JP4012887B2 - 平板型基板ホルダー - Google Patents

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本発明は,平板型基板(flat panel)のホルダーに関し,より詳細には,LCDやPDP,有機ELなどの平板ディスプレイの製造時に基材として用いられるガラス基板などの平板型基板を保持するホルダーに関する。
一般に,平板ディスプレイとしては,LCD(liquid crystal display),PDP(plasma display panel)又は有機EL(Organic Electro Luminescence)が広く用いられている。このうちLCDは,別途の光源を必要とする上に,明るさ,対照,視野角及び大面積化について技術的限界がある。従って,最近は有機ELに関する研究が活発に行われている。有機ELは,低電圧でも駆動可能で,広い視野角を提供することが可能な自己発光型・軽量薄型の平板ディスプレイであり,応答性が速いという利点を有する。
このような平板ディスプレイは,主にガラスなどの素材から,蒸着工程などを含む一連の工程を経て製造される。平板型基板(flat panel)は,平板ディスプレイの製造時に基材として用いられるガラス基板などである。この平板型基板はホルダーに固定された状態で様々な種類の蒸着工程を経るが,この際,当該基板は蒸着面を下向きにしてホルダーにより保持される。このようなホルダーの保持動作は,蒸着工程の精密度に重要な影響を与える。例えば,基板は,ホルダーによって保持された状態で,良好な偏平度(平面度)を保つことが要求される。また,作業性及び作業時間の短縮のために,ホルダーに対して基板を着脱容易であることが求められる。
従来,平板型基板を保持する手段として,真空チャック(vacuum chuck)或いは静電チャック(electrostatic chuck)が知られている。
真空チャックを用いる方法は,基板に吸着板を当て,平板型基板の後方から吸着板の空気を吸入して気圧差を用いて平板型基板を吸着保持する手法である。しかし,真空チャックは,ほぼ真空状態で行われる蒸着工程などでは使用することができず,構造が複雑であるという問題があった。即ち,平板ディスプレイを製造する際には,塵や水蒸気,酸素などの異物が,不良率の増加の主要因となるので,真空状態における作業を必要とする。このため,真空チャックはこのような真空内で処理を行う場合には適用できないという問題があった。
また,静電チャックを用いる方法は,平板型基板の背面側に配置された導電体に電流を流し,この電流により形成された電場によって,例えばガラス材質の平板型基板を帯電させ,静電気力(electrostatic force)によって平板型基板を静電吸着して保持する手法である。この静電チャックを用いる方法は,真空中でも使用可能であるが,次のようなの幾つかの欠点を抱えている。即ち,静電チャックによって広面積の平板型基板を保持するためには,大きい電気場を必要とするので,消費電力が増大し,様々な種類の蒸着工程を経る間に継続的に電流を供給するためには,複雑な機械装置が必要となってしまうという問題がある。また,電流によって基板に形成された電場が,平板型基板に付加される物質例えば蒸着化学物質などに影響を及ぼして,性能低下を誘発してしまうという問題がある。特に,基板を分離するために電流供給が遮断されるが,この際,平板型基板に帯電されたチャージ(電荷)が直ちに除去されずに残留するので,基板の分離が困難であるという問題があった。
本発明は,上記問題に鑑みてなされたものであり,本発明の目的とするところは,構造が単純で且つ真空中でも使用可能な,新規かつ改良された平板型基板ホルダーを提供することにある。
また,本発明の他の目的は,消費電力を低減し,広面積の平板型基板を,良好な偏平度を維持しながら容易に保持することが可能な,新規かつ改良された平板型基板ホルダーを提供することにある。
上記課題を解決するために,本発明のある観点によれば,支持台の上面に載置された平板型基板を保持する平板型基板ホルダーが提供される。この平板型基板ホルダーは,支持台の上部に略水平に配設され,底面に複数の第1の孔が穿設された保持板と;保持板の底面に装着され,第1の孔を密閉する複数の第1の弾性膜と;第1の弾性膜の下面側に設けられ,平板型基板を粘着する粘着膜と;第1の弾性膜を下方に膨張させる弾性膜制御手段と;を備え,粘着膜は,中央部に非粘着部が設けられるたことを特徴とする。支持台は,昇降制御されてもよい。
かかる構成により,例えば,再接着用粘着剤を塗布(粘着膜)した弾性素材の隔膜(弾性膜)が配列された平板型基板ホルダーの保持板を提供できる。このため,構造が単純であり,真空中でも使用可能となり,消費電力を低減でき,大面積の平板型基板であっても容易に保持することができるという利点がある。
また,上記弾性膜制御手段は,保持板に設けられ複数の第1の孔と連通した第1の通気口,に供給される空気を制御して,第1の弾性膜の内外に気圧差を発生させることにより,第1の弾性膜を下方に膨張させるようにしてもよい。
また,上記弾性膜制御手段は,保持板の上部に垂直移動可能に配設された昇降板を備え:この昇降板は,昇降板の底面において第1の孔に対応する位置にそれぞれ穿設された複数の第2の孔と;第2の孔と連通し,昇降板の底面から下方に突出し,貫通孔である第1の孔に挿入可能な複数の延長管と;延長管の下端を密閉する複数の第2の弾性膜と;複数の延長管と連通した第2の通気口と;を有し:上記弾性膜制御手段は,昇降板の延長管を保持板の第1の孔に挿入させた状態で,第2の通気口に供給される空気を制御して,第2の弾性膜の内側と第1の弾性膜の外側との間に気圧差を発生させることにより,第1の弾性膜を下方に膨張させるようにしてもよい。
また,上記弾性膜制御手段は,保持板の上部に垂直移動可能に配設された昇降板を備え:この昇降板は,昇降板の底面から下方に突出し,貫通孔である第1の孔に挿入可能な複数の延長管と;延長管内に配設されたソレノイドと;を有し:上記弾性膜制御手段は,昇降板の延長管を保持板の第1の孔に挿入させた状態で,ソレノイドに印加する電気信号を制御して延長管からソレノイドを突出させることにより,第1の弾性膜を膨張させるようにしてもよい。
また,上記ソレノイドは,第1の弾性膜の全体を押圧可能な基板粘着用の外部ソレノイドと;外部ソレノイドの内部に設けられ,第1の弾性膜の中心部を押圧可能な基板分離用の内部ソレノイドと;を有するようにしてもよい。
また,上記第1の弾性膜は,伸張性を有する軟質の合成樹脂材からなり,第1の孔と略同一形状を有し,第1の孔の周縁部に接着されるようにしてもよい。
また,上記第1の弾性膜及び粘着膜は,少なくとも4角以上の略多角形状または略円形状を有するようにしてもよい。
また,上記非粘着部は,粘着膜の中央部に帯状に設けられるようにしてもよい。
また,上記課題を解決するために,本発明の別の観点によれば,支持台の上面に載置された平板型基板を保持する平板型基板ホルダーが提供される。この平板型基板ホルダーは,支持台の上部に略水平に配設され,係止部を有する複数の孔が穿設された保持板と;保持板の孔内に配設され,係止部によって係止される被係止部を有し,底部が保持板の底面から突出するように弾性変形可能な複数の弾性板と;弾性板の底面に設けられ,平板型基板を粘着する粘着膜と;保持板の上部に垂直および水平移動可能に配設され,底面には孔に挿入可能な複数の第1の突出部が設けられており,第1の突出部によって弾性板の底部の略全体を押圧して保持板の底面から弾性板の底部の略全体を突出させる粘着用プレートと;保持板の上部に粘着用プレートと干渉しないように垂直および水平移動可能に配設され,底面には孔に挿入可能な複数の第2の突出部が設けられており,第2の突出部によって弾性板の底部の中央部を押圧して弾性板の底部を湾曲した状態で突出させる分離用プレートと;を備えることを特徴とする。
また,上記被係止部と係止部との間には弾性部材が配設されているようにしてもよい。
また,上記課題を解決するために,本発明の別の観点によれば,支持台の上面に載置された平板型基板を保持する平板型基板ホルダーが提供される。この平板型基板ホルダーは,平板型基板の上面に装着された1または2以上の磁性板と;支持台の上部に略水平に配設され,磁性板に対応する1または2以上の磁石が底面に装着され,略垂直方向に複数の貫通孔が穿設された保持板と;保持板の上部に配設され,貫通孔に挿入されて平板型基板の上面と当接する複数の突出ピンが底面に設けられた分離用プレートと;を備えることを特徴とする。
また,上記磁性板は,真空状態で使用可能な粘着剤によって平板型基板に付着されるようにしてもよい。
また,上記磁性板は,真空状態で使用可能であり磁性体より広面積の単面接着フィルムによって覆われるようにして平板型基板に付着されるようにしてもよい。
また,上記課題を解決するために,本発明の別の観点によれば,昇降制御される支持台の上面に載置された平板型基板を保持する平板型基板ホルダーが提供される。この平板型基板ホルダーは,支持台の上部で水平移動可能に配置される保持板の底面に多数の孔を穿設し,この孔を密閉する多数の弾性膜を配設し,この弾性膜の底面に粘着膜を構成し,弾性膜を下方に膨出させる弾性膜制御手段を含むことを盗聴とする。
上記弾性膜制御手段は,それぞれの孔を一つの出口と連通させ,出口に供給される空気を制御して弾性膜を境界として上下部に圧力差を発生させるように構成されてもよい。
また,弾性膜制御手段は,保持板の上部で垂直移動可能に配置され,下部に穿孔される多数の孔からそれぞれ孔に挿入できるように延長され且つ底面が弾性膜によって密閉された多数の延長管を有する昇降板を含んでなり,それぞれの延長管を一つの出口と連通させ,出口に供給される空気を制御して弾性膜を境界として保持板の上下部に圧力差を発生させるように構成されてもよい。
また,弾性膜制御手段は,保持板の上部で垂直移動可能に配置され,下部に穿孔される多数の孔からそれぞれ孔に挿入できるように延長される多数の延長管を有する昇降板を含んでなり,この昇降板は延長管内に挿入されて電気信号によって弾性膜を拡張させるソレノイドを含むように構成されてもよい。
また,それぞれのソレノイドは,基板粘着用の外部ソレノイドと基板分離用の内部ソレノイドの2重になっていてもよい。
弾性膜は,軟質の合成樹脂材からなって高い延伸率を有し,それぞれ孔と同一の形で構成されて孔の周縁にボンディングされてもよい。
粘着膜の中央部に非粘着部を設けることで,分離作用が容易に行われる。弾性膜及び粘着膜は少なくとも4角以上の多角形又は円形に構成されてもよい。
また,上記課題を解決するために,本発明の別の観点によれば,昇降制御される支持台の上面に載置された基板を保持する平板型基板ホルダーが提供される。この平板型基板ホルダーは,支持台の上部で水平移動可能に配置され,内部にそれぞれ対向する係止段部を有する多数の孔が設けられた保持板と,両端には係止段部に係止される係止片が折り曲げられて設けられ,底面が保持板の底面から湾入する突入位置と保持板の底面から膨出する突出位置との間で弾性的に変形する弾性板と,弾性板の底面にボンディングによって固定されて粘着力を維持し,基板を付着させる粘着膜と,保持板の上部で垂直及び水平移動可能に配置され,底面にはそれぞれ孔に挿入できるように突出する多数の作動棒を有する粘着用プレートと,保持板の上部で粘着用プレートと干渉しないように垂直及び水平移動可能に配置され,底面にはそれぞれ孔に挿入できるように突出する多数の作動ピンを有する分離用プレートとを含んでなることを特徴とする。
また,上記係止片と係止段部との間には,弾性部材例えばバネが設置されることが好ましい。
また,上記課題を解決するために,本発明の別の観点によれば,昇降制御される支持台の上面に載置された基板を保持する平板型基板ホルダーが提供される。この平板型基板ホルダーは,基板の上面に均一な分布で配置される複数の磁性板と,磁性板の上部に移動可能に配置され,底面に磁性板に対応する複数の永久磁石が設置され,全面にわたって貫通孔が設けられる保持板と,保持板の上部に設置され,底面に貫通孔から挿入されて基板の上面と干渉する単数の作動ピンを有する分離用プレートとを含むことを特徴とする。
また,上記磁性板は,真空で使用可能な粘着剤を用いて基板に付着し,或いは真空で使用可能で且つ磁性板を覆いながら基板に固定される単面接着フィルムによって基板上に付着されてもよい。
以上説明したように本発明にかかる平板型基板ホルダーは,構造が単純であり,真空中でも使用可能であり,大面積の平板型基板であっても良好な偏平度を維持して好適に保持できる。
以下に添付図面を参照しながら,本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお,本明細書及び図面において,実質的に同一の機能構成を有する構成要素については,同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
(第1の実施形態)
まず,本発明の第1の実施形態にかかる平板型基板ホルダーについて説明する。図1ないし図5は,第1の実施形態にかかる平板型基板ホルダーを示す図である。
図1ないし図5に示すように,本実施形態にかかる平板型基板ホルダーは,支持台10に載置された平板型基板を保持する保持装置であり,例えば,保持板20と,調節弁30とを備える。
支持台(ベース)10は,別途の制御装置によって昇降動作が制御され,外部から搬入された平板型基板12(以下では,単に「基板12」という場合もある)を支持する。この支持台10は,上面に載置された基板12を支持し,後述する作業位置に基板12を上昇させる支持台である。この支持台10の上面には,エアバック(図示せず。)などが設置されており,基板12を保護するようになっている。なお,基板12の背面のパターンなどを保護する必要がある場合などには,まず,保持板20の弾性膜24が上向きになるように位置させ,基板12を保持板20上に載置した後に保持板20によって基板12を保持し,その後保持板20を180°回転させることによって基板12を回転させて下向きにして,蒸着工程等を開始することもできる。
支持台10の上方には,例えば,レール(図示せず。)に沿って水平移動可能に配置された保持板20が配設される。この保持板20は,全体としては,例えば,略矩形状の板状部材などで構成されている。この保持板20は,レールに沿って,支持台10の上部に位置する作業位置,即ち基板12を保持する位置に進入して待機し,また,基板12の保持完了後には,レールに沿って次の工程を行う位置に移行する。
この保持板20の底面(支持台10との対向面)には,所定の深さを有する例えば略円形の複数の孔22(第1の孔)が設けられている。これら複数の孔22は,例えば,保持板20の底面上において,所定間隔で略均等かつ規則的に分布するように配設されている。より具体的には,例えば,図2に示すように,複数の孔22(図2ではこの孔22の入口に配設された弾性膜24および粘着膜26を示す。)は,それぞれ略正方形の格子の交点上に配設されている。これらの孔22は,保持板20の側面に設けられた例えば1つの通気口(出口)28(第1の通気口)と連通するように構成される。
保持板20底面側における上記それぞれの孔22の周縁部には,所定の弾性を有する弾性膜24(第1の弾性膜)が固定されている。この弾性膜24は,縁部が孔22の入口にボンディング(接着剤)などによって固定されており,良好な結合状態が保たれている。この弾性膜24は,優れた延伸率(伸張率)を有する材質で形成されており,例えばシリコン膜が好ましい。弾性膜24は,例えば,任意の直径を有する円形の平面状態から,外力によって同一の直径を有する半球形への延伸変形した後に,上記外力が除去されると元の形態,即ち円形の平面状態への復元が可能な程度の延伸率及び弾性復元力を少なくとも有する。
弾性膜24の下面(保持板20とは反対側の面)には,例えば略円形の粘着膜26が固着されている。この粘着膜26は,一側面(上面)が接着剤等によって弾性膜24に固着され,一方,他側面(下面,即ち,基板12との対向面)は,粘着物質等が塗布されているため粘着力を有している。
図2に示すように,上記弾性膜24及び粘着膜26は,それぞれ略円形を有する。上記粘着膜26は,ガラスなどの材質に対して良好な粘着力を有しており,上記基板12に対して好適に接着できる。この粘着膜26は,基板12と分離後には,基板面に粘着物質が残留しないような性質を有する。また,粘着膜26に下面に塗布された粘着物質は,例えば長期間粘着力を保つので,半永久的に利用可能なものである。このような粘着物質については公知になっているので,ここでは詳細な説明を省略する。また,この粘着膜26の中心部には,非粘着部26aが形成されている。この非粘着部26aは,例えば,粘着膜26の中心部に粘着物質を塗布しない部分を形成することで構成できる。
また,本実施形態にかかる平板型基板ホルダーは,図1に示すように,上記保持板20の通気口28を介して流れる空気量を調節する調節弁30を備える。この調節弁30は,上記空気の流れを制御することで,弾性膜24を境界として,弾性膜24の上部と下部との間(保持板20の内部と外部との間)に圧力差を発生させ,これにより,弾性膜24を変形させることができる。
以下,上記のような構成を有する本実施形態にかかる平板型基板ホルダーの動作を説明する。
まず,図1に示すように,支持台10が下降した状態で,支持台10の上部の作業位置,即ち基板12が保持されるべき位置に,保持板20が配置される。次いで,このような状態で基板12が支持台10上に供給(搬入)され,その後,支持台10を昇降させる駆動装置(図示せず。)によって支持台10が上昇される。これによって,基板12の上面は,保持板20の底面の近傍に位置づけられるが,この状態では,保持板20の底面,弾性膜24および粘着膜26とは非接触である。
次いで,上記のような状態から,図3に示すように,調節弁30が開放され,保持板20の通気口28に外気が流入可能な状態となる。このような調節弁30の開放によって,通気口28を介して,孔22内には外気が流入して圧力が上昇するので,弾性膜24が保持板20の底面から膨出する。この際,上記孔22内に作用する圧力は大気圧である。即ち,本実施形態にかかる平板型基板ホルダーは,例えば,真空雰囲気を形成する真空室に設置されているので,孔22を大気と連通させることにより,結果的には,孔22の内部が,略真空状態の孔22の外部よりも相対的に高圧となるため,弾性膜24が孔22の外側に膨らむように変形して保持板20の底面よりも突出する。
このようにして弾性膜24が下方に膨出するので,上昇した支持台10に載置された基板12の上面は,弾性膜24の底面に接着されている粘着膜26に接触する。なお,上記のような支持台10の上昇動作は,基板12が保持板20の底面に接触するより手前でストップしており,基板12の上面と保持板20の底面との間には所定の隙間があるので,弾性膜24および粘着膜26は大気圧によって十分膨張する。
このような状態で,図4に示すように,保持板20内を真空引きすることで孔22内の圧力を低減して負圧とすることで,弾性膜26を元の扁平な状態に戻し,かつ,支持台10が元の位置に下降される。すると,基板12の上面と粘着膜26とが粘着した状態が維持されて,基板12は保持板20に保持される。換言すると,支持台10に載置されていた基盤12が,保持板20によってピックアップされる。このような状態で,基板12を保持した保持板20は,上記レール(図示せず。)に沿って,次の工程,例えば蒸着のためのシャドーマスクホールド工程などを行う装置がある位置まで移動し,この位置で蒸着工程がなされ,基板12の下面(蒸着面)に各種の物質が蒸着処理される。
次に,上記のような蒸着工程の終了後における,保持板20から基板12を分離する過程について説明する。図5はこのような分離動作を説明するための主要部分を示す拡大断面図である。
基板12は,蒸着工程の終了後には,次の分離工程を行う位置まで移動される。この分離工程を行う位置で停止した後に,調節弁30が開放され,保持板20の孔22の内部に大気圧が作用させられる。従って,孔22内の圧力上昇に伴って弾性膜24が膨張するので,基板12は徐々に粘着膜26から離れる。即ち,各弾性膜24は内側からの圧力によって押し出されて略半球状に膨出するので,各粘着膜26に粘着されている基板12の各被粘着部分は,周辺部から徐々に剥離されていき,弾性膜24が十分膨出すると,図5に示すように,各被粘着部分の中央部のみで,粘着膜26の非粘着部26aおよびその周辺に接触している状態となる。このように粘着膜26と基板12との粘着面積が小さくなると,粘着膜26は,重力に逆らって基板12の懸架状態を維持するために必要な力を喪失する。従って,基板12上面が粘着膜26から剥離するため,基板12は保持板20から分離されて,下方に配された上記とは別の支持台(図示せず。)上に載置される。
このように,第1の実施形態では,再接着可能な粘着剤を塗布した弾性素材の隔膜(即ち,弾性膜24および粘着膜26)が装着された平板型基板ホルダーが提供される。この平板型基板ホルダーは,静電チャックや真空チャックと比べて構造を単純化でき,さらに,真空中でも使用可能できる。また,消費電力が不要であり,大面積の平板型基板であっても,扁平度を保ちながら好適に保持できる。
(第2の実施の形態)
次に,本発明の第2の実施形態にかかる平板型基板ホルダーについて説明する。図6ないし図8は,第2の実施形態にかかる平板型基板ホルダーの弾性膜制御手段を示す図である。この第2の実施形態にかかる平板型基板ホルダーは,保持板20を独立に構成して移送負荷を減らすことが可能な構成である。
図6および図7に示すように,第2の実施形態にかかる平板型基板ホルダーは,保持板20の上方に垂直移動可能に配設される昇降板40と,保持板20とを備えている。昇降板40は,底面に穿孔される複数の孔(第2の孔)と,この孔からそれぞれ上記保持板20の孔22内に挿入可能な形状で下方に向かって延長形成され,底部に弾性膜46(第2の弾性膜)が設置された複数の延長管42とが一体に構成されている。それぞれの延長管42は,昇降板40内部に設けられた通路を介して,昇降板40の側面に設けられた例えば1つの通気口44(第2の通気口)と連通するように構成される。
保持板20は,その底面に形成された孔22(第1の孔)と,この孔22を塞ぐ弾性膜24(第1の弾性膜)と,この弾性膜24の底面に貼り付けられた粘着膜26とを備える。この孔22は,保持板20を垂直方向に貫通する貫通孔として構成されている点で,上記第1の実施形態の場合と異なる。また,弾性膜24および粘着膜26の機能構成は,上記記第1実施形態の場合と略同一である。
平板型基板ホルダーは,さらに,上記昇降板40の通気口44を介して流れる空気量を調節する調節弁30を備える。この調節弁30は,上記空気流れを制御して,延長管42の弾性膜46を境界として,弾性膜46の上部と下部との間(昇降板20の内部と外部との間)に圧力差を発生させ,これにより,弾性膜46を変形させることができる。この弾性膜46の変形により,昇降板20の下側に保持板20が位置づけられた際には,保持板20の弾性膜24の変形を誘発できる。
次に,このような構成を有する平板型基板ホルダーの動作について説明する。
図6のような状態,即ち,保持板20が作業位置に配置されており,支持台10上に基板12が載置された状態で,支持台10が上昇し,これと同時に昇降板40が下降する。これにより,図7に示すように,支持台10は保持板20の底面に達して停止し,昇降板40の延長管42は保持板20の孔22に挿入されることにより,基板12が粘着膜26に粘着される。このような状態から,上述した第1実施形態と同様な動作で,基板12が保持板20に粘着・保持される。このような基板12の粘着が完了すると,支持台10が下降するとともに昇降板40が上昇して元の位置に戻る。すると,基板10は保持板20に付着した状態を維持(図示せず。)し,このような状態で,次の蒸着工程等へ移動する。
第2実施形態においては,基板12を保持板20から分離する分離工程では,例えば,上記保持位置に提供された昇降板40と略同一構造の別の昇降板40が必要である。即ち,分離工程では,図8に示すように,別の昇降板40を用いて,延長管42を保持板20の孔22に挿入した状態で,昇降板40の弾性膜46および保持板20の弾性膜24を膨出させることにより,基板12が保持板20から分離される。
このような第2実施形態にかかる平板型基板ホルダーよれば,昇降板40が昇降して,保持板20の弾性膜24の変形を制御できるので,工程間の移動時に比較的軽量の保持板20のみを移送手段(図示せず。)によって移動させれば済む。このため,装置の移動負荷を低減することができる。また,特に,上記第1実施形態で予想される問題,即ちエア供給ラインが上記第1実施形態のような保持板20と共に移動することが原因で生ずる問題(例えば,エア供給ラインの破損や,装置構成の複雑化など)を解消することができる。
(第3の実施の形態)
次に,本発明の第3の実施形態にかかる平板型基板ホルダーについて説明する。図9ないし図11は,第3の実施形態にかかる平板型基板ホルダーの弾性膜制御手段を示す図である。この第3の実施形態にかかる平板型基板ホルダーは,移送負荷を減らす構造を維持し,弾性膜の制御を電気の力で具現している。
図9ないし図11によれば,第3実施形態にかかる平板型基板ホルダーは,保持板20の上方に垂直移動可能に配設される昇降板50と,上記第2の実施形態と略同一の保持板20と,支持台10とを備えている。昇降板50は,底面に穿孔される複数の孔と,この孔からそれぞれ保持板20の孔22内に挿入可能な形状で下方に向かって延長形成された複数の延長管52とが一体に構成されている。さらに,各延長管52の内部には,上記孔22内に挿入されて,電気信号によって弾性膜24を拡張(膨出)させるソレノイド54,56が設けられている。このソレノイド54,56は,基板粘着用の外部ソレノイド54と,基板分離用の内部ソレノイド56とが二重に設けられている。
次に,このような構成を有する平板型基板ホルダーの動作について説明する。
図9のような状態,即ち保持板20が作業位置に配置されており,支持台10上に基板12が載置された状態から,図10に示すように,昇降板50が下降して延長管52が保持板20の孔22内に挿入されるとともに,第1実施形態と同様にして基板12が載置された支持台10が上昇する。このような状態で,弾性膜制御手段によって基板12の保持を指示する電気信号(保持信号)が印加されると,外部ソレノイド54が作動,即ち下方に突出して,弾性膜24を下方に膨出させる。この外部ソレノイド54の作動時には,内部ソレノイド56もともに突出する。この際,弾性膜24は少し突出し,基板12と粘着膜26とが互いに密着押圧されて粘着される。
このような基板12の粘着が完了すると,支持台10が下降するとともに昇降板50が上昇して元の位置に戻る。次いで,保持板20のみが基板12と共に,次の工程へ移動する。
一方,基板12を分離する場合には,弾性膜制御手段によって基板12の分離を指示する電気信号(分離信号)が印加されると,内部ソレノイド56のみが作動して,下方に突出する。この際,外部ソレノイド54は,延長管52内に収容・固定された状態を維持し,内部ソレノイド56のみが突出する。従って,図11に示すように,作動バー56aが弾性膜24の中央部を押圧するので,弾性膜24は,略逆円錐状に膨出する。これにより,弾性膜24の下面側に貼り付けられた粘着膜26と基板12との接触面積が小さくなるため,基板12が粘着膜26から剥離して,基板12が保持板20から分離される。
このような第3の実施形態にかかる平板型基板ホルダーよれば,第2の実施形態と同様に,保持板20の重量を低減して移動負荷を低減することができる。また,ソレノイド54,56に印可される電気制御によって,弾性膜24を制御できるので,第1及び第2実施形態のようなエアを供給するための装置が不要である。このため,平板型基板ホルダーの構造を単純化でき,作業空間を清潔に保つので,製品の不良率を低減できるという効果がある。
なお,上記第1〜第3の実施形態において,例えば,各粘着膜26の中央部には粘着力のない非粘着部26aが設けられることが好ましい。即ち,図2に示すように非粘着部26aを構成することにより,分離過程で図5,図8,図11に示すように弾性膜24が十分膨出した状態では,基板12に粘着膜26の中央部のみが接することになる。ところが,中央部は非粘着部26aで構成されているので,基板12が粘着部26に付着していることができなくなる。従って,非粘着部26aは,弾性膜24が十分膨出した状態でも基板12が分離しない場合などに,対処することができる。
(第4の実施の形態)
次に,図12ないし図15に基づいて,本発明の第4の実施形態にかかる平板型基板ホルダーについて説明する。
図12は,弾性板60の構成を示す斜視図であり,図13は,弾性板60が保持板20に結合している状態を示す図である。図12及び図13に示すように,弾性板60は,全体としては例えば略矩形を有する金属板を折り曲げ加工して形成されており,一方,保持板20には,この弾性板60と嵌合可能な例えば略四角形の複数の孔22が均等に穿設されている。それぞれの孔22の内壁には,対向する一対の係止段部22a(係止部)が形成されている。弾性板60は,例えば,その両端に,上記孔22内の係止段部22aによって係止される係止片62(被係止部)が設けられている。この弾性板60の底面は,保持板20の底面(下面)から非突出/突出可能である。具体的には,弾性板60は,その底面が,保持板20の底面から孔22内に,断面略円弧状に湾入する陥没状態(湾入位置)と,保持板20の底面から下方に断面円弧状に膨出する突出状態(突出位置)との間で,弾性的に変形できるように構成される。この際,湾入形態は,ほぼ水平に近い形,即ち非常に大きい曲率半径を有する弧状である。
粘着膜26は,例えば,上記弾性板60の底面と略同一或いは若干小さい面積を有する略四角形状を有し,上記弾性板60の底面にボンディングされる。粘着膜26には,例えば,弾性板60の底面の中央を横断する帯状の非粘着部26aが設けられることが好ましい。
この保持板20の上部には,図14に示すように,例えば,水平および垂直方向に移動可能な粘着用プレート70が配設されている。この粘着用プレート70の底面には,上記各弾性板60の全体を上方から押圧する複数の大型突出部(作動棒;第1の突出部)70aが下方に向けて突設されている。この大型突出部70aによって弾性板60のほぼ全体を押圧したときの,大型突出部70aと弾性板60の接触面積は,弾性板60の底面積と略同一である。
一方,この粘着用プレート70一側には,図15に示すように,水平および垂直方向に移動可能な分離用プレート72が配設されている。この分離用プレート72は,各弾性板60の非粘着部26aに対応する部分を押圧する複数の小型突出部(作動ピン;第2の突出部)72aが突設されている。この小型突出部72aによって弾性板60の中央部を押圧したときの,小型突出部72aと弾性板60の接触面積は,弾性板60の底面積よりもかなり小さい。
このような,粘着用プレート70と分離用プレート72は,それぞれ保持板20の上部に水平及び垂直移動可能に設置されるもので,移動時に相互に干渉しないように配設される。
また,上記係止片62と係止段部22aとの間には,弾性部材例えばバネ64が介在している。それぞれのバネ64は,例えば弾性板60と保持板20とを連結・固定するように設置されている。このバネ64は,弾性板60に負荷のない自然状態では,弾性板60の底面が保持板20の底面より上方に位置するように,弾性板60に対して上方向の弾性力を与え,弾性板60を弾性的に支持する。このため弾性板60の底面は保持板20の底部から突出しない。一方,弾性板60に下方向の負荷が与えられたときには,バネ64は縮んで弾性板60が下方に移動するため,弾性板60の底面は保持板20の底部から突出する。
次に,このような構成を有する第4実施形態にかかる平板型基板ホルダーの動作について説明する。
図14に示すように,支持台10の上昇と同時に粘着用プレート70が下降して,大型突出部70a(作動棒)が弾性板60の底部全体を押圧すると,バネ64が圧縮されて弾性板60の底部全体が孔22から突出し,基板12の上面に接触する。このような状態で,支持台10が下降し粘着用プレート70が上昇しても,粘着膜26によって基板12が弾性板60に粘着された状態を維持するため,基板12は保持手段20によって保持される。この際,基板12の重量により,バネ64は初期状態に弾性復元しないので,弾性板60は保持板20の内部に陥没せず,基板12と粘着した状態を保つ。従って,このような状態で粘着用プレート70が上昇して保持板20から離脱し,次いで,基板12を保持した保持板20は蒸着工程位置に移動した後,基板12の蒸着処理が行われる。そして,この蒸着処理の完了後,基板12を分離するために,蒸着処理済みの基板12を初期位置に移動させた状態で,図15に示すように,分離用プレート72を下降させる。これにより,小型突出部(作動ピン)72aが弾性板60の中央部,即ち非粘着部26aを押圧する。この結果,弾性板60は,チュ凹部を中心として下方に膨出して,基板12と粘着膜26との粘着面積が小さくなるので,基板12が粘着膜から剥離し,保持板20から分離される。
このような第4の実施形態にかかる平板型基板ホルダーよれば,弾性板60と保持板20との間にバネ64を介在させることにより,基板12を保持した保持板20が移動する際に発生しうる機械的な振動などが原因の基板12の振動を最小化し,ひいては,上記振動により基板12が保持板20から脱落することを防止できる。
なお,本発明によれば,上記第4実施形態で説明した保持板20の構成と,第3実施形態にかかる昇降板50の構成とを複合的に組み合わせて,ソレノイド54,56の動作によって弾性板60の突出を制御するようにすることも予想できる。即ち,弾性板60による基板12の保持動作は外部ソレノイド54の動作によって行い,弾性板60からの基板12の分離動作は内部ソレノイド56の作動によって行ってもよい。これにより,合成樹脂(ゴム)材の弾性膜26に比べて,保持板20による基板20の保持および分離動作の信頼性を向上できる。
(第5の実施の形態)
次に,図16ないし図19に基づいて,本発明の第5の実施形態にかかる平板型基板ホルダーについて説明する。この第5の実施形態では,磁性板80を用いて基板12を保持する構造について説明する。図16は,第5の実施形態にかかる平板型基板ホルダーの全体構成を示す。
図16に示すように,基板12の上面には,例えば,複数の磁性板80が固定され,その上方には保持板90が上下移動可能に配設され,保持板90の上方には分離用プレート100が上下移動可能に配設されている。
図17に示すように,磁性板80は,基板12の上面に複数設置される。これら複数の磁性板80は,基板12の上面において均等な分布で配設されており,これにより基板12を均等かつ安定して保持できる。また,図18aに示すように,それぞれの磁性板80は,例えば,粘着剤82によって基板12上に固定されてもよい。上記磁性板80の形状と設置数は,図16に図示した例に限定されず,様々に変更することが可能である。例えば,1つの磁性板80を使用することも可能である。
また,磁性板80を基板12に固定する方法としては,上記図18aの粘着剤82の他にも,真空で気化しない粘性の強い液体(図示せず。)を用いて基板12と磁性板80とを付着させてもよいし,或いは,単面接着フィルム(図示せず。)を基板12にまず付着させ,さらに,この単面接着フィルムおよび基板を,上記液体を用いて磁性板80に対して付着させることも可能である。また,図18bに示すように,磁性板80よりも大きく,真空で使用可能であり,かつ分離後にも残余物が残らない単面接着フィルム84を,磁性板80全体を覆うようにして基板12に接着することによって,磁性板12を基板12に固定することも可能である。
なお,上記液体を使用した場合には,工程完了後に液体を別途の液体除去装置によって除去し,或いは液体の塗布された単面接着フィルムを除去すればよい。
また,図16に示すように,保持板90の底面には,上記複数の磁性板80に対応する箇所に複数の永久磁石92が装着されている。また,保持板90には,複数の貫通孔94が例えば均等間隔で設けられている。この貫通孔94は,それぞれの永久磁石92相互の中間地点に設けられることが好ましい。
また,分離用プレート100は,上記保持板90の貫通孔94に挿入されて保持板90の底面から突出し,基板12の上面に当接する複数の突出ピン(作動ピン)102を有する。突出ピン102が当接した基板12が損傷しないように,例えば,突出ピン102の少なくとも先端をフッ素樹脂コーティングする,或いは,突出ピン102を比較的軟質な材料で形成するなどしてもよい。
次に,このような構成を有する第5の実施形態にかかる平板型基板ホルダーの動作について説明する。
図19aに示すように,支持台10が上昇すると,予定された位置で磁性板80が磁力によって永久磁石92に付着し,基板12は保持板90によって保持された状態となる。このような状態で支持台10が下降すると,図19bに示すように,保持板20によって基板20が保持された状態となり,保持された基板12は保持板90の移動に伴って蒸着工程位置に移動させられ,蒸着処理が実行される。この蒸着処理の完了後,基板12を分離するときには,蒸着処理済みの基板12を初期位置に移動させた状態で,図19cに示すように分離用プレート10を下降させる。これにより,突出ピン102が保持板90の貫通孔94に挿入されて保持板90底面より突出し,所定の位置で基板12の上面を押す。このため,磁性板80が永久磁石92から分離され,基板12は予定された位置に待機している支持台10の上面に載置される。全ての工程が完了した後には,磁性板80は基板12から分離される。
この第5実施例によれば,工程間の移動時に,簡素な構造の保持板90および基板12のみを移動させることが可能となる。このため,大面積を有する基板12の場合であっても,容易に保持及び移送が可能となる。
以上,添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが,本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば,特許請求の範囲に記載された範疇内において,各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり,それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
例えば,実施形態間の互換可能な構成要素については,互いに置換して適用して,別の実施形態を実現することができる。また,本発明の技術的範囲は,上述した実施形態から置換及び単純代替などによって具現できるあらゆる実施の形態を含む。
例えば,粘着膜が設けられた面が上向きとなるように保持板を配置し,保持板の上部へ基板を搬入して,基板の自重によって粘着膜と基板とを粘着した状態で,保持板を180°反転させることにより,保持板による基板を下向きに保持するようにしてもよい。
本発明の第1の実施形態にかかる平板型基板ホルダーの構成を示す断面図である。 本発明の第1の実施形態にかかる保持板の構成を示す底面図である。 本発明の第1の実施形態にかかる平板型基板ホルダーの動作状態を示す断面図である。 本発明の第1の実施形態にかかる平板型基板ホルダーの基板保持状態を示す断面図である。 本発明の第1の実施形態にかかる平板型基板ホルダーの基板分離動作を示す部分拡大断面図である。 本発明の第2の実施形態にかかる平板型基板ホルダーの構成を示す断面図である。 本発明の第2の実施形態にかかる平板型基板ホルダーの動作状態を示す断面図である。 本発明の第2の実施形態にかかる平板型基板ホルダーの基板分離動作を示す部分拡大断面図である。 本発明の第3の実施形態にかかる平板型基板ホルダーの構成を示す断面図である。 本発明の第3の実施形態にかかる平板型基板ホルダーの動作状態を示す断面図である。 本発明の第3の実施形態にかかる平板型基板ホルダーの基板分離動作を示す部分拡大断面図である。 本発明の第4の実施形態にかかる平板型基板ホルダーの弾性板の構成を示す斜視図である。 本発明の第4の実施形態にかかる平板型基板ホルダーにおいて弾性板が保持板に結合した状態を示す断面図である。 本発明の第4の実施形態にかかる平板型基板ホルダーの基板保持動作を示す断面図である。 本発明の第4の実施形態にかかる平板型基板ホルダーの基板分離動作を示す断面図である。 本発明の第5の実施形態にかかる平板型基板ホルダーの構成を示す断面図である。 本発明の第5の実施形態にかかる基板上の磁性板の配置を示す平面図である。 本発明の第5の実施形態に適用される磁性板の付着例を示す部分拡大断面図である。 本発明の第5の実施形態に適用される磁性板の他の付着例を示す部分拡大断面図である。 本発明の第5の実施形態にかかる平板型基板ホルダーの動作を示す断面図である。 本発明の第5の実施形態にかかる平板型基板ホルダーの基板保持動作を示す断面図である。 本発明の第5の実施形態にかかる平板型基板ホルダーの基板分離動作を示す断面図である。
符号の説明
10 支持台
12 平板型基板
20 保持板
22 孔(第1の孔)
24 弾性膜
26 粘着膜
26a 非粘着部
28 第1の通気口
30 調節弁
40,50 昇降板
42,52 延長管
44 第2の通気口
54 外部ソレノイド
56 内部ソレノイド
56a 作動バー
60 弾性板
70 粘着用プレート
72 分離用プレート
80 磁性板
90 保持板
100 分離用プレート

Claims (10)

  1. 支持台の上面に載置された平板型基板を保持する平板型基板ホルダーにおいて:
    前記支持台の上部に略水平に配設され,底面に複数の第1の孔が穿設された保持板と;
    前記保持板の底面に装着され,前記第1の孔を密閉する複数の第1の弾性膜と;
    前記第1の弾性膜の下面側に設けられ,前記平板型基板を粘着する粘着膜と;
    前記第1の弾性膜を下方に膨張させる弾性膜制御手段と;
    を備え
    前記粘着膜は,中央部に非粘着部が設けられることを特徴とする,平板型基板ホルダー。
  2. 前記弾性膜制御手段は,
    前記保持板に設けられ前記複数の第1の孔と連通した第1の通気口,に供給される空気を制御して,前記第1の弾性膜の内外に気圧差を発生させることにより,前記第1の弾性膜を下方に膨張させることを特徴とする,請求項1に記載の平板型基板ホルダー。
  3. 前記弾性膜制御手段は,前記保持板の上部に垂直移動可能に配設された昇降板を備え:
    前記昇降板は,
    前記昇降板の底面において前記第1の孔に対応する位置にそれぞれ穿設された複数の第2の孔と;
    前記第2の孔と連通し,前記昇降板の底面から下方に突出し,貫通孔である前記第1の孔に挿入可能な複数の延長管と;
    前記延長管の下端を密閉する複数の第2の弾性膜と;
    前記複数の延長管と連通した第2の通気口と;
    を有し:
    前記弾性膜制御手段は,
    前記昇降板の前記延長管を前記保持板の前記第1の孔に挿入させた状態で,前記第2の通気口に供給される空気を制御して,前記第2の弾性膜の内側と前記第1の弾性膜の外側との間に気圧差を発生させることにより,前記第1の弾性膜を下方に膨張させることを特徴とする,請求項1に記載の平板型基板ホルダー。
  4. 前記弾性膜制御手段は,前記保持板の上部に垂直移動可能に配設された昇降板を備え:
    前記昇降板は,
    前記昇降板の底面から下方に突出し,貫通孔である前記第1の孔に挿入可能な複数の延長管と;
    前記延長管内に配設されたソレノイドと;
    を有し:
    前記弾性膜制御手段は,
    前記昇降板の前記延長管を前記保持板の前記第1の孔に挿入させた状態で,前記ソレノイドに印加する電気信号を制御して前記延長管から前記ソレノイドを突出させることにより,前記第1の弾性膜を膨張させることを特徴とする,請求項1に記載の平板型基板ホルダー。
  5. 前記ソレノイドは,
    前記第1の弾性膜の全体を押圧可能な基板粘着用の外部ソレノイドと;
    前記外部ソレノイドの内部に設けられ,前記第1の弾性膜の中心部を押圧可能な基板分離用の内部ソレノイドと;
    を有することを特徴とする,請求項4に記載の平板型基板ホルダー。
  6. 前記第1の弾性膜は,伸張性を有する軟質の合成樹脂材からなり,前記第1の孔と略同一形状を有し,前記第1の孔の周縁部に接着されることを特徴とする,請求項1〜5のいずれかに記載の平板型基板ホルダー。
  7. 前記第1の弾性膜及び粘着膜は,少なくとも4角以上の略多角形状または略円形状を有することを特徴とする,請求項1〜6のいずれかに記載の平板型基板ホルダー。
  8. 前記非粘着部は,前記粘着膜の中央部に帯状に設けられることを特徴とする,請求項1〜7のいずれかに記載の平板型基板ホルダー。
  9. 支持台の上面に載置された平板型基板を保持する平板型基板ホルダーにおいて:
    前記支持台の上部に略水平に配設され,係止部を有する複数の孔が穿設された保持板と;
    前記保持板の前記孔内に配設され,前記係止部によって係止される被係止部を有し,底部が前記保持板の底面から突出するように弾性変形可能な複数の弾性板と;
    前記弾性板の底面に設けられ,前記平板型基板を粘着する粘着膜と;
    前記保持板の上部に垂直および水平移動可能に配設され,底面には前記孔に挿入可能な複数の第1の突出部が設けられており,前記第1の突出部によって前記弾性板の底部の略全体を押圧して前記保持板の底面から前記弾性板の底部の略全体を突出させる粘着用プレートと;
    前記保持板の上部に前記粘着用プレートと干渉しないように垂直および水平移動可能に配設され,底面には前記孔に挿入可能な複数の第2の突出部が設けられており,前記第2の突出部によって前記弾性板の底部の中央部を押圧して前記弾性板の底部を湾曲した状態で突出させる分離用プレートと;
    を備えることを特徴とする,平板型基板ホルダー。
  10. 前記被係止部と前記係止部との間には弾性部材が配設されていることを特徴とする,請求項に記載の平板型基板ホルダー。
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