KR20090054252A - 유리기판 품질 검사장치의 조명부 광원 조절 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유리기판 품질 검사장치의 광원 조절 기술에 관한 것으로서, 조명부에서 유리기판의 표면으로 투과될 광원 조사(제논램프와 각 파장대별 레이저의 광원, 그리고 UV광원, X선 광원 등)가 이루어질 때 그 광원에서 특정대역의 파장대만을 투과하는 필터부재를 적용하여, 너울 영상을 보다 선명하게 하여 카메라로 너울을 촬영시 너울 검사의 측정 정밀도를 높이고, 이에따라 제품에 대한 품질 만족도를 향상시키도록 한 것이다.

유리기판, 스트리크(Streak) 너울, 씨크밴드(Thick Band) 너울, 코드(Cord) 너울, 광원, 카메라

Description

유리기판 품질 검사장치의 조명부 광원 조절 구조{Lighting department light source control structure of glass board quality tester}

본 발명은 유리기판의 품질을 검사하는 기술에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 박막 트랜지스터 액정표시장치(TFT-LCD)에서 박막 트랜지스터(TFT) 및 컬러 필터(color filter)를 형성하기 위한 유리기판의 너울(Waveness) 발생 여부를 검사할 때 조명부의 광원(제논램프와 각 파장대별 레이저의 광원, 그리고 UV광원, X선 광원 등)을 필터링하여 너울 영상을 보다 선명하게 얻을 수 있도록 하는 유리기판 품질 검사장치의 조명부 광원 조절 구조에 관한 것이다.

박막 트랜지스터 액정표시장치는 크게 박막 트랜지스터가 형성되는 하부 유리기판과, 컬러 필터가 형성되는 상부 유리기판 및, 하부 유리기판과 상부 유리기판 사이에 주입된 액정으로 구성된다.

이러한 박막 트랜지스터와 컬러 필터를 형성하기 위한 유리기판의 경우 그 표면에서 두께가 일정하게 형성되지 않는 너울현상이 발생하면, 유리가판에 필름의 증착이나 식각 등이 균일하게 이루어지지 않게 되면서, 박막 트랜지스터 액정표시장치의 액정에서 표현되는 색상에 이상이 발생하는, 즉 디스컬러가 발생하는 제품 불량이 초래될 수 밖에 없었다.

이에, 종래에는 유리기판을 공정 챔버에 넣어 증착이나 식각, 스퍼터링 등의 플라즈마를 이용하는 공정을 행하기 전에 유리기판에 대한 전반적인 품질 검사를 진행하게 된다.

그러나, 종래의 유리기판 표면에 대한 너울 검사는 관측자의 주관에 의해 관측 결과가 달라지는 등 정확한 관측이 이루어지지 못하였다.

일예로, 종래 유리기판에 대한 너울 발생여부를 검사하는 기술은 유리기판(Glass)을 수직하게 세워둔 상태에서, 광원을 유리기판에 입사시킨 후, 상기 유리기판을 광원과 평행한 상태에서 약간 경사(tilt)지게 하면, 상기 유리기판의 반대편에 위치하는 스크린에 유리기판의 그림자가 생기게 된다.

그러면, 상기의 스크린에 투영되는 그림자로부터 너울이 발생하는 부분과 너울이 발생하지 않은 부분에서 투과율 차이(또는 빛의 위상차)가 생기면서 하얗게 혹은 좀더 검게 굴곡된 부분이 보이게 되고, 이에따라 작업자는 육안으로 너울 발생 여부를 판정하게 되는 것이다.

그러나, 상기의 너울 검사는 in-situ검사가 불가능한 관계로 전수검사가 불가능하고, 더불어 너울 검사가 작업자의 육안으로 직접 확인해야 하므로 공정시간이 많이 소요됨은 물론, 너울 검사의 신뢰성이 크게 저하되는 단점이 있다.

이에 본원출원인은 상기의 종래 문제점들을 개선하기 위해 2006년 10월 27일자로 유리기판의 품질 검사장치 및 그 검사방법에 대한 특허출원 제 2006-105240 호(이하 선행특허)를 출원하였으며, 본 발명은 상기의 선행특허에서 조명부의 광원 을 개선한 것이다.

즉, 본 발명은 조명부에서 유리기판의 표면으로 투과될 광원 조사(제논램프와 각 파장대별 레이저의 광원, 그리고 UV광원, X선 광원 등)가 이루어질 때 그 광원에서 특정대역의 파장대만을 투과시키는 필터부재를 적용한 것으로, 이를 통해 너울 영상을 보다 선명하게 하여 카메라로 너울을 촬영시 너울 검사의 측정 정밀도를 높이고자 하는 유리기판 품질 검사장치의 조명부 광원 조절 구조를 제공하려는데 그 목적이 있다.

상기 목적 달성을 위한 본 발명 유리기판 품질 검사장치의 조명부 광원 조절 구조는, 이송유닛을 통해 공정설비로 공급되는 유리기판의 너울 발생 여부를 체크하기 위한 검사유닛을 구성함에 있어서, 상기 검사유닛은;

유리기판의 표면을 투과하는 광원을 조사하는 조명부; 상기 조명부에 의해 유리기판으로 광원 투과시, 상기 유리기판을 투과하는 광원으로부터 발생하는 유리기판 표면의 그림자 영상을 촬영하는 영상처리부; 및, 상기 영상처리부로부터 촬영된 그림자 영상으로부터 유리기판의 표면에 대한 너울 발생 여부를 검사하는 제어부; 를 포함하여 구성하고, 상기 조명부에는 조사가 이루어지는 광원에서 특정 대역의 파장대만을 투과시키는 필터부재; 를 결합 구성한 것이다.

또한, 상기 조명부는 제논램프(Xe Lamp)인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 필터부재는 자외선 대역의 파장만 투과하고, 자외선 대역의 파장 만 투과하지 못하도록 하면서 나머지 가시광선 영역과 적외선 영역의 파장만을 투과시키는 자외선 필터(UV Filter)인 것이다.

또한, 상기 필터부재는 가시광선 영역의 특정파장만 투과하고, 특정 파장까지만 투과하지 못하도록 하면서 그 특정파장 이후 파장만 투과시킴은 물론, 특정 파장 이전 파장까지 투과하고 그 특정 파장 이후 파장은 투과하지 못하도록 하는 가시광선 필터(Visible Filter)인 것이다.

또한, 상기 필터부재는 적외선 영역의 특정 파장만 투과하고, 특정 파장까지만 투과하지 못하고 그 특정파장 이후 파장만 투과하면서 특정 파장 이전 파장까지 투과하고 그 특정 파장 이후 파장은 투과하지 못하도록 하는 적외선 필터(IR Filter)인 것이다.

이 같은 본 발명은 조명부에서 유리기판의 표면으로 투과될 광원 조사가 이루어질 때 그 광원에서 특정대역의 파장대만을 투과하는 필터부재를 통해, 너울 영상을 보다 선명하게 하여 카메라로 너울을 촬영시 너울 검사의 측정 정밀도를 높이고, 이에따라 제품에 대한 품질 만족도를 향상시키는 효과를 얻을 수 있는 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 유리기판의 품질 검사장치에 대한 전체 구성도이고, 도 2는 본 발명의 실시예로 조명부에 슬릿이 적용된 상태의 정면도이며, 도 3은 본 발명의 실시예로 조명부에 필터를 장착한 상태도를 도시한 것이다.

도 4는 본 발명의 실시예로 조명부에 필터부재를 장착하기 전의 너울 검출 파형도이고, 도 5는 본 발명의 실시예로 조명부에 자외선 필터를 장착한 후의 너울 검출 파형도이며, 도 6은 본 발명의 실시예로 조명부에 가시광선 필터를 장착한 후의 너울 검출 파형도를 나타낸다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 유기기판 품질 검사장치는 박막 트랜지스터 액정 표시 장치의 제조를 위한 증착, 식각, 스퍼터링 공정 등의 플라즈마를 이용하는 공정설비 각각의 유입측 게이트 밸브 전방에 설치되어 롤러로 이루어진 이송유닛(1)에 의해 이송되는 유리기판(2)의 너울 발생 여부를 실시간 검사 또는 유리기판(2)이 정지해 있을 때 그 너울 발생 여부를 실시간 검사하기 위한 것으로, 조명부(10), 영상처리부(20), 그리고 제어부(30)를 포함하는 검사유닛으로 구성되고, 상기 조명부(10)의 광원 개선 구조로는 필터부재(40)를 더 포함한 것이다.

상기 조명부(10)는 유리기판(2)의 표면을 투과하는 광원을 조사하는 제논램프로서, 상기 유리기판(2)을 이송시키도록 롤러로 구성되는 이송유닛(1)의 하측에 소정의 각도로 그 설치가 이루어지며, 그 전방에는 유리기판(2)의 표면으로만 광원 조사가 이루어지도록 안내하는 슬릿(11)이 구성된다.

여기서, 상기 조명부(10)를 제논램프로 설명하였지만, 파장대별로 광원을 조사하는 레이저 또는 UV광원, X선 광원을 조사하는 자외선 조명부나 X선 조명부를 사용할 수도 있다.

상기 영상처리부(20)는 CCD카메라모듈로, 상기 조명부(10)에 의해 유리기 판(2)의 표면으로 광원 투과가 이루어질 때, 상기 유리기판(2)의 표면을 투과하는 광원으로부터 발생하는 상기 유리기판(2) 표면의 그림자 영상을 촬영하도록, 상기 이송유닛(1)의 상측에 구성된다.

상기 제어부(30)는 상기 조명부(10)와 영상처리부(20)를 제어하는 것으로, 상기 영상처리부(20)로부터 촬영된 그림자 영상을 입력받은 후 유리기판(2)의 표면에 대한 너울 발생 여부 및 그 너울 종류를 검사하도록 구성되며, 그 내부의 메모리에는 유리기판(2)의 평탄도에 대한 경계조건을 적용하는 기준값이 설정되어 저장된다.

상기 필터부재(40)는 상기 조명부(10)의 일단에 결합되어 조사가 이루어지는 광원에서 특정대역의 파장대만을 투과시키는 것으로, 자외선 필터, 적외선 필터, 그리고 가시광선 필터 중 어느 하나이다.

즉, 상기 자외선 필터는 자외선 대역의 파장만 투과하고, 자외선 대역의 파장만 투과하지 못하도록 하면서 나머지 가시광선 영역과 적외선 영역의 파장만을 투과시키는 것으로, 그 파장대역은 214nm에서부터 396nm의 범위내인 것이다.

상기 가시광선 필터는 가시광선 영역의 특정파장만 투과하고, 특정 파장까지만 투과하지 못하도록 하면서 그 특정파장 이후 파장만 투과시킴은 물론, 특정 파장 이전 파장까지 투과하고 그 특정 파장 이후 파장은 투과하지 못하도록 하는 것으로, 그 파장대역은 426nm에서부터 750nm의 범위내인 것이다.

상기 적외선 필터는 적외선 영역의 특정 파장만 투과하고, 특정 파장까지만 투과하지 못하고 그 특정파장 이후 파장만 투과하면서 특정 파장 이전 파장까지 투 과하고 그 특정 파장 이후 파장은 투과하지 못하도록 하는 것으로, 그 파장대역은 760nm에서부터 1000nm의 범위내인 것이다.

이와같이 구성된 본 발명의 실시예에 대한 작용을 첨부된 도 1 내지 도 6을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 롤러로 이루어진 다단의 이송유닛(1)을 통해 박막 트랜지스터 액정 표시 장치의 제조를 위한 증착, 식각, 스퍼터링 공정 등의 플라즈마를 이용하는 공정설비로 유리기판(2)을 이송시키거나, 또는 정지시킨다.

이때, 상기 이송유닛(1)의 하단에는 소정의 조사각도로 설치되고 그 전방에는 슬릿(11)이 결합된 제논램프의 조명부(10)에서 광원을 조사하는 경우, 상기 광원은 상기 슬릿(11)에 의해 유리기판(2)의 표면으로만 그 조사가 이루어지면서 반대면으로 투과된다.

그러면, 상기 유리기판(2)의 상면으로 투과되는 광원에 의해 그림자 영상이 나타나고, 상기 그림자 영상은 상기 이송유닛(1)의 상측에 위치하는 영상처리부(20) 즉, CCD카메라에 의해 촬영된 후 제어부(30)로 전송된다.

다음으로, 상기 제어부(30)는 상기 촬영된 그림자 영상을 파형화시킨 후, 상기 파형화된 그림자 영상에서 유리기판(2)의 평탄도에 대한 기준값의 경계조건을 적용함으로써, 도 4의 파형도와 같이 경계조건을 벗어나는 영상이 존재하는지를 검출하여 너울 발생을 판단하고, 그 너울의 종류를 선별한다.

즉, 상기 제어부(30)는 그림자 영상이 기 설정된 경계조건을 벗어난 부분이 존재하는지를 검출한 후 그 검출된 경계조건 이외의 영역에서 등간격의 개수를 연 산하여 너울이 발생되었는지를 검사하게 되는 것이다.

이때, 상기 조명부(10)에 필터부재(40)로서 자외선 필터 또는 가시광선 필터 또는 적외선 필터를 선택적으로 결합 구성할 수 있는데, 이 경우 상기 필터부재(40)는 상기 조명부(10)에서 조사되는 광원에서 특정대역의 파장대만을 투과시키게 된다.

즉, 상기 조명부(10)에 필터부재(40)로서 자외선 필터를 적용할 경우, 상기 자외선 필터는 상기 조명부(10)에서 광원을 유리기판(2)으로 조사할 때 214nm에서부터 396nm 범위내의 파장대역인 자외선 대역의 파장만을 투과시키거나, 자외선 대역의 파장만 투과하지 못하도록 하면서 나머지 가시광선 영역과 적외선 영역의 파장만을 투과시키게 된다.

그러면, 상기 투과되는 특정대역의 광원은 유리기판(2)의 표면으로만 그 조사가 이루어지면서 반대면으로 투과되고, 이에따라 상기 유리기판(2)의 상면으로 투과되는 광원에 의해 그림자 영상이 보다 선명하게 나타나고, 상기 선명한 그림자 영상은 상기 이송유닛(1)의 상측에 위치하는 영상처리부(20) 즉, CCD카메라에 의해 보다 선명하게 촬영된 후 제어부(30)로 전송된다.

이때, 상기 제어부(30)는 상기와 같이 선명하게 촬영된 그림자 영상을 파형화시킨 후, 상기 파형화된 그림자 영상에서 유리기판(2)의 평탄도에 대한 기준값의 경계조건을 적용함으로써, 도 5의 파형도와 같이 경계조건을 벗어나는 영상이 존재하는지를 검출하여 너울 발생을 보다 정밀하게 판단할 수 있는 것이다.

또한, 상기 조명부(10)에 필터부재(40)로서 가시광선 필터를 적용할 경우, 상기 가시광선 필터는 상기 조명부(10)에서 광원을 유리기판(2)으로 조사할 때 426nm에서부터 750nm의 범위내의 파장대역인 가시광선 영역의 특정파장만을 투과시키거나, 특정 파장까지만 투과하지 못하도록 하면서 그 특정파장 이후 파장만 투과시킴은 물론, 특정 파장 이전 파장까지 투과하고 그 특정 파장 이후의 파장은 투과하지 못하도록 한다.

그러면, 상기와 같이 투과되는 특정대역의 광원은 유리기판(2)의 표면으로만 그 조사가 이루어지면서 반대면으로 투과되고, 이에따라 상기 유리기판(2)의 상면으로 투과되는 광원에 의해 그림자 영상이 보다 선명하게 나타나며, 상기 선명한 그림자 영상은 상기 이송유닛(1)의 상측에 위치하는 영상처리부(20) 즉, CCD카메라에 의해 보다 선명하게 촬영된 후 제어부(30)로 전송된다.

이때, 상기 제어부(30)는 상기와 같이 선명하게 촬영된 그림자 영상을 파형화시킨 후, 상기 파형화된 그림자 영상에서 유리기판(2)의 평탄도에 대한 기준값의 경계조건을 적용함으로써, 도 6의 파형도와 같이 경계조건을 벗어나는 영상이 존재하는지를 검출하여 너울 발생을 보다 정밀하게 판단할 수 있게 되는 것이다.

한편, 상기 조명부(10)에 필터부재(40)로서 적외선 필터를 적용할 경우, 상기 적외선 필터는 상기 조명부(10)에서 광원을 유리기판(2)으로 조사할 때 760nm에서부터 1000nm의 범위내의 파장대역인 적외선 영역의 특정 파장만을 투과시키거나, 특정 파장까지만 투과하지 못하고 그 특정파장 이후 파장만 투과하면서 특정 파장 이전 파장까지 투과하고 그 특정 파장 이후 파장은 투과하지 못하도록 하는 바,

상기와 같이 투과되는 특정대역의 광원은 유리기판(2)의 표면으로만 그 조사 가 이루어지면서 반대면으로 투과되고, 이에따라 상기 유리기판(2)의 상면으로 투과되는 광원에 의해 그림자 영상이 보다 선명하게 나타나며, 상기 선명한 그림자 영상은 상기 이송유닛(1)의 상측에 위치하는 영상처리부(20) 즉, CCD카메라에 의해 보다 선명하게 촬영된 후 제어부(30)로 전송된다.

따라서, 상기 제어부(30)는 상기와 같이 선명하게 촬영된 그림자 영상을 파형화시킨 후, 상기 파형화된 그림자 영상에서 유리기판(2)의 평탄도에 대한 기준값의 경계조건을 적용하여, 경계조건을 벗어나는 영상이 존재하는지를 보다 정밀하게 검출할 수 있는 것이다.

한편, 도 7는 본 발명의 다른실시예로, 이는 첨부된 도 1의 실시예서와 같이 특정각도로 조명부(10)를 설정한 상태에서 광원 조사가 이루어지도록 한 것이 아니라, 조명부(10)를 수평으로 유지시킨 상태에서 상기 조명부(10)에서 광원이 출사되는 부분에 각도 조절이 자유롭게 이루어지는 광선로(optical fiber)(50)를 연결하고, 상기 광선로(50)의 끝단에 필터부재(40)를 부착 구성한 것이다.

그러면, 상기 조명부(10)에서 광원 조사가 이루어질 때, 상기 조사되는 광원은 광선로(50)를 따라 필터부재(40)로 안내되면서, 상기 광선로(50)의 각도조절로부터 필터링된 광원의 조사 방향은 자유롭게 변경시킬 수 있는 것이다.

이하, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와같은 변경은 청구범위 기재의 범위내에 있게 된다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 유리기판의 품질 검사장치에 대한 전체 구성도.

도 2는 본 발명의 실시예로 조명부에 슬릿이 적용된 상태의 정면도.

도 3은 본 발명의 실시예로 조명부에 필터를 장착한 상태도.

도 4는 본 발명의 실시예로 조명부에 필터부재를 장착하기 전의 너울 검출 파형도.

도 5는 본 발명의 실시예로 조명부에 자외선 필터를 장착한 후의 너울 검출 파형도.

도 6은 본 발명의 실시예로 조명부에 가시광선 필터를 장착한 후의 너울 검출 파형도.

도 7은 본 발명의 다른실시예로 조명부에 광원의 조사방향을 임의의 각도로 조절하기 위해 광섬유와 필터부재를 적용한 상태도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1 ; 이송유닛 2 ; 유리기판

10; 조명부 11; 슬릿

20; 영상처리부 30; 제어부

40; 필터부재 50; 광선로

Claims (10)

1. 이송유닛을 통해 공정설비로 공급되는 유리기판의 너울 발생 여부를 체크하기 위한 검사유닛을 구성함에 있어서,

   상기 검사유닛은;

   유리기판의 표면을 투과하는 광원을 조사하는 조명부;

   상기 조명부에 의해 유리기판으로 광원 투과시, 상기 유리기판을 투과하는 광원으로부터 발생하는 유리기판 표면의 그림자 영상을 촬영하는 영상처리부; 및,

   상기 영상처리부로부터 촬영된 그림자 영상으로부터 유리기판의 표면에 대한 너울 발생 여부를 검사하는 제어부; 를 포함하여 구성하고,

   상기 조명부에는 조사가 이루어지는 광원에서 특정 대역의 파장대만을 투과시키는 필터부재; 를 결합 구성한 것을 특징으로 하는 유리기판 품질 검사장치의 조명부 광원 조절 구조.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 조명부의 광원은 제논램프의 광원, 각 파장대별 레이저 광원, UV 광원, X선 광원 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 유리기판 품질 검사장치의 조명부 광원 조절 구조.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 조명부의 광원은 설정된 특정 경사각도로만 조사되는 것을 특징으로 하는 유리기판 품질 검사장치의 조명부 광원 조절 구조.
4. 제 2 항에 있어서,

   상기 조명부는 광원조사가 수평방향으로 이루어지도록 설치위치를 설정하되,

   상기 조명부에서 광원이 출사되는 부분에는 각도 조절이 자유로운 광선로를 연결하고, 상기 광선로의 끝단에는 청구항1의 필터부재를 부착 구성하는 것을 특징으로 하는 유리기판 품질 검사장치의 조명부 광원 조절구조.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 필터부재는 자외선 대역의 파장만 투과하고, 자외선 대역의 파장만 투과하지 못하도록 하면서 나머지 가시광선 영역과 적외선 영역의 파장만을 투과시키는 자외선 필터(UV Filter)인 것을 특징으로 하는 유리기판 품질 검사장치의 조명부 광원 조절 구조.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 자외선 필터를 투과하는 광원의 파장대역은 214nm에서부터 396nm의 파장대역 범위내인 것을 특징으로 하는 유리기판 품질 검사장치의 조명부 광원 조절 구조.
7. 제 4 항에 있어서, 상기 필터부재는 가시광선 영역의 특정파장만 투과하고, 특정 파장까지만 투과하지 못하도록 하면서 그 특정파장 이후 파장만 투과시킴은 물론, 특정 파장 이전 파장까지 투과하고 그 특정 파장 이후 파장은 투과하지 못하도록 하는 가시광선 필터(Visible Filter)인 것을 특징으로 하는 유리기판 품질 검 사장치의 조명부 광원 조절 구조.
8. 제 7 항에 있어서, 상기 가시광선 필터를 투과하는 광원의 파장대역은 426nm에서부터 750nm의 파장대역 범위내인 것을 특징으로 하는 유리기판 품질 검사장치의 조명부 광원 조절 구조.
9. 제 4 항에 있어서, 상기 필터부재는 적외선 영역의 특정 파장만 투과하고, 특정 파장까지만 투과하지 못하고 그 특정파장 이후 파장만 투과하면서 특정 파장 이전 파장까지 투과하고 그 특정 파장 이후 파장은 투과하지 못하도록 하는 적외선 필터(IR Filter)인 것을 특징으로 하는 유리기판 품질 검사장치의 조명부 광원 조절 구조.
10. 제 9 항에 있어서, 상기 적외선 필터를 투과하는 광원의 파장대역은 760nm에서부터 1000nm의 파장대역 범위내인 것을 특징으로 하는 유리기판 품질 검사장치의 조명부 광원 조절 구조.

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