KR100963033B1

KR100963033B1 - 액정표시장치용 검사 장치 및 검사방법

Info

Publication number: KR100963033B1
Application number: KR1020030097328A
Authority: KR
Inventors: 이강화
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2003-12-26
Filing date: 2003-12-26
Publication date: 2010-06-14
Also published as: KR20050066102A

Abstract

라인 단선을 용이하게 검출할 수 있는 액정표시장치용 검사 장치 및 검사방법이 개시된다.

본 발명의 액정표시장치용 검사장치는, 액정패널; 다수의 검사패턴들을 대상으로 60Hz 구동주파수를 갖는 데이터신호를 생성하는 패턴 발생부; 상기 패턴 발생부로부터 생성된 60Hz 구동주파수를 70Hz 구동주파수로 변환시키는 구동주파수 변환부; 상기 구동주파수 변환부로부터 변환된 60Hz 또는 70Hz 구동주파수에 따른 타이밍 제어신호를 생성하는 인터페이스 보드; 상기 타이밍 제어신호에 따른 게이트신호 및 상기 데이터신호를 상기 액정패널로 공급하는 게이트 인쇄회로기판 및 소스 인쇄회로기판; 및 상기 게이트 인쇄회로기판 및 상기 소스 인쇄회로기판에 각각 접속되는 제1 및 제2 다수의 프로브를 포함하여 구성되고, 상기 60Hz 구동주파수에 의해 완전 단선 데이터라인이 검출되고, 상기 70Hz 구동주파수에 의해 일부 영역이 단선된 데이터라인이 검출된다. 특히, 60Hz 구동주파수 대신에 70Hz 구동주파수를 이용함으로써, 60Hz 구동주파수에서 검출되기 어려운 일부 영역 단선의 데이터라인을 용이하게 검출할 수 있다.

액정표시장치, 주파수변환, 수평동기신호, 라인 단선, 일부 영역 단선

Description

액정표시장치용 검사 장치 및 검사방법{Detector for liquid crystal display and method using the same}

도 1은 종래의 액정표시장치용 검사장치를 개략적으로 나타낸 도면.

도 2는 종래의 액정표시장치용 검사장치에 사용되는 검사패턴들을 나타낸 예시도.

도 3은 도 1의 액정패널의 어레이 기판의 구조를 나타낸 도면.

도 4a는 도 2에서 데이터 라인이 완전 단선된 상태를 보여주는 도면.

도 4b는 도 2에서 데이터 라인의 일부 영역이 단선된 상태를 보여주는 도면.

도 5a는 도 4a와 같이 완전 단선 데이터라인인 경우의 밝기 정도를 나타낸 도면.

도 5b는 도 4b와 같이 일부 영역이 단선된 데이터 라인인 경우의 밝기 정도를 나타낸 도면.

도 6은 도 1에 도시된 액정표시장치용 검사장치에서 60Hz 구동시 시간에 따른 차징량을 나타낸 그래프.

도 7은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 액정표시장치의 검사장치를 개략적으로 나타낸 도면.

도 8은 도 7에 도시된 액정표시장치용 검사장치에서 70Hz 구동시 시간에 따른 차징량을 나타낸 그래프.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 명칭>

1 : 패턴 저장부 2 : 패턴 발생부

3 : 구동주파수 변환부 4 : 인터페이스 보드

5 : 게이트 인쇄회로기판 6 : 소스 인쇄회로기판

10 : 액정패널

본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 특히 일부 영역 단선된 라인을 용이하게 검출할 수 있는 액정표시장치용 검사 장치 및 검사방법에 관한 것이다.

일반적으로, 액정표시장치는 한 쌍의 투광성 유리기판 사이에 액정분자를 배향하여 개재시킨 것으로, 액정분자의 배향상태를 전기적으로 제어하여 광이 투광 또는 차단됨에 따라 화상이 표시되게 된다.

이러한 액정표시장치는 액정패널이 제조된 후, 이러한 액정패널을 대상으로 화상검사기 등을 통해 불량 여부를 판별하게 된다.

도 1은 종래의 액정표시장치용 검사장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 종래의 액정표시장치용 검사장치(50)는 패턴 발생 부(52), 패턴 저장부(51), 인터페이스 보드(53), 게이트 인쇄회로기판(54), 소스 인쇄회로기판(55), 다수의 프로브들(56a 내지 56m, 57a 내지 57n), 액정패널(60)을 구비한다.

도 1에는 도시되지 않았지만, 상기 액정패널(60)에 광을 조사하기 위한 백라이트(backlight)가 더 구비될 수 있다.

상기 패턴 발생부(52)는 패턴 저장부(51)에 저장되어 있는 다수의 검사 패턴들을 이용하여 상기 액정패널(60)을 구동시키기 위한 소정의 구동 주파수(예컨대, 60Hz)를 갖는 데이터신호를 생성한다.

상기 패턴 저장부(51)에는 도 2에 나타낸 바와 같이, 액정패널(60)의 불량 여부를 검사하기 위한 다수의 검사 패턴들이 저장되어 있다. 통상적으로 액정패널을 검사하는데 사용되는 검사패턴들에는 적색(Red) 패턴, 녹색(Green) 패턴, 청색(Blue) 패턴, 흑(Black)패턴, 백(White) 패턴, 그레이(Gray) 패턴 등이 포함될 수 있다.

따라서, 이러한 다수의 검사 패턴들이 하나씩 상기 패턴 발생부(52)로 제공되어, 각각에 상응되는 소정의 구동주파수를 갖는 데이터신호로 생성된다. 여기서, 구동주파수로는 통상 60Hz를 사용하는데, 이러한 60Hz는 실제로 액정패널(60)에 화상을 표시할 때 사용된다.

상기 인터페이스 보드(53)는 60Hz 구동주파수를 바탕으로 액정패널(60)을 구동시킬 타이밍 제어신호를 생성하여 데이터신호와 함께 게이트 인쇄회로기판(54) 및 소스 인쇄회로기판(55)으로 공급한다.

상기 게이트 인쇄회로기판(54)은 상기 인터페이스 보드(53)로부터 생성된 타이밍 제어신호에 따라 소정의 게이트신호를 순차적으로 생성하여 액정패널(60)로 공급한다.

이때, 상기 게이트 인쇄회로기판(60)에서 생성된 게이트신호는 다수의 게이트용 프로브(probe)들(56a 내지 56m)을 경유하여 상기 액정패널(60)의 다수의 게이트패드(61a 내지 61m)로 공급된다. 그리고, 상기 다수의 게이트용 프로브들(56a 내지 56m)의 일 측에는 상기 액정패널(60)의 게이트패드(61a 내지 61m)와 접촉되어 전기적으로 도통되도록 하기 위한 프로브 핀이 다수개 구비된다.

따라서, 상기 게이트 인쇄회로기판(54)에서 생성된 게이트신호는 다수의 게이트용 프로브들, 다수의 프로브 핀들을 통해 상기 액정패널(60)의 다수의 게이트 패드(61a 내지 61m)에 공급된다. 이때, 상기 다수의 게이트 패드(61a 내지 61m)에는 다수의 게이트라인들이 전기적으로 접속되어 있다.

한편, 상기 소스 인쇄회로기판(55)은 상기 인터페이스 보드(53)로부터 생성된 타이밍 제어신호에 따라 상기 데이터신호를 다수의 소스용 프로브(57a 내지 57n)를 경유하여 상기 액정패널(60)의 다수의 소스패드(62a 내지 62n)로 공급된다. 이때, 상기 다수의 소스용 프로브(57a 내지 57n)의 일 측에는 상기 액정패널(60)의 다수의 소스패드(62a 내지 62n)와 접촉되어 전기적으로 도통되도록 하기 위한 프로브 핀이 다수개 구비된다. 그리고, 상기 다수의 소스패드(62a 내지 62n)에는 다수의 데이터라인들이 전기적으로 접속되어 있다.

상기 액정패널(60)은 어레이 패널(58), 컬러필터 패널(59) 그리고 상기 어레 이 패널(58)과 상기 컬러필터 패널(59) 사이에 주입된 액정분자들로 이루어지는 액정층(미도시)으로 이루어진다. 상기 액정패널(60)은 상기 어레이 패널(58)과 상기 컬러필터 패널(59)을 합착시킨 다음, 액정분자들을 주입 후 봉입함으로써 제조될 수 있다.

상기 어레이 패널(58)에는 도 3에 나타낸 바와 같이, 게이트라인들(65)과 데이터라인들(66)이 교차하고, 그 교차점에 박막 트랜지스터(67)가 구비되며, 상기 박막 트랜지스터(67)의 일 측으로 화소전극(68)이 접속된다.

상기 컬러필터 패널(59)에는 도시되지 않은 컬러필터가 스트라이프 형상으로 배치되고, 그 사이에 블랙 매트릭스가 형성되며, 상기 컬러필터 상에 공통전극이 형성되게 된다.

또한, 상기 어레이 패널(58)의 외부 영역에는 상기 다수의 프로브 핀(56a 내지 56m, 57a 내지 57n)이 접촉되어 게이트라인들(65) 및 데이터라인들(66)로 게이트신호들 및 데이터신호들을 공급되도록 하기 위한 다수의 게이트패드(61a 내지 61m) 및 다수의 소스패드(62a 내지 62n)가 구비되게 된다.

상기와 같이 구성된 액정표시장치용 검사 장치의 동작을 살펴보면, 액정패널(60)을 검사하기 위해 다수의 검사 패턴들이 차례로 선택되어 패턴 발생부(52)에 의해 60Hz 구동주파수를 갖는 데이터신호로 생성된다.

그리고, 상기 인터페이스 보드(53)에 의해 상기 60Hz 구동주파수를 바탕으로 타이밍 제어신호가 생성되어 게이트 인쇄회로기판(54)으로 공급된다. 또한, 상기 타이밍 제어신호와 함께 데이터신호가 상기 소스 인쇄회로기판(55)으로 공급된다.

상기 게이트 인쇄회로기판(54)은 상기 타이밍 제어신호에 따라 생성된 게이트신호를 다수의 게이트용 프로브(56a 내지 56m)를 통해 각 게이트패드(61a 내지 61m)로 공급한다. 이에 따라, 상기 다수의 게이트패드(61a 내지 61m)로 공급된 게이트신호는 순차적으로 각 게이트라인들(65)로 공급되어 상기 박막트랜지스터(67)가 턴-온 되도록 한다.

한편, 상기 소스 인쇄회로기판(55)은 상기 타이밍 제어신호에 따라 상기 데이터신호를 다수의 소스용 프로브(57a 내지 57n)를 통해 각 소스패드(62a 내지 62n)로 공급한다. 이에 따라, 상기 다수의 소스패드(62a 내지 62n)로 공급된 게이트신호는 각 데이터라인들(66) 및 박막트랜지스터(67)를 경유하여 화소전극(68)으로 인가되게 된다.

이에 따라, 상기 화소전극(68)과 상기 컬러필터 기판(59)에 구비된 공통전극 간의 전계에 의해 상기 액정층이 제어되어 광을 투과 또는 차단시키게 됨으로써, 해당 검사패턴이 표시되게 된다.

상기 종래의 액정표시장치용 검사 장치에 사용되는 액정층은 통상적으로 노멀리 화이트(normally white) 특성을 갖는 TN(Twisted Nematic) 모드를 갖게 된다.

따라서, 상기 화소전극(68)에 데이터신호가 인가되지 않게 될 때 투과율이 최대가 되어 최대밝기로 표시하게 되고, 반대로 최대 데이터신호가 인가되게 될 때 투과율이 최소가 되어 최소 밝기로 표시하게 된다.

이와 같은 모드 특성을 갖는 종래의 액정표시장치용 검사 장치는 상기 액정패널(60)의 데이터라인(66) 중 일부 영역에서 도 4와 같은 라인 단선(line open)이 생길 경우, 이러한 라인 단선의 결함 등을 검출할 수 있다. 여기서, 라인 단선은 크게 완전 단선과 일부 영역 단선(혹은 딤(dim)성이라고도 한다)으로 구분될 수 있다.

라인 단선은 도 4a에 나타낸 바와 같이, 데이터 라인(66)의 중간이 완전히 절개되어 전류가 전혀 흐르지 못하게 되는 상태를 의미하고, 일부 영역 단선은 도 4b에 나타낸 바와 같이, 데이터 라인(66)의 중간의 상부는 움푹 패혀 있지만 하부의 일부 영역은 미세하게 연결되어 있는 상태를 의미한다.

도 4a 및 도 4b에서 미설명 부호 71, 72는 유리기판 및 게이트절연막을 나타낸다. 도 4a 및 도 4b에는 설명의 편의를 위해 도시되지 않았지만, 상기 데이터라인(66)을 보호하기 위한 보호막(passivation layer)이 데이터라인(66) 상에 형성될 수 있다.

도 4a와 같이 데이터 라인(66)이 완전 단선되게 되면, 도 5a에 나타낸 바와 같이, 비교적 넓은 폭의 최대밝기를 갖는 회색 라인결함(line defect)이 나타나게 되어 사람에 의해 용이하게 검출되게 된다.

하지만, 도 4a와 같이 데이터라인(66)의 일부 영역만이 단선되고 나머지 일부 영역은 단선되지 않게 되면, 도 5b에 나타낸 바와 같이, 비교적 좁은 폭의 최대밝기를 갖는 회색 라인결함이 나타나게 된다. 이에 따라, 일부 영역이 단선된 데이터라인의 경우에도 정상 데이터라인의 경우와 마찬가지로 최대밝기의 라인결함으로 나타나게되어 사람의 육안으로는 용이하게 검출할 수가 없게 된다. 도 5a 및 도 5b에서는 검사 패턴으로 그레이 패턴이 사용될 때 회색으로 나타나는 것을 보여준다.

도 6은 도 1에 도시된 액정표시장치용 검사장치에서 60Hz 구동시 시간에 따른 차징량을 나타낸 그래프이다.

액정패널(60)에 게이트신호가 공급되어 해당 박막 트랜지스터(68)가 턴-온되면, 데이터신호가 상기 액정패널(60)의 데이터라인들(66) 및 상기 박막 트랜지스터(67)를 경유하여 화소전극(68)에 인가된다.

이때, 상기 데이터라인들(66)에 라인 단선이 발생되지 않게 되면, 상기 데이터신호가 어떠한 저항 성분의 방해를 받지 않고 그대로 화소전극(68)에 인가되게 된다. 이에 따라, 화소전극(68)에 데이터신호가 신속하고 충전되어 포화상태가 유지된다.

한편, 상기 액정표시장치용 검사장치가 60Hz 구동주파수로 구동되고 액정패널(60)이 1024데이터라인*768게이트라인으로 이루어지는 경우, 하나의 게이트라인(65)을 구동시키는 구간인 수평동기신호(Hsync) 구간은 21.7㎲을 갖게 된다.

라인 단선이 발생하지 않은 정상 데이터라인의 경우에는 데이터신호가 상기 수평동기신호 구간동안 완전하게 충전되어 포화되게 된다.

따라서, 노멀리 화이트 모드를 갖는 액정층이 제어되어 액정분자들이 수직으로 경사지게 됨으로써, 광이 투과되지 못하게 되어 최소 밝기로 나타나게 된다. 그러므로, 데이터라인에 단선이 발생되지 않는 경우에는 정상적인 구동에 의해 최소밝기를 갖게 됨으로써, 정상특성을 갖게 된다.

만일 상기 데이터라인들 중 소정의 데이터라인(66)에 일부 영역에 단선이 발 생하게 되면, 데이터신호가 일부 영역이 단선된 부분의 고저항 성분(50~100kΩ)으로 인해 잘 흐르지 못하게 되고, 이에 따라 화소전극(68)에 인가되는 데이터신호는 서서히 충전되게 된다.

분명한 것은 일부 영역 단선의 경우에는 최소밝기로 나타나지 않도록 하여 사람의 육안에 의해 용이하게 불량으로 식별될 수 있어야 한다.

그럼에도 불구하고, 일부 영역 단선(딤성)의 데이터라인의 경우에는 21.7㎲인 수평동기신호 구간동안 데이터신호가 충분히 충전되어 거의 포화 상태에까지 이르게 된다. 이에 따라 일부 영역 단선의 경우에도 화소전극(68)에 충분한 데이터신호가 인가되게 되어, 액정들이 수직으로 경사지게 됨으로써, 일부 영역 단선된 데이터라인을 따라 최소밝기로 나타나게 된다. 이와 같이 일부 영역이 단선된 데이터라인의 경우에는 정상 데이터라인과 동일한 최소밝기로 나타나게 됨으로서, 비정상 특성을 갖게 된다.

결국, 일부 영역 단선의 경우에는 정상 데이터 라인과 동일하게 최소밝기로 나타나기 때문에 사람의 육안으로는 불량으로 검출할 수가 없게 된다.

만일 데이터라인(66) 상에 완전 단선이 발생되게 되면, 데이터신호가 데이터라인(66)을 통해 흐르지 않게 되고, 이에 따라 화소전극(68)에 데이터신호가 인가되지 않게 됨으로써, 액정들이 그대로 수평 상태로 배향되게 되어 최대밝기로 나타나게 된다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 데이터라인 상에 일부 영역 단선(딤성)이 발생되는 경우, 데이터신호가 수평동기신호 구간동안 충분히 차징되기 때문에 정상 데 이터라인과 마찬가지로 최소밝기로 표시되게 됨으로써, 사람의 육안으로 일부 영역 단선을 식별할 수가 없게 된다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 구동주파수를 보다 높여 줌으로써, 일부 영역 단선인 데이터라인을 용이하게 검출할 수 있는 액정표시장치용 검사장치 및 검사방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 액정표시장치용 검사장치는, 게이트패드 및 소스패드가 구비된 어레이패널과 컬러필터 간에 액정층이 개재된 액정패널; 다수의 검사패턴들을 대상으로 60Hz 구동주파수를 갖는 데이터신호를 생성하는 패턴 발생부; 상기 패턴 발생부로부터 생성된 60Hz 구동주파수를 70Hz 구동주파수로 변환시키는 구동주파수 변환부; 상기 구동주파수 변환부로부터 변환된 60Hz 또는 70Hz 구동주파수에 따른 타이밍 제어신호를 생성하는 인터페이스 보드; 상기 타이밍 제어신호에 따른 게이트신호를 순차적으로 상기 게이트패드로 공급하는 게이트 인쇄회로기판; 상기 타이밍 제어신호에 따라 상기 데이터신호를 상기 소스패드로 공급하는 소스 인쇄회로기판; 및 상기 게이트 인쇄회로기판과 상기 게이트패드 사이 그리고 상기 소스 인쇄회로기판과 상기 소스패드 사이에 각각 구비된 제1 및 제2 다수의 프로브를 포함하여 구성되고, 상기 60Hz 구 동주파수에 의해 완전 단선 데이터라인이 검출되고, 상기 70Hz 구동주파수에 의해 일부 영역이 단선된 데이터라인이 검출되는 것을 특징으로 한다.

상기 액정표시장치용 검사장치에 따르면, 상기 70Hz 구동주파수로 구동될 때의 수평동기신호 구간은 상기 60Hz 구동주파수로 구동될 때의 수평동기신호 구간보다 짧아지고, 상기 각 수평동기신호 구간동안 상기 데이터신호가 충전될 수 있다.

상기 액정표시장치용 검사장치에 따르면, 상기 70Hz 구동주파수로 구동될 때의 수평동기신호 구간동안 상기 일부 영역이 단선된 데이터라인을 경유하여 충전된 충전량은 정상 데이터라인을 경유하여 충전된 충전량에 비해 상대적으로 낮을 수 있다.

상기 액정표시장치용 검사장치에 따르면, 상기 일부 영역이 단선된 데이터라인을 경유하여 충전된 충전량과 상기 정상 데이터라인을 경유하여 충전된 충전량과의 차이로 인해 서로 상이한 밝기의 광이 나타날 수 있다.

본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따르면, 액정표시장치의 검사방법은, 다수의 검사패턴들을 대상으로 60Hz 구동주파수를 갖는 데이터신호를 생성하는 단계; 상기 60Hz 구동주파수를 갖는 데이터신호를 이용하여 완전 단선 데이터라인을 검출하는 단계; 상기 60Hz 구동주파수를 갖는 데이터신호를 70Hz 구동주파수를 갖는 데이터신호로 변환하는 단계; 및 상기 변환된 70Hz 구동주파수를 갖는 데이터신호를 이용하여 일부 영역이 단선된 데이터라인을 검출하는 단계를 포함한다.

상기 액정표시장치의 검사방법에 따르면, 상기 60Hz 구동주파수 및 상기 70Hz 구동주파수에 따라 수평동기신호 구간의 폭이 가감되고, 상기 가감된 수평동 기신호 구간의 폭을 이용하여 상기 완전 단선 데이터라인 및 상기 일부 영역이 단선된 데이터라인이 각각 검출될 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다.

설명의 편의를 위해 본 발명에서 종래와 동일 구성 요소에 대해서는 동일한 부여한다.

도 7은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 액정표시장치의 검사장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 7에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 액정표시장치용 검사장치는 패턴 발생부(2), 패턴 저장부(1),구동주파수 변환부(3), 인터페이스 보드(4), 게이트 인쇄회로기판(5), 소스 인쇄회로기판(6), 다수의 프로브들(7a 내지 7m, 8a 내지 8n), 액정패널(10)을 구비한다.

도 7에는 도시되지 않았지만, 상기 액정패널(10)에 광을 조사하기 위한 백라이트가 더 구비될 수 있다.

상기 패턴 발생부(2)는 패턴 저장부(1)에 저장되어 있는 다수의 검사 패턴들을 이용하여 상기 액정패널(10)을 구동시키기 위한 60Hz 구동주파수를 갖는 데이터신호를 생성한다.

상기 패턴 저장부(1)에는 도 2에 나타낸 바와 같이, 액정패널(10)의 불량 여부를 검사하기 위한 다수의 검사 패턴들이 저장되어 있다. 통상적으로 액정패널을 검사하는데 사용되는 검사패턴들에는 적색(Red) 패턴, 녹색(Green) 패턴, 청색(Blue) 패턴, 흑(Black)패턴, 백(White) 패턴, 그레이(Gray) 패턴 등이 포함될 수 있다.

따라서, 이러한 다수의 검사 패턴들이 하나씩 상기 패턴 발생부(2)로 제공되어, 각각에 상응되는 60Hz 구동주파수를 갖는 데이터신호가 생성된다. 여기서, 구동주파수로는 통상 60Hz를 사용하는데, 이러한 60Hz 구동주파수는 실제로 액정패널(10)에 화상을 표시할 때 사용된다.

상기 구동주파수 변환부(3)는 상기 패턴 발생부(2)에서 생성된 60Hz 구동주파수를 70Hz 구동주파수로 변환시킨다.

이미 설명한 바와 같이, 60Hz 구동주파수를 이용하여 액정패널(10)을 구동시키는 경우, 수평동기신 구간은 대략 21.7㎲정도가 된다.

이와 같은 수평동기신호 구간(21.7㎲)동안에는 정상 데이터라인뿐만 아니라 불량으로 식별되어야 할 일부 영역이 단선된 데이터라인을 통해서도 화소전극에 충분한 데이터신호가 충전되게 됨으로써, 노멀리 화이트 모드를 갖는 액정층에 의해 일부 영역 단선된 데이터라인 상에 최소밝기로 나타나게 된다. 따라서, 불량으로 식별되어야 할 일부 영역이 단선된 데이터라인이 정상 데이터와 동일하게 최소밝기로 표시되게 됨으로써, 일부 영역이 단선된 데이터라인과 정상 데이터라인을 식별할 수가 없게 된다.

만일 70Hz 구동주파수를 이용하여 액정패널(10)을 구동시키게 되면, 수평동기신호 구간이 18.6㎲이 되어 60Hz 구동주파수 구동시의 수평동기신호 구간인 21.7㎲보다 훨씬 짧아지게 된다. 여기서, 70Hz 구동주파수 구동시의 수평동기신호 구간인 18.6 ㎲은 정상 데이터라인인 경우에는 충분히 차징되지만, 일부 영역이 단선된 데이터라인의 경우에는 충분히 차징되지 못하도록 하는 구간을 의미한다.

이미 설명한 바와 같이, 정상 데이터라인인 경우에는 데이터신호가 별 무리 없이 해당 데이터라인을 경유하여 화소전극으로 인가되어 곧바로 충전될 수 있지만, 일부 영역이 단선된 데이터라인의 경우에는 일부 영역 단선이 발생된 부분에 국지적으로 발생되는 고정항 성분으로 인해 데이터신호의 흐름을 억제하게 됨으로써, 데이터신호가 화소전극에 천천히 흐르게 되고, 이에 따라 화소전극에 서서히 충전되게 된다.

하지만, 일부 영역이 단선된 데이터라인이라 하더라도 종래와 같이 60Hz 구동주파수로 구동되게 되면, 수평동기신호의 구간이 21.7㎲로 되어 화소전극에 데이터신호가 충분한 양으로 충전될 수 있기 때문에, 정상 데이터라인과 거의 유사한 최대 밝기로 나타나게 된다.

이와 반대로, 도 8에 나타낸 바와 같이, 70Hz 구동주파수로 구동하게 되면, 수평동기신호가 18.6㎲로 충분히 짧아지기 때문에, 정상 데이터라인의 경우에는 화소전극에 충분히 데이터신호가 충전되는데 반해, 일부 영역 단선된 데이터라인의 경우에는 약간 정도로 충전되게 된다.

이에 따라, 정상 데이터라인의 경우에는 충분히 충전된 데이터신호에 의해 액정층의 액정들이 수직으로 경사지게 되어 최소밝기로 나타나게 된다.

반면에, 일부 영역이 단선된 데이터라인의 경우에는 약간 정도로 충전된 데이터신호에 의해 액정층의 액정들이 완전하게 수직으로 경사지지 않게 되어 중간밝기로 나타나게 된다.

그러므로, 이와 같이 70Hz 구동주파수로 구동하게 되면, 수평동기신호 구간의 폭이 줄어들게 되고, 이에 따라 정상 데이터라인과 일부 영역이 단선된 데이터라인 각각의 경우에 화소전극에 충전되는 양이 큰 폭으로 달라지고, 이에 따라 각각 최소밝기와 중간밝기로 나타나게 되어 사람의 육안에 의해 보다 용이하게 식별할 수 있게 된다.

도 8에 나타낸 바와 같이, 정상 데이터라인과 일부 영역이 단선된 데이터라인과의 차징량이 큰 폭으로 벌어지도록 함으로써, 밝기 정도에 있어서 큰 폭의 차이가 나게 되어 사람의 육안에 의해 정상 데이터라인과 일부 단선된 데이터라인이 용이하게 식별될 수 있다.

다시 말해, 70Hz 구동주파수에 의해 구동됨에 따라 수평동기신호 구간의 폭이 줄어들게 됨으로써, 일부 영역이 단선된 데이터라인을 경유하여 화소전극에 서서히 충전된 데이터신호가 정상 데이터라인을 경유하여 화소전극에 포화 상태로 충전된 데이터신호에 충전량이 근접하도록 하는 것을 사전에 차단시켜 줄 수 있다.

이에 따라 정상 데이터라인의 차징량과 일부 영역이 단선된 데이터라인의 충전량의 차이를 크게 하여 큰 폭의 밝기 정도로 나타나도록 하여 사람의 육안에 의한 불량 라인 결함을 용이하게 검출할 수 있다.

한편, 완전 단선의 데이터라인의 경우에는 해당 데이터라인으로 데이터신호가 흐르지 못하게 되어 화소전극에 데이터라인이 인가되지 않게 되고, 이에 따라 액정층의 액정들이 원래대로 수평으로 배향되게 되어 최대밝기로 나타나게 된다.

상기 구동주파수 변환부(3)는 상기 패턴 저장부(1)에 저장된 검사 패턴들 중 하나에 대해 70Hz로 변환시킬 수 있다. 이와 같이 검사 패턴들 중 하나에 대해서만 70Hz로 변환하도록 하는 것은 해당 검사 패턴만을 이용하여 일부 영역이 단선된 데이터라인을 검출하도록 하는 것을 의미한다.

또는, 상기 구동주파수 변환부(3)는 상기 패턴 저장부(1)에 저장된 검사 패턴들 모두에 대해 70Hz로 변환시킬 수 있다. 이와 같이 검사 패턴들 모두에 대해서 70Hz로 변환하도록 하는 것은 검사 패턴들 모두를 이용하여 일부 영역이 단선된 데이터라인을 검출하도록 하는 것을 의미한다.

한편, 상기 인터페이스 보드(4)는 상기 60Hz 구동주파수 또는 상기 70Hz 구동주파수를 바탕으로 액정패널(10)을 구동시킬 타이밍 제어신호를 생성하여 데이터신호와 함께 게이트 인쇄회로기판(5) 및 소스 인쇄회로기판(6)으로 공급한다.

상기 게이트 인쇄회로기판(5)은 상기 인터페이스 보드(4)로부터 생성된 타이밍 제어신호에 따라 소정의 게이트신호를 순차적으로 생성하여 액정패널(10)로 공급한다.

이때, 상기 게이트 인쇄회로기판(5)에서 생성된 게이트신호는 다수의 게이트용 프로브(probe)들(7a 내지 7m)을 경유하여 상기 액정패널(10)의 다수의 게이트패드(9a 내지 9m)로 공급된다. 그리고, 상기 다수의 게이트용 프로브들(7a 내지 7m)의 일 측에는 상기 액정패널(10)의 게이트패드(9a 내지 9m)와 접촉되어 전기적으로 도통되도록 하기 위한 프로브 핀이 다수개 구비된다.

따라서, 상기 게이트 인쇄회로기판(5)에서 생성된 게이트신호는 다수의 게이트용 프로브들(7a 내지 7m), 다수의 프로브 핀들을 통해 상기 액정패널(10)의 다수 의 게이트 패드(9a 내지 9m)에 공급된다. 이때, 상기 다수의 게이트 패드(9a 내지 9m)에는 다수의 게이트라인들이 전기적으로 접속되어 있다.

한편, 상기 소스 인쇄회로기판(6)은 상기 인터페이스 보드(4)로부터 생성된 타이밍 제어신호에 따라 상기 데이터신호를 다수의 소스용 프로브(8a 내지 8n)를 경유하여 상기 액정패널(10)의 다수의 소스패드(11a 내지 11n)로 공급된다. 이때, 상기 다수의 소스용 프로브(8a 내지 8n)의 일 측에는 상기 액정패널(10)의 다수의 소스패드(11a 내지 11n)와 접촉되어 전기적으로 도통되도록 하기 위한 프로브 핀이 다수개 구비된다. 그리고, 상기 다수의 소스패드(11a 내지 11n)에는 다수의 데이터라인들이 전기적으로 접속되어 있다.

상기 액정패널(10)은 이미 설명한 바와 같이, 어레이 패널, 컬러필터 패널 그리고 상기 어레이 패널과 상기 컬러필터 패널 사이에 주입된 액정분자들로 이루어지는 액정층으로 이루어진다. 상기 액정패널은 상기 어레이 패널과 상기 컬러필터 패널을 합착시킨 다음, 액정분자들을 주입 후 봉입함으로써 제조될 수 있다.

상기 액정패널의 구조에 대해서는 앞서 상세히 설명한 바 있으므로 더 이상의 설명은 생략한다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 액정표시장치용 검사 장치의 동작을 설명한다.

패턴 발생부(2)는 미리 준비된 검사패턴들을 이용하여 60Hz 구동주파수를 갖는 데이터신호를 생성한다.

이때, 미리 준비된 검사패턴들을 대상으로 60Hz 구동주파수를 갖는 데이터신 호를 2번 반복하여 생성하게 된다. 즉, 상기 패턴 발생부(2)는 60Hz 구동주파수로 라인 결함을 검출하도록 하기 위해 첫 번째로 미리 준비된 검사패턴들 각각에 대한 60Hz 구동주파수를 갖는 데이터신호들을 생성하고, 70Hz 구동주파수로 변환되어 70Hz 구동주파수로 라인 결함을 검출하도록 하기 위해 두 번째로 미리 준비된 검사패턴들 각각에 대한 60Hz 구동주파수를 갖는 데이터신호들을 생성한다.

상기 패턴 저장부(1)에는 액정패널(10)에 제공되어 검사하고자 하는 다양한 검사패턴들(예컨대, 적색 패턴, 녹색 패턴, 청색 패턴, 흑 패턴, 백 패턴, 그레이 패턴 등)이 저장되어 있다.

상기 주파수 변환부(3)는 상기 패턴 발생부(2)에서 생성된 60Hz 구동주파수를 70Hz 구동주파수로 변환시킨다.

하지만, 처음에는 60Hz 구동주파수로 라인 결함을 검출하게 되므로, 상기 주파수 변환부(3)는 상기 패턴 발생부(2)에서 생성된 60Hz 구동주파수를 그대로 바이패스시켜 인터페이스 보드(4)로 공급한다.

그리고, 70Hz 구동 주파수로 라인 결함을 검출하게 될 때에는 상기 패턴 변환부(2)에서 공급된 60Hz 구동주파수를 갖는 데이터신호를 70Hz 구동주파수를 갖는 데이터신호로 변환한 다음 인터페이스 보드(4)로 공급한다.

상기 인터페이스 보드(4)는 상기 주파수 변환부(3)에 의해 변환되거나 변환되지 않은 구동주파수(60Hz 또는 70Hz)를 갖는 데이터신호에서 상기 구동주파수에 따른 타이밍 제어신호를 생성하여 게이트 인쇄회로기판(5) 및 소스 인쇄회로기판(6)으로 각각 공급한다.

상기 게이트 인쇄회로기판(5)은 상기 타이밍 제어신호에 따라 소정의 게이트신호를 생성하여 다수의 게이트용 프로브(7a 내지 7m)의 프로 핀을 통해 액정패널(10)의 다수의 게이트패드(9a 내지 9m)로 공급한다. 이에 따라 상기 다수의 게이트패드(9a 내지 9m)에 접속된 다수의 게이트라인들을 통해 순차적으로 게이트신호가 공급된다. 이와 같이 공급된 게이트신호에 의해 해당 박막 트랜지스터가 턴-온 되게 된다.

한편, 상기 소스 인쇄회로기판(6)은 상기 타이밍 제어신호에 따라 상기 6Hz 구동주파수를 갖는 데이터신호를 다수의 소스용 프로브(8a 내지 8n)를 통해 액정패널의 다수의 소스패드(11a 내지 11n)로 공급한다. 이에 따라 상기 다수의 게이트패드(11a 내지 11n)에 접속된 다수의 데이터라인들을 통해 데이터신호가 공급되어 상기 박막 트랜지스터를 경유하여 해당 화소전극에 충전되게 된다.

60Hz 구동주파수로 구동될 때, 각 게이트라인을 구동시키는 구간을 제어하는 수평동기신호 구간은 21.7㎲가 된다.

이와 같이 60Hz 구동주파수로 구동될 때, 데이터라인들이 모두 정상인 경우에는 해당 화소전극들에 데이터신호가 충분히 차징되어 포화상태를 갖게 된다. 이에 따라 충분히 포화된 데이터신호에 의해 최소밝기가 나타나게 된다.

한편, 데이터라인들 중에는 소정의 데이터라인에 라인 단선이 발생하게 되면, 라인 단선이 발생된 해당 데이터라인은 라인결함을 유발하므로 불량으로 검출되어야 한다.

이때, 라인 단선은 이미 설명한 바와 같이, 완전 단선과 일부 영역 단선(딤(dim)성)으로 구분된다.

만일 완전 단선인 데이터라인의 경우에는 해당 데이터라인을 통해 데이터신호가 통과되지 못하여 화소전극에 데이터신호가 인가되지 않게 됨으로써 최대밝기로 나타나게 된다.

이에 따라, 데이터라인이 정상인 경우와 완전 단선인 경우에는 60Hz 구동주파수로 구동하여도 밝기가 최대 또는 최소로 나타나기 때문에 사람의 육안에 의해 용이하게 불량 여부가 검출될 수 있다.

하지만, 일부 영역이 단선된 데이터라인의 경우에는 일부 영역 단선이 발생된 부분의 고저항 성분으로 인해 데이터신호가 미량으로 흐르게 되어 화소전극에 서서히 충전되게 된다. 그리고, 데이터 신호가 지속적으로 충전되어 21.7㎲의 수평동기신호 동안 충분하게 충전되게 되어 정상 데이터라인과 동일한 최소밝기로 나타나게 된다. 따라서, 일부 영역이 단선된 데이터라인의 경우에는 정상 데이터라인의 경우와 동일한 밝기를 갖게 됨으로써, 사람의 육안으로 불량 여부를 검출하기가 어렵게 된다.

이를 위해, 본 발명에서는 미리 준비된 검사패턴들을 대상으로 60Hz 구동으로 1차적인 데이터라인의 결함을 검출하고, 다시 미리 준비된 검사패턴들을 대상으로 70Hz 구동으로 2차적인 데이터라인의 결함을 검출할 수 있다. 여기서, 1차적인 데이터라인의 결함 검출은 주로 완전 단선의 데이터라인을 검출하는 것을 의미하고, 2차적인 데이터라인의 결함 검출은 상기 1차적인 데이터라인의 결함 검출에 의해 검출되지 않는 일부 영역이 단선된 데이터라인의 결함을 검출하는 것을 의미한 다.

따라서, 60Hz 구동주파수에 의해 데이터라인의 결함 여부가 검출되면, 다시 패턴 발생부(2)에 의해 미리 준비된 다수의 검사패턴들을 이용하여 60Hz 구동주파수를 갖는 데이터신호가 생성된다.

그리고, 상기 구동주파수 변환부(3)에 의해 60Hz 구동주파수가 70Hz 구동주파수로 변환된다.

이때, 70Hz 구동주파수로 구동할 때, 미리 준비된 다수의 검사패턴들 모두를 사용하지 않고 하나의 검사패턴(예컨대, 그레이 패턴 등)만을 대상으로 70Hz 구동주파수로 사용할 수 있다. 이와 같이 변환된 70Hz 구동주파수를 갖는 데이터신호는 액정패널(10)로 공급되어 일부 영역이 단선된 데이터라인의 결함 여부가 검출되도록 한다.

이와 같이 70Hz 구동주파수로 구동되게 될 때, 수평동기신호 구간은 18.6㎲로서, 앞서 설명한 60Hz 구동주파수로 구동될 때의 수평동기신호 구간(21.7㎲)보다 대략 3.1㎲정도 짧아지게 된다.

이에 따라, 데이터라인들로 70Hz 구동주파수를 갖는 데이터신호가 공급될 때, 데이터라인의 일부 영역이 단선된 경우에 해당 데이터신호가 화소전극에 서서히 충전되게 된다. 이때, 70Hz 구동주파수로 구동될 때의 수평동기신호 구간이 짧아지기 때문에 화소전극에는 데이터신호가 충분히 충전되지 못하게 된다.

따라서, 충분히 충전되지 못한 데이터신호에 의해 액정층의 액정들이 약간씩 경사지게 됨으로써, 일부 영역이 단선된 데이터라인 상에 중간밝기의 광이 나타나 게 된다.

그러므로, 일부 영역이 단선된 데이터라인은 정상 데이터라인일 경우의 최소밝기와 비교할 때, 분명한 차이를 갖는 중간밝기를 갖게 되어, 일부 영역이 단선된 데이터라인을 사람의 육안에 의해 쉽게 검출할 수 있다.

결국, 본 발명은 상기 60Hz 구동주파수 및 상기 70Hz 구동주파수에 따라 수평동기신호 구간의 폭을 가감하고, 상기 가감된 수평동기신호 구간의 폭을 이용하여 상기 완전 단선 데이터라인 및 상기 일부 영역이 단선된 데이터라인이 각각 검출할 수 있다.

즉, 60Hz 구동주파수로 구동하게 되면, 수평동기신호 구간의 폭이 21.7㎲로 상대적으로 크게 되어, 충전량이 늘어나게 되고, 70Hz 구동주파수로 구동하게 되면, 수평동기신호 구간의 폭이 18.6㎲로 상대적으로 작게 되어 충전량이 줄어들게 된다.

이때, 70Hz 구동주파수에 의해 수평동기신호 구간의 폭이 상대적으로 작게 되더라도 정상 데이터라인을 경유한 데이터신호는 신속하게 충전되게 됨으로써, 충분한 충전량을 확보하게 되어 최소밝기의 광이 나타나게 된다.

하지만, 일부 영역이 단선된 데이터라인을 경유한 데이터신호는 서서히 충전되게 됨으로써, 충분하게 충전되지 않게 되어 그만큼 충전량이 줄어들게 되어 중간 밝기의 광이 나타나게 된다.

따라서, 정상 데이터라인과 일부 영역이 단선된 데이터라인 상에 서로 상이한 밝기의 광이 나타나게 되어 사람의 육안에 의해 일부 영역이 단선된 데이터라인 의 결함을 검출하기가 용이하게 된다.

이상에서는 주로 라인, 상세히는 데이터라인 결함의 검출에 한정되어 설명되고 있지만, 본 발명은 점 결함(point defect)뿐만 아니라 얼룩계 등도 용이하게 검출할 수 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의하면, 60Hz 구동주파수와 70Hz 구동주파수를 모두 이용하여 완전단선 데이터라인뿐만 아니라 일부 영역이 단선된 데이터라인도 사람의 육안에 의해 쉽게 검출할 수 있도록 하여 제품의 불량 수율을 최소화할 수 있다.

Claims

게이트패드 및 소스패드가 구비된 어레이패널과 컬러필터 간에 액정층이 개재된 액정패널;

복수의 검사패턴들을 대상으로 60Hz 구동주파수를 갖는 데이터신호를 생성하는 패턴 발생부;

상기 패턴 발생부로부터 생성된 60Hz 구동주파수를 70Hz 구동주파수로 변환시키는 구동주파수 변환부;

상기 구동주파수 변환부로부터 변환된 60Hz 또는 70Hz 구동주파수에 따른 타이밍 제어신호를 생성하는 인터페이스 보드;

상기 타이밍 제어신호에 따른 게이트신호를 순차적으로 상기 게이트패드로 공급하는 게이트 인쇄회로기판;

상기 타이밍 제어신호에 따라 상기 데이터신호를 상기 소스패드로 공급하는 소스 인쇄회로기판; 및

상기 게이트 인쇄회로기판과 상기 게이트패드 사이 그리고 상기 소스 인쇄회로기판과 상기 소스패드 사이에 각각 구비된 제1 및 제2 복수의 프로브

를 포함하여 구성되고,

상기 60Hz 구동주파수에 의해 완전 단선 데이터라인이 검출되고, 상기 70Hz 구동주파수에 의해 일부 영역이 단선된 데이터라인이 검출되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 검사장치.
제1항에 있어서, 상기 70Hz 구동주파수로 구동될 때의 수평동기신호 구간은 상기 60Hz 구동주파수로 구동될 때의 수평동기신호 구간보다 짧아지고, 상기 각 수평동기신호 구간동안 상기 데이터신호가 충전되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 검사장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 70Hz 구동주파수로 구동될 때의 수평동기신호 구간동안 상기 일부 영역이 단선된 데이터라인을 경유하여 충전된 충전량은 정상 데이터라인을 경유하여 충전된 충전량에 비해 상대적으로 낮은 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 검사장치.
제3항에 있어서, 상기 일부 영역이 단선된 데이터라인을 경유하여 충전된 충전량과 상기 정상 데이터라인을 경유하여 충전된 충전량과의 차이로 인해 서로 상이한 밝기의 광이 나타나는 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 검사장치.
제1항에 있어서, 상기 액정층의 액정들은 노멀리 화이트 모드를 갖는 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 검사장치.
제1항에 있어서, 상기 구동주파수 변환부는 상기 복수의 검사패턴들 모두에 대한 60Hz 구동주파수를 70Hz 구동주파수로 변환시키는 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 검사장치.
제1항에 있어서, 상기 구동주파수 변환부는 상기 복수의 검사패턴들 중 하나의 검사패턴에 대한 60Hz 구동주파수를 70Hz 구동주파수로 변환시키는 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 검사장치.
복수의 검사패턴들을 대상으로 60Hz 구동주파수를 갖는 데이터신호를 생성하는 단계;

상기 60Hz 구동주파수를 갖는 데이터신호를 이용하여 완전 단선 데이터라인을 검출하는 단계;

상기 60Hz 구동주파수를 갖는 데이터신호를 70Hz 구동주파수를 갖는 데이터신호로 변환하는 단계; 및

상기 변환된 70Hz 구동주파수를 갖는 데이터신호를 이용하여 일부 영역이 단선된 데이터라인을 검출하는 단계

를 포함하는 액정표시장치의 검사방법.
제8항에 있어서, 상기 60Hz 구동주파수 및 상기 70Hz 구동주파수에 따라 수평동기신호 구간의 폭이 가감되고, 상기 가감된 수평동기신호 구간의 폭을 이용하여 상기 완전 단선 데이터라인 및 상기 일부 영역이 단선된 데이터라인이 각각 검출되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 검사방법.
제9항에 있어서, 상기 가감된 수평동기신호 구간동안 상기 데이터신호의 차징량이 상이해지는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 검사방법.