KR20200097516A - 광학필름 결함 검출 시스템 및 광학필름 결함 검출 방법 - Google Patents

광학필름 결함 검출 시스템 및 광학필름 결함 검출 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 광학필름 결함 검출 시스템은 광학필름을 이송하는 광투과성 이송 롤을 포함하는 이송부, 상기 이송 롤 내부에 구비되며, 상기 이송 롤에 접촉된 상기 광학 필름의 일면을 향하여 광을 조사하는 광원부, 상기 광학필름의 타면으로부터 이격 배치되며, 상기 광이 투과된 상기 광학필름의 타면을 촬영하여 상기 광학필름의 결함 여부 분석을 위한 영상을 획득하는 촬영부, 및 상기 획득된 영상을 분석하여 상기 광학필름의 결함 여부를 검출하는 분석부를 포함할 수 있다.

Description

광학필름 결함 검출 시스템 및 광학필름 결함 검출 방법 {SYSTEM AND METHOD FOR DETECTING DEFECT OF OPTICAL FILM}
본 발명은 광학필름 결함 검출 시스템 및 광학필름 결함 검출 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 롤에 접촉된 상태의 광학필름에 광을 투과시켜 광학필름의 결함을 검출하는 광학필름 결함 검출 시스템 및 이를 이용한 광학 필름 결함 검출 방법에 관한 것이다.
광학필름은 화상 형성에 필요한 투과 광을 제공하는 것으로서, LCD를 포함한 각종 디스플레이에 주로 사용되며, 디스플레이 패널의 품질을 결정하는 주요 광학부품이다.
광학필름은 편광소자의 양면에 보호필름을 부착하고 PSA 등의 점착제를 적어도 한쪽 바깥 면에 도포하여 형성될 수 있다. 한편, 광학필름을 제조하는 공정에서 필름에 이물이 유입되거나 필름이 롤에 감길 때 필름이 눌리는 현상, 기타 외력에 의해 필름이 눌리는 현상, 필름이 찍히는 현상, 또는 기포가 발생 현상 등이 일어날 수 있다. 이러한 현상들로 인해 발생하는 광학필름의 불량은 광학필름이 사용되는 디스플레이 패널에서 휘점 불량을 초래할 수 있으므로, 마지막으로 제조된 광학필름을 절단하기에 앞서 광학필름의 결함을 검사하는 공정을 반드시 거쳐야 한다.
한편, 광학필름의 결함 검출은 주로 광이 조사된 상태의 광학필름을 이미지 또는 영상 형태로 촬영함으로써 이루어지고 있으며, 광학필름의 이미지 또는 영상을 촬영하기 위해 투과광을 이용하는 방식(투과방식)과 반사광을 이용하는 방식(반사방식)이 있다. 상기 방식들은 광학필름의 결함 유형에 따라 선택적으로 적용될 수 있다.
도 1은 종래의 광학필름 결함 검출 시스템(투과방식)을 나타낸 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이 종래 투과방식은 롤(2)을 통과한 광학필름(1)에 대하여 광을 조사하고, 광이 투과된 광학필름(1)의 이미지를 촬영함으로써 이루어졌다. 즉, 광원(3) 및 카메라(4)는 광학필름(1)을 이송하는 롤(2) 사이에 배치되어 롤(2)에 접촉되지 않은 상태의 광학필름(1)에 대한 결함 검출이 이루어졌다. 이 경우 롤(roll)의 떨림, 웨이브 현상, 및 필름 헌팅(hunting) 등에 의하여 광학필름 상에 존재하는 결함이 카메라 심도 범위에서 벗어나게 되어 검출의 정확도가 다소 떨어질 수 있는 문제가 있었다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 롤에 접촉된 상태의 광학필름에 광을 투과시켜 광학필름의 결함을 검출하는 광학필름 결함 검출 시스템 및 이를 이용한 광학필름 결함 검출 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 광학필름 결함 검출 시스템은 광학필름을 이송하는 광투과성 이송 롤을 포함하는 이송부, 상기 이송 롤 내부에 구비되며, 상기 이송 롤에 접촉된 상기 광학 필름의 일면을 향하여 광을 조사하는 광원부, 상기 광학필름의 타면으로부터 이격 배치되며, 상기 광이 투과된 상기 광학필름의 타면을 촬영하여 상기 광학필름의 결함 여부 분석을 위한 영상을 획득하는 촬영부, 및 상기 획득된 영상을 분석하여 상기 광학필름의 결함 여부를 검출하는 분석부를 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 이송 롤은 유리로 제작될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 촬영부는 상기 광학필름의 이송 방향이 변경되는 지점 기준 전방 또는 후방으로 소정 각도 범위 내에서 상기 광학필름의 타면으로부터 이격 배치될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 촬영부는 상기 획득된 영상이 적어도 상기 이송 롤에 접촉된 상기 광학필름의 접촉영역을 포함하도록 배치될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 광원부는, 상기 광학필름의 폭 방향 전체에 걸쳐 광을 조사할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 전술한 광학필름 결함 검출 시스템은 상기 광학 필름을 생산하는 롤투롤 연속 공정에 적용될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 광학필름 결함 검출 방법은 광투과성 이송 롤을 포함하는 이송부에 의해 광학필름이 이송되는 단계, 상기 이송 롤 내부에 구비된 광원부를 통하여 상기 이송 롤에 접촉된 상기 광학필름의 일면에 광을 조사하는 단계, 상기 광학필름의 타면으로부터 이격 배치된 촬영부에 의해 상기 조사된 광이 투과된 상태의 상기 광학필름을 촬영하여 영상을 획득하는 단계, 및 분석부를 통해 상기 획득된 영상을 분석하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 광학필름 결함 검출 시스템 및 광학필름 결함 검출 방법은 롤에 접촉된 상태의 광학필름에 광을 투과시켜 결함 검출이 이루어지는바, 고정된 상태의 광학필름에 대하여 정밀한 검출이 가능한 효과가 있다. 특히, 상기 롤이 유리로 제작된 경우 최종 제품과 유사한 구조에서 광학필름의 결함 검출이 이루어지게 되므로 검출 정확도는 더욱 향상될 수 있다.
또한, 촬영부의 배치 위치를 달리하여 상호보완적인 결함 검출이 가능하여 광학필름의 결함 검출률을 높일 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 광학필름 결함 검출 시스템(투과방식)을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 광학필름 결함 검출 시스템을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 촬영부의 배치를 나타낸 도면이다.
도 4는 서로 다른 배치 위치를 갖는 촬영부가 적용된 광학필름 결함 검출 시스템을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 광학필름 결함 검출 방법에 의한 결함 검출 과정을 나타낸 흐름도이다.
본 발명은 광학필름 결함 검출 시스템 및 광학필름 결함 검출 방법에 관한 것으로, 이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 보다 자세하게 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 광학필름 결함 검출 시스템을 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 촬영부의 배치를 나타낸 도면이고, 도 4는 서로 다른 배치 위치를 갖는 촬영부가 적용된 광학필름 결함 검출 시스템을 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 광학필름 결함 검출 시스템(100)은 이송부(110), 광원부(120), 촬영부(130), 및 분석부(미도시)를 포함하여 구성될 수 있으며, 광학필름의 이물 또는 기포 포함여부, 찍힘성 불량, 눌림 불량, 얼룩 및 스크래치에 대한 결함을 검출하기 위해 사용될 수 있다.
이송부(110)는 시트(sheet) 형태의 광학필름(10)을 이송하는 구성으로, 이송 롤을 포함할 수 있다. 광학필름(10)은 이송 롤의 회전에 의해 이송될 수 있으며, 구체적으로, 이송 롤은 TAC 필름, 아크릴 필름, PET 필름, PVA 필름, 편광판 필름 등의 광학필름(10)을 일 방향으로 이송할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 이송부(110)는 광투과성 이송 롤(111)을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 광투과성 이송 롤(111)은 내부에 광원부(120)를 포함할 수 있다. 광원부(120)는 광투과성 이송 롤(111) 내부에 구비되어 상기 이송 롤(111)을 통과하는 광학필름(10)의 일면을 향하여 조사할 수 있으며, 광원부(120)로부터 조사된 광은 상기 이송 롤(111)을 투과하여 상기 이송 롤(111)에 접촉된 광학필름(10)의 일면으로 조사될 수 있다.
광원부(120)는 광원의 수명, 휘도의 안정성, 유지 보수 등을 고려하여 LED를 이용하는 것이 바람직하나, LED를 대체하여 다른 광원을 사용할 수도 있다. 또한, 광원부(120)는 광학필름(10)의 폭 방향 전체에 걸쳐 광을 조사할 수 있다. 이를 위해 광원부(120)는 상기 이송 롤(111) 내부에 상기 이송 롤(111)의 폭 방향을 따라 연장된 LED 바 형태로 구비될 수 있다.
한편, 전술한 광투과성 이송 롤(111)은 광투과율이 우수한 투명 재질로 제작된 것이 바람직하며, 예를 들어, 투명 플라스틱 또는 유리 등으로 제작될 수 있다. 특히, 광 투과성 이송 롤(111)이 유리로 제작된 경우, 최종 제품 구조(백라이트-디스플레이-광학필름)와 유사한 구조(광원부-유리-광학필름)가 구현될 수 있으며, 상기 구조에서 광학필름의 검출이 이루어질 수 있는 이점이 있다.
촬영부(130)는 광원부(120)를 통해 조사되어 광학필름(10)을 투과한 광을 이용하여 광학필름(10)의 결함 여부 분석을 위한 영상을 획득할 수 있다. 광원부(120)로부터 조사된 광은 광투과성 이송 롤(111) 및 광학필름(10)을 투과하여 촬영부(130)로 입사될 수 있으며, 촬영부(130)는 상기 광을 이용하여 광학필름(10)에 대한 영상을 획득할 수 있다. 촬영부(130)는 CCD 센서 또는 스캔 카메라로 구비될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니며 다양한 이미지 촬상수단으로 구비될 수 있다.
촬영부(130)는 광학필름(10)의 타면으로부터 이격 배치될 수 있으며, 촬영부(130)를 구성하는 후술할 카메라의 해상도 등을 고려하여 적정 거리만큼 이격 배치될 수 있다. 도 3을 참조하면 광학필름(10)은 좌측(A)에서 우측(B)으로 이송되는 과정에서 이송 롤(11)을 통과하는데, 촬영부(130)는 광학필름(10)의 이송 방향이 변경되는 지점 기준 전방 또는 후방으로 소정 각도 범위 내에서 광학필름(10)의 타면으로부터 이격 배치될 수 있다. 여기서, 전술한 전방은 광학필름(10)이 이송 롤(111)을 향하여 이송되는 구간을, 후방은 광학필름(10)이 이송 롤(111)을 통과하여 이송 롤(111)로부터 멀어지는 구간을 의미할 수 있다.
구체적으로, 촬영부(130)는 광학필름(10)의 이송 방향이 변경되는 지점과 광원부(120) 중심이 이루는 가상의 선(L)을 기준으로, 전방으로 최대 제1 각도(θ1), 후방으로 최대 제2 각도(θ2)만큼 이격 배치될 수 있으며, 제1 각도(θ1)와 제2 각도(θ2)는 동일한 각도일 수 있다. 예를 들어, 제1 각도(θ1) 및 제2 각도(θ2)는 60˚일 수 있다.
촬영부(130)는 배치 위치에 따라 촬영 영역, 촬영 조건 등을 서로 달리하게 되므로, 도 4에 도시된 바와 같이 서로 다른 위치의 촬영부(130)를 통해 광학필름(10)에 대한 영상을 획득하는 경우 상호보완적인 결함 검출이 가능할 수 있다. 예를 들어, 광학필름(10)의 특정 위치에 결함이 존재하는 경우, 촬영부(130)의 배치 위치에 따라 상기 결함의 크기, 밝기 등이 상이하게 검출된 영상이 획득될 수 있는데, 상기 영상들을 종합적으로 분석하는 경우, 보다 상호보완적인 검출이 가능하며 검출의 신뢰성이 향상될 수 있다. 촬영부(130)는 임의의 이송 롤(111)에 대하여 전술한 제1각도도(θ1) 및 제2 각도(θ2) 범위 내 임의의 각도(θ)로 배치될 수 있다.
한편, 전술한 바와 같이 획득된 영상에는 촬영부(130)의 배치에 따라 광학필름(10)의 서로 다른 영역이 포함될 수 있는데, 촬영부(130)는 상기 획득된 영상이 적어도 이송 롤(111)에 접촉된 광학필름(10)의 접촉영역(10´)을 포함하도록 배치될 수 있다. 촬영부(130)가 전술한 제1 각도(θ1) 및 제2 각도(θ2) 사이의 구간에 배치되는 경우, 이송 롤(111)에 접촉된 광학필름(10)의 접촉영역(10´)이 포함된 영상을 획득할 수 있다.
분석부는 획득된 영상을 분석하여 광학필름(10)의 결함 여부를 검출할 수 있다. 분석부는 영상 처리 및 비교 분석이 가능한 분석프로그램이 내장된 전자기기로 구비될 수 있으며, 예를 들어, 컴퓨터, 태블릿 PC, PLC(Programmable Logic Controller) 등의 장치로 구비될 수 있다.
전술한 광학필름 결함 검출 시스템(100)은 이송 롤의 연속적인 회전에 의해 광학필름(10)을 연속적으로 생산·공급하는 롤투롤 연속 공정에 적용될 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에 따른 광학필름 결함 검출 시스템(100)은 20m/min 이상, 바람직하게는 30m/min 이상의 공정속도를 갖는 공정에 적용될 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 광학필름 결함 검출 방법에 의한 결함 검출 과정을 나타낸 흐름도이다. 본 발명의 실시예에 따른 광학필름 결함 검출 방법은 광투과성 이송 롤(111)을 포함하는 이송부(110)에 의해 광학필름(10)이 이송되는 단계(S100), 이송 롤(111) 내부에 구비된 광원부(120)를 통하여 이송 롤(111)에 접촉된 광학필름(10)의 일면에 광을 조사하는 단계(S200), 광학필름 (10)의 타면으로부터 이격 배치된 촬영부(130)에 의해 조사된 광이 투과된 상태의 광학필름(10)을 촬영하여 영상을 획득하는 단계(S300), 및 분석부를 통해 획득된 영상을 분석하는 단계(S400)를 포함할 수 있다.
이와 같은 본 발명의 실시예에 따른 광학필름 결함 검출 방법은 전술한 광학필름 결함 검출 시스템(100)에 대한 내용이 적용될 수 있다.
이상에서 설명한 것과 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 광학필름 결함 검출 시스템 및 광학필름 결함 검출 방법은 롤에 접촉된 상태의 광학필름에 광을 투과시켜 결함 검출이 이루어지는바, 고정된 상태의 광학필름에 대하여 정밀한 검출이 가능한 효과가 있다. 특히, 상기 롤이 유리로 제작된 경우 최종 제품과 유사한 구조에서 광학필름의 결함 검출이 이루어지게 되므로 검출 정확도는 더욱 향상될 수 있다. 또한, 촬영부의 배치 위치를 달리하여 상호보완적인 결함 검출이 가능하여 광학필름의 결함 검출률을 높일 수 있는 효과가 있다.
비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시 예와 관련하여 설명되었지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 특허청구의 범위에는 본 발명의 요지에 속하는 한 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.
100: 광학필름 결함 검출 시스템
10: 광학필름
10´: 접촉영역
110: 이송부
111: 이송 롤
120: 광원부
130: 촬영부

Claims (7)

  1. 광학필름을 이송하는 광투과성 이송 롤을 포함하는 이송부;
    상기 이송 롤 내부에 구비되며, 상기 이송 롤에 접촉된 상기 광학 필름의 일면을 향하여 광을 조사하는 광원부;
    상기 광학필름의 타면으로부터 이격 배치되며, 상기 광이 투과된 상기 광학필름의 타면을 촬영하여 상기 광학필름의 결함 여부 분석을 위한 영상을 획득하는 촬영부; 및
    상기 획득된 영상을 분석하여 상기 광학필름의 결함 여부를 검출하는 분석부를 포함하는, 광학필름 결함 검출 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 이송 롤은 유리로 제작된, 광학필름 결함 검출 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 촬영부는, 상기 광학필름의 이송 방향이 변경되는 지점 기준 전방 또는 후방으로 소정 각도 범위 내에서 상기 광학필름의 타면으로부터 이격 배치되는, 광학필름 결함 검출 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 촬영부는, 상기 획득된 영상이 적어도 상기 이송 롤에 접촉된 상기 광학필름의 접촉영역을 포함하도록 배치되는, 광학필름 결함 검출 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 광원부는, 상기 광학필름의 폭 방향 전체에 걸쳐 광을 조사하는, 광학필름 결함 검출 시스템.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 광학필름 결함 검출 시스템은, 상기 광학필름을 생산하는 롤투롤 연속 공정에 적용되는, 광학필름 결함 검출 시스템.
  7. 광투과성 이송 롤을 포함하는 이송부에 의해 광학필름이 이송되는 단계;
    상기 이송 롤 내부에 구비된 광원부를 통하여 상기 이송 롤에 접촉된 상기 광학필름의 일면에 광을 조사하는 단계;
    상기 광학필름의 타면으로부터 이격 배치된 촬영부에 의해 상기 조사된 광이 투과된 상태의 상기 광학필름을 촬영하여 영상을 획득하는 단계; 및
    분석부를 통해 상기 획득된 영상을 분석하는 단계를 포함하는, 광학필름 결함 검출 방법.
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