KR20230066183A - 발광 소자 검사 방법 및 발광 소자 검사 장치 - Google Patents
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Abstract
개시된 발명의 일 측면은, 디스플레이 장치의 제조 과정에서 발광 소자의 결함을 효과적으로 검사할 수 있는 발광 소자의 검사 방법 및 발광 소자 검사 장치를 제공한다.
일 실시예에 따른 발광 소자 검사 방법은, 기판 상에 배치된 복수의 발광 소자에 특정 파장의 광을 조사하여 포토루미네선스(Photoluminescece) 효과에 의해 상기 복수의 발광 소자를 발광시키는 단계; 상기 복수의 발광 소자의 이미지를 획득하는 단계; 및 상기 획득된 이미지에 기초하여 상기 복수의 발광 소자의 결함을 판정하는 단계;를 포함한다.
일 실시예에 따른 발광 소자 검사 방법은, 기판 상에 배치된 복수의 발광 소자에 특정 파장의 광을 조사하여 포토루미네선스(Photoluminescece) 효과에 의해 상기 복수의 발광 소자를 발광시키는 단계; 상기 복수의 발광 소자의 이미지를 획득하는 단계; 및 상기 획득된 이미지에 기초하여 상기 복수의 발광 소자의 결함을 판정하는 단계;를 포함한다.
Description
개시된 발명은 복수의 발광 소자의 결함을 검사하는 발광 소자 검사 방법 및 발광 소자의 결함을 검사할 수 있는 발광 소자 검사 장치에 관한 것이다.
디스플레이 장치는 영상을 표시하는 출력 장치의 일종으로서, 텔레비전, 각종 모니터 및 각종 휴대용 단말기(예를 들어, 노트북, 태블릿 피씨 및 스마트폰) 등을 포함할 수 있다.
디스플레이 장치는 각각의 픽셀이 스스로 빛을 내는 자발광 디스플레이 장치와 백라이트 유닛으로부터 광을 공급받는 비자발광 디스플레이 장치로 구분할 수 있다.
자발광 디스플레이 장치의 일 예로, 각각의 픽셀마다 발광 다이오드(Light Emitting Diode: LED)를 배치하는 마이크로 LED 디스플레이 장치를 들 수 있다. 마이크로 LED 디스플레이 장치에 사용되는 발광 소자는 마이크로 단위의 사이즈를 가질 수 있다.
비자발광 디스플레이 장치의 경우, 발광 소자를 백라이트 유닛에 배치하여 광원으로 사용하고, 각각의 픽셀에는 컬러를 구현하기 위한 컬러 필터를 배치할 수 있다.
개시된 발명의 일 측면은, 디스플레이 장치의 제조 과정에서 발광 소자의 결함을 효과적으로 검사할 수 있는 발광 소자 검사 방법 및 발광 소자 검사 장치를 제공한다.
일 실시예에 따른 발광 소자 검사 방법은, 기판 상에 배치된 복수의 발광 소자에 특정 파장의 광을 조사하여 포토루미네선스(Photoluminescece) 효과에 의해 상기 복수의 발광 소자를 발광시키는 단계; 상기 복수의 발광 소자의 이미지를 획득하는 단계; 및 상기 획득된 이미지에 기초하여 상기 복수의 발광 소자의 결함을 판정하는 단계;를 포함한다.
전술한 제조 방법에 있어서, 상기 복수의 발광 소자에 조사되는 특정 파장의 광은, 상기 복수의 발광 소자에서 방출되는 광의 파장에 의해 결정될 수 있다.
전술한 단락들의 제조 방법에 있어서, 상기 복수의 발광 소자가 적색 파장 대역의 광을 방출하는 경우, 상기 복수의 발광 소자에 조사되는 특정 파장의 광은 녹색 파장 대역의 광이고, 상기 복수의 발광 소자가 녹색 파장 대역 또는 청색 파장 대역의 광을 방출하는 경우, 상기 복수의 발광 소자에 조사되는 특정 파장의 광은 자외선 파장 대역의 광일 수 있다.
전술한 단락들의 제조 방법에 있어서, 상기 복수의 발광 소자에 조사되는 특정 파장의 광은, 상기 복수의 발광 소자를 동시에 발광시킬 수 있도록 일정 면적에 광을 조사하는 조명 장치에 의해 조사될 수 있다.
전술한 단락들의 제조 방법에 있어서,상기 획득된 이미지는, 상기 복수의 발광소자 각각에 대응되는 복수의 검사 영역을 포함하고, 상기 복수의 발광 소자의 결함을 판정하는 단계는, 상기 복수의 검사 영역을 정상적인 발광 소자의 이미지와 비교하는 것을 포함할 수 있다.
전술한 단락들의 제조 방법에 있어서,상기 획득된 이미지는, 상기 복수의 발광 소자 각각에 대응되는 복수의 검사 영역을 포함하고, 상기 복수의 발광 소자의 결함을 판정하는 단계는, 상기 복수의 검사 영역을 머신 러닝 또는 딥 러닝에 의해 학습된 결함 판정 모델에 입력하는 것을 포함할 수 있다.
전술한 단락들의 제조 방법은, 상기 복수의 발광 소자로부터 방출되는 광의 휘도 정보를 획득하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
전술한 제조 방법에 있어서, 상기 결함을 판정하는 단계는, 상기 획득된 이미지와 상기 획득된 휘도 정보에 기초하여 상기 복수의 발광 소자에 크랙(crack)이 존재하는지 여부를 판정하는 것을 포함할 수 있다.
전술한 제조 방법에 있어서, 상기 결함을 판정하는 단계는, 상기 획득된 이미지에 기초하여 상기 복수의 발광 소자에 크랙이 존재하는지 여부를 판정하고, 상기 획득된 휘도 정보에 기초하여 상기 복수의 발광 소자에 휘도 저하가 발생했는지 여부를 판정하는 것을 포함할 수 있다.
전술한 단락들의 제조 방법에 있어서, 상기 복수의 발광 소자로부터 방출되는 광의 파장 정보를 획득하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
전술한 제조 방법에 있어서, 상기 결함을 판정하는 단계는, 상기 획득된 이미지에 기초하여 상기 복수의 발광 소자에 크랙이 존재하는지 여부를 판정하고, 상기 획득된 파장 정보에 기초하여 상기 복수의 발광 소자에 상기 크랙 외에 다른 결함이 있는지 여부를 판정하는 것을 포함할 수 있다.
전술한 단락들의 제조 방법에 있어서, 상기 복수의 발광소자 중 결함이 있는 것으로 판정된 발광 소자의 이미지를 저장하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
전술한 단락들의 제조 방법은 상기 복수의 발광 소자 중 결함이 있는 것으로 판정된 발광 소자의 확대된 이미지를 획득하는 단계; 및 상기 획득된 확대된 이미지를 저장하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
전술한 단락들의 제조 방법은 상기 복수의 발광 소자 중 결함 후보 발광 소자의 확대된 이미지를 획득하는 단계; 및 상기 획득된 확대된 이미지에 기초하여 상기 결함 후보 발광 소자의 결함을 판정하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 발광 소자 검사 장치는, 기판 상에 배치된 복수의 발광소자에 특정 파장의 광을 조사하여 포토루미네선스(Photoluminescece) 효과에 의해 상기 복수의 발광소자를 발광시키는 조명 장치; 상기 복수의 발광 소자의 이미지를 획득하는 촬영 장치; 및 상기 획득된 이미지에 기초하여 상기 복수의 발광소자의 결함을 검출하는 컨트롤러;를 포함한다.
상기 장치에 있어서, 상기 조명 장치는, 상기 복수의 발광 소자에서 방출되는 광의 파장에 의해 결정되는 특정 파장의 광을 조사할 수 있다.
전술한 단락들의 장치에 있어서, 상기 조명 장치는, 상기 복수의 발광 소자가 적색 파장 대역의 광을 방출하는 경우, 녹색 파장 대역의 광을 조사하고, 상기 복수의 발광 소자가 녹색 파장 대역 또는 청색 파장 대역의 광을 방출하는 경우, 자외선 파장 대역의 광을 조사할 수 있다.
전술한 단락들의 장치에 있어서, 상기 조명 장치는, 상기 복수의 발광 소자를 동시에 발광시킬 수 있도록 일정 면적에 광을 조사할 수 있다.
전술한 단락들의 장치에 있어서, 상기 획득된 이미지는, 상기 복수의 발광소자 각각에 대응되는 복수의 검사 영역을 포함하고, 상기 컨트롤러는, 상기 결함을 판정하기 위해, 상기 복수의 검사 영역을 정상적인 발광 소자의 이미지와 비교할 수 있다.
전술한 단락들의 장치에 있어서, 상기 획득된 이미지는, 상기 복수의 발광 소자 각각에 대응되는 복수의 검사 영역을 포함하고, 상기 컨트롤러는, 상기 결함을 판정하기 위해, 상기 복수의 검사 영역을 머신 러닝 또는 딥 러닝에 의해 학습된 결함 판정 모델에 입력할 수 있다.
전술한 단락들의 장치에 있어서, 상기 복수의 발광 소자로부터 방출되는 광의 휘도 정보를 획득하는 휘도계;를 더 포함하고, 상기 컨트롤러는, 상기 획득된 이미지와 상기 획득된 휘도 정보에 기초하여 상기 복수의 발광 소자에 크랙(crack)이 존재하는지 여부를 판정할 수 있다.
전술한 단락들의 장치는, 상기 복수의 발광 소자로부터 방출되는 광의 휘도 정보를 획득하는 휘도계;를 더 포함하고, 상기 컨트롤러는, 상기 획득된 이미지에 기초하여 상기 복수의 발광 소자에 크랙이 존재하는지 여부를 판정하고, 상기 획득된 휘도 정보에 기초하여 상기 복수의 발광 소자에 휘도 저하가 발생했는지 여부를 판정할 수 있다.
전술한 단락들의 장치는, 상기 복수의 발광 소자로부터 방출되는 광의 파장 정보를 획득하는 분광기;를 더 포함하고, 상기 컨트롤러는, 상기 획득된 이미지에 기초하여 상기 복수의 발광 소자에 크랙이 존재하는지 여부를 판정하고, 상기 획득된 파장 정보에 기초하여 상기 복수의 발광 소자에 상기 크랙 외에 다른 결함이 있는지 여부를 판정할 수 있다.
전술한 단락들의 장치는, 상기 이미징 장치의 전방에 배치되어 상기 조명 장치에서 조사되는 특정 파장의 광의 반사광을 차단하는 광학 필터;를 더 포함할 수 있다.
전술한 단락들의 장치에 있어서, 상기 이미징 장치의 전방을 제외한 영역에 배치되어 상기 복수의 발광 소자에서 방출되는 광과 동일한 파장의 광을 차단하는 광학 필터;를 더 포함할 수 있다.
상기 전술한 단락들의 장치에 있어서, 상기 복수의 발광 소자가 배치된 기판을 이동시키는 이송 장치;를 더 포함하고, 상기 컨트롤러는, 상기 이송 장치를 제어하여 상기 기판을 이동시키면서 상기 복수의 발광 소자에 특정 파장의 광을 조사하도록 상기 조명 장치를 제어하고 상기 복수의 발광 소자의 이미지를 획득하도록 상기 이미징 장치를 제어할 수 있다.
일 측면에 따른 발광 소자 검사 방법 및 발광 소자 검사 장치에 의하면, 디스플레이 장치의 제조 과정에서 발광 소자의 결함을 효과적으로 검사할 수 있다.
도 1은 디스플레이 장치의 픽셀 배열의 예시를 나타내는 도면이다.
도 2는 일 실시예에 따른 발광소자 검사 장치의 블록도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 발광 소자 검사 방법에 대한 순서도이다.
도 4 및 도 5는 일 실시예에 따른 발광 소자 검사 방법에 따라 발광소자의 검사가 수행되는 과정을 나타낸 도면이다.
도 6은 일 실시예에 따른 발광소자 검사 장치의 이미징 장치에 의해 획득되는 이미지를 개념적으로 나타낸 도면이다.
도 7은 일 실시예에 따른 발광 소자 검사 장치에 의해 발광된 발광 소자를 촬영한 이미지이다.
도 8은 일 실시예에 따른 발광소자 검사 장치에 있어서, 이송장치를 더 포함하는 경우의 블록도이다.
도 9는 이송장치를 이용하여 발광소자를 검사하는 과정을 나타내는 도면이다.
도 10은 일 실시예에 따른 발광 소자 검사 방법에 있어서, 필터링 과정이 더 포함된 순서도이다.
도 11은 도 10의 실시예에 따라 발광 소자를 검사하는 과정을 나타낸 도면이다.
도 12는 일 실시예에 따른 발광 소자 검사 장치에 있어서, 휘도계를 더 포함하는 경우의 블록도이다.
도 13은 일 실시예에 따른 발광 소자 검사 방법에 있어서, 휘도 정보를 더 획득하는 경우의 순서도이다.
도 14는 일 실시예에 따른 발광 소자의 검사 장치에 있어서, 분광기를 더 포함하는 경우의 블록도이다.
도 15는 일 실시예에 따른 발광 소자 검사 방법에 있어서, 파장 정보를 더 획득하는 경우의 순서도이다.
도 16은 일 실시예에 따른 발광 소자 검사 방법에 있어서, 획득된 이미지를 저장하는 과정을 더 포함하는 방법의 순서도이다.
도 17은 일 실시예에 따른 발광 소자 검사 장치에 있어서, 렌즈를 더 포함하는 경우를 나타낸 도면이다.
도 18 및 도 19는 일 실시예에 따른 발광 소자 검사 방법에 있어서, 확대된 이미지를 획득하고 저장하는 과정을 더 포함하는 방법의 순서도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 발광소자 검사 장치의 블록도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 발광 소자 검사 방법에 대한 순서도이다.
도 4 및 도 5는 일 실시예에 따른 발광 소자 검사 방법에 따라 발광소자의 검사가 수행되는 과정을 나타낸 도면이다.
도 6은 일 실시예에 따른 발광소자 검사 장치의 이미징 장치에 의해 획득되는 이미지를 개념적으로 나타낸 도면이다.
도 7은 일 실시예에 따른 발광 소자 검사 장치에 의해 발광된 발광 소자를 촬영한 이미지이다.
도 8은 일 실시예에 따른 발광소자 검사 장치에 있어서, 이송장치를 더 포함하는 경우의 블록도이다.
도 9는 이송장치를 이용하여 발광소자를 검사하는 과정을 나타내는 도면이다.
도 10은 일 실시예에 따른 발광 소자 검사 방법에 있어서, 필터링 과정이 더 포함된 순서도이다.
도 11은 도 10의 실시예에 따라 발광 소자를 검사하는 과정을 나타낸 도면이다.
도 12는 일 실시예에 따른 발광 소자 검사 장치에 있어서, 휘도계를 더 포함하는 경우의 블록도이다.
도 13은 일 실시예에 따른 발광 소자 검사 방법에 있어서, 휘도 정보를 더 획득하는 경우의 순서도이다.
도 14는 일 실시예에 따른 발광 소자의 검사 장치에 있어서, 분광기를 더 포함하는 경우의 블록도이다.
도 15는 일 실시예에 따른 발광 소자 검사 방법에 있어서, 파장 정보를 더 획득하는 경우의 순서도이다.
도 16은 일 실시예에 따른 발광 소자 검사 방법에 있어서, 획득된 이미지를 저장하는 과정을 더 포함하는 방법의 순서도이다.
도 17은 일 실시예에 따른 발광 소자 검사 장치에 있어서, 렌즈를 더 포함하는 경우를 나타낸 도면이다.
도 18 및 도 19는 일 실시예에 따른 발광 소자 검사 방법에 있어서, 확대된 이미지를 획득하고 저장하는 과정을 더 포함하는 방법의 순서도이다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다. 본 명세서가 실시예들의 모든 요소들을 설명하는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 일반적인 내용 또는 실시예들 간에 중복되는 내용은 생략한다. 명세서에서 사용되는 '부, 모듈, 부재, 블록'이라는 용어는 소프트웨어 또는 하드웨어로 구현될 수 있으며, 실시예들에 따라 복수의 '부, 모듈, 부재, 블록'이 하나의 구성요소로 구현되거나, 하나의 '부, 모듈, 부재, 블록'이 복수의 구성요소들을 포함하는 것도 가능하다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 물리적으로 직접 연결되어 있는 경우뿐 아니라, 간접적으로 연결되어 있는 경우를 포함하고, 간접적인 연결은 전기적인 연결 또는 무선 통신망을 통한 연결을 포함한다.
또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
제 1, 제 2 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소들 간의 배치 또는 동작에 관한 순서를 한정하기 위해 사용되는 것은 아니다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 예외가 있지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
명세서에서 요소들의 리스트를 언급할 때 사용되는 "적어도 하나의~"의 표현은, 요소들의 조합을 수정할 수 있다. 예를 들어, "a, b, 또는 c 중 적어도 하나"의 표현은 오직 a, 오직 b, 오직 c, a 와 b 둘, a와 c 둘, b와 c 둘, 또는 a, b, c 모두의 조합을 나타내는 것으로 이해될 수 있다.
각 단계들에 있어 식별 부호는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별 부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 실시될 수 있다.
이하 첨부된 도면들을 참고하여 본원발명의 실시예를 상세하게 설명한다.
도 1은 디스플레이 장치의 픽셀 배열의 예시를 나타내는 도면이다.
일 실시예에 따른 검사 방법 및 검사 장치에 의해 검사가 수행된 발광 소자는 도 1에 도시된 바와 같은 디스플레이 장치(10)에 실장될 수 있다.
도 1을 참조하면, 디스플레이 장치(10)는 M x N(M, N은 2 이상의 정수) 배열의 픽셀 구조를 가질 수 있고, 단위 픽셀(P)은 적색광을 방출하는 적색 서브 픽셀(SP(R)), 녹색광을 방출하는 녹색 서브 픽셀(SP(G)) 및 청색광을 방출하는 청색 서브 픽셀(SP(B))로 이루어질 수 있다.
일 실시예에 따른 검사 방법 및 검사 장치에 의해 검사가 수행된 발광 소자는 자발광 디스플레이 장치의 픽셀 각각에 실장될 수도 있고, 비자발광 디스플레이 장치의 백라이트 유닛에 실장될 수도 있다.
일 실시예에 따른 검사 방법 및 검사 장치에 의해 검사가 수행된 발광 소자가 자발광 디스플레이 장치에 실장되는 경우에는, 후술하는 실시예에 따라 검사되는 발광 소자가 각각의 서브 픽셀(SP(R), SP(G), SP(B))에 배치되어 빛을 내는 마이크로 LED일 수 있다. 마이크로 LED는 짧은 변의 길이가 100 ㎛ 내외의 크기, 수십 ㎛ 내외 또는 수 ㎛의 크기를 갖는 LED일 수 있다. 이와 같이, 마이크로 단위의 LED를 채용함으로써, 픽셀 사이즈를 줄이고 동일한 화면 크기 내에서도 고해상도를 구현할 수 있다.
도 1의 디스플레이 장치(10)를 예로 들면, 적색 서브 픽셀(SP(R))에는 적색 LED가 배치될 수 있고, 녹색 서브 픽셀(SP(G))에는 녹색 LED가 배치될 수 있으며, 청색 서브 픽셀(SP(B))에는 청색 LED가 배치될 수 있다.
또는, 일 실시예에 따른 검사 방법 및 검사 장치에 의해 검사가 수행된 발광 소자가 비자발광 디스플레이 장치에 실장되는 경우에는, 후술하는 실시예에 따라 검사되는 발광 소자가 백라이트 유닛에 배치되어 각각의 픽셀에 광을 공급하는 LED일 수 있다. 백라이트 유닛에 배치되는 LED는 백색 LED일 수도 있고, 청색 LED일 수도 있다.
도 1의 디스플레이 장치(10)를 예로 들면, 각각의 서브 픽셀(SP(R), SP(G), SP(B))에는 적색광, 녹색광 및 청색광을 구현하기 위한 컬러 필터가 배치될 수 있다.
다만, 디스플레이 장치(10)의 픽셀의 구성이 전술한 예시에 한정되는 것은 아니며, 백색 서브 픽셀을 더 포함하는 등 전술한 예시와 다른 픽셀 구성을 갖는 것도 가능하다.
발광 소자를 디스플레이 장치(10)의 기판 상에 실장하기 전 또는 실장한 후, 발광 소자에 결함이 있는지 여부를 확인하기 위한 검사가 수행될 수 있다. 검사 결과, 결함이 있는 발광 소자가 검출된 경우에는 결함이 있는 발광 소자를 제거하고 새로운 발광 소자로 교체할 수 있다.
도 2는 일 실시예에 따른 발광소자 검사 장치의 블록도이다.
도 2를 참조하면, 일 실시예에 따른 발광 소자 검사 장치(100)는 기판 상에 배치된 복수의 발광 소자에 특정 파장의 광을 조사하는 조명 장치(110), 복수의 발광 소자의 이미지를 획득하는 촬영 장치(120) 및 획득된 이미지에 기초하여 복수의 발광소자의 결함을 검출하는 컨트롤러(130)를 포함한다.
일 실시예에 따른 발광소자 검사 장치(100)는 비접촉식으로 발광소자를 검사할 수 있다. 이를 위해, 포토루미네선스(Photoluminescece) 효과를 이용할 수 있다.
포토루미네선스 효과는 어떤 물질에 광자에 의한 에너지가 가해졌을 때, 가해진 에너지에 의해 여기된 전자가 낮은 에너지 레벨로 돌아가면서 에너지 밴드 갭에 해당하는 파장의 광을 방출하는 현상을 의미한다. 이 때 방출되는 광의 파장은 흡수한 광의 파장과 같거나 그보다 길다.
조명 장치(110)는 이러한 포토루미네선스 효과에 의해 복수의 발광 소자를 발광시키기 위해, 특정 파장의 광을 복수의 발광 소자에 조사한다. 조명 장치(110)에서 조사되는 광의 파장은 검사 대상인 발광 소자가 방출하는 광의 파장에 의해 결정될 수 있다.
예를 들어, 검사 대상인 발광 소자가 적색 파장의 광을 방출하는 적색 LED인 경우, 조명 장치(110)는 녹색 파장 대역의 광, 예를 들어 495nm-570nm 파장 대역 또는 520nm-550nm의 광을 조사할 수 있다. 녹색 파장 대역의 광이 조사된 적색 LED는 포토루미네선스 효과에 의해 적색 파장의 광을 방출할 수 있다.
또는, 검사 대상인 발광소자가 녹색 파장의 광을 방출하는 녹색 LED인 경우, 조명 장치(110)는 자외선 파장 대역의 광, 예를 들어 370nm-420nm 파장 대역의 광을 조사할 수 있다. 자외선 파장 대역의 광이 조사된 녹색 LED는 포토루미네선스 효과에 의해 녹색 파장의 광을 방출할 수 있다.
또는, 검사 대상인 발광소자가 청색 파장의 광을 방출하는 청색 LED인 경우, 조명 장치(110)는 자외선 파장 대역의 광을 조사할 수 있다. 자외선 파장 대역의 광이 조사된 청색 LED는 포토루미네선스 효과에 의해 녹색 파장의 광을 방출할 수 있다.
조명 장치(110)는 녹색 파장 대역의 광을 조사하는 광원 또는 자외선 파장 대역의 광을 조사하는 광원을 포함할 수 있다. 또는, 녹색 파장 대역의 광을 조사하는 광원과 자외선 파장 대역의 광을 조사하는 광원을 모두 포함하고, 검사 대상인 발광 소자에 따라 광원을 선택적으로 변경할 수 도 있다.
이미징 장치(120)는 검사 대상인 복수의 발광 소자에 대한 광학 데이터를 획득할 수 있다. 예를 들어, 이미징 장치(120)는 CCD 이미지 센서 또는 CMOS 이미지 센서로 구성되는 카메라를 포함하여 복수의 발광소자의 이미지를 획득할 수 있다.
조명 장치(110)에 의해 복수의 발광 소자에 광이 조사된 후에 이미징 장치(120)에 의해 획득된 이미지에는 포토루미네선스 효과에 의해 발광하는 복수의 발광 소자가 포함될 수 있다.
컨트롤러(130)는 획득된 이미지에 기초하여 복수의 발광 소자의 결함을 검출하기 위한 프로그램이 저장된 적어도 하나의 메모리(131)와 저장된 프로그램을 실행하는 적어도 하나의 프로세서(132)를 포함할 수 있다. 컨트롤러(130)가 발광 소자의 결함을 검출하기 위해 수행하는 동작에 대해서는 후술하도록 한다.
일 실시예에 따르면, 발광 소자에 물리적으로 접촉하지 않고 비접촉식으로 발광 소자의 결함을 판정할 수 있다. 따라서, 검사를 위한 물리적인 접촉 과정에서 오히려 발광소자가 손상되는 위험을 줄일 수 있고, 물리적인 접촉이 제대로 이루어지지 않을 때 발생하는 판정 오류의 발생 가능성도 낮출 수 있다.
또한, 일 실시예에 따르면, 비접촉식으로 발광 소자의 결함을 판정함에 있어서 포토루미네선스 효과를 이용하기 때문에, 일반적인 비접촉식 결함 판정에 비해 더 정확한 결과를 얻을 수 있다.
예를 들어, 단순히 발광 소자를 카메라로 촬영하는 AOI(Automated Optical Inspection) 방식과 비교하면, 일 실시예에 따른 방식은 포토루미네선스 효과에 의해 발광 소자가 발광한 상태에서 이미지를 획득하기 때문에, 발광 소자의 결함이 더 잘 관찰될 수 있다. 또한, 발광 소자의 표면에 발생한 결함뿐만 아니라, 내부에 발생한 결함까지도 관찰될 수 있다.
이하, 발광 소자 검사 장치(100)를 이용한 검사 방법의 과정을 구체적으로 설명한다.
도 3은 일 실시예에 따른 발광 소자의 검사 방법에 대한 순서도이고, 도 4 및 도 5는 일 실시예에 따른 발광 소자의 검사 방법에 따라 발광소자의 검사가 수행되는 과정을 나타낸 도면이며, 도 6은 일 실시예에 따른 발광소자 검사 장치의 이미징 장치에 의해 획득되는 이미지를 개념적으로 나타낸 도면이고, 도 7은 일 실시예에 따른 발광 소자 검사 장치에 의해 발광된 발광 소자를 촬영한 이미지이다.
일 실시예에 따른 발광 소자 검사 방법을 실행함에 있어서, 전술한 발광 소자 검사 장치(100)가 사용될 수 있다.
도 3에 도시된 발광 소자 검사 방법의 실시예에 따르면, 조명 장치(110)가 검사 대상인 복수의 발광 소자에 광을 조사한다(1010).
도 4를 함께 참조하면, 검사 대상인 복수의 발광 소자(200)는 기판(S) 상에 배열될 수 있다. 당해 실시예에 따른 검사가 복수의 발광 소자(200)를 디스플레이 장치(10)에 실장하기 전에 이루어지는 경우에는 도 4의 기판(S)이 웨이퍼일 수 있다. 이 경우, 기판(S)을 뒤집은 상태에서도 검사를 수행할 수 있다.
또는, 당해 실시예에 따른 검사가 복수의 발광 소자(200)를 디스플레이 장치(10)에 실장한 이후에 이루어지는 경우에는 도 4의 기판(S)이 TFT 기판 등의 디스플레이 기판일 수 있다.
조명 장치(110)는 복수의 발광 소자(200)를 동시에 발광시킬 수 있도록, 일정 면적, 예를 들어 대면적, 을 갖는 영역에 특정 파장의 광을 조사할 수 있다. 동시에 발광한다는 것은 복수의 발광 소자(200)가 동시에 발광중인 시점이 있으면 되고, 발광 시작 시점이나 발광 종료 시점에서의 동일까지 요구되는 것은 아니다.
조명 장치(110)에 의해 동시에 발광되는 복수의 발광 소자는 단일 기판(S) 또는 복수의 기판(S) 상에 배치된 발광 소자들 중 일부 또는 전부일 수 있다.
이와 같이, 발광 소자(200)를 하나씩 발광시키는 것이 아니라 동시에 복수의 발광 소자(200)를 발광시킴으로써 단일 디스플레이 장치(10)에 실장되는 수만개 내지 수천만개에 달하는 발광 소자(200)를 신속하게 검사할 수 있다.
또한, 전술한 바와 같이, 조명 장치(110)에서 조사되는 광의 파장은 검사 대상인 발광 소자에서 방출되는 광의 파장에 따라 달라지는바, 검사 시작 전 검사 대상인 발광 소자에 대응하는 광원이 선택될 수 있다.
다시 도 3을 참조하면, 이미징 장치(120)가 복수의 발광 소자의 이미지를 획득한다(1020).
도 5를 함께 참조하면, 조명 장치(110)에 의해 광이 조사된 발광 소자들(200)은 포토루미네선스 효과에 의해 발광할 수 있다. 이미징 장치(120)는 포토루미네선스 효과에 의해 발광하는 발광 소자들(200)의 이미지를 획득할 수 있다. 이를 위해, 조명 장치(110)와 이미징 장치(120)는 서로 인접하게 배치될 수 있다.
다시 도 3을 참조하면, 컨트롤러(130)가 복수의 발광 소자의 결함을 판정할 수 있다(1030).
후술하는 실시예에서는 이미징 장치(120)에 의해 획득되는 이미지를 검사 이미지(TI)라 한다. 도 6을 참조하면, 검사 이미지(TI)는 복수의 발광 소자(200)에 각각 대응되는 복수의 검사 영역(TR)을 포함할 수 있다.
검출하고자 하는 결함이 발광 소자(200)에 생긴 크랙(Crack)인 경우에 대해 설명한다. 일 실시예에 따르면, 조명 장치(110)에 의해 광이 조사된 복수의 발광 소자(200)는 포토루미네선스 효과에 의해 자체적으로 광을 방출하고 있다. 따라서, 검사 이미지(TI) 내에서 크랙이 더 용이하게 관찰될 수 있다. 또한, 발광 소자(200)의 표면에 존재하는 크랙 뿐만 아니라 내부에 존재하는 크랙, 크기가 매우 작은 미세 크랙까지도 관찰될 수 있다.
도 7의 이미지는 조명 장치(110)에 의해 녹색 파장 대역의 광이 조사되어 적색광을 방출하는 적색 LED를 촬영한 것이다. 도 7의 좌측에 위치한 적색 LED는 내부에 미세 크랙이 존재하는 LED이고, 우측에 위치한 적색 LED는 정상 LED이다.
내부에 크랙이 존재하는 발광 소자에 광을 조사할 경우, 발광 소자에서 발생되는 광이 크랙 부위에서 굴절 또는 반사될 수 있다. 따라서, 도 7의 좌측에 도시된 바와 같이, 육안으로 식별이 가능할 정도로 크랙이 선명하게 나타난다.
일 실시예에 따른 발광 소자 검사 장치(100)는 이러한 발광 소자들의 이미지를 획득하고, 획득된 이미지를 분석함으로써 수만 개 이상의 발광 소자들을 신속하게 검사할 수 있다.
구체적으로, 컨트롤러(130)는 검사 이미지(TI) 내의 복수의 검사 영역(TR) 각각에 대해 이미지 프로세싱을 수행하여 크랙을 검출할 수 있다.
컨트롤러(130)는 검사 이미지(TI) 내의 복수의 검사 영역(TR)을 구분하는 경계선을 검출하여 복수의 검사 영역(TR)을 각각 인식할 수 있고, 복수의 검사 영역(TR)에 대해 크랙 검출을 위한 이미징 프로세싱을 수행할 수 있다.
예를 들어, 컨트롤러(130)는 크랙이 없는 정상적인 발광 소자의 이미지와 복수의 검사 영역(TR)을 비교할 수 있다. 비교 결과, 정상적인 발광 소자의 이미지에는 존재하지 않는 오브젝트가 존재하는 경우, 발광 소자에 결함이 있는 것으로 판정할 수 있다.
또는, 머신 러닝 또는 딥 러닝을 이용한 학습에 기초하여 발광 소자의 결함을 검출하는 것도 가능하다. 예를 들어, 학습된 결함 판정 모델을 이용하여 검사 영역(TR)에 결함이 존재하는지 여부를 판정할 수 있다.
이 때, 정상적인 발광 소자의 이미지들을 학습 데이터로 사용한 결함 판정 모델에 기초하여 검사 영역(TR)이 정상적인 발광 소자의 이미지인지 여부를 판정할 수 있다.
또는, 결함이 있는 발광 소자의 이미지, 예를 들어 크랙이 있는 발광 소자의 이미지들을 학습 데이터로 사용한 결함 판정 모델에 기초하여 검사 영역(TR)에 크랙이 존재하는지 여부를 판정하는 것도 가능하다.
컨트롤러(130)는 크랙이 검출된 검사 영역(TR)에 대응되는 발광 소자의 위치 정보, 즉 결함이 있는 발광 소자의 위치 정보를 획득할 수 있다.
결함이 있는 발광 소자(200)는 발광 소자를 제거하는 장치에 의해 기판(S)으로부터 제거될 수 있다.
발광 소자 검사 장치(100)에 발광 소자 제거 장치가 포함된 경우에는, 컨트롤러(130)가 결함이 있는 발광 소자의 위치 정보에 기초하여 발광 소자 제거 장치를 제어할 수 있다.
발광 소자 검사 장치(100)에 발광 소자 제거 장치가 포함되지 않은 경우에는, 컨트롤러(130)가 통신 모듈을 통해 발광 소자 제거 장치에 결함이 있는 발광 소자의 위치 정보를 전송할 수 있다.
결함이 있는 발광 소자가 웨이퍼 상에 배치되어 있는 경우에는, 웨이퍼 상의 발광 소자들을 디스플레이 장치(10)의 기판에 전사하기 전에 결함이 있는 발광 소자를 제거하거나, 결함이 있는 발광 소자들을 제외한 정상 발광 소자들만 디스플레이 장치(10)의 기판에 전사할 수 있다.
또는, 결함이 있는 발광 소자가 디스플레이 장치(10)의 기판 상에 실장되어 있는 경우에는, 기판 상의 결함이 있는 발광 소자를 제거하고 이를 대체하기 위한 새로운 발광 소자를 실장할 수 있다. 또는, 결함이 있는 발광 소자를 제거하지 않고 전기적 연결을 끊은 상태로 남겨두는 것도 가능하다.
도 8은 일 실시예에 따른 발광소자 검사 장치에 있어서, 이송장치를 더 포함하는 경우의 블록도이고, 도 9는 이송장치를 이용하여 발광소자를 검사하는 과정을 나타내는 도면이다.
도 8을 참조하면, 일 실시예에 따른 발광 소자 검사 장치(100)는 발광 소자(200)가 배치된 기판(S)을 이동시키거나, 조명 장치(110)와 이미징 장치(120)를 이동시키는 이송 장치(140)를 더 포함할 수 있다.
기판(S)을 이동시키는 경우, 기판(S)을 스테이지(141) 상에 적재하고, 스테이지(141)를 적어도 일 방향으로 이동시키면서 복수의 발광 소자(200)에 광을 조사하고, 복수의 발광 소자(200)의 이미지를 획득하고, 획득된 이미지를 분석함으로써 발광 소자들(200)의 결함을 검출하는 과정들을 수행할 수 있다.
이송 장치(140)는 스테이지(141)를 이동시키기 위한 동력을 제공하는 모터 및 모터에서 발생된 동력을 스테이지(141)에 전달하는 구조물 등을 포함할 수 있다.
조명 장치(110)와 이미징 장치(120)를 이동시키는 경우, 조명 장치(110)와 이미징 장치(120)를 복수의 발광 소자(200)의 상부에서 적어도 일 방향으로 이동시키면서 복수의 발광 소자(200)에 광을 조사하고, 복수의 발광 소자(200)의 이미지를 획득하고, 획득된 이미지를 분석함으로써 발광 소자들(200)의 결함을 검출할 수 있다.
스테이지(141), 또는 조명 장치(100)와 이미징 장치(120)를 이동시키는 중에 광을 조사하고, 이미지를 획득하고, 결함을 검출하는 과정으로 구성된 검사를 수행하는 것도 가능하고, 일정 영역의 복수의 발광 소자에 대한 검사를 위해 정지했다가 검사가 완료되면 다시 다른 영역으로 이동시키는 것도 가능하다.
또는, 전체 영역의 복수의 발광 소자에 대해 광의 조사와 이미지 획득을 먼저 완료한 이후에, 획득된 이미지들에 기초하여 한꺼번에 결함을 검출하는 것도 가능하다.
이송 장치(140)는 조명 장치(110)와 이미징 장치(120)를 이동시키기 위한 동력을 제공하는 모터 및 모터에서 발생된 동력을 조명 장치(110)와 이미징 장치(120)에 전달하는 구조물 등을 포함할 수 있다.
이와 같이, 기판(S) 또는 조명 장치(110)와 이미징 장치(120)를 이동시키면서 검사를 수행하게 되면, 검사 속도를 증가시킬 수 있다. 예를 들어, 기판(S)을 이동시키거나 조명 장치(110)와 이미징 장치(120)를 이동시키면서 복수의 발광 소자(200)에 동시에 광을 조사하여 발광시키면 30분 이내에 50만개 이상의 발광 소자(200)를 검사할 수 있다.
도 10은 일 실시예에 따른 발광 소자의 검사 방법에 있어서, 필터링 과정이 더 포함된 순서도이고, 도 11은 도 10의 실시예에 따라 발광 소자를 검사하는 과정을 나타낸 도면이다.
도 10을 참조하면, 일 실시예에 따른 발광 소자의 검사 방법은 반사광을 필터링(1040)하는 과정을 더 포함할 수 있다.
도 11을 함께 참조하면, 반사광(RL)은 조명 장치(110)에서 복수의 발광 소자(200)로 조사된 광(L, 이하 '조명광'이라 한다)이 발광 소자(200)의 표면에서 반사된 것을 의미할 수 있다.
이러한 반사광(RL)이 이미징 장치(120)에 입사되면, 검사 이미지(TI)에 기초한 결함 판정 결과에 오류가 발생할 수 있다. 따라서, 이미징 장치(120)의 전방에 반사광(RL)을 차단할 수 있는 광학 필터(150)를 배치하여 반사광(RL)에 의한 판정 오류를 방지할 수 있다. 광학 필터(150)는 포토루미네선스 효과에 의해 방출되는 광(PL)은 투과시킨다.
예를 들어, 검사 대상인 발광 소자가 적색 LED인 경우, 광학 필터(150)는 적색 파장 대역의 광은 투과시키고 이보다 짧은 파장 대역의 광은 차단할 수 있다. 따라서, 조명 장치(110)에서 조사된 후 발광 소자(200)에 의해 반사되는 녹색 파장 대역의 반사광(RL)은 광학 필터(150)에 의해 차단될 수 있다.
또는, 검사 대상인 발광 소자가 녹색 LED인 경우, 광학 필터(150)는 녹색 파장 대역의 광은 투과시키고 이보다 짧은 파장 대역의 광은 차단할 수 있다. 따라서, 조명 장치(110)에서 조사된 후 발광 소자(200)에 의해 반사되는 자외선 파장 대역의 반사광(RL)은 광학 필터(150)에 의해 차단될 수 있다.
또는, 검사 대상인 발광 소자가 청색 LED인 경우, 광학 필터(150)는 청색 파장 대역의 광은 투과시키고 이보다 짧은 파장 대역의 광은 차단할 수 있다. 따라서, 조명 장치(110)에서 조사된 후 발광 소자(200)에 의해 반사되는 자외선 파장 대역의 반사광(RL)은 광학 필터(150)에 의해 차단될 수 있다.
광학 필터(150)는 전술한 바와 같이 투과 및 차단하는 파장 대역이 상이한 복수의 광학 필터를 포함할 수 있고, 검사 대상인 발광소자가 방출하는 광의 파장 및 조명 장치(110)에서 조사되는 광의 파장에 따라 자동 또는 수동으로 적절하게 광학 필터를 교체할 수 있다.
한편, 발광 소자 검사 장치(100)는 검사 대상인 발광 소자가 방출하는 광의 파장과 동일한 파장 대역의 광을 차단하는 광학 필터를 더 포함하는 것도 가능하다. 전술한 광학 필터(150)와의 구분을 위해 전술한 광학 필터(150)를 제1광학 필터라 하고, 후술하는 광학 필터를 제2광학 필터라 한다.
외부의 다른 광원에서 발광 소자가 방출하는 광의 파장과 동일한 파장 대역의 광이 입사되어 발광 소자의 표면에서 반사되는 경우가 발생할 수 있다. 이러한 반사 광은 이미징 장치(120)의 전방에 배치된 제1광학 필터에 의해 차단되지 않기 때문에 획득된 이미지에 기초한 검사 결과에 오류를 야기시킬 수 있다.
따라서, 검사 대상인 발광 소자들(200)의 상부에 발광 소자들(200)과 동일한 파장 대역의 광을 차단하는 제2광학 필터를 배치하여 발광 소자들(200)과 동일한 파장 대역의 광이 발광 소자들(200)에 입사되는 것을 방지할 수 있다. 여기서, 이미징 장치(120)의 전방에는 제2광학 필터를 배치하지 않는다. 즉, 제2광학 필터는 이미징 장치의 전방을 제외한 영역 중 검사 대상인 발광 소자들(200)에 입사되는 광을 차단할 수 있는 위치에 배치될 수 있다.
도 12는 일 실시예에 따른 발광 소자 검사 장치에 있어서, 휘도계를 더 포함하는 경우의 블록도이고, 도 13은 일 실시예에 따른 발광 소자의 검사 방법에 있어서, 휘도 정보를 더 획득하는 경우의 순서도이다.
도 12를 참조하면, 일 실시예에 따른 발광 소자 검사 장치(100)는 휘도를 측정하는 휘도계(160)를 더 포함할 수 있다. 휘도계(160)는 이미징 장치(120) 및 조명 장치(110)와 인접하게 설치되어 발광 소자(200)로부터 방출되는 광의 휘도를 측정할 수 있다.
도 13을 함께 참조하면, 일 실시예에 따른 발광 소자의 검사 방법은, 복수의 발광 소자에 특정 파장의 광을 조사하고(1010), 복수의 발광 소자의 이미지를 획득하고(1020), 휘도계(160)를 이용하여 휘도 정보를 함께 획득할 수 있다(1050).
순서도의 특성 상 이미지의 획득(1020) 이후에 휘도 정보의 획득(1050)을 기재하였으나, 이미지의 획득과 휘도 정보의 획득은 동시에 이루어질 수 있고, 획득 시점에 차이가 있더라도 그 순서가 순서도 상의 순서에 제한되는 것은 아니다.
전술한 도 7의 이미지를 참조하면, 내부에 크랙이 존재하는 발광 소자의 이미지는 크랙 경계로 하여 양쪽에 휘도 차이가 발생할 수 있다. 따라서, 획득된 이미지와 휘도 정보를 함께 이용하여 발광 소자의 결함을 판정할 수 있다(1030).
예를 들어, 이미지 프로세싱을 통해 검출된 크랙으로 추정되는 오브젝트를 경계로 양쪽에 휘도 차이가 있는 경우에 발광 소자에 크랙이 발생한 것으로 판단할 수 있다.
또는, 이미지 프로세싱을 통해 크랙으로 추정되는 오브젝트가 검출되지 않았더라도 검사 영역(TR) 내부, 즉 단일 발광 소자 내에서 휘도의 차이가 있다면 해당 발광 소자에 크랙이 발생한 것으로 판단할 수 있다.
또한, 획득된 휘도 정보에 기초하여, 크랙 외에 다른 종류의 결함을 판정하는 것도 가능하다. 예를 들어, 컨트롤러(130)는 검사 영역(TR) 내부의 휘도가 기준 범위를 벗어나면 대응되는 발광 소자에 결함이 발생한 것으로 판단할 수 있다.
여기서, 기준 범위는 정상적인 발광 소자의 휘도를 기준으로 결정될 수 있다. 일 예로, 정상적인 발광 소자의 휘도를 100%라 하면, 83% 이하의 휘도를 갖는 발광 소자는 결함이 발생한 것으로 판정할 수 있다.
이 경우, 컨트롤러(130)는 발광 소자의 이미지에 기초하여 크랙이 발생한 발광 소자를 검출할 수 있고, 발광 소자의 휘도 정보에 기초하여 휘도 저하가 발생한 발광 소자를 검출할 수 있다.
전술한 바와 같이, 발광 소자 검사 장치(100)가 복수의 발광 소자의 이미지 뿐만 아니라 휘도 정보까지 획득하면, 크랙 검출의 정확도를 향상시키거나 크랙 외에 다른 종류의 결함까지도 검출할 수 있다.
도 14는 일 실시예에 따른 발광 소자의 검사 장치에 있어서, 분광기를 더 포함하는 경우의 블록도이고, 도 15는 일 실시예에 따른 발광 소자의 검사 방법에 있어서, 파장 정보를 더 획득하는 경우의 순서도이다.
도 14를 참조하면, 일 실시예에 따른 발광 소자 검사 장치(100)는 물체로부터 방출되는 광의 스펙트럼을 측정하는 분광기(170)를 더 포함할 수 있다. 분광기(170)는 이미징 장치(120) 및 조명 장치(110)와 인접하게 설치되어 발광 소자(200)로부터 방출되는 광의 스펙트럼을 측정할 수 있다.
도 15를 함께 참조하면, 일 실시예에 따른 발광 소자의 검사 방법은, 복수의 발광 소자에 특정 파장의 광을 조사하고(1010), 복수의 발광 소자의 이미지를 획득하고(1020), 분광기(170)를 이용하여 파장 정보를 함께 획득할 수 있다(1060). 여기서, 파장 정보는 발광 소자(200)로부터 방출되는 광의 파장 별 세기에 대한 정보를 포함한다.
순서도의 특성 상 이미지의 획득(1020) 이후에 파장 정보의 획득(1060)을 기재하였으나, 이미지의 획득과 파장 정보의 획득은 동시에 이루어질 수 있고, 획득 시점에 차이가 있더라도 그 순서가 순서도 상의 순서에 제한되는 것은 아니다.
컨트롤러(130)는 획득된 이미지와 파장 정보에 기초하여 복수의 발광 소자의 결함을 판정할 수 있다(1030).
획득된 이미지에 기초하여 전술한 과정에 따라 발광 소자(200)에 발생한 크랙을 검출할 수 있고, 파장 정보에 기초하면 크랙 외에 다른 결함도 검출할 수 있다.
예를 들어, 컨트롤러(130)는 정상적인 발광 소자의 파장 정보와 획득된 파장 정보를 비교하고, 두 파장 정보 사이에 허용 범위 이상의 오차가 있는 경우에는 발광 소자(200)에 결함이 있는 것으로 판정할 수 있다. 구체적으로, 피크 파장에 차이가 있거나, 피크 파장에서의 세기에 차이가 있는 경우에 발광 소자(200)에 결함이 있는 것으로 판정할 수 있다.
또는, 단일 발광 소자(200)에 대응되는 검사 영역(TR) 내의 파장 정보가 균일하지 않은 경우에도 발광 소자(200)에 결함이 있는 것으로 판정할 수 있다.
도 16은 일 실시예에 따른 발광 소자의 검사 방법에 있어서, 획득된 이미지를 저장하는 과정을 더 포함하는 방법의 순서도이다.
도 16을 참조하면, 일 실시예에 따른 발광 소자의 검사 방법은 발광 소자의 결함을 판정(1030)한 이후에, 결함이 있는 발광 소자의 이미지를 저장할 수 있다(1060). 여기서, 저장되는 이미지는 결함 판정에 사용된 이미지일 수도 있고, 결함 판정 이후에 추가로 획득된 이미지일 수도 있다.
저장된 이미지는 다양한 용도로 활용될 수 있다. 예를 들어, 결함 판정을 위한 이미지 분석 시에 사용될 수도 있고, 결함 판정 모델을 학습시키는데 사용될 수도 있다. 또한, 발광 소자의 결함을 줄이기 위한 연구에 사용될 수도 있다.
결함이 있는 발광 소자의 이미지는 메모리(131)에 일시적 또는 비일시적으로 저장될 수 있고, 이미지의 용도에 따라 발광 소자 검사 장치(100)의 통신 모듈을 통해 외부 장치 또는 외부 서버로 전송될 수도 있다.
도 17은 일 실시예에 따른 발광 소자 검사 장치에 있어서, 렌즈를 더 포함하는 경우를 나타낸 도면이고, 도 18 및 도 19는 일 실시예에 따른 발광 소자의 검사 방법에 있어서, 확대된 이미지를 획득하고 저장하는 과정을 더 포함하는 방법의 순서도이다.
도 17을 참조하면, 일 실시예에 따른 발광 소자 검사 장치(100)는 이미지를 확대하는 렌즈(180)를 더 포함할 수 있다. 렌즈(180)는 이미징 장치(120)의 전방에 배치되어, 이미징 장치(120)로 하여금 확대된 이미지를 촬영하게 할 수 있다.
렌즈(180)는 서로 다른 배율을 갖는 복수의 렌즈를 포함할 수도 있다. 따라서, 사용자 또는 컨트롤러(130)의 판단에 따라 적절한 배율의 렌즈가 선택될 수 있고, 렌즈의 교체는 수동 또는 자동으로 이루어질 수 있다.
렌즈(180)를 통해 확대된 이미지에서는 크랙 등의 결함이 더 용이하게 식별될 수 있다. 따라서, 컨트롤러(130)가 렌즈(180)를 통해 확대된 이미지에 기초하여 발광 소자의 결함을 검출함으로써 결함 판정의 정확도를 향상시킬 수 있다.
컨트롤러(130)가 결함을 판정하기 전에 배율이 높은 렌즈(180)를 통해 확대된 이미지를 획득하는 것도 가능하고, 도 18에 도시된 바와 같이 컨트롤러(130)가 1차적으로 이미지를 분석하여 결함을 판정(1030)한 이후에 결함 후보 발광 소자가 존재하는 경우, 해당 발광 소자에 대해 배율이 높은 렌즈(180)를 통해 확대된 이미지를 획득하는 것(1080)도 가능하다.
컨트롤러(130)는 확대된 이미지를 분석하여 다시 결함 판정을 수행할 수 있고(1090), 최종적으로 결함이 있는 것으로 판정된 발광 소자의 확대된 이미지를 저장할 수 있다(1100)
여기서, 결함 후보 발광 소자는 대응되는 검사 영역(TR)이 정해진 조건을 만족하는 발광 소자를 의미한다. 예를 들어, 검사 영역(TR) 내에 크랙 및 휘도 차이 중 적어도 하나가 존재하는 경우에 정해진 조건을 만족하는 것으로 판단할 수 있다. 다만, 발광 소자의 검사 방법의 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며, 확대된 이미지를 획득하기 위한 조건은 이외에도 다양한 기준에 따라 정해질 수 있다.
또는, 도 19에 도시된 바와 같이, 발광 소자의 결함 판정(1030)이 완료된 후에, 결함이 있는 발광 소자에 대해 확대된 이미지를 추가로 획득하고, 이를 저장하는 것(1110)도 가능하다.
지금까지 설명한 다양한 예시들은 상호간에 결합될 수 있다. 예를 들어, 광학 필터(150)는 휘도계(160)를 포함하는 발광 소자 제거 장치(100)에도 포함될 수 있고, 분광기(170)를 포함하는 발광 소자 제거 장치(100)에도 포함될 수 있으며, 렌즈(180)를 포함하는 발광 소자 제거 장치(100)에도 포함될 수 있다. 광학 필터(150)를 이용한 필터링 동작이 각각의 예시에 따른 발광 소자의 검사 방법에도 포함될 수 있음은 물론이다.
마찬가지로, 휘도계(160)는 분광기(170)를 포함하는 발광 소자 제거 장치(100)에도 포함될 수 있으며, 렌즈(180)를 포함하는 발광 소자 제거 장치(100)에도 포함될 수 있다. 휘도계(160)를 이용한 휘도 정보의 획득 및 이를 기초로 한 결함 판정 동작은 각각의 예시에 따른 발광 소자의 검사 방법에도 포함될 수 있음은 물론이다.
또한, 분광기(170)는 렌즈(180)를 포함하는 발광 소자 제거 장치(100)에도 포함될 수 있다. 분광기(170)를 이용한 파장 정보의 획득 및 이를 기초로 한 결함 판정 동작은 각각의 예시에 따른 발광 소자의 검사 방법에도 포함될 수 있음은 물론이다.
이상에서와 같이 첨부된 도면을 참조하여 개시된 실시예들을 설명하였다. 게시된 실시예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 게시된 실시예의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고도, 개시된 실시예들과 다른 형태로 실시될 수 있음을 이해할 것이다. 개시된 실시예들은 예시적인 것이며, 한정적으로 해석되어서는 안 된다.
10: 디스플레이 장치
100: 발광 소자 검사 장치
110: 조명 장치
120: 이미징 장치
130: 컨트롤러
140: 이송 장치
150: 광학 필터
160: 휘도계
170: 분광기
180: 렌즈
100: 발광 소자 검사 장치
110: 조명 장치
120: 이미징 장치
130: 컨트롤러
140: 이송 장치
150: 광학 필터
160: 휘도계
170: 분광기
180: 렌즈
Claims (26)
- 기판 상에 배치된 복수의 발광 소자에 특정 파장의 광을 조사하여 포토루미네선스(Photoluminescece) 효과에 의해 상기 복수의 발광 소자를 발광시키는 단계;
상기 복수의 발광 소자의 이미지를 획득하는 단계; 및
상기 획득된 이미지에 기초하여 상기 복수의 발광 소자의 결함을 판정하는 단계;를 포함하는 발광 소자의 검사 방법. - 제1항에 있어서,
상기 복수의 발광 소자에 조사되는 특정 파장의 광은,
상기 복수의 발광 소자에서 방출되는 광의 파장에 의해 결정되는 발광 소자의 검사 방법. - 제2항에 있어서,
상기 복수의 발광 소자가 적색 파장 대역의 광을 방출하는 경우, 상기 복수의 발광 소자에 조사되는 특정 파장의 광은 녹색 파장 대역의 광이고,
상기 복수의 발광 소자가 녹색 파장 대역 또는 청색 파장 대역의 광을 방출하는 경우, 상기 복수의 발광 소자에 조사되는 특정 파장의 광은 자외선 파장 대역의 광인 발광 소자의 검사 방법. - 제1항에 있어서,
상기 복수의 발광 소자에 조사되는 특정 파장의 광은,
상기 복수의 발광 소자를 동시에 발광시킬 수 있도록 일정 면적에 광을 조사하는 조명 장치에 의해 조사되는 발광 소자의 검사 방법. - 제1항에 있어서,
상기 획득된 이미지는,
상기 복수의 발광소자 각각에 대응되는 복수의 검사 영역을 포함하고,
상기 복수의 발광 소자의 결함을 판정하는 단계는,
상기 복수의 검사 영역을 정상적인 발광 소자의 이미지와 비교하는 것을 포함하는 발광 소자의 검사 방법. - 제1항에 있어서,
상기 획득된 이미지는,
상기 복수의 발광 소자 각각에 대응되는 복수의 검사 영역을 포함하고,
상기 복수의 발광 소자의 결함을 판정하는 단계는,
상기 복수의 검사 영역을 머신 러닝 또는 딥 러닝에 의해 학습된 결함 판정 모델에 입력하는 것을 포함하는 발광 소자의 검사 방법. - 제1항에 있어서,
상기 복수의 발광 소자로부터 방출되는 광의 휘도 정보를 획득하는 단계;를 더 포함하는 발광 소자의 검사 방법. - 제7항에 있어서,
상기 결함을 판정하는 단계는,
상기 획득된 이미지와 상기 획득된 휘도 정보에 기초하여 상기 복수의 발광 소자에 크랙(crack)이 존재하는지 여부를 판정하는 것을 포함하는 발광 소자의 검사 방법. - 제7항에 있어서,
상기 결함을 판정하는 단계는,
상기 획득된 이미지에 기초하여 상기 복수의 발광 소자에 크랙이 존재하는지 여부를 판정하고,
상기 획득된 휘도 정보에 기초하여 상기 복수의 발광 소자에 휘도 저하가 발생했는지 여부를 판정하는 것을 포함하는 발광 소자의 검사 방법. - 제1항에 있어서,
상기 복수의 발광 소자로부터 방출되는 광의 파장 정보를 획득하는 단계;를 더 포함하는 발광 소자의 검사 방법. - 제10항에 있어서,
상기 결함을 판정하는 단계는,
상기 획득된 이미지에 기초하여 상기 복수의 발광 소자에 크랙이 존재하는지 여부를 판정하고,
상기 획득된 파장 정보에 기초하여 상기 복수의 발광 소자에 상기 크랙 외에 다른 결함이 있는지 여부를 판정하는 것을 포함하는 발광 소자의 검사 방법. - 제1항에 있어서,
상기 복수의 발광소자 중 결함이 있는 것으로 판정된 발광 소자의 이미지를 저장하는 단계;를 더 포함하는 발광 소자의 검사 방법. - 제1항에 있어서,
상기 복수의 발광 소자 중 결함이 있는 것으로 판정된 발광 소자의 확대된 이미지를 획득하는 단계; 및
상기 획득된 확대된 이미지를 저장하는 단계;를 더 포함하는 발광 소자의 검사 방법. - 제1항에 있어서,
상기 복수의 발광 소자 중 결함 후보 발광 소자의 확대된 이미지를 획득하는 단계; 및
상기 획득된 확대된 이미지에 기초하여 상기 결함 후보 발광 소자의 결함을 판정하는 단계;를 더 포함하는 발광 소자의 검사 방법. - 기판 상에 배치된 복수의 발광소자에 특정 파장의 광을 조사하여 포토루미네선스(Photoluminescece) 효과에 의해 상기 복수의 발광소자를 발광시키는 조명 장치;
상기 복수의 발광 소자의 이미지를 획득하는 이미징 장치; 및
상기 획득된 이미지에 기초하여 상기 복수의 발광소자의 결함을 검출하는 컨트롤러;를 포함하는 발광 소자 검사 장치. - 제15항에 있어서,
상기 조명 장치는,
상기 복수의 발광 소자에서 방출되는 광의 파장에 의해 결정되는 특정 파장의 광을 조사하는 발광 소자 검사 장치. - 제16항에 있어서,
상기 조명 장치는,
상기 복수의 발광 소자가 적색 파장 대역의 광을 방출하는 경우, 녹색 파장 대역의 광을 조사하고,
상기 복수의 발광 소자가 녹색 파장 대역 또는 청색 파장 대역의 광을 방출하는 경우, 자외선 파장 대역의 광을 조사하는 발광 소자 검사 장치. - 제15항에 있어서,
상기 조명 장치는,
상기 복수의 발광 소자를 동시에 발광시킬 수 있도록 일정 면적에 광을 조사하는 발광 소자 검사 장치. - 제1항에 있어서,
상기 획득된 이미지는,
상기 복수의 발광소자 각각에 대응되는 복수의 검사 영역을 포함하고,
상기 컨트롤러는,
상기 결함을 판정하기 위해, 상기 복수의 검사 영역을 정상적인 발광 소자의 이미지와 비교하는 발광 소자 검사 장치. - 제15항에 있어서,
상기 획득된 이미지는,
상기 복수의 발광 소자 각각에 대응되는 복수의 검사 영역을 포함하고,
상기 컨트롤러는,
상기 결함을 판정하기 위해, 상기 복수의 검사 영역을 머신 러닝 또는 딥 러닝에 의해 학습된 결함 판정 모델에 입력하는 발광 소자 검사 장치. - 제 15 항에 있어서,
상기 복수의 발광 소자로부터 방출되는 광의 휘도 정보를 획득하는 휘도계;를 더 포함하고,
상기 컨트롤러는,
상기 획득된 이미지와 상기 획득된 휘도 정보에 기초하여 상기 복수의 발광 소자에 크랙(crack)이 존재하는지 여부를 판정하는 발광 소자 검사 장치. - 제 15 항에 있어서,
상기 복수의 발광 소자로부터 방출되는 광의 휘도 정보를 획득하는 휘도계;를 더 포함하고,
상기 컨트롤러는,
상기 획득된 이미지에 기초하여 상기 복수의 발광 소자에 크랙이 존재하는지 여부를 판정하고, 상기 획득된 휘도 정보에 기초하여 상기 복수의 발광 소자에 휘도 저하가 발생했는지 여부를 판정하는 발광 소자 검사 장치. - 제15항에 있어서,
상기 복수의 발광 소자로부터 방출되는 광의 파장 정보를 획득하는 분광기;를 더 포함하고,
상기 컨트롤러는,
상기 획득된 이미지에 기초하여 상기 복수의 발광 소자에 크랙이 존재하는지 여부를 판정하고, 상기 획득된 파장 정보에 기초하여 상기 복수의 발광 소자에 상기 크랙 외에 다른 결함이 있는지 여부를 판정하는 발광 소자 검사 장치. - 제15항에 있어서,
상기 이미징 장치의 전방에 배치되어 상기 조명 장치에서 조사되는 특정 파장의 광의 반사광을 차단하는 제1광학 필터;를 더 포함하는 발광 소자 검사 장치. - 제15항에 있어서,
상기 이미징 장치의 전방을 제외한 영역에 배치되어 상기 복수의 발광 소자에서 방출되는 광과 동일한 파장의 광을 차단하는 제2광학 필터;를 더 포함하는 발광 소자 검사 장치. - 제15항에 있어서,
상기 복수의 발광 소자가 배치된 기판을 이동시키는 이송 장치;를 더 포함하고,
상기 컨트롤러는,
상기 이송 장치를 제어하여 상기 기판을 이동시키면서 상기 복수의 발광 소자에 특정 파장의 광을 조사하도록 상기 조명 장치를 제어하고 상기 복수의 발광 소자의 이미지를 획득하도록 상기 이미징 장치를 제어하는 발광 소자 검사 장치.
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|---|---|---|---|
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