TW202109723A - 軟性基板調整裝置 - Google Patents

Abstract

一種軟性基板調整裝置，包括基板傳輸機構、壓輪以及施力組件。基板傳輸機構具有一傳輸方向，用以乘載軟性基板之第一表面。壓輪設置於軟性基板之第二表面之非傳輸方向的至少一側。施力組件連接壓輪，用以使壓輪提供一壓力至軟性基板，其中當軟性基板進行傳輸方向的移動時，壓輪藉由與軟性基板的摩擦力產生非傳輸方向的力以調整軟性基板的平整度或位置。

Description

軟性基板調整裝置

本發明是有關於一種調整裝置，且特別是有關於一種軟性基板調整裝置。

一般卷對卷生產的軟性基板，例如OLED基板、軟性電路板、光學薄膜等、利用基板傳輸機構將軟性基板輸送至機台中。一般而言，為了避免軟性基板的製程面接觸傳輸滾輪，製程面僅與段差輪局部接觸以進行基板的傳輸。然而，軟性基板在傳輸過程中，由於傳輸方向的張力的作用，使軟性基板的兩側無法受到平均的張力，因而行經段差輪的軟性基板會產生皺摺或使得製程面產生瑕疵，影響軟性基板的生產良率。

本發明係有關於一種軟性基板調整裝置，可利用基板傳輸機構輸送軟性基板並將軟性基板拉平以減少縐褶或調整軟性基板的邊緣位置以利軟性基板上之元件或電路製程順利進行。

根據本發明之一方面，提出一種軟性基板調整裝置，包括基板傳輸機構、壓輪以及施力組件。基板傳輸機構具有一傳輸方向，用以乘載軟性基板之第一表面。壓輪設置於軟性基板之第二表面之非傳輸方向的至少一側。施力組件連接壓輪，用以使壓輪提供一壓力至軟性基板，其中當軟性基板進行傳輸方向的移動時，壓輪藉由與軟性基板的摩擦力產生非傳輸方向的力以調整軟性基板的平整度或位置。

為了對本發明之上述及其他方面有更佳的瞭解，下文特舉實施例，並配合所附圖式詳細說明如下：

以下係提出實施例進行詳細說明，實施例僅用以作為範例說明，並非用以限縮本發明欲保護之範圍。以下是以相同/類似的符號表示相同/類似的元件做說明。以下實施例中所提到的方向用語，例如：上、下、左、右、前或後等，僅是參考所附圖式的方向。因此，使用的方向用語是用來說明並非用來限制本發明。

依照本發明之一實施例，提出一種軟性基板調整裝置，可用於傳輸卷對卷生產的軟性基板，並可使軟性基板在平輪或其他曲面輪上傳輸時拉平軟性基板。曲面輪例如是垂直段差輪或曲面段差輪，而平輪例如是無段差的圓柱形滾輪。

第1A圖繪示依照一實施例的基板傳輸機構110的示意圖，第1B圖繪示依照本發明一實施例的基板傳輸系統111的示意圖。如第1A圖所示，基板傳輸機構110可於兩個平輪112之間設置一段差輪114，用以傳輸卷對卷生產的軟性基板10，以使軟性基板10沿著一傳輸方向SD移動。為了使軟性基板10沿著傳輸方向SD移動，基板傳輸機構110對軟性基板10施加預定的張力F。此外，在第1A圖中，軟性基板10上表面為製程面，而軟性基板10下表面為非製程面，為了避免卷對卷生產的軟性基板10的製程面接觸到基板傳輸機構110的兩個平輪112，軟性基板10下方的非製程面與軟性基板10下方的兩個平輪112滾動接觸，而軟性基板10上方的製程面的兩側區域與段差輪114亦保持滾動接觸。當然，本實施例不限定只設置一個段差輪114，可依照實際需求，於兩個平輪112之間設置至少一個段差輪114，其數量不限，如第1B圖所示之基板傳輸系統111。在另一方面，當軟性基板10上表面及下表面皆為製程面，或軟性基板10上表面及下表面皆為非製程面時，可依照實際需求，全部設置段差輪114或全部設置平輪112，本發明對此不加以限制。

請參照第2A及2B圖，其分別繪示依照本發明一實施例的軟性基板調整裝置100的正面示意圖及俯視示意圖。軟性基板調整裝置100包括基板傳輸機構110、一組壓輪116以及施力組件118。基板傳輸機構110可為段差輪114或平輪112，用以乘載軟性基板10之第一表面11，第一表面11例如為非製程面或製程面，即軟性基板10之第一表面11承靠在軟性基板傳輸機構110的平輪112或段差輪114上。壓輪116設置於軟性基板10的相對兩側，即設置於軟性基板10之第二表面12上方之非傳輸方向的相對兩側。當僅有單一壓輪116時，壓輪116可設置於軟性基板10之第二表面12上方之非傳輸方向的一側，如第5A及5B圖所示。施力組件118包括一組力產生器，其連接此組壓輪116，用以使各個壓輪116提供一壓力至軟性基板10。壓輪116與施力組件118可鎖固或固定在一板體120上。板體120可與基板傳輸機構110的中心軸固定，亦可單獨固定在其他機體上。

在本實施例中，壓輪116的數量可為兩個，施力組件118的數量可為兩個。施力組件118與壓輪116的數量相同，但本發明不以此為限。

壓輪116設置於軟性基板10之第二表面12的上方，第二表面12例如為非製程面，也就是說，壓輪116可設置於軟性基板10之非製程面的上方。請參照第2B圖，在一實施例中，非製程面的左右兩側為空白區DA，用以供壓輪116滾動接觸，而中間為功能區FA，用以製作例如OLED元件的有機發光層或其他元件，空白區DA位於功能區FA的兩側邊緣，與壓輪116相對，因此，本實施例中將壓輪116設置於軟性基板10之第二表面12之非傳輸方向的相對兩側，可使壓輪116不會接觸軟性基板10中間的功能區FA，並可透過壓輪116提供的非傳輸方向的摩擦力拉平軟性基板10。

在一實施例中，施力組件118包括一組彈簧，經由此組彈簧的彈力可使此組壓輪116各別提供一壓力至軟性基板10。在另一實施例中，施力組件118包括一組氣壓缸、一組電磁線圈或一組馬達，其中氣壓缸、電磁線圈及馬達可經由電氣訊號開啟而作動，用以致動壓輪116。例如，請參照第3A及3B圖，其分別繪示施力組件118致動壓輪116的示意圖，施力組件118包括一組致動器，例如一組氣壓缸或一組馬達，壓輪116經由致動器致動而下壓或抬升時，壓輪116與段差輪114接觸或不接觸。另一方面，壓輪116亦可經由致動器下壓至平輪112上，如第3C圖所示，本發明對此不加以限制。

上述平輪112、段差輪114及壓輪116可皆為主動輪，用以帶動軟性基板10，或者，平輪112及段差輪114為主動輪，而壓輪116為被動輪，可依實際需求改變為主動輪或被動輪。

請參照第2A圖，當軟性基板10跨越段差輪114的中央凹陷處時，軟性基板10中央區域受到傳輸方向SD的張力拉扯而下陷（以虛線表示），以致於軟性基板10在捲收時無法平整而容易產生不規則的皺摺。請參照第2B圖，當軟性基板10進行傳輸方向SD的移動時，壓輪116藉由與軟性基板10的摩擦力產生非傳輸方向的力以調整軟性基板10平整度。也就是說，軟性基板10除了受到傳輸方向SD的摩擦力之外，還會受到非傳輸方向的摩擦力，用以拉平軟性基板10。

請參照第2B圖，基板傳輸方向SD的摩擦力以箭頭MD1、MD2表示，非傳輸方向的力為軸向摩擦力以箭頭TD1、TD2表示，箭頭的長度分別表示摩擦力的大小，其中箭頭MD1與MD2與基板傳輸方向SD同向且實質上大小相同，箭頭TD1與TD2的方向彼此相反且實質上大小相同。箭頭MD1與箭頭TD1的合力等於壓輪116對軟性基板10的轉動拉力，而箭頭MD2與箭頭TD2的合力等於另一壓輪116對軟性基板10的轉動拉力。本實施例之軟性基板調整裝置100可藉由控制壓輪116相對基板傳輸方向SD的偏轉角度θ，以得到適當的非傳輸方向的摩擦力。

一般而言，壓輪116施加於軟性基板10之軸向摩擦力與壓輪材質、摩擦係數、偏轉角度θ及壓輪垂直於軟性基板10的正向力有關，壓輪的硬度越低，在施加相同正向力的情況下，壓輪的變形量越大，軟性基板10接觸壓輪的面積也越大，因而壓輪與軟性基板10之間的軸向摩擦力也會越大。

在一實施例中，壓輪116可為軟質的塑性膠輪或硬度較大的剛性壓輪，壓輪116的硬度例如介於蕭氏硬度A20~蕭氏硬度A60之間，對軟性基板10的正向力例如介於5N~50N之間。

此外，壓輪116的直徑可介於15~100mm之間，平輪112或段差輪114的直徑可介於50~220mm之間。段差輪114的內外輪徑的段差距離例如8mm左右。一般而言，基板傳輸方向SD的張力與平輪112或段差輪114的直徑、跨距有關，平輪112或段差輪114的直徑、基板跨距越大，基板傳輸方向SD的張力也會越大。因此，可藉由計算平輪112或段差輪114對基板傳輸方向SD的摩擦力，以得到適當的張力。

另外，當壓輪116與軟性基板10之間的摩擦係數越大時，壓輪116與軟性基板10之間的摩擦力越大，且軸向摩擦力也會越大。另外，壓輪116的偏轉角度θ例如介於5度~45度之間，偏轉角度θ越大，軸向摩擦力也會越大。

請參照第2A及2B圖，在一實施例中，壓輪116（例如為平輪）包括角度控制單元117，可調整壓輪116相對基板傳輸方向SD的偏轉角度θ。角度控制單元117可使壓輪116的偏轉角度θ為一設定值，並可保持位於軟性基板10的相對兩側的此組壓輪116的軸向摩擦力實質上相同。

在另一實施例中，壓輪116對軟性基板10的偏轉角度θ或軸向摩擦力TD1、TD2亦可設計為不相同。例如，一壓輪116對軟性基板10的軸向摩擦力大於另一壓輪116對軟性基板10的軸向摩擦力，或是，一壓輪116對軟性基板10的偏轉角度為零，另一壓輪116對軟性基板10的偏轉角度大於零。也就是說，只要有一方的壓輪的偏轉角度或軸向摩擦力足夠大，能使軟性基板10中央區域被拉平而不會產生下陷或不規則的皺摺即可，不限定要以相同偏轉角度θ的壓輪組116來實施本發明之軟性基板調整裝置100。

另外，本發明之軟性基板調整裝置100，除了可用於傳輸卷對卷生產的軟性基板10之外，亦可用以傳輸其他類型的軟性基板，上述軟性基板10的類型可為塑膠基板、橡膠基板、紙質基板、超薄玻璃基板、超薄金屬基板等可撓性基板。

再者，請參照第2B圖，本發明之軟性基板調整裝置100更可包括一尋邊裝置119，其設置在軟性基板10傳輸路徑的上方或下方，尋邊裝置119例如是影像式或光學式邊緣位置追蹤器（edge position controller），用以偵測軟性基板10之邊緣位置，以確保軟性基板10之邊緣位置未偏離正常傳輸路徑。在本實施例中，軟性基板調整裝置100用以拉平軟性基板10，除了可避免產生皺摺之外，更可藉由軟性基板調整裝置100產生一垂直於傳輸方向的力調整軟性基板10之邊緣位置，使軟性基板10的邊緣更準確對準尋邊裝置119，以使軟性基板10可以精準對位(web handling)。因此，上述實施例的軟性基板調整裝置100可減少軟性基板10縐褶或調整軟性基板10的邊緣位置以利軟性基板10上之元件或電路製程順利進行。

請參照第4A及4B圖，其分別繪示依照本發明一實施例的軟性基板調整裝置200的正面示意圖及其壓輪組216的示意圖。本實施例之軟性基板調整裝置200與上述之軟性基板調整裝置100的構件及配置方式大致上相同，相同的元件符號表示相同的元件，其差異之處在於：本實施例之壓輪為一組螺旋壓輪216（或單一螺旋壓輪216），相對於上述實施例的平面壓輪116，本實施例之螺旋壓輪216不需偏轉角度θ，因此不需額外設置角度控制單元。然而，若螺旋壓輪216需要額外的偏轉角度θ，亦可設置角度控制單元來增加偏轉角度。螺旋壓輪216的操作原理如下：運用螺旋壓輪旋轉時產生往軸向推進的力，來得到非傳輸方向的摩擦力（即軸向摩擦力），用以拉平軟性基板10。也就是說，螺旋壓輪216在軟性基板10進行傳輸方向的移動時，藉由基板傳輸機構帶動軟性基板10移動，並透過軟性基板10移動之拉力帶動螺旋壓輪216的轉動，以產生軸向推進力。

請參照第4A圖，螺旋壓輪216設置於軟性基板10的相對兩側，且設有旋轉方向相反的二組螺旋，以將軟性基板10往兩側拉平。螺旋壓輪216上相鄰兩螺紋對應點的軸向距離為螺距（pitch），螺距P除以壓輪的圓周長（πD，D為壓輪的直徑），即可得到螺旋角α的正切值，參照第4A圖中之局部示意圖。在一實施例中，當螺旋壓輪216的螺距P越大時，螺旋角α越大，且螺旋壓輪216對軟性基板10的軸向摩擦力也會越大。

在一實施例中，螺旋角α例如介於1度~5度之間或其他數值。

本實施例中此組螺旋壓輪216的螺旋角α可設計為相同，以保持位於軟性基板10的相對兩側的螺旋壓輪216的軸向摩擦力實質上相同。在另一實施例中，螺旋壓輪216的螺旋角α亦可設計為不相同。例如，一螺旋壓輪216的螺旋角大於另一螺旋壓輪216的螺旋角，或是，一壓輪的螺旋角為零（即平輪），另一螺旋壓輪216的螺旋角大於零。也就是說，只要有一方的壓輪的螺旋角足夠大，能使軟性基板10中央區域被拉平而不會產生下陷或不規則的皺摺即可，不限定要以相同螺旋角的兩個螺旋壓輪來實施本發明之軟性基板調整裝置200。此外，更可藉由軟性基板調整裝置200產生一垂直於傳輸方向的力調整軟性基板10之邊緣位置，使軟性基板10的邊緣更準確對準尋邊裝置119，以使軟性基板10可以精準對位(web handling)。因此，上述實施例的軟性基板調整裝置200可減少基板縐褶或調整軟性基板10的邊緣位置以利軟性基板10上之元件或電路製程順利進行。

請參照第5A及5B圖，單一壓輪116設置於基板傳輸機構110的一側，且角度控制單元117用以調整壓輪116的偏轉角度，以產生單一方向的軸向摩擦力。在本實施例中，由於僅有單一方向的軸向摩擦力，因此，當壓輪116施力於軟性基板10上時，可將軟性基板10往軸向偏移。同時，配合角度控制單元117控制壓輪116的偏轉方向（例如向內偏轉或向外偏轉）產生軸向偏移，做為軟性基板10糾邊對位之用，以使軟性基板10可以精準對位(web handling)。在另一實施例中(未繪示)，亦可利用單一螺旋壓輪216的軸向摩擦力使軟性基板10產生軸向偏移，做為軟性基板10糾邊對位之用。當軟性基板10已完成對位，再以致動器抬升螺旋壓輪216，使螺旋壓輪216與軟性基板10分離。

另外，請參照第5C圖，做為軟性基板10糾邊對位之用的一組壓輪116亦可同向設置於基板傳輸機構110的相對兩側，使角度控制單元117能控制此組壓輪116往同一方向偏轉或不偏轉，以將軟性基板10往軸向偏移或不偏移。在一實施例中，角度控制單元117為壓輪迴轉驅動器，用以驅動壓輪116偏轉或不偏轉。因此，在本實施例之軟性基板調整裝置中，壓輪116或螺旋壓輪216的數量可為單個或多個，且壓輪116或螺旋壓輪216可與角度控制單元117合併使用或各別使用，以達到軟性基板10整平或對位，本發明對此不加以限制。

本發明上述實施例所述的軟性基板調整裝置，係利用基板傳輸機構輸送軟性基板並利用壓輪產生的軸向摩擦力將軟性基板拉平以減少縐褶，或調整軟性基板的邊緣位置以利軟性基板上之元件或電路製程順利進行。因此，壓輪產生的軸向摩擦力可做為軟性基板糾邊對位之用，以達到精準對位。

綜上所述，雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾。因此，本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

10:軟性基板 11:第一表面 12:第二表面 100:軟性基板調整裝置 110:基板傳輸機構 111:基板傳輸系統 112:平輪 114:段差輪 116:壓輪 117:角度控制單元 118:施力組件 119:尋邊裝置 120:板體 200:軟性基板調整裝置 216:螺旋壓輪 F:張力 SD:傳輸方向 DA:空白區 FA:功能區 TD1、TD2:軸向摩擦力 MD1、MD2:基板傳輸方向的摩擦力 θ:偏轉角度 α:螺旋角

第1A圖繪示依照一實施例的基板傳輸機構的示意圖。 第1B圖繪示依照本發明一實施例的基板傳輸系統的示意圖。 第2A圖繪示依照本發明一實施例的軟性基板調整裝置的正面示意圖。 第2B圖繪示依照本發明一實施例的軟性基板調整裝置的俯視示意圖。 第3A及3B圖繪示施力組件致動壓輪的示意圖。 第3C圖繪示施力組件致動壓輪的示意圖。 第4A圖繪示依照本發明一實施例的軟性基板調整裝置的正面示意圖。 第4B圖繪示依照本發明一實施例的壓輪組的示意圖。 第5A及5B圖分別繪示單一壓輪的實施例的示意圖。 第5C圖繪示同向設置的兩個壓輪的實施例的示意圖。

10:軟性基板

11:第一表面

12:第二表面

100:軟性基板調整裝置

110:基板傳輸機構

114:段差輪

116:壓輪

117:角度控制單元

118:施力組件

120:板體

TD1、TD2:軸向摩擦力

Claims (11)

1. 一種軟性基板調整裝置，包括： 基板傳輸機構，具有一傳輸方向，用以乘載軟性基板之第一表面； 壓輪，設置於該軟性基板之第二表面之非該傳輸方向的至少一側；以及 施力組件，連接該壓輪，用以使該壓輪提供一壓力至該軟性基板，其中當該軟性基板進行該傳輸方向的移動時，該壓輪藉由與該軟性基板的摩擦力產生非該傳輸方向的力以調整該軟性基板的平整度或位置。
2. 如申請專利範圍第1項所述的軟性基板調整裝置，其中該壓輪藉由與該軟性基板的摩擦力產生非該傳輸方向的力為軸向摩擦力。
3. 如申請專利範圍第1項所述的軟性基板調整裝置，其中該壓輪包括角度控制單元，用以調整該壓輪相對該傳輸方向的偏轉角度。
4. 如申請專利範圍第3項所述的軟性基板調整裝置，其中該偏轉角度介於5度~45度之間。
5. 如申請專利範圍第1項所述的軟性基板調整裝置，其中該基板傳輸機構為段差輪或平輪。
6. 如申請專利範圍第1項所述的軟性基板調整裝置，其中該施力組件包括彈簧、氣壓缸、電磁線圈或馬達。
7. 如申請專利範圍第1項所述的軟性基板調整裝置，其中該施力組件包括一致動器，用以致動該壓輪下壓與抬升。
8. 如申請專利範圍第1項所述的軟性基板調整裝置，其中該壓輪為螺旋壓輪，該螺旋壓輪組設置於該軟性基板之該第二表面之非該傳輸方向的至少一側。
9. 如申請專利範圍第8項所述的軟性基板調整裝置，其中該螺旋壓輪在該軟性基板進行該傳輸方向的移動時，藉由該基板傳輸機構帶動該軟性基板移動，並透過該基板移動之拉力帶動該螺旋壓輪的轉動。
10. 如申請專利範圍第8項所述的軟性基板調整裝置，其中該螺旋壓輪包括角度控制單元，用以調整該螺旋壓輪相對該傳輸方向的偏轉角度。
11. 如申請專利範圍第1項所述的軟性基板調整裝置，其中該壓輪為塑性膠輪或剛性壓輪。

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