KR20070081568A - 노즐 검사 장치 및 그 검사 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 노즐 검사 장치 및 그 검사 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 노즐 검사 장치는 잉크를 제팅하는 노즐이 장착되는 노즐 장착부와; 상기 노즐에 잉크를 공급하는 잉크 공급부와; 상기 노즐 장착부의 하부에 마련되어 있으며, 상호 비 평행한 광 경로를 가지며 상기 노즐로부터 제팅되는 잉크의 방향성을 검사하는 복수의 센서부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의해 노즐의 불량을 효과적으로 검출할 수 있는 노즐 검사 장치가 제공된다.

Description

노즐 검사 장치 및 그 검사 방법{INSPECTING APPARATUS AND INSPECTING METHOD FOR NOZZLE}
도 1는 본 발명의 일 실시예에 따른 노즐 검사 장치의 사시도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 노즐의 검사 방법을 설명하는 도면이고,
도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 일 실시예에 따른 노즐 검사 장치에 의해 검출되는 잉크의 제팅 경로를 나타내는 도면이다.
* 도면의 주요부분의 부호에 대한 설명 *
100 : 잉크젯 헤드 110 : 노즐
200 : 노즐 검사 장치 211, 212 : 제 1센서부
213, 214 : 제 2센서부 220 : 스테이지
230 : X축 이동부 240 : Y축 이동부
본 발명은 노즐 검사 장치 및 그 검사 방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는 노즐의 불량을 효과적으로 검출할 수 있는 노즐 검사 장치 및 그 검사 방법에 관한 것이다.
평판 표시장치(flat panel display) 중 저전압 구동, 경량 박형, 광시야각 그리고 고속 응답 등의 장점으로 인하여, 최근 유기 전계 발광소자를 사용한 OLED(organic light emitting diode)가 각광 받고 있다.
OLED에는 유기물질로 이루어진 발광층이 존재하며 이는 잉크젯 프린팅 방식에 의해 형성된다. 잉크젯 프린팅 방식은 노광, 현상, 식각 등의 공정 없이도 유기층을 패터닝할 수 있으며, 유기물의 사용량도 절감할 수 있는 장점이 있다.
잉크젯 프린팅 방식에 있어서 기판에 잉크를 제팅하는 노즐은 잉크의 제팅 속도, 제팅 방향성 및 점도 등을 고려하여 선택된다. 이 중에서 잉크 제팅의 방향성은 디스플레이장치의 불량률에 큰 영향을 주며, 기판에 대해 수직 방향성을 가지는 것이 바람직하다.
이러한 노즐의 잉크 제팅 방향성은 센서부에 의해 측정된다. 센서부는 레이저 빔을 방출하는 발광부와 잉크를 통과시킴으로써 변화되는 레이저 빔을 수광하는 수광부를 포함하여 이루어지며, 발광부와 수광부 사이에서 레이저 빔의 광경로에 따라 검사 평면을 형성한다. 이러한 센서부는 검사 평면을 통과하는 잉크에 의해 변화되는 레이저 빔을 측정하여 잉크의 방향성을 감지한다.
이와 같이 잉크의 방향성을 감지하는 데에 있어서 일반적으로 단일한 센서부가 사용되는데 잉크의 제팅 경로가 검사 평면내에 형성되는 경우, 센서부는 기판에 대해 경사지게 제팅되는 잉크를 수직 방향으로 제팅되는 것으로 감지하여 불량 노즐을 검출하지 못하는 문제점이 있다.
따라서 본 발명의 목적은 노즐의 불량을 효과적으로 검출할 수 있는 노즐 검사 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 노즐의 불량을 효과적으로 검출할 수 있는 노즐 검사 방법을 제공하는 것이다.
상기 본 발명의 목적은 잉크를 제팅하는 노즐이 장착되는 노즐 장착부와; 상기 노즐에 잉크를 공급하는 잉크 공급부와; 상기 노즐 장착부의 하부에 마련되어 있으며, 상호 비 평행한 광 경로를 가지며 상기 노즐로부터 제팅되는 잉크의 방향성을 검사하는 복수의 센서부에 의하여 달성된다.
각각의 센서부는 레이저 빔을 발광하는 발광부와 상기 레이저 빔을 수광하는 수광부를 포함할 수 있다.
상기 발광부는 레이저 평면광을 방출하는 것이 바람직하다.
상기 센서부는 한 쌍으로 마련되어 있으며, 각각의 레이저 빔의 광경로가 이루는 각도는 40도 내지 50도인 것이 바람직하다.
상기 본 발명의 다른 목적은 검사 대상 노즐에 잉크가 공급되고, 상기 검사 대상 노즐이 잉크를 제팅하도록 하는 단계와; 상기 제팅되는 잉크에 비 평행한 광경로를 가지는 복수의 레이저 빔을 조사하여 상기 노즐의 제팅 방향성을 검사하는 단계에 의해 달성된다.
도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 노즐 검사 장치(100)에 대해 설명한다.
용제에 용해시킨 유기물질을 잉크 방울 형태로 제팅시키는 데에 있어서 방향성이 중요하다. 잉크의 제팅 방향성은 잉크젯 프린팅 장치(미도시)의 하부에 마련되어 있는 노즐 검사 장치(200)에 의해 측정된다.
잉크젯 프린팅 장치는 노즐(110)이 장착되어 있는 노즐 장착부(미도시) 및 노즐(110)에 잉크를 공급하는 잉크 공급부(미도시)를 가지는 잉크젯 헤드(100)를 포함한다. 잉크젯 헤드(100)를 구동시키는 구동부(미도시)는 압전소자방식 또는 버블젯 방식에 의하여 구동될 수 있다. 압전소자 방식은 전기적인 신호를 인가받은 압전소자가 진동하게 되고, 이 진동의 압력으로 잉크가 노즐(110)로부터 제팅되는 방식이다. 버블젯 방식에서는 전기적인 신호를 받아 잉크가 가열되고 이에 의해 발생하는 버블의 부피만큼 노즐(110)로부터 잉크가 제팅된다.
노즐 검사 장치(200)는 한 쌍의 센서부(211, 212, 213, 214), 잉크가 제팅되는 스테이지(220) 및 두 이동부(230, 240)를 포함한다.
센서부(211, 212, 213, 214)는 잉크가 제팅되는 스테이지(220) 상에 한 쌍으로 마련되어 있는 제 1센서부(211, 212)와 제 2센서부(213, 214)를 포함한다. 각각의 센서부(211, 212, 213, 214)는 레이저 평면광을 방출하는 발광부(211, 213)와 레이저 평면광을 수광하는 수광부(212, 214)를 포함한다. 수광부(212, 214)는 제팅되는 잉크에 의해 세기가 변화된 레이저 평면광을 받아 그에 해당하는 출력치를 발생한다. 센서부(211, 212, 213, 214)의 레이저 평면광에 의해 형성되는 각각의 검사 평면(Ⅰ,Ⅱ)이 이루는 각도(θ)는 40도 내지 50도이다.
센서부(211, 212, 213, 214)가 안착된 스테이지(220)는 하부면에서X축 이동 부(230)와 슬라이딩 결합되어 있으며, X축 이동부(230) 상의 레일(231)을 따라 X축 방향으로 이동 가능하다.
X축 이동부(230)의 연장 방향에 대해 수직인 방향으로 형성된 Y축 이동부(240)는 Y축 방향으로 연장된 레일(241)을 가진다. X축 이동부(230)는 하부면에서 Y축 이동부(240)의 레일(241)에 슬라이딩 결합되어 Y축 이동 가능하다.
이러한 구성에 의해 스테이지(220) 상에 안착되어 있는 센서부(211, 212, 213, 214)는X축 이동부(230) 및 Y축 이동부(240)에 의해 X축 및 Y축 방향으로 이동 가능하다. 따라서 각각의 노즐(110)에 대응하는 위치로 이동되어 노즐(110)의 불량 여부를 검사한다.
본 실시예에 따른 발광부(211, 213)는 레이저 평면광을 방출하지만 본 발명의 다른 실시예에 의하면 이에 한정되지 않으며 비 평행한 광 경로를 가지는 그 어떠한 형태의 레이저 빔을 방출할 수 도 있다.
이하에서는 도 3a 내지 도 3d를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 노즐 검사 장치 및 그 검사 방법에 대해 설명하겠다. 도 3a내지 도3d는 다양한 경로(A,B,C,D)로 제팅되는 잉크가 각각의 센서부(211, 212, 213, 214)에 의해 감지된 화상을 나타내는 도면이다.
우선 복수의 노즐(110)이 장착되어 있는 노즐 장착부, 잉크 저장소 및 센서부(211, 212, 213, 214)를 가지는 잉크젯 헤드(100)가 스테이지(220) 상에 배치된다.
그런 후 검사 대상 노즐(110)에 잉크가 공급되고 스테이지(220)에 제팅된다. 이와 동시에 센서부(211, 212, 213, 214)에 의해 잉크의 제팅 방향이 검사되어 노즐(110)의 불량 여부가 판별된다.
이하에서는 센서부(211, 212, 213, 214)에 의해 잉크의 제팅 방향성이 검출되는 과정에 대해 설명하겠다.
잉크는 다양한 경로(A,B,C,D)로 제팅된다. 이는 잉크가 스테이지(220) 상에서 노즐(110)의 수직 하부에 해당하는 위치(O)에 제팅되는 경우(A)와, 제 1센서부(211, 212) 또는 제 2센서부(213, 214)가 이루는 검사 평면(Ⅰ,Ⅱ)에서 벗어난 영역으로 제팅되는 경우(B)와, 검사 평면(Ⅰ,Ⅱ)으로 비스듬히 제팅되는 경우, 즉 잉크의 제팅 경로가 제 1검사 평면(Ⅰ)내에 비스듬히 마련되는 경우(C) 또는 제 2검사 평면(Ⅱ)내에 비스듬히 마련되는 경우(D)를 포함한다.
잉크가 노즐(110)의 수직 하부로 제팅되는 경우(A)에 제 1센서부(211, 212) 및 제 2센서부(213, 214) 각각에 의해 감지되는 화상은 도 3a와 같다. 제 1센서부(211, 212) 및 제 2센서부(213, 214)에 의해 감지된 잉크의 제팅 경로는 모두 수직으로 나타나고, 노즐(110)은 양품으로 판정된다.
잉크가 제 1검사평면(Ⅰ)또는 제 2검사평면(Ⅱ)에서 벗어난 영역으로 제팅되는 경우(B), 예를 들어 두 검사 평면(Ⅰ,Ⅱ)의 사이에 마련되어 있으며 제 1발광부(211) 및 제 2발광부(213)와 인접한 영역으로 제팅되는 경우, 제 1센서부(211, 212) 및 제 2센서부(213, 214) 각각에 의해 감지되는 화상은 도 3b와 같다. 즉 제 1센서부(211, 212)에 의해 감지된 잉크의 제팅 경로는 잉크의 수직 적하 경로에 대해 우편향된 형상으로 나타나고, 제 2센서부(213, 214)에 의해 감지된 잉크의 제팅 경로는 좌편향된 형상으로 나타나게 되어 노즐(110)은 불량으로 판정된다.
잉크의 제팅 경로가 제1센서부(211, 212)에 의해 형성되는 검사 평면(Ⅰ)내에 비스듬히 마련되는 경우(C), 제 1센서부(211, 212) 및 제 2센서부(213, 214) 각각에 의해 감지되는 화상은 도 3c와 같다.
스테이지(220)에 대해 기울어져 제팅되는 잉크의 경로가 제 1센서부(211, 212)의 검사 평면 (Ⅰ)내에 형성되는 경우, 도 3c에서와 같이 제 1센서부(211, 212)는 잉크가 기판 상에 수직으로 제팅되는 것으로 감지하고, 제 2센서부(213, 214)는 잉크가 잉크의 수직 적하 경로에서 좌편향되는 것으로 감지한다.
이와 같이 제 1센서부만으로는 잉크가 제팅되는 방향성을 제대로 검출해내지 못하지만, 제 1센서부(211, 212)에 대해 40도 내지 50도 각도로 이격되어 있는 제 2센서부(213, 214)에 잉크의 제팅 방향성이 감지된다.
잉크의 제팅 경로가 제 2센서부(213, 214)에 의해 형성되는 검사 평면(Ⅱ)내에 비스듬히 마련되는 경우(D), 제 1센서부(211, 212) 및 제 2센서부(213, 214) 각각에 의해 감지되는 화상은 도 3d와 같다. 제 1센서부(211, 212)에 의해 감지된 잉크의 제팅 경로는 노즐(110)로부터 좌편향된 형상으로 나타나며, 제 2센서부(213, 214)에 의해 감지된 경로는 수직으로 나타난다.
스테이지(220)에 대해 기울어져 제팅되는 잉크의 경로가 제 2센서부(213, 214)의 검사 평면 (Ⅱ)내에 형성되는 경우, 제 2센서부(213, 214)는 잉크가 스테이지(220)상에 수직으로 제팅되는 것으로 오인한다. 하지만 제 2센서부(213, 214)에 대해 40도 내지 50도 각도로 이격되어 있는 제 1센서부(211, 212)에 의해 감지된 잉크의 제팅 경로는 비스듬히 나타난다.
이와 같이 잉크의 적하 경로가 센서부(211, 212, 213, 214)의 검사 평면(Ⅰ,Ⅱ)으로 비스듬히 제팅되는 경우, 그 검사 평면을 이루는 센서부는 잉크의 제팅 방향성을 제대로 감지하지 못한다. 하지만 동일한 잉크의 적하 경로를 다른 위치와 각도에서 측정하는 별도의 센서부에 의해 잉크의 제팅 방향성이 감지된다.
이에 의해 불량 노즐(110)이 검출되어 리페어됨으로써 잉크젯 프린팅의 정확성이 향상된다.
본 실시예에 의하면 서로 다른 각도에서 잉크의 제팅 방향성을 검사하는 센서부(211, 212, 213, 214)가 한 쌍으로 마련되지만 본 발명의 다른 실시예에 의하면 이에 한정되지 않으며 한 쌍 이상으로 마련될 수 있다.
이상 설명한 노즐의 검사 장치 및 검사 방법은 액정표시장치에서 컬러필터층의 제조나 폴리이미드층의 제조에 적용될 수 있다. 또한 이 방법은 유기박막트랜지스터에서 유기반도체의 형성에도 사용될 수 있다.
본발명의 몇몇 실시예들이 도시되고 설명되었지만, 본발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 당업자라면 본발명의 원칙이나 정신에서 벗어나지 않으면서 잉크가 제팅되는 노즐(110)의 하부에 비 평행한 광 경로를 가지며 상기 잉크의 방향성을 검사하는 본 실시예를 변형할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 본발명의 범위는 첨부된 청구항과 그 균등물에 의해 정해질 것이다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 노즐의 불량을 효과적으로 검출할 수 있는 노즐 검사 장치가 제공된다.
또한 본 발명에 따르면 노즐의 불량을 효과적으로 검출할 수 있는 노즐 검사 장치의 검사 방법이 제공된다.

Claims (6)

  1. 잉크를 제팅하는 노즐이 장착되는 노즐 장착부와;
    상기 노즐에 잉크를 공급하는 잉크 공급부와;
    상기 노즐 장착부의 하부에 마련되어 있으며, 상호 비 평행한 광 경로를 가지며 상기 노즐로부터 제팅되는 잉크의 방향성을 검사하는 복수의 센서부를 포함하는 노즐 검사 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 각각의 센서부는 레이저 빔을 발광하는 발광부와 상기 레이저 빔을 수광하는 수광부를 포함하는 것을 특징으로 하는 노즐 검사 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 발광부는 레이저 평면광을 방출하는 것을 특징으로 하는 노즐 검사 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 센서부는 한 쌍으로 마련되어 있으며, 각각의 레이저 빔의 광경로가 이루는 각도는 40도 내지 50도인 것을 특징으로 하는 노즐 검사 장치.
  5. 검사 대상 노즐에 잉크를 공급하고, 상기 검사 대상 노즐이 잉크를 제팅하는 단계와;
    상기 제팅되는 잉크에 비 평행한 광경로를 가지는 복수의 레이저 빔을 조사하여 상기 노즐의 제팅 방향성을 검사하는 단계를 포함하는 노즐 검사 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 레이저 빔을 한 쌍으로 마련되며, 상기 레이저 빔에 의한 광경로가 이루는 각도는 40도 내지 50도인 것을 특징으로 하는 노즐 검사 방법.
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