显示装置的组装装置转让专利

申请号 : CN200980000306.4

文献号 : CN101939775B

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法律信息:

相似专利:

发明人 : 真伏利史吉沼隆史谷口仁启

申请人 : 夏普株式会社

摘要 :

本发明涉及一种显示装置的组装装置。在将安装于显示装置的柔性布线基板(106)弯曲到显示装置(101)相反侧的显示装置的组装装置中,设有用于保持布线基板(106)的布线基板保持单元(102)、用于保持显示装置(101)的显示装置保持单元(110)、使布线基板保持单元(120)转动的第一旋转单元(130)、以及使布线基板保持单元(120)转动的第二旋转单元(140)。

权利要求 :

1.一种显示装置的组装装置,将安装于显示装置的柔性布线基板弯曲到所述显示装置显示面的背面侧,其特征在于,包括:布线基板保持单元,该布线基板保持单元用于保持所述布线基板;

显示装置保持单元,该显示装置保持单元用于保持所述显示装置;

第一旋转单元,该第一旋转单元使所述布线基板保持单元转动;以及第二旋转单元,该第二旋转单元使所述布线基板保持单元转动,在所述布线基板被所述布线基板保持单元保持、且所述显示装置被所述显示装置保持单元保持的状态下,利用第一及第二旋转单元,通过将两个旋转半径小于转轴为一个时的旋转半径的圆形轨迹组合,来将所述布线基板在可动范围内沿显示装置弯曲。

2.如权利要求1所述的显示装置的组装装置,其特征在于,第一旋转单元的转轴C1的坐标(x1,y1)、第二旋转单元的转轴C2的坐标(x2,y2)、以及第一旋转单元的旋转角度θ由式101~105给出,式101~式105中的X、Y、a、s、t、r满足式106~式108, -1

θ=-tan a …(105)其中,设坐标系与弯曲的转轴正交的面为xy平面,弯曲前的布线基板保持部的转轴侧的端点O为原点,与弯曲前的布线基板保持部的表面平行的轴为x轴,与弯曲前的布线基板保持部的表面垂直的轴为y轴,设在xy坐标系中,第一动作结束后布线基板保持部的端点P1的坐标为(X,Y),第一动作结束后的布线基板保持部相对于x轴的斜率为a,弯曲结束后的布线基板保持部的端点位置P2的坐标为(s,t),布线基板在两处位置以弯曲半径r弯成直角,式108中,u、v、x2’、y2’由式109~式112给出,。

说明书 :

显示装置的组装装置

技术领域

[0001] 本发明涉及安装了柔性布线基板的显示装置的组装装置。
[0002] 本发明还涉及一种显示装置的组装装置,该显示装置的组装装置在显示装置和安装于显示装置的柔性布线基板中,进行将布线基板弯曲、并粘贴到显示装置背面的预定位置的加工。

背景技术

[0003] 在便携式设备的薄型化、小型化不断发展的背景下,为了实现照明装置的薄型化、壳体的薄型化、和尽量减小信号线或电源线走线用的空间,设法采用柔性布线基板(Flexible Printed Circuits:简称FPC)等,通过减小各零部件的厚度、使显示元件的边缘尽量狭窄等,从而尽量增大壳体面积中所占的显示面积等。
[0004] 作为典型的显示装置,图43示出液晶组件1的剖面结构。图44A是图43的液晶组件1的立体图,图44B是从背面侧观察连接了柔性布线基板(以下简记为FPC)6的背光源单元(照明装置、backlight)2的立体图。液晶组件(LCDmodule assembly)1由背光源单元2、外框3(金属壳体、Metal frame)、液晶面板4(显示元件、LCD panel)、偏光板5、FPC6、以及驱动器IC7(驱动用半导体装置、LCD driver IC)构成。
[0005] 液晶组件1的典型组装工序例如由以下(1)~(6)构成。
[0006] (1)在液晶面板4上粘贴偏光板5的工序;
[0007] (2)在液晶面板4上安装驱动器IC7的工序;
[0008] (3)在液晶面板4上安装用于提供来自外部的输入输出信号或电源的FPC6的工序;
[0009] (4)对背光源单元2组装液晶面板4的工序;
[0010] (5)将FPC6弯曲到显示面的背面侧,用预先粘贴好的双面胶带等进行固定的工序;以及
[0011] (6)安装外框3从而完成作为液晶组件1的工序。
[0012] 图43、图44A及图44B所示的液晶组件1采用以下结构:即,液晶组件的壳体为金属制,而且对FPC6设有端子,通过使该端子与液晶组件的壳体接触,进行电接地。另外,为了实现液晶组件1的小型化,需要将背光源单元2与外框3之间的间隙设定得尽量小。因此,在使FPC6与背光源单元2的侧面接触的同时,需要将其卷入那样进行弯曲。
[0013] 作为液晶组件1的另一例,有时会在FPC6上安装成为背光源单元2的光源的发光元件(Light Emitting Diode:发光二极管,简称LED)。这里,FPC6上的LED在FPC6弯曲时插入背光源单元2中设置的孔。
[0014] 为了满足这些要求来组装液晶组件1,现有的FPC弯曲工序是通过手工操作来进行的,存在生产率低的问题。
[0015] 图45是表示另一现有技术的组装装置13的立体图,图46是用于说明采用图45所示的组装装置13进行组装动作的图。作为液晶组件1的FPC弯曲工序的自动化技术,日本专利特开2007-201167号公报中揭示了一种便携终端的组装装置13,该组装装置13将连接多个板状构件11a、11b、11c的FPC 12a、12b弯曲,使各板状构件11a、11b、11c层叠那样进行组装。
[0016] 该组装装置13采用以下结构:即,将利用FPC12a、12b所连接的多个板状构件11a、11b、11c载放于利用铰链部(Hinge pin)15a、15b所连接的载放夹具14a、14b、14c上,通过使两侧的夹具14b、14c绕铰链部15a、15b的轴线旋转,能将各FPC12a、12b弯曲,使各板状构件11a、11b、11c层叠来进行组装。
[0017] 这种组装装置13包括:分别载放各板状构件11a、11b、11c的多个载放夹具14a、14b、14c;连接各载放夹具14a、14b、14c的铰链部15a、15b;以及向铰链部15a、15b施加驱动力的未图示的多关节臂。各FPC 12a、12b被载放夹具14a、14b、14c吸附,采用能在位置被约束的状态下弯曲的结构。
[0018] 所述多关节臂包括机械臂、以及设于该机械臂前端部的机械手。为了使这些机械臂及机械手进行弯曲动作,具备控制装置,该控制装置由以下部分实现:检测板状构件11a、11b、11c及FPC12a、12b的位置和姿势的位置检测装置;识别位置检测装置所检测出的板状构件11a、11b、11c及FPC12a、12b的位置和姿势的图像识别装置;以及根据图像识别装置所得到的识别信号运算并输出机械臂及机械手的动作信号的个人计算机(简称PC)等。
[0019] 该弯曲装置采用以下结构:即,利用位置检测装置识别各载放夹具14a、14b、14c上的板状构件11a、11b、11c及FPC12a、12b的位置和姿势,利用图像处理装置判断板状构件11a、11b、11c及FPC12a、12b的位置和姿势,通过计算机算出对标准位置的修正量,输出机械臂及机械手的动作信号,机械臂及机械手操作铰链部15a、15b的操作部,从而将板状构件11a、11b、11c及FPC12a、12b配置到标准位置,能可靠地进行弯曲和粘贴等操作。
[0020] 而且,在所述工序(5)的FPC粘贴工序中,需要高精度地将FPC粘贴到显示装置背面的预定位置,其原因可列举如下:
[0021] (a)为了向照明装置供电,需要使设置于FPC的电极、与照明装置的电源端子的位置对齐;
[0022] (b)为了使显示装置与其它设备电连接,需要用连接器(Connector)等将显示装置的端子与其他设备的端子电连接,但如果显示装置的FPC端子未定位于预定位置,则无法进行端子之间的连接;以及
[0023] (c)FPC上安装有例如成为照明装置光源的LED,在将该LED定位并插入照明装置的凹部时,如果安装了LED的FPC未处于所希望的位置,则无法进行组装等。
[0024] 另外,FPC因公差存在长度偏差,若仅仅是沿着显示装置无间隙地卷绕FPC,则无法将FPC粘贴到显示装置背面的预定位置。
[0025] 而且,这种组装如上所述是由操作人员手工操作来进行的,为了提高生产率及弯曲的精度,希望实现自动化,作为这样的现有技术,日本专利特开平7-109066号公报中揭示了用作为布线基板的柔性扁平电缆(FlexibleFlat Cable,简称FFC)的弯曲装置。
[0026] 图47是表示日本专利特开平7-109066号公报中作为弯曲装置而揭示的现有技术的图。该装置用于弯曲FFC18,该FFC18是用于汽车用布线等的扁平线束(Cable harness)的结构零部件。
[0027] 该弯曲装置包括载放FFC18的基台19、将FFC18保持在基台19上的弯曲模具20、以及弯曲FFC18的辊子21,在将FFC18定位于基台19的上方配置后,通过降低弯曲模具20,将FFC18夹在基台19和弯曲模具20之间加以保持,使辊子21通过FFC18的保持部,从而将平板状的FFC18弯曲成90°。
[0028] 所述FFC18通过利用布线图案,在任意中间位置被弯曲成预定角度来使用。该组装装置如图47(1)所示,使固定于基台19上的FFC18与弯曲模具20如图47(2)所示那样接触,利用辊子21,使其如图47(3)~图47(6)所示沿弯曲模具20向90°方向弯曲。接着,如图47(7)和图47(8)所示,退回弯曲模具20,利用辊子21将FFC18向180°方向按压,使其反转弯曲。由此,FFC18被辊子21弯曲。
[0029] 所述日本专利特开2007-201167号公报及日本专利特开平7-109066号公报的现有技术中,在弯曲部使FPC及FFC沿背光源单元弯曲时的轨迹均为图46所示的渐开线(Involute curve)40。
[0030] 但是,在利用日本专利特开2007-201167号公报中记载的组装装置13将FPC6与背光源单元2接合时,无法使FPC6在弯曲部沿背光源单元2弯曲。这是由于,如图46的虚拟线41所示,由于转轴m为一个,因此旋转半径是固定的,保持部的轨迹41并不在随着弯曲的进行而旋转半径变小的渐开线40内。因此,FPC有可能因弯曲过程中的拉伸力而损坏。
[0031] 另外,在利用日本专利特开平7-109066号公报中记载的弯曲装置将FPC6与背光源单元2接合时,为了使得因FPC6弯曲而其一部分与背光源装置2的侧面接触那样进行弯曲,需要使辊子21沿有部分离开背光源单元2的轨迹进行弯曲,但这种情况下,由于FPC2与夹具是接触支承却未固定,因此弯曲形状的精度低。
[0032] 而且,若在利用双面胶带等固定FPC6的情况下使用日本专利特开平7-109066号公报中记载的辊子21,则在将辊子21移动到粘贴位置之前,FPC6弯曲,与双面胶带接触,从而存在会被固定于错误位置的问题。另外,当FPC5上安装有LED时,若不约束FPC6的位置,则存在背光源单元2的孔的壁面与LED产生干涉的问题。
[0033] 而且,日本专利特开平7-109066号公报中记载的弯曲装置是将显示装置对基台19进行定位和固定、使辊子21通过从而弯曲FFC18的装置。FFC18的前端位置成为定位后显示装置相应的尺寸,当FFC18的尺寸产生误差时,无法将前端位置配置于固定的位置,存在无法将FFC18粘贴到显示装置的所希望位置的问题。
[0034] 而且,日本专利特开2007-201167号公报中记载的弯曲装置是通过在各载放夹具14a、14b、14c上的标准位置处装载板状构件11a、11b、11c及FPC12a、12b而将其弯曲和粘贴到所希望位置的装置。将板状构件11a、11b、11c及FPC12a、12b装载到预定位置虽然可通过以下来实现:即,利用位置检测装置识别这些构件的配置场所,利用图像识别装置判断是否配置在标准位置,通过计算机算出对标准位置的修正量,输出机械臂及机械手的动作信号,最后机械臂及机械手操作铰链部15a、15b的操作部,但是,这使得系统的结构比图像处理装置以及机械臂和机械手要来得复杂,还提高了装置的成本。另外,关于板状构件11a、11b、
11c及FPC12a、12b的位置的修正动作,由于每次要识别板状构件11a、11b、11c及FPC12a、
12b的状态,经反馈控制而使机械臂及机械手动作,因此,存在定位操作需要耗费时间的问题。

发明内容

[0035] 本发明是为了解决现有问题而完成的,它利用简单的构件,提供一种高精度地将柔性布线基板粘贴到显示装置的所希望位置的显示装置的组装装置。
[0036] 本发明是一种显示装置的组装装置,将安装于显示装置的柔性布线基板弯曲到所述显示装置显示面的背面侧,其特征在于,包括:
[0037] 布线基板保持单元,该布线基板保持单元用于保持所述布线基板;
[0038] 显示装置保持单元,该显示装置保持单元用于保持所述显示装置;
[0039] 第一旋转单元,该第一旋转单元使所述布线基板保持单元转动;以及[0040] 第二旋转单元,该第二旋转单元使所述布线基板保持单元转动,
[0041] 在所述布线基板被所述布线基板保持单元保持、且所述显示装置被所述显示装置保持单元保持的状态下,利用第一及第二旋转单元将所述布线基板沿显示装置弯曲。
[0042] 另外,本发明是一种显示装置的组装装置,在所述显示装置的组装装置中,其特征在于,
[0043] 第一旋转单元的转轴C1的坐标(x1,y1)、第二旋转单元的转轴C2的坐标(x2,y2)、以及第一旋转单元的旋转角度θ由式101~105给出,
[0044] 式101~式105中的X、Y、a、s、t、r满足式106~式108,
[0045]
[0046]
[0047]
[0048]
[0049] θ=-tan-1a …(105)
[0050]
[0051]
[0052]
[0053] 其中,设坐标系与弯曲的转轴正交的面为xy平面,
[0054] 弯曲前的布线基板保持部的转轴侧的端点O为原点,
[0055] 与弯曲前的布线基板保持部的表面平行的轴为x轴,
[0056] 与弯曲前的布线基板保持部的表面垂直的轴为y轴。
[0057] 设在xy坐标系中,第一动作结束后布线基板保持部的端点P1的坐标为(X,Y),[0058] 第一动作结束后的布线基板保持部相对于x轴的斜率为a,
[0059] 弯曲结束后的布线基板保持部的端点位置P2的坐标为(s,t),
[0060] 布线基板在两处位置以弯曲半径r弯成直角,
[0061] 式108中,u、v、x2’、y2’由式109~式112给出。
[0062]
[0063]
[0064]
[0065]
[0066] 另外,本发明是一种显示装置的组装装置,将安装于显示装置的柔性布线基板弯曲到所述显示装置显示面的背面侧,其特征在于,包括:
[0067] 布线基板保持单元,该布线基板保持单元用于保持所述布线基板;
[0068] 显示装置保持单元,该显示装置保持单元用于保持所述显示装置;
[0069] 旋转单元,该旋转单元使所述布线基板保持单元转动;以及
[0070] 平移单元,该平移单元使所述布线基板保持单元平移,
[0071] 在所述布线基板被所述布线基板保持单元保持、且所述显示装置被所述显示装置保持单元保持的状态下,利用所述旋转单元及平移单元将所述布线基板沿显示装置弯曲。
[0072] 另外,本发明是一种显示装置的组装装置,在所述显示装置的组装装置中,其特征在于,
[0073] 平移单元的第一动作矢量(Vector)q与旋转单元的转轴C2的坐标(x2,y2)由式113~式115给出,
[0074] 式113~式115中的X、Y、s、t、r满足式116~式118,
[0075]
[0076]
[0077]
[0078]
[0079] 0<Y<t …(117)
[0080]
[0081] 其中,设坐标系与弯曲的转轴正交的面为xy平面,
[0082] 弯曲前的布线基板保持部的转轴侧的端点O为原点,
[0083] 与弯曲前的布线基板保持部表面平行的轴为x轴,
[0084] 与弯曲前的布线基板保持部表面垂直的轴为y轴。
[0085] 设在xy坐标系中,第一动作结束后的布线基板保持部的端点P1的坐标为(X,Y),[0086] 弯曲结束后的布线基板保持部的端点位置P2的坐标为(s,t),
[0087] 布线基板在两处位置以弯曲半径r弯成直角,
[0088] 式118中,w、z、u、v由式119~式122给出。
[0089]
[0090]
[0091]
[0092]
[0093] 另外,本发明是一种显示装置的组装装置,具有用于将安装于显示装置的柔性布线基板弯曲到所述显示装置背面侧的单元,其特征在于,包括:
[0094] 第一保持单元,该第一保持单元用于保持所述布线基板;
[0095] 第二保持单元,该第二保持单元用于定位保持所述显示装置;以及[0096] 定位单元,该定位单元用于在对所述布线基板进行弯曲加工时,将布线基板的自由端定位到一定的位置。
[0097] 另外,本发明是一种显示装置的组装装置,在所述显示装置的组装装置中,其特征在于,还包括:
[0098] 一次弯曲单元,该一次弯曲单元将所述布线基板引导至定位单元起作用的位置;以及
[0099] 二次弯曲单元,该二次弯曲单元用于进一步弯曲所述布线基板,并将其粘贴到所述显示装置。
[0100] 另外,本发明是一种显示装置的组装装置,在所述显示装置的组装装置中,其特征在于,还包括:
[0101] 一次弯曲单元,该一次弯曲单元将所述布线基板引导至定位单元起作用的位置;
[0102] 二次弯曲单元,该二次弯曲单元用于将所述布线基板弯曲到与所述布线基板平行并有间隙的状态;
[0103] 水平移动单元,该水平移动单元用于将所述布线基板的自由端前端定位到所述显示装置的所希望位置;以及
[0104] 垂直移动单元,该垂直移动单元将所述布线基板粘贴到所述显示装置。
[0105] 另外,本发明的特征在于,所述一次弯曲单元,
[0106] 具有在弯曲加工范围内弯曲所述布线基板、更好的是将所述布线基板弯曲到90°的单元。
[0107] 另外,本发明的特征在于,所述定位单元包括:
[0108] 定位头部,该定位头部与所述布线基板的自由端接触;以及
[0109] 头部移动单元,该头部移动单元在能将所述定位头部从所述布线基板的自由端的外侧移动到所希望位置的状态下保持所述定位头部。
[0110] 另外,本发明的特征在于,所述第一保持单元具备:
[0111] 吸附保持所述布线基板的吸附保持部;或者
[0112] 粘附保持所述布线基板的粘附保持部;或者
[0113] 卡合保持(Pin engagement hold)所述布线基板的卡合保持部。
[0114] 另外,本发明的特征在于,所述第一保持单元包括:
[0115] 保持部移动单元,该保持部移动单元在能沿水平方向移动所述保持部的状态下保持所述保持部;以及
[0116] 弹性体,该弹性体限制所述保持部移动单元向水平方向移动的力。
[0117] 根据本发明,在将安装于显示装置的柔性布线基板弯曲到所述显示装置显示面的背面侧的显示装置的组装装置中,利用布线基板保持单元保持所述布线基板,利用显示装置保持单元保持所述显示装置。所述布线基板保持单元通过第一旋转单元转动,所述布线基板保持单元通过第二旋转单元转动,将所述布线基板沿显示装置弯曲。
[0118] 这样,由于具备第一及第二旋转单元的两个不同转轴,因此,通过将两个旋转半径小于转轴为一个时的旋转半径的圆形轨迹组合,能使布线基板保持部的轨迹在渐开线内。因此,能防止弯曲过程中因拉伸而引起的所述布线基板损坏。
[0119] 另外,由于利用所述布线基板保持单元能固定所述布线基板,因此,能提高背光源上的弯曲后的所述布线基板的位置精度。另外,由于能将所述布线基板的一部分完全约束并移动到所希望位置,因此,所述布线基板不会在弯曲过程中在错误位置与双面胶带接触,防止被固定在错误位置。另外,即使在所述布线基板上安装有LED等发光元件的情况下,也能防止背光源的孔的壁面与发光元件产生干涉。
[0120] 另外,根据本发明,在所述显示装置的组装装置中,第一旋转单元的转轴C1的坐标(x1,y1)、第二旋转单元的转轴C2的坐标(x2,y2)、以及第一旋转单元的旋转角度θ由式101~105给出,式101~105中的X、Y、a、s、t、r设定为满足不等式106~式108。
[0121] 由于各转轴C1、C2的坐标(x1,y1)、(x2,y2)和旋转角度θ由式101~105给出,因此,能将布线基板保持部移动到所希望的位置。另外,由于给出各转轴C1、C2的坐标(x1,y1)、(x2,y2)和旋转角度θ,使得式101~105中的X、Y、a、s、t、r满足式106~式108,因此,能使布线基板保持部的轨迹在可动范围内。
[0122] 而且,根据本发明,在将安装于显示装置的柔性布线基板弯曲到所述显示装置的相反侧的显示装置的组装装置中,包括:用于保持所述布线基板的布线基板保持单元;用于保持所述显示装置的显示装置保持单元;使布线基板保持单元转动的旋转单元、以及使旋转单元平移的平移单元,从而将布线基板沿显示装置弯曲。
[0123] 这样,由于除了具有一个转轴之外,还具有平移单元,因此,作为第一动作,能够利用平移单元将布线基板移动到渐开线内侧;作为第二动作,能够通过以旋转半径较小的一个圆形轨迹从渐开线内侧旋转180°,在渐开线内沿圆形轨迹弯曲所述布线基板。因此,能防止弯曲过程中因拉伸而引起的布线基板损坏。
[0124] 另外,由于利用布线基板保持部能固定所述布线基板,因此,能在背光源上以高位置精度配置弯曲后的布线基板。
[0125] 另外,由于能将所述布线基板的一部分完全约束并移动到所希望位置,因此,所述布线基板不会在弯曲过程中在错误位置与双面胶带接触,不会被固定在错误位置。另外,即使在布线基板上安装有LED等发光元件的情况下,背光源的孔的壁面也不会与发光元件产生干涉。
[0126] 而且,根据本发明,在显示装置的组装装置中,平移单元进行的第一动作的矢量q与第二旋转单元的转轴C2的坐标(x2,y2)由式113~115给出,式113~115中的X、Y、s、t、r设定为满足式116~式118。
[0127] 由于所述平移单元与第二转轴的配置由式113~式115给出,因此,能将布线基板保持部移动到所希望的位置。另外,由于给出平移单元进行的第一动作的矢量q与第二转轴C2的坐标(x2,y2),使得式113~式115的X、Y、s、t、r满足式116~式118,因此,能使所述布线基板保持部的轨迹在可动范围内。
[0128] 另外,根据本发明,通过利用平台定位保持显示装置,能将粘贴布线基板的目标位置对于显示装置配置在一定的位置,从而能以显示装置的端面作为基准进行定位保持。
[0129] 一次弯曲单元使得布线基板与保持单元接触。通过将布线基板弯曲到一定的位置,使布线基板处于和保持单元接触的状态,从而能利用保持单元可靠地保持基板。
[0130] 在对布线基板进行定位时,若将布线基板水平设置,则有的情况下定位动作时布线基板整体弯曲而无法保持。若将布线基板预先弯曲例如90°,则定位动作时布线基板只有预先弯曲的部分弯曲,从而能可靠地保持布线基板为平面。
[0131] 定位单元采用以下结构:即,通过按压布线基板的前端,使布线基板的前端位置与预定位置一致。而且,若与前端一致的位置是以长度最短的布线基板的位置为基准位置,则即使布线基板因公差而存在长度偏差时,也能使所有布线基板与同一位置一致。保持单元采用以下结构:即,在退回所述定位单元后,将布线基板持续保持在预定位置。并且,采用在弯曲和粘贴工序中对布线基板施加超过弹性范围的力时释放保持力的结构。从而,能防止布线基板变形或损坏。
[0132] 二次弯曲单元通过使所述保持单元工作,将所述保持单元所保持的布线基板弯曲、粘贴到显示装置的背面。当利用二次弯曲单元使布线基板弯曲的位置、与粘贴布线基板的位置相同时,能同时进行二次弯曲和粘贴。
[0133] 另外,当利用二次弯曲单元使布线基板弯曲的位置、与粘贴布线基板的位置不相同时,二次弯曲进行到布线基板与显示装置平行且有间隙的状态为止,然后利用水平移动单元使所述保持单元沿水平方向移动,从而将布线基板的前端移动到显示装置的预定位置。最后,利用垂直移动单元,使所述保持单元沿垂直方向移动,从而将布线基板粘贴到显示装置。
[0134] 通过利用上述结构,能够对显示装置和布线基板分开定位并进行粘贴动作,可提供一种能将存在尺寸公差的布线基板高精度地弯曲和粘贴到显示装置的预定位置的显示装置的组装装置。另外,由于不需要对显示装置和布线基板的初始位置进行图像识别就能进行定位,因此,能降低装置的成本,能提供一种在较短的加工时间内进行弯曲和粘贴的组装装置。

附图说明

[0135] 本发明的目的、特征、及优点可利用下面的详细说明和附图进一步明确。
[0136] 图1是表示本发明实施方式中的显示装置的组装装置100的侧视图。
[0137] 图2是图1所示的组装装置100的俯视图。
[0138] 图3A是表示FPC106在弯曲前的形状的立体图。
[0139] 图3B是表示FPC 106在弯曲后的形状的立体图。
[0140] 图4是表示在图1的实施方式的组装装置100中、使第一旋转单元旋转后的配置的正视图。
[0141] 图5是表示在图1的实施方式的组装装置100中、使第二旋转单元旋转后的配置的正视图。
[0142] 图6是表示显示装置的组装装置中的第一动作的转轴、与第一动作结束后的位置的剖视图。
[0143] 图7是表示显示装置的组装装置中的第二动作的转轴、与第二动作结束后的位置的剖视图。
[0144] 图8是表示显示装置的组装装置中的第二动作过程中的FPC106的位置与到基板侧面的距离的剖视图。
[0145] 图9是表示本发明另一实施方式中的显示装置的组装装置100A的侧视图。
[0146] 图10是另一实施方式中的组装装置100A的俯视图。
[0147] 图11是表示在另一实施方式的组装装置100A中、使平移装置工作后且旋转装置工作前的组装装置100A的配置的正视图。
[0148] 图12是表示使组装装置100A的FPC保持部120旋转后的状态图。
[0149] 图13是表示FPC106的弯曲部的弯曲状态的剖视图。
[0150] 图14A是表示本发明又一实施方式的显示装置的组装装置200的侧视图。
[0151] 图14B是图14A所示的组装装置200的俯视图。
[0152] 图15是用于说明组装装置200的动作的流程图。
[0153] 图16A是表示组装装置200进行步骤S1的动作的图。
[0154] 图16B是表示组装装置200进行步骤S1的动作的图。
[0155] 图17A是表示组装装置200进行步骤S2的动作的图。
[0156] 图17B是表示组装装置200进行步骤S2的动作的图。
[0157] 图18A是表示组装装置200进行步骤S3、S4的动作的图。
[0158] 图18B是表示组装装置200进行步骤S3、S4的动作的图。
[0159] 图19A是表示组装装置200进行步骤S5的动作的图。
[0160] 图19B是表示组装装置200进行步骤S5的动作的图。
[0161] 图20A是表示组装装置200进行步骤S6、S7的动作的图。
[0162] 图20B是表示组装装置200进行步骤S6、S7的动作的图。
[0163] 图21A是表示组装装置200进行步骤S8的动作的图。
[0164] 图21B是表示组装装置200进行步骤S8的动作的图。
[0165] 图22是表示本发明又一实施方式的组装装置200A的外观图。
[0166] 图23是表示本发明又一实施方式的组装装置200B的外观图。
[0167] 图24是表示组装装置200B的动作状态的流程图。
[0168] 图25A是表示图24所示的组装装置200B的动作状态的图。
[0169] 图25B是表示液晶组件101、布线基板202、吸附衬垫204、转臂205及定位块214的各动作的图。
[0170] 图26A是表示图24所示的组装装置200B的动作状态的图。
[0171] 图26B是表示液晶组件101、布线基板202、吸附衬垫204、转臂205及定位块214的各动作的图。
[0172] 图27A是表示图24所示的组装装置200B的动作状态的图。
[0173] 图27B是表示液晶组件101、布线基板202、吸附衬垫204、转臂205及定位块214的各动作的图。
[0174] 图28A是表示图24所示的组装装置200B的动作状态的图。
[0175] 图28B是表示液晶组件101、布线基板202、吸附衬垫204、转臂205及定位块214的各动作的图。
[0176] 图29A是表示图24所示的组装装置200B的动作状态的图。
[0177] 图29B是表示液晶组件101、布线基板202、吸附衬垫204、转臂205及定位块214的各动作的图。
[0178] 图30A是表示图24所示的组装装置200B的动作状态的图。
[0179] 图30B是表示液晶组件101、布线基板202、吸附衬垫204、转臂205及定位块214的各动作的图。
[0180] 图31A是表示图24所示的组装装置200B的动作状态的图。
[0181] 图31B是表示液晶组件101、布线基板202、吸附衬垫204、转臂205及定位块214的各动作的图。
[0182] 图32A是表示图24所示的组装装置200B的动作状态的图。
[0183] 图32B是表示液晶组件101、布线基板202、吸附衬垫204、转臂205及定位块214的各动作的图。
[0184] 图33是表示本发明又一实施方式中的显示装置的组装装置200C的侧视图。
[0185] 图34是表示布线基板定位单元304的动作的图。
[0186] 图35是表示布线基板定位单元304的动作的图。
[0187] 图36是表示布线基板定位单元304的动作的图。
[0188] 图37是表示布线基板定位场所的图。
[0189] 图38是表示利用布线基板的滑动来防止变形的变形防止单元的结构图。
[0190] 图39是表示采用吸附的保持单元402的图。
[0191] 图40是表示采用销子的保持单元402的图。
[0192] 图41是表示利用布线基板的弹性体来防止变形的变形防止单元的结构图。
[0193] 图42A是表示利用弹性体来防止变形的变形防止单元的动作图。
[0194] 图42B是表示利用弹性体来防止变形的变形防止单元的动作图。
[0195] 图43是表示液晶组件1的剖面结构的图。
[0196] 图44A是图44的液晶组件1的立体图。
[0197] 图44B是从背面侧观察连接了FPC6的背光源单元2的立体图。
[0198] 图45是表示另一现有技术的组装装置13的立体图。
[0199] 图46是用于说明利用日本专利特开平7-109066号公报的现有技术的组装装置的组装动作的图。
[0200] 图47是用于说明利用图45所示的组装装置13的组装动作的图。
[0201] 标号说明
[0202] 100、100A、200、200A、200B、200C显示装置的组装装置
[0203] 101液晶组件
[0204] 106FPC
[0205] 110液晶组件保持部
[0206] 111液晶组件保持基台
[0207] 112定位销
[0208] 113保持推进器(Pusher)
[0209] 114弯曲装置基台
[0210] 115滑动导轨(Linear motion slider:直线运动滑块)
[0211] 116定位弹簧
[0212] 117推进解除单元
[0213] 118液晶组件吸附孔
[0214] 120FPC保持部
[0215] 121FPC保持基台
[0216] 122吸附孔
[0217] 123FPC吸附孔
[0218] 130第一旋转装置
[0219] 131旋转致动器(Rotary actuator)
[0220] 132转轴
[0221] 140第二旋转装置
[0222] 141旋转致动器
[0223] 142转轴
[0224] 160旋转装置
[0225] 161旋转致动器
[0226] 162转轴
[0227] 163旋转基台部
[0228] 170平移装置
[0229] 171气缸(Pneumatic cylinder)
[0230] 172滑动导轨
[0231] 173平移装置止挡器
[0232] 201平台
[0233] 202布线基板
[0234] 203平台
[0235] 204定位导轨
[0236] 205推进器
[0237] 206吸附衬垫
[0238] 207保持框架
[0239] 208垂直滑块
[0240] 209垂直气缸
[0241] 210垂直止挡器
[0242] 211框架
[0243] 212定位块
[0244] 213定位气缸
[0245] 214定位调节器(adjuster)
[0246] 215转轴
[0247] 216旋转致动器
[0248] 217A、217B旋转止挡器
[0249] 218水平滑块
[0250] 219水平气缸
[0251] 220水平止挡器
[0252] 221衬垫部
[0253] 222吸引孔
[0254] 223保持衬垫
[0255] 224销
[0256] 225销孔
[0257] 226衬垫滑块(Linear motion slider:直线运动滑块)
[0258] 227弹性体
[0259] 302、402保持单元
[0260] 303一次弯曲单元
[0261] 304定位单元

具体实施方式

[0262] 下面,参照附图,详细说明本发明的优选实施方式。
[0263] 图1是表示本发明实施方式1中的显示装置的组装装置100的侧视图,图2是图1所示的组装装置100的俯视图。本实施方式的显示装置的组装装置(以下有时简单地记为“组装装置”)100包括:作为显示装置保持单元的液晶组件保持部110;作为布线基板保持单元的FPC保持部120;第一旋转装置130;以及第二旋转装置140。
[0264] 液晶组件保持部110采用能将作为显示装置的液晶面板101定位保持的结构。液晶组件保持部110具有平面状的液晶组件保持基台111,在液晶组件保持基台111上设有定位销112和保持推进器113。定位销112垂直于液晶组件保持基台111,设有3根,保持推进器113配置于由3根定位销112所构成的一个角的对角侧。
[0265] 液晶组件保持部110利用保持推进器113,对液晶组件101的外形进行定位。保持推进器113通过滑动导轨115和定位弹簧116设置于液晶组件保持基台111上。定位弹簧116与滑动导轨115平行配置,定位弹簧116的一个端部固定于滑动导轨115的可动侧,另一个端部固定于液晶组件保持基台111。推进器解除单元117被液晶组件保持基台111所支承,能处于将推进器113压入定位弹簧116一侧并固定的位置、以及离开推进器113并解除向定位弹簧压入的位置。
[0266] FPC(Flexible Printed Circuits:柔性印刷电路,以下简记为“FPC”)保持部120设置于第二旋转装置140的可动侧,第二旋转装置140设置于第一旋转装置130的可动侧。FPC106被FPC保持部120吸附表面而保持,通过第二旋转装置140及第一旋转装置130的运动,弯曲到背光源单元102上。
[0267] FPC保持部120具有块状的FPC保持基台121,在保持基台121的上表面形成有多个吸附孔122。
[0268] 第一旋转装置130具有旋转致动器131和转轴132。旋转致动器131设置于弯曲装置基台114上,在旋转致动器131的可动侧固定转轴132。在转轴132的另一个端部上安装有第二旋转装置140。
[0269] 第二旋转装置140具有旋转致动器141、转轴142和旋转基台部143。旋转基台部143上设置有旋转致动器141,在旋转致动器141的可动侧固定转轴142。在转轴142的另一个端部上安装有FPC保持部120。
[0270] 图3A和图3B是表示FPC106在弯曲前后的状态的立体图,图3A表示FPC106在弯曲前的状态,图3B表示FPC106在弯曲后的状态。对具有上述结构的组装装置100的弯曲动作进行说明。所述液晶组件101在如图3A所示那样安装了FPC106的液晶面板104被组装固定到背光源单元102的状态下,提供给液晶组件组装装置,通过弯曲动作加工成图3B所示那样。图3B中,FPC106发生弯曲,使其在弯曲部与背光源单元102的侧面接触,利用双面胶带108固定于背光源单元102的上表面。
[0271] 另外,FPC106的弯曲部的表面还形成有电接地用的焊盘,通过与背光源单元102的金属部接触实现接地。另外,为了保证FPC106的机械性能和电学性能,规定了FPC106的弯曲半径的下限值,必须以下限值以上的弯曲半径进行弯曲。
[0272] 在将液晶组件101提供给组装装置100时,组装装置100如图1和图2所示那样配置。第一旋转装置130和第二旋转装置140配置成使得FPC保持部120的保持基台部121的上表面与液晶组件保持基台111的上表面一致。
[0273] 首先,利用未图示的传送装置将液晶组件101提供给组装装置100。传送装置设置成保持背光源单元102的上表面,并且使液晶组件保持基台111与液晶面板104的下表面接触。
[0274] 接着,推进器解除单元117离开推进器113,推进器113受到定位弹簧116的弹力而移动,从而按压液晶组件101。液晶组件101受到推进器113的压力而移动,被压至定位销112与之接触,从而根据外形基准来定位。接下来,使与液晶组件保持部110连接的未图示的真空吸引源工作,使液晶组件吸附孔118产生吸附力,将液晶组件101固定在液晶组件保持基台111上。
[0275] 然后,利用FPC保持部120固定FPC106。使与FPC保持基台121连接的未图示的真空吸引源工作,使FPC吸附孔123产生吸附力,将FPC106固定在FPC保持基台121上。
[0276] 这里,是利用设置于块状FPC保持基台121的FPC吸附孔123吸附FPC106,但吸附单元也可以是对保持基台使用多孔体或利用设置于保持基台上的吸附槽。另外,对于FPC106的保持还可以使用除真空吸附以外的方法。例如,当FPC弯曲后,FPC106的一部分呈舌片状露出在背光源单元102的上表面外侧,在这种形状的情况下,也可以夹住舌片状部分(Pull tab)进行保持。
[0277] 接下来,利用第一旋转装置130,使FPC保持部120如图4所示那样向斜上方移动。使旋转致动器131工作,通过转轴132使FPC保持部120旋转。
[0278] 然后,利用第二旋转装置140,使FPC106如图5所示那样弯曲到背光源单元102上。使旋转致动器141工作,通过转轴142使FPC保持部120旋转到FPC106与背光源单元102接触为止。在背光源单元102的弯曲固定面上粘贴有双面胶带108,将FPC106弯曲固定在双面胶带108上。
[0279] 弯曲工序到此结束。如上所述,由于具备第一旋转装置130和第二旋转装置140,因此,通过将两个旋转半径小于转轴为一个时的旋转半径的圆形轨迹组合,能在可动范围内弯曲。
[0280] 本实施方式中,是先驱动两个旋转装置中设置于弯曲基台114一侧的第一旋转装置130,再驱动设置于FPC保持基台121一侧的第二旋转装置140,但也可以与之相反,先驱动第二旋转装置140,然后驱动第一旋转装置130。
[0281] 另外,本实施方式中,是将液晶组件101固定,移动FPC 106进行组装,但也可以将FPC106固定,移动液晶组件101进行组装。
[0282] 通过以下步骤求出能将FPC保持部120移动到所希望位置的转轴位置、以及FPC106在可动范围内弯曲的条件。
[0283] (1)确定第一动作后的FPC106的位置和斜率,求出用于从初始位置开始转动的第一动作的转轴位置。
[0284] (2)确定弯曲结束后的FPC106的位置,求出用于从第一动作后的位置开始转动的第二动作的转轴位置。
[0285] (3)求出弯曲开始时FPC106在可动范围内的条件。
[0286] (4)求出弯曲结束时FPC106在可动范围内的条件。
[0287] (5)求出第二动作过程中FPC106在可动范围内的条件。
[0288] 首先,确定第一动作后的FPC106的位置和斜率,求出用于从初始位置开始转动的第一动作的转轴位置。
[0289] 图6示出第一动作结束后的FPC106的弯曲部的剖视图。其中,设坐标系与弯曲的转轴正交的面为xy平面,弯曲前的FPC保持部120的转轴侧的端点O为原点,与弯曲前的FPC106的面平行的轴为x轴,与FPC106的面垂直的轴为y轴。而且,设FPC保持部120的端点O在第一动作结束后的位置P1的坐标为(X,Y),第一动作结束后的FPC保持部120的表面相对于x轴的斜率为a,弯曲结束后的保持部的端点位置P2的坐标为(s,t),FRC106在两处位置以弯曲半径r弯曲成90°。
[0290] 第一动作的旋转角度θ由于等于弯曲前的FPC保持部120的表面、与弯曲后的FPC保持部120的表面所形成的角∠OAP1,因此,θ可用FPC保持部120的斜率a如下式1所示来表示。
[0291] θ=-tan-1a …(1)
[0292] 为了使弯曲前的FPC保持部120的点O通过第一动作而移动到点P1,需要将旋转中心C1到点O的距离与到点P1的距离设置成相等。同时,为了符合FPC保持部120表面的斜率,将旋转中心C1到弯曲前的FPC保持部120表面的延长线的垂线C1T0的长度、与到第一动作结束后的FPC保持部120表面的延长线的垂线C1T1的长度配置成相等。因此,由于ρC1T0O与ρC1T1P1全等,所以旋转中心C1可作为∠OAP1的外角的平分线n与线段OP1的垂直平分线m的交点而求出。
[0293] 下面,用X、Y、a表示旋转中心C1的坐标(x1,y1)。若直线n的表达式为y=bx+c,-1则由于∠OAP1=θ=-tan a,因此,斜率b可由下式2给出。
[0294]
[0295] 接着,图6中,由于Q1A=P1Q1/(-a)=-Y/a,因此,OA=X-Y/a。所以,由于直线n通过点A(X-Y/a,0),因此若将其代入y=bx+c并整理,则可得
[0296]
[0297] 接下来,若求出直线m的表达式y=dx+e,则由于与m正交的线段OP1的斜率为Y/X,因此,直线m的斜率d=-X/Y。
[0298] 由于直线m通过线段OP1的中点M1,因此M1的坐标为(X/2,Y/2),若将其代入y=dx+e并整理,则可得
[0299]
[0300] 这里,直线n:y=bx+c与直线m:y=dx+e的交点C1可通过将两式联立解出x、y,得到以下结果。
[0301]
[0302]
[0303] 若将到此为止求出的b、c、d、e代入上式5、6,则用于从初始位置开始转动的第一动作的转轴位置C1的坐标(x1,y1)得到以下结果。
[0304]
[0305]
[0306] 其次,确定弯曲结束后的FPC 106的位置,求出用于从第一动作后的位置开始转动的第二动作的转轴位置。
[0307] 图7示出第二动作结束后的弯曲部的剖视图。图7中,为了使第一动作结束后的FPC 106的点P1通过第二动作移动到点P2,需要将旋转中心C2到点P1的距离与到点P2的距离设置成相等。同时,为了符合FPC106的姿势,将旋转中心C2到第一动作后的FPC保持部120表面的延长线的垂线C2S1的长度、与到第二动作结束后的FPC保持部120表面的延长线的垂线C2S2的长度配置成相等。因此,由于ρC2S1P1与ρC2S2P2全等,所以旋转中心C2可作为∠P1BP2的外角的平分线j与线段P1P2的垂直平分线k的交点而求出。
[0308] 下面,用X、Y、a、s、t表示旋转中心C2的坐标(x2,y2)。首先,若直线j的表达式为y=fx+g,则由于斜率f=-tan(∠C2BP2),∠C2BP2=∠ABP2/2=θ/2,因此整理后斜率f由下式9给出。
[0309]
[0310] 直线j通过点B(X-(Y-t)/a,t)。若将点B的坐标与上式9代入y=fx+g并整理,则可得
[0311]
[0312] 接下来,若设直线k的表达式为y=hx+i,则由于与k正交的线段P1P2的斜率为(Y-t)/(X-s),因此,k的斜率h=-(X-s)/(Y-t)。
[0313] 由于直线k通过线段P1P2的中点M2,因此若将M2的坐标((X+s)/2,(Y+t)/2)和h代入y=hx+i并整理,则可得
[0314]
[0315] 这里,直线i:y=fx+g与直线k:y=hx+i的交点可通过将两式联立解出x、y,得到以下结果。
[0316]
[0317]
[0318] 若将到此为止求出的f、g、h、i代入上式12、13,则用于从第一动作后的位置开始转动的第二动作的转轴位置C2的坐标(x2,y2)得到以下结果。
[0319]
[0320]
[0321] 第三,求出弯曲开始时FPC106在可动范围内的条件。
[0322] FPC106的可动范围是在FPC106被拉伸的状态下在背光源单元的全长范围内完全沿其侧面那样弯曲时的FPC106的轨迹,用背光源单元外形的渐开线给出。在FPC106被拉伸的状态下弯曲时,由于任意时刻的瞬间中心均为FPC106与基板侧面的切点,因此,该轨迹所给出的FPC106的可动范围曲线在任意位置与FPC106正交。因而,需要使弯曲开始时的FPC保持部120的运动方向相对于FPC106的法线向内侧倾斜。
[0323] 图6中,使弯曲开始时的FPC保持部120的运动方向向FPC106的法线内侧倾斜(图6中0<α<π/2)的条件为,根据该图,将转轴C1配置于弯曲方向的相反侧(图6中y<0)。
[0324] 即,由于第一旋转单元130的转轴C1的坐标(x1,y1)只要y1<0即可,因此,若将其代入y1的表达式,则弯曲开始时FPC106在可动范围内的条件得到如下结果。
[0325]
[0326] 第四,求出弯曲结束时FPC106在可动范围内的条件。
[0327] 由于需要使FPC106在弯曲结束时刻位于可动界限上,在弯曲结束前位于可动范围内侧,因此,需要使弯曲结束瞬间的FPC保持部120的移动方向相对于可动范围是从内侧朝向外侧。
[0328] 根据图7,弯曲结束时的移动方向与直线C2P2正交。因此,弯曲结束时的FPC106的运动方向从可动范围的内侧朝向外侧(图7中,0<β<π/2)的条件为,将第二动作的转轴C2配置于基板弯曲固定FPC106一侧的表面的下侧(图7中,y<t)。
[0329] 即,由于第二旋转单元140的转轴C2的坐标(x2,y2)只要y2<t即可,因此,若将其代入y2的表达式,则弯曲结束时FPC106在可动范围内的条件得到如下结果。
[0330]
[0331] 第五,求出第二动作过程中FPC106在可动范围内的条件。
[0332] 图8是表示第二动作过程中的FPC106的位置与到基板侧面的距离的剖视图。图8中,设FPC106在两处位置以弯曲半径r弯成直角。若考虑第二动作过程中FPC保持部120的轨迹与可动范围内切的条件,则从轨迹与可动范围的切点到转轴C2的直线与轨迹的切线正交,从轨迹与可动范围的切点到FPC106的圆弧部分的切线与可动范围的切线正交。这里,由于轨迹与可动范围的切线一致,因此轨迹与可动范围的切点位于从转轴C2到FPC106的圆弧部分的切线上。
[0333] 设从转轴C2到FPC106的圆弧部分的切线的切点为D,FPC106的圆弧部分的下端为E,直线C2D与FPC保持部的轨迹的交点为P’,直线C2D与FPC106的可动范围的交点为Q’。第二动作过程中FPC106在可动范围内的条件为,FPC106弯曲到P’时刻的FPC106的自由长度DP’与FPC106的已弯曲部分的弧长ED之和,比弯曲前的FPC106的自由长度OE要小。
这里,由于DP’=DC2+P’C2,因此所求出的条件可表示为OE>ED+DC2+P’C2。
[0334] 这里,如图8所示,设下侧弯曲部的弯曲中心为点O’,以点O’为原点的是x’y’坐标系。设点O’在xy坐标系中的坐标为(s0,r)。
[0335] 首先,若求出OE,则根据图8,由于s-s0=s0-(t-2r)-πr,因此整理后由下式给出。
[0336]
[0337] 接着,根据图8,由于 因此弧长ED由下式给出。
[0338] ED=rtan-1(u/v) …(19)
[0339] 接下来,根据点C2、点D的坐标求出DC2。若在x’y’坐标系中,设点C2的坐标为[x2’,y2’],点D的坐标为[u,v],则DC2由下式给出。
[0340]
[0341] 作为式20中的未知数,计算x2’、y2’、u、v。首先,关于转角部中的FPC 106的圆弧形状、与对于FPC106的圆弧形状的切线,成立以下关系式。
[0342] (FPC106的圆弧的方程式) …
[0343] (FPC106的切线的方程式) …
[0344] 由于点D在圆弧上,因此将[u,v]代入圆弧方程式的[x’,y’],由于点C2在切线上,因此将[x2’,y2’]代入切线方程式的[x’,y’],对两式求解u、v,则得到下式。
[0345]
[0346]
[0347] 这里,由于转轴C2[x2’,y2’]为转轴C2(x2,y2)在x’y’坐标系中的分量,因此,通过坐标变换到xy坐标系,由下式给出。
[0348]
[0349]
[0350] 如上所述,通过将x2’、y2’、u、v的值代入式20,得到DC2。
[0351] 接下来,由于P’C2等于第二动作的旋转半径,因此由下式给出。
[0352]
[0353] 由此,若将式18~式27代入OE>ED+DC2+P’C2并整理,则作为第二动作过程中FPC106在可动范围内的条件,可得到下式的结果。
[0354]
[0355] 如上所述,求出了能将FPC保持部120移动到所希望位置的转轴位置(1)、(2)、和FPC106在可动范围内弯曲的条件(3)、(4)、(5)。若转轴坐标与旋转角度由式1、7、8、14、15给出,则能将FPC保持部120移动到所希望的位置。另外,若式16、17、28成立,则FPC保持部120的轨迹处于可动范围之内。
[0356] 接着,说明本发明实施方式2的显示装置的组装装置。此外,在以下的实施方式中,对和图1~图8所示构件相同的构件附加同一标号,省略其重复说明。
[0357] 图9是表示本发明实施方式2中的显示装置的组装装置100A的正视图,图10是实施方式2中的组装装置100A的俯视图。作为显示装置的液晶组件的组装装置100A包括液晶组件保持部110、FPC保持部120、旋转装置160、以及平移装置170。
[0358] FPC保持部120设置于旋转装置160的可动侧,旋转装置160设置于平移装置170的可动侧。图9所示的FPC 106被FPC保持部120吸附表面而保持,通过旋转装置160及平移装置170的运动,弯曲到背光源单元102上。
[0359] 旋转装置160具有旋转致动器161、转轴162和旋转基台部163。旋转基台163上设置有旋转致动器161,在旋转致动器161的可动侧固定转轴162。转轴162的另一个端部上安装有FPC保持部120。
[0360] 平移装置170包括气缸171、滑动导轨172和平移装置止挡器173。旋转装置160安装于气缸171的可动侧,并被滑动导轨172支承,通过气缸171的动作可以移动。平移装置止挡器173设置于弯曲装置基台114上,与旋转装置160的表面接触,能够决定利用气缸171使旋转装置160移动的停止位置。
[0361] 对具有上述结构的液晶组件组装装置的弯曲动作进行说明。在将液晶组件101提供给液晶组件组装装置时,液晶组件组装装置如图9和图10所示那样配置。旋转装置160配置成使得FPC保持部120的FPC保持基台121的上表面与液晶组件保持基台111平行。平移装置170配置成使得FPC保持基台121的上表面与液晶组件保持基台111的面一致。
[0362] 首先,利用未图示的传送装置将液晶组件101提供给液晶组件组装装置。接着,利用推进器113,根据外形基准将液晶组件101定位。接下来,使与液晶组件保持部110连接的未图示的真空发生源工作,将液晶组件101固定在液晶组件保持基台111上。然后,使与FPC保持基台121连接的未图示的真空吸引源工作,将FPC106固定在FPC保持基台121上。
[0363] 接着,利用平移装置170,使FPC保持部120向斜上方移动。如图11所示,气缸171进行工作,滑动导轨172向上方移动,通过固定于滑动导轨172的可动侧的旋转装置160,使FPC保持部120向斜上方移动。由于气缸171在旋转基台部163与平移装置止挡器173接触的位置停止,因此滑动导轨172能以高位置精度停止。
[0364] 然后,利用旋转装置160,使FPC106弯曲到背光源单元102上。如图12所示,使旋转致动器161工作,通过与旋转致动器161连接的转轴162,使FPC保持部120旋转180度。在背光源单元102的弯曲固定面上粘贴有双面胶带108,将FPC106弯曲固定在双面胶带108上。
[0365] 弯曲工序到此结束。如上所述,本实施方式的液晶组件组装装置由于具备平移装置170和旋转装置160,因此,通过第一动作将FPC106移动到可动范围内侧,然后使其相对于渐开线以较小的半径旋转,从而能在可动范围内弯曲。
[0366] 这里,是先驱动设置于弯曲基台一侧的平移装置170,再驱动设置于FPC保持基台121一侧的旋转装置160,但也可以首先使旋转装置160旋转预定旋转角度180°中的一部分角度,接着以整个行程驱动平移装置170,然后再驱动旋转装置160使其旋转剩下的角度。
[0367] 另外,本实施方式中,是将液晶组件101固定,移动FPC106进行组装,但也可以将FPC106固定,移动液晶组件101进行组装。
[0368] 通过以下步骤求出能将FPC保持部120移动到所希望位置的平移单元及旋转单元的位置、以及FPC106在可动范围内弯曲的条件。
[0369] (1)确定第一动作后的FPC106的位置,求出用于从初始位置开始平移的第一动作的移动量。
[0370] (2)确定弯曲结束后的FPC106的位置,求出用于从第一动作后的位置开始转动的第二动作的转轴位置。
[0371] (3)求出第一动作后FPC106不与基板干涉的条件。
[0372] (4)求出弯曲结束时FPC106在可动范围内的条件。
[0373] (5)求出第二动作过程中FPC106在可动范围内的条件。
[0374] 首先,确定第一动作后的FPC106的位置,求出用于从初始位置开始平移的第一动作的移动量。
[0375] 图13示出弯曲部的剖视图。通过第一工作,由于FPC保持部120的端点从O(0,0)移动到P1(X,Y),因此平移单元所进行的第一动作的矢量q由下式给出。
[0376]
[0377] 然后,确定弯曲结束后的FPC106的位置,求出用于从第一动作结束后的位置开始转动的第二动作的转轴位置。
[0378] 通过第二动作,FPC保持部120旋转180°,端点从P1(X,Y)移动到P2(s,t)。因此,需要配置旋转中心C2,使得C2到P1的距离与C2到P2的距离相等。同时,为了符合FPC保持部120表面的斜率,将旋转中心C2到第二动作前的FPC保持部120表面的延长线的垂线C2S1的长度、与到第二动作结束后的FPC保持部120表面的延长线的垂线C2S2的长度配置成相等。因此,由于ρC2S1P1与ρC2S2P2全等,所以旋转中心C2为线段P1P2的中点。由此,用于从第一动作后的位置开始转动的第二动作的转轴C2的坐标(x2,y2)可用X、Y、s、t表示如下。
[0379]
[0380]
[0381] 第三,求出第一动作结束后FPC106不与基板干涉的条件。关于x坐标,只要第一动作结束后FPC106不与基板侧面干涉即可。由于侧面的位置为x=OE-r,根据式18,OE=(s+πr+t-2r)/2,因此与x坐标相关的条件由下式给出。
[0382]
[0383] 第四,求出弯曲结束时FPC106在可动范围内的条件。图12示出弯曲部的剖视图。由于需要使FPC106在弯曲结束时刻位于可动界限上,在弯曲结束前位于可动范围内侧,因此,需要使弯曲结束瞬间的FPC 106的移动方向相对于可动范围是从内侧朝向外侧。
[0384] 根据图13,弯曲结束时的移动方向与直线C2P2正交。因此,弯曲结束时的FPC 106的运动方向从可动范围的内侧朝向外侧(图13中,0<β<π/2=的条件为,将第二动作的转轴C2配置于基板弯曲固定FPC106一侧的表面的下侧(图13中,y<t)。
[0385] 为了将转轴C2配置于基板弯曲固定FPC106一侧的表面的下侧(图13中,y<t),需要将第一动作结束时的FPC106的位置P1配置于基板弯曲固定FPC106一侧的表面的下侧(图13中,y<t)。
[0386] 另外,当Y<0时,由于图13中通过第一动作平移到下侧后,通过第二动作弯曲,对弯曲是不恰当的,因此,需要使Y>0。
[0387] 如上所述,弯曲结束时FPC106在可动范围内的条件可用下式表示。
[0388] 0<Y<t …(33)
[0389] 第五,求出第二动作过程中FPC106在可动范围内的条件。
[0390] 图13中,设FPC106在两处位置以弯曲半径r弯成直角。若考虑第二动作过程中FPC保持部120的轨迹与可动范围内切的条件,则从轨迹与可动范围的切点到转轴C2的直线与轨迹的切线正交,从轨迹与可动范围的切点到FPC106的弯曲R形状的切线与可动范围的切线正交。这里,由于轨迹与可动范围的切线一致,因此轨迹与可动范围的切点位于从转轴C2到FPC106的弯曲R形状的切线上。
[0391] 设从转轴C2到FPC106的弯曲R形状的切线的切点为D,FPC106的弯曲R形状的下端为E,直线C2D与FPC保持部的轨迹的交点为P’,直线C2D与FPC106可动范围的交点为Q’。
[0392] 第二动作过程中FPC106在可动范围内的条件为,FPC106弯曲到P’时刻的FPC106的自由长度DP’与FPC106已弯曲部分的弧长ED之和,比弯曲前的FPC106的自由长度OE要小。这里,由于DP’=DC2+P’C2,因此所求出的条件可表示为OE>ED+DC2+P’C2。
[0393] 这里,如图13所示,设下侧弯曲部的弯曲中心为点O’,以点O’为原点的是x’y’坐标系。
[0394] 首先,OE及ED由下式18及式19给出。
[0395] 接着,由于P’C2等于第二动作的旋转半径,因此由下式给出。
[0396]
[0397] 然后求出DC2。若在x’y’坐标系中,设点C2的坐标为[w,z],点D的坐标为[u,v],则DC2由下式给出。
[0398]
[0399] 作为式28中的未知数,计算点C2的坐标[w,z]和点D的坐标[u,v]。首先,关于转角部中的FPC106的圆弧形状、与对于FPC106的圆弧形状的切线,成立以下关系式。
[0400] (FPC的圆弧的方程式)…
[0401] (FPC的切线的方程式)…
[0402] 由于点D在圆弧上,因此将[u,v]代入圆弧方程式,由于点C2在切线上,因此将[w,z]代入切线方程式,对两式求解u、v,则得到下式。
[0403]
[0404]
[0405] 接下来,由于转轴C2[w,z]为线段P1P2的中点在x’y’坐标系中的分量,因此,通过坐标变换到xy坐标系,由下式给出。
[0406]
[0407]
[0408] 如上所述,通过将w、z、u、v的值代入式28,得到DC2。
[0409] 由此,若将式18、式19、式34、式35代入OE>ED+DC2+P’C2并整理,则作为第二动作过程中FPC106在可动范围内的条件,可得到下式的结果。
[0410]
[0411] 如上所述,求出了能将FPC保持部120移动到所希望位置的平移单元及转轴的位置(1)、(2)、和FPC106在可动范围内弯曲的条件(3)、(4)、(5)。若平移单元与转轴的配置由式29~式31给出,则能将FPC保持部120移动到所希望的位置。另外,若式32、式33、式42成立,则能在可动范围内弯曲FPC106。
[0412] 图14A是表示本发明又一实施方式中的显示装置的组装装置200的外观的侧视图,图14B是组装装置200的俯视图。
[0413] 本实施方式的液晶组件组装装置200包括:对作为显示装置的液晶组件101进行定位并保持的平台201;平台203;决定液晶组件101的端面位置的定位导轨203;将平台201压向定位导轨203的引导方向的推进器205;保持单元302;吸附保持布线基板202的吸附衬垫206;装载吸附衬垫206的保持框架207;一次弯曲单元303;可在垂直方向上移动保持单元302的垂直滑块208;驱动垂直滑块208的垂直气缸209;限制垂直滑块208的移动量的垂直止挡器210;装载一次弯曲单元303的框架211;定位单元304;与布线基板202接触并进行定位的定位块212;可在垂直方向上移动定位块212的定位气缸213;调节定位块212的停止位置的定位调节器214;二次弯曲单元305;安装有保持单元302的转轴215;
旋转驱动转轴215的旋转致动器216;指定旋转的初始位置的旋转止挡器217A;以及指定旋转终点的旋转止挡器217B。
[0414] 本实施方式中,组装装置200使旋转致动器216、垂直气缸209、定位气缸213工作,对安装于液晶组件101的布线基板202进行弯曲加工,并将其粘贴到液晶组件101的所希望的位置。
[0415] 垂直气缸209是利用电力及压力进行直线移动的单元,具有气缸或油缸、滚珠丝杆等,各气缸的停止位置通过以下确定:即,在各气缸的动作范围内设置止挡器,与止挡器干涉,从物理上限制其动作量,从而使气缸动作到所希望的位置。垂直止挡器210限制垂直气缸209的动作量。
[0416] 定位气缸213的结构与上述垂直气缸209的相同,通过改变定位调节器214的长度,改变定位气缸213的安装位置,改变安装于定位气缸213的定位块212的到达位置。
[0417] 旋转致动器216是利用电力及压力进行旋转的单元,例如有将直接驱动轴的电动机或被自由支承的轴与伸缩的气缸组合从而进行工作的单元等。旋转的停止位置与上述气缸相同,通过限制物理动作量来使旋转单元动作到所希望的位置,通过使转轴215与旋转止挡器217A接触来决定初始位置,通过使转轴215与旋转止挡器217B接触来决定旋转后的位置。
[0418] 通过采用上述结构,对于垂直气缸209、定位气缸213、旋转致动器216的动作,不需要设置读取动作距离或旋转角度的编码器装置、或对读取信号进行运算控制的控制装置,可用简单的结构在机械上限制移动量,因此,具有降低装置成本的优点。
[0419] 平台201在平台203上安装有定位导轨204和推进器205,通过利用推进器205使液晶组件101的端面沿着定位导轨204的端面,进行定位保持。
[0420] 对液晶组件101进行定位保持的平台201设置为可以移动到组装装置200的前方的状态,例如,安装在未图示的传送带等传送装置上,在液晶组件101被定位保持在平台201上的状态下,将其供给到组装装置200的前方,利用组装装置200将布线基板202弯曲并粘贴,在结束了这些加工后,从组装装置200的前方输出,从装载了加工前的液晶组件
101的平台201提供给组装装置200。
[0421] 图15是用于说明组装装置200的动作的流程图。另外,图16A~图21A是表示图14所示的组装装置200的动作状态的图,图16B~图21B是表示各动作的液晶组件101、布线基板202、吸附衬垫206、转轴215及定位块212的图。
[0422] 图16A和图16B表示图15的步骤S1,图17A和图17B表示图15的步骤S2,图18A和图18B表示图15的步骤S3、S4,图19A和图19B表示图15的步骤S5,图20A和图20B表示图15的S6、S7,图21A和图21B表示图15的步骤S8。
[0423] 在步骤S1中,将对液晶组件101进行了定位保持的平台201定位于组装装置200的前方。在步骤S2中,垂直气缸209工作,吸附衬垫206、保持单元302和二次弯曲单元305垂直移动,将布线基板202弯曲到90°。在步骤S3中,定位气缸213工作,使定位块212与布线基板202的前端接触,将布线基板202的前端向下压。在步骤S4中,吸附衬垫206将布线基板202吸附保持。在步骤S5中,定位气缸213工作,上拉定位块212至初始位置。在步骤S6中,旋转致动器216工作,将布线基板202粘贴到液晶组件101。在步骤S7中,撤去吸附衬垫206的吸附压力,将布线基板202从吸附衬垫206分开。在步骤S8中,使垂直气缸209和旋转致动器216工作,回复到原点,结束弯曲和粘贴操作。
[0424] 通过采用上述结构及进行上述动作,对液晶组件101和布线基板202分开进行定位,从而能高精度地进行弯曲和粘贴加工。另外,由于能用简单的结构通过各单元一连串连续的动作进行加工,因此能降低装置成本,能在一定的操作时间内稳定地进行弯曲和粘贴操作。
[0425] 图22是表示本发明又一实施方式中的组装装置200A的外观图。
[0426] 对于和上述实施方式对应的部分,附加同一参考标号。图22是说明通过旋转动作弯曲布线基板202的方法的图,来代替图15的步骤S2所示的通过直线动作弯曲布线基板202。吸附衬垫206配置成与布线基板202平行。旋转致动器216是能在任意角度停止旋转的致动器,可以设定初始位置、旋转90°后的定位位置、以及从初始位置旋转180°后的粘贴位置这三处位置。通过使旋转致动器216从图22所示的初始位置旋转到定位位置,将布线基板202弯曲90°。
[0427] 通过采用上述结构,在定位前弯曲布线基板202时,能使布线基板202不与吸附衬垫206摩擦而弯曲,从而能防止因摩擦引起的布线基板202的变形、或吸附衬垫206的摩擦损耗。
[0428] 图23是表示本发明又一实施方式中的组装装置200B的外观图。
[0429] 对于和上述实施方式对应的部分,附加同一参考标号。本实施方式的组装装置200B包括:能沿水平方向移动框架211的水平滑块218;驱动水平滑块218的水平气缸219;
以及限制水平滑块218的移动量的水平止挡器220。
[0430] 图24是表示组装装置200B的动作状态的流程图。图25A~图32A是表示图24所示的组装装置200B的动作状态的流程图,图25B~图32B是表示各动作的液晶组件101、布线基板202、吸附衬垫204、转臂205及定位块212的图。
[0431] 图25A和图25B表示图24的步骤S1的工序,图26A和图26B表示图24的步骤S2的工序,图27A和图27B表示图24的步骤S3、S4的工序,图28A和图28B表示图24的步骤S5的工序,图29A和图29B表示图24的步骤S6的工序,图30A和图30B表示图24的步骤S7的工序,图31A和图31B表示图24的S8、S9的工序,图32A和图32B表示图24的步骤S10的工序。
[0432] 在步骤S1中,将对液晶组件101进行了定位保持的平台201定位于组装装置200B的前方。在步骤S2中,垂直气缸209工作,吸附衬垫206、保持单元302和二次弯曲单元305垂直移动,将布线基板202弯曲到90°。在步骤S3中,定位气缸213工作,使定位块212与布线基板202的前端接触,将布线基板202的前端向下压。在步骤S4中,吸附衬垫206将布线基板202吸附保持。在步骤S5中,定位气缸213工作,上拉定位块212至初始位置。在步骤S6中,旋转致动器216工作,在布线基板202与液晶组件101之间有间隙的状态下弯曲布线基板202。
[0433] 在步骤S7中,水平气缸219工作,框架211水平移动,吸附衬垫206使布线基板202向水平方向移动。在步骤S8中,垂直气缸209工作,将布线基板202粘贴到液晶组件101。在步骤S9中,撤去吸附衬垫206的吸附压力,将布线基板202从吸附衬垫206分开。在步骤S10中,使垂直气缸209、旋转致动器216和水平气缸219工作,回复到原点,结束弯曲和粘贴操作。
[0434] 通过采用上述结构,当步骤S6中将布线基板202弯曲后的位置、与粘贴布线基板202的预定位置不相同时,在弯曲了布线基板202之后,使水平气缸219工作,从而能将布线基板2粘贴到所希望的位置。
[0435] 图33是表示本发明又一实施方式中的组装装置200C的外观图。对于和上述实施方式对应的部分,附加同一参考标号。图33是说明通过旋转动作弯曲布线基板202的方法的图,来代替图24所示的步骤S2的通过直线动作弯曲布线基板。吸附衬垫206配置成与布线基板202平行。旋转致动器216是能在任意角度停止旋转的致动器,可以设定初始位置、旋转90°后的定位位置、以及从初始位置旋转180°后的粘贴位置这三处位置。使旋转致动器216从图22所示的初始位置旋转到定位位置,将布线基板202弯曲90°。
[0436] 通过采用上述结构,在定位前弯曲布线基板202时,能使布线基板202不与吸附衬垫206摩擦而弯曲,从而能防止因摩擦引起的布线基板202的变形、或吸附衬垫206的摩擦损耗。
[0437] 图34表示对布线基板202进行定位时的动作。使定位气缸213从图15的步骤S2所示的对布线基板202进行了一次弯曲的状态开始工作,利用定位块212按压布线基板202的前端,按压布线基板202直到定位气缸213结束动作为止。
[0438] 通过采用上述结构,布线基板202的前端在移动时的弯曲集中在弯曲部分,能确保布线基板202与保持单元相接触的部分为平面,能可靠地进行图15的步骤S4所示的对布线基板202的保持。
[0439] 图35是表示不进行图15的步骤S2所示的布线基板202弯曲、而进行布线基板202定位的情况的图。定位气缸213工作,在定位块212按压布线基板202时,布线基板202无弯曲余量,而发生纵向压曲或布线基板整体弯曲。由此,布线基板202与保持单元的接触变得不稳定,无法可靠地保持布线基板202。
[0440] 图36表示图34所示的布线基板202在一次弯曲时的角度范围。图34中,将布线基板202弯曲到90°进行一次弯曲,但一次弯曲的角度只要是在以下状态的范围内即可:即,通过一次弯曲使布线基板202在定位时具有弯曲余量,在一次弯曲后的定位时,布线基板202的保持部分不发生弯曲,而是弯曲部分发生弯曲。
[0441] 图37表示根据布线基板202因公差引起的长度不同而进行分类的定位块214的动作。在图15所示的步骤S2中弯曲布线基板202时,因布线基板202的尺寸公差,布线基板202的前端位置会发生偏差。为了使所有布线基板202的前端位置一致,将定位块214的到达位置设定为与最短的布线基板202的前端接触的位置。
[0442] 通过采用上述结构,即使因尺寸公差使得布线基板202的长度不固定,也能将布线基板202的前端相对于吸附衬垫204保持在同一位置。由此,对于定位前的布线基板202的位置信息,由于能不使用图像识别单元而进行定位动作,因此,能降低装置成本,由于不需要进行反馈位置信息的定位,所以具有动作速度快的优点。
[0443] 图38表示将存在公差导致的长度偏差的布线基板202沿水平方向移动到预定位置时、防止发生变形和断线的动作。根据布线基板202的物性设定以下范围:即,保持单元402保持布线基板202的力比布线基板202的弯曲部分的弹力要大,且布线基板202不发生变形和损坏的范围。布线基板202在被保持单元402保持的状态下进行水平移动,当足够长的布线基板202向水平方向移动时,在布线基板202被保持单元402保持在一定位置的状态下,保持单元402移动到预定位置。当公差范围内长度较短的布线基板202向水平方向移动时,在移动前,布线基板202被保持单元402保持在定位位置,但在移动过程中对布线基板202施加弹性变形范围以上的力时,保持单元402与布线基板202之间发生滑动,保持单元402移动到预定位置,但布线基板202却停留在弹性变形范围内。
[0444] 通过采用上述结构,即使弯曲和粘贴布线基板202时对布线基板202施加弹性范围以上的力,也不会发生变形和损坏,能将其与液晶组件101粘贴。
[0445] 图39是表示吸附衬垫206的结构的仰视图。吸附衬垫206具有与布线基板202接触的衬垫部221,该衬垫部221中形成有进行吸附的多个吸附孔222。在衬垫部221与布线基板202接触的状态下,利用吸附孔222进行吸附,由此,吸附衬垫206对布线基板202进行保持。
[0446] 通过采用上述结构,由于仅使用布线基板202的单面用于保持,因此,能使另一面不产生凸起部而进行粘贴,能在保持布线基板202的状态下将其与液晶组件101进行粘贴,通过改变衬垫部221的材质、吸附孔222的个数、面积、和压力,能改变吸附衬垫206保持布线基板202的力。
[0447] 图40是表示利用其它结构实现图39所示布线基板202的保持的示例图。本实施方式的保持单元402具有保持布线基板202的保持衬垫223、以及安装于保持衬垫223的销224,该销224以能够控制其取出和放入保持衬垫223的状态安装,预先在布线基板202上形成销孔225。
[0448] 由于利用定位块212进行定位的布线基板202的前端位置位于所希望的位置,因此,安装于保持衬垫223的销224与布线基板202的销孔225的位置重合,通过使销224从保持衬垫223进行嵌合,能对布线基板202进行定位保持。
[0449] 通过采用上述结构,即使布线基板202的表面状态或形状难以进行吸附保持,也能可靠地保持布线基板202。
[0450] 图41是表示保持单元402将布线基板202沿水平方向移动到预定位置时、防止发生变形和断线的结构图。本实施方式的保持单元402具有安装了吸附衬垫206的衬垫滑块226、和设置于衬垫滑块226与保持框架211之间的弹簧或橡胶等弹性体227,所述吸附衬垫
206以能沿水平方向移动的状态安装。
[0451] 图42A是表示保持单元402沿水平方向移动到预定位置时、不对布线基板202施加弹性变形范围以上的力时的示例图。由于对布线基板202施加的力并未超过弹性体227支承吸附衬垫204的力,因此,布线基板202移动到保持单元402所移动的位置。
[0452] 图42B是表示保持单元402沿水平方向移动到预定位置时、对布线基板202施加弹性范围以上的力时的示例图。由于对布线基板202施加的力超过了弹性体227支承吸附衬垫204的力,因此,保持单元402移动到预定位置,而布线基板202却成为弹性范围内的移动量。
[0453] 通过采用上述结构,在图41所示的将布线基板202牢固地保持于保持单元402的情况下、或是在即使进行吸附保持也难以设定保持力等情况下,在弯曲和粘贴布线基板202时即使对布线基板202施加弹性范围以上的力时,也不会发生变形和损坏,能将其与液晶组件101粘贴。
[0454] 本发明在不脱离上述精神或主要特征的前提下,能够用其它各种形式来实施。因而,上述实施方式的所有内容都不过仅仅是例示,本发明的范围由权利要求的范围所示,不受说明书内容的任何限制。而且,属于权利要求范围的变形或变更全都在本发明的范围内。