JP2008122555A - 光学フィルム貼付け方法、光学フィルム貼付け装置、及び表示用パネルの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】表示用パネルへ光学フィルムを貼付する際に発生する気泡や異物巻き込みなどといった貼付不良の生じることのないようにする。
【解決手段】光学フィルムを保持手段により保持しながら、光学フィルムを表示用パネルへ貼り付ける際に、光学フィルムを表示用パネルへ貼り付ける作業領域を真空領域内で行なうようにした。これは、通常、大気圧中で行なっていた光学フィルムの表示用パネルへの貼付け作業を真空領域内で行なうことによって、気泡や異物巻き込みなどといった貼付不良の生じることがなく、高品質の貼付け作業を行なうことができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、液晶パネル等の表示用パネルへ偏光板や位相差板等から成る光学フィルムを貼り付ける光学フィルム貼付け方法、光学フィルム貼付け装置、及びそれらを用いた表示用パネルの製造方法に係り、特に光学フィルム貼付時の品質を確保可能な光学フィルム貼付け方法、光学フィルム貼付け装置、及びそれらを用いた表示用パネルの製造方法に関する。

液晶ディスプレイ装置の製造工程では、ＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）基板とカラーフィルタ基板との間に液晶を封入して液晶パネルを構成した後、液晶パネルの表面及び裏面に偏光板の貼付けが行われる。さらに、視覚補償用の位相差板が貼り付けられる場合もある。この様な偏光板や位相差板等から成る光学フィルムの貼付けは、貼付け装置によって行われている。

通常、光学フィルムには、予め粘着剤が塗布され、粘着剤の上には保護フィルムが被せられている。貼付け装置には、光学フィルムからの保護フィルムの剥離を行う第１の作業位置と、光学フィルムの表示用パネルへの貼付けを行う第２の作業位置とが設けられ、光学フィルムを吸着テーブル等の保持手段により保持しながら、まず、第１の作業位置において光学フィルムから保護フィルムを剥離した後、光学フィルムを第１の作業位置から貼付けの行われる第２の作業位置へ移動し、第２の作業位置において光学フィルムを表示用パネルへの貼付けを行っていた。なお、光学フィルムの液晶パネルへの貼付け装置又は貼付け方法としては、例えば、特許文献１又は２に記載のようなものがある。
特開平１１−１７４２２８号公報 特開２００３−９８５２０号公報

特許文献１及び２に記載の貼付け装置では、光学フィルムから保護フィルムを剥離する工程、保護フィルムの剥離後に光学フィルムを貼付けの行われる位置へ移動する工程、及び光学フィルムを表示用パネルへ貼り付ける工程などの各工程をクリーンルーム内で行なってはいるが、クリーンルーム内は大気圧下にあるため、貼付時に光学フィルムの僅かな変形や貼付スピード、押し付け圧力の変動などによって、気泡が発生したり、貼付時に異物が巻き込まれたりして、光学フィルム貼付時の品質を確保することが困難であった。

本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、表示用パネルへ光学フィルムを貼付する際に発生する気泡や異物巻き込みなどといった貼付不良の生じることのない光学フィルム貼付け方法、光学フィルム貼付け装置、及び表示用パネルの製造方法を提供することである。

本発明の光学フィルム貼付け方法の特徴は、光学フィルムを保持手段により保持しながら、前記光学フィルムを表示用パネルへ貼り付ける光学フィルム貼付け方法であって、前記光学フィルムを前記表示用パネルへ貼り付ける作業を真空領域内で行なうことにある。これは、通常、大気圧中で行なっていた光学フィルムの表示用パネルへの貼付け作業を真空領域内で行なうようにしたものである。これによって、気泡や異物巻き込みなどといった貼付不良の生じることがなく、高品質の貼付け作業を行なうことができる。

本発明の光学フィルム貼付け装置の特徴は、光学フィルムを保持する光学フィルム保持手段と、表示用パネルを保持する表示用パネル保持手段と、前記光学フィルム保持手段に保持された光学フィルムを前記表示用パネル保持手段に保持された表示用パネルへ貼り付ける貼付け手段とを備えた光学フィルム貼付け装置であって、前記貼付け手段による光学フィルムの表示用パネルへの貼付け処理を真空領域内で行なうことにある。これは、前記光学フィルム貼付け方法の第１の特徴を実現するための装置の発明に関するものである。

本発明の表示用パネルの製造方法の特徴は、前記光学フィルム貼付け方法、又は前記光学フィルム貼付け装置を用いて光学フィルムを表示用パネルへ貼り付けることにある。これは、前記光学フィルム貼付け方法又は前記光学フィルム貼付け装置のいずれかを用いて、表示用パネルに光学フィルムを貼り付けるようにした表示パネルの製造方法に関するものである。

本発明によれば、表示用パネルへ光学フィルムを貼付する際に発生する気泡や異物巻き込みなどといった貼付不良の生じることのない貼付けを行なうことができるという効果がある。

図１は、本発明の一実施の形態による偏光板貼付け装置の概略構成を示す図である。本実施の形態は、偏光板を液晶パネルへ貼り付ける偏光板貼付け装置の例を示している。偏光板貼付け装置は、偏光板貼付けラインと偏光板供給ラインから構成されている。

偏光板貼付けラインは、第１貼付けローラ１１、検査用カメラ１２、フィードバックシステム１３、第１真空チャンバ２０、搬送用コンベア３１〜３７，４１〜４７，５１〜５６及び最終加圧ローラ７０から構成される。なお、偏光板貼付けラインの第１真空チャンバ２０及び搬送用コンベー３１〜３７の前段側には、ターンテーブル、反転装置、アライメント装置、クリーニングローラなどが設けられているが、ここでは図示を省略してある。偏光板供給ラインは、偏光板ストッカー６１、移載ヘッド６２、位置決めステージ（セットベース）６３、第２貼付けローラ６４及び第２真空チャンバ２１から構成される。なお、偏光板供給ラインには、剥離ユニット、クリーニングローラ、保護フィルムストッカーなどが設けられているが、ここでは、図示を省略してある。

第１貼付けローラ１１は、第２貼付けローラ６４と協働して液晶パネル１に偏光板２を貼り付けるものである。検査用カメラ１２は、第１真空チャンバ２０の上側であって、第１貼り付けローラ１１の直前の搬送用コンベア４７の上側に光透過窓を介して設けられている。検査用カメラ１２は、液晶パネル１に対して偏光板２が所定の位置に正確に貼り付けられているか否かを検査する画像認識装置であり、液晶パネル１と偏光板２との間の実際の貼付ずれ量を検出し、それをフィードバックシステム１３に出力する。フィードバックシステム１３は、検査用カメラ１２によって検出された貼付ずれ量に基づいて、偏光板貼付けライン側のアライメント装置（図示していない）及び偏光板供給ライン側の位置決めステージ（セットベース）６３を動作させて貼付ずれ量が許容範囲に入るようにアライメントを行なう。なお、検査用カメラ１２は、搬送用コンベア４７の上側に設ける場合について説明したが、偏光板２の貼付け後に確認するために、搬送用コンベア５１〜５６の上側に検査用カメラを設けるようにしてもよい。

第１真空チャンバ２０は、第１貼付けローラ１１及び搬送用コンベア４１〜４７，５１〜５６を覆う（取り囲む）ように設置され、搬送用コンベア５１〜５６の下側には底板２３を備えている。底板２３の設けられていない開口部を塞ぐように第２真空チャンバ２１が設けられている。第２真空チャンバ２１は全体的に上下移動し、第１真空チャンバ２０と接する面にシーリングなどの気密材が設けられており、第１真空チャンバ２０に第２真空チャンバ２１が密着接触結合されることによって、全体的に真空チャンバが形成されるようになっている。

第１真空チャンバ２０の側面であって、搬送用コンベア３１〜３７側には、搬送用コンベア３１〜３７から搬送されてきた液晶パネル１を第１真空チャンバ２０内に搬入するための搬入口（図示していない）が設けられている。ゲート弁２０１は、この搬入口を気密的に閉鎖するものであり、第１真空チャンバ２０の側面であって、搬送用コンベア３１〜３７と搬送用コンベア４１〜４７との間に設けられている。同じく、第１真空チャンバ２０の側面であって、搬送用コンベア５１〜５６側には、搬送用コンベア５１〜５６から搬出される液晶パネル１を第１真空チャンバ２０外に搬出するための搬出口（図示していない）が設けられている。ゲート弁２０２は、この搬出口を気密的に閉鎖するものであり、第１真空チャンバ２０の側面であって、搬送用コンベア５１〜５６と最終加圧ローラ７０との間に設けられている。

搬送用コンベア３１〜３７，４１〜４７，５１〜５６は、偏光板貼付けラインにおいて、液晶パネル１を図の左方向から右方向へ搬送する。この搬送途中に一連の処理が液晶パネル１に対して施される。搬送コンベア３１〜３７上では、アライメント処理やクリーニング処理が行なわれ、搬送コンベア４１〜４７上では、偏光板貼付け処理が行なわれる。搬送コンベア５１〜５６上では、搬出のために液晶パネル１が一時的に保持される。最終加圧ローラ７０は、偏光板２の貼付けられた液晶パネル１を上下両端から所定の加圧力を掛けるものである。

偏光板ストッカー６１は、複数の偏光板２を積み重ねた状態で保持するものである。移載ヘッド６２は、その下面側に複数の吸着パッド６２１を格子状に備えている。また、移載ヘッド６２の上面側には、片持ち構成の移動ハンド６２２が設けられており、移載ヘッド６２を所定の移動経路（図中の点線矢印）に従って移動させる。まず、移載ヘッド６２は、偏光板ストッカー６１の最上面に位置し、そこで偏光板２を吸着保持して上昇する。移載ヘッド６２は、偏光板２を吸着保持した状態で図面上を右方向に移動し、位置決めステージ（セットベース）６３の載置面上の所定位置に偏光板２を転載する。

位置決めステージ（セットベース）６３は、図示していない駆動手段によって、載置面上に転載された偏光板２を載置面をＸＹ平面とした場合のＸ方向，Ｙ方向に移動したり、Ｚ方向に移動したり、図示のように点線の水平位置から実線の傾斜位置にチルト旋回したり、３次元空間上を自在に制御可能になっている。移載ヘッド６２が偏光板２を載置面に転載されるときは、位置決めステージ（セットベース）６３は、図中の点線のような水平な状態になっている。第２貼付けローラ６４は、モータなどの駆動手段６４１によって上下に移動制御され、第１貼付けローラ１１と協働して、位置決めステージ（セットベース）６３に転載された偏光板２の先端部を液晶パネル１に貼付け処理を行なう。第２真空チャンバ２１は、前述のように、矢印５のように図中の上側に移動し、第１真空チャンバ２０の下面側開口部に接触結合され、真空チャンバを構成する。第２真空チャンバ２１には、シャット弁２１１を介して真空排気管が設けられている。この真空排気管及びシャット弁２１１によって真空チャンバ内は真空領域に到達し、真空領域内で偏光板２の貼付け処理が行なわれる。なお、真空チャンバ内の真空度は、真空領域への到達時間を考慮した場合、低真空・中真空程度でもよいが、高真空・超高真空・極高真空まで真空度を上げるようにしてもよい。

図２〜図６は、液晶パネルに偏光板を貼付ける工程の一例を示す図である。図２は、偏光板貼付け工程の第１の過程を示す図である。液晶パネル１は、搬送コンベア３１〜３７上に載置された状態で、アライメント処理やクリーニング処理などが施される。一方、移載ヘッド６２は、偏光板ストッカー６１上に移動し、吸着パッド６２１にて偏光板２を吸着保持し、その位置で上昇待機する。

図３は、偏光板貼付け工程の第２の過程を示す図である。ゲート弁２０１は上昇し、第１真空チャンバ２０の側面に搬入口が現れるようになる。液晶パネル１は、この搬入口から搬送コンベア３１〜３７、４１〜４７によって第１真空チャンバ２０内に搬入される。移載ヘッド６２は、偏光板２を吸着保持した状態で位置決めステージ（セットベース）６３上に移動し、位置決めステージ（セットベース）６３の載置面に偏光板２を転載する。

図４は、偏光板貼付け工程の第３の過程を示す図である。上昇していたゲート弁２０１が下降し、第１真空チャンバ２０の側面の搬入口を閉鎖する。液晶パネル１は、第１真空チャンバ２０内の搬送コンベア４１〜４７上に載置された状態を維持する。移載ヘッド６２は、偏光板ストッカー６１上に移動し、次の偏光板の吸着保持の準備を行なう。偏光板２を保持した位置決めステージ（セットベース）６３が図示のように所定角度だけチルト移動する。

図５は、偏光板貼付け工程の第４の過程を示す図である。第２真空チャンバ２１が上昇し、第１真空チャンバ２０に第２真空チャンバ２１が接触結合され、全体で真空チャンバが形成される。真空チャンバが形成されることによって、真空排気管及びシャット弁２１１によって真空チャンバ内は真空領域に到達するように排気処理が行なわれる。また、同時に第２真空チャンバ２１の上昇に伴ってチルト移動した状態の位置決めステージ（セットベース）６３が偏光板２を保持した状態で上昇し、偏光板２の先端部を液晶パネル１の先端部に接触させる。真空チャンバ内は真空領域に到達すると、この状態から第１貼付けローラ１１と第２貼付けローラ６４とが協働して、液晶パネル１に対する偏光板２の貼付け処理を行なう。

図６は、偏光板貼付け工程の第５の過程を示す図である。真空排気管及びシャット弁２１１を介して真空チャンバ内は大気圧に戻される。ゲート弁２０２が上昇し、第１真空チャンバ２０の側面に搬出口が現れるようになる。偏光板２の貼付けられた液晶パネル１は、この搬出口から搬送コンベア５１〜５６、及び最終加圧ローラ７０によって真空チャンバの外に搬出される。また、第２真空チャンバ２１は下降し、元の位置に復帰する。同じく位置決めステージ（セットベース）６３はチルト移動した状態から水平状態に復帰する。液晶パネル１が真空チャンバ外に搬出された時点で、図２の状態と同じ状態となり、新しい液晶パネル１ａが搬送コンベア３１〜３７上に配置され、移載ヘッド６２の吸着パッド６２１に新しい偏光板２ａが吸着保持され、同じ動作が繰り返し実行されるようになる。

上述のようにして、偏光板２の貼付け処理が真空領域内で実行されることになり、液晶パネル１に偏光板２を貼付する際に発生する気泡や異物巻き込みなどといった貼付不良の発生を極力抑制することが可能となる。

本発明は、偏光板の液晶パネルへの貼付けに限らず、保護フィルムを有する光学フィルムの表示用パネルへの貼付けに広く適用することができる。

本発明の一実施の形態による偏光板貼付け装置の概略構成を示す図である。 偏光板貼付け工程の第１の過程を示す図である。 偏光板貼付け工程の第２の過程を示す図である。 偏光板貼付け工程の第３の過程を示す図である。 偏光板貼付け工程の第４の過程を示す図である。 偏光板貼付け工程の第５の過程を示す図である。

符号の説明

１…液晶パネル
２…偏光板
１１…第１貼付けローラ
１２…検査用カメラ
１３…フィードバックシステム
２０…第１真空チャンバ
２１…第２真空チャンバ
３１〜３７，４１〜４７，５１〜５６…搬送用コンベア
７０…最終加圧ローラ
６１…偏光板ストッカー
６２…移載ヘッド
６２１…吸着パッド
６２２…移動ハンド
６３…位置決めステージ（セットベース）
６４…第２貼付けローラ
６４１…駆動手段
２０１，２０２…ゲート弁
２１１…シャット弁

Claims (3)

1. 光学フィルムを保持手段により保持しながら、前記光学フィルムを表示用パネルへ貼り付ける光学フィルム貼付け方法であって、
   前記光学フィルムを前記表示用パネルへ貼り付ける作業を真空領域内で行なうことを特徴とする光学フィルム貼付け方法。
2. 光学フィルムを保持する光学フィルム保持手段と、
   表示用パネルを保持する表示用パネル保持手段と、
   前記光学フィルム保持手段に保持された光学フィルムを前記表示用パネル保持手段に保持された表示用パネルへ貼り付ける貼付け手段とを備えた光学フィルム貼付け装置であって、
   前記貼付け手段による光学フィルムの表示用パネルへの貼付け処理を真空領域内で行なうことを特徴とする光学フィルム貼付け装置。
3. 請求項１に記載の光学フィルム貼付け方法、又は請求項２に記載の光学フィルム貼付け装置を用いて光学フィルムを表示用パネルへ貼り付けることを特徴とする表示用パネルの製造方法。

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