KR20160005445A - 편광판의 결함 검사 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 편광판의 결함 검사 장치에 관한 것으로, 기준 편광판 및 상기 기준 편광판과 그 흡수축이 직교하도록 배치되는 검사 대상 편광판을 포함하는 편광부; 상기 편광부의 일측에서 상기 편광부로 광을 조사하는 광원부; 상기 편광부의 타측에 위치하여 상기 편광부를 촬영하는 촬영부; 및 상기 광원부와 상기 촬영부 사이에 위치하는 위상차 필터를 구비하고, 상기 위상차 필터는 2,000 내지 10,000㎚의 두께방향 위상차(Rth)를 갖는 2축 연신 필름을 구비함으로써, 정면에서 관찰 가능한 얼룩 외에 비스듬히 바라보았을 때 시인되는 결함도 동시에 관찰할 수 있는 편광판의 결함 검사 장치에 관한 것이다.

Description

편광판의 결함 검사 장치 및 방법{APPARATUS OF INSPECTING DEFECT OF POLARIZING PLATE AND METHOD OF INSPECTING THE SAME}

본 발명은 편광판의 결함 검사 장치 및 방법에 관한 것이다.

액정표시장치(LCD), 전계발광(EL) 표시장치, 플라즈마 표시장치(PDP), 전계방출 표시장치(FED), OLED 등과 같은 각종 화상표시장치에 사용되고 있는 편광판은 일반적으로 폴리비닐알콜계(polyvinyl alcohol, PVA) 필름에 요오드계 화합물 또는 이색성 편광물질이 흡착 배향된 편광자를 포함한다. 그리고, 통상적으로 이러한 편광자의 양면에 편광자 보호필름이 구비된다.

이러한 편광판은 무편광 또는 임의 편광의 자연광을 직선 편광으로 바꾸는 광학 소자이므로, 2장의 편광판을 직교 상태로 두면 통상의 백라이트 광 조사시에 광이 이를 투과할 수 없어 암 상태가 된다.

그러나, 일부 편광판의 경우 2장을 직교 상태로 두는 경우에도 빛이 100% 차단되지 않고 연신 방향으로 줄무늬 형태의 얼룩이 관찰된다. 이는, 편광판의 위치별 투과도가 전체적으로 100% 동일하지는 않고, 염료가 불균일하게 염착되거나, 접착 불량 등의 원인에 기인한 것이다.

이러한 얼룩이 심하게 나타나는 경우, 전체적으로 균일한 휘도의 화상을 구현하기 어려워, 결국 최종 제품의 불량이 야기된다. 따라서, 편광판의 얼룩 정도를 정확하게 선별할 수 있는 방법이 요구된다.

종래의 편광판의 얼룩 검사는 검사자의 육안 관찰에 의해 이루어지고 있는데, 이와 같은 검사 방법은 검사자의 주관에 따라 제품의 불량 정도가 판별되기 때문에, 균일한 품질의 제품을 생산해내기 어렵다는 문제점이 있다. 또한, 사람이 일일이 검사하여야 하기 때문에 생산 효율이 떨어진다는 문제점도 있다.

또한, 이러한 검사 방법은 편광판을 정면으로 바라보았을 때를 기준으로 하는 바, 비스듬히 보았을 때 시인되는 결함은 동시에 검출이 어려운 문제점이 있었다.

본 발명은 편광판의 결함을 효과적으로 검출할 수 있는 검사 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 편광판을 비스듬히 보았을 때 시인되는 결함을 효과적으로 검출할 수 있는 검사 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

1. 기준 편광판 및 상기 기준 편광판과 그 흡수축이 직교하도록 배치되는 검사 대상 편광판을 포함하는 편광부;

상기 편광부의 일측에서 상기 편광부로 광을 조사하는 광원부;

상기 편광부의 타측에 위치하여 상기 편광부를 촬영하는 촬영부; 및

상기 광원부와 상기 촬영부 사이에 위치하는 위상차 필터를 구비하고,

상기 위상차 필터는 2,000 내지 10,000㎚의 두께방향 위상차(Rth)를 갖는 2축 연신 필름인, 편광판의 결함 검사 장치.

2. 위 1에 있어서, 상기 위상차 필터는 상기 광원부와 상기 편광부 사이에 위치하는, 편광판의 결함 검사 장치.

3. 위 1에 있어서, 상기 위상차 필터는 상기 편광부와 상기 촬영부 사이에 위치하는, 편광판의 결함 검사 장치.

4. 위 1에 있어서, 상기 위상차 필터는 적어도 2개가 배치되는, 편광판의 결함 검사 장치.

5. 위 4에 있어서, 제1 위상차 필터는 상기 광원부와 상기 편광부 사이에 배치되고, 제2 위상차 필터는 필터는 상기 편광부와 상기 촬영부 사이에 배치되는, 편광판의 결함 검사 장치.

6. 위 1에 있어서, 상기 결함은 상기 편광부 정면을 기준으로 소정 경사각으로 바라보았을 때 시인되는 결함인, 편광판의 결함 검사 장치.

7. 위 1에 있어서, 상기 결함은 정상부 대비 휘도가 0.035nt 차이가 나는 부분인, 편광판의 결함 검사 장치.

8. 위 1에 있어서, 상기 위상차 필터는 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름, 폴리부틸렌테레프탈레이트 필름, 폴리에틸렌이소프탈레이트 필름 및 폴리에틸렌나프탈레이트 필름으로 이루어진 군에서 선택되는, 편광판의 결함 검사 장치.

본 발명의 편광판의 결함 검사 장치는 고위상차 필터를 포함함으로써, 정면에서 관찰 가능한 결함 외에 비스듬히 바라보았을 때 관찰 가능한 결함도 동시에 검사할 수 있다.

도 1 내지 3은 본 발명의 편광판의 결함 검사 장치의 일 실시예를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 실시예 1 및 비교예 3의 결함 검사 장치에 따라 측정된 편광판의 CR(Contrast Ratio) 값의 비교 데이터를 나타낸 도면으로, X축은 검사 대상 편광판을 일정 간격으로 나눈 측정 지점을 나타내며, Y축은 측정된 휘도를 바탕으로 계산된 CR(Contrast Ratio)값을 나타낸다.

본 발명은 기준 편광판 및 상기 기준 편광판과 그 흡수축이 직교하도록 배치되는 검사 대상 편광판을 포함하는 편광부; 상기 편광부의 일측에서 상기 편광부로 광을 조사하는 광원부; 상기 편광부의 타측에 위치하여 상기 편광부를 촬영하는 촬영부; 및 상기 광원부와 상기 촬영부 사이에 위치하는 위상차 필터를 구비하고, 상기 위상차 필터는 2,000 내지 10,000㎚의 두께방향 위상차(Rth)를 갖는 2축 연신 필름을 구비함으로써, 정면에서 관찰 가능한 결함 외에 비스듬히 바라보았을 때 시인되는 결함도 동시에 관찰할 수 있는 편광판의 결함 검사 장치에 관한 것이다.

2장의 편광판을 그 흡수축이 서로 직교 상태가 되도록 두고 백라이트 광을 조사하여 관찰하는 경우, 2장 모두 결함이 없는 정상의 편광판인 경우에는 백라이트 광이 투과하지 않아 완전히 암흑 모드가 된다. 그렇지 않은 경우에는, 광을 조사하고 관찰하면 연신 방향으로 줄무늬 형태의 얼룩 등과 같은 결함을 확인할 수 있다.

상기와 같은 결함이 심하게 나타나는 경우 균일한 휘도의 화상을 구현할 수 없어 이러한 불량품을 선별해야 하는데, 주로 검사자가 육안으로 관찰하여 선별하였다. 한편, 이와 같은 검사 방법은 정면에서 결함을 검출하는 바, 비스듬히 보았을 때에만 시인되는 결함들에 대해서는 정확한 검사가 이루어지지 않아, 불량품의 비율이 매우 높은 문제가 있었다.

그러나, 본 발명은 2,000 내지 10,000㎚의 두께방향 위상차(Rth)를 갖는 2축 연신 필름인 위상차 필터를 구비함으로써, 비스듬이 바라보았을 때에만 시인 가능한 결함도 정면에서 동시에 검출할 수 있게되어, 보다 명확하게 결함을 판별할 수 있다.

이하, 본 발명의 실시예를 도면을 참고하여 보다 상세하게 설명하기로 한다. 다만, 본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 전술한 발명의 내용과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.

도 1 내지 3에는 본 발명의 편광판 검사 장치의 일 실시예가 개략적으로 도시되어있다. 본 발명의 편광판 검사장치(100)는 광원부(101), 편광부(102), 위상차 필터(103) 및 촬영부(104)를 구비한다.

광원부

본 발명에 따른 광원부(101)는 편광부(102)의 정면 방향의 일측에서 상기 편광부(102)로 광을 조사하여, 편광판의 결함을 검출한다.

상기 광원부(101)에서 조사되는 광의 종류는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면, 백색광, 녹색광, 청색광, 적색광, 적외선 등을 들 수 있다.

편광부

본 발명에 따른 편광부(102)는 기준 편광판(102a) 및 검사 대상 편광판(102b)을 포함한다.

상기 기준 편광판(102a)은 결함이 없는 편광판으로서, 검사 대상 편광판(102b)과 그 흡수축이 서로 직교하도록 배치되어, 암흑 모드에서 검사가 진행될 수 있도록 한다.

상기 편광판의 배치 순서는 특별히 한정되지 않으며, 광원부(101)로부터 출사되는 광이 기준 편광판(102a)에 먼저 도달하도록 배치할 수도 있고(도 1 참조), 검사 대상 편광판(102b)에 먼저 도달하도록 배치할 수도 있다(도 2 참조).

위상차 필터

본 발명에 따른 위상차 필터(103)는 상기 광원부(101)와 후술하는 촬영부(104) 사이에 배치되며, 두께 방향 위상차(Rth)가 2,000 내지 10,000㎚인 값을 갖는 2축 연신 필름이다.

상기 위상차 필터(103)는 전술한 범위의 고위상차 값을 나타냄으로써, 광학 이방성으로 인하여 광의 편광 상태를 변화시켜, 편광부(102) 정면을 기준으로 소정 경사각으로 바라보았을 때 시인되는 결함을 정면에서도 검출할 수 있게 한다.

보다 구체적으로, 도 4를 참고하면, 상기 위상차 필터(103)를 사용하지 않는 경우, 결함이 존재하지 않는 정상부와 결함이 존재하는 불량부의 CR(Contrast Ration)값이 비슷한 값을 나타내어, 불량부의 결함이 명확하게 판별되지 않았다. 그러나, 본 발명의 검사 장치는 상기 위상차 필터(103)를 사용함으로써, 불량부의 CR값이 정상부에 비하여 현저히 감소하였으며, 이는 불량부의 얼룩 등의 결함으로 인하여 Black휘도 값이 상승하였기 때문으로 판단된다.

따라서, 본 발명의 검사장치를 사용하는 경우, 편광부의 정면을 기준으로 비스듬히 바라보았을 때 시인되는 결함을 정면에서도 검출할 수 있게 된다.

본 발명의 위상차 필터의 종류는 그 기능을 하는 범위 내라면 특별히 한정되지 않으나, 예를 들면, 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름, 폴리부틸렌테레프탈레이트 필름, 폴리에틸렌이소프탈레이트 필름, 폴리에틸렌나프탈레이트 필름 등을 들 수 있으며, 이들은 단독으로 또는 2종 이상 함께 사용될 수 있다.

상기 위상차 필터(103)의 배치 위치는 광원부(101)로부터 출사되어 촬영부(104)로 입사되는 광의 경로 상이라면 특별히 한정되지 않는다.

보다 구체적인 예를 들면, 상기 광원부(101)와 상기 편광부(102) 사이(도 2 참고), 상기 편광부(102)와 촬영부(104)사이(도 1 참고)에 위치할 수 있으며, 상기 광원부(101)와 상기 편광부(102) 사이, 상기 편광부(102)와 촬영부(104)사이에 각각 한 개 이상씩 위치할 수 있다(도 3 참고).

상기 위상차 필터(103)의 개수는 특별히 한정되지 않으며, 바람직하게는 1개 또는 2개인 것이 좋다.

촬영부

본 발명에 따른 촬영부(104)는 편광부(102)를 촬영하여, 결함 여부를 판별하는 것으로서, 편광부(102)를 기준으로 광원부(101)의 반대측에 위치한다.

촬영부(104)는 광을 촬영할 수 있는 것이라면 특별히 한정되지 않으며, 카메라, 광 센서, 휘도계 등을 포함할 수 있다.

본 발명에 있어서, 결함은 그 휘도가 정상부와는 차이가 나는 지점을 의미하며, 여기에서 정상부는 결함이 없는 부분을 지칭한다. 결함으로 인식될 수 있는 휘도 차이는 검사 대상 편광판이 사용되는 분야, 예를 들면 화상 표시 장치의 구체적인 용도에 따라 달라질 수 있다.

또한, 본 발명에 있어서, 결함은 정면에서 바라보았을 때 시인되는 결함 외에 편광부 정면을 기준으로 소정 경사각으로 바라보았을 때 시인되는 결함도 포함할 수 있다.

일 예로서, 결함부의 휘도가 정상부 대비 0.035nt 이상인 경우, 결함으로 판단할 수 있다. 결함부의 휘도가 정상부 대비 0.035nt 이상인 경우에는 구동시 얼룩이 시인되어, 제품의 결함을 유발할 수 있다.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 이들 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 첨부된 특허청구범위를 제한하는 것이 아니며, 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 실시예에 대한 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.

실시예 및 비교예

실시예 1

광원, 기준 편광판, 검사 대상 편광판, 위상차 필터(Rth 5,000인 2축 연신 PET 필름) 및 휘도계의 순으로 배치시키고, 기준 편광판, 검사 대상 편광판은 그 흡수축이 직교인 상태로 배치시켰다.

광원과 기준 편광판 사이의 거리는 3cm, 기준 편광판과 검사 대상 편광판 사이의 거리는 1cm, 검사 대상 편광판과 휘도계 사이의 거리는 80cm가 되도록 하였다.

광원으로 제논 아크 램프(UXL-300D, ushio 社), 기준 편광판으로 VAP-7070(jasco), 휘도계는 SR-3AR(Topcon 社)를 사용하여, 편광판의 휘도 변화량을 측정하였다.

실시예 2

Rth 값이 2,500인 PET 필름으로 형성된 위상차 필터를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 휘도 변화량을 측정하였다.

실시예 3

Rth 값이 4,500인 폴리에틸렌나프탈레이트 필름으로 형성된 위상차 필터를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 휘도 변화량을 측정하였다.

비교예 1

1축 연신된 PET 필름으로 형성된 위상차 필터를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 휘도 변화량을 측정하였다.

비교예 2

Rth 값이 1,000인 PET 필름으로 형성된 위상차 필터를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 휘도 변화량을 측정하였다.

비교예 3

위상차 필터를 사용하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 휘도 변화량을 측정하였다.

시험방법

(1) CR 값 측정

실시예 1 및 비교예 3의 결함 검사 장치를 사용하여, 측정된 휘도를 바탕으로, CR(Contrast Ration)의 값을 계산하였으며, 그 결과를 도 4에 도시하였다.

비교예 3를 사용하는 경우, 결함이 존재하지 않는 정상부와 결함이 존재하는 불량부의 CR(Contrast Ration)값이 비슷한 값을 나타내어, 불량부의 결함이 명확하게 판별되지 않았다. 그러나, 실시예 1을 사용하는 경우, 불량부의 CR값이 정상부에 비하여 현저히 감소한 것을 확인할 수 있었으며, 본 발명에 따른 검사 장치가 결함 검출에 적합한 것을 확인할 수 있었다.

(2) 휘도 변화량 측정

실시예 및 비교예의 검사장치로 휘도 변화량을 측정하였으며, 정상부와 결함부의 휘도 차이가 0.035 이상이 경우 결함이 발생한 것이며, 시인되는 정도에 따라 하기와 같은 기준에 따라 평가하였다.

<평가 기준>

◎ : 강시인

○: 시인

X :미시인

구분	정상부와 결합부의 휘도 변화량	결함 발생 여부 평가
실시예 1	0.051	◎
실시예 2	0.042	◎
실시예 3	0.035	○
비교예 1	0.030	X
비교예 2	0.013	X
비교예 3	0.009	X

상기 표 1을 참고하면, 본 발명에 따라 제조된 실시예 1 내지 3의 검사 장치를 사용한 경우, 검사 대상 편광판에 결함이 발생한 것을 검출할 수 있었다.

그러나, 비교예 1 내지 3는 동일한 검사 대상 편광판을 사용하였으나, 결함을 검출할 수 없었는 바, 비교예로는 편광판을 비스듬히 바라보았을 때 시인되는 결함은 검출되지 않음을 확인할 수 있었다.

Claims (8)

1. 기준 편광판 및 상기 기준 편광판과 그 흡수축이 직교하도록 배치되는 검사 대상 편광판을 포함하는 편광부;
   상기 편광부의 일측에서 상기 편광부로 광을 조사하는 광원부;
   상기 편광부의 타측에 위치하여 상기 편광부를 촬영하는 촬영부; 및
   상기 광원부와 상기 촬영부 사이에 위치하는 위상차 필터를 구비하고,
   상기 위상차 필터는 2,000 내지 10,000㎚의 두께방향 위상차(Rth)를 갖는 2축 연신 필름인, 편광판의 결함 검사 장치.
   
2. 청구항 1에 있어서, 상기 위상차 필터는 상기 광원부와 상기 편광부 사이에 위치하는, 편광판의 결함 검사 장치.
   
3. 청구항 1에 있어서, 상기 위상차 필터는 상기 편광부와 상기 촬영부 사이에 위치하는, 편광판의 결함 검사 장치.
   
4. 청구항 1에 있어서, 상기 위상차 필터는 적어도 2개가 배치되는, 편광판의 결함 검사 장치.
   
5. 청구항 4에 있어서, 제1 위상차 필터는 상기 광원부와 상기 편광부 사이에 배치되고, 제2 위상차 필터는 필터는 상기 편광부와 상기 촬영부 사이에 배치되는, 편광판의 결함 검사 장치.
   
6. 청구항 1에 있어서, 상기 결함은 상기 편광부 정면을 기준으로 소정 경사각으로 바라보았을 때 시인되는 결함인, 편광판의 결함 검사 장치.
   
7. 청구항 1에 있어서, 상기 결함은 정상부 대비 휘도가 0.035nt 차이가 나는 부분인, 편광판의 결함 검사 장치.
   
8. 청구항 1에 있어서, 상기 위상차 필터는 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름, 폴리부틸렌테레프탈레이트 필름, 폴리에틸렌이소프탈레이트 필름 및 폴리에틸렌나프탈레이트 필름으로 이루어진 군에서 선택되는, 편광판의 결함 검사 장치.
   

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