KR20020083291A - 액정표시장치 글래스 검사장비 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 종래의 LCD 글래스 검사에서 목시검사장비와 미세검사장비가 따로 있어서 작업을 일원화하기가 곤란하고, 검사 위치의 선정 및 정밀도가 낮아 반복성과 정확성이 떨어지는 문제점이 있으므로,
검사 대상 글래스가 안착되고 상하 이동이 가능한 스테이지와, 상기 글래스를 조명할 수 있도록 빛을 출사하는 조명부와, 상기 스테이지의 상측에 설치되어 전반사미러에서 반사된 빛을 글래스로 집광시키는 프레넬 렌즈와, 상기 스테이지의 상측에서 직선 이동되면서 스테이지에 안착된 글래스의 결함여부를 파악하는 현미경과, 상기 스테이지를 전후좌우로 이동시키는 스테이지 구동부와, 상기 스테이지를 상하로 틸팅 및 요잉 구동시키는 틸팅 구동부와, 상기 스테이지에 안착된 글래스를 지지하는 클램핑부를 포함함으로써,
하나의 장비를 이용하여 목시검사와 미세검사를 동시에 수행하여 작업의 효율성을 향상시킬 수 있으며, 스테이지가 요동 구동되어 보다 정밀한 검사를 수행될 수 있도록 함으로써 검사의 신뢰성이 향상되도록 하는 LCD 글래스 검사장비에 관한 것이다.

Description

액정표시장치 글래스 검사장비 { The apparatus for LCD glass Macro test and Micro test }
본 발명은 LCD 글래스 제조공정에서 글래스의 결함을 검사하는 장비에 관한것으로서, 특히 목시검사(Macro test)와 미세검사(Micro test)를 동시에 수행할 수 있도록 하여 검사시간을 단축할 수 있도록 한 LCD 글래스 검사장비에 관한 것이다.
일반적으로 LCD(Liquid Crystal Display;액정표시장치)를 제조하는 과정에서는 글래스의 결함을 검사하는 공정이 여러차례 반복된다. LCD 글래스의 결함검사는 보통 목시검사(Macro test)와 미세검사(Micro test)로 구분되며, 목시검사는 말 그대로 작업자가 직접 눈으로 결함여부를 확인하는 방법이고 미세검사는 전 공정에서 발견된 결함부위를 현미경을 이용하여 자세하게 검사하는 방법이다. 따라서, 목시검사를 목적으로하는 장비와 미세검사를 목적으로 하는 장비가 따로 있으며, 이 두가지 검사를 동시에 수행할 수 있도록 복합적인 기능을 갖춘 장비가 필요한 것이 현 LCD 사업의 현실이다.
종래의 LCD 글래스 목시검사장비는 도 1에 도시된 바와 같이 시험대상물인 글래스(10)가 안착되고 일단이 힌지로 고정되어 틸팅작용을 하는 스테이지(11)와, 상기 스테이지(11)에 글래스(10)를 로딩시키거나 언로딩시키는 이송로봇(미 도시)과, 상기 스테이지(11) 상에 안착된 글래스(10)의 결함의 식별이 용이하도록 빛을 발생시키는 조명램프(12)와, 상기 조명램프(12)에서 발생된 빛을 상기 스테이지(11) 측으로 반사시키는 전반사미러(13)와, 상기 스테이지(11)의 상측에 설치되어 전반사미러(13)에서 반사된 빛이 상기 스테이지(11) 쪽으로 조사되도록 하는 프레넬 렌즈(14)를 포함하고 있다.
상기와 같이 구성된 종래의 LCD 글래스 목시검사장비는 스테이지가 틸팅구동을 하는 동안 작업자가 투시창을 통해 글래스의 결함유무를 파악하도록 한다.
작업자가 본체 측면에 설치된 터치패널(15)을 조작하면 이송로봇에 의해 글래스(10)가 스테이지(11)에 안착된다. 글래스(10)가 스테이지(11)에 안착되면 조명램프(12)가 빛을 발생하게 되고, 조명램프(12)에서 발생된 빛은 전반사미러(13)에서 반사된 후 프레넬 렌즈(14)를 투과하여 글래스(10)의 표면을 밝히게 된다. 이때, 틸팅구동부(16)에 의해 스테이지(11)가 소정 각도로 회전되는 틸팅구동이 이루어지고, 작업자는 틸팅구동이 진행되는 동안 결함유무를 파악하여 그 결과에 따른 데이터를 저장시킨다. 상기한 작업을 수차 반복하여 검사작업이 완료되면 작업자는 터치패널(15)을 조작하여 스테이지(11)에 있는 글래스를 언로딩시킴으로써 목시검사를 종료한다.
그런데, 상기한 LCD 글래스 목시검사장비를 이용하여 글래스를 검사하는 경우 스테이지(11)가 요잉 구동은 하지 않고 도 2에 도시된 바와 같이 틸팅구동만 하게 되므로 제한된 범위 내에서만 검사가 가능한 단점이 있다.
또한, 프레넬 렌즈(14)의 초점거리와 관련하여 살펴볼 때 스테이지(11)의 위치 구조상 프레넬 렌즈(14)를 통과한 빛의 조사면적이 협소한 문제점이 있다. 즉, 도 3에 도시된 도면을 참조할 때 점선과 같이 스테이지(11)가 프레넬 렌즈(14)의 초점(f) 형성 범위의 상측에 위치된다면 빛의 조사면적이 넓어 충분한 검사가 가능하지만, 틸팅구동을 하는 스테이지(11)의 구조상 프레넬 렌즈의 초점(f)에 근접한 실선 부분에 위치하게 되므로 빛의 조사면적은 협소할 수 밖에 없다.
또, 종래의 LCD 글래스 미세검사장비는 도 4와 도 5에 도시된 바와 같이 목시 검사가 완료된 검사 대상 글래스(20)가 안착되고 상하 이동이 가능한스테이지(21)와, 상기 스테이지(21)를 상하로 이동시키는 상하구동부(22)와, 상기 스테이지(21)의 상측에서 직선 이동되면서 스테이지(21)에 안착된 글래스(20)의 결함여부를 파악하는 현미경(23)과, 상기 스테이지(21)를 현미경(23)의 이동방향과 수직한 방향으로 직선이동시키는 볼스크류(24)와, 상기 스테이지(21)에 글래스(20)를 로딩시키거나 언로딩시키는 이송로봇(미 도시)을 포함하고 있다.
상기와 같이 구성된 종래의 LCD 글래스 미세검사장비는 현미경을 이용하여 전공정에서 발견된 결함 등을 자세하게 검사하게 된다.
터치패널을 조작하여 시스템을 작동시키면 모든 파라미터가 초기화되고, 이송로봇이 글래스(20)를 스테이지(21)에 안착시켜 미세검사를 시행하게 된다. 미세검사는 전공정인 LCD 글래스 목시검사의 결과 데이터를 이용하여 검사를 시행하게 되며, 현미경(23)이 기록된 좌표로 이동되어 결함부을 자세하게 검사한다. 이때, 검사좌표로의 이동은 현미경(23)의 직선이동 및 볼스크류(24)에 의한 스테이지(21)의 직선이동에 의한다. 그런데, 볼스크류(24)는 미크론 단위의 정밀한 위치제어가 곤란하여 상하구동부(22)를 이용한 현미경(23)의 오토 포커싱(Auto Focusing) 시간이 길어지게 하며, 이는 전체의 검사시간이 길어지게 함은 물론 반복성과 정확성이 떨어지게 한다.
여기서, 종래의 LCD 글래스 검사 순서를 살펴보면 도 6에 도시된 바와 같이 목시검사를 먼저 실시하여 검사결과에 따른 데이터를 저장하고, 그 정보를 미세검사장비로 전송하여 그 데이터에 따라 미세검사를 시행함을 알 수 있다. 미세검사의 검사결과가 나오면 그 결과에 따른 데이터를 저장하고 LCD 글래스의 검사를 모두완료한다.
그러나, 상기와 같이 구성된 종래의 LCD 글래스 검사는 목시검사장비와 미세검사장비가 따로 있어서 작업을 일원화하기가 곤란하고, 목시검사에서는 검사자가 글래스의 전면적을 검사자가 원하는 위치로 움직여 볼 수가 없으며, 미세검사에서는 결함위치로의 이동이 정밀하지 않아 반복성과 정확성이 떨어지는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, LCD 글래스의 목시검사와 미세검사를 하나의 장치로 구현하여 작업을 일원화함과 동시에 리니어 모터를 이용하여 스테이지의 위치결정을 신속하고 정확하게 함으로써 전체 시스템의 검사시간을 단축시킬 수 있는 LCD 글래스 검사장비를 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1은 종래의 LCD 글래스 목시검사장비가 개략적으로 도시된 구성도,
도 2는 종래의 LCD 글래스 목시검사장비에서 스테이지의 틸팅작용이 도시된 도면,
도 3은 프레넬 렌즈의 초점과 스테이지의 위치가 도시된 도면,
도 4는 종래의 LCD 글래스 미세검사장비가 개략적으로 도시된 구성도,
도 5는 종래의 LCD 글래스 미세검사장비의 요부구성인 스테이지와 현미경의 이동관계를 나타내는 도면,
도 6은 종래의 LCD 글래스 검사장비를 이용한 검사작업의 작업 흐름도,
도 7은 본 발명에 의한 LCD 글래스 검사장비가 개략적으로 도시된 구성도,
도 8은 본 발명의 요부구성인 조명부가 도시된 정면도 및 측면도,
도 9는 본 발명의 요부구성인 필터링계가 도시된 단면도 및 측면도,
도 10a은 본 발명의 요부구성인 스테이지 구동부가 도시된 평면도,
도 10b는 본 발명의 요부구성인 스테이지 구동부가 도시된 정면도,
도 10c는 본 발명의 요부구성인 스테이지 구동부가 도시된 측면도,
도 11은 본 발명의 요부구성인 스테이지의 요잉 및 틸팅 상태가 도시된 도면,
도 12는 본 발명의 요부구성인 클램핑부가 도시된 도면,
도 13은 본 발명의 LCD 글래스 검사장비를 이용한 검사작업의 작업 흐름도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
50 : 글래스 51 : 스테이지
52 : 전반사미러 53 : 프레넬 렌즈
54 : 현미경 60 : 조명부
70 : 스테이지 구동부 71 : x축 리니어모터
72 : y축 리니어모터 73 : 위치결정부
80 : 틸팅 구동부 82 : 요잉모터
83 : 요잉로드 85 : 틸팅모터
90 : 클램핑부 91 : 실린더
92 : 클램핑로드 93,94 : 클램퍼
95 : 고정부쉬 96 : 흡착부
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 검사 대상 글래스가 안착되고 상하 이동이 가능한 스테이지와, 상기 글래스를 조명할 수 있도록 빛을 출사하는 조명부와, 상기 조명부에서 발생된 빛을 상기 스테이지에 안착된 글래스로 반사시키는 전반사미러와, 상기 스테이지의 상측에 설치되어 전반사미러에서 반사된 빛을 글래스로 집광시키는 프레넬 렌즈와, 상기 스테이지의 상측에서 직선 이동되면서 스테이지에 안착된 글래스의 결함여부를 파악하는 현미경과, 상기 스테이지를 전후좌우로 이동시키는 스테이지 구동부와, 상기 스테이지를 틸팅 및 요잉 구동시키는 틸팅/요잉 구동부와, 상기 스테이지에 안착된 글래스를 지지하는 클램핑부와, 상기 스테이지에 글래스를 로딩시키거나 언로딩시키는 이송로봇으로 구성된 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 의한 LCD 글래스 검사장비는 검사 대상 글래스(50)가 안착되고 상하 이동이 가능한 스테이지(51)와, 상기 글래스(50)를 조명할 수 있도록 빛을 출사하는 조명부(60)와, 상기 조명부(60)에서 발생된 빛을 상기 스테이지(51)에 안착된 글래스(50)로 반사시키는 전반사미러(52)와, 상기 스테이지(51)의 상측에 설치되어 전반사미러(52)에서 반사된 빛을 글래스(50)로 집광시키는 프레넬 렌즈(53)와, 상기 스테이지(51)의 상측에서 직선 이동되면서 스테이지(51)에 안착된 글래스(50)의 결함여부를 파악하는 현미경(54)과, 상기 스테이지(51)를 전후좌우로 이동시키는 스테이지 구동부(70)와, 상기 스테이지(51)를 상하로 틸팅 및 요잉 구동시키는 틸팅/요잉 구동부(80)와, 상기 스테이지(51)에 안착된 글래스(50)를 지지하는 클램핑부(90)와, 상기 스테이지(51)에 글래스(50)를 로딩시키거나 언로딩시키는 이송로봇(미도시)으로 구성된다.
상기 조명부(60)는 도 8과 도 9에 도시된 바와 같이 좌우측에 각각 설치되어빛을 발생시키는 2개의 조명램프(61)와, 상기 조명램프(61)와 전반사미러(52) 사이에 위치되어 원하는 파장 및 광량으로 검사할 수 있도록 필터링하는 컬러필터(62) 및 ND 필터(62')와, 상기 컬러필터(62) 및 ND 필터(62')가 각각 복수개 장착된 필터 지지부(63)와, 상기 필터 지지부(63)를 회전시키는 필터구동모터(64)로 구성된다.
또, 상기 스테이지 구동부(70)는 도 10a와 도 10b와 도 10c에 도시된 바와 같이 상기 스테이지(51)를 x축 방향으로 이동시키는 x축 리니어모터(71)와, 상기 스테이지 (51)를 y축 방향으로 이동시키는 y축 리니어모터(72)와, 상기 현미경(54)의 조명을 보조하기 위하여 글래스(50)의 하측에서 빛을 발생하는 투과램프(74)와, 상기 현미경(54)의 이동에 대응하여 상기 투과램프(74)를 이동시키는 램프구동모터(75)로 구성된다.
상기 틸팅/요잉 구동부(80)는 도 11에 도시된 바와 같이 상기 스테이지(51)의 하측에 대향되게 설치되어 같은 방향으로 구동되면 상기 스테이지를 틸팅시키고 반대방향으로 구동되면 상기 스테이지(51)를 요잉시키는 구동모터(82,83)와, 상기 구동모터(82,83)의 축에 수직하게 연결되어 회전되는 암(84)과, 상기 상기 구동모터의 구동력을 상기 스테이지에 전달하여 상기 스테이지(51)를 틸팅중심(85a)와 요잉중심(85b)을 기준으로 각각 회전시키도록 일단이 상기 암(84)에 회전 가능하게 연결되고 타단이 상기 스테이지(51)의 측부에 회전 가능하게 연결된 로드 엔드(86,87)로 구성된다.
상기 클램핑부(90)는 도 12에 도시된 바와 같이 상기 스테이지(51)의 측부에설치된 실린더(91)와, 상기 실린더(91)의 로드(91a)와 연결자(91b)로 연결되어 전후 이동되는 클램핑로드(92)와, 상기 클램핑로드(92)의 옆에 힌지 중심이 위치되고 일단이 상기 클램핑로드(92)의 이동에 따라 회전되면 힌지를 중심으로 회전되어 타단이 상기 글래스(50)의 한쪽 모서리를 서로 다른 방향에서 잡아주는 2개의 클램퍼(93)(94)와, 상기 클램핑로드(92)에 설치되어 상기 클램퍼(93)(94)의 과회전을 방지하는 스프링(95)과, 상기 클램퍼(93)(94)의 의해 글래스(50)의 위치가 결정된 후 상기 글래스(50)가 흔들리지 않도록 글래스(50)를 흡착하는 흡착부(96)로 구성된다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 LCD 글래스 검사장비는 목시검사와 미세검사를 모두 수행할 수 있도록 한다.
이송로봇이 글래스(50)를 장비의 안쪽에 있는 스테이지(51)에 로딩시키면 클램핑부(90)가 글래스(50)를 스테이지(51)에 안착시키게 된다. 즉, 실린더(91)가 작동되어 클램핑로드(92)를 전진시키게 되고, 클램핑로드(92)의 전진에 따라 클램퍼 (93)(94)가 회전되어 글래스(50)의 한쪽 모서리를 지지하게 된다. 따라서, 상기 글래스(50)는 스테이지(51)위에 정렬되고, 흡착부(96)가 글래스(50)를 흡착하여 안착이 완료되도록 한다. 이 과정은 목시검사를 수행할 때나 미세검사를 수행할 때나 모두 거쳐야 하는 공통된 작업과정이다.
글래스(50)의 정렬 및 안착이 완료되면, 스테이지(51) 상의 글래스(50)에 대한 목시검사를 먼저 수행하고 그 데이터를 이용하여 미세검사를 수행한다.
목시검사를 수행하기 위해서는 조명부(60)에서 빛을 발생시키고 이 빛을 전반사미러(52)가 반사시킨 후 프레넬 렌즈(53)가 집광하여 글래스(50)에 빛이 조사되도록 한다. 조명부(60)의 조명램프(61)는 적어도 1000 ㏓ 이상의 조도를 갖는 빛을 발생시키며, 발생된 빛은 작업자가 원하는 파장 및 광량으로 조절할 수 있도록 컬러 필터(62)와 ND필터(62')를 사용한다. 상기 ND 필터(62')를 이용하여 광량을 조절할 수 있으며, 컬러 필터(62)를 이용하여 파장을 변화시킴으로써 글래스(50) 상의 결함검사를 보조할 수 있게 한다.
또한, 목시검사를 수행할 때 보다 정밀한 검사가 되도록 스테이지(51)를 틸팅 구동 및 요잉 구동시킬 수 있다. 즉, 구동모터(82,83)를 구동하여 암(84)과 로드엔드(86,87)를 같은 방향으로 회전시킴으로써 스테이지(51)를 틸팅 구동시킬 수 있고, 상기 암(84)과 로드엔드(86,87)를 반대 방향으로 회전시킴으로써 스테이지(51)를 요잉 구동시킬 수 있다. 따라서, 작업자는 미심쩍은 부분에 대한 정밀 검사를 수행할 수 있게 된다.
목시검사가 완료되면 목시검사 데이터에 따라 미세검사가 수행된다. 미세검사는 장비 내에 설치된 현미경을 이용하여 검사하는 것으로, 목시검사 데이터에 따라 자동으로 검사를 수행한다.
목시검사가 완료된 후 작업자는 목시검사의 데이터에 따라 상기 x축 리니어모터(71)와 y축 리니어모터(72)를 이용하여 상기 스테이지(51)를 특정위치로 이동시키거나 작업자가 관심을 두고 확인 검사를 하고자 하는 곳으로 현미경(54)을 이동시킨다. 상기 현미경(54)을 사용할 때 조명의 보조를 위하여 투과조명(74)이 작동되며, 램프구동모터(75)는 투과조명(74)을 현미경(54)의 이동에 따라 이동시켜정확한 미세검사가 수행되도록 한다. 스테이지(51) 또는 현미경(54)의 이동이 끝나면 현미경(54)은 작업자가 원하는 배율로 검사를 수행한다.
상기한 바와 같이 미세검사가 완료되면 클램핑부(90)의 흡착부(96)는 진공을 파기하여 글래스(50)를 분리시키게 되고, 이송로봇은 스테이지(51) 상에 놓여 있는 글래스(50)를 언로딩시켜 모든 검사작업을 마치게 된다.
이와 같이 본 발명에 의한 LCD 글래스 검사장비는 하나의 장비를 이용하여 목시검사와 미세검사를 동시에 수행할 수 있으므로 작업의 효율성을 향상시킬 수 있으며 스테이지가 요동 구동되어 보다 정밀한 검사를 수행할 수 있고 2개의 조명 램프를 이용하여 음영부분이 생기지 않도록 하므로 검사의 신뢰성이 향상되도록 하는 이점이 있다.

Claims (6)

  1. 검사 대상 글래스가 안착되고 상하 이동이 가능한 스테이지와, 상기 글래스를 조명할 수 있도록 빛을 출사하는 조명부와, 상기 조명부에서 발생된 빛을 상기 스테이지에 안착된 글래스로 반사시키는 전반사미러와, 상기 스테이지의 상측에 설치되어 전반사미러에서 반사된 빛을 글래스로 집광시키는 프레넬 렌즈와, 상기 스테이지의 상측에서 직선 이동되면서 스테이지에 안착된 글래스의 결함여부를 파악하는 현미경과, 상기 스테이지를 전후좌우로 이동시키는 스테이지 구동부와, 상기 스테이지를 상하로 틸팅 및 요잉 구동시키는 틸팅/요잉 구동부와, 상기 스테이지에 안착된 글래스를 지지하는 클램핑부와, 상기 스테이지에 글래스를 로딩시키거나 언로딩시키는 이송로봇으로 구성된 것을 특징으로 하는 LCD 글래스 검사장비.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 조명부는 좌우측에 각각 설치되어 빛을 발생시키는 2개의 조명램프와, 상기 조명램프와 전반사미러 사이에 위치되어 작업자가 요구하는 파장 및 광량으로 빛을 필터링하는 컬러필터 및 ND 필터와, 상기 컬러필터 및 ND 필터가 복수개 장착된 필터 지지부와, 상기 필터 지지부를 회전시키는 필터구동모터로 구성된 것을 특징으로 하는 LCD 글래스 검사장비.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 스테이지 구동부는 상기 스테이지를 x축 방향으로 이동시키는 x툭 리니어모터와, 상기 스테이지를 y축 방향으로 이동시키는 y축 리니어모터로 구성된 것을 특징으로 하는 LCD 글래스 검사장비.
  4. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 스테이지 구동부는 현미경의 조명을 보조하기 위하여 글래스의 하측에서 빛을 발생하는 투과램프와, 상기 현미경의 이동에 대응하여 상기 투과램프를 이동시키는 램프구동모터를 포함한 것을 특징으로 하는 LCD 글래스 검사장비.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 틸팅/요잉 구동부는 상기 스테이지의 하측에 대향되게 설치되어 같은 방향으로 구동되면 상기 스테이지를 틸팅시키고 반대방향으로 구동되면 상기 스테이지를 요잉시키는 구동모터와, 상기 구동모터의 축에 수직하게 연결되어 회전되는 암과, 상기 상기 구동모터의 구동력을 상기 스테이지에 전달하여 상기 스테이지를 틸팅중와 요잉중심을 기준으로 각각 회전시키도록 일단이 상기 암에 회전 가능하게 연결되고 타단이 상기 스테이지의 측부에 회전 가능하게 연결된 로드 엔드로 구성된 것을 특징으로 하는 LCD 글래스 검사장비.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 클램핑부는 상기 스테이지의 측부에 설치된 실린더와, 상기 실린더의로드와 연결자로 연결되어 전후 이동되는 클램핑로드와, 상기 클램핑로드의 옆에 힌지 중심이 위치되고 일단이 상기 클램핑로드의 이동에 따라 회전되면 힌지를 중심으로 회전되어 타단이 상기 글래스의 한쪽 모서리를 서로 다른 방향에서 잡아주는 2개의 클램퍼와, 상기 클램핑로드에 설치되어 상기 클램퍼의 과회전을 방지하는 스프링과, 상기 클램퍼의 의해 글래스의 위치가 결정된 후 상기 글래스가 흔들리지 않도록 글래스를 흡착하는 흡착부로 구성된 것을 특징으로 하는 LCD 글래스 검사장비.
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