KR100648468B1 - 다종 유리 기판 검사 장치 및 검사 방법 - Google Patents

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Abstract

디스플레이에 사용되는 유리 기판의 상태를 검사하는 유리 기판 검사 장치에 관한 것으로, 정반의 상면에 고정 설치되고, 정반의 상면을 따라 일측 방향으로 힘을 가하여 대상체를 일측 방향을 따라 이동시키는 동력 발생부; 동력 발생부의 작동에 의하여 전후 방향의 중심 대칭축에 대하여 동시에 접근하거나 동시에 멀어지고, 전후 방향의 중심 대칭축 및 좌우 방향의 중심 대칭축에 대하여 각각 대칭으로 구비되는 적어도 4개의 대칭 이동부를 갖는 위치조정 지지부; 및 각 대칭 이동부의 상부에 고정 결합되고, 온 신호에 의하여 수직으로 세워지고 오프 신호에 의하여 소정의 각도로 눕혀지는 위치조정 클램핑부를 포함하여 구성되는 다종 유리 기판 검사 장치로서, 프레임으로 이송되는 다양한 사이즈의 유리 기판이 기준점에 대하여 좌표 설정되도록 유리 기판을 위치 조정한다.

Description

다종 유리 기판 검사 장치 및 검사 방법{Tester Inspecting Many Kinds of Glass and The Method thereof}
도1은 종래의 유리 기판의 마이크로 검사장치의 사시도,
도2는 본 발명에 따른 다종 유리 기판 검사 장치의 사시도,
도3은 다단 실린더 구동부의 상세 구성도,
도4는 벨트부의 일부를 상세하게 도시한 일부 확대도,
도5는 레일부의 상세 구성도,
도6은 일단 실린더 구동부의 상세 구성도,
도7은 위치조정 클램핑부의 상세 구성도, 그리고
도8은 본 발명에 따른 유리 기판의 위치 조정 방법을 보여주는 플로우챠트이다.
- 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 -
110: 프레임 120: 정반
130: 광원 이동바 200: 다단 실린더 구동부
300: 벨트부 400: 레일부
500: 일단 실린더 구동부 600: 위치조정 클램핑부
본 발명은 디스플레이의 생산 공정에 사용되는 검사 장치에 관한 것으로, 상세하게는 디스플레이의 생산 공정에 사용되는 유리 기판 상의 이물, 번짐, 불량 등을 검사하는 유리 기판의 검사 장치에 관한 것이다.
CRT(Cathode Ray Tube, LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel) 등은 TV나 PC의 모니터를 통하여 정보를 시각적으로 제공하는 영상 인터페이스 장치로서, 영상 정보를 디스플레이하는 원리는 다르지만 디스플레이를 실현시켜 주는 핵심부품의 하나로서 유리 기판이 사용되는 데, 그 형태나 두께 등이 다르기는 하지만 전면과 후면에 2개의 유리기판을 사용하는 점에 있어서는 공통적이다.
TFT(Thin Film Transistor) LCD 디스플레이를 제조하는 공정을 예를들면, 디스플레이에 사용되는 유리 기판은 컷팅 및 액정 주입이 이루어지기 전에 크롬 코팅, 블랙 매트릭스(BM) 코팅, ITO 코팅 등의 여러 공정을 거치는 데, 이때 유리 기판은 그 면상에 이물이 부착되거나 번짐이 발생하거나 공정 불량이 발생할 수 있다. 이러한 유리 기판 상의 이물이나 번짐(얼룩) 등은 TFT LCD 디스플레이의 성능에 치명적인 영향을 줄 수 있기 때문에 철저하게 검사되어야 한다. 이러한 유리 기판 상의 이물이나 얼룩 등을 찾아내는 장치가 유리기판 검사장치이다.
유리기판 검사장치는 일반적으로 육안으로 이물 등을 찾아내는 매크로(Macro) 검사장치와 현미경을 이용하여 불량 상태를 세밀하게 찾아내는 마이 크로(Micro) 검사장치로 구분된다. 검사의 항목에 따라 매크로 검사와 마이크로 검사를 선택해야 하는 경우가 있기는 하지만, 작업자의 육안으로 유리 기판 전체에 대하여 이물질 부착 등의 불량 상태를 먼저 검사하고, 매크로 검사 결과에 따라 세밀한 검사가 요구되는 부분에 대하여 약 25배 내지 100배로 확대하여 마이크로 검사를 수행하는 방법이 주로 이용된다.
도1은 종래의 마이크로 검사장치의 사시도이다. 도1에 도시된 바와같이, 종래의 마이크로 검사장치는 프레임(110), 정반(120), 현미경(미도시), 광원 이동바(130), 글라스 바(미도시) 등으로 구성되어 있다.
프레임(110)은 유리 기판을 검사 장치로 이동시키는 로봇 암에 의하여 유리 기판이 프레임(110)의 중앙에 도착하면 유리기판의 가장자리 등을 지지하여 유리 기판을 고정시킨다. 유리 기판을 지지하기 위하여 프레임(110)은 가장 자리에 유리 기판의 가장 자리 측면에 면접촉하여 유리 기판을 위치 고정하는 다수의 클램핑부를 구비하고 있으며, 또한 유리 기판의 가장 자리 하부면을 진공압(vacuum)에 의하여 고정시키는 다수의 탄성 흡착 패드를 구비하고 있다.
정반(120)은 검사 과정에서 열에 의하여 발생하는 열팽창을 최소화하고, 진동을 최소화하기 위하여 소정 두께를 갖는 자연석으로 구성되어 있으며, 검사 장치 전체를 지지하는 역할을 한다.
글라스 바(미도시)는 프레임(110)의 하부측에 고정되어 유리 기판을 하부에서 지지하여 유리 기판의 평탄도를 일정하게 유지하는 것으로서, 바 형태의 글라스에 다수의 돌출부가 일정한 간격으로 구비되어 있고, 각 돌출부에는 유리 기판의 하부면에 접촉되는 볼이 회전 가능하게 결합되어 있다.
현미경(미도시)과 광원 이동바(130)는 유리 기판의 불량 등을 정밀하게 검사하는 것으로, 현미경은 프레임(110)의 상부에서 유리 기판과 일정한 간격을 유지하면서 전후좌우 이동하고, 광원 이동바(130)는 광원을 부착하여 이동시키는 것으로 프레임(110)의 하부에서 유리 기판과 일정한 간격을 유지하면서 현미경의 이동에 연동하여 위치 이동한다.
이러한 구성 요소들을 갖는 마이크로 검사장치의 작동을 보면, 로봇 암에 의하여 유리 기판이 프레임(110)의 중앙에 도달하면 유리 기판은 프레임(110)의 클램핑부, 탄성흡착패드, 글라스바 등에 의하여 허용치의 평탄도를 유지하면서 프레임(110)의 내부에 고정지지된다. 유리 기판이 프레임(110)에 고정되면, 광원 이동바(130)에 의하여 이송되는 광원이 유리 기판을 통과하면서 형성하는 빛의 투과 모드를 이용하여 현미경으로 유리 기판의 불량 유무 등을 검사한다.
그런데, 종래의 마이크로 검사 장치를 보면, 프레임(110)의 규격이 하나로 고정되어 있어서, 이 검사 장치로 검사할 수 있는 유리 기판은 프레임(110)의 규격에 맞는 것으로 한정되어 있다. 즉, 유리 기판의 미세한 사이즈 오차는 프레임(110)의 가장 자리에 구비된 다수의 클램핑부에 의하여 해결될 수 있으나, 검사할 수 있는 유리 기판의 종류가 하나로 한정되는 결과에는 변함이 없다. 이러한 마이크로 검사장치의 이용 한계는 검사 장치의 고가에 비추어 볼 때 이용의 효율성이 크게 떨어지는 결과를 야기한다. 또한, 다른 사이즈를 갖는 유리 기판에 대하여 검사를 요청해 올 경우에는 어떠한 해결책도 제공하지 못한다.
본 발명은 이러한 검사장치의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 다양한 크기를 갖는 유리 기판에 대해서도 하나의 검사 장치로서 검사가 가능하도록 함을 목적으로 한다. 이러한 목적을 달성함으로써, 고가 장비인 마이크로 검사장치의 이용 효율성을 증대시키고, 아울러 고객의 다양한 요구에 유연성 있게 대처할 수 있게 함으로서 대고객 서비스를 크게 향상시키는 것을 목적으로 한다.
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 정반의 상면에 고정 설치되고 정반의 상면을 따라 일측 방향으로 힘을 가하여 대상체를 일측 방향을 따라 이동시키는 동력 발생부, 동력 발생부의 작동에 의하여 전후 방향의 중심 대칭축에 대하여 동시에 접근하거나 동시에 멀어지고 전후 방향의 중심 대칭축 및 좌우 방향의 중심 대칭축에 대하여 각각 대칭으로 구비되는 적어도 4개의 대칭 이동부를 갖는 위치조정 지지부, 각 대칭 이동부의 상부에 고정결합되고 온 신호에 의하여 수직으로 세워지고 오프 신호에 의하여 소정 각도로 눕혀지는 위치조정 클램핑부를 포함하여 구성되어, 프레임으로 이송되는 다양한 사이즈의 유리 기판이 기준점에 대하여 좌표 설정되도록 유리 기판의 위치를 조정하는 다종 유리 기판 검사 장치를 제공한다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
도2는 본 발명에 따른 유리 기판의 위치조정 장치를 갖는 다종 유리 기판 검사 장치에 대한 사시도이다. 도2에 도시된 바와같이, 본 발명에 따른 다종 유리 기판의 검사 장치는 프레임(110)(110), 정반(120), 현미경(미도시), 광원 이동바(130), 글라스 바(미도시), 다단 실린더 구동부(200), 벨트부(300), 레일부(400), 일단 실린더 구동부(500), 위치조정 클램핑부(600), 텐셔너(340) 등으로 구성된다. 위 구성 요소 중에서 정반, 프레임(110), 현미경, 광원 이동바(130), 글라스 바 등은 종래 기술의 설명에서 이미 설명하였으므로 이하에서는 본 발명의 특징부를 중심으로 설명한다.
다단 실린더 구동부(200)는 다단 가압부(210), 다단 실린더(220), 다단 피스톤(240) 등으로 구성되며, 외부로부터 공기나 액체가 실린더 내부에 공급되면 공기나 액체의 압력에 의하여 다단 실린더(220) 내부에 결합된 다단 피스톤(240)이 정반(120)의 상면을 따라 이동하면서, 레일부(400)를 피스톤(240)의 이동방향과 동일한 방향으로 이동시킨다. 다단 실린더 구동부(200)는 정반(120)의 상면에 직접 결합 고정되거나 정반(120) 상면에 플레이트를 고정시키고 플레이트 상부면에 결합시킬 수 있으며, 설치 방향은 유리 기판의 사이즈가 변화하는 방향으로 피스톤이 이동하도록 한다. 다단 실린더 구동부는 피스톤의 이동 거리가 여러 단계로 나누어 한정되어 있다. 피스톤(240)의 이동 거리는 프레임(110)에 장착되어 검사되는 유리 기판의 사이즈 종류에 따라 결정된다. 예를들어, 프레임(110)의 규격에 부합하는 사이즈의 유리 기판 이외에, 3개의 다른 사이즈를 갖는 유리 기판을 위치 조정 하기 위해서는 피스톤(240)의 이동은 3개의 유리 기판 사이즈에 부합하게 3단계로 나누어진다. 본 발명에서 다단 실린더 구동부(200)를 이용한 것은 여러 단계로 나누어진 각 행정에 따라 이동하는 피스톤(240)의 거리가 일정하므로 제어가 정확 및 용이하고, 유리 기판의 사이즈에 대한 데이터만 입력하면 그 유리 기판의 사이즈에 부합하는 행정으로 동작하여 벨트를 원하는 이동거리만큼 이산적으로 정확히 이동시킬 수 있다. 하지만, 다단 실린더 구동부(200) 이외에 서보 모터 등을 이용하여 구동부를 선형적으로 제어함으로써 벨트를 연속적으로 이동시키는 구조로 구성할 수도 있다.
벨트부(300)는 벨트 컨베이어 형태로서, 정반(120)의 상면에서 소정간격 이격되어 정반 상면의 평면에 평행하게 설치되며, 벨트부(300)의 일측에는 다단 실린더 구동부(200)의 피스톤(240) 단부가 결합된다. 정반(120)의 상면에는 벨트(310)의 양단이 결합되는 위치에 각각 한 개씩의 풀리 지지축(320)이 고정 설치되어 있고, 풀리 지지축(320)에는 풀리(330)가 회동 가능하게 결합되어 있다. 벨트부(300)는 양측단에 결합되는 2개의 풀리(330)가 정반(120) 상면에 평행하게 이루는 평면을 기준으로 상부 벨트(311)와 하부 벨트(312)로 나누어지며, 상부 벨트(311)와 하부 벨트(312)는 양측 풀리(330)의 외연부를 따라 연결되어 있다. 벨트(310)는 정반의 상면에 수직을 이루는 중심축을 기준으로 일측의 상부 벨트(311)가 정반의 일측 단부측으로 이동하면 반대측의 하부 벨트(312)는 정반의 타측 단부 방향으로 이동한다. 즉, 벨트(310)는 일측의 상부 벨트(311) 이동 방향과 타측의 하부 벨트(312) 이동 방향이 대칭을 이루고 있다. 이러한 벨트부(300)의 이동방향 대칭성은 후에 설명될 레일부(400)가 중심축에 대하여 하나는 상부 벨트(311)에 결합되고 다른 하나는 타측의 하부 벨트(312)에 결합되는 이유가 된다.
레일부(400)는 하나 이상의 막대 형태의 레일이 벨트의 길이방향으로 설치되는 데, 양쪽의 레일(410)은 제2플레이트(442)가 미끄럼 이동하고, 중앙의 레일(420)은 제1플레이트(441)가 미끄럼 이동한다. 플레이트(440)는 제1플레이트(441) 및 제2플레이트(442)로 구성되고, 제1플레이트(441)에는 일단 실린더 구동부(500)가 고정되고, 제2플레이트(442)에는 위치조정 클램핑부(600)가 고정되며, 제1(441) 및 제2(442)플레이트는 일체로 형성된다. 레일부(400)는 정반의 상면의 일측 가장 자리 길이만큼 전체로 형성시킬 수도 있으나, 검사되는 유리 기판의 사이즈 종류를 고려할 때 정반 상면의 폭 방향 길이 전체로 레일을 설치할 필요가 없다고 판단되면 중간 부분에는 레일을 설치하지 않는다. 레일부(400)가 분리 설치되는 경우 중심선에서 대칭적으로 설치된다. 레일부(400)의 제2플레이트(442)와 벨트(310)의 결합은, 하나의 제2플레이트(442)가 벨트(310)의 일측 상부 벨트(311)에 결합되면, 대칭되는 다른 하나의 제2플레이트(442')는 벨트(310)의 대칭되는 타측 하부 벨트(312)에 결합되어, 벨트(310)의 이동에 따라 하나의 제2플레이트(442)가 정반의 가장자리 쪽으로 이동하면 대칭되는 다른 하나의 제2플레이트(442')는 정반의 반대편 가장자리 쪽으로 이동하여, 전체적으로 제2플레이트(442)가 대칭 이동된다.
일단 실린더 구동부(500)는 일단 실린더(510), 일단 피스톤(520), 일단 입출구(530), 호스(540), 일단 가압부(미도시) 등으로 구성되어 제1플레이트(441)에 결합되며, 일단 가압부로부터 공기나 액체가 일단 실린더(510) 내부에 공급되면 공기나 액체의 압력에 의하여 일단 실린더(510) 내부에 결합된 일단 피스톤(520)이 이동한다. 일단 실린더 구동부(500)는 온오프 작동의 1행정으로 동작하며, 일단 실린더 구동부(500)에 결합된 위치조정 클램핑부(600)를 온 신호에 의하여 클램핑 위치로 이동시키고, 오프 신호에 의하여 언클램핑 위치로 이동시킨다. 여기서, 클램핑 위치는 위치조정 클램핑부(600)가 정반의 상면에 대하여 수직으로 세워지는 경우이고, 언클램핑 위치는 위치조정 클램핑부(600)가 소정의 각도로 눕혀지는 경우이다. 또한, 언클램핑 위치는 정반의 상면에서 평면 이동하는 광원 이동바(130)가 이동할 때 위치조정 클램핑부(600)와 충돌하지 않는 높이까지 위치조정 클램핑부(600)가 경사지는 경우를 말한다.
위치조정 클램핑부(600)는 바 형태를 갖는 것으로, 일측은 레일부의 제2플레이트(442) 일측에 고정되어 회전축이 되고, 타측은 유리 기판의 가장자리 측면과 접촉하여 유리 기판의 위치를 조정하는 클램핑부가 된다. 또한, 위치조정 클램핑부(600)의 회전축과 타측 단부 사이에는 일단 실린더 구동부(500)의 일단 피스톤(520)의 일측이 결합되며, 일단 실린더 구동부(500)의 온 작동에 의하여 위치조정 클램핑부(600)가 제2플레이트(442)에 결합된 회전축을 중심으로 회전하여 제2플레이트(442)의 상면에 수직하게 세워지고, 그리고 프레임(110)으로 이송된 유 리 기판의 가장 자리 측면에 접촉하여 유리 기판의 위치를 조정한 후, 광원 이동바(130) 및 현미경에 의하여 마이크로 검사가 시작되면 일단 실린더 구동부(500)의 오프 작동에 의하여 위치조정 클램핑부(600)가 제2플레이트(442)에 결합된 회전축을 중심으로 역회전하여 제2플레이트(442)의 상면에서 소정의 각도로 경사지게 위치한다.
텐셔너(340)는 텐셔너 지지축과 텐셔너 풀리 등으로 구성되어 벨트의 늘어짐을 방지하는 것으로, 벨트부의 풀리 지지축(320)의 근처에, 또는 벨트의 중간부 등에 다수 설치된다. 텐셔너 풀리의 외연부는 벨트의 외표면과 면접촉하여 벨트를 가압한다.
이상에서 설명한 좌우 대칭으로 구비된 유리 기판의 위치 조정 장치는 전후방에 대하여 대칭적으로 설치되어, 전체 구조가 좌우 및 전후 방향으로 대칭된다.
도3은 다단 실린더 구동부(200)의 상세 구성도이다. 도3에 도시된 바와같이, 다단 실린더 구동부(200)는 다단 가압부(210), 다단 실린더(220), 다단 입출구(230), 다단 피스톤(240), 호스(250), 피스톤링(미도시) 등으로 구성된다.
다단 가압부(210)는 공기나 액체의 압을 호스 등을 통하여 다단 실린더(220) 내부로 보내거나 다단 실린더(220) 내부의 공기나 액체를 인출함으로써 다단 실린더(220) 내부의 압력을 증가시키거나 압력을 감소시킴으로써 다단 피스톤(240)을 왕복운동시킨다.
다단 실린더(220)는 내부가 비어 있는 원통으로서, 측부에는 다단 가압부(210)로부터 공급되는 유체가 출입하는 다수의 다단 입출구(230)가 실린더의 축방향을 따라 구비되어 있다. 다단 실린더(220)의 측부에 구비되는 입출구(230)는 작동되는 행정의 수에 대응되는 갯수를 가지는 데, 입출구(230)의 수는 검사될 수 있는 유리 기판 사이즈 수보다 많다. 다단 실린더(220)에 공기나 액체를 출입시키는 방법은 입출구(230)를 단계적으로 작동시키는 방법과, 각 행정에 부합하도록 각 입출구(230)를 독립적으로 작동시키는 방법 등이 사용될 수 있다.
다단 피스톤(240)은 일측이 다단 실린더(220)의 내부에 결합되고 타측은 레일부(400)에 결합되는 막대 형태를 가지며, 다단 가압부(210)로부터 공급되는 유체압의 변화에 의하여 정반 상면에 평행하게 직선 운동을 한다. 다단 피스톤(240)의 이동 거리는 실린더 측부에 형성된 입출구(230)의 선택에 따라 결정된다.
그 밖에, 다단 실린더 구동부(200)는 실린더와 피스톤이 맞닿는 부분에 유체가 새는 것을 막기 위한 피스톤링이 더 사용된다.
도4는 벨트부의 일부를 확대한 상세 구성도이다. 도4에 도시된 바와같이, 벨트부(300)는 벨트(310), 풀리 지지축(320), 풀리(330), 텐셔너(340) 등으로 구성된다.
벨트(310)는 고무, 직물, 철망, 강판 등으로 만들어지며, 바람직하게는 늘어나지 않는 고무 또는 합성수지를 재질로 하는 것이 바람직하다. 벨트(310)는 다단 실린더 구동부(200)의 작동에 의하여 풀리(330)의 외연부를 따라 이동할 때 미끄러짐이 발생하지 않도록 마찰력이 큰 재질을 사용하는 것이 바람직하고, 이를 위하여 벨트(310)와 풀리(330)가 면접촉하는 벨트(310)의 내부면에 나사산(313) 등을 형성시키는 것이 바람직하다.
풀리 지지축(320)은 벨트(310)의 양측단 위치에 대칭적으로 정반의 상면에 고정 설치되어 풀리(330)를 회동 가능하게 지지한다. 풀리 지지축(320)의 높이는 벨트(310)의 중심 평면과 동일한 높이로 하고, 간격은 풀리(330)를 매개로 벨트(310)의 양측단을 인장 지지할 수 있고 프레임(110)에 장착되는 유리 기판의 사이즈의 변화를 모두 수용할 수 있도록 충분한 간격을 유지한다.
풀리(330)는 풀리 지지축(320)의 외연부에 회동 가능하게 삽입되어 지지되며, 외연부는 벨트의 내부면이 마찰 면접촉된다. 풀리(330)의 외연부는 결합되는 벨트(310)의 내부면에 나사산(313)이 구비된 경우 벨트의 나사산이 결합되는 암나사부가 더 형성된다.
도5는 레일부의 상세 구성도이다. 도5에 도시된 바와같이, 레일부(400)는 바 형태의 하나 이상의 레일(410, 420), 레일에 접촉하여 회동하는 다수의 로울러부(430), 로울러부에 결합되어 레일의 상부에서 레일의 길이방향으로 미끄럼 이동하는 플레이트부(440)로 구성된다. 레일(410,420)은 벨트(310)의 길이 방향으로 정반의 상면에 고정 설치되는 데, 제1레일(410)은 제2플레이트(442)의 이동 경로이고, 제2레일(420)은 제1플레이트(441)의 이동 경로이다. 레일부(400)를 좌우를 일 체로 연결하고 전후에만 분리하여 대칭적으로 설치할 수 있으나, 좌우 및 전후 모두에 대하여 대칭적으로 설치하는 것이 바람직하다. 플레이트부(441,442)는 하부면 양측에 일렬로 다수의 로울러부(430)가 결합되고, 로울러부(430)는 레일(410,420)의 미끄럼 결합된다. 제2플레이트(442)와 벨트(310)의 결합은 리벳, 볼트 등의 다양한 결합 수단이 사용된다.
도6은 일단 실린더 구동부(500)의 상세 구성도이다. 도6에 도시된 바와같이, 일단 실린더 구동부(500)는 일단 실린더(510), 일단 피스톤(520), 일단 입출구(530), 호스(540), 피스톤링(미도시), 일단 가압부(미도시) 등으로 구성되며, 일측은 제1플레이트(441) 상에 결합되고 타측은 위치조정 클램핑부(600)의 클램핑바(630)의 중간 부분의 소정 위치에 결합되어 클램핑바(630)에 회전 동력을 전달한다. 일단 실린더 구동부(500)는 도3에서 설명한 다단 실린더 구동부(200)에서 실린더의 측부에 구비된 입출구를 하나만 구비한 것이다. 따라서, 위치조정 클램핑부(600)를 직각으로 세우거나 소정 각도로 경사지게 하는 2가지 기능, 즉 온오프 동작만을 수행하여 프레임(110)으로 이송되는 유리 기판의 위치를 조정하는 기능만을 수행한다.
도7은 위치조정 클램핑부의 상세 구성도이다. 도7에 도시된 바와같이, 위치조정 클램핑부(600)는 전체적으로 바 형태를 가지는 데, 구체적으로는 제2플레이트(442) 상에 결합되어 축회전하는 회전축부(610), 일단 실린더 구동부(500)에 결합되어 회전 동력을 전달받는 피스톤 결합부(620), 그리고 유리 기판의 가장 자리 측면과 접촉하여 유리 기판의 위치를 조정하는 클램핑부(640), 그리고 피스톤 결합부(620)를 포함하며 회전축부(610) 및 클램핑부(640)를 양단으로 하는 바디부(630) 등으로 구성된다.
바디부(630)는 막대 형태의 강관 등으로 이루어져 있다. 바디부(630)의 소정 위치에는 일단 실린더 구동부(500)의 피스톤(520)에 결합되는 피스톤 결합부(620)가 구비되어 있고, 피스톤 결합부(620)와 피스톤(520)은 회동 가능하게 결합된다.
회전축부(610)는 제2플레이트(442)에 회동 가능하게 결합되어 피스톤(520)의 작용이 있을 때, 바디부(630)가 제2플레이트(442)의 평면상의 특정 지점을 축으로 하여 수직으로 세워지도록 구성한다.
클램핑부(640)는 유리 기판의 가장 자리 측면에 접촉하는 것으로, 유리 기판의 두께가 0.7 내지 1.3 mm 정도임을 감안할 때 유리 기판에 접촉할 때 유리 기판에 충격을 주지 않을 정도의 탄성을 가지는 것이 바람직하다. 그 밖에, 유리 기판과 접촉하는 횟수가 많아짐에 따라 접촉면이 마모되므로 소정 크기의 내마모성을 가지는 것이 바람직하다. 그 밖에, 검사 장치 등에서 발생하는 열에 의하여 변형이 생기지 않아야 하므로 소정 크기 이상의 내열성을 가져야 한다. 또한, 유리 기판에 전기적 반응을 일으키지 않기 위해서는 정전기를 띠지 않는 무정전 소재를 사용할 필요가 있다. 이러한 성질을 갖는 재질로서 PEEK(polyetheretherketone)를 사용한다. PEEK는 기계적 성질(인장 및 굴곡 강도, 인성, 내크리프(creep)성), 내 화학성, 마찰 및 마모 특성, 내열성, 내수성 및 내스팀성, 전기적 성질, 내방사성, 난연성(V0) 등이 좋다.
클램핑부(640)는 무정전 성질을 강화하고, 마모에 따른 클램핑부의 교체를 용이하게 하기 위하여, 클램핑부에 삽입홈(641)을 형성하고 삽입홈(641)에 무정전 패드(642)를 삽입 교체할 수 있도록 구성하는 것이 바람직하다. 여기서, 무정전 패드는 적층 합판과 클로로프렌 합성고무의 접합체 등을 사용한다.
또한, 클램핑부(640)는 내마모성을 증대시키기 위하여 원통형으로 회전가능하게 구성할 수도 있다.
도8은 본 발명에 따른 유리 기판의 위치 조정 방법을 보여주는 플로우챠트이다. 유리 기판의 위치 조정은 길이와 폭이 모두 변화하는 경우에도 가능하지만, 도8에서는 설명의 편의상 한쪽의 가장 자리 길이가 동일하고 다른 쪽 가장 자리 길이가 변화하는 경우로 한정하여 설명한다. 또한, 여기서 예시되는 사이즈는 본 발명을 설명하기 위하여 선택된 임의의 사이즈이므로, 본 발명의 기술적 특징이 이들 사이즈에 한정되지는 않는다.
도8에 도시된 바와같이, 로봇 암에 의하여 프레임(110) 내로 이송되는 유리 기판의 사이즈가 프레임(110)의 규격에 부합하는 지를 1차적으로 판단한다(S811). 단계 S811에서 유리 기판의 사이즈가 프레임(110) 규격인 1870×2200 mm 인 경우에는 프레임(110)에서 위치 조정되어 유리 기판의 검사가 이루어진다(S813).
단계 S811에서 유리 기판의 사이즈가 1870×2200 mm 가 아닌 경우에는 설정 된 1차 사이즈 1870×1456 mm 인 지를 판단한다(S821). 유리 기판이 1차 사이즈 1870×1456 mm 이면, 다단 실린더 구동부(200)를 1행정 작동시켜, 다단 실린더 구동부(200)에 결합된 벨트(310)를 1행정 거리 만큼 이동시킨다. 벨트(310)의 이동은 레일부(400)를 프레임(110)의 양측 가장 자리 단부로 대칭적으로 이동시킨다. 레일부(400)의 이동이 완료되면, 레일부 상부에 결합된 일단 실린더 구동부(500)를 구동시켜 위치 조정 클램핑부(600)를 수직으로 세운다(S825). 수직으로 세워진 위치 조정 클램핑부(600)는 그 상단을 이루는 클램핑부(640)가 유리 기판의 가장 자리 측면에 접촉하면서 유리 기판의 위치를 프레임(110)의 중간 위치, 기준점을 기준으로 좌표를 매칭할 수 있도록 유리 기판의 위치를 조정한다. 유리 기판의 위치가 조정되면, 일단 실린더 구동부(500)는 오프되고, 이 때 위치 조정 클램핑부(600)가 소정의 각도로 경사진다(S827). 위치 조정 클램핑부(600)의 경사는 마이크로 검사를 위하여 광원 이동바(130)가 이동할 때 위치 조정 클램핑부(600)와 광원 이동바(130)의 충돌이 일어나지 않도록 한다.
단계 S821에서 유리 기판의 사이즈가 1870×1456 mm 가 아닌 경우에는 설정된 2차 사이즈 1870×1100 mm 인 지를 판단한다(S831). 유리 기판이 2차 사이즈 1870×1100 mm 이면, 다단 실린더 구동부(200)를 2행정 작동시켜, 다단 실린더 구동부(200)에 결합된 벨트를 2행정 거리 만큼 더 이동시킨다. 벨트(310)의 이동은 레일부(400)를 프레임(110)의 양측 가장 자리 단부로 대칭적으로 이동시킨다. 이후의 과정은 1차 사이즈 1870×1456 mm에 대하여 실행된 과정과 동일하다(S835, S837).
단계 S831에서 유리 기판의 사이즈가 1870×1100 mm 가 아닌 경우에는 설정된 3차 사이즈 1870×728 mm 인 지를 판단한다(S841). 유리 기판이 3차 사이즈 1870×728 mm 이면, 다단 실린더 구동부(200)를 3행정 작동시켜, 다단 실린더 구동부(200)에 결합된 벨트(310)를 3행정 거리 만큼 더 이동시킨다. 벨트(310)의 이동은 레일부(400)를 프레임(110)의 양측 가장 자리 단부로 대칭적으로 더 이동시킨다. 이후의 과정은 1차 사이즈 1870×1456 mm에 대하여 실행된 과정과 동일하다(S845, S847).
단계 S841에서 사이즈가 3차 사이즈 1870×728 mm 도 아닌 경우에는 3단 실린더 구동부를 이용한 본 발명의 실시예에서는 프레임(110)으로 이송된 유리 기판에 대하여 위치 조정이 이루어질 수 없다. 이 경우, 에러 메시지를 출력한다. 다만, 다단 실린더 구동부를 4단 이상으로 구성하면, 보다 다양한 종류의 유리 기판에 대하여 위치 조정을 실행할 수 있다.
한편, 리니어 모터 등과 같이 연속적으로 동작하는 구동부를 이용하는 경우에는 프레임(110)으로 이송되는 유리 기판의 사이즈를 센서를 통하여 자동으로 검출하여, 검출된 유리 기판의 사이즈에 부합하게 리니어 모터 등을 작동시키면 다양한 사이즈의 유리 기판에 대하여 위치 조정을 실행할 수 있다.
또한, 도8에서는 유리 기판의 사이즈 판단을 내림차순으로 차례로 판단하는 방법을 채택하고 있지만, 하나의 판단 단계에서 유리 기판의 사이즈를 판단하고 그 판단에 따라 다단 실린더 구동의 작동이 이루어질 수 있도록 제어될 수 있다.
이상에서는 실린더 구동부 및 벨트에 의하여 위치조정 클램핑부를 이동시키는 것을 실시예로 하여 설명하였으나, 리니어 모터 및 리미트 스위치 또는 위치 센서 등을 사용하여 위치조정 클램핑부를 이동시킬 수도 있다. 그렇지만, 리니어 모터 및 리미트 스위치 등을 사용하는 경우 유리 기판이 충격에 약하다는 점에 비추어 볼 때 미세한 동작 오차에 의해서도 유리 기판에 치명적인 물리적 결함을 초래할 수 있으므로, 리니어 모터 등을 사용하는 것보다 단계적으로 정확하게 동작하는 실린더 구동부를 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 이상에서는 다단 실린더 구동부, 벨트, 일단 실린더 구동부 등을 사용하여 유리 기판의 위치를 조정하는 것으로 설명하였으나, 레일부 대신에 다단 복동 실린더를 설치하고, 다단 복동 실린더의 상부에 위치조정 클램핑부를 갖는 일단 실린더 구동부를 설치하여, 실린더 구동부들의 동작만으로 본 발명의 목적인 다종 유리 기판의 위치를 조정하는 것이 가능하도록 구성할 수도 있다.
이상의 본 발명에 따르면, 다양한 크기를 갖는 유리 기판에 대해서도 하나의 검사 장치로서 검사가 가능하다. 이와같이, 하나의 검사장치에서 검사되는 유리 기판의 종류가 다양해짐으로써, 고가 장비인 검사장치의 이용 효율성이 증대되고, 아울러 고객의 다양한 요구에 유연성 있게 대처할 수 있어서, 대고객 서비스가 크게 향상된다.

Claims (11)

  1. 디스플레이에 사용되는 유리 기판의 상태를 검사하는 유리 기판 검사 장치에 있어서,
    프레임으로 이송되는 유리 기판의 사이즈를 센서를 통하여 자동으로 검출하여, 이 검출된 유리 기판 사이즈에 부합되게 정반의 상면에 고정 설치되고, 정반의 상면을 따라 일측 방향으로 힘을 가하여 대상체를 일측 방향을 따라 이동시키는 동력 발생부;
    상기 동력 발생부의 작동에 의하여 전후 방향의 중심 대칭축에 대하여 동시에 접근하거나 동시에 멀어지고, 전후 방향의 중심 대칭축 및 좌우 방향의 중심 대칭축에 대하여 각각 대칭으로 구비되는 적어도 4개의 대칭 이동부를 갖는 위치조정 지지부; 및
    상기 각 대칭 이동부의 상부에 고정결합되고, 온 신호에 의하여 수직으로 세워지고 오프 신호에 의하여 소정 각도로 눕혀지는 위치조정 클램핑부를 포함하여,
    프레임으로 이송되는 다양한 사이즈의 유리 기판이 기준점에 대하여 좌표 설정되도록 유리 기판의 위치를 조정하는 것을 특징으로 하는 다종 유리 기판 검사 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 동력 발생부는
    유체를 공급하는 가압부;
    하나 이상의 입출구를 가지며, 상기 입출구의 선택에 따라 상기 가압부로부터 공급되는 유체가 선택적으로 내부로 공급되어 다단으로 외부에 압력을 가하는 다단 실린더; 및
    상기 다단 실린더에 결합되어, 상기 다단 실린더의 입출구의 선택에 부합하는 거리만큼 이동하며, 상기 위치조정 지지부에 연결되는 피스톤을 포함하는 다단 실린더 구동부인 것을 특징으로 하는 다종 유리 기판 검사 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 위치조정 지지부는
    상기 정반 상에 설치되어 상기 대칭 이동부의 이동을 각각 안내하는 레일부;
    상기 레일부에 미끄럼 결합되어 상기 동력 발생부의 작동에 의하여 상기 레일부를 따라 이동하는 대칭 이동부; 및
    한 쌍의 회전축을 가지며, 상기 회전축에서 이동 방향이 변경되어 회전하며, 상기 한 쌍의 회전축을 연결하는 평면에 대하여 상부 벨트와 하부 벨트로 나누어지고, 하나의 회전축 측의 상부 벨트는 상기 대칭 이동부들 중 하나의 대칭 이동부에 결합되고, 다른 회전축 측의 하부 벨트는 상기 대칭 이동부들 중 대칭인 다른 하나의 대칭 이동부에 결합되어, 상기 한 쌍의 대칭 이동부를 전후 방향의 중심 대칭축에 대하여 대칭적으로 이동시키는 벨트부를 포함하는 것을 특징으로 하는 다종 유리 기판 검사 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 벨트부는
    상기 회전축이 상기 정반 상에 고정 설치되는 풀리 지지축과 상기 풀리 지지축에 회동 가능하게 결합되는 풀리로 구성되고, 상기 풀리는 외연부에 암나사부가 형성되고;
    상기 상부 벨트 및 하부 벨트는 상기 풀리에 면접촉되는 내부 표면에 나사산이 형성되고; 그리고
    상기 벨트의 외표면을 면가압하여 상기 하부 벨트 및 상부 벨트를 중심 방향으로 가압하여 상기 상부 및 하부 벨트의 느슨해짐을 방지하는 다수의 텐셔너를 포함하는 것을 특징으로 하는 다종 유리 기판 검사 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 위치조정 클램핑부는
    유체를 공급하는 가압부, 하나의 입출구를 가지는 실린더, 그리고 상기 실린더에 내장 결합되는 피스톤으로 구성되어, 상기 가압부의 동작에 의하여 상기 피스톤의 1행정 직선왕복을 실행하며, 상기 위치조정 지지부에 결합되어 이동하는 일단 실린더 구동부;
    상기 위치조정 지지부에 결합되어 상기 위치조정 지지부와 동일하게 이동하고, 중앙의 소정 위치에 상기 일단 실린더 구동부의 피스톤에 연결되어 상기 피스톤이 작동할 때 상기 위치조정 지지부에 결합되는 부분을 회전축으로 하여 정반의 상면에 대하여 직각으로 세워지거나 소정각도로 눕혀지는 클램핑부 바디; 및
    상기 클램핑부 바디의 회전축 반대편 단부에 결합되고, 상기 클램핑부 바디가 직각으로 세워질 때 유리 기판의 가장 자리 측면에 접촉하는 클램핑부를 포함하는 것을 특징으로 하는 다종 유리 기판 검사 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 클램핑부는
    PEEK 재질을 이용하는 것을 특징으로 하는 다종 유리 기판 검사 장치.
  7. 제5항에 있어서, 상기 클램핑부는
    유리 기판의 가장 자리에 접촉하는 접촉면에 삽입홈을 형성하고, 상기 삽입홈에 무정전 패드를 삽입하는 것을 특징으로 하는 다종 유리 기판 검사 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 무정전 패드는
    적층 합판과 클로로프렌 합성고무의 접합물인 것을 특징으로 하는 다종 유리 기판 검사 장치.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항의 장치를 이용하여 다종의 유리 기판을 위치 조정하는 방법에 있어서,
    프레임으로 이송되는 유리 기판의 사이즈를 판단하는 단계;
    상기 유리 기판 사이즈에 따라 다단 실린더 구동부를 해당하는 행정으로 작동시켜, 위치조정 지지부를 유리 기판 사이즈에 부합하는 위치로 대칭 이동시키는 단계; 및
    일단 실린더 구동부의 온 작동에 의하여 클램핑부 바를 직각으로 세워 클램핑부에 의하여 유리 기판을 위치 조정하고, 일단 실린더 구동부의 오프 작동에 의 하여 클램핑부 바를 소정 각도로 눕히는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다종 유리 기판의 검사 위치 조정 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 유리 기판 사이즈 판단 단계는
    프레임으로 이송되는 유리 기판의 사이즈를 유리 기판 이송 장치로부터 수신하는 것을 특징으로 하는 다종 유리 기판의 검사 위치 조정 방법.
  11. 제9항에 있어서, 상기 유리 기판 사이즈 판단 단계는
    유리 기판 사이즈 센서를 별도로 구비하고, 프레임으로 이송된 유리 기판의 사이즈를 상기 유리 기판 사이즈 센서를 이용하여 판단하는 것을 특징으로 하는 다종 유리 기판의 검사 위치 조정 방법.
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