KR100591440B1

KR100591440B1 - 코팅막의 얼룩 검사방법 및 장치

Info

Publication number: KR100591440B1
Application number: KR1020040008970A
Authority: KR
Inventors: 박종철; 송원경; 권혁훈
Original assignee: 삼성에스디아이 주식회사
Priority date: 2004-02-11
Filing date: 2004-02-11
Publication date: 2006-06-22
Also published as: KR20050080827A

Abstract

본 발명은 평판디스플레이장치에 사용되는 유리기판의 코팅막의 얼룩 발생 여부를 검사하는 방법 및 장치에 관한 것으로, 특히 유리기판에 형성되는 코팅막이 안정화되기 전에 코팅막의 표면상태를 검사하여 얼룩의 발생여부를 자동으로 검사하는 코팅막의 얼룩 검사방법 및 장치에 관한 것이다.

본 발명에 따른 코팅막의 얼룩 검사장치 및 방법에 의하면 조명수단과 카메라에 의하여 생성되는 영상정보에 의하여 코팅막의 표면상태를 검사하게 되므로 일정한 조건으로 얼룩의 발생여부를 확인할 수 있는 효과가 있다.

평판디스플레이장치, 슬릿코팅, 코팅막, 얼룩, 자동검사

Description

코팅막의 얼룩 검사방법 및 장치{Method for Inspecting Smear on Coating Film and Apparatus for the Method}

도 1은 선형의 얼룩이 발생된 유리기판 코팅막의 평면도.

도 2는 도 1의 얼룩 단면 A-A'의 시간에 따른 형상변화를 나타내는 단면도.

도 3은 종래의 코팅막의 얼룩 검사장치의 구성도.

도 4는 본 발명에 따른 코팅막의 얼룩 검사장치의 구성도.

도 5는 본 발명에 따른 코팅막의 얼룩 검사장치에서 유리기판이 이동되는 경우의 조명수단과 카메라의 배치와 작동관계를 나타내는 도면.

도 6은 도 5에서 슬릿노즐과 카메라가 이동되는 경우의 작동관계를 나타내는 도면.

도 7은 본 발명에 따른 코팅막의 얼룩 검사장치에서 투과조명방식에 따른 조명수단과 카메라의 배치관계를 나타내는 도면.

도 8은 도 5에서 조명수단과 카메라의 설치각도가 변경되는 경우를 나타내는 도면.

도 9는 본 발명에 따른 코팅막의 얼룩 검사장치에서 카메라가 유리기판을 스캔하는 영역을 나타내는 도면.

도 10은 영상처리과정의 공정도.

도 11은 카메라에서 전송된 영상정보에서 특정 x축 방향으로의 x축 위치에 따른 명암값의 분포도.

도 12는 도 11에 표시된 영상정보를 스무딩과정으로 처리한 후의 명암 값의 분포도.

도 13은 스무딩과정(S20)이 수행된 영상정보로부터 에지추출과정(S40)에 의하여 생성된 영상정보의 이미지도.

도 14는 프로젝션과정에 의하여 생성되는 x축 방향에 대한 누적 명도값의 누적분포곡선을 나타내는 도.

도 15는 도 14의 누적분포곡선으로부터 얼룩으로 판정된 부분을 선으로 표시한 영상처리정보의 이미지도.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 - 유리기판 20 - 코팅막

30 - 슬릿노즐 40 - 조명수단

50 - 카메라 60 - 영상정보처리수단

70 - 제어부

평판디스플레이장치 제조공정에서 칼라필터와 같은 평판디스플레이장치용 유리기판 등의 기판에 포토레지스트액 등 코팅액을 토출하여 코팅막을 형성하는 방법으로 유리기판을 회전시키면서 코팅액을 토출하여 유리판의 회전력에 의하여 코팅막을 형성하는 스핀코팅법이 사용되어 왔다. 그러나 유리기판이 대형화됨에 따라 슬릿코팅방식이 사용되고 있다. 슬릿코팅방식은 하부에 긴 슬릿이 형성된 슬릿노즐이 유리기판을 일정방향으로 스캔하면서 코팅액을 토출하여 유리기판의 표면에 코팅막을 형성하는 방식이다. 보다 상세하게는 슬릿노즐의 하부에 형성된 노즐에서 토출되는 코팅액은 노즐을 기준으로 슬릿노즐의 진행방향과 반대방향에 위치되는 슬릿노즐의 후면의 하부에서 일정한 두께로 빠져나와 유리기판에 코팅막을 형성하게 된다.

슬릿코팅방식에 사용되는 슬릿노즐의 길이는 코팅막이 형성되는 유리기판의 폭에 따라 결정되며, 슬릿노즐의 하면과 유리기판 표면사이의 간극은 형성하고자 하는 코팅막의 두께와 사용되는 코팅액의 점도에 따라 적정하게 결정된다. 슬릿노즐은 상기 간극이 형성되도록 코팅되는 유리기판의 표면으로부터 소정높이에 설치된다.

슬릿코팅방식에 의하면 스핀코팅방식에 비하여 대형 유리기판에 상대적으로 쉽게 코팅막을 형성할 수 있으며, 슬릿코팅방식은 노즐이 고정되고 유리기판이 이동되면서 코팅막을 형성하는 방식과 유리기판이 고정되고 노즐이 이동되면서 코팅 막을 형성하는 방식이 있다.

다만 슬릿코팅방식은 좁고 긴 슬릿을 통하여 코팅액을 토출시켜 코팅하는 방식이므로 이물 등에 의하여 슬릿이 부분적으로 막히거나 코팅액의 토출량이 불균일한 경우에는 균일한 코팅막의 형성이 어렵게 된다. 도 1에서 보는 바와 같이 슬릿노즐에서의 코팅액 토출량이 불균일하면 유리기판(10)에 형성된 코팅막(20)의 두께가 불균일하게되어 코팅막(20) 표면에 얼룩(25)이 발생하게 되며, 특히 슬릿노즐의 진행방향을 따라 코팅막(20)에 선형의 얼룩(25)이 발생될 가능성이 많다.

종래의 슬릿코팅방식에 의한 코팅막의 표면상태를 검사하는 방식은 코팅막의 표면상태를 검사하는 시기에 따라 유리기판에 형성된 코팅막의 노광 전 또는 후에 검사하는 방식과 코팅막의 노광 및 현상 후에 검사하는 방식이 있다. 그러나 슬릿코팅방식에 의하여 유리기판에 형성되는 코팅막은 도 2에서 보는 바와 같이 코팅막(20)의 형성초기에는 얼룩(25)이 선명하게 관찰되나 시간이 경과되면 (즉 도 2에서 (a)에서 (c)로 갈수록) 코팅막(20)의 유동에 의하여 코팅막(20)이 재배열되어 얼룩(25)의 크기가 점점 작아지게 된다.

따라서 종래와 같이 유리기판에 코팅막이 형성된 후 일정시간이 경과되면 코팅막의 얼룩이 작아지게 되므로 코팅막의 얼룩 발생여부를 확실하게 검사하는 데 어려운 문제점이 있다.

또한 종래에는 코팅막의 얼룩을 검사하는 시스템이 특별히 사용되고 있지 않으며 대부분은 조명아래 유리기판을 놓고 유리기판을 회전시키면서 육안으로 코팅막의 표면상태를 검사하여 왔다. 즉 도 3에서 보는 바와 같이 코팅막이 형성된 유 리기판(10)을 상하이동과 회전이 가능한 테이블(4) 위에 놓고 상부에 설치된 조명(2)을 비추면서 회전시켜 다양한 각도에서 유리기판(10)의 표면을 육안으로 관찰하여 얼룩의 존재유무를 검사하게 된다. 그러나 육안검사의 경우에는 유리기판의 관찰각도 등에 의하여 작업자간의 얼룩 검출정도의 차이가 크며, 동일 작업자가 검사하여도 작업자의 신체상태, 기분정도에 따라 얼룩검출정도에 차이가 발생하는 문제점이 있다. 또한 유리기판을 검사하기 위하여 별도의 검사공간이 필요하게 된다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은 유리기판에 형성되는 코팅막이 안정화되기 전에 코팅막의 표면상태를 검사하여 얼룩의 발생여부를 자동으로 검사하는 코팅막의 얼룩 검사방법 및 장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 따른 슬릿노즐에 의하여 유리기판 표면에 형성되는 코팅막의 표면의 얼룩을 검사하는 코팅막의 얼룩 검사장치에 있어서, 상기 유리기판 부근의 소정위치에 설치되어 상기 코팅막에 일정각도로 빛을 조사하는 조명수단과, 상기 유리기판 부근의 소정위치에 설치되며 상기 조명수단에서 조사되어 상기 코팅막을 거쳐서 입사되는 빛의 밝기로부터 명도분포를 포함하는 상기 코팅막의 표면상태에 대한 영상정보를 생성하는 카메라와 상기 카메라에 연결되어 상기 카메라에서 전송된 영상정보를 영상처리하여 상기 영상정보에 얼룩발생여부가 표시되는 영상처리정보를 생성하는 영상정보처리수단 및 상기 조명수단과 상기 카메라와 상기 영상정보처리수단의 작동을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 조명수단은 상기 조명수단의 빛이 조사되면서 형성하는 스캔선이 상기 슬릿노즐의 후면에서 소정거리 떨어진 상기 코팅막의 표면에 형성되도록 설치되도록 하는 것이 바람직하다.

또한 본 발명에 따른 코팅막의 얼룩 검사방법은 조명수단이 상기 슬릿노즐과 소정거리 떨어진 위치의 상기 코팅막 표면에 일정각도로 빛을 조사하고, 카메라가 상기 코팅막을 거쳐서 입사되는 빛의 밝기로부터 명도분포를 포함하는 상기 코팅막의 표면상태에 대한 영상정보를 생성하며, 영상정보처리수단이 상기 영상정보를 일련의 영상처리과정으로 영상처리하여 상기 영상정보에 얼룩부분이 표시되는 영상처리정보를 생성하여 코팅막의 얼룩발생여부를 검사하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 영상처리과정은 상기 카메라에서 생성된 영상정보를 수신하는 상기 영상정보수신과정과, 상기 수신된 영상정보에 포함되어 있는 노이즈 등 필요 없는 신호를 제거하여 영상정보의 명도분포를 평활하게 하는 스무딩과정과, 상기 영상정보에서 얼룩부분이 더 잘 구분되도록 하기 위하여 정상부분과 얼룩부분의 경계인 에지부분을 추출하여 에지부분의 명도값을 소정 비율로 증가시켜주는 에지추출과정과 상기 에지추출과정을 통하여 얻어진 영상정보로부터 x축 또는 y축을 기준으로 각 x값 또는 y값의 위치에서의 명도값을 누적하여 누적분포곡선을 구하는 프로젝션과정과, 상기 누적분포곡선에서 정상부분과 얼룩부분을 구분하기 위하여 설정된 임계누적명도값에 따라 얼룩부분을 결정하는 트레쉬홀딩과정과, 상기 카메라에서 전송된 영상정보에 상기 트레쉬홀딩과정에서 얼룩으로 결정된 부분을 표시하는 영상처리정보생성과정을 포함하여 수행될 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 코팅막의 얼룩 검사방법과 검사장치에 대하여 설명한다.

도 4는 본 발명에 따른 코팅막의 얼룩 검사장치의 구성도를 나타낸다. 도 5는 본 발명에 따른 코팅막의 얼룩 검사장치에서 유리기판이 이동되는 경우의 조명수단과 카메라의 배치와 작동관계를 나타낸다. 도 6은 도 5에서 노즐과 카메라가 이동되는 경우의 작동관계를 나타낸다. 도 7은 본 발명에 따른 코팅막의 얼룩 검사장치에서 조명수단과 카메라의 다른 배치관계를 나타낸다. 도 8은 도 5에서 조명수단과 카메라의 설치각도가 변경되는 경우를 나타낸다. 도 9는 본 발명에 따른 코팅막의 얼룩 검사장치에서 카메라가 유리기판을 스캔하는 영역을 나타낸다.

도 10은 영상처리과정의 공정도를 나타낸다. 도 11은 카메라에서 전송된 영상정보에서 특정 x축 방향으로의 x축 위치에 따른 명암값의 분포도를 나타낸다. 도 12는 도 11에 표시된 영상정보를 스무딩과정으로 처리한 후의 명암 값의 분포도를 나타낸다. 도 13은 스무딩과정(S20)이 수행된 영상정보로부터 에지추출과정(S40)에 의하여 생성된 영상정보의 이미지를 나타낸다. 도 14는 프로젝션과정에 의하여 생성되는 x축 방향에 대한 누적 명도값의 누적분포곡선을 나타낸다. 도 15는 도 14의 누적분포곡선으로부터 얼룩으로 판정된 부분을 선으로 표시한 영상처리정보의 이미지를 나타낸다.

먼저 본 발명에 따른 코팅막의 얼룩 검사장치의 구성에 대하여 설명한다.

도 4를 참조하여 보면 본 발명에 따른 코팅막의 얼룩 검사장치는 조명수단(40)과 카메라(50)와 영상정보처리수단(60) 및 제어부(70)를 포함하여 구성된다.

상기 조명수단(40)은 빛을 조사하는 다양한 조명등이 사용되며, 코팅막의 폭과 동일한 영역에 빛이 조사되도록 다수의 조명등으로 형성되는 것이 바람직하다. 도 5 내지 도 7을 참조하여 보면 유리기판(10)의 코팅막(20)에 조사되는 빛이 코팅막(20)을 거쳐서 기판의 상부 또는 하부의 소정위치에 설치되는 카메라(50)로 입사되도록 슬릿노즐(30)의 상부에 적정한 각도로 설치된다. 상기 조명수단(40)이 유리기판(10)의 코팅막(20)에 빛을 조사할 때, 빛은 유리기판(10)의 코팅막(20)에 직선의 형태로 스캔선(52)을 형성되며 상기 스캔선(52)의 길이는 상기 코팅막(20)의 폭과 동일하게 형성된다. 바람직하게는 상기 스캔선(52)은 슬릿노즐(30)의 후면과 인접하여 형성되도록 하며, 슬릿노즐(30)의 진행방향과 수직방향으로 형성되도록 조명수단(40)이 설치된다.

상기 코팅막(20)을 형성하는 코팅방식이 유리기판(10)은 고정시키고 슬릿노즐(30)을 이동시키면서 코팅막(20)을 형성하는 방식인 경우에는 조명수단(40)이 슬릿노즐(30)의 수평이송수단(도면에 표시하지 않음)에 연결되어 슬릿노즐(30)과 함께 이송되도록 구성된다. 반대로 코팅방식이 슬릿노즐(30)을 고정시키는 방식인 경우에는 조명수단(40)도 고정되어 이동하지 않게 된다. 또한 조명수단(40)의 이송속도를 슬릿노즐(30)의 이송속도와 달리할 필요가 있는 경우에는 독립적으로 이송수단이 구성될 수 있음은 물론이다.

상기 조명수단(40)을 이송시키는 수평이송수단은 모터에 의하여 회전하는 볼 스크류와 볼스크류의 회전에 의하여 수평으로 이동되는 리니어가이드를 포함하여 형성된다. 모터는 바람직하게는 이송위치의 제어가 가능한 스테핑모터 또는 교류모터가 사용된다. 상기 수평이송수단은 리니어가이드 외에도 공압실린더, 기어 등이 사용될 수 있다.

상기 조명수단(40)으로는 형광램프를 포함한 다양한 조명등이 사용되며 검사하고자 하는 코팅막(20)의 크기에 따라 적정수의 조명수단(40)이 사용된다.

상기 조명수단(40)의 조명방식으로는 조명수단(40)과 상기 카메라(50)의 설치각도에 따라 조명수단(40)에서 조사된 빛이 유리기판(10)에 반사되어 카메라(50)로 입사되는 반사조명방식과 조명수단(40)과 카메라(50)가 유리기판(10)의 상면에서 동일축 상에 설치되어 빛의 조사방향과 입사방향이 동일한 동축낙사조명방식과 조명수단(40)에서 조사되는 빛이 유리기판(10)에 투과되어 카메라(50)로 입사되는 투과조명방식이 있으며 유리기판(10)의 크기와 코팅액의 특성에 따라 적정한 방법이 선택되어 사용된다. 도 5와 도 6은 반사조명방식이 사용되는 경우이며 도 7은 투과조명방식이 사용되는 경우를 나타낸다.

상기 조명수단(40)의 빛이 조사되는 각도를 변경하는 방법으로는 조명수단(40)의 설치각도를 수동 또는 자동으로 조정하는 방법이 사용될 수 있다.

상기 조명수단(40)의 각도를 수동으로 조정하는 경우에는 조명수단(40)의 높이와 카메라(50)의 설치위치를 고려하여 조명수단(40)에서 조사되는 빛이 카메라(50)에 입사되도록 작업자가 빛의 진행방향을 보면서 조명수단(40)의 각도를 직접 조정하게 된다.

상기 조명수단(40)의 각도를 자동으로 조정하는 경우에는 조명수단(40)에 제어부(70)에 의하여 제어되는 조명각도조절수단(45)이 추가로 설치되고, 제어부(70)에서 조명각도조절수단(45)을 제어하여 조명수단(40)의 설치각도를 원격으로 조정하게 된다. 조명각도조절수단(45)은 모터(도면에 표시하지 않음)와 모터에 연결되어 회전하며 상기 조명수단(40)을 회전시키는 회전축(도면에 표시하지 않음)이 포함되어 구성될 수 있다.

상기 카메라(50)는 영상을 촬영하여 영상이미지를 전송할 수 있는 일반적인 사양의 카메라(50)로서, 바람직하게는 CCD(Charged-coupled Device)카메라가 사용된다. 카메라(50)는 유리기판(10) 상부 또는 하부의 소정의 높이에 상기 코팅막(20)을 거치는 빛이 입사되도록 설치된다. 상기 카메라(50)는 바람직하게는 상기 조명수단에 의하여 형성되는 스캔선(52)의 길이와 동일한 폭의 빛이 입사되도록 다수의 카메라(50)로 구성된다.

상기 카메라(50)와 조명수단(40)의 설치방법에 있어서는 조명방식으로 반사조명방식이 사용되는 경우에는 조명수단(40)에서 코팅막(20)으로 조사되는 빛이 코팅막(20)에 형성하는 스캔선(52)이 유리기판의 상부로 연장되어 형성되는 수직면을 기준으로 조명수단(40)의 반대쪽에 대칭으로 카메라(50)가 위치하도록 하여 카메라(50)와 조명수단(40)이 좌우 대칭이 되도록 설치하도록 한다. 된다. 그러나 코팅막(20)의 표면상태에 따라서는 카메라(50)와 조명수단(40)이 좌우 비대칭으로 설치되는 것이 코팅막(20)의 얼룩(25)을 검출하는 데 유리할 수 있으며 이 때는 좌우 비대칭으로 설치하게 된다.

또한 조명방식으로 투과조명방식이 사용되는 경우에는 유리기판(10)의 상면을 기준으로 조명수단(40)이 상부에 위치되고 하부에 카메라(50)가 위치되거나, 조명수단(40)이 유리기판(10)의 하부에 위치되고 카메라(50)는 상부에 위치되도록 설치된다.

상기 카메라(50)는 코팅방식이 슬릿노즐(30)을 이동시키는 경우에는 상기 조명수단(40)과 마찬가지로 조명수단(40)과 함께 슬릿노즐(30)의 수평이송수단(도면에 표시하지 않음)에 연결되어 이송된다. 반대로 코팅방식이 슬릿노즐(30)을 고정시키는 방식인 경우에는 조명수단(40)도 고정되어 이동하지 않게 된다.

또한 카메라(50)의 이송속도를 슬릿노즐(30)의 이송속도와 달리할 필요가 있는 경우에는 카메라(50)를 상기 조명수단(40)의 수평이송수단에 결합시켜 이송시키거나, 조명수단(40)의 수평이송수단의 사양과 동일 또는 유사한 사양의 이송수단으로 카메라(50)의 수평이송수단을 독립적으로 구성할 수 있음은 물론이다.

상기 카메라(50)는 형성되는 코팅막(20)의 폭에 따라 하나 이상의 카메라(50)가 사용된다. 도 9는 다수의 카메라(50)가 사용되는 경우 각 카메라(50)의 스캔영역을 나타낸다.

상기 카메라(50)는 조명수단(40)에서 조사되는 빛이 코팅막(20)에 형성하는 스캔선(52)에서 반사되어 입사하는 빛의 밝기를 촬영하여 유리기판(10)의 코팅막(20) 표면상태에 대한 영상정보를 생성하게 된다. 즉 도 2에서 보는 바와 같이 유리기판(10)의 코팅막(20)에 얼룩(25)이 존재하게 되면 얼룩부분에서 반사되는 빛의 각도는 정상부분에서 반사되는 빛의 각도와 차이가 있게 되며, 코팅막(20)의 얼룩(25)에서 반사되어 카메라(50)로 입사되는 빛의 밝기는 정상적인 코팅막(20)에서 반사되는 빛의 밝기와 차이가 발생하게 된다. 따라서 상기 영상정보는 유리기판(10)의 코팅막(20)에서 반사되어 카메라(50)에 입사되는 빛의 상대적 밝기로부터 생성되는 코팅막(20)의 표면상태의 각 위치별 명도값의 분포를 포함하게 된다. 카메라(50)에 의하여 생성되는 영상정보는 초기에는 빛의 밝기에 대한 아날로그 정보로 생성되나 전송될 때는 상대적인 명도값의 분포를 나타내는 디지털정보로 변환된다. 카메라(50)는 바람직하게는 자체에 빛의 밝기 또는 명도분포에 대한 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환시키는 ADC (Analog-Digital Converter)가 포함될 수 있으며 별도로 ADC가 카메라(50) 외부에 연결될 수 있음은 물론이다.

상기 카메라(50)와 조명수단(40)은 유리기판(10)에 코팅막(20)을 형성하는 슬릿노즐(30)의 후단에 스캔선(52)이 형성되도록 설치되는 것이 바람직하게 된다. 즉 상기에서 설명한 바와 같이 코팅막(20)의 얼룩(25)은 코팅막(20)이 형성된 후 시간이 경과됨에 그 크기가 감소하게 되므로, 코팅막이 형성된 후 바로 얼룩의 발생여부를 검사하는 것이 바람직하다. 따라서 스캔선(52)이 슬릿노즐(30)의 후면에서 소정거리 떨어진 위치에 형성되도록 하여 카메라(50)가 코팅막(20)이 형성된 얼룩의 크기가 작아지기 전에 영상정보를 생성하도록 하는 것이 바람직하다.

상기 카메라(50)의 설치각도를 변경하는 방법으로는 조명수단(40)과 마찬가지로 수동 또는 자동으로 조정하는 방법이 사용될 수 있다.

상기 카메라(50)의 각도를 수동으로 조정하는 경우에는 조명수단(40)과 카메라(50)의 설치위치를 고려하여 조명수단(40)에서 조사되는 빛이 카메라(50)에 입사 되도록 작업자가 빛의 진행방향을 보면서 카메라(50)의 각도를 직접 조정하게 된다.

상기 카메라(50)의 각도를 자동으로 조정하는 경우에는 카메라(50)에 제어부(70)에 의하여 제어되는 카메라각도조절수단(55)이 추가로 설치되고, 제어부(70)에서 카메라각도조절수단(55)을 제어하여 카메라(50)의 설치각도를 원격으로 조정하게 된다. 카메라각도조절수단(55)은 조명수단각도조절수단(45)과 마찬가지로 모터와 모터에 연결되어 회전하며 상기 조명수단을 회전시키는 회전축이 포함되어 구성될 수 있다.

상기 카메라각도조절수단(55)은 카메라(50)의 상하각도 외에 회전각도도 조정하도록 형성될 수 있다. 도 8은 반사조명방식에서 조명수단(40)과 카메라(50)의 설치각도가 변경될 때 유리기판(10)에 조사되는 빛과 반사되는 빛의 경로를 나타낸다.

상기 영상정보처리수단(60)은 카메라(50)에 연결되어 카메라(50)에서 전송된 영상정보에 일련의 영상처리과정을 처리하여 행하여 영상처리정보를 생성하여 제어부(70)로 전송하게 된다.

상기 영상정보처리수단(60)은 카메라(50)에서 생성된 영상정보를 일련의 영상처리과정을 통하여 변환시켜 영상정보에 얼룩의 위치와 크기가 표시되는 영상처리정보를 생성하게 된다. 따라서 상기 영상처리정보에서는 얼룩이 시각적으로 용이하게 구분될 수 있게 된다. 상기 영상정보처리수단(60)은 사용되는 카메라(50)의 사양에 따라 카메라(50)와 일체로 구성되어 카메라 내부에서 영상처리를 수행할 수 있음은 물론이다. 또한 상기 제어부(70)에 일체로 생성될 수 있음은 물론이다.

상기 영상처리과정은 영상정보수신과정(S10), 스무딩(smoothing)과정(S20), 영상배율조정과정(S30), 에지추출(edge detection)과정(S40), 프로젝션(projection)과정(S50), 트레쉬홀딩(thresholding)과정(S60), 영상처리정보생성과정(S70)을 포함하여 구성된다. 도 10은 영상처리과정의 공정도를 나타낸다.

상기 영상정보수신과정(S10)은 상기 카메라(50)에서 생성되는 코팅막(20)의 표면상태에 대한 영상정보를 수신하는 과정이다. 도 11은 카메라에서 전송된 영상정보에서 특정 x축 방향으로의 x축 위치에 따른 빛의 밝기 또는 명암값의 분포를 나타낸다. 도 11에서 x축은 코팅막(20)에서 x축 방향으로의 위치 또는 길이를 나타내며, y축은 x축 각 위치에서의 명도값 또는 빛의 밝기정도를 나타낸다.

상기 스무딩과정(S20)은 카메라(50)에서 전송된 영상정보에 포함되어 있는 노이즈 등 필요 없는 신호를 제거하여 영상정보의 명도값 분포를 평활하게 하는 과정이다. 또한 유리기판(10)에 형성된 패턴에 의하여 발생되어 입사된 신호도 함께 제거하게 된다. 도 12는 도 11에 표시된 영상정보를 스무딩과정으로 처리한 후의 명암 값의 변화를 나타낸다. 도 11에 비하여 튀는 신호들이 제거되는 것을 알 수 있다. 도 12에서 x축은 x축 방향으로의 위치 또는 길이를 나타내며, y축은 x축 각 위치에서의 명도값 또는 빛의 밝기정도를 나타낸다.

상기 영상배율조정과정(S30)은 상기 스무딩과정이 수행된 영상정보의 크기를 일정한 비율로 축소하는 과정이다. 즉 영상정보를 50%, 25%등 필요한 배율로 축소 하는 과정이다. 일반적으로 영상정보를 일정비율로 축소하게 되면 영상정보에 포함된 폭이 넓게 형성된 얼룩이 선명하게 보이게 된다. 따라서 영상정보에서 얼룩이 선명하게 보이면 영상배율조정과정(S30)은 수행되지 않아도 무방하게 된다.

상기 에지추출과정(S40)은 영상정보에서 얼룩부분이 더 잘 구분되도록 하기 위하여 정상적인 부분과 얼룩부분의 경계인 에지부분을 추출하여 에지부분의 명도값을 소정 비율로 증가시켜주는 과정이다. 에지는 영상정보의 명도값이 급격하게 변화되는 부분이므로 정상적인 부분보다 명도값의 차이가 크게 된다. 따라서 일반적으로 에지부분을 추출하는데는 1차미분을 적용하게된다. 또한 영상정보의 모서리부분(유리기판의 모서리부분 또는 하나의 조명수단을 사용하는 경우 조명수단에 의하여 조사되는 영역에서 외곽부분)은 중앙부분에 비하여 조명에 의한 밝기차이가 존재하게 되므로 2차미분(1차미분을 2회 적용하는 것을 의미함)을 적용하여 조명에 의한 영향을 줄일 수 있게 된다. 도 13은 스무딩과정(S20)이 수행된 영상정보로부터 에지추출과정(S40)에 의하여 생성된 영상정보의 이미지를 나타내며 흰색으로 표시되는 부분이 에지부분에 해당하게 된다.

상기 프로젝션과정(S50)은 상기 에지추출과정(S40)을 통하여 얻어진 영상정보로부터 x축 또는 y축의 프로젝션을 구하는 과정이다. 즉 x축 또는 y축을 기준으로 영상정보의 일정면적에서의 각 x값 또는 y값의 위치에서의 명도값 또는 빛의 밝기를 누적하여 히스토그램을 구하는 과정이다. 따라서 프로젝션과정(S50)에 의하여 x축 또는 y축에 대한 위치별 명도값의 누적분포 곡선이 생성된다. x축 방향과 y측 방향에 대하여 프로젝션을 수행하게 되면 평면상에서 얼룩이 발생된 부분을 검출할 수 있게된다. 한편 유리기판(10)의 코팅막(20)에 형성되는 얼룩은 주로 슬릿노즐의 진행방향에 평행하게 형성되므로 슬릿(30)의 진행방향과 수직방향으로만 프로젝션을 실시하여도 얼룩의 발생여부를 검사할 수 있다. 도 14는 프로젝션과정에 의하여 생성되는 x축 방향의 누적명도값 또는 빛의 누적밝기에 대한 누적분포곡선을 나타낸다. 도 14에서 x축은 x축 방향으로의 위치 또는 길이를 나타내며, y축은 x축 각 위치에서의 누적명도값 또는 빛의 누적밝기를 나타낸다.

상기 트레쉬홀딩과정(S60)은 상기 프로젝션과정(S50)에서 생성된 누적분포곡선에서 얼룩부분과 정상부분을 구분하기 위하여 설정된 임계누적명도값에 따라 얼룩부분을 결정하는 과정이다. 상기 누적분포곡선에서 임계누적명도값보다 높은 부분은 얼룩으로 인식된다. 여기서 임계누적명도값은 코팅막(20)에 생성되는 얼룩의 정도와 검출되어야 하는 얼룩의 정도에 따라 다르게 설정된다. 임계누적명도값이 낮게 설정되면 얼룩으로 인식되는 부분이 증가하게되며, 임계누적명도값이 높으면 상대적으로 얼룩으로 인식되는 부분이 감소하게 된다. 상기 도 14의 누적분포곡선에 x축 방향으로 표시된 직선 'a'는 임계누적명도값이 '400'으로 설정된 경우이며 직선 'b'는 임계누적명도값이 '600'으로 설정된 경우이다.

상기 영상처리정보생성과정(S70)은 상기 영상정보에 상기 트레쉬홀딩과정(S60)에서 얼룩으로 결정된 부분을 표시하여 영상처리정보를 생성하는 과정이다. 상기 영상정보는 카메라(50)에서 전송된 영상정보 또는 상기 각 단계에서 생성되는 영상정보가 사용될 수 있다. 상기 영상정보에 얼룩부분을 표시하는 방법으로는 얼룩부분에 선을 그어 표시하는 방법이나, 얼룩부분을 특정색상으로 변환하여 표시하는 방법이 사용될 수 있다. 또한 선과 색상을 동시에 표시할 수 있다. 도 15는 도 14의 명도누적분포에서 임계누적명도값이 600으로 설정된 경우에 얼룩으로 판정된 부분을 선으로 표시한 영상처리정보의 이미지를 나타낸다.

상기 영상정보처리수단(60)은 얼룩부분이 표시되도록 영상처리된 영상정보를 제어부(70)로 전송하게된다.

한편 영상정보처리수단(60)은 필요에 따라서는 얼룩의 형상이 3차원적으로 표시되도록 카메라(50)에서 전송된 영상정보에 다양한 처리를 할 수 있음은 물론이다.

상기 제어부(70)는 조명수단(40)과 카메라(50) 및 영상정보처리수단(60)과 연결되어 이들의 작동을 제어하게 된다. 또한 조명수단각도조절수단(45)과 카메라각도조절수단(55)이 추가로 설치되는 경우에는 이들의 작동을 제어하게 된다.

상기 제어부(70)는 영상정보처리수단(60)에서 전송된 영상처리정보를 별도의 표시장치(80)로 전송하여 표시되도록 하거나, 별도의 저장장치에 저장할 수 있다.

다음은 본 발명에 따른 기판의 얼룩 검사장치의 작용과 작용에 따른 얼룩 검사방법에 대하여 설명한다. 여기서는 유리기판(10)이 이송되는 경우에 대하여 설명한다.

먼저 유리기판(10)을 테이블 위에 안착시키고 슬릿노즐(30)과 조명수단(40)과 카메라(50)를 유리기판(10) 상부의 소정 높이에 위치시킨다. 이때 슬릿노즐(30)은 필요한 두께의 코팅막(20)이 형성되는 간극으로 설치되며, 조명수단(40)과 카메라(50)는 슬릿노즐(30)의 상부에 소정높이로 이격되어 설치된다. 조명수단(40)과 카메라(50)는 슬릿노즐(30)에서 수평으로 소정거리 떨어진 위치의 코팅막(20)의 상태가 검사될 수 있도록 설치되도록 설치된다.

상기 제어부(70)에 의하여 조명수단(40)과 카메라(50)가 작동되고 슬릿노즐(30)에 코팅액이 공급되면 유리기판(10)이 별도의 이송수단에 의하여 수평으로 이동된다. 따라서 유리기판(10)의 표면에는 슬릿노즐(30)에서 토출되는 코팅액이 일정한 두께로 코팅된다. 조명수단(40)은 슬릿노즐(30)에서 소정거리 떨어진 유리기판(10)의 코팅막(20)에 빛을 조사하며 카메라(50)는 반사되는 빛을 받아들여 영상정보를 생성하게 된다.

상기 카메라(50)에 의하여 생성되는 영상정보는 유리기판(10)에 연속적으로 형성되는 코팅막(20)의 표면의 얼룩 생성여부 등 표면 상태에 대한 정보가 포함된다. 카메라(50)에서 생성된 영상정보는 영상정보처리수단(60)으로 전송된다.

상기 영상정보처리수단(60)은 전송된 영상정보에 일련의 영상처리과정을 실시하여 얼룩부분이 식별되어 표시된 영상처리정보를 생성하게 된다. 영상정보처리수단에 의하여 실시되는 영상처리과정은 영상정보수신과정(S10), 스무딩(smoothing)과정(S20), 영상배율조정과정(S30), 에지추출(edge detection)과정(S40), 프로젝션(projection)과정(S50), 트레쉬홀딩(thresholding)과정(S60), 영상처리정보생성과정(S70)을 포함하여 구성된다. 따라서 영상처리정보에서는 코팅막(20)의 얼룩 발생여부와 얼룩발생위치를 용이하게 식별할 수 있게된다. 영상처리의 각 과정에 대하여는 상기에서 상술하였으므로 여기서는 설명을 생략한다.

상기 제어부(70)는 영상처리정보를 별도의 표시장치(80)에 전송하여 표시하 게 되므로 코팅막(20) 표면의 얼룩 생성여부 등에 대하여 작업자가 확인할 수 있도록 하여 준다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형의 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 특허청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

본 발명에 의하면 유리기판에 형성되는 코팅막이 안정화되기 전에 코팅막의 표면상태를 검사하게 되므로 얼룩의 발생여부를 보다 효과적으로 확인할 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명에 의하면 카메라에 의하여 생성된 영상정보에 얼룩의 발생여부와 발생위치를 선 또는 색상으로 표시하게 되므로 보다 용이하게 얼룩의 발생여부를 확인할 수 있는 효과가 있다.

Claims

삭제
슬릿노즐에 의하여 유리기판 표면에 형성되는 코팅막 표면의 얼룩을 검사하는 코팅막의 얼룩 검사장치에 있어서,

상기 유리기판 부근의 소정위치에 설치되며, 조사되는 빛에 의하여 상기 코팅막에 형성되는 스캔선이 상기 슬릿노즐의 후면에서 소정거리 떨어진 상기 코팅막의 표면에 형성되도록 상기 코팅막 표면에 빛을 조사하는 조명수단;

상기 유리기판 부근의 소정위치에 설치되며 상기 조명수단에서 조사되어 상기 코팅막을 거쳐서 입사되는 빛의 밝기로부터 명도분포를 포함하는 상기 코팅막의 표면상태에 대한 영상정보를 생성하는 카메라;

상기 카메라에 연결되며, 상기 카메라에서 전송된 영상정보로부터 슬릿노즐의 진행방향에 수직한 방향으로 명도값을 누적하고, 상기 누적된 명도값과 설정된 임계누적 명도값으로부터 얼룩발생여부와 얼룩부분을 결정하여 상기 영상정보에 표시하여 영상처리정보를 생성하는 영상정보처리수단 및

상기 조명수단과 상기 카메라와 상기 영상정보처리수단의 작동을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 코팅막의 얼룩 검사장치.
제 2항에 있어서,

상기 조명수단은

상기 스캔선의 길이가 상기 코팅막의 폭과 동일하게 되도록 다수의 조명등으로 구성되는 것을 특징으로 하는 코팅막의 얼룩 검사장치.
제 3항에 있어서,

상기 카메라는

상기 스캔선의 길이와 동일한 폭의 빛이 입사되도록 다수의 카메라가 일렬로 형성되는 것을 특징으로 하는 코팅막의 얼룩 검사장치.
제 2항에 있어서,

상기 조명수단과 상기 카메라는

상기 조명수단의 빛에 의하여 형성되는 상기 스캔선이 상기 유리기판에 수직으로 연장되어 형성하는 수직면을 기준으로 좌우 대칭되도록 설치되는 것을 특징으로 하는 코팅막의 얼룩 검사장치.
제 2항에 있어서,

상기 조명수단과 상기 카메라는

상기 조명수단의 빛에 의하여 형성되는 상기 스캔선이 상기 유리기판에 수직 으로 연장되어 형성하는 수직면을 기준으로 좌우 비대칭되도록 설치되는 것을 특징으로 하는 코팅막의 얼룩 검사장치.
제 2항에 있어서,

상기 조명수단과 상기 카메라는

상기 조명수단의 빛이 형성하는 상기 스캔선을 기준으로 상기 유리기판의 상하로 설치되는 것을 특징으로 하는 코팅막의 얼룩 검사장치.
제 5항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 영상정보처리수단은

상기 영상정보에 포함되어 있는 노이즈 등 필요없는 신호를 제거하고, 상기 영상정보의 에지 부분을 추출하여 상기 에지 부분의 명도값을 소정 비율로 증가시키도록 형성되는 것을 특징으로 하는 코팅막의 얼룩 검사장치.
제 8항에 있어서,

상기 영상정보처리수단은

상기 카메라에서 전송된 영상정보의 이미지를 소정 비율로 축소한 영상정보를 생성하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 코팅막의 얼룩검사장치.
제 8항에 있어서,

상기 제어부에 연결되며 상기 조명수단과 상기 카메라의 설치각도를 제어하는 조명각도조절수단과 카메라각도조절수단가 각각 더 포함되는 것을 특징으로 하는 코팅막의 얼룩 검사장치.
슬릿노즐에 의하여 유리기판에 형성되는 코팅막 표면의 얼룩을 검사하는 코팅막의 얼룩 검사방법에 있어서,

조명수단이 상기 슬릿노즐과 소정거리 떨어진 위치의 상기 코팅막 표면에 일정각도로 빛을 조사하고,

카메라가 상기 코팅막을 거쳐서 입사되는 빛의 밝기로부터 명도분포를 포함하는 상기 코팅막의 표면상태에 대한 영상정보를 생성하며,

영상정보처리수단이 영상정보처리과정을 통하여 상기 영상정보로부터 슬릿노즐의 진행방향과 수직한 방향으로 명도값을 누적하며, 상기 누적된 명도값과 설정된 임계누적 명도값으로부터 결정되는 얼룩부분을 상기 영상정보에 표시하여 영상처리정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 코팅막의 얼룩 검사방법.
제 11항에 있어서,

상기 영상정보처리과정은

상기 카메라에서 생성된 영상정보를 수신하는 상기 영상정보수신과정;

상기 수신된 영상정보에 포함되어 있는 노이즈 등 필요 없는 신호를 제거하여 영상정보의 명도분포를 평활하게 하는 스무딩과정;

상기 영상정보에서 얼룩부분이 더 잘 구분되도록 하기 위하여 정상부분과 얼룩부분의 경계인 에지부분을 추출하여 상기 에지부분의 명도값을 소정 비율로 증가시켜주는 에지추출과정;

상기 에지추출과정을 통하여 얻어진 영상정보로부터 상기 슬릿노즐의 진행방향에 수직한 방향으로 명도값을 누적하여 누적분포곡선을 구하는 프로젝션과정;

상기 누적분포곡선에서 정상부분과 얼룩부분을 구분하기 위하여 설정된 임계누적명도값에 따라 얼룩부분을 결정하는 트레쉬홀딩과정;

상기 카메라에서 전송된 영상정보에 상기 트레쉬홀딩과정에서 얼룩으로 결정된 부분을 표시하는 영상처리정보생성과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 코팅막의 얼룩 검사방법.
제 12항에 있어서,

상기 에지추출과정은 1차미분방법으로 수행되는 것을 특징으로 하는 코팅막의 얼룩 검사방법.
제 13항에 있어서,

상기 에지추출과정은 2차미분방법이 추가로 수행되는 것을 특징으로 하는 코팅막의 얼룩 검사방법.
제 12항 내지 제 14항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 영상처리정보생성과정은 얼룩부분으로 결정된 부분을 선으로 표시하는 것을 특징으로 하는 코팅막의 얼룩 검사방법.
제 12항 내지 제 14항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 영상처리정보생성과정은 얼룩부분으로 결정된 부분을 정상부분과 다른 색상으로 표시하는 것을 특징으로 하는 코팅막의 얼룩 검사방법.
제 12항 내지 제 14항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 영상처리과정은

상기 카메라에서 전송된 영상정보의 이미지를 소정 비율로 축소하는 영상배율조정과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 코팅막의 얼룩 검사방법.