KR20200026371A - 표시패널의 결함검사장치 - Google Patents
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Abstract
표시패널의 결함검사장치는 테이블, 레이저 가진부, 열파 검출부, 구동부, 및 제어부를 포함한다. 테이블은 표시패널을 지지한다. 상기 표시패널은 화소가 배치된 표시영역 및 상기 표시영역에 인접한 비표시영역을 포함한다. 상기 표시패널의 엣지에 대응하는 그루브가 상기 테이블의 상면에 형성된다.
Description
본 발명은 표시패널의 결함검사장치에 관한 것으로, 좀 더 상세히는 표시패널의 크랙을 검출할 수 있는 표시패널의 결함검사장치에 관한 것이다.
최근 각종 반도체 부품의 급속한 발전에 따라, 빠른 응답 속도 및 넓은 시야각을 제공하는 표시장치, 예컨대 액정표시장치 및 유기발광표시장치가 개발되고 있다.
표시장치의 제조에 있어서, 복수회의 증착공정 및 포토리소그래피 공정이 진행된다. 상기 공정들에 의해 다양한 패턴들이 형성되는데, 패턴들에 크랙과 같은 결함이 발생할 수 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 비접촉 방식으로 표시패널의 크랙을 검출할 수 있는 표시패널의 결함검사장치에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널의 결함검사장치는 테이블, 레이저 가진부, 열파 검출부, 구동부, 및 제어부를 포함한다. 테이블은 표시패널을 지지한다. 상기 표시패널은 화소가 배치된 표시영역 및 상기 표시영역에 인접한 비표시영역을 포함한다. 상기 표시패널의 엣지에 대응하는 그루브가 상기 테이블의 상면에 형성된다. 상기 레이저 가진부는 상기 비표시영역에 점형 레이지빔을 조사하고, 상기 열파 검출부는 상기 비표시영역에서 발생된 열파를 측정한다. 상기 구동부는 상기 테이블의 위치를 제어한다. 상기 제어부는 상기 레이저 가진부, 상기 열파 검출부, 및 상기 구동부의 동작을 제어한다.
상기 그루브는 적어도 하나의 직선영역을 포함하고, 상기 직선영역의 길이는 약 5㎝ 내지 약 30㎝ 이며, 상기 직선영역의 너비는 약 700㎛ 내지 약 1300㎛일 수 있다.
상기 비표시영역의 너비는 약 500㎛ 내지 약 1500㎛ 일 수 있다.
상기 그루브는 평면상에서 폐라인 형상 일 수 있다.
상기 레이저 가진부는 상기 점형 레이저빔을 가진하는 레이저 출력기 및 상기 점형 레이저빔의 초점을 제어하는 초점렌즈를 포함할 수 있다.
상기 열파 검출부는 상기 열파를 측정하는 열화상 카메라 및 상기 열화상 카메라의 촬영 거리를 제어하는 접사 렌즈를 포함할 수 있다.
상기 점형 레이저빔의 상기 표시패널에 맺힌 상의 지름 또는 변의 길이는 약 150㎛ 내지 약 500㎛일 수 있다.
상기 표시패널의 상기 엣지는 4개의 영역들으로 구성되고, 상기 엣지의 상기 4개의 영역들에 상기 점형 레이지빔에 조사되도록 상기 구동부는 상기 테이블을 이동시킬 수 있다.
상기 제어부는 기 등록된 제1 결함패턴들과 상기 측정된 상기 열파에 근거하여 획득된 제2 결함패턴의 일치율을 비교하고, 상기 일치율이 기준값 이상이면 상기 제2 결함패턴을 상기 표시패널의 크랙으로 판단할 수 있다.
상기 제어부는 상기 일치율이 기준값 이상으로 판단된 제2 결함패턴을 새로운 제1 결함패턴으로 등록할 수 있다.
일 실시예에 따른 표시패널의 결함검사장치는 흡입펌프를 더 포함할 수 있다. 상기 테이블에는 상면으로부터 하면 또는 측면으로 연장된 흡입홀이 형성되고, 상기 흡입펌프는 상기 흡입홀을 통해 공기를 흡입하여 상기 표시패널을 상기 테이블에 고정시킬 수 있다.
상기 흡입홀은 균일한 간격으로 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널의 결함검사장치는 테이블, 레이저 가진부, 열파 검출부, 구동부, 흡입펌프 및 제어부를 포함한다. 본 실시예에서 그루브는 생략될 수 있고, 테이블에는 흡입홀이 형성된다.
상술한 바에 따르면, 레이저빔을 이용함으로써 표시패널의 절연층 적층 구조물의 크랙을 비접촉 방식으로 검출할 수 있다. 절연층 적층 구조물은 댐부 및 뱅크를 포함할 수 있다. 점형 레이저빔을 가진함으로써 레이저빔에 의한 표시패널의 표시영역의 결함을 방지할 수 있다. 지지부재에 형성된 그루브는 레이저빔에 의한 표시패널의 비표시영역의 결함을 방지할 수 있다.
연속파 점형 레이저 스캐닝을 통해 열파의 전파 방향을 댐부 및 뱅크의 표면의 수직 및 수평 방향으로 유도할 수 있으므로, 댐부 및 뱅크의 표면에 발생한 크랙뿐만 아니라 내부에 발생한 크랙도 검출할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널의 사시도이다.
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널의 단면도이다.
도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널의 평면도이다.
도 2c 및 도 2d는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널의 확대된 단면도이다.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널의 결함검사장치의 블록도이다.
도 3b 및 도 3c는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널의 결함검사장치의 사시도이다
도 3d는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널의 결함검사장치의 측면도이다.
도 3e는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널의 스캐닝 동작을 나타낸 도면이다.
도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널의 결함검사방법을 도시한 흐름도이다.
도 4b는 기 등록된 결함패턴과 새롭게 검출된 결함패턴을 비교 도시한 도면이다.
도 5a는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널의 결함검사장치의 블록도이다.
도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널의 결함검사장치의 측면도이다.
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널의 단면도이다.
도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널의 평면도이다.
도 2c 및 도 2d는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널의 확대된 단면도이다.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널의 결함검사장치의 블록도이다.
도 3b 및 도 3c는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널의 결함검사장치의 사시도이다
도 3d는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널의 결함검사장치의 측면도이다.
도 3e는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널의 스캐닝 동작을 나타낸 도면이다.
도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널의 결함검사방법을 도시한 흐름도이다.
도 4b는 기 등록된 결함패턴과 새롭게 검출된 결함패턴을 비교 도시한 도면이다.
도 5a는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널의 결함검사장치의 블록도이다.
도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널의 결함검사장치의 측면도이다.
본 명세서에서, 어떤 구성요소(또는 영역, 층, 부분 등)가 다른 구성요소 "상에 있다", "연결된다", 또는 "결합된다"고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 배치/연결/결합될 수 있거나 또는 그들 사이에 제3의 구성요소가 배치될 수도 있다는 것을 의미한다.
동일한 도면부호는 동일한 구성요소를 지칭한다. 또한, 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께, 비율, 및 치수는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. "및/또는"은 연관된 구성들이 정의할 수 있는 하나 이상의 조합을 모두 포함한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
또한, "아래에", "하측에", "위에", "상측에" 등의 용어는 도면에 도시된 구성들의 연관관계를 설명하기 위해 사용된다. 상기 용어들은 상대적인 개념으로, 도면에 표시된 방향을 기준으로 설명된다.
"포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널(DP)의 사시도이다. 도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널(DP)의 단면도이다. 도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널(DP)의 평면도이다. 도 2c 및 도 2d는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널(DP)의 확대된 단면도이다.
도 1에 도시된 것과 같이, 표시패널(DP)는 표시면(DP-IS)을 통해 이미지를 표시할 수 있다. 표시면(DP-IS)은 제1 방향축(DR1) 및 제2 방향축(DR2)이 정의하는 면과 평행한다. 표시면(DP-IS)의 법선 방향, 즉 표시패널(DP)의 두께 방향은 제3 방향축(DR3)이 지시한다. 이하에서 설명되는 각 부재들의 전면(또는 상면)과 배면(또는 하면)은 제3 방향축(DR3)에 의해 구분된다. 그러나, 본 실시예에서 도시된 제1 내지 제3 방향축들(DR1, DR2, DR3)은 예시에 불과하다. 이하, 제1 내지 제3 방향들은 제1 내지 제3 방향축들(DR1, DR2, DR3) 각각 이 지시하는 방향으로써 정의되고, 동일한 도면 부호를 참조한다.
표시면(DP-IS)은 이미지의 표시 여부에 따라 서로 다른 영역으로 구분될 수 있다. 표시면(DP-IS)은 이미지가 표시되는 표시영역(DP-DA) 및 표시영역(DP-DA)에 인접한 비표시영역(DP-NDA)을 포함할 수 있다.
표시영역(DP-DA)에는 화소(PX)가 배치된다. 비표시영역(DP-NDA)은 표시영역(DP-DA)을 에워쌀 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않고, 표시영역(DP-DA)의 형상과 비표시영역(DP-NDA)의 형상은 상대적으로 디자인될 수 있다. 예컨대, 제1 방향(DR1)에서 마주하는 영역에만 비표시영역(DP-NDA)이 배치될 수 있다.
본 실시예에 따른 표시패널(DP)는 플렉서플 표시패널일 수 있다. 그러나 이에 제한되지 않고, 본 발명에 따른 표시패널(DP)는 리지드 표시패널일 수 있다.
도 2a에 도시된 것과 같이, 표시패널(DP)은 베이스층(BL), 베이스층(BL) 상에 배치된 회로 소자층(DP-CL), 회로 소자층(DP-CL) 상에 배치된 표시 소자층(DP-OLED), 표시 소자층(DP-OLED) 상에 배치된 절연층(TFL, 이하 상부 절연층으로 정의됨)을 포함한다. 본 실시예에서 표시패널(DP)은 터치감지유닛(TS)을 더 포함한다.
베이스층(BL)은 합성수지 필름을 포함할 수 있다. 표시패널(DP)의 제조시에 이용되는 작업기판 상에 합성수지층을 형성한다. 이후 합성수지층 상에 도전층 및 절연층 등을 형성한다. 작업기판이 제거되면 합성수지층은 베이스층(BL)에 대응한다. 합성수지층은 폴리이미드계 수지층일 수 있고, 그 재료는 특별히 제한되지 않는다. 그밖에 베이스층(BL)은 유리 기판, 금속 기판, 또는 유/무기 복합재료 기판 등을 포함할 수 있다.
회로 소자층(DP-CL)은 적어도 하나의 절연층과 회로 소자를 포함한다. 이하, 회로 소자층(DP-CL)에 포함된 절연층은 중간 절연층으로 지칭된다. 중간 절연층은 적어도 하나의 중간 무기막 및/또는 적어도 하나의 중간 유기막을 포함한다. 회로 소자는 신호라인, 화소의 구동회로 등을 포함한다. 코팅, 증착 등에 의한 절연층, 반도체층 및 도전층 형성공정과 포토리소그래피 공정에 의한 절연층, 반도체층 및 도전층층의 패터닝 공정을 통해 회로 소자층(DP-CL)이 형성될 수 있다.
표시 소자층(DP-OLED)은 발광소자를 포함한다. 표시 소자층(DP-OLED)은 발광소자로써 유기발광 다이오드들을 포함할 수 있다. 표시 소자층(DP-OLED)은 화소 정의막을, 예컨대 유기물질을 포함, 포함한다.
상부 절연층(TFL)은 후술하는 것과 같이 회로 소자층(DP-CL)을 밀봉하는 박막 봉지층을 포함할 수 있다. 상부 절연층(TFL)은 캡핑층, 반사방지층, 굴절률 조절층 등과 같은 기능성층들을 더 포함할 수 있다.
터치감지유닛(TS)은 외부입력의 좌표정보를 획득한다. 터치감지유닛(TS)은 유기발광 표시패널(DP), 특히 상부 절연층(TFL), 상에 직접 배치된다. 본 명세서에서 "직접 배치된다"는 것은 별도의 접착층을 이용하여 부착하는 것을 제외하며, 연속공정에 의해 형성된 것을 의미한다.
터치감지유닛(TS)은 다층구조를 가질 수 있다. 터치감지유닛(TS)은 단층 또는 다층의 도전층을 포함할 수 있다. 터치감지유닛(TS)은 단층 또는 다층의 절연층을 포함할 수 있다.
터치감지유닛(TS)은 예컨대, 정전용량 방식으로 외부입력을 감지할 수 있다. 본 발명에서 터치감지유닛(TS)의 동작방식은 특별히 제한되지 않고, 본 발명의 일 실시예에서 터치감지유닛(TS)은 전자기 유도방식 또는 압력 감지방식으로 외부입력을 감지할 수도 있다.
도 2b에 도시된 것과 같이, 표시패널(DP)은 구동회로(GDC), 복수 개의 신호라인들(SGL, 이하 신호라인들) 및 복수 개의 화소들(PX)을 포함할 수 있다. 도 2b에서 터치감지유닛(TS)의 구성들은 미도시되었다.
화소들(PX)은 표시영역(DP-DA)에 배치된다. 화소들(PX) 각각은 발광소자와 그에 연결된 화소 구동회로를 포함한다. 구동회로(GDC), 신호라인들(SGL), 및 화소 구동회로는 도 2a에 도시된 회로 소자층(DP-CL)에 포함될 수 있다.
구동회로(GDC)는 주사 구동회로를 포함할 수 있다. 주사 구동회로는 복수 개의 주사 신호들(이하, 주사 신호들)을 생성하고, 주사 신호들을 후술하는 복수 개의 주사 라인들(GL, 이하 주사 라인들)에 순차적으로 출력한다. 주사 구동회로는 화소들(PX)의 구동회로에 또 다른 제어 신호를 더 출력할 수 있다.
주사 구동회로는 화소들(PX)의 구동회로와 동일한 공정, 예컨대 LTPS(Low Temperature Polycrystaline Silicon) 공정 또는 LTPO(Low Temperature Polycrystalline Oxide) 공정을 통해 형성된 복수 개의 박막 트랜지스터들을 포함할 수 있다.
신호라인들(SGL)은 주사 라인들(GL), 데이터 라인들(DL), 전원 라인(PL), 및 제어신호 라인(CSL)을 포함한다. 주사 라인들(GL)은 화소들(PX) 중 대응하는 화소(PX)에 각각 연결되고, 데이터 라인들(DL)은 화소들(PX) 중 대응하는 화소(PX)에 각각 연결된다. 전원 라인(PL)은 화소들(PX)에 연결된다. 제어신호 라인(CSL)은 주사 구동회로에 제어신호들을 제공할 수 있다.
신호라인들(SGL)은 미도시된 회로기판과 연결될 수 있다. 회로기판에 실장된 집적 칩 형태의 타이밍 제어회로와 연결될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서 이러한 집적 칩은 비표시영역(DP-NDA)에 배치되어 신호라인들(SGL)과 연결될 수도 있다.
표시패널(DP)은 비표시영역(DP-NDA)에 배치된 댐부(DMP)를 포함할 수 있다. 댐부(DMP)는 표시영역(DP-DA)의 테두리를 따라 연장될 수 있다. 댐부(DMP)는 표시영역(DP-DA)을 에워싸을 수 있다.
표시패널(DP)은 뱅크(BNP)를 포함할 수 있다. 뱅크(BNP)는 비표시영역(DP-NDA)의 일측 영역에 배치되고, 댐부(DMP)의 외측에 배치된다. 뱅크(BNP)는 댐부(DMP)의 일부분과 나란할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서 댐부(DMP)와 뱅크(BNP) 중 적어도 어느 하나는 생략될 수 있다.
비표시영역(DP-NDA)의 너비는 약 500㎛ 내지 약 1500㎛ 일 수 있다. 표시영역(DP-DA)의 좌측과 우측 각각에서 제2 방향(DR)을 따라 측정된 너비일 수 있다. 댐부(DMP) 및 뱅크(BNP)의 너비는 비표시영역(DP-NDA)의 엣지로부터 이격되어 배치된다. 댐부(DMP)는 비표시영역(DP-NDA)의 너비의 20% 내지 60%에 해당하는 영역에 배치된다.
댐부(DMP) 및 뱅크(BNP)의 너비는 비표시영역(DP-NDA)의 너비보다 작은 약 30㎛ 내지 200㎛ 일 수 있다. 도 2b에서 1개의 댐부(DMP) 및 뱅크(BNP)를 도시하였으나, 댐부(DMP) 및 뱅크(BNP)는 복수개 배치될 수 있다.
평면상에서 4개의 직선영역들을 포함하는 폐라인 형상의 댐부(DMP)를 예시적으로 도시하였다. 이에 제한되지 않고, 댐부(DMP)는 표시영역(DP-DA)의 형상에 따라 변경될 수 있다. 댐부(DMP)는 적어도 하나의 직선영역의 포함하면 충분하다.
도 2c 및 도 2d에 도시된 것과 같이, 회로 소자층(DP-CL)은 무기막인 버퍼막(BFL), 제1 중간 무기막(10) 및 제2 중간 무기막(20)을 포함하고, 유기막인 중간 유기막(30)을 포함할 수 있다. 도 2c에는 구동 트랜지스터(T-D)를 예시적으로 도시되었다.
표시 소자층(DP-OLED)은 발광소자를 포함한다. 표시 소자층(DP-OLED)은 발광소자로써 유기발광 다이오드들(OLED)을 포함할 수 있다. 표시 소자층(DP-OLED)은 화소 정의막(PDL)을 포함한다. 예컨대, 화소 정의막(PDL)은 유기층일 수 있다
유기발광 다이오드들(OLED)의 캐소드 상에 상부 절연층(TFL)이 배치된다. 제1 무기막(IOL1), 유기막(OL), 제2 무기막(IOL2)을 포함하는 박막 봉지층을 예시적으로 도시하였다.
제2 무기막(IOL2) 상에 터치감지유닛(TS)이 배치된다. 2층의 절연층과 2층의 도전층을 포함하는 터치감지유닛(TS)을 예시적으로 도시하였다. 제2 무기막(IOL2) 상에 제1 도전층의 제1 도전패턴(CP1)이 배치된다. 제1 도전패턴(CP1)은 브릿지에 해당할 수 있다. 제2 무기막(IOL2) 상에 도전패턴(CP1)을 커버하는 제1 터치 절연층(TS-IL1)이 배치된다. 제1 터치 절연층(TS-IL1) 상에 제2 도전패턴들(SP1, CP1, SL)이 배치된다. 제2 도전패턴들(SP1, CP1, SL)은 터치전극, 신호라인, 브릿지를 포함할 수 있다. 제1 터치 절연층(TS-IL1) 상에 제2 도전패턴들(SP1, CP1, SL)을 커버하는 제2 터치 절연층(TS-IL2)이 배치된다. 제1 터치 절연층(TS-IL1)과 제2 터치 절연층(TS-IL2) 중 어느 하나는 무기막일 수 있다.
전원 전압을 제공하는 전원전극(PWE)은 중간 유기층(30) 상에 배치된 연결전극(E-CNT)을 통해서 캐소드에 연결될 수 있다. 연결전극(E-CNT)은 애노드와 동일한 공정을 통해 형성될 수 이다.
도 2c 및 도 2d에 도시된 것과 같이, 댐부(DMP)는 복층 구조를 가질 수 있다. 하측부분(DM1)은 중간 유기막(30)과 동시에 형성될 수 있고, 상측부분(DM2)은 화소정의막(PDL)과 동시에 형성될 수 있다. 댐부(DMP)는 봉지 유기막(OL)을 형성하는 과정에서 액상의 유기물질이 중간 무기막들(10, 20)의 외측으로 펼쳐지는 것을 방지한다. 봉지 유기막(OL)은 액상의 유기물질은 잉크젯 방식으로 제1 봉지 무기막(IOL1) 상에 형성할 수 있는데, 이때, 댐부(DMP)는 액상의 유기물질이 배치되는 영역의 경계를 설정한다.
뱅크(BNP)는 복층 구조를 가질 수 있다. 하측부분(BN1)은 중간 유기막(30)과 동시에 형성될 수 있고, 상측부분(BN2)은 화소정의막(PDL)과 동시에 형성될 수 있다. 상측부분(BN2)은 단차진 형상을 가지며, 일체로 형성된 제1 부분(BN2-1)과 제2 부분(BN2-2)을 포함한다. 뱅크(BNP)는 제2 부분(BN2-2)의 높이만큼 댐부(DMP)보다 높다. 뱅크(BNP)는 봉지 무기막들(IOL1, IOL2)의 형성과정에서 이용되는 마스크를 지지할 수 있다.
댐부(DMP) 및 뱅크(BNP)의 적층 구조는 변형될 수 있다. 댐부(DMP)는 유기막/무기막/유기막 적층구조를 가질 수도 잇다.
제1 봉지 무기막(IOL1) 및 제2 봉지 무기막(IOL2)은 댐부(DMP)에 중첩한다. 제1 봉지 무기막(IOL1) 및 제2 봉지 무기막(IOL2)은 뱅크(BNP)에도 중첩한다. 무기막인 제1 터치 절연층(TS-IL1)도 댐부(DMP) 및 뱅크(BNP)에 중첩한다.
복수개의 셀영역들을 포함하는 작업패널(미도시)로부터 도 2a 내지 도 2d를 참조하여 설명한 표시패널(DP)을 분리하는 과정에서 댐부(DMP) 및 뱅크(BNP)에 크랙이 발생할 수 있다. 해당 크랙은 댐부(DMP) 및 뱅크(BNP)에 중첩하는 무기막에서 발생할 수도 있다.
크랙이 발생하면 수분들이 침투하여 표시패널(DP)에 불량을 발생시킬 수 있다. 따라서 분리된 표시패널(DP)은 댐부(DMP) 또는 뱅크(BNP)의 결함을 검출하는 검사공정이 진행된다. 이하에서 검사공정을 수행하는 결함검사장치에 대해 상세히 설명한다.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널의 결함검사장치(100)의 블록도이다. 도 3b 및 도 3c는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널의 결함검사장치(100)의 사시도이다. 도 3d는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널의 결함검사장치(100)의 측면도이다. 도 3e는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널(DP)의 스캐닝 동작을 나타낸 도면이다.
도 3a에 도시된 것과 같이, 결함검사장치(100)는 레이저 가진부(110), 열파 검출부(120), 제어부(130), 표시패널(DP)을 지지하는 테이블(140), 및 구동부(150)를 포함한다.
레이저 가진부(110)는 표시패널(DP)에 연속파 점형 레이저(continuous wave point laser, 이하 점형 레이저)를 가진(excitation)한다. 레이저 가진부(110)는 점형 레이저빔을 발산하는 점형 레이저 출력기(111) 및 출력된 점형 레이저빔의 초점을 제어하는 초점 렌즈(112)를 포함할 수 있다.
레이저 가진부(110)는 표시패널(DP)의 비표시영역(DP-NDA)에 점형 레이저빔을 출력한다. 점형 레이저빔의 크기는 표시패널(DP) 상에서 비표시영역(DP-NDA)의 너비에 대응할 수 있다. 표시패널(DP)에 맺힌 점형 레이저빔(point laser beam)의 상의 형상은 원형이거나 다각형상일 수 있다. 표시패널(DP)에 맺힌 점형 레이저빔(point laser beam)의 상의 지름은 약 150㎛ 내지 약 500㎛ 일 수 있다. 좀더 바람직하게 점형 레이저빔(point laser beam)의 상의 지름은 약 250㎛ 내지 약 350㎛ 일 수 있다. 점형 레이저빔(point laser beam)은 약 150㎛ 내지 약 500㎛의 변을 가질 수 있다. 좀더 바람직하게 점형 레이저빔(point laser beam)의 지름 또는 변의 길이는 약 250㎛ 내지 약 350㎛일 수 있다.
별도로 도시하지 않았으나 연속파 점형 레이저빔(point laser beam)을 변조하는 변조 렌즈를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 연속파 점형 레이저빔을 사각형, 그리드형 등 다양한 형상의 레이저빔으로 변환할 수 있다.
레이저 가진부(110)로부터 출력된 연속파 점형 레이저빔이 표시패널(DP)에 에 가진됨에 따라, 표시패널(DP)로부터 열파(themal wave)가 방사된다.
열파 검출부(120)는 표시패널(DP)로부터 발생된 열파를 측정한다. 열파 검출부(120)는 측정된 열 전파 형상에 근거하여 열전파 이미지를 생성한다. 열파 검출부(120)는 생성한 열전파 이미지를 제어부(130)로 전달한다.
열파 검출부(120)는 열화상 카메라(121)를 포함한다. 열파 검출부(120)는 접사 렌즈(122)를 더 포함할 수 있다. 열화상 카메라(121)는 적외선 측정 카메라일 수 있다.
제어부(130)는 레이저 가진부(110), 열파 검출부(120), 및 구동부(150) 동작을 제어한다. 제어부(130)는 레이저 가진부(110), 열파 검출부(120), 및 구동부(150)에 제어 및 동기 신호를 출력한다. 제어부(130)는 프로세서와 메모리를 포함하며, 컴퓨터 시스템일 수 있다.
제어부(130)는 수신한 열전파 이미지 데이터를 기설정된 자동 이미지 처리 알고리즘을 적용하여 결함 유무를 판별한다. 이때, 제어부(130)는 표시패널(DP)의 표면 및 내부에 발생된 결함 영역에 대한 정보만을 추출하여 이를 시각화한다. 특히, 도 2a 내지 도 2d를 참조하여 설명한 댐부(DMP) 및 뱅크(BNP)의 크랙 정보를 시각화한다. 댐부(DMP) 및 뱅크(BNP)의 표면 크랙과 더불어 내부 크랙까지도 검출할 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 후술한다.
도 3b 내지 도 3d에 도시된 것과 같이, 레이저 가진부(120)와 열파 검출부(130)는 지지체(SP)에 결합될 수 있다. 지지체(SP)는 레이저 가진부(120), 열파 검출부(130)를 표시패널(DP)로부터 이격된 특정한 위치에 고정시킬 수 있다. 레이저 가진부(120)와 열파 검출부(130)는 특정 지점을 타켓팅한다. 구동부(150)는 제어부(130)의 신호에 응답하여 테이블(140)을 이동시킨다.
도 3e에는 점형 레이저빔(PLV)의 스캐닝 경로를 도시하였다. 점형 레이저빔(PLV)은 표시패널(DP)의 엣지를 따라 스캐닝된다. 도 2a 내지 도 2d에 도시된 댐부(DMP) 또는 뱅크(BNP)가 배치된 영역을 스캐닝하면 충분하다.
도 3e에 도시된 점형 레이저빔(PLV)의 스캐닝 경로를 정의하기 위해서 구동부(150)는 테이블(140)을 스캐닝 경로와 반대로 이동시킨다. 스캐닝 경로와 다르게 테이블(140)을 하측에서 상측으로 이동시킨후, 우측에서 좌측으로 이동시킨다. 그 후 상측에서 하측으로 이동시킨후 좌측에서 우측으로 이동시킨다.
구동부(150)는 도 3d에 도시된 것과 같이 회전축(RRA) 및 관절구조로 연결된 프레임들(F1 내지 F3)을 포함할 수 있다. 구동부(150)는 로봇암과 유사한 구조를 가질 수 있다. 구동부(150)는 이에 제한되지 않는다. 구동부(150)는 테이블(140)를 이동시킬 수 있는 또 다른 설비, 예컨대 레일 구조물로 대체될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 지지체(SP)는 고정되고, 테이블(140)이 이동하는 것으로 설명하였으나, 테이블(140)의 평면상 위치가 고정되고, 지지체(SP)가 스캐닝 경로를 따라 이동하면서 표시패널(DP)의 비표시영역(DP-NDA)에 레이저 빔을 조사할 수 도 있다.
도 3c 및 도 3d에 도시된 것과 같이, 테이블(140)에는 그루브(GV)가 정의될 수 있다. 본 실시예에서 그루브(GV)는 표시패널(DP)의 엣지의 4개의 영역들에 대응하게 형성되었다. 그루브(GV)는 제1 방향(DR1)으로 연장된 제1 부분(GV1) 및 제2 부분(GV2), 및 제2 방향(DR2)으로 연장된 제3 부분(GV3) 및 제4 부분(GV4)을 포함할 수 있다. 그루브(GV)는 표시패널(DP)의 점형 레이저빔이 조사되는 영역과 중첩한다. 그루브(GV)는 점형 레이저빔에 의해 형성된 열이 테이블(140)의 특정영역에 축적되는 것을 방지한다. 그에 따라 비표시영역(DP-NDA)의 열 손상을 방지할 수 있다.
그루브(GV)는 표시패널(DP)의 비표시영역(DP-NDA)에 대응하는 형상을 가질 수 있다. 표시패널(DP)의 직선 영역에 대응하도록 그루브(GV)는 적어도 하나의 직선 영역을 포함할 수 있다. 그루브(GV)의 직선 영역은 약 700㎛ 내지 약 1300㎛의 너비를 갖고, 5㎝ 내지 30㎝의 길이를 가질 수 있다. 그루브(GV)의 길이는 특별히 제한되지 않고, 표시패널의 크기에 따라 결정될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 제3 부분(GV3) 및 제4 부분(GV4) 중 어느 하나는 미형성될 수도 있다. 제3 부분(GV3) 및 제4 부분(GV4) 중 어느 하나는 표시패널(DP)의 엣지의 형상에 대응하게 곡선 영역을 포함할 수 있다.
도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널의 결함검사방법을 도시한 흐름도이다. 도 4b는 기 등록된 결함패턴(DP-R)과 새롭게 검출된 결함패턴(DP-I)을 비교 도시한 도면이다. 이하, 도 3a 내지 도 3e에 도시된 결함검사장치(100)를 참고하여 설명한다.
먼저, 표시패널(DP)의 비표시영역(DP-NDA)을 촬영한다(S10). 레이저 가진부(110)는 점형 레이저빔을 비표시영역(DP-NDA)에 조사한다. 레이저 가진부(110)는 비표시영역(DP-NDA)을 연속적으로 스캐닝한다. 열파 검출부(120)는 레이저 가진부(110)에 동기되어 동작한다. 열파 검출부(120)는 점형 레이저빔이 조사된 영역에서 발생하는 열파를 측정한다. 열 전파 현상이 열화상 카메라(121)로부터 열전파 이미지로서 촬영된다(또는 획득).
도 3e에 도시된 것과 같이, 점형 레이저빔이 스캐닝 방향에 따라 순차적으로 가진됨에 따라 복수의 열전파 이미지들은 순차적으로 촬영된다. 순차적으로 촬영된 복수 개의 열전파 이미지들은 제어부(130)에 송신된다. 복수 개의 열전파 이미지들은 비표시영역(DP-NDA)의 일부 영역들에 대응하는 이미지들일 수 있다. 열전파 이미지들과 비표시영역(DP-NDA)의 영역들의 관계는 스캐닝 속도에 의해 결정될 수 있다.
다음, 제어부(130)는 복수 개의 열전파 이미지들을 이미지 처리 수행한다(S20). 댐부(DMP) 및 뱅크(BNP)의 크랙은 빈 공간으로서 간주될 수 있다. 이때, 크랙이 발생된 영역의 열전도율은 다른 정상 영역의 열전도율보다 매우 낮다. 따라서, 점형 레이저 빔이 댐부(DMP) 또는 뱅크(BNP)의 두께 방향으로 전파되면, 크랙 영역의 온도는 다른 정상 영역의 온도보다 훨씬 더 높게 된다. 이러한 열 변화를 검출하여 결함 영역을 추출할 수 있다.
이처럼 결함 영역에서는 정상 영역과는 다른 열 전파 현상이 나타나게 되는데, 이는 제어부(130)에 의해 비정상 열파 이미지로서 추출된다. 종래의 이미지 처리 소프트웨어를 이용하여 비정상 열파 이미지를 추출할 수 있다.
복수 개의 열전파 이미지들 중 열파가 남아있는 영역에 대응하는 열파 이미지로부터 비정상 열파 이미지를 생성한다. 모든 열파 이미지들에서 모든 열파 이미지들의 평균값을 감산하면 손상 영역에 대한 비정상 열파 이미지가 추출 된다.
다음으로, 제어부(130)는 추출된 복수 개의 비정상 열파 이미지들을 비정상 영역 이미지로 압축한다. 제어부(130)는 복수 개의 비정상 열파 이미지들을 누적하여 하나의 비정상 영역 이미지로 압축한다.
다음, 제어부(130)는 비정상 영역 이미지에 대해 잡음 제거 처리를 수행하여 결함 영역을 명확히 표시한다. 잡음 제거 처리는 이진화 처리를 포함할 수 있다.
이진화 처리를 통해서 비정상 영역 이미지는 결함 패턴들과 비결함 영역으로 나뉜다. 이진화 처리된 비정상 영역 이미지는 영상 잡음 제거 필터링를 더 수행할 수도 있다.
제어부(130)는 획득된 비정상 영역 이미지, 즉 결함 패턴들을 이용하여 결함을 판정한다(S30). 도 4b에 도시된 것과 같이, 획득된 비정상 영역 이미지에서 새롭게 검출된 결함패턴(DP-I)을 기 등록된 결함패턴(DP-R)과 비교한다. 메모리에 기 등록된 결함패턴(DP-R)과 새롭게 검출된 결함패턴(DP-I)의 비교인자들, 예컨대 길이, 형상, 선폭 등이 일치하는지 판정한다. 비교인자들의 일치율을 종합적으로 판정하여, 예컨대, 70% 이상 상기 패턴들이 일치하는 것으로 판단되면, 검출된 결함패턴(DP-I)은 크랙과 같은 결함으로 판정한다.
뿐만 아니라 새롭게 검출된 결함패턴(DP-I)은 기 등록된 결함패턴(DP-R)처럼 결함으로써 메모리에 추가 등록된다. 이와 같이 검사자의 판단없이 시스템에 의해 결함을 판단할 수 있고, 등록된 결함패턴을 확장시켜 검사의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
도 5a는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널의 결함검사장치(100)의 블록도이다. 도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널의 결함검사장치(100)의 측면도이다. 이하, 도 1 내지 4b를 참조하여 설명한 구성과 동일한 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
본 실시예에 따르면, 결함검사장치(100)는 흡입펌프(160)를 더 포함한다. 테이블(140)에는 흡입홀(VH)이 정의된다. 흡입홀(VH)은 테이블(140)의 상면(140-U)으로부터 테이블(140)의 하면(140-L)으로 연장된다. 흡입펌프(160)는 흡입홀(VH)을 통해 공기를 흡입하여 표시패널(DP)을 테이블(140)에 고정시킬 수 있다.
복수 개의 흡입홀들(VH)이 일정한 간격으로 형성될 수 있다. 복수 개의 흡입홀들(VH)은 서로 연결될 수 있다. 일 실시예에서 흡입홀들(VH)은 테이블(140)의 측면으로 연장될 수도 있다. 별도로 도시하지 않았으나, 그루브(GV)가 생략될 수도 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술 분야에 통상의 지식을 갖는 자라면, 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
DP: 표시패널
DP-DA: 표시영역
DP-NDA: 비표시영역 100: 결함검사장치
110: 레이저 가진부 120: 열파 검출부
130: 제어부 140: 테이블
150: 구동부 160: 흡입펌프
DP-NDA: 비표시영역 100: 결함검사장치
110: 레이저 가진부 120: 열파 검출부
130: 제어부 140: 테이블
150: 구동부 160: 흡입펌프
Claims (20)
- 화소가 배치된 표시영역 및 상기 표시영역에 인접한 비표시영역을 포함하는 표시패널을 지지하며, 상기 표시패널의 엣지에 대응하는 그루브가 상면에 형성된 테이블;
상기 비표시영역에 점형 레이지빔을 조사하는 레이저 가진부;
상기 비표시영역에서 발생된 열파를 측정하는 열파 검출부;
상기 테이블의 위치를 제어하는 구동부; 및
상기 레이저 가진부, 상기 열파 검출부, 및 상기 구동부의 동작을 제어하는 제어부를 포함하는 표시패널의 결함검사장치. - 제1 항에 있어서,
상기 그루브는 적어도 하나의 직선영역을 포함하고,
상기 직선영역의 길이는 약 5㎝ 내지 약 30㎝ 이며, 상기 직선영역의 너비는 약 700㎛ 내지 약 1300㎛인 표시패널의 결함검사장치. - 제2 항에 있어서,
상기 비표시영역의 너비는 약 500㎛ 내지 약 1500㎛인 표시패널의 결함검사장치. - 제1 항에 있어서,
상기 그루브는 평면상에서 폐라인 형상인 표시패널의 결함검사장치. - 제1 항에 있어서,
상기 레이저 가진부는 상기 점형 레이저빔을 가진하는 레이저 출력기 및 상기 점형 레이저빔의 초점을 제어하는 초점렌즈를 포함하는 표시패널의 결함검사장치. - 제1 항에 있어서,
상기 열파 검출부는 상기 열파를 측정하는 열화상 카메라 및 상기 열화상 카메라의 촬영 거리를 제어하는 접사 렌즈를 포함하는 표시패널의 결함검사장치. - 제1 항에 있어서,
상기 점형 레이저빔의 상기 표시패널에 맺힌 상의 지름 또는 변의 길이는 약 150㎛ 내지 약 500㎛인 표시패널의 결함검사장치. - 제1 항에 있어서,
상기 표시패널의 상기 엣지는 4개의 영역들으로 구성되고, 상기 엣지의 상기 4개의 영역들에 상기 점형 레이지빔에 조사되도록 상기 구동부는 상기 테이블을 이동시키는 표시패널의 결함검사장치. - 제1 항에 있어서,
상기 제어부는 기 등록된 제1 결함패턴들과 상기 측정된 상기 열파에 근거하여 획득된 제2 결함패턴의 일치율을 비교하고,
상기 일치율이 기준값 이상이면 상기 제2 결함패턴을 상기 표시패널의 크랙으로 판단하는 것을 특징으로 하는 표시패널의 결함검사장치. - 제9 항에 있어서,
상기 제어부는 상기 일치율이 기준값 이상으로 판단된 제2 결함패턴을 새로운 제1 결함패턴으로 등록하는 것을 특징으로 하는 표시패널의 결함검사장치. - 제1 항에 있어서,
흡입펌프를 더 포함하고,
상기 테이블에는 상면으로부터 하면 또는 측면으로 연장된 흡입홀이 형성되고,
상기 흡입펌프는 상기 흡입홀을 통해 공기를 흡입하여 상기 표시패널을 상기 테이블에 고정시키는 표시패널의 결함검사장치. - 제11 항에 있어서,
상기 흡입홀은 복수개 제공되고, 상기 복수개의 흡입홀은 균일한 간격으로 배치된 표시패널의 결함검사장치. - 화소가 배치된 표시영역 및 상기 표시영역에 인접한 비표시영역을 포함하는 표시패널을 지지하며, 상면으로부터 하면 또는 측면으로 연장된 흡입홀을 포함하는 테이블;
상기 비표시영역에 점형 레이지빔을 조사하는 레이저 가진부;
상기 비표시영역에서 발생된 열파를 측정하는 열파 검출부;
상기 테이블의 위치를 제어하는 구동부;
상기 흡입홀을 통해 공기를 흡입하여 상기 표시패널을 상기 테이블에 고정하는 흡입펌프; 및
상기 레이저 가진부, 상기 열파 검출부, 상기 구동부, 및 상기 흡입펌프의 동작을 제어하는 제어부를 포함하는 표시패널의 결함검사장치. - 제13 항에 있어서,
상기 레이저 가진부는 상기 점형 레이저빔을 가진하는 레이저 출력기 및 상기 점형 레이저빔의 초점을 제어하는 초점렌즈를 포함하는 표시패널의 결함검사장치. - 제13 항에 있어서,
상기 열파 검출부는 상기 열파를 측정하는 열화상 카메라 및 상기 열화상 카메라의 촬영 거리를 제어하는 접사 렌즈를 포함하는 표시패널의 결함검사장치. - 제13 항에 있어서,
상기 점형 레이저빔의 상기 표시패널에 맺힌 상의 지름 또는 변의 길이는 약 150㎛ 내지 약 500㎛인 표시패널의 결함검사장치. - 제13 항에 있어서,
상기 표시패널의 상기 엣지는 4개의 영역들으로 구성되고, 상기 엣지의 상기 4개의 영역들에 상기 점형 레이지빔에 조사되도록 상기 구동부는 상기 테이블을 이동시키는 표시패널의 결함검사장치. - 제13 항에 있어서,
상기 제어부는 기 등록된 제1 결함패턴들과 상기 측정된 상기 열파에 근거하여 획득된 제2 결함패턴의 일치율을 비교하고,
상기 일치율이 기준값 이상이면 상기 제2 결함패턴을 상기 표시패널의 크랙으로 판단하는 것을 특징으로 하는 표시패널의 결함검사장치. - 제18 항에 있어서,
상기 제어부는 상기 일치율이 기준값 이상으로 판단된 제2 결함패턴을 새로운 제1 결함패턴으로 등록하는 것을 특징으로 하는 표시패널의 결함검사장치. - 제13 항에 있어서,
상기 흡입홀은 복수개 제공되고, 상기 복수개의 흡입홀은 균일한 간격으로 배치된 표시패널의 결함검사장치.
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