KR20080067137A

KR20080067137A - 평판표시장치의 이물 검사기

Info

Publication number: KR20080067137A
Application number: KR1020070004329A
Authority: KR
Inventors: 강호민; 권동혁
Original assignee: 에스엔유 프리시젼 주식회사
Priority date: 2007-01-15
Filing date: 2007-01-15
Publication date: 2008-07-18
Also published as: KR101042143B1; TW200829909A

Abstract

본 발명은 기판 표면에 존재하는 이물의 위치 및 크기를 검출하기 위한 평판표시장치의 이물 검사기에 관한 것으로서, 기판의 측면에 배치되어 대상물을 향해 수평 방향으로 광을 조사하는 측광 발생부; 상기 측광 발생부로부터 조사되어 이물에서 반사된 광을 수광하도록, 기판의 상부에 배치되는 결상 렌즈; 상기 결상렌즈에 수광된 광의 세기를 나타내도록, 상기 결상 렌즈의 상부에 배치되는 촬상수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이물 검사기, 기판, 결상 렌즈, 측광 발생부, CCD, CMOS

Description

평판표시장치의 이물 검사기{DEVICE FOR DETECTING MATERIALS ON FLAT PANEL DISPLAY}

도1은 평판표시장치의 노광 공정 중 코터를 도시한 단면도.

도2는 평판표시장치의 노광 공정 중 근접 노광기를 도시한 단면도.

도3은 종래기술에 따른 평판표시장치에 있어서 이물을 검사하는 레이저를 도시한 단면도.

도4는 본 발명에 따른 평판표시장치의 이물 검사기를 도시한 사시도.

도5는 본 발명에 따른 평판표시장치의 이물 검사기에 있어서 제1광의 경로를 도시한 단면도.

도6은 본 발명에 따른 평판표시장치의 이물 검사기에 있어서 제2광의 경로를 도시한 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10, 100: 기판

200: 코터(coater)

300: 패턴형성 마스크

400: 발광 레이저

500: 수광 레이저

600: 지지대

20: 측광 발생부

30: 결상 렌즈

40: 촬상수단

L: 제1광의 경로

M: 제2광의 경로

A: 돌기

본 발명은 평판표시장치의 이물을 검사하기 위한 것으로서, 보다 상세하게는 평판표시장치를 조립하는 노광 공정에서 측광을 이용하여 이물을 검사함으로써, 단일한 조명수단으로 짧은 시간 내에 적은 비용으로 정확한 검사결과를 얻을 수 있는 이물 검사기에 관한 것이다.

액정표시장치(Liquid Crystal Display, LCD), 플라즈마표시장치(Plasma Display Panel, PDP), 유기발광 다이오드(Organic Light Emitting Diodes, OLED)와 같은 평판표시장치(Flat Panel Display)를 제조하는 과정에서, 각 제조 공정을 거칠 때마다 단위 공정이 성공적으로 진행되었는지를 검사하여야 한다.

기판에 돌출 부분이나 미세입자가 존재하는 경우 최종 생산물에 불량이 발생하기 때문에, 이와 같은 이물질이나 돌출부를 각 공정별로 찾아내어 사전에 제거하 는 것이 중요하다. 이를 소홀히 하는 경우, 대량의 기판에 불량이 발생하기 때문이다.

특히, 평판 디스플레이 패널의 제작 과정 중에서 근접 노광기나 슬릿 코터(slit coater) 등의 공정에서는 대상물(work)인 기판과 장비, 예를 들어 근접 노광기의 마스크나 슬릿 코터의 슬릿 노즐과의 틈새가 100㎛ ~ 300㎛ 정도를 유지하여 작업을 행하게 된다.

이러한 구성이 도1 및 도2에 도시되어 있다. 도1은 평판표시장치의 노광 공정 중 코터를 도시한 단면도이고, 도2는 평판표시장치의 노광 공정 중 근접 노광기를 도시한 단면도이다.

도1에 도시된 것처럼, 코터(200)는 지지대(600)위에 놓인 기판(100) 위를 이동하면서는 유리기판(100) 표면을 코팅한다. 이때, 코팅을 완전하게 수행하기 위해, 코터(200)는 유리기판(100)과 일정한 근접 거리(H)를 유지하면서 일 방향으로 이동하게 된다.

한편, 도2에 도시된 것처럼, 근접 노광기의 마스크(300)는 유리기판(100) 위에 일정한 근접 높이(H)로 배치되고 오랜 시간 유지된다.

이와 같은 공정 중 발생되는 금속이나 유리 재질의 이물질(A) 등은 장비와 유리기판의 틈새에 놓여 장비에 손상을 초래하고, 이에 따라 대량의 기판에 불량을 발생시킬 수 있다.

이와 같은 장비 및 유기기판의 손상을 방지하기 위해서는, 이러한 근접 작업장치 이전 단계에 이물의 유무와 크기, 특히 높이 등을 측정하기 위한 검사장비가 필요하게 된다.

이와 같은 검사장비에서는 장비에 손상을 입힐 수 있는 일정 높이(H) 이상의 이물을 검출해야 하며, 이러한 목적을 달성하기 위해서 종래에 높이검출을 위한 여러 가지 구성이 사용되어왔다.

종래의 광삼각법이나 간섭계 등을 이용하는 높이측정 방법은 정도는 좋으나 요구하는 시간 내에 전체면적에 대한 검사를 수행하기에는 비용적으로나 기술적으로 한계가 있는 문제점이 있었다.

또한, 종래의 레이저 마이크로미터(laser micrometer) 등에 의한 검출방법도 유리기판의 균일성 등을 고려할 때 그 성능에 대한 신뢰성이 떨어지는 문제점이 있었다. 기판 상의 이물을 검사하는 종래기술의 일 예를 도3을 참조하여 간단히 설명하면 다음과 같다.

도3은 종래기술에 따른 평판표시장치에 있어서 이물을 검사하는 레이저를 도시한 단면도이다. 도3에 도시된 바와 같이, 지지대(600)에 의해 지지된 유리기판(100)의 일 측에는 발광 레이저(400), 타 측에는 수광 레이저(500)가 배치되어 있다. 발광 레이저(400)가 레이저를 발진하면 수광 레이저(500)는 그 레이저를 수광하도록 구성되는데, 이물이나 돌기(A)가 기판(100) 상에 존재하는 경우에는 일부의 레이저만을 수광하게 된다.

이와 같이 발진 레이저와 수광 레이저의 차이에 의해 이물이나 돌기(A)의 높이를 측정할 수 있다.

그러나, 유리기판(100)은 제조 과정에서 평탄도의 오차가 발생할 수 있으며 돌기의 높이도 매우 작은 값을 측정해야 하기 때문에, 유리기판의 평판도 오차를 돌기로 오검출하는 문제점이 있었다.

이와 같이, 종래의 기술에 의해 유리기판에 존재하는 이물의 높이를 측정하는 것은 비용이나 시간, 그리고 오검출 등의 문제점이 있었다.

상기 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 요구하는 시간 내에 일정 높이 이상의 이물을 신뢰성 있게 검출하기 위한 평판표시장치의 이물 검사기를 제공함을 목적으로 한다.

또한, 일반적인 2차원 측정용 촬상수단을 사용하여 간단하게 이물을 검출하는 평판표시장치의 이물 검사기를 제공함을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 기판 표면에 존재하는 이물의 위치 및 크기를 검출하기 위한 이물 검사기에 있어서, 기판의 측면에 배치되어 대상물을 향해 수평 방향으로 광을 조사하는 측광 발생부; 상기 측광 발생부로부터 조사되어 이물에서 반사된 광을 수광하도록, 기판의 상부에 배치되는 결상 렌즈; 상기 결상렌즈에 수광된 광의 세기를 나타내도록, 상기 결상 렌즈의 상부에 배치되는 촬상수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 평판표시장치의 이물 검사기를 제공한다.

이때, 상기 촬상수단은 CCD(Charge Coupled Device)로 이루어진 것이 바람직하다.

또한, 상기 촬상수단은 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)로 이루어진 것이 바람직하다.

한편, 본 발명에 평판표시장치의 이물 검사기에 있어서, 상기 측광 발생부는 기판의 네 측면 중 적어도 두 개 이상의 측면에 배치되는 것이 돌기를 효율적으로 측정할 수 있어 바람직하다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 평판표시장치의 이물 검사기에 대해 상세히 설명하기로 한다.

우선, 도4를 참조하여 본 발명에 따른 이물 검사기의 구성에 대해 설명하기로 한다.

도4는 본 발명에 따른 평판표시장치의 이물 검사기를 도시한 사시도이다.

도4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 평판표시장치의 이물 검사기는 측광 발생부(20), 결상 렌즈(30), 촬상수단(40)을 포함한다.

평판표시장치 또는 그 중간 조립체인 기판(10)은 얇은 유리기판으로 만들어지며 대체로 평판형상이다. 이 유리기판(10)은 지지대(50) 위에 수평하게 올려진다.

유리기판(10)의 일 측 또는 양 측에는 유리기판(10)을 향해 수평 방향으로 광을 조사하는 측광 발생부(20)가 배치된다. 측광 발생부(20)는 유리기판(10) 상의 이물(A)을 검출하기 위한 것으로서, 측광 발생부(20)로부터 방사된 빛은 유리기판(10)의 상면에 부착된 유리 조각(Glass Chip) 기타 이물질과 같은 이물(A)에 부 딪히면서 반사 또는 산란된다. 측광 발생부(20)의 광축은 평판형상인 유리기판(10)의 상면과 수평하도록 배치되는 것이 이물(A)의 높이 측정에 용이하기 때문에 바람직하다.

결상 렌즈(30)는 유리기판(10)의 상부에 일정거리 이격되어 배치되어 있으며, 측광 발생부(20)로부터 조사되어 이물(A)에서 반사된 광을 수광한다. 결상 렌즈(30)는 유리기판(10)의 상부에서 일정 영역마다 다수 배치되어 잇으며, 돌기(A)로부터 반사된 광은 돌기(A)의 상부 영역에 있는 결상 렌즈(30)로 들어가게 된다.

촬상수단(40)은 상기 결상 렌즈(30)의 상부에 배치되어 있으며, 측광 발생부(20)로부터 조사되어 이물(A)에서 반사된 광을 나타낸다. 즉, 촬상수단(40)은 유리기판(10)의 상방에 마련되어 유리기판(10)의 돌기나 이물(A)의 영상을 획득하게 된다.

이때, 촬상수단(40)은 전하결합소자(Charge Coupled Device, CCD)를 포함할 수 있다. 또한, 촬상수단(40)은 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)를 포함할 수도 있다.

CCD의 경우 단가는 비싸지만 노이즈가 거의 없는 깨끗한 화질을 낼 수 있다는 장점이 있다. 이와 반대로 CMOS는 단가는 CCD에 비해 저렴하지만 노이즈가 많은 단점이 있다. 전체적으로는 CCD가 CMOS에 비해 대략 3배 밝으며 고화질을 구현할 수 있으나, CCD는 CMOS에 비해 많은 전력을 소비한다.

이와 같은 구성에 의해, 측광 발생부(20)에서 방사된 빛은 다양한 경로를 거칠 수 있으나, 측광 발생부(20)에서 진행하는 빛이 돌기(A)에서 반사되고 빛의 진 행방향과 수직한 방향, 즉 상방으로 반사된 빛이 결상렌즈(30) 및 촬상수단(40)을 통해 나타나게 된다.

상기 구성에 의해, 촬상수단(40)인 CCD나 CMOS에 나타난 이미지의 크기, 즉 픽셀 개수나 넓이에 비례하여 이물(A)의 높이를 측정 및 계산할 수 있다.

다음으로는, 도5 및 도6을 참조하여 본 발명에 따른 평판표시장치의 이물 검사기의 원리를 비교 설명하기로 한다.

도5는 본 발명에 따른 평판표시장치의 이물 검사기에 있어서 제1광의 경로를 도시한 단면도이고, 도6은 본 발명에 따른 평판표시장치의 이물 검사기에 있어서 제2광의 경로를 도시한 단면도이다.

도5에 도시된 바와 같이, 돌기의 높이가 H1인 경우, 측광 발생부(20)에서 진행한 빛(L), 제1광은 돌기(A)에서 반사되고, 그 중 빛의 진행방향과 수직한 방향, 즉 상방으로 반사된 빛(L')이 결상 렌즈(30)를 통해 촬상수단(40)인 CCD나 CMOS에 맺히게 된다.

유리기판(10)으로부터 돌기의 높이(H1)가 높을수록 돌기에서 반사되는 빛(L')의 량도 더욱 많아지며, 이에 따라 촬상수단(40)인 CCD나 CMOS에 맺히는 상도 더욱 크고 밝게 된다.

한편, 도6에 도시된 바와 같이, 돌기의 높이가 H2(H1보다 작다고 가정하자)인 경우에도 마찬가지로, 측광 발생부(20)에서 진행한 빛(M), 제2광은 돌기(A)에서 반사되고, 그 중 빛의 진행방향과 수직한 방향, 즉 상방으로 반사된 빛(M')이 결상 렌즈(30)를 통해 촬상수단(40)에 맺히게 된다.

도5 및 도6을 참조하여 제1광을 조사한 경우(도5)의 돌기의 높이(H1)가 제2광을 조사한 경우(도6)의 돌기의 높이(H2)보다 높다고 가정하면, 제1광을 조사한 경우 제2광을 조사한 경우에 비해 돌기에서 반사되는 빛의 량이 더 많으며, 이에 따라 제1광을 조사한 경우 촬상수단(40)인 CCD나 CMOS에 맺히는 상도 더 크고 밝게 나타난다.

또한, 돌기를 반구형이라고 가정하면, 돌기의 높이는 촬상수단(40)인 CCD나 CMOS에 나타나는 이미지의 크기, 즉 픽셀(PIXEL) 개수와 밝기에 비례하게 된다. 따라서, 검출하고자 하는 돌기의 높이에 대응되어 나타나는 픽셀의 개수 및 밝기보다 더 큰 픽셀을 찾아냄으로써 원하는 돌기를 검출할 수가 있게 된다.

이와 같이, 검출하고자 하는 이물에 대하여 측면 조명장치와 상부 결상 장치를 이용함으로써, 일정 크기 이상의 이물이 촬상수단(40)인 이미지 센서에 맺히는 상의 픽셀(PIXEL) 값 및 밝기를 알 수 있으며 이를 통해 일정 크기 이상의 이물을 간단하게 검출할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 평판표시장치의 이물 검사기에 의하면 측광을 이용하여 일정한 크기 이상의 이물을 검출할 수 있기 때문에, 기판 검사에 소요되는 시간과 비용을 모두 절감할 수 있다.

본 발명의 권리범위는 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며 청구된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 변형할 수 있는 범위까지 본 발명의 청구범위 내에 있다는 것이 이해될 것이다.

이와 같이 구성된 평판표시장치의 이물 검사기에 의하면, 종래와 달리 요구하는 시간 이내에 일정 높이 이상의 이물을 신뢰성 있게 검출할 수 있다.

아울러, 일반적인 2차원 측정용 촬상수단을 사용함으로써 간단하고 용이하게 기판에 존재하는 이물을 검출할 수 있다.

Claims

기판 표면에 존재하는 이물의 위치 및 크기를 검출하기 위한 이물 검사기에 있어서,

기판의 측면에 배치되어 대상물을 향해 수평 방향으로 광을 조사하는 측광 발생부;

상기 측광 발생부로부터 조사되어 이물에서 반사된 광을 수광하도록, 기판의 상부에 배치되는 결상 렌즈;

상기 결상렌즈에 수광된 광의 세기를 나타내도록, 상기 결상 렌즈의 상부에 배치되는 촬상수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 평판표시장치의 이물 검사기.
제1항에 있어서,

상기 촬상수단은 CCD(Charge Coupled Device)로 이루어진 것을 특징으로 하는 평판표시장치의 이물 검사기.
제1항에 있어서,

상기 촬상수단은 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)로 이루어진 것을 특징으로 하는 평판표시장치의 이물 검사기.
제2항 또는 제3항에 있어서,

상기 측광 발생부는 기판의 네 측면 중 적어도 두 개 이상의 측면에 배치되는 것을 특징으로 하는 평판표시장치의 이물 검사기.