KR101434625B1 - 레이저 빔 사이즈 조절기구 및 이를 이용한 레이저 리페어 장치 - Google Patents

레이저 빔 사이즈 조절기구 및 이를 이용한 레이저 리페어 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 레이저 빔 사이즈 조절기구 및 이를 이용한 레이저 리페어 장치에 관한 것으로, 레이저 빔 사이즈 조절기구는 상측과 하측에 각각 레이저광(L)이 투과되는 광투과홀(LH)이 형성되는 케이스(131)와; 케이스(131)의 내측에 제1방향(X)으로 설치되는 제1슬릿 이송기구(132)와; 케이스(131)의 내측에 제1방향(X)과 직교되는 제2방향(Y)으로 설치되는 제2슬릿 이송기구(133)와; 제1슬릿 이송기구(132)와 제2슬릿 이송기구(133)에 각각 설치되어 광투과홀(LH)를 투과하는 레이저광(L)의 폭(B1,B2)을 제1방향(X)과 제2방향(Y)에서 각각 조절하는 다수개의 슬릿 플레이트(134,145,136,137)로 구성되며, 다수개의 슬릿 플레이트(134,145,136,137)는 각각 제1슬릿 이송기구(132)와 제2슬릿 이송기구(133)에 각각 하나 이상의 높이조절 블럭(138)이 개재되어 설치되어 서로 다른 높이로 이송되도록 하여 다수개의 슬릿 플레이트가 교차 이송 시 서로 충돌되는 것을 방지함에 의해 동작의 신뢰성을 개선시킬 수 있다.

Description

레이저 빔 사이즈 조절기구 및 이를 이용한 레이저 리페어 장치{Laser beam size control mechanism and laser repair apparatus using the same}
본 발명은 레이저 빔 사이즈 조절기구 및 이를 이용한 레이저 리페어 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 리니어 모터를 이용하여 슬릿 플레이트를 구동시킴에 의해 슬릿 플레이트의 이동을 장기간 고정도를 유지할 수 있으며 슬릿 플레이트의 위치 이동의 반복성을 유지시켜 레이저 빔 사이즈를 다양하고 정밀하게 조절할 수 있는 레이저 빔 사이즈 조절기구 및 이를 이용한 레이저 리페어 장치에 관한 것이다.
액정표시패널은 제조가 완료되면 화면 테스트를 위한 검사공정이 진행된다. 액정표시패널의 검사공정은 액정표시패널의 화면에 테스트 패턴을 표시하여 불량 화소의 유무를 검사하게 된다. 액정표시패널의 불량 화소는 색상불량, 휘점(항상 ‘온’상태의 화소), 암점(항상 ‘오프’상태의 화소) 등의 점결함(point defect)과 게이트 배선과 인접한 데이터 배선간의 단락(short-circuit)으로 인해 발생하는 선결함(line defect) 등이 있다.
레이저 리페어 장치는 액정표시패널에서 발생되는 불량 화소를 리페어하기 위해 사용되며, 리페어 작업 시 레이저가 원하는 영역으로만 조사되어 불량 화소를 리페어할 수 있도록 레이저 빔 사이즈 조절기구가 사용된다. 이러한 레이저 리페어 장치는 액정표시패널의 고품질화에 따라 점차 전기적인 배선의 집적도 증가에 의한 배선간의 피치 및 배선의 미세화가 진행되고 있고 있으며, 이러한 미세한 패턴 즉 수백 ㎛의 폭을 갖는 패턴에서 발생되는 불량화소를 리페어하기 레이저 빔 사이즈 조절기구의 고정도화가 요구되고 있다.
한국공개특허 제2008-0078165호(특허문헌1)는 레이저 리페어 장치에 관한 것으로, 레이저광 발진기 및 슬릿 유닛으로 구성되며, 슬릿 유닛의 레이저광 차단부는 제1레이저광 차단부, 제2레이저광 차단부 및 구동부를 갖는다. 제1레이저광 차단부는 제1플레이트와 제1플레이트와 이격되어 배치된 제2플레이트로 이루어지고, 제2레이저광 차단부는 제3플레이트와 제3플레이트와 이격되어 배치된 제4플레이트로 이루어지며, 구동부는 제1레이저광 차단부 및 제2레이저광 차단부의 위치를 가변시켜 레이저광의 폭을 조절하게 된다.
한국공개특허 제2008-0078165호에 기재된 동일한 평면에 배치되도록 설치되는 제1플레이트와 제2플레이트나 제3플레이트와 제4플레이트는 각각 구동부에 의해 가변되어 패널의 리페어 영역 즉, 가공 영역으로 레이저광이 조사되도록 한다. 즉, 한국공개특허 제2008-0078165호에 기재된 슬릿 유닛은 제1플레이트와 제2플레이트나 제3플레이트와 제4플레이트가 각각 서로 다른 방향으로 이송되어 가공 영역 이외의 영역으로 레이저광이 조사되는 것을 차단한다.
한국공개특허 제2008-0078165호에 기재된 제1레이저 광차단부의 제1플레이트와 제2플레이트나 제2레이저 광차단부의 제3플레이트와 제4플레이트는 각각 서로 동일 평면으로 이송되도록 구동되며, 각각의 이송을 구동하는 구동부는 볼스크류 이송기구가 사용된다. 즉, 제1레이저 광차단부의 제1플레이트와 제2플레이트나 제2레이저 광차단부의 제3플레이트와 제4플레이트는 각각 볼스크류 이송기구에 의해 서로 좁아지거나 멀어지는 방향으로 이송되어 레이저광의 폭을 조절하게 된다.
한국공개특허 제2008-0078165호(공개일: 2008.08.27)
종래의 레이저 리페어 장치의 레이저 빔 사이즈 조절기구는 다수개의 플레이트는 볼스크류 이송기구를 사용하여 구동함에 따라 회전운동을 직선운동으로 변환시키는 과정과 직선 이동 시 마찰력이 발생됨에 의해 플레이트의 이동을 장기간 고정도를 유지할 수 없고 플레이트의 위치 이동의 반복성이 저하되어 레이저 빔 사이즈를 다양하고 정밀하게 조절할 수 없으며 리페어 작업시 재설정 작업이 요구됨에 따라 유지 보수가 어려운 문제점이 있다.
또한 레이저 리페어 장치의 레이저 빔 사이즈 조절기구는 레이저광을 차단하기 위해 대향되도록 이송되는 제1플레이트와 제2플레이트나 제3플레이트와 제4플레이트가 각각 서로 동일 평면 즉, 동일한 높이로 이송됨에 의해 이송 오류 시 제1플레이트와 제2플레이트나 제3플레이트와 제4플레이트가 서로 충돌이 발생될 수 있는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 리니어 모터를 이용하여 슬릿 플레이트를 구동시킴에 의해 슬릿 플레이트의 이동을 장기간 고정도를 유지할 수 있으며 슬릿 플레이트의 위치 이동의 반복성을 유지시켜 레이저 빔 사이즈를 다양하고 정밀하게 조절할 수 있는 레이저 빔 사이즈 조절기구 및 이를 이용한 레이저 리페어 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 리니어 모터를 이용하여 슬릿 플레이트를 구동시킴에 의해 슬릿 플레이트의 이동을 장기간 고정도를 유지할 수 있으며 슬릿 플레이트의 위치 이동의 반복성을 유지시킴에 의해 유지 보수가 용이한 레이저 빔 사이즈 조절기구 및 이를 이용한 레이저 리페어 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 슬릿 플레이트가 서로 다른 높이로 이송되도록 함에 의해 다수개의 슬릿 플레이트가 교차 이송 시 서로 충돌되는 것을 방지하여 슬릿 플레이트의 이동 동작의 신뢰성을 개선시킬 수 있는 레이저 빔 사이즈 조절기구 및 이를 이용한 레이저 리페어 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 레이저 빔 사이즈를 다양하고 정밀하게 조절하고 슬릿 플레이트의 이동 동작의 신뢰성을 개선시킴에 의해 레이저 리페어 작업의 신뢰성과 생산성을 개선시킬 수 있는 레이저 빔 사이즈 조절기구 및 이를 이용한 레이저 리페어 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 레이저 빔 사이즈 조절기구의 제1실시예는 상측과 하측에 각각 레이저광이 투과되는 광투과홀이 형성되는 케이스와; 상기 케이스의 내측에 제1방향으로 설치되는 제1리니어 모터와; 상기 케이스의 내측에 제1방향과 직교되는 제2방향으로 설치되는 제2리니어 모터와; 상기 제1리니어 모터와 상기 제2리니어 모터에 각각 설치되어 광투과홀를 투과하는 레이저광의 폭을 제1방향과 제2방향에서 각각 조절하는 다수개의 슬릿 플레이트로 구성되며, 상기 다수개의 슬릿 플레이트는 각각 상기 제1리니어 모터와 상기 제2리니어 모터에 각각 하나 이상의 높이조절 블럭이 개재되어 설치되어 서로 다른 높이로 이송되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 레이저 빔 사이즈 조절기구의 제2실시예는 상측과 하측에 각각 레이저광이 투과되는 광투과홀이 형성되는 케이스와; 상기 케이스의 내측에 제1방향으로 설치되는 제1슬릿 이송기구와; 상기 케이스의 내측에 제1방향과 직교되는 제2방향으로 설치되는 제2슬릿 이송기구와; 상기 제1슬릿 이송기구와 상기 제2슬릿 이송기구에 각각 설치되어 광투과홀를 투과하는 레이저광의 폭을 제1방향과 제2방향에서 각각 조절하는 다수개의 슬릿 플레이트로 구성되며, 상기 다수개의 슬릿 플레이트는 각각 상기 제1슬릿 이송기구와 상기 제2슬릿 이송기구에 각각 하나 이상의 높이조절 블럭이 개재되어 설치되어 서로 다른 높이로 이송되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 레이저 리페어 장치는 레이저광을 발생시켜 조사하는 레이저 발진부와; 상기 레이저 발진부의 하측에 설치되어 레이저 발진부에서 조사되는 레이저광의 초점을 조절하여 패널로 조사하는 줌렌즈와; 상기 레이저 발진부와 상기 줌렌즈 사이에 설치되어 레이저 발진부에서 조사되는 레이저광의 폭을 조절하여 상기 줌렌즈로 조사하는 레이저 빔 사이즈 조절기구로 구성되며, 상기 레이저 빔 사이즈 조절기구는 상측과 하측에 각각 레이저광이 투과되는 광투과홀이 형성되는 케이스와, 상기 케이스의 내측에 제1방향으로 설치되는 제1슬릿 이송기구와, 상기 케이스의 내측에 제1방향과 직교되는 제2방향으로 설치되는 제2슬릿 이송기구와, 상기 제1슬릿 이송기구와 상기 제2슬릿 이송기구에 각각 설치되어 광투과홀를 투과하는 레이저광의 폭을 제1방향과 제2방향에서 각각 조절하는 다수개의 슬릿 플레이트로 이루어지며, 상기 다수개의 슬릿 플레이트는 각각 상기 제1슬릿 이송기구와 상기 제2슬릿 이송기구에 각각 하나 이상의 높이조절 블럭이 개재되어 설치되어 서로 다른 높이로 이송되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 레이저 빔 사이즈 조절기구 및 이를 이용한 레이저 리페어 장치는 리니어 모터를 이용하여 슬릿 플레이트를 구동시킴에 의해 슬릿 플레이트의 이동을 장기간 고정도를 유지할 수 있으며 슬릿 플레이트의 위치 이동의 반복성을 유지시켜 레이저 빔 사이즈를 다양하고 정밀하게 조절할 수 있는 이점이 있으며, 슬릿 플레이트의 이동을 장기간 고정도를 유지할 수 있으며 슬릿 플레이트의 위치 이동의 반복성을 유지시킴에 의해 유지 보수가 용이한 이점이 있다.
본 발명의 레이저 빔 사이즈 조절기구 및 이를 이용한 레이저 리페어 장치는 또한 슬릿 플레이트가 서로 다른 높이로 이송되도록 함에 의해 다수개의 슬릿 플레이트가 교차 이송 시 서로 충돌되는 것을 방지하여 슬릿 플레이트의 이동 동작의 신뢰성을 개선시킬 수 있는 이점이 있으며, 레이저 빔 사이즈를 다양하고 정밀하게 조절하고 슬릿 플레이트의 이동 동작의 신뢰성을 개선시킴에 의해 레이저 리페어 작업의 신뢰성과 생산성을 개선시킬 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 레이저 리페어 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도,
도 2는 도 1에 도시된 레이저 빔 사이즈 조절기구의 조립 사시도,
도 3은 도 2에 도시된 커버가 분해된 레이저 빔 사이즈 조절기구의 조립 사시도,
도 4는 도 3에 도시된 레이저 빔 사이즈 조절기구의 조립사시도,
도 5는 도 4에 도시된 레이저 빔 사이즈 조절기구의 분해 조립사시도,
도 6 및 도 7은 각각 본 발명이 레이저 빔 사이즈 조절기구의 구성을 개략적으로 나타낸 평면도,
도 8은 도 2에 도시된 슬릿제어부의 구성을 상세히 나타낸 블록도.
이하, 본 발명의 레이저 빔 사이즈 조절기구 및 이를 이용한 레이저 리페어 장치의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 레이저 빔 사이즈 조절기구(130)의 제1실시예는 도 2 내지 도 4에서와 같이 케이스(131), 제1리니어 모터(30a), 제2리니어 모터(30b) 및 다수개의 슬릿 플레이트(134,145,136,137)로 구성된다.
케이스(131)는 레이저 빔 사이즈 조절기구(130)를 전반적으로 지지하며, 상측과 하측에 각각 레이저광(L: 도 2에 도시됨)이 투과되는 광투과홀(LH)이 형성된다. 제1리니어 모터(30a)는 케이스(131)의 내측에 제1방향(X)으로 설치되며, 제2리니어 모터(30b)는 케이스(131)의 내측에 제1방향(X)과 직교되는 제2방향(Y)으로 설치된다. 다수개의 슬릿 플레이트(134,145,136,137)는 각각 제1리니어 모터(30a)와 제2리니어 모터(30b)에 각각 설치되어 광투과홀(LH)를 투과하는 레이저광(L)의 폭(B1,B2)을 제1방향(X)과 제2방향(Y)에서 각각 조절하며, 제1리니어 모터(30a)와 제2리니어 모터(30b)에 각각 하나 이상의 높이조절 블럭(138)이 개재되어 설치되어 서로 다른 높이로 이송된다.
이와 같이 다수개의 슬릿 플레이트는 서로 다른 높이에서 제1리니어 모터(30a)와 제2리니어 모터(30b)에 의해 이동됨에 의해 종래의 볼스크류 이송기구 사용 시 발생될 수 있는 마찰 없이 직선 운동이 가능함에 따라 장기간 고속 운전 및 고정도를 유지할 수 있으며, 회전운동을 직선운동으로 변환시키는 과정이 필요 없어 높은 위치제어 정밀도를 갖도록 제어된다.
본 발명의 레이저 빔 사이즈 조절기구(130)의 제2실시예는 도 2 내지 도 4에서와 같이 케이스(131), 제1슬릿 이송기구(132), 제2슬릿 이송기구(133) 및 다수개의 슬릿 플레이트(134,145,136,137)로 구성된다.
케이스(131)는 본 발명의 레이저 빔 사이즈 조절기구(130)를 전반적으로 지지하며, 상측과 하측에 각각 레이저광(L: 도 2에 도시됨)이 투과되는 광투과홀(LH)이 형성된다. 제1슬릿 이송기구(132)는 케이스(131)의 내측에 제1방향(X)으로 설치되며, 제2슬릿 이송기구(133)는 케이스(131)의 내측에 제1방향(X)과 직교되는 제2방향(Y)으로 설치된다. 다수개의 슬릿 플레이트(134,145,136,137)는 각각 제1슬릿 이송기구(132)와 제2슬릿 이송기구(133)에 각각 설치되어 광투과홀(LH)를 투과하는 레이저광(L)의 폭(B1,B2)을 제1방향(X)과 제2방향(Y)에서 각각 조절하며, 제1슬릿 이송기구(132)와 제2슬릿 이송기구(133)에 각각 하나 이상의 높이조절 블럭(138)이 개재되어 설치되어 서로 다른 높이로 이송된다.
상기 구성을 갖는 본 발명의 레이저 빔 사이즈 조절기구(130)의 제1실시예 및 제2실시예에 따른 구성을 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
케이스(131)는 도 2 및 도 3에서와 같이 하측 커버(131a), 상측 커버(131b) 및 다수개의 측면 커버(131c)로 구성된다.
하측 커버(131a)는 본 발명의 레이저 빔 사이즈 조절기구(130)를 전반적으로 지지하며, 일측에 레이저광(L)이 투과되는 광투과홀(LH)이 형성된다. 상측 커버(131b)는 하측 커버(131a)와 이격되도록 하측 커버(131a)의 상측에 설치되며 일측에 레이저광(L)이 투과되는 광투과홀(LH)이 형성된다. 다수개의 측면 커버(131c)는 각각 하측 커버(131a)와 상측 커버(131b) 사이에 각각 설치된다.
제1슬릿 이송기구(132)와 제2슬릿 이송기구(133)는 각각 도 3 내지 도 5에서와 같이 베이스 스테이지(10), 한 쌍의 LM(Linear Motion) 가이드(20), 리니어 모터(30a,30b), 가이드 블럭(40) 및 센서부(50)로 구성된다.
베이스 스테이지(10)는 케이스(131)의 하측 커버(131a)의 상측에 설치되어 제1슬릿 이송기구(132)나 제2슬릿 이송기구(133)를 전반적으로 지지한다. 한 쌍의 LM 가이드(20)는 베이스 스테이지(10)의 일측과 타측에 각각 설치되며, 도 5에서와 같이 가이드 레일(21)과 가이드 레일(21)을 따라 이동되는 한 쌍의 이동블럭(22)으로 이루어진다. 이동블럭(22)에 리니어 모터(30a,30b)의 가동자(32)가 설치된다.
리니어 모터(30a,30b)는 한 쌍의 LM 가이드(20) 사이에 설치되어 다수개의 슬릿 플레이트(134,145,136,137)가 각각 LM 가이드(20)를 따라 서로 교차되도록 이송시키며, 고정자(31)와 한 쌍의 가동자(32)로 구성된다. 고정자(31)는 리니어 모터(30a,30b)는 베이스 스테이지(10)의 상측에 설치되며, 한 쌍의 가동자(32)는 각각 고정자(31)의 상측에 각각 설치되어 고정자(31)와의 상호 작용에 의해 다수개의 슬릿 플레이트(134,145,136,137)가 각각 LM 가이드(20)를 따라 서로 교차되어 이송되도록 한다.
고장자(31)와 한 쌍의 가동자(32) 사이의 상호 작용은 코일(도면부호 미기재)과 영구자석(도면부호 미기재)에 의해 이루어진다. 고정자(31)는 다수개의 코일이 배열되도록 설치되며, 한 쌍의 가동자(32)는 다수개의 영구자석이 각각 설치되어 코일과 영구자석에 의해 한 쌍의 가동자(32)가 각각 독립적으로 이송되며, 이러한 독립적인 이송에 의해 리니어 모터(30a,30b)는 다수개의 슬릿 플레이트(134,145,136,137)를 도 6 및 도 7에 각각 도시된 화살표 방향과 같이 서로 좁아지거나 멀어지는 방향으로 이송시키게 된다.
가이드 블럭(40)은 리니어 모터(30a,30b)와 대향되도록 하측 커버(131a)의 상측에 설치되어 다수개의 슬릿 플레이트(134,145,136,137)의 이송을 가이드하는 가이드홈(41)이 형성되며, 가이드홈(41)에 의해 다수개의 슬릿 플레이트(134,145,136,137)를 각각 지지한 상태에서 이송시킴으로써 각각을 보다 안정적으로 이송시킬 수 있게 된다. 즉, 다수개의 슬릿 플레이트(134,145,136,137)의 일측을 가이드 블럭(40)이 지지함으로써 각각 레이저 빔 사이즈 조절기구(130)로 충격이 전달되는 경우에도 다수개의 슬릿 플레이트(134,145,136,137)가 안정적으로 이송될 수 있도록 한다.
센서부(50)는 리니어 모터(30a,30b)의 일측에 위치되도록 하측 커버(131a)의 상측에 설치되어 다수개의 슬릿 플레이트(134,145,136,137)의 이송을 감지하며, 센서 도그(51), 리니어 스케일 테이프(52), 센서 브라켓(53), 포토센서(54), 리니어 스케일 헤드(55) 및 다수개의 원통형 스톱퍼(56)로 구성된다.
센서 도그(51)는 한 쌍의 가동자(32)에 각각 설치되며, 리니어 스케일 테이프(52)는 센서 도그(51)의 일측에 위치되도록 한 쌍의 가동자(32)에 각각 설치된다. 센서 브라켓(53)은 베이스 스테이지(10)의 상측에 설치되며, 한 쌍의 지지블럭(53a)과 센서 지지플레이트(53b)로 이루어진다. 한 쌍의 지지블럭(53a)은 각각 한 쌍의 LM 가이드(20) 중 하나의 LM 가이드(20)의 일측과 타측에 각각 위치되도록 베이스 스테이지(10)의 상측에 설치되며, 지지블럭(53a)의 상측에 설치되며 리니어 스케일 헤드(55)가 리니어 스케일 테이프(52)를 감지하도록 스캐닝홀(53c)이 배열되도록 형성된다. 스캐닝홀(53c)은 리니어 스케일 헤드(55)에서 조사되는 광신호와 리니어 스케일 테이프(52)에서 반사되는 광신호가 리니어 스케일 헤드(55)로 전달되도록 한다.
포토센서(54)는 센서 브라켓(53)의 상측에 각각 설치되어 가동자(32)에 연동되어 이송되는 센서 도그(51)를 감지하여 도 7에서와 같이 다수개의 슬릿 플레이트(134,145,136,137)가 홈포지션(home position)으로 이송되었는지 여부를 감지한다. 리니어 스케일 헤드(55)는 포토센서(54)의 일측에 위치되도록 센서 브라켓(55)의 상측에 각각 설치되며 가동자(32)에 연동되어 이송되는 리니어 스케일 테이프(52)를 감지하여 가동자(32)의 이송거리를 감지한다.
다수개의 원통형 스톱퍼(56)는 베이스 스테이지(10)의 상측에 각각 배열되어 설치되며, 다수개의 슬릿 플레이트(134,145,136,137)가 각각 미리 설정된 구간 내에서 이송되도록 하여 리니어 모터(30a,30b)의 이송 오류 발생 시 다수개의 슬릿 플레이트(134,145,136,137)가 보다 안정적으로 이송되도록 한다.
다수개의 슬릿 플레이트(134,145,136,137)는 도 4 내지 도 7에서와 같이 제1슬릿 플레이트(134), 제2슬릿 플레이트(135), 제3슬릿 플레이트(136) 및 제4슬릿 플레이트(137)로 구성된다.
제1슬릿 플레이트(134)는 제1슬릿 이송기구(132)에 의해 제1방향(X)으로 이송되도록 가동자에 설치되어 광투과홀(LH)을 통해 투과되는 레이저광(L)의 폭(B1)을 제1방향(X)에서 조절하는 제1슬릿홈이 일측에 형성된다. 제2슬릿 플레이트(135)는 제1슬릿 이송기구(132)에 의해 제1슬릿 플레이트(134)와 교차되는 제1방향(X)으로 이송되도록 가동자에 한 개의 높이조절 블럭(138)이 개재되어 설치되며 광투과홀(LH)을 통해 투과되는 레이저광(L)의 폭(B1)을 제1방향(X)에서 조절하는 제2슬릿홈이 일측에 형성된다. 제1슬릿 플레이트(134)와 제2슬릿 플레이트(135)는 각각 제1슬릿 이송기구(132)에 의해 제1방향(X)으로 이송되어 도 2에 도시된 레이저광(L)의 빔(B)의 폭(B1) 길이를 조절한다.
제3슬릿 플레이트(136)는 제2슬릿 이송기구(133)에 의해 제2방향(Y)으로 이송되도록 가동자에 두 개의 높이조절 블럭(138)이 개재되어 설치되어 광투과홀(LH)을 통해 투과되는 레이저광(L)의 폭(B2)을 제2방향(Y)에서 조절하는 제3슬릿홈이 일측에 형성된다. 제4슬릿 플레이트(137)는 제2슬릿 이송기구(133)에 의해 제3슬릿 플레이트(136)와 교차되는 제2방향(Y)으로 이송되도록 가동자에 세 개의 높이조절 블럭(138)이 개재되어 설치되어 광투과홀(LH)을 통해 투과되는 레이저광(L)의 폭(B2)을 제2방향(Y)에서 조절하는 제4슬릿홈이 일측에 형성된다. 제3슬릿 플레이트(136)와 제4슬릿 플레이트(137)는 각각 제2슬릿 이송기구(133)에 의해 제2방향(Y)으로 이송되어 도 2에 도시된 레이저광(L)의 빔(B)의 폭(B2) 길이를 조절한다.
레이저광(L)의 빔(B)의 폭(B1,B2)을 조절하는 제1슬릿 플레이트(134)와 제2슬릿 플레이트(135)와 제3슬릿 플레이트(136)와 제4슬릿 플레이트(137)는 각각 높이조절 블럭(138)에 의해 서로 다른 높이로 리니어 모터(30a,30b)의 가동자(32)에 설치되어 이송된다. 즉, 도 4에서와 같이 제1슬릿 플레이트(134)는 가동자(32)와 클램프(139) 사이에 제1슬릿 플레이트(134)만 설치되며, 제2슬릿 플레이트(135)는 가동자(32)와 클램프(139) 사이에 한 개의 높이조절 플레이트(138)가 개재되어 설치된다. 제3슬릿 플레이트(136)는 가동자(32)와 클램프(139) 사이에 두 개의 높이조절 플레이트(138)가 개재되어 설치되며, 제4슬릿 플레이트(137)는 가동자(32)와 클램프(139) 사이에 세 개의 높이조절 플레이트(138)가 개재되어 설치된다.
높이조절 플레이트(138)는 도 5에서와 같이 모두 동일한 크기를 갖는 사각형 플레이트가 사용됨에 의해 제1슬릿 플레이트(134)와 제2슬릿 플레이트(135)와 제3슬릿 플레이트(136)와 제4슬릿 플레이트(137)는 각각 높이조절 블럭(138)에 의해 서로 다른 높이가 되도록 가동자(32)에 설치된다. 제1슬릿 플레이트(134)와 제2슬릿 플레이트(135)와 제3슬릿 플레이트(136)와 제4슬릿 플레이트(137)는 각각 높이조절 블럭(138)에 의해 서로 다른 높이로 설치됨에 의해 각각이 도 6 및 도 7에 도시된 화살표 방향으로 서로 좁아지거나 멀어지는 방향으로 교차 이송되는 경우에 서로가 충돌되는 것을 방지할 수 있게 된다. 이로 인해 제1슬릿 플레이트(134)와 제2슬릿 플레이트(135)와 제3슬릿 플레이트(136)와 제4슬릿 플레이트(137)를 안정적으로 이송시켜 동작의 신뢰성을 개선시킬 수 있다.
서로 다른 높이로 설치되는 제1슬릿 플레이트(134)와 제2슬릿 플레이트(135)와 제3슬릿 플레이트(136)와 제4슬릿 플레이트(137)는 각각 도 5 및 도 7에서와 같이 고정플레이트(61), 연장플레이트(62) 및 광차단 플레이트(63)로 구성된다.
고정플레이트(61)는 가동자(32)에 접하거나 높이조절 블럭(138)이 개재되어 설치되며, 연장플레이트(62)는 고정플레이트(61)의 일측에 연장되도록 형성된다. 광차단 플레이트(63)는 연장플레이트(62)의 일측에 고정플레이트(61)과 교차되도록 형성되며 제1슬릿홈과 제2슬릿홈과 제3슬릿홈과 제4슬릿홈 중 하나가 형성된다. 이러한 고정플레이트(61)와 광차단 플레이트(63)의 폭(W1,W3) 길이는 각각 연장플레이트(62)의 폭(W2) 길이 보다 크게 형성된다.
제1슬릿 플레이트(134)와 제2슬릿 플레이트(135)와 제3슬릿 플레이트(136)와 제4슬릿 플레이트(137)는 또한 각각 가동자(32)에 클램프(139)로 체결되어 고정된다. 클램프(139)는 도 5에서와 같이 클램프 블럭(139a)과 체결부재(139b)로 이루어진다. 클램프 블럭(139a)은 제1슬릿 플레이트(134)와 제2슬릿 플레이트(135)와 제3슬릿 플레이트(136)와 제4슬릿 플레이트(137) 중 하나의 상측에 설치되어 지지하며, 체결부재(139b)는 클램프 블럭(139)을 가동자(32)에 체결시켜 고정시킨다. 이러한 체결부재(139b)는 나사나 볼트가 사용되며, 체결부재(139b)를 사용하기 위해 가동자(32)에 다수개의 나사공(부재번호 미기재)가 형성되며, 제1슬릿 플레이트(134)와 제2슬릿 플레이트(135)와 제3슬릿 플레이트(136)와 제4슬릿 플레이트(137)와 클램프 블럭(139)에는 각각 다수개의 관통공(부재번호 미기재)가 형성된다.
상기 구성을 갖는 본 발명의 레이저 빔 사이즈 조절기구(130)를 이용한 레이저 리페어 장치의 구성을 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 1에서와 같이 본 발명의 레이저 리페어 장치(100)는 레이저 발진부(110), 줌렌즈(120) 및 레이저 빔 사이즈 조절기구(130)로 구성된다.
레이저 발진부(110)는 레이저광(L)을 발생시켜 조사하며, 레이저 발진기(111), 콘덴싱 렌즈(112) 및 하프미러(113)로 이루어진다. 레이저 발진기(111)는 레이저광(L)을 발생시키며, 콘덴싱 렌즈(112)는 레이저 발진기(111)의 일측에 설치되어 레이저광(L)을 균일하게 한다. 하프미러(113)는 콘덴싱 렌즈(112)의 일측에 설치되어 레이저광(L)을 광경로를 변경시켜 레이저 빔 사이즈 조절기구(130)로 조사되도록 한다.
줌렌즈(120)는 레이저 발진부(110)의 하측에 설치되어 레이저 발진부(110)에서 조사되는 레이저광(L)의 초점을 조절하여 패널(P)로 조사하여 패널(P)에 형성된 불량을 리페어하게 된다. 레이저 빔 사이즈 조절기구(130)는 레이저 발진부(110)와 줌렌즈(120) 사이에 설치되어 레이저 발진부(110)에서 조사되는 레이저광(L)의 폭(B1,B2)을 조절하여 줌렌즈(120)로 조사하며 상세한 구성을 전술한 본 발명의 레이저 빔 사이즈 조절기구(130)와 동일함으로 생략한다.
이와 같은 구성을 갖는 본 발명의 레이저 빔 사이즈 조절기구(130)와 이를 이용한 레이저 리페어 장치(100)의 동작을 설명하면 다음과 같다.
리페어 장치(100)는 패널이송장치(200)의 베이스부재(210)의 상측에 설치된 패널 이송기구(220)에 의해 디스플레이용 패널(P)이 이송되면 베이스부재(210)에 설치된 지지부재(230)에 설치된 헤드이송기구(240)에 의해 패널(P)에서 불량이 발생된 위치로 이송시킨다. 리페어 장치(100)가 패널(P)에서 불량이 발생된 위치로 이송되면 레이저 발진부(110)가 구동되어 레이저광(L)을 발생시킨다. 레이저광(L)이 발생되면 발생된 레이저광(L)은 하프미러(113)를 통해 줌렌즈(120) 및 레이저 빔 사이즈 조절기구(130)를 통해 패널(P)로 조사된다.
레이저 빔 사이즈 조절기구(130)는 슬릿 제어부(70)에 의해 제어되어 하프미러(113)를 통해 레이저광(L)이 조사되면 패널(P)에서 원하는 영역으로만 레이저광(L)이 조사되도록 하기 위해 제1슬릿 이송기구(132)와 제2슬릿 이송기구(133)가 각각 구동된다.
슬릿 제어부(70)는 도 8에서와 같이 제어기(71), AD(Analog to Digital)변환기(72) 및 드라이버(73)로 이루어진다. 제어기(71)는 본 발명의 레이저 빔 사이즈 조절기구(130)를 전반적으로 제어하며, 제1슬릿 플레이트(134), 제2슬릿 플레이트(135), 제3슬릿 플레이트(136) 및 제4슬릿 플레이트(137)를 이송시키기 위한 이송제어신호를 발생하여 AD변환기(72)로 전송하며, AD변환기(72)는 이송제어신호를 아나로그 신호로 변환시켜 드라이버(73)로 전송한다.
드라이버(73)는 아나로그 이송제어신호가 수신되면 수신된 이송제어신호에 따른 구동전원(UVW)을 제1슬릿 이송기구(132)와 제2슬릿 이송기구(133)의 리니어 모터(30a,30b)로 각각 인가하여 리니어 모터(30a,30b)로 인가한다. 리니어 모터(30a,30b)는 인가된 구동전원(UVW)에 따라 제1슬릿 이송기구(132)와 제2슬릿 이송기구(133)에 의해 각각 구동되는 제1슬릿 플레이트(134)와 제2슬릿 플레이트(135)와 제3슬릿 플레이트(136)와 제4슬릿 플레이트(137)를 도 7에 도시된 화살표 방향으로 이송시킨 후 도 6에 도시된 화살표 방향으로 이송시켜 레이저광(L)의 빔(B)의 폭(B1,B2) 길이를 조절한다.
레이저광(L)의 빔(B)의 폭(B1,B2) 길이 조절 시 제1슬릿 이송기구(132)는 제1슬릿 플레이트(134)와 제2슬릿 플레이트(135)를 각각 제1방향(X)으로 이송시켜 도 2에 도시된 레이저광(L)의 빔(B)의 폭(B1) 길이를 조절하며, 제2슬릿 이송기구(133)는 제3슬릿 플레이트(136)와 제4슬릿 플레이트(137)를 각각 제2방향(Y)으로 이송시켜 도 2에 도시된 레이저광(L)의 빔(B)의 폭(B2) 길이를 조절한다. 이와 같이 제1슬릿 플레이트(134)와 제2슬릿 플레이트(135)와 제3슬릿 플레이트(136)와 제4슬릿 플레이트(137)에 의해 레이저광(L)의 빔(B)의 폭(B1,B2)을 조절함으로써 패널(P)으로 레이저광(L)을 원하는 영역으로만 조사되도록 한다. 레이저광(L)의 빔(B)의 폭(B1,B2) 길이 조절을 보다 정밀하게 실시하기 위해 제어기(71)는 센서부(50)의 포토센서(54) 및 리니어 스케일 헤드(55)로부터 센서 도그(51)의 감지신호(SD_S)와 리니어 모터(30)의 가동자(32)의 이동거리감지신호(LM_S)를 각각 수신받는다.
센서 도그(51)의 감지신호(SD_S)는 센서 도그(51)의 이동을 포토센서(54)가 감지하여 발생하며, 발생된 센서 도그(51)의 감지신호(SD_S)는 AD변환기(72)를 통해 디지털 신호로 변환된 후 제어기(71)에서 수신받는다. 제어기(72)는 수신된 디지털 신호의 감지신호(SD_S)를 수신받아 제1슬릿 플레이트(134)와 제2슬릿 플레이트(135)와 제3슬릿 플레이트(136)와 제4슬릿 플레이트(137)가 각각 홈위치로 이송되었는지 여부를 판별하게 된다.
리니어 스케일 헤드(55)는 리니어 모터(30)의 가동자(32)에 설치된 리니어 스케일 테이프(52)를 감지하여 리니어 모터(30)의 가동자(32)의 이동거리감지신호(LM_S)를 발생하여 4096 체배하여 출력하며, 출력되는 이동거리감지신호(LM_S)는 드라이버(73)를 통해 AD변환기(72)에서 수신받는다. AD변환기(72)는 수신된 이동거리감지신호(LM_S)를 디지털 신호로 변환시켜 제어기(71)로 전송하며, 제어기(71)는 PID(Proportional Integrate Derivative) 제어방법을 이용하여 이동거리감지신호(LM_S)와 이송제어신호를 비교하여 오차 발생 시 오차를 수정하기 위한 이송제어신호를 발생함에 의해 제1슬릿 플레이트(134)와 제2슬릿 플레이트(135)와 제3슬릿 플레이트(136)와 제4슬릿 플레이트(137)를 정밀하게 이송을 제어한다.
이상과 같이 본 발명의 레이저 빔 사이즈 조절기구 및 이용한 레이저 리페어 장치는 리니어 모터를 이용하여 슬릿 플레이트를 구동시킴에 의해 슬릿 플레이트의 이동을 장기간 고정도를 유지할 수 있으며 슬릿 플레이트의 위치 이동의 반복성을 유지시켜 레이저 빔 사이즈를 다양하고 정밀하게 조절할 수 있으며, 슬릿 플레이트의 이동을 장기간 고정도를 유지할 수 있으며 슬릿 플레이트의 위치 이동의 반복성을 유지시킴에 의해 유지 보수가 용이하게 된다. 또한 슬릿 플레이트가 서로 다른 높이로 이송되도록 함에 의해 다수개의 슬릿 플레이트가 교차 이송 시 서로 충돌되는 것을 방지하여 슬릿 플레이트의 이동 동작의 신뢰성을 개선시키며, 레이저 빔 사이즈를 다양하고 정밀하게 조절하고 슬릿 플레이트의 이동 동작의 신뢰성을 개선시킴에 의해 레이저 리페어 작업의 신뢰성과 생산성을 개선시키게 된다.
본 발명의 레이저 빔 사이즈 조절기구 및 이를 이용한 레이저 리페어 장치는 레이저 빔 사이즈의 정밀한 조절이 필요한 레이저 응용 산업에 적용할 수 있다.
100: 리페어 장치 110: 레이저 발진부
120: 줌렌즈 130: 레이저 빔 사이즈 조절기구
131: 케이스 132: 제1슬릿 이송기구
133: 제2슬릿 이송기구 134: 제1슬릿 플레이트
135: 제2슬릿 플레이트 136: 제3슬릿 플레이트
137: 제4슬릿 플레이트 138: 높이조절 플레이트
139: 클램프 200: 패널이송장치
210: 베이스부재 220: 패널 이송기구
230: 지지부재 240: 헤드 직선이송기구

Claims (11)

  1. 삭제
  2. 상측과 하측에 각각 레이저광이 투과되는 광투과홀이 형성되는 케이스와;
    상기 케이스의 내측에 제1방향으로 설치되는 제1슬릿 이송기구와;
    상기 케이스의 내측에 제1방향과 직교되는 제2방향으로 설치되는 제2슬릿 이송기구와;
    상기 제1슬릿 이송기구와 상기 제2슬릿 이송기구에 각각 설치되어 광투과홀를 투과하는 레이저광의 폭을 제1방향과 제2방향에서 각각 조절하는 다수개의 슬릿 플레이트로 구성되며,
    상기 제1슬릿 이송기구와 상기 제2슬릿 이송기구는 각각 케이스의 하측 커버의 상측에 설치되는 베이스 스테이지와; 상기 베이스 스테이지의 일측과 타측에 각각 설치되는 한 쌍의 LM(Linear Motion) 가이드와; 상기 한 쌍의 LM 가이드 사이에 설치되어 다수개의 슬릿 플레이트가 각각 LM 가이드를 따라 서로 교차되도록 이송시키는 리니어 모터와; 상기 리니어 모터와 대향되도록 하측 커버의 상측에 설치되어 다수개의 슬릿 플레이트의 이송을 가이드하는 가이드홈이 형성되는 가이드 블럭과; 상기 리니어 모터의 일측에 위치되도록 상기 하측 커버의 상측에 설치되어 다수개의 슬릿 플레이트의 이송을 감지하는 센서부로 이루어지며,
    상기 다수개의 슬릿 플레이트는 각각 상기 제1슬릿 이송기구와 상기 제2슬릿 이송기구에 각각 하나 이상의 높이조절 블럭이 개재되어 설치되어 서로 다른 높이로 이송되는 것을 특징으로 하는 레이저 빔 사이즈 조절기구.
  3. 제2항에 있어서, 상기 케이스는 일측에 레이저광이 투과되는 광투과홀이 형성되는 하측 커버와;
    상기 하측 커버의 상측에 설치되며 일측에 레이저광이 투과되는 광투과홀이 형성되는 상측 커버와;
    상기 하측 커버와 상기 상측 커버 사이에 각각 설치되는 다수개의 측면 커버로 구성되는 것을 특징으로 하는 레이저 빔 사이즈 조절기구.
  4. 삭제
  5. 제2항에 있어서, 상기 리니어 모터는 베이스 스테이지의 상측에 설치되는 고정자와;
    상기 고정자의 상측에 각각 설치되어 고정자와의 상호 작용에 의해 다수개의 슬릿 플레이트가 각각 LM 가이드를 따라 서로 교차되어 이송되도록 하는 한 쌍의 가동자로 구성되는 것을 특징으로 하는 레이저 빔 사이즈 조절기구.
  6. 제2항에 있어서, 상기 센서부는 한 쌍의 가동자에 각각 설치되는 센서 도그와;
    상기 센서 도그의 일측에 위치되도록 한 쌍의 가동자에 각각 설치되는 리니어 스케일 테이프와;
    베이스 스테이지의 상측에 설치되는 센서 브라켓과;
    상기 센서 브라켓의 상측에 각각 설치되어 가동자에 연동되어 이송되는 센서 도그를 감지하는 포토센서와;
    상기 포토센서의 일측에 위치되도록 센서 브라켓의 상측에 각각 설치되며 가동자에 연동되어 이송되는 리니어 스케일 테이프를 감지하여 가동자의 이송거리를 감지하는 리니어 스케일 헤드로 구성되며,
    상기 센서 브라켓은 한 쌍의 LM 가이드 중 하나의 LM 가이드의 일측과 타측에 각각 위치되도록 베이스 스테이지의 상측에 설치되는 한 쌍의 지지블럭과, 상기 지지블럭의 상측에 설치되며 리니어 스케일 헤드가 리니어 스케일 테이프를 감지하도록 스캐닝홀이 배열되도록 형성되는 센서 지지플레이트로 이루어지는 것을 특징으로 하는 레이저 빔 사이즈 조절기구.
  7. 제2항에 있어서, 상기 다수개의 슬릿 플레이트는 상기 제1슬릿 이송기구에 의해 제1방향으로 이송되도록 가동자에 설치되어 광투과홀을 통해 투과되는 레이저광의 폭을 제1방향에서 조절하는 제1슬릿홈이 일측에 형성되는 제1슬릿 플레이트와;
    상기 제1슬릿 이송기구에 의해 제1슬릿 플레이트와 교차되는 제1방향으로 이송되도록 가동자에 한 개의 높이조절 블럭이 개재되어 설치되며 광투과홀을 통해 투과되는 레이저광의 폭을 제1방향에서 조절하는 제2슬릿홈이 일측에 형성되는 제2슬릿 플레이트와;
    상기 제2슬릿 이송기구에 의해 제2방향으로 이송되도록 가동자에 두 개의 높이조절 블럭이 개재되어 설치되어 광투과홀을 통해 투과되는 레이저광의 폭을 제2방향에서 조절하는 제3슬릿홈이 일측에 형성되는 제3슬릿 플레이트와;
    상기 제2슬릿 이송기구에 의해 제3슬릿 플레이트와 교차되는 제2방향으로 이송되도록 가동자에 세 개의 높이조절 블럭이 개재되어 설치되어 광투과홀을 통해 투과되는 레이저광의 폭을 제2방향에서 조절하는 제4슬릿홈이 일측에 형성되는 제4슬릿 플레이트로 구성되며,
    상기 제1슬릿 플레이트와 상기 제2슬릿 플레이트와 상기 제3슬릿 플레이트와 상기 제4슬릿 플레이트는 각각 높이조절 블럭에 의해 서로 다른 높이로 가동자에 설치되어 이송되는 것을 특징으로 하는 레이저 빔 사이즈 조절기구.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제1슬릿 플레이트와 상기 제2슬릿 플레이트와 상기 제3슬릿 플레이트와 상기 제4슬릿 플레이트는 각각 가동자에 접하거나 높이조절 블럭이 개재되어 설치되는 고정플레이트와;
    상기 고정플레이트의 일측에 연장되도록 형성되는 연장플레이트와;
    상기 연장플레이트의 일측에 고정플레이트와 교차되도록 형성되며 제1슬릿홈과 제2슬릿홈과 제3슬릿홈과 제4슬릿홈 중 하나가 형성되는 광차단 플레이트로 구성되며,
    상기 고정플레이트와 광차단 플레이트의 폭 길이는 각각 연장플레이트의 폭 길이 보다 크도록 형성되는 것을 특징으로 하는 레이저 빔 사이즈 조절기구.
  9. 제7항에 있어서, 상기 제1슬릿 플레이트와 상기 제2슬릿 플레이트와 상기 제3슬릿 플레이트와 상기 제4슬릿 플레이트는 각각 가동자에 클램프로 고정되어 체결되는 것을 특징으로 하는 레이저 빔 사이즈 조절기구.
  10. 레이저광을 발생시켜 조사하는 레이저 발진부와;
    상기 레이저 발진부의 하측에 설치되어 레이저 발진부에서 조사되는 레이저광의 초점을 조절하여 패널로 조사하는 줌렌즈와;
    상기 레이저 발진부와 상기 줌렌즈 사이에 설치되어 레이저 발진부에서 조사되는 레이저광의 폭을 조절하여 상기 줌렌즈로 조사하는 레이저 빔 사이즈 조절기구로 구성되며,
    상기 레이저 빔 사이즈 조절기구는 상측과 하측에 각각 레이저광이 투과되는 광투과홀이 형성되는 케이스와, 상기 케이스의 내측에 제1방향으로 설치되는 제1슬릿 이송기구와, 상기 케이스의 내측에 제1방향과 직교되는 제2방향으로 설치되는 제2슬릿 이송기구와, 상기 제1슬릿 이송기구와 상기 제2슬릿 이송기구에 각각 설치되어 광투과홀을 투과하는 레이저광의 폭을 제1방향과 제2방향에서 각각 조절하는 다수개의 슬릿 플레이트로 이루어지며,
    상기 제1슬릿 이송기구와 상기 제2슬릿 이송기구는 각각 케이스의 하측 커버의 상측에 설치되는 베이스 스테이지와; 상기 베이스 스테이지의 일측과 타측에 각각 설치되는 한 쌍의 LM(Linear Motion) 가이드와; 상기 한 쌍의 LM 가이드 사이에 설치되어 다수개의 슬릿 플레이트가 각각 LM 가이드를 따라 서로 교차되도록 이송시키는 리니어 모터와; 상기 리니어 모터와 대향되도록 하측 커버의 상측에 설치되어 다수개의 슬릿 플레이트의 이송을 가이드하는 가이드홈이 형성되는 가이드 블럭과; 상기 리니어 모터의 일측에 위치되도록 상기 하측 커버의 상측에 설치되어 다수개의 슬릿 플레이트의 이송을 감지하는 센서부로 이루어지며,
    상기 다수개의 슬릿 플레이트는 각각 상기 제1슬릿 이송기구와 상기 제2슬릿 이송기구에 각각 하나 이상의 높이조절 블럭이 개재되어 설치되어 서로 다른 높이로 이송되는 것을 특징으로 하는 레이저 리페어 장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 레이저 발진부는 레이저광을 발생시키는 레이저 발진기와;
    상기 레이저 발진기의 일측에 설치되어 레이저광을 균일하게 하는 콘덴싱 렌즈와;
    상기 콘덴싱 렌즈의 일측에 설치되어 레이저광을 광경로를 변경시키는 하프미러로 구성되는 것을 특징으로 하는 레이저 리페어 장치.
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