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KR101366815B1 - 그래핀 인쇄패턴 검사장치와, 그래핀 인쇄패턴 검사시스템 및 그 운용방법 - Google Patents

그래핀 인쇄패턴 검사장치와, 그래핀 인쇄패턴 검사시스템 및 그 운용방법 Download PDF

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KR101366815B1
KR101366815B1 KR1020130082052A KR20130082052A KR101366815B1 KR 101366815 B1 KR101366815 B1 KR 101366815B1 KR 1020130082052 A KR1020130082052 A KR 1020130082052A KR 20130082052 A KR20130082052 A KR 20130082052A KR 101366815 B1 KR101366815 B1 KR 101366815B1
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KR
South Korea
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graphene
pattern
printed
film
light source
Prior art date
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Application number
KR1020130082052A
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English (en)
Inventor
장영원
김정훈
김영철
이형주
Original Assignee
주식회사 에이피에스
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Abstract

본 발명은 그래핀 인쇄패턴 검사장치에 관한 것으로, 상기 발명은 피 검사대상인 그래핀의 인쇄필름을 수용하기 위한 수용대를 구비한 수용부; 광원부; 상기 광원부로부터 입사되는 빛을 흡수하여 가시광선 특성을 가진 형광을 발생하는 형광물질을 구비하고 상기 형광물질로부터 발생되는 형광을 상기 수용대에 수용된 상기 그래핀의 인쇄필름으로 투사하기 위한 반사부; 및 상기 반사부로부터 투사된 형광이 상기 그래핀의 인쇄필름을 투과한 경우, 상기 그래핀의 인쇄필름을 투과한 형광을 감지하여 상기 그래핀의 인쇄필름에 인쇄된 패턴을 인식하기 위한 광학카메라부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의해 본 발명은 전자파 장비 및 나노급 고가의 장비를 사용하는 대신 반사광과 형광물질을 이용함으로써 그래핀의 높은 빛 투과율 속성 때문에 식별이 어려운 그패핀의 인쇄회로패턴을 기존의 그래핀 패턴분석장비에 의해 식별이 가능하도록 함으로써 비용을 절감시킬 수 있고, 설치 및 사용편의성을 향상시킬 수 있다.

Description

그래핀 인쇄패턴 검사장치와, 그래핀 인쇄패턴 검사시스템 및 그 운용방법{Test apparatus of graphene printed pattern, and test system of graphene printed pattern and its operation method}
본 발명은 그래핀 인쇄패턴 검사장치와 그래핀 인쇄패턴 검사시스템 및 그 운용방법에 관한 것으로, 구체적으로는 그래핀 인쇄필름에 인쇄된 패턴을 인식하여 검사하기 위한 그래핀 인쇄패턴 검사장치와, 그래핀 인쇄패턴 검사시스템 및 그 운용방법에 관한 것이다.
현재 탄소에 기반을 둔 재료로서, 탄소 나노튜브(carbon nanotube), 다이아몬드(diamond), 그라파이트(graphite), 그래핀(graphene) 등이 다양한 분야에서 연구되고 있다.
이 중, 그래핀(graphene)은 탄소원자들이 2차원적으로 배열된 수 nm 두께의 박막 물질로서, 그 내부에서 전하가 제로 유효 질량 입자(zero effective mass particle)로 작용하기 때문에 매우 높은 전기전도도를 가지며, 또한 높은 열전도도 및 탄성 등을 가진다.
그러나 그래핀의 높은 빛 투과율 속성으로 인해 광학적 식별을 위해서는 극복해야 할 기술적 어려움이 많아 광학을 이용하여 인쇄패턴을 식별하는 기술 개발은 부족한 실정이다.
그래핀 패턴을 고가장비인 나노급 전자현미경을 통해 식별할 수 있으나, 실제 산업현장에 대량생산되는 그래핀의 검사장비 및 응용장비로서 이를 활용하는 것은 비용 및 시간적 부담이 큰 문제를 가지고 있고, 많은 양의 패턴을 빠르게 식별하는데 어려움을 가지고 있다.
KR 10-2012-0094708 A
본 발명의 목적은 전자파 장비 및 나노급 고가의 장비를 사용하는 대신 기존의 광학적 수단을 그대로 사용하면서 그래핀의 높은 빛 투과율 속성 때문에 식별이 어려운 그래핀의 인쇄회로패턴을 식별이 가능하도록 할 수 있어 비용을 절감시킬 수 있고, 설치 및 사용편의성을 향상시킬 수 있는 그래핀 인쇄패턴 검사장치와, 그래핀 인쇄패턴 검사시스템 및 그 운용방법을 제공하는 것이다.
삭제
이와 같이 본 발명은 전자파 장비 및 나노급 고가의 장비를 사용하는 대신 반사광과 형광물질을 이용함으로써 그래핀의 높은 빛 투과율 속성 때문에 식별이 어려운 그패핀의 인쇄회로패턴을 기존의 그래핀 패턴분석장비에 의해 식별이 가능하도록 함으로써 비용을 절감시킬 수 있고, 설치 및 사용편의성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 그래핀 인쇄패턴 검사장치의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 그래핀 인쇄패턴 검사장치에 대한 측면도이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 그래핀 인쇄패턴 검사시스템의 블록도이다.
도 4는 도 3에 도시된 그래핀 인쇄패턴 검사시스템의 운용방법을 설명하기 위한 순서도이다.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 그래핀 인쇄패턴 검사장치 및 이를 이용한 그래핀 인쇄패턴 검사시스템에 대해 설명한다. 도면들에 표시된 구성들은 본 발명의 개념을 설명하기 위한 개념도로서, 구성에 대한 설명 중 공지기술에 대한 설명은 생략한다.
본 발명의 실시형태는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 그래핀 인쇄패턴 검사장치의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 그래핀 인쇄패턴 검사장치의 측면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 그래핀 인쇄패턴 검사장치(1)는 수용부(10), 광원부(20), 반사부(30) 및 광학카메라부(40)로 이루어질 수 있다.
수용부(10)는 피 검사대상인 그래핀의 인쇄필름(G)을 수용하기 위한 수용대(12)를 구비한다. 상기 수용부(10)의 내부공간에는 광원부(20)와 반사부(30)가 배치될 수 있다.
수용대(12)는 수용부(10)의 상측에 위치하고, 반사부(30)로부터 투사된 형광이 그래핀의 인쇄필름(G)을 투과하도록 하기 위한 틈새(122)를 구비한다. 그래핀의 인쇄필름(G)에 인쇄된 패턴(P)이 틈새(122)의 영역에 위치될 수 있다.
즉 틈새(122)의 크기는 그래핀의 인쇄필름(G)이 수용대(12)로부터 벗어나지 않으면서, 그래핀의 인쇄필름(G)에 인쇄된 패턴(P)이 틈새(122)의 영역에 위치하도록 정해진다.
구체적으로 수용부(10)는 베이스플레이트(14)와, 베이스플레이트(14)의 상부에 배치되고 'ㄷ'자 형태로 절곡되며 개구가 가로방향을 향하도록 베이스플레이트(14)의 상부에 배치되는 절곡플레이트(16)와, 절곡플레이트(16)의 개구에 대향하여 수용대(12)의 폭보다 작으면서 그래핀의 인쇄필름(G)의 패턴의 크기보다 크게 정해진 거리만큼 이격되어 베이스플레이트(14)의 상부에 배치되는 지지상자(18)를 구비할 수 있다.
즉 수용부(10)의 내부공간은 베이스플레이트(14)와 절곡플레이트(16)와 지지상자(18)에 의해 에워싸여 형성될 수 있다.
수용대(12)의 틈새는 이격되어 배치되는 절곡플레이트(16)와 지지상자(18)의 이격 배치에 의해 내부공간의 위쪽에 형성된다.
그래핀의 인쇄필름(G)의 패턴이 위치하는 수용대(12)의 틈새는 절곡플레이트(16)와 지지상자(18)의 배치에 의해 조정될 수 있다. 이에 의해 다양한 크기의 그래핀 인쇄필름(G)의 패턴을 검사할 수 있다.
광원부(20)는 반사부(30)로 입사하기 위한 빛을 방출하는 기능을 수행하고, 내부공간을 이루는 절곡플레이트(16)의 측벽에 배치되고, 광원부(20)로부터 방출되는 빛은 절곡플레이트(16)의 개구 방향으로 향해 있다.
예를 들면 광원부(20)는 다수개의 LED로 이루어진 LED모듈(22)과 LED로부터 방출되는 빛을 편광하기 위한 편광필름(24)으로 구비할 수 있다. 편광필름(24)은 LED모듈(22)로부터 방출되는 빛을 편광하여 반사부(30)로 공급하기 위해 LED모듈(22)의 빛이 방출되는 전면에 배치된다.
반사부(30)는 광원부(20)로부터 입사되는 빛을 흡수하여 가시광선 특성을 가진 형광을 발생하는 형광물질을 구비하고 형광물질로부터 발생되는 형광을 그래핀의 인쇄필름(G)으로 투사한다.
반사부(30)는 내부공간을 이루는 지지상자(18)의 측벽에 배치되는 제1 반사부(32)와, 내부공간을 이루는 베이스플레이트(14)의 상부에 수용대(12)의 틈새와 대면하도록 배치되는 제2 반사부(34)를 구비하고, 제1 및 제2 반사부(32,34)로부터 투사된 형광이 수용대(12)의 틈새에 배치된 상기 그래핀의 인쇄필름(G)을 투과한다.
반사부(30)로부터 투사된 형광은 수용대(12)의 틈새에 배치되는 그래핀의 인쇄필름(G)을 투과하여 광학카메라부(40)로 입사된다.
광학카메라부(40)는 반사부(30)로부터 투사된 형광이 그래핀의 인쇄필름(G)을 투과한 경우, 그래핀의 인쇄필름(G)을 투과한 형광을 감지하여 그래핀의 인쇄필름(G)에 인쇄된 패턴(P)을 인식할 수 있다. 광학카메라부(40)는 이와 같이 인식한 패턴의 정보를 외부로 전송할 수 있다.
이하에서는 도 3을 참조하여 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 그래핀 인쇄패턴 검사시스템에 대해 설명한다. 도 3은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 그래핀 인쇄패턴 검사시스템의 블록도이다.
본 실시예에 따른 그래핀 인쇄패턴 검사시스템(3)은 전술한 실시예에 따른 그래핀 인쇄패턴 검사장치(1)와 패턴분석장치(2), 광원파워장치(도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 본 실시예에 따른 그래핀 인쇄패턴 검사장치(1)의 구성 및 동작은 전술한 실시예에 따른 그래핀 인쇄패턴 검사장치와 동일하므로 여기서는 설명을 생략한다.
광원파워장치는 그래핀 인쇄패턴 검사장치(1)의 광원부(20)의 LED모듈(22)의 구동을 위한 전력원의 역할을 수행할 수 있다.
패턴분석장치(2)는 그래핀 인쇄패턴 검사장치(1)의 광학카메라부(40)에 의해 인식된 그래핀의 인쇄필름(G)에 인쇄된 패턴의 정보를 수신하고 그 수신된 패턴의 정보에 기초하여 그래핀의 인쇄필름(G)의 패턴을 분석할 수 있다.
이를 위해 패턴분석장치(2)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 수신부(50), 분석부(60) 및 표시부(70)로 이루어질 수 있다.
수신부(50)는 광학카메라부(40)로부터 전송되는 패턴의 정보를 수신하여 분석부(60)로 전달하는 기능을 수행한다. 분석부(60)는 수신부(50)로부터 전달된 패턴의 정보를 이용하여 사전에 저장된 분석알고리즘을 수행하여 다양한 분석결과를 산출한다. 표시부(70)는 분석부(60)에 의해 산출되는 분석결과를 사용자에게 표시하는 기능을 수행한다.
이하에서는 도 4를 참조하여 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 그래핀 인쇄패턴 검사시스템의 운용방법에 대해 설명한다. 도 4는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 그래핀 인쇄패턴 검사시스템의 운용방법을 설명하기 위한 순서도이다.
먼저, 그래핀 인쇄패턴 검사시스템(3)은 수용대(12)에 놓여진 그래핀의 인쇄필름(G)에 인쇄된 패턴의 크기에 대응하여 수용대(12)의 틈새의 크기를 조정하기 위해, 반사부(30)가 배치된 지지상자(18) 및/또는 광원부(20)가 배치된 절곡플레이트(16)의 배치위치를 조정한다(S410).
다음, 그래핀 인쇄패턴 검사시스템(3)은 그래핀의 인쇄필름(G)을 투과한 형광이 광학카메라부(40)의 입사면에 입사되도록 하기 위해 수용대(12)의 틈새를 통해 투과되는 형광과 광학카메라부(40)의 입사면을 고려한 정렬을 수행한다(S420). 이러한 정렬은 광학카메라부(40), 수용대(12) 및 그래핀의 인쇄필름(G) 중 적어도 하나를 이동하는 것에 의해 이루어질 수 있다.
다음, 그래핀 인쇄패턴 검사시스템(3)은 광원파워장치를 이용하여 광원부(20)의 LED모듈(22)을 구동시키기 위한 전압을 공급한다(S430). 이에 의해 LED모듈(22)로부터 방출되는 빛은 반사부(30)에 입사되고, 반사부(30)는 입사된 빛에 대응하는 형광을 발생하고 발생되는 형광을 그래핀의 인쇄필름(G)으로 투사한다.
다음, 그래핀 인쇄패턴 검사시스템(3)은 광학카메라부(40)를 이용하여, 그래핀 인쇄필름(G)을 투과하여 입사된 형광을 감지하여 그래핀의 인쇄필름(G)에 인쇄된 패턴을 인식하여 패턴분석장치(2)로 전송한다(S440).
다음, 그래핀 인쇄패턴 검사시스템(3)은 패턴분석장치(2)를 이용하여, 광학카메라부(40)로부터 전송된 패턴의 정보를 수신하고 분석하여 사용자에게 표시한다(S450).
이와 같이 본 실시예에 따른 그래핀 인쇄패턴 검사장치 및 이를 이용한 그래핀 인쇄패턴 검사시스템과, 그래핀 인쇄패턴 검사시스템의 운용방법은 전자파 장비 및 나노급 고가의 장비를 사용하는 대신 반사광과 형광물질을 이용함으로써 그래핀의 높은 빛 투과율 속성 때문에 식별이 어려운 그패핀의 인쇄회로패턴을 기존의 그래핀 패턴분석장비에 의해 식별이 가능하도록 함으로써 비용을 절감시킬 수 있고, 설치 및 사용편의성을 향상시킬 수 있다.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
1: 그래핀 인쇄패턴 검사장치
2: 패턴분석장치
3: 그래핀 인쇄패턴 검사시스템
10: 수용부
12: 수용대
122: 틈새
14: 베이스플레이트
16: 절곡플레이트
18: 지지상자
20: 광원부
22: LED모듈
24: 편광필름
30: 반사부
32: 제1 반사부
34: 제2 반사부
40: 광학카메라부
50: 수신부
60: 분석부
70: 표시부
G: 그래핀의 인쇄필름
P: 패턴

Claims (9)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 피 검사대상인 그래핀의 인쇄필름을 수용하기 위한 수용대를 구비한 수용부; 광원부; 상기 광원부로부터 입사되는 빛을 흡수하여 가시광선 특성을 가진 형광을 발생하는 형광물질을 구비하고 상기 형광물질로부터 발생되는 형광을 상기 수용대에 수용된 상기 그래핀의 인쇄필름으로 투사하기 위한 반사부; 및 상기 반사부로부터 투사된 형광이 상기 그래핀의 인쇄필름을 투과한 경우, 상기 그래핀의 인쇄필름을 투과한 형광을 감지하여 상기 그래핀의 인쇄필름에 인쇄된 패턴을 인식하기 위한 광학카메라부를 포함하고, 상기 수용부는 상측에 상기 수용대가 위치하고, 내부공간에 상기 광원부와 상기 반사부가 배치되고, 상기 수용부의 수용대는 상기 반사부로부터 투사된 형광이 상기 그래핀의 인쇄필름을 투과하도록 하기 위한 틈새를 구비하고, 상기 그래핀의 인쇄필름에 인쇄된 패턴이 상기 틈새의 영역에 위치되고, 상기 수용부는 베이스플레이트와, 상기 베이스플레이트의 상부에 배치되고 ㄷ자 형태로 절곡되며 개구가 가로방향을 향하도록 상기 베이스플레이트의 상부에 배치되는 절곡플레이트와; 상기 절곡플레이트의 개구에 대향하여 상기 수용대의 폭보다 작으면서 상기 그래핀의 인쇄필름의 패턴의 크기보다 크게 정해진 거리만큼 이격되어 상기 베이스플레이트의 상부에 배치되는 지지상자를 구비하고, 상기 수용부의 내부공간은 상기 베이스플레이트와 상기 절곡플레이트와 상기 지지상자에 의해 에워싸여 형성되며, 상기 수용대의 틈새는 상기 이격되어 배치되는 상기 절곡플레이트와 상기 지지상자에 의해 상기 내부공간의 위쪽에 형성되고, 상기 반사부는 상기 내부공간을 이루는 상기 지지상자의 측벽에 배치되는 제1 반사부와, 상기 내부공간을 이루는 상기 베이스플레이트의 상부에 상기 틈새와 대면하도록 배치되는 제2 반사부를 구비하고, 상기 제1 및 제2 반사부로부터 투사된 형광이 상기 틈새에 배치된 상기 그래핀의 인쇄필름을 투과하고, 상기 광원부는 상기 내부공간을 이루는 상기 절곡플레이트의 측벽에 배치되고, 상기 광원부로부터 방출되는 빛이 상기 절곡플레이트의 개구 방향으로 향하고, 상기 광원부는 LED모듈과 상기 LED모듈로부터 방출되는 빛을 편광하기 위한 편광필름을 구비하고, 상기 광학카메라부는 상기 인식한 패턴의 정보를 외부로 전송하는 것을 특징으로 하는 그래핀 인쇄패턴 검사장치와, 상기 그래핀 인쇄패턴 검사장치의 광학카메라부에 의해 인식된 상기 그래핀의 인쇄필름에 인쇄된 패턴에 대한 정보에 기초하여 상기 그래핀의 인쇄필름의 패턴을 분석하기 위한 패턴분석장치와, 상기 그래핀 인쇄패턴 검사장치의 광원부가 빛을 방출하도록 전력을 공급하는 광원파워장치를 포함하는 그래핀 인쇄패턴 검사시스템의 운용방법에 있어서,
    상기 수용대에 수용되는 그래핀의 인쇄필름(G)에 인쇄된 패턴의 크기에 대응하여 상기 수용대의 틈새의 크기를 조정하기 위해, 상기 지지상자 및 상기 절곡플레이트 중 적어도 어느 하나의 배치위치를 조정하는 단계;
    상기 그래핀의 인쇄필름을 투과한 형광이 상기 광학카메라부의 입사면에 입사되도록 하기 위해 상기 수용대의 틈새를 통해 투과되는 형광과 상기 광학카메라부의 입사면을 고려하여, 상기 광학카메라부, 상기 수용대 및 상기 그래핀의 인쇄필름 중 적어도 하나를 이동하여 정렬하는 단계;
    상기 광원파워장치를 이용하여 상기 광원부를 구동시키기 위한 전압을 공급하는 단계;
    상기 광학카메라부를 이용하여, 상기 그래핀의 인쇄필름을 투과하여 입사된 형광을 감지하여 상기 그래핀의 인쇄필름에 인쇄된 패턴을 인식하여 상기 패턴분석장치로 전송하는 단계; 및
    상기 패턴분석장치를 이용하여, 상기 광학카메라부로부터 전송된 패턴의 정보를 수신하고 분석하여 사용자에게 표시하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 그래핀 인쇄패턴 검사시스템의 운용방법.
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