KR20030068212A - 고해상도 카메라를 이용한 에프피디 결함 검사방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 많은 수의 패턴을 이용하여 결함 검사를 하기 때문에 발생하는 시간 지연이나 검사의 복잡성을 해결하기 위해 새로운 형태의 패턴을 제작하여 기존의 여러 패턴들을 통해 결함을 검사하는 과정을 대체함으로써, 패턴의 개수를 최소화 시켜 카메라를 이용한 자동검사가 가능하게 하면서 일정한 검사 품질 유지 및 기존의 검사 방법 보다 더욱 향상된 검사성능을 얻을 수 있도록 하고, 촬영한 영상을 샘플링하여 FPD의 휘도 분포영상을 재구성하여 검사 데이터 양을 줄여서 알고리즘 적용을 용이하게 할 수 있도록 하는 고해상도 카메라를 이용한 FPD 결함 검사 장치에 관한 것으로, 고해상도 카메라를 이용한 FPD 결함 검사 방법에 있어서, 패턴 제너레이터를 통하여 FPD패널의 각각 R,G,B셀로 구성된 하나의 셀 단위로 패턴을 생성하되, 인접한 픽셀들간에는 동시에 켜지지 않도록 격자패턴을 발생시키는 단계; 카메라를 통해 상기 FPD 패널의 셀들의 값을 해상도를 기준해상도 이상으로 높여 입력받는 단계; 주제어부에서 상기 FPD 패널에 발생된 격자패턴을 분석하여 FPD의 결함을 검사하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

고해상도 카메라를 이용한 에프피디 결함 검사 방법{INSPECTION METHOD OF FPD DEFECT IMAGE USING LINE SCAN CAMERA}

본 발명은 고해상도 카메라를 이용한 FPD(flat-panel display) 결함 검사 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 TFT-LCD, TN/STN, PDP, 유기EL 등(이하, FPD라 칭한다.)패널의 화질검사에서 고해상도 카메라를 이용하여 이미지를 검출하고 이를 분석/처리하여 결함여부를 판단하는 고해상도 카메라를 이용한 FPD 결함 검사 방법에 관한 것이다.

일반적으로 평면 표시 장치 (平面表示裝置, flat-panel display, FPD)는 음극선관(CRT) 표시 장치와는 다른 기술을 바탕으로 만든 평면형 표시 장치. CRT 표시 장치에 비해 얇은 것이 특징이다. 무릎형(laptop) 컴퓨터 등 휴대형 컴퓨터에 많이 사용되며, 일반적으로 많이 쓰이는 평면 표시 장치로는 전계 발광 표시 장치(ELD), 액정 표시 장치(LCD: TFT-LCD, TN/STN), 플라스마 표시 패널, PDP, 유기EL 등이 여기에 포함된다.

종래 대부분의 FPD 검사는 목시검사에 의해 이루어지고 있다. 현재의 목시검사는 수십~수백 개의 패턴을 FPD 패널위에 순차적으로 디스플레이 시키고 이를 검사자가 직접 눈으로 검사하는 방법으로 이루어지고 있다.

그러나, 상기와 같이 종래 검사자가 직접 눈으로 검사하는 목시 검사 방법은 작업자의 숙련도, 주관적인 판단이나 감정 등에 따라 검사 기준이 달라 질 수 있기 때문에 일정한 품질 유지에 문제점이 있다.

또한, 저해상도 에어리어 카메라를 이용하여 자동으로 FPD 패널의 결함을 검사하는 방법도 있으나, 이러한 방법은 목시검사에서 발생할 수 있는 여러 문제를 해결할 수 있지만 FPD 패널의 영상을 저해상도로 촬영하여 분석하기 때문에 모든 셀들에 대해 결함을 검사하기에 부족한 면이 많았다. 따라서, 이를 해결하기 위해 다양한 패턴을 FPD 패널위에 발생시켜 출력된 결과를 분석하여 결함을 검사하게 되나, 이 방법 역시 여러 패턴을 분석해야 하기 때문에 계산 과정이 복잡하고 계산 시간이 많이 걸리는 단점이 있으며, 또한 FPD 패널에 발생할 수 있는 점결함 등을 검출하기 어려운 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기한 종래의 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로, 많은 수의 패턴을 이용하여 결함 검사를 하기 때문에 발생하는 시간 지연이나 검사의 복잡성을 해결하기 위해 새로운 형태의 패턴을 제작하여 기존의 여러 패턴들을 통해 결함을 검사하는 과정을 대체함으로써, 패턴의 개수를 최소화 시켜 카메라를 이용한 자동검사가 가능하게 하면서 일정한 검사 품질 유지 및 기존의 검사 방법 보다 더욱 향상된 검사성능을 얻을 수 있도록 하고, 촬영한 영상을 샘플링하여 FPD의 휘도 분포영상을 재구성하여 검사 데이터 양을 줄여서 알고리즘 적용을 용이하게 할 수 있도록 하는 고해상도 카메라를 이용한 FPD 결함 검사 장치를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명에 적용되는 FPD 결함 검사 장치의 제어 블록도.

도 2는 본 발명에 따른 고해상도 카메라를 이용한 FPD 결함 검사 방법의 플로우차트.

도 3은 본 발명에 따른 FPD 패널의 구성 및 고해상도 카메라를 이용한 FPD 결함 검사 방법의 검사 과정을 설명하기 위한 FPD의 평면도.

도 4는 R,G,B셀간의 간섭현상을 도식화한 그래프.

도 5a 및 도 5b는 본 발명의 검사에 사용되는 격자 패턴.

도 6a 및 도 6b는 본 발명에 따라 재구성된 패턴.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100 : 모니터 200 : 주제어부

210 : 카메라전원부 220 : 영상처리수단

230 : 중앙처리수단 240 : 메모리

300 : DC전원부 310 : 인버터

320 : 어댑터 400 : 패턴 제너레이터

500 : FPD 패널 510 : 패널 고정 유니트

520 : 픽셀 600 : 카메라

700 : 구동부 710 : 통신수단

720 : PLC제어부 730 : 모터 드라이버

731 : X축 모터 732 : Y축 모터

740 : 모션 콘트롤러 750 : I/O 유니트

760 : 터치패널

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 고해상도 카메라를 이용한 FPD 결함 검사 방법은, 고해상도 카메라를 이용한 FPD 결함 검사 방법에 있어서, 패턴 제너레이터를 통하여 FPD패널의 각각 R,G,B셀로 구성된 하나의 셀 단위로 패턴을 생성하되, 인접한 픽셀들간에는 동시에 켜지지 않도록 격자패턴을 발생시키는 단계; 카메라를 통해 상기 FPD 패널의 셀들의 값을 해상도를 기준해상도 이상으로 높여 입력받는 단계; 주제어부에서 상기 FPD 패널에 발생된 격자패턴을 분석하여 FPD의 결함을 검사하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 카메라를 통해 읽어들인 영상에서 FPD각 화소의 대표값을 추출하여 새로운 FPD영상을 재구성한 후, 그 특성을 분석하여 FPD의 결함을 검사하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 서로 다른 패턴들을 재구성한 영상을 이용하여 FPD의 모든 화소가 켜져 있는 영상과 FPD의 모든 화소가 꺼져있는 영상을 각각 구성한 후, 그 특성을 분석하여 FPD의 결함을 검사하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.

도 1은 본 발명에 적용되는 FPD 결함 검사 장치의 제어 블록도이고, 도 2는본 발명에 따른 고해상도 카메라를 이용한 FPD 결함 검사 방법의 플로우차트이며, 도 3은 본 발명에 따른 FPD 패널의 구성 및 고해상도 카메라를 이용한 FPD 결함 검사 방법의 검사 과정을 설명하기 위한 FPD의 평면도이다.

도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에 적용되는 FPD 결함 검사 장치는 FPD 패널(500), 패널 고정 유니트(510), 인버터(310), DC전원부(300), 어댑터(320), 패턴 제너레이터(400), X축 모터(731) 및 Y축 모터(732), 카메라(600), 구동부(700), 주제어부(200), 그리고 모니터(100)로 구성되어 있다.

패널 고정 유니트(510)는 FPD 패널(500)을 고정시키고, DC전원부(300)는 인버터(310)를 통하여 상기 FPD 패널(500)에 소정의 전원을 공급한다. 또한, 패턴 제너레이터(400)는 어댑터(320)를 통하여 상기 FPD 패널(500)에 소정의 패턴을 발생시킨다.

카메라(600)는 상기 FPD 패널(500) 수직상방에 장착되어 X축 모터(731) 및 Y축 모터(732)에 의하여 전후좌우로 이송되면서 상기 FPD 패널(500)을 촬영하여 그 화상정보를 전송하고, 구동부(700)는 상기 X축 모터(731) 및 Y축 모터(732)를 소정의 위치로 이송시킨다.

주제어부(200)는 검사 조건 및 상기 구동부(700)를 구동하기 위한 조건을 자동으로 세팅한 후, 구동부(700)에 신호를 출력하여 카메라(600)를 지정된 위치로 이동시키며, 이동시 카메라(600)를 통해서 스캐닝된 영상 패턴 데이터를 분석하여 결함이 있는지의 여부를 판단한다.

모니터(100)는 상기 주제어부(200)로부터 결함 발견시에 그 결함에 대한 정보 및 데이터를 표시하여 유저에게 알려준다.

이와 같이 구성된 본 발명의 작용을 도 2를 참조하여 더욱 상세히 살펴보면 다음과 같다.

먼저, FPD의 결점을 검사하기 위해서는 전체적인 휘도 분포를 분석하는 것은 물론이고 각 픽셀의 휘도분포를 얻어내는 것이 필요하다. 특히 각 픽셀의 휘도값을 정확하게 얻어낼 수 있다면 이를 적절히 조작하여 전체적인 휘도 분포도 얻을 수 있기 때문에 각 픽셀의 휘도값을 얻어서 이를 이용하여 FPD의 결점을 검사하는 방법은 전체적인 휘도 분포만을 분석하여 FPD의 결점을 찾아내는 것보다 더욱 진보된 방법이라 할 수 있다.

도 3에는 FPD 패널(500)의 한 픽셀(520)을 구성하는 3가지색의 셀들을 나타내었다.

도시된 바와 같이, 패턴 제너레이터(400)로부터 FPD 패널(500)의 각각의 셀들에 전기적인 신호를 가하면, 각각의 셀들에 해당하는 R,G,B의 빛을 발생하게 되는데, 이 셀들의 밝기를 카메라(600)로 측정하고, 주제어부(200)에서 영상 패턴 데이터를 분석하여 FPD 패널(500)의 결함을 측정한다.

이를 위해서 각각의 셀들을 일정한 패턴에 따라 전기적인 신호를 가한 후, 그 결과를 분석하여 FPD 패널(500)의 결함을 검사하게 된다. 이때, 목시검사나 영상을 저해상도에서 검사하는 방법을 이용하게 되면 FPD 패널(500)의 모든 셀들의 휘도값을 파악할 수 없기 때문에 다양한 패턴을 FPD 패널(500)에 생성시켜 셀들의 결함을 발견하게 되나, 이는 시간이 많이 걸릴 뿐 아니라 검사 과정이 복잡한 단점이 있었다.

따라서, 본 발명에서는 이를 해결하기 위해서 해상도를 높여 영상을 입력한 뒤 모든 셀들에 대한 결함 검사를 수행한다. 본 발명에서는 CCD 카메라(600)를 통해 FPD 패널(500)의 셀들의 값을 입력받을 때 해상도를 높여 입력받기 때문에 수많은 패턴을 검사하지 않고 최소의 패턴만으로도 모든 셀들의 결함을 검사할 수 있다.

이를 위해서 FPD의 각 셀의 휘도를 얻어내기 위해서 최소한 FPD의 각 셀을 카메라에서 2픽셀 이상의 크기로 받아들인다고 가정했을 때, 일반적으로 사용되는 FPD 셀의 좁은 면의 크기가 80㎛ 정도이므로 이를 촬영하여 FPD의 각 셀의 화소값을 얻기 위해서는 최소한 카메라의 한 화소당 40㎛ 이하로 영상을 얻을 수 있도록 해상도를 높였다.

이때, 단순한 형태의 패턴을 발생하여 검사하게 되면 도 4에 도시된 바와 같이, 셀들간의 빛의 밝기로 인한 간섭이 발생하여 각각의 셀들에 대한 정확한 휘도값을 검사하지 못하는 문제점이 있다. 또한, 회로의 이상으로 해당하는 셀의 동작이 주위의 셀의 동작에 영향을 받아 함께 동작하게 되거나 주파수 등의 문제로 인해 노이즈가 발생할 경우와 같은 결함을 발견할 수 없게 된다.

이러한 문제는 본 발명에서 제안한 바와 같이 패턴을 격자 모양으로 발생시켜 해결할 수 있다. 셀들간에 일정한 간격이 생기기 때문에 셀들간의 빛의 밝기로 인한 간섭 문제를 최소화 할 수 있을 뿐만 아니라 주위 셀의 동작에 영향을 받거나 노이즈로 인해 발생하는 잘못된 셀들을 모두 검출할 수 있기 때문이다.

한편, 격자 형태의 패턴을 발생시켜 획득한 영상의 데이터량이 상당히 많고 복잡하기 때문에 검사하기에 어려움이 많다. 때문에 이 영상을 단순화하여 검사하는 것이 필요하다.

본 발명에서는 획득된 영상의 각 셀들의 영역에서 대표값을 추출하고 이 값들을 이용하여 영상을 FPD 패널의 해상도로 재구성함으로써 영상을 단순화하였다.

한편, 재구성한 영상 역시 복잡한 격자모양의 패턴이 적용된 영상이기 때문에 결함 검사를 하기 어려움이 있다. 또한, FPD 패널에 얼룩이나 선결함, 면결함 등이 발생하였을 경우 결함을 발견하기 어렵게 된다.

이를 위해서 본 발명에서는 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 격자 모양의 패턴과 이를 반전하여 반전된 격자 모양의 패턴을 발생한 후, 도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이, 같은 휘도를 갖는 셀들을 그 위치에 맞게 재구성하여 검사하였다.

이와 같이 결함을 검사하게 되면 복잡한 격자 모양의 패턴을 발생하여 검사하여도 단순한 패턴을 적용하여 검사를 한 것과 같이 결함 검사를 쉽게 할 수 있을 뿐만 아니라 얼룩이나 선결함, 면결함 같이 격자 모양의 패턴으로 발견하기 어려운 결함들도 쉽게 찾을 수 있었다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 기재된 청구범위 내에 있게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 고해상도 카메라를 이용한 FPD 결함 검사 방법에 의하면, FPD 패널의 모든 셀들을 고해상도의 영상으로 입력함으로서 모든 셀들의 휘도값을 조사할 수 있게 되어 복잡한 패턴을 최소화하여도 모든 결함을 검사할 수 있고, 격자 패턴을 이용하여 각 셀간의 빛의 밝기로 인한 간섭이나 오동작, 주파수 차이로 인한 노이즈와 같은 결함들을 쉽게 찾을 수 있으며, 고해상도의 영상에서 다시 각 셀들의 대표값으로 영상을 재구성하였기 때문에 결함 검사 알고리즘의 적용이 간단해 지고 계산시간이 단축되는 효과가 있고, 복잡한 격자 패턴을 이용하여 모든 셀들에 신호가 가해진 영상과 신호가 가해지지 않은 영상으로 합성하여 결함 검사를 수행하였기 때문에 검출하기 어려운 얼룩이나 선결함, 면결함 등을 쉽게 검출할 수 있는 다양한 효과가 있다.

Claims (3)

1. 고해상도 카메라를 이용한 FPD 결함 검사 방법에 있어서,

   패턴 제너레이터(400)를 통하여 FPD패널(500)의 각각 R,G,B셀로 구성된 하나의 셀 단위로 패턴을 생성하되, 인접한 픽셀들간에는 동시에 켜지지 않도록 격자패턴을 발생시키는 단계;

   카메라(600)를 통해 상기 FPD 패널(500)의 셀들의 값을 해상도를 기준해상도 이상으로 높여 입력받는 단계;

   주제어부(200)에서 상기 FPD 패널(500)에 발생된 격자패턴을 분석하여 FPD의 결함을 검사하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 고해상도 카메라를 이용한 FPD 결함 검사 방법.
2. 제 1항에 있어서,

   카메라(600)를 통해 읽어들인 영상에서 FPD각 화소의 대표값을 추출하여 새로운 FPD영상을 재구성한 후, 그 특성을 분석하여 FPD의 결함을 검사하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고해상도 카메라를 이용한 FPD 결함 검사 방법.
3. 제 1항에 있어서,

   서로 다른 패턴들을 재구성한 영상을 이용하여 FPD의 모든 화소가 켜져 있는 영상과 FPD의 모든 화소가 꺼져있는 영상을 각각 구성한 후, 그 특성을 분석하여FPD의 결함을 검사하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고해상도 카메라를 이용한 FPD 결함 검사 방법.