KR100862963B1 - 모아레 억제 방법 및 그 장치 - Google Patents

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Abstract

디스플레이 패널(10)을 검사하는 방법 및 장치는 디스플레이 소자를 갖는 복수의 디스플레이 패널(30) 중 일부분의 영상을 센서 소자를 갖는 영상 포착 장치로 캡처하는 단계, 모아레 아티팩트 패턴 기준을 포함하는 기준 영상을 형성하도록 복수의 패널 중 일부분의 영상을 결합시키는 단계, 및 디스플레이 소자를 갖는 샘플 디스플레이 패널 중 일부분의 샘플 영상을 영상 포착 장치로 캡처하는 단계를 포함하고, 각각의 영상은 대략 제2 갯수의 센서 소자로 캡처된, 상기 제2 갯수와 상이한 대략 제1 갯수의 디스플레이 소자의 영상을 포함하며, 샘플 영상은 대략 제2 갯수의 센서 소자로 캡처된, 상기 샘플 디스플레이 상의 대략 제1 갯수의 디스플레이 소자의 영상을 포함하는 디스플레이 패널 검사 방법 및 장치를 제공한다.
디스플레이 패널, 디스플레이 소자, 센서 소자, 영상 포착 장치, 모아레 아티팩트 공간, 샘플 영상,

Description

모아레 억제 방법 및 그 장치 {MOIRE SUPPRESSION METHOD AND APPARATUS}
본 발명은 자동 검사 시스템에 관한 것이다. 보다 구체적으로는, 본 발명은 기판의 일부분을 검사하는 방법 및 그 장치에 관한 것이다.
기판의 자동 비주얼 검사를 농담삼아 "미래"의 기술이라고 한다. 즉, 비주얼 검사 기술은 현재가 아닌 미래에 가서야 달성될 수 있는 기술이라는 것이다. 기판의 신뢰할만한 비주얼 검사가 현재까지 달성되지 않고 있는데는 여러 가지 이유가 있다. 이들 이유 중에는 종종 필요로 하는 고해상도 센서 어레이가 경제적으로 실용적이지 못하고, 결함만을 강조하는 영상을 캡처한다는 것이 실질적으로 불가능하다는 점을 포함한다.
일례로서, 디스플레이 검사 시스템 분야에 있어서, 검사하려는 디스플레이는 흔히 다량의 화소, 즉 1900x1200, 1600x1200 등을 갖는다. 또한, 전술한 고해상도 디스플레이에 있어서, 상기 디스플레이가 종래의 RGB-형 디스플레이인 경우, 각각의 화소는 세 가지 색의 서브 화소를 포함한다. 따라서, 디스플레이가 정해진 1600x1200 해상도를 가질 수 있는 반면, 본 발명의 발명자는 상기 디스플레이에 대한 효과적인 검사 해상도를 보다 높은 것으로 정하였다. 예를 들면, 1600x1200 디스플레이는 적어도 4800x1200의 효과적인 해상도를 제공하는 4800 서브 화소의 수 평 해상도를 실질적으로 갖는다. 따라서, 검사를 위한 상기 디스플레이의 영상을 캡처하는데는 고해상도 카메라가 필요하게 된다.
반대로, 시판 중인 고해상도 CCD 카메라는 일반적으로 1900x1200, 4096x4096(4Kx4K) 등의 해상도를 갖는다. 이에 비추어, 본 발명의 발명자는 상기 기판을 검사하는데는 고해상도 카메라를 사용하는 대신 저해상도 카메라를 사용하는 것이 바람직한 것으로 판단하였다. 예를 들면, 고해상도 카메라는 저해상도 카메라(예를 들면, 1Kx1K 또는 2Kx2K)에는 필요하지 않은 특정의 동작 요구 조건을 흔히 요구한다. 또한, 저해상도 카메라는 고해상도 카메라보다 일반적으로 훨씬 싸다. 예를 들면, 2Kx2K 센서 카메라의 가격은 4Kx4K 카메라 가격의 1/4 이하로 생각된다.
문제를 더 해소하기 위하여, 액정 디스플레이와 같은 오늘날의 디스플레이는 각각의 서브 화소를 둘러싸는 얇은 흑색 테두리를 갖는 것이 일반적이다. 서브 화소를 둘러싸는 얇은 흑색 테두리는 당해 산업 분야에서 상기 디스플레이의 콘트라스트비(contrast ratio)의 향상에 도움을 주고, 인접하는 디스플레이 서브 화소 사이의 약간의 오정렬을 숨기는데 도움을 주는 것으로 믿고 있다. 이들 흑색 테두리는 일반적으로 디스플레이 서브 화소보다 폭 및 높이가 훨씬 작은데, 예를 들면 디스플레이 서브 화소 폭의 1/10 이하이다. 다른 실시예에 있어서, 상대 치수는 상이할 수 있다.
도 6은 검사하려는 예시적인 디스플레이 화소의 도면이다. 도면에서 알 수 있는 바와 같이, 하나의 디스플레이 화소(600)는 대체로 사각형이며 일반적으로 사 이드마다 80 미크론 내지 100 미크론 범위에 걸친다. 예시된 바와 같이, 디스플레이 화소(600)는 일반적으로 적색, 녹색, 청색 표시 소자를 나타내는 서브 화소(610-630)를 포함한다. 이들 서브 화소는 디스플레이 상에 흑색으로 나타나는 셀 벽(cell wall)에 의하여 분리되므로, 서브 화소가 얇은 흑색의 테두리로 분리된 것처럼 보인다. 예를 들면, 도 6에는 서브 화소(610-630)가 셀 벽 영역(640-650)에 의하여 분리되어 있다. 상기 실시예에 있어서, 서브 화소(610)와 셀 벽 영역(640) 사이의 폭의 비율은 대략 10:1이다. 서브 화소와 셀 벽 사이의 관계를 예시하는 보다 상세한 도면은 본 특허출원의 현재 양수인에게 양도된 미합중국 특허 제5,754,678호에서 찾을 수 있다.
본 발명의 발명자는 상기 서브 화소를 둘러싸는 얇은 흑색의 테두리를 검사할 필요는 없고, 단지 서브 화소 그 자체만 검사를 필요로 하는 것으로 판단하였다. 그러나, 발명자는 이들 얇은 흑색의 테두리가 서브 화소의 검사를 방해한다는 점을 알았다. 보다 구체적으로는, 두 대의 카메라 화소가 도 6에 예시된 바와 같이 나이키스트 표본화 원리를 충족시키며 각각의 서브 화소를 캡처하는 경우, 얇은 흑색의 테두리를 캡처하는 동안 여전히 오류가 있다. 따라서, 얇은 흑색의 테두리가 디스플레이의 캡처 프레임 상에 모아레 아티팩트 패턴으로 나타난다. 발명자는 상기 모아레 아티팩트 패턴이 저주파 공간 파동(low spatial frequency undulation) 또는 수평으로 나타나는 "비트 주파수" 및 영상에 수직으로 나타나는 일반적으로 상이한 비트 주파수를 특징으로 할 수 있다는 점을 알았다. 디스플레이 상의 "결함"으로 생각되지는 않지만, 모아레 아티팩트는 또한 준 반복성(quasi- repetitive)일 수 있다.
따라서, 자동 검사 등을 목적으로 디스플레이의 영상을 캡처할 때, 발명자는 상기 캡처된 영상의 모아레 아티팩트가 디스플레이의 검사를 방해한다는 점을 알았다. 즉, 밝은 화소, 어두운 화소, 등과 같은 디스플레이 상의 확실한 결함만을 강조하는 디스플레이 영상을 캡처할 수 없다는 점이다.
따라서, 전술한 단점없이 검사를 위하여 디스플레이 영상을 캡처하는 바람직한 방법 및 장치를 필요로 한다.
본 출원은 2001년 7월 5일 출원된 미합중국 특허출원 제60/303,601호를 참조하여 결합시킨 것이다.
본 발명은 기판의 검사에 관한 것이다. 보다 구체적으로는, 본 발명은 액정 디스플레이, 플라스마 디스플레이, 등의 디스플레이 기판의 검사에 관한 것이다.
본 발명의 일 양태에 있어서, 디스플레이 패널의 검사 방법이 개시되어 있다. 한 가지 기술은 디스플레이 소자를 갖는 복수의 디스플레이 패널 일부의 영상을 센서 소자를 갖는 영상 포착 장치로 캡처하는 단계를 포함하고, 각각의 영상은 대략 2 갯수의 센서 소자로 캡처된 대략 1 갯수의 디스플레이 소자의 영상을 포함하며, 제1 갯수와 제2 갯수는 상이하고, 영상 포착 장치는 복수의 디스플레이 패널 각각에 대하여 소정의 방향으로 배치되며, 각각의 영상은 모아레 아티팩트 패턴을 실질적으로 포함하고 복수의 디스플레이 패널 일부의 영상과 결합되어 모아레 아티팩트 패턴 기준을 포함하는 기준 영상을 형성한다. 또한, 다른 기술은 디스플레이 소자를 갖는 샘플 디스플레이 패널 일부의 샘플 영상을 영상 포착 장치로 캡처하는 단계를 포함하고, 샘플 영상은 샘플 디스플레이 상에 위치된 대략 제2 갯수의 센서 소자로 캡처된 대략 제1 갯수의 디스플레이 소자의 영상을 포함하며, 영상 포착 장치는 샘플 디스플레이 패널에 대하여 소정의 방향으로 배치되고, 샘플 영상은 샘플 모아레 아티팩트 패턴을 포함하며 샘플 모아레 아티팩트 패턴이 샘플 영상으로부터 방해받지 않고 시험 영상을 형성하도록 샘플 영상을 기준 영상과 결합시키는 단계를 포함한다. 시험 영상의 검사에 의하여 샘플 디스플레이 패널 일부의 디스플레이 소자의 결함을 판정하고, 디스플레이 소자의 결함에 대하여 샘플 디스플레이 패널의 거부 여부를 판정하는 단계 또한 여러 가지 시스템으로 실행될 수 있다.
본 발명의 다른 양태에 있어서, 평판 디스플레이의 검사 방법이 개시되어 있다. 방법은 복수의 평판 디스플레이 중 소정 부분의 영상을 캡처하는 단계를 포함하고, 각각의 영상은 모아레 아티팩트 패턴을 포함하며 영상과 결합시켜 기준 영상을 형성하고, 기준 영상은 기준 모아레 아티팩트 패턴을 포함하고 샘플 평판 디스플레이 중 소정 부분의 샘플 영상을 캡처하며, 샘플 영상은 모아레 아티팩트 패턴을 포함한다. 또한, 방법은 모아레 아티팩트 패턴이 샘플 영상으로부터 방해받지 않고 시험 영상을 형성하도록 샘플 영상을 기준 영상과 결합시키는 단계, 및 시험 영상의 검사에 의하여 샘플 평판 디스플레이의 결함을 판정하는 단계를 또한 포함한다.
본 발명의 다른 양태에 있어서, 평판 디스플레이의 검사 장치에 관하여 개시되어 있다. 시스템은 영상 포착 장치, 영상 포착 장치에 결합된 프로세서, 및 영 상 포착 장치 및 프로세서에 결합된 유형 미디어를 포함할 수 있다. 유형 미디어는 복수의 평판 패널 중 소정 부분의 영상을 영상 포착 장치가 캡처를 개시하도록 프로세서에 지시하는 코드를 포함하고, 각각의 영상은 모아레 아티팩트 패턴, 영상을 결합시켜 모아레 아티팩트 패턴을 포함하는 기준 영상을 형성하도록 프로세서에 지시하는 코드, 및 샘플 평판 디스플레이 중 소정 부분의 모아레 아티팩트 패턴을 포함하는 샘플 영상을 영상 포착 장치가 캡처를 개시하도록 프로세서에 지시하는 코드를 포함한다. 또한, 유형 미디어는 샘플 영상을 기준 영상과 결합시켜 모아레 아티팩트 패턴이 샘플 영상으로부터 방해받지 않고 시험 영상을 형성하도록 프로세서에 지시하는 코드, 및 시험 영상의 검사에 의하여 샘플 평판 디스플레이의 결함을 판정하도록 프로세서에 지시하는 코드를 또한 포함할 수 있다.
본 발명을 보다 완전하게 이해할 수 있도록, 첨부 도면을 참조한다. 이들 도면은 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니며, 개시된 본 발명의 실시예 및 가장 바람직한 예를 첨부 도면을 참조하여 상세하게 개시한 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예의 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 일반적인 컴퓨터 시스템의 블록도이다.
도 3a 및 3b는 본 발명의 실시예에 따른 블록도이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 실시예에 따른 실험 결과를 도시한 도면이다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 실시예에 따른 추가의 실험 결과를 도시한 도면이다.
도 6은 검사하려는 예시적인 디스플레이의 도면이다.
도 1은 본 발명의 실시예의 도면이다. 도 1에는 컴퓨터 시스템(15), 센서(20), 피가공물(30), 및 스테이지(40)를 포함하는 시스템(10)이 예시되어 있다.
상기 실시예에서, 센서(20)는 일반적으로 CCD 카메라, CMOS 카메라, 라인 스캔 카메라, 등의 카메라이다. 센서(20)는 일반적으로 가시 스펙트럼 내의 피가공물 영상을 캡처하는데 사용된다. 다른 실시예에 있어서, 센서(20)는 적외선, 자외선, 또는 x-레이를 포함하는 다른 파장의 피가공물(30) 영상을 캡처하는데 사용될 수 있다.
피가공물(30)은 액정 디스플레이 패널, 플라스마 디스플레이, 반도체 상의 액정, 평판 CRT, 등의 평판 디스플레이일 수 있다. 본 실시예에 있어서, 피가공물(30)은 컴퓨터, 가정 엔터테인먼트 시스템, 소비자 전자 장치용으로 사용되는 평판 디스플레이를 포함할 수 있다. 상기 평판 디스플레이는 액정(liquid crystal: LC), 플라스마, 유기 전기장 발광(organic electroluminescence: OEL) 물질, 등을 사용하는 디스플레이를 포함할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 디스플레이는 규칙적인 어레이 등으로 일반적으로 배열된 다수의 디스플레이 화소를 포함하는 것이 일반적이다. 다른 실시예에 있어서, 피가공물(30)은 반도체, 웹, 또는 광검사를 필요로 할 수 있는 임의의 다른 제품일 수 있다.
도 1에 예시된 바와 같이, 피가공물(30)은 일반적으로 스테이지(40) 상에 장 착된다. 도시된 바와 같이, 스테이지(40)는 일반적으로 센서(20)에 대하여 x-방향, y-방향으로 재위치될 수 있고, 또한 센서(20)에 대하여 회전할 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 스테이지(40)는 센서(20)에 대하여 자유도(degree of freedom) 6도로 이동할 수 있다. 또한, 대안으로서, 센서(20)는 피가공물(30)에 대하여 6도 이하의 자유도로 이동할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 일반적인 컴퓨터 시스템(200)의 블록도이다.
본 실시예에 있어서, 컴퓨터 시스템(200)은 일반적으로 모니터(210), 컴퓨터(220), 사용자 입력 장치(230), 센서(240)(및 센서 인터페이스), 네트워크 인터페이스(250), 등을 포함한다.
본 실시예에 있어서, 사용자 입력 장치(230)는 일반적으로 키보드, 컴퓨터 마우스, 트랙볼, 트랙 패드, 무선 리모콘, 등으로 구현된다. 사용자 입력 장치(230)는 일반적으로 모니터(210) 상에 나타나는 대상, 아이콘, 텍스트, 등을 사용자가 선택할 수 있다.
네트워크 인터페이스(250)의 실시예는 일반적으로 이더넷 카드(Ethernet card), 모뎀(전화, 위성, 케이블, ISDN), (비동기)디지털 가입자 라인(digital subscriber line: DSL) 장치, 등을 포함한다. 네트워크 인터페이스(250)는 일반적으로 도시된 바와 같은 컴퓨터에 결합된다. 다른 실시예에 있어서, 네트워크 인터페이스(250)는 컴퓨터(220)의 마더보드 상에 물리적으로 집적될 수 있고, 또는 소프트 DSL, 등과 같은 소프트웨어 프로그램일 수 있다.
컴퓨터(220)는 일반적으로 프로세서(260)와 같은 유사한 컴퓨터 구성품, 램(random access memory: RAM)(270)과 같은 메모리 기억 장치, 디스크 드라이브(280), 및 상기 구성품들을 상호 연결하는 시스템 버스(290)를 포함한다.
일 실시예에 있어서, 컴퓨터(220)는 어드밴스트 마이크로 디바이스 인코포레이티드사의 AthlonXPTM 또는 OpteronTM 마이크로프로세서와 같은 x86 베이스 마이크로프로세서를 갖는 PC 호환성 컴퓨터이다. 또한, 본 실시예에 있어서, 컴퓨터(220)는 일반적으로 마이크로소프트사의 WindowsXP, WindowsNT, 등의 WindowsTM 연산 시스템을 포함한다.
RAM(270) 및 디스크 드라이브(280)는 데이터 기억용 유형 미디어, 오디오/비디오 파일, 컴퓨터 프로그램, 브라우저 소프트웨어, 전술한 발명의 실시예, 데이터베이스, 등이 그 예이다. 다른 유형의 미디어는 플로피 디스크, 제거가능한 하드 디스크, CD-ROMS 및 바코드와 같은 광기억 매체 , 플래시 메모리와 같은 반도체 메모리, ROM(read-only-memories), 배터리 지원형 휘발성 메모리, 등을 포함한다.
본 실시예에 있어서, 컴퓨터 시스템(200)은 HTTP, TCP/IP, RTP/RTSP 프로토콜, 등과 같은 네트워크를 통해 통신할 수 있는 소프트웨어를 또한 포함할 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 있어서, 다른 통신 소프트웨어 및 전송 프로토콜, 예를 들면, IPX, UDP 등이 또한 사용될 수 있다.
도 2는 본 발명을 구현하는 컴퓨터 시스템의 도면이다. 여러 가지 다른 하드웨어 및 소프트웨어 구성이 본 발명의 용도에 적합하다는 점을 당업자는 용이하 게 이해할 것이다. 예를 들면, 다른 유형의 프로세서, 즉 인텔 코포레이션의 Pentium4TM, ItaniumTM 또는 다른 마이크로프로세서, 모토로라 인코포레이티드의 PowerPC G3TM, G4TM 마이크로프로세서, 트랜스메타의 CrusoeTM 마이크로프로세서, 등을 생각할 수 있다. 또한, 애플 컴퓨터 코포레이션의 Solaris, LINUX, UNIX, MAC OS와 같은 다른 연산 시스템이 사용될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 컴퓨터 시스템(200)은 표준형 단일 보드 컴퓨터 또는 적절한 주변 기기를 포함하는 특정 용도의 컴퓨터 보드로 구현될 수 있다. 프로세서와 결합되는 "스마트" 카메라를 사용하여 온-보드 처리를 실행할 수 있다. 영상 포착 장치는 CCD 소자 어레이를 갖는 CCD 카메라로 구현된다. 다른 실시예에 있어서, CMOS 카메라, 라인-스캔 카메라, 등과 같은 다른 유형의 영상 포착 장치가 사용될 수 있다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 실시예에 따른 블록도이다.
단계(300)에서, 먼저 피가공물(30)을 카메라(20)에 대하여 배치시킨다. 상기 위치 데이터를 추후 사용하기 위하여 기록한다. 다른 실시예에 있어서, 피가공물(30)을 카메라(20)에 대하여 소정의 위치에 배치시킨다. 피가공물(30)의 모서리 또는 구멍, 광 등록 마크, 전자 프로브 및 패드, 등을 사용하여 정합시키는 바와 같이 다수의 위치 결정 기술을 사용하여 카메라(20)와 피가공물(30)의 상대 위치를 결정할 수 있다.
다음에, 단계(310)에서, 일반적으로 피가공물(30)의 디스플레이 화소를 활성 화시키도록 피가공물(30)을 구동 소스에 전기적으로 결합시킨다. 피가공물(30)의 화소를 활성화시키는데는 다수의 기술, 예를 들면, 일 실시예에 있어서, 본 발명의 양수인에 의하여 출원된 미합중국 특허 제5,081,687호에 개시된 기술이 사용될 수 있고, 상기 특허의 내용 전체를 참조하여 본 명세서에 결합시켰다.
다음에, 단계(320)에서, 카메라(20)는 피가공물(30) 중 일부의 영상을 포착한다. 전술한 바와 같이, 본 실시예에 있어서, 피가공물(30)은 1600x1200 등의 다량의 디스플레이 화소를 포함하는 디스플레이일 수 있다. 또한, 상기 디스플레이가 종래의 RGB-형 디스플레이인 경우, 각각의 화소는 세 가지 색의 서브 화소를 포함할 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예에 의하여 검사된 디스플레이의 해상도는, 예를 들면 수평의 4800 디스플레이 서브 화소 x 수직의 1200 디스플레이 서브 화소, 즉 4800x1200와 같이 아주 높다.
본 실시예에 있어서, 카메라(20)는 피가공물(30)의 단지 일부만 포착하지, 일 회에 전체 영상을 포착하지는 않는다. 본 실시예에 있어서, 저해상도 카메라를 사용하여 피가공물(30)의 영상을 포착하는데, 그 이유는 저해상도 카메라가 고해상도 카메라보다 비용효율적이기 때문이다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 상기 실시예에 있어서, 카메라(20)의 해상도 및 카메라(20)에 의하여 포착될 피가공물(30) 중 일부의 디스플레이 소자의 개수는 상이하다. 즉, 디스플레이 화소(및/또는 디스플레이 서브 화소)와 센서 소자 간에는 불일치되는 것이 일반적이다. 보다 구체적으로, 정확한 광학을 사용하여, (카메라의) 매 두 개의 센서 소자를 검사하려는 디스플레이의 매 디스플레이 화소(또 는 서브 화소)마다 일치시킴으로써 나이키스트 샘플링의 충족을 대략 확보할 수 있다. 예를 들면, 400 서브 화소를 수평으로 검사하기 위하여, 카메라(200)는 적어도 800 수평 화소를 사용해야 한다.
전술한 바와 같이, 현재의 RGB-형 디스플레이에서, 각각의 서브 화소는 디스플레이 서브 화소 자체 폭의 1/10 이하일 수 있는 얇은 흑색의 테두리에 의하여 일반적으로 둘러싸인다. 따라서, 센서 소자와 디스플레이 서브 화소의 비율이 2:1이지만, 센서 소자 대 흑색 테두리 간의 비율은 일치하지 않는다. 예를 들면, 도 6에 예시된 바와 같이, 흑색 테두리가 디스플레이 서브 화소 폭의 약 1/10인 센서 소자 대 디스플레이 서브 화소의 비율이 2:1인 경우에도, 각각의 흑색 테두리에 대한 센서 소자의 비율은 약 0.2, 또는 0.2:1일 수 있다. 상기 비율은 나이키스트 요구 2:1 비율 훨씬 이하이고 흑색 테두리는 샘플에 미치지 못할 수 있다. 다른 실시예에서, 얇은 흑색 테두리는 디스플레이 서브 화소 폭의 1/2 이하가 일반적이고, 다른 실시예에서, 얇은 흑색 테두리는 디스플레이 서브 화소 폭의 약 1/5 이하, 디스플레이 서브 화소 폭의 약 1/20 이하, 등이 일반적이다.
디스플레이 서브 화소 및/또는 흑색 테두리의 비율 불일치로 인한 한 가지 결과는 카메라에 의하여 포착된 영상 위에 겹친 모아레 아티팩트 패턴으로서 확인되는 것이 일반적이다. 상기 모아레 아티팩트 패턴은 영상에 수평 및 수직으로 나타나는 공간 저주파 파동을 특징으로 할 수 있다. 또한, 모아레 아티팩트는 준반복성일 수 있다.
후속 도면에 예시된 바와 같이, 자동 검사 목적 등을 위하여 디스플레이의 영상을 포착할 때, 상기 캡처된 영상의 모아레 아티팩트는 검사 방법에 방해가 될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 단계(330)에서, 상기 방법은 상이한 피가공물마다 수차례 반복될 수 있다. 제1 반복 후에, 단계(340)에서 후속 피가공물을 제공하고, 단계(350)에서, 제1 피가공물과 실질적으로 동일한 위치 및 방향(정렬 기기의 물리적 공차 내에서)으로 배치시킨 다음, 카메라(200)가 후속 피가공물 중 일부의 영상을 포착한다. 또한, 상기 정렬은 광학적, 기계적, 또는 전기적 수단에 의하여 실행될 수 있다. 후속하는 피가공물 중 동일 부분의 영상을 포착함으로써, 발명자는 제1 피가공물 상에서 관찰된 모아레 아티팩트가 후속하는 피가공물 상에서도 또한 관찰된다는 점을 알았다.
본 실시예에 있어서, 임의 개수의 피가공물의 영상이 포착될 수 있다. 예를 들면, 실시예에 있어서, 10, 20, 50개 또는 이보다 훨씬 더 많은 피가공물 영상이 상기 단계에서 포착될 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 몇 개의 영상만이 또한 사용될 수 있다.
상이한 피가공물 중 일부의 다수의 영상을 포착한 후, 단계(360)에서 모아레 아티팩트 기준 영상이 발생된다. 본 실시예에 있어서, 이것은 상기 포착된 영상 각각의 평균을 실행함으로써 발생될 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 기준 영상을 형성하는 다른 방식, 즉 중량 평균, 임계치, 평균, 등을 생각할 수 있다. 작용하지 않고, 지나치게 밝으며, 지나치게 어둡고, 들러붙는 등 화소 또는 서브 화소와 같은 특정의 디스플레이 패널 상에 나타나는 임의의 예외는 상기 평균 단계 등이 실행된 후 기준 영상에서 크게 억제 또는 감소된다. 기준 영상은, 후술하는 바와 같이, 검사 목적으로 사용된다.
발명자는 피가공물이 "훌륭한" 또는 "완벽한" 디스플레이로 생각될 필요가 있다는 점을 알았다는데 유의해야 한다. 대신에, 종래의 조립 디스플레이는 기준 영상을 발생시키는데 사용될 수 있다. 이러한 발견은 훌륭한 피가공물을 찾기 위하여 피가공물을 시험하고, 식별하며, 영상을 포착하는 등의 시간이 많이 소모되는 작업이 덜어질 수 있다는 점이 중요하다. 대신에, 기준 영상은 조립 라인을 떠난 피가공물에 따라 간단하게 형성될 수 있다. 또한, 검사 시스템(10)이 상이한 도시 및 국가에 위치될 수 있기 때문에, 각각의 검사 시스템은 국내에서 생산된 피가공물을 사용하여 구성될 수 있다. 따라서, 한 공장이나 다른 공장으로부터 훌륭한 디스플레이를 수입하는데 필요한 시간 및 노력이 또한 덜어질 수 있다.
다른 실시예에 있어서, 훌륭한 피가공물과 다른 피가공물의 결합체의 영상이 사용될 수 있다. 상기 실시예에 있어서, 중량 평균이 기준 영상 발생에 사용될 수 있고, 훌륭한 피가공물은 다른 피가공물보다 중량이 더 무겁다. 어떤 경우이건, 기준 영상이 결정되면, 후술하는 바와 같이 저장 및 사용될 수 있다.
본 발명에 있어서, 일반적으로 차후에, 검사하려는 디스플레이(샘플 디스플레이)를 단계(370)에서 동일한 워크스테이션 또는 전술한 컴퓨터 시스템 내에 삽입한다. 상기 방법과 마찬가지로, 단계(380)에서 트레이닝 단계에 있는 디스플레이 패널에 대하여 실행하는 바와 같이 카메라 및 샘플 디스플레이를 서로에 대하여 실질적으로 동일한 위치 및 방향으로 먼저 배치시킨다. 광학 마커, 전기 커넥터, 물 리적 기준 마커 등을 또한 사용하여 카메라 및 샘플 디스플레이를 고정확도로 정렬시킬 수 있다.
다음에, 단계(390)에서 샘플 디스플레이 중 동일 부분의 영상을 기준 영상으로 선택한다.
본 실시예에서, 샘플 디스플레이(샘플 영상) 중 일부의 영상은 다른 디스플레이 패널 중 일부의 영상 및 기준 영상과 실질적으로 동일한 모아레 아티팩트 패턴을 갖는 것으로 생각된다. 다음에, 일 실시예에 있어서, 모아레 아티팩트 패턴은 단계(400)에서 샘플 디스플레이로부터 억제된다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 기준 영상은 샘플 영상으로부터 화소 베이스로 화소 상에서 "제거"되어 샘플 영상으로부터 모아레 아티팩트 패턴을 억제시킨다. 다른 실시예에 있어서, 가중 기준 영상은 샘플 영상으로부터 제거되고, 다른 실시예에 있어서, 기준 영상 및 샘플 영상의 다른 결합은 가중 추가, 선형 결합, 분할, 스케일링, 마스킹, 등으로서 실행될 수 있다. 얻어진 영상, "시험 영상"이 감소된 모아레 아티팩트 패턴을 가진 샘플 디스플레이 패널 일부를 나타낸다.
상기 단계에서, 시험 영상은 감소된 가시 모아레 아티팩트 패턴을 갖는 것으로 생각된다. 다음에, 시험 영상에 따라, 단계(410)에서 워크스테이션이 화소 결함 등에 대한 시험 영상을 검사한다. 상기 화소 결함은 시험 영상 상에 밝거나 어두운 스폿, 등으로 나타날 수 있다. 이의 예를 후술한다.
상기 방법은 디스플레이의 상이한 부분에 대응하는 추가의 시험 영상을 형성하도록 반복될 수 있다. 예를 들면, 기준 영상이 4개의 부분 시리즈로 캡처되는 경우, 동일한 4개의 부분의 영상이 발생되는 것으로 생각된다. 일 실시예에 있어서, 전체 시험 디스플레이의 영상(예를 들면, 4Kx4K 영상)을 발생시킨 다음, 4Kx4K 시험 영상을 형성하도록 4Kx4K 기준 영상과 비교한다. 다른 실시예에 있어서, 샘플 디스플레이의 각각의 상이한 부분(예를 들면, 1Kx1K)의 영상을 기준 영상의 각각의 상이한 부분의 1Kx1K 영상과 별개로 비교하여 1Kx1K 시험 영상 시리즈를 발생시킨다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 결함있는 화소의 개수 및 결함있는 화소의 위치가 알려져서 컴퓨터 시스템의 워크스테이션에 기억되는 것이 일반적이다. 상기 데이터는 일반적으로 샘플 디스플레이의 제작 일련 번호를 거쳐 샘플 디스플레이와 결합된다. 일 실시예에 있어서, 샘플 디스플레이당 결함있는 화소의 개수 또는 샘플 영상의 일부분당 결함있는 화소의 개수는 임계치를 초과하는 경우, 샘플 디스플레이는 결함있는 것 등으로 표시될 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 결함있는 화소가 샘플 디스플레이의 특정 부분 또는 영역 내에 집중되어 있는 경우, 샘플 디스플레이 또한 결함있는 것으로 표시될 수 있다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 실시예에 따른 실험 결과의 도면이다, 보다 구체적으로, 도 4a는 샘플 디스플레이의 적어도 일부분의 영상(500)을 예시하는 도면이고, 도 4b는 클로즈업 영상(500)의 도면이다. 도 4b에서 알 수 있는 바와 같이, 일련의 결함(510)을 분명하게 알 수 있다. 또한, 모아레 아티팩트 패턴(520)도 또한 분명하게 알 수 있다. 상기 예에서, 모아레 아티팩트 패턴(520)은 얼마간 단속적이다.
전술한 바와 같이, 다수의 디스플레이 영상을 선택하고 이들 영상을 결합시킴으로써, 모아레 아티팩트 패턴(520)과 동일한 모아레 아티팩트 패턴을 강조하는 기준 영상이 형성될 수 있다. 예를 들면, 기준 영상은 결함부(510)를 제외하고는 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 유사하게 나타날 수 있다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 실시예에 따른 추가의 실험 결과를 예시하는 도면이다. 보다 구체적으로는, 도 5a는 모아레 아티팩트 패턴(520)이 영상(500)으로부터 감소된 후의 영상(530)을 예시하는 도면이고, 도 5b는 클로즈업 영상(530)의 도면이다. 도 5b에서 알 수 있는 바와 같이, 결함(510) 시리즈를 더욱 분명하게 알 수 있고, 모아레 아티팩트 패턴(520)이 감소되어 있다. 다음에 영상(530) 상에서 결함 분석이 실행된다.
상기 설명으로 보아, 여러 가지 다른 변형예도 가능할 수 있다. 예를 들면, 본 발명의 다른 실시예에 있어서, 카메라(20)는 일회에 디스플레이 패널의 대략 1/4. 1/6, 등과 같이 피가공물(30)의 일부를 캡처한다. 다음에, 카메라(20)를 피가공물(30)에 대하여 재위치시키고 피가공물(30)의 상이한 부분을 포착할 수 있다. 이 방법은 피가공물(30) 전체의 영상이 얻어질 때까지 반복될 수 있다. 예를 들면, 카메라(20)는 피가공물(30)의 상이한 부분을 4, 8, 16, 25개 또는 이보다 더 많은 영상을 포착할 수 있다. 복수의 영상이 등록될 수 있도록 일부는 어느 정도 겹칠 수 있다는 점에 유의해야 한다. 겹치는 분량은 사용자가 용이하게 결정할 수 있다.
다른 실시예에 있어서, 카메라 어레이를 사용하여 일회에 디스플레이 일부 또는 전체를 포착할 수 있다. 따라서, 피가공물(30)에 한 대의 카메라를 재위치시키는데 필요한 시간이 감소될 수 있다. 예를 들면, 한 대의 카메라를 사용하여 25개의 상이한 위치의 25개의 영상을 포착하는 대신에, 시스템은 5대의 카메라를 사용하여 5개의 상이한 위치의 5개의 영상을 포착할 수 있다. 다른 예로서, 2Kx2K 카메라를 디스플레이에 대하여 수평으로 4개의 위치, 및 디스플레이에 대하여 수직으로 3개의 상이한 위치로 이동 및 재위치시켜 시험 디스플레이의 영상을 캡처할 수 있다. 따라서, 12개의 상이한 시험 영상이 발생될 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 디스플레이에 대한 설정 위치에 12 카메라 어레이를 사용하여 디스플레이의 완전한 영상을 얻을 수 있다.
일 실시예에 있어서, 피가공물(30)의 영상을 얻은 후, 영상은 피가공물(30)의 단일 영상이 되도록 결합될 수 있다. 따라서, 단계(350)에서 피가공물의 단일 영상 및 다른 피가공물의 단일 영상을 사용하여 단일 기준 영상을 발생시킨다.
본 발명의 다른 실시예에 있어서, 전술한 발명의 결합체 또는 서브-결합체가 바람직하게 만들어 질 수 있다. 용이하게 이해할 수 있도록 구성의 블록도 및 흐름도를 그룹으로 묶었다. 그러나, 블록의 결합, 새로운 블록의 추가, 블록의 재배치, 등을 본 발명의 다른 실시예로 생각할 수 있다는 점을 이해해야 한다.
따라서, 상세한 설명 및 도면은 한정하는 것이 아니라 단지 예시적인 것이다. 그러나, 특허청구범위에 정의된 바와 같이 본 발명의 취지 및 범위를 벗어나지 않고 여러 가지로 변형 및 변경할 수 있다는 점이 명백하다.

Claims (20)

  1. 디스플레이 패널을 검사하는 방법에 있어서,
    디스플레이 소자를 갖는 복수의 디스플레이 패널 중 일부분의 영상들을 센서 소자를 갖는 영상 포착 장치로 캡처하는 단계로서, 상기 영상들의 각각이 제2 갯수의 센서 소자로 캡처된 제1 갯수의 디스플레이 소자의 영상을 포함하며, 상기 제1 갯수와 상기 제2 갯수는 서로 다르며, 상기 영상 포착 장치는 상기 복수의 디스플레이 패널 각각에 대하여 소정 배향으로 배치되고, 상기 각각의 영상들의 각각이 실질적으로 모아레 아티팩트 패턴(Moire artiface pattern)을 포함하는 단계,
    모아레 아티팩트 패턴 기준(Moire artifact pattern reference)을 포함하는 기준 영상을 형성하도록 상기 복수의 디스플레이 패널 중 일부분의 영상들을 결합시키는 단계,
    디스플레이 소자를 갖는 샘플 디스플레이 패널 중 일부분의 샘플 영상을 상기 영상 포착 장치로 캡처하는 단계로서, 상기 샘플 영상은 제2 갯수의 센서 소자로 캡처된 상기 샘플 디스플레이 상의 제1 갯수의 디스플레이 소자의 영상을 포함하고, 상기 영상 포착 장치는 상기 샘플 디스플레이 패널에 대하여 소정 배향으로 배치되며, 상기 샘플 영상은 샘플 모아레 아티팩트 패턴을 포함하는 단계,
    샘플 모아레 아티팩트 패턴을 상기 샘플 영상으로부터 억제하여 시험 영상을 형성하도록 상기 샘플 영상을 상기 기준 영상과 결합시키는 단계,
    상기 시험 영상을 검사하여 상기 샘플 디스플레이 패널 중 일부분의 디스플레이 소자 내의 결함을 판정하는 단계, 및
    상기 디스플레이 소자 결함에 응답하여 상기 샘플 디스플레이 패널을 거부할 것인가의 여부를 판정하는 단계
    를 포함하는 디스플레이 패널 검사 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 모아레 아티팩트 패턴은 상기 디스플레이 소자 사이의 테두리(border)를 언더샘플링(undersampling)한 결과인 디스플레이 패널 검사 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 디스플레이 소자는 제1 폭을 갖고 상기 테두리는 제2 폭을 가지며,
    상기 제1 폭은 상기 제2 폭보다 더 큰
    디스플레이 패널 검사 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 폭은 상기 제2 폭의 10배 이하인 디스플레이 패널 검사 방법.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 샘플 영상을 상기 기준 영상과 결합시키는 단계는 빼기, 더하기, 마스킹, 분할로 이루어지는 군에서 선택된 동작을 상기 샘플 영상 및 상기 기준 영상 상에 대해 실행하는 단계를 포함하는 디스플레이 패널 검사 방법.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 디스플레이는 액정 디스플레이, 플라스마 디스플레이, 및 OLED 디스플레이 중에서 선택되는 디스플레이 패널 검사 방법.
  7. 평판 디스플레이를 검사하는 방법에 있어서,
    복수의 평판 디스플레이 중, 각각의 영상이 상기 복수의 평판 디스플레이 중 하나의 평판 디스플레이와 연관되는 각각의 모아레 아티팩트 패턴을 포함하는 특정 부분의 영상을 캡처하는 단계,
    상기 복수의 평판 디스플레이 중 하나의 평판 디스플레이와 연관되는 각각의 모아레 아티팩트 패턴에 따라 결정되는 기준 모아레 아티팩트 패턴을 포함하는 기준 영상을 형성하도록 상기 영상을 결합시키는 단계,
    샘플 평판 디스플레이 중, 샘플 모아레 아티팩트 패턴을 포함하는 특정 부분의 샘플 영상을 캡처하는 단계,
    상기 샘플 영상으로부터의 상기 모아레 아티팩트 패턴을 억제하여 시험 영상을 형성하도록 상기 샘플 영상을 상기 기준 영상과 결합시키는 단계, 및
    상기 시험 영상을 검사하여 상기 샘플 평판 디스플레이 내의 결함을 판정하는 단계
    를 포함하는 평판 디스플레이 검사 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 샘플 영상을 상기 기준 영상과 결합시키는 단계는 상기 기준 모아레 아티팩트 패턴을 상기 샘플 모아레 아티팩트 패턴으로부터 빼는 단계를 포함하는 평판 디스플레이 검사 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 샘플 모아레 아티팩트 패턴은 상기 샘플 평판 디스플레이 중 상기 특정 부분 상의 소자를 언더샘플링하여 형성되는 평판 디스플레이 검사 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 소자는 디스플레이 소자 및 상기 디스플레이 소자 사이의 테두리를 포함하고,
    상기 결함 판정 단계는 디스플레이 소자의 결함을 판정하는 단계를 포함하는
    평판 디스플레이 검사 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    싱기 디스플레이 소자 사이의 테두리 폭은 상기 샘플 평판 디스플레이 상의 디스플레이 소자의 폭보다 작은 평판 디스플레이 검사 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 디스플레이 소자의 폭은 디스플레이 소자 사이의 상기 테두리 폭의 10배 이상인 평판 디스플레이 검사 방법.
  13. 제7항에 있어서,
    상기 샘플 영상을 상기 기준 영상과 결합시키는 단계는 가중치 빼기, 더하기, 스케일링, 분할, 곱하기로 이루어지는 군에서 선택된 동작을 포함하는 평판 디스플레이 검사 방법.
  14. 평판 디스플레이를 검사하는 장치에 있어서,
    영상 포착 장치,
    상기 영상 포착 장치에 결합되는 프로세서, 및
    상기 영상 포착 장치 및 상기 프로세서에 결합되는 유형 미디어(tangible media)
    를 포함하고,
    상기 유형 미디어는
    복수의 평판 디스플레이 중, 각각의 영상이 상기 복수의 평판 디스플레이 중 하나의 평판 디스플레이와 연관되는 각각의 모아레 아티팩트 패턴을 포함하는 부분의 영상을 상기 영상 포착 장치로 캡처를 개시하도록 상기 프로세서에 지시하는 코드,
    상기 복수의 평판 디스플레이와 연관되는 각각의 모아레 아티팩트 패턴에 따라 형성되는기준 모아레 아티팩트 패턴을 포함하는 기준 영상을 형성하도록 상기 프로세서에 상기 영상을 결합시키도록 지시하는 코드,
    복수의 샘플 평판 디스플레이 중, 샘플 모아레 아티팩트 패턴을 포함하는 특정 부분의 샘플 영상을 상기 영상 포착 장치로 캡처를 개시하도록 상기 프로세서에 지시하는 코드,
    상기 샘플 영상으로부터의 상기 샘플 모아레 아티팩트 패턴을 억제하여 시험 영상을 형성하기 위해 상기 샘플 영상을 상기 기준 영상과 결합시키도록 상기 프로세서에 지시하는 코드, 및
    상기 시험 영상을 검사하여 상기 샘플 평판 디스플레이 내의 결함을 판정하도록 상기 프로세서에 지시하는 코드
    를 포함하는 평판 디스플레이 검사 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 샘플 영상을 상기 기준 영상과 결합시키도록 상기 프로세서에 지시하는 상기 코드는 상기 기준 모아레 아티팩트 패턴을 상기 샘플 모아레 아티팩트 패턴으로부터 빼도록 상기 프로세서에 지시하는 코드를 포함하는 평판 디스플레이 검사 장치.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 샘플 모아레 아티팩트 패턴은 상기 샘플 평판 디스플레이 중 특정 부분 상의 소자에 대한 언더샘플링에 따라 형성되는 평판 디스플레이 검사 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 소자는 디스플레이 벽에 의하여 분할된 디스플레이 소자를 포함하고,
    상기 결함을 판정하도록 상기 프로세서에 지시하는 코드는 상기 디스플레이 소자의 결함을 확인하도록 상기 프로세서에 지시하는 코드를 포함하는
    평판 디스플레이 검사 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 디스플레이 벽은 상기 디스플레이 소자 두께의 1/2 이하의 두께를 갖는 평판 디스플레이 검사 장치.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 디스플레이 소자는 서브 화소를 포함하는 평판 디스플레이 검사 장치.
  20. 제17항에 있어서,
    상기 디스플레이 벽은 상기 디스플레이 소자 두께의 1/10 이하의 두께를 갖고,
    상기 디스플레이 소자는 액정 소자를 포함하는
    평판 디스플레이 검사 장치.
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