(57)【要約】【課題】液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイパネル、電気製品などに用いられるガラス基板、金属基板、プラスチック基板などへのラミネート方法において、フィルムシートの位置ずれのない高歩留まりで低コスト化が図れるラミネート装置を提供する。【解決手段】基板２０６上に、連続したフィルムシート２０１を走行させながら貼付ける方法で、少なくともフィルムシート２０１が走行を開始する際に、フィルムシート２０１の側端面と基板２０６の側端面とを位置検出手段のＣＣＤカメラ２１３で検出し、走行制御手段となる巻取りローラ２１１を制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続したフィルム上に形成されたシート材を基板上に貼付けるラミネート装置であって、
少なくとも前記フィルムを連続走行させるフィルム走行手段と、
前記フィルムの走行方向始端部を巻き取る巻取り手段と、
前記シート材を前記基板に貼付ける貼付手段と、
前記フィルムの側端面の位置を検出する位置検出手段と、
前記位置検出手段からの情報にもとづいて前記フィルムの側端面の走行方向位置を制御する走行制御手段とを備え、
前記走行制御手段は前記巻取り手段を変位させる駆動手段を有することを特徴とするラミネート装置。
【請求項２】
巻取り手段は巻取りローラであって、駆動手段が前記巻取りローラをフィルムの走行方向と垂直な方向に移動させることを特徴とする請求項１に記載のラミネート装置。
【請求項３】
巻取り手段は巻取りローラであって、駆動手段が前記巻取りローラの端部の少なくとも一方を変位させることを特徴とする請求項１に記載のラミネート装置。
【請求項４】
位置検出手段は、フィルムの走行方向における少なくとも２点以上についてフィルムの側端面の所定位置からの変位量を機械的もしくは光学的に検出することを特徴とする請求項１に記載のラミネート装置。
【請求項５】
連続したフィルム上に形成されたシート材を走行させながら、前記シート材を基板上に貼付けるラミネート装置であって、
少なくとも前記フィルムを連続走行させるフィルム走行ローラと、
前記フィルム上に形成された前記シート材の所定領域を除去して所定形状に加工する除去カッター部と、
前記シート材を前記基板に貼付ける圧着ローラと、
前記シートと前記基板との相対位置を計測する相対位置検出センサーと、
前記相対位置検出センサーの情報にもとづき前記除去カッター部の除去領域を制御する補助カッター部と、
を有することを特徴とするラミネート装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリント基板やガラス基板もしくは金属基板などへ樹脂フィルムを圧着させ、もしくは樹脂フィルム上へ塗布された膜を付着させるラミネート装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ラミネート装置を用いてラミネートを行う場合、次のようなラミネート装置が提案されている。すなわち、ロール状の巻き出しローラから供給された積層フィルムシートは、基板供給口より送り込まれた基板とともに一対の上下圧着ローラ間を通過するように巻き出され、基板の上面に圧着接合される。基板が断続的に存在するとき、圧着接合された積層フィルムシートが分離カッターを用いて切断され基板ごとに分離される。また、一連の作業が終了した後、積層フィルムシートは切断されて、巻取りローラに巻き取られる（例えば、非特許文献１）。
【０００３】
図７は非特許文献１に見られるような従来のラミネート装置の正面図である。図７において積層フィルムシート１２は長尺のベースフィルム１５上に誘電体材料などのフィルムシート１３が塗布され、さらにフィルムシート１３上にカバーフィルム１４を貼付けた３層構造となっている。この積層フィルムシート１２を巻き取った巻き出しローラ１６をラミネート装置に装着後、カバーフィルム１４を剥がし、カバーフィルム１４の先端部をカバーフィルムローラ１７に巻き付ける。ベースフィルム１５とフィルムシート１３とが中間ローラ３０、上圧着ローラ２０と下圧着ローラ２１間を経由し、フィルムシート１３が基板１８の表面にラミネートされる。ベースフィルム１５はラミネート完了後、分離カッター２２によって切断された後、フィルムシート１３より剥離されてラミネートが完了する。また、基板１８が断続的にラミネート装置に投入され、断続的に搬送されてくる場合には、あらかじめフィルムシートカッター１９によってフィルムシート１３が所定形状に加工する除去領域２４が設けられる。
【０００４】
また図８は一連の作業が終了した後、切断後のベースフィルム１５を巻取りローラ２３によって巻き取る工程を示したものである。この従来の例では巻取り補助ローラ２５は作業工程時には基板下部に格納されているが、一連の作業が終了して、積層フィルムシート１２を巻き取るときには図８に示すように上部に移動させて、積層フィルムシート１２の端部を巻取りローラ２３に付着させて巻き取る。なお図５と図６中で同じ部品には同じ符号を用いた。
【０００５】
また、図９は従来のラミネート装置のもう１つの例を示した図である。フィルムローラ４１から供給されるフィルムシート４２は搬送ローラ４３を通って、上圧着ローラ４４へ導かれる。一方基板ローラ４９によって供給される長尺基板４８は搬送ローラ４６を通って下圧着ローラ４５へ導かれ、上圧着ローラ４４と下圧着ローラ４５によって長尺基板４８とフィルムシート４２が圧着される。このフィルムシート４２をラミネートした長尺基板４８は適宜、基板カッター４７によって切断され搬出される。基板ローラ４９に巻かれた長尺基板４８が使い切られた場合、もしくは一連の作業が完了した場合、巻取り補助ローラ５１を上下に移動させて、フィルムシート４２の端部を巻取りローラ５０に付着させて巻き取る。
【非特許文献１】株式会社  電子ジャーナル刊、「２００１  ＦＰＤテクノロジー大全」、２０００年１０月２５日、Ｐ５９６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来のように、巻き出しローラからフィルムシートを巻き出しながら連続走行させる方法では、走行時のフィルムの位置ずれが発生する。特に巻き出しローラの交換時あるいは連続走行停止後の再始動時などでフィルム位置ずれを発生しやすい。
【０００７】
本発明はこれらの課題に鑑みてなされたものであり、フィルム圧着時のフィルムの位置ずれを防止し、高品質で歩留まりの高いラミネート装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述したような課題を解決するために、本発明のラミネート装置は、連続したフィルム上に形成されたシート材を基板上に貼付けるラミネート装置であって、少なくともフィルムを連続走行させるフィルム走行手段と、フィルムの走行方向始端部を巻き取る巻取り手段と、シート材を基板に貼付ける貼付手段と、フィルムの側端面の位置を検出する位置検出手段と、位置検出手段からの情報にもとづいてフィルムの側端面の走行方向位置を制御する走行制御手段とを備え、走行制御手段は巻取り手段を変位させる駆動手段を有している。
【０００９】
このようなラミネート装置によれば、フィルムの走行方向始端部を巻取り手段に巻き取り、巻取り手段を変位させるだけで走行位置を制御することができるとともに、基板入れ替えやシート材のロット切り替えなどに柔軟に対応でき、基板への貼付位置精度を確保できるとともに、均一張力で基板への貼付が可能となる。
【００１０】
さらに、巻取り手段は巻取りローラであって、駆動手段が巻取りローラをフィルムの走行方向と垂直な方向に移動させてもよい。このようなラミネート装置によれば、簡単な装置構成でフィルムの走行方向位置を制御することができる。
【００１１】
巻取り手段は巻取りローラであって、駆動手段が巻取りローラの端部の少なくとも一方を変位させてもよい。このようなラミネート装置によれば、簡単な装置構成でフィルムの走行方向位置を制御することができる。
【００１２】
さらに、位置検出手段は、フィルムの走行方向における少なくとも２点以上についてフィルムの側端面の所定位置からの変位量を機械的もしくは光学的に検出してもよい。このようなラミネート装置によれば、位置検出を高精度に行い、走行方向位置制御も高精度に実現することができる。
【００１３】
また、本発明のラミネート装置は、連続したフィルム上に形成されたシート材を走行させながら、シート材を基板上に貼付けるラミネート装置であって、少なくともフィルムを連続走行させるフィルム走行ローラと、フィルム上に形成されたシート材の所定領域を除去して所定形状に加工する除去カッター部と、シート材を基板に貼付ける圧着ローラと、シート材と基板との相対位置を計測する相対位置検出センサーと、相対位置検出センサーの情報にもとづき除去カッター部の除去領域を制御する補助カッター部とを備えている。
【００１４】
このようなラミネート装置によれば、基板と基板とに貼付けられたシート材との相対位置を計測して、シート材を除去する領域を制御しているため、貼付位置とその領域を制御し、安定して高品質で歩留まりの高いラミネート装置を実現することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のラミネート装置によれば、フィルムの走行方向始端部を巻取り手段に巻き取り、巻取り手段を変位させるだけでフィルムの側端面の走行方向位置を制御しているため、基板への貼付位置精度を確保できるとともに、均一張力で基板への貼付が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１７】
（第１の実施の形態）
本実施の形態では、平板型表示装置として代表的なプラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰと称す）に本発明のラミネート装置を用いた場合について説明する。
【００１８】
図６にＰＤＰの構成を示す。図６（ａ）はＰＤＰの前面板の斜視図であり、図６（ｂ）は図６（ａ）におけるＡ−Ａ断面の部分拡大断面図である。このＰＤＰは、互いに対向して配置された前面板と背面板とを備えているが、前面板の基板となる前面ガラス基板１の上には、透明電極２およびバス電極３、ブラックストライプ４、誘電体層５、およびＭｇＯ誘電体保護層６が順に形成されている。この前面板と背面板を貼合わせたパネルに駆動回路を取り付けてＰＤＰが形成される。
【００１９】
このＰＤＰの前面板の製造方法について簡単に説明する。前面板の基板となる前面ガラス基板１はバス電極３、ブラックストライプ４、誘電体層５などの形成工程中に含まれる熱処理工程に耐えうるガラス材料で形成され、一般的には前面ガラス基板１はフロート法により形成された高歪点ガラスが用いられる。この前面ガラス基板１の上にＩＴＯやＳｎＯ2などの材料を用いてスパッタなどにより成膜した後、露光、現像、エッチング工程により透明電極パターンを形成して透明電極２を形成する。次に、黒色顔料やＲｕＯなどを顔料として黒色とした感光性材料を用いてブラックストライプ４を形成する。
【００２０】
その上にＡｇを主剤とする感光性材料よりなるフィルムシートをラミネート方法により貼付けた後、露光現像によりパターニングし、焼成してバス電極３を形成する。次にＰｂＯ−Ｂ2Ｏ3−ＳｉＯ2系のガラスを主剤とした誘電体フィルムシートをラミネート方法により貼付け、焼成して誘電体層５を形成する。次にＭｇＯをスパッタもしくは蒸着により成膜し誘電体保護層６を形成して前面板が完成する。
【００２１】
以上ＰＤＰ用前面板について述べたように、バス電極３や誘電体層５などをラミネート方法によって形成することが可能であるが、各ラミネート工程においてそれらの相対位置がばらつくと最終的な不良に結びつくため、与えられた位置関係で精度よくラミネートがなされなければならない。
【００２２】
図１は本発明の第１の実施の形態におけるラミネート装置を示す斜視図であり、図２はその正面図である。図１、図２において、積層フィルムシート２００は、ＰＤＰの構成要素となるシート材であるフィルムシート２０１と、フィルムであるカバーフィルム２０２、ベースフィルム２０３との３層構造からなり、フィルムローラ２０４に巻かれて設置されている。
【００２３】
まずフィルムローラ２０４より積層フィルムシート２００が矢印Ｂ方向に巻き出され、積層フィルムシート２００からカバーフィルム２０２が剥離されてカバーフィルムローラ２０５に巻き取られる。これらによってフィルム走行手段が形成されている。
【００２４】
次に、一連の基板２０６間の間隙に相当する所定領域のフィルムシート２０１を除去してフィルムシート除去領域２０８を形成するために、除去カッター部であるフィルムシート除去カッター２０７でフィルムシート２０１に切れ目が入れられた後、粘着テープなどにこの領域のフィルムシート２０１が付着させて取り除かれる。
【００２５】
このようにして所定間隔でフィルムシート除去領域２０８が除去された積層フィルムシート２００と、矢印Ａ方向から挿入された基板２０６は、上圧着ローラ２０９と下圧着ローラ２１０とではさまれ熱圧着され、フィルムシート２０１が基板２０６の表面にラミネートされる。
【００２６】
次に、ベースフィルム２０３を分離カッター２１６で切断後、基板２０６が取り出され、フィルムシート２０１がラミネートされた前面板が完成する。
【００２７】
切断された後の積層フィルムシート２００は、巻取りローラ２１１に巻取り補助ローラ２１２を使って巻き取られる。
【００２８】
次にフィルムシート２０１が走行を開始する際には、フィルムシート２０１もしくはベースフィルム２０３の側端面位置と基板２０６の側端面位置とが、位置検出手段（位置検出センサー）あるいは相対位置検出手段（相対位置検出センサー）となるＣＣＤカメラ２１３に計測され、画像として画像処理装置２１４に送られ、フィルムシート２０１および基板２０６の側端面がそれぞれ線分として認識されるとともにそれぞれの線分のなす角度θが計算される。角度θが０でない場合、すなわちフィルムシート２０１の側端面と基板２０６の側端面が平行でない場合には、巻取りローラ２１１を移動させる走行制御手段となる回転モータ２１５によって、角度θが０となるように巻取りローラ２１１が走行方向と垂直な方向である軸方向に移動される。また角度θとともに、フィルムシート２０１の基板２０６の側端面からの距離のずれ量も同時に測定し、あらかじめ決められた位置へ、フィルムシート２０１を移動させる。この巻取りローラ２１１の軸方向の移動は、積層フィルムシート２００の巻取り回転を行いながら、画像処理情報をもとに逐次位置計算を行いつつ行われるが、巻取りローラ２１１が停止時に行ってもよい。
【００２９】
本実施の形態では位置関係を明確にするために、基板２０６にフィルムシート２０１を圧着しながら巻取りローラ２１１に巻き取られる状態を示したが、実際的には積層フィルムシート２００が、巻取りローラ２１１に巻き取られているときには、基板２０６と積層フィルムシート２００は圧着されない状態に保たれる。また、一連の作業工程が終了した後に、このフィルムシート２０１の位置調整が行われる場合は、基板２０６が上圧着ローラ２０９、下圧着ローラ２１０間に挿入されていない状態で巻取りローラ２１１の移動が行われる。
【００３０】
（第２の実施の形態）
図３は本発明の第２の実施の形態におけるラミネート装置を示す斜視図である。本実施の形態ではフィルムローラ３０１に巻き取られて供給されるベースフィルム３０２を直接基板に圧着する場合について示している。また、図３の状態は一連の基板への圧着が完了し、基板が既に工程から排出された状態を示している。本実施の形態では第１の実施の形態に示した画像処理装置の代わりに、２個のレーザ光照射器３０３，３０４とレーザ光受光器３０５，３０６を用いて、ベースフィルム３０２の位置修正を行っている。ベースフィルム３０２が正規位置にあるときは、左右のレーザ光照射器３０３，３０４から照射された光とレーザ光受光器３０５，３０６への入射する光量とは一定であるが、ベースフィルム３０２に位置ずれが生じると入射光量が変化する。この変化量を演算処理装置３０７によって解析し、走行制御手段の駆動手段である軸方向移動ステッピングモータ３０８によって巻取りローラ３０９を移動させる。この巻取りローラ３０９の移動は駆動モータ３１０によって回転させながら行うため、逐次ベースフィルム３０２の移動をコントロールでき、非常に迅速にベースフィルム３０２を正規位置に戻すことができる。またこの方法は、第１の実施の形態と比較して、装置構成が単純で画像処理が不要なことから、非常に装置コストが安いという利点がある。
【００３１】
（第３の実施の形態）
図４は本発明の第３の実施の形態におけるラミネート装置のフィルムシート走行方向制御手段を示す斜視図である。本実施の形態ではフィルムシート４０３の正規位置からのずれ量を２個のアクチュエータ４０４，４０５によって機械的に測定し、その変化量から、フィルムシート４０３のずれ角度θを計算し、巻取りローラ４０６を移動させ、角度θを０に戻す構成となっている。その他の構成は第１の実施の形態と同様である。巻取りローラ４０６の一端は図示していないがユニバーサルジョイントでモータに接続されている。他端は可動軸受け４０７で巻取りローラ４０６を半径方向に変位ができる構造になっている。このため、巻取りローラ４０６は若干の軸傾斜が行え、フィルムシート４０３に均等な張力を与えることができる。これによってフィルムシート４０３を巻取りローラ４０６に巻き取った際にしわにならず巻き取れ、正規位置に素早く戻すことができる。また機械的なセンサーを用いているので、光学的なものと比較してダストに強く、寿命が長い。
【００３２】
なお、第２の実施の形態、および第３の実施の形態でそれぞれ、フィルムの位置検出に２個の測定装置を用いているが、精度は落ちるが１個でもよい。またコストが許せば３個以上の箇所で位置計測してもよいことは言うまでもない。
【００３３】
（第４の実施の形態）
図５は本発明の第４の実施の形態におけるラミネート装置を示す正面図である。図５に示すようにラミネート装置の主要構成要素は図２に示す第１の実施の形態と同様であり、同一構成要素には同一の符号を付している。
【００３４】
第４の実施の形態が第１の実施の形態と異なるのは、基板２０６にフィルムシート２０１を貼付け、ベースフィルム２０３を剥離した後に、基板２０６とフィルムシート２０１との相対位置を計測する計測工程を有し、そのための相対位置検出手段５００を備えていることである。さらに、この相対位置検出手段５００の情報にもとづいて、所定形状のフィルムシート２０１を形成するためにフィルムシート２０１の所定領域を除去する除去工程を制御するものである。具体的には、相対位置検出手段５００の情報にもとづいて除去領域を制御する補助カッター部５０１を備えている。
【００３５】
本実施の形態では、相対位置検出手段５００は検出センサー５０２と処理装置５０３とにより構成され、検出センサー５０２によって基板２０６の走行方向の後端部５０４における基板２０６とフィルムシート２０１との位置関係を計測している。あらかじめ決められた基板２０６の所定位置以外にフィルムシート２０１が形成されている場合には、除去工程の除去領域を調整するものである。相対位置検出手段５００の処理装置５０３からの信号が補助カッター部５０１に伝達される。例えば、基板２０６の後端部５０４において、フィルムシート２０１が正規位置よりはみ出して貼付けられている場合には、補助カッター部５０１によって、前工程のフィルムシート除去カッター２０７によって除去され所定長さを有するフィルムシート２０１の走行方向後端部５０５を調整カッター５０６でカットし基板２０６への貼付長さを調整することができる。
【００３６】
図５では補助カッター部５０１をフィルムシート除去カッター２０７と別個に設けた例を示しているが、相対位置検出手段５００の情報をフィルムシート除去カッター２０７にフィードバックして除去領域を制御することも可能である。また、２枚のフィルムシート除去カッター２０７を独立して動かす構成とすることによって、基板２０６の後端部５０４あるいは前端部でのフィルムシート２０１の貼付状態を調整制御することも可能である。
【００３７】
なお、上述の実施の形態では、所定サイズに加工された基板を１枚ずつ走行させ、それぞれに連続的に搬送されるフィルムシートを貼付ける方法と装置について述べた。しかしながら、本発明は複数枚の基板が取れる大版基板に、複数枚用のフィルムシートを形成する、いわゆる多面取りの製造方法や製造装置にも適用可能であり、特に基板への貼付形状を調整する方法や装置に好適である。
【００３８】
また、ここに示した実施の形態では、基板がガラスで矩形形状を持つものであったが、従来の例に示したような基板が長尺の金属板のようなもの、あるいは厚みのある基板、箱状の基板であっても本発明は有効な効果を発現することは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明によるラミネート装置によれば、フィルムシートが走行を開始する際に、フィルムシートの側端面の走行方向位置を制御しているため、フィルムシートの基板への貼付位置精度を確保できるとともに、均一張力での貼付が可能となり、液晶ディスプレイ、ＰＤＰ、プリント基板などのガラス、プラスチック、金属など様々な基板へ適用できるラミネート装置に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の第１の実施の形態におけるラミネート装置の斜視図
【図２】同ラミネート装置の正面図
【図３】本発明の第２の実施の形態におけるラミネート装置の斜視図
【図４】本発明の第３の実施の形態におけるラミネート装置の部分斜視図
【図５】本発明の第４の実施の形態におけるラミネート装置の正面図
【図６】ＰＤＰの前面板の斜視図および部分拡大断面図
【図７】従来のラミネート装置の正面図
【図８】従来のラミネート装置の正面図
【図９】従来のラミネート装置の正面図
【符号の説明】
【００４１】
１    前面ガラス基板
３    バス電極
５    誘電体層
６    誘電体保護層
２００    積層フィルムシート
２０１，４０３    フィルムシート
２０２    カバーフィルム
２０３，３０２    ベースフィルム
２０４，３０１    フィルムローラ
２０５    カバーフィルムローラ
２０６    基板
２０７    フィルムシート除去カッター
２０８    フィルムシート除去領域
２０９    上圧着ローラ
２１０    下圧着ローラ
２１１，３０９，４０６    巻取りローラ
２１２    巻取り補助ローラ
２１３    ＣＣＤカメラ
２１４    画像処理装置
２１５    回転モータ
２１６    分離カッター
３０３    レーザ光照射器（左）
３０４    レーザ光照射器（右）
３０５    レーザ光受光器（左）
３０６    レーザ光受光器（右）
３０７    演算処理装置
３０８    軸方向移動ステッピングモータ
３１０    駆動モータ
４０４，４０５    アクチュエータ
４０７    可動軸受け
５００    相対位置検出手段
５０１    補助カッター部
５０２    検出センサー
５０３    処理装置
５０４    基板の後端部
５０５    フィルムシートの走行方向後端部
５０６    調整カッター
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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