[논문]Mobile용 TFT-LCD 화면 검사장비 개발

구영모; 황만수

doi:10.5391/jkiis.2009.19.2.259

문제 정의

본 논문에서는 Mobile용 TFT-LCD 화면의 품질관리 및 검사기준과 동일한 기준에 의거하여 현장에 적용하기 쉬운 탁상형의 Mobile용 TFT-LCD 화면 검사 장비를 개발하였다. 그리고 개발된 장비를 사용한 실험에서, Dot High off 반복 검사 결과가 만족할 만한 수준임을 알 수 있었다.
본 논문에서는 사용자 편의성이 증대된 윈도우즈 환경의 MMKMan-Machine Interface)구성을 가지는 반자동시스템의 검사 장비를 개발하기 위해 그림 4와 같은 하드웨어 구성을 하였다. 하나의 산업용제어기 (3.
본 논문에서는 작업자의 육안 판정검사 방법에 사용하는 Mobile용 TFT-LCD 화면의 품질관리 및 검사기준과 동일한 기준에 의거한 검사결과를 구현하며, 현장에 적용하기 쉬운 탁상형의 Mobile용 TFT-LCD 화면 검사 장비 개발 방법을 제시한다. 그리고, 화면크기가 2.
본 논문에서는 현장에 적용하기 쉬운 탁상형의 Mobile용 TFT-LCD 화면 검사 장비 개발 방법을 제안한다’ 이는 탁상형으로 장비의 크기와 가격을 낮춰 설치 공간과 도입 비용을 최소화하기 위한 수요가 있기 때문이다. 그림 1에서와같이 작업자가 앉아서 검사대상 모듈을 검사 Jig에 수작업으로 투입하고, 검사를 위한 패턴신호를 인가하기 위한 집촉핀 들을 접촉시킨 후 인덱스를 180° 회전시켜 검사 카메라 밑에 위치하여 화면검사가 이루어지도록 한다.
또한 검사대상 시료에 대한 자동검사 결과와 작업자의 목시검사에 의한 수동검사 결과를 비교하여 육안검사에 비하여 개선된 결과를 얻을 수 있었다. 이를 기반으로 안정적이고 수치화된 Mobile용 TFT-LCD 화면 품질 검사의 표준화 가능성을 제시하였다. 본 논문에서 제시한 가능성을 확인해줄 수 있는 신뢰싱 있는 데이터의 확보를 위해 다양한 종류의 불량을 지닌 Mobile용 TFT-LCD 시료를 확보하는 것이 향후 중요한 선결과제이다.

제안 방법

그림 (12) 의왼쪽은 픽셀 최대값을 구한 결과이며 그림 (12)의 오른쪽은 픽셀 최대값 결과를 이진화 처리한 결과이다. Dot High off 불량 픽셀 검사결과의 반복성을 검토하기 위하여 하나의 시료에 대한 검사 실험을 5회 반복 하였다. 표 1은 5회 반복 검사한 결과 특정 불량픽셀의 왼쪽 윗부분 픽셀좌표와 오른쪽 아랫부분 픽셀 좌표값 그리고 중심 픽셀 좌표값을 각각 나타낸다.
패턴 발생기와의 통신을 위한 통신용 보드. 검사카메라 이동 및 정렬을 위한 모션 제어부, 시스템 내외부 신호 입출력을 위한 I/O 보드 그리고 접촉핀의 접촉상태 확인 등을 위한 선택사양으로 별도의 카메라를 사용하는 비젼부 등으로 물류 운영부를 구성하였다.
제시한다. 그리고, 화면크기가 2.0인치인 176X220 해상도를 가지는 Mobile용 TFT-LCD화면 검사 결과를 제시한다.
그림 1에서와같이 작업자가 앉아서 검사대상 모듈을 검사 Jig에 수작업으로 투입하고, 검사를 위한 패턴신호를 인가하기 위한 집촉핀 들을 접촉시킨 후 인덱스를 180° 회전시켜 검사 카메라 밑에 위치하여 화면검사가 이루어지도록 한다. 모듈 검사 시간을 정해진 시간 이내로 단축하기 위하여 그림 2에서와 같이 검사 Jig에 두 개의 모듈을 투입한 후 패턴 신호를 인가하면 검사 카메라가 연속으로 검사작업을 수행하여 검사대상 모듈당 검사시간을 단축시킬 수 있도록 하였다. 그림 3은 이와 같이 설계하여 제작된 검사장비의 외관을 나타낸다.
유무 및 위치를 검사하는 항목이다. 이를 위해 본 논문에서는 Dot High off에서 사용한 방법과 동일하게 인접 패턴과 차분하여 픽셀 최소값을 구한 후 결과 값의 픽셀 최대값을 구하는 방법을 사용하였다. 이를 위해서는 앞의 검사영역 및 회전인식 알고리즘에 의한 정렬을 먼저 실행하여야 한다.
유무 및 위치를 검사하는 항목이다. 이를 위해 본 논문에서는 인접패턴과 차분하여 픽셀 최소값을 구한 후 결과 값의 픽셀 최대값을 구하는 방법을 사용하였다. 이를 위해서는 앞의 검사영역 및 회전인식 알고리즘에 의한 정렬을 먼저 실행하여야 한다.
있다. 이를 위해 주어진 FOV(Field Of View ; 60nim x 40 [飾) 에서 검사할 TFT-LCD모듈의 영역을 찾기위해 모퉁이 점을 찾아 회전각도 만큼 정렬 후 검사 영역에 대한 정보를 얻는다. 그림 6의 검사영역 및 회전인식 화면에서 좌상 모퉁이의 좌표를 (xl, yl) 이라 하고 좌하 모퉁이의 좌표를 (x2, y2)라 하면 식 (3)에 의해 회전 각 8를 구혼!:다.
하였다. 하나의 산업용제어기 (3.2GHz, 2 CPU, 2G 메모리)를 사용해 검사 및 물류 운영 작업을 할 수 있도록 하였다. 윈도우즈2000을 오퍼레이팅 시스템으로 사용하였으며 하드웨어는 그림 4와 같이 검사부와 물류 운영부로 크게 양분해서 구성하였、다.

대상 데이터

매우 중요한 역할을 한다. 검사대상 TFT-LCD 모듈의 픽셀불량을 검사하기 위해 고해상도 흑백 카메라 (4008 X 2672 픽셀)와 배율 0.6배의 광학계를 사용하였다. 패턴 발생기와의 통신을 위한 통신용 보드.
Matrix)을 포함하여 그림 5와 같다. 본 논문에서 사용한 고해상도 흑백 카메라(4008 X 2672 픽셀) 와 배율 0.6배의 광학계로 검사대상 LCD모듈을 검사할 경우 CCD 카메라 1 픽셀의 가로 길이 (CCDx) = 9㎛, CCD 카메라 1 픽셀의 세로 길이 (CCDy) = 9㎛, LCD R도트의 가로 길이 (LCDrx) = 60㎛, LCD R도트의 세로 길이 (LCDs) = 180㎛ 그리고, 광학계의 배율(M) = 0.6에서 식(1)과 식(2)에 의해 LCD R도트 하나가 고해상도 흑백 카메라에서 표현되는 고해상도 흑백 카메라의 가로방향 CCD 픽셀 수(Nccdx)와 고해상도 흑백 카메라의 세로방향 CCD 픽셀 수(Nccdy)를 각각 구하면 Nccdx = 4, Nccdy = 12 로 구할 수 있다.
이를 그림 (15)에 나타내었다. 이와 같은 기능을 갖는 화면 검사장비를 생산현장에 투입하여 500개의 시료를 대상으로 화면 검사장비의 신뢰성 시험을 하였디..

성능/효과

그리고 개발된 장비를 사용한 실험에서, Dot High off 반복 검사 결과가 만족할 만한 수준임을 알 수 있었다. 또한 검사대상 시료에 대한 자동검사 결과와 작업자의 목시검사에 의한 수동검사 결과를 비교하여 육안검사에 비하여 개선된 결과를 얻을 수 있었다.
그리고 개발된 장비를 사용한 실험에서, Dot High off 반복 검사 결과가 만족할 만한 수준임을 알 수 있었다. 또한 검사대상 시료에 대한 자동검사 결과와 작업자의 목시검사에 의한 수동검사 결과를 비교하여 육안검사에 비하여 개선된 결과를 얻을 수 있었다. 이를 기반으로 안정적이고 수치화된 Mobile용 TFT-LCD 화면 품질 검사의 표준화 가능성을 제시하였다.
이 결과에 기초하여 개발된 화면 검사장비의 Overkill율을 구하면 가상불량수 10을 총 검사대상 시료수 500으로 나눈 백분율로 2%가 됨을 알 수 있었다. 또한, 개발된 화면 검사장비의 Underkill 율을 구하면 미검출불량수 5를 총 검사대상 시료수 500으로 나눈 백분율로 1%가 됨을 알 수 있었다.
그러나, 장비에서 검출하지 못한 불량시료도 5개가 나타났으며 불량총류별로 나타내면 Dot불량을 검출하지 못한 시료가 3개, Line 불량을 검출하지 못한 시료가 2개로 나타났다. 이 결과에 기초하여 개발된 화면 검사장비의 Overkill율을 구하면 가상불량수 10을 총 검사대상 시료수 500으로 나눈 백분율로 2%가 됨을 알 수 있었다. 또한, 개발된 화면 검사장비의 Underkill 율을 구하면 미검출불량수 5를 총 검사대상 시료수 500으로 나눈 백분율로 1%가 됨을 알 수 있었다.
신뢰성 시험 결과를 표 2에 나타내었다-. 자동검사 결과 정상시료 450개, Dot불량 시료 30개, Line 불량시료 20개로 나타났으나 이를 다시 작업자가 목시검사 방법으로 수동 검증 한 결과 정상시료 455개, Dot불량 시료 25 개. Line불량 시료 15개로 나타났다.

후속연구

본 논문에서 제시한 가능성을 확인해줄 수 있는 신뢰싱 있는 데이터의 확보를 위해 다양한 종류의 불량을 지닌 Mobile용 TFT-LCD 시료를 확보하는 것이 향후 중요한 선결과제이다. 그리고 Dot High off 불량이나 Line High off 불량 이외에 편광판(Polarizer) 불량과 같은 다른 종류의 불량을 검출할 수 있는 자동검사 알고리즘이 지속적으로 개발되어야 할 분야라고 생각한다. 또한 본 논문에서 개발된 자동검사 알고리즘을 중대형 TV용 TFT-LCD 검사 장비 개받에도 사용한다면 본 논문.
그리고 Dot High off 불량이나 Line High off 불량 이외에 편광판(Polarizer) 불량과 같은 다른 종류의 불량을 검출할 수 있는 자동검사 알고리즘이 지속적으로 개발되어야 할 분야라고 생각한다. 또한 본 논문에서 개발된 자동검사 알고리즘을 중대형 TV용 TFT-LCD 검사 장비 개받에도 사용한다면 본 논문.의 결과를 확대 적용할 수 있는 좋은 방법이 될 수 있을 것이다.
이를 기반으로 안정적이고 수치화된 Mobile용 TFT-LCD 화면 품질 검사의 표준화 가능성을 제시하였다. 본 논문에서 제시한 가능성을 확인해줄 수 있는 신뢰싱 있는 데이터의 확보를 위해 다양한 종류의 불량을 지닌 Mobile용 TFT-LCD 시료를 확보하는 것이 향후 중요한 선결과제이다. 그리고 Dot High off 불량이나 Line High off 불량 이외에 편광판(Polarizer) 불량과 같은 다른 종류의 불량을 검출할 수 있는 자동검사 알고리즘이 지속적으로 개발되어야 할 분야라고 생각한다.

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