KR101452781B1 - 디스플레이 패널의 열가공 면취 절단면 검사 방법 - Google Patents

디스플레이 패널의 열가공 면취 절단면 검사 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 면취 절단면 검사 방법으로서, 유리(Glass) 등과 같은 디스플레이용 패널의 모서리 부분에 열을 가하여 면취된 절단면의 가공 각도, 파티클, 크랙 등을 검사할 수 있는 디스플레이 패널의 열가공 면취 절단면 검사 방법에 관한 것이다.
본 발명의 디스플레이용 패널의 테두리 모서리 부분을 가열하여 형성한 투명한 면취 절단면을 검사하는 방법은, 조명장치에서 상기 절단면으로 조사되는 빛이 투명한 상기 절단면에 반사되어 상기 패널의 측면에 배치된 카메라로 입사되도록 각도조절장치로 상기 조명장치의 빛 조사각도를 조절하는 각도조절단계; 및 이송장치에 의해 상기 패널이 이동하면서 상기 카메라가 상기 절단면으로부터 반사되는 빛을 수광하여 상기 절단면을 촬영하고, 전용 프로그램이 설치된 컴퓨터에 의해 상기 카메라에 촬영된 영상을 분석하여 상기 절단면의 가공 상태를 검사하는 검사단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

디스플레이 패널의 열가공 면취 절단면 검사 방법{Inspection method of cutting plane for display panel}
본 발명은 면취 절단면 검사 방법으로서, 유리(Glass) 등과 같은 디스플레이용 패널의 모서리 부분에 열을 가하여 면취된 절단면의 가공 각도, 파티클, 크랙 등을 검사할 수 있는 디스플레이 패널의 열가공 면취 절단면 검사 방법에 관한 것이다.
일반적으로 평판 디스플레이 패널은 원판유리에서 필요한 크기로 절단하여 사용한다.
이렇게 절단된 패널은 모서리가 날카롭기 때문에 연마지석을 이용하여 네 변을 연마하는 공정을 거치게 된다.
이와 같이 패널의 모서리를 연마한 후에는 연마된 부분을 확인할 필요가 있는데 종래에는 샘플링하여 육안 검사 또는 별도의 검사 장치를 이용하였다.
대한민국 공개특허공보 제10-2007-0091475호에는 디스플레이 패널의 연마면 검사장치가 개시되어 있다.
도 1은 종래의 디스플레이 패널의 연마면 검사장치를 개략적으로 나타난 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 디스플레이 패널(S)의 연마면 검사장치는 한 쌍의 측면 조명부(12,22)와, 한 쌍의 카메라(11,21)와, 두 쌍의 프리즘(13,14,23,24)을 포함하여 이루어진다.
상기 카메라(11,21)는 연마면의 이미지를 촬상하는 것으로 CCD를 포함하여 구성되며, 상기 패널(S)을 중심으로 좌,우측에 각각 1개씩 설치되어 있다.
상기 측면 조명부(12,22)는 상기 카메라(11,21)와 패널(S)의 양측면의 사이에 설치되며, 상기 패널(S)의 좌,우측에 각각 1개씩 설치된다.
그리고 상기 패널(S)의 좌,우측 상,하면 각각에 총 2개의 프리즘(13,14,23,24)이 설치되어 있다.
상기 프리즘(13,14,23,24)은 상기 측면부(12,23)에서 조사되어 연마면(S1,S2)으로부터 반사된 반사광을 상기 카메라(11,21)로 집광시켜 상기 카메라(11,21)가 이미지를 촬상할 수 있도록 한다.
도 2에 도시된 검사대상인 패널(S)의 연마면(S1,S2)은 경사지게 형성되고, 연마기에 의해 연마되어 표면이 거칠고 불투명하기 때문에 측면조명부(12)로부터 조사된 빛은 상기 연마면(S1,S2)에 부딪혀 산란된다.
표면이 거칠고 불투명한 연마면은 빛이 고르고 일정하게 반사되지 않기 때문에 상기 프리즘(13,14)을 이용하여 상기 연마면(S1,S2)으로부터 반사된 빛이 카메라 렌즈에 수광되도록 하였다.
이와 같이 상기 프리즘(13,14)을 통해 빛이 카메라에 수광되면서 상기 카메라에 촬영된 상기 패널(S)의 이미지는 상기 연마면(S1,S2) 부분은 밝게 보이고, 연마되지 않은 부분(S5)은 빛이 반사되지 않아 어둡게 보이게 된다.
즉 상기 연마면(S1,S2)은 불투명하게 형성되어 빛을 반사하고, 연마되지 않은 부분(S5)은 빛이 투명한 패널을 통과하여 반사되지 않거나 일부의 소량의 빛만 반사되게 되기 때문에 상기 카메라에 의해 촬영된 이미지가 구분된다.
그러나 전술한 디스플레이 패널의 연마면 검사장치는 표면이 거칠고 불투명한 표면을 검사하기 위한 것으로, 넓은 면적을 고르게 조사할 수 있는 형태의 조명과 프리즘(또는 반사거울)을 필요로 하기 때문에 검사장치의 전체 부피가 커지는 문제점이 있으며, 검사의 정확도 및 신뢰성이 낮다.
한편, 전술한 바와 같이 연마기에 의해 연마되거나 또는 다이아몬드 커팅에 의해 절단된 절단면에는 크랙 등으로 인한 패널의 손상 및 결함이 발생하기 쉬운 문제점이 있다.
대한민국 공개특허공보 제10-2012-0018765호에는 패널의 모서리 부분을 가열하여 패널의 모서리 부분을 면취하는 방법이 개시되어 있으며, 가열에 의해 면취 절단면은 기계적으로 연마 및 절단된 면보다 크랙 및 결함의 발생을 현저히 줄일 수 있다.
이러한 열가공 면취 절단면은 기존의 기계적 가공에 의해 형성된 연마면 또는 절단면과 달리 표면이 투명하고 매끄럽게 형성되기 때문에 빛이 절단면을 투과하지 않고 카메라로 반사되도록 해야 하며, 표면을 더욱 정확하고 정밀하게 검사할 수 있는 검사 방법이 필요하다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 검사장치를 소형화하여 설치공간을 줄이면서 매끄럽고 투명하게 형성된 절단면의 미세한 크랙 및 결함을 정확하고 정밀하게 검사하여 검사 신뢰도를 향상시킬 수 있는 디스플레이 패널의 열가공 면취 절단면 검사 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 디스플레이용 패널의 테두리 모서리 부분을 가열하여 형성한 투명한 면취 절단면을 검사하는 방법은, 조명장치에서 상기 절단면으로 조사되는 빛이 투명한 상기 절단면에 반사되어 상기 패널의 측면에 배치된 카메라로 입사되도록 각도조절장치로 상기 조명장치의 빛 조사각도를 조절하는 각도조절단계; 및 이송장치에 의해 상기 패널이 이동하면서 상기 카메라가 상기 절단면으로부터 반사되는 빛을 수광하여 상기 절단면을 촬영하고, 전용 프로그램이 설치된 컴퓨터에 의해 상기 카메라에 촬영된 영상을 분석하여 상기 절단면의 가공 상태를 검사하는 검사단계를 포함하여 이루어진다.
상기 검사단계는, 상기 컴퓨터가 상기 조명장치의 빛 조사각도 정보를 획득하고, 상기 조명장치에서 상기 절단면으로 조사된 빛의 입사각과 상기 절단면으로부터 상기 카메라 방향으로 반사되는 빛의 반사각을 구하며, 상기 빛의 입사각과 반사각으로 상기 절단면의 가공 각도를 연산하여 상기 절단면의 가공 오차를 검사한다.
상기 절단면은 상기 패널의 상부 및 하부 모서리에 각각 형성되고, 상기 조명장치는 상기 이송장치에 의해 이동하는 상기 패널의 상부와 하부에 이격 배치되며, 상기 카메라는 상기 패널의 상부 모서리에 형성된 절단면과 하부 모서리에 형성된 절단면으로부터 반사되는 빛을 수광하여 상기 패널의 상부 모서리 및 하부 모서리에 형성된 절단면과 상기 절단면 사이에 형성된 비절단면을 모두 촬영한다.
상기 패널의 상부 및 하부 모서리에 각각 형성된 절단면에 반사되는 빛은 상기 카메라에 직접 수광된다.
상기 조명장치는 상기 패널의 이동방향을 따라 길게 형성된다.
본 발명에 따른 디스플레이 패널의 열가공 면취 절단면 검사 방법은 다음과 같은 효과가 있다.
검사장치를 소형화하여 설치공간을 줄이면서, 절단면으로부터 반사된 빛이 카메라에 직접 수광되어 매끄럽고 투명하게 형성된 절단면의 미세한 크랙 및 결함을 정확하고 정밀하게 검사하여 검사 신뢰도를 향상시킬 수 있다.
또한, 조명장치의 빛 조사각도정보를 획득하고, 절단면에 대한 빛의 입사각 및 반사각으로 절단면의 가공 각도를 구함으로써, 절단면의 설계 각도와 비교하여 가공 오차를 검사할 수 있다.
또한, 하나의 카메라로 패널의 상부 및 하부에 형성된 절단면과 그 사이에 형성된 비절단면을 모두 촬영할 수 있으며, 절단면과 비절단면이 분명하게 구분되어 나타난다.
또한, 각도조절장치로 조명장치의 빛 조사각도를 조절하여 다양한 각도로 형성된 절단면을 검사할 수 있고, 이송장치에 의해 패널을 이동시키면서 실시간으로 절단면을 검사할 수 있다.
도 1은 종래의 디스플레이 패널의 연마면 검사장치를 개략적으로 나타난 도면,
도 2는 종래의 검사장치의 검사 진행 상태를 도시한 도면,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이용 패널의 열면취 절단면의 검사를 위한 검사장치의 구조를 개략적으로 나타낸 도면,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 검사장치의 검사 진행 상태를 도시한 도면,
도 5는 도 4의 A부분을 확대하여 나타낸 도면,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이용 패널의 열면취 절단면의 검사를 위한 검사장치의 구조를 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 검사장치의 검사 진행 상태를 도시한 도면이며, 도 5는 도 4의 A부분을 확대하여 나타낸 도면이다.
본 발명은 디스플레이용 패널의 테두리 모서리 부분을 가열하여 형성한 투명한 면취 절단면을 검사하는 방법에 관한 것이다.
먼저 열가공에 의해 형성된 패널(100)의 면취 절단면에 대하여 알아본다.
패널(100)의 모서리 부분에 고열(高熱)의 세라믹 봉을 접촉시켜 열에 의해 패널(100)이 팽창 및 수축하는 것을 이용하여 패널(100)의 테두리 모서리 부분이 절단된 면취 절단면(110a,110b)을 형성한다.
이렇게 형성된 패널의 절단면(110a,110b)은 표면이 매끄럽고 투명하게 형성된다.
이와 달리 일반적인 디스플레이 패널의 면취 방법은 고속의 다이아몬드 헤드로 패널의 테두리 부분을 연마하여 날카로운 돌출부와 미세 균열을 제거하였다.
이러한 면취 기술은 유리 등으로 제작되는 패널의 강도를 높이는데 반드시 필요하지만 연마 과정에서 분진이 발생하여 LCD 등의 제품에 불량을 유발하기 때문에 세정 및 건조 공정이 반드시 필요할 뿐만 아니라 폐수에서 유리 가루를 걸러내는 수처리 비용이 추가로 소요되어 원가 부담이 높아지는 문제점이 있었다.
상기와 같이 기계적으로 연마되어 면취된 절단면은 그 표면이 거칠고 불투명하게 형성된다.
그리고 절단면을 검사하기 위하여 절단면에 빛을 조사하면 빛이 표면이 거칠고 매끄럽지 못한 절단면에 반사되어 불균일하게 산란된다.
이러한 이유로 빛이 카메라 방향으로 반사되도록 하여 상기 절단면의 가공 상태를 확인하기 위하여 프리즘이나 집광장치를 별도로 설치하였다.
그리고 종래의 검사 방법으로는 절단면 표면에 형성된 미세한 크랙이나 파티클 등을 정밀하게 검사하기 어렵다.
반면, 고열의 세라믹 봉으로 패널의 모서리 부분을 가열하여 매끄럽고 투명한 면취 절단면을 형성함으로써 종래의 면취 기술과 달리 분진이 발생하지 않아 세정 및 건조 공정을 생략할 수 있고 수처리 비용도 발생하지 않는 이점이 있다.
이와 같이 매끄럽고 투명하게 형성된 면취 절단면을 검사하기 위하여 패널(100)을 이송장치(미도시)에 배치한다.
패널(100)은 상기 이송장치에 의해 이동하게 되며, 패널(100)이 이동하는 방향의 전방에는 상하로 조명장치(200)가 이격 배치된다.
이에 따라 도 3에 도시된 바와 같이 패널(100)은 이송장치에 의해 조명장치(200) 사이로 지나가게 된다.
조명장치(200)는 바형(bar type) 또는 라인형(line type) LED 조명으로 패널(100)의 이동방향을 따라 길게 형성되며, 밝기를 조절할 수도 있다.
이러한 조명장치(200)는 각도조절단계에서 조명장치(200)로부터 절단면으로 조사되는 빛이 투명하고 매끄러운 절단면에 반사되어 패널(100)의 측면에 배치된 카메라(300)로 입사되도록 각도조절장치(미도시)로 조명장치(200)의 빛 조사각도를 조절한다.
각도조절장치는 도면에 별도로 도시하지 않았으며, 조명장치(200)의 빛 조사각도를 조절할 수 있는 다양한 구조로 이루어질 수 있다.
또한, 상부에 배치된 조명장치(200)와 하부에 배치된 조명장치(200)는 각각 독립적으로 빛 조사각도를 조절할 수도 있다.
이에 따라 패널(100)의 상부 모서리에 형성된 절단면(110a)과 하부 모서리에 형성된 절단면(110b)의 가공 각도(θ)가 상이할 때에도 각각의 조명장치(200)의 빛 조사각도를 조절하여 서로 다른 각도로 패널(100)의 상부 및 하부 모서리에 형성된 절단면(110a,110b)을 동시에 검사할 수 있다.
상술한 바와 같이 각도조절단계를 통해 조명장치(200)의 빛 조사각도를 조절한 후에 이송장치로 패널(100)을 이동시켜 패널(100)이 상하로 이격 배치되어 있는 조명장치(200) 사이로 지나가도록 한다.
그리고 검사단계를 통해 이송장치에 의해 이동하는 패널(100)의 절단면(110a,110b)의 가공상태를 검사한다.
상기 검사단계에서는 절단면(110a,110b) 표면의 파티클, 크랙 등을 검사한다.
또한, 상기 검사단계에서는 절단면(110a,110b)의 가공 오차를 검사할 수 있다.
이하, 검사단계에 대하여 더욱 상세히 설명한다.
검사단계는, 이송장치에 의해 패널(100)이 이동하면서 카메라(300)가 절단면(110a,110b)으로부터 반사되는 빛을 수광하여 절단면(110a,110b)을 촬영하고, 전용 프로그램이 설치된 컴퓨터에 의해 카메라(300)에 촬영된 영상을 분석하여 절단면(110a,110b)의 가공 상태를 검사한다.
이때, 도 4에 도시된 바와 같이 절단면(110a,110b)은 패널(100)의 상부 및 하부 모서리에 각각 형성되고, 조명장치(200)는 이송장치에 의해 이동하는 패널(100)의 상부와 하부에 이격 배치되며, 카메라(300)는 패널(100)의 상부 모서리에 형성된 절단면(110a)과 하부 모서리에 형성된 절단면(110b)으로부터 반사되는 빛을 수광하여 패널(100)의 상부 모서리 및 하부 모서리에 형성된 절단면(110a,110b)과 상기 절단면 사이에 형성된 비절단면(120)을 모두 촬영한다.
카메라(300)는 일정한 위치에 고정되어 있기 때문에 상기 각도조절단계에서 각도조절장치로 조명장치(200)의 빛 조사각도를 조절하여 절단면(110a,110b)으로부터 반사된 빛이 카메라(300)에 수광되도록 한다.
즉 절단면(110a,110b)으로부터 반사되는 빛이 항상 카메라(300)가 배치된 측방향으로 수평하게 나아가도록 절단면(110a,110b)으로 입사되는 빛의 각도를 조절하여야 한다.
도 4에는 좌우로 빛 조사각도가 조절된 조명장치(200a,200b)를 점선으로 도시하였다.
이렇게 절단면(110a,110b)으로부터 반사되는 빛은 프리즘이나 거울을 거치지 않고 직접 상기 카메라(300)에 수광된다.
전술한 바와 같이 절단면(110a,110b)은 열가공되어 표면이 투명하고 매끄럽게 형성되기 때문에 절단면(110a,110b)에 반사된 빛이 분산되지 않고 균일하게 반사되어 나아간다.
이와 같이 절단면(110a,110b)으로부터 반사된 빛을 수광하여 카메라(300)에 의해 촬영된 이미지는 패널(100)의 상부 및 하부 모서리에 형성된 절단면(110a,110b)이 밝게 나타나며 상기 절단면과 절단면 사이에 형성된 비절단면(120)이 함께 나타난다.
따라서 카메라(300)에 의해 촬영된 이미지에서 절단면(110a,110b)과 비절단면(120)이 분명하게 구분되어 나타난다.
상기와 같이 카메라(300)에 의해 촬영된 이미지에서 절단면(110a,110b)은 빛에 의해 밝게 나타나며, 절단면(110a,110b) 표면에 파티클이나 크랙 등이 형성되어 있을 경우에는 이러한 부분에서 빛이 카메라(300) 방향으로 균일하게 반사되지 않기 때문에 정상적인 표면과 구분되게 된다.
또한, 상기 검사단계는 절단면(110a,110b)의 가공 각도(θ)를 연산하여 절단면(110a,110b)의 가공 오차를 검사할 수 있다.
먼저 컴퓨터는 조명장치(200)의 빛 조사각도정보를 획득하고, 조명장치(200)에서 절단면(110a,110b)으로 조사된 빛의 입사각(α)과 절단면(110a,110b)으로부터 카메라(300) 방향으로 반사되는 빛의 반사각(β)을 구한다.
도 5에 도시된 바와 같이 절단면(110a)에 수직인 법선(N)에 대한 빛의 입사각(α)과 반사각(β)은 동일하며, 절단면(110a)으로부터 반사되는 반사광은 항상 카메라(300) 방향으로 나아가도록 조절되므로 각도조절장치에 의한 조명장치(200)의 빛 조사각도에 따라 빛의 입사각(α) 및 반사각(β)이 정해진다.
그리고 컴퓨터는 상기 입사각(α) 또는 반사각(β)으로 절단면(110a)의 가공 각도(θ)를 구하여 절단면(110a,110b)의 가공 오차를 검사한다.
도 5는 절단면의 가공 각도(θ)가 45°일 때를 일례로 나타낸 것이며, 이때 빛의 입사각(α) 및 반사각(β)은 45°이다.
그리고 입사각(α) 및 반사각(β)이 커질수록 절단면의 가공 각도(θ)는 점점 작아지고, 입사각(α) 및 반사각(β)이 작아질수록 절단면의 가공 각도(θ)는 점점 커진다.
따라서 절단면(110a,110b)으로부터 반사된 빛이 카메라(300)에 입사되도록 하기 위한 조명장치(200)의 빛 조사각도를 조절하고, 상기 빛 조사각도에 따라 절단면의 가공 각도(θ)를 구할 수 있으며, 절단면의 실제 가공 각도(θ)와 설계 각도를 비교하여 절단면(110a,110b)의 가공 오차를 검사할 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 디스플레이 패널(100)의 열가공 면취 절단면 검사 방법은 검사장치를 소형화하여 설치공간을 줄이면서, 절단면(110a,110b)으로부터 반사된 빛이 카메라(300)에 직접 수광되어 매끄럽고 투명하게 형성된 절단면(110a,110b)의 미세한 크랙 및 결함을 정확하고 정밀하게 검사하여 검사 신뢰도를 향상시킬 수 있다.
또한, 각도조절장치로 조명장치(200)의 빛 조사각도를 조절하여 다양한 각도로 형성된 절단면(110a,110b)을 검사할 수 있고, 이송장치에 의해 패널(100)을 이동시키면서 실시간으로 절단면(110a,110b)을 검사할 수 있다.
본 발명인 디스플레이 패널의 열가공 면취 절단면 검사 방법은 전술한 실시예에 국한되지 않고 본 발명의 기술사상이 허용되는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.
100 : 패널, 110a,110b : 절단면, 200 : 조명장치, 300 : 카메라,

Claims (6)

  1. 디스플레이용 패널의 테두리 모서리 부분을 가열하여 형성한 투명한 면취 절단면을 검사하는 방법에 있어서,
    조명장치에서 상기 절단면으로 조사되는 빛이 투명한 상기 절단면에 반사되어 상기 패널의 측면에 배치된 카메라로 입사되도록 각도조절장치로 상기 조명장치의 빛 조사각도를 조절하는 각도조절단계; 및
    이송장치에 의해 상기 패널이 이동하면서 상기 카메라가 상기 절단면으로부터 반사되는 빛을 수광하여 상기 절단면을 촬영하고, 전용 프로그램이 설치된 컴퓨터에 의해 상기 카메라에 촬영된 영상을 분석하여 상기 절단면의 가공 상태를 검사하는 검사단계를 포함하여 이루어지고,
    상기 검사단계는,
    상기 컴퓨터가 상기 조명장치의 빛 조사각도 정보를 획득하고, 상기 조명장치에서 상기 절단면으로 조사된 빛의 입사각과 상기 절단면으로부터 상기 카메라 방향으로 반사되는 빛의 반사각을 구하며, 상기 빛의 입사각과 반사각으로 상기 절단면의 가공 각도를 연산하여 상기 절단면의 가공 오차를 검사하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널의 열가공 면취 절단면 검사 방법.
  2. 삭제
  3. 디스플레이용 패널의 테두리 모서리 부분을 가열하여 형성한 투명한 면취 절단면을 검사하는 방법에 있어서,
    조명장치에서 상기 절단면으로 조사되는 빛이 투명한 상기 절단면에 반사되어 상기 패널의 측면에 배치된 카메라로 입사되도록 각도조절장치로 상기 조명장치의 빛 조사각도를 조절하는 각도조절단계; 및
    이송장치에 의해 상기 패널이 이동하면서 상기 카메라가 상기 절단면으로부터 반사되는 빛을 수광하여 상기 절단면을 촬영하고, 전용 프로그램이 설치된 컴퓨터에 의해 상기 카메라에 촬영된 영상을 분석하여 상기 절단면의 가공 상태를 검사하는 검사단계를 포함하여 이루어지며,
    상기 절단면은 상기 패널의 상부 및 하부 모서리에 각각 형성되고,
    상기 조명장치는 상기 이송장치에 의해 이동하는 상기 패널의 상부와 하부에 이격 배치되며,
    상기 카메라는 상기 패널의 상부 모서리에 형성된 절단면과 하부 모서리에 형성된 절단면으로부터 반사되는 빛을 수광하여 상기 패널의 상부 모서리 및 하부 모서리에 형성된 절단면과 상기 절단면 사이에 형성된 비절단면을 모두 촬영하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널의 열가공 면취 절단면 검사 방법.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 패널의 상부 및 하부 모서리에 각각 형성된 절단면에 반사되는 빛은 상기 카메라에 직접 수광되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널의 열가공 면취 절단면 검사 방법.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 패널의 상부에 배치된 조명장치와 상기 패널의 하부에 배치된 조명장치는 빛 조사각도의 조절이 독립적으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널의 열가공 면취 절단면 검사 방법.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 조명장치는 상기 패널의 이동방향을 따라 길게 형성되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널의 열가공 면취 절단면 검사 방법.
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