KR100673794B1

KR100673794B1 - 평판 표시패널 검사용 광조사장치

Info

Publication number: KR100673794B1
Application number: KR1020040103703A
Authority: KR
Inventors: 이병귀
Original assignee: 주식회사 디이엔티
Priority date: 2004-12-09
Filing date: 2004-12-09
Publication date: 2007-01-24
Also published as: KR20060065000A

Abstract

본 발명은 평판 표시패널의 검사시 그 표면에 빛을 조사하는 광조사장치에 관한 것으로, 특히 광원에서 발산된 확산광을 단촛점으로 포커싱하여 패널의 표면에 균일한 조도로 조사할 수 있도록 한 평판 표시패널 검사용 광조사장치에 관한 것이다.

이에, 본 발명은 광원과, 상기 광원에서 발산된 빛을 하향으로 반사하는 미러와, 상기 미러에서 반사되는 빛을 포커싱하여 스테이지상에 장착된 패널의 표면에 조사하는 렌즈부를 포함하는 평판 표시패널 검사용 광조사장치에 있어서, 상기 렌즈부는, 일정한 곡률반경을 갖도록 하향으로 볼록하게 만곡되어, 상면에 입사된 확산광을 직선광으로 굴절시켜 균일하게 조사하는 제1 프레넬 렌즈와; 상기 제1 프레넬 렌즈를 투과한 직선광을 단촛점으로 포커싱하는 제2 프레넬 렌즈로 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 광조사장치는, 종래와는 달리 패널의 검사과정에서 작업자의 시력을 보호하고 눈의 피로감을 경감시킬 수 있을 뿐만 아니라, 검사의 정밀도를 현저하게 향상시킬 수 있는 효과를 가진다.

광원, 프레넬 렌즈, 곡률, 곡률조정

Description

평판 표시패널 검사용 광조사장치{ILLUMINATION APPARATUS FOR FLAT DISPLAY PANEL TEST}

도 1은 본 발명의 제1 실시예를 보인 구성도.

도 2는 도 1의 광경로를 보인 개략도.

도 3은 본 발명의 제2 실시예를 보인 구성도.

도 4는 본 발명의 제3 실시예를 보인 구성도.

도 5는 종래 광조사장치의 일 예를 보인 구성도.

도 6은 도 5의 광경로를 보인 개략도.

※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10 : 광원

11 : 램프 12 : 반사경

20 : 미러

30A,B : 제1 프레넬 렌즈

40A,B : 제2 프레넬 렌즈

50a,b : 지지부재

S : 스테이지

P : 패널

본 발명은 평판 표시패널 검사장비에 관한 것으로, 보다 상세하게는 패널의 검사시 그 표면에 빛을 조사하는 평판 표시패널 검사용 광조사장치에 관한 것이다.

일반적으로 평판 표시패널은 TV나 컴퓨터의 모니터에 사용되고 있는 음극선관(CRT, Cathode Ray Tube)을 대체하기 위해 개발된 차세대 표시장치로, LCD(Liquid Crystal Display Device), PDP(Plasma Display Panel), EL(Electro Luminance) 등이 대표적으로 사용되고 있다.

한편, 상기 평판 표시패널을 생산하는 과정에서 백라이트, 구동회로 등을 조립하기 전에 패널의 외관을 검사하여, 패널에 남아 있는 이물질이나 얼룩, 회로 배선 자체의 결함, 합착된 기판 사이 간격의 균일도, 스크레치 등을 검사하게 된다.

상기와 같은 검사공정을 수행하기 위해 스테이지상에 패널을 장착하여 그 경사각을 조절하면서 검사를 수행할 수 있도록 구성된 평판 표시패널 검사장치가 사용되고 있는데, 상기 검사장치에는 패널의 표면에 빛을 조사하기 위한 광조사장치가 장착되어 있다.

도 5는 종래 광조사장치의 일 예를 보인 구성도이고, 도 6은 도 5의 광경로를 보인 개략도이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 광조사장치에는 빛을 전방으로 발산하는 광원(100)이 구비되고, 상기 광원에서 조사된 빛을 반사하여 하향으로 조사하는 미러(200)가 구비되며, 상기 반사경에서 조사된 빛을 포커싱하여 검사장치의 스테이지(S)상에 로딩된 패널(P)의 표면을 비추는 프레넬 렌즈(300)가 구비된다. 상기 프레넬 렌즈는 주지된 바와 같이 표면에 다수의 돌출턱이 형성되어 투과되는 빛을 굴절시켜 포커싱하는 투명렌즈이다.

광원(100)에는 빛을 발산하는 램프(110)와, 상기 램프의 빛을 전방으로 포커싱하는 반구형의 반사경(120)이 구비된다. 이에 따라, 램프(110)에서 발산된 빛은 반사경(120)에 의해 포커싱되어 전방에 촛점(f)을 형성하고, 상기 촛점을 지난 빛은 확산되어 프레넬 렌즈(300)의 상면에 입사된다.

그러나, 통상의 평판형 프레넬 렌즈는 도 6에 도시된 바와 같이, 프레넬 렌즈(300)의 외곽에 입사된 빛의 촛점과 중심부에 입사된 빛의 촛점이 일치되지 않는 문제점이 있었다. 위와 같이 촛점이 일치되지 않아 빛이 흐려지는 현상을 디포커싱(defocusing)이라고 하며, 디포커싱 거리(D)는 렌즈의 중심부로 갈수록 길어진다.

이에 따라, 종래의 광조사장치는 디포커싱으로 인해 빛의 선명도가 저하됨으로써, 패널의 검사과정에서 작업자의 눈을 쉽게 피로하게 할 뿐만 아니라 검사의 정밀도를 저하시키는 등 많은 문제점이 있었다.

이에, 본 발명은 상술한 바와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 그 목적은 광원에서 발산된 확산광을 단촛점으로 포커싱하여 패널의 표면에 조사할 수 있도록 한 평판 표시패널 검사용 광조사장치를 제공함에 있다.

또한, 본 발명의 목적은 광원의 촛점거리 변화에 관계없이 상기 광원에서 발 산된 확산광을 단촛점으로 포커싱하여 패널의 표면에 조사할 수 있도록 한 평판 표시패널 검사용 광조사장치를 제공함에 있다.

또한, 본 발명의 목적은 광원에서 발산된 확산광을 단촛점으로 포커싱하여 패널의 표면에 조사함과 동시에 빛의 집광면적을 축소하여 선명도를 향상시킬 수 있도록 한 평판 표시패널 검사장치를 제공함에 있다.

본 발명의 부가적인 목적은 빛의 집광면적을 조정할 수 있도록 한 평판 표시패널 검사장치를 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 이루기 위해 제공되는 본 발명의 일 양상은, 광원과, 상기 광원에서 발산된 빛을 하향으로 반사하는 미러와, 상기 미러에서 반사되는 빛을 포커싱하여 스테이지상에 장착된 패널의 표면에 조사하는 렌즈부를 포함하는 평판 표시패널 검사용 광조사장치에 있어서, 상기 렌즈부는, 일정한 곡률반경을 갖도록 하향으로 볼록하게 만곡되어, 상면에 입사된 확산광을 모두 직선광으로 바꾸어 균일하게 조사되도록 굴절시키는 제1 프레넬 렌즈와; 상기 제1 프레넬 렌즈를 투과한 직선광을 단촛점으로 포커싱하는 제2 프레넬 렌즈로 구성되는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 곡률반경은 상기 광원의 촛점에서 상기 제1프레넬 렌즈 사이의 직선거리에 비례하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 양상은, 광원과, 상기 광원에서 발산된 빛을 하향으로 반사하는 미러와, 상기 미러에서 반사되는 빛을 포커싱하여 스테이지상에 장착된 패널의 표면에 조사하는 렌즈부를 포함하는 평판 표시패널 검사용 광조사장치에 있어서, 상기 렌즈부는, 일정한 곡률반경을 갖도록 하향으로 볼록하게 만곡되어 상면에 입사된 확산광을 집광하는 제1 프레넬 렌즈와; 상기 제1 프레넬 렌즈의 곡률반경을 조정하여 확산광을 모두 직선광으로 바꾸어 균일하게 조사되도록 굴절시키는 곡률조정수단과; 상기 제1 프레넬 렌즈를 투과한 직선광을 단촛점으로 포커싱하는 제2 프레넬 렌즈로 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 제1 프레넬 렌즈의 곡률를 조정하여 입사된 확산광을 직선광으로 균일하게 굴절시킬 수 있으므로, 광원의 촛점거리 변화에 관계없이 단촛점으로 포커싱하여 패널의 표면에 조사할 수 있게 된다.

이때, 상기 곡률조정수단의 일 양상은, 상기 제1 프레넬 렌즈의 양 측부를 지지하는 지지부재와, 상기 지지부재 사이의 간격을 조정하는 조정부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 양상은, 광원과, 상기 광원에서 발산된 빛을 하향으로 반사하는 미러와, 상기 미러에서 반사되는 빛을 포커싱하여 스테이지상에 장착된 패널의 표면에 조사하는 렌즈부를 포함하는 평판 표시패널 검사용 광조사장치에 있어서, 상기 렌즈부는, 상기 광원의 촛점거리에 따라 상면에 입사된 확산광을 집광 또는 확산하는 제1 프레넬 렌즈와; 일정한 곡률반경을 갖도록 하향으로 볼록하게 만곡되어, 상기 제1 프레넬 렌즈를 투과한 빛을 단촛점으로 포커싱하는 제2 프레넬 렌즈로 구성되는 것을 특징으로 한다.

이에 따라, 상기 제2 프레넬 렌즈를 투과한 광선 중 광축에서 멀리 떨어진 광선의 광경로가 길어지게 됨으로써, 빛의 집광면적이 축소되어 선명도가 향상된 다.

또한, 상기 제2 프레넬 렌즈의 곡률반경을 조정하는 곡률조정수단을 더 구비하여, 빛의 집광면적을 조정할 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 곡률조정수단의 일 양상은, 상기 제2 프레넬 렌즈의 양 측부를 지지하는 지지부재와, 상기 지지부재 사이의 간격을 조정하는 조정부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상술한 본 발명의 양상은 첨부된 도면을 참조하여 설명되는 바람직한 실시예들을 통하여 더욱 명백해질 것이다. 이하에서는 바람직한 실시예를 통해 당업자가 본 발명을 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예를 보인 구성도이고, 도 2는 도 1의 광경로를 보인 개략도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 광조사장치는 광원(10)과, 상기 광원에서 발산된 빛을 하향으로 반사하는 미러(20)와, 상기 미러에서 반사된 빛을 포커싱하여 스테이지(S)상에 장착된 패널(P)의 표면에 조사하는 렌즈부가 구비된다.

광원(10)에는 빛을 발산하는 램프(11)와, 상기 램프에서 발산된 빛을 전방으로 포커싱하는 반구형의 반사경(12)이 구비된다. 따라서, 상기 램프에서 발산된 빛은 전방에 포커싱된 후 확산되어 미러(20)에 조사된다.

본 발명에 따른 렌즈부는 미러(20)에서 반사된 확산광을 직선광으로 굴절시켜 균일하게 조사하는 제1 프레넬 렌즈(30A)와, 상기 제1 프레넬 렌즈를 투과한 직선광을 단촛점으로 포커싱하는 제2 프레넬 렌즈(40A)로 구성된다.

제1,2 프레넬 렌즈(30A)(40A)는 투명한 사각의 패널로 구성되며, 일측 표면에 다수의 돌출턱이 형성되어 투과되는 빛을 굴절시켜 포커싱한다. 이때 상기 제1 프레넬 렌즈는 일정한 곡률반경(r)을 갖도록 하향으로 볼록하게 만곡된다.

이에 따라, 광원(10)의 촛점(f)을 거쳐 확산된 빛은 제1 프레넬 렌즈(30A)의 곡면에 입사되어 굴절되는데, 그 과정에서 상기 렌즈의 곡률에 따라 입사광은 각각 직선광으로 출사된다.

상기와 같이 광원에서 발산된 확산광이 제1 프레넬 렌즈(30A)를 통해 직선광으로 변환되어 제2 프레넬 렌즈(40A)에 입사됨으로써, 패널(P)의 표면에 빛을 포커싱하는 과정에서 촛점이 일치되지 않아 빛이 흐려지는 디포커싱(defocusing)현상을 방지할 수 있는 것이다.

한편, 제1 프레넬 렌즈(30A)의 곡률반경(r)을 광원(10)의 촛점(f)과 그 표면 사이의 직선거리에 비례하도록 형성하면, 확산광이 상기 프레넬 렌즈의 표면에 균일한 각도로 입사됨으로써, 직선광으로의 변환이 최적의 상태에서 이루어질 수 있게 된다.

도 3은 본 발명의 제2 실시예를 보인 구성도이다. 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 광조사장치는 광원(10)과, 상기 광원에서 발산된 빛을 하향으로 반사하는 미러(20)와, 상기 미러에서 반사된 빛을 포커싱하여 스테이지(S)상에 장착된 패널(P)의 표면에 조사하는 렌즈부가 구비된다.

본 실시예에 따른 렌즈부는, 일정한 곡률반경을 갖도록 하향으로 볼록하게 만곡되어 상면에 입사된 확산광을 집광하는 제1 프레넬 렌즈(30A)와, 상기 제1 프레넬 렌즈의 곡률반경을 조정하여 확산광을 직선광으로 균일하게 굴절시키는 곡률조정수단과, 상기 제1 프레넬 렌즈를 투과한 직선광을 단촛점으로 포커싱하는 제2 프레넬 렌즈(40A)로 구성된다.

상기 곡률조정수단은 제1 프레넬 렌즈(30A)의 양 측부를 가압 및 해제함으로써 곡률반경을 조정하도록 구성된다. 본 실시예에 따른 곡률조정수단은 제1 프레넬 렌즈(30A)의 양 측부를 지지하는 지지부재(50a,50b)와, 상기 지지부재 사이의 간격을 조정하는 조정부재(미도시)로 구성된다. 상기 조정부재는 지지부재(50a,50b)를 동시에 이송하거나 각각 동일한 이송량으로 자동 혹은 수동으로 이동시킬 수 있도록 구성되며, 이는 당업자가 용이하게 실시할 수 있는 기술의 범주에 속하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.

이에 따라, 광원의 촛점거리가 변경되는 경우 제1 프레넬 렌즈(30A)에 입사되는 확산광의 입사각이 함께 변경되는데, 상술한 곡률조정수단을 이용하여 상기 제1 프레넬 렌즈의 곡률반경을 적절하게 조정함으로서, 상면에 입사된 확산광을 직선광으로 균일하게 굴절시켜 제2 프레넬 렌즈(40A)에 조사할 수 있게 된다.

도 4는 본 발명의 제3 실시예를 보인 구성도이다. 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 광조사장치는 광원(10)과, 상기 광원에서 발산된 빛을 하향으로 반사하는 미러(20)와, 상기 미러에서 반사된 빛을 포커싱하여 스테이지(S)상에 장착된 패널(P)의 표면에 조사하는 렌즈부가 구비된다.

본 실시예에 따른 렌즈부는, 광원(10)의 촛점거리에 따라 상면에 입사된 확산광을 집광 또는 확산하는 제1 프레넬 렌즈(30B)와, 일정한 곡률반경을 갖도록 하향으로 볼록하게 만곡되어 상기 제1 프레넬 렌즈를 투과한 빛을 단촛점으로 포커싱하는 제2 프레넬 렌즈(40B)로 구성된다.

광원(10)의 촛점(f)과 제1 프레넬 렌즈(30B) 사이의 거리 즉 촛점거리가 변경되면, 그에 따라 상기 제1 프레넬 렌즈를 투과한 빛은 집광 또는 확산된 상태로 제2 프레넬 렌즈(40B)에 입사되며, 상기 제2 프레넬 렌즈에 입사된 빛은 곡률에 따라 단촛점으로 포커싱된다.

이때, 제2 프레넬 렌즈(40B)를 투과한 광선 중 광축에서 가장 멀리 떨어진 광선의 광경로(L2)는, 도 2에 도시된 평판형 제2 프레넬 렌즈(40A)의 광경로(L1)에 비해 길어진다. 즉, 본 실시예에 따른 프레넬 렌즈의 양측 끝부분이 상측으로 만곡됨으로써, 그 부분을 통과한 빛의 광경로가 평판형 프레넬 렌즈에 비해 길어지게 되는 것이다.

상기와 같이 최외곽 광선의 광경로가 길어지게 되면, 렌즈부를 통과한 빛의 집광면적이 축소됨으로써, 촛점이 보다 선명하게 형성된다.

한편, 제2 프레넬 렌즈(40B)의 곡률반경을 조정하는 곡률조정수단을 구비하 면, 최외곽 광선의 광경로(L2)를 조정할 수 있으므로, 빛의 집광면적을 조정할 수 있게 된다. 상기 곡률조정수단은 제2 프레넬 렌즈(40B)의 양 측부를 가압 및 해제함으로써 곡률반경을 조정하도록 구성된다.

본 실시예에 따른 곡률조정수단은 제2 프레넬 렌즈(40B)의 양 측부를 지지하는 지지부재(50a,50b)와, 상기 지지부재 사이의 간격을 조정하는 조정부재(미도시)로 구성된다. 상기 조정부재는 지지부재(50a,50b)를 동시에 이송하거나 각각 동일한 이송량으로 자동 혹은 수동으로 이동시킬 수 있도록 구성되며, 이는 당업자가 용이하게 실시할 수 있는 기술의 범주에 속하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.

상술한 바와 같이 본 발명은 광원에서 발산된 확산광을 단촛점으로 포커싱하여 패널의 표면에 조사할 수 있으므로, 종래와는 달리 패널의 검사과정에서 작업자의 시력을 보호하고 눈의 피로감을 경감시킬 수 있을 뿐만 아니라, 검사의 정밀도를 현저하게 향상시킬 수 있는 효과를 가진다.

또한, 제1 프레넬 렌즈의 곡률을 조정하여 광원의 촛점거리 변화에 관계없이 상기 광원에서 발산된 확산광을 단촛점으로 포커싱할 수 있으므로, 조건변화에 따라 신속하고 정밀한 적응이 가능하게 된다.

또한, 광원에서 발산된 확산광을 단촛점으로 포커싱하여 패널의 표면에 조사함과 동시에 빛의 집광면적을 축소하여 선명도를 향상시킴으로써, 작업자의 피로감을 보다 효과적으로 경감시킬 수 있을 뿐만 아니라, 검사의 정밀도를 더욱 향상시킬 수 있는 효과를 가진다.

한편, 본 발명은 도면에 도시된 실시예들을 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

Claims

광원(10)과, 상기 광원에서 발산된 빛을 하향으로 반사하는 미러(20)와, 상기 미러에서 반사되는 빛을 포커싱하여 스테이지(S)상에 장착된 패널(P)의 표면에 조사하는 렌즈부를 포함하는 평판 표시패널 검사용 광조사장치에 있어서,

상기 렌즈부는,

일정한 곡률반경(r)을 갖도록 하향으로 볼록하게 만곡되어, 상면에 입사된 확산광을 모두 직선광으로 바꾸어 균일하게 조사되도록 굴절시키는 제1 프레넬 렌즈(30A)와;

상기 제1 프레넬 렌즈를 투과한 직선광을 단촛점으로 포커싱하는 제2 프레넬 렌즈(40A)로 구성되는 것을 특징으로 하는 평판 표시패널 검사용 광조사장치.
제1항에 있어서,

상기 곡률반경(r)은 상기 광원의 촛점(f)과 상기 제1프레넬 렌즈(30A) 사이의 직선거리에 비례하는 것을 특징으로 하는 평판 표시패널 검사용 광조사장치.
광원(10)과, 상기 광원에서 발산된 빛을 하향으로 반사하는 미러(20)와, 상기 미러에서 반사되는 빛을 포커싱하여 스테이지(S)상에 장착된 패널(P)의 표면에 조사하는 렌즈부를 포함하는 평판 표시패널 검사용 광조사장치에 있어서,

상기 렌즈부는,

일정한 곡률반경을 갖도록 하향으로 볼록하게 만곡되어 상면에 입사된 확산광을 집광하는 제1 프레넬 렌즈(30A)와;

상기 제1 프레넬 렌즈의 곡률반경을 조정하여 확산광을 모두 직선광으로 바꾸어 균일하게 조사되도록 굴절시키는 곡률조정수단과;

상기 제1 프레넬 렌즈를 투과한 직선광을 단촛점으로 포커싱하는 제2 프레넬 렌즈(40A)로 구성되는 것을 특징으로 하는 평판 표시패널 검사용 광조사장치.
제3항에 있어서, 상기 곡률조정수단은,

상기 제1 프레넬 렌즈(30A)의 양 측부를 지지하는 지지부재(50a,50b)와, 상기 지지부재 사이의 간격을 조정하는 조정부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 평판 표시패널 검사용 광조사장치.
광원(10)과, 상기 광원에서 발산된 빛을 하향으로 반사하는 미러(20)와, 상기 미러에서 반사되는 빛을 포커싱하여 스테이지(S)상에 장착된 패널(P)의 표면에 조사하는 렌즈부를 포함하는 평판 표시패널 검사용 광조사장치에 있어서,

상기 렌즈부는,

상기 광원의 촛점거리에 따라 상면에 입사된 확산광을 집광 또는 확산하는 제1 프레넬 렌즈(30B)와;

일정한 곡률반경을 갖도록 하향으로 볼록하게 만곡되어, 상기 제1 프레넬 렌즈를 투과한 빛을 단촛점으로 포커싱하는 제2 프레넬 렌즈(40B)로 구성되는 것을 특징으로 하는 평판 표시패널 검사용 광조사장치.
제5항에 있어서,

상기 제2 프레넬 렌즈(40B)의 곡률반경을 조정하는 곡률조정수단이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 평판 표시패널 검사용 광조사장치.
제6항에 있어서, 상기 곡률조정수단은,

상기 제2 프레넬 렌즈(40B)의 양 측부를 지지하는 지지부재(50a,50b)와, 상기 지지부재 사이의 간격을 조정하는 조정부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 평판 표시패널 검사용 광조사장치.