KR100804771B1 - 실런트 도포 상태에 근거한 액정 적하량 결정 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 실런트 도포 상태에 근거한 액정 적하량 결정 방법을 개시한다. 본 발명에 따르면, 실런트 도포장치의 스테이지에 기판을 안착하는 단계; 기판 상에 디스펜싱 헤드에 의해 실런트를 소정 패턴으로 도포하는 단계; 실런트 패턴의 불량부위를 검출하고, 실런트 패턴의 불량부위 부피를 산출하는 단계; 산출된 불량부위 부피에 요구되는 액정 적하량을 산출하는 단계; 및 산출된 액정 적하량을 액정 적하장치에 제공하는 단계;를 포함한다.
실런트 패턴, 불량위치, 액정.

Description

실런트 도포 상태에 근거한 액정 적하량 결정 방법{Method for determining the amount of liquid crystal based on the state of dispensed sealant}
도 1은 종래 실런트 도포장치의 디스펜싱 헤드를 도시한 사시도.
도 2 및 도 3은 종래 실런트 도포장치의 헤드 블록에 구비된 센서에 의해 기판 상에 형성된 실런트 패턴을 검사하는 방법을 개략적으로 설명하기 위한 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 실런트 도포 상태에 근거한 액정 적하량 결정 방법이 적용되는 실런트 도포장치를 도시한 사시도.
도 5는 도 4에 도시된 실런트 도포장치의 디스펜싱 헤드에 의해 실런트가 도포되는 상태를 보인 정면도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 실런트 도포 상태에 근거한 액정 적하량 결정 방법에 대한 순서도.
도 7은 실런트 패턴에서 일부 부위가 다른 부위에 비해 폭이 좁게 형성된 불량 상태를 도시한 도면.
도 8은 실런트 패턴에서 일부 부위가 다른 부위에 비해 폭이 넓게 형성된 불량 상태를 도시한 도면.
<도면 각 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10: 본체 30: 디스펜싱 헤드
34: 제1 센서 36..노즐
40: 스테이지 50: 헤드 지지대
E1, E2..불량부위 L..액정
P, P1, P2..실런트 패턴 S..기판
본 발명은 기판 상에 형성된 실런트 패턴의 불량부위의 부피를 산출함으로써 기판 상에 적하할 액정량을 결정할 수 있게 하는 실런트 도포 상태에 근거한 액정 적하량 결정방법에 관한 것이다.
액정표시장치(LCD)는 음극선관(CRT)에 비해 시인성이 우수하고, 동일한 화면크기의 CRT에 비해 평균소비전력도 작을 뿐만 아니라 발열량도 적기 때문에, 최근에 플라즈마 표시장치(PDP: Plasma Display 패널)나 전계방출 표시장치(FED:Field Emission Display)와 함께 휴대폰이나 컴퓨터용 모니터, 텔레비전 분야 등에서 차세대 표시장치로서 각광받고 있다.
TFT(Thin Film Transister) LCD는 TFT 어레이 기판과 칼라 필터 어레이 기판을 구비한다. 상기 두 기판은 대략 4∼5㎛ 정도로 이격되며, 그 사이에 액정층이 형성된다. 그리고, 화면 표시 영역의 주위에서, 실런트는 상기 두 기판을 접합하는 한편, 액정층으로 수분이나 오염 물질이 유입되는 것을 방지한다.
실런트 도포장치는 전술한 바와 같이 두 기판을 접합하는 실런트를 도포한 다. 실런트 도포장치는 기판을 안착시키는 스테이지와, 실런트가 토출되는 노즐을 구비하는 디스펜싱 헤드와, 디스펜싱 헤드를 지지하는 헤드 지지대, 및 헤드 지지대를 이동시키는 모터와 디스펜싱 헤드를 이동시키는 모터를 제어하는 제어부를 포함하여 구성된다. 그리고, 실런트를 담고 있는 시린지(syringe)가 노즐과 연결된다.
이러한 실런트 도포장치는 기판과 노즐의 상대위치를 변화시켜가면서 기판 상에 소정 형상의 실런트 패턴을 형성하게 된다. 즉, 실런트가 도포될 때, 기판은 일 방향으로 이동되고, 헤드 지지대 상의 디스펜싱 헤드는 기판의 이동방향에 직각인 방향으로 이동된다.
도 1은 종래에 따른 실런트 도포장치의 디스펜싱 헤드를 도시한 사시도이며, 도 2 및 도 3은 기판 상에 형성된 실런트 패턴을 검사하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 디스펜싱 헤드(100)는 실런트 도포장치의 헤드 지지대(미도시)에 설치되는 메인 블록(101)과, 실런트를 담고 있는 시린지(105)가 탈착 가능하게 설치되는 헤드 블록(104)과, 헤드 블록(104)을 헤드 지지대에 대해 직각인 방향으로 이동시킬 수 있는 수평 구동부(102)와, 시린지(105)의 하단부에 장착되는 노즐(미도시)을 구비한다.
수평 구동부(102)는 선형운동장치, 예컨대 서보모터와 이에 연결된 구동 축을 포함하여 구성된 선형운동장치를 구비한다. 그리고, 수평 구동부(102)는 헤드 블록(104)을 전후 방향으로 수평 왕복 이동시킴으로써 기판에 대한 노즐의 위치를 설정하는 역할을 한다.
메인 블록(101)에는 제1 Z축 모터(107)가 마련된다. 제1 Z축 모터(107)는 수평 구동부(102)를 상하로 이동시킴으로써 노즐의 상하 위치를 조정한다. 그리고, 메인 블록(101)에는 제2 Z축 모터(108)가 마련된다. 제2 Z축 모터(108)는 기판을 스테이지(미도시)에 안착시킨 후, 노즐의 높이를 미세하게 조정함으로써 노즐과 기판과의 간격을 정확히 맞출 수 있게 한다. 물론, 노즐의 높이는 메인 블록(101)에 제2 Z축 모터(108)가 구비되지 않고, 제1 Z축 모터(107)에 의해서만 조절될 수도 있다.
노즐은 헤드 지지대를 따라 메인 블록(101)이 측방으로 이동함으로써 측방향으로 이동할 수 있다. 헤드 블록(104)의 일 측에는 제1 센서(109a) 및 제2 센서(109b)가 마련된다. 제1 센서(109a)는 실런트가 도포되는 방향에서 노즐의 전방에 설치된다. 제1 센서(109a)는 기판 상에 실런트를 도포하는 동안 노즐과 기판 표면 사이의 상대 위치를 측정한다. 노즐과 기판 표면 사이의 상대 위치에 따른 실런트 도포는 기판 상에 실런트를 일정하게 도포할 수 있게 한다. 제2 센서(109b)는 기판 상에 소정 패턴으로 도포된 실런트의 단면적을 측정한다.
도 2에 도시된 바에 따르면, 제2 센서(109b) 내에는 좌우로 왕복 회전하는 렌즈(109c)가 마련된다. 제2 센서(109b)는 실런트 패턴(P)를 스캔하기 위해 기판(S) 쪽으로 렌즈(109c)를 거쳐 레이저빔(laser beam)을 연속적으로 방출한다. 따라서, 제2 센서(109b)는 기판(S) 상에 도포된 실런트 패턴(P)의 단면적을 측정할 수 있다.
실런트 패턴(P)이 기판(S) 상에 적절하게 형성되어 있는지 여부를 검사하기 위해, 실런트 패턴(P) 상의 소정 위치에서 단면적을 측정한다. 실런트 패턴(P) 상의 소정 위치에서 단면적을 측정한 결과 불량부위가 검출되지 않게 되면, 실런트 패턴(P)이 형성된 기판(S)은 로봇 등에 의해 액정 적하장치(미도시)로 이동된다. 그 다음, 액정은 액정 적하장치로 이동된 기판(S) 상에 일정 간격마다 적하된다.
그런데, 실런트가 기준량보다 적거나 많게 도포되면, 실런트 패턴이 기판 상에 적절하게 형성되지 않을 수 있다. 이러한 경우, 종래에 따른 액정 적하장치는 실런트 도포장치에서 형성된 실런트 패턴 불량에 기인한 실런트의 초과 또는 부족에 대한 보상 없이, 기판 상에 기준량으로 액정을 적하한다. 예컨대, 실런트가 기판 상에 기준량보다 많게 형성되면, 실런트 패턴의 일부에서 폭이 넓어지는 불량이 생기더라도, 액정은 기준량으로 도포되어, 두 기판 사이를 결합하는 과정에서 실런트 패턴 밖으로 액정이 넘쳐서 흘러나올 수 있다. 그에 따라, LCD 불량이 발생하는 문제가 있을 수 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 기판 상에 실런트가 도포된 상태를 감안하여 기판 상에 적하할 액정량을 결정하도록 함으로써, LCD 제조시 불량을 방지할 수 있게 하는 실런트 도포 상태에 근거한 액정 적하량 결정방법을 제공함에 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 실런트 도포 상태에 근거한 액 정 적하량 결정 방법은, 실런트 도포장치의 스테이지에 기판을 안착하는 단계; 상기 기판 상에 디스펜싱 헤드에 의해 실런트를 소정 패턴으로 도포하는 단계; 상기 실런트 패턴의 불량부위를 검출하고, 상기 실런트 패턴의 불량부위 부피를 산출하는 단계; 상기 산출된 불량부위 부피에 요구되는 액정 적하량을 산출하는 단계; 및 상기 산출된 액정 적하량을 액정 적하장치에 제공하는 단계;를 포함한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 실런트 도포 상태에 근거한 액정 적하량 결정 방법이 적용되는 실런트 도포장치를 도시한 사시도이며, 도 5는 도 4에 도시된 실런트 도포장치의 디스펜싱 헤드에 의해 실런트가 도포되는 상태를 보인 정면도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 실런트 도포장치는 본체(10)와, 본체(10)에 설치되어 기판(S)을 안착시키는 스테이지(40)와, 스테이지(40)를 전후 이동시키는 스테이지 이동수단과, 스테이지(40)의 이동 방향을 따라 스테이지(40)에 대해 상대 이동하는 한 쌍의 헤드 지지대(50)들과, 헤드 지지대(50)의 이동 방향과 직각인 방향으로 이동하도록 헤드 지지대(50)에 설치되며 기판(S) 상에 실런트를 도포하는 다수 개의 디스펜싱 헤드(30)들, 및 디스펜싱 헤드(30)에 연결되어 기판(S) 상에 도포되는 실런트의 도포량을 제어하는 제어부(미도시)를 구비한다.
헤드 지지대(30)는 겐트리(gantry) 형태로 이루어진다. 디스펜싱 헤드(30) 는 실런트가 토출되는 노즐(36)과 기판(S) 표면 사이의 간격을 측정하는 제1 센서(34)와, 기판(S) 표면에 도포된 실런트 패턴의 단면적을 측정하는 제2 센서(미도시)를 구비한다.
상기와 같이 구성된 실런트 도포장치에 있어서, 본 발명의 일 실시예에 따른 실런트 도포 상태에 근거한 액정 적하량 결정 방법을 도 4 및 도 5와 함께 도 6을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
먼저, 기판(S)이 스테이지(40) 상에 안착된다. 이를 위해, 한 쌍의 헤드 지지대(50)들은 기판(S)이 헤드 지지대(50)들 사이의 공간을 거쳐 스테이지(40) 상에 안착될 수 있도록 서로 반대 방향으로 이동한다. 기판(S)은 스테이지(40) 상에 형성된 통공(미도시)로 흡입되는 공기에 의해 스테이지(40)에 흡착되어 고정된다.
이렇게 기판(S)이 스테이지(40) 상에 고정되면, 한 쌍의 헤드 지지대(50)들은 그들의 도포 위치로 복귀한다. 그 다음, 기판(S) 표면과 노즐(36) 끝 사이의 간격이 소정 값으로 설정된다. 이어서, 스테이지(40)가 헤드 지지대(50)에 직각인 방향으로 스테이지 이동수단에 의해 이동하는 한편 디스펜싱 헤드(30)가 헤드 지지대(50) 상에서 헤드 지지대(50)를 따라 이동하거나, 스테이지(40)가 이동하지 않고 디스펜싱 헤드(30)가 이동하면서, 실런트가 기판(S) 표면에 대략 사각 형태의 폐-루프로 도포된다.
실런트가 기판(S) 상에 균일하게 도포될 수 있도록, 제1 센서(34)는 노즐(36)에 인접하게 설치된다. 그리고, 제어부(미도시)는 무선 또는 유선으로 제1 센서(34)에 연결된다. 여기서, 제1 센서(34)로부터 획득된 데이터는 제어부에 실 시간으로 전달되고 저장될 수 있다. 제어부는 제1 센서(34)에 의해 획득된 데이터를 토대로 기판(S) 표면과 노즐(36) 사이의 상대 간격을 계산한다. 그리고, 제어부는 계산된 간격 값을 설정된 값과 비교하여 기판(S) 표면과 노즐(36) 사이의 간격을 설정된 값으로 일정하게 유지하게 한다. 이에 따라, 실런트가 기판(S) 상에 균일하게 도포될 수 있다.
기판(S) 상에 소정 패턴으로 실런트가 도포된 다음, 실런트가 설정된 대로 적절하게 도포되어 있는지 여부를 검사하는 과정이 수행된다. 이러한 과정은 기준 단면적과 실런트 패턴 상의 어느 한 위치에서 실런트 패턴의 단면적을 비교함으로써 수행될 수 있다.
이를 위해, 제1 센서(34)는 노즐(56)과 기판(S) 표면 사이의 상대 간격이 허용된 범위를 초과하는 실런트 패턴 위치, 즉 실런트 패턴의 불량부위를 검출할 수 있다. 상기 검사 위치에서 제1 센서(34)에 의해 실런트 패턴의 단면적 불량이 있다고 확정되면, 제2 센서는 실런트 패턴의 불량부위를 스캔할 수 있다. 그 다음, 제어부는 제2 센서로부터 획득된 데이터를 토대로 실런트 패턴의 불량부위의 단면적을 계산하여 기준 단면적과 비교함으로써, 불량부위의 부피를 산출할 수 있다. 한편, 제2 센서는 불량이 매우 빈번하게 일어나는 실런트 패턴 위치에서 실런트 패턴을 스캔하는 것도 가능하다.
상기 실런트 패턴의 불량은 그 예로서 도 7 및 도 8에 도시된 형태로 이루어질 수 있다.
도 7에 도시된 실런트 패턴(P1)은 일부 부위가 다른 부위에 비해 폭이 좁게 형성된 불량부위(E1)를 갖는다. 이러한 현상은 노즐(36)과 기판(S) 표면 사이의 간격이 설정된 간격보다 큰 경우에 발생할 수 있다. 이 경우, 제어부는 실런트 패턴(P1)의 불량부위(E1)에서 제2 센서로부터 측정된 단면적 데이터를 제공받아서 불량부위(E1)의 부피, 상세하게는 불량부위(E1)의 안쪽 부피를 산출한다. 그 다음, 제어부는 실런트 패턴(P1)의 불량부위(E1)의 안쪽 부피에 요구되는 액정 적하량을 산출한다. 즉, 제어부는 실런트 패턴(P1)의 불량부위(E1)의 안쪽 부피 감소량에 대응되는 실런트의 부족량을 보상할 수 있는 액정 적하량을 산출한다.
이와 같이 실런트의 부족량을 보상하는 액정량에 대한 데이터가 구해지면, 제어부는 구해진 액정 적하량에 대한 데이터를 액정 적하장치(미도시)로 제공할 수 있다. 액정 적하장치는 실런트 도포장치의 제어부로부터 제공된 데이터에 따라, 적하할 액정량을 기준량보다 많게 조정한 다음, 기판(S) 상의 실런트 패턴(P1)에 의해 한정된 공간 내에 액정을 적하하게 된다. 따라서, LCD 제조시 두 기판들 사이에 액정이 부족함에 따라 액정층 불량이 생기는 현상을 방지할 수 있다.
다음으로, 도 8에 도시된 실런트 패턴(P2)은 일부 부위가 다른 부위에 비해 폭이 넓게 형성된 불량부위(E2)를 갖는다. 이러한 현상은 노즐(36)과 기판(S) 표면 사이의 간격이 설정된 간격보다 작은 경우에 발생할 수 있다. 이 경우, 제어부는 실런트 패턴(P2)의 불량부위(E2)에서 제2 센서로부터 측정된 단면적 데이터를 제공받아서 불량부위(E2)의 안쪽 부피를 산출한다. 그 다음, 제어부는 실런트 패턴(P2)의 불량부위(E2) 증가량에 대응되는 실런트의 초과량을 보상할 수 있는 액정 적하량을 산출한다.
이와 같이 실런트의 초과량을 보상하는 액정 적하량에 대한 데이터가 구해지면, 제어부는 구해진 액정 적하량에 대한 데이터를 액정 적하장치로 제공할 수 있다. 액정 적하장치는 실런트 도포장치의 제어부로부터 제공된 데이터에 따라, 적하할 액정량을 기준량보다 적게 조정한 다음, 기판(S) 상의 실런트 패턴(P2)에 의해 한정된 공간 내에 액정을 적하하게 된다. 따라서, LCD 제조시 두 기판 사이를 결합하는 과정에서 실런트 패턴(P2) 밖으로 액정이 넘쳐서 흘러나오는 현상을 방지할 수 있다. 그 결과, LCD 불량이 방지될 수 있는 것이다.
다른 예로서, 제어부는 실런트의 부족량 또는 초과량을 보상할 수 있는 액정 적하량을 산출하기에 앞서, 실런트 패턴(P1)(P2)의 불량부위(E1)(E2)의 안쪽 부피에 대한 산출 데이터를 액정 적하장치로 제공하는 것도 가능하다.
이 경우, 액정 적하장치는 제공받은 산출 데이터를 실런트 패턴(P1)(P2)의 불량부위(E1)(E2)의 안쪽 부피에 요구되는 액정 적하량을 산출할 수 있다. 즉, 액정 적하장치의 제어부는 실런트 패턴(P1)(P2)의 불량부위(E1)(E2)의 안쪽 부피 감소량 또는 증가량에 대응되는 실런트의 부족량 또는 초과량을 보상할 수 있는 액정 적하량을 산출할 수 있다.
이어서, 액정 적하장치는 산출된 액정 적하량과 기준량을 비교하여 적하할 액정량을 조정한 다음, 기판(S) 상의 실런트 패턴(P1)(P2)에 의해 한정된 공간 내에 액정을 적하하도록 제어할 수 있다.
한편, 액정 적하장치는 실런트 패턴(P1)(P2)의 불량부위 형상을 감안하여 액정을 적하하도록 제어되는 것이 바람직하다. 즉, 도 8에 도시된 실런트 패턴(P2) 의 불량부위(E2)는 다른 부위에 비해 폭이 넓게 됨에 따라 실런트 패턴(P2) 안으로 돌출된다. 이러한 실런트 패턴(P2)의 불량부위(E2) 형상을 감안하지 않고, 액정 적하장치가 실런트 패턴(P2) 안쪽으로 액정을 적하하게 되면, 액정이 실런트 패턴(P2) 밖으로 흘러내릴 수 있다. 따라서, 실런트 패턴(P2)의 불량부위가 다른 부위에 비해 폭이 넓게 된 경우에는, 불량부위(E2)에서 액정이 실런트 패턴(P2) 밖으로 흘러내리지 않도록, 액정 적하장치가 제어될 필요가 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 기판 상에 실런트가 기준량보다 적거나 많게 도포됨에 따라 실런트 패턴 불량이 발생하더라도, 실런트의 초과량 또는 부족량을 감안하여 기판 상에 적하할 액정량을 결정함으로써 다음과 같은 효과가 있을 수 있다.
먼저, 실런트 패턴의 일부에서 폭이 넓어지는 불량이 생기더라도, 실런트의 초과량을 보상하여 액정 적하량을 조정함으로써, LCD 제조시 두 기판 사이를 결합하는 과정에서 실런트 패턴 밖으로 액정이 넘쳐서 흘러나오는 현상을 방지할 수 있다.
또한, 실런트 패턴의 일부에서 폭이 좁아지는 불량이 생기더라도, 실런트의 부족량을 보상하여 액정 적하량을 조정함으로써, LCD 제조시 두 기판 사이에 액정이 부족함에 따라 액정층 불량이 생기는 현상을 방지할 수 있다. 그 결과, LCD 불량이 방지되는 효과가 얻어질 수 있다.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예 시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

Claims (7)

  1. 실런트 도포장치에 의하여, 소정 패턴으로 실런트 패턴이 도포된 기판상에 적하될 액정 적하량을 결정하는 방법으로서,
    상기 도포된 소정의 실런트 패턴의 불량부위를 검출하고, 상기 실런트 패턴의 불량부위 부피를 산출하는 단계;
    상기 산출된 불량부위 부피에 요구되는 액정 적하량을 설정된 기준량보다 많게 또는 적게 보상하여 산출하는 단계;
    를 포함하는 실런트 도포 상태에 근거한 액정 적하량 결정 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 실런트 패턴의 불량부위 부피는 상기 디스펜싱 헤드에 구비된 제2 센서에 의해 산출되는 것을 특징으로 하는 실런트 도포 상태에 근거한 액정 적하량 결정 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 액정 적하량을 산출하는 단계 이후에,
    상기 산출된 액정 적하량을 근거로 실런트 패턴 내에 적하할 액정량을 액정 적하장치에 제공하는 단계;
    를 더 포함하는 실런트 도포 상태에 근거한 액정 적하량 결정 방법.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
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