KR101086133B1 - Apparatous for test of liquis crystal display device and method for test of liquid crystal display device using thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 액정표시패널의 오토 프루브 검사장치 및 이를 이용한 검사방법에 관한 것으로, 본 발명의 오토 프루브 검사장치는 액정표시패널과; 상기 액정표시패널상에 배열되는 라인 스캔 CCD카메라와; 상기 라인 스캔 CCD 카메라를 통해 얻은 상기 액정표시패널의 결함정보를 표시하는 표시장치와; 상기 액정표시패널 전체를 스캔하여 결함을 검출하는 에어리어(area) 스캔 CCD 카메라와; 상기 액정표시패널과 에어리어 스캔 CCD 카메라 사이에 형성되는 편광판을 구비하며, 상기 라인 스캔 CCD카메라는 상기 액정표시패널상에서 전진 및 후진하여 휘점불량 및 암점불량을 검출하는 것을 특징으로 하며, 육안에 의한 검사시 발생하는 등급 판별의 실수를 방지할 수 있고, 액정표시패널의 등급을 빠르게 판별함으로써 생산능력을 향상시킬 수 있다.The present invention relates to an autoprobe inspection apparatus for a liquid crystal display panel and an inspection method using the same. The autoprobe inspection apparatus according to the present invention includes a liquid crystal display panel; A line scan CCD camera arranged on said liquid crystal display panel; A display device for displaying defect information of the liquid crystal display panel obtained through the line scan CCD camera; An area scan CCD camera scanning the entire liquid crystal display panel to detect defects; And a polarizing plate formed between the liquid crystal display panel and the area scan CCD camera, wherein the line scan CCD camera moves forward and backward on the liquid crystal display panel to detect light point defects and dark point defects. It is possible to prevent a mistake in class determination that occurs during the operation, and to improve the production capacity by quickly determining the grade of the liquid crystal display panel.
라인 스캔 CCD 카메라, 에어리어 스캔 CCD 카메라, 오토 프루브 검사장치Line Scan CCD Camera, Area Scan CCD Camera, Auto Probe Inspection System
Description
도 1은 일반적인 액정표시패널의 구조를 나타내는 평면도.1 is a plan view showing the structure of a general liquid crystal display panel.
도 2a는 본 발명의 라인 스캔 CCD 카메라와 에어리어 스캔 CCD 카메라를 구비하는 액정표시패널 검사장치의 개력적 구성도.Fig. 2A is a schematic block diagram of a liquid crystal display panel inspection apparatus including a line scan CCD camera and an area scan CCD camera of the present invention.
도 2b는 라인 스캔 CCD 카메라의 동작원리를 나타내는 개념도.2B is a conceptual diagram showing the operation principle of a line scan CCD camera.
도 3a는 CCD 카메라에 의해 수집된 결함정보를 분석하는 그래프.3A is a graph for analyzing defect information collected by a CCD camera.
도 3b는 분석되는 결함정보를 표시한 평면도.3B is a plan view showing defect information to be analyzed.
도 4는 액정표시패널에 존재하는 결함의 종류를 도시한 단면도.4 is a cross-sectional view showing types of defects existing in a liquid crystal display panel.
도 5는 액정표시패널의 결함의 광학 특성을 나타내는 개념도.5 is a conceptual diagram showing optical characteristics of a defect of a liquid crystal display panel.
도 6은 본 발명의 에어리어 스캔 CCD 카메라와 액정표시패널의 배치를 나타내는 단면도.Fig. 6 is a sectional view showing an arrangement of an area scan CCD camera and a liquid crystal display panel of the present invention.
도 7은 본 발명의 액정표시패널 검사장치의 동작을 나타내는 플로우 차트.7 is a flowchart showing the operation of the liquid crystal display panel inspection apparatus of the present invention.
***** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ********** Explanation of symbols for main parts of drawing *****
201:라인 스캔 CCD 카메라 202:액정표시패널201: line scan CCD camera 202: liquid crystal display panel
203:데이터 수집 수단 204:데이터 분석 수단 203: data collection means 204: data analysis means
205:표시수단 601:에어리어 스캔 CCD 카메라205: Display means 601: Area scan CCD camera
401:참 결함 402:거짓 결함401: true defect 402: false defect
602:액정표시패널 603:편광판602 liquid
본 발명은 액정표시소자의 검사장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 액정표시패널의 결함검사 및 불량발생여부를 확인하기 위한 카메라를 구비하는 오토-프루브 검사(auto-probe test)장치 및 이를 이용한 표시장치의 결함 검사방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an inspection apparatus for a liquid crystal display device, and more particularly, to an auto-probe test apparatus including a camera for checking defects and determining whether a defect occurs in a liquid crystal display panel and a display using the same. It relates to a defect inspection method of the device.
일반적으로, 화상정보를 화면에 나타내는 화면표시장치들 중에서, 박막형 평판 표시장치가 경박단소하고 휴대성이 우수하여 근래에 활발히 연구개발되고 있다. 특히, 액정표시소자는 해상도가 높고, 동화상을 실현하기에 충분할 만큼 반응속도가 빠르기 때문에, 가장 활발히 연구되고 있다.In general, among the screen display devices for displaying the image information on the screen, the thin film type flat panel display device has been actively researched and developed in recent years due to its light and small size and excellent portability. In particular, liquid crystal display devices have been studied most actively because they have high resolution and fast reaction speeds sufficient to realize moving images.
상기 액정표시소자는 액정의 광학적 이방성과 분극성질을 이용하여 화상을 표시한다. 즉, 광학적 이방성을 가지는 액정분자의 배향방향을 조절하면, 액정의 배향방향에 따라 빛은 투과 및 차단되며, 이와같은 현상을 응용하여 화상을 표시할 수 있게 된다.The liquid crystal display device displays an image by using the optical anisotropy and polarization property of the liquid crystal. That is, when the alignment direction of the liquid crystal molecules having optical anisotropy is adjusted, light is transmitted and blocked according to the alignment direction of the liquid crystal, and an image can be displayed by applying such a phenomenon.
액정표시소자는 화소들이 매트릭스 형태로 배열되는 액정표시패널과; 상기 화소들을 구동시키는 게이트 구동부와 데이터 구동부를 구비한다. The liquid crystal display device comprises: a liquid crystal display panel in which pixels are arranged in a matrix form; A gate driver and a data driver for driving the pixels are provided.
상기 액정표시패널은 균일한 셀-갭이 유지되도록 합착된 박막트랜지스터 어레이(Thin Film Transistor array) 기판 및 컬러필터(color filter)기판과, 그 컬러필터 기판 및 박막트랜지스터 어레이기판의 셀-갭에 충진된 액정층으로 구성된다.The liquid crystal display panel is filled in a thin film transistor array substrate and a color filter substrate bonded to maintain a uniform cell gap, and a cell gap of the color filter substrate and the thin film transistor array substrate. It consists of the liquid crystal layer.
상기 박막트랜지스터 어레이기판과 컬러필터기판이 합착된 액정표시패널에는 공통전극과 화소전극이 형성되어 상기 액정층에 전계를 인가한다.A common electrode and a pixel electrode are formed on the liquid crystal display panel where the thin film transistor array substrate and the color filter substrate are bonded to apply an electric field to the liquid crystal layer.
따라서, 상기 공통전극에 전압이 인가된 상태에서 상기 화소전극에 인가되는 화상정보의 전압을 제어하게 되면, 유전율 이방성을 가지는 액정분자는 상기 공통전극과 화소전극 사이의 전계에 따라 회전함으로써, 화소별로 빛을 투과시키거나 차단시켜 문자나 화상을 표시하게 된다.Therefore, when the voltage of the image information applied to the pixel electrode is controlled while the voltage is applied to the common electrode, the liquid crystal molecules having dielectric anisotropy are rotated according to the electric field between the common electrode and the pixel electrode. Characters or images are displayed by transmitting or blocking light.
상기의 액정표시소자는 상기 게이트 구동부 및 데이터 구동부가 결합되기 전의 액정표시패널 상태에서 검사를 실시하여 불량여부를 확인하고 있다. 이와 같은 검사를 통상 오토-프루브(auto-probe) 검사라 칭한다.The liquid crystal display device is inspected in the state of the liquid crystal display panel before the gate driver and the data driver are combined to check for defects. Such a test is commonly referred to as an auto-probe test.
도 1은 상기 액정표시패널의 개략적인 평면구조를 보인 예시도이다.1 is an exemplary view showing a schematic planar structure of the liquid crystal display panel.
도 1을 참조하면, 액정표시패널(100)은 화소들이 매트릭스 형태로 배열되는 화상표시부(113)와, 그 화상표시부(113)의 게이트라인들과 접속되는 게이트패드부(114) 및 데이터라인들과 접속되는 데이터패드부(115)로 구성된다. 이때, 게이트패드부(114)와 데이터패드부(115)는 컬러필터기판(102)과 중첩되지 않는 박막트랜지스터 어레이기판(101)의 외곽에 형성되며, 상기 게이트패드부(114)는 게이트구동부로부터 공급되는 주사신호를 화상표시부(113)의 게이트라인들에 공급하고, 상기 데 이터 패드부(115)는 데이터구동부로부터 공급되는 화상정보를 화상표시부(113)의 데이터 라인들에 공급한다.Referring to FIG. 1, the liquid
상기 박막트랜지스터 어레이기판(101)과 컬러필터기판(102)은 상기 화상표시부(113)의 외곽에 형성된 실 패턴(seal pattern, 116)에 의해 일정한 셀-갭(cell-gap)이 유지되도록 합착되어 액정표시패널(100)을 이루게 된다.The thin film
전술한 바와같이 액정표시소자는 상기 게이트구동부 및 데이터구동부가 결합되기 전의 액정표시패널(100) 상태에서 검사를 실시하여 불량 발생여부를 확인하고 있다.As described above, the liquid crystal display device is inspected in the state of the liquid
상기 액정표시패널(100)을 검사하기 위해서는 게이트패드부(114)와 데이터패드부(115)의 모든 패드들에 대응되도록 니들(needle)을 접촉시켜 액정표시패널(100)의 게이트라인들과 데이터라인들에 구동신호를 인가함으로써, 액정표시패널(100)에 테스트 패턴을 표시하고, 그 표시된 테스트 패턴으로부터 불량 발생여부를 확인한다. 상기 테스트 패턴에 의해 액정표시패널(100)의 점 결함, 선 결함, 휘도 불량등이 검사된다.In order to inspect the liquid
그러나, 상기 오토 프루브 검사장치를 이용하여 액정표시패널에 테스트 패턴을 인가하는 동작은 자동으로 이루어지지만, 테스트 패턴을 검사하여 불량여부를 판단하는 것은 작업자가 육안을 통해 이루어지고 있다.However, although the operation of applying the test pattern to the liquid crystal display panel using the auto probe inspection device is automatically performed, the inspection of the test pattern to determine whether the defect is made by the naked eye.
작업자에 의한 수동검사는 불량을 놓치는 경우가 발생할 수 있으며, 또한 작업자는 매우 미세한 화소를 긴장상태에서 육안으로 검사하기 때문에 시력이 나빠지거나 건강을 해치는 문제를 유발하고 있다. 더욱이 오늘날에는 더욱 선명한 화질의 요구에 따라 더욱 미세한 화소를 구비하는 액정표시패널이 생산되고 있는데, 이러한 미세 화소의 액정표시패널에 있어서는 육안검사로는 검사에 한계가 있다.Manual inspection by the operator may cause a defect may occur, and also because the operator visually inspects the very fine pixels in the tension state causes a problem of poor vision or health. Furthermore, in recent years, liquid crystal display panels having finer pixels have been produced according to demands for clearer image quality. In the liquid crystal display panels of such fine pixels, there is a limit to inspection by visual inspection.
그러므로 본 발명은 액정표시패널의 검사단계에서 액정표시패널의 결함검사를 CCD 카메라를 이용하여 검사하는 오토 프루브 검사장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한 CCD 카메라를 구비하는 상기 오토 프루브 검사장치에 의해 검출되는 거짓 결함(false defect)과 참 결함(true defect)을 구분할 수 있는 오토 프루브 검사장치와 이를 이용한 액정표시패널 검사방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.It is therefore an object of the present invention to provide an autoprobe inspection apparatus for inspecting defect inspection of a liquid crystal display panel using a CCD camera in the inspection step of the liquid crystal display panel. Another object of the present invention is to provide an autoprobe inspection apparatus capable of distinguishing between a false defect and a true defect detected by the autoprobe inspection apparatus having a CCD camera and a liquid crystal display panel inspection method using the same. do.
상기 목적을 이루기 위하여 본 발명의 오토 프루브 검사장치는 액정표시패널과; 상기 액정표시패널상에 배열되는 라인 스캔 CCD카메라와; 상기 라인 스캔 CCD 카메라를 통해 얻은 상기 액정표시패널의 결함정보를 표시하는 표시장치와; 상기 액정표시패널 전체를 스캔하여 결함을 검출하는 에어리어(area) 스캔 CCD 카메라와; 상기 액정표시패널과 에어리어 스캔 CCD 카메라 사이에 형성되는 편광판을 구비하며, 상기 라인 스캔 CCD카메라는 상기 액정표시패널상에서 전진 및 후진하여 휘점불량 및 암점불량을 검출하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the auto probe inspection device of the present invention includes a liquid crystal display panel; A line scan CCD camera arranged on said liquid crystal display panel; A display device for displaying defect information of the liquid crystal display panel obtained through the line scan CCD camera; An area scan CCD camera scanning the entire liquid crystal display panel to detect defects; And a polarizing plate formed between the liquid crystal display panel and the area scan CCD camera, wherein the line scan CCD camera moves forward and backward on the liquid crystal display panel to detect bright spot and dark spot defect.
또한 상기 검사장치를 이용한 액정표시패널 검사방법은 액정표시패널상에 라인 스캔 CCD 카메라를 배열하는 단계; 상기 라인 스캔 CCD 카메라에 의해 상기 액정표시패널을 촬영하는 단계; 상기 촬영된 정보를 이용하여 결함정보를 표시하는 단계; 상기 액정표시패널의 상부에 설치되는 에어리어 스캔 CCD 카메라와 상기 액정표시패널 사이에 형성되는 회전하는 편광판을 통해 상기 에어리어 스캔 CCD 카메 라가 상기 액정표시패널을 촬영하는 단계; 상기 에어리어 스캔 CCD 카메라에 의해 촬영된 정보를 표시하는 단계; 상기 에어리어 스캔 CCD 카메라와 상기 라인 스캔 CCD 카메라에 의해 촬영된 액정표시패널의 결함정보를 각각 비교하여 결함의 종류를 구분하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the liquid crystal display panel inspection method using the inspection device comprises the steps of arranging a line scan CCD camera on the liquid crystal display panel; Photographing the liquid crystal display panel by the line scan CCD camera; Displaying defect information using the photographed information; Photographing the liquid crystal display panel by the area scan CCD camera through an area scan CCD camera disposed above the liquid crystal display panel and a rotating polarizing plate formed between the liquid crystal display panel; Displaying information photographed by the area scan CCD camera; And comparing the defect information of the liquid crystal display panel photographed by the area scan CCD camera and the line scan CCD camera, and classifying the types of defects.
액정표시패널이 완성되면, 상기 액정표시패널은 화소부를 구동시키는 구동드라이버와 결합된다. 그런데 상기 구동드라이버와 결합되기 전에 액정표시패널의 불량여부를 확인하기 위해 테스트 공정이 진행된다.When the liquid crystal display panel is completed, the liquid crystal display panel is combined with a driving driver for driving the pixel portion. However, a test process is performed to check whether the LCD panel is defective before being combined with the driving driver.
상기 테스트 공정은 액정표시패널에 존재할 수 있는 점 결함, 선 결함 및 휘도불량등을 검사하게 된다.The test process inspects point defects, line defects, and luminance defects that may exist in the liquid crystal display panel.
액정표시패널은 기판상에 매트릭스 배열을 하는 단위화소를 구비는데, 상기 단위화소를 구동하는 박막트랜지스터나 화소를 동작시키는 액정분자등의 오동작에 의한 점결함이나, 단위화소를 정의하는 게이트라인 또는 데이터라인등의 결함으로 인한 선결함이 결함의 많은 부분을 차지한다.The liquid crystal display panel includes a unit pixel arranged in a matrix on a substrate, and a gate line or data line defining a unit pixel or a defect caused by a malfunction such as a thin film transistor for driving the unit pixel or a liquid crystal molecule for driving a pixel. Predecessors due to such defects account for a large part of the defects.
이러한 불량의 검사는 오토 프루브 검사장치에 의해 이루어지는데, 상기 오토 프루브 검사장치에는 액정표시패널이 놓여지는 선반과, 상기 액정표시패널의 가장자리에 구성되는 패드부에 니들이 결함되므로서 액정표시패널에 소정의 패턴을 인가하는 패턴 발생부(pattern generater)를 구비한다.The inspection of such defects is performed by an auto probe inspection apparatus. The auto probe inspection apparatus includes a shelf on which a liquid crystal display panel is placed, and a needle on the pad portion formed at the edge of the liquid crystal display panel is defective, thereby deciding a predetermined value in the liquid crystal display panel. And a pattern generator for applying a pattern of.
오토 프루브 장치에 테스트될 액정표시패널이 놓여지면, 상기 패턴 발생부의 니들(needle)이 액정표시패널의 패드부에 접촉하여 신호를 인가하므로써 오토 프루브 검사가 이루어진다. When the liquid crystal display panel to be tested is placed on the autoprobe device, the needle of the pattern generator is in contact with the pad portion of the liquid crystal display panel to apply a signal to perform auto probe inspection.
상기 오토 프루브(auto probe) 검사는 각종 패턴을 표시하면서 액정표시패널의 휘도불량, 컬러구현정도, 점결함, 선결함, 얼룩불량등을 판단한다. 이러한 판단은 작업자가 표시되는 패턴을 일일이 눈으로 검사하면서 이루어지는데, 픽셀의 크기가 점점작아짐에 따라 이러한 수동검사는 한계가 있어 본 발명은 상기 검사를 자동화할 수 있는 방법을 제안한다.The auto probe inspection determines various types of patterns and displays luminance, color implementation, point defects, predecessors, and defects of the liquid crystal display panel. This determination is made while the operator visually inspects the displayed pattern. As the size of the pixel becomes smaller, the manual inspection is limited, and the present invention proposes a method for automating the inspection.
먼저, 상기 오토 프루브 검사장치에 의해 소정의 패턴이 액정표시패널에 표시되면, 상기 액정표시패널의 표면을 라인 스캔 CCD 카메라를 이용하여 촬영한다. First, when a predetermined pattern is displayed on the liquid crystal display panel by the auto probe inspection device, the surface of the liquid crystal display panel is photographed using a line scan CCD camera.
상기 촬영된 액정표시패널의 데이터는 데이터 수집부에서 수집되어 결함만을 구분하는 분석단계를 거친다. 이어서, 분석된 상기 데이터는 좌표값으로 변환되어 액정표시패널의 각 위치와 대응될 수 있도록 표시장치에 표시한다. 즉, 상기 표시장치는 결함을 표시한 지도가 되는 것이다.The photographed data of the liquid crystal display panel is collected by the data collector and undergoes an analysis step of distinguishing only defects. Subsequently, the analyzed data is converted into coordinate values and displayed on the display device so as to correspond to each position of the liquid crystal display panel. In other words, the display device is a map displaying a defect.
그런데 상기 라인 스캔 CCD 카메라에 의해 검사되는 액정표시패널의 결함은 액정표시패널내부에 존재하는 참 결함(true defect)과 액정표시패널 외부에 존재하는 먼지등의 이물로 인한 거짓 결함(false defect)을 모두 포함하는 문제가 있을 수 있다. 실제로 상기 라인 스캔 CCD 카메라에 의해 감지되는 결함 수는 육안검사시보다 훨씬 많다.However, the defects of the liquid crystal display panel inspected by the line scan CCD camera are false defects due to foreign matters such as true defects present in the liquid crystal display panel and dust present outside the liquid crystal display panel. There may be a problem with everything. In fact, the number of defects detected by the line scan CCD camera is much higher than during visual inspection.
그러므로 본 발명의 다른 구성은 상기 라인 스캔 CCD 카메라를 통해 감지되는 결함 중 참 결함과 거짓 결함을 구별하며, 상기 구성을 포함하는 오토 프루브 검사장치를 통해 액정표시패널을 검사하는 방법을 제공한다.Therefore, another configuration of the present invention distinguishes between true and false defects among the defects detected by the line scan CCD camera, and provides a method for inspecting a liquid crystal display panel through an autoprobe inspection device including the configuration.
상기 참 결함과 거짓 결함을 구별하는 수단으로는 상기 액정표시패널 전체를 촬영할 수 있는 에어리어 스캔 CCD 카메라(area scan CCD camera)와, 상기 에어리어 스캔 CCD 카메라와 액정표시패널 사이에 형성되는 편광판을 더 구비한다. 상기 편광판은 일정한 속도로 회전할 수 있으며, 상기 편광판을 통해 에어리어 스캔 CCD 카메라는 액정표시패널을 촬영한다. The means for distinguishing between the true defect and the false defect further includes an area scan CCD camera capable of capturing the entire liquid crystal display panel, and a polarizing plate formed between the area scan CCD camera and the liquid crystal display panel. do. The polarizer may rotate at a constant speed, and the area scan CCD camera photographs the liquid crystal display panel through the polarizer.
또한 상기 에어리어 스캔 CCD 카메라에 의해 촬영된 액정표시패널의 결함 데이터는 분석 및 표시 단계를 거쳐, 상기 라인 스캔 CCD 카메라에 의해 표시되는 결함정보와 비교되어 참 결함과 거짓 결함을 구분하는 단계를 더 포함한다.In addition, the defect data of the liquid crystal display panel photographed by the area scan CCD camera is further analyzed and displayed to compare the defect information displayed by the line scan CCD camera to distinguish between true and false defects. do.
이하 도 2a를 참조하여 라인 스캔 CCD 카메라를 이용하는 본 발명의 일 실시 예에 의한 오토 프루브 검사장치에 관하여 살펴본다.Hereinafter, an autoprobe inspection apparatus according to an exemplary embodiment using a line scan CCD camera will be described with reference to FIG. 2A.
도 2를 참조하면, 본 발명의 오토 프루브 검사장치는 복수의 라인 스캔 CCD 카메라(201)가 서로 인접하여 액정표시패널(202)의 상부에 설치된다. 상기 라인 스캔 CCD 카메라(201)는 하나만 사용할 수도 있고 복수개를 사용할 수도 있다. 라인 스캔 CCD 카메라(201)은 빛을 감지하는 감광 셀(photo effective cell)이 2k,4k,8k(k는 천단위)개인 것등 다양한 것이 존재할 수 있으므로 어떤 라인 스캔 CCD 카메라를 사용하느냐에 따라 상기 라인 스캔 CCD 카메라는 복수개 또는 하나만 사용될 수도 있다.Referring to FIG. 2, in the auto probe inspection apparatus of the present invention, a plurality of line
상기 라인 스캔 CCD 카메라(201)의 감광 셀은 액정표시패널의 각 단위화소보다 더욱 미세하므로 상기 액정표시패널의 단위셀은 수등분 분할하여 미세하게 촬영할 수 있다.Since the photosensitive cell of the line
그러므로 상기 라인 스캔 CCD 카메라(201)에 의해 액정표시패널에 존재하는 거의 모든 결함들은 감지될 수 있고, 상기 정보는 데이터수집 수단(203)을 거쳐 데이터 분석수단(204)에서 분석된다. 상기 데이터 분석 수단(204)의 동작은 도 3a를 참조하여 설명될 것이다.Therefore, almost all defects present in the liquid crystal display panel can be detected by the line
이어서, 상기 데이터 분석 수단(204)에 의해 분석된 결함정보는 액정표시팬널의 각 화소배열과 일치하도록 표시된다. 즉, 상기 결함들은 좌표값으로 환산되고 표시장치(205)에 의해 표시된다.Subsequently, the defect information analyzed by the data analyzing means 204 is displayed to coincide with each pixel array of the liquid crystal display panel. That is, the defects are converted into coordinate values and displayed by the
이하, 상기 라인 스캔 CCD 카메라가 액정표시패널의 결함을 촬영하는 원리를 살펴본다. 촬영을 담당하는 CCD 센서는 광량(photon)에 의한 각 셀 내의 자유전하량의 변화를 전기적 신호로 변환하는 구조를 가진다. CCD 센서는 실제 광량에 의해 전하가 축적되는 감광영역(photo effective 영역)과 축전된 전하를 차례대로 전송하는 통로역할을 하는 쉬프트 레지스터(shift register)로 크게 구분된다. 상기 각 셀이 어떻게 배열되어 영상을 생성하느냐에 따라 에어리어 스캔(area scan)과 라인 스캔(line scan)등으로 나눌 수 있다.Hereinafter, the principle of photographing a defect of the liquid crystal display panel by the line scan CCD camera will be described. The CCD sensor in charge of photographing has a structure that converts a change in the amount of free charge in each cell due to the amount of light into an electrical signal. CCD sensors are largely divided into a photo effective region in which charge is accumulated by an actual amount of light, and a shift register, which serves as a path for sequentially transferring the stored charge. Depending on how each cell is arranged to produce an image, the cells may be divided into an area scan and a line scan.
에어리어 스캔 방식은 한번의 촬영에 의한 노출 및 전송이 플레임 또는 필드 단위로 이루어지는 배열방식이고, 라인 스캔 방식은 한번에 한 라인씩 노출 및 전송이 이루어지는 배열방식이다. The area scan method is an arrangement method in which exposure and transmission by one shot are performed in a frame or field unit, and the line scan method is an arrangement method in which exposure and transmission are performed one line at a time.
상기 방식의 차이로, 예를 들어 2048 ×2048크기의 프레임을 얻기 위해 에이리어 스캔 방식은 4메가의 픽셀 수가 필요하지만, 라인 스캔 방식에 의하면 2k의 픽셀만 있어도 가능하다. 상기 라인 스캔 방식으로는 2048 ×100000의 크기를 가지는 프레임도 스캔 방식으로 이미지 촬영이 가능하다. As a difference between the above schemes, for example, an area scan scheme requires 4 megapixels in order to obtain a frame size of 2048 x 2048, but according to the line scan scheme, only 2k pixels are possible. In the line scan method, a frame having a size of 2048 × 100000 may also be photographed by a scan method.
이러한 관계로, 상기 라인 스캔 CCD 카메라의 가격은 상기 에어리어 스캔 CCD 카메라에 비해 매우 저렴하다. 뿐만 아니라, 상기 라인 스캔 방식의 CCD 카메라를 병렬로 다수개 형성함으로써 액정표시패널의 단위화소를 더욱 정밀하게 촬영하는 것도 가능하다.In this regard, the price of the line scan CCD camera is much lower than that of the area scan CCD camera. In addition, by forming a plurality of the line scan type CCD camera in parallel, it is possible to more accurately photograph the unit pixels of the liquid crystal display panel.
이러한 장점등으로 본 실시 예에서는 상기 액정표시패널의 제 1 촬영은 라인 스캔 CCD 카메라를 이용한다. 그러나 상기 촬영이 라인 스캔 CCD 카메라만을 사용하는 것으로 제한되는 것은 아니다.For this reason, in the present embodiment, a first scan of the liquid crystal display panel uses a line scan CCD camera. However, the imaging is not limited to using only a line scan CCD camera.
도 2b는 라인 스캔 CCD 카메라에 의해 액정표시패널의 화소정보가 촬영되고 전송되는 관계를 나타내고 있다.2B illustrates a relationship in which pixel information of a liquid crystal display panel is photographed and transmitted by a line scan CCD camera.
라인 스캔 CCD 카메라에 의해 액정표시패널의 일부가 촬영되면, 입력되는 광량정보는 단위 셀(210)에서 전기신호로 변환되어 축적된다. 상기 광량이 전하로 축적되는 원리는 광전효과이론에 의해 설명될 수 있다. 즉, 광자가 입력되면 그 광자의 에너지를 받은 전하는 여기되고, 상기 여기되는 전하를 상기 단위 셀이 축적하는 것이다.When a portion of the liquid crystal display panel is photographed by the line scan CCD camera, the input light quantity information is converted into an electrical signal in the
상기와 같이 축적된 전하는 CCD 센서(220)의 양측에 배열되는 쉬프트 레지스터(shift resistor)(211)에 의해 전송된다. 전송되는 상기 아날로그 정보는 아날로그-디지털 컨버터(analog to digital convertor, AD convertor)에 의해 디지탈화된다. 상기 CCD 센서가 몇개의 단위 셀을 가지는가에 따라 2K,4K,8K CCD 카메라로 구분될 수 있다.Charges accumulated as described above are transferred by shift resistors 211 arranged on both sides of the
상기 라인 스캔 CCD 카메라(201)은 액정표시패널(202)의 상부에 설치되며, 이동수단(미도시)에 의해 액정표시패널의 이동하면서 액정표시패널 전체를 촬영한다.The line
액정표시패널에 나타나는 결함들 중 많은 부분이 점결함과 선 결함이다. 그러므로 상기 라인 스캔 CCD 카메라(201)가 전진하면서 액정표시패널을 검사할 때는 상기 액정표시패널을 블랙모드로 구동하면서 결함을 검사할 수 있다. 왜냐하면 블랙모드에서는 상기 액정표시패널의 휘점(bright point)불량이 감지되기 쉽다. 또한 상기 라인 스캔 CCD 카메라(201)를 후진시킬 때는 상기 액정표시패널을 화이트모드로 구동시켜 암점(dark point)를 감지할 수 있다.Many of the defects appearing on the liquid crystal panel are point defects and line defects. Therefore, when the line
라인 스캔 CCD 카메라의 전진시 휘점감지, 후진시 암점감지는 반대로 이루어질 수도 있다. 왜냐하면 상기 블랙모드 또는 화이트 모드로 액정을 구동하는 것은 암점 또는 휘점 불량을 쉽게 감지하기 위함이기 때문이다.The bright spot detection when the line scan CCD camera moves forward and the dark spot detection when the reverse scan may be reversed. This is because driving the liquid crystal in the black mode or the white mode is for easily detecting a dark point or a bright point defect.
그러나 상기 액정표시패널의 구동은 블랙모드 또는 화이트모드에서만 검사되는 것이 아니라, 어두운 배경과 밝은 배경으로 구분하여 촬영될 수도 있다. However, the driving of the liquid crystal display panel may not only be inspected in the black mode or the white mode, but may be divided into a dark background and a light background.
어두운 배경은 0~127 그레이 레벨 범위일 수 있고, 밝은 배경은 127~ 255 그레인 레벨 범위 일 수 있다.The dark background can range from 0 to 127 gray levels, and the bright background can range from 127 to 255 grain levels.
각 그레이 레벨은 n등분으로 구분되어 복수의 촬영이 이루어질 수도 있다. 즉,어두운 배경을 3등분하여 90, 180, 127 그레인 레벨로 나누어 각각 촬영이 이루어 질수도 있다. 밝은 배경에서도 같다.Each gray level may be divided into n equal parts, and a plurality of images may be taken. That is, by dividing the dark background into three, the photographs may be divided into 90, 180, and 127 grain levels. The same is true for a light background.
상기 라인 스캔 CCD 카메라를 통해 수집된 액정표시패널의 결함정보는 데이터 수집부(203)에서 수집되어 데이터 분석수단(204)에 의해 분석된다.
Defect information of the liquid crystal display panel collected by the line scan CCD camera is collected by the
즉 CCD 카메라의 정보를 각 단위 셀 정보별로 표시하면, 휘점 불량 또는 암점 불량은 데이터의 특정 피크를 이룬다.That is, when the information of the CCD camera is displayed for each unit cell information, the bright point defect or the dark point defect forms a specific peak of the data.
도 3a는 데이터 분석 수단에 의해 나타나는 액정표시패널의 결함분포를 나타낸다. 도 3a의 피크는 각각 암점 또는 휘점을 나타낸다.3A shows a defect distribution of the liquid crystal display panel shown by the data analyzing means. The peaks in FIG. 3A represent dark spots or bright spots, respectively.
상기 데이터 분석수단(204)에 의해 분석된 액정표시패널의 결함정보는 좌표값으로 변환되어 표시장치에 표시된다. 즉, 상기 데이터 값을 좌표화하여 액정표시패널의 어느 위치에 결함이 존재하는지 한 눈에 볼 수 있게 표시한다.Defect information of the liquid crystal display panel analyzed by the data analyzing means 204 is converted into coordinate values and displayed on the display device. That is, the data value is coordinated to display at a glance which position of the defect exists in the liquid crystal display panel.
도 3b는 표시수단(301)에 의해 결함들(302)의 분포를 나타내고 있다. 부호303은 결함의 일부를 확대하여 나타내는 것으로 액정표시패널의 불량픽셀을 판별할 수 있게 한다.3B shows the distribution of the
그런데 상기 라인 스캔 CCD 카메라를 통해 검사되는 결함에는 액정표시패널내에 존재하는 진정한 결함과, 액정표시패널 외부 즉, 표면등에 존재하는 이물등에 의한 가상의 결함을 모두 포함할 수 있다. 상기 액정표시패널 상부에 존재하는 결함은 액정표시패널의 불량으로 취급될 수 없는 것들이 많기 때문에 상기 결함을 분류하는 것이 한 과제를 이루고 있다.However, the defects inspected by the line scan CCD camera may include both a true defect existing in the liquid crystal display panel and a virtual defect caused by foreign matter on the outside of the liquid crystal display panel, that is, the surface. Since the defects existing on the upper part of the liquid crystal display panel cannot be treated as a defect of the liquid crystal display panel, it is a problem to classify the defect.
본 발명의 에어리어 스캔 CCD 카메라는 상기 두 결함을 분류하는 방법과 상기 방법에 이용되는 결함 분류 순단을 제공한다.The area scan CCD camera of the present invention provides a method for classifying the two defects and a defect classification step used in the method.
액정표시패널 내부에 존재하는 참 결함(true defect)과 액정표시패널의 외부에 존재하는 가상 결함(여기서는 거짓 결함이라 명하기로 한다)을 분류하는 원리를 도 4 및 5를 참조하여 살펴본다. 4 and 5 will be described with reference to FIGS. 4 and 5 to classify true defects existing in the liquid crystal display panel and virtual defects existing in the outside of the liquid crystal display panel.
액정표시패널의 내부의 내부 결함은 단위 화소를 구동시키는 박막트랜지스터의 오동작, 게이트라인 또는 데이터라인의 단선, 액정의 오정렬 및 오동작 등에 의해 나타날 수 있다. 또한, 상기 액정표시패널 외부의 결함은 주로 액정표시패널을 대기중에서 취급하는 중에 나타나는 이물, 즉 먼지등에 의해 나타난다.Internal defects inside the liquid crystal display panel may be caused by malfunction of the thin film transistors driving the unit pixels, disconnection of gate lines or data lines, misalignment and malfunction of liquid crystals, and the like. In addition, defects outside the liquid crystal display panel are mainly caused by foreign matter, that is, dust or the like, which occurs while the liquid crystal display panel is handled in the air.
그런데, 상기 액정표시패널 내부의 결함은 통상 패널 내부에 고정된 결함으로써 백라이트로부터 진행하는 빛을 산란시키지는 않는다. 그러나, 액정표시패널의 표면에 존재하게 되는 이물등은 액정표시패널 아래로부터 진행하는 백라이트 빛을 산란시킬 수 있다. 즉, 편광판과 액정표시패널을 통과하는 선편광 빛은 액정표시패널의 표면에 존재하는 이물에 의해 산란되거나 위상의 변화를 보일 수 있다.However, defects inside the liquid crystal display panel are usually fixed inside the panel and thus do not scatter light traveling from the backlight. However, foreign matters and the like present on the surface of the liquid crystal display panel may scatter backlight light traveling from below the liquid crystal display panel. That is, the linearly polarized light passing through the polarizing plate and the liquid crystal display panel may be scattered by a foreign material present on the surface of the liquid crystal display panel or may show a change in phase.
본 발명은 상기와 같이, 액정표시패널의 내부 및 외부에 존재하는 결함이 빛에 대해 서로 다른 반응을 나타내는 점에 착안하여 그 차이를 이용해 참 결함으로 구별한다.As described above, the present invention focuses on the fact that defects existing inside and outside the liquid crystal display panel exhibit different reactions to light, and distinguishes them as true defects using the difference.
도 4는 액정표시패널 내부의 참 결함(401)과 액정표시패널 표면의 거짓 결함(402)을 나타내며, 도 5는 상기 결함이 빛에 대해 나타내는 반응,즉, 참 결함은 백라이트로부터 진행하는 빛을 산란시키지 않지만, 거짓 결함은 빛을 산란시켜 위상변화를 나타내는 것을 도시하고 있다.FIG. 4 shows a
도 6을 참조하면, 액정표시패널의 결함의 종류를 분별하는 수단은 액정표시패널을 촬영하는 에어리어 스캔 CCD 카메라(601)와, 상기 에어리어 스캔 CCD 카메라(601)와 액정표시패널(602)사이에 형성되는 편광판(603)을 구비한다. 상기 편광판(603)은 에어리어 스캔 CCD 카메라의 렌즈 앞에 위치할 수도 있다. 또한 상기 편 광판(603)은 일정한 속도 또는 각도 단위로 회전하도록 구성된다.Referring to FIG. 6, a means for discriminating the kind of defects of the liquid crystal display panel may include an area
상기에서 액정표시패널을 촬영하는 카메라로 에어리어 스캔 CCD 카메라를 사용하는 것은 첫째, 에어리어 스캔 카메라는 정방형의 픽셀 구조를 가지므로 정방형의 액정표시패널을 촬영하기에 적합하고, 둘째, 메가단위 이상의 감광 셀을 가질 수 있어 메가단위의 픽셀을 가지는 액정표시패널이라도 촬영이 가능하며, 세째, 액정표시패널 전체를 한 번에 촬영하여 라인 스캔 CCD 카메라에 의해 촬영된 결함정보와 직접 비교하기에 적합하기 때문이다. 상기 에어리어 스캔 CCD 카메라는 그 픽셀 수가 메가단위 이상의 고 집적의 CCD 센서를 사용할 수 있다.Using an area scan CCD camera as a camera for capturing the liquid crystal display panel is firstly, since the area scan camera has a square pixel structure, it is suitable for capturing a square liquid crystal display panel, and secondly, a photosensitive cell of mega units or more. This is because it is possible to take pictures even in a liquid crystal display panel having mega pixels, and thirdly, it is suitable for directly photographing the entire liquid crystal display panel and comparing it directly with defect information photographed by a line scan CCD camera. . The area scan CCD camera may use a highly integrated CCD sensor having a pixel number of mega units or more.
상기 에어리어 스캔 CCD 카메라를 이용하여 참 결함과 거짓 결함을 구분하는 방법의 원리에 대해서 살펴본다.The principle of a method for distinguishing between true and false defects using the area scan CCD camera will be described.
상기 편광판(603)을 일정한 각도로 회전하면서, 상기 에어리어 스캔 CCD 카메라(601)는 편광판(603)을 통해 액정표시패널(602)를 촬영한다.While rotating the
상기 촬영은 편광판(603)을 5도 또는 10도 단위로 회전하면서 상기 에어리어 스캔 CCD 카메라(601)에 의해 이루어 질 수 있다. The photographing may be performed by the area
편광판(603)을 일정한 각도로 회전한 후, 에어리어 스캔 CCD 카메라(601)를 통해 액정표시패널을 촬영하면, 액정표시패널 표면의 이물에 의해 위상변화가 일어난 결함은 상기 편광판에 의해 필터링되어 표시장치에서 깜빡이는 것으로 나타날 수 있다. 즉, 5도 회전한 편광판(603)을 이용한 촬영에서는 나타나는 암점 또는 휘점이 10도 회전한 편광판을 이용한 촬영에서는 나타나지 않는 경우가 발생한다.After rotating the
이러한 점멸하는 결함은 바로 액정표시패널의 표면에 존재하는 거짓 결함이 나타내는 결함이다. 그러므로 에어리어 스캔 CCD 카메라를 통해 촬영한 결함정보와 라인 스캔 CCD 카메라를 통해 검사된 결함을 서로 비교하므로서 참 결함을 찾을 수 있다. This blinking defect is a defect represented by a false defect present on the surface of the liquid crystal display panel. Therefore, true defects can be found by comparing defect information taken by an area scan CCD camera with defects inspected by a line scan CCD camera.
그러므로 도 7을 참조하여 본 발명의 액정표시패널 결함 검출방법을 살펴보면, 본 발명은 완성된 액정표시패널을 오토 프루브 검사장치에 안착시킨다(S101).Therefore, referring to FIG. 7, the method for detecting a defect of a liquid crystal display panel according to the present invention is mounted on the autoprobe inspection apparatus (S101).
이어서, 상기 액정표시패널 상에 라인 스캔 CCD 카메라를 정렬한다(S102). 라인 스캔 CCD 카메라를 정렬한 다음, 상기 액정표시패널에 소정의 그레이 레벨을 가지는 패턴을 띄우고(S103), 라인 스캔 CCD 카메라로 액정표시패널을 스캔한다(S104). 이때 상기 액정표시패널의 전진 또는 후진시 서로 다른 그레이 레벨이 정액정표시패널에 표시될 수 있다. Subsequently, a line scan CCD camera is arranged on the liquid crystal display panel (S102). After arranging the line scan CCD camera, a pattern having a predetermined gray level is displayed on the liquid crystal display panel (S103), and the liquid crystal display panel is scanned with the line scan CCD camera (S104). In this case, when the LCD panel moves forward or backward, different gray levels may be displayed on the flat panel.
이어서, 상기 그레이 레벨이 N번째 그레이 레벨에 이르도록 액정표시패널의 그레이 레벨 조절과 스캔 동작을 반복하여 결함정보를 수집한다.Subsequently, defect information is collected by repeating the gray level adjustment and the scan operation of the liquid crystal display panel such that the gray level reaches the Nth gray level.
다음으로, 상기 스캔 정보에 의해 결함정보는 분석되고(S105), 표시장치에 의해 그 좌표값이 표시된다(S106).Next, the defect information is analyzed by the scan information (S105), and the coordinate value is displayed by the display device (S106).
다음으로, 액정표시패널의 상부에 형성되는 편광판과 에어리어 스캔 CCD 카메라를 정렬시키고(S107) 상기 에어리어 스캔 CCD 카메라로 상기 액정표시패널을 촬영한다(S108). Next, the polarizing plate formed on the upper portion of the liquid crystal display panel and the area scan CCD camera are aligned (S107), and the liquid crystal display panel is photographed by the area scan CCD camera (S108).
상기 편광판은 소정의 각 단위로 회전하는 것으로 임의로 정하는 N각에 이를 때 까지 편광판의 회전과, 에어리어 스캔 CCD 카메라의 촬영을 반복한다.The polarizing plate repeats the rotation of the polarizing plate and the imaging of the area scan CCD camera until it reaches an N angle which is arbitrarily determined to rotate by a predetermined angle unit.
상기 결과 얻어진 정보를 이용해 거짓 결함을 분석하고 영상표시한다(S109). False information is analyzed and image is displayed using the obtained information (S109).
이어서, 상기 에어리어 스캔 CCD 카메라로부터 수집된 정보를 표시하는 영상과, 라인 스캔 CCD 카메라로부터 수집된 정보로 부터 표시되는 영상을 비교하여 참 결함을 찾는다(S110).Subsequently, a true defect is found by comparing an image displaying the information collected from the area scan CCD camera with an image displayed from the information collected from the line scan CCD camera (S110).
결함이 없는 액정표시패널을 생산하는 것이 무엇보다 중요하지만, 경우에 따라서는 어느정도 이하의 결함은 용인될 수 있다. 또한 참 결함의 갯수에 따라 액정표시패널의 등급이 결정되므로 만들어진 액정표시패널의 결함수를 검출하는 것도 매우 중요하다.It is most important to produce a liquid crystal display panel without defects, but in some cases, defects below a certain degree can be tolerated. In addition, since the grade of the liquid crystal display panel is determined according to the number of true defects, it is also very important to detect the number of defects in the liquid crystal display panel.
본 발명은 완성된 액정표시패널에서 참 결함과 거짓 결함으로 구분하는 수단과 방법을 제공함으로써 양품을 불량품으로 구분하는 실수를 방지할 수 있다. 또한, 종래에는 작업자의 육안에 의해 결함을 분석하던 것을 육안보다 뛰어난 분해능과, 스캔 능력을 가지는 CCD 카메라를 이용하여 결함으로 찾을 수 있게 함으로써 작업자를 건강을 보호할 수 있을 뿐 아니라, 액정표시패널 등급 분류상의 오류등을 방지할 수 있다. 또한 액정표시패널의 등급 판별을 빠르게 실시 할 수 있어 생산성을 향상시킬 수 있다.The present invention provides a means and a method for distinguishing between true defects and false defects in a completed liquid crystal display panel, thereby making it possible to prevent a mistake in classifying a good product as a defective product. In addition, by using a CCD camera having a resolution and scanning capability that is superior to the naked eye, analyzing defects by the naked eye of the prior art can not only protect the health of the operator, but also improve the liquid crystal display panel rating. Errors in classification can be prevented. In addition, it is possible to quickly determine the grade of the liquid crystal display panel, thereby improving productivity.
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Legal Events
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E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
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