KR20110061684A - 헤드장치 및 이를 구비한 액정디스펜서 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 헤드장치는, 지지 조립체; 상기 지지 조립체에 착탈 가능하게 각각 결합되며, 펌핑홀과 상기 펌핑홀과 연통되는 액정유입구와 상기 펌핑홀과 연통되는 액정유출구와 상기 펌핑홀에 삽입되는 피스톤을 각각 구비한 실린더조립체들; 상기 각 펌핑홀로 흡입될 액정을 각각 저장하는 액정저장유닛들; 상기 각 피스톤과 착탈 가능하게 각각 결합되며, 상기 각 액정유입구와 액정유출구를 개폐시키도록 상기 각 피스톤을 각각 회전시키는 회전구동유닛들; 상기 액정저장유닛들 각각에 저장된 액정을 상기 각 펌핑홀로 상기 각 액정유입구를 통해 흡입시키도록, 상기 회전구동유닛들과 상기 각 피스톤을 상측으로 동시에 이동시키고, 상기 각 펌핑홀로 흡입된 액정을, 상기 각 액정유출구를 통해 유출시키도록, 상기 회전구동유닛들과 상기 각 피스톤을 하측으로 동시에 이동시키는 직선구동유닛; 및 상기 각 액정유출구를 통해 유출된 액정 각각을, 액정방울로 각각 토출시키는 노즐유닛들;을 포함한다.

Description

헤드장치 및 이를 구비한 액정디스펜서{HEAD APPARATUS AND LIQIUD CRYSTAL DISPENSER HAVING THE SAME}
본 발명은 액정디스펜서에 관한 것이다.
LCD(Liquid Crystal Display)는 컬러를 구현하기 위해 컬러필터(Color Filter)층이 구비된 마더기판과, 박막트랜지스터(Thin Film Transistor)가 구비된 마더기판과, 마더기판들 사이에 구비된 액정층을 포함한다.
LCD는 액정층을 구성하는 액정분자를 구동소자로 구동하여, 액정층을 투과하는 양을 제어함으로써 화상을 표시한다.
마더기판에는 적어도 한 개 이상의 단위패널영역들이 정의된다. 단위패널영역은 액정방울들이 토출되는 영역이다.
액정디스펜서는, 단위패널영역으로 액정방울을 토출하는 헤드장치를 구비한다.
헤드장치는, 지지조립체와 실린더조립체를 구비한다. 실린더조립체가 지지조립체에 착탈가능하게 결합된다.
실린더조립체는, 펌핑홀과, 펌핑홀에 삽입되는 피스톤을 구비한다. 지지조립 체에는, 피스톤을 Z축을 따라 상승 또는 하강시키는 모터가 설치된다. 실린더조립체의 하면 중심부에는, 펌핑홀과 연결된 노즐이 구비된다.
한편, 종래는, 지지조립체에 실린더조립체가 1개만 결합되므로, 모터는, 실린더조립체에 구비된 1개의 피스톤만을 상승 또는 하강시킬 수 있다. 따라서, 모터가 피스톤을 1개밖에 하강시키지 못하므로, 노즐을 통해 액정방울 1개 밖에 단위패널영역으로 토출시킬지 못한다.
이로 인해, 단위패널영역으로 설정된 갯수의 액정방울들을 토출하는 데 걸리는 시간을 단축시키기 어려웠다.
본 발명의 목적은, 1개의 모터가 복수개의 피스톤들을 동시에 하강시켜, 복수개의 노즐들을 통해서, 복수개의 액정방울들을 동시에 토출시키는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한, 헤드장치는, 지지 조립체; 상기 지지 조립체에 착탈 가능하게 각각 결합되며, 펌핑홀과 상기 펌핑홀과 연통되는 액정유입구와 상기 펌핑홀과 연통되는 액정유출구와 상기 펌핑홀에 삽입되는 피스톤을 각각 구비한 실린더조립체들; 상기 각 펌핑홀로 흡입될 액정을 각각 저장하는 액정저장유닛들; 상기 각 피스톤과 착탈 가능하게 각각 결합되며, 상기 각 액정유입구와 액정유출구를 개폐시키도록 상기 각 피스톤을 각각 회전시키는 회전구동유닛들; 상기 액정저장유닛들 각각에 저장된 액정을 상기 각 펌핑홀로 상기 각 액정유입구를 통해 흡입시키도록, 상기 회전구동유닛들과 상기 각 피스톤을 상측으로 동시에 이동시키고, 상기 각 펌핑홀로 흡입된 액정을, 상기 각 액정유출구를 통해 유출시키도록, 상기 회전구동유닛들과 상기 각 피스톤을 하측으로 동시에 이동시키는 직선구동유닛; 및 상기 각 액정유출구를 통해 유출된 액정 각각을, 액정방울로 각각 토출시키는 노즐유닛들;을 포함한다.
또한, 상기 목적은, 액정방울을 토출하는 헤드장치를 구비하며, 상기 헤드장치는, 지지 조립체; 상기 지지 조립체에 착탈 가능하게 각각 결합되며, 펌핑홀과 상기 펌핑홀과 연통되는 액정유입구와 상기 펌핑홀과 연통되는 액정유출구와 상기 펌핑홀에 삽입되는 피스톤을 각각 구비한 실린더조립체들; 상기 각 펌핑홀로 흡입될 액정을 각각 저장하는 액정저장유닛들; 상기 각 피스톤과 착탈 가능하게 각각 결합되며, 상기 각 액정유입구와 액정유출구를 개폐시키도록 상기 각 피스톤을 각각 회전시키는 회전구동유닛들; 상기 액정저장유닛들 각각에 저장된 액정을 상기 각 펌핑홀로 상기 각 액정유입구를 통해 흡입시키도록, 상기 회전구동유닛들과 상기 각 피스톤을 상측으로 동시에 이동시키고, 상기 각 펌핑홀로 흡입된 액정을, 상기 각 액정유출구를 통해 유출시키도록, 상기 회전구동유닛들과 상기 각 피스톤을 하측으로 동시에 이동시키는 직선구동유닛; 및 상기 각 액정유출구를 통해 유출된 액정 각각을, 액정방울로 각각 토출시키는 노즐유닛들;을 포함하는 액정디스펜서에 의해 달성된다.
본 발명을 사용하면, 단위패널영역으로 설정된 갯수의 액정방울들을 토출하는 데 걸리는 시간을 단축시킬 수 있다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정디스펜서를 설명한다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정디스펜서를 나타낸 사시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정디스펜서는, 프레임(11), 스테이지(13), 제1구동유닛(14)들, 헤드장치지지대(15)들, 제2구동유닛(16), 전자저울(30), 헤드장치(100)들, 공압공급유닛(300)으로 구성된다.
스테이지(13)는, 프레임(11)의 상부에 고정 설치된다. 물론, 스테이지(13)가 프레임(11)의 상부에 Y축 방향으로 이동가능하게 설치될 수도 있다. 스테이지(13) 상면에는, 마더기판(Mother substrate, M)이 놓여진다.
제1구동유닛(14)은, 1개씩 스테이지(13)의 양측에 각각 설치된다. 제1구동유닛(14)의 일단은, 프레임(11)에 결합되고, 타단은 헤드장치지지대(15)에 결합된다. 제1구동유닛(14)은, 헤드장치지지대(15)를 Y축 방향으로 이동시킨다. 제1구동유닛(14)은, 리니어모터임이 바람직하다. 헤드장치지지대(15)는, 스테이지(13) 상측을 가로지른다.
제2구동유닛(16)의 일단은, 헤드장치지지대(15)에 결합되고, 타단은 헤드장치(100)에 결합된다. 제2구동유닛(16)은, 헤드장치(100)을 X축 방향으로 이동시킨다. 제2구동유닛(16)은, 리니어모터임이 바람직하다.
전자저울(30)은, 프레임(11)에 설치된다. 전자저울(30)은, 액정의 무게를 측정한다.
도 2는, 도 1에 도시된 헤드장치를 나타낸 측면도이다. 도 3은, 도 1에 도시된 헤드장치를 나타낸 정면도이다. 도 4는, 도 3에 도시된 단면 Ⅳ-Ⅳ를 나타낸 도면이다.
도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 헤드장치(100)는, 지지조립체(110), 직선구동유닛(120), 회전구동유닛들(130, 230), 실린더조립체들(140, 240), 액정저장유닛들(150, 250), 노즐유닛들(160, 260)을 포함한다.
지지조립체(110)는, 제1부재(111), 제2부재(112), 제3부재(113), 케이스(114)로 구성된다.
제1부재(111)의 후면에 제2구동유닛(16)이 연결된다. 제1부재(111)의 하면에 제2부재(112)가 연결된다. 제2부재(112)의 전면에 제3부재(113)가 연결된다. 제3부재(113)의 상면에 케이스(114)가 설치된다.
직선구동유닛(120)은, 모터(121), 볼스크류(122), 커플링(123), 이동부재(124)로 구성된다.
모터(121)는, 제1부재(111)의 전면에 설치된다. 모터(121)의 축은, 볼스크류(122)의 일단과 커플링(123)으로 연결된다. 볼스크류(122)는, 이동부재(124)의 구멍에 나사 결합된다. 볼스크류(122)의 타단은 제2부재(112)에 회전가능하게 결합된다.
모터(121)는, 볼스크류(122)를 시계방향 또는 반 시계방향으로 회전시킴으로써, 이동부재(124)를 상하로 이동시킨다. 이로 인해, 제1피스톤(142)과 제2피스톤(242)이, Z축을 따라 상하로 동시에 이동된다.
회전구동유닛들(130, 230)은, 제1회전구동유닛(130)과 제2회전구동유닛(230)으로 구성된다.
제1회전구동유닛(130)은, 베이스부재(131), 모터(132), 에어실린더(133), 제1축(134), 커플링(137), 제2축(135)으로 구성된다. 베이스부재(131)는 케이스(114)에 상하 이동가능하게 설치된다. 베이스부재(131)의 후면에, 이동부재(124)가 연결된다. 베이스부재(131)의 전면에, 모터(132)와 에어실린더(133)가 각각 설치된다. 에어실린더(133)의 축은, 제1축(134)의 일단과 커플링(137)으로 연결된다. 제2축(135)은, 중공축이다. 제1축(134)의 타단은 제2축(135)을 관통하여, 제1피스 톤(142)과 착탈 가능하게 결합된다. 에어실린더(133)는 제1축(134)을 끌어당겨서, 제1피스톤(142)을 제2축(135)에 결합시킨다. 모터(132)는, 제2축(135)을 회전시킨다. 제1피스톤(142)이 제2축(135)에 결합 된 상태에서, 모터(132)가 제2축(135)을 회전시키면, 제1피스톤(142)은 Z축을 중심으로 회전한다.
제2회전구동유닛(230)은, 베이스부재(231), 모터(232), 에어실린더(233), 제1축(234), 커플링(237), 제2축(235)으로 구성된다. 베이스부재(231)는 케이스(114)에 상하 이동가능하게 설치된다. 베이스부재(231)의 후면에, 이동부재(124)가 연결된다. 베이스부재(231)의 전면에, 모터(232)와 에어실린더(233)가 각각 설치된다. 에어실린더(233)의 축은, 제1축(234)의 일단과 커플링(237)으로 연결된다. 제2축(235)은, 중공축이다. 제1축(234)의 타단은 제2축(235)을 관통하여, 제2피스톤(242)과 착탈 가능하게 결합된다. 에어실린더(233)는 제1축(234)을 끌어당겨서, 제2피스톤(242)을 제2축(235)에 결합시킨다. 모터(232)는, 제2축(235)을 회전시킨다. 제2피스톤(242)이 제2축(235)에 결합 된 상태에서, 모터(232)가 제2축(235)을 회전시키면, 제2피스톤(242)은 Z축을 중심으로 회전한다.
도 5는, 도 4에 도시된 제1모터와 제2모터를 1개의 모터로 대체한 도면이다.
도 5에 도시된 봐 같이, 제1피스톤(142)과 제2피스톤(242)를 회전시키기 위해, 도 4에 도시된 2개의 모터(132, 232)를 사용하는 대신, 1개의 모터(270)를 공동으로 사용하여, 제1피스톤(142)과 제2피스톤(242)를 회전시킨다.
모터(270)는, 이동부재(124)에 설치된다. 모터(270)의 축에는 구동기어(271)가 설치된다. 제1회전구동유닛(130)에 구비된 제2축(135)에는, 피동기어(272)가 설 치된다. 제2회전구동유닛(230)에 구비된 제2축(235)에는, 피동기어(272)가 설치된다. 구동기어(271)는, 피동기어(272)들 사이에서, 각 피동기어(272)와 맞물린다. 모터(270)가 구동기어(271)를 회전시키면, 피동기어(272)들도 회전된다. 피동기어(272)들이 회전되면, 제1피스톤(142)과 제2피스톤(242)이 동시에 회전된다.
따라서, 제1피스톤(142)과 제2피스톤(242)을 각각 회전시키는 모터(132,232) 2개를, 제1피스톤(142)과 제2피스톤(242)을 동시에 회전시키는 모터(270) 1개로 줄일 수 있다.
한편, 다른 실시예로, 실린더조립체가 3개 이상일 경우에는, 회전시킬 피스톤도 해당 수만큼 된다. 이 경우, 상기 피동기어를 3개 이상 늘리면, 해당 수만큼의 피스톤을 1개의 모터로 동시에 회전시킬 수 있을 것이다.
실린더조립체들(140, 240)은, 제1실린더조립체(140)과 제2실린더조립체(240)으로 구성된다.
제1실린더조립체(140)는, 제1노즐(162)을 통해 액정을 토출시킨다. 제1실린더조립체(140)는, 제1실린더(141), 제1피스톤(142)으로 구성된다. 제1실린더조립체(140)는, 제3부재(113)의 하면에 착탈가능하게 결합된다. 제3부재(113)의 하면에는 수직방향으로 제1로드(113a)와 제2로드(113b)가 구비된다. 제1로드(113a)의 끝부분과 제2로드(113b)의 끝부분에는 각각 나사산이 형성된다. 제1로드(113a)의 끝부분에는 제1너트(113c)가 결합된다. 제2로드(113b)의 끝부분에는 제2너트(113d)가 결합된다. 제1실린더(141)의 후면에는 제1착탈홈(141a)와 제2착탈홈(141b)이 구비된다. 제1로드(113a)를 제1착탈홈(141a)에, 제2로드(113b)를 제2착탈홈(141b)에 각 각 길이방향으로 삽입하고, 제1너트(113c)와 제2너트(113d)를 조이면, 제1실린더조립체(140)가 제3부재(113)의 하면에 결합된다.
도 6은, 도 3 및 도 4에 도시된 제1실린더조립체를 구성하는 제1실린더 및 그 내부에 삽입된 제1피스톤의 종단면도로서, 도 6(a)는, 흡입행정 시, 제1피스톤의 위치를 나타낸 도면이고, 도 6(b)는, 토출행정 시, 제1피스톤의 위치를 나타낸 도면이다. 점선화살표는 액정의 이동방향을 나타낸다. 실선화살표는 제1피스톤의 상하운동 및 회전운동 방향을 나타낸다.
도 6에 도시된 바와 같이, 제1실린더(141)에는 액정유입구(141c)가 수평방향으로 구비되고, 액정유출구(141d)가 수평방향으로 구비되고, 펌핑홀(141e)이 수직방향으로 구비된다. 액정유입구(141c)는 수평방향으로 위치한다.
액정유출구(141d)는 액정유입구(141c)의 반대편에 위치한다. 액정유입구(141c)은, 펌핑홀(141e)과 연통된다. 액정유출구(141d)는, 펌핑홀(141e)과 연통된다. 제1피스톤(142)은 펌핑홀(141e)에 삽입된다.
제1피스톤(142)에는 절단부(142a)가 구비된다. 절단부(142a)는, 제1피스톤(142)이 회전하는 각도에 따라 액정유입구(141c)와 액정유출구(141d)를 열거나 닫는다. 제1피스톤(142)이 상승하면서, 펌핑홀(141e)내에 제1액정흡입공간(S1)을 형성한다. 이때, 제1액정병(152)에 저장된 액정이, 튜브(153)와 액정유입구(141c)를 통해, 제1액정흡입공간(S1)으로 채워진다.
제2실린더조립체(240)는, 제2노즐(262)을 통해 액정을 토출시킨다. 제2실린더조립체(240)는, 제2실린더(241), 제2피스톤(242)으로 구성된다. 제2실린더조립 체(240)는, 제3부재(113)의 하면에 착탈가능하게 결합된다. 제3부재(113)의 하면에는 수직방향으로 제3로드(213a)와 제4로드(213b)가 구비된다. 제3로드(213a)의 끝부분과 제4로드(213b)의 끝부분에는 각각 나사산이 형성된다. 제3로드(213a)의 끝부분에는 제3너트(213c)가 결합된다. 제4로드(213b)의 끝부분에는 제4너트(213d)가 결합된다. 제2실린더(241)의 후면에는 제1착탈홈(241a)와 제2착탈홈(241b)이 구비된다. 제3로드(213a)를 제1착탈홈(241a)에, 제4로드(213b)를 제2착탈홈(241b)에 각각 길이방향으로 삽입하고, 제3너트(213c)와 제4너트(213d)를 조이면, 제2실린더조립체(240)가 제3부재(113)의 하면에 결합된다.
도 7은, 도 3 및 도 4에 도시된 제2실린더조립체를 구성하는 제2실린더 및 그 내부에 삽입된 제2피스톤의 종단면도로서, 도 7(a)는, 흡입행정 시, 제2피스톤의 위치를 나타낸 도면이고, 도 7(b)는, 토출행정 시, 제2피스톤의 위치를 나타낸 도면이다. 점선화살표는 액정의 이동방향을 나타낸다. 실선화살표는 제2피스톤의 상하운동 및 회전운동 방향을 나타낸다.
도 7에 도시된 바와 같이, 제2실린더(241)에는 액정유입구(241c)가 수평방향으로 구비되고, 액정유출구(241d)가 수평방향으로 구비되고, 펌핑홀(241e)이 수직방향으로 구비된다.
액정유출구(241d)는 액정유입구(241c)의 반대편에 위치한다. 액정유입구(241c)은, 펌핑홀(241e)과 연통된다. 액정유출구(241d)는, 펌핑홀(241e)과 연통된다.
제2피스톤(242)은 펌핑홀(241e)에 삽입된다. 제2피스톤(242)에는 절단 부(242a)가 구비된다. 절단부(242a)는, 제2피스톤(242)이 회전하는 각도에 따라 액정유입구(241c)와 액정유출구(241d)를 열거나 닫는다. 제2피스톤(242)이 상승하면서, 펌핑홀(241e)내에 제2액정흡입공간(S2)을 형성한다. 이때, 제2액정병(252)에 저장된 액정이, 튜브(253)와 액정유입구(241c)를 통해, 제2액정흡입공간(S2)으로 채워진다.
액정저장유닛들(150, 250)은, 제1액정저장유닛(150)과 제2액정저장유닛(250)으로 구성된다.
도 3에 도시된 바와 같이, 제1액정저장유닛(150)은, 받침대(151), 제1액정병(152), 튜브(153)로 구성된다. 받침대(151)는, 케이스(114)에 설치된다. 받침대(151)는, 제1액정병(152)을 받친다. 제1액정병(152)에는, 액정이 저장된다. 제1액정병(152)은, 제1실린더(141)에 구비된 액정유입구(141c)와 튜브(153)로 연결된다.
제2액정저장유닛(250)은, 받침대(251), 제2액정병(252), 튜브(253)로 구성된다. 받침대(251)는, 케이스(114)에 설치된다. 받침대(151)는, 제2액정병(252)을 받친다. 제2액정병(252)에는, 액정이 저장된다. 제2액정병(252)은, 제2실린더(241)에 구비된 액정유입구(241c)와 튜브(253)로 연결된다.
노즐유닛들(160, 260)은, 제1노즐유닛(160)과 제2노즐유닛(260)으로 구성된다.
제1노즐유닛(160)은, 노즐지지대(161), 제1노즐(162), 튜브(미도시)로 구성된다. 노즐지지대(161)는, 케이스(114)에 설치된다. 노즐지지대(161)는, 노즐(162) 을 지지한다. 노즐(162)은, 튜브(163)로 제1실린더(141)에 구비된 액정유출구(141d)와 연결된다.
제2노즐유닛(260)은, 노즐지지대(261), 제2노즐(262), 튜브(263)로 구성된다. 노즐지지대(261)는, 케이스(114)에 설치된다. 노즐지지대(261)는, 노즐(262)을 지지한다. 노즐(262)은, 튜브(263, 도 2참조)로 제2실린더(241)에 구비된 액정유출구(241d)와 연결된다.
도 3에 도시된 바와 같이, 공압공급유닛(300)은, 에어펌프(310), 튜브(320), 오토레귤레이터(330, auto regulator)로 구성된다.
에어펌프(310)는, 튜브(320)를 통해, 제2액정병(252)의 내부에 공압을 공급한다.
오토레귤레이터(330)는, 튜브(320)에 설치된다. 오토레귤레이터(330)는, 에어펌프(310)가 제2액정병(252)의 내부에 공급하는 공압을 높이거나 낮춘다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정디스펜서로, 단위패널영역에 설정된 무게를 가진 액정이 놓여지도록, 액정방울들을 토출하는 방법을 설명한다.
도 8은, 도 1에 도시된 헤드장치가, 단위패널영역에 설정된 지점들 각각으로 액정방울을 토출하기 위해 지나가는 경로를 나타낸 도면이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 마더기판(M)에 단위패널영역(U)이 1개 정의된다. 물론, 마더기판(M)에 단위패널영역(U)이 2개 이상 정의될 수도 있다.
단위패널영역(U)에 놓여지는 액정의 설정된 무게를 8mg이라 가정한다. 물론, 단위패널영역(U)에 놓여지는 액정의 설정된 무게를 8mg보다 크거나 작게 할 수도 있다.
단위패널영역(U)에 놓여지는 액정의 설정된 무게가 8mg이 되도록, 단위패널영역(U)에는 8개의 설정지점(P1,P2,P3,P4,P5,P6,P7,P8)들이 정의된다.
설정지점(P1,P3,P5,P7)들 각각으로, 제1노즐(162)로부터 액정방울이 토출된다. 설정지점(P1,P3,P5,P7)들 각각으로 토출된 액정방울 무게의 합은 4mg이다.
설정지점(P2,P4,P6,P8)들 각각으로 제2노즐(262)로부터 액정방울이 토출된다. 설정지점(P2,P4,P6,P8)들 각각으로 토출된 액정방울 무게의 합은 4mg이다.
설정지점(P1)과 설정지점(P2)으로, 제1노즐(162)과 제2노즐(262)로부터 액정이 동시에 토출되도록, 설정지점(P1)과 설정지점(P2) 사이 거리는, 제1노즐(162)과 제2노즐(262) 사이 거리와 같게 설정된다.
설정지점(P3)과 설정지점(P4) 사이 거리, 설정지점(P5)과 설정지점(P6) 사이 거리, 설정지점(P7)과 설정지점(P8) 사이 거리도, 제1노즐(162)과 제2노즐(262) 사이 거리와 같게 설정된다.
도 6(a)에 도시된 바와 같이, 설정지점(P1,P3,P5,P7)들 각각으로 토출된 액정방울들의 무게가 4mg이 되도록, 제1액정흡입공간(S1)에 4mg의 무게를 가진 액정을 한 번에 흡입한다. 그리고, 도 6(b)에 도시된 바와 같이, 네 번에 나누어 설정지점(P1,P3,P5,P7)들 각각에 액정방울을 토출한다. 이를 구체적으로 설명한다.
제1실린더조립체(140)에는, 제1실린더(141) 및 제1피스톤(142) 가공시 발생하는 가공오차(예들 들어, 제1실린더(141)의 내면과 제1피스톤(142) 헤드의 표면이 거칠게 가공됨으로 인해 발생하는 오차)가 있다고 가정한다. 가공오차가 있으면, 펌핑홀(141e)의 부피가 설정된 부피가 되지 않는다. 따라서, 제1피스톤(142)를 설정된 거리만큼 상승시켜도, 설정된 무게를 가진 액정이 펌핑홀(141e)로 흡입되지 못한다.
본 출원인의 등록특허(10-0904059)에 개시된 방법으로, 제1피스톤(142)을 상승시키는 거리를 조절하여, 제1액정흡입공간(S1)에 4mg의 무게를 가진 액정을 정확히 채울 수 있는 위치를 찾는다.
이렇게 찾은 위치가 Z0이고, 이때, 제1피스톤(142)을 상승시키는 거리는 H라고 가정한다.
도 7(a)에 도시된 바와 같이, 설정지점(P2,P4,P6,P8)들 각각으로 토출된 액정방울 무게의 합이 4mg이 되도록, 제2액정흡입공간(S2)에 액정 4mg을 한 번에 흡입한다. 그리고, 도 7(b)에 도시된 바와 같이, 네 번에 나누어 설정지점(P2,P4,P6,P8)들 각각에 액정방울을 토출한다. 이를 구체적으로 설명한다.
제2실린더조립체(240)에도, 제2실린더(241) 및 제2피스톤(242) 가공시 발생하는 가공오차(예들 들어, 제2실린더(241)의 내면과 제2피스톤(242) 헤드의 표면이 거칠게 가공됨으로 인해 발생하는 오차)가 있다고 가정한다. 가공오차가 있으면, 펌핑홀(241e)의 부피가 설정된 부피가 되지 않는다. 따라서, 제2피스톤(242)를 설정된 거리만큼 상승시켜도, 설정된 무게를 가진 액정이 펌핑홀(241e)로 흡입되지 못한다.
모터(121)는, 제1피스톤(142)과 제2피스톤(242)를 동시에 같은 거리 H만큼 상승시키므로, 제2피스톤(242)가 상승하는 거리를 개별적으로 조절하여, 제2액정흡 입공간(S2)에는 흡입되는 액정의 무게를 4mg으로 맞출 수 없다.
따라서, 제2액정흡입공간(S2)에 흡입되는 액정의 무게를 4mg으로 맞추기 위해, 오토레귤레이터(330)는, 에어펌프(310)가 제2액정병(252)의 내부에 공급하는 공압을 변경한다.
예를 들어, 제2피스톤(242)이 H만큼 상승할 때, 제2액정흡입공간(S2)에 흡입된 액정의 무게가 4mg보다 작은 3.9mg이면, 오토레귤레이터(330)는, 에어펌프(310)가 제2액정병(252)에 공급하는 공압을 높인다. 그러면, 제2액정병(252)에 저장된 액정이 압축된다. 이로 인해, 제2피스톤(242)이 H만큼 상승하더라도, 제2액정흡입공간(S2)에는 무게가 4mg인 액정이 채워진다.
참고로, 제2액정흡입공간(S2)에 흡입된 액정의 무게가 4mg보다 작은 3.9mg이라는 것은, 제2액정흡입공간(S2)에 흡입된 액정을 전자저울(30)로 토출하여, 측정해 보면 알 수 있다.
한편, 제2피스톤(242)이 H만큼 상승할 때, 제2액정흡입공간(S2)에 흡입된 액정의 무게가 4mg보다 큰 4.1mg이면, 오토레귤레이터(330)는, 에어펌프(310)가 제2액정병(252)에 공급하는 공압을 작게 한다. 그러면, 제2액정병(252)에 저장된 액정이 팽창된다. 이로 인해, 제2피스톤(242)이 H만큼 상승하더라도, 제2액정흡입공간(S2)에는 무게가 4mg인 액정이 채워진다.
제1액정흡입공간(S1)에 흡입되는 액정의 무게가 4mg으로 맞추어 지고, 제2액정흡입공간(S2)에 흡입되는 액정의 무게가 4mg으로 맞추어 지면,
도 6(a) 및 도 7(a)에 도시된 바와 같이, 모터(132)는, 제1피스톤(142)을 Z 축을 중심으로 반시계 방향으로 회전시켜, 절단부(142a)가 액정유입구(141c)를 향하도록 하고, 모터(232)는, 제2피스톤(242)을 Z축을 중심으로 반시계 방향으로 회전시켜, 절단부(242a)가 액정유입구(241c)를 향하도록 한다.
모터(121)는, 제1피스톤(142)을 Z축을 따라 제1실린더(141)의 바닥면으로부터 H만큼 상승시키고, 동시에 제2피스톤(242)을 Z축을 따라 제2실린더(241)의 바닥면으로부터 H만큼 상승시킨다.
이때, 제1액정병(152)에 저장된 4mg의 무게를 가진 액정이 튜브(153)와 액정유입구(141c)를 통해 제1액정흡입공간(S1)에 채워지고, 제2액정병(252)에 저장된 4mg의 무게를 가진 액정이 튜브(253)와 액정유입구(241c)를 통해, 제2액정흡입공간(S2)에 채워진다.
도 6(b) 및 도 7(b)에 도시된 바와 같이, 모터(132)는, 제1피스톤(142)을 Z축을 중심으로 시계 방향으로 회전시켜, 절단부(142a)가 액정유출구(141d)를 향하도록 하고, 모터(232)는, 제2피스톤(242)을 Z축을 중심으로 시계 방향으로 회전시켜, 절단부(242a)가 액정유출구(241d)를 향하도록 한다.
헤드장치(100)는, 설정지점(P1)과 설정지점(P2) 상측으로 이동한다.
모터(121)는, 제1피스톤(142)을 펌핑홀(141e)내에서 Z0에서 Z1까지 하강시키고, 동시에 제2피스톤(242)을 펌핑홀(241e)내에서 Z0에서 Z1까지 하강시킨다.
그러면, 액정유출구(141d)와, 튜브(163)와, 제1노즐(162)을 통해 액정방울이 설정지점(P1)으로 토출되고, 액정유출구(241d)와, 튜브(미도시)와, 제2노즐(262)을 통해 액정방울이 설정지점(P2)으로 토출된다.
헤드장치(100)는, 설정지점(P3)과 설정지점(P4) 상측으로 이동한다.
모터(121)는, 제1피스톤(142)을 펌핑홀(141e)내에서 Z1에서 Z2까지 하강시키고, 동시에 제2피스톤(242)을 펌핑홀(241e)내에서 Z1에서 Z2까지 하강시킨다.
그러면, 액정유출구(141d)와, 튜브(163)와, 제1노즐(162)을 통해 액정방울이 설정지점(P3)으로 토출되고, 액정유출구(241d)와, 튜브(미도시)와, 제2노즐(262)을 통해 액정방울이 설정지점(P4)으로 토출된다.
헤드장치(100)는, 설정지점(P5)과 설정지점(P6) 상측으로 이동한다.
모터(121)는, 제1피스톤(142)을 펌핑홀(141e)내에서 Z2에서 Z3까지 하강시키고, 동시에 제2피스톤(242)을 펌핑홀(241e)내에서 Z2에서 Z3까지 하강시킨다.
그러면, 액정유출구(141d)와, 튜브(163)와, 제1노즐(162)을 통해 액정방울이 설정지점(P5)으로 토출되고, 액정유출구(241d)와, 튜브(미도시)와, 제2노즐(262)을 통해 액정방울이 설정지점(P6)으로 토출된다.
헤드장치(100)는, 설정지점(P7)과 설정지점(P8) 상측으로 이동한다.
모터(121)는, 제1피스톤(142)을 펌핑홀(141e)내에서 Z3에서 Z4까지 하강시키고, 동시에 제2피스톤(242)을 펌핑홀(241e)내에서 Z3에서 Z4까지 하강시킨다.
그러면, 액정유출구(141d)와, 튜브(163)와, 제1노즐(162)을 통해 액정방울이 설정지점(P7)으로 토출되고, 액정유출구(241d)와, 튜브(미도시)와, 제2노즐(262)을 통해 액정방울이 설정지점으로 토출된다.
한편, 본 발명의 다른 실시예로, 액정디스펜서가, 공압공급유닛을 2개 이상 포함하고, 실린더조립체와 액정저장유닛과 회전구동유닛과 노즐유닛을 3개 이상 포 함할 수 있을 것이다. 이 경우, 헤드장치는, 단위패널영역으로 액정방울을 3개 이상 동시에 토출할 수 있다.
어느 하나의 실린더조립체에 구비된 펌핑홀로 흡입되는 액정의 무게는, 직선구동유닛이, 어느 하나의 실린더조립체에 구비된 피스톤을 상승시키는 거리를 조절하여, 설정된 무게로 맞춘다.
그리고, 나머지 실린더조립체들 각각에 구비된 펌핑홀로 흡입되는 액정의 무게는, 공압공급유닛들 각각이, 나머지 실린더조립체들 각각에 구비된 펌핑홀로 흡입되는 액정을 각각 압축 또는 팽창시켜, 설정된 무게로 맞춘다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정디스펜서를 나타낸 사시도이다.
도 2는, 도 1에 도시된 헤드장치를 나타낸 측면도이다.
도 3은, 도 1에 도시된 헤드장치를 나타낸 정면도이다.
도 4는, 도 3에 도시된 단면 Ⅳ-Ⅳ를 나타낸 도면이다.
도 5는, 도 4에 도시된 제1모터와 제2모터를 1개의 모터로 대체한 도면이다.
도 6은, 도 3 및 도 4에 도시된 제1실린더조립체를 구성하는 제1실린더 및 그 내부에 삽입된 제1피스톤의 종단면도로서, 도 6(a)는, 흡입행정 시, 제1피스톤의 위치를 나타낸 도면이고, 도 6(b)는, 토출행정 시, 제1피스톤의 위치를 나타낸 도면이다.
도 7은, 도 3 및 도 4에 도시된 제2실린더조립체를 구성하는 제2실린더 및 그 내부에 삽입된 제2피스톤의 종단면도로서, 도 7(a)는, 흡입행정 시, 제2피스톤의 위치를 나타낸 도면이고, 도 7(b)는, 토출행정 시, 제2피스톤의 위치를 나타낸 도면이다.
도 8은, 도 1에 도시된 헤드장치가, 단위패널영역에 설정된 지점들 각각으로 액정방울을 토출하기 위해 지나가는 경로를 나타낸 도면이다.

Claims (9)

  1. 지지 조립체;
    상기 지지 조립체에 착탈 가능하게 각각 결합되며, 펌핑홀과 상기 펌핑홀과 연통되는 액정유입구와 상기 펌핑홀과 연통되는 액정유출구와 상기 펌핑홀에 삽입되는 피스톤을 각각 구비한 실린더조립체들;
    상기 각 펌핑홀로 흡입될 액정을 각각 저장하는 액정저장유닛들;
    상기 각 피스톤과 착탈 가능하게 각각 결합되며, 상기 각 액정유입구와 액정유출구를 개폐시키도록 상기 각 피스톤을 각각 회전시키는 회전구동유닛들;
    상기 액정저장유닛들 각각에 저장된 액정을 상기 각 펌핑홀로 상기 각 액정유입구를 통해 흡입시키도록, 상기 회전구동유닛들과 상기 각 피스톤을 상측으로 동시에 이동시키고,
    상기 각 펌핑홀로 흡입된 액정을, 상기 각 액정유출구를 통해 유출시키도록, 상기 회전구동유닛들과 상기 각 피스톤을 하측으로 동시에 이동시키는 직선구동유닛; 및
    상기 각 액정유출구를 통해 유출된 액정 각각을, 액정방울로 각각 토출시키는 노즐유닛들;을 포함하는 헤드장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 회전구동유닛들은, 상기 실린더조립체들 각각에 구비된 피스톤을 회전시키는 모터를 각각 구비한 헤드장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 회전구동유닛들은, 상기 실린더조립체들 각각에 구비된 피스톤을 회전시키는 모터를 공동으로 구비한 헤드장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 직선구동유닛은, 상기 회전구동유닛들과 상기 실린더조립체들 각각에 구비된 피스톤을 상측 또는 하측으로 동시에 이동시키는 모터를 구비한 헤드장치.
  5. 액정방울을 토출하는 헤드장치를 구비하며,
    상기 헤드장치는,
    지지 조립체;
    상기 지지 조립체에 착탈 가능하게 각각 결합되며, 펌핑홀과 상기 펌핑홀과 연통되는 액정유입구와 상기 펌핑홀과 연통되는 액정유출구와 상기 펌핑홀에 삽입되는 피스톤을 각각 구비한 실린더조립체들;
    상기 각 펌핑홀로 흡입될 액정을 각각 저장하는 액정저장유닛들;
    상기 각 피스톤과 착탈 가능하게 각각 결합되며, 상기 각 액정유입구와 액정유출구를 개폐시키도록 상기 각 피스톤을 각각 회전시키는 회전구동유닛들;
    상기 액정저장유닛들 각각에 저장된 액정을 상기 각 펌핑홀로 상기 각 액정유입구를 통해 흡입시키도록, 상기 회전구동유닛들과 상기 각 피스톤을 상측으로 동시에 이동시키고,
    상기 각 펌핑홀로 흡입된 액정을, 상기 각 액정유출구를 통해 유출시키도록, 상기 회전구동유닛들과 상기 각 피스톤을 하측으로 동시에 이동시키는 직선구동유닛; 및
    상기 각 액정유출구를 통해 유출된 액정 각각을, 액정방울로 각각 토출시키는 노즐유닛들;을 포함하는 액정디스펜서.
  6. 제5항에 있어서, 공압공급유닛을 더 포함하며,
    상기 실린더조립체들은 제1실린더조립체와 제2실린더조립체로 구성되며,
    상기 제1실린더조립체에 구비된 펌핑홀로 흡입되는 액정의 무게는, 상기 직선구동유닛이, 상기 제1실린더조립체에 구비된 제1피스톤을 상승시키는 거리를 조절하여, 설정된 무게로 맞추고,
    상기 제2실린더조립체에 구비된 펌핑홀로 흡입되는 액정의 무게는, 상기 공압공급유닛이, 상기 제2실린더조립체에 구비된 펌핑홀로 흡입되는 액정을 압축 또는 팽창시켜, 상기 설정된 무게로 맞추는 액정디스펜서.
  7. 제6항에 있어서, 상기 액정저장유닛들은, 상기 제1실린더조립체에 구비된 펌핑홀로 흡입될 액정을 저장하는 제1액정병을 구비한 제1액정저장유닛과, 상기 제2실린더조립체에 구비된 펌핑홀로 흡입될 액정을 저장하는 제2액정병을 구비한 제2액정저장유닛으로 구성되며,
    상기 공압공급유닛은, 상기 제2액정병의 내부로 공압을 공급하는 에어펌프;
    상기 에어펌프와 상기 제2액정병을 연결하는 튜브; 및
    상기 튜브에 설치된 오토레귤레이터;를 포함하는 액정디스펜서.
  8. 제7항에 있어서, 상기 오토레귤이터는, 상기 제2실린더조립체에 구비된 펌핑홀로 흡입되는 액정의 무게가 상기 설정된 무게보다 크면, 상기 에어펌프가 상기 제2액정병의 내부로 공급하는 공압을 낮추고,
    상기 제2실린더조립체에 구비된 펌핑홀로 흡입되는 액정의 무게가 상기 설정된 무게보다 작으면, 상기 에어펌프가 상기 제2액정병의 내부로 공급하는 공압을 높이는 액정디스펜서.
  9. 제5항에 있어서, 공압공급유닛을 2개 이상, 상기 실린더조립체들과 액정저장유닛들과 회전구동유닛과 노즐유닛들은 각각 3개 이상 포함하며,
    상기 어느 하나의 실린더조립체에 구비된 펌핑홀로 흡입되는 액정의 무게는, 상기 직선구동유닛이, 어느 하나의 실린더조립체에 구비된 피스톤을 상승시키는 거리를 조절하여, 설정된 무게로 맞추고,
    나머지 실린더조립체들 각각에 구비된 펌핑홀로 흡입되는 액정의 무게는, 상기 공압공급유닛들 각각이, 상기 나머지 실린더조립체들 각각에 구비된 펌핑홀로 흡입되는 액정을 각각 압축 또는 팽창시켜, 상기 설정된 무게로 맞추는 액정디스펜서.
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CN108732824A (zh) * 2018-04-04 2018-11-02 信利（惠州）智能显示有限公司 液晶滴灌装置

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