０は基板５を搬送し、フィルム搬送機構５０によって搬送された偏光フィルムを基板に貼合するものである。図示しないが、貼合装置６０では基板５の上面に対して、クリーンエアーが供給されている。すなわち、ダウンフローの整流が行われている。これによって、基板５の搬送および貼合を安定した状態にて行うことが可能である。

＜貼合装置＞
貼合装置６０はフィルム搬送機構５０の上部に備えられている。これにより、製造システム１００の省スペース化を図ることができる。図示しないが、貼合装置６０にはコンベアーロールを備える基板搬送機構が設置されており、これにより基板５が搬送方向へ搬送される（図５にて後述する第１基板搬送機構６１・第２基板搬送機構６２が基板搬送機構に該当する）。

製造システム１００では、左側から基板５が搬送され、その後、図中右側、つまり、第１フィルム搬送機構５１の上部から第２フィルム搬送機構５２の上部へと搬送される。フィルム搬送機構５０と貼合装置６０との間には、貼合部であるニップロール６・６ａ（第１貼合部）およびニップロール１６・１６ａ（第２貼合部）がそれぞれ備えられている。ニップロール６・６ａおよび１６・１６ａは、基板５の下面に剥離フィルムが除去された偏光フィルムを貼合わせる役割を果たす部材である。なお、基板５の両面には下面から偏光フィルムが貼合されるため、ニップロール６・６ａにて貼合された後に、基板５は反転機構６５によって反転される。反転機構６５については後述する。

ニップロール６・６ａへ搬送された偏光フィルムは、粘着剤層を介して基板５の下面に貼合される。ニップロール６・６ａとしては、それぞれ圧着ロール、加圧ロールなどの公知の構成を採用することができる。また、ニップロール６・６ａにおける貼合時の圧力および温度は適宜調整すればよい。ニップロール１６・１６ａの構成も同様である。なお、図示しないが、製造システム１００では、好ましい構成として、第１巻出部１からハーフカッターまでの間に欠点表示（マーク）検出部が備えられており、欠点を有する偏光フィルムが検出される構成となっている。

なお、上記欠点表示は、偏光フィルムの原反作成時に検出を行って欠点表示を付与する、または、欠点表示検出部よりも第１巻出部１１または第２巻出部１１ａ側に備えられた欠点表示付与部によって偏光フィルムに付される。欠点表示付与部は、カメラ、画像処理装置および欠点表示形成部によって構成されている。まず、上記カメラによって偏光フィルムの撮影がなされ、当該撮影情報を処理することによって、欠点の有無を検査することができる。上記欠点としては、具体的には、埃などの異物、フィッシュアイなどが挙げられる。欠点が検出された場合、欠点表示形成部によって偏光フィルムに欠点表示が形成される。欠点表示としては、インクなどのマークが用いられる。

さらに、図示しない貼合回避部は、上記マークをカメラにより判別して、貼合装置６０に停止信号を送信して基板５の搬送を停止させる。その後、欠点が検出された偏光フィルムは、ニップロール６・６ａによって貼合が行われず、欠点フィルム巻取ローラー（回収部）７・７ａにて巻き取られる。これにより、基板５と、欠点を有する偏光フィルムとの貼合わせを回避することができる。当該一連の構成が備えられていれば、欠点を有する偏光フィルムと基板５との貼合わせを回避できるため、歩留まりを高めることができ好ましい。欠点検出部および貼合回避部としては、公知の検査センサを適宜用いることができる。

図１に示すように、反転機構６５によって基板５が反転状態となった後、基板５はニップロール１６・１６ａに搬送される。そして、基板５の下面に偏光フィルムが貼合される。その結果、基板５の両面に偏光フィルムが貼合わされることとなり、基板５の両面に２枚の偏光フィルムが互いに異なる吸収軸にて貼合された状態となる。その後、必要に応じて、貼りずれが生じていないか、基板５の両面について検査がなされる。当該検査は、通常、カメラを備える検査部等によってなされる構成を採用できる。

このように製造システム１００では、基板５へ偏光フィルムを貼合わせる際、基板５の下面から貼合を行う構成となっており、基板５への整流環境を妨げることがない。このため、基板５の貼合面への異物混入をも防止することができ、より正確な貼合わせが可能となる。

図３（ａ）および図３（ｂ）に本発明と同様の下貼り型の製造システムにおける気流の速度ベクトルを示す。図３（ａ）・（ｂ）における領域Ａは巻出部が設置される領域であり、領域Ｂは主に偏光フィルムが通過する領域、および、領域Ｃは巻取部等が設置される領域である。また、ＨＥＰＡフィルター４０からはクリーンエアーが供給される。なお、図３（ａ）では、クリーンエアーが通過可能なグレーチング４１が設置されているため、グレーチング４１を介して、気流が垂直方向に移動することが可能である。一方、図３（ｂ）では、グレーチング４１が設置されていないため、気流は床に接触した後、床に沿って移動することとなる。

図３（ａ）・（ｂ）に示す製造システムは下貼り型であるため、図９（ａ）・（ｂ）で示したように、偏光フィルムによってＨＥＰＡフィルター４０からの気流が妨げられない。このため、気流ベクトルの方向はほとんど基板に向う方向となっており、クリーンルームにて好ましい整流環境が実現されているといえる。図３（ａ）では、グレーチング４１が設置され、図３（ｂ）では設置されていないが、両図とも同様の好ましい状態が示されている。なお、図３および図９では、基板搬送機構は水平に形成されているが、一連の構造としては設置されていない。このため、基板搬送機構間を気流が通過可能な構成となっている。基板は後述する反転機構によって保持された後、基板搬送機構間を移送される構成となっている。

また、製造システム１００では、まず、基板５を長辺間口（長辺が搬送方向と直交する）にて搬送し、その後、短辺間口（短辺が搬送方向と直交する）にて搬送する構成となっている。

＜反転機構＞
反転機構６５は、短辺または長辺が搬送方向に沿った基板５を、長辺または短辺が搬送方向に沿った状態であり、反転された状態に配置を変更するものである。図４（ａ）～（ｃ）は反転機構６５によって基板５を反転させる過程を示す斜視図である。

図４（ａ）は、第１基板搬送機構によって搬送された基板５を吸着している状態を示す。図４（ｂ）は基板５を移動させる過程を示し、図４（ｃ）は基板５を第２基板反転機構によって反転させた状態を示している。なお、図示の便宜上、図４では第１基板搬送機構および第２基板搬送機構を省略しているが、図５を用いて後述する。

図４（ａ）に示すように、反転機構６５は吸着部６６、基板反転部６７および昇降部６８を備えている。吸着部６６は、基板５の表面に吸着する部材である。吸着部６６により基板５の表面は吸着部６６に保持される。吸着部６６としては、公知の吸着部を用いることができ、例えば、空気吸引方式の吸着部を用いる事ができる。

基板反転部６７は、吸着部６６に連結されており、吸着部６６および昇降部６８を繋ぐように形成されている。基板反転部６７は、反転軸Ｍを軸として回転することにより基板５を反転させるものである。図４（ａ）において基板反転部６７の昇降部６８側は、基板５に向かって、反転軸Ｍに対して垂直な方向へ伸びた形状となっている。さらに、基板反転部６７の吸着部６６側は、第１基板搬送機構における基板５の中心を通り、基板５の長辺（搬送方向）に平行な直線に沿って約４０°屈曲した形状となっている。図４（ａ）に示す基板反転部６７の形状は一例にすぎず、当該形状に限定されるものではない。他の形状としては例えば、基板反転部６７のように屈曲している代わりに、昇降部６８側から吸着部６６側へ湾曲している形状とすることもできる。また、ロボットアームのように複数の可動部を有する構造を採用してもよい。

基板反転部６７は回転可能なる可動部が昇降部６８に備えられた構成となっている。上記可動部は反転軸Ｍに沿って配置されており、反転軸Ｍに沿って基板反転部６７は回転可能な構造となっている。

反転軸Ｍは、（１）第１基板搬送機構における基板５の中心を通り、基板５の搬送方向と垂直な直線を基準として４５°の傾きを有する直線を含み、基板５と垂直な面内（図５（ａ）を参照）であって、（２）基板５と水平な位置（図４（ａ）を参照）に位置している。反転軸Ｍは上記面内に位置しており、基板５に対して垂直方向に移動されてもよい。

基板反転部６７は、可動部を介して反転軸Ｍに沿って回転する構成となっているが、反転軸Ｍに沿って回転することができればよく、当該構造に限定されるものではない。例えば、基板反転部６７が回転軸構造を有しており、この回転軸構造の軸が反転軸Ｍに沿って回転すると共に基板反転部６７全体が回転する構造とすることができる。基板反転部６７の回転運動は例えば、図示しないモータなどの駆動装置によってなされる。

基板反転部６７は、反転軸Ｍを軸とする１度の回転によって基板５を反転させることができる。反転とは基板５をその反対面に回転させることを示し、換言すると基板５の表面が裏面となるよう配置することである。

昇降部６８は屈曲部を有するアーム状になっており、アームの角度を小さくすることによって、基板反転部６７を上昇させることができる。一方、アームの角度を大きくすることによって、基板反転部６７を下降させることもできる。吸着部６６は基板５が搬送されていないときには、基板５に接触しないように基板５よりも上側に配置されている。そして、基板５が搬送されると昇降部６８により、基板反転部６７が下降され、吸着部６６も下降するので、吸着部６６により基板５を吸着することができる。また、基板５が反転された後には吸着部６６の吸着が解除されるが、解除後に昇降部６８によって基板反転部６７が移動されて吸着部６６が基板５から離れることとなる。

図４（ａ）～（ｃ）を用いて反転機構６５の動作について説明する。まず、図４（ａ）では、基板５の短辺が搬送方向に沿っている場合を示している。吸着部６６によって基板５の表面が吸着された後、反転軸Ｍに沿って基板反転部６７が回転する。同図では、吸着部６６によって基板５の中心付近を吸着しているが、基板５が回転に際して外れないように固定されればよく、吸着箇所は特に限定されない。また、吸着箇所も４箇所に限定されず、増減させてももちろんよい。

次に、図４（ａ）の状態から、基板反転部６７が反転軸Ｍに沿って基板表面側に回転する。図４（ｂ）は、基板反転部６７が、図４（ａ）における（第１基板搬送機構における）基板５に対して９０°回転した状態を示している。図４（ｂ）の状態を経由して、基板反転部６７は回転を続けて図４（ｃ）に示すように基板５が反転される。

このように、反転機構６５の１の回転動作によって、基板５の短辺および長辺の方向を変更して反転させることができる。つまり、複雑な回転動作を伴わず、短いタクトタイムにて基板５の反転を行うことができる。結果として、反転を含めた基板５への偏光フィルムの貼合を短いタクトタイムにて行うことができることとなる。

なお、図４では、基板５をより搬送方向に移動させるために、図４（ａ）の基板５に対して基板反転部６７を搬送方向側に設置している。これにより、図４（ｃ）のように、第２基板搬送機構において基板５をより搬送方向へ移動させた状態にて反転させることができる。これにより、反転を含めた両面貼合に係るタクトタイムをより短くすることができる。

図５は、図４に対応する基板５の回転過程を示す平面図である。図５では、第１基板搬送機構６１および第２基板搬送機構６２を図示している。第１基板搬送機構６１および第２基板搬送機構６２には図示しないがコンベアーロールが備えられている。第１基板搬送機構６１および第２基板搬送機構６２は、基板５を同一方向に搬送する。このため、第１基板搬送機構６１および第２基板搬送機構６２は、搬送方向に沿った直線状の形状となっている。すなわち、Ｌ字型形状などの複雑な構造を有していない。したがって、本発明に係る貼合装置６０は、設置が非常に簡便であり、面積効率に優れる構造となっている。

図４にて説明したが、まず、図５（ａ）に示すように吸着部６６によって基板５の表面が保持される。次に、図５（ｂ）に示すように反転軸Ｍの方向に沿って、基板反転部６７が９０°回転して基板５が垂直な状態となっている。最後に、図５（ｃ）に示すように、さらに基板反転部６７が反転軸Ｍの方向に沿って回転し、基板５が反転される。基板５が反転する際、基板５は図示しないコンベアーロールに配置され、基板反転部６７はコンベアーロールと接触しない。このため、反転機構６５は基板５の下側に位置している。

その後、吸着部６６の吸着が解除されることにより基板５の保持が解かれ、基板５は第２基板搬送機構６２によって搬送される。そして、反転機構６５は図５（ａ）の位置に戻り、順次搬送される他の基板５を同様の動作にて反転させる。

このように反転機構６５によれば、吸着部６６による吸着の後、基板５を１の動作によって基板５を反転させると共に、搬送方向に対する長辺および短辺を変更することができる。反転動作の前には、基板５の下面には偏光フィルムが貼合されており、上記反転動作を行った後、反転された基板５の下面に対してさらに偏光フィルムを貼合することができる。（１）このように基板５の両面に対して下面から偏光フィルムを貼合でき、（２）上記反転動作は単純な回転動作であり、しかも１動作のためタクトタイムが短い。したがって、整流環境を妨げることなく、タクトタイムの短い貼合をも実現することができる。

なお、基板反転部６７の反転動作は１動作であるが、当該動作の前後に基板５を昇降させる動作および／または基板反転部６７の位置を調整する動作が含まれていたとしても、本発明に係る反転機構６５の動作に含まれる。

図５では、第１基板搬送機構６１および第２基板搬送機構６２は、基板５を同一方向に搬送するものであり、互いに隣接した構造となっている。これは、図５（ｃ）のように基板反転部６７によって、基板５の搬送方向に対する短辺および長辺を入れ替えるため、反転後の基板５を搬送する第２基板搬送機構６２と第１基板搬送機構６１とにおける搬送方向は互いに一直線上に位置せず、ずれが生じるためである。なお、第１基板搬送機構６１および第２基板搬送機構６２は必ずしも隣接している必要はなく、第１基板搬送機構６１および第２基板搬送機構６２には間隔が設けられていてもよい。

図４にて上述したが、基板５をより搬送方向に移動させるために、反転前の基板５に対して基板反転部６７を搬送方向側に設置している。しかし、反転機構６５の配置等の制限がある場合、図５（ｄ）のように反転機構６５を配置してもよい。この場合、基板５をより搬送方向に移動させることはできないが、反転機構６５の配置等の制限に対応することができる。

図６は、貼合装置６０の変形例を示す平面図である。当該変形例における変更点としては、（１）反転機構６５が２つ備えられており、（２）第１基板搬送機構６１の両側に基板載置部６１ａが２つ備えられており、（３）第１基板搬送機構６１および第２基板搬送機構６２が一直線上に配置されている点である。なお、第１基板搬送機構６１および第２基板搬送機構６２によって、基板５が同一方向に搬送される点は同じである。

基板載置部６１ａおよび反転機構６５は、第１基板搬送機構６１における第２基板搬送機構６２側の端部において、上記端部の第１基板搬送機構６１の搬送方向に対して水平な両方向に沿って備えられている。反転機構６５は図４および図５にて説明した構造と同様である。また、上記端部の領域６１ｂには、基板載置部６１ａへ基板５を搬送する搬送手段が備えられている。具体的には、例えば、コンベアーロールを挙げることができる。

基板載置部６１ａは、吸着部６６によって基板５が配置される場である。当該変形例によれば、第１基板搬送機構６１に搬送された基板５は、２つの基板載置部６１ａに交互に搬送される。基板載置部６１ａおよび反転機構６５は２対ずつ備えられているため、基板載置部６１ａに搬送された基板５は、反転機構６５によって１つの動作によって反転される。

当該変形例では、２つの基板載置部６１ａは第１基板搬送機構６１の水平な両方向に沿ってそれぞれ備えられており、反転された基板５は、第１基板搬送機構６１の搬送方向に沿って配置されることとなる。したがって、第１基板搬送機構６１および第２基板搬送機構６２を一直線上に配置することが可能である。

当該変形例によれば、（１）反転機構６５が２つ備えられているため、基板５を単位時間当り２倍処理することができる。これにより、単位時間当たり多くの基板５の反転が可能なため、タクトタイムが短縮される。（２）さらに、第１基板搬送機構６１および第２基板搬送機構６２が一直線上に配置されているため、より面積効率に優れた構造の貼合装置を提供できる。特にクリーンルームにおいては面積効率が要求されるため、当該貼合装置は非常に好ましい。

＜その他の付帯的構成＞
さらに、好ましい形態として、製造システム１００は、制御部７０、洗浄部７１、貼りずれ検査装置７２および貼合異物自動検査装置７３および仕分け搬送装置７４を備えている。貼りずれ検査装置７２、貼合異物自動検査装置７３および仕分け搬送装置７４は、貼合後の基板５、すなわち、液晶表示装置に対して検査等の処理を行うものである。

図７は上記液晶表示装置の製造システムが備える各部材の関連を示すブロック図であり、図８は液晶表示装置の製造システムの動作を示すフローチャートである。以下、液晶表示装置が備える各部材の説明と共にその動作について説明する。

制御部７０は、洗浄部７１、貼りずれ検査装置７２、貼合異物自動検査装置７３および仕分け搬送装置７４と接続されており、これらに制御信号を送信して制御するものである。制御部７０は、主としてＣＰＵ（Central Processing Unit）により構成され、必要に応じてメモリ等を備える。

製造システム１００に洗浄部７１が備えられている場合、洗浄部７１でのタクトタイムを短縮するため、第１基板搬送機構６１における基板５は、長辺間口にて洗浄部７１に搬送されることが好ましい。通常、洗浄部７１での洗浄は長時間を要するため、タクトタイムを短縮する観点から当該構成は非常に有効である。

次に、偏光フィルムを基板５の両面に貼合する貼合工程（基板５の反転動作を含む）を行うが（図８のＳ２）、本工程については、図１～図６を用いて説明した通りである。

貼りずれ検査装置７２は、貼合された基板５における偏光フィルムの貼りずれの有無を検査するものである。貼りずれ検査装置７２は、カメラおよび画像処理装置によって構成されており、ニップロール１６・１６ａによって偏光フィルムが貼合された基板５の貼合位置に上記カメラが設置されている。上記カメラにて基板５の撮影が行われ、撮影された画像情報を処理することによって、基板５に貼りずれの有無を検査することができる（貼りずれ検査工程、図８のＳ３）。なお、貼りずれ検査装置７２としては、従来公知の貼りずれ検査装置を使用可能である。

貼合異物自動検査装置７３は、貼合された基板５における異物の有無を検査するものである。貼合異物自動検査装置７３は、貼りずれ検査装置７２と同様に、カメラおよび画像処理装置によって構成されており、ニップロール１６・１６ａによって偏光フィルムが貼合された後の基板５の第２基板搬送機構（貼合装置６０）に上記カメラが設置されている。上記カメラにて基板５の撮影が行われ、撮影された画像情報を処理することによって、基板５に貼合異物の有無を検査することができる（貼合異物検査工程、Ｓ４）。上記異物としては、埃などの異物、フィッシュアイなどが挙げられる。なお、貼合異物自動検査装置７３としては、従来公知の貼合異物検査装置を使用可能である。

Ｓ３およびＳ４は逆の順序でなされてもよいし、同時になされてもよい。また、一方の工程を省略することも可能である。

仕分け搬送装置７４は、貼りずれ検査装置７２および貼合異物自動検査装置７３からの検査結果に基づき、貼りずれおよび異物の有無を判定する。仕分け搬送装置７４は、貼りずれ検査装置７２および貼合異物自動検査装置７３から検査結果に基づく出力信号を受信して、貼合された基板５を良品または不良品に仕分けできるものであればよい。したがって、従来公知の仕分け搬送システムを用いることができる。

当該液晶表示装置の製造システムでは好ましい態様として貼りずれおよび異物の両方を検出する構成となっており、貼りずれまたは異物が検査されたと判定された場合（ＹＥＳ）、貼合された基板５は不良品として仕分けされる（Ｓ７）。一方、貼りずれおよび異物のいずれもが検知されなかったと判定された場合（ＮＯ）、貼合された基板５は良品として仕分けされる（Ｓ６）。

仕分け搬送装置７４を備える液晶表示装置の製造システムによれば、良品および不良品の仕分けを速やかに行うことができ、タクトタイムを短縮することが可能である。貼りずれ検査装置７２または貼合異物自動検査装置７３のみが備えられている場合、仕分け搬送装置７４は、貼りずれおよび異物の一方のみ有無を判定する構成であってもよい。

なお、本発明は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

本発明に係る偏光フィルムの貼合装置は、偏光フィルムを基板に貼合する分野にて利用可能である。

　１　　　　第１巻出部
　１ａ　　　第２巻出部
　２　　　　第１巻取部
　２ａ　　　第２巻取部
　３　　　　ハーフカッター
　４　　　　ナイフエッジ
　５　　　　基板
　５ａ　　　偏光フィルム
　５ｂ　　　剥離フィルム
　６・６ａ　ニップロール（第１貼合部）
　７・７ａ　欠点フィルム巻取ローラー
　１１　　　第１巻出部
　１１ａ　　第２巻出部
　１２　　　第１巻取部
　１２ａ　　第２巻取部
　１３　　　ハーフカッター
　１４　　　ナイフエッジ
　１６・１６ａ　ニップロール（第２貼合部）
　１７・１７ａ　欠点フィルム巻取ローラー
　４０　　　ＨＥＰＡフィルター
　４１　　　グレーチング
　５０　　　フィルム搬送機構
　５１　　　第１フィルム搬送機構
　５２　　　第２フィルム搬送機構
　６０　　　貼合装置（偏光フィルムの貼合装置）
　６１　　　第１基板搬送機構
　６１ａ　　基板載置部
　６２　　　第２基板搬送機構
　６５　　　反転機構
　６６　　　吸着部
　６７　　　基板反転部
　６８　　　昇降部
　７０　　　制御部
　７１　　　洗浄部
　７２　　　検査装置
　７３　　　貼合異物自動検査装置
　７４　　　搬送装置
　１００　　製造システム（液晶表示装置の製造システム）
　Ｍ　　　　反転軸

Claims

　長方形の基板を長辺または短辺が搬送方向に沿った状態にて搬送する第１基板搬送機構と、
　上記第１基板搬送機構における上記基板の下面に偏光フィルムを貼合する第１貼合部と、
　上記第１基板搬送機構にて搬送された上記基板を反転させて第２基板搬送機構に配置する反転機構と、
　上記基板を短辺または長辺が搬送方向に沿った状態にて搬送する第２基板搬送機構と、
　上記第２基板搬送機構における上記基板の下面に偏光フィルムを貼合する第２貼合部とを含む偏光フィルムの貼合装置であって、
　上記第１基板搬送機構および第２基板搬送機構は、基板を同一方向に搬送するものであり、
　第１基板搬送機構における長辺または短辺が搬送方向に沿った基板を吸着して反転させ、第２基板搬送機構において短辺または長辺が搬送方向に沿った状態にする反転機構を備え、
　上記反転機構は、基板を吸着する吸着部と、吸着部に連結した基板反転部を備え、
　上記基板反転部は反転軸に沿って回転することにより基板を反転させるものであり、
　上記反転軸は、下記（１）の面内に位置すると共に、下記（２）の垂直な位置にある偏光フィルムの貼合装置。
（１）第１基板搬送機構における基板の中心を通り、上記基板の搬送方向と垂直な直線を基準として４５°の傾きを有する直線を含み、上記基板と垂直な面内
（２）第１基板搬送機構における基板に対して垂直な位置
　上記第１基板搬送機構および第２基板搬送機構が一直線上に配置されており、
　第１基板搬送機構における第２基板搬送機構側の端部において、上記端部の第１基板搬送機構の搬送方向に対して水平な両方向に沿って、基板載置部および上記反転機構が２対ずつ備えられ、
　上記端部には、上記端部から上記基板載置部へ基板を搬送する搬送手段が備えられており、
　上記反転機構は上記基板載置部のそれぞれに搬送された基板を反転させて第２基板搬送機構に配置する請求項１に記載の偏光フィルムの貼合装置。
　偏光フィルムを搬送する第１フィルム搬送機構および第２フィルム搬送機構が備えられており、
　上記第１フィルム搬送機構には、剥離フィルムに保護された偏光フィルムを巻出す複数の巻出部と、偏光フィルムを切断する切断部と、偏光フィルムから剥離フィルムを除去する除去部と、除去された上記剥離フィルムを巻取る複数の巻取部とが備えられており、
　上記第２フィルム搬送機構には、剥離フィルムに保護された偏光フィルムを巻出す複数の巻出部と、偏光フィルムを切断する切断部と、偏光フィルムから剥離フィルムを除去する除去部と、除去された上記剥離フィルムを巻取る複数の巻取部とが備えられており、
　上記第１基板搬送機構および第２基板搬送機構は上記第１フィルム搬送機構および第２フィルム搬送機構の上部に備えられており、
　上記剥離フィルムが除去された偏光フィルムを基板に貼合する上記第１貼合部が上記第１フィルム搬送機構と第１基板搬送機構との間に、上記剥離フィルムが除去された偏光フィルムを基板に貼合する第２貼合部が上記第２フィルム搬送機構と第２基板搬送機構との間にそれぞれ備えられている請求項１または２に記載の偏光フィルムの貼合装置。
　上記第１貼合部によって基板の下面に偏光フィルムを貼合する前に、基板を洗浄する洗浄部を備え、
　上記第１基板搬送機構は、基板の短辺が搬送方向に沿った状態にて基板を搬送する請求項１～３の何れか１項に記載の偏光フィルムの貼合装置。
　上記第１フィルム搬送機構および上記第２フィルム搬送機構には、第１巻出部から巻出された偏光フィルムに付された欠点表示を検出する欠点検出部と、
　上記欠点表示を判別して、上記基板の搬送を停止させる貼合回避部と、
　基板との貼合が回避された偏光フィルムを回収する回収部とを有する請求項３に記載の偏光フィルムの貼合装置。
　請求項１～５の何れか１項に記載の偏光フィルムの貼合装置と、
　上記第２貼合部によって偏光フィルムの貼合がなされた基板における貼りずれを検査する貼りずれ検査装置を備える液晶表示装置の製造システム。
　上記貼りずれ検査装置による検査結果に基づき貼りずれの有無を判定し、当該判定結果に基づき、偏光フィルムが貼合された基板の仕分けを行う仕分け搬送装置を備える請求項６に記載の液晶表示装置の製造システム。
　請求項１～５の何れか１項に記載の偏光フィルムの貼合装置と、
　上記貼合装置における第２貼合部によって偏光フィルムの貼合がなされた基板における異物を検査する貼合異物自動検査装置とを備える液晶表示装置の製造システム。
　上記貼合異物自動検査装置による検査結果に基づき異物の有無を判定し、当該判定結果に基づき、偏光フィルムが貼合された基板の仕分けを行う仕分け搬送装置を備える請求項８に記載の液晶表示装置の製造システム。
　上記第２貼合部によって偏光フィルムの貼合がなされた基板における異物を検査する貼合異物自動検査装置を備え、
　上記貼りずれ検査装置による検査結果、および、上記貼合異物自動検査装置による検査結果に基づき、貼りずれおよび異物の有無を判定し、当該判定結果に基づき、偏光フィルムが貼合された基板の仕分けを行う仕分け搬送装置を備える請求項６に記載の液晶表示装置の製造システム。