KR101311981B1 - 평판 디스플레이 패널 검사 장치 및 방법 - Google Patents

평판 디스플레이 패널 검사 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 평판 디스플레이 패널 검사 장치 및 방법은 서로 다른 심도의 초점을 갖는 카메라 모듈을 이용하여 패널에서 깊이가 다른 위치에 존재하는 기포, 이물질 등을 보다 정확하게 검출하여, 패널 검사의 신뢰성을 높일 수 있는 효과를 제공한다.

Description

평판 디스플레이 패널 검사 장치 및 방법{Inspection device for flat display panel}
본 발명은 평판 디스플레이 패널을 광학 장치를 이용하여 자동 검사하는 장치 및 이를 이용한 방법에 관한 것이다.
일반적으로 공정이 완료되어 제품으로 출시되기 전에 LCD 등의 평판표시장치나 반도체 웨이퍼 등의 기판을 육안 관찰하는 목시 검사를 통해 양호 또는 불량 여부를 판정하는 경우가 많이 있다.
이와 같은 수동 작업으로 기판을 검사하는 경우 외관이나 패턴 등에 대해 양호 또는 불량 여부가 정확하지 않을 뿐만 아니라 생산성도 저하시키는 문제점이 있다.
따라서, 평판 디스플레이 패널 자동 검사 장치를 통해 기판의 외관이나 패턴을 검사하려는 다양한 시도가 이루어지고 있다.
이러한 자동 검사 장치는 기판이 올려지는 스테이지와, 이 스테이지의 양쪽 측면에 지지되어 스테이지를 가로질러 설치되는 갠트리 구조의 스캔 지지대와, 이 스캔 지지대에 스캔 지지대의 길이 방향을 따라 이동 가능하도록 설치되어 스테이지에 올려진 기판을 촬영하는 복수의 카메라 스캔 모듈 등으로 구성된다.
한편, 도 1은 상기한 바와 같은 자동 검사 장치를 이용하여 검사하려는 검사 대상체를 나타낸 도면으로서, LCD를 구성하는 전면패널(10)과 후면패널(20)이 합착된 상태의 단면이다. 여기서, 전면패널(10)은 터치 패널과 같은 커버 글래스를 나타내고, 후면패널(20)은 컬러필터와 TFT 합착 글래스일 수 있다. 또한 도면 부호 12, 22는 상측 및 하측의 보호 시트를 나타내고, 도면 부호 15는 후면패널에 전면패널을 부착하는 레진(Resin)층을 나타낸다.
전면패널(10)과 후면패널(20)을 합착한 후에 상기한 자동 검사 장치를 이용하여 상측 보호 시트(12) 쪽에 기포 및 이물을 검출하거나 레진층(15) 쪽의 기포 및 이물질 등을 검출하게 된다.
그러나, 종래 평판 디스플레이 패널 자동 검사 장치는 하나의 초점을 가진 광학계를 가진 카메라 스캔 모듈만 구비되어 있기 때문에 도 1에서 상측 보호 시트(12) 쪽의 기포 및 이물질과 레진층(15) 쪽의 기포 및 이물질을 보다 정확하게 검사하는데 한계가 있는 문제점이 있다.
이상 설명한 배경기술의 내용은 이 건 출원의 발명자가 본 발명의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 본 발명의 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지기술이라 할 수는 없다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 다른 심도의 초점을 갖는 카메라 모듈을 이용하여 깊이가 다른 위치에 존재하는 기포, 이물질 등을 보다 정확하게 검출하여 패널 검사의 신뢰성을 높일 수 있는 평판 디스플레이 패널 검사 장치 및 방법을 제공하는 데 목적이 있다.
상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명에 따른 평판 디스플레이 패널 검사 장치는, 검사할 평판 디스플레이 패널이 올려지는 스테이지와; 상기 스테이지 상에 올려진 평판 디스플레이 패널의 특정 심도에 카메라 초점이 맞추어져 평판 디스플레이 패널의 광학 검사를 실행하도록 구비된 제1광학 기구와; 상기 제1광학 기구와 다른 심도로 평판 디스플레이 패널에 카메라 초점이 맞추어져 상기 스테이지 상에 올려진 평판 디스플레이 패널의 광학 검사를 실행하도록 구비된 제2광학 기구를 포함한 것을 특징으로 한다.
여기서 상기 제1광학 기구와 제2광학 기구는 라인스캔 카메라를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 평판 디스플레이 패널은 전면패널과 후면패널이 합착되어 구성되고, 상기 제1광학 기구는 상기 전면패널의 상부 쪽에 초점이 맞추어지고, 상기 제2광학 기구는 상기 전면패널과 후면패널 사이의 레진층에 초점이 맞추어지는 것이 바람직하다.
또한, 상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명에 따른 평판 디스플레이 패널 검사 장치는, 검사할 평판 디스플레이 패널이 올려지는 스테이지와; 상기 스테이지 상에 올려진 평판 디스플레이 패널의 광학 검사를 실행하도록 구비된 복수의 광학 기구를 포함하되, 상기 복수의 광학 기구는 평판 디스플레이 패널의 다른 심도에 카메라 초점이 맞추어지도록 구성된 것을 특징으로 한다.
상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명에 따른 평판 디스플레이 패널 검사 방법은, 스테이지 상에 검사할 평판 디스플레이 패널을 올리는 제1단계와; 상기 제1단계 후에 평판 디스플레이 패널에 대해 서로 다른 심도의 카메라 초점을 갖는 복수의 광학 기구를 이용하여 평판 디스플레이 패널을 촬영하여 이미지를 획득하는 제2단계와; 상기 제2단계에서 획득된 각각의 이미지를 조합하여 평판 디스플레이 패널의 흠결을 판단하는 제3단계를 포함한 것을 특징으로 한다.
상기 평판 디스플레이 패널은 전면패널과 후면패널이 합착되어 구성되고, 상기 복수의 광학 검사기구가 상기 전면패널의 상부 쪽에 초점이 맞추어진 제1광학 기구와 상기 전면패널과 후면패널 사이에 초점이 맞추어진 제2광학 기구로 구성될 경우에, 상기 제3단계는, 상기 제1광학 기구를 통해 획득한 전면패널 상면의 이물 및 기포 이미지와 제2광학 기구를 통해 획득한 전면패널과 후면패널 사이의 레진층 이미지를 중첩한 후에, 전면패널 상면의 이물 및 기포 이미지를 패턴 매칭하여 제거한 후에 전면패널과 후면패널 사이의 레진층 기포 및 이물질을 검출하는 것이 바람직하다.
상기한 바와 같은 본 발명의 주요한 과제 해결 수단들은, 아래에서 설명될 '발명의 실시를 위한 구체적인 내용', 또는 첨부된 '도면' 등의 예시를 통해 보다 구체적이고 명확하게 설명될 것이며, 이때 상기한 바와 같은 주요한 과제 해결 수단 외에도, 본 발명에 따른 다양한 과제 해결 수단들이 추가로 제시되어 설명될 것이다.
본 발명에 따른 평판 디스플레이 패널 검사 장치 및 방법은 서로 다른 심도의 초점을 갖는 카메라 모듈을 이용하여 패널에서 깊이가 다른 위치에 존재하는 기포, 이물질 등을 보다 정확하게 검출할 수 있도록 구성되기 때문에 패널 검사의 신뢰성을 높일 수 있는 효과가 있다.
도 1은 LCD 패널 등 검사 대상체를 보여주는 상세 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 평판 디스플레이 패널 검사 장치가 도시된 일 실시예의 정면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 평판 디스플레이 패널 검사 장치에서 두 광학 기구의 초점 위치를 보여주는 개략적인 상세도이다.
도 4는 본 발명에서 두 광학 기구의 초점 심도를 나타내는 그래프이다.
도 5 및 도 6은 본 발명에서 두 광학 기구로 획득한 이미지를 비교한 도면들이다.
첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 평판 디스플레이 패널 검사 장치는, 도 2를 참조하면, 검사할 평판 디스플레이 패널 등의 기판(S)이 올려지는 스테이지(50)와, 이 스테이지(50)의 상측을 지나도록 갠트리 구조로 설치되는 스캔 지지대(60)와, 스캔 지지대(60)에 스캔 지지대(60)의 길이 방향을 따라 이동 가능하도록 설치되어 상기 스테이지(50)에 올려진 기판을 촬영하는 복수개의 카메라 스캔 모듈(70) 등으로 구성된다.
여기서, 스테이지(50)는 지지 프레임(52)과, 이 지지 프레임(52)에 상측에 구비되어 에어 부상식으로 기판을 이송할 수 있도록 하는 ASU(Air Slider Unit) 플레이트(54) 등으로 구성될 수 있다.
스캔 지지대(60)는 그 양단 지지부(62)가 상기 스테이지(50)에 세워지는 구조로 고정되고, 양단 지지부(62) 사이에는 카메라 스캔 모듈(70)들이 지지되는 동시에 왕복 운동이 가능하도록 안내하는 가이드부(64)가 포함되어 구성된다.
카메라 스캔 모듈(70)은 기판(S)을 스캔하여 이미지를 획득하여 기판에 형성된 패턴 불량, 기포 발생, 이물질 포함 여부 등 기판의 흠결을 검사하기 위한 구성 부분으로서, 크게 이미지 획득을 위한 라인스캔 카메라(72)와, 스캔 영역에 빛을 조사하는 조명장치(74), 이들을 스캔 지지대(60)에 지지하는 동시에 기판을 스캔하기 위한 각종 구성 부품들이 탑재된 모듈 바디(76)로 이루어지는 것이 바람직하다.
카메라 스캔 모듈(70)이 스캔 지지대(60)를 따라 좌우 왕복 운동하는 구조는 널리 공지되어 있으므로 여기서는 구체적인 설명은 생략한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 스캔 모듈을 보여주는 개략적인 구성도이다.
본 발명에 따른 카메라 스캔 모듈(70)은 스테이지(50) 상에 올려진 평판 디스플레이 패널의 특정 심도에 카메라 초점이 맞추어져 평판 디스플레이 패널과 같은 기판(S)의 광학 검사를 실행하도록 구비된 제1광학 기구(70A)와, 이 제1광학 기구(70A)와 다른 심도로 기판(S)에 카메라 초점이 맞추어져 상기 스테이지(50) 상에 올려진 기판(S)의 광학 검사를 실행하도록 구비된 제2광학 기구(70B)를 포함하여 구성된다.
여기서 제1광학 기구(70A) 및 제2광학 기구(70B)는 각각 라인스캔 카메라(72a)(72b)와 스캔 영역에 빛을 조사하는 조명장치(74a)(74b)를 포함하여 구성되고, 이러한 두 개의 광학 기구(70A, 70B)는 하나의 카메라 스캔 모듈(70)에 모두 구비되거나, 다른 카메라 스캔 모듈(70)에 각각 구비되게 구성될 수 있다.
도 3에 예시된 바와 같이 평판 디스플레이 패널이 LCD와 같이 전면패널(10)과 후면패널(20)이 합착되어 구성될 경우에, 이를 검사하기 위해 상기 제1광학 기구(70A)는 상기 전면패널(10)의 상부 쪽에 초점이 맞추어지고, 상기 제2광학 기구(70B)는 상기 전면패널(10)과 후면패널(20) 사이에 초점이 맞추어지도록 구성되어, 상부 보호 커버(12) 쪽과 두 패널 사이의 레진층(15) 쪽의 이물질 및 기포 등을 검사할 수 있도록 구성된다.
제1광학 기구(70A)는 전면패널(10)의 바로 상면에 초점이 맞추어지도록 구성할 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 전면패널(10) 위에 씌워지는 상측 보호 커버(12) 등을 고려하여 전면패널(10)의 상면으로부터 일정 정도 높은 위치에 초점이 맞추어지도록 구성하는 것도 가능하다.
도 4는 상기 두 광학 기구(70A, 70B)를 이용한 피사체와의 거리와 초점 관계 즉, 카메라 심도를 나타낸 그래프이다. 여기서 제1광학 기구(70A)의 초점은 전면패널(10) 상면이 아닌 그 상측에 초점이 맞추어진 상태로 나타내었다.
한편, 상기에서는 두 개의 광학 기구(70A, 70B)를 이용하여 LCD 패널의 합착 상태 등을 검사하는 실시예를 설명하였으나, 이에 한정되지 않고 실시 조건에 따라서는 3개 또는 그 이상의 광학 기구를 이용하여 서로 다른 심도의 초점을 설정하여 기판과 같은 검사 대상체를 검사하도록 구성하는 것도 가능하다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 평판 디스플레이 패널 검사 장치를 이용한 본 발명에 따른 평판 디스플레이 패널 검사 방법에 대하여 설명한다.
도 2를 참조하면, 먼저 스테이지(50) 상에 검사할 평판 디스플레이 패널, 예를 들면 전면패널(10)과 후면패널(20)이 합착된 LCD 패널을 로딩한다.
이후, LCD 패널에 대해 상기한 바와 같이 서로 다른 심도의 카메라 초점을 갖는 제1광학 기구(70A) 및 제2광학 기구(70B)를 이용하여 LCD 패널을 촬영하여 이미지를 획득한다.
도 5는 레진층(15)에 기포가 형성된 경우에 제1광학 기구(70A) 및 제2광학 기구(70B)를 통해 획득한 이미지를 보여준다. 제2광학 기구(70B)의 초점이 레진층(15)에 맞추어져 있으므로, 제1광학 기구(70A)를 통해 획득한 이미지 상의 기포보다 제2광학 기구(70B)를 통해 획득한 이미지 상의 기포가 보다 선명하고 정확히 나타난 것을 알 수 있다.
이후, 상기와 같이 획득된 두 이미지를 조합하여 LCD 패널의 흠결 즉, 기포 또는 이물질 존재 여부를 판단한다.
이때, 제1광학 기구(70A)를 통해 획득한 전면패널(10) 상면의 이물 및 기포 이미지와 제2광학 기구(70B)를 통해 획득한 전면패널(10)과 후면패널(20) 사이의 레진층(15) 이미지를 중첩한 후에, 전면패널(10) 상면의 이물 및 기포 이미지를 패턴 매칭하여 제거한 후에 전면패널(10)과 후면패널(20) 사이의 레진층(15) 기포 및 이물질을 검출한다.
즉, 레진층(15)의 기포 존재 여부를 보다 정확히 판단하기 위해서 두 이미지를 조합할 때 제1광학 기구(70A)를 통해 얻은 이미지에서 흐릿한 레진층(15)의 기포 이미지를 제거하여 보다 정확한 레진층(15)의 기포 존재 여부를 검출하는 것이다.
물론, 전면패널(10) 상부의 기포 또는 이물질 존재여부도 상기와 같은 방법을 통해 검출할 수 있는데, 도 6에 도시된 바와 같이 역시 두 개의 광학 기구(70A, 70B)를 통해 얻은 이미지를 비교하여 기포 또는 이물질(파티클) 존재 여부를 검출할 수 있다.
상기한 바와 같은, 본 발명의 실시예들에서 설명한 기술적 사상들은 각각 독립적으로 실시될 수 있으며, 서로 조합되어 실시될 수 있다. 또한, 본 발명은 도면 및 발명의 상세한 설명에 기재된 실시예를 통하여 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다. 따라서, 본 발명의 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (6)

  1. 검사할 평판 디스플레이 패널이 올려지는 스테이지와;
    상기 스테이지 상에 올려진 평판 디스플레이 패널의 특정 심도에 카메라 초점이 맞추어져 평판 디스플레이 패널의 광학 검사를 실행하도록 구비된 제1광학 기구와;
    상기 제1광학 기구와 다른 심도로 평판 디스플레이 패널에 카메라 초점이 맞추어져 상기 스테이지 상에 올려진 평판 디스플레이 패널의 광학 검사를 실행하도록 구비된 제2광학 기구를 포함하고,
    상기 평판 디스플레이 패널은 전면패널과 후면패널이 합착되어 구성되며,
    상기 제1광학 기구는 상기 전면패널의 상부 쪽에 초점이 맞추어지고,
    상기 제2광학 기구는 상기 전면패널과 후면패널 사이의 레진층에 초점이 맞추어진 것을 특징으로 하는 평판 디스플레이 패널 검사 장치.
  2. 청구항1에 있어서,
    상기 제1광학 기구와 제2광학 기구는 라인스캔 카메라를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 평판 디스플레이 패널 검사 장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 스테이지 상에 검사할 평판 디스플레이 패널을 올리는 제1단계와;
    상기 제1단계 후에 평판 디스플레이 패널에 대해 서로 다른 심도의 카메라 초점을 갖는 복수의 광학 기구를 이용하여 평판 디스플레이 패널을 촬영하여 이미지를 획득하는 제2단계와;
    상기 제2단계에서 획득된 각각의 이미지를 조합하여 평판 디스플레이 패널의 흠결을 판단하는 제3단계를 포함하며,
    상기 평판 디스플레이 패널은 전면패널과 후면패널이 합착되어 구성되고,
    상기 복수의 광학 기구가 상기 전면패널의 상부 쪽에 초점이 맞추어진 제1광학 기구 및 상기 전면패널과 후면패널 사이에 초점이 맞추어진 제2광학 기구로 구성될 경우에,
    상기 제3단계는, 상기 제1광학 기구를 통해 획득한 전면패널 상면의 이물 및 기포 이미지와 제2광학 기구를 통해 획득한 전면패널과 후면패널 사이의 레진층 이미지를 중첩한 후에, 전면패널 상면의 이물 및 기포 이미지를 패턴 매칭하여 제거한 후에 전면패널과 후면패널 사이의 레진층에 존재하는 기포 및 이물질을 검출하는 것을 특징으로 하는 평판 디스플레이 패널 검사 방법.
  6. 삭제
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