KR102126378B1 - 위치 제어 장치, 위치 제어 방법 및 이를 포함한 장치 - Google Patents

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Abstract

위치 제어 장치, 위치 제어 방법 및 이를 포함한 장치를 제공한다. 본 위치 제어 장치는, 워크피스를 가공하거나 측정하는 무빙 파트, 무빙 파트의 일면상에 배치되며 레이저를 조사하는 레이저 유닛, 레이저에 대응하는 레이저상이 맺히는 마스크 및 마스크상에 맺힌 레이저상에 대한 정보를 기초로 무빙 파트의 위치를 조절하는 위치 조절부를 포함한다.

Description

위치 제어 장치, 위치 제어 방법 및 이를 포함한 장치{Position controller, controlling method thereof and the apparatus comprising the same}
본 발명은 위치 제어 장치, 위치 제어 방법 및 이를 포함한 장치에 관한 것이다.
표시 장치는 이미지 또는 영상과 같은 시각 정보를 사용자에게 제공하기 위하여 사용되는 장치이다. 이러한 표시 장치는 이미지 또는 영상과 같은 시각 정보를 표현하기 위하여 다양한 형태로 제작되고 있다.
특히, 유기 발광 표시 장치는 유기 화합물을 전기적으로 여기시켜 발광시키는 자발광형 디스플레이로 낮은 전압에서 구동이 가능하고, 박형화가 용이하며 광시야각, 빠른 응답속도 등 액정표지 장치에 있어서 문제점으로 지적된 결점을 해결할 수 있는 차세대 디스플레이로 주목받고 있다.
상기한 표시 장치를 제조하는 과정에서 고정밀, 고집적, 대형화를 지향하게 되었다. 워크피스(workpiece)나 워크피스를 가공하거나 관측하는 장치를 정확한 위치에 배치시켜야 한다. 그리하여 워크피스나 워크피스를 가공하거나 관측하는 장치의 위치가 정확한지 여부를 확인하고 정확한 위치로 이동시키는 위치 제어 장치가 표시 장치의 증착 시스템에 적용되고 있다.
한편, 현재 적용되는 위치 제어 장치는 주로 레이저 및 거울을 이용하여 간섭계를 적용한다. 예를 들어, 워크피스가 놓인 스테이지상에 거울을 배치시키고 외부에 간섭계를 배치시켜 지속적으로 스테이지의 위치를 관찰하거나, 반대로 스테이지상에 간섭계를 배치시키고 외부에 거울을 배치시켜 지속적으로 스테이지의 위치를 관찰한다.
그러나, 스테이지가 대형화됨에 따라 대형의 고정밀 거울을 제작하는데 어려움이 있을 뿐만 아니라 비용이 증가하는 문제점이 발생하게 되었다. 이러한 문제점을 극복하고자 여러 개의 작은 거울을 조합하여 대형 거울을 대체하는 연구가 지속되고 있지만, 복수 개의 거울들을 서로 정밀하게 정렬해야 하는 새로운 문제점이 발생하게 되었다. 또한, 간섭계를 이용하면 주변 온도 및 습도가 간섭계의 정밀도에 영향을 미치기 때문에 온도 및 습도를 일정하게 유지하기 위한 추가적인 장치가 필요하게 되는 문제점도 있다.
본 발명은 간단한 구조를 가지면서 정밀하게 위치를 제어할 수 있는 위치 제어 장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 위치 제어 장치는, 워크피스를 가공하거나 측정하는 무빙 파트; 상기 무빙 파트의 일면상에 배치되며 레이저를 조사하는 레이저 유닛; 상기 레이저에 대응하는 레이저상이 맺히는 마스크; 및 상기 마스크상에 맺힌 상기 레이저상에 대한 정보를 기초로 상기 무빙 파트의 위치를 조절하는 위치 조절부;를 포함한다.
그리고, 상기 레이저상을 촬영하는 촬영부; 및 상기 촬영부에 인가된 영상으로부터 상기 레이저 상에 대한 좌표 및 모양 중 적어도 하나를 결정하고, 상기 레이저상에 대한 좌표 및 모양 중 적어도 하나로부터 무빙 파트의 현재 위치를 결정하는 제어부;를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 레이저상이 상기 레이저 유닛에서 방사되는 레이저의 모양인 기준 상과 동일하면 상기 무빙 파트는 상기 마스크와 나란하게 배치된 것으로 결정할 수 있다.
그리고, 상기 제어부는, 상기 레이저상이 상기 레이저 유닛에서 방사되는 레이저의 모양인 기준 상과 다르면 상기 무빙 파트는 상기 마스크를 기준으로 기울어진 것으로 결정할 수 있다.
또한, 상기 레이저 유닛, 상기 마스크 및 촬영부는 동일 선상에 배치될 수 있다.
그리고, 상기 마스크는, 상기 레이저 유닛과 상기 촬영부 사이에 배치될 수 있다.
또한, 상기 마스크는, 투명 재질상에 일정한 패턴이 형성될 수 있다.
그리고, 상기 패턴은, 제1 단위 간격으로 2차원으로 배열된 제1 마크를 포함할 수 있다.
또한, 상기 패턴은, 상기 제1 단위보다 작은 제2 단위 간격으로 2차원 배열된 제2 마크를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 위치 조절부는, 상기 무빙 파트를 제1 단위 이상으로 이동시키는 제1 조절부; 및 상기 무빙 파트를 상기 제1 단위보다 작은 제2 단위로 이동 및 상기 무빙 파트의 회전 이동 중 적어도 하나로 이동시키는 제2 조절부;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 레이저 유닛은, 상기 무빙 파트의 일면상에 나란하게 배치되는 제1 및 제2 레이저 유닛;을 포함할 수 있다.
그리고, 상기 레이저상에 대한 정보는, 상기 제1 및 제2 레이저 유닛 각각에 대응하는 제1 및 제2 레이저상간의 벡터 정보를 포함할 수 있다.
또한, 상기 레이저 유닛은, 상기 무빙 파트의 일면상에 나란하게 배치되는 제1 내지 제3 레이저 유닛;을 포함할 수 있다.
그리고, 상기 레이저상에 대한 정보는, 상기 제1 내지 제3 레이저 유닛 각각에 대응하는 제1 내지 제3 레이저상을 모서리로 하는 다각형에 대한 정보를 포함할 수 있다.
또한, 상기 무빙 파트는, 잉크 젯 헤드 유닛, 다이 코트 유닛, 레이저 조사 헤드 유닛 중 어느 하나일 수 있다.
그리고, 상기 워크피스, 상기 무빙 파트, 상기 레이저 유닛 및 상기 마스크는 순차적으로 배치될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 가공 장치는, 앞서 기술한 위치 제어 장치 및 상기 워크피스를 지지하는 스테이지;를 포함하고, 상기 무빙 파트는 상기 워크피스를 가공하는 수단일 수 있다.
한편 본 발명의 일 실시예에 따른 측정 장치는 앞서 기술한 위치 제어 장치 및 상기 워크피스를 지지하는 스테이지;를 포함하고, 상기 무빙 파트는 상기 워크피스를 측정하는 측정 수단일 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 제어 방법은, 워크피스를 가공하거나 측정하는 무빙 파트를 제1 단위이상으로 이동하는 단계; 상기 무빙 파트의 일면상에 배치된 레이저 유닛이 상기 무빙 파트의 후방 영역에 배치된 마스크에 레이저를 조사하는 단계; 및 상기 마스크에 맺힌 상기 레이저상에 대한 정보를 기초로 상기 무빙 파트를 상기 제1 단위보다 작은 제2 단위로 이동하는 단계;를 포함한다.
그리고, 상기 레이저 상에 대한 정보는, 상기 레이저상이 한 개이면 상기 레이저상의 모양 및 좌표 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 레이저 상이 두 개이면 상기 두 개의 레이저상의 벡터 정보를 포함하며, 상기 레이저 상이 세 개이면 상기 세 개의 레이저 상을 모서리로 하는 다각형에 대한 정보를 포함한다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따르면, 거울없이 무빙 파트의 위치를 측정하고, 보다 정밀하게 무빙 파트의 위치를 제어할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 제어 장치의 개략적인 분해 사시도이다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크를 예시적으로 도시한 도면이다.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 무빙 파트를 수평 이동시키는 방법을 설명하기 위한 참조도면이다.
도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 무빙 파트를 회전 이동시키는 방법을 설명하기 위한 참조도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 위치 제어 장치를 도시한 도면이다.
도 5a 내지 도 5c는 두 개의 레이저 유닛을 이용한 무빙 파트의 위치를 결정하는 방법을 설명하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 위치 제어 장치를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 증착장치의 일부를 개략적으로 도시하는 사시도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광 디스플레이 장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있는 것으로, 이하의 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 또한 설명의 편의를 위하여 도면에서는 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
한편, 층, 막, 영역, 판 등의 각종 구성요소가 다른 구성요소 “상에” 있다고 할 때, 이는 다른 구성요소 "바로 상에" 있는 경우뿐 아니라 그 사이에 다른 구성요소가 개재된 경우도 포함한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 제어 장치(100)의 개략적인 분해 사시도이다. 도 1를 참조하면, 위치 제어 장치(100)는 워크피스(10)를 가공하거나 측정하는 무빙 파트(110), 무빙 파트(110)의 일면상에 배치되며 레이저를 조사하는 레이저 유닛(120), 레이저에 대응하는 상(이하 '레이저상' 이라고 한다)(132) 이 맺히는 마스크(130) 및 상기 레이저상(132)에 대한 정보를 기초로 무빙 파트(110)의 위치를 조절하는 위치 조절부(140)를 포함할 수 있다. 뿐만 아니라, 위치 제어 장치(100)는, 마스크(130)에 맺힌 레이저상(132)을 촬영하는 촬영부(150) 및 촬영부(150)에 인가된 영상으로부터 레이저상(132)에 대한 정보를 결정하고 상기한 레이저상에 대한 정보로부터 무빙 파트(110)의 현재 위치를 결정하는 제어부(160)를 더 포함할 수 있다. 뿐만 아니라, 도면에는 도시되어 있지 않지만, 위치 제어 장치(100)는 무빙 파트(110), 마스크(130) 및 촬영부(150) 각각을 지지하는 지지부를 더 포함할 수도 있고, 촬영부(150)의 위치를 조절하는 구동부도 더 포함할 수 있다.
무빙 파트(110)가 워크피스(10)를 가공하는 장치인 경우, 위치 제어 장치(100)는 가공 장치의 일 구성요소가 될 수 있다. 또한, 무빙 파트(110)가 워크피스(10)를 측정하는 장치인 경우, 위치 제어 장치(100)는 측정 장치의 일 구성요소가 될 수 있다. 그리고, 상기한 가공 장치 및 측정 장치는 상기한 워크피스(10)를 지지하는 스테이지를 더 포함할 수 있다.
무빙 파트(110)는 워크피스(10)를 가공하거나 측정하는 장치로서, 워크피스(10)를 가공하거나 측정하고자 하는 목적에 따라 무빙 파트(110)의 종류는 달라질 수 있다. 예를 들어, 워크피스(10)에 잉크 젯 프린팅 방식으로 층을 증착하고자 하는 경우, 상기한 무빙 파트(110)는 잉크 젯 헤드일 수 있다. 또는 워크피스(10)를 자르고자 하는 경우, 무빙 파트(110)는 다이 코트 유닛일 수도 있으며, 워크피스(10)에 레이저를 조사하는 가공을 하고자 하는 경우, 무빙 파트(110)는 레이저 조사 헤드일 수도 있다. 또한, 워크피스(10)의 크기 등 상태를 측정하고자 하는 경우, 무빙 파트(110)는 워크피스(10)의 상태를 측정할 수 있는 광학 장치일 수도 있다.
상기한 무빙 파트(110)는 무빙 파트(110) 본연의 기능(즉, 가공 또는 측정)을 수행하는 기능부와 상기한 기능부를 감싸는 하우징을 포함한다. 기능부의 적어도 일부는 워크피스(10)를 향해 노출되어 있다. 기능부가 노출되어 있는 영역을 무빙 파트(110)의 전단이라고 하고, 워크피스(10)가 있는 공간을 무빙 파트(110)의 전방 영역이라고 한다. 그리고, 무빙 파트(110)의 전단의 반대 영역을 무빙 파트(110)의 후단이라고 하고, 상기한 후단이 향하는 공간을 무빙 파트(110)의 후방 영역이라고 한다.
한편, 레이저 유닛(120)은 무빙 파트(110)의 일면상에 배치되며 레이저를 조사할 수 있다. 레이저 유닛(120)은 무빙 파트(110)의 후단에 배치되는 것이 바람직하다. 그러나, 이에 한정되지 않으며, 레이저 유닛(120)은 무빙 파트(110)의 측단에 배치되어도 무방하다. 도 1에는 레이저 유닛(120)이 하나 도시되어 있으나, 이는 설명의 편의를 도모하기 위함일 뿐 레이저 유닛(120)은 복수 개일 수 있으며 이에 대해서는 후술하기로 한다. 레이저 유닛(120)은 사용자의 명령에 따라 선택적으로 레이저를 조사할 수 있다. 즉, 사용자는 무빙 파트(110)의 현재 위치를 확인하고자 하는 경우 레이저 조사 명령을 입력할 수 있다. 그리하여, 레이저 유닛(120)은 레이저를 조사할 수 있다. 그러나, 이는 일 실시예에 불과할 뿐 레이저 유닛(120)은 연속적으로 또는 주기적으로 레이저를 조사할 수 있음도 물론이다.
마스크(130)는 레이저가 조사되는 공간에 배치되며, 마스크(130)에는 레이저상이 맺힐 수 있다. 예를 들어, 마스크(130)는 무빙 파트(110)의 후방 영역에 배치될 수 있다. 그리하여, 레이저 유닛(120)이 무빙 파트(110)의 후방으로 레이저를 조사하면 마스크(130)상에 레이저상(132)이 직접적으로 맺히게 된다. 상기한 마스크(130)는 투명 재질로 형성되어 레이저 상이 선명하게 맺힐 수 있으며, 일정한 패턴이 형성될 수 있다. 상기한 패턴은 특정 단위 간격으로 2차원으로 배열된 마크를 포함할 수 있으며, 상기한 마크는 무빙 파트(110)의 위치를 정밀하게 조절할 수 있도록 가이드한다. 마크는 격자 모양일 수도 있고, 원형, 타원형, 또는 다각형 등일 수 있으며, 위치를 특정할 수 있는 형태이면 무방할 뿐 형태의 제한은 없다.
상기한 마스크(130)는 나노프린팅(Nanoimprinting), 일렉트로포밍(Electroforming), 나노/마이크로 컨택 프리팅(Nano/Micro Contact Printing) 등의 현재 이용되는 가공 공정으로 복제 공정이 가능하다. 이와 같이 복제 공정으로 다량 생산할 수 있는 마스크(130)를 이용하여 위치 제어 장치(100)를 구현할 수 있기 때문에 기존 거울을 이용한 위치 제어 장치(100)보다 상대적으로 저가의 부품 제작이 가능해진다.
또한, 마스크(130)를 열팽창계수가 낮은 재질로 제작함으로써 외부 환경, 예를 들어, 온도 등의 영향을 최소화시킬 수 있기 때문에 위치 제어의 정밀도를 향상시킬 수 있다.
촬영부(150)는 마스크(130)에 맺힌 레이저상을 촬영한다. 상기한 촬영부(150)는 CCD 카메라일 수 있다. CCD 카메라는 디지털 카메라의 하나로, 전하 결합 소자(charge-coupled device, CCD)를 사용하여 영상을 전기 신호로 변환함으로써 디지털 데이터로 플래시 메모리 등의 기억 매체에 저장하는 장치이다. 촬영부(150)는 CCD 카메라 이외에도 CMOS 카메라로 구현될 수 있다. 상기한 레이저 유닛(120), 마스크(130) 및 촬영부(150)는 동일 선상에 배치되며, 특히 마스크(130)가 레이저 유닛(120)과 촬영부(150) 사이에 배치되기 때문에 촬영부(150)는 레이저상을 정확히 촬영할 수 있다.
제어부(160)는 촬영부(150)에서 인가된 영상으로부터 레이저상에 대한 정보를 획득할 수 있다. 여기서 레이저상에 대한 정보는 마스크(130) 상에서의 레이저상의 좌표 정보 및 모양 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 제어부(160)는 레이저상에 대한 정보로부터 무빙 파트(110)의 현재 위치를 결정할 수 있다. 그리하여, 제어부(160)는 무빙 파트(110)의 현재 위치가 가공 또는 측정하고자 하는 위치(이하 '목표 위치'한다.)인 경우 그 결과를 가공 또는 측정 장치의 제어부(160)에 제공하고, 현재의 위치가 목표 위치가 아닌 경우, 목표 위치로 무빙 파트(110)가 이동할 수 있도록 위치 조절부(140)를 제어할 수 있다.
위치 조절부(140)는 무빙 파트(110)를 제1 단위 이상으로 이동시키는 제1 조절부(142) 및 무빙 파트(110)를 제1 단위보다 작은 제2 단위로 이동시키거나 무빙 파트(110)를 회전 이동시키는 제2 조절부(144)를 포함할 수 있다. 제어부(160)는 무빙 파트(110)의 현재 위치에서 목표 위치로 이동하기 위해 무빙 파트(110)를 제1 단위 이상 이동시켜야 한다고 판단되면, 제어부(160)는 제1 조절부(142)가 무빙 파트(110)를 이동시키도록 제1 조절부(142)를 제어한다. 그리고, 무빙 파트(110)의 현재 위치와 목표 위치의 차이가 상기한 제1 단위 이하이면, 제어부(160)는 제2 조절부(144)가 무빙 파트(110)를 목표 위치로 이동시키도록 제2 조절부(144)를 제어한다. 이와 같이, 제1 및 제2 조절부(144)는 무빙 파트(110)의 이동 구간을 달리하기 때문에 미세 이동이 가능하다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크(130)를 예시적으로 도시한 도면이다. 도 2a에 도시된 바와 같이, 마스크(130)상에는 제1 단위 간격으로 배치된 제1 마크(210)인 격자 구조와 제2 단위 간격으로 배치된 제2 마크(220)인 십자형이 형성될 수 있다. 또는, 도 2b에 도시된 바와 같이, 마스크(130)상에는 제1 단위(230a, 230b, 230c) 간격마다 다른 종류의 마크가 형성될 수 있고, 그리고 제1 단위의 동일한 영역내에는 제2 단위(240a,240b, 240c) 간격으로 동일 종류의 마크가 2차원으로 배열될 수 있다. 이와 같이 마스크(130)에는 위치 정보가 2차원적으로 형성되어 있기 때문에 마스크(130)에 맺힌 레이저상을 이용하면 무빙 파트(110)의 위치를 보다 정밀하게 측정할 수 있다.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 무빙 파트(110)를 수평 이동시키는 방법을 설명하기 위한 참조도면이고, 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 무빙 파트(110)를 회전 이동시키는 방법을 설명하기 위한 참조도면이다.
레이저 유닛(120)이 레이저를 조사하면, 도 3a에 도시된 바와 같이, 마스크(130)상에는 레이저상(310)이 맺힌다. 제어부(160)는 마스크(130)에서의 레이저상(310)의 좌표 정보로부터 무빙 파트(110)의 위치를 결정할 수 있다. 레이저상(310)의 위치가 목표 위치(320)와 상이한 경우, 제어부(160)는 위치 조절부(140)를 제어하여 무빙 파트(110)가 목표 위치(320)로 이동할 수 있도록 한다.
한편, 무빙 파트(110)의 기울어진 정도는 마스크(130)상에 맺히는 레이저 상의 모양으로 결정될 수 있다. 레이저 유닛(120)에서 조사되는 레이저의 모양을 기준 상이라고 한다. 마스크(130)에 맺힌 레이저상이 기준 상과 동일하면, 제어부(160)는 무빙 파트(110)가 마스크(130)와 나란하게 배치 즉, 기울어지지 않는 것으로 결정할 수 있다. 그러나, 마스크(130)에 맺힌 레이저상이 기준 상과 다르면, 제어부(160)는 무빙 파트(110)가 마스크(130)를 기준으로 기울어진 것으로 결정할 수 있다.
예를 들어, 도 3b에 도시된 바와 같이, 무빙 파트(110)가 레이저 상을 기준으로 θ1만큼 기울어져 있다. 레이저 유닛(120)이 레이저를 조사하면, 마스크(130)에서 맺힌 레이저 상은 기준 상의 직경(a)보다 큰 직경(a1)를 갖게 된다. 그리하여, 제어부(160)는 기준 상의 직경(a)과 레이저 상의 직경(a1)을 이용하여 기울어진 정도(θ1)를 결정할 수 있다.
한편, 무빙 파트(110)상에 복수 개의 레이저 유닛(120)이 배치되면 위치 제어 장치(100)는 무빙 파트(110)의 위치를 보다 정밀하게 측정할 수 있고, 제어할 수도 있다. 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 위치 제어 장치(100)를 도시한 도면이다. 도 1과 비교하면, 도 4에 도시된 위치 제어 장치(100)는 무빙 파트(110)의 후단에 제1 및 제2 레이저 유닛(122, 124)이 배치되어 있다. 두 개의 레이저 유닛(120)이 마스크(130)에 레이저를 동시에 조사할 수 있다. 그러면 촬영부(150)는 두 개의 레이저상을 촬영할 수 있으며, 두 개의 레이저 상간의 길이 및 방향 즉, 벡터 정보로부터 무빙 파트(110)의 위치를 보다 용이하게 결정할 수 있다.
도 5a 내지 도 5c는 두 개의 레이저 유닛(120)을 이용한 무빙 파트(110)의 위치를 결정하는 방법을 설명하는 도면이다.
도 5a의 (i)에 도시된 바와 같이, 무빙 파트(110)는 마스크(130)와 평행한 XY 평면상에 서 X축과도 나란하게 배치될 수 있다. 상기와 같은 상태에서 제1 및 제2 레이저 유닛(122, 124)이 마스크(130)에 레이저를 조사하면, 도 5a의 (ii)에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 레이저 상도 X축과 나란하게 맺힌다. 그리고, 제1 및 제2 레이저 상간의 거리(d1)는 제1 및 제2 레이저 유닛(122, 124)간의 거리(d)와 동일하다. 따라서, 제어부(160)는 제1 및 제2 레이저 상의 상대적 위치 및 거리로부터 무빙 파트(110)가 마스크(130)와 평행하면서 X축과 나란하게 배치된 것으로 결정할 수 있다.
한편, 도 5b의 (i)에 도시된 바와 같이, 무빙 파트(110)는 XY평면을 기준으로 기울어져 있으면서 X축과도 나란하게 배치될 수 있다. 상기와 같은 상태에서 제1 및 제2 레이저 유닛(120)이 마스크(130)에 레이저를 조사하면, 도 5b의 (ii)에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 레이저 상은 X축과 나란하게 맺히지만, 제1 및 제2 레이저 간 거리(d2)는 기준 거리(d)보다 크다. 그리하여, 제어부(160)는 제1 및 제2 레이저 상간의 상대적인 방향 정보로부터 무빙 파트(110)는 X축과 나란하다고 결정할 수 있고, 거리로부터 무빙 파트(110)가 마스크(130)을 기준으로 기울어져 있다고 결정할 수 있다.
뿐만 아니라, 도 5c의 (i)에 도시된 바와 같이, 무빙 파트(110)가 마스크(130)와 평행한 XY평면상에서 X축 및 Y축과도 나란하지 않게 배치될 수 있다. 이와 같은 상태에서 제1 및 제2 레이저 유닛(122, 124)에서 마스크(130)에 레이저를 조사할 수 있다. 그러면, 도 5c의 (ii)에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 레이저 상도 X축 및 Y축과 나란하지 않게 맺히지만, 제1 및 제2 레이저 상간의 거리(d3)는 기준 거리(d)와 동일하다. 그리하여, 제어부(160)는 제1 및 제2 레이저 상간의 거리 및 제1 및 제2 레이저 상간의 상대적 위치 관계로부터 무빙 파트(110)가 Z축을 기준으로 기울어졌다고 결정할 수 있다.
이와 같이, 두 개의 레이저 유닛을 이용하면, 무빙 파트가 Z축을 기준으로 기울어졌는지, Y축을 기준으로 기울어졌는지 여부 및 기울어진 정도를 결정할 수 있다. 그러나, 두 개의 레이저 유닛으로 기울어짐이 Z축을 기준으로 +방향인지 -방향인지 결정할 수 없다. 그리하여, 위치 제어 장치는 3개의 레이저 유닛을 이용할 수도 있다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 위치 제어 장치(100)를 도시한 도면이다. 도 1과 비교하면, 도 6에 도시된 위치 제어 장치(100)는 무빙 파트(110)의 후단에 세 개의 레이저 유닛(120)이 배치되어 있다. 세 개의 레이저 유닛(120)은 동시에 마스크(130)에 레이저를 조사할 수 있다. 그러면 촬영부(150)는 세 개의 레이저상(120)을 촬영할 수 있으며, 세 개의 레이저 상을 모서리로 하는 다각형(137)의 모양, 크기 등을 이용하여 무빙 파트(110)의 위치를 결정할 수 있다. 예를 들어, 세 개의 레이저 유닛(120)이 정삼각형 형태로 배치된 상태에서, 세 개의 레이저 상을 연결한 도형이 정삼각형이고 크기도 세 개의 레이저 유닛(120)간을 연결한 도형의 크기와 동일하면, 제어부(160)는 무빙 파트(110)가 마스크(130)를 기준으로 기울어지지 않는 것으로 결정할 수 있다. 그러나, 세 개의 레이저 상을 연결한 도형의 모양 또는 크기가 변경된 경우, 변경된 정도를 이용하여 제어부(160)는 기울어진 정도 및 기울어진 방향을 결정할 수 있다.
레이저 유닛이 복수 개인 경우, 복수 개의 레이저 유닛은 무빙 파트의 후단에 배치된다고 하였으나, 이에 한정되지 않는다. 복수 개의 레이저 유닛 중 하나는 무빙 파트의 후단에 배치되고, 나머지는 무빙 파트의 측단에 배치될 수도 있다. 그리하여, 각 레이저 상의 절대 좌표를 이용하여 제어부는 무빙 파트의 좌표 정보 및 틸트 정보를 획득할 수 있음도 물론이다.
또한, 하나의 위치 제어 장치에 복수 개의 무빙 파트가 포함될 수도 있다. 복수 개의 무빙 파트는 독립적으로 동작할 수도 있고, 서로 연동하여 동작할 수도 있다. 이와 같은 경우, 제어부는 각 무빙 파트의 위치를 독립적 또는 연동하여 결정할 수 있음도 물론이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 증착장치의 일부를 개략적으로 도시하는 사시도이다. 증착장치는 패터닝 슬릿 시트를 포함할 수 있다. 패터닝 슬릿 시트(180)는 대략 창문틀과 같은 형태의 프레임(185)과 이에 용접 등의 방식으로 결합된 시트(183)를 가질 수 있다. 시트(183)에는 예컨대 X축 방향을 따라 복수개의 패터닝 슬릿(181)들이 형성될 수 있다. 증착원(110)내에 배치된 증착물질(115)은 히터에 의해 증발되어 증착원 노즐부(170)의 증착원 노즐(171)을 통해 방출되어 패터닝 슬릿 시트(180)의 패터닝 슬릿(181)을 지나 기판(10) 상에 안착될 수 있다. 이때, 증착원(110) 및/또는 증착원 노즐부(170)와 패터닝 슬릿 시트(180)는 필요에 따라 연결 부재(137)에 의해서 결합되도록 할 수도 있다.
한편, 유기발광 디스플레이 장치를 제조함에 있어서, 발광층을 포함하는 중간층을 형성할 시, 디스플레이 영역 전체에 걸쳐 일체(一體)의 형태인 공통층을 형성해야 할 수도 있고, 디스플레이 영역 중 사전설정된 영역에만 위치하는 패턴층을 형성해야 할 수도 있다. 증착원(110) 및/또는 증착원 노즐부(170)와 패터닝 슬릿 시트(180)을 기판과 평행하게 이동시키면서 패턴층을 형성할 수 있다. 이때, 증착원(110) 및/또는 증착원 노즐부(170)와 패터닝 슬릿 시트(180)의 현재 위치를 확인하고 목표 위치로 이동시키기 위해 증착원의 후단에 레이저 유닛(120)이 배치될 수 있고, 증착원의 후단에는 마스크(130)가 배치될 수 있다. 그리하여, 마스크(130)에 맺힌 레이저상에 대한 정보를 이용하여 증착원(110) 및/또는 증착원 노즐부(170)와 패터닝 슬릿 시트(180)의 현재 위치를 결정할 수 있다.
그리고, 상기한 위치 제어 장치가 적용된 증착 장치를 이용하여 유기발광 디스플레이 장치를 제조할 수도 있다. 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광 디스플레이 장치를 개략적으로 도시한 단면도이다. 도 8을 참조하면, 유기발광 디스플레이 장치의 각종 구성요소는 기판(50) 상에 형성된다. 기판(50)은 투명한 소재, 예컨대 글라스재, 플라스틱재, 또는 금속재로 형성될 수 있다.
기판(50) 상에는 버퍼층(51), 게이트절연막(53), 층간절연막(55) 등과 같은 공통층이 기판(50)의 전면(全面)에 형성될 수 있고, 채널영역(52a), 소스컨택영역(52b) 및 드레인컨택영역(52c)을 포함하는 패터닝된 반도체층(52)이 형성될 수도 있으며, 이러한 패터닝된 반도체층과 함께 박막트랜지스터(TFT)의 구성요소가 되는 게이트전극(54), 소스전극(56) 및 드레인전극(57)이 형성될 수 있다.
또한, 이러한 박막트랜지스터(TFT)를 덮는 보호막(58)과, 보호막(58) 상에 위치하며 그 상면이 대략 평탄한 평탄화막(59)이 기판(50)의 전면에 형성될 수 있다. 이러한 평탄화막(59) 상에는 패터닝된 화소전극(61), 기판(50)의 전면에 대략 대응하는 대향전극(63), 그리고 화소전극(61)과 대향전극(63) 사이에 개재되며 발광층을 포함하는 다층 구조의 중간층(62)을 포함하는, 유기발광소자(OLED)가 위치하도록 형성될 수 있다. 물론 중간층(62)은 도시된 것과 달리 일부 층은 기판(50)의 전면에 대략 대응하는 공통층일 수 있고, 다른 일부 층은 화소전극(61)에 대응하도록 패터닝된 패턴층일 수 있다. 화소전극(61)은 비아홀을 통해 박막트랜지스터(TFT)에 전기적으로 연결될 수 있다. 물론 화소전극(61)의 가장자리를 덮으며 각 화소영역을 정의하는 개구를 갖는 화소정의막(60)이 기판(50)의 전면에 대략 대응하도록 평탄화막(59) 상에 형성될 수 있다.
이와 같은 유기발광 디스플레이 장치의 경우, 전술한 실시예들에 따른 증착장치가 적용될 수 있다. 예컨대 전술한 실시예들에 따른 증착장치나 유기발광 디스플레이 장치 제조방법을 이용하여 중간층(62)을 형성할 수 있다. 예컨대, 중간층(62)이 포함할 수 있는 홀 주입층(HIL: Hole Injection Layer), 홀 수송층(HTL: Hole Transport Layer), 발광층(EML: Emission Layer), 전자 수송층(ETL: Electron Transport Layer), 전자 주입층(EIL: Electron Injection Layer) 등을 전술한 실시예들에 따른 증착장치나 유기발광 디스플레이 장치 제조방법을 이용하여 형성할 수 있다.
즉, 중간층(62)의 각 층을 형성할 시, 증착원, 증착원 노즐부 및 패터닝 슬릿 시트를 갖는 증착 어셈블리가, 피증착용 기판, 구체적으로는 화소전극(61)까지 형성된 기판과 소정 간격 이격되도록 배치된 상태에서, 증착 장치는 기판을 기준으로 상대적으로 이동하면서 증착할 수 있다. 증착 장치는 증착원의 위치를 정밀하게 제어할 수 있는 위치 제어 장치가 있기 때문에 증착 장치는 대면적 기판에도 정확하게 특정 영역에 중간층 등을 정확하게 증착할 수 있다. 그리하여, 고품질의 유기발광 디스플레이 장치를 구현할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
10: 워크피스 100: 위치 제어 장치
110: 무빙 파트 120: 레이저 유닛
130: 마스크 140: 위치 조절부
142: 제1 조절부 144: 제2 조절부
150: 촬영부 160: 제어부

Claims (20)

  1. 워크피스를 가공하거나 측정하는 무빙 파트;
    상기 무빙 파트의 일면상에 배치되며 레이저를 조사하는 레이저 유닛;
    상기 레이저에 대응하는 레이저상이 맺히는 마스크; 및
    상기 마스크상에 맺힌 상기 레이저상에 대한 정보를 기초로 상기 무빙 파트의 위치를 조절하는 위치 조절부;를 포함하며,
    상기 위치 조절부는,
    상기 무빙 파트를 제1 단위 이상으로 이동시키는 제1 조절부; 및
    상기 무빙 파트를 상기 제1 단위보다 작은 제2 단위로 이동 및 상기 무빙 파트의 회전 이동 중 적어도 하나로 이동시키는 제2 조절부;를 포함하는 위치 제어 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 레이저상을 촬영하는 촬영부; 및
    상기 촬영부에 인가된 영상으로부터 상기 레이저 상에 대한 좌표 및 모양 중 적어도 하나를 결정하고, 상기 레이저상에 대한 좌표 및 모양 중 적어도 하나로부터 무빙 파트의 현재 위치를 결정하는 제어부;를 더 포함하는 위치 제어 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 레이저상이 상기 레이저 유닛에서 방사되는 레이저의 모양인 기준 상과 동일하면 상기 무빙 파트는 상기 마스크와 나란하게 배치된 것으로 결정하는 위치 제어 장치.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 레이저상이 상기 레이저 유닛에서 방사되는 레이저의 모양인 기준 상과 다르면 상기 무빙 파트는 상기 마스크를 기준으로 기울어진 것으로 결정하는 위치 제어 장치.
  5. 제 2항에 있어서,
    상기 레이저 유닛, 상기 마스크 및 촬영부는 동일 선상에 배치되는 위치 제어 장치.
  6. 제 2항에 있어서,
    상기 마스크는,
    상기 레이저 유닛과 상기 촬영부 사이에 배치되는 위치 제어 장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 마스크는,
    투명 재질상에 일정한 패턴이 형성된 위치 제어 장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 패턴은,
    제1 단위 간격으로 2차원으로 배열된 제1 마크를 포함하는 위치 제어 장치.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 패턴은,
    상기 제1 단위보다 작은 제2 단위 간격으로 2차원 배열된 제2 마크를 포함하는 위치 제어 장치.
  10. 삭제
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 레이저 유닛은,
    상기 무빙 파트의 일면상에 나란하게 배치되는 제1 및 제2 레이저 유닛;을 포함하는 위치 제어 장치.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 레이저상에 대한 정보는,
    상기 제1 및 제2 레이저 유닛 각각에 대응하는 제1 및 제2 레이저상간의 벡터 정보를 포함하는 위치 제어 장치.
  13. 제 1항에 있어서,
    상기 레이저 유닛은,
    상기 무빙 파트의 일면상에 나란하게 배치되는 제1 내지 제3 레이저 유닛;을포함하는 위치 제어 장치.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 레이저상에 대한 정보는,
    상기 제1 내지 제3 레이저 유닛 각각에 대응하는 제1 내지 제3 레이저상을 모서리로 하는 다각형에 대한 정보를 포함하는 위치 제어 장치.
  15. 제 1항에 있어서,
    상기 무빙 파트는,
    잉크 젯 헤드 유닛, 다이 코트 유닛, 레이저 조사 헤드 유닛 중 어느 하나인 위치 제어 장치.
  16. 제 1항에 있어서,
    상기 워크피스, 상기 무빙 파트, 상기 레이저 유닛 및 상기 마스크는 순차적으로 배치된 위치 제어 장치.
  17. 제 1항 내지 제9항 및 제11항 내지 제16항 중 어느 한 항에 따른 위치 제어 장치; 및
    상기 워크피스를 지지하는 스테이지;를 포함하고,
    상기 무빙 파트는 상기 워크피스를 가공하는 가공수단인 가공 장치.
  18. 제 1항 내지 제9항 및 제11항 내지 제16항 중 어느 한 항에 따른 위치 제어 장치;
    상기 워크피스를 지지하는 스테이지;를 포함하고,
    상기 무빙 파트는 상기 워크피스를 측정하는 측정 수단인 측정 장치.
  19. 워크피스를 가공하거나 측정하는 무빙 파트를 제1 단위이상으로 이동하는 단계;
    상기 무빙 파트의 일면상에 배치된 레이저 유닛이 상기 무빙 파트의 후방 영역에 배치된 마스크에 레이저를 조사하는 단계; 및
    상기 마스크에 맺힌 상기 레이저상에 대한 정보를 기초로 상기 무빙 파트를 상기 제1 단위보다 작은 제2 단위로 이동하는 단계;를 포함하는 위치 제어 방법.
  20. 제 19항에 있어서,
    상기 레이저 상에 대한 정보는,
    상기 레이저상이 한 개이면 상기 레이저상의 모양 및 좌표 중 적어도 하나를 포함하고,
    상기 레이저 상이 두 개이면 상기 두 개의 레이저상의 벡터 정보를 포함하며,
    상기 레이저 상이 세 개이면 상기 세 개의 레이저 상을 모서리로 하는 다각형에 대한 정보를 포함하는 위치 제어 방법.
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