KR20120058875A - 자동 보정 기능을 구비한 인쇄 장치용 정렬 장치, 이를 포함하는 인쇄 장치 및 이를 이용한 정렬 방법 - Google Patents

자동 보정 기능을 구비한 인쇄 장치용 정렬 장치, 이를 포함하는 인쇄 장치 및 이를 이용한 정렬 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 인쇄 장치는 정렬키를 포함하는 기판을 스테이지에 정렬시키는 기판 정렬부; 인쇄용 롤러를 회전시켜 이에 접촉된 상기 기판에 하나의 층을 인쇄하며, 상기 정렬키 부근에 정렬 검사 패턴을 인쇄하는 롤러 인쇄부; 및 인쇄된 상기 기판의 상기 정렬키 및 상기 정렬 검사 패턴을 통하여 상기 기판에 인쇄된 하나의 층이 시프트된 정도를 검사하는 시프트 검사부를 포함하며, 상기 시프트 검사부에서 파악된 시프트 정도는 다음에 처리되기 위하여 상기 기판 정렬부로 투입된 기판의 정렬시 고려된다. 그러므로 인쇄용 롤러에 의하여 인쇄된 기판의 정렬키의 위치를 검사하여 기판의 시프트 값을 확인하고 이를 기초로 기판을 정렬한 후 인쇄함으로써 시프트로 인하여 발생하는 부정확한 인쇄를 제거할 수 있다.

Description

자동 보정 기능을 구비한 인쇄 장치용 정렬 장치, 이를 포함하는 인쇄 장치 및 이를 이용한 정렬 방법 {PRINTINGALIGNMENT APPARATUS AND FOR PRINTING APPRATUS HAVING AUTO CORRECTION, PRINTING APPRATUS HAVING THE SAME AND ALIGNMENT METHOD USING THE SAME}
본 발명은 기판에 층을 인쇄하여 형성하는 인쇄 장치에서 자동 보정 기능을 구비한 정렬 장치 및 이를 이용한 정렬 방법에 대한 발명이다.
표시 장치를 형성함에 있어서 기판에 패턴이나 층을 형성하기 위하여 인쇄 장치를 사용하여 층을 형성하는 공정이 진행된다. 일예로 액정 표시 장치에서는 액정의 정렬 방향을 제어하기 위하여 배향막을 형성하는데, 배향막도 인쇄 장치를 통하여 인쇄된다.
배향막의 경우 롤러의 표면에 부착된 배향막 형성용 물질(폴리 이미드 등)이 롤러가 회전하면서 기판으로 전사되어 배향막이 형성되게 된다.
이와 같이 롤러가 기판과 마찰하면서 회전하여 롤러에 부착된 물질이 기판으로 전사되는 경우 기판과 롤러 간의 마찰로 인하여 사용하면 할수록 기판에 인쇄되는 층이 시프트되어 전사되게 된다. 특히 롤러의 표면 재질이 연질성의 고무이므로 사용할수록 고무가 마모되면서 인쇄 특성이 나빠지고, 시프트 현상이 발생할 수밖에 없는 문제점이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 기판의 시프트로 인하여 인쇄 공정에서 발생하는 문제점을 제거하는 정렬 장치와 이를 사용하는 인쇄 장치 및 정렬 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 자동 보정 기능을 구비한 인쇄 장치용 정렬 장치는 정렬키를 포함하며 공정 진행될 기판을 스테이지에 정렬시키는 기판 정렬부; 및 상기 공정 진행되면서 상기 정렬키 주변에 인쇄된 정렬 검사 패턴이 인쇄된 상기 기판을 상기 정렬키 및 상기 정렬 검사 패턴을 통하여 상기 공정에서 발생된 시프트의 정도를 검사하는 시프트 검사부를 포함하며, 상기 시프트 검사부에서 파악된 시프트 보정값은 상기 기판 정렬부로 전송하며, 상기 기판 정렬부는 다음에 처리되기 위하여 투입된 기판을 상기 시프트 보정값에 비례하여 정렬한다.
상기 정렬키는 원형, 십자형 등이며, 상기 정렬 검사 패턴은 정렬키가 원형인 경우에는 원형 개구부를 가지는 원형띠 형상을 가지며, 상기 정렬키가 다각형인 경우 다각형 개구부를 가지는 다각형띠 형상을 가지며, 상기 정렬키가 십자형인 경우 십자형 개구부를 가지는 십자형 형상을 가지며, 상기 정렬키가 상기 정렬 검사 패턴의 상기 개구부내에 위치하도록 상기 정렬 검사 패턴을 인쇄할 수 있다.
상기 정렬키가 상기 정렬 검사 패턴의 상기 원형 개구부의 정 가운데에 위치하는 경우에는 정상적으로 정렬되어 인쇄된 상태며, 상기 정렬키가 상기 원형 개구부의 일측으로 치우친 경우 시프트가 발생한 경우로 상기 정렬키가 상기 정렬 검사 패턴의 원형띠 부분과 중첩하는 면적이 클수록 시프트가 심한 경우일 수 있다.
상기 기판 정렬부는 상기 기판에 형성된 상기 정렬키를 촬상하는 카메라; 상기 스테이지와 상기 기판을 함께 이동시키는 기판 운송 수단; 및 상기 카메라에 촬상된 상기 정렬키를 통하여 기판을 정렬시키는 기판 정렬 수단을 포함할 수 있다.
상기 시프트 검사부는 상기 상기 정렬키 및 상기 정렬 검사 패턴을 촬상하는 카메라 및 상기 카메라의 렌즈로 입사되는 빛을 방출하는 광원을 포함할 수 있다.
상기 기판 정렬부를 제어하는 정렬 모듈; 및 상기 시프트 검사부를 제어하는 검사 모듈을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 인쇄 장치는 정렬키를 포함하는 기판을 스테이지에 정렬시키는 기판 정렬부; 인쇄용 롤러를 회전시켜 이에 접촉된 상기 기판에 하나의 층을 인쇄하며, 상기 정렬키 부근에 정렬 검사 패턴을 인쇄하는 롤러 인쇄부; 및 인쇄된 상기 기판의 상기 정렬키 및 상기 정렬 검사 패턴을 통하여 상기 기판에 인쇄된 하나의 층이 시프트된 정도를 검사하는 시프트 검사부를 포함하며, 상기 시프트 검사부에서 파악된 시프트 보정값은 상기 기판 정렬부로 전송하며, 상기 기판 정렬부는 다음에 처리되기 위하여 투입된 기판을 상기 시프트 보정값에 비례하여 정렬한다.
상기 정렬키는 원형, 십자형 등이며, 상기 정렬 검사 패턴은 정렬키가 원형인 경우에는 원형 개구부를 가지는 원형띠 형상을 가지며, 상기 정렬키가 다각형인 경우 다각형 개구부를 가지는 다각형띠 형상을 가지며, 상기 정렬키가 십자형인 경우 십자형 개구부를 가지는 십자형 형상을 가지며, 상기 정렬키가 상기 정렬 검사 패턴의 상기 개구부내에 위치하도록 상기 정렬 검사 패턴을 인쇄할 수 있다.
상기 정렬키가 상기 정렬 검사 패턴의 상기 원형 개구부의 정 가운데에 위치하는 경우에는 정상적으로 정렬되어 인쇄된 상태며, 상기 정렬키가 상기 원형 개구부의 일측으로 치우친 경우 시프트가 발생한 경우로 상기 정렬키가 상기 정렬 검사 패턴의 원형띠 부분과 중첩하는 면적이 클수록 시프트가 심한 경우일 수 있다.
상기 기판 정렬부는 상기 기판에 형성된 상기 정렬키를 촬상하는 카메라; 기 스테이지와 상기 기판을 함께 이동시키는 기판 운송 수단; 및 상기 카메라에 촬상된 상기 정렬키를 통하여 기판을 정렬시키는 기판 정렬 수단을 포함할 수 있다.
상기 롤러 인쇄부는 상기 기판과 접촉하여 회전하면서 하나의 층을 인쇄시키는 인쇄용 롤러; 및 상기 인쇄용 롤러에 상기 하나의 층을 형성하는 물질을 전사하는 약액 공급 롤러를 포함할 수 있다.
상기 인쇄용 롤러는 원통 형상에서 일부 영역이 제거된 구조를 가지는 본체 롤러와 상기 본체 롤러의 외면에 부착되는 고무판을 포함할 수 있다.
상기 시프트 검사부는 상기 상기 정렬키 및 상기 정렬 검사 패턴을 촬상하는 카메라 및 상기 카메라의 렌즈로 입사되는 빛을 방출하는 광원을 포함할 수 있다.
상기 기판 정렬부를 제어하는 정렬 모듈; 상기 롤러 인쇄부를 제어하는 처리 모듈; 및 상기 시프트 검사부를 제어하는 검사 모듈을 더 포함할 수 있다.
상기 시프트 검사부에서 파악된 시프트 정도는 상기 정렬 모듈로 피드백되어 다음에 처리되기 위하여 상기 기판 정렬부로 투입된 기판을 보정하여 정렬시킬 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 정렬 방법은 스테이지에 정렬키를 가지는 기판을 위치시키는 기판 투입 단계; 상기 기판의 상기 정렬키의 위치에 기초하여 상기 기판의 위치를 보정하는 위치 보정 단계; 상기 보정된 위치에 상기 기판을 정렬시키는 기판 정렬 단계; 상기 정렬된 기판을 운송하여 인쇄용 롤러를 이용하여 하나의 층을 인쇄하며, 상기 정렬키 부분에 정렬 검사 패턴을 인쇄하는 인쇄 단계; 상기 정렬키와 상기 정렬 검사 패턴의 위치 관계를 통하여 시프트의 정도를 측정하는 시프트 측정 단계; 상기 측정된 시프트 정도를 시프트 보정값으로 추출한 후 피드백하여 다음에 처리되기 위하여 투입된 기판의 정렬시 사용되는 파라미터값을 변경시키는 단계를 포함한다.
상기 정렬키는 원형, 십자형 등이며, 상기 정렬 검사 패턴은 정렬키가 원형인 경우에는 원형 개구부를 가지는 원형띠 형상을 가지며, 상기 정렬키가 다각형인 경우 다각형 개구부를 가지는 다각형띠 형상을 가지며, 상기 정렬키가 십자형인 경우 십자형 개구부를 가지는 십자형 형상을 가지며, 상기 정렬키가 상기 정렬 검사 패턴의 상기 개구부내에 위치하도록 상기 정렬 검사 패턴을 인쇄할 수 있다.
상기 정렬키가 상기 정렬 검사 패턴의 상기 원형 개구부의 정 가운데에 위치하는 경우에는 정상적으로 정렬되어 인쇄된 상태로 파악하며, 상기 정렬키가 상기 원형 개구부의 일측으로 치우친 경우 시프트가 발생한 경우로 상기 정렬키가 상기 정렬 검사 패턴의 원형띠 부분과 중첩하는 면적이 클수록 시프트가 심한 경우로 파악할 수 있다.
상기 시프트가 발생한 정도가 일정 범위내일 때에는 투입된 기판을 정렬시 고려하여 정렬하며, 상기 시프트 정도가 상기 일정 범위를 초과하는 때에는 상기 인쇄용 롤러의 외측에 위치하는 고무판을 교체하도록 정보를 제공할 수 있다.
이상과 같이 롤러에 의하여 인쇄된 기판의 정렬키의 위치를 검사하여 기판의 시프트 값을 확인하고 이를 기초로 기판을 정렬한 후 인쇄함으로써 시프트로 인하여 발생하는 부정확한 인쇄를 제거할 수 있다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 인쇄 장치를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 인쇄 장치의 각 부분을 간략 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 롤러 인쇄부를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 시프트 검사부를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 인쇄 장치의 신호처리도이다.
도 6 내지 도 9는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 기판의 정렬키 및 정렬 검사 패턴을 관측한 도면이다.
도 10은 본 발명의 한 실시예에 따른 인쇄 방법을 나타내는 순서도이다.
그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
우선, 도 1 및 도 2를 기초로 본 발명의 한 실시예에 다른 인쇄 장치를 살펴본다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 인쇄 장치를 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 인쇄 장치의 각 부분을 간략 도시한 도면이다.
본 발명의 실시예에 따른 인쇄 장치는 기판 정렬부(1), 롤러 인쇄부(2) 및 시프트 검사부(3)를 포함한다.
먼저 기판 정렬부(1)는 카메라(300), 기판 운송 수단(도시하지 않음) 및 기판 정렬 수단(도시하지 않음)을 포함한다.
기판(10)은 도 2에서 도시하고 있는 바와 같이 기판(10)의 외각에 정렬키(11)가 형성되어 있으며, 스테이지(15)위에 고정되어 스테이지(15)와 함께 이동할 수 있다. 즉, 기판 정렬부(1)의 기판 운송 수단은 스테이지(15)와 함께 기판(10)을 이동시킬 수 있는 수단이며, 일반적으로 회전하는 컨베이어 시스템따위를 이용할 수 있다. 또한, 기판 정렬 수단은 스테이지(15)위에서 기판(10)을 고정시키는 수단으로 카메라(300)를 통하여 기판(10)의 정렬키(11)의 위치를 확인한 후 이에 기초하여 기판(10)의 위치를 조정하여 정렬할 수 있는 수단을 포함한다.
카메라(300)는 기판(10)의 정렬키(11)를 촬상하기 위한 것으로 카메라의 렌즈를 향하여 빛을 전달하는 광원(도시하지 않음)을 함께 포함하며, 빛을 굴절, 반사 시키거나 빛을 집광하는 등의 광학 소자를 더 포함할 수 있다.
카메라(300)는 CCD(charge-coupled device) 카메라나 CMOS (complementary metal oxide semiconductor) 카메라 및 라인 스캔 카메라 등이 사용될 수 있다.
이상과 같이 인쇄 장치로 제공된 기판(10)은 카메라(300)를 통하여 정렬키(11)에 기초하여 기판(10)을 스테이지(15)위에 고정시키고 스테이지(15)와 기판(10)을 이동시켜 롤러 인쇄부(2)로 진입시킨다.
도 2를 참고하면, 정렬키가 원형인 경우를 도시하고 있으나, 실시예에 따라서 다양한 구조를 가질 수 있으며, 원형 외의 다양한 다각형 형상 및 십자형태를 가질 수도 있다. 이하에서는 원형인 정렬키를 중심으로 설명한다.
롤러 인쇄부(2)는 도 3에서 상세하게 도시되어 있다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 롤러 인쇄부를 도시한 도면이다.
롤러 인쇄부(2)는 인쇄용 롤러(100)와 약액 공급 롤러(200)를 포함한다.
인쇄용 롤러(100)는 금속으로 형성되어 있는 본체 롤러(101)와 그 외측에 탈착 가능하게 부착된 고무판(110)을 포함한다. 본체 롤러(101)는 원통 형상의 막대 구조에서 일부 영역이 제거된 구조(이하 '제거 영역'이라 함)를 가지며, 단면은 도 3에서 도시한 바와 같을 수 있다. 고무판(110)은 제거 영역의 끝부분을 이용하여 고정되면서 본체 롤러(101)의 외면에 부착되는 구조를 가진다.
한편, 약액 공급 롤러(200)는 인쇄용 롤러(100)의 일측에 위치하며, 원통 형상의 구조를 가지며, 인쇄용 롤러(100)에 비하여 작은 반지름을 가질 수 있다. 약액 공급 롤러(200)는 약액 공급부(220)에서 제공된 약액(210)을 외측면에 도포한 상태에서 인쇄용 롤러(100)와 서로 접하여 반대 방향(하나의 롤러는 시계 방향으로, 다른 하나의 롤러는 반시계 방향으로)으로 회전하면서 약액을 인쇄용 롤러(100)로 전사시킨다. 전사된 약액은 인쇄용 롤러(100)의 고무판(110)의 외측면에 도포되게 된다.
그 후 스테이지(15)와 함께 기판(10)이 롤러 인쇄부(2)로 진입하면 기판(10)과 인쇄용 롤러(100)는 일부 영역이 접하여 이동[기판은 일 방향으로 선형 이동(본 실시예에서 기판은 좌측에서 우측으로 이동), 인쇄용 롤러(100)는 회전(본 실시예에서 인쇄용 롤러(100)는 반시계 방향으로 회전)]하면서 인쇄용 롤러(100)의 외측에 도포된 약액을 기판(10)으로 전사시킨다.
약액이 전사된 기판(10)은 스테이지(15)와 함께 시프트 검사부(3)로 이동하게 되며, 인쇄용 롤러(100)는 약액을 기판(10)에 전사할 때 회전하던 방향과 반대 방향(본 실시예에서는 시계 방향)으로 회전하여 초기 위치로 복귀하면서 약액 공급 롤러(200)로부터 약액을 전달받을 수 있다.
즉, 본 발명의 실시예에 따른 인쇄용 롤러(100)는 하나의 기판(10)에 약액을 전사하는 사이즈로 형성되며, 그 결과 특정 패턴으로 약액을 전사하는 것도 가능하다. 또한, 인쇄용 롤러(100)가 하나의 기판(10)에 대응하여 초기화되므로 인쇄용 롤러(100)에 인쇄하고자 하는 패턴이 형성된 경우에도 오정렬만 발생하지 않으면 기판에 패턴을 인쇄하는 것이 가능하다.
본 발명에서는 오정렬을 막기 위하여 인쇄용 롤러(100)를 통하여 약액을 전사함에 있어 기판(10)의 정렬키(11) 주변에 정렬 검사 패턴(11-5)으로 약액을 전사한다. 이는 약액을 전사함에 있어서 기판(10)과 인쇄용 롤러(100)가 접하여 서로 이동하면서 스테이지 상에 고정된 기판(10)의 정렬이 어긋날 수 있는데, 이를 확인할 수 있다.
본 발명의 실시예에서는 기판(10)의 정렬키(11)가 원형이고, 정렬 검사 패턴(11-5)도 원형 개구부를 가지는 원형띠 형상을 가져 정렬키(11)가 정렬 검사 패턴(11-5)의 내부에 위치될 수 있는 구조를 가지며, 정렬키(11)와 정렬 검사 패턴(11-5)의 위치관계를 통하여 시프트 정도를 확인할 수 있다. (도 6 내지 도 9 참조)
본 출원의 도면에서의 정렬 검사 패턴은 정렬키가 원형인 경우를 기준으로 형성된 구조를 도시하고 있다. 즉, 원형 정렬키에 대한 정렬 검사 패턴으로 원형 개구부를 가지는 원형띠 형상을 가지는 것으로 도시하고 있으며, 이하 원형띠를 기준으로 설명한다.
하지만, 실시예에 따라서는 원형 정렬키에 대한 정렬 검사 패턴이 이와 달리 다각형의 개구부를 가지는 다각형띠 형상을 가지거나 십자형 개구부를 가지는 십자띠 형상을 가질 수도 있다.
한편, 정렬키가 다각형인 경우 정렬 검사 패턴은 다각형의 개구부를 가지는 다각형띠 형상을 가질 수 있고, 정렬키가 십자형상인 경우 정렬 검사 패턴은 십자형 개구부를 가지는 십자띠 형상을 가질 수 있다.
정렬키(11)와 정렬 검사 패턴(11-5)의 위치관계는 직접 눈으로 확인하는 것도 가능하게 형성할 수 있으나, 이는 각 패턴을 형성하는 공간이 많이 필요하게 되므로 작게 형성하고 이를 카메라 등의 광학 기구를 통하여 인식한다.
즉, 롤러 인쇄부(2)에서 약액이 전사되어 인쇄된 기판(10)은 시프트 검사부(3)로 이동되어 시프트 검사부(3)의 카메라(410) 및 광원(415)을 이용하여 시프트 정도가 확인된다.
시프트 검사부(3)는 도 4에서 상세하게 도시되어 있다.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 시프트 검사부를 도시한 도면이다.
카메라(410)는 기판(10)에 형성된 정렬키(11)와 그 주변에 인쇄된 정렬 검사 패턴(11-5)을 촬상할 수 있는 위치에 배치되어 있으며, 광원(415)은 빛이 정렬키(11) 및 그 주변을 지나 카메라(410)의 렌즈로 입사될 수 있는 위치에 배치되어 있다. 한편, 카메라(410)는 2개 형성되어 각각 기판(10)의 일변을 촬영하며, 두 카메라(410)는 지지대(455)에 의하여 지지될 수 있다.
여기서 카메라(410)는 CCD(charge-coupled device) 카메라나 CMOS (complementary metal oxide semiconductor) 카메라 및 라인 스캔 카메라 등이 사용될 수 있다.
도 4의 실시예에서는 기판(10)의 이동 방향에 평행하는 변의 아래측에 광원(415)이 위치하며, 카메라(410)는 광원(415)의 수직 방향으로 상측에 위치하는 구조를 도시하고 있다. 그 결과 광원(415)에서 방출된 빛은 기판(10)의 외각 부분에 형성된 정렬키(11)와 그 주변에 위치하는 정렬 검사 패턴(11-5)을 지나 카메라(410)로 입사되어 카메라(410)에서는 정렬키(11)와 정렬 검사 패턴(11-5)의 위치 관계를 촬상하게 된다.
카메라(410)에서 촬상된 정렬키(11)와 정렬 검사 패턴(11-5)의 위치관계는 기판 정렬부(1)로 피드백되어 다음 기판의 정렬시에 시프트 보정값에 따라 기판을 정렬시키게 된다. 이와 같이, 정렬키와 정렬 검사 패턴의 위치는 다음 기판의 정렬시에 사용되어 그 후 정렬되어 인쇄된 기판은 정렬키(11)와 정렬 검사 패턴(11-5)이 정확하게 위치되게 된다.
즉, 촬상된 정렬키(11)와 정렬 검사 패턴(11-5)의 위치관계를 통하여 시프트 정도를 나타내는 시프트 보정값을 추출하고 추출된 시프트 보정값이 일정 범위 내인 경우에는 기판 정렬부(1)에서 정렬시 사용하는 파라미터값을 변경하여 투입되는 기판의 정렬시 사용된다. 파라미터값을 변경하는 것은 시프트 보정값에 따라 변경할 파라미터값을 미리 메모리에 저장해 둔 데이터 베이스(룩업 테이블)를 이용할 수 있다. 하지만, 시프트 보정값이 일정 범위를 초과하는 경우에는 인쇄용 롤러(100)의 고무판(110)을 다른 것으로 교체하는 등의 별도의 작업을 통하여 처리할 수 있다.
또한, 시프트 보정값의 이력은 계속 저장되어 데이터 베이스를 구축하여 시프트 정도의 변경 추이를 확인할 수 있게 하며, 공정 정보화할 수 있다.
도 5에서는 본 발명의 실시예에서 사용되는 신호 처리를 블록으로 도시하였다.
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 인쇄 장치의 신호처리도이다.
도 5의 정렬 모듈(350)은 기판 정렬부(1)의 카메라(300), 기판 운송 수단 및 기판 정렬 수단을 제어하는 제어부로 카메라(300)에 촬상된 기판(10)의 정렬키(11)를 기초로 기판 정렬 수단을 제어하여 기판을 정렬하며, 정렬된 기판(10)과 스테이지를 롤러 인쇄부(2)로 운송하도록 기판 운송 수단을 제어한다.
처리 모듈(150)은 롤러 인쇄부(2)의 인쇄용 롤러(100), 약액 공급 롤러(200), 약액 공급부(220)를 제어하여 약액이 기판(10)에 전사되도록 하며, 하나의 기판(10)에 약액을 전사한 후에는 인쇄용 롤러(100)를 원상태로 복귀시킨다.
검사 모듈(450)은 시프트 검사부(3)의 카메라(410) 및 광원(415)을 제어하며, 카메라(410)에 촬상된 정렬키(11)와 정렬 검사 패턴(11-5)을 정렬 모듈(350)로 피드백시킨다.
정렬 모듈(350)은 피드백받은 정렬키(11)와 정렬 검사 패턴(11-5)의 위치관계를 분석하여 다음 기판의 정렬시 위치의 시프트 정도(시프트 보정값)를 기준으로 기판(10)을 정렬하며, 인쇄용 롤러(100)에 형성된 고무판(110)의 교체 시기를 작업자에게 알려줄 수 있다.
도 5의 정렬 모듈(350), 처리 모듈(150) 및 검사 모듈(450)은 하나의 모듈로 통합될 수 있으며, 하나의 컴퓨터 등의 데이터 처리 장치 내에서 각각 동작될 수 있다.
정렬키(11)와 정렬 검사 패턴(11-5)의 위치관계에 따른 기판 수정 정렬 및 고무판(110)의 교체에 대해서는 도 6 내지 도 9를 통하여 살펴본다.
도 6 내지 도 9는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 기판의 정렬키 및 정렬 검사 패턴을 관측한 도면이다.
우선 도 6에서는 정렬키(11)가 정렬 검사 패턴(11-5)의 중앙에 위치하는 것이 도시되어 있으며, 이는 정상적으로 약액이 전사되어 인쇄된 경우이다.
도 7 및 도 8은 정렬 검사 패턴(11-5)이 정렬키(11) 주변에 부분적으로 시프트된 것으로 정렬키(11)가 정렬 검사 패턴(11-5)의 중앙에 위치하지 않고 어긋나게 인쇄된 경우이지만, 정렬 검사 패턴(11-5)의 내부 개구 영역에 정렬키(11)가 위치하거나 일부가 중첩되도록 인쇄된 경우이다. 도 7 및 도 8은 부분적으로 인쇄시 시프트가 발생한 경우이며, 이러한 정보가 시프트 검사부(3)에서 촬상되면 어긋난 거리 및 방향을 참고하여 기판 정렬부(1)가 기판(10)을 스테이지(15)에 정렬시킨다. 이때 기판 정렬부(1)는 촬상된 어긋난 거리에 준하여 기판(10)을 오정렬하며, 촬상된 어긋난 방향의 반대 방향으로 오정렬하여, 다음 기판의 경우에는 정렬키(11)와 정렬 검사 패턴(11-5)이 정확하게 인쇄되게 한다. 그 결과 정렬키(11)가 정렬 검사 패턴(11-5)를 통하여 기판의 오정렬을 방지할 수 있다.
한편, 도 9는 정렬키(11)가 정렬 검사 패턴(11-5)과 완전 중첩하는 상태로 정렬 검사 패턴(11-5)이 인쇄된 상태이며, 이는 시프트가 많이 발생되어 단순하게 기판의 정렬시 오정렬로 해결할 수 없을 수 있고, 인쇄용 롤러(100)의 고무판(110)을 다른 것으로 교체하는 정보를 작업자에게 알려주거나 별도의 작업을 통하여 처리할 수 있도록 정보를 제공할 수 있다.
이하에서는 도 10을 통하여 본 발명의 실시예에 따른 인쇄 방법에 대하여 살펴본다.
도 10은 본 발명의 한 실시예에 따른 인쇄 방법을 나타내는 순서도이다.
먼저 기판 정렬부(1)의 스테이지(15)에 기판(10)을 위치시킨다. (기판 투입 단계; S10) 그 후 기판(10)의 정렬키(11)의 위치를 카메라(300)로 확인하여 정렬키(11)의 위치를 기초로 기판(10)의 위치를 보정한다. (위치 보정 단계; S20)
그 후 스테이지(15)에 기판(10)을 고정시켜 기판(10)이 보정된 위치에 정렬되도록 한다. (기판 정렬 단계; S30)
그 후, 롤러 인쇄부(2)로 기판(10)을 운송하여 기판(10)의 표면에 약액이 전사되도록 하며, 전사된 약액을 경화시켜 인쇄된 층을 형성한다. (인쇄 단계; S40) 이때, 약액이 폴리이미드(polyimide)인 경우 경화된 층은 배향막으로 사용될 수 있으며, 도 10에서는 구체적으로 배향막 인쇄 단계(S40)로 표시되어 있으나 그 외의 층도 인쇄할 수 있다.
그 후, 기판(10)을 시프트 검사부(3)로 운송하여 기판(10)의 정렬키(11)와 인쇄 단계에서 정렬키(11) 주변에 인쇄된 정렬 검사 패턴(11-5)과의 위치 관계를 확인하여 시프트의 정도를 촬상한다. (시프트 측정 단계; S50)
그 후, 인쇄 공정이 끝나 기판(10)은 반출하며, (기판 반출 단계; S60) 시프트 측정 단계(S50)에서 촬상된 시프트 데이터로부터 시프트 정도를 시프트 보정값으로 추출하며, (시프트 보정값 추출 단계; S55) 시프트 보정값은 기판 정렬부(1)로 피드백되어 기판(10)을 초기 정렬함에 있어 사용되는 파라미터값을 변경시킨다. (S15)
그 후에 투입되는 기판(10)은 변경된 파라미터값을 통하여 카메라 위치 보정 단계(S20) 및 기판 정렬 단계(S30)가 수행된다. 여기서 시프트 정도를 나타내는 시프트 보정값이 일정 범위 내인 경우에는 위와 같이 파라미터값을 변경하여 처리하지만, 일정 범위를 초과하는 경우에는 인쇄용 롤러(100)의 고무판(110)을 다른 것으로 교체하는 정보를 작업자에게 알려주거나 별도의 작업을 통하여 처리할 수 있게 제공할 수 있다.
파라미터값을 변경하는 것은 시프트 보정값에 따라 변경할 파라미터값을 미리 메모리에 저장해 둔 데이터 베이스(룩업 테이블)를 이용할 수 있다. 또한, 시프트 보정값의 이력은 계속 저장되어 데이터 베이스를 구축하여 시프트 정도의 변경 추이를 확인할 수 있게 하며, 공정 정보화할 수 있다.
위에서 설명된 기판(10)은 하나의 표시 장치에 대응하는 크기의 기판일 수도 있으며, 다수의 표시 장치에 대응하는 모기판으로 커팅되어 각 표시 장치로 사용될 수도 있다. 또한, 인쇄용 롤러(100)에는 하나의 기판 또는 모기판에 대응하는 특정 패턴으로 약액을 전사하는 것도 가능하다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
1: 기판 정렬부 2: 롤러 인쇄부
3: 시프트 검사부 10: 기판
11: 정렬키 11-5: 정렬 검사 패턴
15: 스테이지
100: 인쇄용 롤러 101: 본체 롤러
110: 고무판
200: 약액 공급 롤러 210: 약액
220: 약액 공급부
300, 410: 카메라 415: 광원
150: 처리 모듈 350: 정렬 모듈
450: 검사 모듈 455: 지지대

Claims (19)

  1. 정렬키를 포함하며 공정 진행될 기판을 스테이지에 정렬시키는 기판 정렬부; 및
    상기 공정 진행되면서 상기 정렬키 주변에 인쇄된 정렬 검사 패턴이 인쇄된 상기 기판을 상기 정렬키 및 상기 정렬 검사 패턴을 통하여 상기 공정에서 발생된 시프트의 정도를 검사하는 시프트 검사부를 포함하며,
    상기 시프트 검사부에서 파악된 시프트 보정값은 상기 기판 정렬부로 전송하며, 상기 기판 정렬부는 다음에 처리되기 위하여 투입된 기판을 상기 시프트 보정값에 비례하여 정렬되는 자동 보정 기능을 구비한 인쇄 장치용 정렬 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 정렬키는 원형, 다각형, 십자형 등이며,
    상기 정렬 검사 패턴은 정렬키가 원형인 경우에는 원형 개구부를 가지는 원형띠 형상을 가지며, 상기 정렬키가 다각형인 경우 다각형 개구부를 가지는 다각형띠 형상을 가지며, 상기 정렬키가 십자형인 경우 십자형 개구부를 가지는 십자형 형상을 가지며,
    상기 정렬키가 상기 정렬 검사 패턴의 상기 개구부내에 위치하도록 상기 정렬 검사 패턴을 인쇄하는 자동 보정 기능을 구비한 인쇄 장치용 정렬 장치.
  3. 제1항에서,
    상기 정렬키가 상기 정렬 검사 패턴의 상기 원형 개구부의 정 가운데에 위치하는 경우에는 정상적으로 정렬되어 인쇄된 상태며,
    상기 정렬키가 상기 원형 개구부의 일측으로 치우친 경우 시프트가 발생한 경우로 상기 정렬키가 상기 정렬 검사 패턴의 원형띠 부분과 중첩하는 면적이 클수록 시프트가 심한 경우인 인쇄자동 보정 기능을 구비한 인쇄 장치용 정렬 장치.
  4. 제1항에서,
    상기 기판 정렬부는 상기 기판에 형성된 상기 정렬키를 촬상하는 카메라; 상기 스테이지와 상기 기판을 함께 이동시키는 기판 운송 수단; 및 상기 카메라에 촬상된 상기 정렬키를 통하여 기판을 정렬시키는 기판 정렬 수단을 포함하는 인쇄자동 보정 기능을 구비한 인쇄 장치용 정렬 장치.
  5. 제1항에서,
    상기 시프트 검사부는 상기 상기 정렬키 및 상기 정렬 검사 패턴을 촬상하는 카메라 및 상기 카메라의 렌즈로 입사되는 빛을 방출하는 광원을 포함하는 자동 보정 기능을 구비한 인쇄 장치용 정렬 장치.
  6. 제1항에서,
    상기 기판 정렬부를 제어하는 정렬 모듈; 및
    상기 시프트 검사부를 제어하는 검사 모듈을 더 포함하는 자동 보정 기능을 구비한 인쇄 장치용 정렬 장치.
  7. 정렬키를 포함하는 기판을 스테이지에 정렬시키는 기판 정렬부;
    인쇄용 롤러를 회전시켜 이에 접촉된 상기 기판에 하나의 층을 인쇄하며, 상기 정렬키 부근에 정렬 검사 패턴을 인쇄하는 롤러 인쇄부; 및
    인쇄된 상기 기판의 상기 정렬키 및 상기 정렬 검사 패턴을 통하여 상기 기판에 인쇄된 하나의 층이 시프트된 정도를 검사하는 시프트 검사부를 포함하며,
    상기 시프트 검사부에서 파악된 시프트 보정값은 상기 기판 정렬부로 전송하며, 상기 기판 정렬부는 다음에 처리되기 위하여 투입된 기판을 상기 시프트 보정값에 비례하여 정렬되는 인쇄 장치.
  8. 제7항에서,
    상기 정렬키는 원형, 십자형 등이며,
    상기 정렬 검사 패턴은 정렬키가 원형인 경우에는 원형 개구부를 가지는 원형띠 형상을 가지며, 상기 정렬키가 다각형인 경우 다각형 개구부를 가지는 다각형띠 형상을 가지며, 상기 정렬키가 십자형인 경우 십자형 개구부를 가지는 십자형 형상을 가지며,
    상기 정렬키가 상기 정렬 검사 패턴의 상기 개구부내에 위치하도록 상기 정렬 검사 패턴을 인쇄하는 인쇄 장치.
  9. 제7항에서,
    상기 정렬키가 상기 정렬 검사 패턴의 상기 원형 개구부의 정 가운데에 위치하는 경우에는 정상적으로 정렬되어 인쇄된 상태며,
    상기 정렬키가 상기 원형 개구부의 일측으로 치우친 경우 시프트가 발생한 경우로 상기 정렬키가 상기 정렬 검사 패턴의 원형띠 부분과 중첩하는 면적이 클수록 시프트가 심한 경우인 인쇄 장치.
  10. 제7항에서,
    상기 기판 정렬부는 상기 기판에 형성된 상기 정렬키를 촬상하는 카메라; 상기 스테이지와 상기 기판을 함께 이동시키는 기판 운송 수단; 및 상기 카메라에 촬상된 상기 정렬키를 통하여 기판을 정렬시키는 기판 정렬 수단을 포함하는 인쇄 장치.
  11. 제7항에서,
    상기 롤러 인쇄부는 상기 기판과 접촉하여 회전하면서 하나의 층을 인쇄시키는 인쇄용 롤러; 및
    상기 인쇄용 롤러에 상기 하나의 층을 형성하는 물질을 전사하는 약액 공급 롤러를 포함하는 인쇄 장치.
  12. 제11항에서,
    상기 인쇄용 롤러는 원통 형상에서 일부 영역이 제거된 구조를 가지는 본체 롤러와 상기 본체 롤러의 외면에 부착되는 고무판을 포함하는 인쇄 장치.
  13. 제7항에서,
    상기 시프트 검사부는 상기 상기 정렬키 및 상기 정렬 검사 패턴을 촬상하는 카메라 및 상기 카메라의 렌즈로 입사되는 빛을 방출하는 광원을 포함하는 인쇄 장치.
  14. 제7항에서,
    상기 기판 정렬부를 제어하는 정렬 모듈;
    상기 롤러 인쇄부를 제어하는 처리 모듈; 및
    상기 시프트 검사부를 제어하는 검사 모듈을 더 포함하는 인쇄 장치.
  15. 제14항에서,
    상기 시프트 검사부에서 파악된 시프트 정도는 상기 정렬 모듈로 피드백되어 다음에 처리되기 위하여 상기 기판 정렬부로 투입된 기판을 보정하여 정렬시키는 인쇄 장치.
  16. 스테이지에 정렬키를 가지는 기판을 위치시키는 기판 투입 단계;
    상기 기판의 상기 정렬키의 위치에 기초하여 상기 기판의 위치를 보정하는 위치 보정 단계;
    상기 보정된 위치에 상기 기판을 정렬시키는 기판 정렬 단계;
    상기 정렬된 기판을 운송하여 인쇄용 롤러를 이용하여 하나의 층을 인쇄하며, 상기 정렬키 부분에 정렬 검사 패턴을 인쇄하는 인쇄 단계;
    상기 정렬키와 상기 정렬 검사 패턴의 위치 관계를 통하여 시프트의 정도를 측정하는 시프트 측정 단계;
    상기 측정된 시프트 정도를 시프트 보정값으로 추출한 후 피드백하여 다음에 처리되기 위하여 투입된 기판의 정렬시 사용되는 파라미터값을 변경시키는 단계를 포함하는 정렬 방법.
  17. 제16항에서,
    상기 정렬키는 원형, 십자형 등이며,
    상기 정렬 검사 패턴은 정렬키가 원형인 경우에는 원형 개구부를 가지는 원형띠 형상을 가지며, 상기 정렬키가 다각형인 경우 다각형 개구부를 가지는 다각형띠 형상을 가지며, 상기 정렬키가 십자형인 경우 십자형 개구부를 가지는 십자형 형상을 가지며,
    상기 정렬키가 상기 정렬 검사 패턴의 상기 개구부내에 위치하도록 상기 정렬 검사 패턴을 인쇄하는 정렬 방법.
  18. 제17항에서,
    상기 정렬키가 상기 정렬 검사 패턴의 상기 원형 개구부의 정 가운데에 위치하는 경우에는 정상적으로 정렬되어 인쇄된 상태로 파악하며,
    상기 정렬키가 상기 원형 개구부의 일측으로 치우친 경우 시프트가 발생한 경우로 상기 정렬키가 상기 정렬 검사 패턴의 원형띠 부분과 중첩하는 면적이 클수록 시프트가 심한 경우로 파악하는 정렬 방법.
  19. 제18항에서,
    상기 시프트가 발생한 정도가 일정 범위내일 때에는 투입된 기판을 정렬시 고려하여 정렬하며,
    상기 시프트 정도가 상기 일정 범위를 초과하는 때에는 상기 인쇄용 롤러의 외측에 위치하는 고무판을 교체하도록 정보를 제공하는 정렬 방법.
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