KR101409568B1 - 표시패널 검사장치 및 그 검사방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 표시패널 검사장치는 스테이지; 상기 스테이지에 안착되며 화상 표시를 위해 서브 픽셀들이 형성된 표시패널; 상기 표시패널의 신호 라인들에 접촉되는 프로브 유닛; 상기 프로브 유닛에 검사 패턴을 인가하는 신호 발생기; 상기 표시패널에 표시된 검사 패턴을 촬상하기 위한 카메라; 및 상기 카메라로부터 입력되는 검사 패턴을 직접 기반으로 하여 상기 서브 픽셀들의 각 중심 좌표를 추출하고, 상기 각 중심 좌표를 기반으로 후보 불량 위치를 포함한 검색 영역을 설정한 후, 상기 검색 영역 내에서 상기 표시패널의 불량 여부를 검사하는 클라이언트 컴퓨터를 구비한다.

Description

표시패널 검사장치 및 그 검사방법{INSPECTIING DEVICE OF DISPLAY PANEL AND INSPECTING METHOD OF THE SAME}

본 발명은 표시패널 검사장치 및 그 검사방법에 관한 것이다.

근래, 핸드폰, PDA, 노트북 컴퓨터와 같은 각종 휴대용 전자기기, TV 등에 대한 수요가 증대되면서 표시장치에 대한 기술이 획기적으로 발전하고 있다. 표시장치는 화상 표시를 위한 표시패널을 구비한다. 표시패널은 여러 공정을 거쳐 제조되며, 그 제조 공정에 표시패널이 정상적으로 작동하는지 여부를 검사하는 검사공정이 포함된다.

검사공정에 사용될 수 있는 검사방법은 다양하게 있으며, 그 중 비전오토프로브(Vision Auto Probe) 장치를 이용한 오토프로브 검사방법이 대표적이다. 비전오토프로브 검사방법은 표시패널에 표시된 검사 영상을 영역 카메라 또는 라인 카메라를 이용하여 획득하고, 획득된 검사 영상을 판독하여 표시패널의 불량여부 및 불량위치를 파악한다.

이러한 비전오토프로브 검사방법에서는 카메라를 통해 검사 영상을 획득하기에 앞서 표시패널을 구성하는 각 서브 픽셀의 중심 위치를 알고 있어야 한다. 그런데, 종래 비전오토프로브 검사방법은 다음과 같은 문제점이 있다. 종래 비전오토프로브 검사방법은 서브 픽셀의 중심 위치를 검출하기 위해 표시패널에 캘리브레이션(calibration) 용 패턴을 별도로 입력하고 카메라를 통해 획득된 캘리브레이션 영상에서 특정 기준 중심점을 찾은 후, 이 특정 기준 중심점을 기반으로 그에 대응되는 서브 픽셀의 중심 좌표값을 얻었다. 종래 비전오토프로브 검사방법에 의하는 경우, 해상도별 및 제품별로 캘리브레이션 작업을 수행하기 위한 전용 패턴이 필요하고, 검사 영상의 획득에 앞서 카메라를 이동시키면서 별도의 캘리브레이션 영상을 획득해야 하기 때문에 검사에 소요되는 시간이 길어질 수밖에 없다.

따라서, 본 발명의 목적은 표시패널을 구성하는 각 서브 픽셀의 중심 위치를 찾는 작업을 간소화하여 검사시간을 단축시킬 수 있는 표시패널 검사장치 및 그 검사방법을 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 표시패널 검사장치는 스테이지; 상기 스테이지에 안착되며 화상 표시를 위해 서브 픽셀들이 형성된 표시패널; 상기 표시패널의 신호 라인들에 접촉되는 프로브 유닛; 상기 프로브 유닛에 검사 패턴을 인가하는 신호 발생기; 상기 표시패널에 표시된 검사 패턴을 촬상하기 위한 카메라; 및 상기 카메라로부터 입력되는 검사 패턴을 직접 기반으로 하여 상기 서브 픽셀들의 각 중심 좌표를 추출하고, 상기 각 중심 좌표를 기반으로 후보 불량 위치를 포함한 검색 영역을 설정한 후, 상기 검색 영역 내에서 상기 표시패널의 불량 여부를 검사하는 클라이언트 컴퓨터를 구비한다.

또한, 본 발명의 실시예에 따라 스테이지, 상기 스테이지에 안착되며 화상 표시를 위해 서브 픽셀들이 형성된 표시패널, 및 상기 표시패널의 신호 라인들에 접촉되는 프로브 유닛을 갖는 표시패널 검사장치의 검사방법은, 신호 발생기를 통해 상기 프로브 유닛에 검사 패턴을 인가하는 단계; 카메라를 통해 상기 표시패널에 표시된 검사 패턴을 촬상하는 단계; 상기 카메라로부터 입력되는 검사 패턴을 직접 기반으로 하여 상기 서브 픽셀들의 각 중심 좌표를 추출하는 단계; 및 상기 각 중심 좌표를 기반으로 후보 불량 위치를 포함한 검색 영역을 설정한 후, 상기 검색 영역 내에서 상기 표시패널의 불량 여부를 검사하는 단계를 포함한다.

본 발명은 카메라에서 획득된 검사 패턴을 직접 기반으로 하여 서브 픽셀들의 중심 위치를 추출하기 때문에 종래와 같이 검사 패턴 이외에 별도의 캘리브레이션 패턴을 더 필요로 하지 않는다. 본 발명은 캘리브레이션 패턴으로 인한 추가 작업 과정을 생략할 수 있어 각 서브 픽셀의 중심 위치를 찾는 작업을 간소화할 수 있고, 그 결과 검사시간을 단축할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 다른 표시패널 검사장치를 보여주는 블록도.
도 2는 클라이언트 컴퓨터에서 서브 픽셀들의 중심 좌표를 추출하는 동작과 추출된 중심 좌표를 기반으로 불량 검사를 수행하는 동작을 순차적으로 보여주는 흐름도.
도 3a는 검사패턴 입력영상과 검사패턴 강조영상을 비교하여 보여주는 도면.
도 3b는 검사패턴 영상의 중심을 강조하기 위해 사용되는 가우시안 필터를 보여주는 도면.
도 3c는 가우시안 필터가 5×5 마스크로 적용된 예를 보여주는 도면.
도 4는 표시패널에서 서브픽셀들의 중심 좌표들이 추출되는 과정을 보여주는 도면.
도 5는 도 4와 같은 방법으로 추출된 모든 서브픽셀들의 중심 좌표들을 보여주는 도면.
도 6은 후보 불량위치와, 검색 영역, 및 검색 영역 설정을 위한 서브 픽셀들의 위치들을 보여주는 도면.
도 7은 검색 영역 내에서 불량 여부가 검사되는 것을 보여주는 도면.
도 8은 다양한 검사 패턴과 그에 따른 서브 픽셀의 중심좌표 설정 및 불량여부 검출에 대한 일 예를 보여주는 도면.

이하, 도 1 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 표시패널 검사장치는 화상 표시를 위한 표시장치의 표시패널을 점등하여 검사하는 검사장치이다. 구체적으로 본 발명에 다른 표시패널 검사장치는 점형, 선형 불량을 검출하기 위한 전단계로서 표시패널을 구성하는 각 서브 픽셀의 위치를 찾는 작업을 간소화하기 위한 것이다. 표시장치는 액정표시장치(Liquid Crystal Display, LCD), 유기전계발광표시장치(Organic Light Emitting Diodes, OLED), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel, PDP), 전기영동표시장치(Electrophoretic Display, EPD) 등으로 구현될 수 있다. 본 발명에 따른 표시패널 검사장치는 표시패널을 검사하기 위한 검사 영상을 획득함과 동시에 이 검사 영상을 기반으로 각 서브 픽셀의 중심 위치를 추출한다. 본 발명에 따른 표시패널 검사장치는 표시패널 대한 불량 여부를 검출하는 검출장치를 더 포함할 수 있다. 본 발명에 따른 표시패널 검사장치가 상기 획득된 검사 영상을 검출장치에 제공하면, 상기 검출장치는 상기 검사 영상을 이용하여 표시패널에 대한 불량 여부를 검출할 수 있다. 예컨대, 검출장치는 정상적으로 작동되는 표시패널에 대한 기준이미지를 상기 획득된 검사 영상과 비교함으로써 표시패널에 대한 불량 여부를 검출할 수 있다. 검출장치는 상기 획득된 검사 영상을 부분별로 서로 비교하여 밝기 등에 차이가 있는 부분을 검출함으로써, 표시패널에 대한 불량 여부를 검출할 수도 있다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 다른 표시패널 검사장치는 스테이지(11), 스테이지(11)에 안착되며 화상 표시를 위해 서브 픽셀들이 형성된 표시패널(12), 표시패널(12)에 접촉되는 프로브 유닛(13), 프로브 유닛(13)에 검사 패턴을 인가하는 신호 발생기(20), 표시패널(12)에 표시된 검사 패턴을 촬상하기 위한 카메라(40), 스테이지(11)와 카메라(40) 중 적어도 어느 하나를 이동시키는 이동부(30), 카메라(40)로부터 입력되는 검사 패턴을 직접 기반으로 하여 서브 픽셀들의 중심 위치를 추출하고, 검사 패턴별로 표시패널의 불량 여부를 검사하는 클라이언트 컴퓨터(50)를 포함한다. 본 발명의 실시예에 따른 검사장치는 클라이언트 컴퓨터(50)로부터 검사 결과를 전송받아 불량 여부를 판정하고 불량 유형을 분류하는 호스트 컴퓨터(60)를 더 포함할 수 있다.

표시패널(12)은 스테이지(11)에 안착된다. 스테이지(11)는 고정될 수도 있고, 이동부(30)에 의해 일 방향으로 이동될 수도 있다. 표시패널(12)에는 다수의 게이트라인들과 데이터라인들이 형성되어 있고, 게이트라인과 데이터라인의 교차부마다 화상 표시를 위한 서브 픽셀이 형성되어 있다. 검사 단계에서 게이트라인들과 데이터라인들은 프로브 유닛(13)에 접촉되어 프로브 유닛(13)으로부터 필요한 신호를 인가받는다. 게이트라인들은 프로브 유닛(13)으로부터 스캔신호를 인가받을 수 있으며, 데이터라인들은 프로브 유닛(13)으로부터 검사 패턴을 인가받을 수 있다.

신호 발생기(20)는 스캔신호와 함께 검사 패턴을 프로브 유닛(13)에 공급할 수 있다. 검사 패턴은 그 용도에 따라 다양하게 설정될 수 있으며, 일 예로 도 8에서와 같이 적색 패턴, 녹색 패턴, 청색 패턴, 블랙 패턴, 화이트 패턴, 127 그레이 패턴등을 포함할 수 있다.

카메라(40)는 이동부(30)에 의해 구동되어 스테이지(11)와 함께 이동되거나 또는 단독으로 이동될 수 있다. 스테이지(11)와 함께 이동되는 경우, 카메라(40)는 스테이지(11)와 서로 반대 방향으로 이동되도록 구동될 수 있다. 이 경우 카메라(40)의 이동 경로가 줄어들어 검사 시간이 단축되는 효과가 있다. 카메라(40)는 특정 방향을 따라 이동하면서 표시패널(12)에 표시된 이미지를 촬상하여 검사 패턴을 획득한다. 도 8과 같이 다수의 검사 패턴들이 순차적으로 적용될 때, 카메라(40)는 정방향(제1 방향)을 따라 이동하면서 적색 패턴을 획득한 후, 역방향(제2 방향)을 따라 이동하면서 녹색 패턴을 획득하고, 또다시 정방향을 따라 이동하면서 청색 패턴을 획득한 후, 역방향을 따라 이동하면서 블랙 패턴을 획득하고, 또다시 정방향을 따라 이동하면서 화이트 패턴을 획득한 후, 역방향을 따라 이동하면서 127 그레이 패턴을 획득한다. 즉, 카메라(40)는 표시패널(12) 위에서 제1 방향으로 이동하면서 제1 검사패턴을 획득하고, 제1 방향과 반대되는 제2 방향으로 이동하면서 제2 검사패턴을 획득한다. 이렇게 함으로써 본 발명은 검사 패턴을 획득하는데 소요되는 시간을 줄인다.

클라이언트 컴퓨터(50)는 카메라(40)로부터 인가된 검사 패턴을 직접 기반으로 하여 서브 픽셀들의 중심 위치를 추출한다. 클라이언트 컴퓨터(50)는 서브 픽셀들의 중심 위치를 추출하기 위해 검사 패턴 이외에 별도의 캘리브레이션 패턴을 더 필요로 하지 않는다. 본 발명은 캘리브레이션 패턴을 추가로 인가하고 카메라를 이동시키면서 캘리브레이션 패턴을 획득하는 과정을 생략할 수 있어 그만큼 검사 시간을 절약하는 것이 가능하다.

클라이언트 컴퓨터(50)는 도 8과 같이 서브 픽셀들의 위치를 정방향 좌표로 추출할 수도 있고, 역방향 좌표로 추출할 수도 있다. 정방향 좌표는 카메라가 정방향(제1 방향)으로 최초 이동하면서 획득한 제1 검사패턴(적색 패턴)을 기반으로 추출된 서브 픽셀들의 중심 좌표를 지시한다. 그리고, 역방향 좌표는 카메라가 역방향(제2 방향)으로 최초 이동하면서 획득한 제2 검사패턴(녹색 패턴)을 기반으로 추출된 서브 픽셀들의 중심 좌표를 지시한다. 추출된 서브 픽셀들의 중심 좌표는 후보 불량 위치를 포함하는 검색 영역을 설정하는 데 이용된다. 클라이언트 컴퓨터(50)는 검색 영역 내에서 검사 패턴별로 표시패널의 불량 여부를 검사한다.

도 2 내지 도 7을 참조하여, 클라이언트 컴퓨터(50)에서 서브 픽셀들의 중심 좌표를 추출하는 동작과 추출된 중심 좌표를 기반으로 불량 검사를 수행하는 동작을 설명하면 다음과 같다.

도 2를 참조하면, 클라이언트 컴퓨터(50)는 카메라(40)에서 획득한 검사패턴 영상을 카메라(40)로부터 입력받는다.(S1) 클라이언트 컴퓨터(50)는 서브 픽셀들의 중심 좌표 도출이 용이하도록 도 3a와 같이 입력된 검사패턴 영상을 서브 픽셀별로 강조한다.(S2) 클라이언트 컴퓨터(50)는 도 3b와 같은 가우시안 필터를 이용하여 서브 픽셀별 검사패턴 영상의 중심을 강조한다. 도 3b에서 "x"는 마스크의 위치이고, "G(x)"는 마스크 상의 위치에 따른 가중치를 의미한다. 도 3b에서, x 축의 "0"은 마스크의 중심부이고, +/-로 갈수록 마스크의 가장자리 부분이다. 가중치(G(x))는 마스크의 중심부분에서 가장 크고, 가장자리로 갈수록 점점 작아진다. 이러한 가우시안 필터를 도 3c와 같아 5×5 마스크로 적용하면, 마스크 내의 값이 모두 "0"이 아니어야 하고, 또한 계수의 합이 "1"에 가까워야 한다.

클라이언트 컴퓨터(50)는 강조된 검사패턴 영상을 미리 설정된 중심 추출 알고리즘에 적용하여 도 4와 같이 표시패널(12)에서 Y 방향을 따라 일 열로 배치된 최외곽 서브픽셀들의 중심 좌표를 추출한다.(S3)

클라이언트 컴퓨터(50)는 도 4와 같이 상기 최외곽 서브픽셀들의 각 중심 좌표를 기준으로 상기 Y 방향에 수직한 X 방향으로 일정한 피치만큼씩 순차 이동하면서 표시패널(12)의 나머지 서브픽셀들의 중심 좌표들을 추출한다.(S4) 이러한 방법으로 추출된 모든 서브픽셀들의 중심 좌표들이 도 5에 도시되어 있다.

클라이언트 컴퓨터(50)는 추출된 각 서브픽셀들의 중심 좌표를 저장한다.(S5)

클라이언트 컴퓨터(50)는 도 6과 같이 미리 알고 있는 후보 불량위치를 최단 거리의 4각형으로 둘러싸도록 하는 검색 영역을 설정하기 위해, 상기 4각형의 꼭지점들에 해당되는 4개의 서브픽셀 위치들(P1,P2,P3,P4)을 상기 저장된 중심 좌표들로부터 도출한다.(S6) 후보 불량위치는 누적된 제조 경험에 비추어 불량이 빈번이 발생되는 곳으로 미리 설정될 수 있으며, 표시패널의 모델, 크기 등에 따라 달라질 수 있다.

클라이언트 컴퓨터(50)는 도 7과 같이 검색 영역을 좌/우로 스캔하면서 그 스캔 결과를 도 8의 각 패턴 알고리즘(컬러/블랙/화이트/얼룩 패턴 알고리즘)에 적용하여 불량 여부를 검사한다.(S7)

상술한 바와 같이, 본 발명은 카메라에서 획득된 검사 패턴을 직접 기반으로 하여 서브 픽셀들의 중심 위치를 추출하기 때문에 종래와 같이 검사 패턴 이외에 별도의 캘리브레이션 패턴을 더 필요로 하지 않는다. 본 발명은 캘리브레이션 패턴으로 인한 추가 작업 과정을 생략할 수 있어 각 서브 픽셀의 중심 위치를 찾는 작업을 간소화할 수 있고, 그 결과 검사시간을 단축할 수 있다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.

11 : 스테이지 12 : 표시패널
13 : 프로브 유닛 20 : 신호 발생기
30 : 이동부 40 : 카메라
50 : 클라이언트 컴퓨터 60 : 호스트 컴퓨터

Claims (11)

1. 스테이지;
   상기 스테이지에 안착되며 화상 표시를 위해 서브 픽셀들이 형성된 표시패널;
   상기 표시패널의 신호 라인들에 접촉되는 프로브 유닛;
   상기 프로브 유닛에 검사 패턴을 인가하는 신호 발생기;
   상기 표시패널에 표시된 검사 패턴을 촬상하기 위한 카메라; 및
   상기 카메라로부터 상기 검사 패턴을 입력받고, 상기 표시패널의 모든 서브 픽셀들에 각각 대응되는 상기 검사 패턴의 중심을 강조하며, 상기 검사 패턴의 각 중심 좌표를 추출하고, 상기 각 중심 좌표를 기반으로 후보 불량 위치를 포함한 검색 영역을 설정한 후, 상기 검색 영역 내에서 상기 표시패널의 불량 여부를 검사하는 클라이언트 컴퓨터를 구비하는 것을 특징으로 하는 표시패널 검사장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 클라이언트 컴퓨터는, 상기 서브 픽셀들에 각각 대응되는 상기 검사 패턴의 중심을 강조하기 위해서 가우시안 필터를 마스크로 사용하는 것을 특징으로 하는 표시패널 검사장치.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 클라이언트 컴퓨터는 상기 강조된 검사패턴을 미리 설정된 중심 추출 알고리즘에 적용하여 상기 표시패널에서 Y 방향을 따라 일 열로 배치된 최외곽 서브픽셀들의 중심 좌표를 추출하는 것을 특징으로 하는 표시패널 검사장치.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 클라이언트 컴퓨터는 상기 최외곽 서브픽셀들의 각 중심 좌표를 기준으로 상기 Y 방향에 수직한 X 방향으로 일정한 피치만큼씩 순차 이동하면서 상기 표시패널의 나머지 서브픽셀들의 중심 좌표들을 추출 및 저장하는 것을 특징으로 하는 표시패널 검사장치.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 클라이언트 컴퓨터는 미리 알고 있는 상기 후보 불량위치를 최단 거리의 4각형으로 둘러싸도록 하는 상기 검색 영역을 설정하기 위해, 상기 4각형의 꼭지점들에 해당되는 4개의 서브픽셀 위치들을 상기 저장된 중심 좌표들로부터 도출하는 것을 특징으로 하는 표시패널 검사장치.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 스테이지와 카메라 중 적어도 어느 하나를 이동시키는 이동부를 더 구비하고;
   상기 카메라는 상기 이동부에 의해 구동되어 상기 스테이지와 함께 이동되거나 또는 단독으로 이동되고;
   상기 카메라와 상기 스테이지가 동시에 이동되는 경우, 상기 카메라는 상기 스테이지와 반대 방향으로 이동되도록 구동되는 것을 특징으로 하는 표시패널 검사장치.
7. 스테이지, 상기 스테이지에 안착되며 화상 표시를 위해 서브 픽셀들이 형성된 표시패널, 및 상기 표시패널의 신호 라인들에 접촉되는 프로브 유닛을 갖는 표시패널 검사장치의 검사방법에 있어서,
   신호 발생기를 통해 상기 프로브 유닛에 검사 패턴을 인가하는 단계;
   카메라를 통해 상기 표시패널에 표시된 검사 패턴을 촬상하는 단계;
   상기 카메라로부터 입력되는 검사 패턴을 직접 기반으로 하여 상기 서브 픽셀들의 각 중심 좌표를 추출하는 단계; 및
   상기 각 중심 좌표를 기반으로 후보 불량 위치를 포함한 검색 영역을 설정한 후, 상기 검색 영역 내에서 상기 표시패널의 불량 여부를 검사하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시패널 검사장치의 검사방법.
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 서브 픽셀들의 각 중심 좌표를 추출하는 단계는,
   상기 서브 픽셀들의 각 중심 좌표가 용이하게 추출되도록 하기 위해, 가우시안 필터를 마스크로 사용하여 상기 서브 픽셀들에 각각 대응되는 검사 패턴의 중심을 강조하는 것을 특징으로 하는 표시패널 검사장치의 검사방법.
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 서브 픽셀들의 각 중심 좌표를 추출하는 단계는,
   상기 강조된 검사패턴을 미리 설정된 중심 추출 알고리즘에 적용하여 상기 표시패널에서 Y 방향을 따라 일 열로 배치된 최외곽 서브픽셀들의 중심 좌표를 추출하는 것을 특징으로 하는 표시패널 검사장치의 검사방법.
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 서브 픽셀들의 각 중심 좌표를 추출하는 단계는,
    상기 최외곽 서브픽셀들의 각 중심 좌표를 기준으로 상기 Y 방향에 수직한 X 방향으로 일정한 피치만큼씩 순차 이동하면서 상기 표시패널의 나머지 서브픽셀들의 중심 좌표들을 추출 및 저장하는 것을 특징으로 하는 표시패널 검사장치의 검사방법.
11. 제 10 항에 있어서,
    상기 검색 영역 내에서 상기 표시패널의 불량 여부를 검사하는 단계는,
    미리 알고 있는 상기 후보 불량위치를 최단 거리의 4각형으로 둘러싸도록 하는 상기 검색 영역을 설정하기 위해, 상기 4각형의 꼭지점들에 해당되는 4개의 서브픽셀 위치들을 저장된 상기 중심 좌표들로부터 도출하는 것을 특징으로 하는 표시패널 검사장치의 검사방법.

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