JP5506511B2 - フィルム貼り合わせ装置 - Google Patents

Description

この発明は、真空状態でフィルムとガラス基板を貼（は）り合わせるフィルム貼り合わせ装置に関し、特に貼り合わせ台移動用の駆動源を真空源と共用にし、装置を小型にしたフィルム貼り合わせ装置に関する。

液晶ディスプレイやプラズマディスプレイは、偏光フィルムや電磁場遮へいフィルムなどの高機能フィルムとガラス基板とが貼り合わされている。

フィルム貼り合わせ装置としては、真空容器の内面に吸引力によって偏光板とガラス基板を平行に対向するよう固定し、ガラス基板が固定された貼り合わせ台（特許文献１では、バックアップ板という）を平行姿勢を保って移動させ偏光板に押し付けて、貼り合わせ面に気泡が入らないようにしたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。このフィルム貼り合わせ装置では、貼り合わせ台の上下移動によって貼り合わせるようにして、真空容器の厚みを薄くしている。

別のフィルム貼り合わせ装置としては、貼り合わせ台を金属製薄膜（特許文献２では、貼合ダイヤフラムという）に押し付けて、貼り合わせ面に気泡が入らないようにしたものが提案されている（例えば、特許文献２参照）。このフィルム貼り合わせ装置では、貼り合わせ台を突弧状に膨張変形させた金属製薄膜に押し付け、ワークの中央部分から周辺部に向かって貼り合わせるようにして、貼り合わせ面に残る空気を強制的に取り除いている。

特開２００３−１３１２１１号公報（段落００１４，００４７、図３） 特開２００９−２９４５５１号公報（段落００１０，００１６、図１）

近年では、フィルム貼り合わせ装置をほかの装置に組み付けやすくするために、従来よりも小型なフィルム貼り合わせ装置が望まれている。

しかしながら、前記特許文献１に係るフィルム貼り合わせ装置では、貼り合わせ台をアクチュエータによって上下に移動させているために、真空容器と真空ポンプとは別にアクチュエータが必要となる。そのため、特許文献１に係るフィルム貼り合わせ装置は、真空容器の容量を小さくできるものの、アクチュエータを含めると依然として大型である。

前記特許文献２に係るフィルム貼り合わせ装置でも、貼り合わせ台をエアシリンダーによって上下に移動させているために、真空容器と真空ポンプとは別にエアシリンダーが必要となり、大型である。

特に、特許文献２に係るフィルム貼り合わせ装置では、真空容器内に金属製薄膜を備えているために、真空容器の容量も大きくなる。そのため、特許文献２に係るフィルム貼り合わせ装置では、真空容器の容量が大きくなるのに応じて真空引きに時間がかかり、貼り合わせにかかる時間も長くなる。

そこで、この発明では、前記した課題を解決し、装置を小型にしたフィルム貼り合わせ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、請求項１に係る発明では、フィルム貼り合わせ装置を蓋（ふた）体と枠体と本体とから構成し、蓋体と本体の各対向面に真空源に通じ膜体や板体を吸引して固定するための吸着部材を設けるとともに、枠体と本体との隙間（すきま）に弾性体を備えるようにした。そして、蓋体と枠体がフィルム貼り合わせ装置（以下、装置という場合もある）内が減圧になるにつれて本体の方へ移動し、対向面同士を当て合わせるような動作によって膜体や板体を貼り合わせるようにした。

請求項２に係る発明では、吸着部材以外の部位から装置内を排気する排気路を設けるようにした。

請求項３に係る発明では、本体の吸着部材を蓋体の吸着部材に向かって起き倒れ可能に保持し、本体の吸着部材の裏面と本体との隙間に弾性体を備えるようにした。

請求項１に係る発明によれば、蓋体と本体の各対向面に真空源に通じ膜体や板体を吸引して固定するための吸着部材を設けるようにしたので、吸着部材の所定の位置に膜体や板体を置くだけで簡単に膜体や板体の位置決めができる。そして、請求項１に係る発明によれば、膜体や板体を吸引しながら貼り合わせるため、貼り合わせの過程で膜体や板体が位置ずれすることもない。

また、請求項１に係る発明によれば、枠体と本体との隙間に弾性体を備えるようにしたので、装置内を排気すると蓋体と本体とが引き寄せ合い、弾性体が押しつぶされて枠体と本体との隙間が狭くなる。そして、弾性体が押しつぶされることで、蓋体と枠体が本体の方に引き寄せられるように移動し、蓋体と本体の対向面を当て合わせるような動作となる。その結果として、吸着部材に固定された膜体と板体が当て合わされ、膜体と板体を貼り合わせることができる。

以上のように、当然の効果として、請求項１に係る発明によれば、真空状態で膜体と板体を貼り合わせるため、貼り合わせ面に気泡や埃が入らない。

そして、請求項１に係る発明によれば、貼り合わせ台に相当する蓋体を、装置内を排気することによって本体の方へ移動させられるので、貼り合わせ台移動用の駆動源が不要となる。つまり、請求項１に係る発明によれば、貼り合わせ台移動用の駆動源を真空源と共用にできたので、真空容器と真空ポンプとは別にアクチュエータやエアシリンダーが必要な従来のフィルム貼り合わせ装置と比べて、装置を小型にできる。

また、請求項１に係る発明によれば、蓋体と枠体が装置内が減圧になるにつれて本体の方へ移動し、装置内の容積が小さくなるため、真空引きの時間を短くでき、貼り合わせにかかる時間も短くできる。

請求項２に係る発明によれば、吸着部材以外の部位から装置内を排気する排気路を設けるようにしたので、吸着部材から装置内を排気する請求項１に係る発明と比べて、真空引きの時間をより短くできる。

請求項３に係る発明によれば、本体の吸着部材を蓋体の吸着部材に向かって起き倒れ可能に保持し、本体の吸着部材の裏面と本体との隙間に弾性体を備えるようにしたので、弾性体が備わった一方から本体の吸着部材を蓋体の吸着部材と当て合い、最初に当て合った一方から貼り合わせ面の空気を押し出しながら貼り合わせることができる。そのため、請求項３に係る発明によれば、膜体と板体を平行に当て合う請求項１に係る発明と比べ、より確実に貼り合わせ面に気泡が残ることを防げる。特に、請求項３に係る発明によれば、貼り合わせを複数同時に行う場合に、より確実に貼り合わせ面に気泡が残ることを防げる。

実施形態に係るフィルム貼り合わせ装置の分解斜視図である。 実施形態に係るフィルム貼り合わせ装置の下方から見た分解斜視図である。 実施形態に係るフィルム貼り合わせ装置の斜視図である。 （ａ）は実施形態に係るフィルム貼り合わせ装置の断面図のうち、貼り合わせ前の状態を示す図であり、（ｂ）は実施形態に係るフィルム貼り合わせ装置の断面図のうち、貼り合わせ時の状態を示す図である。 他の実施形態に係るフィルム貼り合わせ装置の断面図である。

まず、この発明の創作の基礎となる事項について簡単に説明する。発明者は、フィルム貼り合わせ装置をほかの装置に組み付けやすくするために、従来よりも小型なフィルム貼り合わせ装置が望まれていることに着目し、装置の小型化を検討してきた。発明者は、従来の装置のように真空容器内に別途貼り合わせ台を設ける構造では、貼り合わせ台移動用の駆動源が不可欠なために、装置の小型化には限界があると考えた。

そして、発明者は、一般に気密性を配慮して真空容器、特に容器本体を一体に形成するところ、容器本体を枠体と本体とに分け、枠体と本体とがすり動くように構成すると、真空容器内が減圧になるにつれて真空容器の対向面を当て合うように移動させることができることを見いだし、この発明を創作するに至ったものである。

次に、この発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、実施形態に係るフィルム貼り合わせ装置の分解斜視図であり、図２は、実施形態に係るフィルム貼り合わせ装置の下方から見た分解斜視図である。

図１に示すように、フィルム貼り合わせ装置１は、蓋体２と枠体３と本体４とから構成されている。このフィルム貼り合わせ装置１では、図示しない真空源によって負圧を与えて、蓋体２と本体４の各対向面に膜体Ｆや板体Ｐを吸引して固定するように構成されている。そして、このフィルム貼り合わせ装置１では、フィルム貼り合わせ装置１内が減圧になるにつれて蓋体２と枠体３が本体４の方へ移動し、蓋体２と本体４の対向面同士を当て合わせるような動作によって膜体Ｆと板体Ｐとが貼り合わされるように構成されている。

蓋体２は、四角形の板体であって、図２に示すように、その裏面、換言すると本体４と対向する面の中央に凸部が形成されている。この凸部には、図示しない真空源に通じる吸着部材２ａが取り付けられている。この吸着部材２ａは、カーボンやセラミックなどの多孔質材料や、複数の孔（あな）を設けた金属材料から成る四角形のパッドであり、ここではカーボンから成る。蓋体２には、その内部に吸着部材２ａからフィルム貼り合わせ装置１内を排気するための図示しない排気路が設けられ、排気路の端路に真空用継ぎ手２ｂが取り付けられている。

枠体３は、図１に示すように、その表面の縁部、換言すると蓋体２と対向する面の縁部に一周に及んで溝３ａが形成されている。この溝３ａには、パッキン５が嵌（は）め入れられていて、パッキン５によって蓋体２と枠体３とが密封されている。また、枠体３は、図２に示すように、その裏面の縁部、換言すると本体４と対向する面の縁部に一周に及んで所定の間隔を置いて複数の穴３ｂが形成されている。この穴３ｂには、弾性体、ここではバネ６が嵌め入れられていて、複数のバネ６によって枠体３と本体４とが弾力が加わった状態で組み付けられる。枠体３には、その内部に枠体３の内周面からフィルム貼り合わせ装置１内を排気するための図示しない排気路が設けられ、排気路の端路に真空用継ぎ手３ｃが取り付けられている。

本体４は、四角形の板体であって、図１に示すように、その表面、換言すると蓋体２と対向する面の中央に凸部が形成されている。この凸部には、図示しない真空源に通じる吸着部材４ａが取り付けられている。この吸着部材４ａは、カーボンやセラミックなどの多孔質材料や、複数の孔を設けた金属材料から成る四角形のパッドであり、ここではカーボンから成る。本体４には、凸部の側面に一周に及んで溝４ｂが形成されている。この溝４ｂには、パッキン７が嵌め入れられていて、パッキン７によって枠体３と本体４とが密封されている。また、本体４には、その表面の縁部、換言すると枠体３と対向する面の縁部に一周に及んで所定の間隔を置いて複数の穴４ｃが形成されている。この穴４ｃには、弾性体、ここではバネ６が嵌め入れられていて、複数のバネ６によって枠体３と本体４とが弾力が加わった状態で組み付けられる。さらに、本体４には、その内部に吸着部材４ａからフィルム貼り合わせ装置１内を排気するための図示しない排気路が設けられ、排気路の端路に真空用継ぎ手４ｄが取り付けられている。

図３は、実施形態に係るフィルム貼り合わせ装置１の斜視図である。図３に示すように、フィルム貼り合わせ装置１は、蓋体２と枠体３と本体４とが組み付けられて構成されている。このフィルム貼り合わせ装置１は、蓋体２と枠体３とがパッキン５（図１参照）によって密封されるとともに、枠体３と本体４とがパッキン７（図１参照）によって密封されて、フィルム貼り合わせ装置１内が密閉されている。また、フィルム貼り合わせ装置１は、枠体３と本体４とが、より詳細には枠体３の内周面と本体４の凸部外周面とがすり動くように嵌め合わされるとともに、枠体３と本体４とがバネ６によって弾力が加わった状態で組み付けられている。

以上のように構成されるフィルム貼り合わせ装置１は、図示しない真空源を作動させてフィルム貼り合わせ装置１内を減圧にすると、蓋体２と本体４に引き寄せ合う力が生じる。そして、フィルム貼り合わせ装置１は、蓋体２と本体４が引き寄せ合うことによってバネ６が押しつぶされ、蓋体２と枠体３が本体４の方へ移動して吸着部材２ａ，４ａが当て合うように動く。

図４は、実施形態に係るフィルム貼り合わせ装置１の断面図である。図４の（ａ）は、貼り合わせ前の状態を示し、図４の（ｂ）は、貼り合わせ時の状態を示す。

図４の（ａ）に示すように、貼り合わせ前の状態では、図示しない真空源を作動させて吸着部材２ａに膜体Ｆを、吸着部材４ａに板体Ｐを吸引して固定している。この吸着部材２ａ，４ａには、膜体Ｆや板体Ｐの位置を決めるために、例えば位置決めピンをそれぞれの位置に設けておくと、簡単に膜体Ｆや板体Ｐの位置決めができる。また、蓋体２と枠体３とを蝶番（ちょうつがい）でつないでおくと、蓋体２を１８０度開いて、上向き状態の吸着部材２ａに膜体Ｆを置くこともできる。

図４の（ｂ）に示すように、貼り合わせ時の状態では、吸着部材２ａ，４ａとそれ以外の部位、ここでは枠体３の内周面からフィルム貼り合わせ装置１内を排気することによってフィルム貼り合わせ装置１内が減圧になるにつれて、蓋体２と本体４とが引き寄せ合いバネ６が押しつぶされる。そして、吸着部材２ａ，４ａが当て合うように動いて、膜体Ｆと板体Ｐとが貼り合わされる。なお、貼り付け後は、真空源を停止しフィルム貼り合わせ装置１内に空気を入れて常圧に戻してから、蓋体２を開けて膜体Ｆが貼り合わされた板体Ｐを取り出す。なお、ここでは、吸着部材２ａ，４ａと枠体３の内周面からフィルム貼り合わせ装置１内を排気しているが、吸着部材２ａ，４ａのみからフィルム貼り合わせ装置１内を排気するようにしても、同様に吸着部材２ａ，４ａが当て合うように動いて、膜体Ｆと板体Ｐとが貼り合わされる。

実施形態に係るフィルム貼り合わせ装置１では、膜体Ｆや板体Ｐを位置決めしてから貼り合わされるまで、膜体Ｆや板体Ｐを吸引し続けるために、貼り合わせの過程で膜体Ｆや板体Ｐが位置ずれしないようになっている。また、フィルム貼り合わせ装置１内を排気すると、貼り合わせ台に相当する蓋体２が本体４の方へ移動するために、貼り合わせ台移動用の駆動源を真空源と共用できるとともに、フィルム貼り合わせ装置１内が減圧になるにつれてフィルム貼り合わせ装置１内の容積を小さくできるようになっている。

また、実施形態に係るフィルム貼り合わせ装置１では、吸着部材２ａ，４ａ以外の部位、ここでは枠体３の内周面からもフィルム貼り合わせ装置１内を排気しているために、吸着部材２ａ，４ａのみからフィルム貼り合わせ装置１内を排気するのと比べてより早く真空引きできるようになっている。

続いて、この発明の他の実施形態について、相違点を中心に説明する。図５は、他の実施形態に係るフィルム貼り合わせ装置の断面図である。図５に示すように、他の実施形態に係るフィルム貼り合わせ装置１’では、吸着部材４ａ’が吸着部材２ａに向かって起き倒れ可能に保持され、吸着部材４ａ’の裏面と本体４’との隙間、より詳細には吸着部材４ａ’の裏面と本体４’との隙間であって起き倒れ可能に保持されていない一方にバネ８が備えられている。

以上のように構成された他の実施形態に係るフィルム貼り合わせ装置１’では、バネ８が備えられた一方から吸着部材４ａ’を吸着部材２ａに当て合うようになっている。

以上、この発明の実施形態について説明したが、この発明は前記実施形態には限定されない。例えば、この発明に係る弾性体は、バネ６，８に限られるものではなく、ゴムやシリンダーでも構わない。バネ６，８も、コイルバネに限られるものではなく、板バネでも構わない。

この発明に係る蓋体２や枠体３や本体４は、四角形に限られるものではなく、膜体Ｆや板体Ｐの形状に応じて適宜変えても構わない。

この発明に係る吸着部材２ａ，４ａ以外の部位は、枠体３の内周面に限られるものではなく、蓋体２や本体４の吸着部材２ａ，４ａが取り付けられていない凸部の縁部でも構わない。

また、前記実施形態では、蓋体２と枠体３とがパッキン５によって密封された状態で組み付けられているが、パッキン５を介さず溶接などによって組み付けても、蓋体２と枠体３とを一体に成型しても構わない。

この発明においてフィルム貼り合わせとは、膜体Ｆと板体Ｐを貼り合わせることに限られるものではなく、膜体Ｆ同士や、板体Ｐ同士を貼り合わせる場合も含む。

この発明において対向面同士を当て合わせるような動作とは、吸着部材２ａ，４ａの間隔が狭まるような動きのことをいう。

１ フィルム貼り合わせ装置
２ 蓋体
２ａ 吸着部材
３ 枠体
４ 本体
４ａ 吸着部材
５ パッキン
６ バネ（弾性体）
７ パッキン
Ｆ 膜体
Ｐ 板体

Claims (3)

1. 蓋体と枠体と本体とからなるフィルム貼り合わせ装置であって、
   前記蓋体及び本体の各対向面に真空源に通じ膜体又は板体を吸引して固定するための吸着部材と、
   前記蓋体と枠体と本体との間に互いを密封するためのパッキンと、
   前記枠体と本体との隙間に弾性体とを備え、
   前記蓋体及び枠体が、前記フィルム貼り合わせ装置内が減圧になるにつれて本体の方へ移動し、対向面同士を当て合わせるような動作によって膜体又は板体を貼り合わせることを特徴とするフィルム貼り合わせ装置。
2. 前記フィルム貼り合わせ装置が、前記吸着部材以外の部位からフィルム貼り合わせ装置内を排気する排気路を有していることを特徴とする請求項１に記載のフィルム貼り合わせ装置。
3. 前記本体の吸着部材が、前記蓋体の吸着部材に向かって起き倒れ可能に保持され、本体の吸着部材の裏面と本体との隙間に弾性体が備えられていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のフィルム貼り合わせ装置。

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