KR101827869B1

KR101827869B1 - 박리 접합 동시 수행 장치 및 방법

Info

Publication number: KR101827869B1
Application number: KR1020170015330A
Authority: KR
Inventors: 이명원; 홍영균; 김기완
Original assignee: 동우 화인켐 주식회사
Priority date: 2017-02-03
Filing date: 2017-02-03
Publication date: 2018-03-22
Also published as: CN108382049A; JP2018122594A; US20180222175A1; JP7080063B2; US10343386B2; CN108382049B

Abstract

본 발명은 박리와 접합을 동시에 수행하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명은 박리와 접합의 대상인 제1 대상체가 접합되어 있는 캐리어 기판을 흡입하여 고정하는 하부 스테이지 및 상기 제1 대상체에 접합되는 제2 대상체를 흡입하여 고정시키며 상기 제1 대상체를 향하여 볼록한 곡면 형상을 갖는 곡면형 몸체부 및 상기 제2 대상체가 상기 제1 대상체를 가압하도록 상기 곡면형 몸체부를 회전시켜 상기 제2 대상체를 상기 제1 대상체에 접합시키면서 상기 제1 대상체를 상기 캐리어 기판으로부터 박리시키는 구동부를 포함하는 상부 스테이지를 포함한다.
본 발명에 따르면, 접합과 박리를 동시에 수행함으로써 요구되는 세부 공정의 수를 줄이고 공정 시간을 단축할 뿐만 아니라 수율을 높일 수 있으며, 접합과 박리 공정에서 발생하는 잔류 응력에 의한 대상체 변형을 최소화할 수 있다.

Description

박리 접합 동시 수행 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD OF PROCESSING SIMULTANEOUS DELAMINATION AND ADHESION}

본 발명은 박리 접합 동시 수행 장치 및 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 접합과 박리를 동시에 수행함으로써 요구되는 세부 공정의 수를 줄이고 공정 시간을 단축할 뿐만 아니라 수율을 높일 수 있으며, 접합과 박리 공정에서 발생하는 잔류 응력에 의한 대상체 변형을 최소화할 수 있는 박리 접합 동시 수행 장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 플렉서블 디스플레이 장치 등을 제조하는 과정에서 캐리어 기판 또는 프로세스 기판에 장치의 구성요소들을 접합 등을 이용하여 형성한 이후, 해당 장치를 경질 기판으로부터 박리하는 방식이 이용되고 있다.

도 1 내지 도 3은 종래 기술에 따라 칼라 필터를 디스플레이 패널 등에 접합하는 방식을 설명하기 위한 도면이다.

도 1을 참조하면, 유리 기판 상에, 유리 기판과의 박리를 위한 분리층을 형성하고, 분리층 상에 칼라 필터를 형성하는 한편 별개로 OLED 또는 TFT와 OCA(Optically Clear Adhesive) 필름을 접합한다.

다음으로, 도 2를 참조하면, OCA와 칼라 필터를 접합하는 과정이 수행된다.

다음으로, 유리 기판과 분리층으로부터 박리시켜 분리하는 과정이 수행된다.

종래의 이러한 방식에 따르면, 박리와 접합이 별도의 공정에 의해 수행되기 때문에, 요구되는 공정의 수가 많고, 공정 시간이 길어질 뿐만 아니라, 수율이 저하되는 문제점이 있다.

또한, 접합과 박리 공정에서 발생하는 잔류 응력에 의해 상당한 수준의 대상체 변형이 유발되는 문제점이 있다.

대한민국 공개특허공보 제10-2010-0070730호(공개일자: 2010년 06월 28일, 명칭: 플렉서블 표시장치의 제조 방법)

본 발명은 접합과 박리를 동시에 수행함으로써 접합과 박리를 별도로 수행하는 종래 방식에 비하여 요구되는 세부 공정의 수를 줄이고 공정 시간을 단축할 뿐만 아니라 수율을 높일 수 있는 박리 접합 동시 수행 장치 및 방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.

또한, 본 발명의 접합과 박리 공정에서 발생하는 잔류 응력에 의한 대상체 변형을 최소화할 수 있는 박리 접합 동시 수행 장치 및 방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.

이러한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 박리 접합 동시 수행 장치는, 제1 대상체가 접합되어 있는 캐리어 기판을 흡입하여 고정하는 하부 스테이지 및 제2 대상체를 흡입하여 고정시키며 상기 제1 대상체를 향하여 볼록한 곡면 형상을 갖는 곡면형 몸체부 및 상기 제2 대상체와 상기 제1 대상체가 일정 압력으로 일정 부분끼리 순차적으로 접촉되도록 상기 곡면형 몸체부를 회전시켜, 상기 제2 대상체와 상기 제1 대상체를 접합시키면서, 접합시에 상기 제1 대상체를 상기 캐리어 기판으로부터 박리시키는 구동부를 포함하는 상부 스테이지를 포함한다.

본 발명에 따른 박리 접합 동시 수행 장치에 있어서, 상기 제2 대상체와 제1 대상체의 접합 적층체를 접합 후 상기 곡면형 몸체부의 곡면 형상 표면에 흡착시킨다.

본 발명에 따른 박리 접합 동시 수행 장치에 있어서, 상기 곡면형 몸체부의 곡면 형상 표면에 상기 접합 적층체가 흡착된 직후, 접합 적층체가 상기 캐리어 기판과 일정 압력으로 순차적으로 접촉되도록 상기 곡면형 몸체부를 상기 접합시 회전 방향의 역방향으로 회전시키는 동시에 상기 곡면 형상 표면의 흡착력을 감소시켜 상기 접합 적층체를 캐리어 기판 상에 적재시킨다.

본 발명에 따른 박리 접합 동시 수행 장치에 있어서, 상기 제1 대상체와 제2 대상체 중에서 적어도 하나는 흡입면의 반대면에 접착력을 가지는 면을 포함한다.

본 발명에 따른 박리 접합 동시 수행 장치에 있어서, 상기 상부 스테이지가 상기 제2 대상체를 흡입하는 압력인 상부 흡입력은 상기 하부 스테이지가 상기 제1 대상체를 흡입하는 압력인 하부 흡입력보다 큰 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 박리 접합 동시 수행 장치에 있어서, 상기 상부 스테이지가 상기 제2 대상체를 흡입하는 압력인 상부 흡입력은 상기 하부 스테이지가 상기 제1 대상체를 흡입하는 압력인 하부 흡입력보다 크고, 상기 제1 대상체와 제2 대상체 중에서 적어도 하나는 흡입면의 반대면에 접착력을 가지는 면을 포함하고, 상기 제1 대상체와 상기 제2 대상체 간의 접착력은 상기 상부 흡입력 및 상기 하부 흡입력보다 크다.

본 발명에 따른 박리 접합 동시 수행 장치에 있어서, 상기 상부 흡입력은 상기 캐리어 기판과 상기 제1 대상체 간의 접합력보다 큰 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 박리 접합 동시 수행 장치에 있어서, 상기 상부 스테이지는 상기 곡면형 몸체부에 형성된 상부 스테이지 홀들을 통해 제공되는 흡입력을 통해 상기 제2 대상체를 흡입하여 상기 곡면형 몸체부의 곡면에 고정시키고, 상기 상부 스테이지 홀들 중에서 상기 제2 대상체와 상기 제1 대상체의 접합이 시작되는 접합개시영역에 형성된 제1 상부 스테이지 홀들의 직경은 상기 접합개시영역 이외의 영역에 형성된 제2 상부 스테이지 홀들의 직경보다 큰 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 박리 접합 동시 수행 장치에 있어서, 상기 상부 스테이지는 상기 곡면형 몸체부에 형성된 상부 스테이지 홀들을 통해 제공되는 흡입력을 통해 상기 제2 대상체를 흡입하여 상기 곡면형 몸체부의 곡면에 고정시키고, 상기 상부 스테이지 홀들 중에서 상기 제2 대상체와 상기 제1 대상체의 접합이 시작되는 접합개시영역에 형성된 제1 상부 스테이지 홀들의 분포 밀도는 상기 접합개시영역 이외의 영역에 형성된 제2 상부 스테이지 홀들의 분포 밀도보다 큰 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 박리 접합 동시 수행 장치에 있어서, 상기 상부 스테이지는 상기 곡면형 몸체부에 형성된 상부 스테이지 홀들을 통해 제공되는 흡입력을 통해 상기 제2 대상체를 흡입하여 상기 곡면형 몸체부의 곡면에 고정시키고, 상기 상부 스테이지 홀들 중에서 상기 제2 대상체와 상기 제1 대상체의 접합이 시작되는 접합개시영역에 형성된 제1 상부 스테이지 홀들의 직경과 분포 밀도는 상기 접합개시영역 이외의 영역에 형성된 제2 상부 스테이지 홀들의 직경과 분포 밀도보다 큰 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 박리 접합 동시 수행 장치에 있어서, 상기 상부 스테이지는 상기 곡면형 몸체부에 형성된 상부 스테이지 홀들을 통해 제공되는 흡입력을 통해 상기 제2 대상체를 흡입하여 상기 곡면형 몸체부의 곡면에 고정시키고, 상기 상부 스테이지 홀들의 직경은 상기 제2 대상체와 상기 제1 대상체의 접합이 시작되는 접합개시영역에서 상기 제2 대상체와 상기 제1 대상체의 접합이 종료되는 접합종료영역보다 큰 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 박리 접합 동시 수행 장치에 있어서, 상기 상부 스테이지는 상기 곡면형 몸체부에 형성된 상부 스테이지 홀들을 통해 제공되는 흡입력을 통해 상기 제2 대상체를 흡입하여 상기 곡면형 몸체부의 곡면에 고정시키고, 상기 상부 스테이지 홀들의 분포 밀도는 상기 제2 대상체와 상기 제1 대상체의 접합이 시작되는 접합개시영역에서 상기 제2 대상체와 상기 제1 대상체의 접합이 종료되는 접합종료영역보다 큰 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 박리 접합 동시 수행 장치에 있어서, 상기 상부 스테이지는 상기 곡면형 몸체부에 형성된 상부 스테이지 홀들을 통해 제공되는 흡입력을 통해 상기 제2 대상체를 흡입하여 상기 곡면형 몸체부의 곡면에 고정시키고, 상기 상부 스테이지 홀들의 직경과 분포 밀도는 상기 제2 대상체와 상기 제1 대상체의 접합이 시작되는 접합개시영역에서 상기 제2 대상체와 상기 제1 대상체의 접합이 종료되는 접합종료영역보다 큰 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 박리 접합 동시 수행 장치에 있어서, 상기 제1 대상체는 칼라 필터이고, 상기 제2 대상체는 보호 필름인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 박리 접합 동시 수행 장치에 있어서, 상기 제2 대상체는 OCA(Optically Clear Adhesive) 필름인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 박리 접합 동시 수행 장치에 있어서, 상기 제2 대상체는 연성을 갖는 플렉서블 기판 또는 유리 기판 상에 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 박리 접합 동시 수행 장치에 있어서, 상기 캐리어 기판에 접합되어 있는 제1 대상체는 박리 및 접합의 대상이 되는 4각 영역에 대해 사전 스크라이빙(scribing)되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 박리 접합 동시 수행 장치에 있어서, 상기 캐리어 기판의 재질에 따라 상기 제1 대상체에 보호층이 선택적으로 적용되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 박리 접합 동시 수행 방법은, 상부 스테이지의 구동부가 곡면형 몸체부의 곡면에 흡입되어 있는 제2 대상체가 캐리어 기판에 접합되어 있는 제1 대상체를 일정 압력으로 일정 부분끼리 순차적으로 접촉되어 가압하도록 상기 곡면형 몸체부를 회전시킴으로써, 상기 제2 대상체를 상기 제1 대상체에 접합시키는 동시에, 상기 제1 대상체를 상기 캐리어 기판으로부터 박리시키는 단계 및 상기 곡면형 몸체부의 곡면 형상 표면에 상기 제1 대상체와 상기 제2 대상체를 포함하는 접합 적층체가 흡착된 직후, 상기 접합 적층체가 상기 캐리어 기판과 일정 압력으로 순차적으로 접촉되도록 상기 곡면형 몸체부를 접합시 회전 방향의 역방향으로 회전시키는 동시에 곡면 형상 표면의 흡착력을 감소시켜 상기 접합 적층체를 상기 캐리어 기판 상에 적재시키는 단계를 포함한다.

본 발명에 따르면, 접합과 박리를 동시에 수행함으로써 접합과 박리를 별도로 수행하는 종래 방식에 비하여 요구되는 세부 공정의 수를 줄이고 공정 시간을 단축할뿐만 아니라 수율을 높일 수 있는 박리 접합 동시 수행 장치 및 방법이 제공되는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 접합과 박리 공정에서 발생하는 잔류 응력에 의한 대상체 변형을 최소화할 수 있는 박리 접합 동시 수행 장치 및 방법이 제공되는 효과가 있다.

도 1 내지 도 3은 종래 기술에 따라 칼라 필터를 디스플레이 패널 등에 접합하는 방식을 설명하기 위한 도면이고,
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 박리 접합 동시 수행 장치를 나타낸 도면이고,
도 5 내지 도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 박리 접합 동시 수행 장치의 구체적인 동작을 예시적으로 설명하기 위한 도면이고,
도 11 내지 도 16은 본 발명의 일 실시 예에 있어서, 상부 스테이지를 구성하는 곡면형 몸체부에 형성되는 상부 스테이지 홀들의 구성을 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 17은 본 발명의 일 실시 예에 따른 박리 접합 동시 수행 방법을 나타낸 도면이다.

본 명세서에 개시되어 있는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 또는 기능적 설명은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로서, 본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 형태들로 실시될 수 있으며 본 명세서에 설명된 실시 예들에 한정되지 않는다.

본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 변경들을 가할 수 있고 여러 가지 형태들을 가질 수 있으므로 실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 특정한 개시 형태들에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.

제1 또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 벗어나지 않은 채, 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고 유사하게 제2구성 요소는 제1구성 요소로도 명명될 수 있다.

어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성 요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성 요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 본 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 나타낸다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 박리 접합 동시 수행 장치를 나타낸 도면이다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 박리 접합 동시 수행 장치는, 하부 스테이지(100) 및 상부 스테이지(200)를 포함한다.

하부 스테이지(100)는, 박리와 접합의 대상인 제1 대상체(400)가 접합되어 있는 캐리어 기판(300)을 예를 들어, 공기압을 이용하여 흡입하여 고정한다. 하부 스테이지(100)가 캐리어 기판(300)을 고정하는 방식은 이에 한정되지 않으며, 접착력을 이용한 방식 등과 같은 일반적인 고정방식이 이에 적용될 수 있다.

예를 들어, 캐리어 기판(300)을 흡입하여 고정하는 하부 스테이지(100)에는 복수의 하부 스테이지 홀들(120)이 구비될 수 있으며, 캐리어 기판(300)은 이 하부 스테이지 홀들(120)을 통해 제공되는 압력에 의해 흡입되어 하부 스테이지(100)에 고정될 수 있다. 하부 스테이지 홀들(120)을 통해 제공되는 압력을 하부 흡입력이라 정의한다.

예를 들어, 제1 대상체(400)는 칼라 필터일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 또한, 예를 들어, 제2 대상체(500)는 보호 필름일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 보다 구체적으로, 제2 대상체(500)는 OCA(Optically Clear Adhesive) 필름일 수 있다. 이외에도, 제1 대상체(400)와 제2 대상체(500)는 상호 결합을 위해 박리 공정과 접합 공정이 요구되는 임의의 구조체일 수 있다. 또한, 예를 들어, 제2 대상체(500)는 연성을 갖는 플렉서블 기판(600) 또는 유리 기판 상에 형성되도록 구성될 수 있다. 또한, 예를 들어, 캐리어 기판(300)의 재질에 따라 제1 대상체(400)에 보호층이 선택적으로 적용되도록 구성될 수 있으며, 유리, 플라스틱, 유연성 소재 등이 캐리어 기판(300에 적용될 수 있다.

상부 스테이지(200)는, 하부 스테이지(100)와의 상호 작용에 따라 박리와 접합을 동시에 수행하는 장치로서, 곡면형 몸체부(210) 및 구동부(250)를 포함한다.

곡면형 몸체부(210)는, 제1 대상체(400)에 접합되는 제2 대상체(500)를 흡입하여 고정시키며, 제1 대상체(400)를 향하여 볼록한 곡면 형상을 갖도록 구성된다.

예를 들어, 플렉서블 기판(600)에 형성되어 있는 제2 대상체(500)를 흡입하여 고정하는 곡면형 몸체부(210)에는 복수의 상부 스테이지 홀들(220)이 구비될 수 있으며, 제2 대상체(500)는 이 상부 스테이지 홀들(220)을 통해 제공되는 압력에 의해 흡입되어 곡면형 몸체부(210)에 고정될 수 있다. 상부 스테이지 홀들(220)을 통해 제공되는 압력을 상부 흡입력이라 정의한다.

구동부(250)는, 접합 및 박리 과정에서 제2 대상체(500)가 제1 대상체(400) 상을 구르면서 가압하도록 곡면형 몸체부(210)를 회전시켜 제2 대상체(500)를 제1 대상체(400)에 접합시키면서, 동시에 제1 대상체(400)를 캐리어 기판(300)으로부터 박리시킨다.

예를 들어, 상부 스테이지(200)가 제2 대상체(500)를 흡입하는 압력인 상부 흡입력은 하부 스테이지(100)가 제1 대상체(400)를 흡입하는 압력인 하부 흡입력 및 캐리어 기판(300)과 제1 대상체(400) 간의 접합력보다 크고, 제1 대상체(400)와 제2 대상체(500) 중에서 적어도 하나는 흡입면의 반대면에 접착력을 가지는 면을 포함하고, 제1 대상체(400)와 제2 대상체(500) 간의 접착력은 상부 흡입력 및 하부 흡입력보다 크도록 구성될 수 있다. 이와 같이 구성하면, 박리 및 접합 과정에서, 제2 대상체(500)가 곡면형 몸체부(210)로부터 이탈되는 것을 방지하면서, 캐리어 기판(300)에 접합된 제1 대상체(400)를 캐리어 기판(300)으로부터 박리시켜 제2 대상체(500)에 안정적으로 접합할 수 있다.

하나의 예로, 도 11을 추가적으로 참조하면, 상부 스테이지(200)는 곡면형 몸체부(210)에 형성된 상부 스테이지 홀들(220)을 통해 제공되는 흡입력을 통해 제2 대상체(500)를 흡입하여 곡면형 몸체부(210)의 곡면에 고정시키고, 상부 스테이지 홀들(220) 중에서 제2 대상체(500)와 제1 대상체(400)의 접합이 시작되는 접합개시영역에 형성된 제1 상부 스테이지 홀들(230)의 직경은 접합개시영역 이외의 영역에 형성된 제2 상부 스테이지 홀들(240)의 직경보다 크도록 구성될 수 있다. 이러한 구성을 통해, 접합개시영역을 통해 제공되는 상부 흡입력을 상대적으로 크게 할 수 있고, 이에 따라, 접합개시영역에 대응하는 위치에 존재하는 제1 대상체(400)를 캐리어 기판(300)으로부터 안정적으로 박리시킬 수 있다. 즉, 박리가 시작되는 영역에서 제공되는 박리력을 박리가 이미 진행중인 영역에서 제공되는 박리력보다 크게 함으로써, 상부 스테이지(200)의 제2 대상체(500)가 제1 대상체(400)의 접합개시영역에 닿는 순간, 좁은 면적에 작용하는 상부 흡입력이 강하게 제1 대상체(400)에 전달되어 박리가 시작되는 영역에 해당하는 제1 대상체(400)와 캐리어 기판(300)의 접합 부분을 표면 손상 없이 안정적으로 분리할 수 있다.

접합개시영역을 통해 제공되는 상부 흡입력을 상대적으로 크게 조정하기 위하여, 아래의 다양한 구성이 적용될 수 있다.

다른 예로, 도 12를 추가적으로 참조하면, 상부 스테이지(200)는 곡면형 몸체부(210)에 형성된 상부 스테이지 홀들(220)을 통해 제공되는 흡입력을 통해 제2 대상체(500)를 흡입하여 곡면형 몸체부(210)의 곡면에 고정시키고, 상부 스테이지 홀들(220) 중에서 제2 대상체(500)와 제1 대상체(400)의 접합이 시작되는 접합개시영역에 형성된 제1 상부 스테이지 홀들(230)의 분포 밀도는 접합개시영역 이외의 영역에 형성된 제2 상부 스테이지 홀들(240)의 분포 밀도보다 크도록 구성될 수 있다.

또 다른 예로, 도 13을 추가적으로 참조하면, 상부 스테이지(200)는 곡면형 몸체부(210)에 형성된 상부 스테이지 홀들(220)을 통해 제공되는 흡입력을 통해 제2 대상체(500)를 흡입하여 곡면형 몸체부(210)의 곡면에 고정시키고, 상부 스테이지 홀들(220) 중에서 제2 대상체(500)와 제1 대상체(400)의 접합이 시작되는 접합개시영역에 형성된 제1 상부 스테이지 홀들(230)의 직경과 분포 밀도는 접합개시영역 이외의 영역에 형성된 제2 상부 스테이지 홀들(240)의 직경과 분포 밀도보다 크도록 구성될 수 있다.

또 다른 예로, 도 14를 추가적으로 참조하면, 상부 스테이지(200)는 곡면형 몸체부(210)에 형성된 상부 스테이지 홀들(220)을 통해 제공되는 흡입력을 통해 제2 대상체(500)를 흡입하여 곡면형 몸체부(210)의 곡면에 고정시키고, 상부 스테이지 홀들(220)의 직경은 제2 대상체(500)와 제1 대상체(400)의 접합이 시작되는 접합개시영역에서 제2 대상체(500)와 제1 대상체(400)의 접합이 종료되는 접합종료영역으로 갈수록 작아지도록 구성될 수 있다.

또 다른 예로, 도 15를 추가적으로 참조하면, 상부 스테이지(200)는 곡면형 몸체부(210)에 형성된 상부 스테이지 홀들(220)을 통해 제공되는 흡입력을 통해 제2 대상체(500)를 흡입하여 곡면형 몸체부(210)의 곡면에 고정시키고, 상부 스테이지 홀들(220)의 분포 밀도는 제2 대상체(500)와 제1 대상체(400)의 접합이 시작되는 접합개시영역에서 제2 대상체(500)와 제1 대상체(400)의 접합이 종료되는 접합종료영역으로 갈수록 작아지도록 구성될 수 있다.

또 다른 예로, 도 16을 추가적으로 참조하면, 상부 스테이지(200)는 곡면형 몸체부(210)에 형성된 상부 스테이지 홀들(220)을 통해 제공되는 흡입력을 통해 제2 대상체(500)를 흡입하여 곡면형 몸체부(210)의 곡면에 고정시키고, 상부 스테이지 홀들(220)의 직경과 분포 밀도는 제2 대상체(500)와 제1 대상체(400)의 접합이 시작되는 접합개시영역에서 제2 대상체(500)와 제1 대상체(400)의 접합이 종료되는 접합종료영역으로 갈수록 작아지도록 구성될 수 있다.

이하에서는, 도 5 내지 도 10을 추가적으로 참조하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 박리 접합 동시 수행 장치의 구체적인 동작을 예시적으로 설명한다.

도 5를 추가적으로 참조하면, 상부 스테이지(200)를 구성하는 곡면형 몸체부(210)의 곡면에 제2 대상체(500)를 안착시키는 과정이 수행된다. 예를 들어, 이 과정은 곡면형 몸체부(210)에 형성되어 있는 상부 스테이지 홀들(220)에 상부 흡입력을 제공하여 제2 대상체(500)가 곡면형 몸체부(210)의 곡면에 흡입되어 고정되도록 하는 방식으로 수행될 수 있다.

도 6을 추가적으로 참조하면, 제1 대상체(400)가 접합되어 있는 캐리어 기판(300)을 하부 스테이지(100)에 안착시키고, 박리 및 접합을 위하여 상부 스테이지(200)와 하부 스테이지(100) 중에서 하나 이상을 이동시켜 상부 스테이지(200)와 하부 스테이지(100)를 정렬하는 과정이 수행된다. 예를 들어, 캐리어 기판(300)을 하부 스테이지(100)에 안착시키는 과정은, 하부 스테이지(100)에 형성되어 있는 하부 스테이지 홀들(120)에 하부 흡입력을 제공하여 제1 대상체(400)가 접합되어 있는 캐리어 기판(300)이 하부 스테이지(100)에 흡입되어 고정되도록 하는 방식으로 수행될 수 있다. 예를 들어, 하부 스테이지(100)에 안착되는 제1 대상체(400)에 대해서는, 박리의 용이성을 위해 박리 및 접합의 대상이 되는 4각 영역에 대해 사전 스크라이빙(scribing)이 수행될 수 있다.

도 7 및 도 8을 추가적으로 참조하면, 상부 스테이지(200)의 구동부(250)가 곡면형 몸체부(210)의 곡면에 흡입되어 있는 제2 대상체(500)가 캐리어 기판(300)에 접합되어 있는 제1 대상체(400)를 부분부분 순차적으로 가압하도록 곡면형 몸체부(210)를 회전시킴으로써, 제2 대상체(500)를 제1 대상체(400)에 접합시키는 동시에, 제1 대상체(400)를 캐리어 기판(300)으로부터 박리시키는 과정이 수행된다.

도 9 및 도 10을 추가적으로 참조하면, 곡면형 몸체부(210)의 곡면 형상 표면에 제1 대상체(400)와 제2 대상체(500)로 이루어진 접합 적층체가 흡착된 직후, 접합 적층체가 캐리어 기판(300)과 일정 압력으로 순차적으로 접촉되도록 곡면형 몸체부(210)를 접합시 회전 방향의 역방향으로 회전시키는 동시에 곡면 형상 표면의 흡착력을 감소시켜 접합 적층체를 캐리어 기판(300) 상에 적재시키는 과정이 수행된다.

즉, 도 9 및 도 10에서는, 도 5 내지 도 8을 통해 설명한 과정을 통해 제1 대상체(400)를 박리시켜 제2 대상체(500)에 접합시킨 상기 상부 스테이지(200)의 곡면 몸체부(210)의 곡면상에 적층된 제1 대상체(400)와 제2 대상체(500)의 적층체를 상기 하부 스테이지(100)로 전사시키는 과정을 더 포함하는 2단계 과정이 연속되어 수행될 수 있다. 이때, 상부 스테이지(200)의 접합종료영역부터 상기 적층체가 상기 상부 스테이지(200)로부터 분리가 용이하도록 상부 스테이지(200)와 플렉서블 기판(600)간의 흡입력을 제1 대상체(400)와 캐리어 기판(300)간의 접착력보다 약하게 조절하도록 구성될 수 있다.

다음 표 1은 박리 및 접합과 관련한 종래 방식과 본 발명의 일 실시 예에 따른 박리 접합 동시 수행 장치를 이용한 실험 결과를 나타낸다.

이 실험에서, 제2 대상체(500)는 OCA이고, 하강 압력은 상부 스테이지(200)가 하강하는 압력 즉, 곡면형 몸체부(210)에 안착되어 있는 제2 대상체(500)가 캐리어 기판(300)에 접합되어 있는 제1 대상체(400)를 누르는 압력이고, TD 수축률은 박리 및 접합 공정이 수행되는 방향과 수직인 방향으로의 수축률이고, MD 수축률은 박리 및 접합 공정이 수행되는 방향으로의 수축률이다.

	OCA두께 (㎛)	상부흡입력 (kPa)	하부흡입력 (kPa)	하강압력(N)	박리성	TD수축률 (㎛/㎜)	MD수축률 (㎛/㎜)
비교예	20	-	-	-	좋음	0.360	0.230
실시예1	20	20	10	0.3	나쁨	-	-
실시예2	20	40	10	0.3	나쁨	-	-
실시예3	20	60	30	0.3	좋음	0.028	0.020
실시예4	20	60	50	0.3	좋음	0.015	0.011
실시예5	20	100	50	0.3	좋음	0.008	0.006
실시예6	60	60	30	0.3	중간	0.012	0.011
실시예7	60	60	30	0.5	좋음	0.009	0.008
실시예8	100	60	30	0.5	중간	0.015	0.012
실시예9	100	60	30	0.8	좋음	0.019	0.015

도 17은 본 발명의 일 실시 예에 따른 박리 접합 동시 수행 방법을 나타낸 도면으로서, 도 7 내지 도 10의 공정이 포함되어 있다.

도 7 내지 도 10 및 도 17을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 박리 접합 동시 수행 방법은, 상부 스테이지(200)의 구동부(250)가 곡면형 몸체부(210)의 곡면에 흡입되어 있는 제2 대상체(500)가 캐리어 기판(300)에 접합되어 있는 제1 대상체(400)를 일정 압력으로 일정 부분끼리 순차적으로 접촉되어 가압하도록 곡면형 몸체부(210)를 회전시킴으로써, 제2 대상체(500)를 제1 대상체(400)에 접합시키는 동시에, 제1 대상체(400)를 캐리어 기판(300)으로부터 박리시키는 단계 및 곡면형 몸체부(210)의 곡면 형상 표면에 제1 대상체(400)와 제2 대상체(500)를 포함하는 접합 적층체가 흡착된 직후, 접합 적층체가 캐리어 기판(300)과 일정 압력으로 순차적으로 접촉되도록 곡면형 몸체부(210)를 접합시 회전 방향의 역방향으로 회전시키는 동시에 곡면 형상 표면의 흡착력을 감소시켜 접합 적층체를 캐리어 기판(300) 상에 적재시키는 단계를 포함한다.

장치에 대한 설명과의 중복을 피하기 위해 상세한 설명은 생략하지만, 앞서 상세히 설명한 본 발명의 일 실시 예에 따른 박리 접합 동시 수행 장치의 대응하는 설명 부분이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 박리 접합 동시 수행 방법에도 적용될 수 있다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 접합과 박리를 동시에 수행함으로써 접합과 박리를 별도로 수행하는 종래 방식에 비하여 요구되는 세부 공정의 수를 줄이고 공정 시간을 단축할 뿐만 아니라 수율을 높일 수 있는 박리 접합 동시 수행 장치 및 방법이 제공되는 효과가 있다.

구체적으로, 기존의 롤러를 이용해 접합할 경우에는 기판상의 대상체는 장력이 없는 상태인 반면에 롤러 접합되는 부착 대상체가 접합되는 순간까지도 부착 대상체에는 장력이 부여되어 최종적으로 접합된 면을 경계로 서로 다른 잔류 응력을 가져 외력이 없는 상태에서도 필름 형태의 변형을 일으키게 되는데, 본 발명에 따르면 이러한 장력 차이가 발생하지 않도록 대상체가 일정 형태를 가지는 스테이지에 고정된 상태에서 접합될 수 있다.

더불어 접합 후 별도의 분리 공정이 없이 바로 적층체를 이송할 수 있도록 캐리어 기판에 적재하여 공정 단축의 효과가 있다.

100: 하부 스테이지
120: 하부 스테이지 홀들
200: 상부 스테이지
210: 곡면형 몸체부
220: 상부 스테이지 홀들
230: 제1 상부 스테이지 홀들
240: 제2 상부 스테이지 홀들
250: 구동부
300: 캐리어 기판
400: 제1 대상체
500: 제2 대상체
600: 플렉서블 기판

Claims

제1 대상체가 접합되어 있는 캐리어 기판을 흡입하여 고정하는 하부 스테이지; 및
제2 대상체를 흡입하여 고정시키며 상기 제1 대상체를 향하여 볼록한 곡면 형상을 갖는 곡면형 몸체부 및 상기 제2 대상체와 상기 제1 대상체가 일정 압력으로 일정 부분끼리 순차적으로 접촉되도록 상기 곡면형 몸체부를 회전시켜, 상기 제2 대상체와 상기 제1 대상체를 접합시키면서, 접합시에 상기 제1 대상체를 상기 캐리어 기판으로부터 박리시키는 구동부를 포함하는 상부 스테이지를 포함하고,
상기 제2 대상체와 제1 대상체의 접합 적층체를 접합 후 상기 곡면형 몸체부의 곡면 형상 표면에 흡착시키고,
상기 곡면형 몸체부의 곡면 형상 표면에 상기 접합 적층체가 흡착된 직후, 접합 적층체가 상기 캐리어 기판과 일정 압력으로 순차적으로 접촉되도록 상기 곡면형 몸체부를 상기 접합시 회전 방향의 역방향으로 회전시키는 동시에 상기 곡면 형상 표면의 흡착력을 감소시켜 상기 접합 적층체를 캐리어 기판 상에 적재시키고,
상기 상부 스테이지가 상기 제2 대상체를 흡입하는 압력인 상부 흡입력은 상기 하부 스테이지가 상기 제1 대상체를 흡입하는 압력인 하부 흡입력보다 크고,
상기 제1 대상체와 제2 대상체 중에서 적어도 하나는 흡입면의 반대면에 접착력을 가지는 면을 포함하고, 상기 상부 흡입력 및 상기 하부 흡입력은 상기 제1 대상체와 상기 제2 대상체 간의 접착력보다 작은, 박리 접합 동시 수행 장치.
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제1항에 있어서,
상기 상부 흡입력은 상기 캐리어 기판과 상기 제1 대상체 간의 접합력보다 큰 것을 특징으로 하는, 박리 접합 동시 수행 장치.
제1항에 있어서,
상기 상부 스테이지는 상기 곡면형 몸체부에 형성된 상부 스테이지 홀들을 통해 제공되는 흡입력을 통해 상기 제2 대상체를 흡입하여 상기 곡면형 몸체부의 곡면에 고정시키고,
상기 상부 스테이지 홀들 중에서 상기 제2 대상체와 상기 제1 대상체의 접합이 시작되는 접합개시영역에 형성된 제1 상부 스테이지 홀들의 직경은 상기 접합개시영역 이외의 영역에 형성된 제2 상부 스테이지 홀들의 직경보다 큰 것을 특징으로 하는, 박리 접합 동시 수행 장치.
제1항에 있어서,
상기 상부 스테이지는 상기 곡면형 몸체부에 형성된 상부 스테이지 홀들을 통해 제공되는 흡입력을 통해 상기 제2 대상체를 흡입하여 상기 곡면형 몸체부의 곡면에 고정시키고,
상기 상부 스테이지 홀들 중에서 상기 제2 대상체와 상기 제1 대상체의 접합이 시작되는 접합개시영역에 형성된 제1 상부 스테이지 홀들의 분포 밀도는 상기 접합개시영역 이외의 영역에 형성된 제2 상부 스테이지 홀들의 분포 밀도보다 큰 것을 특징으로 하는, 박리 접합 동시 수행 장치.
제1항에 있어서,
상기 상부 스테이지는 상기 곡면형 몸체부에 형성된 상부 스테이지 홀들을 통해 제공되는 흡입력을 통해 상기 제2 대상체를 흡입하여 상기 곡면형 몸체부의 곡면에 고정시키고,
상기 상부 스테이지 홀들 중에서 상기 제2 대상체와 상기 제1 대상체의 접합이 시작되는 접합개시영역에 형성된 제1 상부 스테이지 홀들의 직경과 분포 밀도는 상기 접합개시영역 이외의 영역에 형성된 제2 상부 스테이지 홀들의 직경과 분포 밀도보다 큰 것을 특징으로 하는, 박리 접합 동시 수행 장치.
제1항에 있어서,
상기 상부 스테이지는 상기 곡면형 몸체부에 형성된 상부 스테이지 홀들을 통해 제공되는 흡입력을 통해 상기 제2 대상체를 흡입하여 상기 곡면형 몸체부의 곡면에 고정시키고,
상기 상부 스테이지 홀들의 직경은 상기 제2 대상체와 상기 제1 대상체의 접합이 시작되는 접합개시영역에서 상기 제2 대상체와 상기 제1 대상체의 접합이 종료되는 접합종료영역보다 큰 것을 특징으로 하는, 박리 접합 동시 수행 장치.
제1항에 있어서,
상기 상부 스테이지는 상기 곡면형 몸체부에 형성된 상부 스테이지 홀들을 통해 제공되는 흡입력을 통해 상기 제2 대상체를 흡입하여 상기 곡면형 몸체부의 곡면에 고정시키고,
상기 상부 스테이지 홀들의 분포 밀도는 상기 제2 대상체와 상기 제1 대상체의 접합이 시작되는 접합개시영역에서 상기 제2 대상체와 상기 제1 대상체의 접합이 종료되는 접합종료영역보다 큰 것을 특징으로 하는, 박리 접합 동시 수행 장치.
제1항에 있어서,
상기 상부 스테이지는 상기 곡면형 몸체부에 형성된 상부 스테이지 홀들을 통해 제공되는 흡입력을 통해 상기 제2 대상체를 흡입하여 상기 곡면형 몸체부의 곡면에 고정시키고,
상기 상부 스테이지 홀들의 직경과 분포 밀도는 상기 제2 대상체와 상기 제1 대상체의 접합이 시작되는 접합개시영역에서 상기 제2 대상체와 상기 제1 대상체의 접합이 종료되는 접합종료영역보다 큰 것을 특징으로 하는, 박리 접합 동시 수행 장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 대상체는 칼라 필터이고,
상기 제2 대상체는 보호 필름인 것을 특징으로 하는, 박리 접합 동시 수행 장치.
제14항에 있어서,
상기 제2 대상체는 OCA(Optically Clear Adhesive) 필름인 것을 특징으로 하는, 박리 접합 동시 수행 장치.
제14항 또는 제15항에 있어서,
상기 제2 대상체는 연성을 갖는 플렉서블 기판 또는 유리 기판 상에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 박리 접합 동시 수행 장치.
제1항에 있어서,
상기 캐리어 기판에 접합되어 있는 제1 대상체는 박리 및 접합의 대상이 되는 4각 영역에 대해 사전 스크라이빙(scribing)되어 있는 것을 특징으로 하는, 박리 접합 동시 수행 장치.
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상부 스테이지의 구동부가 곡면형 몸체부의 곡면에 흡입되어 있는 제2 대상체가 캐리어 기판에 접합되어 있는 제1 대상체를 일정 압력으로 일정 부분끼리 순차적으로 접촉되어 가압하도록 상기 곡면형 몸체부를 회전시킴으로써, 상기 제2 대상체를 상기 제1 대상체에 접합시키는 동시에, 상기 제1 대상체를 상기 캐리어 기판으로부터 박리시키는 단계; 및
상기 곡면형 몸체부의 곡면 형상 표면에 상기 제1 대상체와 상기 제2 대상체를 포함하는 접합 적층체가 흡착된 직후, 상기 접합 적층체가 상기 캐리어 기판과 일정 압력으로 순차적으로 접촉되도록 상기 곡면형 몸체부를 접합시 회전 방향의 역방향으로 회전시키는 동시에 곡면 형상 표면의 흡착력을 감소시켜 상기 접합 적층체를 상기 캐리어 기판 상에 적재시키는 단계를 포함하고,
상기 상부 스테이지가 상기 제2 대상체를 흡입하는 압력인 상부 흡입력은 하부 스테이지가 상기 제1 대상체를 흡입하는 압력인 하부 흡입력보다 크고,
상기 제1 대상체와 제2 대상체 중에서 적어도 하나는 흡입면의 반대면에 접착력을 가지는 면을 포함하고, 상기 상부 흡입력 및 상기 하부 흡입력은 상기 제1 대상체와 상기 제2 대상체 간의 접착력보다 작은, 박리 접합 동시 수행 방법.