KR20050022662A - 대형기판 검사장치용 조명장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 대형기판 검사용 조명장치에 관한 것으로서, 본 발명에 의한 대형기판 검사용 2분할 조명장치는, 왼쪽에 제 1 광원, 제 1 반사부재, 제 2 반사부재, 제 1 집광부재, 제 1 산란부재가 구비되고, 오른쪽에 제 2 광원, 제 3 반사부재, 제 4 반사부재, 제 2 집광부재, 제 2 산란부재가 구비되어 있는 대형기판 검사장치용 조명장치에 있어서, 상기 제 1 광원, 제 1 반사부재, 제 2 반사부재, 제 1 집광부재, 제 1 산란부재는 오른쪽으로 소정각도 만큼 기울어지도록 구비되고, 상기 제 2 광원, 제 3 반사부재, 제 4 반사부재, 제 2 집광부재, 제 2 산란부재는 왼쪽으로 소정각도 기울어지도록 구비된 것을 특징으로 한다.

Description

대형기판 검사장치용 조명장치{A Flood Light for appearance inspection of LCD surface}

본 발명은 LCD 유리(glass) 기판의 결함을 검사하기 위한 조명장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 광원에서 출발한 빛이 반사부재와 집광부재인 프레넬렌즈를 거쳐서 검사대상 기판에 조사되고, 상기 검사대상 기판에 의하여 반사되는 빛을 검사자가 육안으로 검사할 수 있도록 하는 조명장치에 관한 것이다.

종래, LCD 유리(glass) 기판의 결함 검사에는 도 1 a, b에 나타낸 바와 같은 조명장치가 이용되고 있었다. 즉, 광원(110)으로부터의 빛이 반사부재(120)에서 반사되어 프레넬(Fresnel)렌즈(130)와 액정산란판(140)을 투과한 후, 검사대상 유리(glass)(150)에 조사된다. 그리고 상기 유리(150)에 의하여 반사된 빛은 검사자(160) 부근으로 향하게 되고, 검사자는 그 반사된 빛을 관찰함으로써 상기 유리(150)의 결함여부를 검사하게 되는 것이다. 즉, 결함이 없는 기판 표면에서 반사되는 빛과 결함에서 반사되는 빛의 강도 및 반사각의 차이에 의한 육안 검사가 행해지는 것이다.

이때 상기 반사부재(120)는 광원(110)에서 출발한 빛의 경로를 프레넬 렌즈(130) 쪽으로 변화시키기 위하여 사용되는 것이며, 상기 프레넬 렌즈(130)는 빛을 집광시키기 위한 도구이며, 상기 액정산란판(140)은 프레넬 렌즈(130)를 통과한 빛을 산란시켜 부드러운 빛이 발생하도록 하는 도구이다. 특히 상기 액정산란판(140)은 도 2 a, b에 도시된 바와 같이, 전압인가 여부에 따라 투명과 불투명 상태로 변화되기 때문에, 상기 액정산란판(140)을 통과하는 빛을 수렴광 또는 산란광으로 전환 가능한 것이 특징이다.

상기 조명장치를 이용하여 검사대상 기판 표면 전체를 일괄조사하기 위해서는 액정산란판과 프레넬 렌즈 크기가 기판의 크기보다 약 1.4배 정도 더 커야 한다. 예를 들어 가로, 세로의 크기가 1200×1200mm인 기판을 일괄 조사하기 위해서는 프레넬렌즈의 크기가 약 1600×1400mm 정도이여야 한다. 그러나, 현재 생산 가능한 프레넬 렌즈의 크기는 1060×1400mm 가 최대이므로, 점점 대형화되고 있는 기판표면을 하나의 프레넬 렌즈를 이용하여 일괄조사하는 것이 불가능해지고 있다. 따라서 현재 검사 대상 기판을 일괄 조사하기 위한 방법으로 도 3 a에 도시된 바와 같이, 1400×840mm 정도로 절단한 프레넬 렌즈를 사용하여 제작되는 조명장치 2 set를 나란히 설치하여 검사하는 것이 제시되어 있다.

그러나 상기 방법을 사용하더라도 검사 대상 유리 기판에 빛이 조사되는 영역은 도 3 b에 도시된 바와 같이, 검사 대상 유리 기판의 전체 영역을 조사하지 못하는 문제점이 있다. 즉, 검사 대상 유리 기판 영역중 가운데와 가장자리 영역중 일부가 조사되지 못하는 것이다. 따라서 전체 기판을 조사하여 검사하기 위해서는 상기 광원과 반사 부재를 연동시킴으로써 기판 전체에 빛이 조사되도록 하는 방식을 이용하고 있다. 즉, 도 3 c에 도시된 바와 같이, 광원과 제1차미러를 이동시켜 검사 대상 기판에 조사되는 영역을 X축 방향으로 이동시키고, 제2차미러의 반사 각도를 조절함으로써 조사영역을 Y축방향으로 이동시키는 것이다.

그러나, 도 3 c 에 도시된 바와 같이, 광원과 반사 부재를 연동시키더라도 프레넬 렌즈 자체의 프레임 때문에 기판의 가운데 부분에는 빛이 조사되지 않기 때문에 일괄조사의 효과가 없으며, 따라서 2번의 검사 공정을 거치게 되는 문제점이 있다. 더불어서 공정시간이 길어지는 문제점도 있다. 또한 기판을 일괄조사하지 못하여 즉, 조사되는 부분이 2군데 이므로 2군데를 동시에 관찰하여야 하므로, 검사작업 자체가 어려워지는 문제점이 있다.

또한, 상기한 바와 같이 광원과 반사부재를 이동시키는 경우 조명장치에 별도의 모터 등, 이동장치가 요구되어 조명장치의 구조가 복잡해지는 문제가 있다.

상술한 문제점을 극복하기 위한 본 발명의 목적은 2분할 집광부재를 사용하면서도 검사대상 LCD 유리 기판의 가운데 부분에도 빛이 조사될 수 있는 조명장치를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 조명장치 중 광원과 반사부재를 이동시키지 않고서도 검사대상 LCD 유리 기판 전체를 일괄조사하여 검사할 수 있는 간단한 구조의 조명장치를 제공함에 있다.

상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 왼쪽에 제 1 광원, 제 1 반사부재, 제 2 반사부재, 제 1 집광부재, 제 1 산란부재가 구비되고, 오른쪽에 제 2 광원, 제 3 반사부재, 제 4 반사부재, 제 2 집광부재, 제 2 산란부재가 구비되어 있는 대형기판 검사장치용 조명장치에 있어서, 상기 제 1 광원, 제 1 반사부재, 제 2 반사부재, 제 1 집광부재, 제 1 산란부재는 오른쪽으로 소정각도 만큼 기울어지도록 구비되고, 상기 제 2 광원, 제 3 반사부재, 제 4 반사부재, 제 2 집광부재, 제 2 산란부재는 왼쪽으로 소정각도 기울어지도록 구비된 것을 특징으로 하는 대형기판 검사장치용 2분할 조명장치를 개시한다.

본 발명은 또한 왼쪽에 제 1 광원, 하나의 반사거울로 구성된 제 1 반사부재, 제 1 집광부재, 제 1 산란부재가 구비되고, 가운데에 제 2 광원, 하나의 반사거울로 구성된 제 2 반사부재, 제 2 집광부재, 제 2 산란부재가 구비되며, 오른쪽에 제 3 광원, 제 3 반사부재, 제 3 집광부재, 제 3 산란부재가 구비되어 있는 대형기판 검사장치용 조명장치에 있어서, 상기 제 1 반사부재, 제 1 집광부재, 제 1 산란부재는 오른쪽으로 소정각도 만큼 기울어지도록 구비되고, 상기 제 3 반사부재, 제 3 집광부재, 제 3 산란부재는 왼쪽으로 소정각도 기울어지도록 구비된 것을 특징으로 하는 대형기판 검사장치용 3분할 조명장치를 개시한다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 대형기판 검사장치용 2분할 조명장치의 각 구성요소를 상세히 설명하며, 또한 각 구성요소간의 관계 및 작용을 상세히 설명한다.

먼저, 상기 제 1 광원(210 a) 및 제 2 광원(210 b)은 본 조명장치에서 조명기능을 하는 것으로서 메탈할라이드 램프 등을 사용하여 구비된다.

다음으로 상기 제 1 반사부재(220 a), 제 2 반사부재(230 a), 제 3 반사부재(220 b) 및 제 4 반사부재(230 b)는 각각 상기 제 1, 2 광원(210 a, 210 b)으로부터 조사되는 빛을 상기 제 1, 2 집광부재(240 a, 240 b) 방향으로 경로를 변경시켜주는 역할을 하는 구성요소이다. 이때 상기 제 1, 3 반사부재(220 a, 220 b)는 상기 제 1, 2 광원(210 a, 210 b)으로부터의 빛을 상기 제 2, 4 반사부재(230 a, 230 b)로 반사시킬 수 있도록 구비되며, 상기 제 2, 4 반사부재(230 a, 230 b)는 상기 제 1, 3 반사부재(220 a, 220 b)로 부터의 빛을 상기 1, 2 집광부재(240 a, 240 b)로 반사시킬 수 있도록 구비된다. 도 4 a에 도시된 바와 같이, 또한 검사대상 기판의 가운데 부분에도 빛이 조사되도록 하기 위해서 상기 제 1 반사부재(220 a) 및 제 2 반사부재(230 a)는 각각 오른쪽으로 10˚ 내지 15˚정도 기울어 지도록 구비되며, 상기 제 3 반사부재(220 b) 및 제 4 반사부재(230 b)는 각각 왼쪽으로 10˚ 내지 15˚ 정도 기울어 지도록 구비된다.

다음으로 상기 제 1 집광부재(240 a) 및 제 2 집광부재(240 b)는 각각 상기 제 2, 4 반사부재(230 a, 230 b)로부터의 빛을 집속하여 주는 역할을 수행한다. 또한 상기 제 1, 2 집광부재(240 a, 240 b)도 상기 제 1, 2, 3, 4 반사부재와 마찬가지로 좌우로 10˚ 내지 15˚정도 기울어 지도록 구비된다.

마지막으로 상기 제 1, 2 산란부재(250 a, 250 b)는 상기 제 1, 2 집광부재(240 a, 240 b)에 부착되어 구비되며, 상기 집광부재를 통과한 빛을 그대로 통과시키거나 산란시키는 역할을 수행한다. 즉, 상기 제 1, 2 산란부재(250 a, 250 b)는 액정산란판으로 형성되어 있어서 도 2a, 도 2b에 도시된 바와 같이, 액정산란판에 전원이 연결되면 액정이 일정한 방향을 유지하여 빛이 그대로 통과되며, 액정산란판에 전원이 연결되지 않으면 액정이 무질서한 방향을 가지게 되므로 상기 집광부재를 통과한 집속광이 산란되어 산란광이 형성되게 한다. 이때 상기 제 1, 2 산란부재(250 a, 250 b)도 상기 제 1, 2, 3, 4 반사부재 및 상기 제1, 2 집광부재와 마찬가지로 좌우로 10˚ 내지 15˚정도 기울어 지도록 구비된다.

그리고, 상기 광원, 반사부재, 집광부재, 산란부재로 구성된 조명장치 밑에는 LCD 유리 기판 거치대(도면에 미도시)가 있어서 검사대상 LCD 유리 기판(270)이 거치될 수 있으며, 거치된 LCD 유리 기판의 조사각도를 변화시킬 수 있으며, 또한 LCD 유리 기판을 전후좌우로 이동시킬 수 있는 구동장치도 갖추고 있다.

또한 상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 왼쪽에 제 1 광원, 제 1 반사부재, 제 1 집광부재, 제 1 산란부재가 구비되고, 가운데에 제 2 광원, 제 2 반사부재, 제 2 집광부재, 제 2 산란부재가 구비되며, 오른쪽에 제 3 광원, 제 3 반사부재, 제 3 집광부재, 제 3 산란부재가 구비되어 있는 대형기판 검사장치용 조명장치에 있어서, 상기 제 1 반사부재, 제 1 집광부재, 제 1 산란부재는 오른쪽으로 소정각도 만큼 기울어지도록 구비되고, 상기 제 3 반사부재, 제 3 집광부재, 제 3 산란부재는 왼쪽으로 소정각도 기울어지도록 구비된 것을 특징으로 하는 대형기판 검사장치용 3분할 조명장치를 개시한다. 이때 상기 대형기판 검사용 3분할 조명장치는 제 2 광원, 제 2 반사부재, 제 2 집광부재, 제 2 산란부재가 가운데에 추가된 것과, 각 반사부재가 2분할 조명장치와 달리 하나의 반사거울로 구성되는 것을 제외하고는 전술한 대형기판 검사장치용 2분할 조명장치와 동일한 구조를 가지며, 각 구성요소는 상기 대형기판 검사용 2분할 조명장치의 구성요소와 동일한 기능 및 작용을 한다. 다만, 상기 대형기판 검사용 3분할 조명장치에는 그 크기가 790×1040㎜ 인 것을 사용한다. 또한, 상기 제1 반사부재, 제1 집광부재, 제1 산란부재는 오른쪽으로 10 ~ 15 °정도 기울어지게 설치되며, 상기 제 3 반사부재, 제3 집광부재, 제3 산란부재는 왼쪽으로 10 ~ 15 °기울어지게 설치된다.

따라서 상기 대형기판 검사용 3분할 조명장치는 상기 2분할 조명장치에 비하여 넓은 기판을 일괄조사하여 그 결함여부를 검사하는데 사용된다.

< 실시예 >

이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.

먼저 본 실시예에서는 광원으로 메탈할라이드 램프를 사용하며, 상기 메탈할라이드 램프를 본 발명의 조명장치의 상부에 검사자를 향하여 빛이 조사되도록 좌우에 2개를 설치한다.

그리고, 상기 광원에서 조사되는 빛을 집광부재로 보내기 위하여 상기 각 광원의 정면에 반사부재를 설치한다. 이때 상기 반사부재로는 거울이 사용되며, 각 광원마다 2개씩 총4개가 설치된다. 각 광원마다 설치되는 반사부재 중 첫번째 반사부재는 상기 광원으로부터의 빛을 두번째 반사부재로 반사시킬 수 있도록 각도가 조절되어 설치된다. 그리고 두번째 반사부재는 첫번째 반사부재로부터의 빛을 반사하여 상기 집광부재로 보낼 수 있도록 설치된다. 또한 상기 반사부재는 2분할된 조명장치에 의하여 조사되는 기판상의 영역이 기판의 가운데 부분에서 중첩될 수 있도록 각각 좌우로 소정각도 만큼 기울어 지도록 구비된다. 즉, 도 4 a에 도시된 바와 같이 좌측의 조명장치와 우측의 조명장치에서 조사되는 빛이 검사대상 기판의 가운데 부분에서 겹쳐지도록 상기 각 반사부재를 수평방향에서 각각 좌우로 12˚정도 기울어 지도록 설치한다.

도 4 a에 도시된 바와 같이 상기 반사부재(220a, 220b, 230a, 230b), 집광부재(240 a, 240 b), 산란부재(250 a, 250 b)를 각각 좌우로 기울어지게 설치하면, 검사대상 기판(260) 상의 조사영역은 도 4 b에 도시된 바와 같이 기판의 가운데 부분에도 빛이 조사되기 때문에 하나의 조명에 의하여 일괄 조사되는 것처럼 검사자가 느끼게 된다. 따라서 검사 대상 LCD 유리 기판에 대한 일괄조사 효과가 있다.

그리고 상기 반사부재로 부터의 조명광을 집속하는 역할을 하는 집광부재가 상기 반사부재의 하부에 설치된다. 이때 집광부재로는 프레넬(fresnel) 렌즈가 사용되며, 이는 기판의 외관검사에 조도가 높은 집속광이 필요하기 때문에 산란광을 집속할 수 있는 프레넬렌즈를 사용하는 것이다. 본 실시예에서 상기 프레넬 렌즈는 그 크기가 1060×1400mm 인 것을 사용한다. 즉, 현재의 기술로 생산할 수 있는 최대 크기의 프레넬 렌즈를 절단하지 않고 그대로 사용하는 것이다. 다만, 상기 프레넬 렌즈의 크기는 상기 크기와 가로, 세로 모두 ±100mm 정도의 차이가 있더라도 본 발명의 검사장치에 사용하기에 바람직할 것이다. 이렇게 넓은 프레넬 렌즈를 사용함으로써 도 4 b에 도시된 바와 같이 기판의 가운데 부분을 중첩되게 조사하면서도 기판의 양끝 가장자리를 전부 조사할 수 있는 것이다. 다만, 도 4 b에서 확인할 수 있는 바와 같은, 검사대상 LCD 유리 기판상의 조사되지 않는 상하의 부위는, 종래의 대형기판 검사용 조명장치에 구비되어 있는 LCD 유리 기판 거치대의 구성장치 중 검사대상 LCD 유리 기판을 상하로 이동시킬 수 있는 구동장치를 이용하여 LCD 유리 기판을 상하로 이동시킴으로써 조사 및 검사가 가능해 진다. 따라서 종래의 검사장치보다 간편하게 즉, 검사대상 LCD 유리 기판을 상하로만 이동시킴으로써 대형 기판 전체를 검사할 수 있는 것이다.

또한 상기 프레넬 렌즈의 하부에는 산란부재로서 액정 산란판이 상기 프레넬 렌즈에 부착되어 좌우에 구비된다. 상기 액정 산란판은 도 2 a, b에 도시된 바와 같이 전원의 인가여부에 따라 빛을 산란시키기도 하고 그냥 통과시키기도 하므로 기판의 외관 검사에 산란광을 이용할 수 도 있고, 보통의 집속광을 이용할 수 도 있는 장점이 있기 때문에 사용된다. 상기 액정 산란판도 상기 집광부재에 부착되어 구비되므로 도 4 a에 도시된 바와 같이 좌우로 12°정도 기울어 지도록 구비된다.

본 발명에 의하면 대형 검사 기판에 대해서도 조사영역이 분리되지 않고, 일괄하여 조사되므로 기판의 외관검사 작업이 용이해지는 장점이 있다.

또한, 본 발명의 대형기판 검사용 조명장치는 광원 및 반사부재의 이동이 없이도 대형기판을 검사할 수 있으므로 종래의 대형기판 검사용 조명장치에서 광원 및 반사부재의 이동장치를 생략할 수 있으므로 대형기판 검사용 조명장치의 구조를 간단하게 할 수 있으며, 제작비도 절감 할 수 있는 장점이 있다.

따라서 본 발명은 점점 대형화 되고 있는 기판의 검사에 유용하게 사용될 수 있다.

도 1a는 종래의 대형기판 검사용 조명장치의 단면도이다.

도 1b는 종래의 대형기판 검사용 조명장치의 정면도이다.

도 2a는 대형기판 검사용 조명장치에 사용되는 액정산란판에 전압이 가해진 경우 빛이 통과되는 모습을 나타낸 도면이다.

도 2b는 대형기판 검사용 조명장치에 사용되는 액정산란판에 전압이 가해지지 않은 경우 빛이 통과되는 모습을 나타낸 도면이다.

도 3a는 종래의 대형기판 검사용 조명장치 중 2분할 조명장치의 단면도이다.

도 3b는 종래의 대형기판 검사용 2분할 조명장치에 의하여 조사되는 기판의 영역을 나타낸 도면이다.

도 3c는 종래의 대형기판 검사용 2분할 조명장치 중 광원 및 반사부재를 연동시킴으로써 조사되는 기판의 영역을 나타낸 도면이다.

도 4a는 본 발명의 대형기판 검사용 2분할 조명장치의 정면도이다.

도 4b는 본 발명의 대형기판 검사용 2분할 조명장치에 의하여 조사되는 기판의 영역을 나타낸 도면이다.

도 5a는 본 발명의 대형기판 검사용 3분할 조명장치의 정면도이다.

도 5b는 본 발명의 대형기판 검사용 3분할 조명장치에 의하여 조사되는 기판의 영역을 나타낸 도면이다.

Claims (6)

1. 왼쪽에 제 1 광원, 제 1 반사부재, 제 2 반사부재, 제 1 집광부재, 제 1 산란부재가 구비되고, 오른쪽에 제 2 광원, 제 3 반사부재, 제 4 반사부재, 제 2 집광부재, 제 2 산란부재가 구비되어 있는 대형기판 검사장치용 조명장치에 있어서,

   상기 제 1 광원, 제 1 반사부재, 제 2 반사부재, 제 1 집광부재, 제 1 산란부재는 오른쪽으로 소정각도 만큼 기울어지도록 구비되고, 상기 제 2 광원, 제 3 반사부재, 제 4 반사부재, 제 2 집광부재, 제 2 산란부재는 왼쪽으로 소정각도 기울어지도록 구비된 것을 특징으로 하는 대형기판 검사장치용 2분할 조명장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 소정각도는,

   10˚ ~ 15˚인 것을 특징으로 하는 대형기판 검사장치용 2분할 조명장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 제 1, 2 집광부재는,

   그 크기가 가로 1400±100mm, 세로 1060±100mm 인 프레넬(fresnel) 렌즈인 것을 특징으로 하는 대형기판 검사장치용 2분할 조명장치.
4. 왼쪽에 제 1 광원, 하나의 반사거울로 구성된 제 1 반사부재, 제 1 집광부재, 제 1 산란부재가 구비되고, 가운데에 제 2 광원, 하나의 반사거울로 구성된 제 2 반사부재, 제 2 집광부재, 제 2 산란부재가 구비되며, 오른쪽에 제 3 광원, 제 3 반사부재, 제 3 집광부재, 제 3 산란부재가 구비되어 있는 대형기판 검사장치용 조명장치에 있어서,

   상기 제 1 반사부재, 제 1 집광부재, 제 1 산란부재는 오른쪽으로 소정각도 만큼 기울어지도록 구비되고, 상기 제 3 반사부재, 제 3 집광부재, 제 3 산란부재는 왼쪽으로 소정각도 기울어지도록 구비된 것을 특징으로 하는 대형기판 검사장치용 3분할 조명장치.
5. 제4항에 있어서, 상기 소정각도는,

   10 ~ 15˚인 것을 특징으로 하는 대형기판 검사장치용 3분할 조명장치.
6. 제4항에 있어서, 상기 제 1, 2, 3 집광부재는,

   그 크기가 가로 790mm, 세로 1040mm 인 프레넬(fresnel) 렌즈인 것을 특징으로 하는 대형기판 검사장치용 3분할 조명장치.