KR20100023124A - Inspection apparatus and method for ink-jet printing state of color filter process - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 액정표시소자 제조 공정 중 컬러필터를 제작하기 위한 방법 중 한가지인 잉크젯 인쇄 방법을 이용하여 컬러필터를 생산했을 때 잉크 도포량 불균일 및 도포 위치 부정확과 같은 공정 불량으로 인해 적색(Red), 녹색(Green), 청색(Blue) 각 컬러패턴의 색상의 균질성이 저하될 수 있는데 이러한 불량을 검출할 수 있는 컬러필터기판의 인쇄상태 검사장비 및 검사방법에 관한 것이다.According to the present invention, red and green colors are produced due to process defects such as ink coating amount unevenness and application position inaccuracy when the color filter is produced by using an inkjet printing method, which is one of methods for manufacturing color filters in a liquid crystal display device manufacturing process. Green, Blue The color uniformity of each color pattern may be degraded. The present invention relates to a printing state inspection device and an inspection method of a color filter substrate capable of detecting such defects.
컬러필터를 제조하는 방법으로는 포토레지스터(Photo Resister)공정과 잉크젯 인쇄 방식을 들 수 있다. As a method of manufacturing the color filter, a photoresist process and an inkjet printing method may be used.
도 1은 일반적인 포토레지스터(Photo Resister)공정으로 제작한 컬러필터기판의 단면 구조이다. 1 is a cross-sectional structure of a color filter substrate fabricated by a general photo resist process.
포토레지스터 공정의 컬러필터 제조 방법은 소정의 컬러필터를 형성하기 위해 원판 유리 기판 위에 해당하는 소정의 컬러 안료를 전체 인쇄한 후 노광, 현상, 식각 공정을 각 컬러 인쇄 단계 순서 별로 반복하여 형성하는 공정이다. 이와 같이 포토레지스터 공정으로 생산한 컬러필터는 잉크젯 인쇄 공정으로 생산한 제품보다는 국부적인 영역에서의 막의 인쇄상태가 우수한 장점이 있다. 이러한 포토레지스터 공정은 원판 유리 전체를 인쇄하고 불필요한 부분을 제거하기 위해 많은 량의 컬러 안료를 사용해야 하고 노광, 현상, 식각 공정 설비 비용과 공간이 필요한 단점이 있다. The color filter manufacturing method of the photoresist process is a process in which a predetermined color pigment is printed on the original glass substrate in order to form a predetermined color filter, and then the exposure, development, and etching processes are repeatedly formed for each color printing step sequence. to be. As described above, the color filter produced by the photoresist process has an advantage that the printing state of the film in the local area is superior to the product produced by the inkjet printing process. Such a photoresist process requires a large amount of color pigments to print the entire original glass and remove unnecessary portions, and requires a cost and space for exposure, development, and etching process facilities.
반면에, 잉크젯 인쇄 방식은 위와 같은 공정 단계가 불필요하므로 안료 비용을 획기적으로 절감할 수 있으며 공간을 줄일 수 있어 많은 장점이 있다. 위와 같은 많은 장점에도 불구하고 잉크젯 인쇄 방식은 해결해야 할 문제점들이 있다. On the other hand, the inkjet printing method does not require the above process steps, it can significantly reduce the pigment cost and space can have a number of advantages. Despite many of the above advantages, the inkjet printing method has problems to be solved.
도 2는 정상적인 잉크젯 인쇄 방법으로 생산한 컬러필터기판의 단면도로 블랙매트릭스(BM)를 격벽으로 하여 토출된 잉크의 량이 일정하고 균일하게 인쇄된 상태를 나타낸다.FIG. 2 is a cross-sectional view of a color filter substrate produced by a normal inkjet printing method, and shows a state in which the amount of ink ejected by using a black matrix BM as a partition is printed uniformly and uniformly.
토출(Drop 혹은 Dispensing)된 잉크의 량이 일정하지 않은 경우에는 제조된 컬러필터기판이 불량이 발생하게 된다. If the amount of ink (Drop or Dispensing) is not constant, the manufactured color filter substrate is defective.
도 3은 잉크젯 인쇄 방법으로 생산한 컬러필터의 예상 가능한 불량의 종류를 나타낸 단면 구조이다. 3 is a cross-sectional structure showing the kind of the predictable defect of the color filter produced by the inkjet printing method.
잉크젯 인쇄 방법은 각 컬러에 해당하는 노즐(Nozzle)에 압전기(Piezoelectric)를 이용하여 정확한 위치에 토출(Drop 혹은 Dispensing) 시켜야 하는데 설비의 문제 및 안료의 점도 문제 등으로 일정한 량을 토출 시키지 못하여 각 컬러패턴마다 컬러의 차이가 발생할 수 있으며, 심할 경우 컬러패턴에 소정의 안료로 채우지 못해 빛샘 불량이 발생할 가능성이 있다. 또한, 컬러패턴 내에서도 안료의 분포가 일정하지 않아 색상의 차이가 발생하는 경우도 있다.In inkjet printing method, each nozzle should be ejected (Drop or Dispensing) at the correct position using piezoelectric to nozzles corresponding to each color. Color difference may occur for each pattern, and in severe cases, light leakage may occur because the color pattern cannot be filled with a predetermined pigment. In addition, even in the color pattern, the distribution of pigments is not constant, so that a difference in color may occur.
이와 같은 잉크젯 인쇄 방법에 의해 생산된 제품에서 도 3에서와 같은 불량을 검사하기 위해 사용된 기존의 측정 방법은 컬러패턴 내부의 중앙 혹은 특정 위치를 광학계를 이용하여 수십 마이크론 사이즈의 국부적인 영역의 검사를 통하여 인쇄 상태를 검사하였다. 하지만 잉크젯 인쇄 방법으로 인쇄한 제품은 컬러패턴 내에서도 토출량의 균일도가 일정하지 않기 때문에 측정 방법에 따라 공정 관리 기준을 벗어나는 경우가 발생해 잉크젯 인쇄 방법으로 생산한 제품의 불량인지 장비의 측정 성능이 문제점인지 정확하게 파악하기 어렵다는 문제점이 있다.The conventional measuring method used to inspect the defects as shown in Fig. 3 in the product produced by such an inkjet printing method is the inspection of a local region of several tens of microns size using an optical system at the center or a specific position inside the color pattern. The printing state was inspected through. However, even if the product printed by the inkjet printing method does not have uniformity in the discharge volume even within the color pattern, it may be out of process control standard depending on the measuring method, so whether the product produced by the inkjet printing method is defective or the measurement performance of the equipment is a problem. There is a problem that it is difficult to accurately identify.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 컬러필터기판을 투과하는 투과광을 초점 광학계를 이용하여 수십 마이크론 스팟(spot)크기의 국부적인 영역을 측정하지 않고 액정표시소자 컬러필터의 각 적색(Red), 녹색(Green), 청색(Blue) 컬러패턴을 투과한 투과광의 세기와 색 비율을 계산하여 잉크젯 인쇄 방법으로 인쇄한 제품을 모니터링 할 수 있는 컬러필터기판의 인쇄상태 검사장비 및 검사방법을 제공하는 것이다. An object of the present invention for solving the above problems is to transmit the transmitted light transmitted through the color filter substrate by using the focusing optical system without measuring the local area of the spot size of several tens of microns, each red ( The printing status inspection equipment and inspection method of the color filter substrate that can monitor the product printed by the inkjet printing method by calculating the intensity and color ratio of the transmitted light transmitted through the red, green, and blue color patterns. To provide.
아울러, 본 발명의 다른 목적은 컬러패턴 내부의 평균적인 색의 변화를 측정하도록 하여 공정의 모니터링 정확성 및 효율성을 향상시킴으로써 생산성을 향상시키는 컬러필터기판의 인쇄상태 검사장비 및 검사방법을 제공하는 것이다. In addition, another object of the present invention is to provide a printing state inspection equipment and inspection method of the color filter substrate to improve the productivity by measuring the average color change inside the color pattern to improve the monitoring accuracy and efficiency of the process.
본 발명의 컬러필터기판의 인쇄상태 검사장비는 잉크젯 인쇄방법으로 제조되어 일정한 크기와 모양을 갖는 컬러패턴(11)으로 적색, 녹색, 청색 컬러가 각각 인쇄되는 액정표시소자 컬러필터기판의 인쇄상태 불량을 검사하는 컬러필터기판의 인쇄상태 검사장비에 있어서, 상기 컬러필터기판(10)의 하부에 구비되어 상기 컬러필터기판(10)으로 광을 조사하는 광원(20); 상기 컬러필터기판(10)의 상부에 구비되어 상기 광원(20)으로부터 상기 컬러필터기판(10)을 투과한 투과광의 세기를 검출하기 위한 2차원 이미지 검출기(30); 상기 2차원 이미지 검출기(30)로부터 검출된 투과광의 세기를 각 컬러패턴(11)을 상기 2차원 이미지 검출기(30)의 화소(31)별로 이미지 처리하되, 상기 컬러패턴(11)의 내측에서 상기 컬러패턴(11)과 동일한 모양을 가지며 상기 컬러패턴(11)보다 작은 크기를 갖는 컬러패턴(11)에 상응하는 면적을 상기 2차원 이미지 검출기(30)의 화소(31)로 채택하여 각 화소(31)에 해당하는 투과광의 세기에 따른 적색, 녹색, 청색의 비율을 각각 계산하여 컬러필터기판의 불량을 판별하는 이미지 처리 연산부(40); 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다. The printing state inspection equipment of the color filter substrate of the present invention is manufactured by an inkjet printing method, the printing state of the liquid crystal display device color filter substrate, which is printed in red, green, and blue colors, respectively, with a
또한, 상기 2차원 이미지 검출기(30)의 화소(31)는 상기 컬러패턴(11) 크기의 60 내지 95% 에 상응하는 면적으로 채택되는 것을 특징으로 한다. In addition, the
아울러, 상기 불량은 색의 순도 불량과, 색의 균일도 불량과, 상기 컬러패턴(11)에 잉크가 넘치게 채워져 인접한 컬러필터를 덮는 오버필링(over filling) 및 상기 컬러패턴(11)에 잉크가 적게 채워지는 언더필링(under filling)인 것을 특징으로 한다. In addition, the defect is a poor color purity, poor color uniformity, the ink is filled with the
또, 상기 광원(20)과 상기 컬러필터기판(10) 사이에 위치하여 상기 광원(20)으로부터 조사된 일부의 광을 분리하며 나머지 광을 상기 컬러필터기판(10)으로 조사되도록 하는 광분할기(Beam splitter)(50)와, 상기 광분할기(Beam splitter)(50)에 의해 분리된 일부의 광의 세기를 검출하는 광검출기(60)가 더 구비되어, 상기 2차원 이미지 검출기(30)에 의해 검출된 투과광의 세기가 기준값 미만 또는 초과인 경우 피드백하여 상기 광원(20)에 의해 조사되는 광의 세기를 조절하는 것을 특징으로 한다. In addition, a light splitter positioned between the
본 발명의 컬러필터기판의 인쇄상태 검사방법은 잉크젯 인쇄방법으로 제조되어 일정한 크기와 모양을 갖는 컬러패턴(11)으로 적색, 녹색, 청색 컬러가 각각 인쇄되는 액정표시소자 컬러필터기판의 인쇄상태 불량을 검사하는 컬러필터기판의 인쇄상태 검사방법에 있어서, a) 상기 컬러필터기판(10)의 하부에 구비되는 광원(20)에 의해 상기 컬러필터기판(10)으로 광을 조사하여 투영시키는 단계; b) 상기 컬러필터기판(10)의 상부에 구비된 2차원 이미지 검출기(30)에 의해 상기 광원(20)으로부터 상기 컬러필터기판(10)을 투과한 투과광의 세기를 검출하는 단계; c) 상기 2차원 이미지 검출기(30)로부터 검출된 투과광의 세기를 상기 2차원 이미지 검출기(30)의 화소(31)별로 이미지 처리하되, 상기 컬러패턴(11)의 내측에서 상기 컬러패턴(11)과 동일한 모양을 가지며 상기 컬러패턴(11)보다 작은 크기를 갖는 컬러패턴(11)에 상응하는 면적을 상기 2차원 이미지 검출기(30)의 화소(31)로 채택하여 각 화소(31)에 해당하는 투과광의 세기에 따른 적색, 녹색, 청색의 비율을 각각 계산하는 단계; d) 계산된 비율을 이용하여 컬러필터기판의 불량을 판별하는 단계; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다. The printing state inspection method of the color filter substrate of the present invention is manufactured by the inkjet printing method, the printing state of the liquid crystal display device color filter substrate, which is printed in red, green, and blue colors with a
또, 상기 광원(20)과 상기 컬러필터기판(10) 사이에 위치하여 상기 광원(20)으로부터 조사된 일부의 광을 분리하며 나머지 광을 상기 컬러필터기판(10)으로 조사되도록 하는 광분할기(Beam splitter)(50)와, 상기 광분할기(Beam splitter)(50)에 의해 분리된 일부의 광의 세기를 검출하는 광검출기(60)가 더 구비되어, 상기 2차원 이미지 검출기(30)에 의해 검출된 투과광의 세기가 기준값 미만 또는 초과인 경우 상기 광원(20)에 의해 조사되는 광의 세기를 조절하여 피드백하는 단계; 를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다. In addition, a light splitter positioned between the
아울러, 컬러필터기판의 각 컬러패턴(11)의 색도를 측정하는 단계;와, 측정된 색도값과 b) 단계에서 검출된 투과광의 세기 데이터 및 c) 단계에서 계산된 색 비율값을 이용하여 컬러필터기판의 각 컬러패턴(11)의 색 비율 좌표값을 얻는 단계; 를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다. In addition, measuring the chromaticity of each
또한, 얻은 상기 색 비율 좌표값과 실제 색 좌표값을 비교하여 비교 보정 테이블을 만드는 단계; 를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다. The method may further include creating a comparison correction table by comparing the obtained color ratio coordinate values with actual color coordinate values; Characterized in that further comprises.
또, a) 단계 이전에 투과광량의 기준을 정하기 위해 레퍼런스(Reference)를 측정하는 단계; 를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다. In addition, before the step a) measuring the reference to determine the amount of transmitted light; Characterized in that further comprises.
잉크젯 인쇄 방법으로 제조된 컬러필터기판의 인쇄상태 검사시 컬러패턴(11) 내의 잉크 인쇄 불균질도로 인한 제품 불량을 수십 마이크로미터의 국부적인 영역으로 측정하는 방법이 아닌 컬러패턴(11) 내부의 평균적인 색의 변화를 측정하므로 컬러필터 기판의 불량을 빠르고, 정확하고, 쉽게 측정할 수 있으므로 제조효율을 높일 수 있다.In the inspection of the printing state of the color filter substrate manufactured by the inkjet printing method, the average of the inside of the
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 컬러필터기판의 인쇄상태 검사장비 및 검사방법을 설명한다. Hereinafter, the printing state inspection equipment and inspection method of the color filter substrate of the present invention with reference to the accompanying drawings.
컬러필터기판의 인쇄상태 검사장비는 잉크젯 인쇄방법으로 제조되어 일정한 크기와 모양을 갖는 컬러패턴(11)으로 적색, 녹색, 청색 컬러가 각각 인쇄되는 액정표시소자 컬러필터기판의 인쇄상태 불량을 검사하게 되는데, 본 발명은 컬러패턴(11) 내의 잉크 인쇄 불균질도로 인한 제품 불량을 수십 마이크로미터의 국부적인 영역으로 측정하는 방법이 아닌 컬러패턴(11) 내부 보다 작은 면적을 채택하여 평균적인 색의 변화를 측정함으로써 불량검사를 보다 빠르고 정확하고 쉽게 측정하도록 하는 것을 특징으로 한다. The printing state inspection equipment of the color filter substrate is manufactured by the inkjet printing method to inspect the print state defect of the color filter substrate of the liquid crystal display device in which the red, green, and blue colors are printed with the
도 4는 본 발명에 의한 컬러필터기판의 인쇄상태 검사장비의 개략적인 구조를 나타낸 도면이다. 4 is a view showing a schematic structure of a printing state inspection equipment of a color filter substrate according to the present invention.
도시된 바와 같이, 본 발명의 컬러필터기판의 인쇄상태 검사장비는 컬러필터기판(10)의 하부에 구비되어 광을 조사하는 광원(20); 상기 컬러필터기판(10)의 상부에 구비되어 투과한 투과광의 세기를 검출하기 위한 2차원 이미지 검출기(30); 검출된 투과광의 세기를 각 화소(31)별로 이미지 처리하여 투과광의 세기에 따른 적색, 녹색, 청색의 비율을 각각 계산하여 컬러필터기판의 불량을 판별하는 이미지 처리 연산부(40); 를 포함하여 이루어진다. As shown, the printing state inspection equipment of the color filter substrate of the present invention is provided on the lower portion of the color filter substrate (10) a
상기 광원(20)은 상기 컬러필터기판(10)의 하부에 구비되어 상기 컬러필터기판(10)으로 광을 조사하는 역할을 한다. 조사된 광은 컬러필터기판(10)에 투영되어 투과되게 된다. The
상기 2차원 이미지 검출기(30)는 상기 컬러필터기판(10)의 상부에 구비되어 상기 광원(20)으로부터 상기 컬러필터기판(10)을 투과한 투과광의 세기를 검출하는 역할을 한다. 이때, 2차원 이미지 검출기(30)는 컬러 2D CCD(전하결합소자: Charged-Coupled Device) 카메라를 사용하는 것이 바람직하다.The two-
상기 2차원 이미지 검출기(30)는 광학계(미도시됨)가 구비되며 광원에 의해 투영된 컬러필터 기판의 측정하려는 이미지를 확대할 수 있는 배율 렌즈와 배율 렌즈에 의해 확대된 이미지를 획득할 수 있다. 이때, 상기 2차원 이미지 검출기(30)는 배율 렌즈를 사용하기 때문에 초점을 맞출 수 있도록 상, 하 방향으로 조절 할 수 있는 장치와 상기 컬러필터기판(10)이 거치되는 스테이지(미도시됨)는 광원이 컬러필터 기판에 빛을 투영할 수 있도록 설계한다. 또한, 상기 스테이지는 측정을 원하는 위치로 이동할 수 있도록 구동수단(미도시됨)에 의해 이동될 수 있다.The two-
상기 이미지 처리 연산부(40)는 상기 2차원 이미지 검출기(30)로부터 검출된 투과광의 세기를 각 화소(31)별로 이미지 처리하는 역할을 한다. 이미지 처리는 상기 컬러패턴(11)의 내측에서 상기 컬러패턴(11)과 동일한 모양을 가지며 상기 컬러패턴(11)보다 작은 크기를 갖는 면적에 상응하는 컬러패턴(11)을 2차원 이미지 검출기(30)의 화소(31)로 채택하여 각 화소(31)에 해당하는 투과광의 세기에 따른 적색, 녹색, 청색의 비율을 각각 계산하게 방법으로 처리된다. 계산된 색 비율을 이용하여 컬러필터기판의 불량을 판별하게 된다. The
상기 이미지 처리 연산부(40)는 상기 광원(20)에 의해 투영된 컬러필터 이미지를 상기 2차원 이미지 검출기(30)의 각 화소(31) 별로 선택할 수 있도록 프로그램 되며, 각 화소(31) 별로 색의 비율을 분리하여 색의 비율(색 순도)를 계산할 수 있도록 한다. 상기 2차원 이미지 검출기(30)에 의해 획득한 이미지와 상기 이미지 처리 연산부(40)에 의해 계산된 결과는 디스플레이 부(미도시됨)를 통하여 표현하여 준다. The image
도 3에서와 같이 컬러필터기판의 인쇄상태가 오버필링(over filling)된 경우에는 인접한 컬러필터를 덮게 되어 색 비율이 혼합되어 검출되게 됨으로써 불량을 판정하게 되며, 언더필링(under filling)된 경우에는 빛샘불량이 발생되어 투과광의 세기가 크게 되므로 이의 불량을 판정하게 된다. 또한, 색의 순도 불량과 색의 균일도 불량은 투과광의 세기와 검출된 색도를 이용하여 검출할 수 있다. When the printing state of the color filter substrate is overfilled as shown in FIG. 3, the adjacent color filters are covered and color ratios are mixed and detected to determine a defect, and when underfilling is performed. Since light leakage occurs and the intensity of transmitted light increases, it is determined that the defect is caused. In addition, poor color purity and poor color uniformity can be detected using the intensity of transmitted light and the detected chromaticity.
이때, 상기 2차원 이미지 검출기(30)의 화소(31)는 상기 컬러패턴(11) 크기의 60 내지 95% 에 상응하는 면적으로 채택되는 것이 바람직하다. 상기 채택된 면적이 상기 컬러패턴(11) 크기에 비해 너무 작으면 컬러패턴(11)에 필링된 잉크의 불량을 전체적으로 검출하기 어렵고, 채택된 면적이 컬러패턴(11) 크기와 동일하게 되면 채택된 면적과 컬러패턴(11)을 일치시켜야 하지만 미소진동 등에 의해 변화될 수 있어 측정하는 데 어려움이 있고 컬러패턴(11)과 블랙매트릭스(BM)과의 경계부분에서 명암이 발생되게 되어 측정의 정확도가 떨어질 수 있으며, 채택된 면적이 너무 커서 컬러패턴(11) 크기보다 크게 되면 블랙매트릭스(BM)를 격벽으로 하는 부분을 제거하여야 하며 측정의 정밀도가 저하되게 되므로 채택된 면적은 적당한 크기를 갖도록 한다. In this case, the
이와 같이 본 발명은 잉크젯 인쇄 방식 액정표시소자 컬러필터의 인쇄상태 검사장비를 사용하여 평균적인 색의 변화를 측정함으로써 잉크젯 인쇄 방식으로 생산한 컬러패턴(11) 내부의 색의 균일도를 평가할 수 있으므로 기존의 수십 마이크 로미터의 국부적인 영역을 측정하는 방법을 개선할 수 있어 잉크젯 인쇄 공정용 측정 장비로서 측정값의 신뢰도를 높일 수 있다. 또한, 잉크젯 인쇄 방식으로 생산된 컬러필터 기판의 컬러패턴(11) 내에서의 국부적인 균질도가 나빠서 생기는 현상을 빠르고 쉽게 측정할 수 있다.As described above, the present invention can evaluate the uniformity of the color inside the
아울러, 측정 중 변할 수 있는 투과광의 세기 변화를 보상해주기 위해서는 투과광 경로 중간에 투과광을 모니터링 할 수 있도록 광원(20)에 의해 조사되는 광 세기를 검출할 수 있는 장치를 필요로 하며 이 장치는 상기 광원(20)이 일정한 세기의 투과광을 조사할 수 있도록 피드백하는 역할을 한다. In addition, in order to compensate for the change in intensity of the transmitted light that can be changed during the measurement, a device for detecting the light intensity irradiated by the
이러한 구성을 위해 상기 광원(20)과 상기 컬러필터기판(10) 사이에 위치하여 상기 광원(20)으로부터 조사된 일부의 광을 분리하며 나머지 광을 상기 컬러필터기판(10)으로 조사되도록 하는 광분할기(Beam splitter)(50)와, 상기 광분할기(Beam splitter)(50)에 의해 분리된 일부의 광의 세기를 검출하는 광검출기(60)가 더 구비된다. For this configuration, the light is positioned between the
이에 따라 상기 2차원 이미지 검출기(30)에 의해 검출된 투과광의 세기가 기준값 미만 또는 초과인 경우 상기 광검출기(60)에 의해 검출된 광원(20)의 광 세기를 일정한 세기로 조사될 수 있도록 피드백하게 된다. Accordingly, when the intensity of the transmitted light detected by the two-
본 발명의 컬러필터기판의 인쇄상태 검사방법은 a) 광원(20)에 의해 상기 컬러필터기판(10)으로 광을 조사하여 투영시키는 단계; b) 2차원 이미지 검출기(30) 에 의해 상기 컬러필터기판(10)을 투과한 투과광의 세기를 검출하는 단계; c) 상기 2차원 이미지 검출기(30)로부터 검출된 투과광의 세기를 이미지 처리 연산부(40)에 의해 각 화소(31)별로 이미지 처리하는 단계; 를 포함하여 이루어진다. The printing state inspection method of the color filter substrate of the present invention comprises the steps of: a) irradiating light onto the
도 5는 본 발명에 따른 컬러 인쇄 상태와 색의 균일도를 측정하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이고, 도 6는 도 5에서 얻은 측정 결과로부터 색 비율을 계산하는 단계를 설명하기 위한 흐름도이다. 5 is a flowchart illustrating a method of measuring a color printing state and color uniformity according to the present invention, and FIG. 6 is a flowchart illustrating a step of calculating a color ratio from the measurement result obtained in FIG. 5.
먼저, 컬러필터기판을 광원(20)과 2차원 이미지 검출기(30) 사이에 위치시킨 후 광원(20)에서 조사된 광을 컬러필터기판(10)에 투영시킨다. 투영된 투과광은 2차원 이미지 검출기(30)에서 광원에 의해 투과된 적색, 녹색, 청색의 칼라 필터의 이미지를 획득한다. 이어서 컬러 2차원 이미지 검출기(30)에 의해 획득된 이미지 데이터는 상기 이미지 처리 연산부(40)로 보내져 액정표시소자 컬러필터의 각 컬러패턴(11) 별로 적색, 녹색, 청색 성분의 세기를 추출하여 색 비율을 계산하게 된다. First, the color filter substrate is positioned between the
이때, 상기 광원에 의해 조사된 광이 컬러필터기판(10)을 투과하는 투과광량의 기준을 정하기 위해 레퍼런스(Reference)를 측정하는 것이 바람직하며, 잉크젯 인쇄 방식으로 형성된 컬러필터기판(10)에 빛을 조사하기 전에 입사되는 광의 세기가 적당한지 혹은 일정한지 기준을 정하기 위해 광원의 세기를 측정한다. 이때, 광의 세기를 모니터링하기 위해 설치된 광검출기를 이용하여 적당한 광원의 세기를 측정 후 정한 기준값에 도달하지 않았거나 초과했다면 피드백하여 광의 세기를 조절한다.In this case, it is preferable to measure a reference in order to determine a reference of the amount of transmitted light through which the light emitted by the light source passes through the
광원(20)의 세기를 측정한 후에 광원(20)에 의해 조사된 광을 컬러필터 기판으로 투영한다. After measuring the intensity of the
상기 2차원 이미지 검출기(30)로 광원(20)으로부터 컬러필터기판(10)을 투과한 액정표시소자 컬러필터의 이미지를 획득한다. The two-
획득한 이미지로부터 컬러필터 기판의 컬러패턴(11)(적색, 녹색, 청색) 별로 구분하여 투과광의 세기를 계산한다. The intensity of the transmitted light is calculated by classifying the color patterns 11 (red, green, blue) of the color filter substrate from the obtained image.
도 7은 컬러필터기판의 각 컬러패턴(11) 별로 투과한 투과광의 색의 분포를 나타낸 예시 도면이다. FIG. 7 is an exemplary diagram illustrating a color distribution of transmitted light transmitted for each
컬러필터 기판의 각 컬러패턴(11)을 투과한 투과광은 적색, 녹색, 청색의 비율은 다르지만 삼원색의 비율에 의해 색을 표현하므로 각 색의 성분 별로 분리할 수 있다. 컬러필터 기판의 각 컬러패턴(11)을 투과한 광을 적색, 녹색, 청색의 성분 별 세기를 삼자극치 계산 방법과 동일한 방법으로 X(적색의 자극치), Y(녹색의 자극치), Z(청색의 자극치)의 세 개의 자극치(Stimulus)에 대한 값을 얻는다.Although the transmitted light transmitted through each
이렇게 컬러필터 기판의 각 컬러패턴(11)으로부터 얻은 3개의 자극치 값을 가지고 색의 순도를 계산한다. 이는 상용화된 이미지 처리 알고리즘을 이용하여 계산이 가능하며, 계산의 일예로 적색에 대한 색의 순도는 적색의 자극치(X)를 적색(X), 녹색(Y), 청색(Z)의 자극치의 합으로 나눈 값으로 정의한다. 이렇게 얻은 값을 각 컬러패턴(11)의 색의 순도(색 비율)라고 정의하자.The purity of the color is calculated using the three magnetic pole values obtained from each
이때, 광원의 세기가 바뀌게 되면 컬러필터 기판의 각 컬러패턴(11)을 투과한 빛의 세기가 바뀌게 되어 일정한 값을 획득할 수 없으므로 측정하기 전에는 광 원의 세기를 모니터링하기 위해 설치한 광검출기를 이용하여 항상 일정한 세기의 기준 값을 설정해야 한다.At this time, when the intensity of the light source is changed, the intensity of light transmitted through each
이렇게 하면 잉크젯 인쇄 방법으로 제작된 컬러필터 기판의 인쇄 상태를 쉽고 빠르게 측정할 수 있다.In this way, the printing state of the color filter substrate manufactured by the inkjet printing method can be easily and quickly measured.
더 나아가 기존의 방법으로 관리하던 기준 값과(색 좌표)의 비교 테이블을 이용하여 상기 방법으로 계산된 컬러필터 기판의 각 컬러패턴(11)의 색의 순도 값으로부터 색 좌표 값을 유추할 수 있다.Furthermore, the color coordinate values can be inferred from the purity values of the colors of each
이와 같이 본 발명은 평균적인 색의 변화를 측정하여 불량검사를 하게 되므로 종래의 컬러필터 기판의 각 컬러패턴(11)의 인쇄 상태를 측정하기 위해 사용하던 방법으로 국부적인 영역의 측정으로 컬러필터 기판의 전체 영역을 측정하는 방식에 비해 측정 시간이 길다는 단점을 크게 개선할 수 있게 된다. As described above, the present invention performs a defect inspection by measuring the change of the average color. Thus, the method used to measure the printing state of each
또한, 기존의 검사 방법으로는 잉크젯 인쇄 방법으로 제작된 컬러필터 기판을 측정할 때 공정의 특성상 각 컬러패턴(11) 내에서의 인쇄두께가 균일하지 않기 때문에 측정 위치가 정확하다고 해도 컬러필터 기판의 전체 영역에서의 위치 별로 색 좌표 값의 변화폭이 크게 측정되는 단점이 있다. In the conventional inspection method, when the color filter substrate manufactured by the inkjet printing method is measured, the printing thickness in each
본 발명의 방법으로 잉크젯 인쇄 방법으로 제작된 컬러필터 기판의 각 컬러패턴(11)의 인쇄 상태를 측정하면 각 컬러패턴(11)의 전체 면 혹은 관심영역(ROI: Region Of Interest)에서 색의 균질도를 계산할 수 있기 때문에 기존의 측정 방법이 갖고 있는 단점을 보완할 수 있다.By measuring the printing state of each
아울러, 컬러필터기판의 각 컬러패턴(11)의 색도를 측정하는 단계;와, 측정된 색도값과 2차원 이미지 검출기(30)에서 검출된 투과광의 세기 데이터 및 계산된 색 비율값을 이용하여 컬러필터기판의 각 컬러패턴(11)의 색 비율 좌표값을 얻는 단계; 를 더 포함하는 것이 바람직하다. In addition, measuring the chromaticity of each
또한, 얻은 상기 색 비율 좌표값과 실제 색 좌표값을 비교하여 비교 보정 테이블을 만드는 것이 바람직하다. In addition, it is preferable to make a comparison correction table by comparing the obtained color ratio coordinate values with actual color coordinate values.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하였지만, 해당 기술 분야에 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기제된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경 시킬 수 있다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, those skilled in the art can variously modify and change the present invention without departing from the spirit and scope of the invention as set forth in the claims below. have.
도 1은 일반적인 포토(Photo)공정으로 제작한 컬러필터기판의 단면 구조. 1 is a cross-sectional structure of a color filter substrate produced by a general photo process.
도 2는 정상적인 잉크젯 인쇄 방법으로 생산한 컬러필터기판의 단면도.2 is a cross-sectional view of a color filter substrate produced by a normal inkjet printing method.
도 3은 잉크젯 인쇄 방법으로 생산한 컬러필터의 예상 가능한 불량의 종류를 나타낸 단면 구조.Figure 3 is a cross-sectional structure showing the kind of foreseeable defects of the color filter produced by the inkjet printing method.
도 4는 본 발명에 의한 컬러필터기판의 인쇄상태 검사장비의 개략적인 구조를 나타낸 도면.Figure 4 is a view showing a schematic structure of the printing state inspection equipment of the color filter substrate according to the present invention.
도 5는 본 발명에 따른 컬러 인쇄 상태와 색의 균일도를 측정하는 방법을 설명하기 위한 흐름도,5 is a flowchart illustrating a method of measuring a color printing state and color uniformity according to the present invention;
도 6는 도 5에서 얻은 측정 결과로부터 색 비율을 계산하는 단계를 설명하기 위한 흐름도. 6 is a flowchart for explaining a step of calculating a color ratio from the measurement result obtained in FIG.
도 7은 컬러필터기판의 각 컬러패턴(11) 별로 투과한 투과광의 색의 분포를 나타낸 예시 도면.7 is an exemplary diagram showing a color distribution of transmitted light transmitted for each
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
10: 컬러필터기판 11: 컬러패턴10: color filter substrate 11: color pattern
20: 광원 30: 2차원 이미지 검출기20: light source 30: two-dimensional image detector
31: 화소 40: 이미지 처리 연산부31: pixel 40: image processing calculator
50: 광 분할기(Beam splitter) 60: 광검출기50: beam splitter 60: photodetector
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