タッチパネル付き３Ｄ表示パネル装置の組立システム
【課題】３Ｄ表示パネルにタッチパネルを貼り合せた時に、気泡の残留の無い、精度の良いタッチパネル付き３Ｄ表示パネル装置を実現すると共に、製造時間の短縮を図ったタッチパネル付き３Ｄ表示パネル装置の組立システムを提供する。
【解決手段】３Ｄ表示パネルに接着剤を塗布する塗布装置3ａ、3ｂと、タッチパネルを反転する基板反転装置４と、大気中で接着剤を塗布された３Ｄ表示パネル上にタッチパネルを重ねる重ね合せ機６と、重ね合せ機６で重ねられた３Ｄ表示パネルとタッチパネルを搬入して内部を真空状態して前記接着剤から気泡を除去すると共に、両パネルの位置合わせを行い、かつ所定の圧力を加えて貼り合わせる真空チャンバ８ａ、８ｂ、８ｃと、前記真空チャンバ８ａ、８ｂ、８ｃ内で貼り合わされたタッチパネル付き３Ｄ表示パネル間の接着剤を乾燥させるＵＶ照射装置１０とで構成した。
【解決手段】３Ｄ表示パネルに接着剤を塗布する塗布装置3ａ、3ｂと、タッチパネルを反転する基板反転装置４と、大気中で接着剤を塗布された３Ｄ表示パネル上にタッチパネルを重ねる重ね合せ機６と、重ね合せ機６で重ねられた３Ｄ表示パネルとタッチパネルを搬入して内部を真空状態して前記接着剤から気泡を除去すると共に、両パネルの位置合わせを行い、かつ所定の圧力を加えて貼り合わせる真空チャンバ８ａ、８ｂ、８ｃと、前記真空チャンバ８ａ、８ｂ、８ｃ内で貼り合わされたタッチパネル付き３Ｄ表示パネル間の接着剤を乾燥させるＵＶ照射装置１０とで構成した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液晶表示装置や有機ＥＬ表示装置にタッチパネルを設けるための製造システムに係り、特に、製造時間の短縮を図ったタッチパネル付き３Ｄ（three dimensions）表示パネルの組立システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置や、有機ＥＬ表示装置にタッチパネルを設けて、利用者がタッチパネルから表示指示や、動作指示を行う表示装置が増加してきている。従来のタッチパネル付きの表示装置では、タッチパネルと表示装置の周囲に額縁状のフレームを設けてこのフレームにタッチパネルを取付けるものがある。しかし最近の表示装置では３Ｄの表示を行うようになってきており、特許文献1に記載されているようにタッチパネルを直接取付けるものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２２６０８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１では、実装工程が明示されているが、その中に、この工程では表示素子基板に接着剤を全面に塗布して、その上に機能性部材（タッチパネル等）を位置合わせして載せ、所望の高さから光を照射して仮固定した後、仮固定の高さより高い位置から光を照射して本固定を行うことが記載されている。
【０００５】
特許文献１の方法では表示素子とタッチパネル間に気泡が残留してタッチした時の位置の精度が悪くなる恐れがある。また、気泡の混入を防止するために脱気処理を行うと、その為の製造時間が延びると言う問題がある。
【０００６】
その為、本発明の目的は、３Ｄ表示パネルにタッチパネルを貼り合せた時に気泡の残留の無い精度の良いタッチパネル付き３Ｄ表示パネル装置を実現すると共に、製造のための時間の短縮を図ったタッチパネル付き３Ｄ表示パネル装置の組立システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明は３Ｄの表示パネルにタッチパネルを取りけるためのタッチパネル付き３Ｄ表示パネル装置の組立システムにおいて、３Ｄ表示パネルに接着剤を塗布する塗布装置と、タッチパネルを反転する基板反転装置と、大気中で接着剤を塗布された３Ｄ表示パネル上にタッチパネルを重ねる重ね合せ機と、重ね合せ機で重ねられた３Ｄ表示パネルとタッチパネルを搬入して内部を真空状態して前記接着剤から気泡を除去すると共に、両パネルの位置合わせを行い、かつ所定の圧力を加えて貼り合わせる真空チャンバと、前記真空チャンバ内で貼り合わされたタッチパネルと３Ｄ表示パネル間の接着剤を硬化させるＵＶ照射装置とで構成した。
【発明の効果】
【０００８】
上記構成とすることにより、３Ｄ表示パネルにタッチパネルを貼り合せた時に気泡の残留の無い精度の良いタッチパネル付き３Ｄ表示パネル装置を実現すると共に、製造のための時間の短縮を図った。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態になる基板貼合システムの全体構成の１例を示す図である。
【図２】接着剤塗布装置の概略構成図である。
【図３】基板反転装置の構成と動作を説明する図である。
【図４】基板重ね合せ機の構成を示した図である。
【図５】真空チャンバ装置の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明のタッチパネル組立システムの一実施例を図に基づいて説明する。
図１には本発明の３Ｄ表示パネルにタッチパネルを取付けるタッチパネル組立システムの全体配置の平面図を示す。図１において、１は基板搬入部、２は第１のロボット、３ａ，３ｂは接着剤塗布装置、４は基板反転部、５は第２のロボット、６は重ね合せ機、７は第３のロボット、８は真空脱気装置、９は第４のロボット、１０は紫外線照射室、１１は第５のロボットである。
【００１１】
まず、貼り合わせる３Ｄ表示パネルとタッチパネルを搬入する基板搬入部１が設けてある。この基板搬入部１に３Ｄ表示パネルが搬入されると、基板搬入部から第１のロボット２に設けたハンド部に搬入された３Ｄ表示パネルを受け取り、第１のロボット２の左右方向に配置されている接着剤を塗布するための塗布装置３ａ，３ｂのどちらか一方のテーブル上に３Ｄ表示パネルを受け渡す。
【００１２】
図２に塗布装置の概略構成を示す。
塗布装置３ａ，３ｂは架台２０上にＸＹθテーブル２１が設けてあり、ＸＹθテーブル２１上には３Ｄ表示パネル２８が搭載されている。ＸＹθテーブル２１の上部には３Ｄ表示パネル２８に接着剤を塗布するための塗布ヘッド２２が設けてある。塗布ヘッド２２は、上下方向移動ステージ２３に取付けられている。上下方向移動ステージ２３は門型の固定ステージ（ガントリー）３０に固定されたヘッド取付部材３０ｓに取付けられている。塗布ヘッド２２は吐出口がスリット状に形成した吐出ノズル２２ｎと、吐出ノズル２２ｎに接着剤を供給する接着剤供給部２２ｓとからなり、上下方向へ移動できる上下移動ステージ２３に取付けられている。なお、吐出ノズル２２ｎの吐出口はパネルの幅方向に長いスリットで形成されている。吐出口の形状をスリット状にしたことで説明したが、所定の幅に吐出できるものであればよく、複数の吐出口を備えたインクジェットヘッドとしてもよい。さらに上下移動ステージ２３には、ノズルの上下方向の高さ位置を検出する検出器２７と、図示していないＸＹθテーブル２１と３Ｄ表示パネルの位置合わせマークを観測するカメラが設けてある。３Ｄ表示パネル２８を載置するＸＹθテーブル２１はＸＹθ方向に移動可能なＸ、Ｙ、θテーブルで構成されている。即ち架台２０上に駆動装置２５を設けたＸテーブル２１Ｘが、Ｘテーブル２１Ｘの上部に駆動装置２６を設けたＹテーブル２１Ｙが、Ｙテーブル２１Ｙの上部に駆動装置（図示せず）を備えたθテーブル２１θを設けた構成となっており、θテーブル上に３Ｄ表示パネル２８を載置する構成である。前述のように、本構成では塗布ヘッド２２は上下方向に移動可能であるが、ＸＹ方向には移動しないように固定されている。塗布時には３Ｄ表示パネルを載置したＸＹθテーブル２１を移動させながら吐出ノズル２２ｎから接着剤を３Ｄ表示パネル面に塗布する構成となっている。なお、テーブル２１はθ方向にのみ移動可能として、ＸＹ方向は吐出ノズルを設けた門型の固定ステージ３０上をヘッド取付部材３０がＸ方向に、固定―ステージ３０が架台上をＹ方向に移動できるように構成し、吐出ノズル２２ｎがテーブル２１に沿って移動できるように構成することでもよい。
【００１３】
なお、３Ｄ表示パネル２８を載置するθテーブ２１θルには、第１のロボット２のロボットハンドから３Ｄ表示パネル２８を受け取るために、複数の上下に移動可能な受け取りピンで構成された基板受け取り機構（図示せず）が設けてある。さらに、θテーブル２１θには、受け渡された３Ｄ表示パネル２８を移動しないように真空吸着保持するためにテーブル面に複数の吸着孔が設けてあり、この吸着孔に負圧を供給する負圧供給機構が別に設けてある。３Ｄ表示パネル２８がθテーブル面に固定されると、接着剤が所望の形状に塗布される。この時の塗布パターンの一例を図２（ｂ）に示す。塗布パターンとしては気泡の抜けが良いように、複数本の平行な直線状（所謂のスリット状）に塗布（図２（ｂ）（１））するか、又は、基板中央で交差する、所謂放射状に塗布（図２（ｂ）（２））する。接着剤の塗布が完了すると、受け取りピンを上昇させ、接着剤の塗布された３Ｄ表示パネル２８の下部に第１のロボット２のハンドが差し込まれて、第１のロボットのハンドに３Ｄ表示パネル２８を保持し、基板反転部４に運ばれる。基板反転部４に運ばれた３Ｄ表示パネル２８は、反転する必要が無いために、第１のロボットハンド２から第２のロボットハンド５に受け渡され、第２のロボット５で重ね合せ機６に運ばれる。
【００１４】
なお、３Ｄ表示パネル２８に接着剤を塗布している間に、タッチパネル２９が基板搬入部１に搬入される。この時。タッチパネル２９は貼合面が損傷したり、汚れたりしないように貼合面を上向きにして搬入される。搬入されたタッチパネル２９は第１のロボット２により貼合面と反対側の面を保持されて基板反転部４に運ばれ、そこに設けてある基板反転装置で反転される。
【００１５】
基板反転部４に設けてある基板反転装置の一例の概略構成を図3に示す。
図３（ａ）は本例の基板反転装置の全体構成の概略図を、図３（ｂ）にはウォーキングビームの構成図を示す。図３（ｂ）に示すようにウォーキングビーム３６は回転軸に複数の指部３９を設けた構成である。なお指部３９には複数の真空吸着パッド３９Ｐが設けてある。真空吸着パッド３９Ｐには負圧を供給する負圧源からの配管が接続されているが本図では省略してある。基板反転装置１４は架台３４上に反転機構が設けてある。反転機構において指部３９にタッチパネル２９を保持して、ウォーキングビーム３６の一端（上下移動部材３８）を持ち上げて他端側（水平移動部３７）を基板搬送方向に移動させて反転する構成となっている。
【００１６】
図３（ａ）の反転機構には、第１のロボット２のハンドによりタッチパネル２９が、貼り付け面側を上向きにして搬送されてくる。反転機構においては、前述のように、架台３４上にタッチパネル２９の搬送方向に対して直角方向に伸びた、複数の指部３９を備えたウォーキングビーム３６が設けてある。指部３９には指部面により所定の高さを有する複数の真空吸着パッド３９Ｐが設けてある。第１のロボット２のハンドにより搬送されてきたタッチパネル２９は、ウォーキングビーム３６に設けてある指部３９の真空吸着パッド３９Ｐに受け渡される。架台３４上のタッチパネル搬送方向の略中央部であって、タッチパネル端部側にはウォーキングビーム３６の一端を上昇、降下させるための移動用柱３５が設けてある。移動用柱３５の部分にはウォーキングビーム３６の一端部側に設けた上下移動部材３８を上下動させるための駆動モータ（図示せず）が設けてある。この駆動モータによって上下移動部材３８を移動用柱３５に沿って上下に移動する構成となっている。また図示していないが、上下移動部材３８にカウンタウェイトにロープで接続されている。さらに架台上には、図示していないが基板搬送方向に延伸されたリニアガイドが設けてある。ウォーキングビーム３６の他端側の端部には、リニアガイド上を移動し易い様に転がり機構からなる水平移動部６６が設けられている。
【００１７】
この基板反転装置の動作は下記の通りである。
まず、第１のロボット２のハンドにてタッチパネル２９をウォーキングビーム３６の指部３９上に受け渡す。この時、第１のロボット２のハンドは、指部３９に設けた真空吸着パッド３９Ｐの間に差し込める構造となっている。指部３９上に受け渡されたタッチパネル２９は指部３９に設けてある真空吸着パッド３９Ｐで保持される。タッチパネル２９の保持が完了するとウォーキングビーム３６の一端側の上下移動部材３８が移動用柱３５に沿って上昇されるウォーキングビーム３６の他端側の水平移動部３７は、移動のリニアガイドに沿って移動する。そして、上下移動部材３８が最高点に達する前には、水平移動部３７は水平方向に所定の速度を有するようにして移動用柱３５の中心を通過して反対側に移動できるようにしてある。これにより、ウォーキングビーム３６が垂直状態になると、上下移動部材３８の上昇を降下方向に変更制御する。以上の動作をさせることで、タッチパネル２９を反転することができる。このように、タッチパネル２９を反転させることでタッチパネル２９の移動時に占める空間が少なくて済み、タッチパネル全体を１８０度回転させる場合に比べて、反転時に塵埃の発生を抑制することが可能となる。
【００１８】
基板反転装置でタッチパネル２９の貼合面側を下側に来るように反転させると、第２のロボット５によりウォーキングビーム３６からタッチパネル２９を受け取り重ね合せ機６の上テーブルに受け渡す。
【００１９】
図4に重ね合せ機の概略構成を示す。重ね合せ機６は上下に移動可能な上テーブル４２と上テーブル４２に対向して設けた下テーブル４１とが設けてある。下テーブル４１には３Ｄ表示パネル２８を第２のロボット５から受け取るための上下に移動可能な受け取りピン４３が複数設けてある。また３Ｄ表示パネル２８を下テーブル４１上の決められた位置に載せるために、下テーブル４１の一方側には位置合わせ用の突起４４と、突起と反対側には３Ｄ表示パネル側面を突起側に押すための横押し装置４５からなる位置合わせ機構を備えている。さらに、上テーブル４２にはタッチパネル２９を第２のロボット５から受け取り、保持するための真空吸着孔が複数設けてあり、この吸着孔に負圧を供給する負圧供給機構４７と配管４８ａが別設してある。また、配管４８ａの途中には電磁弁４９ａが設けて有り、電磁弁のＯＮ、ＯＦＦにより負圧の供給、停止が行えるように構成してある。上テーブル４２の近傍まで第２のロボット５のハンドにより搬送されて来たタッチパネル２９は、上テーブル４２に供給されている負圧により上テーブル面に吸上げられ吸着保持される。タッチパネ２９ルの上テーブル４２への位置決めは、第２のロボット５のハンドのＸＹθの動作で行うことができる。次に、第２のロボット５のハンドにより搬送されて来た３Ｄ表示パネル２８は、下テーブル４１面より突出されている受け取りピン４３上に受け渡され、受け取りピン４３を下テーブル４１面より下方に移動させることで下テーブル面上に載置される。接着剤が塗布された３Ｄ表示パネル２８が横押し装置４５の動作で下テーブル４１に位置決めされると、下テーブル４１に載置された３Ｄ表示パネル２８も負圧供給機構４７から配管４８ｂ及び電磁弁４９ｂを経由して下テーブル４１面に設けた複数の負圧供給孔に負圧が供給され、真空吸着される。
【００２０】
次に、上テーブル４２に保持されているタッチパネル２９が下テーブル４１上の３Ｄ表示パネル２８の接着剤に接触する位置まで駆動機構４６を動作させることにより、上テーブル４２を降下させる。その状態で上テーブル４２の負圧供給４７を停止してタッチパネル２９の保持を解除する。この重ね合わせの作業は大気状態で行う。このため、タッチパネル２９を真空吸着により、確実に保持でき、かつ、重ね合せに際してもタッチパネル２９をある程度３Ｄ表示パネルに近づけるだけた状態で、上テーブル４２への負圧の供給を停止することで簡単に重ねることが可能である。
【００２１】
重ね合わされた３Ｄ表示パネル２８とタッチパネル２９は下テーブル４１への負圧の供給が停止されて、受け取りピン４３を上昇させて下テーブル面から離間させ、第３のロボット７のハンドに受け渡される。重ね合せ機５から取り外され、脱気室貼合室８に搬入される。
【００２２】
脱気室貼合室の概略構成を図５に示す。この脱気貼合室８は次のように構成されている。架台５０上に真空チャンバ５４が形成されている。真空チャンバ５４には３Ｄ表示パネル２８とタッチパネル２９を搬入搬出するための搬入搬出口を開閉するゲートバルブ５７が設けてある。さらに、真空チャンバ内を真空状態にする真空ポンプ５８が設けてある。配管５８Ｐには三方弁５９が設けてあり、大気開放用の配管が接続されている。真空チャンバ５４内にはタッチパネル２９と３Ｄ表示パネル２８とをさらに加圧することができるように、上テーブル５２と下テーブル５１とが設けてある。上テーブル５２のタッチパネルを保持する面に摩擦板５５が設けてある。即ち摩擦板面にタッチパネルが接触している。下テーブル５１側には３Ｄ表示パネル２８とタッチパネル２９を重ね合せたものをロボットから受け取り、脱気と貼合の完了したタッチパネル付き３Ｄ表示パネルをロボットに受け渡すための上下動できる受け取りピン５５が設けてある。また加圧する前にタッチパネル２９と３Ｄ表示パネル２８の重なり位置を調整するための図示していない位置合わせ機構が設けてある。この真空チャンバでは、接着剤に含まれている気泡を脱気するために設けたものである。なお、加圧するための上テーブル５２には保持機構は備えておらず、上テーブル面に摩擦板５５を設けた構成となっている。タッチパネル２９と３Ｄ表示パネル２８の位置を合わせる位置合わせ機構は、先に記載した重ね合わせ機の３Ｄ表示パネル２８の位置合わせに用いたもの略同じ構成の機械的な位置合わせ機構を備えている。すなわち、タッチパネル２９と３Ｄ表示パネル２８との間の接着剤は未だ乾燥前であるために、上テーブル（加圧板）５２でタッチパネル２９を軽く押し付けた状態では、３Ｄ表示パネル２８側を図示していない横押し機構で押すことにより、摩擦板５５の効果によりタッチパネル２９の移動を抑制し、３Ｄ表示パネル２８側が移動し易くなり位置合わせが可能である。この位置合わせ精度は１００μｍ程度でよく機械的な位置合わせで達成できるものである。なお位置合わせにはタッチパネル２９と３Ｄ表示パネル２８とに位置合わせマークを設けておき、このマーク位置をカメラで観測しながら行うことも可能である。
【００２３】
また本実施例では、３台の脱気貼合室８（８ａ、８ｂ、８ｃ）を配置したが、この理由は重ね合わせ機６においてタッチパネルと３Ｄ表示パネルとを重ね合わせるために約２５秒程度かかる。この時タッチパネルと３Ｄ表示パネル間は、接着剤が軽く押しつぶされた状態であり、正規の貼合状態にはなっていない。重ね合わせたタッチパネル付き３Ｄ表示パネル装置を真空チャンバ内に搬入してから、真空チャンバ内を真空状態にして、接着剤の脱気を行うと共に、上テーブルで加圧して貼合を行う。この場合、パネルを搬入してから、貼合を行い、真空チャンバ内を大気状態に戻すまでに約７５秒程度かかるために、作業の無駄を省きパネルの生産性を向上するために３台の真空チャンバを配置して、上流側の作業が滞ら無いようにしたものである。また、真空チャンバ内に搬入された重ね合せたタッチパネルと３Ｄ表示パネルを再加圧する前に、真空チャンバ内が真空状態になってから１０秒程度放置することで脱気処理を行う。その後、真空チャンバ内の上テーブルを下テーブル側に移動させて、タッチパネルと３Ｄ表示パネル間に所定の荷重を加えて接着剤をつぶして確実に３Ｄ表示パネルにタッチパネルを貼り付ける。この加圧処理を行うときには、３Ｄ表示パネルとタッチパネルの位置合わせを再度行う。このときの位置合わせ機構は、下テーブルの一方端側に基準の位置合わせ板が設けられ、他方側に駆動機構に取付けられた、横押し用の板を基準板側に移動させて、タッチパネルと３Ｄ表示パネルの側面を基準板に押し付けることで位置合わせを行えばよい。真空チャンバ内で脱気処理と加圧処理が完了すると、真空チャンバ内を大気状態に戻し、第４のロボット９のロボットハンドにより真空チャンバ内からタッチパネル付き３Ｄ表示パネル装置を取り出しＵＶ照射室１０に搬入する。ＵＶ処理室１０では紫外線を照射して接着剤を硬化させる。紫外線を照射して接着剤を硬化後には、第５のロボット１１によってシステム外にタッチパネル付き３Ｄ表示パネル装置が排出される。
【００２４】
以上のように、本システムでは、タッチパネルと３Ｄ表示パネルの重ね合わせを大気中で行い、脱気と最終位置合わせとを真空チャンバ内で行うようにしたため、真空状態でタッチパネルを上テーブルに保持する必要がなくなり、システム全体の装置構成を簡略化できる。また重ね合わせ機と真空チャンバとを区分けして、時間の掛かる真空チャンバを複数台設置した構成とすることにより、高速で貼合処理を行うことができる。
【符号の説明】
【００２５】
１…基板搬入部、２…第１のロボット、３ａ、３ｂ…塗布装置、４…基板反転部、５…第２のロボット、６…重ね合わせ機、７…第３のロボット、８ａ，８ｂ，８ｃ…脱気貼合室、９…第４のロボット、１０…ＵＶ照射室、１１…第５のロボット。
【技術分野】
【０００１】
本発明は液晶表示装置や有機ＥＬ表示装置にタッチパネルを設けるための製造システムに係り、特に、製造時間の短縮を図ったタッチパネル付き３Ｄ（three dimensions）表示パネルの組立システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置や、有機ＥＬ表示装置にタッチパネルを設けて、利用者がタッチパネルから表示指示や、動作指示を行う表示装置が増加してきている。従来のタッチパネル付きの表示装置では、タッチパネルと表示装置の周囲に額縁状のフレームを設けてこのフレームにタッチパネルを取付けるものがある。しかし最近の表示装置では３Ｄの表示を行うようになってきており、特許文献1に記載されているようにタッチパネルを直接取付けるものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２２６０８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１では、実装工程が明示されているが、その中に、この工程では表示素子基板に接着剤を全面に塗布して、その上に機能性部材（タッチパネル等）を位置合わせして載せ、所望の高さから光を照射して仮固定した後、仮固定の高さより高い位置から光を照射して本固定を行うことが記載されている。
【０００５】
特許文献１の方法では表示素子とタッチパネル間に気泡が残留してタッチした時の位置の精度が悪くなる恐れがある。また、気泡の混入を防止するために脱気処理を行うと、その為の製造時間が延びると言う問題がある。
【０００６】
その為、本発明の目的は、３Ｄ表示パネルにタッチパネルを貼り合せた時に気泡の残留の無い精度の良いタッチパネル付き３Ｄ表示パネル装置を実現すると共に、製造のための時間の短縮を図ったタッチパネル付き３Ｄ表示パネル装置の組立システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明は３Ｄの表示パネルにタッチパネルを取りけるためのタッチパネル付き３Ｄ表示パネル装置の組立システムにおいて、３Ｄ表示パネルに接着剤を塗布する塗布装置と、タッチパネルを反転する基板反転装置と、大気中で接着剤を塗布された３Ｄ表示パネル上にタッチパネルを重ねる重ね合せ機と、重ね合せ機で重ねられた３Ｄ表示パネルとタッチパネルを搬入して内部を真空状態して前記接着剤から気泡を除去すると共に、両パネルの位置合わせを行い、かつ所定の圧力を加えて貼り合わせる真空チャンバと、前記真空チャンバ内で貼り合わされたタッチパネルと３Ｄ表示パネル間の接着剤を硬化させるＵＶ照射装置とで構成した。
【発明の効果】
【０００８】
上記構成とすることにより、３Ｄ表示パネルにタッチパネルを貼り合せた時に気泡の残留の無い精度の良いタッチパネル付き３Ｄ表示パネル装置を実現すると共に、製造のための時間の短縮を図った。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態になる基板貼合システムの全体構成の１例を示す図である。
【図２】接着剤塗布装置の概略構成図である。
【図３】基板反転装置の構成と動作を説明する図である。
【図４】基板重ね合せ機の構成を示した図である。
【図５】真空チャンバ装置の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明のタッチパネル組立システムの一実施例を図に基づいて説明する。
図１には本発明の３Ｄ表示パネルにタッチパネルを取付けるタッチパネル組立システムの全体配置の平面図を示す。図１において、１は基板搬入部、２は第１のロボット、３ａ，３ｂは接着剤塗布装置、４は基板反転部、５は第２のロボット、６は重ね合せ機、７は第３のロボット、８は真空脱気装置、９は第４のロボット、１０は紫外線照射室、１１は第５のロボットである。
【００１１】
まず、貼り合わせる３Ｄ表示パネルとタッチパネルを搬入する基板搬入部１が設けてある。この基板搬入部１に３Ｄ表示パネルが搬入されると、基板搬入部から第１のロボット２に設けたハンド部に搬入された３Ｄ表示パネルを受け取り、第１のロボット２の左右方向に配置されている接着剤を塗布するための塗布装置３ａ，３ｂのどちらか一方のテーブル上に３Ｄ表示パネルを受け渡す。
【００１２】
図２に塗布装置の概略構成を示す。
塗布装置３ａ，３ｂは架台２０上にＸＹθテーブル２１が設けてあり、ＸＹθテーブル２１上には３Ｄ表示パネル２８が搭載されている。ＸＹθテーブル２１の上部には３Ｄ表示パネル２８に接着剤を塗布するための塗布ヘッド２２が設けてある。塗布ヘッド２２は、上下方向移動ステージ２３に取付けられている。上下方向移動ステージ２３は門型の固定ステージ（ガントリー）３０に固定されたヘッド取付部材３０ｓに取付けられている。塗布ヘッド２２は吐出口がスリット状に形成した吐出ノズル２２ｎと、吐出ノズル２２ｎに接着剤を供給する接着剤供給部２２ｓとからなり、上下方向へ移動できる上下移動ステージ２３に取付けられている。なお、吐出ノズル２２ｎの吐出口はパネルの幅方向に長いスリットで形成されている。吐出口の形状をスリット状にしたことで説明したが、所定の幅に吐出できるものであればよく、複数の吐出口を備えたインクジェットヘッドとしてもよい。さらに上下移動ステージ２３には、ノズルの上下方向の高さ位置を検出する検出器２７と、図示していないＸＹθテーブル２１と３Ｄ表示パネルの位置合わせマークを観測するカメラが設けてある。３Ｄ表示パネル２８を載置するＸＹθテーブル２１はＸＹθ方向に移動可能なＸ、Ｙ、θテーブルで構成されている。即ち架台２０上に駆動装置２５を設けたＸテーブル２１Ｘが、Ｘテーブル２１Ｘの上部に駆動装置２６を設けたＹテーブル２１Ｙが、Ｙテーブル２１Ｙの上部に駆動装置（図示せず）を備えたθテーブル２１θを設けた構成となっており、θテーブル上に３Ｄ表示パネル２８を載置する構成である。前述のように、本構成では塗布ヘッド２２は上下方向に移動可能であるが、ＸＹ方向には移動しないように固定されている。塗布時には３Ｄ表示パネルを載置したＸＹθテーブル２１を移動させながら吐出ノズル２２ｎから接着剤を３Ｄ表示パネル面に塗布する構成となっている。なお、テーブル２１はθ方向にのみ移動可能として、ＸＹ方向は吐出ノズルを設けた門型の固定ステージ３０上をヘッド取付部材３０がＸ方向に、固定―ステージ３０が架台上をＹ方向に移動できるように構成し、吐出ノズル２２ｎがテーブル２１に沿って移動できるように構成することでもよい。
【００１３】
なお、３Ｄ表示パネル２８を載置するθテーブ２１θルには、第１のロボット２のロボットハンドから３Ｄ表示パネル２８を受け取るために、複数の上下に移動可能な受け取りピンで構成された基板受け取り機構（図示せず）が設けてある。さらに、θテーブル２１θには、受け渡された３Ｄ表示パネル２８を移動しないように真空吸着保持するためにテーブル面に複数の吸着孔が設けてあり、この吸着孔に負圧を供給する負圧供給機構が別に設けてある。３Ｄ表示パネル２８がθテーブル面に固定されると、接着剤が所望の形状に塗布される。この時の塗布パターンの一例を図２（ｂ）に示す。塗布パターンとしては気泡の抜けが良いように、複数本の平行な直線状（所謂のスリット状）に塗布（図２（ｂ）（１））するか、又は、基板中央で交差する、所謂放射状に塗布（図２（ｂ）（２））する。接着剤の塗布が完了すると、受け取りピンを上昇させ、接着剤の塗布された３Ｄ表示パネル２８の下部に第１のロボット２のハンドが差し込まれて、第１のロボットのハンドに３Ｄ表示パネル２８を保持し、基板反転部４に運ばれる。基板反転部４に運ばれた３Ｄ表示パネル２８は、反転する必要が無いために、第１のロボットハンド２から第２のロボットハンド５に受け渡され、第２のロボット５で重ね合せ機６に運ばれる。
【００１４】
なお、３Ｄ表示パネル２８に接着剤を塗布している間に、タッチパネル２９が基板搬入部１に搬入される。この時。タッチパネル２９は貼合面が損傷したり、汚れたりしないように貼合面を上向きにして搬入される。搬入されたタッチパネル２９は第１のロボット２により貼合面と反対側の面を保持されて基板反転部４に運ばれ、そこに設けてある基板反転装置で反転される。
【００１５】
基板反転部４に設けてある基板反転装置の一例の概略構成を図3に示す。
図３（ａ）は本例の基板反転装置の全体構成の概略図を、図３（ｂ）にはウォーキングビームの構成図を示す。図３（ｂ）に示すようにウォーキングビーム３６は回転軸に複数の指部３９を設けた構成である。なお指部３９には複数の真空吸着パッド３９Ｐが設けてある。真空吸着パッド３９Ｐには負圧を供給する負圧源からの配管が接続されているが本図では省略してある。基板反転装置１４は架台３４上に反転機構が設けてある。反転機構において指部３９にタッチパネル２９を保持して、ウォーキングビーム３６の一端（上下移動部材３８）を持ち上げて他端側（水平移動部３７）を基板搬送方向に移動させて反転する構成となっている。
【００１６】
図３（ａ）の反転機構には、第１のロボット２のハンドによりタッチパネル２９が、貼り付け面側を上向きにして搬送されてくる。反転機構においては、前述のように、架台３４上にタッチパネル２９の搬送方向に対して直角方向に伸びた、複数の指部３９を備えたウォーキングビーム３６が設けてある。指部３９には指部面により所定の高さを有する複数の真空吸着パッド３９Ｐが設けてある。第１のロボット２のハンドにより搬送されてきたタッチパネル２９は、ウォーキングビーム３６に設けてある指部３９の真空吸着パッド３９Ｐに受け渡される。架台３４上のタッチパネル搬送方向の略中央部であって、タッチパネル端部側にはウォーキングビーム３６の一端を上昇、降下させるための移動用柱３５が設けてある。移動用柱３５の部分にはウォーキングビーム３６の一端部側に設けた上下移動部材３８を上下動させるための駆動モータ（図示せず）が設けてある。この駆動モータによって上下移動部材３８を移動用柱３５に沿って上下に移動する構成となっている。また図示していないが、上下移動部材３８にカウンタウェイトにロープで接続されている。さらに架台上には、図示していないが基板搬送方向に延伸されたリニアガイドが設けてある。ウォーキングビーム３６の他端側の端部には、リニアガイド上を移動し易い様に転がり機構からなる水平移動部６６が設けられている。
【００１７】
この基板反転装置の動作は下記の通りである。
まず、第１のロボット２のハンドにてタッチパネル２９をウォーキングビーム３６の指部３９上に受け渡す。この時、第１のロボット２のハンドは、指部３９に設けた真空吸着パッド３９Ｐの間に差し込める構造となっている。指部３９上に受け渡されたタッチパネル２９は指部３９に設けてある真空吸着パッド３９Ｐで保持される。タッチパネル２９の保持が完了するとウォーキングビーム３６の一端側の上下移動部材３８が移動用柱３５に沿って上昇されるウォーキングビーム３６の他端側の水平移動部３７は、移動のリニアガイドに沿って移動する。そして、上下移動部材３８が最高点に達する前には、水平移動部３７は水平方向に所定の速度を有するようにして移動用柱３５の中心を通過して反対側に移動できるようにしてある。これにより、ウォーキングビーム３６が垂直状態になると、上下移動部材３８の上昇を降下方向に変更制御する。以上の動作をさせることで、タッチパネル２９を反転することができる。このように、タッチパネル２９を反転させることでタッチパネル２９の移動時に占める空間が少なくて済み、タッチパネル全体を１８０度回転させる場合に比べて、反転時に塵埃の発生を抑制することが可能となる。
【００１８】
基板反転装置でタッチパネル２９の貼合面側を下側に来るように反転させると、第２のロボット５によりウォーキングビーム３６からタッチパネル２９を受け取り重ね合せ機６の上テーブルに受け渡す。
【００１９】
図4に重ね合せ機の概略構成を示す。重ね合せ機６は上下に移動可能な上テーブル４２と上テーブル４２に対向して設けた下テーブル４１とが設けてある。下テーブル４１には３Ｄ表示パネル２８を第２のロボット５から受け取るための上下に移動可能な受け取りピン４３が複数設けてある。また３Ｄ表示パネル２８を下テーブル４１上の決められた位置に載せるために、下テーブル４１の一方側には位置合わせ用の突起４４と、突起と反対側には３Ｄ表示パネル側面を突起側に押すための横押し装置４５からなる位置合わせ機構を備えている。さらに、上テーブル４２にはタッチパネル２９を第２のロボット５から受け取り、保持するための真空吸着孔が複数設けてあり、この吸着孔に負圧を供給する負圧供給機構４７と配管４８ａが別設してある。また、配管４８ａの途中には電磁弁４９ａが設けて有り、電磁弁のＯＮ、ＯＦＦにより負圧の供給、停止が行えるように構成してある。上テーブル４２の近傍まで第２のロボット５のハンドにより搬送されて来たタッチパネル２９は、上テーブル４２に供給されている負圧により上テーブル面に吸上げられ吸着保持される。タッチパネ２９ルの上テーブル４２への位置決めは、第２のロボット５のハンドのＸＹθの動作で行うことができる。次に、第２のロボット５のハンドにより搬送されて来た３Ｄ表示パネル２８は、下テーブル４１面より突出されている受け取りピン４３上に受け渡され、受け取りピン４３を下テーブル４１面より下方に移動させることで下テーブル面上に載置される。接着剤が塗布された３Ｄ表示パネル２８が横押し装置４５の動作で下テーブル４１に位置決めされると、下テーブル４１に載置された３Ｄ表示パネル２８も負圧供給機構４７から配管４８ｂ及び電磁弁４９ｂを経由して下テーブル４１面に設けた複数の負圧供給孔に負圧が供給され、真空吸着される。
【００２０】
次に、上テーブル４２に保持されているタッチパネル２９が下テーブル４１上の３Ｄ表示パネル２８の接着剤に接触する位置まで駆動機構４６を動作させることにより、上テーブル４２を降下させる。その状態で上テーブル４２の負圧供給４７を停止してタッチパネル２９の保持を解除する。この重ね合わせの作業は大気状態で行う。このため、タッチパネル２９を真空吸着により、確実に保持でき、かつ、重ね合せに際してもタッチパネル２９をある程度３Ｄ表示パネルに近づけるだけた状態で、上テーブル４２への負圧の供給を停止することで簡単に重ねることが可能である。
【００２１】
重ね合わされた３Ｄ表示パネル２８とタッチパネル２９は下テーブル４１への負圧の供給が停止されて、受け取りピン４３を上昇させて下テーブル面から離間させ、第３のロボット７のハンドに受け渡される。重ね合せ機５から取り外され、脱気室貼合室８に搬入される。
【００２２】
脱気室貼合室の概略構成を図５に示す。この脱気貼合室８は次のように構成されている。架台５０上に真空チャンバ５４が形成されている。真空チャンバ５４には３Ｄ表示パネル２８とタッチパネル２９を搬入搬出するための搬入搬出口を開閉するゲートバルブ５７が設けてある。さらに、真空チャンバ内を真空状態にする真空ポンプ５８が設けてある。配管５８Ｐには三方弁５９が設けてあり、大気開放用の配管が接続されている。真空チャンバ５４内にはタッチパネル２９と３Ｄ表示パネル２８とをさらに加圧することができるように、上テーブル５２と下テーブル５１とが設けてある。上テーブル５２のタッチパネルを保持する面に摩擦板５５が設けてある。即ち摩擦板面にタッチパネルが接触している。下テーブル５１側には３Ｄ表示パネル２８とタッチパネル２９を重ね合せたものをロボットから受け取り、脱気と貼合の完了したタッチパネル付き３Ｄ表示パネルをロボットに受け渡すための上下動できる受け取りピン５５が設けてある。また加圧する前にタッチパネル２９と３Ｄ表示パネル２８の重なり位置を調整するための図示していない位置合わせ機構が設けてある。この真空チャンバでは、接着剤に含まれている気泡を脱気するために設けたものである。なお、加圧するための上テーブル５２には保持機構は備えておらず、上テーブル面に摩擦板５５を設けた構成となっている。タッチパネル２９と３Ｄ表示パネル２８の位置を合わせる位置合わせ機構は、先に記載した重ね合わせ機の３Ｄ表示パネル２８の位置合わせに用いたもの略同じ構成の機械的な位置合わせ機構を備えている。すなわち、タッチパネル２９と３Ｄ表示パネル２８との間の接着剤は未だ乾燥前であるために、上テーブル（加圧板）５２でタッチパネル２９を軽く押し付けた状態では、３Ｄ表示パネル２８側を図示していない横押し機構で押すことにより、摩擦板５５の効果によりタッチパネル２９の移動を抑制し、３Ｄ表示パネル２８側が移動し易くなり位置合わせが可能である。この位置合わせ精度は１００μｍ程度でよく機械的な位置合わせで達成できるものである。なお位置合わせにはタッチパネル２９と３Ｄ表示パネル２８とに位置合わせマークを設けておき、このマーク位置をカメラで観測しながら行うことも可能である。
【００２３】
また本実施例では、３台の脱気貼合室８（８ａ、８ｂ、８ｃ）を配置したが、この理由は重ね合わせ機６においてタッチパネルと３Ｄ表示パネルとを重ね合わせるために約２５秒程度かかる。この時タッチパネルと３Ｄ表示パネル間は、接着剤が軽く押しつぶされた状態であり、正規の貼合状態にはなっていない。重ね合わせたタッチパネル付き３Ｄ表示パネル装置を真空チャンバ内に搬入してから、真空チャンバ内を真空状態にして、接着剤の脱気を行うと共に、上テーブルで加圧して貼合を行う。この場合、パネルを搬入してから、貼合を行い、真空チャンバ内を大気状態に戻すまでに約７５秒程度かかるために、作業の無駄を省きパネルの生産性を向上するために３台の真空チャンバを配置して、上流側の作業が滞ら無いようにしたものである。また、真空チャンバ内に搬入された重ね合せたタッチパネルと３Ｄ表示パネルを再加圧する前に、真空チャンバ内が真空状態になってから１０秒程度放置することで脱気処理を行う。その後、真空チャンバ内の上テーブルを下テーブル側に移動させて、タッチパネルと３Ｄ表示パネル間に所定の荷重を加えて接着剤をつぶして確実に３Ｄ表示パネルにタッチパネルを貼り付ける。この加圧処理を行うときには、３Ｄ表示パネルとタッチパネルの位置合わせを再度行う。このときの位置合わせ機構は、下テーブルの一方端側に基準の位置合わせ板が設けられ、他方側に駆動機構に取付けられた、横押し用の板を基準板側に移動させて、タッチパネルと３Ｄ表示パネルの側面を基準板に押し付けることで位置合わせを行えばよい。真空チャンバ内で脱気処理と加圧処理が完了すると、真空チャンバ内を大気状態に戻し、第４のロボット９のロボットハンドにより真空チャンバ内からタッチパネル付き３Ｄ表示パネル装置を取り出しＵＶ照射室１０に搬入する。ＵＶ処理室１０では紫外線を照射して接着剤を硬化させる。紫外線を照射して接着剤を硬化後には、第５のロボット１１によってシステム外にタッチパネル付き３Ｄ表示パネル装置が排出される。
【００２４】
以上のように、本システムでは、タッチパネルと３Ｄ表示パネルの重ね合わせを大気中で行い、脱気と最終位置合わせとを真空チャンバ内で行うようにしたため、真空状態でタッチパネルを上テーブルに保持する必要がなくなり、システム全体の装置構成を簡略化できる。また重ね合わせ機と真空チャンバとを区分けして、時間の掛かる真空チャンバを複数台設置した構成とすることにより、高速で貼合処理を行うことができる。
【符号の説明】
【００２５】
１…基板搬入部、２…第１のロボット、３ａ、３ｂ…塗布装置、４…基板反転部、５…第２のロボット、６…重ね合わせ機、７…第３のロボット、８ａ，８ｂ，８ｃ…脱気貼合室、９…第４のロボット、１０…ＵＶ照射室、１１…第５のロボット。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
３Ｄ表示パネルにタッチパネルを取りけるためのタッチパネル付き３Ｄ表示パネル装置の組立システムにおいて、
３Ｄ表示パネルに接着剤を塗布する塗布装置と、タッチパネルを反転する基板反転装置と、大気中で接着剤を塗布された３Ｄ表示パネル上にタッチパネルを重ねる重ね合せ機と、
重ね合せ機で重ねられた３Ｄ表示パネルとタッチパネルを搬入して内部を真空状態して前記接着剤から気泡を除去すると共に、両パネルの位置合わせを行い、かつ所定の圧力を加えて貼り合わせる真空チャンバと、前記真空チャンバ内で貼り合わされたタッチパネル付き３Ｄ表示パネル間の接着剤を乾燥させるＵＶ照射装置とから構成されるタッチパネル付き３Ｄ表示パネル装置の組立システム。
【請求項２】
請求項１に記載のタッチパネル付き３Ｄ表示パネル装置の組立システムにおいて、
前記重ね合わせ機１台に対して前記真空チャンバ装置を３台の割合で配置したことを特徴とするタッチパネル付き３Ｄ表示パネル装置の組立システム。
【請求項３】
請求項１に記載のタッチパネル付き３Ｄ表示パネル装置の組立システムにおいて、
前記塗布装置において前記接着剤を所定幅のスリット状に塗布するか又は放射状に塗布することを特徴とするタッチパネル付き３Ｄ表示パネル装置の組立システム。
【請求項４】
請求項１に記載のタッチパネル付き３Ｄ表示パネル装置の組立システムにおいて、
前記真空チャンバ内に下テーブルと上テーブルを設けて前記上テーブル面に摩擦板を設けてあり、前記上テーブルでタッチパネルを押えて、前記下テーブルに載置した３Ｄ表示パネルを横押し機構で移動させて位置合わせを行う構成としたことを特徴とするタッチパネル付き３Ｄ表示パネル装置の組立システム。
【請求項１】
３Ｄ表示パネルにタッチパネルを取りけるためのタッチパネル付き３Ｄ表示パネル装置の組立システムにおいて、
３Ｄ表示パネルに接着剤を塗布する塗布装置と、タッチパネルを反転する基板反転装置と、大気中で接着剤を塗布された３Ｄ表示パネル上にタッチパネルを重ねる重ね合せ機と、
重ね合せ機で重ねられた３Ｄ表示パネルとタッチパネルを搬入して内部を真空状態して前記接着剤から気泡を除去すると共に、両パネルの位置合わせを行い、かつ所定の圧力を加えて貼り合わせる真空チャンバと、前記真空チャンバ内で貼り合わされたタッチパネル付き３Ｄ表示パネル間の接着剤を乾燥させるＵＶ照射装置とから構成されるタッチパネル付き３Ｄ表示パネル装置の組立システム。
【請求項２】
請求項１に記載のタッチパネル付き３Ｄ表示パネル装置の組立システムにおいて、
前記重ね合わせ機１台に対して前記真空チャンバ装置を３台の割合で配置したことを特徴とするタッチパネル付き３Ｄ表示パネル装置の組立システム。
【請求項３】
請求項１に記載のタッチパネル付き３Ｄ表示パネル装置の組立システムにおいて、
前記塗布装置において前記接着剤を所定幅のスリット状に塗布するか又は放射状に塗布することを特徴とするタッチパネル付き３Ｄ表示パネル装置の組立システム。
【請求項４】
請求項１に記載のタッチパネル付き３Ｄ表示パネル装置の組立システムにおいて、
前記真空チャンバ内に下テーブルと上テーブルを設けて前記上テーブル面に摩擦板を設けてあり、前記上テーブルでタッチパネルを押えて、前記下テーブルに載置した３Ｄ表示パネルを横押し機構で移動させて位置合わせを行う構成としたことを特徴とするタッチパネル付き３Ｄ表示パネル装置の組立システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−５８４１７（Ｐ２０１２−５８４１７Ａ）
【公開日】平成２４年３月２２日（２０１２．３．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２００２２６（Ｐ２０１０−２００２２６）
【出願日】平成２２年９月７日（２０１０．９．７）
【出願人】（０００００５４５２）株式会社日立プラントテクノロジー (1,767)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月２２日（２０１２．３．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月７日（２０１０．９．７）
【出願人】（０００００５４５２）株式会社日立プラントテクノロジー (1,767)
【Ｆターム（参考）】
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