KR102014171B1 - 유기발광소자의 혼색 불량 검출장치 및 검출방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유기발광소자의 혼색 불량 검출장치 및 검출방법에 관한 것으로, 본 발명의 목적은 다양한 시야각에서 효과적으로 혼색 불량을 검출해 낼 수 있도록 하는 유기발광소자의 혼색 불량 검출장치 및 검출방법을 제공함에 있다. 본 발명의 다른 목적은 검사대상인 셀의 전체 영역에 대한 검사를 신속하면서도 효과적으로 수행할 수 있게 하는 유기발광소자의 혼색 불량 검출장치 및 검출방법을 제공함에 있다.

Description

유기발광소자의 혼색 불량 검출장치 및 검출방법 {Apparatus and method for inspecting color mix defect of OLED}

본 발명은 유기발광소자를 증착하는 과정에서 마스크 불량 등으로 인해 발생하는 혼색 현상 등의 색의 이상 현상을 효과적으로 검출하기 위한, 유기발광소자의 혼색 불량 검출장치 및 검출방법에 관한 것이다.

유기발광소자(Organic Light Emitting Diodes, OLED)란, 형광성 유기화합물에 전류가 흐르면 빛을 내는 전계발광현상을 이용하여 스스로 빛을 내는 자체발광형 유기물질을 말하는 것이다. 유기발광소자는 낮은 전압에서 구동이 가능하고 얇은 박형으로 만들 수 있으며, 넓은 시야각과 빠른 응답속도를 갖고 있는 등의 장점을 갖는다. 유기발광소자는 컬러 구현 방식에 따라 3색(Red, Green, Blue) 독립화소방식, 색변환 방식(CCM), 컬러 필터 방식 등으로 분류되기도 하고, 사용하는 발광재료에 포함된 유기물질의 양에 따라 저분자 OLED와 고분자 OLED로 분류되기도 하고, 구동방식에 따라 수동형 구동방식(passive matrix; PM)과 능동형 구동방식(active matrix; AM)으로 분류되기도 한다.

3색 독립화소방식의 유기발광소자를 제조하는 공정에서, R, G, B 각각의 유기물질이 미리 결정된 서로 다른 특정 위치에 올바르게 증착되도록 하기 위해, 일반적으로 마스크를 사용하게 된다. 그런데, 이 과정에서 마스크의 위치가 틀어지거나 마스크 자체에 불량이 있는 경우 원래 내어야 할 색 위치에 다른 색이 묻으면서 혼색(color mix) 현상이 발생하게 된다.

이러한 혼색 불량 문제를 해소하기 위하여, 한국특허공개 제2008-0002024호("새도우 마스크 및 이를 이용한 유기 전계 발광 소자의 제조방법", 2008.01.04, 이하 '선행문헌')에서는 마스크 처짐을 방지하고 개구부 감소를 개선하는 마스크 구조가 개시된다. 선행문헌에 따른 개선된 구조의 마스크를 사용함으로써 혼색 현상 발생률을 저하시킬 수는 있겠으나, 혼색 현상의 발생을 완전히 배제시키기는 어렵다. 따라서 제조 공정을 개선한다 해도 제조된 유기발광소자 디스플레이의 혼색 불량을 검출하는 것은 반드시 필요하다.

종래의 혼색 불량을 검출하기 위한 검출기는, 유기발광소자의 정면에서 이미지를 획득하되, 하나의 셀 내에서 몇 개의 측정점을 정하고 샘플링하는 방식으로 색의 이상유무를 검사하는 방식으로 이루어져 있다.

그런데, 혼색 불량이 심할 경우 정면에서 유기발광소자를 바라보았을 때 색의 차이가 확연하게 나타나지만, 심하지 않은 경우에는 정면에서 색의 차이를 판단하기 어렵다. 따라서 정면에서의 이미지만 획득하는 종래의 검출기의 경우 정도가 심하지는 않지만 분명히 존재하는 혼색 불량을 검출하지 못하는 문제가 있었다.

또한 종래에는 작업 시간의 한계로 인하여 셀 전체 영역을 검사하지 않고 샘플링된 측정점에 대해서만 검사를 수행하였는데, 점차로 디스플레이의 품질에 대한 요구가 높아져 가고 있는 현 시점에서 볼 때 셀 전체 영역에 대한 검사에 대한 필요성 역시 높아져 가고 있는 추세이다. 따라서 셀 전체 영역에 대해서 혼색 불량을 신속하게 검출할 수 있는 기술이 필요하다.

1. 한국특허공개 제2008-0002024호("새도우 마스크 및 이를 이용한 유기 전계 발광 소자의 제조방법", 2008.01.04)

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 다양한 시야각에서 효과적으로 혼색 불량을 검출해 낼 수 있도록 하는 유기발광소자의 혼색 불량 검출장치 및 검출방법을 제공함에 있다. 본 발명의 다른 목적은 검사대상인 셀의 전체 영역에 대한 검사를 신속하면서도 효과적으로 수행할 수 있게 하는 유기발광소자의 혼색 불량 검출장치 및 검출방법을 제공함에 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 유기발광소자의 혼색 불량 검출장치(100)는, 복수 개의 유기발광소자가 2차원적으로 배열된 평면 형태의 셀을 검사하는 유기발광소자의 혼색 불량 검출장치(100)에 있어서, 상기 셀의 면과 평행하거나 또는 경사지게 배치 가능하도록 형성되는 렌즈부(120); 복수 개의 이미지센서가 2차원적으로 배열된 평면 형태로 형성되어 상기 렌즈를 통해 취득된 상기 셀의 이미지를 센싱하며, 상기 렌즈부(120)의 면과 평행하거나 또는 경사지게 배치 가능하도록 형성되는 센서부(130); 상기 렌즈부(120) 또는 상기 센서부(130)의 각도를 조절하는 제어부; 를 포함할 수 있다.

이 때 상기 제어부는, 상기 셀의 면을 물체면(1)이라 하고, 상기 렌즈부(120)에 포함되는 렌즈의 중심면을 렌즈면(2)이라 하고, 상기 센서부(130)의 면을 센서면(3)이라 할 때, 상기 물체면(1)의 연장선, 상기 렌즈면(2)의 연장선 및 상기 센서면(3)의 연장선이 일치하는 샤임플러그 조건이 만족되도록, 상기 렌즈부(120) 또는 상기 센서부(130)의 각도를 조절할 수 있다.

또한 상기 제어부는, 상기 렌즈의 중심점을 렌즈중심점(Q)이라 하고, 상기 센서부(130)의 중심점을 센서중심점(P)이라 하고, 상기 렌즈중심점(Q) 및 상기 센서중심점(P)을 연결하는 직선이 상기 물체면(1)과 만나는 점을 기준점(T)이라 하고, 샤임플러그 조건을 만족하는 점을 샤임플러그점(S)이라 하며, 상기 물체면(1) 및 상기 렌즈면(2)이 이루는 각을 광학계경사각(α)이라 하고, 상기 렌즈면(2) 및 상기 센서면(3)이 평행인 상태로부터 상기 광학계경사각(α)에 따라 샤임플러그 조건을 만족시키도록 상기 센서부(130)를 회전시켜야 할 각을 샤임플러그각(θ)이라 할 때, 하기의 식에 의하여 상기 샤임플러그각(θ)을 산출할 수 있다.

(여기에서, θ : 샤임플러그각, α : 광학계경사각, C : 기준점(T) 및 센서중심점 간 거리, R : 기준점(T) 및 샤임플러그점 간 거리)

또한 상기 유기발광소자의 혼색 불량 검출장치(100)는, 상기 센서부(130)의 각도를 조절하는 틸트모터(135); 를 포함할 수 있다.

또한 상기 유기발광소자의 혼색 불량 검출장치(100)는, 상기 렌즈부(120) 및 상기 센서부(130) 간 거리를 조절하는 줌모터(125);를 포함할 수 있다.

더불어 상기 렌즈면(2)은, 상기 렌즈부(120)가 복수 개의 렌즈들이 적층되어 형성될 경우, 상기 물체면(1)에 가장 가깝게 배치된 렌즈의 중심면으로 결정될 수 있다.

또한 본 발명의 유기발광소자의 혼색 불량 검출방법은, 상술한 바와 같이 이루어지는 유기발광소자의 혼색 불량 검출장치(100)를 이용한 유기발광소자의 혼색 불량 검출방법에 있어서, 상기 광학계경사각(α)이 0이고, 상기 렌즈면(2) 및 상기 센서면(3)이 평행인 상태에서의 상기 셀 전체 영역의 이미지인 기준이미지가 센싱되는 기준이미지센싱단계; 상기 광학계경사각(α)이 0이 아닌 각도로 조절되는 시야각경사조절단계; 샤임플러그 조건이 만족되도록 상기 센서면(3)의 각도가 상기 샤임플러그각(θ)으로 조절되는 샤임플러그조건만족단계; 상기 샤임플러그조건만족단계 이후 상태에서의 상기 셀 전체 영역의 이미지인 경사이미지가 센싱되는 경사이미지센싱단계; 상기 기준이미지 및 상기 경사이미지가 분석되어 혼색 불량이 검출되는 혼색불량검출단계; 를 포함할 수 있다.

이 때 상기 혼색불량검출단계는, 상기 경사이미지의 외곽 형상이 상기 기준이미지의 외곽 형상과 동일해지도록 변환되어 변환이미지로 생성되는 이미지변환단계; 상기 기준이미지 및 상기 변환이미지가 미리 결정된 복수 개의 구획으로 구분되는 구획구분단계; 각각의 상기 구획에 대하여 평균 색상 및 빛세기를 포함하는 검출정보가 획득되는 검출정보획득단계; 를 포함할 수 있다.

또한 상기 혼색불량검출단계는, 상기 기준이미지의 각 구획에 대한 검출정보가 서로 비교되어, 미리 결정된 기준에 따라 혼색 불량이 발생하였는지 판단되는 기준이미지불량판단단계; 상기 변환이미지의 각 구획에 대한 검출정보가 서로 비교되어, 미리 결정된 기준에 따라 혼색 불량이 발생하였는지 판단되는 변환이미지불량판단단계; 상기 기준이미지의 선택된 구획 및 이에 대응되는 상기 변환이미지의 구획 간의 상기 검출정보가 서로 비교되어, 미리 결정된 기준에 따라 혼색 불량이 발생하였는지 판단되는 이미지비교불량판단단계; 중 선택되는 적어도 하나를 포함할 수 있다.

또한 상기 이미지변환단계는, 아핀 변환(affine transformation)을 이용하여 상기 변환이미지가 생성되도록 이루어질 수 있다.

본 발명에 의하면, 종래에 정면에서 바라보았을 때(즉 시야각이 수직일 때)만 검출이 가능하여 미세한 혼색 불량을 검출할 수 없었던 한계를 극복하고, 샤임플러그 원리를 적용하여 검출 광학계에 있어서 기울어진 시야각을 실현함으로써, 다양한 시야각에 대한 혼색 불량 검출을 수행할 수 있는 큰 효과가 있다.

뿐만 아니라 본 발명에 의하면, 종래에 셀 전체 영역 중 몇 개의 포인트에서만 샘플링하여 검출을 수행했던 것과는 달리, 셀 전체의 이미지를 획득하여 혼색 불량 검출을 수행함으로써, 신속하고도 효과적으로 셀 전체 영역에 대한 혼색 불량 검출을 수행할 수 있는 큰 효과가 있다.

도 1은 물체면, 초점면, 렌즈면 및 센서면의 형성 상태.
도 2는 광학계를 기울였을 때 초점면의 기울어짐에 따른 디포커스 상태.
도 3은 디포커스된 이미지의 예시.
도 4는 샤임플러그 조건이 만족되도록 조절된 광학계.
도 5는 포커스된 이미지의 예시.
도 6은 카메라 틸트 각도 산출을 위한 원리 설명도.
도 7 내지 도 10은 본 발명의 검출장치의 실시예.
도 11은 본 발명의 검출방법의 흐름도.

이하, 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 유기발광소자의 혼색 불량 검출장치 및 검출방법을 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.

본 발명의 검출장치 및 검출방법의 원리

도 1은 물체면, 초점면, 렌즈면 및 센서면의 형성 상태의 여러 예시를 도시하고 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 렌즈를 구비하는 카메라(10)를 사용하여 어떤 물체면(1)을 촬영한다고 전제한다. 이 때 카메라(10)의 렌즈가 형성하는 렌즈면(2), 렌즈에 의해 형성되는 초점면(1'), 초점면(1')으로부터 얻어지는 이미지가 맺히는 센서면(3)은, 도 1에 도시된 바와 같이 항상 기본적으로 평행하게 형성된다. 물체면(1)과 초점면(1')이 일치하는 경우, 센서면(3)에서 얻어지는 이미지는 모든 영역에서 초점이 잘 맞게 된다.

도 2는 광학계를 기울였을 때 초점면의 기울어짐에 따른 디포커스 상태를 나타낸 것이다. 도 2에서는 A-B가 물체면(1) 및 카메라 시야각이 수직일 때의 초점면(1')에 해당하고, A'-B'가 카메라 시야각이 기울어져 있을 때의 초점면(1')에 해당한다. 상술한 바와 같이 물체면(1)과 초점면(1')이 일치하면 초점이 잘 맞는(즉 포커스된) 이미지를 얻을 수 있겠으나, 도 2에 도시된 바와 같이 물체면(1)에 대하여 초점면(1')이 기울어져 있는 경우, 도 3에 도시된 바와 같이 어느 부분에서는 초점이 맞더라도 다른 부분에서는 초점이 맞지 않는(즉 디포커스된) 이미지가 얻어지게 된다. 도 3의 예시에서는 중간 부분에서는 초점이 맞는 이미지가 얻어지는 반면, 외곽 부분에서는 초점이 맞지 않는 이미지가 얻어지고 있음이 잘 나타나 있다.

앞서 설명한 바와 같이, 종래에 유기발광소자의 혼색 불량을 검출하는 장치에서는, 정면에서 바라보는 상태에서 샘플링된 몇 개의 포인트에서 획득된 정보를 가지고 검출을 수행하였다. 혼색 정도가 심하지 않은 경우에는 정면에서는 혼색 불량임을 판단하기 어려우나, 조금 기울어진 측면에서 본다면 혼색 불량이 발생하였음을 파악할 수 있다. 그러나 종래의 검출장치의 경우 정면에서 관측하는 것을 기준으로 광학계가 설계되어 있는 바, 광학계를 기울여 관측할 경우 도 2에서 설명한 바와 같이 디포커스된 이미지밖에는 얻을 수 없어, 신뢰성있는 검출 결과를 얻기 어렵다.

이러한 문제를 해소하기 위하여, 본 발명에서는 샤임플러그(Scheimpflug) 조건 원리를 검출 광학계에 적용한다. 샤임플러그 조건이란 물체면(1)과 렌즈면(2)이 평행하지 않고 어떤 경사각을 이루고 있는 경우 '물체면(1), 렌즈면(2), 센서면(3)의 연장선들은 항상 한 점에서 교차한다'는 것이다. 물체면(1)은 고정되어 있는 면이며, 따라서 렌즈면(2) 또는 센서면(3)을 적절히 기울여 줌으로써 샤임플러그 조건을 만족시킬 수 있다. 이러한 샤임플러그 조건이 만족될 때, 물체면(1)과 렌즈면(2)이 경사지게 배치되어 있는 경우라 하더라도 초점이 잘 맞는 이미지를 얻어낼 수 있게 된다.

도 4는 이와 같이 샤임플러그 조건이 만족되도록 조절된 광학계를 도시하고 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 물체면(1)에 대하여 렌즈면(2)이 소정의 각도를 이루고 경사지게 배치된다고 가정한다. 일반적으로는 렌즈 및 센서는 평행하게 배치되므로, 초기 상태에 초기센서면(3')은 도 4에 도시된 바와 같이 렌즈면(2)과 평행하게 형성된다. 그러나 이 상태에서는 도 3의 예시와 같이 디포커스된 이미지가 얻어지게 된다. 이 때, 도 4에 도시된 바와 같이 센서를 기울여서 센서면(3)의 연장선이 샤임플러그 조건을 만족시키도록 하면, 앞서 설명한 바와 같이 포커스된 이미지를 얻어낼 수 있다. 도 5는 바로 이와 같이 시야각이 경사지게 형성됨에도 불구하고 포커스된 이미지의 예시를 도시하고 있다. 도 3 및 도 5를 비교하였을 때, 도 3에서는 외곽 부분에서 초점이 맞지 않아 이미지가 흐려진 형태로 나타나는 반면, 도 5에서는 중간 부분 및 양쪽 외곽 부분 모두에서 초점이 잘 맞는 형태로 나타나는 것을 확인할 수 있다.

도 6은 카메라 틸트 각도 산출을 위한 원리 설명도이다. 도 6을 통해 본 발명의 검출장치 원리를 보다 상세히 설명한다. 먼저 원리 설명을 위한 각부를 정의하면 다음과 같다. 도 6에서, 상기 셀의 면을 물체면(1)이라 하고, 상기 렌즈부(120)에 포함되는 렌즈의 중심면을 렌즈면(2)이라 하고, 상기 센서부(130)의 면을 센서면(3)이라 한다. 도 6에서는, 초기에 렌즈 및 센서가 평행인 상태일 때가 초기센서면(3')으로 도시되고, 샤임플러그 조건을 만족시켰을 때가 센서면(3)으로 도시되었다.

또한 상기 렌즈의 중심점을 렌즈중심점(Q)이라 하고, 상기 센서부(130)의 중심점을 센서중심점(P)이라 하고, 상기 렌즈중심점(Q) 및 상기 센서중심점(P)을 연결하는 직선이 상기 물체면(1)과 만나는 점을 기준점(T)이라 하고, 샤임플러그 조건을 만족하는 점을 샤임플러그점(S)이라 한다. 더불어 상기 물체면(1) 및 상기 렌즈면(2)이 이루는 각을 광학계경사각(α)이라 하고, 상기 렌즈면(2) 및 상기 센서면(3)이 평행인 상태로부터 상기 광학계경사각(α)에 따라 샤임플러그 조건을 만족시키도록 상기 센서부(130)를 회전시켜야 할 각을 샤임플러그각(θ)이라 한다.

도 6에 도시된 바와 같이, 기준점(T) 및 렌즈중심점(Q) 간 거리를 X라 하고, 기준점(T) 및 샤임플러그점(S) 간 거리를 R이라 할 때, R 값은 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다.

센서중심점(P) 및 샤임플러그점(S) 간 거리를

라 하고, 기준점(T) 및 센서중심점(P) 간 거리를 C라 할 때,

값은 제2코사인법칙에 따라 수학식 2와 같이 나타낼 수 있다.

한편

의 연장선 및 C의 연장선이 이루는 각도를 β라 할 때, β 값은 수학식 3과 같이 나타낼 수 있다.

수학식 2를 수학식 3에 대입하고 β에 대하여 정리하면, 하기의 수학식 4를 얻을 수 있다.

이 때, 샤임플러그각(θ)을 β로 나타내면 하기의 수학식 5와 같이 나타낼 수 있다.

수학식 4를 수학식 5에 대입하고 θ에 대하여 정리하면, 샤임플러그각(θ) 값은 하기의 수학식 6을 통해 얻을 수 있다.

본 발명의 유기발광소자의 혼색 불량 검출장치

도 7 내지 도 10은 본 발명의 검출장치의 실시예를 도시한 것으로, 도시된 바와 같이 본 발명의 유기발광소자의 혼색 불량 검출장치(100)는, 렌즈부(120), 센서부(130) 및 제어부(미도시)를 포함하여 이루어져, 복수 개의 유기발광소자가 2차원적으로 배열된 평면 형태의 셀을 검사한다. 본 발명의 유기발광소자의 혼색 불량 검출장치(100)는 또한, 상기 렌즈부(120), 상기 센서부(130) 등을 안정적으로 수용하여 모듈화시킬 수 있도록, 도시된 바와 같이 케이스(110)를 더 포함할 수 있다.

상기 렌즈부(120)는 상기 셀의 면과 평행하거나 또는 경사지게 배치 가능하도록 형성된다. 이 때 상기 렌즈부(120) 등이 상기 케이스(110)에 안정적으로 지지되므로, 모듈화된 상기 검출장치(100) 자체를 별도의 이동장치에 달아서 움직임으로써, 상기 렌즈부(120)의 렌즈면(2)이 상기 셀의 면과 평행하거나 또는 경사지게 배치될 수 있게 된다. 상기 렌즈부(120)가 단일 개의 렌즈로 형성될 경우, 렌즈면(2)은 단일 개의 렌즈 중심면으로 자명하게 결정된다. 한편 상기 렌즈부(120)가 복수 개의 렌즈들이 적층되어 형성될 경우, 상기 물체면(1)에 가장 가깝게 배치된 렌즈의 중심면으로 결정되면 된다.

상기 센서부(130)는, 복수 개의 이미지센서가 2차원적으로 배열된 평면 형태로 형성되어 상기 렌즈를 통해 취득된 상기 셀의 이미지를 센싱하는 역할을 한다. 더불어 상기 센서부(130)는 상기 렌즈부(120)의 면과 평행하거나 또는 경사지게 배치 가능하도록 형성됨으로써, 상기 검출장치(100)가 어떠한 광학계경사각(α)으로 배치되더라도 상기 센서부(130)를 별도로 움직여서 샤임플러그 조건을 만족시킬 수 있게 된다. 상기 센서부(130)의 회전을 위해, 상기 검출장치(100)는 상기 센서부(130)의 각도를 조절하는 틸트모터(135)를 더 포함할 수 있다.

상기 제어부는 상기 렌즈부(120) 또는 상기 센서부(130)의 각도를 조절하는 역할을 한다. 상기 제어부가 상기 센서부(130)의 각도를 조절하고자 하는 경우, 상기 제어부는 상기 틸트모터(135)를 제어할 수 있다. 한편 상기 제어부가 상기 렌즈부(120)의 각도를 조절하고자 하는 경우, 도시된 바와 같이 상기 검출장치(100)가 모듈화되어 있어 어떤 광학계경사각(α)을 형성하기 위해서 상기 검출장치(100) 자체가 달려 있는 이동장치를 움직여야 할 때, 상기 제어부는 상기 이동장치를 제어할 수 있다.

상기 제어부가 어떤 광학계경사각(α)으로 상기 렌즈부(120)의 각도를 조절한 후에는, 상기 제어부는 상기 물체면(1)의 연장선, 상기 렌즈면(2)의 연장선 및 상기 센서면(3)의 연장선이 일치하는 샤임플러그 조건이 만족되도록 상기 센서부(130) 각도를 조절할 수 있다. 물론 상기 센서부(130) 각도가 미리 결정된다면, 상기 제어부는 상기 센서부(130) 각도에 따라 상기 렌즈부(120)의 각도를 조절하도록 이루어질 수도 있다. 어떤 경우에든, 상기 제어부는 (앞서 설명한 원리에 따라) 하기의 식에 의하여 상기 샤임플러그각(θ)을 산출할 수 있다.

(여기에서, θ : 샤임플러그각, α : 광학계경사각, C : 기준점 및 센서중심점 간 거리, R : 기준점 및 샤임플러그점 간 거리)

부가적으로, 상기 검출장치(100)는, 상기 렌즈부(120) 및 상기 센서부(130) 간 거리를 조절하는 줌모터(125)를 더 포함할 수 있다. 상기 렌즈부(120) 및 상기 센서부(130) 간 거리를 조절함으로써 렌즈 배율을 조절할 수 있으며, 렌즈 배율을 조절함으로써 다양한 크기의 상기 셀의 이미지를 용이하고 효과적으로 얻을 수 있게 된다.

본 발명의 유기발광소자의 혼색 불량 검출방법

상술한 바와 같은 본 발명의 유기발광소자의 혼색 불량 검출장치(100)를 이용하여 혼색 불량을 검출하는 검출방법에 대하여 보다 상세히 설명한다. 본 발명의 유기발광소자의 혼색 불량 검출방법은, 도 11에 도시된 바와 같이, 기준이미지센싱단계, 시야각경사조절단계, 샤임플러그조건만족단계, 경사이미지센싱단계, 혼색불량검출단계를 포함한다.

상기 기준이미지센싱단계에서는, 상기 광학계경사각(α)이 0이고, 상기 렌즈면(2) 및 상기 센서면(3)이 평행인 상태에서의 상기 셀 전체 영역의 이미지인 기준이미지가 센싱된다. 상기 광학계경사각(α)이 0이고, 상기 렌즈면(2) 및 상기 센서면(3)이 평행인 상태가 되면, 물체면-렌즈면-센서면이 모두 평행한 상태가 되므로 샤임플러그 조건과 관계없이 초점이 잘 맞는 이미지를 얻을 수 있다. 또한, 렌즈가 정면으로 물체를 향하고 있는 상태에서 이미지 취득이 이루어지기 때문에, 형상 왜곡이 없는 이미지를 얻을 수 있다. 예를 들어 대상물인 상기 셀이 직사각형 모양이라면, 상기 기준이미지센싱단계에서 얻어지는 기준이미지 역시 직사각형 모양으로 나오게 된다.

상기 시야각경사조절단계에서는, 상기 광학계경사각(α)이 0이 아닌 각도로 조절된다. 앞서 설명한 바와 같이, 정면에서 촬영한 이미지를 사용하여 혼색 불량 검사를 하는 경우 정도가 심하지 않은 혼색 불량을 미처 잡아내지 못할 경우가 있다. 이럴 때 시야각을 기울여서 비스듬하게 봄으로써 이러한 혼색 불량을 알아낼 수가 있다.

상기 샤임플러그조건만족단계에서는, 샤임플러그 조건이 만족되도록 상기 센서면(3)의 각도가 상기 샤임플러그각(θ)으로 조절된다. 상술한 바와 같이 시야각을 기울여서 비스듬하게 보는 경우, 일반적으로 렌즈면-센서면이 평행한 상태로 고정되어 있는 광학계의 경우에는 초점면과 물체면이 크게 어긋나게 됨으로써 초점이 맞지 않는 이미지가 얻어지게 된다. 검출용 이미지의 초점이 맞지 않는다면 이 이미지를 분석한다 해도 유기발광소자의 혼색 불량 검출이 올바르게 이루어지지 않을 것이기 때문에, 시야각을 기울여도 초점이 맞는 이미지를 얻어낼 수 있어야 한다. 이 때 앞서 원리 설명에서 기술한 바와 같이, 광학계와 물체면이 기울어져 있는 경우라 하더라도 샤임플러그 조건을 만족시키는 경우 초점이 잘 맞는 이미지를 얻을 수 있다. 즉 본 발명의 검출장치(100)는, 이처럼 경사진 시야각에서도 포커스된 이미지를 얻어낼 수 있게 하기 위하여, 렌즈면-센서면 간 각도를 조절할 수 있게 이루어지는 것이다.

상기 경사이미지센싱단계에서는, 상기 샤임플러그조건만족단계 이후 상태에서의 상기 셀 전체 영역의 이미지인 경사이미지가 센싱된다. 상술한 바와 같이 물체면, 렌즈면, 센서면의 연장선이 한 점에서 만나 샤임플러그 조건이 만족되면 초점이 잘 맞는 이미지를 얻을 수 있다. 따라서 상기 경사이미지를 분석함으로써 시야각이 비스듬한 상태에서의 혼색 불량을 검출해 낼 수 있게 된다. 한편 이 때, 예를 들어 대상물인 상기 셀이 직사각형 모양이라면, 상기 경사이미지센싱단계에서 얻어지는 경사이미지는 왜곡된 형상인 사다리꼴 모양으로 나오게 된다.

상기 혼색불량검출단계에서는, 상기 기준이미지 및 상기 경사이미지가 분석되어 혼색 불량이 검출된다. 이 때 상기 기준이미지 및 상기 경사이미지를 분석하는 방식은 여러 가지가 있을 수 있으며, 도 11의 실시예를 기준으로 설명하면 다음과 같다.

도 11에 보이는 바와 같이, 상기 혼색불량검출단계는 이미지변환단계, 구획구분단계, 검출정보획득단계를 포함할 수 있다.

상기 이미지변환단계에서는, 상기 경사이미지의 외곽 형상이 상기 기준이미지의 외곽 형상과 동일해지도록 변환되어 변환이미지로 생성된다. 앞서 설명한 바와 같이 예를 들어 상기 셀이 직사각형 모양이라면, 상기 기준이미지는 (왜곡이 없이) 직사각형 모양으로 나오며, 상기 경사이미지는 (왜곡됨에 따라) 사다리꼴 모양으로 나오게 된다. 이 때 상기 기준이미지 및 상기 경사이미지의 각 지점들을 대응시켜 좌표변환을 하는 방식, 즉 아핀 변환(affine transformation)을 이용함으로써 상기 경사이미지를 용이하게 상기 변환이미지로 생성할 수 있다. 아핀 변환은 단지 공간상의 변환이기 때문에 이미지의 밝기에는 영향을 주지 않으므로, 아핀 변환을 이용하여 만들어진 상기 변환이미지를 사용하여 혼색 불량을 검사하여도 아무런 문제가 없다.

상기 구획구분단계에서는, 상기 기준이미지 및 상기 변환이미지가 미리 결정된 복수 개의 구획으로 구분된다. 상술한 예시에서처럼 상기 셀이 직사각형 모양일 경우, M개의 행 및 N개의 열로 나누어 MㅧN개의 구획으로 나눌 수 있으며, 이 때 M, N 값은 사용자가 원하는 대로 적절하게 결정할 수 있다.

상기 검출정보획득단계에서는, 각각의 상기 구획에 대하여 평균 색상 및 빛세기를 포함하는 검출정보가 획득된다. 이와 같이 획득된 검출정보를 사용하여 혼색 불량을 검사하면 되는데, 검사 방식에 따라 기준이미지불량판단단계, 변환이미지불량판단단계, 이미지비교불량판단단계 중 적어도 하나의 단계가 수행될 수 있다.

상기 기준이미지불량판단단계에서는, 상기 기준이미지의 각 구획에 대한 검출정보가 서로 비교되어, 미리 결정된 기준에 따라 혼색 불량이 발생하였는지 판단된다. 예를 들어 상기 셀 전체에 R 색상을 켠 상태에서 상기 기준이미지를 획득하였을 때, 혼색 불량이 발생하지 않은 이상적인 경우라면 MㅧN개의 모든 구획에서 얻어진 검출정보가 모두 동일하게 나오게 될 것이다. 한편 어느 하나의 구획에서 혼색 불량이 발생하였을 경우, 즉 한 예시로서 R 유기발광물질이 인쇄되어야 하는 위치에 G 또는 B 유기발광물질이 섞여있는 경우, 해당 구획에서는 다른 구획에 비해 R 값이 낮고 G 또는 B 값이 높게 나오게 될 것이다. 이러한 구획이 발견되었다면 해당 구획에서 혼색 불량이 발생되었다고 판정하면 되는 것이다. 다만 상술한 바와 같이 이상적인 경우라면 모든 구획에서의 검출정보가 동일하게 나오겠으나, 실제로는 약간의 노이즈 등으로 인하여 모든 구획에서의 검출정보가 완전히 동일할 수는 없다. 따라서 혼색 불량 판단 시, 각 구획에서의 검출정보들이 미리 결정된 적절한 수준의 범위 내에 있으면 정상으로, 그 범위를 벗어나면 불량으로 판정하는 식으로 혼색 불량 판단이 이루어지게 하는 것이 바람직하다.

상기 변환이미지불량판단단계에서는, 상기 기준이미지불량판단단계와 유사하게, 상기 변환이미지를 사용하여 혼색 불량 발생이 판단된다. 즉 상기 변환이미지의 각 구획에 대한 검출정보가 서로 비교되어, 미리 결정된 기준에 따라 혼색 불량이 발생하였는지 판단되는 것이다. 앞서 설명한 바와 같이, 혼색 불량 정도가 심한 경우에는 정면에서 본 이미지(즉 상기 기준이미지)에서도 혼색 불량이 쉽게 검출되지만, 혼색 불량 정도가 심하지 않은 경우에는 정면에서는 혼색 불량이 잘 검출되지 않을 수 있다. 이러한 경우 비스듬하게 본 이미지(즉 상기 변환이미지)를 사용하여 혼색 불량 검출을 수행함으로써, 정도가 심하지 않아 정면에서 검출되지 않았던 혼색 불량까지 놓치지 않고 검출해 낼 수 있게 된다.

상기 이미지비교불량판단단계에서는, 상기 기준이미지의 선택된 구획 및 이에 대응되는 상기 변환이미지의 구획 간의 상기 검출정보가 서로 비교되어, 미리 결정된 기준에 따라 혼색 불량이 발생하였는지 판단된다. 상기 기준이미지불량판단단계 또는 상기 변환이미지불량판단단계 각각에서는, 상기 기준이미지 또는 상기 변환이미지 단독으로 혼색 불량을 판단한다. 앞서도 설명한 바와 같이 이상적인 경우라면 불량이 없을 때 모든 구획에서의 검출정보가 동일하게 나타나야 하겠지만, 실제로는 조명 등과 같은 노이즈에 의하여 위치에 따라 약간의 밝기 차이 등이 나타날 수 있다. 그런데 이와 같은 변수를 고려하여 불량 판단 기준을 잡을 경우 기준범위가 지나치게 넓어지게 될 위험이 있다. 반면 상기 이미지비교불량판단단계에서는, 상기 기준이미지를 기준으로 하여 상기 변환이미지를 비교함으로써 혼색 불량을 판단하기 때문에, 불량 판단 기준 범위를 불필요하게 넓게 잡지 않아도 된다. 또한 이와 같이 함으로써 정면에서 보았을 때 검출되지 않지만 기울여서 보았을 때 검출이 가능한 혼색 불량을 더욱 효과적으로 검출할 수 있다.

상기 혼색불량검출단계에서, 상술한 바와 같은 기준이미지불량판단단계, 변환이미지불량판단단계, 이미지비교불량판단단계를 반드시 모두 수행할 필요는 없다. 예를 들어 기준이미지불량판단단계를 맨 처음 수행하여 기준이미지에서 혼색 불량이 검출되었다면, 이미 혼색 불량이 검출되었으므로 나머지 두 단계들은 굳이 수행하지 않아도 된다. 한편 기준이미지에서 혼색 불량이 검출되지 않았다면, 변환이미지에서 혼색 불량이 검출되는지의 여부를 확인할 필요가 있으며, 이 때 변환이미지불량판단단계 및 이미지비교불량판단단계 이 두 단계 중 어느 하나만 수행하여 혼색 불량 검출을 수행하여도 되고, 두 단계를 모두 수행하여도 된다.

부가적으로, 기준이미지를 1장 획득한 후에, 광학계경사각을 바꾸어 가면서 경사이미지를 여러 장 획득하여 혼색 불량 검출을 수행하여도 무방하다. 예를 들어 기준이미지를 1장 획득한 후에, 광학계경사각이 오른쪽으로 45도 경사인 경우, 왼쪽으로 45도 경사인 경우, 이렇게 2장의 경사이미지를 획득하고, 이 3장의 이미지들을 모두 이용하여 혼색 불량 검출을 수행할 수 있다. 이 때, 앞서 설명한 경사이미지와 관련된 단계들은 각 경사이미지 획득 및 검출 시 경사이미지 개수만큼 반복적으로 이루어질 수 있음은 물론 당연하다.

본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.

10 : 카메라
1 : 물체면 1' : 초점면
2 : 렌즈면 3 : 센서면
3' : 초기센서면
100 : 검출장치
110 : 케이스
120 : 렌즈부 125 : 줌모터
130 : 센서부 135 : 틸트모터
Q : 렌즈중심점 P : 센서중심점
T : 기준점 S : 샤임플러그점

Claims (16)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 복수 개의 유기발광소자가 2차원적으로 배열된 평면 형태의 셀을 검사하기 위하여, 렌즈를 포함하는 렌즈부, 상기 렌즈를 통해 취득된 상기 셀의 이미지를 센싱하는 센서부, 상기 렌즈부 또는 상기 센서부의 각도를 조절하는 제어부를 포함하는 유기발광소자의 혼색 불량 검출장치를 이용한 유기발광소자의 혼색 불량 검출방법에 있어서,
   상기 셀의 면을 물체면이라 하고, 상기 렌즈부에 포함되는 렌즈의 중심면을 렌즈면이라 하고, 상기 센서부의 면을 센서면이라 하고, 상기 렌즈의 중심점을 렌즈중심점이라 하고, 상기 센서부의 중심점을 센서중심점이라 하고, 상기 렌즈중심점 및 상기 센서중심점을 연결하는 직선이 상기 물체면과 만나는 점을 기준점이라 하고, 상기 물체면의 연장선, 상기 렌즈면의 연장선 및 상기 센서면의 연장선이 일치하는 샤임플러그 조건을 만족하는 점을 샤임플러그점이라 하고, 상기 물체면 및 상기 렌즈면이 이루는 각을 광학계경사각이라 하고, 상기 렌즈면 및 상기 센서면이 평행인 상태로부터 상기 광학계경사각에 따라 샤임플러그 조건을 만족시키도록 상기 센서부를 회전시켜야 할 각을 샤임플러그각이라 할 때,
   상기 광학계경사각이 0이고, 상기 렌즈면 및 상기 센서면이 평행인 상태에서의 상기 셀 전체 영역의 이미지인 기준이미지가 센싱되는 기준이미지센싱단계;
   상기 광학계경사각이 0이 아닌 각도로 조절되는 시야각경사조절단계;
   샤임플러그 조건이 만족되도록 상기 센서면의 각도가 상기 샤임플러그각으로 조절되는 샤임플러그조건만족단계;
   상기 샤임플러그조건만족단계 이후 상태에서의 상기 셀 전체 영역의 이미지인 경사이미지가 센싱되는 경사이미지센싱단계;
   상기 기준이미지 및 상기 경사이미지가 분석되어 혼색 불량이 검출되는 혼색불량검출단계;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광소자의 혼색 불량 검출방법.
   
8. 제 7항에 있어서, 상기 혼색불량검출단계는,
   상기 경사이미지의 외곽 형상이 상기 기준이미지의 외곽 형상과 동일해지도록 변환되어 변환이미지로 생성되는 이미지변환단계;
   상기 기준이미지 및 상기 변환이미지가 미리 결정된 복수 개의 구획으로 구분되는 구획구분단계;
   각각의 상기 구획에 대하여 평균 색상 및 빛세기를 포함하는 검출정보가 획득되는 검출정보획득단계;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광소자의 혼색 불량 검출방법.
   
9. 제 8항에 있어서, 상기 혼색불량검출단계는,
   상기 기준이미지의 각 구획에 대한 검출정보가 서로 비교되어, 미리 결정된 기준에 따라 혼색 불량이 발생하였는지 판단되는 기준이미지불량판단단계;
   상기 변환이미지의 각 구획에 대한 검출정보가 서로 비교되어, 미리 결정된 기준에 따라 혼색 불량이 발생하였는지 판단되는 변환이미지불량판단단계;
   상기 기준이미지의 선택된 구획 및 이에 대응되는 상기 변환이미지의 구획 간의 상기 검출정보가 서로 비교되어, 미리 결정된 기준에 따라 혼색 불량이 발생하였는지 판단되는 이미지비교불량판단단계;
   중 선택되는 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광소자의 혼색 불량 검출방법.
   
10. 제 8항에 있어서, 상기 이미지변환단계는,
    아핀 변환(affine transformation)을 이용하여 상기 변환이미지가 생성되는 것을 특징으로 하는 유기발광소자의 혼색 불량 검출방법.
11. 삭제
12. 삭제
13. 제 7항에 있어서, 상기 샤임플러스조건만족단계는,
    하기의 식에 의하여 상기 샤임플러그각을 산출하는 것을 특징으로 하는 유기발광소자의 혼색 불량 검출방법.
    

    

    
    (여기에서, θ : 샤임플러그각, α : 광학계경사각, C : 기준점 및 센서중심점 간 거리, R : 기준점 및 샤임플러그점 간 거리)
    
14. 삭제
15. 삭제
16. 삭제

Images