JP5442031B2 - 異物除去装置 - Google Patents

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    • B24B27/033Other grinding machines or devices for grinding a surface for cleaning purposes, e.g. for descaling or for grinding off flaws in the surface

Description

本発明は、異物除去装置に関し、特に、走行するテープによりワーク表面に存在する異物を除去する異物除去装置に関するものである。
従来から、カラー液晶表示装置のTFT(Thin Film Transistor)基板及びCF(Color Filter)基板の作製においては、ガラス基板上に各種の膜を成膜するため、その過程で成膜装置の可動部分から発生する金属粉や、成膜材料の破片、衣類等から発生する各種繊維などが異物として基板表面に付着すると、その異物が欠陥となって、画素欠けなどの表示不良を生じさせてしまう問題がある。
このような表示不良を防止するために、TFT基板やCF基板の作製においては、異物除去装置を使用して基板表面に付着した異物を除去する修正工程を採用している。この修正工程では、基板表面の損傷を最小限にする観点から、異物検査装置によって異物のサイズ及びアドレスを検出し、これらに基づき異物をスポット的に研磨除去している。
上記異物除去装置としては、研磨テープが巻回された繰出しリールと、繰出しリールから繰り出された研磨テープを巻き取る巻取りリールと、これら繰出しリールと巻取りリールとの間に配置された硬質の押付ヘッドとを備え、研磨テープを走行させつつ押付ヘッドを用いて異物に押し付けることにより、異物を研磨除去するように構成されたものが知られている(例えば、特許文献1参照)。
特開2008−290166号公報
ところで、TFT基板及びCF基板上に液晶分子の配向制御を行う配向膜を形成する際にも、その配向膜表面への異物の付着が問題となるが、配向膜の形成後は、表面層に悪影響を及ぼすので、ブラシスクラブや超音波洗浄などの洗浄工程を実施することができない。このため、上述のような異物除去装置を使用して配向膜表面に付着した異物をスポット的に研磨除去する必要がある。
しかしながら、配向膜表面に付着した異物には、配向膜に対して強固に固着し付着力の強いものと、配向膜への付着力の弱いものとが存在しており、配向膜表面の異物を研磨テープを用いて研磨除去する場合に、その異物の配向膜に対する付着力が弱いと、研磨テープの走行に伴って異物そのものが別の位置へ飛ばされたり、研磨テープにより異物が引き摺られて配向膜表面に摺り傷がつくことがあるので、製品表示装置における液晶分子の配向制御に支障を来す虞がある。
そこで、配向膜への付着力が弱い異物は粘着テープに付着させて除去することにより、研磨作業による配向膜の損傷を抑制することが考えられるが、研磨作業と同様な硬質の押付ヘッドにより粘着テープを異物に押し付けても、粘着テープと異物とは点接触状態又は線接触状態となって接触面積が小さく、接着強度が低くて粘着テープに異物が付着しにくい。
本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ワークへの付着力の弱い異物を粘着により確実に除去し、ワークへの付着力の強い異物を研磨により除去することで、ワーク表面に存在する異物をそのワーク表面の損傷を防止しながら除去することにある。
上記の目的を達成するために、本発明は、ワーク表面の異物を研磨により除去する場合と粘着により除去する場合とで、異物とその異物に押し付けたテープとの接触状態を変えるようにしたものである。
具体的には、本発明は、ワーク表面に存在する異物を除去する異物除去装置を対象とし、以下の解決手段を講じたものである。
すなわち、第1の発明は、研磨材及び粘着剤を表面に有するテープを走行させてワーク表面の異物に押し付け可能に、且つ該異物に対する上記テープの接触状態を、異物を研磨除去する点接触状態又は線接触状態と、異物を粘着除去する面接触状態とに切り替え可能に構成されていることを特徴とする。
上記の構成によると、異物を研磨除去する場合には、異物とその異物に押し付けたテープとの接触状態が点接触状態又は線接触状態となるため、ワークへの付着力が強い異物をスポット的に研磨除去することが可能である。一方、異物を粘着除去する場合には、異物と異物に押し付けたテープとの接触状態が面接触状態となるため、ワークへの付着力の弱い異物をテープに付着させるのに充分な接着強度が得られ、その異物を確実に粘着除去することが可能になる。したがって、ワークへの付着力の弱い異物を粘着除去し、その後、ワーク表面に残った付着力の強い異物を研磨除去すれば、ワーク表面に存在する異物をそのワーク表面の損傷を防止しながら修正することが可能である。
第2の発明は、第1の発明の異物除去装置において、上記研磨材及び粘着剤を表面に有するテープが巻回された繰出しリールと、上記繰出しリールから繰り出されたテープを巻き取る巻取りリールと、上記繰出しリールと上記巻取りリールとの間に配置され、上記テープを異物に押し付ける押付ヘッドとを備え、上記押付ヘッドは、上記テープに接する先端部を、上記テープを異物に押し付けたときに変形しない硬い状態と、上記テープを異物に押し付けたときに該異物の形状に合わせて弾性変形する柔らかい状態とに切り替え可能に構成されていることを特徴とする。
上記の構成によると、異物を研磨除去する場合には押付ヘッドの先端部を硬い状態とする一方、異物を粘着除去する場合には押付ヘッドの先端部を柔らかい状態とすることにより、繰出しリール、巻取りリール及び押付ヘッドを備える1つのユニットによって異物とテープとの接触状態を切り替えることが可能となるので、コンパクトな装置構成にすることができる。さらに、異物を研磨除去する場合と異物を粘着除去する場合とで専用ユニットに適宜交換する必要がないため、ワーク表面の異物の除去作業を迅速に行うことが可能である。
さらに、従来のように粘着テープを硬質の押付ヘッドで異物に押し付けた場合には、押付ヘッドの押付力が強すぎると、異物を介してワーク表面を傷つけてしまう虞があるのに対し、上記第2の発明の構成によると、異物を粘着除去する場合には押付ヘッドの先端部を柔らかい状態とすることにより、そのヘッド先端部によってワーク表面への異物の押付力が緩和されるため、ワーク表面の損傷が良好に防止される。
第3の発明は、第2の発明の異物除去装置において、上記押付ヘッドは、先端に開口を有する筒状のヘッド本体と、該ヘッド本体の先端内部に上記開口から一部突出するように収容された軟質弾性部材とを備えており、上記ヘッド本体の内部は、内部圧力を調整する調圧機構に接続され、異物を研磨除去する場合には、上記調圧機構により上記ヘッド本体の内部圧力を高めて上記軟質弾性部材を圧縮硬化させる一方、異物を粘着除去する場合には、上記調圧機構により上記ヘッド本体の内部圧力を下げて、上記テープを異物に押し付けたときに該異物の形状に合わせて上記軟質弾性部材を弾性変形可能にすることを特徴とする。
上記の構成によると、ヘッド本体の内部圧力を調整することで、押付ヘッドを動かすことなく、押付ヘッドの先端部を硬い状態と柔らかい状態とに簡単に切り替え可能であるため、そのヘッド先端部の状態切り替えによりヘッド先端部に対してテープの位置がずれる虞がない。したがって、テープの位置ずれを防止する特別な機構を設けなくても、異物の研磨除去作業と粘着除去作業とを続けて良好に行うことが可能である。
第4の発明は、第2の発明の異物除去装置において、上記押付ヘッドは、回転可能に支持された回転体と、該回転体の外周面に突設された研磨用押圧子及び粘着用押圧子とを備え、上記研磨用押圧子は、上記テープを異物に押し付けたときに変形しない硬質部材により構成され、上記粘着用押圧子は、上記テープを異物に押し付けたときに該異物の形状に合わせて弾性変形する軟質弾性部材により構成され、上記回転体を回転させることにより、上記押付ヘッドの先端部を上記研磨用押圧子と上記粘着用押圧子とに切り替え可能に構成されていることを特徴とする。
上記の構成によると、回転体を回転させて、異物を研磨除去する場合と異物を粘着除去する場合とで対応した押圧子(研磨用押圧子又は粘着用押圧子)に押付ヘッドの先端部を切り替えることにより、その先端部を硬い状態と柔らかい状態とに切り替えられるので、簡単な構成で、1つのユニットにより異物の研磨除去作業と粘着除去作業とを良好に行うことが可能である。
第5の発明は、第1〜第4の発明のいずれか1つの異物除去装置において、上記テープの表面には、研磨材がテープ表面の全体に対し50%以上且つ80%以下の面積に亘って粘着剤により固定され、上記研磨材が固定されていないテープ表面部分では、上記粘着剤が露出していることを特徴とする。
上記構成の異物除去装置が粘着除去する異物はワークに対して付着力の弱いものであるから、テープ表面に有する接着剤の面積は比較的小さくてもよく、一方、テープ表面に有する研磨材の面積はワークへの付着力の強い異物を速やかに研磨除去するために大きいほど好ましい。このことから、上記の構成のように、研磨材がテープ表面の全体に対し50%以上且つ80%以下の比較的大面積に亘って固定され、その他のテープ表面部分で粘着剤が露出していれば、異物に摺接することによる研磨機能を損ねることなく、異物を付着させるのに充分な粘着機能が得られ、研磨機能及び粘着機能の両機能が1本のテープで良好に実現可能となる
発明によれば、異物を研磨除去する場合にはテープを異物に押し付けたときに該テープと異物とが互いに点接触状態又は線接触状態となり、異物を粘着除去する場合にはテープを異物に押し付けたときに該テープと異物とが互いに面接触状態となることにより、ワークへの付着力の弱い異物を粘着により確実に除去でき、且つワークへの付着力の強い異物を研磨によりスポット的に除去できるので、ワーク表面に存在する異物をそのワーク表面の損傷を防止しながら除去することができる。その結果、製品表示装置に画素欠けなどの表示不良が生じることを防止でき、表示品位を向上させることができる。
図1は、実施形態1に係る異物除去装置を概略的に示す斜視図である。 図2は、実施形態1の修正ユニットを概略的に示す構成図である。 図3は、実施形態1における粘着除去工程図である。 図4は、実施形態1における研磨除去工程図である。 図5は、実施形態2の修正ユニットを概略的に示す構成図である。 図6は、実施形態2における粘着除去工程図である。 図7は、実施形態2における研磨除去工程図である。 図8は、参考形態に係る異物除去装置を概略的に示す斜視図である。 図9は、参考形態の研磨ユニットを概略的に示す構成図である。 図10は、参考形態の粘着ユニットを概略的に示す構成図である。 図11は、参考形態における粘着除去工程図である。 図12は、参考形態における研磨除去工程図である。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明は、以下の各実施形態に限定されるものではない。
《発明の実施形態1》
図1は、本実施形態の異物除去装置Sの概略斜視図である。
この異物除去装置Sは、ベースとなる基台1と、基台1上に固定配置されたステージ3とを備え、このステージ3上に修正対象であるワークWが載置される。本実施形態でのワークWは、例えば、液晶表示装置を構成する配向膜を表面に形成した後のTFT基板とする。ステージ3の上面には、複数の吸着孔が形成され、これら各吸着孔が真空ポンプなどの真空吸着手段と接続されている。そして、ステージ3は、真空吸着手段の駆動により、載置したワークWを吸着保持するように構成されている。
基台1上にはさらに、ワーク表面の異物による欠陥を修正する修正ユニット10を左右方向(図1でX方向)、前後方向(図1でY方向)及び上下方向(図1でZ方向)に移動可能に支持する移動機構4が設けられている。この移動機構4は、ステージ3を挟むように配置された前後方向に延びる一対の案内レール5と、これら一対の案内レール5上で前後方向に移動可能に支持されたガントリー(構台)構造のガントリー部7とを備えている。
ガントリー部7は、駆動モータの回転で作動される送りネジ機構やリニアモータなどの前後移動機構(不図示)により、一対の案内レール5に沿って前後方向に移動されるようになっている。このガントリー部7の前面側には、左右方向に延びる一対の案内レール7a及びこれら一対の案内レール7a間に延びるボールネジ7bが設けられており、案内レール7a上に走査ヘッド8が左右方向に移動可能に支持されている。この走査ヘッド8は、ボールネジ7bに螺合するボールナット(不図示)が背面側に設けられたスライダ8aを有しており、ボールネジ7bの一端部に設けられた駆動モータ7cによってボールネジ7bが回転することにより、案内レール7aに沿って左右方向に移動するようになっている。
走査ヘッド8には、ワーク表面の高さを計測する高さ計測機構9と、高さ計測機構9の側方近傍に修正ユニット10とが設けられている。高さ計測機構9は、例えば、公知のデジタル・マイクロミラー・デバイス(Digital Micromirror Device)を備えている。このデジタル・マイクロミラー・デバイスは、図示しない多数の微小鏡面(マイクロミラー)を表面に配列した表示素子の一種であり、いわゆる共焦点方式により、ワーク表面の高さ分布を把握可能に構成されている。
なお、高さ計測機構9は、デジタル・マイクロミラー・デバイスを備えるものとしているが、これに代えて、公知の他の光学センサやエアセンサなどを用いることも可能である。
修正ユニット10には、上記移動機構4を構成する昇降機構(不図示)が連結されている。この昇降機構は、修正ユニット10を上下方向に昇降移動可能に構成されている。この修正ユニット10は、走査ヘッド8に着脱自在に装着されている。そのため、後述するテープTを使い切った場合には、修正ユニット10全体を交換することにより、新たなテープTを遅滞なく供給して、異物の高効率な除去作業を行うことが可能になっている。
図2は、修正ユニット10の概略構成図である。
修正ユニット10は、通常のオーディオテープと同様なカセット状に形成されており、テープTが巻回された繰出しリール12と、繰出しリール12の側方に間隔をあけて配置され繰出しリール12から繰り出されたテープTを巻き取る巻取りリール13とが本体部11に対して回転可能に設けられている。これら繰出しリール12及び巻取りリール13は、本体部11に設けられた駆動モータ(不図示)により駆動される。本体部11にはさらに、繰出しリール12と巻取りリール13との間にテープTを案内する一対の案内ローラ14が配置され、これら一対の案内ローラ14の間に調圧機構であるエアシリンダ20、このエアシリンダ20の先端にテープTをワーク表面に押し付ける押付ヘッド15をそれぞれ備えている。
テープTは、ポリエステルなどからなる基材上に粘着性の表層が設けられて構成され、その表層に酸化クロム(Cr)、酸化鉄(Fe)、酸化セリウム(CeO)又は酸化珪素(SiO)などの研磨材が仕込まれたものである。このテープ表面には、全体に対し50%以上且つ80%以下の面積に亘って研磨材が粘着剤により固定されており、研磨材が固定されていないテープ表面部分では、粘着剤が露出している。これにより、テープTは、異物に摺接することによる研磨機能を損ねることなく、ワークWへの付着力の弱い異物を付着させるのに充分な粘着機能を有し、研磨機能及び粘着機能の両機能を備えている。
押付ヘッド15は、先端(図中下側)及び後端(図中上側)に開口を有する先細りの筒状に形成されたヘッド本体16と、このヘッド本体16の先端内部に先端開口から一部突出するように固定して収容された軟質弾性部材17とを備えている。軟質弾性部材17は、耐摩耗性及び耐熱性に優れたフッ素ゴムなどの弾性変形しやすい柔らかな弾性部材である。この押付ヘッド15のテープTに接する先端部15aは、先端開口から突出する軟質弾性部材部分により構成されている。
エアシリンダ20は、ヘッド本体16の内部に後端開口を介して接続されている。このエアシリンダ20は、例えば単動型シリンダであり、筒状のシリンダ本体21と、シリンダ本体21内を上下に仕切り且つ往復動作可能に設けられたピストン22と、ピストン22に固定されたピストンロッド23とを備えている。シリンダ本体21の上方側部には、ピストン22を下降させるためのエアチューブ24が接続されている。また、シリンダ本体21の内部には、下降したピストン22を上方に付勢するバネなどの付勢部材(不図示)が設けられている。そして、エアシリンダ20は、エアチューブ24からの空気の供給によりピストン22を下降させ、ヘッド本体16の内部圧力を高めて加圧状態にするように、且つエアチューブ24からの空気の供給停止により付勢部材の付勢力でピストン22を上昇させ、ヘッド本体16の内部圧力を下げて低圧状態にするようになっている。
なお、ここでのエアシリンダ20は、単動型であるとしたが、これに限らず、ピストンの降下及び上昇を共にシリンダ本体内への空気の供給により行う復動型シリンダであっても構わない。また、エアシリンダ20及び押付ヘッド15は、修正ユニット10の本体部11に備えられているとしたが、これに限らず、押付ヘッド15の先端部15aに修正ユニット10のテープTを掛け渡し可能なように走査ヘッド8の本体下側に設けられていてもよい。
また、異物除去装置Sは、図示は省略するが、基台1に各機構を制御するための制御装置を備え、この制御装置がホストコンピュータに繋がれている。ホストコンピュータには、異物除去装置Sとは別個の異物検査装置による検査で検出されたワーク表面の異物の位置及び大きさなどの異物情報が保存されている。異物検査装置の構成は特に限定されず、ワーク表面の走査により異物を検出可能に構成されているものであればよい。
上記構成の異物除去装置Sでは、ステージ3上にワークWが載置されると、制御装置が、ホストコンピュータに保存された異物情報に基づき、高さ計測機構9又は押付ヘッド15が異物の上方に位置する目標位置に走査ヘッド8が移動するように移動機構4を駆動させる。高さ計測機構9は、異物の上方に位置したときに制御装置により、その異物の高さを計測するように駆動される。修正ユニット10は、押付ヘッド15が異物の上方に位置したときに制御装置により昇降機構が駆動されることで、高さ計測機構9の計測結果に基づき、押付ヘッド15によってテープTを異物に所定の押付力で押し付ける位置まで修正ユニット10が下降する。そして、制御装置は、異物を研磨除去する場合には、テープTを異物に押し付ける前に、エアシリンダ20をヘッド本体16の内部圧力を高めるように駆動させることにより、軟質弾性部材17を圧縮硬化させ、それと共に、繰出しリール12及び巻取りリール13を回転駆動させてテープTを所定の速度で走行させる。また、制御装置は、異物を粘着除去する場合には、テープTを異物に押し付ける前に、エアシリンダ20をヘッド本体16の内部圧力を下げるように駆動させることにより、テープTを異物に押し付けたときにその異物の形状に合わせて軟質弾性部材17を弾性変形可能にする。
−異物除去方法−
次に、上記異物除去装置Sを使用してワーク表面に存在する異物Aを除去する方法について、図3及び図4を参照しながら、一例を挙げて説明する。図3は、ワーク表面の異物Aを粘着除去する工程図である。図4は、ワーク表面の異物Aを研磨除去する工程図である。なお、図3及び図4中の実線矢印は押付ヘッド15の移動方向を示している。図4(c)中の破線矢印はテープTの走行方向を示している。これらは後に参照する図6,7及び図11,12においても同様である。
まず、修正対象となる配向膜を形成した後のTFT基板をワークWとして準備し、そのワーク表面に存在する異物を異物検査装置により検査する検査工程を実施する。これにより、ワーク表面に異物が存在する場合には、その異物の位置及び大きさなどの異物情報がホストコンピュータに保存される。
続いて、異物が検出されたか否か、異物が検出された場合には位置情報などからその異物の除去が必要か否かを判断する。異物がない又は除去の不要な異物のみである場合には、ワークWを合格品カセットに収容し、通常の製造ラインにのせてCF基板と貼り合わせる。一方、除去が必要な異物が存在する場合には、ワークWを修正対象品カセットに収容し、修正工程を実施する異物除去装置Sに搬送する。
修正工程では、ステージ3上にワークWを載置し、次いで、制御装置が自動モードのシーケンスに従って異物除去装置Sを制御する。まず最初に、異物除去装置Sがホストコンピュータから異物情報を取得する。そして、異物情報を基に除去が必要な異物を選択する。
次に、選択した異物Aの位置情報に基づき、その異物Aの上方に高さ計測機構9が位置するように走査ヘッド8を移動させる。そして、押付ヘッド15下方の異物Aの高さを、高さ計測機構9によって正確に計測する。
次に、図3(a)に示すように、選択した異物Aの上方に押付ヘッド15が位置するように走査ヘッド8を移動させる。この段階では、シリンダ本体21にはエアチューブ24から空気が供給されておらず、ヘッド本体16の内部圧力は低圧状態となっている。
続いて、高さ計測機構9による計測結果から、押付ヘッド15から異物Aまでの距離を推定し、その推定距離に基づいて修正ユニット10を下降させる。そのことにより、図3(b)に示すように、押付ヘッド15を異物Aに接近するように移動させて、押付ヘッド15によりテープTを異物Aに押し付ける。このとき、押付ヘッド15の先端部15aは柔らかい状態なので異物Aの形状に合わせて弾性変形し、異物Aに対するテープTの接触状態が面接触状態となる。これにより、異物AをテープTに付着させるのに充分な接着強度が得られる。また、従来のように粘着テープを硬質の押付ヘッドで異物に押し付けた場合には、押付ヘッドの押付力が強すぎると、異物を介してワーク表面を傷つけてしまう虞があるのに対し、押付ヘッド15の先端部15aは柔らかい状態なので、そのヘッド先端部15aによってワーク表面への異物Aの押付力を緩和でき、ワーク表面の損傷を良好に防止できる。
その後、図3(c)に示すように、修正ユニット10を上昇させ、押付ヘッド15をワーク表面から離間するように移動させる。このとき、異物AのワークWに対する付着力が弱い場合には、その異物Aは面接触状態のテープ表面に付着した状態でテープTと共に上昇する。その結果、異物Aを確実に粘着除去することができる。
一方、異物Aがワーク表面に強固に固着しワークWに対する付着力が強い場合には、押付ヘッド15をワーク表面から離間するように移動させても、図4(a)に示すように、異物Aがワーク表面に残存する。そこで、異物Aの粘着除去作業を行った位置でのワーク表面の高さを、高さ計測機構9によって再び計測し、その計測結果から異物Aが残存しているか否かを判断する。
そして、ワーク表面に異物Aが残存していると判断した場合には、図4(b)に示すように、エアシリンダ20によって軟質弾性部材17を圧縮硬化させることにより、押付ヘッド15の先端部15aを硬い状態とする。次いで、図4(c)に示すように、テープTを走行させると共に、修正ユニット10を下降させ、押付ヘッド15を異物Aに接近するように移動させて、押付ヘッド15によりテープTを異物Aに押し付ける。このとき、押付ヘッド15の先端部15aは硬い状態なので変形せず、異物Aに対するテープTの接触状態が点接触状態又は線接触状態となる。これにより、ワークWへの付着力が強い異物Aをテープ走行に伴ってスポット的に研磨除去することができる。
さらに、ワーク表面の異物Aの研磨除去作業を行った後に、その研磨除去作業を行った位置でのワーク表面の高さを、高さ計測機構9によって再び計測し、異物Aの残存部分の有無により追加の研磨除去作業が必要か否かを判断して、必要ならば異物Aの研磨除去作業を再度行う。
以上のような粘着又は研磨による異物の除去作業を、異物検査装置により除去が必要と判断された全異物に対して行う。そのことにより、ワーク表面に存在する異物をそのワーク表面の損傷を防止しながら除去することができる。最後に、ワークWをステージ3から取り外し、ワーク表面の欠陥修正が完了する。欠陥修正が完了したワークWは、修正品カセットに収容し、通常の製造ラインにのせてCF基板と貼り合わせる。
この実施形態1の異物除去装置Sによると、1つの修正ユニット10によって異物とテープTとの接触状態を切り替えるので、走査ヘッド8をコンパクトな装置構成にすることができる。さらに、異物を研磨除去する場合と異物を粘着除去する場合とで専用ユニットに適宜交換する必要がないため、ワーク表面の異物の除去作業を迅速に行うことができる。
また、ヘッド本体16の内部圧力を調整することによって、押付ヘッド15を動かすことなく、押付ヘッド15の先端部15aを硬い状態と柔らかい状態とに簡単に切り替え可能であるため、そのヘッド先端部15aの状態切り替えによりヘッド先端部15aに対してテープTの位置がずれる虞がない。したがって、テープTの位置ずれを防止する特別な機構を設けなくても、異物の粘着除去作業と研磨除去作業とを続けて良好に行うことができる。
《発明の実施形態2》
図5は、実施形態2に係る修正ユニット10の概略構成図である。この実施形態2では、修正ユニット10の構成が実施形態1と異なる他は実施形態1と同様に構成されている。なお、以降の実施形態及び参考形態では、構成の異なる箇所についてのみ説明し、同一の構成箇所は、図1から図4に基づく実施形態1の説明に譲ることにして、その詳細な説明を省略する。
実施形態2の修正ユニット10の押付ヘッド25は、本体部11の下側に固定配置された支持部材29に回転軸26aによって回転可能に支持された回転体26と、その回転体26の外周面に突設された研磨用押圧子27及び粘着用押圧子28とを備えている。回転体26は、回転軸方向から見て略三角形状に形成されている。研磨用押圧子27は、回転体26の一辺に配置されており、金属や硬質プラスチックなどからなる弾性変形しにくい硬質部材により構成されている。また、粘着用押圧子28は、回転体26の他辺に配置されており、フッ素ゴムなどからなる弾性変形しやすい柔らかな軟質弾性部材により構成されている。そして、修正ユニット10は、回転体26を回転させることにより、押付ヘッド25の先端部25aを研磨用押圧子27と粘着用押圧子28とに切り替え可能に構成されている。
なお、押付ヘッド25は、修正ユニット10の本体部11下側に固定配置された支持部材29に支持されているとしたが、これに限らず、修正ユニット10のテープTを先端部25aに掛け渡し可能なように走査ヘッド8の本体下側に設けられていてもよい。
−異物除去方法−
上記異物除去装置Sを使用してワーク表面に存在する異物Aを除去する方法について、図6及び図7を参照しながら、一例を挙げて説明する。図6は、ワーク表面の異物Aを粘着除去する工程図である。図7は、ワーク表面の異物Aを研磨除去する工程図である。なお、図7(b)中の白抜き矢印は回転体26の回転方向を示している。
修正工程では、図6(a)に示すように、粘着用押圧子28がワークW側に位置するように回転体26を回転させ、押付ヘッド25の先端部25aを粘着用押圧子28として、ホストコンピュータから取得した異物Aの位置情報に基づき、選択した異物Aの上方に押付ヘッド15が位置するように走査ヘッド8を移動させる。
続いて、高さ計測機構9による計測結果を基づき修正ユニット10を下降させて、図6(b)に示すように、押付ヘッド25によりテープTを異物Aに押し付ける。このとき、押付ヘッド25の先端部25a(粘着用押圧子28)は軟質弾性部材なので異物Aの形状に合わせて弾性変形し、異物Aに対するテープTの接触状態が面接触状態となる。これにより、異物AをテープTに付着させるのに充分な接着強度が得られる。
その後、図6(c)に示すように、修正ユニット10を上昇させ、押付ヘッド25をワーク表面から離間するように移動させる。このとき、異物AのワークWに対する付着力が弱い場合には、その異物Aは面接触状態のテープ表面に付着した状態でテープTと共に上昇する。その結果、異物Aを確実に粘着除去することができる。一方、異物Aがワーク表面に強固に固着しワークWに対する付着力が強い場合には、押付ヘッド25をワーク表面から離間するように移動させても、図7(a)に示すように、異物Aがワーク表面に残存する。
次いで、異物Aの粘着除去作業を行った位置でのワーク表面の高さを、高さ計測機構9によって再び計測し、その計測結果から異物Aが残存しているか否かを判断する。このとき、ワーク表面に異物Aが残存していると判断した場合には、図7(b)に示すように、研磨用押圧子27がワークW側に位置するように回転体26を回転させ、押付ヘッド25の先端部25aを研磨用押圧子27に切り替える。
そして、図7(c)に示すように、テープTを走行させると共に、修正ユニット10を下降させて、押付ヘッド25によりテープTを異物Aに押し付ける。このとき、押付ヘッド25の先端部25a(研磨用押圧子27)は硬質部材なので変形せず、異物Aに対するテープTの接触状態が点接触状態又は線接触状態となる。これにより、ワークWへの付着力が強い異物Aをテープ走行に伴ってスポット的に研磨除去することができる。その後、上記実施形態1と同様に、研磨除去作業を行った位置のワーク表面の高さを、高さ計測機構9によって再び計測し、必要に応じて研磨除去作業を再度行う。
以上のような粘着又は研磨による異物の除去作業を、異物検査装置により除去が必要と判断された全異物に対して行うことにより、この実施形態2によっても、ワーク表面に存在する異物をそのワーク表面の損傷を防止しながら除去することができる。
また、この実施形態2の構成によると、回転体26を回転させるだけの簡単な構成で、異物を研磨除去する場合と異物を粘着除去する場合とで対応した押圧子(研磨用押圧子27又は粘着用押圧子28)に押付ヘッド25の先端部25aを切り替えることができ、1つの修正ユニット10により異物の研磨除去作業と粘着除去作業とを良好に行うことができる。その他は、上記実施形態1と同様の作用効果を得ることができる。
参考形態
図8は、参考形態の異物除去装置Sの概略斜視図である。
上記各実施形態では、ワーク表面に存在する異物の研磨除去及び粘着除去の双方を行う修正ユニット10を備える構成について説明したが、本参考形態の異物除去装置Sは、異物の研磨除去を行う研磨ユニット30と、異物の粘着除去を行う粘着ユニット40とを備えている。
研磨ユニット30及び粘着ユニット40は、互いに隣り合うように走査ヘッド8に着脱自在に装着され、後述するテープT1,T2を使い切った場合には、ユニット30,40全体を交換することにより、新たなテープT1,T2を遅滞なく供給して、異物の高効率な除去作業を行うことが可能になっている。これら研磨ユニット30及び粘着ユニット40には昇降機構(不図示)がそれぞれ連結されており、これら各ユニット30,40は独立して上下方向に昇降移動可能になっている。
図9は、研磨ユニット30の概略構成図である。
研磨ユニット30は、上記実施形態1の修正ユニット10と同様にカセット状に形成されており、上記実施形態1の本体部11、繰出しリール12、巻取りリール13、一対の案内ローラ14及び押付ヘッド15にそれぞれ対応する本体部31、研磨用繰出しリール32、研磨用巻取りリール33、一対の案内ローラ34及び研磨用押付ヘッド35を備えている。
研磨用繰出しリール32には、研磨材を表面に有する研磨テープT1が巻回されている。この研磨テープT1は、上記実施形態1のテープTを同様に、基材上に粘着性の表層が設けられて構成され、その表層に研磨材が仕込まれたものである。この研磨テープT1の表面には、全体に対し80%以上且つ100%以下の面積に亘って研磨材が粘着剤により固定されている。このように研磨テープT1は、異物に摺接することによる充分な研磨機能を有する専用テープである。
研磨用押付ヘッド35は、本体部31の下側に固定配置された保持部材36によって保持されている。そして、この研磨用押付ヘッド35の研磨テープT1に接する先端部35aは、金属や硬質プラスチックなどからなる弾性変形しにくい硬質部材により構成されている。
図10は、粘着ユニット40の概略構成図である。
粘着ユニット40も、カセット状に形成されており、上記実施形態1の本体部11、繰出しリール12、巻取りリール13、一対の案内ローラ14及び押付ヘッド15にそれぞれ対応する本体部41、粘着用繰出しリール42、粘着用巻取りリール43、一対の案内ローラ44及び粘着用押付ヘッド45を備えている。
粘着用繰出しリール42には、粘着剤を表面に有する粘着テープT2が巻回されている。この粘着テープT2は、基材上の全面に亘って粘着剤が設けられたものであり、異物を付着させる充分な粘着機能を有する専用テープである。
粘着用押付ヘッド45は、本体部41の下側に固定配置された保持部材46によって保持されている。そして、粘着用押付ヘッド45の粘着テープT2に接する先端部45aは、フッ素ゴムなどからなる弾性変形しやすい柔らかな軟質弾性部材により構成されている。
なお、研磨用押付ヘッド35は研磨ユニット30の本体部31下側に固定配置された保持部材36によって、粘着用押付ヘッド45は粘着ユニット40の本体部41下側に固定配置された保持部材46によってそれぞれ保持されているとしたが、これに限らない。研磨用押付ヘッド35は、研磨ユニット30の研磨テープT1を先端部35aに掛け渡し可能なように走査ヘッド8の本体下側に設けられていてもよい。また、粘着用押付ヘッド45は、粘着ユニット40の粘着テープT2を先端部45aに掛け渡し可能なように走査ヘッド8の本体下側に設けられていてもよい。
−異物除去方法−
上記異物除去装置Sを使用してワーク表面に存在する異物Aを除去する方法について、図11及び図12を参照しながら、一例を挙げて説明する。図11は、ワーク表面の異物Aを粘着除去する工程図である。図12は、ワーク表面の異物Aを研磨除去する工程図である。
修正工程では、図11(a)に示すように、ホストコンピュータから取得した異物Aの位置情報に基づき、選択した異物Aの上方に粘着用押付ヘッド45が位置するように走査ヘッド8を移動させる。続いて、高さ計測機構9による計測結果を基づき粘着ユニット40を下降させて、図11(b)に示すように、粘着用押付ヘッド45により粘着テープT2を異物Aに押し付ける。このとき、粘着用押付ヘッド45の先端部45aは柔らかい軟質弾性部材なので異物Aの形状に合わせて弾性変形し、異物Aに対する粘着テープT2の接触状態が面接触状態となる。これにより、異物Aを粘着テープT2に付着させるのに充分な接着強度が得られる。
その後、図11(c)に示すように、粘着ユニット40を上昇させ、粘着用押付ヘッド45をワーク表面から離間するように移動させる。このとき、異物AのワークWに対する付着力が弱い場合には、その異物Aは面接触状態のテープ表面に付着した状態で粘着テープT2と共に上昇する。その結果、異物Aを確実に粘着除去することができる。
次いで、異物Aの粘着除去作業を行った位置のワーク表面の高さを、高さ計測機構9によって再び計測し、その計測結果から異物Aが残存しているか否かを判断する。このとき、ワーク表面に異物Aが残存していると判断した場合には、図12(a)に示すように、異物Aの上方に研磨用押付ヘッド35が位置するように走査ヘッド8を移動させる。
そして、図12(b)に示すように、研磨テープT1を走行させると共に、研磨ユニット30を下降させて、研磨用押付ヘッド35により研磨テープT1を異物Aに押し付ける。このとき、研磨用押付ヘッド35の先端部35aは硬質部材なので変形せず、異物Aに対する研磨テープT1の接触状態が点接触状態又は点接触状態となる。これにより、ワークWへの付着力が強い異物Aをテープ走行に伴ってスポット的に研磨除去することができる。
その後、上記実施形態1と同様に、研磨除去作業を行った位置でのワーク表面の高さを、高さ計測機構9によって再び計測し、必要に応じて研磨除去作業を再度行う。
以上のような粘着又は研磨による異物の除去作業を、異物検査装置により除去が必要と判断された全異物に対して行うことにより、この参考形態によっても、ワーク表面に存在する異物をそのワーク表面の損傷を防止しながら除去することができる。
また、この参考形態の構成によると、研磨ユニット30により異物の研磨除去、粘着ユニット40により異物の粘着除去をそれぞれ行うので、簡単な構成で、異物を研磨除去する場合と異物を粘着除去する場合との双方において異物の除去性能をそれぞれ専門的に高めることができる。このため、異物の研磨除去及び粘着除去を良好に行うことができる。
《その他の実施形態》
上記各実施形態では、異物除去装置Sと別個の異物検査装置によってワーク表面に存在する異物を検査するとしたが、異物除去装置Sにおいて走査ヘッド8をワーク全面を走査するように移動させ、高さ計測機構9によりワーク表面に存在する異物を検査しても構わない。
また、上記各実施形態では、ワーク表面の除去すべき各異物に対して粘着除去作業及び必要に応じて研磨除去作業を順に行うとしたが、本発明はこれに限らず、ワーク表面の除去すべき全異物に対して粘着除去作業を行い、その後、粘着除去作業によっても除去されなかった各異物に対して研磨除去作業を行うようにしてもよい。
また、上記各実施形態では、ワークWを、液晶表示装置を構成する配向膜を形成した後のTFT基板としたが、配向膜を形成する前のTFT基板でもよく、CF基板でも構わない。さらには、液晶表示装置以外の有機EL(Electro Luminescence)表示装置やプラズマ表示装置などの他の表示装置を構成する基板やシリコンウェーハなどもワークWとすることが可能である。
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲に限定されない。上記実施形態が例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せに、さらにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
その他、上記参考形態の変形例としては、上記実施形態1又は2において上記参考形態と同様な研磨ユニット及び粘着ユニットを必要に応じ適宜交換して走査ヘッドに装着するようにしてもよい。すなわち、異物を研磨除去する場合には研磨ユニットを走査ヘッドに装着し、異物を粘着除去する場合には研磨ユニットに替えて粘着ユニットを走査ヘッドに装着することで、異物とその異物に押し付けたテープとの接触状態を変えるように構成されていても構わない。
以上説明したように、本発明は、ワーク表面に存在する異物を除去する異物除去装置について有用であり、特に、ワーク表面の損傷を防止しながら異物を除去することが要望される異物除去装置に適している。
A 異物
S 異物除去装置
T テープ
T1 研磨テープ
T2 粘着テープ
W ワーク
12 繰出しリール
13 巻取りリール
15,25 押付ヘッド
15a,25a,35a,45a 先端部
16 ヘッド本体
17 軟質弾性部材
20 エアシリンダ(調圧機構)
26 回転体
27 研磨用押圧子
28 粘着用押圧子
30 研磨ユニット
32 研磨用繰出しリール
33 研磨用巻取りリール
35 研磨用押付ヘッド
40 粘着ユニット
42 粘着用繰出しリール
43 粘着用巻取りリール
45 粘着用押付ヘッド

Claims (5)

  1. 研磨材及び粘着剤を表面に有するテープを走行させてワーク表面の異物に押し付け可能に、且つ該異物に対する上記テープの接触状態を、異物を研磨除去する点接触状態又は線接触状態と、異物を粘着除去する面接触状態とに切り替え可能に構成されている
    ことを特徴とする異物除去装置。
  2. 請求項1に記載の異物除去装置において、
    上記研磨材及び粘着剤を表面に有するテープが巻回された繰出しリールと、
    上記繰出しリールから繰り出されたテープを巻き取る巻取りリールと、
    上記繰出しリールと上記巻取りリールとの間に配置され、上記テープを異物に押し付ける押付ヘッドとを備え、
    上記押付ヘッドは、上記テープに接する先端部を、上記テープを異物に押し付けたときに変形しない硬い状態と、上記テープを異物に押し付けたときに該異物の形状に合わせて弾性変形する柔らかい状態とに切り替え可能に構成されている
    ことを特徴とする異物除去装置。
  3. 請求項2に記載の異物除去装置において、
    上記押付ヘッドは、先端に開口を有する筒状のヘッド本体と、該ヘッド本体の先端内部に上記開口から一部突出するように収容された軟質弾性部材とを備え、
    上記ヘッド本体の内部は、内部圧力を調整する調圧機構に接続され、
    異物を研磨除去する場合には、上記調圧機構により上記ヘッド本体の内部圧力を高めて上記軟質弾性部材を圧縮硬化させる一方、異物を粘着除去する場合には、上記調圧機構により上記ヘッド本体の内部圧力を下げて、上記テープを異物に押し付けたときに該異物の形状に合わせて上記軟質弾性部材を弾性変形可能にする
    ことを特徴とする異物除去装置。
  4. 請求項2に記載の異物除去装置において、
    上記押付ヘッドは、回転可能に支持された回転体と、該回転体の外周面に突設された研磨用押圧子及び粘着用押圧子とを備え、
    上記研磨用押圧子は、上記テープを異物に押し付けたときに変形しない硬質部材により構成され、
    上記粘着用押圧子は、上記テープを異物に押し付けたときに該異物の形状に合わせて弾性変形する軟質弾性部材により構成され、
    上記回転体を回転させることにより、上記押付ヘッドの先端部を上記研磨用押圧子と上記粘着用押圧子とに切り替え可能に構成されている
    ことを特徴とする異物除去装置。
  5. 請求項1〜4のいずれか1項に記載の異物除去装置において、
    上記テープの表面には、研磨材がテープ表面の全体に対し50%以上且つ80%以下の面積に亘って粘着剤により固定され、
    上記研磨材が固定されていないテープ表面部分では、上記粘着剤が露出している
    ことを特徴とする異物除去装置。
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