KR100763019B1 - 평판표시장치의 화질 검사 시스템 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 평판표시장치 화질 검사 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 평판표시장치의 전기적 특성 검사, 결함 검사, 광학 특성 검사를 고속, 고정도로 수행하기 위한 평판표시장치 화질 검사 시스템 및 그 방법에 관한 것임.
본 발명은 평판표시장치의 화질을 검사하기 위한 시스템으로서, 피검사체에서 출력되는 화면을 촬영하기 위한 영상 획득 수단, 상기 피검사체에 소정의 전원을 공급하기 위한 전원 공급 수단, 검사 패턴을 생성하여 상기 피검사체로 출력시키기 위한 패턴 생성 수단, 사용자로부터 제어 신호를 입력받기 위한 인터페이싱 수단 및 상기 인터페이싱 수단을 통하여 전달받은 제어 신호에 따라 상기 영상 획득 수단, 상기 전원 공급 수단 및 상기 패턴 생성 수단을 제어하여 전기적 특성 검사, 결함 검사 및 광학 특성 검사를 수행하기 위한 제어 수단을 포함함.
평판표시장치, 화질 검사, 전기적 특성 검사, 결함 검사, 광학 특성 검사, 캘리브레이션

Description

평판표시장치의 화질 검사 시스템 및 그 방법{System and its method for inspection of FPD}
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 평판표시장치 화질 검사 시스템의 구성도,
도 2는 도 1에 도시된 평판표시장치 화질 검사 시스템의 일실시예 사시도,
도 3은 도 1에 도시된 평판표시장치 화질 검사 시스템이 피검사체의 광학 특성 값을 측정하는 위치에 대한 일실시예 설명도,
도 4는 전기적 특성 검사 결과 나타나는 패턴에 대한 일실시예 설명도,
도 5는 도 1에 도시된 평판표시장치 화질 검사 시스템이 결함 검사에 이용하는 마스크에 대한 일실시예 설명도,
도 6은 결함 검출 결과 나타나는 다양한 결함 검출 패턴에 대한 일실시예 설명도,
도 7은 도 1에 도시된 평판표시장치 화질 검사 시스템이 이용하는 다양한 검사 패턴을 나타내는 일실시예 설명도,
도 8은 도 7에 도시된 다양한 검사 패턴에 따른 검사 위치를 나타내는 일실시예 설명도,
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 평판표시장치 화질 검사 방법에 대한 흐 름도,
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 평판표시장치 화질 검사 방법 중 전기적 특성 검사를 수행하는 과정에 대한 상세 흐름도,
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 평판표시장치 화질 검사 방법 중 결함 검사를 수행하는 과정에 대한 상세 흐름도 및
도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 평판표시장치 화질 검사 방법 중 광학 특성을 검사하는 과정에 대한 상세 흐름도이다.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >
11 : 광학 측정기 12 : 카메라
13 : 3축 모터 14 : 모터 구동부(motor driver)
15 : 전원 공급부 16 : 패턴 생성부(patern generator)
17 : 제어부(17) 18 : 오퍼레이션 박스
본 발명은 평판표시장치 화질 검사 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 평판표시장치의 전기적 특성 검사, 결함 검사, 광학 특성 검사를 고속, 고정도로 수행하기 위한 평판표시장치 화질 검사 시스템 및 그 방법에 관한 것이 다.
종래에는 TV, 모니터 등의 표시수단으로 음극선관(CRT)이 주로 사용되었다. 그러나, 음극선관(CRT)은 전자방출과 전자빔의 각도를 조절하기 위하여 고전압이 요구될 뿐만 아니라 크기와 무게를 줄이기에 매우 어려운 문제점을 안고 있었다. 따라서, 최근에는 경량화, 저전압 및 저소비전력의 특성을 가지는 평판 표시 장치(FPD : Flat Panel Display)가 음극선관(CRT)을 대체하여 많이 이용되고 있다.
평판 표시 장치의 종류로는 액정표시장치(LCD : Liquid Crystal Display), 플라즈마 디스플레이 패널(PDP : Plasma Display Panel), FED(Filed Emission Display), OLED(Organic Light Emitting Diodes) 등이 있다. 일반적으로 평판 표시 장치는 화소 단위를 이루는 셀의 형성 공정을 동반하는 패널 상판 및 하판의 제조 공정, 상판 및 하판의 합착 공정, 그리고 합착된 상판과 하판 사이에 액정, 가스 등을 주입하고 봉하는 공정 등의 여러 과정을 거쳐 완성된다.
이러한 과정에 의하여 완성된 평판 표시 장치들의 검사항목은 매우 다양하나, 이들 중 상판 글래스(glass)와 하판 글래스를 합착한 후 컨트롤러(controller) 및 구동 IC가 부착된 상태에서 이루어지는 결함 검사(외관 검사) 및 광학 특성 검사는 주로 작업자의 관찰에 의해 이루어지고 있다.
그런데, 평판 표시 장치의 넓은 영역에 비하여 결점의 크기는 매우 미소하기 때문에 육안에 의한 검사 방법은 매우 많은 시간이 소요될 뿐만 아니라 검사결과도 부정확한 문제점이 있다.
또한, 종래의 평판표시장치 검사 방법은 전기적 특성 검사, 결함 검사, 광학 특성 검사가 개별적으로 이루어져 전체적으로 일관성있는 검사가 이루어지기 힘든 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 평판표시장치의 전기적 특성 검사, 결함 검사, 광학 특성 검사를 하나의 시스템에서 자동으로 처리하되, 고성능의 카메라를 이용하여 빠르고 정확하게 결함 검사를 수행하고, 캘리브레이션 과정을 통하여 산출한 색상값과 광학 특성 값 간의 상관관계를 이용하여 카메라를 통하여 획득한 영상으로부터 광학 특성값을 산출해내는, 고속, 고정도의 평판표시장치 화질 검사 시스템 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기에 설명될 것이며, 본 발명의 실시예에 의해 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타낸 수단 및 조합에 의해 실현될 수 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 평판표시장치의 화질을 검사하기 위한 시스템으로서, 피검사체에서 출력되는 화면을 촬영하기 위한 영상 획득 수단, 상기 피검사체에 소정의 전원을 공급하기 위한 전원 공급 수단, 검사 패턴을 생성하여 상기 피검사체로 출력시키기 위한 패턴 생성 수단, 사용자로부터 제어 신 호를 입력받기 위한 인터페이싱 수단 및 상기 인터페이싱 수단을 통하여 전달받은 제어 신호에 따라 상기 영상 획득 수단, 상기 전원 공급 수단 및 상기 패턴 생성 수단을 제어하여 전기적 특성 검사, 결함 검사 및 광학 특성 검사를 수행하기 위한 제어 수단을 포함한다.
또한, 본 발명은, 평판표시장치 화질 검사 방법으로서, 피검사체에 검사 패턴을 디스플레이시킨 상태에서 상기 피검사체에 공급되는 전압을 변화시키면서 상기 피검사체를 촬영한 후, 그 영상을 분석하여 전기적 특성 검사를 수행하는 전기적 특성 검사 수행 단계, 상기 피검사체에 다양한 검사 패턴을 인가하며 촬영한 영상에 대하여 피검사체의 중심과 가장자리의 명도 차를 고려한 마스크(MASK)를 이용하여 컨볼루션(convolution)을 수행한 후, 그 결과를 분석하여 검출 결함 검사를 수행하는 결함 검사 수행 단계 및 캘리브레이션(calibration) 과정에 의하여 산출한 광학 특성 값과 색상값과의 상관관계에 따라 광학 특성 검사를 수행하는 광학 특성 검사 수행 단계를 포함한다.
이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시 예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 평판표시장치 화질 검사 시스템의 구성도이고, 도 2는 1에 도시된 평판표시장치 화질 검사 시스템의 일실시예 사시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 평판표시장치 화질 검사 시스템은 광학 측정기(11), 카메라(12), 3축 모터(13), 모터 구동부(motor driver)(14), 전원 공급부(15), 패턴 생성부(patern generator)(16), 제어부(17) 및 오퍼레이션 박스(18)를 포함한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 광학 측정기(11) 및 카메라(12)는 브라켓으로 고정되며 3축 모터(13)에 의하여 상하, 좌우, 전후로 이동하면서 피검사체의 영상 및 광학 특성을 보다 정확하게 획득한다.
광학 측정기(11)는 제어부(17)의 제어에 따라 3축 모터(13)에 의하여 기설정된 위치, 예를 들어 도 3에 도시된 바와 같은 9개 위치로 이동하면서 피검사체(10)의 광학 특성 값(휘도 Y, 색좌표 x, 색좌표 y)을 측정한다. 이 때, 광학 측정기(11)가 측정한 광학 특성 값은 카메라(12)에서 획득한 영상의 R,G,B 값과의 상관 관계를 구하는 캘리브레이션(calibration) 과정에 이용되는데, 그 과정은 이후에 상세히 후술하기로 한다.
카메라(12)는 제어부(17)의 제어에 따라 피검사체(10)에서 출력되는 영상을 획득한다.
모터 구동부(motor driver)(14)는 제어부(17)의 제어에 따라 3축 모터(13)를 구동시켜 광학 측정기(11) 및 카메라(12)의 위치를 이동시킨다.
전원 공급부(15)는 제어부(17)의 제어에 따라 피검사체(10)에 소정의 전원, 즉 Vcc(로직 전원), Vs(Sustain 전원), Va(어드레스 전원)을 공급한다.
패턴 생성부(patern generator)(16)는 제어부(17)의 제어에 따라 도 7에 도시된 바와 같은 여러가지 색상과 모양의 검사 패턴을 생성하여 피검사체(10)로 출력시킨다.
오퍼레이션 박스(18)는 사용자로부터 제어 신호를 입력받아 제어부(17)로 전달한다.
제어부(17)는 오퍼레이션 박스(18)로부터의 제어 신호에 따라 전원 공급부(15), 패턴 생성부(16), 광학 측정기(11) 및 카메라(12)를 제어하여 전기적 특성 검사, 결함 검사, 광학 특성 검사를 수행한다.
여기서, 제어부(17)가 전기적 특성 검사를 수행하는 과정을 살펴보면, 먼저 피검사체(10)에 도 4에 도시된 바와 같은 검사 패턴(41)을 디스플레이시킨 상태에서 피검사체(10)에 공급되는 전압을 변화(Vs 전압을 하강/상승)시키도록 전원 공급부(15)를 제어한다. 그러면, 전원 공급부(15)는 제어부(17)의 제어에 따라 피검사체(10)로 전원을 공급하여 패턴 생성부(16)에서 생성한 검사 패턴이 디스플레이되도록 하고, 검사 패턴을 디스플레이하는데 소모되는 전기적 특성을 제어부(17)로 피드백한다.
한편, 제어부(17)는 전기적 특성 검사를 위하여 전압 값을 변화시키는 동안 카메라(12)를 이용하여 피검사체(10)를 촬영하고, 그 영상을 분석하여 화면 상에 미세한 비정상적 패턴(42,43)이 나타나는 시점을 감지하고, 그 때의 최저 전압 값 및 최대 전압 값을 획득한다.
이처럼 획득한 최저 전압 값과 최대 전압 값의 차이를 전압 마진(margin)이라고 한다. 그리고, 전압 마진의 최대값과 최소값의 중간값을 소비 전압으로 결정할 수 있으며, 결정한 소비 전압을 피검사체(10)에 인가했을 때의 전류값을 측정하여 소비 전류로 결정한다.
전압 마진 = 최대 전압 - 최소 전압
소비 전압 = 0.5 × (최대 전압 + 최소 전압)
이처럼 전기적 특성 검사 결과로 획득한 전압 마진, 소비 전압, 소비 전류를 기준값과 비교하여 합격/불합격을 판정하고, 합격한 경우에 한하여 결함 검사, 광학 특성 검사를 수행하게 된다. 이후의 결함 검사, 광학 특성 검사는 전기적 특성 검사 결과로 얻은 소비 전압을 인가한 상태에서 수행한다.
한편, 제어부(17)는 이상에서 살펴본 바와 같은 과정에 의하여 전기적 특성 검사를 수행한 이후의 결함 검사 및 광학 특성 검사를 수행하기 위하여 캘리브레이션(calibration) 과정을 수행한다.
캘리브레이션이란 광학 측정기(11)에서 측정한 광학 특성 측정값(휘도 Y, 색좌표 x, 색좌표 y)과 카메라(12)에서 측정한 색상값 간의 상관관계(상수값)를 산출해내는 과정이다. 일단 광학 특성 측정값과 색상값 간의 상관관계를 산출해내면, 이후에는 카메라(12)를 통하여 획득한 영상의 색상값(R/G/B)으로부터 광학 특성 값 인 휘도, 색좌표를 구할 수 있으므로 검사 장치마다 광학 측정기(11)를 구비하지 않아도 되는 이점이 있다. 따라서, 캘리브레이션 과정은 피검사체(10)마다 수행되는 것은 아니며, 대표적으로 수행한 캘리브레이션 결과는 동일한 모델에 대하여 적용할 수 있다.
먼저, 제어부(17)는 모터 구동부(14)를 통하여 3축 모터(13)를 제어하여 광학 측정기(11)를 기설정된 위치로 이동시키면서 제어하여 도 4에 도시된 바와 같이 피검사체(10)의 특정 위치에 대한 광학 특성 값(휘도 Y, 색좌표 x, 색좌표 y)을 획득한다. 이와 동시에 제어부(17)는 카메라(12)를 제어하여 피검사체(10)의 영상을 획득한 후 광학 측정기(11)에서 측정한 위치와 동일한 위치에 대한 색상값(R/G/B)을 획득한다.
그리고, 광학 측정기(11)를 통하여 획득한 광학 특성 값과 카메라(12)를 통하여 획득한 색상값(R/G/B) 간의 상관 관계를 구한다.
즉, 색상 R, 휘도 Y, 색좌표 x, 색좌표 y를 하기의 [수학식 3]과 같은 행렬로 나타내면, 색상 R, 휘도 Y, 색좌표 x, 색좌표 y는 각각 하기의 [수학식 4]와 같은 관계를 가지므로, 역행렬(inverse matrix) 연산을 통하여 상수 A(a1,a2,a3,a4), B(b1,b2,b3,b4), C(c1,c2,c3,c4)를 구할 수 있다.
R = (R, G, B, 1)
A = (a1, a2, a3, a4)
B = (b1, b2, b3, b4)
C = (c1, c2, c3, c4)
Y = R·A
x = R·B
y = R·C
또한, 상수 A(a1,a2,a3,a4), B(b1,b2,b3,b4), C(c1,c2,c3,c4)를 구하면 임의의 Ri, Gi, Bi 값을 이용하여 상응하는 휘도 및 색좌표를 구할 수 있다.
한편, 제어부(17)는 캘리브레이션 과정에 의하여 광학 특성 값과 색상값(R/G/B)의 상관관계를 구한 후에는 각 피검사체(10)에 대하여 앞에서 설명한 전기적 특성 검사, 결함 검사 및 광학 특성 검사를 차례로 수행하게 된다.
즉, 제어부(17)는 전기적 특성 검사에 합격한 피검사체(10)에 대하여 고해상도의 카메라(12), 3축 모터(13), 모터 구동부(14), 패턴 생성부(16), 전원 공급부(15)를 이용하여 피검사체(10)에 존재하는 픽셀(pixel), 라인(line), 영역(area), 얼룩 결함을 고속, 고정도로 검사하는 결함 검사를 수행한다.
일반적으로 피검사체(예를 들어, PDP)의 크기가 대형인 경우에는 전체적으로 균질한 영상을 얻기가 어렵기 때문에 고전적 알고리즘인 이진화(Thresholding) 기법, 라벨링(Labeling) 기법 등을 적용하면 정확한 결과를 얻기가 어렵다. 실제로 피검사체(10)에서 얻어진 영상이 전 영역에서 균질하다면 단순히 이진화 (Thresholding) 기법으로 결함을 검출하기가 충분하지만, 부분적으로는 균질해보이지만 전체적으로는 피검사체(10)의 중심과 가장자리는 그 밝기(명도) 값에 차이가 있다. 따라서, 이러한 피검사체(10)의 중심과 가장자리의 명도 차를 고려한 마스크(MASK)를 이용하여 컨볼루션(convolution)을 수행한다.
본 발명에서 이용하는 마스크(MASK)는 도 5에 도시된 바와 같은 형태로서, 멕시칸 모자(Mexican Hat) 모양을 가지고 있다. 원영상에 2차원 마스크를 컨볼루션(convolution)한 결과는 모든 위치에서 0에 가까운 값을 가져야 한다.
만약, 원영상에 2차원 마스크를 컨볼루션(convolution)한 결과가 0으로부터 기설정치 이상 벗어난 부분이 있다면 결함 영역으로 판단한다. 그리고 결함 영역으로 판단된 영역을 그룹핑(grouping)한 결과, 그 형상이 원형을 이루고 있으면 점결함(픽셀 결함), 길게 형성되어 있으면 선결함(라인 결함), 면적을 가지고 형성되어 있으면 면결함(Area 결함)이라고 한다. 도 6에 여러가지 형태의 결함 검출 패턴이 도시되어 있다.
위에서 설명한 방법에 의하여 검출한 각 결함 그룹의 중심을 결함 중심 위치라고 하며, 결함 그룹의 크기에 따라서 결함 크기를 결정한다. 여기서, 결함 크기가 기설정치 미만이면 합격으로 판단하고, 결함 크기가 기설정치 이상이면 불합격으로 판단한다.
한편, 제어부(17)는 이상에서 설명한 과정에 의하여 결함 검사를 수행한 결과, 합격이면 아래와 같은 광학 특성 검사를 수행하게 된다.
본 발명에서 광학 특성 검사는 광학 측정기(11)를 이용하지 않고, 캘리브레 이션(calibration) 과정에 의하여 산출한 광학 특성 값과 색상값과의 상관관계를 이용하여 이루어진다.
즉, 제어부(17)는 패턴 생성부(16) 및 전원 공급부(15)를 제어하여 도 7에 도시된 바와 같은 여러 형태의 검사 패턴을 피검사체(10)로 출력시킨 후, 카메라(12)로 피검사체(10)의 화면을 촬영한다. 그리고, 도 8에 도시된 바와 같이 패턴의 형태에 따라 기설정되어 있는 검사 위치에 대한 색상값(R/G/B)을 촬영한 영상으로부터 추출해낸다.
그리고, 추출한 색상값(R/G/B)을 캘리브레이션(calibration) 과정에 의하여 산출한 상관관계에 따라 상응하는 휘도 및 색좌표로 변환한다. 예를 들어, 도 3에 도시된 피검사체(10)의 i번째 위치에서 획득한 색상값(RGB)이 Ri, Gi, Bi이라면 다음과 같은 [수학식 5]에 의하여 휘도 Yi, 색좌표 xi, 색좌표 yi을 구한다.
Yi = a1*Ri + a2*Gi + a3*Bi +a4
xi = b1*Ri + b2*Gi + b3*Bi +b4
yi = c1*Ri + c2*Gi + c3*Bi +c4
일반적으로 영상 장치에서 사용되는 RGB 좌표계, CMY 좌표계, 또는 CIE 색도도(CIE chromaticity diagram)는 색좌표계의 불균등성으로 인하여 인간이 느끼는 색의 차이와 다르게 정량화될 수 있다. 따라서, 본 발명의 일실시예에 따른 화질 검사 시스템에서는 카메라(12)를 통하여 획득한 RGB 색상 정보를 인간의 시각 특성 을 고려한 색상 정보인 휘도 Y, 색좌표 x, 색좌표 y로 변환한 후 검사에 이용한다.
한편, 이와같이 구한 휘도, 색좌표 x, 색좌표 y가 각각의 기준값 조건을 만족하는지를 확인하여 합격 또는 불합격을 판정한다.
이하에서는 도 9를 참조하여 본 발명의 전체적인 동작 과정을 살펴보기로 한다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 평판표시장치 화질 검사 방법에 대한 흐름도이다.
먼저, 피검사체(평판표시장치)에 검사 패턴(예를 들어, fully-white)을 인가하고, 전압을 인가하여 전기적 특성 검사를 수행한다(S901). 여기서, 전기적 특성 검사를 수행하는 과정에 대하여 도 10을 참고하여 보다 상세히 살펴보기로 한다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 평판표시장치 화질 검사 방법 중 전기적 특성 검사를 수행하는 과정에 대한 상세 흐름도이다.
먼저, 피검사체(평판표시장치)에 기설정된 기준 전압(Vcc(로직 전원), Vs(Sustain용 전원), Va(어드레스용 전원))을 인가하고, 검사 패턴(예를 들어, full-white 패턴)을 인가한다(S101).
그러면서 피검사체(평판표시장치)의 출력을 촬영하여 영상을 획득하고, 획득한 영상을 분석하여 정상적인 패턴이 디스플레이되고 있음을 확인한다(S102). 그리고, Vs 전압을 기설정된 스텝만큼 하강시킨 후(S103), 피검사체(평판표시장치)를 촬영한 영상을 분석하여 정상적인 패턴이 디스플레이되고 있는지를 확인한다(S104).
확인 결과(S104), 정상적인 패턴이 디스플레이되고 있으면 "S103" 과정으로 진행하여 반복 수행하고, 비정상적인 패턴이 디스플레이되고 있으면 현재의 Vs 전압 값을 최소 전압으로 결정한다(S105). 그리고, 기설정된 기준 전압으로부터 기설정된 스텝만큼 Vs 전압을 상승시킨 후(S106), 피검사체(평판표시장치)를 촬영한 영상을 분석하여 정상적인 패턴이 디스플레이되고 있는지를 확인한다(S107).
확인 결과(S107), 정상적인 패턴이 디스플레이되고 있으면 "S106" 과정으로 진행하여 반복 수행하고, 비정상적인 패턴이 디스플레이되고 있으면 현재의 Vs 전압 값을 최대 전압으로 결정한다(S108). 그리고, 결정한 최소 전압과 최대 전압을 이용하여 전압 마진을 결정하고, 소비 전압(적정 전압) 및 소비 전류를 결정한다(S109).
이후, 이러한 방법으로 측정한 전압 마진, 소비 전압(적정 전압), 소비 전류가 기설정된 기준 범위를 만족하는지를 확인하여(S902), 만족하지 않으면 불합격으로 판정하여 이를 사용자에게 알린 후 종료하고(S903), 만족하면 합격으로 판정한 후 피검사체(평판표시장치)에 검사 패턴과 "901" 과정에 측정한 적정 전압을 인가하여 결함 검사를 수행한다(S904).
여기서, 결함 검사를 수행하는 과정을 도 11을 참조하여 살펴보면 다음과 같다.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 평판표시장치 화질 검사 방법 중 결함 검사를 수행하는 과정에 대한 상세 흐름도이다.
먼저, 피검사체(평판표시장치)에 다양한 검사 패턴과 적정 전압을 인가하여 (S1101), 그 결과 피검사체(평판표시장치)로 출력되는 화면의 영상을 획득한다(S1102). 이 때, 획득한 영상의 RGB 색상 정보를 인간의 시각 특성을 고려한 색상 정보로 변환하면 더욱 정확한 결과를 얻을 수 있다.
그리고, 획득한 영상(RGB 값)과 피검사체의 중심과 가장자리의 명도 차를 고려한 마스크(MASK)를 컨볼루션(convolution)하여 결함 영역을 검출하고(S1103), 검출한 결함 영역을 인접한 것끼리 그룹화한다.(S1104)
이후, 결함 검사 결과로 검출한 결함 그룹의 결함 크기가 기설정치 미만인지를 확인하여(S905), 결함 그룹의 결함 크기가 기설정치 이상이면 불합격으로 판정하여 이를 사용자에게 알린 후 종료한다(S903).
한편, 확인 결과(S905), 결함 그룹의 결함 크기가 기설정치 미만이면 합격으로 판정하고, 캘리브레이션(calibration) 과정에 의하여 산출한 광학 특성 값과 색상값(R/G/B) 간의 상관관계에 따라 광학 특성 검사를 수행한다(S906). 이 과정을 도 12를 참조하여 보다 상세히 살펴보기로 한다.
도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 평판표시장치 화질 검사 방법 중 광학 특성을 검사하는 과정에 대한 상세 흐름도이다.
먼저, 광학 특성을 검사하기 위해서 피검사체(평판표시장치)에 다양한 검사 패턴과 적정 전압을 인가하고(S1201), 그 결과 피검사체(평판표시장치)로 출력되는 화면의 영상을 획득한다(S1202).
그리고, 획득한 영상으로부터 기설정되어 있는 검사 위치에 대한 색상값(R/G/B)을 추출해낸 후(S1203), 추출한 색상값(R/G/B)을 캘리브레이션 (calibration) 과정에 의하여 산출한 상관관계에 따라 상응하는 휘도 및 색좌표로 변환한다(S1204).
여기서, 광학 특성 검사를 수행하기 위해서는 캘리브레이션(calibration) 과정이 선행되어야 한다. 캘리브레이션(calibration)을 수행하는 과정은 앞에서도 살펴본 바와 같이, 광학 특성 값과 색상값(RGB) 간의 상관관계(상수값)를 산출해내는 과정으로서, 역행렬(inverse matrix) 연산을 이용하여 구한다. 캘리브레이션(calibration) 값은 외부로부터 입력받을 수도 있고, 직접 구할 수도 있다.
이후, 광학 특성 검사를 수행한 결과, 산출한 광학 특성 값이 기설정된 범위를 만족하는지를 확인하여(S907), 만족하면 불합격으로 판정하여 이를 사용자에게 알린 후 종료하고(S903), 만족하지 않으면 합격으로 판정하여 모든 검사를 성공적으로 종료한다(S908)
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허 청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
상술한 바와 같이 본 발명은, 평판표시장치의 전기적 특성 검사, 결함 검사, 광학 특성 검사를 하나의 시스템에서 자동으로 처리하여, 평판표시장치 화질 검사에 소요되는 시간을 크게 줄이고, 미소한 결함도 정확하게 검출할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 고성능의 카메라를 이용하여 촬영한 영상에 대하여 피검사체의 중심과 가장자리의 명도 차를 고려한 마스크(MASK)를 이용하여 컨볼루션(convolution)을 수행한 후 그 결과를 분석하여 결함 영역을 검출함으로써, 종래에 단순히 이진화(Thresholding) 기법, 라벨링(Labeling) 기법 등을 적용하여 결함을 검출할 때보다 정확도가 높은 효과가 있다.
또한, 본 발명은 광학 측정계를 이용하여 광학 특성 값을 직접 측정하지 않고, 캘리브레이션 과정을 통하여 산출한 색상값과 광학 특성 값 간의 상관관계를 이용하여, 카메라로 촬영한 피검사체의 영상으로부터 광학 특성값을 산출해냄으로써, 고속, 고정도로 평판표시장치의 화질을 검사할 수 있는 효과가 있다.

Claims (19)

  1. 평판표시장치의 화질을 검사하기 위한 시스템으로서,
    피검사체에서 출력되는 화면을 촬영하기 위한 영상 획득 수단;
    상기 피검사체에 소정의 전원을 공급하기 위한 전원 공급 수단;
    검사 패턴을 생성하여 상기 피검사체로 출력시키기 위한 패턴 생성 수단;
    사용자로부터 제어 신호를 입력받기 위한 인터페이싱 수단; 및
    상기 인터페이싱 수단을 통하여 전달받은 제어 신호에 따라 상기 영상 획득 수단, 상기 전원 공급 수단 및 상기 패턴 생성 수단을 제어하여 전기적 특성 검사, 결함 검사 및 광학 특성 검사를 수행하기 위한 제어 수단을 포함하고,
    상기 제어 수단이 결함 검사를 수행하는 과정은,
    상기 패턴 생성 수단 및 상기 영상 촬영 수단을 제어하여 상기 피검사체에 다양한 검사 패턴과 적정 전압을 인가하고, 그 결과 상기 피검사체로 출력되는 화면을 촬영하여 획득한 영상에 대하여 상기 피검사체의 중심과 가장자리의 명도 차를 고려한 마스크(MASK)를 이용하여 컨볼루션(convolution)을 수행한 후, 그 결과를 분석하여 검출 결함 검사를 수행하는
    평판표시장치 화질 검사 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어 수단의 제어에 따라 영상 획득 수단을 상하, 좌우, 전후로 이동시키기 위한 구동 수단을 더 포함하는
    평판표시장치 화질 검사 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제어 수단이 전기적 특성 검사를 수행하는 과정은,
    상기 패턴 생성 수단을 제어하여 상기 피검사체에 검사 패턴을 디스플레이시킨 상태에서 상기 전원 공급 수단을 제어하여 상기 피검사체에 공급되는 전압을 변화시키면서 상기 영상 획득 수단을 제어하여 상기 피검사체를 촬영한 후, 그 영상을 분석하여 화면 상에 미세한 비정상적 패턴이 나타나는 시점을 감지하고, 그 때의 최저 전압 값 및 최대 전압 값을 획득하여 합격 여부를 판단하는
    평판표시장치 화질 검사 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제어 수단은,
    전기적 특성 검사 결과로 획득한 최저 전압 값과 최대 전압 값의 차이를 전압 마진(margin)으로 결정하고, 전압 마진의 최대값과 최소값의 중간값을 소비 전압으로 결정하며, 결정한 소비 전압을 피검사체에 인가했을 때의 전류값을 측정하여 소비 전류로 결정하는
    평판표시장치 화질 검사 시스템
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어 수단은,
    마스크(MASK)를 컨볼루션하기 이전에, 획득한 영상의 RGB 색상 정보를 인간의 시각 특성을 고려한 색상 정보인 휘도 Y, 색좌표 x, 색좌표 y로 변환하는 기능을 더 수행하는
    평판표시장치 화질 검사 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 마스크(MASK)는,
    멕시칸 모자(Mexican Hat) 형태로서, 원영상에 2차원 마스크를 컨볼루션(convolution)한 결과는 모든 위치에서 0에 가까운 값을 가지는
    평판표시장치 화질 검사 시스템.
  8. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어 수단이 광학 특성 검사를 수행하는 과정은,
    상기 인터페이싱 수단을 통하여 입력받은 광학 특성 값과 색상값과의 상관관계에 따라 광학 특성 검사를 수행하는
    평판표시장치 화질 검사 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제어 수단은,
    상기 피검사체에 다양한 검사 패턴과 적정 전압을 인가하고, 그 결과 상기 피검사체로 출력되는 화면의 영상을 획득하여 기설정되어 있는 검사 위치에 대한 색상값(R/G/B)을 추출한 후, 추출한 색상값을 상기 인터페이싱 수단을 통하여 입력받은 상관관계에 따라 상응하는 광학 특성 값으로 변환하는
    평판표시장치 화질 검사 시스템.
  10. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어 수단의 제어에 따라 상기 구동 수단에 의하여 기설정된 위치로 이동하면서 피검사체의 광학 특성 값을 측정하기 위한 광학 측정 수단을 더 포함하는
    평판표시장치 화질 검사 시스템.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제어 수단은,
    상기 광학 측정 수단을 제어하여 피검사체의 특정 위치에 대한 광학 특성 값을 획득하고, 이와 동시에 상기 영상 획득 수단을 제어하여 획득한 피검사체의 영상으로부터 상기 특정 위치에 대한 색상값(R/G/B)을 획득한 후, 상기 광학 측정 수단을 통하여 획득한 광학 특성 값과 상기 영상 획득 수단을 통하여 획득한 색상값(R/G/B) 간의 상관 관계를 구하는 캘리브레이션을 수행하는
    평판표시장치 화질 검사 시스템.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제어 수단은,
    상기 피검사체에 다양한 검사 패턴과 적정 전압을 인가하고, 그 결과 상기 피검사체로 출력되는 화면의 영상을 획득하여 기설정되어 있는 검사 위치에 대한 색상값(R/G/B)을 추출한 후, 추출한 색상값을 상기 캘리브레이션에 의하여 산출한 상관관계에 따라 상응하는 광학 특성 값으로 변환하는
    평판표시장치 화질 검사 시스템.
  13. 평판표시장치 화질 검사 방법으로서,
    피검사체에 검사 패턴을 디스플레이시킨 상태에서 상기 피검사체에 공급되는 전압을 변화시키면서 상기 피검사체를 촬영한 후, 그 영상을 분석하여 전기적 특성 검사를 수행하는 전기적 특성 검사 수행 단계;
    상기 피검사체에 다양한 검사 패턴을 인가하며 촬영한 영상에 대하여 상기 피검사체의 중심과 가장자리의 명도 차를 고려한 마스크(MASK)를 이용하여 컨볼루션(convolution)을 수행한 후, 그 결과를 분석하여 검출 결함 검사를 수행하는 결함 검사 수행 단계; 및
    캘리브레이션(calibration) 과정에 의하여 산출한 광학 특성 값과 색상값과의 상관관계에 따라 광학 특성 검사를 수행하는 광학 특성 검사 수행 단계
    를 포함하는 평판표시장치 화질 검사 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 전기적 특성 검사 수행 단계는,
    상기 피검사체에 기설정된 기준 전압(Vcc(로직 전원), Vs(Sustain용 전원), Va(어드레스용 전원))을 인가하고, 검사 패턴을 디스플레이시키는 단계;
    상기 피검사체의 출력을 촬영하여 영상을 획득하고, 획득한 영상을 분석하여 정상적인 패턴이 디스플레이되고 있음을 확인하는 단계;
    기설정된 스텝만큼 Vs 전압을 하강시키면서 상기 피검사체를 촬영한 영상을 분석하여 비정상적인 패턴이 디스플레이되는 시점의 Vs 전압 값을 최소 전압으로 결정하는 단계;
    기설정된 스텝만큼 Vs 전압을 상승시키면서 상기 피검사체를 촬영한 영상을 분석하여 비정상적인 패턴이 디스플레이되는 시점의 Vs 전압 값을 최대 전압으로 결정하는 단계;
    결정한 최소 전압과 최대 전압을 이용하여 전압 마진을 결정하고, 소비 전압 및 소비 전류를 결정하는 단계; 및
    소비 전압과 소비 전류가 기설정된 조건을 만족하는지를 확인하여 합격 여부를 판정하는 단계
    를 포함하는 평판표시장치 화질 검사 방법.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 결함 검사 수행 단계는,
    상기 피검사체에 다양한 검사 패턴과 적정 전압을 인가하여, 그 결과 상기 피검사체로 출력되는 화면의 영상을 획득하는 단계;
    상기 획득한 영상(R/G/B)과 상기 피검사체의 중심과 가장자리의 명도 차를 고려한 마스크(MASK)를 컨볼루션하여 결함 영역을 검출하는 단계;
    검출한 결함 영역을 인접한 것끼리 그룹화하는 단계; 및
    결함 그룹의 크기가 기설정치 미만이면 합격으로 판정하고, 기설정치 이상이면 불합격으로 판정하는 단계
    를 포함하는 평판표시장치 화질 검사 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    마스크(MASK)를 컨볼루션하기 이전에, 획득한 영상의 RGB 색상 정보를 인간의 시각 특성을 고려한 색상 정보인 휘도 Y, 색좌표 x, 색좌표 y로 변환하는 단계를 더 포함하는
    평판표시장치 화질 검사 방법.
  17. 제 13 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 마스크(MASK)는,
    멕시칸 모자(Mexican Hat) 형태로서, 원영상에 2차원 마스크를 컨볼루션(convolution)한 결과는 모든 위치에서 0에 가까운 값을 가지는
    평판표시장치 화질 검사 방법.
  18. 제 13 항에 있어서,
    상기 광학 특성 검사 수행 단계는,
    상기 피검사체에 다양한 검사 패턴과 적정 전압을 인가하고, 그 결과 상기 피검사체로 출력되는 화면의 영상을 획득하는 단계;
    획득한 영상으로부터 기설정되어 있는 검사 위치에 대한 색상값(R/G/B)을 추출하는 단계;
    추출한 색상값(R/G/B)을 캘리브레이션(calibration) 과정에 의하여 산출한 광학 특성 값과 색상값의 상관관계에 따라 상응하는 광학 특성 값으로 변환하는 단계; 및
    변환한 광학 특성 값이 기설정된 범위를 만족하는지를 확인하여 합격 여부를 판정하는 단계
    를 포함하는 평판표시장치 화질 검사 방법.
  19. 제 18 항에 있어서, 상기 캘리브레이션(calibration) 과정은,
    상기 피검사체의 특정 위치에 대한 광학 특성 값을 획득하고, 이와 동시에 상기 영상 획득 수단을 제어하여 획득한 상기 피검사체의 영상으로부터 상기 특정 위치에 대한 색상값(R/G/B)을 획득한 후, 상기 획득한 광학 특성 값과 상기 획득한 색상값 간의 상관 관계를 구하는 것을 특징으로 하는 평판표시장치 화질 검사 방법.
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