KR20150025527A - 액정표시장치의 빛샘 구분 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 액정패널이 타격될 때마다 촬영된 상기 액정패널의 이미지들 중에서, 매 타격시 마다 동일한 위치에 표현되는 빛샘은 간섭 빛샘으로 구분하고, 매 타격시 마다 다른 위치에 표현되는 빛샘은 터치 빛샘으로 구분하는, 액정표시장치의 빛샘 구분 장치 및 방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다. 이를 위해 본 발명에 따른 액정표시장치의 빛샘 구분 장치는, 카메라와 통신을 수행하여, 상기 카메라를 통해 촬영된 액정패널의 이미지들을 수신하는 수신부; 상기 수신부로부터 수신된 상기 이미지들을 저장하는 저장부; 상기 이미지들을 분석하여, 간섭 빛샘 영역과 터치 빛샘 영역을 구분하며, 상기 간섭 빛샘과 상기 터치 빛샘에 대한 데이터를 산출하는 제어부; 및 상기 데이터를 출력하기 위한 출력부를 포함한다.

Description

액정표시장치의 빛샘 구분 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD OF DIVIDING LIGHT LEAKAGE OF LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}
본 발명은 액정표시장치를 검사하는 장치 및 방법에 관한 것으로서, 특히, 액정표시장치의 빛샘을 구분하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
휴대전화, 테블릿PC, 노트북 등을 포함한 다양한 종류의 전자제품에는 평판표시장치(FPD : Flat Panel Display)가 이용되고 있다. 평판표시장치에는, 액정표시장치(LCD : Liquid Crystal Display), 플라즈마 디스플레이 패널(PDP : Plasma Display Panel), 유기발광표시장치(OLED : Organic Electro Luminescence Display) 등이 있으며, 최근에는 전기영동표시장치(EPD : ELECTROPHORETIC DISPLAY)도 널리 이용되고 있다.
평판표시장치들 중에서, 액정표시장치는 양산화 기술, 구동 수단의 용이성, 고화질의 구현이라는 장점으로 인하여 현재 가장 널리 상용화되고 있다.
액정표시장치는 하부기판, 상부기판 및 상기 양 기판 사이에 형성된 액정층을 포함하여 구성되며, 전계 인가 유무에 따라 액정층의 배열이 조절되고 그에 따라 광의 투과도가 조절되어 화상이 표시되는 장치이다.
이와 같은 액정표시장치는 액정층의 배열을 조절하는 방식에 따라 TN(Twisted Nematic) 모드, VA(Vertical Alignment) 모드 및 IPS(In Plane Switching) 모드 등으로 다양하게 개발되고 있다.
여기서, 상기 IPS 모드는 화소 전극과 공통 전극을 평행하게 교대로 배열함으로써, 양 전극 사이에서 횡전계를 일으켜, 액정층의 배열을 조절하는 방식이다.
도 1은 일반적인 액정패널에서의 터치 빛샘 상태를 나타낸 예시도이며, 도 2는 일반적인 액정패널에서의 간섭 빛샘 상태를 나타낸 예시도이다.
상기 IPS 모드를 이용하는 일반적인 액정패널은 인 플레인(In Plane) 구조를 가지고 있다. 따라서, 액정이 미충진되는 경우, 셀(Cell) 내에 계면 앵커링 에너지(Anchoring Energy)가 낮아져, 액정의 표면 오더 파라미터(Surface order parameter)가 감소할 수 있다. 이 경우, 도 1의 (a)에 도시된 바와 같이, 액정이 미충진된 영역에서 빛샘(Light Leakage)이 발생된다. 이러한 빛샘은 터치 빛샘이라 한다. 상기 터치 빛샘이 발생되는 액정패널에서는, 도 1의 (b) 및 (c)에 도시된 바와 같이, 상기 액정패널에 대한 터치시마다, 상기 터치 빛샘이 발생되는 영역이 이동된다. 예를 들어, 도 1의 (b)에 도시된 A위치에서 발생되었던 터치 빛샘은, 또 다른 터치에 의해, 도 1의 (c)에 도시된 B위치로 변경될 수 있다.
즉, 액정량이 셀(Cell)의 부피보다 작은 경우, 터치 후 국부적으로 글래스(Glass)의 왜곡이 생기며, 이로 인해, 상기 액정의 배열이 틀어져, 상기 터치 빛샘이 발생된다. 상기 터치 빛샘이 발생되는 위치는, 손으로 다시 상기 액정패널을 터치하면, 사라지거나, 그 위치가 바뀐다.
또한, 환경 조건에 따라, 상기 액정패널을 구성하는 편광판의 수축에 의해, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 액정패널이 휘어지는 현상이 발생되며, 이러한 현상은 상기 액정패널을 고정하는 다양한 기구부들과의 간섭을 유발하여, 빛샘을 발생시킨다.
즉, 액정패널이 외부로부터 인가되는 압력(Press)에 의해 휘어지거나, 또는, 상기 액정패널이 기구부에 고정되는 경우에 상기 기구부로부터 간섭을 받으면, 상기 액정패널에 인가되는 스트레스가, 상기 액정에 전달되어, 상기 액정의 배열이 변경될 수 있다. 이 경우, 빛샘이 발생될 수 있다. 상기한 바와 같은 원리에 의해 발생되는 빛샘은 간섭 빛샘이라 한다.
부연하여 설명하면, 상기 IPS 모드로 형성되는 상기 액정패널은, 눌림에 민감하기 때문에, 눌림으로 인해 상기 액정의 배열이 변형될 수 있으며, 이로 인해, 간섭 빛샘이 발생될 수 있다.
도 3은 종래의 액정표시장치의 빛샘 구분 방법을 나타낸 일실시예 흐름도이다.
상기한 바와 같은 터치 빛샘과 간섭 빛샘은, 그 발생 원인이 다르기 때문에, 그에 따른 대응 방안도 다르게 수립되어야 한다.
따라서, 액정표시장치가 제조되면, 상기 액정표시장치에서 발생되는 빛샘이 어떤 종류의 빛샘인지를 확인하는 과정이 진행된다.
상기 과정은, 도 3에 도시된 바와 같이, 빛샘을 확인하는 단계(S12), 간섭 빛샘인지의 여부를 판단하는 단계(S14), 간섭 빛샘이면 상기 간섭 빛샘의 레벨을 판정한 후 그에 따른 대응 방안을 수립하는 단계(S16) 및 터치 빛샘이면 상기 터치 빛샘의 레벨을 판정한 후 그에 따른 대응 방안을 수립하는 단계(S18)를 포함한다.
즉, 상기한 바와 같이, IPS 모드로 구동되는 액정패널을 이용한 액정표시장치에서 발생되는 빛샘에는, 터치 빛샘 및 액정패널의 휨에 의해 발생되는 간섭 빛샘이 존재하며, 우선, 사람의 눈으로 터치 빛샘과 간섭 빛샘이 판단되고(S12, S14), 상기 터치 빛샘의 레벨 및 상기 간섭 빛샘의 레벨이 판정된다(S16, S18).
이 경우, 상기 터치 빛샘은 상기한 바와 같이, 터치 시 빛샘 영역이 이동하기 때문에, 터치 후 빛샘 영역이 이동하면 터치 빛샘으로 판단되며, 터치 시 빛샘 영역이 이동하지 않으면 간섭 빛샘으로 판단된다.
그러나, 액정의 미충진에 의해 발생되는 상기 터치 빛샘과, 액정패널의 휨에 의한 기구 간섭에 의해 발생되는 상기 간섭 빛샘의 표현 형태는, 실질적으로 매우 유사하기 때문에, 그 구분이 어렵다.
즉, 상기한 바와 같은 종래의 액정표시장치의 빛샘 구분 방법은, 터치 빛샘과 간섭 빛샘이 사람의 눈에 의해 판단되기 때문에, 판단 기준이 모호하여, 터치 빛샘과 간섭 빛샘이 정확하게 구분되기 어렵다.
또한, 상기 터치 빛샘 및 상기 간섭 빛샘이 정확히 구분되지 않으면, 그에 따른 대응 방안의 수립 역시 모호해질 수 있기 때문에, 액정표시장치의 제조 공정에 혼선이 발생될 수 있다.
한편, 상기 IPS 모드 이외의 모드, 즉, 상기 TN 모드 또는 상기 VA 모드 등에서도, 정도의 차이는 있으나, 상기 터치 빛샘 및 상기 간섭 빛샘이 발생될 수 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 액정패널이 타격될 때마다 촬영된 상기 액정패널의 이미지들 중에서, 매 타격시 마다 동일한 위치에 표현되는 빛샘은 간섭 빛샘으로 구분하고, 매 타격시 마다 다른 위치에 표현되는 빛샘은 터치 빛샘으로 구분하는, 액정표시장치의 빛샘 구분 장치 및 방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 액정표시장치의 빛샘 구분 장치는, 카메라와 통신을 수행하여, 상기 카메라를 통해 촬영된 액정패널의 이미지들을 수신하는 수신부; 상기 수신부로부터 수신된 상기 이미지들을 저장하는 저장부; 상기 이미지들을 분석하여, 간섭 빛샘 영역과 터치 빛샘 영역을 구분하며, 상기 간섭 빛샘과 상기 터치 빛샘에 대한 데이터를 산출하는 제어부; 및 상기 데이터를 출력하기 위한 출력부를 포함한다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 액정표시장치의 빛샘 구분 방법은, 제조된 액정표시장치의 액정패널이 타격된 이후에 촬영된 상기 액정패널의 이미지를 저장하는 단계; 상기 이미지 저장과정을 기 설정된 횟수 동안 반복하는 단계; 상기 각각의 이미지별로 빛샘 영역들을 추출하는 단계; 상기 빛샘 영역들 중에서, 공통적으로 포함되어 있는 빛샘 영역을 간섭 빛샘 영역으로 추출하며, 나머지 빛샘 영역을 터치 빛샘 영역으로 추출하는 단계; 및 상기 터치 빛샘 영역에 대한 데이터와, 상기 간섭 빛샘에 대한 데이터를 산출하는 단계를 포함한다.
본 발명에 의하면, 터치 빛샘과 간섭 빛샘이 정량화될 수 있다. 따라서, 액정의 충진량에 따른 터치 빛샘의 유의차 평가가 가능하며, 기구 간섭에 의해 발생되는 간섭 빛샘과 터치 빛샘의 구분이 가능하다.
이를 통해, 빛샘 개선 평가시, 정량적인 판단이 가능하기 때문에, 액정표시장치의 슬림화 및 보더리스(Borderless) 설계가 가능하다.
도 1은 일반적인 액정패널에서의 터치 빛샘 상태를 나타낸 예시도.
도 2는 일반적인 액정패널에서의 간섭 빛샘 상태를 나타낸 예시도.
도 3은 종래의 액정표시장치의 빛샘 구분 방법을 나타낸 일실시예 흐름도.
도 4는 본 발명에 따른 액정표시장치의 빛샘 구분 장치의 구성을 나타낸 예시도.
도 5는 본 발명에 따른 액정표시장치의 빛샘 구분 방법을 나타낸 일실시예 흐름도.
도 6은 본 발명에 따른 액정표시장치의 빛샘 구분 방법에 적용되는 이미지들의 예시도.
도 7은 본 발명에 따른 액정표시장치의 빛샘 구분 방법에 적용되는 히스토그램의 예시도.
도 8은 본 발명에 따른 액정표시장치의 빛샘 구분 방법에서 빛샘 영역을 추출하기 각 픽셀들을 0 또는 1로 정량화하는 방법을 설명하는 예시도.
도 9는 본 발명에 따른 액정표시장치의 빛샘 구분 방법에 의해 간섭 빛샘 영역이 구분되는 방법을 설명하는 예시도.
도 10은 본 발명에 따른 액정표시장치의 빛샘 구분 방법에 의해 구분된 터치 빛샘과 관련된 데이터의 예시도.
도 11은 본 발명에 따른 액정표시장치의 빛샘 구분 방법에 의해 구분된 간섭 빛샘과 관련된 데이터의 예시도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대해 상세히 설명한다.
도 4는 본 발명에 따른 액정표시장치의 빛샘 구분 장치의 구성을 나타낸 예시도이다.
본 발명에 따른 액정표시장치의 빛샘 구분 장치(300)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 카메라(200)와 통신을 수행하여, 상기 카메라(200)를 통해 촬영된 액정패널(110)의 이미지들을 수신하는 수신부(310), 상기 수신부(310)로부터 수신된 상기 이미지들을 저장하기 위한 저장부(330), 상기 이미지들을 분석하여, 간섭 빛샘 영역과 터치 빛샘 영역을 구분하며, 간섭 빛샘과 터치 빛샘에 대한 데이터를 산출하는 제어부(320) 및 상기 데이터를 출력하기 위한 출력부(340)를 포함한다.
우선, 상기 수신부(310)는 상기한 바와 같이, 상기 카메라(200)와 통신을 수행하여, 상기 카메라에서 촬영된 상기 액정패널(110)의 이미지들을 수신한다.
다음, 상기 저장부(330)는, 상기 이미지들을 저장한다. 또한, 상기 저장부(330)에는 상기 제어부(320)에서 산출된 각종 데이터들이 저장될 수 있으며, 본 발명에 따른 액정표시장치의 빛샘 구분 방법을 실행하기 위한 프로그램 및 데이터들이 저장될 수 있다.
다음, 상기 출력부(340)는 모니터 또는 프린터 등으로 구성되어 상기 제어부(320)에서 산출된 각종 정보들을 출력한다.
마지막으로, 상기 제어부(320)는, 상기 액정패널(110)을 촬영하는 반복 횟수를 판단하고, 상기 이미지들을 이용하여 상기 액정패널(110)에서 빛샘이 발생된 영역을 추출한다. 또한, 상기 제어부(320)는, 상기 빛샘이 추출된 영역(이하, 간단히 '빛샘 영역'이라 함) 중에서 간섭 빛샘에 의해 발생된 빛샘 영역(이하, 간단히 ' 간섭 빛샘 영역'이라 함)을 추출하고, 상기 빛샘 영역 중에서, 상기 간섭 빛샘 영역 이외의 영역을 터치 빛샘에 의해 발생된 빛샘 영역(이하, 간단히 '터치 빛샘 영역'이라 함)으로 추출하며, 상기 터치 빛색과 상기 간섭 빛샘에 대한 다양한 데이터들을 산출한다.
도 5는 본 발명에 따른 액정표시장치의 빛샘 구분 방법을 나타낸 일실시예 흐름도이고, 도 6은 본 발명에 따른 액정표시장치의 빛샘 구분 방법에 적용되는 이미지들의 예시도이고, 도 7은 본 발명에 따른 액정표시장치의 빛샘 구분 방법에 적용되는 히스토그램의 예시도이고, 도 8은 본 발명에 따른 액정표시장치의 빛샘 구분 방법에서 빛샘 영역을 추출하기 각 픽셀들을 0 또는 1로 정량화하는 방법을 설명하는 예시도이며, 도 9는 본 발명에 따른 액정표시장치의 빛샘 구분 방법에 의해 간섭 빛샘 영역이 구분되는 방법을 설명하는 예시도이다.
본 발명에 따른 액정표시장치의 빛샘 구분 방법은, 도 5에 도시된 바와 같이, 제조된 액정표시장치의 액정패널을 타격하는 단계(S102), 상기 카메라(200)를 이용하여 상기 액정패널을 촬영하는 단계(S104), 상기 카메라(200)에 의해 촬영된 이미지를 상기 저장부(330)에 저장하는 단계(S106), 상기 액정패널을 타격하는 과정(S102) 내지 상기 이미지를 저장하는 과정(S106)을 기 설정된 횟수 동안 반복하는 단계(S108), 상기 기 설정된 횟수에 도달하면, 상기 제어부(320)가 상기 이미지들을 분석하여 각 이미지별로 빛샘 영역을 추출하는 단계(S110), 상기 제어부(320)가 빛샘 영역들에 공통적으로 포함되어 있는 빛샘 영역을 간섭 빛샘 영역으로 추출하며, 나머지 빛샘 영역을 터치 빛샘 영역으로 추출하는 단계(S112) 및 상기 제어부(320)가 상기 터치 빛샘 영역에 대한 데이터와 상기 간섭 빛샘에 대한 데이터를 산출하는 단계(S114)를 포함한다.
본 발명은 액정의 미충진에 의해 발생되는 터치 빛샘과, 액정패널의 휨에 의해 발생하는 간섭 빛샘을 구분하여, 상기 터치 빛샘과 간섭 빛샘을 정량화하는 방법에 관한 것이다.
상기 터치 빛샘은, 액정의 미충진에 의해 앵커링 에너지(Anchoring Energy)가 감소되어, 액정의 배열이 틀어짐에 따라 발생된다.
상기 간섭 빛샘은, 상기 액정패널(110)과 기구부들과의 간섭에 의해 발생된다.
우선, 상기한 바와 같은 본 발명의 실행에 앞서, 액정표시장치(100)가 제조된다.
상기 액정표시장치(100)는, 상기 액정패널(110) 및 상기 액정패널(110)을 지지하고 있는 다양한 종류의 기구부들을 포함할 수 있다.
우선, 상기 액정패널(110)은 표시영역에 형성된 게이트라인들과 데이터라인들의 교차에 의해 정의되는 영역마다 형성된 픽셀들을 포함하며, 상기 픽셀들 각각에는 박막트랜지스터가 형성되어 있다.
상기 박막트랜지스터는 상기 게이트라인으로부터 공급되는 스캔신호에 응답하여, 상기 데이터라인으로부터 공급된 데이터전압을 상기 픽셀전극에 공급한다.
상기 픽셀전극이 상기 데이터전압에 응답하여 공통전극과의 사이에 위치하는 액정을 구동함으로써 빛의 투과율이 조절된다.
본 발명에 적용되는 상기 액정패널(110)은, IPS 모드로 구동될 수 있으나, 그 이외의 모드로 구동될 수도 있다.
다음, 상기 액정표시장치의 액정패널(110)을 타격하는 단계(S102)에서는, 상기 액정패널(110)이 검사자의 손 또는 별도로 제작된 타격부 등에 의해 타격되거나 또는 문질러 진다(이하, 타격되는 것으로 설명된다).
다음, 상기 카메라(200)를 이용하여 상기 액정패널(110)을 촬영하는 단계(S104)에서는, 상기 액정패널(110)이 상기 카메라(200)에 의해 촬영된다.
상기 카메라(200)는 다양한 종류의 카메라가 이용될 수 있으며, 그 일예로서, CCD 카메라가 이용될 수 있다. 상기 CCD 카메라는, 전하 결합 소자(CCD)를 사용하여 상기 액정패널(110)의 영상을 전기 신호로 변환시키는 장치이다.
다음, 상기 카메라(200)에 의해 촬영된 이미지를 상기 저장부(330)에 저장하는 단계(S106)에서는, 상기 카메라(200)에 의해 촬영된 이미지가 상기 수신부(310)를 통해 상기 저장부(330)로 전송되어, 상기 저장부(330)에 저장된다.
다음, 상기 액정패널을 타격하는 과정(S102) 내지 상기 이미지를 저장하는 과정(S106)을 기 설정된 횟수 동안 반복하는 단계(S108)는, 검사자의 설정에 의해 2회 이상 이루어질 수 있다.
이하의 설명에서는, 5회의 타격이 이루어진 경우를 일예로 하여 본 발명이 설명된다.
즉, 본 발명에서는, 상기 액정패널(110)에 대하여 5회의 타격이 이루어지며, 매 타격시 마다 빛샘이 발생되는 상기 액정패널(110)이 촬영되어, 촬영된 5개의 이미지가 상기 저장부(330)에 저장된다. 이 경우, 상기 5회의 타격은, 상기 액정패널(110)에 대하여 동일한 위치에서 이루어질 수도 있으나, 서로 다른 위치에서 이루어질 수도 있다.
한편, 도 6의 (a) 내지 (e)에는 매 타격시 마다 촬영된 5개의 상기 이미지의 일예가 도시되어 있다.
다음, 상기 기 설정된 횟수에 도달하면, 상기 제어부(320)가 상기 이미지들을 분석하여 각 이미지별로 빛샘 영역을 추출하는 단계(S110)에서는, 상기 이미지에서 발생된 빛샘 영역들 중에서 불필요한 빛샘 영역을 제거하는 과정이 포함될 수 있다.
첫째, 상기 기 설정된 횟수에 도달하면, 상기 제어부(320)는, 전기 신호로 이루어진 상기 이미지들 각각에 대해, 상기 이미지들에 포함되어 있는 각 픽셀의 휘도를 기준으로, 도 7에 도시된 바와 같은 히스토그램(Histogram)을 생성한다.
즉, 하나의 상기 이미지는 상기 패널에서 출력되는 영상에 대응되는 것으로서, 상기 이미지의 각 픽셀은 상기 패널의 각 픽셀에 대응될 수 있다.
이 경우, 상기 제어부(320)는 상기 이미지의 각 픽셀의 휘도를 측정하여 도 7에 도시된 바와 같은 히스토그램을 생성한다.
상기 히스토그램에서 가로축은, 휘도이며, 세로축은 픽셀의 갯수이다. 이 경우, 도 7에 도시된 상기 히스토그램의 가로축에서, 오른쪽으로 갈수록 휘도가 높아진다. 이것은 픽셀의 밝기가 밝아짐을 의미한다.
부연하여 설명하면, 상기 가로축의 최소값이 0그레이, 즉, 검은색을 의미하고, 최대값이 255그레이를 의미할 수 있다.
이 경우, 도 7에 도시된 T가 대략적으로 150그레이라고 할 때, 상기 T그레이에 해당되는 픽셀들의 숫자는 0개이고, 상기 T그레이의 좌측에서는, 대략 100그레이를 중심으로 픽셀들이 고르게 분포되어 있으며, 상기 T그레이의 우측에서는 대략 200그레이를 중심으로 픽셀들이 고르게 분포되어 있다.
둘째, 상기 제어부(320)는, 현재 일반적으로 이용되고 있는 Otsu’s Algorithm을 이용하여, 상기 히스토그램(Histogram)에서 각각의 클랙스(Class)의 분산을 최대화하는 상기 T값을 산출한다.
즉, 상기한 바와 같이, 상기 T그레이에 해당되는 픽셀들의 숫자는 제로이고, 상기 T그레이의 좌측과 우측에서는, 특정 그레이를 최대값으로 하여 픽셀들이 고르게 분포되어 있다. 이 경우, 상기 T그레이를 중심으로, 좌우 양쪽이 두 개의 그룹으로 분리됨을 알 수 있다. 부연하여 설명하면, 상기 제어부(320)는 상기 Otsu’s Algorithm을 이용하여, 두 개의 그룹으로 분리될 수 있는 상기 T값을 산출한다.
여기서, 상기 T그레이보다 낮은 그레이들에 포함되는 픽셀들은 어두운 픽셀들, 즉, 빛이 출력되지 않는 픽셀들임을 의미하며, 상기 T그레이보다 높은 그레이들에 포함되는 픽셀들은 밝은 픽셀들, 즉, 빛이 출력되는 픽셀들임을 알 수 있다.
부연하여 설명하면, 상기 이미지는, 상기 액정패널(110)에 빛이 출력되지 않도록 하는 영상데이터가 입력된 상태에서 촬영된 것으로서, 이상적인 경우, 즉, 어떠한 빛샘도 발생되지 않았다면, 도 7에 도시된 히스토그램에는, 0그레이에 모든 픽셀들이 포함되어 있어야 한다.
그러나, 상기 액정패널에서 빛샘이 발생되었기 때문에, 도 7에 도시된 히스토그램과 같이, 다양한 그레이에서 픽셀들이 검출된다.
이 경우, 상기 히스토그램에서, 밝은 픽셀, 즉, 빛샘이 발생된 픽셀과, 빛샘이 발생되지 않은 픽셀을 구분하는 기준이 상기 T값이 된다.
따라서, 상기 T값보다 큰 그레이를 갖는 픽셀들에서는 빛샘이 발생되고 있음을 알 수 있으며, 상기 T값보다 작은 그레이를 갖는 픽셀들에서는 빛샘이 발생되지 않고 있음을 알 수 있다.
상기 T값을 추출하기 위해, 상기한 바와 같이, 상기 Otsu’s Algorithm이 이용될 수 있다.
상기 Otsu’s Algorithm은 현재, 다양한 응용분야에서 이용되고 있는 알고리즘이므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략된다.
셋째, 상기 제어부(320)는, 도 8의 (a)에 도시된 바와 같이, 상기 T값을 기준으로 빛샘이 일어난 픽셀을 화이트(White)로 처리하고, 나머지 영역은 블랙(Black)으로 처리한다.
이 경우, 상기 제어부(320)는, 이진화 방법을 이용하여 상기 빛샘 영역은 화이트(White)로 표현하고, 나머지 영역은 블랙(Black)으로 표현할 수 있다.
즉, 도 8의 (a)에서 1로 표시된 영역은 빛샘이 발생되는 영역을 의미하며, 0으로 표시된 영역은 빛샘이 발생되지 않은 영역을 의미한다.
넷째, 상기 제어부는, 이진화된 상기 이미지에 대하여, 모폴로지 연산 또는 클러스터(Cluster) 인식을 이용하여, 도 8의 (b)에 도시된 바와 같이, 상기 빛샘 영역을 그룹별로 구분한다.
즉, 도 8의 (b)에서 1, 2, 3으로 표시된 픽셀들은 빛샘이 발생된 픽셀들을 의미한다. 이 경우, 상기 모폴로지 연상을 통해, 1로 표시된 빛샘 영역들을 하나의 그룹으로 형성할 수 있고, 2로 표시된 빛샘 영역들 역시 하나의 그룹으로 형성할 수 있으며, 3으로 표시된 빛샘 영역들 역시 하나의 그룹으로 형성할 수 있다.
부연하여 설명하면, 상기 제어부(320)는, 상기 두 번째 과정을 통해 빛샘이 발생되었다고 판단된 픽셀들에 1을 부여하여 화이트로 처리한 후, 화이트로 표시된 픽셀들 중 서로 연결되어 있는 픽세들을 그룹으로 형성한다. 도 8의 (b)에는, 상기 과정을 통해 3개의 그룹, 즉, 1로 표현된 제1그룹, 2로 표현된 제2그룹, 3으로 표현된 제3그룹이 도시되어 있다.
이 경우, 상기 제어부(320)는, 상기 이미지에서 발생된 빛샘 영역들 중에서 불필요한 빛샘 영역을 제거할 수 있다.
즉, 도 8의 (a)에서 K픽셀은 1로 표시되어 있기 때문에, 빛샘 영역임을 알 수 있다. 그러나, 상기 K픽셀은 다른 빛샘 영역들과는 동떨어져 있다. 따라서, 상기 K픽셀은 단위 픽셀을 형성하는 것으로 노이즈로 볼 수 있다.
따라서, 상기 제어부(320)는, 상기 모폴로지 연산의 오픈 연산식을 이용하여 상기 K픽셀을 빛샘이 발생되지 않은 픽셀로 표시한다. 즉, 상기 제어부(320)는 상기 K픽셀을 도 8의 (b)에 도시된 바와 같이 0으로 표현할 수 있다.
부연하여 설명하면, 상기 제어부(320)는, 상기 이미지의 각 픽셀들의 휘도를 측정하여, 도 7에 도시된 바와 같은 히스토그램을 생성한 후, 상기 Otsu’s Algorithm을 이용하여, 상기 히스토그램(Histogram)에서 각각의 클랙스(Class)의 분산을 최대화하는 상기 T값을 산출하고, 상기 T값을 기준으로 높은 휘도를 갖는 픽셀들에 대하여는 화이트를 의미하는 1로 표시하며, 상기 T값을 기준으로 낮은 휘도를 갖는 픽셀들에 대하여는 블랙을 의미하는 0으로 표시한다. 또한, 상기 제어부(320)는, 상기 모폴로지 연산을 이용하여, 1로 표현된 상기 빛샘 영역들을 그룹으로 묶을 수 있다. 이 경우, 상기 제어부(320)는, 상기 K픽셀과 같이, 빛샘이 발생되는 픽셀이지만, 상기 그룹들 중 어떠한 그룹에도 포함되지 않는 픽셀에 대하여는 노이즈로 판단하여, 이를 0으로 표현할 수 있다.
다음, 상기 제어부(320)가 상기 빛샘 영역들에 공통적으로 포함되어 있는 빛샘 영역을 간섭 빛샘 영역으로 추출하며, 나머지 빛샘 영역을 터치 빛샘 영역으로 추출하는 단계(S112)에서는, 도 9에 도시된 바와 같이, 각 이미지들에서 공통적으로 포함되어 있는 빛샘 영역이 추출된다.
첫째, 상기 제어부(320)는, 상기 5개의 이미지들의 화이트 영역을 비교하여, 공통된 부분과 공통되지 않은 부분을 추출한다.
예를 들어, 도 9의 (a) 내지 (e)에 도시된 상기 5개의 이미지들 중, X1, X2, X3, X4 및 X5로 표시된 빛샘 영역은 공통되지 않은 부분이되며, (f)에 도시된 빛샘 영역은 공통되는 부분이다.
둘째, 상기 제어부(320)는, 상기 공통되는 빛샘 영역을 간섭 빛샘 영역으로 추출하며, 나머지 부분들, 즉, X1 내지 X3 영역은 터치 빛샘 영역으로 추출한다.
부연하여 설명하면, 상기 제어부(320)는, 상기 5회의 타격시 변하는 빛샘 영역을 제외하고, 타격시에도 동일하게 남아 있는 빛샘 영역을 기구 간섭에 의한 간섭 빛샘으로 판단한다.
즉, 상기한 바와 같이, 수 회에 걸쳐 타격한 경우의 빛샘 영역들 중, 그 위치가 이동하는 빛샘 영역은 터치에 의한 빛샘 영역이고, 그 위치가 이동하지 않는 빛샘 영역은 기구 간섭에 의한 빛샘 영역이다. 따라서, 상기 5개의 이미지들 중에서, 그 위치가 항상 고정되어 나타나는 빛샘 영역은, 간섭 빛샘에 의한 것임을 알 수 있다. 상기 제어부(320)는 상기 원리를 이용하여, 간섭 빛샘과 터치 빛샘을 구분하여 추출할 수 있다.
마지막으로, 상기 제어부(320)가 상기 터치 빛샘 영역에 대한 데이터와 상기 간섭 빛샘에 대한 데이터를 산출하는 단계(S114)에서, 상기 터치 빛샘 영역과 상기 간섭 빛샘 영역을 정량화할 수 있다.
즉, 상기 제어부(320)는, 타격에 의해 변하는 빛샘 영역은 터치 빛샘 영역으로 판단하고, 변하지 않는 빛샘 영역은 기구 간섭에 의한 간섭 영역으로 판단하며, 이를 객체 인식을 위해 레벨링(Labeling) 함으로써, 상기 액정패널(110) 전체 영역에 대한 빛샘 영역의 비율로 표시하여 정량화시킬 수 있다.
예를 들어, 상기 제어부(320)는, 도 9의 (f)에 도시된 상기 간섭 빛샘 영역이, 상기 이미지 전체 영역의 몇 %인지를 산출할 수 있으며, 도 9에서 X1 내지 X5로 표시된 영역들 각각이, 상기 이미지 전체 영역의 몇 %인지를 산출할 수 있다.
즉, 상기 카메라(200)에서 촬영된 상기 이미지들의 각 피셀들이 화이트(숫자 1로 표시됨) 또는 블랙(숫자 0으로 표시됨)으로 변환되어, 도 9의 (a) 내지 (e)에 도시된 바와 같은 이미지가 출력되기 때문에, 상기 제어부(320)는 상기 이미지의 전체 픽셀들의 숫자 및 상기 화이트 또는 블랙으로 표시된 픽셀들의 숫자를 파악할 수 있다.
상기 제어부(320)는 상기한 바와 같은 숫자를 분석하여, 상기 터치 빛샘 영역과 상기 간섭 빛샘 영역의 비율을 정량화할 수 있다.
이 경우, 도 9에서 X1 내지 X5로 표시된 상기 터치 빛샘 영역은, 예를 들어, 34.1%, 36.4%, 34.3%, 45.5%, 37.7%로 정량화 될 수 있으며, 도 9의 (f)에 표시된 상기 간섭 빛샘 영역은, 예를 들어, 20.6%로 정량화될 수 있다.
또한, 상기 제어부(320)는 상기 %를 분석하여, 빛샘 현상이 기 설정된 한도보다 많이 발생하였는지, 또는 적게 발생하였는지를 파악할 수 있으며, 이에 따른 결과를 출력할 수 있다.
또한, 상기 제어부(320)는, 상기 %를 분석하여, 상기 액정패널에서 발생된 빛샘이, 상기 터치 빛샘에 의한 영향을 많이 받는지, 아니면, 상기 간섭 빛샘에 의한 향을 많이 받는지를 분석할 수 있으며, 이에 따른 결과를 출력할 수 있다.
도 10은 본 발명에 따른 액정표시장치의 빛샘 구분 방법에 의해 구분된 터치 빛샘과 관련된 데이터의 예시도이며, 도 11은 본 발명에 따른 액정표시장치의 빛샘 구분 방법에 의해 구분된 간섭 빛샘과 관련된 데이터의 예시도이다.
상기한 바와 같은 본 발명에 따른 액정표시장치의 빛샘 구분 방법에 의하면, 복수의 액정표시장치들에 대한 빛샘 구분이 신속하게 이루어질 수 있으며, 이에 따라, 빛샘과 관련된 다양한 종류의 분석이 이루어질 수 있다.
첫째, 터치 빛샘과 관련된 분석 방법을 설명하면 다음과 같다. 도 10의 (a)에 도시된 그래프는, 터치 빛샘과 액정의 도팅(Dotting)량과의 관계를 나타낸 그래프이며, (b)는 (a)에 도시된 그래프로부터 분석된 데이터들을 나타낸 도표이다.
즉, 본 발명에 의하면, 상기 액정패널로 유입되는 액정의 양을 변화시키면서, 상기 터치 빛샘 영역의 분포가 측정될 수 있으며, 이에 따라, 도 10의 (a)에 도시된 바와 같은 그래프가 산출될 수 있다. 도 10에 도시된 그래프 및 도표를 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
우선, 액정의 도팅량이 중간 레벨인 M인 경우, 빛샘 영역은 평균적으로 35%이며, 변동폭(Std.)은 7.86%이다.
다음, 액정의 도팅량이 M보다 작은 레벨인 M-10인 경우, 빛샘 영역은 평균적으로 41%이며, 변동폭(Std.)은 16.92%이다. 즉, 액정의 도팅량이 M인 경우보다, 평균적인 빛샘 영역이 증가되었음을 알 수 있다. 또한, 액정의 도팅량이 M인 경우보다, 빛샘 영역의 변동폭이 더 큼을 알 수 있다.
마지막으로, 액정의 도팅량이 M보다 큰 레벨인 M+10인 경우, 빛샘 영역은 평균적으로 34.4%이며, 변동폭(Std.)은 5.51%이다. 즉, 액정의 도팅량이 M인 경우보다 평균적인 빛샘 영역이 감소되었음을 알 수 있다. 또한, 액정의 도팅량이 M인 경우 보다, 빛샘 영역의 변동폭이 다 작음을 알 수 있다.
즉, 도 10에 도시된 그래프 및 도표를 분석해 보면, 타격시, 액정의 도팅량이 작을수록 터치 빛샘에 의한 빛샘 영역의 변화가 큼을 알 수 있다. 따라서, 이러한 데이터들을 이용하여, 최적의 액정 도팅량이 산출되어, 액정표시장치의 제조 공정에 적용될 수 있다.
둘째, 간섭 빛샘과 관련된 분석 방법을 설명하면 다음과 같다. 도 11의 (a)에 도시된 그래프는, 간섭 빛샘과 액정의 도팅(Dotting)량과의 관계를 나타낸 그래프이며, (b)는 (a)에 도시된 그래프로부터 분석된 데이터들을 나타낸 도표이다.
즉, 본 발명에 의하면, 상기 액정패널로 유입되는 액정의 양을 변화시키면서, 상기 터치 빛샘 영역의 분포가 측정될 수 있으며, 이에 따라, 도 11의 (a)에 도시된 바와 같은 그래프가 산출될 수 있다. 도 11에 도시된 그래프 및 도표를 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
우선, 액정의 도팅량이 중간 레벨인 M인 경우, 빛샘 영역은 평균적으로 21.3%이며, 변동폭(Std.)은 3.56%이다.
다음, 액정의 도팅량이 M보다 작은 레벨인 M-10인 경우, 빛샘 영역은 평균적으로 21.8%이며, 변동폭(Std.)은 11.1%이다. 즉, 액정의 도팅량이 M인 경우보다, 평균적인 빛샘 영역이 증가되었음을 알 수 있다. 또한, 액정의 도팅량이 M인 경우보다, 빛샘 영역의 변동폭이 더 큼을 알 수 있다.
마지막으로, 액정의 도팅량이 M보다 큰 레벨인 M+10인 경우, 빛샘 영역은 평균적으로 16.9%이며, 변동폭(Std.)은 1.71%이다. 즉, 액정의 도팅량이 M인 경우보다 평균적인 빛샘 영역이 감소되었음을 알 수 있다. 또한, 액정의 도팅량이 M인 경우 보다, 빛샘 영역의 변동폭이 다 작음을 알 수 있다.
즉, 도 11에 도시된 그래프 및 도표를 분석해 보면, 타격시, 액정의 도팅량이 작을수록 간섭 빛샘에 의한 빛샘 영역의 변화가 큼을 알 수 있다. 따라서, 액정의 도팅량이 많을 수록 빛샘이 적게 발생됨을 알 수 있다.
또한, 간섭 빛샘은 터치 빛샘과 비교할 때, 액정의 도팅량에 의해 크게 변화되지 않음을 알 수 있다.
따라서, 이러한 데이터들을 이용하여, 최적의 액정 도팅량이 산출되어, 액정표시장치의 제조 공정에 적용될 수 있다.
상기한 바와 같은 본 발명을 정리하면 다음과 같다.
본 발명은 액정의 미충진에 의해 발생되는 터치 빛샘과, 액정패널의 휨에 의해 발생하는 간섭 빛샘을 구분하여, 상기 터치 빛샘과 간섭 빛샘을 정량화하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
상기 터치 빛샘은, 액정의 미충진에 의해 앵커링 에너지(Anchoring Energy)가 감소되어, 액정의 배열이 틀어짐에 따라 발생된다. 상기 터치 빛샘이 발생되는 터치 빛샘 영역은, 터치 시, 액정이 미충진된 영역으로 이동된다.
따라서, 본 발명은, 상기 터치 빛샘 영역이 이동하는 원리를 이용하여, 여러 번의 터치 시, 변화하는 빛샘 영역을 제외하고, 나머지 빛샘 영역을 간섭 빛샘 영역으로 판단하는 방법을 이용하고 있다.
예를 들어, 액정패널이 5회 타격되고, 이때마다 빛샘이 발생되는 상기 액정패널이 촬영되어, 촬영된 이미지가 저장된다. 이후, 저장된 이미지들 중에서, 공통적으로 가지고 있는 빛샘 영역은 남겨놓고, 5회 타격 동안 변한 빛샘 영역은 제외하여, 최종적으로 빛샘 영역을 추출한다.
상기 과정을 통해 최종적으로 추출된 빛샘 영역은 간섭에 의한 빛샘 영역으로 정량화될 수 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.　 그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100 : 액정표시장치 110 : 액정패널
300 : 액정표시장치의 빛샘 구분 장치 200 : 카메라

Claims (10)

  1. 제조된 액정표시장치의 액정패널이 타격된 이후에 촬영된 상기 액정패널의 이미지를 저장하는 단계;
    상기 이미지 저장과정을 기 설정된 횟수 동안 반복하는 단계;
    상기 각각의 이미지별로 빛샘 영역들을 추출하는 단계;
    상기 빛샘 영역들 중에서, 공통적으로 포함되어 있는 빛샘 영역을 간섭 빛샘 영역으로 추출하며, 나머지 빛샘 영역을 터치 빛샘 영역으로 추출하는 단계; 및
    상기 터치 빛샘 영역에 대한 데이터와, 상기 간섭 빛샘에 대한 데이터를 산출하는 단계를 포함하는 액정표시장치의 빛샘 구분 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 각각의 이미지별로 상기 빛샘 영역들을 추출하는 단계는,
    상기 이미지의 각각의 픽셀들 중, 기 설정된 휘도보다 큰 휘도를 갖는 픽셀은 빛샘 영역으로 설정하고, 상기 기 설정된 휘도보다 낮은 휘도를 갖는 픽셀은 빛샘이 발생되지 않은 영역으로 설정하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 빛샘 구분 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 빛샘 영역들을 추출하는 단계는,
    상기 이미지의 각각의 픽셀들의 휘도를 기준으로 히스토그램을 생성하고, 상기 히스토그램에서 빛샘 영역과 빛샘이 발생되지 않는 영역을 구분하는 T값을 상기 기 설정된 휘도로 산출하며, 상기 T값을 기준으로 상기 빛샘 영역과 상기 빛샘이 발생되지 않은 영역을 구분하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 빛샘 구분 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 빛샘 영역들을 추출하는 단계는,
    상기 빛샘 영역으로 설정된 픽셀들 중, 서로 연결되어 있는 픽셀들을 그룹으로 설정하며, 상기 빛샘 영역으로 설정된 픽셀들 중, 상기 그룹에 속하지 않는 픽셀은 빛샘이 발생되지 않은 영역으로 재설정하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 빛샘 구분 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 빛샘 영역들에 공통적으로 포함되어 있는 빛샘 영역을 간섭 빛샘 영역으로 추출하며, 나머지 빛샘 영역을 터치 빛샘 영역으로 추출하는 단계는,
    상기 각각의 이미지에 대하여 추출된 상기 빛샘 영역들 중, 상기 각각의 이미지에서 공통적으로 추출된 빛샘 영역을, 기구 간섭에 의해 발생하는 간섭 빛샘 영역으로 추출하는 단계; 및
    상기 각각의 이미지에 대하여 추출된 상기 빛샘 영역들 중, 상기 각각의 이미지에서 공통적으로 추출된 빛샘 영역을 제외한 빛샘 영역을, 터치에 의해 발생하는 터치 빛샘으로 추출하는 단계를 포함하는 액정표시장치의 빛샘 구분 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 터치 빛샘 영역에 대한 데이터와 상기 간섭 빛샘에 대한 데이터를 산출하는 단계는,
    상기 이미지의 전체 영역 중 상기 터치 빛샘으로 판단된 영역의 크기에 대응되는 데이터 및 상기 간섭 빛샘으로 판단된 영역의 크기에 대응되는 데이터를 산출하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 빛샘 구분 방법.
  7. 카메라와 통신을 수행하여, 상기 카메라를 통해 촬영된 액정패널의 이미지들을 수신하는 수신부;
    상기 수신부로부터 수신된 상기 이미지들을 저장하는 저장부;
    상기 이미지들을 분석하여, 간섭 빛샘 영역과 터치 빛샘 영역을 구분하며, 상기 간섭 빛샘과 상기 터치 빛샘에 대한 데이터를 산출하는 제어부; 및
    상기 데이터를 출력하기 위한 출력부를 포함하는 액정표시장치의 빛샘 구분 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 각각의 이미지별로 빛샘 영역들을 추출하고, 상기 빛샘 영역들 중에서, 공통적으로 포함되어 있는 빛샘 영역을 간섭 빛샘 영역으로 추출하고, 나머지 빛샘 영역을 터치 빛샘 영역으로 추출하며, 상기 터치 빛샘 영역에 대한 데이터와, 상기 간섭 빛샘에 대한 데이터를 산출하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 빛샘 구분 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 이미지의 각각의 픽셀들 중, 기 설정된 휘도보다 큰 휘도를 갖는 픽셀은 빛샘 영역으로 설정하고, 상기 기 설정된 휘도보다 낮은 휘도를 갖는 픽셀은 빛샘이 발생되지 않은 영역으로 설정하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 빛샘 구분 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 이미지의 각각의 픽셀들의 휘도를 기준으로 히스토그램을 생성하고, 상기 히스토그램에서 빛샘 영역과 빛샘이 발생되지 않는 영역을 구분하는 T값을 상기 기 설정된 휘도로 산출하며, 상기 T값을 기준으로 상기 빛샘 영역과 상기 빛샘이 발생되지 않은 영역을 구분하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 빛샘 구분 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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