진종한 박사 연구팀이 대형 유리기판의 두께와 굴절률을 실시간 측정하고 있다. [제공=한국표준과학연구원]

- 표준硏, 대형 유리기판 두께 및 굴절률 측정 센서 개발

[헤럴드경제=구본혁 기자] 국내에서 판매되는 TV 화면이 7년 사이에 평균 10인치나 커진 것으로 나타났다.

TV 화면이 커질수록 제조 공정은 수많은 변수를 낳고, 낮은 불량률을 유지하기 어려워진다. 이 같은 이유에서 매 공정마다 엄격하고 정교한 검사는 필수적이다.

한국표준과학연구원은 광학표준센터 진종한 박사팀이 강한 진동 환경에서도 대형 유리기판의 두께 불량을 안정적으로 검출하는 센서기술을 개발하고 상용화에 성공했다고 3일 밝혔다.

연구팀은 이 기술을 광계측 전문기업 노비텍에 기술 이전했으며, 노비텍은 이를 기반으로 최근 상용화 제품을 개발, 글로벌 유리 전문기업과 공급계약을 체결했다.

초대형 TV의 제작이 가능해지고 소비자들이 대형 화면을 선호하게 되면서 LCD(액정표시장치)의 핵심 부품인 유리기판 시장이 부상하고 있다. 수 미터 크기의 유리기판을 불량 없이 유지하기 위해서는 반드시 모든 면적이 균일한 두께로 생산돼야 한다.

단 한 곳의 유리기판 두께 차이로 발생한 미세한 굴곡은 픽셀의 불량을 유발하고, 곧바로 화면의 왜곡으로 이어진다.

하지만 일반적으로 진동이 발생하는 공정에서 유리기판에 굴곡이 없는지 완벽히 검사하는 것은 사실상 불가능했다. 기존 센서로는 심하게 흔들리는 유리기판의 두께를 안정적으로 연속 측정할 수 없기 때문이다.

유리기판 상태에서 문제를 검출하지 못하면 TV에 불량품이 그대로 조립돼 불량률을 높이고, 자칫 하자있는 TV가 소비자에게까지 전달되는 상황이 생길 수도 있다.

연구팀은 광간섭계를 기반으로 대형 유리기판의 두께를 실시간 측정하는 센서를 개발했다. 이 센서는 세계 최고의 진동 둔감 성능을 구현, 진동이 강한 악조건 속에서도 정확한 두께 측정이 가능하다.

연구팀은 유리기판에 빛을 보내 반사시키는 기존의 반사식 간섭계 형태에서 탈피, 빛을 그대로 통과시키는 투과식 간섭계 형태를 도입함으로써 진동의 영향을 최소화했다.

또 기술은 센서 하나로 굴절률까지 함께 알 수 있기 때문에 사전에 굴절률을 측정하는 번거로운 작업이 필요하지 않다.

진종한 박사는 “수많은 IoT 기반 첨단 제품에 사용되는 유리기판 생산 공정에 적용 가능한 최적의 측정기술”이라며 “기존의 외국산 센서로는 대응이 불가능한 두께 및 굴절률 동시 측정을 실현했다”고 말했다.

nbgkoo@heraldcorp.com