JP6052173B2 - シート部材の搬送方法及び搬送装置 - Google Patents

Description

本発明はシート部材の搬送方法及び搬送装置に関する。

従来から、タッチパネルや携帯電話、電子ペーパー、各種太陽電池、各種エレクトロルミネッセンス調光素子等の各種電子デバイスに用いられる基材として、柔軟性及び生産性の観点からガラス基材に代わってフレキシブル基材が注目されている。とりわけ、これらのフレキシブル基材には、樹脂材料が用いられてきたが、当該樹脂材料は、ガラスと比較すると、耐えられる温度に限界があることや水蒸気透過率及び酸素透過率が低いことが問題であった。
このような問題から、近年では、フレキシブル基材として薄膜ガラスといった、厚さ数百μｍ以下といった極めて薄いガラスが注目されている。しかしながら、この薄膜ガラスは、厚さ数百μｍ以下といった極めて薄いことから、薄膜ガラスの端部に生じた微細なクラックに応力が集中することで簡単に破損してしまい、上述したような電子デバイスの製造工程、特に搬送工程では薄膜ガラスの扱いが非常に困難であった。

ところで、上述したような電子デバイスの生産性を向上させるための一つの方法としてフレキシブル基材をロールトゥロールで搬送することが挙げられる。このロールトゥロール搬送は、リジットな基材には適用できず、フレキシブルな基材の利点の一つである。フレキシブル基材は、このロールトゥロール搬送を行うことによって、結果としてデバイスの連続生産が可能となっている。
このようなロールトゥロール搬送を行って薄膜ガラスを搬送する技術が開示されている（例えば特許文献１参照）。この文献には、ロール状に巻かれた薄膜ガラスを引き出す際に、その引き出された薄膜ガラスの先端部が破断するおそれがあるため、当該先端部に樹脂フィルムを接合して、薄膜ガラスの先端部の破断を防止することが記載されている。

特開２０１０−１３２３５号公報

ここで、通常、薄膜ガラス等のシート部材の搬送装置には、搬送時に位置ズレを補正するための補正機構が搭載されているが、当該補正機構による補正は薄膜ガラスに捻れ等の応力を発生させて行っているため、この捻れ等の応力により当該薄膜ガラスのクラックから薄膜ガラスが破損してしまう可能性があった。上述した特許文献１のように、ロール状に巻かれた薄膜ガラスの先端部のみを樹脂フィルムと接合していたとしても、補正機構が稼働するのは先端部に接合された樹脂フィルムの部分だけには限らず、薄膜ガラスの部分で補正機構が稼働することもあるために、結果として薄膜ガラスが破損してしまうおそれがある。
本発明の課題は、搬送時に薄膜ガラスの位置ズレを補正する際に、薄膜ガラスの破損を防止することである。

請求項１記載の発明は、
シート部材をロールトゥロールで搬送するシート部材の搬送方法において、
前記シート部材は、当該シート部材の延在方向に沿って配列された複数の薄膜ガラスと、複数の前記薄膜ガラスの間に少なくとも一つ介在するように配置された補助シート部とを備え、
前記シート部材の搬送経路上に配置され、当該シート部材の幅方向の位置ズレを補正する補正機構が、前記シート部材の位置ズレを検出すると、前記シート部材における補助シート部分のみに対して前記位置ズレの補正を施すことを特徴としている。

請求項２記載の発明は、請求項１記載のシート部材の搬送方法において、
前記補助シート部は、前記薄膜ガラスよりもじん性が高いことを特徴としている。

請求項３記載の発明は、請求項２記載のシート部材の搬送方法において、
前記補助シート部は樹脂フィルムであることを特徴としている。

請求項４記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載のシート部材の搬送方法において、
前記位置ズレの補正は、前記シート部材における前記補助シート部を搬送方向に対して捻ることで行われることを特徴としている。

請求項５記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載のシート部材の搬送方法において、
一つの前記補助シート部の長さをＰｌとし、前記シート部材の幅をＷとすると、式（１）の関係を満たしていることを特徴としている。
Ｐｌ≧Ｗ・・・（１）

請求項６記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載のシート部材の搬送方法において、
一つの前記補助シート部の長さをＰｌとし、前記シート部材の幅をＷとすると、式（２）の関係を満たしていることを特徴としている。
Ｐｌ≧３Ｗ／２・・・（２）

請求項７記載の発明は、
延在方向に沿って配列された複数の薄膜ガラスと、複数の前記薄膜ガラスの間に少なくとも一つ介在するように配置された補助シート部とを備えたシート部材をロールトゥロールで搬送するシート部材の搬送装置であって、
前記シート部材の幅方向の位置ズレを検出するズレ検出部と、
前記シート部材の搬送経路上に配置され、前記シート部材の幅方向の位置ズレを補正する補正機構と、
前記補助シート部が前記補正機構に対向したか否かを検出する補助シート検出部と、
前記ズレ検出部及び前記補助シート検出部の検出結果に基づいて前記補正機構を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記ズレ検出部によって前記シート部材の位置ズレが検出され、なおかつ前記補助シート検出部によって前記補助シート部が前記補正機構に対向したことが検出されると、前記補正機構を制御して、前記シート部材における前記補助シート部に対して前記位置ズレの補正を施すことを特徴としている。

請求項８記載の発明は、請求項７記載のシート部材の搬送装置において、
前記補助シート部は、前記薄膜ガラスよりもじん性が高いことを特徴としている。

請求項９記載の発明は、請求項８記載のシート部材の搬送装置において、
前記補助シート部は樹脂フィルムであることを特徴としている。

請求項１０記載の発明は、請求項７〜９のいずれか一項に記載のシート部材の搬送装置において、
前記位置ズレの補正は、前記シート部材における前記補助シート部を搬送方向に対して捻ることで行われることを特徴としている。

請求項１１記載の発明は、請求項７〜１０のいずれか一項に記載のシート部材の搬送装置において、
一つの前記補助シート部の長さをＰｌとし、前記シート部材の幅をＷとすると、式（１）の関係を満たしていることを特徴としている。
Ｐｌ≧Ｗ・・・（１）

請求項１２記載の発明は、請求項７〜１０のいずれか一項に記載のシート部材の搬送装置において、
一つの前記補助シート部の長さをＰｌとし、前記シート部材の幅をＷとすると、式（２）の関係を満たしていることを特徴としている。
Ｐｌ≧３Ｗ／２・・・（２）

本発明によれば、搬送時に薄膜ガラスの位置ズレを補正する際に、薄膜ガラスが破損してしまうことを抑制することができる。

本実施形態に係るシート部材の概略構成を示す上面図である。 本実施形態に係るシート部材の搬送装置の概略構成を示す説明図である。 本実施形態に係る補正機構の概略構成を示す上面図である。 図２の搬送装置における主制御構成を示すブロック図である。

以下に、本発明を実施するための最良の形態について図面を用いて説明する。ただし、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。

本実施形態に係るシート部材の搬送装置は、例えば薄膜ガラスに対して有機ＥＬ層を形成する塗布装置或いは蒸着装置内に内蔵されている。ここで塗布方式としては例えば、ダイコーター方式やインクジェット方式が挙げられる。
図１は本実施形態に係るシート部材２の概略構成を示す上面図である。図１に示すようにシート部材２には、それぞれ光透過率の異なる薄膜ガラス２１と、補助シート部としての樹脂フィルム２２とが延在方向に交互に配列されている。薄膜ガラス２１は樹脂フィルム２２よりも長く設定されている。薄膜ガラス２１と樹脂フィルム２２とは接合テープ２３によって接合されている。
なお、本実施形態では、薄膜ガラス２１と樹脂フィルム２２とが交互に配列されたシート部材２を例示して説明したが、シート部材としては、当該シート部材の延在方向に沿って配列された複数の薄膜ガラスと、複数の薄膜ガラスの間に少なくとも一つ介在するように配置された補助シート部とを備えたものであればよい。一例を示すと、薄膜ガラス２１、補助シート部、補助シート部、薄膜ガラス２１、補助シート部、補助シート部、という具合に薄膜ガラス２１の間に、補助シート部が２枚介在したものが挙げられる。
そして、補助シート部としては樹脂フィルム２２でなくとも、薄膜ガラス２１よりもじん性の高いものであることが好ましく、さらに好ましくは樹脂フィルム以上にじん性が高いものである。

図２は本実施形態に係るシート部材の搬送装置の概略構成を示す正面図である。
図２に示すように、シート部材の搬送装置１は、ロール状に巻かれたシート部材２を回転自在に保持する引出部３と、シート部材２をロール状に巻き取る巻取部４とを備えており、これによりシート部材２をロールトゥロールで搬送できるようになっている。本実施形態では、シート部材２の上面が処理面であるので、巻取部４では処理面が内側となるようにシート部材２を巻き取っている。そして、引出部３と、巻取部４との間には、シート部材２を支持する複数の搬送ローラ５が配置されている。ここで、巻取部４側に配置された搬送ローラ５の間には、シート部材２の一部が他の部分とは一段高くなるように保持する補正機構７が設けられている。搬送方向における補正機構７の下流側には、シート部材２の幅方向の位置ズレを検出するズレ検出部６が設けられている。また、搬送方向における補正機構７の上流側には樹脂フィルム２２が補正機構７に対向したか否かを検出する補助シート検出部８が設けられている。なお、補助シート検出部８は、前述したように補正機構７の上流側に配置されていることが好ましいが、補正機構７の下流側に配置されていてもよい。

ズレ検出部６は、発光部６１と、発光部６１からの光を受光する受光部６２とを備えていて、これらがシート部材２の縁を挟むように対向している。シート部材２の縁が位置ズレのない場合における受光部６２での受光量を基準値とすると、受光量が基準値より大きい場合にはシート部材２が受光部６２を露出させる方向に位置ズレしており、受光量が基準値より小さい場合にはシート部材２が受光部６２を覆う方向に位置ズレしていることが検出される。

図３は補正機構７の概略構成を示す上面図である。図２及び図３に示すように、補正機構７は、基台７１と、基台７１に軸支された一対の補正用ローラ７２とが備えられている。基台７１は、その中心に垂直な回転軸７３を備えていて、当該回転軸７３を中心に回転する。この回転に伴って補正用ローラ７２も搬送方向に対して揺動する。この揺動によってシート部材２を捻ってシート部材２の位置ズレを補正するようになっている。例えば図３では、実線Ｌ１が位置のずれたシート部材２を示している。この状態で、補正機構７の基台７１を回転させて、一対の補正用ローラ７２を揺動させると、その揺動に追従してシート部材２が捻れ、位置ズレが補正される（図３の一点鎖線Ｌ２参照）。なお、逆方向への位置ズレを補正する場合には、基台７１を逆回転させて、一対の補正用ローラ７２を逆方向へ傾かせる。

補助シート検出部８は、図２に示すように発光部８１と、発光部８１からの光を受光する受光部８２とを備えていて、これらがシート部材２を挟むように対向している。そして、透過光の受光量変化を検出することで、補助シート検出部８に対向している領域が薄膜ガラス２１であるか、樹脂フィルム２２であるかを検出できるようになっている。そして、樹脂フィルム２２の長さ、補正機構７から補助シート検出部８までの距離、搬送速度、樹脂フィルム２２と薄膜ガラス２１との切り替わりタイミング等から、補正機構７に樹脂フィルム２２が対向しているか否かを検出するようになっている。具体的には、予め樹脂フィルム２２の長さが記憶されていると、補助シート検出部８で樹脂フィルム２２が検出され、その通過時間と搬送速度とによって樹脂フィルム２２が補正機構７に対向したか否かを検出できるようになっている。このときにズレ検出部６が位置ズレを検出していると、補正機構７が稼働するようになっている。

図４は、シート部材の搬送装置１における主制御構成を示すブロック図である。図４に示すように、制御部１０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭを備えており、制御部１０には補正機構７の駆動源である補正機構駆動源１１と、巻取部４の駆動源である巻取部駆動源１２と、ズレ検出部６と、補助シート検出部８とが電気的に接続されている。
制御部１０は、ズレ検出部６によってシート部材２の位置ズレが検出され、なおかつ補助シート検出部８によって樹脂フィルム２２が補正機構７に対向したことが検出されると、補正機構７の補正機構駆動源１１を制御して、シート部材２における樹脂フィルム２２部分を搬送方向に対して捻ることで位置ズレを補正するようになっている。

次に、本実施形態のシート部材２の搬送方法について説明する。
搬送開始に伴い、制御部１０は巻取部駆動源１２を制御してシート部材２の搬送を開始する。搬送途中に、ズレ検出部６によってシート部材２の位置ズレが検出されると、制御部１０は、樹脂フィルム２２が補正機構７に対向したとの補助シート検出部８の検出結果が入力されるまでそのままシート部材２の搬送を継続する。そして、補助シート検出部８から樹脂フィルム２２が補正機構７に対向したとの検出結果が入力されると、制御部１０は位置ズレの補正タイミングと認識して、補正機構駆動源１１を制御し、補正機構７の基台７１を回転させる。これにより一対の補正用ローラ７２も揺動しシート部材２の樹脂フィルム２２部分が捻られ、シート部材２の位置ズレが補正される。
なお、このとき、樹脂フィルム２２部分に対して位置ズレの補正を施したにも関わらず、位置ズレが完全に補正されずに樹脂フィルム２２が補正機構７を通過した場合には、制御部１０は、次の樹脂フィルム２２が補正機構７に対向するまで待つか、或いは、補正機構７に対向した薄膜ガラス２１に対して位置ズレの補正を施してもよい。その際、樹脂フィルム２２に比較して薄膜ガラス２１は破損しやすいため、薄膜ガラス２１に対する位置ズレの補正は、樹脂フィルム２２に対する位置ズレの補正よりも応力が小さくなるように、一対の補正用ローラ７２の傾斜角度を小さくしておく。

制御部１０は、ズレ検出部６の検出結果を常にモニタリングしており、当該検出結果が位置ズレなしとなると、補正機構駆動源１１を制御して一対の補正用ローラ７２の傾きを解除する。

以上のように、本実施形態によれば、シート部材２の補助シート部である樹脂フィルム２２部分が補正機構７と対向した際に、位置ズレの補正が行われるので、位置ズレ補正による応力は樹脂フィルム２２に対して作用する。このため、位置ズレ補正による応力が薄膜ガラス２１に影響しにくくなり、薄膜ガラス２１の破損を防止することができる。
また、位置ズレが補正されることによって巻取部４では良好な巻物が得られることになる。したがって、次工程での巻き出し時に巻きズレによって生じる搬送不良や処理位置不良等を大幅に抑えることができる。
さらに、補助シート部が薄膜ガラス２１よりもじん性が高い樹脂フィルム２２であるので、薄膜ガラス２１に対して位置ズレ補正を行うよりも、樹脂フィルム２２部分に位置ズレ補正を行った方が破損を防止することができる。

なお、本発明は上記実施形態に限らず適宜変更可能である。なお、以下の説明において上記実施形態と同一部分においては同一符号を付してその説明を省略する。
例えば、一対の補正用ローラ７２の中心から搬送ローラ５の下端までの距離Ｌと、シート部材２の幅Ｗとの関係は、式（３）の関係を満たしていることが好ましく、さらには式（４）の関係を満たしているとより好ましい。例えば、式（３）の関係を満たしていると、位置ズレの補正の際に樹脂フィルム２２が急激に捻られることを防止できるため、樹脂フィルム２２がツレたり、塑性変形してしまうおそれがない。また、この状態で巻き取ると段差になって製品として必要な薄膜ガラス２１に接触することを防止できるので好ましい。さらに、接触は許容されるが破損しやすい薄膜ガラス２１に局所的な応力がかかることがないので、破損するおそれもない。

Ｌ≧Ｗ・・・（３）
Ｌ≧３Ｗ／２・・・（４）

上述したように、位置ズレ補正は樹脂フィルム２２に対して施されるので、一つの樹脂フィルム２２の搬送方向に沿った長さをＰｌとし、長さ方向に直交するシート部材２の幅をＷとして、式（３）の関係を当てはめると式（１）の関係を満たしていることが好ましい。

Ｐｌ≧Ｗ・・・（１）

同様に式（４）の関係を当てはめると式（２）の関係を満たしていることがより好ましい。

Ｐｌ≧３Ｗ／２・・・（２）

また、上記実施形態では補助シート検出部８が光透過率の差によって薄膜ガラス２１と樹脂フィルム２２とを見分けている場合を例示しているが、薄膜ガラス２１と樹脂フィルム２２とを区別できるのであればその他の手法を用いても構わない。例えば、平面形状センサーや変位センサーによって、両者の厚みの違いを検出することで種類を見分ける手法が挙げられる。

また、本実施形態では、樹脂フィルム２２部分を搬送方向に対して捻ることで位置ズレを補正している場合を例示しているが、位置ズレの補正の方法はこれに限定されるものではない。例えば、補正用ローラ７２を軸方向に動作させることで位置ズレを補正する手法も挙げられる。

本発明に係るシート部材の搬送方法及び搬送装置は、薄膜ガラス等のシート部材を搬送する搬送分野において利用可能性がある。

１ 搬送装置（シート部材の搬送装置）
２ シート部材
３ 引出部
４ 巻取部
５ 搬送ローラ
６ ズレ検出部
７ 補正機構
８ 補助シート検出部
１０ 制御部
１１ 補正機構駆動源
１２ 巻取部駆動源
２１ 薄膜ガラス
２２ 樹脂フィルム（補助シート部）
２３ 接合テープ
６１ 発光部
６２ 受光部
７１ 基台
７２ 補正用ローラ
７３ 回転軸
８１ 発光部
８２ 受光部

Claims (12)

1. シート部材をロールトゥロールで搬送するシート部材の搬送方法において、
   前記シート部材は、当該シート部材の延在方向に沿って配列された複数の薄膜ガラスと、複数の前記薄膜ガラスの間に少なくとも一つ介在するように配置された補助シート部とを備え、
   前記シート部材の搬送経路上に配置され、当該シート部材の幅方向の位置ズレを補正する補正機構が、前記シート部材の位置ズレを検出すると、前記シート部材における補助シート部分のみに対して前記位置ズレの補正を施すことを特徴とするシート部材の搬送方法。
2. 請求項１記載のシート部材の搬送方法において、
   前記補助シート部は、前記薄膜ガラスよりもじん性が高いことを特徴とするシート部材の搬送方法。
3. 請求項２記載のシート部材の搬送方法において、
   前記補助シート部は樹脂フィルムであることを特徴とするシート部材の搬送方法。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載のシート部材の搬送方法において、
   前記位置ズレの補正は、前記シート部材における前記補助シート部を搬送方向に対して捻ることで行われることを特徴とするシート部材の搬送方法。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載のシート部材の搬送方法において、
   一つの前記補助シート部の長さをＰｌとし、前記シート部材の幅をＷとすると、式（１）の関係を満たしていることを特徴とするシート部材の搬送方法。
   Ｐｌ≧Ｗ・・・（１）
6. 請求項１〜４のいずれか一項に記載のシート部材の搬送方法において、
   一つの前記補助シート部の長さをＰｌとし、前記シート部材の幅をＷとすると、式（２）の関係を満たしていることを特徴とするシート部材の搬送方法。
   Ｐｌ≧３Ｗ／２・・・（２）
7. 延在方向に沿って配列された複数の薄膜ガラスと、複数の前記薄膜ガラスの間に少なくとも一つ介在するように配置された補助シート部とを備えたシート部材をロールトゥロールで搬送するシート部材の搬送装置であって、
   前記シート部材の幅方向の位置ズレを検出するズレ検出部と、
   前記シート部材の搬送経路上に配置され、前記シート部材の幅方向の位置ズレを補正する補正機構と、
   前記補助シート部が前記補正機構に対向したか否かを検出する補助シート検出部と、
   前記ズレ検出部及び前記補助シート検出部の検出結果に基づいて前記補正機構を制御する制御部とを備え、
   前記制御部は、前記ズレ検出部によって前記シート部材の位置ズレが検出され、なおかつ前記補助シート検出部によって前記補助シート部が前記補正機構に対向したことが検出されると、前記補正機構を制御して、前記シート部材における前記補助シート部に対して前記位置ズレの補正を施すことを特徴とするシート部材の搬送装置。
8. 請求項７記載のシート部材の搬送装置において、
   前記補助シート部は、前記薄膜ガラスよりもじん性が高いことを特徴とするシート部材の搬送装置。
9. 請求項８記載のシート部材の搬送装置において、
   前記補助シート部は樹脂フィルムであることを特徴とするシート部材の搬送装置。
10. 請求項７〜９のいずれか一項に記載のシート部材の搬送装置において、
    前記位置ズレの補正は、前記シート部材における前記補助シート部を搬送方向に対して捻ることで行われることを特徴とするシート部材の搬送装置。
11. 請求項７〜１０のいずれか一項に記載のシート部材の搬送装置において、
    一つの前記補助シート部の長さをＰｌとし、前記シート部材の幅をＷとすると、式（１）の関係を満たしていることを特徴とするシート部材の搬送装置。
    Ｐｌ≧Ｗ・・・（１）
12. 請求項７〜１０のいずれか一項に記載のシート部材の搬送装置において、
    一つの前記補助シート部の長さをＰｌとし、前記シート部材の幅をＷとすると、式（２）の関係を満たしていることを特徴とするシート部材の搬送装置。
    Ｐｌ≧３Ｗ／２・・・（２）

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