KR20070087407A - 평판표시패널의 자동광학검사장치 및 자동광학검사방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 평판표시패널의 자동광학검사장치는, 검사용 영상패턴신호를 발생시키는 검사패턴 발생부와 평판표시패널에서 출력되는 영상패턴을 포착하는 영상신호 감지부 및 영상패턴의 스펙트럼 분석을 수행하여 불량 여부를 판단하는 데이터 처리부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 평판표시패널의 자동광학검사방법은 평판표시패널에 검사용 영상패턴을 출력시키는 단계와 상기 검사용 영상패턴을 전기적 신호로 포착하는 단계 및 상기 전기적 신호를 스펙트럼 분석하여 적격/부적격 여부를 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이와 같은 본 발명은, 복잡한 이미지 처리방식이 아닌 단순한 스펙트럼 분석방식을 통해 평판표시패널의 불량 여부를 검사하므로, 검사시간이 짧고, 검사결과에 대한 신뢰성이 높다. 이로 인해 육안검사(Visual Inspection)에 크게 의존하였던 고품위ㆍ 대화면 평판표시패널의 광학검사공정을 자동화할 수 있다.

자동광학검사장치, AOI, 평판표시패널

Description

평판표시패널의 자동광학검사장치 및 자동광학검사방법{Automatic Optical Inspection for Flat Display Panel and Automatic Optical Inspection Method for Flat Display Panel}

도 1은 일반적인 평판표시패널의 자동광학검사장치를 나타낸 도면.

도 2는 본 발명에 따른 평판표시패널의 자동광학검사장치를 나타낸 도면.

도 3은 평면표시장치에 나타날 수 있는 다양한 불량패턴을 나타낸 도면.

도 4는 평면표시장치에 나타난 불량패턴을 감지하는 과정을 나타낸 도면.

도 5a는 평면표시장치에 나타난 정상패턴의 스펙트럼 양상을 나타낸 도면.

도 5b는 평면표시장치에 나타난 불량패턴의 스펙트럼 양상을 나타낸 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100,200... 평판표시패널 110... 촬상부

120... 영상 처리부 130... 데이터 처리부

140, 240.. 드라이버 IC 210... 검사패턴 발생부

220... 영상신호 감지부 230... 데이터 처리부

본 발명은 평판표시패널의 자동광학검사장치 및 자동광학검사방법으로, 보다 상세하게는 광학스펙트럼 분석을 통해 평판표시패널의 불량 여부를 검사하는 평판표시패널의 자동광학검사장치 및 자동광학검사방법에 관한 것이다.

알려진 바와 같이 LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Pannel), OLED(Organic Light Emitting Diodes) 등의 평판표시패널은 반도체 제조공정과 같은 초미세 공정기술을 이용해 제조되기 때문에 공정 조건상의 사소한 변화에도 불량률이 대폭 상승하는 경향이 있다. 이 때문에 제조사들은 각 단위공정별로 또는 전체공정이 끝난 후 자동광학검사장치(Automatic Optical Inspection)를 이용하여 표시패널에 나타난 영상패턴들을 검사하고, 적격(acceptance)/ 부적격(rejection) 여부를 판단하여 후속공정을 진행하게 된다.

도 1은 일반적인 평판표시패널용 자동광학검사장치를 나타낸 도면이다.

도 1을 참조하면, 상기 자동광학검사장치는 평판표시패널(100)에 나타난 검사패턴을 취득하는 촬상부(110), 상기 평판표시패널(100)에 검사용 패턴신호를 인가시키고, 상기 취득된 영상신호를 패턴 분석하여 평판표시패널(100)의 결함 여부를 판독하는 화상처리부(120) 및 수집된 판독 데이타를 수집하여 사용자 인터페이스를 제공하는 데이터 처리부(130) 등으로 구성된다.

자동이송시스템에 의해 검사대상이 되는 평판표시패널(100)이 스테이지(stage)로 운반되면, 검사패턴발생장치(122)는 검사항목에 따른 다양한 검사용 패턴신호를 발생시켜, 드라이버 IC(140)를 통해 상기 평판표시패널(100)에 특정한 영상패턴을 표시하고, 상기 영상패턴은 촬상부(110)를 통해 수집된 후 전기적 화상신 호로 변환되어 화상처리부(120)로 전송된다.

한편, 화상처리장치(121)는 상기 화상신호를 바탕으로 패턴분석기법을 통해 결함여부 및 발생위치를 해석하여, 그 결과를 데이터 처리부(130)로 전송한다. 즉 상기 화상처리장치(121)는 평판표시패널(100)의 결함 여부를 판정하는 검사 수단으로서의 기능을 갖는다.

이후, 화상처리장치(121)에서 전송된 일체의 검사정보들과 적격/ 부적격 판정정보들은 컴퓨터(131)로 수집되어 모니터(132) 및 프린터(133) 등을 통해 출력되며, 조작자는 이를 근거로 자동 또는 수동의 방식으로 평판표시패널(100)의 불량 여부를 판단하게 된다.

이러한 종래의 자동광학검사장치는 빛 샘, 세로줄/가로줄 불량과 같은 예측가능하고, 정형화된 불량패턴을 검사함에 있어서는 신속하고, 신뢰성 있는 비교적 효율적인 검사수단이다.

그러나 영상패턴분석이라는 이미지 처리기법을 기반으로 하기 때문에 무정형 얼룩불량과 같은 무정형 불량패턴의 경우에는 이미지 처리가 복잡하여 검사시간이 오래 걸리고, 신뢰성이 저하되는 문제점이 있었다.

이로 인해 실제 제조공정에서는 패널검사 라인에 수시로 물량이 몰리는 지체현상이 발생하고 있으며, 특히, 고품위ㆍ대화면 평판표시패널의 경우 지체현상이 더욱 심해 자동광학검사장치보다는 육안검사(Visual Inspection)에 크게 의존하고 있는 실정이다.

본 발명은 평판표시패널에 나타날 수 있는 다양한 정형/무정형 불량패턴을 효과적으로 감지하여 불량 여부를 신속하고 신뢰성 있게 검사함으로써 광학검사공정 시간을 단축 시킬 수 있고, 육안검사에 따른 비효율성(인건비 상승, 신뢰성 저하 등)을 개선할 수 있는 효과적인 평판표시패널의 자동광학검사장치 및 자동광학검사방법을 제시하는 데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 평판표시패널의 자동광학검사장치는, 검사용 영상패턴신호를 발생시키는 검사패턴 발생부와 상기 평판표시패널에서 출력되는 영상패턴을 포착하는 영상신호 감지부 및 상기 영상패턴의 스펙트럼 분석을 수행하여 불량 여부를 판단하는 데이터 처리부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 영상신호 감지부는 평판표시패널의 화상영역을 전체적으로 포괄할 수 있도록 복수의 광 디텍터를 포함하여 구성되며, 바람직하게는 각 광 디텍터의 포착영역이 상호 중첩되도록 망 형태의 구조로 배치된다.

그리고, 상기 데이터 처리부는 스펙트럼 분석 알고리즘을 수행하는 프로세서와 스펙트럼 분석에 필요한 기준 데이터가 저장되는 메모리 및 스펙트럼 분석 결과 및 결함판단 결과를 출력하는 인터페이스 장치를 포함한다.

한편, 상기의 목적을 달성하기 위한 평판표시패널의 자동광학검사방법은 평판표시패널에 검사용 영상패턴을 출력시키는 단계와 상기 검사용 영상패턴을 전기적 신호로 포착하는 단계 및 상기 전기적 신호를 스펙트럼 분석하여 적격/부적격 여부를 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 판단단계는 소정의 불량패턴에 대응하는 스펙트럼의 표준 데이터 테이블과, 측정된 스펙트럼을 비교ㆍ분석하여 평판표시패널의 불량 여부를 판단하게 된다.

이후, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 평판표시패널의 자동광학검사장치를 나타낸 도면이다.

도 2를 참조하면, 상기 자동광학검사장치는 정형화된 검사용 영상패턴 신호를 발생시키는 검사패턴 발생부(210)와, 상기 영상패턴 신호를 받아 평판표시패널(200)의 구동을 제어하는 드라이버 IC(240)와, 복수의 광 디텍터(221:Photo Detector)가 사각망 형태로 구성되어 평판표시패널(200)에서 출력된 영상패턴을 포착하는 영상신호 감지부(220) 및 상기 영상패턴의 스펙트럼 분석을 수행하여 불량 여부를 판정하는 데이터 처리부(230) 등으로 구성된다. 여기서, 상기 광 디텍터(221)는 평판표시패널(200)에서 발생한 영상신호를 전기적 신호로 변환하는 장치로 특정한 방식에 한하지 않고 다양하게 선택될 수 있다. 예컨대 소형이며, 저렴하며, 성능이 우수한 CCD(Charge Coupled Device) 디텍터를 사용하는 것은 매우 효과적인 선택이 될 수 있다.

일단, 평판표시패널(200)이 컨베이어 밸트 등의 자동이송장치에 적재되어 자동광학검사장치 내로 운반되면, 검사패턴 발생부(210)에서는 검사항목, 예컨대 세로선 결함, 가로선 결함, 화소 결함 등에 대응하는 각각의 검사용 패턴신호를 발생 시켜, 드라이버 IC(240)를 통해 평판표시패널(200)에 정형화된 영상패턴을 출력시킨다.

상기 영상패턴은 복수로 구성된 광 디텍터(221)에 의해 취득되어 전기적 신호로 전환된 후 데이터 처리부(230)로 전송된다. 이때 광 디텍터(221)는 평판표시패널(200)의 전체 화상영역을 포괄할 수 있는 감지영역을 갖도록 설계되어야 하지만, 구체적인 개수 및 배치는 평판표시패널(200)의 크기 및 광 디텍터(221)의 감지능력에 따라 적절하게 선택될 수 있다. 예컨대, 고품질 또는 대화면이 요구되는 액정표시장치의 제조공정에서 상기 자동광학검사장치를 사용하고자 할 경우에는 각 광 디텍터(221)의 감지영역이 상호 중첩되도록 가로 세로 교차형태의 사각망 구조로 배치하면 보다 효과적인 검사결과를 얻을 수 있다.

한편, 상기 영상신호 감지부(220)에서 취득된 일체의 데이터는 데이터 처리부(230)로 전송된 후 수집되어 스텍트럼 분석과정을 거치게 되는데, 이를 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

램(RAM) 또는 롬(ROM) 등으로 구성되는 메모리(232)에는 평판표시패널(200)에서 나타날 수 있는 다양한 불량패턴에 대응하여 각각의 스펙트럼의 특징을 분석하여 허용치 값을 정한 기준 데이터 테이블(Reference Data Table)이 저장되어 있다.

데이터 처리부의 프로세서(231)는 스펙트럼 분석을 수행한 후 광의 강도( Intensity) 및 파장범위(Wavelength) 값을 취득한 후, 메모리(232)에 기억된 기준 데이터 테이블 값과 비교하여 적격/부적격 여부를 판단하게 된다. 이를 다시 설명 하자면 아래와 같다.

도 3은 평면표시장치에 나타날 수 있는 다양한 불량패턴을 나타낸 도면이고, 도 4, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 평면표시장치의 자동광학검사장치를 이용하여 불량패턴을 감지하여, 불량 여부를 판단하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.

일반적으로, 푸른색 패턴검사(Blue Pattern)를 수행할 경우 검사패턴 발생부(210)에서는 드라이버 IC(240)를 통해 평판표시패널(100)에 푸른색 화상을 출력시킨다. 이때 평판표시패널(200)에는 불량 여부에 따라 빛 샘(도 3a), 세로줄/가로줄 불량(도 3b), 무정형 얼룩불량(도 3c)와 같은 다양한 불량패턴이 나타날 수 있다.

한편, 도 4와 같은 방식으로 불량패턴(도 4의 A)이 감지되면, 데이터 처리부에서는 스펙트럼 분석을 수행하게 된다.

이때, 정상적인 경우라면 도 5a와 같은 정형화된 푸른색 스펙트럼으로 분석되겠지만, 특정 화상영역에 화소 불량과 같은 결함(defect)이 발생할 경우 도 5b와 같은 무정형 스펙트럼으로 분석될 것이다. 이때 정형/무정형 스펙트럼에 대한 분석 에 필요한 기준 데이타는 상기 메모리(232)에 기록된 기준 데이터 테이블을 이용하게 된다.

기준치와 측정치를 비교분석하여 허용치를 벗어난 경우(즉, 도 5b와 같은 무정형 스펙트럼이 발생할 경우) 프로세서(231)에서는 상기 평판표시패널(200)을 불량으로 판정하여, 모니터(233) 등의 인터페이스 수단을 통해 불량내용 및 발생위치 정보를 출력하게 되며, 조작자(Operator)는 출력내용을 근거로 평판표시패널(200)의 적격/부적격 여부를 알 수 있게 된다.

이후, 조작자는 불량판정 결과에 따라 각기 다른 후속공정을 진행할 수 있다. 예컨대, 적격판정을 받을 경우 최종 상품화 공정을 진행시키고, 부적격 판정을 받을 경우 후속하는 육안검사를 통해 최종 불량 여부를 판정할 수 있다.

한편, 상기 과정에서 조작자는 평판표시패널의 불량을 판정하는 이차적인 보조 수단에 불과하며, 상기 검사과정은 기본적으로 자동방식으로 진행되고, 필요에 따라 조작자의 개입이 필요한 수동방식으로 전환 가능하다.

통상적으로 이미지 처리방식은 고가의 고성능 프로세서를 사용함에도 불구하고, 분석처리하는데 시간이 오래 걸리고(이미지 처리기반), 인접영역과의 계조차를 불량판정의 근거로 하기 때문에 얼룩불량 패턴과 같은 계조차가 극히 작은 불량의 경우 분석시간이 오래 걸릴 뿐 아니라 검사결과 자체의 신뢰성도 낮아진다. 그러나 스펙트럼 분석방식의 경우 측정치와 기준치를 비교분석만 하면 되기 때문에 단시간에 검사가 가능하며(데이터 처리기반), 또한 스펙트럼의 경우 미묘한 변화에도 큰 차이를 보여주므로 검사결과 자체의 신뢰성이 높은 이점이 있다.

결국, 이와 같은 본 발명은 신속하고, 신뢰성 있는 광학검사를 가능케 하여 비교적 많은 인력이 소요되었던 광학검사공정에서의 인건비를 대폭 절감시키며, 기존의 광학검사장치를 사용할 경우 발생하였던 광학검사공정에서의 물량적체현상을 해소할 수 있다.

이상, 전술한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것으로, 당업자라면 본 발명의 기술적 사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경, 개량, 대체 및 부가 등의 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 첨부되는 특허청구범위에 의하여 정하여만 한다

이상의 설명에서와 같이 본 발명에 따른 평판표시패널의 자동광학검사장치 및 자동광학검사방법은 복잡한 이미지 처리방식이 아닌 단순한 스펙트럼 분석방식을 통해 광학검사을 수행하므로 검사시간이 대폭 단축되며, 검사결과의 신뢰성이 크게 향상된다. 이로 인해 육안검사에 크게 의존하였던 종래의 광학검사방식을 자동화할 수 있으며, 그동안 광학검사공정의 고질적인 문제였던 물량적체 현상을 해결한다.

Claims (8)

1. 검사용 영상패턴신호를 발생시키는 검사패턴 발생부와;

   상기 평판표시패널에서 출력되는 영상패턴을 포착하는 영상신호 감지부 및;

   상기 영상패턴의 스펙트럼 분석을 수행하여 불량 여부를 판단하는 데이터 처리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 평판표시패널의 자동광학검사장치
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 영상신호 감지부는 평판표시패널의 화상영역을 전체적으로 포괄할 수 있도록 복수의 광 디텍터를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 평판표시패널의 자동광학검사장치.
3. 청구항 2에 있어서,

   상기 복수의 광 디텍터는 CCD 디텍터인 것을 특징으로 하는 평판표시패널의 자동광학검사장치.
4. 청구항 2에 있어서,

   상기 복수의 광 디텍터는 각각의 포착영역이 상호 중첩되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 평판표시패널의 자동광학검사장치.
5. 청구항 1에 있어서,

   상기 데이터 처리부는

   스펙트럼 분석 알고리즘을 수행하는 프로세서와;

   스펙트럼 분석에 필요한 기준 데이터가 저장되는 메모리 및 ;

   스펙트럼 분석 결과 및 결함판단 결과를 출력하는 인터페이스 장치;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 평판표시패널의 자동광학검사장치.
6. 평판표시패널에 검사용 영상패턴을 출력시키는 단계와;

   상기 검사용 영상패턴을 전기적 신호로 포착하는 단계 및;

   상기 전기적 신호를 스펙트럼 분석하여 적격/부적격 여부를 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 평판표시패널의 자동광학검사방법.
7. 청구항 6에 있어서,

   상기 포착단계는 평판표시패널의 전체 화상영역을 포괄할 수 있도록 복수의 광 디텍터가 망 형태의 구조로 배치되어 검사용 영상패턴을 전기적 신호로 포착하는 것을 특징으로 하는 평판표시패널의 자동광학검사방법
8. 청구항 6에 있어서,

   상기 판단단계는 소정의 불량패턴에 대응하는 스펙트럼의 표준 데이터 테이블과, 측정된 스펙트럼을 비교ㆍ분석하는 단계를 더 포함함을 특징으로 하는 평판 표시패널의 자동광학검사방법.

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