KR20070030924A - 컬러 필터 검사 방법 및 장치 - Google Patents

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토루 시라이
야스히로 고하라
모리히데 오사키
켄지 타키이
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샤프 가부시키가이샤
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Abstract

컬러 필터를 검사하는 방법은 컬러 필터가 광원에 대치되도록 컬러 필터를 배치하는 제1단계, 광원으로부터 컬러 필터의 컬러 레이어의 색 중 하나와 일치하는 색의 단색광을 출력하여 다수의 컬러 레이어로 빛을 입사하는 제2단계, 및 컬러 레이어를 통하여 투과된 빛으로 각각의 컬러 레이어에서 디스플레이 불균일을 검사하는 제3단계를 포함한다.

Description

컬러 필터 검사 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR INSPECTING COLOR FILTER}
본 발명은 컬러 필터를 검사하는 방법 및 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 컬러 필터의 컬러 레이어에서 디스플레이의 불균일을 검사하기 위한 것이다.
최근, 컬러 액정(liquid crystal) 디스플레이 장치와 같은 얇은 디스플레이 장치에 대한 수요가 극적으로 증가해왔다. 수요의 증가와 함께, 더 높은 디스플레이 품질이 강하게 요구되고 있다. 이러한 디스플레이 디바이스는 세개의 주요 컬러, 즉, 빨강(R), 녹색(G) 및 파랑(B)의 컬러 레이어(color layer)가, 미리 결정된 패턴에 배열되는 컬러 필터를 포함한다. 따라서, 디스플레이 품질을 향상하기 위해, 고정밀도를 가진 컬러 필터를 제작하는 것이 필수적이다.
컬러 필터를 제작하는 방법으로서, 일반적으로, 스테이닝(staining) 방법, 잉크젯(inkjet) 방법, 프린팅(printing) 방법, 사진석판술(photolithography) 방법 등이 알려져 있다. 이러한 알려진 컬러 필터 제작 방법 중에서, 처리 단계의 수가 비교적 적고, 높은 제어가능성(controllability)과 고해상도를 달성할 수 있기 때문에, 사진석판술이 현재 주류이다.
사진석판술에서, 컬러 레이어를 형성하기 위해 기판에 컬러 저항을 적용하고, 이후 포토마스크(photomask)를 통해 컬러 레이어가 빛에 노출된다. 그 후, 미리 결정된 패턴을 가지는 컬러 레이어를 형성하기 위해, 노출된 컬러 저항이 현상되고(developed), 이에 따라 컬러 필터가 제작된다.
만약 외부 물질이 컬러 필터에 혼합된다면, 외부 물질은 디스플레이 빛을 차단하거나 외부 물질이 액정 레이어와 같은 디스플레이 매체로 들어가서 디스플레이 품질에 반대의 효과를 준다. 따라서, 컬러 필터 제작 처리 단계는 컬러 레이어로 외부 물질이 혼합되는 것을 방지하기 위해 특별한 주위를 기울여, 매우 깨끗한 환경에서 수행되어야 한다. 그러나, 컬러 레이어로 외부 물질이 혼합되는 것은 완전하게 방지될 수는 없다.
또한, 컬러 레이어의 일부가 제작 처리 단계에서 벗겨져서(peeled), 결함부가 생성되는 경우가 있을 수 있다. 이러한 경우에, 결함부를 통해 송신된 빛은 채색되지 않고(not colored), 광원(light source) 그 자체의 출력이다. 따라서, 결함부를 통해 통과된 빛은 광 누설(leakage)로 관찰된다.
이러한 문제점을 극복하기 위하여, 외부 물질이 혼합된 것과 결함부를 검사하는 검사 단계가 제조된 컬러 필터에 이루어진다. 예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이, 백색광이 컬러 필터에 입사되고, 검사자(inspector)가 검사를 위해 투과된 빛을 관찰하는 방법이 알려져 있다.
특히, 검사 방법에서, 컬러 필터(103)는 검사자(10)와 백색광을 출력하는 광원(102) 사이에 위치하도록 배치된다. 컬러 필터(103)에서, R의 컬러 레이 어(103r), G의 컬러 레이어(103g) 및 B의 컬러 레이어(103b)가 형성된다. 컬러 레이어(103r)는 입사되는 백색광에서 미리 정해진 범위의 파장에서 적색광만을 통과시켜서 검사자 측으로 적색광을 출력한다. 같은 방식으로, 컬러 레이어(103g)는 녹색광만을 통과시키고, 컬러 레이어(103b)는 청색광만을 통과시킨다. 만약 외부 물질이 혼합되어 있다면, 결함부 등이 컬러 레이어(103r, 103g, 103b)의 어느 하나에서 발견되고, 외부 물질, 결람부 등의 존재는 검사자(101)에 의해 비정상적인 출력광으로서 관찰된다.
그러나, 위에서 설명한 검사 방법은, 빛은 다수의 컬러 레이어(103r, 103g, 103b) 각각으로부터 동시에 유출되므로, 따라서, 예를 들어, 결함부가 R의 컬러 레이어(103r) 중 하나에서 생성되어 컬러 레이어(103r)로부터 유출되는 빛이 변화하여도, 특정 레이어에서 유출되는 빛에서의 변화를 정확하고 빠르게 구별하기 어렵다. 따라서, 신뢰할 수 있는 검사를 위해 막대한 시간이 요구되고, 따라서 제조 비용의 증가가 초래된다.
도 6에서 도시된 바와 같이, 위에서 기술한 검사 방법(예를 들어, 참조특허1 참조)에서 컬러 필터(103)와 검사자(101) 사이에 검사필터(105)를 배치한 것이 알려져 있다. 검사필터(105)는 미리 정해진 파장 범위에서 빛을 통과하도록 형성되고, 적, 녹, 청 컬러 필터의 정상적인 부분을 통해 통과되는 빛을 대략 잘라낸다. 반면, 결함부를 통과한 빛은 가시광선의 전체 파장 범위를 가지게 되고, 검사필터(105)에 의해 잘라진 빛의 비율은 줄어들 수 있다. 따라서, 정상적인 부분을 통해 통과된 빛과 결함부(106)를 통해 통과된 빛의 콘트래스트(contrast)가 증가하 고, 결함부(106)의 검사는 간단한 방식으로 수행될 수 있다.
(참조특허 1) 일본공개특허공보 평5-99787
발명이 해결하고자 하는 과제
사진석판술에 대해, 기판에 컬러 저항을 제공하기 위해, 액체 컬러 저항을 기판에 적용하는 방법 이외에, 컬러 저항 필름을 기판(건필름 적층(dry film lamination); "DFL"이라고도 함)에 접착하는 방법이 있다. DFL에 의하면, 컬러 저항이 적용되는 방법과는 달리, 베이킹(baking) 처리 단계가 필요하지 않고, 처리 단계의 수가 유리하게 감소될 수 있다.
그러나, DFL을 사용하면, 저항 필름 자체의 굴곡(waviness), 저항 필름을 부착할 때 저항 필름에 가해지는 텐션(tension) 등에 의해 컬러 레이어에 디스플레이 불균일이 초래되는 경우도 있다. 디스플레이 불균일은 컬러 레이어의 두께의 약간의 변화 또는 컬러 레이어의 어퍼쳐(aperture) 비율의 변화에 의해 발생한다.
또한, 컬러 레이어에서 디스플레이 불균일은 위에서 설명한 DFL에 의해서만 아니라, 액체 컬러 저항이 적용되는 방법에 의해서 컬러 레이어가 형성될 때에도 발생한다. 위에서 설명한 두 방법에서 자주 발생하는 디스플레이 불균일로서, 현상 단계에서 현상 결함으로 인한 디스플레이 불균일, 컬러 레이어의 패턴의 에칭된 부분의 변형(deformation)으로 인한 디스플레이 불균일 및 컬러 레이어의 패턴 정도(pitch)와 패턴 넓이(width)의 불균등(non-uniformaity)으로 인한 디스플레이 균일이 있다.
이러한 디스플레이 품질을 향상하기 위해, 위에서 설명한 디스플레이 불균일에 의해 결점있는 디스플레이를 신뢰성있게 검출할 필요가 있다. 그러나, 위에서 설명한 디스플레이 불균일로 인한 디스플레이 결점은, 외부 물질의 혼합이나 결함으로 인한 결점있는 디스플레이와 비교할 때 사소한 것이어서, 이러한 디스플레이 불균일을 검출하는 것이 어렵다.
이러한 것을 극복하기 위하여, 참조특허1과 같이 검사자와 컬러 필터 사이에 검사필터를 둘 수 있다. 그러나, 결함부와 달리, 디스플레이 불균일로서는, 입사되는 백색광은 그대로 통과하지 않고, 디스플레이 불균일이 발생한 컬러 레이어 부분과 일반적인 부분간의 콘트래스트는 증가하지 않을 수 있다. 즉, 디스플레이 불균일을 신뢰성있게 검출하기가 어렵다.
본 발명은 위에서 설명한 관점에서 안출된 것이고, 따라서 본 발명의 목적은 컬러 필터의 컬러 레이어의 디스플레이 불균일을 신뢰성있고 간단하게 검출하여 디스플레이 품질을 향상시키는 것이다.
문제점을 해결하기 위한 수단
위에서 설명한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따르면, 컬러 레이어의 디스플레이 불균일이 존재하는 것을 검출하기 위해 컬러 필터의 컬러 레이어로 단색광(monochromatic light)이 입사된다.
보다 명확하게, 본 발명에 따른 컬러 필터 검사 방법은, 투명한 기판 위에 복수의 각색에 제공된 복수의 컬러 레이어를 포함하는 컬러 필터를 검사하는 방법으로서, 상기 컬러 필터가 광원과 대치되도록 컬러 필터를 배치하는 제1단계; 상기 광원으로부터, 상기 컬러 필터의 복수 컬러 레이어의 복수 색 중 하나에 상응하는 색의 단색광을 출력하여, 상기 복수 컬러 레이어로 단색광을 입사시키는 제2단계; 및 상기 컬러 레이어를 통해 투과된 빛으로 이 컬러 레이어에서의 디스플레이 불균일이 존재하는지를 검사하는 제3단계를 포함한다.
상기 복수 컬러 레이어로 입사되는 단색광은 순서대로 변화되어, 단색광의 색이 컬러 레이어의 각각의 색과 일치하도록 하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따른 컬러 필터 검사 방법은, 투명한 기판 위에 복수의 각색에 제공된 다수의 컬러 레이어를 포함하는 컬러 필터를 검사하는 방법으로서, 상기 컬러 필터가, 백색광을 생성하는 생성부와 생성부에서 생성된 백색광 중에서 단색광만을 투과시키는 단색 필터를 포함하는 광원과 대치되도록, 상기 컬러 필터를 배치하는 제1단계; 상기 광원의 단색 필터로부터, 상기 컬러 필터의 복수 컬러 레이어의 복수 색 중 하나에 상응하는 색의 단색광을 출력하여, 상기 복수 컬러 레이어로 단색광을 입사하는 제2단계; 및 상기 컬러 레이어를 통해 투과된 빛으로 이 컬러 레이어에서의 디스플레이 불균일이 존재하는지를 검사하는 제3단계를 포함한다.
상기 복수 컬러 레이어로 입사되는 단색광은 상기 광원의 단색 필터를 바꿈으로써 순서대로 변화되어, 단색광의 색이 상기 컬러 레이어의 각각의 색과 일치하도록 하는 것이 바람직하다.
상기 광원으로부터 출력되어 상기 복수 컬러 레이어 중 검사 대상의 상기 컬러 레이어를 통해 투과되는 광이, 상기 광원으로부터 출력되어 상기 검사 대상 상기 복수 컬러 레이어 중 다른 컬러 레이어를 통해 투과되는 광에 의해 간섭받는 비율은, 0% 이상 30% 미만인 것이 바람직하다.
상기 컬러 레이어 중 검사 대상을 통해 투과되는 광의 파장 범위는 590nm 이상 780nm 이하일 수 있으며, 또한, 상기 컬러 레이어 중 검사 대상을 통해 투과되는 광의 파장 범위는 515nm 이상 585nm 이하일 수 있다.
상기 광원으로부터 출력되는 단색광은 상기 컬러 레이어 중 검사 대상의 투과율이 10% 이상 되게 하는 파장 범위의 광인 것이 바람직하다.
상기 컬러 레이어 중 검사 대상을 통해 투과되는 광의 파장 범위는 580nm 이상 685nm 이하일 수 있다. 또한, 상기 컬러 레이어 중 검사 대상을 통해 투과되는 광의 파장 범위는 475nm 이상 605nm 이하일 수 있다. 또한, 상기 컬러 레이어 중 검사 대상을 통해 투과되는 광의 파장 범위는 385nm 이상 535nm 이하일 수 있다.
더욱이, 컬러 필터를 검사하는 장치는, 투명한 기판 위에 각각의 다수의 색에 대하여 제공된 다수의 컬러 레이어를 포함하는 컬러 필터를 지지하는 지지부; 및 각각의 복수 색에 대한 단색광을 출력하여, 단색광의 색이 각각의 상기 복수 컬러 레이어와 일치하도록 하는 광원을 포함하며, 상기 광원으로부터 출력된 단색광은, 상기 컬러 레이어에서의 디스플레이 불균일이 존재하는지를 검사하기 위해 컬러 상기 레이어로 입사되도록 설정된다.
-효과-
본 발명에 따른 컬러 필터 검사 방법에 따르면, 디스플레이 불균일의 존재가 검사되는 경우, 제1단계에서, 컬러 필터가 광원과 대치되도록 배치된다. 이후, 제2단계에서, 광원으로부터, 단색광이 출력되어, 컬러 필터의 다수의 컬러 레이어로 단색광이 입사된다. 컬러 레이어는 각각의 색(적, 녹, 청과 같은)에 대하여 투명 기판 위에 배치된다. 이때, 광원으로부터 출력된 단색광의 색은 컬러 레이어의 색 중 하나와 일치한다.
이후, 제3단계에서, 다수의 컬러 레이어로 입사되는 단색광은 단색광의 색에 상응하는 색의 컬러 레이어를 통해 투과된다. 결과적으로, 단색광의 색과 일치하는 색의 컬러 레이어 중 하나가 투과된 빛으로 디스플레이 불균일의 존재가 검사된다. 이 경우, 컬러 필터를 통해 투과된 빛은 단색이고, 따라서 외부 물질의 혼합 및 결함보다 검출하기 어려운, 컬러 레이어에서의 디스플레이 불균일을 간단한 방식으로 신뢰성있게 검출할 수 있다.
단색광의 색을 컬러 레이어의 색 중에서 다른 색으로 순서대로 변경함으로써, 컬러 레이어의 각각의 색에 대하여 컬러 필터의 모든 컬러 레이어의 검사를 수행할 수 있다.
또한, 광원이 백색광을 생성하는 생성기와 단색 필터를 포함한다면, 제2단계에서, 생성기에서 생성된 백색광 중에서 미리 결정된 파장 범위의 단색광만이 단색 필름을 통해 투과되어 광원으로부터 전체적으로 출력된다. 광원으로부터의 출력된 단색광은 다수의 색 중 하나의 컬러 레이어를 통해 투과되고, 단색광이 투과된 컬러 레이어에서의 디스플레이 불균일의 존재를 검사한다.
광원으로부터 출력되어 컬러 레이어 중 검사 대상을 통해 투과된 빛에 대하여, 광원으로부터 출력되어 컬러 레이어 중 다른 컬러 레이어를 통해 투과된 빛에 의해 간섭된 빛의 비율이 검사 대상을 통해 투과된 빛의 30% 이상이면, 간섭부가 매우 커져서, 투과된 빛을 시각적으로 식별하기 어려워진다. 따라서, 간섭부의 비율을 0% 이상 30% 미만으로 함으로써, 컬러 레이어 중 검사 대상을 통해 투과된 빛은 간단한 방식으로 시각적으로 식별될 수 있다. 따라서, 디스플레이 불균일의 존재가 신뢰성있게 검출될 수 있다.
특히, 컬러 레이어 중 검사 대상을 통해 투과된 빛이 파장 범위 590nm 이상 780nm 이하의 적색광이거나, 파장 범위 515nm 이상 585nm 이하의 녹색광일때, 간섭부의 비율은 0% 이상 30% 미만으로 될 수 있다.
더욱이, 만약 광원으로부터 컬러 레이어 중 검사 대상으로 출력되는 단색광의 투과율이 10% 미만이라면, 충분한 레벨로 컬러 레이어 중 검사 대상을 통해 투과되는 빛을 시각적으로 식별하기 어려워진다. 따라서, 광원으로부터 출력되는 단색광의 파장 범위를, 컬러 레이어 중 검사 대상의 투과율이 10% 이상이 되도록 결정함으로써, 신뢰성있는 검사를 수행할 수 있다.
특히, 컬러 레이어 중 검사 대상을 통해 투과되는 빛이 파장 범위 580nm 이상 685 nm 이하의 적색광이거나, 파장 범위 475nm 이상 605 nm 이하의 녹색광이거나, 또는 파장 범위 385nm 이상 535nm 이하의 청색광일때, 간섭부의 비율이 10% 이하로 될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 컬러 필터 검사 장치로, 디스플레이 불균일의 존재를 검사할 때, 컬러 필터는 지지부가 컬러 필터를 지지할 수 있도록 지지부 위에 배치된다. 이때, 각각의 색에 대하여 광원으로부터 출력되는 단색광은 컬러 필터의 컬러 레이어로 입사된다. 따라서, 컬러 레이어의 각각의 색에 대해 그 디스플레이 불균일의 존재에 대해 컬러 레이어를 검사한다.
게다가, 광원이 백색광을 생성하는 생성부와 단색 필터를 포함할 때, 생성부에서 생성된 백색광 중에서 미리 결정된 파장 범위의 단색광만이 단색 필터를 통해 투과되고, 광원으로부터 전체적으로 출력된다. 광원으로부터 출력된 단색광은 다수의 색 중 한 색의 컬러 레이어를 통해 투과되고, 따라서 단색광이 투과된 색의 컬러 레이어에서 디스플레이 불균일의 존재를 검사할 수 있다.
발명의 효과
본 발명에 따르면, 컬러 필터의 컬러 레이어로 단색광을 입사함으로써, 검사 대상 컬러 레이어의 색과는 다른 색의 빛은 억제되고, 검사에 사용되는 빛은 단색으로 만들어질 수 있다. 따라서, 외부 물질의 혼합 및 결함보다 검출하기 어려운 컬러 레이어의 디스플레이 불균일을 간단한 방식으로 신뢰성있게 검출할 수 있고, 따라서 디스플레이 품질이 향상될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예1에 따른 검사 방법 및 장치를 개략적으로 나타내는 투시도이다.
도 2는 노트 컬러의 컬러 레이어에 대한 분광 투과율 특성을 나타내는 그래프이다.
도 3은 모니터 컬러의 컬러 레이어에 대한 분광 투과율 특성을 나타내는 그래프이다.
도 4는 본 발명의 실시예2에 따른 검사 방법 및 장치를 개략적으로 나타내는 투시도이다.
도 5는 외부 물질 혼합부 또는 결함부를 검출하는 알려진 검사 방법을 개략적으로 나타내는 투시도이다.
도 6은 결함부를 검출하는 알려진 검사 방법을 개략적으로 나타내는 투시도이다.
이하에서는, 본 발명의 실시예들을 첨부되는 도면을 참조로 설명할 것이다. 본 발명이 다음 실시예들에 한정되는 것은 아니다.
(실시예1)
도 1, 도 2 및 도 3은 본 발명의 실시예1에 따른 컬러 필터를 검사하는 방법 및 장치를 설명하기 위한 것이다. 도 1은 실시예1의 검사 장치를 개략적으로 나타내는 투시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 검사 장치(1)는 컬러 필터(10)를 지지하기 위한 지지부(supporting section)(20) 및 검사를 위해 컬러 필터(10)에 빛을 입사하기 위한 광원(30)을 포함한다.
컬러 필터(10)는, 예를 들어, 액정 디스플레이 장치(liquid crystal display device)에 적용된다. 보다 상세하게는, 도면에 도시되지는 않았으나, 액정 디스플레이 장치는 다수의 박막 트랜지스터(TFTs)가 배열된 TFT 기판과, TFT 기판과 마주보도록 배치되어, 그 사이에 삽입된 액정 레이어를 가지는 카운터 기판을 포함한 다. 컬러 필터(10)는 카운터 기판 위에 제공된다. 액정 레이어는 TFT 기판 위에서 TFT에 의해 구동되어, 컬러 필터(10)를 통해 투과되는 입사광으로 컬러 디스플레이를 수행한다.
컬러 필터(10)는 각각의 다수의 컬러에 대하여 유리 기판과 같은 투명 기판(15) 위에 제공되는 다수의 컬러 레이어(11, 12, 13)를 포함한다. 특히, 컬러 레이어(11)는 적색(R)을 디스플레이하기 위한 것이고, 컬러 레이어(12)는 녹색(G)을 디스플레이하기 위한 것이고, 컬러 레이어(13)는 청색(B)을 디스플레이하기 위한 것이고, 컬러 레이어들(11, 12, 13)은 순서대로 규칙적으로 배열된다. 각각의 컬러 레이어(11, 12, 13)는 사진석판술(photolithography)을 이용하여 패터닝(patterning)함으로써, 투명 기판(15) 위에 컬러 저항으로 이루어진다.
컬러 레이어(11, 12, 13)는 DFL(건필름 적층; dry film lamination)에 의해 형성된다. 특히, 예를 들어, 적색이고 필름 형상인 컬러 저항이, 균일한 장력이 인가되어 투명 기판(15)에 접착된다. 그 후, 투명 기판(15)에 포토 마스크(도시되지 않음)를 통해 노출(exposure)을 수행하여, 미리 정해진 패턴을 그 위에 남기고, 이후 패턴을 현상하여 다수의 컬러 레이어(11)를 형성한다. 그 후, 녹색의 컬러 레이어(12) 및 청색의 컬러 레이어(13)에 대해서, 동일한 방식으로 패터닝을 수행하여, 패터닝에 의해 세가지 색의 컬러 레이어(11, 12, 13)가 형성된 컬러 필터(10)을 얻는다.
본 실시예의 컬러 레이어(11, 12, 13)는 도 2 및 도 3에 나타난 분광 투과율 특성(spectral transmittance characteristics)을 보인다. 또한, 도 1 및 도 2에 서, 실선은 적(R) 컬러 레이어(11)의 투과율을 나타내고, 파선(broken line)은 녹(G) 컬러 레이어(12)의 투과율을 나타내고, 교대로 길고 짧은 선은 청(B) 컬러 레이어(13)의 투과율을 나타낸다.
도 2는 노트북 컴퓨터와 같은 디스플레이 패널에 사용되는 컬러 레이어(여기에서는 "노트 컬러(note colors)"라고 칭할 것이다)의 특성을 나타내는 그래프이다. 노트 컬러는 디스플레이 품질을 유지하면서 파워 소비를 감소하게 하는 특성을 가진다. 반면, 도 3은 데스크탑(desktop) 컴퓨터 등의 디스플레이 패널에 사용되는 컬러 레이어(여기에서는 "모니터 컬러(monitor colors)"라고 칭할 것이다)의 특성을 나타내는 그래프이다. 모니터 컬러는 노트 컬러에 비해, 디스플레이 컬러를 재현하는 재현성(reproducibility)에 중점을 두는 특성을 가진다.
지지부(20)는 그 중앙부에 개구부(도시되지 않음)를 가지는 판 부재(plate member)로 이루어진다. 컬러 필터(10)는 지지부(20) 위로 배치되어서, 컬러 필터(10)의 컬러 레이어(11, 12, 13)가 지지부(20)의 개구부와 일치하고, 컬러 필터(10)의 주변부(프레임 영역)는 개구부 주위에 위치하는 지지부(20)의 지지면에 완전하게 접착된다.
광원(30)은 컬러 레이어(11, 12, 13)의 각각의 색과 일치하는 색의 단색광을 출력하고, 컬러 필터(10)의 컬러 레이어(11, 12, 13)로 단색광을 입사하도록 설정되어 있다. 특히, 광원(30)은 단색 광원으로서 동작하는 발광 소자(light emitting diodes; LEDs), 즉 다수의 적LED, 다수의 녹LED 및 다수의 청LED를 포함한다. LED 중에, 적LED만이 켜지고(ON), 그에 의해 적색광이 출력된다. 동일한 방식으로, 녹 LED만이 켜지고(ON), 그에 의해 녹색광이 출력되고, 청LED만이 켜지고(ON), 그에 의해 청색광이 출력된다. 다수의 컬러 레이어(11, 12, 13)로 입사되는 단색광의 색은 각각의 컬러 레이어(11, 12, 13)의 색과 일치되도록 순서대로 변화된다. 본 실시예에서, 광원(30)은 세가지 색의 LED를 포함하고, 따라서 광원(30)으로부터 출력되는 단색광의 색은 간단한 방식으로 변화될 수 있다.
검사자(40)는 각각의 컬러 레이어(11, 12, 13)에서 디스플레이 불균일이 있는지를 검사하기 위해, 광원(30)에 대하여 반대측으로부터 컬러 필터를 투과하는 각각의 색에 대한 컬러 필터(10)의 투과된 빛을 시각적으로 확인한다.
이 경우, 예를 들면, 적LED의 발광 특성에 대해, 발광 피크(peak)는 638nm이고, 반값(half-value)폭(breadth)은 18nm인 것이 바람직하다. 녹LED의 발광 특성에 대해, 발광 피크는 560nm이고, 반값폭은 바람직하게 15nm이다. 또한, 청LED의 발광 특성에 대해, 발광 피크는 385nm 이상 465nm 이하인 것이 바람직하다. 그러나, 통용되는 일반적인 목적으로 사용되는 광원에 대해, 발광 피크는 바람직하게 468nm이며, 반값 폭은 바람직하게 26nm이다.
또한, 광원(30)으로부터 출력되어 검사되어야 할 컬러 레이어(11, 12, 13) 중 하나를 통해 투과된 빛에 대하여, 광원(30)으로부터 출력되어 검사 대상과는 다른 컬러 레이어(11, 12, 13) 중 하나를 투과하는 빛에 의해 간섭되는 빛의 비율은 바람직하게는 검사 대상을 통해 투과된 전체 빛의 0% 이상이고 30% 미만이다. 만약 빛의 간섭부가 검사 대상을 통해 투과된 전체 빛의 30% 이상이라면, 검사 대상이 아닌 다른 컬러 레이어(11, 12, 13) 중 하나를 통해 투과된 빛에 의해 간섭되는, 검사 대상을 통해 투과되는 빛은 매우 커져서, 디스플레이 불균일을 시각적으로 확인하기 어려워진다.
특히, 표 1에 나타난 바와 같이, 도 2 및 도 3(노트 컬러와 모니터 컬러)에서 나타난 특성을 보여주는, 컬러 레이어(11, 12, 13)로의 출력되어 검사 대상으로서 적(R) 컬러 레이어(11)를 통해 투과되는 빛의 파장 범위는, 바람직하게 590nm 이상 780nm 이하이다. 또한, 검사 대상으로서 녹(G) 컬러 레이어(12)를 통해 투과되는 빛의 파장 범위는 바람직하게 515nm 이상 585nm 이하이다. 또한, 검사 대상으로서 청(B) 컬러 레이어(13)를 통해 투과되는 빛의 파장 범위는 380nm 이상 480nm이하이다. 따라서, 검사되지 않을 컬러 레이어 중 하나를 통해 투과되는 빛에 의해 간섭되는, 검사 대상 컬러 레이어를 통해 투과되는 빛의 비율은 0% 이상 30% 미만으로 유지될 수 있다.
다른 컬러의 투과율 R(nm) G(nm) B(nm)
5% 미만 640-670 555-570 445-465
10% 미만 620-635 545-575 385-465
30% 미만 590-780 515-585 380-480
또한, 표 1에 나타난 바와 같이, 간섭부의 비율은 바람직하게, 전체 빛의 0% 이상 10% 이하이다. 특히, 도 2 및 도 3에 나타난 특성을 보이는 컬러 레이어(11, 12, 13)로 입사되는 빛 중에서, 검사 대상으로서 적(R) 컬러 레이어(11)를 통해 투과되는 빛의 파장 범위는 620nm 이상 635nm 이하이다. 또한, 검사 대상으로서 녹(G) 컬러 레이어(12)를 통해 투과되는 빛의 파장 범위는 바람직하게 545nm 이상 575nm 이하이다. 또한, 검사 대상으로서 청(B) 컬러 레이어(13)를 통해 투과되는 빛의 파장 범위는 바람직하게 385nm 이상 465nm 이하이다.
더욱이, 표 1에 나타난 바와 같이, 간섭부의 비율은 바람직하게 0% 이상 5% 미만이다. 특히, 도 2 및 도 3에 나타난 특성을 보이는 컬러 레이어(11, 12, 13)로 입사되는 빛 중에서, 검사 대상으로서 적(R) 컬러 레이어(11)을 통해 투과되는 빛의 파장 범위는 바람직하게 640nm 이상 670nm 이하이다. 그리고, 검사 대상으로서 녹(G) 컬러 레이어(12)를 통해 투과되는 빛의 파장 범위는 바람직하게 555nm 이상 570nm 이하이다. 또한, 검사 대상으로서 청(B) 컬러 레이어(13)를 통해 투과되는 빛의 파장 범위는 바람직하게 445nm 이상 465nm 이하이다. 따라서, 검사 대상 컬러 레이어가 아닌 다른 컬러 레이어 중 하나를 통해 투과되는 빛에 의해 간섭되는, 검사 대상을 통해 투과되는 빛의 비율은 0% 이상 5% 미만으로 유지될 수 있다.
또한, 광원(30)으로부터 출력되는 단색광은 바람직하게는, 컬러 레이어(11, 12, 13) 중 검사 대상의 투과율이 10% 이상이 되도록 하는 파장 범위의 빛이다. 광원(30)으로부터 출력되어 컬러 레이어(11, 12, 13) 중 검사 대상을 통하는 단색광의 투과율이 10% 미만이라면, 충분한 레벨로 컬러 레이어(11, 12, 13) 중 검사 대상을 통해 투과되는 빛을 시각적으로 식별하기 어려워진다.
특히, 표 2에 나타난 바와 같이, 도 2 및 도 3(노트 컬러 및 모니터 컬러)에 나타난 특성을 보이는, 컬러 레이어(11, 12, 13)로 출력되는 빛 중에서, 검사 대상으로서 적(R) 컬러 레이어(11)를 통해 투과되는 빛의 파장 범위는 바람직하게 580nm 이상 685nm 이하이다. 더욱이, 검사 대상으로서 녹(G) 컬러 레이어(12)를 통해 투과되는 빛의 파장 범위는 바람직하게 475nm 이상 605nm 이하이다. 또한, 검사 대상으로서 청(B) 컬러 레이어를 통해 투과되는 빛의 파장 범위는 바람직하게 385nm 이상 535nm 이하이다. 따라서, 컬러 레이어의 검사 대상이 아닌 다른 컬러 레이어를 통해 투과되는 빛에 의해 간섭되는, 검사 대상을 통해 투과되는 빛의 비율은 10% 이상으로 유지될 수 있다.
투과율 R(nm) G(nm) B(nm)
10% 이상 580-685 475-605 385-535
-검사 방법-
다음으로, 본 발명에 따른 컬러 필터를 검사하는 방법을 설명할 것이다.
본 실시예에 따른 검사 방법은, 제1단계, 제2단계 및 제3단계를 포함한다. 우선, 제1단계에서, 도 1에 도시된 바와 같이, 컬러 필터(10)는 지지부(20) 위에 배치되어 컬러 필터(10)가 광원(30)에 대치된다. 이때, 컬러 필터(10)는, 컬러 레이어(11, 12, 13)가 지지부(20)의 개구부와 일치하도록 배치된다.
그 후, 제2단계에서, 컬러 레이어(11, 12, 13)의 색(R, G, B) 중 하나에 대응하는 색의 단색광이 광원(30)으로부터 출력되어, 다수의 컬러 레이어(11, 12, 13)에 입사된다. 예를 들어, 우선 광원(30)의 적LED가 켜지고, 광원(30)으로부터 적(R)색광이 출력된다. 광원(30)으로부터 출력된 적색광이 각각의 컬러의 컬러 레이어(11, 12, 13)의 각각으로 입사되고, 적(R) 컬러 레이어(11)로부터 출력된다.
이어서, 제3단계에서, 검사자(40)는 컬러 레이어(11)를 통해 투과된 빛으로, 컬러 레이어(11)에 디스플레이 불균일이 존재하는지를 검사한다. 이것은, 컬러 레이어(11)의 어느 하나에 디스플레이 불균일이 발생하면, 디스플레이 불균일은 적색의 투과된 빛 중 밝고 어두운 불규칙(irregularity)으로서 시각적으로 확인되는 것이다.
이제, 컬러 레이어(11, 12, 13)에서 일어나는 디스플레이 불균일에 대해 설명할 것이다.
이 실시예에서 디스플레이 불균일은 컬러 레이어의 중심부가 없어진 결함부도, 컬러 레이어에 외부 물질이 혼합된 것도 아니다. 즉, 디스플레이 불균일은 컬러 저항의 두께의 매우 작은 변화로 인한 개구부 비율의 변화이거나, 또는 컬러 저항 패턴 영역의 변화이다.
컬러 저항의 두께의 변화로 인한 이러한 디스플레이 불균일은 저항 필름 그 자체의 굴곡, 저항 필름을 부착할 때 저항 필름에 적용되는 장력의 불균등, 실수에 의해 두개가 제공된 필름 등에 의해 발생된다. 더욱이, 개구부 비율의 변화로 인한 디스플레이 불균일은 현상 실패, 컬러 레이어 패턴에서 에지 부분의 변형, 불균등한 컬러 레이어의 패턴 피치나 패턴 폭에 의해 발생된다.
적 컬러 레이어(11)를 검사한 후에, 다시 제2단계가 수행되는데, 예를 들어, 광원의 녹LED가 켜지고, 단색의 녹색(G)광이 출력된다. 이후, 제3단계가 수행되어, 검사자(40)는 녹(G) 컬러 레이어(12)를 통해 투과되는 빛을 시각적으로 검사하여, 디스플레이 불균일이 존재하는지 검사한다. 그 후, 청(B) 컬러 레이어(13)를 적 컬러 레이어(11)와 녹 컬러 레이어(12)를 검사한 것과 같은 방식으로 검사한다. 위에서 설명한 방식으로, 컬러 레이어(11, 12, 13)의 각각의 색에 대한 검사가 수행된다.
-실시예1의 효과-
실시예1에 따르면, 컬러 필터(10)의 컬러 레이어(11, 12, 13)로 단색광을 입사함으로써, 검사 대상 컬러 레이어를 통해 투과된 빛의 색이 아닌 다른 색의 투과된 빛은 제거될 수 있고, 따라서 단일색의 빛에 대한 검사가 수행될 수 있다. 따라서, 외부 물질의 혼합 및 결함보다 발견하기 어려운, 컬러 레이어(11, 12, 13)의 디스플레이 불균일을 간단한 방식으로 신뢰성있게 검출할 수 있다. 결과적으로, 디스플레이 품질이 향상될 수 있다.
더욱이, 광원(30)으로부터 출력되어 검사 대상이 아닌 컬러 레이어(11, 12, 13)를 통해 투과된 빛에 의해 간섭되는, 광원(30)으로부터 출력되어 컬러 레이어(11, 12, 13) 중 검사 대상을 통해 투과되는 빛은, 검사 대상 컬러 레이어를 통해 투과되는 빛의 0% 이상 30% 미만으로 된다. 따라서, 컬러 레이어(11, 12, 13) 중 검사 대상을 통해 투과된 빛은 매우 정확하게 시각적으로 확인될 수 있다. 그러므로, 검사는 매우 정밀하게 수행될 수 있다.
또한, 각 컬러 레이어(11, 12, 13)의 투과율이 10% 이상이 되게 하는 파장 범위의 단색광은 광원(30)으로부터의 출력된다. 따라서, 원하는 색의 빛이 매우 명확하게 시각적으로 확인될 수 있고, 그러므로, 검사 정확도는 증가할 수 있다.
(실시예2)
도 4는 본 발명의 실시예2에 따른 컬러 필터를 검사하는 방법 및 장치를 설명하는 투시도이다. 다음의 실시예에서, 실시예1에서 설명되었던 부재는 동일한 참조번호에 의해 식별되고, 따라서 그에 대한 설명은 생략한다.
이 실시예에서, 도 4에 도시된 바와 같이, 광원(30)은 백색광을 생성하는 생성부(generating section)(31)와 생성부(31)에 의해 생성된 빛 중에서 미리 결정된 파장 범위의 단색광만을 투과하는 단색 필터(monochromatic filter)(32)를 포함한다. 전체로서의 광원(30)은 단색광을 출력한다.
생성부(31)는, 예를 들어, 형광 램프 등과 같은 것으로 구성된다. 반면에, 단색 필터(32)에 관해서는, 적(R), 녹(G) 및 청(B) 단색 필터는 각각 TS-R-62 또는 TS-R-64(토키와 광학 회사(TOKIWA OPTICAL CORPORATION)에 의해 제조됨), TS-G-545(토키와 광학 회사에 의해 제조됨) 및 TS-B-390 또는 TS-B-440(토키와 광학 회사에 의해 제조됨)로 구성될 수 있다. 광원(30)은 각 색의 컬러 레이어(11, 12, 13)에 상응하는 세가지 색의 단색 필터(32)를 포함한다. 단색 필터(32)를 교환하면, 필름 컬러가 변화되고, 따라서, 매번 적(R), 녹(G) 및 청(B)의 단색광이 출력된다.
따라서, 실시예1에서와 같이, 제1단계, 제2단계 및 제3단계가 컬러 레이어(11)에서의 디스플레이 불균일의 존재를 검사하기 위해 수행된다.
-실시예2의 효과-
실시예2에 따르면, 실시예1과 동일한 효과를 얻을 수 있다. 또한, 검사 장치에 필터(32)가 제공되므로, 검사자는 반복적으로 필터를 재배치할 필요가 없다. 따라서, 검사가 간단한 방식으로 수행될 수 있다.
(다른 실시예)
실시예1에서, 광원(30)으로서, 세가지 색, 즉, R, G 및 B의 다수의 LED가 제공된다. 그러나, 본 발명은 거기에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, LED 대신에, 형광 램프에서의 사용을 위해 향상된 삼중 파장 튜브(triple wavelength tube) 등이 사용될 수 있다. 보다 상세하게는, 도면에 나타나지는 않았으나, 삼중 파장 튜브는 한쌍의 점화 전극(ignition electrode), 점화 전극 사이에 생성된 방전(discharge)에 대한 응답으로 자외선(ultraviolet light)을 생성하기 위한 가스, 및 자외선이 방사되었을 때 빛을 방사하기 위한 발광체(luminous body)를 포함한다. 일반적인 삼중 파장 튜브는 백색광을 출력하지만, 발광체의 특성이 발광체가 미리 정해진 파장 범위에서의 빛만을 방사하도록 변화된다면, R, G, B 중 하나의 색의 단색광을 출력하는 발광 램프로 구성될 수 있다. 따라서, 실시예1에서 각각의 색으로 공급되는 LED 대신에, R, G 및 B색의 다수의 발광 램프를 제공함으로써, R, G 및 B 각각에 대한 단일색의 단색광의 출력을 얻을 수 있다.
설명한 바와 같이, 본 발명은 컬러 필터의 컬러 레이어에서 디스플레이 불균일이 존재하는지에 대하여 컬러 필터를 검사하는 방법 및 장치에 유용하다. 특히, 본 발명은 디스플레이 품질을 향상하기 위해, 디스플레이 불균일이 간단하고 신뢰성있는 방식으로 검출되는 경우에 적합하다.

Claims (24)

  1. 투명한 기판 위에 복수의 각색에 제공된 복수의 컬러 레이어를 포함하는 컬러 필터 검사 방법에 있어서,
    상기 컬러 필터가 광원과 대치되도록 컬러 필터를 배치하는 제1단계;
    상기 광원으로부터, 상기 컬러 필터의 복수 컬러 레이어의 복수 색 중 하나에 상응하는 색의 단색광을 출력하여, 상기 복수 컬러 레이어로 단색광을 입사시키는 제2단계; 및
    상기 컬러 레이어를 통해 투과된 빛으로 이 컬러 레이어에서의 디스플레이 불균일이 존재하는지를 검사하는 제3단계를 포함하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 복수 컬러 레이어로 입사되는 단색광이 순서대로 변화되어, 단색광의 색이 컬러 레이어의 각각의 색과 일치하도록 하는 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 광원으로부터 출력되어 상기 복수 컬러 레이어 중 검사 대상의 상기 컬러 레이어를 통해 투과되는 광이, 상기 광원으로부터 출력되어 상기 검사 대상의 상기 복수 컬러 레이어 중 다른 컬러 레이어를 통해 투과되는 광에 의해 간섭받는 비율은, 0% 이상 30% 미만인 방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 컬러 레이어 중 검사 대상을 통해 투과되는 광의 파장 범위는 590nm 이상 780nm 이하인 방법.
  5. 제3항에 있어서, 상기 컬러 레이어 중 검사 대상을 통해 투과되는 광의 파장 범위는 515nm 이상 585nm 이하인 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 광원으로부터 출력되는 단색광은 상기 컬러 레이어 중 검사 대상의 투과율이 10% 이상 되게 하는 파장 범위의 광인 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 컬러 레이어 중 검사 대상을 통해 투과되는 광의 파장 범위는 580nm 이상 685nm 이하인 방법.
  8. 제6항에 있어서, 상기 컬러 레이어 중 검사 대상을 통해 투과되는 광의 파장 범위는 475nm 이상 605nm 이하인 방법.
  9. 제6항에 있어서, 상기 컬러 레이어 중 검사 대상을 통해 투과되는 광의 파장 범위는 385nm 이상 535nm 이하인 방법.
  10. 투명한 기판 위에 복수의 각색에 제공된 다수의 컬러 레이어를 포함하는 컬러 필터를 검사하는 방법에 있어서,
    상기 컬러 필터가, 백색광을 생성하는 생성부와 생성부에서 생성된 백색광 중에서 단색광만을 투과시키는 단색 필터를 포함하는 광원과 대치되도록, 컬러 필터를 배치하는 제1단계;
    상기 광원의 단색 필터로부터, 상기 컬러 필터의 복수 컬러 레이어의 복수의 색 중 하나에 상응하는 색의 단색광을 출력하여, 상기 복수 컬러 레이어로 단색광을 입사하는 제2단계; 및
    상기 컬러 레이어를 통해 투과된 빛으로 이 컬러 레이어에서의 디스플레이 불균일이 존재하는지를 검사하는 제3단계를 포함하는 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 복수 컬러 레이어로 입사되는 단색광이 상기 광원의 단색 필터를 바꿈으로써 순서대로 변화되어, 단색광의 색이 상기 컬러 레이어의 각각의 색과 일치하도록 하는 방법.
  12. 제10항에 있어서, 상기 광원으로부터 출력되어 상기 복수 컬러 레이어 중 검사 대상의 상기 컬러 레이어를 통해 투과되는 광이, 상기 광원으로부터 출력되어 상기 검사대상 상기 복수 컬러 레이어 중 다른 컬러 레이어를 통해 투과되는 광에 의해 간섭받는 비율은, 0% 이상 30% 미만인 방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 컬러 레이어 중 검사 대상을 통해 투과되는 광의 파장 범위는 590nm 이상 780nm 이하인 방법.
  14. 제12항에 있어서, 상기 컬러 레이어 중 검사 대상을 통해 투과되는 광의 파장 범위는 515nm 이상 585nm 이하인 방법.
  15. 제10항에 있어서, 상기 광원으로부터 출력되는 단색광은 상기 컬러 레이어 중 검사 대상의 투과율이 10% 이상 되게 하는 파장 범위의 광인 방법.
  16. 제15항에 있어서, 상기 컬러 레이어 중 검사 대상을 통해 투과되는 광의 파장 범위는 580nm 이상 685nm 이하인 방법.
  17. 제15항에 있어서, 상기 컬러 레이어 중 검사 대상을 통해 투과되는 광 파장 범위는 475nm 이상 605nm 이하인 방법.
  18. 제15항에 있어서, 상기 컬러 레이어 중 검사 대상을 통해 투과되는 광의 파장 범위는 385nm 이상 535nm 이하인 방법.
  19. 투명한 기판 위에 각각의 다수의 색에 대하여 제공된 다수의 컬러 레이어를 포함하는 컬러 필터를 지지하는 지지부; 및
    각각의 복수색에 대한 단색광을 출력하여, 단색광의 색이 각각의 상기 복수 컬러 레이어와 일치하도록 하는 광원을 포함하며,
    상기 광원으로부터 출력된 단색광은, 상기 컬러 레이어에서의 디스플레이 불 균일이 존재하는지를 검사하기 위해 상기 컬러 레이어로 입사되는, 컬러 필터 검사 장치.
  20. 제19항에 있어서, 상기 광원으로부터 출력되어 상기 복수 컬러 레이어 중 검사 대상의 상기 컬러 레이어를 통해 투과되는 광이, 상기 광원으로부터 출력되어 상기 검사대상 상기 복수 컬러 레이어 중 다른 컬러 레이어를 통해 투과되는 광에 의해 간섭받는 비율은, 0% 이상 10% 미만인 장치.
  21. 제19항에 있어서, 상기 광원으로부터 출력되는 단색광은 상기 컬러 레이어 중 검사 대상의 투과율이 10% 이상 되게 하는 파장 범위의 광인 장치.
  22. 투명한 기판 위에 복수의 각색에 제공된 복수의 컬러 레이어를 포함하는 컬러 필터를 지지하는 지지부; 및
    백색광을 생성하는 생성부와 이 생성부에서 생성된 백색광 중에서 단색광만을 투과시키는 단색 필터를 포함하는 광원을 포함하며,
    상기 광원으로부터 출력되는 광은 상기 컬러 레이어에서 디스플레이 불균일을 검사하기 위해 상기 컬러 레이어로 입사되도록 설정되는, 컬러 필터 검사 장치.
  23. 제22항에 있어서, 상기 광원으로부터 출력되어 상기 복수 컬러 레이어 중 검사 대상의 상기 컬러 레이어를 통해 투과되는 광이, 상기 광원으로부터 출력되어 상기 검사 대상의 상기 복수 컬러 레이어 중 다른 컬러 레이어를 통해 투과되는 광에 의해 간섭받는 비율은, 0% 이상 10% 미만인 장치.
  24. 제22항에 있어서, 상기 광원으로부터 출력되는 단색광은 상기 컬러 레이어 중 검사 대상의 투과율이 10% 이상 되게 하는 파장 범위의 광인 장치.
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