KR101434965B1 - 두께 측정 시스템 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 두께 측정 시스템 및 그 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세히는 측정대상 패널의 표면 균일도를 판단하기 위한 근거로 사용되는 측정대상 패널의 두께를 정확히 측정할 수 있도록 하는 두께 측정 시스템 및 그 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, SLD와 같은 복수 파장대역의 레이저광을 이용하여 측정대상 패널로 조사하고 상기 측정대상 패널의 상면과 하면을 통해 각각 반사된 광의 간섭패턴으로부터 주파수 성분을 검출하여 상기 주파수 성분으로부터 두께를 수나노미터(㎚)정도까지 정밀하게 측정할 수 있어, 시스템 구성 비용을 크게 절감하는 동시에 기존과 같이 두께 측정을 위한 입사각 조절과 같은 복잡한 위치조정이 요구되지 않아 두께 측정에 대한 정밀도 및 신뢰도를 크게 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

두께 측정 시스템 및 그 방법{System and method for measuring thickness}
본 발명은 두께 측정 시스템 및 그 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세히는 측정대상 패널의 표면 균일도를 판단하기 위한 근거로 사용되는 측정대상 패널의 두께를 정확히 측정할 수 있도록 하는 두께 측정 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
현재 TFT-LCD, PM-OLED, AM-OLED 등의 디스플레이 패널은 기판을 제조하는 공정, 기판을 박형화(Slimming)하는 공정, 단위 셀(Cell)을 모듈화하는 공정 등을 거쳐 제조된다.
이러한 공정 중에서 디스플레이 패널의 박형화(Slimming) 공정은 TFT-LCD, AM-OLED, PM-OLED 등의 FPD(Flat Panel Display) 패널을 얇게 만드는 공정 기술로 TFT-LCD의 경우 TFT 기판(0.5mm)과 Color Filter 기판(0.5mm)이 합착된 유리 기판 패널(1mm)의 두께를 1mm 이하로 식각해 내는 공정을 일컫는다.
최근 중소형 모바일 기기뿐만이 아닌 넷북(Net Book), 타블렛 PC(Tablet PC), 노트 PC(Note PC) 등에 대한 박형화 요구가 급증하고 있으며, 또한 모니터 및 대형 TV의 폭발적인 수요와 함께 제품의 차별화 및 고부가가치를 위해 대형 디스플레이 제품에도 초경량화, 초박형(초슬림)화에 대한 요구가 끊임없이 이어지고 있다.
이러한 요구에 따라 디스플레이 패널의 초박형화의 기술은 점점 고도화되고 있으나, 이러한 초박형화 기술을 통해 디스플레이 패널을 슬림하게 구현하더라도 결국 핵심적 성능 평가의 기준은 표면 품질 및 두께 균일도에 따른 제품 신뢰성 및 이에 따른 수율이 보장되어야 그 의미가 있다.
디스플레이 패널의 표면 균일도 저하는 주로 표면굴곡(Waveness) 현상에 의한 것이며, 상기 표면굴곡 현상은 FPD용 패널의 슬리밍 공정에서 불산용액의 화학반응에 의해 굴곡이 발생하는 것으로서, 이에 따른 표면 균일도 저하는 측광에 의한 화면흐림 및 디스플레이 휘도를 감소시킨다.
따라서, 신뢰성있는 제품 공급을 위해 디스플레이 패널의 표면굴곡 현상 여부를 정확히 검출하여 불량이 발생한 제품을 가려내는 것을 통해, 고품질의 디스플레이 패널을 제공하는 것이 무엇보다도 중요하다.
그러나, 최근의 초박형화 기술에 따른 디스플레이 패널의 두께에 대한 정확한 검출이 어려워 균일도 평가에 대한 신뢰성이 문제가 되고 있으며, 이러한 균일도 평가의 신뢰성 저하는 제품 신뢰성 저하의 문제로 직결된다.
현재, 박형화 공정을 거친 디스플레이 패널의 두께를 측정할 수 있는 측정기는 기존 마이크로미터를 이용한 접촉식 두께 측정방식이 있으나 패널의 파손우려가 매우 높아, 이를 대체하여 박형화 공정과 연속적으로 이루어지는 비접촉 두께측정방식을 사용한다.
비접촉 두께측정 방식의 일례로 프레넬 렌즈를 통해 입사된 광을 이용한 간섭패턴을 검출하여 평탄도를 측정하는 방식이 있다. 해당 방식은 프레넬 렌즈를 통해 입사된 레이저광이 상판과 하판에 각각 반사되어 형성된 패턴의 간섭정도에 따라 평탄도와 대략적 두께를 측정하는 것으로서, 프레넬 렌즈의 해상도가 낮아 정밀도가 떨어지며 정확한 지점의 절대 두께를 측정하기 어려운 문제점이 있다.
비접촉 두께측정 방식의 다른 일례로 삼각측량법이 있는데, 이러한 방식은 측면에서 소정의 각을 가지도록 레이저 광을 입사시켜, 디스플레이 패널의 상판과 하판에 각각 반사된 광의 변위를 측정하여 두께를 산출한다.
그러나, 해당 방식은 입사각을 정확히 조절해야 하기 때문에 이를 일반 공정에 적용하기가 매우 어려우며, 더욱이 디스플레이 패널이 컨베이어를 통해 이송되는 공정에서 해당 방식은 오차 발생률이 높아 신뢰성이 낮은 문제점이 있다.
이를 개선하기 위한 한국공개특허 2011-0082262에 따르면, 패널의 상면과 하면에 각각 레이저 빔 두께 측정기를 설치하여, 상기 레이저 빔 두께 측정기 사이의 이격거리에서 상기 각 레이저 빔 두께 측정기에 대응되는 상면 및 하면과의 각 이격거리를 빼서 두께를 측정하는 비접촉 두께 측정 방식이 있다.
그러나, 해당 방식 역시 패널의 상단 및 하단에 설치된 레이저 빔 두께 측정기가 일직선상에 배치되는 것이 요구되므로 위치 조정이 정밀하게 이루어져야 하는 문제점 있으며, 해당 위치 조정에 오차가 발생하는 경우 서로 다른 지점을 측정하게 되어 신뢰성이 크게 떨어지는 문제점이 있다.
따라서, 디스플레이 패널의 제작 공정에 적용되어 다른 공정에 이어 연속적으로 두께를 측정하는 동시에 수마이크로 미터(㎛)의 디스플레이 패널에 대한 측량이 신뢰성을 가지고 용이하게 이루어지도록 하는 시스템의 개발이 요구되고 있다.
한국공개특허 제2011-0082262호
상기한 문제점을 해결하기 위하여, 소정 대역 이상의 파장을 가진 레이저광을 측정대상 패널에 조사하여 반사된 광의 간섭패턴에 대한 주파수 분석을 통해 두께를 측정하도록 함으로써, 레이저광의 입사각에 대한 정밀한 조정이 요구되지 않아 연속적인 패널의 공정단계에 용이하게 적용가능하며 임의지점의 절대 두께를 수나노미터(㎚)까지 측정할 수 있도록 하여 정밀도를 크게 향상시킬 수 있는 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 프레넬 렌즈와 같은 고가의 장비가 요구되지 않으며, 일반적인 레이저광을 이용하여 용이하게 두께측정이 이루어지도록 하는 동시에 높은 정밀도의 두께측정이 이루어지도록 하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 두께 측정 시스템은, 측정대상 패널로 복수 대역의 파장을 가지는 레이저광을 조사하는 레이저부와, 상기 레이저부로부터 조사된 광의 일부를 상기 측정대상 패널로 투과시켜 상기 측정대상 패널의 상면 및 하면을 통해 반사된 광을 기설정된 광경로로 반사시키는 빔스플리터부와, 상기 빔스플리터부를 통해 반사된 광을 집광하고, 집광된 광의 간섭패턴을 검출하여 상기 간섭패턴에 대한 주파수 성분을 구하며, 해당 주파수 성분으로부터 상기 측정대상 패널의 두께를 측정하는 검출부를 포함한다.
이때, 상기 검출부는 상기 집광된 광에 대한 스펙트럼 분석을 통해 상기 간섭패턴을 검출하고, 상기 간섭패턴을 푸리에 변환하여 상기 주파수 성분을 구하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 검출부는 상기 스펙트럼을 생성하는 분광계를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
더하여, 상기 간섭패턴은 하기 수학식에 따라 검출되며,
Figure 112013036906079-pat00001
이때, 상기
Figure 112013036906079-pat00002
는 상기 간섭패턴이며, k는 파수(파상수)이며, 상기 S(k)는 잡음성분을 제거하기 위한 가우시안 함수이며, 상기
Figure 112013036906079-pat00003
은 상면의 반사율이며,
Figure 112013036906079-pat00004
은 하면의 반사율이며, ρ는 검출부의 감도이며,
Figure 112013036906079-pat00005
은 상기 빔스플리터부와 상면의 광경로차(이격거리에 대응)이며,
Figure 112013036906079-pat00006
은 상기 빔스플리터부와 하면의 광경로차(이격거리에 대응)인 것을 특징으로 하는 두께 측정 시스템.
이외에도, 상기 검출부는 상기 간섭패턴으로부터 간섭에 의한 주파수 성분을 구하여 기설정된 고유함수 또는 고유상수에 적용하여 두께를 산출하는 것을 특징으로 할 수 있다.
그밖에, 상기 측정대상 패널의 임의 지점으로 상기 레이저부와, 빔스플리터부와 검출부를 이송시키는 이송부를 더 포함하며, 상기 검출부는 상기 측정대상 패널의 복수 지점 각각에 대하여 산출된 두께를 이용하여 상기 측정대상 패널의 균일도를 산출하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 두께 측정 방법은 레이저부가 측정대상 패널로 복수 대역의 파장을 가지는 레이저광을 조사하는 제 1단계와, 빔스플리터부가 상기 레이저부로부터 조사된 광의 일부를 상기 측정대상 패널로 투과시켜 상기 측정대상 패널의 상면 및 하면을 통해 반사된 광을 기설정된 광경로로 반사시키는 제 2단계와, 검출부가 상기 빔스플리터부를 통해 반사된 광을 집광하고, 집광된 광의 간섭패턴을 검출하여 상기 간섭패턴으로부터 주파수 성분을 구하며, 해당 주파수 성분으로부터 상기 측정대상 패널의 두께를 측정하는 제 3단계를 포함한다.
이때, 상기 제 3단계는 상기 검출부가 상기 간섭패턴을 푸리에 변환하여 주파수 성분을 구하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 제 3단계는 상기 검출부가 상기 주파수 성분을 상기 측정대상 패널의 두께와 상기 주파수 성분의 상관관계에 따른 기설정된 고유함수 또는 고유상수에 적용하여 두께를 산출하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따르면, SLD와 같은 복수 파장대역의 레이저광을 이용하여 측정대상 패널로 조사하고 상기 측정대상 패널의 상면과 하면을 통해 각각 반사된 광의 간섭패턴으로부터 주파수 성분을 검출하여 상기 주파수 성분으로부터 두께를 수나노미터(㎚)정도까지 정밀하게 측정할 수 있어, 시스템 구성 비용을 크게 절감하는 동시에 기존과 같이 두께 측정을 위한 입사각 조절과 같은 복잡한 위치조정이 요구되지 않아 두께 측정에 대한 정밀도 및 신뢰도를 크게 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 측정대상 패널의 위치에 관계없이 각 구성이 고정된 상태에서 정밀한 두께측정이 가능하므로 측정대상 패널의 연속적인 제조 공정에 용이하게 적용이 가능하며, 각 구성을 이송시킨 후 별도의 각도 조정이 요구되지 않아 측정대상 패널의 복수 지점에 대한 두께 측정을 통해 균일도를 정확하게 산출할 수 있어 측정대상 패널의 제품 검증에 대한 신뢰성을 보장하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 두께 측정 시스템에 대한 구성도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 두께 측정 시스템에서 디스플레이 패널로 조사된 광의 이동경로를 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 검출부의 집광된 광에 대한 스펙트럼 분석을 통해 검출된 간섭패턴에 대한 그래프.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 패널의 두께에 따라 검출되는 간섭패턴을 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 실시예에 따라 검출된 간섭패턴에 대한 푸리에 변환을 통해 산출된 주파수 성분에 대한 그래프.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 두께 측정 방법에 대한 순서도.
이하, 본 발명에 따른 두께 측정 시스템에 대한 상세 실시예를 도면을 참고로 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 두께 측정 시스템에 대한 구성도로서, 도시된 바와 같이 레이저부(10)와, 빔스플리터부(20)와, 검출부(30)를 포함한다.
우선, 상기 레이저부(10)는 소정 대역 이상의 파장을 가진 광을 상기 빔스플리터부(20)로 조사하며, 상기 빔스플리터부(20)는 상기 레이저부(10)로부터 조사된 광의 일부를 상기 디스플레이 패널(100)로 수직하게 투과시켜 상기 디스플레이 패널(100)로부터 반사된 광의 일부를 검출부(30)가 위치한 경로로 반사시킨다.
상기 검출부(30)는 상기 빔스플리터부(20)에 반사된 광을 집광하여, 집광된 광으로부터 스펙트럼을 검출하고, 해당 스펙트럼을 구성하는 주파수 성분으로부터 디스플레이 패널(100)의 두께를 측정할 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 디스플레이 패널(100)의 두께 측정 시스템의 두께 측정 원리에 대한 상세 실시예를 도시한 도면으로서, 도시된 바와 같이 상기 레이저부(10)로부터 조사된 광(①)의 일부를 상기 빔스플리터부(20)가 상기 디스플레이 패널(100)로 투과시킨다(②).
이때, 상기 레이저부(10)는 SLD(Super Luminescent Diode)와 같은 복수의 파장대역을 가지는 일반적인 레이저를 이용하여 구성할 수 있으며, 이를 통해 시스템 구성 비용을 절감할 수 있다.
상기 빔스플리터부(20)를 투과하여 상기 디스플레이 패널(100)로 도달된 광(②) 중 일부(②´)는 상기 디스플레이 패널(100)의 임의 지점에 상기 디스플레이 패널(100)과 수직하게 조사되어 상면(110)을 통해 반사되며, 도달된 광의 다른 일부(③)는 디스플레이 패널의 매질을 투과하여 하면(120)을 통해 일부(③´)가 반사된다.
상기 빔스플리터부(20)는 상기 상면(110)과 하면(120)을 통해 각각 반사된 광(②´, ③´)을 기설정된 경로로 반사시켜 상기 검출부(30)로 집광되도록 한다.
이때, 상기 디스플레이 패널(100)의 상면(110)과 하면(120)에 각각 도달된 광(②, ③)은 상호 일직선상에 위치할 수 있으며, 이에 따라 광이 반사되는 상기 디스플레이 패널(100)의 상면(110)과 하면(120)의 각 임의 지점(a, b)은 상호 일직선으로 대향되어 상기 각 임의 지점 사이의 이격거리(d)가 상기 디스플레이 패널(100)의 두께가 된다.
상술한 과정에서, 상기 디스플레이 패널(100)의 상면(110)에 반사된 제 1 광(②´)은 상기 디스플레이 패널(100)의 매질을 직접적으로 통과하지 않으므로 파장이 변형되지 않으며, 상기 디스플레이 패널(100)의 하면(120)에 반사된 제 2 광(③´)은 상기 디스플레이 패널(100)의 매질을 통과하여 반사되므로 디스플레이 패널(100)의 두께에 따라 파장변형 정도가 상이해 진다. 이에 따라, 상기 제 2 광(③´)은 상기 디스플레이 패널(100)의 두께가 얇을수록 저주파 특성을 나타내며, 상기 디스플레이 패널(100)의 두께가 두꺼울수록 고주파 특성을 나타낸다.
한편, 상기 디스플레이 패널(100)의 상면(110)과 하면(120)을 통해 반사된 제 1 및 제 2광(②´, ③´)은 상기 빔스플리터부(20)를 통해 기설정된 경로로 반사되어 상기 검출부(30)로 집광되는데, 이때 상기 제 1 광(②´)과 제 2 광(③´)이 상호 간섭하게 된다.
이에 따라, 상기 검출부(30)에는 상기 디스플레이 패널(100)의 상면(110)과 하면(120)에 각각 반사된 제 1 및 제 2 광(②´, ③´)이 서로 간섭하여 혼합된 간섭광(②´+ ③´)이 집광되며, 상기 검출부(30)는 상기 간섭광(②´+ ③´)에 대한 스펙트럼 분석을 통해 간섭패턴을 검출할 수 있다. 이를 위해, 상기 검출부(30)는 분광계를 포함할 수 있다.
도 3은 상기 검출부(30)의 집광된 광에 대한 스펙트럼 분석을 통해 검출된 간섭패턴의 특성에 대한 그래프로서, 상기 간섭패턴은 하기 수학식 1과 같은 특성을 가지며, 디스플레이 패널(100)의 상면(110)에 반사된 제 1 광의 특성에 디스플레이 패널(100)의 하면(120)에 반사된 제 2 광의 특성이 혼합되는 형태로 나타난다.
Figure 112013036906079-pat00007
이때, 상기
Figure 112013036906079-pat00008
는 상기 간섭패턴이며, k는 파수(파상수)이며, 상기 S(k)는 잡음성분을 제거하기 위한 가우시안 함수이며, 상기
Figure 112013036906079-pat00009
은 상면(110)의 반사율이며,
Figure 112013036906079-pat00010
은 하면(120)의 반사율이며, ρ는 검출부(30)의 감도이며,
Figure 112013036906079-pat00011
은 상기 빔스플리터부(20)와 상면(110)의 광경로차(빔스플리터부(20)와 상면(110)의 이격거리에 대응)이며,
Figure 112013036906079-pat00012
은 상기 빔스플리터부(20)와 하면(120)의 광경로차(빔스플리터부(20)와 하면(120)의 이격거리에 대응)이다.
한편, 상기 디스플레이 패널(100)의 상면(110)을 투과하여 하면(120)에 반사된 제 2 광은 디스플레이 패널(100)의 두께가 얇을수록 매질의 영향이 적어 저주파 특성를 나타내며, 두께가 두꺼울수록 매질의 영향이 많아 고주파 특성을 나타냄은 상술한 바와 같다.
따라서, 상기 디스플레이 패널(100)의 상면(110)에 반사된 제 1 광에 대한 특성을 도 4(a)라고 하면, 두께가 얇은 경우에 상기 수학식 1에 따라 산출되는 간섭광의 간섭패턴은 제 1 광에 저주파가 혼합되어 도 4(b)에 도시된 바와 같은 특성을 나타내며, 두께가 두꺼운 경우 매질의 영향이 많아 상기 수학식 1에 따라 산출되는 간섭광의 간섭패턴은 상기 제 1 광에 고주파가 혼합된 도 4(c)에 도시된 바와 같은 특성을 나타낸다.
상기 간섭패턴의 검출 이후, 상기 검출부(30)는 상기 간섭패턴을 푸리에 변환하여 도 5에 도시된 바와 같은 주파수 영역에서 상기 간섭패턴의 주파수 성분(
Figure 112013036906079-pat00013
)을 검출할 수 있다.
도시된 바에 따르면, 상기 검출부(30)에 의해 검출되는 간섭패턴의 주파수 성분(
Figure 112013036906079-pat00014
)은 디스플레이 패널(100)의 두께가 얇을수록 낮은 주파수 성분을 나타내며, 디스플레이 패널(100)의 두께가 두꺼울수록 높은 주파수 성분을 나타낸다.
이에 따라, 도 5(a)에 도시된 바와 같이 디스플레이 패널(100)의 두께가 얇을수록 사이의 기준점으로부터 그래프상 이격거리(d1)가 감소하며, 디스플레이 패널(100)의 두께가 두꺼울수록 도 5(b)에 도시된 바와 같이 기준점으로부터 그래프상 이격거리(d2)가 증가한다. 따라서, 실시예로 도시된 도 5(b)의 이격거리(d2)가 도 5(a)의 이격거리(d1)보다 크다.
따라서, 상기 검출부(30)는 상기 간섭패턴의 주파수 성분(
Figure 112013036906079-pat00015
)과 두께와의 상관관계에 대한 기설정된 함수 또는 고유상수를 상기 간섭패턴의 주파수 성분(
Figure 112013036906079-pat00016
)에 적용하여 디스플레이 패널(100)의 두께를 산출할 수 있다.
상술한 바를 토대로, 상기 디스플레이 패널(100)의 상면에 반사되는 주파수 성분이 일정한 기준값 역할을 하므로, 상기 하면에 반사되는 주파수 성분의 변화가 상기 간섭패턴의 주파수 성분의 변화와 직접적인 상관관계가 있음을 알 수 있다. 또한, 상기 하면에 반사되는 주파수 성분은 상면과 하면의 거리차이(디스플레이 패널의 두께) 정도에 따라 상이해지므로, 이는 즉 상기 간섭패턴의 주파수 성분이 디스플레이 패널(100)의 두께 정도에 따라 상이해지는 것임을 알 수 있다.
다시말해, 상면에 반사된 광을 기준으로 디스플레이 패널의 두께 정도에 따른 하면에 반사된 광의 변화정도를 간섭패턴의 주파수 성분에 대한 검출만으로 판단할 수 있어, 검출된 간섭패턴의 주파수 성분을 이용하여 용이하게 디스플레이 패널(100)의 두께를 정확히 측정할 수 있다.
이때, 상기 검출부(30)에 의해 산출되는 디스플레이 패널(100)의 두께 측정범위는 0~1400㎛인 것이 바람직하며, 두께 측정을 위해 상기 검출부(30)는 PC와 같은 별도의 연산장치를 포함할 수 있다. 따라서, 상기 연산장치는 분광계를 통해 수신된 간섭패턴을 푸리에 변환하여 주파수 성분을 검출하고, 검출된 주파수 성분을 이용하여 두께를 산출할 수 있다.
상술한 바와 같은 프로세스를 통해 본 발명에 따른 디스플레이 패널(100)의 두께 측정 시스템은 디스플레이 패널(100)의 두께를 정밀하게 측정할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 디스플레이 패널(100)의 두께 측정 시스템은 상기 레이저부(10)와, 상기 빔스플리터부(20)와, 상기 검출부(30)가 별도의 각도 조정없이 개별적으로 고정된 상태로 구성할 수 있어 디스플레이 패널(100)의 공정 단계에 용이하게 적용할 수 있다.
더하여, 본 발명에 따른 디스플레이 패널(100)의 두께 측정 시스템은 상기 레이저부(10)와, 상기 빔스플리터부(20)와, 상기 검출부(30)를 상기 디스플레이 패널(100) 중 임의의 지점 또는 기설정된 지점으로 이송시키는 이송부를 더 포함할 수 있다.
상기 이송부의 이송에 따라, 상기 검출부(30)가 디스플레이 패널(100) 중 복수 지점에 대하여 각 지점의 두께를 산출하고, 산출된 두께값에 따라 용이하게 디스플레이 패널(100)의 균일도를 판단할 수 있다.
이때, 상기 레이저부(10)와, 빔스플리터부(20)와, 검출부(30)가 이송된 이후 별도의 각도 조정이 요구되지 않아 디스플레이 패널(100)의 위치에 관계없이 정밀한 두께값을 산출할 수 있으므로, 상기 균일도에 대한 신뢰성을 크게 향상시킬 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 패널(100)의 두께측정 방법에 대한 순서도로서, 우선 상기 레이저부(10)가 디스플레이 패널(100)로 복수 대역의 파장을 가지는 레이저광을 조사하며, 상기 빔스플리터부(20)는 상기 레이저부(10)로부터 조사된 광의 일부 대역을 상기 디스플레이 패널(100)로 투과시킨다.
이후, 상기 빔스플리터부(20)는 상기 디스플레이 패널(100)의 상면(110) 및 하면(120)을 통해 반사된 광을 기설정된 광경로로 반사시키며, 상기 검출부(30)가 상기 빔스플리터부(20)를 통해 반사된 광을 집광한다.
상기 검출부(30)는 집광된 광의 간섭패턴을 검출하여 상기 간섭패턴으로부터 주파수 성분을 구하며, 해당 주파수 성분으로부터 상술한 바와 같이 두께를 측정할 수 있다.
상술한 실시예에서는 디스플레이 패널을 대상으로 설명하였으나, 디스플레이 패널 이외에 특정한 대상물의 두께를 측정하기 위해서 활용할 수 있음은 물론이며, 만일 기준면인 상기 상면이 없는 측정 대상물에 대해서도, 측정범위 이상의 투명패널을 상기 측정 대상물 상에 이격 배치한다면 상술한 바와 같은 동일한 원리로 상기 투명패널의 하면과 상기 측정 대상물 사이의 거리(두께)를 측정할 수 있다.
10: 레이저부 20: 빔스플리터부
30: 검출부

Claims (10)

  1. 측정대상 패널로 복수 대역의 파장을 가지는 레이저광을 조사하는 레이저부;
    상기 레이저부로부터 조사된 광의 일부를 상기 측정대상 패널로 투과시켜 상기 측정대상 패널의 상면 및 하면을 통해 반사된 광을 기설정된 광경로로 반사시키는 빔스플리터부; 및
    상기 빔스플리터부를 통해 반사된 광을 집광하고, 집광된 광의 간섭패턴을 검출하여 상기 간섭패턴에 대한 주파수 성분을 구하며, 해당 주파수 성분으로부터 상기 측정대상 패널의 두께를 측정하는 검출부를 포함하고,
    상기 간섭패턴은 하기 수학식에 따라 검출되며,
    Figure 112014040011263-pat00035

    이때, 상기
    Figure 112014040011263-pat00036
    는 상기 간섭패턴이며, k는 파수(파상수)이며, 상기 S(k)는 잡음성분을 제거하기 위한 가우시안 함수이며, 상기
    Figure 112014040011263-pat00037
    은 상면의 반사율이며,
    Figure 112014040011263-pat00038
    은 하면의 반사율이며, ρ는 검출부의 감도이며,
    Figure 112014040011263-pat00039
    은 상기 빔스플리터부와 상면의 광경로차(이격거리에 대응)이며,
    Figure 112014040011263-pat00040
    은 상기 빔스플리터부와 하면의 광경로차(이격거리에 대응)인 것을 특징으로 하는 두께 측정 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 검출부는 상기 집광된 광에 대한 스펙트럼 분석을 통해 상기 간섭패턴을 검출하고, 상기 간섭패턴을 푸리에 변환하여 상기 주파수 성분을 구하는 것을 특징으로 하는 두께 측정 시스템.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 검출부는 상기 스펙트럼을 생성하는 분광계를 포함하는 것을 특징으로 하는 두께 측정 시스템.
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 검출부는 상기 간섭패턴으로부터 간섭에 의한 주파수 성분을 구하여 기설정된 고유함수 또는 고유상수에 적용하여 두께를 산출하는 것을 특징으로 하는 두께 측정 시스템.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 측정대상 패널의 임의 지점으로 상기 레이저부와, 빔스플리터부와 검출부를 이송시키는 이송부를 더 포함하며,
    상기 검출부는 상기 측정대상 패널의 복수 지점 각각에 대하여 산출된 두께를 이용하여 상기 측정대상 패널의 균일도를 산출하는 것을 특징으로 하는 두께 측정 시스템.
  7. 레이저부가 측정대상 패널로 복수 대역의 파장을 가지는 레이저광을 조사하는 제 1단계;
    빔스플리터부가 상기 레이저부로부터 조사된 광의 일부를 상기 측정대상 패널로 투과시켜 상기 측정대상 패널의 상면 및 하면을 통해 반사된 광을 기설정된 광경로로 반사시키는 제 2단계; 및
    검출부가 상기 빔스플리터부를 통해 반사된 광을 집광하고, 집광된 광의 간섭패턴을 검출하여 상기 간섭패턴으로부터 주파수 성분을 구하며, 해당 주파수 성분으로부터 상기 측정대상 패널의 두께를 측정하는 제 3단계를 포함하고,
    상기 제 3단계에서 상기 간섭패턴은 하기 수학식에 따라 검출되며,
    Figure 112014040011263-pat00041

    이때, 상기
    Figure 112014040011263-pat00042
    는 상기 간섭패턴이며, k는 파수(파상수)이며, 상기 S(k)는 잡음성분을 제거하기 위한 가우시안 함수이며, 상기
    Figure 112014040011263-pat00043
    은 상기 상면의 반사율이며,
    Figure 112014040011263-pat00044
    은 상기 하면의 반사율이며, ρ는 상기 검출부의 감도이며,
    Figure 112014040011263-pat00045
    은 상기 빔스플리터부와 상기 상면의 광경로차(이격거리에 대응)이며,
    Figure 112014040011263-pat00046
    은 상기 빔스플리터부와 상기 하면의 광경로차(이격거리에 대응)인 것을 특징으로 하는 두께 측정 방법.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 제 3단계는 상기 검출부가 상기 간섭패턴을 푸리에 변환하여 주파수 성분을 구하는 것을 특징으로 하는 두께 측정 방법.
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 제 3단계는 상기 검출부가 상기 주파수 성분을 상기 측정대상 패널의 두께와 상기 주파수 성분의 상관관계에 따른 기설정된 고유함수 또는 고유상수에 적용하여 두께를 산출하는 것을 특징으로 하는 두께 측정 방법.
  10. 삭제
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