KR102102610B1 - 디스플레이 보호 필름 얼룩 검사장치 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 디스플레이 보호 필름 얼룩 검사장치 및 그 방법에 대한 것으로서, 더욱 자세하게는 검사 중의 오류를 최소화하기 위해 이물질의 유입을 방지하고 검사장치 내부의 공기를 정화하는 검사실, 상기 검사실 내부 및 외부로의 디스플레이의 반출입을 행하는 운반부, 디스플레이를 순간적으로 냉각하여 디스플레이 보호 필름 표면에 공기 중의 물 분자가 작은 물방울 또는 얼음 알갱이로 맺히게 하는 냉각부, 냉각된 디스플레이가 상온에 다시 노출되어 상기 디스플레이 보호 필름 표면의 물방울 또는 얼음 알갱이가 증발하는 순간을 촬상하는 촬상부 및 상기 촬상된 디스플레이 보호 필름의 표면 이미지를 분석하여 얼룩을 검출하는 분석부를 포함함으로써, 높은 검출률과 신뢰도를 갖는 디스플레이 보호 필름 얼룩 검사장치 및 그 방법을 제공할 수 있다.

Description

디스플레이 보호 필름 얼룩 검사장치 및 그 방법{Liquid Crystal Display Protecting Film Defect Inspection Apparatus and Method thereof}
본 발명은 디스플레이 보호 필름 얼룩 검사장치 및 그 방법에 대한 것으로서, 더욱 자세하게는 디스플레이의 제조 공정 중 상기 디스플레이 보호 필름의 표면을 촬영하여 획득한 이미지를 분석하고, 상기 디스플레이 보호 필름의 표면에 형성된 손상 또는 비정질성의 얼룩을 검사하여 검출하는 디스플레이 보호 필름 얼룩 검사장치 및 그 방법에 대한 것이다.
정보화 시대에 발맞춰 스마트폰(Smart Phone) 및 태블릿 PC(Tablet PC)와 같은 전자기기 관련 기술 또한 왕성하게 발전해왔다. 전자기기의 핵심 기술 중 하나인 디스플레이 기술에 있어서도 액정표시장치(Liquid Crystal Display, 이하 LCD), 플라즈마 표시장치(Plasma Display Panel, 이하 PDP), 전자 발광 표시장치(Electro Luminescent Display, 이하 ELD) 등을 거쳐 최근 폴더블 디스플레이(Foldable Display)에 사용되며 각광받고 있는 유기 발광 다이오드(Organic Light Emitting Diodes, 이하 OLED)까지 개발되는 등 관련 연구가 활발히 진행되고 있다.
이러한 고도의 기술을 기반으로 하여 기술 집약적으로 제조된 디스플레이의 제조 공정은, 상기 디스플레이에 상부면에 부착되는 다중층(Multi layer) 필름의 최상부에 보호 필름이 부착됨으로써 완성된다. 그러나, 상기 보호 필름의 표면에 비정질성(非晶質性, Amorphous)의 얼룩(Mura)이 형성되면 백라이트 모듈(Backlight Module)에서 발생한 빛 또는 자체적으로 발생한 빛이 왜곡되고, 얼룩이 형성된 불량 디스플레이가 상품화되어 소비자까지 전달되면 휘도 불균일성(Brightness non-uniformity)이 나타나게 되어 소비자가 불편을 느끼는 결과를 초래한다. 또한 SNS(Social Networking Service)가 발달한 현시대에서 소비자가 상기한 것과 같은 불량 디스플레이를 SNS에 올린다면 빠르게 이슈화가 되어 제조사의 이미지와 매출에 큰 타격을 입을 수 있으므로 상품화 되기 전 디스플레이의 결함을 확실하게 검사하는 공정을 제조 공정의 막바지에 포함하는 것은 매우 중요하다.
종래에는 사람이 직접 디스플레이에 입김을 불어 육안으로 검사하는 과정을 통해 얼룩을 검출하였고, 최근에는 광학 장치의 분석 기술이 발달함에 따라 카메라와 같은 광학 장치를 통해 디스플레이를 촬상하고 촬상된 영상을 분석하여 얼룩을 검출하고 있다.
이를 위해 등록특허공보 제 10-1677070 호 (등록일 2016.11.11)에서는 형태학적 영상 처리와 레이블링을 이용한 얼룩 결함 자동 검출 시스템 및 방법을 개발하여, 검출하고자 하는 디스플레이에서 이미지를 획득한 뒤 조명 성분 제거, 그레이 레벨로 이미지 재구성 및 재구성된 이미지에 가버 필터를 적용하는 등의 이미지를 가공하여 분석하는 방법으로 얼룩 결함 검출의 자동화를 시도하였다. 그러나 디스플레이에 형성된 얼룩의 크기가 나노미터 단위로 미세할 경우, 고성능의 촬상 장치를 사용하더라도 미세한 얼룩이 있는 디스플레이를 촬상한 이미지와 정상적인 디스플레이를 촬상한 이미지가 구별되지 않아 고도의 분석 시스템을 사용하더라도 얼룩을 검출하기 힘든 문제점이 있었다.
따라서 분위기 조성을 통해 나노미터 단위의 미세한 얼룩이 선명해질 수 있도록 디스플레이를 전처리하여 얼룩의 검출 수율을 향상시킨 디스플레이 보호 필름 얼룩 검사장치 및 그 방법의 개발이 필요한 실정이다.
KR 10-0801322 B1 (등록일 2008.01.29) KR 10-2013-0125127 A (공개일 2013.11.18) KR 10-1954089 B9 (등록일 2019.02.26)
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위하여, 상부면에 보호 필름이 부착된 디스플레이를 급속 냉각하는 냉각부, 냉각된 디스플레이가 해동되는 시간 동안 디스플레이 보호 필름의 표면을 촬상하는 촬상부 및 촬상된 디스플레이 보호 필름의 표면을 분석하는 분석부를 포함하며 디스플레이 보호 필름의 얼룩을 정밀하게 검출할 수 있는 디스플레이 보호 필름 얼룩 검사장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 디스플레이 보호 필름의 표면에 이물질이 부착되어 검사의 정확성을 낮추는 것을 방지하기 위해, 얼룩 검사 전 상기 디스플레이 보호 필름 표면의 이물질을 제거하고, 얼룩 검사 중의 외부 이물질 유입을 방지한 디스플레이 보호 필름 얼룩 검사장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 디스플레이를 급속 냉각하고 해동하는 과정에서 적절한 온도 및 습도를 유지할 수 있는 디스플레이 보호 필름 얼룩 검사장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또 다른 본 발명은, 상부면에 보호 필름이 부착된 디스플레이를 급속 냉각 및 해동하고, 해동되는 순간의 상기 디스플레이 보호 필름을 촬상하고, 촬상된 디스플레이 보호 필름의 이미지를 분석하여 디스플레이 보호 필름의 얼룩을 검출하는 디스플레이 보호 필름 얼룩 검사방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 디스플레이의 보호 필름의 얼룩을 검사하는 검사실을 구비한 디스플레이 보호 필름 얼룩 검사장치는, 상기 검사실의 내부로 상부면에 상기 보호 필름이 부착된 디스플레이를 연속적으로 반입 또는 반출하는 운반부, 상기 검사실의 내부에서 상기 운반부의 상면과 측면을 감싼 박스 또는 돔 중 어느 하나의 형태로 형성되며, 반입된 디스플레이를 영하 5℃ 내지 영하 25℃의 분위기에서 급속 냉각시키는 냉각부, 상기 검사실의 내부에서 상기 운반부의 상부에 이격되어 위치하며, 상기 냉각부를 거치며 냉각된 디스플레이 상부면의 상기 보호 필름의 표면 이미지를 얻는 촬상부, 상기 촬상부를 통해 얻어진 이미지를 분석하여 상기 보호 필름의 표면에 얼룩 형성 여부를 판정하는 분석부를 포함한다.
또한, 상기 검사실은 상기 운반부의 일부를 감싼 박스 또는 돔 중 어느 하나의 형태로 형성되며, 상기 운반부의 상단과 상기 검사실이 맞닿는 두 부분 중 앞부분에 상기 디스플레이의 입구로서 형성되어 상기 디스플레이가 반입되는 제1입구, 상기 운반부의 상단과 상기 검사실이 맞닿는 두 부분 중 뒷부분에 상기 디스플레이의 출구로서 형성되어 상기 디스플레이가 반출되는 제2출구, 상기 검사실의 내부 공기에 포함된 미세 입자를 걸러내는 공기 정화기, 상기 제1입구와 상기 제2출구 및 상기 공기 정화기를 제어하는 제어장치를 포함한다.
또한, 상기 운반부의 상부 또는 측부에 위치하며, 상기 검사실로 상기 디스플레이가 반입되기 직전 상기 디스플레이 표면에 압축 공기를 분사하는 공기 분사기를 포함한다.
또한, 상기 검사실의 내부에 설치되며, 상기 검사실의 내부 온도를 15℃ 내지 25℃로 유지하는 온도 조절 장치, 상기 검사실의 내부에 설치되며, 상기 검사실의 내부 습도를 40% 내지 70%로 유지하는 습도 조절 장치를 포함한다.
또한, 상기 냉각부는 상기 운반부의 상부면의 상기 검사실로 반입된 디스플레이의 이동 경로에 박스 또는 돔 중 어느 하나의 형태로 구성되고, 상기 운반부의 상단과 상기 냉각부가 맞닿는 두 부분 중 운반되어오는 디스플레이와 만나는 앞부분에 입구로서 형성되어 상기 디스플레이가 반입되는 제2입구, 상기 운반부의 상단과 상기 냉각부가 맞닿는 두 부분 중 운반되어오는 디스플레이와 만나는 뒷부분에 출구로서 형성되어 상기 디스플레이가 반출되는 제1출구, 상기 냉각부 내부로 반입된 디스플레이를 영하 5℃ 내지 영하 25℃의 분위기에서 급속 냉각할 수 있는 급속 냉각 장치를 포함한다.
또한, 상기 분석부는 얼룩이 없는 양품인 보호 필름의 이미지 데이터베이스(Database)를 포함하고, 상기 촬상부로부터 얻어진 상기 이미지로부터 미세 얼룩 로우 데이터(Raw Data)를 출력하는 제1출력부, 상기 미세 얼룩 로우 데이터로부터 노이즈를 제거한 이미지를 출력하는 제2출력부, 노이즈가 제거된 이미지와 상기 이미지 데이터베이스를 비교 분석하여 얼룩을 검출하는 검출부를 포함한다.
또 다른 본 발명으로 디스플레이 표면의 얼룩을 검출하는 디스플레이 보호 필름 얼룩 검사방법은, 표면에 보호 필름이 부착된 디스플레이를 운반하는 단계, 운반된 디스플레이를 검사 장소로 반입하는 단계, 상기 검사 장소로 반입된 디스플레이를 영하 5℃ 내지 영하 25℃의 분위기에서 순간 냉각하는 단계, 냉각된 디스플레이를 15℃ 내지 25℃에서 해동하며, 해동이 시작된 직후부터 1초까지의 상기 보호 필름의 표면 이미지를 획득하는 단계, 촬상된 이미지를 분석하여 얼룩을 검출하는 단계를 포함한다.
또한, 촬상된 이미지를 분석하여 얼룩을 검출하는 단계에 있어서, 상기 이미지에서 얼룩이 검출된 경우, 상기 이미지의 실물인 보호 필름의 수리가 가능한지 확인하는 단계, 상기 보호 필름의 수리가 가능하다면 후속 공정을 진행하고, 상기 보호 필름의 수리가 불가능하다면 상기 디스플레이를 폐기하는 단계를 더 포함한다.
상기한 수단으로 인한 본 발명의 효과로, 상부면에 보호 필름이 부착된 디스플레이를 급속 냉각하는 냉각부, 냉각된 디스플레이가 해동되는 시간 동안 디스플레이 보호 필름의 표면을 촬상하는 촬상부, 촬상된 디스플레이 보호 필름의 표면을 분석하는 분석부를 통해 디스플레이 보호 필름의 얼룩을 정밀하게 검출할 수 있는 디스플레이 보호 필름 얼룩 검사장치를 제공하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 디스플레이 보호 필름의 표면에 이물질이 부착되어 검사의 정확성을 낮추는 것을 방지하기 위해, 얼룩 검사 전 상기 디스플레이 보호 필름 표면의 이물질을 제거하고, 얼룩 검사 중의 외부 이물질 유입을 방지한 디스플레이 보호 필름 얼룩 검사장치를 제공하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 디스플레이를 급속 냉각하고 해동하는 과정에서 적절한 온도 및 습도를 유지할 수 있는 디스플레이 보호 필름 얼룩 검사장치를 제공하는 효과가 있다.
또 다른 본 발명은, 상부면에 보호 필름이 부착된 디스플레이를 급속 냉각 및 해동하고, 해동되는 순간의 상기 디스플레이 보호 필름을 촬상하고, 촬상된 디스플레이 보호 필름의 이미지를 분석하여 디스플레이 보호 필름의 얼룩을 검출하는 디스플레이 보호 필름 얼룩 검사방법을 제공하는 효과가 있다.
도1은 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 보호 필름 얼룩 검사장치를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도2는 검사실의 내부 구조를 나타낸 투시도이다.
도3은 냉각부의 내부 구조를 나타낸 투시도이다.
도4는 디스플레이의 다중층 필름의 구조와 촬상부에서의 촬영 구도를 나타낸 도면이다.
도5는 또 다른 본 발명은 디스플레이 보호 필름 얼룩 검사방법의 흐름도이다.
다음으로, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명은 디스플레이에 부착되는 다중층 필름(11) 중에서 최상부면에 부착되는 보호 필름(12)의 얼룩을 검출하는 디스플레이 보호 필름 얼룩 검사장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 본 발명의 실시형태는 당업계 종사자 등에게 본 발명을 더욱 완전히 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
또한, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, '포함하다' 또는 '가지다' 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 구분하여 설명하기 위해 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용되었음을 일러둔다.
덧붙여 본 발명의 디스플레이 보호 필름 얼룩 검사장치에서 사용한 모든 장치 및 구성 요소들은 먼지 제거 작업이 수행되었음을 일러둔다.
본 발명의 일실시예에 따른 디스플레이 보호 필름 얼룩 검사장치는, 도1에 도시된 바와 같이 검사실(200)을 구비하며, 상기 검사실(200) 내부에 운반부(300), 냉각부(400), 촬상부(500) 및 분석부(600)를 포함한다.
도2에 도시된 상기 검사실(200)은 검사 대상인 디스플레이가 반입되어 얼룩을 검출하는 공간으로, 박스 또는 돔 형태의 벽면을 포함한다. 상기 검사실(200)의 벽면은 작업자의 모니터링이 용이하도록 투명 또는 반투명의 플라스틱 또는 유리 재질이 바람직하다. 상기 검사실(200)의 기본 구조는 클린 룸(Clean Room)과 같이 먼지 유입을 방지하고 내부의 공기를 정화할 수 있는 공기 정화기(230)를 포함한다. 또한, 상기 디스플레이가 반입되는 제1입구(210), 상기 디스플레이가 반출되는 제2출구(220)를 포함한다.
상기 검사실(200)의 상기 제1입구(210), 상기 제2출구(220) 및 상기 공기 정화기(230)의 먼지 배출 장치를 제외한 부분은 밀폐 구조로 형성하여 외부의 공기가 내부로 유입되지 않도록 하는 것이 바람직하다.
상기 검사실(200)을 구성함에 있어 더욱 자세하게는, 1)입자상 물질의 진입을 방지(Preventing), 2)입자상 물질의 제거(Purging), 3)입자상 물질의 발생을 제지, 4)입자상 물질의 충돌 및 정체로부터 보호 및 5)출입하는 물질과 사람을 클리닝 하기 위한 장소와 같은 클린 룸의 다섯 가지 기본 개념인 5P를 고려한 구성을 갖는다. 이를 위해 상기 공기 정화기(230)는 에어 필터(Air Filter), HEPA 필터(High Efficiency Particulate Air-Filter), ULPA 필터(Ultra Low Penetration Air-Filter) 중 어느 하나 이상의 필터를 포함하는 공기 정화 필터(231)를 포함한다.
또한, 상기 검사실(200)의 측부에 작업자가 진입할 수 있는 크기의 진입문을 형성하며, 상기 진입문에는 박스 형태의 진입 공간을 연결하여 방진복 및 방진 마스크를 배치하고, 에어 샤워(Air Shower)를 설치하여 상기 검사실(200) 내부로 진입하는 작업자가 외부 먼지를 상기 검사실(200) 내부로 유입하지 않도록 하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 검사실(200)에는 제어장치(240)를 더 포함하여 본 발명인 디스플레이 보호 필름 얼룩 검사장치의 각 구성 요소를 제어할 수 있다.
상기 운반부(300)는 상기 디스플레이를 상기 검사실(200) 내·외부로 운반할 수 있는 어떠한 운반 장치를 사용함도 가능하나, 도1에 도시된 본 발명의 일실시예에서는 상기 운반부(300)를 컨베이어 벨트(Conveyor Belt)의 형태로 나타내었다. 상기 운반부(300)는 상기 검사실(200)을 통과하며 상기 운반부(300)의 이동 방향은 상기 디스플레이의 공급원으로부터 상기 검사실(200)로 향하는 방향과 같다. 상기 운반부(300)는 상기 촬상부(500)가 상기 보호 필름(12)의 표면 이미지를 촬영할 때, 정지된 상기 디스플레이를 촬영하는 방식 또는 이동하는 상기 디스플레이를 촬영하는 방식인지에 따라, 멈춤 동작 없이 연속적으로 운행하는 방식 또는 상기 촬상부(500)의 촬영시간 동안 정지하는 방식으로 작동한다.
도3에 도시된 상기 냉각부(400)는 상기 검사실(200) 내부에 위치하며, 상기 운반부(300)를 통해 상기 검사실(200) 내부로 반입된 상기 디스플레이는 상기 냉각부(400) 내부로 반입될 수 있도록 상기 운반부(300)에 의해 운반된다. 상기 냉각부(400)는 급속 냉각 장치(430)를 포함하며, 상기 냉각부(400) 내부로 반입된 상기 디스플레이를 영하 5℃ 내지 영하 25℃의 분위기에서 급속 냉각하여 공기 중의 수분에 노출된 상기 디스플레이의 표면에 얼음막(13)을 형성한다.
또한, 상기 냉각부(400)는 상기 디스플레이가 반입되는 제2입구(410)와 상기 디스플레이가 반출되는 제1출구(420)를 포함한다.
상기 냉각부(400)의 상기 제2입구(410), 상기 제1출구(420) 및 급속 냉각 장치(430)를 제외한 부분은 밀폐 구조로 형성하여 외부의 공기가 내부로 유입되지 않도록 하는 것이 바람직하다.
최신 기술이 적용되어 제조된 스마트폰 또는 태블릿 PC는 영하 30℃와 같은 저온에서도 작동이 가능하며, 영하 50℃의 분위기와 같은 극한의 상황에서 기계 손상 테스트를 거치므로 상기와 같은 급속 냉각 과정을 거친 후 출고되어도 사용상의 문제는 없을 것으로 유추 가능하다.
도4에 도시된 스마트폰의 다중층 필름(11) 구조는, 상기 디스플레이의 상부면에 PET(Polyethylene terephthalate) 이형필름이 부착됨을 시작으로 하여, 상기 PET 이형필름의 상부면에 우레탄계열 특수점착제가 부착되고, 상기 우레탄계열 특수점착제의 상부면에 TPU(Thermoplastic Poly Urethane)가 부착되고, 상기 TPU의 상부면에 충격 흡수층(대한민국 등록특허공보 제 10-1935162 호, 등록일 2016.06.24)이 부착되고, 상기 충격 흡수충의 상부면에 자가복원 및 오염방지 코팅이 부착되고, 상기 자가복원 및 오염방지 코팅의 상부면에 마지막으로 보호필름이 부착됨으로써 완성된다.
상기 촬상부(500)는 상기 보호 필름(12)의 표면 이미지를 획득하고 획득한 이미지를 상기 분석부(600)에 전송하는 구성으로서, 상기 냉각부(400)를 거친 상기 디스플레이의 상부면으로부터 이격되어 배치되고 상기 디스플레이의 상부면을 향해 빛을 조사하는 조명부(510), 상기 디스플레이의 상부면에서 반사된 빛을 이용하여 영상을 촬영하는 촬영부(520), 상기 조명부(510) 및 상기 촬영부(520)를 상기 디스플레이의 상면으로부터 이격하고 상기 촬상부(500)의 위치를 미세 조정할 수 있는 구동부(530)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 분석부(600)는 본 발명의 일실시예에서, 모니터와 본체가 구비된 하나의 디지털 컴퓨터(Digital Computer)로 구성된다. 본 발명인 상기 디스플레이 보호 필름 얼룩 검사장치는 자동화 시스템을 포함하여 무인 자동화 공정이 가능하며, 작업자가 오류를 발견하여 프로그램의 수정이 필요할 때 수동 조작을 가할 수 있도록 조작장치를 더할 수 있다. 더욱 자세하게는 상기 분석부(600)의 상기 모니터는 상기 촬상부(500)가 획득한 상기 디스플레이 보호필름의 표면 이미지의 분석 과정을 시간의 경과에 따라 기록 및 표시하여 작업자의 편의를 더하는 것이 바람직하다.
상기 분석부(600)의 상기 본체에는 상기 보호 필름(12)의 표면 이미지를 분석할 수 있는 이미지 분석 소프트웨어(Software)가 포함된다. 또한, 상기 본체에는 이미지 데이터베이스(640)를 내장하여 획득한 상기 보호 필름(12)의 표면 이미지와 상기 이미지 데이터베이스(640)를 비교·분석한다.
상기 분석부(600)의 분석 과정에서 더욱 자세하게는, 먼저 제1출력부(610)가 전송된 상기 보호 필름(12)의 표면 이미지에서 조명을 제거하고, 제2출력부(620)가 조명 성분이 제거된 이미지의 픽셀 값들을 히스토그램 평활화를 통해 전체를 그레이 레벨(Gray Level)로 분포시켜 가버 필터(Gabor Filter)를 적용할 수 있도록 조정한다.
상기 전처리 과정이 끝나면 검출부(630)에서 얼룩 결함을 검출하여 불량 유무를 판별한다. 그레이 레벨로 분포된 상기 보호 필름(12)의 표면 이미지는 가버 필터를 통해 얼룩 성분이 강조되고, 상기 이미지 데이터베이스(640)의 불량 디스플레이 데이터와 대조하여 얼룩 검사 결과가 결정된다.
또한, 상기 분석부(600)는 딥 러닝(Deep Learning) 기술을 탑재하여, 상기한 이미지 분석 결과를 상기 이미지 데이터베이스(640)에 추가하고 분석의 정밀도를 높일 수 있다. 상기 딥 러닝은 기계학습 알고리즘의 한 종류이자 통계학적으로 크고 복잡한 혼합 회귀 모델의 일종으로서, 보유한 데이터가 커질수록 처리 속도와 정확성이 높아진다는 특징이 있다. 또한, 본 발명인 디스플레이 보호 필름 얼룩 검사장치는 상기 스마트폰 공장의 생산 라인마다 설치되므로, 다수가 존재하는 상기 분석부(600)들을 네트워크에 연결하여 서로 데이터를 공유하면 상기 이미지 데이터베이스(640)의 데이터량을 빠르게 증가시키므로 더욱 정밀한 분석을 실행할 수 있다.
상기 디스플레이가 상기 검사실(200) 내부로 반입되기 전(前) 과정에서, 압축된 공기를 분사하는 공기 분사기(310)를 상기 운반부(300)의 상부에 설치하여 먼지 제거 작업을 수행할 수 있다. 상기 제1입구(210)의 0.3m 내지 1m의 거리에 이격된 위치에 상기 공기 분사기(310)의 공기 분사 노즐(311)을 형성하고, 상기 운반부(300)를 통해 운반되는 상기 디스플레이의 상부면에 압축 공기를 분사한다.
상기 공기 분사기(310)에 의해 먼지가 제거된 상기 디스플레이가 상기 제1입구(210) 앞으로 운반되면, 상기 제1입구(210) 상단에 설치된 디스플레이 감지 센서(101)에 의해 감지되고, 상하 또는 좌우 슬라이딩(Sliding) 자동문으로 형성된 상기 제1입구(210)가 개방되어 상기 검사실(200) 내부로 상기 디스플레이를 반입한다.
상기 제1입구(210)와 같은 원리로 상기 제2입구(410), 상기 제1출구(420) 및 상기 제2출구(220)는 상기 디스플레이 감지 센서(101)를 포함한 상하 또는 좌우 슬라이딩 자동문이 포함된 구조로 형성되어 상기 디스플레이를 반입 또는 반출한다.
상기 검사실(200)은 상기 냉각부(400)에서 상기 디스플레이의 상부면에 상기 얼음막(13)을 형성할 수 있도록 상기 검사실(200)의 습도를 40% 내지 70%로 유지하는 습도 조절 장치(260)를 더 포함하고, 상기 냉각부(400)를 거치며 얼음막(13)이 형성된 상기 디스플레이가 상기 제1출구(420)를 통과하여 상기 촬상부(500)를 통해 촬상되는 1초간 상기 얼음막(13)이 증발되어 없어질 수 있도록 상기 검사실(200)의 온도를 15℃ 내지 25℃로 유지하는 온도 조절 장치(250)를 더 포함한다.
본 발명의 일 실시예에서 상기 냉각부(400)의 상기 급속 냉각 장치(430)는 압축기, 응축기, 모세관 및 증발기를 포함한다. 또한 상기 급속 냉각 장치(430)에 사용될 냉매로서 R-134a, R-407F. R-497C 및 R-410A 중 어느 하나의 냉매를 사용한다. 상기한 냉매들은 모두 친환경 성질의 냉매로서 세계적인 환경 오염 규제에 기인하여 그 사용량이 상승하고 있다. 상기 응축기, 상기 모세관 및 상기 증발기의 재질로서 동파이프를 사용하여 내압성, 내열성 및 열전도율을 높일 수 있다.
상기 냉각부(400)는 피냉각물체로부터 열을 흡수하여 냉각시킨다. 먼저 상기 증발기에서 액체 상태인 상기 냉매가 증발하여 가스가 생성된다. 증발한 가스는 흡입 토출작용을 반복하는 상기 압축기를 통해 고온·고압의 가스가 된다. 상기 고온·고압의 가스는 상기 응축기로 이동하여 열이 제거됨으로써 응축 액화되어 액체 상태의 냉매가 된다. 액체 상태의 냉매는 상기 모세관을 통해 상기 증발기로 이동하며 저온·저압으로 교축(絞縮)된다.
또한, 상기 냉각부(400)는 영하 5℃ 내지 영하 25℃의 분위기를 유지해야 하므로 상기 냉각부(400)의 냉각 과정에서 발생하는 열을 상기 냉각부(400)에 더 포함되는 열 교환기(440)를 통해 상기 검사실(200)로 내부 열기를 배출하므로 상기 검사실(200)의 상기 온도 조절 장치(250)는 15℃ 내지 25℃로 유지하기 위해 냉방 장치의 기능이 필요하며, 더하여 온도 측정 장치와 냉·난방 장치로 구성되는 것이 바람직하다.
상기 냉각부(400)에서 상기 보호 필름(12)의 표면에 형성되는 상기 얼음막(13)은, 상기 디스플레이가 상기 제1출구(420)를 거쳐 상기 냉각부(400)의 외부로 운반되어 상기 검사실(200) 내부에 위치하게 되는 순간부터 1초 이내에 증발되어 사라진다. 상기 촬상부(500)에서는 상기 얼음막(13)이 증발되는 과정에서 부각되는 얼룩의 이미지를 획득하기 위해 상기 보호 필름(12)의 표면을 연속적으로 촬영한다.
상기 촬상부(500)는 상기 냉각부(400)의 상기 제1출구(420)에 설치된 상기 디스플레이 감지 센서(101)를 통해 디스플레이가 감지되면, 상기 디스플레이가 상기 제1출구(420)로부터 상기 촬상부(500)에 의해 상기 디스플레이가 촬영되는 위치까지 이동하는 시간인 1초 내지 3초의 대기 시간을 갖도록 상기 제어장치(240)에 의해 제어되고, 상기 대기 시간이 경과하면 촬영을 시작한다. 상기 촬상부(500)의 촬영 속도는 10fps(frame per second) 내지 24fps를 사용한다. 상기 촬상부(500)에 사용되는 카메라는 300만 화소 내지 2000만 화소로 일반적인 휴대전화 내장 카메라 수준의 해상도를 사용해도무방하다.
또한, 상기 검사실(200)의 상기 제어장치(240)는 상기 운반부(300)의 작동 및 정지, 상기 습도 조절 장치(260), 상기 온도 조절 장치(250), 상기 냉각부(400)의 온도 및 상기 촬상부(500)의 제어를 포함할 수 있다. 상기 제어장치(240)를 통해 상기 냉각부(400)가 영하 5℃ 내지 영하 25℃ 중 설정한 온도를 유지하도록 제어한다. 더하여 상기 제어장치(240)는 상기 분석부(600)와 연동하는 것을 포함하고, 상기 분석부(600)의 상기 모니터를 통해 상기 제어장치(240)의 제어 상태를 표시하여 오류 또는 오작동 시에 작업자로 하여금 정확한 대처를 수행하도록 할 수 있다.
또 다른 본 발명인 디스플레이 보호 필름 얼룩 검사방법은, 먼저 표면에 보호 필름이 부착된 디스플레이를 운반하는 단계(S110), 운반된 디스플레이를 검사 장소로 반입하는 단계(S120), 상기 검사 장소로 반입된 디스플레이를 영하 5℃ 내지 영하 25℃의 분위기에서 순간 냉각하는 단계(S130), 냉각된 디스플레이를 15℃ 내지 25℃에서 해동하며, 해동이 시작된 직후부터 1초까지의 상기 보호 필름의 표면 이미지를 획득하는 단계(S140), 획득된 이미지를 분석하여 얼룩을 검출하는 단계(S150)를 포함한다.
상기 검사실 내부로 반입된 디스플레이를 영하 5℃ 내지 영하 25℃의 분위기에서 순간 냉각하는 단계(S120)에서 상기 디스플레이 보호 필름 표면에 형성되는 얼음막은 마이크로 미터 또는 나노 미터 이하의 미세한 두께로 형성된다. 공기 중의 미세한 물 입자는 눈에 보이지 않으나 상온에서 상기 디스플레이 보호 필름 표면에 촘촘하게 달라붙어 있다. 상기 디스플레이 보호 필름 표면에 얼룩과 같은 결함이 형성된 경우, 상기 물 입자는 상기 결함에도 또한 촘촘하게 달라붙게 된다. 상기 물 입자는 영하 5℃ 내지 영하 25℃의 분위기에서 빙결되어 사람의 시각으로도 확인할 수 있는 흰색의 얼음막을 형성한다.
상기 냉각된 디스플레이를 15℃ 내지 25℃에서 해동하며, 해동이 시작된 직후부터 1초까지의 상기 보호 필름의 표면 이미지를 획득하는 단계(S140)에서, 상기 얼음막은 15℃ 내지 25℃의 분위기에 노출된 직후 1초 내에 액화 및 기화 과정을 순차적으로 거치며 공기 중으로 증발되어 사라지는데, 이 과정에서 상기 결함에 달라붙은 물 입자는 정상적인 부분에 달라붙은 물 입자와 다른 빛의 반사각을 나타내며, 이는 상기 디스플레이 보호 필름 표면의 얼룩과 같은 결함에서 획득한 이미지의 픽셀이 상기 디스플레이 보호 필름 표면의 정상적인 부분에서 획득한 이미지의 픽셀과 다른 명도를 갖는 결과가 발생한다. 이와 같은 원리로 획득한 이미지를 분석하면 얼룩과 같은 결함을 검출할 수 있는 것이다.
상기 디스플레이 보호 필름 얼룩 검사방법에 더하여 상기 획득된 이미지를 분석하여 얼룩을 검출하는 단계(S150)의 뒤에, 상기 이미지에서 얼룩이 검출된 경우, 상기 이미지의 실물인 보호 필름의 수리(Repair)가 가능한지 확인하는 단계(S160), 상기 보호 필름의 수리가 가능하다면 후속 공정을 진행하고, 수리가 불가능하다면 상기 디스플레이를 폐기하는 단계(S170)를 더 포함할 수 있다.
상기 이미지의 실물인 보호 필름의 수리가 가능한지 확인하는 단계(S160)에서 더욱 자세하게는, 상기 디스플레이의 상부면의 면적을 디스플레이 상부면 이미지의 픽셀 개수로 나누면 상기 이미지의 픽셀당 실제 면적을 구할 수 있고, 수리를 담당하는 기술부에서 수리 가능한 얼룩의 최대 면적을 결정하면 상기 최대 면적을 상기 이미지의 픽셀 개수로 변환할 수 있다. 상기 변환된 픽셀 개수를 시스템에 입력하고 기준 픽셀 개수로 설정한다. 얼룩이 검출된 픽셀의 개수가 상기 기준 픽셀 개수를 초과할 경우 수리가 불가능하다고 판단하고, 상기 기준 픽셀 개수 이하의 픽셀에서 얼룩이 발견될 경우 수리가 가능하다고 판단할 수 있다.
상기 디스플레이 보호 필름 검사 방법이 종료되면, 상기 디스플레이는 정상 디스플레이, 불량 디스플레이로 나눠지며, 다시 상기 불량 디스플레이는 수리 가능한 디스플레이와 폐기할 디스플레이로 나눠진다. 원활한 공정을 위하여 상기 디스플레이의 배출은 상기한 세 종류의 디스플레이가 각각 나눠진 상태로 이루어져야 한다. 따라서 작업자가 직접 얼룩 검출 결과를 확인하고 디스플레이를 분류하는 방법 또는 로봇 팔을 이용하여 자동으로 디스플레이를 분류하는 방법 또는 세 갈래로 나누어진 운반 장치를 더 포함하여 정상 디스플레이, 수리 가능한 디스플레이 및 폐기할 디스플레이가 나누어 배출되도록 하는 방법 중 어느 하나를 사용할 수 있다.
상기한 본 발명의 기술사상은 상기한 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 전술한 실시예들은 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다.
10: 디스플레이
11: 다중층 필름
12: 보호 필름
13: 얼음막
100: 디스플레이 보호 필름 얼룩 검사장치
101: 디스플레이 감지 센서
200: 검사실
210: 제1입구
220: 제2출구
230: 공기 정화기
231: 공기 정화 필터
240: 제어장치
250: 온도 조절 장치
260: 습도 조절 장치
300: 운반부
310: 공기 분사기
311: 공기 분사 노즐
400: 냉각부
410: 제2입구
420: 제1출구
430: 급속 냉각 장치
440: 열 교환기
500: 촬상부
510: 조명부
520: 촬영부
530: 구동부
600: 분석부
610: 제1출력부
620: 제2출력부
630: 검출부
640: 이미지 데이터베이스

Claims (8)

  1. 디스플레이의 보호 필름(12)의 얼룩을 검사하는 검사실(200)을 구비한 디스플레이 보호 필름 얼룩 검사장치에 있어서,
    상기 검사실(200)의 내부로 상부면에 상기 보호 필름(12)이 부착된 디스플레이를 연속적으로 반입 또는 반출하는 운반부(300);
    상기 검사실(200)의 내부에서 상기 운반부(300)의 상면과 측면을 감싼 박스 또는 돔 중 어느 하나의 형태로 형성되며, 반입된 디스플레이를 영하 5℃ 내지 영하 25℃의 분위기에서 급속 냉각시키는 냉각부(400);
    상기 검사실(200)의 내부에서 상기 운반부(300)의 상부에 이격되어 위치하며, 상기 냉각부(400)를 거치며 냉각된 디스플레이 상부면의 상기 보호 필름(12)의 표면 이미지를 얻는 촬상부(500);
    상기 촬상부(500)를 통해 얻어진 이미지를 분석하여 상기 보호 필름(12)의 표면에 얼룩 형성 여부를 판정하는 분석부(600);
    를 포함하여 구성되는 디스플레이 보호 필름 얼룩 검사장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 검사실(200)은 상기 운반부(300)의 상면과 측면을 감싼 박스 또는 돔 중 어느 하나의 형태로 형성되며,
    상기 운반부(300)의 상단과 상기 검사실(200)이 맞닿는 두 부분 중 앞부분에 상기 디스플레이의 입구로서 형성되어 상기 디스플레이가 반입되는 제1입구(210);
    상기 운반부(300)의 상단과 상기 검사실(200)이 맞닿는 두 부분 중 뒷부분에 상기 디스플레이의 출구로서 형성되어 상기 디스플레이가 반출되는 제2출구(220);
    상기 검사실(200)의 내부 공기에 포함된 미세 입자를 걸러내는 공기 정화기(230);
    상기 제1입구(210), 상기 제2출구(220) 및 상기 공기 정화기(230)를 제어하는 제어장치(240);
    를 포함하여 구성되는 디스플레이 보호 필름 얼룩 검사장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 운반부(300)의 상부 또는 측부에 위치하며, 상기 검사실(200)로 상기 디스플레이가 반입되기 직전 상기 디스플레이 표면에 압축 공기를 분사하는 공기 분사기(310);
    를 포함하여 구성되는 디스플레이 보호 필름 얼룩 검사장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 검사실(200)의 내부에 설치되며, 상기 검사실(200)의 내부 온도를 15℃ 내지 25℃로 유지하는 온도 조절 장치(250);
    상기 검사실(200)의 내부에 설치되며, 상기 검사실(200)의 내부 습도를 40% 내지 70%로 유지하는 습도 조절 장치(260);
    를 포함하여 구성되는 디스플레이 보호 필름 얼룩 검사장치.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 냉각부(400)는,
    상기 운반부(300)의 상부면의 상기 검사실(200)로 반입된 디스플레이의 이동 경로에 박스 또는 돔 중 어느 하나의 형태로 구성되고,
    상기 운반부(300)의 상단과 상기 냉각부(400)가 맞닿는 두 부분 중 운반되어오는 디스플레이와 만나는 앞부분에 입구로서 형성되어 상기 디스플레이가 반입되는 제2입구(410);
    상기 운반부(300)의 상단과 상기 냉각부(400)가 맞닿는 두 부분 중 운반되어오는 디스플레이와 만나는 뒷부분에 출구로서 형성되어 상기 디스플레이가 반출되는 제1출구(420);
    상기 냉각부(400)의 내부로 반입된 디스플레이를 영하 5℃ 내지 영하 25℃의 분위기에서 급속 냉각할 수 있는 급속 냉각 장치(430);
    를 포함하여 구성되는 디스플레이 보호 필름 얼룩 검사장치.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 분석부(600)는,
    얼룩이 없는 양품인 보호 필름(12)의 이미지 데이터베이스(640)(Database)를 포함하고,
    상기 촬상부(500)로부터 얻어진 상기 이미지로부터 미세 얼룩 로우 데이터(Raw Data)를 출력하는 제1출력부(610);
    상기 미세 얼룩 로우 데이터로부터 노이즈를 제거한 이미지를 출력하는 제2출력부(620);
    노이즈가 제거된 이미지와 상기 이미지 데이터베이스(640)를 비교 분석하여 얼룩을 검출하는 검출부(630);
    를 포함하여 구성되는 디스플레이 보호 필름 얼룩 검사장치.
  7. 디스플레이 표면의 얼룩을 검출하는 디스플레이 보호 필름 얼룩 검사방법에 있어서,
    표면에 보호 필름이 부착된 디스플레이를 운반하는 단계(S110);
    운반된 디스플레이를 검사 장소로 반입하는 단계(S120);
    상기 검사 장소로 반입된 디스플레이를 영하 5℃ 내지 영하 25℃의 분위기에서 순간 냉각하는 단계(S130);
    냉각된 디스플레이를 15℃ 내지 25℃에서 해동하며, 해동이 시작된 직후부터 1초까지의 상기 보호 필름의 표면 이미지를 획득하는 단계(S140);
    획득된 이미지를 분석하여 얼룩을 검출하는 단계(S150);
    를 포함하여 구성되는 디스플레이 보호 필름 얼룩 검사방법.
  8. 제7항에 있어서,
    촬상된 이미지를 분석하여 얼룩을 검출하는 단계(S150)에 있어서,
    상기 이미지에서 얼룩이 검출된 경우, 상기 이미지의 실물인 보호 필름의 수리가 가능한지 확인하는 단계(S160);
    상기 보호 필름의 수리가 가능하다면 후속 공정을 진행하고, 상기 보호 필름의 수리가 불가능하다면 상기 디스플레이를 폐기하는 단계(S170);
    를 더 포함하여 구성되는 디스플레이 보호 필름 얼룩 검사방법.
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