用于液晶显示器的检查设备及使用该设备的检查方法

摘要

本发明涉及一种用于液晶显示器的检查设备和检查方法，其中利用可见光检查设备执行适于完全制成的液晶显示器的最终检查，进而能够实现由于提高了检查精确度和减少了检查时间而获得的高生产率。根据该检查设备和检查方法，基于使用多个可视照相机的每个玻璃面板的整体显示屏的分析信息能够自动检查多个玻璃面板，进而能够实现提高的检查精确度和提高的产品质量并且减少的检查时间能够产生提高生产率的液晶显示器。此外，通过量化多个玻璃面板的显示屏缺陷，能够防止由于制造工序故障或设计错误所引起的玻璃面板的缺陷以及这些缺陷所伴随的其它缺陷。

权利要求

1.一种检查液晶显示器的屏缺陷的检查设备，包括：用于顺序传送已经通过之前处理站的每个玻璃面板的承载体；

用于对承载体传送的玻璃面板的下表面照射光的背光单元；

设置在背光单元上方用以使照射到玻璃面板的光发生偏振的下偏振器，其中下偏振器被构造成具有适于扭曲相列模式检查和共平面开关模式检查的两个平面；

用于使通过玻璃面板的光发生偏振的上偏振器；

用于在一区域内限定暗室的外部光护罩，由背光单元将光照射到所述的区域以便进行玻璃面板的屏缺陷的检查；

外部光护罩中配置的多个可视照相机，其用于感测玻璃面板的整个显示区域；以及用于收集和分析多个可视照相机感测的信息的分析系统。

2.根据权利要求1所述的检查设备，其中上偏振器为透镜形式并与每个可视照相机接合。

3.根据权利要求1所述的检查设备，其中下偏振器借助旋转器的操作绕水平轴或垂直轴旋转45°，90°，135°或180°的角度。

4.根据权利要求1所述的检查设备，其中多个可视照相机的每一个照相机将根据识别从玻璃面板显示屏入射在照相机上的光而产生的光信号转变成电信号，并将玻璃面板显示屏的感测信息量化成数字信号，进而将数字信号传递到分析系统。

5.根据权利要求4所述的检查设备，其中分析系统收集从多个可视照相机输入的感测信息以便以每个像素为基础检测玻璃面板的屏缺陷的存在。

6.一种用于检查液晶显示器的方法，包括：

借助承载体的操作顺序传送多个玻璃面板到暗室中，其中被传送到暗室中的每个玻璃面板布置在用以使照射到玻璃面板的光发生偏振的下偏振器与用于使通过玻璃面板的光发生偏振的上偏振器之间；

通过利用位于下偏振器下方的背光单元将光照射至被传送到暗室内的每个玻璃面板的下表面；

借助配置在暗室内的多个可视照相机感测玻璃面板发出的光信号并将光信号转换成数字感测信号；和收集以及分析数字感测信号以确定以每个像素为基础的玻璃面板的缺陷的存在，其中下偏振器被构造成具有适于扭曲相列模式检查和共平面开关模式检查的两个平面。

7.根据权利要求6所述的检查方法，进一步包括：设置数字感测信号以对应玻璃面板所有像素；和

放大分别对应玻璃面板所有像素的数字感测信号。

8.根据权利要求7所述的检查方法，进一步包括：在所有的多个玻璃面板具有相同特定缺陷时，显示与所述的相同特定缺陷相关的信息。

9.根据权利要求8所述的检查方法，进一步包括：传递与以每个像素为基础的玻璃面板缺陷存在所相关的信息至用于控制全部制造工序的主系统。

说明书

用于液晶显示器的检查设备及使用该设备的检查方法

[0001] 本申请要求2008年2月29日申请的韩国专利申请No.P2008-19207的优先权，该申请以全文引用的方式在此结合以作参考。

技术领域

[0002] 本发明涉及一种用于液晶显示器的检查设备以及使用该检查设备的检查方法，更具体地说，本发明是涉及用于液晶显示器的检查设备和检查方法，其中利用可见光检查设备实行用于完全制成的液晶显示器的最终检查，进而由于提高的检查精确度以及减少的检查时间能够实现高生产率。

背景技术

[0003] 依赖信息的社会强调作为可视信息传递媒体的显示器的重要性，并且目前已经发展了多种平板显示器。

[0004] 平板显示器包括液晶显示(LCD)器件，场致发射显示(FED)器件，等离子显示面板(PDP)，电致发光(EL)器件以及有机发光二极管(OLED)等。

[0005] 目前，液晶显示器具有有利的特性，例如，重量轻，薄的厚度，低能耗驱动，并且液晶显示器的应用范围正逐渐增加。根据这种趋势，液晶显示器最广泛地用于膝上计算机，办公室自动装置，音频/视频仪器，户内/户外广告显示设备等。此外，由于近期发展的大量生产技术以及研究和发展结果，液晶显示器展现出大尺寸和高分辨率的快速发展。

[0006] 上述液晶显示器被设计用于通过根据输入图像信号调节液晶单元的光透射率来显示图像。

[0007] 现在，将描述一种制造液晶显示器的方法。该制造方法包括：在下基板上形成薄膜晶体管(TFT)阵列；在上基板上形成滤色器阵列；将上下基板相互粘合；将液晶注入到两个粘合基板之间的间隙内以及密封该间隙进而形成液晶面板；检测具有注入液晶的液晶面板并修补有缺陷的液晶面板；根据预定的检查方法对完全制成的液晶面板实行最终检查，以便确定制造的液晶面板是否是合格品或是残次品；以及为确定为合格品的液晶面板配置背光单元和驱动电路，进而完成液晶显示器的制造。

[0008] 图1是说明常规液晶显示器的构造的示意图。

[0009] 参照图1，液晶显示器1包括其中具有多个液晶单元以矩阵形式设置在上下两个玻璃基板之间的液晶面板10，该液晶面板10用于显示图像，为液晶面板10照射光线的背光单元60，以及用于施加驱动液晶面板10所需的驱动信号的驱动器20，30，40和50。

[0010] 液晶面板10包括薄膜晶体管(以下称作TFT)，所述的薄膜晶体管形成在彼此垂直延伸的多条栅线GL1至GLn与多条数据线DL1至DLm的交叉处，以及与TFT相连的液晶单元。TFT用于根据栅线GL1至GLn提供的扫描信号，将数据线DL1至DLm提供的图像数据提供给液晶单元。

[0011] 液晶单元包括公共电极以及与TFT相连的像素电极，公共电极和像素电极设置成关于插入其中的液晶彼此相对。根据该构造，液晶单元可以说是等同于液晶电容器Clc。另外，液晶单元包括存储电容器Cst，其用以维持液晶电容器Clc中所充的数据电压直到充入下一个数据电压。公共电压Vcom被提供给液晶单元的公共电极。此时，在共平面开关(IPS)模式的液晶显示器中，公共电极形成在下基板上。

[0012] 图2是说明液晶面板制造工序的流程图。现在，参照图2描述上述液晶面板10的制造工序。

[0013] 液晶显示板10的制造工序广义地包含用于在下基板上形成驱动元件的TFT阵列工序，以及用于在上基板上形成滤色器和液晶单元的滤色器阵列工序。

[0014] 首先，在TFT阵列工序(S101)中，多条栅线和数据线形成在下基板上以限定像素区域，并且用作驱动元件的TFT形成在每个像素区域内以便TFT与栅线和数据线都相连。另外，像素电极在TFT阵列工序中形成。像素电极用于根据通过TFT施加的接收信号驱动液晶层。

[0015] 在滤色器阵列工序(S104)中，包含红、绿和蓝色滤色器的滤色器层以及公共电极形成在上基板上。

[0016] 接着，在上基板和下基板分别施加定向膜以使该上基板和下基板之间形成的液晶层具有一预定取向方向之后，将定向膜经历摩擦工序(S102和S105)。

[0017] 此后，将衬垫料分配在下基板上以维持恒定的液晶单元盒间隙(S103)。进而，在对上基板外边缘施加密封剂(S106)之后，上基板和下基板在压力下彼此粘合以形成液晶面板(S107)。

[0018] 液晶面板的上基板和下基板都是由玻璃基板形成的，因此大面积的玻璃基板经历切割工序(S108)，进而被分成多个液晶面板。

[0019] 随后，液晶被注入到各个液晶面板中，进而，每个液晶面板的液晶注入口被密封以形成液晶层(S109)。此后，实行用于确定每个液晶面板是否被有效制造的检查操作(S110)。

[0020] 用于驱动通过上述方法制造的液晶面板的驱动器包括栅驱动器30，数据驱动器20，定时控制器40，伽马电压发生器(未示出)以及电压发生器50。栅驱动器30配有用以为液晶面板10中形成的每条栅极线GL1至GLn顺序提供扫描信号的多个栅驱动器IC。数据驱动器20配有用以将数字图像数据转换成模拟图像数据并为数据线DL1至DLm提供模拟图像数据以使模拟图像数据与扫描信号同步的多个数据驱动器IC。定时控制器40不仅用于调整(align)外端输入的数字图像数据以便为数据驱动器20提供调整的数字图像数据，而且还控制数据驱动器20、栅驱动器30和电压发生器50的驱动。伽马电压发生器(未示出)为数据驱动器20提供伽马电压，而电压发生器50为上述的背光单元60和各个驱动器提供驱动电力。

[0021] 液晶面板10不具有自发光功能，因此需要诸如灯这样的光源。通常，为了对液晶面板10照射光，使用包含多个灯和光学部件的背光单元。

[0022] 具体而言，用于对液晶面板10照射光的背光单元60包括照射光的多个灯，用于扩散多个灯发出的光的扩散板(光导板)，用于将多个灯发出的光朝液晶面板10反射以减少光损失的反射板(反射片)，以及用于使来自扩散板(光导板)的光发生偏振、会聚和扩散的多个光学片。

[0023] 背光单元60根据光源的设置分成侧光类型和直射光类型。具体而言，在直射光类型中，多个光源，如荧光灯被设置在液晶面板10的背面上以便直接照射光到液晶面板10的整个表面上。直射光类型具有能发射高均匀性和高亮度的光到液晶面板10的优点，因此在大尺寸液晶显示器中使用是有利的。

[0024] 通常，直射光类型的背光单元60的光源被连续驱动以发射均匀强度的光至液晶面板10的整个后表面，并且液晶面板10通过控制光源发出的光的透射率显示图像。

[0025] 只要通过上述制造工艺制造具有上述构造的液晶显示器，在完成液晶显示器制造之前，液晶显示器都要经历利用肉眼进行的最终宏观检查，以确定制造的液晶面板10是否是合格品或残次品。

[0026] 图3和4是说明了检查完全制成的液晶显示板的现有技术检查方法的示意图。

[0027] 参照图3和4，在上述用于液晶显示器的现有技术的检查设备和检查方法中，包含背光单元60和液晶面板10的液晶显示器1经历利用肉眼进行的最终宏观检查，以确定制造的液晶面板10是否是合格品或残次品。

[0028] 为此，用于液晶显示器的现有技术的检查设备包括：承载体70，其用于将多个液晶显示器中的每一个液晶显示器顺序传送至接近检查员的预定检查位置；用于向上和向下移动检查员以便于对具有大尺寸显示屏的液晶面板10进行宏观检查的升降机80；以及可以允许检查员目视检查液晶面板10的某个部分是否具有缺陷的上偏振器90。

[0029] 在使用上述用于液晶显示器1的检查设备的现有技术检查方法中，首先，液晶显示器1借助承载体70的操作被移动到接近检查员的检查位置。接着，当驱动液晶显示器1的背光单元时，用于液晶显示板10检查的检测图像显示在液晶面板10上。此后，在用于宏观检查的上偏振器90位于液晶面板10前面的情况下，检查员在借助升降机80的操作而向上或向下移动的同时目视地检查液晶面板10的某个部分是否具有缺陷。

[0030] 在此，检查员通过将适于宏观检查的上偏振器90旋转45°，90°或180°来检查扭曲相列(TN)模式和IPS模式中缺陷的存在。TN模式检查用于检查液晶单元的间隙缺陷和由于杂质引起的其他缺陷，而IPS模式检查用于检查摩擦工序中所引起的摩擦缺陷。

[0031] 上述用于液晶显示器的检查设备和检查方法以宏观检查为基础，其中检查员在背光单元的运作下目视地检查液晶显示器。但是，由于液晶显示器尺寸的不断增加，上述现有技术的检查方法具有需要检查员进行多次的目视检查缺陷而延长了所需的检查时间的缺点。这由此降低了液晶显示器的生产率。

[0032] 此外，利用上述依赖于检查员目视检查的液晶显示器的现有检查设备，准确地检查像素单元中存在的细微缺陷是困难的，并且根据检查员的技能可能会发生不同的检查结果。最后，很难维持一致的产品质量。

发明内容

[0033] 因此，本发明涉及用于液晶显示器的检查设备和使用该检查设备的检查方法，其基本消除了由于现有技术的限制和缺陷所引起的一个或多个问题。

[0034] 本发明的一个目的是提供一种用于液晶显示器的检查设备和使用该检查设备的方法，其通过液晶面板显示屏的自动检查能够实现检查时间和成本的减少。

[0035] 本发明的另一个目的是提供一种用于液晶显示器的检查设备和使用该检查设备的方法，其能够获得改进对液晶面板显示屏检查的精确率，并由此获得高质量的液晶显示器产品。

[0036] 本发明的其他优点、目的和特征将在随后说明书中部分予以阐述，并且有一部分对于本领域技术人员而言，根据下面的试验会变得显而易见，或通过本发明的实践予以了解到。本发明的目的和其他优点可借助其说明书和权利要求书以及附图特定指出的结构实现和达到。

[0037] 为了获得这些目的和其他优点并根据本发明的目的，如在此广义和具体的描述，本发明提供的一种检查液晶显示器的屏缺陷的检查设备，包括：用于顺序传送已经通过之前处理站的每个玻璃面板的承载体；用于对承载体传送的玻璃面板的下表面照射光的背光单元；用于在一区域内限定暗室的外部光护罩，由背光单元将光照射到所述的该区域以便进行玻璃面板的屏缺陷的检查；外部光护罩中配置的多个可视照相机(vision camera)，其用于感测玻璃面板的整个显示区域；以及用于收集和分析多个可视照相机感测的信息的分析系统。

[0038] 根据本发明的另一方面，提供一种用于检查液晶显示器的方法，包括：借助承载体的操作顺序传送多个玻璃面板到暗室内；将光照射到已传送到暗室内的每个玻璃面板的下表面；感测玻璃发出的光信号并利用暗室内配置的多个可视照相机将光信号转换成数字感测信号；以及收集和分析数字感测信号以确定每个像素基础上玻璃面板的缺陷存在。

[0039] 应当理解，本发明的前述总体描述和以下的详细描述是示例性的和说明性的并意欲提供对所请求保护的本发明的进一步说明。

附图说明

[0040] 在此所附的用于提供对本发明的进一步理解和构成本申请一部分的附图，说明了本发明的一个或多个实施方式并与说明书一起用于解释本发明的原理。在附图中：

[0041] 图1是说明了常规液晶显示器的构造的示意图；

[0042] 图2是说明了液晶面板制造工序的流程图；

[0043] 图3和4是说明了用于完全制成的液晶面板的现有技术的检查方法的示意图；

[0044] 图5是说明了根据本发明一个实施方式的液晶显示器的检查设备的示意图；和[0045] 图6至图8是说明了使用根据本发明实施方式的检查设备的检查方法的示意图。

具体实施方式

[0046] 现在将详细参照本发明的优选实施方式，在附图中示出了实例。只要可能，相同的参考标记在整个附图中指代相同或相似的部分。

[0047] 图5是说明了根据本发明一个实施方式的液晶显示器的检查设备的示意图。

[0048] 参照图5，根据本发明实施方式的液晶显示器的检查设备100包括：用于传送已经通过之前处理站的每个大尺寸玻璃面板110的承载体120；用于对承载体120传送的玻璃面板110的下表面照射光的背光单元160；设置在所述背光单元上方用于使照射到玻璃面板110上的光发生偏振的下偏振器150；用于在检查区域内限定暗室的外部光护罩130，由背光单元160将光照射到所述的该区域以便进行玻璃面板110的缺陷检查；外部光护罩130中配置的多个可视照相机140，用于感测玻璃面板的整个显示区域；以及用于收集和分析多个可视照相机140感测的信息的分析系统(未示出)。

[0049] 具体而言，下偏振器150通过与其接合的旋转器可以绕水平轴旋转45°，90°，135°或180°。配置在外部光护罩130内的多个可视照相机140的每个配有透镜形式的上偏振器190。上偏振器190借助可视照相机140中设置的旋转器的操作，以与下偏振器150相同的方式旋转。

[0050] 尽管图5说明了下偏振器150绕水平轴旋转45°，90°，135°或180°，如图6所示，下偏振器150可被构造成具有适于TN模式检查和IPS模式检查的两个平面。在此情况下，具有TN模式和IPS模式平面的下偏振器150向上和向下旋转，以使背光单元160发射的光发生偏振。

[0051] 外部光护罩130在检查区域提供暗室，以有效检查玻璃面板110的屏缺陷。尽管图5说明了六面体框形的外部光护罩130，这仅是给出的实例，而外部光护罩130没有特殊的形状限制只要其由能够遮挡外部入射的光的不透明材料制成。外部光护罩130包含多个可视照相机140，其用以感测玻璃面板110的整个显示区域。

[0052] 多个可视照相机140的每一个都感测玻璃面板110的显示屏并将感测的信息传递到分析系统。具体而言，可视照相机140将通过识别从玻璃面板100的显示屏入射到照相机上的光所产生的光信号转换成电信号，并将玻璃面板110的显示屏的感测信息量化成数字信号。

[0053] 分析系统收集多个可视照相机140输入的感测信息，进而以每个像素为基础确定玻璃面板110的屏缺陷的存在。以下参照图6至图8描述利用分析系统确定玻璃面板110的屏缺陷的存在。

[0054] 如图7所示，承载体120将已经通过之前处理站，即第一盒210的多个玻璃面板110的每一个玻璃面板顺序传送至外部光护罩130，即检查位置。在外部光护罩130内经历了屏检查之后，检查过的玻璃面板110被传送到以下处理站220、230和240中的任一个，进而经历相应的制造工序。

[0055] 考虑到更详细参照图6和图7的上述工序，收入在第一盒210内的多个玻璃面板110顺序被传送到检查设备100。一旦被传送到检查设备100，每个玻璃面板110首先由承载体120传送到外部光护罩130内。在玻璃面板110被传送到外部光护罩130内的检查位置之后，驱动位于检查位置下方的背光单元160，以发射光到玻璃面板110。

[0056] 在此情况中，背光单元160的光借助下偏振器150照射到玻璃面板110的下表面上。当未对玻璃面板110施加图像信号时，玻璃面板110表示了常规状态下的白色或黑色。

[0057] 当承载体120连续传送玻璃面板110时，配置在外部光护罩130内的多个可视照相机140感测玻璃面板110的整个屏。

[0058] 根据分析系统确定的结果来确定其中的屏已被完全感测的玻璃面板110为合格品或残次品。已经确定为合格品或残次品的玻璃面板110被传送至并叠置在随后的处理站220和240中一个相应的处理站。具体地说，将已经确定为合格品的玻璃面板110传送至随后的第一处理站220，而将已经确定为残次品的液晶面板被传送至随后的第三处理站240以便由此将其传送至修补处理站。

[0059] 此时，如果通过一次感测操作未能完全感测玻璃面板110的整个显示屏，可以反向驱动承载体120以实行补充的屏感测操作。在此情况中，完全检查的液晶面板被传送至随后的第二处理站230并经历随后的制造工序。

[0060] 在液晶面板的显示屏感测操作过程中，下偏振器150和上偏振器190分别旋转预定角，以检查例如玻璃面板110的间隙缺陷和摩擦缺陷以及由于杂质引起的其它缺陷。

[0061] 多个可视照相机140感测的液晶面板的屏信息由分析系统控制。分析系统收集从多个可视照相机140输入的感测信息并以每个像素为基础确定玻璃面板110的屏缺陷的存在，如图8所示。

[0062] 指示液晶面板是否是合格品或残次品的感测信息被传递到用于控制全部制造工序的主系统。当指示液晶面板是否是合格品或残次品的感测信息被传递到随后的处理站时，根据传递的信息实行所需的随后处理，进而导致液晶显示器的制造效率提高。

[0063] 根据以每个像素为基础的玻璃面板110的整个屏的感测信息，重新布置整个屏的像素。随后，如果特定像素的数据不同于周围像素的数据，如图8所示，则放大特定像素的数据。通过该工序，特定像素缺陷的存在以及缺陷的类型和程度能够被准确地检查。

[0064] 同样，如果利用上述的检查设备100检查到多个液晶面板具有相同的特定(具体)缺陷(specific defects)，则分析系统将显示所述相同特定缺陷的信息。这意味着多个玻璃面板110在玻璃面板110的制造过程中或产品设计阶段产生了缺陷。

[0065] 在此情况中，必须停止液晶面板的制造，并根据引起缺陷原因的测定，执行适当的后续处理措施，以阻止缺陷的重复产生。

[0066] 例如，如果所有生产的液晶面板由于制造方法中包含的特定工序的故障而具有相同的缺陷，这会严重破坏生产，造成故障的修正所需要的大量时间和花费。

[0067] 根据上述用于根据本发明实施方式的液晶显示器的检查设备和检查方法，通过批量生产方法制造的多个玻璃面板的显示屏缺陷被量化，进而防止了由于制造工序的故障或设计错误所引起的屏缺陷以及这些缺陷所伴随的其它问题。

[0068] 尽管本发明的上述实施例描述了适用于大尺寸玻璃面板的检查设备和检查方法，但本发明不限于此，并可同样用于通过切割大尺寸玻璃面板而获得的单个液晶面板。

[0069] 从上述描述可明显看出，本发明提供一种用于液晶显示器的检查设备和检查方法，不同于现有技术，其中玻璃面板的缺陷，特别是通过检查员可视检查的液晶面板显示屏的缺陷，本发明的检查设备和检查方法通过分析多个可视照相机获得的每个玻璃面板的整个屏的信息，自动以每个像素为基础检查玻璃面板的缺陷。根据该自动检查，能够实现高的检查精确度以及高的产品质量。另外，自动检查设备具有减少检查时间的作用，进而引起液晶显示器的生产率的提高。

[0070] 此外，根据本发明，能够量化通过批量生产方法制造的多个玻璃面板的屏缺陷。这具有防止由于制造工序的故障或设计错误所引起的玻璃面板的缺陷以及这些缺陷所伴随的其它问题的作用。

[0071] 本领域技术人员应当清楚，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可对本发明可以进行各种修改和变型。因此，本发明的范围意欲覆盖所附权利要求书及其等同物范围内的对本发明所作的任何修改和变形。