액정 표시장치의 검사장치 및 검사방법 document_id A220517008466

본 발명은 액정 표시장치의 검사장치 및 검사방법에 관한 것으로, 특히 프로브 검사 유닛의 채널 수를 감소시킬 수 있도록 한 액정 표시장치의 검사장치 및 검사방법에 관한 것이다. 통상적으로, 액정 표시장치(Liquid Crystal Display)는 비디오 신호에 따라 액정셀들의 광투과율을 조절하여 화상을 표시하게 된다. 액정셀마다 스위칭 소자가 형성된 액티브 매트릭스(Active Matrix) 타입의 액정 표시장치는 동영상을 표시하기에 적합하다. 액티브 매트릭스 타입의 액정 표시장치에 사용되는 스위칭 소자로는 주로 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor; 이하 "TFT"라 함)가 이용되고 있다. 도 1은 관련기술에 따른 액정 표시장치를 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 1을 참조하면, 관련기술에 따른 액정 표시장치는 n개의 게이트 라인(GL1 내지 GLn)과 m개의 데이터 라인(DL1 내지 DLm)에 의해 정의되는 영역에 형성된 액정셀을 포함하는 액정패널(12)과, 데이터 라인들(DL1 내지 DLm)에 아날로그 비디오 신호를 공급하기 위한 데이터 드라이버(20)와, 게이트 라인들(GL1 내지 GLn)에 스캐닝 신호를 공급하기 위한 게이트 드라이버(30)와, 외부로부터 입력되는 소스 데이터(RGB)를 정렬하여 데이터 드라이버(20)에 공급하며 데이터 제어신호(DCS)를 생성하여 데이터 드라이버(20)를 제어함과 동시에 게이트 제어신호(GCS)를 생성하여 게이트 드라이버(30)를 제어하는 타이밍 컨트롤러(40)를 구비한다. 액정패널(12)은 서로 대향하여 합착된 트랜지스터 어레이 기판 및 컬러필터 어레이 기판과, 두 어레이 기판 사이에서 셀갭을 일정하게 유지시키기 위한 스페이서와, 스페이서에 의해 마련된 액정공간에 채워진 액정을 구비한다. 이러한, 액정패널(12)은 n개의 게이트 라인(GL1 내지 GLn)과 m개의 데이터 라인(DL1 내지 DLm)에 의해 정의되는 영역에 형성된 TFT와, 각 TFT에 접속되는 액정셀을 구비한다. TFT는 게이트 라인(GL1 내지 GLn)으로부터의 스캐닝 신호에 응답하여 데이터 라인(DL1 내지 DLm)으로부터의 데이터 신호를 액정셀로 공급한다. 액정셀은 액정을 사이에 두고 대면하는 공통전극과 TFT에 접속된 화소전극으로 구성되므로 등가적으로 액정 커패시터(Clc)로 표시될 수 있다. 이러한 액정셀은 액정 커패시터(Clc)에 충전된 데이터 신호를 다음 데이터 신호가 충전될 때까지 유지시키기 위하여 이전단 게이트 라인에 접속된 스토리지 커패시터(Cst)를 포함한다. 타이밍 컨트롤러(40)는 외부로부터 입력되는 소스 데이터(RGB)를 액정패널(12)의 구동에 알맞도록 정렬하여 데이터 드라이버(20)에 공급한다. 또한, 타이밍 컨트롤러(40)는 외부로부터 입력되는 메인클럭(MCLK), 데이터 인에이블 신호(DE), 수평 및 수직 동기신호(Hsync, Vsync)를 이용하여 데이터 제어신호(DCS)와 게이트 제어신호(GCS)를 생성하여 데이터 드라이버(20)와 게이트 드라이버(30) 각각의 구동 타이밍을 제어한다. 게이트 드라이버(30)는 타이밍 컨트롤러(40)로부터의 게이트 제어신호(GCS) 중 게이트 스타트 펄스(GSP)와 게이트 쉬프트 클럭(GSC)에 응답하여 스캐닝 신호 즉, 게이트 하이펄스를 순차적으로 발생하는 쉬프트 레지스터를 포함한다. 이러한, 게이트 드라이버(30)는 게이트 하이펄스를 액정패널(12)의 게이트 라인들(GL)을 순차적으로 공급하여 게이트 라인(GL)에 접속된 TFT를 턴-온시키게 된다. 데이터 드라이버(20)는 타이밍 컨트롤러(40)로부터 공급되는 데이터 제어신호(DCS)에 따라 타이밍 컨트롤러(40)로부터 정렬된 데이터 신호(Data)를 아날로그 비디오 신호로 변환하고, 게이트 라인(GL)에 스캐닝 신호가 공급되는 1수평 주기마다 1수평 라인분의 아날로그 비디오 신호를 데이터 라인들(DL)에 공급한다. 이때, 데이터 드라이버(20)는 극성 제어신호(POL)에 응답하여 데이터 라인들(DL)에 공급되는 아날로그 비디오 신호의 극성을 라인 단위로 반전시키게 된다. 이와 같은, 관련기술에 따른 액정 표시장치는 액정을 사이에 두고 트랜지스터 어레이 기판 및 컬러필터 어레이 기판이 합착된 후, 트랜지스터 어레이 기판 상에 상기 데이터 드라이버(20) 및 게이트 드라이버(30)가 전기적으로 접속시키는 모듈 공정 전에 검사공정을 거치게 된다. 검사공정에서는 오토 프로브(Auto Probe) 검사장치를 이용하여 액정패널(12)의 단선 검사와 점 결함 및 라인 결함 등의 존재 여부를 검사하게 된다. 도 2는 관련기술에 따른 액정 표시장치의 오토 프로브 검사장치를 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 2를 참조하면, 관련기술에 따른 액정 표시장치의 오토 프로브 검사장치는 액정패널이 안착되는 스테이지(50)와, 스테이지(50)에 안착된 액정패널을 복수의 수직 블록으로 나누어 각 수직 블록에 패턴 검사신호를 공급하기 위한 데이터 프로브 유닛(60)과, 스테이지(50)에 안착된 액정패널을 복수의 수평 블록으로 나누어 각 수평 블록에 스캐닝 신호를 공급하기 위한 게이트 프로브 유닛(70)과, 데이터 프로브 유닛(60)에 패턴 검사신호를 공급함과 아울러 게이트 프로브 유닛(70)에 스캐닝 신호를 공급하는 제어부(80)를 구비한다. 스테이지(50)는 외부로부터 공급되는 액정패널을 지지함과 아울러 도시하지 않은 점등장치를 통해 액정패널의 배면에 광을 조사한다. 데이터 프로브 유닛(60)은 액정패널의 각 수직 블록에 대응되는 복수의 데이터 커넥터 블록(62)을 포함한다. 여기서, 데이터 프로브 유닛(60)은 12개의 데이터 커넥터 블록(62)을 포함하는 것으로 가정하여 설명하기로 한다. 각 데이터 커넥터 블록(62)은 도 3에 도시된 바와 같이 스테이지(50)에 안착될 액정패널의 각 수직 블록의 데이터 패드부에 구비된 복수의 데이터 패드와 동일한 형상을 가지는 복수의 데이터 커넥터 패드(64)를 포함한다. 복수의 데이터 커넥터 패드(64)는 하나의 패턴 검사신호 전송라인(82)에 공통적으로 접속되어 제어부(80)로부터의 패턴 검사신호를 공급받는다. 이러한, 데이터 프로브 유닛(60)은 도시하지 않은 구동장치에 의해 수직운동함으로써 각 데이터 커넥터 블록(62)의 각 데이터 커넥터 패드(64)를 통해 제어부(80)로부터의 패턴 검사신호를 스테이지(50)에 안착될 액정패널의 각 수직 블록의 각 데이터 패드에 공급한다. 게이트 프로브 유닛(70)은 액정패널의 복수의 각 수평 블록에 대응되는 복수의 게이트 커넥터 블록(72)을 포함한다. 여기서, 게이트 프로브 유닛(70)은 4개의 게이트 커넥터 블록(72)을 포함하는 것으로 가정하여 설명하기로 한다. 각 게이트 커넥터 블록(72)은 도 3에 도시된 바와 같이 스테이지(50)에 안착될 액정패널의 각 수평 블록의 게이트 패드부에 구비된 복수의 게이트 패드와 동일한 형상을 가지는 복수의 게이트 커넥터 패드(74)를 포함한다. 복수의 게이트 커넥터 패드(74)는 하나의 스캐닝 신호 전송라인(84)에 공통적으로 접속되어 제어부(80)로부터의 스캐닝 신호를 공급받는다. 이러한, 게이트 프로브 유닛(70)은 도시하지 않은 구동장치에 의해 수직운동함으로써 각 게이트 커넥터 블록(72)의 각 게이트 커넥터 패드(74)를 통해 제어부(80)로부터 공급되는 스캐닝 신호를 스테이지(50)에 안착될 액정패널의 각 수평 블록의 각 게이트 패드부에 순차적으로 공급한다. 제어부(80)는 제 1 내지 제 12 패턴 검사신호를 생성하여 제 1 내지 제 12 패턴 검사신호 전송라인(82)을 통해 데이터 프로브 유닛(60)의 각 데이터 커넥터 블록(62)에 공급한다. 또한, 제어부(80)는 제 1 내지 제 4 스캐닝 신호를 순차적으로 생성하여 게이트 프로브 유닛(70)의 각 게이트 커넥터 블록(72)에 공급한다. 도 4a 및 도 4b는 관련기술에 따른 오토 프로브 검사장치를 이용한 액정 표시장치의 검사방법을 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 4a 및 도 4b를 참조하여 관련기술에 따른 오토 프로브 검사장치를 이용한 액정 표시장치의 검사방법을 설명하면 다음과 같다. 먼저, 도 4a와 같이 각 데이터 라인(DL)에 접속된 복수의 데이터 패드를 가지도록 12개의 블록으로 나누어진 데이터 패드부(4)와, 각 게이트 라인(GL)에 접속된 복수의 게이트 패드를 가지도록 4개의 블록으로 나누어진 게이트 패드부(6)를 포함하는 액정패널(12)을 스테이지(50)에 로딩시켜 안착시킨다. 그런 다음, 도 4b와 같이 데이터 프로브 유닛(60)을 스테이지(50) 쪽으로 하강시켜 스테이지(50)에 안착된 액정패널(12)의 각 수직 블록의 각 데이터 패드에 각 데이터 커넥터 블록(62)의 각 데이터 커넥터 패드(64)를 전기적으로 접속시킨다. 이와 동시에 게이트 프로브 유닛(70)을 스테이지(50) 쪽으로 하강시켜 스테이지(50)에 안착된 액정패널(12)의 각 수평 블록의 각 게이트 패드부(6)에 각 게이트 커넥터 블록(72)의 각 게이트 커넥터 패드(74)를 전기적으로 접속시킨다. 이어서, 제어부(80)는 스캐닝 신호 전송라인(84)을 통해 게이트 커넥터 블록(72)에 스캐닝 신호를 공급함과 아울러 패턴 검사신호 전송라인(82)을 통해 각 데이터 커넥터 블록(62)에 패턴 검사신호를 공급한다. 이때, 제어부(80)는 도 5에 도시된 바와 같은 제 1 내지 제 4 스캐닝 신호(GB1 내지 GB4) 각각을 게이트 커넥터 블록(72)에 공급하고, 제 1 내지 제 2 패턴 검사신호(DB1 내지 DB12)를 각 데이터 커넥터 블록(62)에 공급한다. 이에 따라, 액정패널(12) 상에는 도 6에 도시된 바와 같이 패턴 검사신호에 대응되는 패턴 검사용 화상이 표시된다. 구체적으로, 1 프레임의 제 1 기간에서는 제 1 게이트 커넥터 블록(72)으로부터 제 1 스캐닝 신호(GB1)가 제 1 수평 블록의 게이트 패드부(6)에 공급됨과 동기되도록 제 1 내지 제 12 데이터 커넥터 블록(62)에 화이트 신호(W)에 대응되는 제 1 내지 제 12 패턴 검사신호(DB1 내지 DB12)가 각 수직 블록의 데이터 패드부(4)에 공급된다. 이에 따라, 제 1 프레임의 제 1 기간에서는 제 1 스캐닝 신호(GB1)가 공급되는 제 1 수평 블록에 제 1 내지 제 12 패턴 검사신호(DB1 내지 DB12)에 대응되는 패턴 검사용 화이트 화상(W)이 표시된다. 그리고, 1 프레임의 제 2 기간에서는 제 2 게이트 커넥터 블록(72)으로부터 제 2 스캐닝 신호(GB2)가 제 2 수평 블록의 게이트 패드부(6)에 공급된다. 이와 동기되도록 제 1, 제 2, 제 11 및 제 12 데이터 커넥터 블록(62)에 화이트 신호(W)에 대응되는 제 1, 제 2, 제 11 및 제 12 패턴 검사신호(DB1, DB2, DB11, DB12)가 해당 수직 블록의 데이터 패드부(4)에 공급됨과 동시에 제 3 내지 제 10 데이터 커넥터 블록(62)에 블랙 신호(B)에 대응되는 제 3 내지 제 10 패턴 검사신호(DB3 내지 DB10)가 해당 수직 블록의 데이터 패드부(4)에 공급된다. 이에 따라, 제 1 프레임의 제 2 기간에서는 제 2 스캐닝 신호(GB2)가 공급되는 액정패널(12)의 제 2 수평 블록 중 제 1, 제 2, 제 11 및 제 12 수직 블록에 제 1, 제 2, 제 11 및 제 12 패턴 검사신호(DB1, DB2, DB11, DB12)에 대응되는 패턴 검사용 화이트 화상(W)이 표시되고, 그 외의 수직 블록에 제 3 내지 제 10 패턴 검사신호(DB3 내지 DB10)에 대응되는 패턴 검사용 블랙 화상(B)이 표시된다. 또한, 1 프레임의 제 3 기간에서는 제 3 게이트 커넥터 블록(72)으로부터 제 3 스캐닝 신호(GB3)가 제 3 수평 블록의 게이트 패드부(6)에 공급된다. 이와 동기되도록 제 1, 제 2, 제 11 및 제 12 데이터 커넥터 블록(62)에 화이트 신호(W)에 대응되는 제 1, 제 2, 제 11 및 제 12 패턴 검사신호(DB1, DB2, DB11, DB12)가 해당 수직 블록의 데이터 패드부(4)에 공급됨과 동시에 제 3 내지 제 10 데이터 커넥터 블록(62)에 블랙 신호(B)에 대응되는 제 3 내지 제 10 패턴 검사신호(DB3 내지 DB10)가 해당 수직 블록의 데이터 패드부(4)에 공급된다. 이에 따라, 제 1 프레임의 제 3 기간에서는 제 3 스캐닝 신호(GB3)가 공급되는 액정패널(12)의 제 3 수평 블록 중 제 1, 제 2, 제 11 및 제 12 수직 블록에 제 1, 제 2, 제 11 및 제 12 패턴 검사신호(DB1, DB2, DB11, DB12)에 대응되는 패턴 검사용 화이트 화상(W)이 표시되고, 그 외의 수직 블록에 제 3 내지 제 10 패턴 검사신호(DB3 내지 DB10)에 대응되는 패턴 검사용 블랙 화상(B)이 표시된다. 마지막으로, 1 프레임의 제 4 기간에서는 제 4 게이트 커넥터 블록(72)으로부터 제 4 스캐닝 신호(GB4)가 제 4 수평 블록의 게이트 패드부(6)에 공급됨과 동기되도록 제 1 내지 제 12 데이터 커넥터 블록(62)에 화이트 신호(W)에 대응되는 제 1 내지 제 12 패턴 검사신호(DB1 내지 DB12)가 각 수직 블록의 데이터 패드부(4)에 공급된다. 이에 따라, 제 1 프레임의 제 4 기간에서는 제 4 스캐닝 신호(GB4)가 공급되는 액정패널(12)의 제 4 수평 블록에 제 1 내지 제 12 패턴 검사신호(DB1 내지 DB12)에 대응되는 패턴 검사용 화이트 화상(W)이 표시된다. 따라서, 관련기술에 따른 오토 프로브 검사장치를 이용한 액정 표시장치의 검사방법은 오토 프로브 검사장치로부터의 스캐닝 신호에 따라 제 1 내지 제 12 패턴 검사신호(DB1 내지 DB12)에 대응되는 화상을 액정패널(12)에 표시함으로써 액정패널(12)의 단선 검사와 점 결함 및 라인 결함 등의 존재 여부를 검사하게 된다. 이와 같은, 관련기술에 따른 액정 표시장치의 오토 프로브 검사장치 및 검사방법은 액정패널(12)의 각 데이터 패드부의 데이터 패드 수와 동일한 복수의 데이터 커넥터 패드가 구비되어야 하므로 프로브 유닛의 커넥터 패드 수, 즉 채널 수의 증가로 인하여 오토 프로브 검사장치의 비용이 증가하는 문제점이 있다. 또한, 관련기술에 따른 액정 표시장치의 오토 프로브 검사장치 및 검사방법은 액정패널(12)의 해상도 증가로 인하여 데이터 패드간의 피치가 미세화되므로 데이터 패드와 데이터 커넥터 패드간의 얼라인에 어려움이 있다.