KR20180091295A - 도포 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 도포 장치는 상면에 기판이 안착되도록 설치된 스테이지, 스테이지의 상측에 설치되어 수평 이동 가능하며, 기판을 향해 원료를 도포하는 노즐 및 상기 노즐의 일측에 위치되어, 기판으로 광을 조사하여 상기 기판과 노즐 간의 상하 이격 거리를 측정하는 갭 센서를 구비하는 디스펜서, 스테이지의 외측에 설치되고, 노즐 및 갭 센서 하측에서 상기 갭 센서로부터 조사된 광 스팟과 상기 노즐을 촬상하여, 상기 광 스팟과 노즐을 포함하는 화상 이미지를 획득하는 촬상부를 구비하고, 화상 이미지 상에서 상기 노즐과 상기 광 스팟 간의 수평 이격 거리를 측정하는 센서 거리 측정 유닛을 포함한다.
따라서 본 발명의 실시형태에 의하면, 광 스팟의 화상 이미지를 명확하고, 위치 왜곡 없이 획득할 수 있어, 노즐과 갭 센서 간의 이격 거리 측정의 정확도를 향상시킬 수 있다. 이에, 실제 원료 도포 공정시에 기판과 노즐 간의 상하 이격 거리 조정 신뢰성을 향상시켜, 원료 도포 품질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

도포 장치{DISPENSING APPARATUS}
본 발명은 도포 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 노즐과 갭 센서 간의 이격 거리 측정의 정확도를 향상시킬 수 있는 도포 장치에 관한 것이다.
액정 표시 패널(Liquid Crystal Display Device; LCD), 플라즈마 표시 패널(Plasma Display Panel; PDP) 및 유기 EL(Organic Light Emitting Device; OLED)와 같은 평판 표시 패널의 사용이 증대되고 있다. 이는 경량, 박형 및 저소비 전력을 갖는 특성이 있다.
이와 같은 평판 표시 패널의 경우, 한쌍의 평판형 기판을 접합시켜 제작한다. 즉, 액정 표시 패널의 제작을 예로 들면, 먼저, 복수의 박막 트랜지스터와 화소 전극이 형성된 하부 기판과, 컬러 필터와 공통 전극이 형성된 상부 기판을 제작한다. 이후에 하부 기판 상에 액정을 적하하고, 하부 기판의 가장자리 영역에 실런트를 도포한다. 이어서, 화소 전극이 형성된 하부 기판 면과 공통 전극이 형성된 상부 기판 면이 서로 대향하도록 위치시킨 다음 두 기판을 합착 밀봉하여 액정 표시 패널을 제작한다.
여기서, 상기 실런트를 도포하기 위한 수단으로 노즐을 구비하는 디스펜서를 이용한다.
한편, 기판 상에 실런트를 연속으로 도포하는데 있어서, 실런트 패턴의 균일한 품질을 위해, 디스펜서의 노즐과 기판 간의 상하 이격 거리 또는 노즐 높이를 갭을 정밀하게 제어하여야 하는 기술이 요구된다. 이에, 노즐의 일측에 기판으로 광을 조사하여 노즐과 기판 간의 상하 이격 거리를 측정하는 수단인 갭 센서를 설치한다.
이때, 노즐과 기판 간의 상하 이격 거리를 정확하게 측정하기 위해서는 기판에 조사되는 광 즉, 광 스팟이 기판 내에서 실런트가 도포될 위치의 외측에 위치해야 하며, 일정 거리를 유지해야 한다. 즉, 광 스팟이 기판의 외측으로 이탈되거나, 기판의 최외각 모서리에 간섭되거나, 기판 상에 형성된 박막 상에 간섭되면, 노즐과 기판 간의 상하 이격 거리를 정확하게 측정할 수 없어, 실런트 패턴이 불량이 되는 문제가 있다.
한국공개특허 2015-0133885
본 발명은 노즐과 갭 센서 간의 이격 거리 측정의 정확도를 향상시킬 수 있는 도포 장치를 제공한다.
본 발명에 따른 도포 장치는 상면에 기판이 안착되도록 설치된 스테이지; 상기 스테이지의 상측에 설치되어 수평 이동 가능하며, 상기 기판을 향해 원료를 도포하는 노즐 및 상기 노즐의 일측에 위치되어, 상기 기판으로 광을 조사하여 상기 기판과 노즐 간의 상하 이격 거리를 측정하는 갭 센서를 구비하는 디스펜서; 상기 스테이지의 외측에 설치되고, 상기 노즐 및 갭 센서 하측에서 상기 갭 센서로부터 조사된 광 스팟과 상기 노즐을 촬상하여, 상기 광 스팟과 노즐을 포함하는 화상 이미지를 획득하는 촬상부를 구비하고, 상기 화상 이미지 상에서 상기 노즐과 상기 광 스팟 간의 수평 이격 거리를 측정하는 센서 거리 측정 유닛; 을 포함한다.
상기 촬상부는, 상기 스테이지의 외측에서, 상기 스테이지 외측으로 이동되는 상기 디스펜서의 하측에 위치하도록 설치되며, 광 투과율을 가지는 투광 부재를 가지는 윈도우부; 및 상기 윈도우부의 하측에 위치되어, 상기 윈도우부를 통해 투시되는 상기 노즐과, 상기 갭 센서로부터 상기 윈도우부로 조사된 광 스팟을 촬상하는 촬상기; 를 포함한다.
상기 투광 부재는 90% 이상, 100% 이하인 것이 바람직하다.
상기 투광 부재는 유리(glass) 및 상기 유리(glass)에 부착된 필름을 포함한다.
상기 필름은 캡톤 테이프를 포함한다.
상기 유리(glass)이 두께는 0.2mm 내지 0.3mm인 것이 바람직하다.
상기 갭 센서는 상기 기판으로 광을 조사하는 발광부 및 상기 발광부와 이격 배치되어 상기 기판으로부터 반사된 광을 수광하는 수광부를 포함하고, 상기 노즐은 상기 센서 거리 측정 유닛에서 측정된 결과에 따라, 상기 발광부와 수광부가 나열 배치된 방향으로 수평 이동한다.
상기 센서 거리 측정 유닛은, 상기 촬상부에서 측정된 화상 이미지 상에서 상기 노즐과 광 스팟 간의 수평 이격 거리를 측정하고, 측정된 수평 이격 거리를 기준 거리와 비교하는 분석부를 포함한다.
상기 디스펜서는 상기 스테이지의 상면과 대응하는 위치와, 상기 스테이지의 외측까지 수평 이동 가능하며, 상기 촬상부는 상기 스테이지의 측면에 장착 고정된다.
본 발명의 실시형태에 의하면, 광 스팟의 화상 이미지를 명확하고, 위치 왜곡 없이 획득할 수 있어, 노즐과 갭 센서 간의 이격 거리 측정의 정확도를 향상시킬 수 있다.
따라서, 실제 원료 도포 공정시에 기판과 노즐 간의 상하 이격 거리 조정 신뢰성을 향상시켜, 원료 도포 품질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 도포 장치의 요부를 도시한 입체도
도 3은 박막이 형성된 기판 상에 실런트를 도포한 상태를 도시한 개념도
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 디스펜서를 도시한 입체도
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 디스펜서의 하부에서 바라본 도면
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 디스펜서의 요부를 도시한 단면도
도 7은 기판 상에 조사되는 광 스팟의 위치를 예시하고 있는 도면
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 촬상 유닛을 통해 획득된 화상 이미지 상의 광 스팟과 노즐의 모습
도 9는 비교예 및 본 발명의 실시예에 따른 투광 부재 사용에 따른 광 스팟과 노즐의 화상 이미지를 나타낸 사진
도 10은 캡톤 테이프 및 일반 테이프 사용시의 광 스팟과 노즐의 화상 이미지를 나타낸 사진
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 도포 장치의 요부를 도시한 입체도이다. 도 3은 박막이 형성된 기판 상에 실런트를 도포한 상태를 도시한 개념도이다. 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 디스펜서를 도시한 입체도이다. 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 디스펜서의 하부에서 바라본 도면이다. 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 디스펜서의 요부를 도시한 단면도이다. 도 7은 기판 상에 조사되는 광 스팟의 위치를 예시하고 있는 도면이다. 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 촬상 유닛을 통해 획득된 화상 이미지 상의 광 스팟과 노즐의 모습이다. 도 9는 비교예 및 본 발명의 실시예에 따른 투광 부재 사용에 따른 광 스팟과 노즐의 화상 이미지를 나타낸 사진이다. 도 10은 캡톤 테이프 및 일반 테이프 사용시의 광 스팟과 노즐의 화상 이미지를 나타낸 사진이다.
도 1, 도 2 및 도 4 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 도포 장치는 베이스(100), 베이스(100) 상부에 설치되며, 그 상부에 기판(S)이 안치되는 스테이지(200), 스테이지(200) 상에 안치된 기판(S) 상에 원료를 도포하는 노즐(4152)과, 기판(S)으로 광을 조사하여 기판(S)과 노즐(4152) 간의 이격 거리를 측정하는 갭 센서(4160)를 가지는 디스펜서(4100)를 구비하는 도포 유닛(4000), 도포 유닛(4000)을 제 1 방향으로 수평 이동시키는 제 1 수평 이동부(300), 기판이 안착되는 스테이지 상부면의 외측에 위치하도록 스테이지(200)에 장착되어, 원료의 실제 도포 전에 노즐(4152)과 광 스팟(spot) 간의 수평 이격 거리(D)를 측정하는 센서 거리 측정 유닛(5000)을 포함한다.
이하, 기판(S) 상에 도포되는 원료로서, 접착 성능을 가지는 실런트(sealant)를 예를 들어 설명한다. 물론 도포 대상 원료는 실런트에 한정되지 않고, 다양한 물질의 적용이 가능하다.
스테이지(200)는 실런트를 도포할 피처리 대상물인 기판(S)을 지지하는 것으로, 기판(S)과 대응하는 형상인 것이 바람직하다. 스테이지(200)는 수평 이동(X 축 방향 및 Y 축 방향)으로 수평 이동이 가능하도록 구성된다. 그리고 스테이지(200)는 베이스(100)에 비해 작은 면적을 가지도록 형성되어, 베이스 상에 설치된다.
제 1 수평 이동부(300)는 스테이지(200) 상에서 기판(S)의 외측에 위치되며, 제 1 방향 예컨대, X축 방향으로 연장 형성된 제 1 가이드 부재(310), 제 1 가이드 부재(310)를 따라 활주 가능한 제 1 이동 블록(320)을 포함한다. 실시예에 따른 제 1 가이드 부재(310)는 예컨대 LM 가이드 또는 리니어 가이드 등의 레일 수단일 수 있고, 제 1 이동 블록(320)은 이러한 제 1 가이드 부재(310)를 따라 활주하는 리니어 모터 등의 다양한 수단의 적용이 가능하다.
도포 유닛(4000)은 실런트를 도포하는 디스펜서(4100), 제 1 방향과 교차하는 방향인 제 2 방향으로 연장 형성되며, 디스펜서(4100)를 지지하는 겐트리(4200), 겐트리(4200) 상에서 제 1 가이드 부재(310)와 교차하는 방향인 제 2 방향으로 연장 형성되어 디스펜서(4100) 자체를 제 2 방향으로 수평이동시키는 제 2 가이드 부재(4310)를 구비하는 제 2 수평 이동부(4300)를 포함한다.
겐트리(4200)는 베이스(100) 및 스테이지(200)의 상측에서 제 1 가이드 부재(310)와 교차하는 방향으로 연장 형성된 제 1 지지 부재(4210), 각각의 일단이 제 1 지지 부재(4210)의 양 끝단에 연결되고 타단이 제 1 가이드 부재(310)를 향하도록 연장 형성되어, 하부에 제 1 이동 블록(320)이 장착된 한 쌍의 제 2 지지 부재(4220)를 포함한다.
여기서, 제 1 지지 부재(4210)는 일단이 스테이지(200)의 일측 외측에 위치하고, 타단이 스테이지(200)의 타측 외측에 위치하도록 연장 형성된다. 그리고, 이러한 제 1 지지 부재(4210)의 일단 및 타단 각각에 제 2 지지 부재(4220)가 설치된다. 이에, 제 1 지지 부재(4210)의 일단에 연결된 제 2 지지 부재(4220)는 베이스(100) 상에서 스테이지(200)의 일측 외측에 위치되고, 제 1 지지 부재(4210)의 타단에 연결된 제 2 지지 부재(4220)는 베이스(100) 상에서 스테이지(200)의 타측 외측에 위치된다.
제 2 수평 이동부(4300)는 디스펜서(4100)를 겐트리(4200)의 제 1 지지 부재(4210) 상에서 제 1 방향과 교차하는 제 2 방향 즉, Y축 방향으로 이동시키는 수단이다. 이러한 제 2 수평 이동부(4300)는 제 1 지지 부재(4210)와 대응하는 방향 또는 제 1 방향과 교차하는 방향으로 연장 형성되어 제 1 지지 부재(4210) 상에 장착된 제 2 가이드 부재(4310), 디스펜서(4100)에 장착된 상태로 제 2 가이드 부재(4310)와 체결되어, 제 2 가이드 부재(4310)를 따라 활주 가능한 제 2 이동 블록(미도시)을 포함한다. 실시예에 따른 제 2 가이드 부재(4310)는 예컨대 LM 가이드 또는 리니어 가이드 등의 레일 수단일 수 있고, 제 2 이동 블록은 이러한 제 2 가이드 부재(4310)를 따라 활주하는 리니어 모터 등의 다양한 수단의 적용이 가능하다.
상술한 바와 같은 도포 유닛(4000)의 제 1 방향으로의 수평 이동, 디스펜서의 제 2 방향 수평 이동 방향에 의해, 도 2에 도시된 바와 같이, 기판(S) 상에 제 1 방향 및 제 2 방향으로 연장되도록 실런트 패턴을 도포할 수 있다.
한편, 실런트는 도 2에 도시된 바와 같이, 통상 기판(S)의 가장자리에 도포하거나, 기판(S) 상에 형성된 박막(F)의 외각에 위치하도록 도포된다. 또한, 기판(S)과 대응하는 형상으로 도포되는데, 기판(S)의 사각형인 경우, 실런트가 도포된 형상은 사각형일 수 있으며, 이는 상술한 바와 같은 제 1 및 제 2 수평 이동부(300, 4300)에 의해 가능하다.
디스펜서(4100)는 겐트리(4200) 상에서 제 2 가이드 부재(4310)와 체결되도록 장착된 메인 블록(4110), 도포하고자 하는 원료 즉, 실런트를 저장하는 시린지(4120), 시린지(4120)가 탈착 가능하게 장착되는 헤드 블록(4130), 헤드 블록(4130)과 지지 블록(4140) 사이에 위치되는 지지 블록(4140), 시린지(4120)와 연결되어, 시린지(4120)로부터 제공된 실런트를 기판(S)을 향해 토출하는 노즐(4152)을 구비하는 토출부(4150), 노즐(4152)의 일측에 위치하도록 지지 블록(4140)의 하부에 장착되어, 기판(S)을 향해 광을 조사하는 방식으로 기판(S)과 노즐(4152) 간의 상하 이격 거리(또는 노즐 높이)를 측정하는 갭 센서(4160)를 포함한다. 또한, 디스펜서(4100) 전체를 승하강시키는 승하강부(미도시)를 포함하며, 구동부는 예컨대 지지 블록(4140)에 연결될 수 있다.
메인 블록(4110)의 후면 즉, 겐트리(4200)와 마주하는 면에는 제 2 이동 블록이 장착된다. 이에, 제 2 이동 블록이 제 2 가이드 부재(4310)를 따라 활주함에 따라, 메인 블록(4110)을 가지는 디스펜서(4100)가 제 2 방향으로 수평 이동한다.
헤드 블록(4130)은 실런트를 저장하고 있는 시린지(4120)를 안정적으로 지지하는 수단으로서, 지지 블록(4140)의 전방에서 지지 블록(4140)에 장착 또는 지지되도록 설치될 수 있다. 보다 구체적으로, 헤드 블록(4130)은 적어도 시린지(4120)의 하단이 삽입되도록 구성되어 시린지(4120)를 지지하는 제 1 블록(4131), 제 1 블록(4131)을 중심으로 하여 양 측(즉, 일측 및 타측)에 위치되며, 지지 블록(4140)에 장착 고정된 한 쌍의 제 2 블록(4132), 제 1 블록(4131)을 제 2 블록(4132)에 체결하는 체결부(4133)를 포함한다.
제 1 블록(4131)의 내부에는 적어도 시린지(4120)의 하부가 삽입되거나, 시린지의 하단으로부터 토출된 실런트의 일시 수용 또는 이동이 가능한 내부 공간을 가질 수 있다. 이러한 제 1 블록(4131)은 제 2 블록(4132)과 별도의 부품으로써, 상기 제 2 블록(4132)과 분리 구성되며, 후술되는 체결부(4133)에 의해 제 1 블록(4131)과 제 2 블록(4132)의 체결이 해제되면, 제 1 블록(4131)이 수평 이동이 가능하다. 여기서 제 1 블록(4131)의 수평 이동은 한 쌍의 제 2 블록(4132) 사이에서 상기 한 쌍의 제 2 블록(4132)이 나열된 방향으로의 이동을 의미하며, 이러한 이동에 의해 노즐(4152)과 갭 센서(4160) 간의 수평 이격 거리(D)가 조절되고, 이에 따라 갭 센서(4160)로부터 조사된 광 스팟과 노즐(4152) 간의 수평 이동 거리가 조절된다.
체결부(4133)는 지지 블록(4140)에 고정되어 있는 제 2 블록(4132)에 토출부(4150)가 연결된 제 1 블록(4131)을 체결시키거나, 분리시키는 기능을 한다. 실시예에 따른 체결부(4133)는 하나의 제 2 블록(4132), 제 1 블록(4131), 다른 하나의 제 2 블록(4132)이 나열 배치된 방향으로 연장 형성되어, 제 1 블록(4131)과 한 쌍의 제 2 블록(4132)과 연결 가능한 체결 부재(4133a), 체결 부재(4133a)와 한 쌍의 제 2 블록(4132) 간을 체결, 고정시키는 고정 부재(4133b)를 포함한다. 여기서, 고정 부재(4133b)는 볼트(Bolt) 일 수 있으며, 볼트가 체결 부재(4133a), 제 2 블록(4132)을 관통하도록 삽입되는 구성일 수 있다.
상술한 바와 같은 체결부(4133)에 의한 제 1 블록(4131)과 제 2 블록(4132) 간의 체결에 따라, 제 1 블록(4131)을 한 쌍의 제 2 블록(4132) 중 일 제 2 블록(4132)이 위치된 방향 또는 다른 일 제 2 블록(4132)이 위치된 방향으로 수평 이동 가능하다. 다른 말로 하면, 제 1 블록(4131)을 한 쌍의 제 2 블록(4132) 사이에서 수평 이동 가능하다. 이에 따라, 제 1 블록(4131)에 연결된 토출부(4150)가 수평 이동함에 따라, 노즐(4152)과 갭 센서(4160) 간의 수평 이격 거리(D)가 가변된다.
토출부(4150)는 시린지(4120)로부터 제공된 실런트를 기판(S)으로 토출 또는 적하하는 수단이다. 이러한 토출부(4150)는 일단이 헤드 블록(4130)의 내부 공간 또는 헤드 블록(4130) 내 시린지(4120)와 연결되고, 헤드 블록(4130)의 외측 또는 갭 센서(4160)가 위치된 방향으로 연장 형성된 토출 부재(4151), 헤드 블록(4130)의 외측으로 돌출된 토출 부재(4151)의 하부에 장착되어, 토출 부재(4151)를 통해 이송된 실런트를 기판(S)을 향해 토출하는 노즐(4152)을 포함한다.
토출 부재(4151)는 헤드 블록(4130)의 제 1 블록(4131)에 연결되어, 제 1 블록(4131)에 삽입 설치된 시린지(4120)로부터 토출된 실런트를 노즐(4152)로 이동시킨다. 이를 위해, 토출 부재(4151)는 실런트의 이동 또는 통과가 가능한 내부 공간을 가지는 수단으로 일측 개구가 상술한 바와 같이 헤드 블록(4130)이 내부 공간 또는 시린지(4120)의 하단과 연결되고, 그 하부에는 노즐(4152)이 장착된다. 그리고 토출 부재(4151)의 내부에는 실런트가 노즐(4152)이 위치한 방향으로 용이하게 이동할 수 있도록 스크류 부재가 더 설치될 수도 있다.
갭 센서(4160)는 실런트 도포 공정시에 기판(S)을 향해 광 예컨대, 레이저를 조사하고, 기판(S)으로부터 반사된 레이저를 수광하여, 기판(S)과 노즐(4152) 간의 이격 거리를 측정한다. 이러한 갭 센서(4160)는 노즐(4152)로부터 소정 거리 이격되도록 설치되어, 기판(S) 상에서 실런트가 도포될 위치의 일측에 레이저를 조사한다.
실시예에 따른 갭 센서(4160)는 광 예컨대, 레이저를 이용하여 거리를 측정하는 일종의 거리 센서로서, 기판(S)을 향해 레이저를 조사하는 발광부(4161), 발광부(4161)와 이격 배치되며 기판(S)으로부터 반사된 레이저를 수광하는 수광부(6142), 발광부 및 수광부와 신호적으로 연결되어, 조사된 레이저 및 수광된 리에저를 이용하여 기판과 노즐 간의 이격 거리를 산출하는 갭 산출부(미도시)를 포함한다. 이때 발광부(4161)와 수광부(6142)는 토출부(4150)의 연장 방향과 교차하는 방향, 헤드 블록(4130)의 제 1 블록(4131)과 제 2 블록(4132)의 나열 배치된 방향과 대응하는 방향, 제 1 블록(4131)의 수평 이동 방향과 대응하는 방향으로 이격 배치된다.
그리고, 발광부(4161)와 수광부(6142) 사이의 이격 공간을 통과하도록 토출 부재(4151)가 연장 형성되며, 발광부(4161) 및 수광부(6142)와 인접한 위치에 노즐(4152)이 위치된다.
한편, 실런트 도포 전에 노즐(4152)과 기판(S) 사이의 이격 거리가 기준 거리(이하, 제 1 기준 거리)가 되도록 조절하였더라도, 실런트가 도포되는 기판(S) 상부면의 평탄도 등의 환경 요인에 따라, 노즐(4152)과 기판(S) 사이의 이격 거리가 가변될 수 있다. 따라서, 실런트 도포 시에 갭 센서(4160)를 이용하여 노즐(4152)과 기판(S) 사이의 이격 거리(즉, 갭(gap))를 실시간으로 측정하고, 측정 결과에 따라 디스펜서(4100)를 실시간으로 상승 또는 하강시켜, 노즐(4152)과 기판(S) 사이의 이격 거리가 제 1 기준 거리가 되도록 조정한다. 즉, 측정된 노즐(4152)과 기판(S) 사이의 이격 거리가 제 1 기준 거리를 초과하면, 상하 구동부는 디스펜서(4100)를 하강시키고, 반대로 측정된 노즐(4152)과 기판(S) 사이의 이격 거리가 제 1 기준 거리 미만이면, 상하 구동부는 디스펜서(4100)를 상승시킨다.
이하, 기판(S)으로 레이저를 조사되면, 기판에 도달한 레이저는 스팟(spot) 형태가 되므로, 광 스팟이라 명명한다.
상술한 바와 같이, 이렇게 기판(S)에 실런트를 도포할 때, 기판(S)과 노즐(4152) 간의 상하 이격 거리 측정을 위해, 기판(S)으로 레이저를 조사한다. 이때, 레이저가 도 7에 도시된 바와 같이, 기판(S)의 최외각(P2) 또는 박막(F)으로 조사되지 않고, 실런트가 도포될 위치(SP)의 일측으로 이격되도록 조사되어야 한다. 다른 말로 하면, 광 스팟이 기판(S) 내에 위치하면서, 기판(S)의 최외각 위치(P2) 및 박막(F) 위치(P3)와 간섭되지 않고, 실런트가 도포될 위치(SP)의 일측으로 이격되도록 위치(P1) 되어야 한다. 이때, 광 스팟이 위치되어야 할 실런트 도포 위치의 일측은, 실런트 도포 위치(SP)와 박막 사이가 아니라, 기판(S) 바깥쪽에 해당하는 위치(P1)일 수 있다.
상술한 바와 같은 광 스팟의 위치는 노즐(4152)과 갭 센서(4160), 보다 구체적으로는 노즐(4152)과 발광부(4161) 사이의 수평 이격 거리(D)에 따라 달라진다. 이에, 실제 실런트 도포 전에, 갭 센서(4160)와 노즐(4152) 간의 수평 이격 거리(D)를 측정하고, 측정 거리에 따라 노즐(4152)을 수평 이동시켜, 갭 센서(4160)와 노즐(4152) 간의 수평 이격 거리(D)를 기준 거리(이하, 제 2 기준 거리)로 조정한다. 즉, 기판(S) 상에 실제로 기판(S)을 도포하기 전에, 겐트리(4200) 또는 디스펜서(4100)를 이동시켜, 디스펜서(4100)가 스테이지(200) 외측에 위치된 센서 거리 측정 유닛(5000)의 상측에 대응 위치되도록 한 후, 여기에서 갭 센서(4160)와 노즐(4152) 간의 수평 이격 거리(D)를 측정하여 제 2 기준 거리가 되도록 교정한 후에, 기판(S)에 대해 실런트 도포를 실시한다.
이에 따라, 실제 실런트 도포 공정 시에 광 스팟이 P1 위치에 오면서, P1과 노즐(4152) 간의 수평 이격 거리(D)가 제 2 기준 거리가 되도록 할 수 있다.
본 발명에서는 광 스팟과 노즐(4152) 간의 이격 거리를 측정하는데 있어서, 디스펜서(4100) 하측에서 노즐(4152) 및 광 스팟을 촬상하고, 촬상된 화상 이미지를 분석함으로써 측정한다.
센서 거리 측정 유닛(5000)은 디스펜서(4100)의 하측에서 노즐(4152)과 광 스팟의 화상 이미지를 획득하는 촬상부(5100), 촬상부(5100)에서 촬상된 화상 이미지를 표시하는 표시부(5200)와, 표시부(5200)에 표시된 화상 이미지 상의 노즐(4152)과 광 스팟의 거리를 측정하는 분석부(5300)를 포함한다.
촬상부(5100)는 측정시에 디스펜서(4100)의 노즐(4152) 및 갭 센서(4160)의 하측에 대응 위치되며, 소정의 불투명도(opacity , 不透明度)를 가지는 윈도우부(5110), 윈도우부(5110)의 하측으로 이격 배치되며, 윈도우부(5110)로 조사된 광 스팟과 상기 윈도우부(5110)를 통해 투시되는 노즐을 촬상하는 촬상기(5120), 윈도우부(5110) 및 촬상기(5120)를 지지하면서, 스테이지(200) 상에서 수평 이동 가능하도록 장착된 지그(5130)를 포함한다.
윈도우부(5110)는 소정의 광 투과율을 가져, 하측에서 노즐(4152) 및 광 스팟의 투시가 가능하도록 구성된 투광 부재(5111), 지그(5130)에 장착되어 투광 부재(5111)를 지지하는 거치대(5112)를 포함한다.
투광 부재(5111)는 소정의 두께를 가지면서, 90% 이상 및 100% 미만의 불투광도를 가진다. 실시예에 따른 투광 부재(5111)는 소정 두께의 유리(glass)(5111a) 및 유리(5111a)의 상부면 및 하부면 중 적어도 하나에 부착된 필름(5111b)을 포함한다. 이렇게 유리(5111a)와 필름(5111b)이 적층된 구성의 투광 부재는 상술한 바와 같이, 90% 이상, 100% 미만의 불투광도를 가진다.
도 9를 참조하면, 불투광 특성의 투광 부재를 적용하지 않은 경우(도 9a) 노즐 이미지는 획득되나, 광 스팟의 이미지가 획득되지 않는다. 또한, 필름(5111b)의 불투광도가 90% 미만인, 도 9c, 도 9d,의 경우, 불투광도가 90%인 도 9b에 비해 광 스팟이 잘 보이지 않는다. 이에, 본 발명에서는 불투광도가 90% 이상인 투광 부재()를 이용하여, 명확하고 위치 왜곡이 없는 광 스팟의 이미지를 얻는다.
그리고, 본 발명에서는 유리(5111a)는 1mm 내지 4mm의 두께를 가진다. 이는 투광 부재로 조사된 광 스팟의 위치 왜곡을 방지하고, 투광 부재 상에 광 스팟이 잘 맺히도록 하기 위함이다. 즉, 유리(5111a)가 1mm를 초과하면, 광 스팟의 위치 왜곡이 발생할 수 있고, 유리(5111a)가 4mm를 초과하면, 투광 부재 상에 광 스팟이 잘 맺히지 않는 문제가 있다.
실시예에 따른 필름(5111b)은 캡톤 테이프(kapton tape)를 사용하는데, 이는 캡톤 테이프(kapton tape)가 광 또는 레이저에 대한 전반사가 잘 일어나는 특성이 있고, 일반 타입(type)의 테이프를 사용했을 때에 비해, 난반사가 덜하기 때문이다. 이에, 본 발명에서는 필름(5111b)으로 캡톤 테이프(kapton tape)를 사용함으로써, 촬상기로부터 광 스팟에 대한 화상 이미지를 명확하게 획득할 수 있다.
거치대(5112)는 투광 부재(5111) 및 윈도우부(5110) 전체를 지그(5130)에 지지시킨다. 실시예에 따른 거치대(5112)는 중앙이 개구된 중공형의 형상이며, 개구부에 투광 부재(5111)가 삽입 설치된다. 물론 거치대(5112)는 상술한 중공형에 한정되지 않고, 투광 부재(5111)의 지지가 가능하며, 윈도우부(5110)를 지그(5130)에 고정시킬 수 있는 다양한 형상으로 변경 가능하다.
지그(5130)는 윈도우부(5110) 및 촬상기(5120)를 지지하는 것으로, 스테이지(200)의 측면에 장착 고정될 수 있다. 보다 구체적으로 지그(5130)의 상부에 투광 부재(5111)가 장착되고, 지그(5130)의 일면은 스테이지(200)에 체결되고, 일면과 대향하는 지그의 이면에는 촬상기(5120)가 체결된다.
이러한 지그(5130)에 의해, 촬상부(5100) 전체가 스테이지(200)의 외측에 위치하도록 설치된다. 이때, 촬상부(5100)는 스테이지(200)의 외측 중, 디스펜서(4100)의 이동 가능 영역에 있는 어느 방향 및 위치에 설치되어도 무방하다.
이하 도 1 내지 도 7을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 센서 거리 측정 유닛의 동작 및 광 스팟과 노즐 간의 이격 거리를 측정하고, 이에 따라 이격 거리를 조절하는 과정을 설명한다.
광 스팟과 노즐(4152) 간의 수평 이격 거리(D)를 측정하는 단계는 실런트가 도포될 기판(S) 상에 실런트를 도포하기 전에 실시된다.
먼저, 디스펜서가 스테이지 외측에 위치된 촬상부 상측에 대응 위치하도록 상기 디스펜서를 이동시킨다. 이를 위해 겐트리가 이동되거나, 디스펜서가 겐트리 상에서 별도로 이동하거나, 겐트리 및 디스펜서 모두를 이동시켜 상기 디스펜서가 촬상부 상측에 대응 위치하도록 할 수 있다. 이때, 촬상부(5100)의 윈도우부(5110) 및 촬상기(5120)가 디스펜서(4100)의 노즐(4152) 및 갭 센서(4160) 하측에 대응 위치하도록 이동시킨다.
이후, 갭 센서(4160)를 동작시켜 발광부(4161)를 통해 윈도우부(5110)로 레이저를 조사한다. 이렇게 윈도우부(5110)로 레이저가 조사되면, 윈도우부(5110) 상에 광 스팟(spot)이 맺히게 되고, 윈도우부(5110)는 90% 이상의 불투광도를 가지기 때문에 윈도우부(5110) 하측에서 노즐(4152)의 식별 또는 투시가 가능하다.
윈도우부(5110)로 레이저가 조사되면, 촬상부(5100)는 윈도우부(5110) 하측에서 광 스팟과 노즐(4152)을 촬상한다. 촬상에 의해 얻어진 화상 이미지는 표시부(5200)로 전송되어 표시되며(도 8 참조), 분석부(5300)는 화상 이미지 상의 광 스팟과 노즐(4152)의 좌표값을 통해 노즐(4152)과 광 스팟 간의 수평 이격 거리를 산출한다.
그리고, 산출된 수평 이격 거리와 제 2 기준 거리를 비교하여, 산출된 수평 이격 거리(D)가 제 2 기준 거리를 벗어나는 경우, 토출부(4150)를 갭 센서(4160)의 발광부(4161)와의 이격 거리를 조절한다. 즉, 산출된 수평 이격 거리(D)가 제 2 기준 거리를 초과하는 경우, 제 1 블록(4131)을 발광부(4161)와 반대되는 방향 또는 수광부(6142) 방향으로 수평 이동시킨다. 반대로, 산출된 수평 이격 거리(D)가 제 2 기준 거리 미만인 경우, 제 1 블록(4131)을 발광부(4161)가 위치한 방향 또는 수광부(6142)와 반대 방향으로 수평 이동시킨다. 이러한 제 1 블록(4131)의 이동에 따라 상기 제 1 블록(4131)에 연결된 토출부(4150)가 함께 이동되며, 이에 따라 노즐(4152)과 광 스팟 간의 이격 거리가 제 2 기준 거리가 되도록 조정할 수 있다.
노즐(4152)과 광 스팟 간의 이격 거리가 제 2 기준 거리가 되면, 촬상부(5100)를 디스펜서(4100) 외측으로 이동시켜, 촬상부(5100)와 디스펜서(4100)가 간섭되지 않도록 한다.
이후, 도포 유닛(4000)을 이동시키면서 기판(S) 상에 실런트를 도포한다. 이때, 갭 센서(4160)를 통해 기판(S)으로 레이저를 조사하면서 실시간으로 기판(S)과 노즐(4152) 간의 상하 이격 거리를 측정하고, 측정 거리에 따라 상하 구동부를 동작시켜 기판(S)과 노즐(4152) 간의 상하 이격 거리가 제 1 기준 거리가 되도록 하면서 실런트를 도포한다.
여기서 기판(S)에 레이저가 조사되는데 있어서, 레이저의 광 스팟은 박막(F) 또는 기판(S)의 최외각에 간섭되거나 기판(S)의 외측으로 이탈되지 않고, 실런트가 도포될 위치의 외측에 위치하며, 노즐(4152)과 제 2 기준 거리를 유지하고 있다. 이는 실런드 도포 전에 본 발명의 실시예에 따른 센서 거리 측정 유닛(5000)을 통해 광 스팟과 노즐 간의 수평 이격 거리(D)를 조정하였기 때문이다.
이렇게 광 스팟이 레이저의 광 스팟은 박막 또는 기판의 최외각에 간섭되거나 기판(S)의 외측으로 이탈되지 않고, 제 2 기준 거리를 유지하도록 실런트가 도포될 위치의 외측에 위치에 조사됨에 따라, 실런트 도포 시에 기판(S)과 노즐(4152) 간의 상하 이격 거리를 용이하게 측정할 수 있고, 이에 대한 신뢰성이 향상된다. 또한 이로 인해, 실런트를 도포하는 동안에 기판(S)과 노즐(4152) 간의 상하 이격 거리를 제 1 기준 거리로 조절할 수 있어, 실런트 패턴의 품질을 향상시킬 수 있다.
4100: 디스펜서 4110: 메인블록
4120: 시린지 4130: 헤드 블록
4140: 지지블록 4150: 토출부
4151: 토출부재 5152: 노즐
4160: 갭 센서 4200: 겐트리
4300: 제 2 수평 이동부 5000: 센서 거리 측정 유닛
5100: 촬상기 5111a: 유리
5111b: 필름 5112: 거치대
5120: 촬상기 5130: 지그

Claims (9)

  1. 상면에 기판이 안착되도록 설치된 스테이지;
    상기 스테이지의 상측에 설치되어 수평 이동 가능하며, 상기 기판을 향해 원료를 도포하는 노즐 및 상기 노즐의 일측에 위치되어, 상기 기판으로 광을 조사하여 상기 기판과 노즐 간의 상하 이격 거리를 측정하는 갭 센서를 구비하는 디스펜서;
    상기 스테이지의 외측에 설치되고, 상기 노즐 및 갭 센서 하측에서 상기 갭 센서로부터 조사된 광 스팟과 상기 노즐을 촬상하여, 상기 광 스팟과 노즐을 포함하는 화상 이미지를 획득하는 촬상부를 구비하고, 상기 화상 이미지 상에서 상기 노즐과 상기 광 스팟 간의 수평 이격 거리를 측정하는 센서 거리 측정 유닛;
    을 포함하는 도포 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 촬상부는,
    상기 스테이지의 외측에서, 상기 스테이지 외측으로 이동되는 상기 디스펜서의 하측에 위치하도록 설치되며, 광 투과율을 가지는 투광 부재를 가지는 윈도우부; 및
    상기 윈도우부의 하측에 위치되어, 상기 윈도우부를 통해 투시되는 상기 노즐과, 상기 갭 센서로부터 상기 윈도우부로 조사된 광 스팟을 촬상하는 촬상기;
    를 포함하는 도포 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 투광 부재는 90% 이상, 100% 이하의 투과율을 도포 장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 투광 부재는 유리(glass) 및 상기 유리(glass)에 부착된 필름을 포함하는 도포 장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 필름은 캡톤 테이프를 포함하는 도포 장치.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 유리(glass)이 두께는 0.2mm 내지 0.3mm인 도포 장치.
  7. 청구항 2 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 갭 센서는 상기 기판으로 광을 조사하는 발광부 및 상기 발광부와 이격 배치되어 상기 기판으로부터 반사된 광을 수광하는 수광부를 포함하고,
    상기 노즐은 상기 센서 거리 측정 유닛에서 측정된 결과에 따라, 상기 발광부와 수광부가 나열 배치된 방향으로 수평 이동하는 도포 장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 센서 거리 측정 유닛은,
    상기 촬상부에서 측정된 화상 이미지 상에서 상기 노즐과 광 스팟 간의 수평 이격 거리를 측정하고, 측정된 수평 이격 거리를 기준 거리와 비교하는 분석부를 포함하는 도포 장치.
  9. 청구항 2 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 디스펜서는 상기 스테이지의 상면과 대응하는 위치와, 상기 스테이지의 외측까지 수평 이동 가능하며,
    상기 촬상부는 상기 스테이지의 측면에 장착 고정된 도포 장치.
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