KR101643326B1 - Ｌｃｄ 패널 결함 검출 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 LCD 패널 결함 검출 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 LCD 패널 결함 검출 장치는, LCD 패널(10)의 하부에 위치하며, 빛의 편광 방향을 조정하는 편광판(polarizer; 100); 편광판(100)의 하부에 위치하며, LCD 패널(10) 측으로 빛을 조사하는 제1 조명부(200); LCD 패널(10)의 상부에 위치하는 광학부(300); 광학부(300)의 상부에 위치하며, 제1 조명부(200)로부터 조사되어 LCD 패널(10)을 통과한 편광된 빛을 통과시키거나 반사시키는 검광자(analyzer; 400); 및 검광자(400)를 통과한 빛을 영상으로 변환하는 촬상부(500)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

ＬＣＤ 패널 결함 검출 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR DETECTING DEFECT OF LCD PANEL}
본 발명은 LCD 패널 결함 검출 장치 및 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 편광판을 통과하여 편광된 빛이 LCD 패널을 통과한 후 검광자를 통과함으로써 LCD 패널의 결함을 검출할 수 있고, 검출된 결함을 즉시 리페어 할 수 있는 LCD 패널 결함 검출 장치 및 방법에 관한 것이다.
최근 액정 디스플레이 패널(LCD 패널)이 대형화되는 추세에서는 청정한 환경과 고도의 품질 관리하에서 제조된 LCD 패널이라 하여도 수백만개 이상의 픽셀 중 단 몇 개의 픽셀에서 결함이 발생하는 것을 피하기는 어렵다. 따라서, 매우 작은 크기의 결함을 검출하고, 결함의 경중에 따라서 리페어를 실시하여 완제품을 생산하는 문제는 생산 효율성과 직결된다.
도 1은 종래기술에 따른 LCD 패널의 결함을 검출하는 방법을 나타내는 도면이다.
도 1의 (a)를 참조하면, 종래에는 LCD 패널(10) 하부에 조명부(11)를 배치하고, 조명부(11)에서 LCD 패널(10) 측으로 빛을 조사하여 LCD 패널(10)을 통과한 빛을 촬상부(12)가 영상으로 변환하여 결함을 검출하는 방법을 사용하였다.
또한, 도 1의 (b)를 참조하면, 종래에는 LCD 패널(10)에 LCD 패널 프로브 유닛(13)을 연결하여, LCD 패널(10)이 구동된 상태에서 여러 화면 패턴을 조정하여 촬상부(12)를 통해 결함을 검출하는 방법을 사용하였다.
상기와 같은 액정 패널의 결함을 검출하는 방법은 한국공개특허공보 제10-2001-0053954호 등에 개시되어 있다.
이와 같이, 종래 기술은 촬상부를 통해 육안으로 직접 검출하는 방법을 사용하였으므로 미세한 결함을 검출하기 어렵고, 촬상부의 해상도에 따라서 결함과 픽셀간의 대비(contrast) 수치가 미약하여 결함을 검출하기 어려운 문제점이 있었다. 또한, LCD 패널의 점등 유닛, 패턴 제어 유닛 등 검사를 위한 주변 장치의 구성이 복잡한 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 미세한 결함까지 검출할 수 있는 LCD 패널 결함 검출 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 LCD 패널을 점등하지 않은 상태에서 미세한 결함을 검출할 수 있는 LCD 패널 결함 검출 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 검출된 결함을 즉시 리페어 할 수 있는 LCD 패널 결함 검출 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 상기의 목적은 LCD 패널의 하부에 위치하며, 빛의 편광 방향을 조정하는 편광판(polarizer); 상기 편광판의 하부에 위치하며, 상기 LCD 패널측으로 빛을 조사하는 제1 조명부; 상기 LCD 패널의 상부에 위치하는 광학부; 상기 광학부의 상부에 위치하며, 상기 제1 조명부로부터 조사되어 상기 LCD 패널을 통과한 편광된 빛을 통과시키거나 반사시키는 검광자(analyzer); 및 상기 검광자를 통과한 빛을 영상으로 변환하는 촬상부를 포함하는 것을 특징으로 하는 LCD 패널 결함 검출 장치에 의해 달성된다.
상기 광학부의 상부에 위치하며, 상기 LCD 패널측으로 빛을 조사하는 제2 조명부를 더 포함할 수 있다.
상기 제2 조명부에서 상기 LCD 패널측으로 발산된 빛이 상기 LCD 패널에서 반사되어, 상기 LCD 패널을 통과한 편광된 빛과 함께 상기 검광자를 통과하거나 상기 검광자에서 반사될 수 있다.
상기 편광판은 회전가능하여 편광 각도를 조정할 수 있다.
상기 광학부의 상부에 위치하며, 검출된 결함을 리페어하는 리페어부를 더 포함할 수 있다.
상기 리페어부는 상기 검출된 결함에 레이저를 조사하여 리페어를 수행할 수 있다.
그리고, 본 발명의 상기의 목적은 LCD 패널의 하부에 위치한 편광판의 하부에서 제1 조명부가 상기 LCD 패널측으로 빛을 발산하고, 상기 LCD 패널을 통과한 편광된 빛이 검광자를 통과하거나 상기 검광자에서 반사되고, 상기 검광자를 통과한 빛을 촬상부가 영상으로 변환하여 상기 LCD 패널의 결함을 검출하는 것을 특징으로 하는 LCD 패널 결함 검출 방법에 의해 달성된다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따르면, 미세한 결함까지 검출할 수 있다.
또한, LCD 패널을 점등하지 않은 상태에서 미세한 결함을 검출할 수 있다.
또한, 검출된 결함을 즉시 리페어 할 수 있다.
도 1은 종래기술에 따른 LCD 패널의 결함을 검출하는 방법을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 LCD 패널 결함 검출 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 LCD 패널 결함의 검출 과정을 나타내는 도면이다.
도 4 내지 도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 LCD 패널 결함의 검출 상태를 나타내는 도면이다.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭하며, 길이 및 면적, 두께 등과 그 형태는 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다.
이하에서는, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
LCD 패널 결함 검출 장치의 구성
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 LCD 패널 결함 검출 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 LCD 패널 결함 검출 장치는 LCD 패널(10), 편광판(polarizer; 100), 제1 조명부(200), 광학부(300), 검광자(analyzer; 400) 및 촬상부(500)을 포함하여 구성될 수 있다.
LCD 패널(10)은 스테이지(미도시)에 안착되어 결함(D) 검출 공정이 수행될 수 있다. 특히, LCD 패널(10)의 하부에서 제1 조명부(200)로부터 빛이 조사되므로, 스테이지의 하부는 개방되어 있는 것이 바람직하다.
한편, 대형 LCD 패널에 대한 결함(D) 검출을 수행할 경우에는, 편광판(100), 제1 조명부(200) 등의 크기가 LCD 패널의 크기보다 작을 수 있다. 따라서, 스테이지(미도시)에 스테이지 이송부(미도시)를 더 포함하여 스테이지를 x, y 또는 z축으로 이동하도록 하고, 편광판(100), 제1 조명부(200), 광학부(300), 검광자(400), 촬상부(500) 등을 고정 상태로 배치하여 결함(D) 검출을 수행할 수 있다. 물론, 스테이지(미도시)를 고정하고 편광판(100), 제1 조명부(200), 광학부(300), 검광자(400), 촬상부(500) 등을 x, y 또는 z축으로 이동하도록 하여 결함(D) 검출을 수행할 수도 있음은 자명한 사항이라 할 것이다.
편광판(100)은 LCD 패널(10)의 하부에 위치하며, 빛의 편광 방향을 조정할 수 있다. 예를 들어, 편광판(100)을 통과한 빛은 LCD 패널(10)을 통과하는 것에 의해서 수직방향, 수평방향 등으로 편광될 수 있다.
편광판(100)은 회전이 가능하도록 구동부(미도시)와 연동될 수 있다. 편광판(100)을 회전시킴으로써 빛이 편광되는 각도를 조정하면서 LCD 패널(10)의 결함(D) 검출을 수행할 수 있다.
제1 조명부(200)는 편광판(100)의 하부에 위치하며, LCD 패널(10)측으로 빛을 조사할 수 있다. 제1 조명부(200)가 조사하는 빛은 광축을 중심으로 360°방향으로 진동하는 백색광인 것이 바람직하다.
광학부(300)는 LCD 패널(10)의 상부에 위치하며, 빛 또는 편광된 빛이 통과하는 경로를 제공할 수 있으며, LCD 패널(10)을 확대/축소하여 관찰할 수 있는 렌즈(미도시)를 포함할 수 있다. 또한, 후술할 리페어부(700)에서 생성되는 레이저를 검출된 결함(D)에 조사할 수 있도록 집속 렌즈(focusing lens; 미도시)를 포함할 수 있다.
검광자(400)는 광학부(300)의 상부에 위치할 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 광학부(300)를 통과한 빛이 빔 스플리터(20)에 의해 경로를 바꾸어 검광자(400)에 도달할 수 있으나, 빔 스플리터(20)를 두지 않고 광학부(300)를 통과한 빛이 곧바로 검광자(400)에 도달하도록 구성할 수도 있다.
검광자(400)는 제1 조명부(200)로부터 조사되어 편광판(100)을 통과하면서 편광되어 LCD 패널(10)을 통과한 빛을 통과시키거나 반사할 수 있다. LCD 패널(10)의 결함(D)이 있는 픽셀을 통과한 빛은 정상적인 픽셀을 통과한 빛과 다른 편광 방향을 가질 수 있으므로, 검광자(400)를 통과하거나 검광자(400)에서 반사되는 수치에서 차이가 있다. 따라서, 검광자(400)를 통과한 빛을 촬상부(500)에서 획득하여 LCD 패널(10)의 결함(D)을 검출할 수 있는 것이다. 자세한 내용은 도 3 내지 도 6을 통해 후술한다.
촬상부(500)는 검광자(400)를 통과한 빛을 획득하여, 촬상부(500)와 연결된 표시장치(미도시)를 통해 영상으로 변환할 수 있는 CCD 카메라와 같은 소자이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 검광자(400)를 통과한 빛이 미러(30)에 의해 경로를 바꾸어 촬상부(500)에 도달할 수 있으나, 미러(30)를 두지 않고 검광자(400)를 통과한 빛이 곧바로 촬상부 (500)에 도달하도록 구성할 수도 있다.
본 발명의 LCD 패널 결함 검출 장치는 광학부(300)의 상부에 위치하며, LCD 패널(10) 측으로 빛을 조사하는 제2 조명부(600)를 더 포함할 수 있다. 제2 조명부(600)로부터 공급되는 빛은 편광되지 않은 상태로 광학부(300)를 통과하여 LCD 패널(10)에 조사되고, 이후 LCD 패널(10)에서 반사되어 촬상부(500)에 도달할 수 있다. 제2 조명부(600)에서 LCD 패널(10)에 빛을 조사하고, LCD 패널(10)에서 빛을 반사하므로, 제1 조명부(200)에서 빛을 공급하지 않거나 LCD 패널(10)을 점등하지 않은 상태에서도 LCD 패널(10)의 이미지를 촬상부(500)에서 획득할 수 있는 이점이 있다.
본 발명의 LCD 패널 결함 검출 장치는 광학부(300)의 상부에 위치하며, 검출된 결함(D)을 리페어하는 리페어부(700)를 더 포함할 수 있다. 리페어부(700)는 레이저를 생성하고, 리페어부(700)에서 생성된 레이저는 광학부(300)에 배치된 집속 렌즈를 통해 LCD 패널(10)의 결함(D)에 집속되어 조사됨으로써 명점(明點) 상태의 결함(D)을 암점화(暗點化) 할 수 있다. 특히, 미세한 결함(D)을 리페어하기 위해서, 리페어부(700)에서 생성하는 레이저는, 비열적 반응인 광학 반응이 주가 되어 정밀한 리페어를 가능하게 하는 피코초(picoseconds) 레이저, 또는 테라와트의 출력을 낼 수 있어 어떠한 재질도 가공할 수 있으며 광자 에너지가 한 점에 모이는 효과를 가져 정밀도가 매우 높은 리페어를 가능하게 하는 펨토초(femtosecond) 레이저일 수 있다.
LCD 패널 결함 검출 과정
이하에서는, 본 발명의 LCD 패널 결함 검출 장치를 사용하여 LCD 패널 결함(D)을 검출하는 과정을 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 LCD 패널 결함의 검출 과정을 나타내는 도면이다. 도 3에 도시된 구성요소의 배치, 빛의 편광 방향 등은 일 예시일 뿐으로서, 반드시 이에 한정되지 않음을 밝혀둔다.
도 3을 참조하면, 제1 조명부(200)에서 수평방향 및 수직방향으로 진동하는 빛이 공급된다. 이 빛은 편광판(100)을 통과하면서 수직방향으로 진동하는 빛으로 편광된다. 편광판(100)을 통과하여 편광된 빛은 LCD 패널(10)을 통과하게 되는데, 결함(D)이 있는 부분을 통과한 빛과 결함(D) 없는 부분을 통과한 빛은 그 편광 상태가 달라질 수 있다. 이후, 검광자(400)는 LCD 패널(10)의 결함(D)이 있는 부분을 통과한 편광된 빛을 통과시키고, 결함(D)이 없는 정상적인 RGB 픽셀(P) 부분을 통과한 나머지 빛은 반사시킬 수 있어, 촬상부(500)에서 결함(D)의 위치를 검출할 수 있다.
한편, 검광자(400)를 통과하지 못하는 편광된 빛을 형성하는 특정한 각도에서는 결함(D)이 검출되지 않을 수 있기 때문에, 편광판(100)을 회전시켜 제1 조명부(200)에서 발산하는 빛이 편광되는 각도를 조정하면서 촬상부(500)에서 결함(D)을 가장 용이하게 검출할 수 있는 각도를 찾을 수 있다.
도 4 내지 도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 LCD 패널 결함의 검출 상태를 나타내는 도면이다.
도 4는 제1 조명부(200)에서 빛을 공급하지 않고 제2 조명부(600)에서만 빛을 공급한 상태에서의 LCD 패널(10), 도 5는 제1 조명부(200) 및 제2 조명부(600)에서 모두 빛을 공급한 상태에서의 LCD 패널(10), 도 6은 제1 조명부(200)에서만 빛을 공급하고 제2 조명부(600)에서 빛을 공급하지 않은 LCD 패널(10)의 결함(D) 검출 사진이다.
도 4를 참조하면, 제2 조명부(600)에서 공급한 빛이 LCD 패널(10)까지 도달한 후, LCD 패널(10)에서 반사되어 정상적인 RGB 픽셀(P)이 선명하게 검출됨을 확인할 수 있다. 다만, 결함(D)은 어둡게 표시되고, 그 크기가 미세하여 선명하게 확인되지 않는다.
도 5를 참조하면, 제2 조명부(600)에서 공급한 빛이 LCD 패널(10)까지 도달한 후, LCD 패널(10)에서 반사되어 정상적인 RGB 픽셀(P)이 선명하게 검출됨을 확인할 수 있다. 또한, 미세한 결함(D) 역시 선명하게 검출됨을 확인할 수 있는데, 이는 제1 조명부(200)에서 공급한 빛이 편광판(100)을 통과하면서 편광되고, 편광된 빛은 결함(D)이 있는 부분을 통과한 후 검광자(400)를 통과하여 촬상부(500)에 도달하기 때문이다. 한편, 결함(D)이 없는 부분[즉, RGB 픽셀(P) 부분]을 통과한 빛은 검광자(400)에서 반사되므로 제2 조명부(600)의 빛에 의해서 보여지는 것[즉, 도 4에서 보여지는 수준] 이상으로는 선명하게 보여지지 않는다.
도 6을 참조하면, 제2 조명부(600)에서 빛을 공급하지 않으므로, RGB 픽셀(P) 부분은 확인되지 않고, 미세한 결함(D)은 선명하게 검출됨을 확인할 수 있는데, 이는 제1 조명부(200)에서 공급한 빛이 편광판(100)을 통과하면서 편광되고, 편광된 빛은 결함(D)이 있는 부분을 통과한 후 검광자(400)를 통과하여 촬상부(500)에 도달하기 때문이다. 결함(D)이 없는 부분[즉, RGB 픽셀(P) 부분]을 통과한 빛은 검광자(400)에서 반사되어 촬상부(500)에 도달하지 않으므로 어둡게 표시되어 확인할 수 없다.
본 발명에 따른 LCD 패널 결함 검출 장치 및 방법은 LCD 패널의 결함뿐만 아니라, 빛이 통과될 수 있고 편광의 성질을 가진 모든 기판의 결함을 검출하는 것에도 적용될 수 있을 것이다.
본 발명은 제1 조명부 및 제2 조명부를 이용하여 결함의 검출을 수행하므로 LCD 패널을 점등할 필요가 없어 결함 검출 장치의 구성을 간단하게 할 수 있는 이점이 있다. 또한, 편광판과 검광자에 의해 빛의 편광을 이용하여 결함을 검출하므로, 미세한 크기의 결함까지 용이하게 검출할 수 있는 이점이 있다. 또한, 검출된 결함을 레이저를 사용하여 즉시 리페어 할 수 있어 결함 검출 공정 및 리페어 공정 시간을 획기적으로 감소시킬 수 있는 이점이 있다.
본 발명은 상술한 바와 같이 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형과 변경이 가능하다. 그러한 변형예 및 변경예는 본 발명과 첨부된 특허청구범위의 범위 내에 속하는 것으로 보아야 한다.
10: LCD 패널
11: 조명부
12, 500: 촬상부
13: 프로브 유닛
20: 빔 스플리터
30: 미러
100: 편광판(polarizer)
200: 제1 조명부
300: 광학부
400: 검광자(analyzer)
500: 촬상부
600: 제2 조명부
700: 리페어부
D: 결함
P: RGB 픽셀

Claims (11)

  1. LCD 패널의 하부에 위치하며, 빛의 편광 방향을 조정하는 편광판(polarizer);
    상기 편광판의 하부에 위치하며, 상기 LCD 패널측으로 빛을 조사하는 제1 조명부;
    상기 LCD 패널의 상부에 위치하는 광학부;
    상기 광학부의 상부에 위치하며, 상기 제1 조명부로부터 조사되어 상기 LCD 패널을 통과한 편광된 빛을 통과시키거나 반사시키는 검광자(analyzer);
    상기 검광자를 통과한 빛을 영상으로 변환하는 촬상부; 및
    상기 광학부의 상부에 위치하며, 상기 LCD 패널측으로 빛을 조사하는 제2 조명부
    를 포함하고,
    상기 제2 조명부로부터 상기 LCD 패널측으로 조사된 빛이 상기 LCD 패널에서 반사되어, 상기 LCD 패널을 통과한 편광된 빛과 함께 상기 검광자를 통과하거나 상기 검광자에서 반사되는 것을 특징으로 하는 LCD 패널 결함 검출 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 편광판은 회전가능하여 편광 각도를 조정할 수 있는 것을 특징으로 하는 LCD 패널 결함 검출 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 광학부의 상부에 위치하며, 검출된 결함을 리페어하는 리페어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 LCD 패널 결함 검출 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 리페어부는 상기 검출된 결함에 레이저를 조사하여 리페어를 수행하는 것을 특징으로 하는 LCD 패널 결함 검출 장치.
  7. LCD 패널의 하부에 위치한 편광판의 하부에서 제1 조명부가 상기 LCD 패널측으로 빛을 조사하고,
    상기 LCD 패널을 통과한 편광된 빛이 검광자를 통과하거나 상기 검광자에서 반사되고,
    상기 LCD 패널의 상부에 위치하는 제2 조명부로부터 상기 LCD 패널측으로 조사된 빛이 상기 LCD 패널에서 반사되어, 상기 LCD 패널을 통과한 편광된 빛과 함께 상기 검광자를 통과하거나 상기 검광자에서 반사되고,
    상기 검광자를 통과한 빛을 촬상부가 영상으로 변환하여 상기 LCD 패널의 결함을 검출하는 것을 특징으로 하는 LCD 패널 결함 검출 방법.
  8. 삭제
  9. 제7항에 있어서,
    상기 편광판을 회전하여 편광 각도를 조정하여 상기 결함을 검출하는 것을 특징으로 하는 LCD 패널 결함 검출 방법.
  10. 제7항 또는 제9항에 있어서,
    상기 LCD 패널의 결함을 검출함과 동시에, 상기 검출된 결함을 리페어부가 리페어하는 것을 특징으로 하는 LCD 패널 결함 검출 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 리페어는 상기 검출된 결함에 레이저를 조사하여 수행되는 것을 특징으로 하는 LCD 패널 결함 검출 방법.
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