JP2005305999A - フイルム貼着装置及びフイルム貼着方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ローラを用いて板体にフイルムを貼着する際に、搬送方向先端部と後端部とで幅方向に差が生じない装置を提供する。
【解決手段】光学フイルム２８と剥離フイルム３０とによって構成される帯状フイルム２６がフイルム巻出部１４の帯状フイルム巻出ユニット３２から巻き出され、巻出搬送系３４によって帯状フイルム切断ユニット４４に至ると、光学フイルム２８のみが所定の長さに切断される。次いで、剥離フイルム分離装置５０に送出され、剥離フイルム３０が切断された光学フイルム２８からローラ９０の作用下に分離され、剥離フイルム巻取ユニット５４に巻き取られる。光学フイルム２８と基板１２とは積層されて圧着ローラ７０と受ローラ６８とによって圧着される。
【選択図】図２

Description

本発明は、フイルム貼着装置及びフイルム貼着方法に関し、一層詳細には、例えば、液晶表示装置、プラズマ表示基板等の基板に偏光板、位相差膜等の光学フイルムを貼り付ける際に、貼付寸法を安定化させ且つ該光学フイルム内に発生する懸念のある光学特性の変化を可及的に少なくするようにしたフイルム貼着装置及びフイルム貼着方法に関する。

液晶表示装置が広汎に普及するのに伴い、偏光板、位相差膜等の光学フイルムの需要が急増している。偏光板には、一般に偏光能を有する偏光層の両面あるいは片面に、保護用フイルムが貼り合わせられている。偏光板を構成するフイルムには、基板上に貼着するための粘着層が設けられ、その上には当該粘着層をホコリ等の異物から保護するための剥離フイルムが貼着されている。剥離フイルムが貼着された偏光板フイルムは、帯状フイルムとして加工に供される。この場合、前記剥離フイルムを該偏光板から剥離し、次いで、前記偏光板を基板に貼着する。

前記のように、基板に対し偏光板の如きフイルムを貼着する技術的思想が従来から種々提案されている。

特開平５−９９２２０号公報（特許文献１）は発明「ゴムロール」を開示する。この「ゴムロール」はゴム層をコードで補強し、該ゴム層に内圧を加え、全幅にわたって外径を均一な円筒状に保ち、周速度及びウエブの挟持圧力を均一化するものである。これにより、ウエブの送り、引張り、皺の発生が回避できるとされている。

特開平６−３１５９８０号公報（特許文献２）は発明「フイルムラミネータとそれに使用する加圧ローラ」を開示する。この発明は、基板の搬送路に加圧ローラを配置し、基板と加圧ローラとの間に送り出したフイルムを該加圧ローラの回転により基板に貼り付けるものであって、ローラの外側で且つ基板と反対側に該ローラと圧接するバックアップローラを加圧ローラに押し付ける押圧力付与体を設けた構成を採用している。

実開平７−７２８号公報（特許文献３）は考案「ラミネータ」を開示する。この「ラミネータ」は、ロール両端のシャフトを支持する第１の軸受手段を介して、一方のロールを相対向するロールへ押し付ける力を加圧手段により加え、シャフトを支持する第２の軸受手段から該シャフトの横方向にアームが延び、該アームの外端に力作用手段が作用して、加圧手段の力によるロール曲げ作用を、力作用手段からの力によって第２の軸受手段において発生するモーメントによるロール曲げ作用で相殺するものである。

特開平１１−２７８７１０号公報（特許文献４）は発明「シート体搬送装置」を開示する。この「シート体搬送装置」は、駆動ローラと従動ローラとでシート体を高精度に搬送するとともに、このシート体に挟持圧力の急激な変化が惹起することを有効に阻止すべく、駆動ローラと従動ローラとを備え、この駆動ローラ及び従動ローラは、ゴムローラを有し、ゴムローラの外周には、ストレート部と、このストレート部の両端に形成され、Ｒ形状を有し且つ円弧面の中心角度が９０°未満に設定される湾曲部とが設けられる構造になっている。

特開２０００−３３４８３６号公報（特許文献５）は発明「フイルムラミネータ」を開示する。この「フイルムラミネータ」は、基板幅が変わっても均一な圧力を印加することができて、皺を発生することなく基板にフイルムを貼り付けることが可能なように、基板送り装置から順次搬送されてくる基板の片面又は両面に、ラミネーションロールによりフイルムを貼り付ける構造である。この場合、ラミネーションロールにバックアップロールを設け、ラミネーションロールとバックアップロールの少なくとも一方をクラウンロールとし、ラミネーションロール及びクラウンロールの双方にそれぞれ所望の圧力を付加する構成を採用している。

特開平５−９９２２０号公報 特開平６−３１５９８０号公報 実開平７−７２８号公報 特開平１１−２７８７１０号公報 特開２０００−３３４８３６号公報

ところで、前記のように硬質な板体にフイルムを貼着する場合、例えば、基板に偏光フイルムを貼着する際に、該基板と偏光フイルムとを受けロールと圧着ロールとで挟持した状態で加圧力を加えて所定の方向へと引張する。その結果、偏光フイルムでは、その先端部分と後端部分で幅が異なる現象が発生することが確認された。これを図５に示す。

すなわち、偏光フイルム１の先端部２と後端部３とでは、後端部３側で寸法ａと寸法ｂの如く短尺な部位が発生する。これは、図６に示すように、基板４と偏光フイルム１とを受ローラ５と圧着ローラ６で挟持する際、前記受ローラ５に対し圧着ローラ６をシリンダ７ａ、７ｂで上昇加圧させることにより前記圧着ローラ６が二点鎖線で示すように撓むことに原因がある可能性が高い。

前記特許文献１〜５には、前記のように、基板にフイルムを貼着する時に、フイルムが幅方向の縮む現象に対して何らの解決策を提供するものではない。

そして、前記のように幅方向に縮んだフイルムを基板に貼着し、該基板が画像表示装置として使用されると、その画面にフイルムの端部が表示され、画像品質が劣ることになり、しかもフイルム内に発生する内部応力によって光学特性が変化することが懸念される。このような不都合は、基板と偏光フイルムとの関係にとどまることなく、一般的に板体にフイルムを貼着する際に問題点として顕在化する可能性がある。

本発明は前記課題を解決すべくなされたものであって、基板に対してフイルムを安定して貼着し、内部応力によって特性が変化することのないフイルム貼着装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、本発明に係るフイルム貼付装置は、板体に対してフイルムを自動的に貼着する装置であって、前記板体を貼着位置まで搬送するための第１の搬送系と、前記貼着位置に対し前記フイルムを搬送する第２の搬送系と、前記貼着位置において前記板体に対し相対的に前記フイルムを貼着する貼着機構と、前記貼着された板体とフイルムとを次工程へと搬送する第３の搬送系とからなり、前記貼着機構は受ローラと圧着ローラとで構成され、前記受ローラ又は圧着ローラのいずれか一方がクラウンローラであることを特徴とし、好ましくは、前記クラウンローラの外周面がゴム材で被覆されていることを特徴とする。

本発明によれば、前記のように受ローラ又は圧着ローラのいずれか一方がクラウンローラであるために、貼着位置に引張して搬送されるフイルムはその全幅にわたってクラウンローラが接し、その結果、該クラウンローラがその軸方向において撓むことによりフイルムの先端部と後端部での幅寸法が変化することが阻止される。しかも、前記クラウンローラの外周面をゴム材で被覆しているので、フイルムの幅寸法の変化の発生がより一層好適に阻止される。

また、本発明に係るフイルム貼付装置は、板体に対してフイルムを自動的に貼着する装置であって、前記板体を貼着位置まで搬送するための第１の搬送系と、前記貼着位置に対し前記フイルムを搬送する第２の搬送系と、前記貼着位置において前記板体に対し相対的に前記フイルムを貼着する貼着機構と、前記貼着された板体とフイルムとを次工程へと搬送する第３の搬送系とからなり、前記貼着機構は受ローラと圧着ローラとで構成され、前記受ローラ又は圧着ローラの少なくとも一方は、円柱状又は円筒状の芯金と、前記芯金の外周壁を被覆するゴム材で形成されていることを特徴とする。

本発明によれば、受ローラ又は圧着ローラの少なくとも一方が円柱状又は円筒状の芯金で構成され、該芯金の外周壁をゴム材で形成している。

この構造によっても、フイルムの幅方向の変化が発生することはない。

さらに本発明に係るフイルム貼着方法は、板体に対してフイルムを自動的に貼着するフイルム貼着方法であって、第１の搬送系によって前記板体を貼着位置まで搬送する工程と、第２の搬送系によって前記フイルムを貼着位置まで搬送する工程と、前記貼着位置において受ローラ側に圧着ローラを変位させて前記圧着ローラの端部よりも大なる直径の中央部により前記板体とフイルムとを積層圧着する工程と、前記積層圧着された板体とフイルムとを第３の搬送系により次工程へと送り出す工程とからなることを特徴とする。

この方法に係る発明によれば、端部よりも大径な圧着ローラを受ローラ側へと変位させて回転しながら板体とフイルムとを積層一体化する。このため、フイルムの先端部と後端部との幅寸法が変化することを阻止できる。

本発明によれば、板体、例えば、硬質な基板に対してフイルムを貼着する際、搬送される先端部と後端部との幅寸法が変化することを阻止できる。このことは、基板が特に大なる液晶画像を表示する場合に好適である。すなわち、フイルムに内部応力の偏在が生じることなく、その結果、フイルムが光学フイルムである場合に、光学特性が安定化する如く、フイルムの特性が変化することなく安定となる効果が得られる。

本発明に係るフイルム貼着装置及びフイルム貼着方法について、それが組み込まれる光学フイルム貼付装置との関係で好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を用いて以下詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る光学フイルム貼付装置の構成を模式的に示した正面図であり、図２は本発明の一実施形態に係る光学フイルム貼付装置に組み込まれるフイルム貼着装置の側面図であり、図３は本発明の他の実施形態に係るフイルム貼着装置の側面図であり、図４は他の実施形態で用いられる圧着ローラのゴム厚と後端側の幅減少の関係を示すグラフであり、図５は従来技術において、光学フイルムの先端側と後端側の幅変化の状態を示す説明図であり、図６は図５の光学フイルムを圧着する際の圧着ローラの撓み状態を示す説明図である。

この光学フイルム貼付装置１０は、基板１２に光学フイルムを貼り付ける装置であり、フイルム巻出部１４と、第１搬送系１６と、剥離フイルム巻取部１８と、基板搬送部２０と、基板位置決部２２と、フイルム貼付部２４と剥離フイルム分離装置５０と、この剥離フイルム分離装置５０と剥離フイルム巻取部１８との間に設けられる第２搬送系５２とから基本的に構成される。

基板１２は、液晶表示基板、プラズマ表示基板、有機ＥＬ基板、ＴＦＴ基板、プリント基板等に用いられるガラス基板、合成樹脂製基板等の平板状部材であり、この場合、予めセル、電極等の構成部品が形成された基板を用いてもよい。

前記フイルム巻出部１４に巻回される帯状フイルム２６は、偏光板、位相差膜、反射防止膜、干渉フィルタ等の光学フイルム２８に粘着層（図示せず）を介して剥離フイルム３０が貼着された帯状のフイルムである。光学フイルム２８は、光学フイルムを２種以上、例えば、偏光板と位相差膜とを貼り合わせた複合フイルムであってもよい。帯状フイルム２６は、例えば、１つのロールに長さ５００ｍ以上巻回され、厚さ２００〜５００μｍのものを用いることができる。

フイルム巻出部１４は、帯状フイルム巻出ユニット３２と、パスローラを含む巻出搬送系３４と、帯状フイルム張力調整ユニット３６とを有する。

帯状フイルム巻出ユニット３２は、帯状フイルム２６が巻回された巻出ロール３８から帯状フイルム２６を取り出すユニットであり、前記巻出ロール３８を回転させるための駆動源４０を備える。

帯状フイルム張力調整ユニット３６は、巻き出された帯状フイルム２６の張力を所定値に調整する張力調整機構を有するユニットであり、張力調整機構として、ダンサーローラを有する。前記ダンサーローラは、巻出ロール３８から送り出される帯状フイルム２６のテンションを一定に保つためのローラであり、好ましくはエアシリンダを含む空圧ユニットを用いてスライド可能に取り付けられている。

第１搬送系１６は、帯状フイルム送出ローラ対４２と、帯状フイルム切断ユニット４４と、フイルム片搬送ユニット４６とを有する。

帯状フイルム切断ユニット４４は、送出された帯状フイルム２６を、少なくとも剥離フイルム３０を残して光学フイルム２８を長手方向に対し直交する方向に切断する切断機構を有する。切断機構として、ギロチン方式カッター、レーザーカッター、丸刃転動式カッター等を用いることができる。帯状フイルム切断ユニット４４は、切断されたフイルム片の長さに合わせ、帯状フイルム送出ローラ対４２から剥離フイルム分離装置５０の間の所定の位置に配置される。

フイルム片搬送ユニット４６は、剥離フイルム３０が分離された光学フイルム２８を帯状フイルム２６の粘着面の反対側の面を吸引しながら基板１２への貼付位置に搬送するためのものであり、光学フイルム２８の合紙面をベルト上で吸引しつつフイルム貼付部２４側へ一定角度で搬送するサクションコンベア（ベルトコンベア）を含む。

剥離フイルム巻取部１８は、剥離フイルム分離装置５０の下流側にあって帯状フイルム２６から分離された剥離フイルム３０を搬送する第２搬送系５２と、前記搬送された剥離フイルム３０を巻き取るロールを含む剥離フイルム巻取ユニット５４とを備える。

基板搬送部２０は、第１基板搬送ユニット５６と、第２基板搬送ユニット５８とを有する。前記第１基板搬送ユニット５６は、外部から供給された基板１２を水平且つ一定方向に搬送するホイールコンベアであり、複数の駆動ホイールを有する。前記第２基板搬送ユニット５８は、フイルム貼付部２４で切断された光学フイルム２８が貼り付けられた基板１２を水平且つ一定方向に搬送するホイールコンベアであり、複数の駆動ホイールを有する。

基板位置決部２２は、基板係止ユニット６０と、基板位置決ユニット６２とを有する。基板位置決ユニット６２は、前記基板１２の進行方向及びその直交方向に位置を決めるユニットであり、第１基板搬送ユニット５６上の基板１２を押して、基板係止ユニット６０とともに基板１２の進行方向の位置決めを行う機構である。

フイルム貼付部２４は、貼付ユニット６６を有する。前記貼付ユニット６６は、剥離フイルム３０が分離された光学フイルム２８の接着面を、位置決めされた基板１２の進行方向側の端面と前記光学フイルム２８の切断面が平行になるように、当該基板１２の対応する位置に貼り付けるユニットである、受ローラ６８と、圧着ローラ７０とからなる。前記圧着ローラ７０は、図２に示すように、中央部分が湾曲して膨出した芯金７２と、前記芯金７２に被覆されたゴム材７４、好ましくはシリコンゴムと、前記芯金７２の軸方向外方へと突出する軸７６ａ、７６ｂとからなり、この軸７６ａ、７６ｂによって回転自在に支承されている。前記軸７６ａ、７６ｂにはシリンダ７８ａ、７８ｂのシリンダロッド８０ａ、８０ｂの先端部が係合する。この場合、前記芯金７２の直径は、例えば、１００ｍｍとすると、前記ゴム材７４の厚さは、１．５ｍｍ〜２．５ｍｍ程度であってよい。なお、前記のように、圧着ローラ７０は、クラウンローラとしているが、その形状に限定されない。すなわち、中央部分が湾曲して膨出した形状でなくてもよい。例えば、芯金７２の直径がその端部側の直径よりも大であるローラならば、いずれの形状であってもよい。

一方、受ローラ６８も同様に芯金８２とこの芯金８２の外周壁に被覆されるゴム材８４とからなり、前記芯金８２にはその軸方向外方へと突出する軸８６ａ、８６ｂが設けられ回転自在に支承されている。ゴム材８４は、シリコンゴムで構成されるのが好ましい。この場合、前記芯金８２の直径は、例えば、１２０ｍｍとすると、ゴム材８４の厚さは、５ｍｍ程度である。

次に、本発明の一実施形態に係る前記光学フイルム貼付装置１０の動作について説明する。

先ず、巻出ロール３８から巻出搬送系３４を介して帯状フイルム２６をその幅方向に位置を調整しながら巻き出す。前記帯状フイルム２６の幅方向の調整は、主として帯状フイルム巻出ユニット３２によって行われる。

前記巻き出された帯状フイルム２６はその張力を帯状フイルム張力調整ユニット３６によって調整され、帯状フイルム送出ローラ対４２によって所定の速度で送り出される。

前記のように送出された帯状フイルム２６が所定の長さになったときに、前記帯状フイルム２６は剥離フイルム３０を残して少なくとも光学フイルム２８が帯状フイルム切断ユニット４４によって切断される。

切断により切り出された帯状フイルム２６は、フイルム片搬送ユニット４６で吸着搬送され、剥離フイルム分離装置５０で該帯状フイルム２６から剥離フイルム３０を分離する。

剥離フイルム分離装置５０では、その先端部のフリーローラからなるローラ９０が小径で構成され、一方、剥離フイルム３０は剥離フイルム巻取部１８を構成する剥離フイルム巻取ユニット５４のローラに第２搬送系５２を介して巻き取られる。この場合、図１から諒解されるように、前記剥離フイルム分離装置５０では、光学フイルム２８はその搬送方向が帯状フイルム送出ローラ対４２の送出方向と略同一であるが、剥離フイルム３０は前記ローラ９０によって急峻に、すなわち、鋭角状にその搬送方向が変更される。

結局、剥離フイルム分離装置５０では、第１搬送系１６や第２搬送系５２と剥離フイルム３０や光学フイルム２８との間で摺接部分がないために発塵を生起することなく、しかも高速で光学フイルム２８から剥離フイルム３０を分離することができる。

次に、剥離フイルム３０が分離された帯状フイルム２６はその反対側の面がフイルム片搬送ユニット４６により吸引されつつ、基板１２への貼付位置にフイルム片搬送ユニット４６によって搬送される。その際、光学フイルム２８の搬送と並行して基板１２の搬送が第１基板搬送ユニット５６によって行われる。

次いで、搬送路上の所定の位置を通過したときに、基板１２の搬送速度を減速させ、さらに基板１２の搬送を停止させ、基板１２の進行方向及びその直交方向の位置決めを行う。ここで、基板１２の搬送の停止は、第１基板搬送ユニット５６と、基板係止ユニット６０によって行われている。

基板１２の位置決めが基板係止ユニット６０によって完了すると、剥離フイルム３０が分離された光学フイルム２８の接着面を位置決めされた基板１２の対応する位置に貼付ユニット６６によって貼り付けられる。具体的には、シリンダ７８ａ、７８ｂが付勢されて圧着ローラ７０が上昇し、受ローラ６８との間で基板１２と光学フイルム２８とが圧着される。この場合、圧着ローラ７０の受ローラ６８に対する圧着力は１．５ｋｇ／ｃｍ²であった。このように、基板１２と光学フイルム２８とが一体化された後に第２基板搬送ユニット５８から次なる工程へと送出される。

前記のように、本実施の形態では、圧着ローラ７０がクラウンローラ又は芯金７２の直径がその端部側の直径よりも大であるローラで構成されている。従って、図２に示される通り、光学フイルム２８はその中心部分で前記圧着ローラ７０が強く接し、その両端部では圧接力は低減される。この結果、光学フイルム２８では搬送方向先端部と後端部とに幅方向でその長さに差がないことが確認された。

図３に、第２の実施形態を示し、図２と同一の参照符号は同一の構成要素を示すものとしてその詳細な説明を省略する。

図３において、圧着ローラ１００は円柱状又は円筒状の芯金１０２を有し、その両端部から軸１０４ａ、１０４ｂが外方へと延在している。前記芯金１０２の外周壁にゴム材１０６、好ましくはシリコンゴムを被覆している。シリコンゴムの硬度は、例えば、ＨＳ６０〜７０の範囲が好ましい。

以上のような構成によっても、第１実施形態と同様に、光学フイルム２８の搬送方向先端部と後端部とに幅方向でその長さに差がないことが確認された。

ここで、図４を参照する。この図４は、芯金７２又は１０２に被覆されるゴム材７４又は１０６のゴム厚と、光学フイルム２８の後端側の幅の減少量との関係を示したものである。このグラフによれば、ゴム厚が少なければ少ないほど、後端側の幅の減少量が少ないことが諒解されよう。すなわち、圧着ローラにおいて、芯金は必要であるが、それに被覆されるゴム材の厚さは少ないほうがよいことが示唆されている。

図１は、本発明に係るフイルム貼付装置を組み込む光学フィルタ貼着装置の模式的正面図である。 図２は、図１のフイルム貼着装置を構成する圧着ローラと受ローラとの関係を示す模式的側面図である。 図３は、図１のフイルム貼着装置を構成する圧着ローラと受ローラとの他の実施形態の模式的側面図である。 図４は、圧着ローラのゴム厚と後端幅減少との関係を示すグラフである。 図５は、従来技術においてフイルムを貼着する際に、先端側と後端側とで幅寸法に差が生じる状態の説明図である。 図６は、図５に示す状態を惹起する従来技術のフイルム貼着装置の模式的側面図である。

符号の説明

１０…光学フイルム貼付装置 １２…基板
１４…フイルム巻出部 １６、５２…搬送系
１８…剥離フイルム巻取部 ２０…基板搬送部
２２…基板位置決部 ２４…フイルム貼付部
２６…帯状フイルム ２８…光学フイルム
３０…剥離フイルム ３２…帯状フイルム巻出ユニット
５０…剥離フイルム分離装置 ５４…剥離フイルム巻取ユニット
６０…基板係止ユニット ６２…基板位置決ユニット
６６…貼付ユニット ６８…受ローラ
７０、１００…圧着ローラ ７２、８２、１０２…芯金
７４、８４…ゴム材 ７８ａ、７８ｂ…シリンダ
９０…ローラ

Claims (4)

1. 板体に対してフイルムを自動的に貼着するフイルム貼着装置であって、
   前記板体を貼着位置まで搬送するための第１の搬送系と、
   前記貼着位置に対し前記フイルムを搬送する第２の搬送系と、
   前記貼着位置において前記板体に対し相対的に前記フイルムを貼着する貼着機構と、
   前記貼着された板体とフイルムとを次工程へと搬送する第３の搬送系とからなり、
   前記貼着機構は受ローラと圧着ローラとで構成され、前記受ローラ又は圧着ローラのいずれか一方がクラウンローラであることを特徴とするフイルム貼着装置。
2. 請求項１記載のフイルム貼着装置において、
   前記クラウンローラの外周面がゴム材で被覆されていることを特徴とするフイルム貼着装置。
3. 板体に対してフイルムを自動的に貼着するフイルム貼着装置であって、
   前記板体を貼着位置まで搬送するための第１の搬送系と、
   前記貼着位置に対し前記フイルムを搬送する第２の搬送系と、
   前記貼着位置において前記板体に対し相対的に前記フイルムを貼着する貼着機構と、
   前記貼着された板体とフイルムとを次工程へと搬送する第３の搬送系とからなり、
   前記貼着機構は受ローラと圧着ローラとで構成され、前記受ローラ又は圧着ローラの少なくとも一方は、円柱状又は円筒状の芯金と、前記芯金の外周壁を被覆するゴム材とで形成されていることを特徴とするフイルム貼着装置。
4. 板体に対してフイルムを自動的に貼着するフイルム貼着方法であって、
   第１の搬送系によって前記板体を貼着位置まで搬送する工程と、
   第２の搬送系によって前記フイルムを貼着位置まで搬送する工程と、
   前記貼着位置において受ローラ側に圧着ローラを変位させて前記圧着ローラの端部よりも大なる直径の中央部により前記板体とフイルムとを積層圧着する工程と、
   前記積層圧着された板体とフイルムとを第３の搬送系により次工程へと送り出す工程と、
   からなることを特徴とするフイルム貼着方法。
   
   

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