CN101300123A - 层压方法和层压机 - Google Patents

Abstract

层压机(20)包括供应给衬底(2)的输送路径(66)。两层压辊(16a、16b、75a、75b)在将膜(3)供应给衬底的同时将所述衬底输送通过输送路径，并且通过施加压力将所述膜附着于所述衬底上。在敷贴器单元(67)中的电动机(17、100)使所述两层压辊旋转。速度检测器(58)检测膜的输送速度。速度调节器(52、105)确定电动机的目标旋转速度，该目标旋转速度相应于膜的预定基准输送速度。控制器(52)使电动机在目标旋转速度开动。在一个优选实施方案中，速度检测器包括在与膜接触的情况下被旋转的自由辊(58a)。旋转编码器(58b)检测自由辊旋转的旋转数。速度确定单元根据自由辊的旋转数和直径而确定输送速度。

Description

层压方法和层压机

技术领域

本发明涉及层压方法和层压机。更具体而言，本发明涉及其中可以通过调节层压辊的旋转速度而使衬底和膜的输送稳定的层压方法和层压机。

背景技术

在用于液晶显示面板的生产线或用于半导体电路板的生产线中，将感光膜覆盖在面板上，所述面板是玻璃衬底或用于半导体的衬底。在JP-A2003-211620的层压机中，将衬底或工件以预定间隔连地输送。膜被层叠在衬底或工件的一个表面上。层压辊对通过加压而挤压膜和衬底，并且将膜敷贴到衬底上。

采用弹性材料作为层压辊的涂层，例如采用硅橡胶，以确保膜和衬底或工件之间的粘附的适宜性。将两个层压辊中的第一辊放置在膜的一侧上。通过电动机使第一层压辊以预定速率旋转。通过第一层压辊对膜加压并同时输送。

关于作为层压辊涂层的弹性材料，难于充分精确地确定弹性材料的外径。在两个层压辊之间，在与电动机连接的一侧的第一辊的直径可能随着时间而减小，原因在于弹性材料的降解和磨损。膜和衬底的输送速度将根据直径的减小而降低，从而改变膜的张力。在附着膜时将发生密度的不均匀性或起皱。为了防止这个问题，操作者在层压机刚一启动就调节层压辊的旋转速度，以纠正由于降解教导的输送速度的降低。而且，如果用新的辊替换该层压辊时，则调节速度，因为该速度将由于直径的不同而更高。

调节层压辊的速度必须在测试输送速度的变化之后进行。因此，调节的效率低。此外，膜和衬底或工件的用于测试的部分不能是最终产品，从而降低了生产的收率。操作者的手动调节可能由于它们的疏忽操作而失败。

鉴于前述问题，本发明的一个目的是提供一种层压方法和层压机，其中衬底和膜的输送可以通过调节层压辊的旋转速度而被稳定。

发明内容

为了实现本发明的上述和其它目的以及优点，提供一种层压方法，在该方法中，将衬底供应给输送路径，驱动机构使多个层压辊旋转，以及层压辊在将膜供应给衬底的同时将该衬底输送通过输送路径，并且通过施加压力将膜附着于衬底上。在速度检测步骤中，检测膜的输送速度。在速度调节步骤中，确定驱动机构的目标旋转速度，该旋转速度相应于膜的预定基准输送速度，并且将驱动机构以目标旋转速度开动。

速度调节步骤包括获得在被检测的输送速度和基准输送速度之间的速度差。根据该速度差和驱动机构的当前旋转速度确定目标旋转速度。

速度检测步骤包括检测在膜接触的情况下可旋转的自由辊的旋转的旋转数。根据自由辊的旋转数和直径确定输送速度。

多个层压辊包括通过挤压对衬底和膜加压的第一和第二层压辊。第一层压辊通过驱动机构驱动，而第二层压辊是自由辊。

在速度检测步骤中，输出测量的旋转速度的信息，该旋转速度相应于输送速度。在速度调节步骤中，获得测量的旋转速度和相应于基准输送速度的基准旋转速度之间的旋转速度差，并且根据该旋转速度差和驱动机构的当前旋转速度，确定目标旋转速度。

在层压机刚一启动，就进行速度调节步骤。

当多个层压辊中任一个被交换时，进行速度调节步骤。

在预定时间刚一流逝，就周期性进行速度调节步骤。

层压膜之后的衬底用于滤光器的生产。

另外，层压机包括其中供应衬底的输送路径。多个层压辊在将膜供应给衬底的同时将该衬底输送通过输送路径，并且通过施加压力将膜附着于衬底上。驱动机构使多个层压辊旋转。速度检测器检测膜的输送速度。速度调节器确定驱动机构的目标旋转速度，该目标旋转速度相应于膜的预定基准输送速度。控制器使驱动机构以目标旋转速度开动。

而且，存储器储存基准输送速度。速度调节器获得被检测的输送速度和基准输送速度之间的速度差，并且根据该速度差和驱动机构的当前旋转速度确定目标旋转速度。

速度检测器包括在膜接触的情况下被旋转的自由辊。旋转编码器检测自由辊的旋转的旋转数。速度确定单元根据自由辊的旋转数和直径确定输送速度。

速度检测器输出相应于输送速度的测量的旋转速度的信息。而且，存储器储存相应于基准输送速度的基准旋转速度。速度调节器获得测量的旋转速度和基准旋转速度之间的旋转速度，并且根据该旋转速度差和驱动机构的当前旋转速度确定目标旋转速度。

另外，提供用于层压的计算机可执行程序，其中将衬底供应给输送路径，驱动机构旋转多个层压辊，以及层压辊在将膜供应给衬底的同时将该衬底输送通过输送路径，并且通过施加压力将膜附着于衬底上。在用于层压的计算机可执行程序中，存在用于检测膜的输送速度的速度检测程序编码。速度调节程序编码用于确定驱动机构的目标旋转速度，该目标旋转速度相应于膜的预定基准输送速度，以及用于以目标旋转速度开动驱动机构。

附图简述

图1是说明在本发明中通过将衬底和膜层压而获得的产品的透视图；

图2是说明该膜的层的横截面；

图3A是说明该膜的外观的透视图；

图3B是说明该膜在层压机中的安置的透视图；

图3C是说明连接粘结物的附着的透视图；

图3D是说明保护膜或层的剥离的透视图；

图3E是说明树脂层附着到膜上的透视图；

图3F是说明载体或基底的剥离的透视图；

图4是说明层压机的说明图；

图5是说明用于附着的区域的说明图；和

图6是说明输送速度的调节的流程图。

实施本发明的最佳方式

在图1中，说明根据本发明的层压机层压膜之后的衬底或工件2。衬底2是玻璃、树脂等的透明面板，并且是在液晶显示面板或等离子体显示面板的领域中用作滤色器的基底面板的元件。滤色器包括衬底2和覆盖在其上的感光树脂的转移层9。最初在生产线中，供给出图2的感光树脂膜3，并且该感光树脂膜3包含转移层9。层压之后，将具有转移层9的衬底2进行滤色器生产的工艺。衬底2和转移层9的组合体进行曝光，用于图像显影的处理和洗涤之后，产生预期形式的图案，从而构成滤色器。

在图3A-3F中，顺序说明将膜3附着于衬底2的步骤。在图3A中，说明膜3的外观。膜3具有长的长度，并且以设置在层压机中的膜卷6的形式卷绕。在图2中，膜3具有多层结构，该多层结构在图中以向上的顺序含有可剥离性质的载体或基底8、转移层9和保护膜或层10。所有的层都是挠性的，因而即使当以卷形式卷绕时，膜3也不破裂。

在图3B中，设置在层压机中的膜3从膜卷6退卷。以用于附着于衬底2的长度L1和用于在衬底2上隔开的间隔L2规律交替的方式，切割膜3中的保护膜或层10。保护膜或层10的片状碎片以保持在载体或基底8上的形式获得。这个步骤被称作半切割。对膜3交替使用切割的尺寸L1和L2。半切割线3a被限定为横穿膜3。在两个半切割线3a之间的尺寸L2中形成保留区3b。

在图3C中，在半切割之后，将连接粘结物13供应给保护膜或层10。第一片状膜碎片10a的后端通过连接粘结物13的粘合与第二片状膜碎片10b的前端连接。将连接粘结物13遍布保留区3b放置。在图3D中，为了只将保护膜或层10从膜3上剥离，保护膜或层10的片形状的连续碎片由于连接粘结物13而以连续剥离的形式被剥离。此外，即使在剥离保护膜或层10时，保护膜或层10的保留区3b也保留在膜3中。连接粘结物13不粘合到保留区3b。

在图3E中，将保护膜或层10被剥离之后的膜3翻转并且颠倒引导。膜3的转移层9被附着于衬底2的上表面。层压辊16a和16b对具有膜3的衬底2加压。在敷贴器单元的驱动机构中的电动机17使层压辊16a旋转，层压辊16a将衬底2和膜3在附着的同时输送。

在图3F中，在将转移层9附着于衬底2之后，将载体或基底8剥离。在图1的状态中，只有转移层9保留在衬底2上。注意，可以使用两种剥离方法中的任何一种。在连续剥离方法中，在不切割膜3的情况下，将连续如同料片的载体或基底8剥离。其次，可以使用相应片材的剥离方法，其中在可以将载体或基底8剥离之前，膜3可以对于衬底2分别切割。

在图4中，说明本发明的层压机20。将膜3附着于衬底2上的层压机20包括：膜供给区21、敷贴器区22、加热区23、冷却区24和剥离区25。膜供给区21供给膜3。敷贴器区22将膜3敷贴到衬底2进行层压。加热区23对进行供给的衬底2加热。附着之后，冷却区24冷却衬底2。剥离区25将载体或基底8从膜3上剥离。

层压机20中结合有隔体28，因而通过分隔限定了第一清洁室29a和第二清洁室29b。第一清洁室29a包含膜供给区21。第二清洁室29b包含敷贴器区22、加热区23、冷却区24和剥离区25。形成通道28a，以使第一清洁室29a与第二清洁室29b相通。

在加热区23中的工件储存装置33储存衬底2。机械手34将衬底2从工件储存装置33捡起。通过机械手34将衬底2供应给输送机构35。衬底2在输送机构35中被加热，并且被移动到敷贴器区22。在冷却区24中的冷却器37冷却在敷贴器区22中附着有膜3的衬底2。在剥离区25中的剥离器39将载体或基底8从膜3剥离，因而只有转移层9保留在衬底2上。测量器40测量转移层9的附着位置。驱动机械手41以移动层压之后的衬底2进入用于衬底的层压材料储存装置42中。

系统控制器50控制层压机20。加热控制器51、膜敷贴控制器52和剥离控制器53在层压机20中与用于相应部分的系统控制器50连接。通过使用系统内网络例如LAN(局域网络)，连接控制器51-53。系统控制器50与工厂网络连接。工作CPU(未显示)输出指令信息，如条件和生产信息的设定值。例如，系统控制器50根据指令信息处理用于生产的信息，从而管理生产或系统操作。

加热控制器51控制在加热区23中的各个设备。剥离控制器53控制在剥离区25中的设备。膜敷贴控制器52控制在膜供给区21、敷贴器区22和冷却区24中的设备，并且还是用于控制相关伺服单元的主单元。

膜供给区21容纳膜3的膜卷6，并且包括前进机构57、速度检测器58、半切割机构59、连接粘结物敷贴器60和剥离器61。前进机构57将膜3从膜卷6退卷并使其前进。速度检测器58检测膜3的输送速度。半切割机构59通过半切割将膜3中的保护膜或层10切割。连接粘结物敷贴器60将连接粘结物13附着于保护膜或层10上。剥离器61以预定间隔或长度将保护膜或层10从膜3上剥离。

在敷贴器区22中的设备包括张力调节器65、输送路径66和敷贴器单元67。张力调节器65控制施加给膜3的张力。输送路径66输送衬底2和膜3。敷贴器单元67设置在输送路径66中，并且将转移层9附着于衬底2上，转移层9通过剥离保护膜或层10而被暴露出来。切换辊68设置在敷贴器单元67的上游，并且设置膜3关于敷贴器单元67的多个途径中的所选择途径。预热设备69在预定温度预先加热衬底2。切割检测照相机70获得图像，并且检测到膜3的半切割线。端部切割机构71设置在切换辊68的下游，并且在层压操作开始时切割膜3的前端。设置紧急切割机构72，并且可在层压机中刚一发生事故就工作，以在衬底2之间的位置处切割膜3。

速度检测器58包括自由辊58a和旋转编码器58b。自由辊58a通过膜3接触，并且通过膜3的移动而旋转。旋转编码器58b检测自由辊58a的旋转。旋转编码器58b产生检测信号，该检测信号被输入到膜敷贴控制器52，以调节膜3的输送速度。

在图5中，说明具有敷贴器单元67的输送路径66。层压辊75a和75b被包含在敷贴器单元67中，被垂直安置，并且在预定温度被加热。层压辊75a和75b各自都包含棒形状的金属芯、绕着芯布置并且由硅橡胶或其它弹性材料形成的弹性辊。设置有与层压辊75a和75b接触的垫辊76a和76b。层压辊75a和75b将衬底2和膜3一起挤压，以将转移层9附着于衬底2上。

层压辊75a和75b以及垫辊76a和76b在垂直方向上可以不连续移动。致动器79和80为螺线管、圆柱体等。致动器79使层压辊75a和垫辊76a上下移动。致动器80使垫辊76b上下移动。层压辊75b通过垫辊76b的垂直移动而移动。另外，夹持机构与致动器80相关联。夹持机构81包括电动机和以辅助方式的用于垂直运动的凸轮，并且用致动器80引起垫辊76b相对于衬底2按压层压辊75b。

在敷贴器单元67的下游设置有各种辊。第一膜进料辊85a和85b和第二膜进料辊86a和86b只在层压机20启动刚一时输送膜3。第一工件进料辊87a和87b和第二工件进料辊88a和88b在附着过程中输送衬底2和膜3的组合体。此外，多个辅助辊89与用于输送衬底2的进料辊辅助性地相关联。

致动器92、93、94、95、96和97比如螺线管将这些辊上下移动。在只输送膜3的时，将第一工件进料辊87a和87b以及第二工件进料辊88a和88b设置在远离膜3的位置，并且防止接触或损伤转移层9。在输送衬底2和膜3的同时，将第一膜进料辊85a和85b以及第二膜进料辊86a和86b设置在远离衬底2的位置，以防止转移层9在输送膜3时接触或损伤衬底2。

在敷贴器单元的驱动机构中存在使层压辊75a旋转的电动机100，以在使衬底2和膜3的组合体进料时将膜3附着于衬底2上。驱动器101驱动电动机100。根据膜敷贴控制器52确定的旋转速度信息，由驱动器101产生旋转速度信号，并且将该信号旋转速度输入到电动机100中。

膜敷贴控制器52包括存储器104和运算处理器105。存储器104存储膜3的最初预定的基准输送速度。运算处理器105以获得基准输送速度的充分方式计算电动机100的电动机旋转数。运算处理器105处理由速度检测器58的旋转编码器58b输出的检测信号以及自由辊58a的直径的信号，并且响应性地计算膜3的现有输送速度。然后，运算处理器105确定现有输送速度和从存储器104读取的基准输送速度度数之间的速度差。根据该速度差和电动机100的现有旋转速度，对于以基准输送速度输送膜3，需要电动机100的新旋转速度。将新旋转速度的信息输入到驱动器101中。

因此，膜3的输送速度被自动地设定在基准输送速度。在刚一启动层压机20，或在交换辊时，不需要调节输送速度。由于层压机20中的自动调节，因而将不发生操作者的失误或遗忘。

参考图6描述实施方案的工作。当层压机20启动时，膜敷贴控制器52将基准旋转速度的信息送入到与膜3的基准输送速度相关联的驱动器101中。驱动器101响应中产生脉冲信号，该脉冲信号被送入到电动机100中。引起电动机100响应该脉冲信号，以使层压辊75a旋转，从而将供给自膜供给区21和加热区23的膜3和衬底2输送并层压。

在层压机20工作的同时，旋转编码器58b通过检测自由辊58a旋转而输出检测信号，并且将该检测信号输送到膜敷贴控制器52。运算处理器105响应检测信号和自由辊58a的直径信息，并且计算膜3的输送速度。此外，运算处理器105读取来自存储器104的基准输送速度，并且计算基准输送速度和现有输送速度之间的速度差。然后，根据该速度差和电动机100的现有旋转速度，计算电动机旋转数，以满足以基准输送速度输送膜3的条件。然后，将所获得的电动机旋转数的信息输入到驱动器101。膜3的输送速度被自动设置在基准输送速度。

自动调节可以以任何合适的规定方式进行，例如在层压机20刚一启动，辊交换时，或周期性地在层压机20以预定间隔工作时，或连续地进行。

在上述实施方案中，根据自由辊58a的旋转数而获得输送速度。然而，取而代之的是，可以测定另一个元件的旋转数，例如被动层压辊75b的旋转。这样一种利用旋转数的元件应当具有大的膜卷绕角，某种意义上不存在偶然的滑动，并且应当具有小的摩擦。

在上述实施方案中，监控自由辊58a的可变旋转，并且根据基准输送速度进行评价。然而，自由辊58a的基准旋转速度可以与所述的基准输送速度相关联而在实验上预先确定。将自由辊58a的现有旋转速度与基准旋转速度比较，以获得电动机100的新的旋转速度。

在上述实施方案中，在不切割膜3的情况下，将载体或基底8剥离。这是连续的剥离类型。然而，在相应片材的剥离类型中，在可以剥离载体或基底8之前，对于衬底可以相应地切割膜3。上述实施方案的层压机是单条层压类型，其中将单条膜3附着于衬底2上。然而，本发明的层压机可以是多条层压类型，其中将多条膜3附着于衬底2上。此外，除生产滤色器之外，本发明的层压机还可以为任何目的而构建。

由于在本发明中对于膜的基准输送速度的自动调节，因此在层压膜时不必要在辊启动或交换时调节输送速度。由于不需要手动调节操作，因此不发生操作员的失误或遗忘。即使在输送速度或张力变化时，也能够防止皱缩的发生。

尽管本发明已经通过其参考附图的优选实施方案进行了充分的描述，但是本领域技术人员应当明白存在各种改变和变化。因此，除非这些改变和变化背离本发明的范围，否则它们都应当被认为包括在本发明中。

工业适用性

根据本发明的层压特别有利于制备在液晶显示面板或半导体电路板的领域中的感光膜。

Claims (18)

1.一种层压方法，其中将衬底供应给输送路径，驱动机构使多个层压辊旋转，以及所述层压辊在将膜供应给所述衬底的同时将所述衬底输送通过所述输送路径，并且通过施加压力将所述膜附着于所述衬底上，所述层压方法包括如下步骤：

速度检测步骤：检测所述膜的输送速度；和

速度调节步骤：确定所述驱动机构的目标旋转速度，所述目标旋转速度相应于所述膜的预定基准输送速度，并且将所述驱动机构以所述目标旋转速度开动。

2.如权利要求1中所限定的层压方法，其中所述速度调节步骤包括：

获得在所述被检测的输送速度和所述基准输送速度之间的速度差；和

根据所述速度差和所述驱动机构的当前旋转速度确定所述目标旋转速度。

3.如权利要求2中限定的层压方法，其中所述速度检测步骤包括：

检测在与所述膜接触的情况下可旋转的自由辊的旋转的旋转数；和

根据所述自由辊的所述旋转数和直径确定所述输送速度。

4.如权利要求3中限定的层压方法，其中所述多个层压辊包括通过挤压对所述衬底和所述膜加压的第一和第二层压辊；

所述第一层压辊通过所述驱动机构驱动，而所述第二层压辊是所述自由辊。

5.如权利要求1中限定的层压方法，其中在所述速度检测步骤中，输出测量的旋转速度的信息，该旋转速度相应于所述的输送速度；

在所述速度调节步骤中，获得所述测量的旋转速度和相应于所述基准输送速度的基准旋转速度之间的旋转速度差，并且根据所述旋转速度差和所述驱动机构的当前旋转速度，确定所述目标旋转速度。

6.如权利要求1中限定的层压方法，其中在层压机刚一启动，就进行所述速度调节步骤。

7.如权利要求1中限定的层压方法，其中当所述多个层压辊中任一个被交换时，进行所述速度调节步骤。

8.如权利要求1中限定的层压方法，其中在预定时间刚一流逝，就周期性进行所述速度调节步骤。

9.如权利要求1中所限定的层压方法，其中层压所述膜之后的所述衬底用于滤光器的生产。

10.一种层压机，其包括：

输送路径，在所述输送路径中供应衬底；

多个层压辊，用于在将膜供应给所述衬底的同时将所述衬底输送通过所述输送路径，并且用于通过施加压力将所述膜附着于所述衬底上；

驱动机构，用于使所述多个层压辊旋转；

速度检测器，用于检测所述膜的输送速度；

速度调节器，用于确定所述驱动机构的目标旋转速度，所述目标旋转速度相应于所述膜的预定基准输送速度；和

控制器，用于使所述驱动机构以所述目标旋转速度开动。

11.如权利要求10中限定的层压机，还包括储存器，用于储存所述基准输送速度；

其中所述速度调节器获得所述被检测的输送速度和所述基准输送速度之间的速度差，并且根据所述速度差和所述驱动机构的当前旋转速度确定所述目标旋转速度。

12.如权利要求11中限定的层压机，其中所述速度检测器包括：

自由辊，在与所述膜接触的情况下被旋转；

旋转编码器，用于检测所述自由辊的旋转的旋转数；和

速度确定单元，用于根据所述自由辊的所述旋转数和直径确定所述输送速度。

13.如权利要求12中限定的层压机，其中所述多个层压辊包括通过挤压对所述衬底和所述膜加压的第一和第二层压辊；

所述第一层压辊通过所述驱动机构驱动，而所述第二层压辊是所述自由辊。

14.如权利要求10中限定的层压机，其中所述速度检测器输出相应于所述输送速度的测量的旋转速度的信息；

还包括储存器，用于储存相应于所述基准输送速度的基准旋转速度；

所述速度调节器获得所述测量的旋转速度和所述基准旋转速度之间的旋转速度差，并且根据所述旋转速度差和所述驱动机构的当前旋转速度，确定所述目标旋转速度。

15.如权利要求10中限定的层压机，其中所述速度调节器在层压机刚一启动就进行用于调节的操作。

16.如权利要求10中限定的层压机，其中所述速度调节器在所述多个层压辊中的任一个被交换时进行用于调节的操作。

17.如权利要求10中限定的层压机，其中所述速度调节器在预定时间刚一流逝就周期性进行用于调节的操作。

18.如权利要求10中限定的层压机，其中在所述膜层压之后的所述衬底被用于滤光器的生产。

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