KR20170135529A - 타일형 표시장치의 외관 검사장치 및 그 검사방법 - Google Patents

타일형 표시장치의 외관 검사장치 및 그 검사방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 외관 검사장치 및 그 검사방법은 다수의 표시패널 모듈을 접합하여 대형 디스플레이 화면을 구현하는 타일형 표시장치에 있어, 적외선 광학계와 거리측정 센서를 이용하여 표시패널 측면의 금속 노출 및 거칠기를 측정하는 것을 특징으로 한다.
이에 따라 본 발명은 타일형 표시장치의 셀 공정 후의 외관검사가 가능하여 수율을 향상시킬 수 있는 효과를 제공한다.

Description

타일형 표시장치의 외관 검사장치 및 그 검사방법{INSPECTING APPARATUS FOR TILED DISPLAY DEVICE AND INSPECTING METHOD THEREOF}
본 발명은 외관 검사장치 및 그 검사방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 대형 디스플레이 화면을 구현하는 타일형 표시장치의 외관 검사장치 및 그 검사방법에 관한 것이다.
일반적으로 전자표시장치는 시각정보의 전달수단으로써 중요성을 높임과 동시에 정보화사회가 구현되는 속에서 산업의 규모를 확대하고 있다. 멀티미디어라는 단어로 대표되는 정보의 다양화는 전자표시장치의 필요성을 일층 더 명확하게 하고 있다. 동시에 전자표시장치에 대한 요구도 대화면, 고화질, 뛰어난 시인성 및 경제성이 강해지고 있으며, 특히 휴대용 정보기기에서는 저전압, 저소비전력이 필수 조건으로 요구되고 있다.
이러한 전자표시장치 중의 하나로써 박형화, 경량화, 저소비전력을 특징으로 응용 시장을 확대해온 액정표시장치(liquid crystal display: LCD)는 그 수요가 급속히 확대되고 있을 뿐 아니라 최근에는 소비자들의 생활 수준이 향상되면서 점점 더 큰 사이즈의 고화질 제품이 요구되고 있다.
하지만, 대화면 액정표시장치를 제작하기 위해서는 대형 글라스에 디스플레이 제조공정을 적용해야 한다. 이는 매우 많은 제조비용이 들기 때문에 초기에는 작은 액정패널에 광학계를 장착하여 스크린에 큰 화상이 형성되도록 하는 이른바 투사형 TV(projection TV)가 등장하게 되었다.
이러한 발전 추세를 따른다 하더라도 액정표시장치의 실제 화면 사이즈를 크게 가져가는 데에는 한계가 있어, 최근에는 대형 디스플레이 화면을 구현하기 위하여 다수의 액정패널 모듈을 측면끼리 접하도록 배열하여 접합한 타일형 액정표시장치(tiled LCD)가 실용화되고 있다.
일 예로, 타일형 액정표시장치는 미국 특허공보 제4,980,775호, 제5,067,021호, 제5,068,740호 및 제5,079,636호에 제시된 바와 같이 액정패널 모듈을 2개 이상 접합하여 제작하는 것으로, 이 경우 서로 접합된 액정패널 모듈들 사이의 경계 부분에 대한 심리스(seamless) 기술이 요구되고 있다.
도 1은 일반적인 타일형 표시장치를 예로 들어 보여주는 평면도로써, 2×2 타일형 표시장치를 예로 들어 보여주고 있다.
그리고, 도 2는 도 1에 도시된 타일형 표시장치의 단면 일부를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 일반적으로 타일형 표시장치는 다수의 표시패널 모듈(30a, 30b, 30c, 30d)들이 탑 케이스(35)의 프레임에 고정되어 구성된다.
이때, 자세히 도시하지 않았지만, 각각의 표시패널 모듈(30a, 30b, 30c, 30d)은 백라이트 어셈블리(20), 표시패널(10), 광학부재 등이 부착되어 하나의 단위체를 형성한다.
표시패널(10)은 서로 대향하여 균일한 셀 갭이 유지되도록 합착된 컬러필터 기판(5)과, 어레이 기판(15) 및 컬러필터 기판(5)과 어레이 기판(15)사이의 셀 갭에 형성된 액정층(미도시)으로 구성된다.
표시패널(10)의 외측에는 각각 상, 하부 편광판(1, 11)이 부착되어 있으며, 하부 편광판(11)은 백라이트 어셈블리(20)를 경유한 빛을 편광 시키며, 상부 편광판(1)은 표시패널(10)을 경유한 빛을 편광 시킨다.
이러한 표시패널(10)은 접착 테이프(4)를 통해 프레임(35)에 부착되어 고정된다. 그리고, FPC와 TCP(16)는 일단이 어레이 기판(15)의 패드부에 부착되고, 다른 일단은 아래방향으로 절곡되어 백라이트 어셈블리(20)의 측면에 부착된다.
이렇게 구성되는 각각의 표시패널 모듈(30a, 30b, 30c, 30d)의 외곽에는 탑 케이스(35)에 의한 비표시영역이 존재하고 이러한 비표시영역의 접합으로 타일형 액정표시장치(10)는 심(seam)이라는 비표시 경계영역(60)이 존재하게 된다.
이러한 비표시 경계영역(60)은 디스플레이 구동 시 블랙인 상태를 가지게 되어 디스플레이 시청 시 이미지의 단절감을 주게 된다.
또한, 기존의 타일형 표시장치(10)는 이러한 프레임에 의해 비표시 경계영역(60)이 폭(W1)을 줄이는데 한계가 있다.
본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위한 것으로, 내로우 베젤을 구현한 타일형 표시장치의 외관 검사장치 및 그 검사방법을 제공하는데 목적이 있다.
기타, 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 후술되는 발명의 구성 및 특허청구범위에서 설명될 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 타일형 표시장치의 외관 검사장치는 액정패널과 석정반 사이에서 테이블의 일측에서 다른 일측으로 이동하는 리니어와, 상기 액정패널의 측면을 향하여 상기 리니어에 설치되며, 상기 액정패널 측면의 거칠기(roughness)/파상도(waviness)를 측정하는 면적 거리 측정 센서 및 상기 석정반의 측면을 향하여 상기 리니어에 설치된 포인트 거리 측정 센서를 포함하여 구성될 수 있다.
이때, 상기 포인트 거리 측정 센서는 상기 석정반으로부터의 거리를 측정하여 진동으로부터 상기 면적 거리 측정 센서를 보정 할 수 있다.
상기 면적 거리 측정 센서에 인접하여 상기 액정패널의 측면을 향하여 상기 리니어에 설치되며, 상기 액정패널 측면의 금속 노출 불량을 검출하는 적외선 광학계를 추가로 포함할 수 있다.
상기 리니어에 설치되어 상기 액정패널을 얼라인 하는 얼라인 카메라를 추가로 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 타일형 표시장치의 외관 검사방법은 테이블 위의 리니어를 일측에서 다른 일측으로 이동시키며, 상기 리니어에 설치된 면적 거리 측정 센서를 통해 액정패널의 그라인딩 면의 거칠기/파상도를 측정하는 단계와, 상기 면적 거리 측정 센서의 반대편에 설치된 포인트 거리 측정 센서를 통해 석정반과의 거리 변화를 측정하는 단계 및 상기 리니어의 직진도와 상기 석정반과의 거리 변화를 반영하여 상기 그라인딩 면의 거칠기/파상도 결과를 상기 면적 거리 측정 센서가 평행하게 이동한 것과 같은 결과로 보정하는 단계를 포함하여 구성될 수 있다.
이때, 상기 그라인딩 면의 거칠기/파상도를 측정하는 단계와 상기 석정반과의 거리 변화를 측정하는 단계는 동시에 진행될 수 있다.
T/R을 이용하여 상기 테이블 위에 로딩된 상기 액정패널을 얼라인 할 수 있다.
상기 액정패널의 그라인딩 면의 거칠기/파상도를 측정하기 전에, 레이저 간섭계를 이용하여 상기 리니어의 직진도를 측정하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
이때, 상기 레이저 간섭계는 레이저 센서가 상기 리니어 축의 외부 연장선상에 설치된 상태에서 상기 리니어가 상기 테이블의 일측에서 다른 일측으로 이동할 때, 상기 리니어 위에 비스듬하게 설치된 2개의 미러(mirror)에 반사되어 수광된 레이저를 통해 이상적인 이동경로를 기준으로 좌우로 얼마나 흔들렸는지를 측정할 수 있다.
상기 보정된 그라인딩 면의 거칠기/파상도 결과를 기준 값과 비교하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
이때, 상기 보정된 그라인딩 면의 거칠기/파상도 결과가 소정 스펙 내에 위치할 경우 이송수단을 통해 상기 액정패널을 언로딩 하여 후속하는 모듈 공정을 진행할 수 있다.
또는, 상기 보정된 그라인딩 면의 거칠기/파상도 결과가 소정 스펙을 벗어날 경우 이송수단을 통해 상기 액정패널을 언로딩 한 후에, 수리나 폐기의 NG 처리를 진행할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 타일형 표시장치의 외관 검사장치 및 그 검사방법은 사이드 벤딩 기술을 적용하여 내로우 베젤을 구현한 타일형 표시장치에 있어, 적외선 광학계와 거리측정 센서를 이용하여 표시패널 측면의 금속 노출 및 거칠기/파상도를 측정하는 것을 특징으로 한다.
이에 따라 본 발명은 타일형 표시장치의 셀 공정 후의 외관검사가 가능하여 수율을 향상시킬 수 있는 효과를 제공한다.
도 1은 일반적인 타일형 표시장치를 예로 들어 보여주는 평면도.
도 2는 도 1에 도시된 타일형 표시장치의 단면 일부를 개략적으로 보여주는 도면.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 타일형 표시장치를 예로 들어 보여주는 평면도.
도 4는 도 3에 도시된 타일형 표시장치의 단면 일부를 개략적으로 보여주는 도면.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 타일형 표시장치의 외관 검사방법을 예시적으로 보여주는 사시도.
도 6은 표면 거칠기 및 파상도를 설명하기 위한 예시도.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 타일형 표시장치의 외관 검사장치를 예로 들어 보여주는 단면도.
도 8a 및 도 8b는 도 7에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 타일형 표시장치의 외관 검사장치를 확대하여 보여주는 사시도.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 타일형 표시장치의 제조공정 일부를 순차적으로 보여주는 순서도.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 타일형 표시장치의 외관 검사방법을 순차적으로 보여주는 순서도.
도 11a 내지 도 11h는 도 9에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 타일형 표시장치의 제조공정 일부를 예시적으로 보여주는 단면도.
도 12는 레이저 광학계를 이용하여 리니어의 직진도를 보상하는 방법을 설명하기 위해 예로 들어 보여주는 그래프.
도 13은 도 12에 도시된 레이저와 보상 데이터 값의 일부를 예로 들어 보여주는 표.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 타일형 표시장치의 외관 검사장치 및 그 검사방법의 바람직한 실시예를 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다. 도면에서 층 및 영역들의 크기 및 상대적인 크기는 설명의 명료성을 위해 과장될 수 있다.
소자(element) 또는 층이 다른 소자 또는 "위(on)" 또는 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 소자 또는 층의 바로 위뿐만 아니라 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 소자가 "직접 위(directly on)" 또는 "바로 위"로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자 또는 층을 개재하지 않는 것을 나타낸다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below, beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용 시, 또는 동작시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 "아래(below)" 또는 "아래(beneath)"로 기술된 소자는 다른 소자의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며, 따라서 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 타일형 표시장치를 예로 들어 보여주는 평면도로써, 4×4 타일형 표시장치를 예로 들어 보여주고 있다.
다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명은 접합되는 표시패널 모듈의 개수에 관계없이 n×m(n, m≥2) 타일형 표시장치 모두에 적용 가능하다.
그리고, 도 4는 도 3에 도시된 타일형 표시장치의 단면 일부를 개략적으로 보여주는 도면으로써, 이웃하는 표시패널 모듈들 사이의 접합부의 단면을 예로 들어 보여주고 있다.
이때, 도 4는 표시패널로 액정패널을 사용한 경우를 예로 들고 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 타일형 표시장치는 다수의 표시패널 모듈(130a~130p)들이 결합되어 하나의 표시장치를 구성한다.
이때, 다수의 표시패널 모듈(130a~130p)들 사이에는 별도의 프레임이 없으며, 사이드 본딩 기술을 적용함에 따라 내로우 베젤을 구현할 수 있다.
표시패널 모듈(130a~130p)을 구성하는 표시패널에는 전술한 액정패널(100) 이외에 전계방출 표시패널과, 플라즈마 표시패널 및 유기발광 디스플레이 등이 이용될 수 있다.
일 예로, 표시패널이 액정패널(100)로 이루어진 경우, 액정패널(100)은 서로 대향하여 균일한 셀 갭이 유지되도록 합착된 컬러필터 기판(105)과, 어레이 기판(115) 및 컬러필터 기판(105)과 어레이 기판(115)사이의 셀 갭에 형성된 액정층(미도시)으로 구성될 수 있다.
이때, 자세히 도시하지 않았지만, 컬러필터 기판(105)은 적과, 녹 및 청의 색상을 구현하는 다수의 서브-컬러필터로 구성된 컬러필터와, 서브-컬러필터 사이를 구분하고 액정층을 투과하는 광을 차단하는 블랙매트릭스, 그리고 액정층에 전압을 인가하는 투명한 공통전극으로 이루어질 수 있다.
또한, 어레이 기판(115)은 종횡으로 배열되어 다수의 화소영역을 정의하는 다수의 게이트라인과 데이터라인, 게이트라인과 데이터라인의 교차영역에 형성된 스위칭소자인 박막 트랜지스터 및 화소영역에 형성된 화소전극으로 이루어질 수 있다. 이때, 횡전계 방식의 액정패널(100)의 경우에는 컬러필터 기판(105) 대신에 어레이 기판(115)에 공통전극을 형성한다.
이와 같이 액정패널(100)에는 공통전극과 화소전극이 형성되어 액정층에 전계를 인가하며, 공통전극에 전압이 인가된 상태에서 화소전극에 인가되는 데이터신호의 전압을 제어한다. 그러면, 액정층의 액정은 공통전극과 화소전극 사이의 전계에 따라 유전 이방성에 의해 회전함으로써 화소별로 빛을 투과시키거나 차단시켜 문자나 화상을 표시할 수 있다.
그리고, 이와 같이 구성된 액정패널(100)의 외측에는 각각 상, 하부 편광판(101, 111)이 부착되어 있으며, 하부 편광판(111)은 백라이트 어셈블리를 경유한 빛을 편광 시키며, 상부 편광판(101)은 액정패널(100)을 경유한 빛을 편광 시킨다.
도시하지 않았지만, 백라이트 어셈블리를 구체적으로 설명하면, 일 예로 커버 바텀(cover bottom) 위에 반사판이 설치되고, 반사판의 적어도 일측이나 하부에 빛을 발생시키는 소정의 광원이 설치될 수 있다. 그리고, 에지 타입의 경우 광원의 출광 방향으로는 광원에서 발생된 빛을 액정패널(100) 방향으로 출사시키는 도광판이 설치될 수 있다.
광원에서 발광된 빛은 투명한 재질의 도광판 측면으로 입사되고, 도광판의 배면에 배치된 반사판은 도광판의 배면으로 투과되는 빛을 도광판 상면의 광학시트들 쪽으로 반사시켜 빛의 손실을 줄이고 균일도를 향상시킬 수 있다.
이때, 광학시트들은 확산시트와 상, 하부 프리즘시트를 포함할 수 있으며, 보호시트가 추가될 수 있다.
확산시트는 도광판으로부터 입사되는 빛을 분산시킴으로써, 빛이 부분적으로 밀집되어 액정패널(100)에 표시되는 화상에 얼룩이 발생되는 것을 방지하며, 도광판으로부터 입사되는 빛의 각도를 수직하게 굴절시킬 수 있다.
그리고, 프리즘시트는 확산시트로부터 입사되는 빛 중 특정 각 이상으로 지나는 빛은 전반사 시켜 다시 도광판으로 보내고, 특정 각 이하로 들어오는 빛은 중앙 부위로 모이도록 집광하여 액정패널(100)의 전면에 분포되도록 할 수 있다. 이러한 프리즘시트는 빛을 위아래 방향과 좌우방향으로 모으기 위해 2개가 포함될 수 있다.
그리고, 보호시트는 먼지나 긁힘에 민감한 광학시트들을 보호하고, 백라이트 어셈블리를 운반하는 경우에 광학시트들의 유동을 방지하며, 프리즘시트로부터 입사되는 빛을 확산시키는 기능을 갖도록 하여 빛이 보다 균일하게 분포되도록 할 수 있다.
이와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 타일형 표시장치는 표시패널 모듈(130a~130p)들 사이 접합부의 심(seam)에 의한 이미지 단절감을 개선하기 위해 기존의 프레임을 제거하는 동시에, 액정패널(100)의 측면을 실링재(125)로 밀봉하여 본딩(bonding)하는 사이드 본딩 기술을 적용하는 것을 특징으로 한다. 이를 위해 본 발명의 실시예에 따른 타일형 표시장치는 FPC(116a)와 TCP(116b)를 사이드 탭 본딩(side tab bonding)방식으로 액정패널(100) 측면에 수직한 방향으로 부착하는 것을 특징으로 한다.
이 경우 어레이 기판(115)에는 패드부가 구비되지 않아 컬러필터 기판(105)과 어레이 기판(115)은 실질적으로 동일한 사이즈를 가질 수 있다.
그리고, 액정패널(100) 측면에 부착된 FPC(116a)와 TCP(116b)는 측면에 프린팅된 패드를 통해 어레이 기판(115)의 데이터라인과 게이트라인에 전기적으로 접속할 수 있다.
참고로, 4면 보더리스(borderless) 구현을 위한 사이드 본딩에 필요한 기술로는 액정패널(100)의 측면을 연마하는 사이드 그라인딩(side grinding) 기술과, 측면에 탭 본딩을 위한 패드를 형성하는 사이드 패드 프린팅(side pad printing) 기술 및 사이드 탭 본딩 기술이 필요하다.
전술한 바와 같이 각각의 표시패널 모듈(130a~130p)의 외곽에는 비표시영역(통상 이를 블랙매트릭스로 가리게 되며, 이 영역의 사이즈가 베젤 폭을 결정하게 됨)이 존재하고 이러한 비표시영역의 접합으로 타일형 액정표시장치는 심이라는 비표시 경계영역(160)이 존재하게 된다.
그러나, 본 발명은 사이드 탭 본딩을 통해 베젤 폭(W2)을 1.8mm 내외로 줄임에 따라 디스플레이 시청 시 이미지의 단절감을 획기적으로 개선할 수 있다. 즉, 지속적으로 성장 중인 상업(commercial) 시장에서 지속적인 베젤 경쟁력 우위를 유지하기 위해서는 신규 개념을 적용하여 한계 돌파가 필요하며, 전술한 사이드 본딩 기술이 가장 적합하다.
이때, 본 발명에 있어 사이드 그라인딩 시 발생할 수 있는 그라인딩 면의 불량 검출이나 금속의 노출 및 거칠기/파상도 측정을 위해 액정패널(100) 측면에 대한 검사가 필요한데, 기존의 상면 광학 검사 방식으로는 측면의 불량 검출이나 거칠기/파상도 측정이 불가능하였다.
참고로, 사이드 그라인딩 시 발생할 수 있는 불량으로는 그라인딩 후 내부 벗겨짐(chipping)이나 그라인딩 면 거칠기 차이 발생, 또는 사이드 패드 프린팅 시 끊김 및 미인쇄 발생 등이 있다.
이때, 본 발명에서는 적외선 광학계와 거리측정 센서를 이용하여 표시패널 측면의 패드 노출 및 그라인딩 면의 거칠기/파상도를 측정하는 것을 특징으로 한다.
이에 따라 본 발명은 타일형 표시장치의 셀 공정 후의 외관검사가 가능하여 수율을 향상시킬 수 있는 효과를 제공한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 타일형 표시장치의 외관 검사방법을 예시적으로 보여주는 사시도이다.
도 6은 표면 거칠기 및 파상도를 설명하기 위한 예시도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 타일형 표시장치의 외관 검사장치를 예로 들어 보여주는 단면도이다.
그리고, 도 8a 및 도 8b는 도 7에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 타일형 표시장치의 외관 검사장치를 확대하여 보여주는 사시도이다.
이때, 도 8b는 레이저 광학계를 설치한 상태의 본 발명의 실시예에 따른 타일형 표시장치의 외관 검사장치를 확대하여 보여주고 있다.
도 5를 참조하면, 본 발명에서는 측면의 면적거리 측정 센서(151) 및 적외선 광학검사 방식으로 액정패널(100)의 그라인딩 면의 불량 검출 및 거칠기/파상도를 측정할 수 있다.
이때, 액정패널(100)의 측면 중 2면에만 사이드 본딩이 적용되는 경우 본 발명의 실시예에 따른 외관 검사는 사이드 본딩이 적용된 2면에만 진행될 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 사이드 본딩이 적용되는 면에는 본 발명의 실시예에 따른 외관 검사가 진행될 수 있다.
도 6을 참조하면, 면적거리 측정 센서를 통해 측정되는 그라인딩 면의 거칠기(roughness)는 가공된 표면에 작은 간격으로 나타나는 미세 굴곡에 해당하며, d1의 높낮이 차이를 가진다.
반면에 파상도(waviness)는 거칠기의 간격보다 큰 간격으로 나타나는 표면의 굴곡으로 d2의 높낮이 차이를 가진다.
이들은 중심선 평균 거칠기(Ra)나 중심선 제곱 평균 거칠기(Rq)를 통해 측정할 수 있다.
중심선 평균 거칠기(Ra)는 거칠기 곡선에서 기준 길이의 전체에 걸쳐 평균 선으로부터 벗어나는 모든 봉우리와 골짜기의 편차를 평균한 값으로 구할 수 있다. 중심선 제곱 평균 거칠기(Rq)는 평균 선으로부터 벗어나는 모든 봉우리와 골짜기의 편차제곱을 평균한 값으로 구할 수 있다.
도 7 및 8a와, 도 8b를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 외관 검사장치(150)는 사이드 그라인딩을 완료한 액정패널(100)의 측면을 검사하는 장치이다.
이때, 사이드 그라인딩을 완료한 액정패널(100)은 세정기를 통해 세정한 후에 T/R(155)을 이용하여 얼라인 한다. 이후, 본 발명의 실시예에 따른 외관 검사장치(150)의 테이블(157) 위에 안착되어 검사를 진행한다. 이때, 센서 스캔을 통해 그라인딩 면의 벗겨짐 등의 불량을 검출하거나, 거칠기 또는 파상도 등을 측정할 수 있다. 이후, 검사가 완료된 액정패널(100)은 리프트(156)와 컨베이어를 통해 언로딩부로 이송된다.
이를 위해 본 발명의 실시예에 따른 외관 검사장치(150)는 그라인딩 면의 거칠기/파상도를 측정하는 면적 거리 측정 센서(151)와, 면적 거리 측정 센서(151)의 반대편에 위치하여 진동으로부터 면적 거리 측정 센서(151)를 보정하는 포인트 거리 측정 센서(152) 및 그라인딩 면 금속 노출 불량을 검출하는 적외선 광학계(153)를 포함하여 구성될 수 있다.
이때, 면적 거리 측정 센서(151)는 색수차 공초점(Chromatic Confocal) 라인 센서로 그라인딩 면의 거칠기/파상도를 측정할 수 있다. 그리고, 포인트 거리 측정 센서(152)는 색수차 공초점 포인트 센서를 이용하여 진동을 제어하여 기준 포인트 라인을 측정할 수 있다. 이에 따라 그라인딩 면의 거칠기/파상도의 정밀한 측정이 가능한 효과를 제공한다.
또한, 면적 거리 측정 센서(151)는 리니어(154) 위에 측정용 액정패널(100)을 향하여 설치되며, 포인트 거리 측정 센서(152)는 측정용 액정패널(100)의 반대편에 위치하는 석정반(158)을 향하여 설치될 수 있다.
색수차 공초점 센서는 광원의 파장별 각기 다른 초점을 이용하여 거리를 측정할 수 있다.
적외선 광학계(153)는 패드의 불량을 검출하기 위해 2D 측정하며, 면적 거리 측정 센서(151)에 인접하여 측정용 액정패널(100)을 향하여 설치될 수 있다.
이러한 면적 거리 측정 센서(151)와, 포인트 거리 측정 센서(152) 및 적외선 광학계(153)는 리니어(154) 위에 설치되며, 리니어(154)는 액정패널(100)의 그라인딩 전면을 스캔하기 위해 레일(미도시)과 같은 이동로(移動路)에 맞물리도록 구성될 수 있다.
추가로 액정패널(100)을 얼라인 하기 위한 얼라인 카메라를 설치할 수도 있다. 이에 따라 그라인딩 면의 거칠기/파상도의 보다 정밀한 측정이 가능하다.
후술하겠지만, 정밀 측정을 위한 리니어(154) 진동 보정 방법은 먼저, 레이저 간섭계(laser interferometer)를 이용하여 직진도를 측정하면서 동시에 포인트 거리 측정 센서(152)를 통해 석정반(158)과의 거리를 측정하고, 이후 면적 거리 측정 센서(151)를 통해 그라인딩 면의 거칠기/파상도를 측정하는 동시에 포인트 거리 측정 센서(152)를 통해 석정반(158)과의 거리를 측정한다. 이후, 측정된 직진도와 석정반(158)과의 거리 변화를 반영(feedback)하여 그라인딩 면의 거칠기/파상도 결과를 면적 거리 측정 센서(151)가 평행하게 이동한 것과 같은 결과로 보정 한다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 타일형 표시장치의 제조공정 일부를 순차적으로 보여주는 순서도로써, 셀 후공정(S1)의 일부 및 모듈 공정(S2)을 순차적으로 보여주고 있다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 타일형 표시장치의 외관 검사방법을 순차적으로 보여주는 순서도이다.
그리고, 도 11a 내지 도 11h는 도 9에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 타일형 표시장치의 제조공정 일부를 예시적으로 보여주는 단면도이다.
이때, 본 발명의 실시예에 따른 타일형 표시장치의 제조공정에서는 표시패널로 액정패널을 사용한 경우를 예로 들고 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
액정표시장치의 제조공정은 크게 기판 제조공정과, 셀 공정 및 모듈공정으로 구분될 수 있다.
먼저, 기판 제조공정은 세정된 유리기판을 사용하여 어레이 기판을 제조하는 공정 및 컬러필터 기판을 제조하는 공정으로 각각 나뉘어진다.
어레이 기판 제조공정은 하부 유리기판에 게이트라인과, 다수의 박막트랜지스터 및 화소전극을 형성하는 공정을 말한다. 컬러필터 기판 제조공정은 상부 유리기판에 블랙매트릭스와, 컬러필터층 및 공통전극을 순차적으로 형성하는 공정을 말한다.
다음으로, 셀 공정은 전(前)공정 및 후(後)공정으로 구분될 수 있다.
액정패널 전공정은 어레이 기판과 컬러필터 기판을 합착하고, 그 사이에 액정을 주입하여 액정패널의 원장을 제조하는 공정으로서, 일반적으로 하나의 원장에는 다수의 액정패널이 형성된다. 액정패널 전공정은 다시 배향막 형성공정, 러빙공정, 어셈블리 공정, 액정주입공정 등의 많은 단위 공정들을 포함할 수 있다.
액정패널 후공정은 액정패널 전공정에 의해 형성된 액정패널의 원장을 절단하고 연마하는 공정을 말한다. 즉, 액정패널 전공정에서 형성되는 원장에는 하나의 액정패널이 형성되어 있는 것이 아니라, 다수의 액정패널이 형성되어 있기 때문에, 액정패널 후공정에서는 원장으로부터 각각의 액정패널을 분리하기 위해 절단공정 및 연마공정들을 수행할 수 있다.
일 예로, 1차 셀 절단(cell cutting)공정 후에 에지 검사를 진행하고, 오토 프로브(Auto Probe; AP)를 이용하여 1차 셀 절단공정을 거친 액정패널에 대한 단선 검사와 점 결함 등의 존재 여부를 확인하는 공정을 진행할 수 있다. 그리고, 그라인딩 후 세정을 진행한 다음 2차 셀 절단공정을 진행한다.
다음으로, 도 11a를 참조하면, 연마장치(160)를 이용하여 액정패널(100)의 측면을 그라인딩 하는 사이드 그라인딩을 진행할 수 있다(S110). 이때, 패드부 사이드 그라인딩은 표면 조도 5㎛ 이하, 벗겨짐 30㎛ 이하의 조건으로 할 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
이후, 그라인딩된 액정패널(100)은 세정기를 통해 세정될 수 있다.
이후, 세정된 액정패널(100)은 본 발명에 따른 외관 검사장치를 통해 사이드 표면 검사를 진행할 수 있다(S120).
구체적으로, 세정된 액정패널(100)은 본 발명에 따른 외관 검사장치의 테이블 위에 로딩(loading)될 수 있다(S121).
이후, T/R을 이용하여 액정패널(100)을 얼라인 할 수 있다(S122).
이후, 센서 스캔을 통해 그라인딩 면의 벗겨짐 등의 불량을 검출하거나, 거칠기 또는 파상도 등을 측정할 수 있다(S123).
이때, 전술한 바와 같이 본 발명에 따른 외관 검사장치는 그라인딩 면의 거칠기/파상도를 측정하는 면적 거리 측정 센서와, 면적 거리 측정 센서의 반대편에 위치하여 진동으로부터 면적 거리 측정 센서를 보정하는 포인트 거리 측정 센서 및 그라인딩 면 금속 노출 불량을 검출하는 적외선 광학계를 포함하여 구성될 수 있다.
정밀 측정을 위한 리니어 진동 보정 방법은 먼저, 레이저 간섭계를 이용하여 직진도를 측정하면서 동시에 포인트 거리 측정 센서를 통해 석정반과의 거리를 측정한다. 그리고, 면적 거리 측정 센서를 통해 그라인딩 면의 거칠기/파상도를 측정하는 동시에 포인트 거리 측정 센서를 통해 석정반과의 거리를 측정한다. 이후, 측정된 직진도와 석정반과의 거리 변화를 반영하여 그라인딩 면의 거칠기/파상도 결과를 면적 거리 측정 센서가 평행하게 이동한 것과 같은 결과로 보정 한다.
도 12는 레이저 광학계를 이용하여 리니어의 직진도를 보상하는 방법을 설명하기 위해 예로 들어 보여주는 그래프이다.
그리고, 도 13은 도 12에 도시된 레이저와 보상 데이터 값의 일부를 예로 들어 보여주는 표다.
이때, 도 12는 일측이 1800mm의 글라스 원장을 기준으로 149개의 포인트에서 측정한 결과를 예로 들어 보여주며, 도 13은 149개의 포인트 중에서 처음 42개 포인트에서 측정한 결과를 예로 들어 보여준다.
도 12 및 도 13을 참조하면, "레이저 값"은 실제 리니어가 이동할 때의 좌우 흔들림을 레이저 광학계를 이용하여 측정한 값이며, 리니어의 실제 직진도를 예로 들어 보여준다.
이때, 리니어는 외관 검사장치의 테이블의 일측에서 다른 일측으로 이동하며, 좌우 흔들림은 리니어의 이동경로를 따라 액정패널(또는, 반대편의 석정반(158))의 측면을 향해 리니어가 멀어지거나 가까워지는 정도를 의미한다. 여기서, 리니어의 이동경로는 도 8a와 도 8b에 도시된 X축 방향으로 리니어가 좌우(도 8a와 도 8b에 도시된 ±Y축 방향)흔들림 없이 이상적으로 이동할 때의 경로를 의미한다.
일 예로, "레이저 값"이 양(+)이면 액정패널의 측면에 가까워진 것을 의미하며, "레이저 값"이 음(-)이면 액정패널의 측면으로부터 멀어진 것을 의미한다. 이때, 액정패널은 외관 검사장치의 좌측에 위치하고, 석정반(158)은 액정패널의 반대편인 외관 검사장치의 우측에 위치한 경우를 예로 든다.
전술한 도 8b를 참조하면, 레이저 광학계는 레이저 센서(181)가 리니어(154) 축의 외부 연장선상에 설치된 상태에서 리니어(154)가 테이블의 일측에서 다른 일측으로 이동할 때, 리니어(154) 위에 설치된 2개의 미러(mirror)(182)에 반사되어 수광된 레이저를 통해 이상적인 이동경로를 기준으로 좌우로 얼마나 흔들렸는지를 측정할 수 있다.
이때, "글라스"는 액정패널 측면의 거칠기/파상도 값으로 이상적인 "0"인 값으로 가정한다.
"보상 데이터 값"은 "글라스"의 데이터를 "0"으로 만들기 위해 외관 검사장치에 피드백(feedback)하여 보상해주어야 하는 값이며, 측정된 "레이저 값"의 역(역상)을 가진다.
이때, "레이저 값"과, "글라스" 및 "보상 데이터 값"의 단위는 ㎛이다.
다음으로, 이와 같이 보정된 그라인딩 면의 거칠기/파상도를 기준 값과 비교할 수 있다(S124).
만약, 기준 값과 비교하여 측정된 값이 소정 스펙 내에 위치할 경우 리프트와 컨베이어 등의 이송수단을 통해 액정패널을 언로딩하고, 후속하는 모듈 공정을 진행할 수 있다(S125', S126).
반면에, 기준 값과 비교하여 측정된 값이 소정 스펙을 벗어날 경우 이송수단을 통해 액정패널을 언로딩 한 후에, 수리나 폐기 등의 NG 처리를 진행할 수 있다(S125", S127).
다음으로, 도 11b를 참조하면, OK 판정을 받은 액정패널(100)은 언로딩된 후에 액정패널(100) 외측에 편광판(101)을 부착할 수 있다(S210).
참고로, 모듈 공정은 액정패널(100)과 신호처리 회로부를 연결시키는 최종 공정으로서, 모듈 공정에 의해 하나의 액정표시장치가 완성될 수 있다.
다음으로, 도 11c를 참조하면, 액정패널(100)의 외측에 부착된 편광판(101)은 레이저와 같은 장비를 이용하여 액정패널(100)의 형태대로 절단될 수 있다.
이후, 도 11d를 참조하면, 소정의 도포기구(170)를 통해 비 패드부의 측면을 실링재(125a)로 1차 사이드 실링할 수 있다(S220).
이후, 도 11e를 참조하면, 액정패널(100)의 측면에 성막 기술을 적용하여 소정의 패드(118)를 프린팅할 수 있다(S230). 패드(118)는 Ag로 형성할 수 있다.
이후, 도 11f를 참조하면, 패드(118)가 프린팅된 액정패널(100)의 측면에 FPC나 TCP를 수직한 방향으로 본딩하여 사이드 TAB을 부착할 수 있다(S240). 이때, 부착된 TAB의 얼라인 검사를 진행할 수 있다(S250).
이후, 도 11g를 참조하면, 다수의 FPC나 TCP 위에 사이드 PCB를 부착할 수 있다(S260).
이때, 사이드 PCB가 부착된 액정패널(100)의 TAB면에 배면 수지를 도포하여 고정할 수 있다.
이후, 도 11h를 참조하면, 소정의 도포기구(170)를 통해 패드부의 측면을 실링재(125b)로 2차 사이드 실링할 수 있다.
다음으로, 접착성을 가진 탄성 수지를 도포하여 액정패널(100)과 백라이트 어셈블리를 합착하여 액정표시장치를 완성할 수 있다.
상기한 설명에 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나 이것은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다 바람직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한다. 따라서 발명은 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위와 특허청구범위에 균등한 것에 의하여 정하여져야 한다.
150 : 외관 검사장치 151 : 면적 거리 측정 센서
152 : 포인트 거리 측정 센서 153 : 적외선 광학계
154 : 리니어

Claims (13)

  1. 한편에 사이드 그라인딩(side grinding)을 진행한 액정패널이 로딩 되며, 반대편에 석정반이 설치된 테이블;
    상기 액정패널과 상기 석정반 사이에서 상기 테이블의 일측에서 다른 일측으로 이동하는 리니어;
    상기 액정패널의 측면을 향하여 상기 리니어에 설치되며, 상기 액정패널 측면의 거칠기(roughness)/파상도(waviness)를 측정하는 면적 거리 측정 센서; 및
    상기 석정반의 측면을 향하여 상기 리니어에 설치된 포인트 거리 측정 센서를 포함하는 외관 검사장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 면적 거리 측정 센서와 상기 포인트 거리 측정 센서는 색수차 공초점(Chromatic Confocal) 센서로 이루어진 외관 검사장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 포인트 거리 측정 센서는 상기 석정반으로부터의 거리를 측정하여 진동으로부터 상기 면적 거리 측정 센서를 보정하는 외관 검사장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 면적 거리 측정 센서에 인접하여 상기 액정패널의 측면을 향하여 상기 리니어에 설치되며, 상기 액정패널 측면의 금속 노출 불량을 검출하는 적외선 광학계를 추가로 포함하는 외관 검사장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 리니어에 설치되어 상기 액정패널을 얼라인 하는 얼라인 카메라를 추가로 포함하는 외관 검사장치.
  6. 사이드 그라인딩(side grinding)된 액정패널을 테이블 위에 로딩하는 단계;
    상기 테이블 위의 리니어를 일측에서 다른 일측으로 이동시키며, 상기 리니어에 설치된 면적 거리 측정 센서를 통해 상기 액정패널의 그라인딩 면의 거칠기/파상도를 측정하는 단계;
    상기 면적 거리 측정 센서의 반대편에 설치된 포인트 거리 측정 센서를 통해 석정반과의 거리 변화를 측정하는 단계; 및
    상기 리니어의 직진도와 상기 석정반과의 거리 변화를 반영하여 상기 그라인딩 면의 거칠기/파상도 결과를 상기 면적 거리 측정 센서가 평행하게 이동한 것과 같은 결과로 보정하는 단계를 포함하는 외관 검사방법.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 그라인딩 면의 거칠기/파상도를 측정하는 단계와 상기 석정반과의 거리 변화를 측정하는 단계는 동시에 진행되는 외관 검사방법.
  8. 제 6 항에 있어서, T/R을 이용하여 상기 테이블 위에 로딩된 상기 액정패널을 얼라인 하는 외관 검사방법.
  9. 제 6 항에 있어서, 상기 액정패널의 그라인딩 면의 거칠기/파상도를 측정하기 전에, 레이저 간섭계를 이용하여 상기 리니어의 직진도를 측정하는 단계를 추가로 포함하는 외관 검사방법.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 레이저 간섭계는 레이저 센서가 상기 리니어 축의 외부 연장선상에 설치된 상태에서 상기 리니어가 상기 테이블의 일측에서 다른 일측으로 이동할 때, 상기 리니어 위에 비스듬하게 설치된 2개의 미러(mirror)에 반사되어 수광된 레이저를 통해 이상적인 이동경로를 기준으로 좌우로 얼마나 흔들렸는지를 측정하는 외관 검사방법.
  11. 제 6 항에 있어서, 상기 보정된 그라인딩 면의 거칠기/파상도 결과를 기준 값과 비교하는 단계를 추가로 포함하는 외관 검사방법.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 보정된 그라인딩 면의 거칠기/파상도 결과가 소정 스펙 내에 위치할 경우 이송수단을 통해 상기 액정패널을 언로딩 하여 후속하는 모듈 공정을 진행하는 외관 검사방법.
  13. 제 11 항에 있어서, 상기 보정된 그라인딩 면의 거칠기/파상도 결과가 소정 스펙을 벗어날 경우 이송수단을 통해 상기 액정패널을 언로딩 한 후에, 수리나 폐기의 NG 처리를 진행하는 외관 검사방법.
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