KR101316539B1 - 유기발광다이오드 이물검사기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유기발광다이오드 이물검사기에 관한 것으로, 스테이지에 유기EL층과 TFT(Thin Film Transistor)층을 증착하여 마련된 피검사 대상 유기발광다이오드(D)를 로딩하고, 상기 유기발광다이오드(D) 표면에 이물질을 검사하는 유기발광다이오드 이물검사기에 있어서, 상기 유기발광다이오드(D)에 입사되는 수평상의 라인빔에 대하여 X축과 Y축으로 라인빔을 집광 입사하고, 상기 유기발광다이오드(D)의 유기EL층 표면 이물질 또는 유기EL층과 TFT(Thin Film Transistor)층 사이의 이물질을 스캔하는 2차원 집광 스캔수단(100)과; 상기 2차원 집광 스캔수단(100)을 통해 상기 유기발광다이오드(D)에 입사된 라인빔이 반사되어 출사되는 라인빔을 검출하는 검출수단(200)과; 상기 검출수단(200)을 통해 검출된 라인빔 이미지를 통해 유기발광다이오드(D) 표면 또는 유기EL층과 TFT(Thin Film Transistor)층 사이의 이물질을 판독하는 판독수단;으로 형성된 것을 특징으로 하는 유기발광다이오드 이물검사기에 관한 것이다.

Description

유기발광다이오드 이물검사기{DEVICE FOR DETECTING MATERIALS ORGANIC LIGHT EMISSION DIODE}

본 발명은 유기발광다이오드 이물검사기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유기발광다이오드(OLED:Organic Light Emitting Device)의 표면 이물 유무 및 유기발광다이오드의 생산과정에서 유기EL층과 TFT(Thin Film Transistor)층을 증착하는 과정에서 두 층 사이에 유입된 이물 유무를 검사하기 위한 유기발광다이오드 이물검사기에 관한 것이다.

종래의 유기발광다이오드(OLED ; Organic Light Emission Diode) 제조 공정에서는, 표면에 이물질이나 유기EL층과 TFT(Thin Film Transistor)층을 증착하는 과정에서 두 층 사이에 유입된 이물질로 인해 배선의 절연불량이나 단락 등의 불량 원인으로 되고, 또한 유기발광다이오드 소자가 미세화하여 이물질로 인한 미세한 결함이 존재하는 경우엔 이 결함이 유기발광다이오드 소자의 절연불량이나 절연막 등의 파괴의 원인으로도 될 수 있다.

따라서, 이러한 이물질을 사전에 검출하는 것은 불량을 방지하여 제품의 품질을 향상시키는 가장 최선의 방법이라 할 수 있다.

이와 같은 불량을 방지하기 위한 최선의 방법으로 카메라를 이용한 검사기가 개시되고 있다. 그러나, 이러한 카메라를 이용한 검사기는 유기발광다이오드에 일정한 공정을 진행한 후에 표면에 발생하는 결함 또는 이물질을 검출하는 것으로, 공정 이전의 유기발광다이오드 자체의 결합이나 이물질을 검출하기에는 다소 부적합하다.

이러한 문제점을 개선한 것으로 대한민국 공개특허 제10-2007-0050803호 기판의 표면 결함검사 방법을 살펴보면 기판 표면과 입사각을 가지는 라인빔을 이용하여 기판 표면을 스캔하고, 스캔된 라인빔을 기판표면에 대하여 입사각과 동일한 출사각의 위치에서 검출하여 기판 표면의 결합을 검사하는 것으로, 라인빔을 기판 표면에 소정의 입사각으로 조사하게 되면 기판 표면에 소정의 출사각으로 반사된 라인빔이 검출기에 검출되고, 이때 검출된 라인빔의 난반사가 검출되는부분이 결함이나 이물질이 존재하는 것으로 판별이 가능한 것이다.

이러한 종래의 라인빔을 이용하여 입사각과 출사각으로 기판 표면의 결함이나 이물질을 검출하는 검사기는 빛이 넓게 분산되어 펴져나가게 됨에 따라 해상도가 떨어지는 문제점이 있어 렌즈를 두어 빛이 1차원적의 라인상으로 집광되도록 구비된다.

그러나, 라인빔의 직접 조사에 따른 피검사물의 표면에 분산되는 빛이 1차원의 라인상으로 집광되더라도 피검사물 표면에 입사될 경우 미세한 도트문양으로 반사됨에 따라 도트문양과 인접하는 도트문양 사이에 결함이나 이물질이 위치될 경우 판독에 오류가 발생되고, 이러한 문제는 곧 제품불량으로 이어지는 문제가 빈번이 일어나고 있다. 즉, 이러한 종래의 유기발광다이오드 이물검사기는 빛의 집광도가 1차원적 집광으로 도트 형태로 입사 및 출사됨에 따라 그 해상도가 떨어져 단순히 표면만을 검사하게 됨으로써, 유기EL층과 TFT(Thin Film Transistor)층을 증착하는 과정에서 두 층 사이에 유입된 이물 유무를 검출하기에는 부적합하다.

따라서, 본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 창출한 것으로, 라인 화이버를 통해 빛을 입사하고, 입사된 빛은 집광 렌즈를 통해 1차원 집광되도록 하고, 이렇게 집광된 빛을 다수의 실린더렌즈를 중첩시켜 2차원 집광되도록 하여 유기발광다이오드의 표면에 입사되는 도트 형태 빛의 간격이 최소화되어 라인상으로 표시되도록 함으로써, 높은 품질의 해상도를 얻을 수 있고, 이를 통해 유기발광다이오드 표면에 결함이나 이물질 판독의 오류를 최소화하여 높은 품질의 유기발광다이오드를 얻을 수 있는 유기발광다이오드 이물검사기를 제공하는 데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 실린더렌즈를 통한 2차원 집광으로 인한 높은 해상도의 라인빔을 통해 유기발광다이오드의 유기EL층과 TFT(Thin Film Transistor)층을 증착하는 과정에서 두 층 사이에 유입된 이물 유무를 실린더렌즈에서 조사되는 입사각의 높이를 조정함에 따른 검출이 가능한 유기발광다이오드 이물검사기를 제공하는 데 또 다른 목적이 있다.

상술한 바와 같은 목적을 해결하기 위한 본 발명에 따른 유기발광다이오드 이물검사기는 스테이지에 유기EL층과 TFT(Thin Film Transistor)층을 증착하여 마련된 피검사 대상 유기발광다이오드(D)를 로딩하고, 상기 유기발광다이오드(D) 표면의 X축과 Y축으로 수평상의 라인빔을 집광 입사하고, 상기 유기발광다이오드(D)의 유기EL층 표면 이물질 또는 유기EL층과 TFT(Thin Film Transistor)층 사이의 이물질을 스캔하는 2차원 집광 스캔수단(100)과; 상기 2차원 집광 스캔수단(100)을 통해 상기 유기발광다이오드(D)에 입사된 라인빔이 반사되어 출사되는 라인빔을 검출하는 검출수단(200)과; 상기 검출수단(200)을 통해 검출된 라인빔 이미지를 통해 유기발광다이오드(D) 표면 또는 유기EL층과 TFT(Thin Film Transistor)층 사이의 이물질을 판독하는 판독수단;으로 형성된 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 2차원 집광 스캔수단(100)은 빛을 라인상으로 발생하여 유기발광다이오드(D) 표면의 X축과 Y축으로 라인빔이 입사되도록 구비되는 라인화이버(110)와; 상기 라인화이버(110)로부터 발생된 라인빔의 수평상에 직교되는 상하 Y축상에서 중앙으로 1차원 집광되도록 하향 볼록하게 마련된 집광렌즈(120)와; 상기 집광렌즈(120)를 통해 Y축상의 1차원집광된 라인빔을 동일수평상의 좌우 X축상 중앙으로 2차원 집광되도록 상기 집광렌즈와 동일선상의 하측으로 적층되어 마련된 하향 볼록하게 형성되는 다수의 실린더렌즈(130);로 형성된 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 실린더렌즈(130)를 통해 2차 집광된 라인빔이 유기발광다이오드에 입사 및 출사되는 입사각(θ1) 및 출사각(θ2)은 45도 인것을 특징으로 한다.

나아가, 상기 검출수단(200)은 유기발광다이오드(D)에서 출사되는 라인빔을 검출하는 검출카메라로 형성된 것이 바람직하며, 상기 검출카메라는 오토포커스에 의해 유기발광다이오드를 고배율의 확대 이미지로 검출이 가능한 것을 특징으로 한다.

본 발명은 라인 화이버를 통해 빛을 입사하고, 입사된 빛은 집광 렌즈를 통해 Y축상으로 1차원 집광되도록 하고, 이렇게 집광된 빛을 다수의 실린더렌즈를 중첩시켜 X축상으로 2차원 집광되도록 하여 유기발광다이오드의 표면에 입사되는 도트 형태 빛의 간격이 최소화되어 라인빔상으로 표시되도록 함으로써, 높은 품질의 해상도를 얻을 수 있고, 이를 통해 유기발광다이오드 표면에 결함이나 이물질 판독의 오류를 최소화하여 높은 품질의 유기발광다이오드를 얻을 수 있고, 실린더렌즈를 통한 2차원 집광으로 인한 높은 해상도의 라인빔을 통해 유기발광다이오드의 유기EL층과 TFT(Thin Film Transistor)층을 증착하는 과정에서 두 층 사이에 유입된 이물 유무를 실린더렌즈에서 조사되는 입사각의 높이를 조정함에 따른 검출이 가능한 장점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 유기발광다이오드 이물검사기의 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 유기발광다이오드 이물검사기의 Y축 집광과정을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 유기발광다이오드 이물검사기의 X축 집광과정을 나타낸 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조로 본 발명에 따른 유기발광장치 이물검사기에 대하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 유기발광다이오드 이물검사기의 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 유기발광다이오드 이물검사기의 Y축 집광과정을 나타낸 도면이며, 도 3은 본 발명에 따른 유기발광다이오드 이물검사기의 X축 집광과정을 나타낸 도면이다.

본 발명에 따른 유기발광다이오드 이물검사기는 라인빔을 X,Y축으로 2차원 집광하여 보다 선명한 해상도로 검사가 가능하여 유기발광다이오드의 표면의 이물질을 오차범위를 최소화하여 검출이 가능하여 생산성향상과 높은 품질의 제품생산이 가능한 것으로, 스테이지에 유기EL층과 TFT(Thin Film Transistor)층을 증착하여 마련된 피검사 대상 유기발광다이오드(D)를 로딩하고, 상기 유기발광다이오드(D) 표면과 증착된 두 층 사이의 이물질까지도 검사가 가능하다. 이러한 본 발명에 따른 유기발광다이오드 이물검사기를 달성하기 위해서는 도 1에 도시된 바와 같이, 2차원 집광 스캔수단(100), 검출수단(200), 판독수단(도시없음)으로 형성된다.

상기 2차원 집광 스캔수단(100)은 상기 유기발광다이오드(D)에 입사되는 수평상의 라인빔에 대하여 X축과 Y축으로 빛을 집광 입사하여 상기 유기발광다이오드(D)의 유기EL층 표면 이물질 유무를 검출함과 함께, 입사되는 높이를 달리 설정함으로써, 유기EL층과 TFT(Thin Film Transistor)층으로 증착시 그 사이에 유입된 이물질도 스캔이 가능한 것으로, 도 1에 도시된 바와 같이, 라인화이버(110), 집광렌즈(120), 실린더렌즈(130)로 구성된다.

상기 라인화이버(110)는 빛을 라인상으로 발생하는 것으로, 유기발광다이오드의 표면 스캔을 위한 라인빔이 입사된다. 여기서, 상기 라인화이버(110)를 통해 입사되는 빛은 직선상으로 연속된 라인빔을 생성하지 못하고, 점에 의한 라인으로 연속된 형상으로 생성되어 라인화이버(110)에서 직접 조사되는 라인빔을 통해 스캔할 경우 유기발광다이오드(D)의 스캔 이미지의 해상도가 상당히 떨어져 사실상 유기발광다이오드(D)의 표면 이물질 유무를 검출하기가 용이하지 않다. 따라서, 상기 라인화이버(110)로부터 조사되는 빛의 점 형태의 라인연속성의 간격을 최소화하여 높은 해상도로 스캔을 하는 것이 필요하여 본 발명에서 후술되는 구성을 통해 라인빔의 X,Y축으로 2차원 집광하는 것이다.

상기 집광렌즈(120)는 상기 라인화이버(110)로부터 발생된 라인빔의 수평상에 직교되는 상하 Y축상에서 중앙으로 1차원 집광되도록 마련된 것으로, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 라인빔이 조사되는 동일선상 전방에 위치하여 넓게 퍼져있는 라인빔을 하나의 촛점 상으로 모아 집광하고, 이를 연속적인 라인형태로 형성한다.

상기 실린더렌즈(130)는 상기 집광렌즈(120)를 통해 Y축상의 1차원집광된 라인빔을 동일수평상의 좌우 X축상 중앙으로 2차원 집광되도록 다수가 중첩교차되어 마련된 것으로, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 라인 형태로 모아진 라인빔을 라인빔의 길이방향의 양단 좌우에서 다시 한번 압축하는 것과 같이 집광하여 빛의 점과 점사이의 간격을 최소화하여 보다 연속적인 라인에 가깝도록 집광하는 것이다. 따라서, 보다 높은 해상도의 라인빔을 입사할 수 있다.

여기서, 상기 실린더렌즈(130)를 통해 2차 집광된 라인빔이 유기발광다이오드에 입사 및 출사되는 입사각(θ1) 및 출사각(θ2)은 45도 인것이 바람직하다. 즉, 입사각과 출사각이 45도 보다 크게 되면 입사되는 라인빔과 출사되는 라인빔간의 간섭이 발생할 수 있고, 45도 보다 작으면 2차원 집광 스캔수단(100)과 후술되는 검출기(200)의 설치 거리가 유기발광다이오드로부터 멀어지게 되어 검사공정이 비효율적이고, 검사 정밀성이 떨어진다.

상기 검출수단(200)은 상기 2차원 집광 스캔수단(100)을 통해 상기 유기발광다이오드(D)에 입사된 라인빔이 반사되어 출사되는 라인빔을 검출하는 것이다. 여기서, 상기 검출수단(200)은 유기발광다이오드(D)에서 출사되는 라인빔을 검출하는 검출렌즈와 경통으로 형성된 검출카메라로 형성된다. 이와 같은 검출카메라는 오토포커스에 의해 유기발광다이오드를 고배율의 확대 이미지로 검출이 가능하여 이물질 검출에 보다 효과적이다.

상기와 같은 검출수단(200)에서 검출되는 라인빔에 의해 검사시, 유기발광다이오드의 표면 이물질이 존재하지 않을 경우에는 상기 검출수단(200)에서 정상적인 이미지 신호로 검출이 되나, 유기발광다이오드의 표면에 이물질이 존재하게 될 경우에는 난반사(diffused reflection)가 발생하게 되어 검출수단에서 라인빔의 검출이 용이하지 않아 정상적인 이미지 신호가 검출되지 않고, 정상적 이미지 패턴에서 벗어난 형태를 나타나게 된다.

상기 판독수단은 전술한 상기 검출수단(200)을 통해 검출된 라인빔 이미지를 통해 유기발광다이오드(D) 표면 또는 유기EL층과 TFT(Thin Film Transistor)층 사이의 이물질을 판독하는 것으로, 상기 판독수단은 추출된 이미지를 통해 오류를 판정 산출하고, 판정기준에 따라 기준에 적합할 경우에는 유기발광다이오드의 다음 공정으로 투입하고, 기준에 적합하지 않을 경우에는 이물질에 따른 결함이 존재하는 것으로 판단하여 다음 공정에 투입되지 아니하고 반품 처리 함으로써, 생산효율과 불량없는 높은 품질의 제품생산이 가능하다.

이와 같은 본 발명에 따른 유기발광다이오드의 이물질을 검사하기 위한 높은 해상도의 2차원 집광을 상세히 살펴보면 도 2에 도시된 바와 같이, 라인화이버(110)로부터 라인빔을 집광렌즈(120)로 주사한다. 여기서, 상기 라인화이버(110)로부터 발생되는 라인빔은 도 2의 a)와 같이 확산주사되고, 라인화이버(110)의 특성상 빛이 분산된다. 따라서, 라인화이버(110)로부터 주사되는 라인빔을 하나의 점으로 모아 해상도를 높이게 된다.

여기서, 도 2의 a)에 도시된 바와 같이 하나의 점으로 빛이 집광렌즈를 통해 집광되고, 이를 도 2의 b)에 도시된 바와 같이 측면상으로 연속적으로 집광하게 되면 뚜렷한 라인상의 라인빔을 가지게 되어 해상도가 높아지게 된다. 즉, 도 2의 c)에 도시된 바와 같이, 라인화이버로부터 주사되는 빛의 분산된 사각형 형태라면 이를 집광렌즈를 통해 라인형태로 집광하는 것이다. 그러나, 집광렌즈를 통해 1차 집광된 라인빔도 확대 배율하게 되면 도트형상으로 연속되어 도트형상 사이의 검출능력은 떨어지게 되고, 더욱이 라인빔이 직진성이 떨어지게 되면 해상도는 현저히 저하되어 유기발광다이오드의 표면 이물질이 빛이 조사되지 않는 범위 내지는 검출신호에 따른 이미지의 정밀성이 저하된다.

따라서, 라인빔의 직진성을 더욱 향상시키고, 라인빔의 도트문양 사이의 간격을 좀더 근접시켜 보다 연속적인 선형태를 취하게 함으로써, 높은 해상도를 달성할 수 있고, 보다 정밀한 검출능력을 가지게 된다. 이를 위해 도 3의 a)에 도시된 바와 같이, 실린더렌즈(130)를 두어 1차 집광된 라인빔을 X축에서 다시 집광하도록 형성함에 따라 달성이 가능하다. 즉, 도 3의 b)에 도시된 바와 같이, 1차 집광된 라인빔의 도트형상 간격이 X축 상에서 중앙으로 2차 집광됨에 따라 도트형상 간격이 최소화되어 보다 선형태를 취하게 되어 높은 해상도를 가지게 되고, 이를 통해 유기발광다이오드의 표면 이물질의 검출능력이 더욱 정밀해지는 것은 자명한 것이다.

한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해서 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러가지 변형이 가능함을 당해 분야에서 통상의 지식을 가진자에게 있어서, 그와 같은 변형은 청구 범위 기재의 범위 내에 있는 것이다.

D : 유기발광다이오드
100 : 2차원 집광 스캔수단 110 : 라인화이버
120 : 집광렌즈 130 : 실린더렌즈
200 : 검출수단

Claims (5)

1. 스테이지에 유기EL층과 TFT(Thin Film Transistor)층을 증착하여 마련된 피검사 대상 유기발광다이오드(D)를 로딩하고, 상기 유기발광다이오드(D) 표면에 이물질을 검사하는 유기발광다이오드 이물검사기에 있어서, 상기 유기발광다이오드(D) 표면의 X축과 Y축으로 수평상의 라인빔을 집광 입사하고, 상기 유기발광다이오드(D)의 유기EL층 표면 이물질 또는 유기EL층과 TFT(Thin Film Transistor)층 사이의 이물질을 스캔하는 2차원 집광 스캔수단(100)과; 상기 2차원 집광 스캔수단(100)을 통해 상기 유기발광다이오드(D)에 입사된 라인빔이 반사되어 출사되는 라인빔을 검출하는 검출수단(200)과; 상기 검출수단(200)을 통해 검출된 라인빔 이미지를 통해 유기발광다이오드(D) 표면 또는 유기EL층과 TFT(Thin Film Transistor)층 사이의 이물질을 판독하는 판독수단;으로 형성되되,
   상기 2차원 집광 스캔수단(100)은 빛을 라인상으로 발생하여 유기발광다이오드(D) 표면의 X축과 Y축으로 라인빔이 입사되도록 구비되는 라인화이버(110)와; 상기 라인화이버(110)로부터 발생된 라인빔의 수평상에 직교되는 상하 Y축상에서 중앙으로 1차원 집광되도록 하향 볼록하게 마련된 집광렌즈(120)와; 상기 집광렌즈(120)를 통해 Y축상의 1차원집광된 라인빔을 동일수평상의 좌우 X축상 중앙으로 2차원 집광되도록 상기 집광렌즈와 동일선상의 하측으로 적층되어 마련된 하향 볼록하게 형성되는 다수의 실린더렌즈(130);로 형성되고, 상기 실린더렌즈(130)를 통해 2차 집광된 라인빔이 유기발광다이오드에 입사 및 출사되는 입사각(θ1) 및 출사각(θ2)은 45도이며, 상기 검출수단(200)은 유기발광다이오드(D)에서 출사되는 라인빔을 검출하는 검출카메라로 형성되고, 상기 검출카메라는 오토포커스에 의해 유기발광다이오드를 고배율의 확대 이미지로 검출이 가능한 것을 특징으로 하는 유기발광다이오드 이물검사기.
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