(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
原料フィルム基板をロール・ツー・ロール方式で、前処理工程から電極パターニング工程までの所定の前段加工処理を施して巻芯に巻き取り、このロール状フィルム基板からフィルム基板を間欠的に繰り出して走行させながら裁断装置で枚葉化した後、この枚葉化基板を用いて所定の後段加工処理を施すことにより液晶表示パネルを製造する装置であって、前記裁断装置の直前に第１のガイドローラを、直後に第２のガイドローラをそれぞれ配備し、前記電極パターニング工程後のフィルム基板を巻芯に巻き取ったロール状フィルム基板と前記第１のガイドローラ対との間に、表層が軟質プラスチックまたは軟質ゴムからなり、かつ表面が平滑なアイドルローラを、前記第１、第２のガイドローラ間を走行するフィルム基板の表面にほぼ垂直な方向に、昇降装置により上下動自在に設け、前記電極パターニング工程後のロール状フィルム基板からフィルム基板を間欠的に繰り出し、緊張下で前記アイドルローラの表面に接触させ、ロール状フィルム基板からアイドルローラまでの範囲で前記フィルム基板をおおむねＳ字状に、かつ緊張状態で走行させるとともに、前記裁断装置によるフィルム基板裁断工程の進行に伴いロール状フィルム基板の外径が縮小するのに従って、アイドルローラを前記昇降装置で上昇または下降させることにより、アイドルローラに対するフィルム基板の接触角度を増大させることを特徴とする液晶表示パネルの製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フィルム基板を用いた液晶表示パネルの製造装置に関し、詳しくは、原料フィルム基板をロール・ツー・ロール（Roll to Roll）方式で所定の加工処理を施し、裁断により枚葉化した後、この枚葉化した基板を用いて液晶表示パネルを製造する場合において、枚葉化したフィルム基板のカールを低く抑えるための装置に関するものである。なお本発明は、フィルム基板にロール・ツー・ロール方式の加工処理を施すための装置に、幅広く応用することができる。
【０００２】
【従来の技術】
従来、フィルム基板を用いた液晶表示パネル（ＰＦ−ＬＣＤ）の製造方法では、巻芯に巻き取った原料フィルム基板、すなわちロール状の原料フィルム基板に透明電極膜を蒸着して所望のパターニングを行い、パターニングした２枚の基板を使用して液晶セルを形成し、この液晶セルの上下面に偏光板及び反射板を貼り合わせて完成品のパネルとするのが一般的である。なお、原料フィルム基板としては、例えばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＥＳ（ポリエーテルサルフォン）、ポリカーボネート、ポリアリレートが採用されている。また、これらの原料フィルム基板では通常、片面にアンダーコート層と、その上にＩＴＯ膜（透明導電膜）を形成し、反対面にはガスバリア層と、その上にハードコート層とを形成する。
【０００３】
図３は従来の一般的な、液晶表示パネルの製造工程の一例を示す説明図であって、（ａ）は前段加工処理工程の正面図、（ｂ）は後段加工処理工程のうち裁断工程の正面図であり、（ｃ）は（ｂ）の平面図である。
【０００４】
上記前段加工処理工程では図３（ａ）に示すように、原料ロール５１からフィルム基板５２を繰り出し、ガイドローラ５３，５４間で間欠的に走行させながら、これに基板洗浄、露光、現像・エッチング・レジスト剥離等の処理を施すことにより、所定の電極パターンを形成（電極のパターニング）した後、この電極パターン加工済フィルム基板５５を一旦巻芯５６に巻き取って加工済ロール５７とする。その後、図３（ｂ）に示すように、加工済ロール５７から加工済フィルム基板５５を繰り出し、ガイドローラ５８，５９間で間欠的に走行させながら、裁断装置６１で裁断（打ち抜き加工）することにより長方形にカットしたフィルム基板、すなわち枚葉化基板６２を作製する。
【０００５】
ところで、上記液晶セルの形成工程では、２枚の基板の平面度が高いこと、つまりカール（巻き癖）が殆どないことが重要であるが、従来の加工済ロール５７にあっては、これを長期間そのまま保管しても、図３（ｃ）に示すように、巻芯５６から遠い外周側のフィルム基板（ロール径が大きい部分）をカットして得た枚葉化基板６２にはカールが殆ど発生しない。
【０００６】
しかし、加工済ロール５７の保管時間が１日であっても、図４（ａ）（ｂ）に示すように、巻芯５６に近い側のフィルム基板（ロール径が小さい部分）を裁断して得た枚葉化基板６２では、大きなカール（湾曲の曲率半径が小さい）が発生するため、正常な機能をもつ液晶セルを形成することが難しくなる。このように、従来の加工済ロール５７では、巻芯５６に巻き取られたフィルム基板全体を液晶セル作製に使用することができず、全体の約３割に相当する巻芯側のフィルム基板を廃棄しなければならないという重大な問題があった。なお、図４において（ａ）は、上記後段加工処理工程のうち裁断工程を示す正面図であり、（ｂ）は（ａ）の平面図である。
【０００７】
これについて具体的に説明すると、
（１）従来技術では、電極パターニング後の基板を巻芯に巻き取ったまま、長期間、例えば１週間保管すると、巻取り初期部分に相当する枚葉化基板に大きなカールが発生する。
（２）上記枚葉化基板に大きなカールがあると、以後の加工を施すために工程間で基板を自動搬送する際、ハンドリング不良のため基板の脱落等のトラブルが発生しやすくなる。
（３）液晶セルの形成工程では、シール材を適正に印刷することができなくなったり、ギャップ材を基板全体に均等に散布するのが難しくなったりする。
【０００８】
一般用途に供されるプラスチックフィルムであれば、カールが発生したフィルムを別の巻芯に逆巻きに巻きなおしたり、一対の平板間でヒートセットしたりすることで、カールを矯正することも可能であるが、液晶表示パネル作製のために所定の加工処理を施したフィルム基板では、上記したカール矯正処理を施すと、フィルム基板に形成した透明電極等が損傷を受けるため、カール矯正の意味が全くなくなってしまう。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
したがって本発明の目的は、原料フィルム基板にロール・ツー・ロール方式で所定の加工処理を施して一旦巻芯に巻き取り、その後この加工済ロールから繰り出したフィルム基板を裁断で枚葉化した後、この枚葉化したフィム基板に所定の加工処理を施して液晶表示パネルを製造する場合において、枚葉化したフィルム基板のカールを小さくすることができる装置を提供することにある。具体的には、加工済ロールにおけるフィルム基板のカールを小さく抑えること、または、加工済ロールのフィルム基板に生じたカールを矯正してカールを低下させることである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するためには、原料フィルム基板をロール・ツー・ロール方式で、前処理工程から電極パターニング工程までの所定の前段加工処理を施して巻芯に巻き取り、このロール状フィルム基板からフィルム基板を繰り出し、裁断により枚葉化した後、この枚葉化基板を用いて所定の後段加工処理を施すことにより液晶表示パネルを製造する方法であって、前記電極パターニング工程後のフィルム基板を、外径１５０ｍｍ以上の巻芯に巻き取ることを特徴とする液晶表示パネルの製造方法としても良い。
【００１１】
前記課題を解決するためには、前記パターニング工程後のフィルム基板を巻き取るための巻芯として、前記ロール状フィルム基板を所定の温湿度条件下に７日間保管した後に枚葉化したフィルム基板のカールの大きさを５ｍｍ以下に抑えることが可能な外径のものを用いることを特徴とする液晶表示パネルの製造方法としても良い。
【００１２】
請求項１に記載の発明は、原料フィルム基板をロール・ツー・ロール方式で、前処理工程から電極パターニング工程までの所定の前段加工処理を施して巻芯に巻き取り、このロール状フィルム基板からフィルム基板を間欠的に繰り出して走行させながら裁断装置で枚葉化した後、この枚葉化基板を用いて所定の後段加工処理を施すことにより液晶表示パネルを製造する装置であって、前記裁断装置の直前に第１のガイドローラを、直後に第２のガイドローラをそれぞれ配備し、前記電極パターニング工程後のフィルム基板を巻芯に巻き取ったロール状フィルム基板と前記第１のガイドローラ対との間に、表層が軟質プラスチックまたは軟質ゴムからなり、かつ表面が平滑な（表面粗さが小さい）アイドルローラを、前記第１、第２のガイドローラ間を走行するフィルム基板の表面にほぼ垂直な方向に、昇降装置により上下動自在に設け、前記電極パターニング工程後のロール状フィルム基板からフィルム基板を間欠的に繰り出し、緊張下で前記アイドルローラの表面に接触させ、ロール状フィルム基板からアイドルローラまでの範囲で前記フィルム基板をおおむねＳ字状に、かつ緊張状態で走行させるとともに、前記裁断装置によるフィルム基板裁断工程の進行に伴いロール状フィルム基板の外径が縮小するのに従って、アイドルローラを前記昇降装置で上昇または下降させることにより、アイドルローラに対するフィルム基板の接触角度を増大させることを特徴とする液晶表示パネルの製造装置である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
第１の実施の形態（参考例）
図１は液晶表示パネル製造工程の一例を示す説明図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図である。
【００１５】
図３と同様にして、前段加工処理工程では原料ロールからフィルム基板を繰り出し、間欠的に走行させながら、これに基板洗浄、露光、現像・エッチング・レジスト剥離等の処理を施すことにより、電極のパターニングを行った後（図略）、一旦、外径が１５０ｍｍ以上の巻芯１０に巻き取り、加工済ロール１１とする。その後、図１（ａ）に示すように、この加工済ロール１１から電極パターン加工済フィルム基板１２を繰り出し、ガイドローラ１３，１４間で間欠的に走行させながら、裁断装置２１で裁断（打ち抜き加工）することにより、枚葉化基板１５を作製する。
【００１６】
そして、後段加工処理工程においては枚葉化基板１５に配向膜形成、ラビング、スペーサ（ギャップ材）散布、シール材印刷、貼合わせ、液晶材料注入・封止、偏光フィルム貼付け等の加工を施す。
【００１７】
この場合、枚葉化基板１５には、上記裁断工程での切り屑が残っていたり、ゴミが付着したりしているため洗浄工程で、これをローラやベルトで搬送しながら洗浄する。このとき枚葉化基板１５に大きさが５ｍｍを超えるカールが発生していると、これが上記搬送ローラ等に引っ掛かり、搬送不良が発生しやすくなり、この枚葉化基板を除去したり、搬送ローラ等を修復したりするのに時間がかかってしまい、液晶表示パネルの生産性を高めることが難しくなる。
【００１８】
また、上記シール材印刷工程では、吸着機能を有する加工基盤で基板を吸着し、シール材を所望の形状・厚さに印刷する。ここでカールの大きさが５ｍｍを超えていると、基板の平坦度が悪いため、基板を加工基盤上に的確に保持できなくなることがある。ギャップ材散布工程についても同じことが言える。さらに、上記後段加工処理工程を構成する各加工工程間では、基板の搬送（ハンドリング）を吸着パッドを用いて行うが、カールが上記のように大きくなると基板の吸着不良や、吸着パッドからの基板脱落などのトラブルが発生しやすくなる。
【００１９】
これに対し、本実施の形態に従って上記巻芯１０に巻き取った電極パターン加工済フィルム基板１２では、その実質的全体を液晶表示パネルの作製に供することができる。すなわち、このフィルム基板１２から得た枚葉化基板１５では、カールの大きさ（湾曲の高さ）が５ｍｍ以下に抑えられる。なお、カールの大きさは、平板上に枚葉化基板をその凸部を上向きにして載せ、平板からの凸部の高さを測定して求める。
【００２０】
上記加工済フィルム基板１２においては、巻芯１０の外径が大きければ大きいほど、カールの大きさが小さくなるが、この外径が大きすぎると加工済ロール１１の外径が過大となる。このため、ロール１１の外径を一定値に設定したときには、巻取り量が低下し巻芯の交換頻度が増加するので、液晶表示パネルのコストアップを招いてしまう。したがって、カールの大きさを小さくすることと、巻取り量を確保することとの両方を考慮して、巻芯１０の外径を決定するべきである。カールの大きさが５ｍｍ以下であれば、製品規格に合致した液晶表示パネルを歩留り良く製造できることを、本発明者は実験で確認している。
【００２１】
また、本発明者は実験により、以下の知見を得ている。
（１）巻芯の外周面に近ければ近いほど、カールの大きさが大きくなる（巻き初めに近いほど大きくなる）。
（２）巻芯に巻き取った後の経過時間が長ければ長いほど、カールの大きさが大きくなる。言い換える、加工済ロールの保管時間が長いほどカールが増大する。
（３）巻芯に巻き取るときのフィルム基板の張力が高いほど、カールの大きさが大きくなる。
（４）カールの大きさはフィルム基板の厚さ、処理方法及び条件、フィルム材質等によっても異なる。
【００２２】
【実施例】
つぎに、上記第１の実施の形態に係る実施例について説明する。
実施例１
片面にアンダーコート層を、反対面にガスバリア層及びハードコート層をそれぞれ形成した、厚さ１００μｍのＰＥＴフィルムを所定の前段加工処理工程で処理し、これを外径８０ｍｍ（試料１）、１２５ｍｍ（試料２）、１４０ｍｍ（試料３）、１５０ｍｍ（試料４）、１６０ｍｍ（試料５）、１７５ｍｍ（試料６）の巻芯に別々にそれぞれ、通常の巻取り張力で、かつ全長を同一にして巻き取り、これらのロール（試料１〜６）を所定の温湿度に管理された保管室に１日〜７日間放置した後、裁断して枚葉化基板とした。なお、実験誤差を考慮して、各試料を１０本ずつ用意した。
【００２３】
その結果、１日間放置後の巻芯直近に対応する枚葉化基板のカール（１０本の試料の平均値）は、試料１が約１０ｍｍ、試料２が約８ｍｍ、試料３が約５ｍｍ、試料４が約４ｍｍ、試料６が約３ｍｍとなった。また、７日間放置後の巻芯直近に対応する枚葉化基板のカールは、試料１が約１２ｍｍ、試料２が約１０ｍｍ、試料３が約７ｍｍ、試料４が約５ｍｍ、試料６が約４ｍｍとなった。
【００２４】
実施例２
基板材料として、厚さ２００μｍのＰＥＴフィルムを用いた以外は実施例１と同様にして、前段加工処理工程で処理した後、巻芯に巻き取った。その結果、１日間放置後の巻芯直近に対応する枚葉化基板のカールは、試料１が約９ｍｍ、試料２が約７ｍｍ、試料３が約４ｍｍ、試料４が約３ｍｍ、試料６が約２ｍｍとなった。また、７日間放置後の巻芯直近に対応する枚葉化基板のカールは、試料１が約１０ｍｍ、試料２が約８ｍｍ、試料３が約５ｍｍ、試料４が約４ｍｍ、試料６が約３ｍｍとなった。
【００２５】
実施例３，４
基板材料として、厚さ１００μｍ（実施例３）および、２００μｍ（実施例４）のＰＥＳフィルムを用いた以外は実施例１と同様にして、前段加工処理工程で処理した後、巻芯に巻き取った。実施例３の結果は実施例１と、実施例４の結果は実施例２と、それぞれ殆ど同一であった。
【００２６】
以上の実施例１〜４の結果から、電極パターニング工程後のフィルム基板を、外径１５０ｍｍ以上の巻芯に巻き取ることで、枚葉化基板のカールの大きさが５ｍｍ以下に抑えられ、上記した洗浄工程での搬送不良、加工基盤での吸着不良、搬送中での脱落等の問題点が解決され、巻芯に巻き取った電極パターン加工後のフィルム基板の殆ど全体を、液晶表示パネルの作製に使用できることが確認された。
【００２７】
第２の実施の形態
第１の実施の形態が、フィルム基板に発生しようとするカールを抑えるものであるのに対し、第２の実施の形態に係る液晶表示パネルの製造方法・装置は、外径が例えば約８０ｍｍの、従来の巻芯を使用して巻き取った電極パターン加工済フィルム基板のカールの大きさを、５ｍｍ以下に矯正できるように構成したものである。図２はこの液晶表示パネル製造方法・装置の構成を示す説明図であって、（ａ）は加工済ロール（ロール状フィルム基板）のロール径が大きい場合の正面図、（ｂ）はこのロール径が小さい場合の正面図である。
【００２８】
図２（ａ）に示すように、裁断装置２１の直前に第１のガイドローラ２３を、直後に第２のガイドローラ２４をそれぞれ配備する。また、電極パターニング工程後のフィルム基板を巻芯１０に巻き取ったロール加工済ロール１１と第１のガイドローラ２３との間に、カール矯正用のガイドローラとして機能するアイドルローラ３１を昇降装置（図略）により上下動自在に設ける。この場合、アイドルローラ３１は第１、第２のガイドローラ２３，２４間を走行する、加工済フィルム基板１２の表面にほぼ垂直な方向に上下動できるようにする（図２の場合は、ほぼ鉛直方向に上下動自在とする）。さらにアイドルローラ３１では、表層を軟質プラスチック（熱可塑性エラストマーでも良い）または軟質ゴムで形成するとともに、表面を平滑に仕上げることで、フィルム基板１２への損傷を最小限に抑えるようにする。
【００２９】
上記装置では、加工済ロール１１からフィルム基板１２を間欠的に繰り出して枚葉化基板にカットする場合において、フィルム基板１２のカールが小さく、その矯正が必要ないときには、図２（ａ）に示すように、アイドルローラ３１をフィルム基板１２に線接触で接触させるか、またはこれに接触させない。
【００３０】
フィルム基板１２のカールが大きいため、その矯正が必要であるときには、図２（ｂ）に示すように、上記昇降装置によりアイドルローラ３１を上昇させて、アイドルローラ３１をフィルム基板１２に面接触で接触させる。この場合、緊張下でアイドルローラ３１の表面に接触させ、加工済ロール１１からアイドルローラ３１までの範囲でフィルム基板１２をおおむねＳ字状にして走行させる。また、裁断装置２１による裁断工程の進行に伴い加工済ロール１１の外径が縮小するのにつれて、フィルム基板１２のカールが大きくなるので、裁断工程の進行に従って、アイドルローラ３１の位置を高くすることで、アイドルローラ３１に対するフィルム基板２１の接触角度を増大させて、カール矯正力を高める。
【００３１】
図２（ｂ）では、加工済ロール１１の図面下端部からフィルム基板１２を繰り出して、ガイドローラ３１の図面上半部に接触させるようにしているが、これとは逆に、ロール１１の図面上端部からフィルム基板１２を繰り出して、ガイドローラ３１の図面下半部に接触させるようにしても良い。いずれにしても、ロール１１の外径が小さい、巻芯近傍のフィルム基板に対しては強い逆カール力を作用させることでカールを除去するものであり、これにより枚葉化基板のカールを５ｍｍ以下に矯正することができ、枚葉化基板に係る上記問題点（洗浄工程での搬送不良、加工基盤での吸着不良、搬送中の脱落等）が的確に解決される。
【００３２】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、第１の実施の形態（参考例）によれば、電極パターニング工程後のフィルム基板を、外径１５０ｍｍ以上の巻芯に巻き取るようにしたので、このロール状フィルム基板を長時間保管した後に枚葉化したフィルム基板であっても、このロール状フィルム基板の殆ど全体にわたって、したがって枚葉化したフィルム基板の殆どすべてについてカール（巻き癖）を小さく抑えることができる。このため、枚葉化したフィルム基板の、液晶表示パネル作製への有効使用率が向上するうえ、液晶表示パネルの作製工程を円滑に進めることができ、これを安価に提供することができる。
【００３３】
また、電極パターニング工程後のフィルム基板を巻き取るための巻芯として、枚葉化したフィルム基板のカールの大きさを５ｍｍ以下に抑えることが可能な外径のものを用いるので、枚葉化したフィルム基板の、液晶表示パネル作製への有効使用率が著しく向上する。
【００３４】
請求項１に係る発明は、電極パターニング工程後のフィルム基板を巻芯に巻き取ったロールから繰り出したフィルム基板を、裁断工程の前段で所定のアイドルローラに接触させることにより、フィルム基板に残るカールを矯正するように構成したものである。すなわち本発明では、フィルム基板に残るカールと逆向きのカールを生じさせようとする逆カール力を、前記アイドルローラでフィルム基板に作用させることにより、カールの大きさを小さくした後、裁断装置で枚葉化するため、上記効果と同様の効果が得られるうえ、前記カール矯正用のアイドルローラとの接触では、フィルム基板に傷等の損傷を与えるような無理な力がかからないという利点がある。本発明ではさらに、前記アイドルローラを、走行するフィルム基板の表面にほぼ垂直な方向に、昇降装置により上下動自在に設けたので、フィルム基板に残るカールの大きさに応じて、適正な逆カール力を作用させることで、カールの大きさが５ｍｍ以下の枚葉化フィルム基板を安定して作製することができる。
【００３５】
また、裁断装置によるフィルム基板裁断工程の進行に伴いロール状フィルム基板の外径が縮小にするのに従って、アイドルローラを前記昇降装置で上昇または下降させることにより、アイドルローラに対するフィルム基板の接触角度を増大させるように構成したので、カールの大きさが５ｍｍ以下の枚葉フィルム基板を安定して作製することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す説明図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態を示す説明図であって、（ａ）はロール状フィルム基板のロール径が大きい場合の正面図、（ｂ）はこのロール径が小さい場合の正面図である。
【図３】従来の一般的な液晶表示パネル製造工程の一例を示す説明図であって、（ａ）は前段加工処理工程の正面図、（ｂ）は後段加工処理工程のうち裁断工程の正面図、（ｃ）は（ｂ）の平面図である。
【図４】従来技術の問題点説明図であって（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図である。
【符号の説明】
１０    巻芯
１１    加工済ロール
１２    加工済フィルム基板
１３    ガイドローラ
１４    ガイドローラ
１５    枚葉化基板
２１    裁断装置
２３    第１のガイドローラ
２４    第２のガイドローラ
３１    アイドルローラ
５１    原料ロール
５２    フィルム基板
５３    ガイドローラ
５４    ガイドローラ
５５    加工済フィルム基板
５６    巻芯
５７    加工済ロール
５８    ガイドローラ
５９    ガイドローラ
６１    裁断装置
６２    枚葉化基板
【図１】
0004393721.tif 000002
【図２】
0004393721.tif 000003
【図３】
0004393721.tif 000004
【図４】
0004393721.tif 000005