JP6278371B2 - フィルム貼り付け方法及び装置 - Google Patents

Description

本発明は、フィルム貼り付け方法及び装置に係り、より詳しくは、基板の一方の面を非接触支持しながら、他方の面にフィルムを貼り付けるフィルム貼り付け方法及び装置に関する。

一般に、基板の表面には一定の目的からフィルムを貼り付ける場合がある。例えば、基板の表面のスクラッチや汚染などの防止のために保護フィルムを貼り付けたり、特殊用途の機能性フィルムを貼り付けたりすることがそれに該当する。

図１は、従来の両面フィルム貼り付け方法を概略的に示す図である。

同図に示すように、フィルム（Ｆ）の貼り付けが要求される面は一方の面だけであっても、他方の面の表面損傷を防止するために、両面にフィルム（Ｆ）を貼り付ける。このため、不要に両面にフィルム（Ｆ）が使用されることで消耗品のコストの上昇を誘発するという問題点があった。

図２及び図３は、従来の片面フィルム貼り付け方法を示す図である。

表面品質が相対的に重要ではない基板（Ｓ）には、基板（Ｓ）の一方の面（Ｂ面）はローラ（Ｂ）を利用してフィルム（Ｆ）を基板（Ｓ）に押し付けて貼り付け、基板（Ｓ）の他方の面（Ａ面）はソフトな材質（例えば、シリコン）のローラ（Ａ）を基板（Ｓ）に接触させて支持する。しかし、連続した使用によってローラが汚染及び損傷され、Ａ面にスクラッチ、汚染などの損傷が惹起されることは前述したとおりである。

図４は、従来の他の片面フィルム貼り付け方法を示す図である。

基板（Ｓ）の一方の面（Ｂ面）は、ローラ（Ｂ）（１０ｂ）を利用してフィルム（Ｆ）を基板（Ｓ）に押し付けて貼り付ける。スティッキローラ（１０ｃ）をローラ（Ａ）（１０ａ）に転接させ、基板（Ｓ）に接触するローラ（Ａ）（１０ａ）の表面をきれいな状態に保持する。しかし、この場合、スティッキローラ（１０ｃ）の粘着成分がローラ（Ａ）（１０ａ）を介して基板（Ｓ）の表面に転写され、ステインなどの不良を誘発するという問題点があった。

図５は、従来のその他の片面フィルム貼り付け方法を示す図である。

従来の両面フィルム貼り付け方法でＡ面に貼り付けたフィルム（Ｆ）を除去する。しかし、この場合、フィルム自体の粘着成分が基板（Ｓ）の表面に転写され、汚染を発生させるという問題点があった。また持続的な除去用フィルムの使用によってコストアップの要因が発生するという問題点があった。

一方、エアフローティングといった非接触技術を組み合わせて、基板（Ｓ）のＡ面と接触しないで支持する技術も提案されたことがある。しかし、この場合、過度なユーティリティーコストがかかる。また、フィルム（Ｆ）を接合するために一定の圧力をかけた場合、エアが十分な斥力を有することができず、基板（Ｓ）とローラとが接触するという問題点が頻繁に発生した。またエアによって基板表面が汚染されるという問題点があった。

本発明は、前記したような従来技術の問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、基板の両面にスクラッチ、汚染などの損傷を与えることなく、一方の面だけにフィルムを安定して貼り付け可能なフィルム貼り付け方法及び装置を提供することである。

前記目的を達成するために、本発明は、超音波振動部（Ａ）を利用して、その超音波振動によって発生する非接触斥力を基板の一方の面に加えて、前記基板の一方の面を非接触支持しながら、加圧ローラを利用して、前記基板の他方の面にフィルムを押し付けて貼り付けることを特徴とするフィルム貼り付け方法を提供する。

前記超音波振動部（Ａ）は、前記基板の一方の面と対向する超音波振動体と、前記超音波振動体を加振させる超音波加振部とを含んでいてよい。

また、本発明は、超音波振動によって発生する非接触斥力を基板の一方の面に加えて、前記基板の一方の面を非接触支持する超音波振動部（Ａ）と前記基板の他方の面にフィルムを押し付けて貼り付ける加圧ローラとを含むことを特徴とするフィルム貼り付け装置を提供する。

前記構成によれば、本発明は、基板の両面にスクラッチ、汚染などの損傷を与えることなく、一方の面だけにフィルムを安定して貼り付け可能であるという効果がある。したがって、本発明によって優れた基板の表面品質を保持しながらも、消耗品の使用量を半分に減らすることで製品のコスト競争力を向上させることができる。

従来の両面フィルム貼り付け方法を概略的に示す図である。 従来の片面フィルム貼り付け方法を示す図である。 従来の片面フィルム貼り付け方法を示す図である。 従来の他の片面フィルム貼り付け方法を示す図である。 従来のまた他の片面フィルム貼り付け方法を示す図である。 本発明の第１実施例に係るフィルム貼り付け方法を概略的に示す図である。 図６の超音波振動部を概略的に示す図である。 超音波振動部と基板との間の距離と斥力との関係を示す図である。 本発明の第２実施例に係るフィルム貼り付け方法のフィルム貼り付け過程を概略的に示す図である。 本発明の第２実施例に係るフィルム貼り付け方法のフィルム貼り付け過程を概略的に示す図である。 本発明の第２実施例に係るフィルム貼り付け方法のフィルム貼り付け過程を概略的に示す図である。 本発明の第３実施例に係るフィルム貼り付け方法を概略的に示す図である。 本発明の第４実施例に係るフィルム貼り付け方法を概略的に示す図である。 本発明の第５実施例に係るフィルム貼り付け方法を概略的に示す図である。 本発明の第６実施例に係るフィルム貼り付け方法を概略的に示す図である。 本発明の第７実施例に係るフィルム貼り付け方法を概略的に示す図である。 図１６の枚葉基板と枚葉基板との間のフィルム切断方法を概略的に示す図である。 本発明の第８実施例に係るフィルム貼り付け方法のフィルム貼り付け過程を概略的に示す図である。 本発明の第８実施例に係るフィルム貼り付け方法のフィルム貼り付け過程を概略的に示す図である。 本発明の第８実施例に係るフィルム貼り付け方法のフィルム貼り付け過程を概略的に示す図である。 本発明の第８実施例に係るフィルム貼り付け方法のフィルム貼り付け過程を概略的に示す図である。 本発明の第８実施例に係るフィルム貼り付け方法のフィルム貼り付け過程を概略的に示す図である。 本発明の第９実施例に係るフィルム貼り付け方法を概略的に示す図である。 本発明の第１０実施例に係る加圧ローラにフィルムが吸着される過程を概略的に示す図である。 本発明の第１０実施例に係る加圧ローラにフィルムが吸着される過程を概略的に示す図である。

以下、添付図面を参照して本発明の実施例について詳しく説明する。

図６は、本発明の第１実施例に係るフィルム貼り付け方法を概略的に示す図である。

基板（Ｓ）はガラス基板であってよい。また、基板（Ｓ）は、フレキシブルな材質の基板であっても、ハードな材質の基板であってもよい。フレキシブルな材質の基板は、図６に示すようなフィルム貼り付け方法を用い、ハードな材質の基板は図１６に示すようなフィルム貼り付け方法を用いればよい。

薄型（０．２ｍｍ以下）のガラス基板である場合、基板（Ｓ）は柔軟であるため、連続工程で構成されてよい。このように柔軟で且つ長手方向に連続した基板（Ｓ）をウェブという。このようなウェブに対しては、連続工程で本発明に係るフィルム貼り付けの他、加工や印刷などの工程を施すことができる。

図６のフィルム貼り付け装置は、超音波振動部（Ａ）（２１１、２１２）と加圧ローラ（Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｒｏｌｌｅｒ）（１１０）とを含む。

超音波振動部（Ａ）（２１１、２１２）は超音波振動される。超音波振動部（２１１、２１２）には、超音波加振技術（韓国公開特許第２０１０−００５７５３０号公報）が使用される。超音波振動部（２１１、２１２）は、その超音波振動によって発生する非接触斥力（ＲＦ）を基板（Ｓ）の一方の面（Ａ面）に加えて、基板（Ｓ）の一方の面を非接触支持する。前記超音波振動部（Ａ）（２１１、２１２）は、加圧ローラ（１００）の上流に設置される超音波振動部（Ａ１）（２１１）及び下流に設置される超音波振動部（Ａ２）（２１２）と、を含む。ここで、上流及び下流は基板（Ｓ）の搬送路を基準とする。

加圧ローラ（１１０）は、基板（Ｓ）の他方の面にフィルム（Ｆ）を押し付けて貼り付ける。加圧ローラは、基板（Ｓ）の一方の面が正の曲率面をなすよう（これに伴い、基板（Ｓ）の他方の面は負の曲率面をなすように）する加圧力でフィルム（Ｆ）が貼り付けられた基板（Ｓ）を加圧する。基板（Ｓ）と対向する超音波振動部（Ａ）（２１１、２１２）の対向面は、少なくとも一部位が基板（Ｓ）の正の曲率面に対応する曲面を有する。

加圧ローラ（１１０）からの接触加圧力（ＦＰＲ）と超音波振動部（２１１、２１２）の非接触斥力拘束力（Ｆ１及びＦ２）とが釣り合って基板（Ｓ）の両面にそれぞれ加えられる。薄型ガラスのように脆性材料の破損を防止するために、基板（Ｓ）を緩やかに加圧するように構成されている。また、加圧ローラ（１１０）の接触加圧力と超音波振動部（２１１、２１２）の非接触斥力を調節してその大きさを変更することができる。

下の表１は、従来のフィルム貼り付け方法と本発明のフィルム貼り付け方法とを比較したものである。

表１から分かるように、本発明に係るフィルム貼り付け方法では、フィルム（Ｆ）を貼り付けないＡ面に機械的接触がないため、スクラッチが発生しない。また、粘着性テープやフィルムを使用しないため、汚染（Ｓｔａｉｎ）が発生しない。また、消耗品費用が発生しないという利点を有する。Ｂ面は、加圧ローラ（１１０）との間にフィルム（Ｆ）が介在するため、基板（Ｓ）と加圧ローラ（１１０）とが直接的に接触することなく、基板表面に損傷を与えない。

図示はしていないが、基板（Ｓ）を巻き出しローラから巻き出して前記フィルム（Ｆ）を貼り付けてから、巻き取りローラに巻き取ることが望ましい。（ロール・ツー・ロール）

図７は、図６の超音波振動部（２１１、２１２）を概略的に示す図である。

超音波振動部（Ａ）（２１１、２１２）は、基板（Ｓ）の一方の面と対向する超音波振動体（超音波振動テーブル）（２０１）と、超音波振動体（２０１）を加振させる超音波加振部（２０３）と、を含む。また、超音波振動体（２０１）を支持するフレーム（２０５）を含む。さらに、超音波振動体（２０１）とフレーム（２０５）との間に設けられ、超音波振動体（２０１）の振動がフレーム（２０５）へ伝わらないように振動伝達を遮断する振動吸収部（２０７）を含む。超音波振動によって超音波振動体（２０１）の表面に一定圧力の空気層が形成され、基板（Ｓ）を安定的に押し出す力（斥力、Ｒｅｐｅｌｌｉｎｇ ｆｏｒｃｅ）が発生して基板（Ｓ）との機械的な接触を防止することで、基板表面の損傷を防止する。

図８は、超音波振動部と基板（Ｓ）との間の距離と斥力との関係を示す図である。

超音波振動部と基板（Ｓ）との間の距離が近くなるほど空気層の圧力がより大きくなるため、加圧ローラ（１１０）と超音波振動部（２１１、２１２）との間の間隔を縮めながらフィルム（Ｆ）を貼り付け可能な圧力を形成することができる。高い空気層の圧力のため、基板（Ｓ）が超音波振動部（２１１、２１２）に接触することを防止することができる。

図９〜図１１は、本発明の第２実施例に係るフィルム貼り付け方法のフィルム貼り付け過程を概略的に示す図である。

本実施例に係るフィルム貼り付け装置は、超音波振動部（Ａ）（２１１、２１２）及び加圧ローラ（１１０）に加え、超音波振動部（Ｂ）（３００）、搬送ローラ（４００）、巻き出しローラ１２０、及び一定力印加部（Ｂ）（１３０）を含む。

超音波振動部（Ｂ）（３００）は、加圧ローラ（１１０）の上流に設置される。超音波振動部（Ｂ）（３００）を利用して、その超音波振動によって発生する非接触斥力を前記基板（Ｓ）の他方の面に加えて、前記基板（Ｓ）の他方の面を非接触支持する。

搬送ローラ（４００）は、加圧ローラ（１１０）の下流に設置される。搬送ローラ（４００）は、基板（Ｓ）の他方の面に貼り付けられたフィルム（Ｆ）と接触しながら基板（Ｓ）を搬送する。

巻き出しローラ１２０は、フィルム（Ｆ）を巻き出して基板（Ｓ）の他方の面に供給する。

一定力印加部（１３０）は、基板（Ｓ）に向けて加圧ローラ（１１０）に一定力を加えて、フィルム（Ｆ）及び基板（Ｓ）に一定の大きさの接触加圧力を加える。図９〜図１１では、一定力印加部（１３０）としてシリンダーを例示しているが、これに限定されない。例えば、一定の重量体、バネなどの多様な変形例が可能である。

フィルム貼り付け過程を見てみると、先ず、基板（Ｓ）とフィルム（Ｆ）をフィルム貼り付け位置まで搬送乃至は供給する（図９）。次いで、加圧ローラ（１１０）が上昇してフィルム（Ｆ）と基板（Ｓ）に圧力を加える（図１０）。次いで、加圧された状態で、基板（Ｓ）とフィルム（Ｆ）を搬送して連続的にフィルム貼り付けを実施する。

図１２は、本発明の第３実施例に係るフィルム貼り付け方法を概略的に示す図である。

超音波振動部（Ａ）（２１１、２１２、２１３）は、超音波振動部（Ａ３）（２１３）を含む。超音波振動部（Ａ３）（２１３）は基板（Ｓ）を挟んで加圧ローラ（１１０）の反対側に設置される。一定力印加部（Ａ）（２３０）は、基板（Ｓ）に向けて超音波振動部（Ａ）（２１３）に一定の力を加える。

また、図１２のフィルム貼り付け装置は、フィルム（Ｆ）の張力を調節するためのダンサーローラ（１５０）を含む。

図１３は、本発明の第４実施例に係るフィルム貼り付け方法を概略的に示す図である。

図１３のフィルム貼り付け装置は、一定力印加部位置調節部（１４０）、超音波振動部位置調節部（２４１、２４２、３４０）を含む。一定力印加部位置調節部（１４０）を利用して、一定力印加部（１３０）の位置を調節することができる。超音波振動部位置調節部（２４１、２４２、３４０）を利用して、超音波振動部（２１１、２１２、３００）の位置を調節することができる。

また、フィルム供給路を基準にして加圧ローラ（１１０）の上流にカッターを設置して、フィルム（Ｆ）を切断することができる。フィルム（Ｆ）の始端と終端のカッティングのために、加圧ローラ（１１０）の外周面と向き合うカッターを設けてよい。

図１４は、本発明の第５実施例に係るフィルム貼り付け方法を概略的に示す図であり、図１５は、本発明の第６実施例に係るフィルム貼り付け方法を概略的に示す図である。

同図に示すように、フィルム貼り付けの位置は、水平面、垂直面、上面、下面、左面、及び右面に関係なく多様に設計することができる。

図１６は、本発明の第７実施例に係るハードな材質の枚葉基板（Ｓ）へのフィルム貼り付け方法を概略的に示す図である。

フィルム貼り付け装置は、フィルム（Ｆ）を切断するカッター（５００）を含む。カッター（５００）は、加圧ローラ（１１０）の下流で基板（Ｓ）の他方の面と対向する。超音波振動部（Ａ）は、超音波振動部（Ａ４）（２１４）を含む。超音波振動部（Ａ４）（２１４）は、基板（Ｓ）を挟んでカッター（５００）の反対側に設置される。カッター（５００）の反対側に超音波振動部（２１４）を配置することで、フィルム（Ｆ）が位置を離脱しなくなる。

図１７は、図１６の枚葉基板（Ｓ）と枚葉基板（Ｓ）との間のフィルム切断方法を概略的に示す図である。２枚の基板（Ｓ）の間のフィルム（Ｆ）を、カッター（５００）を利用して切断する。

図１８〜図２２は、本発明の第８実施例に係るフィルム貼り付け方法のフィルム貼り付け過程を概略的に示す図である。

基板（Ｓ）が超音波振動部（Ｂ）（３００）上に浮上してフィルム貼り付け位置まで搬送される。このとき、加圧ローラ（１１０）は、真空などの方式を用いてフィルム（Ｆ）を定位置に固定する。定位置は、フィルム（Ｆ）と基板（Ｓ）とが貼り合わせられる位置に合わせて設定される（図１８）。

基板（Ｓ）が加圧ローラ（１１０）と超音波振動部（Ａ）（２１３）の間に進入すると、加圧ローラ（１１０）は回転をしながら基板（Ｓ）表面にフィルム（Ｆ）を貼り付けるようになり、超音波振動部（２１３）は、基板（Ｓ）と一定の離隔距離を保ちながら基板（Ｓ）に非接触斥力を加える（図１９）。

一枚の基板（Ｓ）に片面貼り付けが終了すると、次の基板（Ｓ）が一定の間隔を保ちながら進入してきて、後続の貼り付けが行われるようになる（図２０及び図２１）。

一定の間隔を保ちながら二枚の基板（Ｓ）を搬送していき、所定の位置で二枚の基板（Ｓ）の間のフィルム（Ｆ）を、カッター（５００）を利用して切断するようになる（図２２）。

本明細書では説明の便宜上、基板（Ｓ）を搬送すると説明してきたが、これとは逆に、基板（Ｓ）を固定した状態で加圧ローラ（１１０）を移動しながらフィルム（Ｆ）を貼り付けることも可能であることは言うまでもない。

図２１のフィルム貼り付け方法は、基板（Ｓ）よりもフィルム（Ｆ）が大きめに貼り付けられる。フィルム（Ｆ）を基板（Ｓ）よりも小さめに貼り付けるためには、カッター（５００）を加圧ローラ（１１０）の外周面と向かい合うように設置すればよい。

図２３は、本発明の第９実施例に係るフィルム貼り付け方法を概略的に示す図である。

超音波振動部（２１３）は、円弧状を有する代わりに、円形形状、平板テーブル形状などの多様な形状を有することができる。平板テーブル形状を有する場合、加圧ローラ（１１０）と超音波振動部（２１３）との位置合わせを行う努力を省くことができる。

図１６〜図２３のフィルム貼り付け方法は、ハードな材質の枚葉基板（Ｓ）にフィルム（Ｆ）を貼り付けるために用いることができる。

図２４及び図２５は、本発明の第１０実施例に係る加圧ローラ（１１０）にフィルム（Ｆ）が吸着される過程を概略的に示す図である。

加圧ローラ（１１０）は、フィルム（Ｆ）と接触する外周面に複数の空気吸入孔（１１１）を有する。この場合、初期フィルム（Ｆ）が加圧ローラ（１１０）に確実に密着され、円滑なフィルムの供給が可能となる。

Claims (14)

1. 超音波振動部（Ａ）を利用して、その超音波振動によって発生する非接触斥力を基板の一方の面に加えて、前記基板の一方の面を非接触支持しながら、
   加圧ローラを利用して、前記基板の他方の面にフィルムを押し付けて貼り付け、
   前記基板はフレキシブル基板であり、
   前記加圧ローラは、前記基板の一方の面が正の曲率面をなすようにする圧力で前記フィルムが貼り付けられた前記基板を加圧し、
   前記基板と対向する前記超音波振動部（Ａ）の対向面は、少なくとも一部位が前記基板の正の曲率面に対応する曲面を有することを特徴とするフィルム貼り付け方法。
2. 前記超音波振動部（Ａ）は、前記加圧ローラの上流に設置される超音波振動部（Ａ１）及び下流に設置される超音波振動部（Ａ２）を含むことを特徴とする請求項１に記載のフィルム貼り付け方法。
3. 前記超音波振動部（Ａ）は、前記基板を挟んで前記加圧ローラの反対側に設置される超音波振動部（Ａ３）を含むことを特徴とする請求項１に記載のフィルム貼り付け方法。
4. 前記加圧ローラの上流に設置される超音波振動部（Ｂ）を利用して、その超音波振動によって発生する非接触斥力を前記基板の他方の面に加えて、前記基板の他方の面を非接触支持することを特徴とする請求項１に記載のフィルム貼り付け方法。
5. 前記加圧ローラの下流で設置される搬送ローラを利用して、前記基板の他方の面に貼り付けられた前記フィルムと接触しながら前記基板を搬送することを特徴とする請求項１に記載のフィルム貼り付け方法。
6. 前記フィルムを巻き出しローラから巻き出して前記基板の他方の面に供給することを特徴とする請求項１に記載のフィルム貼り付け方法。
7. 前記基板を巻き出しローラから巻き出して前記フィルムを貼り付けてから、巻き取りローラに巻き取ることを特徴とする請求項１に記載のフィルム貼り付け方法。
8. 前記加圧ローラは、前記フィルムと接触する外周面に複数の空気吸入孔を有することを特徴とする請求項１に記載のフィルム貼り付け方法。
9. 前記加圧ローラの下流に前記基板の他方の面と対向するカッターを設置して、前記フィルムを切断することを特徴とする請求項１に記載のフィルム貼り付け方法。
10. 前記超音波振動部（Ａ）は、前記基板を挟んで前記カッターの反対側に設置される超音波振動部（Ａ４）を含むことを特徴とする請求項９に記載のフィルム貼り付け方法。
11. 前記基板はガラス基板であることを特徴とする請求項１に記載のフィルム貼り付け方法。
12. 前記超音波振動部（Ａ）は、前記基板の一方の面と対向する超音波振動体と、前記超音波振動体を加振させる超音波加振部とを含むことを特徴とする請求項１に記載のフィルム貼り付け方法。
13. 一定力印加部（Ａ）を利用して、前記基板に向けて前記超音波振動部に一定の力を加え、
    一定力印加部（Ｂ）を利用して、前記基板に向けて前記加圧ローラに一定の力を加えることを特徴とする請求項１に記載のフィルム貼り付け方法。
14. 超音波振動によって発生する非接触斥力を基板の一方の面に加えて、前記基板の一方の面を非接触支持する超音波振動部（Ａ）と、前記基板の他方の面にフィルムを押し付けて貼り付ける加圧ローラと、
    を含み、
    前記基板はフレキシブル基板であり、
    前記加圧ローラは、前記基板の一方の面が正の曲率面をなすようにする圧力で前記フィルムが貼り付けられた前記基板を加圧し、
    前記基板と対向する前記超音波振動部（Ａ）の対向面は、少なくとも一部位が前記基板の正の曲率面に対応する曲面を有することを特徴とするフィルム貼り付け装置。

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