KR101458796B1 - 우네리 측정 장비 및 측정 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 우네리 측정 장비에 관한 것으로, 보다 상세하게는 글래스 기판의 표면에 미세란 굴곡으로 나타나는 우네리의 종류를 사전에 판별할 수 있는 우네리 측정 장비 및 측정 방법에 관한 것이다.
이를 위한 본 발명에 따른 우네리 측정 장비는 외부의 빛을 차단하는 챔버와; 상기 챔버의 내부에서 레이저를 생성하는 광원과; 상기 광원과 평행하게 이격하여 360도 회전이 가능한 스테이지에 안착된 측정 글래스 기판과; 상기 측정 글래스 기판과 평행하게 이격되고, 상기 광원으로부터 조사된 레이저를 이용하여 상기 측정 글래스 기판의 어느 표면에 미세한 굴곡으로 나타나는 우네리가 발생된 것인가를 탐지하는 광 검출기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
전술한 구성을 가지는 우네리 측정 장비는 우네리의 발생 유무를 탐지하는 것이 아니라, 우네리의 종류 및 측정 글래스 기판의 어느 표면에 우네리가 발생된 것인가를 판별하기 위한 목적으로 사용하는 것을 특징으로 한다.
따라서, 상기 측정 글래스 기판의 어느 표면에 우네리가 존재하는가를 사전에 판별하는 것을 통해 생산 수율을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

Description

우네리 측정 장비 및 측정 방법{Uneri Measurement Device and Measurement Method}
본 발명은 우네리 측정 장비에 관한 것으로, 보다 상세하게는 글래스 기판의 표면에 미세란 굴곡으로 나타나는 우네리의 종류를 사전에 판별할 수 있는 우네리 측정 장비 및 측정 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 액정표시장치의 구동원리는 액정의 광학적 이방성과 분극성질을 이용하는 바, 상기 액정은 구조가 가늘고 길기 때문에 분자의 배열에 방향성을 가지고 있으며, 인위적으로 액정에 전기장을 인가하여 분자배열의 방향을 제어할 수 있다.
따라서, 상기 액정의 분자배열 방향을 임의로 조절하면, 액정의 분자배열이 변하게 되고, 광학적 이방성에 의하여 상기 액정의 분자배열 방향으로 빛이 굴절하여 화상정보를 표현할 수 있다.
현재에는 박막트랜지스터와 상기 박막트랜지스터에 연결된 화소 전극이 행렬 방식으로 배열된 능동행렬 액정표시장치(Active Matrix LCD : AM-LCD)가 해상도 및 동영상 구현능력이 우수하여 가장 주목받고 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 종래에 따른 액정표시장치에 대해 설명하도록 한다.
도 1은 종래에 따른 액정표시장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도시한 바와 같이, 종래에 따른 액정표시장치(95)는 일정한 셀 갭(d)을 갖고 대향 합착된 제 1 기판(5) 및 제 2 기판(10)과, 상기 제 1 기판(5) 및 제 2 기판(10)의 이격된 사이 공간에 개재된 액정층(15)과, 상기 제 2 기판(10)과 이격된 배면에 위치하는 백라이트 유닛(90)을 포함한다. 이때, 상기 제 1 및 제 2 기판(5, 10)과 액정층(15)을 포함하여 액정 패널(30)이라 한다.
상기 제 1 기판(5)은 화상을 구현하는 액티브 영역(AA)과, 이를 제외한 비액티브 영역(NAA)으로 구분된 제 1 글래스 기판(1)과, 상기 제 1 글래스 기판(1) 하부 면의 비액티브 영역(NAA)에 대응된 블랙 매트릭스(12)와, 상기 블랙 매트릭스(12)를 경계로 순차적으로 패턴된 적(R), 녹(G), 청(B) 서브 컬러필터(16a, 16b, 미도시)를 포함하는 컬러필터층(16)과, 상기 컬러필터층(16)의 하부 전면에 구성된 공통 전극(80)을 포함한다.
도면으로 제시하지는 않았지만, 상기 컬러필터층(16)과 공통 전극(80)의 사이 공간에는 컬러 안료의 혼색 및 평탄화를 위한 목적으로 오버 코트층(미도시)이 더욱 구성될 수 있다.
한편, 상기 제 2 기판(10)은 화소 영역(P)과 스위칭 영역(S)을 포함하는 액 티브 영역(AA)과, 이를 제외한 비액티브 영역(NAA)으로 구분된 제 2 글래스 기판(2)과, 상기 제 2 글래스 기판(2) 상부 면의 일 방향으로 구성된 게이트 배선(미도시)과, 상기 게이트 배선에서 연장된 게이트 전극(25)과, 상기 게이트 배선과 게이트 전극(25)의 상부 전면을 덮는 게이트 절연막(45)과, 상기 게이트 절연막(45) 상의 게이트 전극(25)과 중첩된 반도체층(40)과, 상기 반도체층(40) 상부에 위치하고 상기 게이트 배선과 수직 교차하여 화소 영역(P)을 정의하는 데이터 배선(미도시)과, 상기 데이터 배선에서 연장되고 반도체층(40)과 접촉된 소스 전극(32)과, 상기 소스 전극(32)과 이격된 드레인 전극(34)과, 상기 데이터 배선과 소스 및 드레인 전극(32, 34)을 덮으며 상기 드레인 전극(34)의 일부를 노출하는 드레인 콘택홀(CH1)을 포함하는 보호막(55)과, 상기 드레인 콘택홀(CH1)을 통해 드레인 전극(34)과 연결된 화소 전극(70)을 포함한다.
전술한 구성을 갖는 액정표시장치(95)를 제작하기 위해서는 두 장의 글래스 기판, 즉 제 1 및 제 2 글래스 기판(1, 2)을 반드시 필요로 하고 있다. 이때, 상기 제 1 및 제 2 글래스 기판(1, 2)은 1.1mm의 두께가 주로 사용되어 왔으나, 최근에는 박형화 및 경량화로 0.7mm의 두께가 대세를 이루고 있다. 이러한 제 1 및 제 2 글래스 기판(1, 2)은 플로팅법이나 퓨전공법을 통해 제작되는 것이 보편화되어 있다.
그러나, 제 1 및 제 2 글래스 기판(1, 2)의 제조 공정 상의 문제로 제 1 및 제 2 글래스 기판(1, 2)의 표면에 미세한 굴곡이 띠를 이루며 나타나는 우네리(굴곡을 이룸, 물결 침 등을 의미)가 종종 발생하고 있다.
도 2a는 우네리가 발생된 글래스 기판을 나타낸 평면도이고, 도 2b는 도 2a의 Ⅱ-Ⅱ'선을 따라 절단하여 나타낸 단면도로, 이를 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
도 2a와 도 2b에 도시한 바와 같이, 액정표시장치(도 1의 95)의 제 1 또는 제 2 글래스 기판(도 1의 1 또는 2)의 모태가 되는 대형의 글래스 기판(100)을 나타내고 있다. 상기 글래스 기판(100) 상의 점선으로 표시된 부분(F)은 글래스 기판(100) 상에 증착, 노광, 현상 및 식각 공정을 포함하는 사진식각 공정으로 어레이 소자 또는 컬러필터 소자를 제작하고 나서 스크라이브 및 커팅 공정으로 절단하여 개개의 제 1 또는 제 2 글래스 기판으로 분리될 영역이다.
이때, 제조 공정 상의 불량으로 글래스 기판(100)의 표면에 미세한 굴곡인 우네리(uneri, 110)가 발생된 상태를 나타내고 있다. 상기 우네리(110)는 글래스 기판(100)의 제조 공정에서 발생하는 불량 중 하나로서 글래스 기판(100)의 표면으로 부터의 일정한 높이(H)로 스트라이프 모양(stripe pattern)의 굴곡이 발생된 것을 말한다.
즉, 도 2b에 도시한 바와 같이, 우레리(110)는 글래스 기판(100)의 노출된 표면을 따라 규칙 또는 불규칙적으로 돌출된 패턴이 반복적으로 나타나는 것을 말한다. 이러한 우네리(110)는 글래스 기판(100)의 노출된 어느 한쪽 표면에 발생되는 스트릭과 글래스 기판(100)의 양쪽 표면에 발생되는 코드 불량으로 구분될 수 있다.
이때, 상기 우레리(110)는 그 단면에 있어서, 글래스 기판(100)의 표면으로 부터 삼각형 형상, 반원 형상 등 다양한 형태로 발생되고 있다.
상기 우네리(110)는 글래스 기판(100)의 제조 공정 특성 상 띠 형상으로 글래스 기판(100)의 가로 또는 세로 방향을 따라 전 표면에 발생된다. 이러한 우네리(110)는 글래스 기판(100)의 표면에 극히 미세하게 발생함에도 불구하고 액정표시장치를 제작 완성하고 검사 공정을 진행할 경우, 선형의 얼룩으로 발현되어 휘도 불균일에 따른 화질 저하 문제를 발생시키고 있다.
특히, 상기 우네리(110)는 액정표시장치 제조 공정의 시작 단계일 뿐만 아니라 제조 단가의 큰 비중을 차지하는 글래스 기판(100)에 발생한다는 점을 고려해 볼 때, 사전에 우네리(110)의 발생 유무를 검출할 수 있는 시스템을 마련하는 것이 시급한 상황이다. 하지만, 상기 우네리(110)는 극히 미세한 스케일에서 발생된다는 점에서 문제 해결이 쉽지 않아 생산 수율에 큰 타격을 입히고 있다.
이러한 우네리(110)의 불량 유무를 측정하는 방식에는 접촉식 방식과 비접촉식 방식이 있다. 접촉식 방식은 하이트(height) 방식과 웨이비(waviness) 방식이 있는데, 이러한 접촉식 방식은 측정 신뢰성이 우수한 반면 글래스 기판(100)의 표면을 마모시키는 공정으로 글래스 기판(100) 자체에 손상을 입힐 수 있다는 단점을 갖고 있다.
이에 반해, 비접촉식 방식으로는 광학식 방식이 있다. 이러한 광학식 방식은 제논 램프(Xe-Lamp)를 사용하는 것이 보편화되어 있으며, 이러한 제논 램프를 이용한 광학식 방식은 비파괴 방식으로 손쉽게 우네리(110)의 발생 유무를 측정할 수 있는 장점이 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 종래에 따른 제논 램프를 이용한 광학식 방식에 대해 설명하도록 한다.
도 3은 종래에 따른 제논 램프를 이용한 우네리 측정 장비를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도시한 바와 같이, 종래에 따른 우네리 측정 장비(150)는 제논 램프(155)와, 상기 제논 램프(155)와 이격된 스크린(170)과, 상기 제논 램프(155)와 스크린(170)의 사이 공간에 위치하고 360도 회전이 가능한 스테이지(165)와, 상기 스테이지(165) 상부 면에 고정된 측정 글래스 기판(160)을 포함한다.
이때, 상기 측정 글래스 기판(160)은 스크린(170)과 수직을 이루는 방향, 즉 제논 램프(155)의 조사 방향이 측정 글래스 기판(160)의 두께면(T)과 평행한 방향으로 조사될 수 있도록 제논 램프(155)와 측정 글래스 기판(160)과 스크린(170)을 정렬하게 된다.
이러한 구성을 갖는 우네리 측정 장비(150)는 제논 램프(155)를 작동시켜 측정 글래스 기판(160)에 빛을 조사하고, 측정 글래스 기판(160)을 통과한 빛이 스크린(170)에 상이 맺히도록 하는 원리를 이용한 것이다.
즉, 종래에 따른 우네리 측정 장비(150)에 있어서, 제논 램프(155)와 측정 글래스 기판(160)의 두께면(T)을 일렬로 배치한 상태에서는 제논 램프(155)로부터 조사된 빛이 측정 글래스 기판(160)의 두께면(T)에 의해 빛이 투과되지 못해 스크린(170)에 상이 맺히지 않게 되나, 스테이지(165)를 시계 또는 반시계 방향으로 서서히 틀어 각도 변화를 주게 되면, 제논 램프(155)로부터 조사된 빛이 측정 글래스 기판(160)의 평탄한 표면을 통과하여 스크린(170)에 상이 맺히게 된다.
이때, 상기 스테이지(165)에 의한 측정 글래스 기판(160)의 각도 변화와 스크린(170)에 맺힌 상의 상관관계를 통해 우네리의 발생 여부를 검출할 수 있게 된다. 즉, 상기 스테이지(165)의 각도 변화에 따라 측정 글래스 기판(160)으로 조사되는 빛의 투과율 차이를 이용한 방법이라 할 수 있다.
그러나, 종래의 우네리 측정 장비(150)는 육안에 의해 측정이 진행되므로 측정자에 의존적일 수 밖에 없기 때문에 우네리가 측정 글래스 기판(160)의 어느 위치에 발생된 것인 가에 대해서만 탐지할 수 있을 뿐 우네리가 측정 글래스 기판(160)의 어느 면에 발생된 것인지에 대한 판별이 불가능하다는 문제가 있다.
즉, 측정 글래스 기판(160)의 어느 한쪽 표면에 우네리가 발생되는 스트릭(streak)과, 측정 글래스 기판(160)의 양쪽 표면에 발생되는 코드(cord)는 구조 및 스케일에 있어서 그 차이가 발생되는 바, 이러한 차이로 인해 액정표시장치의 양산 적용시 문제를 유발하는 경향성이 다르게 나타난다.
일 예로, 측정 글래스 기판(160)에 스트릭이 발생하였다고 가정했을 때, 액정표시장치의 제조 공정시 스트릭이 발생된 면을 액정층 외부에 배치시킬 경우에는 화질에 영향을 미치지 않고 있으나, 액정층의 내부에 배치시킬 경우에 액정층 내부의 굴절율에 기인하여 화질 불량 문제를 유발하고 있다.
본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 글래스 기판의 어느 면에 우네리가 발생된 것인가의 유무를 판별할 수 있는 우네리 측정 장비를 제공하는 것을 통해 생산 수율을 향상하는 것을 목적으로 한다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 예에 따른 우네리 측정 장비는 외부의 빛을 차단하는 챔버와; 상기 챔버의 내부에서 레이저를 생성하는 광원과; 상기 광원과 평행하게 이격하여 360도 회전이 가능한 스테이지에 안착된 측정 글래스 기판과; 상기 측정 글래스 기판과 평행하게 이격되고, 상기 광원으로부터 조사된 레이저를 이용하여 상기 측정 글래스 기판의 어느 표면에 미세한 굴곡으로 나타나는 우네리가 발생된 것인가를 탐지하는 광 검출기를 포함한다.
상기 레이저는 300nm ~ 수mm의 파장대를 가지는 것을 특징으로 한다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 예에 따른 우네리 측정 방법은 제논 램프를 이용한 우네리 측정 장비를 통해 상기 측정 글래스 기판에 발생된 우네리의 위치를 확인하는 단계와; 상기 우네리가 발생된 상기 측정 글래스 기판을 스테이지를 이용하여 일정 각도로 회전시켜 가면서 상기 광원으로부터의 레이저를 상기 측정 글래스 기판에 조사하는 단계와; 상기 측정 글래스 기판을 관통한 상기 레이저를 광 검출기로 탐지하는 단계를 포함한다.
이때, 상기 광 검출기는 상기 측정 글래스 기판의 상부 표면에 대응된 우네리에 의한 제 1 굴절 패턴의 발생 유무와, 상기 측정 글래스 기판의 하부 표면에 대응된 우네리에 의한 제 2 굴절 패턴의 발생 유무를 검출하는 것을 통해, 상기 우네리의 종류뿐만 아니라 상기 측정 글래스 기판의 양쪽 표면 중 어느 한쪽 표면에만 발생된 것인가를 판별할 수 있는 것을 특징으로 한다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 예에 따른 우네리 측정 장비는 외부의 빛을 차단하는 챔버와; 상기 챔버의 내부에서 레이저를 생성하는 광원과; 상기 광원과 평행하게 이격되고, 고정식의 스테이지에 안착된 측정 글래스 기판과; 상기 측정 글래스 기판과 평행하게 이격되고, 상기 광원으로부터 조사되는 방향이 달라지는 레이저를 따라 이동하면서 상기 측정 글래스 기판의 어느 표면에 미세한 굴곡으로 나타나는 우네리가 발생된 것인가를 탐지하는 광 검출기를 포함한다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 예에 따른 우네리 측정 방법은 우네리가 발생된 측정 글래스 기판을 정렬하는 단계와; 상기 측정 글래스 기판의 우네리 발생 지점에, 레이저를 생성하는 광원을 밀착시키는 단계와; 상기 측정 글래스 기판의 우네리 발생 지점에 레이저를 조사하여, 상기 우네리에 의한 반사로 산란되는 광량과, 상기 측정 글래스 기판을 투과하는 광량을 광 검출기로 측정하는 단계를 포함한다.
본 발명에서는 첫째, 글래스 기판에 발생되는 우네리의 종류를 손쉽게 판별할 수 있어 액정표시장치의 양산 시 불량 감소에 따른 생산 수율을 개선할 수 있다.
둘째, 비파괴 및 광학식 방식으로 측정 글래스 기판에 손상이 가해질 염려없이 우네리의 종류를 손쉽게 판별할 수 있다.
--- 제 1 실시예 ---
본 발명의 제 1 실시예는 레이저와 광 검출기를 이용하여 우네리의 종류를 손쉽게 구별할 수 있는 우네리 측정 장비를 제공하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 제 1 실시예에 따른 우네리 측정 장비에 대해 설명하도록 한다.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 우네리 측정 장비를 개략적으로 나타낸 도면으로, 보다 상세하게는 우네리의 종류를 판별할 수 있는 우네리 측정 장비에 관한 것이고, 도 5a와 도 5b는 스트릭과 코드를 설명하기 위한 도면이다.
도 4, 도 5a 및 도 5b에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 우네리 측정 장비(200)는 외부의 빛을 차단하는 챔버(205)와, 상기 챔버(205) 내부의 일 측에서 레이저(L)를 생성하는 광원(220)과, 상기 광원(220)과 이격된 광 검출기(250)와, 상기 광원(220) 및 광 검출기(250)와 평행하게 이격된 사이 공간에 위치하는 측정 글래스 기판(240)을 포함한다.
상기 챔버(205)는 외부의 빛을 차단하여 외부의 빛에 의한 간섭 효과에 의한 노이즈(noise)의 발생을 방지하는 역할을 한다.
상기 광원(220)은 단일 파장의 레이저가 이용되는 데, 이러한 레이저(L)는 기체 레이저, 고체 레이저, 액체 레이저 및 반도체 레이저를 포함한다. 즉, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 우네리 측정 장비(200)는 레이저(L)를 이용한 광학식 및 비촉식 방식이다.
상기 레이저(L)는 유도방출에 의해 빛을 증폭시키는 원리를 이용한 것으로, 매우 깨끗한 컬러의 단색광을 띠고, 파동이 평행하게 진행하며 다른 방향으로는 분기되지 않는 직진성을 나타낼 뿐만 아니라, 같은 방향에 있으면서 같은 형태의 파동을 갖는 것과는 서로 간섭성을 나타내는 특성이 있다.
이때, 300nm 이하의 초 단파장의 레이저(L)는 측정 글래스 기판(240)에 모두 흡수될 수 있으므로, 300nm ~ 수mm의 파장대를 가지는 레이저(L)를 광원(220)으로 이용하는 것이 바람직하다.
이와 같이, 단일 파장으로 구성된 레이저(L)를 광원(220)으로 사용할 경우, 상기 레이저(L)가 측정 글래스 기판(240)의 통과시 측정 글래스 기판(240)의 미세한 굴곡으로 발생되는 우네리(210)에 의해 빛의 경로가 민감해지는 것을 이용하여 측정 글래스 기판(240)의 어느 한쪽 면에 우네리(210)가 발생되는 스트릭(streak)과 측정 글래스 기판(240)의 양쪽 면에 우네리(210)가 발생되는 코드(cord)를 손쉽게 구별할 수 있게 되고, 나아가 스트릭이 측정 글래스 기판(240)의 어느 면에 발생된 것인가에 대한 정보까지 판별할 수 있게 된다.
즉, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 우네리 측정 장비(200)는 제논 램프를 이용한 우네리 측정 장비(도 3의 150)를 통해 측정 글래스 기판(240)의 어느 위치에 우네리(210)가 존재하는지 파악한 후, 측정 글래스 기판(240)의 어느 면에 우네 리(210)가 발생된 것인가에 대한 판단과 스트릭과 코드를 판별하기 위한 목적으로 사용하게 된다.
이러한 우네리(210)는 통상 0.7mm의 두께(t)를 갖는 측정 글래스 기판(240)의 표면에서 20nm이하의 높이(H)를 가지며 띠 형태로 발생된다. 이때, 도 5a는 측정 글래스 기판(240)의 노출된 어느 한 표면에서 규칙 또는 불규칙적으로 돌출된 형태의 우네리(210)가 발생된 스트릭(streak)을 나타낸 것이고, 도 5b는 측정 글래스 기판(240)의 노출된 양쪽 표면에서 규칙 또는 불규칙적으로 돌출된 형태의 우네리(210)가 발생된 코드(cord)를 나타낸 것이다.
이러한 스트릭은 10~20nm의 높이(H), 10~20nm의 폭(W)으로 발생되고, 코드는 10nm 이하의 높이(H), 5nm 이하의 폭(W)으로 발생되고 있다.
도 6과 도 7은 스트릭과 코드의 검출 예시를 설명하기 위한 각각의 도면으로, 이를 참조하여 보다 상세히 설명하도록 한다.
우선 도 6에 도시한 바와 같이, 측정 글래스 기판(240)의 두께(t)는 0.7mm, 챔버(도 4의 205) 내의 굴절율(n1)은 1, 측정 글래스 기판(240) 내의 굴절율(n2)은 1.5라고 가정했을 때, 제논 램프를 이용한 우네리 측정 장비를 통해 우네리(210)가 존재하는 위치를 확인한 후, 광원(도 4의 220)과 측정 글래스 기판(240)과 광 검출기(도 4의 250)를 각각 평행하게 고정된 상태로 배치한 상태에서, 광원으로부터의 레이저(L)를 측정 글래스 기판(240)으로 조사하게 된다.
이때, 상기 측정 글래스 기판(240) 내부의 굴절율에 의한 굴절 효과는 무시 하기로 하고, 상기 측정 글래스 기판(240)의 상부 표면에 우네리(210)가 존재한다고 가정했을 때, 상기 레이저(L) 중 우네리(210)에 대응하여 조사되는 레이저(L)는 측정 글래스 기판(240)의 상부 표면에 위치하는 우네리(210)에 의해 측정 글래스 기판(240)의 내부와 측정 글래스 기판(240)의 하부 표면을 통과하면서 제 1 굴절 패턴(R1)으로 굴절될 것이고, 이를 제외한 레이저(L)는 굴절 변화 없이 측정 글래스 기판(240)을 그대로 통과할 것이다.
또한, 상기 측정 글래스 기판(240)의 하부 표면에 우네리(240)가 존재할 경우, 상기 레이저(L)는 측정 글래스 기판(240)의 내부를 그대로 통과한 상태에서 측정 글래스 기판(240)의 하부 표면에 위치하는 우네리(210)에 의해 제 2 굴절 패턴(R2)으로 굴절될 것인 바, 전술한 제 1 굴절 패턴(R1)과 제 2 굴절 패턴(R2)을 광 검출기(도 4의 250)로 탐지하는 것을 통해 측정 글래스 기판(240)의 어느 면에 우네리(210)가 발생된 것인지를 판별할 수 있게 된다.
즉, 측정 글래스 기판(240)의 어느 한쪽 표면에 발생되는 스트릭과 측정 글래스 기판(240)의 양쪽 표면에 발생되는 코드는 제 1 및 제 2 굴절 패턴(R1, R2) 간의 뚜렷한 광 경로 차이를 나타내는 바, 이러한 광 경로 차이를 광 검출기로 탐지하여 우네리(210)의 종류를 파악할 수 있게 되고, 나아가 측정 글래스 기판(240)의 어느 면에 우네리(210)가 발생된 것인가를 판별할 수 있게 된다.
그러나, 이러한 우네리(210)의 높이는 대략 10 ~ 20nm의 미세한 스케일에서 발생된다는 것을 감안해 볼 때, 우네리(210)의 높이에 비해 레이저(L)의 파장대가 더 길어 측정 글래스 기판(240)을 통과하는 레이저(L)의 강도 변화가 크지 않다는 문제로 미세한 강도 변화를 광 검출기로 탐지하는 데 한계가 있다.
따라서, 본 발명의 제 1 실시예에서는 스캔 방식을 도입하여 우네리의 종류를 손쉽게 탐지할 수 있는 것을 특징으로 하는 바, 이에 대해서는 도 7을 참조하여 보다 상세히 설명하도록 한다.
도 7에 도시한 바와 같이, 측정 글래스 기판(240)의 두께(t)는 0.7mm, 챔버(205) 내의 굴절율(n1)은 1, 측정 글래스 기판(240) 내의 굴절율(n2)은 1.5라고 가정했을 때, 제논 램프를 이용한 우네리 측정 장비를 통해 우네리(210)가 존재하는 위치를 확인한 후, 스테이지(도 4의 230)를 일정 각도로 회전시켜 측정 글래스 기판(240)을 스캔 방식으로 탐지하는 것을 특징으로 한다. 이때, 도면 좌측 상단에 위치하는 화살표는 스캔 방향을 나타낸다.
이와 같이 스캔 방식으로 탐지할 경우, 상기 측정 글래스 기판(240)의 양쪽 표면에 우네리(210)가 발생되는 코드에서는 측정 글래스 기판(240)의 상부 표면에 대응된 우네리(210)에 의한 제 1 굴절 패턴(R1)과, 측정 글래스 기판(240)의 하부 표면에 대응된 우네리(210)에 의한 제 2 굴절 패턴(R2)이 각각 검출될 것이고, 이와 달리 측정 글래스 기판(240)의 어느 한 표면에 우네리(210)가 발생되는 스트릭에서는 측정 글래스 기판(240)의 상부와 하부 중 어느 한 표면에 위치하는 우네리에 의한 굴절 패턴으로 레이저(L)의 강도 변화가 1번 발생할 것인바, 이러한 레이저(L)의 굴절 패턴에 의한 광 경로 차이를 광 검출기(도 4의 250)를 통해 판별할 수 있 게 된다.
이때, 상기 코드의 경우, 제 1 굴절 패턴(R1)과 제 2 굴절 패턴(R2) 간에는 일정한 이격 거리(D, 대략 0.374mm)를 두고 각각 검출될 것인바, 이러한 이격 거리(D)를 고려하여 광 검출기로 탐지하게 된다.
이를 상세히 설명하면, 만약 측정 글래스 기판(240)에 우네리(210)가 존재하지 않는다고 가정했을 때, 광원(도 4의 220)으로부터의 제 1, 제 2, 제 3 레이저(L1, L2, L3)가 측정 글래스 기판(240)의 상부 표면에 입사될 때 제 1, 제 2, 제 3 레이저(L1, L2, L3)와 측정 글래스 기판(240)의 상부 표면은 모두 동일한 제 1 각도(θ1)를 이루게 되고, 제 1, 제 2, 제 3 레이저(L1, L2, L3)는 굴절율이 다른 측정 글래스 기판(240)의 내부를 통과하면서 측정 글래스 기판(240)과 수직한 제 1, 제 2 법선(VL1, VL2)과 모두 동일한 제 2 각도(θ2)를 이루게 되며, 상기 측정 글래스 기판(240)의 하부 표면을 완전히 통과하면서 제 1, 제 2, 제 3 레이저(L1, L2, L3)는 측정 글래스 기판(240)의 하부 표면과 제 3 각도(θ3)를 이루게 된다. 이때, 제 1, 제 2, 제 3 레이저(L1, L2, L3)는 굴절율이 다른 매질, 즉 측정 글래스 기판(240)을 관통하기 때문에 제 1 각도(θ1), 제 2 각도(θ2), 제 3 각도(θ3)는 서로 다른 값을 가지게 된다.
이때, 상기 측정 글래스 기판(240)의 상부 표면에 미세한 굴곡으로 나타나는 우네리(210)가 존재한다면, 제 1 각도(θ1)로 입사되는 제 1, 제 2 레이저(L1, L2) 는 측정 글래스 기판(240)의 상부 표면을 통과하면서 제 2 각도(θ2)로 굴절될 것이나, 제 3 레이저(L3)는 측정 글래스 기판(240)의 상부 표면에 위치하는 우네리(210)의 굴곡에 의해 제 2 각도(θ2)가 아닌 제 2a 각도(θ2a)로 굴절될 것이고, 이러한 제 2a 각도(θ2a)는 측정 글래스 기판(240)을 빠져 나오면서 제 3 각도(θ3)가 아닌 제 3a 각도(θ3a)로 굴절될 것인 바, 이러한 각도 변화에 따른 제 3 레이저(L3)의 강도 변화를 광 검출기로 탐지하게 된다. 즉, 상기 측정 글래스 기판(240)의 상부 표면에 위치하는 우네리(210)에 의한 제 3 레이저(L3)의 제 1 굴절 패턴(R1)을 광 검출기로 탐지하게 된다.
또한, 상기 측정 글래스 기판(240)의 하부 면에도 우네리(210)가 존재한다면, 제 1 각도(θ1)로 입사되는 제 1, 제 2, 제 3 레이저(L1, L2, L3)는 측정 글래스 기판(240)의 내부를 통과하면서 제 2 각도(θ2)로 굴절될 것이고, 상기 제 2, 제 3 레이저(L2, L3)는 측정 글래스 기판(240)의 하부 표면을 통과하면서 제 3 각도(θ3)로 굴절될 것이나, 상기 제 1 레이저(L1)는 제 2 법선(VL2)에 대응된 측정 글래스 기판(240)의 하부 표면에 위치하는 우네리(210)에 의해 제 3 각도(θ3)가 아닌 제 3b 각도(θ3b)로 굴절될 것이다. 즉, 상기 측정 글래스 기판(240)의 하부 표면에 위치하는 우네리(210)에 의한 제 1 레이저(L1)의 제 2 굴절 패턴(R2)을 광 검출기로 탐지하게 된다.
따라서, 전술한 스캔 방식에 따르면, 우네리(210)가 측정 글래스 기판(240)의 상부 표면에만 존재할 때, 하부 표면에만 존재할 때, 상부 표면과 하부 표면에 모두 존재할 때의 각 레이저의 강도 변화가 각각 다르게 나타날 것인 바, 이러한 강도 변화를 광 검출기로 탐지하는 것을 통해 측정 글래스 기판(240)의 어느 면에 우네리(210)가 발생된 것인지의 판단뿐만 아니라 우네리(210)의 종류까지 판별하는 것이 가능해진다.
전술한 스캔 타입으로 스트릭과 코드를 구별할 수 있는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 우네리 측정 장비는 두 가지 방식 중 어느 하나가 이용될 수 있다.
도 8은 스캔 방식으로 진행되는 우네리 측정 장비의 제 1 방식과 제 2 방식을 나타낸 도면이다.
도면 좌측에 도시한 바와 같이, 제 1 방식은 챔버(205) 내부의 광원(220)과 광 검출기(250)를 고정된 상태로 유지하고, 360도 회전이 가능한 스테이지(230) 상부에 위치하는 측정 글래스 기판(240)을 스캔 방식으로 이동시켜 가면서 광원(220)으로부터의 레이저(L)를 측정 글래스 기판(240)에 조사하여 우네리(210)의 종류를 탐지하게 된다.
또한, 도면 우측에 도시한 바와 같이, 제 2 방식은 챔버(205) 내부에 측정 글래스 기판(240)이 안착되는 스테이지(230)를 고정된 상태로 유지하고, 광원(220)과 광 검출기(250)를 각각 이동시켜 가면서 광원(220)으로부터의 레이저(L)를 측정 글래스 기판(240)에 스캔 방식으로 조사하여 우네리(240)의 종류를 탐지하게 된다.
따라서, 본 발명의 제 1 실시예에서는 간단한 장비 도입으로 우네리의 종류 를 손쉽게 판별할 수 있게 되는 바, 사전에 양산 적용 여부의 판단이 가능해지므로 생산 수율을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
--- 제 2 실시예 ---
본 발명의 제 2 실시예는 섈로우 리플렉션법을 이용하여 측정 글래스 기판에 발생되는 우네리의 종류를 손쉽게 파악할 수 있는 것을 특징으로 한다.
도 9는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 섈로우 리플렉션법을 이용한 우네리 측정 방법을 설명하기 위한 도면이고, 도 10a와 도 10b는 우네리 측정 방법의 일 예를 설명하기 위한 각각의 도면으로, 이를 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
우선, 도 9에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 섈로우 리플렉션법은 제논 램프를 이용한 우네리 측정 장비(도 3의 150)로 우네리(310)의 위치를 확인한 후, 우네리(310)가 위치하는 측정 글래스 기판(340)에 광원(320)을 밀착시키고, 광원(320)으로부터의 레이저(L)를 측정 글래스 기판(340)에 직접 조사하게 된다.
이때, 측정 글래스 기판(340)의 어느 한 표면이나 양 표면에 우네리(310)가 존재할 것이므로, 이러한 우네리(310)에 의한 반사 효과로 산란되는 광량과 측정 글래스 기판(340)을 투과하는 광량 간의 차이를 광 검출기(미도시)를 이용하여 탐지하는 것을 통해 우네리(310)의 종류를 구별할 수 있게 된다.
도 10a와 도 10b에 각각 도시한 바와 같이, 측정 글래스 기판(340)의 상부 표면에만 우네리(310)가 존재할 때, 측정 글래스 기판(340)의 하부 표면에만 우네 리(340)가 존재할 때, 도면으로 제시하는 않았지만, 측정 글래스 기판(340)의 상부 면과 하부 표면에 우네리(310)가 모두 존재할 때, 광원(320)으로부터 조사된 레이저(L)의 산란광(SL)과 투과광(TL)의 광량은 서로 상이할 것인 바, 이러한 산란광(SL)과 투과광(TL)의 광량을 광 검출기를 이용하여 각각 검출하는 것을 통해 측정 글래스 기판(340)의 어느 면에 우네리(310)가 발생된 것인가에 대한 판단과 우네리(310)의 종류를 손쉽게 판별할 수 있게 된다.
따라서, 본 발명의 제 2 실시예에서는 섈로우 리플렉션법을 이용하여 우네리의 종류를 손쉽게 탐지할 수 있는 장점이 있다.
그러나, 본 발명은 상기 제 1 및 제 2 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 정신 및 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서 다양하게 변형 및 변경할 수 있다는 것은 자명한 사실일 것이다.
도 1은 종래에 따른 액정표시장치를 개략적으로 나타낸 단면도.
도 2a는 우네리가 발생된 글래스 기판을 나타낸 평면도.
도 2b는 도 2a의 Ⅱ-Ⅱ'선을 따라 절단하여 나타낸 단면도.
도 3은 종래에 따른 제논 램프를 이용한 우네리 측정 장비를 개략적으로 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 우네리 측정 장비를 개략적으로 나타낸 도면.
도 5a와 도 5b는 스트릭과 코드를 설명하기 위한 도면.
도 6과 도 7은 스트릭과 코드의 검출 예시를 설명하기 위한 각각의 도면.
도 8은 스캔 방식으로 진행되는 우네리 측정 장비의 제 1 방식과 제 2 방식을 나타낸 도면.
도 9는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 섈로우 리플렉션법을 이용한 우네리 측정방법을 설명하기 위한 도면.
도 10a와 도 10b는 우네리 측정방법의 일 예를 설명하기 위한 각각의 도면.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
200 : 우네리 측정 장비 205 : 챔버
210 : 우네리 220 : 광원
230 : 스테이지 240 : 측정 글래스 기판
250 : 광 검출기 L : 레이저

Claims (6)

  1. 외부의 빛을 차단하는 챔버와;
    상기 챔버의 내부에서 레이저를 생성하는 광원과;
    상기 광원과 평행하게 이격하여 360도 회전이 가능한 스테이지에 안착된 측정 글래스 기판과;
    상기 측정 글래스 기판과 평행하게 이격되고, 상기 광원으로부터 조사되어 상기 측정 글래스 기판을 투과한 레이저를 이용하여 상기 측정 글래스 기판의 상부 또는 하부표면에 미세한 굴곡으로 나타나는 우네리의 위치와 종류를 탐지하는 광 검출기
    를 포함하는 우네리 측정 장비.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 레이저는 300nm ~ 수mm의 파장대를 가지는 것을 특징으로 하는 우네리 측정 장비.
  3. 광원과 측정 글래스 기판과 광 검출기를 포함하는 우네리 측정 장비에 있어서,
    제논 램프를 이용한 우네리 측정 장비를 통해 상기 측정 글래스 기판에 발생된 우네리의 위치를 확인하는 단계와;
    상기 우네리가 발생된 상기 측정 글래스 기판을 스테이지를 이용하여 일정 각도로 회전시켜 가면서 상기 광원으로부터의 레이저를 상기 측정 글래스 기판에 조사하는 단계와;
    상기 측정 글래스 기판을 관통한 상기 레이저를 광 검출기로 탐지하는 단계
    를 포함하는 우네리 측정 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 광 검출기는 상기 측정 글래스 기판의 상부 표면에 대응된 우네리에 의한 제 1 굴절 패턴의 발생 유무와, 상기 측정 글래스 기판의 하부 표면에 대응된 우네리에 의한 제 2 굴절 패턴의 발생 유무를 검출하는 것을 통해, 상기 우네리의 종류뿐만 아니라 상기 측정 글래스 기판의 양쪽 표면 중 어느 한쪽 표면에만 발생된 것인가를 판별할 수 있는 것을 특징으로 하는 우네리 측정 방법.
  5. 외부의 빛을 차단하는 챔버와;
    상기 챔버의 내부에서 레이저를 생성하는 광원과;
    상기 광원과 평행하게 이격되고, 고정식의 스테이지에 안착된 측정 글래스 기판과;
    상기 측정 글래스 기판과 평행하게 이격되고, 상기 광원으로부터 조사되는 방향이 달라지는 레이저를 따라 이동하면서 상기 측정 글래스 기판의 상부 또는 하부표면에 미세한 굴곡으로 나타나는 우네리의 위치와 종류를 탐지하는 광 검출기
    를 포함하는 우네리 측정 장비.
  6. 우네리가 발생된 측정 글래스 기판을 정렬하는 단계와;
    상기 측정 글래스 기판의 우네리 발생 지점에, 레이저를 생성하는 광원을 밀 착시키는 단계와;
    상기 측정 글래스 기판의 우네리 발생 지점에 레이저를 조사하여, 상기 우네리에 의한 반사로 산란되는 광량과, 상기 측정 글래스 기판을 투과하는 광량을 광 검출기로 측정하는 단계
    를 포함하는 우네리 측정 방법.
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