KR20130125631A - 액정 적하 상태 검사 장치, 및 이를 구비한 액정 디스펜서 - Google Patents

액정 적하 상태 검사 장치, 및 이를 구비한 액정 디스펜서 Download PDF

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Abstract

본 발명은 액정이 디스펜싱된 기판의 액정 적하 상태를 검사하는 액정 적하 상태 검사 장치, 및 이를 구비한 액정 디스펜서에 대한 것이다.
본 발명은, 액정 디스펜서에 구비되는 액정 적하 상태 검사 장치에 있어서, 광 윈도우를 구비한 메인 바디; 상기 메인 바디에 구비되며 광출력단에 제 1 편광판을 구비한 광원; 및 상기 제 1 편광판에 의해 편광된 광이 기판 측에 조사된 후 상기 기판 측으로부터 반사된 광이 입사되는 제 2 편광판을 구비한 검사 카메라를 포함하는 액정 적하 상태 검사 장치 및 이를 구비한 액정 디스펜서를 제공한다.

Description

액정 적하 상태 검사 장치, 및 이를 구비한 액정 디스펜서 {Device for Inspecting Liquid Crystal Dispensing State, and Liquid Crystal Dispenser having the Device}
본 발명은 액정 적하 상태 검사 장치, 및 이를 구비한 액정 디스펜서에 대한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명은 액정이 적하된 기판의 액정 적하 상태를 검사하는 액정 적하 상태 검사 장치, 및 이를 구비한 액정 디스펜서에 대한 것이다.
액정 표시 장치(LCD : Liquid Crystal Display)는 액정의 광 변조 특성을 이용한 디스플레이 장치이다. 일반적으로 액정 표시 장치는 컬러 필터층이 구비된 기판과 구동 소자들이 배열된 기판 사이에 액정층을 구비하여 양 기판을 접합시킴으로써 형성된다.
액정 디스펜서는 액정 표시 장치를 제조하는 공정에서 기판에 액정을 디스펜싱하는 장치이다. 액정 디스펜서는 액정을 방울 형태 또는 미세한 입자 형태로 기판에 디스펜싱한다. 최근에는 액정을 미세한 입자로 디스펜싱하기 위하여 잉크젯 방식으로 액정을 디스펜싱하는 액정 디스펜서도 개발되고 있다.
액정 디스펜서에 의해 기판에 디스펜싱되는 액정의 양은 정해진 오차 범위내에서 가능한 한 정밀하게 제어되어야 한다. 액정을 토출하는 디스펜싱 노즐 또는 잉크젯 노즐이 막히거나 제어 오류 등의 이유로 액정이 정확히 디스펜싱되지 않는 경우에는 기판에 적하되는 액정량에 허용치 이상의 오차를 발생시킬 수 있다. 따라서, 액정 디스펜싱 과정에서 액정 토출이 정상적으로 이루어지지 않은 경우 또는 정해진 액정 디스펜싱 패턴에 따라 액정 디스펜싱이 이루어지지 않은 경우와 같이 액정이 정확하게 디스펜싱되지 않은 상황을 검출할 필요가 있다.
상기한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 액정이 디스펜싱된 상태에 대한 영상을 취득하는 액정 적하 상태 검사 장치를 제공함을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 상기한 액정 적하 상태 검사 장치를 구비한 액정 디스펜서를 제공함을 목적으로 한다.
상기한 과제를 달성하기 위하여 본 발명은, 액정 디스펜서에 구비되는 액정 적하 상태 검사 장치에 있어서, 광 윈도우를 구비한 메인 바디; 상기 메인 바디에 구비되며 광출력단에 제 1 편광판을 구비한 광원; 및 상기 제 1 편광판에 의해 편광된 광이 기판 측에 조사된 후 상기 기판 측으로부터 반사된 광이 입사되는 제 2 편광판을 구비한 검사 카메라를 포함하는 액정 적하 상태 검사 장치를 제공한다.
일 실시예에 있어서, 액정 적하 상태 검사 장치는 상기 광원으로부터 출력된 광을 상기 광 윈도우를 통해 기판 측으로 반사하며, 상기 기판 측에서 반사된 광을 상기 검사 카메라로 투과시키는 광소자를 추가로 포함한다.
또한, 상기 메인 바디는 액정을 토출하는 액정 디스펜싱 유닛의 이동 방향 후면에 구비될 수 있다.
또한, 상기 제 1 편광판과 상기 제 2 편광판의 편광 방향은 동일하거나 상이하도록 배치될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 본 발명은, 액정 디스펜서에 구비되는 액정 적하 상태 검사 장치에 있어서, 상호 이격되며 기판 측으로 개방된 제 1 광 윈도우와 제 2 광 윈도우를 구비한 메인 바디; 상기 메인 바디에 구비되며 상기 제 1 광 윈도우를 통해 편광된 광을 상기 기판측으로 조사하는 제 1-1 편광판을 구비한 제 1 광원; 상기 메인 바디에 구비되며 상기 제 2 광 윈도우를 통해 편광된 광을 상기 기판측으로 조사하는 제 1-2 편광판을 구비한 제 2 광원; 및 상기 제 1 광원 또는 상기 제 2 광원에 의해 상기 기판 측으로 조사된 광이 상기 기판 측에서 반사된 후 반사된 광이 입사되며, 제 2 편광판을 구비한 검사 카메라를 포함하는 액정 적하 상태 검사 장치를 제공한다.
일 실시예에 있어서, 상기 액정 적하 상태 검사 장치는, 상기 제 1 광원에서 방출된 광을 상기 기판 측으로 반사하며 상기 기판 측에서 반사된 광을 상기 검사 카메라 방향으로 투과시키는 제 1 광소자를 추가로 포함한다.
또한, 상기 액정 적하 상태 검사 장치는, 상기 제 2 광원에서 방출된 광을 상기 기판 측으로 투과시키며 상기 기판 측에서 반사된 광을 횡방향으로 반사하는 제 2 광소자와, 상기 제 2 광소자에서 반사된 광을 상기 검사 카메라로 전달하는 반사경을 추가로 포함한다.
더욱이, 상기 반사경은 상기 제 2 광소자에서 반사된 광을 반사하는 제 1 반사경과, 상기 제 1 반사경에서 반사된 빛을 재차 반사하는 제 2 반사경을 포함하며, 상기 제 2 반사경에서 반사된 광을 상기 검사 카메라로 반사하는 제 3 광소자가 포함될 수 있다.
여기서, 상기 제 3 광소자는 상기 제 2 광소자 상측에 구비되며, 상기 제 3 광소자는 제 2 광소자를 투과하여 전달된 광은 상기 검사 카메라 방향으로 투과시키도록 구성될 수 있다.
한편, 본 발명에 따은 액정 적하 상태 검사 장치는, 상기 제 1 광원과 상기 제 2 광원 사이에는 격벽이 구비되며, 상기 검사 카메라의 영상 센서의 영상 획득 영역은 상기 격벽에 의해 구분되도록 구성될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제 1 광원의 하방에는 상기 제 1 광원에서 방출된 광은 상기 제 1 광 윈도우로 투과시키고 상기 기판 측에서 반사된 광은 횡방향으로 반사하는 제 1 광소자가 구비되고, 상기 제 1 광소자에서 반사된 광을 상기 검사 카메라 방향으로 전달하는 제 3 반사경이 구비될 수 있다.
또한, 상기 제 2 광원의 하방에는 상기 제 2 광원에서 방출된 광은 상기 제 2 광 윈도우로 투과시키고 상기 기판 측에서 반사된 광은 횡방향으로 반사하는 제 2 광소자가 구비되고, 상기 제 2 광소자에서 반사된 광을 상기 검사 카메라 방향으로 전달하는 제 4 반사경이 구비될 수 있다.
또한, 본 발명은 상술한 액정 적하 상태 검사 장치를 구비한 액정 디스펜서를 제공한다. 이에 따라 본 발명에 따른 액정 디스펜서는 액정 디스펜싱 헤드유닛으로부터 액정이 도포된 후 그 도포된 상태를 검사할 수 있다.
일 실시예에 있어서 상기 액정 디스펜싱 헤드 유닛은 잉크젯 헤드일 수 있다.
본 발명은 액정이 적하된 기판 영역에 대한 영상을 취득함에 있어서 취득된 영상에서 기판 영역과 액정 영역이 명확하게 구분되도록 함으로써 복잡하거나 추가적인 영상 처리 과정을 생략하고도 액정 적하 상태에 대한 영상을 획득할 수 있도록 한다.
본 발명에 의하면, 액정 디스펜서에 있어서 액정 토출을 진행하고 있는 노즐의 후면에 액정 적하 상태 검사 장치를 구비하도록 하여 액정 토출 상태를 즉각적으로 확인할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 액정 적하 상태 검사 장치를 구비한 액정 디스펜서의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 액정 적하 상태 검사 장치의 구성에 대한 개략도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 액정 적하 상태 검사 장치에 있어서, 편광판의 배치 상태를 예시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 제 2 실시예에 따른 액정 적하 상태 검사 장치를 구비한 액정 디스펜서를 도시한 개략도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 제 3 실시예에 따른 액정 적하 상태 검사 장치를 구비한 액정 디스펜서의 개략도이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 제 3 실시예에 따른 액정 적하 상태 검사 장치를 구비한 액정 디스펜서에 있어서 제 1 이동 방향으로 액정이 디스펜싱되는 경우의 동작을 도시한 개략도이다.
도 7은 도 6은 본 발명의 바람직한 제 3 실시예에 따른 액정 적하 상태 검사 장치를 구비한 액정 디스펜서에 있어서 제 2 이동 방향으로 액정이 디스펜싱되는 경우의 동작을 도시한 개략도이다.
도 8은 본 발명의 바람직한 제 4 실시예에 따른 액정 적하 상태 검사 장치를 구비한 액정 적하 상태 검사 장치를 구비한 액정 디스펜서액정 디스펜서의 개략도이다.
도 9는 본 발명의 바람직한 제 4 실시예에 따른 액정 적하 상태 검사 장치를 구비한 액정 디스펜서에 있어서 제 1 이동 방향으로 액정이 디스펜싱되는 경우의 동작을 도시한 개략도이다.
도 10은 본 발명의 바람직한 제 4 실시예에 따른 액정 적하 상태 검사 장치를 구비한 액정 디스펜서에 있어서 제 2 이동 방향으로 액정이 디스펜싱되는 경우의 동작을 도시한 개략도이다.
도 11은 본 발명의 바람직한 제 4 실시예에 따른 액정 적하 상태 검사 장치에 있어서 검사 카메라로 입력되는 영상의 예를 도시한 도면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.
본 발명은 방울 형태로 액정을 토출하는 일반적인 액정 디스펜싱 헤드를 사용한 액정 디스펜서에 적용될 수 있는 것은 물론이나, 이하에서는 액정을 토출하기 위하여 잉크젯 헤드를 사용한 액정 디스펜서를 대상으로 하여 본 발명을 설명한다. 또한, 본 설명에 있어서 액정 디스펜싱 헤드 및 잉크젯 헤드는 액정 디스펜싱 헤드유닛의 하나로 이해될 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 액정 적하 상태 검사 장치를 구비한 액정 디스펜서의 사시도이다.
액정 디스펜서(1)는, 프레임(10)과, 프레임(10)의 상면에 설치되고 기판(12)을 지지하는 스테이지(14)와, 프레임(10)에 이동 가능하게 설치되는 지지 프레임(16)과, 지지 프레임(16)에 결합되고 액정을 토출하는 잉크젯 헤드(18), 및 액정 토출 상태에 대한 영상을 취득하는 액정 적하 상태 검사 장치(20)를 포함한다.
지지 프레임(16)은 지지 프레임 구동기구(17)에 의해 직선 구동될 수 있으며, 지지 프레임 구동기구(17)는 리니어 모터(linear motor)일 수 있다.
잉크젯 헤드(18)는 기포 또는 압전 소자를 이용하여 소량의 액정을 미세한 입자로 토출하는 장치이다. 잉크젯 헤드(18)를 이용하면, 액정을 미세한 입자로 하여 기판에 디스펜싱할 수 있다는 이점이 있다. 다만, 본 발명의 실시에 있어서는 액정을 토출하는 수단이 잉크젯 헤드(18)에 한정되는 것은 아님은 물론이다. 잉크젯 헤드(18)는 도 1에 도시된 바와 같이 복수로 구비될 수 있으며, 잉크젯 헤드(18)는 잉크젯 헤드(18)를 적어도 일방향으로 구동하는 헤드 구동장치(미도시)를 추가로 구비할 수 있다. 또한, 잉크젯 헤드(18)는 도 1에서와 같이 1열로 구비될 뿐만 아니라 2열로 구비될 수도 있다. 잉크젯 헤드(18)가 2열로 구비될 수 있다는 것은 지지 프레임(16)에 2열의 잉크젯 헤드(18)가 부착되는 것을 의미한다.
액정 적하 상태 검사 장치(20)는 잉크젯 헤드(18)에 의해 기판(2)에 토출된 액정에 대한 영상을 취득한다. 액정 적하 상태 검사 장치(20)는 지지 프레임(16)에 장착된다. 일 실시예에 있어서, 액정 적하 상태 검사 장치(20)는 지지 프레임(16)에 잉크젯 헤드(18)와 대응되는 위치에 장착될 수 있다.
도 2는 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 액정 적하 상태 검사 장치의 구성에 대한 개략도이다.
액정 적하 상태 검사 장치(20)는, 메인 바디(22), 상기 메인 바디(22)에 구비되는 광원(24), 광원(24)의 광 출력단에 구비된 제 1 편광판(26), 제 1 편광판(26)을 통과한 광을 기판(12) 방향으로 반사시키며 기판(12) 측에서 반사된 광을 투과시키는 광소자(30), 광소자(30)를 투과한 광을 인식하는 검사 카메라(32), 및 상기 검사 카메라(32)의 전단에 구비된 제 2 편광판(32)을 포함한다.
일 실시예에 있어서 메인 바디(22)는 내부가 비어 있는 상자 형태일 수 있다. 메인 바디(22)는 지지 프레임(16)에 장착된다. 더불어 메인 바디(22)는 적어도 일 방향으로 구동될 수 있다. 예컨대 잉크젯 헤드(18)가 지지 프레임(16)의 길이 방향으로 구동된다면 그에 대응하여 메인 바디(22)도 지지 프레임(16)의 길이 방향으로 구동되도록 함이 바람직하다. 메인 바디(22)의 저부에는 광 윈도우(28)가 구비되어 광원(24)에서 발생된 광이 기판(12)으로 조사될 수 있도록 함이 바람직하다.
광원(20)은 청색광, 적색광, 또는 가시광과 같은 광을 방출한다. 구조의 단순화를 위하여 광원(20)에서 발생된 광은 메인 바디(22) 내부에서 수평 방향으로 진행되고, 수평 방향으로 진행된 광은 광소자(30)에 의해 기판 방향으로(즉, 수직 방향으로) 반사되도록 한다. 광원(20)의 광출력단에는 제 1 편광판(26)이 구비되어 광원(20)에서 출력된 광을 편광시킨다.
광소자(30)는 광원(20)에서 출력된 광을 기판(12) 방향으로 반사시키는 한편, 기판(12) 측에서 반사된 광은 검사 카메라(32)로 투과시키는 기능을 수행한다. 이러한 광소자(30)는 하프 미러(half mirror) 또는 다이크로익 미러(dichroic mirror)일 수 있으며, 위와는 다른 방식의 빔 스플리터(beam splitter)일 수 있다. 도 2에서는 하나의 광소자(30)로 반사와 투과 기능을 수행하는 것을 도시하였으나, 복수의 반사경과 하프 미러 등을 이용하여 상기 광소자(30)를 대체하도록 구성하는 것도 가능함은 물론이다. 또한, 상기 광원(24)의 배치에 있어서도, 도 2에 있어서는 광원(24)에서 출력되는 광이 수평 방향으로 진행되도록 구성하였으나, 광원(24)을 메인 바디(22)의 내측 상부에 구비하고 수직 방향으로 출력되는 광을 반사경을 이용하여 상기 광소자(30)로 전달하도록 구성하는 것도 가능함은 물론이다.
검사 카메라(32)의 전단에는 제 2 편광판(34)이 구비되어, 광소자(30)를 투과한 광 중에서 제 2 편광판(34)을 통과한 광만이 검사 카메라(32)로 전달된다. 도 2에 있어서 검사 카메라(32)의 일단은 메인 바디(22)에 접하는 방식으로 구비되는 것을 도시하였으나, 검사 카메라(32)는 메인 바디(22)와 이격되어 구비되는 것도 가능하다. 즉, 검사 카메라(32)는 광소자(30)를 투과한 광을 전달받을 수 있도록 배치될 수 있으면 충분하다.
본 발명에 따른 액정 적하 상태 검사 장치(20)의 검사 카메라(32)로부터 획득된 영상은 제어부(36)로 전달될 수 있다. 제어부(36)는 검사 카메라(32)에서 획득된 영상을 바탕으로 액정을 토출하는 노즐의 막힘 여부를 검사하는 기능, 기판(12)에 적하된 액정의 개수를 카운팅하는 기능, 설정된 액정 디스펜싱 패턴과 실제 디스펜싱된 액정의 패턴을 비교하는 기능, 적하된 액정의 개수를 카운팅하여 기판에 적하된 액정의 총량을 산출하는 기능(단위 액정의 중량×적하된 액정의 개수), 또는 적하된 액정의 크기를 정상적인 상태에서 적하된 액정의 크기와 비교하여 적하된 액정의 적정 여부를 판단하는 기능 중 적어도 하나의 기능을 수행할 수 있다. 또한, 도시되지는 않았으나, 제어부(36)는 검사 카메라(32)에서 획득된 영상을 별도의 시각 디스플레이 장치로 출력하여 작업자가 액정 디스펜싱 상황을 확인할 수 있도록 하는 것도 가능하다.
본 발명에 있어서 제 1 편광판(26)과 제 2 편광판(34)을 구비하는 이유를 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 액정 적하 상태 검사 장치에 있어서, 편광판의 배치 상태를 예시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 제 1 편광판(26)과 제 2 편광판(34)은 도 3의 (a)와 같이 편광 방향이 같은 방향으로 배치되도록 설치될 수 있다. 또는 제 1 편광판(26)과 제 2 편광판(34)은 도 3의 (b)와 같이 편광 방향이 서로 직각을 이루며 배치되도록 설치될 수 있다. 그러나, 본 발명의 실시에 있어서 제 1 편광판(26)의 편광 방향과 제 2 편광판(34) 편광 방향이 이루는 각은 도 3의 (a) 또는 (b)와 같이 한정되는 것은 아니며, 기판(12)에 도포된 액정의 영상의 품질이 개선될 수 있다면 0° 내지 90°사이에서 조정될 수 있다.
액정은 액체와 결정의 중간 상태에 있는 물질로서, 준결정 또는 이방성 액체라고 한다. 액정은 액체이면서 광학적으로는 결정의 성질을 갖으며 전계(電界)를 가하면 분자 배열의 방향성이 변화한다. 액정 표시 장치는 전압을 가하면 액정 분자의 배열 방향이 같은 방향으로 나열되는 특성을 이용하여 빛의 투과 또는 불투과를 전기적으로 제어함으로써 이미지를 표시한다.
액정 표시 장치에 가장 많이 사용되는 액정은 네마틱(nematic) 액정이다. 네마틱 액정은 막대형 액정 분자가 거의 일정한 방향으로 향하고 있으며 층상 구조를 갖지 않는다. 대부분의 액정 분자들은 단단한 막대 형상이고 막대 형상의 길이는 반지름의 네배 내지 여덟배 정도이다. 액정은 분자축에 평행인 방향과 수직인 방향에서 굴절율이 다른 광학 이방성 특성을 갖는다. 이러한 특성에 의해 편광된 광이 액정을 통과하는 경우 편광 방향이 바뀌게 된다. 액정 표시 장치에 있어서는 액정에 전기장을 가하여 원하는 형태로 배열시킴으로써 광의 투과 및 불투과를 제어한다.
기판(12)에 적하된 액정(13)의 경우, 전기장을 가해 주지 않은 상태에서도 어느 정도의 방향성을 갖은 상태로 배열되어 있게 된다. 예를 들어, 러빙(rubbing) 처리된 기판(12)에 액정이 적하된 경우에는 액정의 배열은 러빙 방향을 따를 가능성이 높을 것이다.
광원(24)에서 방출된 광이 제 1 편광판(26)에 의해 편광된 후 기판(12)에 조사된 경우를 고려하자. 만약 기판(12)에 액정이 아니라 물방울이 떨어진 경우라면, 제 1 편광판(26)에 의해 편광된 광은 물방울 내부에서 굴절되고 반사되지만 편광 방향이 바뀌지는 않을 것이다. 그러나 액정이 기판(12)에 떨어진 경우라면, 제 1 편광판(26)에 의해 편광된 광은 액정에 의해 편광 방향이 바뀌고, 편광 방향이 바뀐 광이 검사 카메라(32)로 입사될 것이다. 다만, 액정에 바뀌는 편광 방향은 다양한 방향일 수 있다.
제 1 편광판(26)과 제 2 편광판(34)의 편광 방향이 도 3의 (a)와 같은 경우, 기판(12)에 의해 반사된 광은 편광 방향이 바뀌지 않은 상태에서 검사 카메라(32)로 입사될 것이므로 검사 카메라(32)에서는 기판(12) 영역에 대한 영상은 밝게 나타날 것이다. 그러나 액정에 의해 굴절 및 반사되는 광은 편광 방향이 변경되어 검사 카메라(32)로 입사될 것이므로 제 2 편광판(34)을 통과하지 못하는 광이 발생되어 기판(12) 영역에 비해 어둡게 나타날 것이다. 이에 대해, 제 1 편광판(26)과 제 2 편광판(34)의 편광 방향이 도 3의 (b)와 같은 경우, 기판(12)에 의해 반사된 광은 편광 방향이 바뀌지 않은 상태에서 검사 카메라(32)로 입사될 것이므로 제 2 편광판(34)에 의해 차단되어 검사 카메라(32)에서는 기판(12) 영역에 대한 영상은 어둡게 나타날 것이다. 그러나 액정에 의해 굴절 및 반사되는 광은 편광 방향이 변경되어 검사 카메라(32)로 입사될 것이므로 제 2 편광판(34)을 통과하는 광이 존재하여 기판(12) 영역에 비해 밝게 나타날 것이다. 이와 같은 원리에 의해 검사 카메라(32)에서는 기판(12)에 적하된 액정(13)을 보다 선명하게 인식할 수 있게 된다.
한편, 상기 검사 카메라(32)에서 취득하는 영상은 적어도 상기 잉크젯 헤드(18)에 의해 액정이 토출되는 범위를 포함하는 것이 바람직하다. 다시 말하면, 잉크젯 헤드(18)의 진행방향에 수직인 가로 방향에 대해 잉크젯 헤드(18)의 노즐이 m개 배치되어 있다면 그 m개의 노즐로부터 토출되는 액정의 적하 상태에 대한 영상을 상기 검사 카메라(32)가 취득할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
검사 카메라(32)로부터 취득한 영상을 통해 작업자 또는 제어부(36)는 잉크젯 헤드(18)의 일부 노즐로부터 액정이 토출되지 않은 경우 또는 토출된 액정 상태가 불량한 경우를 판별할 수 있다. 예컨데, 정상적인 경우에는 m열로 배치된 잉크젯 헤드(18)의 노즐로부터 m열의 액정이 토출되어야 한다. 그러나 일부 노즐이 막힌 경우에는 검사 카메라(32)에 의해 취득된 영상에서 해당 열에는 액정이 토출되지 않았음을 확인할 수 있게 된다.
도 4는 본 발명의 바람직한 제 2 실시예에 따른 액정 적하 상태 검사 장치를 구비한 액정 디스펜서를 도시한 개략도이다.
도 4에 따른 액정 디스펜서(1)에는 제 1 액정 적하 상태 검사 장치(20A)와 제 2 액정 적하 상태 검사 장치(20B)가 잉크젯 헤드(18)의 전후 양측에 구비되는 것을 특징으로 한다.
잉크젯 헤드(18)가 장착되는 지지 프레임(16)은 지지 프레임 구동기구(17)에 의해 전후 구동된다. 이에 따라 잉크젯 헤드(18)는 전진 이동과 후진 이동을 하면서 액정을 토출하게 된다. 본 발명에 따른 적하 상태 검사 장치(20, 20A, 20B)는 잉크젯 헤드(18)가 액정을 토출한 이후 액정 적하 상태를 검사하기 위하여 영상을 취득한다. 따라서 제 1 실시예에 있어서, 적하 상태 검사 장치(20)는 잉크젯 헤드(18)의 이동 방향 후면에 구비되었다. 그러나, 도 2에 있어서, 도시된 "이동 방향"과 반대 방향으로 잉크젯 헤드(18)가 이동하면서 액정을 토출하는 경우에는 그 토출 상태에 대한 영상을 취득하기 곤란하다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 도 4에 따른 액정 디스펜서(1)에는 잉크젯 헤드(18)의 전진 이동과 후진 이동 각각에 대응하여 액정 적하 상태를 확인하기 위하여 제 1 액정 적하 상태 검사 장치(20A)와 제 2 액정 적하 상태 검사 장치(20B)가 구비되는 것이다. 여기서 제 1 액정 적하 상태 검사 장치(20A)와 제 2 액정 적하 상태 검사 장치(20B) 각각의 구성은 도 2를 참조하여 설명한 액정 적하 상태 검사 장치(20)의 구성과 동일하다.
도 4에 있어서, 잉크젯 헤드(18)가 도 4의 좌측으로 이동하면서 액정을 토출하는 경우에는 제 1 액정 적하 상태 검사 장치(20A)에 의해 적하 상태에 대한 영상이 취득되고, 잉크젯 헤드(18)가 도 4의 우측으로 이동하면서 액정을 토출하는 경우에는 제 2 액정 적하 상태 검사 장치(20B)에 의해 적하 상태에 대한 영상이 취득된다.
도 5는 본 발명의 바람직한 제 3 실시예에 따른 액정 적하 상태 검사 장치를 구비한 액정 디스펜서의 개략도이고, 도 6은 본 발명의 바람직한 제 3 실시예에 따른 액정 적하 상태 검사 장치를 구비한 액정 디스펜서에 있어서 제 1 이동 방향으로 액정이 디스펜싱되는 경우의 동작을 도시한 개략도이며, 도 7은 도 6은 본 발명의 바람직한 제 3 실시예에 따른 액정 적하 상태 검사 장치를 구비한 액정 디스펜서에 있어서 제 2 이동 방향으로 액정이 디스펜싱되는 경우의 동작을 도시한 개략도이다.
본 발명의 바람직한 제 3 실시예에 따른 액정 적하 상태 검사 장치(20)는, 메인 바디(22)와, 상기 메인 바디(22)에 구비되는 제 1 광원(40) 및 제 2 광원(50)과, 검사 카메라(32)를 포함한다. 메인 바디(22)는 잉크젯 헤드(18)의 상측을 가로질러 구비된다. 일 실시예에 있어서 상기 메인 바디(22)가 상기 잉크젯 헤드(18)의 상측을 가로질러 구비될 수 있도록 지지 프레임(16)에 관통홀이 구비될 수 있다. 도 5에 따른 실시예에 있어서, 제 1 광원(40)은 기판(12)과 평행한 방향으로 광을 출력하고, 제 2 광원(50)은 기판(12)에 수직한 방향으로 광을 출력하도록 배치된다. 잉크젯 헤드(18)를 기준으로 설명한다면, 상기 제 1 광원은 상기 잉크젯 헤드(18)의 한쪽에 위치되고 상기 제 2 광원은 상기 잉크젯 헤드(18)의 다른 쪽에 구비된다.
상기 제 1 광원(40)의 광출력단에는 제 1-1 편광판(42)이 구비되고, 상기 제 2 광원(50)의 광출력단에는 제 1-2 편광판(52)이 구비되며, 상기 검사 카메라(32)의 전단에는 제 2 편광판(34)이 구비된다.
상기 제 1 광원(40)의 광 경로상에는 제 1 광소자(44)가 구비되어 제 1 광원(40)으로부터 출력된 광을 상기 메인 바디(22)의 제 1 광 윈도우(28a)로 반사시키며, 기판(12) 측으로부터 반사된 광을 상기 검사 카메라(32) 방향으로 투과시킨다.
한편, 상기 제 2 광원(50)의 광 경로상에는 제 2 광소자(54)가 구비되어 상기 제 2 광원(50)으로부터 출력된 광을 상기 메인 바디(22)의 제 2 광 윈도우(28b) 방향으로 투과시키며, 기판(12) 측으로부터 반사된 광은 횡방향으로 반사시킨다. 제 2 광소자(54)에 의해 반사된 광은 제 1 반사경(56) 및 제 2 반사경(58)에 의해 순차적으로 반사되고, 제 2 반사경(58)에 의해 반사된 광은 제 3 광소자(34)에 의해 상기 검사 카메라(32)로 전달된다. 제 3 광소자는 제 1 광소자(44)의 상부에 구비된다. 여기서 제 1 내지 제 3 광소자(44, 54, 60)는 앞서 설명한 광소자(30)와 같은 방식으로 구성될 수 있다.
도 6을 참조하면, 잉크젯 헤드(18)가 제 1 이동방향(도 6의 좌측 방향)으로 이동하면서 액정을 토출하는 경우에는 제 1 광원(40)을 온(On)시키고 제 2 광원(50)을 오프(Off)시켜 제 1 광원(40)에서 방출된 광에 의해 기판(12)에 대한 영상을 취득할 수 있도록 한다.
도 7을 참조하면, 잉크젯 헤드(18)가 제 2 이동방향(도 7의 우측 방향)으로 이동하면서 액정을 토출하는 경우에는 제 1 광원(40)을 오프(Off)시키고 제 2 광원(50)을 온(On)시켜 제 2 광원(50)에서 방출된 광에 의해 기판(12)에 대한 영상을 취득할 수 있도록 한다. 이 경우 제 2 광원(50)에서 방출된 광은 제 2 광소자(54)를 투과하여 제 2 광 윈도우(28b)를 통해 기판(12)에 조사된다. 기판(12) 측에서 반사된 광은 제 2 광소자(54)에서 제 1 반사경(56)으로 반사되어 제 2 반사경(58)으로 전달된다. 제 2 반사경(58)에서 반사된 광은 제 3 광소자(60)에 의해 검사 카메라(32) 방향으로 전달된다.
도 8은 본 발명의 바람직한 제 4 실시예에 따른 액정 적하 상태 검사 장치를 구비한 액정 적하 상태 검사 장치를 구비한 액정 디스펜서액정 디스펜서의 개략도이고, 도 9는 본 발명의 바람직한 제 4 실시예에 따른 액정 적하 상태 검사 장치를 구비한 액정 디스펜서에 있어서 제 1 이동 방향으로 액정이 디스펜싱되는 경우의 동작을 도시한 개략도이며, 도 10은 본 발명의 바람직한 제 4 실시예에 따른 액정 적하 상태 검사 장치를 구비한 액정 디스펜서에 있어서 제 2 이동 방향으로 액정이 디스펜싱되는 경우의 동작을 도시한 개략도이다.
본 발명의 바람직한 제 4 실시예에 따른 액정 적하 상태 검사 장치(20)는, 제 1 광 윈도우(28a)와 제 2 광 윈도우(28b)를 구비하는 메인 바디(22)와, 메인 바디(22)의 대략 중앙부에 위치하는 격벽(70)과, 상기 제 1 광 윈도우(28a)와 상기 제 2 광 윈도우(28b) 각각으로 광을 출력하는 제 1 광원(40) 및 제 2 광원(50)과, 기판(12) 측으로부터 반사된 광을 반사하는 제 1 광소자(44) 및 제 2 광소자(54)와, 제 1 광소자(44) 및 제 2 광소자(54) 각각으로부터 전달된 광을 반사하는 제 3 반사경(62) 및 제 4 반사경(64)과, 상기 제 3 반사경(62)과 상기 제 4 반사경(64)으로부터 반사된 광을 입력받는 검사 카메라(32)를 포함한다. 제 1 광원(40)의 광출력단에는 제 1-1 편광판(42)이 구비되고, 제 2 광원(50)의 광출력단에는 제 1-2 편광판(52)이 구비된다. 또한, 검사 카메라(32)의 전단에는 제 2 편광판(34)이 구비된다. 제 1 광원(40) 및 제 2 광원(50)은 격벽에 의해 분리된다.
제 4 실시예에 있어서, 하나의 검사 카메라(32)가 사용되며, 검사 카메라(32)에는 제 1 광원(40)에 의해 얻어진 영상과 제 2 광원(50)이 모두 전달된다. 다만, 검사 카메라(32)의 영상 센서는 분할되어 사용된다.
도 9를 참조하면, 잉크젯 헤드(18)가 제 1 이동방향(도 9의 좌측 방향)으로 이동하면서 액정을 토출하는 경우, 제 1 광원(40)으로부터 출력된 광은 제 1 광소자(44)를 투과하여 제 1 광 윈도우(28a)를 통해 기판(12) 측으로 조사된다. 기판(12) 측으로부터 반사된 광은 제 1 광소자(44)에 의해 제 3 반사경(62)으로 반사된다. 제 3 반사경(62)에서 반사된 광은 검사 카메라(32) 방향으로 전달된다.
도 10을 참조하면, 잉크젯 헤드(18)가 제 2 이동방향(도 10의 우측 방향)으로 이동하면서 액정을 토출하는 경우, 제 2 광원(50)으로부터 출력된 광은 제 2 광소자(54)를 투과하여 제 2 광 윈도우(28b)를 통해 기판(12) 측으로 조사된다. 기판(12) 측으로부터 반사된 광은 제 2 광소자(54)에 의해 제 4 반사경(64)으로 반사된다. 제 4 반사경(64)에서 반사된 광은 검사 카메라(32) 방향으로 전달된다.
도 11은 본 발명의 바람직한 제 4 실시예에 따른 액정 적하 상태 검사 장치에 있어서 검사 카메라로 입력되는 영상의 예를 도시한 도면이다.
도 11에 있어서는, 제 1-1 편광판(42)과 제 1-2 편광판(52)의 편광방향은 동일하고, 제 2 편광판(34)의 편광 방향은 제 1-1 편광판(42) 및 제 1-2 편광판(52)의 편광 방향과 직각인 상태인 것으로 하였다.
도 11의 (a)를 참조하면, 제 2 광원(50)을 오프(Off)한 상태에서 제 1 광원(40)을 이용하여 취득된 영상은 검사 카메라(32)에서 획득 가능한 영상 픽셀수의 1/2을 차지한다. 도 11의 (b)를 참조하면, 제 1 광원(40)을 오프(Off)한 상태에서 제 2 광원(50)을 이용하여 취득한 영상은 검사 카메라(32)에서 획득 가능한 영상 픽셀수의 1/2을 차지한다. 도 11에 있어서, 영상에서 광원이 오프(Off)된 영역은 광 입력이 없으므로 어둡게 나타난다. 또한 영상에서 기판(12)에 대응되는 영역은 광원측의 편광판과 검사 카메라 측의 편광판이 서로 직각이므로 어둡게 나타나며, 액정(13)에 대응되는 영역은 액정의 편광 방향 변경으로 인해 상대적으로 밝게 나타난다.
상술한 본 발명의 제 2 실시예 내지 제 4 실시예에 따른 액정 적하 상태 검사 장치에 따르면, 최초 구비된 위치에서 검사 카메라를 이동하거나 복수의 검사 카메라를 구비하지 않더라도 한 개의 검사 카메라만으로 액정 적하 진행 방향과 상관없이 액정 토출 상태를 노즐로부터 액정 방울이 기판으로 적하된 직후 즉각적으로 확인할 수 있게 된다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1 : 액정 디스펜서 10 : 프레임
12 : 기판 14 : 스테이지
16 : 지지 프레임 18 : 잉크젯 헤드
20 : 액정 적하 상태 검사 장치
22 : 메인 바디 24 : 광원
26 : 제 1 편광판 28 : 광 윈도우
30 : 광소자 32 : 검사 카메라
34 : 제 2 편광판

Claims (14)

  1. 액정 디스펜서에 구비되는 액정 적하 상태 검사 장치에 있어서,
    광 윈도우를 구비한 메인 바디;
    상기 메인 바디에 구비되며 광출력단에 제 1 편광판을 구비한 광원; 및
    상기 제 1 편광판에 의해 편광된 광이 기판 측에 조사된 후 상기 기판 측으로부터 반사된 광이 입사되는 제 2 편광판을 구비한 검사 카메라
    를 포함하는 액정 적하 상태 검사 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 광원으로부터 출력된 광을 상기 광 윈도우를 통해 기판 측으로 반사하며, 상기 기판 측에서 반사된 광을 상기 검사 카메라로 투과시키는 광소자를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 적하 상태 검사 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 메인 바디의 상기 광 윈도우는 액정을 토출하는 액정 디스펜싱 유닛과 이격하여 구비되는 것을 특징으로 하는 액정 적하 상태 검사 장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 편광판과 상기 제 2 편광판의 편광 방향은 상이한 것을 특징으로 하는 액정 적하 상태 검사 장치.
  5. 액정 디스펜서에 구비되는 액정 적하 상태 검사 장치에 있어서,
    상호 이격되며 기판 측으로 개방된 제 1 광 윈도우와 제 2 광 윈도우를 구비한 메인 바디;
    상기 메인 바디에 구비되며 상기 제 1 광 윈도우를 통해 편광된 광을 상기 기판측으로 조사하는 제 1-1 편광판을 구비한 제 1 광원;
    상기 메인 바디에 구비되며 상기 제 2 광 윈도우를 통해 편광된 광을 상기 기판측으로 조사하는 제 1-2 편광판을 구비한 제 2 광원; 및
    상기 제 1 광원 또는 상기 제 2 광원에 의해 상기 기판 측으로 조사된 광이 상기 기판 측에서 반사된 후 반사된 광이 입사되며, 제 2 편광판을 구비한 검사 카메라
    를 포함하는 액정 적하 상태 검사 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 1 광원에서 방출된 광을 상기 기판 측으로 반사하며 상기 기판 측에서 반사된 광을 상기 검사 카메라 방향으로 투과시키는 제 1 광소자를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 적하 상태 검사 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 2 광원에서 방출된 광을 상기 기판 측으로 투과시키며 상기 기판 측에서 반사된 광을 횡방향으로 반사하는 제 2 광소자와, 상기 제 2 광소자에서 반사된 광을 상기 검사 카메라로 전달하는 반사경을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 적하 상태 검사 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 반사경은 상기 제 2 광소자에서 반사된 광을 반사하는 제 1 반사경과, 상기 제 1 반사경에서 반사된 빛을 재차 반사하는 제 2 반사경을 포함하며, 상기 제 2 반사경에서 반사된 광을 상기 검사 카메라로 반사하는 제 3 광소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 적하 상태 검사 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 3 광소자는 상기 제 2 광소자 상측에 구비되며, 상기 제 3 광소자는 제 2 광소자를 투과하여 전달된 광을 상기 검사 카메라 방향으로 투과시키는 것을 특징으로 하는 액정 적하 상태 검사 장치.
  10. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 1 광원과 상기 제 2 광원 사이에는 격벽이 구비되며, 상기 검사 카메라의 영상 센서의 영상 획득 영역은 상기 격벽에 의해 구분되는 것을 특징으로 하는 액정 적하 상태 검사 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 광원의 하방에는 상기 제 1 광원에서 방출된 광은 상기 제 1 광 윈도우로 투과시키고 상기 기판 측에서 반사된 광은 횡방향으로 반사하는 제 1 광소자가 구비되고, 상기 제 1 광소자에서 반사된 광을 상기 검사 카메라 방향으로 전달하는 제 3 반사경이 구비되는 것을 특징으로 하는 액정 적하 상태 검사 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 2 광원의 하방에는 상기 제 2 광원에서 방출된 광은 상기 제 2 광 윈도우로 투과시키고 상기 기판 측에서 반사된 광은 횡방향으로 반사하는 제 2 광소자가 구비되고, 상기 제 2 광소자에서 반사된 광을 상기 검사 카메라 방향으로 전달하는 제 4 반사경이 구비되는 것을 특징으로 하는 액정 적하 상태 검사 장치.
  13. 기판에 액정을 디스펜싱하는 액정 디스펜서에 있어서,
    프레임;
    상기 프레임의 상부에 구비되어 상기 기판을 지지하는 스테이지;
    상기 프레임의 상부에 구비되는 지지 프레임;
    상기 지지 프레임에 구비되며 액정을 디스펜싱하는 액정 디스펜싱 헤드유닛; 및
    제 1 항 내지 제 3 항 및 제 5 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 다른 적하 상태 검사 장치
    를 포함하는 액정 디스펜서.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 액정 디스펜싱 헤드유닛은 잉크젯 헤드인 것을 특징으로 하는 액정 디스펜서.
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