KR102031103B1 - 평판 디스플레이 셀 공정의 슬로프형 코너 실 라인 검사방법 - Google Patents

평판 디스플레이 셀 공정의 슬로프형 코너 실 라인 검사방법 Download PDF

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KR102031103B1 KR1020190062271A KR20190062271A KR102031103B1 KR 102031103 B1 KR102031103 B1 KR 102031103B1 KR 1020190062271 A KR1020190062271 A KR 1020190062271A KR 20190062271 A KR20190062271 A KR 20190062271A KR 102031103 B1 KR102031103 B1 KR 102031103B1
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윤광의
홍승범
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Abstract

본 발명은 평판 디스플레이 액정 셀(cell) 공정에서 발생할 수 있는 슬로프형 코너 실 라인(seal line)의 불량 여부를 검출하기 위한 검사방법을 제공하기 위한 것이다.
이에 본 발명에서는 슬로프형 코너 부분의 실란트를 촬영하여 그 가로 방향 및 세로 방향의 실란트 외곽선을 따라 라인 피팅을 수행하여 가로선과 세로선을 생성하고, 이들의 교차점으로부터 x축으로 dx, y축으로 dy만큼 평행이동한 타원의 중심을 구하며, 그 타원의 중심에서 0~90°각도 영역을 분할하는 다수 개의 직선과 상기 타원이 만나는 교점들까지의 라인 프로파일을 각각 생성하여 불량 영역을 검출하고, 아울러 경사진 실란트의 외곽선을 따라 라인 피팅을 수행하여 경사선을 생성 및 기울기를 구하고, 이 기울기와 직교하는 직선의 기울기를 구하며, 경사선과 동일한 기울기를 갖는 제1파선 및 제2파선을 생성 및 제1파선과 제2파선들 사이의 라인 프로파일을 각각 생성하여 불량 영역을 검출하는 평판 디스플레이 셀 공정의 슬로프형 코너 실 라인 검사방법을 개시한다.

Description

평판 디스플레이 셀 공정의 슬로프형 코너 실 라인 검사방법{INSPECTION METHOD FOR SLOPE TYPE CORNER SEAL LINE OF FLAT-PANEL DISPLAY CELL}
본 발명은 평판 디스플레이 액정 셀(cell) 공정에서 발생할 수 있는 슬로프형 코너 실 라인(seal line)의 디스펜싱(dispensing) 상태의 불량 여부를 검출하기 위한 검사방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 OLED 셀 공정에서 TFT 기판(Glass)과 컬러 필터 기판(color filter glass)을 상하로 합착할 때 기판의 유동성을 없애고, 기판 사이의 액정의 외부 접촉을 차단하기 위한 접착성 유기물질인 실란트(sealant)의 디스펜싱 상태를 자동으로 검사하여 불량 여부를 판정할 수 있는 실란트 디스펜싱 상태를 검사하는 방법에 관한 것이다.
최근 휴대폰, 태블릿, 노트북, 게임기, 캠코더 등의 휴대성이 중요한 소형 기기에 폭넓게 활용되고 있는 평판 디스플레이(Flat Panel Display)는 화면을 표시하는 방식에 따라 LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel), OLED(Organic Light Emitting Diode) 등으로 대별할 수 있다.
이 중에서 OLED는 화면을 구동하는 방식에 따라 PMOLED(Passive Matrix OLED: 수동형 유기 발광 다이오드)와 AMOLED(Active Matrix OLED: 능동형 유기 발광 다이오드)로 나뉜다.
PMOLED는 화면상에 배열된 발광 소자의 가로축과 세로축에 각각 전압을 넣어 그 교차점을 빛나게 하는 방식으로, 구조가 비교적 간단하고 생산 비용도 비교적 적게 드는 편이지만 정교한 화면을 구현하기가 어려운 데다, 화면의 크기가 커질수록 소비 전력이 기하 급수적으로 증가하는 단점이 있다.
AMOLED는 발광 소자마다 박막 트랜지스터(TFT: Thin Film Transistor)를 내장하여 각 소자의 발광 여부를 개별적으로 제어할 수 있다. 이러한 특성 덕분에 AMOLED는 PMOLED 방식에 비해 정교한 화면을 구현하기 쉬우며, 소비 전력도 줄어드는 장점이 있다.
이러한 평판 디스플레이 제조공정은 통상적으로 TFT-어레이 공정, 컬러 필터(CF) 공정, 액정(LC)/셀(cell) 공정, 모듈 공정으로 구분할 수 있다.
특히 액정(LC)/셀(cell) 공정은 TFT-어레이 공정과 컬러 필터(CF) 공정에서 만들어진 2개의 글라스, 즉 TFT 기판과 CF 기판을 하나로 정밀하게 합착하고, 이를 여러 개의 셀(cell) 단위로 절단(scribing)한 후 그 각각의 분리된 기판 사이에 액정을 주입하고 주입구를 봉지제로 봉합하여 패널을 만들고, 화상 신호를 인가하여 휘점(어두운 화면에서도 색이 표시되는 픽셀), 암점(밝은 화면에서도 제대로 표시가 되지 않는 픽셀) 등 셀의 화소(pixel)에 대한 불량 여부(pixel error)를 검사한다.
이 과정 중에 TFT 기판과 CF 기판의 외곽 가장자리를 따라 액정 주입구를 막기 위해 사용하는 접착제인 실란트(Sealant)를 라인(line) 형태로 도포한 상태에서 TFT 기판과 CF 기판을 압착하고 실란트를 경화함으로써 TFT 기판과 CF 기판을 합착한다.
이때, 실란트는 스크린 프린팅법, 슬릿 코팅법, 실린지 코팅법 등의 방법으로 패널의 더미 영역에 디스펜스(dispenser)로 도포하여 실 라인(seal line)을 형성하는데, 이 실 라인이 설정된 폭으로 더미 영역에 정확하게 형성되지 않고 표시 영역으로 확장되어 침투하는 경우, 표시 영역의 액정층과 접촉되며, 이러한 접촉은 액정 분자의 오염을 야기하여 패널의 구동 시 액정 분자가 원하는 방향으로 배향되지 않게 되고, 결과적으로 액정층을 투과하는 광의 투과도를 조절할 수 없어 화상구현 시 불량이 발생한다.
즉, 실란트 디스펜싱 상태의 불량은 곧 패널의 불량을 의미하며 이를 TFT 기판과 CF 기판의 합착 전에 확인하지 못하면 불량 손실을 초래한다.
그런데 종래에는 이와 같은 실 라인의 폭 측정을 단지 스크린 프린터, 슬릿 코터, 실린지 등에서 적하되는 실란트의 양으로 추정하고, 육안검사에 의존하고 있어 신뢰성과 수율이 매우 낮은 상태에 머무르고 있다.
근래에는 휴대폰이나 태블릿 등은 셀의 에지를 둥글고 부드럽게 처리(round) 또는 슬로프(slope)형으로 비스듬하게 처리하는 디자인적 특성 및 경향을 보이면서 이를 고려한 코너 실란트 디스펜싱 상태의 불량 여부를 자동으로 검사하는 방법이 절실히 요구되고 있다.
여기서 상술한 배경기술 또는 종래기술은 본 발명자가 보유하거나 본 발명을 도출하는 과정에서 습득한 정보로서 본 발명의 기술적 의의를 이해하는데 도움이 되기 위한 것일 뿐, 본 발명의 출원 전에 이 발명이 속하는 기술분야에서 널리 알려진 기술을 의미하는 것은 아님을 밝히며, 아울러 종래기술에서의 도면 부호는 본 발명에서의 도면 부호와 상호 무관한 것이다.
KR 10-2016-0056721 A(2016.05.20) KR 10-2007-0006480 A(2007.01.11)
강응철, LCD CELL Process에서의 Seal재 검사에 관한 연구, 경희대학교, 2001년.
이에 본 발명자는 상술한 제반 사항을 종합적으로 고려하면서 기존의 평판 디스플레이 액정 셀 공정에서 실 라인의 상태를 검사하는 방법이 지닌 기술적 한계 및 문제점을 해결하려는 발상에서, 슬로프형 코너 부분의 실란트(sealant) 디스펜싱 상태를 자동으로 검사하여 불량 여부를 판정함으로써 검사의 신뢰성과 수율을 높이는 효과를 도모할 수 있는 새로운 코너 실 라인 검사방법을 개발하고자 각고의 노력을 기울여 부단히 연구하던 중 그 결과로써 본 발명을 창안하게 되었다.
따라서 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제 및 목적은 슬로프형 코너 부분의 실란트 디스펜싱 상태의 불량 여부를 자동으로 검사할 수 있도록 하는 평판 디스플레이 셀 공정의 슬로프형 코너 실 라인 검사방법을 제공하는 데 있는 것이다.
여기서 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제 및 목적은 이상에서 언급한 기술적 과제 및 목적으로 국한하지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제 및 목적들은 아래의 기재로부터 당업자가 명확하게 이해할 수 있을 것이다.
상술한 바와 같은 목적을 달성 및 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시 태양(aspect)에 따른 구체적 수단은, (A) 디스펜싱(dispensing)된 슬로프형 코너 부분의 실란트(sealant)를 촬영한 2차원 입력 영상(image)을 획득하는 단계, (B) 입력 영상 중 가로 방향 및 세로 방향의 실란트에 제1관심 영역(ROI: Region of Interest)을 설정하는 단계, (C) 설정된 제1관심 영역 내의 실란트 외곽선을 따라 라인 피팅(line fitting)을 수행하여 가로선과 세로선을 생성하고, 이들의 교차점(SP(x1, y1))을 획득하는 단계, (D) 획득된 교차점(SP(x1, y1))으로부터 x축으로 dx, y축으로 dy만큼 평행이동한 타원의 중심(CP1(x2, y2))을 구하는 단계, (E) 상기 세로선에서 상기 타원의 중심(CP1(x2, y2))을 향해 x축으로 일정한 거리만큼 오프셋(offset) 한 임의의 점을 단축의 한 초점으로 하고, 상기 가로선에서 상기 타원의 중심(CP1(x2, y2))을 향해 y축으로 일정한 거리만큼 오프셋 한 임의의 점을 장축의 한 초점으로 하는 타원을 형성하는 단계, (F) 입력 영상 중 경사진 실란트에 제2관심 영역(ROI: Region of Interest)을 설정하는 단계, (G) 설정된 제2관심 영역 내의 실란트 외곽선을 따라 라인 피팅(line fitting)을 수행하여 경사선(Line Slope)을 생성 및 기울기(m)를 구하고, 이 기울기(m)와 직교하는 직선의 기울기(m')를 구하는 단계, (H) 생성된 경사선과 상기 가로선의 교차점(IP(x3, y3))을 획득하는 단계, (I) 상기 타원의 중심(CP1(x2, y2))을 지나고 상기 경사선과 동일한 기울기(m)를 갖는 제1파선(Line S)을 생성하고, 상기 제1파선(Line S)상에서 가상의 직선이 상기 교차점(IP(x3, y3))과 수직으로 만나는 위치점(CP2(x4, y4))을 획득 및 상기 경사선(Line Slope)을 y축으로 일정한 거리만큼 오프셋 한 제2파선(Line E)을 생성하는 단계, (J) 상기 타원의 중심(CP1(x2, y2))에서 0~θ'°각도 범위 내 영역을 분할하는 다수 개의 직선과 상기 타원이 만나는 교점들을 생성하고, 상기 타원의 중심(CP1(x2, y2))에서 상기 교점들까지의 라인 프로파일(line profile)을 각각 생성하여 불량 영역을 검출하는 단계, (K) 상기 타원의 중심(CP1(x2, y2))에서 상기 위치점(CP2(x4, y4)) 까지를 일정한 간격으로 분할하여 상기 제1파선(Line S)과 상기 제2파선(Line E)을 수직으로 잇는 다수 개의 직선들을 생성하고, 이 직선들이 상기 제1파선(Line S)과 만나는 교점들에서 상기 제2파선(Line E)과 만나는 교점들까지의 라인 프로파일(line profile)을 각각 생성하여 불량 영역을 검출하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 평판 디스플레이 셀 공정의 슬로프형 코너 실 라인 검사방법을 제시한다.
이로써 본 발명은, 디스펜싱된 실란트(sealant), 즉 슬로프형 코너 실 라인의 불량 여부를 자동으로 검사하여 검사의 신뢰성과 수율을 높일 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시 태양(aspect)으로 상기 (D) 단계에서, 타원의 중심(CP1(x2, y2)) 산출식은 CP(x2, y2)=(x1-dx, y1-dy)이고, 상기 (E) 단계에서, 중심이 CP1(x2, y2)이고 장축이 a이고 단축이 b인 타원의 방정식은
Figure 112019054429097-pat00001
이라 하면, 상기 a와 b는,
Figure 112019054429097-pat00002
의 수학식에 의해 산출될 수 있다.
여기서 dx, dy는 설정된 값이고, offset은 초점 위치 조정을 위한 값이며, (x2 + (dx - offset, y2), (x2 - (dx - offset), y2)을 타원의 두 초점으로 가정한다.
본 발명의 바람직한 실시 태양(aspect)으로 상기 (I) 단계에서, 타원의 중심(CP1(x2, y2))을 지나며 기울기가 m인 직선의 방정식은
Figure 112019054429097-pat00003
이라 하면, 상기 직선과 상기 타원의 교점은,
Figure 112019054429097-pat00004
의 수학식에 의해 산출될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시 태양(aspect)으로 상기 (G) 단계에서 상기 경사선(Line Slope)의 기울기가 m일 때, 이와 직교하는 직선의 기울기(m')는,
m'=-1/m
θ'=arctan(m')
의 수학식에 의해 산출될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시 태양(aspect)으로 상기 (J) 단계에서 상기 타원의 중심(CP1(x2, y2))에서 0~θ'의 각도 범위 내 영역을 분할하는 다수 개의 직선과 상기 타원이 만나는 교점들을 생성하고, 상기 타원의 중심(CP1(x2, y2))에서 상기 교점들까지의 라인 프로파일(line profile)을 각각 생성하여 불량 영역을 검출할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시 태양(aspect)으로 상기 (I) 단계 중 상기 위치점(CP2(x4, y4))을 획득하는 과정에서, 주어진 기울기가 m이고 y축과 만나는 점(y절편)이 c일 때 상기 제1파선(Line S)의 방정식은,
y=mx+c이고,
c=a-m×(x3+offset/3)이라 하면,
상기 위치점(CP2(x4, y4))의 x4는 상기 교차점(IP(x3, y3))에서 x3+offset/3의 위치로, y4는 mx4+c의 위치로 지정하는 수학식에 의해 산출될 수 있다.
여기서 offset은 주어진 값이다.
상기와 같은 목적의 달성과 기술적 과제를 해결하기 위한 수단 및 구성을 갖춘 본 발명의 실시 태양(aspect)은, 타원의 방정식과 직선의 방정식을 이용하여 실란트(sealant)의 디스펜싱 상태, 즉 슬로프형 코너의 라운드 부분과 슬로프 부분 실 라인의 불량 여부를 정확하고 효율적으로 검출할 수 있고, 이를 통해 검사의 신뢰성과 수율을 높일 수 있다.
여기서 본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 국한하지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자가 명확하게 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 평판 디스플레이 셀 공정의 슬로프형 코너 실 라인 검사방법을 개략적으로 나타낸 순서도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 평판 디스플레이 셀 공정의 슬로프형 코너 실 라인 검사방법 중 디스펜싱된 실란트의 일부분을 촬영하고 캡처한 입력 영상에서 제1관심 영역을 설정하여 라인 피팅을 수행한 영상이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 평판 디스플레이 셀 공정의 슬로프형 코너 실 라인 검사방법 중 디스펜싱된 실란트의 일부분을 촬영하고 캡처한 입력 영상에서 타원의 중심을 산출한 영상이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 평판 디스플레이 셀 공정의 슬로프형 코너 실 라인 검사방법 중 디스펜싱된 실란트의 일부분을 촬영하고 캡처한 입력 영상에서 타원의 방정식을 이용하여 검사 영역을 산출하는 과정을 설명하기 위한 영상이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 평판 디스플레이 셀 공정의 슬로프형 코너 실 라인 검사방법 중 디스펜싱된 실란트의 일부분을 촬영하고 캡처한 입력 영상에서 제2관심 영역을 설정하여 라인 피팅을 수행한 영상이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 평판 디스플레이 셀 공정의 슬로프형 코너 실 라인 검사방법 중 디스펜싱된 실란트의 일부분을 촬영하고 캡처한 입력 영상에서 교차점을 산출한 영상이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 평판 디스플레이 셀 공정의 슬로프형 코너 실 라인 검사방법 중 디스펜싱된 실란트의 일부분을 촬영하고 캡처한 입력 영상에서 타원의 중심을 지나는 제1파선과 위치점을 산출한 영상이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 평판 디스플레이 셀 공정의 슬로프형 코너 실 라인 검사방법 중 디스펜싱된 실란트의 일부분을 촬영하고 캡처한 입력 영상에서 제2파선을 산출한 영상이다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 평판 디스플레이 셀 공정의 슬로프형 코너 실 라인 검사방법 중 라인 프로파일을 생성하는 과정을 설명하기 위한 영상이다.
이하, 본 발명에 따른 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.
이에 앞서, 후술하는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 것으로서, 이는 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 개념과 당해 기술분야에서 통용 또는 통상적으로 인식되는 의미로 해석하여야 함을 명시한다.
또한, 본 발명과 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
여기서 첨부된 도면들은 기술의 구성 및 작용에 대한 설명과, 이해의 편의 및 명확성을 위해 일부분을 과장하거나 간략화하여 도시한 것으로, 각 구성요소가 실제의 크기 및 형태와 정확하게 일치하는 것은 아님을 밝힌다.
아울러 본 명세서에서 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함하는 의미이며, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 포함한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
즉, 본 명세서에서 설시하는 특징, 개수, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 의미하는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 개수, 단계 동작 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하지 않는 것으로 이해해야 한다.이
아울러 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않은 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.
그리고 상단, 하단, 상면, 하면, 또는 상부, 하부, 상측, 하측, 전후, 좌우 등의 용어는 각 구성요소에 있어 상대적인 위치를 구별하기 위해 편의상 사용한 것이다. 예를 들어, 도면상의 위쪽을 상부로 아래쪽을 하부로 명명하거나 지칭하고, 길이 방향을 전후 방향으로, 폭 방향을 좌우 방향으로 명명하거나 지칭할 수 있다.
또한, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는 데 사용될 수 있다. 즉, 제1, 제2 등의 용어는 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하는 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 제1 구성요소는 본 발명의 보호범위를 벗어나지 않는 한에서 제2 구성요소로 명명할 수 있고, 또 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명할 수도 있다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 평판 디스플레이 셀 공정의 슬로프형 코너 실 라인 검사방법은, 크게 (A) 입력 영상 획득단계, (B) 제1관심 영역 설정단계, (C) 가로선과 세로선 생성 및 교차점 획득단계, (D) 타원 중심 산출단계, (E) 타원 형성단계, (F) 제2관심 영역 설정단계, (G) 경사선 생성 및 기울기 산출단계, (H) 경사선과 가로선의 교차점 획득단계, (I) 제1 및 제2파선 생성 및 위치점 획득단계, (J) 라운드 부분의 불량 영역 검출단계, (K) 슬로프 부분의 불량 영역 검출단계를 포함하고 있다.
(A) 입력 영상 획득단계
카메라로 TFT 기판과 CF 기판 사이의 외곽 가장자리를 따라 수직 또는 수평으로 디스펜싱(dispensing)된 실란트(sealant), 즉 코너 실 라인(seal line)을 촬영하여 2차원의 입력 영상을 획득한다(S101).
이 과정에서 입력 영상의 원본이 컬러 이미지이면 그레이 스케일(gray scale)로 변환하여 사용할 수 있다.
(B) 제1관심 영역 설정단계
도 2는 디스펜싱(dispensing)된 코너 실란트(sealant)의 일부분을 촬영하고 캡처한 그레이 스케일의 2차원 입력 영상에서 빨간색의 직사각형으로 제1관심 영역을 설정하여 라인 피팅을 수행한 상태(결과 영상)를 나타낸다.
이를 참조하면, 입력된 영상 중 가로 방향 및 세로 방향을 따라 일직선으로 형성된 실란트 중에서 그 각각의 일부분을 빨간색의 직사각형으로 선택하여 제1관심 영역(ROI: Region of Interest)을 설정한다(S103).
이 과정에서 입력된 영상 중 픽셀, 색상, 밝기, 모양, 깊이 등의 특성 및 성분 정보를 통계적으로 추출함으로써 실란트의 경계를 포함하는 제1관심 영역을 검출할 수 있다.
(C) 가로선과 세로선 생성 및 교차점 획득단계
도 2를 참조하면, 설정된 제1관심 영역 내의 실란트 외곽선을 따라 라인 피팅(line fitting)을 수행하여 가로선(Line Ver)과 세로선(Line Hor)을 생성하고, 이들의 교차점(SP(x1, y1))을 획득한다(S105).
즉, 최소 자승법을 이용한 라인 피팅(line fitting)을 수행하여 가로 방향 및 세로 방향을 따라 일직선으로 형성되어 있는 실란트 중 그 각각의 바깥쪽 가장자리 경계를 나타내는 두 개의 직선(horizontal line, vertical line)을 얻고, 이 직선들이 교차하는 곳을 교차점(SP(x1, y1))으로 획득한다(S105).
이때, 제1관심 영역 영상을 이진화 처리하고, 이진화 영상의 제1값(255)과 제2값(0)을 갖는 픽셀들의 경계 데이터를 획득하고, 이 경계 데이터에서 가로 방향 실란트 및 세로 방향 실란트 각각의 바깥쪽으로 데이터 세트를 구성하고, 각 데이트 세트에 대해 1차 함수로 근사화시켜 실란트의 바깥쪽으로 가로선(Line Ver)과 세로선(Line Hor)을 생성할 수 있다.
(D) 타원 중심 산출단계
도 3은 디스펜싱(dispensing)된 코너 실란트(sealant)의 일부분을 촬영하고 캡처한 입력 영상에서 타원의 중심을 산출한 상태(결과 영상)를 나타낸다.
이를 참조하면, 획득된 교차점(SP(x1, y1))으로부터 x축으로 dx, y축으로 dy만큼 평행이동한 타원의 중심(CP1(x2, y2))을 구한다(S107).
이 과정에서 타원의 중심(CP1(x2, y2)) 산출식은 CP1(x2, y2)=(x1-dx, y1-dy)이다.
여기서 dx, dy는 검사할 코너의 곡률 반경에 따라 결정할 수 있다.
(E) 타원 형성단계
도 4는 디스펜싱(dispensing)된 코너 실란트(sealant)의 일부분을 촬영하고 캡처한 입력 영상에서 타원의 방정식을 이용하여 검사 영역을 산출하는 과정을 나타낸다.
이를 참조하면, 세로선(Line Hor)에서 타원의 중심(CP1(x2, y2))을 향해 x축으로 일정한 거리만큼 오프셋(offset) 한 임의의 점을 단축의 한 초점으로 하고, 가로선(Line Ver)에서 타원의 중심(CP1(x2, y2))을 향해 y축으로 일정한 거리만큼 오프셋 한 임의의 점을 장축의 한 초점으로 하는 타원을 형성한다(S109).
즉, 타원의 중심(CP1(x2, y2))으로부터 x축을 향해 -방향으로 일정한 거리(offset)만큼 떨어진 한 점과, +방향으로 일정한 거리(offset)만큼 떨어진 한 점을 초점으로 하는 타원을 형성할 수 있다.
이 과정에서 중심이 CP1(x2, y2)이고 장축이 a이고 단축이 b인 타원의 방정식은 하기의 수학식 1로 정의할 수 있다.
Figure 112019054429097-pat00005
아울러 a와 b는 하기의 수학식 2에 의해 산출될 수 있다.
Figure 112019054429097-pat00006
여기서 dx, dy는 설정된 값이고, offset은 초점 위치 조정을 위한 값이며, (x2 + (dx - offset, y2), (x2 - (dx - offset), y2)을 타원의 두 초점으로 가정한다.
아울러 장축과 단축의 방향은 검사할 코너의 형태에 따라 결정할 수 있다.
(F) 제2관심 영역 설정단계
도 5는 디스펜싱(dispensing)된 코너 실란트(sealant)의 일부분을 촬영하고 캡처한 그레이 스케일의 2차원 입력 영상에서 빨간색의 직사각형으로 제2관심 영역을 설정하여 라인 피팅을 수행한 상태(결과 영상)를 나타낸다.
이를 참조하면, 입력된 영상 중 경사진 실란트, 즉 슬로프 부분의 실란트에실란트 중에서 일부분을 빨간색의 직사각형으로 선택하여 제2관심 영역(ROI: Region of Interest)을 설정한다(S111).
이 과정에서 입력된 영상 중 픽셀, 색상, 밝기, 모양, 깊이 등의 특성 및 성분 정보를 통계적으로 추출함으로써 실란트의 경계를 포함하는 제2관심 영역을 검출할 수 있다.
(G) 경사선 생성 및 기울기 산출단계
도 5를 참조하면, 설정된 제2관심 영역 내의 실란트 외곽선을 따라 라인 피팅(line fitting)을 수행하여 경사선(Line Slope)을 생성 및 기울기(m)를 구하고, 이 기울기(m)와 직교하는 직선의 기울기(m')를 구한다(S113).
이 과정에서 경사선(Line Slope)의 기울기를 m으로 정의할 때, 이와 직교하는 직선의 기울기(m')는 m'=-1/m, θ'=arctan(m')의 수학식에 의해 산출될 수 있다.
(H) 경사선과 가로선의 교차점 획득단계
도 6은 디스펜싱된 코너 실란트의 일부분을 촬영하고 캡처한 입력 영상에서 교차점을 산출한 상태를 나타낸다.
이를 참조하면, 생성된 경사선(Line Slope)과 가로선(Line Ver)의 교차점(IP(x3, y3))을 획득한다(S115).
(I) 제1 및 제2파선 생성 및 위치점 획득단계
도 7은 디스펜싱된 실란트의 일부분을 촬영하고 캡처한 입력 영상에서 타원의 중심을 지나는 제1파선((Line S)과 위치점(CP2(x4, y4))을 산출한 영상을 나타내고, 도 8은 제2파선을 산출한 영상을 나타낸다.
이를 참조하면, 타원의 중심(CP1(x2, y2))을 지나고 경사선(Line Slope)과 동일한 기울기(m)를 갖는 제1파선(Line S)을 직선으로 생성하고, 이 제1파선(Line S)상에서 가상의 직선이 교차점(IP(x3, y3))과 수직으로 만나는 위치점(CP2(x4, y4))을 획득한 후, 경사선(Line Slope)을 y축으로 일정한 거리만큼 평행하게 오프셋 한 제2파선(Line E)을 직선으로 생성한다(S117).
이 과정에서 주어진 기울기가 m이고 y축과 만나는 점(y절편)이 c일 때 제1파선(Line S)의 방정식은, y=mx+c이고, c=a-m×(x3+offset/3)이라 정의하면, 위치점(CP2(x4, y4))의 x4는 교차점(IP(x3, y3))에서 x3+offset/3의 위치로 지정하고, y4는 mx4+c의 위치로 지정할 수 있다.
여기서 offset은 주어진 값이다.
(J) 라운드 부분의 불량 영역을 검출단계
도 9는 라인 프로파일을 생성한 영상을 나타낸다.
이를 참조하면, 타원의 중심(CP1(x2, y2))에서 0~θ'°각도 범위 내 영역을 일정한 간격으로 분할하는 다수 개의 직선과 타원이 만나는 교점들을 생성한 후, 타원의 중심(CP1(x2, y2))에서 교점들까지의 라인 프로파일(line profile)을 각각 생성하여 불량 영역을 검출한다(S119).
이때, 실란트 영역이 다른 영역보다 상대적으로 밝기가 어두운 특성을 이용하여 타원의 중심(CP1(x2, y2))과, 이를 0~θ'°각도 범위 내 영역에 일정한 간격을 두고 타원과 잇는 다수 개의 직선이 그 타원을 이루는 한 점과 만나는 교점들까지의 영상 밝기 값으로 실란트 폭을 측정하여 불량 영역을 검출할 수 있다.
즉, 타원의 중심(CP1(x2, y2))에서 각 교점들을 잇는 직선상의 영상 밝기 값이 감소되는 영역을 검출한 후 기준 영상의 밝기 값과 차이값으로 해당 실란트의 폭을 측정하고, 이를 기준 폭 또는 인근의 다른 실란트의 폭과 대비하여 불량 영역을 검출할 수 있다.
예를 들면, 타원의 중심(CP1(x2, y2))에서 0~90°각도 범위 내 영역을 일정한 간격으로 분할하는 다수 개의 직선은 10도 간격으로 형성함으로써 실란트의 폭을 10도 간격으로 측정할 수 있다.
이 과정에서 타원의 중심(CP1(x2, y2))을 지나며 기울기가 m인 직선의 방정식은 하기의 수학식 3으로 나타낼 수 있다.
Figure 112019054429097-pat00007
아울러 직선과 타원의 교점은 하기의 수학식 4에 의해 산출될 수 있다.
Figure 112019054429097-pat00008
여기서 경사선(Line Slope)의 기울기(m)와 직교하는 직선의 기울기(m')를 구하면, 즉 θ'의 값을 산출하면 타원의 중심(CP1(x2, y2))에서 0~θ'의 각도 범위 내 영역을 분할하는 다수 개의 직선과 타원이 만나는 교점들을 생성하고, 타원의 중심(CP1(x2, y2))에서 교점들까지의 라인 프로파일(line profile)을 각각 생성하여 불량 영역을 검출하는 것이 바람직하다.
(K) 슬로프 부분의 불량 영역 검출단계
도 8을 참조하면, 타원의 중심(CP1(x2, y2))에서 위치점(CP2(x4, y4)) 까지를 일정한 간격으로 분할하여 제1파선(Line S)과 제2파선(Line E)을 수직으로 잇는 다수 개의 직선들을 생성하고, 이 직선들이 제1파선(Line S)과 만나는 교점들에서 제2파선(Line E)과 만나는 교점들까지의 라인 프로파일(line profile)을 각각 생성하여 불량 영역을 검출하며, 아울러 위치점(CP2(x4, y4))에서 θ'~90°각도 범위 내 영역을 일정한 간격으로 분할하는 다수 개의 직선과 제2파선(Line E)이 만나는 교점들을 생성한 후, 위치점(CP2(x4, y4))에서 그 교점들까지의 라인 프로파일(line profile)을 각각 생성하여 불량 영역을 검출한다(S121).
이때, 실란트 영역이 다른 영역보다 상대적으로 밝기가 어두운 특성을 이용하여 제1파선(Line S)과 제2파선(Line E)을 수직으로 잇는 다수 개의 직선들이 그 제1파선(Line S) 및 제2파선(Line E)과 만나는 교점들까지의 영상 밝기 값으로 실란트 폭을 측정하여 불량 영역을 검출할 수 있다.
즉, 직선상의 영상 밝기 값이 감소되는 영역을 검출한 후 기준 영상의 밝기 값과 차이값으로 해당 실란트의 폭을 측정하고, 이를 기준 폭 또는 인근의 다른 실란트의 폭과 대비하여 불량 영역을 검출할 수 있다.
이와 같이 구성된 본 발명의 실시 예에 따른 평판 디스플레이 셀 공정의 슬로프형 코너 실 라인 검사방법은, 2차원 영상과 타원의 방정식 및 직선의 방정식을 이용하여 코터 부분의 실란트를 일정한 간격으로 분할하고, 각 구간별로 영상 밝기 값을 측정하여 실란트의 폭을 구함으로써 실란트(sealant)의 디스펜싱 상태, 즉 슬로프형 코너의 라운드 부분과 슬로프 부분 실 라인의 불량 여부를 더욱 정확하고 효율적으로 검출할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시 예에 따른 평판 디스플레이 셀 공정의 슬로프형 코너 실 라인 검사방법은, 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행할 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시 예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.
여기서 컴퓨터 판독 가능 매체는 예를 들면, 하드 디스크, 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM이나 DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함되며, 또 프로그램 명령은 예를 들면, 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.
아울러 본 발명의 실시 예에 따른 평판 디스플레이 셀 공정의 코너 실 라인 검사방법을 수행하기 위한 하드웨어 장치는 하나 이상의 소프트웨어 모듈로 작동하도록 구성할 수 있다.
한편, 본 발명은 상술한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 안에서 예시되지 않은 여러 가지로 다양하게 변형하고 응용할 수 있음은 물론이고 각 구성요소의 치환 및 균등한 타 실시 예로 변경하여 폭넓게 적용할 수도 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백하다.
그러므로 본 발명의 기술적 특징을 변형하고 응용하는 것에 관계된 내용은 본 발명의 기술사상 및 범위 내에 포함되는 것으로 해석하여야 할 것이다.

Claims (7)

  1. 다음의 각 단계로 이루어지는 평판 디스플레이 셀 공정의 슬로프형 코너 실 라인 검사방법.
    (A) 디스펜싱(dispensing)된 슬로프형 코너 부분의 실란트(sealant)를 촬영한 2차원 입력 영상(image)을 획득하는 단계
    (B) 입력 영상 중 가로 방향 및 세로 방향의 실란트에 제1관심 영역(ROI: Region of Interest)을 설정하는 단계
    (C) 설정된 제1관심 영역 내의 실란트 외곽선을 따라 라인 피팅(line fitting)을 수행하여 가로선(Line Ver)과 세로선(Line Hor)을 생성하고, 이들의 교차점(SP(x1, y1))을 획득하는 단계
    (D) 획득된 교차점(SP(x1, y1))으로부터 x축으로 dx, y축으로 dy만큼 평행이동한 타원의 중심(CP1(x2, y2))을 구하는 단계
    (E) 상기 세로선(Line Hor)에서 상기 타원의 중심(CP1(x2, y2))을 향해 x축으로 일정한 거리만큼 오프셋(offset) 한 임의의 점을 단축의 한 초점으로 하고, 상기 가로선(Line Ver)에서 상기 타원의 중심(CP1(x2, y2))을 향해 y축으로 일정한 거리만큼 오프셋 한 임의의 점을 장축의 한 초점으로 하는 타원을 형성하는 단계
    (F) 입력 영상 중 경사진 실란트에 제2관심 영역(ROI: Region of Interest)을 설정하는 단계
    (G) 설정된 제2관심 영역 내의 실란트 외곽선을 따라 라인 피팅(line fitting)을 수행하여 경사선(Line Slope)을 생성 및 기울기(m)를 구하고, 이 기울기(m)와 직교하는 직선의 기울기(m')를 구하는 단계
    (H) 생성된 경사선과 상기 가로선의 교차점(IP(x3, y3))을 획득하는 단계
    (I) 상기 타원의 중심(CP1(x2, y2))을 지나고 상기 경사선과 동일한 기울기(m)를 갖는 제1파선(Line S)을 생성하고, 상기 제1파선(Line S)상에서 가상의 직선이 상기 교차점(IP(x3, y3))과 수직으로 만나는 위치점(CP2(x4, y4))을 획득 및 상기 경사선(Line Slope)을 y축으로 일정한 거리만큼 오프셋 한 제2파선(Line E)을 생성하는 단계
    (J) 상기 타원의 중심(CP1(x2, y2))에서 0~90°각도 범위 내 영역을 분할하는 다수 개의 직선과 상기 타원이 만나는 교점들을 생성하고, 상기 타원의 중심(CP1(x2, y2))에서 상기 교점들까지의 라인 프로파일(line profile)을 각각 생성하여 불량 영역을 검출하는 단계
    (K) 상기 타원의 중심(CP1(x2, y2))에서 상기 위치점(CP2(x4, y4)) 까지를 일정한 간격으로 분할하여 상기 제1파선(Line S)과 상기 제2파선(Line E)을 수직으로 잇는 다수 개의 직선들을 생성하고, 이 직선들이 상기 제1파선(Line S)과 만나는 교점들에서 상기 제2파선(Line E)과 만나는 교점들까지의 라인 프로파일(line profile)을 각각 생성하여 불량 영역을 검출하는 단계
  2. 제1항에 있어서,
    상기 (D) 단계에서,
    타원의 중심(CP1(x2, y2)) 산출식은 CP1(x2, y2)=(x1-dx, y1-dy)이고,
    상기 (E) 단계에서,
    중심이 CP1(x2, y2)이고 장축이 a이고 단축이 b인 타원의 방정식은
    Figure 112019054429097-pat00009

    이라 하면,
    상기 a와 b는,
    Figure 112019054429097-pat00010

    의 수학식에 의해 산출되는 평판 디스플레이 셀 공정의 슬로프형 코너 실 라인 검사방법.
    여기서 dx, dy는 설정된 값이고, offset은 초점 위치 조정을 위한 값이며, (x2 + (dx - offset, y2), (x2 - (dx - offset), y2)을 타원의 두 초점으로 가정한다.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 (I) 단계에서,
    타원의 중심(CP1(x2, y2))을 지나며 기울기가 m인 직선의 방정식은
    Figure 112019054429097-pat00011

    이라 하면,
    상기 직선과 상기 타원의 교점은,
    Figure 112019054429097-pat00012

    의 수학식에 의해 산출되는 평판 디스플레이 셀 공정의 슬로프형 코너 실 라인 검사방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 (G) 단계에서 상기 경사선(Line Slope)의 기울기가 m일 때, 이와 직교하는 직선의 기울기(m')는,
    m'=-1/m
    θ'=arctan(m')
    의 수학식에 의해 산출되는 평판 디스플레이 셀 공정의 슬로프형 코너 실 라인 검사방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 (J) 단계는, 상기 타원의 중심(CP1(x2, y2))에서 0~θ'도의 각도 범위 내 영역을 분할하는 다수 개의 직선과 상기 타원이 만나는 교점들을 생성하고, 상기 타원의 중심(CP1(x2, y2))에서 상기 교점들까지의 라인 프로파일(line profile)을 각각 생성하여 불량 영역을 검출하는 평판 디스플레이 셀 공정의 슬로프형 코너 실 라인 검사방법.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 (K) 단계는, 상기 위치점(CP2(x4, y4))에서 θ'~90도의 각도 범위 내 영역을 분할하는 다수 개의 직선과 제2파선(Line E)이 만나는 교점들을 생성하고, 상기 위치점(CP2(x4, y4))에서 상기 교점들까지의 라인 프로파일(line profile)을 각각 생성하여 불량 영역을 검출하는 과정을 더 포함하는 평판 디스플레이 셀 공정의 슬로프형 코너 실 라인 검사방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 (I) 단계 중 상기 위치점(CP2(x4, y4))을 획득하는 과정에서,
    주어진 기울기가 m이고 y축과 만나는 점(y절편)이 c일 때 상기 제1파선(Line S)의 방정식은,
    y=mx+c이고,
    c=a-m×(x3+offset/3)이라 하면,
    상기 위치점(CP2(x4, y4))의 x4는 상기 교차점(IP(x3, y3))에서 x3+offset/3의 위치로, y4는 mx4+c의 위치로 지정하는 수학식에 의해 산출되는 평판 디스플레이 셀 공정의 슬로프형 코너 실 라인 검사방법.
    여기서 offset은 주어진 값이다.
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