JP2005297409A - フィルム貼付方法及びフィルム貼付装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
皺や気泡を発生することなくフィルムを基板に貼り付けることができるようにしたい。
【解決手段】
基板２２にフィルム２０を圧着ローラ２ａで加圧してフィルム２０がもつ粘着性で貼り付けるもので、圧着ローラ２ａの半径より大きな半径をもつ湾曲板４の凸面に設けてあるフィルム２０の粘着力より低い粘着力の粘着部材１０にフィルムを保持せしめ、湾曲板の凹面側に圧着ローラ２ａを配置し、圧着ローラ２ａの回転と湾曲板４の移動を基板の移動に合わせることにより湾曲板４上のフィルム２０を基板２２に貼り付ける。
【選択図】 図１

Description

本発明は、基板にフィルムを圧着ローラで加圧してフィルムがもつ粘着性で貼り付けるフィルム貼付方法及びフィルム貼付装置に関するものである。

フィルムを貼り付けたい大きさに切断してある枚葉式で基板に貼り付ける場合、下記特許文献１に記載されているように、フィルムをベルトに保持させ、ベルトの反対側から圧着ローラでベルトごとフィルムを基板に加圧して貼り付ける技術がある。

特公昭６０−７７６８号公報

液晶表示パネルプラズマディスプレイパネルなどは、以下、単にフィルムに対し基板と略記すると、基板は年々大型化しているが、フィルム貼付装置は小型・軽量化することが求められている。

上記従来技術では、フィルム貼付装置における基板の搬送方向の長さを短いものとするために、フィルムを搬送するベルトを基板搬送路の垂直方向から圧着ローラに巻き掛けた配置をとっている。圧着ローラは軽量化しつつ加圧時の線圧を高めるためには小径のものを使用することが多い。

貼り付けるフィルムとしては、液晶表示パネルの偏向板やプラズマディスプレイパネルの光学フィルタなどのように比較的厚くて硬いものがあり、圧着ローラのところに差し掛かると、フィルムはベルトの圧着ローラの径に合わせた変形に合わせて変形することができずに、先端部や後端部がベルトから剥離し、基板に衝突しあるいは落下して勝手な方向に移動するから、フィルム先端部や後端部に皺が発生したり、気泡を取り込んだりすることがあった。

それゆえ本発明の目的は、皺や気泡を発生することなくフィルムを基板に貼り付けることができるフィルム貼付方法を及びフィルム貼付装置を提供することにある。

さらに本発明の目的は、皺や気泡を発生することなくフィルムを基板に貼り付けることができる小型・軽量なフィルム貼付装置を提供することのある。

上記目的を達成する本発明フィルム貼付方法の特徴とするところは、基板にフィルムを圧着ローラで加圧してフィルムがもつ粘着性で貼り付けるフィルム貼付方法において、該圧着ローラの半径より大きな半径をもつ湾曲板の凸面に該フィルムを保持せしめ、該湾曲板の凹面側に該圧着ローラを配置し、該圧着ローラの回転と該湾曲板の移動を基板の移動に合わせることにより該湾曲板上の該フィルムを該基板に貼り付けることにある。

また、上記目的を達成する本発明フィルム貼付装置の特徴とするところは、基板にフィルムを圧着ローラで加圧してフィルムがもつ粘着性で貼り付けるフィルム貼付装置において、基板の搬送路上に設けられた該圧着ローラの半径より大きな半径をもつ湾曲板を該湾曲板の凹面側に該圧着ローラが位置するように有し、該湾曲板はその凸面に該フィルムの粘着力より低い粘着力の粘着部材を有し、該湾曲板における該粘着部材にフィルムを保持せしめるフィルム供給手段と、該圧着ローラの回転と該湾曲板の移動を基板の移動に合わせる駆動手段を備え、該湾曲板に保持させた該フィルムを該基板の移動に合わせて貼り付けることにある。

本発明では、フィルムは曲率半径が大きい湾曲板に保持され、圧着ローラが回転しても湾曲板は変形しないので、フィルムの先端部は湾曲板から剥離することはなく、皺や気泡は発生しない。圧着ローラの径は自由に設定でき、小径のものを使用して線圧を高めて確実な貼り合わせを期待できるだけでなく、基板が大きくなっても軽量化ができる。

湾曲板の曲率半径をフィルムが剥離しない程度の曲率とすることで、基板の搬送方向や搬送方向に垂直な方向において、装置を小型化することができる。

以下、図１，図２に示した一実施形態について説明する。

図１はフィルム貼付装置の概略図、図２は図１のII−II切断線に沿った横断面図である。なお、図１は、基板の搬送方向において、図の右側が上流であり、左側が下流となっている。

両図において、１は一点鎖線で示す基板搬送路を構成する搬送ローラ、２ａ，２ｂは基板搬送路の途中に設けた上下の圧着ローラである。上側の圧着ローラ２ａは両端部の下側に配置してある保持ローラ３ａ，３ｂとの間に湾曲板４を保持してあり、軸支位置が変動しないが、下側圧着ローラ２ｂの軸支位置は上下に移動し、両圧着ローラ２ａ，２ｂの駆動系は図示を省略したが、互いに反対方向に回転する。なお、図１では保持ローラ３ａ，３ｂの図示を省略した。

４は、圧着ローラ２ａと保持ローラ３ａ，３ｂで挟むように設けた方形の鋼製薄板をワイヤ５ａ〜５ｄで引張って湾曲させてある湾曲板である。ワイヤ５ａ，５ｂ、ワイヤ５ｃ，５ｄがそれぞれ湾曲板を反らせる対の弦を構成している。

具体的には、湾曲板４の上流端縁部と下流端縁部にはそれぞれ湾曲板４が変形しないようにする補強用の支柱６ａ，６ｂがあって、基板の搬送方向に対し直交する幅方向の各両端部には、支柱６ａ，６ｂに対し自由回転をするワイヤ保持具７ａ〜７ｄを設けてある。ワイヤ５ａ，５ｃの一端は支柱６ａのワイヤ保持具７ａ，７ｃに固定してあり、ワイヤ５ｂ，５ｄの一端は支柱６ｂのワイヤ保持具７ｂ，７ｄに固定してある。さらにワイヤ５ａ，５ｃとワイヤ５ｂ，５ｄの各他端は圧着ローラ２ａにおける両側の軸支位置に設けてあるワイヤボビン８ａ，８ｂに巻き掛けてある。

従って、湾曲板４は基板搬送路の搬送方向にのみ反っていて、搬送方向に直交した幅方向には反っていない。

反った湾曲板４の凹面側に圧着ローラ２ａを配置してあり、湾曲板４の（曲率）半径は圧着ローラ２ａ，２ｂの半径より大きくなっている。

各ワイヤボビン８ａ，８ｂは図示していないサーボモータで駆動され、圧着ローラ２ａの回転に合わせてワイヤ５ａ〜５ｄを巻き取ったり繰り出したりして、圧着ローラ２ａの周速と湾曲板４の移動速度が一致させる。湾曲板４は、各ワイヤボビン８ａ，８ｂの回転によるワイヤ５ａ〜５ｄの引張力で圧着ローラ２ａと保持ローラ３ａ，３ｂに挟まれて搬送方向に揺りかごのようにスイング動作をする。スイング動作の際、湾曲板４が幅方向にずれないように圧着ローラ２ａの両端部はフランジのようにやや外径を大きくしてあり、外径のやや小さい領域で保持ローラ３ａ，３ｂと挟まれてスイング動作をするようにしてある。

湾曲板４の凸面側には、粘着シート（粘着部材）１０を設けてある。

１１は後述する多層構造のフィルムや基板を先端部で停止させる停止部材、１２，１３はフィルムや基板の先端部や後端部を吸着して保持する先端保持部材と後端保持部材である。

１４ａ，１４ｂは後述するように粘着シート１０に保持された多層構造となったフィルムにおける表面層のカバーフィルムを粘着して部分的に剥離するための剥離ローラである。１５ａ，１５ｂは剥離ローラ１４ａ，１４ｂで剥離したカバーフィルムを把持して剥離し、図示していない廃棄箱に廃棄するフィルムチャックである。

剥離ローラ１４ａ，１４ｂは圧着ローラ２ｂが下降したときに圧着ローラ２ａの方向に移動し、フィルムチャック１５ａ，１５ｂは圧着ローラ２ａの方向に移動してから搬送方向に移動するようになっている。

なお、１７は、基板搬送路の途中に設けた基板搬送用のニップローラである。

図１はフィルム２０が上流より搬送されてきて、停止部材１１で停止された状態を示している。このとき湾曲板４は上流側にスイングした状態となっている。

フィルムチャック１５ａ，１５ｂでフィルム２０からカバーフィルムを剥離すると、フィルム２０は粘着性を有する下層が現れ、その下層を基板に貼り付けるが、フィルム２０と粘着シート１０はフィルム２０の下層における基板に対する粘着力は粘着シート１０のフィルム２０に対する粘着力より大きくなる素材を使用している。

以下、図３〜図５により、基板へのフィルム２０貼り付けについて説明する。なお、図３〜図５においては煩雑化を避けるために、図１，図２に示した構成部材はフィルム貼付動作に関連するもののみを示した。

図３は湾曲板４にフィルム２０を保持させる工程、図４は湾曲板４上のフィルム２０からカバーフィルムを剥離させる工程、そして図５は、カバーフィルムを剥離した湾曲板４上のフィルム２０を基板に貼り付ける工程、をそれぞれ示している。

フィルム２０は、予め基板への貼り付けに適した所望の大きさに切断して、図示していないフィルムスタッカに多数枚を積層してあり、そこから図示しないフィルム供給装置により1枚ずつ供給される。

先端保持部材１２および後端保持部材１３に弱い吸着力を持たせた状態で、カバーフィルムを下側にして搬送されてきたフィルム２０が搬送され、両保持部材１２，１３上を滑ってゆく。フィルム２０は、停止部材１１に先端が当って一旦停止する（図１参照）。その後、図３(a)〜(ｃ)に示すように、フィルム２０は湾曲板４の粘着シート１０へ貼り付けにより保持される。

即ち、先端保持部材１２は吸着力を強めてフィルム２０の先端部を固定し、停止部材１１が下方に退避すると、先端保持部材１２は下流方向に移動する。フィルム２０の後端が後端保持部材１３に至るまで後端保持部材１３上を滑って搬送されると、先端保持部材１２は停止し、後端保持部材１３は吸着力を強めてフィルム２０の後端を保持固定する。その後、両保持部材１２，１３が同期して進行し、フィルム２０の先端が、両圧着ローラ２ａ，２ｂの間隙に到達すると停止する。

そして、図３（ａ）のように上側圧着ローラ２ａに押し付けられた湾曲板４の粘着シート１０と図示しないエアシリンダ等によって押し上げられた下側圧着ローラ２ｂによってフィルム２０の先端部を挟むと、先端保持部材１２の吸着力は弱くされ先端保持部材１２の上面をフィルム２０が滑走可能となる。

両圧着ローラ２ａ，２ｂの回転とワイヤ５ａ，５ｃのワイヤボビンへの８ａ，８ｂへの巻き取りならびにワイヤ５ｂ，５ｄのワイヤボビン８ａ，８ｂからの繰り出しによる湾曲板４の左方へのスイング移動とともに、フィルム２０は両圧着ローラ２ａ，２ｂの挟持・回転により順次左方に移動し粘着シート１０に貼り付けられて行く（図３（ｂ）参照）。このとき、両圧着ローラ２ａ，２ｂの周速と湾曲板４の移動速度を揃えて有るから、フィルム２０が粘着シート１０上で滑るようなことはなく、正確に保持される。

後端保持部材１３はフィルム２０と同期してさらに進行し、先端保持部材１２に衝突する前に移動を停止し、吸着力は弱くされ、後端保持部材１３の上面をフィルム２０が滑走可能となる。

フィルム２０が粘着シート１０への粘着を完了する（図３（ｃ）参照）まで、両保持部材１２，１３は弱い吸着力を保ったまま、それぞれの上面をフィルム２０が滑り、その後両保持部材１２，１３は右方向に移動し、初期位置まで退避する。

ワイヤ５ａ〜５ｄは湾曲板４の曲率を確保するだけでなく、各ローラ２ａ，２ｂ，３ａ．３ｂと湾曲板４間の滑りを安定化させる働きも持っている。

粘着シート１０へのフィルム２０の粘着保持を完了すると、下側圧着ローラ２ｂは下方に退避し、退避していた剥離ローラ１４ａ，１４ｂが下側圧着ローラ２ｂの居た位置に進み、湾曲板４に保持されたフィルム２０のカバーフィルムの右側端部（フィルム２０にとっては下流側後端部）に接触する。

次に、図４(ａ)〜(ｃ)で、フィルム２０からカバーフィルムの剥離を行う。
剥離ローラ１４ａ，１４ｂをフィルム２０に押し付けて、その外周によってカバーフィルムを粘着する。図４（ａ）に示すように、剥離ローラ１４ａ，１４ｂは上流側に向けて自転するとフィルム２０からカバーフィルムを剥離し、剥離しながら下方に退避する。両保持部材１２，１３は初期位置に戻っているので、剥離ローラ１４ａ，１４ｂの退避と同時に停止部材１１も上昇して、初期位置に戻る。

剥離ローラ１４ａ，１４ｂの自転・退避に合わせて、湾曲板４も戻す方向に移動させると、剥離ローラ１４ａ，１４ｂに保持されたカバーフィルム２０Ａの先端をフィルムチャック１５ａ，１５ｂで把持し、剥離ローラ１４ａ，１４ｂがさらにもう１段階退避すると、カバーフィルム２０Ａの先端は剥離ローラ１４ａ，１４ｂから離れるので、フィルムチャック１５ａ，１５ｂが図４（ｂ）に示すように下流方向に水平に退避する。圧着ローラ２ａ，２ｂが逆方向に回転していることによって、カバーフィルム２０Ａはフィルム６から剥離される。

フィルム２０から剥離したカバーフィルム２０Ａは図示していない廃棄箱にフィルムチャック１５ａ，１５ｂで廃棄し、剥離ローラ１４ａ，１４ｂとフィルムチャック１５ａ，１５ｂは図１（ａ）に示した初期位置に戻る。

カバーフィルム２０Ａを剥離された後のフィルム２０Ｂは湾曲板４上にあって、湾曲板４は初期位置まで戻っている。その後、下側の圧着ローラ２ｂが上昇し、図示していない上流の基板供給装置から基板２２が搬送され、停止部材１１で停止される。

その後、図５(ａ)〜(ｃ)に示すように、基板２２へフィルム２０Ｂの貼付けを行う。

先ず、図５（ａ）のように両保持部材１２，１３でフィルム２０Ｂと同様に、基板２２の先端部を湾曲板４に保持してあるフィルム２０Ｂに対応するように圧着ローラ２ａの下に移動させ、位置合わせをしてから、下側圧着ローラ２ｂをやや押し上げて、両圧着ローラ２ａ，２ｂで湾曲板４を介して基板２２にフィルム２０Ｂを押し付ける。

両圧着ローラ２ａ，２ｂによる押し付けを維持させつつ、両圧着ローラ２ａ，２ｂとワイヤボビン８ａ，８ｂを駆動回転させて、スイング動作をする湾曲板４と基板２２を同速度で左方に移動させる。

そうすると図５（ｂ）のように、粘着シート１０のフィルム２０Ｂに対する粘着力とフィルム２０Ｂの基板２２に対する粘着力の差で、フィルム２０Ｂはシート１０から剥がれ、基板２２と貼り合わされて行く。

図５（ｃ）のように、フィルム２０Ｂの後端部を基板２２にすっかり貼り付けたところで、両保持部材１２，１３を右方の初期位置に戻し、停止部材１１を搬送路側に戻し、次のフィルム供給に備える。

フィルム２０Ｂを貼り付けた基板２２はニップローラ１７で左方の下流側に搬送し、湾曲板４は図３（ａ）のように右方にスイング移動で戻して初期位置とし、下側圧着ローラ２ｂはやや下方に下げて、次のフィルムの供給に備える。

以上のように、フィルム２０（２０Ｂ）は曲率が大きい湾曲板４に保持させてあるので、圧着ローラ２ａ，２ｂは小径のものでもよく、貼り付けの際にはフィルム２０Ｂの先端部や後端部が湾曲板４から剥がれるようなことはなく、線圧を確保して先端部から後端部まで皺や気泡を生じることもなく、確実に貼り付けることができる。

湾曲板４はワイヤ５ａ〜５ｄで弓のように反らせているので、大きな曲率でも高さを必要とせず、小型・軽量な装置が得られる。

湾曲板４のスイング移動の経路を確実なものとするために、スイング移動の経路に沿って幅方向の両側にガイドを設け、両支柱６ａ，６ｂの幅方向各端部にローラを設けて、各ローラがガイド上を走行するようにしてもよい。

本発明は厚いフィルムの貼り付けに有効であるが、薄いフィルムの貼り付けに利用してもよく、レジストフィルムなどでもよい。基板はプリント基板や基板同士を貼り合わせてあるパネル構成になっているものなど、各種のものに適用できる。

また、基板２２側の表面が粘着性を備えているなら、フィルム２０の表面に粘着性が無いものでも良い。フィルム２０の両面が粘着性であるなら湾曲板４の粘着シート１０は省略でき、フィルム２０の基板２２と湾曲板４に対する粘着性の差で基板２２への転写・貼り付けができるようにしても良い。

ワイヤの駆動は実施形態の方式に限定されるものではなく、圧着ローラと同径のドラムに巻きかけた構成などでも、湾曲板と圧着ローラの移動速度を揃えることができる。

粘着シート１０の材質や寸法は、フィルム２０に合わせて適宜に選択し交換すればよい。

また、基板に貼り付けたいフィルムの種類により制約を受けないならば、湾曲板４へのフィルム保持は粘着に代えて、吸引吸着や静電吸着など適宜な方法を用いてもよい。

本発明の一実施形態になるフィルム貼付装置を示す概略図である。 図１のII−II切断線に沿ったフィルム貼付装置の横断面図である。 図１に示したフィルム貼付装置におけるフィルム保持工程を説明する図である。 図１に示したフィルム貼付装置におけるカバーフィルム剥離工程を説明する図である。 図１に示したフィルム貼付装置におけるフィルム貼付工程を説明する図である。

符号の説明

１‥搬送ローラ
２ａ，２ｂ‥圧着ローラ
４‥湾曲板
５ａ〜５ｄ‥ワイヤ
８ａ，８ｂ‥ワイヤボビン
１１‥停止部材
１２‥先端保持部材
１３‥後端保持部材
１４ａ，１４ｂ‥剥離ローラ
１５ａ，１５ｂ‥フィルムチャック
１７‥ニップローラ
２０，２０Ｂ‥フィルム
２２‥基板

Claims (5)

1. 基板にフィルムを圧着ローラで加圧してフィルムがもつ粘着性で貼り付けるフィルム貼付方法において、
   該圧着ローラの半径より大きな半径をもつ湾曲板の凸面に該フィルムを保持せしめ、該湾曲板の凹面側に該圧着ローラを配置し、該圧着ローラの回転と該湾曲板の移動を基板の移動に合わせることにより該湾曲板上の該フィルムを該基板に貼り付けることを特徴とするフィルム貼付方法。
2. 上記請求項１に記載のフィルム貼付方法において、該湾曲板の凸面に設けてある該フィルムの粘着力より低い粘着力の粘着部材に該フィルムを保持せしめ、該圧着ローラの回転と該湾曲板の移動により該湾曲板上の該フィルムを該基板に貼り付けることを特徴とするフィルム貼付方法。
3. 上記請求項１に記載のフィルム貼付方法において、基板は基板を移動させる搬送路の搬送方向に縦横方向の何れかが一致しており、該湾曲板は基板の搬送方向に直交する方向には反りがなく基板の搬送方向に反りがある湾曲で、該フィルムの縦横方向は該湾曲板の凸面に該基板における縦横方向に揃えてあることを特徴とするフィルム貼付方法。
4. 基板にフィルムを圧着ローラで加圧してフィルムがもつ粘着性で貼り付けるフィルム貼付装置において、
   基板の搬送路上に設けられた該圧着ローラの半径より大きな半径をもつ湾曲板を該湾曲板の凹面側に該圧着ローラが位置するように有し、該湾曲板の凸面に該フィルムを保持せしめるフィルム供給手段と、該圧着ローラの回転と該湾曲板の移動を基板の移動に合わせる駆動手段を備え、該湾曲板に保持させた該フィルムを該基板の移動に合わせて貼り付けることを特徴とするフィルム貼付装置。
5. 上記請求項４に記載のフィルム貼付装置において、該湾曲板は方形板の同側における角部同士にワイヤを張って基板の搬送方向に直交する方向には反りがなく基板の搬送方向に反りがあることを特徴とするフィルム貼付装置。
   

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