KR101955466B1 - 실링 검사 장치 및 이를 이용한 평판 표시 장치의 실링 검사 방법 - Google Patents

실링 검사 장치 및 이를 이용한 평판 표시 장치의 실링 검사 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 측면은 평판 표시 장치의 실링 영역에서 반사된 빛의 반사율을 분석하여 실링 영역의 접합 이상 유무를 검사할 수 있는 실링 검사 장치 및 이를 용한 평판 표시 장치의 실링 검사 방법이다.

Description

실링 검사 장치 및 이를 이용한 평판 표시 장치의 실링 검사 방법{Device and method for inspecting sealing state}
본 발명의 일 측면은 실링 검사 장치 및 이를 이용한 평판 표시 장치의 실링 검사 방법에 관한 것이다.
근래에 디스플레이 장치는 휴대가 가능한 박형의 평판 표시 장치로 대체되는 추세이다. 평판 디스플레이 장치 중에서도 전계 발광 디스플레이 장치는 자발광형 디스플레이 장치로서 시야각이 넓고 콘트라스트가 우수할 뿐만 아니라 응답속도가 빠르다는 장점을 가져서 차세대 디스플레이 장치로 주목받고 있다. 또한 발광층의 형성 물질이 유기물로 구성되는 유기 발광 디스플레이 장치는 무기 발광 디스플레이 장치에 비해 휘도, 구동 전압 및 응답속도 특성이 우수하고 다색화가 가능하다는 점을 가진다.
통상적인 유기 발광 디스플레이 장치는 한 쌍의 전극, 즉 제1 전극과 제2 전극 사이에 발광층을 포함한 적어도 하나 이상의 유기층이 개재된 구조를 가진다. 상기 제1 전극은 기판상에 형성되어 있으며, 정공을 주입하는 양극(Anode)의 기능을 하고, 상기 제1 전극의 상부에는 유기층이 형성되어 있다. 상기 유기층 상에는 전자를 주입하는 음극(Cathode)의 기능을 하는 제2 전극이 상기 제1 전극과 대향하도록 형성되어 있다.
이와 같은 유기 발광 디스플레이 장치는 주변 환경으로부터 수분이나 산소가 소자 내부로 유입될 경우, 전극 물질의 산화, 박리 등으로 소자 수명이 단축되고, 발광 효율이 저하될 뿐만 아니라 발광색의 변질 등과 같은 문제점들이 발생한다.
따라서, 유기 발광 디스플레이 장치의 제조에 있어서, 소자를 외부로부터 격리하여 수분이 침투하지 못하도록 밀봉(sealing) 처리가 통상적으로 수행되고 있다. 이와 같은 밀봉 처리 방법으로써, 통상적으로는 유기 발광 디스플레이 장치의 제2 전극 상부에 PET(polyester) 등의 유기 고분자를 라미네이팅하거나, 흡습제를 포함하는 금속이나 유리로 커버 또는 캡(cap)을 형성하고, 그 내부에 질소가스를 충진시킨 후, 상기 커버 또는 캡의 테두리를 에폭시와 같은 밀봉재로 캡슐 봉합하는 방법이 사용되고 있다.
그러나, 이러한 방법은 외부에서 유입되는 수분이나 산소 등의 소자 파괴성 인자들을 100% 차단하는 것이 불가능하여 소자구조가 수분에 특히 취약한 능동형 전면발광 구조의 유기 발광 디스플레이 장치에 적용하기에는 불리하며 이를 구현하기 위한 공정도 복잡하다. 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 밀봉재로 프릿(frit)을 사용하여 소자 기판과 캡 간의 밀착성을 향상시키는 캡슐 봉합 방법이 고안되었다.
유리 기판에 프릿(frit)을 도포하여 유기 발광 디스플레이 장치를 밀봉하는 구조를 사용함으로써, 소자기판과 캡 사이가 완전하게 밀봉되므로 더욱 효과적으로 유기 발광 디스플레이 장치를 보호할 수 있다.
프릿으로 캡슐 봉합하는 방법은 프릿을 각각의 유기 발광 디스플레이 장치의 실링부에 도포한 뒤, 레이저 조사 장치가 이동하며 각각의 유기 발광 디스플레이 장치의 실링부에 레이저를 조사하여 프릿을 경화시켜서 실링한다.
본 발명의 주된 목적은 실링부재를 이용하여 상판과 하판을 접합하는 평판 표시 장치에서 상기 상하판과 실링부재의 접합 이상 유무를 검사할 수 있는 실링 검사 장치 및 이를 이용한 평판 표시 장치의 실링 검사 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 실링 검사 장치는, 상판과 하판이 실링 부재로 접합되는 평판 표시 장치에 있어서의 상기 상판 또는 하판의 실링 영역에서의 접합 이상 유무를 검사하는 실링 검사 장치에 있어서, 빛을 방출하는 광원과, 상기 광원에서 방출된 방출광을 편광시키는 편광판과, 상기 편광판에 의해 편광된 빛이 상기 실링 영역에서 반사된 반사광을 파장별로 반사율을 분석하여 상기 실링 영역의 접합 이상 유무를 판별하는 광 스펙트럼 분석기와, 상기 반사광이 상기 광 스펙트럼 분석기로 향하도록 상기 반사광의 경로를 변경시키는 빔 분리기를 구비할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 광원은 백색광을 발생시킬 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 편광판은 상기 방출광의 편광 상태를 변경시킬 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 편광판은 상기 방출광의 원형 편광 상태를 변경시킬 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 광 스펙트럼 분석기는 상기 반사광의 파장대별 반사율을 측정하며, 상기 실링 영역에서의 접합이 정상인 경우의 상기 반사광의 파장대별 반사율과 상기 측정된 반사율을 비교하여 상기 실링 영역의 접합 이상 유무를 판별할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 접합 이상은 상기 실링 영역에서의 박리나 크랙을 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 반사광의 일부를 확대하는 현미경 경통과, 상기 확대된 반사광으로부터 상기 실링 영역의 이미지를 촬영하는 이미지 촬영기를 더 구비할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 빔 분리기는 상기 반사광을 분할하여 그 일부는 상기 광 스펙트럼 분석기를 향하도록 하며, 다른 일부는 상기 현미경 경통을 향하도록 할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 평판 표시 장치는 유기 발광 표시 장치일 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 실링 부재는 프릿(frit)일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 실링 검사 방법은, 상판과 하판이 실링 부재로 접합되는 평판 표시 장치에 있어서의 상기 상판 또는 하판의 실링 영역에서의 접합 이상 유무를 검사하는 실링 검사 방법에 있어서, 광원에서 빛을 방출하는 단계와, 상기 방출된 빛을 편광판을 통해 편광시키는 단계와, 상기 편광된 빛을 상기 실링 영역에 반사시키는 단계와, 상기 반사된 빛을 파장대별로 반사율을 분석하여 상기 실링 영역에서의 접합 이상 유무를 검사하는 단계를 구비할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 빛을 방출하는 단계는 상기 광원이 백색광을 발생시킬 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 편광 단계는 상기 편광판에 의해 상기 방출된 빛의 편광 상태가 변경될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 편광 단계는 상기 방출된 빛의 원형 편광 상태를 변경시킬 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 검사 단계는 상기 반사된 빛의 파장대별 반사율을 측정하며, 상기 실링 영역에서의 접합이 정상인 경우의 상기 반사광의 파장대별 반사율과 상기 측정된 반사율을 비교하여 상기 실링 영역의 접합 이상 유무를 판별할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 접합 이상은 상기 실링 영역에서의 박리나 크랙을 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 반사된 빛으로부터 상기 실링 영역의 이미지를 촬영하는 단계를 더 구비할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 평판 표시 장치는 유기 발광 표시 장치일 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 실링 부재는 프릿일 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 검사 단계에서 상기 실링 영역에서 접합 이상이 발견된 경우, 상기 실링 영역에 실링 공정을 다시 실시하는 단계를 더 구비할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 실링 공정 단계는 상기 실링 영역에 레이저를 조사할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 평판 표시 장치의 실링 영역에서 반사된 빛의 반사율을 분석하여 상기 실링 영역의 접합 이상 유무를 검사할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 실링 검사 장치를 개략적으로 나타내는 구성도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 실링 검사 장치를 개략적으로 나타내는 구성도이다.
도 3은 접합이상이 있는 경우와 접합이상이 없는 경우의 반사광을 기초로 한 반사율을 나타내는 그래프이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 실링 검사 장치를 개략적으로 나타내는 구성도이다.
도 1을 참조하면, 평판 표시 장치(200)는 액정 표시 장치 또는 유기 발광 표시 장치일 수 있다. 평판 표시 장치(200)는 실링 부재(230)에 의해 상판(210)과 하판(220)이 접합된다. 특히, 유기 발광 표시 장치인 경우 하판(220) 상에는 유기 발광 소자(미도시)가 형성된다. 유기 발광 표시 장치 내로 수분이나 산소가 유입되면 유기 발광 소자는 전극 물질이 산화되거나 박리되어 소자 수명을 단축시키고, 발광 효율이 저하되며, 발광색의 변질이 발생하는 문제점이 있다. 이에 따라, 유기 발광 표시 장치는 외부로 부터의 수분이나 산소의 유입을 막기 위해 실링 부재(230)로 프릿(frit)을 이용한다. 프릿은 분말 상태의 유리라는 의미로 사용되나, 본 발명에서의 프릿은 분말 상태에 유기물을 첨가한 젤 상태의 유리 및 레이저를 조사하여 경화된 고체 상태의 유리를 통칭하여 사용한다.
프릿을 실링 부재(230)으로 이용하는 경우, 상판(210)과 하판(220) 사이에 프릿을 배치하고 레이저 빔을 조사하여 상판(210)과 하판(220)을 합착시킨다. 상판(210)과 하판(220)은 투명 유리, 플라스틱 시트 또는 실리콘 등과 같은 물질로 이루어질 수 있으며, 유연하거나 유연하지 않은 특성 그리고 투명하거나 투명하지 않은 특성을 가질 수 있다.
레이저 빔 조사에 의해 상판(210)과 하판(220)은 실링 영역(R1 또는 R2)은 응력 차이로 인하여 접합 이상이 발생할 수 있으며, 본 발명의 일 실시예에 따른 실링 검사 장치는 평판 표시 장치(200)의 실링 영역(R1 또는 R2)에서의 접합 이상 유무를 검사할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 실링 검사 장치는 광원(110), 편광판(120), 빔 분리기(130), 및 광 스펙트럼 분석기(140)를 구비할 수 있다.
광원(110)은 빛을 방출한다. 광원(110)은 가시광선 파장 영역의 모든 빛을 방출할 수 있다. 일 예로서 광원(110)은 백색광을 방출할 수 있다.
편광판(120)은 광원(110)에서 방출된 방출광(A)을 편광시킬 수 있다. 편광판(120)에 의해 편광된 빛(B)은 평판 표시 장치(200)에서 반사되어 광 스펙트럼 분석기(140)에서 반사율이 분석된다. 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 편광판(120)을 사용하지 않고 방출광(A)을 평판 표시 장치(200)에 반사시켜 반사광을 기초로 한 반사율을 분석할 수 있다. 다만, 편광되지 않은 빛을 이용하는 경우 반사율 분석에 있어서 노이즈가 발생할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서와 같이 편광판(120)을 이용하여 편광된 빛을 이용하는 경우 반사광(C) 분석에 있어서 노이즈를 감소시킬 수 있다.
빔 분리기(130)는 반사광(C)를 분할할 수 있다. 또한, 빔 분리기(130)는 분할된 일부 반사광(D)이 광 스펙트럼 분석기(140)에 입사되도록 반사광(C)을 굴절시킬 수 있다.
광 스펙트럼 분석기(140)는 편광판(120)에 의해 편광된 빛(B)이 실링 영역(R1 또는 R2)에서 반사된 반사광(C, D)을 분석하여 실링 영역(R1 또는 R2)에서의 접합 이상 유무를 판별할 수 있다.
보다 상세하게는, 광원(110)에서 방출된 방출광(A)은 편광판(120)을 거쳐 편광되며, 편광된 빛(B)은 평판 표시 장치(200)의 실링 영역(R1 또는 R2)에 반사되고, 반사광(C)은 빔 분리기(130)에 의해 굴절되어 광 스펙트럼 분석기(140)에 입사된다. 광 스펙트럼 분석기(140)는 입사된 반사광(D)를 파장대별로 반사율을 측정하다. 광 스펙트럼 분석기(140)는 실링 영역에서의 접합이 정상인 경우의 반사광을 기초로 한 반사율과 반사광(D)의 반사율을 비교하여 실링 영역(R1 또는 R2)의 이상 유무를 판별한다.
평판 표시 장치(200), 특히 유기 발광 표시 장치의 경우 상술한 바와 같이 상판(210)과 하판(220)을 프릿을 이용하여 접합한다. 이때 프릿은 상판(210)과 하판(220) 사이에 배치되고 레이저 빔을 이용하여 상하판(210, 220)을 합착시킨다. 레이저 빔이 실링 영역(R1 또는 R2)에 조사되면, 응력의 차이로 인하여 실링 영역(R1 또는 R2)에 크랙이 발생하고 상판(210)과 실링 부재(230) 사이 또는 하판(220)과 실링부재(230) 사이에 박리가 일어날 수 있다. 상기 크랙이나 박리에 의해 실링 영역(R1 또는 R2)에서 접합 이상이 발생한다.
접합 이상이 발생한 실링 영역(R1 또는 R2)에서의 편광된 빛은 특정 파장에서 반사율이 크게 감소하거나 증가한다. 이는 응력 차이로 인한 박리나 크랙이 발생한 영역에서 상판(210) 또는 하판(220)이 등방성에서 비등방성으로 변화하기 때문이다.
도 3은 접합 이상이 있는 경우와 접합 이상이 없는 경우의 파장대별 반사광을 기초로 한 반사율을 나타내는 그래프이다. 도 3을 참조하면, 박리나 크랙과 같은 접합 이상이 있는 평판 표시 장치의 실링 영역에서의 반사광을 기초로 한 반사율(Y)은 박리나 크랙과 같은 접합 이상이 없는 평판 표시 장치의 실링 영역에서의 반사광을 기초로 한 반사율(X)에 비하여 특정 파장 영역(대략 550 내지 600 nm)에서 반사율이 증가함을 볼 수 있다. 특정 파장 영역에서 반사율이 증가하는 것은 상술한 바와 같이 실링 영역에 박리나 크랙과 같은 접합 이상이 존재하기 때문이다.
본 발명의 일 실시예에서는 광 스펙트럼 분석기(140)가 반사광(D)의 반사율을 파장대별로 분석하고 접합 이상이 없는 경우의 반사광을 기초로 한 반사율과 비교하여 평판 표시 장치(200)의 실링 영역(R1 또는 R2)에서의 접합 이상 유무를 판별할 수 있다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 실링 검사 장치를 개략적으로 나타내는 구성도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 실링 검사 장치는 도 1에 도시된 실링 장치의 구성요소에 현미경 경통(150) 및 이미지 촬영기(160)를 더 구비할 수 있다.
현미경 경통(150)은 내부에 복수 개의 렌즈를 구비하며, 반사광(E)을 확대하는 기능을 한다. 평판 표시 장치(200)의 실링 영역(R1 또는 R2)에서 반사된 반사광(C)은 빔 분리기(130)에서 분할되어 일부(D)는 광 스펙트럼 분석기(140)로 향하며, 다른 일부(E)는 현미경 경통(150)에 입사된다. 현미경 경통(150)에 입사된 반사광(E)은 현미경 경통(150)에서 확대되며, 확대된 반사광(E)는 이미지 촬영기(160)에 입사된다.
이미지 촬영기(160)는 현미경 경통(150)을 거친 반사광(E)을 촬영한다. 반사광(E)은 실링 영역(R1 또는 R2)에서 반사된 빛이므로 반사광(E)을 촬영하면 실링 영역(R1 또는 R2)의 이미지를 얻을 수 있다. 반사광(E)은 현미경 경통(150)에서 확대되므로 이미지 촬영기(160)에서 촬영된 실링 영역(R1 또는 R2)의 이미지는 육안으로도 확인할 수 있다.
광 스펙트럼 분석기(140)에 의해 실링 영역(R1 또는 R2)의 접합 이상을 발견한 경우, 추가적으로 접합 이상이 있는 실링 영역(R1 또는 R2)에 실링 공정을 다시 실시할 수 있다. 실링 부재(230)가 프릿인 경우에는 레이저 빔을 접합 이상이 있는 실링 영역(R1 또는 R2)에 조사하여 실링 공정을 재실시한다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 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.
110: 광원 120: 편광판
130: 빔 분리기 140: 광 스펙트럼 분석기
150: 현미경 경통 160: 이미지 촬영기
200: 평판 표시 장치 210: 상판
220: 하판 230: 실링부재

Claims (21)

  1. 상판과 하판이 실링 부재로 접합되는 평판 표시 장치에 있어서의 상판 또는 하판의 실링 영역에서의 접합 이상 유무를 검사하는 실링 검사 장치에 있어서,
    빛을 방출하는 광원;
    상기 광원에서 방출된 방출광을 편광시키는 편광판;
    상기 편광판에 의해 편광된 후 실링 영역에서 반사된 반사광을 기초로 파장대별 반사율을 측정하여, 실링 영역에서의 접합이 정상인 경우의 파장대별 반사율과 측정된 파장대별 반사율을 비교하여 실링 영역의 접합 이상 유무를 판별하는, 광 스펙트럼 분석기; 및
    반사광이 상기 광 스펙트럼 분석기로 향하도록 반사광의 경로를 변경시키는 빔 분리기;
    를 구비하는, 실링 검사 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 광원은 백색광을 발생시키는, 실링 검사 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 편광판은 상기 광원에서 방출된 방출광의 편광 상태를 변경시킬 수 있는, 실링 검사 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 편광판은 상기 광원에서 방출된 방출광의 원형 편광 상태를 변경시킬 수 있는, 실링 검사 장치.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    접합 이상은 실링 영역에서의 박리나 크랙을 포함하는, 실링 검사 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    반사광의 일부를 확대하는 현미경 경통; 및
    확대된 반사광으로부터 실링 영역의 이미지를 촬영하는 이미지 촬영기;를 더 구비하는, 실링 검사 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 빔 분리기는 반사광을 분할하여 그 일부는 상기 광 스펙트럼 분석기를 향하도록 하며, 다른 일부는 상기 현미경 경통을 향하도록 하는, 실링 검사 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    평판 표시 장치는 유기 발광 표시 장치인, 실링 검사 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    실링 부재는 프릿(frit)인, 실링 검사 장치.
  11. 상판과 하판이 실링 부재로 접합되는 평판 표시 장치에 있어서의 상판 또는 하판의 실링 영역에서의 접합 이상 유무를 검사하는 실링 검사 방법에 있어서,
    광원에서 빛을 방출하는 단계;
    방출된 빛을 편광판을 통해 편광시키는 단계;
    편광된 빛을 실링 영역에서 반사시키는 단계; 및
    반사된 반사광을 기초로 파장대별 반사율을 측정하여, 실링 영역에서의 접합이 정상인 경우의 파장대별 반사율과 측정된 파장대별 반사율을 비교하여 실링 영역에서의 접합 이상 유무를 판단하는 단계;
    를 포함하는, 실링 검사 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 빛을 방출하는 단계는 광원에서 백색광을 방출하는 단계인, 실링 검사 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 편광시키는 단계는 편광판에 의해 방출된 빛의 편광 상태가 변경되도록 하는 단계인, 실링 검사 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 편광시키는 단계는 방출된 빛의 원형 편광 상태를 변경시키는 단계인, 실링 검사 방법.
  15. 삭제
  16. 제11항에 있어서,
    접합 이상은 실링 영역에서의 박리나 크랙을 포함하는, 실링 검사 방법.
  17. 제11항에 있어서,
    반사된 빛으로부터 실링 영역의 이미지를 촬영하는 단계를 더 포함하는, 실링 검사 방법.
  18. 제11항에 있어서,
    평판 표시 장치는 유기 발광 표시 장치인, 실링 검사 방법.
  19. 제11항에 있어서,
    실링 부재는 프릿인, 실링 검사 방법.
  20. 제11항에 있어서,
    상기 판단하는 단계에서 실링 영역에서의 접합 이상이 발견된 경우, 실링 영역에 실링 공정을 다시 실시하는 단계를 더 포함하는, 실링 검사 방법.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 실링 공정을 다시 실시하는 단계는 실링 영역에 레이저를 조사하는 단계인, 실링 검사 방법.
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