KR20190117322A - An inspection apparatus of polarized film - Google Patents

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KR20190117322A
KR20190117322A KR1020180040653A KR20180040653A KR20190117322A KR 20190117322 A KR20190117322 A KR 20190117322A KR 1020180040653 A KR1020180040653 A KR 1020180040653A KR 20180040653 A KR20180040653 A KR 20180040653A KR 20190117322 A KR20190117322 A KR 20190117322A
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전만식
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김지현
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경북대학교 산학협력단
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Abstract

The present invention relates to a device for inspecting a polarized film. According to the present invention, the device for inspecting a polarized film includes: a light coherency generation unit dividing a light provided from a light source into two lights and outputting a reference light and a measurement light; a standard end formed in order for the reference light to be reflected by a reflection mirror by passing a reference light path; an inspection end formed in order for the measurement light to be provided to the light coherency generation unit again by being reflected by an object to be inspected by passing a measurement light path; a polarizer installed on the measurement light path and installed between the inspection end and the object to be inspected; an interference signal processing module receiving an interference signal of the measurement light and the reference light from the light coherency generation unit and outputting an electric signal by converting the interference signal to the electric signal; and a signal processing device generating and outputting a three-dimensional image and an optical interference tomographic image about the object to be inspected using the interference signal provided from the interference signal processing module. So, the device for inspecting a polarized film is formed in order for the measurement light having a polarized state same as that of the polarizer to be provided as the object to be inspected. According to the present invention, the device for inspecting a polarized film also includes the polarizer on the front surface of the inspection end. So, the device for inspecting a polarized film can measure a single layer of a polarized display or the polarized film including a polarized element and can inspect whether foreign substances exist in the polarized film.

Description

편광 필름 검사 장치{An inspection apparatus of polarized film}An inspection apparatus of polarized film

본 발명은 편광 필름 검사 장치에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 광간섭 현상 및 편광자를 이용하여 편광 필름의 내부 및/또는 표면의 이물의 존재를 확인하거나 편광 필름의 상태를 확인하여 검사할 수 있도록 구성된 편광 필름 검사 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a polarizing film inspection apparatus, and more particularly, to confirm the presence of foreign matter on the inside and / or surface of the polarizing film or to check the state of the polarizing film by using the optical interference phenomenon and the polarizer. It relates to a polarizing film inspection device.

편광 필름은 입사광의 수직 또는 수평 편파를 구분하여 통과시키거나 차단시킬 수 있는 성질을 갖는 필름으로서, 노트북이나 컴퓨터의 모니터, 텔레비젼 등에 사용되는 박막 트랜지스터 액정 표시 장치(TFT-LCD), 또는 카메라 특수 효과용 필터, 입체 영화 안경 등에 사용된다. A polarizing film is a film that can pass or block vertical or horizontal polarization of incident light, and is a thin film transistor liquid crystal display device (TFT-LCD) or camera special effect used in a monitor, a television, or the like of a notebook or a computer. Used for filters, stereoscopic glasses and the like.

액정 표시 장치(LCD) 모듈의 백라이트에서 나오는 빛의 세기는 모든 방향으로 균등하나, 편광 필름은 이러한 빛 중에서 편광축과 동일한 방향으로 진동하는 빛만 투과시키고 그외는 흡수 또는 반사하여 특정 방향의 편광을 만드는 역할을 하게 된다. 이러한 편광이 LCD 액정을 통과할 때, 화소별로 액정의 나열 방향을 전기적으로 조절함으로써 화소의 밝기가 변하게 되고, 그 결과 화면에 영상이 디스플레이된다. 따라서, 편광 필름은 LCD에서 구현되는 화상을 시작적으로 확인할 수 있게 해주는 것으로서, LCD 핵심 소재 중의 하나이다. Although the intensity of light emitted from the backlight of the liquid crystal display (LCD) module is equal in all directions, the polarizing film transmits only the light oscillating in the same direction as the polarization axis, and absorbs or reflects the other light to create polarization in a specific direction. Will be When the polarized light passes through the LCD liquid crystal, the brightness of the pixel is changed by electrically adjusting the alignment direction of the liquid crystal for each pixel, and as a result, an image is displayed on the screen. Accordingly, the polarizing film is one of the core material of the LCD, which allows the user to initially check the image implemented in the LCD.

편광 필름은 크게 광흡수용 편광 필름과 반사형 편광 필름으로 나뉜다. 광흡수용 편광 필름은 자연광을 직선 편광으로 바꾸는 성능의 광학 소자인 폴리비닐알코올(Poly Vinyl Alcohol;PVA)이 핵심이며, 양 방향의 빛 중 한쪽의 빛을 흡수함으로써 편광 기능을 할휘하게 된다. 한편, 반사형 편광 필름은 광흡수용 편광 필름에 비해 편광성은 다소 떨어지지만 기존에 흡수하던 빛을 반사시킴으로써 빛의 결손을 최소화시킨 것이다. The polarizing film is largely divided into a light absorption polarizing film and a reflective polarizing film. In the light absorbing polarizing film, polyvinyl alcohol (PVA), which is an optical element capable of converting natural light into linearly polarized light, is the core, and absorbs light from one side of the light in both directions. On the other hand, the reflective polarizing film is slightly inferior to the light-absorbing polarizing film, but minimizes the deficiency of light by reflecting the light absorbed in the past.

도 1은 LCD 용 편광필름을 도시한 구조도 및 단면도이다. 도 1을 참조하여, LCD용 편광 필름의 구조를 살펴 보면, PVA(Poly Vinyl Alcohol)에 요오드나 염료를 염착시켜 편광특성을 제어하는 편광소자(200)와 이를 보호하는 등방성필름(Isotrophic Film; 201, 202)인 TAC(Triacetyl cellulose)이 편광소자 양쪽에 위치해 있고, 패널의 상판과 하판에 부착하기 위해 점착제(Adhesive)인 PSA(Pressure Sensitive Adhesive; 204)로 구성되어 있다. 점착제를 보호하는 이형필름(Release Film; 206)과 편광필름의 표면을 보호하는 PET보호필름(Protective Film; 207)이 부착되어 편광필름의 가장 기본적인 구조로 이루고 있다. 전술한 바와 같이, 편광 필름은 PVA 필름의 양측에 다수 개의 필름들이 적층된 구조이다. 1 is a structural diagram and a cross-sectional view showing a polarizing film for LCD. Referring to FIG. 1, when looking at the structure of an LCD polarizing film, a polarizing device 200 for controlling polarization characteristics by dyeing iodine or dye in PVA (Poly Vinyl Alcohol) and an isotropic film protecting the same (Isotrophic Film; 201) Triacyl cellulose (TAC), 202, is located on both sides of the polarizer, and is composed of PSA (Pressure Sensitive Adhesive) 204 (Adhesive) to adhere to the upper and lower panels of the panel. The release film (Release Film) 206 to protect the adhesive and the PET protective film (207) to protect the surface of the polarizing film is attached to form the most basic structure of the polarizing film. As described above, the polarizing film has a structure in which a plurality of films are stacked on both sides of the PVA film.

종래의 편광 필름 검사 장비들은 편광 필름에 대한 편광도를 조사하거나 비젼 시스템을 이용하여 편광 필름의 표면의 이물 및 얼룩만을 검사하였으나, 이러한 종래의 검사 장비들은 편광 필름을 구성하는 다수개의 필름들의 각 표면에 숨어있는 이물 등은 검출하지 못하는 한계가 있을 뿐만 아니라 단층 내의 이물질의 정확한 위치를 파악하지 못하는 문제점이 있다. Conventional polarizing film inspection equipments only inspect foreign substances and stains on the surface of the polarizing film by examining the degree of polarization of the polarizing film or using a vision system, these conventional inspection equipment is applied to each surface of the plurality of films constituting the polarizing film The hiding foreign matters, etc. are not only detectable limitations, but also there is a problem that does not determine the exact location of the foreign matter in the fault.

한국공개특허공보 제 10-2017-0002220호Korean Patent Publication No. 10-2017-0002220

전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 광간섭 현상 및 편광자를 이용하여, 편광 필름이나 편광 디스플레이의 2차원 광간섭 단층 영상 및 3차원 영상을 획득하고, 이를 통해 단층 내부 또는 표면의 이물질을 확인하고 편광 필름의 상태를 확인할 수 있도록 하는 편광 필름 검사 장치를 제공하는 것이다. An object of the present invention for solving the above problems is to obtain a two-dimensional optical interference tomographic image and a three-dimensional image of a polarizing film or a polarizing display by using an optical interference phenomenon and a polarizer, through which the foreign material in the interior or surface of the monolayer It is providing the polarizing film inspection apparatus which can confirm and confirm the state of a polarizing film.

전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 편광 필름 검사 장치는, 광대역 다파장 광을 제공하는 광원; 상기 광원으로부터 입력된 광을 2개의 광으로 분리하여 기준광과 측정광으로 출력하거나, 2개의 광이 입력되면 간섭광을 생성하여 출력하는 광 가간섭 발생부; 상기 광 가간섭 발생부로부터 기준광이 입력되고, 입력된 기준광이 기준 광경로를 거쳐 반사 거울에 의해 반사되어 상기 광 가간섭 발생부로 다시 제공하도록 구성된 기준단; 상기 광 가간섭 발생부로부터 측정광이 입력되고, 입력된 측정광이 측정 광경로를 거쳐 피검체에 의해 반사되어 상기 광 가간섭 발생부로 다시 제공하도록 구성된 검사단; 측정 광경로 중 상기 검사단과 피검체의 사이에 배치된 편광자(Polarizer); 상기 광 가간섭 발생부로부터 상기 기준광과 측정광의 간섭광을 파장별로 수집하고, 상기 파장별로 수집된 광을 전기적 신호로 변환시켜 출력하는 간섭 신호 측정 모듈; 및 상기 간섭 신호 측정 모듈로부터 제공된 간섭 신호를 이용하여 상기 피검체에 대한 광간섭 단층 영상 및 3차원 영상을 생성하여 출력하는 신호 처리 장치;를 구비하여, 상기 편광자와 동일한 편광 상태를 갖는 측정광이 피검체로 제공되도록 구성된다. In accordance with an aspect of the present invention, a polarizing film inspection apparatus includes: a light source for providing broadband multi-wavelength light; An optical interference generating unit which separates the light input from the light source into two lights and outputs the reference light and the measurement light, or generates and outputs interference light when two lights are input; A reference stage configured to receive reference light from the optical interference generating unit, and input the reference light to be reflected by a reflecting mirror via a reference optical path to provide the optical interference back to the optical interference generating unit; A test stage configured to input measurement light from the optical interference generating unit, and input the measured measurement light to be reflected back to the optical interference generating unit via a measurement optical path and reflected back to the optical interference generating unit; A polarizer disposed between the test stage and the test object in a measurement optical path; An interference signal measuring module for collecting interference light of the reference light and the measurement light for each wavelength from the optical interference generating unit, and converting the light collected for each wavelength into an electrical signal and outputting the interference signal; And a signal processing device for generating and outputting an optical coherence tomography image and a three-dimensional image of the subject using the interference signal provided from the interference signal measuring module, wherein the measurement light having the same polarization state as that of the polarizer It is configured to be provided to a subject.

전술한 특징에 따른 편광 필름 검사 장치에 있어서, 상기 편광자에 대한 편광 방향을 제어하는 편광자 제어 모듈을 더 구비하고, 상기 편광자 제어 모듈은 피검체에 대한 검사 항목에 따라 편광 상태를 변경시킬 수 있도록 구성된 것이 바람직하다. In the polarizing film inspection device according to the above features, further comprising a polarizer control module for controlling the polarization direction for the polarizer, the polarizer control module is configured to change the polarization state according to the inspection item for the subject It is preferable.

전술한 특징에 따른 편광 필름 검사 장치에 있어서, 편광 필름 검사 장치는 피검체를 지지하는 지지대를 더 구비하고, 상기 지지대는 3축으로 이동가능하도록 구성되어 피검체의 표면을 스캔할 수 있도록 구성된 것이 바람직하다. In the polarizing film inspection apparatus according to the above-mentioned feature, the polarizing film inspection apparatus further includes a support for supporting the subject, and the support is configured to be movable in three axes so as to scan the surface of the subject. desirable.

전술한 특징에 따른 편광 필름 검사 장치에 있어서, 상기 피검체는 편광 소자를 구비한 편광 필름 또는 편광 소자를 구비한 편광 디스플레이인 것이 바람직하다. In the polarizing film inspection apparatus according to the above-mentioned characteristic, it is preferable that the said subject is a polarizing film provided with the polarizing element or polarizing element provided with a polarizing element.

전술한 특징에 따른 편광 필름 검사 장치에 있어서, 상기 기준단은 시준기, 볼록 렌즈 및 반사 거울로 이루어지고, 상기 검사단은 시준기, 2축 반사부재 및 볼록 렌즈로 이루어지되, 상기 기준 광경로와 측정 광경로는 동일한 광경로 길이를 갖도록 구성된 것이 바람직하다. In the polarizing film inspection apparatus according to the above features, the reference end is made of a collimator, a convex lens and a reflecting mirror, the inspection end is made of a collimator, a biaxial reflecting member and a convex lens, the reference light path and measurement The optical paths are preferably configured to have the same optical path length.

본 발명에 따른 편광 필름 검사 장치는, 편광 필름에 대한 2차원 광간섭 단층 영상 및/또는 3차원 영상을 통해 편광 필름의 내부 및 표면에 존재하는 이물질을 확인할 수 있다. The polarizing film inspection apparatus according to the present invention may identify foreign substances present in the inside and the surface of the polarizing film through a two-dimensional optical coherence tomography image and / or a three-dimensional image of the polarizing film.

특히, 기존의 편광 필름 검사 장비는 이물질이 위치하는 편광 필름의 단층 내부의 정확한 위치를 알기 어렵지만, 본 발명에 따른 편광 필름 검사 장치는 편광 필름의 단층 내부의 이물질의 정확한 위치를 알 수 있다. 그 결과, 편광 필름의 제작 과정에서, 이물질이 위치하는 공정만을 수정함으로써, 불량이 발생되는 것을 방지할 수 있게 된다. In particular, the existing polarizing film inspection equipment is difficult to know the exact position inside the monolayer of the polarizing film where the foreign matter is located, the polarizing film inspection apparatus according to the present invention can know the exact position of the foreign matter inside the monolayer of the polarizing film. As a result, in the manufacturing process of the polarizing film, by modifying only the step where the foreign matter is located, it is possible to prevent the occurrence of defects.

또한, 본 발명에 따른 편광 필름 검사 장치는, 편광 필름에 대한 2차원 광간섭 단층 영상 및/또는 3차원 영상을 통해 편광 필름의 내부의 편광 소자의 상태를 정확하게 확인할 수 있다. In addition, the polarizing film inspection apparatus according to the present invention can accurately check the state of the polarizing element inside the polarizing film through a two-dimensional optical interference tomographic image and / or a three-dimensional image for the polarizing film.

도 1은 LCD 용 편광필름을 도시한 구조도 및 단면도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 편광 필름 검사 장치를 도시한 시스템 구성도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 편광 필름 검사 장치를 이용하여, 정상 편광 필름에 대한 2차원 광단층 영상으로서, (a)는 편광자 각도가 0°인 경우이며, (b)는 90°인 경우이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 편광 필름 검사 장치를 이용하여, 정상 편광 필름에 대한 3차원 영상으로서, (a)는 편광자 각도가 0°인 경우이며, (b)는 90°인 경우이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 편광 필름 검사 장치를 이용하여, 내부에 이물이 존재하는 편광 필름에 대한 2차원 광단층 영상으로서, (a)는 편광자 각도가 0°인 경우이며, (b)는 90°인 경우이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 편광 필름 검사 장치를 이용하여, 내부 및 표면에 이물이 존재하는 편광 필름에 대한 2차원 광단층 영상으로서, (a)는 편광 필름의 내부에 이물질이 존재하는 경우이며, (b)는 편광 필름의 표면에 이물질이 존재하는 경우이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 편광 필름 검사 장치를 이용하여, 편광 필름을 구부렸을 때의 2차원 광단층 영상이다.
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 편광 필름 검사 장치에 있어서, 편광자를 이용한 푸리에-도메인 광간섭 단층 촬영 장치 기반의 검사 장치의 구동 원리를 설명하기 위하여 도시한 그래프이다.
도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 편광 필름 검사 장치에 있어서, 편광자의 각도에 따른 샘플의 광단층 영상을 도시한 것이다. 1 is a structural diagram and a cross-sectional view showing a polarizing film for LCD.
2 is a system configuration diagram showing a polarizing film inspection apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.
3 is a two-dimensional optical tomographic image of a normal polarizing film using a polarizing film inspection apparatus according to a preferred embodiment of the present invention, (a) is the polarizer angle is 0 °, (b) is 90 ° If
4 is a three-dimensional image of a normal polarizing film using a polarizing film inspection apparatus according to a preferred embodiment of the present invention, (a) is the polarizer angle is 0 °, (b) is 90 ° to be.
5 is a two-dimensional optical tomographic image of a polarizing film having a foreign material therein using the polarizing film inspection apparatus according to a preferred embodiment of the present invention, (a) is a case where the polarizer angle is 0 °, ( b) is 90 °.
FIG. 6 is a two-dimensional optical tomographic image of a polarizing film in which foreign materials exist inside and on the surface by using the polarizing film inspection apparatus according to a preferred embodiment of the present invention. (B) is a case where a foreign material exists on the surface of a polarizing film.
7 is a two-dimensional optical tomographic image when the polarizing film is bent using the polarizing film inspection apparatus according to the preferred embodiment of the present invention.
8 is a graph illustrating a driving principle of a Fourier-domain optical coherence tomography apparatus based inspection apparatus using a polarizer in a polarizing film inspection apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.
FIG. 9 illustrates a light tomography image of a sample according to an angle of a polarizer in the polarizing film inspection apparatus according to the preferred embodiment of the present invention.

본 발명에 따른 편광 필름 검사 장치는 광간섭 현상을 이용한 광단층 촬영 장치를 이용하되, 광단층 촬영 장치의 검사단과 피검체의 사이의 광경로상에 편광자를 더 구비함으로써, 내부에 편광 소자를 포함하는 편광 필름이나 편광 디스플레이의 단층을 측정하고 편광 필름의 내부에 이물이 있는지 여부를 검사할 수 있게 된다. The polarizing film inspecting apparatus according to the present invention includes a polarizer on the optical path between the inspected end of the optical tomography apparatus and the subject, by using an optical tomography apparatus using an optical interference phenomenon. It is possible to measure the monolayer of the polarizing film or the polarizing display to check whether there is any foreign matter inside the polarizing film.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 편광 필름 검사 장치의 구조 및 동작에 대하여 구체적으로 설명한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the structure and operation of the polarizing film inspection apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 편광 필름 검사 장치를 도시한 시스템 구성도이다. 2 is a system configuration diagram showing a polarizing film inspection apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 편광 필름 검사 장치(10)는, 광원(100), 광 가간섭 발생부(110), 기준단(120), 검사단(130), 편광자(132), 피검체 지지대(140), 간섭 신호 측정 모듈(150) 및 신호 처리 장치(160)를 구비한다. Referring to FIG. 2, the polarizing film inspection apparatus 10 according to the present invention includes a light source 100, an optical interference generating unit 110, a reference end 120, an inspection end 130, a polarizer 132, The object support 140, the interference signal measuring module 150, and the signal processing device 160 are provided.

상기 광원(100)은 중심 파장을 기준으로 앞뒤로 광대역폭을 갖는 광대역 다파장 레이저 소스를 사용할 수 있으며, 저가간섭 특성을 가지며 광대역 다파장 광이 동시에 출력되거나 시간에 따라 광의 파장이 대역폭 내에서 순차적으로 변하며 이 변화가 반복적으로 이루어지는 특성을 가지는 것이 바람직하다. The light source 100 may use a broadband multi-wavelength laser source having a wide bandwidth back and forth with respect to a center wavelength, and has a low-cost interference characteristic, and the broadband multi-wavelength light is output at the same time or the wavelength of the light is sequentially in the bandwidth according to the time. It is desirable to have the property of changing and repeating this change.

상기 광 가간섭 발생부(110)는 광 커플러로 구성될 수 있으며, 상기 광원으로부터 제공된 레이저 빔을 2개의 빔으로 분리하여 기준단과 검사단으로 각각 출력하며, 상기 기준단과 검사단으로부터 각각 기준광과 측정광이 입사되면 이들에 대한 간섭 신호를 생성하여 상기 간섭 신호 측정 모듈(150)로 출력한다.The optical interference generating unit 110 may be configured as an optical coupler, and separates the laser beam provided from the light source into two beams and outputs them to the reference stage and the inspection stage, respectively, and the reference light and measurement from the reference stage and the inspection stage, respectively. When light is incident, an interference signal for them is generated and output to the interference signal measurement module 150.

상기 기준단(120)은 상기 광 가간섭 발생부로부터 기준광이 입력되고, 입력된 기준광이 기준 광경로를 거쳐 반사 거울에 의해 반사되어 상기 광 가간섭 발생부로 다시 제공하도록 구성된다. 상기 기준단은 시준기, 볼록 렌즈 및 반사 거울로 이루어지며, 광 가간섭 발생부로부터 입력된 기준광은 시준기에 의해 평행하게 출력되어 볼록 렌즈로 진행되며, 볼록 렌즈에 의해 반사 거울의 표면에 조사된 후 반사되어, 다시 볼록 렌즈와 시준기를 거쳐 광 가간섭 발생부로 입력된다. The reference stage 120 is configured to receive reference light from the optical interference generating unit, and the input reference light is reflected by the reflecting mirror via the reference optical path and provided back to the optical interference generating unit. The reference stage is composed of a collimator, a convex lens and a reflecting mirror, and the reference light input from the optical interference generating unit is output in parallel by the collimator and proceeds to the convex lens, and is irradiated onto the surface of the reflecting mirror by the convex lens. The light is reflected and input back to the optical interference generating unit through the convex lens and the collimator.

상기 검사단(130)은 상기 광 가간섭 발생부로부터 측정광이 입력되고, 입력된 측정광이 측정 광경로를 거쳐 피검체 지지대(140)에 탑재된 피검체에 의해 반사되어 상기 광 가간섭 발생부로 다시 제공하도록 구성된다. The test stage 130 receives measurement light from the optical interference generating unit, and the input measurement light is reflected by the test object mounted on the object support 140 through the measurement optical path to generate the optical interference. Configured to provide back to wealth.

한편, 측정 광경로 중 상기 검사단과 피검체의 사이에 특정 방향으로 편광된 편광자(Polarizer)(132)를 배치함으로써, 편광자와 동일한 편광을 갖는 측정광만이 피검체로 제공되도록 하는 것이 바람직하다. 상기 편광자(132)는 피검체의 편광적 특성에 따라 편광의 각을 조정할 수 있어, 피검체로 전달되는 광과 반사되는 광을 조절하게 된다. On the other hand, by arranging a polarizer 132 polarized in a specific direction between the test stage and the subject in the measurement optical path, it is preferable that only the measurement light having the same polarization as the polarizer is provided to the subject. The polarizer 132 may adjust the angle of polarization according to the polarization characteristic of the subject, thereby adjusting the light transmitted to the subject and the reflected light.

상기 검사단은 시준기, 2축 반사 거울 및 볼록 렌즈로 이루어지며, 광 가간섭 발생부로부터 입력된 측정광은 시준기에 의해 평행하게 출력되어 2축 갈바노미터와 같은 2축 반사 거울에 의해 반사되어 볼록 렌즈로 입사되며, 볼록 렌즈에 의해 피검체로 조사된다. 볼록 렌즈에 의해 조사된 측정광은 편광자(132)에 의해 편광자의 편광과 동일한 편광을 갖는 측정광이 되어, 피검체로 제공된다. 피검체에 의해 반사된 측정광은 다시 편광자(132) 및 검사단(130)의 볼록 렌즈, 2축 반사 거울, 시준기를 거쳐 광 가간섭 발생부로 입력된다. The inspection stage includes a collimator, a biaxial reflecting mirror and a convex lens, and the measurement light input from the optical interference generating unit is output in parallel by the collimator and reflected by a biaxial reflecting mirror such as a biaxial galvanometer. It enters into a convex lens, and is irradiated to a subject by a convex lens. The measurement light irradiated by the convex lens becomes the measurement light having the same polarization as that of the polarizer by the polarizer 132, and is provided to the subject. The measurement light reflected by the subject is again input to the optical interference generating unit through the convex lens, the biaxial reflecting mirror, and the collimator of the polarizer 132 and the inspection stage 130.

상기 광 가간섭 발생부(110)는 입사된 상기 기준단의 기준광과 상기 검사단의 측정광에 대한 가간섭 신호를 생성하여 간섭 신호 측정 모듈(150)로 출력한다. The optical interference generating unit 110 generates an interference signal with respect to the incident reference light of the reference stage and the measurement light of the inspection stage and outputs the interference signal to the interference signal measuring module 150.

따라서, 피검체인 편광 필름에 포함된 편광 소자가 측정광의 편광과 동일한 경우에는 2차원 단층 영상 및 3차원 영상에서 정확하게 나타나게 되나, 피검체인 편광 필름에 포함된 편광 소자가 측정광의 편광과 90도 차이가 있는 경우에는 2차원 단층 영상 및 3차원 영상에서 나타나지 않게 된다. Therefore, when the polarization element included in the polarizing film as the test object is the same as the polarization of the measurement light, the polarization element included in the polarization film as the test object is accurately displayed in the two-dimensional tomographic image and the three-dimensional image. If present, they do not appear in the 2D and 3D images.

한편, 본 발명에 따른 편광 필름 검사 장치는 상기 검사단의 편광자에 대한 편광 방향을 제어하는 편광자 제어 모듈(도시되지 않음)을 더 구비하고, 상기 편광자 제어 모듈은 피검체에 대한 검사 항목에 따라 편광 상태를 변경시키도록 구성될 수 있다. On the other hand, the polarizing film inspection apparatus according to the present invention further comprises a polarizer control module (not shown) for controlling the polarization direction of the polarizer of the inspection stage, the polarizer control module is polarized according to the inspection item for the subject It can be configured to change the state.

상기 피검체 지지대(140)는 검사단(130)의 볼록 렌즈의 집속 거리에 배치되며, 좌우 방향과 상하 방향으로 이동가능하도록 3축 stage로 구성됨으로써, 피검체 지지대에 탑재되는 피검체를 상하좌우 방향으로 이동시키면서 전체 면적에 대한 단층을 스캔할 수 있도록 한다. The test subject support 140 is disposed at the focusing distance of the convex lens of the test stage 130 and is configured as a three-axis stage to be movable in the left and right direction and the vertical direction, thereby allowing the test subject to be mounted on the test subject support to the upper, lower, left and right sides. This allows you to scan the fault over the entire area while moving in the direction.

상기 간섭 신호 측정 모듈(150)은 파장별 광 수집기(152), 수광 소자(154) 및 아날로그 디지털 변환기(156)를 구비하여, 상기 광 가간섭 발생부로부터 상기 기준광과 측정광에 대한 간섭광을 제공받고, 상기 간섭광을 파장별로 수집하여 전기적 신호로 변환시킨 후 디지털화하여 신호 처리 장치(160)로 제공한다. The interference signal measuring module 150 includes a wavelength-specific light collector 152, a light receiving element 154, and an analog-digital converter 156 to provide interference light for the reference light and the measurement light from the optical interference generating unit. After receiving the interference light, the interference light is collected for each wavelength, converted into an electrical signal, and then digitized and provided to the signal processing device 160.

상기 파장별 광 수집기(152)는 수광 소자(154)를 기반으로 구성되며, 광 가간섭 발생부에서 전달받은 광을 프리즘 또는 그레이팅 소자를 이용하여 파장별로 분광시킨 후, 여러 개의 수광 소자를 통해 파장별로 획득하거나, 시간에 따라 파장이 변하는 광인 경우에는 수광 소자와 고속 아날로그 디지털 변환기의 구성을 통해 파장별 광의 정보를 수집한다. The wavelength-specific light collector 152 is configured based on the light-receiving element 154, and spectroscopy the light received from the optical interference generating unit by wavelength using a prism or grating element, and then wavelengths through several light-receiving elements. In the case of light that is acquired by each field or whose wavelength changes over time, the information of light by wavelength is collected through the configuration of a light receiving element and a high-speed analog-to-digital converter.

상기 신호 처리 장치(160)는 상기 간섭 신호 측정 모듈(150)로부터 제공된 간섭 신호를 이용하여 상기 피검체에 대한 2차원 단층 영상 및 3차원 영상을 생성하여 출력한다. The signal processing device 160 generates and outputs a 2D tomographic image and a 3D image of the subject using the interference signal provided from the interference signal measuring module 150.

전술한 본 발명에 따른 편광 필름 검사 장치는 편광 소자를 구비한 편광 필름 또는 편광 소자를 구비한 편광 디스플레이를 검사하기 위하여 사용될 수 있으며, 편광 필름이나 편광 디스플레이 내에 편광 소자의 상태를 파악할 수 있으며, 편광 소자의 단층에 이물이 있는지 여부를 확인할 수 있게 된다. The polarizing film inspection apparatus according to the present invention described above may be used to inspect a polarizing film having a polarizing element or a polarizing display having a polarizing element, and may grasp the state of the polarizing element in the polarizing film or the polarizing display, and polarization It is possible to check whether there is any foreign matter on the monolayer of the device.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 편광 필름 검사 장치를 이용하여, 정상 편광 필름에 대한 2차원 광단층 영상으로서, (a)는 편광자 각도가 0°인 경우이며, (b)는 90°인 경우이다. 도 3를 통해, 본 발명에 따른 편광 필름 검사 장비를 이용하여, 편광자의 각도에 따라 편광 성분을 가진 필름의 단층(붉은 색 사각형 영역)이 보이는 차이를 확인할 수 있게 된다. 3 is a two-dimensional optical tomographic image of a normal polarizing film using a polarizing film inspection apparatus according to a preferred embodiment of the present invention, (a) is the polarizer angle is 0 °, (b) is 90 ° If Through FIG. 3, using the polarizing film inspection equipment according to the present invention, it is possible to check the difference between the monolayer (red square region) of the film having the polarizing component according to the angle of the polarizer.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 편광 필름 검사 장치를 이용하여, 정상 편광 필름에 대한 3차원 영상으로서, (a)는 편광자 각도가 0°인 경우이며, (b)는 90°인 경우이다. 도 4을 통해, 본 발명에 따른 편광 필름 검사 장비를 이용하여, 편광자의 각도에 따라 편광 성분을 가진 필름의 단층(붉은 색 사각형 영역)이 보이는 차이를 확인할 수 있게 된다. 4 is a three-dimensional image of a normal polarizing film using a polarizing film inspection apparatus according to a preferred embodiment of the present invention, (a) is the polarizer angle is 0 °, (b) is 90 ° to be. 4, by using the polarizing film inspection equipment according to the present invention, it is possible to determine the difference visible visible monolayer (red square area) of the film with the polarizing component according to the angle of the polarizer.

도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 편광 필름 검사 장치를 이용하여, 내부에 이물이 존재하는 편광 필름에 대한 2차원 광단층 영상으로서, (a)는 편광자 각도가 0°인 경우이며, (b)는 90°인 경우이다. 도 5를 통해, 본 발명에 따른 편광 필름 검사 장비를 이용하여, 편광자의 각도에 따라 편광 성분을 가진 필름의 단층이 보이는 차이에 따라 이물질(붉은 색 동그라미 영역)을 명확하게 확인할 수 있게 된다. 5 is a two-dimensional optical tomographic image of a polarizing film having a foreign material therein using the polarizing film inspection apparatus according to a preferred embodiment of the present invention, (a) is a case where the polarizer angle is 0 °, ( b) is 90 °. 5, using the polarizing film inspection equipment according to the present invention, it is possible to clearly check the foreign matter (red circle area) according to the difference between the visible monolayer of the film with the polarization component according to the angle of the polarizer.

도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 편광 필름 검사 장치를 이용하여, 내부 및 표면에 이물이 존재하는 편광 필름에 대한 2차원 광단층 영상으로서, (a)는 편광 필름의 내부에 이물질이 존재하는 경우이며, (b)는 편광 필름의 표면에 이물질이 존재하는 경우이다. 도 6를 통해, 본 발명에 따른 편광 필름 검사 장비를 이용하여, 편광 필름에 이물질이 다양한 위치에 있을 경우에도 해당 이물질(붉은 색 동그라미 영역)을 명확하게 확인할 수 있게 된다. FIG. 6 is a two-dimensional optical tomographic image of a polarizing film in which foreign materials exist inside and on the surface of the polarizing film inspection apparatus according to a preferred embodiment of the present invention. (B) is a case where a foreign material exists on the surface of a polarizing film. Through FIG. 6, even when foreign matters are located at various positions in the polarizing film by using the polarizing film inspection equipment according to the present invention, the foreign matters (red circle area) can be clearly identified.

도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 편광 필름 검사 장치를 이용하여, 편광 필름을 구부렸을 때의 2차원 광단층 영상이다. 도 7을 통해, 본 발명에 따른 편광 필름 검사 장비를 이용하여, 바늘을 이용하여 편광 필름을 인위적으로 휘어지도록 하였을 때, 휘어진 부분(왼쪽 화살표 영역)이 휘어지지 않은 부분(오른쪽 화살표 영역)보다 편광 성분을 가진 층이 흐릿하게 보이는 것을 관찰할 수 있다. 7 is a two-dimensional optical tomographic image when the polarizing film is bent using the polarizing film inspection apparatus according to the preferred embodiment of the present invention. 7, when the polarizing film is artificially bent using a needle using the polarizing film inspection equipment according to the present invention, the curved portion (left arrow area) is polarized more than the unbent portion (right arrow area). It can be observed that the layer with the components looks blurry.

이하, 본 발명에 따른 편광 필름 검사 장치에 사용된 구동 원리에 대하여 설명한다. Hereinafter, the driving principle used for the polarizing film inspection apparatus which concerns on this invention is demonstrated.

도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 편광 필름 검사 장치에 있어서, 편광자를 이용한 푸리에 도메인 광간섭 단층 촬영 장치 기반의 검사 장치의 구동 원리를 설명하기 위하여 도시한 그래프이다. 8 is a graph illustrating a driving principle of a Fourier domain optical coherence tomography apparatus-based inspection apparatus in a polarizing film inspection apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.

도 8을 참조하면, 레이저 소스의 광원에서 나오는 다방향성 레이저 광이 편광자를 통과하면, 편광자의 각도와 일치하는 레이저 파장은 편광자를 통과하지 못한다. 그리고 이러한 파장들 중 편광 필름의 편광 무늬와 일치하는 파장이 없다면 반사되는 파장이 없기 때문에 광단층 영상에서 편광 필름의 편광 성분의 단층이 보이지 않게 된다. 이러한 특성을 이용하여 편광 필름을 검사한다면 각 단층을 볼 수 있기에 편광 디스플레이 및 편광 필름 검사용 기술로 발전시킬 수 있을 것이다.Referring to FIG. 8, when the multidirectional laser light from the light source of the laser source passes through the polarizer, the laser wavelength coinciding with the angle of the polarizer does not pass through the polarizer. And if none of these wavelengths coincide with the polarization pattern of the polarizing film, since there is no reflected wavelength, the monolayer of the polarization component of the polarizing film is not visible in the optical tomography image. If the polarizing film is inspected using these characteristics, each monolayer can be seen, and thus, the polarizing film and the polarizing film inspection technology can be developed.

도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 편광 필름 검사 장치에 있어서, 편광자의 각도에 따른 샘플의 광단층 영상을 도시한 것이다. 9 illustrates a light tomography image of a sample according to an angle of a polarizer in the polarizing film inspection apparatus according to the preferred embodiment of the present invention.

도 9를 참조하면, 편광자 각도 별 편광 필름 광단층 영상을 살펴보면, 편광자의 각도가 0도일 경우에는 횡방향의 레이저 파장이 통과할 수 있기에 편광필름이 횡방향의 편광 성분을 가지고 있을 때 편광 필름의 편광 성분 단층에서 횡방향의 레이저 파장이 반사되어 편광 성분의 단층을 광단층 영상에서 편광 성분의 단층이 명확히 확인 가능하다. Referring to FIG. 9, when looking at the polarizing film optical tomographic image for each polarizer angle, when the angle of the polarizer is 0 degrees, since the laser wavelength in the transverse direction may pass, the polarizing film may have a polarization component in the transverse direction. The laser wavelength in the transverse direction is reflected from the polarization component monolayer so that the monolayer of the polarization component can be clearly identified in the optical tomography image.

또한, 편광필름의 편광 성분의 각도는 변함없고, 편광자의 각도가 45도 일 경우에는 횡방향의 파장이 100%의 세기로 통과하지 못하기에 편광필름의 편광 성분의 단층에서 반사되는 파장도 100%보다 낮은 세기가 반사하게 되어 광단층 영상에서 편광 성분의 단층이 약간 흐리게 보인다. In addition, the angle of the polarization component of the polarizing film is not changed, and when the angle of the polarizer is 45 degrees, since the wavelength in the transverse direction does not pass at 100% intensity, the wavelength reflected by the monolayer of the polarization component of the polarizing film is also 100. Intensities lower than% reflect and the monolayer of the polarization component appears slightly blurred in the tomography image.

마지막으로 편광자의 각도가 90도일 경우에는 횡방향의 파장이 통과하지 못하여 편광필름의 편광 성분 단층에서 반사되는 파장이 없기 때문에 광단층 영상에서 편광 성분의 단층이 보이지 않는다.Finally, when the angle of the polarizer is 90 degrees, since the wavelength in the transverse direction does not pass and there is no wavelength reflected by the polarization component monolayer of the polarizing film, the polarization component monolayer is not visible in the optical tomography image.

이상에서 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예를 중심으로 설명하였으나, 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 그리고, 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다. Although the present invention has been described above with reference to preferred embodiments thereof, this is merely an example and is not intended to limit the present invention, and those skilled in the art do not depart from the essential characteristics of the present invention. It will be appreciated that various modifications and applications which are not illustrated above in the scope are possible. And differences relating to such modifications and applications should be construed as being included in the scope of the invention as defined in the appended claims.

본 발명에 따른 편광 필름 측정 장치는 디스플레이 모듈에 널리 사용되는 편광 필름이나 편광 디스플레이의 내부 및 표면등의 이물질의 확인 등에 사용될 수 있으며 편광 필름의 상태를 확인하기 위하여 사용될 수 있다. The polarizing film measuring apparatus according to the present invention may be used to identify foreign substances such as the inside and the surface of a polarizing film or a polarizing display widely used in a display module, and may be used to check the state of the polarizing film.

따라서, 본 발명에 따른 편광 필름 측정 장치는 스마트 폰 및 디스플레이, 생체 인식용 광학기기 등의 분야에 널리 사용될 수 있다. Therefore, the polarizing film measuring apparatus according to the present invention can be widely used in fields such as smart phones and displays, biometric optical devices.

10 : 편광 필름 검사 장치
100 : 광원
110 : 광 가간섭 발생부
120 : 기준단
130 : 검사단
132 : 편광자
140 : 피검체 지지대
150 : 간섭 신호 측정 모듈
160 : 신호 처리 장치10: polarizing film inspection device
100: light source
110: optical interference generating unit
120: reference stage
130: inspection team
132: polarizer
140: subject support
150: interference signal measurement module
160: signal processing device

Claims (6)

광대역 다파장 광을 제공하는 광원;
상기 광원으로부터 입력된 광을 2개의 광으로 분리하여 기준광과 측정광으로 출력하거나, 2개의 광이 입력되면 간섭광을 생성하여 출력하는 광 가간섭 발생부;
상기 광 가간섭 발생부로부터 기준광이 입력되고, 입력된 기준광이 기준 광경로를 거쳐 반사 거울에 의해 반사되어 상기 광 가간섭 발생부로 다시 제공하도록 구성된 기준단;
상기 광 가간섭 발생부로부터 측정광이 입력되고, 입력된 측정광이 측정 광경로를 거쳐 피검체에 의해 반사되어 상기 광 가간섭 발생부로 다시 제공하도록 구성된 검사단;
측정 광경로 중 상기 검사단과 피검체의 사이에 배치된 편광자(Polarizer);
상기 광 가간섭 발생부로부터 상기 기준광과 측정광의 간섭광을 파장별로 수집하고, 상기 파장별로 수집된 광을 전기적 신호로 변환시켜 출력하는 간섭 신호 측정 모듈; 및
상기 간섭 신호 측정 모듈로부터 제공된 간섭 신호를 이용하여 상기 피검체에 대한 광간섭 단층 영상 및 3차원 영상을 생성하여 출력하는 신호 처리 장치;
를 구비하여, 상기 편광자와 동일한 편광 상태를 갖는 측정광이 피검체로 제공되도록 구성된 것을 특징으로 하는 편광 필름 검사 장치. A light source providing broadband multi-wavelength light;
An optical interference generating unit which separates the light input from the light source into two lights and outputs the reference light and the measurement light, or generates and outputs interference light when two lights are input;
A reference stage configured to receive a reference light from the optical interference generating unit, and input the reference light to be reflected by a reflecting mirror via a reference optical path to provide the optical interference back to the optical interference generating unit;
A test stage configured to input measurement light from the optical interference generating unit, and input the measured light to be reflected by the subject through a measuring optical path and to provide it back to the optical interference generating unit;
A polarizer disposed between the test stage and the test object in a measurement optical path;
An interference signal measuring module for collecting interference light of the reference light and the measurement light for each wavelength from the optical interference generating unit, converting the collected light for each wavelength into an electrical signal, and outputting the interference signal; And
A signal processing device for generating and outputting an optical coherence tomography image and a 3D image of the subject using the interference signal provided from the interference signal measuring module;
And a measurement light having the same polarization state as that of the polarizer, to be provided to the subject. 제1항에 있어서, 상기 편광 필름 검사 장치는 상기 편광자에 대한 편광 방향을 제어하는 편광자 제어 모듈을 더 구비하고,
상기 편광자 제어 모듈은 피검체에 대한 검사 항목에 따라 편광 상태를 변경시키는 것을 특징으로 하는 편광 필름 검사 장치. According to claim 1, The polarizing film inspection device further comprises a polarizer control module for controlling the polarization direction for the polarizer,
The polarizer control module changes the polarization state according to the inspection item for the subject. 제1항에 있어서, 편광 필름 검사 장치는 피검체를 지지하는 지지대를 더 구비하고,
상기 지지대는 3축으로 이동가능하도록 구성되어 피검체의 표면을 스캔할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 편광 필름 검사 장치. The polarizing film inspection apparatus according to claim 1, further comprising a support for supporting the subject.
And the support is configured to be movable in three axes so as to scan the surface of the subject. 제1항에 있어서, 상기 피검체는 편광 소자를 구비한 편광 필름 또는 편광 소자를 구비한 편광 디스플레이인 것을 특징으로 하는 편광 필름 검사 장치. The said film to be inspected is a polarizing film provided with a polarizing element or a polarizing display provided with a polarizing element, The polarizing film inspection apparatus of Claim 1 characterized by the above-mentioned. 제1항에 있어서, 상기 기준 광경로와 측정 광경로는 동일한 광경로 길이를 갖도록 구성된 것을 특징으로 하는 편광 필름 검사 장치. The polarizing film inspection apparatus according to claim 1, wherein the reference optical path and the measurement optical path are configured to have the same optical path length. 제1항에 있어서, 상기 기준단은 시준기, 볼록 렌즈 및 반사 거울로 이루어지고,
상기 검사단은 시준기, 2축 반사부재 및 볼록 렌즈로 이루어지되,
상기 기준 광경로와 측정 광경로는 동일한 광경로 길이를 갖도록 구성된 것을 특징으로 하는 편광 필름 검사 장치.

The method of claim 1, wherein the reference stage comprises a collimator, a convex lens and a reflecting mirror,
The inspection stage consists of a collimator, biaxial reflecting member and a convex lens,
And the reference optical path and the measurement optical path are configured to have the same optical path length.

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