(57)【要約】【課題】薄型パネル基板に補助基板を付着して工程を行うことにより、薄型のガラス基板の破損を防止するフラットパネルディスプレイ製造方法、及び同方法により製造されたパネル基板から補助基板を容易に分離することができる基板脱着装置を提供すること。【解決手段】本発明の実施形態によれば、補助基板を用いて薄型パネル基板の製造工程を容易に行い、工程が完了した基板に対して、初期ギャップ形成ユニットと、羽根型Ｏリング（Wing type O-ring）及び複数の真空吸着ラインが形成されたステージを有する全面吸着方式脱着ユニットとから構成される基板脱着装置を用いて、パネル基板から補助基板を容易に分離することができる。【選択図】図２
2014235433.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
補助基板とパネル基板が貼り合わせられた母基板が載置され、前記母基板に初期ギャップを形成する、初期ギャップ形成ユニットと、
前記初期ギャップが形成された前記母基板がステージ上に載置され、前記ステージ上に形成された長方形の羽根型Ｏリングを用いて前記補助基板を真空吸着することにより前記パネル基板から分離する、全面吸着方式脱着ユニットと、
を含む、基板脱着装置。
【請求項２】
前記初期ギャップ形成ユニットは、
移送される前記母基板を載置する、吸着ステージと、
プッシュピンを制御して前記母基板の角部カットを加圧する、プッシュピンモジュールと、
前記母基板に形成された前記角部カットを撮影して前記プッシュピンを前記角部カットに対応させて配置する、ビジョンアラインモジュールと、
前記プッシュピンにより加圧された前記角部カットの基板接触部にギャップナイフを差し込んで初期ギャップを形成する、ギャップナイフモジュールと、
を含むことを特徴とする、請求項１に記載の基板脱着装置。
【請求項３】
前記プッシュピンモジュールは、
前記プッシュピンにより前記母基板に印加される圧力を測定するロードセルをさらに含むことを特徴とする、請求項２に記載の基板脱着装置。
【請求項４】
前記初期ギャップ形成ユニットは、
前記吸着ステージの下部に結合されて前記母基板を支持する複数のリフトピンを備える、リフトピンモジュールをさらに含むことを特徴とする、請求項２に記載の基板脱着装置。
【請求項５】
前記吸着ステージは、
前記複数のリフトピンが進入する複数のリフトピンホールと、
前記吸着ステージの側面に少なくとも１つ形成され、前記プッシュピンが進入する、プッシュピンホールと、
マトリクス状に形成され、前記母基板の全領域を区画して前記母基板を１次吸着する、メイン真空吸着ラインと、
前記メイン真空吸着ラインにより区画された領域のうち、前記母基板の前記角部カットと隣接する一領域内にマトリクス状に形成され、前記母基板を２次吸着するサブ真空吸着ラインと、
を含むことを特徴とする、請求項４に記載の基板脱着装置。
【請求項６】
前記全面吸着方式脱着ユニットは、
前記母基板が載置され、前記羽根型Ｏリングが挿入されるグルーブライン、及び前記グルーブラインの内側に位置するマトリクス状の複数の真空吸着ラインが形成される、下部ステージと、
前記下部ステージの上部に配置され、前記羽根型Ｏリングが挿入されるグルーブライン、及び前記グルーブラインの内側に位置するマトリクス状の複数の真空吸着ラインが形成される、上部ステージと、
前記下部ステージと前記上部ステージの間にギャップを形成する、脱着ギャップ形成モジュールと、
前記母基板に発生する静電気を除去する、ボーイング防止モジュールと、
を含むことを特徴とする請求項１に記載の基板脱着装置。
【請求項７】
前記上部ステージは、
前記下部ステージ方向に前記母基板の脱着が行われた否かを感知する、脱着感知センサがさらに含まれることを特徴とする、請求項６に記載の基板脱着装置。
【請求項８】
前記下部ステージは、
前記下部ステージの背面に、前記基板に熱を加えるヒーティング手段をさらに備えることを特徴とする、請求項６に記載の基板脱着装置。
【請求項９】
前記羽根型Ｏリングは、
少なくとも２回折り曲げられた逆コ字状の断面を有するように形成され、一辺が母基板方向に折り曲げられた形態であることを特徴とする、請求項６に記載の基板脱着装置。
【請求項１０】
前記グルーブラインは、
折り曲げられた部分が挿入される段差が形成されることを特徴とする、請求項９に記載の基板脱着装置。
【請求項１１】
前記羽根型Ｏリングは、
表面がパリレンコーティング剤によりコーティングされていることを特徴とする、請求項６に記載の基板脱着装置。
【請求項１２】
第１補助基板及び第２補助基板とパネル基板を準備する段階と、
前記パネル基板に前記第１補助基板及び前記第２補助基板を付着して母基板を準備する段階と、
前記母基板に表示パネル製造工程を行う段階と、
前記母基板を初期ギャップ形成ユニットに移送して前記第１補助基板と前記パネル基板の間に初期ギャップを形成する段階と、
前記母基板を全面吸着方式脱着ユニットに移送して前記第１補助基板を分離する段階と、
前記母基板を前記初期ギャップ形成ユニットに移送して前記第２補助基板と前記パネル基板との間に初期ギャップを形成する段階と、
前記母基板を前記全面吸着方式脱着ユニットに移送して前記第２補助基板を分離する段階と、
を含む、フラットパネルディスプレイの製造方法。
【請求項１３】
前記母基板に表示パネル製造工程を行う段階は、
アレイ基板及びカラーフィルタ基板の２枚の基板で構成される前記パネル基板のうち、前記アレイ基板にアレイ形成工程を行う段階と、
前記カラーフィルタ基板にカラーフィルタ形成工程を行う段階と、
液晶層を介して前記アレイ基板及び前記カラーフィルタ基板を貼り合わせる段階と、
からなることを特徴とする、請求項１２に記載のフラットパネルディスプレイの製造方法。
【請求項１４】
前記第１補助基板又は前記第２補助基板と前記パネル基板の間に初期ギャップを形成する段階は、
吸着ステージ上に前記母基板を載置する段階と、
前記母基板に形成された角部カットを撮影してプッシュピンを前記角部カットに対応させて配置する段階と、
前記プッシュピンを制御して前記母基板の角部カットを加圧する段階と、
前記プッシュピンにより加圧された角部カットの基板接触部にギャップナイフを差し込んで初期ギャップを形成する段階と、
を含むことを特徴とする、請求項１２に記載のフラットパネルディスプレイの製造方法。
【請求項１５】
前記母基板を全面吸着方式脱着ユニットに移送して前記第１補助基板又は前記第２補助基板を分離する段階は、
下部ステージ上に前記母基板を載置し、下部ステージ上に形成された羽根型Ｏリングに母基板を接触させる段階と、
上部ステージを下降させ、上部ステージ上に形成された羽根型Ｏリングに母基板を接触させる段階と、
前記下部ステージ及び前記上部ステージに形成されたマトリクス状の複数の真空吸着ラインが真空状態となるように制御して前記第１補助基板又は前記第２補助基板を分離する段階と、
前記母基板に発生する静電気を除去する段階と、
を含むことを特徴とする、請求項１２に記載のフラットパネルディスプレイの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、初期ギャップ形成ユニット及び全面吸着方式脱着ユニットを含む基板脱着装置、並びに同装置により補助基板を分離するフラットパネルディスプレイの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話、ノートブックコンピュータなどの各種ポータブル装置や、ＨＤＴＶなどの高解像度、高品質の映像を実現する情報電子機器が発展するにつれて、それに用いられるフラットパネルディスプレイの需要が次第に増加してきている。このフラットパネルディスプレイとしては、液晶表示装置（Liquid Crystal Display; LCD）、プラズマ表示パネル（Plasma Display Panel; PDP）、電界放出ディスプレイ（Field Emission Display; FED）、有機電界発光素子（Organic Light Emitting Diodes; OLED）などがある。
【０００３】
フラットパネルディスプレイは、特に携帯用装置に多く用いられるので、その大きさと重量とを軽減すれば携帯性を向上させることができ、大型テレビの場合も、面積が大きくなるにつれて表示装置の重量が重くなるので、前述した軽量化及び薄型化の要求は高まっている。
【０００４】
フラットパネルディスプレイの厚さや重量を軽減する方法は様々であるが、その構造及び技術上、フラットパネルディスプレイの必須構成要素を減らすには限界がある。さらに、これら必須構成要素は重量が小さいので、必須構成要素の重量を軽減してフラットパネルディスプレイ全体の厚さや重量を減らすことは極めて難しい。
【０００５】
よって、表示パネルを構成するパネル基板の厚さを薄くしてフラットパネルディスプレイの厚さと重量を軽減する方法が盛んに研究されているが、薄型の基板を用いなければならないため、複数の工程間の移動時又は工程実行時に基板が反ってしまう結果、割れてしまう現象が発生することがある。この問題を克服するために薄型のガラス基板に補助基板を付着して製造工程を行い、その後工程が完了後に補助基板を除去することにより、パネル基板の破損を最小限に抑える方法が提案されている。
【０００６】
図１１Ａは従来の薄型基板製造方法における真空パッドを用いた基板脱着装置を示す概略図であり、図１１Ｂは従来の薄型基板製造方法におけるアーチ型ドラムパッドを用いた基板脱着装置を示す概略図である。
【０００７】
図１１Ａを参照すると、従来の真空パッド基板脱着装置１０は、ガラス又はプラスチックパネル基板１１に付着された補助基板１２上に複数の真空吸着パッド１４を配置し、吸入手段１５を駆動してパネル基板１１と補助基板１２を分離する。特に、プラスチック基板の場合は、パネル基板１１と補助基板１２の間にＳｉＮｘとａ−Ｓｉを用いて脱着層を形成し、それをレーザで除去することにより、基板間の結合力を弱くして脱着工程を行う。
【０００８】
一方、図１１Ｂに示すように、従来のドラムパッドを用いた基板脱着装置２０において、工程が完了したパネル基板２１に対しては、この工程を行うために付着された第１補助基板２２及び第２補助基板２３を除去する必要がある。このために、アーチ型のドラムパッド２５を用いて第１補助基板２２の前段の表面を吸着させ、その後ドラムパッド２５の前段を徐々に上昇させると共に後段を徐々に下降させることにより、第１補助基板２２を脱着させ、第２補助基板２３も同様に脱着させる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、真空パッド基板脱着装置１０は、各真空吸着パッド１４の高さ及び吸着力の差により、初期吸着部分と終期吸着部分で補助基板１２に破損が生じることがあり、レーザで脱着層を除去しなければならないので、コストが増加するという問題がある。また、一度用いた補助基板１２はリサイクルが困難であるという問題もある。
【００１０】
また、ドラムパッドを用いた基板脱着方法は、補助基板全面を脱着するのにかかる時間が全面吸着方式に比べて長く、駆動部及び吸着室の数が多いため、装置のメンテナンス面で管理が難しいという欠点がある。また、脱着のためにドラムパッドの下面に形成されるＯリングの作製及び管理が難しいという欠点もある。
【００１１】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、薄型パネル基板に補助基板を付着して工程を行うことにより、薄型のガラス基板の破損を防止するフラットパネルディスプレイ製造方法、及び同方法により製造されたパネル基板から補助基板を容易に分離することができる基板脱着装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明の好ましい実施形態による基板脱着装置は、補助基板とパネル基板が貼り合わせられた母基板が載置され、前記母基板に初期ギャップを形成する初期ギャップ形成ユニットと、初期ギャップが形成された前記母基板がステージ上に載置され、前記ステージ上に形成された長方形の羽根型Ｏリング（Wing type O-ring）を用いて前記補助基板を真空吸着することにより前記パネル基板から分離する全面吸着方式脱着ユニットと、を含む。
【００１３】
また、上記目的を達成するために、本発明の好ましい実施形態によるフラットパネルディスプレイ製造方法は、第１補助基板及び第２補助基板と薄型パネル基板を準備する段階と、前記パネル基板に前記第１補助基板及び前記第２補助基板を付着して母基板を準備する段階と、前記母基板に表示パネル製造工程を行う段階と、前記母基板を初期ギャップ形成ユニットに移送して前記第１補助基板と前記パネル基板の間に初期ギャップを形成する段階と、前記母基板を全面吸着方式脱着ユニットに移送して前記第１補助基板を分離する段階と、前記母基板を前記初期ギャップ形成ユニットに移送して前記第２補助基板と前記パネル基板との間に初期ギャップを形成する段階と、前記母基板を前記全面吸着方式脱着ユニットに移送して前記第２補助基板を分離する段階と、を含む。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の実施形態によれば、補助基板を用いて薄型パネル基板の製造工程を容易に行うことができ、工程が完了した基板に対して、初期ギャップ形成ユニットと、羽根型Ｏリング及び複数の真空吸着ラインが形成されたステージを有する全面吸着方式脱着ユニットと、から構成される基板脱着装置を用いて、パネル基板から補助基板を容易に分離することができる。よって、基板製造工程において補助基板を破損することなく分離することができ、工程の単純化とコスト低減の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態によるフラットパネルディスプレイ製造方法を示すフローチャートである。
【図２】本発明の実施形態による基板脱着装置を示す概略図である。
【図３Ａ】初期ギャップ形成ユニットを用いて初期ギャップ形成工程を行うために、カット形状が形成されたパネル基板を示す図である。
【図３Ｂ】初期ギャップ形成ユニットを用いて初期ギャップ形成工程を行うために、カット形状が形成された補助基板を示す図である。
【図３Ｃ】初期ギャップ形成ユニットを用いて初期ギャップ形成工程を行うために、カット形状が形成された母基板を示す図である。
【図４】本発明の基板脱着装置の初期ギャップ形成ユニットを示す図である。
【図５Ａ】図４の初期ギャップ形成ユニットに含まれる一構成要素を示す図である。
【図５Ｂ】図４の初期ギャップ形成ユニットに含まれる他の構成要素を示す図である。
【図５Ｃ】図４の初期ギャップ形成ユニットに含まれるさらに他の構成要素を示す図である。
【図５Ｄ】図４の初期ギャップ形成ユニットに含まれるさらに他の構成要素を示す図である。
【図６】本発明の実施形態による基板脱着装置の全面吸着方式脱着ユニットを示す図である。
【図７Ａ】図６の全面吸着方式脱着ユニットの下部ステージを示す図である。
【図７Ｂ】図６の全面吸着方式脱着ユニットの上部ステージを示す図である。
【図７Ｃ】図６の全面吸着方式脱着ユニットの下部ステージを示す図である。
【図８Ａ】本発明の脱着ギャップ形成部を示す図である。
【図８Ｂ】本発明の脱着ギャップ形成部を示す図である。
【図９Ａ】本発明のボーイング防止部を示す図である。
【図９Ｂ】本発明のボーイング防止部を示す図である。
【図１０】本発明の実施形態によるフラットパネルディスプレイ製造方法のうち、基板脱着方法を示すフローチャートである。
【図１１Ａ】従来の薄型基板製造方法における真空パッドを用いた基板脱着装置を示す概略図である。
【図１１Ｂ】従来の薄型基板製造方法におけるアーチ型ドラムパッドを用いた基板脱着装置を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照して、本発明の好ましい実施形態によるフラットパネルディスプレイ製造方法及びそれに用いられる基板脱着装置について説明する。以下、２枚の基板間に液晶層が介在する液晶表示装置のパネル基板を製造する方法を例に挙げて説明するが、本発明の製造方法は液晶表示装置にのみ適用されるのではなく、有機電界発光表示装置やプラズマ表示パネルなどのあらゆるフラットパネルディスプレイのパネル基板に適用することができる。
【００１７】
図１は、本発明の実施形態によるフラットパネルディスプレイ製造方法を示すフローチャートである。
【００１８】
図１には、滴下注入方式で液晶層を形成する場合の液晶表示装置のパネル基板の製造方法を示すが、真空注入方式で液晶層を形成する場合の液晶表示装置の製造方法にも同様に適用することができる。
【００１９】
液晶表示装置の製造工程は、下部のアレイ基板に駆動素子を形成する駆動素子アレイ工程と、上部のカラーフィルタ基板にカラーフィルタを形成するカラーフィルタ工程とに分けられる。
【００２０】
液晶表示装置の厚さや重量を左右する要素は様々であるが、そのうちガラスからなるカラーフィルタ基板やアレイ基板が、液晶表示装置の構成要素のうちで最も重い構成要素である。よって、液晶表示装置の厚さや重量を軽減するためには薄型のガラス基板を用いることが好ましい。
【００２１】
そこで、本発明のフラットパネルディスプレイ製造方法においては、０．５ｔ以下の厚さを有する薄型パネル基板を用いてアレイ工程とカラーフィルタ工程を行う。ここで、薄型の２枚のパネル基板の外面にそれぞれ補助基板を付着して工程を行うことにより、薄型パネル基板の反りを最小限に抑え、移動中に薄型パネル基板が破損しないようにする。ここで、記号ｔはｍｍを意味するものであり、０．５ｔは０．５ｍｍの厚さを意味することになる。以下の説明において、説明の便宜上、ｍｍをｔで表わす。
【００２２】
特に、０．５ｔ以下の厚さを有する薄型のガラス材質のパネル基板は、通常のフラットパネルディスプレイ製造工程に投入されると基板の撓みが大きく発生するので、カセットなどの移動手段を用いて移動する上で問題となる。即ち、単位工程装置に載置する際や単位工程装置から取り出す際に小さな衝撃で反りが急激に発生するので、位置誤差が頻繁に発生する。
【００２３】
よって、本発明においては、０．５ｔ以下の薄型パネル基板を製造ラインに投入する前に補助基板を付着することにより、一般的なフラットパネルディスプレイに用いられる約０．７ｔの厚さを有するガラス基板と同程度又は向上した反り防止特性を有するようにした。
【００２４】
まず、０．５ｔ以下のガラス材質の薄型パネル基板をアレイ工程及びカラーフィルタ工程の製造ラインに投入する前に、パネル基板の一面に約０．３ｔ〜０．７ｔの補助基板を付着する（Ｓ１０１）。ただし、本発明は、前述した薄型パネル基板及び補助基板の厚さに限定されるものではない。
【００２５】
前述したパネル基板と補助基板とを貼り合わせる工程は、２枚の基板を真空状態で接触させることにより行うことができる。ここで、２枚の基板の付着力は、真空力、ファンデルワールス力、静電気力、分子結合などから推定することができる。
【００２６】
ここで、本発明は、補助基板にフッ素などを用いたプラズマ処理もしくは界面活性剤処理を施すか、又は凹凸パターンを形成することによる付着力の緩和により、薄型パネル基板からの脱着を容易にすることができ、何ら処理することなく薄型パネル基板と補助基板を貼り合わせることができる。
【００２７】
次に、薄型パネル基板に補助基板を付着した後に、前述した補助基板が付着されたアレイ基板用薄型パネル基板（以下、「アレイ基板」という）をアレイ工程でアレイ状に配列して画素領域を画定する複数のゲートラインとデータラインを形成し、前記各画素領域に前記ゲートラインと前記データラインに接続される駆動素子である薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を形成するＴＦＴアレイ工程を行う（Ｓ１０２）。また、形成された薄膜トランジスタに接続され、薄膜トランジスタから信号が印加されると液晶層を駆動する、画素電極を形成する。
【００２８】
これとは別途に、前述した補助基板が付着されたカラーフィルタ基板用薄型パネル基板（以下、「カラーフィルタ基板」という）には、カラーフィルタ工程でカラーを実現する赤、緑、青のサブカラーフィルタからなるカラーフィルタ層と共通電極を形成する（Ｓ１０３）。ここで、横電界（In Plane Switching; IPS）方式の液晶表示装置を作製する場合は、ステップＳ１０２で前記画素電極が形成されたアレイ基板に前記共通電極を形成する。
【００２９】
次に、前記カラーフィルタ基板及び前記アレイ基板にそれぞれ配向膜を形成する配向工程を行う（Ｓ１０４，Ｓ１０５）。ここで、カラーフィルタ基板とアレイ基板との間に形成される液晶層の液晶分子に配向規制力又は表面固定力を与えるために、前記配向膜に対するラビング工程をさらに含んでもよい。
【００３０】
次に、ラビング処理されたカラーフィルタ基板にシール材を塗布する工程を行い、所定のシールパターンを形成する（Ｓ１０７）と共に、アレイ基板に液晶滴下工程で液晶層を形成する（Ｓ１０６）。前述したシール材塗布工程及び液晶滴下工程は他の基板に対して行ってもよい。
【００３１】
ここで、カラーフィルタ基板とアレイ基板は、それぞれ大面積の母基板に形成されている。すなわち、大面積の各母基板に複数のパネル領域が形成され、各パネル領域に駆動素子である薄膜トランジスタ又はカラーフィルタ層が形成される。
【００３２】
その後、貼り合わせ工程（Ｓ１０８）で、液晶が滴下されてシール材が塗布された母基板状態のアレイ基板とカラーフィルタ基板とを位置合わせし、圧力を加えてシール材により２枚の基板を貼り合わせると共に、圧力の印加により滴下された液晶を基板全体にわたって均一に広げる。
【００３３】
前述した工程で大面積の母基板状態のアレイ基板及びカラーフィルタ基板には液晶層が形成された複数の表示パネルが形成され、前記複数の表示パネルが形成された大面積の母基板から第１補助基板及び第２補助基板を分離する工程（Ｓ１０９）を経て、複数の表示パネルに切断してそれぞれを検査することによりフラットパネルディスプレイを作製する（Ｓ１１０）。
【００３４】
ここで、前述したステップＳ１０９の補助基板分離工程は、本発明の基板脱着装置により行われることを特徴とし、基板脱着装置は、初期ギャップ形成ユニットと全面吸着方式脱着ユニットとから構成される。
【００３５】
図２は本発明の実施形態による基板脱着装置を示す概略図である。図２に示すように、本発明の基板脱着装置は、パネル基板と補助基板の間に基板脱着のための初期ギャップを形成する、初期ギャップ形成ユニット１００と、初期ギャップが形成されたパネル基板から補助基板を分離する、全面吸着方式脱着ユニット２００と、を含む。
【００３６】
初期ギャップ形成ユニット１００には、貼り合わせ工程まで完了した１枚の母基板５０が搬入され、パネル基板の一面に付着された第１補助基板に対する初期ギャップ形成工程が行われて搬出され、第１補助基板に対して初期ギャップが形成された母基板５１は全面吸着方式脱着ユニット２００に搬入されて第１補助基板が分離される。さらに、第２補助基板が上を向くようにして、再び初期ギャップ形成ユニット１００及び全面吸着方式脱着ユニット２００により第２補助基板に対する初期ギャップ形成及び基板分離工程が行われる。
【００３７】
ここで、初期ギャップ形成ユニット１００により補助基板に対して初期ギャップを形成する場合、プッシュピン（push pin）を用いるためのカット形状が基板に形成されていなければならない。
【００３８】
図３Ａ〜図３Ｃは初期ギャップ形成ユニットを用いて初期ギャップ形成工程を行うためにカット形状が形成された母基板を示す図である。
【００３９】
前述したように、本発明においては、０．５ｔ以下の薄型のガラス材質のパネル基板、すなわち第１パネル基板５１及び第２パネル基板５２を用いて製造工程を開始する前に、第１補助基板６１及び第２補助基板６２を付着することにより、一般的な液晶表示装置に用いられる約０．７ｔの厚さを有するガラス基板と同程度又は向上した反り防止特性を有するようにし、移送中又は工程実行中に基板の撓みなどが発生することを最小限に抑える。
【００４０】
ここで、複数の液晶パネルがレイアウトされた、貼り合わせられた状態の第１パネル基板５１及び第２パネル基板５２、及び第１補助基板６１及び第２補助基板６２の角部は、所定の傾斜角度でカットされている。
【００４１】
特に、薄型の第１補助基板６１及び第２補助基板６２の少なくとも２つの角部は、方向の区別と後工程のために、第１パネル基板５１及び第２パネル基板５２に比べてカットされる部分が小さくなっているので（図３Ａ、図３Ｂ参照）、貼り合わせると第１補助基板６１及び第２補助基板６２の角部の一部が露出するが、この領域は第１補助基板６１及び第２補助基板６２の初期ギャップ形成工程を始めるためにプッシュピンＰＰが配置されるプッシュピン領域Ａ、Ｂとして用いられる。
【００４２】
すなわち、第１パネル基板５１及び第２パネル基板５２が内側にカットされているので、基板を貼り合わせると第１補助基板６１及び第２補助基板６２の各角部が突出し、その突出部のプッシュピン領域Ａ、Ｂ内に位置するようにプッシュピンＰＰをＸ軸及びＹ軸に沿って移動させる。そして、基板が固定された状態で圧力を加えることにより、まず第１補助基板６１が第１パネル基板５１及び／又は第２パネル基板５２から分離されるようにし、一面に付着された第１補助基板６１に対する１次初期ギャップ形成工程を行い、第１補助基板６１の分離後に、プッシュピンＰＰを用いてプッシュピン領域Ｃ、Ｄに圧力を加えることにより、第２補助基板６２に対する２次初期ギャップ形成工程を行う。
【００４３】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態による基板脱着装置を形成する２つのユニットの構造について説明する。
【００４４】
図４は本発明の基板脱着装置の初期ギャップ形成ユニットを示す図であり、図５Ａ〜図５Ｄは図４の初期ギャップ形成ユニットに含まれる各構成要素を示す図である。
【００４５】
図４に示すように、初期ギャップ形成ユニット１００は、ルーム１０１内に設置され、支持台１０２上に配置されて母基板に形成された角部カットを撮影し、プッシュピンを角部カットに対応させて配置する、ビジョンアライン（vision align）モジュール１１０と、母基板が載置されると基板を定位置に位置合わせする、基板位置合わせモジュール１２０と、プッシュピンを制御して母基板の角部カットを加圧する、プッシュピンモジュール１４０と、プッシュピンにより加圧された角部カットの基板接触部にギャップナイフ（Gap knife）を差し込んで初期ギャップを形成する、ギャップナイフモジュール１５０と、移送される母基板を載置する、吸着ステージ１６０と、吸着ステージ１６０の下部に結合されて母基板を支持する複数のリフトピンを備える、リフトピンモジュール１７０と、を含む。
【００４６】
以下、図４及び図５Ａ〜図５Ｄを参照して、初期ギャップ形成ユニット１００の構造について説明する。
【００４７】
ビジョンアラインモジュール１１０は、支持台１０２に結合されて吸着ステージ１６０の上部に所定距離離隔して設置され、吸着ステージ１６０上に載置された母基板（図示せず）の一領域をリアルタイムで撮影し、その結果に応じて、プッシュピンモジュール１４０を母基板に形成された角部カットに対応させて配置する役割を果たす。
【００４８】
このために、ビジョンアラインモジュール１１０は、角部カットを撮影するイメージセンサを内蔵したセンサ部１１１と、センサ部１１１に結合されてセンサ部１１１を第１方向及び第２方向に移動させる第１走行部１１２及び第２走行部１１３と、第１走行部１１２及び第２走行部１１３に結合されてセンサ部１１１を第３方向に移動させる第３走行部１１４とを含む。ここで、第１方向、第２方向、第３方向をそれぞれＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸に設定してもよい。
【００４９】
基板位置合わせモジュール１２０は、ルーム１０１の内部に母基板が移送されて吸着ステージ１６０に載置されると、母基板を１次位置合わせして定位置に配置する役割を果たす。母基板がルーム１０１の内部に移送され、吸着ステージ１６０を貫通して昇降する複数のリフトピン（図示せず）上に載置されると、基板位置合わせモジュール１２０は、母基板を吸着ステージ１６０に固定する前に位置合わせする。
【００５０】
プッシュピンモジュール１４０は、ビジョンアラインモジュール１１０による撮影結果に応じて、吸着ステージ１６０に載置された母基板の角部カットにプッシュピン１４１を対応させて配置し、プッシュピン１４１を昇降させて角部カットを加圧することにより、母基板の補助基板とパネル基板との間に接触部が露出するようにする役割を果たす。よって、プッシュピンモジュール１４０は、プッシュピン１４１と、母基板の角部カットに対応する位置にプッシュピン１４１を配置するための第１走行部１４３、第２走行部１４４、及び第３走行部１４５と、を含む。ここで、プッシュピン１４１により母基板に印加される圧力が大きすぎたり、長時間圧力が印加されると、母基板が破損することがあるので、これを防止するために、所定の圧力が印加されるとプッシュピン１４１を下降させるようにするロードセル１４２をさらに備えてもよい。
【００５１】
ギャップナイフモジュール１５０は、プッシュピン１４１により加圧される母基板の接触部にギャップナイフ１５１を差し込んで初期ギャップを形成する役割を果たす。詳細には、プッシュピン１４１により加圧された母基板において、補助基板とパネル基板との間である程度の脱着が行われるが、この状態で全面吸着方式脱着ユニットに移送されると、移送中に補助基板とパネル基板が再び貼り合わせられて補助基板が分離しなくなるという問題が生じ得る。このような問題を最小限に抑えるために、ギャップナイフモジュール１５０は、プッシュピン１４１の加圧により補助基板とパネル基板との間の接触部が露出すると、その部分にギャップナイフ１５１を差し込んで基板の付着力を低くすることにより、初期ギャップを形成する。
【００５２】
ギャップナイフモジュール１５０は、ギャップナイフ１５１と、加圧される母基板の接触部にギャップナイフ１５１を進退させるナイフ制御部１５２と、ナイフ制御部１５２を第１方向、第２方向、及び第３方向に移動させる第１走行部１５３、第２走行部１５４、及び第３走行部１５５と、を含む。
【００５３】
吸着ステージ１６０は、支持台１０２によりルーム１０１の内部に設置され、移送された母基板が載置されると、初期ギャップ形成工程の間安定して支持する役割を果たすものであり、真空吸着方式で母基板を載置する。このために、吸着ステージ１６０は、下部に配置されたリフトピンモジュール１７０から昇降する複数のリフトピンが進入する、複数のリフトピンホール１６１と、吸着ステージ１６０の側面に少なくとも１つ形成されて前記プッシュピンが進入する、プッシュピンホール１６５と、マトリクス状に形成され、母基板の全領域を区画して母基板を１次吸着する、メイン真空吸着ライン１６７と、メイン真空吸着ライン１６７により区画された領域のうち、母基板の角部カットと隣接する一領域内にマトリクス状に形成され、母基板を２次吸着する、サブ真空吸着ライン１６９と、を含む。
【００５４】
特に、サブ真空吸着ライン１６９は、プッシュピン１４１により加圧される母基板の角部カットに対応する領域に形成されるものであり、プッシュピン１４１の加圧により母基板が吸着ステージ１６０から脱落する問題を抑制する役割を果たす。すなわち、サブ真空吸着ライン１６９は、メイン真空吸着ライン１６７よりラインの間隔が狭いので、真空状態でその吸着力が他の領域より大きくなり、母基板が脱落する問題を最小限に抑えることができる。
【００５５】
リフトピンモジュール１７０は、吸着ステージ１６０の背面に配置され、ルーム１０１の内部に移送される母基板を吸着する前に臨時に支える役割を果たす。詳細には、リフトピンモジュール１７０は、リフトピン（図示せず）を昇降させることにより、母基板が移送されると吸着ステージ１６０のピンホール１６１を介して露出させて母基板を支え、母基板の位置合わせが完了すると下降させて母基板が吸着ステージ１６０に載置されるようにする。また、リフトピンモジュール１７０は、初期ギャップ形成工程が完了して吸着ステージ１６０から母基板を取り出す際に、付着力により分離されない場合、リフトピンを昇降させることにより、母基板の背面を押して取り出し過程が迅速に行われるように補助する役割をも果たす。
【００５６】
前述した構造により、本発明の初期ギャップ形成ユニットは、母基板に補助基板の脱着のための初期ギャップを形成する工程を行う。以下、図面を参照して、本発明の全面吸着方式脱着ユニットの構造について説明する。
【００５７】
図６は本発明の実施形態による基板脱着装置の全面吸着方式脱着ユニットを示す図であり、図７Ａ〜図７Ｃは図６の全面吸着方式脱着ユニットのステージを示す図であり、図８Ａ及び図８Ｂは本発明の脱着ギャップ形成部を示す図である。また、図９Ａ及び図９Ｂは本発明のボーイング防止部を示す図である。
【００５８】
図６に示すように、本発明の全面吸着方式脱着ユニット２００は、ルーム２０１の内部で支持台２０２上に設置され、羽根型ＯリングＯＲを備え、移送された母基板が載置される、下部ステージ２１０と、下部ステージ２１０の上部に配置され、羽根型ＯリングＯＲを備える、上部ステージ２２０と、下部ステージ２１０と上部ステージ２２０の間にギャップを形成する、脱着ギャップ形成モジュール２３０と、母基板に発生する静電気を除去する、ボーイング防止モジュール２４０と、を含む。
【００５９】
以下、図６及び図７Ａ〜図７Ｃを参照して、全面吸着方式脱着ユニット２００の構造について説明する。
【００６０】
下部ステージ２１０は、支持台２０２の上部に設置され、ルーム２０１に移送された母基板が載置され、工程が行われる間母基板を安定して支持する役割を果たす。下部ステージ２１０は、真空状態で母基板を吸着するマトリクス状の複数の真空吸着ライン２１１が内側に形成されており、真空吸着ライン２１１の外側には羽根型ＯリングＯＲが挿入されるグルーブライン２１３が形成されている。また、グルーブライン２１３の外側には、載置される母基板の側面を囲むように基板止め突起２１４がさらに形成されている。
【００６１】
前述した構造により、全面吸着方式脱着ユニット２００の内部に移送された母基板は、基板止め突起２１４により１次位置合わせされ、羽根型ＯリングＯＲの上部に背面が接触するように載置される。また、真空吸着すると、羽根型ＯリングＯＲがグルーブライン２１３の内部に折れ曲がって挿入され、下部ステージ２１０の上部面に装着される。
【００６２】
特に、下部ステージ２１０上に母基板が瞬間的に吸着されると母基板が破損することがあるので、これを防止するために電空レギュレータ（図示せず）を備え、徐々に吸着されるようにする。後述する上部ステージ２２０においては、この電空レギュレータを省略してもよい。
【００６３】
上部ステージ２２０は、下部ステージ２１０に対応して設置され、補助基板に接触して補助基板を吸着することにより母基板からの脱着工程を行う役割を果たす。上部ステージ２２０の内部には下部ステージと同一形状の真空吸着ライン２２１及びグルーブライン２２３が形成されており、グルーブライン２２３には羽根型ＯリングＯＲが挿入される。
【００６４】
また、図示していないが、上部ステージ２２０には、補助基板の破損有無及び脱着成否を確認するための所定のセンサ（図示せず）をさらに備えてもよい。前記センサとしては、基板に破損が生じると吸着圧力が低くなるので、それを感知する吸着圧力感知センサや、上部に所定高さの突出部があり、脱着すると突出部が押されて脱着を確認することができる脱着感知圧力センサを適用してもよい。
【００６５】
下部ステージ２１０及び上部ステージ２２０による真空吸着工程においては、各真空吸着ラインに連結される真空ポンプなどを用いて真空状態とする。真空吸着ラインは、幅２ｍｍ以下、深さ１ｍｍに形成してもよい。その吸着圧力は、約−３０ｋｐａ〜−９０ｋｐａの範囲内で決定されてもよい。
【００６６】
また、下部ステージ２１０の背面には、補助基板を分離する際に熱を供給して基板の脱着を容易にするヒーティングプレートをさらに備えてもよい。このヒーティングプレートは、母基板の温度を３０℃〜１５０℃に調節し、パネル基板と補助基板とを貼り合わせる力を低減させる役割を果たす。
【００６７】
前述した構造により、母基板が載置され、下部ステージ２１０及び上部ステージ２２０が所定距離離隔した状態で各真空吸着ラインが真空状態になると、羽根型ＯリングＯＲが内側を密閉するので、初期ギャップから脱着が始まり、最終的にパネル基板と補助基板の脱着が行われる。
【００６８】
図７Ｃは図７Ａの一部分を拡大した図であり、羽根型ＯリングＯＲが下部ステージ２１０のグルーブライン内に挿入される構造を示すものである。特に、羽根型ＯリングＯＲは、柔軟な材質からなり、天然ゴム、発泡又は非発泡シリコーンなどのように熱的、化学的及び物理的耐久性に優れた材料で形成してもよい。
【００６９】
また、補助基板の脱着後に、羽根型ＯリングＯＲから補助基板が分離しないという問題が生じることがあるので、その問題を抑制するために、羽根型ＯリングＯＲの表面はパリレンコーティング処理を施すことが好ましい。このパリレンコーティングは、被処理体の形状に関係なく、常温の真空環境においてガス状態でミクロン単位の厚さに蒸着される高分子コーティングであり、パリレンコーティング層は、多結晶性かつ直鎖状であり、優れた疎水性を有するという特性があり、激しい化学反応を起こさないという利点がある。本発明の実施例においては、羽根型ＯリングＯＲに前述した特性を有するパリレンコーティング処理を施すことにより、基板から容易に分離されるように粘着性を低くする。
【００７０】
また、羽根型ＯリングＯＲは、２回折り曲げられた逆コ字状の断面を有するように形成され、上部折曲部は所定の角度だけ傾斜した形態で母基板に接触する。特に、母基板の吸着の際にはその形態を維持せず、グルーブライン２１３の内部に折れ曲がって挿入される。そのために、グルーブライン２１３には所定の段差部２１３ａが形成されている。
【００７１】
よって、下部ステージ２１０及び上部ステージ２２０は、所定距離だけ離隔した位置でそれぞれに備えられる羽根型ＯリングＯＲに、母基板の前面及び背面が接触しており、羽根型Ｏリングの内側が真空状態になると、パネル基板及び補助基板がそれぞれ上下部に吸着されることにより、脱着が行われる。そのために、下部ステージ２１０及び上部ステージ２２０の間隔を調節する、脱着ギャップ形成モジュール２３０が備えられる。
【００７２】
脱着ギャップ形成モジュール２３０は、下部ステージ２１０と上部ステージ２２０との間隔を調節する役割を果たし、ステージの各側面に配置される、固定枠部２３１と、固定枠部間に結合され、少なくとも１つ設けられる、転出入部材２３２と、固定枠部２３１の高さを調節する、高さ調節部２３３と、下部ステージ２１０が設置される、底枠部２３４と、を含む。
【００７３】
特に、転出入部材２３２は、後段に配置された駆動部２３６により内側に移動して上部ステージ２２０が下降する位置を制限する。駆動部２３６は、手動操作構造であってもよく、サーボモータなどで構成されてもよい。また、転出入部材２３２は、少なくとも２つが垂直に積層される構造に構成され、母基板の高さや工程環境に応じて下部ステージ２１０と上部ステージ２２０の間のギャップを適宜調節する。
【００７４】
一方、母基板の載置後に不均一に温度が上昇すると、母基板が反り、その後元に戻ることにより、一部の領域が浮き上がるボーイング（boing）現象が発生することがあり、それにより基板の各領域の高さに２０ｍｍ以上の差が発生し得る。また、脱着工程を行うと母基板に静電気が流入することがあるので、この問題の発生を防止するために放電する必要がある。そのために、下部ステージ２１０の両側端にボーイング防止モジュール２４０を備える。
【００７５】
ボーイング防止モジュール２４０は、下部ステージ２１０に母基板が載置されると両側端を一時的に加圧する役割を果たし、バー状の押さえ棒と連結棒が２つの回転部材２４１、２４２により連結されて下部ステージ２１０に進退する構造に形成される。
【００７６】
また、ボーイング防止モジュール２４０の押さえ棒に所定のブラシを取り付け、母基板に流入した静電気を効率的に放電するように構成してもよい。
【００７７】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態によるフラットパネルディスプレイ製造方法のうち、基板脱着装置を用いた基板脱着方法について説明する。
【００７８】
図１０は本発明の実施形態によるフラットパネルディスプレイ製造方法のうち、基板脱着方法を示すフローチャートである。
【００７９】
図１０を参照すると、工程が完了したパネル基板とそれに付着された第１補助基板、及び第２補助基板を含む母基板を、初期ギャップ形成ユニットのルーム内部に移送し、吸着ステージに載置する（Ｓ２００）。
【００８０】
ここで、前述したように、パネル基板は０．５ｔ以下の薄型ガラス基板からなり、これに所定のプラズマもしくは界面活性剤処理を施すか、又は凹凸状のパターンを形成した約０．３ｔ〜０．７ｔの第１補助基板、及び第２補助基板を付着する。ここで、各基板の厚さは特定の数値に限定されるものではない。
【００８１】
次に、吸着ステージ上に載置した母基板を、基板位置合わせモジュールにより、定位置に位置合わせする（Ｓ２１０）。
【００８２】
次に、母基板から第１補助基板を分離する工程を行う（Ｓ２２０）。まず、ビジョンアラインモジュールが母基板の角部カット領域を撮影して、プッシュピンモジュールを角部カットに対応させて配置し、プッシュピンモジュールが、角部カットを加圧してパネル基板と第１補助基板の間の接触部を露出し、そこにギャップナイフを差し込んで、初期ギャップを形成する（Ｓ２２１）。次に、母基板を全面吸着方式脱着ユニットに移送し、下部ステージに載置して上部ステージを下降させ、真空方式で第１補助基板を分離する（Ｓ２２２）。ここで、前記下部ステージ及び前記上部ステージに備えられた羽根型Ｏリングにより母基板が囲まれ、真空過程で上部ステージに第１補助基板が吸着されることにより、パネル基板からの脱着が行われる。
【００８３】
その後、第１補助基板が分離された母基板を上下反転させ、次いで初期ギャップ形成ユニットの吸着ステージ上に再び載置する（Ｓ２３０）。すなわち、吸着ステージ上には、分離する第２補助基板が上を向くように母基板が載置される。
【００８４】
次に、前記基板位置合わせモジュールにより、母基板を定位置に位置合わせする（Ｓ２４０）。
【００８５】
次に、母基板から第２補助基板を分離する工程を行う（Ｓ２５０）。まず、前記プッシュピンを用いて第２補助基板の角部カットを所定の圧力で押し上げ、薄型ガラス基板と第２補助基板、すなわちパネル基板と第２補助基板との間のギャップナイフ差し込み空間となる接触部を露出し、そこでギャップナイフを一方向から他方向に移動させて第２補助基板と母基板の接触領域を一部脱着することにより、初期ギャップを形成する（Ｓ２５１）。
【００８６】
次に、母基板を全面吸着方式脱着ユニットに移送し、下部ステージに載置して上部ステージを下降させ、真空方式で第２補助基板を分離する（Ｓ２５２）。ここで、前記下部ステージ及び前記上部ステージに備えられた羽根型Ｏリングにより母基板が囲まれ、真空過程で上部ステージに第２補助基板が吸着されることにより、パネル基板からの脱着が行われる。
【００８７】
前述した説明には多くの事項が具体的に記載されているが、これらは発明の範囲を限定するものではなく、好ましい実施形態の例示として解釈されるべきである。よって、本発明の範囲は、前述した実施形態ではなく、特許請求の範囲とその均等物により定められるべきである。
【符号の説明】
【００８８】
１００  初期ギャップ形成ユニット
１０１  ルーム
１０２  支持台
１１０  ビジョンアラインモジュール
１２０  基板位置合わせモジュール
１４０  プッシュピンモジュール
１５０  ギャップナイフモジュール
１６０  吸着ステージ
１７０  リフトピンモジュール
【図１】
2014235433.tif 000003
【図２】
2014235433.tif 000004
【図３Ａ】
2014235433.tif 000005
【図３Ｂ】
2014235433.tif 000006
【図３Ｃ】
2014235433.tif 000007
【図４】
2014235433.tif 000008
【図５Ａ】
2014235433.tif 000009
【図５Ｂ】
2014235433.tif 000010
【図５Ｃ】
2014235433.tif 000011
【図５Ｄ】
2014235433.tif 000012
【図６】
2014235433.tif 000013
【図７Ａ】
2014235433.tif 000014
【図７Ｂ】
2014235433.tif 000015
【図７Ｃ】
2014235433.tif 000016
【図８Ａ】
2014235433.tif 000017
【図８Ｂ】
2014235433.tif 000018
【図９Ａ】
2014235433.tif 000019
【図９Ｂ】
2014235433.tif 000020
【図１０】
2014235433.tif 000021
【図１１Ａ】
2014235433.tif 000022
【図１１Ｂ】
2014235433.tif 000023