KR101400757B1 - 디스플레이 패널 검사장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 대형화 추세에 있는 디스플레이 패널의 생산 효율을 높이기 위하여 보다 신속한 검사속도를 제공하고, 디스플레이의 전 화면을 균일하면서도 세밀하게 검사할 수 있는 디스플레이 패널 검사장치에 관한 것으로, 면 형태의 이미지를 출력하는 디스플레이 패널 전체 또는 일부를 커버하도록 상기 디스플레이 패널의 상부에 배치되어, 상기 디스플레이 패널에서 출력되는 면 형태의 이미지를 입사하는 렌즈와, 상기 렌즈의 상부에 배치되어 상기 렌즈에서 출력된 면 형태의 이미지를 라인 형태의 이미지로 통과시키는 슬릿과, 상기 슬릿에서 출력된 라인형태 이미지의 스펙트럼을 생성하는 분광기와, 상기 분광기를 통해 생성된 면 형태의 스펙트럼 영상을 획득하는 카메라가 동축상에 배치된 검사유닛을 포함하여, 상기 카메라에서 획득한 스펙트럼 영상으로 파장별 강도를 파악하여 상기 디스플레이 패널의 불량여부를 검출한다.

Description

디스플레이 패널 검사장치{Display panel inspection apparatus}

본 발명은 디스플레이 패널 검사장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 대형화 추세에 있는 디스플레이 패널의 생산 효율을 높이기 위하여 보다 신속한 검사속도를 제공하고, 디스플레이의 전 화면을 균일하면서도 세밀하게 검사할 수 있는 디스플레이 패널 검사장치에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 칩은 육면체의 형상으로 각기 다른 물질로 이루어진 다수의 층으로 이루어져 있으며, 최종적으로 전극 패드(pad)를 생성함으로써 제품이 완성된다. 칩의 제조과정 중에는 표면에 이물질이 침착되거나 스크래치 등이 발생할 수 있고, 전극 패드부의 형상 불량이나 에칭공정 불량 등이 나타날 수도 있다.

이러한 불량들은 외관검사를 통해 검출해 내게 되는데, 그 일례로, 에어리어 스캔 카메라(Area scan camera)를 통해 영상을 입력 받아 디스플레이 패널의 불량을 검출해 내는 비전시스템 형태의 외관 검사장치가 있다. 이때, 영상의 연속적인 입력을 받기 위해 구동부의 움직임이 필수적으로 필요하고 그에 따라 카메라가 또렷한 영상을 입력 받기 위한 대기시간도 필요하게 되었다.

근래에 디스플레이 장치는 대형화 추세이다. 평판 디스플레이 장치 중에서도 전계 발광 디스플레이 장치는 자발광형 디스플레이 장치로서 시야각이 넓고 콘트라스트가 우수할 뿐만 아니라 응답속도가 빠르다는 장점을 가져서 차세대 디스플레이 장치로 주목받고 있다. 또한 발광층의 형성 물질이 유기물로 구성되는 유기 발광 디스플레이 장치는 무기 발광 디스플레이 장치에 비해 휘도, 구동 전압 및 응답속도 특성이 우수하고 다색화가 가능하다는 점을 가진다.

이러한 유기 발광 디스플레이 장치는 박막트랜지스터와, 그 박막트랜지스터에 의해 발광 구동되는 유기발광소자를 구비하며, 상기 유기발광소자는 기본적으로 양극층과 유기막층 및 음극층이 차례로 적층된 구조를 갖는다.

따라서, 박막트랜지스터의 구동에 의해 상기 유기발광소자의 양극층과 음극층 사이에 전압이 인가되면, 적당한 에너지의 차이가 유기막층에 형성되며, 이에 따라 유기막층에 포함된 발광층에서 빛으로 발생하게 된다.

여기서 상기 유기발광소자의 각 층은 통상 증착 공정을 통해 형성되는데, 이때 성막되는 두께가 정확하지 않으면 발광되는 빛의 특성이 설계치와 달라질 수 있다. 그렇게 되면 원하는 정확한 색상을 구현하지 못하게 된다.

그런데 지금까지는 유기발광소자의 증착 공정을 모두 마치고 밀봉을 위한 봉지기판까지 다 설치한 다음에, 발광시험을 실시하여 제품의 양부를 판별하였다. 따라서, 만일 불량이 발견되면 그때까지 증착 공정이 진행되고 있던 패널들은 모두 불량이 되는 문제가 생긴다. 따라서, 불량률을 줄이기 위해서는 유기발광소자의 불량 여부를 미리 알 수 있는 방안이 요구되고 있다.

본 발명은 디스플레이 패널의 생산 효율을 높이기 위하여 보다 신속한 검사속도를 제공하고, 디스플레이의 전 화면을 균일하면서도 세밀하게 검사할 수 있는 디스플레이 패널 검사장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기의 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 디스플레이 패널 검사장치는 상기 디스플레이 패널의 상부에 배치되어, 상기 디스플레이 패널에서 출력되는 면 형태의 이미지를 입사하는 렌즈와, 상기 렌즈의 상부에 배치되어 상기 렌즈에서 출력된 면 형태의 이미지를 라인 형태의 이미지로 통과시키는 슬릿과, 상기 슬릿에서 출력된 라인형태 이미지의 스펙트럼을 생성하는 분광기와, 상기 분광기를 통해 생성된 면 형태의 스펙트럼 영상을 획득하는 카메라가 동축상에 배치된 검사유닛을 포함하여, 상기 카메라에서 획득한 스펙트럼 영상으로 파장별 강도를 파악하여 상기 디스플레이 패널의 불량여부를 검출한다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 검사유닛을 장착하여 수평방향으로 이송시키는 이송수단을 더 포함하여 상기 디스플레이 패널의 전체 면적을 검사할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 디스플레이 패널은 외부 전원과 연결되어 통전되고, 상기 디스플레이 패널에서 출력되는 이미지는 화상 데이터이다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 디스플레이 패널의 상부 또는 하부에서 상기 디스플레이 패널을 향해 빛을 조사하는 광원을 더 포함하고, 상기 렌즈에는 상기 광원에서 조사되어 상기 디스플레이 패널에서 반사되거나 상기 디스플레이 패널을 투과한 영상이 입사된다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 카메라는 라인 스캔 카메라(line scan camera) 또는 영역 스캔 카메라(Area scan camera)로 구비된다.

본 발명에 따른 디스플레이 패널 검사장치에 따르면, 대형화 추세에 있는 디스플레이 패널의 생산 효율을 높이기 위하여 보다 신속한 검사속도를 제공한다.

또한, 라인단위로 스펙트럼 영상을 획득하고 파장별 정보를 분석하여 디스플레이 전 화면을 균일하면서도 세밀하게 검사할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 디스플레이 패널 검사장치의 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 검사유닛을 보인 구성도,
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 디스플레이 패널 검사장치의 구성도,
도 4는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 디스플레이 패널 검사장치의 구성도이다.

본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서 동일한 구성에 대해서는 동일부호를 사용하며, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.

도 1는 본 발명의 일 실시 예에 따른 디스플레이 패널 검사장치의 구성도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 디스플레이 패널 검사장치는 면 형태의 이미지를 출력하는 디스플레이 패널(10) 전체 또는 일부를 커버하도록 상기 디스플레이 패널(10)의 상부에 배치되어, 상기 디스플레이 패널(10)에서 출력되는 면 형태의 이미지를 입사하는 렌즈(110)와, 상기 렌즈(110)의 상부에 배치되어 상기 렌즈(110)에서 출력된 면 형태의 이미지를 라인 형태의 이미지로 통과시키는 슬릿(120)과, 상기 슬릿(120)에서 출력된 라인형태 이미지의 스펙트럼을 생성하는 분광기(130)와, 상기 분광기(130)를 통해 생성된 면 형태의 스펙트럼 영상을 획득하는 카메라(140)가 동축상에 배치된 검사유닛(150)을 포함하여, 상기 카메라(140)에서 획득한 스펙트럼 영상으로 파장별 강도를 파악하여 상기 디스플레이 패널(10)의 불량여부를 검출한다.

먼저, 본 발명에서 지칭하는 디스플레이 패널(10)은 LCD(Liquid Crystal Display), OLED(Organic Light Emitting Diodes), PDP(Plasma Display Panel), ELD(ElectroLuminescent Display), VFD(Vacuum Fluorescent Display), FED(field emission display)를 비롯하여 공지의 다양한 디스플레이 패널 중 선택된 어느 하나인 것이 바람직하다.

렌즈(110)는 면 형태의 이미지를 출력하는 디스플레이 패널(10) 전체 또는 일부를 커버하도록 상기 디스플레이 패널(10)의 상부에 디스플레이 패널(10)과 마주보며 나란하도록 배치되어, 상기 디스플레이 패널(10)에서 출력되는 면 형태의 이미지를 입사한다.

즉, 상기 렌즈(110)는 상기 디스플레이 패널(10)의 면적과 대응되는 면적을 구비하며, 하나의 렌즈(110)가 적어도 하나의 디스플레이 패널(10)을 커버하되, 복수의 디스플레이 패널(10)을 하나의 렌즈(110)가 커버할 수 있다. 상기 렌즈(110)는 상기 디스플레이 패널(10)에서 출력되는 이미지를 집광하는 집광렌즈로 구비될 수 있고, 상기 검사유닛(150)에서 검사가 진행되도록 이미징하는 이미징 렌즈일 수 있다.

도 2는 본 발명에 따른 검사유닛을 보인 구성도이다. 검사유닛(150)은 슬릿(120)과 분광기(130) 및 카메라(140)를 포함하되, 상기 각 요소들이 동축상에 배치된 구조를 취한다. 먼저, 슬릿(120)은 상기 렌즈(110)의 상부에 배치되어 상기 렌즈(110)에서 출력된 면 형태의 이미지를 라인 형태의 이미지로 통과시킨다. 상기 슬릿(120)은 협소한 틈새를 형성하여 면형태의 이미지를 입력 받고, 상기 틈새를 통해 라인형태의 이미지로 출력하고, 나머지 주변의 이미지는 차단한다.

분광기(130)는 상기 슬릿(120)에서 출력된 라인형태 이미지의 스펙트럼을 생성한다. 여기서 분광기(130)는 회절을 일으키는 소자가 구비되어 있는데, 이 회절 소자는 회절격자, 프리즘 또는 AOTF(Acousto-Optic Tunable Filter)와 같은 가변형 필터 중 어느 하나를 구비할 수 있다. 또한, 상기 분광기(130)에는 ICCD(131) 센서가 구비될 수 있다. ICCD(131) 센서는 슬릿(120)에서 출력된 이미지로부터 이미지 스펙트럼을 생성한다.

즉, 상기 스펙트럼을 통해, 디스플레이 패널(10)에서 출력된 이미지의 한 점당 색에 따른 고유 파장을 파악하고, 그 파장의 세기를 검출하여 색좌표를 확인하고 비교하는 방식으로 검사가 진행되어 보다 정확하고 섬세한 검사자 진행될 수 있다.

카메라(140)는 상기 분광기(130)를 통해 생성된 면 형태의 스펙트럼 영상을 획득한다. 상기 카메라(140)는 컬러카메라일 수 있고, 복수개 마련될 수 있다. 상기 카메라(140)에서 획득한 스펙트럼 영상으로 파장별 강도를 파악하여 상기 디스플레이 패널(10)의 불량여부를 검출한다. 따라서, 상기 카메라(140)에 획득한 스펙트럼 영상을 분석하여 불량 여부를 판별하는 컴퓨터(180)가 추가로 구비될 수 있다. 상기 컴퓨터(180)는 기 설정된 기준 스펙트럼과 실질적으로 검사가 진행되면서 수광된 스펙트럼을 비교하며, 상기 스펙트럼 중 피크파장의 위치 변화, 최저 반사율 크기 변화 및, 반치폭 크기 변화 등을 비교하여 디스플레이 패널(10)의 불량여부를 판별할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 검사유닛(150)을 장착하여 수평방향으로 이송시키는 이송수단(160)을 더 포함하여 상기 디스플레이 패널(10)의 전체 면적을 검사할 수 있다. 상기 슬릿(120)은 디스플레이 패널(10)에서 출력된 면형태의 이미지를 협소 간격으로 통과시켜 라인 형태의 이미지로 생성하기 때문에, 상기 디스플레이 패널(10) 전체 또는 일부를 검사하기 위해서는 상기 검사유닛(150)은 상기 이송수단(160)에 장착되어, 수평방향으로 이동하면서, 상기 디스플레이 패널(10) 전체에 걸쳐 검사를 시행해야 한다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 디스플레이 패널(10)은 외부 전원과 연결되어 통전되고, 상기 렌즈(110)에는 디스플레이 패널(10)에서 출력되는 화상 데이터가 입사된다. 상기의 경우, 백라이트, 액정패널, 편광필터 또는 컬러필터 및 글래스 기판이 모두 조립된 후 출고 전 단계의 완성품을 검사하는 데 적용됨이 바람직하다. 즉, 통전된 후 중심화소와 주변 영역에 위치된 주변화소들과의 편차를 비교하는 방식으로 불량화소를 검출하게 되는데, 상기와 같은 과정에서 불량화소가 검출되면 검출된 불량화소에 대하여 보정을 수행하는 보정수단이 별도로 마련될 수 있다.

도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 디스플레이 패널 검사장치의 구성도이고, 도 4는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 디스플레이 패널 검사장치의 구성도이다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 디스플레이 패널(10)의 상부 또는 하부에서 상기 디스플레이 패널(10)을 향해 빛을 조사하는 광원(170)을 더 포함하고, 상기 렌즈(110)에는 상기 광원(170)에서 조사되어 상기 디스플레이 패널(10)에서 반사되거나 상기 디스플레이 패널(10)을 투과한 영상이 입사된다. 상기 광원(170)은 디스플레이 패널(10)을 향해 라인형태의 빔 또는 면형태의 빔을 조사할 수 있다. 상기의 경우, 상기 디스플레이 패널(10)은 완제품이 아니므로 전원을 가하지 않아도 되며, 투명 또는 반투명 소재의 글래스 기판을 비롯한 각종 디스플레이 패널(10)의 표면 결함을 검출하는 데 적합하다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 카메라(140)는 라인 스캔 카메라(line scan camera) 또는 영역 스캔 카메라(Area scan camera)로 구비될 수 있으며, 바람직하게는 상기 분광기(130)에서 출력된 면형태의 스펙트럼을 검사하기 위해 영역 스캔 카메라(Area scan camera)를 사용한다.

상기한 바와 같은 본 발명에 따른 디스플레이 패널 검사장치에 따르면, 대형화 추세에 있는 디스플레이 패널의 생산 효율을 높이기 위하여 보다 신속한 검사속도를 제공하고, 디스플레이의 전 화면을 균일하면서도 세밀하게 검사할 수 있는 장점이 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10 : 디스플레이 패널
110 : 렌즈
120 : 슬릿
130 : 분광기
140 : 카메라
150 : 검사유닛
160 : 이송수단
170 : 광원

Claims (5)

1. 면 형태의 이미지를 출력하는 디스플레이 패널의 상부에 배치되어 상기 디스플레이 패널의 불량을 검출하는 디스플레이 패널 검사장치에 있어서,
   상기 디스플레이 패널의 상부에 배치되어, 상기 디스플레이 패널에서 출력되는 면 형태의 이미지를 입사하는 렌즈;
   상기 렌즈의 상부에 배치되어 상기 렌즈에서 출력된 면 형태의 이미지를 라인 형태의 이미지로 통과시키는 슬릿과, 상기 슬릿에서 출력된 라인형태 이미지의 스펙트럼을 생성하는 분광기와, 상기 분광기를 통해 생성된 면 형태의 스펙트럼 영상을 획득하는 카메라가 동축상에 배치된 검사유닛;
   상기 검사유닛을 장착하여 수평방향으로 이송시키는 이송수단;을 포함하고,
   상기 디스플레이 패널은 외부 전원과 연결되어 통전되고, 상기 렌즈에는 상기 디스플레이 패널에서 출력되는 화상 데이터가 입사되며, 상기 카메라에서 획득한 스펙트럼 영상으로 파장별 강도를 파악하여 상기 디스플레이 패널의 불량여부를 검출하되, 상기 검사유닛이 이송수단에 의해 이동하면서 상기 디스플레이 패널의 전체 면적을 검사하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널 검사장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1항에 있어서,
   상기 디스플레이 패널의 상부 또는 하부에서 상기 디스플레이 패널을 향해 빛을 조사하는 광원을 더 포함하고, 상기 렌즈에는 상기 광원에서 조사되어 상기 디스플레이 패널에서 반사되거나 상기 디스플레이 패널을 투과한 영상이 입사된 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널 검사장치.
5. 제 1항에 있어서,
   상기 카메라는 라인 스캔 카메라(line scan camera) 또는 영역 스캔 카메라(Area scan camera)로 구비된 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널 검사장치.

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