(57)【要約】【課題】上下２枚の液晶パネルを接着材を介して貼り合わせて積層パネルとする液晶パネルの貼り合わせ装置において、一度に複数の積層パネルを得る。【解決手段】水平状態を保って昇降可能な最下段パネルホルダー２２と、位置決め手段によって水平状態に設定される最上段パネルホルダー２１と、これらの間に所定の初期傾斜角αをもって斜めに配置され、最下段パネルホルダー２２の押し上げ力によって水平状態となる中間パネルホルダー２３とを含み、上記各パネルホルダー２１〜２３に液晶パネルＰａ，Ｐｂをそれぞれ保持させ、対向する液晶パネルＰａ，Ｐｂの少なくとも一方に接着材を設けた状態で、最下段パネルホルダー２２を上昇させて最上段パネルホルダー２１との間で各液晶パネルＰａ，Ｐｂ同士を同時に貼り合わせる。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下２枚の液晶パネルを接着材を介して貼り合わせて積層パネルとする液晶パネルの貼り合わせ装置において、
垂直に立設された少なくとも一対の支持部材と、上記支持部材間に所定の間隔をもって多段に支持される最上段パネルホルダー，最下段パネルホルダーおよびそれらの間に配置される中間パネルホルダーと、上記最上段パネルホルダーを水平状態に位置決めする位置決め手段と、少なくとも上記中間パネルホルダーを水平面に対して所定の角度範囲内で傾動自在に懸架する懸架手段と、上記最下段パネルホルダーを水平状態に支持して上下動する昇降手段とを含み、
上記最上段パネルホルダーの下面、上記最下段パネルホルダーの上面および上記中間パネルホルダーの上下両面に上記液晶パネルをそれぞれ保持させ、対向する上記液晶パネルの少なくとも一方に接着材を設けた状態で、上記昇降手段により上記最下段パネルホルダーを上昇させることにより、上記最上段パネルホルダーとの間で上記各液晶パネル同士を同時に貼り合わせることを特徴とする液晶パネルの貼り合わせ装置。
【請求項２】
上記各パネルホルダーが配置される空間を負圧状態とする真空チャンバーを備えている請求項１に記載の液晶パネルの貼り合わせ装置。
【請求項３】
上記各パネルホルダーは、上記液晶パネルを負圧吸着するパネル吸着手段を備えている請求項１または２に記載の液晶パネルの貼り合わせ装置。
【請求項４】
上記懸架手段は、上記中間パネルホルダー側に設けられた左右一対のガイドピンと、上記支持部材側に垂直方向に沿って左右一対として設けられ、それらの各下端の高さ位置が異なるガイドスリットとを含み、上記各ガイドピンが上記中間パネルホルダーの自重により上記各ガイドスリットの下端に当接することにより、上記中間パネルホルダーが初期傾斜角度に設定される請求項１，２または３に記載の液晶パネルの貼り合わせ装置。
【請求項５】
上記中間パネルホルダーの初期傾斜角度が、水平面に対して２〜１０度である請求項１〜４のいずれか１項に記載の液晶パネルの貼り合わせ装置。
【請求項６】
上記昇降手段により駆動される上記最下段パネルホルダーの上昇速度が、２〜１０ｍｍ／分である請求項１〜５のいずれか１項に記載の液晶パネルの貼り合わせ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、上下２枚の液晶パネルを接着材を介して貼り合わせて積層パネルとする液晶パネルの貼り合わせ装置に関し、さらに詳しく言えば、同時に複数の積層パネルを作製し得る液晶パネルの貼り合わせ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ネマティック液晶にカイラル材を添加することにより、室温においてコレステリック相を形成するカイラルネマティック液晶を利用した液晶表示素子の開発が行われている。この液晶表示素子においては、印加電圧の大きさによって液晶層をフォーカルコニック状態とプレナー状態とに変化させて表示を行う。
【０００３】
このうち、プレナー状態では液晶分子が螺旋構造をもち、入射した光を右旋光と左旋光とに分け、螺旋のねじれ方向に一致する円偏光成分を反射させ、残りの光を透過させる選択反射を発生させる。光が螺旋軸に平行に入射した場合、選択的に反射する波長は、コレステリック相の平均屈折率と螺旋ピッチとの積で表される。
【０００４】
このカイラルネマテック液晶表示素子によれば、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色の選択反射波長域をもつ３枚の液晶パネルを積層することにより、フルカラー表示を得ることができる。また、２枚の液晶パネルを組み合わせることにより、多色表示も可能となる。２枚の液晶パネルを積層するにあたって接着手段が用いられるが、これには次の２通りの方法が知られている。
【０００５】
すなわち、一方の液晶パネル面の全面に両面接着（粘着）テープもしくはシート状接着材を貼り付けて２枚の液晶パネル同士を貼り合わせる方法と、液状接着材として、例えばエポキシ系やアクリル系の樹脂をスクリーン印刷法などにて一方のパネル面に塗布して２枚の液晶パネル同士を貼り合わせる方法とが主として採用されている。
【０００６】
液状接着材は塗布が容易であり、しかも両面接着テープやシート状接着材の場合に比べて接着面間に気泡が入り込みにくい。しかしながら、液状接着材を使用する場合においても、微小な気泡についてはその発生を抑えることが難しく、歩留まり低下の要因となっている。
【０００７】
この泡噛みの解消には、真空チャンバー内で２枚の液晶パネルを貼り合わせることが有効な方法の一つとして知られているが、従来では、真空チャンバー内での貼り合わせを１積層パネル単位で行っているため生産性に問題があった。
【０００８】
これは、何も真空チャンバー内での貼り合わせに限った問題ではなく、常圧下においても、同様に１積層パネル単位で２枚の液晶パネルを貼り合わせるようにしている。すなわち、従来においては、積層パネルの作製はすべからく１セット／１バッチ方式によっていた。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明の課題は、複数対の液晶パネルを同時に貼り合わせて、一度に複数の積層パネルが得られるようにして、積層パネルの生産性を向上させることにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、上下２枚の液晶パネルを接着材を介して貼り合わせて積層パネルとする液晶パネルの貼り合わせ装置において、垂直に立設された少なくとも一対の支持部材と、上記支持部材間に所定の間隔をもって多段に支持される最上段パネルホルダー，最下段パネルホルダーおよびそれらの間に配置される中間パネルホルダーと、上記最上段パネルホルダーを水平状態に位置決めする位置決め手段と、少なくとも上記中間パネルホルダーを水平面に対して所定の角度範囲内で傾動自在に懸架する懸架手段と、上記最下段パネルホルダーを水平状態に支持して上下動する昇降手段とを含み、上記最上段パネルホルダーの下面、上記最下段パネルホルダーの上面および上記中間パネルホルダーの上下両面に上記液晶パネルをそれぞれ保持させ、対向する上記液晶パネルの少なくとも一方に接着材を設けた状態で、上記昇降手段により上記最下段パネルホルダーを上昇させることにより、上記最上段パネルホルダーとの間で上記各液晶パネル同士を同時に貼り合わせることを特徴としている。
【００１１】
泡噛みの問題を確実に解消するには、各パネルホルダーが配置される空間を負圧状態とする真空チャンバーを備えていることが好ましい。なお、貼り合わせに使用する接着材は、液状接着材が好ましいが、両面接着テープやシート状接着材であってもよい。
【００１２】
液晶パネルの貼り合わせ時に位置ずれが生じないようにするため、各パネルホルダーに液晶パネルを負圧吸着するパネル吸着手段を設けて、液晶パネルをパネルホルダーに対して確実に固定することが好ましい。
【００１３】
本発明において、中間パネルホルダーは懸架手段により傾動自在に支持されるが、その懸架手段として、中間パネルホルダー側に設けられた左右一対のガイドピンと、支持部材側に垂直方向に沿って左右一対として設けられ、それらの各下端の高さ位置が異なるガイドスリットとを含み、各ガイドピンが中間パネルホルダーの自重により各ガイドスリットの下端に当接する構成を採用することにより、複雑な機構によることなく、中間パネルホルダーを初期傾斜角度に設定することができる。
【００１４】
最下段パネルホルダーの上昇により中間パネルホルダーが最上段パネルホルダー側に押し上げられて、順次２枚の液晶パネルの接着が行われるが、初期の接触面積を小さくして泡噛みの発生を抑えるには、中間パネルホルダーの初期傾斜角度を水平面に対して２〜１０度（特に好ましくは２〜５度）とし、また、最下段パネルホルダーの上昇速度を好ましくは２〜１０ｍｍ／分，特には５ｍｍ／分に設定するとよい。
【００１５】
本発明は、カイラルネマティック液晶を利用した液晶パネルを積層する場合のみならず、表示用ＳＴＮパネルと干渉用ＳＴＮパネルとを積層する場合などを含めて、複数枚の液晶パネルを接着材を介して積層する場合のすべてに適用可能である。
【００１６】
また、例えば３層型の積層パネルを得る場合には、あらかじめ２枚の液晶パネルを貼り合わせた２層型積層パネルと別に用意した１枚の液晶パネルとを、パネルホルダーの対向面にそれぞれ取り付けて貼り合わせればよい。
【００１７】
【発明の実施の形態】
次に、図１〜７を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。まず、図１は本発明による液晶パネルの貼り合わせ装置を模式的に示す正面図で、図２はその一部を拡大した模式的な斜視図である。
【００１８】
この液晶パネルの貼り合わせ装置は、基本的な骨格を構成する支持部材１０を備えている。この例では、支持部材１０として仮想四角形の各頂点位置に垂直に立設された４本の支柱１０ａ〜１０ｄが用いられているが、変形例として、この４本の支柱１０ａ〜１０ｄに代えて左右一対の側板が用いられてもよい。
【００１９】
すなわち、その左右一対の側板のうち、例えば支柱１０ａ，１０ｂ側に一方の側板を配置し、支柱１０ｃ，１０ｄ側に他方の側板を配置してもよい。また、本発明の好ましい態様によれば、支持部材１０は図示しない真空チャンバー内に設置される。
【００２０】
支持部材１０には、複数のパネルホルダーが所定の間隔をもって多段に支持されている。複数のパネルホルダーには、最上段パネルホルダー２１，最下段パネルホルダー２２およびその中間に配置される少なくとも一つの中間パネルホルダー２３が含まれ、この例では、中間パネルホルダー２３として４つの中間パネルホルダー２３ａ〜２３ｄが用いられている。
【００２１】
なお、この中間パネルホルダー２３ａ〜２３ｄは同一構成であるため、特に個別的に説明する必要がある場合を除いて、その共通的な構成要素については、中間パネルホルダー２３として説明する。
【００２２】
図示していないが、最上段パネルホルダー２１の下面，最下段パネルホルダー２２の上面，中間パネルホルダー２３の上下両面には、貼り合わせようとする液晶パネルを負圧吸着により固定された位置に保持する負圧吸着孔がそれぞれ設けられている。
【００２３】
最下段パネルホルダー２２は、空気圧もしくは油圧などにより駆動される昇降リフト（昇降手段）３１上にほぼ水平状態として支持されている。昇降リフト３１は、最下段パネルホルダー２２を介して中間パネルホルダー２３ａ〜２３ｄを順次押し上げ、最下段パネルホルダー２２と最上段パネルホルダー２１との間で所定の圧接力が得られるまで上昇する。
【００２４】
中間パネルホルダー２３は、懸架手段４０を介して支持部材１０に対して傾動自在に支持されている。懸架手段４０は、中間パネルホルダー２３側に設けられるガイドピン４１ａ，４１ｂと、支持部材１０側に取り付けられる第１および第２の２種類のガイド板４２，４３とからなる。
【００２５】
図３および図４を併せて参照して、ガイドピン４１ａ，４１ｂは、中間パネルホルダー２３の支柱１０ａ，１０ｂと対向する側面および支柱１０ｃ，１０ｄと対向する側面の各々に左右一対として設けられている。
【００２６】
第１ガイド板４２は、支柱に固定される取付基板４２ａと、取付基板４２ａに対してほぼ垂直に連設された受け板４２ｂとを備え、受け板４２ｂには、この第１ガイド板４２が支柱に取り付けられた状態で、垂直方向に向くガイドスリット４２１が形成されている。
【００２７】
第２ガイド板４３も同様に、支柱に固定される取付基板４３ａと、取付基板４３ａに対してほぼ垂直に連設された受け板４３ｂとを備え、受け板４３ｂには、この第２ガイド板４３が支柱に取り付けられた状態で、垂直方向に向くガイドスリット４３１が形成されている。
【００２８】
第１ガイド板４２のガイドスリット４２１と第２ガイド板４３のガイドスリット４３１は長さが異なり、この例では、ガイドスリット４３１の方がガイドスリット４２１よりも長く形成されている。
【００２９】
第１ガイド板４２と第２ガイド板４３は対として用いられ、この例では、第１ガイド板４２は支柱１０ａ，１０ｃ側に取り付けられ、これに対して、第２ガイド板４３は支柱１０ｂ，１０ｄ側において第１ガイド板４２とほぼ同一高さ位置に取り付けられる。
【００３０】
中間パネルホルダー２３は、一方のガイドピン４１ａを第１ガイド板４２のガイドスリット４２１に嵌合し、他方のガイドピン４１ｂを第２ガイド板４３のガイドスリット４３１に嵌合することにより支持部材１０に懸架されるが、ガイドスリット４２１が短く、ガイドスリット４３１が長いため、自重により水平面に対して傾いた状態となる。
【００３１】
図１に示すように、中間パネルホルダー２３の水平面に対する初期傾斜角をαとすると、本発明において、好ましい初期傾斜角αは２〜１０度であり、より好ましくは２〜５度である。この初期傾斜角αはガイドスリット４２１，４３１の長さにより適宜決めることができる。このようにして、各中間パネルホルダー２３ａ〜２３ｄは、支持部材１０に対して同一の初期傾斜角αで斜め平行として懸架される。
【００３２】
最上段パネルホルダー２１も中間パネルホルダー２３と同様に、上記懸架手段４０により初期傾斜角αをもって支持部材１０に懸架されるが、最上段パネルホルダー２１の場合、中間パネルホルダー２３ａ〜２３ｄが最下段パネルホルダー２２により順次押し上げられてくる際、図７に示すように、最終的に最下段パネルホルダー２２に対して平行、すなわち水平状態に位置決めされる必要がある。
【００３３】
そのため、この例においては、ガイドスリット４２１，４３１の受け板上辺４２２，４３２を最上段パネルホルダー２１の位置決め手段（ストッパー）として利用している。
【００３４】
なお、最下段パネルホルダー２２側から中間パネルホルダー２３ａ〜２３ｄを押し上げて最上段パネルホルダー２１に圧接可能とするには、最上段パネルホルダー２１用の懸架手段４０のガイドスリット４２１，４３１の長さを、中間パネルホルダー２３用の懸架手段４０のガイドスリット４２１，４３１の長さよりも短くして、最上段パネルホルダー２１の移動ストロークを中間パネルホルダー２３の移動ストロークよりも短くする必要がある。
【００３５】
この意味において、中間パネルホルダー２３用の懸架手段４０のガイドスリット４２１，４３１の受け板上辺４２２，４３２は開放されていてもよい。懸架手段４０の変形例として、図５に示すように、例えば支柱１０ａ，１０ｃに長さが短い方のガイドスリット４２１を形成し、支柱１０ｂ，１０ｄに長さが長い方のガイドスリット４３１を形成するようにしてもよい。また、場合によっては、最上段パネルホルダー２１を水平状態として支持部材１０に固定するようにしてもよい。
【００３６】
次に、図６および図７を追加的に参照して、この液晶パネルの貼り合わせ装置でのパネル貼り合わせ手順の一例について説明する。積層する液晶パネルの組み合わせは、例えば選択反射の中心波長が異なるカイラルネマチック液晶を利用した液晶パネル同士の組み合わせもしくは表示用ＳＴＮパネルと干渉用ＳＴＮパネルとの組み合わせのいずれであってもよい。また、液晶パネルの基板はガラス基板もしくはプラスチック基板のいずれであってもよい。
【００３７】
まず、積層パネル５セット分の液晶パネル、すなわち上側液晶パネルＰａ５枚と下側液晶パネルＰｂ５枚の合計１０枚を用意し、例えば下側液晶パネルＰｂに接着剤Ｌを塗布する。接着剤Ｌには、一例としてエポキシ系樹脂，アクリル系樹脂，熱硬化型，光硬化型のものを使用することができ、その塗布方法としては印刷法やディスペンサによる滴下法などが挙げられる。なお、液状接着剤に代えて両面接着テープやシート状接着材を使用することも可能であり、この場合には、上側液晶パネルＰａに貼着してもよい。
【００３８】
次に、液晶パネルを各パネルホルダーに取り付ける。すなわち、上側液晶パネルＰａを最上段パネルホルダー２１および中間パネルホルダー２３ａ〜２３ｄの各下面に、また、下側液晶パネルＰｂを最下段パネルホルダー２２および中間パネルホルダー２３ａ〜２３ｄの各上面にそれぞれセットし、負圧吸着により固定する。このパネルセットは、最下段パネルホルダー２２側から順次上段側へと行うことが好ましい。
【００３９】
そして、真空チャンバー内の真空度を０．１ｔｏｒｒ（１３．３３２２Ｐａ）以下にまで下げて接着剤Ｌの脱泡を行う。使用する接着剤の量にもよるが、脱泡時間は約１０分程度が好ましい。その後、図６に示すように、昇降リフト３１により最下段パネルホルダー２２を上昇させて、まず、最下段の下側液晶パネルＰｂと、中間パネルホルダー２３ａの下面に支持されている上側液晶パネルＰａとを貼り合わせる。
【００４０】
このとき、最下段の下側液晶パネルＰｂは水平状態で、これと対向している上側液晶パネルＰａは初期傾斜角α（２〜１０度の範囲内）で傾いているため、初期の接触面積が小さくなり、また、最下段パネルホルダー２２の上昇速度を毎分５ｍｍ程度とすることにより接着面間から泡が逃げやすい状態となり、泡噛みの発生を効果的に抑えることができる。
【００４１】
また、最下段パネルホルダー２２の上昇により、最下段の下側液晶パネルＰｂとこれと対向する上側液晶パネルＰａとが全面にわたって接着するとともに、中間パネルホルダー２３ａが最下段パネルホルダー２２と平行、すなわち水平状態となる。
【００４２】
引き続いて、最下段パネルホルダー２２を上昇させることにより、上段側の下側液晶パネルＰｂとこれと対向する上側液晶パネルＰａとが上記と同様にして順次貼り合わされ、最終的に中間パネルホルダー２３ｄと最上段パネルホルダー２１との間での貼り合わせが行われる。
【００４３】
この状態を図７に示す。このとき、最上段パネルホルダー２１は、初期傾斜角αで傾いている状態から、上記ガイドスリット４２１，４３１の受け板上辺４２２，４３２による位置決め手段に当接して水平状態に維持されるため、すべてのパネルホルダーが水平状態となり、下側液晶パネルＰｂと上側液晶パネルＰａとがずれることなく定位置で貼り合わせられる。
【００４４】
このようにして、すべての液晶パネルの貼り合わせを終えた後、接着剤Ｌが貼り合わせ面の端部にまで行き渡る接着剤の伸び時間を待って、真空チャンバー内を常圧に戻し、最下段パネルホルダー２２を下降させて積層パネルを取り出す。そして、各積層パネルの上側液晶パネルＰａと下側液晶パネルＰｂの位置合わせを行った後、例えばオーブンなどの加熱雰囲気内で接着剤を本硬化させる。
【００４５】
以上、本発明の実施形態を説明したが、中間パネルホルダーの段数や真空チャンバー内の真空度などは任意に設定されてよい。特に懸架手段については、下方からの押し上げ力によって、中間パネルホルダーを所定の初期傾斜角位置から水平状態位置にまでその姿勢を変更できる機構であれば、いずれも採用することができる。また、本発明は真空チャンバー内での積層に限定されるものでもなく、常圧下での積層にも当然に適用できる。
【００４６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、上下２枚の液晶パネルを接着材を介して貼り合わせて積層パネルとする液晶パネルの貼り合わせ装置において、水平状態を保って昇降可能な最下段パネルホルダーと、位置決め手段によって水平状態に設定される最上段パネルホルダーと、これらの間に所定の初期傾斜角をもって斜めに配置され、最下段パネルホルダーの押し上げ力によって水平状態となる中間パネルホルダーとを含み、上記各パネルホルダーに液晶パネルをそれぞれ保持させ、対向する液晶パネルの少なくとも一方に接着材を設けた状態で、最下段パネルホルダーを上昇させて最上段パネルホルダーとの間で各液晶パネル同士を同時に貼り合わせるようにしたことにより、一度に複数の積層パネルが得られ、積層パネルの生産性を大幅に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による液晶パネルの貼り合わせ装置を示す模式的な正面図。
【図２】上記液晶パネルの貼り合わせ装置の一部を拡大した模式的な斜視図。
【図３】本発明の実施形態に適用されている中間パネルホルダーの懸架手段の構成要素を説明するための概略図。
【図４】上記懸架手段の構成要素をより詳しく示す模式図。
【図５】上記懸架手段の変形例を示す模式図。
【図６】上記液晶パネルの貼り合わせ装置で実行される貼り合わせ手順の一部分を説明するための模式図。
【図７】上記液晶パネルの貼り合わせ装置で実行される貼り合わせ手順の最終工程を示す模式図。
【符号の説明】
１０　支持部材
１０ａ〜１０ｄ　支柱
２１　最上段パネルホルダー
２２　最下段パネルホルダー
２３　中間パネルホルダー
３１　昇降リフト
４０　懸架手段
４１ａ，４１ｂ　ガイドピン
４２　第１ガイド板
４３　第２ガイド板
４２１，４３１　ガイドスリット
４２２，４３２　受け板上辺
Ｐａ　上側液晶パネル
Ｐｂ　下側液晶パネル
Ｌ　接着剤
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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