KR20090006456A

KR20090006456A - 액정패널 검사장치 및 검사방법

Info

Publication number: KR20090006456A
Application number: KR1020070069819A
Authority: KR
Inventors: 정재영
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2007-07-11
Filing date: 2007-07-11
Publication date: 2009-01-15

Abstract

본 발명은 액정패널의 비젼 검사시 액정패널의 내부 요인에 의해 생성된 얼룩, 점 결함 및 선 결함과, 액정패널의 외부 요인인 먼지를 포함한 이물 결함을 구분하여 검출하려는 액정패널 검사방법에 관련된 것으로서, 액정패널을 프로브장치에 로딩(loading)하는 단계와; 상기 프로브장치를 가동하여 액정패널에 전압을 인가하는 단계와; 상기 액정패널의 상측에 위치하는 카메라를 작동하여 액정패널을 촬영하고, 액정패널의 내부결함패턴 및 이물에 의한 외부결함패턴을 포함하는 제1영상을 취득하여 저장하는 단계와; 상기 프로브장치의 전원을 오프시키고, 액정패널의 상측에 위치하는 광 발생장치를 가동하여 액정패널상에 광을 제공하는 단계와; 상기 액정패널의 상측에 위치하는 카메라를 작동하여 액정패널을 촬영하고, 이물에 의한 외부결함패턴을 포함하는 제2영상을 취득하여 저장하는 단계; 및 상기 제1영상 및 제2영상을 비교·분석하여 액정패널의 내부결함패턴을 도출하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

카메라, 격자 패턴, 정형계 불량, 부정형계 불량

Description

액정패널 검사장치 및 검사방법{APPARATUS FOR INSPECTING LIQUID CRYSTAL DISPLAY PANEL AND METHOD FOR INSPECTING IT}

본 발명은 액정표시장치의 액정패널 검사장치 및 검사방법에 관한 것으로서, 더 자세하게는 액정패널의 비젼 검사시 액정패널의 내부에 생성된 얼룩(mura), 점 결함(point defect) 및 라인 결함(line defect)과, 액정패널상의 먼지와 같은 외부 요인에 의한 이물 결함을 구분하여 액정패널의 결함 과검출을 줄이려는 액정패널 검사장치 및 검사방법에 관련된다.

일반적으로 액정표시장치(Liquid Crystal Display; LCD)는 액정패널상에 매트릭스 형태로 배열된 액정셀들의 광 투과율을 그곳에 공급되는 데이터 신호로 조절함으로써 화상을 구현하게 된다. 이를 위해 액정표시장치에는 액정층에 전계를 인가하기 위한 전극과, 액정셀 별로 데이터 공급을 절환(切換)하기 위한 박막트랜지스터(Thin Film Transistor; TFT), 그리고 외부에서 공급되는 데이터를 액정셀들에 공급하는 신호배선 및 TFT의 제어신호를 공급하기 위한 신호배선 등이 구비된다.

이러한 LCD는 화소 단위를 이루는 액정셀의 형성 과정을 수반하여 액정패널 상판 및 하판의 제조공정과, 액정 배향을 위한 배향막의 형성 및 러빙(rubbing) 공정과, 상판 및 하판의 합착 공정과, 합착된 상판 및 하판 사이에 액정을 주입하고 봉지하는 공정 등의 여러 과정을 거쳐 완성된다.

여기에서 하판의 제조공정은 기판상에 전극물질, 반도체층 및 절연막의 도포와 에칭작업을 통한 TFT의 형성과 기타 전극부의 형성과정을 포함한다. 또한 액정주입 및 봉지공정을 거친 다음, 상·하판의 양쪽 면에 편광판이 부착되어 액정패널이 완성되면 최종적인 검사작업이 이루어지게 된다.

이하, 도면을 참조하여 액정패널의 제조과정과 관련해 좀더 자세하게 살펴볼 것이다.

도 1은 종래기술에 따른 액정패널의 제조과정을 나타내는 흐름도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 먼저 게이트 라인과 데이터 라인이 교차하여 형성되고 그 교차영역에 박막 트랜지스터가 형성된 박막트랜지스터 어레이기판과, 컬러필터가 형성된 컬러필터기판을 합착하는 단계가 이루어진다(S11).

이때, 두 기판의 합착은 대형의 어레이기판상에 다수의 컬러필터기판이 서로 합착되어 이루어지거나, 혹은 개별 단위의 어레이기판상에 어레이기판보다 작은 컬러필터기판이 서로 어긋나게 합착되어 이루어진다. 그리고, 상기 어레이 기판의 적어도 일측에는 복수 개의 액정패널 또는 단위 액정패널에 VAP(Vision Auto Probe)를 수행하기 위한 접촉패턴(contact pattern)이 형성되어 있어, 이를 통해 액정패널의 일괄구동 혹은 개별구동이 가능하게 된다.

그 다음, VAP 단계가 이루어진다(S12). 물론 이러한 과정은 자동검사장비를 사용하게 되는데, 상기 자동검사장비는 액정패널과 접촉하여 검사패턴을 액정패널에 입력하는 오토프로브장치와, 상기 액정패널의 상측에 설치되어 액정패널에 나타나는 패턴을 수집하는 비젼부 및 그 수집된 패턴의 정보를 분석하고 판단하는 컴퓨터 시스템을 포함하게 된다.

여기에서 오토프로브장치는 액정패널상의 게이트 라인 및 데이터 라인에 전기적 연결을 위한 게이트 및 데이터 니들(needle)을 구비하고 있다. 이는 다시 말해, 모듈공정에서 복수 개의 게이트 라인 및 데이터 라인과 접속하여 액정패널을 구동시키는 구동회로를 연결하기에 앞서, 임의적으로 게이트 니들 및 데이터 니들에 전압을 인가하여 패널의 외관 및 전기적 불량검사를 수행하는 것이다.

또한 비젼부에는 패턴을 검출하기 위한 카메라가 설치되어 그 카메라에 입력된 신호를 분석하게 된다. 즉, 오토프로브장치의 상부에 위치하여 수평방향으로의 스캔을 통해 패널에 표시된 패턴을 수집하게 된다.

상기 컴퓨터 시스템은 상기 카메라로부터 정보를 입력받아 제대로 패턴이 나오는지의 여부를 분석하고 판단하는 역할을 하게 된다.

상기와 같은 액정패널의 일괄 혹은 개별적인 VAP가 끝나게 되면 스크라이빙 단계로 이어진다(S13). 즉 복수 개의 액정패널을 개별단위로 스크라이빙하게 되는데, 그 스크라이빙은 예를 들어 다이아몬드 휠(Diamond Wheel)과 같은 절삭 기구에 의해 각각의 TFT 어레이들이 분리되도록 하여 하나의 액정패널로 스크라이빙된다. 이때, 다이아몬드 휠은 스크라이빙 선을 따라 어레이기판 및 컬러필터기판을 스크라이빙하게 된다.

그런 다음, 개별 액정패널을 그라인딩하는 단계를 수행한다(S14). 다시 말해, 액정패널을 구성하는 어레이기판과 컬러필터기판의 모서리를 연마시켜 우려되는 파손에 대한 내력을 향상시킨다.

이어서, 육안으로 목시(Auto Probe) 하는 단계가 이루어진다(S15). 여기에서는 모든 단위 액정패널에 대해서 간편한 목시 검사를 통해 연마불량 혹은 얼룩(mura) 등을 판정할 수 있게 된다.

그리고, 출하하는 단계를 수행한다(S16). 이것은 다시 말해 모듈 공정으로 작업 절차가 옮겨가게 됨을 의미하는 것으로서, 이후 일련의 과정을 통하여 액정표시장치는 완성된다.

최근 들어서는 상기와 같은 구성에 있어서, 액정패널의 고해상도화가 점점더 진행되어감에 따라 VAP 단계를 수행하기 위한 비젼부의 역할이 증대되었고, 이로 인해 비젼부에 사용되는 카메라는 고해상도용이 사용되어 왔다.

이때, 비젼부의 고해상도 카메라는 액정패널의 패턴 검출시 점 결함 및 라인 결함을 포함하여 액정패널상에 존재하는 먼지 등의 이물까지도 과검출하게 됨으로써 액정패널의 불량률을 증가시키게 되었고, 그 결과 액정패널의 수율이 감소하게 되었다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 그 목적은 액정패널의 패턴 검출시 액정패널의 결함 과검출률을 줄이려는 액정패널의 검사장치 및 검사방법을 제공함에 있다.

상기의 목적 달성을 위한 본 발명에 따른 액정패널 검사장치는 액정패널을 로딩(loding)하여 상기 액정패널에 전압을 인가하는 프로브장치와; 상기 액정패널의 상측에 구비되어 액정패널상에 광을 제공하는 광 발생장치와; 상기 액정패널의 상측에 구비되고, 프로브 장치를 통해 전압이 인가된 후 액정패널에 나타나는 패턴을 촬영하여 제1영상을 취득하고, 광 발생장치로부터 액정패널에 광이 제공된 후 액정패널을 촬영하여 제2영상을 취득하는 비젼부; 및 상기 비젼부에 연동하여 취득(取得)된 액정패널의 제1영상 및 제2영상을 비교·분석하는 제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 액정패널 검사방법은 액정패널을 프로브장치에 로딩(loading)하는 단계와; 상기 프로브장치를 가동하여 액정패널에 전압을 인가하는 단계와; 상기 액정패널의 상측에 위치하는 카메라를 작동하여 액정패널을 촬영하고, 상기 액정패널의 내부결함패턴 및 이물에 의한 외부결함패턴을 포함하는 제1영상을 취득하여 저장하는 단계와; 상기 프로브장치의 전원을 오프시키고, 액정패널의 상측에 위치하는 광 발생장치를 가동하여 액정패널상에 광을 제공하는 단계와; 상기 액정패널의 상측에 위치하는 카메라를 작동하여 액정패널을 촬영하고, 외부결함패턴을 포함하는 제2영상을 취득하여 저장하는 단계; 및 상기 제1영상 및 제2영상을 비교·분석하여 액정패널의 내부결함패턴을 도출하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기의 구성 결과, 본 발명에 따른 액정패널 검사장치 및 검사방법은 액정패널의 불량 패턴 검사시 고해상도 카메라를 적용함으로써 야기될 수 있는 불량 과검출률을 줄임으로써 액정패널의 수율 감소를 줄일 수 있다.

이하, 도면을 참조하여 상기 구성과 관련해 구체적으로 살펴보고자 한다.

도 2는 본 발명에 따른 액정패널 검사장치를 나타내는 도면이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 검사장치의 내부 하단에는 액정패널(400)과 접촉하는 프로브장치(300)가 설치된 지지부재(200)가 구비되어 있다. 그리고 상기 지지부재(200)에는 액정패널(400)을 프로브장치(300)에 로딩 및 언로딩하여 전후 혹은 좌우로 구동시키는 구동장치(미도시)가 설치되어 있다.

여기에서, 상기 프로브장치(300)는 액정패널(400)의 모듈 공정을 진행하기에 앞서, 임의적으로 게이트 니들(310) 및 데이터 니들(320)에 전압을 인가하여 단위 패널의 외관 및 전기적 불량 검사를 수행하는 것으로, 액정패널(400)의 게이트 라인(미도시) 및 데이터 라인(미도시)의 패드와 정확하게 접촉되어야 한다. 이를 위해 프로브장치(300)는 각각의 단위 패널의 게이트 라인 및 데이터 라인에 전기적 연결을 위한 게이트 니들(310)과 데이터 니들(320)을 구비한다. 그리고, 상기 프로브장치(300)는 액정패널(400)에 광을 제공하기 위하여 램프를 포함하는 백라이트장치를 구비하고 있다.

또한, 상기 지지부재(200) 및 프로브장치(300)의 상측에는 프로브장치(300)에 로딩된 액정패널(400)에 광을 제공하는 광 발생장치(700)가 구비되어 있다. 이때, 광 발생장치(700)를 통해 액정패널(400)상에 광이 제공되는 경우 그 광은 이물 등이 존재하는 부위에서 주변 영역과 서로 다른 휘도 차를 보이게 된다.

상기 광 발생장치(700)는 더 나아가서 크롬(Cr) 등이 코팅되어 있는 마스크(mask)와 같은 격자수단을 광 투영부에 추가적으로 구비할 수 있다. 이와 같은 광 발생장치(700)는 백색광 내지 단색광 프로젝터(projector)를 이용하여 액정패널(400)상에 격자 패턴을 주사하게 되면 액정패널(400)상의 이물 등에 드리워진 격자 패턴의 광 혹은 그림자의 격자 라인이 왜곡되거나, 또는 이물이 존재하는 부위와 그 주변 영역이 서로 다른 휘도 차를 보이게 된다.

또한, 상기 광 발생장치(700)와 상측에서 소정간격 이격되어서는 카메라(600)가 장착되어 있다. 이때, 상기 카메라(600)는 프로브장치(300)에 로딩된 액정패널(400)에 전압이 인가된 후 나타나는 패턴을 쵤영하여 제1영상을 제공하고, 또 액정패널(400)에 인가된 전압을 오프시킴과 동시에 상측의 광 발생장치(700)로부터 액정패널(400)에 광을 제공해 이물 등에 의해 서로 다른 휘도 차를 나타내는 액정패널(400)을 촬영하여 제2영상을 제공하며, 고해상도의 CCD(charge coupled device) 광학 카메라가 사용되고 있다.

그리고, 상기 카메라(600)에 연동하여서는 제어부를 포함하는 컴퓨터장치(800)가 설치되어 있다. 이와 같은 컴퓨터장치(800)는 액정패널 검사장치(100)에 체결되어 그 외부에 위치하거나, 혹은 검사장치(100)와 별개로 설치될 것이다.

상기 컴퓨터장치(800)는 카메라(600)로부터 액정패널(400) 내의 내부 패턴 혹은 액정패널(400)상의 이물 등을 촬영하여 획득한 정보를 분석하여 결함패턴 및 이물의 위치정보를 판별하고, 그 결함패턴과 이물의 두 위치정보를 좌표분석에 의해 비교함으로써 액정패널(400) 내의 점 결함 혹은 라인 결함과 같은 실질 결함패턴을 검출해내게 된다.

도 3은 도 2의 검사장치를 이용한 검사방법을 나타내는 흐름도이다.

도 2 및 도 3을 함께 참조하면, 검사장치 내의 지지부재(200)상에 구비되는 프로브장치(300)에는 액정패널(400)이 로딩되는 단계가 수행된다(S101). 이때, 액정패널(400)은 앞서 언급한 바와 같이 지지부재(200)에 구비되는 구동장치에 의하여 이재될 것이다.

이와 같이 액정패널(400)이 로딩되고 난 후, 하측의 프로브장치(300)를 가동하여 액정패널(400)에 전압을 인가하게 된다(S102).

그리고 액정패널(400)의 상측에 위치하는 카메라(600)를 작동시켜 액정패널(400)에 나타나는 패턴을 촬영하는 단계가 이루어진다(S103). 이때, 상기 카메라(600)는 액정패널(400) 내에 형성된 정형계(定型界) 불량인 점 결함, 라인 결함 및 얼룩 등을 포함하고, 액정패널(400)상의 부정형계 불량인 먼지를 포함하는 이물 등의 영상패턴을 함께 취득하여 모두 결함으로 인식한 그 제1정보(혹은 제1영상)를 컴퓨터장치(800)에 전송하게 된다.

이어, 상기 프로브장치(300)에 로딩된 액정패널(400)의 전원을 오프시킨 후 상기 액정패널(400)의 상측에 위치하는 광 발생장치(700)를 가동시키는 단계가 수행된다(S104). 이때 액정패널(400)상에 주사된 광은 이물 등에 의해 서로 다른 휘도 차를 띠게 될 것이다.

그러나, 격자 패턴의 마스크가 광 발생장치에 추가적으로 구비하는 경우, 미세한 간격의 격자 무늬를 갖는 광이 액정패널(400)에 주사되거나 혹은 그림자가 투영된다. 이때, 상기 광이나 그림자는 액정패널(400)상에 존재하는 이물 등에 의해 그 특정 부위에서 휘도 차를 보이거나 격자 라인이 끊어지게 되고, 혹은 주변의 라인들에 비하여 약간의 왜곡된 모양을 띠게 될 것이다.

그 다음, 상기 액정패널(400)의 상측에 구비된 카메라(600)를 동작시켜 광 발생장치(700)에 의해 액정패널(400)상에서 서로 다른 휘도 차를 띠는 패턴 혹은 왜곡된 격자 라인 패턴을 또다시 촬영(혹은 스캔)하여 부정계 불량인 이물 등에 대한 제2정보(혹은 제2영상)를 취득한 후 컴퓨터장치(800)에 전송하는 과정이 이루어진다(S105).

이후, 상기 컴퓨터장치(800)는 제1정보를 분석하여 정형 및 부정형계의 결함에 대한 위치를 판별하기 위해 좌표 분석을 하게 될 것이다. 그리고 이는 수정된 제1정보로서 별도의 메모리에 저장된다. 또한, 상기 컴퓨터장치(800)는 제2정보를 분석하여 부정형계의 결함에 대한 위치를 판별하기 위해 좌표 분석을 하고, 다시 수정된 제2정보를 메모리에 저장하게 된다. 그 다음, 컴퓨터장치(800)는 수정된 제 1정보 및 제2정보를 논리 연산하여 정형계 불량만을 검출해 낸다(S106). 여기에서, 논리 연산은 감산이 바람직하다.

예를 들어, 컴퓨터장치(800)는 제1정보를 분석하여 액정패널(400) 내의 결함인 점 결함(A) 및 얼룩 결함(B)과 액정패널(400)상의 이물 결함(C)의 좌표를 분석하고 위치를 판별해 메모리에 저장할 것이다. 또 컴퓨터장치(800)는 제2정보를 분석하여 액정패널(400)상의 이물 결함(C)에 대한 좌표를 분석해 위치를 판별한 후 별도의 메모리에 저장할 것이다. 이후, 메모리에 저장된 두 위치정보를 논리연산, 즉 감산하게 되면 액정패널(400) 내의 결함인 점 결함(A) 및 얼룩 결함(B)에 대한 정형계의 불량만이 판정된다.

이와 같이, 액정패널(400)에 대한 실질적인 내부결함만을 판정해내어 액정패널(400)의 양호 및 불량을 판정하고(S107), 액정패널(400)을 언로딩하여 양호한 액정패널(400)은 후속공정으로, 그리고 불량의 액정패널(400)은 리페어(repair) 과정을 수행하거나 폐기된다(S108).

이와 동시에, 액정패널(400)이 언로딩되고 난 후 새로운 액정패널(400)이 로딩되어 상기의 과정을 반복하게 된다.

도 1은 일반적인 액정표시장치의 제조과정을 나타내는 흐름도

도 2는 본 발명의 액정패널 검사장치를 나타내는 도면

도 3은 도 2의 액정패널 검사장치를 이용한 액정패널 검사방법을 나타내는 흐름도

Claims

액정패널을 로딩(loding)하여 상기 액정패널에 전압을 인가하는 프로브장치;

상기 액정패널의 상측에 구비되어 액정패널상에 광을 제공하는 광 발생장치;

상기 액정패널의 상측에 구비되고, 프로브 장치를 통해 전압이 인가된 후 액정패널에 나타나는 패턴을 촬영하여 제1영상을 취득하고, 광 발생장치로부터 액정패널에 광이 제공된 후 액정패널을 촬영하여 제2영상을 취득하는 비젼부;

상기 비젼부에 연동하여 취득(取得)된 액정패널의 제1영상 및 제2영상을 비교·분석하는 제어부를 포함하여 구성되는 액정패널 검사장치.
제1항에 있어서, 상기 광 발생장치는 광의 출사부에 격자형의 필름을 추가적으로 구비할 수 있는 것을 특징으로 하는 액정패널 검사장치.
제2항에 있어서, 상기 격자형 필름은 크롬(Cr)을 재질로 하는 것을 특징으로 하는 액정패널 검사장치.
제1항에 있어서, 상기 비젼부는 고해상도의 CCD 카메라를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정패널 검사장치.
제1항에 있어서, 상기 액정패널의 패턴을 촬영하여 취득한 제1영상은 액정패 널 내부의 점 결함 및 라인 결함의 정형계(定型界) 불량패턴과 액정패널상에 위치하는 먼지 등의 부정형계 불량패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정패널 검사장치.
제1항에 있어서, 상기 액정패널을 촬영하여 취득한 제2영상은 액정패널상에 위치하는 먼지 등의 부정형계 불량패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정패널 검사장치.
액정패널을 프로브장치에 로딩(loading)하는 단계;

상기 프로브장치를 가동하여 액정패널에 전압을 인가하는 단계;

상기 액정패널의 상측에 위치하는 카메라를 작동하여 액정패널을 촬영하고, 액정패널의 내부결함패턴 및 이물에 의한 외부결함패턴을 포함하는 제1영상을 취득하여 저장하는 단계;

상기 프로브장치의 전원을 오프시키고, 상기 액정패널의 상측에 위치하는 광 발생장치를 가동하여 액정패널상에 광을 제공하는 단계;

상기 액정패널의 상측에 위치하는 카메라를 작동하여 액정패널을 촬영하고, 외부결함패턴을 포함하는 제2영상을 취득하여 저장하는 단계;

상기 제1영상 및 제2영상을 비교·분석하여 액정패널의 내부결함패턴을 도출하는 단계를 포함하여 이루어지는 액정패널 검사방법.
제7항에 있어서, 상기 액정패널의 내부결함패턴은 액정패널 내부의 점 결함 및 라인 결함 등의 정형계 불량패턴인 것을 특징으로 하는 액정패널 검사방법.
제7항에 있어서, 상기 광 발생장치에 의하여 액정패널에 제공되는 광은 격자 패턴의 광인 것을 특징으로 하는 액정패널 검사방법.
제7항에 있어서, 상기 제1영상 및 제2영상의 비교·분석은 좌표분석에 의하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정패널 검사방법.
제7항에 있어서, 상기 액정패널의 내부결함패턴을 도출하는 단계는 상기 제1영상과 제2영상의 감산에 의하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정패널 검사방법.