JP2012025148A - 気泡除去用加圧装置および方法 - Google Patents

Abstract

【課題】パネルの圧力調整が容易な気泡除去用加圧装置および方法を提供する。
【解決手段】加圧モジュール内のパネルに加えられる圧力の変化を分散させて気泡除去の効率を上げるために、複数の貫通ホールが形成された加圧プレートを備え、加圧モジュール内部空間部の体積を可変すると同時に空間部の温度を可変することによって、空間部内の圧力の変化率（ΔＰ）を大きくし、加圧モジュール内に位置するパネルの接着面上に発生した気泡を効果的に除去する。密閉された加圧モジュールに連結されたシリンダ内のピストンを往復運動させることによって、加圧モジュールの体積を可変する。
【選択図】図１

Description

本発明は、２つ以上の層（ｌａｙｅｒ）が互いに接着して形成されるパネルの接着面上に形成される気泡を除去するための気泡除去用加圧装置および方法に関し、より詳しくは、内部体積が可変する加圧モジュールを用いてパネルに加えられる圧力の変化（ΔＰ）を大きくすることで、パネルの接着面上に発生する気泡を効果的に除去する気泡除去用加圧装置および方法に関する。

静電容量方式のタッチセンサには、表面型（ｓｕｒｆａｃｅ ｃａｐａｃｉｔｉｖｅ ｔｙｐｅ）および投影型（ｐｒｏｊｅｃｔｅｄ ｃａｐａｃｉｔｉｖｅ ｔｙｐｅ）があり、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ：Ｉｎｄｕｍｅ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）パネルをエッチングして透明な電気的パターンを作り、そのパターン上に強化ガラスをＯＣＡ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｌｅａｒ Ａｄｈｅｓｉｖｅ）フィルムに取付けて製造する。ＩＴＯパネルは、ガラス基板上に透明電極のインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）層を形成することによって行われ、強化ガラスとしてアクリルなどが主に用いられる。
ＩＴＯパネルのカバーとなる強化ガラスをＯＣＡフィルムに接着すると、現在まで知られた方法によれば、接着面に多少の気泡が形成する。したがって、タッチセンサの製造工程中にはこのようなフィルム上に形成された気泡を除去するための加圧工程が含まれる。

一方、このような気泡除去工程はタッチセンサだけでなく、ＴＦＴ−ＬＣＤ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ−Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）パネルの生産工程においてもＬＣＤセルと偏光板の接着面との間に発生する気泡を除去するために必要である。
従来における気泡を除去するための装置として、いわゆる自動加圧装置（ａｕｔｏ ｃｌａｖｅ）というものが存在する。この装置は固定された大きさの大型チャンバ状に製造され、チャンバ内の気圧を真空装置などを用いて可変する方法にしたがってパネルを加圧して気泡を除去する。加圧されたパネルは中心から縁辺に押し出す力が発生して気泡を押し出すことになる。
空間内の圧力の変化は、通常、次の数１のように表されるボイルシャルルの理想気体の方程式によって決定される。

ここで、Ｒは普遍気体定数（ｕｎｉｖｅｒｓａｌ ｇａｓ ｃｏｎｓｔａｎｔ）である。
理想気体の方程式によれば、圧力（Ｐ）は体積（Ｖ）および温度（Ｔ）に対する関数である。しかし、従来における加圧装置は、固定された大きさのチャンバ状に製造されて体積（Ｖ）を定数に処理し、真空ポンプを用いて直接圧力を制御する方法を用いる。したがって、従来における装置が複数のパネルを同時に処理できる長所はあるものの、真空ポンプによる圧力の調整に相当な時間が求められ、気泡除去の効率が劣るだけではなく、全般的に装置が複雑になって大型化されるという問題がある。

本発明の目的は、パネルの接着面上に発生した気泡を除去するために、パネルの加圧において内部体積が可変する加圧モジュールを用いて、その圧力調整が容易な気泡除去用加圧装置および方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、パネルに加えられる圧力の変化（ΔＰ）を大きくすることによって、気泡の除去効率を向上させる構造の気泡除去用加圧装置および方法を提供することにある。
本発明の更なる目的は、パネルの加圧において中心から縁辺にその圧力を分散させることで、気泡の除去を効果的に行なう気泡除去用加圧装置および方法を提供することにある。

前述した目的を達成するために、本発明によって２つ以上の層が互いに接着して形成されるパネルの前記接着された面上に形成される気泡を除去するための気泡除去用加圧装置は、シリンダと、前記シリンダ内を往復運動するピストンと、加圧モジュールとを備える。加圧モジュールは、内部空間部に前記パネルを収容し、前記シリンダの端部と結合して前記ピストンの往復運動によって密閉された前記空間部の気圧が可変する方法で前記パネルを加圧する。
ここで、前記加圧モジュールは、前記シリンダの端部に連結されるシリンダカバーと、ベースプレートとを備える。ベースプレートは、前記シリンダカバーと結合して前記空間部を形成し、前記シリンダの端部に向い合う位置に前記パネルが位置する。
実施形態によって、本発明の泡除去用加圧装置は、前記ベースプレートを上下に搬送しながら前記加圧モジュールを開放する加圧モジュール開閉装置と、前記加圧モジュール開閉装置によって前記加圧モジュールが開放される時、前記ベースプレート上にパネルをロードおよびアンロードするパネル搬送装置とをさらに備えてもよい。
他の実施形態によって、本発明の泡除去用加圧装置は、前記加圧モジュールの一側に備えられ、前記空間部内の空気を加熱するヒータをさらに備えてもよい。ヒータは、空間部の温度を可変させることによって空間部の気圧の調整に寄与する。
更なる実施形態によって、本発明の泡除去用加圧装置は、前記ベースプレートの上方に備えられ、少なくとも１つの貫通ホールが形成されて前記ピストンによって加圧される空気の流れを前記貫通ホールの位置に制御する加圧プレートをさらに備えてもよい。
ここで、前記加圧プレートの貫通ホールは、前記パネルの中心から放射状に複数備えられ、前記パネルの中心から縁辺に行くほど小さくなることが好ましい。
更なる実施形態によって、２つ以上の層が互いに接着して形成されるパネルの前記接着された面上に形成される気泡を除去するための気泡除去用加圧方法は、ピストンが往復運動するシリンダと、前記シリンダから延びて密閉された内部空間部を有する加圧モジュールを備えるステップと、前記加圧モジュールの空間部にパネルを収容し、前記パネルは前記ピストンと向い合う位置に置かれるステップと、前記ピストンが前記シリンダ内を往復運動しながら前記空間部の気圧を可変することによって前記パネルの気泡を除去するステップと、を含む。

本発明に係る気泡除去用加圧装置は、加圧モジュール内部の体積が可変し、その内部空間部の温度を可変する２ステップの制御メカニズムを介してパネルに加えられる圧力変化（ΔＰ）およびその変化速度を容易に制御することで、気泡を容易に除去することができる。
したがって、本発明の加圧装置は、従来における加圧装置のように大容量のチャンバを備える必要がなく、また、固定された体積のチャンバを使用しないため真空ポンプによる加圧動作を必要としない。したがって、本発明の加圧装置は極めて簡単かつ軽いシステムで充分である。
本発明の加圧装置は、気泡除去に影響を与える圧力変化（ΔＰ）およびその変化速度を大きくすることによって、従来における装置よりも早い時間に気泡を除去することができる。

本発明の気泡除去用加圧装置の概略的な構造を示す図である。 本発明の気泡除去用加圧装置の動作を説明するための図である。 本発明の気泡除去用加圧装置の気泡除去方法を説明するためのフローチャートである。 本発明の一実施形態に係る加圧プレートの斜視図である。

以下、図面を参照して本発明をより詳しく説明する。
本発明の気泡除去用加圧装置１００は、２つ以上の層が互いに接着して形成されるパネルに対して、そのパネルの周囲の空気を加圧する方法によりパネル内の接着面上に形成される気泡を除去してもよい。出願人は、このような空気圧の変化による気泡の除去（またはその除去に作用する力）が空間内圧力の変化（ΔＰ）またはその変化速度の関数であることを実験的に獲得し、本発明の気泡除去用加圧装置１００は、このような圧力の変化（ΔＰ）を起こす体積（Ｖ）および温度（Ｔ）の変数を直接に制御する構造を有する。

図１に示すように、本発明の気泡除去用加圧装置１００は、シリンダ１０１、該シリンダ１０１内を往復運動するピストン１０３、シリンダ１０１の下段に結合される加圧モジュール１１０を備える。
ピストン１０３が上下に往復運動することによってシリンダ１０１内に加圧された空気はシリンダ１０１と連結された加圧モジュール１１０に流動しながら加圧モジュール１１０内の気圧を変化させることになる。このような形態の加圧は、従来における固定された体積のチャンバ方式と区別され、体積を変化させることによって加圧モジュール１１０内の圧力変化またはその変化速度を容易に調整することができる。
ピストン１０３の上下往復運動のためには既に知られている様々な方法を用いてもよい。例えば、図１に示すように、回転力を発生させるモータ１３１、該モータ１３１の回転力を上下の往復運動に変換させるカム（ｃａｍ）部材１３３、該カム部材１３３によって伝達される上下往復運動をピストン１０３に伝達するシャフト１３５を備える。カム部材１３３は、モータ１３１の回転力をシャフト１３５の上下往復運動に伝達する動力伝達構造の様々な例の１つに該当する。また、ピストン１０３によって加圧される程度を測定するためのロードセル（ｌｏａｄ ｃｅｌｌ）１３７などを備えてもよい。

加圧モジュール１１０は、密閉構造されてピストン１０３により加圧されるとき、内部空間部１１７の気圧が変わることがある。加圧モジュール１１０は、加圧モジュール１１０の上面を形成してシリンダ１０１と連結されるシリンダカバー１１１、該シリンダカバー１１１と結合して空間部１１７を形成するベースプレート（ｂａｓｅ ｐｌａｔｅ）１１３を備える。パネル１０は、ベースプレート１１３の上面に位置することでシリンダ１０１と向かい合う。実施形態によって加圧モジュール１１０は、図１に示すようにシリンダカバー１１１とベースプレート１１３との間に加圧モジュール本体１１５を備えて空間部１１７を形成してもよい。
ピストン１０３が下方へ搬送されることで圧縮された空気は、シリンダ１０１に沿って移動しつつ、加圧モジュール１１０内のベースプレート１１３に位置したパネル１０を加圧する。その後、ピストン１０３が上方に搬送されれば、空気の圧縮が解除されつつ加圧モジュール１１０内のベースプレート１１３に位置したパネル１０に対する加圧も解除される。したがって、空間部１１７内の圧力は、ピストン１０３の往復運動によってその体積（Ｖ）が変わるだけでも可変されるため、空間部１１７の圧力調整が極めて容易である。

さらに、本発明の気泡除去用加圧装置１００は、ベースプレート１１３の一側に取付けられるか、上部に埋め立てられて空間部１１７内の空気を加熱するヒータ１１９をさらに備えてもよい。ヒータ１１９は、空間部１１７内の空気を加熱することで圧力の変化（ΔＰ）を促進させると同時に圧力の調整を容易にする。ヒータ１１９は、電気的なエネルギによって発熱する平板セラミックヒータなどによって瞬間的な発熱が可能であり、電気を遮断することによって発熱が中断される点で好ましい。

以下に本発明の気泡除去用加圧装置１００の作動メカニズムについて説明する。本発明の加圧装置１００は、パネル１０上の気泡の除去が単なる圧力が提供されることよりも、圧力の変化（ΔＰ）および温度（Ｔ）の関数であることに注目する。
このようなメカニズムを効率的に達成するため圧力が作用する空間部１１７の大きさを減らすと同時に、単なるピストン１０３運動でその空間部１１７の体積を可変しつつ、「加圧」→「解除」→「加圧」→「解除」を繰り返す構造を採択した。また、ヒータ１１９が空間部１１７を加熱する方法で温度（Ｔ）による圧力制御を追加的に提供することによって、圧力の変化をより容易にした。

このように本発明の気泡除去用加圧装置１００は、体積（Ｖ）と温度（Ｔ）を可変する方法によってその圧力の変化を容易に制御するだけでなく、内部圧力の動的変化率を十分なレベルまで提供することで、その変化率が一定の閾値を越えれば、パネル１０内の気泡をより容易に除去することができる。

［実施形態１］
パネルのロード
実施形態によってパネル１０が加圧モジュール１１０内にロードされるための構造が求められる。
図２に示すように、加圧モジュール１１０がシリンダカバー１１１、加圧モジュール本体１１５、およびベースプレート１１３によって行われる場合、本発明の気泡除去用加圧装置１００は、加圧モジュール開閉装置１５０とパネル搬送装置（図示せず）をさらに備えてパネル１０を自動にロードしてもよい。
図２に示す加圧モジュール開閉装置１５０は、流圧または空圧シリンダなどを用いてベースプレート１１３を上下に搬送することによって加圧モジュール１１０を下方に開閉する。
パネル搬送装置（図示せず）は、加圧モジュール開閉装置１５０によってベースプレート１１３が下方に搬送されて加圧モジュール１１０が開放されるとき、ベースプレート１１３上にパネルをロードおよびアンロードする。図２に示すように、パネル搬送装置（図示せず）はキャビネット１１からパネル１０を真空吸着してベースプレート１１３に搬送する吸着手段１７１を備える。
パネル１０が吸着手段１７１によって吸着してベースプレート１１３にロードされれば、加圧モジュール開閉装置１５０がベースプレート１１３を上方に搬送してシリンダカバー１１１に密着させる。その後、モータ１３１の回転力が伝達されてピストン１０３が往復運動し、ヒータ１１９が発熱しながら加圧モジュール１１０内の空間部１１７の圧力が上昇することになる。

実施形態１に基づいた本発明における気泡除去用加圧装置１００の動作を図２および図３に基づいて説明する。
図２Ａに示すように、ベースプレート１１３が加圧モジュール開閉装置１５０によって開放されれば、吸着手段１７１がキャビネットに収容されたパネル１０を吸着してベースプレート１１３にロードする（Ｓ３０１）。
パネル１０がベースプレート１１３にロードされれば、図２Ｂに示すように、加圧モジュール開閉装置１５０がベースプレート１１３を搬送させてシリンダカバー１１１に密着させることで密閉された空間部１１７を形成する（Ｓ３０３）。

加圧モジュール１１０が密閉されれば、ピストン１０３が下方に搬送されることで空間部１１７を加圧し、ヒータ１１９が電気的エネルギによって発熱することで空間部１１７の圧力の変化を加速させながら空間部１１７内のパネル１０を加圧する（Ｓ３０５）。
ロードセル１３７を用いてパネル１０の加圧が一定の閾値に達したと判断すれば、ピストン１０３が再び上方に搬送して空間部１１７に対する加圧は解除され、ヒータ１１９に供給された電気的エネルギが遮断されることによってヒータ１１９の発熱は中断され、空間部１１７内のパネル１０に対する加圧は解除される（Ｓ３０７）。

以上のステップＳ３０５〜ステップＳ３０７は、ピストン１０３の１回往復によって行われる工程であり、ピストン１０３の１回往復の速度（付加的にヒータの加熱）によってパネルに加えられる圧力の変化速度は調整される。以上のステップＳ３０５〜ステップＳ３０７よる１回往復動作が予め設定された回数だけ繰り返されれば加圧動作は終了する（Ｓ３０９）。
加圧が終了すれば、加圧モジュール開閉装置１５０がベースプレート１１３を下方に搬送させて加圧モジュール１１０を開放し、吸着手段１７１によってパネル１０がアンロードされることで、本発明の加圧装置１００による気泡の除去は完了する（Ｓ３１１）。

［実施形態２］
加圧プレート
パネル１０の接着面上の気泡を除去するためには、パネル１０の中心から縁辺に押し出す力が必要である。ピストン１０３によって加圧された空気がそのような力を提供する。
したがって、パネル１０に作用する気圧の分布もパネル１０の中心から縁辺に行くほど小さくなることが好ましい。このような気圧の分散のために、本発明の気泡除去用加圧装置１００は、シリンダカバー１１１の下方に備えられて複数の貫通ホール１９１が形成された加圧プレート１９０を備える。加圧プレート１９０は、ピストン１０３によって加圧される空気の流れを貫通ホール１９１の位置に制御する。

図３に示すように、加圧プレート１９０にはその中心から放射状に複数の貫通ホール１９１が形成されているが、パネル１０の中心から縁辺への方向性を誘導することで気泡の除去を効率的に行う。
さらに、貫通ホール１９１の大きさは中心から縁辺に行くほど小さくなることが好ましい。このような貫通ホールの構造はパネル１０の中心から縁辺に行くほど低くなる気圧の分布を形成し、このような気圧の分布はパネル１０の中心から縁辺に向かう空気の流れを形成することになる。したがって、まるで中心から縁辺に掃き出すように気泡を除去する効果がある。

シリンダ１０１の断面積の大きさがベースプレート１１３上のパネル１０の大きさに類似するか、あるいは大きければ、ピストン１０３によって加圧された空気はパネル１０の全面に等しく作用し、反対にパネル１０の大きさがシリンダ１０１の断面積よりも大きければ、ピストン１０３によって加圧された空気はパネル１０の中心に先に作用してパネル１０の縁辺に拡大されるのであろう。
したがって、シリンダ１０１の断面積がパネル１０よりも大きいか類似してパネル１０の全体が加圧される場合よりも、シリンダ１０１の断面積がパネル１０（またはベースプレート）よりも小さいためパネル１０の中心から加圧されることが好ましい。
ただし、シリンダ１０１の断面積はパネル１０の大きさのみならず、可変する気圧の大きさと速度、およびそれに影響を与える加圧モジュール１１０の体積、モータ１３１の大きさ、標準サイズなどによる量産性のような因子によって決定されてもよく、場合に応じて、シリンダ１０１の断面積がパネル１０よりも大きいか類似するよう設けられてもよい。

シリンダ１０１の断面積がパネル１０よりも大きいか類似する場合、その気泡を除去する効率を上げるために、本発明の気泡除去用加圧装置１００はベースプレート１１３の上側に備えられ、少なくとも１つの貫通ホール１９１が形成された加圧プレート１９０を備える。ピストン１０３によって加圧される空気の流れを貫通ホール１９１の位置に応じて制御されるであろう。

以上、本発明の好ましい実施形態について図示かつ説明したが、本発明は、上記で述べた特定の実施形態に限定されることなく、請求範囲で請求する本発明の要旨から離れることなく当該の発明が属する技術分野において通常の知識を有する者によって多様な変形実施が可能になることはもちろんで、このような変形実施は本発明の技術的な思想または展望から個別に理解されてはいけないのであろう。

１０ パネル
１１ キャビネット
１０１ シリンダ
１０３ ピストン
１１０ 加圧モジュール
１１１ シリンダカバー
１１３ ベースプレート
１１５ 加圧モジュール本体
１１７ 空間部
１１９ ヒータ
１３１ モータ
１３３ カム部材
１３５ シャフト
１３７ ロードセル
１５０ 加圧モジュール開閉装置
１７１ 吸着手段
１９０ 加圧プレート
１９１ 貫通ホール

Claims (10)

1. ２つ以上の層が互いに接着して形成されるパネルの前記接着された面上に形成される気泡を除去するための気泡除去用加圧装置であって、
   シリンダと、
   前記シリンダ内を往復運動するピストンと、
   内部空間部に前記パネルを収容し、前記シリンダの端部と結合して前記ピストンの往復運動によって密閉された前記空間部の気圧が可変される加圧モジュールと、
   を備えることを特徴とする気泡除去用加圧装置。
2. 前記加圧モジュールは、
   シリンダカバーと、
   前記シリンダカバーと結合して前記空間部を形成し、前記シリンダの端部に向い合う位置に前記パネルが置かれるベースプレートと、
   を備えることを特徴とする請求項１に記載の気泡除去用加圧装置。
3. 前記ベースプレートを上下に搬送しながら前記加圧モジュールを開放する加圧モジュール開閉装置と、
   前記加圧モジュール開閉装置によって前記加圧モジュールが開放される時、前記ベースプレート上にパネルをロードおよびアンロードするパネル搬送装置と、
   をさらに備えることを特徴とする請求項２に記載の気泡除去用加圧装置。
4. 前記加圧モジュールの一側に備えられ、前記空間部内の空気を加熱するヒータをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の気泡除去用加圧装置。
5. 前記シリンダの端部の下方に備えられ、少なくとも１つの貫通ホールが形成されて前記ピストンによって加圧される空気の流れを前記貫通ホールの位置に制御する加圧プレートをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の気泡除去用加圧装置。
6. 前記加圧プレートの貫通ホールは、前記パネルの中心から放射状に複数備えられることを特徴とする請求項５に記載の気泡除去用加圧装置。
7. 前記貫通ホールは、前記パネルの中心から縁辺に行くほど小さくなることを特徴とする請求項６に記載の気泡除去用加圧装置。
8. ２つ以上の層が互いに接着して形成されるパネルの前記接着された面上に形成される気泡を除去するための気泡除去用加圧方法であって、
   ピストンが往復運動するシリンダと、前記シリンダから延びて密閉された内部空間部を有する加圧モジュールを備えるステップと、
   前記加圧モジュールの空間部にパネルを収容し、前記パネルは前記ピストンと向い合う位置に置かれるステップと、
   前記ピストンが前記シリンダ内を往復運動しながら前記空間部の気圧を可変することによって前記パネルの気泡を除去するステップと、
   を含むことを特徴とする気泡除去用加圧方法。
9. 前記パネルを収容するステップは、
   前記加圧モジュールの下部を形成しながら分離されるベースプレートを搬送させることによって前記加圧モジュールを開放するステップと、
   前記加圧モジュールが開放される時、前記ベースプレート上にパネルをロードするステップと、
   を含むことを特徴とする請求項８に記載の気泡除去用加圧方法。
10. 前記パネルの気泡を除去するステップは、前記ピストンの往復運動に合わせて、前記空間部内の空気を加熱して気圧の変化を促進することを特徴とする請求項８に記載の気泡除去用加圧方法。

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