(57)【要約】【課題】基板にフィルムを接着剤により貼り付けるに当って、接着剤の層を均一化すると共に、内部に気泡が生じないように圧着できるようにする。【解決手段】フィルム積層基板４の先端が相互に反対方向に回転している圧着ローラ２３，２４と接触する位置にまで送り込むと、これら圧着ローラ２３，２４間に引き込まれるが、圧着ローラ２３，２４間の間隔はフィルム積層基板４の厚み寸法より僅かに小さいので、フィルム積層基板４はこの寸法差分だけ圧縮力の作用を受けて、上下から押圧力が作用し、接着剤と共に空気がフィルム積層基板４の送り方向と反対方向に向けて相対移動して除去される。することになる。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィルムまたはシートからなる薄膜を、その少なくとも片側面に接着剤を介して基板に積層させた薄膜積層基板に、薄膜と基板との間を全面にわたって接着剤がほぼ均一となり、かつ内部の気泡を取り除くように圧着する方法であって、
前記薄膜積層基板の厚み寸法より小さい隙間を置いて配置した一対の圧着ローラを相互に反対方向に回転駆動する間に、
前記薄膜積層基板を、その先端が前記圧着ローラ間に進入する位置に配置して、その先端を前記両圧着ローラ間の隙間に挿入し、
この薄膜積層基板の先端が前記圧着ローラ間に挟持された後は、これら圧着ローラの回転により所定の加圧力を作用させながら前進させる
ことを特徴とする薄膜圧着方法。
【請求項２】
前記基板はガラス基板であり、かつ前記薄膜はその上面側だけに積層されており、前記上下一対の圧着ローラのうち、前記薄膜上を転動する圧着ローラは硬質ローラで形成し、前記基板に対して転動する圧着ローラは圧縮変形可能なローラとしたものであることを特徴とする請求項１記載の薄膜圧着方法。
【請求項３】
前記基板は合成樹脂製のものであり、前記上下の圧着ローラは共に硬質ローラであることを特徴とする請求項１記載の薄膜圧着方法。
【請求項４】
前記薄膜積層基板は、上下の基板間に少なくとも１枚の薄膜を、その表裏両面を接着させたものからなることを特徴とする請求項１記載の薄膜圧着方法。
【請求項５】
前記薄膜積層基板の表裏両面に接着剤を吸収可能な保護シートを接合することを特徴とする請求項１記載の薄膜圧着方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばガラス，樹脂等の透明基板の表面に、偏光膜、位相差膜、フィルタ等といった光学的な機能を有するフィルムまたはシートからなる薄膜を接着剤により貼着した後に、薄膜を基板に圧着する薄膜圧着方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ガラス等の透明基板の表面に光学的な機能を有する薄膜を貼り付けるようにした光学素子は従来から広く知られている（例えば、特許文献１参照。）。この特許文献１はホログラム光学素子に関するものであり、２枚の原版支持ガラス間に感光材料薄膜を密着液により貼り付けるようにしている。密着液は支持台上に載置した下側の原版支持ガラス表面と感光材料薄膜の上面とに塗布して、余分な液をローラ等でしごき取るようにしている。そして、上側の原版支持ガラスの上方から押圧装置により押し付けるようにして、感光材料薄膜を間にして上下の原版支持ガラスを密着させる。
【０００３】
【特許文献１】
特開平６−１３８８０６号公報（第１０欄、段落００２３、図３）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、密着液なり接着剤なりを介してガラス基板と薄膜とを密着させる際に、いずれの側に密着液や接着剤を塗布したにしても、ガラスと薄膜とを当接させたときに、内部に空気が混入するのを防止することはできない。この状態で、上下からプレスするように押圧力を作用させても、内部に混入した空気は完全には排出されず、小さな気泡として残留する可能性がある。このように、基板と薄膜との間に気泡が存在すると、光学的特性等の機能が低下する等の問題点が生じる。また、支持台と押圧装置との間で上下から押圧力を作用させただけでは、必ずしも密着液等の厚みを均一化することもできない場合があり、薄膜は、僅かではあるが、基板に対して傾きや反り等が部分的に発生するのを防止できないことになる。その結果、製造された光学素子に光を照射したときに、やはり光学的特性等の機能が損なわれる等といった問題点もある。
【０００５】
本発明は以上の点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、基板に薄膜を接着剤により貼り付けるに当って、接着剤の層を均一化すると共に、内部に気泡が生じないように圧着できるようにすることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するために、本発明は、フィルムまたはシートからなる薄膜を、その少なくとも片側面に接着剤を介して基板に積層させた薄膜積層基板に、薄膜と基板との間を全面にわたって接着剤がほぼ均一となり、かつ内部の気泡を取り除くように圧着する方法であって、前記薄膜積層基板の厚み寸法より小さい隙間を置いて配置した一対の圧着ローラを相互に反対方向に回転駆動する間に、前記薄膜積層基板を、その先端が前記圧着ローラ間に進入する位置に配置して、その先端を前記両圧着ローラ間の隙間に挿入し、この薄膜積層基板の先端が前記圧着ローラ間に挟持された後は、これら圧着ローラの回転により所定の加圧力を作用させながら前進させることをその特徴とするものである。
【０００７】
ここで、薄膜は光学的機能膜等、ある種の機能を持ったもの、例えば偏光膜、位相差膜、光学フィルタ等であって、可撓性のあるフィルムやシートを構成するものである。また、薄膜は光学的な機能ではなく、電気的、磁気的等他の機能を持ったものであっても良い。基板は透明、不透明のいずれでも良く、ガラス、合成樹脂、セラミック、金属等、その素材は限定されない。そして、基板の平面形状としては、例えば円形、四角形等であり、薄膜は基板の全面に貼り付けられる。薄膜の貼り付けは前工程で接着剤を用いて行うが、基板への薄膜の貼り付け方法については、任意の方法を採用することができる。
【０００８】
基板に接着剤を介して薄膜を貼り付けた後、相互に反対方向に回転している上下の圧着ローラ間で薄膜積層基板が圧着される。この圧着時には、薄膜積層基板において、基板と薄膜との間に介在する接着剤が圧縮する方向に押圧力の作用を受けることになる結果、薄膜は基板に強固に固着される。このように圧着力を作用させるために、上下の圧着ローラ間の間隔は薄膜積層基板の全体の厚みより僅かに小さい寸法とする。従って、圧着力は圧着ローラ間の間隔と薄膜積層基板の厚みとの差に基づいて決定される。上下の圧着ローラ間に引き込まれて薄膜積層基板を圧着している間は、薄膜積層基板に対して圧着ローラ方向に押し込む方向の外力が作用しないように保持する。従って、圧着ローラの回転だけで薄膜積層基板を前方に送るようにする。
【０００９】
基板には多少の厚みの誤差が生じるのを防止できない。この厚み誤差等を吸収するために、基板がガラス基板である場合には、上下一対の圧着ローラのうち、薄膜の上を転動する一方側、通常は上側の圧着ローラは、例えばステンレス等の金属からなる硬質ローラを用いる。これに対して、他方側、即ち下側の圧着ローラは合成樹脂等のように圧縮変形可能なものとする。一方、基板が合成樹脂製のものである場合には、上下の圧着ローラは共に金属等の硬質ローラで形成することができる。さらに、薄膜積層基板を圧縮変形可能なシートまたはボード上に載置して圧着する場合も両圧着ローラを硬質ローラで形成することができる。
【００１０】
薄膜積層基板は、１枚の基板の表面に薄膜を貼り付けたものか、または上下の基板間に薄膜を挟み込み、これら上下の基板間に薄膜の表裏両面を接着させたものとする。上下の基板間に設けられる薄膜は１枚だけではなく、２枚構成とすることもできる。基板を１枚構成にするにしろ、また２枚基板を用いるにしろ、薄膜積層基板の表裏両面に接着剤を吸収可能な保護シートを接合した状態で圧着しても良い。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。まず、図１に薄膜積層基板の製造工程の一例を示す。この図において、１はガラス基板、２は偏光膜、位相差膜、光学フィルタ等の光学膜を蒸着等の手段で形成した薄膜や有機薄膜で構成される。なお、基板及び薄膜はこれらに限定されるものではない。
【００１２】
薄膜積層基板の製造の第１工程はドライ洗浄工程Ｓ１である。このドライ洗浄工程Ｓ１では、基板１の表面、つまり薄膜２が積層される面を洗浄する。このために、ドライ洗浄工程Ｓ１にはオゾン発生器１０が設けられており、このオゾン発生器１０から基板１の表面に向けてオゾンを噴出させて、基板１の表面に付着している汚れを除去する。なお、オゾン発生器１０に代えて、紫外線を照射するようにすることもできる。
【００１３】
基板１の表面をドライ洗浄することによって、この基板１の表面が清浄化されると共に、濡れ性が向上する。ドライ洗浄後の基板１は次の接着剤塗布工程Ｓ２に移行して、接着剤３が塗布される。ここで、接着剤３の塗布はスピンコートを例示したが、このスピンコートに代えて、スプレー方式、ローラコート方式、ワイヤローラコート方式等、種々の塗布方式を採用することができる。スピンコートを行うために、基板１は回転テーブル１１上に真空吸着等の手段で固定的に保持されて、この回転テーブル１１の概略回転中心位置に対向配設したノズル１２から液状の接着剤を滴下させて、回転テーブル１１の回転軸１１ａを矢印方向に回転駆動することにより、基板１上に滴下された接着剤に遠心力を作用させて、内周側から外周側に向けて広がるように塗布するようになし、もって比較的均一な厚みの接着剤３の層が基板１上に形成される。
【００１４】
接着剤３が塗布された基板１は、さらに薄膜貼り付け工程Ｓ３に移行して、薄膜２が支持台１３上に載置した基板１上に貼り付けられる。この薄膜２の貼り付け方法としては、手動若しくは真空吸着手段等を用いて自動的に行うことができる。いずれにしろ、薄膜２と基板１との間に位置合わせが必要な場合には、両者にアライメントマーク等を設けて、薄膜２を基板１に対してアライメントした上で、薄膜２を基板１上に貼り付ける。これによって、薄膜積層基板４が形成される。ただし、この段階では薄膜２は基板１の上に載置するだけで、格別の加圧力を作用させない方が望ましい。
【００１５】
薄膜積層基板４は、圧着工程Ｓ４に移行して、この圧着工程Ｓ４で薄膜２を圧着する。この圧着工程Ｓ４では、薄膜２と基板１との間に介在している接着剤３を均一な厚みとなるように引き伸ばして、薄膜２と基板１との間の平行度を厳格に出すと共に、気泡等を排出する。ここで、この圧着工程Ｓ４では、後述するように、上下一対の圧着ローラ２３，２４からなるローラ式圧着機構２２を用いて薄膜積層基板４を圧着する。そして、圧着機構の構成及び圧着方法については後述する。
【００１６】
圧着された薄膜積層基板４は、接着剤硬化工程Ｓ５において接着剤３を硬化させる。接着剤３として、例えば紫外線硬化型の接着剤が使用されている場合には、紫外線照射装置１４から照射される紫外線によって硬化させる。また、熱硬化型接着剤が用いられる場合には、基板１をホットプレートの上に載置する等により接着剤３を加熱・硬化させる。ここで、紫外線の照射は薄膜２側から行っても良いが、薄膜の種類によっては、紫外線を透過させないものもあるから、基板が透明なガラスである場合には、この基板１の裏面側から紫外線を照射するのが望ましい。
【００１７】
次に、図２に圧着工程Ｓ４に設けられている圧着機構の一例を示す。図中において、２０は搬入用テーブル、２１は搬出用テーブルであり、ローラ式圧着機構２２はこれら搬入用、搬出用の各テーブル２０，２１間の位置に配設されている。ローラ式圧着機構２２は、図３にも示したように、上下一対の圧着ローラ２３，２４を備えており、これら両圧着ローラ２３，２４をそれぞれ矢印Ｒ１，Ｒ２で示したように相互に反対方向に回転駆動することによって、薄膜積層基板４は図３の右側から左側に向けて搬送されて、この搬送中に基板１と薄膜２とを圧着させるものである。このために、圧着ローラ２３，２４は相互に間隔Ｌだけ離間しており、この間隔Ｌは薄膜積層基板４の厚みＴより僅かに小さいものとなっている。従って、この差分により薄膜積層基板４は圧着ローラ２３，２４間で圧縮されることになる。
【００１８】
上下一対からなる圧着ローラ２３，２４は、左右に設けた支持部材２５，２６に回転自在に支持されている。そして、下側の圧着ローラ２４は、その回転軸２４ａの両端が軸受２７によって、両支持部材２５，２６に回転自在に支持されている。一方、上側の圧着ローラ２３における回転軸２３ａの両端は、それぞれ軸受ボックス２８に回転自在に支持されているが、これら左右の軸受ボックス２８は支持部材２５，２６に形成した昇降ガイド２９，３０によって上下方向（図３の矢印Ｆ方向）に位置を微調整できるようになっている。
【００１９】
軸受ボックス２８を昇降可能に支持するために、支持部材２５，２６の上端部には取付板３１，３２が連結・固定されており、これら取付板３１，３２には高さ位置調整手段として、マイクロメータ機構が装着されている。このマイクロメータ機構は、軸受ボックス２８の高さ位置を検出するマイクロメータ３３と、ねじ軸３４ａと調整ナット３４ｂと、ロック用ナット３４ｃとから構成され、軸受ボックス２８の高さ位置を調整するためのマイクロメータヘッド３４とから構成される。従って、マイクロメータ３３を目視しながらマイクロメータヘッド３４を操作することによって、上側の圧着ローラ２３を、それと下側の圧着ローラ２４との間隔及び上側の圧着ローラ２３の水平度を正確に調整できるようになる。
【００２０】
上下の圧着ローラ２３，２４は相互に反対方向に回転駆動されるようになっており、このために一方の支持部材２５において、下側の圧着ローラ２４の下部位置には、電動モータ３５が取り付けられており、この電動モータ３５の出力軸３５ａには駆動ギア３６が連結して設けられている。そして、下側の圧着ローラ２４の回転軸２４ａには従動ギア３７が取り付けられており、これら駆動ギア３６と従動ギア３７との間にはタイミングベルト３８が巻回して設けられている。さらに、上下の圧着ローラ２３，２４の回転軸２３ａ，２４ａには、伝達ギア３９，４０が連結して設けられており、これら両伝達ギア３９，４０を噛合させることによって、圧着ローラ２３，２４は同期して、相互に反対方向に回転するようになっている。ここで、伝達ギア３９，４０は、それぞれ二重ギアから構成されて、圧着ローラ２３，２４間の間隔を微調整した状態でも、その間の噛合部におけるバックラッシュを最小限に抑制するようにしている。なお、両支持部材３１，３２間には、その間隔保持用としてのロッド４１が適宜の位置に複数本掛け渡されている。
【００２１】
薄膜貼り付け工程Ｓ３で基板１に接着剤３を介して薄膜２を貼り付けた薄膜積層基板４が圧着工程Ｓ４に搬入されて、この圧着工程Ｓ４で薄膜２が基板１に圧着される。薄膜積層基板４は、搬入用テーブル２０上に載置される。ここで、薄膜積層基板４の搬入を自動化する場合には、ローラコンベア、ベルトコンベア、押動手段等の搬送手段を設けて、圧着工程Ｓ４に設けたローラ式圧着機構２２に向けて薄膜積層基板４を送り込む。ローラ式圧着機構２２を構成する上下の圧着ローラ２３，２４は一定の速度で回転駆動する状態とする。そして、手動操作によるにしろ、また搬送手段によるにしろ、薄膜積層基板４は、その先端が上下の圧着ローラ２３，２４と接触する位置にまで送り込むようにする。圧着ローラ２３，２４は薄膜積層基板４を引き込む方向に回転しており、これによって薄膜積層基板４は圧着ローラ２３，２４の回転によりその間に挟持されることになり、かつ前方（図３の右方から左方）に向けて送り出されることになる。
【００２２】
ここで、圧着ローラ２３，２４間の間隔は薄膜積層基板４の厚み寸法より僅かに小さくなっているので、この間に薄膜積層基板４はこの寸法差分だけ圧縮力の作用を受けて、上下から押圧力が作用するようになる。その結果、基板１と薄膜２との間に介在している接着剤３が引き伸ばされる。しかも、圧着ローラ２３，２４は薄膜積層基板４の送り時には、この送り方向と直交するように実質的に線接触を保つことになる。その結果、これら基板１と薄膜２との間に介在する余剰の接着剤と共に空気が圧着ローラ２３，２４の回転による薄膜積層基板４の送り方向とは反対方向に向けて相対移動することになる。従って、薄膜積層基板４がローラ式圧着機構２２の位置を通過した後には、基板１と薄膜２との間に設けた接着剤３が均一な厚みとなるように強固に圧着され、かつ内部に気泡等が残存せず、空気は完全に除去される。
【００２３】
基板１がガラス基板のように硬質で、弾性変形不能な部材からなる場合には、上下に配設した圧着ローラ２３，２４のうち、基板１に対して転動する下側に位置する圧着ローラ２４は、例えばウレタン樹脂等のように、圧縮変形可能な樹脂ローラで構成する。これによって、基板１を構成するガラスの厚み寸法に多少のばらつきがあったとしても、圧着時に破損したりすることはない。ただし、薄膜２上を転動する上側の圧着ローラ２３は、薄膜２を基板１側に対して均一な押圧する機能を発揮するものであるから、ステンレス等の剛体からなる硬質ローラとする。これによって、薄膜積層基板４に対して均一な圧着力を作用させることができる。また、基板１が合成樹脂製のものである場合には、この基板１自体が圧縮変形可能なものであるから、圧着ローラ２３，２４は共にステンレス等の硬質ローラで形成することができる。
【００２４】
薄膜積層基板としては、前述したように、基板１の片側面に薄膜２を積層したものだけでなく、図４に示したように、薄膜５０を上下から基板５１，５１で挟み込んだものもある。この場合には、薄膜５０と両基板５１，５１との間に接着剤５２が塗布されている。従って、上下の基板５１，５１の両方に図１のＳ２に示した接着剤塗布工程を経た後、薄膜貼り付け工程Ｓ３と圧着工程Ｓ４との間に上側の基板５１を薄膜２上に貼り付ける工程が介在する。このようにして構成した薄膜積層基板５３の圧着を行う場合には、伝達ギア５４，５５が前述した実施の形態と同じ外径のものであるとすれば、上下の圧着ローラ５６、５７の外径を小さくすることによって、これら圧着ローラ５６，５７間の間隔をＬ１に広げるようにする。勿論、この場合も、間隔Ｌ１は薄膜積層基板５３の厚み寸法Ｔ１より僅かに狭くする。しかも、この場合には薄膜５０の表裏両面に接着剤５２が塗布されているので、図３における圧着ローラ２３，２４間の間隔Ｌと薄膜積層基板４の厚み寸法Ｔとの寸法差より大きい寸法差を持たせる。
【００２５】
さらに、図５に示したように、薄膜６０を上下の基板６１，６１間に２枚介装することもできる。この場合には、接着剤６２は下部側の基板６１と下部側の薄膜６０との間と、下部側の薄膜６０と上部側の薄膜６０との間及び上部側の薄膜６０と上部側の基板６１との間に設ける必要がある。従って、図１のＳ１〜Ｓ３までの工程を２度繰り返すことによって、下部側の基板６１と薄膜６０とを貼り付け、上部側の基板６１と薄膜６０とを貼り付け、上下の中間薄膜積層基板６３，６３を形成する。そして、その後に、上下いずれかの中間薄膜積層基板６３における薄膜２の表面に接着剤６２を塗布して、両中間薄膜積層基板６３，６３をこのようにして塗布された接着剤６２を介して貼り合わせることによって２重薄膜積層基板６４が得られる、その後に圧着工程Ｓ４で両中間積層基板６３，６３間をローラ式圧着機構により圧着する。この場合には、２重薄膜積層基板６４の厚みは図４に示した薄膜形成基板５３よりさらに大きくなるので、圧着ローラ間の間隔もそれに応じて広げる必要がある。
【００２６】
そして、特に、前述したように、２枚の基板５１，５１を用いた薄膜積層基板５３の場合には、薄膜５０の両面に接着剤５２が塗布されている関係から、また比較的強力な押圧力を作用させる必要がある。また、２重薄膜積層基板６４には、接着剤６２は３層構造となっているので、さらに大きな押圧力が必要となる。そこで、図６に示したように、基板５１，５１の薄膜５０への貼り付け面とは反対側の面に保護紙７０を付着させ、この保護紙７０で薄膜積層基板５３をほぼ覆うようにして圧着するのが望ましい。この保護紙７０は接着剤に対する吸収力が大きいものを使用する。このように、保護紙７０は薄膜積層基板５３のほぼ全体を包み込むようにするが、圧着ローラ５６，５７による搬送方向の後方側にはある程度の余長を持たせておく。ここで、保護紙７０は１枚構成のものであっても、また２枚用いるようにしても良い。
【００２７】
保護紙７０で薄膜積層基板５３や２重薄膜積層基板６３を覆うことによって、薄膜積層基板５３が圧着ローラ５６，５７間に進入する際に、基板５１，６１の上下のエッジが損傷するのを防止することができる。また、圧着時にある程度大きな押圧力を作用させても、基板５１，６１の圧着ローラへの当接面が損傷する等のおそれはない。さらに、薄膜積層基板５３（及び２重薄膜積層基板６３）の圧着により後方に向けて押し出される接着剤５２は保護紙７０により吸収されるので、基板５１の端面等が余剰の接着剤で汚損されるのを防止できる。そして、薄膜積層基板５３の圧着が終了した後、接着剤が硬化する前の段階で保護紙７０を剥離する。なお、１枚の基板１に薄膜２を貼り付けた薄膜積層基板４の場合にも、保護紙で覆うようにして、圧着することもできる。
【００２８】
【発明の効果】
本発明は以上のように構成したので、基板に薄膜を接着剤により貼り付けるに当って、接着剤の層を均一化すると共に、内部に気泡が生じないように圧着できる等の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】薄膜積層基板の製造の工程説明図である。
【図２】薄膜積層基板の圧着装置の構成説明図である。
【図３】ローラ式圧着機構と薄膜積層基板との寸法関係の説明図である。
【図４】図３とは異なる構成の薄膜積層基板とローラ式圧着機構との構成を示す説明図である。
【図５】２重薄膜積層基板の構成説明図である。
【図６】図４の薄膜積層基板を保護紙で覆った状態の構成説明図である。
【符号の説明】
１，５１，６２  基板      ２，５０，６０  薄膜
３，５２，６２  接着剤      ４，５３  薄膜積層基板
２０  搬入用テーブル    ２１  搬出用テーブル
２２  ローラ式圧着機構
２３，２４，５６，５７  圧着ローラ
３３  マイクロメータ      ３４  マイクロメータヘッド
３５  電動モータ      ３６  駆動ギア
３７  従動ギア      ３８  タイミングベルト
３９，４０，５４，５５  伝達ギア
６３  中間薄膜積層基板      ６４  ２重薄膜形成基板
７０  保護紙
【図１】
2004149602.tif 000003
【図２】
2004149602.tif 000004
【図３】
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【図４】
2004149602.tif 000006
【図５】
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【図６】
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