KR20210057992A - 인쇄 장비 검사 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

토출된 액적의 위치와 노즐의 위치가 일치하는지 여부를 판단하여 인쇄 장비를 검사하는 인쇄 장비 검사 장치 및 방법을 제공한다. 상기 인쇄 장비 검사 장치는, 잉크젯 헤드 유닛에 구비되는 노즐의 위치 정보 및 노즐을 통해 기판 상에 토출되는 액적의 위치 정보를 측정하며, 잉크젯 헤드 유닛 및 기판의 하부에 설치되는 위치 측정부; 노즐의 위치 정보를 측정할 때 위치 측정부의 포커싱을 노즐에 맞추며, 액적의 위치 정보를 측정할 때 위치 측정부의 포커싱을 액적에 맞추는 제어부; 및 노즐의 위치 정보 및 액적의 위치 정보를 획득한 후, 위치 측정부의 포커싱을 노즐에 맞춘 상태에서 위치 측정부에 의해 측정된 정보를 기초로 노즐 및 액적이 동일선 상에 위치하는지 여부를 판단하는 판단부를 포함한다.

Description

인쇄 장비 검사 장치 및 방법 {Apparatus and method for checking printing device}
본 발명은 인쇄 장비를 검사하는 장치 및 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 잉크젯 헤드를 가지는 인쇄 장비를 검사하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
LCD(Liquid Crystal Display) 등의 디스플레이 장치를 제조하기 위해 투명 기판 상에 인쇄 공정(printing process)을 수행하는 경우, 잉크젯 헤드(inkjet head)를 구비하는 인쇄 장비가 사용될 수 있다.
한국공개특허 제10-2016-0115836호 (공개일: 2016.10.06.)
잉크젯 헤드에서 토출되는 잉크의 액적(droplet)의 좌표를 계측하는 것은 픽셀 프린팅(pixel printing)에서 매우 중요한 기술이다. 이때 잉크젯 헤드의 노즐마다 잉크가 떨어지는 경로는 각각 다르며, 이를 추적하여 관리하는 것이 픽셀 프린팅의 핵심 기술이다.
그런데, 종래에는 토출된 액적의 좌표는 획득 가능하지만, 이것이 노즐의 위치와 정확하게 일치하는지 알 수 없다. 즉, 노즐의 위치와 토출된 액적의 위치가 정확하게 일치하는지 알 수 없기 때문에, 각 노즐별로 X 및 Y 방향성을 확인할 수 없다. 이는 노즐별로 정확한 토출성을 추적하기 어렵고, 정밀한 픽셀 프린팅의 단점으로 작용한다. 이러한 이유로 오탄착이 발생하고 제품의 불량 원인으로 작용한다.
본 발명에서 해결하고자 하는 과제는, 토출된 액적의 위치와 노즐의 위치가 일치하는지 여부를 판단하여 인쇄 장비를 검사하는 인쇄 장비 검사 장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명에서 해결하고자 하는 과제는, 토출된 액적의 위치와 노즐의 위치가 일치하는지 여부를 판단하여 인쇄 장비를 검사하는 인쇄 장비 검사 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 인쇄 장비 검사 장치의 일 면(aspect)은, 잉크젯 헤드 유닛에 구비되는 노즐의 위치 정보 및 상기 노즐을 통해 기판 상에 토출되는 액적의 위치 정보를 측정하며, 상기 잉크젯 헤드 유닛 및 상기 기판의 하부에 설치되는 위치 측정부; 상기 노즐의 위치 정보를 측정할 때 상기 위치 측정부의 포커싱을 상기 노즐에 맞추며, 상기 액적의 위치 정보를 측정할 때 상기 위치 측정부의 포커싱을 상기 액적에 맞추는 제어부; 및 상기 노즐의 위치 정보 및 상기 액적의 위치 정보를 획득한 후, 상기 위치 측정부의 포커싱을 상기 노즐에 맞춘 상태에서 상기 위치 측정부에 의해 측정된 정보를 기초로 상기 노즐 및 상기 액적이 동일선 상에 위치하는지 여부를 판단하는 판단부를 포함한다.
상기 판단부는 상기 위치 측정부의 포커싱을 상기 노즐에 맞춘 상태에서 상기 위치 측정부에 의해 측정된 정보가 상기 액적과 관련된 것인지 여부를 기초로 상기 노즐 및 상기 액적이 동일선 상에 위치하는지 여부를 판단할 수 있다. 이 경우, 상기 판단부는 상기 노즐의 위치 정보, 상기 액적의 위치 정보 및 상기 위치 측정부에 의해 측정된 정보로 삼차원 좌표값을 이용할 수 있다.
상기 인쇄 장비 검사 장치는 상기 노즐의 위치 정보를 측정하는 데에 걸리는 시간 정보 및 상기 액적의 위치 정보를 측정하는 데에 걸리는 시간 정보를 측정하는 시간 측정부를 더 포함할 수 있다.
상기 판단부는 상기 위치 측정부의 포커싱을 상기 노즐에 맞춘 상태에서 상기 측정부에 의해 측정된 정보 및 상기 시간 측정부에 의해 측정된 정보가 상기 액적과 관련된 것인지 여부를 기초로 상기 노즐 및 상기 액적이 동일선 상에 위치하는지 여부를 판단할 수 있다. 이 경우, 상기 판단부는 상기 노즐의 위치 정보, 상기 액적의 위치 정보 및 상기 위치 측정부에 의해 측정된 정보로 이차원 좌표값을 이용할 수 있다.
상기 인쇄 장비 검사 장치는 상기 노즐 및 상기 액적이 동일선 상에 위치하는지 여부를 판단하여 얻은 결과를 기초로 상기 노즐의 위치 보정, 상기 기판이 안착되는 기판 지지 유닛의 위치 보정, 및 상기 기판 지지 유닛에 안착된 상기 기판의 틀어짐 보정 중 적어도 하나를 안내할 수 있다.
상기 위치 측정부는 상기 노즐의 위치 정보를 상기 액적의 위치 정보보다 먼저 측정할 수 있다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 인쇄 장비 검사 방법의 일 면은, 잉크젯 헤드 유닛 및 기판의 하부에 설치되는 위치 측정부의 포커싱을 상기 잉크젯 헤드 유닛에 구비되는 노즐에 맞추고, 상기 노즐의 위치 정보를 측정하는 단계; 상기 위치 측정부의 포커싱을 상기 노즐을 통해 상기 기판 상에 토출되는 액적에 맞추고, 상기 액적의 위치 정보를 측정하는 단계; 상기 위치 측정부의 포커싱을 상기 노즐에 맞추고, 상기 위치 측정부를 이용하여 위치값을 획득하는 단계; 및 상기 위치값이 상기 액적과 관련된 것인지 여부를 기초로 상기 노즐 및 상기 액적이 동일선 상에 위치하는지 여부를 판단하는 단계를 포함한다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
도 1은 인쇄 장비의 개략적인 구조를 보여주는 사시도이다.
도 2는 인쇄 장비의 개략적인 구조를 보여주는 평면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄 장비 검사 장치의 내부 구성을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄 장비 검사 장치를 구성하는 측정부의 설치 형태를 보여주는 예시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄 장비 검사 장치를 구성하는 측정부의 작동 방법을 보여주는 예시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄 장비 검사 장치를 구성하는 판단부의 기능을 설명하기 위한 제1 예시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄 장비 검사 장치를 구성하는 판단부의 기능을 설명하기 위한 제2 예시도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 인쇄 장비 검사 장치의 내부 구성을 개략적으로 보여주는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층의 "위(on)" 또는 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 소자 또는 층의 바로 위뿐만 아니라 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 소자가 "직접 위(directly on)" 또는 "바로 위"로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자 또는 층을 개재하지 않은 것을 나타낸다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 "아래(below)" 또는 "아래(beneath)"로 기술된 소자는 다른 소자의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 소자는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 소자, 구성요소 및/또는 섹션들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 소자, 구성요소 및/또는 섹션들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 소자, 구성요소 또는 섹션들을 다른 소자, 구성요소 또는 섹션들과 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 소자, 제1 구성요소 또는 제1 섹션은 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 소자, 제2 구성요소 또는 제2 섹션일 수도 있음은 물론이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어 도면 부호에 상관없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
본 발명은 인쇄 장비를 검사하는 인쇄 장비 검사 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명에서는 잉크젯 헤드(inkjet head)에 의해 토출된 액적(droplet)의 위치와 액적 토출을 위해 잉크젯 헤드에 설치되는 노즐(nozzle)의 위치를 측정하여, 액적의 위치와 노즐의 위치가 일치하는지 여부를 판단하며, 이를 통해 인쇄 장비를 검사할 수 있다. 이하에서는 도면 등을 참조하여 본 발명을 자세하게 설명하기로 한다.
도 1은 인쇄 장비의 개략적인 구조를 보여주는 사시도이다. 그리고 도 2는 인쇄 장비의 개략적인 구조를 보여주는 평면도이다.
도 1 및 도 2에 따르면, 인쇄 장비(100)는 베이스(110), 기판 지지 유닛(120), 갠트리 유닛(130), 갠트리 이동 유닛(140), 잉크젯 헤드 유닛(150), 헤드 이동 유닛(160), 액정 토출량 측정 유닛(170), 노즐 검사 유닛(180) 및 헤드 세정 유닛(190)을 포함하여 구성될 수 있다.
베이스(110)는 일정한 두께를 가지는 직육면체 형상으로 제공될 수 있다. 베이스(110)의 상면에는 기판 지지 유닛(120)이 배치된다.
기판 지지 유닛(120)은 기판(S)이 놓이는 지지판(121)을 가진다. 지지판(121)은 사각형 형상의 판일 수 있다. 지지판(121)의 하면에는 회전 구동 부재(122)가 연결된다. 회전 구동 부재(122)는 회전 모터일 수 있다. 회전 구동 부재(122)는 지지판(121)에 수직한 회전 중심축을 중심으로 지지판(121)을 회전시킨다.
지지판(121)이 회전 구동 부재(122)에 의해 회전되면, 기판(S)은 지지판(121)의 회전에 의해 회전될 수 있다. 액정이 도포될 기판(S)에 형성된 셀의 장변 방향이 제2 방향(20)을 향하는 경우, 회전 구동 부재(122)는 셀의 장변 방향이 제1 방향(10)을 향하도록 기판을 회전시킬 수 있다.
지지판(121)과 회전 구동 부재(122)는 직선 구동 부재(123)에 의해 제1 방향(10)으로 직선 이동될 수 있다. 직선 구동 부재(123)는 슬라이더(124)와 가이드 부재(125)를 포함한다. 회전 구동 부재(122)는 슬라이더(124)의 상면에 설치된다.
가이드 부재(125)는 베이스(110)의 상면 중심부에 제1 방향(10)으로 길게 연장된다. 슬라이더(124)에는 리니어 모터(미도시)가 내장될 수 있으며, 슬라이더(124)는 리니어 모터(미도시)에 의해 가이드 부재(125)를 따라 제1 방향(10)으로 직선 이동된다.
갠트리 유닛(130)은 지지판(121)이 이동되는 경로의 상부에 제공된다. 갠트리 유닛(130)은 베이스(110)의 상면으로부터 상측 방향으로 이격 배치되며, 갠트리 유닛(130)은 길이 방향이 제2 방향(20)을 향하도록 배치된다.
갠트리 이동 유닛(140)은 갠트리 유닛(130)을 제1 방향(10)으로 직선 이동시킨다. 갠트리 이동 유닛(140)은 제1 이동 유닛(141)과 제2 이동 유닛(142)을 포함한다.
제1 이동 유닛(141)은 갠트리 유닛(130)의 일단에 제공되고, 제2 이동 유닛(142)은 갠트리 유닛(130)의 타단에 제공된다. 제1 이동 유닛(141)은 베이스(110)의 일측에 제공된 가이드 레일(221)을 따라 슬라이딩 이동하고, 제2 이동 유닛(142)은 베이스(110)의 타측에 제공된 가이드 레일(222)을 따라 슬라이딩 이동하며 갠트리 유닛(130)를 제1 방향(10)으로 직선 이동시킨다.
잉크젯 헤드 유닛(150)은 헤드 이동 유닛(160)에 의해 갠트리 유닛(130)에 결합된다. 잉크젯 헤드 유닛(150)은 헤드 이동 유닛(160)에 의해 갠트리 유닛(130)의 길이 방향, 즉 제2 방향(20)으로 직선 이동할 수 있으며, 제3 방향(30)으로 직선 이동할 수도 있다. 또한 잉크젯 헤드 유닛(150)은 헤드 이동 유닛(160)에 대해 제3 방향(30)에 나란한 축을 중심으로 회전할 수 있다.
잉크젯 헤드 유닛(150)은 기판(S)에 액정의 액적을 토출한다. 잉크젯 헤드 유닛(150)은 복수 개 제공될 수 있다. 잉크젯 헤드 유닛(150)은 예를 들어, 제1 헤드 유닛(151), 제2 헤드 유닛(152), 제3 헤드 유닛(153) 등 세 개 제공될 수 있다. 복수 개의 잉크젯 헤드 유닛(150)은 제2 방향(20)으로 일렬로 나란하게 갠트리 유닛(130)에 결합된다.
잉크젯 헤드 유닛(150)은 액정의 액적을 토출하는 복수 개의 노즐(미도시) 및 복수 개의 노즐이 형성되어 있는 노즐 플레이트(미도시)를 포함하여 구성될 수 있다. 잉크젯 헤드 유닛(150)에는 예를 들어, 128개의 노즐 또는 256개의 노즐이 제공될 수 있다.
잉크젯 헤드 유닛(150)에는 복수 개의 노즐에 대응하는 수만큼의 압전 소자가 제공될 수 있다. 복수 개의 노즐의 액적 토출량은 압전 소자에 인가되는 전압의 제어에 의해 각기 독립적으로 조절될 수 있다.
헤드 이동 유닛(160)은 잉크젯 헤드 유닛(150)에 각각 제공될 수 있다. 본 실시예의 경우, 세 개의 잉크젯 헤드 유닛(151, 152, 153)이 제공된 예를 들어 설명하고 있으므로, 헤드 이동 유닛(160) 또한 헤드의 수에 대응하도록 세 개가 제공될 수 있다. 이와 달리 헤드 이동 유닛(160)은 단일 개 제공될 수 있으며, 이 경우 잉크젯 헤드 유닛(150)은 개별 이동이 아니라 일체로 이동될 수 있다.
액정 토출량 측정 유닛(170)은 잉크젯 헤드 유닛(150)의 액정 토출량을 측정한다. 액정 토출량 측정 유닛(170)은 베이스(110) 상의 기판 지지 유닛(120)의 일측에 배치될 수 있다.
액정 토출량 측정 유닛(170)은 잉크젯 헤드 유닛(150)마다 전체 노즐로부터 토출되는 액정량을 측정한다. 잉크젯 헤드 유닛(150)의 액정 토출량 측정을 통해, 잉크젯 헤드 유닛(150)의 전체 노즐의 이상 유무를 거시적으로 확인할 수 있다. 즉, 잉크젯 헤드 유닛(150)의 액정 토출량이 기준치를 벗어나면, 잉크젯 헤드 유닛(150) 중 적어도 하나에 이상이 있음을 알 수 있다.
잉크젯 헤드 유닛(150)은 갠트리 이동 유닛(140)과 헤드 이동 유닛(160)에 의해 제1 방향(10)과 제2 방향(20)으로 이동되어 액정 토출량 측정 유닛(170)의 상부에 위치할 수 있다. 헤드 이동 유닛(160)은 잉크젯 헤드 유닛(150)을 제3 방향(30)으로 이동시켜 잉크젯 헤드 유닛(150)과 액정 토출량 측정 유닛(170) 간 상하 방향 거리를 조절할 수 있다.
노즐 검사 유닛(180)은 광학 검사를 통해 잉크젯 헤드 유닛(150)에 제공된 개별 노즐의 이상 유무를 확인한다. 액정 토출량 측정 유닛(170)에서 거시적인 노즐의 이상 유무를 확인한 결과, 불특정의 노즐에 이상이 있는 것으로 판단된 경우, 노즐 검사 유닛(180)은 개별 노즐의 이상 유무를 확인하면서 노즐에 대한 전수 검사를 진행할 수 있다.
노즐 검사 유닛(180)은 베이스(110) 상의 기판 지지 유닛(120) 일측에 배치될 수 있다. 잉크젯 헤드 유닛(150)은 갠트리 이동 유닛(140)과 헤드 이동 유닛(160)에 의해 제1 방향(10)과 제2 방향(20)으로 이동되어 노즐 검사 유닛(180)의 상부에 위치할 수 있다. 헤드 이동 유닛(160)은 잉크젯 헤드 유닛(150)을 제3 방향(30)으로 이동시켜 잉크젯 헤드 유닛(150)과 노즐 검사 유닛(180)과의 상하 방향 거리를 조절할 수 있다.
헤드 세정 유닛(190)은 퍼징 공정(purging process)과 흡입 공정(suction process)을 진행한다. 퍼징 공정은 잉크젯 헤드 유닛(150)의 내부에 수용된 액정의 일부를 고압으로 분사하는 공정이다. 흡입 공정은 퍼징 공정 이후 잉크젯 헤드 유닛(150)의 노즐면에 잔류하는 액정을 흡입하여 제거하는 공정이다.
한편, 인쇄 장비(100)는 액정 공급 장치(210)를 더 포함할 수 있다.
액정 공급 장치(210)는 갠트리 유닛(130)의 상부 및 측부에 설치될 수 있다. 이러한 액정 공급 장치(210)는 액정 공급 모듈(211)과 압력 조절 모듈(212)을 포함한다.
액정 공급 모듈(211)과 압력 조절 모듈(212)은 갠트리 유닛(130)에 결합될 수 있다. 액정 공급 모듈(211)은 액정 공급 장치(210)로부터 액정을 공급받고, 액정을 잉크젯 헤드 유닛(150)으로 공급한다. 압력 조절 모듈(212)은 액정 공급 모듈(211)에 양압 또는 음압을 제공하여 액정 공급 모듈(211)의 압력을 조절한다.
다음으로 인쇄 장비를 검사하는 인쇄 장비 검사 장치에 대하여 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄 장비 검사 장치의 내부 구성을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 3에 따르면, 인쇄 장비 검사 장치(300)는 위치 측정부(310), 제어부(320) 및 판단부(330)를 포함하여 구성될 수 있다.
위치 측정부(310)는 잉크젯 헤드 유닛(150)에 의해 기판(예를 들어, 유리 기판(glass)) 상에 토출되는 복수 개의 액적에 대하여 각 액적의 위치 정보를 측정하는 것이다. 이러한 위치 측정부(310)는 잉크젯 헤드 유닛(150) 상에 설치되는 복수 개의 노즐에 대하여 각 노즐의 위치 정보도 측정할 수 있다.
위치 측정부(310)는 인쇄 장비 검사 장치(300) 내에 단일 개 구비될 수 있다. 이 경우, 단일 개의 위치 측정부(310)는 복수 개의 노즐에 대한 위치 정보와 복수 개의 액적에 대한 위치 정보를 모두 측정할 수 있다. 그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 위치 측정부(310)는 인쇄 장비 검사 장치(300) 내에 복수 개 구비되는 것도 가능하다. 위치 측정부(310)는 예를 들어, 인쇄 장비 검사 장치(300) 내에 두 개 구비될 수 있다. 이 경우, 어느 하나의 위치 측정부(310)는 복수 개의 노즐에 대한 위치 정보를 측정할 수 있으며, 다른 하나의 위치 측정부(310)는 복수 개의 액적에 대한 위치 정보를 측정할 수 있다.
위치 측정부(310)는 인쇄 장비 검사 장치(300) 내에 단일 개 구비되는 경우, 도 4에 도시된 바와 같이 잉크젯 헤드(150) 및 기판(410)의 하부에 설치될 수 있다. 위치 측정부(310)가 이와 같이 설치되면, 단일 개의 위치 측정부(310)로 복수 개의 노즐(420a, 420b, …, 420n)에 대한 위치 정보와 복수 개의 액적(430a, 430b, …, 430n)에 대한 위치 정보를 모두 측정하는 것이 가능해질 수 있다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄 장비 검사 장치를 구성하는 측정부의 설치 형태를 보여주는 예시도이다.
위치 측정부(310)는 인쇄 장비 검사 장치(300) 내에 단일 개 구비되는 경우, 도 5에 도시된 바와 같이 복수 개의 노즐(420a, 420b, …, 420n)에 대하여 위치 정보를 측정한 후, 복수 개의 액적(430a, 430b, …, 430n)에 대하여 위치 정보를 측정할 수 있다. 즉, 위치 측정부(310)는 잉크젯 헤드 유닛(150)의 하부에 기판이 배치되지 않은 상태에서 복수 개의 노즐(420a, 420b, …, 420n)에 대하여 위치 정보를 측정한 후, 잉크젯 헤드 유닛(150)의 하부에 기판이 배치되고 복수 개의 노즐(420a, 420b, …, 420n)에 의해 기판 상에 복수 개의 액적(430a, 430b, …, 430n)이 토출되면 복수 개의 액적(430a, 430b, …, 430n)에 대하여 위치 정보를 측정할 수 있다.
그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 위치 측정부(310)는 복수 개의 액적(430a, 430b, …, 430n)에 대하여 위치 정보를 측정한 후, 복수 개의 노즐(420a, 420b, …, 420n)에 대하여 위치 정보를 측정하는 것도 가능하다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄 장비 검사 장치를 구성하는 측정부의 작동 방법을 보여주는 예시도이다.
다시 도 3을 참조하여 설명한다.
위치 측정부(310)는 인쇄 장비 검사 장치(300) 내에 복수 개 구비되는 경우(예를 들어, 두 개 구비되는 경우), 어느 하나의 위치 측정부(310)는 잉크젯 헤드(150)의 측부에 설치되고, 다른 하나의 위치 측정부(310)는 기판(410)의 하부에 설치될 수 있다. 이 경우, 어느 하나의 위치 측정부(310)는 복수 개의 노즐에 대한 위치 정보를 측정하며, 다른 하나의 위치 측정부(310)는 복수 개의 액적에 대한 위치 정보를 측정할 수 있다.
위치 측정부(310)는 인쇄 장비 검사 장치(300) 내에 복수 개 구비되는 경우, 복수 개의 노즐에 대한 위치 정보와 복수 개의 액적에 대한 위치 정보를 동시에 측정할 수 있다. 그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 위치 측정부(310)는 복수 개의 노즐에 대한 위치 정보와 복수 개의 액적에 대한 위치 정보를 서로 다른 시간에 측정하는 것도 가능하다.
위치 측정부(310)는 복수 개의 노즐에 대한 위치 정보와 복수 개의 액적에 대한 위치 정보를 측정하기 위해 카메라 센서로 구현될 수 있다. 위치 측정부(310)는 예를 들어, 광학 시스템으로 구현될 수 있다. 그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 위치 측정부(310)는 레이저 센서로 구현되는 것도 가능하다.
위치 측정부(310)는 복수 개의 노즐에 대한 위치 정보와 복수 개의 액적에 대한 위치 정보로 이차원 좌표(x, y)를 측정할 수 있다. 그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 위치 측정부(310)는 복수 개의 노즐에 대한 위치 정보와 복수 개의 액적에 대한 위치 정보로 삼차원 좌표(x, y, z)를 측정하는 것도 가능하다.
제어부(320)는 위치 측정부(310)를 제어하는 것이다. 이러한 제어부(320)는 위치 측정부(310)를 이용하여 노즐에 대한 위치 정보를 측정할 때 위치 측정부(310)의 포커싱(focusing)을 노즐에 맞추고, 위치 측정부(310)를 이용하여 액적에 대한 위치 정보를 측정할 때 위치 측정부(310)의 포커싱을 액적에 맞추는 기능을 수행할 수 있다.
판단부(330)는 노즐의 위치와 액적의 위치가 일치하는지 여부를 판단하는 것이다. 이러한 판단부(330)는 제어부(320)에 의해 위치 측정부(310)의 포커싱이 노즐에 맞추어진 상태에서 위치 측정부(310)에 의해 측정되는 정보를 기초로 노즐의 위치와 액적의 위치가 일치하는지 여부를 판단할 수 있다.
판단부(330)는 이와 같이 노즐의 위치와 액적의 위치가 일치하는지 여부를 판단함으로써, 인쇄 장비(100)를 검사하는 역할을 수행할 수 있다. 판단부(330)는 노즐의 위치와 액적의 위치가 일치하지 않는 것으로 판단되면, 예를 들어, 잉크젯 헤드 유닛(150)의 노즐이 지정된 위치를 벗어난 것으로 보고, 잉크젯 헤드 유닛(150)의 노즐을 재정렬시킬 것을 안내할 수 있다. 또는, 판단부(330)는 기판(S)이 안착되는 기판 지지 유닛(120)이 지정된 위치를 벗어났거나 기판 지지 유닛(120) 상에 기판(S)이 제대로 안착되지 못한 것으로 보고, 이의 보정을 안내할 수도 있다.
판단부(330)는 노즐에 대한 위치 정보와 이 노즐에 의해 토출된 액적에 대한 위치 정보를 알고 있는 상태에서 위치 측정부(310)에 의해 측정되는 정보를 기초로 노즐의 위치와 액적의 위치가 일치하는지 여부를 판단할 수 있다.
위치 측정부(310)의 포커싱을 노즐에 맞추면, 위치 측정부(310)는 노즐에 대한 위치 정보를 측정할 수 있다. 마찬가지로, 위치 측정부(310)의 포커싱을 액적에 맞추면, 위치 측정부(310)는 액적에 대한 위치 정보를 측정할 수 있다. 이와 같이 위치 측정부(310)에 의해 노즐에 대한 위치 정보와 액적에 대한 위치 정보가 측정되면, 제어부(320)는 위치 측정부(310)의 포커싱을 노즐에 맞춘다.
제어부(320)에 의해 위치 측정부(310)의 포커싱이 노즐에 맞추어지면, 위치 측정부(310)는 노즐에 대한 위치 정보를 측정할 수 있다. 그런데 도 6에 도시된 바와 같이 노즐(420k)과 액적(430k)이 동일선 상에 위치하면, 위치 측정부(310)는 노즐(420k)에 대한 위치 정보를 측정하는 것이 아니라 액적(430k)에 대한 위치 정보를 측정하게 된다. 반면, 도 7에 도시된 바와 같이 노즐(420k)과 액적(430k)이 동일선 상에 위치하지 않으면, 위치 측정부(310)는 노즐(420k)에 대한 정보를 측정하게 된다.
따라서 본 실시예에서 판단부(330)는 위치 측정부(310)에 의해 측정된 정보가 노즐(420k)에 대한 위치 정보인지 아니면 액적(430k)에 대한 위치 정보인지를 기초로 노즐(420k)의 위치와 액적(430k)의 위치가 일치하는지 여부를 판단할 수 있다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄 장비 검사 장치를 구성하는 판단부의 기능을 설명하기 위한 제1 예시도이며, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄 장비 검사 장치를 구성하는 판단부의 기능을 설명하기 위한 제2 예시도이다.
한편, 판단부(330)는 위치 측정부(310)에 의해 측정된 정보가 노즐(420k)에 대한 위치 정보인지 아니면 액적(430k)에 대한 위치 정보인지를 판단하기 위해 노즐(420k)에 대한 위치 정보와 액적(430k)에 대한 위치 정보로 삼차원 좌표(x, y, z)를 이용할 수 있다.
예를 들어 설명하면, 위치 측정부(310)의 포커싱을 노즐(420k)에 맞춘 상태에서 노즐(420k)의 위치 정보 (5, 5, 7)을 획득하고, 위치 측정부(310)의 포커싱을 액적(430k)에 맞춘 상태에서 액적(430k)의 위치 정보 (5, 5, 3)을 획득한다. 그러면, 판단부(330)는 노즐(420k)의 위치 정보와 액적(430k)의 위치 정보를 알고 있는 상태에서 노즐(420k)의 위치와 액적(430k)의 위치가 일치하는지 여부를 판단하는 것이 가능해진다.
이후, 위치 측정부(310)의 포커싱을 노즐(420k)에 맞추고, 위치 측정부(310)를 이용하여 노즐(420k)의 위치 정보를 측정한다. 이때 위치 측정부(310)가 위치 정보로 (5, 5, 3)을 획득하면, 판단부(330)는 노즐(420k)과 액적(430k)이 동일선 상에 위치하는 것으로 판단한다. 즉, 판단부(330)는 노즐(420k)의 위치와 액적(430k)의 위치가 일치하는 것으로 판단할 수 있다.
반면, 위치 측정부(310)가 위치 정보로 (5, 5, 3) 이외의 값, 예를 들어 (5, 5, 7)을 획득하면, 판단부(330)는 노즐(420k)과 액적(430k)이 동일선 상에 위치하지 않는 것으로 판단한다. 즉, 판단부(330)는 노즐(420k)의 위치와 액적(430k)의 위치가 일치하지 않는 것으로 판단할 수 있다.
다시 도 3을 참조하여 설명한다.
한편, 판단부(330)는 위치 측정부(310)에 의해 측정된 정보가 노즐에 대한 위치 정보인지 아니면 액적에 대한 위치 정보인지를 판단하기 위해 노즐에 대한 위치 정보와 액적에 대한 위치 정보로 이차원 좌표(x, y)를 이용하는 것도 가능하다. 이 경우, 인쇄 장비 검사 장치(300)는 시간 측정부(340)를 더 포함할 수 있다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 인쇄 장비 검사 장치의 내부 구성을 개략적으로 보여주는 도면이다. 이하에서는 이에 대해 설명한다.
시간 측정부(340)는 노즐에 대한 위치 정보를 측정하는 데에 걸리는 시간 정보와 액적에 대한 위치 정보를 측정하는 데에 걸리는 시간 정보를 측정하는 것이다. 이러한 시간 측정부(340)는 위치 측정부(310)가 노즐에 대한 위치 정보와 액적에 대한 위치 정보를 측정할 때 노즐에 대한 위치 정보를 측정하는 데에 걸리는 시간 정보와 액적에 대한 위치 정보를 측정하는 데에 걸리는 시간 정보를 측정할 수 있다. 시간 측정부(340)는 예를 들어, 레이저 센서를 이용하여 노즐까지의 거리 정보 및 액적까지의 거리 정보를 구함으로써, 노즐에 대한 위치 정보를 측정하는 데에 걸리는 시간 정보 및 액적에 대한 위치 정보를 측정하는 데에 걸리는 시간 정보를 측정할 수 있다.
위치 측정부(310)의 포커싱을 노즐에 맞추면, 위치 측정부(310)는 노즐에 대한 위치 정보를 측정할 수 있다. 이때 시간 측정부(340)는 노즐에 대한 위치 정보를 측정하는 데에 걸리는 시간 정보(t1)를 측정할 수 있다. 마찬가지로, 위치 측정부(310)의 포커싱을 액적에 맞추면, 위치 측정부(310)는 액적에 대한 위치 정보를 측정할 수 있으며, 이때 시간 측정부(340)는 액적에 대한 위치 정보를 측정하는 데에 걸리는 시간 정보(t2)를 측정할 수 있다.
이후, 제어부(320)에 의해 위치 측정부(310)의 포커싱이 노즐에 맞추어진 상태에서, 위치 측정부(310)에 의해 측정된 정보를 기초로 노즐의 위치와 액적의 위치가 일치하는지 여부를 판단한다.
그런데 위치 측정부(310)에 의해 측정된 정보가 노즐에 대한 위치 정보인지 아니면 액적에 대한 위치 정보인지 구분할 수 없다. 위치 측정부(310)에 의해 측정된 정보가 삼차원 좌표(x, y, z)이면, 노즐에 대한 위치 정보와 액적에 대한 위치 정보 중 어느 것에 해당하는지를 판단할 수 있다.
그러나 위치 측정부(310)에 의해 측정된 정보가 이차원 좌표(x, y)이면, 노즐에 대한 위치 정보와 액적에 대한 위치 정보가 동일한 값을 가질 것이므로, 위치 측정부(310)에 의해 측정된 정보가 노즐에 대한 위치 정보와 액적에 대한 위치 정보 중 어느 것에 해당하는지를 판단할 수 없다.
본 실시예에서는 이 경우, 시간 측정부(340)에 의해 측정된 정보를 추가로 이용하여 위치 측정부(310)에 의해 측정된 정보가 이차원 좌표(x, y)이더라도 노즐에 대한 위치 정보와 액적에 대한 위치 정보 중 어느 것에 해당하는지를 판단할 수 있다.
예를 들어 설명하면, 위치 측정부(310)의 포커싱을 노즐(420k)에 맞춘 상태에서 노즐(420k)의 위치 정보 (5, 5)와 노즐(420k)의 위치 정보를 획득하는 데에 걸린 시간 정보 t1을 획득하고, 위치 측정부(310)의 포커싱을 액적(430k)에 맞춘 상태에서 액적(430k)의 위치 정보 (5, 5)와 액적(430k)의 위치 정보를 획득하는 데에 걸린 시간 정보 t2를 획득한다.
이후, 위치 측정부(310)의 포커싱을 노즐(420k)에 맞추고, 위치 측정부(310)를 이용하여 노즐(420k)의 위치 정보를 측정하고, 시간 측정부(340)를 이용하여 노즐(420k)의 위치 정보를 획득하는 데에 걸리는 시간 정보를 측정한다.
이때 위치 측정부(310)가 위치 정보로 (5, 5)을 획득하고 시간 정보로 t2를 획득하면, 판단부(330)는 노즐(420k)과 액적(430k)이 동일선 상에 위치하는 것으로 판단한다. 즉, 판단부(330)는 노즐(420k)의 위치와 액적(430k)의 위치가 일치하는 것으로 판단할 수 있다.
반면, 위치 측정부(310)가 위치 정보로 (5, 5) 이외의 값을 획득하거나, 위치 정보로 (5, 5)을 획득하고 시간 정보로 t1 이외의 값(예를 들어, t2)을 획득하면, 판단부(330)는 노즐(420k)과 액적(430k)이 동일선 상에 위치하지 않는 것으로 판단한다. 즉, 판단부(330)는 노즐(420k)의 위치와 액적(430k)의 위치가 일치하지 않는 것으로 판단할 수 있다.
한편, 판단부(330)는 노즐(420k)의 위치와 액적(430k)의 위치가 일치하는지 여부를 판단할 때, 노즐(420k)에 대한 위치 정보를 측정하는 데에 걸리는 시간 정보 및 액적(430k)에 대한 위치 정보를 측정하는 데에 걸리는 시간 정보 대신에 노즐(420k)까지의 거리 정보 및 액적(430k)까지의 거리 정보를 이용하는 것도 가능하다
이상 도 3 내지 도 8을 참조하여 본 실시예에 따른 인쇄 장비 검사 장치(300)에 대하여 설명하였다. 인쇄 장비 검사 장치(300)는 픽셀 프린팅(pixel printing)용 이중 좌표 획득 장치로서, 잉크젯 헤드 유닛(150)과 기판의 하부에 카메라를 설치하여 노즐 좌표와 노즐에서 토출된 액적의 좌표를 동시에 획득하여 정확한 액적의 경로를 추적할 수 있다. 이것은 하나의 카메라로 포커싱을 달리 하여 좌표를 획득하는 장치이다.
인쇄 장비 검사 장치(300)는 잉크젯 헤드 유닛(150)의 하부에 위치하는 기판(예를 들어, 유리 기판) 하부에 카메라를 설치하여 노즐 좌표를 획득한다. 이때 카메라의 포커싱을 노즐에 잡으면 노즐의 좌표를 획득할 수 있고 포커싱을 유리 기판에 잡으면 토출된 액적의 좌표를 획득할 수 있다. 액적에 의해 노즐의 좌표를 획득할 수 없다면 이는 정확한 토출이 되었음을 의미한다. 이러한 알고리즘은 노즐별 액적의 토출 경로를 추적할 수 있고 이는 정밀한 픽셀 프린팅을 위한 정보로 제공될 수 있다.
인쇄 장비 검사 장치(300)는 GVC 시스템으로 구현될 수 있다. 이러한 GVC 시스템의 특징을 다시 한번 정리하여 보면 다음과 같다.
첫째, GVC system은 잉크젯 헤드 유닛(150)과 기판의 하단부에 위치한다.
둘째, GVC system은 잉크젯 헤드 유닛(150)의 노즐과 기판 위에 토출된 액적을 동시에 좌표 획득한다.
셋째, GVC system은 laser 기반의 system 및 광학 system으로 구성될 수 있다.
이상과 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
100: 인쇄 장비 110: 베이스
120: 기판 지지 유닛 130: 갠트리 유닛
140: 갠트리 이동 유닛 150: 잉크젯 헤드 유닛
160: 헤드 이동 유닛 170: 액정 토출량 측정 유닛
180: 노즐 검사 유닛 190: 헤드 세정 유닛
210: 액정 공급 장치 300: 인쇄 장비 검사 장치
310: 위치 측정부 320: 제어부
330: 판단부 340: 시간 측정부
410: 기판 420a, 420b, ..., 420k, ..., 420n: 노즐
430a, 430b, ..., 430k, ..., 430n: 액적

Claims (9)

  1. 잉크젯 헤드 유닛에 구비되는 노즐의 위치 정보 및 상기 노즐을 통해 기판 상에 토출되는 액적의 위치 정보를 측정하며, 상기 잉크젯 헤드 유닛 및 상기 기판의 하부에 설치되는 위치 측정부;
    상기 노즐의 위치 정보를 측정할 때 상기 위치 측정부의 포커싱을 상기 노즐에 맞추며, 상기 액적의 위치 정보를 측정할 때 상기 위치 측정부의 포커싱을 상기 액적에 맞추는 제어부; 및
    상기 노즐의 위치 정보 및 상기 액적의 위치 정보를 획득한 후, 상기 위치 측정부의 포커싱을 상기 노즐에 맞춘 상태에서 상기 위치 측정부에 의해 측정된 정보를 기초로 상기 노즐 및 상기 액적이 동일선 상에 위치하는지 여부를 판단하는 판단부를 포함하는 인쇄 장비 검사 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 판단부는 상기 위치 측정부의 포커싱을 상기 노즐에 맞춘 상태에서 상기 위치 측정부에 의해 측정된 정보가 상기 액적과 관련된 것인지 여부를 기초로 상기 노즐 및 상기 액적이 동일선 상에 위치하는지 여부를 판단하는 인쇄 장비 검사 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 판단부는 상기 노즐의 위치 정보, 상기 액적의 위치 정보 및 상기 위치 측정부에 의해 측정된 정보로 삼차원 좌표값을 이용하는 인쇄 장비 검사 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 노즐의 위치 정보를 측정하는 데에 걸리는 시간 정보 및 상기 액적의 위치 정보를 측정하는 데에 걸리는 시간 정보를 측정하는 시간 측정부를 더 포함하는 인쇄 장비 검사 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 판단부는 상기 위치 측정부의 포커싱을 상기 노즐에 맞춘 상태에서 상기 측정부에 의해 측정된 정보 및 상기 시간 측정부에 의해 측정된 정보가 상기 액적과 관련된 것인지 여부를 기초로 상기 노즐 및 상기 액적이 동일선 상에 위치하는지 여부를 판단하는 인쇄 장비 검사 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 판단부는 상기 노즐의 위치 정보, 상기 액적의 위치 정보 및 상기 위치 측정부에 의해 측정된 정보로 이차원 좌표값을 이용하는 인쇄 장비 검사 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 인쇄 장비 검사 장치는 상기 노즐 및 상기 액적이 동일선 상에 위치하는지 여부를 판단하여 얻은 결과를 기초로 상기 노즐의 위치 보정, 상기 기판이 안착되는 기판 지지 유닛의 위치 보정, 및 상기 기판 지지 유닛에 안착된 상기 기판의 틀어짐 보정 중 적어도 하나를 안내하는 인쇄 장비 검사 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 위치 측정부는 상기 노즐의 위치 정보를 상기 액적의 위치 정보보다 먼저 측정하는 인쇄 장비 검사 장치.
  9. 잉크젯 헤드 유닛 및 기판의 하부에 설치되는 위치 측정부의 포커싱을 상기 잉크젯 헤드 유닛에 구비되는 노즐에 맞추고, 상기 노즐의 위치 정보를 측정하는 단계;
    상기 위치 측정부의 포커싱을 상기 노즐을 통해 상기 기판 상에 토출되는 액적에 맞추고, 상기 액적의 위치 정보를 측정하는 단계;
    상기 위치 측정부의 포커싱을 상기 노즐에 맞추고, 상기 위치 측정부를 이용하여 위치값을 획득하는 단계; 및
    상기 위치값이 상기 액적과 관련된 것인지 여부를 기초로 상기 노즐 및 상기 액적이 동일선 상에 위치하는지 여부를 판단하는 단계를 포함하는 인쇄 장비 검사 방법.
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