KR100438207B1 - 결합기판구조를 제조하기 위한 장치 및 방법 - Google Patents

결합기판구조를 제조하기 위한 장치 및 방법 Download PDF

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엔이씨 엘씨디 테크놀로지스, 엘티디.
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Abstract

결합된 제1 및 제2기판들을 포함하는 결합기판구조를 지지하기 위한 장치는, 결합기판구조의 바닥면의 복수의 지지점들을 지지하는 레벨조절가능지기기구들; 바닥면의 복수의 지지점들에 대하여 결합기판구조의 상면의 대응하는 지점들의 개별 레벨들을 검출하는 레벨검출시스템; 및 레벨검출시스템으로부터 검출된 레벨들을 수신하고 검출된 레벨들에 따라 개별 레벨조절동작들에서 복수개의 레벨조절가능지지기구들을 제어하는 제어시스템을 포함한다.

Description

결합기판구조를 제조하기 위한 장치 및 방법{Apparatus and method for forming a combined substrate structure}
본 발명은 액정디스플레이를 제조하기 위한 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 제1 및 제2기판들이 서로 접합된 결합기판구조를 제조하기 위한 장치에 관한 것이다.
액정디스플레이는 2개의 유리기판들과 이 유리기판들 사이에 채워지는 액정을 구비한다. 2개의 유리기판들은 예를 들면 박막트랜지스터기판 및 색필터기판이다. 도 1은 액정디스플레이의 구조의 개략 사시도이다. 이 액정디스플레이는 박막트랜지스터기판(2)과 색필터기판(3)을 구비한다.
박막트랜지스터기판(2)은 투명전극(35) 및 박막트랜지스터(28)의 복수 쌍으로 된 도트매트릭스어레이를 가진다. 박막트랜지스터(28)는 액정의 광투과도를 제어하기 위해 쌍이 되는 투명전극(35)에 인가되는 전압을 제어한다. 색필터기판(3)도 삼원색, 예를 들면, 적색, 녹색 및 청색의 색필터들(36)의 도트매트릭스어레이를 가진다. 색필터들(36)은 투명전극(35)과 복수의 쌍들을 이룬다.
또한 액정디스플레이는, 광을 방출하는 백라이트(30)와, 백라이트(30) 및 박막트랜지스터기판(2) 사이에 놓이어 방출된 광을 편광시키는 제1편광필터(31)와, 색필터기판(3)에 마주하는 제2편광필터(32)를 구비하여, 쌍을 이루는 기판들(2 및 3)은 제1 및 제2편광필터들(31 및 32)사이에 개재된다. 편광된 광은 박막트랜지스터기판(2) 및 투명전극(35)을 통하여 투과된다. 그 후 편광된 광은 박막트랜지스터기판(2) 및 색필터기판(3) 사이의 액정에 입사한다.
액정분자들(29)은 박막트랜지스터기판(2) 및 색필터기판(3)의 표면들에 수직한 방향으로 꼬이게 배열된다. 액정분자들(29)의 꼬임각(twist angle)은 액정분자들(29)에 가해지는 전기장에 의존한다. 액정분자들(29)에 가해진 전기장은 한 쌍의 투명전극(35) 및 색필터(36) 사이에 인가된 전압에 비례한다. 색필터(36)는 0V의 기준전위로 고정된다. 제어전압은 박막트랜지스터(28)에 의한 제어 하에 투명전극(35)에 인가된다. 즉, 박막트랜지스터(28)의 온-오프절환동작은 투명전극(35)의 전위를 변화시켜, 박막트랜지스터(28)의 온-오프절환동작은 한 쌍의 투명전극(35) 및 색필터(36)간에 인가되는 전압을 변화시킨다. 따라서, 박막트랜지스터(28)의 온-오프동작은 액정분자들(29)이 꼬이는 각을 변화시킨다.
광은 액정분자들(29)의 꼬임을 따라 전파된다. 백라이트(30)로부터의 방출된 광(33)은 제1편광필터(31)에 의해 편광된다. 편광된 광은 액정분자들(29)의 꼬여있는 배열을 따라 액정을 통해 전파되며, 편광된 광의 편광방향은 액정분자들(29)이 꼬여있는 각에 따라 회전한다. 편광된 광은 추가로 색필터기판(3) 및 제2편광필터(32)를 통해 투과하여, 액정디스플레이가 출력광(34)을 방출한다. 제2편광필터(32)는 투명전극(35)에 인가된 전압이 0V일 때 모든 광이 투과되게 한다.
높은 전압이 투명전극(35)에 인가된다면, 배열된 액정분자들(29)은 색필터기판(3)의 표면들에 수직한 방향으로 배향되어, 광은 액정을 통한 전파 동안 꼬이지 않고, 결과적으로 제2편광필터(32)를 통한 광의 투과는 없다.
전술한 바와 같이, 투명전극(35)에 인가된 전압의 변화는 출력광(34)의 세기를 변화시킨다. 각 도트는 삼원색들 중의 어느 하나로 할당된다. 각 도트의 밝기는 투명전극(35)에 인가된 전압을 제어함으로써 제어 가능하다. 어떠한 영상들도, 각각이 미리 할당된 색상(hue) 및 가변밝기를 갖는 도트들의 조합에 의해 표시될 수있다.
액정디스플레이의 광투과도는 표시품질에 관한 중요 인자들 중의 하나이다. 광투과도와 박막트랜지스터기판(2) 및 색필터기판(3)간의 정렬정밀도간의 상호관계를 도 2a 및 2b를 참조하여 설명한다. 도 2a는 액정디스플레이를 통한 광투과의 단편적인 단면의 입면도로, 박막트랜지스터기판 및 색필터기판이 높은 정밀도로 정렬되어 있다. 도 2b는 액정디스플레이를 통한 광투과의 단편적인 단면의 입면도로, 박막트랜지스터기판 및 색필터기판이 낮은 정밀도로 오정렬되어 있다.
도 2a를 참조하면, 박막트랜지스터기판(2)과 색필터기판(3)은 높은 정밀도로 정렬되어, 개별 쌍이 되는 투명전극(35) 및 색필터(36)도 높은 정밀도로 정렬된다. 투명전극(35)을 통해 투과되는 편광된 광의 모두는, 색필터(36) 전체를 통해 투과 가능하다. 유효개구직경 d1은 최대이고, 액정디스플레이를 통과한 광의 투과도는 높다.
도 2b를 참조하면, 박막트랜지스터기판(2)과 색필터기판(3)은 낮은 정밀도로 오정렬되어, 개별 쌍이 되는 투명전극(35) 및 색필터(36)도 낮은 정밀도로 오정렬된다. 투명전극(35)을 통해 투과되는 편광된 광의 일부만이 색필터(36)의 일부를 통해 투과 가능하다. 유효개구직경 d2는 d1보다 낮고, 액정디스플레이를 통과한 광의 투과도는 낮다.
광투과도는 박막트랜지스터기판(2) 및 색필터기판(3)간의 정렬정밀도에 의존한다. 박막트랜지스터기판(2) 및 색필터기판(3)간의 정렬정밀도가 높으면, 광투과도는 높다. 박막트랜지스터기판(2) 및 색필터기판(3)간의 정렬정밀도가 낮으면, 광투과도는 낮다.
박막트랜지스터기판(2) 및 색필터기판(3)간의 정렬정밀도가 도 2b에 보인 것보다 낮으면, 광의 일부는 인접한 도트를 통해 새나간다. 인접한 도트에서의 이러한 광 누설은 표시불량을 일으킨다. 이 광누설을 피하기 위해, 투명전극(35)과 색필터(36)는 박막트랜지스터기판(2) 및 색필터기판(3)간의 정렬에서 추정된 오차에 의하여 크기 축소되도록 설계된다.
위에서 문제가 된 박막트랜지스터기판(2) 및 색필터기판(3)간의 정렬의 낮은 정밀도가 극복될 수 있다면, 투명전극(35)과 색필터(36)를 크기 축소되게 설계할 필요가 없어, 유효개구는 더 크도록 설계될 수 있다. 박막트랜지스터기판(2) 및 색필터기판(3)간의 정렬정밀도의 개선과, 투명전극(35) 및 색필터(36)의 크기축소없는 설계는, 액정디스플레이의 표시품질을 크게 향상시키는 상승효과가 있게 한다.
전술한 바와 같이, 액정디스플레이의 표시품질은 박막트랜지스터기판(2) 및 색필터기판(3)간의 정렬정밀도에 크게 의존한다.
박막트랜지스터기판(2)과 색필터기판(3)은 열을 가하면 경화되는 열경화성 수지를 이용하여 접합된다. 이 공정은 밀봉열경화(seal thermosetting)라 한다.
도 3은 박막트랜지스터기판과 색필터기판을 접합하는 밀봉열경화장치를 도시하는 개략도이다. 밀봉열경화장치는 입구(11), 지지체들(22), 가열기(8), 내열성HEPA필터(9) 및 송풍기(10)를 구비한다.
박막트랜지스터기판(2) 및 색필터기판(3)을 포함하는 결합기판구조(1)는 지지체(22)에 의해 지지된다. 가열기(8)는 열을 발생하는 동안, 송풍기(10)는열기((hot air; 7)를 내열성 HEPA필터(9)를 통해 불어낸다. 열기는 결합기판구조(1)를 가열하여, 박막트랜지스터기판(2) 및 색필터기판(3)사이에 끼어있는 밀봉제도 가열되어 밀봉제는 열경화된다.
도 3에 보인 것처럼, 결합기판구조(1)가 가열되는 동안, 결합기판구조(1)의 대향 가장자리들은 지지체들(22)에 의해 지지되고, 그래서 결합기판구조(1)는 약간 휘어지고, 결합기판구조(1)의 중앙부분은 대향 가장자리들보다 레벨이 낮아진다. 결합기판구조(1)가 약간 휘어지면, 박막트랜지스터기판(2) 및 색필터기판(3)간에 변위 또는 오정렬이 발생한다. 이 원치 않는 상황에서, 변위되거나 오정렬된 기판들(2 및 3)간의 밀봉제의 열경화가 나타난다. 그러한 제조물은 박막트랜지스터기판(2) 및 색필터기판(3)간에 전술한 오정렬을 가지고, 결과적으로 제조물의 표시품질이 떨어지게 된다.
열챔버의 온도가 더 증가되면, 지지체(22)상에는 열경화가 나타나, 지지체(22)의 지지위치들의 변위 또는 이동이 발생한다. 결합기판구조(1)의 편평성(planarity)도 지지체(22)의 지지위치들의 이동에 의해 열화된다.
일본공개특허공보 평10-104564호는 디바이스를 고정밀도로 수평으로 보지할 수 있는 오븐을 개시한다. 기판과 같이 디바이스를 지지하기 위한 지지체는, 결정화유리와 같이 낮은 열팽창계수를 갖는 재료로 만들어지고, 이 지지체는 수평지지체 및 지주(pole)들을 구비한다. 오븐의 온도가 높게 증가되는 경우에도, 지지체의 응력변형(strain)이 작게 억제되어, 디바이스는 비교적 높은 정밀도로 가로방향으로 잘 지지된다. 그 결과, 결합기판구조는 박막트랜지스터기판(2) 및색필터기판(3)사이에 변위나 오정렬을 거의 가지지 않는다.
전술한 종래의 오븐은 열팽창이 지지체에 나타난 후에는 디바이스의 편평성을 보장하지 않는다. 열팽창을 억제하는 것이 어렵다. 응력변형의 량을 추정하는 것도 어렵다. 오븐온도가 통상의 온도로 되는 경우에도, 일단 열팽창된 지지체가 원래의 형상으로 되는지는 불확실하다. 온도의 상승 및 하강이 빈발하면 지지체의 영구적인 응력변형이 야기된다. 열적 응력변형이 영구적인 응력변형에 중첩된다면, 디바이스의 편평성은 열화되어, 디바이스는 불량으로 된다. 이는 수율의 저하를 일으킨다.
유리기판의 크기가 증가할수록, 지지체의 크기도 기판크기에 비례하기 때문에 전술한 문제는 더욱 심각해진다. 변위 또는 오정렬의 양도, 일반적으로 기판의 크기 또는 지지체의 크기에 비례하고, 이로 인해 디바이스의 편평성은 나빠진다.
일본공개특허공보 평9-281513호는 결합기판구조를 조립하기 위한 방법, 장치 및 시스템을 개시한다. 정렬마크들이 하나의 쌍을 이루는 개별 기판들 위에 개별적으로 놓인다. 개별 정렬마크들간의 변위가 측정되며, 그래서 개별 기판들간의 변위 또는 오정렬이 보정된다. 정렬마크들간의 피치에서의 잔존하는 변위 또는 오정렬은 기판들의 변형에 의해 더욱 감소된다.
전술한 종래의 방법이 밀봉열경화장치에 적용되는 경우에도, 종래의 방법은 밀봉열경화장치 및 결합기판구조의 열팽창을 고려하지 않기 때문에, 그러한 소망의 결합기판구조를 높은 정렬정밀도로 얻는 것은 어렵다.
결합기판구조들간의 변위 또는 오정렬과 정렬마크들의 변위가 일어난다면,변위 또는 오정렬을 보정하기 위해 기판들을 변형하는 것이 제안될 수 있다. 그러나, 이때, 열경화반응이 미리 시작되었다면, 봉지를 통해 결합된 기판들간의 상대위치가 고정되어있기 때문에, 결합기판구조의 변형에 대하여 오정렬이나 변위를 보정하는 것은 어렵다. 결합기판들의 변형이 정렬마크들을 정렬하기 위해 강제되고 결합기판구조의 변형된 형상이 원래의 형상이 되는 경우에도, 변위 또는 오정렬은 다시 야기된다.
전술한 상황들을 고려하여, 전술한 문제들이 없는 결합기판구조를 제조하기 위한 신규한 장치의 개발이 요망된다.
따라서, 본 발명의 목적은 전술한 문제들이 없는 결합기판구조를 제조하기 위한 신규한 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은, 쌍이 되는 기판들간에 밀봉열경화를 통해 결합기판구조를 제조하여, 결합기판구조의 편평성을 높게 유지할 수 있는 신규한 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 전술한 문제들이 없는 결합기판구조를 제조하기 위한 신규한 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 쌍이 되는 기판들간에 밀봉열경화를 통해 결합기판구조를 제조하여, 결합기판구조의 편평성을 높게 유지할 수 있게 하는 신규한 방법을 제공함에 있다.
도 1은 액정디스플레이의 구조의 개략 사시도,
도 2a는 박막트랜지스터기판 및 색필터기판이 높은 정밀도로 정렬되어 있는 액정디스플레이를 통한 광투과의 단편적인 단면의 입면도,
도 2b는 박막트랜지스터기판 및 색필터기판이 낮은 정밀도로 오정렬되어 있는 액정디스플레이를 통한 광투과의 단편적인 단면의 입면도,
도 3은 박막트랜지스터기판 및 색필터기판을 접합하기 위한 밀봉열경화장치를 도시하는 개략도,
도 4는 본 발명에 따른 제1실시예의 액정디스플레이를 위한 결합기판구조를 제조하기 위한 장치의 측면도의 개략적인 블록도,
도 5는 도 4에 보인 장치의 평면도의 개략적인 블록도,
도 6은 결합기판구조의 만곡량 a와 박막트랜지스터기판 및 색필터기판간의 변위 또는 오정렬 사이의 상호관계를 도시하는 도면,
도 7은 결합기판구조의 만곡량 a와 박막트랜지스터기판 및 색필터기판간의 변위 또는 오정렬 사이의 상호관계를 도시하는 도면,
도 8은 2차원매트릭스배열로 된 센서들에 의해 검출된 레벨값들에 따라 복수의 레벨조절기들에 의해 개별 레벨들을 조절할 수 있는 2차원매트릭스배열로 된 컨베이어들에 의한 결합기판구조의 레벨조절을 도시하는 단편적인 측면도,
도 9는 도 8을 도시하는 확대도,
도 10은 본 발명에 따른 박막트랜지스터기판 및 색필터기판간의 변위를 줄이거나 정렬정밀도를 향상시키는 신규한 방법을 도시하는 도면,
도 11a 내지 11e는 본 발명에 따른 박막트랜지스터기판 및 색필터기판을 결합하는 제1의 신규한 방법에 관련된 순차단계들을 도시하는 개략적인 사시도들,
도 12a 내지 12e는 본 발명에 따른 박막트랜지스터기판 및 색필터기판을 결합하는 제2의 신규한 방법에 관련된 순차단계들을 도시하는 개략적인 사시도들,
도 13은 본 발명에 따른 제2실시예의 액정디스플레이를 위한 결합기판구조를 제조하기 위한 장치의 측면도의 개략적인 블록도,
도 14는 본 발명에 따른 제3실시예의 액정디스플레이를 위한 결합기판구조를 제조하기 위한 장치의 측면도의 개략적인 블록도,
도 15a는 제1, 제2 및 제3실시예들의 각각에서의 장치에 포함된 각 컨베이어의 상단의 제1변형구조의 단편적인 측면도,
도 15b는 제1, 제2 및 제3실시예들의 각각에서의 장치에 포함된 각 컨베이어의 상단의 제2변형구조의 단편적인 측면도.
본 발명은 결합된 제1 및 제2기판들을 포함하는 결합기판구조를 지지하기 위한 장치를 제공한다. 이 장치는, 상기 결합기판구조의 바닥면의 복수의 지지점들을 지지하며 각각의 레벨이 조절될 수 있는 복수개의 레벨조절가능지기기구들; 상기 바닥면의 상기 복수의 지지점들에 대하여 상기 결합기판구조의 상면의 대응하는 지점들의 개별 레벨들을 검출하는 레벨검출시스템; 및 상기 레벨검출시스템으로부터 상기 검출된 레벨들을 수신하고 상기 검출된 레벨들에 따라 개별 레벨조절동작들에서 상기 복수개의 레벨조절가능지지기구들을 제어하는 제어시스템을 포함한다.
본 발명은 또한 제1 및 제2기판들을 포함하며 복수개의 레벨조절가능지지기구들에 의해 그 바닥면의 복수의 지지점들에서 지지되는 결합기판구조를 지지하기 위한 방법을 제공한다. 이 방법은 상기 바닥면의 상기 복수의 지지점들에 대해 상기 결합기판구조의 상면의 대응하는 지점들의 개별 레벨들을 검출하는 단계; 및 상기 검출된 레벨들에 따라 개별 레벨조절동작들에서 상기 레벨조절가능지지기구들을 제어하는 단계를 포함한다.
본 발명의 전술한 및 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 다음의 설명으로부터 명확하게 될 것이다.
본 발명의 제1양태는 결합된 제1 및 제2기판들을 포함하는 결합기판구조를 지지하기 위한 장치이다. 이 장치는, 상기 결합기판구조의 바닥면의 복수의 지지점들을 지지하며 그 레벨이 조절될 수 있는 복수개의 레벨조절가능지기기구들; 상기 바닥면의 상기 복수의 지지점들에 대하여 상기 결합기판구조의 상면의 대응하는 지점들의 개별 레벨들을 검출하는 레벨검출시스템; 및 상기 레벨검출시스템으로부터상기 검출된 레벨들을 수신하고 상기 검출된 레벨들에 따라 개별 레벨조절동작들에서 상기 복수개의 레벨조절가능지지기구들을 제어하는 제어시스템을 구비한다.
상기 제어시스템은 개별 레벨조절동작들에서 상기 복수개의 레벨조절가능지지기구들을 제어하여, 상기 결합기판구조의 만곡을 상기 제1 및 제2기판들간의 변위의 허용범위의 최대값에 해당하는 최대허용만곡값 내로 억제하는 것이 바람직하다.
상기 복수개의 레벨조절가능지지기구들은 상기 결합기판구조의 상기 바닥면 아래에 2차원배열로 배치된 것이 더 바람직하다.
상기 제어시스템은 개별 레벨조절동작들에서 상기 복수개의 레벨조절가능지지기구들을 제어하여, 상기 결합기판구조의 분할된 부영역들의 개별 만곡들을 상기 최대허용만곡값 내로 억제하는 것이 더 더욱 바람직하다.
상기 레벨검출시스템은 상기 복수개의 레벨조절가능지지기구들 위에 위치되는 2차원배열 레벨검출센서들을 구비하는 것도 바람직하다.
상기 제어시스템은 개별 레벨조절동작들에서 상기 복수개의 레벨조절가능지지기구들을 제어하여, 상기 결합기판구조가 상기 제1 및 제2기판들간의 변위에 실질적으로 등가인 가상만곡에 대한 역만곡을 가지게 하며, 상기 역만곡은 상기 가상만곡과는 절대값이 같고 극성이 반대인 것도 바람직하다.
상기 역만곡은 소정의 상한값 내로 제어되는 것이 더 바람직하다.
상기 제1 및 제2기판들간의 변위를 검출하고, 상기 검출된 변위의 량을 나타내는 변위신호를 상기 제어시스템에 보내는 변위검출시스템을 더 구비하며, 상기제어시스템은 상기 변위검출시스템으로부터 상기 변위신호를 수신하며, 상기 변위신호에 따라 개별 레벨조절동작들에서 상기 복수개의 레벨조절가능지지기구들을 제어하는 것도 바람직하다.
상기 변위검출시스템은 상기 제1기판의 제1정렬마크와 상기 제2기판의 제2정렬마크간의 변위를 인지하기 위한 복수개의 영상인식기기들을 포함하며, 상기 제1 및 제2정렬마크들은 쌍을 이루는 것도 바람직하다.
상기 복수개의 영상인식기기들은 카메라들을 포함하는 것도 바람직하다.
상기 레벨조절가능지지기구는 상기 결합기판구조를 기계적으로 지지하기 이한 컨베이어; 및 상기 제어시스템으로부터의 상기 제어신호에 따라 상기 컨베이어의 레벨을 조절하는 레벨조절기를 포함하는 것도 바람직하다.
상기 레벨조절기는 상기 제어시스템으로부터의 상기 제어신호에 따라 제어된 스트로크의 승강을 나타내는 작동기를 포함하는 것도 바람직하다.
상기 컨베이어는 상기 레벨조절기에 기계적으로 결합되어 상기 제1 및 제2기판들 중의 아래쪽 기판의 어떤 열팽창에 따라 움직이는 것도 바람직하다.
상기 컨베이어는 상기 제1 및 제2기판들 중의 아래쪽 기판의 어떤 열팽창에 따라 회전하는 것도 바람직하다.
상기 컨베이어는 제1 및 제2기판들 중의 아래쪽 기판의 어떤 열팽창에 따라 미끄러지는 것도 바람직하다.
상기 결합기판구조를 가열하여 상기 제1 및 제2기판들간의 접착밀봉층을 열경화시키는 가열시스템을 더 구비하는 것도 바람직하다.
자외선을 상기 결합기판구조에 조사하여 상기 제1 및 제2기판들간의 접착밀봉층을 UV경화시키는 자외선조사시스템을 더 구비하는 것도 바람직하다.
본 발명의 제2양태는 결합된 제1 및 제2기판들을 포함하는 결합기판구조를 지지하기 위한 장치이다. 이 장치는, 상기 결합기판구조의 바닥면의 복수의 지지점들을 지지하기 위한 2차원배열 레벨조절가능지지기구들로서, 각각의 레벨조절가능지지기구는 상기 결합기판구조를 기계적으로 지지하기 위한 컨베이어, 및 상기 컨베이어의 레벨을 조절하기 위한 레벨조절기를 구비한 레벨조절가능지지기구들; 상기 레벨조절가능지지기구들 위에 위치되어 상기 바닥면의 상기 복수의 지지점들에 대해 상기 결합기판구조의 상면의 대응하는 지점들의 개별 레벨들을 검출하는 2차원배열 레벨검출센서들; 및 상기 레벨검출시스템으로부터 상기 검출된 레벨들을 수신하고 상기 검출된 레벨들에 따라 개별 레벨조절동작들에서 상기 레벨조절기들을 제어하는 제어시스템을 포함한다.
상기 제어시스템은, 개별 레벨조절동작들에서 상기 레벨조절기들을 제어하여, 상기 결합기판구조의 만곡을 상기 제1 및 제2기판들간의 변위의 허용범위의 최대값에 해당하는 최대허용만곡값 내로 억제하는 것도 바람직하다.
상기 제어시스템은 개별 레벨조절동작들에서 상기 레벨조절기들을 제어하여, 상기 결합기판구조의 분할된 부영역들의 개별 만곡들을 상기 최대허용만곡값 내로 억제하는 것도 바람직하다.
상기 제어시스템은 개별 레벨조절동작들에서 상기 레벨조절기들을 제어하여, 상기 결합기판구조가 상기 제1 및 제2기판들간의 변위에 실질적으로 등가인 가상만곡에 대한 역만곡을 가지게 하며, 상기 역만곡은 상기 가상만곡과는 절대값이 같고 극성이 반대인 것도 바람직하다.
상기 역만곡은 소정의 상한값 내로 제어되는 것도 바람직하다.
상기 제1 및 제2기판들간의 변위를 검출하고, 상기 검출된 변위의 량을 나타내는 변위신호를 상기 제어시스템에 보내는 변위검출시스템을 더 구비하며, 상기 제어시스템은 상기 변위검출시스템으로부터 상기 변위신호를 수신하며, 상기 변위신호에 따라 개별 레벨조절동작들에서 상기 레벨조절기들을 제어하는 것도 바람직하다.
상기 변위검출시스템은 상기 제1기판의 제1정렬마크와 상기 제2기판의 제2정렬마크간의 변위를 인지하기 위한 복수개의 영상인식기기들을 포함하며, 상기 제1 및 제2정렬마크들은 쌍을 이루는 것도 바람직하다.
상기 복수개의 영상인식기기들은 카메라들을 포함하는 것도 바람직하다.
각각의 상기 레벨조절기는 상기 제어시스템으로부터의 상기 제어신호에 따라 제어된 스트로크의 승강을 나타내는 작동기를 포함하는 것도 바람직하다.
상기 컨베이어는 상기 레벨조절기에 기계적으로 결합되어 상기 제1 및 제2기판들 중의 아래쪽 기판의 어떤 열팽창에 따라 움직이는 것도 바람직하다.
상기 컨베이어는 상기 제1 및 제2기판들 중의 아래쪽 기판의 어떤 열팽창에 따라 회전하는 것도 바람직하다.
상기 컨베이어는 제1 및 제2기판들 중의 아래쪽 기판의 어떤 열팽창에 따라 미끄러지는 것도 바람직하다.
상기 결합기판구조를 가열하여 상기 제1 및 제2기판들간의 접착밀봉층을 열경화시키는 가열시스템을 더 구비하는 것도 바람직하다.
자외선을 상기 결합기판구조에 조사하여 상기 제1 및 제2기판들간의 접착밀봉층을 UV경화시키는 자외선조사시스템을 더 구비하는 것도 바람직하다.
본 발명의 제3양태는 제1 및 제2기판들을 포함하며 복수개의 레벨조절가능지지기구들에 의해 그 바닥면의 복수의 지지점들에서 지지되는 결합기판구조를 지지하기 위한 방법이다. 이 방법은, 상기 바닥면의 상기 복수의 지지점들에 대해 상기 결합기판구조의 상면의 대응하는 지점들의 개별 레벨들을 검출하는 단계; 및 상기 검출된 레벨들에 따라 개별 레벨조절동작들에서 상기 레벨조절가능지지기구들을 제어하는 단계를 포함한다.
상기 개별 레벨조절동작들은, 상기 결합기판구조의 만곡을 상기 제1 및 제2기판들간의 변위의 허용범위의 최대값에 해당하는 최대허용만곡값 내로 억제하도록 하는 것도 바람직하다.
상기 개별 레벨조절동작들은, 상기 결합기판구조의 분할된 부영역들의 개별 만곡들을 상기 최대허용만곡값 내로 억제하도록 하는 것도 바람직하다.
상기 개별 레벨조절동작들은, 상기 결합기판구조가 상기 제1 및 제2기판들간의 변위에 실질적으로 등가인 가상만곡에 대한 역만곡을 가지게 하며, 상기 역만곡은 상기 가상만곡과는 절대값이 같고 극성이 반대인 것도 바람직하다.
상기 역만곡은 소정의 상한값 내로 제어되는 것도 바람직하다.
상기 제1 및 제2기판들간의 변위를 검출하는 단계; 및 상기 검출된 변위신호에 따라 개별 레벨조절동작들을 제어하는 단계를 더 구비하는 것도 바람직하다.
상기 변위를 검출하는 상기 단계는, 상기 제1기판의 제1정렬마크 및 상기 제2기판의 제2정렬마크간의 변위를 인지하는 단계를 포함하며, 상기 제1 및 제2정렬마크들은 쌍을 이루는 것도 바람직하다.
[제1실시예]
본 발명에 따른 제1실시예가 도면들을 참조하여 상세히 설명될 것이다. 도 4는 본 발명에 따른 제1실시예의 액정디스플레이를 위한 결합기판구조를 제조하기 위한 장치의 측면도의 개략적인 블록도이다. 도 5는 도 4에 보인 장치의 평면도의 개략적인 블록도이다.
결합기판구조(1)는 제1 및 제2기판들(2 및 3)을 포함한다. 제1기판(2)은 박막트랜지스터기판이고, 제2기판(3)은 색필터기판이다. 박막트랜지스터기판(2)은 투명전극 및 박막트랜지스터의 복수 쌍들의 도트매트릭스배열을 갖는 유리기판을 포함한다. 색필터기판(3)도 3원색들 예를 들면 적색, 녹색 및 청색의 색필터들의 도트매트릭스배열을 가진다. 박막트랜지스터기판(2)과 색필터기판(3)은 박막트랜지스터기판(2) 및 색필터기판(3)간의 접착제로서의 밀봉제를 열경화하기 위한 밀봉열경화공정을 통해 접합된다. 밀봉열경화공정은 30∼60분 동안의 열처리에 의해 실현된다.
이 장치는 입구(11), 가열기들(8), 내열성HEPA필터(9) 및 송풍기(10)를 구비한다. 가열기들(8)이 열을 발생하는 동안 송풍기(10)는 내열성HEPA필터(9)를 통해 제1수평방향으로 열기(7)를 불어낸다. 열기는 결합기판구조(1)를 가열하여, 박막트랜지스터기판(2) 및 색필터기판(3)사이에 끼어있는 밀봉제도 가열되어 밀봉제가 열경화된다. 이 장치는 또한 열기가 결합기판구조를 통해 불어지고 가열기들(8)로 되돌아올 수 있게 하는 열기재순환시스템을 구비한다.
이 장치는 또한 결합기판구조를 지지하기 위한 다음의 지지기구를 구비한다. 이 지지기구는 컨베이어(4) 및 레벨조절기(5)의 복수 쌍들의 매트릭스배열을 포함한다. 컨베이어(4)는 레벨조절기(5)의 상단에 제공되어 레벨조절기(5)가 컨베이어(4)의 레벨을 조절할 수 있게 한다. 즉, 컨베이어들(4)의 각각은 수직 또는 승강방향으로 이동가능하다. 복수의 레벨조절기들(5)은 컨베이어들(4)의 독립적인 레벨조절에 대해 서로 독립적으로 동작가능하다.
레벨조절기들(5)의 각각은 선택적으로는 스트로크가 제어되는 컨베이어(4)를 승강시키는 작동기(actuator)를 포함한다.
컨베이어들(4)의 각각은 링부재(4a)와 링부재(4a)를 지지하기 위한 지지부재(4b)를 더 포함한다. 링부재(4a)의 상단은 결합기판구조(1)의 바닥면과 직접 접하고 있다.
이 장치는 또한 결합기판구조(1)의 개별 위치들의 기준레벨로부터의 상대레벨들을 측정하기 위해 컨베이어들(4) 위에 위치되는 복수의 레벨센서들(6)의 매트릭스배열을 구비한다. 레벨센서들(6)의 각각은 제어기(12)에 추가로 전기적으로 접속되어 레벨검출신호들을 제어기(12)로 보내고, 각각의 레벨검출신호는 기준레벨로부터 결합기판구조(1)의 측정된 위치들의 측정레벨을 나타낸다. 제어기(12)는 복수의 레벨센서들(6)로부터 수신된 레벨검출신호들에 포함된 개개의 레벨데이터를 분석하고 이 레벨데이터의 분석에 기초하여 개개의 제어신호들을 발생한다.
레벨조절기들(5)의 각각은 또한 제어기(12)에 전기적으로 접속되어 제어기(12)로부터의 제어신호를 수신하고, 그래서 레벨조절기들(5)의 각각은 결합기판구조(1)의 높은 편평성을 항상 유지하기 위해 쌍이 되는 컨베이어(4)의 레벨을 조절한다. 위의 신규한 장치는 결합기판구조(1)의 변위 또는 오정렬을 줄이고 및/또는 제거한다.
결합기판구조(1)는 입구를 통해 오븐 속으로 운반되어, 결합기판구조(1)는 복수의 컨베이어들(4)의 매트릭스배열 위에서 지지된다. 가열기들(8)은 열기(7)를 발생한다. 송풍기(10)는 열기(7)를 내열성HEPA필터(9)를 통해 결합기판구조(1)에 송풍한다. 열기는 결합기판구조(1)를 가열시키고, 이로 인해 박막트랜지스터기판(2) 및 색필터기판(3)간의 밀봉제는 열경화현상을 나타내어, 결합기판구조(1)는 위의 기판지지기구에 의해 높은 편평성으로 유지된다. 이는 박막트랜지스터기판(2) 및 색필터기판(3)간에 높은 정밀도의 정렬을 할 수 있게 한다. 결합기판구조(1)가 액정디스플레이에 사용된다면, 소망의 높은 광투과도 및 소망의 높은 표시품질이 얻어질 수 있다.
박막트랜지스터기판(2) 및 색필터기판(3)간의 정렬 또는 변위의 정밀도를 떨어뜨리는 가장 유력한 요인은 결합기판구조(1)의 만곡(flexure)이다. 결합기판구조(1)의 만곡과 박막트랜지스터기판(2) 및 색필터기판(3)간의 정렬 또는 변위의 정밀도 사이의 상호관계가 도 3 및 도 4를 다시 참조하여 설명될 것이다, 위에서 설명한 바와 같이, 도 3은 결합기판구조(1)를 형성하는 종래의 장치를 보여주고, 도 4는 결합기판구조(1)를 형성하기 위한 신규한 장치를 보여준다.
도 3에 보인 것처럼, 결합기판구조(1)는 지지체(22)에 의해 그것의 대향 가장자리들에서 지지되어 결합기판구조(1)는 비교적 큰 만곡을 가지고, 이로 인해 박막트랜지스터기판(2) 및 색필터기판(3)간에는 변위 또는 오정렬이 나타난다. 이 상태에서, 열경화공정이 수행되고, 그러면 박막트랜지스터기판(2) 및 색필터기판(3)은 원치않는 오정렬 또는 만곡을 가지고서 고정되거나 접합된다. 이 결합기판구조이 평평하게 되도록 힘을 받는 경우에도, 오정렬은 여전히 남아있다. 그 결과, 박막트랜지스터기판(2) 및 색필터기판(3)간의 정렬정밀도가 떨어진다. 그러한 결합기판구조(1)가 액정디스플레이를 위해 사용된다면, 표시는 불량하다.
도 4를 참조하면, 결합기판구조(1)는, 개개의 쌍이 되는 레벨조절기들(5)의 상단들에 마련된 컨베이어들(4)의 매트릭스배열에 의해, 그것의 전체 바닥면영역에서 지지되어, 결합기판구조(1)는 어떠한 실질적인 만곡 없이 소망의 높은 편평성을 가진다. 박막트랜지스터기판(2) 및 색필터기판(3)간의 정렬정밀도의 열화는 없게 된다.
본 발명에 따라, 박막트랜지스터기판(2) 및 색필터기판(3)간의 변위 또는 오정렬의 양은 결합기판구조(1)의 만곡량 a로부터 계산된다. 복수의 레벨조절기들(5)의 레벨조절은 결합기판구조(1)의 만곡량 a에 의존하여 일어나고, 그로 인해 결합기판구조(1)의 복수의 위치들에서의 레벨조절들은 결합기판구조(1)의 만곡량 a에 의존하여 일어난다.
도 6은 결합기판구조의 만곡량 a와 박막트랜지스터기판 및 색필터기판간의변위 또는 오정렬 사이의 상호관계를 도시하는 도면이다.
도 6에 보인 것처럼, 결합기판구조(1)는 그것의 대향 끝들에서 지지점들(23)에 의해 지지되어, 결합기판구조(1)는 그 중앙위치에서 만곡 a를 가진다. 빔이 그것의 대향 끝들에서 지지되면, 그 빔은 지지점으로부터 거리 x의 위치에서 만곡 y(x)를 가지고, 여기서 만곡 y(x)는 지지점으로부터의 거리의 함수라는 것이 일반적으로 알려져 있다. 즉, 만곡 y(x)는 다음의 식에 의해 주어진다:
y(x) = (wx/24EI)(x3- 2Lx2+ L3)
여기서 w는 균일하게 분산된 부하, E는 영의 계수(Young's Modulus), I는 기하관성모멘트, 그리고 L은 빔의 길이이다. 만곡 y(x)를 갖는 빔의 모양은 4차 곡선에 의해 표현된다. 만곡 y(x)를 갖는 이 빔의 모양은 계산의 용이함을 위해 원호에 의해 근사된다. 이 근사는 곡률반경이 매우 크기 때문에 문제는 없다.
이후로는 박막트랜지스터기판(2) 및 색필터기판(3)간의 근사만곡 a 및 변위 ΔP사이의 상호관계에 중점을 두고 설명한다. 색필터기판(3)은 박막트랜지스터기판(2)위에 놓인다. 색필터기판(3)은 두께 t를 가진다. 색필터기판(3)은 그 중앙위치에 만곡 a를 가진다. 색필터기판(3)은 색필터기판(3)이 어떠한 만곡도 없다는 것을 전제로 하여 길이 "2P"를 가진다. 결합기판구조(1)가 만곡을 가진다면, 박막트랜지스터기판(2)의 상부면은 길이 2P를 가지고, 색필터기판(3)의 하부면은 원래의 길이 2P보다 더 긴 길이 2P'으로 연장된다. 박막트랜지스터기판(2) 및 색필터기판(3)간의 간극이 약 5㎛이므로, 간극은 영으로 근사된다.
박막트랜지스터기판(2) 및 색필터기판(3)간의 변위 ΔP는 다음으로 주어지고:
수학식(1)은 결합기판구조의 만곡량 a와 박막트랜지스터기판 및 색필터기판간의 변위 또는 오정렬 사이의 상호관계를 도시하는 도면인 도 7을 참조하여 다음 단계들에 의해 얻어진다.
제1단계에서, 선분 "A-B"가 길이 P로 근사된다는 것을 전제로 하여, 각도 θ는 박막트랜지스터기판(2)의 상부면의 길이 2P와 색필터기판(3)의 중앙의 만곡 a로부터 결정된다.
Pcosγ= a → γ= cos-1(a/P)
삼각형 "OAB"가 2등변삼각형이므로, θ=π-2γ.
제2단계에서, 곡률반경 R이 구해진다.
Rθ= P이므로, R = P/θ.
제3단계에서, 박막트랜지스터기판(2) 및 색필터기판(3)간의 5㎛의 매우 작은 간극이 영으로 근사된다는 것을 전제로 하여, 색필터기판(3)의 하부면의 길이 2P'의 절반인 길이 P'가 구해진다.
P' = (R+t)θ
제4단계에서, 박막트랜지스터기판(2)의 상부면의 길이가 기준값인 P로 고정되고 색필터기판(3)의 하부면의 길이는 P에서 P'로 연장되며 여기서 P'는 P보다 크다는 것을 전제로 하여, 박막트랜지스터기판(2)과 색필터기판(3)간의 변위 ΔP가 구해진다.
ΔP = P' - P + (R+t)θ - P
= (P/θ + t)θ - P
= tθ
θ = π - 2γ = π - 2cos-1(a/P)
ΔP = tθ
= t(π - 2cos-1(a/P))
위의 수학식(1)은, 길이 2P'=300㎜, 두께 t=0.7㎜, 그리고 만곡 a=1.3㎜라는 조건하에서 수학식(1)을 사용하여 계산한 결과들과, 제조물들의 샘플들을 사용하는 것에 의한 시험결과를 비교하여 조사될 것이다.
시험결과 계산결과
2P: 길이(㎜) 300 ←
t: 두께(㎜) 0.7 ←
a: 만곡(㎜) 1.3 ←
ΔP: 변위(㎛) 10 11.7
제조물의 샘플이 형성되었다. 변위 ΔP=10㎛가 시험에서 확인되었다. 계산된 변위 ΔP는 11.7㎛ 였다. 샘플과 계산간의 차이는 정확히 1.7㎛ 였다. 이는 위의 수학식(1)이 변위 ΔP를 거의 정확히 도입하기 위해 이용할 수 있음을 의미한다.
이어지는 설명은 만곡 a와 위의 수학식(1)에 의해 계산된 변위 ΔP간의 상호관계를 이용하여 결합기판구조의 편평성을 제어하는 방법에 중점을 둘 것이다.
수학식(1)은 다음의 수학식(2)를 얻기 위해 만곡 a에 대해 풀이된다.
제조물의 변위에 대한 정규값(regulation value) ΔP0은 위의 수학식(2)에 대입되어 만곡 a0이 얻어진다.
수학식(3)으로부터 얻어진 만곡 a0은 변위를 정규값 ΔP0로 되게 하기 위한 허용(acceptable)만곡을 정의한다. 즉, 컨베이어들(4)의 개개의 레벨들 또는 높이들은 결합기판구조(1)의 만곡 a가 허용만곡 a0 내에 들게 하도록 조절된다.
다음의 표 2는, 변위 ΔP0=±4㎛가 제조물들에 대한 정규값이면 변위 ΔP가 변위 ΔP0 = ±4㎛로 되게 하는 허용만곡 a0이 계산되었다는 것을 전제로 하여, 계산들 중의 한 예를 보여준다.
계산결과
2P: 길이(㎜) 150 300 680
t: 두께(㎜) 0.7 ← ←
ΔP0: 변위(㎛) 4 ← ←
a0: 만곡(㎜) 0.21 0.43 0.97
표 2에 보인 것처럼, 2P=150㎜이고 t=0.7㎜이면, 컨베이어들(4)의 개별 레벨들 또는 높이들은 a0≤0.21㎜가 되도록 조절된다. 2P=300㎜이고 t=0.7㎜이면, 컨베이어들(4)의 개별 레벨들 또는 높이들은 a0≤0.43㎜가 되도록 조절된다. 2P=680㎜이고 t=0.7㎜이면, 컨베이어들(4)의 개별 레벨들 또는 높이들은 a0≤0.97㎜가 되도록 조절된다.
결합기판구조(1)의 크기가 크면, 생산성도 높아지기 쉽다는 것이 알려져 있었다. 크기 370㎜×470㎜의 결합유리기판이 수년전의 주류였다. 그 후, 이 유리기판의 크기는 680㎜×880㎜까지 증가되었고, 더 나아가 730㎜×920㎜까지 증가되었다.
길이 2P=680㎜의 결합기판구조가 그것의 대향 끝들에서 지지된다면, 만곡은 a=200㎜를 넘어선다. 표 2에 보여진 계산결과는, 2P=680㎜를 갖는 결합기판구조의 변위를 ±4㎛로 억제하기 위해서는 허용만곡 a0이 0.97㎜인 것이 필요하다는 것을 의미한다. 이는 결합기판구조의 대향 끝들만을 지지하는 것으로는 변위를 정규값 내로 억제하는 것이 어렵다는 것을 의미한다. 만곡을 최소로 억제하기 위해서는, 결합기판구조가 대향 끝들뿐만 아니라 대향 끝들간의 복수의 위치들에서도 지지되는 것이 필수적이다.
도 8은 2차원매트릭스배열의 센서들에 의해 검출된 레벨값들에 따라 복수의 레벨조절기들에 의해 개별 레벨들에서 조절할 수 있는 2차원매트릭스배열의 컨베이어들에 의한 결합기판구조의 레벨조절을 도시하는 단편적인 측면도이다. 도 9는 도 8을 도시하는 확대도이다.
결합기판구조(1)가 큰 크기를 가지고 컨베이어들(4)에 의해 많은 지지점들에서 지지된다면, 결합기판구조(1)는 단일 원호에 의해 근사될 수 없는 복잡한 만곡들을 가진다. 이 경우, 결합기판구조(1)는 개개의 만곡들을 갖는 복수의 부분들로분할되어, 복수의 분할된 부분들의 각각은 단일 원호에 의해 근사될 수 있는 단순만곡을 가지고, 이로 인해 결합기판구조(1)의 복잡한 만곡들은, 각각의 단순형 만곡이 복수의 원호들에 의해 근사될 수 있는 복수의 다른 단순형 만곡들의 조합으로 간주된다. 개개의 허용만곡값 a0은 분할된 부분들의 각각에 대해 2P로 설정된다.
장치가 큰 크기의 결합기판구조에 적용된다면, 컨베이어들(4) 및 레벨조절기들(5)의 쌍들의 수와 대응하는 센서들(6)의 수도 증가시키는 것이 바람직하다.
도 9에 보인 것처럼, 결합기판구조(1)는 매트릭스배열의 부(sub)부분들로 2차원적으로 분할되고, 이 부부분들의 각각은 제1수평방향에서 Px 및 제1수평방향에 수직한 제2수평방향에서 Py의 크기를 가진다. 부부분들의 각각은 제1허용만곡 ax0과 제2허용만곡 ay0을 가진다. 제1허용만곡 ax0은 제1수평방향을 따르는 만곡이고 제1수평방향으로 정렬된 인접한 2개의 컨베이어들(4)간에 정의된다. 제2허용만곡 ay0은 제2수평방향을 따르는 만곡이고 제2수평방향으로 정렬된 인접한 2개의 컨베이어들(4)간에 정의된다.
본 발명에 따라, 결합기판구조(1)는 2차원매트릭스배열의 부부분들로 분할되고, 이 부부분들의 각각은 제1 및 제2허용만곡들인 ax0 및 ay0을 가지고, 그래서 개개의 제1 및 제2허용만곡들인 ax0 및 ay0은 결합기판구조(1)의 부부분들의 각각에 대해 조절 또는 제어된다.
결합기판구조(1)의 만곡 a가 영이 되는 경우에도, 밀봉열경화공정 전에는 박막트랜지스터기판(2) 및 색필터기판(3)간에는 오정렬이 존재했거나 박막트랜지스터기판(2) 및 색필터기판(3)의 패턴들에는 오차가 있었기 때문에, 변위 ΔP가 영이아닐 수 있음에 유의해야 한다.
그러나, 본 발명의 신규한 장치는, 밀봉열경화공정 전에 박막트랜지스터기판(2) 및 색필터기판(3)간에 오정렬이 존재했거나 박막트랜지스터기판(2) 및 색필터기판(3)의 패턴들에는 오차가 있었다 하더라도, 박막트랜지스터기판(2) 및 색필터기판(3)간의 정렬정밀도를 향상시키거나 변위를 줄일 수 있다.
도 10은 본 발명에 따른 박막트랜지스터기판 및 색필터기판간의 변위를 줄이거나 정렬정밀도를 향상시키는 신규한 방법을 도시하는 도면이다.
도 10의 왼쪽 절반영역에서 도시된 바와 같이, 결합기판구조(1)는 정확한 평평성을 갖거나 영인 만곡(a=0)을 가지는 반면, 색필터기판(3)이 그것의 아래에 놓인 박막트랜지스터기판(2)보다 2ΔP1만큼 더 길기 때문에 결합기판구조(1)는 변위 ΔP1을 가진다.
ΔP1이 수학식(2)에 대입되면, 다음의 수학식(4)가 얻어질 수 있다.
여기서 a1은 실제만곡이 아니라 가상만곡이다. 즉, 도 10의 왼쪽 절반영역에서 도시된 바와 같이, 결합기판구조(1)는 정확한 평평성을 가지고 임의의 실제만곡이 없으나, 결합기판구조(1)가 가상만곡 a1을 가진다고 여겨질 수 있기 때문에 결합기판구조(1)는 변위 2ΔP1을 가진다.
도 10의 오른쪽 절반영역에서 도시된 바와 같이, 변위 2ΔP1을 보정할 목적으로 이 가상만곡 a1을 줄이기 위하여, 레벨조절기들(5)은 결합기판구조(1)의 대향끝들을 지지하는 측면컨베이어들(4)이 역(inverse)만곡 -a1만큼 가상만곡 a1쪽으로 레벨을 낮추도록 작동하여, 역만곡 -a1의 절대값이 가상만곡 a1의 절대값과 동일하게 되나, 결합기판구조(1)의 중앙을 지지하는 중앙컨베이어(4)는 변경없이 그것의 레벨로 유지되고, 게다가 중앙컨베이어(4)와 대향끝컨베이어들(4)간에 남아있어 결합기판구조(1)의 중앙과 대향 끝들 사이의 위치들을 지지하는 나머지 컨베이어들(4)은, 중앙컨베이어(4)의 레벨과 동일한 원래의 레벨과 대향끝컨베이어들(4)의 역만곡 -a1만큼 강하된 레벨들간의 중간레벨로 레벨이 낮추어진다. 그 결과, 결합기판구조(1)는 단일 원호에 근사될 수 있는 실제만곡을 가지게 되어, 결합기판구조(1)의 대향 끝들은 그것의 중앙보다 레벨이 낮아지게 되고, 그것에 의해, 박막트랜지스터기판(2)의 상부면은 결합기판구조(1)로부터의 변위 ΔP1와 가상만곡 a1을 제거하기 위해 색필터기판(3)의 하부면보다 ΔP1만큼 길어지게 된다.
즉, 역만곡 -a1을 결합기판구조(1)의 실제만곡으로서 형성하기 위해 레벨조절기들(5)의 작동하에 레벨조절이 이루어지고, 그래서 변위 ΔP1은 영이 되어, 박막트랜지스터기판(2) 및 색필터기판(3)간의 오정렬 또는 변위가 된다.
도 10의 왼쪽 절반영역에 보인 위의 예에서, 결합기판구조(1)는 만곡 없이 정확한 편평성의 원래 형상을 가진다. 그럼에도 불구하고, 이 경우, 결합기판구조(1)의 원래 형상이 만곡을 가지는 것이 가능하다. 이 경우,
컨베이어(4)의 레벨조절량을 제한하기 위한 레벨조절기(5)의 스트로크(-a1)의 상한을 설정하여, 최종 제조물의 품질에 대한 어떠한 열화로부터 결합기판구조(1)의 모양 변화를 방지하도록 하는 것이 바람직하다. 밀봉열경화공정으로 서로 고정된 박막트랜지스터기판(2) 및 색필터기판(3)은 그것들간에 상대변위를 갖지 않기 때문에, 밀봉열경화공정이 완료된 후에 변위 ΔP를 영으로 만드는 것은 어렵다. 결합기판구조(1)가 만곡을 가지도록 힘을 받아 개별 정렬마크들이 서로 정렬되는 경우에도, 결합기판구조(1)가 만곡 없이 원래의 모양으로 복원된 후에는, 개별 정렬마크들은 서로 변위되고 이 변위는 여전히 없어지게 된다.
레벨조절기들(5)에 의한 컨베이어들(4)에 대한 레벨조절작업들의 경우, 밀봉열경화공정이 완료되기 전에 변위 ΔP가 영으로 되는 것과, 결합기판구조의 자세를 밀봉열경화공정 동안 변경없이 그대로 유지하는 것이 중요하다.
전술한 바와 같이, 결합기판구조를 형성하기 위한 신규한 장치는, 결합기판구조의 바닥면을 전체적으로 지지하는 2차원배열의 컨베이어들, 컨베이어들에 기계적으로 결합되어 컨베이어들을 각각 조절하는 레벨조절기들, 결합기판구조의 개별 지점들의 레벨들을 검출하기 위한 센서들, 및 레벨조절기들 및 레벨센서들에 전기적으로 결합되어 결합기판구조의 만곡을 자동으로 제어 또는 조절하기 위한 제어기를 구비한다. 이 장치는 밀봉열경화공정 동안 결합기판구조의 정렬정밀도를 유지할 수 있을 뿐만 아니라 결합기판구조가 박막트랜지스터기판 및 색필터기판간의 변위를 보정하게 하는 만곡을 가지도록 결합기판구조에 힘을 가할 수 있다.
위의 박막트랜지스터기판 및 색필터기판은 위에서 설명된 신규한 장치를 이용하여 다음의 방법에 의해 결합될 것이다. 도 11a 내지 11e는 본 발명에 따른 박막트랜지스터기판 및 색필터기판을 결합하는 제1의 신규한 방법에 관련된 순차단계들을 도시하는 개략적인 사시도들이다.
도 11을 참조하면, 밀봉제(13)가 도포기(40)에 의해 박막트랜지스터기판(2)의 표면에 도포된다. 이격물(spacer; 14)은 색필터기판(3)의 표면에 분산된다. 밀봉제(13)는 접착제로서 소용된다. 이격물(14)은 박막트랜지스터기판(2) 및 색필터기판(3)사이에 간극을 형성하는데 소용된다. 이격물(14)은 약 5㎛의 평균직경을 갖는 구형입자들을 포함한다.
도 11b를 참조하면, 색필터기판(3)이 박막트랜지스터기판(2)위에 놓이고, 그래서 박막트랜지스터기판(2)의 4개의 귀퉁이들에 있는 4개의 정렬마크들(26)의 각각의 중앙은 색필터기판(3)의 4개의 귀퉁이들에 있는 4개의 정렬마크들(27) 중의 대응하는 하나의 중앙과 정렬된다. 이러한 정렬은 4개의 카메라들(15)에 의해 확인된다. 정렬정밀도는 ±2㎛의 범위 내에 있다.
도 11c를 참조하면, 후속하는 주 열경화공정 동안 박막트랜지스터기판(2) 및 색필터기판(3) 간의 어떠한 어긋남(dislocation)도 방지하기 위해, 밀봉제(13)를 가경화하기 위하여 밀봉제(13)의 전체 부분에 자외선광원(16)으로부터 자외선이 조사된다.
도 11d를 참조하면, 박막트랜지스터기판(2) 및 색필터기판(3)을 포함하는 결합기판구조(1)는, 각각이 열원(18)을 구비한 상판(17) 및 하판(18)의 조합에 의해 프레스되어, 밀봉제(13)의 주 열경화공정이 행해진다. 상판(17) 및 하판(18)의 각각은 매우 정밀한 편평성을 가진다. 이 프레스기구는 결합기판구조(1)를 프레스하여, 박막트랜지스터기판(2)과 색필터기판(3)사이의 간극이 약 5㎛로 되게 한다.
도 11e를 참조하면, 밀봉제(13)에 대한 열경화는 도 4에 보인 장치에 의해열경화가 완료될 때까지 계속되며, 열경화 동안에는, 결합기판구조(1)는 레벨조절기들(5)을 갖는 2차원배열 컨베이어들(4)에 의해 결합기판구조(1)의 전술의 고정밀레벨조절을 받아, 박막트랜지스터기판(2) 및 색필터기판(3)간의 변위 또는 오정렬은 감소되거나 제거된다. 그 결과, 박막트랜지스터기판(2) 및 색필터기판(3)간에 어떠한 실질적 변위나 오정렬이 없는 소망의 결합기판구조(1)가 얻어진다. 그 후 액정이 박막트랜지스터기판(2)과 색필터기판(3)사이의 작은 간극에 주입된다.
결합기판구조를 형성하는 다른 방법이 이용될 수 있다. 도 12a 내지 12e는 본 발명에 따른 박막트랜지스터기판 및 색필터기판을 결합하는 제2의 신규한 방법에 관련된 순차단계들을 도시하는 개략적인 사시도들이다.
도 12a를 참조하면, 밀봉제(13)가 도포기(40)에 의해 박막트랜지스터기판(2)의 표면에 도포된다. 이격물(14)은 색필터기판(3)의 표면에 분산된다. 밀봉제(13)는 접착제로서 소용된다. 이격물(14)은 박막트랜지스터기판(2) 및 색필터기판(3)사이에 간극을 형성하는데 소용된다. 이격물(14)은 약 5㎛의 평균직경을 갖는 구형입자들을 포함한다.
도 12b를 참조하면, 액정(20)이 박막트랜지스터기판(2) 위로 도포기(20)에 의해 선택적으로 도포된다.
도 12c를 참조하면, 색필터기판(3)이 박막트랜지스터기판(2)위에 놓이고, 그래서 박막트랜지스터기판(2)의 4개의 귀퉁이들에 있는 4개의 정렬마크들(26)의 각각의 중앙은 색필터기판(3)의 4개의 귀퉁이들에 있는 4개의 정렬마크들(27) 중의 대응하는 하나의 중앙과 정렬된다. 이러한 정렬은 4개의 카메라들(15)에 의해 확인된다. 정렬정밀도는 ±2㎛의 범위 내에 있다.
도 12d를 참조하면, 후속하는 주 열경화공정 동안 박막트랜지스터기판(2) 및 색필터기판(3) 간의 어떠한 어긋남도 방지하기 위해, 밀봉제(13)를 가경화하기 위하여 밀봉제(13)의 전체 부분에 자외선광원(16)으로부터 자외선이 조사된다.
박막트랜지스터기판(2) 및 색필터기판(3)을 포함하는 결합기판구조(1)는, 각각이 열원(18)을 구비한 상판(17) 및 하판(18)의 조합에 의해 프레스되어, 밀봉제(13)의 주 열경화공정이 행해진다. 상판(17) 및 하판(18)의 각각은 매우 정밀한 편평성을 가진다. 이 프레스기구는 결합기판구조(1)를 프레스하여, 박막트랜지스터기판(2)과 색필터기판(3)사이의 간극이 약 5㎛로 되게 한다.
도 12e를 참조하면, 밀봉제(13)에 대한 열경화는 도 4에 보인 장치에 의해 열경화가 완료될 때까지 계속되며, 열경화 동안에는, 결합기판구조(1)는 레벨조절기들(5)을 갖는 2차원배열 컨베이어들(4)에 의해 결합기판구조(1)의 전술의 고정밀레벨조절을 받아, 박막트랜지스터기판(2) 및 색필터기판(3)간의 변위 또는 오정렬은 감소되거나 제거된다. 그 결과, 박막트랜지스터기판(2) 및 색필터기판(3)간에 어떠한 실질적 변위나 오정렬이 없는 소망의 결합기판구조(1)가 얻어진다.
[제2실시예]
본 발명에 따른 제2실시예가 도면들을 참조하여 상세히 설명될 것이다. 도 13은 본 발명에 따른 제2실시예의 액정디스플레이를 위한 결합기판구조를 제조하기 위한 다른 장치의 측면도의 개략적인 블록도이다.
전술한 제1실시예에서는, 결합기판구조(1)를 제조하기 위한 장치는 박막트랜지스터기판(2) 및 색필터기판(3)간의 접착제로서의 밀봉제에 열경화를 행한다.
그러나, 제2실시예에서, 결합기판구조(1)를 제조하기 위한 장치는, 제1실시예에 설명된 장치에 의해 사용된 후속하는 주 열경화공정 동안 박막트랜지스터기판(2) 및 색필터기판(3)간의 어긋남을 방지하기 위해, 박막트랜지스터기판(2) 및 색필터기판(3)간의 밀봉제에 대하여 자외선조사 경화공정을 밀봉제(13)의 가경화로서 행하여, 제1실시예에서 설명된 장치에 의해 사용되는 후속하는 주 열경화공정 동안 박막트랜지스터기판(2) 및 색필터기판(3)간의 어떠한 어긋남이라고 방지할 수 있게 한다.
자외선조사 열경화공정은 도 11 내지 도 12d에 보인 단계에 대응하고 제1실시예에서 설명된 장치에 의해 사용되는 후속하는 주 열경화공정 동안 박막트랜지스터기판(2) 및 색필터기판(3)간의 어긋남을 방지하기 위해 가경화공정으로서 수행되었다.
도 13을 참조하면, 이 장치는 입구(11)와 UV램프(16)를 구비한다. UV램프(16)는 자외선을 방출하고 이 자외선은 결합기판구조(1)에 조사되어 박막트랜지스터기판(2) 및 색필터기판(3)간의 밀봉제가 자외선조사경화되게 한다. 자외선조사경화공정 동안, 결합기판구조(1)는 다음의 지지기구에 의해 지지된다.
이 지지기구는 컨베이어(4)와 레벨조절기(5)의 복수 쌍들의 매트릭스배열을 포함한다. 컨베이어(4)는 레벨조절기(5)의 상단에 제공되어 레벨조절기(5)가 컨베이어(4)의 레벨을 조절할 수 있게 한다. 즉, 컨베이어들(4)의 각각은 수직 또는 승강방향에서 움직일 수 있다. 복수의 레벨조절기들(5)은 복수의 컨베이어들(4)의 독립적인 레벨조절에 대해 서로 독립적으로 작동가능하다.
컨베이어들(4)의 각각은 링부재(4a)와 링부재(4a)를 지지하기 위한 지지부재(4b)를 더 포함한다. 링부재(4a)의 상단은 결합기판구조(1)의 바닥면과 직접 접하고 있다.
이 장치는 또한 결합기판구조(1)의 개별 위치들의 기준레벨로부터의 상대레벨들을 측정하기 위해 컨베이어들(4) 위에 위치되는 매트릭스배열의 복수의 레벨센서들(6)을 구비한다. 레벨센서들(6)의 각각은 제어기(12)에 전기적으로 접속되어 레벨검출신호들을 제어기(12)로 보내고, 각각의 레벨검출신호는 기준레벨로부터 결합기판구조(1)의 측정된 위치의 측정레벨을 나타낸다. 제어기(12)는 복수의 레벨센서들(6)로부터 수신된 레벨검출신호들에 포함된 개개의 레벨데이터를 분석하고 이 레벨데이터의 분석에 기초하여 개개의 제어신호들을 발생한다.
레벨조절기들(5)의 각각은 또한 제어기(12)에 전기적으로 접속되어 제어기로부터의 제어신호를 수신하고, 그래서 레벨조절기들(5)의 각각은 결합기판구조(1)의 높은 편평성을 항상 유지하기 위해 쌍이 되는 컨베이어(4)의 레벨을 조절하고, 박막트랜지스터기판(2) 및 색필터기판(3)간의 변위 또는 오정렬을 줄이고 및/또는 제거한다. 위의 신규한 장치는 결합기판구조(1)의 변위 또는 오정렬을 감소 및/또는 제거한다.
결합기판구조(1)는 입구를 통해 오븐 속으로 운반되어, 결합기판구조(1)는 매트릭스배열의 복수의 컨베이어들(4)위에서 지지된다. UV램프(16)는 박막트랜지스터기판(2) 및 색필터기판(3)사이의 밀봉제가 자외선조사경화되게 하는 자외선을 방출하여, 결합기판구조(1)는 위의 기판지지기구에 의해 높은 편평성으로 유지된다. 이는 박막트랜지스터기판(2) 및 색필터기판(3)간에 높은 정밀도의 정렬을 할 수 있게 한다. 결합기판구조(1)가 액정디스플레이에 사용된다면, 소망의 높은 광투과도 및 소망의 높은 표시품질이 얻어질 수 있다.
제2실시예에 따르면, 그 장치는 결합기판구조(1)가 박막트랜지스터기판(2) 및 색필터기판(3)간의 변위 또는 오정렬을 보정하게 하는 만곡을 가지도록 결합기판구조(1)의 레벨조절도 할 수 있다.
[제3실시예]
본 발명에 따른 제3실시예가 도면들을 참조하여 상세히 설명될 것이다. 도 14는 본 발명에 따른 제3실시예의 액정디스플레이를 위한 결합기판구조를 제조하기 위한 장치의 측면도의 개략적인 블록도이다.
제3실시예의 장치는, 이 장치가 영상감시기기들(15)을 더 구비한다는 점을 제외하면, 전술한 제2실시예의 장치와 동일한 구조를 가진다. 영상감시기기들(15)은 결합기판구조(1) 위에 위치되어 박막트랜지스터기판(2)의 정렬마크들(26)과 색필터기판(3)의 정렬마크들(27)을 감시(monitoring)하고 정렬마크들(26 및 27)간의 변위 또는 오정렬을 인지한다. 영상감시기기들(15)은 도 14에 도시되지는 않은 제어기(12)를 선택사항으로서 포함할 수 있다. 영상감시기기들(15)은 정렬마크들(26 및 27)간의 변위 또는 오정렬의 양을 인지하고 변위 또는 오정렬의 양을 나타내는 신호를 발생하여, 이 신호는 제어기(12)로 전송된다. 제어기(12)는 개별 레벨조절기들(5)로 전송되는 제어신호들을 발생한다. 레벨조절기들(5)의 각각은 제어기(12)로부터 수신된 제어신호에 따라 컨베이어(4)의 레벨조절을 수행한다. 밀봉경화공정 동안, 레벨조절기(5)를 사용한 위의 레벨조절공정은 레벨센서들(6)을 사용한 레벨조절공정에 부가하여 수행된다. 영상감시기기들(15)을 사용하면, 위에서 설명된 제2실시예에 비하여, 박막트랜지스터기판(2) 및 색필터기판(3)간의 정렬정밀도가 더 향상되거나 변위가 더 감소된다.
영상감시기기들(15)의 사용은, 변위 또는 오정렬의 량이 제조품들의 종류와 기판들의 재료들과 같은 여러 요소들에 의존하는 경향을 수집하기 위하여, 결합기판구조(1)의 모두에 대해 변위 또는 오정렬의 량에 관련하여 중요 데이터를 수집 또는 축적할 수 있게도 한다. 이는 제조품들의 종류와 기판들의 재료들과 같은 다른 요소들에 대해 다른 조건들로 경화할 수 있게 하여, 박막트랜지스터기판(2) 및 색필터기판(3)간의 정렬정밀도의 개선이 여러 종류의 제조품들에 대해 얻어질 수 있다.
[변형예]
위에서 설명된 바와 같이, 박막트랜지스터기판(2) 및 색필터기판(3)간의 변위의 기본 원인은 결합기판구조(1)의 만곡이다. 박막트랜지스터기판(2) 및 색필터기판(3)간의 변위의 2차적인 원인은 박막트랜지스터기판(2) 및 색필터기판(3)간의 열팽창에서의 차이이며, 이 열팽창차이는 박막트랜지스터기판(2) 및 색필터기판(3)간의 열용량에서의 차이와, 박막트랜지스터기판(2) 및 색필터기판(3)간의 열팽창계수에서의 다른 차이 뿐 아니라 박막트랜지스터기판(2) 및 색필터기판(3)간의 온도분포에서의 추가적인 차이를 포함한다.
위에 기재된 제1, 제2 및 제3실시예들의 3 장치들의 각각은, 박막트랜지스터기판(2) 및 색필터기판(3)간의 변위의 2차적인 원인에 책임이 있다.
도 15a는 제1, 제2 및 제3실시예들의 각각에서의 장치에 포함된 각 컨베이어의 상단의 제1변형구조의 단편적인 측면도이다. 앞서의 실시예들에서 설명된 바와 같이, 컨베이어들(4)의 각각은 링부재(4a)와 링부재(4a)를 지지하기 위한 지지부재(4b)를 포함한다. 링부재(4a)의 상단은 결합기판구조(1)의 바닥면과 직접 접하고 있다.
위에 기재된 제1 내지 제3실시예들에서, 링부재(4a)는 지지부재(4b)에 고정되어, 링부재(4a)는 회전하지 않는다. 그러나, 도 15a에 보인 바와 같이 링부재(4a)가 지지부재(4b)에 기계적으로 결합되어 링부재(4a)가 축(4c) 둘레를 회전하도록 컨베이어(4)의 구조를 변형하는 것이 가능하다.
링부재(4a)가 축(4c) 둘레를 회전하게 하는 이 구조는, 박막트랜지스터기판(2)의 열팽창을 방지하지 않는다. 즉, 축(4c) 둘레의 링부재(4a)의 회전은 박막트랜지스터기판(2)이 박막트랜지스터기판(2) 및 링부재(4a)간에 어떠한 마찰도 없이 열팽창을 나타낼 수 있게 한다. 한편, 색필터기판(3)은 컨베이어(4)와 접하지 않고, 이런 이유로 색필터기판(3)은 컨베이어(4)와는 어떠한 마찰도 업이 열팽창을 나타낸다.
따라서, 박막트랜지스터기판(2)과 색필터기판(3) 둘 다는 컨베이어(4)의 링부재(4a)와의 마찰 때문인 임의의 실질적인 방해 없이 열팽창들을 나타낼 수 있다. 박막트랜지스터기판(2)과 색필터기판(3)간의 열팽창률에는 실질적인 차이는 없다.예를 들면, 유리기판은 약 4E-6/℃의 선팽창계수를 가진다. 2P=680㎜의 길이를 갖는 유리기판이 25℃ 내지 200℃의 온도에서 증대된다면, 길이 2P는 0.48㎜만큼 늘어난다.
게다가, 박막트랜지스터기판(2)의 바닥면은 컨베이어들(4)의 링부재들(4a)과 작은 접촉면적을 가진다. 작은 접촉면적에 의한 접촉은 박막트랜지스터기판(2)에서부터 작은 접촉면적을 통해 링부재들(4a)로 작은 열전도가 일어나게 한다. 이는 결합기판구조(1)에 비교적 균일한 온도분포가 있게 한다. 이 비교적 균일한 온도분포는 결합기판구조(1) 위에 비교적 균일한 열팽창이 있게 한다. 결합기판구조(1) 위의 이 비교적 균일한 열팽창은 박막트랜지스터기판(2) 및 색필터기판(3)간의 변위를 감소시킨다.
컨베이어들(4)이 결합기판구조(1)와는 작은 접촉면적을 가지므로, 이는 로봇손(robot hand)이 결합기판구조(1)의 바닥면 아래에 위치되게 한다. 로봇손이 결합기판구조(1)를 쪼개어 올리고 결합기판구조(1)의 바닥면이 컨베이어들(4)로부터 분리된다면, 결합기판구조(1)는 컨베이어들(4)과 결합기판구조(1)사이의 접촉면적에 따라 전기적으로 대전된다. 컨베이어들(4) 및 결합기판구조(1)간의 작은 접촉면적은 컨베이어들(4)로부터의 결합기판구조(1)의 분리에 의거하여 결합기판구조(1)에 작은 충전이 있게 한다. 작은 충전은 기기의 정전파괴나 층들간에 단락 또는 누전이 일어나는 것을 피할 수 있게 한다.
도 15b는 제1, 제2 및 제3실시예들의 각각에서의 장치에 포함된 각 컨베이어의 상단의 제2변형구조의 단편적인 측면도이다. 링부재(4a)는 도 15b에 보인 바와같이 링부재(4a)가 축(4c)을 따라 미끄러질 수 있게 지지부재(4b)에 기계적으로 결합된다.
링부재(4a)가 축(4c)을 따라 미끄러지게 하는 이 구조는 박막트랜지스터기판(2)의 열팽창을 방지하지 않는다. 즉, 링부재(4a)가 축(4c)을 따라 미끄러지는 것은 박막트랜지스터기판(2)이 박막트랜지스터기판(2) 및 링부재(4a)간에 어떠한 마찰도 없이 열팽창을 나타내게 한다. 한편, 색필터기판(3)은 컨베이어(4)와 접하지 않고, 이런 이유로 색필터기판(3)은 컨베이어들(4)과는 어떠한 마찰도 없이 열팽창을 나타낸다.
따라서, 박막트랜지스터기판(2)과 색필터기판(3) 둘 다는 컨베이어(4)의 링부재(4a)와의 마찰 때문인 어떤 실질적인 방해 없이 열팽창들을 나타낼 수 있다. 박막트랜지스터기판(2)과 색필터기판(3)간의 열팽창률에는 실질적인 차이는 없다. 예를 들면, 유리기판은 약 4E-6/℃의 선팽창계수를 가진다. 2P=680㎜의 길이를 갖는 유리기판이 25℃ 내지 200℃의 온도에서 증대된다면, 길이 2P는 0.48㎜만큼 늘어난다.
게다가, 박막트랜지스터기판(2)의 바닥면은 컨베이어들(4)의 링부재들(4a)과 작은 접촉면적을 가진다. 작은 접촉면적에 의한 접촉은 박막트랜지스터기판(2)에서부터 작은 접촉면적을 통해 링부재들(4a)로 작은 열전도가 일어나게 한다. 이는 결합기판구조(1)에 비교적 균일한 온도분포가 있게 한다. 이 비교적 균일한 온도분포는 결합기판구조(1) 위에 비교적 균일한 열팽창이 있게 한다. 결합기판구조(1) 위의 이 비교적 균일한 열팽창은 박막트랜지스터기판(2) 및 색필터기판(3)간의 변위를 감소시킨다.
컨베이어들(4)이 결합기판구조(1)와는 작은 접촉면적을 가지므로, 이는 로봇손이 결합기판구조(1)의 바닥면 아래에 위치되게 한다. 로봇손이 결합기판구조(1)를 쪼개어 올려 결합기판구조(1)의 바닥면이 컨베이어들(4)로부터 분리된다면, 결합기판구조(1)는 컨베이어들(4)과 결합기판구조(1)사이의 접촉면적에 따라 전기적으로 대전된다. 컨베이어들(4) 및 결합기판구조(1)간의 작은 접촉면적은 컨베이어들(4)로부터의 결합기판구조(1)의 분리에 의거하여 결합기판구조(1)에 작은 충전이 있게 한다. 작은 충전은 기기의 정전파괴나 층들간에 단락 또는 누전이 일어나는 것을 피할 수 있게 한다.
발명은 여러 바람직한 실시예들에 관련하여 설명되었지만, 그러한 실시예들은 발명을 설명하기 위해서만 제공된 것이고 제한하려는 것은 아님이 이해될 것이다. 등가의 재료들 및 기법들의 다수의 변형들과 대체들이 본 출원을 이해한 이 기술분야의 숙련자들에게는 용이할 것이고, 모든 그러한 변형들 및 대체들은 첨부된 청구범위의 진정한 범위 및 정신 내에 든다는 것이 명백히 이해될 것이다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 결합기판구조 제조장치에 의하면, 박막트랜지스터기판 및 색필터기판간에 어떠한 실질적 변위나 오정렬이 없는 소망의 결합기판구조가 얻어진다.

Claims (38)

  1. 결합된 제1 및 제2기판들을 포함하는 결합기판구조를 지지하기 위한 장치에 있어서,
    상기 결합기판구조의 바닥면의 복수의 지지점들을 지지하며 그 레벨이 조절될 수 있는 복수개의 레벨조절가능지기기구들;
    상기 바닥면의 상기 복수의 지지점들에 대하여 상기 결합기판구조의 상면의 대응하는 지점들의 개별 레벨들을 검출하는 레벨검출시스템; 및
    상기 레벨검출시스템으로부터 상기 검출된 레벨들을 수신하고 상기 검출된 레벨들에 따라 개별 레벨조절동작들에서 상기 복수개의 레벨조절가능지지기구들을 제어하는 제어시스템을 포함하는 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제어시스템은 개별 레벨조절동작들에서 상기 복수개의 레벨조절가능지지기구들을 제어하여, 상기 결합기판구조의 만곡을 상기 제1 및 제2기판들간의 변위의 허용범위의 최대값에 해당하는 최대허용만곡값 내로 억제하는 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 복수개의 레벨조절가능지지기구들은 상기 결합기판구조의 상기 바닥면 아래에 2차원배열로 배치된 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제어시스템은 개별 레벨조절동작들에서 상기 복수개의 레벨조절가능지지기구들을 제어하여, 상기 결합기판구조의 분할된 부영역들의 개별 만곡들을 상기 최대허용만곡값 내로 억제하는 장치.
  5. 제3항에 있어서, 상기 레벨검출시스템은 상기 복수개의 레벨조절가능지지기구들 위에 위치되는 2차원배열 레벨검출센서들을 구비하는 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제어시스템은 개별 레벨조절동작들에서 상기 복수개의 레벨조절가능지지기구들을 제어하여, 상기 결합기판구조가 상기 제1 및 제2기판들간의 변위에 실질적으로 등가인 가상만곡에 대한 역만곡을 가지게 하며, 상기 역만곡은 상기 가상만곡과는 절대값이 같고 극성이 반대인 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 역만곡은 소정의 상한값 내로 제어되는 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2기판들간의 변위를 검출하고, 상기 검출된 변위의 량을 나타내는 변위신호를 상기 제어시스템에 보내는 변위검출시스템을 더 구비하며,
    상기 제어시스템은 상기 변위검출시스템으로부터 상기 변위신호를 수신하며, 상기 변위신호에 따라 개별 레벨조절동작들에서 상기 복수개의 레벨조절가능지지기구들을 제어하는 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 변위검출시스템은 상기 제1기판의 제1정렬마크와 상기 제2기판의 제2정렬마크간의 변위를 인지하기 위한 복수개의 영상인식기기들을 포함하며, 상기 제1 및 제2정렬마크들은 쌍을 이루는 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 복수개의 영상인식기기들은 카메라들을 포함하는 장치.
  11. 제1항에 있어서, 상기 레벨조절가능지지기구는 상기 결합기판구조를 기계적으로 지지하기 이한 컨베이어; 및
    상기 제어시스템으로부터의 상기 제어신호에 따라 상기 컨베이어의 레벨을 조절하는 레벨조절기를 포함하는 장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 레벨조절기는 상기 제어시스템으로부터의 상기 제어신호에 따라 제어된 스트로크의 승강을 나타내는 작동기를 포함하는 장치.
  13. 제11항에 있어서, 상기 컨베이어는 상기 레벨조절기에 기계적으로 결합되어 상기 제1 및 제2기판들 중의 아래쪽 기판의 어떤 열팽창에 따라 움직이는 장치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 컨베이어는 상기 제1 및 제2기판들 중의 아래쪽 기판의 어떤 열팽창에 따라 회전하는 장치.
  15. 제13항에 있어서, 상기 컨베이어는 제1 및 제2기판들 중의 아래쪽 기판의 어떤 열팽창에 따라 미끄러지는 장치.
  16. 제1항에 있어서, 상기 결합기판구조를 가열하여 상기 제1 및 제2기판들간의 접착밀봉층을 열경화시키는 가열시스템을 더 구비하는 장치.
  17. 제1항에 있어서, 자외선을 상기 결합기판구조에 조사하여 상기 제1 및 제2기판들간의 접착밀봉층을 UV경화시키는 자외선조사시스템을 더 구비하는 장치.
  18. 결합된 제1 및 제2기판들을 포함하는 결합기판구조를 지지하기 위한 장치에 있어서,
    상기 결합기판구조의 바닥면의 복수의 지지점들을 지지하기 위한 2차원배열 레벨조절가능지지기구들로서, 각각의 레벨조절가능지지기구는 상기 결합기판구조를 기계적으로 지지하기 위한 컨베이어, 및 상기 컨베이어의 레벨을 조절하기 위한 레벨조절기를 구비한 레벨조절가능지지기구들;
    상기 레벨조절가능지지기구들 위에 위치되어 상기 바닥면의 상기 복수의 지지점들에 대해 상기 결합기판구조의 상면의 대응하는 지점들의 개별 레벨들을 검출하는 2차원배열 레벨검출센서들; 및
    상기 레벨검출시스템으로부터 상기 검출된 레벨들을 수신하고 상기 검출된 레벨들에 따라 개별 레벨조절동작들에서 상기 레벨조절기들을 제어하는 제어시스템을 포함하는 장치.
  19. 제18항에 있어서, 상기 제어시스템은, 개별 레벨조절동작들에서 상기 레벨조절기들을 제어하여, 상기 결합기판구조의 만곡을 상기 제1 및 제2기판들간의 변위의 허용범위의 최대값에 해당하는 최대허용만곡값 내로 억제하는 장치.
  20. 제18항에 있어서, 상기 제어시스템은 개별 레벨조절동작들에서 상기 레벨조절기들을 제어하여, 상기 결합기판구조의 분할된 부영역들의 개별 만곡들을 상기 최대허용만곡값 내로 억제하는 장치.
  21. 제18항에 있어서, 상기 제어시스템은 개별 레벨조절동작들에서 상기 레벨조절기들을 제어하여, 상기 결합기판구조가 상기 제1 및 제2기판들간의 변위에 실질적으로 등가인 가상만곡에 대한 역만곡을 가지게 하며, 상기 역만곡은 상기 가상만곡과는 절대값이 같고 극성이 반대인 장치.
  22. 제21항에 있어서, 상기 역만곡은 소정의 상한값 내로 제어되는 장치.
  23. 제18항에 있어서, 상기 제1 및 제2기판들간의 변위를 검출하고, 상기 검출된변위의 량을 나타내는 변위신호를 상기 제어시스템에 보내는 변위검출시스템을 더 구비하며,
    상기 제어시스템은 상기 변위검출시스템으로부터 상기 변위신호를 수신하며, 상기 변위신호에 따라 개별 레벨조절동작들에서 상기 레벨조절기들을 제어하는 장치.
  24. 제23항에 있어서, 상기 변위검출시스템은 상기 제1기판의 제1정렬마크와 상기 제2기판의 제2정렬마크간의 변위를 인지하기 위한 복수개의 영상인식기기들을 포함하며, 상기 제1 및 제2정렬마크들은 쌍을 이루는 장치.
  25. 제24항에 있어서, 상기 복수개의 영상인식기기들은 카메라들을 포함하는 장치.
  26. 제18항에 있어서, 각각의 상기 레벨조절기는 상기 제어시스템으로부터의 상기 제어신호에 따라 제어된 스트로크의 승강을 나타내는 작동기를 포함하는 장치.
  27. 제18항에 있어서, 상기 컨베이어는 상기 레벨조절기에 기계적으로 결합되어 상기 제1 및 제2기판들 중의 아래쪽 기판의 어떤 열팽창에 따라 움직이는 장치.
  28. 제27항에 있어서, 상기 컨베이어는 상기 제1 및 제2기판들 중의 아래쪽 기판의 어떤 열팽창에 따라 회전하는 장치.
  29. 제27항에 있어서, 상기 컨베이어는 제1 및 제2기판들 중의 아래쪽 기판의 어떤 열팽창에 따라 미끄러지는 장치.
  30. 제18항에 있어서, 상기 결합기판구조를 가열하여 상기 제1 및 제2기판들간의 접착밀봉층을 열경화시키는 가열시스템을 더 구비하는 장치.
  31. 제18항에 있어서, 자외선을 상기 결합기판구조에 조사하여 상기 제1 및 제2기판들간의 접착밀봉층을 UV경화시키는 자외선조사시스템을 더 구비하는 장치.
  32. 제1 및 제2기판들을 포함하며 복수개의 레벨조절가능지지기구들에 의해 그 바닥면의 복수의 지지점들에서 지지되는 결합기판구조를 지지하기 위한 방법에 있어서,
    상기 바닥면의 상기 복수의 지지점들에 대해 상기 결합기판구조의 상면의 대응하는 지점들의 개별 레벨들을 검출하는 단계; 및
    상기 검출된 레벨들에 따라 개별 레벨조절동작들에서 상기 레벨조절가능지지기구들을 제어하는 단계를 포함하는 방법.
  33. 제32항에 있어서, 상기 개별 레벨조절동작들은, 상기 결합기판구조의 만곡을상기 제1 및 제2기판들간의 변위의 허용범위의 최대값에 해당하는 최대허용만곡값 내로 억제하도록 하는 방법.
  34. 제32항에 있어서, 상기 개별 레벨조절동작들은, 상기 결합기판구조의 분할된 부영역들의 개별 만곡들을 상기 최대허용만곡값 내로 억제하도록 하는 방법.
  35. 제32항에 있어서, 상기 개별 레벨조절동작들은, 상기 결합기판구조가 상기 제1 및 제2기판들간의 변위에 실질적으로 등가인 가상만곡에 대한 역만곡을 가지게 하며, 상기 역만곡은 상기 가상만곡과는 절대값이 같고 극성이 반대인 방법.
  36. 제35항에 있어서, 상기 역만곡은 소정의 상한값 내로 제어되는 방법.
  37. 제32항에 있어서, 상기 제1 및 제2기판들간의 변위를 검출하는 단계; 및
    상기 검출된 변위신호에 따라 개별 레벨조절동작들을 제어하는 단계를 더 구비하는 방법.
  38. 제37항에 있어서, 상기 변위를 검출하는 상기 단계는, 상기 제1기판의 제1정렬마크 및 상기 제2기판의 제2정렬마크간의 변위를 인지하는 단계를 포함하며, 상기 제1 및 제2정렬마크들은 쌍을 이루는 방법.
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