JP6491917B2

JP6491917B2 - 貼付装置

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Publication number: JP6491917B2
Application number: JP2015060920A
Authority: JP
Inventors: 光生植村
Original assignee: 株式会社Ｓｃｒｅｅｎラミナテック
Priority date: 2015-03-24
Filing date: 2015-03-24
Publication date: 2019-03-27
Anticipated expiration: 2035-03-24
Also published as: TW201634978A; US20180178499A1; TWI701476B; JP2016179600A; KR20160114485A; US20160279915A1

Description

本発明は、可撓性を有する有機ＥＬパネル等の第２部材をカバーガラス等の湾曲した第１部材に貼り付ける際に使用される貼付装置に関する。

一般に、カバーガラスのような部材に対する有機ＥＬパネル、液晶パネル、タッチパネルのような部材の貼り付けにおいては、２つの部材の間に気泡が混入しないことが極めて重要である。気泡の混入は、表示品質の低下を招くとともに、剥がれの原因となる。

気泡の混入を防ぎつつ貼り付けを行うことができる貼付装置としては、真空中で貼り付けを行うようにしたものが知られている。このタイプの貼付装置では、貼り付けを行う前に、真空チャンバ内に２つの部材を導入し、チャンバ内の真空引きを行う。そして、貼り付け完了後に、チャンバ内の真空を破り、貼り合された２つの部材を取り出す。しかしながら、この貼付装置は、大がかりな真空チャンバ等を必要とするほか、貼り付けを行う度に真空引きを行うため、生産性が低いという問題があった。

この問題を解消するべく、出願人は、図９に示す貼付装置５０を提案した（特許文献１参照）。この貼付装置５０は、ローラー５４を矢印の方向に走行させることにより、ステージ５１上に載置された第１板状部材３００（タッチパネルまたは液晶パネル）の接着層３０１に第２板状部材４００（カバーガラス）を貼り付ける装置であって、貼り付け中に、第２板状部材４００の貼始端部４００ａを支持するピロー５２および貼終端部４００ｂを支持するピロー５３の高さを制御することにより、貼終端部４００ｂを貼始端部４００ａよりも高い位置に維持し、第２板状部材４００の未だローラー５４によって押圧されていない部分が第１板状部材３００の接着層３０１に先付きするのを防ぐよう構成されている。

特許第４７１２８８６号公報

しかしながら、上記貼付装置５０は、第２板状部材４００が真っ直ぐな平板状であることを前提としており、湾曲した部材に可撓性を有する部材を貼り付けることは全く想定されていない。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その課題とするところは、大気中で、湾曲した部材に可撓性を有する部材を気泡の混入を防ぎつつ貼り付けることができる貼付装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明に係る貼付装置は、内側に向かって少なくとも一部が湾曲した第１部材の内面に、可撓性を有する第２部材の貼付面を貼り付ける貼付装置であって、内面が上に向けられた第１部材を保持する第１保持部と、貼付面が第１部材の内面に対向するように第２部材を保持する、可撓性を有する第２保持部と、第２保持部の上方に配置された移動可能な押圧部と、第２保持部の一端部を支持する第１支持部と、第２保持部の他端部を支持する第２支持部と、少なくとも押圧部の移動を制御する制御部とを備え、制御部は、押圧部を下降させることにより、押圧部によって直接的に押圧された第２保持部をＶ字状に変形させ、押圧部によって第２保持部越しに間接的に押圧された第２部材の一部分を他の部分に先行して第１部材に貼り付け、その後、押圧部を第１部材の湾曲形状に沿って移動させることにより、第２部材の他の部分を第１部材に貼り付けていくよう構成され、第２保持部の一端部および他端部は、第２部材を保持する領域の外側に位置し、かつ湾曲形状に沿った押圧部の移動の方向において離間し、第１支持部および第２支持部の少なくとも一方は、第２保持部の張力を予め定められた目標値とするための張力調整手段を有し、第２保持部は、少なくとも第２部材を保持する領域に吸着層または粘着層が形成されたシート状またはフィルム状の部材であることを特徴とする。

上記貼付装置は、（１）第１支持部および第２支持部の少なくとも一方が、制御部の制御下で上下に移動可能であること、および（２）押圧部の高さ制御が、位置制御と、第２保持部からの反力が予め定められた閾値を超えないようにする圧力制御とを組み合わせた複合制御であることが好ましい。

上記貼付装置の押圧部は、例えば第１部材の曲率半径よりも半径が小さい貼付ローラーである。また、上記貼付装置の第１部材は、例えばカバーガラスであり、第２部材は、例えばフレキシブル有機ＥＬパネル、タッチパネル、またはタッチパネル付きフレキシブル有機ＥＬパネルである。

本発明によれば、大気中で、湾曲した部材（第１部材）に可撓性を有する部材（第２部材）を気泡の混入を防ぎつつ貼り付けることができる貼付装置を提供することができる。

本発明の第１実施例に係る貼付装置の側面図である。本発明の第１実施例に係る貼付装置の制御ブロック図である。本発明の第１実施例に係る貼付装置による貼り付け動作を示す図である。本発明の第２実施例に係る貼付装置の側面図である。本発明の第２実施例に係る貼付装置の制御ブロック図である。本発明の第２実施例に係る貼付装置による貼り付け動作を示す図である。本発明の変形例に係る貼付装置の側面図である。本発明の変形例に係る貼付装置の制御ブロック図である。従来の貼付装置の側面図である。

以下、添付図面を参照して、本発明に係る貼付装置の実施例について説明する。

［第１実施例］
図１に、本発明の第１実施例に係る貼付装置１Ａを示す。貼付装置１Ａは、大気中で第１部材１００に第２部材２００を貼り付けるための装置である。本実施例では、第１部材１００が厚さ０．３［ｍｍ］〜１．１［ｍｍ］のカバーガラスであり、第２部材２００が厚さ１０［μｍ］〜１０００［μｍ］のフレキシブル有機ＥＬパネルである。第１部材１００および第２部材２００は、上記したものに限定されない。ただし、本発明では、第２部材２００が可撓性を有すること、および第１部材１００が実質的に可撓性を有さないことが必要である。

同図に示すように、本実施例の第１部材１００は、その全体が内側に向かって一様に湾曲している。また、第２部材２００は、不図示の接着剤層または粘着剤層が全面に形成された貼付面２００ａを有する。第２部材２００は、貼付面２００ａの接着剤層または粘着剤層を介して第１部材１００の湾曲した内面１００ａに貼り付けられる。

貼付装置１Ａは、基部に固定された貼付ステージ２を備えている。貼付ステージ２は、水平な載置面を有する本体２ａと、本体２ａの載置面から突出した複数の位置決め用突起２ｂとからなる。第１部材１００は、本体２ａと位置決め用突起２ｂとにより、内面１００ａが上を向いた状態で保持される。

貼付装置１Ａは、可撓性を有するキャリアシート４を備えている。キャリアシート４は、後述する第１チャック５によって支持された一端部４ｂと、第２チャック１０によって支持された他端部４ｃと、アクリル系微粘着剤層が形成された保持面４ａとを有する。キャリアシート４は、この保持面４ａにおいて第２部材２００を保持する。第２部材２００は、貼付面２００ａが下を向いた状態で保持される。つまり、第２部材２００は、貼付面２００ａが第１部材１００の内面１００ａに対向するように保持される。

貼付ステージ２は、本発明の「第１保持部」に相当する。また、キャリアシート４は、本発明の「第２保持部」に相当する。

貼付装置１Ａは、キャリアシート４の一端部４ｂを支持する第１チャック５、キャリアシート４の他端部４ｃを支持する第２チャック１０、および貼付ローラー１５等をさらに備えている。

第１チャック５は、本発明の「第１支持部」に相当する。図１に示すように、第１チャック５は、上下から挟み込むことによってキャリアシート４の一端部４ｂを支持する。本実施例の第１チャック５は、基部に固定されている。

第２チャック１０は、本発明の「第２支持部」に相当する。図１に示すように、第２チャック１０は、上下から挟み込むことによってキャリアシート４の他端部４ｃを一端部４ｂと同一の高さにおいて支持する。第２チャック１０は、Ｘ方向に伸縮する第２シリンダ１４を介して基部に固定されている。第２シリンダ１４は、本発明の「第２張力調整手段」に相当する。

キャリアシート４の張力が予め定められた目標値を下回ると、制御部２０Ａの制御下で第２シリンダ１４が縮み、第２チャック１０がＸ方向に移動して第１チャック５から遠ざかる。反対に、キャリアシート４の張力が予め定められた目標値を上回ると、制御部２０Ａの制御下で第２シリンダ１４が伸び、第２チャック１０が−Ｘ方向に移動して第１チャック５に近づく。貼り付けの間、このフィードバック制御が繰り返し行われることにより、キャリアシート４の張力は常に目標値に維持される。なお、目標値は、ある程度の幅を有していてもよい。

貼付ローラー１５は、第１部材１００の曲率半径よりも小さい半径を有する。貼付ローラー１５は、キャリアシート４の上方において、Ｚ方向に伸縮するシリンダ１６の下端に回転自在に取り付けられている。また、シリンダ１６の上端はスライド体１７に固定され、スライド体１７はＸ方向に延びたガイド１８にスライド可能に取り付けられている。ガイド１８は、基部に固定されている。

貼付ローラー１５は、本発明の「押圧部」に相当する。シリンダ１６は、本発明の「貼付ローラー昇降手段」に相当する。また、スライド体１７およびガイド１８は、貼付ローラー１５を±Ｘ方向に走行させる、本発明の「貼付ローラー走行手段」に相当する。

制御部２０Ａの制御下でシリンダ１６が伸縮すると、これにともなって貼付ローラー１５が±Ｚ方向に移動する（昇降する）。貼付ローラー１５が下降してキャリアシート４の上面が押圧されると、キャリアシート４がＶ字状に変形し始める。そして、貼付ローラー１５がさらに下降してキャリアシート４の変形が大きくなると、キャリアシート４の保持面４ａに保持されている第２部材２００の一部分が他の部分に先行して第１部材１００に貼り付けられる。このとき、第２部材２００の貼付面２００ａは、第１部材１００に面接触ではなく線接触する。

シリンダ１６は、キャリアシート４からの反力を検出する不図示の反力検出センサを有している。制御部２０Ａは、この反力検出センサによって検出された反力を参照しながら、キャリアシート４に対する押圧力が予め定められた閾値を超えないように貼付ローラー１５の昇降を制御する。つまり本実施例では、貼付ローラー１５の高さ制御が、位置制御と圧力制御とを併用した複合制御となっている。圧力制御を併用することにより、押圧力が過大となることによる第２部材２００および／または第１部材１００の損傷を防ぐことができる。

制御部２０Ａの制御下でスライド体１７がガイド１８に沿って±Ｘ方向にスライドすると、貼付ローラー１５も同じように走行する。第２部材２００の一部分が第１部材１００に貼り付けられた状態で貼付ローラー１５が走行すると、第２部材２００の他の部分が第１部材１００に貼り付けられていく。

図２に、本実施例に係る貼付装置１Ａの制御ブロック図を示す。同図に示すように、制御部２０Ａは、（１）キャリアシート４の張力調整に関する制御、および（２）貼付ローラー１５の昇降および走行に関する制御を行う。貼付ローラー１５の昇降制御（高さ制御）には、上記の通り、位置制御と圧力制御とが含まれる。

続いて、図３を参照しつつ、第１実施例に係る貼付装置１Ａによる貼り付け動作について順を追って説明する。なお、図３では一部の構成要素が省略されている点に注意されたい。

図３（Ａ）は、貼り付け動作が開始される前の初期状態を示している。同図に示すように、初期状態においては、第１チャック５および第２チャック１０により水平とされたキャリアシート４の保持面４ａに第２部材２００が保持され、第２部材２００の貼付面２００ａと第１部材１００の内面１００ａとが対向している。また、貼付ローラー１５は、第２部材２００の第１チャック５側の端部の真上で待機している。

図３（Ｂ）は、図３（Ａ）に示す初期状態から貼付ローラー１５を下降（−Ｚ方向に移動）させるとともに、キャリアシート４の張力を目標値に維持するべく第２チャック１０を−Ｘ方向に移動させた状態を示している。貼付ローラー１５が下降すると、貼付ローラー１５によって直接的に押圧されたキャリアシート４がＶ字状に変形するとともに、キャリアシート４越しに間接的に押圧された第２部材２００の第１チャック５側の端部が他の部分に先行して第１部材１００に貼り付けられる。

図３（Ｃ）は、図３（Ｂ）に示す状態から貼付ローラー１５を第１部材１００の湾曲形状に沿ってＸ方向に走行させるとともに、キャリアシート４の張力を目標値に維持するべく第２チャック１０を−Ｘ方向にさらに移動させた状態を示している。貼付ローラー１５が走行すると、第２部材２００の貼付ローラー１５によって押圧された部分が順次第１部材１００に貼り付けられていく。

貼付ローラー１５が引き続きＸ方向に走行して、第２部材２００の第２チャック１０側の端部の真上に到達すると、貼り付け動作は終了する。

［第２実施例］
図４に、本発明の第２実施例に係る貼付装置１Ｂを示す。貼付装置１Ｂは、大気中で第１部材１００に第２部材２００を貼り付けるための装置である。本実施例では、第１部材１００が厚さ０．３［ｍｍ］〜１．１［ｍｍ］のカバーガラスであり、第２部材２００が厚さ１０［μｍ］〜１０００［μｍ］のタッチパネル付きフレキシブル有機ＥＬパネルである。

同図に示すように、本実施例の第１部材１００は、Ｚ方向から見たときの形状が矩形状である平坦部分と内側に向かって湾曲した湾曲部分とを有する。第１部材１００は、１枚の矩形ガラス板の一端部を湾曲させて湾曲部分としたものである。また、第２部材２００は、不図示の接着剤層または粘着剤層が形成された貼付面２００ａを有する。第２部材２００は、貼付面２００ａの接着剤層または粘着剤層を介して第１部材１００の部分的に湾曲した内面１００ａに貼り付けられる。

本実施例に係る貼付装置１Ｂは、以下の点において第１実施例に係る貼付装置１Ａと相違している。

本実施例の貼付ステージ２は、本体２ａの水平な載置面において開口した複数の吸着ノズル３を有する。各吸着ノズル３は、ポンプ１９に接続されている（図５参照）。制御部２０Ｂの制御下でポンプ１９が作動すると、第１部材１００の平坦部分が本体２ａの載置面にしっかりと吸着保持される。

本実施例の第２チャック１０は、スライド体１１に固定されている。スライド体１１は、ガイド体１３の一側面に設けられたガイド１２にスライド可能に取り付けられている。また、ガイド体１３は、第２シリンダ１４を介して基部に固定されている。

制御部２０Ｂの制御下でスライド体１１がガイド１２に沿って±Ｚ方向に移動すると、キャリアシート４の他端部４ｃを支持する第２チャック１０も昇降する。つまり、スライド体１１、ガイド１２およびガイド体１３は、第２チャック１０を昇降させる、本発明の「第２チャック昇降手段」に相当する。第２シリンダ１４は、第１実施例と同じように制御される。

図５に、本実施例に係る貼付装置１Ｂの制御ブロック図を示す。同図に示すように、制御部２０Ｂは、（１）キャリアシート４の張力調整に関する制御、および（２）貼付ローラー１５の昇降および走行に関する制御に加え、（３）第２チャック１０の昇降に関する制御、および（４）貼付ステージ２における第１部材１００の吸着保持に関する制御を行う。

続いて、図６を参照しつつ、第２実施例に係る貼付装置１Ｂによる貼り付け動作について順を追って説明する。なお、図６でも一部の構成要素が省略されている点に注意されたい。

図６（Ａ）は、貼り付け動作が開始される前の初期状態を示している。同図に示すように、初期状態においては、第１チャック５および第２チャック１０により水平とされたキャリアシート４の保持面４ａに第２部材２００が保持され、第２部材２００の貼付面２００ａと第１部材１００の内面１００ａとが対向している。また、貼付ローラー１５は、第１部材１００の平坦部分および湾曲部分の境界部分の真上で待機している。

図６（Ｂ）は、図６（Ａ）に示す初期状態から貼付ローラー１５を下降させるとともに、キャリアシート４の張力を目標値に維持するべく第２チャック１０を−Ｘ方向に移動させた状態を示している。貼付ローラー１５が下降すると、貼付ローラー１５によって直接的に押圧されたキャリアシート４および間接的に押圧された第２部材２００がＶ字状に変形し、第２部材２００の一部分が第１部材１００の上記境界部分に貼り付けられる。

図６（Ｃ）は、図６（Ｂ）に示す状態から貼付ローラー１５を第１部材１００の湾曲形状に沿って−Ｘ方向に走行させた状態を示している。この貼付ローラー１５の走行により、第１部材１００の湾曲部分への第２部材２００の貼り付けが終了する。なお、貼付ローラー１５が−Ｘ方向に走行してもキャリアシート４の張力はほとんど変化しないので、第２チャック１０を移動させる必要はない。

図６（Ｄ）は、図６（Ｃ）に示す状態から貼付ローラー１５を第１部材１００の形状に沿ってＸ方向に走行させるとともに、第１部材１００の内面１００ａと第２部材２００の貼付面２００ａとがなす角度（以下、「貼付角度θ」という）を目標値に維持するべく第２チャック１０を下降させた状態を示している。貼付ローラー１５が走行すると、第２部材２００の貼付ローラー１５によって押圧された部分が順次第１部材１００に貼り付けられていく。途中でキャリアシート４の張力が増減する場合は、第２チャック１０を−Ｘ方向またはＸ方向に移動させればよい。

貼付ローラー１５が引き続きＸ方向に走行し、第２部材２００の第２チャック１０側の端部の真上に到達すると、貼り付け動作は終了する。

以上、本発明に係る貼付装置の実施例について説明してきたが、本発明は実施例の構成に限定されるものではなく、種々の変形例が考えられる。

例えば、図７に示す貼付装置１Ｃのように、本発明の「第１支持部」に相当する第１チャック５は、「第１チャック昇降手段」としてのスライド体６、ガイド７およびガイド体８、並びに「第１張力調整手段」としての第１シリンダ９を備えていてもよい。第１チャック昇降手段は、第２実施例における第２チャック昇降手段と同等の構成を有する。第１張力調整手段は、第１および第２実施例における第２張力調整手段と同等の構成を有する。第１チャック昇降手段および第１張力調整手段は、図８に示すように、制御部２０Ｃによって制御される。貼付装置１Ｃのように構成することで、多種多様な湾曲形状を有する第１部材１００への対応が容易となる。

また、本発明の「押圧部」は、キャリアシート４を押圧したままスムーズに±Ｘ方向に走行可能な、貼付ローラー１５以外の部材であってもよい。

また、本発明の「第２保持部」は、第２部材を保持するための吸着層または粘着層を有する、可撓性を有する任意のシート状またはフィルム状の部材であってもよい。

また、本発明の「押圧部」としての貼付ローラー１５を±Ｘ方向および±Ｚ方向に移動させるための機構、本発明の「第１支持部」および「第２支持部」としての第１チャック５および第２チャック１０を±Ｘ方向および±Ｚ方向に移動させるための機構は、適宜変更することができる。

また、第１部材１００の湾曲形状は、第１および第２実施例のものに限定されず、例えば異なった屈曲半径を有する複数の湾曲部分を含む形状であってもよい。

また、第２部材２００は、第１および第２実施例のものに限定されず、例えばタッチパネルであってもよい。

１Ａ，１Ｂ，１Ｃ貼付装置
２貼付ステージ
３吸着ノズル
４キャリアシート
５第１チャック
６スライド体
７ガイド
８ガイド体
９第１シリンダ
１０第２チャック
１１スライド体
１２ガイド
１３ガイド体
１４第２シリンダ
１５貼付ローラー
１６シリンダ
１７スライド体
１８ガイド
１９ポンプ
２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ制御部
１００第１部材
２００第２部材

Claims

内側に向かって少なくとも一部が湾曲した第１部材の内面に、可撓性を有する第２部材の貼付面を貼り付ける貼付装置であって、
前記内面が上に向けられた前記第１部材を保持する第１保持部と、
前記貼付面が前記第１部材の前記内面に対向するように前記第２部材を保持する、可撓性を有する第２保持部と、
前記第２保持部の上方に配置された移動可能な押圧部と、
前記第２保持部の一端部を支持する第１支持部と、
前記第２保持部の他端部を支持する第２支持部と、
少なくとも前記押圧部の移動を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記押圧部を下降させることにより、前記押圧部によって直接的に押圧された前記第２保持部をＶ字状に変形させ、前記押圧部によって前記第２保持部越しに間接的に押圧された前記第２部材の一部分を他の部分に先行して前記第１部材に貼り付け、その後、前記押圧部を前記第１部材の湾曲形状に沿って移動させることにより、前記第２部材の前記他の部分を前記第１部材に貼り付けていくよう構成され、
前記第２保持部の前記一端部および前記他端部は、前記第２部材を保持する領域の外側に位置し、かつ前記湾曲形状に沿った前記押圧部の移動の方向において離間し、
前記第１支持部および前記第２支持部の少なくとも一方は、前記第２保持部の張力を予め定められた目標値とするための張力調整手段を有し、
前記第２保持部は、少なくとも前記第２部材を保持する領域に吸着層または粘着層が形成されたシート状またはフィルム状の部材である
ことを特徴とする貼付装置。
前記第１支持部および前記第２支持部の少なくとも一方が、前記制御部の制御下で上下に移動可能である
ことを特徴とする請求項１に記載の貼付装置。
前記押圧部の高さ制御が、位置制御と、前記第２保持部からの反力が予め定められた閾値を超えないようにする圧力制御とを組み合わせた複合制御である
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の貼付装置。
前記押圧部が、前記第１部材の曲率半径よりも半径が小さい貼付ローラーである
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の貼付装置。
前記第１部材としてのカバーガラスに、前記第２部材としてのフレキシブル有機ＥＬパネル、タッチパネル、またはタッチパネル付きフレキシブル有機ＥＬパネルを貼り付ける
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の貼付装置。