JP2008046265A - 板状部材の貼り合わせ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】板状部材を加圧して貼り合わせる際に、圧力不足が発生するのを抑制できる板状部材の貼り合わせ装置を得ること。
【解決手段】本発明にかかる板状部材の貼り合わせ装置は、液晶表示ディスプレイ１００およびカバーガラス基板１９を、粘着剤を介して貼り合せるものである。液晶表示ディスプレイ１００を載置するために設けられた平面状の載置面を有する下面ステージ１６と、載置面に対向して設けられた押圧面を有する上面ステージ１２と、上面または／および下面ステージ１２、１６を載置面に対して略垂直方向に移動させる移動手段と、押圧面上の一面に設けられ、内部に気体１４が封入された複数の袋体１３とを備えたことを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、板状部材の貼り合わせ装置に関し、例えば第１の板状部材と第２の板状部材とを貼り合わせる板状部材の貼り合わせ装置に関する。

パーソナルコンピュータ、携帯情報端末機器等の各種モニタ用の表示装置として、フラットパネルディスプレイが用いられている。ここで、フラットパネルディスプレイは、液晶表示ディスプレイ、有機ＥＬ表示ディスプレイ等の平面型表示装置のことである。このようなフラットパネルディスプレイは、カバーガラス又はアクリル、ポリカーボネートなどの樹脂シートでカバーする事がある。これは、屋外で使用する際に外部から圧力や衝撃による割れの防止などのためである。

一般的に、フラットパネルディスプレイにカバーガラス基板を貼り合わせるのに、真空チャンバー内を減圧状態にして、当該真空チャンバー内でカバーガラス基板とフラットパネルディスプレイとを貼り合わせていた。これは、フラットパネルディスプレイとカバーガラス基板との間に、気泡が発生するのを抑制するためである。ここでは、真空チャンバー内で、フラットパネルディスプレイとカバーガラス基板とを、これらの間に粘着剤を介在させて、位置合わせした後に重ね合わせを行う。そして、重ね合わせたフラットパネルディスプレイとカバーガラス基板とを加圧・加熱する。これにより、粘着剤がディスプレイとカバーガラス基板との間に充填されて、フラットパネルディスプレイとカバーガラス基板との間の空気層が無くなる。なお、フラットパネルディスプレイとカバーガラス基板との間に空気層からなる隙間が存在すると、外光の反射により表示が著しく低下してしまうため、好ましくない。

液晶表示ディスプレイ等のフラットパネルディスプレイの面上に実装部品が実装され、フラットパネルディスプレイの一部が突出する場合がある。従来、このような場合、例えば図３に示される板状部材の貼り合わせ装置を用いて、カバーガラス基板とフラットパネルディスプレイとを貼り合わせていた。図３は、従来の板状部材の貼り合わせ装置の構成を示す模式断面図である。

図３に貼り合わせ装置は、真空チャンバー１７内に設けられている。この真空チャンバー１７内には、上面ステージ１２と下面ステージ１６とが、各内面が対向して配置されるように、設けられている。なお、上面ステージ１２は、第２の板状部材としてのカバーガラス基板１９を保持し、下面ステージ１６上には、第１の板状部材としての液晶表示ディスプレイ１００が載置される。この上面ステージ１２及び下面ステージ１６には、それぞれシリンダー２０、２１が連結され、上面及び下面ステージ１２、１６の対向する面に対して略垂直方向に移動可能となっている。つまり、シリンダー２０、２１を移動させることにより、図２において、矢印方向に移動可能となっている。なお、シリンダー２０、２１には可動部２３が接続されており、シリンダー２０、２１の移動はこの可動部２３により制御されている。

また、図３に示されるように、下面ステージ１６は凹部１６ｂを有しており、下面ステージ１６に液晶表示ディスプレイ１００を載置した際に、突出された実装部品１８が、下面ステージ１６の凹部１６ｂ内に収容される。これにより、カバーガラス基板１９及び液晶表示ディスプレイ１００の対向面が互いに略平行に配置される。なお、凹部１６ｂの底面と実装部品１８との間には隙間が設けられている。このため、実装部品１８は下面ステージ１６にぶつかることはなく、破損することはない。また、カバーガラス基板１９の下面、すなわち、液晶表示ディスプレイ１００に対向する面には粘着剤１５が予め貼付されている。そして、上面ステージ１２の上からシリンダー２０によって圧力をかけると、液晶表示ディスプレイ１００とカバーガラス基板１９とが粘着剤１５により貼り合わせられる。なお、特許文献１には、基板とフィルムとを貼り合わせる方法が記載されている。これは、ステージに設けられた可撓性シートを圧搾空気によって、膨張させて基板とフィルムとを貼り合わせるものである。これにより、貼り合わせの際に、基板とフィルムとが強く加圧される。
特開２００１−２５２９３６号公報

しかし、図３に示される板状部材の張り合わせ装置を用いて液晶表示ディスプレイ１００とカバーガラス基板１９とを貼り合わせる場合、凹部１６ｂに対応する領域、すなわち、実装部品１８が配置されている部分では、粘着剤１５が圧縮される方向に十分に加圧されない。このとき、実装部品１８が配置されている部分では、液晶表示ディスプレイ１００が撓み、印加される圧力が弱くなる。このように、粘着剤１５の粘着面の一部で圧力不足が生じ、この部分において両板状部材が粘着剤１５により密着しなかったり、気泡が両板状部材間に残ったりしてしまう。なお、このような問題は、板状部材の面上の少なくとも一部に平面でない部分を有する場合にも生じる。例えば、板状部材に凹凸が形成されていたり、板状部材が湾曲していたりする場合である。

本発明は、上記のような問題を鑑みるためになされたものであり、板状部材を加圧して貼り合わせる際に、圧力不足が発生するのを抑制できる板状部材の貼り合わせ装置を得ることを目的とする。

本発明に係る板状部材の貼り合わせ装置は、第１および第２の板状部材を、粘着剤を介して貼り合せるための板状部材の貼り合わせ装置であって、上記第１の板状部材を載置するために設けられた平面状の載置面を有する第１の押圧部材と、上記載置面に対向して設けられた押圧面を有する第２の押圧部材と、上記第１または／および第２の押圧部材を上記載置面に対して略垂直方向に移動させる移動手段と、上記押圧面上の一面に設けられ、内部に気体が封入された複数の袋体とを備えたことを特徴とするものである。これにより、板状部材を加圧して貼り合わせる際に、圧力不足が発生するのを抑制できる。

ここで、上記第１の板状部材は、一方の面上の一部に突出部を有し、上記第１の押圧部材は、上記第１の板状部材が上記載置面上に載置されたときに上記突出部が収容されるように設けられた凹部を有してもよい。このように、突出部を有する板状部材を貼り合わせる場合であっても、圧力不足が生じ難い板状部材の貼り合わせを行うことができる。すなわち、第１の板状部材の突出部を凹部に収容することができ、第１及び第２の板状部材の対向面が互いに略平行に配置された状態で、第１及び第２の板状部材を貼り合わせることができる。従って、第１の板状部材に突出部がある場合であっても、板状部材を加圧して貼り合わせる際に、圧力不足が発生するのを抑制できる。

本発明によれば、板状部材を加圧して貼り合わせる際に、圧力不足が発生するのを抑制できる。

本実施の形態に係る板状部材の貼り合わせ装置を説明する前に、一般的な液晶表示ディスプレイについて図１を用いて説明する。図１は、液晶表示ディスプレイの構成を示す断面図である。液晶表示ディスプレイは、貼り合わせる板状部材として用いることができる。

図１に示される様に、第１の板状部材としての液晶表示ディスプレイ１００は、ＴＦＴアレイ基板１と、ＴＦＴアレイ基板１に対向して配置される対向基板２とをＴＦＴアレイ基板１の外周縁にて、シール剤３を用いて貼り合わせ、その間に液晶層４を形成して封止したものである。ＴＦＴアレイ基板１は、スイッチング素子として、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）５を有し、シール剤３で囲まれる領域のＴＦＴ５を除いて略全体に、画素電極６が配置される。そして、ＴＦＴアレイ基板１の端部には、駆動回路が設けられたＴＣＰ（Tape Carrier Package）７が、ＡＣＦ（Anisotropic Conductive Film：異方性導電膜）８を介して接続される。これにより、外部からの各種信号が供給される。それらの信号に応じて、ＴＦＴ５のＯＮ、ＯＦＦが制御され、ＴＦＴ５がＯＮ状態のとき、画素電極６に表示電圧が印加される。

そして、対向基板２は、カラーフィルタ層（不図示）及び対向電極９を有している。カラーフィルタ層は、例えばブラックマトリクス（ＢＭ）１０と、赤（Ｒ）緑（Ｇ）青（Ｂ）の着色層１１とを有している。対向電極９は、対向基板２の液晶層４側に配置され、液晶層４に信号電位を供給するための共通電位を与える。そして、対向基板２と対向電極９との間には、カラーフィルタ層が、画素電極６及びＴＦＴ５に対向する領域に形成されており、このカラーフィルタ層を用いてカラー表示が行われる。

ここで、画素電極６に表示電圧が印加されると、画素電極６と対向電極９との間に、表示電圧に応じた電界が生じる。そして、基板間で生じた電界によって、液晶は駆動される。すなわち、基板間の液晶の配向方向が変化し、液晶層４を通過する光の偏光状態が変化する。これにより、所望の画像が表示される。

また、ＴＦＴアレイ基板１および対向基板２の液晶層４側の表面には、液晶を配向させるための液晶配向膜（不図示）が形成されている。そして、ＴＦＴアレイ基板１と対向基板２の外側には、位相差板（不図示）、偏光板（不図示）等が取り付けられている。液晶表示ディスプレイ１００は、以上のように構成されている。また、上記の構成は、一例であり、これ以外の構成でもよい。

次に、本実施の形態に係る板状部材の貼り合わせ装置について、図２を用いて説明する。図２は、本実施の形態に係る板状部材の貼り合わせ装置の構成を示す模式断面図である。

図２に示されるように、本実施の形態に係る板状部材の貼り合わせ装置は、第１の押圧部材としての下面ステージ１６と、第２の押圧部材としての上面ステージ１２と、移動手段としての可動部２３と、複数の袋体１３とを備えている。

そして、下面ステージ１６は、液晶表示ディスプレイ１００を載置するために設けられた平面状の載置面１６ａを有する。また、下面ステージ１６は、液晶表示ディスプレイ１００が載置面１６ａ上に載置されたときに、突出部である実装部品１８が収容されるように設けられた凹部１６ｂを有する。なお、実装部品１８としては、ＴＣＰ７上に配設された駆動ＩＣや抵抗、コンデンサ等であってもよい。また、突出部としては、液晶表示ディスプレイ１００のケースに形成されている係止部材等であってもよい。

上面ステージ１２は、カバーガラス基板１９を吸着保持し、載置面１６ａに対向して設けられた押圧面１２ａを有する。また、押圧面１２ａ上の一面には、内部に気体１４が封入された複数の独立した袋体１３が設けられている。ここでは、袋体１３は約１．２ｃｍ^２／個の割合で独立配置され、気体１４として内圧１気圧の空気が封入されている。なお、本実施の形態では、気体１４が封入された複数の独立した袋体１３として、エアーキャップを用いた。ここで、袋体１３は、気体１４の体積の増減に応じて伸縮できるように、弾性部材によって形成されるのが好ましい。また、弾性部材以外の部材を用いても良い。また、上面及び下面ステージ１２、１６には、それぞれシリンダー２０、２１が連結されている。

可動部２３は、上面または／および下面ステージ１２、１６を載置面１６ａに対して略垂直方向に移動させる。具体的には、可動部２３は、上面及び下面ステージ１２、１６にそれぞれ連結されたシリンダー２０、２１の移動を制御している。この可動部２３の制御により、シリンダー２０が図２に示されている矢印方向に移動可能となっている。本実施の形態に係る板状部材の貼り合わせ装置は、以上のように構成されている。

このように、内部に気体１４が封入された複数の袋体１３を押圧面１２ａ上の一面に設けたことにより、板状部材を加圧して貼り合わせる際に、撓んだ板状部材に対して、より効果的に圧力を印加することができ、圧力不足が発生するのを抑制できる。つまり、板状部材の撓んだ部分でも、印加される圧力が弱まることはなく、圧力分布を良好に印加することができる。特に、複数の独立した袋体１３で押圧するので、押圧すべき板状部材の表面に凹凸が形成されていても、同じような圧力を印加することができる。

次に、上記の板状部材の貼り合わせ装置を用いた板状部材の貼り合わせ方法を具体的に説明する。ここでは、板状部材の一例として、第１の板状部材としての液晶表示ディスプレイ１００と、第２の板状部材としてのカバーガラス基板１９とを用いる。そして、板状部材の貼り合わせ装置を用いて、減圧下にて両板状部材１９、１００を粘着剤により貼り合わせる。なお、図２に示されるように、液晶表示ディスプレイ１００の下面の一部には、突出部としての実装部品１８が実装されている。

まず、減圧状態となっている真空チャンバー１７内に設けられた板状部材の貼りあわせ装置の上面ステージ１２に、カバーガラス基板１９を吸着保持させ、下面ステージ１６に、液晶表示ディスプレイ１００を載置する。ここで、下面ステージ１６に液晶表示ディスプレイ１００を載置した際に、突出された実装部品１８が、下面ステージ１６の凹部１６ｂ内に収容される。これにより、カバーガラス基板１９及び液晶表示ディスプレイ１００の対向面が互いに略平行に配置される。なお、凹部１６ｂの底面と実装部品１８との間には隙間が設けられている。このため、実装部品１８は下面ステージ１６にぶつかることはなく、破損することはない。また、カバーガラス基板１９の下面には粘着剤１５が予め貼付されている。本実施の形態では、粘着剤１５として１２５μｍの粘着シートを用いた。なお、本実施の形態では、カバーガラス基板１９に粘着剤１５を貼付したが、液晶表示ディスプレイ１００に粘着剤１５を貼付してもよい。そして、可動部２３の制御により、上面ステージ１２の上からシリンダー２０によって圧力をかけると、液晶表示ディスプレイ１００とカバーガラス基板１９とが粘着剤１５により貼り合わせられる。また、貼り合わせを真空チャンバー１７内で行うことにより、両板状部材間に発生する気泡を抑制することができる。

上記の方法では、上から圧力を印加する部材として、上面ステージ１２を用いている。そして、この上面ステージ１２の下面に形成された独立した複数の袋体１３によって、カバーガラス基板１９は加圧される。また、真空チャンバー１７内で加圧を行うため、それぞれの袋体１３に封入された気体１４の体積が増大する。これにより、カバーガラス基板１９にさらに圧力を加わる。従って、下面ステージ１６の凹部１６ｂに対応する領域で液晶表示ディスプレイ１００が撓んでも、気体１４の体積が増大した袋体１３によって、圧力がカバーガラス基板１９及び液晶表示ディスプレイ１００に印加される。このため、圧力不足が発生しない。なお、ここでは、可動部２３の制御により、上面ステージ１２を移動させ、圧力を印加したが、下面ステージ１６を移動させ、圧力を印加してもよい。さらには、可動部２３の制御により、上面ステージ１２及び下面ステージ１６の双方を移動させ、圧力をカバーガラス基板１９及び液晶表示ディスプレイ１００に印加してもよい。

また、独立した複数の袋体１３を備えたことにより、板状部材を加圧して貼り合わせる際に、撓んだ板状部材に対して、より効果的に圧力を印加することができ、圧力不足が発生するのを抑制できる。つまり、板状部材の撓んだ部分でも、印加される圧力が弱まることはなく、圧力分布を良好に印加することができる。なお、本実施の形態では、液晶表示ディスプレイ１００の下面に実装部品１８が備えられていたが、このような構成でなくてもよい。板状部材の面上の少なくとも一部に平面でない部分を有する場合にも、本実施の形態に係る板状部材の貼り合わせ装置を用いれば、圧力分布を良好に印加することができる。例えば、板状部材の面上に凹凸が形成されていたり、板状部材が湾曲していたりする場合である。もちろん、第１の板状部材の下面に凹凸が形成されていなければ、第１の押圧部材の載置面１６ａに凹部１６ｂを設けなくても良い。本発明によれば、貼り合わせる板状部材の形状によらず、良好な貼り合わせが可能となる。このように圧力分布を良好に印加できることにより、両板状部材間の密着力が増大し、両板状部材間の気泡の発生を抑制することができる。

実施例．
本実施の形態に係る板状部材の貼り合わせ装置を用いて、真空チャンバー１７内で、実装部品１８が実装された液晶表示ディスプレイ１００とカバーガラス基板１９とを貼り合わせた。液晶表示ディスプレイ１００とカバーガラス基板１９との貼り合わせには、粘着剤１５として、厚み１２５μｍの粘着シートを用いた。また、袋体１３にはエアーキャップを用いた。ここでは、袋体１３を約１．２ｃｍ^２／個の割合で独立配置し、各袋体１３には内圧１気圧の空気を封入した。そして、真空チャンバー１７内で、可動部２３の制御によって、上面ステージ１２を移動させて、液晶表示ディスプレイ１００とカバーガラス基板１９に加圧を行ったところ、実装部品１８が実装されている領域においても、印加される圧力が弱まることはなく、両板状部材１９、１００間に気泡は発生しなかった。
比較例．
上面ステージの下面に、袋体の代わりに、ゴム製のシートを備えた板状部材の貼り合わせ装置を用いて、真空チャンバー１７内で、実装部品が実装された液晶表示ディスプレイ１００とカバーガラス基板１９との貼り合せを行った。そして、上記の方法と同様に、真空チャンバー１７内で液晶表示ディスプレイ１００とカバーガラス基板１９との加圧を行った。この場合、液晶表示ディスプレイ１００が撓んだ部分では、圧力が弱くなり、両板状部材間に気泡が残った。

また、本実施の形態に係る板状部材の貼り合わせ装置が用いられるのは、上記の場合に限られない。つまり、第１の板状部材が液晶表示ディスプレイ１００、第２の板状部材がカバーガラス基板１９の場合に限られるわけではない。例えば、第１の板状部材として、液晶表示ディスプレイ１００以外のフラットパネルディスプレイを用いても良い。また、液晶表示ディスプレイ１００を保護する板状部材として、ここではカバーガラス基板１２を用いたが、アクリルやポリカーボネート等の他の材料を用いても良い。さらに、第１の板状部材あるいは第２の板状部材として、入力装置を用いても良い。本実施の形態に係る板状部材の貼り合わせ装置によれば、上記の板状部材等を良好に貼り合わせすることができる。なお、これらの板状部材を用いても、上述のような効果を得ることができる。また、本実施の形態において、第２の板状部材であるカバーガラス基板１９を上面ステージ１２に吸着保持させたがこれに限定されず、カバーガラス基板１９を他の搬送手段によって液晶表示ディスプレイ１００の上方に配置し、上面ステージ１２の複数の袋体１３でカバーガラス基板１９を押圧しても良い。

液晶表示ディスプレイの構成を示す断面図である。 実施の形態に係る板状部材の貼り合わせ装置の構成を示す模式断面図である。 従来の板状部材の貼り合わせ装置の構成を示す模式断面図である。

符号の説明

１ ＴＦＴアレイ基板、２ 対向基板、３ シール剤、４ 液晶層、
５ ＴＦＴ、６ 画素電極、７ ＴＣＰ、８ ＡＣＦ、９ 対向電極、
１０ ＢＭ、１１ 着色層、１２ 上面ステージ、１２ａ 押圧面、
１３ 袋体、１４ 気体、１５ 粘着剤、１６ 下面ステージ、
１６ａ 載置面、１６ｂ 凹部、１７ 真空チャンバー、１８ 実装部品、
１９ カバーガラス基板、２０ シリンダー、２１ シリンダー、
１００ 液晶表示ディスプレイ

Claims (2)

1. 第１および第２の板状部材を、粘着剤を介して貼り合せるための板状部材の貼り合わせ装置であって、
   上記第１の板状部材を載置するために設けられた平面状の載置面を有する第１の押圧部材と、
   上記載置面に対向して設けられた押圧面を有する第２の押圧部材と、
   上記第１または／および第２の押圧部材を上記載置面に対して略垂直方向に移動させる移動手段と、
   上記押圧面上の一面に設けられ、内部に気体が封入された複数の袋体とを備えたことを特徴とする板状部材の貼り合わせ装置。
2. 上記第１の板状部材は、一方の面上の一部に突出部を有し、
   上記第１の押圧部材は、上記第１の板状部材が上記載置面上に載置されたときに上記突出部が収容されるように設けられた凹部を有する請求項１に記載の板状部材の貼り合わせ装置。

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