KR20080093236A - Method and apparatus for inspecting substrate using high reflection and transmission efficiency and phase delay of transmitted light - Google Patents
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Abstract
본 발명은 액정 표시 장치를 위한 상판 또는 하판의 합착 전 기판 검사에서는 육안으로 확인되지 않은 얼룩 등 결함이 합착 후 기판 검사에서 나타나는 현상이 자주 발생하고 있으므로, 합착 전 기판 검사에서 얼룩 등의 결함을 좀 더 명확히 검사해 낼 수 있도록 반사 및 투과 효율을 향상시키도록 하고, 합착 전에 미리 합착 후의 액정의 역할과 유사하게 투과광을 위상 지연시켜서 합착 후의 환경과 유사한 환경에서 검사할 수 있도록 함으로써, 합착되기 전에 불량 기판을 미리 판정하여 불량 기판이 합착 공정으로 진행되지 않도록 하고 합착된 후의 액정 패널의 수율을 향상시킬 수 있는 기판 검사 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따라 기판에 빛을 조사하여 기판의 상태를 검사하는 기판 검사 방법은, 특정 진동 방향의 빛을 통과시키는 편광 수단, 빛의 두 진동 방향 성분들의 위상 차이를 발생시키는 위상 지연 수단, 및 미리 정해진 빛의 반사율 및 투과율을 가지는 일방 투명경을 차례로 접촉시키고, 상기 일방 투명경 위에 기판을 놓는 단계, 상기 편광 수단의 아래에서 빛을 조사하는 단계, 및 상기 편광 수단의 아래에서 조사된 빛에 의하여 상기 기판을 통과하여 투과되는 빛을 검사하는 단계를 포함한다.In the present invention, defects such as unsighted defects, such as unseen defects, are frequently observed in the substrate inspection before bonding in the inspection of the substrate before bonding of the upper plate or the lower plate for the liquid crystal display device. Improve reflection and transmission efficiency for clearer inspection, and retard the transmitted light by retarding the phase of transmitted light similarly to the role of the liquid crystal before bonding before bonding, so that inspection can be performed in an environment similar to that after bonding. The present invention relates to a substrate inspection method and apparatus capable of improving the yield of a liquid crystal panel after the substrate is determined in advance so that the defective substrate does not proceed to the bonding process and is bonded. According to the present invention, a substrate inspection method for inspecting a state of a substrate by irradiating light to the substrate includes polarization means for passing light in a specific vibration direction, phase delay means for generating a phase difference between two vibration direction components of light, and Contacting one transparent mirror having a predetermined reflectance and transmittance in turn, placing a substrate on the one transparent mirror, irradiating light under the polarizing means, and by the light irradiated under the polarizing means. Inspecting light transmitted through the substrate.
Description
도 1은 종래 기술에 따른 기판 검사 장치를 설명하기 위한 도면이다.1 is a view for explaining a substrate inspection apparatus according to the prior art.
도 2는 액정 표시 장치를 위한 합착 전 기판의 반사 검사를 설명하기 위한 도면이다.2 is a view for explaining a reflection test of a substrate before bonding for a liquid crystal display.
도 3은 액정 표시 장치를 위한 합착 전 기판의 투과 검사를 설명하기 위한 도면이다.3 is a view for explaining the transmission inspection of the substrate before bonding for the liquid crystal display device.
도 4는 액정 표시 장치를 위한 합착 후 기판의 액정 상태 목시 검사를 설명하기 위한 도면이다.4 is a view for explaining a liquid crystal state visual inspection of a substrate after bonding for a liquid crystal display device.
도 5는 액정 표시 장치를 위한 합착 후 기판의 구동 상태 등 최종 검사를 설명하기 위한 도면이다.5 is a diagram for describing a final inspection such as a driving state of a substrate after bonding for a liquid crystal display.
도 6은 빛의 선형 편광을 설명하기 위한 도면이다.6 is a view for explaining linear polarization of light.
도 7은 빛의 원형 편광을 설명하기 위한 도면이다.7 is a view for explaining circular polarization of light.
도 8은 빛의 타원 편광을 설명하기 위한 도면이다.8 is a diagram for explaining elliptical polarization of light.
도 9는 빛의 위상 지연을 설명하기 위한 도면이다.9 is a view for explaining the phase delay of light.
도 10은 빛의 위상 지연에 의한 컬러 쉬프트를 설명하기 위한 도면이다.10 is a diagram for describing color shift due to phase delay of light.
도 11은 얼룩의 명암비(CR)를 설명하기 위한 도면이다.11 is a diagram for explaining contrast ratio CR of a stain.
도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 기판 검사 장치를 설명하기 위한 도면이다.12 is a view for explaining a substrate inspection apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 13은 도 12의 근거리 투과 조명계와 그 위에 놓인 기판 간의 구체적인 구성을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 13 is a view for explaining a specific configuration between the near-field illumination system of FIG. 12 and the substrate placed thereon.
도 14는 본 발명의 일실시예에 따른 기판 검사 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.14 is a flowchart illustrating a substrate inspection method according to an embodiment of the present invention.
<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명><Explanation of symbols on main parts of the drawings>
121: 회전 유닛121: rotating unit
122: 근거리 투과 조명계122: near-field transmission illumination system
131: BLU(Back Light Unit: 백라이트 유닛)131: BLU (Back Light Unit)
132: 확산판132: diffuser plate
133: 편광 필름133: polarizing film
134: 위상 지연 필름134: phase retardation film
135: 일방 투명경135: one-sided transparent mirror
123: 액정 표시 장치를 위한 합착 전 기판123: pre-bonding substrate for liquid crystal display
본 발명은 액정 표시 장치를 위한 기판을 검사하는 장치 및 방법에 관한 것 으로서, 특히, 액정 표시 장치를 위한 상판 또는 하판의 합착 전 기판 검사에서는 육안으로 확인되지 않은 얼룩 등 결함이 합착 후 기판 검사에서 나타나는 현상이 자주 발생하고 있으므로, 합착 전 기판 검사에서 얼룩 등의 결함을 좀 더 명확히 검사해 낼 수 있도록 반사 및 투과 효율을 향상시키도록 하고, 합착 전에 미리 합착 후의 액정의 역할과 유사하게 투과광을 위상 지연시켜서 합착 후의 환경과 유사한 환경에서 검사할 수 있도록 함으로써, 합착되기 전에 불량 기판을 미리 판정하여 불량 기판이 합착 공정으로 진행되지 않도록 하고 합착된 후의 액정 패널의 수율을 향상시킬 수 있는 기판 검사 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a device and a method for inspecting a substrate for a liquid crystal display device, and in particular, a defect such as uneven visual inspection in the substrate inspection before bonding of the upper plate or the lower plate for the liquid crystal display device in the inspection of the substrate after bonding. As the phenomenon occurs frequently, the reflection and transmission efficiency should be improved so that defects such as stains can be examined more clearly in the inspection of the substrate before bonding, and the transmitted light is phased similarly to the role of the liquid crystal before bonding before bonding. A substrate inspection method capable of delaying the inspection in an environment similar to that after bonding so as to determine a defective substrate before bonding so that the defective substrate does not proceed to the bonding process and to improve the yield of the liquid crystal panel after the bonding; Relates to a device.
도 1은 종래 기술에 따른 기판 검사 장치를 설명하기 위한 도면이다. 도 1을 참조하면, 액정 표시 장치를 위한 합착 전 검사 기판이 회전 수단 상에서 이동할 수 있도록 구성된 소정 프레임(frame)에 고정된다. 1 is a view for explaining a substrate inspection apparatus according to the prior art. Referring to FIG. 1, a pre-bonding test substrate for a liquid crystal display device is fixed to a predetermined frame configured to move on a rotation means.
검사자는 반사 조명계로부터 나오는 빛이 검사 기판에서 반사되는 빛을 관찰함으로써 기판 상의 전극, 컬러 필터, 컬럼 스페이서(spacer) 등의 불균일에 의한 얼룩 등 결함을 확인하고 양호/불량 기판을 판별할 수 있다. 이러한 검사는 검사자의 위치에서 카메라를 이용하여 이미지를 촬영하고 분석함으로써도 이루어질 수 있다. 예를 들어, 도 2와 같이, CF(color filter: 컬러 필터) 기판(액정 표시 장치를 위한 컬러 필터를 포함하는 합착 전 유리 기판)에는 R(red), G(green), B(blue) 컬러 필터 셀들(21)이 도포되어 있고, CF 기판 위에 이물질이 붙거나 기타 공정 과정 중의 여러 가지 원인으로 인한 결함(22) 등이 존재하는 경우에, 검사자는 CF 기판의 해당 부분에서 반사되는 빛의 색으로부터 얼룩 등 결함이 있는 불량 기판으로 판정할 수 있다.The inspector may observe defects such as unevenness due to non-uniformity of electrodes, color filters, column spacers, and the like on the substrate by observing the light reflected from the reflecting illumination system, and may determine a good / bad substrate. This inspection can also be done by taking and analyzing an image using a camera at the inspector's location. For example, as shown in FIG. 2, a CF (color filter) substrate (a glass substrate before bonding including a color filter for a liquid crystal display) may be R (red), G (green), or B (blue) color. When the
또한, 도 3과 같이, 검사자는 투과 조명계로부터 나오는 빛이 CF 기판을 통과하여 투과하는 빛을 관찰함으로써, 컬러 필터 셀들(31) 중 불균일한 부분(32)에서 투과되는 빛의 색으로부터 얼룩 등 결함을 판정할 수 있다. 투과 검사 시에 조명을 위한 투과 조명계는 CF 기판으로부터 3m 이상 떨어져 있기 때문에 도 1과 같은 검사 장치는 많은 공간을 차지하는 문제점이 있다. In addition, as shown in FIG. 3, the inspector observes light passing through the CF substrate through the light emitted from the transmissive illumination system, thereby causing defects such as spots from the color of light transmitted from the
TFT(Thin Film Transistor) 기판(액정 표시 장치를 위한 TFT를 포함하는 합착 전 유리 기판)에 대해서도 위와 같은 반사 검사와 투과 검사가 이루어질 수 있으며, 액정 표시 장치를 위한 상판(CF 기판)과 하판(TFT 기판)의 합착 전에는 투과 검사 보다 반사 검사에서 얼룩 등 결함을 검출하는 것을 주목적으로 검사가 진행되고 있다.The above reflection inspection and transmission inspection can also be performed on a TFT (Thin Film Transistor) substrate (a glass substrate before bonding including a TFT for a liquid crystal display device), and a top plate (CF substrate) and a bottom plate (TFT) for a liquid crystal display device. Prior to the bonding of the substrate), inspection is mainly performed to detect defects such as spots in reflection inspection rather than transmission inspection.
한편, 액정 표시 장치를 위한 상판(CF 기판)과 하판(TFT 기판)의 합착 후 기판 검사에서는, 도 4와 같이 액정 상태 목시 검사와 도 5와 같이 구동 상태 등 최종 검사가 이루어진다. On the other hand, in the inspection of the substrate after the bonding of the upper plate (CF substrate) and the lower plate (TFT substrate) for the liquid crystal display device, the final inspection such as the liquid crystal state visual inspection as shown in FIG. 4 and the driving state as shown in FIG. 5 is performed.
액정 상태 목시 검사를 위하여, 도 4와 같이, BLU(Back Light Unit)(41) 위에 편광 필름(42)이 놓이고, 그 위에 합착 기판(43)이 놓인다. 검사자는 BLU(41)로부터 나오는 빛이 편광 필름(42)과 합착 기판(43)을 통과하여 나오는 빛을 편광 필름(44)을 통하여 관찰함으로써, 합착 기판(43) 내에 봉입된 액정의 불균일 상태에 따른 투과 빛의 이상으로부터 얼룩 등 결함을 판정할 수 있다. 이때에는 액정에서 위상 지연으로 인하여 빛의 진행 방향에 따라 서로 다른 방향에서 각기 R, G, B 가 강하게 보이는 컬러 쉬프트(color shift) 현상을 이용하기 위하여, 검사자는 편광 필름(44)을 돌리면서 여러 방향에서 각 색의 이상 여부를 관찰하여 결함을 판정한다. For visual inspection of the liquid crystal state, as shown in FIG. 4, the polarizing
구동 상태 등 최종 검사를 위하여, 도 5와 같이, BLU(Back Light Unit)(51) 위에 편광 필름(52)이 놓이고, 그 위에 합착 기판(53)과 편광 필름(54)이 놓인다. 검사자는 BLU(51)로부터 나오는 빛이 편광 필름(52), 합착 기판(53), 편광 필름(54)을 통과하여 나오는 빛을 육안 또는 카메라가 촬영한 이미지를 통한 분석으로 얼룩 등 결함을 관찰함으로써, 합착되기까지 액정 패널의 전체 공정에서 결함이 있었는지를 판정할 수 있다. 이때에는 합착 기판(53)의 실제 구동 시에 필요한 신호(V), 즉, 게이트라인, 데이터 라인 등의 구동에 필요한 신호를 고정밀 얼라인먼트(alignment)가 가능한 장치로 탐침(probe)하여 인가해 줌으로써, 픽셀 단위로 R, G, B 각 컬러별 얼룩이나 특정 이미지의 정상 여부 등을 관찰한다.For the final inspection such as the driving state, as shown in FIG. 5, the polarizing
그러나, 위와 같은 합착 전 검사 방법에서 양호한 기판으로 판정받은 기판이, 합착 후 검사에서 얼룩 등 결함이 나타나 불량으로 판정되는 경우가 자주 발생되는 문제점이 있다. 즉, 위와 같은 합착 전 반사 검사에서는, 합착 시 봉입되는 액정이 합착 전 CF 기판이나 TFT 기판에 미치는 영향을 반영하여 관찰 할 수 없으므로, 합착 전에 보이지 않은 얼룩이 합착 후의 달라진 환경에서 나타날 수 있다. 예를 들어, 최근 경향이 컬러 필터의 투과도는 높이고 반사율은 낮게 하는 추세이므로, 합착 후 기판의 반사 검사에서 컬러 필터를 투과한 빛이 다시 컬러 필터 쪽으로 반사되어 나올 수 있는 등 합착 전후에 컬러 필터에서의 빛의 반사 환경이 달 라질 수 있다. 또한, 위와 같은 합착 전 투과 검사가 보조적인 검사이지만, 투과 조명계가 검사 기판과 3m 이상 멀리 떨어져 있으므로 조도가 낮아 얼룩 등 결함이 용이하게 판정되지 않을 수 있다. 따라서, 이와 같은 문제점들로 인하여 합착 전에 보이지 않은 얼룩이 합착 후의 달라진 환경에서 나타나게 됨으로써, 불량 기판을 조기에 발견하지 못함으로 인한 합착 공정비용의 증가나 합착 후 액정 패널의 수율 저하를 야기 시킬 수 있다.However, there is a problem that a substrate, which is determined to be a good substrate in the pre-bonding inspection method, is often determined to be defective due to defects such as stains in the post-bonding inspection. That is, in the reflection test before bonding, the liquid crystal encapsulated at the time of bonding cannot be observed to reflect the influence on the CF substrate or the TFT substrate before bonding, so that unstained spots before bonding may appear in a changed environment after bonding. For example, the recent tendency is to increase the transmittance of the color filter and to lower the reflectance. Therefore, in the reflection inspection of the substrate after bonding, the light transmitted through the color filter may be reflected back to the color filter. Light reflection environment can vary. In addition, although the above-mentioned transmissive inspection before bonding is an auxiliary inspection, since the transmissive illumination system is separated from the inspection substrate by more than 3 m or more, the roughness may not be easily determined, such as a defect. Therefore, due to such problems, unseen spots before bonding may appear in a changed environment after bonding, which may cause an increase in bonding process cost or a decrease in yield of the liquid crystal panel after bonding due to failure to find a defective substrate early.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 합착 전 기판 검사에서 합착 후의 환경과 유사한 환경에서 검사할 수 있게 하기 위하여, 합착 전에 미리 합착 후의 액정의 역할과 유사하게 투과광을 위상 지연시켜서 검사함으로써, 얼룩 등의 결함을 좀 더 명확히 검사해 낼 수 있는 기판 검사 방법 및 장치를 제공하는 데 있다. The present invention has been made to solve the above problems of the prior art, an object of the present invention, in order to be able to inspect in an environment similar to the environment after the bonding in the substrate inspection before bonding, in order to be able to inspect the liquid crystal after the bonding before In a similar manner, the present invention provides a substrate inspection method and apparatus capable of inspecting defects such as stains more clearly by retarding transmitted light.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 합착 전 기판 검사에서 얼룩 등의 결함을 좀 더 명확히 검사해 낼 수 있게 하기 위하여, 반사와 투과 효율을 증대시켜 미세한 얼룩 등의 결함이라도 용이하게 검출할 수 있는 기판 검사 방법 및 장치를 제공하는 데 있다. In addition, another object of the present invention is to increase the reflection and transmission efficiency in order to more clearly inspect the defects such as stains in the inspection of the substrate before bonding, the substrate that can easily detect even defects such as fine stains An inspection method and apparatus are provided.
그리고, 본 발명의 또 다른 목적은, 합착 전 기판 검사에서 얼룩 등의 결함의 검출을 용이하게 하여, 합착 전에 불량 기판을 미리 판정하여 불량 기판이 합착 공정으로 진행되지 않도록 하고 합착된 후의 액정 패널의 수율을 향상시킬 수 있는 기판 검사 방법 및 장치를 제공하는 데 있다. Further, another object of the present invention is to facilitate detection of defects such as stains in the inspection of the substrate before bonding, to determine a defective substrate before bonding so that the defective substrate does not proceed to the bonding process, and then To provide a substrate inspection method and apparatus that can improve the yield.
상기한 바와 같은 기술적 과제를 실현하기 위한 본 발명의 일면에 따른, 기판에 빛을 조사하여 기판의 상태를 검사하는 기판 검사 방법은, 특정 진동 방향의 빛을 통과시키는 편광 수단, 빛의 두 진동 방향 성분들의 위상 차이를 발생시키는 위상 지연 수단, 및 미리 정해진 빛의 반사율 및 투과율을 가지는 일방 투명경을 차례로 접촉시키고, 상기 일방 투명경 위에 기판을 놓는 단계; 상기 편광 수단의 아래에서 빛을 조사하는 단계; 및 상기 편광 수단의 아래에서 조사된 빛에 의하여 상기 기판을 통과하여 투과되는 빛을 검사하는 단계를 포함한다.According to one aspect of the present invention for realizing the technical problem described above, the substrate inspection method for inspecting the state of the substrate by irradiating light to the substrate, the polarization means for passing the light in a specific vibration direction, two vibration directions of light Contacting phase retardation means for generating a phase difference of the components, and one transparent mirror having a predetermined reflectance and transmittance of light, and placing a substrate on the one transparent mirror; Irradiating light under the polarizing means; And inspecting light transmitted through the substrate by light irradiated under the polarizing means.
상기 검사하는 단계는 상기 기판 위에서 다른 편광 수단을 회전시키면서 컬러 쉬프트를 검사하고, 상기 기판은 액정 표시 장치를 위한 합착 전 상판 또는 하판일 수 있다.In the inspecting step, the color shift is inspected while rotating the other polarization means on the substrate, and the substrate may be a top plate or a bottom plate before bonding for the liquid crystal display.
상기 검사하는 단계에서, 광원으로부터의 빛의 균일성을 보완하는 확산판을 통과한 빛이 상기 편광 수단의 아래에서 조사되는 것을 특징으로 한다.In the inspecting step, the light passing through the diffuser plate complementing the uniformity of the light from the light source is irradiated under the polarizing means.
상기 기판을 놓는 단계 후에, 상기 기판의 위에서 빛을 조사하는 단계; 및 상기 기판의 위에서 조사된 빛에 의하여 상기 기판으로부터 반사되어 나오는 빛을 검사하는 단계를 더 포함한다.After placing the substrate, irradiating light on the substrate; And inspecting the light reflected from the substrate by the light irradiated on the substrate.
상기한 바와 같은 기술적 과제를 실현하기 위한 본 발명의 다른 일면에 따른, 기판의 반사 및 투과 상태를 검사하는 기판 검사 방법은, 특정 진동 방향의 빛을 통과시키는 편광 수단, 상기 편광 수단 위에 빛의 두 진동 방향 성분들의 위상 차이를 발생시키는 위상 지연 수단, 및 미리 정해진 빛의 반사율 및 투과율을 가지 는 일방 투명경을 차례로 접촉시키고, 상기 일방 투명경 위에 액정 표시 장치를 위한 합착 전 기판을 놓는 단계; 및 상기 기판의 위에서 빛을 조사하여 기판의 반사 검사를 수행하거나 상기 편광 수단의 아래에서 빛을 조사하여 기판의 투과 검사를 수행하는 단계를 포함한다.According to another aspect of the present invention for realizing the above technical problem, the substrate inspection method for inspecting the reflection and transmission state of the substrate, the polarizing means for passing the light in a specific vibration direction, the light of the two above the polarizing means Contacting phase retardation means for generating a phase difference between the vibration direction components, and one transparent mirror having a predetermined reflectance and transmittance of light, and placing a pre-bonding substrate for the liquid crystal display on the one transparent mirror; And performing reflection inspection of the substrate by irradiating light on the substrate, or performing transmission inspection of the substrate by irradiating light under the polarizing means.
상기한 바와 같은 기술적 과제를 실현하기 위한 본 발명의 또 다른 일면에 따른, 기판의 반사 및 투과 상태를 검사하는 기판 검사 장치는, BLU(Back Light Unit); 상기 BLU 위에서 상기 BLU로부터의 빛의 균일성을 보완하는 확산판; 상기 확산판 위에 놓인 편광 필름; 상기 편광 필름 위에 놓이고, 빛의 두 진동 방향 성분들의 위상 차이를 발생시키는 위상 지연 필름; 및 상기 위상 지연 필름 위에 놓인 일방 투명경을 포함하고, 상기 일방 투명경 위에 검사될 기판을 올려놓고, 상기 기판의 위에서 광원 수단으로 빛을 조사하여 상기 기판에 대한 반사 검사를 수행하고, 상기 BLU에서 빛을 조사하여 상기 기판에 대한 투과 검사를 수행하도록 구성된 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention for realizing the above technical problem, the substrate inspection apparatus for inspecting the reflection and transmission state of the substrate, BLU (Back Light Unit); A diffusion plate that complements the uniformity of light from the BLU on the BLU; A polarizing film on the diffusion plate; A phase retardation film placed on the polarizing film and generating a phase difference between two vibration direction components of light; And a one-sided transparent mirror placed on the phase retardation film, placing a substrate to be inspected on the one-sided transparent mirror, and irradiating light with a light source means on the substrate to perform a reflection test on the substrate, and in the BLU Irradiate light to perform a transmission inspection on the substrate.
상기한 바와 같은 기술적 과제를 실현하기 위한 본 발명의 또 다른 일면에 따른, 기판의 반사 및 투과 상태를 검사하는 기판 검사 장치는, 회전축에 의하여 지지된 회전 유닛; 및 상기 회전 유닛 위에 장착된 근거리 투과 조명계를 포함하고, 상기 근거리 투과 조명계 위에 검사될 기판을 올려놓고, 상기 회전 유닛을 이용하여 상기 기판의 경사 각도를 조절하고, 상기 근거리 투과 조명계가 상기 회전 유닛의 가이드를 따라 움직여 검사 위치를 조절하며, 상기 근거리 투과 조명계는 편광 필름, 빛의 두 진동 방향 성분들의 위상 차이를 발생시키는 위상 지연 필름, 및 미리 정해진 빛의 반사율 및 투과율을 가지는 일방 투명경을 차례로 접촉시킨 구조물을 이용하여, 상기 일방 투명경 위에 놓이는 상기 기판에 대한 반사 검사 시에 빛의 반사 효율을 증가시키고, 상기 기판에 대한 투과 검사 시에 상기 편광 필름 아래의 광원으로부터의 빛이 상기 편광 필름, 상기 위상 지연 필름, 상기 일방 투명경 및 상기 기판을 통과하도록 하는 것을 특징으로 한다. 상기 기판 검사 장치는 상기 반사 검사 시에 상기 기판의 위에서 빛을 조사하는 반사 조명계를 더 포함할 수 있다. According to another aspect of the present invention for realizing the above technical problem, the substrate inspection apparatus for inspecting the reflection and transmission state of the substrate, the rotation unit supported by the rotation axis; And a near-field transmission illumination system mounted on the rotation unit, placing a substrate to be inspected on the near-field transmission illumination system, and adjusting the inclination angle of the substrate by using the rotation unit, and the near-field transmission illumination system of the rotation unit The inspection position is adjusted by moving along a guide, and the near-field transmission illuminator touches a polarizing film, a phase retardation film that generates a phase difference between two vibration direction components of light, and one transparent mirror having a predetermined reflectance and transmittance of light. By using the above structure, the reflection efficiency of the light is increased during the reflection inspection on the substrate placed on the one-side transparent mirror, and the light from the light source under the polarization film is transmitted through the polarization film, Passing through the phase delay film, the one-sided transparent mirror and the substrate It is characterized by. The substrate inspection apparatus may further include a reflection illumination system that irradiates light on the substrate during the reflection inspection.
이하에서는 첨부 도면들 및 첨부 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 그러나, 이하에서 설명될 실시예 및 도면은 본 발명의 기술사상의 범위를 제한하거나 한정하는 의미로 해석될 수는 없다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings and the contents described in the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the present invention. However, embodiments and drawings to be described below are not to be construed as limiting or limiting the scope of the technical idea of the present invention. Like reference numerals in the drawings denote like elements.
먼저, 본 발명의 이해를 쉽게 하기 위하여 도 6 내지 도 11을 참조하여 액정에서의 컬러 쉬프트(color shift) 현상에 대하여 설명한다. First, in order to facilitate understanding of the present invention, a color shift phenomenon in the liquid crystal will be described with reference to FIGS. 6 to 11.
액정 표시 장치를 위한 상판(CF 기판)과 하판(TFT 기판)의 합착 공정은, 한 한쪽 기판, 예를 들어, TFT 기판의 가장자리에 실링(sealing)제를 도포하고 다른 쪽 기판, 예를 들어, CF 기판에는 두 기판 사이가 일정 갭(gap)을 갖도록 CS(column spacer)를 산포 한 후, 두 기판을 붙이고 모세관 현상을 이용하여 액정을 주입한 다음, 주입구를 봉합하는 과정으로 이루어진다. In the bonding process of the upper plate (CF substrate) and the lower plate (TFT substrate) for a liquid crystal display device, a sealing agent is applied to an edge of one substrate, for example, a TFT substrate, and the other substrate, for example, The CF substrate is formed by dispersing a column spacer (CS) such that the two substrates have a predetermined gap between the two substrates, attaching the two substrates, injecting liquid crystal using a capillary phenomenon, and then sealing the injection hole.
이때, CF 기판과 TFT 기판 사이에 주입된 액정은 광학적 이방성 물질로서, 빛이 액정을 통과하면 복굴절 현상을 일으킨다. 빛은 전자기파로서 도 6 내지 도 8 과 같이 전기장 E에 대하여 수직한 좌표축 Ex와 Ey 방향으로 진동하는 두 파(wave)의 벡터합으로 표현되는 합성파이다. 따라서, 빛이 액정을 통과하는 경우에, 빛의 각 파의 진동 방향, 즉, Ex와 Ey 방향에 따라 진행 속도 차이로 인해 각 파간에 위상차가 발생하고, 이때 달라지는 편광 방향에 따라 복굴절된 여러 가지 컬러의 빛이 서로 다른 각도에서 관측된다. 액정에서의 편광 상태는 아래에서 설명하는 바와 같이 선형, 원형, 타원 등의 형태를 이룰 수 있는데, IPS(In-Plane Switch) 모드 등의 액정은 초기 분자 배열이나 인가전압에 따른 배열 변경 등을 통하여 원하는 편광 상태로 변화시키는 것이 가능하다.At this time, the liquid crystal injected between the CF substrate and the TFT substrate is an optically anisotropic material, and when light passes through the liquid crystal, it causes a birefringence phenomenon. As the electromagnetic wave, light is a synthesized wave represented by a vector sum of two waves oscillating in the direction of the coordinate axis Ex and Ey perpendicular to the electric field E as shown in FIGS. 6 to 8. Therefore, when light passes through the liquid crystal, a phase difference occurs between the waves due to the difference in the propagation speed along the vibration direction of each wave of light, that is, the Ex and Ey directions, and the birefringence according to the different polarization directions Light of color is observed from different angles. As described below, the polarization state of the liquid crystal may be in the form of linear, circular, ellipse, and the like. In the liquid crystal of the IPS (In-Plane Switch) mode, the liquid crystal may be changed through an initial molecular arrangement or an arrangement change depending on an applied voltage. It is possible to change to the desired polarization state.
도 6은 빛의 선형 편광을 설명하기 위한 도면이다. 예를 들어, 빛이 액정을 통과할 때, Ex와 Ey 방향으로 진동하는 두 파(61, 62)의 위상차가 π의 정수배인 경우에는, 도 6과 같이, 합성파 E(63)는 좌표축 Ex와 Ey의 대각으로 진동하고, 이때를 선형 편광이라 한다. 6 is a view for explaining linear polarization of light. For example, when the light passes through the liquid crystal and the phase difference between the two
도 7은 빛의 원형 편광을 설명하기 위한 도면이다. 예를 들어, 빛이 액정을 통과할 때, Ex와 Ey 방향으로 진동하는 두 파(71, 72)의 위상차가 π/2의 홀수배인 경우에는, 도 7과 같이, 합성파 E(73)는 좌표축 Ex와 Ey에 의한 전기장 평면을 원형으로 회전하고, 이때를 원형 편광이라 한다. 7 is a view for explaining circular polarization of light. For example, if the phase difference between the two
도 8은 빛의 타원 편광을 설명하기 위한 도면이다. 예를 들어, 빛이 액정을 통과할 때, Ex와 Ey 방향으로 진동하는 두 파(81, 82)의 위상차가 π/4의 짝수배인 경우에는, 도 8과 같이, 합성파 E(83)는 좌표축 Ex와 Ey에 의한 전기장 평면을 타원으로 회전하고, 이때를 타원 편광이라 한다. 8 is a diagram for explaining elliptical polarization of light. For example, if the phase difference between two
도 9는 빛의 위상 지연을 설명하기 위한 도면이다. 예를 들어, 도 9와 같이, 무편광의 본래 빛을 특정 진동 방향의 빛만 통과하도록 편광 필름에 통과시킨 후, 고분자 필름 또는 액정과 같은 위상 지연체를 지나도록 하면, 두 좌표축 Ex와 Ey 방향으로 각각 진동하는 두 파의 위상차로 인하여 편광 상태가 변하고 이에 따라 컬러 쉬프트 현상이 나타난다. 상기 위상 지연체에서의 두 파의 위상차, 즉, 위상 지연(Δø)은 [수학식 1]과 같이, 빛의 파장(λ), 액정의 셀갭(cell gap) 또는 위상 지연체의 두께(d), 복굴절율(Δn)으로 나타낼 수 있다.9 is a view for explaining the phase delay of light. For example, as shown in FIG. 9, when the unpolarized original light is passed through the polarizing film so as to pass only light in a specific vibration direction, and then passes through a phase retarder such as a polymer film or a liquid crystal, in the two coordinate axes Ex and Ey directions The polarization state changes due to the phase difference between two oscillating waves, and thus color shift occurs. The phase difference between the two waves in the phase retarder, that is, the phase retardation Δø, is represented by Equation 1, the wavelength of light λ, the cell gap of the liquid crystal, or the thickness d of the phase retarder. , Birefringence (Δn).
[수학식 1][Equation 1]
예를 들어, 파장 650nm의 R(red), 파장 520nm의 G(green), 및 파장 435nm의 B(blue) 빛이 합성된 빛이 액정을 통과하는 경우에, IPS 모드 액정에서 위상 지연이 B의 파장의 2π의 정수배(λΔø=870π)라고 가정하면, B의 파장의 빛은 선형 편광을 유지하며 도 9 및 도 10과 같이, 좌표축 Ex와 Ey의 대각으로 진동한다. 이때, [수학식 1]에 따라, G의 파장의 빛은 870π/5201.67π의 위상 지연으로 인하여, 도 9 및 도 10과 같이 타원 편광을 유지하며, 좌표축 Ex와 Ey에 의한 전기장 평면을 타원으로 회전한다. 또한, 이때, [수학식 1]에 따라, R의 파장의 빛도 870π/6501.34π의 위상 지연으로 인하여, 도 9 및 도 10과 같이 타원 편광을 유지하며, 좌표축 Ex와 Ey에 의한 전기장 평면을 타원으로 회전한다. 따라서, 위와 같 이 액정을 통과하는 빛을 편광 필름을 회전하며 관찰할 때, 여러 방향에 따라 화이트(white), R, G, B 등의 빛이 관측되며, 도 10과 같이, 우대각에서는 R, G의 보색인 노랑(yellow) 빛이 관측될 수 있다. For example, when the combined light of R (red) with a wavelength of 650 nm, G (green) with a wavelength of 520 nm, and B (blue) light with a wavelength of 435 nm passes through the liquid crystal, the phase delay in the IPS mode liquid crystal is set to B. Assuming that an integer multiple of 2π of the wavelength (λΔø = 870π), the light of the wavelength of B maintains linear polarization and vibrates at diagonals of the coordinate axes Ex and Ey, as shown in FIGS. 9 and 10. At this time, according to [Equation 1], the light of the wavelength of G is 870π / 520 Due to the phase delay of 1.67π, elliptical polarization is maintained as shown in FIGS. 9 and 10, and the electric field plane by the coordinate axes Ex and Ey is rotated to the ellipse. In this case, according to Equation 1, the light having a wavelength of R is also 870π / 650. Due to the phase delay of 1.34π, elliptical polarization is maintained as shown in FIGS. 9 and 10, and the electric field plane by the coordinate axes Ex and Ey is rotated to the ellipse. Therefore, when observing light passing through the liquid crystal while rotating the polarizing film as described above, light of white, R, G, B, etc. is observed in various directions, as shown in FIG. , Yellow light, the complementary color of G, can be observed.
도 11은 얼룩의 명암비(CR)를 설명하기 위한 도면이다. 액정 표시 장치에서 액정을 통과한 빛의 휘도는 500 룩스(lux) 정도이며, 도 11과 같은 파장(wavelength)에 대한 투과도(transmittance) 관계에서 B의 투과도(111), G의 투과도(112), R의 투과도(113)를 적분하면, 단위 면적당 광도인 휘도를 계산할 수 있다. 이때, 도 11과 같이 G의 얼룩(114)이 생긴 경우에, 얼룩의 명암비(CR)는 [수학식 2]와 같이, B의 투과도(111), G의 투과도(112), R의 투과도(113) 각각의 적분값의 합 과 G의 얼룩(114)의 적분값 의 비율로 나타낼 수 있다. 이때, 일반적으로 [수학식 2]와 같이, R, G, B 전체에 대한 얼룩의 명암비(CR) 보다는 G의 빛만 투과시킬 때의 얼룩의 명암비(CR')값이 크다. 11 is a diagram for explaining contrast ratio CR of a stain. In the liquid crystal display, the luminance of light passing through the liquid crystal is about 500 lux, and the
[수학식 2][Equation 2]
따라서, 아래에서 기술하는 바와 같이, 본 발명에서는, 액정 표시 장치를 위한 합착 전 상판(CF 기판) 또는 하판(TFT 기판)의 기판 검사에서 위상 지연 수단을 이용하여 합착 후의 환경과 유사한 환경을 만들어 검사를 진행 할 수 있도록 하여, 위상 지연 수단에 의한 편광 상태 변화에 따라 컬러 쉬프트되어 서로 다른 각도에 서 여러 가지 다른 색의 빛을 관찰 할 수 있고, 이때 각 색에 대한 얼룩의 명암비가 커지는 현상을 이용하여, 미세한 얼룩 등의 결함까지도 용이하고 좀 더 명확하게 검사해 낼 수 있도록 한다. Therefore, in the present invention, as described below, in the substrate inspection of the upper plate (CF substrate) or the lower plate (TFT substrate) for the liquid crystal display device, a phase retardation means is used to create an environment similar to that after the bonding. The color shift is performed according to the polarization state change by the phase retardation means, so that light of various colors can be observed at different angles, and the contrast ratio of each color is increased. Thus, even defects such as fine stains can be easily and more clearly inspected.
도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 기판 검사 장치(120)를 설명하기 위한 도면이다. 도 12를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 기판 검사 장치(120)는 회전축(126)에 의하여 지지되도록 설치되어 있는 회전 유닛(unit)(121), 및 상기 회전 유닛(121) 위에 장착된 근거리 투과 조명계(122)를 포함할 수 있다. 12 is a view for explaining the
회전축(126)은 전후/좌우로 움직일 수 있는 소정 스테이지(stage) 상의 지지 기구물에 의하여 지지될 수 있고, 경사 각도를 조절하기 위하여 소정 회전 구동 장치(예를 들어, 모터)에 의하여 회전축(126)이 회전함에 따라 회전축(126)에 물려있는 회전 유닛(121)도 회전축(126)을 중심축으로 하여 회전할 수 있다. 검사될 기판(123)을 올려놓고 홀딩(holding)하기 위한 근거리 투과 조명계(122)는 상기 회전 유닛(121)의 소정 가이드(예를 들어, 레일 구조)를 따라 미끄러지듯이(sliding) 움직일 수 있도록 설치되어 있어서, 대면적 기판의 검사 시에 검사 위치의 상하를 조절할 수 있도록 할 수 있다. The
이외에도, 도 12에는 도시하지 않았으나, 본 발명의 일실시예에 따른 기판 검사 장치(120)는 반사 검사 시에 근거리 투과 조명계(122) 위에 놓인 검사될 기판(123)의 위에서 빛을 조사하는 반사 조명계를 더 포함할 수 있다. In addition, although not shown in Figure 12, the
본 발명에서는 아래 에서도 기술하는 바와 같이, 반사 검사에서는 상기 반사 조명계의 광원으로부터 나오는 빛을 검사될 기판(123)으로 조사하여 반사되어 나오 는 빛을 검사하고, 투과 검사에서는 근거리 투과 조명계(122) 내에 장착된 광원으로부터 나오는 빛이 검사될 기판(123)을 통과하여 나오는 빛을 검사한다. In the present invention, as described below, in the reflection inspection, the light emitted from the light source of the reflective illumination system is irradiated to the
여기서, 검사될 기판(123)은 액정 표시 장치를 위한 합착 전 상판(CF 기판) 또는 하판(TFT 기판)일 수 있다. 이외에도, 유리와 같은 투명 기판 위에 투명 도전막, 산화막, 금속 박막, 단일 컬러 필터 등 소정 박막이 적절히 코팅되었는지를 검사하기 위하여 다양한 기판이 근거리 투과 조명계(122) 위에 놓여 검사될 수 있다. 특히, 액정 표시 장치를 위한 합착 전 상판(CF 기판) 또는 하판(TFT 기판)의 반사 검사 또는 투과 검사를 통하여, 검사자는 기판(123) 상에 도포되거나 코팅된 전극, 컬러 필터, 컬럼 스페이서(spacer) 등의 불균일에 의한 얼룩 등 결함을 확인하고 양호/불량 기판을 판별할 수 있다.Herein, the
도 12의 근거리 투과 조명계(122)와 그 위에 놓인 기판(123) 간의 구체적인 구성이 도 13에 도시되어 있다. 도 13을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따라 검사될 기판(123)을 올려놓고 홀딩하기 위한 근거리 투과 조명계(122)는 BLU(Back Light Unit: 백라이트 유닛)(131), 확산판(132), 편광 필름(133), 위상 지연 필름(134), 및 일방 투명경(135)를 포함한다.A detailed configuration between the near-
도 12에서는 검사될 기판(123)의 한변의 길이가 2m, 3m 등 대면적인 경우에 기판(123)의 핸들링을 용이하게 하기 위한 기판 검사 장치(120)의 실시예를 도시하였으나, 도 13과 같은 근거리 투과 조명계(122)만을 이용하는 방식으로 기판의 대소 면적 여부에 상관없이 본 발명의 기판 검사 장치 및 방법을 실시하는 것도 가능함을 미리 밝혀둔다.12 illustrates an embodiment of the
BLU(131)은 투과 검사 시에 기판(123)의 밑에서 위로 빛을 투과시키기 위한 광원으로 사용되며, 일반적인 LCD(Liquid Crystal Display)에서와 같이 투과후의 조도가 500 룩스 정도 되도록 하기 위하여 광원 자체의 조도는 약 10,000 룩스 또는 그 이상인 것이 사용될 수 있다. The
BLU(131) 위의 확산판(132)은 BLU(131)로부터 나오는 빛의 균일성을 보완한다. 즉, 일반적인 형광등 형태의 BLU(131)에서 발생되는 빛이 기판(123)의 전면에 균일하고 높은 휘도로 입사될 수 있도록 확산판(132)이 이용된다. 이외에도, 휘도를 높이고 시야각을 향상시키기 위하여 확산판(132) 위에 도광판이나 프리즘판 등이 더 사용될 수 있다. The
확산판(132) 위에 놓인 편광 필름(133)은 확산판(132)을 통과한 빛 중에서 투과에 불필요한 빛은 막고 위쪽으로 수직하게 진행하는 특정 진동 방향의 빛을 통과시킨다. The
편광 필름(133) 위에 놓인 위상 지연 필름(134)은 액정 표시 장치를 위한 CF 기판과 TFT 기판을 합착할 때 봉입되는 액정의 역할을 하도록 하기 위한 것으로서, 액정과 유사하게 입사되는 빛의 두 진동 방향 성분들(전기장 평면의 두 좌표축 Ex와 Ey 방향으로 각각 진동하는 파동 성분들)의 위상 차이를 발생시켜서 빛의 편광 상태를 변화시킬 수 있다. The phase retardation film 134 disposed on the
위에서도 기술한 바와 같이, 액정 표시 장치에 봉입되는 액정이 IPS 모드 액정인 경우에, 액정에 입사된 B(blue) 빛에 대해서는 π 또는 2π의 위상 지연이 일어나고 이때 선형 편광될 수 있다. 이때, G(green), R(red) 빛에 대해서는 복굴절 율의 차이로 인해 액정을 통과하면서 다른 위상 지연 값을 가지고, 이에 따라 도 10의 설명에서도 기술한 바와 같이, G, R 빛은 액정에서 타원 편광될 수 있다. 액정 표시 장치에는 다양한 모드의 액정이 적용될 수 있고, 적용 액정에 따라 빛의 위상량이 다를 수 있다. As described above, when the liquid crystal encapsulated in the liquid crystal display device is an IPS mode liquid crystal, a phase delay of π or 2π occurs for B (blue) light incident on the liquid crystal and may be linearly polarized. In this case, G (green) and R (red) light have different phase retardation values as they pass through the liquid crystal due to the difference in birefringence, and as described in the description of FIG. Ellipses can be polarized. Liquid crystals of various modes may be applied to the liquid crystal display, and a phase amount of light may vary according to the liquid crystal applied.
따라서, 본 발명에서 액정 표시 장치를 위한 CF 기판과 TFT 기판의 합착 전 기판 검사에서 미리 합착 후의 액정과 유사한 역할을 하도록 하는 위상 지연 필름(134)의 위상 지연량은 다양하게 선택될 수 있다. 예를 들어, 선형 편광을 일으키는 빛에 대하여 전파장 지연체(2π 지연), 반파장 지연체(π 지연), 1/4 파장 지연체(π/2 지연), 또는 1/8 파장 지연체(π/4 지연) 등이 위상 지연 필름(134)으로 사용될 수 있다. Therefore, in the present invention, the phase retardation amount of the phase retardation film 134 may be variously selected to play a role similar to that of the liquid crystal after bonding in the substrate inspection before bonding the CF substrate and the TFT substrate for the liquid crystal display device. For example, for light causing linearly polarized light, a full-wave retarder (2π delay), a half-wave retarder (π delay), a quarter-wave retarder (π / 2 delay), or a 1/8 wavelength retarder ( π / 4 delay) and the like can be used as the phase delay film 134.
확산판(132) 위에 놓인 일방 투명경(135)은 미리 정해진 빛의 반사율(예를 들어, 50%) 및 투과율(예를 들어, 50%)을 가지는 필름 형태의 구조물로서, 반사 검사 시에는 반사 효율을 증가시키고 투과 검사 시에는 BLU(131)로부터 나오는 빛의 일부가 기판(123) 쪽으로 전달되어 투과되도록 한다.The one-sided transparent mirror 135 placed on the
본 발명에서는, 편광 필름(133), 위상 지연 필름(134), 및 일방 투명경(135)을 접촉시킨 후 그 위에 검사될 기판(123)을 올려놓은 상태에서, 투과 검사 시에는 편광 필름(133) 아래의 BLU(131)로부터의 빛이 확산판(132)을 거쳐 편광 필름(133), 위상 지연 필름(134), 일방 투명경(135) 및 기판(123)의 컬러 필터(137) 등을 통과하여 나오는 빛(도 13의 139)을 육안 검사하거나 카메라로 촬영된 이미지를 분석한다. 따라서, 액정 표시 장치를 위한 CF 기판과 TFT 기판의 합착 전 기판 검사에서, 위상 지연 필름(134)을 이용하여 투과광을 위상 지연시키는 등 미리 합착 후의 환경과 유사한 환경에서 얼룩 등의 결함의 검출이 용이하므로, 액정 표시 장치를 위한 상판과 하판의 합착 전에 미리 불량 기판인지를 판정하기가 용이해지며, 기존과 같이 판정이 명확하지 않아 양호한 기판으로 판정받은 불량성 기판이 합착 공정으로 진행되지 않도록 하여 합착 후의 패널, 즉, 액정 패널의 불량 판정율을 줄일 수 있게 된다. In the present invention, the
또한, 본 발명에서는, 도 1과 같이 먼 거리에 투과 조명계를 두고 빛을 조사하는 방식보다 효율적으로 BLU(131)의 빛을 이용할 뿐만아니라, 확산판(132)에 의한 휘도 균일화 또는 휘도 향상을 이용하므로, 투과 효율이 증대되고, 높은 휘도에서 기판(123) 상의 미세한 얼룩 등의 결함을 좀 더 명확하고 용이하게 검사해 낼 수 있게 된다.In addition, in the present invention, as well as using the light of the
그리고, 본 발명에서, 반사 검사 시에는 검사될 기판(123)의 위에서 광원 수단(반사 조명계)으로 빛을 조사하여 기판(123)의 컬러 필터(137) 등으로부터 반사되는 빛(도 13의 138)을 육안 검사하거나 카메라로 촬영된 이미지를 분석한다. 이때, 도 13과 같이 일방 투명경(135)으로부터도 빛이 반사되어 나오므로, 반사 효율이 증대되고, 높은 반사 빛의 밝기에서 기판(123) 상의 미세한 얼룩 등의 결함을 좀 더 명확하고 용이하게 검사해 낼 수 있게 된다. 반사 검사 시에 일방 투명경(135) 뿐만아니라 편광 필름(133) 이나 위상 지연 필름(134)으로부터도 빛이 반사되어 나올 수 있어서, 반사 효율은 더욱 더 증대될 수 있다.In the present invention, in the reflection inspection, light is reflected from the
한편, 도 12와 같이 근거리 투과 조명계(122)에 검사될 기판(123)을 소정 홀 더로 고정시켜 검사하는 경우에는, 회전 유닛(121)을 회전 시키면서 기판(123)의 경사 각도를 조절하여 반사 및 투과 검사를 진행할 수 있으며, 근거리 투과 조명계(122)는 회전 유닛(121)의 소정 가이드를 따라 움직일 수 있으므로 이를 이용하여 기판(123)의 적절한 상하 위치를 조절하여 반사 및 투과 검사를 진행할 수 있게 된다. On the other hand, as shown in Figure 12 in the case of inspecting by fixing the
이하, 도 14를 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 기판 검사 방법을 좀 더 자세히 설명한다. Hereinafter, a method for inspecting a substrate according to an embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to FIG. 14.
먼저, 검사될 액정 표시 장치를 위한 CF 기판이나 TFT 기판을 근거리 투과 조명계(122)에서 서로 접촉되어 있는 편광 필름(133), 위상 지연 필름(134) 및 일방 투명경(135)의 위에 올려놓고 고정시킨다. 기판의 사이즈에 상관없이 도 13과 같은 근거리 투과 조명계(122) 위에 기판(123)이 놓여져 검사될 수 있으며, 도 12의 장치가 사용되는 경우에 회전 유닛(121)을 이용하여 기판(123)의 경사 각도를 조절하거나, 근거리 투과 조명계(122)를 회전 유닛(121)의 소정 가이드를 따라 움직여 적절한 상하 위치를 조절하여 반사 및 투과 검사를 진행할 수 있다. First, the CF substrate or the TFT substrate for the liquid crystal display to be inspected is placed on and fixed on the
반사 검사, 즉, 기판(123)의 위에서 빛을 조사하고 상기 조사된 빛에 의하여 상기 기판(123)으로부터 반사되어 나오는 빛을 검사함으로써, 기반의 빛 반사 상태에 따라 얼룩 등 결함이 있는 지를 검사할 때는 도 13의 BLU(131)는 오프(off)된다. 투과 검사, 즉, BLU(131)로부터의 백라이트가 기판(123) 위로 투과되는 빛을 검사함으로써, 기판(123)의 빛 투과 상태에 따라 얼룩 등 결함이 있는 지를 검사할 때는 도 13의 BLU(131)는 온(on)된다. 투과 검사에서 BLU(131)는 기판(123) 위로 투과된 빛의 조도가 500 룩스 정도의 적절한 조도를 갖도록 미리 그 밝기가 조절된 상태이거나 소정 수단에 의하여 가변되어 조절될 수 있다(S141). BLU(131) 위에 놓인 확산판(132)은 그 위의 전면으로 빛이 균일하고 높은 휘도로 진행될 수 있도록 한다(S142).By examining the reflection, that is, by irradiating the light on the
반사 검사에서 편광 필름(133), 위상 지연 필름(134) 및 일방 투명경(135) 중 특히 일방 투명경(135)은 반사 효율을 증대시키는 보조 수단으로 작용하고, 투과 검사에서 편광 필름(133)은 투과에 불필요한 빛을 막고 특정 진동 방향의 빛만 진행되어 투과되도록 한다(S143). 또한, 투과 검사에서 편광 필름(133)을 통과한 빛은 위상 지연 필름(134)을 통과하면서 R, G, B 각 색의 빛의 두 진동 방향 성분들(전기장 평면의 두 좌표축 Ex와 Ey 방향으로 각각 진동하는 파동 성분들)은 위상 차이를 일으키며, 이에 따라 적용된 액정과 유사하게 빛의 편광 상태가 변화된다(S144). 위상 지연 필름(134)을 통과한 빛은 일방 투명경(133)에 의하여 일부만 투과되고, 일방 투명경(133)을 통과한 빛은 기판(123)을 통과하여 기판(123) 밖으로 나온다(S145). In the reflection inspection, the
일반적으로 휘도 향상을 위하여 액정 표시 장치를 위한 합착 전 기판(123)의 컬러 필터나 투명 도전막 등의 반사율은 낮추고 투과도를 증가시키는 방향으로 발전하고 있으므로, 반사 검사에서 편광 필름(133), 위상 지연 필름(134) 및 일방 투명경(135) 중 특히 일방 투명경(135)이 없다면 반사되는 빛이 적어 얼룩 등의 결함 검출이 용이하지 않지만, 본 발명에서는, 일방 투명경(135) 또는 편광 필름(133)이나 위상 지연 필름(134)으로부터도 빛이 반사되어 나오도록 할 수 있으므로, 좀 더 밝아진 반사 빛(도 13의 138)에 따라 기판(123) 상의 미세한 얼룩 등의 결함을 좀 더 명확하고 용이하게 검사해 낼 수 있다(S146). In general, since the reflectance of the color filter or the transparent conductive film of the
또한, 투과 검사에서 편광 필름(133) 아래의 BLU(131)로부터의 빛이 확산판(132)을 거쳐 편광 필름(133), 위상 지연 필름(134), 일방 투명경(135) 및 기판(123)을 통과하여 나오는 빛(도 13의 139)을 검사할 때, 근거리 투과 조명계(122)에 의한 투과 효율의 증대와 높은 휘도에 따라 기판(123) 상의 미세한 얼룩 등의 결함을 좀 더 명확하고 용이하게 검사해 낼 수 있다. Further, in the transmission inspection, light from the
특히, 위상 지연 필름(134)에 의한 빛의 편광 상태 변화를 이용하여 액정 표시 장치를 위한 CF 기판과 TFT 기판의 합착 전 기판의 투과 검사에서, 미리 합착 후의 액정이 존재하는 환경과 유사한 환경에서 검사가 이루어지므로, 얼룩 등 결함이 있는 불량 기판이 합착 공정으로 진행되지 않도록 할 수 있다. 예를 들어, 위상 지연 필름(134)의 위상 지연량이 B 빛에 대하여 π 인 경우에, 기판(123) 위로 투과되는 B 빛은 선형 편광을 이루고 도 13과 같이 기판(123) 위에서 편광 필름(136)을 회전시키면서 관찰할 때, 일정 방향에서 컬러 쉬프트되어 나타나는 B 빛을 볼 수 있다. 또한, 위의 예에서, G, R 빛은 타원 편광(경우에 따라 원형 편광 가능)될 수 있고, 기판(123) 위에서 편광 필름(136)을 회전하면서 관찰할 때, B 빛이 나타나는 방향과는 다른 방향에서 컬러 쉬프트되어 나타나는 G, R 빛이나 이들의 혼색인 노랑색의 빛을 볼 수 있다. 또한, 다른 방향에서는 백색광을 관찰 할 수도 있다. 따라서, 이와 같이 기판(123) 위로 투과되는 빛을 육안 검사하거나 카메라로 촬영된 이미지를 분석할 때, 모든 방향에서 같은 색을 관찰하는 기존 방법에서는 잘 보이지 않던 얼룩 등 결함이 컬러 쉬프트 현상을 이용한 B, G, R 등의 빛에서는 잘 관찰될 수 있다. 이에 따라, 합착 전 기판에서 보이지 않던 얼룩이 합착 후에 발견되는 현상을 방지하는데 크게 기여할 수 있다. In particular, in the transmission inspection of the substrate before bonding of the CF substrate and the TFT substrate for the liquid crystal display device using the change in the polarization state of the light by the phase retardation film 134, the inspection is performed in an environment similar to the environment in which the liquid crystal after the bonding is present in advance. Because of this, it is possible to prevent the defective substrate having defects such as stains from proceeding to the bonding process. For example, when the amount of phase retardation of the phase retardation film 134 is π with respect to the B light, the B light transmitted over the
본 발명에 따른 기판 검사 장치 및 방법은 본 발명의 기술적 사상의 범위 안에서 다양한 형태의 변형 및 응용이 가능하다. 예를 들어, 본 발명의 실시예들에서 BLU 위에 접촉되어 부착되는 확산판, 편광 필름, 위상 지연 필름 등은 플렉시블(flexible)한 필름 형태인 것이 바람직하나, 필요에 따라 이들은 유사한 작용이나 기능을 유지하는 한 딱딱한 플라스틱 형태나 유리 형태 등의 다양한 구조물로 대체될 수도 있다. 결국, 상기 실시예들과 도면들은 본 발명의 내용을 상세히 설명하기 위한 목적일 뿐, 발명의 기술적 사상의 범위를 한정하고자 하는 것이 아니므로, 본 발명의 권리범위는 후술하는 청구범위 뿐만 아니라 그와 균등한 범위를 포함하여 판단되어야 한다.The substrate inspection apparatus and method according to the present invention can be modified and applied in various forms within the scope of the technical idea of the present invention. For example, in the embodiments of the present invention, the diffusion plate, the polarizing film, the phase retardation film, and the like contacted on the BLU is preferably in the form of a flexible film, but if necessary, they maintain similar functions or functions. It may be replaced by various structures such as hard plastic form or glass form. After all, the embodiments and drawings are merely for the purpose of describing the details of the invention, and are not intended to limit the scope of the technical idea of the invention, the scope of the present invention is not limited to the claims to be described later and It should be judged to include an even range.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 기판 검사 장치 및 방법에서는, 합착 전에 미리 합착 후의 액정의 역할과 유사하게 투과광을 위상 지연시켜서 검사함으로써, 합착 전 기판 검사에서 합착 후의 환경과 유사한 환경에서 얼룩 등의 결함을 좀 더 명확히 검사해 낼 수 있다. As described above, in the substrate inspection apparatus and method according to the present invention, similarly to the role of the liquid crystal after the bonding before the bonding, the transmission light is delayed and inspected, so that staining and the like in an environment similar to the environment after bonding in the substrate inspection before bonding are performed. You can check the defect more clearly.
본 발명에 따른 기판 검사 장치 및 방법에서는, 합착 전 기판 검사에서 일방 투명경을 이용하여 반사와 투과 효율을 증대시켜 미세한 얼룩 등의 결함이라도 용이하게 검출할 수 있게하므로, 합착 전 기판에 대한 얼룩 등의 결함을 좀 더 명확 히 검사해 낼 수 있다.In the substrate inspection apparatus and method according to the present invention, in the inspection of the substrate before bonding, the reflection and transmission efficiency are increased by using a one-way transparent mirror, so that defects such as fine stains can be easily detected. You can check the defects more clearly.
또한, 본 발명에 따른 기판 검사 장치 및 방법에서는, 합착 전 기판 검사에서 얼룩 등의 결함의 검출이 용이하므로, 합착 전에 불량 기판을 미리 판정하여 불량 기판이 합착 공정으로 진행되지 않도록 할 수 있고, 이로 인하여 합착된 후의 액정 패널의 수율을 향상시킬 수 있다. In addition, in the substrate inspection apparatus and method according to the present invention, since defects such as stains and the like are easily detected in the inspection of the substrate before bonding, the defective substrate can be determined in advance before bonding so that the defective substrate does not proceed to the bonding process. Therefore, the yield of the liquid crystal panel after bonding can be improved.
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