JP2020535397A

JP2020535397A - 透過光学系の検査装置及びそれを用いたフィルムの欠陥検査方法

Info

Publication number: JP2020535397A
Application number: JP2020516386A
Authority: JP
Inventors: オ，セ・ジン; イ，ウン・ギュ; イ，テ・キュ
Original assignee: Dongwoo Fine Chem Co Ltd
Current assignee: Dongwoo Fine Chem Co Ltd
Priority date: 2017-09-25
Filing date: 2018-09-18
Publication date: 2020-12-03
Also published as: CN111108367A; KR102037395B1; KR20170115027A; WO2019059613A1

Abstract

本発明の実施形態に係る透過光学系の検査装置は、検査対象体に光を照射する光源と、検査対象体と光源との間に配置され、所定の形状のパターンを含むダミー構造物と、ダミー構造物および検査対象体を通過した光を受容して撮像を行う画像取得機器とを含む。ダミー構造物により、凹凸型の欠陥を高信頼性で検出することができる。

Description

本発明は、透過光学系の検査装置及びそれを用いたフィルムの欠陥検査方法に関する。より詳細には、対象体を透過した光の収集による透過光学系の検査装置及びそれを用いたフィルムの欠陥検査方法に関する。

リターダ、偏光子、位相差フィルムなどの様々な光学フィルムが画像表示装置に用いられている。また、各種の有機及び／又は無機フィルムを画像表示装置の機能層または保護層として挿入することができる。

ところで、前記光学フィルムの製造時には、外部環境やフィルムの製造装置などに起因して様々な不良が発生し得る。例えば、光学フィルムを形成する樹脂組成物に前記外部環境から異物が混入したり、ラミネート、硬化、剥離などの工程で気泡が発生したり、スクラッチのような物理的な損傷が発生することもある。この場合には、前述した原因によって光学フィルムの表面に凹凸、突起などの欠陥や不均一が生じることがある。

前記光学フィルムの製造が完了した後は、前記欠陥が多数含まれる製品を不良品として除去するが、そのために、欠陥検出装置を活用して検査工程が行われる。

画像表示装置の解像度が増加し、薄型化されるほど、微細な欠陥でも精密に検出する必要がある。例えば、特許文献１（韓国公開特許第１０−２０１７−００１０６７５号公報）では、光学フィルムの検査装置を開示しているが、前述した微細欠陥の検出には限界がある。

韓国公開特許第１０−２０１７−００１０６７５号公報

本発明の目的は、向上した検出解像度を有する透過光学系の検査装置を提供することにある。

本発明の目的は、向上した検出解像度を有するフィルムの欠陥検査方法を提供することにある。

１．検査対象体に光を照射する光源と、前記検査対象体と前記光源との間に配置され、所定の形状のパターンを含むダミー構造物と、前記ダミー構造物及び前記検査対象体を通過した光を受容して撮像を行う画像取得機器とを含む、透過光学系の検査装置。

２．前記項目１において、前記検査対象体は凹凸を含む、透過光学系の検査装置。

３．前記項目２において、前記ダミー構造物は、ラインパターンまたは格子パターンを含む、透過光学系の検査装置。

４．前記項目３において、前記画像取得機器により、前記凹凸によって歪曲された前記ラインパターンまたは前記格子パターンの画像が撮影される、透過光学系の検査装置。

５．前記項目３において、前記画像取得機器により、前記凹凸に対応する領域で明るさの差が発生した前記ラインパターンまたは前記格子パターンの画像が撮影される、透過光学系の検査装置。

６．前記項目２において、前記ダミー構造物、前記凹凸及び前記レンズを通過した光の焦点は、前記撮像部でずれる、透過光学系の検査装置。

７．前記項目１において、前記光源は、前記検査対象体の移動方向に対して鋭角に傾斜して光を照射する、透過光学系の検査装置。

８．凹凸を含む検査対象体および所定のパターンを含むダミー構造物を用意するステップと、前記ダミー構造物および前記検査対象体を順次透過するように光を照射するステップと、前記検査対象体を透過した光を収集して前記パターンの画像を取得するステップとを含む、フィルムの欠陥検査方法。

９．前記項目８において、前記凹凸に対応する前記ダミー構造物の領域における前記パターンの歪曲された画像または明るさの差によって前記凹凸を検出するステップをさらに含む、フィルムの欠陥検査方法。

本発明の実施形態に係る透過光学系の検査装置では、検査対象体と光源との間にダミー構造物を配置することができる。前記ダミー構造物は、ラインパターンを含み、前記対象体が凹凸を含む場合には、前記凹凸による屈折によって前記ラインパターンが変形または歪曲された映像が取得され得る。これにより、前記対象体が微細凹凸を含む場合にも効率よく欠陥の有無を判別することができる。

また、前記対象体および光照射方向の角度、前記ラインパターンの間隔などを調整して、凹凸形状による検出整合度、精度を調整することができる。

例示的な実施形態による透過光学系の検査装置を示す概略図である。例示的な実施形態による透過光学系の検査装置を示す概略図である。比較例による透過光学系の検査装置を示す図である。比較例による透過光学系の検査装置を示す図である。一部の実施形態による透過光学系の検査装置を示す図である。一部の実施形態による透過光学系の検査装置を示す図である。比較例による透過光学系の検査装置、及びそれから取得した映像を示す図である。例示的な実施形態による透過光学系の検査装置から取得した映像を示す図である。例示的な実施形態による透過光学系の検査装置から取得した映像を示す図である。例示的な実施形態による透過光学系の検査装置から取得した映像を示す図である。

本発明の実施形態は、光源と、ダミー構造物と、レンズと、画像取得機器とを含み、前記ダミー構造物が前記光源と検査対象体との間に配置される透過光学系の検査装置を提供する。また、本発明の実施形態は、前記透過光学系の検査装置を用いて微細凹凸のような欠陥を検出できるフィルムの検査方法を提供する。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態をより具体的に説明する。ただし、本明細書に添付される図面は、本発明の好適な実施形態を例示するものであって、発明の詳細な説明とともに本発明の技術思想をさらに理解する一助となる役割を果たすものであるため、本発明は図面に記載された事項のみに限定されて解釈されるものではない。

図１及び図２は、例示的な実施形態に係る透過光学系の検査装置を示す概略図である。

図１及び図２を参照すると、透過光学系の検査装置１００（以下、「検査装置」と略称する。）は、光源１１０と、ダミー構造物１２０と、画像取得機器１５０とを含むことができる。例示的な実施形態によると、検査対象体１３０は、画像取得機器１５０とダミー構造物１２０との間に位置することができる。

一部の実施形態において、画像取得機器１５０は、レンズ１４０と撮像部１５５とを含むことができる。図１及び図２に示すように、光源１１０から垂直方向にダミー構造物１２０、検査対象体１３０、レンズ１４０および撮像部１５５を順次配置することができる。

検査対象体１３０は、光源１１０とレンズ１４０との間に位置することができる。例示的な実施形態において、検査対象体１３０は、フィルム状の形を有することができ、透過光学系の検査装置１００により不良の検出が可能な透明性、透過性を有することができる。

検査対象体１３０は、例えば、ＯＬＥＤ装置、ＬＣＤ装置などに挿入される光学フィルムを含むことができる。検査対象体１３０は、例えば、偏光板、リターダ、エンキャプセレーションフィルム、ウィンドウフィルム、保護フィルムなどを含むことができる。一部の実施形態において、検査対象体１３０は、タッチセンサーフィルムを含むこともできる。

検査対象体１３０は、例えば、水平方向に沿ってレンズ１４０と光源１１０との間で移動しながら検査を受けることができる。一部の実施形態において、検査対象体１３０を巻き取りながら移動させるローラーを検査対象体１３０の両端部に配置することができる。

例示的な実施形態によると、光源１１０と検査対象体１３０との間にダミー構造物１２０が配置され、光源１１０から照射された光が、順次にダミー構造物１２０および検査対象体１３０を透過することができる。

検査対象体１３０を透過した光は、レンズ１４０から収集され、この後、画像取得機器１５０の撮像部１５５により映像または画像を具現することができる。画像取得機器１５０は、例えば、ＣＣＤカメラなどの撮影装置を含むことができる。一部の実施形態では、検査対象体１３０の実質的な全面積を均一に検査するために、ラインスキャン（line scan）カメラを用いることができる。

図１に示すように、画像取得機器１５０またはレンズ１４０の焦点は、ダミー構造物１２０および撮像部１５５上に形成され得る。検査対象体１３０が凹凸や突起などの不良なしに実質的に平坦な表面を有する場合には、検査対象体１３０からダミー構造物１２０に含まれるパターン形状を実質的に一定に連続して撮影することができる。

ダミー構造物１２０の材質は、特に制限されず、例えば、ガラスまたは樹脂フィルムであってもよい。例示的な実施形態において、ダミー構造物１２０は、内部にラインパターンを含むことができる。例えば、ダミー構造物１２０は、陰刻または陽刻印刷されたラインパターンを含むことができる。一部の実施形態において、ダミー構造物１２０は、陰刻または陽刻印刷された格子パターンあるいはメッシュ（mesh）パターンを含むことができる。

図２に示すように、検査対象体１３０は、その表面に不良として凹凸１３５を含むことがある。この場合には、画像取得機器１５０により、凹凸１３５によって歪曲・変形されたダミー構造物１２０のパターン画像を取得し得る。

例示的な実施形態によると、凹凸１３５により発生する光屈折または光回折によって発生するダミー構造物１２０に含まれるパターン（例えば、ラインパターンまたは格子パターン）の歪曲または変形画像を取得し得る。

例えば、図２に示すように、凹凸１３５が含まれた領域で光経路が折れ曲がり、レンズ１４０を通過した光の焦点が撮像部１５５の前に形成され、撮像部１５５では光が分散され得る。このため、図１から取得した画像と比較して、ダミー構造物１２０に含まれるパターンの画像が歪曲されるか、又は画像の明るさの変化が顕著に発生し得る。

これにより、一般的な透過光学系の検査装置から検出されない微細凹凸、微細突起などの不良を高解像度で検出することができる。

一部の実施形態において、画像取得機器１５０は、コンピューティング装置のような制御部と結合し、前述の検査工程を自動化して行うことができる。

図１及び図２に示すように、レンズ１４０は、画像取得機器１５０内に実質的に単一の装置あるいは単一の機器内に一体化することもできる。または、レンズ１４０は、画像取得機器１５０と物理的に分離して独立に配置することもできる。

図３及び図４は、比較例による透過光学系の検査装置を示す図である。図１及び図２と実質的に同一の構成及び／又は構造については、同一の参照符号を付し説明を省略する。

図３及び図４を参照すると、比較例による透過光学系の検査装置１０５では、光源１１０から検査対象体１３０に直接に光が照射される。検査対象体１３０を透過した光は、レンズ１４０から収集され、画像取得機器１５０によって検査対象体１３０の画像を直接撮影することができる。

図３に示すように、検査対象体１３０が凹凸を含まず、実質的に平坦な表面を有する場合には、焦点が検査対象体１３０および撮像部１５５に形成され、検査対象体１３０の表面映像または画像を直接撮影することができる。

図４に示すように、検査対象体１３０が凹凸１３５を含む場合には、凹凸１３５の高さの差により発生する微細なデフォーカス（defocus）によって、凹凸領域の明るさの差が生じ得る。しかし、前記明るさの差だけで凹凸１３５を判別することは実質的に困難である。また、凹凸１３５の高さが焦点深度よりも小さい場合、微細な明るさの差で凹凸１３５を検出することは、実質的に実現しにくい。

これに対して、同一の凹凸１３５を含む検査対象体１３０に対して、例示的な実施形態に基づいて検査した場合には、図２に示すように、明るさの差とともにパターンの歪曲が明確に撮影され、凹凸１３５の検出可能性を大幅に向上させることができる。これにより、検査対象体１３０の中で不良品を容易に判定することができる。

なお、一般的な反射光学系の検査装置を用いる場合には、凹凸による反射角度の変化から凹凸を検出することができる。しかし、前記反射光学系は、ターゲットの細かい震えにより受光量の変化およびデフォーカスが発生し、振動が相対的に大きいロール・ツー・ロール（Roll to Roll）方式の工程には適用し難い。

これに対して、本発明の例示的な実施形態に係る透過光学系の検査装置は、焦点の位置がダミー構造物上に位置するので、ロール・ツー・ロール工程の振動環境および受光量の変化から自由である。これにより、安定した高信頼性の凹凸検査を実現することができる。

図５及び図６は、一部の実施形態に係る透過光学系の検査装置を示す図である。

図５及び図６を参照すると、光の照射方向は、検査対象体１３０の移動方向（例えば、水平方向）と斜めに傾斜し得る。例えば、前記光の照射方向は、検査対象体１３０の移動方向と約３０〜６０度（°）の範囲の鋭角を形成することができる。前記角度の範囲は、単なる例示に過ぎず、検査対象体１３０の厚さ、材質、凹凸形状などによって適宜変更することができる。

前記光の照射方向は、光源１１０と画像取得機器１５０との間の仮想の延長線の方向を意味し得る。

図５に示すように、検査対象体１３０上に凹凸、突起などの不良が存在せず、実質的に検査対象体１３０が平坦な表面を有する場合、焦点は、ダミー構造物１２０および撮像部１５５上で形成され得る。

しかし、図６に示すように、検査対象体１３０が凹凸１３５を含む場合には、光の屈折等により撮像部１５５上に形成された焦点がずれる。これにより、ダミー構造物１２０の画像が歪曲され得、前記歪曲された画像から凹凸１３５の存在を判別することができる。

また、光の照射方向を検査対象体１３０に対して傾斜して形成することにより、パターン画像の歪曲程度をより増加させることができる。

一部の実施形態では、凹凸１３５の形態および頻度に応じて、ダミー構造物１２０に含まれるパターンの幅や間隔、及び／又は光照射方向の傾斜角を変更し、検出解像度または効率性を向上させることができる。

図７は、比較例による透過光学系の検査装置、及びそれから取得した映像を示す図である。例えば、図７は、比較例による検査装置において、凹凸１３５を含む検査対象体１３０に対して斜光を照射して取得した検査対象体１３０の画像を含んでいる。

図７を参照すると、凹凸１３５の形状が直接撮影されるので、画像取得機器１５０の限界解像度を超えた微細凹凸の場合には、実質的に検出されないことがある。例えば、図７の点線の丸で囲っている領域の凹凸１３５は、実質的に検出が不可能である。

図８ａ、図８ｂ及び図８ｃは、例示的な実施形態に係る透過光学系の検査装置から取得した映像を示す図である。

図８ａ及び図８ｂを参照すると、同じ凹凸１３５を含む検査対象体１３０に対して例示的な実施形態に基づいて検査した場合には、ダミー構造物１２０に含まれるパターンの歪曲（点線の丸の領域）または明るさの差が明確に撮影され、凹凸１３５の検出可能性を大幅に向上させることができる。

また、図８ｃを参照すると、図６で説明したように、光照射方向を傾斜して形成する場合には、パターンの歪曲および明るさの差をより顕著に撮影することができる。したがって、前記画像に対応する領域において、検査対象体に凹凸などの不良が含まれていることを予測できる。

Claims

検査対象体に光を照射する光源と、
前記検査対象体と前記光源との間に配置され、所定の形状のパターンを含むダミー構造物と、
前記ダミー構造物および前記検査対象体を通過した光を受容して撮像を行い、レンズおよび撮像部を含む画像取得機器と、を含み、
前記光源、前記ダミー構造物、前記検査対象体及び前記画像取得機器は、一直線に沿って順次配置され、前記レンズを介して前記ダミー構造物上に光の焦点が形成される、透過光学系の検査装置。
前記検査対象体は凹凸を含む、請求項１に記載の透過光学系の検査装置。
前記ダミー構造物は、ラインパターンまたは格子パターンを含む、請求項２に記載の透過光学系の検査装置。
前記画像取得機器により、前記凹凸によって歪曲された前記ラインパターンまたは前記格子パターンの画像が撮影される、請求項３に記載の透過光学系の検査装置。
前記画像取得機器により、前記凹凸に対応する領域で明るさの差が発生した前記ラインパターンまたは前記格子パターンの画像が撮影される、請求項３に記載の透過光学系の検査装置。
前記ダミー構造物、前記凹凸及び前記レンズを通過した光の焦点は、前記撮像部でずれる、請求項２に記載の透過光学系の検査装置。
前記光源は、前記検査対象体の移動方向に対して鋭角に傾斜して光を照射する、請求項１に記載の透過光学系の検査装置。
凹凸を含む検査対象体および所定のパターンを含むダミー構造物を用意するステップと、前記ダミー構造物及び前記検査対象体を順次透過するように光を照射するステップと、前記検査対象体を透過した光を収集して前記パターンの画像を取得するステップとを含む、フィルムの欠陥検査方法。
前記凹凸に対応する前記ダミー構造物の領域における前記パターンの歪曲された画像または明るさの差によって前記凹凸を検出するステップをさらに含む、請求項８に記載のフィルムの欠陥検査方法。