KR20030052528A - 평판 디스플레이 검사장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 평판 디스플레이에 형성되는 결함 중 일부가 검사 대상물과 수직인 위치에서는 검출되지 않고 일정 각도만큼 기울어진 위치에서만 검출되는 특성을 가지고 있기 때문에,

검사 대상물의 연직 상방에 위치되어 검사 대상물의 표면을 촬상하는 일반 광학계와, 상기 일반 광학계에서 촬상된 화상을 분석하여 데이터화하는 제1 화상 획득부와, 상기 제1 화상 획득부의 데이터에 따라 화상을 처리하고 인식하는 제1 화상 처리부와, 검사 대상물에 대하여 일정 각도 경사진 위치의 상측에서 검사 대상물의 표면을 촬상하는 경사 광학계와, 상기 경사 광학계에서 촬상된 화상을 분석하여 데이터화하는 제2 화상 획득부와, 상기 제2 화상 획득부의 데이터에 따라 화상을 처리하고 인식하는 제2 화상 처리부와, 상기 제 1 화상 처리부 및 제2 화상 처리부의 처리 결과에 따라 결함을 검출하는 검출부로 구성됨으로써,

평판 디스플레이를 자동으로 검사할 때 경사각에서의 검사가 가능하도록 하여 검사의 신뢰성을 향상시키고 검사 속도를 향상시키는 평판 디스플레이 검사장치에 관한 것이다.

Description

평판 디스플레이 검사장치{The apparatus of inspection for flat panel display }

본 발명은 LCD, PDP 등의 평판 디스플레이의 결함을 검사하는 장치에 관한 것으로서, 일정 각도만큼 기울어진 위치에서만 검출되는 결함도 검출할 수 있도록 한 평판 디스플레이 검사장치에 관한 것이다.

근래에 이르러 LCD( Liquid Crystal Display)나 PDP(Plasma Display Panel)와 같은 평판 디스플레이(Flat Panel Display; FPD)에 대한 수요가 점차 증대되고 있으며, 이러한 상황에서 이들 제품의 품질을 관리하는 것은 매우 중요한 이슈가 되고 있다. 따라서, 각 디스플레이 제조업체에서는 자동 검사장치를 만들어 제조된 제품의 불량을 사전에 검출하여 시판되는 제품의 품질 수준을 유지하기 위하여 노력하고 있다. 이러한 목적으로 사용되는 검사장치에는 여러 가지 형태가 있으며, 도 1에 도시된 제품도 그 중 하나이다.

일반적으로 사용되는 평판 디스플레이 검사장치는 도 1에 도시된 바와 같이 렌즈 및 애리어 CCD 카메라로 구성되어 검사 대상물(10)의 연직 상방에 위치되어 검사 대상물(10)의 표면을 촬상하는 광학계(11)와, 촬상된 화상을 분석하여 데이터화하는 화상 획득부(12)와, 상기 화상 획득부(12)의 데이터에 따라 화상을 처리하고 인식하는 화상 처리부(13)와, 상기 화상 처리부(13)의 처리 결과에 따라 결함을 검출하는 검출부(14)로 구성되어 있다.

상기와 같이 구성된 종래의 평판 디스플레이 검사장치는 광학계(11)의 CCD카메라가 검사 대상물(10)의 표면을 촬상하고, 촬상된 화상을 화상 획득부(12)가 데이터화하면, 화상 처리부(13)가 이 데이터에 대한 화상처리 및 화상인식 과정을 통해 화상에 대한 정보를 인식하게 되고, 그 결과에 따라 검출부(14)가 결함을 검출하고 있다.

그런데, 평판 디스플레이에 형성되는 결함 중 일부는 도 2에 도시된 바와 같이 검사 대상물과 수직인 위치에서는 검출되지 않고 일정 각도만큼 기울어진 위치에서만 검출되는 특성을 가지고 있기도 한다. 따라서, 이러한 결함을 검출할 수 있는 별도의 광학계가 필요하게 된다.

만약, 이와 같을 결함을 검출할 수 있는 경사 광학계를 사용하지 않고 일반 광학계를 도 3에 도시된 바와 같이 기울여서 배치한 상태에서 이미지를 획득할 경우, 얻어진 이미지는 도 4에 도시된 바와 같이 일부 영역에서만 초점이 맞고 나머지 영역에서는 초점이 맞지 않게 된다. 따라서, 초점이 맞는 도 4의 a-b 영역 내의 결함만을 검출할 수 있을 뿐 나머지 부분에서는 결함을 검출할 수 없게 되는 것이다.

다시 말해서, 일반 광학계 만을 사용하여 평판 디스플레이의 표면 결함을 검사할 경우 경사 방향에서만 검출할 수 있는 결함은 일부 영역에서만 검출할 수 있을 뿐 나머지 영역에서는 검출하지 못하는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서,검사 대상물에 대하여 수직인 위치에서 결함을 검출하는 일반 광학계와는 별도로 경사 방향의 결함을 검출할 수 있는 경사 광학계를 구비하여 광학계를 이중으로 구성함으로써, 화상의 전 영역에서 초점이 맞는 화상을 얻을 수 있도록 한 평판 디스플레이 검사장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 평판 디스플레이 검사장치가 도시된 구성도,

도 2는 평판 디스플레이의 일부 결함의 검출 모식도,

도 3은 일반 광학계를 기울여 결함을 검사하는 검사 형태가 도시된 도면,

도 4는 도 3의 일반 광학계를 기울여 사용할 때 초점 영역이 도시된 도면,

도 5는 본 발명에 의한 평판 디스플레이 검사장치의 구성도,

도 6은 본 발명의 요부 구성인 경사 광학계의 구성도,

도 7a와 도 7b는 각각 일반 광학계와 경사 광학계의 개념도이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

50 : 평판 디스플레이 51 : 일반 광학계

51a : 렌즈 51b : CCD 카메라(의 CCD면)

52 : 제1 화상 획득부 53 : 제1 화상 처리부

54 : 검출부 55 : 경사 광학계

55a : 렌즈 55b : CCD 카메라(의 CCD면)

56 : 제2 화상 획득부 57 : 제2 화상 처리부

상기한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명은 검사 대상물의 연직 상방에 위치되어 검사 대상물의 표면을 촬상하는 일반 광학계와, 상기 일반 광학계에서 촬상된 화상을 분석하여 데이터화하는 제1 화상 획득부와, 상기 제1 화상 획득부의 데이터에 따라 화상을 처리하고 인식하는 제1 화상 처리부와, 검사 대상물에 대하여 일정 각도 경사진 위치의 상측에서 검사 대상물의 표면을 촬상하는 경사 광학계와, 상기 경사 광학계에서 촬상된 화상을 분석하여 데이터화하는 제2 화상 획득부와, 상기 제2 화상 획득부의 데이터에 따라 화상을 처리하고 인식하는 제2 화상 처리부와, 상기 제 1 화상 처리부 및 제2 화상 처리부의 처리 결과에 따라 결함을 검출하는 검출부로 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 경사 광학계는 렌즈와 CCD 카메라로 구성되고, 상기 CCD 카메라는 하기의 결상 공식을 만족하도록 배치된 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 L1은 렌즈의 초점과 화상의 한쪽 끝 사이의 거리, d1은 상기한화상의 한쪽 끝과 대향되는 CCD 카메라의 한쪽 끝과 렌즈의 초점 사이의 거리, 상기 L2는 렌즈의 초점과 화상의 다른쪽 끝 사이의 거리, d2는 상기한 화상의 다른쪽 끝과 대향되는 CCD 카메라의 다른쪽 끝과 렌즈의 초점 사이의 거리, f는 렌즈의 초점거리이고, L1 ≠L2이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 의한 평판 디스플레이 검사장치는 도 5에 도시된 바와 같이 검사 대상물(50)의 연직 상방에 위치되어 검사 대상물(50)의 표면을 촬상하는 일반 광학계(51)와, 상기 일반 광학계(51)에서 촬상된 화상을 분석하여 데이터화하는 제1 화상 획득부(52)와, 상기 제1 화상 획득부(52)의 데이터에 따라 화상을 처리하고 인식하는 제1 화상 처리부(53)와, 검사 대상물(50)에 대하여 일정 각도 경사진 위치의 상측에서 검사 대상물(50)의 표면을 촬상하는 경사 광학계(55)와, 상기 경사 광학계(55)에서 촬상된 화상을 분석하여 데이터화하는 제2 화상 획득부(56)와, 상기 제2 화상 획득부(56)의 데이터에 따라 화상을 처리하고 인식하는 제2 화상 처리부(57)와, 상기 제 1 화상 처리부(53) 및 제2 화상 처리부(57)의 처리 결과에 따라 결함을 검출하는 검출부(54)로 구성된다.

상기 경사 광학계(55)는 도 6에 도시된 바와 같이 검사 대상물(50)에 대하여 일정 각도 경사진 위치의 상측에서 검사 대상물(50)을 향하도록 배치된 렌즈(55a)와, 상기 렌즈(55a)의 배후에 위치되며 상기 렌즈(55a)의 초점을 중심으로 상기 검사 대상물(50)의 화상과 상호 대향되게 배치되어 검사 대상물(50)의 화상을 촬상하는 CCD 카메라(55b)로 구성된다.

여기서, 일반 광학계와 경사 광학계의 개념을 살펴보기 위하여 도 7a와 도 7b을 참조하면, 일반 광학계(51)에서는 L1=L2, d1=d2 이므로, A 지점과 B 지점의 초점이 맞는 정도가 동일하다. 물론, CCD 카메라(51b)의 중심과 화상의 중심 C를 잇는 선에 형성된 렌즈(51a)의 초점과 A, B 지점의 초점이 정확하게 일치되지는 않는다. 그럼에도 불구하고 일반적인 광학계(51)의 피사계 심도에서는 L1≒L로 추정할 수 있으므로, 화상 전체가 초점이 일치한다고 할 수 있다. 따라서, 일반 광학계(51)에서는 도 7a에 도시된 바와 같이 CCD 카메라(51b)와 렌즈(51a) 및 검사 대상물(50)이 서로 평행을 이루는 구조가 된다.

그러나, 경사 광학계(55)에서는 도 7b에 도시된 바와 같이 L1 ≠L2, d1 ≠d2이므로, A 지점과 B 지점의 초점이 맞는 정도가 달라지게 된다. 따라서, A, B 지점에 대하여 동시에 초점이 맞도록 하기 위해서는 별도의 결상 공식을 갖도록 CCD 카메라(55b)를 배치하여야 하며, 상기 CCD 카메라(55b)는 다음의 수학식 1을 만족하도록 배치된다.

여기서, 상기 L1은 렌즈(55a)의 초점과 화상의 한쪽 끝 사이의 거리, d1은 상기한 화상의 한쪽 끝과 대향되는 CCD 카메라(55b)의 한쪽 끝과 렌즈(55a)의 초점 사이의 거리, 상기 L2는 렌즈(55a)의 초점과 화상의 다른쪽 끝 사이의 거리, d2는 상기한 화상의 다른쪽 끝과 대향되는 CCD 카메라(55b)의 다른쪽 끝과 렌즈(55a)의초점 사이의 거리, f는 렌즈(55a)의 초점거리이며, L1 ≠L2이다.

상기한 수학식 1을 만족하도록 검사 대상물(50)과 렌즈(55a) 및 CCD 카메라(55b)를 배치하면, L1 > L2이므로 d1 < d2가 되고, 도면과 같이 검사 대상물(50)과 렌즈(55a) 및 CCD 카메라(55b)가 서로 평행하지 않은 배치를 가지게 된다. 그 결과, A 지점과 B 지점은 서로 초점이 맞는 정도가 동일하게 되며, 피사계 심도를 고려하면 결국 전체 영역에 걸쳐 초점이 일치하게 된다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 평판 디스플레이 검사장치의 동작을 살펴보면 다음과 같다.

검사 대상물(50)의 연직 상방에 위치된 일반 광학계(51)와 경사지게 설치된 경사 광학계(55)가 검사 대상물(50)을 촬상하면, 제1 화상 획득부(52) 및 제2 화상 획득부(56)가 촬상된 화상을 각각 분석하여 데이터화하고, 제1 화상 처리부(52) 및 제2 화상 처리부(57)가 데이터를 통해 화상처리 및 화상인식을 하게 되고, 상기 제1 화상 처리부(53) 및 제2 화상 처리부(57)의 처리 결과에 따라 검출부(54)가 검사 대상물(50)의 결함을 검출하게 된다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 평판 디스플레이 검사장치는 평판 디스플레이를 자동으로 검사할 때 경사각에서의 검사가 가능하도록 하여 검사의 신뢰성을 향상시키고 검사 속도를 향상시키는 이점이 있다.

Claims (3)

1. 검사 대상물의 연직 상방에 위치되어 검사 대상물의 표면을 촬상하는 일반 광학계와, 상기 일반 광학계에서 촬상된 화상을 분석하여 데이터화하는 제1 화상 획득부와, 상기 제1 화상 획득부의 데이터에 따라 화상을 처리하고 인식하는 제1 화상 처리부와, 검사 대상물에 대하여 일정 각도 경사진 위치의 상측에서 검사 대상물의 표면을 촬상하는 경사 광학계와, 상기 경사 광학계에서 촬상된 화상을 분석하여 데이터화하는 제2 화상 획득부와, 상기 제2 화상 획득부의 데이터에 따라 화상을 처리하고 인식하는 제2 화상 처리부와, 상기 제 1 화상 처리부 및 제2 화상 처리부의 처리 결과에 따라 결함을 검출하는 검출부로 구성된 것을 특징으로 하는 평판 디스플레이 검사장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 경사 광학계는 검사 대상물에 대하여 일정 각도 경사진 위치의 상측에서 검사 대상물을 향하도록 배치된 렌즈와, 상기 렌즈의 배후에 위치되며 상기 렌즈의 초점을 중심으로 상기 검사 대상물의 화상과 상호 대향되게 배치되어 검사 대상물의 화상을 촬상하는 CCD 카메라로 구성된 것을 특징으로 하는 평판 디스플레이 검사장치.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 CCD 카메라는 하기의 결상 공식을 만족하도록 배치된 것을 특징으로 하는 평판 디스플레이 검사장치.

   여기서, 상기 L1은 렌즈의 초점과 화상의 한쪽 끝 사이의 거리, d1은 상기한 화상의 한쪽 끝과 대향되는 CCD 카메라의 한쪽 끝과 렌즈의 초점 사이의 거리, 상기 L2는 렌즈의 초점과 화상의 다른쪽 끝 사이의 거리, d2는 상기한 화상의 다른쪽 끝과 대향되는 CCD 카메라의 다른쪽 끝과 렌즈의 초점 사이의 거리, f는 렌즈의 초점거리이고, L1 ≠L2 이다.