JP4810482B2 - Lcd用偏光板自動剥離巻取装置及び方法 - Google Patents
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Description
LCDパネルのサイズ拡大競争によりその覇権が争われているが、その一方高価なLCDパネルの修理が遅れているため、先行した大型LCDパネルの偏光板修理装置を開発し、効率よくキズがついた画面の交換修理がもとめられていた。
本図に示すように、LCD(液晶表示部)パネル103Aは、偏光板101、接着剤102、LCDガラス103からなり、LCDガラス103の表面に接着剤102により偏光板101が貼り付けられる。
専用偏光板剥がし装置104の上にキズの付いたLCDパネル103Aを置き、手動でハンドル105によりLCDガラス103から偏光板101が剥がされる。
このため、偏光板101を剥がす際には偏光板101への接着剤102の硬化度に応じてハンドル105の回転力を微妙に手加減し、偏光板101を剥がす途中で偏光板101の破断がないように、作業上細心の注意が必要であるという問題があった。
従来、液晶ディスプレイパネルから偏光板を効率良く剥離するシステム、及びその偏光板が剥離された液晶ディスプレイパネルから表示素子構成物質を連続的に分離してガラス基板の再利用を行う再利用方法を提供するため、粘着剤で貼られた偏光板をガラス基板より剥離する液晶ディスプレイパネルの偏光板剥離システムにおいて、粘着剤の粘着力を低下させる熱負荷部と、粘着力低下後の偏光板の一端側に接着剤にてテープ42を接着する剥離部とを有し、この剥離部で、接着したテープを巻き取ることで、偏光板を剥離するものがある(例えば、特許文献1参照)。
また、従来、偏光板の剥がし作業時に液晶パネルに不必要な力がかかるのを防止して液晶パネルのギャップ不良を回避するため、偏光板の端縁を支持して回転することにより前記偏光板を巻き取る巻取りローラと、前記巻取りローラの両側に平行に配置されて当該巻取りローラの軸径より大なる径を有する一対の押えローラとを有し、液晶パネルに前記押えローラを当接しつつ当該液晶パネルに貼り付けた偏光板を前記巻取りローラで巻き取る構成としたものもある(例えば、特許文献2参照)。
また、従来、粘着フィルムの剥離中に被接着体に加わる応力を吸収・緩和して、被接着体の品質を確保する粘着フィルムの剥離方法と剥離装置を提供するため、上面にゴムが張り付けられたパネルセットステージを前後方向に移動する走行スライダが取り付けプレートに取り付けられ、パネルセットステージと取り付けプレートとの間にパネルセットステージを保持し高さを調節する連結プレートと高さ調節プレート設けられ、パネルセットステージの高さ調節は調整ネジで行い、剥離ローラーとの平行も出し、パネルセットステージの上方に、予め所定の部位が剥がされた偏光板等の粘着フィルムを掴むためのクランプ機構を有する円筒状の剥離ローラーがあり、その剥離ローラーは固定側ローラーと可動側ローラーとで構成されていて、粘着フィルムをこの間に挟んで巻き取るものもある(例えば、特許文献3参照)。
さらに、前記ハロゲンランプは、遠赤外線の放射による加熱時間と接着剤の温度上昇の関係に基づき、接着剤の接着固さを軟化させる。
さらに、前記ハロゲンランプは前記自動駆動巻取りローラーの駆動部と一体になり前記自動駆動巻取りローラーの移動前方に位置し、前記自動駆動巻取りローラーと共に移動する。
前記自動駆動巻取りローラーと前記ガラス押えローラーを歯車又はベルトによる伝達を用いて同期駆動を行う。
さらに、前記ハロゲンランプに代わり、前記自動偏光板剥がし装置のワークテーブルには複数のカートリッジヒーターが埋め込まれ、前記カートリッジヒーターの各々はLCDガラスの全面に均一な熱を伝達し、温度調節される。
さらに、本発明は、LCDガラスに接着された偏光板を剥がし巻き取るLCD用偏光板自動剥離巻取方法において、自動偏光板剥がし装置の上に位置するLCDガラスに接着された偏光板に対して、遠赤外線を放射し、LCDガラスと偏光板の間の接着剤の接着固さを軟化させる工程と、LCDガラスと偏光板の間の接着剤の接着固さが軟化した部分のLCDガラスから偏光板を剥がし剥がした偏光板を自動駆動巻取りローラーに巻き取る工程と、偏光板が剥がされたLCDガラスの剥離反作用をガラス押えローラーで押さえる工程と、前記ガラス押えローラーの上部に同径のたわみ防止用補強ローラーを2段重ねして接触し前記ガラス押えローラーの回転の反対方向に前記たわみ防止用補強ローラーを摩擦回転させる工程と、前記ガラス押えローラー、前記たわみ防止用補強ローラーを共通に共通取り付け板のベアリングの軸受けに取り付ける工程と、前記自動偏光板剥がし装置に支持された前記共通取り付け板の上部を押し圧力のエアシリンダで押す工程とを備えることを特徴とするLCD用偏光板自動剥離巻取方法を提供する。
さらに、液晶TVに代表される大型LCDパネルの偏光板を剥がす際に、一人作業が可能で業務の効率化に貢献できる。
図1は本発明に係るLCD用偏光板自動剥離巻取装置を横から見た模式図である。本図に示すように、LCD用偏光板自動剥離巻取装置100は、自動駆動巻取りローラー106、ハロゲンランプ107、自動偏光板剥がし装置108、ガラス押えローラー130、たわみ防止用補強ローラー131、共通取り付け板132、押し圧力のエアシリンダ133からなり、LCDパネル103Aに対して一定の剥離力で偏光板101をLCDガラス上面140から剥がしていく。
偏光板101の機能はLCDパネル103Aに入射する光の波長を選択するためのものであり、LCDパネル103Aには不可欠のものである。
接着剤102は、主に、アクリル樹脂(アクリル酸エステル供重合体)を主成分とし、透明度が高く微小な水分を吸着することで自硬する。
LCDガラス103は約1mmと薄いガラスの基板である。
自動偏光板剥がし装置108上にはLCDガラス103に偏光板101が接着剤102で接着されたLCDパネル103Aが置かれる。
自動駆動巻取りローラー106は、自動の回転駆動するローラーで構成され、一定の剥離力でLCDガラス103から偏光板101を剥がし、剥がした偏光板101をローラーに巻き取る。
なお、ハロゲンランプ107は自動駆動巻取りローラー106の駆動部と一体となり、自動駆動巻取りローラー106の移動前方に位置し、自動駆動巻取りローラー106と共に移動するように構成してもよい。
ガラス押えローラー130の上部にはたわみ防止用補強ローラー131が設けられ、たわみ防止用補強ローラー131はガラス押えローラー130と同径のローラーの2段重ねで構成され、ガラス押えローラー130に接触させ、ガラス押えローラー130の回転により反対方向の摩擦回転を行い、ガラス押えローラー130のたわみを防止することを目的とする。
ガラス押えローラー130、たわみ防止用補強ローラー131は共通に共通取り付け板132に取り付けられ、共通取り付け板132はガラス押えローラー130、たわみ防止用補強ローラー131に対してベアリングで軸受けを行う。
この構成により、ガラス押えローラー130の軸径を細くしたとしても1本の場合に発生する軸方向のたわみが無くなり、ムラのない平坦な偏光板101の剥がし作業が実現可能となる。
図2は図1の自動偏光板剥がし装置108を上面から見たもので、偏光板101のはがし始めの状態を詳しく説明するために示した模式図である。
図3は接着剤102の遠赤外線吸収による温度上昇曲線を示す図である。
遠赤外線は、接着剤の主成分であるアクリル樹脂の水分に作用し、分子運動による発熱を促し、本図に示すように、遠赤外線の放射による加熱時間と接着剤の温度上昇の関係に基づき、例えば、ガラス転移点である65℃以上に接着剤層内を10秒程で昇温するため、樹脂の軟化を促す効果を持つ。
図4は図2の自動駆動巻取りローラー106とガラス押えローラー130の動きを示した部分拡大模式図である。
本図に示す自動駆動巻取りローラー106は、LCDガラス103から偏光板101の剥がし張力が一定の場合には一定の回転速度で移動するが、偏光板101の寸法の大きさにより剥がし張力が異なるため、自動駆動巻取りローラー106の回転速度、LCDガラス103への隔離反作用に変化が生じる。
本図に示すガラス押えローラー130は、金属製心棒にゴムライニングされ、例えば、直径は40φであり、ゴム硬度(JIS K 6253)はLCDガラス上面140への接触圧力を試行し、45度を採用し、ガラス押えローラー130によるLCDガラス上面140への接触圧力が均一になるようにしてある。好ましくは、ゴム硬度は、40度から50度であってもよい。
例えば、偏光板101の剥がし張力が大きい場合には、自動駆動巻取りローラー106の回転速度が小さくなり、LCDガラス103への剥離反作用が大きくなるので、ガラス押えローラー130の回転速度を小さくし、トルクを大きくする。
図5は、図1におけるガラス押えローラー130を回転制御するヒステリシスクラッチとギヤヘッド及びパルスモーターにより負荷調節を行う機構を示す模式図である。
ヒステリシスクラッチ136は自動駆動巻取りローラー106の回転連動に同期した回転を与えるものとし、トルク伝達を非接触で行い、正確な精度を必要とする張力制御、速度制御に優れたヒステリシス特性により、励磁電流に追随したトルクを正確に発生させることができ、且つ機械的な接触部分がない伝達・遮断機構である。
ヒステリシスクラッチ136にはギヤヘッド138を介してDCモーター137が設けられ、ギヤヘッド138は駆動源となるDCモーター137から所望の回転を得て、ヒステリシスクラッチ136に必要回転数を伝達する。
なお、ガラス押えローラー130は軸受139で支えられている。
図6は、自動駆動巻取りローラー106を回転させる機構1と、ガラス押えローラー130を回転させる機構2の系統図である。
本図に示すように、自動駆動巻取りローラー106を回転させる機構1は、DCモーター147、定速回転を作るギヤヘッド148で構成され、ガラス押えローラー130のDCモーター137、ギヤヘッド138で構成される。
この時、追随するガラス押えローラー130につながるヒステリシスクラッチ136のDC電源電圧を人手により制御しながら、自動駆動巻取りローラー106の回転に同期させる機構とした。
ガラス押えローラー130の回転を自動駆動巻取りローラー106の回転に同期を取るのは、ガラス押えローラー130の移動速度と自動駆動巻取りローラー106の移動速度のバランスを取るためである。
したがって、LCDパネル用偏光板の巻取り装置を自動化する際に均一な剥離力の偏光板剥がしが技術的なポイントとなったが、この技術課題に対して、本発明によれば、遠赤外線放射方式を応用することで解決を図ったので、直前加熱により接着剤の接着固さが軟化し、不均一な圧力負荷がLCDガラス103に加わらないことで、ムラ表示不良の撲滅が可能になる。
さらに、液晶TVに代表される大型LCDパネル103Aの偏光板101を剥がす際に、一人作業が可能で業務の効率化に貢献できる。
本図に示すように、DCパルスモーター151からのトルク伝達にギヤヘッド152を介して円筒ウオーム153に接続され、ICカウンターによる制御ボックス154でLCDパネル103Aの長辺サイズに対応した、移動距離を円筒ウオーム153の回転数でコントロールする機能が設けられる。
この場合、円筒ウオーム153の回転と自動駆動巻取りローラー106及びガラス押えローラー130の回転とは同期が取られる。
なお、DCパルスモーター151からのトルク伝達には、ベルト及びギヤヘッドを用いても同じ効果である。
101…偏光板
102…接着剤
103…LCDガラス
103A…LCDパネル
104…専用偏光板剥がし装置
105…ハンドル
106…自動駆動巻取りローラー
107…ハロゲンランプ
108…自動偏光板剥がし装置
109…剥離代一端
120…鏡面反射傘
130…ガラス押えローラー
131…たわみ防止用補強ローラー
132…共通取り付け板
133…押し圧力のシリンダ
135…電圧コントロール
136…ヒステリシスクラッチ
137…DCモーター
138…ギヤヘッド
139…軸受け
140…LCDガラス上面
141…カートリッジヒーター
142…温度コントローラー142
147…DCモーター
148…ギヤヘッド
151…DCパルスモーター
152…ギヤヘッド
153…円筒ウオーム
154…制御ボックス
Claims (10)
- LCDガラスに接着された偏光板を剥がし巻き取るLCD用偏光板自動剥離巻取装置において、
自動偏光板剥がし装置の上に位置するLCDガラスに接着された偏光板を剥がし、剥がした偏光板を巻き取るローラーの自動駆動を行う自動駆動巻取りローラーと、
前記自動駆動巻取りローラーと共に移動し、移動する前方に配置され、遠赤外線を放射し、LCDガラスと偏光板の間の接着剤の接着固さを軟化させるハロゲンランプと、
前記自動駆動巻取りローラーの後続で偏光板が剥がされたLCDガラスの剥離反作用を押さえ、前記自動駆動巻取りローラーに同期して自走するガラス押えローラーと、
前記ガラス押えローラーの上部に同径のローラーを2段重ねして接触し前記ガラス押えローラーの回転に対して反対方向の摩擦回転を行い、前記ガラス押えローラーのたわみを防止するたわみ防止用補強ローラーと、
前記ガラス押えローラー、前記たわみ防止用補強ローラーを共通にベアリングの軸受けで取り付け、前記自動偏光板剥がし装置に支持される共通取り付け板と、
前記共通取り付け板の上部を押す押し圧力のエアシリンダとを備えることを特徴とするLCD用偏光板自動剥離巻取装置。 - 前記ハロゲンランプは、遠赤外線を放射するランプを鏡面反射傘付きホルダーで包み込まれることを特徴とする、請求項1に記載のLCD用偏光板自動剥離巻取装置。
- 前記ハロゲンランプは、遠赤外線の放射による加熱時間と接着剤の温度上昇の関係に基づき、接着剤の接着固さを軟化させることを特徴とする、請求項1に記載のLCD用偏光板自動剥離巻取装置。
- 前記ハロゲンランプは前記自動駆動巻取りローラーの駆動部と一体になり前記自動駆動巻取りローラーの移動前方に位置し、前記自動駆動巻取りローラーと共に移動することを特徴とする、請求項1に記載のLCD用偏光板自動剥離巻取装置。
- 前記ガラス押えローラーの一端にはヒステリシスクラッチが連動し、前記ヒステリシスクラッチは駆動源となるDCモーターから所望の回転を得たギヤヘッドから必要な回転数を伝達され、電圧制御で前記ガラス押えローラーに対して回転数レベル及びトルク伝達を変化させ、前記自動駆動巻取りローラーに同期駆動を行うことを特徴とする、請求項1に記載のLCD用偏光板自動剥離巻取装置。
- 前記自動駆動巻取りローラーと前記ガラス押えローラーを歯車又はベルトによる伝達を用いて同期駆動を行うことを特徴とする、請求項1に記載のLCD用偏光板自動剥離巻取装置。
- 前記ガラス押えローラーは、金属製心棒にゴムライニングされ、ゴム硬度は、40度から50度であることを特徴とする、請求項1に記載のLCD用偏光板自動剥離巻取装置。
- 前記ハロゲンランプに代わり、前記自動偏光板剥がし装置のワークテーブルには複数のカートリッジヒーターが埋め込まれ、前記カートリッジヒーターの各々は
LCDガラスの全面に均一な熱を伝達し、温度調節されることを特徴とする、請求項1に記載のLCD用偏光板自動剥離巻取装置。 - 前記自動駆動巻取りローラーを移動させ、定位置で自動停止する機構を有することを特徴とする、請求項1に記載のLCD用偏光板自動剥離巻取装置。
- LCDガラスに接着された偏光板を剥がし巻き取るLCD用偏光板自動剥離巻取方法において、
自動偏光板剥がし装置の上に位置するLCDガラスに接着された偏光板に対して、遠赤外線を放射し、LCDガラスと偏光板の間の接着剤の接着固さを軟化させる工程と、
LCDガラスと偏光板の間の接着剤の接着固さが軟化した部分のLCDガラスから偏光板を剥がし剥がした偏光板を自動駆動巻取りローラーに巻き取る工程と、
偏光板が剥がされたLCDガラスの剥離反作用をガラス押えローラーで押さえる工程と、
前記ガラス押えローラーの上部に同径のたわみ防止用補強ローラーを2段重ねして接触し前記ガラス押えローラーの回転の反対方向に前記たわみ防止用補強ローラーを摩擦回転させる工程と、
前記ガラス押えローラー、前記たわみ防止用補強ローラーを共通に共通取り付け板のベアリングの軸受けに取り付ける工程と、
前記自動偏光板剥がし装置に支持された前記共通取り付け板の上部を押し圧力のエアシリンダで押す工程とを備えることを特徴とするLCD用偏光板自動剥離巻取方法。
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