JP2007053078A - バックライト装置 - Google Patents

Abstract

【課題】輝度偏差を抑えて、被検査体に照射される輝度の均一性を向上させるバックライト装置を提供すること。
【解決手段】バックライト装置１００は、被検査体に光を放射する光源１１０と、光源１１０から放射された光を被検査体に反射させる反射板１２０と、反射板１２０に設けられ、被検査体に照射される光の輝度が均一になるように反射板１２０の光反射量を部分的に補正する輝度補正パターン（複数の輝度補正ホール１３０）を含む。輝度補正パターンによって反射板１２０の光反射量が部分的に補正されることで、光源１１０の特性や配列によって、被検査体に照射される光の輝度偏差が最小化され、優れた輝度均一性を得ることができる。
【選択図】図２

Description

本発明はバックライト装置に係り、より詳細には、被検査体を検査する検査装置に用いられるバックライト装置に関する。

一般に、ＬＣＤパネル等のような被検査体に存在する欠陥を検査する装置は、被検査体に光を照射するバックライト装置を備える。バックライト装置は、被検査体又は被検査体に存在する欠陥と衝突した光の回折、散乱、反射、又は透過によってＬＣＤパネルのような被検査体の欠陥を発見する上で重要な要素である。

このような従来のＬＣＤパネル等のような検査装置に使用されるバックライト装置を添付の図面を参照して説明する。
図１は、従来の技術によるバックライト装置を示す分解斜視図である。図示されたように、従来のバックライト装置１０は、ケース１１、ケース１１にランプ台１２によって並列に配列されるように設けられ、被検査体に向かって光を放射する多数のランプ１３、ランプ１３の下側に設けられ、ランプ１３から放射された光を反射する反射板１４、及びケース１１に形成された開口１１ａを通じて冷却のための空気を循環させるファン１５を含む。又、ケース１１の内側に安定器１６が設けられる。

このような従来の技術によるバックライト装置１０では、ランプ１３によって放射された光が拡散板１を通じて上板２を通過して、ＬＣＤパネル等のような被検査体に照射される。この際、ランプ１３から放射された光は反射板１４によって反射され、被検査体に照射される。
韓国特許出願公開第２００２−２６６０号公報

上記のような従来のバックライト装置１０では、正確な検査のために、高い輝度が要求される。しかしながら、ランプ１３の特性又は配列によって被検査体に照射された光の輝度に偏差が生じ、これによって被検査体で中心部分とエッジ部分との間の輝度偏差が２５％を上回るような場合が生じていた。

輝度偏差が発生する原因をより詳細に説明すると、まず、従来のバックライト装置１０はケース１１を含み、構成部品の色相が通常黒色で形成されるが、光をよく吸収する黒色の特性によって被検査体に照射された光の輝度は、ケース１１の中心部分よりもケース１１の端部であるエッジ部分で低くなる。

そして、ケース１１の内部に設けられた高温であるランプ１３の熱を排出するために、ケース１１の側面にファン１５が設けられているが、ファン１５がケース１１内の中心付近に存在する熱を外部に適切に排出することができないので、ケース１１内の中心に配置されたランプ１３の温度がケース１１内のエッジに配置されたランプ１３の温度より高くなる。従って、温度が高いほど、輝度が高くなるランプ１３の特性によってケース１１内の中心に配置されたランプ１３は温度が高くなって高い輝度を有し、これとは逆に、ケース１１内のエッジに配置されたランプ１３は温度が低くなって低い輝度を有することになる。

即ち、ケース１１の色相及びケース１１の内部に配置されたランプ１３の温度差異による原因によって、被検査体に照射される光の輝度が基準よりエッジ付近ではより低くなり、中心付近ではより高くなって、被検査体に照射される光の輝度偏差がより増加されるという問題点があった。

このように被検査体に照射される光の輝度偏差が大きい値を有することにより、被検査体の特定部分に対する検査が適切に行われないことがあった。これによって被検査体の欠陥が正確に判断されず、不良である被検査体が正常として判定されたり、検査装置のエラーを誘発して正常な被検査体が不良として判定されたりする等、検査作業に多くの問題点を発生させていた。

特に、ＬＣＤパネル検査装置は暗室で使用されるため、本体の大部分の色相が黒色である。黒色はランプ１３から放射された光をよく吸収するため、被検査体に対する輝度偏差はより増加する傾向にある。従って、このような検査装置の特性に起因する被検査体での輝度の不均一性の改善が一層要求されている実情がある。

このような問題を解決するために、多数のランプ１３を多数の領域に分割し、各領域に対する輝度を調節することで所望の輝度均一性を維持させる方法がある。しかしながら、分割された各領域で長さが短いランプが使用されることにより、多くの個数のランプ１３が必要となるのみならず、安定器１６の個数も増加する。その結果、装置のサイズ、使用電力、ランプの交換回数が増加するだけでなく、バックライト装置１０内部で高熱が発生し、輝度調節作業が煩わしくなるという問題も発生する。

又、従来のバックライト装置１０では、被検査体の正確な検査のために、被検査体との距離が限定される。このため、被検査体に熱が伝達されて被検査体に撓みが発生し易い。これによって、被検査体に変形による不良が発生する。さらに、被検査体の周辺の構成部品に高温による悪影響を招来させることで、検査作業の正確性と装置の稼働率を低下させていた。このような問題点を解決するために、ファン１５を具備しているが、ケース１１内の中心部分に発生した熱を外部に適切に排出させることができないため、特に、反射板１４が装置１０内側の空気の流れの障害になって、熱排出をより困難にしていた。

このような問題点を解決するために、高い輝度を維持しながらも高温による影響を最小限にすることができるバックライト装置が必要になった。又、現在のバックライト装置では、装置の大型化に対応しようとすると、輝度偏差がより増加されるという問題点があるが、このような装置特性によらず、被検査体での輝度均一性を確保し得ることが一層要求されている実情がある。

本発明は、このような従来の問題点を解決するためになされたものであって、本発明の目的は、被検査体に対する正確な検査を行うことが可能なバックライト装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、被検査体に対する正確な検査を行うことが可能になると共に、熱による輝度偏差の増加及び被検査体や周辺部品に対する損傷を防止するバックライト装置を提供することにある。

本発明によるバックライト装置は、被検査体に光を放射する光源と、光源から放射された光を被検査体に反射させる反射板と、反射板に設けられ、被検査体に照射される光の輝度を均一にするように反射板の光反射量を部分的に補正する輝度補正パターンとを備える。

本発明によるバックライト装置は、反射板の光反射量を容易に部分的に補正し、光源の特性や配列によって被検査体に照射される光の輝度に偏差が生じることを最小化することで、優れた輝度均一性を有するようになる。これによって、光源の個数、使用電力、維持費用が節減されるとともに、バックライト装置を用いた検査装置により被検査体の欠陥を正確に判別することができるようになる。その結果、被検査体の不良可否が適切に判断される。

又、検査装置に高い輝度が要求される場合にも、光源で発生した熱をバックライト装置内部に停滞させることなく、迅速に効果的に放出させることができる。その結果、被検査体が温度によって変形することが抑制され、被検査体の品質が維持されるとともに、被検査体の周辺部品が熱によって損傷したり、検査装置のエラーが誘発されることが防止される。

以下、本発明の好ましい実施例を添付図面を参照して説明する。
図２は、本発明の第１実施例によるバックライト装置を示す分解斜視図である。図示されたように、本発明によるバックライト装置１００は、ＬＣＤパネル等のような被検査体に存在する欠陥を検査する検査装置に設けられ、被検査体に光を照射することで、回折、散乱、反射、透過等の光の多様な性質によって被検査体に存在する欠陥を検出する装置であって、光を放射する光源１１０、光を反射させる反射板１２０、及び反射板１２０に設けられた輝度補正パターン１３０を含む。

光源１１０としては、長時間の寿命を有する発光ダイオード（ＬＥＤともいう）、又はノイズと熱の放出が少ない冷陰極蛍光ランプ（ＣＣＦＬともいう）、又は高輝度具現が可能な熱陰極蛍光ランプ（ＨＣＦＬともいう）、又は高輝度具現とともに高い輝度均一性を有する外部電極蛍光ランプ（ＥＥＦＬともいう）等を使用することができるが、本実施例では直管蛍光ランプが使用されている。

光源１１０は、両端に設けられた端子（図示せず）がコネクタ１１１によって接続されることで、平行に多数に配列されている。
反射板１２０は光源１１０から放射された光を被検査体に反射させるために、光源１１０の一側、例えば、下側に隣接するように配置されている。反射板１２０は、例えばステンレススティール又はアルミニウム材質で製作される。尚、光源１１０から放射された光を効率的に反射するために、反射板１２０の上面に反射フィルムを積層してもよい。

バックライト装置１００には、光源１１０と反射板１２０とを収容するために、ケース１５０が設けられている。ケース１５０には、光源１１０と反射板１２０とを収容するために、ケース１５０の内側に多数の固定ポスト１５３が垂直に形成され、この固定ポスト１５３に反射板１２０と光源１１０のコネクタ１１１がボルト（図示せず）やスクリュー（図示せず）等で固定されている。又、反射板１２０とコネクタ１１１を固定ポスト１５３にボルトやスクリュー等で固定するために、反射板１２０とコネクタ１１１には、固定ホール１２１と固定部１１２がそれぞれ形成されている。ケース１５０には、内側に多数の安定器１５４が設けられている。

輝度補正パターン１３０は、反射板１２０に設けられ、光源１１０から照射され反射板１２０で反射された光の量を部分的に補正することで、被検査体に照射される光の輝度を均一にする。

輝度補正パターン１３０は、図２及び図３に図示された本実施例では、反射板１２０に形成され、光を通過させる輝度補正ホール（輝度補正部）である。輝度補正ホール１３０は、光源１１０から被検査体に到達する光の輝度が比較的高い部分に対応する位置において反射板１２０に形成されており、光源１１０の光を通過させることにより、反射板１２０での光反射量を部分的に減少させる。

輝度補正ホール１３０は、効率的な反射板１２０の光反射量の部分調節のために多数で構成され、光源１１０の配列等の構造的特性によって中心部分がエッジに対して輝度が高いという点を勘案して、図２及び図３に図示されたように、反射板１２０のエッジから中心に行くほど稠密に分布されるか、図６に示す反射板２１０のように、反射板１２０のエッジから中心に行くほど直径又は幅が増加するか、図７に示す反射板２１１のように、反射板１２０のエッジから中心に行くほど間隔が狭くなるように形成される。

又、ケース１５０には、光源１１０の特性及び配列等の要因によって発生する温度差異を考慮して、ケース１５０内において比較的高い温度を有する高温部分に対応して吸入口１５１が形成されているとともに、ケース１５０内において比較的低い温度を有する低温部分に対応して放出口１５２が形成されている。本実施例では、ケース１５０において、光源１１０の長手方向の側部（即ち、光源１１０の高温部）と向かい合う側面は、光源１１０を電気的、機械的に連結するコネクタ１１１（即ち、光源１１０の低温部）と向かい合う側面よりも高温になる。このため、ケース１５０において、光源１１０の側部と向かい合う側面に多数の吸入口１５１が形成され、コネクタ１１１と向かい合う側面に多数の放出口１５２が形成されている。

ケース１５０の吸入口１５１及び放出口１５２には、空気を吸入及び放出させるために、吸入ファン１６０及び放出ファン１７０がそれぞれ設けられている。即ち、図３に示すように、吸入ファン１６０は、外部の空気を吸入口１５１を通じて吸入することで、吸収された空気がケース１５０内の高温部分を通過するようにし、放出ファン１７０は、内部の加熱された空気を低温部分を通過して放出口１５２を通じて外部に放出させる。

尚、本実施例のバックライト装置１００は光源１１０とケース１５０の中心部分に対する直接的な冷却を通じてケース１５０内の温度を効率的に低めるための冷却ファン１８０（送風手段）を更に含む。

冷却ファン１８０は、輝度補正ホール１３０を通じて光源１１０に冷却のための空気を送風するように、輝度補正ホール１３０に隣接する位置にてケース１５０の底面に設けられている。従って、図５に示すように、冷却ファン１８０によって、ケース１５０内部の空気が輝度補正ホール１３０を通じて光源１１０に直接的に送風されることにより、光源１１０による温度の上昇を最大限抑制し、かつ、反射板１２０により空気の流れが影響を受けることを抑制して、ケース１５０内、特に、中心部分に対する冷却効率を向上させる。

尚、輝度補正ホール１３０を通じて空気を送風することができるように、冷却ファン１８０以外にもポンピング力や圧力によって空気を噴射するエアーノズル等のような種々の送風手段を利用することができる。

このような構造で構成された本発明の第１実施例によるバックライト装置１００の作用を説明すると、次のようである。
ＬＣＤパネル等のような被検査体の検査のために、光源１１０から放射された光と反射板１２０で反射された光とが被検査体に照射される。この際、被検査体に照射される光の輝度が高い部分に対応する位置において反射板１２０に形成された輝度補正ホール１３０を光源１１０から放射された光が通過することにより、反射板１２０での反射量が部分的に補正される。これによって、被検査体に照射される光の輝度が均一になる。

又、図３に示すように、吸入ファン１６０によって、外部の空気が吸入口１５１を通じてケース１５０内に吸入され、吸入された空気がケース１５０内の高温部分、即ち、光源１１０からの熱の放出量が比較的多い部分を直接的に通過することで、高温部分が１次的に冷却される。更には、放出ファン１７０によって、内部の加熱された空気（特に高温部分の空気）がケース１５０内の低温部分、即ち、光源１１０からの熱の放出量が比較的少ないコネクタ１１１の連結部位を通過して、放出口１５２を通じて外部に放出されることで、低温部分が２次的に冷却される。これによって、ケース１５０内の高温部分と低温部分との間の温度偏差を最小化することができる。つまり、温度の不均一性によって誘発される光源１１０の輝度偏差を最小化することができる。

更には、図４及び図５に示すように、冷却ファン１８０によって、ケース１５０内の空気は、輝度補正ホール１３０を通じて光源１１０に直接的に送風される。これによって光源１１０による温度上昇が迅速かつ効率的に抑制されるとともに、反射板１２０が空気の流れを妨害しないことにより、ケース１５０内、特に、中心部分に対する冷却効率を高めることができる。

又、輝度補正ホール１３０は、反射板１２０のエッジから中心に行くほど稠密に分布されるか（図２）、直径又は幅が増加するか（図６の反射板２１０）、間隔が狭くなる（図７の反射板２１１）ように形成されている。このため、光源１１０の配列等の構造的特性により中心部分の光輝度がエッジ部分よりも高くなり、輝度が不均一になる問題を効果的に解決することができる。

図８は、本発明の第２実施例によるバックライト装置を示す分解斜視図で、図９は、図８のＢ部位を示す拡大斜視図である。図８に示されたように、本発明の第２実施例によるバックライト装置２００は、第１実施例のバックライト装置１００と同様に光源１１０、反射板１２０、及び輝度補正パターン１４０を含んでいるのみならず、ケース１５０、吸入ファン１６０、及び放出ファン１７０を更に含んでいる。従って、第１実施例のバックライト装置１００と同じ部分の説明は省略し、差異点について詳細に説明する。

本実施例による輝度補正パターン１４０は、反射板１２０に付着され光を吸収する輝度補正ボス（輝度補正部）である。輝度補正ボス１４０は、光を効率よく吸収するために、黒色で製作されることが好ましく、又、その外形形状はフィルムのような薄い形状のみならず、プレートのような比較的厚い形状で製作することもできる。又、輝度補正ボス１４０の平面形状は円形、楕円形、多角形、その他、直線と曲線とが混合された形状とすることができる。又、輝度補正ボス１４０を反射板１２０に着脱可能に付着させるために、輝度補正ボス１４０はその付着面に接着層を有することもできる。

輝度補正ボス１４０は、第１実施例の輝度補正ホール１３０（図２及び図３等に図示）と同様に、反射板１２０の光反射量を効果的に部分調節するために、多数で構成されるとともに、光源１１０の配列等の構造的特性に従って形成乃至配置されている。即ち、ケース１５０の中心部分の輝度はエッジ部分の輝度よりも高いので、これを反映するために、輝度補正ボス１４０は、反射板１２０のエッジから中心に行くほど稠密に分布されるか、直径又は幅が増加するか、間隔が狭くなるように形成されている。

本発明の第２実施例（２００）による輝度補正パターン１４０のみならず、第１実施例（１００）による輝度補正パターン１３０は被検査体に要求される輝度のみならず、定められた偏差以内の輝度均一性を満足させるように形成乃至付着されている。反射板１２０に設けられる輝度補正パターン１３０、１４０の規格、個数、位置などの値は、輝度及び輝度偏差をシミュレーションすることができるコンピュータプログラムを使用して求められる。具体的には、反射板１２０に設けられる輝度補正パターン１３０、１４０の適正な規格、個数、位置等の値をシミュレーションにより１次的に求め、このシミュレーションによって得られたデータに基づいて輝度補正パターン１３０、１４０が実際に設けられた反射板１２０を検査装置に使用して、被検査体の種々の部分に対する輝度の実測値を得ることによって最終的に輝度補正パターン１３０、１４０の規格、個数、反射板１２０での位置を求めることができる。

このような構造を有する本発明の第２実施例によるバックライト装置２００の作用を説明すると、次のようである。
光源１１０から放射された光は、図１０に示すように、反射板１２０によって反射され被検査体に照射されるが、輝度補正ボス１４０に到達した光は吸収されることで、反射板１２０の光反射量が部分的に調整乃至補正される。従って、このような輝度補正ボス１４０が、被検査体に照射される光の輝度が比較的高い部分に対応する位置において反射板１２０に設けられることにより、輝度が比較的高い部分において被検査体に照射される光の量が減少される。これにより、被検査体に照射された光の輝度を全体的に均一にすることができる。

以上、本発明の実施例を詳細に説明したが、本発明はこれに限定されない。本発明が属する技術分野の当業者であれば本発明の思想及び範囲を逸脱しない範囲で、本発明を変形または変更できる。

従来のバックライト装置を示す分解斜視図である。 本発明の第１実施例によるバックライト装置を示す分解斜視図である。 本発明の第１実施例によるバックライト装置を示す平面図である。 図３のＩ−Ｉ’に沿って切断した断面図である。 図４のＡ部位を示す拡大断面図である。 本発明の第１実施例によるバックライト装置の輝度補正ホールの他の実施例を示す平面図である。 本発明の第１実施例によるバックライト装置の輝度補正ホールの更に他の実施例を示す平面図である。 本発明の第２実施例によるバックライト装置を示す分解斜視図である。 図８のＢ部位を示す拡大斜視図である。 本発明の第２実施例によるバックライト装置の作用を示す要部拡大図である。

符号の説明

１１０ 光源
１１１ コネクタ
１１２ 固定部
１２０，２１０，２１１ 反射板
１３０ 輝度補正ホール
１４０ 輝度補正ボス
１５０ ケース
１５１ 吸入口
１５２ 放出口
１６０ 吸入ファン
１７０ 放出ファン
１８０ 冷却ファン

Claims (10)

1. 被検査体を照明するためのバックライト装置において、
   前記被検査体に光を放射する光源と、
   前記光源から放射された光を前記被検査体に反射させる反射板と、
   前記反射板に設けられ、前記被検査体に照射された光の輝度が均一になるように、前記反射板の光反射量を部分的に補正する輝度補正パターンと、
   を備えるバックライト装置。
2. 前記輝度補正パターンは、
   前記反射板に形成され、前記光源からの光を通過させる複数個の輝度補正ホールを有することを特徴とする請求項１記載のバックライト装置。
3. 前記輝度補正パターンは、
   前記反射板に付着され、前記光源からの光を吸収する複数個の輝度補正ボスを有することを特徴とする請求項１記載のバックライト装置。
4. 前記輝度補正パターンは、前記光反射量を補正する複数個の輝度補正ホール又は複数個の輝度補正ボスを有し、該複数個の輝度補正ホール又は該複数個の輝度補正ボスは、前記反射板のエッジから中心に行くほど稠密に分布されるように形成されていることを特徴とする請求項１記載のバックライト装置。
5. 前記輝度補正パターンは、前記光反射量を補正する複数個の輝度補正ホール又は複数個の輝度補正ボスを有し、該複数個の輝度補正ホール又は該複数個の輝度補正ボスは、前記反射板のエッジから中心に行くほどサイズが増加するように形成されていることを特徴とする請求項１記載のバックライト装置。
6. 前記光源及び前記反射板を収容するとともに、吸入口と放出口をそれぞれ有するケースと、
   前記吸入口を通じて前記ケース内部に空気を吸入させるように前記ケースに設けられた吸入ファンと、
   前記放出口を通じて前記ケース内部の空気を放出させるように前記ケースに設けられた放出ファンと、
   を更に備えたことを特徴とする請求項１記載のバックライト装置。
7. 前記吸入口は前記光源の高温部に対応する位置において前記ケースに設けられ、前記放出口は前記光源の低温部に対応する位置において前記ケースに設けられることを特徴とする請求項６記載のバックライト装置。
8. 前記吸入ファンと前記放出ファンは、前記ケースの側面にそれぞれ配置されることを特徴とする請求項６記載のバックライト装置。
9. 前記ケースに設けられ、前記光源に冷却のための空気を送風する冷却ファンを更に備えたことを特徴とする請求項６記載のバックライト装置。
10. 前記冷却ファンは、前記ケースの底面中央部に配置されることを特徴とする請求項９記載のバックライト装置。

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