KR20210108543A - 디스플레이 장치의 검사 장치 및 디스플레이 장치의 검사 방법 - Google Patents

디스플레이 장치의 검사 장치 및 디스플레이 장치의 검사 방법 Download PDF

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KR20210108543A
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최원희
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삼성디스플레이 주식회사
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Abstract

본 발명은 다양한 시야각으로 발현되는 디스플레이 기판의 불량을 촬상하는 디스플레이 장치의 검사 장치 및 디스플레이 장치의 검사 방법을 위하여, 디스플레이 기판으로부터 전달된 광을 제1방향으로 편광시켜 투과시키는, 제1광제어부; 상기 제1광제어부로부터 전달된 광을 집광하는, 광학부; 및 상기 광학부로부터 전달된 광을 촬상하는, 촬영부;를 포함하는, 디스플레이 장치의 검사 장치를 제공한다.

Description

디스플레이 장치의 검사 장치 및 디스플레이 장치의 검사 방법{Apparatus and method for examining a display device}
본 발명은 디스플레이 장치의 검사 장치 및 디스플레이 장치의 검사 방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는 임의의 시야각으로 발현되는 디스플레이 기판의 불량을 촬상하는 디스플레이 장치의 검사 장치 및 디스플레이 장치의 검사 방법에 관한 것이다.
디스플레이 장치는 데이터를 시각적으로 표시하는 장치이다. 디스플레이 장치는 휴대폰 등과 같은 소형 제품의 디스플레이부로 사용되기도 하고, 텔레비전 등과 같은 대형 제품의 디스플레이부로 사용되기도 한다.
최근 정보 디스플레이에 관한 관심이 고조되고 휴대가 가능한 정보매체를 이용하려는 요구가 높아지면서 기존의 표시장치인 브라운관(Cathode Ray Tube; CRT)을 대체하는 경량 박막형 평판표시장치(Flat Panel Display; FPD)에 대한 연구 및 상업화가 중점적으로 이루어지고 있다. 특히, 이러한 평판표시장치 중 액정표시장치(Liquid Crystal Display; LCD)는 액정의 광학적 이방성을 이용하여 이미지를 표현하는 장치로서, 해상도와 컬러표시 및 화질 등에서 우수하여 노트북이나 데스크탑 모니터 등에 활발하게 적용되고 있다.
액정표시장치는 크게 어레이(array) 기판과 컬러필터(color filter) 기판 및 상기 어레이 기판과 컬러필터 기판 사이에 형성된 액정층(liquid crystal layer)으로 구성된다. 이때, 어레이 기판은 상기 기판 위에 종횡으로 배열되어 화소영역을 정의하는 게이트라인과 데이터라인, 상기 게이트라인과 데이터라인의 교차영역에 형성된 스위칭소자인 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor; TFT), 그리고 상기 화소영역 위에 형성된 화소전극으로 구성된다.
또한, 컬러필터 기판은 색상을 구현하는 서브컬러필터(R, G, B)를 포함한 컬러필터와 상기 서브컬러필터 사이를 구분하고 액정층을 투과하는 광을 차단하는 블랙매트릭스(black matrix), 그리고 상기 액정층에 전압을 인가하는 투명한 공통전극으로 구성된다.
이와 같이 구성된 어레이 기판과 컬러필터 기판은 실런트(sealant)에 의해 합착되어 액정표시패널을 구성하는데, 이때 두 기판의 합착 과정 시 액정의 배열이 틀어지는 등에 의한 불량이 임의의 시야각에서 발현될 수 있다.
이외에도 디스플레이 기판의 휘어짐에 따른 불량이 임의의 시야각에서 발현될 수 있으며, 이러한 임의의 시야각에서 발현되는 불량을 발견하려는 시도가 다양하게 진행되고 있다.
그러나 이러한 종래의 디스플레이 장치의 검사 장치 및 디스플레이 장치의 검사 방법에는, 디스플레이 기판의 불량이 임의의 시야각에서 발현되어 불량을 발견하지 못하는 문제점이 존재하였다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 임의의 시야각으로 발현되는 디스플레이 기판의 불량을 촬상하는 디스플레이 장치의 검사 장치 및 디스플레이 장치의 검사 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 관점에 따르면, 디스플레이 기판으로부터 전달된 광을 제1방향으로 편광시켜 투과시키는, 제1광제어부; 상기 제1광제어부로부터 전달된 광을 집광하는, 광학부; 및 상기 광학부로부터 전달된 광을 촬상하는, 촬영부;를 포함하는, 디스플레이 장치의 검사 장치가 제공된다.
본 실시예에 따르면, 광원; 및 상기 광원으로부터 전달된 광을 상기 제1방향과 교차하는 제2방향으로 편광시켜 투과시키는, 제2광제어부;를 더 포함하고, 상기 제2광제어부로부터 전달된 광은 상기 디스플레이 기판을 통과하며, 상기 디스플레이 기판을 통과한 광은 상기 제1광제어부를 투과할 수 있다.
본 실시예에 따르면, 상기 디스플레이 기판은 액정(liquid crystal)을 포함하며, 상기 촬영부는 상기 액정을 통과한 광을 촬상할 수 있다.
본 실시예에 따르면, 상기 제1방향과 상기 제2방향은 직교할 수 있다.
본 실시예에 따르면, 상기 광학부는, 상기 디스플레이 기판으로부터 전달된 광을 반사시키며, 통과홀이 형성된 제1광학부; 및 상기 제1광학부에서 반사된 광을 상기 제1광학부의 통과홀을 투과하도록 반사시키는 제2광학부;를 포함할 수 있다.
본 실시예에 따르면, 상기 제2광학부는, 상기 제1광학부에서 입사하는 광을 반사시키는 반사부; 및 상기 반사부에서 반사된 광을 굴절시키는 굴절부;를 포함할 수 있다.
본 실시예에 따르면, 상기 제1광학부는 오목거울이며, 상기 제2광학부는 볼록거울일 수 있다.
본 실시예에 따르면, 상기 제1광학부는 반원통의(semi-cylindrical) 형상을 가질 수 있다.
본 실시예에 따르면, 상기 제2광학부에서 반사된 광이 상기 제1광학부의 내면에 도달하는 거리가 동일할 수 있다.
본 실시예에 따르면, 상기 광학부의 중심축으로부터 상기 제1광학부의 외면이 떨어진 거리는 가변할 수 있다.
본 실시예에 따르면, 상기 광학부의 중심축으로부터 떨어진 상기 제1광학부의 외면까지의 거리는 상기 제1광제어부와 인접할수록 멀 수 있다.
본 실시예에 따르면, 상기 광학부는 상기 디스플레이 기판과 적어도 일부 중첩되어 배치될 수 있다.
본 실시예에 따르면, 상기 광학부에서 상기 촬영부로 입사하는 광은 복수개의 시야각을 가질 수 있다.
본 실시예에 따르면, 상기 촬영부는 상기 촬영부로 입사하는 광을 상기 각 시야각별로 구분하여 촬상할 수 있다.
본 실시예에 따르면, 상기 복수개의 시야각은 제1 내지 제n개의 구간으로 나누어지며, 상기 촬영부는 상기 제1 내지 제n개의 구간을 구분하여 촬상할 수 있다.
본 발명의 다른 관점에 따르면, 광원으로부터 전달된 광을 제1방향으로 편광하여 투과시키는 단계; 상기 제1방향으로 편광된 광이 디스플레이 기판을 통과하는 단계; 상기 디스플레이 기판을 통과한 광을 상기 제1방향과 교차하는 제2방향으로 편광하여 투과시키는 단계; 상기 제2방향으로 편광된 광을 집광하는 단계; 및 집광된 광을 촬상하는 단계;를 포함하는, 디스플레이 장치의 검사 방법이 제공된다.
본 실시예에 따르면, 상기 집광된 광을 촬상하는 단계는 복수개의 시야각을 촬상하는 단계일 수 있다.
본 실시예에 따르면, 상기 복수개의 시야각을 촬상하는 단계는 상기 각 시야각별로 구분하여 촬상하는 단계일 수 있다.
본 실시예에 따르면, 상기 복수개의 시야각은 제1 내지 제n개의 구간으로 나누어지며, 상기 복수개의 시야각을 촬상하는 단계는 상기 제1 내지 제n개의 구간을 구분하여 촬상하는 단계일 수 있다.
본 실시예에 따르면, 상기 디스플레이 기판은 액정(liquid crystal)을 포함하고, 상기 복수개의 시야각은 액정의 배치에 따라 달리 형성될 수 있다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점은 이하의 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용, 청구범위 및 도면으로부터 명확해질 것이다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따르면, 임의의 시야각으로 발현되는 디스플레이 기판의 불량을 촬상하는 디스플레이 장치의 검사 장치 및 디스플레이 장치의 검사 방법을 구현할 수 있다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 검사 장치를 개략적으로 도시한 것이다.
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 검사 장치를 개략적으로 도시하는 사시도이다.
도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 검사 장치를 개략적으로 도시하는 정면도이다.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 검사 장치를 개략적으로 도시하는 사시도이다.
도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 검사 장치를 개략적으로 도시하는 정면도이다.
도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 검사 장치 중 광학부를 개략적으로 도시하는 사시도이다.
도 4b는 도 4a의 III-III'선을 따라 취한 단면을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 5a는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 검사 장치 중 광학부를 개략적으로 도시하는 사시도이다.
도 5b는 도 5a의 IV-IV'선을 따라 취한 단면을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 검사 장치의 일부분을 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 검사 장치 중 촬영부를 개략적으로 도시한 것이다.
도 8a 내지 도 8d는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 검사 방법 중 일부에 대해 단계별로 도시한 단면도들이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 검사 장치를 통한 시뮬레이션 결과 및 촬상 결과를 나타낸 표이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다.
이하의 실시예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
이하의 실시예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.
이하의 실시예에서, 막, 영역, 구성 요소 등의 부분이 다른 부분 위에 또는 상에 있다고 할 때, 다른 부분의 바로 위에 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소 등이 개재되어 있는 경우도 포함한다.
도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
어떤 실시예가 달리 구현 가능한 경우에 특정한 공정 순서는 설명되는 순서와 다르게 수행될 수도 있다. 예를 들어, 연속하여 설명되는 두 공정이 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 설명되는 순서와 반대의 순서로 진행될 수 있다.
본 명세서에서 "A 및/또는 B"은 A이거나, B이거나, A와 B인 경우를 나타낸다. 그리고, "A 및 B 중 적어도 하나"는 A이거나, B이거나, A와 B인 경우를 나타낸다.
이하의 실시예에서, 막, 영역, 구성 요소 등이 연결되었다고 할 때, 막, 영역, 구성 요소들이 직접적으로 연결된 경우, 또는/및 막, 영역, 구성요소들 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소들이 개재되어 간접적으로 연결된 경우도 포함한다. 예컨대, 본 명세서에서 막, 영역, 구성 요소 등이 전기적으로 연결되었다고 할 때, 막, 영역, 구성 요소 등이 직접 전기적으로 연결된 경우, 및/또는 그 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소 등이 개재되어 간접적으로 전기적 연결된 경우를 나타낸다.
x축, y축 및 z축은 직교 좌표계 상의 세 축으로 한정되지 않고, 이를 포함하는 넓은 의미로 해석될 수 있다. 예를 들어, x축, y축 및 z축은 서로 직교할 수도 있지만, 서로 직교하지 않는 서로 다른 방향을 지칭할 수도 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 검사 장치를 개략적으로 도시한 것이다.
도 1을 참고하면, 디스플레이 장치의 검사 장치(1)는 광원(10), 제1광제어부(20a), 제2광제어부(20b), 광학부(30) 및 촬영부(40)를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 도 1에 도시된 것처럼, 디스플레이 장치의 검사 장치(1)를 통한 검사 대상인 디스플레이 기판(D)은 제1광제어부(20a)와 제2광제어부(20b) 사이에 배치될 수 있다.
광원(10)은 복수의 파장 대역을 포함하는 백색 광원일 수 있다. 백색 광을 제공하기 위하여, 광원(10)으로서, 예컨대, 냉음극형광램프(cold cathode fluorescence lamp, CCFL) 또는 발광 다이오드(light emitting diode, LED)를 사용할 수 있다.
다른 예로, 광원(10)은 가시광선 영역의 파장을 가지는 백색 광 이외에 적외선 또는 자외선일 수 있다.
제1광제어부(20a) 및 제2광제어부(20b)는 무편광 또는 임의 편광된 전자기파를 원하는 단일 편광상태로 바꿔주는 광학 소자일 수 있다. 일 예로, 제1광제어부(20a) 및 제2광제어부(20b)는 편광판, 편광필름 및 편광필터 등일 수 있다.
도 1에서는 제1광제어부(20a) 및 제2광제어부(20b)를 직사각형으로 도시하고 있으나, 제1광제어부(20a) 및 제2광제어부(20b) 각각의 형상은 원형, 타원형 등의 다각형, 다이아몬드 형상 등 다양하게 변경될 수 있다.
제1광제어부(20a) 및 제2광제어부(20b)는 글라스재 또는 플라스틱을 포함할 수 있다. 제1광제어부(20a) 및 제2광제어부(20b)는 폴리바이닐 알코올(polyvinyl alcohol, PVA), 셀룰로오스 트리아세테이트(triacetyl cellulose, TAC)와 같은 고분자 매질을 포함할 수 있다. 일 예로, 제1광제어부(20a) 및 제2광제어부(20b)는 TAC/PVA/TAC의 다층 구조로 이루어질 수 있다.
광학부(30)는 제1광제어부(20a) 및 제2광제어부(20b)로부터 전달받은 광을 집광할 수 있다. 일 예로, 광학부(30)는 렌즈 및 거울 중 어느 하나일 수 있으며, 렌즈 및 거울 중 어느 하나는 반투과성일 수 있다. 또한, 광학부(30)는 폴리메틸 메타크릴레이트(polymethyl methacrylate, PMMA) 또는 폴리카보네이트(polycarbonate, PC)와 같은 엔지니어링 플라스틱을 포함할 수 있다.
촬영부(40)는 광학부(30)로부터 집광된 광을 전달받아 촬상할 수 있다. 일 예로, 촬영부(40)는 CCD 카메라(charge coupled device camera), CMOS 카메라(complementary metal oxide semiconductor camera), TDI 카메라(time delay integration camera) 등일 수 있다.
한편, 상기와 같은 디스플레이 장치의 검사 장치(1)를 통하여 디스플레이 기판(D)을 검사하는 방법을 살펴보면, 디스플레이 기판(D)을 검사하여 디스플레이 기판(D)의 불량여부를 판단할 수 있다.
광원(10)에서 방출된 광은 제2광제어부(20b)에 전달될 수 있다. 광원(10)에서 방출된 광은 사방팔방으로 진행할 수 있으며, 제2광제어부(20b)에 전달된 광이 제2광제어부(20b)를 통과하게 되면 제2방향(예를 들어, x 방향)으로 편광될 수 있다.
제2광제어부(20b)에 의해 제2방향으로 편광된 광은 디스플레이 기판(D)을 통과할 수 있다. 디스플레이 기판(D)은 정지한 상태일 수 있다. 다른 예로, 디스플레이 기판(D)은 일정한 속력을 가지고 움직일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 디스플레이 기판(D)은 액정(liquid crystal)을 포함할 수 있다. 이 때, 디스플레이 기판(D)에 포함된 액정의 배치에 따라 광이 진행하는 방향이 달라질 수 있다. 이에 대해서는 도 6에서 자세히 서술하고자 한다.
디스플레이 기판(D)을 통과한 광은 제1광제어부(20a)에 전달될 수 있다. 디스플레이 기판(D)을 통과한 광이 제1광제어부(20a)를 통과하게 되면 제2방향과 교차하는 제1방향(예를 들어, y 방향)으로 편광될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 제1광제어부(20a)에 의해 광이 편광되는 방향인 제1방향과 제2광제어부(20b)에 의해 광이 편광되는 방향인 제2방향은 서로 수직일 수 있다. 이러한 경우, 디스플레이 기판(D)에 배치된 액정의 배열이 정상적일 때 광원(10)으로부터 나온 광이 제1광제어부(20a) 및 제2광제어부(20b)를 통과하면서 모두 걸러지게 된다. 다만, 디스플레이 기판(D)에 배치된 액정의 배열에 차이가 나게 되면 제2광제어부(20b)에 의해 제2방향으로 편광된 광의 진행방향이 가변하게 되므로 제1광제어부(20a)를 통과한 광이 존재하게 된다.
제1광제어부(20a)를 통과한 광은 광학부(30)를 지나가면서 모이게 되고, 촬영부(40)에 도달할 수 있다. 광학부(30)를 통해 광이 집광되는 것에 대해서는 도 4a 및 도 4b, 도 5a 및 도 5b에서 자세히 서술하고자 한다.
촬영부(40)는 정지한 상태의 디스플레이 기판(D)의 일부 또는 전면을 촬상할 수 있다. 다른 예로, 촬영부(40)는 일정한 속력을 가지며 움직이는 디스플레이 기판(D)의 일부를 촬상할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 광학부(30)에서 촬영부(40)로 입사하는 광은 복수개의 시야각을 가질 수 있다. 또한, 촬영부(40)는 촬영부(40)로 입사하는 광을 각 시야각별로 구분하여 촬상하거나 제1 내지 제n개의 구간으로 나누어지는 복수개의 시야각을 각 구간별로 구분하여 촬상할 수 있다. 이에 대해서는 도 8a 내지 도 8d에서 자세히 서술하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 검사 장치(1)에 의하면, 디스플레이 기판(D)이 액정을 포함하는 경우, 액정의 배치가 기설정된 값과 다르게 틀어져 불량인 곳은 임의의 시야각을 가진 광이 제1광제어부(20a) 및 제2광제어부(20b)에 의해 걸러지지 않고 진행할 수 있다. 제1광제어부(20a) 및 제2광제어부(20b)를 통과한 임의의 시야각을 가진 광이 광학부(30)에 의해 집광되며, 촬영부(40)에 입사할 수 있다. 촬영부(40)는 촬영부(40)에 입사된 광을 촬상하며, 촬상된 사진을 통해 불량의 위치를 알 수 있다.
또한, 촬영부(40)는 입사하는 광을 각 시야각별로 구분하여 촬상할 수 있으므로 임의의 시야각에서만 발현되는 디스플레이 기판(D)의 불량을 발견할 수 있다.
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 검사 장치를 개략적으로 도시하는 사시도이며, 도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 검사 장치를 개략적으로 도시하는 정면도이다. 구체적으로, 도 2b는 도 2a에 도시된 디스플레이 장치의 검사 장치를 I 방향에서 본 정면도이다. 도 2a 및 도 2b에 있어서, 도 1과 동일한 참조부호는 동일 부재를 일컫는 바 이하 중복설명은 생략한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 검사 장치(1)는 광원(10), 제1광제어부(20a), 제2광제어부(20b), 광학부(30), 초점조절부(40') 및 촬영부(40)를 포함할 수 있다.
초점조절부(40')는 촬영부(40)에서 촬상시 초점을 조절하여 촬영부(40)에 의해 촬상된 이미지의 선명도를 조절할 수 있다.
도면에는 도시되지 않았으나, 제1광제어부(20a), 제2광제어부(20b) 및 광학부(30)는 광원(10)으로부터 전달된 광이 투과할 수 있는 투명 재질의 지지대로 고정될 수 있다. 초점조절부(40') 및 촬영부(40)는 촬영부(40)의 상면 또는 측면에 지지대가 연결되어 고정될 수 있다.
도 2a를 참조하면, 광원(10)은 제1광제어부(20a), 제2광제어부(20b) 및 디스플레이 기판(D)과 일부 중첩되어 배치될 수 있다. 도 2a에서는 광원(10)의 x 방향으로의 폭이 디스플레이 기판(D)의 x 방향으로의 폭보다 좁은 것으로 도시하나, 이와 다르게 광원(10)의 면적이 디스플레이 기판(D)의 면적보다 크게 형성되어 배치될 수 있다.
제1광제어부(20a) 및 제2광제어부(20b)는 도 2a에 도시된 중심축(A)을 기준으로 반시계 방향이나 시계방향으로 회전할 수 있다. 이를 통해, 제1광제어부(20a)가 광을 편광시키는 제1방향 및 제2광제어부(20b)가 광을 편광시키는 제2방향을 조절할 수 있다. 일 예로, 제1방향과 제2방향이 직교하도록 조절할 수 있다.
또한, 디스플레이 기판(D)이 액정을 포함하는 경우 액정이 배치되는 각도가 디스플레이 기판(D) 마다 상이할 수 있으므로, 제1광제어부(20a) 및 제2광제어부(20b)를 회전하여 액정의 각도에 맞게 설정할 수 있다.
도 2b를 참고하면, 제1광제어부(20a) 상에 배치된 광학부(30)는 제1광학부(100) 및 제2광학부(200)를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 광학부(30)의 중심축(A)으로부터 제1광학부(100)의 외면이 떨어진 거리는 가변할 수 있다.
도 2b에 도시된 것처럼, 일 예로, 광학부(30)의 중심축(A)으로부터 떨어진 제1광학부(100)의 외면까지의 거리는 제1광제어부(20a)와 인접할수록 멀 수 있다. 즉, 촬영부(40)와 인접한 광학부(30)의 중심축(A)으로부터 떨어진 제1광학부(100)의 외면까지의 제1거리(d1)는 제1광제어부(20a)와 인접한 광학부(30)의 중심축(A)으로부터 떨어진 제1광학부(100)의 외면까지의 제2거리(d2)보다 가까울 수 있다.
도 2b에서는 제1광학부(100)의 형상이 원뿔형으로 도시하고 있으나, 제1광학부(100)의 형상은 다각형들을 면으로 가지는 다면체 등 다양하게 변경될 수 있다. 일 예로, 제1광학부(100)는 제1광제어부(20a)와 인접한 면이 빈 육면체일 수 있다.
광학부(30)의 제2광학부(200)는 렌즈 및 거울 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있으며, 일 예로는 도 4a 및 도 4b, 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 도 2b에 도시된 것처럼 디스플레이 장치의 검사 장치(1)는 디스플레이 기판(D)이 정지한 상태에서 디스플레이 기판(D)의 일부 또는 전부를 촬영부(40)를 통해 촬상하여 불량여부를 검사할 수 있다. 일 예로, 촬영부(40)는 CCD 카메라, CMOS 카메라 등일 수 있다.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 검사 장치를 개략적으로 도시하는 사시도이며, 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 검사 장치를 개략적으로 도시하는 정면도이다. 구체적으로, 도 3b는 도 3a에 도시된 디스플레이 장치의 검사 장치를 I 방향에서 본 정면도이다. 도 3a 및 도 3b에 있어서, 도 1과 동일한 참조부호는 동일 부재를 일컫는 바 이하 중복설명은 생략한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 검사 장치(1)는 광원(10), 제1광제어부(20a), 제2광제어부(20b), 광학부(30), 초점조절부(40') 및 촬영부(40)를 포함할 수 있다.
초점조절부(40')는 촬영부(40)에서 촬상시 초점을 조절하여 촬영부(40)에 의해 촬상된 이미지의 선명도를 조절할 수 있다.
도면에는 도시되지 않았으나, 제1광제어부(20a), 제2광제어부(20b) 및 광학부(30)는 광원(10)으로부터 전달된 광이 투과할 수 있는 투명 재질의 지지대로 고정될 수 있다. 초점조절부(40') 및 촬영부(40)는 촬영부(40)의 상면 또는 측면에 지지대가 연결되어 고정될 수 있다.
도 3a를 참조하면, 광원(10)은 제1광제어부(20a), 제2광제어부(20b) 및 디스플레이 기판(D)과 일부 중첩되어 배치될 수 있다. 도 3a에서는 광원(10)의 x 방향으로의 폭이 디스플레이 기판(D)의 x 방향으로의 폭보다 좁은 것으로 도시하나, 이와 다르게 광원(10)의 면적이 디스플레이 기판(D)의 면적보다 크게 형성되어 배치될 수 있다.
제1광제어부(20a) 및 제2광제어부(20b)는 도 3a에 도시된 중심축(A)을 기준으로 반시계 방향이나 시계방향으로 회전할 수 있다. 이를 통해, 제1광제어부(20a)가 광을 편광시키는 제1방향 및 제2광제어부(20b)가 광을 편광시키는 제2방향을 조절할 수 있다. 일 예로, 제1방향과 제2방향이 직교하도록 조절할 수 있다.
또한, 디스플레이 기판(D)이 액정을 포함하는 경우 액정이 배치되는 각도가 디스플레이 기판(D) 마다 상이할 수 있으므로, 제1광제어부(20a) 및 제2광제어부(20b)를 회전하여 액정의 각도에 맞게 설정할 수 있다.
도 3b를 참고하면, 제1광제어부(20a) 상에 배치된 광학부(30)는 제1광학부(100) 및 제2광학부(200)를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 제1광학부(100)는 반원통의(semi-cylindrical) 형상을 가질 수 있다.
도 3b에 도시된 것처럼, 제1광제어부(20a)에 인접한 광학부(30)의 일면 중 광학부(30)의 중심축(A)을 지나는 중점으로부터 제1광학부(100)의 내면에 도달하는 거리(d3)는 일정할 수 있다.
도 3b에서는 제1광학부(100)을 반원통의 형상으로 도시하고 있으나, 제1광학부(100)의 형상은 다각형들을 면으로 가지는 다면체 등 다양하게 변경될 수 있다.
광학부(30)의 제2광학부(200)는 렌즈 및 거울 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있으며, 일 예로는 도 4a 및 도 4b, 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 디스플레이 장치의 검사 장치(1)는 디스플레이 기판(D)이 x 방향으로 일정한 속도로 움직이는 상태에서 디스플레이 기판(D)의 일부를 촬영부(40)를 통해 촬상하여 불량여부를 검사할 수 있다. 일 예로, 촬영부(40)는 TDI 카메라일 수 있다.
디스플레이 기판(D)을 움직이면서 디스플레이 장치의 검사 장치(1)를 통해 디스플레이 기판(D)을 검사하는 경우, 디스플레이 기판(D)의 크기는 제한적이지 않게 되므로 대면적 디스플레이 기판인 경우에도 디스플레이 장치의 검사 장치(1)를 통한 검사가 가능하다.
도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 검사 장치 중 광학부를 개략적으로 도시하는 사시도이며, 도 4b는 도 4a의 III-III'선을 따라 취한 단면을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 4a 및 도 4b를 참고하면, 광학부(30)는 제1광학부(100) 및 제2광학부(200)를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 제1광학부(100)는 통과홀(H)을 구비할 수 있으며, 디스플레이 기판(D)으로부터 전달된 광(P)을 반사시킬 수 있다. 제2광학부(200)는 제1광학부(100)에서 반사된 광을 제1광학부(100)의 통과홀(H)을 투과하도록 반사시킬 수 있다.
일 실시예에 있어서, 도 3a에서 도시된 것처럼, 제1광학부(100)가 반원통의 형상을 가지는 경우 제2광학부(200)에서 반사된 광이 제1광학부(100)의 내면에 도달하는 거리(r)는 동일할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 제1광학부(100) 및 제2광학부(200)는 빛을 반사시키는 거울일 수 있다. 일 예로, 제1광학부(100)는 오목거울일 수 있으며 제2광학부(200)는 볼록거울일 수 있다.
도 4b의 일부 영역(AR)에 도시된 제1광학부(100)의 통과홀(H)을 투과한 광은 촬영부(40)에 도달할 수 있다. 촬영부(40)에 전달된 광은 복수개의 시야각을 가질 수 있으며, 촬영부(40)는 복수개의 시야각을 촬상하여 디스플레이 기판(D)의 불량 지점을 특정할 수 있다. 이에 대해서는 도 7, 도 8a 내지 도 8d에서 자세히 서술하고자 한다.
도 5a는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 검사 장치 중 광학부를 개략적으로 도시하는 사시도이며, 도 5b는 도 5a의 IV-IV'선을 따라 취한 단면을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 5a 및 도 5b를 참고하면, 광학부(30)는 제1광학부(100) 및 제2광학부(200)를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 제1광학부(100)는 통과홀(H)을 구비할 수 있으며, 디스플레이 기판(D)으로부터 전달된 광(P)을 반사시킬 수 있다. 제2광학부(200)는 제1광학부(100)에서 반사된 광을 제1광학부(100)의 통과홀(H)을 투과하도록 반사시킬 수 있다. 일 예로, 제1광학부(100)는 오목거울일 수 있다.
도 5a 및 도 5b에 도시된 광학부(30)는 도 4a 및 도 4b와 다르게 제2광학부(200)는 제1광학부(100)에서 입사하는 광을 반사시키는 반사부(200a) 및 반사부(200a)에서 반사된 광을 굴절시키는 복수개의 굴절부(200b, 200c, 200d)를 포함할 수 있다.
디스플레이 기판(D)으로부터 전달된 광(P)은 제1광학부(100)의 내면을 통해 반사되며 제1굴절부(200b)를 통해 반사부(200a)로 향할 수 있다. 제1굴절부(200b)를 통해 굴절되어 반사부(200a)로 전달된 광은 반사부(200a)에 의해 반사되어 제2굴절부(200c)로 향할 수 있다. 광은 제2굴절부(200c)를 투과하여 제1광학부(100)의 통과홀(H)을 통과할 수 있도록 굴절되며, 광은 제3굴절부(200d)를 투과하여 평행을 유지하며 제1광학부(100)의 통과홀(H)을 통과할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 반사부(200a)는 반투과성 거울일 수 있으며 복수개의 굴절부(200b, 200c, 200d)는 렌즈일 수 있다.
도 5a 및 도 5b에서는 제2광학부(200)가 하나의 반사부(200a) 및 복수개의 굴절부(200b, 200c, 200d)를 포함하도록 도시하고 있으나, 이는 일 예시에 불과하며 제2광학부(200)는 복수개의 반사부를 포함할 수 있으며, 하나의 굴절부를 포함할 수도 있다.
도 5a 및 도 5b에 도시된 광학부(30)를 통과한 광은 촬영부(40)에 도달할 수 있다. 촬영부(40)에 전달된 광은 복수개의 시야각을 가질 수 있으며, 촬영부(40)는 복수개의 시야각을 촬상하여 디스플레이 기판(D)의 불량 지점을 특정할 수 있다. 이에 대해서는 도 7, 도 8a 내지 도 8d에서 자세히 서술하고자 한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 검사 장치의 일부분을 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 6을 참조하면, 디스플레이 장치의 검사 장치(1) 중 제1광제어부(20a) 및 제2광제어부(20b) 사이에 디스플레이 기판(D)이 배치될 수 있다.
일 예로, 디스플레이 장치의 검사 장치(1)를 통해 검사되는 디스플레이 기판(D)은 액정(LC)을 포함할 수 있으며, 액정(LC)은 컬러필터 등을 포함한 컬러필터 기판인 상부기판(110a)과 박막트랜지스터, 복수의 신호선들 등을 포함한 박막트랜지스터 어레이 기판인 하부기판(110b) 사이에 배치될 수 있다.
광원(10, 도 1 참조)으로부터 나온 광이 제2광제어부(20b)를 통과하여 제2방향(예를 들어, x 방향)으로 편광될 수 있으며, 제2방향으로 편광된 광은 하부기판(110b)을 통과하여 복수의 액정(LC)들이 배치된 층에 도달할 수 있다.
복수의 액정(LC)들은 나란히 배열될 수 있으나, 일부 액정(LC)들은 하부기판(110b)의 표면이 균일하지 않음에 따라 틀어져서 배열될 수 있다. 도 6에서는 하부기판(110b)의 표면이 일부 볼록하도록 도시하고 있으나, 하부기판(110b)의 표면 중 일부는 오목할 수도 있으며, 상부기판(110a)의 표면 중 일부가 오목하거나 볼록하게 형성될 수 있다.
복수의 액정(LC)들 중 가지런하게 배열된 액정(LC)들은 제2광제어부(20b)에 의해 제2방향으로 편광된 광의 진동 방향을 변화시키지 않고 광을 그대로 통과시켜 상부기판(110a)에 도달하게 한다. 상부기판(110a)을 통과하여 제1광제어부(20a)에 도달된 광은 제1방향(예를 들어, y 방향)으로 편광시키는 제1광제어부(20a)를 통과하여 제1방향으로 진동하는 광만 통과하게 된다.
일 실시예에 있어서, 제1방향과 제2방향은 서로 수직일 수 있다. 이러한 경우, 제2광제어부(20b)를 통과하여 제2방향으로 편광된 광은 제1방향으로 편광시키는 제1광제어부(20a)를 통과하지 못하게 된다. 즉, 디스플레이 기판(D)에서 액정(LC)들이 정상적으로 배열된 경우, 제1광제어부(20a)를 통과하는 광은 존재하지 않게 되어 광학부(30, 도 1 참조)에 도달하는 광이 없게 된다.
이와 다르게 상부기판(110a) 및 하부기판(110b) 중 어느 하나의 표면이 달라지는 등으로 인해 복수의 액정(LC)들 중 일부가 틀어진 경우, 제2광제어부(20b)를 통과하여 제2방향으로 편광된 광은 틀어진 일부 액정(LC)들을 통과하면서 편광된 방향이 변경될 수 있다.
틀어진 일부 액정(LC)들에 의해 디스플레이 기판(D)을 통과한 광 중 일부는 편광된 방향이 제2방향과 달라지게 되고, 제2광제어부(20b)를 투과한 광이 액정(LC)들이 정상적으로 배열된 경우를 통과한 경우와 다르게 제1광제어부(20a)를 통과하여 광학부(30)에 도달하는 일부 광이 존재할 수 있다.
즉, 틀어진 일부 액정(LC)들을 통과한 후 광학부(30)에 도달된 광은 제1시야각(θ1) 및 제2시야각(θ2) 등 임의의 시야각들을 가지며 제1방향으로 편광되어 진행할 수 있다. 임의의 시야각들을 가지며 제1방향으로 편광된 광은 광학부(30)에 도달하여 도 4a 및 도 4b, 도 5a 및 도 5b에서 설명한 바와 같이 모여서 평행하게 진행하게 되고, 촬영부(40, 도 1 참조)에 의해 촬상될 수 있다.
도 6에서는 틀어진 액정(LC)들이 배치되는 부분들을 2개로 도시하고 있으나, 이는 일 예시에 불과하며 틀어진 액정(LC)들이 배치되는 부분들이 복수 개로 형성되어 군집을 형성할 수 있다.
또한, 도 6에서는 틀어진 액정(LC)들에 의해서 복수의 시야각들이 형성되는 것으로 도시하나 디스플레이 기판(D)이 휘어짐에 따라 복수의 시야각들이 형성될 수 있으며, 시야각들이 형성되는 원인은 다양할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 디스플레이 기판(D)은 유기발광다이오드(organic light emitting diode, OLED)를 포함할 수 있다. 이러한 경우, 디스플레이 장치의 검사 장치(1)에서 광원(10) 및 제2광제어부(20b)는 생략될 수 있으며, 디스플레이 장치의 검사 장치(1)는 디스플레이 기판(D)이 휘어짐에 따른 시야각 변화 등을 검사할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 검사 장치 중 촬영부를 개략적으로 도시한 것이다. 구체적으로, 도 7은 도 4b 중 일부 영역(AR)과 촬영부(40)를 개략적으로 도시한 것이다.
도 7을 참고하면, 광학부(30)의 통과홀(H)을 투과하여 평행하게 진행하는 광은 촬영부(40)로 입사할 수 있다. 촬영부(40)로 입사하는 광은 복수개의 시야각(θ1, θ2, θ3, θ4, θ5, θ6, θ7, θ8, … , θm-1, θm)을 가질 수 있다.
복수개의 시야각(θ1, θ2, θ3, θ4, θ5, θ6, θ7, θ8, … , θm-1, θm)은 제1 내지 제n개의 구간(SE1, SE2, SE3, SE4, … , SEn-1, SEn)으로 나누어질 수 있다. 일 예로, 도 7에 도시된 것처럼 제1시야각(θ1) 및 제2시야각(θ2)은 제1구간(SE1)에 해당하며, 제3시야각(θ3) 및 제4시야각(θ4)은 제2구간(SE2), 제5시야각(θ5) 및 제6시야각(θ6)은 제3구간(SE3), 제7시야각(θ7) 및 제8시야각(θ8)은 제4구간(SE4), 제m-3시야각(θm-3) 및 제m-2시야각(θm-2)은 제n-1구간(SEn-1), 제m-1시야각(θm-1) 및 제m시야각(θm)은 제n구간(SEn)에 각각 해당할 수 있다.
도 7에서는 각 2개의 시야각들을 하나의 구간으로 나누었으나, 3개의 시야각들을 하나의 구간으로 나눌 수 있으며 3개 이상의 시야각들을 하나의 구간으로 나눌 수 있다. 또한, 복수개의 시야각(θ1, θ2, θ3, θ4, θ5, θ6, θ7, θ8, … , θm-1, θm)은 서로 상이한 각도일 수 있으며, 복수개의 시야각(θ1, θ2, θ3, θ4, θ5, θ6, θ7, θ8, … , θm-1, θm) 중 일부는 서로 동일한 각도일 수 있다.
촬영부(40)는 복수개의 스캔라인(SL1, SL2, SL3, SL4, … , SLx-1, SLx)을 포함할 수 있다. 일 예로, 촬영부(40)는 TDI 카메라일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 촬영부(40)는 촬영부(40)로 입사하는 광을 각 시야각별로 구분하여 촬상할 수 있다. 즉, 촬영부(40)가 포함하는 복수개의 스캔라인(SL1, SL2, SL3, SL4, … , SLx-1, SLx)의 개수는 복수개의 시야각(θ1, θ2, θ3, θ4, θ5, θ6, θ7, θ8, … , θm-1, θm)의 개수와 동일하거나 더 많을 수 있다. 일 예로, 제1스캔라인(SL1)은 제1시야각(θ1)을 촬상하며, 제2스캔라인(SL2)은 제2시야각(θ2)을 촬상할 수 있다.
또한, 일 실시예에 있어서, 도 7에 도시된 것처럼 촬영부(40)는 복수개의 시야각(θ1, θ2, θ3, θ4, θ5, θ6, θ7, θ8, … , θm-1, θm)을 제1 내지 제n개의 구간(SE1, SE2, SE3, SE4, … , SEn-1, SEn)으로 구분하여 촬상할 수 있다. 일 예로, 제1스캔라인(SL1)은 제1시야각(θ1) 및 제2시야각(θ2)을 포함한 제1구간(SE1)을 촬상하며, 제2스캔라인(SL2)은 제3시야각(θ3) 및 제4시야각(θ4)을 포함한 제2구간(SE2)을 촬상할 수 있다.
즉, 촬영부(40)에 포함된 복수개의 스캔라인(SL1, SL2, SL3, SL4, … , SLx-1, SLx)은 서로 다른 복수개의 시야각(θ1, θ2, θ3, θ4, θ5, θ6, θ7, θ8, … , θm-1, θm)을 하나 또는 그 이상으로 구분하여 각각 촬상할 수 있다.
또한, 이와 다르게 복수개의 스캔라인(SL1, SL2, SL3, SL4, … , SLx-1, SLx) 중 일부는 동일한 시야각(θ1, θ2, θ3, θ4, θ5, θ6, θ7, θ8, … , θm-1, θm)을 촬상할 수 있다.
도 8a 내지 도 8d는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 검사 방법 중 일부에 대해 단계별로 도시한 단면도들이다. 도 8a 내지 도 8d에서 광원(10, 도 1 참조), 제1광제어부(20a, 도 1 참조), 제2광제어부(20b, 도 1 참조) 및 광학부(30, 도 1 참조) 등 생략되었다.
도 7에서 상술한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 검사 장치(1) 중 촬영부(40)는 복수개의 스캔라인(SL1, SL2, SL3, SL4, … , SLx-1, SLx)을 포함할 수 있다.
촬영부(40)에 포함된 복수개의 스캔라인(SL1, SL2, SL3, SL4, … , SLx-1, SLx)은 서로 다른 복수개의 시야각(θ1, θ2, θ3, θ4, θ5, θ6, θ7, θ8, … , θm-1, θm)을 하나 또는 그 이상으로 구분하여 각각 촬상할 수 있다.
또한, 이와 다르게 복수개의 스캔라인(SL1, SL2, SL3, SL4, … , SLx-1, SLx) 중 일부는 동일한 시야각(θ1, θ2, θ3, θ4, θ5, θ6, θ7, θ8, … , θm-1, θm)을 촬상할 수 있다.
도 8a 내지 도 8d에서는 설명의 편의를 위해 복수개의 스캔라인(SL1, SL2, SL3, SL4, … , SLx-1, SLx)이 복수개의 시야각(θ1, θ2, θ3, θ4, θ5, θ6, θ7, θ8, … , θm-1, θm)과 일대일로 대응되어 촬상하는 것을 예시로 도시하였다.
도 8a를 참고하면, 검사의 대상인 디스플레이 기판(D)은 이동부(60) 상에 배치될 수 있다. 디스플레이 기판(D) 상에는 촬영부(40)가 배치될 수 있으며, 촬영부(40)는 촬영부(40)를 통해 촬상된 이미지를 해석하는 해석부(50)와 연결될 수 있다.
이동부(60)는 광원(10)으로부터 나온 광이 통과하여 디스플레이 기판(D)에 도달할 수 있는 투명한 재질일 수 있다. 이동부(60) 아래에는 광원(10) 및 제2광제어부(20b)가 배치될 수 있으며, 디스플레이 기판(D)과 촬영부(40) 사이에는 제1광제어부(20a) 및 광학부(30)가 배치될 수 있다.
촬영부(40)는 디스플레이 기판(D)의 일부분을 스캔라인들(SL)을 통해 촬상할 수 있다. 도 8a에 도시된 촬영부(40)가 촬상한 이미지를 살펴보면, 스캔라인들(SL)은 복수개의 시야각(θ1, θ2, θ3, θ4, θ5, θ6, θ7, θ8, … , θm-1, θm)을 각각 디스플레이 기판(D)의 일부 영역에 대해서 촬상할 수 있다. 즉, 디스플레이 기판(D)의 i 영역은 제1시야각(θ1)에 대해서 촬상되며, ii 영역은 제2시야각(θ2), iii 영역은 제3시야각(θ3), iv 영역은 제4시야각(θ4)에 대해서 각각 촬상될 수 있다.
도 8b를 참고하면, 디스플레이 기판(D)은 +x 방향으로 이동하며 촬영부(40)는 디스플레이 기판(D)의 일부분을 스캔라인들(SL)을 통해 두 번째 촬상을 진행할 수 있다. 도 8b에 도시된 촬영부(40)가 촬상한 이미지를 살펴보면, 디스플레이 기판(D)의 ii 영역은 제1시야각(θ1)에 대해서 촬상되며, iii 영역은 제2시야각(θ2), iv 영역은 제3시야각(θ3), v 영역은 제4시야각(θ4)에 대해서 각각 촬상될 수 있다.
도 8b에서는 촬영부(40)가 촬상하는 주기가 디스플레이 기판(D)이 일정 영역을 이동하는 속도와 동일하도록 도시하고 있으나, 촬영부(40)가 촬상하는 주기는 디스플레이 기판(D)이 일정 영역을 이동하는 속도보다 더 짧을 수 있다.
도 8c를 참고하면, 디스플레이 기판(D)은 +x 방향으로 이동하며 촬영부(40)는 디스플레이 기판(D)의 일부분을 스캔라인들(SL)을 통해 세 번째 촬상을 진행할 수 있다. 도 8c에 도시된 촬영부(40)가 촬상한 이미지를 살펴보면, 디스플레이 기판(D)의 iii 영역은 제1시야각(θ1)에 대해서 촬상되며, iv 영역은 제2시야각(θ2), v 영역은 제3시야각(θ3), vi 영역은 제4시야각(θ4)에 대해서 각각 촬상될 수 있다.
도 8a 내지 도 8c에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 검사 장치(1) 중 촬영부(40)는 촬영부(40)에 포함된 복수개의 스캔라인(SL1, SL2, SL3, SL4, … , SLx-1, SLx)을 통해 서로 다른 복수개의 시야각(θ1, θ2, θ3, θ4, θ5, θ6, θ7, θ8, … , θm-1, θm)을 하나 또는 그 이상으로 구분하여 각각 촬상할 수 있다.
도 8d를 참고하면, 촬영부(40)를 통해 촬상된 이미지는 촬영부(40)와 연결된 해석부(50)로 전달될 수 있다. 도 8d에서는 도 8a 내지 도 8c에서 촬상된 3개의 이미지를 도시하고 있으나, 촬영부(40)에서 해석부(50)로 전달된 이미지는 그 이상일 수 있다.
해석부(50)에서는 알고리즘을 통해 복수개의 시야각(θ1, θ2, θ3, θ4, θ5, θ6, θ7, θ8, … , θm-1, θm) 중 어느 하나에 대한 디스플레이 기판(D) 전체의 이미지를 추출할 수 있다.
일 예로, 해석부(50)는 촬영부(40)에서 촬상한 이미지 중 제1시야각(θ1)에 대한 정보가 담겨있는 제1스캔라인(SL1)이 촬상한 이미지를 추출할 수 있다. 즉, 도 8a에서 촬상된 첫 번째 이미지 중 제1시야각(θ1)에 대한 i 영역이 추출되며, 도 8b에서는 두 번째 이미지 중 제1시야각(θ1)에 대한 ii 영역이 추출되고 도 8c에서는 세 번째 이미지 중 제1시야각(θ1)에 대한 iii 영역이 각각 추출될 수 있다.
해석부(50)는 촬영부(40)를 통해 촬상한 복수개의 이미지 중 일부분을 각각 추출하여 하나의 이미지로 형성할 수 있다. 도 8d에 도시된 것처럼 촬영부(40)를 통해 촬상한 복수개의 이미지 중 제1시야각(θ1)에 대한 정보만 추출하여 하나의 이미지로 형성할 수 있다. 즉, 제1시야각(θ1)에 대한 디스플레이 기판(D) 전체의 정보를 하나의 이미지로 형성할 수 있다.
이러한 경우, 복수개의 시야각(θ1, θ2, θ3, θ4, θ5, θ6, θ7, θ8, … , θm-1, θm)에 대해 각각 디스플레이 기판(D) 전체의 정보를 얻을 수 있고, 어떤 시야각에서 불량이 발현되는지 특정할 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 검사 장치를 통한 시뮬레이션 결과 및 촬상 결과를 나타낸 표이다.
도 9를 참고하면, 제1광제어부(20a) 및 제2광제어부(20b)가 배치된 경우와 제1광제어부(20a) 및 제2광제어부(20b)가 배치되지 않은 경우에 각각 광학 설계 도구를 이용한 시뮬레이션 결과 및 디스플레이 기판(D)을 촬상한 이미지를 확인할 수 있다.
먼저, 광학 설계 도구를 이용한 시뮬레이션 결과를 비교하면 제1광제어부(20a) 및 제2광제어부(20b)가 배치되지 않은 경우, 디스플레이 기판(D)의 표면에 존재하는 이물질 등에 의한 불필요한 광들이 함께 추출되는 등 디스플레이 기판(D)에서 불량의 위치를 특정하기에 어려움이 있을 수 있다.
이와 다르게 제1광제어부(20a) 및 제2광제어부(20b)가 배치된 경우, 디스플레이 기판(D)의 표면에 존재하는 이물질 등에 의한 불필요한 광들이 제1광제어부(20a) 및 제2광제어부(20b)에 의해 걸러지게 되므로 디스플레이 기판(D)에서 불량의 위치를 특정할 수 있다.
실제 디스플레이 기판(D)을 촬상한 이미지를 살펴보면, 제1광제어부(20a) 및 제2광제어부(20b)가 배치되지 않은 경우, 불량이 있는 부분과 불량이 없는 부분에 대한 차이가 도출되지 않는다.
이와 다르게 제1광제어부(20a) 및 제2광제어부(20b)가 배치된 경우, B 부분을 참고하면 불량의 위치가 백색점으로 표시되는 것을 알 수 있다. 백색점은 광학 설계 도구를 이용한 시뮬레이션 결과에 대한 복수개의 이미지가 합쳐져서 도출되는 것으로 이해할 수 있다. 이를 통해, 디스플레이 기판(D)에서 불량의 위치를 특정할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 검사 장치(1)는 광원(10), 제1광제어부(20a), 제2광제어부(20b), 광학부(30) 및 촬영부(40)를 포함할 수 있다. 이러한 경우, 디스플레이 기판(D)에 불량이 존재하여 그 불량이 임의의 시야각에서 발현되는 경우 디스플레이 장치의 검사 장치(1)를 통해 디스플레이 기판(D)에서 불량의 위치를 특정할 수 있으며, 어떤 시야각에서 불량이 표현되는지 알아낼 수 있다. 즉, 디스플레이 장치의 검사 장치(1)를 통해 디스플레이 기판(D)의 시야각성 불량을 검사할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
1: 디스플레이 장치의 검사 장치
10: 광원
20a, 20b: 제1광제어부, 제2광제어부
30: 광학부
40: 촬영부
40': 초점조절부
50: 해석부
60: 이동부
100: 제1광학부
200: 제2광학부
D: 디스플레이 기판
LC: 액정
110a, 110b: 상부기판, 하부기판
SL: 스캔라인

Claims (20)

  1. 디스플레이 기판으로부터 전달된 광을 제1방향으로 편광시켜 투과시키는, 제1광제어부;
    상기 제1광제어부로부터 전달된 광을 집광하는, 광학부; 및
    상기 광학부로부터 전달된 광을 촬상하는, 촬영부;를 포함하는, 디스플레이 장치의 검사 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    광원; 및
    상기 광원으로부터 전달된 광을 상기 제1방향과 교차하는 제2방향으로 편광시켜 투과시키는, 제2광제어부;를 더 포함하고,
    상기 제2광제어부로부터 전달된 광은 상기 디스플레이 기판을 통과하며, 상기 디스플레이 기판을 통과한 광은 상기 제1광제어부를 투과하는, 디스플레이 장치의 검사 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 디스플레이 기판은 액정(liquid crystal)을 포함하며, 상기 촬영부는 상기 액정을 통과한 광을 촬상하는, 디스플레이 장치의 검사 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제1방향과 상기 제2방향은 직교하는, 디스플레이 장치의 검사 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 광학부는,
    상기 디스플레이 기판으로부터 전달된 광을 반사시키며, 통과홀이 형성된 제1광학부; 및
    상기 제1광학부에서 반사된 광을 상기 제1광학부의 통과홀을 투과하도록 반사시키는 제2광학부;를 포함하는, 디스플레이 장치의 검사 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제2광학부는,
    상기 제1광학부에서 입사하는 광을 반사시키는 반사부; 및
    상기 반사부에서 반사된 광을 굴절시키는 굴절부;를 포함하는, 디스플레이 장치의 검사 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 제1광학부는 오목거울이며, 상기 제2광학부는 볼록거울인, 디스플레이 장치의 검사 장치.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 제1광학부는 반원통의(semi-cylindrical) 형상을 갖는, 디스플레이 장치의 검사 장치.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 제2광학부에서 반사된 광이 상기 제1광학부의 내면에 도달하는 거리가 동일한, 디스플레이 장치의 검사 장치.
  10. 제5항에 있어서,
    상기 광학부의 중심축으로부터 상기 제1광학부의 외면이 떨어진 거리는 가변하는, 디스플레이 장치의 검사 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 광학부의 중심축으로부터 떨어진 상기 제1광학부의 외면까지의 거리는 상기 제1광제어부와 인접할수록 먼, 디스플레이 장치의 검사 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 광학부는 상기 디스플레이 기판과 적어도 일부 중첩되어 배치되는, 디스플레이 장치의 검사 장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 광학부에서 상기 촬영부로 입사하는 광은 복수개의 시야각을 갖는, 디스플레이 장치의 검사 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 촬영부는 상기 촬영부로 입사하는 광을 상기 각 시야각별로 구분하여 촬상하는, 디스플레이 장치의 검사 장치.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 복수개의 시야각은 제1 내지 제n개의 구간으로 나누어지며,
    상기 촬영부는 상기 제1 내지 제n개의 구간을 구분하여 촬상하는, 디스플레이 장치의 검사 장치.
  16. 광원으로부터 전달된 광을 제1방향으로 편광하여 투과시키는 단계;
    상기 제1방향으로 편광된 광이 디스플레이 기판을 통과하는 단계;
    상기 디스플레이 기판을 통과한 광을 상기 제1방향과 교차하는 제2방향으로 편광하여 투과시키는 단계;
    상기 제2방향으로 편광된 광을 집광하는 단계; 및
    집광된 광을 촬상하는 단계;를 포함하는, 디스플레이 장치의 검사 방법.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 집광된 광을 촬상하는 단계는 복수개의 시야각을 촬상하는 단계인, 디스플레이 장치의 검사 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 복수개의 시야각을 촬상하는 단계는 상기 각 시야각별로 구분하여 촬상하는 단계인, 디스플레이 장치의 검사 방법.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 복수개의 시야각은 제1 내지 제n개의 구간으로 나누어지며,
    상기 복수개의 시야각을 촬상하는 단계는 상기 제1 내지 제n개의 구간을 구분하여 촬상하는 단계인, 디스플레이 장치의 검사 방법.
  20. 제17항에 있어서,
    상기 디스플레이 기판은 액정(liquid crystal)을 포함하고, 상기 복수개의 시야각은 액정의 배치에 따라 달리 형성된, 디스플레이 장치의 검사 방법.
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