KR20140148067A - 광학 필름의 결함 판별 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광학 필름의 결함 판별 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 (S1) 이송되는 광학 필름을 촬영하여 상기 광학 필름의 촬영 이미지를 얻는 단계; 및 (S2) 상기 촬영 이미지에서 이물을 검출하고, 상기 이물 중에서 어느 하나의 이물을 중심으로 5mm 반경의 원 안에 이물이 2개 이상 존재하면 중심의 이물을 포함하는 상기 이물들의 집합을 군집형 결함으로 판정하는 단계;를 포함함으로써, 결함 검출 조건을 강화시키지 않으면서도 광학 필름의 불량률을 낮출 수 있는 광학 필름의 결함 판별 방법에 관한 것이다.

Description

광학 필름의 결함 판별 방법{METHOD FOR DISCRIMINATING DEFECT OF OPTICAL FILMS}

본 발명은 광학 필름의 결함 검출 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 광학 필름 중에 군집형 결함의 검출 방법에 관한 것이다.

액정 디스플레이나, 유기 발광 디스플레이, 전계 방출 디스플레이(FED), 플라스마 표시 패널(PDP) 등 다양한 화상 표시 장치가 최근에 폭넓게 개발되고 사용되고 있다.

한편, 화상 표시 장치는 시장으로 출고되기 전 제조 과정 중에서 다양한 불량이 발생하게 되므로 여러 검사 과정을 거치게 되는데, 그 중에서 화상 표시 장치에서 가장 많이 사용되는 부품 중 하나가 편광 필름, 위상차 필름 등 여러 광학 필름이며, 따라서 광학 필름의 결함은 화상 표시 장치의 불량 원인의 주요 원인 중 하나이다. 광학 필름의 결함을 검출하는 것은 먼저 결함인지 여부를 판별하여 정확한 판정을 하며, 그 후 결함으로 판별되면 결함에 따른 수리(repair) 또는 폐기, 나아가 결함 원인의 제거 등은 제조 공정의 생산 수율 측면에서 중요한 부분이 아닐 수 없다.

광학 필름의 제조는 산업적인 대량 생산을 위해서는 통상적으로 라인 공정을 사용한다. 따라서, 결함의 검출은 라인의 특정 위치에서 광학 필름을 연속적으로 촬영하여 촬영된 부분에서 결함을 판별하는 것으로 이루어진다.

결함 판별에 있어서는, 종래에는 다양한 결함을 빠짐 없이 검출해내는 것이 중요하였다. 이와 관련하여, 한국공개특허 제2010-24753호는 이물을 포함하는 폐곡선과 이물의 면적을 비교하여 라인 형태의 이물을 판별하는 방법을 개시하고 있다.

그런데, 최근 광학 필름도 대형화 추세에 따라 부품의 원가가 상승함에 따라 보다 정확한 결함 판별 방법이 요구되고 있으며, 따라서, 여전히 결함을 정확하게 판별할 수 있는 방법이 요구되고 있다.

특허문헌 1: 한국공개특허 제2010-24753호

본 발명은 광학 필름의 결함 중 군집형 결함을 정확하게 판별하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

1. (S1) 이송되는 광학 필름을 촬영하여 상기 광학 필름의 촬영 이미지를 얻는 단계; 및 (S2) 상기 촬영 이미지에서 이물을 검출하고, 상기 이물 중에서 어느 하나의 이물을 중심으로 5mm 반경의 원 안에 이물이 2개 이상 존재하면 중심의 이물을 포함하는 상기 이물들의 집합을 군집형 결함으로 판정하는 단계;를 포함하는 광학 필름의 결함 판별 방법.

2. 위 1에 있어서, 상기 반경은 4mm, 3mm, 2mm 또는 1mm인 광학 필름의 결함 판별 방법.

3. 위 1에 있어서, 상기 이물은 장축의 크기가 30 내지 100㎛인 광학 필름의 결함 판별 방법.

4. 위 1에 있어서, 상기 이물은 장축의 크기가 30 내지 50㎛인 광학 필름의 결함 판별 방법.

5. 위 1에 있어서, 상기 (S1) 단계의 촬영은 반사광학계 방식, 투과광학계 방식 또는 이 둘 모두에서 수행되는 광학 필름의 결함 판별 방법.

6. 위 1에 있어서, 상기 (S2) 단계 후에 군집형 결함으로 판정된 후에는 상기 광학 필름의 대응 부분에 마킹하는 단계를 더 포함하는 광학 필름의 결함 판별 방법.

본 발명의 광학 필름의 결함 판별 방법은, 개별적인 단위 이물로는 결함이 아니지만, 소정의 영역 내에 이러한 이물들이 집중되어 있는 경우에는 이러한 집중에 따른 시너지 효과에 의해 불량품의 원인이 될 수 있는 바, 이러한 경우(군집형 결함)를 결함으로 판정하는 방법을 제공함으로써, 광학 필름의 불량률을 낮출 수 있다.

본 발명에 따른 광학 필름의 결함 판별 방법은 검출 장비의 검출 조건을 강화시키는 방법이 아니라 이물의 군집 정도를 판단하는 방법을 제시함으로써, 검출 장비의 교체나 검출 조건을 강화시키지 않고도 군집형 결함을 검출할 수 있다.

도 1은 반사 광학계 검사 장치의 개략적인 구조를 도시한 도면이다.
도 2는 투과 광학계 검사 장치의 개략적인 구조를 도시한 도면이다.
도 3은 군집형 결함의 일 예시의 실제 촬영 사진이다.
도 4는 군집형 결함의 일 예시를 개략적으로 나타낸 도면이다.

본 발명은 (S1) 이송되는 광학 필름을 촬영하여 상기 광학 필름의 촬영 이미지를 얻는 단계; 및 (S2) 상기 촬영 이미지에서 이물을 검출하고, 상기 이물 중에서 어느 하나의 이물을 중심으로 5mm 반경의 원 안에 이물이 2개 이상 존재하면 중심의 이물을 포함하는 상기 이물들의 집합을 군집형 결함으로 판정하는 단계;를 포함함으로써, 결함 검출 조건을 강화시키지 않으면서도 광학 필름의 불량률을 낮출 수 있다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명에 대해서 보다 상세하게 설명하도록 한다.

먼저, 이송되는 광학 필름을 촬영하여 상기 광학 필름의 촬영 이미지를 얻는다(S1).

통상적으로 광학 필름의 제조는 연속적인 공정, 예를 들면 롤 투 롤(Roll-to-Roll) 공정을 통해 이송되면서 이뤄진다. 따라서, 광학 필름의 결함을 판별하기 위해서는 일정 방향으로 이송되는 광학 필름의 상부에서 광학 필름을 촬영하여 광학 필름의 촬영 이미지를 획득한다. 획득된 이미지에서 이물이 존재하는 영역이 있으면 이를 선별하여 결함인지 판별하는 공정에 착수한다.

광학 필름의 결함을 검출하기 위해서 사용되는 촬영 장치는 반사광학계 방식 또는 투과광학계 방식을 들 수 있으며, 또는 이 둘을 모두 사용할 수도 있다.

반사광학계 방식의 검사 장치란 검사 대상을 반사하는 광으로 검사를 수행하는 장치를 의미한다. 구체적으로는, 검사 필름의 일측에 광원이 위치하여 검사 필름에 광을 조사하고, 촬영 기기는 검사 필름을 기준으로 상기 광원과 동일한 측에서 검사 필름을 촬영(검사 필름에서 반사하는 광을 수용)하여 검사 영상을 얻는 장치이다.

반사광학계 검사 장치를 이용한 필름의 결함 검출 방법은 도 1(a: 측면도, b: 평면도)에 개략적으로 도시되어 있다. 도 1을 참고하면, 반사광학계 검사 장치는 광원의 광 조사 방향 및 촬영 기기의 촬영 방향이 검사 대상이 되는 검사 필름의 이송 방향에 대해서 평행한 방향에 위치한다. 그리고, 이러한 위치에서 촬영한 영상을 검사 영상으로 사용하여 결함을 검출한다.

투과광학계 검사 장치란 검사 대상을 투과하는 광으로 검사를 수행하는 장치를 의미한다. 구체적으로는, 검사 필름의 일측에 광원이 위치하여 검사 필름에 광을 조사하고, 촬영 기기는 검사 필름을 기준으로 광원의 반대측에서 검사 필름을 촬영(검사 필름을 투과하는 광을 수용)하여 검사 영상을 얻는 장치이다.

투과광학계 검사 장치를 이용한 필름의 결함 검출 방법은 도 2에 개략적으로 도시되어 있다. 도 2를 참고하면, 투과 광학계 검사 장치는 광원 및 촬영 기기가 검사 대상이 되는 검사 필름에 대해서 수직 방향에 위치한다. 그리고, 이러한 위치에서 촬영한 영상을 검사 영상으로 사용하여 결함을 검출한다.

투과광학계 검사 장치는 검사되는 광학 필름의 구체적인 종류에 따라 추가적인 구성을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 검사 대상인 광학 필름이 편광 필름인 경우에는 검사 대상 시료의 편광 필름의 편광 방향과 수직인 다른 편광 필름을 검사 대상 필름의 상부에 배치할 수 있다. 이 경우, 검사 대상의 편광 필름이 양품이라면 편광 방향이 서로 수직인 두 개의 편광필름을 통과하는 광이 없게 되므로 검은색의 영상이 얻어지나, 검사 대상의 편광 필름에 이물이 존재하면 그 부분에서 편광의 방향이 바뀌므로 결국 광이 새어나오게 되어 밝은 부분(즉, 이물 부분)이 존재하는 영상을 얻게 된다.

다음으로, 상기 촬영 이미지에서 이물을 검출하고, 상기 이물 중에서 어느 하나의 이물을 중심으로 5mm 반경의 원 안에 이물이 2개 이상 존재하면 중심의 이물을 포함하는 상기 이물들의 집합을 군집형 결함으로 판정한다(S2).

본 발명에 있어서, "이물"(異物)이란 광학 필름의 평균적인 균일성에서 벗어나는 부분으로서, 판별 결과에 따라 정상적인 범위 이내로 판정되거나(양품성(良品性) 이물), 또는 제품의 불량의 원인인 '결함'으로 판정될 수 있는 부분이다.

획득된 이미지에서 이물을 선별하는 것은 광학 필름의 평균적인 균일성을 설정한 후 이를 벗어나는 부분(이물 부분)을 포함하는 영역의 이미지를 이미지 처리 소프트웨어 등을 사용하여 수행될 수 있다.

본 발명에서 정의하는 이물의 종류는 촬영된 이미지에서 주변보다 밝은 지점(휘점) 또는 어두운 지점(암점)으로 구분할 수 있다. 이러한 휘점 또는 암점은 광학 필름 상에서 관찰되는 광학적인 휘점 또는 암점 뿐만 아니라 요철에 의해 발생되는 휘점 또는 암점까지 포함한다.

전술한 바와 같이, 검출되는 이물은 양품성 이물과 결함이 되는 이물로 분류할 수 있다. 양품성 이물의 대표적인 예로는 그 크기가 매우 작아 결함이 될 수 없는 경우를 들 수 있다. 따라서, 광학 필름에 요구되는 기준에 따라 소정 크기 이하의 이물은 결함으로 판정되지 않는다.

그런데, 개별적으로는 양품성 이물인 미세한 이물이 모여 있는 상태(군집)가 되면, 실제 제품으로 사용 시에 불량으로 인식되는 경우가 있어 문제가 될 수 있다. 하지만, 종래 광학 필름의 결함 판정 방법은 단위 이물을 개별적으로 선별하고 소정의 기준에 따라 결함 여부를 판정하므로, 양품성 결함인 미세한 이물이 군집 상태가 되어도 이를 결함으로 판정하지 못하였다. 이와 같이 미세한 이물이 군집 상태를 형성하고 있는 예시가 도 3에 나타나 있다. 도 3에 나타난 바와 같이 미세 이물이 군집 상태로 있으면 실제 제품으로 사용 시에 불량으로 인식될 수 있으나 종래의 개별적인 이물을 대상으로 하는 결함 판별 방법으로는 결함으로 인식하기 어렵다.

본 발명은 이물이 미리 정해진 영역 내에 집중되어 군집을 이룬 경우에 이를 결함으로 판결하는 방법을 제공하여 상기와 같은 문제점을 해결한다. 구체적으로, 검사용 촬영 장치에서 촬영된 이미지에서 검출된 이물이, 어느 하나의 이물을 중심으로 5mm 반경의 원 안에 이물이 2개 이상 존재하면 중심의 이물을 포함하는 상기 이물들의 집합을 결함(이하 군집형 결함)으로 판정한다.

군집형 결함 여부를 판단하는 군집 영역은 중심 이물을 기준으로 반경 5mm의 원으로 한다. 반경이 5mm를 초과하면 실제 사용 시에 불량으로 인식되는 경우가 거의 없게 된다.

한편, 제조되는 광학 필름의 구체적인 용도에 따라, 군집 영역의 반경은 더 작아질 수 있다. 군집 영역의 반경이 작아질수록 군집형 결함으로 판정되는 경우가 적어지므로 광학 필름의 무결성에 대한 요구 정도가 낮아질수록 군집 반경은 작아지게 된다. 예를 들어, 군집 영역의 반경은 4mm, 3mm, 2mm, 1mm 일 수도 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

본 발명에 있어서, 군집형 결함을 형성하는 단위 이물은 그 크기가 특별히 제한되지는 않는다. 바람직하게는 촬영 이미지에서 이물로서 인식될 수 있는 크기 이상을 가지면서도 군집 영역 내에 2개 이상 존재할 수 있는 크기를 가질 수 있다. 예를 들면, 이물의 장축 크기가 100㎛ 이하일 수 있고, 바람직하게는 50㎛ 이하일 수 있다. 본 발명에 있어서, 이물 크기의 하한은 촬영 장비의 종류에 따라 달라질 수도 있고, 아무리 미세한 양품성 이물이라도 검출될 수 있고 군집 영역 내에 모여 있기만 하면 본 발명에서 판정의 대상이 되므로 특별이 한정하지는 않으나, 예를 들면 30㎛일 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 이물의 크기는 예를 들면, 이물의 장축을 기준으로 30 내지 100㎛, 바람직하게는 30 내지 50㎛일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

이러한 군집형 결함의 개략적인 예시가 도 4에 도시되어 있다. 도 4를 참고하면, 이물 1, 2, 3은 이물 2를 중심으로 미리 정해진 반경의 원 내부에 존재하게 되므로, 군집 영역 내에 이물이 2개 이상 존재하게 되어 군집형 결함에 속하게 된다.

본 발명에 있어서, 상기 (S2) 단계 후에 군집형 결함으로 판정된 후에는 상기 광학 필름의 대응 부분에 마킹하는 단계를 더 포함할 수 있다.

마킹은 광학 필름의 실제 사용되는 영역에 수행될 수도 있으며, 또는 최종 제품으로 가공 시에 제거되는 여분 영역(실제 미사용 영역)에 수행될 수도 있다.

군집형 결함이 발생된 부분에 마킹을 함으로써 추후 군집형 결함이 발생한 부분을 분류 및 제거하는 데 용이하게 사용할 수 있다.

또한, 이러한 마킹의 개수를 카운트하고 그로부터 결함 발생률을 산출하여 제조 공정을 제어할 수 있을 뿐만 아니라, 촬영 이미지와 실제 광학 필름을 대비하는 인덱스로 사용하여 군집형 결함의 판단이 올바로 수행되고 있는지를 검수하는데 사용할 수도 있다.

본 발명의 결함 판별 방법은 다양한 광학 필름에 적용될 수 있다. 이러한 광학 필름의 예로는, 편광 필름, 위상차 필름 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

이와 같이 본 발명은 소정의 영역 내에 이물들이 집중되어 있는 경우에는 이러한 집중에 따른 시너지 효과에 의해 불량품의 원인이 될 수 있는 바, 이러한 경우(군집형 결함)를 결함으로 판정하는 방법을 제공하며, 이러한 본 발명의 결함 판별 방법은 개별적인 단위 이물로는 결함이 아니지만 소정의 영역 내에 이러한 이물들이 집중되어 불량을 야기하는 경우를 검출할 수 있게 함으로써, 광학 필름의 불량률을 낮출 수 있다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

Claims (6)

1. (S1) 이송되는 광학 필름을 촬영하여 상기 광학 필름의 촬영 이미지를 얻는 단계; 및
   (S2) 상기 촬영 이미지에서 이물을 검출하고, 상기 이물 중에서 어느 하나의 이물을 중심으로 5mm 반경의 원 안에 이물이 2개 이상 존재하면 중심의 이물을 포함하는 상기 이물들의 집합을 군집형 결함으로 판정하는 단계;
   를 포함하는 광학 필름의 결함 판별 방법.
   
2. 청구항 1에 있어서, 상기 반경은 4mm, 3mm, 2mm 또는 1mm인 광학 필름의 결함 판별 방법.
   
3. 청구항 1에 있어서, 상기 이물은 장축의 크기가 30 내지 100㎛인 광학 필름의 결함 판별 방법.
   
4. 청구항 1에 있어서, 상기 이물은 장축의 크기가 30 내지 50㎛인 광학 필름의 결함 판별 방법.
   
5. 청구항 1에 있어서, 상기 (S1) 단계의 촬영은 반사광학계 방식, 투과광학계 방식 또는 이 둘 모두에서 수행되는 광학 필름의 결함 판별 방법.
   
6. 청구항 1에 있어서, 상기 (S2) 단계 후에 군집형 결함으로 판정된 후에는 상기 광학 필름의 대응 부분에 마킹하는 단계를 더 포함하는 광학 필름의 결함 판별 방법.

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