KR102668970B1 - 비전 검사 장치 및 이의 구동 방법 - Google Patents

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Abstract

비전 검사 장치는 검사용 표시 셀에 복수의 계조들을 갖는 복수의 방울 패턴들을 포함하는 격자 패턴을 표시하는 검사 제어부, 전하 결합 소자를 포함하고, 상기 전하 결합 소자를 설정된 설정 노출시간으로 구동하여 상기 표시 셀에 표시된 상기 격자 패턴을 격자 패턴 신호로 변환하는 촬상부, 상기 격자 패턴 신호에 포함된 기준 계조 신호 및 상기 설정 노출시간을 이용하여 상기 전하 결합 소자에 대한 기준 계조의 컬러별 단위 시간당 충전량을 산출하는 충전량 산출부 및 상기 전하 결합 소자에 대한 기준 계조별 목표 충전량에 기초하여 상기 기준 계조의 컬러별 최적 노출시간을 산출하는 노출시간 산출부를 포함한다.

Description

비전 검사 장치 및 이의 구동 방법{VISION INSPECTION APPARATUS AND METHOD OF DRIVING THE SAME}
본 발명은 비전 검사 장치 및 이의 구동 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 표시 셀 별로 정확한 검사 보정값을 획득하기 위한 비전 검사 장치 및 이의 구동 방법에 관한 것이다.
일반적으로 액정 표시 장치용 표시 셀은 하부 기판, 상기 하부 기판과 마주하는 상부 기판, 및 상기 하부 기판과 상기 상부 기판과의 사이에 개재된 액정층으로 이루어진다. 상기 하부 기판은 화소 영역과 상기 화소 영역을 구동하기 위한 구동신호가 인가되는 주변 영역을 갖는다.
상기 화소 영역은 제1 방향으로 연장된 데이터 라인과 제2 방향으로 연장되어 상기 데이터 라인과 직교하는 게이트 라인, 및 상기 게이트 라인과 데이터 라인에 연결되는 화소 전극을 포함하며, 상기 주변 영역에는 데이터 신호를 제공하는 구동 칩이 실장되는 제1 구동 칩 패드와, 상기 게이트 신호를 제공하는 구동 칩이 실장되는 제2 구동 칩 패드를 포함한다.
상기 표시 셀은 액정 주입 공정을 수행한 후, 전기적 및 광학적인 동작 상태를 검사하기 위한 비전 검사 공정을 수행한다. 상기 비전 검사 공정은 상기 표시 셀의 얼룩을 보정하는 얼룩 보정 공정을 포함한다.
상기 비전 검사 공정은 일반적으로 산업용 CCD 카메라(charge-coupled를 통해 상기 표시 셀에 표시된 기준 계조를 전기적 신호로 변환한다. 상기 CCD 카메라는 전하 결합 소자(CCD)에 노출된 상기 기준 계조를 전기적 신호로 변환한다. 상기 비전 검사 공정은 상기 기준 계조 신호를 이용하여 얼룩과 같은 표시 셀의 비전 불량은 보정하기 위한 보정값을 산출한다.
최근 고해상도에 의한 공정 산포 및 가격 절감을 위한 화소 구조에 의한 충전율 부족 등으로 표시 셀 간에 저 계조 영역에서 휘도 산포가 매우 크게 발생하고 이에 따라 동일한 노출시간에 대해 상기 전하 결합 소자(CCD)의 충전량이 달라지는 문제점이 발생한다. 예를 들면, 상기 전하 결합 소자(CCD)의 충전량이 부족하면 떼 얼룩과 같은 표시 불량이 발생하고, 상기 전하 결합 소자(CCD)의 충전량이 과하면 포화(Saturation) 불량이 발생한다.
이에, 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로, 본 발명의 목적은 표시 셀에 따라 적응적인 검사 신호를 획득하기 위한 비전 검사 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 비전 검사 장치의 구동 방법을 제공하는것이다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 비전 검사 장치는 검사용 표시 셀에 복수의 계조들을 가진 복수의 방울 패턴들을 포함하는 격자 패턴을 표시하는 검사 제어부, 전하 결합 소자를 포함하고, 상기 전하 결합 소자를 설정된 설정 노출시간으로 구동하여 상기 표시 셀에 표시된 상기 격자 패턴을 격자 패턴 신호로 변환하는 촬상부, 상기 격자 패턴 신호에 포함된 기준 계조 신호 및 상기 설정 노출시간을 이용하여 상기 전하 결합 소자에 대한 기준 계조의 컬러별 단위 시간당 충전량을 산출하는 충전량 산출부 및 상기 전하 결합 소자에 대한 기준 계조별 목표 충전량에 기초하여 상기 기준 계조의 컬러별 최적 노출시간을 산출하는 노출시간 산출부를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 기준 계조는 저계조 및 풀 계조를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 표시 셀에 상기 기준 계조가 표시되면, 상기 전하 결합 소자는 임계 노출시간 보다 작은 상기 기준 계조의 컬러별 최적 노출시간에 기초하여 구동할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 표시 셀에 상기 기준 계조가 표시되면, 상기 전하 결합 소자는 임계 노출시간 보다 작은 상기 기준 계조의 그린 최적 노출시간에 기초하여 구동할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 검사 제어부는 상기 격자 패턴을 이용하여 상기 표시 셀의 표시 영역을 결정할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 비전 검사 장치는 상기 격자 패턴 신호에 포함된 풀 계조의 컬러 신호를 이용하여 풀 계조의 컬러 삼자극치를 산출하고, 기준 계조 신호를 이용하여 기준 계조의 삼자극치를 산출하는 삼자극치 산출부 및 상기 풀 계조의 컬러 삼자극치 및 상기 기준 계조의 삼자극치를 이용하여 상기 기준 계조의 컬러별 휘도값을 산출하는 컬러 휘도값 산출부를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 충전량 산출부는 상기 기준 계조의 컬러별 휘도값 및 상기 설정 노출시간을 이용하여 상기 전하 결합 소자에 대한 기준 계조의 컬러별 단위 시간당 충전량을 산출할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 비전 검사 장치는 상기 기준 계조의 컬러별 최적 노출시간에 기초하여 획득된 상기 기준 계조 신호를 이용하여 상기 표시 셀의 비전 불량을 보정하는 보정값을 산출하는 검사 보정부를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 검사 보정부는 상기 표시 셀의 얼룩을 보정하기 위한 얼룩 보정값을 산출할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 검사 보정부는 상기 표시 셀의 화질 보정을 위한 컬러 보정값을 산출할 수 있다.
상기한 본 발명의 다른 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 비전검사 장치의 구동 방법은 검사용 표시 셀에 복수의 계조들을 가지는 복수의 방울 패턴들을 포함하는 격자 패턴을 표시하는 단계, 전하 결합 소자를 설정된 설정 노출시간으로 구동하여 상기 표시 셀에 표시된 상기 격자 패턴을 격자 패턴 신호로 변환하는 단계, 상기 격자 패턴 신호에 포함된 기준 계조 신호 및 상기 설정 노출시간을 이용하여 상기 전하 결합 소자에 대한 기준 계조의 컬러별 단위 시간당 충전량을 산출하는 단계, 및 상기 전하 결합 소자에 대한 기준 계조별 목표 충전량에 기초하여 상기 기준 계조의 컬러별 최적 노출시간을 산출하는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 복수의 계조들은 저계조 및 풀 계조를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 표시 셀에 상기 기준 계조가 표시되면, 상기 전하 결합 소자는 임계 노출시간 보다 작은 상기 기준 계조의 컬러별 최적 노출시간에 기초하여 구동할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 표시 셀에 상기 기준 계조가 표시되면, 상기 전하 결합 소자는 임계 노출시간 보다 작은 상기 기준 계조의 그린 최적 노출시간에 기초하여 구동할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 방법은 상기 격자 패턴을 이용하여 상기 표시 셀의 표시 영역을 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 방법은 상기 격자 패턴 신호에 포함된 풀 계조의 컬러 신호를 이용하여 풀 계조의 컬러 삼자극치를 산출하고, 기준 계조 신호를 이용하여 기준 계조의 삼자극치를 산출하는 단계 및 상기 풀 계조의 컬러 삼자극치 및 상기 기준 계조의 삼자극치를 이용하여 상기 기준 계조의 컬러별 휘도값을 산출하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 기준 계조의 컬러별 휘도값 및 상기 설정 노출시간을 이용하여 상기 전하 결합 소자에 대한 기준 계조의 컬러별 단위 시간당 충전량을 산출할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 방법은 상기 기준 계조의 컬러별 최적 노출시간에 기초하여 획득된 상기 기준 계조 신호를 이용하여 상기 표시 셀의 비전 불량을 보정하는 보정값을 산출하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 표시 셀의 얼룩을 보정하기 위한 얼룩 보정값을 산출할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 표시 셀의 화질 보정을 위한 컬러 보정값을 산출할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 표시 셀에 대한 계조별 최대 충전량을 확보하기 위한 최적 노출시간을 산출함으로써 검사 보정 공정에서 표시 셀에 표시된 기준 계조에 대해 정확한 기준 계조 신호를 얻을 수 있다. 이에 따라서 상기 표시 셀의 특성 보정값을 정확하게 산출 할 수 있다.
또한, 표시 셀의 휘도 산포나 투과율 특성에 관계없이 표시 셀이 가지는 광학적 특성에 적응적으로 최적 충전률을 확보하기 위한 최적 노출시간을 획득함으로써 노출시간의 과도에 의한 포화 불량 및 노출시간의 부족에 의한 보정 정확도 저하 등을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 비전 검사 장치의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 비전 검사 장치의 구동 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 노출시간 제어부를 설명하기 위한 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 격자 패턴을 설명하기 위한 개념도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 비전 검사 장치의 구동 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 노출시간 제어부를 설명하기 위한 블록도이다.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 비전 검사 시스템의 블록도이다.
도 1을 참조하면, 상기 비전 검사 시스템은 검사용 표시 셀(100) 및 상기 표시 셀(100)을 검사하기 위한 비전 검사 장치(200)를 포함한다.
상기 비전 검사 장치(200)는 검사 제어부(210), 촬상부(220), 노출시간 제어부(230) 및 검사 보정부(240)를 포함한다.
상기 검사 제어부(210)는 상기 비전 검사 장치(200)의 전반적인 구동을 제어한다.
일 실시예에서, 상기 검사 제어부(210)는 상기 표시 셀(100)에 복수의 기준 계조들을 표시한다.
상기 복수의 기준 계조들은, 예를 들어, 총 255 계조들 중 샘플링된 0 계조, 16 계조, 24 계조, 32 계조, 64 계조, 96 계조, 128 계조, 192 계조 및 255 계조를 포함할 수 있다. 상기 기준 계조들은 다양하게 설정될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 검사 제어부(210)는 상기 노출시간 제어부(230)로부터 제공된 상기 복수의 기준 계조들 각각의 컬러별 노출시간에 기초하여 상기 촬상부(220)의 구동을 제어할 수 있다.
상기 촬상부(220)는 전하 결합 소자(CCD)를 포함하는 CCD 카메라일 수 있다.
상기 촬상부(220)는 전하 결합 소자(CCD)에 노출된 상기 표시 셀(100)에 표시된 상기 기준 계조의 광을 충전하고 충전된 광량을 디지털 신호로 변환한다.
예를 들면, 상기 전하 결합 소자(CCD)는 컬러를 인식하기 위한 컬러 필터 및 충전된 광량을 측정하여 디지털 신호로 변환하는 컬러 센서(Capacitor)를 포함할 수 있다. 상기 전하 결합 소자(CCD)는 모자이크 방식으로 배열된 레드, 그린 및 블루 센서들을 포함할 수 있고, 레드, 그린 및 블루 센서들은 입사된 광량을 충전하여 디지털 신호로 변환할 수 있다.
상기 노출시간 제어부(230)는 기준 계조의 컬러별로 상기 전하 결합 소자(CCD)가 광에 노출되는 최적 노출시간을 산출할 수 있다.
상기 검사 제어부(210)는 상기 표시 셀(100)의 비전 검사 공정을 수행하기 위해 상기 표시 셀(100)에 복수의 기준 계조들을 표시할 수 있다.
상기 노출시간 제어부(230)는 기준 계조의 컬러별 상기 전하 결합 소자(CCD)의 단위 시간(msec) 당 충전량을 산출하고, 기준 계조별 상기 전하 결합 소자(CCD)의 목표 충전량을 충전하기 위한 기준 계조의 컬러별 상기 전하 결합 소자(CCD)의 최적 노출시간을 산출한다.
상기 노출시간 제어부(230)는 상기 복수의 기준 계조들 각각에 대해 산출된 기준 계조의 컬러별 최적 노출시간을 상기 검사 제어부(210)에 제공할 수 있다.
상기 검사 보정부(240)는 상기 표시 셀(100)의 공정 특성, 구조 특성 등과 같은 모델 특성에 따른 표시 셀의 광학 특성 편차에 따른 비전 불량을 보정하기 위한 보정값을 산출할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 검사 보정부(240)는 상기 표시 셀(100)의 얼룩을 보정하기 위한 얼룩 보정값을 산출할 수 있다.
예를 들면, 상기 검사 보정부(240)는 상기 표시 셀(100)에 표시된 복수의 기준 계조 영상들을 분석하여 수직 방향 휘도 프로파일 및 수평 방향 휘도 프로파일을 이용하여 상기 표시 셀(100)의 가로줄 얼룩 및 세로줄 얼룩을 보정하기 위한 보정값을 산출할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 검사 보정부(240)는 상기 표시 셀(100)의 감마특성을 보정하기 위한 감마 보정값을 산출할 수 있다.
예를 들면, 상기 검사 보정부(240)는 상기 표시 셀(100)에 표시된 상기 복수의 기준 계조 영상들을 분석하여 수직 방향 또는 수직 방향 휘도 프로파일을 이용하여 상기 표시 셀(100)의 중앙 영역에 대응하는 검사 감마 곡선을 생성하고, 상기 검사 감마 곡선을 목표 감마 곡선에 기초하여 감마 보정값을 산출할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 검사 보정부(240)는 상기 표시 셀(100)의 컬러화질을 보정하기 위한 컬러 보정값을 산출할 수 있다.
예를 들면, 상기 검사 보정부(240)는 상기 표시 셀(100)에 표시된 혼색 계조를 분석하여 화질 보정을 위한 컬러 보정값을 산출할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 비전 검사 장치의 구동 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 노출시간 제어부를 설명하기 위한 블록도이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 격자 패턴을 설명하기 위한 개념도이다.
도 1, 도 2 및 도 3을 참조하면, 비전 검사 공정을 위한 표시 셀(100)을 로딩한다(단계 S110).
상기 검사 제어부(210)는 상기 표시 셀(100)이 준비되면, 상기 표시 셀(100)의 먼저, 상기 표시 셀(100)의 표시 영역을 결정한다.
상기 검사 제어부(210)는 상기 표시 셀(100)의 표시 영역을 결정하기 위해 격자(Grid) 패턴을 상기 표시 셀(100)에 표시한다(단계 S120).
도 4를 참조하면, 상기 격자 패턴(GP)은 복수의 입방체 방울(cubic blob)들(CB)을 포함한다.
일 실시예에서, 상기 복수의 입방체 방울 패턴들(CB)은 복수의 계조들의 정보를 포함할 수 있다. 상기 복수의 계조들은 풀 계조 및 샘플링된 복수의 기준 계조들을 포함할 수 있다. 상기 풀 계조는 255 계조를 포함할 수 있고, 상기 기준 계조들은 저계조인, 16 계조, 24 계조, 32 계조 및 64 계조를 포함할 수 있다.
상기 검사 제어부(210)는 상기 촬상부(220)를 제어하여 상기 표시 셀(100)에 표시된 상기 격자 패턴(GP)을 촬상한다(단계 S130).
상기 촬상부(220)의 전하 결합 소자(CCD)는 설정 노출시간 동안 구동하여 상기 표시 셀(100)에 표시된 격자 패턴(GP)을 전기 신호인 격자 패턴 신호로 변환한다.
상기 검사 제어부(210)는 상기 촬상부(220)로부터 제공된 상기 격자 패턴 신호에 기초하여 상기 표시 셀(100)의 표시 영역을 결정할 수 있다.
또한, 일 실시예에서, 상기 격자 패턴 신호에 포함된 복수의 기준 계조 신호들을 이용하여 상기 전하 결합 소자(CCD)의 기준 계조의 컬러별 최적 노출시간을 산출할 수 있다.
일 실시예에서, 도 3를 참조하면, 상기 노출시간 제어부(230A)는 충전량 산출부(231) 및 노출시간 산출부(232)를 포함한다.
상기 충전량 산출부(231)는 상기 격자 패턴 신호에 포함된 복수의 기준 계조 신호들, 예를 들면, 16 계조, 24 계조, 32 계조, 64 계조 신호들을 이용하여 기준 계조의 컬러별 단위 시간당 충전량을 산출한다(단계 S140).
상기 촬상부(220)의 상기 전하 결합 소자(CCD)는 레드, 그린 및 블루 필터 및 레드, 그린 및 블루 센서들을 통해 상기 설정 노출시간(ET_REF) 동안 기준 계조(n_Gray)의 레드, 그린 및 블루 광량을 충전할 수 있다.
상기 충전량 산출부(231)는 상기 기준 계조(n_Gray)의 레드, 그린 및 블루 충전량(R_CCD_n, G_CCD_n, B_CCD_n)을 상기 설정 노출시간(ET_REF)으로 나누어 상기 기준 계조(n_Gray)의 레드, 그린 및 블루 단위 시간당 충전량(R_CCD_ET_n, G_CCD_ET_n, B_CCD_RT_n)을 산출한다.
상기 기준 계조(n_Gray)의 레드, 그린 및 블루 단위 시간당 충전량(R_CCD_ET_n, G_CCD_ET_n, B_CCD_RT_n)은 수학식 1과 같이 정의될 수 있다.
수학식1
상기 노출시간 산출부(232)는 표시 셀 별 특성에 따라 설정된 계조별 목표 충전량(Target_CCD)에 기초하여 계조 별 최적 노출시간을 산출한다(단계 S150).
표 1은 일 실시예에 따른 상기 표시 셀(100)에 대한 계조 별 목표 충전량(Target_CCD)을 나타낸 표이다.
<표 1>
상기 기준 계조(n_Gray)의 레드, 그린 및 블루 최적 노출시간들(R_ET_FINE_n, G_ET_FINE_n, B_ET_FINE_n)은 아래의 수학식2와 같이 정의될 수 있다.
수학식2
상기 노출시간 산출부(232)는 상기 기준 계조(n_Gray)의 레드, 그린 및 블루 최적 노출시간들(R_ET_FINE_n, G_ET_FINE_n, B_ET_FINE_n)을 산출한다.
상기 노출시간 산출부(232)는 복수의 기준 계조들 각각의 레드, 그린 및 블루 최적 노출시간들을 상기 검사 제어부(220)에 제공할 수 있다.
상기 검사 제어부(210)는 검사 보정값을 산출하는 공정에서, 상기 기준 계조(n_Gray)의 레드, 그린 및 블루 최적 노출시간들(R_ET_FINE_n, G_ET_FINE_n, B_ET_FINE_n)을 이용하여 상기 전하 결합 소자(CCD)의 구동 시간을 제어할 수 있다.
상기 검사 제어부(210)는 샘플링된 복수의 기준 계조들을 상기 표시 셀(100)에 각각 표시한다(단계 S160).
상기 촬상부(220)는 상기 표시 셀(100)에 표시된 복수의 기준 계조들 각각을 촬상한다(단계 S170).
예를 들면, 상기 촬상부(220)는 상기 복수의 기준 계조들, 예를 들면, 16 계조, 24 계조, 32 계조 및 64 계조를 각각 촬상할 때, 상기 노출시간 제어부(230A)에서 산출된 상기 기준 계조(n_Gray)의 레드, 그린 및 블루 최적 노출시간들(R_ET_FINE_n, G_ET_FINE_n, B_ET_FINE_n)에 기초하여 상기 전하 결합 소자(CCD)를 구동할 수 있다.
예를 들면, 상기 검사 제어부(220)는 상기 기준 계조(n_Gray)의 레드, 그린 및 블루 최적 노출시간들(R_ET_FINE_n, G_ET_FINE_n, B_ET_FINE_n) 중 휘도가 가장 높은 그린에 대응하는 그린 최적 노출시간(G_ET_FINE_n)으로 상기 전하 결합 소자(CCD)의 구동을 제어할 수 있다.
한편, 상기 그린 최적 노출시간(G_ET_FINE_n)이 상기 전하 결합 소자(CCD)의 충전량이 포화되는 임계 노출시간(ET_MAX_n) 보다 크면, 상기 기준 계조(n_Gray)의 레드, 그린 및 블루 최적 노출시간들(R_ET_FINE_n, G_ET_FINE_n, B_ET_FINE_n) 중 상기 임계 노출시간(ET_MAX_n) 보다 작고 근접한 최적 노출시간으로 상기 전하 결합 소자(CCD)를 구동할 수 있다.
이상과 같은 방법으로, 상기 검사 제어부(220)는 상기 복수의 기준 계조들 각각에 대응하는 최적 노출시간으로 상기 촬상부(220)의 구동을 제어할 수 있다.
이에 따라서 상기 표시 셀에 대한 계조별 최대 충전량을 확보하기 위한 최적 노출시간을 산출함으로써 검사 보정 공정에서 표시 셀에 표시된 기준 계조에 대해 정확한 기준 계조 신호를 얻을 수 있다. 이에 따라서 상기 표시 셀의 특성 보정값을 정확하게 산출 할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 비전 검사 장치의 구동 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 노출시간 제어부를 설명하기 위한 블록도이다.
도 1 및 도 5를 참조하면, 상기 검사 제어부(210)는 비전 검사 공정을 위한 표시 셀(100)이 준비되면(단계 S110), 상기 표시 셀(100)의 비전 검사 공정을 수행하기 위해 먼저, 상기 표시 셀(100)에서 복수의 화소들이 배열된 표시 영역을 결정한다.
상기 검사 제어부(210)는 상기 표시 셀(100)의 표시 영역을 결정하기 위해 격자(Grid) 패턴을 상기 표시 셀(100)에 표시한다(단계 S120).
도 4를 참조하면, 상기 격자 패턴(GP)은 복수의 입방체 방울(cubic blob) 패턴들(CB)을 포함한다.
일 실시예에서, 상기 복수의 입방체 방울 패턴들(CB)은 복수의 계조들의 정보를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 복수의 입방체 방울 패턴들(CB)은 풀 계조(full gray) 레드, 풀 계조 그린, 풀 계조 블루 및 샘플링된 복수의 기준 계조들을 포함할 수 있다. 상기 풀 계조는 255 계조이고, 상기 기준 계조는 저계조, 예컨대, 16 계조, 24 계조, 32 계조 및 64 계조를 포함할 수 있다.
상기 검사 제어부(210)는 상기 촬상부(220)를 제어하여 상기 표시 셀(100)에 표시된 상기 격자 패턴(GP)을 촬상한다(단계 S130).
상기 촬상부(220)의 전하 결합 소자(CCD)는 설정 노출시간(ET_REF) 동안 구동하여 상기 표시 셀(100)에 표시된 격자 패턴(GP)을 전기 신호인 격자 패턴 신호로 변환한다.
상기 검사 제어부(210)는 상기 촬상부(220)로부터 제공된 상기 격자 패턴 신호에 기초하여 상기 표시 셀(100)의 표시 영역을 결정할 수 있다.
한편, 도 6을 참조하면, 상기 노출시간 제어부(230B)는 삼자극치 산출부(235), 컬러 휘도값 산출부(236), 충전량 산출부(237) 및 노출시간 산출부(238)를 포함한다.
상기 삼자극치 산출부(235)는 상기 격자 패턴 신호에 포함된 풀 계조의 레드 신호로부터 풀 계조의 레드 삼자극치(XRed_255, YRed_255, ZRed_255)를 산출하고, 풀 계조의 그린 신호로부터 풀 계조의 그린 삼자극치(XGreen_255, YGreen_255, ZGreen_255)를 산출하고, 풀 계조의 블루 신호로부터 풀 계조의 블루 삼자극치(XBlue_255, YBlue_255, ZBlue_255)를 산출할 수 있다.
또한, 상기 삼자극치 산출부(235)는 복수의 기준 계조들, 예를 들면, 16 계조, 24 계조, 32 계조 및 64 계조 신호들 각각으로부터 기준 계조(n_Gray)의 삼자극치(XGray_n, YGray_n, ZGray_n)를 산출할 수 있다(단계 S210).
상기 컬러 휘도값 산출부(236)는 액정 패널 특성에 기초한 RGB 계조 생성 알고리즘을 이용하여 상기 기준 계조(n_Gray)의 레드, 그린 및 블루 삼자극치들을 산출한다.
상기 RGB 계조 생성 알고리즘에 따르면, 액정 표시 패널의 투과율에 대한 상기 풀 계조의 레드, 그린 및 블루 색좌표와 상기 기준 계조의 레드, 그린 및 블루 컬러 색좌표의 차이의 대표 함수를 이용하여 상기 기준 계조의 레드, 그린 및 블루 색좌표를 산출한다. 일반적으로, CIE 1932 색공간에서, 삼자극치(X, Y, Z)는 색좌표(x, y)와 휘도 값(Y)으로 변환할 수 있으므로, 이 관계를 이용하여 상기 기준 계조의 레드, 그린 및 블루 컬러 휘도 값을 산출한다(단계 S220).
상기 기준 계조(n_Gray)의 레드 색좌표(xRed_n, yRed_n)는 다음의 수학식 3과 같이 정의될 수 있다.
수학식 3
수학식 3과 같은 방식으로, 상기 기준 계조(n_Gray)의 그린 색좌표(xGreen_n, yGreen_n) 및 블루 색좌표(xBlue_n, yBlue_n)를 산출할 수 있다.
한편, CIE 1932 색공간에서 색좌표(x, y)와 삼자극치(X, Y, Z)의 관계식을 이용하여 다음의 수학식 4와 같이 레드, 그린 및 블루 삼자극치를 색좌표(x,y)와 휘도 값(Y)으로 변환한다.
수학식 4
상기 기준 계조(n_Gray)의 삼자극치(XGray_n, YGray_n, ZGray_n)는 상기 기준 계조(n_Gray)의 레드, 그린 및 블루 삼자극치들(XRed_n, YRed_n, ZRed_n / XGreen_n, YGreen_n, ZGreen_n / XBlue_n, YBlue_n, ZBlue_n)에 대한 합의 식으로 나타낼 수 있고, 다음 수학식 5와 같이 행렬식으로 정리될 수 있다.
수학식 5
상기 수학식 5의 행렬식에 역행렬을 적용하면 아래 수학식 6과 같이 상기 기준 계조(n_Gray)의 레드, 그린 및 블루 휘도 값(YRed_n, YGreen_n, YBlue_n)이 산출될 수 있다.
수학식 6
상기 컬러 휘도값 산출부(236)에서 산출된 상기 기준 계조(n_Gray)의 레드, 그린 및 블루 휘도 값(YRed_n, YGreen_n, YBlue_n)이 상기 설정 노출시간(ET_REF) 동안 상기 촬상부(220)의 전하 결합 소자(CCD)에 충전된 상기 기준 계조(n_Gray)의 레드, 그린 및 블루 충전량(R_CCD_n, G_CCD_n, B_CCD_n)에 대응될 수 있다.
상기 충전량 산출부(237)는 상기 기준 계조(n_Gray)의 레드, 그린 및 블루 충전량(R_CCD_n, G_CCD_n, B_CCD_n)을 상기 설정 노출시간(ET_REF)으로 나누어 상기 기준 계조(n_Gray)의 레드, 그린 및 블루 단위 시간당 충전량(R_CCD_ET_n, G_CCD_ET_n, B_CCD_RT_n)을 산출한다(단계 S230).
상기 기준 계조(n_Gray)의 레드, 그린 및 블루 단위 시간당 충전량(R_CCD_ET_n, G_CCD_ET_n, B_CCD_RT_n)은 이전 실시예에서 설명된 수학식 1과 같이 정의될 수 있다.
상기 노출시간 산출부(238)는 표시 셀 별 특성에 따라 설정된 계조별 목표 충전량(Target_CCD)에 기초하여 기준 계조의 컬러별 최적 노출시간을 산출한다(단계 S240).
상기 기준 계조(n_Gray)의 레드, 그린 및 블루 최적 노출시간들(R_ET_FINE_n, G_ET_FINE_n, B_ET_FINE_n)은 이전 실시예에서 설명된 수학식2와 같이 정의될 수 있다.
상기 노출시간 산출부(238)는 상기 기준 계조(n_Gray)의 레드, 그린 및 블루 최적 노출시간들(R_ET_FINE_n, G_ET_FINE_n, B_ET_FINE_n)을 산출한다.
상기 노출시간 산출부(238)는 복수의 기준 계조들 각각의 레드, 그린 및 블루 최적 노출시간들을 상기 검사 제어부(220)에 제공할 수 있다.
상기 검사 제어부(210)는 검사 보정값을 산출하는 검사 보정 공정에서, 상기 기준 계조(n_Gray)의 레드, 그린 및 블루 최적 노출시간들(R_ET_FINE_n, G_ET_FINE_n, B_ET_FINE_n)을 이용하여 상기 촬상부(220)의 구동을 제어할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 검사 제어부(210)는 혼색 계조를 상기 표시 셀(100)에 표시한다(단계 S250).
상기 촬상부(220)는 상기 표시 셀(100)에 표시된 혼색 계조를 계조의 컬러별 최적 노출시간에 기초하여 촬상할 수 있다(단계 S260).
상기 혼색 계조가 휘도가 가장 높은 그린을 포함하면, 상기 검사 제어부(220)는 상기 혼색 계조의 그린 최적 노출시간으로 전하 결합 소자(CCD)의 구동을 제어할 수 있다.
상기 혼색 계조의 그린 최적 노출시간이 전하 결합 소자(CCD)의 충전량이 포화되는 임계 노출시간(ET_MAX_n) 보다 크면, 상기 임계 노출시간(ET_MAX_n) 보다 작은 다른 컬러의 최적 노출시간으로 결정하여 상기 전하 결합 소자(CCD)를 구동할 수 있다.
또는 상기 혼색 계조가 그린을 제외한 레드 및 블루를 포함하면, 상기 혼색 계조의 레드 최적 노출시간 및 블루 최적 노출시간 중 큰 최적 노출시간으로 전하 결합 소자(CCD)를 구동할 수 있다.
상기 혼색 계조의 레드 최적 노출시간 및 블루 최적 노출시간 중 큰 최적 노출시간이 상기 임계 노출시간(ET_MAX_n) 보다 크면, 상기 임계 노출시간(ET_MAX_n) 보다 작은 다른 컬러의 최적 노출시간으로 결정하여 상기 전하 결합 소자(CCD)를 구동할 수 있다.
이상과 같은 방법으로, 상기 검사 제어부(220)는 상기 혼색 계조에 포함된 계조의 컬러별 최적 노출시간으로 상기 촬상부(220)의 구동을 제어할 수 있다.
이에 따라서, 상기 표시 셀에 대한 계조별 최대 충전량을 확보하기 위한 최적 노출시간을 산출함으로써 검사 보정 공정에서 표시 셀에 표시된 기준 계조에 대해 정확한 기준 계조 신호를 얻을 수 있다. 이에 따라서 상기 표시 셀의 다양한 검사 보정값을 정확하게 산출 할 수 있다.
이상의 본 발명의 실시예들에 따르면, 표시 셀의 감마 산포가 크거나 집적도가 높은 표시 셀 특성으로 인해 투과율 특성에 차이를 갖는다. 이에 따라서, 표시 셀의 휘도 산포나 투과율 특성에 관계없이 표시 셀이 가지는 광학적 특성에 적응적으로 전하 결합 소자의 최적 충전률을 확보하기 위한 최적 노출시간을 획득함으로써 노출시간의 과도에 의한 포화 불량 및 노출시간의 부족에 의한 보정 정확도 저하 등을 방지할 수 있다.
본 발명은 표시 장치 및 이를 포함하는 다양한 장치 및 시스템에 적용될 수 있다. 따라서 본 발명은 휴대폰, 스마트 폰, PDA, PMP, 디지털 카메라, 캠코더, PC, 서버 컴퓨터, 워크스테이션, 노트북, 디지털 TV, 셋-탑 박스, 음악 재생기, 휴대용 게임 콘솔, 네비게이션 시스템, 스마트 카드, 프린터 등과 같은 다양한 전자 기기에 유용하게 이용될 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범상에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 것이다.
100 : 표시 셀
200 : 비전 검사 장치
210 : 검사 제어부
220 : 촬상부
230, 230A, 230B : 노출시간 제어부
231, 237 : 충전량 산출부
232, 238 : 노출시간 산출부
235 : 삼자극치 산출부
236 : 컬러 휘도값 산출부
240 : 검사 보정부

Claims (20)

  1. 검사용 표시 셀에 복수의 계조들을 가지는 격자 패턴을 표시하는 검사 제어부;
    전하 결합 소자를 포함하고, 상기 전하 결합 소자를 설정된 설정 노출시간으로 구동하여 상기 표시 셀에 표시된 상기 격자 패턴을 격자 패턴 신호로 변환하는 촬상부;
    상기 격자 패턴 신호에 포함된 기준 계조 신호 및 상기 설정 노출시간을 이용하여 상기 전하 결합 소자에 대한 기준 계조의 컬러별 단위 시간당 충전량을 산출하는 충전량 산출부; 및
    상기 전하 결합 소자에 대한 기준 계조별 목표 충전량에 기초하여 상기 기준 계조의 컬러별 최적 노출시간을 산출하는 노출시간 산출부를 포함하는 비전 검사 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 복수의 계조들은 저계조 및 풀 계조를 포함하는 것을 특징으로 하는 비전 검사 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 표시 셀에 상기 기준 계조가 표시되면, 상기 전하 결합 소자는 임계 노출시간 보다 작은 상기 기준 계조의 컬러별 최적 노출시간에 기초하여 구동하는 것을 특징으로 하는 비전 검사 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 표시 셀에 상기 기준 계조가 표시되면, 상기 전하 결합 소자는 임계 노출시간 보다 작은 상기 기준 계조의 그린 최적 노출시간에 기초하여 구동하는 것을 특징으로 하는 비전 검사 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 검사 제어부는 상기 격자 패턴을 이용하여 상기 표시 셀의 표시 영역을 결정하는 것을 특징으로 하는 비전 검사 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 격자 패턴 신호에 포함된 풀 계조의 컬러 신호를 이용하여 풀 계조의 컬러 삼자극치를 산출하고, 기준 계조 신호를 이용하여 기준 계조의 삼자극치를 산출하는 삼자극치 산출부; 및
    상기 풀 계조의 컬러 삼자극치 및 상기 기준 계조의 삼자극치를 이용하여 상기 기준 계조의 컬러별 휘도값을 산출하는 컬러 휘도값 산출부를 더 포함하는 비전 검사 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 충전량 산출부는 상기 기준 계조의 컬러별 휘도값 및 상기 설정 노출시간을 이용하여 상기 전하 결합 소자에 대한 기준 계조의 컬러별 단위 시간당 충전량을 산출하는 것을 특징으로 하는 비전 검사 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 기준 계조의 컬러별 최적 노출시간에 기초하여 획득된 상기 기준 계조 신호를 이용하여 상기 표시 셀의 비전 불량을 보정하는 보정값을 산출하는 검사 보정부를 더 포함하는 비전 검사 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 검사 보정부는 상기 표시 셀의 얼룩을 보정하기 위한 얼룩 보정값을 산출하는 것을 특징으로 하는 비전 검사 장치.
  10. 제8항에 있어서, 상기 검사 보정부는 상기 표시 셀의 화질 보정을 위한 컬러 보정값을 산출하는 것을 특징으로 하는 비전 검사 장치.
  11. 검사용 표시 셀에 복수의 계조들을 가지는 격자 패턴을 표시하는 단계;
    전하 결합 소자를 설정된 설정 노출시간으로 구동하여 상기 표시 셀에 표시된 상기 격자 패턴을 격자 패턴 신호로 변환하는 단계;
    상기 격자 패턴 신호에 포함된 기준 계조 신호 및 상기 설정 노출시간을 이용하여 상기 전하 결합 소자에 대한 기준 계조의 컬러별 단위 시간당 충전량을 산출하는 단계; 및
    상기 전하 결합 소자에 대한 기준 계조별 목표 충전량에 기초하여 상기 기준 계조의 컬러별 최적 노출시간을 산출하는 단계를 포함하는 비전 검사 장치의 구동 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 복수의 계조들은 저계조 및 풀 계조를 포함하는 것을 특징으로 하는 비전 검사 장치의 구동 방법.
  13. 제11항에 있어서, 상기 표시 셀에 상기 기준 계조가 표시되면, 상기 전하 결합 소자는 임계 노출시간 보다 작은 상기 기준 계조의 컬러별 최적 노출시간에 기초하여 구동하는 것을 특징으로 하는 비전 검사 장치의 구동 방법.
  14. 제11항에 있어서, 상기 표시 셀에 상기 기준 계조가 표시되면, 상기 전하 결합 소자는 임계 노출시간 보다 작은 상기 기준 계조의 그린 최적 노출시간에 기초하여 구동하는 것을 특징으로 하는 비전 검사 장치의 구동 방법.
  15. 제11항에 있어서, 상기 격자 패턴을 이용하여 상기 표시 셀의 표시 영역을 결정하는 단계를 더 포함하는 비전 검사 장치의 구동 방법.
  16. 제11항에 있어서, 상기 격자 패턴 신호에 포함된 풀 계조의 컬러 신호를 이용하여 풀 계조의 컬러 삼자극치를 산출하고, 기준 계조 신호를 이용하여 기준 계조의 삼자극치를 산출하는 단계; 및
    상기 풀 계조의 컬러 삼자극치 및 상기 기준 계조의 삼자극치를 이용하여 상기 기준 계조의 컬러별 휘도값을 산출하는 단계를 더 포함하는 비전 검사 장치의 구동 방법.
  17. 제16항에 있어서, 상기 기준 계조의 컬러별 휘도값 및 상기 설정 노출시간을 이용하여 상기 전하 결합 소자에 대한 기준 계조의 컬러별 단위 시간당 충전량을 산출하는 것을 특징으로 하는 비전 검사 장치의 구동 방법.
  18. 제11항에 있어서, 상기 기준 계조의 컬러별 최적 노출시간에 기초하여 획득된 상기 기준 계조 신호를 이용하여 상기 표시 셀의 비전 불량을 보정하는 보정값을 산출하는 단계를 더 포함하는 비전 검사 장치의 구동 방법.
  19. 제18항에 있어서, 상기 표시 셀의 얼룩을 보정하기 위한 얼룩 보정값을 산출하는 것을 특징으로 하는 비전 검사 장치의 구동 방법.
  20. 제18항에 있어서, 상기 표시 셀의 화질 보정을 위한 컬러 보정값을 산출하는 것을 특징으로 하는 비전 검사 장치의 구동 방법.
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