KR100837728B1 - Ｌｃｄ 검사장비의 웨이트 밸런스 - Google Patents

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이병상
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    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
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    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/006—Electronic inspection or testing of displays and display drivers, e.g. of LED or LCD displays

Abstract

본 발명은 LCD 패널이나 반도체 웨이퍼 등의 불량이나 결함을 검사하는 검사장비에서 부하측에 인가되는 무게의 균형을 이루기 위한 무게균형장치(Weight balancer)에 관한 것이다.
본 발명은 이와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, LCD 또는 반도체 웨이퍼 검사시 다수 개의 스프링을 구비하여 부하측의 하중에 따라 스프링의 갯수를 조절하여 지지할 수 있고, 또 2개의 캠을 구비하여 부하측에 인가되는 하중을 줄여줄 수 있는 새로운 형태의 무게균형장치를 구현함으로써, 인가되는 부하의 하중에 따라 스프링의 갯수를 조절하여 지지하는 것이 가능하고, 또한 2개의 캠으로 하중을 더욱 줄일 수 있는 등 인가되는 부하측 하중을 보다 안정적으로 지지할 수 있는 LCD 검사장비의 웨이트 밸런스를 제공한다.
LCD, 웨이퍼, 검사장비, 웨이트 밸런스(Weight balancer)

Description

ＬＣＤ 검사장비의 웨이트 밸런스{Weight balancer for LCD inspection equipment}
본 발명은 LCD 검사장비의 웨이트 밸런스에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 LCD 패널이나 반도체 웨이퍼 등의 불량이나 결함을 검사하는 검사장비에서 부하측에 인가되는 무게의 균형을 이루기 위한 무게균형장치(Weight balancer)에 관한 것이다.
일반적으로 액정디스플레이(Liquid Crystal Display;LCD)라 함은 2개의 얇은 유리판 사이에 고체와 액체의 중간물질인 액정을 주입하여 상하 유리판위 전극의 전압차로 액정분자의 배열을 변화시킴으로써, 명암을 발생시켜 숫자나 영상을 표시하는 일종의 광스위치 현상을 이용한 소자이다.
최근에는 각종 정보전달매체의 소형화, 경량화의 경향과 함께 LCD가 경량, 저전압 구동, 풀 칼라 표현, 박형 등의 특징으로 인해 용용범위가 기하급수적으로 확대되어 전자계산기, 노트북컴퓨터, 개인휴대 단말기, 텔레비젼 등의 대형, 고화 소 표시분야 등에 널리 사용되고 있는 추세이다.
이러한 LCD는 제품에 장착하기 전에 별도의 LCD 검사장비를 이용하여 LCD의 패턴 및 화소전극의 결함, 표면의 이물검사 등을 수행하고 있고, 이를 통해 불량여부를 판단하는 공정은 LCD의 제작공정에서 필수적으로 시행되고 있다.
예를 들면, 액정 패널이 완성되면 최종적인 검사 작업이 이루어지게 된다.
최종 검사과정에서는 완성된 액정패널의 화면에 테스트(Test) 패턴을 띄우고, 불량 화소의 유무를 탐지하여 불량화소가 발견되었을 때 이에 대한 리페어 작업을 행하게 된다.
액정패널의 불량에는 화소셀 별 색상 불량, 휘점(항상 켜져 있는 셀), 암점(항상 꺼져 있는 셀)등의 점 결합과, 인접한 데이터 라인간의 단락(short)으로 인해 발생하는 선 결함 등이 있다.
TFT 어레이 공정이 끝난 후에는 기판 상에 형성되어 있는 어레이 배선들의 단락과 쇼트 및 화소 불량을 검사하기 위한 공정이 진행된다.
검사에 의하여 어레이 기판 상에 불량이 발견되면, 발견된 불량의 위치 등의 데이터가 파일로 저장되고, 이를 검사자가 현미경을 통하여 직접 검사를 하여 리페어 여부를 판단하게 된다.
LCD의 검사방법으로는 여러 방향에서 빛을 조사하여 반사광 또는 투과광의 광학적 변화를 육안으로 관찰하는 매크로(macro) 검사, 또는 현미경 등의 광학보조기구를 이용하는 마이크로(micro) 검사로 구분될 수 있는데, 검사의 정확도가 뛰어난 현미경을 포함하는 검사장비가 주로 사용되고 있다.
여기서, 매크로 검사는 작업자의 육안에 의한 검사로서, 글라스 전체에 대하여 얼룩이나 이물질의 부착상태를 검사는 과정이고, 마이크로 검사는 매크로 검사에서 발견된 국소 부위를 마이크로 검사기(현미경, 카메라, 영상분석 프로그램 등)를 이용하여 약 25∼100배 확대한 상태에서 불량상태를 세밀하게 검사하는 과정으로서, 마이크로 검사를 위한 국소 부위는 매크로 검사를 통하여 결정되는 것이다.
LCD 검사장비는 LCD가 놓여지는 스테이지, 마이크로 검사 기능을 수행하는 현미경, 제어부 및 조작부(미도시)등을 포함하여 부하측, 예를 들면 현미경 어셈블리를 지지하는 웨이트 밸런스 등을 포함하는 형태로 이루어지며, LCD가 스테이지에 올려지면 스테이지는 본체상의 리니어 모션이나 마이크로 스텝에 의해 X축 및 Y축 방향으로 이동하여 현미경이 위치한 곳에 도착함으로써, 사용자는 광범위한 영역의 검사가 가능한 현미경을 조절하여 LCD를 검사할 수 있게 된다.
이와 같은 LCD 검사장비에서는 부하측 무게(중량)의 균형을 맞추기 위하여 웨이트 밸런스를 채용하고 있는데, 기존 웨이트 밸런스의 경우 단순히 스프링만 구비하는 것이 전부였기 때문에 인가되는 부하의 하중을 안정적으로 지지하는데 미흡한 점이 있고, 다양한 형태로 인가되는 부하측 하중을 균형있게 맞추는 측면에서 한계가 있다.
따라서, 부하측 하중에 능동적으로 대처하는 측면에서 부족한 점이 있고, 결국 검사작업의 효율성이 떨어지는 문제가 있다.
본 발명은 이와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, LCD 또는 반도체 웨이퍼 검사시 다수 개의 스프링을 구비하여 부하측의 하중에 따라 스프링의 갯수를 조절하여 지지할 수 있고, 또 2개의 캠을 구비하여 부하측에 인가되는 하중을 줄여줄 수 있는 새로운 형태의 무게균형장치를 구현함으로써, 인가되는 부하의 하중에 따라 스프링의 갯수를 조절하여 지지하는 것이 가능하고, 또한 2개의 캠으로 하중을 더욱 줄일 수 있는 등 인가되는 부하측 하중을 보다 안정적으로 지지할 수 있는 LCD 검사장비의 웨이트 밸런스를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이트 밸런스는 LCD가 놓여지는 스테이지, 현미경, 제어부 및 조작부, 웨이트 밸런스 등을 포함하는 LCD 검사장비에서, 하우징의 상부에 설치되어 있는 고정 블럭에 한쪽이 연결되면서 다른 한쪽으로는 상하 슬라이드가능한 이동 블럭을 지지하는 스프링 장치와, 하우징의 하부를 가로지르는 형태로 양단 회전가능하게 지지되는 샤프트상에 일체 형성되면서 윗쪽으로는 이동 블럭과 와이어를 통해 연결되는 동시에 아래쪽으로는 부하측과 연동가능한 고정 브라켓과 와이어를 통해 연결되는 캠 장치 등을 포함하는 형태로 이루어지며, 이에 따라 스프링력과 캠 작용의 조합 형태를 이용하여 부하측 하중을 보다 효과적으로 지지할 수 있는 특징을 갖는다.
여기서, 상기 스프링 장치는 수직으로 나란하게 배열되는 다수 개의 스프링 으로 구성할 수 있으며, 이에 따라 부하측 하중에 따라 스프링 갯수를 조절하여 지지할 수 있고, 또 상기 캠 장치는 샤프트상에 일정간격을 두고 배치되면서 각각 이동 블럭측과 고정 브라켓측에 와이어를 통해 연결되는 2개의 캠으로 구성할 수 있으며, 이에 따라 2개의 캠을 이용하여 부하측 하중을 줄여줄 수 있다.
본 발명에서 제공하는 웨이트 밸런스는 서로 연동되는 스프링 수단 및 캠 수단을 조합한 형태로 이루어짐으로써, 인가되는 부하측 하중을 보다 안정적으로 지지할 수 있는 장점이 있으며, 또한 다수 개의 스프링을 이용하여 부하측 하중에 따라 스프링 갯수를 조절하여 지지할 수 있고, 2개의 캠으로 하중을 더욱 줄일 수 있는 등 다양한 형태로 인가되는 부하측 하중에 적극적으로 대처할 수 있는 장점이 있고, 궁극적으로 부하의 하중을 안정적으로 지지함에 따라 검사작업의 효율성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이트 밸런스를 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이트 밸런스를 포함하는 LCD 검사장비를 나타내는 사시도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 상기 웨이트 밸런스(22)가 속해 있는 LCD 검사장 비는 LCD 패널이나 반도체 웨이퍼 등이 세팅되는 스테이지(19), 정밀검사를 위한 현미경 어셈블리(20), 스테이지 구동 등을 위한 제어부 및 조작부, 스테이지를 지지하는 본체(23) 등을 포함하고 있으며, LCD나 웨이퍼가 놓여지는 스테이지를 리니어 모션 등을 이용하여 X축 및 Y축 방향으로 이동시킴과 동시에 현미경을 조절하면서 LCD 등을 검사하는 작동 메카니즘을 갖는다.
이러한 LCD 검사장비에서 웨이트 밸런스(22)는 본체(23)상의 포스트(21)에 설치되면서 현미경 어셈블리(20) 등과 같은 부하측의 무게(중량)의 균형을 맞추기 위한 용도로 사용된다.
즉, 인가되는 부하측 하중을 무게균형장치(Weight balancer)로 균형을 맞춰 지지할 수 있다.
여기서, 현미경 어셈블리 등과 같은 부하측의 하중이 웨이트 밸런스측에 인가되도록 하는 구성 방법은 당해 기술분야에서 통상적으로 알려져 있는 방법이라면 특별히 제한되지 않고 채택될 수 있다.
따라서, 부하측의 하중이 웨이트 밸런스에 인가되면, 이때의 웨이트 밸런스에서는 자체의 스프링력과 캠 작용을 이용하여 인가되는 하중을 적절하게 균형을 맞춰 지지할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이트 밸런스의 구조를 나타내는 정면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이트 밸런스의 구조를 나타내는 측면도이다.
도 2와 도 3에 도시한 바와 같이, 사각의 박스 조립체 구조로 이루어진 하우 징(10)의 내부 윗쪽에는 천정부에 체결 지지되는 고정 블럭(11)이 설치되고, 상기 고정 블럭(11)으로부터 일정 거리를 두고 아래쪽에는 벽면부의 LM 가이드/블럭(18)에 의해 슬라이드 안내를 받는 이동 블럭(12)이 위아래로 움직일 수 있는 형태로 설치된다.
상기 고정 블럭(11)와 이동 블럭(12)의 각 하단부와 상단부에는 일렬로 수평 배치되는 다수의 홀이 형성되어 있으며, 이곳에 후술하는 스프링의 끝을 걸 수 있도록 되어 있다.
여기서, 상기 고정 블럭(11)은 지지체로서의 역할을 담당하는 부분이고, 상기 이동 블럭(12)은 부하측 하중에 따라 적절하게 위아래로 움직여주는 역할을 담당하는 부분이다.
인가되는 부하측 하중을 지지하는 2개의 무게균형수단 중 1개로서 스프링 장치(13)가 구비된다.
상기 스프링 장치(13)는 스프링력을 이용하여 웨이트 밸런스측에 인가되는 대부분의 하중을 지지하는 역할을 담당한다.
이를 위하여, 상기 스프링 장치(13)는 수직으로 나란하게 배열되는 다수 개의 스프링으로 구성되어 있으며(본 발명의 일 실시예에서는 6개의 스프링이 하우징 좌우 폭방향으로 나란하게 배열되는 형태로 구성되어 있다), 한쪽은 고정 블럭(11)측에 연결되고 다른 한쪽은 이동 블럭(12)측에 연결되는 형태로 설치된다.
이때, 스프링은 끝에 있는 고리를 이용하여 블럭의 홀에 끼워서 거는 형태로 연결 설치될 수 있고, 고리를 홀에서 빼내는 것으로 쉽게 분리할 수도 있다.
이러한 스프링 장치(13)는 1열 단일 열 또는 앞뒤 2열의 복수 열로 구성될 수 있다.
이와 같은 스프링 장치(13)의 각 스프링들은 부하측 하중 인가시 팽창과 복원을 통해 이동 블럭(12)의 상하 유동을 탄력적으로 잡아주는 역할을 하게 되고, 결국 이러한 스프링 작용에 의해 인가되는 부하측 하중에 대한 무게의 균형을 맞출 수 있다.
특히, 상기 스프링 장치(13)가 다수 개의 스프링 조합 형태로 구성됨에 따라 부하측 하중이 설정되면 이에 맞게 스프링의 갯수를 조절하여 최적의 조건으로 부하측 하중을 지지할 수 있다.
즉, 웨이트 밸런스에는 제품 사양에 따라 다양한 형태의 부하측 하중이 인가될 수 있는데, 그때마다 스프링 갯수를 적절히 선택하여 대응할 수 있으므로, 부하측 하중을 최적의 조건에서 보다 안정적으로 지지할 수 있다.
인가되는 부하측 하중을 지지하는 2개의 무게균형수단 중 나머지 1개로서 캠 장치(17)가 구비된다.
상기 캠 장치(17)은 스프링 장치(13)와 더불어 부하측 하중을 지지하는 역할을 함께 수행하며, 스프링 장치(13)측과는 연동되는 구조를 갖는다.
이를 위하여, 하우징(10)의 내부에는 하부를 수평으로 가로지르는 형태의 샤프트(14)가 하우징 벽체상에 양단 회전가능한 구조로 설치되고, 이렇게 설치되는 샤프트(14)상에 일정 간격을 두고 2개의 캠(17a),(17b)이 일체 형성된다.
상기 2개의 캠(17a),(17b) 중에서 1개는 윗쪽의 이동 블럭(12)과 와이 어(15a)를 통해 연결되고, 다른 1개는 아래쪽의 고정 브라켓(16)과 역시 와이어(15b)를 통해 연결된다.
이때, 상기 와이어(15a),(15b)의 캠측 연결부위 끝은 캠 둘레면에 삽입되는 형태로 고정되고, 이곳에서부터 둘레면상의 홈 내에 안착되는 형태로 둘레를 감싸면서 연장되는 한편, 이렇게 연장되는 와이어 다른 한쪽 끝은 블럭측에 삽입 고정된다.
여기서, 상기 고정 브라켓(16)은 와이어 등을 통해 부하측과 연결되면서 부하측과 연동되는 부분을 의미한다.
즉, 부하측 하중이 고정 브라켓(16)을 통해 인가되면 웨이트 밸런스의 각 요소들은 무게의 균형을 맞추기 위해(지지력을 발휘하기 위해) 반응(동작)하게 된다.
예를 들면, 부하측과 연동하는 고정 브라켓(16)이 요동하게 되면, 와이어(15b)를 통해 연결되어 있는 캠(17b)이 회전하게 되고, 계속해서 샤프트(14) 및 캠(17a)의 회전을 거쳐 이때의 하중이 와이어(15a)를 통해 스프링 장치(13)측까지 인가되므로서, 스프링력과 캠 작용의 조합 형태가 발휘하는 동작에 의해 부하측 하중이 지지될 수 있다.
특히, 상기 2개의 캠(17a),(17b)은 서로 다른 형태의 캠선도를 그리는 모양이 다른 캠으로 구성되어 있으며, 이에 따라 각기 다른 캠선도를 그리면서 회전하는 각 캠(17a),(17b)의 회전 운동에 의해 부하측에 걸리는 하중을 효과적으로 더욱 줄여줄 수 있다.
즉, 1개의 캠(17b)은 작은 궤적의 캠선도를 그리면서 회전하고 다른 1개의 캠(17a)은 큰 궤적의 캠선도를 그리면서 회전하면서 부하측 하중을 서로 간에 적절하게 분배하여 지지할 수 있게 된다.
따라서, 이와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이트 밸런스의 작동상태를 살펴보면 다음과 같다.
마이크로 검사시 LCD 패널이나 반도체 웨이퍼가 스테이지에 올려진 상태에서 스테이지를 X축 및 Y축 방향으로 이동시켜 현미경이 위치한 곳에 도착시킴으로써, 사용자는 현미경 어셈블리를 조절하여 LCD 패널이나 반도체 웨이퍼를 검사할 수 있다.
이러한 현미경 어셈블리의 조절 등과 관련하여 발생되는 부하측 하중은 웨이트 밸런스에 가해지게 되는데, 이렇게 웨이트 밸런스에 부하측이 하중이 인가되면, 샤프트의 회전을 이용하여 캠 운동을 수행하는 2개의 캠을 포함하는 캠 장치와 이동 블럭의 슬라이드 운동을 매개로 팽창 및 복원 운동을 수행하는 다수 개의 스프링을 포함하는 스프링 장치에 의해 인가되는 부하측 하중이 지지될 수 있다.
즉, 웨이트 밸런스 내에서 스프링들이 탄력적으로 상하 유동되고, 이동 블럭이 위아래 슬라이드되며, 또 2개의 캠이 샤프트를 축으로 캠선도를 그리며 회전되는 작동이 이루어지게 되므로서, 부하측 하중에 적절하게 대응하면서 무게의 균형을 맞출 수 있게 되는 것이다.
이와 같이, 본 발명에서 제공하는 웨이트 밸런스의 경우 LCD, 반도체 웨이퍼 등의 기타 검사장비에 있어서, 기존의 스프링만 사용했던 구조에서 추가적으로 캠 수단 등을 구비함으로써, 인가되는 부하의 하중을 보다 안정적으로 지지할 수 있으 며, 다수 개의 스프링과 2개의 캠을 적용함에 따라 부하측 하중을 더욱 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이트 밸런스를 포함하는 LCD 검사장비를 나타내는 사시도
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이트 밸런스의 구조를 나타내는 정면도
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이트 밸런스의 구조를 나타내는 측면도
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10 : 하우징 11 : 고정 블럭
12 : 이동 블럭 13 : 스프링 장치
14 : 샤프트 15a,15b : 와이어
16 : 고정 브라켓 17 : 캠 장치
18 : LM 가이드/블럭 19 : 스테이지
20 : 현미경 어셈블리 21 : 포스트
22 : 웨이트 밸런스 23 : 본체

Claims (5)

  1. LCD 검사장비의 웨이트 밸런스에 있어서,
    하우징(10)의 상부에 설치되어 있는 고정 블럭(11)에 한쪽이 연결되면서 다른 한쪽으로는 상하 슬라이드가능한 이동 블럭(12)을 지지하는 스프링 장치(13)와, 하우징(10)의 하부를 가로지르는 형태로 양단 회전가능하게 지지되는 샤프트(14)상에 일체 형성되면서 윗쪽으로는 이동 블럭(12)과 와이어(15a)를 통해 연결되는 동시에 아래쪽으로는 부하측과 연동가능한 고정 브라켓(16)과 와이어(15b)를 통해 연결되는 캠 장치(17)로 구성되어, 스프링력과 캠 작용의 조합 형태를 이용하여 부하측 하중을 지지할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 LCD 검사장비의 웨이트 밸런스.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 스프링 장치(13)는 수직으로 나란하게 배열되는 다수 개의 스프링으로 구성되어, 부하측 하중에 따라 스프링 갯수를 조절하여 지지할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 LCD 검사장비의 웨이트 밸런스.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 캠 장치(17)는 샤프트(14)상에 일정간격을 두고 배치되면서 각각 이동 블럭(12)측과 고정 브라켓(16)측에 와이어(15a),(15b)를 통해 연결되는 2개의 캠으로 구성되어, 2개의 캠으로 부하측 하중을 줄여줄 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 LCD 검사장비의 웨이트 밸런스.
  4. 청구항 1 또는 청구항 3에 있어서, 상기 캠 장치(17)의 2개의 캠은 서로 다른 형태의 캠선도를 그리는 모양이 다른 캠으로 구성되는 것을 특징으로 하는 LCD 검사장비의 웨이트 밸런스.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 이동 블럭(12)은 하우징(10) 벽면측에 설치되는 LM 가이드/블럭(18)에 의해 상하 슬라이드시 안내를 받을 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 LCD 검사장비의 웨이트 밸런스.
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KR200353595Y1 (ko) 2004-03-12 2004-06-29 김영수 자동성형기용 무게조절장치

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