접는 디스플레이 결함 생산 단계서 잡는다

플렉시블 디스플레이와 같은 곡면 부품에 생기는 표면 결함을 생산 공정에서 실시간으로 측정할 수 있는 기술이 개발됐다. 디스플레이는 물론이고 자동차 외관, 차세대 2차 전지 초박판 등 다양한 첨단 부품 공정에 활용할 수 있다.

한국표준과학연구원(원장 박상열)은 김영식 첨단측정장비연구소 박사팀이 복잡한 곡면 부품 표면 변화와 결함을 이미지 한 장으로 검사하는 '자유곡면 3차원 측정기술'을 개발해 센서 기업 넥센서에 이전했다고 9일 밝혔다.

자유곡면 2차원 측정기술로 검출한 2차 전지용 초박판 결함
자유곡면 2차원 측정기술로 검출한 2차 전지용 초박판 결함

이 기술은 근래 많이 쓰이는 '자유곡면'을 측정한다. 자유곡면은 평평하거나 둥근 정도가 대칭을 이루지 않는 표면으로 기존 측정 기술로는 결함을 찾기 어려웠다.
기존 기술은 단순한 구조 표면에만 적용가능하고, 나노미터(㎚) 이하 수준 측정도 불가능했다. 측정 시간이 매우 오래 걸려 결함에 실시간 대처할 수 없었다.

연구팀은 복합 격자무늬 패턴을 측정 대상에 쪼여 이미지를 얻고, 이를 알고리즘 분석하는 방법을 썼다.

복합 격자무늬 패턴은 자유곡면 표면 위 결함이 도드라지게 한다. 결함이 있는 표면에서는 패턴이 일그러진 형태를 보이는데, 이를 알고리즘으로 분석해 결함 위치나 크기를 알 수 있다. 패턴 이미지를 얻는 즉시 결함 분석 정보를 도출하는 것이 특징이다.

자유곡면 3차원 측정기술 모듈을 탑재한 로봇팔로 스마트폰 커버 글라스 표면을 측정하는 모습
자유곡면 3차원 측정기술 모듈을 탑재한 로봇팔로 스마트폰 커버 글라스 표면을 측정하는 모습

연구팀은 이 기술을 담은 하드웨어(HW)를 구현해 자동화·모듈화 했다. 스크린과 이미지 센서로 모듈을 이루는데, 각종 생산 공정에 바로 부착해 쓸 수 있도록 했다.

기술 이전처인 넥센서와는 정액기술료 1억1000만원 매출액 2% 경상기술료 조건으로 이전 계약을 맺었다. 현재 넥센서가 관련 제품을 만든 상태다.

김영식 박사는 “자유곡면 3차원 측정 기술은 실제 생산 공정 어디에든 쉽게 적용할 수 있도록 한 것으로 측정기술 완성도를 높여 자동화와 모듈화도 이뤘다”며 “다양한 최첨단 산업 분야 핵심 검사 장비 기술로 활용할 수 있다”고 말했다.

대전=김영준기자 kyj85@etnews.com