KR20130028591A

KR20130028591A - 액정표시소자의 리페어장치 및 리페어검사장치

Info

Publication number: KR20130028591A
Application number: KR1020110092245A
Authority: KR
Inventors: 김도훈; 김기태
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2011-09-09
Filing date: 2011-09-09
Publication date: 2013-03-19
Also published as: KR101801395B1

Abstract

본 발명은 3차원 화상으로 리페어를 촬영하여 리페어의 결과를 자동으로 판정하기 위한 리페어검사장치에 관한 것으로, 본체; 상기 본체 하부에 배치된 액정패널에 광을 조사하고 액정패널에서 반사된 광이 입력되는 복수의 렌즈; 상기 본체 상부에 설치되어 렌즈를 통해 입력되는 광과 기준미러를 통해 입력되는 광을 보강간섭하여 3차원 화상으로 촬영하는 CCD카메라; 및 상기 CCD카메라에서 촬영된 3차원 화상을 영상처리한 후, 처리된 데이터를 저장된 기준값과 비교하여 리페어의 불량유무를 자동으로 판정하는 제어부로 구성된다.

Description

액정표시소자의 리페어장치 및 리페어검사장치{REPAIRING APPARATUS OF LIQUID CYRSTAL DISPLAY DEVICE AND TESTING APPARATUS FOR TESTING REPAIR}

본 발명은 액정표시소자의 리페어장치 및 리페어검사장치에 관한 것이다.

근래, 핸드폰(Mobile Phone), PDA, 노트북컴퓨터와 같은 각종 휴대용 전자기기가 발전함에 따라 이에 적용할 수 있는 경박단소용의 평판표시장치(Flat Panel Display Device)에 대한 요구가 점차 증대되고 있다. 이러한 평판표시장치로는 LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel), FED(Field Emission Display), VFD(Vacuum Fluorescent Display) 등이 활발히 연구되고 있지만, 양산화 기술, 구동수단의 용이성, 고화질의 구현이라는 이유로 인해 현재에는 액정표시소자(LCD)가 각광을 받고 있다.

LCD는 액정의 굴절률 이방성을 이용하여 화면에 정보를 표시하는 장치이다. 도 1에 도시된 바와 같이, LCD(1)는 하부기판(5)과 상부기판(3) 및 상기 하부기판(5)과 상부기판(3) 사이에 형성된 액정층(7)으로 구성되어 있다. 하부기판(5)은 구동소자 어레이(Array)기판이다. 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 하부기판(5)에는 복수의 화소가 형성되어 있으며, 각각의 화소에는 박막트랜지스터(Thin Film Transistor;이하, TFT라 한다)와 같은 구동소자가 형성되어 있다. 상부기판(3)은 컬러필터(Color Filter)기판으로서, 실제 컬러를 구현하기 위한 컬러필터층이 형성되어 있다. 또한, 상기 하부기판(5) 및 상부기판(3)에는 각각 화소전극 및 공통전극이 형성되어 있으며 액정층(7)의 액정분자를 배향하기 위한 배향막이 도포되어 있다.

상기 하부기판(5) 및 상부기판(3)은 실링재(Sealing Material)(9)에 의해 합착되어 있으며, 그 사이에 액정층(7)이 형성되어 상기 하부기판(5)에 형성된 구동소자에 의해 액정분자를 구동하여 액정층을 투과하는 광량을 제어함으로써 정보를 표시하게 된다.

액정표시소자의 제조공정은 크게 하부기판(5)에 구동소자를 형성하는 구동소자 어레이기판공정과 상부기판(3)에 컬러필터를 형성하는 컬러필터기판공정 및 셀(Cell)공정으로 구분될 수 있는데, 이러한 액정표시소자의 공정을 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

우선, 구동소자 어레이공정에 의해 하부기판(5)상에 배열되어 화소영역을 정의하는 복수의 게이트라인(Gate Line) 및 데이터라인(Date Line)을 형성하고 상기 화소영역 각각에 상기 게이트라인과 데이터라인에 접속되는 구동소자인 박막트랜지스터를 형성한다(S101). 또한, 상기 구동소자 어레이공정을 통해 상기 박막트랜지스터에 접속되어 박막트랜지스터를 통해 신호가 인가됨에 따라 액정층을 구동하는 화소전극을 형성한다.

또한, 상부기판(3)에는 컬러필터공정에 의해 컬러를 구현하는 R,G,B의 컬러필터층과 공통전극을 형성한다(S104).

이어서, 상기 상부기판(3) 및 하부기판(5)에 각각 배향막을 도포한 후 상부기판(3)과 하부기판(5) 사이에 형성되는 액정층의 액정분자에 배향규제력 또는 표면고정력(즉, 프리틸트각(Pretilt Angel)과 배향방향)을 제공하기 위해 상기 배향막을 러빙(Rubbing)한다(S102,S105). 그 후, 하부기판(5)에 셀갭(Cell Gap)을 일정하게 유지하기 위한 스페이서(Spacer)를 산포하고 상부기판(3)의 외곽부에 실링재(9)를 도포한 후 상기 하부기판(5)과 상부기판(3)에 압력을 가하여 합착한다(S103,S106,S107).

한편, 상기 하부기판(5)과 상부기판(3)은 대면적의 유리기판으로 이루어져 있다. 다시 말해서, 대면적의 유리기판에 복수의 패널(Panel)영역이 형성되고, 상기 패널영역 각각에 구동소자인 TFT 및 컬러필터층이 형성되기 때문에 낱개의 액정패널을 제작하기 위해서는 상기 유리기판을 절단, 가공해야만 한다(S108). 이후, 상기와 같이 가공된 개개의 액정패널에 액정주입구를 통해 액정을 주입하고 상기 액정주입구를 봉지하여 액정층을 형성한 후 각 액정패널을 검사함으로써 액정패널을 제작하게 된다(S109,S110).

액정패널의 검사는 전기적 점등검사와 외관 검사 등으로 구분할 수 있다. 이러한 검사를 통해 액정패널의 전기소자 및 패턴에 이상이 있는지를 검사하는 것이다. 통상적으로 치명적인 불량이 발생한 액정패널은 폐기처분한다. 하지만, 라인의 단선이나 단락과 같은 불량이 발생하는 경우, 액정패널을 폐기처분한다는 것은 매우 심한 낭비가 되므로, 이와 같은 라인의 단선이나 단락은 리페어공정을 통해 불량을 제거하여 양품으로 만든다.

리페어공정후에는 상기 리페어의 결과를 판정해야만 한다. 즉, 리페어된 패턴 등이 정상적으로 작동하는지 검사해야만 한다. 이러한 리페어의 검사는 영상분석장치에 의해 이루어진다. 즉, 리페어된 영역을 촬영한 후, 촬영된 영상을 분석하여 리페어결과를 판정하는 것이다.

그러나, 종래 리페어공정에서는 리페어된 영역을 2차원 카메라에 의해 촬영하기 때문에, 리페어의 폭과 길이 데이터만이 존재할 뿐 깊이나 높이 등의 3차원 데이터가 존재하지 않기 때문에, 정확한 리페어 결과를 판정할 수 없었다.

본 발명은 상기한 점을 감안하여 이루어진 것으로, 리페어의 3차원 영상을 촬영한 후 이를 분석함으로 자동으로 리페어의 결과를 판정할 수 있는 리페어 검사장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 리페어 검사장치를 채택하여 결함을 리페어할 수 있는 리페어장치를 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 리페어장치는 액정패널을 리페어하는 리페어부; 상기 리페어부에 의해 리페어된 영역을 3차원 화상을 촬영하는 검사부; 및 상기 검사부에서 촬영된 3차원 화상을 영상처리한 후, 처리된 데이터를 저장된 기준값과 비교하여 리페어의 불량유무를 자동으로 판정하는 제어부로 구성된다.

상기 리페어부는 레이저빔을 출력하는 레이저; 상기 레이저로부터 출력되는 레이저빔을 액정패널로 반사시키는 반사경; 및 상기 반사경에 의해 반사된 레이저빔을 집속하여 액정패널의 패턴에 형성된 단락을 제거하는 집속렌즈로 이루어진다. 또한, 상기 리페어부는 액정패널이 배치되고 투명한 창이 형성된 진공챔버; 레이저장치는 빔을 방출하는 펄스 레이저; 상기 펄스 레이저로부터 방출되는 레이저빔을 반사시키는 반사경; 상기 반사경에 의해 반사된 레이저빔을 집속시키는 집속렌즈; 상기 집속렌즈에서 집속된 레이저빔을 확장시켜 창을 통해 진공챔버 내부의 액정패널의 패턴의 단선된 영역으로 입사시키는 빔확장렌즈로 이루어질 수 있다.

상기 검사부는 백색광을 출력하는 백색광원; 상기 백색광원에서 출력되는 백색광을 필터링하여 원하는 파장의 광으로 변경하는 음향광변조필터(acousto-optical tunable filter); 상기 음향광변조필터에서 필터링된 광을 선형편광시키는 편광판; 상기 편광판에서 편광된 광을 2개의 광으로 분할하는 빔스플릿터(beam splitter); 상기 빔스플릿터에서 분리된 제1광이 입력되어 액정패널의 리페어영역에 광을 조사하는 제1대물렌즈; 상기 빔스플릿터에서 분리된 제2광을 차단하고 통과시키는 셔터(shutter); 상기 빔스플릿터에서 분리된 제2광이 조사되는 기준미러; 상기 빔스플릿터에서 분리된 제2광을 기준미러에 조사하는 제2대물렌즈; 및 상기 액정패널로부터 반사된 제1광 및 기준미러에서 반사된 제2광이 입력되어 보강 간섭에 의한 3차원 화상이 촬영되는 CCD카메라로 이루어진다.

상기 제어부는 CCD카메라로부터 입력된 화상을 영상처리하는 영상처리부; 상기 영상처리부에서 영상처리된 결과를 기초로 데이터를 생성하는 데이터생성부; 상기 데이터생성부에서 생성된 데이터를 데이터베이스부에 저장된 기준값과 비교하는 비교부; 및 상기 비교부의 비교결과에 따라 리페어 결과를 판정하는 판정부로 이루어진다.

또한, 본 발명에 따른 리페어검사장치는 본체; 상기 본체 하부에 배치된 액정패널에 광을 조사하고 액정패널에서 반사된 광이 입력되는 복수의 렌즈; 상기 본체 상부에 설치되어 렌즈를 통해 입력되는 광과 기준미러를 통해 입력되는 광을 보강간섭하여 3차원 화상으로 촬영하는 CCD카메라; 및 상기 CCD카메라에서 촬영된 3차원 화상을 영상처리한 후, 처리된 데이터를 저장된 기준값과 비교하여 리페어의 불량유무를 자동으로 판정하는 제어부로 구성된다.

도 1은 일반적인 액정표시소자의 구조를 나타내는 도면.
도 2는 일반적인 액정표시소자의 제조공정을 나타내는 플로우챠트.
도 3은 본 발명에 따른 리페어장치를 나타내는 도면.
도 4는 본 발명에 따른 리페어장치의 리페어부의 구조를 나타내는 도면.
도 5는 본 발명에 따른 리페어장치의 리페어부의 다른 구조를 나타내는 도면.
도 6은 본 발명에 따른 리페어장치의 검사부의 구조를 나타내는 도면.
도 7은 도 6의 검사부의 광학계를 나타내는 도면.
도 8은 본 발명에 따른 리페어장치의 제어부를 나타내는 도면.
도 9는 본 발명에 따른 리페어방법을 나타내는 플로우챠트.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 리페어장치를 나타내는 도면이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 리페어장치는 테이블(300) 위에 배치된 액정패널(310) 또는 기판에 결함이 있는 경우 이를 리페어하는 리페이부(100)와, 상기 리페어된 부분을 촬영하여 리페어가 잘 되었는지를 판단하는 검사부(200)로 구성된다.

도면에서는 상기 리페어부(100)와 검사부(200)가 연결부재(90)에 의해 결합되지만, 상기 리페어부(100)와 검사부(200)는 결합되지 않고 분리될 수 있다.

연결부재(90)에 의해 리페어부(100)와 검사부(200)가 결합됨에 따라 리페어공정과 검사공정을 연속적으로 실행할 수 있게 되어 리페어공정의 효율을 향상시킬 수 있게 된다.

상기 리페어부(100)는 액정표시소자의 검사공정에서 불량이 발생하는 경우, 불량이 발생한 영역을 리페어한다. 일반적으로 액정표시소자의 패턴형성공정에서 발생하는 불량은 크게 패턴의 단락과 단선으로 구별될 수 있다. 따라서, 리페어부(100)는 패턴의 단락 및 단선을 리페어하는 장치로 구성된다.

또한, 상기 검사부(200)에서는 리페어된 영역을 3차원으로 촬영하고 촬영된 데이터에 근거하여 리페어의 결과를 자동으로 판정한다.

도면에는 도시하지 않았지만, 상기 리페어장치에는 모터와 같은 구동수단이 구비되어 상기 리페어부(100)와 검사부(200)가 기판(310)에서 이동함으로써 리페어부(100)와 검사부(200)를 기판(310)과 정렬시킬 수 있게 된다. 또한, 상기 테이블(300)에 구동수단이 구비되어 기판(310)이 이동함으로써 리페어부(100)와 검사부(200)를 기판(310)과 정렬시킬 수도 있다. 이때, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 기판(310) 또는 테이블(300)에는 정렬마크가 구비되어, 이전 공정, 즉 검사공정에서 검출된 결함의 위치를 리페어부(100)와 검사부(200)와 정렬시킬 수 있게 된다.

도 4는 본 발명에 따른 리페어부(100)의 구조를 나타내는 도면이다. 이 구조의 리페어부(100)는 인접하는 금속패턴 사이에 단락이 발생하거나 필요없는 더미영역에 금속층이 형성되었을 때 단락된 금속패턴을 단선시키거나 더미 금속층을 제거할 때 사용하는 장치이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 리페어부(100)는 레이저빔을 출력하는 레이저(130)와, 상기 레이저(130)로부터 방출되는 레이저빔을 테이블(300)에 로딩된 액정패널(310))로 반사시키는 반사경(132)과, 상기 반사경(132)에 의해 반사된 레이저빔을 집속하여 액정표시소자로 출력하는 집속렌즈(133)로 구성된다.

이 리페어부(100)는 패턴이 인접하는 패턴과 단락되었을 때 단락된 영역을 제거하기 위한 것으로, 레이저(130)는 주로 야그레이저나 CO₂레이저를 사용한다. 이 구성의 리페어부(100)에서는 집속된 레이저빔이 단락된 영역에 조사됨에 따라 단락된 영역의 금속이 레이저빔에 의해 융용되어 패턴이 단선되어 단락된 영역을 리페어한다.

통상적으로 액정표시소자의 금속패턴은 수백-수천 Å의 두께로 형성되므로, 단락된 영역을 단선할 때, 수백-수천 Å의 두께의 금속을 용융하기 위해 레이저빔을 충분한 출력으로 조사해야만 한다. 또한, 리페어시 금속패턴의 하부에 위치하는 다른 금속층 또는 절연층이 레이저빔에 의해 파손되는 것을 방지하기 위해 레이저빔을 과도한 출력으로 조사하면 안된다. 즉, 상기 레이저는 단선될 금속을 충분히 용융할 정도로, 그리고 다른 금속층 또는 절연층을 파괴하지 않을 정도의 출력으로 빔을 조사한다.

도 5는 본 발명에 따른 리페어부(100)의 다른 구조를 나타내는 도면이다. 이때의 리페어부(100)는 액정표시소자의 패턴에 단선이 발생했을 때 단선된 영역에 금속을 적층하여 단선을 리페어하는 장치이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 액정패널(310) 또는 기판은 진공챔버(140) 내부에 설치된 테이블(160) 위에 배치된다. 상기 진공챔버(140)의 상부에는 투명한 창(142)이 형성되어 외부로부터 레이저빔이 액정패널(310)로 입사되며, 일측에는 진공펌프와 연결되어 진공챔버(140)를 진공상태로 유지하는 배기라인(144)이 형성되어 있다.

또한, 상기 진공챔버(140)에는 아르곤(Ar) 공급탱크(151)로부터 불활성 기체인 아르곤가스가 공급되며, 동시에 원료공급탱크(152)로부터 리페어층의 원료가스가 공급된다. 이때, 원료가스로는 주로 W(CO)₆나 Mo(CO)₆가 사용되는데, 상기 원료가스를 사용함에 따라 리페어층으로 W층이나 Mo층이 형성될 것이다.

진공챔버(140) 외부에는 레이저장치가 설치되어 진공챔버(140)에 형성된 창(142)을 통해 진공챔버(140)내의 액정패널(310)에 빔이 입사된다. 레이저장치는 빔을 방출하는 펄스 레이저(170)와, 상기 펄스 레이저(170)로부터 방출되는 레이저빔을 진공챔버(140)의 창으로 반사시키는 반사경(172)과, 상기 반사경(172)에 의해 반사된 레이저빔을 집속시키는 집속렌즈(173)와, 상기 집속렌즈(173)에서 집속된 레이저빔을 확장시켜 창(142)을 통해 진공챔버(140)내로 입사시키는 빔확장렌즈(174)로 구성된다.

액정패널(310)에 레이저빔이 조사됨에 따라 액정패널(310)의 표면에는 광화학반응이 발생하여 원료가스에 따라 W패턴이나 Mo패턴이 형성된다. 이러한 방법을 레이저 CVD방법이라 하는데, 이러한 레이저CVD방법은 종래의 CVD방법에 비해 저온에서 성막이 가능하고 고순도의 막을 얻을 수 있다는 장점이 있다.

도면에는 도시하지 않았지만, 상기 액정패널(310) 상부에는 마스크가 배치된다. 상기 마스크에는 설정된 면적의 슬릿이 형성되어 레이저빔이 조사되는 경우 액정패널(310)에는 상기 슬릿 형상의 빔이 조사된다. 이때, 슬릿은 리페어하고자 하는 형상과 대응하여 형성되기 때문에, 레이저빔(310)이 마스크에 의해 원하는 형상으로 조사되어 리페어가 진행된다.

도 6은 본 발명에 따른 리페어장치의 검사부(200)의 구조를 나타내는 도면이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 검사부(200)는 본체(212)와, 상기 본체 하부에 배치된 액정패널(310)에 광을 조사하고 액정패널(310)에서 반사된 광이 입력되는 복수의 렌즈(213)와, 복수의 렌즈(213)가 설치되며 회전하여 필요에 따라 다른 배율의 렌즈를 선택하는 회전판(214)과, 상기 본체를 상하 방향으로 미세하게 구동시키는 구동부(216)와, 상기 본체(212) 상부에 설치되어 렌즈(213)를 통해 입력되는 광을 촬영하는 CCD카메라(218)로 구성된다.

상기 렌즈(213)는 다양한 배율로 배치된다. 이 같이 렌즈(213)를 다양한 배율로 배치하는 것은 액정표시소자에서 리페어되는 영역이 다양하고 따라서 검사되는 리페어영역이 다양하기 때문이다. 다시 말해서, 액정표시소자의 영역에 따라 다양한 두께 및 면적의 리페어영역이 형성되기 때문에, 다양한 배율을 갖는 복수의 렌즈(213)를 장착함으로써 별도의 렌즈교환 없이 신속하게 검사를 진행하기 위한 것이다.

구동부(216)는 본체(212)를 Z-방향, 즉 상하방향으로 이동시켜 렌즈의 초점을 맞춘다. 이러한 구동부로는 다양한 구동소자가 사용될 수 있다. 본체는 상하방향으로 1-100㎛의 범위로 이동할 수 있다.

상기 검사부(200)는 리페어부(100)에 의해 리페어된 영역, 즉 단락된 패턴의 일부가 제거된 리페어영역 및 패턴의 단선된 영역에 금속층을 적층한 리페어영역을 3차원 영상으로 촬영한다. 3차원 영상은 리페어영역의 x,y-방향 뿐만 아니라 y방향의 형상을 의미한다. 따라서, 검사부(200)는 리페어부(100)에 의해 제거된 패턴의 폭뿐만 아니라 제거된 영역의 깊이까지 측정하며, 마찬가지로 리페어부(100)에 의해 형성된 금속층의 폭뿐만 아니라 높이까지 측정한다.

실질적으로 검사부(200)에서는 리페어영역의 폭과 깊이(또는 높이)뿐만 아니라 상부 및 하부의 폭, 리플의 폭 및 높이 등이 촬영되며, 이 촬영된 화상이 영상처리되어 데이터화된다. 이때, 상기 리페어영역의 폭과 깊이(또는 높이)뿐만 아니라 상부 및 하부의 폭, 리플의 폭 및 높이 등에 대한 데이터는 리페어의 결과를 판별하기 위한 데이터가 된다.

3차원 화상은 백색광의 주사간섭 측정원리를 이용하여 촬영되는데, 도 7에 도시된 검사부(200)의 광학계를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 7은 본 발명에 따른 검사부(200)의 광학계를 나타내는 도면이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 검사부(200)의 광학계는 백색광을 출력하는 백색광원(220)과, 상기 백색광원(220)에서 출력되는 백색광을 필터링하여 원하는 파장의 광으로 변경하는 음향광변조필터(acousto-optical tunable filter;221)와, 상기 음향광변조필터(221)에서 필터링된 광을 선형편광시키는 편광판(222)과, 상기 편광판(222)에서 편광된 광을 2개의 광으로 분할하는 빔스플릿터(beam splitter;224)와, 상기 빔스플릿터(224)에서 분리된 제1광이 입력되어 액정패널(310)의 리페어영역에 광을 조사하는 제1대물렌즈(225)와, 상기 빔스플릿터(224)에서 분리된 제2광을 차단하고 통과시키는 셔터(shutter;226)와, 상기 빔스플릿터(224)에서 분리된 제2광을 기준미러(228)에 조사하는 제2대물렌즈(228)로 구성된다.

제1대물렌즈(225) 및 제2매물렌즈(225)는 다양한 배율, 예를 들면 2,5배, 10배, 20배, 50배의 렌즈를 사용할 수 있게 되므로, 다양한 두께의 리페어를 측정할 수 있게 된다. 예를 들면, 게이트라인이나 데이터라인과 같은 금속패턴의 리페어뿐만 아니라 절연층이나 컬럼스페이서 등의 리페어도 측정할 수 있게 된다. 특히, 본 발명에서는 도 6에 도시된 바와 같이 회전판(214)에 다양한 배율의 대물렌즈(225)를 배치함으로써 별도의 작동없이 상기 회전판(214)을 회전시킴으로써 다양한 영역에 실행된 리페어영역을 측정할 수 있게 된다.

상기와 같은 구성의 광학계에서는 백색광원(220)으로부터 발광된 백색광이 음향광변조필터(221)와 편광판(222)에 의해 원하는 파장의 선형편광된 준단색광으로 변환된 후, 빔스플릿터(223)에서 분리된 제1광이 제1대물렌즈(225)를 통해 액정패널(310)에 형성된 리페어영역으로 입사된다. 이때, 상기 셔터(226)는 닫혀 있어, 빔스플릿터(223)에 의해 분리된 제2광은 기준면(227)으로 입사되지 않는다.

리페어영역으로 입사된 광은 상기 리페어영역에서 반사된 후 CCD카메라(218)의 촬상면에 조영된다.

이어서, 상기 셔터(226)를 열면 빔스플릿터(223)에 의해 분리된 제2광이 제2대물렌즈(227)를 통해 기준면(228)으로 입사된 후, 반사되어 CCD카메라(218)의 촬상면으로 조영된다. 이때, 액정패널(310)의 리페어영역에서 반사된 제1광과 기준면(228)에서 반사된 제2광이 중첩되어 간섭무늬를 형성하게 되며, 음향광변조필터(221)를 이용하여 주파수를 주사(k-scanning)함에 따라 CCD카메라(218)에 3차원의 형상이 형성된다.

상기 CCD카메라(218)에 형성된 3차원 정보는 제어부로 인가되어, 영상처리됨과 동시에 처리된 데이터를 기초로 리페어의 결과를 판정한다.

도 8은 본 발명에 따른 리페어장치의 제어부(250)의 구조를 나타내는 블럭도이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 제어부(250)는 CCD카메라(218)로부터 입력된 화상을 영상처리하는 영상처리부(251)와, 상기 영상처리부(251)에서 영상처리된 결과를 기초로 데이터를 생성하는 데이터생성부(252)와, 상기 데이터생성부(252)에서 생성된 데이터를 데이터베이스부(257)에 저장된 데이터와 비교하는 비교부(254)와, 상기 비교부(254)의 비교결과에 따라 리페어 결과를 판정하는 판정부(255)와, 상기 리페어의 판정결과, 데이터베이스부(257)에 저장된 데이터, 측정된 실제 리페어영역의 데이터 등을 표시하여 작업자에게 알려주는 표시부(258)로 이루어진다.

상기 영상처리부(251)에는 CCD카메라(218)로부터 3차원 화상이 입력된다. 이때, 3차원 화상은 단순히 리페어된 부분의 폭이나 깊이(또는 높이)뿐만 아니라 가공된 부분의 하부의 폭과 상부의 폭, 가공영역에 발생하는 리플(ripple)의 폭과 높이 등과 같은 다양한 형상을 나타낸다. 영상처리부(251)에서는 이들 입력된 화상을 영상처리 알고리즘과 같은 소프트웨어에 의해 영상처리한다.

데이터생성부(252)에서는 상기 영상처리부(251)에서 처리된 결과에 기초하여 데이터를 생성한다. 즉, 리페어된 부분의 상부과 하부폭, 깊이(또는 높이), 리플의 폭과 높이, 복수의 영역이 리페어되었을 경우 이들 리페어된 영역들의 균일도 등이 구체적인 수치로 생성된다.

비교부(254)에서는 데이터생성부(252)에서 생성된 데이터를 데이터베이스부(257)에 저장된 데이터와 비교한다. 상기 데이터베이스부(257)에는 리페어의 허용범위 데이터가 저장된다. 즉, 리페어 후 다시 시험을 거쳤을 때 액정표시소자가 양품으로 판정될 리페어의 높이 범위, 폭 범위, 리플의 폭과 높이 범위, 리페어된 영역들의 균일도에 대한 범위가 저장된다.

판정부(255)에서는 비교부(254)에 비교된 결과를 기초로 리페어의 결과를 판정한다. 즉, 데이터생성부(252)에 의해 생성된 리페어된 영역의 상부 및 하부폭이 데이터베이스부(257)에 저장된 허용범위 내에 있으면, 리페어가 성공적으로 이루어진 것으로 판정하고 리페어된 영역의 상부 및 하부폭이 데이터베이스부(257)에 저장된 허용범위 내에 있지 않으면, 리페어를 불량으로 판정한다.

마찬가지로, 데이터생성부(252)에 의해 생성된 리페어된 영역의 높이(또는 깊이)가 데이터베이스부(257)에 저장된 허용범위 내에 있으면, 리페어가 성공적으로 이루어진 것으로 판정하고 리페어된 영역의 높이(또는 깊이)가 데이터베이스부(257)에 저장된 허용범위 내에 있지 않으면, 리페어를 불량으로 판정한다.

이러한 판정과정은 리플의 폭과 높이, 리페어된 영역의 균일도 등에도 적용된다. 최종적으로 판정부(255)에서는 리페어의 측정된 모든 데이터를 만족해야만 리페어를 합격으로 판정하고 하나라도 불량이 발생하면 리페어를 불합격으로 판정한다. 물론, 필요에 따라 이들 기준은 달라질 수 있다. 즉, 리페어 종류에 따라 합격 기준이 달라질 수 있기 때문에, 모든 기준을 만족하지 않더라도 합격으로 판정할 수 있는 것이다.

표시부(258)에는 판정부(255)에서 판정된 결과가 표시되어 이를 사용자에게 알려준다. 또한, 상기 표시부(258)에는 데이터베이스부(257) 저장된 기준데이터들과 영상처리부(251)에서 처리된 화상, 데이터생성부(252)에 의해 생성된 각종 데이터를 표시하여 작업자가 작업도중 필요한 데이터를 확인할 수 있도록 한다.

이와 같이, 본 발명에서는 제어부(250)에 의해 CCD카메라(218)에서 입력된 화상을 영상처리한 후, 생성된 데이터를 기초로 리페어의 불량여부를 자동으로 판정할 수 있게 되므로, 신속하고 정확한 리페어의 양품 및 불량의 판정이 가능하게 된다.

이하에서는 상기와 같은 구성의 리페어장치에 의해 리페어를 실제로 실행하는 공정를 상세히 설명한다.

도 9는 본 발명에 따른 리페어장치에 의해 리페어공정을 실행하는 것을 나타내는 플로우챠트이다. 액정표시소자의 리페어는 박막트랜지스터 어레이공정이나 컬러필터 공정이 종료된 후, 각각 박막트랜지스터 어레이기판이나 컬러필터기판 단위로 실행될 수도 있고, 액정패널의 제작후, 액정패널 단위로 실행될 수도 있다, 이후의 설명에서는 이러한 리페어공정이 액정패널 단위로 설명되지만, 리페어공정은 기판 단위로 실행될 수도 있을 것이다.

도 9에 도시된 바와 같이, 우선 이전의 액정표시소자 제조공정에서 제작된 액정패널을 검사하여 불량여부를 검사한다(S201). 이때, 액정패널의 검사는 전기적 점등검사로서, 이러한 검사를 통해 액정패널의 전기소자 및 패턴에 이상이 있는지를 검사한다.

검사결과, 패턴에 단선이나 단락과 같은 결함이 발생하지 않는 경우, 액정패널을 양품으로 판정하여 리페어공정을 생략한다(S202).

검사결과, 패턴에 단선이나 단락과 같은 결함이 발생하는 경우, 리페어를 진행한다(S203). 이때, 패턴이 단락되는 경우 리페어는 도 4에 도시된 리페어부(100)에 의해 진행되어 단락된 영역을 설정된 폭 및 깊이로 제거한다. 패턴이 단선되는 경우 리페어는 도 5에 도시된 리페어부(100)에 이해 진행되어 단선된 영역에 금속층을 설정된 폭 및 두께로 형성한다.

상기 리페어는 다른 구조의 장치에 의해 이루어질 수도 있다. 예를 들면, 패턴의 단선된 영역에 금속층을 형성하는 리페어는 도 5에 도시된 리페어부가 아닌 화학적인 CVD 법에 의해 이루어질 수도 있다. 이 경우 리페어부와 검사부가 일체로 형성되지 않지만, 이러한 구성으로도 본 발명의 목적을 훌륭하게 달성할 수 있을 것이다.

리페어된 액정패널은 3차원 검사부(200)에 의해 검사된다(S204). 앞서 설명한 바와 같이, 이 검사부(200)에서는 리페어된 영역을 3차원 화상으로 측정하며, 이 측정된 화상이 영상처리되어 데이터화된다.

생성된 데이터는 기준데이터와 비교되어 리페어결과를 판정한다(S205). 즉, 리페어의 측정값(즉, 생성된 데이터)를 저장된 허용범위와 비교하여 측정값이 기준범위(즉, 허용범위) 보다 작거나 크게 되면, 불량으로 판정하고 기준범위 내이면 양품으로 판정한다(S206,S207).

이때, 리페어의 측정값은 리페어된 부분의 상부과 하부폭, 깊이(또는 높이), 리플의 폭과 높이, 복수의 영역이 리페어되었을 경우 이들 리페어된 영역들의 균일도 등을 포함한다. 리페어되는 패턴의 종류에 따라 또는 필요에 따라 이러한 측정대상은 다양하게 설정될 수 있을 것이다. 또한, 저장되는 허용범위도 다양하게 설정될 수 있을 것이다. 예를 들어, 액정표시소자의 모드, 크기, 패턴의 형상 및 폭 등에 따라 다양하게 설정할 수 있을 것이다.

양품으로 판정된 액정패널은 다시 액정패널의 검사공정을 거친 후, 모듈공정과 같은 다음 공정으로 이송된다.

상술한 바와 같이, 본 발명에서는 리페어를 실행한 후, 3차원 화상을 구현하고 이에 기초하여 리페어의 결과를 판정하므로, 종래 2차원 화상에 의한 판경에 비해 정확한 판정이 가능하게 된다. 또한, 발명에서는 촬영된 3차원 화상을 영상처리를 거친 후 기준값과 비교하여 양품과 불량을 자동으로 판정하므로, 효율적이고 신속한 리페어검사가 가능하게 된다.

한편, 상술한 상세한 설명에서는 본 발명을 특정 구조로 설명하고 있다. 예를 들면, 상세한 설명에서는 리페어장치의 리페어부나 검사부가 연결부재에 의해 결합된 구조로 이루어져 있지만, 본 발명이 이러한 결합구조로만 이루어지는 것이 아니라 별개의 분리된 구조로 이루어질 수도 있다.

또한, 리페어부나 검사부가 특정 구조 이루어지지만, 본 발명이 이러한 구조에만 한정되는 것이 아니라 다양한 구조가 가능하다. 본 발명은 3차원 화상을 획득하여 이를 영상처리함으로써 자동으로 리페어결과를 판정하는 것으로서, 이러한 본 발명의 특징을 구현할 수만 있다면, 어떠한 장치로 본 발명을 구성할 수도 있을 것이다. 특히, 단락이나 단선을 리페어하는 리페어부는 현재 사용되는 다양한 장치가 적용될 수 있을 것이다.

다시 말해서, 이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다.

100 : 리페어부 200 : 검사부
218 : CCD카메라 220 : 백새광원
222 : 편광판 223 : 빔스플릿터
225,228 : 대물렌즈 226 : 셔터
250 : 제어부

Claims

액정패널을 리페어하는 리페어부;
상기 리페어부에 의해 리페어된 영역을 3차원 화상을 촬영하는 검사부; 및
상기 검사부에서 촬영된 3차원 화상을 영상처리한 후, 처리된 데이터를 저장된 기준값과 비교하여 리페어의 불량유무를 자동으로 판정하는 제어부로 구성된 액정표시소자의 리페어장치.
제1항에 있어서, 상기 리페어부는,
레이저빔을 출력하는 레이저;
상기 레이저로부터 출력되는 레이저빔을 액정패널로 반사시키는 반사경; 및
상기 반사경에 의해 반사된 레이저빔을 집속하여 액정패널의 패턴에 형성된 단락을 제거하는 집속렌즈로 이루어진 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 리페어장치.
제1항에 있어서, 상기 리페어부는,
액정패널이 배치되고 투명한 창이 형성된 진공챔버;
레이저장치는 빔을 방출하는 펄스 레이저;
상기 펄스 레이저로부터 방출되는 레이저빔을 반사시키는 반사경;
상기 반사경에 의해 반사된 레이저빔을 집속시키는 집속렌즈;
상기 집속렌즈에서 집속된 레이저빔을 확장시켜 창을 통해 진공챔버 내부의 액정패널의 패턴의 단선된 영역으로 입사시키는 빔확장렌즈로 이루어진 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 리페어장치.
제3항에 있어서, 상기 진공챔버에는 불활성 기체와 리페어층의 원료가스가 공급되어 리페어층이 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 리페어장치.
제1항에 있어서, 상기 검사부는,
백색광을 출력하는 백색광원;
상기 백색광원에서 출력되는 백색광을 필터링하여 원하는 파장의 광으로 변경하는 음향광변조필터(acousto-optical tunable filter);
상기 음향광변조필터에서 필터링된 광을 선형편광시키는 편광판;
상기 편광판에서 편광된 광을 2개의 광으로 분할하는 빔스플릿터(beam splitter);
상기 빔스플릿터에서 분리된 제1광이 입력되어 액정패널의 리페어영역에 광을 조사하는 제1대물렌즈;
상기 빔스플릿터에서 분리된 제2광을 차단하고 통과시키는 셔터(shutter);
상기 빔스플릿터에서 분리된 제2광이 조사되는 기준미러;
상기 빔스플릿터에서 분리된 제2광을 기준미러에 조사하는 제2대물렌즈; 및
상기 액정패널로부터 반사된 제1광 및 기준미러에서 반사된 제2광이 입력되어 보강 간섭에 의한 3차원 화상이 촬영되는 CCD카메라로 이루어진 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 리페어장치.
제1항에 있어서, 상기 제어부는,
CCD카메라로부터 입력된 화상을 영상처리하는 영상처리부;
상기 영상처리부에서 영상처리된 결과를 기초로 데이터를 생성하는 데이터생성부;
상기 데이터생성부에서 생성된 데이터를 데이터베이스부에 저장된 기준값과 비교하는 비교부; 및
상기 비교부의 비교결과에 따라 리페어 결과를 판정하는 판정부로 이루어진 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 리페어장치.
제6항에 있어서, 상기 제어부는 리페어의 판정결과, 데이터베이스부에 저장된 기준값, 데이터생성부에서 생성된 데이터를 표시하는 표시부를 추가로 포포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 리페어장치.
제6항에 있어서, 상기 데이터는 리페어된 부분의 상부과 하부폭, 깊이 및 높이, 리플의 폭과 높이, 복수 리페어영역의 균일도를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 리페어장치.
본체;
상기 본체 하부에 배치된 액정패널에 광을 조사하고 액정패널에서 반사된 광이 입력되는 복수의 렌즈;
상기 본체 상부에 설치되어 렌즈를 통해 입력되는 광과 기준미러를 통해 입력되는 광을 보강간섭하여 3차원 화상으로 촬영하는 CCD카메라; 및
상기 CCD카메라에서 촬영된 3차원 화상을 영상처리한 후, 처리된 데이터를 저장된 기준값과 비교하여 리페어의 불량유무를 자동으로 판정하는 제어부로 구성된 액정표시소자의 리페어검사장치.
제9항에 있어서, 상기 제어부는
CCD카메라로부터 입력된 화상을 영상처리하는 영상처리부;
상기 영상처리부에서 영상처리된 결과를 기초로 데이터를 생성하는 데이터생성부;
상기 데이터생성부에서 생성된 데이터를 데이터베이스부에 저장된 기준값과 비교하는 비교부; 및
상기 비교부의 비교결과에 따라 리페어 결과를 판정하는 판정부로 이루어진 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 리페어검사장치.
제10항에 있어서, 상기 제어부는 리페어의 판정결과, 데이터베이스부에 저장된 기준값, 데이터생성부에서 생성된 데이터를 표시하는 표시부를 추가로 포포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 리페어검사장치.
제10항에 있어서, 상기 복수의 렌즈는 다른 영역의 리페어를 촬영하는 서로 다른 배율을 갖는 렌즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 리페어검사장치.
제10항에 있어서, 상기 복수의 렌즈가 설치되며 회전하여 필요에 따라 다른 배율의 렌즈를 선택하는 회전판을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 리페어검사장치.
제10항에 있어서, 상기 본체를 상하 방향으로 미세하게 구동시키는 구동부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 리페어검사장치.