JP5465489B2

JP5465489B2 - ロールツーロールシステムにおける高速微細基板整列装置

Info

Publication number: JP5465489B2
Application number: JP2009191851A
Authority: JP
Inventors: 東民金; 信權; 暎泰趙; 正祐徐; 基騫廉; 基賢金
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2008-09-23
Filing date: 2009-08-21
Publication date: 2014-04-09
Anticipated expiration: 2029-08-21
Also published as: US8596509B2; JP2010076938A; KR101507915B1; US20100072245A1; KR20100034176A

Description

本発明は、基板整列装置に関するもので、より詳細には、基板とロールとの間の整列誤差を微細にかつ高速に除去できる基板整列装置に関するものである。

ロールツーロール（ｒｏｌｌｔｏｒｏｌｌ）工程は、紙やフィルムなどの素材をロールに巻いた状態で加工する工程をいうが、このようなロールツーロール工程を印刷に適用することをロールツーロール印刷という。

ロールツーロール工程が印刷産業に適用されている例として、包装紙及び新聞紙などの印刷を挙げることができる。すなわち、包装紙に多様な色を印刷しようとするとき、包装紙は多数個のパターンロールを経ながら印刷されるが、包装紙とパターンロールとの間に要求される印刷整列精密度は約０．１mm以上であり、比較的大きな整列誤差があっても問題にならない。

上記のように、ロールツーロール工程は、包装紙及び新聞紙などのフレキシブル基板がロールの間を連続的に通過する工程として、高速生産が可能であるので、次世代の工程技術として脚光を浴びている。しかしながら、基板は、空中に浮いた状態でロールを通過するので、外乱に脆弱であり、フレキシブルな基板が使用されるので、張力が不均一であるときに基板の長さが変化することで、大きな整列誤差が発生する。したがって、ロールツーロール工程は、高い整列精密度が要求されるＬＣＤ（ＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌＤｉｓｐｌａｙ）、ＯＬＥＤ（ＯｒｇａｎｉｃＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅｓ）、ＯＴＦＴ（ＯｒｇａｎｉｃＴｈｉｎＦｉｌｍＴｒａｎｓｉｓｔｏｒ）、ＰＤＰ（ＰｌａｓｍａＤｉｓｐｌａｙＰａｎｅｌ）及び太陽電池などに適用されることが難しい。

本発明の目的は、圧電素子を用いて基板とロールとの間の整列誤差を微細にかつ高速に除去する基板整列装置を提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明の実施例に係る基板整列装置は、フレームと、前記フレームに回転可能に装着されて基板を支持するローラーユニットと、を備えており、前記ローラーユニットは、メーンローラーと、前記メーンローラーに対して相対運動可能に装着されて前記基板を整列する少なくとも一つの補助ローラーとを備えることを特徴とする。

また、前記メーンローラーと前記少なくとも一つの補助ローラーとの間に配置され、前記少なくとも一つの補助ローラーを前記メーンローラーに対して相対運動させる可変装置を備えることを特徴とする。

また、前記可変装置は、前記少なくとも一つの補助ローラーを前記メーンローラーの長さ方向に対して交差する方向に加圧する第１可変装置と、前記少なくとも一つの補助ローラーを前記メーンローラーの長さ方向に加圧する第２可変装置とを備えることを特徴とする。

また、前記第１可変装置は、前記メーンローラーに結合される第１加圧部材と、前記少なくとも一つの補助ローラーに結合される第２加圧部材と、前記第１加圧部材と前記第２加圧部材とを連結する第１可変部材とを備えており、前記第１可変部材の長さは、前記メーンローラーの長さ方向に対して交差する方向に調節されることを特徴とする。

また、前記第１可変部材は、圧電素子を含むことを特徴とする。また、前記第２加圧部材は、前記メーンローラーの長さ方向に曲げられるように陥没部を備えることを特徴とする。また、前記第２加圧部材は、前記メーンローラーの長さ方向に曲げられるように板スプリングを含むことを特徴とする。

また、前記第２可変装置は、前記メーンローラーに結合される第３加圧部材と、前記少なくとも一つの補助ローラーに結合される第４加圧部材と、前記第３加圧部材と前記第４加圧部材とを連結する第２可変部材とを備えており、前記第２可変部材の長さは、前記メーンローラーの長さ方向に調節されることを特徴とする。

また、前記第２可変部材は、圧電素子を含むことを特徴とする。また、前記第２可変部材は、圧電素子と、前記圧電素子の長さ変化量を増幅させる増幅機構とを含むことを特徴とする。

また、前記第４加圧部材は、前記メーンローラーの長さ方向に対して交差する方向に曲げられるように陥没部を備えることを特徴とする。また、前記第４加圧部材は、前記メーンローラーの長さ方向に対して交差する方向に曲げられるように板スプリングを含むことを特徴とする。

また、前記少なくとも一つの補助ローラーは、前記メーンローラーの長さ方向に沿って多数個設置され、前記多数個の補助ローラーが前記メーンローラーに対して相対運動可能に装着されることを特徴とする。

また、前記多数個の補助ローラーのうち少なくとも何れか一つを前記メーンローラーに対して相対運動させる可変装置を備えることを特徴とする。

また、前記フレームを前記基板の進行方向または前記基板の進行方向と交差する方向に移動させたり、前記フレームを回転させるステージを備えることを特徴とする。

本発明の実施例に係る基板整列装置は、前記メーンローラーと前記少なくとも一つの補助ローラーとの間で、前記少なくとも一つの補助ローラーを前記メーンローラーに対して相対運動させる可変装置を備えており、前記可変装置は、前記基板の進行方向に前記少なくとも一つの補助ローラーを加圧する第１可変装置と、前記基板の進行方向に対して垂直な方向に前記少なくとも一つの補助ローラーを加圧する第２可変装置とを備えることを特徴とする。

また、前記第１可変装置は、前記メーンローラーと前記少なくとも一つの補助ローラーとの間に支持される第１可変部材を備えており、前記第１可変部材の長さは、前記基板の進行方向に可変することを特徴とする。

また、前記第２可変装置は、前記メーンローラーと前記少なくとも一つの補助ローラーとの間に支持される第２可変部材を備えており、前記第２可変部材の長さは、前記基板の進行方向に対して垂直な方向に可変することを特徴とする。

本発明の実施例に係るロールツーロール工程を用いた工程装置は、基板と、前記基板にパターンを形成するパターンロールと、前記基板と前記パターンロールを整列させる基板整列装置とを備えており、前記基板整列装置は、前記パターンロールの前方に設置されるメーンローラーと、前記基板を支持し、前記メーンローラーに対して相対運動可能に装着される補助ローラーとを備えることを特徴とする。

本発明の実施例に係る基板整列装置は、微細整列を通して整列精密度を高めることで、ＬＣＤ、ＯＬＥＤなどをロールツーロール工程を用いて製造することができる。

また、本発明の実施例に係る基板整列装置は、速い応答速度を有する圧電素子を用いることで、高速に整列誤差を除去することができる。

また、本発明の実施例に係る基板整列装置は、ロールツーロール工程のみならず、基板の搬送工程などで発生しうる誤差を除去するのに使用されることで、より正確な工程を行うことができる。

本発明の実施例に係るロールツーロール工程を概略的に示した図である。本発明の実施例に係る基板整列装置の粗動整列を示した図である。本発明の実施例に係る基板整列装置の微細整列を示した図である。本発明の実施例に係る第１可変装置を示した図である。本発明の実施例に係る第２可変装置を示した図である。本発明の実施例に係る第２加圧部材を示した図である。本発明の実施例に係る第４加圧部材を示した図である。本発明の実施例に係る第１可変部材及び第２可変部材を示した図である。本発明の実施例に係る基板にＭＤ方向の整列誤差が発生した場合を示した図である。本発明の実施例に係る基板にＣＭＤ方向の整列誤差が発生した場合を示した図である。本発明の実施例に係る基板にＭＤ方向とＣＭＤ方向との間の角による誤差が発生した場合を示した図である。

以下、本発明の実施例に係る基板整列装置を添付された図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、本発明の実施例に係るロールツーロール工程を概略的に示した図である。図１に示すように、本発明の実施例では、ロールツーロール工程を用いて基板１０を連続的に移動させながら工程を行う。単一装備で連続的な工程を行うので、高速生産が可能である。基板１０の移送経路には、工程を行うために多数の工程段階が備わる。例えば、巻き戻しロール１１から巻き取りロール１２までに該当する基板１０の移送経路には、感光層形成部２０、整列部３０、ナノインプリンティング部４０及び除去部５０などの多数の工程段階が順次的に備わる。

感光層形成部２０は、基板１０に液状の感光性物質を塗布することで感光層を形成する。すなわち、感光層形成部２０は、塗布ユニット２１及びコーティングロール２２を備えており、塗布ユニット２１は、液状の感光性樹脂を基板１０上に塗布し、コーティングロール２２は、塗布された感光性物質をローリングしながら基板１０上に平坦にコーティングさせる。

ナノインプリンティング部４０は、感光層形成部２０で形成される感光層にパターンを形成する。すなわち、流動性のある液状の感光性樹脂に、所定のパターンが彫られたパターンロール４１で圧力を加えながら紫外線を照射して光硬化を行うことで、感光層にパターンを形成する。ナノインプリンティング部４０は、パターンロール４１、ニップロール４２及び紫外線照射ユニット４３を備えている。ニップロール４２は、パターンロール４１との間隔を調節することで、パターンロール４１が基板１０の感光層に加える相対圧力を調節する。また、紫外線照射ユニット４３は、パターンが転写された基板１０の感光層に紫外線を照射して硬化を行う。

除去部５０は、基板の感光層などをエッチングするエッチングユニット５１、エッチング液を洗浄する洗浄ユニット５２及び洗浄終了後に乾燥する乾燥ユニット５３を備えている。これらエッチングユニット５１、洗浄ユニット５２及び乾燥ユニット５３は、公知の技術によって動作するものであるので、それぞれの機能及び動作に対する詳細な説明は省略する。

また、本発明の実施例に係る基板１０としては、ポリイミド、ＰＥＴなどのように柔軟性を有するフィルムタイプの基材が好ましい。しかしながら、このようなフレキシブル基板１０の場合、外乱によって正常な移送経路から逸脱する憂慮がある。特に、基板１０にパターンを形成するナノインプリンティング部４０を通過する間に基板１０とパターンロール４１との間に整列誤差が発生する場合、基板１０の誤った位置にパターンが形成されるようになる。そのため、基板１０がナノインプリンティング部４０を通過する前に整列部３０を通過するようにし、基板１０とパターンロール４１との間に発生する整列誤差を防止または減少できるようにする。

整列部３０は、基板整列装置３１を備えており、基板整列装置３１の構成を説明する前に、ロールツーロール工程における整列に対して説明する。ロールツーロール工程における整列は、大きく基板の進行方向（ＭａｃｈｉｎｅＤｉｒｅｃｔｉｏｎ；以下、ＭＤという。）の整列と、基板の進行方向に対して垂直な方向（ＣｒｏｓｓＭａｃｈｉｎｅＤｉｒｅｃｔｉｏｎ；以下、ＣＭＤという。）の整列とに分けられる。

また、ＭＤ方向の整列とＣＭＤ方向の整列を行うにおいて、非常に大きな整列誤差が発生した場合に行われる粗動（ｃｏａｒｓｅ）整列と、非常に小さい整列誤差が発生した場合に行われる微細（Ｆｉｎｅ）整列とに分けられる。

ＭＤ方向の整列とＣＭＤ方向の整列を行うにおいて、本発明の実施例に係る基板整列装置３１の粗動整列を行う場合を先に説明した後、微細整列を行う場合を詳細に説明する。

図２は、本発明の実施例に係る基板整列装置の粗動整列を示した図である。図２に示すように、本発明の実施例に係る基板整列装置３１は、フレーム３２と、フレーム３２に回転可能に装着されるローラーユニット３３とを備えている。そして、ローラーユニット３３に基板１０が支持される。

基板整列装置３１は、フレーム３２を移動させるためにフレーム３２の下部に設置されるステージ３５を備えている。ステージ３５は、粗動整列を行う場合に動作する。基板１０とパターンロール４１との間の整列誤差が非常に大きい場合、基板１０とパターンロール４１との間の整列誤差を減少させるために相対的に大きい移動量が必要である。このとき、ステージ３５は、フレーム３２をＭＤ方向またはＣＭＤ方向に移動させることで、基板１０とパターンロール４１との整列を行う。

さらに、ローラーユニット３３をフレーム３２上で移動させることで、基板１０とパターンロール４１との間の整列誤差を減少させることも可能である。すなわち、ローラーユニット３３とフレーム３２との間に別途の装置を設置し、この装置を通してローラーユニット３３をＭＤ方向またはＣＭＤ方向に移動させることで、基板１０とパターンロール４１との整列を行う。このように比較的大きい移動量が必要であるとき、フレーム３２またはローラーユニット３３を移動させることで、基板１０とパターンロール４１との間の整列誤差を減少させることを粗動整列という。

しかしながら、このような粗動整列の場合、フレーム３２とローラーユニット３３の質量が大きいので、反応速度が遅く、基板１０とパターンロール４１との間の整列誤差を除去するのに長い時間がかかる。さらに、フレーム３２とローラーユニット３３を移動させるために動力の大きい駆動モーターを使用すべきであるが、このような駆動モーターは、微細に制御することが難しい。

以下、本発明の実施例に係る基板整列装置３１の速い速度で微細に整列可能な微細整列に対して詳細に説明する。

図３は、本発明の実施例に係る基板整列装置の微細整列を示した図である。図３に示すように、本発明の実施例に係る基板整列装置３１は、フレーム３２及びローラーユニット３３を備えており、ローラーユニット３３は、フレーム３２に回転可能に装着されるメーンローラー６０と、メーンローラー６０に対して相対運動可能に装着される補助ローラー７０とを備えている。

メーンローラー６０は、フレーム３２の長さ方向に沿って配置され、フレーム３２の両側壁３４には、メーンローラー６０の回転軸６１が挿入される。メーンローラー６０は、一般的なＡＣモーターまたはＤＣモーターを用いて駆動される。

補助ローラー７０は、可変装置８０を通してメーンローラー６０に対して相対運動可能に設置される。すなわち、可変装置８０は、補助ローラー７０をメーンローラー６０に対してＭＤ方向またはＣＭＤ方向に移動させるので、基板１０のＭＤ方向またはＣＭＤ方向への移動が可能である。さらに、二つの補助ローラー７０がメーンローラー６０に設置されており、左側に設けられた第１補助ローラー７１が停止し、右側に設けられた第２補助ローラー７２が回転している場合、補助ローラー７０上に置かれた基板１０が回転するようになる。このとき、基板１０は、ＭＤ方向とＣＭＤ方向との間角θに沿って回転する。

結局、補助ローラー７０は、メーンローラー６０に従属して一緒に移動しながら、可変装置８０が動作する場合、メーンローラー６０とは独立的に移動する。

以下、可変装置８０を通して補助ローラー７０がメーンローラー６０に対して相対運動する場合を詳細に説明する。

図４は、本発明の実施例に係る第１可変装置を示した図である。図３及び図４に示すように、本発明の実施例に係る第１可変装置８１が補助ローラー７０をメーンローラー６０の長さ方向に対して交差する方向に相対回転させると、基板１０がＭＤ方向に移動するようになる。

第１可変装置８１は、メーンローラー６０に結合される第１加圧部材９１と、補助ローラー７０に結合される第２加圧部材９２と、第１加圧部材９１と第２加圧部材９２を連結する第１可変部材１１０とを備えている。第１可変部材１１０は、何れか一方向に長さが伸縮する特性を有するが、このとき、第１可変部材１１０が設置される方向は、メーンローラー６０の長さ方向に対して交差する方向で、第１可変部材１１０が伸縮する方向をいう。

第１可変部材１１０は、メーンローラー６０の長さ方向に対して交差する方向に設置されるので、メーンローラー６０の長さ方向に対して交差する方向に伸縮するようになる。図４を参照すると、第１可変部材１１０が伸びて第１加圧部材９１と第２加圧部材９２を加圧する場合、第２加圧部材９２が第１加圧部材９１から徐々に離隔し、第２加圧部材９２と結合された補助ローラー７０は、メーンローラー６０に対して相対回転をする。これと反対に、第１可変部材１１０が縮む場合、第２加圧部材９２が第１加圧部材９１に徐々に近づき、第２加圧部材９２と結合された補助ローラー７０は、メーンローラー６０に対して以前と反対方向に相対回転をする。このとき、基板１０は、補助ローラー７０によって支持されているので、補助ローラー７０の相対回転によってＭＤ方向に往復移動することができる。このような点を用いて、基板１０とパターンロール４１との間にＭＤ方向の整列誤差が発生する場合、補助ローラー７０をメーンローラー６０に対して相対回転させることで、ＭＤ方向の整列誤差を除去または減少することができる。これに関しては、後ほど詳細に説明する。

図５は、本発明の実施例に係る第２可変装置８２を示した図である。図３及び図５に示すように、本発明の実施例に係る第２可変装置８２が補助ローラー７０をメーンローラー６０の長さ方向に相対回転させると、基板１０がＣＭＤ方向に移動するようになる。

第２可変装置８２は、メーンローラー６０に結合される第３加圧部材９３と、補助ローラー７０に結合される第４加圧部材９４と、第３加圧部材９３と第４加圧部材９４を連結する第２可変部材１２０とを備えている。第２可変部材１２０は、何れか一方向に長さが伸縮する特性を有するが、このとき、第２可変部材１２０が設置される方向は、メーンローラー６０の長さ方向で、第２可変部材１２０が伸縮する方向をいう。

第２可変部材１２０は、メーンローラー６０の長さ方向に設置されるので、メーンローラー６０の長さ方向に伸縮するようになる。図５を参照すると、第２可変部材１２０が伸びて第３加圧部材９３と第４加圧部材９４を加圧する場合、第４加圧部材９４が第３加圧部材９３から徐々に離隔し、第４加圧部材９４と結合された補助ローラー７０は、メーンローラー６０に対して相対回転をする。これと反対に、第２可変部材１２０が縮む場合、第４加圧部材９４が第３加圧部材９３に徐々に近づき、第４加圧部材９４と結合された補助ローラー７０は、メーンローラー６０に対して以前と反対方向に相対回転をする。このとき、基板１０は、補助ローラー７０によって支持されているので、ＣＭＤ方向に往復移動することができる。このような点を用いて、基板１０とパターンロール４１との間にＣＭＤ方向の整列誤差が発生する場合、補助ローラー７０をメーンローラー６０に対して相対回転させることで、ＣＭＤ方向の整列誤差を除去または減少することができる。これに関しては、後ほど詳細に説明する。

図６Ａ及び図６Ｂは、本発明の実施例に係る第２加圧部材を示した図で、図７Ａ及び図７Ｂは、本発明の実施例に係る第４加圧部材を示した図である。

図３乃至図７を参考にすると、図３及び図４に示すように、基板整列装置３１がＭＤ方向の整列誤差を除去するために補助ローラー７０をメーンローラー６０に対して相対回転させる方向は、メーンローラー６０の長さ方向に対して交差する方向で、図３及び図５に示すように、基板整列装置３１がＣＭＤ方向の整列誤差を除去するために補助ローラー７０をメーンローラー６０に対して相対回転させる方向は、メーンローラー６０の長さ方向である。すなわち、補助ローラー７０は、メーンローラー６０の長さ方向への相対移動が可能であり、メーンローラー６０の長さ方向に対して交差する方向への相対回転が可能でなければならない。

このために、図６Ａに示すように、補助ローラー７０と連結される第２加圧部材９２を形成し、図７Ａに示すように第４加圧部材９４を形成する。図６Ａに示すように、第２加圧部材９２に形成される陥没部９２ａは、メーンローラー６０の長さ方向に沿って陥没形成される。すなわち、陥没部９２ａが形成される部分は、メーンローラー６０の長さ方向に沿って相対的に小さい厚さｔ１を有し、メーンローラー６０の長さ方向に対して交差する方向に沿って相対的に大きい厚さＴ２を有する。これによって、第２加圧部材９２をメーンローラー６０の長さ方向に加圧する場合、第２加圧部材９２は、メーンローラー６０の長さ方向に曲げられるようになる。これと反対に、第２加圧部材９２をメーンローラー６０の長さ方向に対して交差する方向に加圧する場合、第２加圧部材９２は、メーンローラー６０の長さ方向に対して交差する方向に曲げられなくなる。

また、図６Ａの陥没部９２ａの代わりに、図６Ｂに示すように、第２加圧部材９２は、本体部９２ｂとヘッド部９２ｃとの間に板スプリング９２ａ’を含んで形成される。板スプリング９２ａ’は、第２加圧部材９２がメーンローラー６０の長さ方向に曲げられることを可能にすることができる。

図７Ａに示すように、第４加圧部材９４に形成される陥没部９４ａは、メーンローラー６０の長さ方向に対して交差する方向に沿って陥没形成される。すなわち、陥没部９４ａが形成される部分は、メーンローラー６０の長さ方向に沿って相対的に大きい厚さＴ３を有し、メーンローラー６０の長さ方向に対して交差する方向に沿って相対的に小さい厚さｔ４を有する。これによって、第４加圧部材９４をメーンローラー６０の長さ方向に加圧する場合、第４加圧部材９４は、メーンローラー６０の長さ方向に曲げられなくなる。これと反対に、第４加圧部材９４をメーンローラー６０の長さ方向に対して交差する方向に加圧する場合、第４加圧部材９４は、メーンローラー６０の長さ方向に対して交差する方向に曲げられるようになる。

また、図７Ａの陥没部９４ａの代わりに、図７Ｂに示すように、第４加圧部材９４は、本体部９４ｂとヘッド部９４ｃとの間に板スプリング９４ａ’を含んで形成される。板スプリング９４ａ’は、第４加圧部材９４がメーンローラー６０の長さ方向に対して交差する方向に曲げられることを可能にすることができる。

結局、第１可変装置８１がメーンローラー６０の長さ方向に対して交差する方向に第１加圧部材９１と第２加圧部材９２を加圧する場合、補助ローラー７０と結合された第２加圧部材９２がメーンローラー６０の長さ方向に対して交差する方向に曲げられないので、補助ローラー７０は、第２加圧部材９２を通して力を受ける。これと同時に、補助ローラー７０に結合された第４加圧部材９４がメーンローラー６０の長さ方向に対して交差する方向に曲げられるので、補助ローラー７０は、第２加圧部材９２を通して受けた力によって、第４加圧部材９４が曲げられる程度にメーンローラー６０に対して回転するようになる。

これと反対に、第２可変装置８２がメーンローラー６０の長さ方向に第３加圧部材９３と第４加圧部材９４を加圧する場合、補助ローラー７０と結合された第４加圧部材９４がメーンローラー６０の長さ方向に曲げられないので、補助ローラー７０は、第４加圧部材９４を通して力を受ける。これと同時に、補助ローラー７０に結合された第２加圧部材９２がメーンローラー６０の長さ方向に曲げられるので、補助ローラー７０は、第４加圧部材９４を通して受けた力によって、第２加圧部材９２が曲げられる程度にメーンローラー６０に対して移動するようになる。

図８は、本発明の実施例に係る第１可変部材及び第２可変部材を示した図である。

図３を参照すると、第１可変部材１１０が設置される方向は、メーンローラー６０の長さ方向に対して交差する方向で、第２可変部材１２０が設置される方向は、メーンローラー６０の長さ方向である。ここで、上述したように、第１可変部材１１０と第２可変部材１２０が設置される方向は、第１可変部材１１０と第２可変部材１２０が伸縮する方向を意味する。このように、第１可変部材１１０と第２可変部材１２０は、設置される方向がそれぞれ異なるだけで、その構造が同一であるので、以下では、第１可変部材１１０を例に挙げて説明する。

図８に示すように、本発明の実施例に係る第１可変部材１１０は、圧電素子１１１及び圧電素子１１１を取り囲む増幅機構１１２を備えている。

圧電素子１１１は、外部から機械的変形を加えると、電気分極が表れる現象を用いる素子で、このような現象を用いることで、圧電素子１１１に電圧を加えて長さを伸縮することができる。また、圧電素子１１１は、高い帯域幅を有するので、高速に駆動される。これは、整列誤差を速い時間内に除去または減少し、安定化できることを意味する。

増幅機構１１２は、圧電素子１１１の変位を増幅させる機構である。増幅機構１１２は、略六角形状に形成されるもので、互いに対称的な二つの側面部１１３及び二つの支持部１１４を備えており、側面部１１３と支持部１１４を連結する４個の斜辺部１１５を備えている。圧電素子１１１の両側端部は、二つの側面部１１３にそれぞれ結合される。また、図３に示すように、二つの支持部１１４のうち何れか一つは第１加圧部材９１に結合され、他の一つは第２加圧部材９２に結合される。

圧電素子１１１に電圧を加えて長さを伸ばす場合、二つの側面部１１３が互いに遠ざかり、二つの支持部１１４が互いに近づく。これによって、第１加圧部材９１と第２加圧部材９２が互いに近づく。その反対に、圧電素子１１１に電圧を加えて長さを縮む場合、二つの側面部１１３が互いに近づき、二つの支持部１１４が互いに遠ざかる。これによって、第１加圧部材９１と第２加圧部材９２が互いに遠ざかる。第１加圧部材９１と第２加圧部材９２との間の間隔が遠ざかるか近づくにつれて、上述したように、補助ローラー７０がメーンローラー６０に対して相対回転をする。

以下、本発明の実施例に係る基板整列装置３１の動作に対して説明する。

図１を参照すると、一般的に、基板１０は、表示領域と非表示領域に区分される。表示領域には、多数個のゲートライン及び多数個のデータラインが互いに交差して配列されるが、これらが互いに交差する部分には薄膜トランジスタなどが備わる。非表示領域には、ゲートラインとデータラインに駆動信号を印加するためのパッドが形成される。特に、基板１０の非表示領域に整列マークが形成されるが、整列マークをパターニングする過程や基板の熱及び湿度変形によって誤差が発生しうる。これら整列マークを用いて、基板１０とパターンロール４１との間の整列誤差を除去することができる。

すなわち、基板整列装置３１は、誤差測定部３６を備えており、この誤差測定部３６を通して整列マークの位置を確認することで、基板１０の大きさ変化などを感知及び測定し、信号を出力するようになる。例えば、誤差測定部３６は、整列マークの間の距離を測定することで、基板１０にＭＤ方向、ＣＭＤ方向及びＭＤ方向とＣＭＤ方向との間の角θに沿ってどれだけの誤差が発生したかを測定する。ここで、誤差測定部３６としては、整列マークの位置及び変位を確認するためにＣＣＤカメラが使用される。

さらに、基板整列装置３１は、制御部３７を備えており、この制御部３７を通して基板１０のＭＤ方向、ＣＭＤ方向及びＭＤ方向とＣＭＤ方向との間の角θによる整列誤差に対して圧電素子１１１に加えられる電圧を出力する。

図９は、本発明の実施例に係る基板１０にＭＤ方向の整列誤差が発生した場合を示した図である。図９に示すように、本発明の実施例に係る基板１０にパターニングされているＸ表示は整列マークを表し、これに対応するＯ表示は、パターンマークとして、整列誤差が発生していない場合、整列マークＸが位置すべき位置を表す。図９は、基板１０の進行方向、すなわち、ＭＤ方向の誤差を示している。このとき、誤差測定部３６は、ＣＣＤカメラなどを用いて整列マークＸとパターンマークＯとの間の誤差（または変位）を測定し、信号を出力する。

制御部３７は、誤差測定部３６の信号を受けた後、第１可変装置８１の圧電素子１１１に電圧を印加する。圧電素子１１１に電圧が印加されると、第１可変装置８１は、補助ローラー７０をメーンローラー６０に対してＭＤ方向に回転させる。したがって、補助ローラー７０に支持される基板１０もＭＤ方向に進行するので、整列マークＸとパターンマークＯが互いに一致し、両者間の整列誤差が除去または減少される。

ただし、整列マークＸとパターンマークＯとの間の誤差が非常に大きいことから、比較的大きな移動量が要求される場合、ステージ３５を用いてフレーム３２をＭＤ方向に移動させるべきである。

図１０は、本発明の実施例に係る基板にＣＭＤ方向の整列誤差が発生した場合を示した図である。図１０は、整列マークＸとパターンマークＯの位置を考慮するとき、基板１０の進行方向に対して垂直な方向の整列誤差を示している。誤差測定部３６は、整列マークＸとパターンマークＯとの間の誤差を測定し、制御部３７に信号を出力する。このとき、制御部３７は、基板１０をＣＭＤ方向に移動させるべきであるので、第２可変装置８２の圧電素子１１１に電圧を印加する。圧電素子１１１に電圧が印加されると、第２可変装置８２は、補助ローラー７０をメーンローラー６０に対してＣＭＤ方向に移動させる。したがって、補助ローラー７０に支持される基板１０もＣＭＤ方向に進行するので、整列マークＸとパターンマークＯが互いに一致し、両者間の整列誤差が除去または減少される。

ただし、整列マークＸとパターンマークＯとの間の誤差が非常に大きいことから、比較的大きな移動量が要求される場合、ステージ３５を用いてフレーム３２をＣＭＤ方向に移動させるべきである。

図１１は、本発明の実施例に係る基板にＭＤ方向とＣＭＤ方向との間の角による誤差が発生した場合を示した図である。図１１に示すように、左側にある整列マークＸとパターンマークＯは一致するが、右側にある整列マークＸとパターンマークＯは互いに一致しない。すなわち、図１１は、基板１０のＭＤ方向とＣＭＤ方向との間の角θによる整列誤差を示している。誤差測定部３６は、整列マークＸとパターンマークＯとの間の誤差を測定し、制御部３７に信号を出力する。

制御部３７は、基板１０をＭＤ方向とＣＭＤ方向との間の角θに沿って回転させるべきであるので、図３に示すように、第１補助ローラー７１側に設けられる第１可変装置８１の圧電素子１１１に電圧を印加せずに、第２補助ローラー７２側に設けられる第１可変装置８１の圧電素子１１１に電圧を印加する。この場合、第２補助ローラー７２は、第１可変装置８１によってメーンローラー６０に対して相対回転をする。基板１０は、第１補助ローラー７１と第２補助ローラー７２によって支持されるので、第１補助ローラー７１は停止し、第２補助ローラー７２は回転する場合、基板１０は、ＭＤ方向とＣＭＤ方向との間の角θに沿って回転することが可能である。これによって、整列マークＸとパターンマークＯが互いに一致し、両者間の整列誤差が除去または減少される。

ただし、図１１の場合においても、整列マークＸとパターンマークＯとの間の誤差が非常に大きいことから、比較的大きな移動量が要求されると、ステージ３５を用いてフレーム３２をＭＤ方向とＣＭＤ方向との間の角θに沿って回転させるべきである。

１０基板
３２フレーム
３３ローラーユニット
３４側壁
３５ステージ
６０メーンローラー
６１回転軸
７０補助ローラー
７１第１補助ローラー
７２第２補助ローラー
８０可変装置
８１第１可変装置
８２第２可変装置
９１第１加圧部材
９２第２加圧部材
９３第３加圧部材
９４第４加圧部材
１１０第１可変部材
１２０第２可変部材

Claims

フレームと、
前記フレームに回転可能に装着されて基板を支持するローラーユニットと、を備えており、
前記ローラーユニットは、
メーンローラーと、前記メーンローラーに対して相対運動可能に装着されて前記基板を整列する少なくとも一つの補助ローラーと、
前記メーンローラーと前記少なくとも一つの補助ローラーとの間に配置され、前記少なくとも一つの補助ローラーを前記メーンローラーに対して相対運動させる可変装置と、を備え、
前記可変装置は、前記少なくとも一つの補助ローラーを前記メーンローラー対して回転させる第１可変装置と、前記少なくとも一つの補助ローラーを前記メーンローラーの長さ方向に移動させる第２可変装置と、を備え、
前記第１可変装置は、前記メーンローラーに結合される第１加圧部材と、前記少なくとも一つの補助ローラーに結合される第２加圧部材と、前記第１加圧部材と前記第２加圧部材とを連結する圧電素子を含む第１可変部材と、を備え、
前記第１可変部材の長さは、前記メーンローラーの長さ方向に対して交差する方向に調節され、
前記第２可変装置は、前記メーンローラーに結合される第３加圧部材と、前記少なくとも一つの補助ローラーに結合される第４加圧部材と、前記第３加圧部材と前記第４加圧部材を連結する圧電素子を含む第２可変部材と、を備え、
前記第２可変部材の長さは、前記メーンローラーの長さ方向に調節されることを特徴とする基板整列装置。
前記第１加圧部材、前記第２加圧部材、及び前記第１可変部材はそれぞれ、前記メーンローラーの回転軸周りに回転対称に１対配置されることを特徴とする請求項１に記載の基板整列装置。
前記第２加圧部材は、前記メーンローラーの長さ方向に曲げられるように陥没部を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の基板整列装置。
前記第２加圧部材は、前記メーンローラーの長さ方向に曲げられるように板スプリングを含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の基板整列装置。
前記第２可変部材は、前記圧電素子の長さ変化量を増幅させる増幅機構と、を含むことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の基板整列装置。
前記第４加圧部材は、前記メーンローラーの長さ方向に対して交差する方向に曲げられるように陥没部を備えることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の基板整列装置。
前記第４加圧部材は、前記メーンローラーの長さ方向に対して交差する方向に曲げられるように板スプリングを含むことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の基板整列装置。
前記少なくとも一つの補助ローラーは、前記メーンローラーの長さ方向に沿って多数個設置され、前記多数個の補助ローラーが前記メーンローラーに対して相対運動可能に装着されることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の基板整列装置。
前記多数個の補助ローラーのうち少なくとも何れか一つを前記メーンローラーに対して相対運動させる可変装置を備えることを特徴とする請求項８に記載の基板整列装置。
前記フレームを前記基板の進行方向または前記基板の進行方向と交差する方向に移動させるステージを備えることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載の基板整列装置。
前記フレームを回転させるステージを備えることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の基板整列装置。
前記第１可変装置は、前記基板を前記基板の進行方向に動かすように前記補助ローラーを移動させ、
前記第２可変装置は、前記基板を前記メーンローラーの長さ方向に動かすように前記補助ローラーを移動させる、ことを特徴とする請求項１に記載の基板整列装置。
前記第１可変装置は、前記メーンローラーと前記少なくとも一つの補助ローラーとの間に支持される第１可変部材を備えており、前記第１可変部材の長さは、前記メーンローラーの長さ方向に対して交差する方向に可変であることを特徴とする請求項１２に記載の基板整列装置。
前記第２可変装置は、前記メーンローラーと前記少なくとも一つの補助ローラーとの間に支持される第２可変部材を備えており、前記第２可変部材の長さは、前記メーンローラーの長さ方向に可変であることを特徴とする請求項１２又は１３に記載の基板整列装置。
基板と、
前記基板にパターンを形成するパターンロールと、
前記基板と前記パターンロールを整列させる基板整列装置と、を備えており、
前記基板整列装置は、
前記パターンロールの前方に設置されるメーンローラーと、
前記基板を支持し、前記メーンローラーに対して相対運動可能に装着される補助ローラーと、
前記メーンローラーと前記補助ローラーとの間に配置され、前記補助ローラーを前記メーンローラーに対して相対運動させる可変装置と、を備え、
前記可変装置は、前記少なくとも一つの補助ローラーを前記メーンローラー対して回転させる第１可変装置と、前記補助ローラーを前記メーンローラーの長さ方向に移動させる第２可変装置と、を備え、
前記第１可変装置は、前記メーンローラーに結合される第１加圧部材と、前記少なくとも一つの補助ローラーに結合される第２加圧部材と、前記第１加圧部材と前記第２加圧部材とを連結する圧電素子を含む第１可変部材と、を備え、
前記第１可変部材の長さは、前記メーンローラーの長さ方向に対して交差する方向に調節され、
前記第２可変装置は、前記メーンローラーに結合される第３加圧部材と、前記少なくとも一つの補助ローラーに結合される第４加圧部材と、前記第３加圧部材と前記第４加圧部材を連結する圧電素子を含む第２可変部材と、を備え、
前記第２可変部材の長さは、前記メーンローラーの長さ方向に調節されることを特徴とするロールツーロールを用いた工程装置。