KR100665936B1 - A System And Method for Detecting Coating Film Thickness in Thin Film Forming Process - Google Patents
A System And Method for Detecting Coating Film Thickness in Thin Film Forming Process Download PDFInfo
- Publication number
- KR100665936B1 KR100665936B1 KR1020040027621A KR20040027621A KR100665936B1 KR 100665936 B1 KR100665936 B1 KR 100665936B1 KR 1020040027621 A KR1020040027621 A KR 1020040027621A KR 20040027621 A KR20040027621 A KR 20040027621A KR 100665936 B1 KR100665936 B1 KR 100665936B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- light
- coating film
- workpiece
- thickness
- wavelength
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
- E01C—CONSTRUCTION OF, OR SURFACES FOR, ROADS, SPORTS GROUNDS, OR THE LIKE; MACHINES OR AUXILIARY TOOLS FOR CONSTRUCTION OR REPAIR
- E01C9/00—Special pavings; Pavings for special parts of roads or airfields
- E01C9/04—Pavings for railroad level-crossings
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
- E01C—CONSTRUCTION OF, OR SURFACES FOR, ROADS, SPORTS GROUNDS, OR THE LIKE; MACHINES OR AUXILIARY TOOLS FOR CONSTRUCTION OR REPAIR
- E01C2201/00—Paving elements
- E01C2201/02—Paving elements having fixed spacing features
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
- E01C—CONSTRUCTION OF, OR SURFACES FOR, ROADS, SPORTS GROUNDS, OR THE LIKE; MACHINES OR AUXILIARY TOOLS FOR CONSTRUCTION OR REPAIR
- E01C2201/00—Paving elements
- E01C2201/06—Sets of paving elements
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
- E01C—CONSTRUCTION OF, OR SURFACES FOR, ROADS, SPORTS GROUNDS, OR THE LIKE; MACHINES OR AUXILIARY TOOLS FOR CONSTRUCTION OR REPAIR
- E01C2201/00—Paving elements
- E01C2201/12—Paving elements vertically interlocking
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Architecture (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Coating Apparatus (AREA)
Abstract
본 발명은 박막 성형공정에서 작업 대상물 상에 코팅되는 코팅막의 두께를 검출하는 장치에 있어서, 상기 작업 대상물의 폭 방향으로 일정한 간격으로 배치되며, 상기 작업 대상물이 이송되는 방향에 대하여 직각 또는 일정한 경사각을 가지는 라인 형태로 설치되는 복수개의 광학 파티클 센서를 포함하고, 상기 복수개의 광학 파티클 센서는 각각 광을 발생시키며, 상기 발생된 광을 파장 별로 분광하여 조사하는 광 조사수단; 상기 광 조사수단에서 조사된 광을 상기 작업 대상물의 표면 중 베이스 면과 상기 코팅막 표면 부근의 위치에 집속시키되, 상기 조사된 광의 파장에 따라 가변 초점을 갖는 광 집속수단; 상기 광 조사수단과 광 집속수단 사이에 배치되며, 상기 작업 대상물의 표면에서 반사되는 광의 방향을 전환시키는 제 1 빔 스플리터; 및 상기 빔 스플리터의 방향 전환에 따라 검출되는 광의 세기를 수광하는 검출수단을 포함한다. The present invention is a device for detecting the thickness of the coating film coated on the workpiece in the thin film forming process, it is arranged at regular intervals in the width direction of the workpiece, the right angle or a constant inclination angle with respect to the direction in which the workpiece is transferred It includes a plurality of optical particle sensor which is installed in the form of a line, The plurality of optical particle sensor generates light, respectively, Light irradiation means for irradiating the generated light by wavelength spectroscopic; Light focusing means for focusing the light irradiated by the light irradiating means to a position near the base surface and the surface of the coating film on the surface of the workpiece, the light focusing means having a variable focus according to the wavelength of the irradiated light; A first beam splitter disposed between the light irradiating means and the light converging means, and configured to change a direction of light reflected from the surface of the workpiece; And detection means for receiving the intensity of light detected according to the change of direction of the beam splitter.
박막 성형공정, 코팅막 두께, 광학 센서, 광의 파장, 감도, 색수차Thin film forming process, coating film thickness, optical sensor, wavelength of light, sensitivity, chromatic aberration
Description
도 1은 본 발명에 따른 실시 예를 설명하기 위한 박막 성형공정에서 코팅막 두께 검출장치를 개략적으로 도시한 사시도이다.1 is a perspective view schematically illustrating an apparatus for detecting a coating film thickness in a thin film forming process for explaining an embodiment according to the present invention.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 박막 성형공정에서 코팅막 두께 검출장치에 대한 상세 구성도이다. Figure 2 is a detailed configuration of the coating film thickness detection apparatus in a thin film forming process according to an embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 박막 성형공정에서 코팅막 두께 검출장치와 연동 제어되는 시스템의 개략적 구성도이다.3 is a schematic configuration diagram of a system that is interlocked with the coating film thickness detecting apparatus in a thin film forming process according to an embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 박막 성형공정에서 코팅막 두께 검출을 실행하는 흐름도이다.4 is a flowchart for performing coating film thickness detection in a thin film forming process according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 박막 성형공정에서 코팅 두께 검출장치의 다른 적용 예를 보인 단면도이다. 5 is a cross-sectional view showing another application example of the coating thickness detection apparatus in the thin film forming process according to an embodiment of the present invention.
본 발명은 박막 성형공정에서 코팅막의 두께를 검출하는 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 작업 대상물의 표면에 정밀 도막이나 미세 박막을 성형하는 과정에서 작업 면에 대한 코팅막의 두께를 비접촉 방식에 의해 연속적으로 측정하고, 측정된 결과에 따른 피드백 제어를 실행시켜 균일한 코팅막의 두께가 성형되도록 하는 박막 성형공정에서 코팅막 두께 검출장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a device for detecting the thickness of the coating film in the thin film forming process, and more particularly, the thickness of the coating film on the working surface in the process of forming a precision coating film or a fine thin film on the surface of the workpiece to be continuous by a non-contact method The present invention relates to a coating film thickness detecting apparatus and a method in a thin film forming process for measuring the thickness of the coating film and executing feedback control according to the measured result.
일반적으로 박막 성형공정에서는 도포액 토출장치를 이용하여 작업 대상물인 평판 디스플레이 패널의 글라스(LCD)나 격자 배열을 갖는 플라즈마 디스플레이 패널의 글라스 등의 표면에 미세한 형광체 코팅막을 부착하거나 박막 전극의 표면에 미세한 흑연 막을 정밀 코팅한다.In general, in a thin film forming process, a fine phosphor coating film is attached to a surface of a glass (LCD) of a flat panel display panel, which is a work object, or a glass of a plasma display panel having a lattice arrangement, or a fine surface is formed on a surface of a thin film electrode. Precise coating of graphite film.
이러한 코팅막의 균일성 유지는 해당 제품의 품질을 좌우하는 아주 중요한 요소이나 도포액 토출장치의 노즐(Nozzle)에 유입되는 압력의 편차나 노즐 자체의 노후화 등의 이유로 인하여 도포액이 균일한 양으로 토출되지 않음에 따라 코팅막의 두께에 편차가 발생하게 되어 작업 대상물의 품질 저하를 유발시키게 되고, 심한 경우 고가의 글라스 및 전극이 불량으로 처리되어 파기되거나 클리닝 과정을 다시 거쳐야 하는 공정상의 많은 문제점이 발생한다.Maintaining the uniformity of the coating film is a very important factor that determines the quality of the product, or the coating liquid is discharged in a uniform amount due to the variation of the pressure flowing into the nozzle of the coating liquid discharge device or the aging of the nozzle itself. As a result, the thickness of the coating film is deviated, leading to deterioration of the quality of the object. In severe cases, expensive glass and electrodes are treated as defective and destroyed, or many problems occur in the process of having to go through the cleaning process again. .
따라서, 상기한 바와 같이 작업 대상물에 코팅막을 성형하는 과정에서 균일한 코팅막의 두께를 유지시키기 위하여 유도형 검출센서를 적용하여 코팅된 미세 표면의 두께 및 거리를 측정하는 방법을 적용하고 있으나, 코팅되는 두께의 오차 정도가 대략적으로, 1-2㎛ 정도로 극히 미세하므로 정밀한 측정이 불가능하여 지속적인 두께 편차가 유발되어 제품의 신뢰성을 보장하여 주지 못하는 단점이 있다.Therefore, in order to maintain a uniform coating film thickness in the process of forming a coating film on the workpiece as described above, a method of measuring the thickness and distance of the coated micro surface by applying an inductive detection sensor is applied. Since the error of the thickness is about 1 to 2 μm, the microscopic measurement is not possible, so it is impossible to precisely measure the thickness.
또한, 상기의 유도형 검출센서는 작업 대상물이 금속인 경우에만 가능하므로, 매질이 비금속인 경우에는 적용이 불가능한 문제점이 발생한다.In addition, the above-described inductive detection sensor is possible only when the workpiece is a metal, the problem occurs that can not be applied when the medium is a non-metal.
또한, 다른 방법으로 정전 용량센서 및 초음파 센서를 적용하여 코팅된 두께를 측정하는 방법이 적용되고 있으나, 측정도가 너무 커서 미세 측정에 적용하는데 에는 많은 문제점이 발생한다.In addition, a method of measuring a coated thickness by applying a capacitive sensor and an ultrasonic sensor as another method has been applied, but the measurement degree is so large that there are many problems to apply to fine measurement.
특히, 불투명 필름에 코팅 작업을 수행하는 경우에 있어 코팅된 작업 면에 대한 두께를 측정하는데는 더욱 더 어려운 문제점이 발생한다.In particular, in the case of performing a coating operation on the opaque film, a problem more difficult to measure the thickness of the coated working surface occurs.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 그 목적은 작업 대상물의 표면에 정밀 도막이나 미세 박막을 부착되는 과정에서 작업 대상물 표면인 베이스 면과 코팅된 면에 파장에 따라 다른 깊이에 초점이 맺히도록 광을 조사하고, 작업 대상물의 표면에서 반사되는 반사광의 파장을 분석함으로써 작업 면에 대한 코팅 두께를 비접촉 방식에 의해 연속적으로 측정하고, 측정된 결과에 따른 피드백 제어를 실행시켜 균일한 코팅막의 두께가 성형되도록 한 것이다.The present invention has been proposed to solve the above problems, and its object is to focus on different depths depending on the wavelength of the base surface and the coated surface of the workpiece in the process of attaching the fine coating film or the fine thin film to the surface of the workpiece. Irradiates light to form a light, analyzes the wavelength of the reflected light reflected from the surface of the workpiece to continuously measure the coating thickness on the working surface by a non-contact method, and executes feedback control according to the measured result to uniform coating film The thickness of is to be molded.
또한, 본 발명의 다른 목적은 작업 대상물 표면에 대한 미세한 코팅막의 두께 검출을 통해 유지 관리를 위한 데이터 및 측정 데이터로 활용할 수 있도록 한 것이다.In addition, another object of the present invention is to be able to utilize as data and measurement data for maintenance through the detection of the thickness of the fine coating film on the surface of the workpiece.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 제 1 특징은 박막 성형공정에서 작업 대상물 상에 코팅되는 코팅막의 두께를 검출하는 장치에 있어서, 상기 작업 대상물의 폭 방향으로 일정한 간격으로 배치되며, 상기 작업 대상물이 이송되는 방향에 대하여 직각 또는 일정한 경사각을 가지는 라인 형태로 설치되는 복수개의 광학 파티클 센서를 포함하고, 상기 복수개의 광학 파티클 센서는 각각 광을 발생시키며, 상기 발생된 광을 파장 별로 분광하여 조사하는 광 조사수단; 상기 광 조사수단에서 조사된 광을 상기 작업 대상물의 표면 중 베이스 면과 상기 코팅막 표면 부근의 위치에 집속시키되, 상기 조사된 광의 파장에 따라 가변 초점을 갖는 광 집속수단; 상기 광 조사수단과 광 집속수단 사이에 배치되며, 상기 작업 대상물의 표면에서 반사되는 광의 방향을 전환시키는 제 1 빔 스플리터; 및 상기 빔 스플리터의 방향 전환에 따라 검출되는 광의 세기를 수광하는 검출수단을 포함하는 코팅막 두께 검출장치를 제공한다. In order to achieve the above object, a first feature of the present invention is an apparatus for detecting the thickness of a coating film coated on a workpiece in a thin film forming process, the workpiece being disposed at regular intervals in the width direction of the workpiece, And a plurality of optical particle sensors installed in a line shape having a right angle or a predetermined inclination angle with respect to the conveying direction, wherein the plurality of optical particle sensors respectively generate light, and spectroscopically irradiate the generated light by wavelength. Light irradiation means; Light focusing means for focusing the light irradiated by the light irradiating means to a position near the base surface and the surface of the coating film on the surface of the workpiece, the light focusing means having a variable focus according to the wavelength of the irradiated light; A first beam splitter disposed between the light irradiating means and the light converging means, and configured to change a direction of light reflected from the surface of the workpiece; And detecting means for receiving the intensity of light detected according to the change of direction of the beam splitter.
또한, 본 발명의 제 2 특징은 박막 성형공정에서 코팅막의 두께를 검출하는 방법에 있어서, 작업 대상물의 표면에 코팅막 성형이 개시되면 광 파티클 센서에 의해 광을 발생시켜 조사시키되, 조사되는 광의 파장에 따라 분광한 후 분광된 광이 소정의 선폭으로 조정되어 조사하는 단계; 상기 조사되는 광의 각 파장에 따라 상기 작업 대상물의 표면인 베이스 면 및 코팅막 표면 부근에 초점이 맺히도록 상기 조사된 광을 집속하는 단계; 상기 작업 대상물의 표면에서 반사되는 반사광을 수집하여 감도를 분석하는 단계; 상기 분석된 반사광 감도로부터 상기 작업 대상물의 양측 베이스 면의 라인에 대한 반사광 감도 성분을 추출하는 단계; 상기 양측 베이스 면의 라인에 대한 선 성분 데이터를 추출하고, 이를 이용하여 상기 추출된 선 성분 데이터의 기울어진 곡선을 평활화시켜 코팅면 데이터를 추출하는 단계; 상기 코팅막의 평면을 형성하는 각 셀 영역에 대한 벡터 성분을 추출 연산하여 노말 벡터를 추출하는 단계; 상기 추출된 노말 벡터에 각 픽셀의 스칼라 양을 곱 연산하고, 카티시안 좌표내의 벡터 변환을 통해 3D 공간 좌표로 추출하는 단계; 및 상기 3D 공간 좌표로부터 상기 코팅막의 두께가 상이한 굴곡면을 추출하여 상기 코팅막의 두께 편차를 검출한 다음 코팅액의 분사량을 피드백 제어하는 단계를 포함하는 코팅막 두께 검출방법을 제공한다. In addition, the second aspect of the present invention is a method for detecting the thickness of the coating film in the thin film forming process, when the coating film forming is started on the surface of the workpiece to be irradiated by generating light by an optical particle sensor, but to the wavelength of the irradiated light According to the spectroscopic light is adjusted to a predetermined line width and irradiated; Focusing the irradiated light to focus on a base surface and a coating film surface, which are surfaces of the workpiece, according to respective wavelengths of the irradiated light; Analyzing the sensitivity by collecting the reflected light reflected from the surface of the workpiece; Extracting reflected light sensitivity components for the lines of both base surfaces of the workpiece from the analyzed reflected light sensitivity; Extracting line component data of the lines of both base surfaces, and using the same, smoothing the inclined curve of the extracted line component data to extract coating surface data; Extracting a normal vector by extracting and calculating a vector component for each cell region forming a plane of the coating film; Multiplying the extracted normal vector by a scalar amount of each pixel and extracting the extracted normal vector into 3D spatial coordinates through vector transformation in Cartesian coordinates; And detecting a thickness variation of the coating film by extracting curved surfaces having different thicknesses of the coating film from the 3D spatial coordinates, and then controlling feedback of the injection amount of the coating liquid.
나아가, 본 발명의 제 3 특징은 박막 성형공정에서 코팅막의 두께를 검출하는 방법에 있어서, 코팅막이 성형되는 작업 대상물의 표면에 소정 선폭의 파장 분포를 갖는 광을 조사하는 단계; 상기 조사되는 광의 각 파장에 따라 상기 작업 대상물의 표면인 베이스 면 및 코팅막 표면 부근에 초점이 맺히도록 상기 조사된 광을 집속하는 단계; 상기 작업 대상물의 표면에서 반사되는 광을 수집하여 감도를 분석하는 단계; 상기 감도 분석된 광을 라인 추적 기법과 벡터 분석 기법을 적용하여 코팅막의 두께를 추출하는 단계; 및 상기 추출된 코팅막의 두께에 따라 코팅막을 성형시키는 도포액의 토출량을 피드백 제어하는 단계를 포함하는 코팅막 두께 검출방법을 제공한다.Further, a third aspect of the present invention is a method for detecting the thickness of a coating film in a thin film forming process, the method comprising: irradiating light having a wavelength distribution of a predetermined line width to a surface of a workpiece to be coated; Focusing the irradiated light to focus on a base surface and a coating film surface, which are surfaces of the workpiece, according to respective wavelengths of the irradiated light; Analyzing light sensitivity by collecting light reflected from the surface of the workpiece; Extracting the thickness of the coating film using the sensitivity analyzed light by applying a line tracking technique and a vector analysis technique; And it provides a coating film thickness detection method comprising the step of controlling the feedback of the discharge amount of the coating liquid for forming the coating film according to the thickness of the extracted coating film.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 실시예를 설명하기 위한 개략적인 사시도로, 박막 전극의 표면에 흑연 막을 코팅하는 시스템에서 전극재의 코팅 두께를 검출하는 시스템의 개략적인 구성도이다.1 is a schematic perspective view for explaining an embodiment according to the present invention, which is a schematic configuration diagram of a system for detecting a coating thickness of an electrode material in a system for coating a graphite film on a surface of a thin film electrode.
도면에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 실시 예는 작업 대상물인 박막 전극(G ; 이하 전극이라 한다.), 상기 전극(G)을 이송시키는 롤러(R), 상기 롤러(R)의 외측 중심 라인에 배치되어 상기 이송되는 전극(G)의 표면에 전극재를 코팅시키는 도포액 토출장치(200), 그리고 상기 전극재가 코팅되어 이송되는 전극(G)의 상부면에 배치 고정되어 광의 조사 및 전극(G)의 코팅 면에서 반사는 반사광을 분석하는 코딩 두께 검출장치(100)로 구성된다.As can be seen in the drawings, an embodiment of the present invention is a thin film electrode (hereinafter referred to as an electrode), which is a work object, a roller R for transferring the electrode G, and an outer center of the roller R. The coating
상기 코팅 두께 검출장치(100)는 작업 대상물인 전극(G)의 표면에 미세하게 코팅되는 코팅막의 두께를 검출할 수 있도록, 작업 대상물인 전극(G)의 폭 방향으로 복수개의 광학 파티클 센서(103)가 일정한 간격으로 배치되며 이송되는 방향에 대하여 직각 또는 일정한 경사각을 가지는 라인 형태로 설치된다.The coating
따라서, 라인 형태를 가지는 코팅 두께 검출장치(100)는 광원의 파장에 따라 서로 다른 깊이에 초점이 맺히도록 작업 대상물 표면인 베이스 면과 코팅된 면에 조사하고, 작업 대상물의 각 표면에서 반사되는 반사광의 분석함으로써 작업 면에 대한 코팅막의 두께를 비접촉 방식에 의해 연속적으로 측정하고, 측정된 결과에 따른 피드백 제어를 실행시켜 균일한 코팅막의 두께가 성형될 수 있도록 하며, 검출되는 코팅막의 두께에 대한 데이터를 도포액 토출장치의 유지 관리를 위한 데이터로 활용하며, 이에 관련되는 각종 작업에 있어 기준 데이터로 활용할 수 있도록 한다.Therefore, the coating
상기 코팅막 두께 검출장치(100)를 이루는 광학 파티클 센서(103)의 구조에 대하여 도 2를 참조하여 더욱 상세하게 설명한다.The structure of the
상기 광학 파티클 센서(103)는 광, 바람직하게는 백색 광을 발생시켜 조사하는 광 조사수단(120), 상기 광 조사수단(120)에서 조사된 광을 집속하여 상기 작업 대상물인 전극(G)의 표면 부근에 파장에 따라 다른 깊이에 초점들이 맺히도록 가변 초점 거리를 갖는 광 집속수단(140), 상기 전극(G)의 표면에서 반사되는 반사광의 방향을 전환시키는 빔 스플리터(160), 그리고 상기 빔 스플리터(160)의 방향 전환에 따라 검출되는 반사광의 파장을 검출하는 검출수단(180)을 구비할 수 있다. The
그리고 상기 검출수단(180)은 상기 전극(G)의 표면으로부터 반사된 반사광의 세기를 제1,2 촬상소자(191,193)가 각 소자가 가지고 있는 파장별 감도에 따라 센싱하고, 센싱된 감도의 분석 및 미리 설정된 알고리즘에 의한 연산을 통해 코팅막의 두께를 측정하는 컨트롤러(C)에 전송할 수 있는 구조를 가진다. The
상기 광 조사수단(120)은 백색 광을 발생시키는 광원(LS), 상기 광원(LS)에서 발생된 광을 집속하는 렌즈 어셈블리(121), 상기 렌즈 어셈블리(121)에서 집속된 광을 통과시키는 광 통과부재(123), 그리고 상기 광 통과부재(123)를 통과한 광에 대하여 파장별로 분광한 후 분광된 광이 소정의 선폭으로 조정되도록 필터링하는 제1 필터(125)를 포함한다.The light irradiating means 120 includes a light source LS for generating white light, a
상기 광원(LS)은 백색 광을 조사할 수 있는 것이며, 통상의 것이 사용될 수 있다. The light source LS may emit white light, and a conventional one may be used.
상기 광 통과부재(123)는 일정한 길이의 슬릿(123a)이 형성되고, 상기 렌즈 어셈블리(121)의 초점 위치에 배치되며, 슬릿(123a)을 통하여 광원(LS)의 광이 통과할 수 있는 위치에 배치되는 것이 바람직하다. The
특히, 상기 광 통과부재(123)에 제공되는 슬릿(123a)은 작업 대상물인 전극(G)의 진행 방향 표면에 대하여 수직 방향 또는 일정한 경사를 가지도록 제공되며, 작업 대상물의 폭 방향으로 긴 형태의 장 홀로 이루어지는 것 바람직하다. In particular, the
상기 제1 필터(125)는 작업 대상물인 전극(G)의 표면에 조사되는 광에 대하여 파장의 분포(스펙트럼)의 선폭을 작업 대상물의 표면에 조사되기에 적합한 선폭으로 조정되도록 필터링하는 역할을 한다.The
상기 광 집속수단(140)은 색수차에 의하여 광의 파장에 따라 초점 거리가 달라질 수 있도록 하는 렌즈 어셈블리로 이루어지며, 그 초점은 작업 대상물인 전극(G)의 베이스 면(A)과 전극(G) 표면의 코팅막(B) 깊이 부근에 맺히도록 한다.The light converging means 140 is composed of a lens assembly that can change a focal length according to the wavelength of light due to chromatic aberration, and the focus is the base surface A and the surface of the electrode G of the electrode G as a work object. The coating film (B) to be near the depth.
이러한 광 집속수단(140)은 존 플레이트 또는 플래널 렌즈가 사용될 수 있다.The
한편, 상기한 빔 스플리터(160)는 상기 광 조사수단(120)과 상기 광 집속수단(140) 사이에 배치되어 상기 광원(LS)의 광을 통과시키고, 광 집속수단(140)을 통과하여 전극(G)의 베이스 면(A) 및 코팅막(B) 깊이 부근에 초점이 맺히도록 하며, 전극(G)의 베이스 면(A) 및 코팅막(B)의 표면에서 반사되는 반사광을 검출수단(180)측으로 조사되도록 방향을 전환시키는 역할을 한다.On the other hand, the
상기 검출수단(180)은 상기 빔 스플리터(160)에 의해 방향 전환되어 조사되는 광이 통과될 수 있는 슬릿을 구비한 또 다른 광 통과부재(181), 이 광 통과부재(181)를 지나온 광을 집속하여 주는 또 다른 렌즈 어셈블리(183), 이 렌즈 어셈블리(183)를 통과하는 광의 파장에 따라 통과시키거나 일정한 각도로 반사시켜 두 개의 방향으로 분리하는 다른 빔 스플리터(185), 이 빔 스플리터(185)에 의하여 통과된 광에서 노이즈로 작용하는 대역을 필터링 하는 제2,제3 필터(187, 189), 그리고 상기 제2, 3 필터(187, 189)를 통과한 광을 감지하는 제1, 2 촬상소자(191, 193)를 포함할 수 있다.The detecting means 180 is another
상기 컨트롤러(C)는 작업 대상물인 전극(G)에서 제1,2 촬상소자(191,193)를 통하여 각각 검출되는 광의 감도를 설정된 알고리즘으로 연산하여, 연산된 결과의 분석으로 전극(G) 표면의 코팅막 두께를 연속적으로 검출하고, 검출된 결과에 따라 도포액 토출장치(200)를 피드백 제어하여 전극(G)의 표면에 균일한 코팅막이 형성되도록 한다.The controller C calculates the sensitivity of the light detected by the first and
또한, 컨트롤러(C)에는 표시수단이 구비되어 전극(G) 표면에 대한 코팅막의 균일성에 대한 정보를 표시하여 주도록 한다.In addition, the controller (C) is provided with a display means to display information on the uniformity of the coating film on the surface of the electrode (G).
상기의 컨트롤러(C)는 A/D변환수단이 포함되며, 검출수단(180)내의 제1,제2촬상소자(191,193)를 통해 검출되는 두 개의 감도를 차동 증폭기 이용하여 미분 혹은 차 연산하여 1차원 함수로 추출하고, 추출된 함수값을 A/D변환수단을 통해 디지털 신호로 변환하며, 이를 히스토그램의 분석을 통해 실시간 코팅막의 두께를 검출한다.The controller C includes an A / D conversion means, and differentially or differentially calculates two sensitivity detected by the first and
이와 같이 이루어지는 본 발명에 적용될 수 있는 코팅 두께 검출장치(100)를 통하여 전극(G) 표면의 코팅막 두께를 검출하는 동작에 대하여 도 3 및 도 4와 함께 상세하게 설명하면 다음과 같다.The operation of detecting the coating film thickness on the surface of the electrode G through the coating
작업 대상물인 전극(G)에 전극재를 코팅하는 공정이 개시되면 도포액 토출장치(200)는 롤러(R)에 의해 화살표 방향으로 이송되는 전극(G)의 표면에 코팅막을 성형한다(S101).When the process of coating the electrode material on the electrode (G) which is the work object is started, the coating
이때, 본 발명에 따른 코팅막 두께 검출장치(100)를 구성하고 있는 복수개의 광 파티클 센서(103)의 광 조사수단(120)내 광원(LS)에서는 백색 광을 발생시켜 전극(G)의 베이스 면(A)과 표면의 코팅막(B)상에 조사한다(S102).At this time, the light source LS in the light irradiation means 120 of the plurality of
상기 광원(LS)에서 발생되는 백색 광은 렌즈 어셈블리(121)에 의해 집속되어 빛 통과부재(123)의 슬릿(123a)을 통과한 다음 제1필터(124)를 통과하게 된다.The white light generated by the light source LS is focused by the
이때, 제1 필터(125)는 광원(LS)의 백색 광을 서로 다른 감도를 갖는 광으로 필터링하여 광 집속수단(140)에 조사한다.In this case, the
상기 광 집속수단(140)은 렌즈 어셈블리를 이용한 색수차에 의하여 서로 다른 감도로 필터링된 광은 전극(G)의 베이스 면(A)과 코팅막(B) 상에 파장에 따라 다른 깊이로 초점이 맺히게 된다.The light converging means 140 focuses light having a different sensitivity due to chromatic aberration using a lens assembly at different depths on the base surface A and the coating film B of the electrode G according to the wavelength. .
상기와 같이 전극(G)의 베이스 면(A)과 코팅막(B) 상에 조사된 광은 베이스 면(A) 및 코팅막(B)의 표면으로부터 반사되므로, 반사되는 광은 빔 스플리터(160)에 의해 진행 방향이 전환되어 검출수단(180)측으로 조사된다.Since the light irradiated onto the base surface A and the coating film B of the electrode G is reflected from the surfaces of the base surface A and the coating film B as described above, the reflected light is reflected to the
이때, 상기 검출수단(180) 내의 광 통과부재(181)는 상기 빔 스플리터(160)에 의해 방향 전환되어 조사되는 광을 통과시켜 렌즈 어셈블리(183)를 통해 집속시킨 다음 빔 스플리터(185)를 통해 반사되는 광의 파장에 따라 통과시키거나 일정한 각도로 반사시켜 검출되는 광을 분리한다.At this time, the
상기와 같이 검출수단(180)내의 빔 스플리터(185)에 의해 분리된 각각의 광은 제2, 제3필터(187,189)에 의해 필요한 대역의 파장만으로 추출되어 제1,2촬상소자(191,193)에 입력되어 컨트롤러(C)에 전송된다.As described above, each light separated by the
상기에서 광 조사수단(120)에서 전극(G)의 베이스 면(A) 및 코팅막(B) 표면에 조사되는 여러 파장의 빛 중 초점이 정확하게 맺힌 파장을 갖는 빛의 경우 컨트롤러(C)에 검출되는 반사광의 세기가 가장 강한 값으로 되며, 코팅막 두께의 편차에 따라 조사된 광이 고정된 위치에 초점이 정확하게 맺히지 않는 경우 파장의 빛의 경우 컨트롤러(C)에 검출되는 반사광의 세기는 낮은 세기로 된다.In the light irradiating means 120, the controller C detects a light having a wavelength at which the focal point is accurately focused among light of various wavelengths irradiated on the surface A of the electrode G and the surface of the coating film B. The intensity of the reflected light becomes the strongest value, and the intensity of the reflected light detected by the controller C becomes the low intensity in the case of the light of the wavelength when the focused light is not accurately focused at the fixed position according to the variation in the thickness of the coating film. .
그러므로, 컨트롤러(C)에 검출되는 반사광의 세기는 빔 스플리터(185)를 통하여 각기 다른 파장에 대해 상이한 감도의 반사광으로 검출되어진다(S103).Therefore, the intensity of the reflected light detected by the controller C is detected as the reflected light having different sensitivity to different wavelengths through the beam splitter 185 (S103).
따라서, 컨트롤러(C)는 상기와 같이 각기 다른 감도로 검출되는 반사광으로부터 코팅막 두께를 검출하기 위한 파장 분석을 실행한다(S104).Therefore, the controller C performs wavelength analysis for detecting the coating film thickness from the reflected light detected with different sensitivity as described above (S104).
이때, 전극(G)의 양측 베이스 면에서 검출되는 값이 전극(G)의 표면 위치가 되며, 표면 위치 이상의 값은 코팅막의 두께이다.At this time, the value detected at both base surfaces of the electrode G becomes the surface position of the electrode G, and the value above the surface position is the thickness of the coating film.
그러나, 롤러(R)에 의해 화살표 방향으로 이송되는 전극(G)은 다양한 조건에 의해 양 측면인 베이스 면(A)이 일정한 값을 갖지 못하고 변형될 가능성이 많으므로, 전극(G)의 표면 위치인 베이스 면의 라인의 기준 설정이 요구된다.However, the electrode G, which is conveyed in the direction of the arrow by the roller R, is likely to deform without having a constant value on both sides of the base surface A, due to various conditions, and thus the surface position of the electrode G. Reference setting of the line of the in-base face is required.
따라서, 컨트롤러(C)는 검출되는 반사광의 파장 분석으로 베이스 면(A)의 라인에 해당하는 영역의 변곡점을 측정하고, 베이스 면(A)의 선 성분의 데이터를 추출하여(S105) 선형 추적 기법(Line Tracing Method)의 적용을 통하여 선 성분의 데이터를 적절한 값으로 선형화(Linear Fitting) 처리하고, 이로부터 양측 베이스 면(A)의 라인 간의 기울기와 절편을 산출한다(S106).Therefore, the controller C measures the inflection point of the region corresponding to the line of the base surface A by analyzing the wavelength of the reflected light detected, and extracts data of the line component of the base surface A (S105). Through the application of the (Line Tracing Method), the data of the line components are linearized to an appropriate value (Linear Fitting), and the slopes and intercepts between the lines of the two base surfaces A are calculated therefrom (S106).
상기에서 산출된 양측 베이스 면(A)의 라인 간의 기울기와 절편을 사용하여 전체 측정 데이터의 기울어진 곡선을 평활화 감산하여 코팅면의 데이터만을 산출한다(S107).Smoothing and subtracting the inclined curve of the entire measurement data using the slope and the intercept between the lines of the two base surfaces A calculated above (S107).
또한, 상기 산출된 코팅 면에서 평면을 형성하는 각 셀(Cell)의 영역에 대하여 샘플 격자(Simple Cubic)를 취하고, 8가지의 벡터 성분을 이미지 처리방법의 하나인 Prewitt으로 영역 처리를 실행함으로써, 각 유닛 벡터(Unit Vector)를 산출하고 각 유닛 벡터에 대한 면의 조합 성분을 구성하여 평면 벡터(Plane Vector)에 대한 노말 벡터(Normal Vector)를 산출한다(S108)(S109).In addition, by taking a sample grid (Simple Cubic) for the area of each cell (Cell) forming a plane on the calculated coating surface, and performing the region processing by Prewitt which is one of the image processing method of eight vector components, Each unit vector is calculated and a normal vector for a plane vector is calculated by configuring a combination component of a plane for each unit vector (S108) (S109).
이와 같이 벡터 변환된 함수를 활용한 Prewitt 영역처리를 통해 360°방향을 90°영역으로 분할한 다음 분할된 각도 내에서 각 픽셀의 노말 벡터를 산출한다.In this way, the 360 degree direction is divided into 90 degree regions through the prewitt region processing using the vector converted function, and then a normal vector of each pixel is calculated within the divided angles.
상기와 같이 산출되는 각 픽셀의 노말 벡터에 스칼라(Scalar) 양을 곱하여 카티시안 좌표(Cartesian Coordinate) 내의 벡터로 변환한 다음 3D 공간 좌표로 변환한다(S110).The normal vector of each pixel calculated as described above is multiplied by a scalar amount, converted to a vector in Cartesian coordinates, and then converted to a 3D spatial coordinate (S110).
즉, 계산된 벡터 성분과 좌표 및 분석된 깊이 정보에 대한 값을 이용하여 평면 격자의 모임에 대한 3차원 모양의 데이터를 산출한다.That is, three-dimensional shape data for a collection of planar grids is calculated using the calculated vector components, coordinates, and values for the analyzed depth information.
이후, 상기한 바와 같이 라인 추적 기법을 적용한 전극(G)의 베이스 면(A)의 라인에 대한 평활화와 벡터 해석을 통해 평면 격자 모임에 대한 3차원 데이터의 산출을 통해 도포액 토출장치(200)의 토출 압력의 불균형 및 기타의 원인으로 발생되는 전극(G) 표면의 코팅막 두께의 편차에 대한 굴곡을 추출하여(S111) 표시수단을 통해 해당 정보를 지시하여 준다(S112).Subsequently, as described above, the coating
동시에 도포액 토출장치(200)의 노즐에서 도출되는 도포액의 압력과 양을 피드백 제어함으로써, 균일한 코팅막 두께가 성형되도록 한다(S113).At the same time, by controlling the feedback and the pressure and the amount of the coating liquid derived from the nozzle of the coating
또한, 상기한 바와 같은 코팅막 두께의 검출을 통해 노즐의 노후화의 정도를 계측하여 노즐의 교체 시기 및 도포액 토출장치(200)에 대한 제반적인 정보를 추정할 수 있게 된다.In addition, by measuring the thickness of the nozzle through the detection of the coating film thickness as described above, it is possible to estimate the replacement time of the nozzle and the general information on the coating
도 3에 도시된 바와 같이, 전술한 바와 같은 과정을 거쳐 전극(G)의 베이스 면(A) 및 코팅막(B)의 표면으로부터 검출수단(180)에 검출되는 반사광에 대한 신호는 증폭기(300)에 의해 설정된 소정의 레벨로 전력 증폭되어 컨트롤러(C)에 인가되면, 컨트롤러(C)는 상기한 과정의 분석을 통해 전극(G) 표면의 코팅막의 두께를 추출한다.As shown in FIG. 3, the signal for the reflected light detected by the detection means 180 from the base surface A of the electrode G and the surface of the coating film B through the above-described process is output to the
이후, 추출된 데이터를 기반으로 하여 도포액 도출장치(200)에 구성되는 모터(210)의 구동 제어를 통해 펌프(220)의 펌핑량을 제어함으로써, 코팅액이 저장되어 있는 탱크(240)로부터의 이송 유량이나 압력을 조정하고, 밸브(230)를 제어함으로써 노즐(250)에 공급되는 코팅액의 양을 조정함으로써, 전극(G)의 표면에 항상 균일한 코팅막의 두께가 성형될 수 있도록 한다.Subsequently, the pumping amount of the
상기한 예에서는 전극(G)의 표면에 성형되는 코팅막의 두께를 측정하여 피드백 제어하는 것을 예로 하여 설명하였으나, 도 5와 같이 평판 디스플레이 패널이나 PDP 패널의 격자 배열에 형광체 막을 도포하는 과정에서의 코팅막 두께의 측정에도 활용되며, 이는 전술한 실시 예와 같이 당업자가 용이하게 실시할 수 있는 바, 구체적인 설명은 생략한다.In the above example, the thickness of the coating film formed on the surface of the electrode G is measured and feedback controlled as an example. However, as shown in FIG. 5, the coating film in the process of applying the phosphor film to the lattice arrangement of the flat panel display panel or the PDP panel. It is also used in the measurement of the thickness, which can be easily carried out by those skilled in the art as in the above-described embodiment, a detailed description thereof will be omitted.
이와 같이 본 발명은 박막 성형공정에서 작업 대상물의 표면에 코팅막을 성형하는 과정에서 코팅된 막의 두께를 실시간으로 검출하여 연동되는 장치를 피드백 제어함으로써, 균일한 코팅막 두께의 성형으로 제품의 신뢰성을 제공하고 이에 따라 불량 발생을 배제시켜 공정의 안정성을 제공한다.As described above, the present invention detects the thickness of the coated film in real time in the process of forming the coating film on the surface of the workpiece in the thin film forming process and feedback control the interlocking device, thereby providing the reliability of the product by forming a uniform coating film thickness. This eliminates the occurrence of defects to provide process stability.
또한, 작업 대상물에 대한 코팅막 두께의 검출 데이터로부터 연동되는 주변장치의 상태를 진단할 수 있는 효과가 있다.In addition, there is an effect of diagnosing the state of the peripheral device to be interlocked from the detection data of the coating film thickness for the workpiece.
Claims (17)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020040027621A KR100665936B1 (en) | 2004-04-21 | 2004-04-21 | A System And Method for Detecting Coating Film Thickness in Thin Film Forming Process |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020040027621A KR100665936B1 (en) | 2004-04-21 | 2004-04-21 | A System And Method for Detecting Coating Film Thickness in Thin Film Forming Process |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20050102323A KR20050102323A (en) | 2005-10-26 |
| KR100665936B1 true KR100665936B1 (en) | 2007-01-09 |
Family
ID=37280544
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020040027621A KR100665936B1 (en) | 2004-04-21 | 2004-04-21 | A System And Method for Detecting Coating Film Thickness in Thin Film Forming Process |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR100665936B1 (en) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101222966B1 (en) * | 2006-03-29 | 2013-01-17 | 엘지디스플레이 주식회사 | Method for manufacturing liquid crystal display device |
| KR101331909B1 (en) * | 2006-12-12 | 2013-11-22 | (주)스마트에이스 | Apparatus and method of etching substratee |
| KR101304715B1 (en) * | 2012-04-25 | 2013-09-06 | 주식회사 엘지씨엔에스 | Method and apparatus for preventing light leakagein a light guide plate and display device having a light guide plate painted with reflect ink |
| KR102011426B1 (en) * | 2017-11-30 | 2019-10-14 | 한국표준과학연구원 | Thin film coating apparatus for THz beam splitter and coating methode thereof |
| WO2024071532A1 (en) * | 2022-09-29 | 2024-04-04 | 주식회사 고영테크놀러지 | Three-dimensional shape inspection device and three-dimensional shape inspection method |
| CN117704980B (en) * | 2024-02-05 | 2024-04-30 | 钛玛科（北京）工业科技有限公司 | Material coating thickness detection system and method capable of performing optical filter switching |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20010041127A (en) * | 1998-04-21 | 2001-05-15 | 가나이 쓰토무 | Apparatus and method for measuring thickness of thin film and method and apparatus for manufacturing thin film device using the same |
| JP2001153620A (en) | 1999-11-29 | 2001-06-08 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | Film thickness measuring device and film thickness measuring method |
| KR20010072848A (en) * | 1998-08-27 | 2001-07-31 | 추후제출 | Method and apparatus for measuring the thickness of a film, particularly of a photoresist film on a semiconductor substrate |
| JP2002323303A (en) | 2001-04-26 | 2002-11-08 | Denso Corp | Diafragm thickness measurement method, its device, and manufacturing method for semiconductor device |
| KR20040018220A (en) * | 2002-08-23 | 2004-03-02 | 가부시키가이샤 시마쓰세사쿠쇼 | Method of and apparatus for measuring thickness of thin film or thin layer |
-
2004
- 2004-04-21 KR KR1020040027621A patent/KR100665936B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20010041127A (en) * | 1998-04-21 | 2001-05-15 | 가나이 쓰토무 | Apparatus and method for measuring thickness of thin film and method and apparatus for manufacturing thin film device using the same |
| KR20010072848A (en) * | 1998-08-27 | 2001-07-31 | 추후제출 | Method and apparatus for measuring the thickness of a film, particularly of a photoresist film on a semiconductor substrate |
| JP2001153620A (en) | 1999-11-29 | 2001-06-08 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | Film thickness measuring device and film thickness measuring method |
| JP2002323303A (en) | 2001-04-26 | 2002-11-08 | Denso Corp | Diafragm thickness measurement method, its device, and manufacturing method for semiconductor device |
| KR20040018220A (en) * | 2002-08-23 | 2004-03-02 | 가부시키가이샤 시마쓰세사쿠쇼 | Method of and apparatus for measuring thickness of thin film or thin layer |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| 1020010041127 |
| 1020010072848 |
| 13153620 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20050102323A (en) | 2005-10-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7758910B2 (en) | Method of on-line thickness measurement of applied coatings | |
| US20060177566A1 (en) | Anodizing system with a coating thickness monitor and an anodized product | |
| US20060049158A1 (en) | Method and apparatus for regulating an automatic treatment process | |
| Davis et al. | Vision-based clad height measurement | |
| US9682458B2 (en) | Method and device for controlling grinding of flexible substrate | |
| TWI515785B (en) | Arrangements and methods for improving bevel etch repeatability among substrates | |
| JP2021107808A (en) | Method and system for determining separation distance between body and surface of object by means of low coherence optical interferometry technique under distortion due to sub-sampling | |
| KR100665936B1 (en) | A System And Method for Detecting Coating Film Thickness in Thin Film Forming Process | |
| KR20170030100A (en) | Laser processing apparatus and laser processing method | |
| Ye et al. | On-machine chromatic confocal measurement for micro-EDM drilling and milling | |
| Mikulewitsch et al. | Geometry measurement of submerged metallic micro-parts using confocal fluorescence microscopy | |
| TW201522904A (en) | Multiplexing article parameter integrated optically measuring device and method thereof | |
| EP2862976B1 (en) | Apparatus and method for closed-loop control of creped tissue paper structure | |
| CN110514110B (en) | Platform leveling control method | |
| US7633617B2 (en) | Defective particle measuring apparatus and defective particle measuring method | |
| US5796856A (en) | Gap measuring apparatus and method | |
| US20030038951A1 (en) | Apparatus for and method of measuring thickness of materials using the focal length of a lensed fiber | |
| KR101866825B1 (en) | Method for surface scanning with controling of laser beam energy profile | |
| Lauri et al. | Online quality assurance of microchannels in roll-to-roll by optical coherence tomography | |
| CN111213029A (en) | Method, device and system for detecting defects of transparent/semitransparent material | |
| KR100691813B1 (en) | Particle Detector System And Method Of Thin Film Forming Process | |
| Fischer et al. | Indirect fluorescence-based in situ geometry measurement for laser chemical machining | |
| KR102646803B1 (en) | Apparatus and method for sensing capacitance of cell based on simultaneous optical tweezing | |
| JP5664186B2 (en) | Method and apparatus for analyzing contact area between solids | |
| JP4402421B2 (en) | Coating film forming method and coating film forming apparatus |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20130103 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20140102 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20150105 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20160105 Year of fee payment: 10 |
|
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |