(57)【要約】【課題】表示パネル基板を容易に安定吸着して各処理ユニットのそれぞれの所定の位置へ高速搬送すると共に、高速・高精度に表示パネル基板を位置決めできる生産性の高い表示パネル組立装置を提供する。【解決手段】表示パネル組立装置において、搬送用基板保持手段（テーブル等）１０に、剛性の高いパネル保持固定部材(吸着パッド等)１９を具備した、水平方向に剛性が高く、かつ垂直方向に柔軟性の高い弾性部材のパネル保持固定部材固定部(板ばね等)１８を備えることによって、表示パネル基板４吸着保持時の表示パネル基板４の姿勢への柔軟な追従と吸着保持後の表示パネル基板４の剛体化による、パネルの高速搬送・位置決め動作を可能とする。【選択図】図１１
2012002994.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示パネル基板を保持するための、弾性部材のパネル保持固定部材固定手段にパネル保持固定手段を具備した搬送用基板保持手段と、
前記搬送用基板保持手段を移動させる搬送手段と、
前記表示パネル基板の縁辺部に搭載された電子部品を圧着する加圧手段と、その圧着する方向の逆側に位置して前記表示パネル基板を介して伝わる圧着力に対して前記表示パネル基板を支え受けるバックアップ手段と、前記表示パネル基板の前記電子部品を搭載する縁辺部を吸着保持する基板保持固定手段と、前記基板保持固定手段で前記表示パネル基板を吸着保持した後、前記パネル搬送用基板保持手段が退避できるように、前記表示パネル基板の姿勢を維持させるための基板保持補助手段を備えた処理ユニットと、を有することを特徴とする表示パネル組立装置。
【請求項２】
表示パネル基板を保持するための、弾性部材のパネル保持固定部材固定手段にパネル保持固定手段を具備した搬送用基板保持手段と、
前記搬送用基板保持手段を移動させる搬送手段と、
前記表示パネル基板の縁辺部に搭載された電子部品を圧着する加圧手段と、その圧着する方向の逆側に位置して前記表示パネル基板を介して伝わる圧着力に対して前記表示パネル基板を支え受けるバックアップ手段と、前記表示パネル基板の前記電子部品を搭載する縁辺部を吸着保持する基板保持固定手段とを備えた処理ユニットと、を有することを特徴とする表示パネル組立装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、
前記表示パネル基板に記されたマークを検出するマーク検出手段をさらに備え、
前記マーク検出手段は前記表示パネル基板の移動軌跡上に配置され、前記表示パネル基板の移動工程内で前記表示パネル基板の姿勢検出に用いられるものであることを特徴とする表示パネル組立装置。
【請求項４】
水平方向に剛性が高く、垂直方向に柔軟性を持たせた弾性部材のパネル保持固定部材固定手段に剛性の高いパネル保持固定手段を具備した搬送用基板保持手段と、
前記搬送用基板保持手段を移動させる搬送手段と、を備えたことを特徴とする表示パネル組立装置。
【請求項５】
剛性の高いパネル保持固定手段を具備した水平方向に剛性が高く、かつ垂直方向に柔軟性を持つ弾性部材のパネル保持固定部材固定手段を備えた搬送用基板保持手段と、
前記搬送用基板保持手段に載置された表示パネル基板を移動させる搬送手段とを有し、
前記表示パネル基板を前記剛性の高いパネル保持固定手段により吸着保持することで、前記表示パネル基板の移動中或いは位置決め動作中の振れを小さくできることを特徴とする表示パネル組立装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の表示パネル組立装置において、
前記パネル保持固定部材固定手段は、板ばね或いはＦＲＰ製の薄板であることを特徴とする表示パネル組立装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の表示パネル組立装置において、
前記搬送用基板保持手段は複数に分割されたテーブルを有することを特徴とする表示パネル組立装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか１項に記載の表示パネル組立装置において、
前記搬送用基板保持手段は矩形状であり、前記パネル保持固定部材固定手段は複数の辺に配置されていることを特徴とする表示パネル組立装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶やプラズマなどＦＰＤ（Ｆｌａｔ  Ｐａｎｅｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）機器のメイン部品である表示パネルの縁辺部に駆動ＩＣや回路基板（ＰＣＢ＝Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ  Ｂｏａｒｄ）を搭載、あるいはＣＯＦ（Ｃｈｉｐ  Ｏｎ  Ｆｉｌｍ）やＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔｓ）などのＴＡＢ（Ｔａｐｅ  Ａｕｔｏｍａｔｅｄ  Ｂｏｎｄｉｎｇ）を貼り付ける作業を含む表示パネル組立装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
表示パネルの組立ては、表示パネルの縁辺部に、駆動ＩＣやＰＣＢ、ＣＯＦやＦＰＣを、装置内でワークとなるパネルを搬送しながら順次実装させる工程で行われる。例えば、特許文献１には、搬送テーブル上にパネル保持固定部材を配列し、圧着時にかかる表示パネルや搬送テーブルへの応力を、そのパネル保持固定部材の柔軟性で吸収回避させる方式が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−２６１１９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
表示パネルの組立ては、表示パネルの縁辺部に、駆動ＩＣやＰＣＢ、ＣＯＦやＦＰＣを、装置内を搬送しながら順次実装させるプロセスで行われる。表示パネル組立ての主要な一連の工程を（１）から（６）に挙げる。
【０００５】
（１）表示パネル縁辺部（電極部）の部品実装部分をクリーニングする工程  
（２）クリーニング後の表示パネル縁辺部に異方性導電フィルム(ＡＣＦ＝Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ  Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｆｉｌｍ）を貼り付ける工程  
（３）ＡＣＦを貼り付けた位置にＴＡＢやＩＣを精度良く位置決めして搭載する工程  
（４）搭載したＴＡＢやＩＣを加熱圧着して先のＡＣＦフィルムにより固着する工程  
（５）搭載したＩＣやＴＡＢの位置や接続状態を検査する工程  
（６）パネル縁辺部に搭載したＴＡＢの先端にさらにＰＣＢを搭載する工程(なお、本工程以降はパネルの仕様により工程が複数化)
これら各工程を処理ユニットごとに分担し、それらを連結した処理ユニットの中を搬送通過させることで一枚の表示パネルが完成する仕組みになっている。各処理ユニット間において表示パネル基板を搬送する搬送手段には、表示パネル基板を各処理ユニットの所定の位置に正確に搬送することが求められる。
【０００６】
特に、近年の表示パネルは外観的に従来機よりもさらに大型化や薄型化が進み、また、機能的にもさらなる高速化や高分解能化（または高解像度化）を狙って、狭ピッチ・高密度配線などの開発が進められており、それに伴って表示パネル縁辺部への部品搭載位置決めのさらなる高精度化が求められ、搬送の更なる高速化が必要になると考えられる。
【０００７】
一方、表示パネル基板を搬送手段に安定して吸着することが困難となってきている。以下、その理由について詳しく説明する。通常の表示パネルの構造は電極基板（ガラス板）を中心に、その両外側に偏光板や導光板が貼り付けられた多層式になっている。そして、中心の電極基板は勿論、その外側に貼り付けられている偏光板や導光板は、ＦＰＤの仕様によって板厚や面積がそれぞれ異なり、時にはその有無や積層順が特殊な場合もある。
【０００８】
そのため、表示パネルは、その大きさや曲げ応力などの観点からするとその種類は非常に多くなる。それが起因し、例えば、ランダムに選んだ数枚の表示パネルそれぞれを精度の良い平面に平置きした場合などは、置いた面（すなわち基準となる面）から電子部品が取り付く電極基板（表示パネル厚み方向の概ね中心付近）までの高さ方向の寸法がそれぞれ異なり、また、表示パネルの一部を保持して上方に持ち上げた場合に生じる湾曲量（曲げアール）や垂れ下がり量、あるいは逆の、反り返り量や浮き上がり量などについて、その方向や量は定量的でなく把握が非常に難しい。そのため、搬送手段における複数の吸着部に対する表示パネル基板の高さ位置が必ずしも揃わず、安定した吸着が困難となる。図１４は一般的なパネル吸着部材の概略図であり、（ａ）は吸着部材１４が剛体の場合、（ｂ）は吸着部材１４が弾性体の場合を示す。表示パネル４が反っている場合には図１４（ａ）に示す剛体の吸着部材では対応が特に困難である。
【０００９】
そしてこれらの不確定要素が、搬送時、機構部に対してパネルとメカの衝突や摺動を発生させたり、あるいは、位置決め時、固定されない部分のパネルが湾曲したり戻ったりすることでパネル端部に僅かな伸び縮み成分を発生させるなどの現象を引き起こす。その結果、パネルやメカの機械的な損傷を誘発し、また、電子部品搭載位置決めの精度悪化などの課題を発生させることになる。
【００１０】
なお、特許文献１には、搬送テーブル(表示パネル基板搬送手段)上に弾性体を用いたパネル保持固定部材を配列した構成が開示されている(図１４（ｂ）対応)。これにより、圧着時の応力をそのパネル保持固定部材の弾性力で吸収して反り等による表示パネル基板の高さ位置が異なることによる課題を回避させることができる方式である。しかし、弾性体による搬送テーブルに固定するだけではパネル保持時の剛性が低く、位置決めが極めて不安定であり、パネルの高速・高精度位置決めは期待できないという課題を含む。
【００１１】
本発明の目的は、表示パネル基板を容易に安定吸着して各処理ユニットのそれぞれの所定の位置へ高速搬送すると共に、高速・高精度に表示パネル基板を位置決めできる生産性の高い表示パネル組立装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するための一実施形態として、
表示パネル基板を保持するための、弾性部材のパネル保持固定部材固定手段にパネル保持固定手段を具備した搬送用基板保持手段と、
前記搬送用基板保持手段を移動させる搬送手段と、
前記表示パネル基板の縁辺部に搭載された電子部品を圧着する加圧手段と、その圧着する方向の逆側に位置して前記表示パネル基板を介して伝わる圧着力に対して前記表示パネル基板を支え受けるバックアップ手段と、前記表示パネル基板の前記電子部品を搭載する縁辺部を吸着保持する基板保持固定手段と、前記基板保持固定手段で前記表示パネル基板を吸着保持した後、前記パネル搬送用基板保持手段が退避できるように、前記表示パネル基板の姿勢を維持させるための基板保持補助手段を備えた処理ユニットと、を有することを特徴とする表示パネル組立装置とする。
また、表示パネル基板を保持するための、弾性部材のパネル保持固定部材固定手段にパネル保持固定手段を具備した搬送用基板保持手段と、
前記搬送用基板保持手段を移動させる搬送手段と、
前記表示パネル基板の縁辺部に搭載された電子部品を圧着する加圧手段と、その圧着する方向の逆側に位置して前記表示パネル基板を介して伝わる圧着力に対して前記表示パネル基板を支え受けるバックアップ手段と、前記表示パネル基板の前記電子部品を搭載する縁辺部を吸着保持する基板保持固定手段とを備えた処理ユニットと、を有することを特徴とする表示パネル組立装置とする。
また、複数の処理ユニットと、
水平方向に剛性が高く、垂直方向に柔軟性を持たせた弾性部材のパネル保持固定部材固定手段に剛性の高いパネル保持固定手段を具備した搬送用基板保持手段と、
隣接する前記処理ユニット間において前記搬送用基板保持手段を移動させる搬送手段と、を備えたことを特徴とする表示パネル組立装置とする。
また、剛性の高いパネル保持固定手段を具備した水平方向に剛性が高く、かつ垂直方向に柔軟性を持つ弾性部材のパネル保持固定部材固定手段を備えた搬送用基板保持手段と、
前記搬送用基板保持手段に載置された表示パネル基板を移動させる搬送手段とを有し、
前記表示パネル基板を前記剛性の高いパネル保持固定手段により吸着保持することで、前記表示パネル基板の移動中或いは位置決め動作中の振れを小さくできることを特徴とする表示パネル組立装置とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は特に、剛性の高いパネル保持固定手段を具備した水平方向に剛性が高く、かつ垂直方向に柔軟性を持つ弾性部材のパネル保持固定部材固定手段を備えた搬送用基板保持手段を有することにより、表示パネル基板を容易に安定吸着して各処理ユニットのそれぞれの所定の位置へ高速搬送すると共に、高速・高精度に表示パネル基板を位置決めできる生産性の高い表示パネル組立装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１の実施例に係る表示パネル組立装置の概略斜視図である。
【図２】第１の実施例に係る表示パネル組立装置の概略上面図である。
【図３】第１の実施例に係る表示パネル組立装置の概略側面図であり、（ａ）は表示パネル基板が処理ユニットの所定の吸着位置上部に在る状態を、（ｂ）は表示パネル基板が処理ユニットの所定の吸着位置に在る状態を示す。
【図４】第１の実施例に係る表示パネル組立装置の概略正面図であり、図左側は表示パネル基板が処理ユニットの所定の吸着位置に在る状況、図中央は搬送手段(表示パネル基板を保持せず)が処理ユニット間に在る状況、図右側は表示パネル基板が所定の吸着位置上部に在る状況を示す。
【図５】表示パネル基板に設けられた基準マークの一例を示す図である。
【図６Ａ】従来のパネル吸着保持部材の概略構造側面図であり、表示パネル基板の保持状況を説明するための図である。
【図６Ｂ】従来の他のパネル吸着保持部材の概略構造部分断面図であり、表示パネル基板の保持状況を説明するための図である。
【図６Ｃ】第１の実施例に係る表示パネル組立装置の搬送手段に装着の表示パネル吸着部材の概略構造図であり、上部が平面図、下部が側面図である。
【図６Ｄ】図６Ｃの表示パネル吸着部材の概略断面図であり、吸着溝を有さない場合(吸引力＞パネル剛性)の図である。
【図６Ｅ】図６Ｃの表示パネル吸着部材の概略断面図であり、吸着溝を有する場合(パネル剛性＞吸引力)の図である。
【図７Ａ】第１の実施例に係る表示パネル組立装置の要部構造斜視図である。
【図７Ｂ】第１の実施例に係る表示パネル組立装置の基板保持固定部材の一例を示す概略構造斜視図である。
【図８Ａ】表示パネル基板処理時（基準マーク検出）における表示パネル基板縁辺近傍の側面図である。
【図８Ｂ】表示パネル処理時(熱圧着)におけるパネル縁辺近傍の側面図である。
【図９】第１の実施例に係る表示パネル組立装置におけるパネル保持搬送手段のパネル保持部材へのパネル受渡しパターンを説明するための図であり、左上が概略構造上面図、左下が概略構造正面図、右下が概略構造側面図である。
【図１０】表示パネル基板のオーバーハングと曲げ応力との関係を示す図である。
【図１１】搬送用基板保持手段が弾性部材のパネル保持固定部材固定部を備えた場合の効果を説明するための図である。
【図１２】搬送用基板保持手段が表示パネル基板と平行な場合において、処理ユニットから搬送用基板保持手段への表示パネル基板の受渡しを説明するための図であり、（ａ）は表示パネル基板が処理ユニットの基板保持固定部材により保持されている状態、(ｂ)は表示パネル基板が処理ユニットの基板保持固定部材及び搬送手段のパネル保持固定部材（吸着パッド)により保持されている状態、（ｃ）は表示パネル基板が搬送手段のパネル保持固定部材(吸着パッド)により保持されている状態を示す。
【図１３】搬送用基板保持手段が表示パネル基板に対して傾いている場合において、処理ユニットから搬送用基板保持手段への表示パネル基板の受渡しを説明するための図であり、（ａ）は表示パネル基板が処理ユニットの基板保持固定部材により保持されている状態、(ｂ)は表示パネル基板が処理ユニットの基板保持固定部材及び搬送手段のパネル保持固定部材（吸着パッド)により保持されている状態、（ｃ）は表示パネル基板が搬送手段のパネル保持固定部材(吸着パッド)により保持されている状態を示す。
【図１４】一般的なパネル吸着部材の概略図であり、（ａ）は吸着部材１４が剛体の場合、（ｂ）は吸着部材１４が弾性体の場合を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明を実施するための形態の一つの特徴は、表示パネルの縁辺下面をバックアップするバックアップ部材（圧着刃のバックアップ）と、そのバックアップ部材と所定距離を置き、並列に設置されたパネル保持固定部材と、それらの間に配置された表示パネル基板に記されたマーク(基準マーク等)を検出する手段(位置検出カメラ等)と、表示パネル基板を保持して搬送させる搬送手段とを有する表示パネル組立装置にあり、上記構成を有効かつ安定的に機能させるために、本形態では表示パネル基板の保持と移動を行なう手段である、搬送用基板保持手段(テーブル等)の外周側(パネル保持固定部材固定部)に配置するパネル吸着部材配置部位に、引張り応力の高い弾性部材（代表的なものでは板ばねやＦＲＰ製の薄板等）、もしくは機構的に前記機能を賄うシーソー構造を成した部材を使用し、そこに剛性の高いパネル吸着部材(吸着パッド等)を配備した。
【００１６】
剛性の高いパネル吸着部材(吸着パッド等)は、パネル搬送時の加減速により発生する振動を抑制し、そのパネル吸着部材(吸着パッド等)が配置される弾性部材のパネル保持固定部材固定部は、表示パネル基板の吸着の妨げになる反りやうねり、及び表示パネル基板の受渡しを行なうバックアップ部材との平行誤差や高さ誤差に追従する機能を有する。これによって、表示パネル基板の反りやうねりに追従しやすくなることや、搬送用基板保持手段（パネル搬送テーブル）とバックアップ部材との平行誤差や高さ誤差による表示パネル基板の吸着のマージンを増すことができる。
【００１７】
本構造により、剛性の高いパネル保持固定部材（吸着パッド等）を具備した、引っ張り応力の高い該弾性部材（板ばね等）は、表示パネル基板を吸着保持することにより、引張り応力の高い表示パネル基板と剛性の高いパネル保持固定部材で拘束され、剛性の高い構造体となる。これによって、パネル吸着時までの、パネルテーブルの柔軟性による、受渡し高さ誤差へのマージン拡大と、パネル吸着保持後の剛体化による高速搬送への対応が可能となる。  
以下、実施例を用いて説明する。
【実施例１】
【００１８】
本発明の第１の実施例について図１から図１３を用いて説明する。図１は本実施例に係る表示パネル組立装置の概略斜視図であり、基本構成のうち、４つのユニット及び搬送手段を抽出し、組立ておよび搬送を説明するための図である。図２は本実施例に係る表示パネル組立装置の上面図であり、連続する処理ユニットＡ〜Ｄの４台を、模式的に示したものである。図２の装置では、表示パネル基板４を、図中左から右に向かって、処理ユニットＡ〜Ｄの間を順に搬送しながら、表示パネル基板４の周辺部に各種処理作業を行って、ＩＣやＴＡＢなどの実装組立作業を行う装置である。図中の左側２つの処理ユニットＡ、Ｂは、表示パネル基板４の長辺側（ソース側）の処理作業を行う装置であり、右側の２つの処理ユニットＣ、Ｄは、表示パネル基板の短辺側（ゲート側）の処理作業を行う装置である。
【００１９】
図２では、処理ユニットＡの上流側の処理ユニット群と処理ユニットＤの下流側装置群については、割愛している。表示パネル組立装置全体としては、（１）基板端部のＴＡＢ貼付け部を清掃する端子クリーニング工程、（２）清掃後の基板端部に異方性導電フィルム（ＡＣＦ）を貼付けるＡＣＦ工程、（３）ＡＣＦを貼付けた位置に、基板配線と位置決めしてＴＡＢやＩＣを搭載する搭載工程、（４）搭載したＴＡＢやＩＣを加熱圧着することで、ＡＣＦフィルムにより固定する圧着工程、さらには、（５）ＴＡＢの表示パネル基板側と反対側にＰＣＢをＡＣＦなどで貼付け搭載するＰＣＢ処理工程（複数の処理工程よりなる。）とともに、各種検査装置などの処理ユニットがあり、処理辺数などに応じて、複数の処理ユニットが連ねられた構成となる。どのような処理ユニットを連ねる必要があるかは、組立作業を行う表示パネルモジュール構成に依存することは言うまでもない。
【００２０】
本実施例では、各処理ユニットの表示パネル基板処理位置に、表示パネル基板４の処理辺を保持・固定する基板保持固定部材３とともに、表示パネル基板４の反処理辺(処理辺の反対側の辺)を概ね水平に保持するための基板保持補助部材５が配置されている。なお、図においては、例えば処理ユニットＡの基板保持固定部材は符号３ａ、処理ユニットＤでは符号３ｄと表示してある(但し、一部省略あり)。表示パネル基板４の処理辺側を保持・固定する基板保持固定部材３は、基板処理辺より長い平面部材であり、その表面には基板を固定・保持する手段が設けられている。本実施例の基板を固定・保持する手段は、固定平面部内にエアー吸引口を複数設け、エアー吸着により表示パネル基板４を基板保持固定部材３に吸着固定する構成とした。エアー吸着などにより、基板処理辺側近傍を、基板保持固定部材３に吸着固定することで、うねりなどを有する表示パネル基板４においても、処理辺側の基板の平面性を確保することが可能となる。これによって、本実施例構成では、各処理作業ユニット機構１による表示パネル基板端部の各種処理作業を、高精度かつ安定に行うことが可能である。なお、基板保持固定部材３におけるエアー吸引等による表示パネル基板４の吸着範囲は、表示パネル基板４の処理辺側の寸法により基板保持補助部材５の動き(Ｘ方向)に合わせて変更される。吸着部は群に分けて制御することができる。基板保持補助部材５は表示パネル基板４の大きさによりＹ方向に可動とすることもできる。
【００２１】
また、本実施例では、基板保持固定部材３と基板保持補助部材５の間に、処理ユニット間の基板を搬送するための搬送手段が設けられている。
【００２２】
搬送手段は、処理ユニット間で基板を搬送するためのＸ軸可動手段６とともに、基板搬送方向に直角なＹ軸可動手段７、基板の高さを可変可能なＺ軸可動部手段８、基板の回転位置を可変可能なθ軸回転手段９の上に、表示パネル基板の中央部付近を支える搬送用基板保持手段１０からなる。なお、搬送用基板保持手段１０は複数に分割されていても良い。
【００２３】
本実施例のように、表示パネル基板４の中央付近を支える搬送用基板保持手段１０にすることで、表示パネル基板４の４辺のいずれについても、表示パネル基板４を回転させて基板保持固定部材３側に固定することが可能となる。これによって、表示パネル基板４の４辺すべてについて、表示パネル基板４の持ち替えなどを行うことなく、処理辺とすることが可能となる。
【００２４】
勿論、処理辺の数が４辺未満の場合は、この限りではなく、処理辺側以外の部分で保持すればよい。しかし、表示パネル組立装置には、搬送可能な表示パネル基板サイズの範囲内で、各種のＴＡＢ構成への対応が可能であることを考慮すると、最大４辺処理まで対応可能な構成とすることが望ましい。この点から、処理可能な表示パネル基板４の中央付近を支える搬送用基板保持手段１０とした本実施例の構成が有効である。
【００２５】
図３は、本実施例に係る表示パネル組立装置の概略側面図であり、図３（ａ）は表示パネル基板４が処理ユニットＤの所定の吸着位置上部に在る状態、図３（ｂ）は表示パネル基板４が処理ユニットＤの所定の吸着位置に在る状態を示し、図４は、本実施例に係る表示パネル組立装置の概略正面図であり、図左側は表示パネル基板４が処理ユニットＢの基板保持固定部材３(図示せず)と基板保持補助部材５上(所定の吸着位置)に在る状況、図中央は搬送手段(表示パネル基板を保持せず)が処理ユニット間に在る状況、図右側は表示パネル基板４が所定の吸着位置上部に在る状況を示しており、表示パネル搬送手段を用いたパネル搬送手順を説明するための図である。
【００２６】
各処理ユニットもしくは処理作業位置で規定の処理が完了した表示パネル基板４は、搬送手段の搬送用基板保持手段１０の上昇によって、図３（ａ）のように、基板保持固定部材３と基板保持補助部材５より、上方に持ち上げた状態で、下流の各処理ユニットもしくは処理作業位置に搬送される。例えば、図２の処理ユニットＡ→Ｂ、Ｂ→Ｃ、Ｃ→Ｄへの搬送である。搬送後の表示パネル基板４は、搬送手段の搬送用基板保持手段１０が降下することで、図４の図左側に示すように、基板保持固定部材３(図示せず)と基板保持補助部材５に受け渡される。この際、受け渡す前後において、表示パネル基板４は水平が保たれたままの状態であることが望ましい。
【００２７】
その後、搬送手段の搬送用基板保持手段１０は、基板保持固定部材３と基板保持補助部材５の下方を通って、上流の基板受け取り位置まで移動する。表示パネル基板４の処理辺の処理作業は、基板保持固定部材３および基板保持補助部材５で表示パネル基板４を固定・保持して行われる。このため、搬送手段の搬送用基板保持手段１０は、基板処理辺の処理中に、基板保持固定部材３と基板保持補助部材５の下方を通って、上流側の表示パネル基板４の受取り位置に移動可能である。図２の場合では、処理ユニットＢ→Ａ、Ｃ→Ｂ、Ｄ→Ｃへの搬送手段の搬送用基板保持手段１０の戻り動作である。このことによって、効率的な基板の搬送を実現することが可能となる。
【００２８】
図２から図４に示されるように、搬送手段は、隣接する２つの処理ユニットにまたがって配置されるＸ軸可動手段６の上に、それに直交するＹ軸可動手段７を配置し、その上に、上下方向のＺ軸可動手段８、さらにその上にθ軸回転手段９を配置し、さらにその上に搬送用基板保持手段１０を配置する。
【００２９】
上流の処理作業位置からの表示パネル基板搬入と下流の処理作業位置への表示パネル基板搬出を行うために、同じ処理ユニットもしくは処理作業位置に、２つの搬送用基板保持手段１０を配置する必要がある。このため、図に示すようにＸ軸可動手段６およびＸ軸可動ガイドは、千鳥配置か一列に連続して配置する必要がある(図２では一列連続配置)とともに、最下層に配置することが必要である。千鳥配置とすることにより、処理ユニットの増設や撤去が容易に行える。一方、一列配置とすることにより処理ユニットまでの距離を一定にでき、剛性の変化がない。
【００３０】
Ｙ軸可動手段７については、Ｚ軸可動手段８の上側に配置することも原理的には可能であるが、Ｙ軸可動ガイドの可動範囲に部材を配置できないことから、Ｘ軸に次いで可動範囲が大きくなるＹ軸可動手段７は、Ｘ軸可動手段の直上に配置することが好ましい。Ｚ軸可動手段８については、θ軸回転手段の上側に配置することも原理的には可能であるが、回転時の慣性重量が大きくなり、回転動作後の振動停止時間を考慮すると、θ軸回転手段９は、より上方に直上に配置することが好ましい。図２から図４の実施例では、そのように搬送手段を構成している。
【００３１】
θ軸の回転運動については、モータと減速機などで容易に構成できる。本実施例の搬送手段は、基板保持固定部材３に高精度に位置決め受渡しをすることが必要であるために、サーボモータやリニアスケールを利用することで位置座標や回転座標精度を確保することが必要であることは言うまでも無い。
【００３２】
本実施例の構成では、隣接する搬送手段に保持される表示パネル基板４や搬送用基板保持手段１０が干渉しないように、隣接する各処理ユニットもしくは処理作業位置の表示パネル基板４および搬送用基板保持手段１０の搬送動作は、同一のタイミングで行うことが必要である。タイミングさえ揃えばよく、個別制御でも一括制御でもよい。表示パネルモジュール組立装置は、１０台以上の多数の各処理ユニットもしくは処理作業位置より構成されている。このため搬送手段も多数必要であり、高速な連続搬送を行うためには、それらを同一のタイミングで基板を下流側に搬送することが必要となる。
【００３３】
一般に、表示パネル基板の処理辺および処理箇所には、基準マークが設けられている。図５は、表示パネル基板４に設けられた基準マーク２４の一例を示す図である。この基準マーク２４は表示パネルの基準位置を示すマークであるが、他にＴＡＢやＩＣなどの搭載位置を示す搭載位置マークなどが形成されている。基準マーク２４や搭載位置マークの形態は、様々であり、図に示されている「＋」の以外に「・」、「■」、「Ｔ」、「−−」、「Ｖ」など色々な形態がありえる。
【００３４】
本実施例の表示パネル組立装置では、搬送手段がＸ、Ｙ、Ｚ、θ軸の可動手段を有している。表示パネル基板４を上流から下流の各処理ユニットもしくは処理作業位置に搬送した際に、表示パネル基板端部の基準位置を示す基準マーク２４、ＴＡＢやＩＣなどの搭載位置を示す搭載位置マークを、図８Ａに示す配置により、ＣＣＤカメラ１５（マーク検出手段）で検出することで、表示パネル基板４の姿勢を算出し、搬送手段で位置補正を行った上で、表示パネル基板の処理辺を保持・固定する基板保持固定部材３に受け渡すことにより、表示パネル基板４の処理作業位置への高精度な位置決め固定が可能となる。
【００３５】
本実施例では、表示パネル基板４の高速搬送を具現化するために、搬送する表示パネル基板４を剛性高く保持する必要があったので、搬送用基板保持手段１０に具備する表示パネル吸着部材１９の剛性を高くした。
【００３６】
図６Ａ〜図６Ｅは搬送用基板保持手段１０におけるパネル保持構造について説明する図である。
【００３７】
搬送用基板保持手段１０は表示パネルを保持固定する機能が必要とされることから、パネルサイズの違いに対しても対応しやすい負圧による吸着保持方式とした。その部材（パネル吸着保持部材）としては、一般的に吸着パッドが用いられる。
【００３８】
図６Ａ、図６Ｂは従来の吸着パッド（パネル吸着保持部材）の概略構造側面図(部分断面図)である。一般的に吸着パッドの構造は、弾性素材でワーク吸着部がラッパ状となっており伸縮性が高く、そのラッパ状の空洞部を負圧にすることによってワークを吸着する。従って、吸着パッドは素材の弾性によってワークに密着するように作られていることから、外乱力に対して動きやすいことは容易に想像できる。
【００３９】
この外乱力に対して動きにくくするためには、吸着保持する部分の剛性を高くすることが有効であるが、表示パネル基板に反りやうねりがある場合に吸着すると、パネルの反りやうねりに追従できなくなり、吸着ミスを引き起こしてしまう。
【００４０】
従来は表示パネル基板の反りやうねりに追従して吸着させるために、蛇腹構造の吸着パッドを用いていたが、これにはいくつかの問題点を抱えていた。その１つは、部材に伸縮性を持たせるために、横（水平）方向の剛性が低くなってしまい、パネル搬送時の加減速で横振れして位置決め時間が長くなってしまうことである（図６Ａ）。
【００４１】
この問題に対処するため、剛性の高いパネル支持部材２２に伸縮性の高い吸着パッドを埋めて、表示パネル基板４を吸着するときの収縮力にてパネル支持部材２２に表示パネル基板４を押し当てて、パネル搬送時の加減速でパネルが横振れしない様にする方法がある（図６Ｂ）が、この方法は別の問題点を抱える。図６Ｂに示すように、パネル支持部材２２で保持された表示パネル基板４には、吸着パッド１４による収縮力が加わったままの状態となるため、その収縮力によっては、表示パネル基板４を構成している液晶が封入されたガラス間のギャップが不均一になってしまう恐れがある。
【００４２】
そこで本実施例では、図６Ｃ、図６Ｅに示すように、吸着パッドの素材に、表示パネル基板４を吸着するための細い溝(パネル吸着溝２６)（約０．５〜１ｍｍ）を設けたパッド(表示パネル吸着部材１９)を用いることにより、表示パネル基板４のガラス間のギャップが不均一にならない様にする(パネル剛性＞吸引力)と共に、吸着パッド内の空間の縮減と薄型化によって横剛性を向上し、振れを小さく抑えた。なお、上記細い溝(パネル吸着溝２６)が設けられていない場合(吸引力＞パネル剛性)には、図６Ｄに示すように、表示パネル基板４を構成している液晶が封入されたガラス間のギャップが不均一になってしまう恐れがある。なお、符号３０は吸引用配管を示す。
【００４３】
しかしながら、パネル吸着溝２６を有する本吸着パッド(表示パネル吸着部材１９)を用いる場合、このままでは上下方向の伸縮性が小さいことから、パネル受け渡し時の取り合いの許容寸法がシビアになってしまい、受渡しの位置調整に多くの時間を要する、或いは吸着エラーとなるデメリットを持ち合わせる。このデメリットに対する対応については後述する。
【００４４】
図７Ａは、第１の実施例に係る表示パネル組立装置の要部構造斜視図であり、図７Ｂはそのパネル保持固定部材の一例を示す概略構造斜視図である。本図を用いて、基板保持固定部材３の表示パネル基板の固定保持方式の一例について説明する。表示パネル基板４を処理する際、表示パネル基板４に反りやたわみがあるままで処理を行なうと、それがＴＡＢ搭載のずれ量につながってしまう。従って、パネル、特にその処理辺側を基板保持固定部材３で吸着矯正することにより、搭載精度の高い装置とすることができるのであるが、基板保持固定部材３は剛性の高い部材の表面に、パネルを吸着する溝があるだけなので、パネルを積極的に引き込む能力に欠けている。そのため、搬送用基板保持手段１０でパネルを、基板保持固定部材３に押し当てる必要がある。表示パネル基板４、特にその処理辺側を基板保持固定部材３に押し当てて、表示パネル基板４を確実に吸着できるようにするためには、表示パネル基板４を保持する固定部材の剛性が高くなければならないことは言うまでもない。
【００４５】
規定範囲の搬送表示パネル基板を固定保持する必要がある。基板保持固定部材３は、固定される表示パネル基板４の処理辺全域を平滑に保持するために、搬送する表示パネル基板の処理辺の最大長より長く構成することが必要である。
【００４６】
基板保持固定部材３の表面には、処理作業時に表示パネル基板４を吸着するためのパネル吸着溝２６が設けられている。基板保持固定部材３の吸着部は、搬送用基板保持手段１０に設ける吸着部とは異なり、表示パネル基板４のうねりなどを除去して処理辺を平滑化する必要性がある。このため、基板保持固定部材３は、平滑に加工した金属表面などの剛体に、パネル吸着溝２６を加工して構成した。
【００４７】
上記は、本実施例における基板保持固定部材３の一形態を説明するものであり、処理作業プロセスでは、プロセスに必要な他の部材で代用することも可能である。たとえば、本圧着プロセスでは、表示パネル基板４の処理辺全体を上下から下刃(図示せず)と上刃(図示せず)で挟み込んで、加熱・加圧する。このような表示パネル基板４の処理辺を下面から全域支えるような固定部材を有するプロセスでは、下刃を本実施例における基板保持固定部材３として代用することも可能である。この場合、下刃とは別に、前記吸着などの手段によって表示パネル基板４を固定することが必要である。但し、上刃で表示パネル基板４を挟むまで、搬送手段により保持するのであれば、必ずしも、表示パネル基板４の固定手段を配置する必要は無い。
【００４８】
次に、表示パネル基板４を処理位置に搬送した後、基板搬送装置を効率よく稼動させるための、基板保持補助部材５の構成について説明する。本実施例の搬送方式では、小板から大板までの表示パネル基板４に対応が可能な構造としている。この方式については、ごく一般的な段取り換え構造となるが、本実施例の表示パネル基板搬送装置では、表示パネル基板４の処理位置への搬送後、すぐさま次の搬送動作への準備が行なえるように、処理位置での表示パネル基板保持の補助機能を設けている。
【００４９】
この基板保持補助部材５は、パネルサイズ変更に伴なう段取り換えで、同様に位置変更できる構造(変更のための可動手段は図示せず)であることは言うまでもない。加えて、表示パネル基板４を保持するためには、基板保持補助部材５を基板保持固定部材３に近づけて保持することが、処理作業中のパネルの姿勢変化を小さくする上で望ましい。
【００５０】
図８Ａ、図８Ｂは、処理ユニットの表示パネル基板の処理工程を説明する図であり、図８Ａは表示パネル基板処理時（基準マーク検出）における表示パネル基板縁辺近傍の側面図、図８Ｂは表示パネル基板処理時（熱圧着）における表示パネル基板縁辺近傍の側面図である。表示パネル基板４の処理辺両端の基準マーク２４を表示パネル位置検出カメラ１５(マーク検出手段)で検出制御し(図８Ａ)、搬送手段の搬送用基板保持手段１０にて、表示パネル基板４を圧着刃１６の位置まで搬送し位置決めする。
【００５１】
位置決めされた表示パネル基板４は、基板保持固定部材３で吸着保持され、圧着刃のバックアップ部材１７に対して確実に密着され、圧着刃１６とバックアップ部材１７を用いて熱圧着処理される。
【００５２】
本装置はスループットを向上するため、表示パネル基板の処理中にパネル搬送装置が次の表示パネル基板を搬送するための動作を行なうことができる構造とした。この構造の主な特徴が、処理作業ユニット機構１の手前に基板保持固定部材３を配置した構造であり、表示パネルが基板保持固定部材３に吸着保持されている間処理作業ユニット機構１によって処理されている表示パネル基板は、搬送用基板保持手段１０が表示パネル基板を離しても、基板保持固定部材３と基板保持補助部材５が表示パネルを保持するため、パネル搬送装置は次サイクルの頭出し動作が可能になる。
【００５３】
処理作業を行なう表示パネル基板は、基板保持固定部材３で保持固定されるため、処理作業ユニット機構１は、表示パネル基板上の基準マーク２４を検出する光源やＣＣＤカメラなどからなる基準マーク検出手段１５とＸＹＺおよびθ方向へ処理作業ユニット機構全体を移動させるＸＹＺθ稼働手段２０(図示せず)を備えている。
【００５４】
処理作業ユニット機構は、ＣＣＤカメラ１５により検出された基準マーク位置情報から、処理位置補正手段(図示せず)によって、処理作業ユニット機構の補正量を算出し、ＸＹＺθ稼働手段２０によって、処理位置を補正することで、表示パネル基板上の規定の位置に、ＡＣＦの貼付けやＴＡＢの搭載などの処理動作を行う。処理作業ユニット機構１が、独立に上記基板処理位置の検出および位置決め動作を行うことで、一つの表示パネル基板４に対して複数の処理位置で同時に処理作業を実施することが可能となる。
【００５５】
図９は、本実施例に係る表示パネル組立装置におけるパネル保持手段のパネル保持部材へのパネル受渡しパターンを説明するための図であり、左上が概略構造上面図、左下が概略構造正面図、右下が概略構造側面図である。基本的な動作は図２〜図４で説明したので省略する。ここでは、以下主に剛性の高い吸着パッド（パネル吸着保持部材１９）を用いた場合の対応について説明する。
【００５６】
各処理ユニットに対して表示パネル基板４の受渡しを行うため、パネル搬送装置は、その処理ユニットに対して、表示パネル基板４を前処理作業位置から該処理作業位置に搬送するためのパネル搬送装置と、該処理作業位置から次工程処理作業位置に搬送するためのパネル搬送装置が交互に受け渡す動作シーケンスとなる。
【００５７】
この表示パネル基板搬送工程において、注意すべきは該処理作業位置への表示パネル基板供給時と表示パネル基板排出時のパネル搬送装置が異なる点で、表示パネル基板供給時は、搬送時基板保持手段１０が、パネル保持固定部材(吸着パッド)に対して、供給する表示パネル基板が略水平であるか、または表示パネル基板供給方向に対して下向きにすることが、パネル保持固定部材（吸着パッド）での吸着の信頼性を上げる上で重要である。
【００５８】
一方、パネル排出時は、その後工程のパネル搬送装置が表示パネル基板を受取るため、表示パネル基板供給時と同様の姿勢で、表示パネル基板を受取ることになるが、各処理ユニットが具備する基板保持固定部材の平行度にばらつきがあり、この平行度を合わせることは可能であるが、各処理ユニットの筐体の歪みや装置設置場所の床の歪みによって装置を調整する時間がとても多くなってしまう。
【００５９】
従って、各処理ユニットの具備する基板保持固定部材とパネル搬送装置が保持する表示パネル基板の受渡し姿勢については、多少のバラつきがあっても、吸着エラーを起こさない構造にすることが重要である。
【００６０】
本実施例はパネル保持部材の外周に弾性部材のパネル保持固定部材固定部を配置することで、表示パネル基板の受渡し姿勢の多少のバラつきにより生じる、吸着エラーを防ぐ構造とした。図１２及び図１３は処理ユニットから搬送用基板保持手段１０への表示パネル基板４の受渡しを説明するための図であり、図１２は搬送用基板保持手段１０が表示パネル基板４と平行な場合、図１３は搬送用基板保持手段１０が表示パネル基板４に対して処理ユニット側で高くなるように傾いている場合を示す。本実施例に使用する弾性部材のパネル保持固定部材固定部１８は薄板形状で、板厚方向には復元力が高くかつ柔軟性のある素材を用いる。主な材料に板ばねやグラスファイバーなどがあげられる。保持部材固定部に幅を持たせることにより、横剛性をより高くすることが可能になる。なお、搬送用基板保持手段１０が複数のテーブルに分割されている場合には、その最外周の辺にパネル保持固定部材固定部１８を配置することができる。また、パネル保持固定部材固定部１８は、搬送用基板保持手段１０が矩形を有する場合、その一辺に配置することにより効果があるが、複数の辺に配置することができる。処理ユニットに近接する３辺に配置することにより、より効果が得られる。搬送用基板保持手段１０において、分割されている複数のテーブルは表示パネル基板のサイズによりそれぞれ可動とすることができる。
【００６１】
パネル保持固定部材固定部１８を備えることにより、図１２に示すように、搬送用基板保持手段１０と表示パネル基板４とが平行な場合だけでなく、図１３に示すようにパネル保持固定部材固定部１８が設けられた側が高くなるように搬送用基板保持手段１０が傾いている場合であっても表示パネル基板４を容易に安定吸着することができる。
【００６２】
図１１は搬送用基板保持手段が弾性部材のパネル保持固定部材固定部１８を備えた場合の効果を説明するための図である。パネル保持固定部材固定部１８は伸び難いが曲がりやすい。一方、表示パネル基板４は伸び難いが曲がりやすく、吸着パッド（パネル保持固定部材)１９は振れにくい。これらを組み合わせることにより、表示パネル基板４を処理ユニットの基板保持固定部材３から受けとる際には、表示パネル基板４に柔軟的に追従して吸着保持でき、表示パネル基板４が搬送用基板保持手段１０及びパネル保持固定部材固定部１８に設けられた吸着パッド１９により吸着されると伸び難く、曲がり難く、且振れ難くなり、表示パネル基板４とパネル保持固定部材１９で剛体化するため、パネル吸着保持状態での高速搬送と高速・高精度な位置決めが可能となる。
【００６３】
パネル保持固定部材固定部１８の柔軟性設定にあたっては、図１０に示す表示パネル基板のオーバーハングｖｓ曲げ応力のデータと、基板保持固定部材３によるパネル吸着力及びパネルの許容曲げ応力のデータをもとに設定した。
【００６４】
パネル保持固定部材固定部１８の寸法決定にあたっては、単純な片持ち板の計算式（式１．１）で求めることが出来る。
【００６５】
δ＝Ｐ＊Ｌ＾３／（３＊Ｅ＊Ｉ）・・・（１．１式）  
δ：板ばねのたわみ量、Ｐ：板ばねに加わる荷重  
Ｌ：板ばねの長さ、Ｅ：縦弾性係数、Ｉ：断面２次モーメント
図１０から、オーバーハング量が大きいほど曲げ応力が小さく、搬送用基板保持手段１０のパネル吸着位置からパネル保持固定部材３のパネル吸着位置の距離が大きくなるとパネルが割れ難くなる。
【００６６】
以上の方法により、機構を複雑にすることなく、表示パネルの大型化や薄型化に伴って生じるうねりや反りの増大、また、ＦＰＤの仕様に伴う表示パネル積層構成の多様化が起因した電極基板までの段差違いなどを有する表示パネル基板を容易に安定吸着して各処理ユニットのそれぞれの所定の位置へ高速搬送すると共に、表示パネル基板を高速・高精度に位置決めできる生産性の高い表示パネル組立装置を提供することを可能にした。
【符号の説明】
【００６７】
１・・・処理作業ユニット機構、  ３・・・基板保持固定部材、  ４・・・表示パネル基板、  ５・・・基板保持補助部材、  ６・・・搬送手段のＸ軸可動部、  ７・・・搬送手段のＹ軸可動部、  ８・・・搬送手段のＺ軸可動部、  ９・・・搬送手段のθ軸回転可動部、１０・・・搬送手段の搬送用基板保持手段、１４・・・基板保持固定部材のパネル吸着保持部材、１５・・・表示パネルの位置検出カメラ、１６・・・搭載部品の圧着刃、１７・・・搭載部品の圧着刃のバックアップ部材、１８・・・弾性部材のパネル保持固定部材固定部、１９・・・表示パネル吸着部材（パネル保持固定部材）、２０・・・処理ユニット全体を移動させるＸＹＺθ稼動手段、２２・・・パネル支持部材、２４・・・表示パネル基板の基準用マーク、２６・・・パネル保持固定部材のパネル吸着溝、３０・・・吸引用配管。
【図１】
2012002994.tif 000003
【図２】
2012002994.tif 000004
【図３】
2012002994.tif 000005
【図４】
2012002994.tif 000006
【図５】
2012002994.tif 000007
【図６Ａ】
2012002994.tif 000008
【図６Ｂ】
2012002994.tif 000009
【図６Ｃ】
2012002994.tif 000010
【図６Ｄ】
2012002994.tif 000011
【図６Ｅ】
2012002994.tif 000012
【図７Ａ】
2012002994.tif 000013
【図７Ｂ】
2012002994.tif 000014
【図８Ａ】
2012002994.tif 000015
【図８Ｂ】
2012002994.tif 000016
【図９】
2012002994.tif 000017
【図１０】
2012002994.tif 000018
【図１１】
2012002994.tif 000019
【図１２】
2012002994.tif 000020
【図１３】
2012002994.tif 000021
【図１４】
2012002994.tif 000022