JP4857407B1 - 薄板状ワークの粘着保持方法及び薄板状ワークの粘着保持装置並びに製造システム - Google Patents
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Abstract
格子状の支持部材(1)で一部が支持された薄板状ワーク(W)において、その自重により下方へ撓み変形した不支持部位(W1)に対し、粘着手段(2)を薄板状ワーク(W)と交差する方向へ接近移動させて、不支持部位(W1)に粘着手段(2)の粘着面(2a)の一部を接触させ、その後、これら粘着面(2a)と不支持部位(W1)との接触面積が徐々に増えるように粘着面(2a)を動かす。それにより、不支持部位(W1)の自重撓みに倣って粘着面(2a)が部分的に時間差をかけつつ徐々に接触し、それに伴い薄板状ワーク(W)に対する外的負荷を非常に小さく押さえつつ、粘着面(2a)の略全体が不支持部位(W1)に接触して粘着保持される。その後、粘着手段(2)を粘着面(2a)が薄板状ワーク(W)において支持部材(1)で支持される支持部位(W2)と同一平面となる位置まで、粘着手段(2)を前記接近移動と逆方向へ移動させる。それにより、不支持部位(W1)の自重撓みが減少して、薄板状ワーク(W)の全体が平面状に粘着保持される。
【選択図】図1
Description
また、その他の有機EL装置の製造方法及び装置として、被処理基板の被成膜面とは反対側の面が重ねて配置された基板支持面および磁石を備えた磁石ユニットと、前記被処理基板の被成膜面に重ねて配置され、前記磁石による磁気吸引力によって前記基板支持面との間に前記被処理基板を挟持するように前記磁石ユニットに吸着された磁性材料製の蒸着マスクとを有し、前記磁石ユニットを上下反転させた状態で、前記基板支持面に対して前記被処理基板と前記蒸着マスクを重ねて配置することにより、前記磁石ユニットに備えられた前記磁石の磁気吸引力によって前記蒸着マスクとの間に前記被処理基板が挟持され、次に全体を上下反転させ、前記蒸着マスクが下方に向くようにマスク蒸着装置の回転機構にセットし、この状態で蒸着を行なうものがある(例えば、特許文献2参照)。
さらに、特許文献2において有機EL装置の素子基板を形成するにあたっては、素子基板が多数取りできる大型基板(被処理基板)に対し、マスク蒸着などの半導体プロセスを利用して各層が形成され後に単品サイズの素子基板に切断している。
つまり、大型基板をその下側から全面的に支えることなく、平面状に保持することが困難であった。
そこで、前述した特許文献1や特許文献2に記載されるように、大型基板を部分的に撓むことなく水平保持することが考えられる。
しかし乍ら、前述した特許文献1のように、磁石と成膜用マスクとの間に基板を該磁石の磁気吸引力により挟持する装置では、基板サイズの大型化に伴って成膜用マスクも一辺が2000mm以上に大きくなるため、磁石と大型基板と成膜用マスクの周辺部をクランプ状形態の保持部で保持しても、これら積層体の中央部(不支持部位)が自重で撓み、磁石の磁気吸引領域よりも低い位置まで一度垂れ下がってしまうと、不支持部位を磁石により磁気吸引して平面状に戻すことができない。
それにより、成膜用マスクにおけるマスクパターンに変形や歪みが生じて正確なパターン形成ができず、歩留りが低下するという問題があった。
また、前述した特許文献2のように、磁石ユニットの基板支持面と蒸着マスクとの間に基板を磁石の磁気吸引力により挟持した後に、これら全体を上下反転させる方法及び装置では、基板サイズの大型化に伴って蒸着マスクや磁石ユニットも一辺が2000mm以上に大きくなって重くなるため、ロボットなどの搬送機構を用いても簡単に上下反転させることは困難で、実現性に乏しいという問題があった。
その結果、薄板状ワークの基板サイズが一辺2000mm以上に大型化しても、大型基板をその下側から支持部材で部分的に支持することで、不支持部位の自重撓みを一定の範囲内で抑制することができ、平面状に保持することができる。
その結果、薄板状ワークの基板サイズが一辺2000mm以上に大型化しても、大型基板をその下側から支持部材で部分的に支持することで、不支持部位の自重撓みを一定の範囲内で抑制することができ、平面状に保持することができる。
その結果、薄板状ワークの基板サイズが一辺2000mm以上に大型化しても、大型基板をその下側から支持部材で部分的に支持することで、不支持部位の自重撓みを一定の範囲内で抑制することができ、平面状に保持することができる。
それにより、加工用マスクにおけるマスクパターンに変形や歪みが発生しないので、蒸着などで正確なパターン形成ができ、精密度が向上して歩留りを向上させることができる。
さらに、磁石ユニットの基板支持面と蒸着マスクとの間に基板を磁石の磁気吸引力により挟持した後に、これら全体を上下反転させる従来の装置に比べ、基板サイズが一辺2000mm以上に大型化しても、大型基板全体を上下反転させずに、平面状に保持することができて、実現性に優れている。
本発明の実施形態に係る薄板状ワークの粘着保持方法を実施するために使用する薄板状ワークの粘着保持装置Aは、図1〜図4に示すように、薄板状ワークWの一部と部分的に当接するように設けられて薄板状ワークWを支持する支持部材1と、薄板状ワークWにおいて支持部材1が当接しない不支持部位W1と対向する粘着面2aを有し、薄板状ワークWと交差する方向へ往復動自在に設けられる粘着手段2と、不支持部位W1の表面に対する粘着面2aの往復動を作動制御する往復動制御手段3と、不支持部位W1の表面に対して粘着面2aが動くように粘着手段2を作動制御する粘着面積増大手段4を、主要な構成要素として備えている。
さらに図示しないが、薄板状ワークWの不支持部位W1に粘着した粘着面2aを不支持部位W1の表面から剥がすための後述する剥離手段を備えることが好ましい。
さらに、薄板状ワークWは、例えば有機ELディスプレイや液晶ディスプレイなどの製造過程において、互いに貼り合わされる一方の面に、例えば有機EL素子などの機能部(図示しない)を有する膜面が形成される。
その具体例として図1及び図2に示すように、支持部材1が格子状に形成される場合には、Y方向へ延びる2本以上の縦フレーム1aと、X方向へ延びる2本以上の横フレーム1bとを同一平面において枠組みすることで構成され、略水平に配置している。支持部材1の上面に対して薄板状ワークWをその膜面において機能部などの後加工(後処理)が必要な領域と接触しないように載置することにより、後加工が不必要な領域のみが支持部材1の上面と部分的に当接して、薄板状ワークWの全体が保持される。
このように自重で撓み変形した不支持部位W1に対し、例えば粘着手段2の粘着面2aを面接触させるなどして、不支持部位W1に外的負荷が一気に掛けられると、基板が更に変形して破損するおそれがある。
そのため、この限界以内のところで、粘着材による押圧を止めておけば、薄板状ワークWを割れることなく粘着できることになる。粘着材による押圧を限界以内の力に止めるには、接触する面積をごく局部的なものに小さくし、なおかつ、薄板状ワークWに必要以上の変位を与えない程度の押圧力に限ることが肝要である。
一旦、薄板状ワークWの表面に対して粘着面2aが局部的に粘着されたとすれば、その隣の局部についても、同程度の押圧を加えることにより同様のことが実現できる。この場合、既に隣の局部が粘着されているとすれば、その近傍は薄板状ワークWの表面張力は以前よりは緩み、割れ難い状態になっており、かつ、薄板状ワークWの自重による垂れ下りも緩和されているので粘着が容易になる。
このような薄板状ワークWの表面に対する粘着面2aの局部的な粘着を次々と隣接した局部に拡げて行くことにより、あまり大きくない粘着面2aの全体を粘着することができる。
もし、薄板状ワークWと粘着面2aが完全に平行であり、完全に平行を保ったまま接触できるとするならば、上述した局部的な接触を積み重ねる必要はないだろう。すなわち、一気に粘着力を得ることができるはずである。しかし実際には、薄板状ワークWの表面はその自重により上方へ向け凹状に撓んでいるため、平面状の拡がりを持った粘着面2aの全体で一気に粘着力を発現させようとして近づけ過ぎると、特に粘着面2aの端部で片当たりに近い状態が生じ、その部分で割れてしまう。
そのため、実際の装置としては、薄板状ワークWの表面に対して粘着面2aが局部に限って接触するようにして、先ずその局所的な接触部分で粘着を実現させ、この粘着部分を基にして薄板状ワークWの表面に対する粘着面2aの粘着面積を徐々に増やして行く工夫が必要になる。
さら、薄板状ワークWの一例として、一枚の大型基板(図示しない)から単品サイズの基板(図示しない)を多数取りする場合には、3本以上の縦フレーム1aと3本以上の横フレーム1bを格子状に枠組みした支持部材1上に、各基板の境界部分のみと部分的に接するように載置することで、各基板の境界部分が支持部材1で支持される支持部位W2となり、各基板の膜面が支持部材1と当接せずに支持部材1で支持されない不支持部位W1となる。
また、その他の例として図示しないが、一つの単品サイズの基板において不支持部位W1と対向するように、後述する粘着手段2を複数個配置したり、薄板状ワークWとして一つの単品サイズの基板の外周縁を、2本の縦フレーム1aと2本の横フレーム1bが格子状に枠組みされた支持部材1で支持するとともに、該基板の不支持部位W1と対向するように、後述する粘着手段2を単数又は複数個配置することも可能である。
支持用の縦フレーム1a及び横フレーム1b又は押さえ用の縦フレーム1c及び横フレーム1dのいずれか一方、若しくは支持用の縦フレーム1a及び横フレーム1bと押さえ用の縦フレーム1c及び横フレーム1dの両方には、例えば磁石や磁性体などの磁気吸引手段(図示しない)が設けられ、この磁気吸引手段により、薄板状ワークWを上下方向に挟み込んで移動不能に保持することが好ましい。
本体2bに対する粘着面2aの取り付け構造は、薄板状ワークWの表面に沿って粘着面2aが例えば傾動自在や揺動自在や振動自在など、所定の機械的な動きが行えるように支持されている。さらに詳しく説明すれば、粘着面2aを薄板状ワークWの表面に撫で当てながら周回又は旋回するように支持することが好ましい。
粘着面2aは、例えばフッ素ゴムやエラストマー、ブチルゴム、感光性樹脂、アクリル系やシリコン系などの粘着材料からなる粘着シートであり、その表面が弾性のある面状に形成されている。さらに、粘着面2aの表面は、例えばエンボス処理や凹溝などを形成して全体的に弾性変形し易くすることにより、不支持部位W1の表面に対して容易に粘り付くように構成することが好ましい。
粘着手段2の本体2bは、後述する往復動制御手段3により、薄板状ワークWの不支持部位W1の表面に対する粘着面2aの往復動が作動制御されている。
さらに、粘着手段2の本体2bに対し粘着面2aは、後述する粘着面積増大手段4により、薄板状ワークWの不支持部位W1の表面に対して粘着面2aを、薄板状ワークWの表面に撫で当てながら周回(旋回)させるなど動くように作動制御されている。
コントローラは、粘着手段2の本体2bを往復動させるための駆動源(図示しない)、粘着手段2の本体2bに対し粘着面2aを動かすための駆動源(図示しない)などと電気的に接続しており、予め入力設定されたプログラムに従って、往復動制御手段3により往復動用駆動源を作動制御するとともに、粘着面積増大手段4により粘着用駆動部を作動制御している。
不支持部位W1の表面に対する粘着面2aの動きは、その動作内容に応じて、粘着面2aを1回だけ又は複数回の「周回(旋回)移動」をさせたり、何回か「揺動」を繰り返したり、所定時間に亘って「振動」を連続させることが可能である。
粘着手段2の接近移動工程は、図1(a)に示されるように、支持部材1で支持される薄板状ワークWから離れた粘着手段2の待機位置から、往復動制御手段3により粘着手段2の本体2bを、薄板状ワークWの不支持部位W1に向けて接近移動させる。これに続いて、不支持部位W1の表面に対し、粘着手段2の粘着面2aの一部が接触したところで、粘着手段2の接近移動を停止させる。
粘着面2aの粘着工程は、図1(b)に示されるように、不支持部位W1の表面に一部が接触した粘着面2aを、粘着面積増大手段4により不支持部位W1の表面との接触面積が徐々に増えるように動かす。これに続いて、粘着面2aの動きにより粘着面2aの略全体が不支持部位W1の表面に接触してから、粘着面2aの動きを停止させる。
粘着手段2の逆移動工程は、図1(c)に示されるように、不支持部位W1の表面に接触して粘着された粘着面2aを、往復動制御手段3により前記接近移動と逆方向へ逆移動して、粘着面2aが薄板状ワークWにおいて支持部材1で支持される支持部位W2の表面と同一平面上となる位置で、粘着手段2の逆移動を停止させる。
それにより、粘着面2aの一部を不支持部位W1の表面に撫で当て接触させて、局部的な粘着が行われる。
その後、粘着面2aの粘着工程で粘着面積増大手段4により、粘着面2aが薄板状ワークWの表面に撫で当てながら周回(旋回)させるなど動いて、これら粘着面2aと不支持部位W1の表面との接触領域が徐々に拡大する。(図1(b)参照)
それにより、不支持部位W1の自重撓みに倣って粘着面2aが部分的に時間差をかけつつ徐々に接触し、それに伴い薄板状ワークWに対する外的負荷を非常に小さく押さえつつ、粘着面2aの略全体が不支持部位W1の表面に接触して粘着保持される。
その後、粘着手段2の逆移動工程で往復動制御手段3により、粘着手段2の粘着面2aが、薄板状ワークWにおいて支持部材1で支持される支持部位W2の表面と同一平面上となる位置まで逆移動される。(図1(c)参照)
それにより、不支持部位W1の自重撓みが減少して、薄板状ワークWの全体が平面状に粘着保持される。
したがって、薄板状ワークWを破損することなく不支持部位W1が支持部位W2と略面一となるように粘着保持して薄板状ワークWの自重撓みを補正することができる。
つまり、磁石面5の磁気面部5aは、押さえ用の縦フレーム1c及び横フレーム1dの下面と同一平面上に配置されている。
マスク移動制御手段7は、往復動制御手段3などと共にコントローラに備えられ、加工用マスク6を往復動させるための駆動源(図示しない)とも電気的に接続しており、予め入力設定されたプログラムに従って、マスク往復動用駆動源を作動制御している。
図2(c)(d)に示される例では、粘着手段2の逆移動工程において粘着面2aを薄板状ワークWにおいて支持部位W2の表面と同一平面上となる位置まで逆移動させている。その他の例として図示しないが、粘着面2aを磁石面5の磁気吸引力領域に入るまで逆移動させることも可能である。
したがって、薄板状ワークWを破損することなく不支持部位W1が支持部位W2と略面一となるように粘着保持して磁石面5の磁気面部5aと加工用マスク6の間に平面状に挟持することができる。
それにより、加工用マスク6におけるマスクパターンに変形や歪みが発生しないので、蒸着などで正確なパターン形成ができ、精密度が向上して歩留りを向上させることができる。
次に、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
円筒体2cの一端には、遊動体2eが遊嵌状に設けられ、遊動体2eの先端に粘着面2aとなる粘着シートを固定し、これら円筒体2cと遊動体2eとの間に例えばゴムシートなどの弾性変形可能な弾性部材2fを介装することにより、遊動体2e及び粘着面2aが円筒体2cに対して傾動自在に支持されている。
さらに、図4(b)(c)に示される例では、往復動制御手段3により、粘着手段2の粘着面2aを傾斜させずに、薄板状ワークWの不支持部位W1の表面に接触する直前位置まで接近移動させ、その後、粘着面積増大手段4により、ロッド4aの傾斜面4bを遊動体2eの基端に当接させて、粘着面2aの一部が不支持部位W1の表面に接触するように傾斜し、その後、ロッド4aの傾斜面4bを回転させることで、粘着面2aとなる粘着材及び不支持部位W1相互の弾性変形可能な範囲において粘着面2aが不支持部位W1に撫で当たるように傾斜したまま周回(旋回)するように作動制御している。
また、その他の例として図示しないが、予め粘着面2aを傾斜させた状態で待機させるか、接近移動中に粘着面2aを傾斜させ、この粘着面2aの一部が不支持部位W1の表面に接触した時点で接近移動を停止させることも可能である。
剥離手段5の具体例としては、粘着面2aの面内か又は粘着面2aの周囲にプッシャ8aを、不支持部位W1の表面に向けて突出動自在に設け、プッシャ8aの突出動によって不支持部位W1の表面から粘着面2aを強制的に押し剥がすことが好ましい。
図4(d)に示される例では、遊動体2eの中央に開穿される貫通孔2gに対し、プッシャ8aを挿通してその先端部8bが粘着面2aから突出するように作動制御している。
また、その他の例として図示しないが、粘着手段2の逆移動によって不支持部位W1の表面から粘着面2aを強制的に引き剥がすことも可能である。
それにより、薄板状ワークWの撓み変形した不支持部位W1に粘着手段2の粘着面2aをソフトに部分接触させ且つ粘着面2aの全体を確実に面接触させることができる。
その結果、薄板状ワークWの割れを完全に防止しながら平面状に粘着保持できて、作動性に優れるという利点がある。
さらに粘着手段2の本体2bに、薄板状ワークWの不支持部位W1から粘着面2aを剥がすための剥離手段8を一体的に組み込んだが、これに限定されず、粘着手段2と別個に剥離手段8を設けても良い。
2 粘着手段 2a 粘着面
2b 本体 3 往復動制御手段
4 粘着面積増大手段 5 磁石面
6 加工用マスク 7 マスク移動制御手段
W 薄板状ワーク W1 不支持部位
W2 支持部位 W3 非加工面
W4 加工面
Claims (4)
- 支持部材によりその一部が支持される薄板状ワークにおいて、該支持部材で支持されない不支持部位に対し、粘着手段をその粘着面の一部が接触するまで、前記薄板状ワークと交差する方向へ接近移動して、前記粘着面の一部を前記不支持部位の表面に撫で当て接触させ、
前記粘着面の一部と前記不支持部位の表面との局部的な粘着が行われた時点で、前記粘着手段の接近移動を停止させ、
その後、前記不支持部位に対し前記粘着面を撫で当てながら動かして、前記粘着面と前記不支持部位との接触面積を徐々に増大させ、
前記粘着面の略全体が前記不支持部位の表面に接触した時点で、前記粘着手段を、前記粘着面が前記薄板状ワークにおいて前記支持部材で支持される支持部位と同一平面となる位置まで、前記接近移動と逆方向へ移動させることを特徴とする薄板状ワークの粘着保持方法。 - 薄板状ワークの一部と当接するように設けられて該薄板状ワークを支持する支持部材と、
前記薄板状ワークにおいて前記支持部材が当接しない不支持部位と対向する粘着面を有し、前記薄板状ワークと交差する方向へ往復動自在に設けられる粘着手段と、
前記不支持部位に対する前記粘着面の往復動を作動制御する往復動制御手段と、
前記不支持部位に対して前記粘着面が動くように前記粘着手段を作動制御する粘着面積増大手段とを備え、
前記往復動制御手段が、前記不支持部位に向けて前記粘着面を、前記粘着面の一部が前記不支持部位の表面に撫で当て接触するように接近移動させ、前記粘着面の一部と前記不支持部位の表面との局部的な粘着が行われた時に、前記粘着面の接近移動を停止させ、
前記粘着面積増大手段が、前記粘着手段の接近移動停止後に、前記不支持部位に対し前記粘着面を、前記粘着面と前記不支持部位との接触面積が徐々に増えるように撫で当てながら動かし、
前記往復動制御手段が、前記粘着面の略全体と前記不支持部位の接触後に、前記薄板状ワークにおいて前記支持部材で支持される支持部位と同一平面となる位置まで前記粘着面を前記接近移動と逆方向へ移動させることを特徴とする薄板状ワークの粘着保持装置。 - 前記粘着手段の本体に対して前記粘着面を傾動自在に支持し、前記粘着面積増大手段が、前記粘着面を前記薄板状ワークに撫で当てながら周回移動させることを特徴とする請求項2記載の薄板状ワークの粘着保持装置。
- 請求項2又は3記載の薄板状ワークの粘着保持装置を備えた製造システムであって、
前記薄板状ワークの非加工面と対向して設けられる平滑な磁石面と、前記薄板状ワークの加工面と対向して前記薄板状ワークと交差する方向へ往復動自在に設けられる磁性体からなる加工用マスクと、
前記薄板状ワークの前記加工面に対する前記加工用マスクの往復動を作動制御するマスク移動制御手段とを備え、
前記マスク移動制御手段が、前記往復動制御手段と連動して、前記粘着面の略全体と前記不支持部位の接触後に、前記加工用マスクを前記磁石面の磁気吸引力領域まで移動させることを特徴とする製造システム。
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