特許 6315095 フレキシブル基板接合方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6315095

(24)【登録日】2018年4月6日

(45)【発行日】2018年4月25日

(54)【発明の名称】フレキシブル基板接合方法

(51)【国際特許分類】

   G09F 9/00 20060101AFI20180416BHJP

   G02F 1/13 20060101ALI20180416BHJP

   H01L 51/50 20060101ALI20180416BHJP

   H05B 33/10 20060101ALI20180416BHJP

   H05B 33/02 20060101ALI20180416BHJP

   H05K 13/04 20060101ALI20180416BHJP

【ＦＩ】

   G09F9/00 342

   G02F1/13 101

   H05B33/14 A

   H05B33/10

   H05B33/02

   H05K13/04 P

【請求項の数】5

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2016-532038(P2016-532038)

(86)(22)【出願日】2014年11月18日

(65)【公表番号】特表2016-541016(P2016-541016A)

(43)【公表日】2016年12月28日

(86)【国際出願番号】KR2014011085

(87)【国際公開番号】WO2015072819

(87)【国際公開日】20150521

【審査請求日】2016年11月24日

(31)【優先権主張番号】10-2013-0139693

(32)【優先日】2013年11月18日

(33)【優先権主張国】KR

(73)【特許権者】

【識別番号】502411241

【氏名又は名称】コーニング精密素材株式会社

【氏名又は名称原語表記】Ｃｏｒｎｉｎｇ Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｃｏ．， Ｌｔｄ．

(74)【代理人】

【識別番号】100070024

【弁理士】

【氏名又は名称】松永 宣行

(74)【代理人】

【識別番号】100159042

【弁理士】

【氏名又は名称】辻 徹二

(72)【発明者】

【氏名】カン、 ギョン ソ

(72)【発明者】

【氏名】コン、 ボ ギョン

(72)【発明者】

【氏名】チェ、 ウン フェ

(72)【発明者】

【氏名】パク、 ヨン ソン

(72)【発明者】

【氏名】イ、 ウ ジン

【審査官】 小林 謙仁

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００１−２２３２４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−０３３６８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−０３３５３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１４０７０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２８５２８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６３−２６２６８１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２９Ｂ ７／００−１１／１４

Ｂ２９Ｂ １３／００−１５／０６

Ｂ２９Ｃ ３１／００−３１／１０

Ｂ２９Ｃ ３７／００−３７／０４

Ｂ２９Ｃ ７１／００−７１／０２

Ｂ３２Ｂ １／００−４３／００

Ｂ６５Ｈ ５／０２、５／０６、５／２２

Ｂ６５Ｈ ７／００−７／２０

Ｂ６５Ｈ ２９／１２−２９／２４、２９／３２

Ｂ６５Ｈ ２９／５４−２９／７０

Ｂ６５Ｈ ４３／００−４３／０８

Ｇ０９Ｆ ９／００−９／４６

Ｈ０１Ｌ ２７／３２、５１／５０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

キャリア基板とフレキシブル基板を準備する基板準備段階；及び
前記キャリア基板を、搬送部を介して搬送し、該キャリア基板を回転ロールに巻かれて回転する前記フレキシブル基板と接合させる接合段階を含み、
前記接合段階では、前記キャリア基板に前記フレキシブル基板の一方側の辺を接触させた後、前記キャリア基板上に前記フレキシブル基板を一方から他方への方向に漸進的に接合し、
前記回転ロールには、前記回転ロールの外周面に沿って凹み部が形成され、
前記回転ロールの前記凹み部には、複数の空気噴射口が形成され、
前記凹み部は、前記回転ロールの両縁部に形成されることを特徴とするフレキシブル基板接合方法。

【請求項2】

前記接合段階は、真空雰囲気で進行されることを特徴とする請求項１に記載のフレキシブル基板接合方法。

【請求項3】

前記真空雰囲気は、１×１０^−３〜１×１０^−２ｔｏｒｒの真空圧を有することを特徴とする請求項２に記載のフレキシブル基板接合方法。

【請求項4】

前記回転ロールの凸部の幅は、前記フレキシブル基板の幅の１／５〜１／３倍であることを特徴とする請求項１に記載のフレキシブル基板接合方法。

【請求項5】

前記回転ロールには、前記回転ロールの外周面に静電気を発生させることができる静電気放電チャックが複数設置されることを特徴とする請求項１に記載のフレキシブル基板接合方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、フレキシブル基板接合方法に係り、より詳しくは、フレキシブル基板のハンドリング（ｈａｎｄｌｉｎｇ）を容易にするためにフレキシブル基板をキャリア基板に接合する接合方法に関する。

【背景技術】

【0002】

今日の情報化時代の到来に伴い、多様な情報の迅速な伝達のために、映像、グラフィック文字などの各種の情報を表示する高性能のディスプレイに対する要求が増加している。このような要求に応じて、近年、ディスプレイ産業は急速な成長を見せている。

【0003】

特に、液晶表示装置（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ ｄｅｖｉｃｅ：ＬＣＤ）、プラズマディスプレイパネル（Ｐｌａｓｍａ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｐａｎｅｌ：ＰＤＰ）、有機発光表示装置（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｓｐｌａｙ：ＯＬＥＤ）などのような大面積化が容易であり且つ薄型化及び軽量化が可能なフラットパネルディスプレイ（Ｆｌａｔ Ｐａｎｅｌ Ｄｉｓｐｌａｙ：ＦＤＰ）に対する関心が急増している。

【0004】

一方、近年に入り、フラットパネルディスプレイの軽量化及び薄型化への要求が持続的に増加しており、これにより、２ｍｍ以下の薄型のフレキシブル（ｆｌｅｘｉｂｌｅ）基板が開発され使用されてきている。

【0005】

しかし、このような薄型の基板は、その厚みが薄いことから搬送及び工程の進行の際に破損または反りが発生することがあり、薄型の基板だけでは工程の進行が困難である。そこで、薄型の基板に、当該薄型の基板を支持するためのキャリア基板を接合してから当該薄型の基板の搬送及び蒸着工程などを進行しており、キャリア基板は、このような薄型の基板の搬送及び蒸着工程を完了した後、薄型の基板から取り外される。

【0006】

図１は、キャリア基板に接合された薄板の基板を利用したＬＣＤモジュールの製造工程を概念的に示す概念図である。図１に示されたように、ＬＣＤモジュールは、キャリア基板に接合された薄型の基板上にカラーフィルタＣＦとＴＦＴアレイ（ａｒｒａｙ）をそれぞれ形成させた後、これらを互いに貼り合わせ、キャリア基板を薄型の基板から取り外すことで製造することができる。

【0007】

このように、キャリア基板に接合された薄板の基板を利用して高品質のディスプレイモジュールを製造するためには、キャリア基板と薄板の基板との接合品質が良くなければならない。すなわち、キャリア基板と薄板の基板との接合面に気泡や異物（ｐａｒｔｉｃｌｅ）が存在してはいけない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】韓国公開特許第２００７−０１０３１６２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

本発明は、上述したような従来技術の問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、フレキシブル基板とキャリア基板との接合面に気泡が発生することを抑制できるフレキシブル基板接合方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0010】

このために、本発明は、キャリア基板とフレキシブル基板を準備する基板準備段階；及び前記キャリア基板を、搬送部を介して搬送し、該キャリア基板を回転ロールに巻かれて回転する前記フレキシブル基板と接合させる接合段階を含み、前記接合段階では、前記キャリア基板に前記フレキシブル基板の一方側の辺を接触させた後、前記キャリア基板上に前記フレキシブル基板を一方から他方への方向に漸進的に接合することを特徴とするフレキシブル基板接合方法を提供する。

【0011】

また、本発明は、キャリア基板とフレキシブル基板を準備する基板準備段階；及び前記キャリア基板と前記フレキシブル基板とを接合する接合段階を含み、前記接合段階では、前記キャリア基板に前記フレキシブル基板の一方側の辺を接触させた後、前記フレキシブル基板の上方から、前記フレキシブル基板の一方から他方への方向に前記フレキシブル基板に空気を噴射しながら前記キャリア基板上に前記フレキシブル基板を一方から他方への方向に漸進的に接合することを特徴とするフレキシブル基板接合方法を提供する。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、キャリア基板上にフレキシブル基板を漸進的に接合することで、フレキシブル基板とキャリア基板との接合面に気泡が発生することを抑制できる。

【0013】

また、本発明によれば、接合段階が真空雰囲気で進行されることで、追ってキャリア基板に接合されたフレキシブル基板上に真空雰囲気での工程が進行されても、キャリア基板とフレキシブル基板との間に内在された気泡（ｔｒａｐｐｅｄ ａｉｒ）が膨張することを抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】キャリア基板を利用したＬＣＤモジュールの製造工程を概念的に示す概念図である。

【図2】本発明の第１実施例に係るフレキシブル基板接合方法の概略的なフローチャートである。

【図3】従来方法と本発明の第１実施例とに従ってキャリア基板にフレキシブル基板を接合した後にこれらを撮影した写真である。

【図4】本発明の第１実施例に係る回転ロールの概略的な斜視図である。

【図5】本発明の第１実施例に係る回転ロールの概略的な斜視図である。

【図6】本発明の第２実施例に係るフレキシブル基板接合方法の概略的なフローチャートである。

【図7】従来方法と本発明の第２実施例とに従ってキャリア基板にフレキシブル基板を接合した後にこれらを撮影した写真である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下では、添付の図面を参照して、本発明の実施例に係るフレキシブル基板接合装置について詳しく説明する。

【0016】

なお、本発明を説明するにあたって、関連公知機能あるいは構成についての具体的な説明が本発明の要旨を不必要に曖昧にし得ると判断された場合、その詳細な説明は割愛する。

【0017】

図２は、本発明の第１実施例に係るフレキシブル基板接合方法の概略的なフローチャートである。

【0018】

図２に示すように、本発明の第１実施例に係るフレキシブル基板接合方法は、基板準備段階（Ｓ１１０）と接合段階（Ｓ１２０）とを含んでなる。

【0019】

フレキシブル基板をキャリア基板に接合するために、先ず、キャリア基板とフレキシブル基板とを準備する（Ｓ１１０）。

【0020】

ここで、キャリア基板は、フレキシブル基板と接合されてフレキシブル基板のハンドリング（ｈａｎｄｌｉｎｇ）を容易にするための支持基板であって、ガラス基板が使用されていてよい。また、キャリア基板は、キャリア基板と接合されたフレキシブル基板を追ってより容易に取り外すために、フレキシブル基板と接合される面の縁が面取りされていてよい。すなわち、フレキシブルと接合される接合面の縁部を斜めに削っておくことで、キャリア基板とキャリア基板に接合されたフレキシブル基板との間に隙間を形成することができ、追って、この隙間を利用してキャリア基板からフレキシブル基板をより容易に取り外すことができる。

【0021】

そして、フレキシブル基板は曲がったり反ったりし得る基板またはロール形態で巻き回され得る基板を意味し、０．２ｍｍ以下の薄いガラス基板であってよい。このような、フレキシブル基板は、カラーフィルタやＴＦＴアレイが形成される基材として用いられてよい。

【0022】

次いで、キャリア基板を、搬送部を介して搬送し、該キャリア基板を回転ロールに巻かれて回転するフレキシブル基板と接合させる（Ｓ１２０）。このとき、キャリア基板とフレキシブル基板との接合は、キャリア基板にフレキシブル基板の一方側の辺を接触させた後、キャリア基板上にフレキシブル基板を一方から他方への方向に漸進的に接合することで行われる。

【0023】

すなわち、搬送部によってキャリア基板が搬送されるに伴い、キャリア基板は回転ロールの下方で回転ロールに巻かれているフレキシブル基板の一方側の辺と接触するようになり、その後、キャリア基板の継続的な搬送と回転ロールの回転によって、フレキシブル基板をキャリア基板上に、フレキシブル基板の一方から他方への方向に漸進的に接合させる。ここで、キャリア基板とフレキシブル基板とは、キャリア基板とフレキシブル基板との接触によってその界面から発生する静電気力、ファンデルワールス（Ｖａｎ ｄｅｒ Ｗａａｌｓ）力、毛細管力（Ｃａｐｉｌｌａｒｙ ｆｏｒｃｅ）によって接合される。

【0024】

搬送部は、ロードされたキャリア基板を回転ロールに巻かれて回転するフレキシブル基板に向けて搬送するものであって、コンベヤーベルト、搬送ローラーなどの多様な装置が使用されていてよい。

【0025】

回転ロールは、搬送部の上方に配置され、フレキシブル基板を回転させる。

【0026】

回転ロールは、別途の回転モーターを介して回転する。このとき、搬送部によるキャリア基板の搬送速度と回転ロールの回転速度とは同期化されている必要がある。また、回転ロールは上下移動が可能である。

【0027】

このように、キャリア基板上にフレキシブル基板を一方側から他方側へと漸進的に接合することで、フレキシブル基板とキャリア基板との接合面に気泡が発生することを抑制できる。

【0028】

図３のａは、従来の接合方法に従って手作業工程でキャリア基板にフレキシブル基板を接合した後にこれを撮影した写真であり、図３のｂは、本発明の第１実施例に従ってキャリア基板にフレキシブル基板を接合した後にこれを撮影した写真である。図３のａとｂとを比較すると、本発明の第１実施例による場合のほうが、従来の手作業工程による場合よりもフレキシブル基板とキャリア基板との接合面での気泡の発生が著しく抑制されていることが分かる。

【0029】

一方、本発明の第１実施例において、回転ロールは、図４及び図５に示されたように、胴体の外周面に沿って凹み部が形成されていてよい。

【0030】

凹み部は、図４に示されたように回転ロールの中央部に形成されるか、または図５に示されたように両縁部に形成されていてよい。

【0031】

このように、フレキシブル基板と接触して回転する回転ロールの外周面に凹み部を形成することで、フレキシブル基板と回転ロールとの接触面積を最小化することができ、この結果、回転ロールによってフレキシブル基板にスクラッチなどの損傷が加えられることを抑制できる。

【0032】

フレキシブル基板と回転ロールとの接触面積を最小化するという面と回転ロールによってフレキシブル基板を安定して支持するという面を考慮するとき、回転ロールの凸部の幅はフレキシブル基板の幅の１／５〜１／３倍であるのが好ましい。

【0033】

また、回転ロールの凹み部には空気を噴射する複数の空気噴射口１０が形成されていてよい。

【0034】

複数の空気噴射口１０は、キャリア基板へのフレキシブル基板の接触の際にフレキシブル基板における回転ロールによって支持されていない部分に空気を噴射してキャリア基板とフレキシブル基板との接触を堅固にする。

【0035】

また、回転ロールには、回転ロールの外周面に静電気を発生させることができる静電気放電（ＥＳＤ）チャック（ｃｈｕｃｋ）が複数設置されていてよい。

【0036】

好ましくは、複数の静電気放電チャックは一定の間隔で設置され、回転ロールの外周面に一定の間隔で静電気を発生させる。

【0037】

このような静電気放電チャックは、電源の印加によって回転ロールの外周面に静電気を発生させ、回転ロールに巻き回されたフレキシブル基板を回転ロールにより堅固に固定させる。

【0038】

そして、接合段階（Ｓ１２０）では、フレキシブル基板がキャリア基板と接合する前にキャリア基板と接合される部分のフレキシブル基板に加えられる静電気を遮断することで、フレキシブル基板とキャリア基板とが容易に接合されるようにすることができる。すなわち、フレキシブル基板がキャリア基板と接合する前に、フレキシブル基板とキャリア基板とが接合される部分に静電気を発生させる静電気放電チャックから順次静電気の発生を遮断することで、フレキシブル基板がキャリア基板に容易に接合されるようにすることができる。

【0039】

図６は、本発明の第２実施例に係るフレキシブル基板接合方法の概略的なフローチャートである。

【0040】

図６に示されたように、本発明の第２実施例に係るフレキシブル基板接合方法は、基板準備段階（Ｓ２１０）と接合段階（Ｓ２２０）とを含んでなる。

【0041】

フレキシブル基板をキャリア基板に接合するために、先ず、キャリア基板とフレキシブル基板とを準備する（Ｓ２１０）。

【0042】

これに関する説明は、前述した第１実施例における基板準備段階（Ｓ１１０）と同一であるため省略する。

【0043】

次いで、キャリア基板にフレキシブル基板の一方側の辺を接触させた後、フレキシブル基板の上方から、フレキシブル基板の一方から他方への方向にフレキシブル基板に空気を噴射しながらキャリア基板上にフレキシブル基板を一方から他方への方向に漸進的に接合する（Ｓ２２０）。

【0044】

すなわち、キャリア基板にフレキシブル基板の一方側の辺のみを先に接触させた後、フレキシブル基板の上方から、フレキシブル基板の一方から他方への方向にフレキシブル基板に空気を噴射することで、キャリア基板上にフレキシブル基板を一方から他方への方向に漸進的に接合するわけである。ここで、空気の噴射は、エアナイフ（ａｉｒ ｋｎｉｆｅ）によって行われていてよい。

【0045】

このように、フレキシブル基板の上方から噴射される空気の力によってキャリア基板上にフレキシブル基板を漸進的に接合することで、フレキシブル基板とキャリア基板との接合面に気泡が発生することを抑制できる。

【0046】

図７のａは、従来の接合方法に従って手作業工程でキャリア基板にフレキシブル基板を接合した後にこれを撮影した写真であり、図７のｂは、本発明の第２実施例に従ってキャリア基板にフレキシブル基板を接合した後にこれを撮影した写真である。図７のａとｂを比較すると、本発明の第２実施例による場合のほうが、従来の手作業工程による場合よりもフレキシブル基板とキャリア基板との接合面での気泡の発生が著しく抑制されていることが分かる。

【0047】

一方、本発明の第１実施例及び第２実施例に係るフレキシブル基板接合方法における接合段階（Ｓ１２０、Ｓ１２０は）真空雰囲気で進行されていてよい。

【0048】

接合段階（Ｓ１２０、Ｓ１２０）が真空雰囲気で進行されることで、追ってキャリア基板に接合されたフレキシブル基板上に真空雰囲気での工程が進行されても、キャリア基板とフレキシブル基板との間に内在された気泡（ｔｒａｐｐｅｄ ａｉｒ）が膨張することを抑制できる。

【0049】

一例として、フレキシブル基板上にカラーフィルタやＴＦＴアレイを形成する工程は、１０^−６ｔｏｒｒの真空圧を有する真空雰囲気で進行されており、キャリア基板とフレキシブル基板とを大気圧で接合した後、このような真空雰囲気での工程を施すと、キャリア基板とフレキシブル基板との間に内在された気泡（ｔｒａｐｐｅｄ ａｉｒ）の体積は、関係式Ｖ２＝（Ｐ１／Ｐ２）^１／ｒ＊Ｖ１（ここで、Ｖは体積、Ｐは圧力、ｒは比熱比）によって約１０^６倍に膨張するようになる。このような気泡の体積膨張は、キャリア基板とフレキシブル基板との接合を破壊し、フレキシブル基板上にカラーフィルタやＴＦＴアレイを形成する工程といったような顧客社工程を進行することができなくする。これに対し、キャリア基板とフレキシブル基板とを１０^−２ｔｏｒｒの真空圧を有する真空雰囲気で接合すれば、以降、１０^−６ｔｏｒｒの真空圧を有する真空雰囲気での工程を施してもキャリア基板とフレキシブル基板との間に内在された気泡の体積は約１０^３倍膨張するのに過ぎない。

【0050】

好ましくは、接合段階は１×１０^−３〜１×１０^−２ｔｏｒｒの真空圧を有する真空雰囲気で進行されていてよい。

【0051】

以上のように本発明を限定された実施例や図面に基づいて説明してきたが、本発明は前記した実施例に限定されるものではなく、本発明の属する分野における通常の知識を有する者であればかかる記載から種々の修正や変形が可能である。

【0052】

したがって、本発明の範囲は説明された実施例に局限して決められてはならず、後述する特許請求の範囲だけではなく、特許請求の範囲と均等なものなどによって決められるべきである。

【図1】

【図2】

【図3(a)】

【図3(b)】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7(a)】

【図7(b)】