JP2013022760A - フィルム貼付装置 - Google Patents

Abstract

【課題】貼り付け位置精度が極めて高いフィルム貼付装置を提供する。
【解決手段】本発明に係るフィルム貼付装置１は、傾動機構７がフィルム保持ステージ４を傾動させて、接着面が露出したフィルム部材２１の貼始端とパネル部材２０とを接触させることにより、パネル部材２０に対するフィルム部材２１の貼り付け位置を確定させた後、貼始端保持部分４ａを退避させ、さらにその後、貼始端保持部分４ａが退避したことによりできたスペースにローラ８ａを移動させて、フィルム部材２１をパネル部材２０に押し付けることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、液晶パネル等のパネル部材に、３Ｄフィルム、偏光フィルム等のフィルム部材を貼り付けるフィルム貼付装置に関する。

液晶ディスプレイの製造工程においては、液晶パネル等のパネル部材に３Ｄフィルム、偏光フィルム等のフィルム部材を貼り付けるためにフィルム貼付装置が使用されている。フィルム貼付装置は従来から種々の方式のものが知られており、例えば、特許文献１には、いわゆる「ローラ貼付方式」を採用したフィルム貼付装置が開示されている。

図４に示すように、特許文献１に記載のフィルム貼付装置１００Ａは、パネル部材１０１が載置される複数のフリーローラ１０４と、フリーローラ１０４の上方においてパネル部材１０１を吸着保持するパネル保持ステージ１０３と、フリーローラ１０４の下方において接着面が露出するようにフィルム部材１０２を吸着保持するフィルム保持ステージ１０５と、搬送方向下流側に設けられた貼付ローラ１０６、１０７とを備えている。また、フィルム保持ステージ１０５は、軸１０５ａ回りに回転（傾動）可能となっている。

フィルム貼付装置１００Ａでは、以下のようにしてフィルム部材１０２が貼り付けられる。すなわち、パネル保持ステージ１０３によってパネル部材１０１が所定位置に移動させられた後、フィルム保持ステージ１０５が傾動することにより、フィルム部材１０２の貼始端がパネル部材１０１に接触した状態とされ（図４（Ａ））、その後、パネル保持ステージ１０３が退避するとともに貼付ローラ１０６、１０７が互いに近付くことによりパネル部材１０１およびフィルム部材１０２が挟み込まれ（図４（Ｂ））、さらにその後、貼付ローラ１０６が半時計回りに、貼付ローラ１０７が時計回りにそれぞれ回転することにより、フィルム部材１０２がパネル部材１０１に貼り付けられる（図４（Ｃ））。

特開２００５−７７４８号公報（特に、図１０）

ところで、液晶パネルに対する３Ｄフィルムの貼り付けにおいては、液晶パネルの画素と３Ｄフィルムに設けられたレンズ状凹凸部との位置ずれが極めて少ないことが要求される。例えば、液晶パネルの画素サイズが１００μｍの場合、要求される貼り付け位置精度はその１／１０である１０μｍ以下（多くの場合は、さらに厳しく５μｍ以下）である。また、３Ｄフィルム、偏光フィルム等のフィルム部材は、製造時の残留応力や吸湿等の影響によりカールが生じる場合がある。

このため、従来のフィルム貼付装置１００Ａでは、図５に示すように、カールしたフィルム部材１０２の貼始端が所定位置からずれた位置に接着されてしまい、要求される貼り付け位置精度を満足できない場合があった。なお、カールの程度は１枚毎に異なっているので、カールの程度を考慮してパネル部材１０１またはフィルム部材１０２の位置を予め調整しておくことによりカールの影響をキャンセルするのは非常に困難である。

パネル保持ステージ１０３とフィルム保持ステージ１０５の位置関係を天地逆転させた図６に示すフィルム貼付装置１００Ｂにおいても、フィルム貼付装置１００Ａと同様、フィルム部材１０２のカールに起因する位置ずれの問題が発生する。また、フィルム貼付装置１００Ｂでは、自重によってもフィルム部材１０２がカールするので、パネル部材１０１またはフィルム部材１０２の位置を予め調整することによりカールの影響をキャンセルすることは、より一層困難である。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その課題とするところは、貼り付け位置精度が極めて高いフィルム貼付装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明に係るフィルム貼付装置は、パネル部材に対し、貼始端と該貼始端に対向した貼終端とを有する矩形状のフィルム部材を貼始端から貼終端にかけて貼り付けていくフィルム貼付装置であって、パネル部材を保持するパネル保持ステージと、フィルム部材の貼付面がパネル部材の被貼付面に対向するように該フィルム部材の全面を保持するフィルム保持ステージと、フィルム部材をパネル部材に対して押し付ける押圧機構と、フィルム保持ステージを傾動させて該フィルム保持ステージに保持されているフィルム部材の貼始端をパネル部材に近接させる傾動機構と、フィルム保持ステージのうち、フィルム部材の貼始端近傍を保持する端保持部分を他の部分から分離して退避させる退避機構とを備え、傾動機構がフィルム保持ステージを傾動させてフィルム部材の貼始端とパネル部材とを接触させることにより、パネル部材に対するフィルム部材の貼り付け位置を確定させた後、退避機構が貼始端保持部分を退避させ、さらにその後、押圧機構が移動してフィルム部材をパネル部材に押し付けることを特徴とする。

本発明によれば、パネル部材に対するフィルム部材の貼り付け位置が確定するまでの間は、フィルム保持ステージによってフィルム部材の全面が保持されているので、カールの影響を受けることなく、貼り付け位置を確定させることができる。すなわち、本発明によれば、貼り付け位置精度が極めて高いフィルム貼付装置を提供することができる。

上記フィルム保持ステージは、フィルム部材を吸着保持する構成とすることができる。ただし、この場合は、貼始端保持部分による吸着状態とフィルム保持ステージの他の部分による吸着状態とが、独立して解除制御可能とすべき点に注意が必要である。

上記貼始端保持部分は、フィルム部材を保持する面が硬質ゴムまたは樹脂で構成されていることが好ましい。この構成によれば、フィルム部材およびパネル部材を傷付けることなく、貼り付け位置を確定させることができる。

また、上記フィルム貼付装置は、気泡の混入を防ぐために、フィルム部材の貼付面とパネル部材の被貼付面とのなす角度が１〜５°の範囲内であることが好ましい。

本発明によれば、３Ｄフィルムの貼り付けにおいて要求される極めて高い位置精度でフィルム部材をパネル部材に貼り付けることができるフィルム貼付装置を提供することができる。

本発明に係るフィルム貼付装置の構成を示す図である。 （Ａ）→（Ｂ）→（Ｃ）の順に行われる、本発明に係るフィルム貼付装置の貼り付け動作を示す図である。 図２（Ｃ）に示す動作の後で（Ａ）→（Ｂ）→（Ｃ）の順に行われる、本発明に係るフィルム貼付装置の貼り付け動作を示す図である。 （Ａ）→（Ｂ）→（Ｃ）の順に行われる、従来のフィルム貼付装置の貼り付け動作を示す図である。 従来のフィルム貼付装置の問題点を説明するための図である。 従来の別のフィルム貼付装置の問題点を説明するための図である。

以下、添付図面を参照して、本発明に係るフィルム貼付装置の好ましい実施形態について説明する。なお、以下の説明では、図面の左右方向をｘ方向、奥行き方向をｙ方向、上下方向をｚ方向と呼ぶこととする。

［フィルム貼付装置の構成］
図１に、本発明の一実施形態に係るフィルム貼付装置を示す。同図に示すように、フィルム貼付装置１は、パネル部材２０である液晶パネルの画素領域にフィルム部材２１である矩形状の３Ｄフィルムを貼り付ける装置であって、パネル部材２０を保持するパネル保持ステージ２と、フィルム部材２１を保持するフィルム保持ステージ４と、フィルム部材２１をパネル部材２０に対して押し付ける押圧機構８と、フィルム保持ステージ４を傾動させる傾動機構７とを備えている。また、フィルム貼付装置１は、各部を制御する制御部１０〜１４も備えている。

パネル保持ステージ２は、パネル部材２０を保持するためのパネル保持面３を有している。パネル保持面３には不図示のサクション機構に接続された複数の吸着孔が形成され、これによりパネル部材２０はパネル保持面３に吸着保持される。また、パネル保持ステージ２は、走行制御部１０の制御下で少なくともｘ方向に移動可能となっている。

フィルム保持ステージ４は、フィルム部材２１の貼始端近傍を保持する貼始端保持部分４ａとその他の部分４ｂとからなり、貼始端保持部分４ａと部分４ｂとによって形成されたひと続きのフィルム保持面５を有している。フィルム保持面５には不図示のサクション機構に接続された複数の吸着孔が形成され、これによりフィルム部材２１はフィルム保持面５に全面が吸着保持される。

フィルム保持面５において吸着保持されたフィルム部材２１は、予めセパレータが剥離され、接着面が露出した状態となっている。

フィルム貼付装置１は、さらに退避機構６を備えている。退避機構６は、フィルム保持ステージ４の部分４ｂに固定された基部６ａと、一端が基部６ａに回動可能に取り付けられるとともに他端が貼始端保持部分４ａに固定された連結部６ｂとからなる。連結部６ｂは、退避制御部１３の制御下で約１８０°回動する。これにより、貼始端保持部分４ａは、４ａ’の位置に退避する。

傾動機構７は、フィルム保持ステージ４の部分４ｂ側に設けられ、フィルム保持ステージ４（４ａ、４ｂ）全体および退避機構６を傾動制御部１１の制御下で傾動させる。これにより、フィルム保持ステージ４のフィルム保持面５は、パネル保持面３に対して平行になったり、貼始端保持部分４ａに吸着保持されているフィルム部材２１の貼始端がパネル部材２０に近接した状態となったりする。

また、傾動機構７は、昇降制御部１２の制御下でｚ方向に移動可能となっている。傾動機構７がｚ方向に移動すると、フィルム保持ステージ４、退避機構６およびフィルム部材２１も一緒に移動する。

押圧機構８は、ローラ８ａとシリンダ８ｂとからなる。昇降制御部１４の制御下でシリンダ８ｂが伸びると、貼始端保持部分４ａが退避したことによりできた空間までローラ８ａが下降し、ローラ８ａによってフィルム部材２１がパネル部材２０に押し付けられる。昇降制御部１４は、シリンダ８ｂを圧力制御している。すなわち、昇降制御部１４は、フィルム部材２１側からローラ８ａに加えられる反力が略一定になるように、シリンダ８ｂを伸縮制御し、ローラ８ａの高さを調整する。

［フィルム貼付装置の貼り付け動作］
続いて、図２および図３を参照しながら、フィルム貼付装置１の貼り付け動作について詳細に説明する。

図２（Ａ）は、貼り付け動作が開始される前の初期状態である。同図に示すように、パネル保持面３とフィルム保持面５は所定の距離をおいて平行に保たれている。また、パネル保持面３の所定位置にはパネル部材２０が吸着保持され、フィルム保持面５の所定位置にはフィルム部材２１が吸着保持されている。フィルム部材２１のセパレータは予め剥離されている。このため、フィルム部材２１は接着面が露出した状態となっている。

図２（Ｂ）は、傾動制御部１１の制御下で傾動機構７がフィルム保持ステージ４を角度θだけ傾動させた後の状態である。この動作により、フィルム部材２１の貼始端はパネル部材２０に近接するが、同図に示すように、フィルム部材２１の貼始端およびパネル部材２０は距離ｄだけ離れており、接触はしていない。

図２（Ｃ）は、昇降制御部１２の制御下で傾動機構７、フィルム保持ステージ４およびフィルム部材２１がｚ方向に距離ｄだけ移動した後の状態である。この動作により、貼始端保持部分４ａに吸着保持されたフィルム部材２１の貼始端がパネル部材２０に接触し、接着面の接着力により貼り付け位置が確定する。このとき、フィルム部材２１の貼付面（接着面）とパネル部材２０の被貼付面とのなす角度はθである。後述するが、角度θは１〜５°の範囲に設定するのが好ましい。

フィルム保持ステージ４およびフィルム部材２１を移動させる代わりに、パネル保持ステージ２およびパネル部材２０をｚ方向に距離ｄだけ移動させてもよい。また、図２（Ｃ）の動作を省略して、図２（Ｂ）の動作によりフィルム部材２１とパネル部材２０とを接触させ、貼り付け位置を確定させてもよい。ただし、フィルム部材２１とパネル部材２０とが接触する際の衝撃を和らげるという観点からは、フィルム保持ステージ４またはパネル保持ステージ２をｚ方向に移動させることにより貼り付け位置を確定させることが好ましい。

また、上記の衝撃を和らげるために、貼始端保持部分４ａは、少なくともフィルム保持面５が硬質ゴムまたは樹脂で構成されていることが好ましい。

図３（Ａ）は、退避制御部１３の制御下で連結部６ｂが回動し、貼始端保持部分４ａが退避した後の状態である。図２（Ｃ）の動作により貼り付け位置は既に確定しているので、フィルム部材２１の貼始端が吸着保持されなくなったとしても、貼り付け位置がずれることはない。なお、本動作を行うにあたっては、先に貼始端保持部分４ａの吸着孔に接続されたサクション機構の動作を停止しておく必要がある。一方、フィルム部材２１の脱落を防ぐために、部分４ｂの吸着孔に接続されたサクション機構については引き続き動作させておく必要がある。

図３（Ｂ）は、昇降制御部１４の制御下でシリンダ８ｂが伸び、貼始端保持部分４ａが退避したことによりできた空間にローラ８ａが移動した後の状態である。これにより、フィルム部材２１の貼始端がパネル部材２０に押し付けられ、フィルム部材２１とパネル部材２０とがより強く接着される。

図３（Ｃ）は、走行制御部１０の制御下でパネル保持ステージ２がｘ方向に移動することにより、フィルム部材２１が貼始端から貼終端にかけて貼り付けられていく途中の状態である。パネル保持ステージ２が移動すると該パネル保持ステージ２に吸着保持されているパネル部材２０も一緒に移動する。また、パネル部材２０が移動すると該パネル部材２０に貼始端が接着されているフィルム部材２１も一緒に移動する。フィルム部材２１の貼終端側は、フィルム保持面５から脱落しない程度に弱く吸着保持されている。

前記の通り、フィルム部材２１の貼付面とパネル部材２０の被貼付面とのなす角度θは、１〜５°の範囲に設定するのが好ましい。角度θを１°よりも小さくすると、ローラ８ａによって未だ押し付けられていない部分においてパネル部材２０とフィルム部材２１とが接着されてしまい、気泡が混入するおそれがある。一方、角度θを５°よりも大きくすると、吸着保持されなくなったフィルム部材２１の貼終端が勢いよく脱落してやはり気泡が混入したり、フィルム部材２１に負担がかかったりする。

図３（Ｃ）に示す状態から、さらにパネル保持ステージ２がｘ方向に移動すると、貼り付けは終了する。

以上、本発明に係るフィルム貼付装置の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上記の形態に限定されるものではない。

例えば、上記実施形態では、接着面を有するフィルム部材２１を貼り付けたが、接着面はパネル部材２０側に形成されていてもよい。また、上記実施形態では、ローラ８ａによってフィルム部材２１を上から押さえ付けることにより貼り付けを行ったが、装置全体を天地逆転させ、フィルム部材２１を下から押さえ付けることにより貼り付けを行ってもよい。

また、上記実施形態では、退避機構６の連結部６ｂを回動させることにより貼始端保持部分４ａを退避させたが、ローラ８ａのためのスペースを作ることができるのであれば、退避のさせ方は任意に変更することができる。

また、上記実施形態では、液晶パネル（パネル部材２０）に３Ｄフィルム（フィルム部材２１）を貼り付けたが、本発明に係るフィルム貼付装置１は、任意のパネル部材２０に任意のフィルム部材２１を貼り付けることができる。パネル部材２０とフィルム部材２１の組み合せとしては、例えば、“液晶パネル−偏光フィルム”、“電子ペーパ−カラーフィルタ”が考えられる。

１ フィルム貼付装置
２ パネル保持ステージ
３ パネル保持面
４ フィルム保持ステージ
４ａ 貼始端保持部分
５ フィルム保持面
６ 退避機構
６ａ 基部
６ｂ 連結部
７ 傾動機構
８ 押圧機構
８ａ ローラ
８ｂ シリンダ
１０ 走行制御部
１１ 傾動制御部
１２ 昇降制御部
１３ 退避制御部
１４ 昇降制御部
２０ パネル部材
２１ フィルム部材

Claims (4)

1. パネル部材に対し、貼始端と該貼始端に対向した貼終端とを有する矩形状のフィルム部材を前記貼始端から前記貼終端にかけて貼り付けていくフィルム貼付装置であって、
   前記パネル部材を保持するパネル保持ステージと、
   前記フィルム部材の貼付面が前記パネル部材の被貼付面に対向するように該フィルム部材の全面を保持するフィルム保持ステージと、
   前記フィルム部材を前記パネル部材に対して押し付ける押圧機構と、
   前記フィルム保持ステージを傾動させて該フィルム保持ステージに保持されている前記フィルム部材の前記貼始端を前記パネル部材に近接させる傾動機構と、
   前記フィルム保持ステージのうち、前記フィルム部材の前記貼始端近傍を保持する貼始端保持部分を他の部分から分離して退避させる退避機構と、
   を備え、
   前記傾動機構が前記フィルム保持ステージを傾動させて前記フィルム部材の前記貼始端と前記パネル部材とを接触させることにより、前記パネル部材に対する前記フィルム部材の貼り付け位置を確定させた後、前記退避機構が前記貼始端保持部分を退避させ、さらにその後、前記押圧機構が移動して前記フィルム部材を前記パネル部材に押し付けることを特徴とするフィルム貼付装置。
2. 前記フィルム保持ステージは、前記フィルム部材を吸着保持しており、
   前記貼始端保持部分による吸着状態と前記フィルム保持ステージの他の部分による吸着状態とは、独立して解除制御が可能であることを特徴とする請求項１に記載のフィルム貼付装置。
3. 前記貼始端保持部分は、前記フィルム部材を保持する面が硬質ゴムまたは樹脂で構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のフィルム貼付装置。
4. 前記押圧機構が移動して前記フィルム部材の前記貼始端が前記パネル部材に貼り付けられた状態において、前記フィルム部材の貼付面と前記パネル部材の被貼付面とのなす角度が１〜５°の範囲内であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のフィルム貼付装置。

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