CN102756534A

CN102756534A - 层压装置

Info

Publication number: CN102756534A
Application number: CN2012101193426A
Authority: CN
Inventors: 赤阪慎; 公文哲史
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2011-04-28
Filing date: 2012-04-20
Publication date: 2012-10-31
Anticipated expiration: 2032-04-20
Also published as: TW201247412A; US9254631B2; TWI520848B; JP2012234916A; CN102756534B; US20120273137A1; JP5821265B2

Abstract

本发明公开了一种层压装置，包括：被配置为传送包括彼此层叠的转印层和支撑层的带状柔性基体的机构；被配置为传送片状刚性基体的机构；被配置为在传送带状柔性基体时将粘合剂涂覆至转印层的机构；被配置为在传送带状柔性基体时将涂覆有粘合剂的转印层切割成片的机构；以及被配置为在传送带状柔性基体和片状刚性基体时通过粘合剂将切割成片的转印层层压到刚性基体上的机构。

Description

层压装置

技术领域

本技术涉及一种通过粘合剂将柔性基体层压到刚性基体上的层压装置。

背景技术

近年来，以显示装置为代表的各种电子设备得到发展。这些电子设备包括安装有用以驱动的薄膜晶体管(TFT)和类似电路装置以实现诸如显示功能的各种功能的电路板。

作为电路板的支撑基体，诸如玻璃板的刚性基体被广泛应用。但是，为了实现柔性电子设备，研究了使用诸如塑料膜的柔性基体。这种情况下，由于需在柔性基体表面形成诸如TFT的电路装置，需保证柔性基体不发生诸如挠曲或歪曲的变形。

为了使用刚性基体来支撑柔性基体，已经提出了通过粘合剂将柔性基体层压到刚性基体上，例如，如日本专利公开第2006-237542号、第2007-251080号或第2009-246090号中公开的那样。还已提出并公开了用于该层压技术的设备，例如，参见www.mck-web.co.jp/company_profile/history/index.html。

发明内容

由于过去使用粘合剂将柔性基体层压到刚性基体上，所以需要大量时间并且工作效率不够高。除此之外，如果层压耗费时间的过多，粘合剂的性能会因水分吸收等原因而劣化，从而层压后的柔性基体变得易于从刚性基体上脱落。

因此，期望提供可在短时间内通过粘合剂高效地将柔性基体层压到刚性基体上的层压装置。

根据本文所公开技术的实施方式，提供了一种层压装置，包括：被配置为传送包括彼此层叠的转印层和支撑层的带状柔性基体的机构、被配置为传送片状刚性基体的机构、被配置为在传送带状柔性基体时将粘合剂涂覆至转印层的机构、被配置为在传送带状柔性基体时将涂覆有粘合剂的转印层切割成片的机构、以及被配置为在传送带状柔性基体和片状刚性基体时通过粘合剂将切割成片的转印层层压到刚性基体上的机构。

通过根据本技术的实施方式的层压装置，在传送包括支撑层和转印层的带状柔性基体和片状刚性基体时，在转印层上涂覆粘合剂，然后将转印层切割成片。然后，将切割成片的转印层层压到刚性基体上。因此，柔性基体能在短时间内通过粘合剂高效地层压到刚性基体上。

通过以下描述和所附的权利要求，结合通过类似的参考标号表示类似部件或元件的附图，所公开技术的上述和其他特征和优点将显而易见。

附图说明

图1和图2是示意性地示出了根据本文所公开的技术的实施方式的层压装置的构造的示图；

图3是示出了柔性基体的构造的截面图；以及

图4A至图4E是示出了层压装置的操作的示意性截面图。

具体实施方式

下文中，将参考附图详细描述本文所公开的技术的实施方式。应注意，说明按如下顺序给出。

1.层压装置的构造

2.层压装置的操作

<1.层压装置的构造>

首先，将描述根据本文所公开的技术的实施方式的层压装置的构造。图1和图2示意性地示出了层压装置的构造，而图3示出了引入层压装置的柔性基体1的截面构造。应注意，在图1和图2中，柔性基体1被示出为以下状态：其被传送从而有助于识别柔性基体1的传送路径。

使用本技术的层压装置以通过粘合剂将柔性基体1层压到刚性基体2上。虽然未特别限制层压到刚性基体2上的柔性基体1的用途，但是例如，柔性基体1被用于应用于各种用途的电子设备的电路板的支撑基体。这些电子设备可以是诸如液晶显示装置、有机电致发光(EL)显示装置和电子纸显示装置的显示装置，或者可以是用于除显示用途外的任何其他用途的设备。

参考图1和图2，层压装置包括传送机构10和20、涂覆机构30、切割机构40和层压机构50。涂覆机构30、切割机构40和层压机构50均布置为沿柔性基体1的传送路径。另外，层压装置可还包括，例如，干燥机构60、缓冲机构70、加热机构80和清洁机构90和91。

参考图3，柔性基体1包括彼此层叠的支撑层或保护层1A和转印层1B并且具有带状形式。“带状”表示这样一种状态，由于柔性基体1长度远大于其宽度，其沿纵长方向延伸并能被卷绕成卷。支撑层1A可剥离地支撑转印层1B，并且转印层1B适于从支撑层1A剥离并层压至刚性基体2。然而，必要时，柔性基体1可与支撑层1A和转印层1B一起包括一些其他层。

虽然未特别限制支撑层1A和转印层1B，而只要其具有柔性即可，但它们例如可以由塑料膜形成。塑料膜的材料例如可以是，聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚醚砜、聚醚酰亚胺、聚醚酮醚、聚苯硫醚、聚芳酯、聚酰亚胺、聚酰胺、聚碳酸酯、纤维素三乙酸酯、聚烯烃、聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、环氧树脂、酚醛树脂、尿素树脂、三聚氰胺甲醛树脂、硅树脂或者丙烯酸树脂。然而，应注意，支撑层1A和转印层1B可由彼此相同或不同的材料形成。

刚性基体2具有片状形式。本文所使用的术语“刚性”表示这样一种性质，即刚性基体2能稳定地支撑层压到其上的转印层1B从而使得转印层1B不会变形。此外，本文所使用的术语“片状”表示的是，与沿纵长方向延伸的带状柔性基体1不同，刚性基体2具有彼此分离的多个平板的形式。虽然未特别限制刚性基体2，而只要其具有刚性即可，但其例如可以是石英板或诸如耐热玻璃的玻璃基体。此外，刚性基体2例如可以是金属板或陶瓷板。应注意，决定刚性基体2的构造条件时，优选的是不仅考虑上述刚性、还考虑层压后引入刚性基体2的后续步骤中的温度条件、操作性能等。这样的刚性基体2的构造条件是，例如，熔点＝大约500℃以上，线性膨胀系数＝10ppm以下，以及厚度＝0.4mm以上。“后续步骤”是在转印层1B上形成诸如TFT的电路装置的步骤。

传送机构10是传送带状柔性基体1的机构，并包括导出辊11、清洁辊12、进料辊13至18和卷取辊19。辊可绕其中心的各自的轴旋转，即绕沿图1和图2所示的X轴延伸的轴旋转。图1和图2中的各个辊均用箭头标记表明辊的旋转方向。传送机构10传送柔性基体1，从而使得例如柔性基体1的转印层1B提供柔性基体1的外面。

导出辊11在其上具有层压前被卷绕为卷状的柔性基体1，并且卷取辊19具有层压后被卷绕为卷状的柔性基体1。柔性基体1的卷出速度和卷取速度可为单个辊进行调整。进料辊13至18通过上述机构将提供至其的柔性基体1从导出辊11引导至卷取辊19。清洁辊12例如设置在涂覆机构30的前面并清洗转印层1B的将由涂覆机构30涂覆粘合剂的表面。然而，可用超声波清洁等替代清洁辊12。应注意，进料辊15是速度调整辊，其旋转速度可调整，以实现例如下文中描述的缓冲机构70的功能。

传送机构20是沿与传送机构10路径不同的路径传送片状刚性基体2的机构，并且包括准备室21、回收室22以及在相反两端由进料辊23和24支撑的移动件25。上述辊可绕其中心的各自的轴旋转，即绕沿X轴延伸的轴旋转。同样，图1和图2中的各个辊均用箭头标记来表示辊的旋转方向。

准备室21是储备层压前的刚性基体2的室，并且例如，在准备室21中容纳多个刚性基体2。多个刚性基体2依次被传送机构20传送。在图2中，示出了一些刚性基体2从准备室21被传送至回收室22。回收室22位于准备室21的相反侧(层压机构50介于他们之间)并容纳层压后的刚性基体2。进料辊23和24分离地例如各自设置在准备室21和回收室22中。移动件25在进料辊23和24之间延伸并绕进料辊23和24包围，以使得进料辊用作旋转支撑轴，并根据进料辊23和24的旋转进行滑动移动。进料辊23和24以及移动件25例如可以是皮带运输机。应注意，必要时，层压后的刚性基体2可从回收室22送出。

涂覆机构30是在传送带状柔性基体1时将粘合剂涂覆至转印层1B的机构，并且包括涂覆装置31、粘合剂供给装置32和膜厚检查器33。除膜厚检查器33外，涂覆机构30例如沿着柔性基体1的传送路径设置在导出辊11和干燥机构60之间。

涂覆装置31将从粘合剂供给装置32提供的粘合剂(具体地，粘合剂溶液)涂覆在转印层1B的表面上。虽然未特别限制涂覆方法，该方法例如可以是压模涂覆、凹版涂覆、刮刀涂覆、凸缘涂覆(lip coating)、狭缝涂覆或喷雾涂覆。粘合剂供给装置32包括将有机溶剂与作为粘合剂的构成材料的基体树脂和固化剂混合并搅拌的自动搅拌装置、以及将粘合剂从自动搅拌装置提供到涂覆装置31的泵等。优选地，自动搅拌装置可调整粘合剂的供给量。膜厚检查器33测量涂覆装置31涂覆的粘合剂的膜厚，并且例如是红外型的膜厚测量仪。虽然未特别限制膜厚检查器33的位置，但膜厚检查器33例如沿着柔性基体1的传送路径位于干燥机构60和缓冲机构70之间，以测量干燥后的粘合剂的膜厚。应注意，涂覆装置31可被配置为可根据由膜厚检查器33测量的膜厚来调整粘合剂的涂覆量。

虽然未特别限制粘合剂的类型，但例如可使用丙烯酸类粘合剂、硅树脂类粘合剂、硅氧烷类粘合剂或天然橡胶类粘合剂。具体地，优选使用在引入层压到刚性基体2上的转印层1B的后续步骤的温度条件下具有充分的耐热性能粘合剂。更具体地，优选峰值温度下热解重量减少低于约1％的粘合剂，并更优选地低于约0.1％的粘合剂。“后续步骤的温度条件”例如是诸如TFT的电路装置的形成温度。

切割机构40是在传送带状柔性基体1时将涂覆有粘合剂的转印层1B切割成片的机构，并包括切割器41。切割机构40例如沿着柔性基体1的传送路径位于缓冲机构70和层压机构50之间。

切割器41包括单刀片或牵引刀片，并可在从柔性基体1的传送路径收起的位置P1和切割器41能切割转印层1B的位置P2之间移动。然而应注意，切割器41可以是诸如激光切割装置的能进行远程切割的类型。任何情况下，切割器41在传送柔性基体1时都只能切割转印层1B而不切割支撑层1A。应注意，转印层1B切割位置或范围可任意确定，只要能将转印层1B切割成片即可，并且可以是全宽度区域，也可以是宽度小于全宽度的期望区域。

层压机构50是在传送带状柔性基体1和片状刚性基体2时通过粘合剂将切割成片的转印层1B层压到刚性基体2上的机构，并包括层压辊。层压机构50例如沿着柔性基体1的传送路径位于切割机构40和卷取辊19之间，并且层压辊51的设置位置是与刚性基体2的传送路径的一部分重叠的位置。

干燥机构60是加热涂覆在转印层1B上的粘合剂以干燥该粘合剂的机构，并包括干燥罩。干燥机构60例如沿着柔性基体1的传送路径位于涂覆机构30和缓冲机构70之间。干燥机构60的加热处理不仅起到去除诸如有机溶剂的挥发成分的作用，还起到促进粘合剂中基体树脂的固化反应等的另一作用。干燥罩61中包括多个加热器。虽然未特别限制干燥机构60的诸如加热温度的干燥条件，但优选干燥条件例如根据粘合剂的类型或固化温度而决定。

缓冲机构70设置为临时增加或减少柔性基体1的传送距离，以消除不同机构施加至柔性基体1的处理所需的时间差异造成的传送速度差异，并且其包括移动辊71。移动辊71在支撑以传送带状柔性基体1时可在相对于带状柔性基体1的传送路径的较近位置P4和较远位置P3之间移动。

缓冲机构70可以沿柔性基体1的传送路径设置在传送速度出现差异的两个不同机构之间，且未特别限制缓冲机构70的位置。这里，假定涂覆机构30进行涂覆处理所需的时间长于层压机构50进行层压处理所需的时间。因此，缓冲机构70设置在涂覆机构30和层压机构50之间，更具体地，设置在干燥机构60和切割机构40之间。

缓冲机构70消除速度差异的原理为如下。具体地，由于上述处理时间的差异，虽然层压机构50的层压处理可在短时间内完成，但是涂覆机构30的涂覆处理则需较长时间。因此，这种情况下，不可避免地将柔性基体1的传送速度设定为与需要较慢速度的涂覆处理适合的传送速度相等。因此，在层压时，为了能够相对于缓冲机构70之前的传送速度临时提高在缓冲装置70之后的传送路径上柔性基体1的传送速度，移动辊71从位置P3移至位置P4。因此，如果使卷取速度快于卷出速度，那么要供给层压机构50的柔性基体1的量临时增加，因此，在缓冲机构70之后的传送路径上柔性基体1的传送速度可局部提高。于是，由于作为速度调整辊的进料辊15的旋转速度不依赖于缓冲机构70的操作有无而固定地保持，所以在缓冲机构70之前的传送路径中柔性基体1的传送速度保持为固定。应注意，完成层压机构50的层压处理后，移动辊71在进行下一操作周期中的层压处理之前的期间内从位置P4返回至位置P3。对于每次层压重复缓冲机构70等的该操作。

为了能够通过缓冲机构70消除速度差异，移动辊71的移动距离即位置P3与P4之间的距离优选等于或大于转印层1B和刚性基体2之间的层压长度，且更优选地，前者距离大于后者长度。

应注意，例如，如果与上述情况不同，层压机构50进行层压处理所需的时间长于涂覆机构30进行涂覆处理所需的时间，那么在层压时，移动辊71可从位置P4移至位置P3。这是因为，根据类似的原理，柔性基体1的传送速度可在缓冲机构70之前的传送路径中临时提高。当然，缓冲机构70不必一定如上所述位于涂覆机构30和层压机构50之间，而可以设置在产生传送速度差异的两个机构之间。

加热机构80加热(老化)通过其间夹有的粘合剂而彼此层压的转印层1B和刚性基体2，并包括处理室内部的诸如干燥炉或热板的加热装置。优选地，加热机构80设置为沿着刚性基体2的传送路径，以使完成层压后直至开始加热的时间尽可能地短。因此，彼此层压的转印层1B和刚性基体2被快速地一线(in line，同轴地)传送至加热机构80里。通过加热机构80的加热处理，残留在粘合剂里的诸如有机溶剂的挥发成分被去除并且粘合剂的粘附力得以稳定。

清洁机构90清洗层压前的刚性基体2的表面(即要层压到转印层1B的表面)并包括处理室内部的清洁装置。清洁机构90沿着刚性基体2的传送路径设置在准备室21和与层压机构50对应的位置之间。虽然未特别限制清洗方法，但例如，可以使用化学清洗或喷射清洗，并且清洗后可进行漂洗处理和干燥处理等。化学清洗例如可以是使用碱性溶液等浸渍清洗或淋浴清洗，而喷射清洗例如可以是砂带抛光或干冰喷砂。

清洁机构91清洗层压后的转印层1B的表面(即转印层1B的在后续步骤中要形成诸如TFT的电路装置的表面)，并例如具有类似于清洁机构90的构造。清洁机构91沿着刚性基体2的传送路径设置在与层压机构50对应的位置和回收室22之间。

<2.层压装置的操作>

现在将描述层压装置的操作。图4A至图4E示出了层压装置的操作并示意性地示出了柔性基体1、刚性基体2和与它们相关联的层压装置的部件的截面构造。应注意，图3至图4E中的箭头标记Y1和Y2代表分别引入层压位置的柔性基体1和刚性基体2的移动方向。

在层压装置中，如图1至图3所示，传送机构10首先传送带状柔性基体1，使得柔性基体1的转印层1B提供柔性基体1的外面。在这种情况下，柔性基体1从导出辊11提供并被卷取辊19卷取。另外，转印层1B的表面被清洁辊12清洗。在柔性基体1的前半传送过程内，转印层1B位于相对于支撑层1A的上侧，如图3所示。

同时，位于传送机构20的移动件25上的刚性基体2被从准备室21朝向回收室22传送，从而使其要层压到转印层1B的面成为上侧。在这种情况下，在刚性基体2的表面被清洁机构90的清洁装置清洗后，刚性基体2被引导至层压位置。

然后，在带状柔性基体1被传送时，涂覆机构30的涂覆装置31将粘合剂3涂覆在转印层1B上(如图4A所示)，然后干燥机构60的干燥罩61加热粘合剂3以干燥该粘合剂。虽然未特别限制干燥条件，但例如，加热温度＝约80℃至200℃，并且加热时间＝约10分钟至一个小时。

在柔性基体1的后半传送路径内，由于通过进料辊16和17反转了柔性基体1的传送方向，所以转印层1B位于相对于支撑层1A的下侧(参见图4B)。因此，切割机构40的切割器41与转印层1B相对并因此可以切割转印层1B。

之后，切割器41从位置P1移至位置P2(如图4C所示)以在柔性基体1上形成切口1C，从而在每一预定距离处仅切割柔性基体1的转印层1B。因此，转印层1B的由相邻切口1C限定的部分被置于可从支撑层1A剥离的状态。这里，例如，转印层1B在其整个宽度上切割。

然后，层压机构50的层压辊51抵着刚性基体2按压柔性基体1(如图4D所示)。因此，转印层1B的由切口1C限定的部分通过其间介有的粘合剂3而层压至刚性基体2。因此，转印层1B被转印至刚性基体2。

在层压时，因为缓冲机构70的移动辊71从位置P3移至位置P4(如图1和图2所示)，所以缓冲机构70之前和之后柔性基体1的传送速度之间的差异被消除。

之后，在层压后的柔性基体1朝向卷取辊19传送时，层压后的刚性基体2以与朝向卷取辊19的方向不同的方向(即，以朝向回收室22的方向)传送。因此，转印层1B的由切口1C限定的部分从支撑层1A剥离，如图4E所示。

之后，彼此层压的转印层1B和刚性基体2被传送机构20传送至回收室22，途经清洁机构91和加热机构80。这种情况下，首先，转印层1B的表面被清洁机构91的清洁装置清洗，然后，转印层1B、粘合剂3和刚性基体2被加热机构80的加热装置加热。虽然未特别限制这种情况下的加热条件，但是加热条件例如为，加热温度＝约120℃至200℃，并且加热时间＝约一个小时。

层压装置的作用效果

在本层压装置中，在传送包括支撑层1A和转印层1B的带状柔性基体1和片状刚性基体2时，粘合剂3被涂覆在转印层1B上并且转印层1B被切割成片，随后，被切割成片的转印层1B被层压至刚性基体2。在这种情况下，通过将带状柔性基体1和片状刚性基体2引入单个设备，成型为片的柔性基体1和刚性基体2的层压处理一线地连续进行。因此，没必要提前制备片状形式的柔性基体1，也没必要使用多个装置进行诸如涂覆处理、切割处理和层压处理的一系列处理。另外，因为不用彼此独立地进行这一系列处理，这一系列处理的时间被缩短且所有处理均通过单个设备完成。因此，处理效率被提高。因此，柔性基体1可在短时间内通过粘合剂3高效地层压到刚性基体2上。另外，也可以使装置小型化以减少装置的占据空间。

特别地，如果柔性基体1的传送速度差异被缓冲机构70消除，那么，可以在连续传送柔性基体1时，一线地连续进行处理时间期间彼此不同的多个处理。

另外，如果通过其间介有的粘合剂3层压到刚性基体2上的转印层1B被一线引入加热机构80，则粘合剂3对空气中水分的吸收得到了抑制。所以，可防止转印层1B因粘合剂3的粘附力劣化而脱落等。

另外，如果清洁机构90清洗层压前的刚性基体2的表面，则可防止外部物质混入层压的界面等。另外，如果清洁机构91清洗层压后的转印层1B的表面，则可防止外部物质粘结到转印层1B的在后续步骤中形成诸如TFT的电路装置的表面等。

虽然已经使用具体术语描述了所公开的技术的优选实施方式，但所公开的技术不限于这些实施方式的说明中所述的模式，而可采用各种修改形式来进行。例如，本技术的层压装置可不应用于如上所述的电路板，而是可应用于任何其他应用，只要其能够利用通过粘合剂层压到刚性基体的柔性基体即可。

本申请包含于2011年4月28日向日本专利局提交的日本在先专利申请JP 2011-101410中所公开的主题，将其全部内容结合于此作为参考。

Claims

1.一种层压装置，包括：

被配置为传送包括彼此层叠的转印层和支撑层的带状柔性基体的机构；

被配置为传送片状刚性基体的机构；

被配置为在传送所述带状柔性基体时将粘合剂涂覆至所述转印层的涂覆机构；

被配置为在传送所述带状柔性基体时将涂覆有所述粘合剂的所述转印层切割成片的机构；以及

被配置为在传送所述带状柔性基体和所述片状刚性基体时通过所述粘合剂将切割成片的所述转印层层压至所述刚性基体的层压机构。

2.根据权利要求1所述的层压装置，还包括：

位于所述涂覆机构和所述层压机构之间、被配置为在支撑以传送所述带状柔性基体的同时在相对于所述带状柔性基体的传送路径的较远位置和较近位置之间移动的机构。

3.根据权利要求1所述的层压装置，还包括：被配置为对通过所述粘合剂而层压至所述刚性基体的所述转印层进行加热的机构。

4.根据权利要求1所述的层压装置，其中，所述柔性基体是塑料膜，并且所述刚性基体是玻璃板。

5.根据权利要求1所述的层压装置，其中，所述支撑层可剥离地支撑所述转印层，并且所述转印层适于从所述支撑层剥离并层压至所述刚性基体。