KR20100071532A - 액정표시장치의 검사장치 및 그의 검사방법 - Google Patents

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Abstract

액정표시장치의 검사장치 및 그의 검사방법이 개시된다.
본 발명에 따른 액정표시장치의 검사장치 및 그의 검사방법은 편광판을 이용해서 상부 및 하부기판이 합착된 액정패널의 불량 여부를 판단하여 검사효율을 향상시킬 수 있다.
편광판, CCD, 비전(Vision) 검사, 불량, 합착된 액정패널

Description

액정표시장치의 검사장치 및 그의 검사방법{Apparatus for inspection of liquid crystal display device and inspecting method thereof}
본 발명은 액정표시장치의 검사장치에 관한 것으로, 특히 검사효율을 향상시킬 수 있는 액정표시장치의 검사장치 및 그의 검사방법에 관한 것이다.
액정표시장치는 액정의 특정한 분자 배열에 전압을 인가하여 다른 분자 배열로 변환시키고 이러한 분자 배열에 의해 발광하는 액정 셀의 복굴절성, 선광성 및 광산란 특성 등의 광학적 성질의 변화를 시각 변화로 변환하는 것으로, 액정 셀에 의한 빛의 변조를 이용한 표시장치이다.
이러한 액정표시장치는 브라운관에 비하여 소형화가 가능하여 퍼스널 컴퓨터와 노트북 컴퓨터의 모니터는 물론, 복사기 등의 사무자동화기기, 휴대전화기나 호출기 등의 휴대기기까지 광범위하게 이용되고 있다.
이중에서 가장 널리 사용되는 액티브 매트릭스 구동 방식의 액정표시장치의 액정 패널 제조공정은 기판 세정과, 기판 패터닝, 배향막 형성, 기판 합착/액정 주입, 실장 공정으로 나누어질 수 있다.
기판 세정 공정에서는 상부 및 하부 기판의 패터닝 전후에 기판들의 이물질 을 세정제를 이용하여 제거하게 된다. 기판 패터닝 공정에서는 상부 기판의 패터닝과 하부 기판의 패터닝으로 나누어진다.
상부 기판에는 칼라필터, 공통전극, 블랙 매트릭스 등이 형성된다. 하부 기판에는 데이터라인과 게이트라인 등의 신호라인이 형성되고, 데이터라인과 게이트라인의 교차부에 박막트랜지스터(TFT)가 형성되며, 박막트랜지스터(TFT)의 소스 전극에 접속되도록 데이터라인과 게이트라인 사이의 화소 영역에 화소전극이 형성된다.
기판 합착/액정주입 공정에서는 하부 기판 상에 배향막을 도포하고 러빙하는 공정에 이어서, 실(Seal) 재를 이용한 상부 및 하부 기판의 합착 공정, 액정 주입, 주입구 봉지, 세정, 연마(grinding), 검사 공정이 순차적으로 이루어져 액정패널이 완성된다.
한편, 상기 액정패널에는 각각의 액정패널 제조 공정에서 발생하는 오류 또는 제조 불량으로 인해 전체 또는 일부 영역에 걸쳐 불균일한 휘도 특성을 나타내는 얼룩 불량이 발생할 수 있다. 액정패널에서 발생한 얼룩은 대개 육안 검사로 이루어지고 있다. 즉, 작업자의 목시 검사로 불량을 검출함으로써, 점 결함, 라인 결함, 얼룩 등의 불량들이 유출되며, 또한 최근 모델의 대형화에 따라 작업자의 목시 검사에 많은 어려움이 따른다는 문제점이 있다.
본 발명은 합착된 상태의 액정패널의 불량을 용이하게 검사하여 검사 효율을 향상시킬 수 있는 액정표시장치의 검사장치 및 그의 검사방법을 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 검사장치는 상부 및 하부 기판이 합착된 액정패널이 일축 방향으로 진행하며 에어 플로팅(air-floating) 구조로 이루어진 스테이지와, 상기 스테이지 배면에 위치하며 광을 발광하는 광원과, 상기 광원을 둘러싸며 상기 광원을 보호하는 보호막과, 상기 보호막 상에 형성되어 상기 광원에서 발광된 광을 일축 방향으로 1차 편광하는 하부 편광판을 포함하는 백라이트 유닛과, 상기 액정패널 상부에 일정간격 이격되어 상기 액정패널로부터 출사된 광을 일축 방향으로 2차 편광하는 상부 편광판 및 상기 상부 편광판 상에 위치하며 상기 상부 편광판에 의해 2차 편광된 광을 이용하여 상기 액정패널의 이미지를 스캔하는 CCD 카메라를 포함하고, 상기 하부 편광판은 상기 보호막의 상/하면 및 좌/우측면에 서로 상이한 특성을 갖는 제1 내지 제4 편광판으로 구성된다.
본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 검사장치의 검사방법은 상부 및 하부 기판이 합착된 액정패널이 고정된 스테이지와, 상기 스테이지 배면에 위치하며 광을 발광하는 광원과, 상기 광원을 둘러싸며 상기 광원을 보호하는 보호막과, 상기 보호막 상에 형성되어 상기 광원에서 발광된 광을 일축 방향으로 1차 편광하는 하부 편광판을 포함하는 백라이트 유닛과, 상기 액정패널 상부에 일정간격 이격되어 상기 액정패널로부터 출사된 광을 일축 방향으로 2차 편광하는 상부 편광판 및 상기 상부 편광판 상에 위치하며 상기 상부 편광판에 의해 2차 편광된 광을 이용하여 상기 액정패널의 이미지를 스캔하는 CCD 카메라를 포함하는 액정표시장치의 검사장치의 검사방법에 있어서, 상기 광원이 발광하는 단계와, 상기 발광된 광이 상기 하부 편광판을 통해 일축 방향으로 1차 편광되어 상기 스테이지 상에 고정된 액정패널로 제공되는 단계와, 상기 액정패널을 통과한 광이 상기 상부 평관판에 의해 일축 방향으로 2차 편광되는 단계와, 상기 2차 편광된 광을 이용해서 상기 CCD 카메라가 상기 액정패널의 이미지를 스캔하는 단계와, 상기 스캔된 이미지에서 휘도 차이가 발생하는 부분을 판단하는 단계 및 상기 휘도 차이와 기준값을 비교하여 그 비교결과에 따라 상기 액정패널의 불량여부를 판단하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 액정표시장치의 검사장치 및 그의 검사방법은 모드별로 상이한 상부 및 하부 편광판을 이용해서 합착된 액정패널의 불량을 검사할 수 있어 육안으로 검사한 종래에 비해 검사효율을 향상시킬 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 검사장치를 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 2는 도 1의 액정표시장치의 검사장치의 단면을 나타낸 도면이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 검사장치는 검사 준비가 셋업된 스테이지(110)와, 상기 스테이지(110) 상에 놓여진 액정패널(100)과, 상기 액정패널(100) 상에 상기 액정패널(100)과 일정간격 이격된 다수의 라인 스캔 카메라(130)와, 상기 다수의 라인 스캔 카메라(130)들이 고정되어 있는 몸체부(130)로 구성된다. 또한, 상기 액정표시장치의 검사장치는 상기 스테이지(110) 하부에 위치하며 상기 액정패널(100)로 광을 조사하는 백라이트 유닛(120)을 더 포함한다.
상기 스테이지(110) 상에 놓여진 액정패널(100)은 상기 스테이지(110)로부터 일정간격 이격된 채 놓여있는데, 상기 스테이지(110)는 air-floating 된 상태에 있다. 상기 액정패널(100)은 상부 및 하부 기판(101, 103)이 합착된 상태의 패널을 의미한다. 상기 액정패널(100)은 상기 스테이지(110) 상에서 일정 방향으로 진행한다.
상기 상부 기판(101)에는 칼라필터, 공통전극, 블랙 매트릭스 등이 형성된다. 하부 기판(103)에는 데이터라인과 게이트라인 등의 신호라인이 형성되고, 데이터라인과 게이트라인의 교차부에 박막트랜지스터(TFT)가 형성되며, 박막트랜지스터(TFT)의 소스 전극에 접속되도록 데이터라인과 게이트라인 사이의 화소 영역에 화소전극이 형성된다.
상기 다수의 라인 스캔 카메라(130)는 다수의 전하결합소자(Charge Coupled Device: 이하 "CCD"라 함) 카메라로 구성될 수 있다. 상기 CCD 카메라(130)는 상기 액정패널(100)을 촬영하여 불량 좌표나 불량 영역을 자동 생성하는 역할을 한다. 상기 CCD 카메라(130)의 앞쪽에는 상부 편광판(150)이 배치된다.
상기 백라이트 유닛(120)은 광을 발광하는 광원(125)과, 상기 광원(125)을 보호하기 위한 보호막(135)과, 상기 보호막(135) 상에 형성된 하부 편광판(160)으로 이루어져 있다. 상기 하부 편광판(160)은 상기 보호막(135)의 외부면을 둘러싸는 제1 내지 제4 편광판(160a ~ 160d)을 포함한다. 상기 하부 편광판(160)은 편광필름과 확산판으로 구성된다.
상기 하부 편광판(160)이 편광필름과 확산판으로 구성됨에 따라 상기 백라이트 유닛(120)의 광원(125)으로부터 발광된 광은 상기 편광필름을 통해 일축 방향으로 편광되고 다시 확산판에 의해 확산되어 상기 액정패널(110)로 제공된다.
본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 검사장치의 검사순서는 다음과 같다.
상기 백라이트 유닛(120)의 광원(125)으로부터 광이 출사되면, 상기 광원(125)으로부터 출사된 광은 상기 하부 편광판(160)에 의해 일축 방향으로 1차 편광된다. 상기 일축 방향으로 1차 편광된 광은 상기 상부 및 하부 기판(101, 103)이 합착된 액정패널(100)로 제공된다.
상기 액정패널(100)로 제공된 일축 방향으로 1차 편광된 광은 상기 액정패널(100) 내의 액정의 굴절률 이방성에 의해서 다양한 방향으로 출사된다. 상기 액정패널(100)로부터 다양한 방향으로 출사된 광은 상기 상부 편광판(150)으로 입사된다. 상기 상부 편광판(150)에 의해 상기 액정패널(100)로부터 다양한 방향으로 출사된 광은 일축 방향으로 2차 편광되게 된다. 상기 상부 편광판(150)으로부터 일 축 방향으로 2차 편광된 광에 의해서 상기 CCD 카메라(140)는 상기 액정패널(100)의 이미지를 획득하게 된다.
상기 CCD 카메라(140)가 획득한 액정패널(100)의 이미지는 상기 액정패널(100) 내에서 얼룩과 같은 불량이 존재하는 부분과 그렇지 않은 부분에서 휘도 차이가 발생한다.
상기 CCD 카메라(140)에서 획득한 이미지의 휘도 차이에 의해 상기 상부 및 하부 기판(101, 103)이 합착된 액정패널(100)에서 불량이 존재하는 위치를 파악할 수 있는 것이다.
도 3은 도 1의 백라이트 유닛을 상세하게 나타낸 도면이다.
도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 백라이트 유닛(120)은 광을 발광하는 광원(125)과 상기 광원(125)을 감싸는 형태로 이루어진 보호막(135)과, 상기 보호막(135)의 외부면에 각각 형성된 제1 내지 제4 편광판(160a ~ 160d)으로 구성된다.
상기 제1 내지 제4 편광판(160a ~ 160d) 중 상기 보호막(135)의 상/하부면에 각각 형성된 제1 및 제2 편광판(160a, 160b)은 상기 액정패널(100)이 횡전계(IPS) 모드일때 사용하는 편광판이고, 상기 보호막(135)의 좌/우측면에 각각 형성된 제3 및 제4 편광판(160c, 160d)은 상기 액정패널(100)이 TN 모드일 때 사용하는 편광판이다.
상기 보호막(135)의 상/하부면 및 좌/우측면에 각각 형성된 제1 내지 제4 편광판(160a ~ 160d)은 상기 스테이지(110) 상에 놓여진 액정패널(100)의 모드가 IPS 인지 TN 모드인지에 따라 교체될 수 있다.
상기 백라이트 유닛(120)은 상기 제1 내지 제4 편광판(160a ~ 160d)이 형성된 보호막(135)을 회전시키는 회전축(도시하지 않음)과 상기 회전축을 제어하는 모터(도시하지 않음)를 더 포함할 수 있다. 상기 회전축은 상기 보호막(135)과 연결되어 상기 모터에 의해서 상기 제1 내지 제4 편광판(160a ~ 160d)의 위치를 변경한다.
예를 들어, 상기 스테이지(110) 상에 놓인 액정패널(100)이 IPS 모드인 경우에 작업자가 상기 모터에 명령을 지시하여 상기 회전축에 의해 상기 액정패널(100) 아래에 상기 IPS 모드용 편광판인 제1 및 제2 편광판(160a, 160b)이 위치하도록 상기 보호막(135)을 회전한다.
상기 액정패널(100)이 TN 모드인 경우에 작업자가 상기 모터에 명령을 지시하여 상기 액정패널(100) 아래에 상기 TN 모드용 편광판인 제3 및 제4 편광판(160c, 160d)이 위치하도록 상기 보호막(135)을 회전한다.
이러한 방법을 통해 상기 보호막(135) 외부면에 형성된 제1 내지 제4 편광판(160a ~ 160d)의 위치를 상기 액정패널(100)의 모드에 따라 변경할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 검사장치의 검사 동작의 순서를 나타낸 흐름도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 검사장치는 상부 및 하부 기판으로 합착된 액정패널을 air-floating 된 스테이지 상에 고정시킨다.(S1) 상기 스테이지 상에 고정된 액정패널의 모드에 따라 백라이트 유닛에 포함된 편광판의 위치를 변경한 후에 백라이트 유닛에 포함된 램프를 발광시킨 다.(S2)
상기 램프에서 발광된 광은 하부 편광판에서 일축 방향으로 1차 편광되고(S3) 상기 일축 방향으로 1차 편광된 광은 상기 액정패널로 제공된다.(S4) 상기 액정패널로 제공된 1차 편광된 광은 상기 액정패널 내의 액정 굴절률 이방성에 의해 다양한 방향으로 출사된다. 상기 액정패널에서 다양한 방향으로 출사된 광은 상부 편광판으로 제공되어 2차 편광된다.(S5)
상기 2차 편광된 광에 의해 CCD 카메라는 상기 액정패널을 스캔하여 이미지를 획득한다.(S6) 상기 획득한 이미지는 비전(Vision) 보드로 제공되어 비전(Vision) 검사를 실시하게 된다.(S7) 상기 비전(Vision) 검사는 상기 CCD 카메라에서 획득한 이미지의 노이즈를 제거하고, 노이즈가 제거된 이미지의 콘트라스트를 향상시킨다. 상기 비전(Vision) 검사는 콘트라스트를 향상시킨 이미지를 통해 불량이 감지되는 부분과 정상 부분에서 발생하는 휘도차로 인해 불량 여부를 판단하게 된다.(S8)
상기 이미지에서 불량이 감지되는 부분과 정상 부분에서 발생하는 휘도차가 기준값보다 큰 경우에 불량으로 판정하여 상기 불량으로 판정된 상기 액정패널을 폐기 또는 수리(S9)한다. 상기 휘도차가 기준값보다 작은 경우에 양호로 판정하여 상기 양호로 판정된 액정패널은 후속 공정을 진행한다.(S10)
이상에서와 같이, 본 발명에 따른 액정표시장치의 검사장치는 상부 및 하부 기판이 합착된 액정패널을 상부 및 하부 편광판에 의해 1차 및 2차 편광된 광을 이용해서 CCD 카메라로 스캔함과 아울러 상기 스캔된 액정패널의 이미지를 판단하여 액정패널의 불량 여부를 검출한다.
따라서, 본 발명에 따른 액정표시장치의 검사장치는 합착된 액정패널을 상부 및 하부 편광판에 의해 편광된 광을 이용해서 불량 여부를 판단하므로 육안으로 불량 여부를 판단하는 기존의 검사방법에 비해 검사 효율이 향상될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 검사장치를 개략적으로 나타낸 도면.
도 2는 도 1의 액정표시장치의 검사장치의 단면을 나타낸 도면.
도 3은 도 1의 백라이트 유닛을 상세하게 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 검사장치의 검사 동작의 순서를 나타낸 흐름도.
<도면의 주요부분에 대한 간단한 설명>
100:액정패널 101:상부 기판
103:하부 기판 120:백라이트 유닛
125:광원 135:보호막
130:몸체부 140:CCD 카메라
150:상부 편광판 160:하부 편광판
160a ~ 160d:제1 내지 제4 편광판

Claims (4)

  1. 상부 및 하부 기판이 합착된 액정패널이 일축 방향으로 진행하며 에어 플로팅(air-floating) 구조로 이루어진 스테이지;
    상기 스테이지 배면에 위치하며 광을 발광하는 광원과, 상기 광원을 둘러싸며 상기 광원을 보호하는 보호막과, 상기 보호막 상에 형성되어 상기 광원에서 발광된 광을 일축 방향으로 1차 편광하는 하부 편광판을 포함하는 백라이트 유닛;
    상기 액정패널 상부에 일정간격 이격되어 상기 액정패널로부터 출사된 광을 일축 방향으로 2차 편광하는 상부 편광판; 및
    상기 상부 편광판 상에 위치하며 상기 상부 편광판에 의해 2차 편광된 광을 이용하여 상기 액정패널의 이미지를 스캔하는 CCD 카메라;를 포함하고,
    상기 하부 편광판은 상기 보호막의 상/하면 및 좌/우측면에 서로 상이한 특성을 갖는 제1 내지 제4 편광판으로 구성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 검사장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 내지 제4 편광판 중 상기 보호막의 상/하면에 위치하는 2개의 편광판은 IPS 모드용 편광판이고, 상기 보호막의 좌/우측면에 위치하는 나머지 2개의 편광판은 TN 모드용 편광판인 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 검사장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 백라이트 유닛은 상기 보호막과 연결되며 상기 액정패널의 모드에 따라 상기 제1 내지 제4 편광판의 위치를 변경시키기 위한 회전축과 상기 회전축을 제어하는 모터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 검사장치.
  4. 상부 및 하부 기판이 합착된 액정패널이 고정된 스테이지와, 상기 스테이지 배면에 위치하며 광을 발광하는 광원과, 상기 광원을 둘러싸며 상기 광원을 보호하는 보호막과, 상기 보호막 상에 형성되어 상기 광원에서 발광된 광을 일축 방향으로 1차 편광하는 하부 편광판을 포함하는 백라이트 유닛과, 상기 액정패널 상부에 일정간격 이격되어 상기 액정패널로부터 출사된 광을 일축 방향으로 2차 편광하는 상부 편광판 및 상기 상부 편광판 상에 위치하며 상기 상부 편광판에 의해 2차 편광된 광을 이용하여 상기 액정패널의 이미지를 스캔하는 CCD 카메라를 포함하는 액정표시장치의 검사장치의 검사방법에 있어서,
    상기 광원이 발광하는 단계;
    상기 발광된 광이 상기 하부 편광판을 통해 일축 방향으로 1차 편광되어 상기 스테이지 상에 고정된 액정패널로 제공되는 단계;
    상기 액정패널을 통과한 광이 상기 상부 평관판에 의해 일축 방향으로 2차 편광되는 단계;
    상기 2차 편광된 광을 이용해서 상기 CCD 카메라가 상기 액정패널의 이미지를 스캔하는 단계;
    상기 스캔된 이미지에서 휘도 차이가 발생하는 부분을 판단하는 단계; 및
    상기 휘도 차이와 기준값을 비교하여 그 비교결과에 따라 상기 액정패널의 불량여부를 판단하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 검사장치의 검사방법.
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