KR20050121937A - 액정토출장치 및 액정 토출량 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 액정토출장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기판에 토출되는 액정의 양을 더욱 빠르고 정확하게 측정할 수 있는 액정토출장치 및 액정 토출량 제어방법을 제공하기 위한 것이다.

이를 위하여, 본 발명은, 프레임과; 상기 프레임상에 설치되고 그 상면에 기판이 안착되는 테이블과; 상기 테이블과의 상대운동을 통하여 기판에 액정을 토출하되, 적하(Dropping)되는 액정 한 방울의 양을 조절할 수 있는 액정토출기와; 그리고, 상기 액정토출기에서 토출된 액정의 형상정보를 통해 액정의 부피를 계측하는 계측수단:을 포함하여 이루어지는 액정토출장치를 제공한다.

그리고, 본 발명은, 액정을 토출하는 단계와; 토출된 액정방울의 표면 각 지점까지의 거리를 측정하는 계측단계와; 상기 계측단계를 통하여 측정된 거리 데이터에 근거하여 실제로 토출된 액정의 부피를 산출하는 데이터 처리단계와; 상기 데이터 처리단계에서 산출된 실제 토출량과 원하는 토출량인 설정량을 비교하여 오차를 구하는 연산단계와; 계산된 오차에 근거하여 액정토출기의 적하량을 보정하는 보정단계:를 포함하여 이루어지는 액정 토출량 제어방법을 제공한다.

Description

액정토출장치 및 액정 토출량 제어방법{Liquid crystal dispensing device and Controlling method for dispensing quantity of liquid crystal by the same}

본 발명은 액정토출장치에 관련된 것으로, 더욱 상세하게는 기판에 토출되는 액정의 양을 무게가 아닌 부피 계측을 통해 보다 빠르고 정확하게 산출할 수 있도록 한 액정토출장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.

근래에 들어 액정표시장치(LCD : Liquid Crystal Display)는 종래의 음극선관(Cathode-Ray Tube : CRT)을 이용한 영상표시장치에 비하여 그 체적과 무게를 혁신적으로 줄일 수 있다는 이점을 가지고 있어, 음극선관이 적용된 영상표시장치를 대체하여 컴퓨터 모니터나 TV등에 적용되어 널리 보급되는 추세에 있다.

이와같은 액정표시장치의 패널은 통상 TFT(Thin Film Trsnsistor : 박막트랜지스터)기판과 칼라필터 기판 그리고 그 사이에 주입되는 액정층으로 구성되며, 상기 TFT기판 상에는 종횡으로 데이터 배선 및 게이트배선이 배치되어 화소영역을 정의하고, 상기 데이터 배선과 게이트 배선이 교차하는 부위에는 스위칭 소자로서 TFT기판 배치되며, 상기 화소영역에는 상기 박막트랜지스터와 연결되는 화소전극이 배치된다.

이러한 두 기판의 사이에 액정층을 형성하기 위해서, 종래에는 두 기판을 합착한 후에 진공 분위기를 이용하여 그 사이의 공간으로 액정을 주입하는 방법이 주로 사용되었으나, 기판의 대형화 추세로 인해 액정 주입에 많은 시간이 소요되고 액정이 주입되지 않는 부위가 발생함에 따라 최근에 들어서는 기판을 합착하기 전에 TFT 기판면에 필요한 액정을 도포하는 ODF(One Drop Filling)공법이 개발되어 보급되고 있는 추세이다.

도 1을 참조하면, 이러한 ODF공법이 적용된 액정토출장치는 프레임(10)과, 상면에 기판을 탑재하는 테이블(20)과, 기판상에 소망하는 양으로 액정을 토출하는 복수개의 액정토출기(40)와, 기판상에 소망하는 형상으로 액정층을 형성할 수 있도록 상기 기판과 액정토출기를 상대적으로 이동시키는 이동장치(30)와, 기판에 토출되는 액정의 양을 무게로서 사전에 계량할 수 있는 전자저울(60)로 구성된다.

일반적으로, 제작되는 기판의 종류와 사이즈에 따라 액정패널 속에 채워질 액정의 종류와 양이 결정되어 있다.

그리고, 이렇게 결정된 총 액정량은 ODF공정을 통해 만족시키게 되는데, 이를 위해서는 기판상에 수십 내지 수백개의 액정방울을 적하하여 필요한 총액정량을 만족시켜야 한다.

그리고, 이를 위해서는 액정토출기에서 토출되는 액정의 양이 정확하게 설정되어 있어야 하며, 그 토출되는 양이 정확히 설정되었는지는 다음과 같은 검증 과정을 거치게 된다.

먼저, 수십 내지 수백회 적하하게 되는 액정 한 방울의 양이 계산상에서 결정된다. 이때, 액정 한 방울의 양은 적하 패턴(액정의 적하수, 액정방울들의 형성모양 등)을 결정한 후, 상기 적하패턴 정보에 따라 결정된다.

그리고, 그 다음으로는 계산상 결정된 액정 한 방울에 대한 양에 근거하여 총액정량에 해당하는 액정 방울을 계량컵(미도시)에 수십 내지 수백 방울 적하한다.

그 후, 상기 액정토출기(40)로부터 적하된 총토출량이 소망하는 총액정량과 일치하는지 여부를 비교 검증하게 되는데, 이는 실제 토출된 양을 계량위치에 구비된 전자저울(60)에 의해 계량함으로써 가능하다.

참고적으로, 액정량 검증단계에 대해서 좀 더 설명하자면, 액정토출장치의 액정토출기(40)를 이동장치(30)에 의해 프레임(10)상에 구비된 계량위치로 이동시킨다.

상기 계량위치에는 토출되는 액정을 수용하기 위한 계량컵(미도시)과, 상기 계량컵(미도시)에 수용된 액정의 무게를 계측하는 전자저울(60)이 구비되어 있다. 또한, 계량컵(미도시)에 이물질이 들어가 계측 오차를 발생시키는 것을 방지하기 위한 보호도어(미도시)가 구비된다.

따라서, 액정토출기(40)가 계량위치에 도달하게 되면 보호도어(미도시)가 열리게 되고, 전자저울내의 계량컵(미도시)에 액정이 토출된다.

이 때, 토출되는 액정이 외부로 튀지않도록 상기 액정토출기(40)가 토출에 적절한 높이로 하강하게된다.

계량컵(미도시)에 액정이 토출되면 상기 액정토출기(40)는 상승하고, 상기 보호도어(미도시)가 닫히게 되어 토출된 액정의 무게를 계측한다.

한편, 상기와 같은 과정으로, 전자저울(60)에 의해 계량된 액정의 무게(즉, 계산상 결정된 액정 한 방울의 양에 근거하여 토출된 총액정량)와 소망하는 총액정량을 비교하여 차이가 있을 경우에는, 그 차이를 연산한 후, 연산된 차이에 대응하여 상기 액정토출기(40)에서 토출되는 액정량을 설정량과 맞추기 위한 보정작업을 수행하게 된다.

만약, 전자저울(60)에 의해 실제 계량된 액정량이 설정된 액정량 보다 작은 경우에는, 토출량이 늘어나도록 액정토출기(40)를 기구적으로 제어하여 적하되는 액정 방울의 무게를 늘려주고, 실제 계량된 액정량이 설정된 액정량보다 큰 경우에는 상기 액정토출기(40)를 전술한 바와는 달리 적하되는 액정 방울의 무게를 줄여주는 방향으로 제어하게 된다.

상기 액정토출기(40)에는 기구적으로 토출량을 보정할 수 있는 적하량 조절수단(dropping volume adjusting means; 미도시)이 구비되어 있으며, 이 액정량 조절수단은 펌프식으로 작동하여 유입량 및 토출량을 가변시키게 된다.

한편, 상기한 바와 같이 보정한 후, 다시 실제 토출량이 설정량과 맞는지를 반복하게 되며, 이러한 과정의 반복을 통해 실제 토출량과 설정량을 일치시켜 토출량 검증과정을 끝마치게 된다.

그리고, 상기와 같은 과정을 거쳐 액정토출기의 액정 토출량의 보정이 완료되면, 반송장치를 이용하여 TFT기판을 반입하여 테이블(20)에 안착시킨 후, 프로그래밍된 토출패턴과 토출량으로 TFT기판상에 액정을 도포하게 된다.

그러나, 이와 같은 종래의 액정토출장치를 이용한 OFD 공정 수행과정에는 다음과 같은 문제점이 있다.

첫째, LCD제조의 ODF공정을 수행함에 있어서는 토출되는 액정의 정량 토출이 매우 중요하다.

사실, 제조 공정상 액정패널 내부에 채워질 액정양을 정확히 제어하기 위해서는 액정의 부피 정보가 필요하지만, 부피측정 및 제어상의 어려움으로 인하여 대신 액정의 무게를 계량하여 간접적으로 토출되는 액정의 양을 제어하는 방법을 취하고 있다.

하지만, 이는 액정방울의 부피를 직접적으로 계측하는 방법이 아니므로 오차가 발생할 수 있는 단점이 있다.

둘째, 액정토출기에서 토출되는 액정방울의 무게는 0.1㎎ 정도의 매우 작은 양이므로, 이러한 액정방울의 무게를 측정하기 위해서는 0.01㎎ 단위로 계량하는 매우 정밀한 고가의 전자저울이 구비되어야 하는 단점이 있다.

특히, 이러한 정밀 전자저울은 정밀 계량을 위해서 외부로부터의 영향 및 기계적 영향을 최소화하기 위한 부가적 장치가 필요하게 된다.

즉, 이렇게 민감한 전자저울은 매우 작은 진동에도 민감하므로 정확한 계측을 위해서 액정토출장치를 기초를 이루는 프레임을 수십톤의 무게를 갖도록 매우 무겁게 제작하여 외부진동에 대비하고, 이에 덧붙여 별도의 외진 흡수장치나 방진장치등이 구비되어 외부의 진동에 의한 영향을 최소화해야 하므로 액정토출장치의 구조가 복잡해지고 제조 비용이 높아지는등의 단점이 있었다.

셋째, 상기한 바와 같이 방진을 위하여 별도의 부가장치를 구비하더라도, 정밀 전자저울의 특성상 계량에만도 수십초 이상의 시간이 소요되고, 장비내의 진동이 계속될 경우 안정화되는데까지 수시간 내지 수십시간 이상이 소요됨으로 인해, 액정표시장치 제조를 위한 제조라인의 정지등을 인해 액정패널의 생산성에 심각한 악영향을 미치게 되는등 많은 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, LCD 제조를 위한 액정패널 제조시, 토출되는 액정양을 무게가 아닌 전자저울이 아닌 거리측정센서를 이용하여 계측하고 이를 부피로 산출함으로써, 장비의 진동등의 측정환경에 민감하지 않는 측정수단이 적용되는 액정토출장치 및 액정 토출량 제어방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 프레임과; 상기 프레임상에 설치되고 그 상면에 기판이 안착되는 테이블과; 상기 테이블과의 상대운동을 통하여 기판에 액정을 토출하되, 적하(Dropping)되는 액정 한 방울의 양을 조절할 수 있는 액정토출기와; 상기 액정토출기에서 토출된 액정의 형상 정보를 통해 액정의 부피를 계측하는 계측수단;을 포함하여 이루어지는 액정토출장치를 제공한다.

이때, 상기 계측수단은, 비접촉방식으로 액정의 부피를 계량하기 위해 액정 표면 각지점까지의 거리를 계측하는 거리측정센서와, 상기 거리측정센서에 의해 계측된 액정 표면 각지점까지의 거리 데이터에 근거하여 액정의 부피를 산출하는 데이타처리부와, 상기 데이터처리부에서 측정한 데이터로 액정방울의 부피 및 목표하는 액정방울의 부피와의 오차를 계산하는 연산부와, 상기 연산부에서 계산된 오차값을 표시하는 표시부를 포함하여 이루어지는 액정토출장치를 제공한다.

또한, 상기 거리측정센서는 레이저 거리 측정센서임을 특징으로 한다.

한편, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 형태에 따르면, 액정을 토출하는 토출단계와; 토출된 액정방울의 표면 각 지점까지의 거리를 측정하는 계측단계와; 상기 계측단계를 통하여 측정된 각 액정방울의 표면 각 지점까지의 거리 데이터에 근거하여 계량판에 토출된 액정량을 부피를 산출하는 데이터 처리단계와; 상기 단계에서 산출된 실제 토출량과 설정량을 비교하여 오차를 구하는 연산단계; 그리고, 계산된 오차에 근거하여 액정토출기의 적하량을 보정하는 보정단계:를 포함하여 이루어지는 액정 토출량 제어방법이 제공된다.

이하, 본 발명 액정토출장치 및 액정 토출량 제어방법의 실시예들을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

또한, 이하의 설명에서 본 발명의 액정토출장치와 관련된 구성요소중 종래와 동일한 부분에 대해서는 전술한 종래의 기술을 참조하며, 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.

도 2는 본 발명의 액정토출장치를 도시한 사시도이고, 도 3은 본 발명에 적용되는 투명체 부피 측정원리를 설명하기 위한 참고도이며, 도 4는 본 발명의 계측수단을 구성하는 거리측정센서가 기판상에 적하된 액정의 높이를 측정하는 상태를 확대하여 도시한 단면도이다.

그리고, 도 5는 본 발명의 계측수단을 구성하는 거리측정센서에 적용되는 공초점방식의 광학계를 설명하는 참고도이며, 도 6은 본 발명의 액정 토출량 제어과정을 나타낸 흐름도이다.

본 발명의 액정토출장치는, 장치의 기초 부분을 이루는 프레임(10)이 구비되고, 상기 프레임(10)의 상면에 액정패널을 구성하는 TFT기판(미도시)이 안착되는 테이블(20)이 설치된다.

그리고, 상기 테이블(20) 상측에 좌측과 우측을 가로지르며, 상기 프레임(10)에 대하여 이동이 가능하도록 칼럼(30)이 설치되고, 상기 칼럼(30)에는 액정을 토출하는 액정토출기(40)가 이동 가능하도록 설치된다.

여기서, 상기 액정토출기(40)에는 적하(dropping)되는 액정의 양을 기구적으로 조절할 수 있는 적하량 조절수단(dropping volume adjusting means; 미도시)이 구비된다. 이 적하량 조절수단은 전자저울로 액정의 무게를 측정하여 설정량과 일치하도록 보정하던 종래에도 적용되던 것으로서 동일구성이므로 그 설명은 생략한다.

한편, 상기 테이블(20)과 칼럼(30) 및 액정토출기(40)는 전/후방향 또는 좌/우 방향 또는 상/하방향으로 이동이 가능하도록 설치된다.

그리고, 상기 액정토출장치에는 액정토출기(40)에서 토출된 액정의 형상정보를 통해 부피를 계측하는 계측수단(80)이 구비된다.

이때, 상기 계측수단(80)은, 비접촉방식으로 액정의 부피를 계량하기 위해 액정 표면 각지점까지의 거리를 계측하는 거리측정센서(82)와, 상기 거리측정센서(82)에 의해 계측된 액정 표면 각 지점까지의 거리 데이터에 근거하여 액정의 부피를 산출하는 데이터 처리부(84)를 포함하여 이루어진다.

또한, 상기 계측수단(80)에는 상기 데이터 처리부(84)에서 측정한 데이터로 액정의 부피와, 목표하는 액정의 부피와의 오차를 계산하는 연산부(86)와, 상기 연산부(86)에서 계산된 오차값을 작업자가 알 수 있도록 외부로 표시하는 표시부(88)가 더 포함되어 이루어짐이 바람직하다.

또한, 상기 거리측정센서로는 레이저를 이용한 레이저 거리측정센서가 적용됨이 바람직하나, 그 이외의 것도 적용 가능하다.

그리고, 상기 레이저 거리측정센서(82)는 상기 칼럼(30)상에 이동가능하도록 설치될 수 있으며, 상기 액정토출기(40)와 함께 이동가능하도록 설치되거나 별도로 이동가능하게 설치될 수도 있다.

상기 계측수단에 대하여 도 3 및 도 4를 참조하여 좀 더 자세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상기 레이저 거리측정센서(82)는 액정방울(150)이 도포된 지점의 상부에 위치되어 적하된 액정(150)에 대하여 이동하면서 적하된 액정(150) 표면의 각 지점까지의 거리 및 기판(140)표면까지의 거리를 계측한다.

그리고, 데이터 처리부(84)에서는 상기 레이저 거리측정센서(82)로 부터 계측된 액정(150) 표면의 각 지점까지의 거리 및 기판(140)표면까지의 거리를 역산하여 액정방울(150)의 각 지점의 높이를 구하여 기판에 도포된 액정방울(150)의 부피를 산출하게 된다.

이어, 연산부(86)에서는 상기와 같이 부피로 산출된 액정량과 기설정된(목표하는) 액정량과의 차이를 연산하게되고, 표시부(88)에서는 그 둘 사이의 차이값은 보정을 위해 작업자가 알 수 있도록 표시한다.

즉, 레이저 거리측정센서(82)를 이용하여 액정(150)의 표면 형상 정보를 얻고, 이 정보를 가공하여 실제 토출량을 부피로 구함으로써 보다 빠르고 정확하게 설정량과 실제 토출량 사이의 오차 발생 여부의 확인이 가능해짐과 아울러 그 값을 산출해 낼 수 있는 것이다.

참고적으로, 이하에서는 상기 레이저 거리측정센서(82)에 적용되는 공초점 측정방식 및 그에 따른 광학계의 구성을 설명한다.

공초점 측정방식이란, 발광부와 수광부로 이루어져, 발광부에서 발생된 광이 피측정물인 토출된 액정(투명체)의 표면에 도달하여 반사되게 되면, 반사된 광을 수광부에서 받아들여 반사된 표면의 각 지점까지의 거리 혹은 반사된 표면의 높이를 계측하는 측정방식을 말한다.

이 때, 광이 반사되는 지점까지의 거리, 즉, 피측정물의 표면의 높이를 제어부에서 연산에 의해 구할수 있다. 또한, 이러한 측정을 피측정물의 표면 전체에 걸쳐 행함으로써, 피 측정물의 각부 표면의 높이를 구할수 있으며, 상기와 같이 측정한 데이타를 바탕으로 제어부에서 피 측정물의 부피를 연산하게 된다.

이러한 공초점 측정방식의 광학계 구성을 도 5를 참조하여 좀 더 자세히 설명하기로 한다.

먼저, 측정수단(100)은 광을 출사하는 발광부(110)와, 피 측정물에서 반사된 광을 수용하는 수광부(130)가 구비된다.

한편, 상기 수광부(130)에는 입사되는 광량에 비례하여 전기신호를 출력하는 광 검출기(132)가 구비된다.

또한, 광의 경로상에 광을 집속하여 초점(120)을 형성하는 렌즈부(122)가 구비되고, 발광부에서 출사된 광을 피 측정물(즉, 액정이 도포된 기판)의 표면으로 향하게 하는 빔 스플리터(124)가 구비된다.

그리고, 상기 발광부(110)에서 발광된 광의 초점(120)이 형성되는 위치의 수직변위를 조절하는 수직방향 초점조절부(126)와, 상기 광의 초점(120)이 형성되는 위치의 수평변위를 조절하는 수평방향 초점조절부(128)가 광의 경로상에 구비된다.

따라서, 상기 발광부(110)에서 출사된 광은 상기 빔 스플리터(124)를 통하여 기판(140)으로 향하게 되고, 렌즈(122)를 통과하여 집속되어 초점(120)을 형성하며, 상기 기판(140) 또는 기판(140)에 도포된 액정(150)의 표면에서 반사된 광은 수광부(130)에 구비된 렌즈(122)를 통하여 집속되어 수광부(130)에 입사되게 된다.

이 때, 공초점 측정방식은 발광부에서 출사된 광이 피 측정물의 표면에서 반사될 때, 상기 피 측정물의 반사표면에 초점이 형성되는지의 여부에 따라 상기 수광부(130)에 입사되는 광량에 큰 차이를 보이게 된다.

즉, 상기 피 측정물의 반사표면에 초점이 형성될 때 수광부(130)에 입사되는 광량이 최대치가 되어 광 검출기(132)에서 최대치의 전기신호를 출력하게 된다.

따라서, 도 5에 도시된 바와같이 상기 수평방향 초점조절부(128)로서 초점(120)이 형성되는 위치를 기판(140)의 평면방향으로 이동시킴과 동시에, 상기 수직방향 초점조절부(126)로서 초점(120)이 상기 기판(140) 및 기판(140)에 토출된 액정(150)의 표면을 따라 형성되도록 초점(120)이 형성되는 위치의 수직변위를 조절함으로써, 광의 초점(120)이 항상 기판(140)의 표면 또는 기판(140)에 도포된 액정(150)의 표면에 형성되어 광 검출기(132)의 출력신호가 최대가 되도록 하면, 상기 수평방향 초점조절부(128)와 수직방향 초점조절부(126)의 조절량으로써 상기 기판(140)에 도포된 각 액정방울(150)의 표면 각 지점의 높이를 알 수 있게 된다.

이러한 과정을 기판(140)의 전 표면에 걸쳐서 행하게 되면 상기 기판(140)에 도포된 액정(150)의 3차원 표면 형상정보를 얻을 수 있고, 이를 근거로 기판(140)에 도포된 액정(150)의 전체 부피 및 액정방울(150) 1 개의 평균 부피를 계산할 수 있게 된다.

이 때, 상기 액정이 도포된 기판(140)의 넓이가 상기 수평방향 초점조절부(128)의 조절범위보다 클 수 있으므로, 상기 측정수단(100)을 기판(140)과 수평한 방향으로 이송시키는 이송부(미도시)가 더 구비될 수 있다.

이러한 이송부의 구성은 당업자에게 자명한 것이므로 본 발명의 설명에서는 그 상세한 구성을 생략하기로 한다.

또한, 본 발명의 액정토출장치는 상기 액정의 토출량을 검증하기 위하여 더미기판(미도시)을 사용할 수도 있고, 별도의 보정유니트(160)를 액정토출장치에 구비하여 사용할 수도 있다.

여기서, 상기 보정유니트(160)는, 액정이 시험적으로 토출되는 계량판(미도시)이 구비되며, 상기 보정유니트(160)의 계량판(미도시)에 토출된 액정의 부피를 측정하는 전용의 계측수단을 구비할 수도 있다.

여기서, 상기 계측수단으로서는 전술한 레이저 거리측정센서를 사용하는것이 바람직하다.

이와 같이 구성된 본 발명의 액정토출장치의 액정 토출량 제어방법은 다음과 같이 이루어진다.

일반적으로, 제작되는 기판의 종류와 사이즈에 따라 액정패널 속에 채워질 액정의 종류와 양이 결정된다.

이렇게 결정된 총 액정량은 ODF공정을 통해 TFT기판에 적하(Dropping)되는데, 이를 위해서는 상기 TFT기판상에 수십 내지 수백개의 액정방울을 적하하여 필요한 총 액정량을 만족시켜주게 된다.

그리고, 이를 위해서는 액정토출기(40)에서 정확한 양의 액정이 토출되어야 한다.

따라서, 상기 액정토출기에서 토출되는 액정의 양이 설정치와 같은지를 검증해야 하는데, 이러한 액정 토출량의 검증을 위한 제어방법을 이하에서 도 6을 참조하여 자세히 설명하기로 한다.

먼저, 수십 내지 수백회 적하하게 되는 액정 한 방울의 양이 계산에 의하여 설정된다. 필요한 액정의 총량과 액정의 적하수 및 액정방울등의 형성모양등의 적하패턴이 결정되면, 적하되는 액정방울의 이상적인 양이 계산에 의해 설정된다.

상기와 같이 이상적인 액정 토출량이 설정되면, 액정을 토출하는 토출단계(S1)가 시행된다.

상기 토출단계(S1)에서는 더미기판(미도시) 또는 보정유니트(160)의 계량판에 상기한 바와같이 설정된 액정 한 방울에 대한 양에 근거하여 총 액정량에 해당하는 수의 액정 방울을 적하한다.

즉, 액정 토출량의 검증수단으로 더미기판(미도시)을 사용할 때에는 더미기판이 테이블(20)에 반입된 후에 상기 더미기판상에 액정이 적하되고, 액정 토출량의 검증수단으로 별도로 구비된 보정유니트(160)를 사용할 때에는 상기 액정토출기(40)가 상기 보정유니트(160)가 구비된 곳으로 이동하여 상기 보정유니트(160)의 계량판에 액정을 적하한다.

상기 더미기판(미도시) 또는 보정유니트(160)의 계량판에 액정의 적하가 완료되면 토출된 액정방울(150)의 표면 각 지점까지의 거리를 측정하는 계측단계(S2)가 시행된다.

상기 계측단계(S2)에서는 계측수단(80)을 활용하여 상기 더미기판(미도시) 또는 계량판(미도시)에 적하된 액정방울(150)의 표면 각 지점의 높이를 측정하여 상기 더미기판 또는 계량판에 적하된 액정방울(150)들의 형상정보를 얻게된다. 이 때, 상기 계측수단(80)으로는 레이저 방식의 거리측정센서(82)등 비접촉 방식의 계측수단을 활용하는 것이 바람직하다.

상기 계측단계(S2)에서 액정방울(150)의 형상정보를 얻게되면, 데이터 처리단계(S3)가 시행된다. 상기 데이터 처리단계(S3)에서는 상기 계측단계(S2)에서 구한 액정방울(150)들의 형상정보를 근거로 하여 더미기판 또는 계량판에 적하된 액정의 실제 부피를 연산에 의하여 구하게 된다.

상기 데이터 처리단계(S3)에서 적하된 액정의 실제 부피가 연산되면, 연산단계(S4)에서는 상기 적하된 액정의 부피와 설정된 액정의 부피를 비교하여 그 차이를 구한다.

이 때, 상기 적하된 액정의 부피와 설정된 액정의 부피가 오차 없이 동일하면 상기 액정토출장치의 액정 토출량 검증과정를 완료하고 테이블(20)에 실제 기판을 반입하여 액정토출작업을 시작한다.

만약, 상기 적하된 액정의 부피와 설정된 액정의 부피가 동일하지 않고 오차를 보이게 되면, 보정단계(S5)가 시행된다.

상기 보정단계(S5)에서는 상기 연산단계(S4)에서 구한 적하된 액정의 부피와 설정된 액정의 부피의 오차량에 상응하도록 상기 액정토출기(40)의 적하량 조절수단(미도시)을 제어한다.

즉, 상기 연산단계(S4)에서 적하된 액정의 부피가 설정된 액정의 부피보다 작은 경우에는 상기 액정토출기(40)에서 토출되는 액정량이 늘어나도록 액정토출기(40)의 적하량 조절수단의 기구적 조절을 통해 적하되는 액정방울(150)의 부피를 늘려주고, 이와는 달리 적하된 액정의 부피가 설정된 액정의 부피보다 큰 경우에는 상기 적하량 조절수단의 기구적 조절을 통해 적하되는 액정방울(150)의 부피를 줄여주게 된다.

한편, 상기한 바와 같이 보정 작업을 행한 후에는, 다시 토출단계(S1)로 회귀하여 재 조정된 액정토출량으로 적하된 액정의 부피가 설정량에 해당하는 부피와 일치하는지를 재비교하게 되고, 이러한 과정의 반복을 통해 실제 토출량과 설정량이 일치하거나 허용범위 이내인 경우 토출량 검증과정을 끝내게 된다.

그리고, 상기와 같은 검증과정을 거쳐 액정토출기(40)의 액정 토출량 보정이 완료되면 반송장치를 이용하여 제품으로서의 액정패널을 제작하기 위한 실제의 TFT기판을 반입하여 테이블(20)에 안착시킨 후, 프로그래밍된 토출패턴과 토출량으로 TFT기판상에 액정을 도포하게 된다.

한편, 상기한 액정 토출량 검증과정에서 더미기판 또는 계량판에 적하된 액정의 부피와 설정된 액정의 부피를 비교 및 보정시, 적하된 액정의 총 부피와 설정된 액정의 총 부피를 비교한 후 보정할 수 도 있고, 이와는 달리 한 방울의 액정만을 적하하여 그 부피를 설정된 액정 한 방울의 부피와 비교하고, 필요시 보정작업은 반복 수행하여도 무방함은 물론이다.

한편, 본 발명은 상기한 실시예로 한정되지 않으며, 본 발명의 기술사상의 범주를 벗어나지 않는 한, 여러가지 다양한 형태로의 변형 및 변경, 수정이 가능하다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 액정토출장치 및 그 액정 토출량 제어방법에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 종래와 같이 무게를 구한 후, 그 무게를 환산하여 부피를 계산하지 않고 액정방울의 부피를 직접 측정하기 때문에, 더욱 정확한 측정을 할 수 있는 효과가 있다.

둘째, 비 접촉식의 거리측정센서를 이용하므로 전자저울과 같이 진동등의 외부환경에 크게 민감하지 않아 안정화 되는데 걸리는 시간이 현저히 줄어들어 액정의 부피계측에 드는 시간이 단축되므로, 액정표시장치의 제조시 액정패널에 대한 생산성이 향상되는 효과가 있다.

셋째, 액정방울의 부피를 측정하는 계측수단이 진동에 크게 민감하지 않으므로, 고중량의 프레임이나 방진장치등이 액정토출장치에 부가적으로 설치되지 않아도 되어 액정표시장치의 구조가 간단해지고 장비의 생산비가 저렴해지는 효과가 있다.

도 1은 종래 액정토출장치를 나타낸 사시도

도 2는 본 발명의 액정토출장치를 도시한 사시도,

도 3은 본 발명에 적용되는 투명체 부피 측정원리를 설명하기 위한 참고도

도 4는 본 발명의 액정 토출량 계측 방법을 설명하기 위한 것으로서, 계량판에 토출된 액정을 확대하여 도시한 단면도

도 5는 본 발명의 계측수단을 구성하는 거리측정센서에 적용되는 공초점방식의 광학계를 설명하는 참고도

도 6은 본 발명의 액정 토출량 제어과정을 나타낸 흐름도

* 도면의 주요한 부위에 대한 부호설명*

10 : 프레임 20 : 테이블

30 : 칼럼 40 : 액정토출기

100 : 계측수단 110 : 발광부

122 : 렌즈 126 : 수직방향 초점조절부

128 : 수평방향 초점조절부 130 : 수광부

132 : 광 검출기 140 : 기판

150 : 액정방울 160 : 보정유니트

S1 : 토출단계 S2 : 계측단계

S3 : 데이터 처리단계 S4 : 연산단계

S5 : 보정단계

Claims (12)

1. 프레임과;

   상기 프레임상에 설치되고 그 상면에 기판이 안착되는 테이블과;

   상기 테이블과의 상대운동을 통하여 기판에 액정을 토출하되, 적하(Dropping)되는 액정 한 방울의 양을 조절할 수 있는 액정토출기와; 그리고,

   상기 액정토출기에서 토출된 액정의 형상정보를 통해 액정의 부피를 계측하는 계측수단:을 포함하여 이루어지는 액정토출장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 계측수단은,

   비 접촉방식으로 액정표면 각 지점까지의 거리를 계측하는 거리측정센서와;

   상기 거리측정센서에 의해 계측된 액정 표면 각 지점까지의 거리 데이터에 근거하여 액정의 부피를 산출하는 데이터 처리부:를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정토출장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 계측수단은,

   상기 데이터 처리부에서 측정한 액정의 부피와, 목표하는 액정의 부피와의 오차를 계산하는 연산부가 더 포함되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정토출장치.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 계측수단은,

   상기 연산부에서 계산된 오차값을 표시하는 표시부가 더 포함되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정토출장치.
5. 제 2 항에 있어서,

   상기 계측수단의 거리측정센서는,

   상기 액정토출기와 함께 이동하도록 상기 액정토출기 상에 장착된 것을 특징으로 하는 액정토출장치.
6. 제 2 항에 있어서,

   상기 테이블에, 계량판이 구비되어 실제 기판에 액정을 정하하기 전에 설정량과 실제 토출되는 액정량을 비교하여 오차를 구하는 보정유니트가 더 포함되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정토출장치.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 보정유니트에 거리측정센서가 별도로 포함되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정토출장치.
8. 제 5 항 또는 제 7 항에 있어서,

   상기 거리측정센서는 레이저 거리측정센서임을 특징으로 하는 액정토출장치.
9. 액정을 토출하는 단계와;

   토출된 액정방울의 표면 각 지점까지의 거리를 측정하는 계측단계와;

   상기 계측단계를 통하여 측정된 각 액정방울의 표면 각 지점까지의 거리 데이터에 근거하여 실제로 토출된 액정의 부피를 산출하는 데이터 처리단계와;

   상기 데이터 처리단계에서 산출된 실제 토출량과 원하는 토출량인 설정량을 비교하여 오차를 구하는 연산단계와; 그리고,

   계산된 오차에 근거하여 액정토출기의 적하량을 보정하는 보정단계:를 포함하여 이루어지는 액정 토출량 제어방법.
10. 제 9 항에 있어서,

    상기 액정은 계량판 혹은 더미기판에 토출되는 것을 특징으로 하는 액정 토출량 제어방법.
11. 제 9 항에 있어서,

    상기 보정단계는,

    액정토출기로부터 적하(Dropping)되는 액정 한 방울의 양을 가감시킴으로써 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정 토출량 제어방법.
12. 제 9 항에 있어서,

    상기 설정량은,

    액정 한 방울의 부피에 해당하는 값으로 설정되거나, 소정개수로 적하되는 액정의 총 부피에 해당하는 값으로 설정되는 것을 특징으로 하는 액정 토출량 제어방법.