KR101902604B1

KR101902604B1 - 디스플레이 셀 검사 장치

Info

Publication number: KR101902604B1
Application number: KR1020140096232A
Authority: KR
Inventors: 정용준
Original assignee: 세메스 주식회사
Priority date: 2014-07-29
Filing date: 2014-07-29
Publication date: 2018-09-28
Also published as: KR20160014253A

Abstract

디스플레이 셀 검사 장치가 개시된다. 상기 장치는, 기판 상에 형성된 디스플레이 셀에 대한 검사 공정을 수행하기 위한 검사 챔버와, 상기 검사 챔버 내부에 배치되며 상기 디스플레이 셀이 아래를 향하도록 상기 기판을 지지하는 기판 스테이지와, 상기 기판 스테이지 아래에 배치되며 상기 기판의 제1 측면을 따라 배치된 제1 검사 패드들과 접촉하도록 구성된 제1 프로브 카드를 지지하되 위치가 고정된 제1 카드 스테이지와, 상기 기판 스테이지 아래에 배치되며 상기 기판의 제2 측면을 따라 배치된 제2 검사 패드들과 접촉하도록 구성된 제2 프로브 카드를 지지하되 상기 기판의 크기에 따라 수평 방향으로 이동 가능하게 구성된 제2 카드 스테이지를 포함한다.

Description

디스플레이 셀 검사 장치{Apparatus for inspecting a display cell}

본 발명의 실시예들은 디스플레이 셀 검사 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는 유기발광소자(OLED: Organic Light Emitting Device) 셀과 같이 모기판(이하, '기판'이라 한다) 상에 형성된 디스플레이 셀을 전기적 및 광학적으로 검사하기 위한 장치에 관한 것이다.

평판 디스플레이 장치로서 사용되는 OLED 장치는 시야각이 넓고 콘트라스트가 우수하며 또한 응답 속도가 빠르다는 장점을 갖고 있어 최근 휴대형 디스플레이 장치, 스마트 폰, 태블릿 PC 등에 널리 사용되고 있을 뿐만 아니라 대형화를 통한 차세대 디스플레이 장치로서 주목받고 있다. 특히, 상기 OLED 장치는 무기발광 디스플레이 장치에 비하여 휘도, 구동 전압, 응답 속도 등의 특성이 우수하고 다색화가 가능하다는 장점이 있다.

상기 OLED 장치의 제조 공정에서 기판 상에는 다양한 막 형성 공정과 식각 공정 등을 통하여 TFT(Thin Film Transistor) 층이 형성되고, 상기 TFT 층 상에는 하부 전극과 유기막층(예를 들면, 정공수송층, 발광층, 전자수송층) 및 상부 전극으로 이루어진 유기발광층이 형성될 수 있다. 이어서, 상기 TFT 층 및 유기발광층이 형성된 기판을 봉지기판을 이용하여 봉지함으로써 상기 OLED 장치가 완성될 수 있다.

특히, 상기 기판 상에는 복수의 OLED 셀들이 형성될 수 있으며, 상기 봉지 공정이 완료된 후 절단 공정을 통해 각각의 OLED 셀들을 개별화함으로써 OLED 장치를 완성할 수 있다.

한편, 상기 봉지 공정이 완료된 후 상기 기판 상에 형성된 OLED 셀들에 대한 검사 공정이 수행될 수 있다. 상기 검사 공정에서는 상기 OLED 셀들에 검사 신호를 인가하여 TFT 층의 기능 검사, 보정 회로 검사, 화질 검사, 분광 검사, 이미지 검사 등이 수행될 수 있다. 그러나, 상술한 바와 같이 봉지 공정이 완료된 후 검사 공정이 수행되고 있으므로, 상기 검사 공정에서 불량품으로 판정되는 OLED 장치들에 의한 손실이 증가될 수 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 특허공개 제10-2006-0017586호에는 TFT 어레이 형성 공정 후 셀 공정을 수행하기 이전에 TFT 어레이 기능 검사를 미리 수행하는 방법이 개시되어 있으며, 특허공개 제10-2006-0046645호 및 제10-2011-0096382호 등에는 OLED 셀들의 각 박막층들을 형성하는 동안 또는 형성한 후 상기 박막층들의 두께를 측정하는 방법이 개시되어 있다.

그러나, 상기와 같이 TFT 어레이에 대한 기능 검사 및/또는 유기발광층을 형성하는 박막층들에 대한 두께 측정을 미리 수행하는 경우에도, 봉지 공정이 수행된 후 최종적인 검사 공정들이 추가적으로 수행되어야 하므로 상기 OLED 장치의 생산성이 저하되는 문제점이 발생될 수 있다.

본 출원인에 의해 출원된 대한민국특허출원 제10-2012-0120865호에는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 봉지 공정 이전에 기판 상에 형성된 복수의 OLED 셀들과 같은 디스플레이 셀들에 대한 검사 공정을 수행할 수 있는 디스플레이 셀들을 검사하기 위한 장치가 개시되어 있으며, 상기 디스플레이 셀들을 검사하기 위한 장치에 대하여 지속적인 연구 개발이 수행되고 있다.

한편, 대형 TV 제조를 위한 디스플레이 셀의 경우 기판 상에 하나의 디스플레이 셀이 형성될 수 있으며, 상기 디스플레이 셀의 검사를 위한 검사 패드들은 상기 기판의 제1 측면과 제2 측면을 따라 배치되거나 혹은 상기 기판의 측면들 모두에 배치될 수도 있다.

상기와 같이 기판의 측면들 중 적어도 두 개 이상의 측면들을 따라 검사 패드들이 배치되는 경우 새로운 형태의 프로브 카드 배치가 요구될 수 있다. 또한, 상기 기판의 크기가 변화되는 경우 상기 프로브 카드의 위치가 변경될 필요가 있다.

본 발명의 실시예들은 기판의 측면들 중 적어도 두 개 이상의 측면들을 따라 검사 패드들이 배치되는 경우 상기 기판 상의 디스플레이 셀 검사 공정을 용이하게 수행할 수 있는 디스플레이 셀 검사 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 디스플레이 셀 검사 장치는, 기판 상에 형성된 디스플레이 셀에 대한 검사 공정을 수행하기 위한 검사 챔버와, 상기 검사 챔버 내부에 배치되며 상기 디스플레이 셀이 아래를 향하도록 상기 기판을 지지하는 기판 스테이지와, 상기 기판 스테이지 아래에 배치되며 상기 기판의 제1 측면을 따라 배치된 제1 검사 패드들과 접촉하도록 구성된 제1 프로브 카드를 지지하되 위치가 고정된 제1 카드 스테이지와, 상기 기판 스테이지 아래에 배치되며 상기 기판의 제2 측면을 따라 배치된 제2 검사 패드들과 접촉하도록 구성된 제2 프로브 카드를 지지하되 상기 기판의 크기에 따라 수평 방향으로 이동 가능하게 구성된 제2 카드 스테이지를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 제2 카드 스테이지는 상기 제1 카드 스테이지에 인접하며 상기 제1 카드 스테이지와 제2 카드 스테이지는 서로 수직하게 배치될 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 제1 카드 스테이지는 y축 방향으로 배치되며, 상기 제2 카드 스테이지는 x축 방향으로 배치되어 상기 y축 방향으로 이동 가능하게 구성될 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 제2 카드 스테이지는 상기 제1 카드 스테이지와 평행하게 배치될 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 디스플레이 셀 검사 장치는 상기 제1 카드 스테이지에 대하여 수직하는 방향으로 서로 평행하게 배치된 제3 카드 스테이지와 제4 카드 스테이지를 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 제3 카드 스테이지와 제4 카드 스테이지 상에는 제3 프로브 카드와 제4 프로브 카드가 각각 지지될 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 제1 카드 스테이지는 y축 방향으로 배치되고, 상기 제2 카드 스테이지는 x축 방향 및 y축 방향으로 이동 가능하게 구성될 수 있다. 또한, 상기 제3 카드 스테이지는 y축 방향으로 이동 가능하게 구성되고, 상기 제4 카드 스테이지는 x축 방향으로 이동 가능하게 구성될 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 기판 스테이지는 진공홀들이 형성된 진공 플레이트를 포함할 수 있으며, 상기 진공 플레이트의 가장자리 부위들에는 상기 기판의 가장자리 부위들을 파지하기 위한 클램프들이 배치될 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 디스플레이 셀 검사 장치는 상기 진공 플레이트를 수직 및 수평 방향으로 이동시키고 회전시키기 위한 스테이지 구동부를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 디스플레이 셀 검사 장치는 상기 클램프들을 동작시키기 위한 클램프 구동부들을 더 포함할 수 있으며, 상기 클램프 구동부들은 상기 진공홀들의 내부 압력이 기 설정된 압력보다 높아지는 경우 상기 기판의 가장자리 부위들을 파지하도록 상기 클램프들을 동작시킬 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 진공홀들은 진공 펌프를 포함하는 진공 시스템과 연결되며, 상기 디스플레이 셀 검사 장치는 상기 진공 시스템의 동작 오류 또는 진공 누설에 의해 상기 진공홀들의 내부 압력이 기 설정된 압력보다 높아지는 경우 상기 기판을 흡착하기 위한 진공압을 제공하는 보조 진공 시스템을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 디스플레이 셀 검사 장치는 상기 제1 및 제2 프로브 카드들의 탐침들을 검출하기 위한 적어도 하나의 얼라인 카메라를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 디스플레이 셀 검사 장치는 상기 제1 및 제2 프로브 카드들에 의해 검사 신호가 인가된 상기 디스플레이 셀의 광학적 특성을 검사하기 위한 광학적 검사부를 더 포함할 수 있다.

상술한 바와 같은 본 발명의 실시예들에 따르면, 대형 TV 제조를 위해 사용되는 대형 OLED 셀 또는 복수의 OLED 셀들이 형성된 기판의 적어도 두 측면을 따라 검사 패드들이 배치되는 경우 상기 기판의 각 측면들에 대응하도록 프로브 카드들을 배치함으로써 상기 OLED 셀에 대한 검사를 용이하게 수행할 수 있다.

또한, 상기 기판의 크기가 변화되는 경우 하나의 프로브 카드를 고정시키고 나머지 프로브 카드들을 이동 가능하게 구성함으로써 상기 기판의 크기가 변화에 적극적으로 대응할 수 있다.

도 1은 OLED 셀이 형성된 기판을 설명하기 위한 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 셀 검사 장치가 연결되는 인라인 공정 설비를 설명하기 위한 개략도이다.
도 3은 도 2에 도시된 디스플레이 셀 검사 장치를 설명하기 위한 개략도이다.
도 4는 도 3에 도시된 기판 스테이지를 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
도 5는 도 3에 도시된 기판 스테이지를 설명하기 위한 개략적인 측면도이다.
도 6은 도 3에 도시된 기판 스테이지의 동작을 설명하기 위한 개략도이다.
도 7 및 도 8은 도 3에 도시된 프로브 카드들과 카드 스테이지들을 설명하기 위한 개략도들이다.
도 9는 도 1에 도시된 기판의 다른 예를 설명하기 위한 개략도이다.
도 10 및 도 11은 프로브 카드와 카드 스테이지의 다른 예를 설명하기 위한 개략도이다.
도 12는 도 1에 도시된 기판의 또 다른 예를 설명하기 위한 개략도이다.
도 13 및 도 14는 프로브 카드와 카드 스테이지의 또 다른 예를 설명하기 위한 개략도이다.
도 15는 도 3에 도시된 광학적 검사부를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.

이하, 본 발명은 본 발명의 실시예들을 보여주는 첨부 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명된다. 그러나, 본 발명은 하기에서 설명되는 실시예들에 한정된 바와 같이 구성되어야만 하는 것은 아니며 이와 다른 여러 가지 형태로 구체화될 수 있을 것이다. 하기의 실시예들은 본 발명이 온전히 완성될 수 있도록 하기 위하여 제공된다기보다는 본 발명의 기술 분야에서 숙련된 당업자들에게 본 발명의 범위를 충분히 전달하기 위하여 제공된다.

하나의 요소가 다른 하나의 요소 또는 층 상에 배치되는 또는 연결되는 것으로서 설명되는 경우 상기 요소는 상기 다른 하나의 요소 상에 직접적으로 배치되거나 연결될 수도 있으며, 다른 요소들 또는 층들이 이들 사이에 게재될 수도 있다. 이와 다르게, 하나의 요소가 다른 하나의 요소 상에 직접적으로 배치되거나 연결되는 것으로서 설명되는 경우, 그들 사이에는 또 다른 요소가 있을 수 없다. 다양한 요소들, 조성들, 영역들, 층들 및/또는 부분들과 같은 다양한 항목들을 설명하기 위하여 제1, 제2, 제3 등의 용어들이 사용될 수 있으나, 상기 항목들은 이들 용어들에 의하여 한정되지는 않을 것이다.

하기에서 사용된 전문 용어는 단지 특정 실시예들을 설명하기 위한 목적으로 사용되는 것이며, 본 발명을 한정하기 위한 것은 아니다. 또한, 달리 한정되지 않는 이상, 기술 및 과학 용어들을 포함하는 모든 용어들은 본 발명의 기술 분야에서 통상적인 지식을 갖는 당업자에게 이해될 수 있는 동일한 의미를 갖는다. 통상적인 사전들에서 한정되는 것들과 같은 상기 용어들은 관련 기술과 본 발명의 설명의 문맥에서 그들의 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석될 것이며, 명확히 한정되지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 외형적인 직감으로 해석되지는 않을 것이다.

본 발명의 실시예들은 본 발명의 이상적인 실시예들의 개략적인 도해들을 참조하여 설명된다. 이에 따라, 상기 도해들의 형상들로부터의 변화들, 예를 들면, 제조 방법들 및/또는 허용 오차들의 변화는 충분히 예상될 수 있는 것들이다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 도해로서 설명된 영역들의 특정 형상들에 한정된 바대로 설명되어지는 것은 아니라 형상들에서의 편차를 포함하는 것이며, 도면들에 설명된 영역은 전적으로 개략적인 것이며 이들의 형상은 영역의 정확한 형상을 설명하기 위한 것이 아니며 또한 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것도 아니다.

도 1은 OLED 셀이 형성된 기판을 설명하기 위한 개략도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 셀 검사 장치가 연결되는 인라인 공정 설비를 설명하기 위한 개략도이다. 도 3은 도 2에 도시된 디스플레이 셀 검사 장치를 설명하기 위한 개략도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 셀 검사 장치(100)는 OLED 셀(20)과 같은 디스플레이 셀을 전기적 및 광학적으로 검사하기 위하여 사용될 수 있다. 특히, 대형 TV 제조를 위해 사용되는 OLED 셀(20)이 형성된 기판(10)에 대하여 바람직하게 사용될 수 있다. 또한, 도시되지는 않았으나, 복수의 OLED 셀들이 형성된 기판에 대하여 원장 검사를 수행하기 위하여 사용될 수 있다.

구체적으로, 상기 검사 장치(100)는 OLED 장치의 제조 공정에서 기판(10) 상에 OLED 셀(20)을 형성하는 셀 공정과 봉지기판(미도시)을 이용하여 상기 OLED 셀(20)을 봉지하기 위한 봉지 공정 사이에서 상기 OLED 셀(20)의 전기적 및 광학적 특성을 검사하기 위하여 사용될 수 있다.

특히, 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 검사 장치(100)는 상기 디스플레이 셀(20)의 제조를 위한 인라인 공정 설비와 연결될 수 있다. 예를 들면, 상기 검사 장치(100)는 상기 셀 공정을 위한 셀 공정 설비(30)와 상기 봉지 공정을 위한 봉지 공정 설비(40) 사이에 연결될 수 있다. 일 예로서, 상기 셀 공정 설비(30)와 봉지 공정 설비(40)는 클러스터 형태를 가질 수 있으며, 상기 셀 공정 설비(30)와 봉지 공정 설비(40) 사이에는 상기 기판(10)을 전달하기 위한 인라인용 기판 이송 장치(50)가 배치될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 검사 장치(100)는 상기 셀 공정 설비(30)와 봉지 공정 설비(40) 사이의 인라인용 기판 이송 장치(50)와 연결될 수 있으며, 상기 셀 공정 설비(30)에서 상기 기판(10) 상에 형성된 OLED 셀(20)에 대한 전기적 및 광학적 검사 공정을 수행하기 위하여 사용될 수 있다.

상기 기판(10)은 상기 셀 공정 설비(30)로부터 상기 인라인용 기판 이송 장치(50)를 통하여 상기 검사 장치(100)로 전달될 수 있으며, 상기 검사 장치(100)에서 전기적 및 광학적 검사 공정이 수행된 후 상기 인라인용 기판 이송 장치(50)를 통하여 상기 봉지 공정 설비(40)로 전달될 수 있다.

상기와 같이 상기 기판(10)에 대한 전기적 및 광학적 검사 공정이 상기 셀 공정 이후 그리고 상기 봉지 공정이 수행되기 이전에 수행될 수 있으므로 상기 OLED 셀(20)의 불량률을 크게 감소시킬 수 있으며, 또한 불량으로 판정된 OLED 셀(20)에 대한 후속 공정들을 생략할 수 있으므로 상기 OLED 셀(20)의 제조 비용이 크게 절감될 수 있다.

한편, 상기 셀 공정은 기판(10) 상에 OLED 셀(20)을 형성하는 공정으로, 상기 기판(10) 상에 TFT 어레이 층을 형성하고 상기 TFT 어레이 층 상에 유기발광층을 형성하는 단계들을 포함할 수 있다. 일 예로서, 상기 유기발광층은 하부 전극층과, 정공수송층, 발광층, 전자수송층, 상부 전극층 등을 포함할 수 있다. 한편, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 셀 공정에서 상기 기판(10) 상에 형성되는 OLED 셀(20)은 각각 상기 TFT 어레이 층과 전기적으로 연결되는 복수의 전극 패드들을 구비할 수 있다.

또한, 상기 기판(10)의 가장자리 부위들에는 상기 OLED 셀(20)에 대한 검사를 위한 제1, 제2, 제3 및 제4 검사 패드들(22, 24, 26, 28)이 상기 기판(10)의 각 측면들을 따라 구비될 수 있으며, 상세히 도시되지는 않았으나, 상기 제1 내지 제4 검사 패드들(22, 24, 26, 28)은 상기 전극 패드들과 전기적으로 연결될 수 있다. 일 예로서, 도 1에 도시된 바와 같이 상기 기판(20)의 제1, 제2, 제3 및 제4 측면들을 따라 복수의 제1, 제2, 제3 및 제4 검사 패드들(22, 24, 26, 28)이 구비될 수 있다.

도시된 바에 따르면, 하나의 OLED 셀(20)이 상기 기판(10) 상에 형성되고 있으나, 이와 다르게 복수의 OLED 셀들이 상기 기판(10) 상에 형성될 수도 있다.

상기 봉지 공정은 상기 OLED 셀(20)이 형성된 기판(10)과 봉지기판을 합착함으로써 상기 OLED 셀(20)을 봉지하는 공정으로 상기 셀 공정 이후에 수행될 수 있다.

상기 검사 장치(100)는 상기 OLED 셀(20)에 대한 전기적 및 광학적 검사 공정을 수행하기 위한 공간을 제공하는 검사 챔버(102)를 포함할 수 있다. 즉, 상기 기판(10)은 상기 셀 공정 설비(30)로부터 상기 검사 챔버(102)로 이송될 수 있으며, 검사 공정이 수행된 후 상기 검사 챔버(102)로부터 상기 봉지 공정 설비(40)로 이송될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 검사 장치(100)는 상기 검사 챔버(102)와 상기 인라인 공정 설비 사이에서 상기 기판(100)을 전달하기 위한 기판 이송 모듈(200)을 포함할 수 있다. 상기 기판 이송 모듈(200)은 상기 검사 챔버(102)와 연결된 기판 이송 챔버(202)와 상기 기판 이송 챔버(202) 내에 배치되어 상기 검사 챔버(102)와 상기 인라인 공정 설비 사이에서 상기 기판(100)을 이송하기 위한 기판 이송 로봇(204)을 포함할 수 있다.

일 예로서, 상기 기판 이송 챔버(202)는 상기 검사 챔버(102)와 상기 인라인용 기판 이송 장치(50) 사이에 연결될 수 있으며, 상기 기판 이송 로봇(204)은 상기 인라인용 기판 이송 장치(50)에 구비된 인라인용 기판 이송 로봇(52)으로부터 상기 기판(10)을 전달받을 수 있다.

상기 검사 챔버(102)로 이송된 기판(10)은 상기 검사 챔버(102) 내에 배치된 기판 스테이지(300) 상에 로드될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 기판(10)은 상기 OLED 셀(20)이 아래를 향하는 상태로 상기 검사 챔버(102)로 이송될 수 있다. 이때, 상기 기판 이송 로봇(204)은 상기 기판(10)의 가장자리 부위들을 지지한 상태에서 상기 기판(10)을 이송할 수 있다.

도 4는 도 3에 도시된 기판 스테이지를 설명하기 위한 개략적인 평면도이고, 도 5는 도 3에 도시된 기판 스테이지를 설명하기 위한 개략적인 측면도이며, 도 6은 도 3에 도시된 기판 스테이지의 동작을 설명하기 위한 개략도이다.

도 4 내지 도 6을 참조하면, 상기 기판 스테이지(300)는 상기 기판(10)의 이면을 흡착할 수 있도록 복수의 진공홀들(304)이 구비된 진공 플레이트(302)와 상기 진공 플레이트(302)를 이동 및 회전시키기 위한 스테이지 구동부(310)를 포함할 수 있다.

상기 기판(10)은 상기 진공홀들(304)을 통해 제공되는 진공압에 의해 상기 진공 플레이트(302)의 하부면에 흡착될 수 있으며, 상기 진공홀들(304)은 진공 시스템(110)과 연결될 수 있다. 상세히 도시되지는 않았으나, 상기 진공 시스템(110)은 도 6에 도시된 바와 같이 진공 펌프, 압력 제어 밸브 등을 포함할 수 있으며, 그 동작은 제어부(104; 도 3 참조)에 의해 제어될 수 있다.

상기 스테이지 구동부(310)는 대략 직교 좌표 로봇 형태를 가질 수 있다. 일 예로서, 상기 스테이지 구동부(310)는 상기 진공 플레이트(302)를 수평 방향으로 이동시키기 위한 수평 구동부(312,314)와 상기 진공 플레이트(302)를 수직 방향으로 이동시키기 위한 수직 구동부(316) 및 상기 진공 플레이트(302)를 회전시키기 위한 회전 구동부(318)를 포함할 수 있다.

상기 수평 구동부(312,314)는 상기 진공 플레이트(302)를 상기 기판(10)의 로드 및 언로드 영역과 검사 영역 사이에서 수평 방향으로 이동시킬 수 있으며, 또한 상기 검사 영역 내에서 상기 OLED 셀(20)의 검사를 위하여 상기 진공 플레이트(302)를 수평 방향으로 이동시킬 수 있다. 상기 수평 구동부(312,314)는 X축 구동부(312)와 Y축 구동부(314)를 포함할 수 있으며, 일 예로서, 상기 X축 구동부(312)와 Y축 구동부(314)는 각각 리니어 모터와 리니어 모션 가이드 등을 이용하여 구성될 수 있다.

상기 수직 구동부(316)는 상기 기판(10)의 로드 및 언로드 그리고 상기 OLED 셀(20)의 검사를 위하여 상기 진공 플레이트(302)를 수직 방향으로 이동시킬 수 있다. 일 예로서, 상기 수직 구동부(316)는 서보 모터와 감속기 및 리니어 모션 가이드 등을 이용하여 구성될 수 있다. 그러나, 상기 X축 구동부(312), Y축 구동부(314) 및 수직 구동부(316)의 구성은 다양하게 변경 가능하므로 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되지는 않을 것이다.

상기 회전 구동부(318)는 상기 진공 플레이트(302)를 회전시키기 위한 모터를 포함할 수 있다. 일 예로서, 상기 회전 구동부(318)는 다이렉트 드라이브 모터와 크로스 롤러 베어링 등을 이용하여 구성될 수 있으며, 상기 다이렉트 드라이브 모터의 중앙 관통공을 통하여 상기 진공 플레이트(302)와 연결되는 진공 배관 등을 배치할 수 있다.

또한, 일 예로서, 상기 수직 구동부(316)는 상기 X축 구동부(312)에 장착될 수 있으며, 상기 회전 구동부(318)는 상기 수직 구동부(316)의 하부에 장착될 수 있다. 즉, 상기 수직 구동부(316)는 상기 수평 구동부(312,314)에 의해 수평 방향으로 이동될 수 있고, 상기 회전 구동부(318)는 상기 수직 구동부(316)에 의해 수직 방향으로 이동될 수 있으며, 상기 진공 플레이트(302)는 상기 회전 구동부(318)의 하부에 장착될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 검사 장치는 도 6에 도시된 바와 같이 상기 진공 플레이트(302)에 형성된 진공홀들(304)과 연결되는 보조 진공 시스템(320)을 포함할 수 있다. 상세히 도시되지는 않았으나, 상기 보조 진공 시스템(320)은 보조 진공 펌프와 압력 제어 밸브 등을 포함할 수 있으며 상기 진공 시스템(110)의 동작 오류 또는 진공 누설 등에 의해 상기 진공홀들 내부의 압력이 기 설정된 압력보다 높아지는 경우 상기 기판(10)을 안정적으로 흡착하기 위하여 상기 진공홀들(304)을 통해 진공압을 제공할 수 있다.

한편, 도시되지는 않았으나, 상기 기판 스테이지(300)에는 상기 진공홀들(304) 내부의 압력을 측정하기 위한 압력 센서(미도시)가 장착될 수 있으며, 상기 제어부(104)는 상기 진공홀들(304)의 내부 압력에 기초하여 상기 보조 진공 시스템(320)의 동작을 제어할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 진공 플레이트(302)의 가장자리 부위들에는 상기 기판(10)의 가장자리 부위들을 파지하기 위한 복수의 클램프들(330)이 배치될 수 있다. 상기 클램프들(330)은 상기 진공 시스템(110)의 동작 오류 또는 진공 누설 등에 의해 상기 진공홀들(304) 내부의 압력이 기 설정된 압력보다 높아지는 경우 상기 기판(10)의 낙하를 방지하기 위하여 상기 기판(10)의 가장자리 부위들을 파지할 수 있다.

일 예로서, 상기 진공 플레이트(302) 상에는 상기 클램프들(330)을 동작시키기 위한 클램프 구동부들(332)이 배치될 수 있으며, 상기 클램프들(330)은 회전 가능하도록 상기 진공 플레이트(302)의 가장자리 부위에 장착될 수 있다. 상기 클램프 구동부들(332)로는 각각 공압 실린더들이 사용될 수 있으며 상기 클램프 구동부들(332)은 상기 클램프들(330)을 회전시킴으로써 상기 기판(10)이 상기 클램프들(330)에 의해 파지되도록 할 수 있다.

그러나, 상기와 다르게, 상기 클램프들(330)은 상기 클램프 구동부들(332)에 결합되어 수평 방향 즉 상기 기판(10)으로부터 멀어지거나 가까워지도록 이동될 수 있으며, 이에 의해 상기 클램프들(330)에 의한 상기 기판(10)의 파지가 이루어질 수도 있다.

도 7 및 도 8은 도 3에 도시된 프로브 카드들과 카드 스테이지들을 설명하기 위한 개략도들이다.

상기 기판 스테이지(300)의 아래에는 상기 기판(10) 상에 형성된 OLED 셀(20)에 대한 전기적 및 광학적 검사를 위하여 상기 제1 내지 제4 검사 패드들(22, 24, 26, 28)에 각각 대응하는 제1, 제2, 제3 및 제4 프로브 카드들(122, 124, 126, 128)이 배치될 수 있다.

상세히 도시되지는 않았으나, 상기 제1 내지 제4 프로브 카드들(122, 124, 126, 128) 각각은 대략 바(bar) 형태를 가질 수 있으며 상기 제1 내지 제4 검사 패드들(22, 24, 26, 28)과의 접촉을 위해 일렬로 배치되는 복수의 탐침들을 가질 수 있다.

상기 기판 스테이지(300)의 아래에는 상기 제1 내지 제4 프로브 카드들(122, 124, 126, 128)을 각각 지지하기 위한 제1, 제2, 제3 및 제4 카드 스테이지들(132, 134, 136, 138)이 배치될 수 있다. 도 7에 도시된 바와 같이 상기 제1 내지 제4 카드 스테이지들(132, 134, 136, 138)은 상기 기판(10)에 대응하도록 사각 형태로 배치될 수 있다. 일 예로서, 상기 제1 및 제2 카드 스테이지들(132, 134)은 y축 방향으로 서로 평행하게 배치될 수 있으며, 제3 및 제4 카드 스테이지들(136, 138)은 상기 y축에 대하여 수직하는 x축 방향으로 서로 평행하게 배치될 수 있다.

도시되지는 않았으나, 상기 제1 내지 제4 카드 스테이지들(132, 134, 136, 138) 상에는 상기 제1 내지 제4 프로브 카드들(122, 124, 126, 128)을 고정시키기 위한 클램프들(미도시)이 각각 구비될 수 있다.

한편, 상기 기판(10)의 크기가 변경되는 경우 상기 제1 내지 제4 프로브 카드들(122, 124, 126, 128)의 교체가 필요하며, 또한 상기 제1 내지 제4 카드 스테이지들(132, 134, 136, 138)의 위치 역시 변경될 필요가 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 도시된 바와 같이 제1 카드 스테이지(132)의 위치는 고정될 수 있으며, 제2 카드 스테이지(134)는 x축 및 y축 방향으로 이동 가능하게 구성될 수 있다. 또한, 상기 제3 카드 스테이지(136)는 y축 방향으로 이동 가능하게 구성될 수 있으며, 상기 제4 카드 스테이지(138)는 x축 방향으로 이동 가능하게 배치될 수 있다.

즉, 도 8에 도시된 바와 같이 검사 대상 기판의 크기가 작아지는 경우 상기 제3 카드 스테이지(136)는 y축 방향으로 이동될 수 있으며, 제4 카드 스테이지(138)는 x축 방향으로 이동될 수 있다. 또한, 상기 제2 카드 스테이지(134)는 상기 제3 및 제4 카드 스테이지들(136, 138)의 이동에 대응하여 x축 방향 및 y축 방향으로 이동될 수 있다.

이때, 상기 기판(10)의 크기 변경에 대응하여 상기 제1 내지 제4 카드 스테이지들(132, 134, 136, 138) 상에는 제1 내지 제4 카드 스테이지들(122A, 124A, 126A, 128A)이 장착될 수 있다.

상세히 도시되지는 않았으나, 상기 검사 장치(100)는 상기 제2 내지 제4 카드 스테이지들(134, 136, 138)을 이동시키기 위한 구동부들을 포함할 수 있다. 상기 구동부들은 리니어 모션 가이드와 상기 리니어 모션 가이드 상에 이동 가능하게 장착되는 가동 패널과 상기 가동 패널을 이동시키기 위한 모터와 볼 스크루 및 볼 너트 등을 이용하여 각각 구성될 수 있다. 이때, 상기 제2 내지 제4 카드 스테이지들(134, 136, 138)은 상기 가동 패널에 결합될 수 있다.

또한, 도시되지는 않았으나, 상기 구동부들은 상기 제2 내지 제4 프로브 카드들(124, 126, 128)의 배치 각도를 조절하기 위하여 상기 제2 내지 제4 카드 스테이지들(134, 136, 138)을 회전시킬 수도 있다.

도 9는 도 1에 도시된 기판의 다른 예를 설명하기 위한 개략도이며, 도 10 및 도 11은 프로브 카드와 카드 스테이지의 다른 예를 설명하기 위한 개략도이다.

도 9를 참조하면, 기판(10)은 서로 평행한 두 측면들을 따라 배치된 제1 검사 패드들(22A)과 제2 검사 패드들(24A)을 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 검사 장치(100)는 고정된 제1 카드 스테이지(132A)와 이동 가능하게 구성되는 제2 카드 스테이지(134A)를 포함할 수 있다. 상기 제1 카드 스테이지(132A)와 제2 카드 스테이지(134A) 상에는 각각 제1 프로브 카드(122B)와 제2 프로브 카드(124B)가 배치될 수 있다.

예를 들면, 도 10에 도시된 바와 같이 제1 카드 스테이지(132A)는 y축 방향으로 배치되어 그 위치가 고정될 수 있으며, 제2 카드 스테이지(134A)는 상기 제1 카드 스테이지(132A)와 평행하게 배치되어 x축 방향으로 이동 가능하게 구성될 수 있다.

또한, 상기 제1 및 제2 카드 스테이지들(132A, 134A) 상에는 도 11에 도시된 바와 같이 상기 기판의 크기에 따라 서로 다른 길이를 갖는 제1 프로브 카드(122C)와 제2 프로브 카드(124C)가 교체 장착될 수 있다.

도 12는 도 1에 도시된 기판의 또 다른 예를 설명하기 위한 개략도이며, 도 13 및 도 14는 프로브 카드와 카드 스테이지의 또 다른 예를 설명하기 위한 개략도이다.

도 12를 참조하면, 기판(10)은 서로 인접하며 서로 수직하는 두 측면들을 따라 배치된 제1 검사 패드들(22B)과 제2 검사 패드들(24B)을 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 검사 장치(100)는 고정된 제1 카드 스테이지(132B)와 이동 가능하게 구성되는 제2 카드 스테이지(134B)를 포함할 수 있다. 상기 제1 카드 스테이지(132B)와 제2 카드 스테이지(134B)에는 각각 제1 프로브 카드(122D)와 제2 프로브 카드(124D)가 장착될 수 있다.

예를 들면, 도시된 바와 같이 제1 카드 스테이지(132B)는 y축 방향으로 배치되어 그 위치가 고정될 수 있으며, 제2 카드 스테이지(134B)는 상기 제1 카드 스테이지(132B)에 대하여 수직하는 방향 즉 x축 방향으로 배치되어 y축 방향으로 이동 가능하게 구성될 수 있다.

상기 제1 및 제2 카드 스테이지들(132B, 134B) 상에는 도 14에 도시된 바와 같이 상기 기판(10)의 크기에 따라 서로 다른 길이를 갖는 제1 프로브 카드(122E)와 제2 프로브 카드(124E)가 교체 장착될 수 있다.

다시 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 검사 장치(100)는 검사 신호가 인가된 OLED 셀(20)에 대한 광학적인 검사를 수행할 수 있다. 상기 검사 신호는 전기적 검사부(140)로부터 상기 제1 내지 제4 프로브 카드들(122, 124, 126, 128)을 통해 상기 OLED 셀(20)로 인가될 수 있으며, 상기 광학적 검사는 상기 제1 내지 제4 카드 스테이지들(132, 134, 136, 138)의 하부에 배치되는 광학적 검사부(150)에 의해 수행될 수 있다.

도 15는 도 3에 도시된 광학적 검사부를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.

도 15를 참조하면, 상기 광학적 검사부(150)는 상기 OLED 셀(20)의 화질, 밝기 등을 측정하기 위한 검사 카메라(152)와, 색좌표, 색온도 등을 측정하기 위한 분광기(154)와, 상기 기판(10) 상의 이물질, 얼룩 등을 검출하고 또한 상기 기판(10) 상에 형성된 박막 패턴들의 얼라인 상태 등을 검사하기 위한 형광 현미경(156)을 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 두 개의 검사 카메라(152)와 두 개의 분광기(154)가 사용되고 있으나, 상기 검사 카메라(152) 및 분광기(154)의 개수는 다양하게 변경 가능하므로 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되지는 않을 것이다.

상기 광학적 검사부(150)는 상기 OLED 셀들(20)의 광학적 검사를 위하여 상기 검사 카메라(152)와 분광기(154) 및 상기 형광 현미경(156)을 이동시키기 위한 구동부들을 구비할 수 있다. 예를 들면, 상기 구동부들은 리니어 모션 가이드와 모터 그리고 볼 스크루와 볼 너트 등을 이용하여 구성될 수 있으며, 상기 검사 카메라(152)와 분광기(154) 및 형광 현미경(156)은 상기 구동부들에 의해 각각 수직 및 수평 방향으로 이동 가능하게 구성될 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 검사 장치(100)는 상기 기판(10)과 상기 제1 내지 제4 프로브 카드들(122, 124, 126, 128) 및 상기 광학적 검사부(150)를 서로 정렬하기 위한 얼라인 카메라들(160, 340)을 구비할 수 있다.

일 예로서, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 기판 스테이지(300)에는 상기 제1 내지 제4 프로브 카드들(122, 124, 126, 128)의 얼라인 마크들 또는 탐침들을 검출하기 위한 제1 얼라인 카메라들(340)이 구비될 수 있으며, 상기 광학적 검사부(150)에는 상기 기판(10)의 얼라인 마크들을 검출하기 위한 제2 얼라인 카메라들(160)을 구비할 수 있다.

도 5에 도시된 바에 의하면, 하나의 제1 얼라인 카메라(340)가 상기 기판 스테이지(300)의 회전 구동부(318)에 브래킷을 통해 장착되어 있으나, 복수의 제1 얼라인 카메라들(340)이 사용될 수 있다.

상기 제2 얼라인 카메라들(160)은 상기 분광기들(154) 및 상기 형광 현미경(156)에 각각 인접하도록 배치될 수 있으며, 상기 분광기들(154) 및 형광 현미경(156)과 함께 이동 가능하게 구성될 수 있다.

한편, 상기에서는 기판(10)의 측면 부위들에 검사 패드들(22, 24, 26, 28)이 배치되는 경우를 설명하였으나, 상기와 다르게 상기 OLED 셀(20)의 검사 공정은 상기 OLED 셀(20)의 가장자리 부위에 배열된 전극 패드들(미도시)에 상기 제1 내지 제4 프로브 카드들(122, 124, 126, 128)의 탐침들을 접촉시킨 상태에서 수행될 수도 있다.

상술한 바와 같은 본 발명의 실시예들에 따르면, 디스플레이 셀(20)에 대한 봉지 공정을 수행하기 이전에 검사 공정을 수행함으로써 상기 디스플레이 셀(20)의 제조 비용을 크게 절감할 수 있다.

특히, 대형 TV 제조를 위해 사용되는 대형 OLED 셀(20)과 같이 기판(10)의 적어도 두 측면을 따라 검사 패드들(22, 24, 26, 28)이 배치된 경우 또는 복수의 OLED 셀들이 형성된 기판의 적어도 두 측면을 따라 검사 패드들이 배치된 경우 상기 기판(10)의 각 측면들에 대응하도록 프로브 카드들(122, 124, 126, 128)을 배치함으로써 상기 OLED 셀(들)에 대한 검사를 용이하게 수행할 수 있다.

또한, 상기 기판(10)의 크기가 변화되는 경우 하나의 프로브 카드(122)를 고정시키고 나머지 프로브 카드들(124, 126, 128)을 이동 가능하게 구성함으로써 상기 기판(10)의 크기가 변화에 적극적으로 대응할 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

10 : 기판 20 : OLED 셀
22, 24 : 검사 패드 30 : 셀 공정 설비
40 : 봉지 공정 설비 50 : 인라인용 기판 이송 장치
52 : 인라인용 기판 이송 로봇 100 : 검사 장치
102 : 검사 챔버 104 : 제어부
110 : 진공 시스템
122, 124, 126, 128 : 제1 내지 제4 프로브 카드
132, 134, 136, 138 : 제1 내지 제4 카드 스테이지
140 : 전기적 검사부 150 : 광학적 검사부
200 : 기판 이송 모듈 202 : 기판 이송 챔버
204 : 기판 이송 로봇 300 : 기판 스테이지
302 : 진공 플레이트 320 : 보조 진공 시스템
330 : 클램프

Claims

기판 상에 형성된 디스플레이 셀에 대한 검사 공정을 수행하기 위한 검사 챔버;
상기 검사 챔버 내부에 배치되며 상기 디스플레이 셀이 아래를 향하도록 상기 기판을 지지하는 기판 스테이지;
상기 기판 스테이지 아래에 배치되며 상기 기판의 제1 측면을 따라 배치된 제1 검사 패드들과 접촉하도록 구성된 제1 프로브 카드를 지지하되 위치가 고정된 제1 카드 스테이지; 및
상기 기판 스테이지 아래에 배치되며 상기 기판의 제2 측면을 따라 배치된 제2 검사 패드들과 접촉하도록 구성된 제2 프로브 카드를 지지하되 상기 기판의 크기에 따라 수평 방향으로 이동 가능하게 구성된 제2 카드 스테이지를 포함하되,
상기 기판 스테이지는 상기 기판을 진공 흡착하기 위하여 진공홀들이 형성된 진공 플레이트를 포함하고, 상기 진공 플레이트의 가장자리 부위들에는 상기 기판의 가장자리 부위들을 파지하기 위한 클램프들이 배치되며,
상기 진공 플레이트 상에는 상기 클램프들을 동작시키기 위한 클램프 구동부들이 배치되고, 상기 클램프 구동부들은 상기 진공홀들의 내부 압력이 기 설정된 압력보다 높아지는 경우 상기 기판의 가장자리 부위들을 파지하도록 상기 클램프들을 동작시키는 것을 특징으로 하는 디스플레이 셀 검사 장치.
제1항에 있어서, 상기 제2 카드 스테이지는 상기 제1 카드 스테이지에 인접하며 상기 제1 카드 스테이지와 제2 카드 스테이지는 서로 수직하게 배치되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 셀 검사 장치.
제2항에 있어서, 상기 제1 카드 스테이지는 y축 방향으로 배치되며, 상기 제2 카드 스테이지는 x축 방향으로 배치되어 상기 y축 방향으로 이동 가능하게 구성되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 셀 검사 장치.
제1항에 있어서, 상기 제2 카드 스테이지는 상기 제1 카드 스테이지와 평행하게 배치되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 셀 검사 장치.
제4항에 있어서, 상기 제1 카드 스테이지에 대하여 수직하는 방향으로 서로 평행하게 배치되며 제3 프로브 카드와 제4 프로브 카드를 각각 지지하는 제3 카드 스테이지와 제4 카드 스테이지를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 셀 검사 장치.
제5항에 있어서, 상기 제1 카드 스테이지는 y축 방향으로 배치되고,
상기 제2 카드 스테이지는 x축 방향 및 y축 방향으로 이동 가능하게 구성되며,
상기 제3 카드 스테이지는 y축 방향으로 이동 가능하게 구성되고,
상기 제4 카드 스테이지는 x축 방향으로 이동 가능하게 구성되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 셀 검사 장치.
삭제
제1항에 있어서, 상기 진공 플레이트를 수직 및 수평 방향으로 이동시키고 회전시키기 위한 스테이지 구동부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 셀 검사 장치.
삭제
제1항에 있어서, 상기 진공홀들은 진공 펌프를 포함하는 진공 시스템과 연결되며,
상기 진공 시스템의 동작 오류 또는 진공 누설에 의해 상기 진공홀들의 내부 압력이 기 설정된 압력보다 높아지는 경우 상기 기판을 흡착하기 위한 진공압을 제공하는 보조 진공 시스템을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 셀 검사 장치.
제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 프로브 카드들의 탐침들을 검출하기 위한 적어도 하나의 얼라인 카메라를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 셀 검사 장치.
제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 프로브 카드들에 의해 검사 신호가 인가된 상기 디스플레이 셀의 광학적 특성을 검사하기 위한 광학적 검사부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 셀 검사 장치.