KR20070013136A - 표시패널의 검사방법과 표시패널의 검사장치 - Google Patents

표시패널의 검사방법과 표시패널의 검사장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 표시패널의 검사방법과 표시패널의 검사장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 표시패널의 검사방법은 표시패널에 밝기불량검출을 위한 패턴을 인가하고 영상 처리를 통해 밝기불량부분을 검출하는 단계와; 상기 표시패널에 다양한 계조를 가진 휘도패턴을 인가하는 단계와; 상기 밝기불량부분의 휘도와 인접한 부분과의 휘도를 비교하여 상기 밝기불량부분의 계조를 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의해 계조를 검출하여 표시패널의 불량여부를 정확히 판단할 수 있다.

Description

표시패널의 검사방법과 표시패널의 검사장치{METHOD AND APPARATUS FOR INSPECTING DISPLAY PANEL}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널 검사장치의 구성도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널 검사장치의 제2패턴 인가부에서 인가하는 휘도패턴을 설명하기 위한 도면이며,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널의 검사방법을 설명하기 위한 순서도이다.
* 도면의 주요부분의 부호에 대한 설명 *
10 : 패턴 인가부 11 : 제1패턴 인가부
12 : 제2패턴 인가부 20 : 촬상부
30 : 데이터 처리부 31 : 영상처리부
32 : 불량결정부
본 발명은 표시패널의 검사방법과 표시패널의 검사장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 휘도 패턴을 이용하여 밝기성 불량부분의 계조를 측정하는 표시패 널의 검사방법과 표시패널의 검사장치에 관한 것이다.
평판표시장치(flat panel display)로서 액정표시장치(LCD)가 널리 사용되고 있다. 액정표시장치는 액정패널과 백라이트 유닛을 포함하며, 액정표시패널은 스위칭 소자인 박막트랜지스터가 형성되어 있는 박막트랜지스터 기판, 컬러필터층이 형성되어 있는 컬러필터 기판 그리고 양 기판 사이에 형성되어 있는 액정층을 포함한다.
액정표시장치의 제조에 있어 여러 검사가 수행된다. 검사는 박막트랜지스터 기판과 컬러필터 기판 각각에 대하여 수행될 수도 있으며, 양 기판이 접합된 액정표시패널에 대하여 수행될 수도 있다.
액정표시패널에 대한 검사 중 완성된 액정표시패널에 일정한 패턴을 인가하고 카메라를 이용하여 액정표시패널에 형성된 화면을 촬영하여 불량여부를 검출하는 검사가 있다. 이 검사에서는 주위와 다른 밝기를 가지는 부분을 찾아내고 밝기 차이, 즉 대비비(contrast) 차이를 계산하여 밝기불량부분을 검출한다.
대부분의 사용자는 밝기불량부분의 계조에 관한 정보를 원하는 반면 종래의 검사 방법은 주위와의 대비비 차이만으로 불량을 판단하기 때문에 밝기불량부분의 계조를 제공할 수 없는 문제가 있다. 또한 카메라의 위치, 패널 위치, 카메라 렌즈 왜곡, 색상에 의하여 대비비가 변화하거나 밝기 값에 오차가 발생하는 문제가 있다.
본 발명의 목적은 계조를 검출하여 표시패널의 불량여부를 정확히 판단할 수 있는 표시패널의 검사방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 계조를 검출하여 표시패널의 불량여부를 정확히 판단할 수 있는 표시패널의 검사장치를 제공하는 것이다.
상기의 목적은 표시패널의 검사방법에 있어서, 표시패널에 밝기불량검출을 위한 패턴을 인가하고 영상 처리를 통해 밝기불량부분을 검출하는 단계와; 표시패널에 다양한 계조를 가지는 휘도패턴을 인가하는 단계와; 상기 밝기불량부분의 휘도와 인접한 부분과의 휘도를 비교하여 상기 밝기불량부분의 계조를 계산하는 단계를 포함하는 것에 의해 달성될 수 있다.
상기 휘도패턴은 상기 액정표시패널을 복수의 구역으로 나누어 인가되는 것이 바람직하다.
상기 휘도패턴은 적색, 녹색, 청색 별로 다양한 계조를 가지는 것이 바람직하다.
상기 본 발명의 다른 목적은 표시패널의 검사장치에 있어서, 표시패널에 밝기불량검출을 위한 패턴을 인가하는 제1패턴 인가부와; 상기 표시패널에 다양한 계조의 휘도패턴을 인가하는 제2패턴 인가부와; 상기 패턴이 인가된 상기 표시패널의 영상을 촬상하는 촬상부와; 상기 촬상부로부터의 영상을 처리하여 밝기불량부분의 계조를 계산하는 데이터 처리부를 포함하는 것에 의하여 달성된다.
상기 제2패턴 인가부는 상기 표시패널을 복수의 구역으로 나누어 상기 휘도패턴을 인가하며, 상기 촬상부는 상기 표시패널의 영상을 적색, 녹색, 청색 별로 촬상하는 것이 바람직하다.
이하 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하겠다. 본 발명의 '표시패널'은, 이에 한정되지는 않으나, 액정표시장치의 액정표시패널 또는 유기전기발광장치(organic light emitting diode)의 표시패널을 포함한다. 이하의 실시예에서는 '표시패널'로 액정표시패널을 예로 들어 본 발명을 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널 검사장치의 구성도이다.
표시패널 검사장치(1)는 액정표시패널(100)에 검사를 위한 패턴을 인가하는 패턴 인가부(10), 액정표시패널(100)에 형성된 화상을 촬상하는 촬상부(20), 촬상부(20)에서 촬상한 화면을 처리하여 불량여부를 판단하는 데이터 처리부(30)를 포함한다.
패턴 인가부(10)는 밝기불량을 검출하기 위한 패턴(이하 밝기불량 검출패턴)을 인가하는 제1패턴 인가부(11)와 색상별로 다양한 계조를 가진 패턴(이하 휘도패턴)을 인가하는 제2패턴 인가부(12)를 포함한다.
액정표시패널(100)은 서로 직교하여 화소를 정의하는 게이트선 및 데이터선, 게이트선과 데이터선의 교차영역에 위치하는 스위칭 소자인 박막트랜지스터를 포함한다. 게이트선과 데이터선은 게이트 구동부와 데이터 구동부에 연결되어 있으며, 게이트 구동부와 데이터 구동부를 구동시켜 화면을 형성하게 된다. 패턴 인가부(10)는 게이트 구동부와 데이터 구동부에 연결되거나, 게이트 구동부와 데이터 구동부의 역할까지 수행하며 액정표시패널(100)에 검사를 위한 화면 패턴을 인가한다.
제1패턴 인가부(11)는 액정표시패널의 밝기불량을 검출하기 위한 밝기불량 검출 패턴으로서, 예를 들어, 화면 전체에 블랙 신호를 인가 할 수 있다. 이 때 불량이 발생한 부분은 블랙을 이루지 못하여 주위와 대비비 차이가 발생하기 때문에 불량확인이 가능하다.
제2패턴 인가부(12)에서 액정표시패널(100)에 인가하는 휘도 패턴을 도 2를 참조하여 설명한다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널 검사장치의 제2패턴 인가부에서 인가하는 휘도패턴을 설명하기 위한 도면이다.
제2패턴 인가부(12)는 액정표시패널(100)의 화면을 복수의 구역(101)으로 나누어 휘도 패턴을 인가한다. 각 구역(101)별로 인가되는 휘도 패턴은, 이에 한정되지는 않으나, 동일하다. 도 2에서 액정표시패널(100)의 화면은 가로, 세로가 각각 10×10으로 나누어져 동일한 크기와 형상의 100개의 구역(101)으로 나누어져 있다.
어느 한 구역(101)에 인가되는 휘도 패턴은 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 별로 나누어져 있다. 적색 패턴(R1 내지 R16)을 예로 들면, 적색 패턴은 16개의 서브-구역(102)을 이루어져 있으며 각 서브-구역(102)의 계조는 서로 다르다. 액정표시패널(100)이 표시할 수 있는 계조가 256계조라면 각 서브-구역(102) 간은 약 16계조 차이를 두고 순차적으로 배치되어 있다. 도 2에서 R1으로 표시된 서브-구역(102)은 가장 어두운 1계조를 R16으로 표시된 서브-구역(102)은 가장 밝은 256계조를 표시할 수 있다. 적색 패턴 아래에는 적색 패턴과 동일한 계조 패턴을 가지는 녹색 패턴(G1 내지 G16)과 청색 패턴(B1 내지 B16)이 위치한다. 도 2에서는 서브-구역(102)이 상당한 면적을 가지고 있으나, 이와 달리 서브-구역(102)은 휘점일 수 있 다.
휘도 패턴은 밝기불량 검출패턴과 달리 액정표시패널(100)을 복수의 구역(101)으로 나누어 패턴을 인가하기 때문에 위치에 따른 오차를 감소시킬 수 있다. 휘도 패턴은 색상별로 패턴을 가지고 있기 때문에 색상에 따른 대비비와 휘도 오차를 감소시킬 수 있다. 또한 휘도 패턴은 여러 계조의 서브-구역(102)을 가지고 있기 때문에 밝기불량 부분의 실제 계조를 검출하기 용이하다.
이상의 휘도 패턴에 있어, 구역(101)의 형상과 개수, 서브-구역(102)의 형상과 개수, 서브-구역(102) 간의 계조차이 등은 필요에 따라 다양하게 변화할 수 있다.
촬상부(20)는 패턴 인가부(10)에 의해 액정표시패널(100)에 형성된 화상을 촬상한다. 촬상부(20)는 CCD(charge-coupled device) 카메라를 포함하는데 액정표시패널(100)의 크기가 커지면 하나의 CCD 카메라로 전체 화상을 촬상하기 어려워 CCD 카메라는 복수개로 마련되는 것이 바람직하다. CCD 카메라에는 미소한 화소가 복수개 마련되어 있어 화소 별로 측정대상의 밝기를 측정할 수도 있다. CCD 카메라는 액정표시패널(100)의 화소별 색상을 구분할 수 있는 컬러 CCD카메라인 것이 바람직하며, 블랙 CCD 카메라의 경우 적색, 녹색, 청색 컬러 필러를 갖추는 것이 바람직하다. 촬상부(20)는 고정되어 있을 수 있으나 액정표시패널(100)과 상대적으로 이동하는 것이 바람직하다. 이를 위해 액정표시패널(100)이 X-Y구동하는 스테이지(도시하지 않음)에 안착되어 있거나, 촬상부(20)가 X-Y구동시키는 구동부(도시하지 않음)에 연결되어 있을 수 있다.
영상처리부(30)는 촬상부(20)에서 촬상한 영상를 처리하여 밝기불량 부분을 검출하고 밝기불량 부분의 계조를 계산하고 액정표시패널(10)의 불량여부를 판단한다.
영상처리부(30)는 촬상된 화상을 처리하는 영상처리부(31)와 불량결정부(32)를 포함한다. 영상처리부(31)는 촬상된 영상을 처리하여 밝기불량 부분을 검출한다. 불량결정부(32)는 휘점 패턴 매칭(matching)을 통해 밝기불량 부분의 계조를 측정하고 액정표시패널(10)의 불량여부를 판단한다. 휘도 패턴이 인가되면 액정표시패널(10)에는 색상/휘도가 다양한 패턴이 형성되며 불량결정부(32)는 밝기 불량부분과 휘도 패턴을 비교하여 밝기불량 부분의 계조를 결정한다. 불량결정부(32)는 계조 결정을 위해 LSE(least square estimation) 방법을 사용할 수 있다.
이하 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널의 검사방법을 설명한다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널의 검사방법을 설명하기 위한 순서도이다.
먼저 제1패턴 인가부(11)가 액정표시패널(100)에 밝기불량검출 패턴을 인가한다(S100). 액정표시패널(100)은 X-Y구동 가능한 스테이지에 안착되어 있을 수 있다. 또한 이하의 액정표시패널(100)의 검사는 일정한 온도에서 수행되는 것이 바람직한데, 이를 위해 액정표시패널(100)은 온도챔버에 수용되거나 온도 플레이트 상에 위치할 수도 있다.
밝기불량 검출패턴은, 예를 들어, 액정표시패널(100)의 화면을 블랙 상태로 만드는 패턴일 수 있다.
이후 밝기불량 검출패턴에 의해 형성된 액정표시패널(100)의 영상을 촬상한다(S200). 영상 촬상은 CCD 카메라를 포함하는 촬상부(20)가 수행하며, 복수의 CCD 카메라를 이용하여 영상을 촬상하는 것도 가능하다.
이후 촬상된 영상에 기초하여 밝기불량 부분을 검출한다(S300). 불량이 발생한 부분은 주위의 블랙 상태와 다른 휘도를 가지므로 밝기불량부분을 검출할 수 있다. 밝기불량 부분의 판단은 주위와의 대비비가 일정 수준 이상인지 여부로 결정할 수 있다.
이후 액정표시패널(100)에 휘도 패턴을 인가한다(S400). 휘도 패턴은 밝기불량부분이 검출된 구역(101)에만 선택적으로 인가될 수 있다. 액정표시패널(100)은 복수의 구역으로 나누어지며 휘도 패턴은 구역마다 동일한 패턴이 인가될 수 있다. 휘도 패턴은 색상별로 다양한 계조로 가진다.
이후 휘도 패턴에 의해 형성된 액정표시패널(100)의 영상을 촬상한다(S500). 영상 촬상은 CCD 카메라를 포함하는 촬상부(20)가 수행하며, 복수의 CCD 카메라를 이용하여 영상을 촬상하는 것도 가능하다. 촬상은 밝기불량 부분이 검출된 구역(101)에만 선택적으로 이루어 질 수 있으며 이 경우 촬상부(20)와 액정표시패널(100)은 부분적 촬상을 위해 상대적으로 이동할 수 있다.
촬상부(20)는 액정표시패널(100)의 화상을 색상을 구분하여 촬상하는데, CCD 카메라가 칼라 기능이 없는 경우 CCD카메라에 적색 칼라필터, 녹색 칼라필터, 청색 칼라필터를 각각 채용하여 색상별로 화상을 촬상한다.
이후 촬상된 영상에 기초하여 밝기불량 부분의 계조를 계산한다(S600). 휘도 패턴에는 색상별, 계조별 패턴이 형성되어 있기 때문에 밝기불량 부분과의 비교를 통해 밝기불량 부분의 계조를 계산할 수 있다. 이에 의해 주위와의 대비비 차이로 검출한 밝기불량부분의 정확한 계조를 알 수 있게 된다. 이 과정에서 색상별로 패턴을 가진 휘도 패턴을 이용하기 때문에 색상에 따른 대비비와 휘도 오차를 감소시킬 수 있다. 또한 밝기불량이 발생한 부분만을 대상으로 촬상하면 패널 위치나 카메라 위치에 따른 오차도 감소시킬 수 있다.
계조 결정에서는 밝기불량부분의 휘도와 휘점 패턴의 휘도를 LSE방법을 이용하여 피팅(fitting)하여 밝기불량부분의 계조를 결정할 수 있다.
이후 계산된 계조에 기초하여 액정표시패널(100)의 불량여부를 판단한다(S600). 불량 판단은 이웃한 부분과의 계조 차이가 일정 수준 이상이면 불량으로 판단하는 방법 등이 있다.
이상의 실시예에서 검사 대상은 유기전기발광장치(organic light emitting diode) 의 표시패널일 수 있다.
유기전기발광장치는 전기적인 신호를 받아 발광하는 유기물을 이용한 자발광형 소자이다. 유기전기발광장치에는 음극층(화소전극), 홀 주입층, 홀 수송층, 발광층, 전자수송층, 전자 주입층, 양극층(대향전극)이 적층되어 있다.
본 발명은 밝기불량 부분의 계조 산출 뿐 아니라 패널 영상 밝기에 대한 보정 방법과 보정장치로 사용될 수 있다.
비록 본발명의 실시예가 도시되고 설명되었지만, 본발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 당업자라면 본발명의 원칙이나 정신에서 벗어나지 않으면서 본 실시예를 변형할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 본발명의 범위는 첨부된 청구항과 그 균등물에 의해 정해질 것이다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 계조를 검출하여 표시패널의 불량여부를 정확히 판단할 수 있는 표시패널의 검사방법이 제공된다.
또한 본 발명에 따르면 계조를 검출하여 표시패널의 불량여부를 정확히 판단할 수 있는 표시패널의 검사장치가 제공된다.

Claims (5)

  1. 표시패널의 검사방법에 있어서,
    표시패널에 밝기불량검출을 위한 패턴을 인가하고 영상 처리를 통해 밝기불량부분을 검출하는 단계와;
    표시패널에 다양한 계조의 휘도패턴을 인가하는 단계와;
    상기 밝기불량부분의 휘도와 인접한 부분과의 휘도를 비교하여 상기 밝기불량부분의 계조를 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시패널의 검사방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 휘도패턴은 상기 액정표시패널을 복수의 구간으로 나누어 인가되는 것을 특징으로 하는 표시패널의 검사방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 휘도패턴은 적색, 녹색, 청색 별로 다양한 계조를 가지는 것을 특징으로 하는 표시패널의 검사방법.
  4. 표시패널의 검사장치에 있어서,
    표시패널에 밝기불량검출을 위한 패턴을 인가하는 제1패턴인가부와;
    상기 표시패널에 다양한 계조의 휘도패턴을 인가하는 제2패턴인가부와;
    상기 패턴이 인가된 상기 표시패널의 영상을 촬상하는 촬상부와;
    상기 촬상부로부터의 영상을 처리하여 밝기불량부분의 계조를 계산하는 데이터 처리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시패널의 검사장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제2패턴 인가부는 상기 표시패널을 복수의 구역으로 나누어 상기 휘도패턴을 인가하며,
    상기 촬상부는 상기 표시패널의 영상을 적색, 녹색, 청색 별로 촬상하는 것을 특징으로 하는 표시패널의 검사장치.
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