エアープレッシングによるラミネーティング装置及びそのラミネーティング方法
【課題】ラミネーティング過程で発生する接触面上の気泡を除去できるようなエアープレッシングパターンを形成できるラミネーティング装置及びそのラミネーティング方法を提供する。
【解決手段】ラミネーティング装置は、キャリア装置及び正圧プレス装置を含み、キャリア装置は、被加工物である基板などを収容し、真空を形成して基板と基板とを固定圧着させ、正圧プレス装置は、キャリア装置の弾性膜に向かってエアーを噴射して基板間の接着力を高めると同時に、噴射されたエアーがまるで基板をその中心から縁部に掃き出すような効果を持たせることによって、ラミネーティング過程で発生しうる基板間の気泡を除去する。このようなエアープレッシングによる加圧では、基板などをチャンバーではなく別の移送可能なキャリア装置に収容するため、正圧プレス装置が複数個のキャリア装置に対して反復的なエアープレッシング工程を行うことができる。
【解決手段】ラミネーティング装置は、キャリア装置及び正圧プレス装置を含み、キャリア装置は、被加工物である基板などを収容し、真空を形成して基板と基板とを固定圧着させ、正圧プレス装置は、キャリア装置の弾性膜に向かってエアーを噴射して基板間の接着力を高めると同時に、噴射されたエアーがまるで基板をその中心から縁部に掃き出すような効果を持たせることによって、ラミネーティング過程で発生しうる基板間の気泡を除去する。このようなエアープレッシングによる加圧では、基板などをチャンバーではなく別の移送可能なキャリア装置に収容するため、正圧プレス装置が複数個のキャリア装置に対して反復的なエアープレッシング工程を行うことができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エアープレッシング（Ａｉｒ Ｐｒｅｓｓｉｎｇ）により基板にフィルムまたはパネルを接着するラミネーティング装置及びそのラミネーティング方法に係り、特に、該当のラミネーティングに提供される基板またはフィルムを別途の真空キャリアまたはカートリッジに収納した後、エアープレッシングによりラミネーティングする装置及び方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
本発明でいうラミネーティング（Ｌａｍｉｎａｔｉｎｇ）とは、２以上の層（Ｌａｙｅｒ）を互いに接着してパネルを形成することを意味する。ここで、パネルは、ガラス（Ｇｌａｓｓ）、合成樹脂基板、半導体基板の他に、合成樹脂フィルム（Ｆｉｌｍ）も含む。
【０００３】
例えば、ディスプレイパネルの製作のために、パネル用のガラスに各種のフィルムをラミネートして接着する。また、ガラスとガラスとを接着するために両ガラスの間に接着用フィルムを介在してラミネートする。また、静電容量方式のタッチセンサーは、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ：Ｉｎｄｕｍｅ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）パネルをエッチングして透明な電気的パターンを形成し、該パターン上に、アクリルなどの強化ガラスをＯＣＡ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｌｅａｒ Ａｄｈｅｓｉｖｅ）フィルムでラミネートすることによって製造する。
【０００４】
このようなラミネーティング過程では、接着面に気泡などが発生することがあるが、ガラスやディスプレイ用パネルの大きさが増加するにつれて気泡の除去もより難しくなるという問題があった。
【０００５】
従来、基板またはフィルムの間に発生する気泡を除去する方法の一つとして、ラミネーティング処理したパネルを、大型チャンバー形態の加圧装置に入れて加圧する方法が用いられてきた。真空ポンプなどによりチャンバー内の圧力が変わりつつ加圧されたパネルは、中心から縁部へと押し出す力が発生し、気泡を押し出すようになる。シャルルボイルの法則（ＰＶ＝ｎＲＴ）によると、チャンバーの体積（Ｖ）は固定した値に該当するので、チャンバー内の圧力は温度の関数となる。もし、温度（Ｔ）を一定に保たなければならないとすれば、チャンバー内の圧力の変化は真空ポンプのみによってなされることになるので、その圧力変化は極めて徐々に為されざるを得ず、大型基板ではその効果が期待し難い。
【０００６】
一方、このような気泡除去工程は、タッチセンサーの他、ＴＦＴ−ＬＣＤ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ−Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）パネル生産工程においてもＬＣＤセルと偏光板との接着面に発生する気泡を除去するのに用いられる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、エアープレッシング（Ａｉｒ Ｐｒｅｓｓｉｎｇ）により基板にフィルムまたはパネルを接着するラミネーティング装置及びそのラミネーティング方法を提供することにある。
【０００８】
本発明の他の目的は、ラミネーティング過程で発生する接触面上の気泡を除去できるようなエアープレッシングパターンを形成できるラミネーティング装置及びそのラミネーティング方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明によって２以上の層（Ｌａｙｅｒ）が積層されてなるパネルを形成するラミネーティング装置は、キャリア装置と正圧プレス装置とを含む。
【００１０】
前記キャリア装置は、前記パネル用被加工物を収容する内部空間部を形成し、上側が開放されたフレームと、前記フレームの開放された上側部分を覆って前記内部空間部を密閉する弾性膜と、前記内部空間部を真空状態にさせて負圧を形成する真空生成手段と、を備え、負圧で前記被加工物の位置を固定して互いに接着させる。
【００１１】
前記正圧プレス装置は、前記キャリア装置と結合して、前記キャリア装置の弾性膜に高圧のエアーを噴射して、前記固定されている被加工物をさらに圧着させることによって接着させる。
【００１２】
実施例によって、前記正圧プレス装置は、前記エアーを前記弾性膜に噴射する複数個のノズル部とノズル弁とを含む。ノズル弁は、前記複数個のノズル部に提供されるエアーを個別に制御して、前記弾性膜に噴射されたエアーが、前記弾性膜の中心から縁部に向かう放射状の流れを形成するようにすることによって、エアーが前記被加工物をその中心から縁部に掃き出すような効果をもたらし、接着面の気泡を除去する。
【００１３】
例えば、前記複数個のノズル部は、前記キャリア装置と結合するノズルプレート上に形成され、前記ノズルプレートの中心に配置される第１のノズル部と、前記第１のノズル部を取り囲む領域に配置される第２のノズル部と、前記第２のノズル部を取り囲む領域に配置される第３のノズル部と、を含む。前記第１のノズル部、第２のノズル部及び第３のノズル部が順次開放されることによって、前記放射形エアーの流れを形成する。
【００１４】
他の実施例によって、前記正圧プレス装置は、前記弾性膜との間に密閉された正圧空間を形成しながら前記キャリア装置と結合して、前記エアーを前記正圧空間を通して前記弾性膜に噴射し、この場合、前記正圧空間の圧力が、設定された基本圧力（Ｐｉ）を維持しながら周期的に、設定された最高圧力（Ｐｍａｘ）になるように制御することによって、前記弾性膜を通して前記基板に提供される圧力に周期的にインパクトを持たせることができる。このようなインパクトは、気泡の除去効果をより強化し、その分、接着面における接着力をより強化する。
【００１５】
実施例によって、本発明のラミネーティング装置は、前記キャリア装置を一定の温度に加熱して前記接着を促進する加熱手段をさらに含むことができる。
【００１６】
また、前記被加工物が２枚の透明基板の間に紫外線硬化樹脂が塗布されてなるものである場合、本発明のラミネーティング装置は、前記キャリア装置の弾性膜に紫外線を照射して前記紫外線硬化樹脂を硬化させる紫外線ランプをさらに含むことができる。この場合、前記弾性膜は紫外線を透過させうる合成樹脂膜としなければならない。
【００１７】
本発明の他の実施例によって２以上の層が積層されてなるパネルを形成するラミネーティング方法は、一面が弾性膜から形成されて密閉された内部空間部を有するキャリア装置に、前記パネル用被加工物を収容し、前記内部空間部を真空にして前記弾性膜により前記被加工物同士が圧着しつつ固定されるようにする段階と、前記キャリア装置を加熱して前記被加工物間の接着を促進させる段階と、前記キャリア装置の弾性膜に向かって高圧のエアーを噴射して前記被加工物同士をより圧着して前記接着を促進するエアープレッシング段階と、を含む。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係るラミネーティング装置は、真空固定後にエアープレス（Ａｉｒ Ｐｒｅｓｓｉｎｇ）方式によるラミネーティング工程を行う。本発明のラミネーティング装置は、基板などを収容するために別個の移送可能なキャリア装置を用いるから、一つのキャリア装置へのラミネーティング工程後に直ちに次のキャリア装置へのラミネーティング工程を行うことができる。これによって、エアープレッシング動作に提供される正圧プレス装置の接着時間（ｔａｃｋ ｔｉｍｅ）を低減し、正圧プレス装置の効率を極大化することができる。
【００１９】
本発明のラミネーティング装置はエアープレッシングを行うに当たって、エアープレッシング動作が基板の中心から縁部に向かって掃き出すような効果をもたらし、ラミネーティング過程で接着面に発生しうる気泡を除去することができる。
【００２０】
また、本発明のラミネーティング装置は、一定の正圧を均一に提供せず、インパクト（Ｉｍｐａｃｔ）を与える如き圧力の変化を与えることで、エアープレッシングによる基板と基板またはフィルム間の密着を強化し、接着面に発生しうる気泡を除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明のラミネーティング装置を示す図である。
【図２】本発明のキャリア装置を示す断面図である。
【図３】正圧プレス装置に装着されたキャリア装置の断面図である。
【図４】正圧プレスユニットに結合された状態のキャリア装置を示す断面図である。
【図５】ノズルプレートの平面図である。
【図６】正圧空間内における圧力の変移を示すグラフである。
【図７】本発明のラミネーティング方法を説明するための工程図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、添付の図面を参照しつつ、本発明をより詳細に説明する。
【００２３】
図１及び図２を参照すると、本発明のラミネーティング装置１００は、２以上の層（Ｌａｙｅｒ）を互いに接着してパネルを形成するラミネーティング工程に使われる。ここで、パネルには、ガラス（Ｇｌａｓｓ）、合成樹脂基板、半導体基板の他、合成樹脂フィルム（Ｆｉｌｍ）も含まれる。
【００２４】
したがって、このラミネーティング工程には、ガラス上に薄膜合成樹脂フィルムを接着する工程、ガラスとガラスとの間に接着剤や接着フィルムを積層して互いに接着する工程、ディスプレイ用パネル上にフィルムを接着する工程、透明電極であるインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）が形成されているガラス上に、強化ガラスを、ＯＣＡ（Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ Ｃｌｅａｒ Ａｄｈｅｓｉｖｅ）フィルムや紫外線硬化樹脂にて接着してタッチスクリーン用のパネルを製造する工程、ガラスや合成樹脂パネル上に偏光フィルムまたは紫外線遮断フィルムなどを接着してサングラスやゴーグルを製造する工程などのいずれも該当することができる。以下では、このような工程の代表として、ＩＴＯパネル（以下、‘第１の基板'という。）１１と強化ガラス（以下、‘第２の基板'という。）１３とをＯＣＡフィルム（以下、‘接着フィルム'と略す。）１５を用いて接着する例を取り上げて説明する。
【００２５】
ラミネーティング装置１００は、少なくとも一つのキャリア装置１１０と、キャリア装置１１０に対してエアープレッシング（Ａｉｒ Ｐｒｅｓｓｉｎｇ）を行う正圧プレス装置１５０と、を含む。キャリア装置１１０は、ラミネーティングでパネルを成形する被加工物（第１の基板、フィルム及び第２の基板）を収容したまま別の移送手段１３０によって正圧プレス装置１５０に移送され、該キャリア装置１１０内に収容されている基板１１〜１５を正圧プレス装置１５０でエアープレッシングすることでラミネーティング工程を行う。
【００２６】
キャリア装置１１０は、上側が開放された内部空間部２０１を形成するフレーム１０１と、フレーム１０１に支持され、フレーム１０１の開放された上側を覆って内部空間部２０１を密閉する弾性膜１０３と、を含み、内部空間部２０１には、被加工物である基板１１，１３，１５が収容される。上述した如く、ラミネーティング工程の種類に応じて、内部空間部２０１に収容される基板の種類を自由に可変することができる。
【００２７】
弾性膜１０３は、若干の弾性を有する合成樹脂膜とする。ＩＴＯパネル１１と強化ガラス１３との間に紫外線硬化樹脂を塗布して接着する場合、弾性膜１０３は、紫外線透過可能な膜としなければならず、例えば、ポリメチルメタクリレート（Ｐｏｌｙｍｅｔｈｙｌｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ；ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（Ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ；ＰＣ）、透明性ポリオレフィン系樹脂、透明性アクリロニトリルブタジエンスチレン（Ａｃｒｙｌｏｎｉｔｒｉｌｅ Ｂｕｔａｄｉｅｎｅ Ｓｔｙｒｅｎｅ ｃｏｐｏｌｙｍｅｒ；ＡＢＳ）などのスチレン系樹脂などを使用することができる。
【００２８】
弾性膜１０３の厚さは１ｍｍ以下のものとすることが好ましく、概してその面積などに照らして０．２ｍｍ〜１ｍｍの厚さとすることが好ましい。
【００２９】
キャリア装置１１０は、内部空間部２０１を真空にするために、フレーム１０１の一側に形成された真空生成手段２０３を含む。
【００３０】
真空生成手段２０３は、内部空間部２０１とフレーム１０１の外側とを連通させてエアー（Ａｉｒ）の排出経路を提供する排出管２０５と、排出管２０５に連結されて内部空間部２０１中のエアーを吸入することで、内部空間部２０１を真空にさせる真空ポンプ（図示せず）と、を含む。真空生成手段２０３により内部空間部２０１は略１０-1ｂａｒの負圧、すなわち真空を維持する。
【００３１】
キャリア装置１１０の内部空間部２０１に第１の基板１１及び第２の基板１３を収容するために、図２に示すように、フレーム１０１が上部と下部とに分けられ、上部キャリア２０７と下部キャリア２０９とに区分されるようになる。当然ながら、上部キャリア２０７と下部キャリア２０９とが結合する場合、その間に設けられたＯリング（Ｏ Ｒｉｎｇ）などによって内部空間部２０１をシールすることができる。
【００３２】
次に、キャリア装置１１０の動作について簡単に説明する。
【００３３】
まず、上部キャリア２０７が開放された状態で下部キャリア２０９の底部に第１の基板１１を配置し、第１の基板１１の上面に接着フィルム１５と第２の基板１３を順次に配置する。
【００３４】
真空生成手段２０３によって内部空間部２０１に負圧、すなわち、真空が形成される場合、弾性膜１０３は、内部空間部２０１に向かって作用する外部の大気圧によって内部空間部２０１に押し入れられるようになり、内部空間部２０１に収容されている第２の基板１３と第１の基板１１とを加圧して密着させる。この場合、流体の特性の上、大気圧が弾性膜１０３の全面に均一に作用するから、平板状の第１の基板１１及び第２の基板１３が全体として均一な圧力で加圧されることとなる。
【００３５】
キャリア装置１１０で加圧された第１の基板１１及び第２の基板１３は、その位置及び形態が固定される。したがって、キャリア装置１１０は、後で行われる加熱工程または正圧プレス装置１５０におけるエアープレッシング工程中に発生しうる第１の基板１１または第２の基板１３自体の歪みまたは位置ずれなどを防止することができる。
【００３６】
キャリア装置１１０は、移送装置１３０により正圧プレス装置１５０内に移送される。
【００３７】
実施例によっては、例えば、キャリア装置１１０は、正圧プレス装置１５０に移送される前に、移送経路の一側に別途に設けられた加熱装置１７０によって一定の温度まで加熱されることもできる。この加熱装置１７０の加熱によって第１の基板１１と第２の基板１３とが接着フィルム１５にて熱接着されることとなる。この場合、キャリア装置１１０は、第２の基板１３及び第１の基板１１を負圧で固定して保持することによって、第２の基板１３及び第１の基板１１が加熱によって熱変形することを防止する。
【００３８】
加熱装置１７０は、図１に示すように、キャリア装置１１０と別個として設けられることが好ましいが、別の実施例では、平板状のセラミックヒーターの形態としてキャリア装置１１０の一側に設けることもできる。
【００３９】
図１乃至図４を参照すると、正圧プレス装置１５０は、エアープレスユニット１５１と、キャリア装着部１５５と、バックアップユニット１５７と、を含み、キャリア装置１１０及び移送手段１３０とは独立した一つの別体の装置とされる。
【００４０】
図３に示すように、キャリア装着部１５５は、移送手段１３０によって正圧プレス装置１５０内に移送されるキャリア装置１１０を収容し、垂直移送手段１５５−１を備えて、収容しているキャリア装置１１０を垂直方向に移送することで、図４に示すように、上側に設けられたエアープレスユニット１５１に結合させる。正圧プレス装置１５０は、キャリア装着部１５５の垂直移送手段１５５−１に代わり、エアープレスユニット１５１を垂直移送させる移送手段を含むこともできる。
【００４１】
バックアップユニット１５７は、図３に示すように、キャリア装置１１０がキャリア装着部１５５によって上側に移送されてエアープレスユニット１５１と結合する際に、キャリア装置１１０またはキャリア装着部１５５の下部へと支持部材１５７−１を移送させることで、エアープレスユニット１５１からキャリア装置１１０に加えられる正圧が支持部材１５７−１によって支持されるようにする。
【００４２】
エアープレスユニット１５１は、キャリア装着部１５５の上方に設けられ、キャリア装着部１５５により垂直移送されたキャリア装置１１０と結合（Ｄｏｃｋｉｎｇ）する。エアープレスユニット１５１は、その下方にノズルプレート１５３が露出して形成され、外部のエアーポンプ（図示せず）に連結されて、エアーポンプ（図示せず）から提供される高圧のエアーを一定の範囲の正圧で制御し、ノズルプレート１５３からキャリア装置１１０の弾性膜１０３に噴射する。
【００４３】
ノズルプレート１５３は、キャリア装置１１０の上部キャリア２０７に密着結合して弾性膜１０３との間に空間（以下、‘正圧空間'という。）４０１を形成する。ノズルプレート１５３は、複数個のノズル部３０１，３０３，３０５，３０７を含み、各ノズル部３０１，３０３，３０５，３０７は、複数個のノズル３０９を含む。
【００４４】
次に、正圧プレス装置１５０の動作について簡単に説明する。
【００４５】
上述した如く、キャリア装置１１０内の第１の基板１１及び第２の基板１３は、正圧プレス装置１５０に移送される前に既にその位置及び形態がキャリア装置１１０内で負圧で固定された状態である。以降、第１の基板１１及び第２の基板１３は加熱装置１７０で加熱された状態で正圧プレス装置１５０のキャリア装着部１５５に移送される。
【００４６】
キャリア装着部１５５は、キャリア装置１１０を垂直移送してエアープレスユニット１５１のノズルプレート１５３に結合させる。
【００４７】
エアープレスユニット１５１は、エアーポンプ（図示せず）から提供される設定された圧力（正圧）のエアーを、ノズルプレート１５３から弾性膜１０３、すなわち、正圧空間４０１に噴射することで、第１の基板１１及び第２の基板１３を正圧で再び加圧する。この加圧工程により、加熱された第１の基板１１と第２の基板１３とがより密着されつつ接着力もより大きくなる。このとき、弾性膜１０３は内部空間部２０１へ押し入れられる。
【００４８】
ノズルプレート１５３から噴射されるエアーは流体であるから、作用する範囲内では同一の力で作動し、加圧範囲に対してスタンプ（Ｓｔａｍｐ）やローラー（Ｒｏｌｌｅｒ）のような固体による直接加圧に比べて遥かに均一な圧力を得ることができる。
【００４９】
ノズルプレート１５３における複数個のノズル部３０１，３０３，３０５，３０７は、ノズルプレート１５３の中心から縁部に向かって順次配置されることができる。また、ノズル部３０１，３０３，３０５，３０７のそれぞれは、他のノズル部とは区分された別の管路を介してエアーポンプ（図示せず）と連結され、且つ、別個のノズル弁１５１−１によって制御される。図５は、ノズルプレート１５３の中心から同心状に第１乃至第４のノズル部３０１，３０３，３０５，３０７が配置された例を示す。
【００５０】
ノズル部からの正圧噴射は、ノズルプレート１５３の中心から始めて順次加えていく形態とする。例えば、第１のノズル部３０１→第２のノズル部３０３→第３のノズル部３０５→第４のノズル部３０７の順にエアーを噴射する。このとき、第２のノズル部３０３が噴射される時に第１のノズル部３０１は正圧噴射をそのまま維持し、第３のノズル部３０５が噴射される時に第１及び第２のノズル部３０３は正圧噴射をそのまま維持し、第４のノズル部３０７が噴射される時に第１乃至第３のノズル部３０５は正圧噴射をそのまま維持する。
【００５１】
これにより、弾性膜１０３に提供されるエアーは、図５に示すように、弾性膜１０３の中心から縁部に向かって放射状の流れを形成することとなる。このような高圧流体の放射状の流れは、まるで弾性膜１０３または第２の基板１３を中心から縁部の方に掃き出すような効果を招くことができる。これによって、第２の基板１３は、単純な加圧の形態に比べて、第１の基板１１へとより密着するようになり、第２の基板１３と第１の基板１１との間に存在しうる気泡などをより効果的に除去することができる。
【００５２】
さらに、キャリア装置１１０がエアープレスユニット１５１に結合する際に正圧空間４０１を密閉した後、図６に示すように、エアープレスユニット１５１が正圧空間４０１の圧力に一定の変位を与えることもできる。
【００５３】
図６を参照すると、正圧空間４０１の圧力（Ｐ）を、基本圧力（Ｐｉ）を維持しながら一定の周期で最高圧力（Ｐｍａｘ）まで上昇するように制御する。こうすると、単に一定の正圧を弾性膜１０３に提供する場合とは違い、あたかも周期的に弾性膜１０３に衝撃を加えるような効果が得られる。その結果、第２の基板１３と第１の基板１１との密着力が増大する他、第２の基板１３と第１の基板１１との間に残存する気泡などの除去効果もより増大する。
【００５４】
図６は、正圧空間４０１における圧力（Ｐ）の変化が、概して正弦波曲線を描く例を示しており、このために、エアープレスユニット１５１は、図４に示すように、正圧空間４０１に連結された自動弁（Ａｕｔｏ Ｖａｌｖｅ）４０３と、逃し弁（Ｒｅｌｉｅｆ Ｖａｌｖｅ）４０５とを備えることができる。自動弁４０３は正圧空間４０１に連結され、エアープレスユニット１５１から提供される制御信号に応じて０〜ｔ1、ｔ2〜ｔ3、ｔ4〜ｔ5では閉じた状態、ｔ1〜ｔ2、ｔ3〜ｔ4では開いた状態を維持するように制御される。逃し弁４０５は、自動弁４０３と大気との間に連結されて、基本圧力（Ｐｉ）を維持させる。
【００５５】
自動弁４０３が閉じている状態の区間で、エアープレスユニット１５１は、圧力センサー（図示せず）を用いて、ノズルプレート１５３から正圧空間４０１に与えられる圧力が最高圧力（Ｐｍａｘ）となるようにノズル弁１５１−１を制御する。これによって、０〜ｔ1、ｔ2〜ｔ3、ｔ4〜ｔ5の区間では圧力が最高圧力（Ｐｍａｘ）まで増加する。ｔ1〜ｔ2、ｔ3〜ｔ4の区間では、自動弁４０３が開くと正圧空間４０１内の圧力は再び下がる。しかし、基本圧力（Ｐｉ）になると、後段に配置されている逃し弁４０５が閉じるので、正圧空間４０１内の圧力は、基本圧力（Ｐｉ）〜最高圧力（Ｐｍａｘ）の間を維持するようになり、図６に示すグラフのような圧力変化を示すことができる。
【００５６】
正圧空間４０１への圧力制御は、図６に示すグラフに限定されず、周期的に衝撃（Ｉｍｐａｃｔ）を与えうるいかなる形態の圧力変化にすることもできる。
【００５７】
さらに、正圧プレス装置１５０は、エアーポンプ（図示せず）で生成されたエアーを一定の温度まで加熱するプレスユニット用ヒーター（図示せず）を含み、ノズル部３０１，３０３，３０５，３０７から噴射されるエアーの温度を変化させることもできる。
【００５８】
以下では、図１乃至図７を参照して、本発明のラミネーティング方法について説明する。
【００５９】
<キャリア装置に被加工物を収納して負圧で固定：Ｓ６０１、Ｓ６０３>
まず、上部キャリア２０７を下部キャリア２０９と分離し、第１の基板１１、接着フィルム１５及び第２の基板１３を、キャリア装置１１０内に配置する（Ｓ６０１）。次に、真空生成手段２０３により内部空間部２０１を真空にし、第１の基板１１、接着フィルム１５及び第２の基板１３を密着させながら第１の基板１１と第２の基板１３との位置を固定させる（Ｓ６０３）。
【００６０】
<プレヒーティング（Ｐｒｅ−Ｈｅａｔｉｎｇ）：Ｓ６０５>
キャリア装置１１０を、正圧プレス装置１５０に移送する前に加熱装置１７０を用いて一定の温度まであらかじめ加熱する。キャリア装置１１０が第２の基板１３及び第１の基板１１を負圧で固定している状態であるから、加熱によって第２の基板１３などは熱変形しない。
【００６１】
<正圧プレス装置に結合：Ｓ６０７〜Ｓ６０９>
プレヒーティングされたキャリア装置１１０を、移送手段１３０により正圧プレス装置１５０に移送してキャリア装着部１５５にセッティングし、キャリア装着部１５５の垂直移送手段１５５−１によりキャリア装置１１０をエアープレスユニット１５１にドッキングさせる。
【００６２】
<正圧空間に正圧を提供：Ｓ６１１>
キャリア装置１１０をエアープレスユニット１５１にドッキングさせることで、密閉された正圧空間４０１を形成する。エアープレスユニット１５１は、ノズルプレート１５３から、設定された圧力のエアーを正圧空間４０１を経由して弾性膜１０３に噴射することによって正圧を提供する。この時、上述した如く、ノズルプレート１５３から噴射されるエアーは、ノズル弁１５１−１で複数個のノズル部３０１，３０３，３０５，３０７を個別に制御することによって、ノズルプレート１５３の中心から縁部に向かって放射状のエアー流れを形成させることが好ましい。また、正圧空間４０１内の圧力を、設定された圧力に一定に維持せず、図６に示すように、基本圧力（Ｐｉ）を維持しながら一定の周期で最高圧力（Ｐｍａｘ）が提供される形態として変化を与えることが好ましい。
【００６３】
このように、単純に正圧空間４０１へのエアーを通じて正圧を提供するに加えて、一定したエアーの流れを形成し、与えられる正圧にインパクトを持たさせることによって、第２の基板１３と第１の基板１１との密着力を増大させ、かつ、第２の基板１３と第１の基板１１との間に発生しうる気泡などを除去することができる。
【００６４】
また、正圧空間４０１に噴射されるエアーを、プレスユニット用ヒーター（図示せず）で一定の温度に加熱することによって、キャリア装置１１０内における接着フィルム１５による第１の基板１１と第２の基板１３との接着をより円滑にさせることもできる。
【００６５】
<キャリア装置の離脱：Ｓ６１３>
エアープレスユニット１５１がキャリア装置１１０に一定時間正圧を提供した後、キャリア装着部１５５はキャリア装置１１０を下降させてエアープレスユニット１５１から分離させ、移送手段１３０はキャリア装置１１０を正圧プレス装置１５０から離脱させる。
【００６６】
正圧プレス装置１５０から分離されたキャリア装置１１０は依然として一定の熱エネルギーを保有している状態であるから、負圧を維持したまま一定時間大気上で自然冷却する。
【００６７】
しかし、キャリア装置１１０のフレーム１０１は一般に潜熱が大きいから、キャリア装置１１０の冷却は普通の自然冷却に比べて長時間にわたって徐々になされる。
【００６８】
加熱工程により加熱された基板の冷却は徐々になされるべきで、急速に冷却してはならない。したがって、従来のチャンバー（Ｃｈａｍｂｅｒ）形態の装備を用いる場合は、加熱後の冷却工程もチャンバー内で徐々になされなければならず、チャンバーの効率が著しく低下するという不具合があった。
【００６９】
しかし、本発明のキャリア装置は、自体保有している潜熱を用いて第１の基板１１及び第２の基板１３が急速冷却されることを防止し、急速冷却に伴う歪みも防止する。
【００７０】
また、キャリア装置１１０は正圧プレス装置１５０から分離された状態で冷却されるから、正圧プレス装置１５０は、エアープレッシング済みのキャリア装置が離脱された後、新しいキャリア装置を取り込んで正圧プレス工程を引き続き行うことができる。
【００７１】
別の実施例として、第１の基板１１と第２の基板１３との間に紫外線硬化樹脂を塗布して接着する場合にも、本発明のラミネーティング装置１００を使用することができる。この場合、ラミネーティング装置１００は、正圧プレス装置１５０を通過したキャリア装置１１０の弾性膜１０３に向けて紫外線を照射する紫外線ランプ（図示せず）が、図１の加熱装置１７０の代わりにさらに含まれることができる。また、上述したとおり、弾性膜１０３は、紫外線を透過させうる透明な膜とする必要がある。
【００７２】
以上では、本発明の好適な実施例について図示し説明してきたが、本発明は、上記の特定の実施例に限定されるものではない。よって、請求の範囲で請求する本発明の要旨を逸脱しない限度内で、当該発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者には様々な変形実施が可能であり、それらの変形実施は本発明の技術的思想や展望と別個のものとして理解してはならない。
【符号の説明】
【００７３】
１００ ラミネーティング装置
１０１ フレーム
１０３ 弾性膜
１１０ キャリア装置
１３０ 移送手段
１５０ 正圧プレス装置
１５１ エアープレスユニット
１５１−１ ノズル弁
１５３ ノズルプレート
１５５ キャリア装着部
１５５−１ 垂直移送手段
１５７ バックアップユニット
１５７−１ 支持部材
１７０ 加熱手段
２０１ 内部空間部
２０３ 真空生成手段
２０５ 排出管
２０７ 上部キャリア
２０９ 下部キャリア
３０１，３０３，３０５，３０７ ノズル部
３０９ ノズル
４０１ 正圧空間
４０３ 自動弁
４０５ 逃し弁
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エアープレッシング（Ａｉｒ Ｐｒｅｓｓｉｎｇ）により基板にフィルムまたはパネルを接着するラミネーティング装置及びそのラミネーティング方法に係り、特に、該当のラミネーティングに提供される基板またはフィルムを別途の真空キャリアまたはカートリッジに収納した後、エアープレッシングによりラミネーティングする装置及び方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
本発明でいうラミネーティング（Ｌａｍｉｎａｔｉｎｇ）とは、２以上の層（Ｌａｙｅｒ）を互いに接着してパネルを形成することを意味する。ここで、パネルは、ガラス（Ｇｌａｓｓ）、合成樹脂基板、半導体基板の他に、合成樹脂フィルム（Ｆｉｌｍ）も含む。
【０００３】
例えば、ディスプレイパネルの製作のために、パネル用のガラスに各種のフィルムをラミネートして接着する。また、ガラスとガラスとを接着するために両ガラスの間に接着用フィルムを介在してラミネートする。また、静電容量方式のタッチセンサーは、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ：Ｉｎｄｕｍｅ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）パネルをエッチングして透明な電気的パターンを形成し、該パターン上に、アクリルなどの強化ガラスをＯＣＡ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｌｅａｒ Ａｄｈｅｓｉｖｅ）フィルムでラミネートすることによって製造する。
【０００４】
このようなラミネーティング過程では、接着面に気泡などが発生することがあるが、ガラスやディスプレイ用パネルの大きさが増加するにつれて気泡の除去もより難しくなるという問題があった。
【０００５】
従来、基板またはフィルムの間に発生する気泡を除去する方法の一つとして、ラミネーティング処理したパネルを、大型チャンバー形態の加圧装置に入れて加圧する方法が用いられてきた。真空ポンプなどによりチャンバー内の圧力が変わりつつ加圧されたパネルは、中心から縁部へと押し出す力が発生し、気泡を押し出すようになる。シャルルボイルの法則（ＰＶ＝ｎＲＴ）によると、チャンバーの体積（Ｖ）は固定した値に該当するので、チャンバー内の圧力は温度の関数となる。もし、温度（Ｔ）を一定に保たなければならないとすれば、チャンバー内の圧力の変化は真空ポンプのみによってなされることになるので、その圧力変化は極めて徐々に為されざるを得ず、大型基板ではその効果が期待し難い。
【０００６】
一方、このような気泡除去工程は、タッチセンサーの他、ＴＦＴ−ＬＣＤ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ−Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）パネル生産工程においてもＬＣＤセルと偏光板との接着面に発生する気泡を除去するのに用いられる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、エアープレッシング（Ａｉｒ Ｐｒｅｓｓｉｎｇ）により基板にフィルムまたはパネルを接着するラミネーティング装置及びそのラミネーティング方法を提供することにある。
【０００８】
本発明の他の目的は、ラミネーティング過程で発生する接触面上の気泡を除去できるようなエアープレッシングパターンを形成できるラミネーティング装置及びそのラミネーティング方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明によって２以上の層（Ｌａｙｅｒ）が積層されてなるパネルを形成するラミネーティング装置は、キャリア装置と正圧プレス装置とを含む。
【００１０】
前記キャリア装置は、前記パネル用被加工物を収容する内部空間部を形成し、上側が開放されたフレームと、前記フレームの開放された上側部分を覆って前記内部空間部を密閉する弾性膜と、前記内部空間部を真空状態にさせて負圧を形成する真空生成手段と、を備え、負圧で前記被加工物の位置を固定して互いに接着させる。
【００１１】
前記正圧プレス装置は、前記キャリア装置と結合して、前記キャリア装置の弾性膜に高圧のエアーを噴射して、前記固定されている被加工物をさらに圧着させることによって接着させる。
【００１２】
実施例によって、前記正圧プレス装置は、前記エアーを前記弾性膜に噴射する複数個のノズル部とノズル弁とを含む。ノズル弁は、前記複数個のノズル部に提供されるエアーを個別に制御して、前記弾性膜に噴射されたエアーが、前記弾性膜の中心から縁部に向かう放射状の流れを形成するようにすることによって、エアーが前記被加工物をその中心から縁部に掃き出すような効果をもたらし、接着面の気泡を除去する。
【００１３】
例えば、前記複数個のノズル部は、前記キャリア装置と結合するノズルプレート上に形成され、前記ノズルプレートの中心に配置される第１のノズル部と、前記第１のノズル部を取り囲む領域に配置される第２のノズル部と、前記第２のノズル部を取り囲む領域に配置される第３のノズル部と、を含む。前記第１のノズル部、第２のノズル部及び第３のノズル部が順次開放されることによって、前記放射形エアーの流れを形成する。
【００１４】
他の実施例によって、前記正圧プレス装置は、前記弾性膜との間に密閉された正圧空間を形成しながら前記キャリア装置と結合して、前記エアーを前記正圧空間を通して前記弾性膜に噴射し、この場合、前記正圧空間の圧力が、設定された基本圧力（Ｐｉ）を維持しながら周期的に、設定された最高圧力（Ｐｍａｘ）になるように制御することによって、前記弾性膜を通して前記基板に提供される圧力に周期的にインパクトを持たせることができる。このようなインパクトは、気泡の除去効果をより強化し、その分、接着面における接着力をより強化する。
【００１５】
実施例によって、本発明のラミネーティング装置は、前記キャリア装置を一定の温度に加熱して前記接着を促進する加熱手段をさらに含むことができる。
【００１６】
また、前記被加工物が２枚の透明基板の間に紫外線硬化樹脂が塗布されてなるものである場合、本発明のラミネーティング装置は、前記キャリア装置の弾性膜に紫外線を照射して前記紫外線硬化樹脂を硬化させる紫外線ランプをさらに含むことができる。この場合、前記弾性膜は紫外線を透過させうる合成樹脂膜としなければならない。
【００１７】
本発明の他の実施例によって２以上の層が積層されてなるパネルを形成するラミネーティング方法は、一面が弾性膜から形成されて密閉された内部空間部を有するキャリア装置に、前記パネル用被加工物を収容し、前記内部空間部を真空にして前記弾性膜により前記被加工物同士が圧着しつつ固定されるようにする段階と、前記キャリア装置を加熱して前記被加工物間の接着を促進させる段階と、前記キャリア装置の弾性膜に向かって高圧のエアーを噴射して前記被加工物同士をより圧着して前記接着を促進するエアープレッシング段階と、を含む。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係るラミネーティング装置は、真空固定後にエアープレス（Ａｉｒ Ｐｒｅｓｓｉｎｇ）方式によるラミネーティング工程を行う。本発明のラミネーティング装置は、基板などを収容するために別個の移送可能なキャリア装置を用いるから、一つのキャリア装置へのラミネーティング工程後に直ちに次のキャリア装置へのラミネーティング工程を行うことができる。これによって、エアープレッシング動作に提供される正圧プレス装置の接着時間（ｔａｃｋ ｔｉｍｅ）を低減し、正圧プレス装置の効率を極大化することができる。
【００１９】
本発明のラミネーティング装置はエアープレッシングを行うに当たって、エアープレッシング動作が基板の中心から縁部に向かって掃き出すような効果をもたらし、ラミネーティング過程で接着面に発生しうる気泡を除去することができる。
【００２０】
また、本発明のラミネーティング装置は、一定の正圧を均一に提供せず、インパクト（Ｉｍｐａｃｔ）を与える如き圧力の変化を与えることで、エアープレッシングによる基板と基板またはフィルム間の密着を強化し、接着面に発生しうる気泡を除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明のラミネーティング装置を示す図である。
【図２】本発明のキャリア装置を示す断面図である。
【図３】正圧プレス装置に装着されたキャリア装置の断面図である。
【図４】正圧プレスユニットに結合された状態のキャリア装置を示す断面図である。
【図５】ノズルプレートの平面図である。
【図６】正圧空間内における圧力の変移を示すグラフである。
【図７】本発明のラミネーティング方法を説明するための工程図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、添付の図面を参照しつつ、本発明をより詳細に説明する。
【００２３】
図１及び図２を参照すると、本発明のラミネーティング装置１００は、２以上の層（Ｌａｙｅｒ）を互いに接着してパネルを形成するラミネーティング工程に使われる。ここで、パネルには、ガラス（Ｇｌａｓｓ）、合成樹脂基板、半導体基板の他、合成樹脂フィルム（Ｆｉｌｍ）も含まれる。
【００２４】
したがって、このラミネーティング工程には、ガラス上に薄膜合成樹脂フィルムを接着する工程、ガラスとガラスとの間に接着剤や接着フィルムを積層して互いに接着する工程、ディスプレイ用パネル上にフィルムを接着する工程、透明電極であるインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）が形成されているガラス上に、強化ガラスを、ＯＣＡ（Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ Ｃｌｅａｒ Ａｄｈｅｓｉｖｅ）フィルムや紫外線硬化樹脂にて接着してタッチスクリーン用のパネルを製造する工程、ガラスや合成樹脂パネル上に偏光フィルムまたは紫外線遮断フィルムなどを接着してサングラスやゴーグルを製造する工程などのいずれも該当することができる。以下では、このような工程の代表として、ＩＴＯパネル（以下、‘第１の基板'という。）１１と強化ガラス（以下、‘第２の基板'という。）１３とをＯＣＡフィルム（以下、‘接着フィルム'と略す。）１５を用いて接着する例を取り上げて説明する。
【００２５】
ラミネーティング装置１００は、少なくとも一つのキャリア装置１１０と、キャリア装置１１０に対してエアープレッシング（Ａｉｒ Ｐｒｅｓｓｉｎｇ）を行う正圧プレス装置１５０と、を含む。キャリア装置１１０は、ラミネーティングでパネルを成形する被加工物（第１の基板、フィルム及び第２の基板）を収容したまま別の移送手段１３０によって正圧プレス装置１５０に移送され、該キャリア装置１１０内に収容されている基板１１〜１５を正圧プレス装置１５０でエアープレッシングすることでラミネーティング工程を行う。
【００２６】
キャリア装置１１０は、上側が開放された内部空間部２０１を形成するフレーム１０１と、フレーム１０１に支持され、フレーム１０１の開放された上側を覆って内部空間部２０１を密閉する弾性膜１０３と、を含み、内部空間部２０１には、被加工物である基板１１，１３，１５が収容される。上述した如く、ラミネーティング工程の種類に応じて、内部空間部２０１に収容される基板の種類を自由に可変することができる。
【００２７】
弾性膜１０３は、若干の弾性を有する合成樹脂膜とする。ＩＴＯパネル１１と強化ガラス１３との間に紫外線硬化樹脂を塗布して接着する場合、弾性膜１０３は、紫外線透過可能な膜としなければならず、例えば、ポリメチルメタクリレート（Ｐｏｌｙｍｅｔｈｙｌｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ；ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（Ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ；ＰＣ）、透明性ポリオレフィン系樹脂、透明性アクリロニトリルブタジエンスチレン（Ａｃｒｙｌｏｎｉｔｒｉｌｅ Ｂｕｔａｄｉｅｎｅ Ｓｔｙｒｅｎｅ ｃｏｐｏｌｙｍｅｒ；ＡＢＳ）などのスチレン系樹脂などを使用することができる。
【００２８】
弾性膜１０３の厚さは１ｍｍ以下のものとすることが好ましく、概してその面積などに照らして０．２ｍｍ〜１ｍｍの厚さとすることが好ましい。
【００２９】
キャリア装置１１０は、内部空間部２０１を真空にするために、フレーム１０１の一側に形成された真空生成手段２０３を含む。
【００３０】
真空生成手段２０３は、内部空間部２０１とフレーム１０１の外側とを連通させてエアー（Ａｉｒ）の排出経路を提供する排出管２０５と、排出管２０５に連結されて内部空間部２０１中のエアーを吸入することで、内部空間部２０１を真空にさせる真空ポンプ（図示せず）と、を含む。真空生成手段２０３により内部空間部２０１は略１０-1ｂａｒの負圧、すなわち真空を維持する。
【００３１】
キャリア装置１１０の内部空間部２０１に第１の基板１１及び第２の基板１３を収容するために、図２に示すように、フレーム１０１が上部と下部とに分けられ、上部キャリア２０７と下部キャリア２０９とに区分されるようになる。当然ながら、上部キャリア２０７と下部キャリア２０９とが結合する場合、その間に設けられたＯリング（Ｏ Ｒｉｎｇ）などによって内部空間部２０１をシールすることができる。
【００３２】
次に、キャリア装置１１０の動作について簡単に説明する。
【００３３】
まず、上部キャリア２０７が開放された状態で下部キャリア２０９の底部に第１の基板１１を配置し、第１の基板１１の上面に接着フィルム１５と第２の基板１３を順次に配置する。
【００３４】
真空生成手段２０３によって内部空間部２０１に負圧、すなわち、真空が形成される場合、弾性膜１０３は、内部空間部２０１に向かって作用する外部の大気圧によって内部空間部２０１に押し入れられるようになり、内部空間部２０１に収容されている第２の基板１３と第１の基板１１とを加圧して密着させる。この場合、流体の特性の上、大気圧が弾性膜１０３の全面に均一に作用するから、平板状の第１の基板１１及び第２の基板１３が全体として均一な圧力で加圧されることとなる。
【００３５】
キャリア装置１１０で加圧された第１の基板１１及び第２の基板１３は、その位置及び形態が固定される。したがって、キャリア装置１１０は、後で行われる加熱工程または正圧プレス装置１５０におけるエアープレッシング工程中に発生しうる第１の基板１１または第２の基板１３自体の歪みまたは位置ずれなどを防止することができる。
【００３６】
キャリア装置１１０は、移送装置１３０により正圧プレス装置１５０内に移送される。
【００３７】
実施例によっては、例えば、キャリア装置１１０は、正圧プレス装置１５０に移送される前に、移送経路の一側に別途に設けられた加熱装置１７０によって一定の温度まで加熱されることもできる。この加熱装置１７０の加熱によって第１の基板１１と第２の基板１３とが接着フィルム１５にて熱接着されることとなる。この場合、キャリア装置１１０は、第２の基板１３及び第１の基板１１を負圧で固定して保持することによって、第２の基板１３及び第１の基板１１が加熱によって熱変形することを防止する。
【００３８】
加熱装置１７０は、図１に示すように、キャリア装置１１０と別個として設けられることが好ましいが、別の実施例では、平板状のセラミックヒーターの形態としてキャリア装置１１０の一側に設けることもできる。
【００３９】
図１乃至図４を参照すると、正圧プレス装置１５０は、エアープレスユニット１５１と、キャリア装着部１５５と、バックアップユニット１５７と、を含み、キャリア装置１１０及び移送手段１３０とは独立した一つの別体の装置とされる。
【００４０】
図３に示すように、キャリア装着部１５５は、移送手段１３０によって正圧プレス装置１５０内に移送されるキャリア装置１１０を収容し、垂直移送手段１５５−１を備えて、収容しているキャリア装置１１０を垂直方向に移送することで、図４に示すように、上側に設けられたエアープレスユニット１５１に結合させる。正圧プレス装置１５０は、キャリア装着部１５５の垂直移送手段１５５−１に代わり、エアープレスユニット１５１を垂直移送させる移送手段を含むこともできる。
【００４１】
バックアップユニット１５７は、図３に示すように、キャリア装置１１０がキャリア装着部１５５によって上側に移送されてエアープレスユニット１５１と結合する際に、キャリア装置１１０またはキャリア装着部１５５の下部へと支持部材１５７−１を移送させることで、エアープレスユニット１５１からキャリア装置１１０に加えられる正圧が支持部材１５７−１によって支持されるようにする。
【００４２】
エアープレスユニット１５１は、キャリア装着部１５５の上方に設けられ、キャリア装着部１５５により垂直移送されたキャリア装置１１０と結合（Ｄｏｃｋｉｎｇ）する。エアープレスユニット１５１は、その下方にノズルプレート１５３が露出して形成され、外部のエアーポンプ（図示せず）に連結されて、エアーポンプ（図示せず）から提供される高圧のエアーを一定の範囲の正圧で制御し、ノズルプレート１５３からキャリア装置１１０の弾性膜１０３に噴射する。
【００４３】
ノズルプレート１５３は、キャリア装置１１０の上部キャリア２０７に密着結合して弾性膜１０３との間に空間（以下、‘正圧空間'という。）４０１を形成する。ノズルプレート１５３は、複数個のノズル部３０１，３０３，３０５，３０７を含み、各ノズル部３０１，３０３，３０５，３０７は、複数個のノズル３０９を含む。
【００４４】
次に、正圧プレス装置１５０の動作について簡単に説明する。
【００４５】
上述した如く、キャリア装置１１０内の第１の基板１１及び第２の基板１３は、正圧プレス装置１５０に移送される前に既にその位置及び形態がキャリア装置１１０内で負圧で固定された状態である。以降、第１の基板１１及び第２の基板１３は加熱装置１７０で加熱された状態で正圧プレス装置１５０のキャリア装着部１５５に移送される。
【００４６】
キャリア装着部１５５は、キャリア装置１１０を垂直移送してエアープレスユニット１５１のノズルプレート１５３に結合させる。
【００４７】
エアープレスユニット１５１は、エアーポンプ（図示せず）から提供される設定された圧力（正圧）のエアーを、ノズルプレート１５３から弾性膜１０３、すなわち、正圧空間４０１に噴射することで、第１の基板１１及び第２の基板１３を正圧で再び加圧する。この加圧工程により、加熱された第１の基板１１と第２の基板１３とがより密着されつつ接着力もより大きくなる。このとき、弾性膜１０３は内部空間部２０１へ押し入れられる。
【００４８】
ノズルプレート１５３から噴射されるエアーは流体であるから、作用する範囲内では同一の力で作動し、加圧範囲に対してスタンプ（Ｓｔａｍｐ）やローラー（Ｒｏｌｌｅｒ）のような固体による直接加圧に比べて遥かに均一な圧力を得ることができる。
【００４９】
ノズルプレート１５３における複数個のノズル部３０１，３０３，３０５，３０７は、ノズルプレート１５３の中心から縁部に向かって順次配置されることができる。また、ノズル部３０１，３０３，３０５，３０７のそれぞれは、他のノズル部とは区分された別の管路を介してエアーポンプ（図示せず）と連結され、且つ、別個のノズル弁１５１−１によって制御される。図５は、ノズルプレート１５３の中心から同心状に第１乃至第４のノズル部３０１，３０３，３０５，３０７が配置された例を示す。
【００５０】
ノズル部からの正圧噴射は、ノズルプレート１５３の中心から始めて順次加えていく形態とする。例えば、第１のノズル部３０１→第２のノズル部３０３→第３のノズル部３０５→第４のノズル部３０７の順にエアーを噴射する。このとき、第２のノズル部３０３が噴射される時に第１のノズル部３０１は正圧噴射をそのまま維持し、第３のノズル部３０５が噴射される時に第１及び第２のノズル部３０３は正圧噴射をそのまま維持し、第４のノズル部３０７が噴射される時に第１乃至第３のノズル部３０５は正圧噴射をそのまま維持する。
【００５１】
これにより、弾性膜１０３に提供されるエアーは、図５に示すように、弾性膜１０３の中心から縁部に向かって放射状の流れを形成することとなる。このような高圧流体の放射状の流れは、まるで弾性膜１０３または第２の基板１３を中心から縁部の方に掃き出すような効果を招くことができる。これによって、第２の基板１３は、単純な加圧の形態に比べて、第１の基板１１へとより密着するようになり、第２の基板１３と第１の基板１１との間に存在しうる気泡などをより効果的に除去することができる。
【００５２】
さらに、キャリア装置１１０がエアープレスユニット１５１に結合する際に正圧空間４０１を密閉した後、図６に示すように、エアープレスユニット１５１が正圧空間４０１の圧力に一定の変位を与えることもできる。
【００５３】
図６を参照すると、正圧空間４０１の圧力（Ｐ）を、基本圧力（Ｐｉ）を維持しながら一定の周期で最高圧力（Ｐｍａｘ）まで上昇するように制御する。こうすると、単に一定の正圧を弾性膜１０３に提供する場合とは違い、あたかも周期的に弾性膜１０３に衝撃を加えるような効果が得られる。その結果、第２の基板１３と第１の基板１１との密着力が増大する他、第２の基板１３と第１の基板１１との間に残存する気泡などの除去効果もより増大する。
【００５４】
図６は、正圧空間４０１における圧力（Ｐ）の変化が、概して正弦波曲線を描く例を示しており、このために、エアープレスユニット１５１は、図４に示すように、正圧空間４０１に連結された自動弁（Ａｕｔｏ Ｖａｌｖｅ）４０３と、逃し弁（Ｒｅｌｉｅｆ Ｖａｌｖｅ）４０５とを備えることができる。自動弁４０３は正圧空間４０１に連結され、エアープレスユニット１５１から提供される制御信号に応じて０〜ｔ1、ｔ2〜ｔ3、ｔ4〜ｔ5では閉じた状態、ｔ1〜ｔ2、ｔ3〜ｔ4では開いた状態を維持するように制御される。逃し弁４０５は、自動弁４０３と大気との間に連結されて、基本圧力（Ｐｉ）を維持させる。
【００５５】
自動弁４０３が閉じている状態の区間で、エアープレスユニット１５１は、圧力センサー（図示せず）を用いて、ノズルプレート１５３から正圧空間４０１に与えられる圧力が最高圧力（Ｐｍａｘ）となるようにノズル弁１５１−１を制御する。これによって、０〜ｔ1、ｔ2〜ｔ3、ｔ4〜ｔ5の区間では圧力が最高圧力（Ｐｍａｘ）まで増加する。ｔ1〜ｔ2、ｔ3〜ｔ4の区間では、自動弁４０３が開くと正圧空間４０１内の圧力は再び下がる。しかし、基本圧力（Ｐｉ）になると、後段に配置されている逃し弁４０５が閉じるので、正圧空間４０１内の圧力は、基本圧力（Ｐｉ）〜最高圧力（Ｐｍａｘ）の間を維持するようになり、図６に示すグラフのような圧力変化を示すことができる。
【００５６】
正圧空間４０１への圧力制御は、図６に示すグラフに限定されず、周期的に衝撃（Ｉｍｐａｃｔ）を与えうるいかなる形態の圧力変化にすることもできる。
【００５７】
さらに、正圧プレス装置１５０は、エアーポンプ（図示せず）で生成されたエアーを一定の温度まで加熱するプレスユニット用ヒーター（図示せず）を含み、ノズル部３０１，３０３，３０５，３０７から噴射されるエアーの温度を変化させることもできる。
【００５８】
以下では、図１乃至図７を参照して、本発明のラミネーティング方法について説明する。
【００５９】
<キャリア装置に被加工物を収納して負圧で固定：Ｓ６０１、Ｓ６０３>
まず、上部キャリア２０７を下部キャリア２０９と分離し、第１の基板１１、接着フィルム１５及び第２の基板１３を、キャリア装置１１０内に配置する（Ｓ６０１）。次に、真空生成手段２０３により内部空間部２０１を真空にし、第１の基板１１、接着フィルム１５及び第２の基板１３を密着させながら第１の基板１１と第２の基板１３との位置を固定させる（Ｓ６０３）。
【００６０】
<プレヒーティング（Ｐｒｅ−Ｈｅａｔｉｎｇ）：Ｓ６０５>
キャリア装置１１０を、正圧プレス装置１５０に移送する前に加熱装置１７０を用いて一定の温度まであらかじめ加熱する。キャリア装置１１０が第２の基板１３及び第１の基板１１を負圧で固定している状態であるから、加熱によって第２の基板１３などは熱変形しない。
【００６１】
<正圧プレス装置に結合：Ｓ６０７〜Ｓ６０９>
プレヒーティングされたキャリア装置１１０を、移送手段１３０により正圧プレス装置１５０に移送してキャリア装着部１５５にセッティングし、キャリア装着部１５５の垂直移送手段１５５−１によりキャリア装置１１０をエアープレスユニット１５１にドッキングさせる。
【００６２】
<正圧空間に正圧を提供：Ｓ６１１>
キャリア装置１１０をエアープレスユニット１５１にドッキングさせることで、密閉された正圧空間４０１を形成する。エアープレスユニット１５１は、ノズルプレート１５３から、設定された圧力のエアーを正圧空間４０１を経由して弾性膜１０３に噴射することによって正圧を提供する。この時、上述した如く、ノズルプレート１５３から噴射されるエアーは、ノズル弁１５１−１で複数個のノズル部３０１，３０３，３０５，３０７を個別に制御することによって、ノズルプレート１５３の中心から縁部に向かって放射状のエアー流れを形成させることが好ましい。また、正圧空間４０１内の圧力を、設定された圧力に一定に維持せず、図６に示すように、基本圧力（Ｐｉ）を維持しながら一定の周期で最高圧力（Ｐｍａｘ）が提供される形態として変化を与えることが好ましい。
【００６３】
このように、単純に正圧空間４０１へのエアーを通じて正圧を提供するに加えて、一定したエアーの流れを形成し、与えられる正圧にインパクトを持たさせることによって、第２の基板１３と第１の基板１１との密着力を増大させ、かつ、第２の基板１３と第１の基板１１との間に発生しうる気泡などを除去することができる。
【００６４】
また、正圧空間４０１に噴射されるエアーを、プレスユニット用ヒーター（図示せず）で一定の温度に加熱することによって、キャリア装置１１０内における接着フィルム１５による第１の基板１１と第２の基板１３との接着をより円滑にさせることもできる。
【００６５】
<キャリア装置の離脱：Ｓ６１３>
エアープレスユニット１５１がキャリア装置１１０に一定時間正圧を提供した後、キャリア装着部１５５はキャリア装置１１０を下降させてエアープレスユニット１５１から分離させ、移送手段１３０はキャリア装置１１０を正圧プレス装置１５０から離脱させる。
【００６６】
正圧プレス装置１５０から分離されたキャリア装置１１０は依然として一定の熱エネルギーを保有している状態であるから、負圧を維持したまま一定時間大気上で自然冷却する。
【００６７】
しかし、キャリア装置１１０のフレーム１０１は一般に潜熱が大きいから、キャリア装置１１０の冷却は普通の自然冷却に比べて長時間にわたって徐々になされる。
【００６８】
加熱工程により加熱された基板の冷却は徐々になされるべきで、急速に冷却してはならない。したがって、従来のチャンバー（Ｃｈａｍｂｅｒ）形態の装備を用いる場合は、加熱後の冷却工程もチャンバー内で徐々になされなければならず、チャンバーの効率が著しく低下するという不具合があった。
【００６９】
しかし、本発明のキャリア装置は、自体保有している潜熱を用いて第１の基板１１及び第２の基板１３が急速冷却されることを防止し、急速冷却に伴う歪みも防止する。
【００７０】
また、キャリア装置１１０は正圧プレス装置１５０から分離された状態で冷却されるから、正圧プレス装置１５０は、エアープレッシング済みのキャリア装置が離脱された後、新しいキャリア装置を取り込んで正圧プレス工程を引き続き行うことができる。
【００７１】
別の実施例として、第１の基板１１と第２の基板１３との間に紫外線硬化樹脂を塗布して接着する場合にも、本発明のラミネーティング装置１００を使用することができる。この場合、ラミネーティング装置１００は、正圧プレス装置１５０を通過したキャリア装置１１０の弾性膜１０３に向けて紫外線を照射する紫外線ランプ（図示せず）が、図１の加熱装置１７０の代わりにさらに含まれることができる。また、上述したとおり、弾性膜１０３は、紫外線を透過させうる透明な膜とする必要がある。
【００７２】
以上では、本発明の好適な実施例について図示し説明してきたが、本発明は、上記の特定の実施例に限定されるものではない。よって、請求の範囲で請求する本発明の要旨を逸脱しない限度内で、当該発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者には様々な変形実施が可能であり、それらの変形実施は本発明の技術的思想や展望と別個のものとして理解してはならない。
【符号の説明】
【００７３】
１００ ラミネーティング装置
１０１ フレーム
１０３ 弾性膜
１１０ キャリア装置
１３０ 移送手段
１５０ 正圧プレス装置
１５１ エアープレスユニット
１５１−１ ノズル弁
１５３ ノズルプレート
１５５ キャリア装着部
１５５−１ 垂直移送手段
１５７ バックアップユニット
１５７−１ 支持部材
１７０ 加熱手段
２０１ 内部空間部
２０３ 真空生成手段
２０５ 排出管
２０７ 上部キャリア
２０９ 下部キャリア
３０１，３０３，３０５，３０７ ノズル部
３０９ ノズル
４０１ 正圧空間
４０３ 自動弁
４０５ 逃し弁
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２以上の層が積層してなるパネルを形成するラミネーティング装置であって、
前記パネル用被加工物を収容する内部空間部を形成し、且つ、上側が開放されたフレームと、前記フレームの開放された上側部分を覆って前記内部空間部を密閉する弾性膜と、前記内部空間部を真空状態にさせて負圧を形成する真空生成手段と、を備え、負圧で前記被加工物の位置を固定させて相互接着するキャリア装置と、
前記キャリア装置と結合し、前記キャリア装置の弾性膜に高圧のエアーを噴射して、前記固定されている被加工物をさらに加圧して接着させる正圧プレス装置と、
を含むことを特徴とする、ラミネーティング装置。
【請求項２】
前記正圧プレス装置は、
前記エアーを前記弾性膜に噴射する複数個のノズル部と、
前記複数個のノズル部に提供されるエアーを個別に制御することで、前記弾性膜に噴射されるエアーが、前記弾性膜の中心から縁部に向かう放射状の流れを形成するようにする複数個のノズル弁と、を含み、
前記被加工物をその中心から縁部に掃き出すようにして接着させることを特徴とする、請求項１に記載のラミネーティング装置。
【請求項３】
前記複数個のノズル部は、
前記キャリア装置と結合するノズルプレート上に形成され、
前記ノズルプレートの中心に配置される第１のノズル部と、前記第１のノズル部を取り囲む領域に配置される第２のノズル部と、前記第２のノズル部を取り囲む領域に配置される第３のノズル部と、を含み、
前記第１のノズル部、第２のノズル部及び第３のノズル部が順次開放されることによって前記放射状のエアーの流れを形成することを特徴とする、請求項２に記載のラミネーティング装置。
【請求項４】
前記正圧プレス装置は、
前記弾性膜との間に密閉された正圧空間を形成しながら前記キャリア装置と結合して、前記エアーを前記正圧空間を通して前記弾性膜に噴射し、
前記正圧空間の圧力が、設定された基本圧力（Ｐｉ）を維持しながら周期的に設定された最高圧力（Ｐｍａｘ）となるように制御することによって、前記弾性膜を通して前記基板に提供される圧力に周期的にインパクトを持たせることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載のラミネーティング装置。
【請求項５】
前記キャリア装置を一定の温度に加熱して前記接着を促進する加熱手段をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載のラミネーティング装置。
【請求項６】
前記被加工物が２枚の透明基板の間に紫外線硬化樹脂が塗布されてなるものである場合、
前記キャリア装置の弾性膜に紫外線を照射して前記紫外線硬化樹脂を硬化させる紫外線ランプをさらに含み、
前記弾性膜は、紫外線を透過させうる合成樹脂膜であることを特徴とする、請求項１に記載のラミネーティング装置。
【請求項７】
前記キャリア装置を前記正圧プレス装置に移送し、前記正圧プレス装置から離脱させる移送手段をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載のラミネーティング装置。
【請求項８】
２以上の層が積層してなるパネルを形成するラミネーティング方法であって、
一面が弾性膜から形成されて密閉した内部空間部を有するキャリア装置に前記パネル用の被加工物を収容し、前記内部空間部を真空にして前記弾性膜によって前記被加工物同士を圧着しながら固定させる段階と、
前記キャリア装置を加熱して前記被加工物間の接着を促進する段階と、
前記キャリア装置の弾性膜に向けて高圧のエアーを噴射して、前記被加工物同士をより加圧して前記接着を促進するエアープレッシング段階と、
を含むことを特徴とする、ラミネーティング方法。
【請求項９】
前記エアープレッシング段階で、
別個のノズル弁によってそれぞれ制御される複数個のノズル部を用いて前記高圧のエアーを噴射し、
前記弾性膜に噴射されるエアーが、前記弾性膜の中心から縁部に向かう放射状の流れを形成するように前記ノズル弁を制御することで、前記被加工物をその中心から縁部に掃き出すようにして相互圧着させることを特徴とする、請求項８に記載のラミネーティング方法。
【請求項１０】
前記エアープレッシング段階で、
前記弾性膜の上面に密閉された正圧空間を形成して、前記エアーが前記正圧空間を通して前記弾性膜に噴射されるようにし、
前記正圧空間の圧力が、設定された基本圧力（Ｐｉ）を維持しながら周期的に設定された最高圧力（Ｐｍａｘ）となるように制御することによって、前記弾性膜を通して前記被加工物に提供される圧力に周期的にインパクトを持たせることを特徴とする、請求項８に記載のラミネーティング方法。
【請求項１１】
前記被加工物が２枚の透明基板の間に紫外線硬化樹脂が塗布してなるものである場合、前記エアープレッシング段階の後に、前記キャリア装置の弾性膜に向かって紫外線を照射して前記紫外線硬化樹脂を硬化させる段階をさらに含むことを特徴とする、請求項８に記載のラミネーティング方法。
【請求項１２】
移送手段により前記キャリア装置が移送されながら、前記各段階を別個の空間で行うことを特徴とする、請求項８に記載のラミネーティング方法。
【請求項１】
２以上の層が積層してなるパネルを形成するラミネーティング装置であって、
前記パネル用被加工物を収容する内部空間部を形成し、且つ、上側が開放されたフレームと、前記フレームの開放された上側部分を覆って前記内部空間部を密閉する弾性膜と、前記内部空間部を真空状態にさせて負圧を形成する真空生成手段と、を備え、負圧で前記被加工物の位置を固定させて相互接着するキャリア装置と、
前記キャリア装置と結合し、前記キャリア装置の弾性膜に高圧のエアーを噴射して、前記固定されている被加工物をさらに加圧して接着させる正圧プレス装置と、
を含むことを特徴とする、ラミネーティング装置。
【請求項２】
前記正圧プレス装置は、
前記エアーを前記弾性膜に噴射する複数個のノズル部と、
前記複数個のノズル部に提供されるエアーを個別に制御することで、前記弾性膜に噴射されるエアーが、前記弾性膜の中心から縁部に向かう放射状の流れを形成するようにする複数個のノズル弁と、を含み、
前記被加工物をその中心から縁部に掃き出すようにして接着させることを特徴とする、請求項１に記載のラミネーティング装置。
【請求項３】
前記複数個のノズル部は、
前記キャリア装置と結合するノズルプレート上に形成され、
前記ノズルプレートの中心に配置される第１のノズル部と、前記第１のノズル部を取り囲む領域に配置される第２のノズル部と、前記第２のノズル部を取り囲む領域に配置される第３のノズル部と、を含み、
前記第１のノズル部、第２のノズル部及び第３のノズル部が順次開放されることによって前記放射状のエアーの流れを形成することを特徴とする、請求項２に記載のラミネーティング装置。
【請求項４】
前記正圧プレス装置は、
前記弾性膜との間に密閉された正圧空間を形成しながら前記キャリア装置と結合して、前記エアーを前記正圧空間を通して前記弾性膜に噴射し、
前記正圧空間の圧力が、設定された基本圧力（Ｐｉ）を維持しながら周期的に設定された最高圧力（Ｐｍａｘ）となるように制御することによって、前記弾性膜を通して前記基板に提供される圧力に周期的にインパクトを持たせることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載のラミネーティング装置。
【請求項５】
前記キャリア装置を一定の温度に加熱して前記接着を促進する加熱手段をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載のラミネーティング装置。
【請求項６】
前記被加工物が２枚の透明基板の間に紫外線硬化樹脂が塗布されてなるものである場合、
前記キャリア装置の弾性膜に紫外線を照射して前記紫外線硬化樹脂を硬化させる紫外線ランプをさらに含み、
前記弾性膜は、紫外線を透過させうる合成樹脂膜であることを特徴とする、請求項１に記載のラミネーティング装置。
【請求項７】
前記キャリア装置を前記正圧プレス装置に移送し、前記正圧プレス装置から離脱させる移送手段をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載のラミネーティング装置。
【請求項８】
２以上の層が積層してなるパネルを形成するラミネーティング方法であって、
一面が弾性膜から形成されて密閉した内部空間部を有するキャリア装置に前記パネル用の被加工物を収容し、前記内部空間部を真空にして前記弾性膜によって前記被加工物同士を圧着しながら固定させる段階と、
前記キャリア装置を加熱して前記被加工物間の接着を促進する段階と、
前記キャリア装置の弾性膜に向けて高圧のエアーを噴射して、前記被加工物同士をより加圧して前記接着を促進するエアープレッシング段階と、
を含むことを特徴とする、ラミネーティング方法。
【請求項９】
前記エアープレッシング段階で、
別個のノズル弁によってそれぞれ制御される複数個のノズル部を用いて前記高圧のエアーを噴射し、
前記弾性膜に噴射されるエアーが、前記弾性膜の中心から縁部に向かう放射状の流れを形成するように前記ノズル弁を制御することで、前記被加工物をその中心から縁部に掃き出すようにして相互圧着させることを特徴とする、請求項８に記載のラミネーティング方法。
【請求項１０】
前記エアープレッシング段階で、
前記弾性膜の上面に密閉された正圧空間を形成して、前記エアーが前記正圧空間を通して前記弾性膜に噴射されるようにし、
前記正圧空間の圧力が、設定された基本圧力（Ｐｉ）を維持しながら周期的に設定された最高圧力（Ｐｍａｘ）となるように制御することによって、前記弾性膜を通して前記被加工物に提供される圧力に周期的にインパクトを持たせることを特徴とする、請求項８に記載のラミネーティング方法。
【請求項１１】
前記被加工物が２枚の透明基板の間に紫外線硬化樹脂が塗布してなるものである場合、前記エアープレッシング段階の後に、前記キャリア装置の弾性膜に向かって紫外線を照射して前記紫外線硬化樹脂を硬化させる段階をさらに含むことを特徴とする、請求項８に記載のラミネーティング方法。
【請求項１２】
移送手段により前記キャリア装置が移送されながら、前記各段階を別個の空間で行うことを特徴とする、請求項８に記載のラミネーティング方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−１２１３１５（Ｐ２０１２−１２１３１５Ａ）
【公開日】平成２４年６月２８日（２０１２．６．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−６７７８７（Ｐ２０１１−６７７８７）
【出願日】平成２３年３月２５日（２０１１．３．２５）
【出願人】（５０７１４８９２８）アプロシステム株式会社 (5)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年６月２８日（２０１２．６．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月２５日（２０１１．３．２５）
【出願人】（５０７１４８９２８）アプロシステム株式会社 (5)
【Ｆターム（参考）】
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