KR200419687Y1 - Device for detecting defects on flat panel display - Google Patents
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Abstract
본 고안은 평판표시장치의 결함을 검사하기 위한 것으로, 보다 상세하게는 평판표시장치는 물론 그 중간 조립품의 결함을 검사함에 있어 단일한 조명수단으로 짧은 시간 내에 적은 비용으로 정확한 검사결과를 얻을 수 있는 결함 검사장치에 관한 것이다.The present invention is to inspect the defects of the flat panel display device, and more specifically, to inspect the defects of the flat panel display device as well as its intermediate assembly, it is possible to obtain accurate test results at a low cost in a short time with a single lighting means. It relates to a defect inspection apparatus.
본 고안에 따른 평판표시장치의 결함 검사장치는, 피검사체인 평판표시장치에 빛을 조사하는 조명수단과, 피검사체의 상부에 위치하고 조명수단으로부터 조사된 빛에 의해 피검사체의 영상을 획득하는 촬상수단과, 촬상수단이 획득한 영상을 분석하여 피검사체 상의 결함의 존재여부를 판단하는 분석수단을 구비한 결함 검사장치에 있어서, 조명수단은 호박색 발광다이오드를 포함하는 것을 특징으로 한다.The defect inspection apparatus of the flat panel display device according to the present invention is an imaging means for acquiring an image of the inspected object by the illumination means for irradiating light to the flat panel display device which is the inspected object and the light irradiated from the illuminating means located on the upper part of the inspected object. In the defect inspection apparatus comprising a means and an analysis means for analyzing the image obtained by the imaging means to determine the presence of a defect on the inspected object, the illumination means comprises an amber light emitting diode.
평판표시장치, LCD, 결함, 이물질, 호박색, LED. Flat Panel Display, LCD, Defective, Foreign, Amber, LED.
Description
도 1은 종래기술에 따른 평판표시장치의 결함 검사장치를 도시한 설명도이고,1 is an explanatory view showing a defect inspection apparatus of a flat panel display device according to the prior art,
도 2는 도 1의 점선원으로 표시된 부분의 확대 도시한 설명도이며,FIG. 2 is an enlarged explanatory view of a portion indicated by a dotted circle in FIG. 1,
도 3은 본 고안에 따른 평판표시장치의 결함 검사장치의 일실시예를 도시한 설명도이고,3 is an explanatory view showing an embodiment of a defect inspection apparatus of a flat panel display device according to the present invention,
도 4는 도 3의 점선원으로 표시된 부분을 확대 도시한 설명도이며,4 is an explanatory diagram illustrating an enlarged view of a portion indicated by a dotted circle in FIG. 3;
도 5는 스펙트럼 상에서 적색, 녹색, 청색 및 호박색의 파장 대역을 도시한 것이다.5 shows wavelength bands of red, green, blue and amber in the spectrum.
<도면의 주요부호에 대한 간단한 설명><Brief description of the major symbols in the drawings>
100 : 검사 스테이지 200 : 피검사체100: inspection stage 200: inspected object
210 : 유리기판 220 : 컬러필터층210: glass substrate 220: color filter layer
300 : 조명수단 310 : 제1 광경로300: lighting means 310: first light path
320 : 제2 광경로 400 : 결함320: second optical path 400: defect
500 : 촬상수단 600 : 분석수단500: imaging means 600: analysis means
본 고안은 평판표시장치의 결함을 검사하기 위한 것으로, 보다 상세하게는 평판표시장치는 물론 그 중간 조립품의 결함을 검사함에 있어 단일한 조명수단으로 짧은 시간 내에 적은 비용으로 정확한 검사결과를 얻을 수 있는 결함 검사장치에 관한 것이다.The present invention is to inspect the defects of the flat panel display device, and more specifically, to inspect the defects of the flat panel display device as well as its intermediate assembly, it is possible to obtain accurate test results at a low cost in a short time with a single lighting means. It relates to a defect inspection apparatus.
액정표시장치(Liquid Crystal Display, LCD), 플라즈마표시장치(Plasma Display Panel, PDP), 유기발광다이오드(Organic Light Emitting Diodes, OLED)와 같은 평판표시장치(Flat Panel Display)의 제조단계에서, 각 제조공정을 거칠 때마다 단위 공정이 성공적으로 진행되었는지를 검사할 필요가 있다.In the manufacturing stage of flat panel display such as liquid crystal display (LCD), plasma display panel (PDP), organic light emitting diodes (OLED), Each time you go through the process, you need to check whether the unit has been successful.
예컨대, LCD 제조공정 중 컬러필터기판을 제조하는 공정에서 유리기판 상에 이물질이 존재하거나, 형성된 컬러필터 면에 돌출 부분이 존재할 경우 최종 생산물에 불량이 발생하므로, 이런 이물질이나 돌출부와 같은 결함을 사전에 찾아내어 제거하는 것이 중요하다.For example, in the process of manufacturing a color filter substrate in the LCD manufacturing process, if foreign matters exist on the glass substrate or protrusions exist on the surface of the formed color filter, defects occur in the final product. It is important to find and remove at.
유리기판 상의 결함을 검사하는 종래기술의 원리를 도 1을 참조로 간단히 설명하면 다음과 같다.The principle of the prior art for inspecting defects on a glass substrate is briefly described with reference to FIG. 1 as follows.
검사 스테이지(10)에 피검사체인 유리기판(20)을 올려두고, 검사 스테이지(10)의 측면에 배치된 조명수단(30)이 유리기판(20)의 상면을 비추도록 한다. 만일 유리기판(20) 상에 이물질, 돌출부와 같은 결함(40)이 존재한다면, 이 결함(40)은 조명수단(30)으로부터의 빛을 반사, 산란시킨다. 그러면 유리기판(20) 상부에서 유리기판의 상면을 촬영하는 촬상수단(50)이 이 반사, 산란된 빛을 감지하고 촬상한다. 촬상수단(50)이 획득한 영상을 분석수단(60)이 분석하여 유리기판 상에 결함이 존재함을 인지할 수 있다. 이 과정에서 조명수단으로는 제어가 용이하고 응답이 빠른 발광다이오드(Light Emitting Diode, LED)가 사용되며, 촬상수단으로는 전하결합소자(Charge Coupled Device, CCD)가 사용되는 것이 보통이다.The
그러나, LCD의 제조공정에서와 같이 컬러필터 기판에 대해 결함 검사를 수행할 경우에는 다음과 같은 문제점이 발생한다.However, when performing a defect inspection on the color filter substrate as in the manufacturing process of the LCD, the following problems occur.
LCD의 컬러필터 기판 제조공정에서는, 유리기판의 일면에 각각 적색(Red), 녹색(Green), 청색(Blue)에 해당하는 빛만을 통과시키는 3가지 컬러필터층(Color Layer)과, 각 픽셀(Pixel)을 구획하여 표시색의 대비비를 증가시키기 위한 블랙 매트릭스(Black Matrix)를 형성한다. 구체적인 제조공정에 따라 달라질 수 있으나, 대게 3개의 컬러필터층은 각각 감광액 도포, 노광, 현상, 정착 등의 방법에 의해 순차로 형성된다. 따라서 검사공정은 각 컬러필터층을 형성한 이후 매번 행하는 것이 바람직하다.In the color filter substrate manufacturing process of the LCD, three color layers for passing only light corresponding to red, green, and blue on each surface of the glass substrate and each pixel ) Is formed to form a black matrix for increasing the contrast ratio of the display color. Although it may vary according to a specific manufacturing process, usually three color filter layers are sequentially formed by methods such as photoresist coating, exposure, development, and fixing. Therefore, it is preferable to perform the inspection process every time after forming each color filter layer.
도 2는 도 1에서 점선원으로 표시된 부분을 확대 도시한 것으로서, 어느 하나의 색을 가진 컬러필터층(22)을 유리기판(21)에 먼저 형성한 후, 결함 검사를 실시할 때, 조명수단으로부터의 조사된 빛이 결함(40)에 의해 반사, 산란되어 제1 광경로(31)를 거쳐 유리기판(21)의 상방에 마련된 촬상수단(50)을 향해 진행하는 것을 보여주고 있다. 그러나 조명수단으로부터의 빛은 확산되기 마련이므로 그 일부가 제2 광경로(32)를 따라 유리기판(21)을 거쳐 컬러필터층(22)을 통과하기도 하는 데, 컬러필터층을 통과한 빛이 LCD의 다른 구성부분인 TFT(23)나 액정층에서 반사, 산란되면서 촬상수단(50)으로 진행할 수 있다. 이 때 촬상수단(50)은 제2 광경로(32)를 거쳐 입사된 빛을 함께 촬영하게 되므로 결과적으로 분석수단(60)은 실제로는 결함이 없는 부분에서 결함이 있는 것으로 분석할 가능성이 있다. 특히, 조명수단으로 사용된 LED가 적색LED이고, 검사공정 이전에 형성된 컬러필터층이 적색 컬러필터층일 경우 적색LED로부터의 빛은 적색 컬러필터층을 통과할 수 있으므로 검사 오류의 가능성이 존재한다. 다만, 검사공정 이전에 형성된 컬러필터층이 적색 컬러필터층일 경우, 조명수단으로서 적색LED를 사용하지 않으면 이러한 문제점을 피할 수 있다. FIG. 2 is an enlarged view of a portion indicated by a dotted circle in FIG. 1, and when a
즉, 적색 컬러필터층을 통과할 수 없는 다른 색을 발산하는 LED, 예컨대 녹색LED를 조명수단으로 사용하면 검사 결과의 오류를 방지할 수 있다. 마찬가지 이유로, 검사공정 이전에 형성된 컬러필터층이 녹색일 경우에는 적색LED를 조명수단으로 사용한다. 요컨대, 3가지 색상의 컬러필터층을 형성하는 과정에서 검사를 위해서는 적어도 2가지 이상의 서로 다른 색을 가진 조명수단이 있어야만 검사 결과의 신뢰성을 높일 수 있다.That is, by using an LED emitting a different color that cannot pass through the red color filter layer, for example, a green LED, as an luminaire, an error of the inspection result can be prevented. For the same reason, when the color filter layer formed before the inspection process is green, a red LED is used as the lighting means. In other words, in the process of forming a color filter layer of three colors, at least two lighting devices having at least two different colors may be used to increase the reliability of the inspection result.
그러나, 종래기술은 컬러필터층의 색상에 따라 검사를 위한 조명수단의 색을 달리하여야 하므로 2 이상의 서로 다른 색을 가진 조명수단이 필요하고, 검사에 소요되는 시간 및 비용이 증가한다.However, in the prior art, since the color of the lighting means for inspection must be different according to the color of the color filter layer, lighting means having two or more different colors is required, and the time and cost required for the inspection are increased.
본 고안은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으 로, 본 고안의 목적은 단일한 조명수단으로 결함 검사를 수행할 수 있음으로 인해 검사에 소요되는 시간 및 비용을 감소시킬 수 있는 평판표시장치의 결함 검사장치를 제공하는 데 있다.The present invention is devised to solve the problems of the prior art as described above, the object of the present invention can reduce the time and cost required for the inspection because it can perform a defect inspection with a single lighting means The present invention provides a defect inspection apparatus for a flat panel display.
본 고안의 그 밖의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관된 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 분명해질 것이다.Other objects, specific advantages and novel features of the present invention will become more apparent from the following detailed description and preferred embodiments in conjunction with the accompanying drawings.
본 고안에 따른 평판표시장치의 결함 검사장치는, 피검사체인 평판표시장치에 빛을 조사하는 조명수단과, 피검사체의 상부에 위치하고 조명수단으로부터 조사된 빛에 의해 피검사체의 영상을 획득하는 촬상수단과, 촬상수단이 획득한 영상을 분석하여 피검사체 상의 결함의 존재여부를 판단하는 분석수단을 구비한 결함 검사장치에 있어서, 조명수단은 호박색 발광다이오드를 포함하는 것을 특징으로 한다.The defect inspection apparatus of the flat panel display device according to the present invention is an imaging means for acquiring an image of the inspected object by the illumination means for irradiating light to the flat panel display device which is the inspected object and the light irradiated from the illuminating means located on the upper part of the inspected object. In the defect inspection apparatus comprising a means and an analysis means for analyzing the image obtained by the imaging means to determine the presence of a defect on the inspected object, the illumination means comprises an amber light emitting diode.
본 고안에 따른 평판표시장치의 결함 검사장치에 있어서, 호박색 발광다이오드의 광축은 피검사체의 상면에 평행한 것이 바람직하다.In the defect inspection apparatus of the flat panel display according to the present invention, it is preferable that the optical axis of the amber light emitting diode is parallel to the upper surface of the inspected object.
이하에서는 첨부의 도면을 참조로 본 고안에 따른 평판표시장치의 결함 검사장치의 바람직한 실시예를 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the defect inspection apparatus of the flat panel display device according to the present invention.
도 3은 본 고안에 따른 평판표시장치의 결함 검사장치의 일실시예를 도시한 설명도이다.3 is an explanatory view showing an embodiment of a defect inspection apparatus of a flat panel display device according to the present invention.
평판표시장치 또는 그 중간 조립체인 피검사체(200)는 유리기판을 모재로 하므로 대체로 평판형상이다. 피검사체(200)는 검사 스테이지(100) 위에 수평하게 올려진다. 검사 스테이지(100)의 양측방에는 피검사체(200)의 상면을 조명할 수 있도록 조명수단(300)이 마련된다. 조명수단(300)은 응답속도가 빠르고 제어가 용이한 발광다이오드 중에서도 호박색(Amber) 발광다이오드를 포함하여 구성하는 것이 바람직하다. 조명수단(300)으로부터 방사된 빛은 피검사체(200)의 상면에 부착된 유리 조각(Glass Chip) 기타 이물질과 같은 결함(400)에 부딪히면서 반사, 산란된다. 조명수단(300)으로부터 방사되는 빛의 광축이 피검사체(200)의 상면과 평행할 경우, 결함(400)이 도드라져 보이므로, 조명수단(300)의 광축은 평판형상인 피검사체(200)의 상면과 수평하도록 배치되는 것이 바람직하다. 촬상수단(500)은 피검사체(200)의 상방에 마련되어 피검사체(200)의 영상을 획득하게 되는데, 이물질에 부딪혀 반사, 산란된 빛이 피검사체(200)의 영상에 포함되므로, 촬상수단(500)에 연결된 분석수단(600)이 이를 인식하여 피검사체(200)에 결함이 있음을 최종적으로 파악한다. 이 때 촬상수단(500)은 전하결합소자(Charge Coupled Device, CCD)를 포함하는 것이 바람직하다.The inspected
도 4는 도 3의 점선원으로 표시된 부분을 확대 도시한 것으로, 피검사체(200)에 유리기판(210), 컬러필터층(220), TFT(230) 등 복수의 구성들이 포함되어 있음을 나타내고 있다. 조명수단(300)에서 방사된 빛은 다양한 경로를 거칠 수 있으나 그 중 대표적인 두 가지 광경로(310, 320)를 함께 나타내었다. 그러나 본 고안에 따른 검사장치에 있어서 조명수단(300)이 호박색LED를 포함하고 있으므로 그 광경로는 종래기술의 그것과는 차이가 있다.FIG. 4 is an enlarged view of a portion indicated by a dotted circle in FIG. 3, and illustrates that a plurality of components, such as a
조명수단(300)으로부터 방사된 빛의 일부는 결함(400)에 부딪히면서 반사, 산란되어 제1 광경로(310)을 따라 피검사체(200)의 상방에 배치된 촬상수단(500)으 로 향한다. 조명수단(300)의 광축이 피검사체(200)의 상면에 수평하게 설치되어 있다 하더라도 일부는 확산되어 제2 광경로(320)를 따라 유리기판(210)을 통과하여 컬러필터층(220)으로 진입할 수 있다. 그러나 조명수단(300)이 호박색LED이고, 컬러필터층(220)이 적색 컬러필터층인 경우, 빛이 유리기판(210)은 통과할 수 있어도 컬러필터층(220)은 거의 통과하지 못하므로 제2 광경로(320)는 결국 컬러필터층(220)에서 차단되어 더 이상 진행하지 못한다.A portion of the light emitted from the
이와 같이 제2 광경로(320)가 중도에 차단되는 원리를 도 5를 참조로 설명한다. 도 5는 다양한 색상을 가진 발광다이오드의 파장(Length)과 강도(Intensity) 변화를 함께 나타낸 도표이다. 청색(Blue, B) 발광다이오드는 430~480㎚에서 최대강도를 가진다. 즉, 청색LED는 430~480nm를 중심파장으로 한다. 또한 녹색(Green, G) 발광다이오드는 490~530㎚를 중심파장으로 하는 빛을 발하며, 적색(Red, R) 발광다이오드는 645~700㎚를 중심파장으로 하는 빛을 발한다. 한편 LCD의 컬러필터층 중 적색 필터층은 위 발광다이오드 중 적색(R)LED의 파장 영역을 대체로 통과시키는 통과대역필터와 같은 작용을 한다. 즉, 적색 필터층의 통과대역(Passband)은 도 5의 P로 표시된 파장영역에 해당한다. 호박색(Amber, A)LED가 발하는 빛은 590~595㎚를 중심파장으로 하는데, 호박색LED로부터의 빛은 그 주변부 파장이 적색 컬러필터층의 통과대역(P)에 일부 걸쳐 있기는 하지만, 적색 컬러필터층을 통과하는 호박색 빛의 강도는 도 5에 도시한 바와 같이 극히 일부에 지나지 않는다. 따라서 호박색LED를 포함한 조명수단으로부터의 빛은 적색 컬러필터층을 거의 통과하지 못하므로, TFT나 액정층 기타 다른 구성부분에 의해 반사, 산란되어 촬상수단(500)으로 진입할 확률이 극히 낮아진다.Thus, the principle that the
요컨대, 본 고안에 따른 검사장치에서는 종래기술에서와 같이 TFT(230)나 액정층, 기타 다른 구조물로부터 반사, 산란되는 빛이 없다. 이와 같은 결과는 컬러필터층(220)이 녹색 컬러필터층이거나 청색 컬러필터층인 경우에도 마찬가지로 얻어진다. 따라서 촬상수단(500)에는 결함(400)에 의해 반사, 산란된 빛만이 진입할 수 있고, 결과적으로 검사 결과의 정확도가 월등히 향상된다. 또한 단일한 호박색LED 만으로 적색 컬러필터층, 녹색 컬러필터층, 청색 컬러필터층 등 모든 컬러필터층에 대해 동일한 결함 검사를 수행할 수 있으므로 검사에 소요되는 시간 비용이 모두 절감된다.In other words, in the inspection apparatus according to the present invention, there is no light reflected and scattered from the
앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 고안의 일 실시예는, 본 고안을 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 고안의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 고안의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 고안의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 고안의 보호범위에 속하게 될 것이다.An embodiment of the present invention described above and illustrated in the drawings should not be construed as limiting the technical idea of the present invention. The scope of protection of the present invention is limited only by the matters described in the claims, and those skilled in the art can change and change the technical idea of the present invention in various forms. Therefore, such improvements and modifications will fall within the protection scope of the present invention as long as it will be apparent to those skilled in the art.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 고안에 따른 평판표시장치의 결함 검사장치는 단일한 조명수단 만으로 복수의 서로 다른 색을 가진 컬러필터층에 대하여도 오류를 최소화하면서 결함을 검사할 수 있다. 따라서 결함 검사에 소요되는 시간, 비용을 절감할 수 있으며, 결함 이외의 다른 구성에 의해 반사되는 빛을 제거할 수 있으므로 검사 결과의 정확도를 향상시킬 수 있다.As described above, the defect inspection apparatus of the flat panel display device according to the present invention can inspect the defects while minimizing errors even for a color filter layer having a plurality of different colors with a single lighting means. Therefore, the time and cost required for defect inspection can be reduced, and the light reflected by the configuration other than the defect can be removed, thereby improving the accuracy of the inspection result.
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KR20150139103A (en) * | 2014-06-02 | 2015-12-11 | 삼성디스플레이 주식회사 | Inspecting apparatus |
KR102200691B1 (en) * | 2014-06-02 | 2021-01-13 | 삼성디스플레이 주식회사 | Inspecting apparatus |
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TWI409529B (en) | 2013-09-21 |
TW200739187A (en) | 2007-10-16 |
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