KR20050104855A

KR20050104855A - 표시패널의 검사장치 및 검사방법

Info

Publication number: KR20050104855A
Application number: KR1020040030282A
Authority: KR
Inventors: 박동석
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2004-04-30
Filing date: 2004-04-30
Publication date: 2005-11-03

Abstract

표시패널의 검사장치 및 검사방법이 개시된다. 검사장치는 구동유닛, 촬상유닛, 결함추출유닛 및 판정유닛을 포함한다. 구동유닛은 표시패널이 영상을 표시하도록 표시패널에 구동신호를 제공하고, 촬상유닛은 표시패널을 통해 표시된 영상에 대한 검사화상을 취득한다. 결함추출유닛은 촬상유닛으로부터 취득된 검사화상을 기 설정된 기준화상과 비교하여 결함 정보를 추출한다. 판정유닛은 결함 정보와 표시패널의 기 설정된 기준 정보를 비교하여 표시패널의 양부를 판정한다. 따라서, 표시패널의 대한 검사를 자동화할 수 있다.

Description

표시패널의 검사장치 및 검사방법{INSPECTING APPARATUS AND METHOD OF INSPECTING THE DISPLAY PANEL}

본 발명은 검사장치 및 이의 구동방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 표시패널의 검사에 대한 자동화를 실현할 수 있는 검사장치 및 이의 구동방법에 관한 것이다.

일반적으로, 표시패널의 제조 과정에는 검사자가 육안으로 표시패널을 검사하는 과정이 수행된다. 표시패널은 영상을 표시한다는 특성 때문에 표시패널에 대한 검사는 검사자가 육안으로 확인하여 진행된다.

그러나, 검사자에 의해서 표시패널을 검사하게 되면 다음과 같은 문제가 발생한다.

첫 번째 문제는 검사자들마다 불량이라고 인식하는 기준에 차이가 발생하여 검사 기준에 대한 통일성을 확보할 수 없다는 것이다. 그 결과, 표시패널에 불량이 발생했음에도 불구하고 검사자의 오판으로 인하여 불량의 표시패널이 양품으로 분류되는 문제가 발생한다.

또한 두 번째 문제는 표시패널의 사이즈가 점차적으로 대형화되면서, 사람에 의존하는 검사에 미비점이 발생한다. 즉, 표시패널의 사이즈가 대형화되면 검사자가 잘못된 판단을 하는 경우 또는 검사자가 불량을 발견하지 못하는 경우가 증가한다. 또한, 육안으로 확인하게되면 대형 표시패널을 검사하는 시간이 증가된다. 이로써, 검사자에 대한 표시패널의 검출력은 표시패널의 사이즈가 대형화될수록 감소된다.

따라서, 본 발명의 목적은 표시패널에 대한 검사를 자동화시키기 위한 검사장치를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 상기한 표시패널을 검사하는데 적용되는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 특징에 따른 검사장치는,

표시패널에 대한 화상을 취득하는 촬상유닛, 상기 촬상유닛으로부터 취득된 화상에서 결함 정보를 추출하는 결함추출유닛, 및 상기 결함 정보와 상기 표시패널의 기 설정된 기준 정보를 비교하여 상기 표시패널의 양부를 판정하는 판정유닛을 포함한다.

본 발명의 다른 특징에 따른 표시패널의 검사방법은 검사하고자하는 표시패널에 대한 정보를 근거로 하여 상기 표시패널에 적절한 검사 환경을 설정하는 단계, 상기 표시패널을 촬영하여 상기 표시패널에 대한 화상을 획득하는 단계, 획득한 상기 화상을 근거로 하여 상기 표시패널의 결함 정보를 추출하는 단계, 및 상기 결함 정보를 근거로 하여 상기 표시패널의 양/부를 판정하는 단계를 포함한다.

이러한 검사장치 및 검사방법에 따르면, 표시패널에 대한 화상을 취득한 후 상기 화상에 근거하여 표시패널을 검사함으로써 표시패널에 대한 검사를 자동화할 수 있고, 그 결과 검사의 정확성을 향상시킬 수 있고 검사 시간을 단축시킬 수 있다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 검사장치의 블록도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 검사장치(1000)는 구동유닛(150), 촬상유닛(100), 결함추출유닛(200), 판정유닛(300), 표시유닛(400) 및 저장유닛(500)을 포함한다.

상기 구동유닛(150)은 검사하고자하는 LCD(Liquid Crystal Display)용 패널(10)에 구동신호를 인가한다. 상기 LCD용 패널(10)은 상기 구동신호에 응답하여 소정의 영상을 표시한다. 상기 촬상유닛(100)은 상기 LCD용 패널(10)을 통해 표시된 상기 영상을 촬상하여 검사화상(II)을 취득한다. 상기 결함추출유닛(200)은 상기 촬상유닛(100)으로부터 취득된 상기 검사화상(II)과 기 설정된 기준화상을 비교하여 결함정보(DI)를 추출한다. 상기 판정유닛(300)은 상기 결함추출유닛(200)으로부터의 상기 결함정보(DI)와 기 설정된 기준정보를 비교하여 상기 LCD용 패널(10)의 양부를 판정한다. 상기 표시유닛(400)은 상기 LCD용 패널(10)의 검사 결과를 검사자가 육안으로 확인할 수 있도록 표시한다. 상기 저장유닛(500)은 상기 LCD용 패널(10)에 대한 검사 결과를 저장한다.

이후 도면을 참조하여 도 1에 도시된 각 유닛에 대한 구체적인 설명을 하고자한다.

도 2는 도 1에 도시된 촬상유닛을 구체적으로 나타낸 도면이다.

도 2를 참조하면, 스테이지(50) 상에는 검사하고자 하는 다수의 LCD용 패널이 위치하고, 상기 촬상유닛(100)은 검사하고자하는 특정 LCD용 패널(10)의 상부에 위치한다. 상기 스테이지(50)는 특정 방향(DR1)으로 이동하면서, 상기 다수의 LCD용 패널을 상기 촬상유닛(100)과 순차적으로 대응시킨다. 상기 촬상유닛(100)은 대응하는 상기 LCD용 패널(10)을 통해 표시된 영상을 촬상하여 상기 영상에 대한 검사화상(II, 도 1에 도시됨)을 취득한다.

상기 촬상유닛(100)은 라인스캔 카메라(110)와 포커싱 렌즈(120)로 이루어진다. 상기 라인스캔 카메라(110)는 상기 LCD용 패널(10)의 제1 단부로부터 제2 단부까지 이동하면서 상기 LCD용 패널(10)을 1 라인 단위로 연속하여 촬상한다. 이후, 1 라인 단위로 촬상된 화상을 조합하여 상기 LCD용 패널(10)의 표면 전체에 대한 2차원의 상기 검사화상(II)을 출력한다. 여기서, 상기 LCD용 패널(10)은 활성 영역(AR) 및 비활성 영역(NAR)으로 구분되는데, 상기 촬상유닛(100)은 상기 LCD용 패널(10)의 활성 영역(AR)만을 촬상하도록 셋팅될 수 있다.

상기 포커싱 렌즈(120)는 상기 라인스캔 카메라(110)와 상기 LCD용 패널(10)과의 이격 거리(d1)가 셋팅된 이후에, 상기 LCD용 패널(10)을 통해 표시된 영상을 촬상하기 적절하게 상기 라인스캔 카메라(110)의 초점을 자동으로 조절한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 상기 화상 검사장치(1000)는 상기 라인스캔 카메라(110)의 위치를 조절하는 이송유닛(600)을 더 포함한다. 상기 화상 검사장치(1000)에 의해서 검사되는 상기 LCD용 패널(10)의 사양은 변화될 수 있기 때문에, 상기 화상 검사장치(1000)는 상기 이송유닛(600)을 더 구비한다. 상기 이송유닛(600)은 상기 LCD용 패널(10)의 사양에 따라서 상기 라인스캔 카메라(110)와 상기 LCD용 패널(10)의 이격 거리를 조정한다. 예를 들어, 상기 이송유닛(600)은 상기 LCD용 패널(10)의 사이즈가 증가하면 상기 이격 거리(d1)를 증가시키고, 상기 LCD용 패널(10)의 사이즈가 감소하면 상기 이격 거리(d1)를 감소시킨다. 이처럼, 상기 화상 검사장치(1000)는 상기 이송 유닛(600)을 더 구비함으로써, 상기 라인스캔 카메라(110)와 상기 LCD용 패널(10)의 이격 거리를 적절하게 조절할 수 있다.

도 2에서 상기 촬상유닛(100)은 상기 라인스캔 카메라(110)에 의해서 상기 LCD용 패널(10)을 1 라인 단위로 촬상한 후, 1 차원의 화상을 조합하여 2 차원의 검사화상(II)을 생성한다. 그러나 도면에 도시하지는 않았지만, 상기 촬상유닛(100)은 상기 LCD용 패널(10)에 형성된 패턴을 2 차원의 영상으로 촬상하는 카메라로 이루어질 수 있다. 또한, 카메라의 개수는 상기 LCD용 패널(10)의 사이즈에 비례하여 증가할 수 있다. 상기 촬상유닛이 다수의 카메라를 구비할 경우, 각 카메라는 지정된 상기 LCD용 패널(10)의 일부 영역을 촬상한다. 상기 촬상유닛(100)은 각 카메라에 의해서 촬상된 화상을 조합하여 상기 LCD용 패널(10) 전체에 대한 하나의 검사화상(II)을 획득할 수 있다.

상기 카메라는 상기 LCD용 패널(10)의 중심에 위치하여 상기 LCD용 패널(10)을 촬상할 수 있지만, 상기 LCD용 패널(10)의 중심으로부터 소정 각도로 기울어진 상태에서 상기 LCD용 패널(10)을 통해 표시된 영상을 촬상할 수 있다. 일반적으로, 사용자는 상기 LCD용 패널(10)의 중심과 동일한 위치에서 상기 LCD용 패널(10)을 바라보지 않고, 상기 LCD용 패널(10)의 중심으로부터 소정의 각도로 기울어진 위치에서 상기 LCD용 패널(10)을 바라본다. 따라서, 상기 카메라가 상기 LCD용 패널(10)의 중심으로부터 기울어진 상태에서 상기 LCD용 패널(10)을 통해 표시된 영상을 촬상함으로써, 상기 검사장치(1000)는 사용자의 위치에서 상기 LCD용 패널(10)을 검사할 수 있을 것이다.

다시 도 1을 참조하면, 상기 결함추출유닛(200)은 소정의 파라미터를 이용한 결함추출 알고리즘에 의해 상기 촬상유닛(100)으로부터의 상기 검사화상(II)과 기 설정된 기준화상을 비교하여 상기 결함정보(DI)를 추출한다. 즉, 상기 결함추출유닛(200)은 상기 검사화상(II)과 상기 기준화상을 일대일 비교한 후, 두 화상 사이에서 발생하는 휘도 차이를 근거로 하여 상기 LCD용 패널(10)에 대한 포인트성 결함(예를 들어 픽셀 결함), 라인성 결함 뿐만 아니라, 얼룩성 결함을 검출한다. 여기서, 상기 LCD용 패널(10)의 얼룩성 결함에 대한 결함정보는 얼룩의 사이즈 및 얼룩의 명암을 포함하고, 포인트성 결함에 대한 결함정보는 포인트의 개수, 직경 및 다른 포인트와의 인접 수준을 포함한다. 또한, 라인성 결함에 대한 결함정보는 라인의 길이 및 폭을 포함한다.

상기 결함추출유닛(200)은 결함을 정량화된 결함의 수준으로 나타내는 수준정보를 더 생성한다. 상기 수준정보는 세무(SEMI Mura Unit; SEMU) 값 또는 대비비로 나타낼 수 있다. 상기 세무는 얼룩의 계량단위이다. 상기 세무는 배경 화면과 얼룩 부분 사이의 대비비와 얼룩의 면적에 의해서 산출되며, 상기 세무의 측정은 암실에서 이루어진다. 또한, 배경 화면과 얼룩 부분 사이의 대비비는 배경을 100%으로 할 때, 얼룩 부분의 평균 대비비를 %로 나타낸 값이다. 여기서, 상기 세무 값이 클수록 결함의 수준은 높은 것이고, 상기 세무 값이 작을수록 결함의 수준은 낮은 것이다.

한편, 상기 결함추출유닛(200)의 결함의 추출감도는 상기 소정의 파라미터에 의해서 조절된다. 상기 소정의 파라미터는 상기 LCD용 패널(10)의 사양에 따라서 달라지는 상기 LCD용 패널(10)의 사이즈, 해상도 및 용도에 대한 정보로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 17인치의 LCD용 패널에서는 0.2mm 이상의 사이즈를 갖는 이물이 결함으로써 검출되는 반면에 40인치의 LCD용 패널에서는 0.5mm 이상의 사이즈를 갖는 이물이 결함으로써 검출된다. 이처럼, 상기 결함추출유닛(200)의 추출감도는 상기 LCD용 패널(10)의 사이즈가 증가할수록 감소한다.

상기 결함추출유닛(200)은 결함이 발생된 위치를 나타내는 위치 정보를 더 생성한다. 상기 위치정보는 결함이 발생된 위치에 해당하는 좌표로 표시된다.

도 3은 LCD용 패널에 발생된 결함의 위치를 좌표로 나타낸 도면이다.

도 3을 참조하면, 상기 LCD용 패널(10)에 형성된 결함의 위치는 좌표로 표시되고, 결함의 좌표(Pd)는 x 좌표(Xd)와 y 좌표(Yd)로 이루어진다. 여기서, x 좌표(Xd)은 기준 좌표(Ps)의 x 좌표(Xs)로부터의 x축 방향으로의 거리이고, y 좌표(Yd)는 상기 기준 좌표(Ps)의 y 좌표(Ys)로부터의 y축 방향으로의 거리이다. 결함이 발생된 위치를 나타내는 상기 위치정보는 이후에 결함을 리페어할 때 유용하게 이용될 수 있다.

다시 도 1을 참조하면, 상기 판정유닛(300)은 상기 결함정보(DI)와 기 설정된 기준정보를 비교하여 결함의 종류를 판단하는 동시에 상기 LCD용 패널(10)의 양부를 판정한다. 또한, 상기 판정유닛(300)은 판정된 결과를 검사자가 볼 수 있도록 상기 표시유닛(400)으로 전달한다.

도 4는 도 1에 도시된 표시유닛에 나타난 화면의 상태도이다.

도 1 및 도 4를 참조하면, 상기 표시유닛(400)은 화면의 우측 상단에 구비된 서브 표시창(SD) 및 상기 서브 표시창(SD)에 인접하여 구비되고 상기 서브 표시창(SD)보다 큰 메인 표시창(MD)을 포함한다.

상기 메인 표시창(MD)은 상기 LCD용 패널(10)을 통해 표시된 전체 영상에 대한 검사화상(II, 도 1에 도시됨)을 표시하고, 상기 서브 표시창(SD)은 상기 검사화상(II) 중에서 결함이 발생한 부분을 확대하여 표시한다. 상기 서브 표시창(SD)은 4 구역으로 분할되어 상기 제1 내지 제4 결함 화상(A1, A2, A3, A4)을 표시한다. 결함이 발생된 부분이 4개 이상이면, 상기 서브 표시창(SD)의 하부에 좌/우 화살표가 더 구비된다. 따라서, 검사자가 상기 좌/우 화살표를 클릭하면, 현재 화면에 표시된 상기 제1 내지 제4 결함 화상(A1 ~ A4) 이외의 결함 화상이 상기 서브 표시창(SD)을 통해 표시된다.

또한, 상기 표시유닛(400)의 화면에는 검사자가 상기 LCD용 패널(10)의 사양에 대한 정보를 입력할 수 있도록 마련된 입력창(I1), 상기 LCD용 패널(10)의 검사 결과를 표시하는 결과 표시창(RD), 상기 검사장치(1000)의 작업 상태를 표시하는 상태 표시창(WD) 및 상기 검사자가 상기 검사장치(1000)의 동작을 제어할 수 있도록 마련된 동작 제어창(CD)을 포함한다.

상기 입력창(I1)을 통해 상기 검사자가 입력할 수 있는 상기 LCD용 패널(10)의 사양에 대한 정보는 LCD용 패널(10)의 모델명, 사이즈, 해상도 및 용도에 대한 정보로 이루어진다. 상기 LCD용 패널(10)의 사양에 대한 정보는 여기서 제시하지 않은 기타 정보들을 더 포함할 수 있다. 상기 입력창(I1)을 통해 상기 검사자가 입력한 정보는 상기 결함검출유닛(200)의 추출감도를 조절하는데 이용될 뿐만 아니라, 상기 검사장치(1000)의 검사 환경을 설정하는데 이용된다.

상기 결과 표시창(RD)은 상기 LCD용 패널(10)의 결함 정보를 표시하는 데이터부(B1) 및 상기 판정유닛(300)으로부터 판정된 상기 LCD용 패널(10)의 양/부를 검사자가 육안으로 인식할 수 있도록 표시하는 양/부 표시부(B2)로 이루어진다. 상기 데이터부(B1)는 결함의 종류에 따른 결함의 정도를 수치적으로 표시한다. 상기 양/부 표시부(B2)는 상기 LCD용 패널(10)이 양품으로 판정될 때 'OK'를 표시하고, 상기 LCD용 패널(10)이 불량품으로 판정될 때 'NG'를 표시한다. 그러나, 상기 양/부 표시부(B2)는 글자로써 양/부를 표시할 뿐만 아니라 색으로 표시할 수 있다. 예를 들어, 상기 양/부 표시부(B2)는 상기 LCD용 패널(10)이 양품이면 초록색을 표시하고, 상기 LCD용 패널(10)이 불량품이면 빨간색을 표시하는 것이다.

상기 결과 표시창(RD) 아래에는 상기 결과 표시창(RD)에 표시된 상기 LCD용 패널(10)의 검사 결과를 저장부에 저장할 것인가를 상기 검사자가 선택할 수 있도록 마련된 저장 아이콘(SI)이 더 구비된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 검사장치(1000)는 저장유닛(500)을 더 구비하고, 상기 검사자가 상기 저장 아이콘(SI)을 클릭할 경우, 상기 저장유닛(500)은 상기 LCD용 패널(10)에 대한 검사 결과를 저장한다. 이후, 상기 검사장치(1000)는 상기 저장유닛(500)에 저장된 정보를 근거로하여 검사된 상기 LCD용 패널(10)의 검사 결과에 대한 통계를 산출할 수 있다.

한편, 상기 상태 표시창(WD)은 상기 검사장치(1000)의 작업 상태를 표시하여 상기 검사자가 상기 화상 검차장치(1000)의 작업 상태를 육안으로 인식할 수 있도록 한다. 상기 상태 표시창(WD)은 상기 검사장치(1000)의 작업 상태를 대기, 검사중 및 완료 상태로 구분하여 표시하는 상태 아이콘(C1) 및 상기 상태 아이콘(C1)에 일대일로 대응하여 현재 상기 검사장치(1000)의 작업 상태를 색으로써 보여주는 상태 램프(C2)로 이루어진다. 예컨대, 상기 검사장치(1000)가 대기 상태에 있다면, 상기 대기 상태 아이콘(C1)에 대응하는 상기 상태 램프(C2)에 초록색이 표시된다.

상기 동작 제어창(CD)은 초기화 아이콘(D1), 검사시작 아이콘(D2), 검사중지 아이콘(D3) 및 재가동 아이콘(D4)을 포함한다. 검사자는 상기 동작 제어창(CD)에 표시된 각종 아이콘을 선택하여 상기 검사장치(1000)의 동작을 제어할 수 있다. 여기서, 상기 검사자가 검사시작 아이콘(D2)을 클릭하면 상기 검사장치(1000)는 검사를 시작할 것이고, 상기 검사중지 아이콘(D3)을 클릭하면 상기 검사장치(1000)는 검사를 중지할 것이다. 또한, 상기 검사자가 상기 초기화 아이콘(D1)을 클릭하면 상기 검사장치(1000)는 초기 상태로 되돌아갈 것이고, 상기 재가동 아이콘(D4)을 클릭하면 종료된 상기 검사장치(1000)가 재가동될 것이다.

도 4에서는 상기 표시유닛(400)의 일 예를 도시한 것이고, 상기 표시유닛(400)은 도 4에 제시된 일 예에 한정되지 않고 다양하게 변형될 수 있다.

이후 도면을 참조하여 앞서 상술한 검사장치(1000)의 동작 과정을 구체적으로 설명하기로 한다.

도 5는 도 1에 도시된 검사장치의 동작 과정을 나타낸 순서도이고, 도 6은 도 5에 도시된 환경 설정 단계에서의 동작 과정을 나타낸 순서도이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 상기 검사장치(1000, 도 1에 도시됨)가 동작을 시작하면 상기 검사장치(1000)는 검사하고자하는 검사 대상(이하 LCD용 패널)(10, 도 1에 도시됨)에 대한 정보를 근거로 하여 상기 LCD용 패널(10)을 촬상하기에 적절한 환경을 설정한다(S510).

도 6에 도시된 바와 같이, 상기 환경을 설정하는 단계(S510)는 LCD용 패널(10)의 사양을 근거로 하여 지정된 위치에 상기 라인스캔 카메라(110, 도 2에 도시됨)를 이동시키는 단계(S511)를 포함한다. 상기 라인스캔 카메라(110)가 지정된 위치에 고정되면, 지정된 위치에서 상기 라인스캔 카메라(110)가 상기 LCD용 패널(10)을 촬상하기에 적절하게 초점을 조정한다(S512). 이후, 상기 라인스캔 카메라(110)의 입력 영상의 밝기와 기 설정된 기준 밝기가 같은가를 판단한다(S513). 판단 결과, 상기 라인스캔 카메라(110)의 입력 영상의 밝기와 기 설정된 기준 밝기가 같지 않으면, 다시 초점을 조정한다(S512). 반면에 입력 영상의 밝기와 상기 기준 밝기가 같으면, 이로써 상기 LCD용 패널(10)을 촬상하기에 적절한 환경이 설정이 완료되는 것이다.

다시 도 5를 참조하면, 상기 LCD용 패널(10)이 표시면을 통해 소정의 영상을 표시하도록 상기 LCD용 패널(10)에 구동신호를 인가한다(S520). 다음, 상기 LCD용 패널(10)을 통해 표시된 상기 영상을 촬상하여 상기 영상에 대한 검사화상을 획득한다(S530). 이후, 획득한 상기 검사화상과 기 설정된 기준화상을 비교한 후 두 화상 사이에서 발생하는 휘도 차이를 근거로 하여 결함 정보를 추출한다(S540).

다음, 추출된 상기 결함 정보를 근거로 하여 상기 LCD용 패널(10)의 양/부를 판정한다(S550). 이후, 결함 정보 및 상기 LCD용 패널(10)의 양/부 판정 결과를 상기 검사자가 육안으로 확인할 수 있도록 화면에 표시한다(S560). 이때, 상기 검사장치(1000)는 상기 검사자의 선택에 의해서 검사 결과를 저장할 수도 있다(미도시).

이후, 상기 검사장치(1000)는 상기 검사자의 선택에 의해서 검사를 계속 진행할 지의 여부를 결정한다(S570). 상기 검사자가 검사를 계속 진행하고자 한다면, 상기 검사장치(1000)는 검사 대상에 따라 검사 환경을 설정하는 단계(S510)로부터 다시 진행한다. 반면에 상기 검사자가 검사를 계속 진행하기를 원하지 않는다면, 상기 검사장치(1000)는 검사를 종료한다.

이하, 도면을 참조하여 상기 검사장치(1000)의 각종 실험 결과를 설명하기로 한다.

도 7은 얼룩성 결함이 나타난 화상을 나타낸 도면이고, 도 8a 및 도 8b는 도 8에 도시된 얼룩성 결함에 대한 재연성을 실험한 결과를 나타낸 도면들이다.

도 7을 참조하면, 한 픽셀의 크기가 0.13mm × 0.13mm일 때, LCD용 패널(10, 도 1에 도시됨)을 통해 표시된 영상에 대한 제1 검사화상(11)에는 24×24 픽셀 크기를 갖는 얼룩성 결함(BD)이 나타났다. 상기 얼룩성 결함(BD)이 발생된 부분을 제외한 배경 화면(BS)의 밝기가 128 계조로 고정된 상태에서, 상기 얼룩성 결함(BD)의 밝기는 129 계조, 130 계조, 131 계조, 132 계조 및 133 계조로 변화된다. 이때, 상기 얼룩성 결함(BD)의 밝기가 변화됨에 따른 대비비 및 세무 값의 변화를 측정하여 도 8a 및 도 8b에 나타냈다.

도 8a를 참조하면, x 축은 측정 횟수를 나타내고, y축은 대비비를 나타낸다. 여기서, 상기 대비비는 상기 제1 검사화상(11)에 나타난 상기 얼룩성 결함(BD)의 밝기와 배경 화면(BS)의 밝기의 비율로 정의된다. 상기 배경 화면(BS)의 밝기가 일정한 상태에서 상기 얼룩성 결함(BD)의 밝기가 증가하면 상기 대비비가 증가하고, 상기 얼룩성 결함(BD)의 밝기가 감소하면 상기 대비비는 감소한다.

도 8a에서, 제1 그래프(G1)는 얼룩성 결함(BD)의 밝기가 129 계조를 가질 때 측정 횟수에 따른 대비비를 나타내고, 제2 그래프(G2)는 상기 얼룩성 결함(BD)의 밝기가 130 계조를 가질 때 측정 횟수에 따른 대비비를 나타낸다. 제3 그래프(G3)는 상기 얼룩성 결함(BD)의 밝기가 131 계조를 가질 때 측정 횟수에 따른 대비비를 나타내며, 제4 그래프(G4)는 상기 얼룩성 결함(BD)의 밝기가 132 계조를 가질 때 측정 횟수에 따른 대비비를 나타낸다. 또한, 제5 그래프(G5)는 상기 얼룩성 결함(BD)의 밝기가 133 계조를 가질 때 측정 횟수에 따른 대비비를 나타낸다.

상기 제1 내지 제5 그래프(G1 ~ G5)에서 나타난 바와 같이, 대비비는 상기 얼룩성 결함(BD)의 밝기가 높은 계조를 가질수록 높게 나타났다. 그러나, 5회 반복하여 상기 얼룩성 결함(BD)의 대비비를 측정한 결과, 대비비는 측정 횟수와는 상관없이 일정하게 나타났다.

도 8b를 참조하면, x 축은 측정 횟수를 나타내고, y축은 세무 값을 나타낸다. 세무 값에 대해서는 앞부분에서 정의하였기 때문에 생략한다. 도 8b에서, 제6 그래프(G6)는 상기 얼룩성 결함(BD)의 밝기가 129 계조를 가질 때 측정 횟수에 따른 세무 값을 나타내고, 제7 그래프(G7)는 상기 얼룩성 결함(BD)의 밝기가 130 계조를 가질 때 측정 횟수에 따른 세무 값을 나타낸다. 제8 그래프(G8)는 상기 얼룩성 결함(BD)의 밝기가 131 계조를 가질 때 측정 횟수에 따른 세무 값을 나타내며, 제9 그래프(G9)는 상기 얼룩성 결함(BD)의 밝기가 132 계조를 가질 때 측정 횟수에 따른 세무 값을 나타낸다. 또한, 제10 그래프(G10)는 상기 얼룩성 결함(BD)의 밝기가 133 계조를 가질 때 측정 횟수에 따른 세무 값을 나타낸다.

상기 제6 내지 제10 그래프(G6 ~ G10)에서 나타난 바와 같이, 세무 값은 상기 얼룩성 결함(BD)의 밝기가 높은 계조를 가질수록 높게 나타났다. 그러나, 5회 반복하여 상기 얼룩성 결함(BD)의 세무 값을 측정한 결과, 세무 값은 측정 횟수와는 상관없이 일정하게 나타났다.

도 9는 포인트성 결함이 발생한 검사화상을 나타낸 도면이고, 도 10a 및 도 10b는 포인트성 결함의 안정성을 실험한 결과를 나타낸 도면들이다.

도 9를 참조하면, LCD용 패널(10)에 대한 제2 검사화상(12)에는 2×2 픽셀 크기를 갖는 제1 내지 제5 포인트성 결함(PD1, PD2, PD3, PD4, PD5)이 나타났다. 여기서, 한 픽셀의 크기는 0.1mm×0.1mm로 정의된다. 상기 제1 내지 제5 포인트성 결함(PD1 ~ PD5)이 발생된 부분을 제외한 배경 화면(BS)의 밝기는 256 계조로 나타난다. 이때, 상기 제1 내지 제5 포인트성 결함(PD1 ~ PD5)은 배경 화면(BS)의 256 계조로부터 각각 4%, 6%, 8%, 10% 및 15%의 음의 편차를 갖는 계조로 나타난다. 즉, 음의 편차가 크다는 것은 상기 배경 화면(BS)의 256 계조보다 상대적으로 작다는 것을 의미하므로, 상기 제1 포인트성 결함(PD1)으로부터 상기 제5 포인트성 결함(PD5)으로 진행할수록 결함의 농도는 점차적으로 낮아진다.

여기서, 상기 제1 내지 제5 포인트성 결함(PD1 ~ PD5)에 대한 대비비 및 세무 값을 측정하여 도 10a 및 도 10b에 나타냈다. 상기 제1 내지 제5 포인트성 결함(PD1 ~ PD5)의 계조는 상기 배경 화면(BS)의 계조보다 낮기 때문에, 도 10a 및 도 10b에서 상기 제1 내지 제5 포인트성 결함(PD1 ~ PD5)에 대한 대비비 및 세무 값은 음의 값을 가진다.

도 10a를 참조하면, x 축은 측정 횟수를 나타내고, y축은 대비비를 나타낸다. 제11 그래프(G11)는 상기 제1 포인트성 결함(PD1)에 대한 측정 횟수에 따른 대비비를 나타내고, 제12 그래프(G12)는 상기 제2 포인트성 결함(PD2)에 대한 측정 횟수에 따른 대비비를 나타낸다. 제13 그래프(G13)는 제3 포인트성 결함(PD3)에 대한 측정 횟수에 따른 대비비를 나타내며, 제14 그래프(G14)는 제4 포인트성 결함(PD4)에 대한 측정 횟수에 따른 대비비를 나타낸다. 또한, 제15 그래프(G15)는 제5 포인트성 결함(PD5)에 대한 측정 횟수에 따른 대비비를 나타낸다.

상기 제11 내지 제15 그래프(G11 ~ G15)에서 나타난 바와 같이, 대비비는 제1 포인트성 결함(PD1)으로부터 제5 포인트성 결함(PD5)으로 갈수록 높게 나타났다. 그러나, 4회 반복하여 상기 제1 내지 제5 포인트성 결함(PD1 ~ PD5) 각각의 대비비를 측정한 결과, 대비비는 측정 횟수와는 상관없이 일정하게 나타났다.

도 10b를 참조하면, x 축은 측정 횟수를 나타내고, y축은 세무 값을 나타낸다. 또한, 제16 그래프(G16)는 제1 포인트성 결함(PD1)에 대한 측정 횟수에 따른 세무 값을 나타낸다. 제17 그래프(G17)는 제2 포인트성 결함(PD2)에 대한 측정 횟수에 따른 세무 값을 나타낸다. 제18 그래프(G18)는 제3 포인트성 결함(PD3)에 대한 측정 횟수에 따른 세무 값을 나타낸다. 제19 그래프(G19)는 제4 포인트성 결함(PD4)에 대한 측정 횟수에 따른 세무 값을 나타낸다. 또한, 제20 그래프(G20)는 제5 포인트성 결함(PD5)에 대한 측정 횟수에 따른 세무 값을 나타낸다.

상기 제16 내지 제20 그래프(G16 ~ G20)에서 나타난 바와 같이, 세무 값은 제1 포인트성 결함(PD1)으로부터 제5 포인트성 결함(PD5)으로 갈수록 높게 나타났다. 그러나, 4회 반복하여 상기 제1 내지 제5 포인트성 결함(PD1 ~ PD5)의 세무 값을 측정한 결과, 세무 값은 측정 횟수와는 상관없이 일정하게 나타났다.

도 11a 내지 도 11c는 촬상유닛과 LCD용 패널의 이격 거리에 대한 신뢰성 실험 결과를 나타낸 도면들이다. 단, 도 11a 내지 도 11c는 촬상유닛(100, 도 2에 도시됨)과 LCD용 패널(10, 도 2에 도시됨)의 이격 거리(d1)가 30mm 정도 증가했을 경우, R, G, B 픽셀에 대한 결함의 검출 결과를 나타낸다. 또한, 도 11a 내지 도 11c에서 가는선(L1)은 30% 이하의 결함이 발생된 픽셀을 나타내고, 굵은선(L2)은 30% 이상의 결함이 발생된 픽셀을 나타낸다.

도 11a를 참조하면, 상기 이격 거리(d1)가 30mm 정도 증가하더라도, 상기 LCD용 패널(10)에 존재하는 다수의 R 픽셀 중에서 결함이 발생된 부분의 면적이 상기 R 픽셀들 각각의 전체 면적의 30% 이상인 R 결함 픽셀이 검출된다. 일반적으로, 결함의 면적이 전체 면적의 50% 이상이면 픽셀 불량으로 판명된다. 여기서, 30mm 정도 상기 이격 거리(d1)가 틀어짐에도 불구하고 상기 검사장치(1000, 도 1에 도시됨)는 전체 면적의 30% 이상인 R 결함 픽셀을 검출할 수 있다.

도 11b를 참조하면, 상기 이격 거리(d1)가 30mm 정도 증가하더라도, 상기 LCD용 패널(10)에 존재하는 다수의 G 픽셀 중에서 결함이 발생된 부분의 면적이 상기 G 픽셀들 각각의 전체 면적의 30% 이상인 G 결함 픽셀이 검출된다. 즉, 30mm 정도 상기 이격 거리(d1)가 틀어짐에도 불구하고 상기 검사장치(1000)는 전체 면적의 30% 이상인 G 결함 픽셀을 검출할 수 있다.

도 11c를 참조하면, 상기 이격 거리(d1)가 30mm 정도 증가하더라도, 상기 LCD용 패널(10)에 존재하는 다수의 B 픽셀 중에서 결함이 발생된 부분의 면적이 상기 B 픽셀들 각각의 전체 면적의 30% 이상인 B 결함 픽셀이 검출된다. 즉, 30mm 정도 상기 이격 거리(d1)가 틀어짐에도 불구하고 상기 검사장치(1000)는 전체 면적의 30% 이상인 B 결함 픽셀을 검출할 수 있다.

결과적으로, 상기 검사장치(1000)는 픽셀 불량을 판명하는데 지장을 주지않을 수 있는 상기 이격 거리(d1)의 오차 범위를 가진다.

도 12는 LCD용 패널에 결함이 발생한 위치를 나타낸 도면이다. 도 13a는 도 12에 도시된 결함 위치에 따른 결함 밝기별 대비비를 나타낸 그래프이고, 도 13b는 도 12에 도시된 결함 위치에 따른 세무 값을 나타낸 그래프이다.

도 12를 참조하면, LCD용 패널(10)에 대한 제3 검사화상(13)에는 서로 다른 위치에 있는 제1 내지 제9 결함(DF1, DF2, DF3, DF4, DF5, DF6, DF7, DF8, DF9)이 발생했다. 상기 제1 결함(DF1)은 상기 화상(13)의 중심에 위치하고, 상기 제2 결함(DF2)은 상기 제1 결함(DF1)의 좌측에 위치하며, 상기 제3 결함(DF3)은 상기 제1 결함(DF1)의 우측에 위치한다. 또한, 상기 제4 결함(DF4)은 상기 제1 결함(DF1)의 상부에 위치하고, 상기 제5 결함(DF5)은 상기 제2 결함(DF2)의 상부에 위치하며, 상기 제6 결함(DF6)은 상기 제3 결함(DF3)의 상부에 위치한다. 상기 제7 결함(DF7)은 상기 제1 결함(DF1)의 하부에 위치하고, 상기 제8 결함(DF8)은 상기 제2 결함(DF2)의 하부에 위치하며, 상기 제9 결함(DF9)은 상기 제3 결함(DF3)의 하부에 위치한다.

도 13a에서 제시한 제21 그래프(G21)에 나타난 바와 같이, 상기 제1 내지 제9 결함(DF1 ~ DF9)의 밝기가 129 계조이고 상기 배경 화면(BS3)의 밝기가 128 계조인 경우, 대비비는 0.01 ~ 0.02 사이에서 거의 일정하게 유지됐다. 또한 제22 그래프(G22)에 제시된 바와 같이, 상기 제1 내지 제9 결함(DF1 ~ DF9)의 밝기가 133 계조이고 상기 배경화면(BS3)의 밝기가 128 계조인 경우, 대비비는 0.08 ~ 0.09 사이에서 거의 일정하게 유지됐다. 제23 그래프(G23)에 도시된 바와 같이, 상기 제1 내지 제9 결함(DF1 ~ DF9)의 밝기가 148 계조이고 상기 배경화면(BS3)의 밝기가 128 계조인 경우, 대비비는 0.17 ~ 0.19 사이에서 거의 일정하게 유지됐다.

결과적으로, 결함이 발생된 위치에 상관없이 상기 제1 내지 제9 결함(DF1 ~ DF9)의 밝기와 배경화면(BS3) 밝기의 대비비는 거의 일정하게 나타났다. 따라서, 제1 내지 제9 결함(DF1 ~ DF9)의 밝기는 위치에 상관없이 안정성을 유지한다는 것을 알 수 있다.

도 13b를 참조하면, 제24 그래프(G24)는 상기 제1 내지 제9 결함(DF1 ~ DF9)의 밝기가 129 계조이고, 상기 배경화면(BS3)의 밝기가 128 계조인 경우 상기 제1 내지 제9 결함(DF1 ~ DF9)에 대한 세무 값을 나타낸다. 상기 제24 그래프(G24)에 나타난 바와 같이, 상기 제1 내지 제9 결함(DF1 ~ DF9)에 대한 세무 값은 0 ~ 2 사이에서 거의 일정하게 유지됐다.

제25 그래프(G25)는 상기 제1 내지 제9 결함(DF1 ~ DF9)의 밝기가 133 계조이고, 상기 배경화면(BS3)의 밝기가 128 계조인 경우 상기 제1 내지 제9 결함(DF1 ~ DF9)에 대한 세무 값을 나타낸다. 상기 제25 그래프(G25)에 제시된 바와 같이, 상기 제1 내지 제9 결함(DF1 ~ DF9)에 대한 세무 값은 6 ~ 8 사이에서 거의 일정하게 유지됐다.

제26 그래프(G26)는 상기 제1 내지 제9 결함(DF1 ~ DF9)의 밝기가 148 계조이고, 상기 배경화면(BS3)의 밝기가 128 계조인 경우 상기 제1 내지 제9 결함(DF1 ~ DF9)에 대한 세무 값을 나타낸다. 상기 제26 그래프(G26)에 제시된 바와 같이, 상기 제1 내지 제9 결함(DF1 ~ DF9)에 대한 세무 값은 13 ~ 15 사이에서 거의 일정하게 유지됐다.

결과적으로, 상기 제1 내지 제9 결함(DF1 ~ DF9)이 발생된 위치에 상관없이 상기 제1 내지 제9 결함(DF1 ~ DF9)의 정도를 나타내는 세무 값은 거의 일정하게 나타났다. 따라서, 상기 제1 내지 제9 결함(DF1 ~ DF9)의 정도는 위치에 상관없이 안정성을 유지한다는 것을 알 수 있다.

이와 같은 검사장치 및 이의 구동방법에 따르면, LCD용 패널을 통해 표시된 영상에 대한 검사화상을 취득한 후 상기 검사화상과 기준화상을 비교하여 상기 LCD용 패널에 대한 결함 정보를 추출하고, 결함 정보를 근거로 하여 LCD용 패널의 양부를 판정한다.

이처럼, LCD용 패널에 대한 검사를 자동화함으로써 육안 검사에 대한 검사자별 변별력의 차이를 극복할 수 있고, 그 결과 LCD용 패널에 대한 검사의 정확성을 확보할 수 있다.

또한, 상기 검사장치는 LCD용 패널의 사이즈에 대해서 적응력을 가짐으로써 LCD용 패널의 사이즈가 증가하더라도 검출력을 향상시킬 수 있고 검사 시간을 단축시킬 수 있다.

이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 검사장치의 블록도이다.

도 5는 도 1에 도시된 검사장치의 동작 과정을 나타낸 순서도이다.

도 6은 도 5에 도시된 환경 설정 단계에서의 동작 과정을 나타낸 순서도이다.

도 7은 얼룩성 결함이 나타난 화상을 나타낸 도면이다.

도 8a 및 도 8b는 도 7에 도시된 얼룩성 결함에 대한 재연성을 실험한 결과를 나타낸 도면들이다.

도 9은 포인트성 결함이 발생한 화상을 나타낸 도면이다.

도 10a 및 도 10b는 도 9에 도시된 포인트성 결함의 안정성을 실험한 결과를 나타낸 도면들이다.

도 11a 내지 도 11c는 촬상유닛과 LCD용 패널의 이격 거리에 대한 신뢰성 실험 결과를 나타낸 도면들이다.

도 12는 LCD용 패널에 결함이 발생한 위치를 나타낸 도면이다.

도 13a는 도12에 도시된 결함 위치에 따른 결함 밝기별 대비비를 나타낸 그래프이다.

도 13b는 도 12에 도시된 결함 위치에 따른 세무 값을 나타낸 그래프이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10 : LCD용 패널 50 : 스테이지

100 : 촬상유닛 110 : 라인스캔 카메라

120 : 자동 포커싱 렌즈 150 : 구동유닛

200 : 결함추출유닛 300 : 판정유닛

400 : 표시유닛 500 : 저장유닛

600 : 이송유닛 1000 : 검사장치

Claims

표시패널에 영상이 표시되도록 상기 표시패널에 구동신호를 제공하는 구동유닛;

상기 표시패널을 통해 표시된 상기 영상을 촬상하여 검사 화상을 취득하는 촬상유닛;

상기 촬상유닛으로부터 취득된 상기 검사 화상과 기 설정된 기준 화상을 비교하여 결함 정보를 추출하는 결함추출유닛; 및

상기 결함 정보와 상기 표시패널의 기 설정된 기준 정보를 비교하여 상기 표시패널의 양부를 판정하는 판정유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 검사장치.
제1항에 있어서, 상기 촬상유닛은,

상기 표시패널을 통해 표시된 영상을 촬상하는 카메라; 및

상기 카메라의 초점을 조정하는 초점조정렌즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 검사장치.
제2항에 있어서, 상기 카메라는 상기 표시패널을 1 라인단위로 연속 촬상하여 2차원의 상기 검사화상으로 획득하는 라인스캔 카메라인 것을 특징으로 하는 검사장치.
제2항에 있어서, 상기 초점조정렌즈는 상기 카메라로 입력되는 상기 표시패널에 대한 화상의 밝기에 응답하여 상기 초점을 조절하는 것을 특징으로 하는 검사장치.
제2항에 있어서, 상기 표시패널의 사이즈에 따라서 상기 촬상유닛을 지정된 위치로 이동시키는 이동유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 검사장치.
제5항에 있어서, 상기 이동유닛은 상기 표시패널의 사이즈에 비례하여 상기 촬상유닛과 상기 표시패널과의 이격 거리를 조정하는 것을 특징으로 하는 검사장치.
제2항에 있어서, 상기 표시패널은 상기 영상을 표시하는 활성 영역 및 활성 영역에 인접하는 비활성 영역으로 이루어지고,

상기 촬상유닛은 상기 표시패널의 상기 활성 영역만을 촬상하는 것을 특징으로 하는 검사장치.
제1항에 있어서, 상기 결함추출유닛은 상기 검사 화상과 상기 기준 화상과의 휘도 차이를 근거로 하여 상기 영상에 나타난 얼룩성 결함에 대한 제1 결함정보, 상기 표시패널의 포인트성 결함에 대한 제2 결함정보 및 상기 표시패널의 라인성 결함에 대한 제3 결함정보를 추출하는 것을 특징으로 하는 검사장치.
제8항에 있어서, 상기 제1 결함정보는 상기 얼룩의 사이즈 또는 명암을 포함하고, 상기 제2 결함정보는 상기 포인트의 개수, 직경 또는 각 포인트의 인접수준을 포함하며, 상기 제3 결함정보는 상기 라인의 길이 또는 폭을 포함하는 것을 특징으로 하는 검사장치.
제1항에 있어서, 상기 결함이 발생한 화상을 표시하는 표시유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 검사장치.
제10항에 있어서, 상기 표시유닛은,

상기 검사화상을 전체적으로 표시하는 메인 표시창;

상기 검사화상 중에서 결함이 발생한 부분을 확대하여 표시하는 서브 표시창;

상기 검사 결과를 표시하는 결과 표시창; 및

상기 검사장치의 동작 상태를 표시하는 상태 표시창을 포함하는 것을 특징으로 하는 검사장치.
제11항에 있어서, 상기 결과 표시창은 상기 결함 정보를 표시하는 데이터부 및 상기 표시패널의 양/부 판정 결과를 표시하는 양/부 표시부를 포함하는 것을 특징으로 하는 검사장치.
제11항에 있어서, 상기 표시유닛은,

검사자가 상기 표시패널에 대한 정보를 입력하도록 마련된 입력창; 및

상기 검사자가 상기 검사장치의 동작을 제어하도록 마련된 동작 제어창을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 검사장치.
제13항에 있어서, 상기 동작 제어창은 검사시작 아이콘, 검사중지 아이콘, 검사초기화 아이콘 및 검사재가동 아이콘을 포함하는 것을 특징으로 하는 검사장치.
검사하고자하는 표시패널에 대한 정보를 근거로 하여 상기 표시패널에 적절한 검사 환경을 설정하는 단계;

상기 표시패널이 영상을 표시하도록 상기 표시패널에 구동신호를 인가하는 단계;

상기 표시패널을 통해 표시된 상기 영상을 촬상하여 상기 검사화상을 획득하는 단계;

상기 표시패널을 촬상하여 상기 표시패널에 대한 화상을 획득하는 단계;

획득한 상기 검사화상과 기 설정된 기준화상을 비교하여 결함 정보를 추출하는 단계; 및

상기 결함 정보와 상기 표시패널의 기 설정된 기준 정보를 비교하여 상기 표시패널의 양/부를 판정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시패널의 검사방법.
제15항에 있어서, 상기 결함 정보는 상기 검사 화상과 상기 기준 화상과의 휘도 차이를 근거로 하여 추출되는 것을 특징으로 하는 표시패널의 검사방법.
제15항에 있어서, 검사 환경을 설정하는 단계는,

상기 정보를 근거로 하여 지정된 위치에 상기 표시패널을 촬상하는 카메라를 이동시키는 단계;

상기 카메라가 지정된 위치에 고정된 상태에서 카메라의 초점을 조정하는 단계; 및

상기 카메라로 입력된 영상의 밝기와 기 설정된 기준 밝기를 비교하여 카메라의 초점을 적절하게 조정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시패널의 검사방법.
제15항에 있어서, 상기 결함 정보 및 상기 표시패널의 양/부 판정 결과를 검사자가 육안으로 확인할 수 있도록 표시하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시패널의 검사방법.