KR20140067574A - 평판 디스플레이 패널의 외관 스크래치 검사 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 후보 영역 간의 위치 상관 관계를 분석하여 동일선상에 일정 개수 이상의 후보 영역이 존재하면 이를 스크래치 불량으로 검출하는 평판 디스플레이 패널의 외관 스크래치 검사 방법에 관한 것으로, ROI 추출한 영상에서 명도 차가 있는 후보 영역들을 검출하는 단계; 상기 후보 영역 각각에 대해 기준점으로부터 수직 거리(ρ) 및 각도(θ)를 측정하는 단계; 상기 측정된 수직 거리(ρ) 및 각도(θ)에 의해 맵핑(Mapping) 하는 단계; 그리고 상기 맵핑한 결과 동일 셀에 일정 개수 이상이 검출되면 스크래치로 판단하는 단계를 포함하여 이루어진다.

Description

평판 디스플레이 패널의 외관 스크래치 검사 방법{Method for inspecting the exterior scratch of Flat display panel}

본 발명은 평판 디스플레이의 검사 방법에 관한 것으로, 특히 외관 불량 중 연결성이 떨어지는 스크래치(scratch)에 대한 검사 방법에 관한 것이다.

최근, 본격적인 정보화 시대로 접어듦에 따라 전기적 정보신호를 시각적으로 표현하는 디스플레이(display)분야가 급속도로 발전해 왔고, 이에 부응하여 박형화, 경량화, 저소비전력화의 우수한 성능을 지닌 여러 가지 다양한 평판 표시장치(Flat Display Device)가 개발되어 기존의 브라운관(Cathode Ray Tube : CRT)을 빠르게 대체하고 있다.

이 같은 평판 표시장치의 구체적인 예로는 액정표시장치(Liquid Crystal Display device: LCD), 플라즈마표시장치(Plasma Display Panel device: PDP), 전계방출표시장치(Field Emission Display device: FED), 전기발광표시장치(Electro luminescence Display Device: ELD) 등을 들 수 있는데, 이들은 공통적으로 화상을 구현하는 평판 표시패널을 필수적인 구성요소로 하는 바, 평판 표시패널은 고유의 발광 또는 편광물질층을 사이에 두고 한 쌍의 투명 절연기판을 대면 합착시킨 구성을 갖는다.

이중 액정 표시장치는 액정의 특정한 분자 배열에 전압을 인가하여 다른 분자 배열로 변환시키고 이러한 분자 배열에 의해 액정 셀의 복굴절성, 선광성 및 광산란 특성 등의 광학적 성질의 변화를 시각 변화로 변환하는 것으로, 액정 셀에 의한 빛의 변조를 이용한 표시 장치이다.

상기 액정 표시장치는 액정 셀을 가지는 액정패널과, 상기 액정 패널에 광을 조사하는 백 라이트 유닛 및 액정 셀을 구동하기 위한 구동회로를 포함하여 구성된다.

상기 액정패널은 복수의 게이트 라인과 복수의 데이터 라인이 교차하여 복수의 단위 화소영역이 정의 되도록 형성된다. 이때, 각 화소영역에는 서로 대향하는 박막 트랜지스터 어레이 기판과 컬러필터 어레이 기판과, 두 기판 사이에 일정한 셀갭 유지를 위해 위치하는 스페이서와, 그 셀갭에 채워진 액정을 구비한다.

이와 같은 액정표시장치의 액정 패널 제조 공정은, 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 이물질을 세정제를 이용하여 제거하게 된다.

기판 패터닝 공정에서는 상부기판의 패터닝과 하부 기판의 패터닝으로 나누어지고, 상부 기판에는 칼라 필터, 공통 전극, 블랙 매트릭스 등이 형성되고, 하부기판에는 데이터 라인과 게이트 라인 등의 신호배선이 형성되고, 데이터 라인과 게이트 라인의 교차부에 TFT가 형성되며, TFT의 드레인 전극에 전기적으로 연결되도록 상기 데이터 라인과 게이트 라인에 의해 정의된 화소영역에 화소전극이 형성된다.

기판 합착 및 액정 주입 공정에서는 상부 및 하 부기판에 각각 배향막을 도포하고 러빙한 후, 실(Seal)재를 이용하여 상부 및 하부 기판을 합착하고, 상기 두 기판 사이에 액정을 주입하고, 주입구를 봉지한 후, 세정, 연마(grinding), 검사 공정이 순차적으로 이루어져 액정 패널이 완성된다.

상기 검사 공정에서는 라인 불량, 포인트(point) 불량, 얼룩 불량, 외관 불량 등 다양한 불량들을 검출한다.

이와 같은 액정 패널은 소재의 결함이나 제조과정에서의 오류나 실수 등에 의해 표면에 스크래치(scratch)를 포함하는 각종 결함이 발생될 수 있는데, 이와 같은 표면 상의 결함은 제품의 가치나 외관을 손상시킴에 따라 제조공정 과정에서 표면상의 결함을 가진 제품을 식별하여 제거하는 것이 바람직하다.

이를 위하여 검사원이 별도의 검사 기구를 이용하거나 육안으로 제품과 같은 대상물의 표면을 일일이 검사할 수도 있으나, 인력과 시간이 많이 소모되는 문제점이 있으므로, 표면 검사를 위한 별도의 검사 장비를 구비하여 자동으로 대상물의 표면 검사가 수행될 수 있도록 하는 것이 일반적이다.

특히, 대상물의 표면을 촬영하는 촬영 장비와, 대상물을 촬영하여 획득한 정해진 크기의 표면영상을 분석하기 위한 분석용 알고리즘을 가진 컨트롤러를 구비하여 대상물 표면 상의 결함을 찾아내는 시각적 검사 시스템이 컴퓨터 장비의 발달과 영상용 보드(board)의 대중화에 의해 현재 표준적으로 활용되고 있다.

상기 외관 불량(스크래치 불량)을 검사하는 방법은 정상 영역 대비 유의차가 나는 부분을 후보 영역으로 검출하고 후보 영역들의 장단축비를 계산하여 길쭉한 형태의 후보 영역을 스크래치 불량으로 분류한다.

종래의 평판 디스플레이의 스크래치 검사 장치 및 검사 방법을 설명하면 다음과 같다.

도 1은 종래의 평판 디스플레이의 스크래치 검사 장치의 구성도이다.

종래의 평판 디스플레이의 스크래치 검사 장치는, 도 1에 도시한 바와 같이, 영상을 표시하는 평판 표시 장치(1)를 위치시켜 지지하는 워크 테이블(2)과, 상기 워크 테이블(2)위에 놓여진 평판 표시 장치(1)를 촬영하는 카메라(3)와, 상기 카메라(3)에 의해 촬영된 영상을 분석하여 스크래치 불량을 판단하는 영상처리부(4)를 구비하여 구성된다.

이와 같이 구성된 종래의 평판 디스플레이의 스크래치 검사 장치의 검사 방법을 설명하면 다음과 같다.

상기 평판 표시 장치(1)를 상기 워크 테이블(2)에 위치시키고 상기 카메라(3)를 이용하여 상기 평판 표시 장치를 촬영하여 영상을 획득한다. 그리고, 상기 카메라(3)로 촬영된 영상에서 불필요한 부분(예를들면, 평판 표시 장치가 아닌 다른 부분의 영상)을 제거하여 ROI(region of interset) 추출한다.

상기 ROI 추출한 영상에서 노이즈를 제거하고, 상기 추출된 영상에서 일정 레벨값 이상을 스크래치로 판단하기 위해 셋팅된 값으로 이진화(threshhold)하여 후보 영역(명도차가 있는 영역들)을 검출한다. 그리고 상기 후보 영역들의 장단축 길이, 장단축 각도, 영상 통계 정보, 위치 정보 등의 특징을 추출하고, 추출한 특징 정보를 기준으로 길쭉한 형태의 후보 영역들을 스크래치 불량으로 분류한다.

그러나, 이와 같은 종래의 평판 디스플레이의 스크래치 검사 방법에 있어서는 다음과 같은 문제점이 있었다.

도 2는 실제 스크래치가 발생된 영상 설명도이고, 도 3은 종래의 여러 개의 불량 후보 영역으로 분리 검출된 영상 설명도이다.

종래에는 상기 후보 영역들이 연결성이 떨어지는 유형을 갖을 경우, 부분적으로 검출되거나 아예 미 검출되는 경우가 발생한다.

즉, 도 2와 같이 실제 스크래치가 발생된 평판 디스플레이의 패널을 카메라를 이용하여 영상을 획득하고, ROI를 추출한 후, 상기와 같이 이진화할 경우, 도 3과 같이, 후보 영역들의 연결성이 떨어지는 유형으로 검출될 수 있다. 이와 같이 하나의 스크래치가 여러 개의 불량 후보 영역으로 분리되고 불량 후보 영역 주변의 후보 영역 간의 위치 상관 관계 분석을 하지 않고 각 불량 후보 영역별로 특징을 추출하여 최종적으로 불량 유형을 분류함으로써, 후보 영역들의 연결성이 떨어지는 유형으로 검출될 경우 스크래치로 판단하지 않거나 정상으로 판단된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 후보 영역 간의 위치 상관 관계를 분석하여 동일선상에 일정 개수 이상의 후보 영역이 존재하면 이를 스크래치 불량으로 검출하는 평판 디스플레이 패널의 외관 스크래치 검사 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 평판 디스플레이 패널의 외관 스크래치 검사 방법은, ROI 추출한 영상에서 명도 차가 있는 후보 영역들을 검출하는 단계; 상기 후보 영역 각각에 대해 기준점으로부터 수직 거리(ρ) 및 각도(θ)를 측정하는 단계; 상기 측정된 수직 거리(ρ) 및 각도(θ)에 의해 맵핑(Mapping) 하는 단계; 그리고 상기 맵핑한 결과 동일 셀에 일정 개수 이상이 검출되면 스크래치로 판단하는 단계를 포함하여 이루어짐에 그 특징이 있다.

여기서, 상기 후보 영역들을 검출하는 단계는, 평판 표시 장치를 상기 워크 테이블에 위치시키고 카메라를 이용하여 상기 평판 표시 장치를 촬영하여 영상을 획득하는 단계와, 상기 카메라로 촬영된 영상에서 불필요한 부분을 제거하여 ROI를 추출하는 단계와, 상기 ROI 추출된 영상을 이진화(threshhold)하여 명도차가 있는 후보 영역들을 검출하는 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.

상기 측정된 수직 거리(ρ) 및 각도(θ)에 의해 맵핑(Mapping) 하는 단계는, 상기 측정된 수직 거리(ρ) 및 각도(θ)가 동일한 수직 거리(ρ) 및 동일한 각도(θ) 값을 가지는 후보 영역들을 같은 셀(cell)에 맵핑함을 특징으로 한다.

상기와 같은 특징을 갖는 본 발명에 따른 평판 디스플레이 패널의 외관 스크래치 검사 방법에 있어서는 다음과 같은 효과가 있다.

즉, ROI 추출한 영상에서 명도 차가 있는 후보 영역들을 검출하여 상기 후보 영역 각각에 대해 기준점으로부터 수직 거리(ρ) 및 각도(θ)를 측정하고, 동일한 수직 거리(ρ) 및 동일한 각도(θ)의 후보 영역들이 일정 개수 이상이 검출되면 스크래치로 판단하므로, 후보 영역들의 연결성이 떨어지는 유형으로 검출되더라도 스크래치 불량으로 판단할 수 있다.

도 1은 종래의 평판 디스플레이의 스크래치 검사 장치의 구성도
도 2는 실제 스크래치가 발생된 영상 설명도
도 3은 종래의 여러 개의 불량 후보 영역으로 분리 검출된 영상 설명도
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 평판 디스플레이 패널의 외관 스크래치 검사 방법을 설명하기 위한 동작 순서도
도 5는 본 발명의 평판 디스플레이 패널의 외관 스크래치 검사 방법에 따른 후보 영역들 검출 설명도
도 6은 본 발명의 평판 디스플레이 패널의 외관 스크래치 검사 방법에 따른 후보 영역들의 기준점으로부터 수직 거리 및 각도를 측정하고, 맵핑한 구성 설명도

이하, 본 발명의 실시 예에 따른 평판 디스플레이 패널의 외관 스크래치 검사 방법을 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 발명에서도 평판 디스플레이 패널의 외관 스크래치 검사 장치는 종래와 같은 구성을 갖는다. 다만, 영상처리부의 동작이 종래와 다르다. 따라서, 별도의 검사 장치의 설명은 생략한다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 평판 디스플레이 패널의 외관 스크래치 검사 방법을 설명하기 위한 동작 순서도이고, 도 5는 본 발명의 평판 디스플레이 패널의 외관 스크래치 검사 방법에 따른 후보 영역들 검출 설명도이며, 도 6은 본 발명의 평판 디스플레이 패널의 외관 스크래치 검사 방법에 따른 후보 영역들의 기준점으로부터 수직 거리 및 각도를 측정하고, 맵핑한 구성 설명도이다.

본 발명에 따른 은, 도 4에 도시한 바와 같이, 크게 후보 영역들을 검출하는 단계(1S)와, 후보 영역 각각에 대한 수직 거리(ρ) 및 각도(θ)를 측정하는 단계(2S)와, 상기 수직 거리(ρ) 및 각도(θ)에 의해 맵핑(Mapping)하는 단계(3S)와, 상기 맵핑한 결과 동일 셀에 일정 개수 이상이 검출되면 스크래치로 판단하는 단계(4S)로 구성된다.

이와 같은 과정을 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

먼저, 후보 영역들을 검출하는 단계(1S)는 다음과 같다.

평판 표시 장치(1)를 상기 워크 테이블(2)에 위치시키고 상기 카메라(3)를 이용하여 상기 평판 표시 장치를 촬영하여 영상을 획득한다. 그리고, 상기 카메라(3)로 촬영된 영상에서 불필요한 부분(예를 들면, 평판 표시 장치가 아닌 다른 부분의 영상)을 제거하여 ROI(region of interest) 추출한다.

상기 ROI 추출한 영상에서 노이즈를 제거하고, 상기 추출된 영상에서 일정 레벨값 이상을 스크래치로 판단하기 위해 셋팅된 값으로 이진화(threshhold)하여, 도 5에 도시한 바와 같이 후보 영역들(명도차가 있는 영역들)을 검출한다.

다음은 후보 영역 각각에 대한 수직 거리(ρ) 및 각도(θ)를 측정하는 단계(2S) 내지 스크래치로 판단하는 단계(4S)를 설명하면 다음과 같다.

도 5와 같은 후보 영역들 각각에 대하여, 도 6에 나타낸 바와 같이, 기준점으로부터 수직 거리(ρ) 및 각도(θ)를 측정한다(2S).

그리고, 도 6와 같이 동일한 수직 거리(ρ) 및 동일한 각도(θ) 값을 가지는 후보 영역들을 같은 셀(cell)에 맵핑한다.

상기와 같이 맵핑된 맵(map)내에서 동일 셀(cell)에 후보 영역이 일정 개수 이상 존재하면 스크래치 불량으로 판단한다.

이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

Claims (4)

1. ROI 추출한 영상에서 명도 차가 있는 후보 영역들을 검출하는 단계;
   상기 후보 영역 각각에 대해 기준점으로부터 수직 거리(ρ) 및 각도(θ)를 측정하는 단계;
   상기 측정된 수직 거리(ρ) 및 각도(θ)에 의해 맵핑(Mapping) 하는 단계; 그리고
   상기 맵핑한 결과 동일 셀에 일정 개수 이상이 검출되면 스크래치로 판단하는 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 평판 디스플레이 패널의 외관 스크래치 검사 방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 후보 영역들을 검출하는 단계는,
   평판 표시 장치를 상기 워크 테이블에 위치시키고 카메라를 이용하여 상기 평판 표시 장치를 촬영하여 영상을 획득하는 단계와,
   상기 카메라로 촬영된 영상에서 불필요한 부분을 제거하여 ROI를 추출하는 단계와,
   상기 ROI 추출된 영상을 이진화(threshhold)하여 명도차가 있는 후보 영역들을 검출하는 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 평판 디스플레이 패널의 외관 스크래치 검사 방법.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 ROI 추출한 영상에서 노이즈를 제거하는 단계를 더 포함함을 특징으로 하는 평판 디스플레이 패널의 외관 스크래치 검사 방법.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 측정된 수직 거리(ρ) 및 각도(θ)에 의해 맵핑(Mapping) 하는 단계는,
   상기 측정된 수직 거리(ρ) 및 각도(θ)가 동일한 수직 거리(ρ) 및 동일한 각도(θ) 값을 가지는 후보 영역들을 같은 셀(cell)에 맵핑함을 특징으로 하는 평판 디스플레이 패널의 외관 스크래치 검사 방법.

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