KR101300894B1 - 엘시디백라이트 휘도교정장치 및 교정방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 백라이트 전면을 촬영하는 카메라; 백라이트의 후면의 광을 검출하는 조도센서 및 상기 카메라와 조도센서로부터 얻어진 휘도정보로부터 휘도교정을 위한 교정도구가 부착된 로봇암; 상기 카메라와 조도센서로부터 획득한 정보를 비교하여 휘도정보를 산출하는 휘도정보산출부; 및 상기 휘도정보산출부에 의해 얻은 휘도정보에 따라 상기 교정도구가 장착된 로봇암의 동작을 제어하여 휘도교정을 수행하도록 제어신호를 발생하는 제어부를 포함하는 시스템구동부를 포함하는 엘시디백라이트 휘도교정장치 및 휘도교정방법을 제공한다.

Description

엘시디백라이트 휘도교정장치 및 교정방법{Luminance Adjustment Apparatus for LCD Back Light And The Luminance Adjustment Method}

본 발명은 엘시디백라이트 휘도교정장치 및 교정방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 엘시디백라이트의 전면과 후면으로부터 얻어진 휘도불일치 정보를 획득하고 이로부터 휘도손실이 가장 큰 위치를 생산라인의 현장에서 확인하고 그 자리에서 기계적인 간단한 동작에 의해 휘도불일치를 교정하여 일정한 밝기를 가진 양질의 엘시디백라이트를 제공할 수 있고, 동시에 전체 엘시디백라이트의 제조공정시간을 단축시켜 원가절감은 물론 노동력을 크게 절감할 수 있는 엘시디백라이트 휘도교정장치 및 교정방법에 관한 것이다.

디스플레이장치는 화상이 형성되는 패널과, 패널의 배후에 결합되어 패널로 빛을 투사하는 백라이트 유닛과, 이들이 수용되어 결합되는 프레임을 구비하고 있다. 패널로는 주로, LCD(Liquid Crystal Display)가 채용된다. LCD는 두 장의 유리기판 사이에 액정(Liquid Crystal)을 넣은 것을 말한다. LCD는 응답속도가 느리고 상대적으로 고가라는 단점을 가지고 있기는 하지만, 반도체 공정에 의해 생산되기 때문에 해상도 면에선 PDP(Plasma Display Panel)보다 유리한 특성을 갖는다. 따라서 최근에는 휴대폰이나 컴퓨터의 모니터, 그리고 텔레비전 등의 차세대 디스플레이장치로서 각광받고 있다.

하지만 LCD패널은 그 자체적으로 빛을 발산하지 못하고 빛의 투과율을 조절하는 방식으로 제조되기 때문에 LCD패널에 소정의 화상이 형성되도록 하려면 LCD패널로 빛을 투사해야 한다. 이러한 기능은 백라이트(Back Light)가 담당한다. 백라이트는 광원을 LCD패널의 평면 일측에 배치하여 LCD패널 전면을 직접 조광하는 직하 방식과, LCD패널의 일측면 또는 다수의 측면에 선 광원 혹은 점 광원을 배치시켜 도광판 및 반사시트 등에 광선을 반사 및 확산하는 에지(edge) 방식으로 나뉜다.

이와 같은 엘시디백라이트는 그 생산공정에서 도 1에서와 같이 백라이트 표면에서 방출되는 휘도에 불일치(1)가 존재하는 경우 엘시디의 표면은 밝기가 불규칙한 영역(2)를 갖게 되는 문제점이 있어왔다. 종래에는 엘시디백라이트의 생산공정에서 조도계 또는 기타 장비를 이용하여 도 1에서와 같은 백라이트의 휘도상의 결함을 발견하면 생산라인에서 수리라인으로 백라이트를 보내어 교정해야만 했다. 이러한 방법은 전체 엘시디백라이트의 제조공정시간을 길게 하고, 교정에 소요되는 시간 및 인력이 많이 투입되어져야 하므로 결국 원가상승으로 이어져 소비자나 생산자 모두에게 바람직하지 못한 결과를 초래하게 된다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술이 가지는 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 그 목적은 엘시디백라이트의 전면과 후면으로부터 얻어진 휘도불일치 정보를 획득하고 이로부터 휘도손실이 가장 큰 위치를 생산라인의 현장에서 확인하고 그 자리에서 기계적인 간단한 동작에 의해 휘도불일치를 교정하여 일정한 밝기를 가진 양질의 엘시디백라이트를 제공할 수 있고, 동시에 전체 엘시디백라이트의 제조공정시간을 단축시켜 원가절감은 물론 노동력을 크게 절감할 수 있는 엘시디백라이트 휘도교정장치 및 교정방법을 제공함에 있다.

상기한 바와 같은 본 발명의 기술적 과제는 다음과 같은 수단에 의해 달성되어진다.

(1) 백라이트 전면을 촬영하는 카메라; 백라이트의 후면의 광을 검출하는 조도센서 및 상기 카메라와 조도센서로부터 얻어진 휘도정보로부터 휘도교정을 위한 교정도구가 부착된 로봇암; 상기 카메라와 조도센서로부터 획득한 정보를 비교하여 휘도정보를 산출하는 휘도정보산출부; 및 상기 휘도정보산출부에 의해 얻은 휘도정보에 따라 상기 교정도구가 장착된 로봇암의 동작을 제어하여 휘도교정을 수행하도록 제어신호를 발생하는 제어부를 포함하는 시스템구동부를 포함하는 엘시디백라이트 휘도교정장치.

(2) 제 1항에 있어서,

휘도정보는 휘도이동거리, 휘도교정위치, 휘도공급거리, 및 휘도공급각도인 것을 특징으로 하는 엘시디백라이트 휘도교정장치.

(3) 제 1항에 있어서,

교정도구는 백라이트 표면을 깎는 초음파 조각용 끌 및 연마브러쉬를 포함하는 것을 특징으로 하는 엘시디백라이트 휘도교정장치.

(4) 제 3항에 있어서,

초음파 조각용 끌은 단부가 유자형, 사각형 및 브이자형을 포함하는 것을 특징으로 하는 엘시디백라이트 휘도교정장치.

(5) 제 1항에 있어서,

휘도교정위치는 휘도이동경로에서 휘도손실이 가장 높은 곳으로 하는 것을 특징으로 하는 엘시디백라이트 휘도교정장치.

(6) 제 1항에 있어서,

상기 로봇암은 엘시디백라이트의 이송라인을 따라 수평이동할 수 있는 수평이동부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 엘시디백라이트 휘도교정장치.

(7) 엘시디백라이트의 전면에서 카메라로 표면을 촬영하고 후면에서 조도센서를 이용하여 광을 검출하는 단계;

상기 카메라와 조도센서로부터 얻은 정보로부터 휘도정보를 산출하는 단계; 및

상기 산출한 휘도정보에 따라 교정도구가 장착된 로봇암의 동작을 제어하여 휘도교정을 수행하는 단계;

를 포함하는 엘시디백라이트의 휘도교정방법.

(8) 제 7항에 있어서,

휘도정보는 휘도이동거리, 휘도교정위치, 휘도공급거리, 및 휘도공급각도인 것을 특징으로 하는 엘시디백라이트의 휘도교정방법.

상기 본 발명에 의하면, 엘시디백라이트의 전면과 후면으로부터 얻어진 휘도불일치 정보를 획득하고 이로부터 휘도손실이 가장 큰 위치를 생산라인의 현장에서 확인하고 그 자리에서 기계적인 간단한 동작에 의해 휘도불일치를 교정하여 일정한 밝기를 가진 양질의 엘시디백라이트를 제공할 수 있고, 동시에 전체 엘시디백라이트의 제조공정시간을 단축시켜 원가절감은 물론 노동력을 크게 절감할 수 있다.

도 1은 종래 엘시디백라이트의 생상공정 중 백라이트 표면에 휘도불일치가 존재하는 경우와 이에 따라 엘시디 표면의 밝기가 불규칙하게 나타나는 현상을 보여주는 설명도.
도 2 내지 도 4는 본 발명에 따른 엘시디백라이트 휘도교정장치의 구성도.
도 5a, 5b는 본 발명에 따른 엘시디백라이트 교정도구의 구성도.
도 6은 엘시디백라이트에서 뒷면광원공급과 측면광원공급에 따른 휘도공급거리의 설명도.
도 7은 엘시디백라이트에서 뒷면광원공급과 측면광원공급에 따른 휘도공급각도의 설명도.

본 발명은 백라이트 전면을 촬영하는 카메라; 백라이트의 후면의 광을 검출하는 조도센서 및 상기 카메라와 조도센서로부터 얻어진 휘도정보로부터 휘도교정을 위한 교정도구가 부착된 로봇암; 상기 카메라와 조도센서로부터 획득한 정보를 비교하여 휘도정보를 산출하는 휘도정보산출부; 및 상기 휘도정보산출부에 의해 얻은 휘도정보에 따라 상기 교정도구가 장착된 로봇암의 동작을 제어하여 휘도교정을 수행하도록 제어신호를 발생하는 제어부를 포함하는 시스템구동부를 포함하는 엘시디백라이트 휘도교정장치를 제공한다.

또한, 본 발명은 엘시디백라이트의 전면에서 카메라로 표면을 촬영하고 후면에서 조도센서를 이용하여 광을 검출하는 단계;

상기 카메라와 조도센서로부터 얻은 정보로부터 휘도정보를 산출하는 단계; 및

상기 산출한 휘도정보에 따라 교정도구가 장착된 로봇암의 동작을 제어하여 휘도교정을 수행하는 단계;

를 포함하는 엘시디백라이트의 휘도교정방법을 제공한다.

이하 본 발명의 내용을 실시예를 도시한 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.

도 2 내지 4는 본 발명에 따른 엘시디 백라이트 휘도교정장치의 전체 구성도를 나타낸다. 본 발명에 따른 엘시디 백라이트 휘도교정장치는 백라이트(27) 전면을 촬영하는 카메라(24), 백라이트(27)의 후면의 광을 검출하는 조도센서 및 상기 카메라와 조도센서로부터 얻어진 휘도정보로부터 휘도교정을 위한 교정도구(30)가 부착된 로봇암(31), 상기 카메라와 조도센서로부터 획득한 정보를 비교하여 휘도정보를 산출하는 휘도정보산출부 및 상기 휘도정보산출부에 의해 얻은 휘도정보에 따라 상기 교정도구가 장착된 로봇암의 동작을 제어하여 휘도교정을 수행하도록 제어신호를 발생하는 제어부를 포함하는 시스템구동부(22)를 포함한다.

이동장치고정대(32)위에 설치된 엘시디백라이트 이동부재(28)를 통해 이동되어진 엘시디 백라이트(27)의 전면에 상기 백라이트(27)의 전면을 촬영하기 위해 렌즈(25)가 부착된 카메라(24)가 배치되어진다. 상기 카메라(24)는 상하이동부재(36)을 통해 상하로 이동되어질 수 있도록 한다. 상기 카메라(24)로부터 획득된 영상정보로부터 휘도정보산출부는 소정의 신호처리과정을 거쳐 휘도값을 산출한다. 이와 함께 엘시디 백라이트(27)의 후면에서 검출되는 광원은 로봇암에 부착된 조도센서를 이용하여 소정의 신호처리과정을 거쳐 휘도정보산출부에서 상기 백라이트의 휘도값을 얻어낼 수 있다. 미설명부호 23은 장치고정대이다.

로봇암(31)은 바람직하게는 4단으로 구성하여 상하 좌우로 이동이 자유롭게 제어되어지는 것으로 한다. 또한 상기 로봇암(31)은 수평이동부재(41)를 통해 수평방향으로 자유롭게 이동될 수 있도록 제어된다. 상기와 같은 로봇암(31)의 이동 및 위치제어는 상기 휘도정보산출부로부터 얻어진 결과값을 이용하여 제어부가 이를 제어한다.

이와 같이 카메라(24)에서 얻어지는 휘도값과 로봇암(31)에 부착된 조도센서로부터 얻어지는 휘도값을 비교하여 각 화소에 대한 휘도불일치를 측정하여, 전체 백라이트 면에 대한 휘도손실을 산출한다. 휘도정보산출부는 상기와 같이 얻어진 휘도값들로부터 휘도이동경로, 교정위치, 휘도공급거리, 및 휘도공급각도를 포함하는 휘도정보를 추출해 낸다. 이러한 휘도정보는 모니터(21)를 통해 검사자가 볼 수 있도록 표시되어진다.

상기와 같은 각 구성장치는 전원공급장치(34)에 의해 전원이 공급되어지고, 본 발명의 실시예에서는 상기 전원공급장치(34)는 장치의 고정대의 역할도 수행한다.

상기에서 휘도이동경로는 상기와 같은 장치구성에 의해 얻어지는 백라이트의 휘도손실이 높은 부분과 휘도손실이 낮은 부분을 연결하는 가상의 이동경로를 의미한다. 이는 백라이트의 가공과정에서 광의 이동경로의 차이로 인해 휘도가 차이가 나게 되며, 휘도가 낮아지는 부위는 광원이 다른 방향으로 이동경로를 변경한 것으로 이는 결국 다른 부분에서 휘도의 증가로 나타나게 된다.

본 발명에서는 상기 휘도이동경로상에 가장 높은 휘도손실을 나타내는 부분을 교정위치로서 선택하게 된다.

휘도공급거리는 상기 교정위치선정과정에서 얻어진 가장 높은 휘도손실부위를 재확인하기 위하여 요구되어진다. 본 발명에서 상기 휘도공급거리는 엘시디백라이트의 두께를 의미하며 도 6에 도시한 바와 같이 광원을 뒷면에서 공급하는 경우와 측면에서 공급하는 경우 각 광원이 백라이트 표면으로 돌출되는 지점까지의 이동거리로서 나타나며 이는 상기와 같이 얻어지는 휘도값을 측정하는 것에 의해 얻어질 수 있다.

휘도공급각도는 엘시디 백라이트의 광원공급이 측면에서 이루어지면 90ㅀ이고, 뒷면에서 이루어지면 직선으로 광원이 공급되어 백라이트의 전면에 나타나게 되는 것으로 이러한 광원을 검출함으로써 도 6에서와 같이 가공과정에서 소정의 결함이 나타나게 되는 경우 광원의 돌출각도상에 차이를 보이게 되고 이는 휘도값의 측정을 통해 산출될 수 있다.

상기와 같이 얻어지는 각각의 휘도정보를 종합하여 로봇암(31)에 부착된 교정도구(30)를 이용하여 교정을 수행한다. 즉 휘도공급거리가 상대적으로 타 부위보다 두껍게 나타나는 부분 혹은 휘도공급각도가 타 위치부터 상이하게 나타나는 부분은 그 표면을 교정도구(30)를 이용하여 깍아준다.

본 발명에 사용되는 교정도구(30)는 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 로봇암(31)의 단부에 연결되어지는 백라이트(27) 표면을 깎는 초음파 조각용 끌(11~13) 및 연마브러쉬(14)를 포함하며, 엘시디백라이트를 중심으로 상하좌우로 회전할 수 있도록 작동되며 본 발명의 실시예에서는 5개의 모터가 이들의 동작에 사용되어진다. 본 발명의 교정공정에 의해 엘시디백라이트 표면은 약 10~100㎛ 정도로 갈아내는 것이 가능하도록 하며, 이러한 동작은 조도센서(15)와 카메라(24)에서 얻은 정보에 따라 시스템구동부(22)를 통해 제어되어진다.

초음파 조각용 끌(11~13)은 초음파(예를 들어 진동주파수 40Khz)를 방출하여 백라이트 표면을 갈아내는 기능을 수행하며, 그 단부의 형상은 바람직하게는 유자형(11), 사각형(12) 및 브이자형(13)을 포함한다. 바람직하게는 상기 엘시디백라이트의 표면을 손상시키지 않기 위하여 낮은 출력을 사용하는 것이 좋으며, 각 끌은 티타늄의 재질을 사용하는 것이 좋다. 미설명부호 15는 조도센서이다.

상기와 같이 본 발명에 따른 교정도구(30)는 휘도불일치를 야기시킨 원인에 따라 시스템구동부(22)의 제어부에 의해 필요한 조각용 끌의 동작이 제어되어지며, 가공된 부위는 연마브러쉬(14)를 이용하여 표면을 매끄럽게 처리한다. 이때 발생하는 부산물은 흡입장치(33)로 흡입하여 보관한다.

상기와 같이 교정공정을 거친 후 엘시디백라이트(27)의 휘도를 재측정하여 교정이 제대로 이루어졌는지를 확인하고 정상적으로 종료된 경우에는 교정공정을 종료하고, 다음 엘시디백라이트에 대한 교정공정을 개시한다.

본 발명의 상기 휘도교정장치를 이용할 경우 사용된 엘이디의 광원출력의 불균형으로 엘시디백라이트의 휘도가 불일치되는 경우, 엘시디백라이트의 표면처리 미숙으로 엘시디백라이트의 휘도가 불일치되는 경우, 엘시디백라이트의 흠 또는 굴곡으로 엘시디백라이트의 휘도가 불일치되는 경우, 엘시디백라이트의 두께 불일치로 엘시디백라이트의 휘도가 불일치되는 경우에 대한 휘도교정이 가능하다.

이상과 같이 본 발명에 따른 휘도교정장치는 휘도원인에 따른 휘도불일치를 검출하여 자동으로 이를 교정함으로써 일정한 밝기의 양질의 엘시디백라이트를 제공할 수 있고, 따라서, 엘시디백라이트의 최종출하시까지 걸리는 총 소요기간을 단축시킬 수 있어 원가절감과 인건비 절감을 통한 비용절감효과가 크다.

상기와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

11~13: 초음파 조각용 끌
14: 연마브러쉬
15: 조도센서
21: 모니터
22: 시스템구동부
24: 카메라
27: 엘시디백라이트
28: 엘시디백라이트 이동부재
30: 교정도구
31: 로봇암

Claims (8)

1. 백라이트 전면을 촬영하는 카메라; 백라이트의 후면의 광을 검출하는 조도센서 및 상기 카메라와 조도센서로부터 얻어진 휘도정보로부터 휘도교정을 위한 교정도구가 부착된 로봇암; 상기 카메라와 조도센서로부터 획득한 정보를 비교하여 휘도정보를 산출하는 휘도정보산출부; 및 상기 휘도정보산출부에 의해 얻은 휘도정보에 따라 상기 교정도구가 장착된 로봇암의 동작을 제어하여 휘도교정을 수행하도록 제어신호를 발생하는 제어부를 포함하는 시스템구동부를 포함하는 엘시디백라이트 휘도교정장치.
2. 제 1항에 있어서,
   휘도정보는 휘도이동거리, 휘도교정위치, 휘도공급거리, 및 휘도공급각도인 것을 특징으로 하는 엘시디백라이트 휘도교정장치.
3. 제 1항에 있어서,
   교정도구는 백라이트 표면을 깎는 초음파 조각용 끌 및 연마브러쉬를 포함하는 것을 특징으로 하는 엘시디백라이트 휘도교정장치.
4. 제 3항에 있어서,
   초음파 조각용 끌은 단부가 유자형, 사각형 및 브이자형을 포함하는 것을 특징으로 하는 엘시디백라이트 휘도교정장치.
5. 제 1항에 있어서,
   휘도교정위치는 휘도이동경로에서 휘도손실이 가장 높은 곳으로 하는 것을 특징으로 하는 엘시디백라이트 휘도교정장치.
6. 제 1항에 있어서,
   상기 로봇암은 엘시디백라이트의 이송라인을 따라 수평이동할 수 있는 수평이동부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 엘시디백라이트 휘도교정장치.
7. 엘시디백라이트의 전면에서 카메라로 표면을 촬영하고 후면에서 조도센서를 이용하여 광을 검출하는 단계;
   상기 카메라와 조도센서로부터 얻은 정보로부터 휘도정보를 산출하는 단계; 및
   상기 산출한 휘도정보에 따라 교정도구가 장착된 로봇암의 동작을 제어하여 휘도교정을 수행하는 단계;
   를 포함하는 엘시디백라이트의 휘도교정방법.
8. 제 7항에 있어서,
   휘도정보는 휘도이동거리, 휘도교정위치, 휘도공급거리, 및 휘도공급각도인 것을 특징으로 하는 엘시디백라이트의 휘도교정방법.

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