KR20070063083A - 표시장치용 휘도 검사 장치 및 이의 검사 방법 - Google Patents

표시장치용 휘도 검사 장치 및 이의 검사 방법 Download PDF

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Abstract

얼룩 검사의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 표시장치용 휘도 검사 장치 및 이의 검사 방법이 개시되어 있다. 표시장치용 휘도 검사 장치는 검출부 및 분석부를 포함한다. 검출부는 영상을 표시하는 표시패널의 위치별 휘도를 검출한다. 분석부는 검출부에서 검출된 위치별 휘도를 비교하여 표시패널의 얼룩을 판단한다. 표시장치용 휘도 검사 방법은 휘도 검사 장치를 이용하여 표시패널의 위치별 휘도를 검출한 후, 위치별 휘도를 서로 비교하여 표시패널의 얼룩 여부를 판단한다. 위치별 휘도는 검출부의 스캐닝을 통해 검출된다. 분석부는 위치별 휘도의 최대 편차와 기 설정된 기준 편차를 비교하여 표시패널의 얼룩 여부를 판단한다. 따라서, 얼룩 검사의 신뢰성을 향상시키고, 검사 시간을 단축시킬 수 있다.

Description

표시장치용 휘도 검사 장치 및 이의 검사 방법{INSPECTION DEVICE OF BRIGHTNESS USING DISPLAY DEVICE AND METHOD OF TESTING THEREOF}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 검사 장치를 개략적으로 나타낸 개념도이다.
도 2는 도 1의 검출부가 스캐닝하는 경로의 일 실시예를 나타낸 평면도이다.
도 3는 도 1의 검출부가 스캐닝하는 경로의 다른 실시예를 나타낸 평면도이다.
도 4은 본 발명의 일 실시예에 따른 검사 방법에 대한 검사 과정을 나타낸 순서도이다.
도 5는 도 4의 과정 중 위치별로 휘도를 검출하는 단계에서 검출된 휘도를 나타낸 그래프이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 휘도 검사 장치 110 : 검출부
112 : 감지 부재 120 : 분석부
200 : 액정표시패널 210 : 제1 기판
220 : 제2 기판 300 : 백라이트 어셈블리
310 : 램프 320 : 확산판
330 : 광학 시트 340 : 반사판
400 : 액정표시장치
본 발명은 표시장치용 휘도 검사 장치 및 이의 검사 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 얼룩 검사의 신뢰성을 향상시키고, 검사 시간을 단축시킬 수 있는 표시장치용 휘도 검사 장치 및 이의 검사 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 이동통신 단말기, 디지털 카메라, 노트북, 모니터 등 여러 가지 전자기기에는 영상을 표시하기 위한 표시장치가 구비된다. 표시장치로는 다양한 종류가 사용될 수 있으나, 전자기기의 특성상 평판 형상을 갖는 표시장치가 주로 사용되며, 특히 액정(Liquid Crystal)을 이용하여 영상을 표시하는 액정표시장치(Liquid Crystal Display Apparatus : LCD)가 널리 사용되고 있다. 액정표시장치는 다른 표시장치에 비해 얇고 가벼우며, 낮은 구동전압 및 낮은 소비전력을 갖는 장점을 갖는다.
액정표시장치는 영상을 표시하기 위한 액정표시패널(Liquid Crystal Display Panel) 및 액정표시패널의 하부에 배치되어 액정표시패널에 광을 공급하는 백라이트 어셈블리를 포함한다.
최근에는 액정표시장치가 대형화되어 감에 따라, 고휘도를 갖는 백라이트 어셈블리가 요구되고 있다. 이러한 요구를 만족시키기 위해 백라이트 어셈블리는 다 수의 램프들을 필요로 한다. 또한, 액정표시장치는 넓은 면적에 대해 균일한 광을 제공하기 위하여 백라이트 어셈블리의 다수 램프들을 동일 평면상에 평행하게 배치시키고, 광의 특성을 향상시키기 위하여 보다 넓은 면적을 갖는 확산판 및 광학 시트를 램프들의 상부에 배치시킨다.
이와 같이, 대형 액정표시장치는 중소형 액정표시장치에 비해 면적이 넓어지게 됨으로 인하여, 주위와의 휘도차로 인하여 액정표시패널 상에 형성되는 얼룩이 발생될 수 있는 확률이 높아지게 된다. 따라서, 이러한 얼룩을 검사하는 공정이 매우 중요시되고 있다.
그러나, 대형 액정표시장치용 액정표시패널의 얼룩을 검사하는 공정은 검사자의 육안 검사를 통해 주관적으로 진행됨으로써, 검사자의 개인별 능력 차이에 따라 판정 여부가 달라지고, 정밀성이 떨어진다. 따라서, 검사의 신뢰성이 떨어지고, 검사 시간도 많이 소요되는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 이와 같은 문제점을 감안한 것으로써, 본 발명은 얼룩 검사의 신뢰성을 향상시키고, 검사 시간을 단축시킬 수 있는 표시장치용 검사 장치 및 이의 검사 방법을 제공한다.
상술한 본 발명의 일 특징에 따른 표시장치용 휘도 검사 장치 및 이의 검사 방법에 따르면, 표시장치용 휘도 검사 장치는 검출부 및 분석부를 포함한다. 상기 검출부는 영상을 표시하는 표시패널의 위치별 휘도를 검출한다. 상기 분석부는 상 기 검출부에서 검출된 상기 위치별 휘도를 비교하여 상기 표시패널의 얼룩을 판단한다.
상기 검출부는 가시광 대역의 광을 감지하는 감지 부재를 포함한다.
상술한 본 발명의 일 특징에 따른 표시장치용 휘도 검사 방법은 휘도 검사 장치를 이용하여 표시패널의 위치별 휘도를 검출한 후, 상기 위치별 휘도를 서로 비교하여 상기 표시패널의 얼룩 여부를 판단한다.
상기 위치별 휘도는 상기 검출부의 스캐닝을 통해 검출된다.
상기 분석부는 상기 위치별 휘도의 최대 편차와 기설정된 기준 편차를 비교하여 상기 표시패널의 얼룩 여부를 판단한다.
이러한 표시장치용 휘도 검사 장치 및 이의 검사 방법에 따르면, 표시패널의 위치별 휘도를 검출한 후, 그 편차를 비교하여 표시패널의 얼룩 여부를 판단함으로써, 얼룩 검사의 신뢰성을 향상시키고, 검사 시간을 단축시킬 수 있다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세하게 설명하고자 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 검사 장치를 개략적으로 나타낸 개념도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치용 휘도 검사 장치(100)는 검출부(110) 및 분석부(120)를 포함한다.
검출부(110)는 영상을 표시하는 표시패널(200)의 위치별 휘도를 연속적으로 검출한다. 검출부(110)는 영상을 표시하기 위한 가시광 대역의 광을 감지하는 감지 부재(112)를 포함한다. 가시광 대역은 0.4㎛ 내지 0.7㎛의 파장을 갖는다. 구체적으로, 가시광 대역에서는 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 세 가지의 색상을 기본으로 하여 백색광이 발생되며, 적색은 0.6㎛ 내지 0.7㎛의 파장을 갖고, 녹색은 0.5㎛ 내지 0.6㎛의 파장을 가지며, 청색은 0.4㎛ 내지 0.5㎛의 파장을 갖는다.
감지 부재(112)는 광의 강도 즉, 휘도를 감지한다. 감지 부재(112)는 표시패널(200)의 위치에 따른 휘도를 실시간으로 감지하며, 감지된 데이터는 전기 신호로 변환되어 분석부(120)로 인가된다. 감지 부재(112)는 일 예로, 광의 강도에 따라 달라지는 저항값의 차이를 이용하여 휘도를 감지하는 감광 센서(photosensor)로 이루어진다. 이와 달리, 광의 강도에 따라 다르게 발생되는 출력 전압을 통해 휘도를 감지하는 감광 다이오드(photodiode)로 이루어질 수 있다. 감광 다이오드는 광에 반응하는 반도체 재질을 이루어진 다이오드를 p-n 접합의 역방향으로 배치하여 접합부에 광이 공급되면, 광의 강도에 따라 다른 출력 전압을 발생시킨다. 여기서, 광에 반응하는 반도체 재질로는 게르마늄(Ge)과 실리콘(Si)을 포함하는 화합물 반도체로 이루어질 수 있다.
한편, 하나의 감광 센서 또는 감광 다이오드가 가시광 대역 전체의 파장 범위를 포함하지 않더라도, 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 각각 대역의 파장만 포함하는 감광 센서 또는 감광 다이오드를 두 개 이상 사용하여 가시광 대역 전체의 파장 범위를 포함할 수 있다.
검출부(110)는 표시패널(200)의 위치별 휘도를 인식하기 위하여 렌즈(114)를 포함한다. 렌즈(114)는 보다 넓을 영역을 감지하기 위하여 볼록 렌즈로 이루어진다. 한편, 렌즈(114)의 표면에는 스크래치(scratch)를 방지하기 위하여 알루니마(Al2O3) 또는 질화규소(Si3N4) 등과 같이 경도가 우수한 세라믹 코팅제를 이용한 얇은 막이 형성될 수 있다.
분석부(120)는 검출부(110)에서 검출된 위치별 휘도를 비교하여 표시패널(200)의 얼룩을 판단한다. 구체적으로, 분석부(120)는 표시패널(200)의 인접한 위치의 휘도를 서로 비교하여 그 편차를 기 설정된 기준 편차와 비교한 후, 상기 편차가 기준 편차 이상이면 불량으로 판정하고, 그 이하이면 양품으로 판정한다. 여기서, 기준 편차는 표시패널(200)의 용도 및 기능에 따라 달라질 수 있다.
또한, 표시패널(200)의 하부에는 표시패널(200)의 용도 및 기능에 따라 검출되는 휘도 영역(116)을 변경시키기 위하여 검출부(110)와 표시패널(200)과의 거리를 조절할 수 있도록 설계된 스테이지(미도시)가 배치될 수 있다. 스테이지는 표시패널(200)과 수직한 방향을 따라 이동이 가능하도록 설계된다. 이와 달리, 검출부(110)가 표시패널(200)과 수직한 방향을 따라 이동시킬 수 있는 별도의 이송 장치와 결합되어 검출부(110)와 표시패널(200)과의 거리를 조절할 수 있다.
한편, 표시패널(200)은 본 발명의 검사 대상물로써, 일 예로, 액정(Liquid Crystal)을 이용하여 영상을 표시하는 액정표시패널(200)(Liquid Crystal Display Panel)로 이루어진다.
액정표시패널(200)은 제1 기판(210), 제1 기판(210)에 대향하여 결합되는 제 2 기판(220) 및 제1 기판(210)과 제2 기판(220) 사이에 개재되는 액정층(미도시)을 포함한다.
제1 기판(210)은 스위칭 소자인 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor : 이하 TFT)가 매트릭스 형태로 형성된 투명한 유리기판이다. 상기 TFT들의 소오스 단자 및 게이트 단자에는 각각 데이터 라인 및 게이트 라인이 연결되고, 드레인 단자에는 투명한 도전성 재질로 이루어진 화소 전극이 연결된다.
제2 기판(220)은 색화소인 RGB 화소가 박막 공정에 의해 형성된 투명한 유리기판이며, 제2 기판(220)의 전면에는 투명한 도전성 재질로 이루어진 공통 전극이 도포된다.
이러한 구성을 갖는 액정표시패널(200)은 상기 제1 기판(210)의 TFT의 게이트 전극에 전원이 인가되어 상기 TFT가 턴-온(turn-on)되면, 화소 전극과 제2 기판의 공통 전극 사이에는 전계가 형성된다. 이러한 전계에 의해 제1 기판(210)과 제2 기판(220) 사이에 주입된 액정층의 배열각이 변화되고, 변화된 배열각에 따라서 하부에 배치될 백라이트 어셈블리(300)로부터 공급된 광의 투과도가 변경되어 원하는 계조를 얻게 된다.
한편, 액정표시패널(200)은 자체적으로 발광하지 못하므로, 광을 공급받기 위하여 하부에 별도의 백라이트 어셈블리(300)가 배치된다.
백라이트 어셈블리(300)는 램프(310), 확산판(320), 광학 시트(330) 및 반사판(340)을 포함한다.
램프(310)는 다수 개가 동일 평면상에 서로 평행하게 배치된다. 램프(310) 는 외부로부터 인가되는 구동 전원에 반응하여 광을 발생한다. 램프(310)들은 일 예로, 가늘고 긴 원통 형상의 냉음극 형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp : CCFL)로 이루어진다. 램프(310)들은 백라이트 어셈블리(300)의 휘도 균일성을 위하여 등간격으로 배치되는 것이 바람직하며, 램프(310)들의 개수는 요구되는 휘도 특성에 따라 얼마든지 가변될 수 있다. 또한, 램프(310)들의 양 단부에 외부전극이 형성된 외부 전극형 형광램프(External Electrode Fluorescent Lamp : EEEL)로 이루어질 수 있다.
확산판(320)은 램프(310)들의 상부에 배치되어 램프(310)들로부터 발생된 광을 확산시켜 광의 휘도 균일성을 향상시킨다. 확산판(320)은 소정의 두께를 갖는 플레이트 형상을 갖는다. 확산판(320)은 광의 투과를 위하여 투명한 재질로 이루어지며, 광을 확산시키기 위한 확산제를 포함한다. 확산판(320)은 일 예로, 폴리메틸메타크릴레이트(Poly Methyl Methacrylate : PMMA) 재질로 이루어진다.
광학 시트(330)는 확산판(320)의 상부에 배치되어 확산판(320)을 통해 확산된 광의 경로를 다시 한번 변경하여 휘도 특성을 향상시킨다. 광학 시트(330)는 확산판(320)을 통해 확산된 광을 정면 방향으로 집광시켜 광의 정면 휘도를 향상시키기 위한 집광 시트를 포함할 수 있다. 또한, 광학 시트(330)는 확산판(320)을 통해 확산된 광을 다시 한번 확산시키기 위한 확산 시트를 더 포함할 수 있다. 한편, 백라이트 어셈블리(300)에는 요구되어지는 휘도 특성에 따라 다양한 기능의 광학 시트(330)가 더 추가될 수 있다.
반사판(340)은 램프(310)들의 하부에 배치되어 램프(310)들로부터 발생된 광 중에서 하부 방향으로 향하는 광을 액정표시패널(200) 방향으로 반사시켜 광의 이용 효율을 향상시킨다.
이와 같이, 본 발명의 검사 대상물인 표시패널(200)은 광을 공급하는 백라이트 어셈블리(300)를 하부에 배치하여 제1 및 제2 기판(210, 220)의 사이에 형성된 액정층의 배열각을 변화시켜 영상을 표시하는 액정표시패널(200)로 이루어진다. 일반적으로, 이와 같은 구조를 갖는 표시장치를 액정표시장치(Liquid Crystal Display Panel ; 400)라고 한다.
도 2는 도 1의 검출부가 스캐닝하는 경로의 일 실시예를 나타낸 평면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 검출부(110)는 표시패널(200)의 상부에 배치되어 표시패널(200)의 x축 방향을 따라 우선적으로 스캐닝하며, 검출부(110)가 표시패널(200)의 x축 방향에 평행한 양 단부에 이르면, 소정의 길이로 y축 방향을 따라 스캐닝한다.
검출부(110)는 표시패널(200)의 일부분의 휘도를 검출한다. 일반적으로, 검출된 휘도 영역(116)은 원형의 형상을 갖는다. 검출부(110)는 표시패널(200) 전체 영역에 대한 스캐닝을 최단 시간에 완료하기 위하여 최초의 검출부(110)는 표시패널(200)의 x축과 평행한 일 단부이면서 y축을 기준으로 가장 아래에 배치된다. 이후, 검출부(110)는 상기 일 단부와 마주보는 타 단부로 아동하면서 스캐닝하고, 상기 타 단부에 이르게 되면, 검출된 휘도 영역(116)의 지름 길이만큼 y축 방향을 따라 이동하면서 스캐닝한다. 이어서, 검출부(110)는 다시 상기 일 단부로 이동하면서 스캐닝한다.
이와 같이, 검출부(110)는 상기와 같은 과정을 반복적으로 수행함으로써, 표시패널(200)의 전체적인 영역에 대한 스캐닝이 최단 시간에 완료될 수 있다.
한편, 검출부(110)의 스캐닝을 위하여 표시패널(200)은 x축 및 y축 방향으로 이동된다. 이는, 표시패널(200)의 하부에 배치된 스테이지의 이동을 통해 이루어진다. 이와 달리, 검출부(110)는 별도의 이동 장치를 통해 x축 및 y축 방향으로 이동함으로써, 스캐닝할 수 있다.
도 3는 도 1의 검출부가 스캐닝하는 경로의 다른 실시예를 나타낸 평면도이다.
도 1 및 도 3을 참조하면, 검출부(110)는 표시패널(200)의 상부에 배치되어 표시패널(200)의 y축 방향을 따라 우선적으로 스캐닝하며, 검출부(110)가 표시패널(200)의 y축 방향에 평행한 양 단부에 이르면, 소정의 길이로 x축 방향을 따라 스캐닝한다.
검출부(110)는 표시패널(200) 전체 영역에 대한 스캐닝을 최단 시간에 완료하기 위하여 최초의 검출부(110)는 표시패널(200)의 y축과 평행한 일 단부이면서 x축을 기준으로 가장 아래에 배치된다. 이후, 검출부(110)는 상기 일 단부와 마주보는 타 단부로 이동하면서 스캐닝하고, 상기 타 단부에 이르게 되면, 검출된 휘도 영역(116)의 지름 길이만큼 x축 방향을 따라 이동하면서 스캐닝한다. 이어서, 검출부(110)는 다시 상기 일 단부로 이동하면서 스캐닝한다.
이와 같이, 검출부(110)는 상기와 같은 과정을 반복적으로 수행함으로써, 표시패널(200)의 전체적인 영역에 대한 스캐닝이 최단 시간에 완료될 수 있다.
도 4은 본 발명의 일 실시예에 따른 검사 방법에 대한 검사 과정을 나타낸 순서도이며, 도 5는 도 4의 과정 중 위치별로 휘도를 검출하는 단계에서 검출된 휘도를 나타낸 그래프이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 검사하고자 하는 표시패널(200)의 상부에 휘도 검사 장치(100)를 배치시켜 표시패널(200)의 위치별 휘도를 검출하고(S10), 위치별 휘도를 서로 비교하여 편차를 계산한(S20) 후, 상기 편차를 기준 편차와 비교하여 표시패널(200)의 얼룩 여부를 판단한다(S30).
본 실시예에서, 검사를 위한 휘도 검사 장치(100)는 도 1에 도시된 것과 동일하므로, 동일한 참조 번호를 사용하며, 그 중복되는 상세한 설명은 생략하기로 한다.
위치별 휘도는 검출부(110)의 스캐닝을 통해 검출된다(S10). 검출부(110)에서 스캐닝되는 경로는 도 2 및 도 3에서 서로 다른 실시예를 통해 설명하였으므로, 그 중복되는 상세한 설명은 생략하기로 한다.
일 예로, 검출부(110)에서 검출된 휘도를 그래프로 나타내면, 도 5와 같이 표시패널(200)의 인접한 제1 및 제2 위치(130, 140)에서 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 파장(λ)에 대하여 서로 다른 제1 및 제2 피크(132, 142)를 갖도록 나타난다.
다음으로, 분석부(120)는 위치별로 검출된 휘도를 연속적으로 비교하여 편차를 계산한(S20) 후, 표시패널(200)의 얼룩을 판단한다(S30). 보다 상세하게는, 분석부(120)는 표시패널(200)의 인접한 제1 및 제2 위치(130, 140)의 휘도를 서로 비 교하여 제1 및 제2 피크(132, 142)의 편차(D)를 기 설정된 기준 편차와 비교한 후, 상기 편차(D)가 기준 편차 이상이면 불량으로 판정하고(S40), 그 이하이면 양품으로 판정한다(S50). 여기서, 기준 편차는 표시패널(200)의 용도 및 기능에 따라 달라질 수 있다.
또한, 분석부(120)에서는 가장 우수한 검사자가 육안으로 확인할 수 있는 0.3cd/m2 이하의 단위까지 인식될 수 있다. 이는, 검사자가 육안으로 확인하는 것보다 매우 정밀하며, 그 정밀 수준은 표시패널(200)의 용도 및 기능에 따라 휘도 검사 장치(100)의 부품을 다르게 함으로써, 변경될 수 있다.
이와 같이, 분석부(120)에서는 위치별 휘도 편차를 기 설정된 기준 편차(D)와 비교하여 얼룩 여부를 정량적으로 판단함으로써, 얼룩 검사의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
이와 같은 표시장치용 휘도 검사 장치 및 이의 검사 방법에 따르면, 표시패널의 위치에 따라 연속적으로 휘도를 검출한 후, 인접한 위치의 휘도 편차를 기 설정된 기준 편차와 비교하여 표시패널의 얼룩 여부를 판단함으로써, 표시패널의 얼룩 검사의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
또한, 상기와 같은 검사 작업이 분석부에 의해 자동으로 실시됨으로써, 검사 시간을 단축시킬 수 있다.
앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술 분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (8)

  1. 영상을 표시하는 표시패널의 위치별 휘도를 검출하는 검출부; 및
    상기 검출부에서 검출된 상기 위치별 휘도를 비교하여 상기 표시패널의 얼룩을 판단하는 분석부를 포함하는 표시장치용 휘도 검사 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 검출부는 가시광 대역의 광을 감지하는 감지 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치용 휘도 검사 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 감지 부재는 감광 센서(photosensor)를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치용 휘도 검사 장치.
  4. 제2항에 있어서, 상기 감지 부재는 감광 다이오드(photodiode)를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치용 휘도 검사 장치.
  5. 휘도 검사 장치를 이용하여 표시패널의 위치별 휘도를 검출하는 단계; 및
    상기 위치별 휘도를 서로 비교하여 상기 표시패널의 얼룩 여부를 판단하는 단계를 포함하는 표시장치용 휘도 검사 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 휘도 감사 장치는
    영상을 표시하는 표시패널의 위치별 휘도를 검출하는 검출부; 및
    상기 검출부에서 검출된 상기 위치별 휘도를 비교하여 상기 표시패널의 얼룩을 판단하는 분석부를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치용 휘도 검사 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 위치별 휘도는 상기 검출부의 스캐닝을 통해 검출되는 것을 특징으로 하는 표시장치용 휘도 검사 방법.
  8. 제6항에 있어서, 상기 분석부는 상기 위치별 휘도의 최대 편차와 기설정된 기준 편차를 비교하여 상기 표시패널의 얼룩 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 표시장치용 휘도 검사 방법.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100854704B1 (ko) * 2007-08-20 2008-08-27 (주)갑진 형광램프의 불량 판단 장치
KR100854703B1 (ko) * 2007-08-20 2008-08-27 (주)갑진 형광램프의 불량 판단 장치

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