JP3964523B2

JP3964523B2 - フィルム貼付装置およびこれを用いたフィルム貼付方法

Info

Publication number: JP3964523B2
Application number: JP34029897A
Authority: JP
Inventors: 賢二中西; 哲史棚田
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 1997-12-10
Filing date: 1997-12-10
Publication date: 2007-08-22
Anticipated expiration: 2017-12-10
Also published as: JPH11170366A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はフィルムを被貼付物に貼付するフィルム貼付装置に関し、特にしわや気泡を生じることなく均一にフィルムを貼付することのできるフィルム貼付装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
産業上のさまざまな分野において、薄膜状のフィルムを任意の部材に貼付する作業が必要となる場合がある。
例えば、液晶表示装置の基板上にカラーフィルタを形成する際に、片面に粘着性を有するカラーフィルタ形成用フィルムを基板上に貼付する場合などが挙げられる。そして、カラーフィルタ形成用フィルムにレーザ光を照射してレーザ焼付を行い基板を着色するという作業を、赤、緑、青の３色のフィルムについて任意の順で行い、カラーフィルタを作製する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このカラーフィルタ形成用フィルムを基板上に貼付する時、フィルムにしわがよったり、フィルムと基板の間に気泡が残ったりしやすく、カラーフィルタが確実に形成されないなどの問題を生じていた。これまでに、フィルムと基板の間に気泡を残さないようにするため、基板上のフィルムにローラーをかけつつ貼付する方法などがあったが、作業に手間や時間がかかり、しかもその効果は不十分であった。
あるいは、フィルム貼付作業の効率を向上させるために、フィルム供給の方法についても検討を行う必要があった。
上記の点に鑑み、本発明は、液晶表示装置のカラーフィルタ形成用フィルムの貼付作業のようなフィルム貼付作業において、しわや気泡を生じることなくフィルムを被貼付物に均一に貼付することのできるフィルム貼付装置およびフィルム貼付方法を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明者らは、しわや気泡を生じることなくフィルムを被貼付物に均一に貼付するためには、貼付しようとするフィルムにおいて、面内のあらゆる方向にほぼ均一な張力（以下、等方均一張力という）を付加した状態で被貼付物に貼付すること、フィルムと被貼付物の界面の空気を除去するため、フィルムを貼付する面の中央部から周辺部に向かってフィルムを順次貼付すること、の２つの条件を満たせばよいことを見いだした。すなわち、本発明に係るフィルム貼付装置は、凹部を有し、この凹部を塞ぐようにフィルムを支持する枠体と、この枠体にフィルムを支持させた際に枠体とフィルムにより密閉された凹部内に気体を導入するための気体導入手段と、枠体に支持されたフィルムと対向するように被貼付物を支持する被貼付物支持部と、枠体に支持されたフィルムと被貼付物支持部上の被貼付物が接近、離間する方向に移動させる移動手段と、前記枠体が降下した時に前記貼付面の角に当接する第２の枠体とを具備したことを特徴とする。
【０００５】
このようなフィルム貼付装置を使用すると、フィルムの周縁部が枠体に支持されているため、枠体とフィルムにより密閉された凹部内に気体を導入することで、フィルム面に等方均一張力を与えることができるとともに、フィルム面は凸状に膨出する。この状態でフィルムと被貼付物を接近させると、フィルムは被貼付物の貼付面の中央部から周縁部へと貼付されるので、フィルム貼付時に生じるしわや気泡を貼付面の中央部から周縁部へ逃がすようにすることができる。また、フィルムにはあらゆる方向に張力がほぼ均一にかかっているため、張力が不均一にかかった状態でフィルムを貼付した場合に生じる恐れのある一方向へのフィルムの縮みなどが起こることはなく、貼付後にフィルム面にしわを形成することはない。
【０００６】
また、前記フィルム貼付装置には、被貼付物に貼付されたフィルムの周囲を切断するフィルム切断手段が備えられていてもよい。このような切断手段が設けられていれば、人手を使用することなく被貼付物に貼付されたフィルムの不要部分を容易に切除する、あるいはフィルムから被貼付物に貼付された部分を切り出すことができ、作業効率を向上させることができる。さらに、前記フィルム貼付装置には、前記枠体にフィルムを連続的に供給するフィルム供給機構が備えられていてもよい。このような供給機構が設けられていれば、１つの被貼付物ごとに新たなフィルムをセットする必要がなく、フィルムの供給が連続的に行えるので、作業効率を向上させることができる。前記被貼付物は、液晶表示装置を構成する基板であり、前記フィルムはカラーフィルタ形成用フィルムであればよい。これにより、しわのないカラーフィルタを効率的に形成することが可能になる。前記枠体が下降した時に前記貼付面の角に当接する切欠部を更に備えていてもよい。さらに、前記切欠部の近傍には、弾性部材から構成されるフィルム押さえが更に設けられているのが好ましい。
【０００７】
本発明に係るフィルム貼付方法は、上記フィルム貼付装置の枠体にフィルムを支持させて、このフィルムにより密閉された枠体の凹部内に気体導入手段から気体を導入して内圧を高めることで枠体に支持されたフィルムを凸状に膨出させた後、移動手段を作動させて枠体に支持されたフィルムを被貼付物に接近させていき、フィルムを被貼付物の貼付面の中央部から外周部へと貼付することを特徴とする。
【０００８】
すなわち、フィルム貼付装置の枠体でフィルムを支持し、これにより密閉空間となる枠体凹部に、気体導入手段から気体を導入して内圧を高めることで、枠体に支持されたフィルム面に等方均一張力を与えることができ、フィルムを凸状に膨出させることができる。この状態で、フィルムを被貼付物に接近させていき、フィルムを被貼付物の貼付面の中央部から外周部へと貼付することで、フィルムにしわや気泡を生じることなく被貼付物に貼付することができる。また、フィルムに与える張力を、フィルムが支持された枠体内部の気体の圧力を変更することで調節することができ、貼付条件の最適化を容易に行うことができる。また、前記被貼付物は、液晶表示装置を構成する基板であり、前記フィルムはカラーフィルタ形成用フィルムであればよい。これにより、しわのないカラーフィルタを効率的に形成することが可能になる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面により本発明について詳細に説明するが、本発明はこれらの実施形態例のみに限定されるものではない。
図１および図２は本実施の形態のフィルム貼付装置の一例を示す概略構成図であり、図１は本装置の要部を示す部分断面図、図２は平面図である。これは、液晶表示装置のカラーフィルタ形成用フィルム貼付装置の例である。
図１および図２に示すとおり、本実施の形態のフィルム貼付装置１は、天板４ａ、外枠４ｂ、ピストン５（移動手段）、基台８（被貼付物支持部）、支柱９、スプリング１０、フィルム固定用ゴム１１から概略構成されている。
【００１０】
図１に示すように、エアシリンダーのピストン５の下端に天板４ａの中央部が固定されるとともに、天板４ａの下面周縁部には外枠４ｂが隙間なく固定されており、これら天板４ａと外枠４ｂで枠体４が構成されている。そして、枠体４の下面に貼付すべきフィルム１４が支持されるようになっている。一方、基台８の中央部には、フィルムを貼付する基板１３（被貼付物）が支持されるようになっている。従って、エアシリンダーの作動によりピストン５が上下動することで、枠体４に支持されたフィルム１４と基板１３が接近、離間するようになっている。
【００１１】
図２に示すように、枠体４は矩形の板部の四隅に円形の板部が設けられた形状となっており、各円形板部には孔がそれぞれ設けられている。
図１および図２に示すように、基台８の四隅には支柱９、９…が固定され、枠体４の孔を挿通しており、枠体４が基台８に対して平行に上下動するようになっている。各支柱９、９…の外周部にはスプリング１０、１０…がそれぞれ設けられ、外枠４ｂの下端にはフィルム固定用ゴム１１が密着できるように構成されている。このフィルム固定用ゴム１１は、枠体４と同様の平面形状を有するものであって、フィルム固定用ゴム１１の四隅にも、支柱９が挿通する孔部が形成されている。外枠４ｂの下面とフィルム固定用ゴム１１は、互いに密着することで、フィルム１４を保持できるようになっている。そして、フィルム１４を枠体４の下面に支持させた際には、枠体４とフィルム１４によって閉空間１５が形成され、枠体４とフィルム固定用ゴム１１が密着することで、閉空間１５内の気密状態が保持できるようになっている。
【００１２】
また、図２に示すように、枠体４の一側部には孔が形成されており、この孔が図示しない空気供給源に配管を通じて接続され、閉空間１５内に空気を導入するための空気導入路１６となっている。天板４ａ、外枠４ｂおよびフィルム１４で形成される閉空間１５には、この空気導入路１６から空気が供給されるようになっている。さらに、閉空間１５内に供給する空気量は適宜制御できる構成となっており、閉空間１５内の空気圧が制御可能となっている。
【００１３】
図１に示すように、天板４ａの下面には内枠６が固定されており、枠体４が下降した際に基板１３上面の角に当接する位置に切欠部が設けられ、切欠の内面にゴムなどの弾性材料からなるフィルム押さえ７が設けられている。このフィルム押さえ７は、枠体４が下降した際の内枠６と基板１３との接触を緩衝する役目を果たすと同時に、基板１３の縁部でフィルム１４を確実に押さえる役目を果たすものである。基台８の上面中央部にはステージ８ａが設けられており、その上にフィルム１４が貼付される基板１３が固定されるようになっている。ステージ８ａの周囲にはこれを囲むようにカッター１２が設けられている。図３に示すように、このカッター１２の刃先の高さは、ピストン５が最下点に達した時のカッター１２の位置におけるフィルム１４の高さより若干高い位置にある。これにより、ピストン５が最下点に達する直前にカッター１２の刃先がフィルム１４に当接し、これを切断することができる。
【００１４】
図２に示すように、基板１３は図２中の左側から図示しない搬送機構によりフィルム貼付装置１に連続的に供給されるようになっており、フィルム貼付済の基板１３は図２中の右側へ搬送されるようになっている。この時、フィルム貼付装置１の図２中の右側にレーザ焼付を行う装置を設置してもよい。
また、フィルム１４は図２中の下側から、図示しないフィルム供給機構によりフィルム貼付装置１に連続的に供給されるようになっており、使用した残りのフィルム１４は図２中の上側へ搬送されるようになっている。
【００１５】
次に、本実施の形態のフィルム貼付装置１を用いて基板１３上にフィルム１４を貼付する手順について図１から図３を用いて説明する。
まず、初期状態では、ピストン５が図１中の上方に上昇しており、外枠４ｂとフィルム固定用ゴム１１の間に隙間が形成されている。その隙間にフィルム１４が挿入され、ピストン５が下降するとフィルム１４が外枠４ｂとフィルム固定用ゴム１１に挟み込まれる。この時、天板４ａ、外枠４ｂおよびフィルム１４が閉空間１５を形成する。また、基台８の上面中央部のステージ８ａ上に、フィルム１４を貼付する基板１３が固定される。
【００１６】
天板４ａ、外枠４ｂおよびフィルム１４が閉空間１５を形成した状態で、空気導入路１６から閉空間１５に空気が導入されると、閉空間１５内の圧力は上昇する。これによりフィルム１４は図１に示すように図中下方に向かって凸状に膨出する。この状態が保たれたままピストン５が下降すると、スプリング１０、１０…が縮み、凸状に膨出しているフィルム１４の最下部が基板１３の上面中央部に接触する。フィルム１４の基板１３側の面は粘着性を有しており、フィルム１４は基板１３に接触した部分から順に基板１３の上面に貼り付いていく。
【００１７】
さらにピストン５が下降すると、フィルム１４と基板１３との接触部分は、基板１３の上面中央部から周縁部へと広がってゆき、図３に示すようについには基板１３の上面全面にフィルム１４が貼付される。
最後に、フィルム押さえ７がフィルム１４の貼付された基板１３の周縁部を押さえることで、基板１３の上面にフィルム１４を完全に貼付するとともに、カッター１２がフィルム１４に当接し、基板１３に貼付されたフィルム１４の貼付部周囲を切断する。
【００１８】
１枚の基板１３の貼付作業が終了すると、ピストン５が上昇し、外枠４ｂとフィルム固定用ゴム１１の間に隙間ができた状態で、フィルム供給機構が作動しフィルム１４の切りとられた部分が図２中上側へ搬送され、新しいフィルム１４の面が図中下側からフィルム貼付装置１に供給される。
また、貼付作業の終了した基板１３が、搬送機構により図２中右側へ搬送（排出）され、次に貼付作業を行う基板１３が図中左側からフィルム貼付装置１に供給される。
【００１９】
このように、本実施の形態のフィルム貼付装置１においては、天板４ａ、外枠４ｂおよびフィルム１４で形成される閉空間１５の圧力を上昇させることでフィルム１４の面に等方均一張力を加えて凸状に膨出させるとともに、基板１３の上面中央部から周縁部に向かってフィルム１４を貼付することで、しわがよったり、貼付面に気泡を生じたりすることなくフィルム１４を基板１３の上面に貼付することができる。
さらに、閉空間１５内に供給する空気量は適宜制御できる構成となっており、閉空間１５内の空気圧が制御可能となっているので、フィルム１４に与える張力を、枠体４とフィルム１４から構成される閉空間１５内の空気圧を変更することで調節することができ、貼付条件の最適化を容易に行うことができる。
【００２０】
また、前記フィルム貼付装置１には、基板１３に貼付したフィルム１４の周囲を切断するカッター１２が備えられているので、フィルム１４の基板１３に貼付された部分を、貼付作業を行うとともに切り出すことができ、手間を省いて作業効率を向上させることができる。この時、ピストン５を上下動させればよく、カッター１２を動かす必要はないので、フィルム貼付装置１に駆動機構などをさらに備える必要はない。
【００２１】
前記フィルム貼付装置１には、フィルム１４を連続的に供給するフィルム供給機構が備えられているので、フィルム１４の供給を連続的に行うことができ、手間を省いて作業効率を向上させることができる。
また、前記フィルム貼付装置１には、基板１３を搬送する搬送機構が備えられているので、基板１３をフィルム貼付装置１に連続的に供給することができ、手間を省いて作業効率を向上させることができる。
【００２２】
なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。例えば、枠体４は天板４ａおよび外枠４ｂから構成されているが、枠体４は１つの構成要素からなっていてもよい。また、上記実施の形態ではフィルム１４を移動させて基板１３に貼付しているが、基板１３だけを移動させても、両者を移動させるように構成しても差し支えない。あるいは、上記実施の形態では切断手段としてカッター１２を使用しているが、切断手段は刃物に限ることはなく、フィルム１４の材質によってはニクロム線などを用いて熱により切断するようにしても差し支えない。
上記実施の形態は、液晶表示装置のカラーフィルタ形成用フィルムの貼付装置についてのものであるが、本発明はこれ以外にも、産業上のさまざまな分野において、薄膜状のフィルムを任意の部材に貼付する作業に適用することが可能である。
【００２３】
【発明の効果】
上述のごとく、本発明のフィルム貼付装置は、凹部を有し、この凹部を塞ぐようにフィルムを支持する枠体と、この枠体にフィルムを支持させた際に枠体とフィルムにより密閉された凹部内に気体を導入するための気体導入手段と、枠体に支持されたフィルムと対向するように被貼付物を支持する被貼付物支持部と、枠体に支持されたフィルムと被貼付物支持部上の被貼付物が接近、離間する方向に移動させる移動手段と、前記枠体が降下した時に前記貼付面の角に当接する第２の枠体とを具備したことを特徴とするものであって、枠体の凹部を塞ぐように支持されているフィルムに、枠体とフィルムにより密閉された凹部内に気体を導入することで張力を均一に加えることができる。凸状に膨出したフィルムを被貼付物の貼付面の中央部から周縁部へと貼付するので、フィルム貼付時に生じるしわや気泡を、貼付面の中央部から周縁部へ逃がすようにすることができる。フィルムには張力が均一にかかっているため、貼付後に一方向に縮むなどしてフィルム面にしわを形成することはない。更に、枠体の下降時に貼付面の角に当接する第２の枠体を具備しているので、フィルム貼付時に生じるしわや気泡の問題を解消することができる。
【００２４】
前記フィルム貼付装置に、被貼付物に貼付したフィルムの周囲を切断する切断手段が備えられていることで、被貼付物に貼付されたフィルムの不要部分をすぐに切除することができ、手間を省き作業効率を向上させることができる。
また、前記フィルム貼付装置に、フィルムを連続的に供給する供給機構が備えられていることで、１つの被貼付物ごとに新たなフィルムをセットする必要がなく、作業効率を向上させることができる。
【００２５】
本発明のフィルム貼付方法は、フィルム貼付装置の枠体にフィルムを支持させて、フィルムにより密閉された枠体の凹部内に気体導入手段から気体を導入して内圧を高めることで枠体に支持されたフィルムを凸状に膨出させた後、移動手段を作動させて枠体に支持されたフィルムを被貼付物に接近させていき、フィルムを被貼付物の貼付面の中央部から外周部へと貼付することを特徴とするものであって、枠体に支持されたフィルム面に等方均一張力を与えることができ、この状態でフィルムを貼付するので、被貼付物にフィルムをしわや気泡を生じることなくフィルムを貼付することができる。この時、フィルムに与える張力を、フィルムが支持された前記枠体内部の気体の圧力を変更することで調節することができ、貼付条件の最適化を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態のフィルム貼付装置の一例を示す概略構成図（部分断面図）である。
【図２】本実施の形態のフィルム貼付装置の一例を示す概略構成図（平面図）である。
【図３】本実施の形態のフィルム貼付装置の動作を示す概略構成図（部分断面図）である。
【符号の説明】
１フィルム貼付装置
４枠体
４ａ天板
４ｂ外枠
５ピストン
６内枠
７フィルム押さえ
８基台
９支柱
１０スプリング
１１フィルム固定用ゴム
１２カッター
１３基板
１４フィルム
１５閉空間
１６空気導入路

Claims

フィルムを被貼付物に貼付するためのフィルム貼付装置であって、凹部を有し、該凹部を塞ぐように前記フィルムを支持する枠体と、該枠体に前記フィルムを支持させた際に枠体とフィルムにより密閉された前記凹部内に気体を導入するための気体導入手段と、前記枠体に支持されたフィルムと対向するように前記被貼付物を支持する被貼付物支持部と、前記枠体に支持されたフィルムと前記被貼付物支持部上の被貼付物をこれらが接近、離間する方向に移動させる移動手段と、前記枠体が降下した時に前記貼付面の角に当接する第２の枠体とを具備し、前記フィルムを前記被貼付物の貼付面の中央部から周縁部に向けて貼付することを特徴とするフィルム貼付装置。
被貼付物に貼付されたフィルムの周囲を切断するフィルム切断手段が備えられていることを特徴とする請求項１記載のフィルム貼付装置。
前記枠体にフィルムを連続的に供給するフィルム供給機構が備えられていることを特徴とする請求項１または２に記載のフィルム貼付装置。
前記被貼付物は、液晶表示装置を構成する基板であり、前記フィルムはカラーフィルタ形成用フィルムであることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のフィルム貼付装置。
前記枠体が下降した時に前記貼付面の角に当接する切欠部を更に備えることを特徴とする請求項４に記載のフィルム貼付装置。
前記切欠部の近傍には、弾性部材から構成されるフィルム押さえが更に設けられることを特徴とする請求項５に記載のフィルム貼付装置。
請求項１ないし６のいずれか一項に記載のフィルム貼付装置の枠体にフィルムを支持させて、該フィルムにより密閉された前記枠体の凹部内に気体導入手段から気体を導入して内圧を高めることで枠体に支持されたフィルムを凸状に膨出させた後、前記移動手段を作動させて枠体に支持されたフィルムを被貼付物に接近させることで、フィルムを被貼付物の貼付面の中央部から周縁部へと貼付することを特徴とするフィルム貼付方法。
前記貼着物は、液晶表示装置を構成する基板であり、前記フィルムはカラーフィルタ形成用フィルムであることを特徴とする請求項７に記載のフィルム貼付方法。