KR20210111536A - 디스플레이 패널의 다층 레이어 비전 검사 장치 - Google Patents

디스플레이 패널의 다층 레이어 비전 검사 장치 Download PDF

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휴비오 주식회사
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Abstract

본 발명은, 검사 대상인 디스플레이 패널이 안착되는 안착부, 안착부에 안착된 디스플레이 패널을 향하여 조사광을 조사하며 서로 다른 파장의 조사광을 조사하도록 구성되는 복수의 광 조사부 및 조사광이 조사된 디스플레이를 촬영하여 촬영영상을 획득하도록 구성된 카메라를 포함하는 검사 모듈 및 서로 다른 파장의 조사광 각각에 대한 촬영영상을 처리하도록 구성되는 영상처리부를 포함하며, 복수의 광 조사부는 디스플레이 패널 중 서로 다른 레이어에서 반사 및 산란 중 적어도 하나가 이루어지도록 조사광의 파장이 선택되는 것을 디스플레이 패널의 다층 레이어 비전 검사 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 디스플레이 패널의 다층 레이어 비전 검사 장치는 심부의 레이어와 표면 레이어의 비전 검사를 수행할 수 있어 결함판단의 정확도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

디스플레이 패널의 다층 레이어 비전 검사 장치{APPARATUS OF VISION INSPECTION FOR MULTI-LAYERS OF DISPLAY PANEL}
본 발명은 다층 레이어 구조를 갖는 디스플레이 패널의 비전 검자 장치에 관한 것이다.
디스플레이 패널은 전자기적인 신호를 시각적으로 인식시킬 수 있도록 구성된다. 디스플레이 패널은 정보기술의 발달에 대응하여 고해상도를 구현할 수 있도록 개량되고 있다. 고해상도를 구현하기 위하여 디스플레이 패널을 제조하는데 수행되는 에칭, 증착과 같은 공정이 정밀하게 수행되고 있다.
디스플레이 패널이 제조된 이후 다양한 검사가 수행되며, 이 중 물리적인 결함에 대하여 검사하는 비전 검사(vision inspection)가 포함된다. 디스플레이 패널은 정밀하고 다양한 공정이 수행되어 제조되고 있는 만큼 잘못된 검사 결과에 인해 잘못 폐기되는 물량을 최소화 할 수 있도록 정밀도를 향상시킬 수 있는 기술이 필요하다. 이러한 디스플레이 패널의 비전 검사와 관련하여 대한민국 등록특허 제1263973 호가 개시되어 있다.
그러나, 이러한 종래기술은 디스플레이 패널의 레이어 중 심부의 물리적인 하자를 정밀하게 측정하지 못하는 문제점이 있었다.
대한민국 등록특허 제1263973 호
본 발명은 디스플레이 다층 레이어 중 심부의 물리적인 결함을 확인하여 검사 정밀도를 향상시킬 수 있는 비전 검사 장치를 제공함에 있다.
상기 과제의 해결 수단으로서, 검사 대상인 디스플레이 패널이 안착되는 안착부, 안착부에 안착된 디스플레이 패널을 향하여 조사광을 조사하며 서로 다른 파장의 조사광을 조사하도록 구성되는 복수의 광 조사부 및 조사광이 조사된 디스플레이를 촬영하여 촬영영상을 획득하도록 구성된 카메라를 포함하는 검사 모듈 및 서로 다른 파장의 조사광 각각에 대한 촬영영상을 처리하도록 구성되는 영상처리부를 포함하며, 복수의 광 조사부는 디스플레이 패널 중 서로 다른 레이어에서 반사 및 산란 중 적어도 하나가 이루어지도록 조사광의 파장이 선택되는 것을 디스플레이 패널의 다층 레이어 비전 검사 장치가 제공될 수 있다.
한편, 복수의 광 조사부는, 자외선(UV)을 조사하는 자외선 조사부 및 가시광선을 조사하는 가시광선 조사부를 포함할 수 있다.
한편, 자외선 조사부는 디스플레이 패널에 조사되어 반사된 후의 광축이 카메라의 광축과 동축으로 조사될 수 있도록 배치될 수 있다.
한편, 가시광선 조사부는 카메라의 광축에 경사진 광축으로 조사될 수 있도록 배치될 수 있다.
한편, 자외선은 360 내지 410 nm 내의 파장을 갖도록 선택될 수 있다.
한편, 가시광선은 400 내지 780nm 내의 파장을 갖도록 선택될 수 있다.
한편, 디스플레이 패널은 조사광이 조사되는 방향으로 보호필름 레이어, 편광판 레이어, 패널부 레이어 및 글래스 레이어를 포함하여 구성되며, 영상처리부는, 자외선이 조사되어 획득된 영상과 가시광선이 조사되어 획득된 영상에 기반하여 보호필름 레이어의 편평도 및 편광판 레이어의 편평도를 평가할 수 있도록 구성될 수 있다.
또한, 영상처리부는, 획득된 영상에서 그레이 레벨의 차이를 기반으로 보호필름 레이어의 결함 및 편광판 레이어의 결함을 구분할 수 있다.
한편, 카메라는 라인 카메라로 구성되며, 안착부를 이동시킬 수 있도록 구성되는 안착부 구동부를 더 포함할 수 있다.
한편, 카메라는 에어리어 카메라(area camera)로 구성될 수 있다.
본 발명에 따른 디스플레이 패널의 다층 레이어 비전 검사 장치는 심부의 레이어와 표면 레이어의 비전 검사를 수행할 수 있어 결함판단의 정확도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 일 실시예인 비전검사모듈의 블록도이다.
도 2는 본 발명에 따른 일 실시예인 비전검사장치의 사시도이다.
도 3은 비전 검사 모듈의 개념을 나타낸 개념도이다.
도 4는 디스플레이 패널의 구조를 나타낸 개념도이다.
도 5는 물리적인 결함의 예를 나타낸 개념도이다.
도 6 내지 도 9는 본 발명에 따른 비전 검사장치에 의해 획득된 영상의 개념도이다.
도 10은 본 발명에 따른 비전 검사 모듈의 변형예이다.
도 11은 본 발명에 따른 비전 검사 모듈의 다른 변형예이다.
도 12는 본 발명에 따른 비전 검사 모듈의 또 다른 변형예이다.
이하, 본 발명의 실시 예에 디스플레이 패널의 다층 레이어 비전 검사 장치에 대하여, 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그리고 이하의 실시예의 설명에서 각각의 구성요소의 명칭은 당업계에서 다른 명칭으로 호칭될 수 있다. 그러나 이들의 기능적 유사성 및 동일성이 있다면 변형된 실시예를 채용하더라도 균등한 구성으로 볼 수 있다. 또한 각각의 구성요소에 부가된 부호는 설명의 편의를 위하여 기재된다. 그러나 이들 부호가 기재된 도면상의 도시 내용이 각각의 구성요소를 도면내의 범위로 한정하지 않는다. 마찬가지로 도면상의 구성을 일부 변형한 실시예가 채용되더라도 기능적 유사성 및 동일성이 있다면 균등한 구성으로 볼 수 있다. 또한 당해 기술 분야의 일반적인 기술자 수준에 비추어 보아, 당연히 포함되어야 할 구성요소로 인정되는 경우, 이에 대하여는 설명을 생략한다.
본 발명에 다른 디스플레이 패널(10)의 다층 레이어 비전 검사 장치(100)는 비전 검사 모듈(170)과 이를 구현하기 위하여 구조적으로 구성되는 베이스(110)와 안착부(120) 및 프레임(130)을 포함할 수 있다. 이하에서는 도 1을 참조하여 비전 검사 모듈(170)의 기능에 대하여 설명하며, 차후 도 2를 참조하여 다른 구성요소에 대하여 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명에 따른 일 실시예인 비전 검사 모듈(170)의 블록도이다. 도시된 바와 같이, 비전 검사 모듈(170)은 복수의 광 조사부, 카메라(171) 및 영상처리부(174)를 포함하여 구성될 수 있다.
복수의 광 조사부는 적어도 두 개의 다른 파장의 광을 디스플레이 패널(10)을 향하여 조사하며, 서로 다른 투과 깊이를 갖도록 구성될 수 있다. 즉 디스플레이 패널(10)에 조사된 광이 반사되는 깊이와 산란되는 빛의 양은 파장대별로 다르게 구성되므로 디스플레이 패널(10)의 레이어에 따른 각각 다른 영상을 획득할 수 있도록 구성된다.
복수의 광 조사부는 일예로 자외선 영역 중 어느 하나의 파장을 갖는 광과 가시광선 영역 중 어느 하나의 파장을 갖는 광을 조사하도록 구성될 수 있다. 일 예로 복수의 광 조사부는 자외선 조사부(172)와 가시광선 조사부(173)를 포함하여 구성될 수 있다.
자외선 조사부(172)는 상대적으로 얕은 깊이의 지점에 대한 물리적인 결함을 검출할 수 있도록 조사된다. 자외선 조사부(172)는 디스플레이 패널(10)을 촬영하는 카메라(171)의 광축과 동축으로 자외선을 조사할 수 있도록 구성된다. 여기서 동축이라 함은 자외선 조사부(172)에서 조사되는 광축이 디스플레이 패널(10)에 의해 반사되었을 때의 경로가 카메라(171)의 광축과 실질적으로 동일하게 이루어짐을 뜻한다.
자외선 조사부(172)는 적절한 침투 깊이와 디스플레이 패널(10)에 손상을 야기하지 않는 범위내의 파장을 갖는 자외선을 조사할 수 있도록 구성될 수 있다. 일 예로 자외선 조사부(172)에서 조사되는 자외선은 365 내지 410 nm(UV-A) 의 파장 범위 내에서 선택될 수 있다.
가시광선 조사부(173)는 자외선 조사부(172)보다 상대적으로 깊은 지점의 물리적인 결함을 감지할 수 있도록 광을 조사할 수 있다. 일 예로 자외선 조사부(172)에 의해 검사되는 레이어보다 깊게 위치하는 레이어의 물리적인 결함을 감지하도록 광을 조사할 수 있다. 가시광선 조사부(173)는 카메라(171)의 광축과 경사진 경로의 광축으로 조사될 수 있다. 가시광선 조사부(173)는 400 내지 780 nm 파장 범위 내에서 어느 하나의 파장을 갖는 광이 선택될 수 있다. 한편, 복수개의 가시광선 조사부(173)가 구비되어 가시광선 파장 범위 내에서 서로 다른 파장을 갖는 광이 조사되도록 구성될 수 있다.
카메라(171)는 디스플레이 패널(10)에 대한 영상을 획득할 수 있도록 구성된다. 일 예로 자외선 조사부(172)에 의해 자외선이 조사되었을 때 디스플레이 패널(10)의 영상을 획득하며, 가시광선 조사부(173)에 의해 가시광선이 조사되었을 때 각각 디스플레이 패널(10)으 영상을 획득하도록 구성될 수 있다. 카메라(171)는 자외선 영역이 감도가 높은 센서와 가시광선 영역에 대한 감도가 높은 센서가 구비될 수 있다. 일 예로 자외선 조사부(172)와 가시광선 조사부(173)에서 교차하여 광을 조사하는 경우 카메라(171)는 자외선 조사에 의한 영상과 가시광선 조사에 의한 영상을 교차로 획득할 수 있다. 한편 카메라(171)는 단일 카메라(171)에 대한 예를 들어 설명하였으나, 복수의 카메라(171)가 구비되어 자외선 조사에 의한 영상과 가시광선의 조사에 의한 영상을 각각의 카메라(171)가 획득하도록 구성될 수 있다. 전술한 카메라(171)는 일 예로 선형 영상을 연속적으로 획득할 수 있는 라인 카메라(171)(line camera)로 구성될 수 있으며, 또한 디스플레이 패널(10)의 일정 정역에 대한 영상을 획득하는 에어리어 카메라(171)(area camera)로 구성될 수 있다.
영상처리부(165)는 카메라(171)에 의해 획득된 영상을 처리할 수 있도록 구성된다. 영상처리부(174-?)는 자외선의 조사시 획득되는 영상을 처리하고, 적외선의 조사시 획득되는 영상을 각각 독립적으로 처리하여 영상을 합성할 수 있다. 이후 합성된 두 개의 영상을 비교하여 물리적인 결함을 감지할 수 있도록 구성된다. 영상처리부(165)에서 획득된 영상은 서로 다른 레이어의 물리적인 영상, 일 예로 편평도를 확인할 수 있는 형상이 획득되므로 어느 레이어에서 결함이 발생했는지를 확인할 수 있으며, 어떠한 결함이 발생하였는지를 확인할 수 있게 된다.
도 2는 본 발명에 따른 일 실시예인 비전 검사 장치(100)의 사시도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 비전 검사 장치(100)는 베이스(110), 안착부(120), 비전 검사 모듈(170), 디스플레이부(160) 및 인터페이스 부를 포함하여 구성될 수 있다.
베이스(110)는 다른 구성요소들이 배치될 수 있는 기반이 되며, 전원부, 제어부를 포함한 다양한 구동요소와 제어요소들이 내부에 배치될 수 있다.
안착부(120)는 베이스(110)의 상측에 구비되며, 이송되어 온 디스플레이 패널(10)이 안착되어 임시로 고정될 수 있도록 구성된다. 한편 안착부(120)는 디스플레이 패널(10)을 이송받는 이송위치로부터 검사위치로 이동될 수 있도록 구성된다. 안착부(120)를 이송시키기 위하여 안착부(120) 구동부가 구비될 수 있으며, 안착부(120)를 정해진 경로로 이송시키면서 검사위치를 통과할 수 있도록 구동될 수 있다. 일 예로서, 안착부(120)는 모터, 리니어 액추에이어 또는 컨베이어에 연결되어 직선 구동이 이루어지도록 구성될 수 있다. 다만 이와 같은 안착부(120)의 구성은 일 예일 뿐, 직선 구동시킬 수 있는 다양한 구성으로 변형되어 적용될 수 있다. 일 예로 카메라(171)가 라인 카메라(171)로 구성되고, 카메라(171)는 베이스(110) 상에서 고정되어 있는 위치에서 촬영하며, 안착부(120)가 수평이동하면서 디스플레이 패널(10)이 검사위치를 통과할 수 있도록 작동될 수 있다. 검사가 종료되면 안착부(120)는 디스플레이 패널(10)을 외부로 이송하기 위한 이송위치로 이동될 수 있다.
비전 검사 모듈(170)은 안착부(120)상에 안착된 디스플레이 패널(10)에 대한 비전검사를 수행할 수 있도록 구성된다. 비전 검사 모듈(170)은 베이스(110)의 일측에 구비된 프레임(130)에 구비될 수 있다. 프레임(130)은 일 예로 베이스(110)의 상면에서 상측을 향하여 연장되어 형성되며, 이후 수평방향으로 연장되어 비전 검사 모듈(170)이 설치될 수 있도록 구성된다. 프레임(130)에 구비된 비전 검사 모듈(170)은 프레임(130)상에서 수평의 일 방향으로 이동가능하도록 구성되며, 하측을 향하여 검사광을 조사할 수 있으며, 하측을 바라보면서 영상을 획득할 수 있도록 구성될 수 있다. 한편 전술한 비전 검사 모듈(170)의 카메라(171) 및 광 조사부는 프레임(130)상에 구비될 수 있나, 영상처리부(165)는 프레임(130)과 이격된 위치에 구비될 수 있다. 이와같이 구성된 경우 거치되어 있는 구성을 최소화하여 안정성을 향상시킬 수 있다.
디스플레이부(160)는 영상처리부(165)에 의해 처리된 영상을 확인할 수 있도록 구성되며, 디스플레이 패널(10)에 대한 정보 및 검사에 필요한 정보를 사용자에게 시현할 수 있도록 구성된다. 디스플레이부(160)는 일 예로 프레임(130)의 일측에 연결되는 거치프레임(140)에 구비될 수 있으며, 사용자가 시각적으로 인식하기 용이한 위치에 단독으로 별도 구비될 수도 있다.
인터페이스 부는 사용자가 비전 검사 장치(100)와 상호작용할 수 있도록 구성된다. 일 예로 인터페이스부(150)는 디스플레이부(160)가 거치되는 거치프레임(140)의 일측에 구비될 수 있으며, 제어부 및 영상처리부(165)와 연결되어 사용자가 입력을 수행하도록 구성될 수 있다.
도 3은 비전 검사 모듈(170)의 개념을 나타낸 개념도이다. 비전 검사 모듈(170)은 디스플레이 패널(10)의 일측에서 광을 조사하고 조사된 광에 의한 영상을 획득할 수 있도록 구성된다. 비전 검사 모듈(170)은 일 예로 수평방향으로 안착되어 있는 디스플레이 패널(10)의 상측에서 하측을 바라보면서 영상을 획득할 수 있도록 구성될 수 있다. 영상처리부(165)에서는 획득된 영상에서 그레이 레벨(Gray-level)의 부분별 차이로 결함 위치를 확인할 수 있게 된다.
도 3(a)를 참조하면, 비전 검사 모듈(170)의 일 예로서, 카메라(171)는 연직 하방을 향하여 구비되어 디스플레이 패널(10)이 안착되었을 때 상면측을 바라볼 수 있도록 배치될 수 있다. 자외선 조사부(172)는 수평방향으로 자외선을 조사하며, 광경로 전환부(175)를 통과하여 카메라(171)의 광축과 동일한 연직 방향으로 광 경로가 형성되도록 구성될 수 있다. 광경로 전환부(175)는 일 예로 빔 스플린터(Beam Splinter)로 구성되어 자외선의 경로를 90도 변경할 수 있도록 구성될 수 있다. 디스플레이 패널(10)에 도달한 자외선은 보호필름(11)의 경계에서 산란 및 반사된 이후 카메라(171)에 도달하게 되며, 이후 카메라(171)의 이미지 센서를 통하여 전기적 신호로 변환될 수 있다.
도 3(b)를 참조하면, 가시광선 조사부(173)는 카메라(171)의 광축과 수평방향으로 소정거리 이격된 위치에서 경사진(oblique) 경로로 광을 조사할 수 있도록 구성될 수 있다. 이때 가시광선은 카메라(171) 광축과 동축으로 구성되지 않으며, 경사진 각도로 디스플레이 패널(10)에 조사도며 편광필름 레이어(12)의 경계까지 투과될 수 있다. 이후 반사 및 산란된 가시광선이 카메라(171)의 이미지 센서에 도달하여 전기적 신호로 전환될 수 있다. 즉 가시광선의 경사진 조사에 의해 표층 레이어(보호필름(11))와 심부 레이어(편광필름 레이어(12))의 구조를 확인할 수 있게 된다.
다만, 가시광선의 조사에 의해 확인되는 결과는 심부 레이어까지의 복수의 레이어에 대한 정보를 포함할 수 있으나, 어느 위치에 해당하는지에 대하여 정확한 판단이 필요하다. 결국 표층 레이어의 영상을 자외선을 조사하여 획득하고, 영상처리부(165)에서 두 개의 영상을 비교하여 물리적 결함의 위치를 확정할 수 있게 된다.
이하에서는 도 4 및 도 5를 참조하여 디스플레이 패널(10)의 구조와 디스플레이 패널(10)의 물리적 결함에 대하여 설명하도록 한다.
도 4는 디스플레이 패널(10)의 구조를 나타낸 개념도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 디스플레이 패널(10)은 다층구조(multi layer) 구조로 구성될 수 있다. 디스플레이 패널(10)은 LCD, OLED와 같이 구동원리가 다르더라도 서로 유사하게 복수의 레이어 구조로 구성될 수 있다. 한편, 패널부 레이어(13)는 LCD, OLED에 구비되는 박막 트랜지스터 레이어(TFT Layer;Thin Film Transistor Layer)일 수 있다.
디스플레이 패널(10)의 단면 구조를 살펴보면, 글래스 레이어(Glass Layer, 14), 패널부 레이어(13), 편광필름 레이어(Polarization Layer, 12) 및 보호필름 레이어(11)을 포함하여 구성될 수 있다.
글래스(14) 레이어는 최하부 층으로 구성되며, 박막트랜지스터(13) 레이어는 글래스(14) 상에 형성될 수 있다. 편광필름 레이어(12)는 패널부 레이어(13)에 부착될 수 있다. 편광필름 레이어(12)에는 디스플레이 소자에 따른 적절한 광 특성을 갖도록 표면처리가 이루어질 수 있으며, 일예로 AG(Antiglare), LR(Low Reflection), AR(Anti-reflection) 및 HC(Hardcoating)의 처리가 이루어질 수 있다. 편광필름 레이어(12)의 상면에는 보호를 위한 보호필름 레이어(11)가 구비될 수 있다. 보호필름(11)은 제품의 조립이 완료된 후 사용자가 사용시 이를 제거하여 사용할 수 있게 된다.
여기서, 비전 검사 장치(100)는 보호필름 레이어(11)측에서 광을 조사하며 편광필름 레이어(12)의 물리적인 결함을 검사할 수 있도록 구성된다.
도 5는 물리적인 결함의 예를 나타낸 개념도이다.
도 5를 참조하면, 편광필름 레이어(12) 및 보호필름 레이어(11)의 물리적인 결함, 예를 들어 편평도가 일정하지 않아 굴곡이 발생하는 경우의 전형적인 예가 도시되어 있다. 도 5(a)와 같이 편광필름 레이어(12)과 TFT(13) 사이에 이물질이 포함되어 있는 경우 편광필름 레이어(12)은 상측으로 볼록하게 변형되며, 편광필름 레이어(12)와 보호필름 레이어(11) 사이에 기포가 존재하여 보호필름(11)이 상측으로 볼록하게 변형될 수 있다.
도 5(b)와 같이 편광필름 레이어(12)이 변형되어 일부 영역에 들뜸현상이 발생하는 경우에 상측으로 볼록하게 변형될 수 있다. 또한 도 5(c)와 같이 보호필름 레이어(11)와 편광필름 레이어(12) 사이에 기포가 존재하여 보호필름(11)이 볼록하게 변형될 수 있다. 또한 도 5(d)와 같이 편광필름 레이어(12)에 돌기가 형성되어 돌출되는 경우가 발생할 수 있다.
다만, 전술한 예에서 보호필름(11)의 결함은 차후 실제 사용시 사용자가 보호필름(11)을 제거하여 사용하게 되므로, 이에 대한 결함은 진정한 결함은 아니므로 '가성결함'으로 칭할 수 있으며, 편광필름 레이어(12)에 발생한 결함은 별도의 조치가 필요하거나 폐기 또는 수리가 필요하므로 '진성결함'으로 칭할 수 있다. 한편, 최상측의 보호필름(11)만의 편평도를 검사하는 경우 진성결함과 가성결함을 구분할 수 없으며, 모두 결함으로 판정되어 정상범위 내의 패널도 불량으로 분류되는 비효율성이 존재한다.
본 발명에 따른 비전 검사 장치(100)는 이러한 진성결함과 가성결함을 구분하여 진성결함이 있는 경우만을 선택할 수 있도록 영상을 제공할 수 있다.
한편, 도 5에서 설명한 결함은 전형적인 예이며, 앞서 설명한 결함이 하나 이상 복수로 존재할 수 있으며, 설명되지 않았으나 편평도에 영향을 미치는 다양한 결함을 포함할 수 있다.
도 6 내지 도 9는 본 발명에 따른 비전 검사 장치(100)에 의해 획득된 영상의 개념도이다.
도 6을 참조하면, 도 5(a)에서 설명한 결함이 있는 경우 비전 검사 장치(100)에서 획득되는 영상이 나타나 있다. 도 6(a)를 참조하면, 디스플레이 패널(10)은 편광필름 레이어(12) 내부에 이물질이 존재하여 보호필름(11) 측으로 볼록해져 있으며, 보호필름 레이어(11)와 편광필름 레이어(12) 사이에 기포가 존재하여 보호필름 레이어(11)가 볼록해져 있는 상태의 결함(d)이 동시에 존재하는 경우가 발생할 수 있다.
도 6(b)를 참조하면, 가시광선을 조사하여 획득한 영상에서는 표면부터 편광필름 레이어(12)까지의 경로상에서 확인되는 물리적인 변형을 확인할 수 있게 된다. 즉 이물질에 의해 발생된 편광필름 레이어(12)의 변형과, 보호필름 레이어(11)와 편광필름 레이어(12) 사이의 기포에 의해 발생하는 보호필름 레이어(11)의 변형이 모두 파악된다.
도 6(c)를 참조하면, 자외선 조사부(172)에 의해 자외선을 조사하고 영상을 획득하면 보호필름 레이어(11)의 편평도에 대한 영상을 획득할 수 있게 되며, 보호필름 레이어(11)와 편광필름 레이어(12) 사이에 존재하는 기포에 의한 보호필름 레이어(11)의 변형을 확인할 수 있다.
영상처리부(165)에서는 도 6(b) 및 도 6(c)의 영상을 분석하여 가시광선을 경사지게 조사하여 획득된 영상에서만 확인되는 결함을 진성결함으로 판단하며, 가시광선을 경사지게 조사하여 획득한 영상과 자외선 조사부(172)에서 획득된 영상에서 모두 확인되는 결함을 가성결함으로 판단할 수 있게 된다. 영상처리부(165)가 판단하는 가성결함은 도 6(b) 및 도 6(c)에 쇄선 박스 내의 부분을 확인할 수 있으며, 해당부분은 가성결함으로 판정하게 된다.
도 7을 참조하면, 도 5(b)에 도시된 결함으로서, 편광필름 레이어(12)이 들떠있는 결함의 예가 도시되어 있다. 도 7(a)를 참조하면, 편광필름 레이어(12) 중 일부 영역이 TFT(13)와 완벽하게 부착되어있지 않아 일부가 들떠있는 경우가 발생하며, 이 경우에는 보호필름(11) 측에서는 해당부분이 편형하게 파악되나, 내부에는 결함(d)이 존재하게 된다.
도 7(b)를 참조하면, 가시광선을 경사를 두어 조사한 경우 편광필름 레이어(12)의 들뜸을 확인할 수 있게 된다. 그러나 도 7(c)를 참조하면, 자외선 조사에 의해 획득된 영상에는 해당부분이 편평한 것으로 파악된다. 이 경우는 심부에 위치한 편광필름 레이어(12)에 물리적 결함이 발생된 것으로서 영상처리부(165)는 해당 결함에 대하여 '진성결함'으로 분류하게 된다.
도 8은 도 5(c)에서 설명한 보호필름 레이어(11)에 기포가 존재할 때의 검사에 대한 예가 개시되어 있다. 도 8(a)를 참조하면 보호필름 레이어(11)와 편광필름 레이어(12) 사이에 기포가 존재하여 보호필름(11)이 들뜬상태의 결함(d)에 대한 개념이 도시되어 있다.
도 8(b)를 참조하면 가시광선의 조사에 의해 획득된 심부의 영상에는 물리적 결함이 발견되며, 도 8(c)의 자외선 조사에 의해 획득된 영상에도 동일한 형상을 파악할 수 있다. 따라서 이러한 결함은 보호필름 레이어(11) 측에 형성된 결함으로서 영상처리부(165)는 가성결함으로 판정하게 된다.
도 9는 도 5(d)에서 설명한 편광필름 레이어(12)이 다른 물리적 결함을 검출할 때의 예가 도시되어 있다. 도 9(a)를 참조하면, 편광필름 레이어(12)의 상측으로 돌출된 형태의 결함(d)이 존재할 때의 예가 도시되어 있다.
도 9(b)를 참조하면, 가시광선을 조사하여 획득된 영상에서는 심부에 위치한 편광필름 레이어(12)의 물리적인 결함을 감지할 수 있으며, 도 9(c)를 참조하면, 자외선을 조사하여 획득한 영상에서는 물리적 결함이 발견되지 않아 보호필름(11)에는 결함이 없는 것으로 확인될 수 있다. 영상처리부(165)는 이 경우 심부에 있는 편광필름 레이어(12)에 물리적 결함이 있는 것으로 판단하여 진성결함으로 판단할 수 있다.
이하 도 10 내지 도 12에 나타난 실시예는 전술한 실시예와 동일한 구성요소를 포함할 수 있으며, 동일한 구성요소에 대하여는 중복기재를 피하기 위하여 설명을 생략하며 차이가 있는 구성에 대하여만 설명하도록 한다.
도 10은 본 발명에 따른 비전 검사 모듈(170)의 변형예이다.
도 10a를 참조하면, 가시광선 조사부(173)가 디스플레이 패널(10)부와 경사(Oblique)를 두어 가시광선을 조사하는 실시예가 도시되어 있다. 본 실시예에서도 자외선 광은 광경로 전환부(175)를 통과한뒤 연직 하방을 향하여 조사될 수 있도록 구성된다. 이후, 자외선 광은 디스플레이 패널(10)에 반사되고 연직 상방측으로 이동하여 카메라(171)에 도달하게 된다.
도 10b를 참조하면, 가시광선 조사부(173)는 자외선 조사부(172)와 이격된 위치에서 디스플레이 패널(10)을 향해 경사를 두어 광을 조사하도록 구성될 수 있다. 경사를 두어 조사된 광은 전술한 광경로 전환부(175)에 의해, 일 예로 반사되어 경로가 다소 전환된 뒤 경사를 두어 디스플레이 패널(10)에 조사된다. 이때 반사 및 산란된 가시광선(171)에 의한 영상을 카메라가 획득할 수 있게 된다.
도 11은 본 발명에 따른 비전 검사 모듈(170)의 다른 변형예이다. 도 11을 참조하면, 카메라(171)는 디스플레이 패널(10)과 경사를 두어 광축이 형성되도록 배치될 수 있다. 자외선 조사부(172)는 조사영역을 기준으로 카메라(171)와 맞은편에 구비되며, 하측의 디스플레이 패널(10)에 경사를 두어 자외선을 조사하며, 이때 자외선 카메라(171)의 광축은 카메라(171)의 광축이 디스플레이 패널(10)에 반사되었을 때 정반사 경로와 동축을 이루도록 배치된다. 가시광선 조사부(173)는 자외선 조사부(172)의 광축과 다른 경로로 광을 조사할 수 있도록 구성되며, 검사영역을 향하여 가시광선을 조사할 수 있도록 배치된다.
도 12는 본 발명에 따른 비전 검사 모듈(170)의 또 다른 변형예이다. 도시된 바와 같이 카메라(171)는 연직 하방을 촬영할 수 있도록 구성되며, 자외선 조사부(172)와 가시광선 조사부(173)는 서로 나란하게 배치되어 측면상에서 조사할 수 있도록 구성될 수 있다. 자외선의 조사경로와 가시광선의 조사경로 상에는 광경로 전환부(175)가 구비되어 광이 반사되어 경로가 전환되도록 구성될 수 있다. 광경로 전환부(175)는 일 예로 빔 스플린터(Beam Splinter)로 구성될 수 있다. 빔 스플린터에 반사된 자외선 광은 연직 하방측을 향하여 조사되며, 디스플레이 패널(10)의 검사영역에 조사된 후 반사되어 연직 상방으로 경로가 형성되며, 최종적으로 카메라(171)에 조사될 수 있다. 가시광선 조사부(173)는 자외선 광경로와 상이한 각도로 빔 스플린터를 향하여 조사되며, 가시광선이 반사된 이후 디스플레이 패널(10)의 검사영역에 조사될 수 있도록 광 경로가 결정될 수 있다.
이상에서 도 10 내지 도 12를 참조하여 설명한 바와 같이, 광경로는 최종적으로 디스플레이 패널(10)에 조사될 때 자외선 광은 카메라(171)의 광축과 동일하게 조사되며, 가시광선의 광축은 조사영역과 경사를 두어 조사되며, 카메라(171)의 광축과 차이를 두어 형성될 수 있는 구성으로 다양하게 변형될 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 디스플레이 패널의 다층 레이어 비전 검사 장치는 디스플레이 패널의 각각 다른 심부에 대한 영상을 서로 다른 파장의 광을 사용하여 검사할 수 있으므로 비전 검사 정확도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
10: 디스플레이 패널
11: 보호필름 레이어
12: 편광필름 레이어
13: 박막트랜지스터 레이어
14: 글래스 레이어
100: 비전 검사 장치
110: 베이스
120: 안착부
130: 프레임
140: 거치프레임
150: 인터페이스부
160: 디스플레이부
170: 비전검사모듈
171: 카메라
172: 자외선 조사부
173: 가시광선 조사부
174: 영상처리부
175: 광경로 전환부
d: 결함

Claims (10)

  1. 검사 대상인 디스플레이 패널이 안착되는 안착부;
    상기 안착부에 안착된 디스플레이 패널을 향하여 조사광을 조사하며 서로 다른 파장의 조사광을 조사하도록 구성되는 복수의 광 조사부 및 상기 조사광이 조사된 상기 디스플레이를 촬영하여 촬영영상을 획득하도록 구성된 카메라를 포함하는 검사 모듈; 및
    상기 서로 다른 파장의 조사광 각각에 대한 촬영영상을 처리하도록 구성되는 영상처리부를 포함하며,
    상기 복수의 광 조사부는 상기 디스플레이 패널에 대하여 각각의 조사광의 투과 깊이가 달라질 수 있도록 조사광의 파장이 선택되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널의 다층 레이어 비전 검사 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 복수의 광 조사부는,
    자외선(UV)을 조사하는 자외선 조사부 및 가시광선을 조사하는 가시광선 조사부를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널의 다층 레이어 비전 검사 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 자외선 조사부는 상기 디스플레이 패널에 조사되어 반사된 후의 광축이 상기 카메라의 광축과 동축으로 조사될 수 있도록 배치되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널의 다층 레이어 비전 검사 장치.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 가시광선 조사부는 상기 카메라의 광축에 경사진 광축으로 조사될 수 있도록 배치되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널의 다층 레이어 비전 검사 장치.
  5. 제3 항에 있어서,
    상기 자외선은 360 내지 410 nm 내의 파장을 갖도록 선택되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널의 다층 레이어 비전 검사 장치.
  6. 제4 항에 있어서,
    상기 가시광선은 400 내지 780nm 내의 파장을 갖도록 선택되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널의 다층 레이어 비전 검사 장치.
  7. 제4 항에 있어서,
    상기 디스플레이 패널은 상기 조사광이 조사되는 방향으로 보호필름 레이어, 편광판 레이어, 박막트랜지스터 레이어 및 글래스 레이어를 포함하여 구성되며,
    상기 영상처리부는,
    상기 자외선이 조사되어 획득된 영상과 상기 가시광선이 조사되어 획득된 영상에 기반하여 상기 보호필름 레이어의 편평도 및 상기 편광판 레이어의 결함을 찾는 디스플레이 패널의 다층 레이어 비전 검사 장치.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 영상처리부는, 상기 획득된 영상에서 그레이 레벨의 차이를 기반으로 상기 보호필름 레이어의 결함 및 상기 편광판 레이어의 결함을 구분하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널의 다층 레이어 비전 검사 장치.
  9. 제3 항에 있어서,
    상기 카메라는 라인 카메라로 구성되며,
    상기 안착부를 이동시킬 수 있도록 구성되는 안착부 구동부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널의 다층 레이어 비전 검사 장치.
  10. 제3 항에 있어서,
    상기 카메라는 에어리어 카메라(area camera)로 구성되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널의 다층 레이어 비전 검사 장치.
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