KR101396460B1 - Ito필름 패턴 검사장치 및 그 검사방법 - Google Patents

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김철수
손영택
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세광테크 주식회사
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Abstract

본 발명은 양면에 보호필름이 부착되어 있는 ITO필름의 패턴을 검사하기 위한 검사장치 및 그 검사방법에 관한 것으로, ITO필름의 양면에 부착된 보호필름의 오염이나 손상에도 불구하고 ITO필름의 전도성 패턴을 깨끗한 영상으로 나타내어 보다 정확한 검사를 수행할 수 있는 ITO필름의 투명 전도성 패턴을 검사하는 검사장치 및 그 검사방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 이를 위해, 본 발명에 따른 검사장치는 상기 ITO필름이 삽입될 수 있도록 적어도 일부의 상부가 개방된 개구를 갖는 용기형상의 투명 저장조와, 상기 저장조에 수용되는 검사액체와, 상기 ITO필름을 상기 개구를 통해 상기 저장조에 삽입하거나 인출할 수 있는 ITO필름 이송부와, 상기 ITO필름의 판면에 가로방향으로 빛을 조사하여 상기 ITO필름의 전도성 패턴을 촬상하는 촬상부를 포함한다.

Description

ITO필름 패턴 검사장치 및 그 검사방법{Apparatus for inpection of ITO film pattern and inspection method thereof}
본 발명은 양면에 보호필름이 부착되어 있는 ITO(Indium Tin Oxide)필름의 패턴을 검사하기 위한 검사장치 및 그 검사방법에 관한 것이다.
최근 스마트폰이나 태블릿 PC 등과 같은 모바일 기기나, 노트북, PC, 평판 TV 등에 적용되는 다양한 크기의 디스플레이에는 전극기판용이나 터치스크린용으로 투명한 ITO필름이 채용되고 있다.
ITO필름에는 투명 전도성 패턴이 형성된다. 이러한 ITO필름의 패턴이 제대로 형성되어 있는지를 검사하기 위해 회로검사가 시행되지만, 회로검사에서 정상으로 판정되더라도 패턴 라인에 식각용액이 튀었거나 하는 등의 영향으로 패턴의 라인 폭이 협소해지거나 패턴에 원하지 않는 라인이 형성되었을 수 있다. 이러한 불량은 ITO필름이 휘었을 때 기기의 고장을 일으키는 원인이 된다.
그래서 ITO필름은 회로검사뿐만 아니라 패턴을 촬상하여 영상으로 검사하는 공정이 진행된다. 그런데 ITO필름은 추후 공정에서 외부 유리 기판에 깨끗하게 부착되어야 하기 때문에 아무런 보호 없이 패턴을 검사하는 공정을 실시할 수 없다. 보호 없이 패턴검사를 진행한다면 ITO필름에 먼지 같은 불순물이 붙거나 미세한 스크래치가 형성될 수 있기 때문이다. 그래서 ITO필름의 패턴을 안전하게 검사하기 위해, ITO필름의 양면에 투명 보호필름을 부착한 상태에서 ITO필름의 패턴을 검사한다.
그러나 이 보호필름에도 ITO필름의 이송 시에 불가피하게 먼지 같은 불순물이 붙거나 스크래치가 형성될 수 있다. 이러한 보호필름의 불순물이나 스크래치는 ITO필름에 빛을 조사하여 ITO필름의 패턴을 영상으로써 정상여부를 판단하는데 방해가 된다.
본 발명의 목적은 ITO필름의 양면에 부착된 보호필름의 오염이나 손상에도 불구하고 ITO필름의 전도성 패턴을 깨끗한 영상으로 나타내어 보다 정확한 검사를 수행할 수 있는 ITO필름의 투명 전도성 패턴을 검사하는 검사장치 및 그 검사방법을 제공하는 것이다.
상기 본 발명의 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 양면에 보호필름이 부착되어 있는 ITO필름의 전도성 패턴 검사장치는 상기 ITO필름이 삽입될 수 있도록 적어도 일부의 상부가 개방된 개구를 갖는 용기형상의 투명 저장조와, 상기 저장조에 수용되는 검사액체와, 상기 ITO필름을 상기 개구를 통해 상기 저장조에 삽입하거나 인출할 수 있는 ITO필름 이송부와, 상기 저장부에 삽입된 상기 ITO필름의 상면에 빛을 조사하여 상기 ITO필름의 전도성 패턴을 촬상하는 촬상부를 포함한다.
여기서, 상기 촬상부는 상기 ITO필름의 일면을 향하여 빛을 조사하며, 상기 ITO필름의 타면 측에는 검은색의 배경판이 배치되는 것이 상기 ITO필름의 전도성 패턴의 선명도를 높일 수 있어 바람직하다.
그리고 상기 촬상부는 상기 ITO필름을 촬상하는 촬상기를 복수 개 가지며, 상기 촬상기들은 상기 ITO필름을 분할하여 촬상하는 것이 상기 ITO필름을 고속으로 검사할 수 있어 바람직하다.
또한, 상기 촬상부는 조리개 값을 조절할 수 있는 촬상기를 가지며, 상기 촬상기는 낮은 조리개 값에서 높은 조리개 값으로 점진적으로 증가시키면서 상기 ITO필름에 초점을 맞추는 것이 상기 ITO필름의 전도성 패턴을 명확하게 인식하는데 유리하다.
한편, 상기 촬상부가 조사하는 상기 빛은 자외선인 것이 상기 ITO필름의 전도성 패턴을 명확하게 촬상하는데 유리하다.
본 발명에 따른 양면에 보호필름이 부착되어 있는 ITO필름의 전도성 패턴 검사방법은 상기 ITO필름을 검사액체가 수용되어 있는 저장조에 침지하는 단계와, 상기 ITO필름의 상면에 빛을 조사하여 상기 ITO필름의 전도성 패턴을 촬상하는 단계와, 상기 ITO필름을 상기 저장조로부터 인출하는 단계를 포함한다.
본 발명은 ITO필름의 양면에 부착된 보호필름의 오염이나 손상에도 불구하고 ITO필름의 투명 전도성 패턴을 깨끗한 영상으로 나타내어 보다 정확한 검사를 수행할 수 있다.
도 1은 ITO필름의 양면에 보호필름이 부착된 ITO필름 검사체의 단면도이고,
도 2는 본 발명에 따른 ITO필름 전도성 패턴 검사장치를 나타낸 개략도이고,
도 3은 본 발명에 따른 ITO필름의 전도성 패턴 검사방법을 나타낸 순서도이며,
도 4 (A), (B)는 각각 ITO필름 검사체를 검사액체가 수용되어 있는 저장조에 삽입하지 않은 상태에서 촬상한 사진과, 저장조에 삽입된 상태에서 촬상한 사진을 나타낸 것이다.
도 1은 ITO필름의 양면에 보호필름이 부착된 ITO필름 검사체의 단면도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, ITO필름(11)의 양면에는 투명의 보호필름(12)이 부착된다. ITO필름(11)에 보호필름(12)이 부착되는 이유는 ITO필름(11)이 추후 공정에서 외부 유리 기판에 부착되어야 하는데, 그 이전에 이송되는 과정 및 패턴검사과정에서 표면에 불순물이 붙거나 스크래치가 발생하는 것을 방지하기 위함이다.
또한, ITO필름(11)의 일면에는 후공정에서 외부 유리 기판과의 부착에 필요한 광학접착제(Optically Clear Adhesive: OCA층)가 도포되므로, OCA층에 불순물의 흡착을 방지하기 위하여 투명필름과 같은 보호막으로 덮어두는 것이 바람직하다. 이하에서 설명의 편의상 ITO필름(11)에 도포되는 OCA층에 대한 설명은 생략한다.
한편, ITO필름(11)의 양면에 부착된 보호필름(12)에도 이송과정 중에 불순물이 붙거나 스크래치가 발생할 수 있다. 이러한 오염이나 스크래치는 ITO필름(11)의 투명 전도성 패턴을 영상으로 획득하여 검사하는데 정상적인 패턴과 혼동을 일으킬 수 있어 방해요소가 된다.
도 2는 본 발명에 따른 ITO필름 전도성 패턴 검사장치를 나타낸 개략도이다. 도 2에서 볼 수 있는 바와 같이, ITO필름 검사체(10)는 높이방향으로 기립된 상태로 검사액체(21)가 수용되어 있는 투명의 저장조(20)에 침지된다. 저장조(20)는 직육면체 형상을 비롯한 다양한 형상으로 마련될 수 있으며, 상부에 ITO필름 검사체(10)가 삽입될 수 있는 개구가 적어도 일부분에 형성되어 있다.
ITO필름 검사체(10)는 이송부(30)에 의해 상하의 높이방향 및 전후 및/또는 좌우방향으로 이동가능하며, 이에 따라 저장조(20)에 수용되는 피검사위치 또는 저장조(20)로부터 이탈된 탈검사위치 간을 이동할 수 있다. 이송부(30)는 ITO필름 검사체(10)를 파지하는 파지부(32)와, 파지부(32)와 연결되어 ITO필름 검사체(10)를 상하, 전후, 좌우방향으로 이동할 수 있는 이동부(31)로 구성된다. 이에 따라 ITO필름 검사체(10)는 저장조(20)의 전후 외벽과의 사이에 검사액체(21)가 채워져 일정한 간격을 유지한다.
도 2에는 파지부(32)가 ITO필름 검사체(10)의 둘레부의 상단부를 파지하는 것으로 도시하였으나, 상단부의 복수 개소나, 좌우의 측단부의 하나 또는 복수 개소나, 또는 상단부와 측단부의 양측의 하나 또는 복수 개소를 파지할 수도 있다.
또한 저장조(20)의 내부 일측에는 수용되는 ITO필름 검사체(10)의 파지부(32)에 파지되지 않은 둘레부의 일단부를 고정하기 위한 걸림 홈 등을 갖는 미도시한 고정부를 마련할 수 있다.
저장조(20)의 검사액체(21)는 ITO필름 검사체(10)의 표면을 둘러싸면서 보호필름(12)에 형성된 스크래치를 메우거나 불순물을 탈거시키는 역할을 한다. 검사액체(21)는 ITO필름(11)에 손상을 입히지 않을 정도, 가령 투명 전도성 패턴에 대한 내부식성을 갖는 낮은 반응성을 가진 비활성액체류이면서 투명한 속성을 갖는 것으로 마련되는 것이 바람직하다. 그리고 물보다 비중이 높고 무색, 무취, 무미의 불소계 액체가 사용될 수 있으며, 3M사의 Fluorinert라는 상표명의 전자기기용 액체(Electronic Liquid)를 사용할 수도 있다. 또한 검사액체(21)는 ITO필름(11)에 도포된 OCA층을 손상시키지 않는 속성을 가지며, 저장조(20)에서 인출시 ITO필름 검사체(10)에 액체(20)의 잔류량이 적은 속성을 갖는다.
이러한 검사액체는 1기압에서 끓는점(Boiling Point)이 80 내지 155℃이고, 유동점(Pour Point)은 -100 내지 -50℃이고, 25℃에서 증기압(Vapor Pressure)은 432 내지 1440파스칼이고, 밀도(Density)는 1750 내지 1850kg/m3이고, 부피팽창계수(Coefficient of volume expansion)는 0.0012 내지 0.0014℃-1이고, 비저항(Volume resistivity)은 10n(n=13 내지 15)ohm cm인 값으로 마련되는 것이 바람직하다.
한편, 저장조(20)의 일면 외측에는 검은색의 배경판(23)이 설치되어 있다. 이러한 낮은 명도의 배경판(23)은 식별성과 선명도가 높은 ITO필름(11) 패턴 영상을 얻을 수 있게 한다. 저장조(20)의 일면과 배경판(23)은 서로 접촉되지 아니하고 이격될 수도 있다. 이와 달리 검은색 배경판(23)은 저장조(20)의 일면 내측에 설치될 수 있거나, 또는 검은색 배경판(23)을 설치하지 아니하고 저장조(20)의 일면을 검은색을 갖도록 마련할 수도 있다.
저장조(20)를 사이에 두고, 배경판(23)과 대향하는 측에는 촬상부(100)가 마련된다. 촬상부(100)는 빛을 발하는 광조사부(120)와, 광조사부(120)에서 발하는 빛을 ITO필름 검사체(10)의 상면을 향해 반사하는 반사판(125)을 갖는다. 그리고 반사판(125)과 ITO필름 검사체(10) 사이에는 조사되는 빛의 초점, 조도 등을 조정하기 위한 광학적 렌즈들이 배치될 수 있다.
여기서, 광조사부(120)에서 발하는 빛은 자외선인 것이 ITO필름(11)의 투명 전도성 패턴을 보다 명확히 나타내는데 유리하다. 이는 자외선의 파장이 10 내지 400nm이고 패턴의 폭도 이와 유사한 300 내지 400nm로 마련되기 때문에, 빛의 파장과 패턴 폭의 상관관계로서 패턴의 영상을 보다 선명하게 마련할 수 있다.
제어부(130)는 광조사부(120)의 빛의 세기, 파장 및 색상 등을 적절히 조절한다.
또한 촬상부(100)는 광조사부(120)에 의해 나타나는 ITO필름(11)의 투명 전도성 패턴을 촬상하는 촬상기(110)를 갖는다. 여기서, 촬상기(110)의 촬상방향은 광조사부(120)로부터 발한 빛이 ITO필름 검사체(10)로 향하는 진행방향과 같은 방향을 향하도록 마련되는 것이 바람직하다. 한편, ITO필름 검사체(10)의 판면에 대해, 추가의 광원을 마련하여 다양한 각도로 빛이 조사되도록 할 수도 있다.
촬상기(110)는 CCD(Charge Coupled Device) 이미지센서, CMOS 이미지 센서 등을 갖는 카메라로 구현될 수 있다.
또한 촬상기(110)는 ITO필름 검사체(10)의 전체 면적을 크기의 대소에 따라 적당히 분할된 영역, 가령 가로X세로 = 5X10 또는 10X20 등으로 영역을 나누어서 각 영역을 개별적으로 촬상할 수 있도록 복수 개로 마련되는 것이 바람직하다. 이렇게 복수 개로 마련된 촬상기(110)는 한번에 ITO필름 검사체(10) 전체 면적을 촬상할 수 있다. 또는 복수의 촬상기(110)를 선형의 대열로 마련한 후 가로 및/또는 세로방향으로 이동시키면서 ITO필름 검사체(10) 전체 면적을 촬상할 수도 있다.
여기에서 복수의 촬상기(110) 각각에는 그에 대응하여 별도의 광조사부가 마련되거나 공통의 광조사부(120)가 마련될 수 있으며, 광조사부(120)를 제어하는 제어부도 각각 별도로 마련되거나 공통의 제어부(130)로 마련될 수 있다.
이에 따라 복수의 촬상기(110)로 촬상된 영상을 처리하여 ITO필름(11)의 투명 전도성 패턴에 대한 고속 검사가 가능하다.
한편, ITO필름(11)에 형성되어 있는 투명 전도성 패턴을 보다 명확하게 촬상하기 위해, 촬상기(110)에서 광학부의 초점을 ITO필름 검사체(10) 부분에 알맞게 맞추는 것이 중요하다. 이러한 촬상기(110)의 초점은 일단 낮은 조리개값(f number, f값)에서 시작하여 점진적으로 높은 조리개값으로 변경하면서 초점거리를 조절하는 것이 바람직하다. 이와 반대로 조리개값을 변경하면서 ITO필름(11)의 투명 전도성 패턴에 맞출 수도 있다. 이는 얕은 심도에서부터 초점거리를 조절하거나 또는 그와 반대로 조절하는 것이기 때문에 ITO필름(11)의 패턴을 보다 명확하게 촬상하는데 도움이 된다.
가령, ITO필름 검사체(10)를 구성하는 ITO필름(11)의 두께는 수 십 내지 수 백 마이크로미터 내외이고, 그 양면에 부착되어 있는 보호 필름(12)의 두께도 역시 수 십 내지 수 백 마이크로미터 내외이므로, ITO필름 검사체(10) 전체의 두께는 수 십 내지 수 백 마이크로미터로서 매우 미소한 값이다. 따라서 촬상기(110)의 광학부에서의 조리개값을 매우 낮게, 가령 f값을 f≤1, 또는 f=0.95, 0.9, 0.85, 0.8 등으로 조절하여 초점이 맞는 심도 범위를 ITO필름 검사체(10)의 두께 범위인 수십 내지 수백 마이크로미터 이내에 맞추도록 한다. 이에 따라 ITO필름 검사체(10)에 밀착되는 투명 속성을 갖는 검사액체(21)와 투명 저장조(20)의 표면에 대한 영상을 배제하여 촬상할 수 있다.
한편, 저장조(20)는 설치면에 대하여 거의 수직으로 기립되는 것으로 도시되어 있으나, 이는 예시적인 것으로 필요에 따라 저장조(20)가 설치면과 경사방향으로 기립된 상태에서도, 촬상부(100)는 저장조(20)에 침지된 ITO필름 검사체(10)의 영상을 명확하게 촬상할 수 있도록 ITO필름 검사체(10)의 판면에 대해 수직방향으로 이격되어 배치될 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 ITO필름의 전도성 패턴 검사방법을 나타낸 순서도이다. 도 3에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 검사방법은 ITO필름 검사체(10)를 검사액체(21)가 수용된 투명 저장조(20)에 침지하는 단계(S1)와, ITO필름 검사체(10)에 빛을 조사하여 ITO필름(11)의 전도성 패턴을 촬상하는 단계(S2) 및 ITO필름 검사체(10)를 저장조로부터 인출하는 단계(S3)로 이루어진다.
ITO필름 검사체(10)를 이루는 ITO필름(11)과 보호필름(12)의 구성과, ITO필름 검사체(10)가 침지되는 투명 저장조(20) 및 검사액체(21)의 구성 및 ITO필름 검사체(10)를 이송하는 이송부(30)에 대한 구성 등은 앞에서 상세히 설명하였으므로, 반복적인 서술을 줄이면서 검사방법의 설명에 필요한 한도에서 서술한다.
먼저 ITO필름(11)양면에 보호필름(12)을 부착하여 ITO필름(11)의 투명 전도성 패턴을 검사할 수 있도록 ITO필름 검사체(10)를 마련한다.
그리고 ITO필름 검사체(10)를 검사액체(21)가 수용되어 있는 저장조(20)에 침지시킨다(S1). 저장조(20)의 검사액체(21)는 ITO필름 검사체(10)의 표면을 둘러싸면서 보호필름(12)에 형성된 스크래치를 메우거나 불순물을 탈거시키는 역할을 한다. ITO필름 검사체(10)는 파지부(32)와 이동부(31)로 구성된 이송부(30)에 의해 승강운동 및 수평 이동할 수 있다.
이렇게 ITO필름 검사체(10)가 검사액체(21)에 침지된 상태에서, 광조사부(120)는 ITO필름 검사체(10)의 판면에 대해 수직방향에서 빛을 조사하며, 촬상기(110)는 ITO필름(11)의 전도성 패턴을 촬상한다(S2).
이에 따라 촬상된 영상에는 ITO필름(11) 양면에 부착된 보호필름(12)의 요철이나 스크래치가 나타나지 않으므로, ITO필름(11)의 투명 전도성 패턴을 명확하게 식별할 수 있다. 촬상된 영상은 영상출력장치로 전송되며, 작업자 또는 프로그램을 포함한 제어부에 의해 정상 또는 불량이 판별된다.
이때, ITO필름(11)에 조사되는 빛은 자외선인 것이 좋다. 자외선은 ITO필름(11)의 투명 전도성 패턴을 보다 명확히 나타내는데 유리하다.
다음으로, ITO필름 검사체(10)를 상방 이동시켜 검사액체(21)로부터 인출한다(S3). 인출된 ITO필름 검사체(10)는 검사장치로부터 이탈되며, 다음 순번의 ITO필름 검사체(10)가 검사장치로 이송된다. 그리고 계속해서 상술한 3단계의 검사방법대로 ITO필름(11)의 투명 전도성 패턴 검사가 진행된다.
또한 S3 과정에서 저장조(20)로부터 ITO필름 검사체(10)를 인출한 이후, ITO 필름 검사체(10)에 소량으로 잔류한 액체(21)를 건조하는 과정을 실시할 수 있다. 이러한 건조 과정은 자연 건조 또는 강제 건조로 수행될 수 있으며, 미도시한 빛, 열, 바람 등을 이용하는 다양한 건조 기구를 더 포함할 수 있다.
도 4 (A), (B)는 각각 ITO필름 검사체를 검사액체가 수용되어 있는 저장조에 삽입하지 않은 상태에서 촬상한 사진과, 저장조에 삽입한 상태에서 촬상한 사진을 나타낸 것이다(밝은 색 부분이 전도성 투명 패턴임). 이러한 검사액체에의 적용 유무 비교사진에서 볼 수 있듯이, 검사액체(21)를 적용하지 않은 경우에는 다수의 미세한 불순물들에 의해 패턴 영상이 어둡고 불명확하게 나타나는 반면에, 검사액체(21)가 든 저장조(20)에 삽입한 경우에는 불순물들이 배제되어 비교적 명확하고 선명한 패턴 영상을 얻을 수 있다.
10: ITO필름 검사체 11: ITO필름
12: 보호필름 20: 저장조
21: 검사액체 23: 배경판
30: 이송부 31: 이동부
32: 파지부 100: 촬상부
110: 촬상기 120: 광조사부
125: 반사판 130: 제어부
S1: 침지단계 S2: 촬상단계
S3: 인출단계

Claims (6)

  1. 양면에 보호필름이 부착되어 있는 ITO필름의 전도성 패턴 검사장치에 있어서,
    상기 ITO필름이 삽입될 수 있도록 적어도 일부의 상부가 개방된 개구를 갖는 용기형상의 투명 저장조와;
    상기 저장조에 수용되는 검사액체와;
    상기 ITO필름을 상기 개구를 통해 상기 저장조에 삽입하거나 인출할 수 있는 ITO필름 이송부와;
    상기 저장조에 삽입된 상기 ITO필름의 상면에 빛을 조사하여 상기 ITO필름의 전도성 패턴을 촬상하는 촬상부를 포함하는 것을 특징으로 하는 ITO필름 패턴 검사장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 촬상부는 상기 ITO필름의 일면을 향하여 빛을 조사하며, 상기 ITO필름의 타면 측에는 검은색의 배경판이 배치되는 것을 특징으로 하는 ITO필름 패턴 검사장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 촬상부는 상기 ITO필름을 촬상하는 촬상기를 복수 개 가지며, 상기 촬상기들은 상기 ITO필름을 분할하여 촬상하는 것을 특징으로 하는 ITO필름 패턴 검사장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 촬상부는 조리개 값을 조절할 수 있는 촬상기를 가지며, 상기 촬상기는 낮은 조리개 값에서 높은 조리개 값으로 점진적으로 증가시키면서 상기 ITO필름에 초점을 맞추는 것을 특징으로 하는 ITO필름 패턴 검사장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 촬상부가 조사하는 상기 빛은 자외선인 것을 특징으로 하는 ITO필름 패턴 검사장치.
  6. 양면에 보호필름이 부착되어 있는 ITO필름의 전도성 패턴 검사방법에 있어서,
    상기 ITO필름을 검사액체가 수용되어 있는 투명 저장조에 침지하는 단계와;
    상기 ITO필름의 상면에 빛을 조사하여 상기 ITO필름의 전도성 패턴을 촬상하는 단계와;
    상기 저장조로부터 상기 ITO필름을 인출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 ITO필름 패턴 검사방법.
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