KR100351126B1

KR100351126B1 - 배향 불량 검사방법

Info

Publication number: KR100351126B1
Application number: KR1019990054291A
Authority: KR
Inventors: 이우식; 정성욱; 추대호
Original assignee: 삼성전자 주식회사
Priority date: 1999-12-01
Filing date: 1999-12-01
Publication date: 2002-09-10
Also published as: KR20010053779A

Abstract

본 발명은 액정표시기에서 실제 패널의 조립 전에 실제 패널과 유사한 환경에서 배향막의 불량을 검사하여 불량의 유형을 정량화 및 정성화 하는 배향 불량 검사방법을 개시한다. 본 발명의 방법은, 액정표시기 패널의 제조동안, 내표면에 전극이 각각 형성되고, 적어도 일측 전극이 투명한 한 쌍의 투광성 절연기판을 포함하는 불량 검사용 패널을 준비하는 단계; 상기 검사용 패널에 인가되는 전압을 변화시키면서 휘도를 측정하는 단계; 및 측정된 휘도로부터 배향 불량을 검사하는 단계를 포함한다.

Description

배향 불량 검사방법{Method for testing alignment failure}

본 발명은 액정표시기의 배향 불량 검사방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 러빙된 배향막의 세정 후, 또는 실제 패널의 조립 전에 검사용 패널을 이용하여 배향막의 불량을 정량적 및 정석적으로 검사하는 배향 불량 검사방법에 관한 것이다.

액정표시기에 사용되는 액정의 물성은 액정분자들의 배열상태에 의존하므로, 배열상태에 따라 전계 등의 외력에 대한 응답에도 차이가 생긴다. 따라서, 액정 분자의 배열 제어는 액정의 물성 연구는 물론 표시소자의 구성상에서도 필수 기술이다.

액정물질을 단순히 유리 기판 사이에 채우는 것만으로는 균일한 분자배열을 얻기 어렵기 때문에 일반적으로 유리 기판에 배향막을 형성한다.

액정분자들의 배열상태를 제어하는 배향막의 재질로는 무기물이 주체인 것과 유기물이 주체인 것 및 양자 병용인 것이 있다.

배향막을 유리기판에 형성하는 방법으로는, 스핀 방식, 스프레이 방식, 인쇄방식 등의 여러 가지가 있으며, 목적에 따라 상기한 방법들 중 하나가 선택될 수 있다.

유리기판 위에 형성된 배향막은 경화 후, 러빙공정을 통하여 표면 상태가 변화되는 것에 의하여, 액정의 배열을 제어한다.

이러한 배향막의 도포 및 러빙공정에서 발생한 불량은 표시불량을 일으키는 중요한 공정이므로, 배향막의 불량 검사를 정확하게 하는 것이 강하게 요구된다.

도 1은 종래의 기술에 따른 것으로서, 스위칭 소자와 전극이 상부에 형성된 유리기판의 위에 배향막의 도포 공정부터 실제 패널의 조립후 검사 공정에 이르는 동안, 배향막의 불량을 검사하는 과정을 보여주는 공정 흐름도이다.

도 1을 참조하면, 종래의 배향 불량 검사 방법에는, 배향막을 도포한 후에 도포된 배향막의 표면에 얼룩, 줄무늬, 또는 핀홀(Pin-hole)의 존재여부를 검사하는 1차 검사(ST8)와, 러빙후, 러빙된 배향막 표면의 균일도와, 스크래치(Scratch)의 존재여부를 검사하는 2차 검사(ST9)가 있다.

1차 및 2차 검사는 목시 검사로서, 특히 2차 검사(ST9)는 러빙된 배향막의 표면에 폐액정이나 수증기를 분사하여 스크래치를 검사한다.

그러나, 액정패널의 조립전 2차에 걸친 배향막의 검사에도 불구하고 조립과, 절단, 액정의 주입 및 봉입 공정이 완료된 액정표시기 패널의 전극에 전압을 인가하여 최종 검사(ST7)하면, 전단에서 언급한 검사과정에서 인식하지 못했던 얼룩, 배향손상, 도트성 결함, 배향 균일도 등의 불량들이 종종 나타난다.

이러한 불량 요인중 하나는 러빙공정동안, 러빙포가 배향막을 가압할 때, 전체에 걸쳐서 균일한 압력이 인가되지 않는다는 것이다.

또한, 배향막 자체의 문제에 의해서도 이러한 불량은 발생하게 된다.

그런데, 패널의 조립, 절단, 액정의 주입 및 봉입 과정을 거친 후에 검사에 의하여 발견된 불량이 허용치 이하일 때는 문제되지 않지만, 허용치 이상이 되면,이들 패널이 폐기되어야 하는 문제가 종종 발생된다.

즉, 액정표시기의 제조에 있어서, 현재의 추세는 4개 또는 6개의 단위 패널의 일측 기판을 만들 수 있는 크기의 모 유리기판(Mother glass)을 사용하여 일련 공정(In-line process)에 의하여 액정패널이 제작된다. 그러므로, 절단과 액정의 주입 및 봉입이 완료된 후에 하는 세 번째의 검사(ST7)에서 불량을 발견하더라도 모 유리기판을 사용하는 제조라인에서는 재생이 어렵다.

세 번째 검사에서 불량이 난 패널을 재생하기 위해서는 불량난 패널을 분리하고, 배향막을 제거하여 단위 패널을 제조하는 라인으로 보내야 한다.

아울러, 이런 방법에 의하여 재생이 가능하다고 하더라도, 2 내지 3일씩 걸리는 조립공정에 소요된 시간과 재료의 낭비, 주입된 액정의 처리, 러빙된 배향막의 제거에 소요되는 인적 물적 재산의 낭비가 심하다.

봉입(End seal) 공정 이후에 나타나는 불량을 제 1, 제 2 목시검사에서 발견하지 못하는 이유는 그러한 불량이 배향막에 존재하지 않는 것이 아니라, 그러한 불량은 합착된 상하 기판의 전극에 전압을 인가하여 관측하여야만 발견할 수 있기 때문이다.

그러므로, 세정이 완료된 상하 기판의 조립 이전에 실제 액정표시기 패널과 거의 유사한 상황에서 배향막의 불량을 검사하고자 하는 요구가 증대되고 있다.

따라서, 본 발명은 러빙막의 세정 후 조립공정이 시작되기 전에, 실제 패널의 배향막 검사를 위한 최종 검사환경과 가장 유사한 환경에서 액정 배열의 변화를 통하여 배향막의 불량을 검사하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 배향 불량 발생요인을 정량화 및 정성화하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 실제 패널의 제작후, 배향막의 불량에 기인한 제품의 불량율을 낮추는데 있다.

도 1은 종래의 기술에 따른 액정표시장치의 배향막 불량 검사 방법을 설명하기 위한, 액정표시기 패널의 제조공정을 보여주는 흐름도.

도 2는 본 발명의 배향 불량 검사방법을 설명하기 위한, 액정표시기 패널의 제조공정을 보여주는 흐름도.

도 3은 본 발명의 배향 불량 검사 방법에 사용되는 검사용 패널의 평면도.

도 4는 도 3의 Ⅳ-Ⅳ선을 따라 절단한 단면도.

도 5는 도 3의 검사용 샘플을 이용하여 액정표시장치의 배향 불량을 검사하는 과정을 보여주는 설명도.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 배향 불량 검사방법의 흐름도.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 배향 불량 검사방법의 흐름도.

도 8은 본 발명의 배향 불량 검사방법을 설명하기 위한 투과도 그래프.

도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배향 불량 검사방법의 흐름도.

도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 최적 인가전압 범위를 설정하기 위한 방법을 보여주는 흐름도.

도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 불량의 유형을 판단하는 과정을 보여주는 흐름도.

도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 불량의 분류방법을 보여주는 흐름도.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 먼저, 액정표시기의 제조공정동안, 내표면에 전극이 각각 형성되고, 적어도 일측 전극이 투명한 한 쌍의 투광성 절연기판을 포함하는 배향막 불량 검사용 패널을 준비한다. 상기 검사용 패널에 인가되는 전압을 변화시키면서 휘도와 각각의 인가전압에 대한 이미지를 측정한다. 측정된 휘도와 이미지로부터 배향 불량의 유무와, 불량의 종류를 판별한다.

불량 영역 및 불량 유형은 전압을 인가하지 않은 상태에서의 제 1 영상과 천이영역에서의 제 2 영상과 포화영역에서의 제 3 영상으로부터 판별된다. 즉, 제 2 영상과 제 1 영상의 차를 I1이라 하고, 제 3 영상과 제 2 영상의 차를 I2라 할 때, I1과 I2의 공간적인 휘도분포를 비교하므로써 불량 영역 및 불량 유형을 검출한다.

측정된 휘도와 이미지로부터 판별된 불량의 유무 및 불량의 유형을 정성화 및 정량화 한다.

본원발명의 또 다른 측면에 따르면, 액정표시기의 제조공정동안, 적어도 한 쌍의 투광성 절연기판의 일측 표면에 배향막 형성공정을 실시하기 전에, 배향막 불량 검사용 패널을 준비한다. 그런다음, 검사패널에 인가할 전압영역을 설정한다. 전압영역에 따른 휘도분포를 측정하고 휘도변화율을 계산한다. 다음으로, 최대 휘도변화전압에서의 공간적 휘도분포를 측정하여 기준치와 비교하므로써 불량 영역 및 불량 유형을 검출한다.

본 발명의 다른 목적과 장점들은 첨부한 도면을 참조하는 다음의 상세한 설명으로부터 보다 명백해 질 것이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 배향막 불량 검사방법을 설명하기 위한, 액정표시 패널의 제조 흐름도이다.

도 2의 흐름도에는 도시하지 않았지만, 예를 들어 50매의 투광성 절연기판이 준비된다. 여기서 사용되는 투광성 절연기판은, 대량생산을 위하여, 다수의 단위 패널, 예를 들어 6개의 단위 액정패널의 면적에 대응하는 면적을 가지는 모 유리기판(Mother glass substrate)이다.

50매의 투광성 절연기판은 25매의 하부 기판용 제 1 그룹과 25매의 상부 기판용 제 2 그룹으로 구성된다.

제 1 그룹의 25매의 유리기판 중, 24매는, 매트릭스 배열의 투명전극, 투명전극에 데이터 신호를 인가하기 위한 신호선, 신호선으로부터 투명전극에 인가되는 데이터 신호를 스위칭 하는 스위칭 소자, 스위칭 소자의 스위칭을 제어하기 위한 제어신호를 스위칭 소자로 전송하는 주사선이 내표면 상에 형성된 기판(이하, 제 1 유리기판으로 언급함)이고, 나머지 1매는 내표면의 전면에 투명전극, 예를 들어 인듐주석산화물(Indium Tin Oxide; ITO)의 재질을 갖는 전극만이 형성되어 있는기판(또는, 제 3 유리기판)이다.

또한, 제 2 그룹의 25매의 유리기판 중, 24매는, 컬러필터층과 투명 대향전극이 내표면 상에 형성된 기판(이하, 제 2 유리기판으로 언급함)이고, 나머지 1매는 내표면의 전면에 투명전극, 예를 들어 ITO의 재질을 갖는 전극만이 형성되어 있는 기판(또는, 제 4 유리기판)이다.

여기서, 제 1 유리기판과 제 2 유리기판을 각각 24매씩 준비하는 것은 제조공정에서 실제 적용되는 경우의 예로서, 1대에 25매의 모 유리기판이 장착되는 카세트를 사용한다는 것을 의미한다. 1대의 카세트의 비어있는 1매의 공간에는 제 3 유리기판이 장착되고, 다른 1대의 카세트의 비어있는 1매의 공간에는 제 4 유리기판이 장착된다.

이들 제 1 유리기판과 제 2 유리기판의 숫자는 24매로 한정되지 않으며, 각각 적어도 1매이면 가능하다.

또한, 제 3 유리기판과 제 4 유리기판의 전면에 투명전극이 배치된 경우를 예로 들었지만, 일측 전극은 불투명한 재질의 금속재가 사용될 수 있다. 이 경우, 뒤에서 설명되겠지만, 예를 들어, 제 3 유리기판의 내표면에 형성된 전극이 불투명한 재질의 전극이면, 배향막의 불량 관찰은 제 4 유리기판의 표면에 나타나는 표시상태로부터 행하여진다.

아울러, 제 1 유리기판 위에 배치되어 있는 스위칭 소자는, 비정질 실리콘 박막 트랜지스터, 폴리실리콘 박막 트랜지스터, 다이오드 및 MIM으로 구성되는 능동 스위칭 소자의 그룹으로부터 선택된 하나이면 충분하고, 바람직하게는 박막 트랜지스터이다.

준비된 제 1 내지 제 4 기판은 배향막 도포공정(ST11), 러빙 공정(ST12), 및 후세정 공정(ST13)을 거쳐서 조립대기 상태에 있게 된다. 여기서, 사용되는 배향막은 폴리이미드(Polyimide)이고, 대량생산을 위한 인쇄법으로 도포된다.

선택적으로, 배향막 인쇄공정(ST11)과 러빙 공정(ST12)사이에 얼룩, 줄무늬, 또는 핀홀을 검사하는 제 1 검사(ST18)가 실시된다. 또한, 선택적으로 러빙 공정(ST12)과 후세정 공정(ST13) 사이에 러빙 균일도와 스크래치를 검사하는 제 2 검사(ST19)가 실시된다.

제 1 검사(ST18)와 제 2 검사(ST19)에서 불량이 확인된 기판은 인쇄된 배향막을 제거하고 다시 배향막을 인쇄하는 배향막 프린팅 단계(ST11)로 되돌아 간다.

여기서, 제 1, 제 2 검사는 검사자의 눈으로 불량을 검사하는 목시 검사로서, 전단에서 언급한 것처럼, 선택적으로 하는 것이 가능한데, 그 이유는, 배향막의 형성을 위한 공정 기술이 발달함에 따라 현재의 목시 검사는 필요없게 될 가능성이 있기 때문이다.

하지만, 제 1, 제 2 검사는, 바람직하게는 필수적으로 수행되도록 한다. 그 이유는, 목시 검사에 의하여 확인될 수 있는 불량을 가진 배향막이 형성된 기판으로 후속공정을 진행하여 배향막 불량을 검사하는 것은 무의미하기 때문이다.

제 2 검사에서 행하여지는 검사방법인 목시 검사 중의 하나로서, 러빙된 배향막에 폐액정이나 수증기를 분사하여 검사하는 방법이 선택적으로 사용될 수 있다.

아울러, 이러한 목시 검사 외에도, 러빙 전후의 배향막으로 특정 파장을 갖는 광을 조사하고, 배향막에서 반사된 광을 고체 촬상 소자(Charge Coupled Device)로 수광하여 배향막에 존재하는 미세 핀홀과 돌기를 검사하는 방식이 선택적으로 사용될 수 있다.

다음으로, 러빙된 배향막을 세정하는 후 세정(Post-cleaning) 공정(ST13)이 실시된다.

세정 공정(ST13)이 완료된 50매의 유리기판 중, 투명전극만이 전면에 형성된 2매의 제 3, 제 4 유리기판은 분리된다. 이들 2매의 유리기판 중 어느 하나의 기판, 예를 들어, 제 4 유리기판의 내표면에 스페이서(Spacer)를 산포한다. 스페이서가 산포된 제 4 유리기판의 내표면에 제 3 유리기판과의 합착을 위한 씰제(Sealant)를 디스펜싱한다. 즉, 스페이서와 씰제가 동일 기판에 형성된다. 한편, 실제 액정표시기 패널의 제조에서는 스페이서가 산포되는 기판과 씰 제가 산포되는 기판은 서로 다르다.

도 3은 씰 제의 도포후 제 3, 제 4 기판의 합착이 완료된 상태의 평면도이고, 도 4는 도 3의 Ⅳ-Ⅳ선을 따라 절단한 단면도이다.

도 3과 도 4를 참조하면, 제 4 기판(20)의 우측 장변(E20)의 가장자리와, 좌측 장변(E21)으로부터 소정 거리(ℓ)만큼 이격된 부분을 따라서 제 1 폭의 씰 제가 도포된 주 씰 라인(32)이 위치하고, 아울러, 주 씰 라인(32) 사이의 양 단변 측에는 셀 갭의 유지를 위한 다수의 보조 씰 라인(34)이 위치한다.

이처럼, 제 3 기판(10)과 제 4 기판(20)은 서로 엇갈리게 합착되므로, 제 3기판(10)의 우측 장변(E11)으로부터 거리 ℓ에 해당하는 부분과, 제 4 유리기판(20)의 좌측 장변(E21)으로부터 거리 ℓ에 해당하는 부분의 투명전극(12, 22)이 외부로 노출된다. 여기서, 노출된 투명전극(12, 22) 위의 배향막(14, 24)은 그대로 남겨질 수도 있지만, 바람직하게는 제 3, 제 4 기판의 합착 전에 패터닝에 의하여 제거하거나, 합착 후에 원하는 부분만을 제거한다.

다음으로, 상기와 같이 준비된 배향막 불량 검사용 패널의 상하부에 도 5에 도시한 것처럼, 상, 하 편광판(82, 84)이 배치된다. 여기서, 상, 하 편광판(82, 84)은 편광방향이 서로 직교하게 놓여진다.

하부 편광판(84)의 하측에는 광을 조사하기 위한 광원, 예를 들어 백 라이트가 설치되고, 테스트 패널의 노출된 투명전극에는 전압을 인가하기 위한 전압 인가장치가 준비된다. 전압 인가 장치의 일측 단자는 제 3 기판(10)의 돌출된 부분에 노출된 투명전극(12)에 연결되고, 타측 단자는 제 4 기판(20)의 돌출된 부분의 노출된 투명전극(14)에 연결된다.

여기서, 도 5에 도시된 경우와는 달리, 제 3 기판(10)과 제 4 기판(20)의 돌출된 부분의 상부에 배향막이 남아 있는 경우에도, 배향막은 얇기 때문에, 그 하부의 투명전극으로 전압을 인가하는 데에는 별 문제가 없다.

한편, 제 3, 제 4 기판(10, 20) 사이에 개재된 액정(30)은, 예를 들어 트위스티드 네마틱(Twisted Nematic) 타입으로서, 투명전극에 전압이 인가되지 않은 상태에서는 소정의 프리틸트(pretilt) 각을 갖고서, 약 90도 정도 꼬여진 상태로 배향막의 러빙 방향을 따라서 정렬되어 있다.

상기한 방법을 통하여 검사 패널이 제작되면, 제작된 검사패널을 이용하여 검사를 실시한다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따르는 검사패널을 이용한 검사방법을 보여주는 흐름도이다.

도 6을 참조하면, 제작된 검사패널을 이용하여 검사 목적 및 패널 제작 조건에 맞는 변수를 입력하고, 천이, 선형, 포화 영역에 해당하는 전압을 산출한다(ST 62).

여기서, 변수로는, 사용된 액정의 유전율 이방성(ε), 550 nm의 광에 대한 이방성 굴절율(n), 스프레이 탄성계수(Spray elastic coefficient: K1), 트위스트 탄성계수(Twist elastic coefficient: K2), 벤드 탄성계수(Bend elastic coefficient: K3, 셀 갭(D), 프리틸트각, 극성지수(W1, W2), 트위스트 각, 노멀리 화이트 모드인지 노멀리 블랙 모드이다.

이러한 전압 영역을 산출하기 위한 공식으로는, 토크-밸런스(Torque-balance) 식, 존스 매트릭스 포뮤레이션(Jones matrix formuration) 식 등이 있다.

다음으로, 검사용 패널의 전극에 인가할 인가 전압영역을 설정한다(ST 63). 이때, 전압영역은 휘도변화가 많은 전압 영역을 이론적으로 설정한다.

먼저, 천이전압은 앞서 언급한 변수들을 통해서 액정의 배열이 변화되는 프레더릭스 천이(Frederiks Transition) 전압을 산출하고, 포화전압은 투과율이 90%가 되는 영역 및 전압에 대한 투과율의 변화율{즉 I"(V)}이 가장 큰 전압으로 설정한다.

다음으로, 인가전압(V)이 0볼트일 때의 화상을 검출한다(ST 64). 이때 검출된 화상을 "이미지0"로 설정한다. 전압이 인가되지 않은 상태에서 화상을 검출하여 노이즈 제거, 즉 전기장에 의해서 검출되는 불량만을 검사하기 위하여 기준 화상을 검출한다.

도 8은 인가전압에 대한 투과율 변화를 나타내는 그래프로서, C1은 노멀리 화이트 모드(Normally while mode)를 C2는 노멀리 블랙 모드(Normally black mode)를 각각 나타낸다.

전압을 인가하지 않은 상태에서의 화상 및 휘도의 검출후에, 도 8의 투과도 그래프에 도시한 것처럼, 인가전압을 변화시키면서 액정반응이 민감하게 일어나서 투과도가 변화하는 천이영역에서의 화상을 검출한다(ST 65). 이때, 검출된 화상을 "이미지 천이"로 설정한다.

다음으로, 투과도가 포화되는 포화전압영역에서의 화상을 검출한다(ST 66). 이때 검출된 화상을 "이미지 포화"로 설정한다.

다음으로, "이미지 천이"와 "이미지 0"의 차를 구하고, 이 차이를 I1으로 설정하고, "이미지 포화"와 "이미지 천이"의 차를 구하고, 이 차이를 I2로 설정한다(ST 67).

다음으로, I1, I2의 공간적인 휘도 분포를 비교하여 화상을 평가한다(ST 68).

화상을 평가하기 위한 다른 실시예를 도 7을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 앞서와 마찬가지의 방법으로 검사패널을 제작하고(ST 71), 전압영역을 시작 전압(Vstart), 종말 전압(Vend), 이탈 전압(Vdev)의 세 영역으로 설정한다(ST 72).

다음으로, 상기와 같이 설정한 전압에 따른 휘도{I(V)}를 측정한다(ST 73).

다음으로, 휘도의 전압에 따른 변화율, 즉 dI(V)/dV을 계산한다(ST 74).

다음으로, 최대 휘도 변화전압에서의 공간적 휘도 분포를 측정한다(ST 75).

다음으로, 상기에서 측정된 공간적 휘도 분포로부터 화상을 평가한다(ST 76). 즉, 임의 지점에서의 휘도변화율의 절대치가 에러값을 벗어나는 영역을 불량으로 검출한다.

본 발명의 또 다른 측면에 따르는 불량검사방법은, 상기한 제 1 실시예에서와 같이, 이미지 차이로부터 불량 영역을 1차로 선정하고, 그 부분에서의 공간적인 휘도변화를 제 2 실시예에서 제안한 방법으로 집중적으로 분석하므로, 불량분석의 정확성을 증대시킨다.

도 9는 인가전압을 변화시키면서 얻은 화상 데이터와 휘도 데이터를 갖고서, 발생된 불량이 구체적으로 어떤 불량인지를 판단하는 방법을 보여주는 흐름도이다.

먼저, 불량 스펙 데이터를 배향불량 검사 컨설팅 그룹의 노드 3 활동에서 결정한다.

다음으로, 검사패널에 전압을 인가하지 않은 상태, 즉 측정 전압이 "0"볼트인 상태에서 측정한 데이터를 A로 정의하고(ST 92), 이 측정 데이터 "A"로부터 불량이 있는지를 판단한다(ST 93). 판단결과 불량이 있으면, 불량 패널로서 판정하고, 불량이 없으면, 1볼트에서부터 0.1볼트씩 전압을 증가시키면서 얻어진 측정 데이터를 "B"로 정의한다(ST 94).

다음으로, 단계 94(ST 94)에서 얻어진 B 데이터로부터 단계 92(ST 92)에서 얻어진 A데이터를 함수 F로 변환한 값{F(A)}을 차감하여 얻어진 데이터를 "C"로 정의한다(ST 95).

이 데이터 "C"로부터 다시 불량이 있는 지를 판단한다(ST 96). 판단결과 불량이 있으면, 불량 패널로 판정하고, 불량이 없으면, 하기의 식(1)로부터 인가전압이 최대 측정전압에 도달하였는 지를 판단한다(ST 97).

여기서, k는 측정 전압 단위, n은 정수, 그리고 P는 최대 측정전압이다.

측정전압이 최대값에 도달한 것으로 판단되면, 검사를 끝내고, 그렇지 않으면, 다시 측정 전압을 0.1볼트만큼 상승시켜 단계 94(ST 94)부터 단계 97(ST 97)까지 반복한다.

한편, 상기한 실시예에서는 전압의 측정단위를 0.1볼트로 하였지만, 더 큰 값이나 더 적은 값으로 하는 것도 가능하다.

도 10은 최적의 측정조건을 설정하기 위한 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 10을 참조하면, 인가전압을 변화시키면서 측정한 휘도 데이터를 "D"로 정의하고, 측정동안 소요된 노출시간(Exposure Time)을 "T"로 정의한다(ST101).

다음으로, 측정한 휘도값이 설정된 범위 내, 즉, a 보다는 크고 b 보다는 작은 지를 판단한다(ST102). 측정 휘도가 설정 범위 이내인 경우에는 측정 데이터를 입력하고, 측정 휘도가 설정 범위를 벗어나는 경우에는, 노출시간을 조절한다. 노출시간의 조절은 하기의 식 (2)에 나타낸 것처럼, 휘도(D)를 노출시간(T)으로 나누고, 다시 이 값으로 최소 설정 휘도 a를 나눈 값을 최소 노출시간으로, 휘도(D)를 노출시간(T)으로 나누고, 다시 이 값으로 최대 설정 휘도 b를 나눈 값을 최대 노출시간으로 설정하여, 노출시간이 이 범위 이내가 되도록 노출시간을 조절한다.

노출시간의 조절이 완료되면, 다시 변경된 노출시간에 따른 휘도를 측정하고, 측정휘도가 설정범위 이내인지를 판단하는 과정을 순환한다.

도 11은 불량을 판정하는 방법을 설명하는 흐름도이다.

도 11을 참조하면, 먼저, 측정을 통하여 얻은 휘도 및 이미지 데이터로부터 현재의 불량이 도트(Dot)형인지를 판단한다(ST111). 판단결과, 도트형 불량이면 현재의 데이터를 도트형 불량 데이터로 저장한다(ST112).

단계 111(ST111)에서의 판단결과, 입력된 휘도 및 이미지 데이터가 도트형 불량이 아니라면, 라인형 불량인지를 판단한다(ST113). 판단결과, 라인형 불량이면 현재의 데이터를 라인형 불량 데이터로 저장한다(ST114).

단계 113(ST113)에서의 판단결과, 입력된 휘도 및 이미지 데이터가 라인형 불량도 아니라면, 얼룩형 불량인지를 판단한다(ST115). 판단결과, 얼룩형 불량이면 현재의 데이터를 얼룩형 불량 데이터로 저장한다(ST116).

단계 115(ST115)에서의 판단결과, 입력된 휘도 및 이미지 데이터가 얼룩형 불량도 아니라면, 입력된 데이터는 어느 불량에도 속하지 않으므로, 검사 패널은 정상인 것으로 판단한다.

도 12는 불량을 분류하는 방법을 설명하기 위한 상세 흐름도이다.

도 12를 참조하면, 검사패널을 이용하여 휘도와 이미지를 측정한다(ST121). 다음으로, 측정된 데이터로부터 적어도 두 곳의 임의 지점에서의 휘도차{D(x, y)-D(x-1, y-1)}를 구하고, 이 차이가 최소 최적 휘도차(α)와 최대 최적 휘도차(β)의 범위 내인지를 판단한다(ST122). 이 차이가 상기에서 언급한 최소 최적 휘도차(α)와 최대 최적 휘도차(β) 사이의 범위를 벗어나면, 이 차이를 P(x, y)로 설정한다(ST123).

그런다음, 설정한 값 P(x, y)의 x가 제 1 소정값(n)이고, y가 제 2 소정값(m)인 지를 판단한다(ST124).

판단결과, x와 y가 제 1, 제 2 소정값과 동일하면, P(x, y)가 어떤 패턴인지가 판별된다(ST125,ST126). 즉, 설정횟수만큼의 휘도 차이를 구하고, 이 휘도 차이값으로부터 어떤 패턴인지를 판별한다.

단계 124(ST124)에서의 판단결과, x, y가 각각 제 1 소정값(n)과 제 2 소정값(m)이 아니면, 1만큼 증가시켜 단계 122(ST122)와 단계 124(ST124)를 반복한다.

한편, 단계 122(ST122)에서의 차이가 설정범위 이내이면, 다수번 측정한 점들 중 최대 휘도치{MAX(Q)}와 최소 휘도치{MIN(Q)}의 차이가 소정 범위, 즉 감마(γ)와 델타(δ) 범위 사이인 지를 판단한다(ST127).

단계 127(ST127)에서의 판단결과, 범위 이내이면 양품 패널로 판정하고, 범위를 벗어나면 균일도(Uniformity) 불량으로 판정한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 배향막 불량 검사 방법은, 러빙 후 세정 공정이 완료되고, 조립대기 상태에서 실제 액정표시기 패널의 구성에 근접하면서도 실제 액정표시기 패널의 제작공정을 지연시키지 않는 배향막 불량 검사용 패널을 제작하여 배향막의 불량을 검사하고, 이들 불량 데이터를 정량화 및 정성화 하므로써, 실제 액정표시기 패널의 제작 후에 발생하는 배향막의 불량에 의한 제품불량을 획기적으로 저감할 수 있다.

아울러, 시각적인 확인을 거치지 않고도, 측정 데이터만으로 불량의 분류와 불량의 유형을 정확히 판별하므로써, 불량 원인을 빠른 시간내에 제거할 수 있도록 한다.

여기에서는 본 발명의 특정 실시예에 대하여 설명하고 도시하였지만, 통상의 지식을 가진 자에 의하여 상기한 설명으로부터 변형과 변경이 가능할 것이다. 따라서, 이하 특허청구범위는 그러한 변형과 변경을 모두 포함하는 것으로 간주된다.

Claims

내표면에 전극이 각각 형성되고, 적어도 일측 전극이 투명한 한 쌍의 투광성 절연기판을 포함하는 불량 검사용 패널을 준비하는 단계;

상기 검사용 패널에 인가되는 전압을 변화시키면서 인가되는 전압별로 휘도를 측정하는 단계; 및

상기 측정된 인가전압별 휘도로부터 배향 불량을 검사하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 배향 불량 검사방법.
제 1 항에 있어서, 상기 검사용 패널에 인가되는 전압은, 액정변수들을 근거로 인가전압에 대하여 투과율이 변화하는 영역을 천이, 선형, 및 포화영역으로 분류하고, 이들 각각의 영역에 해당하는 전압으로 설정하는 것을 특징으로 하는 배향 불량 검사방법.
제 2 항에 있어서, 상기 천이영역에 해당하는 전압은, 액정의 배열이 변화되기 시작하는 프레더릭스 천이 전압인 것을 특징으로 하는 배향 불량 검사방법.
제 2 항에 있어서, 상기 포화영역에 해당하는 전압은, 투과율이 약 90%이상으로 되는 영역인 것을 특징으로 하는 액정표시기의 배향불량 검사방법.
제 2 항에 있어서, 상기 포화영역에 해당하는 전압은, 전압에 대한 투과율의 변화율이 가장 큰 전압인 것을 특징을 하는 액정표시기의 배향불량 검사방법.
제 1 항에 있어서, 상기 불량판단단계에서, 불량은 상기 휘도측정단계에서 측정한 휘도의 분포로부터 전압에 따른 휘도 변화가 에러율을 벗어나면 불량으로 판단하는 것을 특징으로 하는 배향불량 검사방법.
내표면에 전극이 각각 형성되고, 적어도 일측 전극이 투명한 한 쌍의 투광성 절연기판을 포함하는 불량 검사용 패널을 준비하는 단계;

상기 검사용 패널에 인가되는 전압을 천이, 선형, 포화영역으로 설정하고, 상기 설정영역에 따라 전압을 변화시키면서 휘도를 측정하는 동시에, 전압이 인가되지 않은 상태와, 상기 포화영역, 및 상기 천이영역에서 화상을 검출하는 단계; 및

상기 측정된 휘도와, 상기 검출된 화상의 차이로부터 배향 불량을 검사하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 배향 불량 검사방법.
제 7 항에 있어서, 상기 천이영역에 해당하는 전압은, 액정의 배열이 변화되기 시작하는 프레더릭스 천이 전압인 것을 특징으로 하는 배향 불량 검사방법.법.
제 7 항에 있어서, 상기 포화영역에 해당하는 전압은, 투과율이 약 90%이상으로 되는 영역인 것을 특징으로 하는 액정표시기의 배향불량 검사방법.
제 7 항에 있어서, 상기 포화영역에 해당하는 전압은, 전압에 대한 투과율의 변화율이 가장 큰 전압인 것을 특징을 하는 액정표시기의 배향불량 검사방법.
내표면에 전극이 각각 형성되고, 적어도 일측 전극이 투명한 한 쌍의 투광성 절연기판을 포함하는 불량 검사용 패널을 준비하는 단계;

상기 패널에 전압을 인가하지 않을 때의 제 1 이미지와, 상기 제 1 이미지의 제 1 휘도치를 얻는 단계;

상기 제 1 이미지와, 상기 제 1 휘도치로부터 1차적으로 불량유무를 판단하는 단계;

인가전압을 소정값 상승시켜서 얻어진 제 2 이미지와, 상기 제 2 이미지의 제 2 휘도치로부터 상기 제 1 휘도치를 변수로 하는 제 3 휘도치를 차감하여 얻은 휘도치 차이로부터 2차로 불량을 판단하는 단계;

상기 인가전압이 설정된 최대치에 이르렀는 지를 판단하여, 최대치에 이르렀으면 과정을 종료하고, 최대치에 이르지 않았으면 상기 2차 불량판단단계를 반복수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 배향 불량 검사방법.
제 11 항에 있어서, 상기 제 2 휘도치를 얻기 위한 인가전압은,

임의 전압을 설정하여 휘도와 노출시간을 측정하는 단계;

상기 측정휘도가 소정 범위 이내인지를 판단하는 단계;

상기 측정휘도가 소정 범위 이내이면, 상기 임의 전압과 상기 측정된 휘도를 입력하고, 상기 측정휘도가 소정 범위를 벗어나면 상기 노출시간을 조절하여 휘도와 노출시간을 측정하는 단계로 돌아가는 단계를 포함하는 과정으로부터 설정되는 것을 특징으로 하는 배향불량 검사방법.
제 11 항에 있어서, 상기 2차 불량 판단단계는, 불량의 유형을 판별하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 배향불량 검사방법.
제 13 항에 있어서, 상기 불량 유형 판별단계는,

상기 제 1, 제 2 이미지와, 상기 휘도차이로부터 도트형 불량인지를 판단하는 제 1 단계;

상기 제 1 단계의 판단결과, 도트형 불량이면 상기 도트형 불량 판정을 위하여 입력된 상기 제 1, 제 2 이미지와, 상기 휘도 차이를 도트형 불량 데이터로 입력하는 제 2 단계;

상기 제 1 판단단계의 판단결과 도트형 불량이 아니면, 라인형 불량인지를 판단하는 제 3 단계;

상기 제 3 단계의 판단결과, 라인형 불량이면 상기 라인형 불량 판정을 위하여 입력된 상기 제 1, 제 2 이미지와, 상기 휘도 차이를 라인형 불량 데이터로 입력하는 제 4 단계;

상기 제 3 단계의 판단결과 라인형 불량이 아니면, 얼룩형 불량인지를 판단하는 제 5 단계; 및

상기 제 5 단계의 판단결과 얼룩형 불량이면 상기 얼룩형 불량 판정을 위하여 입력된 상기 제 1, 제 2 이미지와, 상기 휘도 차이를 얼룩형 불량 데이터로 입력하는 제 6 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 배향 불량 검사방법.
제 11 항에 있어서, 상기 2차 불량 판단단계는, 불량의 패턴의 종류와 균일도 불량여부를 판별하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 배향불량 검사방법.
제 15 항에 있어서, 상기 불량 패턴 종류 및 균일도 불량여부 판별단계는,

상기 제 2 이미지의 임의 두 위치에서의 제 1 휘도차를 설정횟수동안 측정하여 상기 제 1 휘도차가 최소 최적 휘도차와 최대 최적 휘도차의 범위 이내인 지를 판단하는 제 1 단계;

상기 제 1 단계에서의 판단결과, 상기 제 1 휘도차가 설정 범위를 벗어나고, 측정횟수가 설정횟수에 도달하면, 상기 제 1 휘도차로부터 선택 위치의 패턴이 어떤 패턴인지를 판별하는 제 2 단계; 및

상기 제 1 단계에서의 판단결과, 상기 휘도차가 설정 범위 이내이면, 최대 휘도치와 최소휘도치 사이의 제 2 휘도차가 소정 범위 이내인지를 판단하는 제 3 단계; 및

상기 제 3 단계의 판단결과, 상기 제 2 휘도차가 상기 소정 범위를 벗어나면, 균일도 불량으로 판정하고, 상기 소정 범위 이내이면, 정상 상태로 판정하는 것을 특징으로 하는 배향 불량 검사방법.