KR20180091510A - 디스플레이 셀의 검사 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 대형화된 디스플레이 원판에 형성된 셀의 전기적인 특성 및 화질을 효과적으로 검사하기 위한 디스플레이 셀의 검사 장치에 관한 것으로, 복수 개의 디스플레이 셀이 배열되어 있는 패널이 수평으로 안착되며, 수평이동과 수직이동이 가능하도록 마련되는 스테이지 유닛과, 상기 스테이지 유닛의 이동 경로 상에 배치되며, 상기 디스플레이 셀에 형성된 전극패턴과 접촉하여 상기 디스플레이 셀의 전기적 신호를 검사하는 프로브 유닛과, 상기 스테이지 유닛에 안착된 상기 패널을 바라보도록 배치되어, 상기 디스플레이 셀의 화질을 검사하는 비전 유닛을 포함하는 디스플레이 셀의 검사 장치가 개시된다.

Description

디스플레이 셀의 검사 장치 {DISPLAY CELL TEST EQUIPMENT}

본 발명은 디스플레이 셀의 검사 장치에 관한 것으로, 대형화된 디스플레이 원판에 형성된 셀의 전기적인 특성 및 화질을 효과적으로 검사하기 위한 디스플레이 셀의 검사 장치에 관한 것이다.

근래 수요량의 증가에 따라 그 제조량도 급격하게 증가하고 있는 유기발광다이오드(이하 'OLED') 방식의 디스플레이의 경우 봉지 공정(encapsulation) 전에 불량여부를 판단하는 검사를 수행하는 것이 통상적이다.

일반적으로 OLED 디스플레이와 같은 평판 형태의 디스플레이에 대한 검사에서는, 디스플레이 셀의 단자에 전기를 인가하여 디스플레이 셀을 점등시킴으로써 디스플레이 셀의 전기적 특성 및 화질을 검사한다.

이러한 검사를 수행하기 위한 종래 검사 장치의 경우, 도 1에 도시된 바와 같이 상부에 위치한 스테이지(1)에 디스플레이 셀이 형성된 원판(10)을 고정시킨 후, D.D(Direct Drive) 모터를 이용해 스테이지(1)를 이동시키는 방법을 통해 고정되어 있는 탐침기(2)에 디스플레이 셀을 접촉시켜 검사를 수행했다.

그러나 최근 디스플레이의 대형화 추세에 의해 OLED 디스플레이 원판의 크기도 대형화되었으며, 종래 기술인 D.D 모터에 의한 스테이지(1) 이동 방식의 검사를 이용할 경우 디스플레이 셀과 탐침기(2) 사이의 접촉을 위한 정밀한 위치 보정이 어려워지게 되었다.

아울러 종래 기술의 경우 스테이지(1)가 상부에 배치되고 디스플레이 셀이 형성된 원판이 스테이지(1)의 하부에 고정된 상태로 검사가 수행하기 때문에, 디스플레이의 처짐 및 휨 현상이 발생하였으며 원판의 낙하를 방지하기 위한 추가적인 고정장치가 요구되어 왔다.

따라서 대형화된 OLED 디스플레이의 검사를 효과적으로 수행할 수 있을 뿐만 아니라, 상술한 종래 기술의 문제점을 해결할 수 있는 새로운 디스플레이 셀의 검사 장치가 요구되고 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 대형화된 디스플레이 원판에 형성된 셀의 전기적인 특성 및 화질을 효과적으로 검사하기 위한 디스플레이 셀의 검사장치를 제공함에 있다.

한편, 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 전술한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 디플레이 셀의 검사 장치는 복수 개의 디스플레이 셀이 배열되어 있는 패널이 수평으로 안착되며, 수평이동과 수직이동이 가능하도록 마련되는 스테이지 유닛; 상기 스테이지 유닛의 이동 경로 상에 배치되며, 상기 디스플레이 셀에 형성된 전극패턴과 접촉하여 상기 디스플레이 셀의 전기적 신호를 검사하는 프로브 유닛; 및 상기 스테이지 유닛에 안착된 상기 패널을 바라보도록 배치되어, 상기 디스플레이 셀의 화질을 검사하는 비전 유닛을 포함한다.

여기서, 상기 스테이지 유닛은, 상기 패널이 안착되는 상부에 마련되어 공기를 흡입 또는 배출하는 복수 개의 에어 홀을 포함하며, 상기 에어 홀은, 상기 패널이 상부에 로딩되어 안착될 때 공기를 배출하여, 상기 패널이 상기 스테이지 유닛 상에서 부양(浮揚)된 상태로 이동하여 기 설정된 위치에 안착될 수 있게 하며, 상기 패널이 상부에 안착되었을 때 공기를 흡입하여, 상기 패널을 상기 스테이지 유닛의 상부에 흡착 고정시킬 수 있다.

또한, 상기 디스플레이 셀은 상기 패널 상에 복수 개가 행렬을 맞춰 배열되고, 상기 스테이지 유닛은, 상부에 안착된 상기 패널이 상기 프로브 유닛에 인접하도록 수평이동하고, 상기 디스플레이 셀의 행렬의 행 또는 열이 상기 프로브 유닛을 향하도록 회전하여 상기 디스플레이 셀의 전극패턴을 상기 프로브 유닛에 정렬시키며, 상기 전극패턴과 상기 프로브 유닛의 정렬이 완료되면 상기 패널을 상승시켜 상기 전극패턴과 상기 프로브 유닛을 접촉시킬 수 있다.

한편, 상기 프로브 유닛은, 서로 간격을 조절할 수 있는 한 쌍의 얼라인 카메라가 구비되어, 상기 스테이지 유닛에 안착된 상기 패널의 장방향 또는 단방향에 따른 얼라인 마크를 센싱하는 카메라 모듈; 상기 카메라 모듈의 하부에 장착되며, 상기 디스플레이 셀의 전극패턴에 전기를 인가하여 상기 디스플레이 셀을 점등시키고 전기적 신호를 검사하는 복수 개의 프로브 카드가 구비되는 프로브 카드 모듈; 및 상기 카메라 모듈의 상부에 결합되며, 상기 카메라 모듈을 통해 센싱된 상기 얼라인 마크의 좌표값을 토대로 상기 패널 상에서 수평이동 및 회전하여 상기 프로브 카드를 상기 디스플레이 셀의 전극패턴에 정렬시키는 얼라인 모듈을 포함할 수 있다.

여기서, 상기 얼라인 모듈은, 상부플레이트와 하부플레이트 사이에 구비된 복수 개의 롤러 베어링의 회전에 의한 상기 상부플레이트에 대한 상기 하부플레이트의 상대 이동 및 회전을 이용하여 상기 프로브 카드를 상기 디스플레이 셀의 전극패턴에 정렬시킬 수 있다.

그리고, 상기 프로브 유닛은, 상기 프로브 카드 모듈을 착탈시킬 수 있도록 마련된 카드 홀더; 및 복수 개의 프로브 카드 모듈이 적재되어 있는 카트리지로부터 상기 스테이지 유닛에 안착된 패널의 디스플레이 셀의 검사에 적합한 프로브 카드 모듈을 선택 및 이송하여 상기 카드 홀더에 공급하는 카드 트랜스퍼를 더 포함할 수 있다.

이때, 스테이지 유닛은, 상부에 상기 패널이 안착된 상태에서 수평이동을 통해 상기 패널 상부에 상기 프로브 유닛이 위치하도록 접근하고, 상기 카메라 모듈에 의해 상기 패널의 장방향 및 단방향이 센싱되면 상기 디스플레이 셀의 전극패턴이 상기 프로브 카드를 향하도록 회전하며, 상기 얼라인 모듈에 의해 상기 프로브 카드가 상기 디스플레이 셀의 전극패턴에 정렬되면 수직이동을 통해 상기 전극패턴을 상기 프로브 카드에 접촉시킬 수 있다.

또한, 상기 비전 유닛은, 상기 스테이지 유닛의 상측에 위치하고, 상기 스테이지 유닛의 수평이동 방향과 동일한 방향 및 상기 스테이지 유닛의 수평이동 방향과 직교하는 방향을 포함하는 둘 이상의 방향을 따라 수평이동이 가능하게 마련되며, 길이"?袖? 상기 수평이동 방향과 수직을 이루도록 형성되는 가이드 칼럼; 및 상기 가이드 칼럼의 길이방향을 따라 수직이동이 가능하게 상기 가이드 칼럼 상에 결합되며, 상기 스테이지 유닛에 안착된 패널의 디스플레이 셀과 접촉하여 상기 디스플레이 셀의 화질을 검사하는 비전 카메라를 포함할 수 있다.

아울러, 내부에 질소 또는 비활성 가스가 채워지는 격리된 공간을 구획하며, 상기 스테이지 유닛, 상기 프로브 유닛, 상기 비전 유닛이 내부에 비치되도록 마련되는 체임버를 더 포함할 수 있다.

나아가, 상기 체임버의 외부로부터 검사가 진행되어야 할 패널을 내부로 반입하여 상기 스테이지 유닛에 로딩시키고, 검사가 완료된 패널을 언로딩하여 상기 체임버의 외부로 반출시키는 인덱스 암을 더 포함할 수 있다.

전술한 구성을 가지는 본 발명에 따른 디스플레이 셀의 검사 장치는 다음과 같은 효과가 있다.

먼저, 디스플레이 원판을 스테이지의 상부에 안착시킨 상태로 검사를 수행하게 되므로, 디스플레이의 처짐 및 휨 현상이 방지하지 않아 정밀한 검사를 수행할 수 있다.

또한 디스플레이 원판의 낙하를 방지하기 위한 추가적인 고정장치 및 설비가 요구되지 않을 뿐만 아니라, 스테이지에 배치된 인덱스 암을 이용해 디스플레이 원판의 로딩 및 언로딩이 이루어짐에 따라 별도의 리프트 장치를 구비할 필요가 없어 설비 구조를 간소화시킬 수 있다.

아울러 대형화된 디스플레이 원판의 검사 시에도 고정밀 D.D 모터를 이용한 회전 및 얼라인 장치를 구비할 필요가 없기 때문에 검사장치의 간소화와 설비단가 절감을 꾀할 수 있다.

나아가 연속적인 검사를 수행함에 있어 다양한 디스플레이 셀의 종류에 대응되는 탐침을 쉽고 빠르게 교환할 수 있다.

한편, 본 발명의 효과는 상기 언급한 효과에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 종래 디스플레이 검사 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 디스플레이 셀의 검사 장치를 나타낸 도면이다.
도 3은 디스플레이 셀이 배열되어 있는 디스플레이의 원판 패널을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 유닛을 나타낸 도면이다.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 유닛의 카메라 모듈, 프로브 카드 모듈, 얼라인 모듈을 각각 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 카드 홀더 및 카드 트랜스퍼를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 체임버 및 인덱스 암을 나타낸 도면이다.

이하 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 일 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예를 설명함에 있어서 동일한 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.

또한 본 실시예를 설명함에 있어서 도면에 도시된 구성은 상세한 설명에 대한 이해를 돕기 위한 예시일 뿐, 이로 인해 권리범위가 제한되지 않음을 명시한다.

도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 셀의 검사 장치는 스테이지 유닛(100), 프로브 유닛(200), 비전 유닛(300)을 포함할 수 있다.

먼저, 스테이지 유닛(100)은 복수 개의 디스플레이 셀(12)이 배열되어 있는 패널(10, 도 3 참조)이 수평으로 안착되며, 수평이동과 수직이동이 가능하도록 구성될 수 있다.

이러한 스테이지 유닛(100)은 검사를 위해 이송 및 반입된 패널(10)이 안착되는 평면 형태의 상판부와, 지면으로부터 소정의 높이를 갖고 상기 상판부를 지지하는 지지대를 구비할 수 있다.

이때 스테이지 유닛(100)의 지지대는 수평이동을 할 수 있게 마련된 이송대(미도시)에 얹혀지며, 디스플레이 셀의 검사 수행을 위해 상기 상판부에 패널(10)이 안착된 상태에서 수평이동을 통해 패널(10)을 프로브 유닛(200)에 접근시킬 수 있다.

그리고 스테이지 유닛(100)는 상기 상판부에 디스플레이 셀(12)이 안착된 상태에서 액추에이터(120)를 통해 상판부를 승강시킬 수 있게 구성되어, 수평이동을 통해 패널(10)이 프로브 유닛(200)을 향해 접근하게 되면 상기 상판부를 상승시켜 패널(10)에 형성된 디스플레이 셀(12)과 프로브 유닛(200)을 접촉시킬 수 있다.

여기서 액추에이터(120)은 유압 또는 공압에 의해 작동하는 실린더 및 피스톤으로 구성될 수 있으며, 전동 모터에 의해 수직방향의 선형이동이 가능하게 마련된 리니어 액추에이터 또는 랙과 피니언의 기어 치합을 이용한 수직이동 방식 등 제한 없이 다양하게 구성될 수 있다.

한편, 디스플레이 패널(10)은 도 3에 도시된 바와 같이 디스플레이 셀(12)이 형성되어 있는 디스플레이의 원판으로서 복수 개의 디스플레이 셀(12)이 행렬을 맞춰 배열되도록 마련될 수 있다.

그리고 패널(10)의 각 모서리 부분에는 별도의 공정을 통해 프로브 유닛(200)이 센싱할 수 있는 얼라인 마크(M)가 생성되어 있어, 추후 설명할 프로브 유닛(200)이 검사를 수행함에 있어서 패널의 정확한 위치를 파악할 수 있게끔 할 수 있다.

마찬가지로 각각의 디스플레이 셀(12)에도 미리 설정된 부분에 얼라인 마크(M)가 생성되어 있어, 프로브 유닛(200)이 얼라인 마크(M)를 센싱함으로써 프로브 유닛(200)과 접촉 대상인 디스플레이 셀(12)의 전극패턴(14) 사이의 상대적 위치를 정확하게 파악하도록 할 수 있다.

여기서 전극패턴(14)이라 함은 디스플레이 셀(12)에 전기적 신호를 입/출력시키기 위해 디스플레이 셀(12) 일측에 마련된 전극으로서, 프로브 유닛(200)은 이러한 전극패턴(14)에 접촉하여 전기를 인가하고 디스플레이 셀(12)을 점등시킨 상태에서 출력되는 전기적 신호를 통해 디스플레이 셀(12)의 전기적 특성을 검사할 수다.

이처럼 본 실시예에 따른 디스플레이 셀의 검사 장치는 앞서 발명의 배경이 되는 기술에서 설명하였던 종래 기술과 달리 스테이지 유닛(100)의 상부에 디스플레이의 원판인 패널(10)을 안착시킨 상태에서 디스플레이 셀(12)의 검사를 수행하기 때문에, 대형화된 패널(10)의 검사 시에도 패널(10)의 처짐이나 휨을 방지할 수 있다.

또한 거꾸로 매달려 고정된 패널(10)을 고정하기 위한 별도의 고정장치를 요구하지 않기 때문에 설비의 간소화가 가능해진다.

한편, 본 실시예에 따른 스테이지 유닛(100)은 앞서 언급했던 바와 같이 디스플레이 셀(12)과 프로브 유닛(200)의 접촉을 위해 수평이동 및 수직이동이 가능할 뿐만 아니라, 프로브 유닛(200)과 디스플레이 셀(12)의 전극패턴(14)을 정확한 정렬을 위해 회전 기동 또한 가능하게 마련될 수 있다.

보다 구체적으로, 스테이지 유닛(100)은 패널(10)이 안착된 상태에서 패널(10)을 공간 좌표상의 y축을 따라 수평이동, 그리고 액추에이터(120)를 통한 상판부의 승강을 통해 z축(여기서, z축은 y축에 수직함)을 따라 수직이동시킬 수 있다.

그리고 스테이지 유닛(100)은 상기 z축을 중심으로 하는 회전 기동을 통해 디스플레이 셀(12)의 행렬의 행 또는 열이 앞서 y축과 직교하는 x축과 평행을 이루게 하여 전극패턴(14)의 배치 방향이 프로브 유닛(200)을 향하게 할 수 있다.

여기서 x축은 프로브 유닛(200)에 구비되어 전극패턴(14)과 직접적으로 접촉하게 되는 복수 개의 프로브 카드(222, 도 6 참조)들의 배열 방향이며, 스테이지 유닛(100)은 디스플레이 셀(12)의 전극패턴(14) 형성 위치 및 배치 방향을 고려하여 디스플레이 셀(12)의 행렬의 행 또는 열 중 어느 하나를 상기 x축과 평행하게 일치시키기 위해 90도 내지 270도 범위 내에서 회전할 수 있다.

나아가 본 실시예에 따른 스테이지 유닛(100)은 패널(10)이 안착되는 상부, 즉 상기 상판부 상에 마련되어 공기를 흡입 또는 배출할 수 있는 복수 개의 에어 홀(110)이 마련될 수도 있다.

이와 같은 에어 홀(110)은 패널(10)이 상판부에 로딩되어 안착될 때 공기를 배출하여, 패널(10)을 스테이지 유닛(100) 상에서 부양(浮揚)시킬 수 있다.

이처럼 에어 홀(110)에 의해 부양된 패널(10)은 스테이지 유닛(100)으로부터 일정 간격을 두고 공중에 띄어진 상태로 유동할 수 있어, 패널(10)의 로딩 시 보다 안정적으로 패널(10)을 안착되어야 할 설정 위치로 이동시킬 수 있다.

이는 대형화된 패널(10)의 로딩 과정에서 패널(10)의 자중에 의해 패널(10)의 일부분이 처지거나 휘는 것을 방지할 뿐만 아니라, 안착되는 과정에서 패널(10)에 충격이 가해지는 것을 방지기 위함이다.

또한 에어 홀(110)은 패널(10)이 상판부에 완전히 안착되었을 때 공기를 흡입하여, 패널(10)을 스테이지 유닛(100)의 상판부에 흡착 고정시킬 수 있다.

이와 같은 에어 홀(110)을 이용한 흡착 고정 방식은 디스플레이 셀의 연속적인 검사 수행 과정에서 패널(10)의 고정 및 탈착이 신속하게 이루어지게 할 수 있으며, 별도의 지그 및 클램프와 같은 고정치구를 이용해 패널(10)의 모서리를 조여 고정시키는 종래 방식과 달리 패널(10)의 손상을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 설비의 구조를 간소화시킬 수 있게 된다.

다음으로, 프로브 유닛(200)은 디스플레이 셀(12)에 형성된 전극패턴(14)에 직접적으로 접촉하여 디스플레이 셀(12)을 점등시키고 전기적 신호를 검사하기 위한 구성으로서, 앞서 설명한 스테이지 유닛(100)의 이동 경로 상에 배치될 수 있다.

이러한 프로브 유닛(200)은 도 4에 도시된 바와 같이 얼라인 마크(M)를 센싱하는 카메라 모듈(210), 디스플레이 셀(12)의 전극패턴(14)을 직접적으로 탐침하는 프로브 카드 모듈(220), 그리고 프로브 카드 모듈(220)을 전극패턴(14)에 정밀하게 정렬 및 일치시키는 얼라인 모듈(230)을 포함하여 구성될 수 있다.

여기서, 카메라 모듈(210)은 도 5에 도시된 바와 같이 서로 간격을 조절할 수 있는 한 쌍의 얼라인 카메라(212)가 구비되고, 상기 얼라인 카메라(212)를 이용해 스테이지 유닛(100)에 안착된 패널(10)의 장방향 또는 단방향에 따른 얼라인 마크(M)를 센싱함으로써, 패널(10)에 형성된 디스플레이 셀(12)의 배열 및 전극패턴(14)의 형성 방향을 파악할 수 있다.

통상적으로 디스플레이 셀(12)은 원판인 패널(10) 상에서 일정한 행렬을 이루도록 형성되되 전극패턴(14)이 일정한 방향을 향하도록 배열되고, 이는 패널(10)의 장방향 또는 단방향에 따른 어느 한 방향을 향해 전극패턴(14)이 배치됨을 의미한다.

그리고 카메라 모듈(210)의 얼라인 카메라(212)는 한 쌍으로 마련되되 각각이 스테이지 유닛(100)의 수평이동 방향인 y축에 직교하는 x축 방향을 따라 서로 간격을 조절하며 이동하는 과정을 통해 패널(10)에 표시된 얼라인 마크(M)를 센싱할 수 있다.

이에 따라 카메라 모듈(210)은 스테이지 유닛(100)의 수평이동을 통해 패널(10)에 생성된 얼라인 마크(M)를 센싱함으로써, 프로브 유닛(200)에 접근한 패널(10)이 장방향 또는 단방향 측 중 어느 측으로 놓여졌는가의 배치 방향을 확인할 수 있다.

이때 프로브 유닛(200)을 향한 패널(10)의 배치 방향에 따라 배열된 디스플레이 셀(12)의 전극패턴(14)의 배치 방향이 프로브 유닛(200)을 향하지 않는 다면 앞서 전술했던 바와 같이 스테이지 유닛(100)의 회전 기동을 이용해 전극패턴(14)의 배치 방향이 프로브 유닛(200)을 향하도록 패널(10)을 회전시킬 수 있다.

전술한 일련의 과정은 별도의 제어부(미도시)에 의해 수행되며, 상기 제어부는 카메라 모듈(210)에 의해 센싱된 정보를 바탕으로 스테이지 유닛(100)의 이송대(미도시) 및 액추에이터(120), 그리고 후술할 얼라인 모듈(230)에 제어신호를 전달함으로써, 디스플레이 셀(12)과 프로브 유닛(200)의 정확한 정렬 및 접촉을 위한 각 구성의 기동(이동 및 회전)에 필요한 일련의 과정을 제어하게 된다.

한편, 프로브 카드 모듈(220)은 도 6에 도시된 바와 같이 디스플레이 셀(12)을 전기적 특성을 검사하기 위한 구성으로서, 앞서 설명한 카메라 모듈(210)의 하부에 장착될 수 있다.

이러한 프로브 카드 모듈(220)에는 디스플레이 셀(12)의 전극패턴(14)에 직접적으로 접촉하여 전기를 인가함으로써 디스플레이 셀(12)를 점등시키고 전기적 신호를 검사하는 복수 개의 프로브 카드(222)가 구비될 수 있다.

이때 프로브 카드(222)는 디스플레이 셀(12)의 검사를 위해 스테이지 유닛(100)의 상부에 안착된 패널(10)과 프로브 유닛(200)이 인접하게 되었을 때 상기 패널(10)을 바라보는 방향을 향하도록 구비되며, 패널(10)에 형성된 복수 개의 디스플레이 셀(12)의 배열에 맞춰 복수 개가 일렬로 배치될 수 있다.

이와 같이 복수 개의 프로브 카드(222)가 장착되어 있는 프로브 카드 모듈(220)은 검사가 수행되는 피검사물인 디스플레이 셀(12)의 종류에 따라 여러 종류로 구성될 수 있으며, 프로브 유닛(200) 상에서 교체가 가능하게 구성됨으로써 피검사물인 디스플레이 셀(12)의 종류에 따라 적합한 타입의 프로브 카드 모듈(222)을 선택하여 검사를 수행할 수 있다.

그리고 얼라인 모듈(230)은 도 7에 도시된 바와 같이 프로브 유닛(200)의 프로브 카드(222)와 디스플레이 셀(12)의 전극패턴(14) 사이의 정확한 접촉을 위한 프로브 카드 모듈(220)의 정밀한 움직임을 제어하는 구성으로서 카메라 모듈(210)의 상부에 결합될 수 있다.

이러한 얼라인 모듈(230)은 카메라 모듈(210)을 통해 센싱된 얼라인 마크(M)의 좌표값을 토대로 패널(10) 상에서 수평이동 및 회전하여, 프로브 카드 모듈(220)에 장착된 프로브 카드(222)를 디스플레이 셀(12)의 전극패턴(14) 상에 정렬시킬 수 있다.

이때 카메라 모듈(210)은 패널(10)의 장방향 또는 단방향에 따른 디스플레이 셀(12)의 전극패턴(14)의 배치방향 여부를 판단할 뿐만 아니라, 디스플레이 셀(12)에 형성되어 있는 얼라인 마크(M, 도 3 참조)를 센싱하여 보다 정확한 전극패턴(14)의 위치 정보를 획득함으로써 얼라인 모듈(230)이 프로브 카드(222)를 보다 정밀하게 전극패턴(14)에 정렬시킬 수 있는 위치 정보를 제공하게 된다.

이에 따라 얼라인 모듈(230)은 스테이지 유닛(100)의 수평이동을 통해 패널(10)이 프로브유닛(200)에 인접하게 되면, 카메라 모듈(210)의 얼라인 마크(M) 센싱을 통해 얻어진 디스플레이 셀(12)의 위치 정보를 바탕으로 프로브 카드(222)와 디스플레이 셀(12)의 전극패턴(14)을 정확하게 정렬시키기 위해 프로브 카드 모듈(220)을 이동 및 회전시킬 수 있다.

이때 얼라인 모듈(230)의 하부플레이트(234)는 카메라 모듈(210) 및 프로브 카드 모듈(220)의 상부에 결합되고 상부플레이트(232)는 별도의 프레임에 고정되며, 상부플레이트(232)와 하부플레이트(234) 사이에 구비된 복수 개의 롤러 베어링(236)의 회전에 의한 상부플레이트(232)에 대한 하부플레이트(234)의 상대 이동 및 회전을 이용하여, 프로브 카드 모듈(220)을 공간 좌표상의 x축, y축을 따라 수평이동, 그리고 소정 각도(θ)만큼 회전시킬 수 있다.

이처럼 얼라인 모듈(230)은 카메라 모듈(210)을 통해 획득한 디스플레이 셀(12)의 위치 정보를 바탕으로 프로브 카드(222)와 전극패턴(14)의 정렬이 미소하게 틀어진 상태로 놓여졌더라도 프로브 카드 모듈(220)의 위치 변위를 정밀하게 제어함으로써 프로브 카드(222)를 전극패턴(14)에 정확하게 정렬시킬 수 있다.

전술한 바와 같이 본 실시예에 따른 프로브 유닛(200)은 스테이지 유닛(100)의 수평이동 및 회전을 통해 패널(10)이 프로브유닛(200)에 인접하게 되면, 카메라 모듈(210) 및 얼라인 모듈(230)을 이용해 프로브 카드 모듈(220)의 프로브 카드(222)를 검사가 수행될 피검사물인 디스플레이 셀(12)의 전극패턴(14)에 정렬시키는 일련의 과정을 수행하게 된다.

한편, 디스플레이 셀(12)의 전극패턴(14)과 프로브 카드 모듈(220)의 프로브 카드(222)의 정렬이 완료되면 스테이지 유닛(100)은 액추에이터(120)를 이용한 수직이동을 통해 전극패턴(14)을 프로브 카드(222)에 접촉시킬 수 있다.

그리고 전극패턴(14)에 접촉된 프로브 카드(222)는 전극패턴(14)을 통해 디스플레이 셀(12)에 전기를 인가하여 점등시키고 출력되는 전기적 신호를 통해 디스플레이 셀(12)의 전기적 특성 및 불량 여부를 검사하게 된다.

이어서, 비전 유닛(300)은 디스플레이 셀(12)의 화질을 검사하기 위한 구성으로서, 스테이지 유닛(100)에 안착된 패널(10)을 바라보도록 배치될 수 있다.

이러한 비전 유닛(300은 프로브 유닛(200)에 의해 디스플레이 셀(12)의 전기적 특성 및 불량 여부 검사가 완료되면 디스플레이 셀(12)에 접촉하여 디스플레이 셀(12)의 화질을 검사하게 되며, 비전 카메라(310) 및 가이드 칼럼(320)을 포함하여 구성될 수 있다.

여기서 가이드 칼럼(320)은 스테이지 유닛(100)의 상측에 위치하고, 스테이지 유닛(100)의 수평이동 방향과 동일한 방향 및 스테이지 유닛(100)의 수평이동 방향과 직교하는 방향을 포함하는 둘 이상의 방향을 따라 수평이동이 가능하게 마련되며, 길이방향이 상기 수평이동 방향과 수직을 이루도록 형성될 수 있다.

보다 구체적으로, 가이드 칼럼(320)은 스테이지 유닛(100)의 수평이동 방향과 동일한 y축 방향과 상기 y축에 직교하는 x축 방향을 포함하는 둘 이상의 수평축 방향을 따라 수평이동이 가능하게 마련되며, 길이방향이 상기 x축 및 상기 y축과 수직을 이루도록 형성될 수 있다.

그리고 비전 카메라(310)는 가이드 칼럼(320)의 길이방향을 따라 수직이동이 가능하게 가이드 칼럼(320) 상에 결합되며, 스테이지 유닛(100)에 안착된 패널(10)의 디스플레이 셀(12)과 접촉하여 디스플레이 셀(12)의 화질을 검사하게 된다.

이때 비전 카메라(310)는 가이드(320) 상에서 수직이동을 통해 FOV(Field of view, 시야각)를 조절할 수 있기 때문에 소형부터 대형에 이르는 다양한 크기를 갖는 디스플레이 셀(12)을 검사를 수행할 수 있고, 가이드(320)의 수평이동을 이용해 패널(10) 상을 이동하며 행렬로 배열되어 있는 복수 개의 디스플레이 셀(12)을 순차적으로 검사할 수 있다.

한편, 본 실시예에 따른 디스플레이 셀의 검사 장치의 경우 앞서 언급했던 바와 같이 검사가 수행되는 피검사물인 디스플레이 셀(12)의 종류에 따라 여러 종류로 구성되는 프로브 카드(222)의 신속한 교체 작업을 위한 구성으로서, 프로브 유닛(200)이 카드 홀더(240) 및 카드 트랜스퍼(250)을 더 포함할 수 있다.

카드 홀더(240)는 도 8에 도시된 바와 같이 프로브 카드 모듈(220)이 장착되는 부분에 마련되어 프로브 카드 모듈(220)을 프로브 유닛(200)으로부터 착탈시킬 수 있게 구성된다.

이러한 카드 홀더(240)는 고압의 에어와 스프링과 같은 탄성부재에 의한 흡입력 및 체결력을 이용하여 프로브 카드 모듈(220)을 고정시킬 수 있으며, 프로브 카드 모듈(220)의 교환을 위해 필요에 따라 프로브 카드 모듈(220)을 분리시킬 수 있다.

그리고 카드 트랜스퍼(250)는 여러 타입의 프로브 카드 모듈(220)이 적재되어 있는 카트리지(600, 도 9 참조)로부터 스테이지 유닛(100)에 안착된 패널(10)의 디스플레이 셀(12)의 검사에 적합한 프로브 카드 모듈(220)을 선택 및 이송하여 앞서 설명한 카드 홀더(240)에 공급할 수 있다.

이와 같이 본 실시예에 따른 디스플레이 셀의 검사 장치는 검사가 수행되는 피검사물인 디스플레이 셀(12)의 종류에 대응되는 여러 종류의 프로브 카드 모듈(220)을 적재하고 있는 카트리지(600)를 구비하고, 카드 홀더(240)와 카드 트랜스퍼(250)를 이용하여 피검사물인 디스플레이 셀(12)의 종류에 따라 적합한 타입의 프로브 카드 모듈(220)을 선택 및 교체함으로써 검사를 수행할 수 있다.

나아가, 도 9에 도시된 바와 같이 본 실시예에 따른 디스플레이 셀의 검사 장치는 내부에 비활성 가스가 채워지는 격리된 공간을 구획하며, 스테이지 유닛(100), 프로브 유닛(200), 비전 유닛(300)을 포함하는 검사 장치 일체가 내부에 비치되도록 마련되는 체임버(400)를 더 포함하여 구성될 수 있다.

이러한 체임버(400)의 내부에는 디스플레이 셀(12)이 공기와 접촉되는 것을 방지하기 위하여 비활성 가스가 공급되어 채워지며, 상기 비활성 가스로는 여러 종류의 비활성 가스가 사용될 수 있으나 비용 측면 및 원료 수급 측면을 고려하여 비교적 구하기 쉬운 질소와 같이 반응성이 낮은 가스를 이용하여 비활성 분위기를 조성할 수도 있다.

또한 체임버(400)의 상부에는 질소 가스 또는 비활성 가스를 체임버 내부로 공급하기 위한 팬 또는 블로워들이 배치될 수 있으며, 도면으로 도시되지는 않았으나 체임버(400) 내부로 공급된 가스를 배출하고 순환시켜 상기 팬 또는 블로워들을 통해 체임버(400)의 내부로 재공급하는 순환 시스템이 마련될 수 있다.

아울러 체임버(400)의 내부 또는 외부에는 인덱스 암(500)이 구비되어, 검사가 진행되어야할 패널(10)을 반입 또는 투입하여 스테이지 유닛(100)에 로딩시키고, 검사가 완료된 패널(10)을 스테이지 유닛(100)으로부터 언로딩하여 체임버(400)의 외부로 반출시킬 수 있다.

이때 스테잊 유닛(100)은 체임버(400)의 내부에서 수평이동을 통해 인덱스 암(500)이 구비된 위치까지 이동하여 패널(10)을 수령한 후 프로브 유닛(200) 및 비전 유닛(300)이 위치하는 곳으로 다시 복귀하여 검사를 수행하게 된다.

이처럼 본 실시예에 따른 디스플레이 셀의 검사 장치는 인덱스 암(500)을 이용해 자동화 공정을 구축할 수 있을 뿐만 아니라, 인력 투입 대비 패널(10)을 스테이지 유닛(100)의 정해진 위치에 보다 정확하게 안착시킬 수 있게 된다.

이상과 같이 본 발명에 따른 일 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다.

그러므로 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.

10: 패널
12: 디스플레이 셀
14: 전극패턴
100: 스테이지 유닛
200: 프로브 유닛
300: 비전 유닛
400: 체임버
500: 인덱스 암
600: 카트리지

Claims (10)

1. 복수 개의 디스플레이 셀이 배열되어 있는 패널이 수평으로 안착되며, 수평이동과 수직이동이 가능하도록 마련되는 스테이지 유닛;
   상기 스테이지 유닛의 이동 경로 상에 배치되며, 상기 디스플레이 셀에 형성된 전극패턴과 접촉하여 상기 디스플레이 셀의 전기적 신호를 검사하는 프로브 유닛; 및
   상기 스테이지 유닛에 안착된 상기 패널을 바라보도록 배치되어, 상기 디스플레이 셀의 화질을 검사하는 비전 유닛을 포함하는 디스플레이 셀의 검사 장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 스테이지 유닛은,
   상기 패널이 안착되는 상부에 마련되어 공기를 흡입 또는 배출하는 복수 개의 에어 홀을 포함하며,
   상기 에어 홀은,
   상기 패널이 상부에 로딩되어 안착될 때 공기를 배출하여, 상기 패널이 상기 스테이지 유닛 상에서 부양(浮揚)된 상태로 이동하여 기 설정된 위치에 안착될 수 있게 하며,
   상기 패널이 상부에 안착되었을 때 공기를 흡입하여, 상기 패널을 상기 스테이지 유닛의 상부에 흡착 고정시키는 디스플레이 셀의 검사 장치.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 디스플레이 셀은 상기 패널 상에 복수 개가 행렬을 맞춰 배열되고,
   상기 스테이지 유닛은,
   상부에 안착된 상기 패널이 상기 프로브 유닛에 인접하도록 수평이동하고, 상기 디스플레이 셀의 행렬의 행 또는 열이 상기 프로브 유닛을 향하도록 회전하여 상기 디스플레이 셀의 전극패턴을 상기 프로브 유닛에 정렬시키며, 상기 전극패턴과 상기 프로브 유닛의 정렬이 완료되면 상기 패널을 상승시켜 상기 전극패턴과 상기 프로브 유닛을 접촉시키는 디스플레이 셀의 검사 장치.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 프로브 유닛은,
   서로 간격을 조절할 수 있는 한 쌍의 얼라인 카메라가 구비되어, 상기 스테이지 유닛에 안착된 상기 패널의 장방향 또는 단방향에 따른 얼라인 마크를 센싱하는 카메라 모듈;
   상기 카메라 모듈의 하부에 장착되며, 상기 디스플레이 셀의 전극패턴에 전기를 인가하여 상기 디스플레이 셀을 점등시키고 전기적 신호를 검사하는 복수 개의 프로브 카드가 구비되는 프로브 카드 모듈; 및
   상기 카메라 모듈의 상부에 결합되며, 상기 카메라 모듈을 통해 센싱된 상기 얼라인 마크의 좌표값을 토대로 상기 패널 상에서 수평이동 및 회전하여 상기 프로브 카드를 상기 디스플레이 셀의 전극패턴에 정렬시키는 얼라인 모듈을 포함하는 디스플레이 셀의 검사 장치.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 얼라인 모듈은,
   상부플레이트와 하부플레이트 사이에 구비된 복수 개의 롤러 베어링의 회전에 의한 상기 상부플레이트에 대한 상기 하부플레이트의 상대 이동 및 회전을 이용하여 상기 프로브 카드를 상기 디스플레이 셀의 전극패턴에 정렬시키는 디스플레이 셀의 검사 장치.
   
6. 제4항에 있어서,
   상기 프로브 유닛은,
   상기 프로브 카드 모듈을 착탈시킬 수 있도록 마련된 카드 홀더; 및
   복수 개의 프로브 카드 모듈이 적재되어 있는 카트리지로부터 상기 스테이지 유닛에 안착된 패널의 디스플레이 셀의 검사에 적합한 프로브 카드 모듈을 선택 및 이송하여 상기 카드 홀더에 공급하는 카드 트랜스퍼를 더 포함하는 디스플레이 셀의 검사 장치.
   
7. 제4항에 있어서,
   상기 스테이지 유닛은,
   상부에 상기 패널이 안착된 상태에서 수평이동을 통해 상기 패널 상부에 상기 프로브 유닛이 위치하도록 접근하고,
   상기 카메라 모듈에 의해 상기 패널의 장방향 및 단방향이 센싱되면 상기 디스플레이 셀의 전극패턴이 상기 프로브 카드를 향하도록 회전하며,
   상기 얼라인 모듈에 의해 상기 프로브 카드가 상기 디스플레이 셀의 전극패턴에 정렬되면 수직이동을 통해 상기 전극패턴을 상기 프로브 카드에 접촉시키는 디스플레이 셀의 검사 장치.
   
8. 제3항에 있어서,
   상기 비전 유닛은,
   상기 스테이지 유닛의 상측에 위치하고, 상기 스테이지 유닛의 수평이동 방향과 동일한 방향 및 상기 스테이지 유닛의 수평이동 방향과 직교하는 방향을 포함하는 둘 이상의 방향을 따라 수평이동이 가능하게 마련되며, 길이"?袖? 상기 수평이동 방향과 수직을 이루도록 형성되는 가이드 칼럼; 및
   상기 가이드 칼럼의 길이방향을 따라 수직이동이 가능하게 상기 가이드 칼럼 상에 결합되며, 상기 스테이지 유닛에 안착된 패널의 디스플레이 셀과 접촉하여 상기 디스플레이 셀의 화질을 검사하는 비전 카메라를 포함하는 디스플레이 셀의 검사 장치.
   
9. 제1항에 있어서,
   내부에 질소 또는 비활성 가스가 채워지는 격리된 공간을 구획하며, 상기 스테이지 유닛, 상기 프로브 유닛, 상기 비전 유닛이 내부에 비치되도록 마련되는 체임버를 더 포함하는 디스플레이 셀의 검사 장치.
   
10. 제9항에 있어서,
    상기 체임버의 외부로부터 검사가 진행되어야 할 패널을 내부로 반입하여 상기 스테이지 유닛에 로딩시키고, 검사가 완료된 패널을 언로딩하여 상기 체임버의 외부로 반출시키는 인덱스 암을 더 포함하는 디스플레이 셀의 검사 장치.

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