KR101068364B1 - 액정표시장치 검사장비 및 그 검사방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 액정표시장치 검사 방법은, 디펙 유무를 검사하기 위한 액정표시패널을 제공하는 단계; 상기 액정표시패널 하부에 배치되어 광원을 공급하는 백라이트 유닛을 점등하는 단계; 상기 액정표시패널에 테스트 신호를 공급하여 일정한 주기로 구동하는 단계; 상기 액정표시패널의 구동 주기보다 짧은 주기로 상기 액정표시패널을 촬영하여 디펙을 감지하는 단계; 및 상기 액정표시패널의 테스트 신호의 주기를 따라 깜빡거리는 액정표시패널 내측 디펙을 감지하는 단계를 포함한다.
액정표시장치, 검사, 디펙, 카메라, 온/오프

Description

액정표시장치 검사장비 및 그 검사방법{inspection equipment of LCD and method for inspecting the same}
본 발명은 액정표시장치 검사 방법에 관한 것이다.
최근 정보화 사회로 시대가 급발전함에 따라 박형화, 경량화, 저 소비전력화 등의 우수한 특성을 갖는 평판 표시 장치(flat panel display)의 필요성이 대두 되었는데, 이중 액정 표시 장치가 해상도, 컬러 표시, 화질 등이 우수하여 노트북이나 데스크탑 모니터에 활발하게 적용되고 있다.
일반적으로 액정 표시 장치는 전계 생성 전극이 각각 형성되어 있는 두 기판을 두 전극이 형성되어 있는 면이 마주하도록 배치하고 두 기판 사이에 액정 물질을 주입한 다음, 두 전극에 전압을 인가하여 생성되는 전기장에 의해 액정 분자를 움직이게 함으로써, 이에 따라 달라지는 빛의 투과율에 의해 화상을 표현하는 장치이다.
액정 표시 장치는 제조 단계에서 여러번의 검사 공정이 진행된다. 특히, 어레이기판 완성 후, 어레이테스트 공정을 진행하여 화소 불량, 라인 단선 등을 검사하고, 어레이기판과 컬러필터기판 합착 후 셀 공정에서는 액정표시패널의 점등 검 사를 진행한다.
셀 공정에서는 오토 프루브(AP: Auto Probe) 장치를 이용하여 액정표시패널에 프루브핀을 컨택한 후, 액정표시패널을 구동시킨 상태에서 검사자가 광학장비를 이용한 검사와 목(目)시 검사를 진행하여 액정표시패널의 불량 여부를 검사한다.
즉, 오토 프루부 장치에서 액정표시패널에 테스트 신호(test signal)를 인가한 다음, 백라이트 광원을 다양하게 점등시켜 검사자가 액정표시패널의 포인트 디펙(point defect), 라인 디펙(Line Defect) 불량을 검사한다.
하지만, 종래와 같은 검사 방법에는 다음과 같은 문제가 있다.
첫째, 최근 액정표시패널이 40인치 이상이 되어 가고 있는 있기 때문에 검사자의 목시 검사로는 한계가 있다.
둘째, 액정표시패널의 포인트 디펙과 라인 디펙은 광학장비를 사용하여 사전 디펙 후보군을 지정한 후, 얼룩과 함께 검사자가 세부 검사하여 합격 또는 불합격 판정을 하는 검사과정을 거치기 때문에 검사 택 타임(Tact Time)이 오래 걸리는 단점이 있다.
셋째, 포인트 디펙의 경우 오토 프루브 장치에서 사용되는 편광판 또는 액정표시패널 외측 표면에 발생된 이물과 액정표시패널 내측에 발생된 이물의 구분이 어려운 단점이 있다.
특히, 액정표시패널 내측에 형성된 이물에 의한 포인트 디펙은 리얼 디펙(real defect)으로써, 실제 액정표시패널의 불량과 직결되기 때문에 정확한 검사를 요하지만, 종래 기술에서는 이와 같은 불량을 구분하기 어렵다.
본 발명은, 검사장비에 사용되는 카메라의 촬상(촬영) 스피드와 액정표시패널의 구동간격을 조절하여, 액정표시패널 내측에 발생된 이물 검출을 정확하게 검사할 수 있도록 한 액정표시장치 검사장비 및 그 검사방법을 제공함에 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한, 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치 검사 방법은, 디펙 유무를 검사하기 위한 액정표시패널을 제공하는 단계; 상기 액정표시패널 하부에 배치되어 광원을 공급하는 백라이트 유닛을 점등하는 단계; 상기 액정표시패널에 테스트 신호를 공급하여 일정한 주기로 구동하는 단계; 상기 액정표시패널의 구동 주기보다 짧은 주기로 상기 액정표시패널을 촬영하여 디펙을 감지하는 단계; 및 상기 액정표시패널의 테스트 신호의 주기를 따라 깜빡거리는 액정표시패널 내측 디펙을 감지하는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정표시장치 검사 장비는, 액정표시패널; 상기 액정표시패널 상부에 배치된 카메라; 상기 액정표시패널 하부에 배치된 백라이트 유닛; 상기 카메라, 액정표시패널 및 백라이트 유닛을 구동하는 구동부; 및 상기 카메라에 감지된 디펙 정보를 저장하는 검사부를 포함한다.
이상에서 자세히 설명된 바와 같이, 본 발명은 액정표시패널의 구동 간격과 검사장비의 카메라 촬상 스피드를 조절하여, 액정표시패널 내측에 발생되는 리얼 디펙(real defect) 불량을 정확하게 검출할 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 않고, 이하 청구 범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능할 것이다.
본 발명은 검사장비에 사용되는 카메라의 촬상 스피드와 액정표시패널의 구동 간격을 조절하여, 액정표시패널 내측에 발생된 이물 검출을 정확하게 검사할 수 있다.
이하, 첨부한 도면에 의거하여 본 발명의 실시 예를 자세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 액정표시장치의 검사 장비 구조를 도시한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 불량 검사를 받는 액정표시패널(40)과, 액정표시패널(40) 상하부에 배치된 상부편광판(35a)과 하부편광판(35b), 상기 하부편광판(35b) 하부에 배치된 백라이트 유닛(10)과, 상기 상부편광판(35a) 상부에 배치되어 액정표시패널(40)의 포인트 디펙 또는 라인 디펙 및 상하부편광판(35a, 35b) 상의 이물을 검사하는 카메라(30)와, 액정표시패널(40)의 좌우측에 배치된 측광발생부(20) 및 불량 검사를 위한 제어를 담당하는 제어 시스템(50)을 포함한다.
상기 제어 시스템(50)은 상기 카메라(30), 측광발생부(20), 액정표시패 널(40) 및 백라이트 유닛(10)을 선택적으로 구동하거나 전체 구동을 조절하는 구동부(70)와, 상기 카메라(30)에서 촬영된 디펙 정보를 저장 및 판독하는 검사부(60)를 포함한다.
여기서, 상기 액정표시패널(40)은 일정 간격을 갖고 일 방향으로 배열된 복수 개의 게이트 배선과 상기 각 게이트 배선에 수직한 방향으로 일정한 간격을 갖고 배열되는 복수개의 데이터 배선과 상기 게이트 배선 및 데이터 배선에 의해 정의된 매트릭스(matrix) 화소 영역에 각각 형성되는 복수 개의 박막 트랜지스터 및 화소 전극들이 형성된 어레이기판과, 블랙매트릭스와 컬러필터층을 포함하는 컬러필터기판이 액정층을 사이에 두고 합착된 기판이다.
상기 카메라(30)는 상기 액정표시패널(40)의 상부에서 상, 하, 좌, 우 영역으로 이동하거나 수평방향으로 스캔하면서 수직한 방향으로 이동하면서 촬영이 가능하다.
상기와 같은 구성부들을 갖는 본 발명의 액정표시장치 검사 장비의 검사 방법은 다음과 같다.
먼저, 상기 백라이트 유닛(10)의 점등과 액정표시패널(40) 및 카메라(30)의 동작으로 액정표시패널(40) 전 영역에 대한 포인트 디펙 또는 라인 디펙을 검사한다. 이때, 백라이트 유닛(10)은 제어시스템(50)의 구동부(70)에 의해 점등되고, 액정표시패널(40) 역시 구동부(70)로부터 인가되는 소정의 테스트 신호(R, G, B 신호)에 의해 동작한다. 따라서, 백라이트 유닛(10)에서 발생된 광원은 하부편광판(35b)을 통과하여 편광된 후, 액정표시패널(40)을 통과하여, 상부편광판(35a)으 로 진행하면서 소정의 테스트 영상을 구현한다.
이때, 카메라(30)는 구동되는 액정표시패널(40) 전면을 촬영하거나, 소정의 방향으로 스캔하면서 액정표시패널(40) 전 영역을 촬영하여 디펙의 위치 및 개수를 감지한다. 이렇게 디펙이 감지되면 그 디펙 정보들은 제어시스템(50)의 검사부(60)에 저장된다.
따라서, 검사부(60)에 저장된 디펙들 중 포인트 디펙(이물에 의한 디펙)들은 액정표시패널(40) 내측, 액정표시패널(40) 외측, 상부편광판(35a) 및 하부편광판(35b) 상에 발생된 모든 디펙들이다.
이후, 제어시스템(50)의 구동부(70)는 측광발생부(20)를 점등하여, 액정표시패널(40) 표면 또는 상부편광판(35a) 표면에 발생된 이물을 검사한다.
상기 측광발생부(20)의 구동에 의해 감지되는 디펙은 액정표시패널(40) 표면과 상부편광판(35a) 또는 하부편광판(35b) 표면상에 발생된 디펙들이다.
상기와 같이, 측광발생부(20)에 의한 디펙 검사가 완료되면, 액정표시패널(40)과 카메라(30)의 촬영(촬상) 스피드의 조절(촬영주기)에 의한 리얼 디펙 검사가 진행된다. 상기 리얼 디펙은 액정표시패널(40) 내측, 즉 기판과 기판 사이의 액정층 또는 마주하는 기판들의 내측면 상의 화소영역에 발생된 이물 디펙이다.
상기와 같은 리얼 디펙 검사 방법은, 백라이트 유닛(10)을 소정의 주기로 점등하고, 액정표시패널(40)을 백라이트 유닛(10)의 점등 주기보다 짧게(예를 들어 백라이트 유닛의 점등 주기의 1/2)로 구동하고, 카메라(30)의 촬영 스피드를 액정표시패널(40)의 구동 주기보다 짧게(백라이트 유닛의 점등 주기의 1/4)하여 검사를 진행한다. 이때, 측광발생부(20)를 구동시킬 수도 있고 구동시키지 않을 수도 있다.
따라서, 백라이트 유닛(10)의 점등 주기가 가장 길기 때문에 카메라(30)와 액정표시패널(40) 입장에서는 항상 점등된 상태로 인식된다. 액정표시패널(40)은 백라이트 유닛(10) 점등 기간 동안 적어도 한번 이상 온(on)/오프(off) 상태가 되기 때문에 액정표시패널(40) 내측에 존재하는 디펙은 깜빡거리는 형태로 감지된다.
즉, 액정표시패널(40)의 액정들이 회전하거나 회전하지 않을 때마다 화이트 또는 블랙 형태로 감지된다.
카메라(30)는 액정표시패널(40)의 구동 주기보다 빠르게 촬영을 연속적으로 하기 때문에 액정표시패널(40) 내측의 디펙에 의해 밝게 빛나는 광과 어두운 점을 모두 감지한다.
왜냐하면, 카메라(30)의 촬영 스피드가 액정표시패널(40)의 구동(액정의 on/off) 스피드 보다 훨씬 빠르기 때문에 액정표시패널(40)의 동작에 따라 변화되는 모든 상태를 감지할 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시예에서는 카메라(30)와 백라이트(10)의 동작으로 모든 이물질 디펙을 검사하고(디펙 개수 m), 측광발생부(20)의 동작으로 액정표시패널(40) 외측과 편광판 상의 이물 디펙을 검사하여(디펙 개수: n) 두 디펙들의 차를 이용하여 (m-n) 액정표시패널(40) 내측에서 발생된 리얼 디펙 개수를 정확히 감지할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서는 카메라(30)의 촬상 스피드, 액정표시패널(40) 의 구동 타임, 백라이트 유닛(10)의 점등 시간을 조절하여, 액정표시패널(40) 내측에서 발생된 디펙은 주기적으로 깜빡이도록 하여 리얼 디펙을 정확히 검사할 수 있다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치 검사 장비에서 카메라의 검사 방법을 도시한 도면으로서, 도 2a는 액정표시패널 상부에서 수평방향으로 스캔하면서 수직 방향으로 카메라를 이동시켜 액정표시패널의 전 영역을 검사하는 방식이다. 도 2b는 액정표시패널 상부에 카메라를 배치하여, 액정표시패널 전 영역이 카메라의 촬영 범위에 포함되도록 하여 검사하는 방식이다.
상기와 같은 방식에 따른 액정표시장치 검사 장비의 카메라에는 추가적으로 광량조절기가 부착될 수 있다. 이것은 디펙으로 감지되는 산란광의 휘도값에 따라 디펙으로 감지할 기준을 다르게 설정할 수 있기 때문이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 액정표시패널을 검사하는 모습을 도시한 도면이다.
도 3의 액정표시장치 검사 장비는 도 1의 검사 장비와 그 구성이 동일하므로 동일한 도면 부호는 동일한 구성부를 나타낸다.
도 3에 도시된 바와 같이, 백라이트 유닛(10)을 점등하고, 액정표시패널(40)에 검사를 위한 R, G, B 신호를 인가한 다음(test signal), 도 2a 및 도 2b의 카메라 촬영 방식으로 디펙을 검사한다.
따라서, 카메라(30)는 액정표시패널(40) 내측에 있는 디펙(A), 액정표시패널(40) 외측에 있는 디펙(B), 상부편광판(35a) 및 하부편광판(35b) 상에 존재하는 이물 디펙(C)의 모든 디펙들을 감지한다. 감지된 디펙들의 위치 및 개수 정보를 제어시스템(50)의 검사부(60)에 저장한다.
이후, 측광발생부(20)를 구동시켜 액정표시패널(40) 외측 디펙(B), 상하부편광판(35a, 35b) 상에 존재하는 디펙(C)을 감지한다. 감지된 디펙들의 위치 및 개수 정부를 제어시스템(50)의 검사부(60)에 저장한다.
그런 다음, 모든 디펙들과 측광발생부(20)에 의해 감지된 디펙들을 서로 빼어 액정표시패널(40) 내측에 존재하는 리얼 디펙(A)을 추출한다.
여기서, 상기 리얼 디펙(A)은 액정표시패널(40) 내부에 발생된 불량으로서 단순한 세정 공정 등으로 제거할 수 없으므로 정확한 결함 위치를 파악하는 것이 중요하다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 실시예에 따라 액정표시패널 내측에 발생된 리얼 디펙을 검사하는 모습을 도시한 도면이다.
도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 백라이트 유닛(10)의 점등 주기를 액정표시패널(40)의 구동주기 및 카메라(30)의 촬영 주기보다 길게 하도록 하여 액정표시패널(40) 구동 및 카메라(30)의 촬영시 항상 백라이트 유닛(10)은 점등된 상태를 유지하도록 한다.
그런 다음, 카메라(30)의 촬영(촬상) 스피드(촬영 주기)를 액정표시패널(40)의 구동 주기보다 짧게 하여, 액정표시패널(40) 내측에 포함된 디펙(A)을 감지한다. 예를 들어 액정표시패널(40)의 구동 펄스 주기를 30msec로 하면 카메라(30)의 촬상 스피드를 30msec 보다 짧은 주기를 갖도록 한다. (5~30msec)
또한, 여기서 액정표시패널(40)에 인가되는 테스트 신호는 액정을 상하로 온/오프하거나(TN 모드) 수평(좌우)으로 온/오프(IPS 모드)하는 스위칭 신호이다.
상기와 같이, 백라이트 유닛(10)의 구동주기, 액정표시패널(40)의 구동 주기 및 카메라(30)의 촬영 주기를 세팅하면, 백라이트 유닛(10)은 액정표시패널(40)과 카메라(30)의 동작시 항상 점등된 상태를 유지하기 때문에 모든 디펙(A, B, C)들이 화이트 상태로 카메라(30)에 감지된다. 이때, 측광발생부(20)는 온 상태로 둘 수도 있고 오프 상태로 둘 수 있다.
카메라(30)의 촬영 스피드는 백라이트 유닛(10) 및 액정표시패널(40)의 구동주기보다 훨씬 빠르기 때문에 1차적으로 모든 디펙(A, B, C)을 감지할 수 있다. 특히, 액정표시패널(40)에 온(ON)/오프(OFF) 신호가 인가되기 때문에 액정표시패널(40) 내측에 존재하는 디펙(B)은 깜빡거리는 상태로 감지된다.
도면에 도시된 바와 같이, 액정표시패널(40)에 오프 신호가 인가되면 액정표시패널(40) 내측에 게재되어 있는 액정들은 백라이트 유닛(10)의 광원을 차단하기 때문에 디펙(B)에 의한 광은 블랙 상태로 카메라(30)에 감지된다.
따라서, 백라이트 유닛(10) 점등 주기, 액정표시패널(40) 구동 주기 및 카메라(30)의 촬상 주기의 조절만으로 액정표시패널(40) 내측에 존재하는 리얼 디펙(A) 뿐만 아니라, 액정표시패널(40) 외측 및 상하부편광판(35a, 35b) 상에 존재하는 이물 디펙을 모두 감지할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 검사 장비 구조를 도시한 도면이다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치 검사 장비에서 카메라의 검사 방법을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 액정표시패널을 검사하는 모습을 도시한 도면이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 실시예에 따라 액정표시패널 내측에 발생된 리얼 디펙을 검사하는 모습을 도시한 도면이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
10: 백라이트 유닛 20: 측광발생부
30: 카메라 40: 액정표시패널
35a: 상부편광판 35b: 하부편광판
50: 제어시스템 60: 검사부
70: 구동부

Claims (10)

  1. 디펙 유무를 검사하기 위한 액정표시패널을 제공하는 단계;
    상기 액정표시패널 하부에 배치되어 광원을 공급하는 백라이트 유닛을 점등하는 단계;
    상기 액정표시패널에 테스트 신호를 공급하여 일정한 주기로 구동하는 단계;
    상기 액정표시패널의 구동 주기보다 짧은 주기로 상기 액정표시패널을 촬영하여 디펙을 감지하는 단계; 및
    상기 액정표시패널의 테스트 신호의 주기를 따라 깜빡거리는 액정표시패널 내측 디펙을 감지하는 단계를 포함하는 액정표시장치 검사방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 백라이트 유닛의 점등 주기는 상기 액정표시패널의 테스트 신호에 의한 구동 주기보다 큰 것을 특징으로 하는 액정표시장치 검사방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 액정표시패널의 구동 주기보다 짧은 주기로 상기 액정표시패널을 촬영하여 디펙을 감지하는 단계는, 상기 액정표시패널 내측, 액정표시패널 외측 및 상하부편광판 상에 존재하는 이물에 의한 모든 디펙을 감지하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치 검사방법.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 액정표시패널 외측 및 상하부편광판 상에 존재하는 이물에 의한 디펙은 항상 화이트 상태로 감지되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치 검사방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 액정표시패널의 구동 주기는 30msec로 액정을 상하 또는 좌우로 온/오프 스위칭을 반복하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치 검사방법.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 백라이트 유닛 점등시 상기 액정표시패널 양측에 배치된 측광발광부를 점등하는 단계를 더 포함하는 액정표시장치 검사방법.
  7. 액정표시패널;
    상기 액정표시패널 상부에 배치된 카메라;
    상기 액정표시패널 하부에 배치된 백라이트 유닛;
    상기 카메라, 액정표시패널 및 백라이트 유닛을 구동하는 구동부; 및
    상기 카메라에 감지된 디펙 정보를 저장하는 검사부를 포함하고,
    상기 검사부에는 액정표시패널 내측에 발생된 리얼 디펙과, 액정표시패널 외측 영역에 포함된 디펙의 위치 및 개수 정보를 저장하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치 검사장비.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 액정표시패널 양측에는 측광발생부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치 검사장비.
  9. 삭제
  10. 제 7 항에 있어서, 상기 구동부에서는 상기 백라이트 유닛 점등 주기, 상기 액정표시패널의 구동 주기 및 카메라의 촬영 주기를 서로 다르게 구동하도록 하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치 검사장비.
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