KR20090003887A - 컬러필터 리페어 장치 - Google Patents

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김병주
김장섭
강윤호
권성규
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곽창훈
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Abstract

컬러필터 리페어 장치는 스테이지위에 안착되는 기판, 상기 기판을 투과하는 광의 세기를 검출하는 센싱유닛, 상기 검출된 광의 세기에 따라서 잉크 조성물의 분사량을 결정하는 신호 처리부 및 상기 결정된 분사량에 해당하는 잉크 조성물을 해당 색화소로 분사하는 잉크젯 헤드부를 포함한다. 따라서 상기 불량이 발생한 색화소가 리페어된다.

Description

컬러필터 리페어 장치{COLOR FILTER REPAIR APPARTUS}
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 컬러필터 리페어 장치의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 컬러필터 리페어 장치의 블록도이다.
도 3은 불량정도가 서로 다른 3개의 그린 색화소가 형성된 컬러필터의 기판의 일부를 나타낸 도면이다.
도 4는 도 3의 I-I'를 따라 절단하여 도시한 단면도이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
110: 스테이지 120: 컬러필터 기판
130: 센싱유닛 140: 백라이트부
150: 신호 증폭부 160: 신호 처리부
170: 잉크젯 헤드
본 발명은 표시장치용 기판의 리페어 방법 및 리페어 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 잉크젯 프린트와 같은 프린팅 방식으로 제조되는 표시장치용 기판의 리페어 방법 및 리페어 장치에 관한 것이다.
액정표시장치의 컬러필터 제조방식으로 잉크젯 프린팅 방식이 있다. 상기 잉크젯 프린팅 방식은 다수의 노즐로 구성된 헤드를 통해 잉크를 상기 기판 상에 적하(drop)시키는 방식이다.
한편, 상기 헤드의 내부 유로 구조는 매우 복잡하고 공기 방울이나 먼지 등이 유로에 트랩되면 상기 노즐로부터 잉크가 정상적으로도 토출되지 않는다. 이로 인해, 상기 기판상에는 충분한 양의 잉크가 적하되기 어렵다.
이와 같이 잉크가 불충분하게 적하되면, 해당 픽셀이 표시과정에서 얼룩무늬를 유발하여 상기 기판은 불량으로 처분된다. 따라서 기판의 수율이 저하되고, 목표 생산량을 달성하기 위한 택트 타임(tact time)이 증가한다.
따라서, 본 발명의 목적은 불량이 발생한 색화소를 리페어할 수 있는 컬러필터 리페어 장치를 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 불량이 발생한 색화소를 리페어하는 컬러필터 리페어 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 목적을 달성하기 위한 컬러필터 리페어 장치는 어셈블리 기판 검사장치는 스테이지, 기판, 센싱유닛, 광전 변환부, 신호 처리부 및 잉크젯 헤드부를 포함한다.
상기 기판은 색화소를 포함하고, 상기 스테이지 위에 일정한 거리로 이격되어 안착된다. 상기 센싱유닛는 상기 스테이지의 상면과 상기 기판의 배면 사이에 구비되고, 상기 색화소를 투과하는 광 세기를 검출하고, 상기 검출된 광세기를 센싱신호로 변환하여 출력한다. 상기 백라이트는 상기 기판 위에 배치되고, 상기 기판의 상면으로 상기 광을 출사한다. 상기 신호 처리부는 상기 센싱신호의 전압레벨에 근거하여 상기 색화소로 분사되는 잉크 조성물의 분사량을 연산하고, 상기 연산된 결과치를 리페어 신호로서 출력한다. 상기 잉크젯 헤드부는 상기 리페어 신호를 입력받고, 상기 리페어 신호에 대응하는 상기 잉크 조성물의 분사량을 상기 색화소로 분사하여 리페어하는 잉크젯 헤드부를 포함한다.
본 발명의 다른 목적을 달성하기 위한 컬러필터의 리페어 방법에서, 색화소를 투과하는 광 세기가 검출된다. 상기 검출된 광 세기가 센싱신호로 변환된다. 상기 변환된 센싱신호의 전압레벨에 따라서 상기 색화소를 리페어하기 위한 잉크 조성물의 분사량이 결정된다. 상기 결정된 잉크 조성물의 분사량이 상기 색화소로 분사한다.
본 발명의 컬러필터 리페어 장치 및 컬러필터 리페어 방법에 의하면, 상기 색화소를 투과하는 광의 세기에 따라서 해당 색화소의 불량여부를 판별하여 상기 잉크젯 헤드부가 상기 광 세기에 상응하는 상기 잉크 조성물의 분사량을 상기 해당 색화소로 분사한다. 따라서, 불량이 발생한 색화소가 효과적으로 리페어된다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 컬러필터 리페어 장치의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 컬러필터 리페어 장치의 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 컬러필터 리페어 장치(100)는 스테이지(110), 기판(120, 이하 '컬러필터 기판'이라 한다.), 센싱유닛(130), 백라이트부(140), 신호 증폭부(150), 신호처리부(160) 및 잉크젯 헤드부(170)를 포함한다.
상기 스테이지(110) 위에는 상기 스테이지(110)의 상면으로부터 일정한 거리로 이격되어 상기 컬러필터 기판(160)이 안착된다. 따라서 상기 스테이지(110)와 상기 컬러필터 기판(120) 간의 이격 공간을 확보하기 위해 상기 스테이지(110) 위에는 상기 컬러필터 기판(120)을 상기 스테이지 상면으로부터 일정 높이로 이격시키는 지지부재(미도시)가 더 구비될 수 있다.
상기 컬러필터 기판(160)는 일정한 형태 예컨대, 매트릭스 형태로 배열된 다수의 색화소를 포함하고, 상기 색화소 사이로 광이 누설되는 것을 차단하며, 상기 색화소의 영역을 정의하도록 상기 색화소를 둘러싸는 차단막을 포함한다.
상기 센싱유닛(130)는 상기 스테이지(110)의 상면과 상기 컬러필터 기판(120)의 배면 사이의 소정 영역에 구비된다. 상기 센싱유닛(130)은 상기 색화소를 투과하는 광 세기를 검출하고, 검출된 광 세기를 센싱신호(ES)로 변환하여 출력한다.
이를 위하여 상기 센싱 유닛은 광센서(photo detector) 또는 분광기를 포함한다. 상기 센싱유닛(130)은 소정 개수로 상기 스테이지(110)의 상면과 상기 컬러필터 기판(120)의 배면 사이에 배치된다. 본 실시예에서는 상기 컬러필터 기판(120)의 각 모서리 부분과 중앙부분의 하부에 각각 배치되도록 5개의 센싱 유 닛(130)이 제공된다. 물론 센싱 감도를 높이기 위하여 더 많은 센싱 유닛(130)이 구비될 수 있다.
상기 백라이트부(140)는 상기 컬러필터 기판(120) 위에 배치되어 상기 컬러필터 기판(120)으로 상기 광을 출사한다. 이를 위하여 상기 백라이트부(140)는 형광램프(142) 또는 LED 발광 다이오드를 포함할 수 있다.
상기 신호 증폭부(150)는 상기 센싱유닛(130)로부터 출력되는 센싱신호(ES)를 증폭하여 출력한다. 예컨대, 상기 신호 증폭부(140)는 상기 검출된 센싱신호(ES)의 전압레벨을 증폭하여 출력한다. 상기 신호 증폭부(140)는 상기 센싱유닛으로 출력되는 상기 센싱신호(ES)를 입력받기 위하여 제 1 내지 제 5 신호라인(SL1, ..., SL5)을 통해 상기 센싱 유닛(130)들과 전기적으로 연결된다.
상기 신호 처리부(160)는 제 1 케이블(CAB1)을 통해 상기 신호 증폭부(140)와 전기적으로 연결되어 상기 증폭된 센싱신호(ES)를 입력받는다. 상기 신호 처리부(150)는 상기 증폭된 센싱신호(ES)에 근거하여 상기 색화소로 분사되는 잉크 조성물의 분사량을 연산하고, 연산된 결과치를 리페어 신호(RS)로서 출력한다. 여기서, 상기 잉크 조성물은 레드 컬러 잉크, 그린 컬러 잉크 및 블루 컬러 잉크를 포함한다.
상기 잉크젯 헤드부(170)는 제 2 케이블(CAB2)을 통해 상기 신호 처리부(150)와 전기적으로 연결되어 상기 리페어 신호(RS)를 제공받는다. 상기 잉크젯 헤드부(170)는 상기 리페어 신호(RS)에 상응하는 상기 잉크 조성물의 분사량을 상기 색화소로 분사한다. 여기서, 상기 잉크젯 헤드부(170)는 상기 잉크 조성물을 토 출하기 위한 제 1 분사 노즐(170A), 제 2 분사 노즐(170B) 및 제 3 분사 노즐(170C)을 포함한다.
상기 제 1 분사 노즐(170A)은 레드 색화소를 리페어하는 상기 레드 컬러 잉크를 분사한다. 상기 제 2 분사 노즐(170B)은 그린 색화소를 리페어하는 상기 그린 컬러 잉크를 분사한다. 상기 제 3 분사 노즐(170C)은 블루 색화소를 리페어하는 상기 블루 컬러 잉크를 분사한다.
한편, 상기 잉크젯 헤드부(170)와 물리적으로 결합되어 상기 컬러필터 기판(120)의 상부의 X축방향과 Y축방향 상기 잉크젯 헤드부(170)를 이송하는 이송장치(180)를 더 포함한다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 컬러필터 리페어 장치의 동작과정 대해 보다 상세히 설명하기로 한다.
먼저, 다수의 색화소가 형성된 상기 컬러필터 기판(120)이 상기 스테이지(110)에 안착된다. 이후, 상기 백라이트부(140)로부터 광이 출사되어 상기 컬러필터 기판(120)에 조사된다.
이때, 상기 컬러필터 기판(120)에 구비된 색화소들은 레드(Red) 색화소, 그린(Green) 색화소, 블루(Blue) 색화소로 구성된다. 따라서, 상기 컬러필터 기판(120)을 투과하는 광은 레드 광, 그린 광 및 블루 광으로 구성된다.
따라서, 상기 센싱 유닛(130)은 상기 레드 광의 세기를 검출하는 레드 광 센싱유닛, 상기 그린 광의 세기를 검출하는 그린 광 센싱 유닛 및 상기 블루 광의 세기를 검출하는 블루 광 센싱 유닛을 포함한다.
각 센싱유닛(130)은 해당하는 광을 투과하는 색화소의 불량정도에 따라서 서로 다른 광세기를 검출한다.
도 3은 불량 정도가 서로 다른 3개의 그린 색화소가 형성된 컬러필터의 기판의 일부를 나타낸 도면이고, 도 4는 도 3의 I-I'를 따라 절단하여 도시한 단면도이다.
도 3을 참조하면, 맨 좌측의 그린 색화소(122)는 색화소영역의 에지부분이 채워지지 못한 상태이다. 중간의 그린 색화소(124)는 전체 색화소영역 중 절반이 채워지지 못한 상태이다. 맨 우측의 그린 색화소(126)는 전체 화소영역의 양측 에지부분이 채워지지 못한 상태이다. 따라서, 각 색화소를 투과하는 그린광의 투과량은 서로 다르다.
도 4를 참조하면, 상기 맨 좌측의 그린 색화소(122)는 제 1 투과량(LI1)의 그린광을 투과시킬 것이다. 상기 중간의 그린 색화소(124)는 상기 제 1 투과량(LI1)보다 작은 제 2 투과량(LI2)의 그린광을 투과시킨다. 상기 맨 우측의 그린 색화소(126)는 상기 제 2 투과량(LI2)보다 작은 제 3 투과량(LI3)의 그린광을 투과시킨다.
광의 세기는 투과량에 비례한다. 따라서 상기 센싱 유닛(130)은 상기 맨 좌측의 그린 색화소(122)로부터 가장 높은 강도의 그린 광을 검출하고, 상기 맨 우측의 그린 색화소(126)로부터 가장 낮은 강도의 그린 광을 검출하고, 상기 중간의 그린 색화소(124)로부터 중간 강도의 그린 광을 검출한다.
상기 센싱 유닛(130)은 광전 변환 소자로서 상기 검출된 그린 광들의 세기를 센싱신호(ES)로 변환하여 출력한다. 이때, 상기 센싱신호(ES)의 전압레벨은 상기 투과된 그린 광의 세기에 비례한다. 따라서, 상기 맨 좌측의 그린 색화소(122)를 투과한 그린광의 세기(LI1)가 가장 높은 전압레벨을 갖는 센싱신호(ES)로 변환되고, 상기 맨 우측의 그린 색화소(126)를 투과한 그린광의 세기(LI3)가 가장 낮은 전압레벨을 갖는 센싱신호(ES)로 변환된다. 상기 중간의 그린 색화소(124)는 상기 가장 높은 전압레벨과 상기 가장 낮은 전압레벨 사이의 전압레벨을 갖는 센싱신호(ES)로 변환된다.
결과적으로 상기 센싱 유닛(113)은 색화소의 불량정도에 따라서 서로 다른 전압레벨을 갖는 센싱신호(ES)를 출력한다.
한편, 상기 서로 다른 전압레벨로 갖는 각 센싱신호(ES)들은 도 1 및 도 2에 도시된 신호 증폭기(150)를 통해 증폭되어 상기 신호 처리부(160)로 제공된다.
상기 신호 처리부(160)는 상기 각 센싱신호(ES)들을 입력받고, 상기 센싱신호(ES)(ES)의 전압레벨에 근거하여 상기 색화소로 분사되는 잉크 조성물의 분사량을 연산한다. 예컨대, 상기 잉크 조성물의 분사량은 상기 센싱신호(ES)의 전압레벨이 낮아질수록 증가한다. 따라서, 상기 신호 처리부(160)는 도 4의 맨 좌측 색화소(122)에 대하여 제 1 분사량을 결정하고, 상기 도 4의 맨 우측 색화소(126)에 대하여 상기 제 1 분사량보다 큰 제 2 분사량을 결정하고, 상기 도 4의 중간 색화소(124)에 대하여 상기 제 1 분사량보다 크고, 상기 제 2 분사량보다 작은 제 3 분사량을 결정한다.
상기 신호 처리부(160)는 상기 결정된 잉크 조성물의 분사량을 리페어 신 호(RS)로서 상기 잉크젯 헤드부(170)로 출력한다.
한편, 상기 신호 처리부(160)는 상기 센싱신호(ES)의 전압레벨에 따라서 상기 잉크 조성물의 분사량이 미리 결정된 값을 저장하는 메모리를 구비할수 있다. 따라서 상기 신호 처리부(160)는 상기 메모리에 저장된 잉크 조성물의 분사량을 독출하여 이를 리페어 신호(RS)로 출력할수도 있다. 또한, 상기 신호 처리부(160)는 상기 입력된 상기 센싱신호(ES)에 대응하는 상기 잉크 조성물의 분사량을 연산하기 위한 별도의 알고리즘을 내장한 IC 칩을 구비할수도 있다.
상기 잉크젯 헤드부(170)는 상기 이송 장치에 의해 해당 색화소 영역의 상부로 이동하고, 상기 신호 처리부(160)로부터 입력된 리페어 신호(RS)에 대응하는 상기 잉크 조성물의 분사량에 따라 불량 색화소를 리페어하도록 해당 컬러 잉크를 분사한다.
이와 같은 컬러필터 리페어 장치 및 컬러필터 리페어 방법에 따르면, 센서 유닛을 통해 불량화소를 투과하는 광의 세기에 따라서 상기 불량화소의 불량정도를 판별한다. 상기 판별된 불량정도에 따라서 잉크 조성물의 분사량이 결정되고, 상기 결정된 잉크 조성물의 분사량에 근거하여 상기 불량화소로 잉크 조성물을 분사한다.
따라서, 불량이 발생한 색화소가 효과적으로 리페어된다.
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (8)

  1. 스테이지;
    상기 스테이지 위에 일정한 거리로 이격되어 안착되고, 색화소를 포함하는 기판;
    상기 기판 위에 배치되고, 상기 기판으로 광을 출사하는 백라이트부;
    상기 스테이지와 상기 기판 사이에 구비되고, 상기 색화소를 투과하는 광의 세기를 검출하여 센싱신호를 출력하는 센싱유닛;
    상기 센싱신호를 입력받고, 상기 센싱신호의 전압레벨에 근거하여 상기 색화소로 분사되는 잉크의 분사량을 연산하고, 상기 연산된 결과치를 리페어 신호로서 출력하는 신호처리부; 및
    상기 리페어 신호에 응답하여 상기 잉크의 분사량을 조절하여 상기 색화소로 분사하는 잉크젯 헤드부를 포함하는 것을 특징으로 하는 컬러필터 리페어 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 센싱 신호의 전압레벨은 상기 광의 세기에 비례하는 것을 특징으로 하는 컬러필터 리페어 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 잉크의 분사량은 상기 센싱 신호의 전압레벨에 반비례하는 것을 특징으 로 하는 컬러필터 리페어 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 센싱유닛은 분광기인 것을 특징으로 하는 컬러필터 리페어 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 색화소는 레드 색화소, 그린 색화소, 블루 색화소 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 컬러필터 리페어 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 잉크는 레드 컬러 잉크, 그린 컬러 잉크 및 블루 컬러 잉크를 포함하고,
    상기 잉크젯 헤드부는,
    상기 레드 색화소를 리페어하는 상기 레드 컬러 잉크를 분사하는 제 1 분사 노즐;
    상기 그린 색화소를 리페어하는 상기 그린 컬러 잉크를 분사하는 제 2 분사 노즐; 및
    상기 블루 색화소를 리페어하는 상기 블루 컬러 잉크를 분사하는 제 3 분사 노즐을 포함하는 것을 특징으로 하는 컬러필터 리페어 장치.
  7. 색화소를 투과하는 광의 세기를 검출하는 단계;
    상기 검출된 광의 세기를 센싱신호로 변환하는 단계;
    상기 센싱신호의 전압레벨에 따라서 상기 색화소를 리페어하기 위한 잉크의 분사량을 결정하는 단계;
    상기 결정된 분사량에 대응하는 잉크 조성물을 상기 색화소로 분사하여 상기 색화소를 리페어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 컬러필터 리페어 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 잉크 조성물의 분사량은 상기 센싱신호의 전압레벨에 반비례하는 것을 특징으로 하는 컬러필터 리페어 방법.
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