KR102403911B1 - 디스플레이 복합 리페어 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전기수력학을 이용하는 잉크토출장치용 노즐 교체장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 리페어 설비의 일단에 다수의 노즐을 보관하고 노즐 교체 신호를 통해 노즐을 자동화 공정으로 교체하고, 노즐 파지 시 힘센서 등을 통해 적절한 힘으로 노즐을 파지함으로써 교체 시 노즐의 파손을 방지하고, 노즐을 토출장치에 장착한 후 솔밸브 등을 통해 노즐을 고정함으로써 별도의 정렬과정이 불필요한 전기수력학을 이용하는 잉크토출장치용 노즐 교체장치에 관한 것이다.
본 발명의 전기수력학을 이용하는 잉크토출장치용 노즐 교체장치 상기 잉크토출장치의 일측에 마련되고, 교체할 노즐이 세로로 세워진 상태에서 보관되는 노즐보관부와, 상기 노즐보관부에 보관된 노즐을 교체 이송하기 위해 노즐의 상부를 파지하는 파지부와, 상기 파지부가 설치되고 파지부에 의해 파지된 노즐을 상기 잉크토출장치의 노즐 장착부로 이송하는 다관절 로봇과, 상기 잉크토출장치의 노즐 장착부에 상기 다관절 로봇 및 파지부에 의해 노즐이 가장착되면 노즐이 정확한 위치에 고정되도록 노즐을 미세 조정하는 고정부를 포함한다.
본 발명의 전기수력학을 이용하는 잉크토출장치용 노즐 교체장치에 따르면 다관절 로봇을 통해 비스듬히 위치한 노즐 장착부에 노즐을 정확하게 교체 장착할 수 있고, 잉크토출장치에 다수의 노즐이 보관된 노즐 보관부를 마련하여 특정 신호만으로 간단히 노즐을 교체할 수 있어 설비의 생산성을 극대화할 수 있으며, 노즐을 가장착한 후 측면에 마련된 고정봉을 통해 정확한 위치로 이동 고정시키므로 별도의 정렬작업이 필요 없어 교체시간이 단축되는 효과가 있다.

Description

디스플레이 복합 리페어 장치{Multiple repair apparatus for display}

본 발명은 디스플레이에 발생한 결함을 리페어하는 장치에 대한 것이다. 보다 상세하게는 디스플레이 제조공정 중에는 이물이나 공정 이상에 의해 다양한 결함이 발생하고 이러한 결함은 한 가지만 있는 것이 아니라 여러 가지 형태가 있고 본 발명은 여러 가지 형태의 결함을 하나의 장치에서 리페어하는 디스플레이 복합 리페어 장치에 대한 것이다.

최근 반도체 소자 뿐만 아니라 FPD(Flat Panel Display)로 통칭되는 LCD, OLED 등의 평면 패널 디스플레이들은 단위면적당 더 많은 많은 픽셀을 구현하기 위해 각 픽셀을 구동하는 회로소자들이 더욱 작아지고 있다. 그에 따라 제조공정 중 다양한 결함이 발생하고 있는데 이러한 결함을 수리하는 리페어 설비는 FPD 제조공정에 필수적인 공정이다.

FPD에 발생되는 결함은 이물에 의해 발생하는 결함뿐만 아니라 공정 조건의 이상 또는 일시적 오류에 의해 형성되는 결함도 발생하고 원인을 알 수 없는 결함 등 다양한 형태의 결함이 발생한다. 이렇게 다양한 형태의 결함은 각 결함의 특성에 맞춰 리페어 공정을 수행하여야 하는데 종래의 리페어 장치는 한 가지 형태의 리페어 공정만을 수행할 수 있고 다양한 형태의 결함은 각 결함을 리페어 하는 장치를 순차적으로 배치하여 리페어를 수행하였다. 이렇게 디스플레이에 발생하는 결함을 모두 수리하기 위해서는 여러 대의 리페어 설비가 필요하므로 리페어 공정을 수행하는데 많은 시간이 소요되고 여러 대의 리페어 설비가 설치되어야 하므로 비용이나 공간적으로 비효율적인 문제가 있었다.

또한, 통상 리페어 공정은 크린룸 환경에서 이루어지던지 공기 중의 특정 성분에 의해 디스플레이가 변형을 일으키는 경우가 발생할 수 있어 질소로 충진된 챔버 내에서 리페어 공정이 이루어지는 경우가 있고 이럴 경우 리페어 장치의 소모성 부품 예를 들어 돌기 결함을 리페어하기 위한 연마 테이프나 잉크를 토출하여 리페어하는 경우 잉크가 충진된 노즐과 같이 교체가 필요한 경우 리페어 장치의 가동을 중지하고 교체한 후 다시 질소 분위기를 형성하여야 하므로 교체에 많은 시간이 소요되러 리페어 설비의 운용효율성이 떨어지는 문제가 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 다양한 형태의 결함을 하나의 설비에서 한꺼번에 리페어할 수 있고 리페어 공정 중 소모성 부품을 다관절 로봇을 통해 자동으로 교체할 수 있고 하나의 다관절 로봇으로 연마 테이프와 잉크 리페어 모듈의 노즐을 모두 교체할 수 있는 디스플레이 복합 리페어 장치를 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명의 디스플레이 복합 리페어 장치는 디스플레이의 결함을 리페어하는 리페어장치에 있어서, 결함이 있는 상기 디스플레이를 파지하는 스테이지와, 상기 디스플레이 내에 리페어할 결함 중 미리 설정된 일정 형태의 결함을 리페어하기 위해 잉크를 토출하는 노즐부를 포함하는 잉크 리페어 모듈과, 상기 디스플레이의 결함 중 돌기 형태의 결함을 연마테이프 모듈을 통해 리페어하는 돌기 리페어 모듈을 포함한다.

또한, 상기 돌기 리페어 모듈 내에 연마 테이프 모듈을 교체하고, 상기 잉크 리페어 모듈 내의 노즐부를 교체하기 위한 다관절 로봇을 더 포함한다.

또한, 상기 스테이지의 일측에는 상기 다관절 로봇에 의해 교체되거나 장착될 노즐부 또는 연마 테이프 모듈을 보관하기 위한 보관부가 설치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 다관절 로봇은 끝단에 상기 연마 테이프 모듈을 교체하기 위한 테이프 모듈 파지부와 상기 노즐부를 교체하기 위한 노즐 파지부 모두 설치되는 로봇핸드를 더 포함한다.

또한, 상기 테이프 모듈파지부와 노즐 파지부는 상기 로봇핸드를 중심으로 양측에 설치되고 상기 로봇핸드는 상기 연마 테이프 모듈과 노즐부의 교체에 따라 회전 가능하게 상기 다관절 로봇의 끝단에 설치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 잉크 리페어 모듈은 일정한 기울기로 양측에 마련되는 두 개의 노즐부와 중앙부에 레이저를 조사하거나 잉크 리페어 상태를 체크하기 위한 광학모듈을 포함하고, 상기 노즐부는 전기수력학을 이용하여 잉크를 토출하는 노즐부인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 잉크 리페어 모듈 또는 돌기 리페어 모듈에 의해 리페어 공정이 수행된 후 리페어 결과의 성공여부를 리뷰하기 위한 리뷰 광학부를 더 포함한다.

이상과 같은 구성의 본 발명은 다양한 형태의 결함을 하나의 설비에서 모두 리페어할 수 있는 효과가 있다.

또한, 다관절 로봇을 통해 리페어 장치의 소모성 부품을 질소 분위기를 유지하면서 자동교체하여 설비의 생산성을 극대화할 수 있다.

또한, 하나의 다관절 로봇을 통해 여러 가지 형태의 소모성 부품을 교체하여 설비의 운용효율성을 높일 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 디스플레이 복합 리페어 장치의 사시도이고,
도 2는 본 발명의 잉크 리페어 모듈, 돌기 리페어 모듈 및 리뷰 광학부를 포함하는 A의 확대도이고,
도 3은 본 발명의 다관절 로봇과 다관절 로봇 끝단에 마련되는 로봇핸드의 사시도이고,
도 4는 본 발명의 다관절 로봇에 의해 연마 테이프 모듈이 교체되는 과정을 나타내는 도면이고,
도 5는 본 발명의 다관절 로봇에 의해 노즐부가 교체되는 과정을 나타내는 도면이다.

이하에서 도면을 참조하여 본 발명에 따른 디스플레이 복합 리페어 장치에 대해 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 디스플레이 복합 리페어 장치의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 잉크 리페어 모듈, 돌기 리페어 모듈 및 리뷰 광학부를 포함하는 A의 확대도이고, 도 3은 본 발명의 다관절 로봇과 다관절 로봇 끝단에 마련되는 로봇핸드의 사시도이고, 도 4는 본 발명의 다관절 로봇에 의해 연마 테이프 모듈이 교체되는 과정을 나타내는 도면이고, 도 5는 본 발명의 다관절 로봇에 의해 노즐부가 교체되는 과정을 나타내는 도면이다.

본 발명의 디스플레이 복합 리페어 장치는 디스플레이의 제조 공정 중 발생하는 결함을 리페어하는 공정을 수행하는 장치로서 종래에는 리페어의 종류에 따라 별도의 장치를 활용함에 따라 설비의 숫자가 많아지고 리페어 공정을 모두 수행하는데 많은 시간이 걸릴 뿐만 아니라 질소가 충진된 챔버 내에서 리페어 공정이 이루어짐에 따라 소모 부품을 교체하는데 많은 시간이 걸렸던 문제가 있고 본 발명은 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위한 디스플레이 복합 리페어 장치에 대한 것이다.

본 발명의 디스플레이 복합 리페어 장치는 다양한 형태의 결함이 있어 이를 리페어하기 위해 리페어할 디스플레이를 파지하는 스테이지(100)와 디스플레이에 존재하는 결함 중 미리 설정된 일정한 형태의 결함을 금속이 포함된 잉크를 노즐부(210)를 통해 토출하고 토출된 잉크를 소결(sintering)하는 공정을 통해 리페어하는 잉크 리페어 모듈(200)과 디스플레이의 결함 중 비정상적으로 돌출된 돌기를 연마 테이프 모듈(310)를 통해 연마하여 리페어하는 돌기 리페어 모듈(300)을 포함하여 다양한 형태의 결함을 하나의 장비에서 리페어할 수 있는 리페어 장치에 대한 것이다.

본 발명의 스테이지(100)는 결함이 있는 디스플레이를 이송 받아 상부에 리페어 공정 중 파지하는 구성이다. 스테이지(100)는 리페어할 디스플레이의 크기에 따라 다양한 사이즈를 가질 수 있고 상부에 디스플레이를 파지하기 위해 음압을 형성할 수 있는 구성을 추가할 수 있고 디스플레이 이송의 편의를 위해 리페어 공정이 끝나면 양압을 형성할 수 있는 구성을 추가할 수도 있다. 또한, 스테이지(100) 상부를 유리 등 빛이 통과할 수 있는 구조로 만들고 하부에 조명을 위한 구성을 추가하여 디스플레이의 결함 위치를 파악하거나 리페어 공정의 성공 여부를 판단하기 위해 사용할 수 있다.

본 발명의 잉크 리페어 모듈(200)은 노즐부(210)를 통해 금속 잉크를 토출하여 디스플레이에 있는 결함을 리페어 하는 구성이다. 본 발명의 잉크 리페어 모듈(200)은 디스플레이의 제조 공정 중 이물에 의해 회로 배선이 단선이 된 경우 회로 배선을 연결하는 wiring 공정이 필요한데 잉크 리페어 모듈(200)은 노즐부(210)를 통해 금속 잉크를 연결할 배선을 따라 토출하고 레이저를 조사하여 소결시켜 배선을 형성한다. 또는 회로 배선이나 디스플레이 상부에 이물이나 제조공정 이상으로 핀홀(pin hole)이 발생한 경우 금속잉크 또는 보호막 등 적절한 재질의 잉크를 이용하여 리페어할 수 있다. 즉, 본 발명의 잉크 리페어 모듈(200)은 여러 가지 다양한 형태의 리페어 공정 중 잉크를 토출하여 리페어할 수 있는 결함을 리페어한다. 본 발명의 잉크 리페어 모듈(200)의 일례가 도 1, 도 4에 도시되어 있는데 본 발명의 잉크 리페어 모듈(200)은 양쪽에 노즐부(210)를 비스듬히 설치하고 중앙에 리페어 되는 과정을 촬영하거나 잉크의 소결을 위한 레이저를 조사하는 광학모듈(220)를 설치하여 리페어 공정을 수행한다. 양쪽에 두 개의 노즐부(210)를 마련함으로써 노즐 교체 주기를 두 배로 늘일 수 있고 노즐마다 다른 잉크를 충진한 후 리페어 형태에 따라 적절한 잉크를 토출하여 사용이 가능한 장점이 있다. 또한, 노즐을 비스듬히 장착하고 중앙에 광학모듈(220)를 마련함으로써 결함부위에 레이저를 정확히 조사할 수 있고 촬영되는 이미지의 왜곡을 막을 수 있는 장점이 있다. 또한, 노즐부(210)는 전기수력학을 통해 잉크가 토출되는 형태의 노즐을 사용하여 토출되는 잉크를 매우 정밀하고 소량으로 조절할 수 있고 토출량, 시기를 손쉽게 조절할 수 있는 장점이 있다. 다만, 노즐부(210)는 노즐 내부의 잉크를 모두 사용한 경우 노즐부(210)를 분리하여 내부에 잉크를 다시 채우던지 새로운 노즐부(210)를 교체 장착하여 사용하여야 한다.

본 발명의 돌기 리페어 모듈(300)은 디스플레이에 이물이 포함되거나 제조 공정 이상으로 돌기가 형성된 결함을 연마 테이프 모듈(310)을 통해 리페어 하는 구성이다. 디스플레이는 여러 번의 증착, 에칭 공정을 통해 제조되는데 이러한 제조 공정 중에 이물이 포함되거나 제조 공정 조건 등 다양한 원인에 의해 미세한 돌기가 형성되는 결함이 발생한다. 이러한 돌기는 다양한 형태로 제거되는데 본 발명은 연마 테이프 모듈(310)을 통해 돌기를 갈아내어 제거한다. 연마 테이프 모듈(310)에는 일측에 연마 테이프가 감겨 있고 돌기를 갈아내기 위해 타측으로 테이프가 이동하면서 하부의 돌기를 갈아내는데 타측으로 연마 테이프가 모두 이동하면 연마 테이프 모듈(310)을 교체하여야 한다. 이렇게 노즐부(210) 및 연마 테이프 모듈(310)는 소모성 부품으로 일정 시간 사용 후 교체하여야 하는데 종래에는 이를 작업자가 일일이 수동으로 교체함에 따라 챔버 내부의 질소를 빼내고 작업자가 교체하고 다시 질소를 충진하는 등 교체작업에 많은 시간이 소요되고 생산성이 떨어지는 문제가 있었다.

본 발명의 다관절 로봇(400)은 잉크 리페어 모듈(200)의 노즐부(210)나 돌기 리페어 모듈(300)의 연마 테이프 모듈(310)을 자동으로 교체하기 위한 구성이다. 다관절 로봇(400)은 스테이지(100)의 일측에 설치되어 잉크 리페어 모듈(200)의 노즐부(210)나 돌기 리페어 모듈(300)의 연마 테이프 모듈(310)을 교체하는 구성인데 노즐부(210)의 경우 비스듬히 설치되어 있고 교체를 위해서는 연마 테이프 모듈(310) 또는 노즐부(210)를 일측의 보관부(600)에서 꺼내고 교체된 노즐부(210) 등을 보관부(600)로 넣어야 하는 등 다양한 동선으로 이동이 필요하므로 도 2와 같이 2 이상의 관절이 포함된 다관절 로봇(400)을 채용하는 것이 바람직하다.

다관절 로봇(400)의 끝단에는 연마 테이프 모듈(310)을 교체할 때 연마 테이프 모듈(310)을 파지하기 위한 테이프 모듈 파지부(412)와 노즐부(210)를 파지하기 위한 노즐 파지부(414)가 양측에 마련된 로봇핸드(410)가 설치된다. 로봇핸드(410)는 다관절 로봇(400)의 끝단에 회전 가능하도록 설치되어 연마 테이프 모듈(310)을 교체할 때에는 테이프 모듈 파지부(412)가 돌기 리페어 모듈(300) 쪽으로 향하도록 회전하고 노즐부(210)를 교체할 때에는 노즐 파지부(414)가 잉크 리페어 모듈(200) 쪽으로 향하도록 회전하여 하나의 다관절 로봇(400)을 통해 노즐부(210)나 연마 테이프 모듈(310) 모두를 교체할 수 있도록 할 수 있다.

연마 테이프 모듈(310)을 교체하는 과정은 도 3에 도시되어 있는데 우선 돌기 리페어 모듈(300)에 장착된 사용이 끝난 연마 테이프 모듈(310)의 상부 고정부를 풀고 테이프 모듈 파지부(412)를 교체할 연마 테이프 모듈(310)에 고정한 후 탈착하여 보관부(600)에 스톡하고 보관부(600)에서 새로운 연마 테이프 모듈(310)을 꺼내 돌기 리페어 모듈(300)에 장착한 후 고정하는 단계를 통해 연마 테이프 모듈(310)을 교체한다.

잉크 리페어 모듈(200)에서 노즐부(210)를 교체하는 과정도 연마 테이프 모듈(310)을 교체하는 것과 유사한데 노즐부(210)는 비스듬히 설치되어야 하므로 다관절 로봇(400)의 각 관절을 조절하여 각도를 갖도록 한 후 교체하는 것이 연마 테이프 모듈(310)의 교체과정과 차이가 있다.

리뷰 광학부(500)는 돌기를 제거하는 리페어 공정 및 잉크를 토출하여 리페어하는 공정 전에 결함이 있는 부위를 미리 보거나 리페어가 끝난 후 리페어 고정이 성공적으로 수행되었는지 검토하기 위해 디스플레이를 촬영하는 구성이다.

노즐보관부 : 100 파지부 : 200
다관절로봇 : 300 고정부 : 600

Claims (7)

1. 디스플레이의 결함을 리페어하는 리페어장치에 있어서,
   결함이 있는 상기 디스플레이를 파지하는 스테이지와,
   상기 디스플레이 내에 리페어할 결함 중 미리 설정된 일정 형태의 결함을 리페어하기 위해 잉크를 토출하는 노즐부를 포함하는 잉크 리페어 모듈과,
   상기 디스플레이의 결함 중 돌기 형태의 결함을 연마테이프 모듈을 통해 리페어하는 돌기 리페어 모듈을 포함하되,
   상기 돌기 리페어 모듈 내에 연마 테이프 모듈을 교체하고, 상기 잉크 리페어 모듈 내의 노즐부를 교체하기 위한 다관절 로봇을 더 포함하고,
   상기 다관절 로봇은 끝단에 상기 연마 테이프 모듈을 교체하기 위한 테이프 모듈 파지부와 상기 노즐부를 교체하기 위한 노즐 파지부 모두 설치되는 로봇핸드를 더 포함하고,
   상기 테이프 모듈파지부와 노즐 파지부는 상기 로봇핸드를 중심으로 양측에 설치되고 상기 로봇핸드는 상기 연마 테이프 모듈과 노즐부의 교체에 따라 회전 가능하게 상기 다관절 로봇의 끝단에 설치되고,
   상기 노즐 파지부는 비스듬하게 설치된 노즐부의 각도에 맞춰 기울어지도록 각도가 조절되고 노즐부의 측면에 마련된 2개의 고정부를 개방 및 고정하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 복합 리페어 장치.
   
2. 삭제
3. 청구항 1에서,
   상기 스테이지의 일측에는 상기 다관절 로봇에 의해 교체되거나 장착될 노즐부 또는 연마 테이프 모듈을 보관하기 위한 보관부가 설치되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 복합 리페어 장치.
   
4. 삭제
5. 삭제
6. 청구항 1에서,
   상기 잉크 리페어 모듈은 일정한 기울기로 양측에 마련되는 두 개의 노즐부와 중앙부에 레이저를 조사하거나 잉크 리페어 상태를 체크하기 위한 광학모듈을 포함하고,
   상기 노즐부는 전기수력학을 이용하여 잉크를 토출하는 노즐부인 것을 특징으로 하는 디스플레이 복합 리페어 장치.
   
7. 청구항 1에서,
   상기 잉크 리페어 모듈 또는 돌기 리페어 모듈에 의해 리페어 공정이 수행된 후 리페어 결과의 성공여부를 리뷰하기 위한 리뷰 광학부를 더 포함하는 디스플레이 복합 리페어 장치.

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