KR20060023105A - 액정패널의 외관 검사장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 액정패널의 외관 검사장치는, 조명조건을 여러 가지 바꿈으로써 액정패널의 상처나 먼지를 확실하게 촬영할 수 있도록 하기 위한 것이다. 또한 패널 반전장치를 고안함으로써, 반송장치를 1대로 끝냄과 동시에, 반전작업 사이에도 반송장치를 이용할 수 있도록 한다. 반송장치(16)를 이용하여 액정패널(36)을 프리얼라인먼트부(12)로부터 검사부(14)로 반송한다. 검사위치에 있는 액정패널(36)에 조명장치로부터 빛을 조사하여 촬상장치(98)로 촬영한다. 조명장치로는, 촬상방향에 평행한 방향으로부터 빛을 조사하는 동축 조명장치(88)와, 촬상방향에 대하여 경사진 방향으로부터 빛을 조사하는 사광 조명장치(90)와, 액정패널의 배면으로부터 빛을 조사하는 백라이트 장치(84)가 있다. 액정패널의 4측면의 영상은 반사거울(62)을 통하여 촬영할 수 있다. 반송장치(16)와는 독립한 반전장치(60)를 이용하여 액정패널(36)을 반전시킬 수 있고, 액정패널(36)의 양면의 촬영이 가능해진다.

액정패널, 외관 검사장치, 조명장치, 촬상장치, 반전장치

Description

액정패널의 외관 검사장치{Apparatus For Inspecting External Appearance Of Liquid Crystal Panel}

도1은 본 발명의 외관 검사장치의 한 실시예의 전체 구성을 나타내는 사시도이다.

도2는 도1에 나타낸 외관 검사장치의 평면도이다.

도3은 반송장치의 사시도이다.

도4는 카세트 스테이지부의 사시도이다.

도5는 프리얼라인먼트부의 사시도이다.

도6은 프리얼라인먼트부와 반송장치를 나타내는 측면도이다.

도7은 검사부의 사시도이다.

도8은 흡착 반전기구의 사시도이다.

도9는 흡착 반전기구와 패널 지지부의 두 상태를 나타내는 측면도이다.

도10은 패널 지지부의 단면도이고, 도2의 A-A선 단면도이다.

도11은 흡착 반전기구와 패널 리프터의 일련의 동작을 나타내는 단면도이고, 도2의 A-A선으로 절단한 단면의 일부이다.

도12는 검사부에서의 워크 테이블 위의 구조와 사광 조명장치를 나타내는 사 시도이다.

도13은 동축 조명장치와 셔터를 나타내는 사시도이다.

도14는 검사부의 측면 단면도이고, 도2의 B-B선 단면도이다.

도15는 도14에 나타낸 검사부의 다른 조명상태를 나타내는 측면 단면도이다.

도16은 촬상장치에서 얻어지는 영상의 외형을 나타내는 영상도이다.

도17은 촬상장치의 영상예의 일부를 확대하여 나타낸 것이다.

도18은 흡착 반전기구에서 반송장치로의 액정패널의 수도(受渡)를 나타내는 측면도이다.

* 도면의 주요 부호에 대한 설명 *

10: 카세트 스테이지부 12: 프리얼라인먼트(pre-alignment)부

14: 검사부 16: 반송(搬送)장치

32: 반송 암(arm) 34: 흡착 패드

36: 액정패널 48: 프리얼라인먼트 테이블

50: 패널 지지대 52: 패널 크램프(clamp)

58: 패널 지지부 60: 흡착 반전기구

62: 반사거울 66: 이동체

68: 회전 액츄에이터(actuator) 70: 반전(反轉) 암

72: 흡착 패드 80: 확산판

82: 패널 리프터(lifter) 84: 백라이트 장치

86: 검사대 88: 동축(同軸) 조명장치

90: 사광(斜光) 조명장치 92: 조명 박스

94: 셔터 96: 하프 밀러

98: 촬상(撮像)장치 104: 사광 램프

발명의 분야

본 발명은 액정패널의 외관을 검사하는 외관 검사장치에 관한 것이다.

발명의 배경

액정패널의 검사에는, 패널이 정상으로 동작하는지 아닌지의 소위 점등검사 외에, 패널에 상처가 존재하지 않는지, 패널에 먼지가 부착해 있지 않는지 등을 조사하는 외관 검사가 있다. 외관 검사장치로는, 점등상태 또는 비점등상태의 액정패널의 윗면에 조명광을 조사하여, 그 패널을 작업자가 육안으로 검사하는, 소위 육안 외관 검사장치와, 그 패널을 텔레비전 카메라로 촬영하고, 그 텔레비전 카메라의 출력신호를 컴퓨터로 처리하는, 소위 자동 외관 검사장치가 생각되어져, 그들이 다음의 특허문헌 1에서 제안되어 있다.

특허문헌 1 : 일본 특개평10-227721호 공보

상술한 특허문헌 1에 개시된 외관 검사장치는, 액정패널의 표면에 대하여 경사방향에서 조명광을 조사하고, 액정패널의 바로 위에 배치한 촬상장치로 액정패널의 영상을 촬영하고 있다. 상기 외관 검사장치는, 액정패널에 대하여 경사방향에서 빛을 비추는 타입의 조명장치만을 이용하여 외관 검사를 하고 있기 때문에, 액정패널의 상처나 먼지의 존재위치나 그 상태에 따라서는 이들의 존재를 간과할 우려가 있다.

그래서 이 문제를 해결하기 위해, 본건 출원의 출원인은 타사와의 공동출원에 의해 조명상태를 고안하고, 게다가 복수의 액정패널의 외관 검사를 자동화한 발명을 특허출원하였다(일본 특허출원 제2003-166551호. 이하, 선원이라 한다). 이 선원 발명은, 본건 출원 시점에서는 공지되지 않았지만, 본건 출원의 발명과 관련이 깊기 때문에, 그 구성에 대해서 간단하게 언급한다. 선원의 외관 검사장치는, 외관 검사용 조명수단으로서, 동축 조명장치(액정패널의 위쪽에서 빛을 조사하는 것)와 사광(斜光) 조명장치(액정패널의 표면에 대하여 경사방향에서 빛을 조사하는 것)와 백라이트 장치를 갖추고 있다. 이에 의해, 액정패널의 조명상태를 여러 가지 바꿀 수 있고, 액정패널의 상처나 먼지를 확실하게 촬영할 수 있도록 되어 있다. 또 액정패널의 반전장치를 갖추고 있고, 액정패널의 제1면의 외관 검사를 하면, 그 반대쪽의 제2면을 계속해서 자동적으로 검사할 수 있도록 되어 있다. 상기 반전장 치는, 액정패널을 프리얼라인먼트부에서 검사부까지 반송하기 위한 2대의 반송장치에 의해 구성되어 있다. 즉, 검사위치에 있는 액정패널을 한쪽 반송장치에서 흡착하고, 이것을 다른쪽 반송장치로 건네고 나서 검사위치로 되돌아감으로써, 액정패널의 반전을 실현하고 있다.

본 발명은, 기본적으로는 상술한 특허문헌 1의 외관 검사장치의 문제점을 해결하는 것이고, 그 목적은, 액정패널의 조명조건을 여러 가지로 바꿈으로써 액정패널의 상처나 먼지를 확실하게 촬영할 수 있는 외관 검사장치를 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은, 상술한 선원의 외관 검사장치와는 다른 패널 반전장치를 채용함으로써, 반송장치를 1대로 끝냄과 동시에, 반전작업 사이에도 반송장치의 이용이 가능한 외관 검사장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 상기의 목적 및 기타의 목적들은 하기 설명되는 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다. 이하 본 발명의 내용을 하기에 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 액정패널의 외관 검사장치는 다음의 (1) 내지 (9)의 구성을 갖추고 있다. (1) 사각형의 액정패널을 검사 전에 위치 결정하는 프리얼라인먼트 장치, (2) 상기 액정패널을 검사위치에서 지지하는 검사대, (3) 상기 프리얼라인먼트 장치에서 상기 검사대로 상기 액정패널을 반송하는 반송장치, (4) 상기 검사위치에 있는 액정패널을, 상기 액정패널의 법선(法線)에 평행한 방향으로부터 촬상하는 촬상장치, (5) 상기 촬상장치의 촬상방향에 평행한 방향으로부터 상기 검사위치 에 있는 액정패널에 빛을 조사하는 동축 조명장치, (6) 상기 촬상방향에 대하여 경사진 4방향으로서 상기 액정패널의 4변에 대응하는 4방향으로부터, 상기 검사위치에 있는 액정패널에 빛을 조사하는 사광 조명장치, (7) 상기 검사위치에 있는 액정패널에 그 배면으로부터 빛을 조사하는 백라이트 장치, (8) 상기 검사위치에 있는 액정패널의 4측면과 마주보고 배치된 4개의 반사거울로서, 상기 측면으로부터의 빛을 상기 촬상장치의 방향으로 반사하는 반사거울, (9) 상기 검사위치의 위쪽에서 상기 액정패널을 받을 수 있고, 그 액정패널을 반전시킬 수 있는 반전장치로서 상기 반송장치와는 독립한 반전장치.

상기 외관 검사장치는, 동축 조명장치와 사광 조명장치와 백라이트 장치를 갖추고 있기 때문에, 액정패널에 여러 가지 조명조건으로 조명광을 조사할 수 있어, 액정패널의 상처나 먼지를 확실하게 촬영할 수 있다. 또 반송장치를 이용하여 프리얼라인먼트 장치에서 검사대로 액정패널을 반송할 수 있고, 게다가 반송장치와는 독립한 반전장치를 이용하여 검사위치에 있는 액정패널을 반전시킬 수 있기 때문에, 복수의 액정패널을 그 양면에 대해서 자동적으로 외관 검사할 수 있고, 게다가 액정패널의 반전동작 사이에 반송장치를 이용하여 다음 액정패널을 프리얼라인먼트 장치까지 가지고 올 수 있다.

바람직한 태양(態樣)으로서, 상기 외관 검사장치는, 액정패널을 검사위치에서 수평하게 지지하는 구조로 할 수 있고, 그 경우에 상기 반전장치는 다음의 (10) 내지 (12)의 구성을 갖출 수 있다. (10) 상기 검사위치의 위쪽에서 수평상태의 상기 액정패널을 하향 흡착면으로 흡착할 수 있는 흡착 패드, (11) 상기 흡착면이 위 를 향하게 되도록 상기 흡착 패드를 수평한 회전축선 주위에 회전시키는 회전장치, (12) 상기 검사위치에 있는 액정패널을 하향 상기 흡착면까지 상승시킬 수 있고, 게다가 상기 액정패널을 상향 상기 흡착면으로 흡착한 상태의 상기 흡착 패드로부터, 상기 흡착 패드와 간섭하지 않고, 상기 액정패널을 받을 수 있어 그 액정패널을 상기 검사위치까지 내릴 수 있는 패널 승강장치.

다른 바람직한 태양으로서, 상기 패널 승강장치는 상기 액정패널을 흡착 유지하기 위한 흡착구멍이 개구하는 승강 흡착면을 갖추고 있고, 상기 승강 흡착면은 상기 흡착 패드와 간섭하지 않기 위한 절흠(切欠)을 갖추고 있다. 패널 승강장치가 상기 반전장치의 상향 흡착 패드로부터 액정패널을 받을 때는, 상기 절흠에 상향 흡착 패드가 들어가게 되어, 패널 승강장치는 흡착 패드와 간섭하지 않는다.

또 다른 바람직한 태양으로서, 상기 반송장치는 2매의 상기 액정패널을 개별로 흡착 유지할 수 있는 복수의 흡착 패드를 갖추고 있다. 1매의 액정패널을 검사대에서 외관 검사하고 있는 동안에, 반송장치는 프리얼라인먼트된 다음 액정패널을 흡착 유지한 상태로 검사대의 가까이에 대기할 수 있다. 외관 검사가 완료한 액정패널을 검사대로부터 반송장치의 하나의 흡착 패드(비어 있는 흡착 패드)로 수도하면, 바로 다른 흡착 패드에 지지하고 있는 다음 액정패널을 검사대에 놓을 수 있다. 이에 의해, 택트 타임(tact time)을 단축할 수 있다.

또 다른 바람직한 태양으로서, 백라이트 장치는 패널 승강장치를 둘러싸는 환상(環狀)의 광원으로 할 수 있다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다. 도1은 본 발명의 외관 검사장치의 한 실시예의 전체 구성을 나타내는 사시도이고, 도2는 그 평면도이다. 도1과 도2에 있어서, 상기 외관 검사장치는, 카세트 스테이지부(10)와 프리얼라인먼트부(12)와 검사부(14)와, 그들 사이에서 액정패널을 반송하는 반송장치(16)로 이루어진다. 또한 도2의 평면도에서는 검사부(14)의 상부에 위치하는 촬상 및 조명용 기기를 제외하고 나타내고 있다.

우선, 상기 외관 검사장치의 전체 동작을 간단하게 설명한다. 도1에 있어서, 복수의 액정패널(36)을 수납한 카세트(40)가 카세트 스테이지부(10)에 세팅된다. 카세트(40) 중의 1매째의 액정패널(36)은 반송장치(16)의 2개의 흡착 패드 중 한쪽에 의해 꺼내어지고 나서, 프리얼라인먼트부(12)로 반송되고, 검사 전의 위치 결정이 이루어진다. 그 후, 액정패널(36)은 반송장치(16)에 의해 프리얼라인먼트부(12)에서 검사부(14)로 반송되고, 검사부(14)의 검사대 위에 놓여져, 검사위치에 유지된다. 검사위치에 있는 액정패널(36)의 표면(이것을 제1면이라 부르기로 한다)에 조명광이 조사되고, 액정패널(36)의 영상이 촬상장치(98)에서 촬영된다. 이어서, 흡착 반전기구(60)에 의해 액정패널(36)이 반전되어 검사위치로 되돌려지고, 액정패널의 반대쪽(제2면)에 대해서도 그 영상이 촬상장치(98)로 촬영된다. 촬상장치(98)의 영상은 테스터(도시하지 않음)에 넣어져 액정패널의 불량 판정이 이루어진다.

한편, 1매째의 액정패널에 대해서 제1면과 제2면의 촬영을 하고 있는 동안에, 반송장치(16)는 2매째의 액정패널을 카세트(40)로부터 꺼내어, 프리얼라인먼트 부(12)로 반송하고, 프리얼라인먼트 작업을 완료시킨다. 그리고 반송장치(16)는, 프리얼라인먼트 작업이 완료한 2매째의 액정패널을 지지하여, 검사부(14) 앞에서 대기한다. 1매째의 액정패널의 제1면과 제2면의 촬영 및 불량 판정이 완료하면, 흡착 반전기구(60)에 의해 1매째의 액정패널(36)이 원래 모습(제1면이 위를 향하는 모습)으로 되돌려지고 나서, 그 액정패널(36)이 반송장치(16)의 2개의 흡착 패드 중 비어 있는 쪽(액정패널을 흡착하고 있지 않는 쪽)으로 넘겨진다. 그 후, 반송장치(16)의 다른쪽 흡착 패드(2매째의 액정패널을 흡착 유지하고 있다)로부터, 2매째의 액정패널이 검사부(14)의 검사대로 건네진다. 그리고 2매째의 액정패널의 제1면과 제2면의 촬영작업이 시작된다. 그 사이에, 검사가 완료된 1매째의 액정패널을 지지한 반송장치는 카세트 스테이지(40)로 되돌아가, 1매째의 액정패널을 카세트(40)로 되돌림과 동시에, 3매째의 액정패널을 카세트(40)로부터 꺼낸다. 이후, 동일하게 하여, 다수의 액정패널의 외관 검사가 자동적으로 진행한다. 이와 같이, 액정패널의 양면의 외관 검사를 하고 있는 동안에, 다음 액정패널의 프리얼라인먼트 작업과 검사부 부근까지의 반송이 완료해 있기 때문에, 복수의 액정패널을 외관 검사하는 경우의 택트 타임(복수의 액정패널을 외관 검사할 때의 검사 주기)이 짧아진다.

이어서, 각 부의 구조와 그 작용을 상세하게 설명한다. 도3은 반송장치(16)의 사시도이다. 상기 반송장치(16)는 수평 이동체(18)와 승강체(20)를 갖추고 있다. 수평 이동체(18)에는 수평이동 가이드(22)가 고정되어 있고, 상기 수평이동 가이드(22)는 수평한 반송 레일(24)을 따라 수평방향으로 이동할 수 있다. 수평 이동 체(18)의 전면에는 상하방향으로 연장하는 승강 레일(28)이 고정되어 있다. 승강체(20)에는 승강 가이드(26)가 고정되어 있고, 상기 승강 가이드(26)는 상술한 승강 레일(28)을 따라 상하방향으로 이동할 수 있다. 여기에서, 움직이는 방향을 정의하면, 반송 레일(24)이 연장하는 방향은 X방향이고, 수평면 내에서 X방향에 수직인 방향은 Y방향이고, 상하방향은 Z방향이다.

승강체(20)에는 X방향으로 연장하는 암 지지체(30)의 중앙부가 고정되어 있고, 암 지지체(30)의 양단에는 각각 Y방향으로 연장하는 반송 암(32)의 일단이 고정되어 있다. 2개의 반송 암(32)의 선단에는, 각각 흡착 패드(34)가 고정되어 있다. 흡착 패드(34)는 진공 흡착식이고, 하향 흡착면을 갖는다. 본 실시예는, 휴대전화의 액정패널 등과 같이 비교적 소형의 액정패널을 취급하는 것으로서, 하나의 흡착 패드(34)로 하나의 액정패널(36)을 흡착 유지할 수 있다. 따라서 상기 반송장치(16)는 2개의 흡착 패드(34)를 이용함으로써, 2매의 액정패널(36)을 개별로 흡착 유지할 수 있다.

도4는 카세트 스테이지부(10)의 사시도이다. 사각형의 카세트 지지대(38)의 윗면에는 사각형의 카세트(40)를 놓을 수 있다. 카세트(40)에는 액정패널(36)을 수용하기 위한 복수의 오목부(凹部)(42)가 형성되어 있고, 각 오목부(42)에 액정패널(36)을 1매씩 수용할 수 있다. 사각형의 카세트(40)의 4모서리는 4개의 카세트 크램프(44)에 의해 크램프되도록 되어 있다. 카세트 크램프(44)는, 카세트(40)의 대각선 방향으로 연장하는 홈(46)을 따라 이동할 수 있다. 카세트(40)를 카세트 지지대(38)에 놓기 전에는, 상상선(44a)으로 나타낸 것과 같이 카세트 크램프는 열린 상태에 있다. 카세트 지지대(38)에 카세트(40)를 놓으면, 카세트 크램프(44)를 카세트 지지대(38)의 중심을 향해 소정의 위치까지 이동시키고, 이에 의해 카세트(40)를 소정의 위치에 유지할 수 있다. 카세트 지지대(38)는 도2에 나타낸 바와 같이 화살표(39) 방향(즉, Y방향)으로 이동할 수 있고, 이 이동과 반송장치(16)의 X방향의 이동에 의해, 카세트(40)의 임의의 위치에 수납한 액정패널(36)을 반송장치(16)의 흡착 패드(34)에서 흡착할 수 있다.

도5는 프리얼라인먼트부(12)의 사시도이다. 프리얼라인먼트 테이블(48) 위에는 사각형의 패널 지지대(50)가 고정되어 있고, 그 주위에는 4개의 패널 크램프(52)가 배치되어 있다. 패널 지지대(50)의 외형 치수는 액정패널(36)의 외형 치수보다도 작게 되어 있다. 액정패널(36)을 패널 지지대(50)에 놓으면, 액정패널(36)의 4변은 패널 지지대(50)의 4변보다도 바깥쪽으로 돌출하게 된다. 4개의 레일(54)은 패널 지지대(50)의 4변에 수직이 되도록, 프리얼라인먼트 테이블(48)에 고정되어 있다. 패널 크램프(52)의 저면에는 가이드(56)가 고정되어 있고, 상기 가이드(56)는 레일(54)을 따라 이동할 수 있다. 4개의 패널 크램프(52)를 연 상태로 액정패널(36)을 패널 지지대(50)에 놓고, 그러고 나서 패널 크램프(52)를 중앙의 패널 지지대(50)를 향해 소정의 위치까지 이동시키면, 액정패널(36)의 4변은, 그 돌출상태에 따라 어느 2개의 패널 크램프(52)에 의해 소정의 위치까지 눌리고, 최종적으로 액정패널(36)이 패널 지지대(50) 위에서 소정의 위치에 위치 결정된다. 프리얼라인먼트부(12)에 포함되는 상술한 각종 부품으로 구성되는 것이 본 발명에서의 프리얼라인먼트 장치에 해당한다.

도6은 프리얼라인먼트부(12)와 반송장치(16)를 나타내는 측면도이다. 반송장치(16)의 흡착 패드(34)에 흡착된 액정패널(36)은, 승강체(20)가 실린더에 의해 하강함으로써 프리얼라인먼트부(12)의 패널 지지대(50)에 놓여진다. 그리고 4개의 패널 크램프(52)가 그 액정패널(36)을 위치 결정한다.

도7은 검사부의 사시도이다. 상기 검사부는 상부 구조와 하부 구조로 나누어져 있다. 하부 구조는 주로 액정패널을 검사위치에서 지지하기 위한 것이고, 상부 구조는 주로 액정패널을 촬상하기 위한 것이다. 우선, 하부 구조부터 설명한다. 하부 구조는 패널 지지부(58)와 흡착 반전기구(60)를 갖추고 있다. 패널 지지부(58)는 액정패널(36)을 검사위치에서 지지하기 위한 구조를 갖추고 있고, 게다가 액정패널(36)의 측면을 촬상하기 위한 반사거울(62)도 갖추고 있다. 그들의 상세는 후술한다.

도8은 흡착 반전기구(60)의 사시도이다. 상기 흡착 반전기구(60)는 레일(64)과 이동체(66)와 회전 액츄에이터(68)와 반전 암(70)과 흡착 패드(72)를 갖추고 있다. 레일(64)은 패널 지지부(58)의 베이스판(74)에 고정되어 있다. 상기 레일(64)을 따라 가이드(76)가 움직이도록 되어 있고, 가이드(76)에 이동체(66)가 고정되어 있다. 상기 이동체(66)에 회전 액츄에이터(68)가 고정되어 있고, 상기 회전 액츄에이터(68)에 의해 반전 암(70)이 그 축선(수평으로 연장해 있다) 주위에 회전한다. 반전 암(70)은 Y방향으로 연장해 있고, 그 선단에 진공 흡착식 흡착 패드(72)가 고정되어 있다. 반전 암(70)은 그 축선 주위에 180도의 각도만큼 정역(正逆) 회전할 수 있고, 이 회전에 의해 흡착 패드(72)의 흡착면을 하향에서 상향의 자세로, 또 상향에서 하향의 자세로 전환할 수 있다.

도9는 흡착 반전기구(60)와 패널 지지부(58)의 측면도이다. 흡착 반전기구(60)의 이동체(66)는 레일(64)을 따라 Y방향(도면의 좌우방향)으로 이동할 수 있다. 도9(A)는 흡착 반전기구(60)가 퇴피(退避)위치에 있는 상태를 나타내고 있고, 도9(B)는 흡착 반전기구(60)가 동작위치(액정패널의 반전동작을 하는 위치)에 있는 상태를 나타내고 있다. 이 동작위치에서는, 흡착 패드(72)는 후술하는 패널 리프터(82)의 바로 위에 위치하고 있다.

도10은 패널 지지부(58)의 단면도이고, 도2의 A-A선 단면도이다. 패널 지지부(58)는 베이스판(76)을 갖추고 있다. 베이스판(76)의 중앙에는, 빛이 투과하지 않는 사각형의 워크 테이블(78)이 고정되어 있고, 워크 테이블(78)의 중앙에는 빛이 투과하는 사각형의 확산판(80)이 고정되어 있다. 확산판(80)의 중앙에는 관통구멍이 형성되어 있고, 상기 관통구멍을 패널 리프터(82)가 관통하고 있다. 상기 패널 리프터(82)가 본 발명에서의 패널 승강장치에 해당한다. 확산판(80)의 아래쪽에는 원환상(圓環狀)의 백라이트 장치(84)가 배치되어 있다. 백라이트 장치(84)는 케이싱(85)의 내부에 수납되어 있다. 케이싱(85)의 저벽 중앙에도 관통구멍이 형성되어 있고, 상기 관통구멍을 패널 리프터(82)가 관통하고 있다. 패널 리프터(82)의 윗면은 검사대(86)(도12도 참조)로 되어 있고, 상기 검사대(86)는 승강 흡착면으로 되어 있다. 상기 승강 흡착면에는 흡착구멍(87)(도12를 참조)이 개구해 있고, 상기 흡착구멍(87)으로 액정패널(36)을 흡착 유지할 수 있다. 패널 리프터(82)의 상부 부근에는 절흠(83)(도12도 참조)이 형성되어 있고, 상기 절흠(83)이 승강 흡착면에 노출해 있다. 상기 절흠(83)의 역할에 대해서는 후술한다. 패널 리프터(82)는 도시하지 않은 실린더에 의해 승강 가능하다. 워크 테이블(78)의 윗면에는 4개의 반사거울(62)이 고정되어 있다. 도10에 있어서는, 검사대(86)의 위쪽에, 흡착 반전기구(60)의 회전 액츄에이터(68)와 암(70)과 흡착 패드(72)가 보이고 있다.

도11은 흡착 반전기구(60)와 패널 리프터(82)의 동작을 나타내는 단면도이고, 도2의 A-A선으로 절단한 단면의 일부이다. 도11(A)에서는, 액정패널(36)이 검사대(86) 위에 놓여 있어 검사위치 상태에 있다. 액정패널(36)의 제1면의 외관 검사가 종료하면, 도11(B)에 나타낸 바와 같이, 패널 리프터(82)가 상승하고, 하향 흡착 패드(72)의 흡착면에 액정패널(36)을 접촉시킨다. 흡착 패드(72)는 액정패널(36)의 제1면(외관 검사가 끝난 면)을 진공 흡착한다. 그 후, 도11(C)에 나타낸 바와 같이, 패널 리프터(82)는 하강하고, 그 후 반전 암(70)이 그 축선 주위에 180도만큼 시계방향으로 회전한다. 이 회전에 의해, 하향 흡착 패드(72)는, 액정패널(36)을 흡착 유지한 채, 위를 향하게 된다. 액정패널(36)은 제2면(제1면과는 반대쪽 면)이 위를 향하게 된다. 이어서, 도11(D)에 나타낸 바와 같이, 패널 리프터(82)가 상승하고, 그 윗면의 검사대(86)가 액정패널(36)의 제1면에 접촉한다. 그리고 패널 리프터(82)를 더 상승시키면, 액정패널(36)은 흡착 패드(72)에서 패널 리프터(82)의 윗면의 검사대(86)로 이행한다. 이 때, 패널 리프터(82)의 절흠(83)이 흡착 패드(72)와 반전 암(70)을 빠져나가기 때문에, 패널 리프터(82)는 흡착 패드(72)와 암(79)에 충돌하지 않는다. 패널 리프터(82)에 액정패널(36)이 옮겨지면, 흡착 반전기구는 도9(A)에 나타낸 퇴피위치까지 되돌아간다. 그래서, 패널 리프터 (82)가 하강하고, 반전한 액정패널(36)이 도11(A)의 검사위치까지 되돌아간다. 그 후, 액정패널(36)의 제2면의 외관 검사가 실시된다. 패널 리프터(82)는 본 발명에서의 패널 승강장치에 해당한다.

제2면의 외관 검사도 마친 액정패널(36)은, 도11(A)∼도11(C)의 순서로 다시 반전되어, 제1면이 위를 향하게 된다. 그 후, 도18에 나타낸 바와 같이, 상향 흡착 패드(72)에 지지된 액정패널(36)이 반송 암(32)의 하향 흡착 패드(34)에서 받아진다. 그리고 검사 완료 액정패널(36)은 카세트 스테이지부로 되돌려진다.

계속해서, 검사부의 촬상계와 조명계를 설명한다. 도7로 되돌아가, 검사부의 하부 구조에는 3종류의 조명장치 중 백라이트 장치(84)(도10 참조)가 설치되어 있다. 검사부의 상부 구조에는 3종류의 조명장치 중 동축 조명장치(88)와 사광 조명장치(90)가 설치되어 있다. 조명 박스(92)는, 그 수평단면이 사각형의 통형상이고, 상단과 하단이 개방해 있다. 조명 박스(92)의 내부에는 동축 조명장치(88)와 셔터(94)와 하프 밀러(96)가 배치되어 있다. 조명 박스(92)의 하단 부근에는 사광 조명장치(90)가 고정되어 있다. 조명 박스(92)의 위쪽에는 촬상장치(98)가 배치되어 있다. 촬상장치(98)는 CCD 카메라이고, 포커스 조정용 기구를 갖추고 있다. 촬상장치(98)의 화상을 화상처리장치(테스터)에 넣음으로써, 상기 화상을 액정패널의 불량판정에 이용하고 있다. 촬상장치(98)의 촬상방향(상하방향)은, 액정패널(36)의 표면의 법선(이것도 상하방향으로 연장해 있다)에 평행하다.

도13은 동축 조명장치(88)와 셔터(94)를 나타내는 사시도이다. 도13(A)는 셔터(94)가 닫힌 상태이고, 도13(B)는 셔터(94)가 열린 상태이다. 도13(A)에 있어서, 동축 조명장치(88)는 복수의 형광관으로 구성되어 있다. 셔터(94)는 직립한 사각형의 평판이고, 동축 조명장치(88)와 하프 밀러(96)(도7을 참조) 사이에 배치되어 있다. 상기 셔터(94)를 실린더(도시하지 않음)에 의해 상하로 구동함으로써, 셔터(94)의 개폐가 행해진다.

도12는 검사부에서의 워크 테이블(78) 위의 구조와 사광 조명장치(90)를 나타내는 사시도이다. 워크 테이블(78)의 위에는 4개의 반사거울(62)이 설치되어 있다. 이들 반사거울(62)의 반사면은 수평면에 대하여 45도 만큼 경사져 있다. 4개의 반사거울(62)은 사각형의 액정패널(36)의 4변에 대응하여 설치되어 있다. 확산판(80) 중앙의 관통구멍으로부터는 패널 리프터(82)의 상부가 돌출해 있고, 그 윗면의 검사대(86)에는 2개의 흡착구멍(87)이 형성되어 있다. 또, 패널 리프터(82)의 상부의 절흠(83)도 보이고 있다. 액정패널(36)은 흡착구멍(87)에 흡착 유지된다. 도12에서는 액정패널(36)이 검사위치에 유지되어 있는 상태를 나타내고 있다.

조명 박스(92)의 하단 부근에는 사광 조명장치(90)가 고정되어 있다. 사광 조명장치(90)는 4개의 LED(발광 다이오드)제 사광 램프(104)를 갖추고 있다. 이들 사광 램프(104)는 액정패널(36)의 4변에 대응하여 설치되어 있고, 액정패널(36)의 표면을 4 경사방향으로부터 비추도록 되어 있다.

도14는 검사부의 측면 단면도이고, 도2의 B-B선 단면도이다. 또한 흡착 반전기구는 생략해 있다. 본 도14는 동축 조명장치(88)에 의한 조명광만을 이용하여 액정패널(36)을 관찰하는 상황을 나타내고 있다. 셔터(94)는 열려 있고, 동축 조명장치(88)로부터 방출된 빛(106)은 그 일부가 하프 밀러(96)에서 반사하여 아래쪽으로 향한다. 하프 밀러(96)는 수평면에 대하여 45도의 각도로 경사져 있다. 하프 밀러(96)의 중앙 부근에서 반사한 빛은 액정패널(36)의 표면에 도달하여, 액정패널(36)의 표면을 비춘다. 또 사각형의 하프 밀러(96)의 4변의 근방에서 반사한 빛은, 4개의 반사거울(62)로 향하고, 그곳에서 반사하여 액정패널(36)의 4측면을 비춘다.

액정패널(36)의 표면으로부터 방출된 빛(이것은 조명광이 패널 표면에서 반사한 것이고, 표면의 영상광이 된다)은, 바로 위를 향하여 나아가고, 그 일부는 하프 밀러(96)를 투과하여, 촬상장치(98)에 도달한다. 또, 액정패널(36)의 4측면으로부터 방출된 빛(이것은, 조명광이 패널 측면에서 반사한 것과, 마주보는 측면의 방향에서 투과해 온 조명광의 합계이고, 측면의 영상광이 된다)은, 반사거울(62)에서 반사하여 위쪽으로 나아가고, 그 일부는 하프 밀러(96)를 투과하여, 촬상장치(98)에 도달한다. 이와 같이 하여, 동축 조명장치(88)에 의한 조명광으로 비추어진 액정패널(36)에 대해서, 그 표면영상과 4개의 측면영상이 촬상장치(98)에서 촬영된다. 동축 조명장치(88)로부터의 조명광이 액정패널(36)로 향하는 방향과, 액정패널(36)로부터의 영상광이 촬상장치(98)로 향하는 방향은, 실질적으로 평행하게 되어 있고, 서로 거의 겹쳐 있다. 따라서 이와 같은 조명광을 동축 조명이라 부르고 있고, 그를 위한 조명장치를 동축 조명장치라 부르고 있다.

도16은 촬상장치에서 얻어지는 영상의 외형을 나타내고 있다. 중앙에 액정패널의 표면의 영상(108)이 있고, 그것을 둘러싸도록 액정패널의 4측면의 영상(110)이 있다. 측면 영상(110)은 반사거울에서 반사하고 나서 촬상장치에서 촬영된 것이다.

도15는 도14에 나타낸 검사부의 다른 조명상태를 나타내는 측면 단면도이다. 본 도면은, 사광 조명장치(90)에 의한 조명광만을 이용하여 액정패널(36)을 관찰하는 상황을 나타내고 있다. 동축 조명장치(88)는 점등상태에 있지만 셔터(94)가 닫혀져 있기 때문에, 동축 조명광은 액정패널(36)에 닿지 않는다. 동축 조명을 사용하지 않을 때에 동축 조명장치(88)를 소등하면, 셔터(94)는 불필요하지만, 현실에서는 동축 조명장치(88)를 점등한 채로 셔터(94)의 개폐에 의해 동축 조명의 온·오프를 전환하고 있다. 그 이유는 동축 조명장치(88)는 형광관으로 구성되어 있고, 그 휘도가 안정할 때까지 시간이 걸리기 때문이다.

사광 조명장치(90)의 4개의 사광 램프(104)로부터는, 액정패널(36)에 대하여 4경사방향으로부터(즉, 액정패널(36)의 표면의 법선에 대하여 경사진 4방향으로부터) 조명광(112)을 조사하고 있다. 4방향은 액정패널(36)의 4변에 대응하고 있다. 사광 램프(104)의 표면의 법선은, 액정패널(36)의 표면의 법선에 대하여, 30∼60도의 범위 내에서 경사져 있다. 사광 조명장치(90)를 사용하면, 동축 조명의 경우와는 다른 방향으로부터 액정패널(36)에 빛이 닿기 때문에, 액정패널(36)에 존재하는 상처 등의 영상이 동축 조명의 경우와는 다른 영상으로서 촬영된다. 이 경우도 역시 촬상장치(98)에 의해 도16에 나타낸 바와 같은 영상이 얻어진다.

도15에 있어서, 제3 조명방법으로서, 백라이트 장치(84)를 사용하는 방법이 있다. 백라이트 장치(84)의 조명광만을 사용하는 경우는, 셔터(94)를 닫고, 게다가 사광 조명장치(90)를 소등한다. 백라이트 장치(84)에 의한 조명광은 확산판(80)에서 확산하면서 이것을 통과함으로써 균질한 빛이 되어 액정패널(36)의 배면을 비춘 다. 액정패널(36)을 투과해 온 빛은 촬상장치(98)에서 촬영된다. 상기 백라이트 장치(84)를 사용하면, 액정패널(36)의 내부의 상처 등이 명확해진다. 또한, 확산판(80)은 반사 방지를 위해 흑색으로 되어 있다. 즉, 동축 조명광이 확산판(80)에서 반사하지 않도록 되어 있다. 백라이트 장치(84)는 LED제이고, 필요한 때만 점등하도록 되어 있다.

상술한 동축 조명장치(88), 4개의 사광 램프(104) 및 백라이트 장치(84)의 합계 6개의 조명기구는, 각각 독립하여 점등·소등이 가능하고(다만, 동축 조명장치(88)는 셔터에 의한 제어이지만), 이들 조명기구의 점등·소등상태를 조합시킴으로써, 여러 가지 조명조건 하에서 액정패널의 결함을 선명하게 나타낼 수 있다. 이에 의해, 자동 검사에 의한 외관 불량의 판정 신뢰성이 높아진다. 이 외관 검사에서 발견되는 항목으로는, 예를 들어 유리의 결함(예를 들어, 깨짐, 빠짐 등), 편광판의 결함(예를 들어, 젖혀짐), 액정 봉지(封止)재의 불량, 전극부의 불량, 보호 시트의 불량 등이 있다.

도17은 촬상장치의 영상예의 일부를 확대하여 나타낸 것이다. 액정패널의 유리판에 상처가 있고, 그리고 그 상처가 유리판의 내부까지 미쳐 있는 경우에는, 도17과 같은 상처의 영상이 촬영된다. 패널 표면의 영상(108)에서는 상처(112)의 크기를 파악할 수 있다. 오른쪽 측면영상(110a)과 모서리쪽 측면영상(110b)에서는 상처의 깊이(d)를 파악할 수 있다.

상술한 실시예에서는, 액정패널은 정방형인 것처럼 도시하고 있지만, 장방형이어도 상관없다. 장방형의 액정패널의 경우는, 예를 들어 반사거울(62)이나 사광 램프(104)의 길이를 액정패널(36)의 짧은 변 또는 긴 변의 길이에 따라 변경하는 것이 바람직하다.

본 발명은, 동축 조명장치와 사광 조명장치와 백라이트 장치를 갖추고 있기 때문에, 액정패널에 여러 가지 조명조건으로 조명광을 조사할 수 있어, 액정패널의 상처나 먼지를 확실하게 촬영할 수 있다. 또 본 발명은, 반송장치를 이용하여 프리얼라인먼트 장치에서 검사대로 액정패널을 반송할 수 있고, 게다가 반송장치와는 독립한 반전장치를 이용하여 검사위치에 있는 액정패널을 반전시킬 수 있기 때문에, 복수의 액정패널을 그 양면에 대해서 자동적으로 외관 검사할 수 있고, 게다가 액정패널의 반전동작 사이에 반송장치를 이용하여 다음 액정패널을 프리얼라인먼트 장치까지 가지고 올 수 있는 발명의 효과를 갖는다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 이용될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.

Claims (5)

1. 사각형의 액정패널을 검사 전에 위치 결정하는 프리얼라인먼트 장치;

   상기 액정패널을 검사위치에서 지지하는 검사대;

   상기 프리얼라인먼트 장치에서 상기 검사대로 상기 액정패널을 반송하는 반송장치;

   상기 검사위치에 있는 액정패널을, 상기 액정패널의 법선에 평행한 방향으로부터 촬상하는 촬상장치;

   상기 촬상장치의 촬상방향에 실질적으로 평행한 방향으로부터 상기 검사위치에 있는 액정패널에 빛을 조사하는 동축 조명장치;

   상기 촬상방향에 대하여 경사진 4방향으로서 상기 액정패널의 4변에 대응하는 4방향으로부터, 상기 검사위치에 있는 액정패널에 빛을 조사하는 사광 조명장치;

   상기 검사위치에 있는 액정패널에 그 배면으로부터 빛을 조사하는 백라이트 장치;

   상기 검사위치에 있는 액정패널의 4측면과 마주보고 배치된 4개의 반사거울로서, 상기 측면으로부터의 빛을 상기 촬상장치의 방향으로 반사하는 반사거울; 및

   상기 검사위치의 위쪽에서 상기 액정패널을 받아들일 수 있고, 상기 액정패널을 반전시킬 수 있는 반전장치로서, 상기 반송장치와는 독립한 반전장치;

   로 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정패널의 외관 검사장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 액정패널은 상기 검사위치에서 수평으로 지지되고,

   상기 반전장치는, 상기 검사위치의 위쪽에서 수평상태의 상기 액정패널을 하향 흡착면으로 흡착할 수 있는 흡착 패드;

   상기 흡착면이 위쪽을 향하게 되도록 상기 흡착 패드를 수평한 회전축선 주위에 회전시키는 회전장치; 및

   상기 검사위치에 있는 액정패널을 하향 상기 흡착면까지 상승시킬 수 있고, 게다가 상기 액정패널을 상향 상기 흡착면으로 흡착한 상태의 상기 흡착 패드로부터 상기 흡착 패드와 간섭하지 않고, 상기 액정패널을 받을 수 있어 그 액정패널을 상기 검사위치까지 내릴 수 있는 패널 승강장치;

   로 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정패널의 외관 검사장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 패널 승강장치는 상기 액정패널을 흡착 유지하기 위한 흡착구멍이 개구하는 승강 흡착면을 갖추고 있고, 상기 승강 흡착면은 상기 흡착 패드와 간섭하지 않기 위한 절흠을 갖추고 있는 것을 특징으로 하는 액정패널의 외관 검사장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 반송장치는 2매의 상기 액정패널을 개별로 흡착 유지할 수 있는 복수의 흡착 패드를 갖추고 있는 것을 특징으로 하는 액정패널의 외관 검사장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 반전장치는 액정패널을 승강시키기 위한 패널 승강장치를 갖추고 있고, 상기 백라이트 장치는 상기 패널 승강장치를 둘러싸는 환상의 광원을 갖추고 있는 것을 특징으로 하는 액정패널의 외관 검사장치.

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