KR100365039B1 - 액정표시장치의 셀 갭 측정법과 액정표시장치의 셀 갭측정장치, 액정표시장치, 및 액정표시장치의 셀 갭측정방법에 사용하는 위상차 판 - Google Patents

액정표시장치의 셀 갭 측정법과 액정표시장치의 셀 갭측정장치, 액정표시장치, 및 액정표시장치의 셀 갭측정방법에 사용하는 위상차 판 Download PDF

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Abstract

액정 셀(cell)에 전압을 인가하지 않고서 간편하고 정확하게 셀 두께의 측정을 가능하게 하는 것으로, 액정 셀의 각 구성부재인 유리판, 칼라 필터, 투명전극이나 배향막은 광학적으로 등방성이기 때문에 액정분자가 존재하는 액정층만의 리타데이션(dLC·△n), 셀 두께 확보을 구할 수 있는 액정표시장치, 그 셀 두께 측정장치 및 측정방법과 함께 위상차 판을 제공한다. 액정영역중의 액정분자가 무전압 인가시 약 수직으로 배향하는 액정층과 액정층을 협지하는 한 쌍의 기판을 구비하는 액정표시 장치의 액정 셀 두께를 측정하는 셀 두께 측정장치에 있어서, 내면에 리타데이션을 갖는 한 쌍의 1 축성 위상차 판을 그 지상축 방향을 맞추어 양외측 표면에 설치한 액정 셀(5)을 탑재하는 스테이지(stage)(1)과 편광자(23)를 가지고, 또한, 위상차 판의 지상축 방향에 대하여 방위각 방향 44°∼ 46°의 편광광을 출사하는 광원(2)과 편광광에 대하여 편광자와 크로스니콜로 설치된 검광자(1)를 가지고, 또한, 편광광의 투과광량을 검출하는 광검출기(3)와 위상차 판의 지상축 방향에 약 수직한 방향으로부터 편광광의 극각방향 입사각을 변화시키는 회전장치(4)를 구비한다.

Description

액정표시장치의 셀 갭 측정법과 액정표시장치의 셀 갭 측정장치, 액정표시장치, 및 액정표시장치의 셀 갭 측정방법에 사용하는 위상차 판{METHOD AND DEVICE FOR MEASURING CELL GAP OF LIQUID CRYSTAL DISPLAY, LIQUID CRYSTAL DISPLAY, AND RETARDATION PLATE USED FOR MEASURING CELL GAP OF LIQUID CRYSTAL DISPLAY}
본 발명은 액정표시장치의 셀 갭 측정방법과 액정표시장치의 셀 갭 측정장치 및 액정표시장치와 액정표시장치의 셀 갭 측정방법에 사용하는 위상차 판에 관한 것으로, 특히, 정확한 셀 갭의 측정이 가능한 액정표시장치의 셀 갭 측정법과 측정장치 및 액정표시장치와 액정표시장치의 셀 갭 측정방법에 사용하는 위상차 판에 관한 것이다.
액정재료를 사용한 각종 표시장치, 예컨대, 액티브(active) 구동되는 방식의 TFT(Thin Film Transistor)을 사용한 액정표시장치나 플라즈마 어드레스 방식의 PALC(Plasma Address Liquid Crystal)(플라즈마 어드레스 액정) 표시장치, 듀티(duty) 구동방식의 STN(Super Twisted Nematic) 표시장치가 알려져 있다. 특히, PALC 표시장치는 플라즈마 방전을 사용한 스위칭 소자를 사용하는 표시장치로 초대형 표시(display)에의 적용이 주목되고 있다. PALC 액정표시장치는 제조에 있어서 TFT 같은 반도체 제조공정을 포함하지 않기 때문에 저비용으로 제조할 수 있음과 동시에 저소비전력의 대형 액정 표시장치로서 가능성에 주목이 모아지고 있다.
상술한 액정표시장치는 경량, 박형, 저소비전력 등의 특징을 가지고 있다. 이러한 액정표시장치는 멀티미디어 사회에서의 주요 장치로서 각종 OA(Office Automation)기기, AV(Audio-Visual)기기 분야 등에 응용개발이 행해지고 있다. 이 액정표시장치에는 양전극 기판의 근방부근에서 네마틱(Nematic) 액정분자가 약 90°뒤틀리고 있는 TN 표시 모드, 또는, 액정분자가 180°이상 뒤틀리고 있는 STN 표시 모드가 많이 이용되고 있다.
일본 특개평10-186330호에 개시된 액정표시장치는 넓은 시야각 특성을 가지며 양호한 표시품질이 얻어지는 장치이다. 이 액정표시장치에서는 셀 갭이 표시색이나 응답속도, 더 나아가 배향의 안정성등에 밀접히 관계하고 있기 때문에 보다 고정밀도 셀 갭의 측정법이 요구되고 있다. 더욱, 셀 갭 값이 정확한 정보는 액정표시장치의 설계나 평가를 하는데 있어서 대단히 중요하다.
셀 갭을 측정하기 위하여 종래 액정재료가 주입되어 있지 않은 빈 셀의 상태에 대하여는 광 간섭법을 사용한 측정법, 액정이 주입된 셀에 대하여는 크리스탈(crystal) 로우 장력(tension)법을 사용한 측정법에 의해서 액정층 리타데이션(retardation)을 측정하여 셀 갭을 구하는 셀 갭 측정기기가 많이 시판되어 있다.
그렇지만, 광 간섭법에 의한 빈 셀 갭 측정에서는 액정 셀이 ITO를 사용한 투명전극, 배향막, 칼라 필터 등을 구비하고 있기 때문에 각 층에서 다중간섭 해버리고 그 분리가 복잡게 되고 정확함을 결하게 되어 고확도의 셀 갭 값을 구하는 것이 어렵게 되는 문제가 나타났다.
더욱, 액정 셀에 액정이 봉입되었을 때에는 액정층과 기판과의 굴절율 차가 작기 때문에 기판에서 계면반사가 일어나기 어렵게 되고, 간섭 줄무늬가 나타나지 않기 때문에 액정이 주입된 셀 갭을 구하는 것이 원리적으로 할 수 없는 문제가 있었다.
한편, 크리스탈 로우 장력법에서는, 보통 백색표시 액정의 유전이방성이 정의 Np 액정 셀에 있어서만 측정이 가능하고, 부의 Nn 액정 셀에는 사용할 수가 없었다.
2매의 평행한 기판사이에 끼워진 액정이 기판에 대하여 1 축성의 수평배향을 하고 있을 때 기판면으로부터 입사한 광은 액정의 굴절율 이방성에 의해 두개의 성분으로 분리하여 진행한다. 따라서, 광투과 강도의 입사각 의존성에 의해 셀 갭을 구할 수 있다.
일본 특개평03-115804호에는 셀 갭 측정기의 하측 투명 절연성 기판의 러빙(rubbing) 방향과, 측정대상 액정패널의 상측 투명 절연성 기판의 러빙 방향과 서로 직교하도록 포개고, 또 이들 패널의 양측에 흡수축 방향이 서로 직교하도록 2매의 편광판을 배치하는 것에 의해 소형 경량의 측정기로 하는 것이 제안되어 있다.
일본 특개평04-80641호에는 액정 셀을 2개의 편광자 사이에 배치시 투과하는 스펙트럼을 편광자의 각도를 90도 바꿔서 비교하는 것에 의해 액정 셀의 광학 위상차, 셀 갭 및 액정 복굴절이 정확히 얻어지도록 하는 것이 개시되어 있다.
일본 특개평04-184207호에는 인가하는 전압을 변화시키면서 투과광량을 검출하여, 투과광량이 최저로 되는 전압을 구하는 것에 의해 간편하고, 또한, 정확한 측정을 가능하게 하는 것이 제안되어 있다.
일본 특개평05-71924호에는 유전율 이방성이 정의 Np 액정이 주입된 액정 셀을 역치전압의 50배 이상의 고전압, 혹은, 자계의 50배 이상의 고자계를 걸면서 측정하는 것이 개시되어 있다.
일본 특개평09-90371호에는 액정표시장치의 제조방법으로서 액정조성물을 봉입하기 전에 빈 셀을 액정봉입 후와 동등의 내압으로 하기 위해서 외면에서 상기 빈 셀을 가압하면서 단색 빔(beam)을 조사하여, 간섭줄무늬의 분포를 관측하여 빈 셀내의 갭의 균일성을 검사할 수 있도록 하고 있다.
일본 특개평10-232113호에는 자외선 광 또는 근사 자외선 광이 배향막에 조사되었을 때에 상기 배향막이 형광을 발생하는 것에 착목하고 상기 스폿(spot) 광을 빈 셀에 조사하여, 양 배향막의 표면이 발생하는 형광만을 CCD 센서의 소자에 수광하는 것에 의해 상기 빈 셀의 갭을 측정할 수 있는 것이 개시되어 있다.
이상과 같이 액정표시장치의 셀 갭을 측정하는 방법으로서 여러 가지 방법이 제안되고 있다.
그렇지만, 빈 셀만 측정이 가능한 광 간섭법은, 전압 무인가시에 수평배향의 Np 액정 셀의 기판에 편광광을 입사시켰을 때 기판에 평행한 면내에 방향에 있어서 위상차가 생기는 투과율의 입사각 의존성을 측정하는 크리스탈 로우 장력법이나, 상기 그 밖의 측정법 등으로는 칼라 필터 부착 액정 셀로 칼라 필터 상이나 액정구동소자 기판상에 요철이 있어, 전압 무인가시에는 수직배향으로 액정의 유전율 이방성이 부인 Nn 액정을 주입한 셀을 전계나 자계를 인가하지 않은 상태로 간편히 투과광량의 입사각 의존성을 측정하는 것으로 액정 셀의 리타데이션을 구하는 것은 불가능하였다. 요컨대, 기판에 대하여 액정분자가 수직배향한 상태에서는 기판면내 방향에 광학 위상차가 없는 상태(등방성)이기 때문에 측정이 불가능하였다.
본 발명은, 상기 과제를 해결하고 액정 셀에 전압을 인가하지 않고 간편하고 정확한 셀 갭의 측정을 가능하게 하는 것으로, 액정 셀의 각 구성부재인 유리판, 칼라 필터, 투명전극이나 배향막은 광학적으로 등방성이기 때문에 액정분자가 존재하는 액정층만의 리타데이션(dLC·△n)을 구할 수 있어 셀 갭을 구할 수 있는 액정표시장치, 그 셀 갭 측정장치와 측정법 및 위상차 판을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명은 액정 셀에 전압을 인가하지 않고서 간편히 또한 단시간에비파괴로 정확한 셀 갭의 측정을 가능하게 한다. 또한, 본 발명은 액정재료가 봉입되어 있지 않은 빈 셀 뿐만아니라 액정재료가 주입된 액정층의 갭의 치수를 구하는 것을 가능하게 한다. 본 발명은 유전이방성이 정 또는 부인 네마틱 액정이나 강유전 액정등의 모든 액정재료에, 더욱, 액정층내에서 TN, STN, HAN(Hybrid-Aligned Nematic), OCB, ASM 등 모든 배향상태에 있는 액정표시소자에 대하여도 적용이 가능한 액정표시장치의 셀 갭 측정법 및 셀 갭 측정장치를 제공한다.
본 발명은 액정영역중의 액정분자가 전압 무인가시 약 수직으로 배향하는 액정층과 상기 액정층을 협지하는 한 쌍의 기판을 구비하는 액정표시장치의 액정 셀의 두께를 측정하는 셀 갭 측정장치에 있어서, 면내에 리타데이션을 갖는 한 쌍의 1 축성 위상차 판을 지상축(遲相軸) 방향을 맞추어 양외측 표면에 설치한 액정 셀을 탑재하는 스테이지와 편광자를 갖고, 또한, 상기 위상차 판의 지상축 방향에 대하여 방위각 방향 44°∼ 46°의 편광광을 액정 셀에 출사하는 광원과, 상기 편광광에 대하여 상기 편광자와 크로스니콜로 설치된 검광자와 수광기를 가지고, 또한, 편광광의 투과광량을 검출하는 광 검출기와 상기 위상차 판의 지상축 방향에 대하여 수직한 방향에서 편광광의 극각방향 입사각을 변화시키는 회전장치를 구비하는 액정표시장치의 셀 갭 측정장치이다.
또한, 본 발명에서 상기 회전장치는 광원과 광검출기의 수광기를 동기하고 회전시켜 극각방향 입사각을 변화시키는 액정표시장치의 액정 셀 갭 측정장치이다.
그리고, 본 발명에서 상기 회전장치는 스테이지를 회전시켜 극각방향 입사각을 변화시키는 액정표시장치의 액정 셀 갭 측정장치이다.
더욱, 본 발명에서, 상기 광원은 단색 레이저 광원 또는 광학 착색 필터를 갖는 광원인 액정표시장치의 셀 갭 측정장치이다.
또한, 본 발명에서 상기 광원은 Y 시감도 필터를 갖는 램프(lamp)장치를 구비하는 액정표시장치의 셀 갭 측정장치이다. 광원의 파장에 대해서는 대역통과(bandpass) 필터(필터)나 단색광 레이저로 약 550㎚로 단색화하는 것이 바람직하다.
그리고, 본 발명에서 상기 스테이지는 온도 콘트롤러(controller)를 구비하고, 그리고, 임의의 점을 측정하는 것이 가능한 Ｘ-Y 스테이지인 액정표시장치의 셀 갭 측정장치이다.
더욱, 본 발명에서 상기 편광자는 임의의 각도에 세트(set)할 수 있는 액정표시장치의 셀 갭 측정장치이다.
또한, 본 발명에서 상기 광 검출기는 포토다이오드(photodiode) 및 저잡음 증폭기를 갖는 액정표시장치의 셀 갭 측정장치이다.
그리고, 본 발명에서 상기 광 검출기는 표시(display)를 갖는 액정표시장치의 셀 갭 측정장치이다.
더욱, 본 발명은 굴절율 차가 △n인 액정재료를 가지고, 또한, 액정영역중의 액정분자가 전압 무인가 때에 약 수직으로 배향하는 액정층과, 해당 액정층을 협지하는 한 쌍의 기판을 구비하는 액정표시장치의 액정 셀의 두께를 측정하는 셀 갭 측정법에 있어서, 측정하는 액정표시장치의 액정 셀의 양외측 표면에, 면내에 리타데이션을 가지고, 또한, 소정 두께의 한 쌍의 1 축성 위상차 판을 그 지상축을 맞추어 취부하고, 다음에, 상기 위상차 판의 지상축 방향에 대하여 방위각 방향 44°∼ 46°의 편광광을 위상차 판의 지상축 방향에 대해 수직한 방향에서 극각방향 입사각을 변화시키면서 액정 셀에 입사시키고, 한편, 상기 편광광의 광원이 갖는 편광자에 대하여 크로스니콜로 설치한 검광자를 갖는 광 검출기로 투과광량을 검출함과 동시에 얻어진 광량이 최저 또는 소광 상태인 소광 위치각도를 측정하고, 그리고, 측정한 소광 위치각도에 대응하는 액정 셀의 리타데이션을 위상차 판의 두께에 있어서 소광 위치각도와 액정 셀 리타데이션의 교정곡선으로부터 얻고, 다음에, 얻어진 액정셀 리타데이션 값 및 액정재료의 굴절율차 △n을 사용하여 셀의 두께를 산출하는 액정표시장치의 셀 갭 측정법이다.
또한, 본 발명은 상기 위상차 판의 두께에 있어서 소광 각도와 액정 셀 리타데이션의 교정곡선은 광학계산에 의해 얻어진 것인 액정표시장치의 셀 갭 측정법이다.
그리고, 본 발명은 상기 위상차 판의 두께에 있어서 소광 각도와 액정셀 리타데이션의 교정곡선은 굴절율차 △n 및 셀 갭 차가 판명하고 있는 액정표시장치에 관해서 측정하여 얻어진 것인 액정표시장치의 셀 갭 측정법이다.
더욱, 본 발명은 취부하는 1 축성 위상차 판의 리타데이션은 10㎚∼50㎚인 액정표시장치의 셀 갭 측정법이다.
또한, 본 발명은 유전율 이방성이 부의 액정재료를 가지고, 또한, 액정영역중의 액정분자나 전압 무인가 때에 약 수직으로 배향하는 액정층과, 상기 액정층을 협지하고, 또한, 수직배향막을 갖는 한 쌍의 기판을 구비하는 액정표시장치에 있어서, 액정 셀의 양외측 표면에, 면내에 리타데이션을 가지고, 또한, 상기 리타데이션이 10㎚∼50㎚인 한 쌍의 1 축성 위상차 판을 지상축 방향을 맞추어 취부하고 있는 액정표시장치이다.
그리고, 본 발명은 상기 액정표시장치의 셀 갭 측정법으로 사용되는 위상차 판이고, 면내에 리타데이션을 가지고, 또한, 상기 리타데이션이 10㎚∼50㎚이고, 그리고, 1 축성인 위상차 판이다.
본 발명은 소정의 치수의 셀 갭을 보존하고 유지하여 붙여 합친 한 쌍의 전극이 붙은 기판과 상기 한 쌍의 전극이 붙은 기판에 협지된 액정층을 갖는 액정 셀을 구비하는 액정표시장치의 셀 갭 측정법에 있어서, 근적외선광을 액정 셀에 조사하여 셀 갭에서 근적외선광을 반사간섭시켜 얻어진 간섭파형을 해석하여 산출하는 액정표시장치의 셀 갭 측정법이다.
본 발명은 측정대상으로 되는 액정 셀을 구비하는 액정표시장치를 세트하는 Ｘ-Y 스테이지와, 근적외선광을 광원으로 하는 FT-NIR(Fourier transform-near infrared) 분광기와 액정 셀로부터 반사간섭광을 검출하는 검출기장치와, 얻어진 간섭 줄무늬의 스펙트럼을 산과 산골짜기의 간격으로 계측하는 피크-픽킹(peak picking)법, 퓨리에(Fourier) 변환법 또는 최대(maximum) 엔트로피(entropy)법(MEM)에 의해서 셀 갭을 해석하고 산출하는 해석산출 장치를 구비하는 액정표시장치의 셀 갭 측정장치이다.
본 발명은 측정대상의 액정 셀이 셀 갭 내에 액정재료가 주입된 상태의 액정 셀 또는 액정재료가 주입되어 있지 않은 상태의 액정 셀인 액정표시장치의 셀 갭측정장치이다.
본 발명은 측정대상의 액정 셀이 일방의 유리기판상에 칼라 필터와 투명전극과 수직배향막 또는 수평배향막이 순차적층 되어있고, 타방의 기판상에 액정구동소자 및 화소전극과 배향막이 순차형성 되어있는 액정 셀인 액정표시장치의 셀 갭 측정장치이다.
본 발명은 측정대상의 액정 셀을 구비하는 액정표시장치가 TFT 또는 PALC 등의 구동소자를 사용한 반사형 또는 투과형 액정표시장치인 액정표시장치의 셀 갭 측정장치이다.
본 발명은 측정대상의 액정 셀이 액정분자의 배향이 TN, STN, 수직배향(VA), 하이브리드(hybrid)(HAN)인 액정표시장치의 셀 갭 측정장치이다.
본 발명의 액정표시장치의 측정법 및 측정장치에 의하면, 근(近) 적외선광을 광원으로 하는 퓨리에 변환 근적외선 분광기을 사용하여 근적외선 광에서의 광간섭의 반사분광으로 얻어진 간섭 줄무늬의 파형(스펙트럼)을 해석하는 것에 의해 액정 셀의 셀 갭을 구할 수 있다. 근적외선광의 광원으로서는 할로겐 램프(Halogen lamp)등이 바람직하게 쓰이고, FT-NIR의 분광기는 공지의 기술인 마이켈손이나 마하쯔엔다 등의 간섭계에 He-Ne 레이저 등으로 광원의 파장이 교정되어 있고, 검출기로서는 Ge, InSb, InGaAs의 반도체 결정이 바람직하다.
액정표시장치의 측정으로 얻어진 간섭 줄무늬 파형으로부터 셀 갭을 구하는 공지의 기술의 해석방법으로서, 간섭 줄무늬의 산과 산골짜기의 간격에 의해 구하는 피크-피킹법이 있고, 또한, 간섭 줄무늬의 산과 산골짜기의 주파수 해석의 고속퓨리에 변환(FFT : Fast Fourier transform)법, 간섭 줄무늬의 파형의 커브-핏팅(curve-fitting)의 최대 엔트로피법 등을 적용할 수 있다.
본 발명에서는 이들의 해석수법에 의해 간섭 줄무늬 파형을 해석하여 셀 갭을 산출하는 해석산출 장치를 사용한다.
측정영역은 약 10㎜Φ로부터 약 50㎛Φ까지의 측정이 가능하지만, 특히 1㎜Φ로부터 50㎛Φ 영역에서는 입사 빔을 보다 평행광을 유지하도록 광학렌즈로 집광하고, 어퍼처(aperture)로 빔에 무늬를 넣는 것이 가능하다. 빔을 조르지 않고 측정하면 측정영역의 평균화된 측정치로 된다. 특히, 액정표시장치의 칼라 필터 상이나 액정 구동소자 기판상에 요철이 있는 경우는 소망의 영역에 빔을 조르고 측정하는 것이 바람직하다.
또한, 임의의 측정영역을 미리 위치와 초점을 합치기 위한 x-y-z, x-y-z-θ 스테이지 또는 x-y 스테이지, 광학 현미경 시스템과 그 화상을 비추기 위한 CCD 카메라 등과 모니터가 부대장치로서 갖춰지는 것이 바람직하다.
또한, 제조라인에 있어서의 검사장치로 측정영역을 복수의 임의의 위치를 자동제어로 위치와 초점을 합치는 장치가 더욱 바람직하다.
근적외선광 영역에서는 액정표시장치의 유리, 투명고분자, 투명전극, 액정재료는 투명하고, 각 부재의 전자, 진동, 회전에 의한 광의 흡수에 의하고 광간섭 파형에의 영향이 적기 때문에 고정밀도의 셀 갭의 해석을 가능하게 한다. 또한, FT-NIR 분광기는 각 파장의 교정의 정밀도가 높고, 광원강도의 손실이 적다.
또한, 칼라 필터, 투명전극이나 배향막의 광간섭 파형에의 영향이 작기 때문에 셀 갭의 고정밀도 측정이 가능하다.
그리고, 모든 액정구동소자의 반사형 또는 투과형 액정표시장치를 측정할 수가 있다. 더욱, 상기 셀 갭 측정방법에서 액정재료에 의한 간섭파형의 영향이 작기 때문에 액정의 배향에 관계하지 않고 측정이 가능하다.
또한, 셀 갭 측정의 단시간 측정, 액정표시장치의 각 구성부재에 대한여 비파괴측정, 인라인(in line)에서의 검사, 저비용의 셀 갭 측정장치의 제작이 가능하다. 또한, 액정주입기나 액정층 갭을 내는 장치와 본 발명의 셀 갭 측정장치를 합치는 것에 의해 액정주입 시간의 조건을 내고 공정과 셀 갭 검사를 동시에 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 셀(cell) 갭(gap) 측정장치의 구성의 개요를 설명하는 블록도이다.
도 2는 본 발명에 있어서의 셀 갭 측정에 사용하는 위상차 판 및 극각방향을 설명함과 동시에 측정대상으로 되는 액정표시장치의 측정시 형상을 설명하는 도이다.
도 3a는 본 발명에 있어서 소광 위치각도와 액정 리타데이션(retardation) 관계를 설명하는 도이다.
도 3b는 본 발명에 있어서 위상차 판의 리타데이션과 셀 갭 값 오차폭 관계를 설명하는 도이다.
도 4는 제 1 실시예의 셀 갭 측정장치 외부형상을 도식적으로 설명하는 사시도이다.
도 5는 제 1 실시예의 셀 갭 측정의 대상으로 되는 액정표시장치 구조를 확대하여 설명하는 종단면도이다.
도 6은 제 1 실시예의 셀 갭 측정에 사용하는 액정표시장치의 돌출부의 패턴을 설명하는 도이다.
도 7은 제 1 실시예의 셀 갭 측정의 대상으로 되는 액정표시장치에 있어서 축대칭 표시 모드(mode)를 설명하는 도이다.
도 8은 제 1 실시예의 위상차 판의 리타데이션이 21㎚일 때의 소광 위치각도와 액정 리타데이션의 관계를 설명하는 도이다.
도 9는 제2 실시예의 셀 갭 측정의 대상으로 되는 액정표시장치의 구조를 확대하여 설명하는 종단면도이다.
도 10은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정표시장치의 셀 갭 측정법으로 사용하는 셀 갭 측정장치의 구성의 개요를 설명하는 블록도이다.
도 11은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 측정법의 측정대상으로 되는 액정표시장치의 구조를 도식적으로 나타내는 단면도이다.
도12는 도 11에 나타난 액정표시장치에 있어서 돌출부 패턴의 형상을 설명하는 평면도이다.
도 13은 제 3 실시예의 측정법의 측정대상인 액정표시장치에 전압을 인가하여 편광판 파라렐니콜로 관찰한 축대칭 표시 모드 출현을 설명하는 도이다.
도 14는 본 발명에 따른 액정표시장치의 셀 갭 측정법에 의한 셀 갭에 액정을 주입한 경우와 주입하지 않은 경우에 있어서 셀 갭 측정결과의 관계를 설명하는 도이다.
도 15는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 셀 갭 측정법으로 측정한 결과 얻어진 간섭 줄무늬 파형의 스펙트럼을 나타내는 도이다.
도 16은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 셀 갭 측정법으로 측정한 결과 얻어진 광학 갭과 반사광 강도의 관계를 나타내는 FFT 해석 데이터 도이다.
도 17은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 셀 갭 측정법의 측정대상으로 되는 액정표시장치의 구조를 도식적으로 나타내는 단면도이다.
도 18은 제 4 실시예의 측정법에 있어서 셀 갭 측정결과를 설명하는 도이다.
[도면의 주요부분에 대한 부호의 설명]
1 : 스테이지 2 : 광원 3 : 광 검출기(수광기)
4 : 회전장치 5 : 액정 셀(액정표시장치) 8 : 위상차 판
10 : 콘트롤러(controller) 11 : 광원, 12 : 간섭계(분광기)
13 : 제어컴퓨터 14 : 평행 빔(beam) 콘덴서
15 : 샘플(sample) 스테이지(stage) 16 : 검출장치(검출기)
17 : 해석연산장치(간섭 줄무늬 파형 해석 컴퓨터)
18 : 화상 촬상 시스템 21 : 램프(lamp)장치 22 : 필터(filter)
23 : 편광자 31 : 검광자 32 : 수광기
33 : 광 검출기 장치 41 : 회전기구 42 : 스테이지 장치
43 : 각도 조작 스위치 44 : 방위각 방향 51 : 액정재료
52 : 유리기판 53 : 투명전극 54 : 층
56 : 돌출부 57 : 기둥 59a : 흑(balck)부
59b : 백(white)부 61 : 액정재료 62 : 기판
63 : 투명전극 68 : 수직배향층 69 : 박판유리
70 : 격벽 71 : 애노드(anode) 전극 72 : 캐소드(cathod) 전극
73 : 플라즈마(plasma) 가스 봉입 채널 74 : 플라즈마 지지기판
121 : 기판 122 : 블랙마스크(black mask)
123 : 칼라 필터층 124 : 투명전극 125 : 돌출부
126 : 기둥(돌출부) 127 : 유리기판 128 : 투명전극
129 : 액정 130 : 개구 141 : 검은부분
142 : 흰부분 151 : 칼라 필터 기판 152 : 투명전극
153 : 수직배향층 154 : 액정층 156 : 박판유리
157 : 격벽 158 : 애노드 전극 159 : 캐소드 전극
160 : 플라즈마 방전채널 161 : 플라즈마 지지기판
(제 1 실시예)
이하, 본 발명의 제 1 실시예를 도 1 ∼ 9를 이용하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 셀 갭 측정장치 구성의 개요를 설명하는 블록도이다. 도 2는 본 발명에 있어서의 셀 갭 측정에 사용하는 위상차 판 및 극각방향을 설명함과 동시에 측정대상으로 되는 액정표시장치의 측정시 형상을 설명하는 도이다. 도 3a는 본 발명에 있어서 소광 위치각도와 액정 리타데이션의 관계를 설명하는 도이고, 도 3b는 본 발명에 있어서의 위상차 판의 리타데이션과 셀 갭 값 오차폭의 관계를 설명하는 도이다. 도 4는 제 1 실시예의 셀 갭 측정장치의 외부형상을 도식적으로 설명하는 사시도이다. 도 5는 제 1 실시예의 셀 갭 측정의 대상으로 되는 액정표시장치의 구조를 확대하여 설명하는 종단면도이다. 도 6은 제1 실시예의 셀 갭 측정에 사용하는 액정표시장치의 돌출부의 패턴을 설명하는 도이다. 도 7은 제 1 실시예의 셀 갭 측정의 대상으로 되는 액정표시장치에 있어서 축대칭 표시 모드를 설명하는 도이다. 도 8은 제 1 실시예의 위상차 판의 리타데이션이 21㎚일 때의 소광 위치각도와 액정 리타데이션의 관계를 설명하는 도이다. 도 9는 제 2 실시예의 셀 갭 측정의 대상으로 되는 액정표시장치의 구조를 확대하여 설명하는 종단면도이다.
본 발명의 액정표시장치, 그 셀 갭 측정장치 및 측정법과 함께 위상차 판에 대해 발명의 제 1 실시예의 개요 등을 도 1∼3을 이용하여 설명한다. 본 발명의 제 1 실시예의 셀 갭 측정장치는 도 1에 나타낸 것같이 액정영역중의 액정분자가 전압 무인가시 약 수직으로 배향하는 액정층과 액정층을 구비하는 기판의 양외측 표면에, 면내에 리타데이션을 갖는 한 쌍의 1 축성 위상차 판을 그 지상축 방향을 맞추어 취부한 액정표시장치의 액정 셀의 두께를 측정하는 장치에 있어, 액정 셀(액정표시장치)(5)를 탑재하는 Ｘ-Y 스테이지(1), 광원(2), 광 검출기(3) 및 회전장치(4)를 가지고 구성된다.
Ｘ-Y 스테이지(1)는 측정할 액정 셀(5)을 탑재한다.
광원(2)은 램프장치(21), 광학 착색 필터(22) 및 편광자(23)를 갖고 있다. 광원(2)은 면내에 리타데이션을 갖는 한 쌍의 1 축성 위상차 판을 그 지상축 방향을 맞추어 액정장치(5)의 양외측 표면에 설치한 위상차 판의 지상축 방향에 대하여 방위각 방향 44°∼ 46°의 편광광을 액정 셀(5)에 출사한다.
광 검출기(3)는 편광광에 대하여 편광자(23)와 크로스니콜로 설치된 검광자(31), 수광기(32) 및 광 검출기 장치(33)을 갖추고 광원(2)으로부터 편광광의 투과광량을 검출한다.본 명세서에서 있어서, 검광자와 편광자를 크로스니콜로 설치한다는 의미는, 검광자와 편광자를 투과하는 편광의 전기벡터의 진동면이 서로 수직으로 되도록, 검광자와 편광자를 광로중에 설치하는 것을 말한다.
회전장치(4)는 회전기구(41), 스테이지 장치(42) 및 각도 조작 스위치(43)를 갖추고 광원(2) 및 수광기(32)를 동기시키고 회전시켜 위상차 판의 지상축 방향에 대해 수직한 방향에서 편광광의 극각방향 입사각을 변화시킨다.
셀 갭 측정시 셀 갭 측정장치의 Ｘ-Y 스테이지(15)에 탑재되는 액정표시장치(5)에는, 도 2a에 나타난 지상축 방향이 편광자 및 검광자의 흡수축 방향에 대하여 44°∼ 46°, 바람직하게는 45°가 되도록 도 2b에 나타낸 것같이 1 축성의 위상차 판(8)이 액정 셀(5)의 양외측 표면에 설치된다. 그리고, 광원(2)으로부터 단색 편광광의 편광각도가 1 축성의 위상차 판(8)의 지상축 방향에 대하여 44°∼ 46°, 바람직하게는 45°가 되도록 입사된다. 또한, 광원(2)으로부터 편광광은 위상차 판(8)의 지상축 방향에 대하여 수직한 방향에서 극각방향 입사각을 변화시키면서 액정 셀(5)에 입사된다.
위상차 판(8)의 지상축 방향에 대하여 수직한 방향에서 편광광의 극각방향 입사각이 변화하면 광검출기(3)가 검출하는 투과광량은 감소하여 최저 또는 소광 상태로 되어 소광 위치각도를 측정할 수가 있다.
본 발명에 있어서는 Ｘ-Y 스테이지(1)를 회전시키는 회전장치를 사용하는 것도 가능하다. Ｘ-Y 스테이지(1)는 온도제어를 구비하고, 그리고, 임의의 점을 측정하는 것이 가능한 Ｘ-Y 스테이지로 할 수 있다. 액정재료의 굴절율차 △n은 온도에 의존하기 때문에 액정표시장치를 일정온도에 유지하기 위한온도제어장치(히터(heater) 및 냉각(cooling) 장치)를 구비하는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서는 광원(2)으로서 단색 레이저 광원으로 할 수 있다. 또한, 광원(2)은 Y 시감도 필터를 갖는 램프장치를 구비할 수 있다. 편광자(23)는 임의의 각도로 세트할 수 있다. 램프장치(21)로부터 단색 편광광의 각도는 1 축성 위상차 판의 지상축 방향에 대하여 45°일때 무엇보다도 소광 위치가 현저히 나타난다.
본 발명에 있어서는 광 검출기(3)는 포토다이오드 및 저잡음 증폭기를 가질 수 있다. 광 검출기(3)는 도시를 생략한 표시를 가질 수 있다.
이 셀 갭 측정장치는 구성이 간단하고 칼라 필터가 붙은 액정 셀에 대해서도 사용할 수가 있어 전압 무인가 상태, 단시간, 그리고, 비파괴로 측정할 수 있어 인라인으로 집어넣는 것이 가능하고, 또한, 저비용으로 설계 제조할 수가 있다.
본 발명의 셀 갭 측정법은 굴절율차가 △n 인 액정재료를 가지고, 또한, 액정영역중의 액정분자가 전압 무인가시 약 수직으로 배향하는 액정층과, 액정층을 협지하는 한 쌍의 기판을 구비하는 액정표시장치의 액정 셀의 두께를 측정하는 방법이고, 측정하는 액정표시장치의 액정 셀의 양외측 표면에, 면내에 리타데이션을 가지고 또한 소정 두께의 한 쌍의 1 축성 위상차 판을 그 지상축 방향을 맞추어 취부하고, 다음에 위상차 판의 지상축 방향에 대하여 방위각 방향 44°∼ 46°의 편광광을 위상차 판의 지상축 방향에 대하여 수직한 방향에서 극각방향 입사각을 변화시키면서 액정 셀에 입사시키고, 한편, 편광광의 광원이 갖는 편광자에 대하여 크로스니콜로 설치한 검광자를 갖는 광검출기로 투과광량을 측정함과 동시에 얻어진 광량이 최저 또는 소광상태인 소광 위치각도를 측정하고, 그리고, 측정한 소광 위치각도에 해당하는 액정 셀의 리타데이션을 위상차 판의 두께에 있어서 소광 위치각도와 액정셀 리타데이션과의 교정곡선으로부터 얻고, 다음에, 얻어진 액정 셀 리타데이션 값 및 액정재료의 굴절율차 △n을 사용하여 셀 두께를 산출하는 셀 갭 측정법이다.
위상차 판의 두께에 있어서 소광각도와 액정 셀 리타데이션의 교정곡선은 광학계산에 의해 얻어진 것으로 할 수 있다. 또한, 위상차 판의 두께에 있어서 소광각도와 액정셀 리타데이션의 교정곡선은 굴절율차 △n 및 셀 갭 차가 판명하고 있는 액정표시장치에 관해서 측정하여 얻어진 것이면 할 수가 있다. 그리고, 설치하는 1 축성 위상차 판의 리타데이션 영역은 10㎚∼50㎚인 것으로 할 수가 있다.
이것에 의해 액정 패널(panel) 제작공정에서 셀 갭의 검사를 할 수 있다. 따라서, 액정표시장치의 표시특성이나 표시품질에 큰 영향을 미치게 하는 셀 갭을 제어할 수 있기 때문에 액정표시장치의 품질관리 및 제품 수율 향상에 이바지할 수가 있다.
본 발명에 있어서, 셀 갭이 측정되는 액정표시장치는 유전율 이방성이 부의 액정재료를 가지고, 또한, 액정영역중의 액정분자가 전압 무인가시 약 수직으로 배향하는 액정층과 액정층을 협지하고, 또한, 수직배향막을 갖는 한 쌍의 기판을 구비하고 있다. 셀 갭 측정시에는 액정 셀의 양외측 표면에, 면내에 리타데이션을 가지고, 또한, 리타데이션이 10㎚∼50㎚인 한 쌍의 1 축성 위상차 판을 그 지상축 방향을 맞추어 설치하고 있다. 본 발명에 있어서 측정할 때에 사용되는 위상차 판은 면내에 리타데이션을 갖고, 또한, 리타데이션 영역이 10㎚∼50㎚이고, 그리고, 1 축성이다. 1 축성 위상차 판으로서는 판상의 것이나 필름(film) 상의 것을 유리판에 첨부한 것도 들 수 있다.
이하, 본 발명의 액정표시장치의 셀 갭 측정원리 등에 관해서 설명한다. 상기와 같이 측정대상으로 되는 액정표시장치(5)의 액정 패널에는 면내에 리타데이션을 갖는 1 축성의 위상차 판(리타데이션 : 10㎚∼50㎚)(8)을 양외측에 축방향을 가지런히 하여 배치한다. 이 액정표시장치를 샘플 스테이지(Ｘ-Y 스테이지)(1)에 세트하여, 광원(2)으로부터 단색광을 액정표시장치(5)에 투광한다. 광원(2)의 램프장치(21)로부터 방출된 광은 필터(22)로 단색광으로 되어, 편광자(23)로 액정표시장치(5)에 마련한 위상차 판(8)의 지상축 방향에 대하여 45°로 되도록 편향되어 액정표시장치(5)에 투사된다. 액정표시장치(5)를 통한 편광광은 광 검출기(3)의 검광자(31)를 투과하여 수광기(32)에 도달하고, 검출기장치(33)에 의해서 광량이 검출된다.
검광자(31)는 편광자(23)에 대하여 크로스니콜로 되도록 설치되고, 또한, 1 축성의 위상차 판(8)은, 도 2a에 나타낸 것같이 지상축 방향이 편광자 및 검광자의 흡수축 방향에 대하여 45°가 되도록 액정 셀(5)의 양외측 표면에 설치되어 있기 때문에 1 축성의 위상차 판(8)의 지상축 방향에 대해 45°로 편광 또한 위상차 판(8)의 지상축 방향에 대하여 수직한 방향에서 극각방향 입사각을 변화시키면서 입사된 광원(2)로부터 단색 편광광은 극각방향 입사각에 의해서 출력측의 편광각이 변화한다. 이것에 의해 광원(2)으로부터 단색 편광광의 극각방향 입사각의 변화에 따른 광량의 변화를 측정하여 얻어지는 광량 또는 투과율이 최저 또는 소광상태인 소광각도를 검출할 수 있다.
이하, 본 발명에서 사용하는 극각방향 입사각(경사각)과 셀 갭의 교정곡선의 일례에 관해서 설명한다.
해석 셀에 설정한 파라미터(parameter)는 전압 무인가(0V), 셀 갭이 3㎛∼8㎛, 액정물성 정수가(카이랄 장 : -24㎛, 굴절율 no : 1.47914, ne : 1.55284, △n : 0.0737)이고, 액정 다이렉타의 초기분포가(프리틸트(pretilt) 각 : 90°, 트위스트(twist) 각 : -90°)를 평형상태로 하여, Gibbs, Helmholts의 에너지 방정식을 풀어 액정 다이렉타의 배향분포를 구한다. 다음에, 편광자 및 위상차 판의 굴절율 및 두께와 액정 다이렉타의 배향분포를 파라미터로서 투과형 표시기 모델일 때의 투과율을 1 축성의 위상차 판(면내 리타데이션 : 10㎚∼50㎚)의 지상축에 대하여 90°정도, 경사각에 관해서 확장 존즈 매트릭스법의 2×2행렬식을 사용하여 계산한다.
최저 투과율 시의 입사한 편광광의 경사각, 즉, 소광 위치각도θ(단위 : 도)를 액정 셀의 리타데이션 dLC·△n 에 대하여 도시하여 도 3a를 얻었다. 이 때, 각 1 축성의 위상차 판 리타데이션 10㎚∼50㎚에 대한 곡선에 관해서, 이하의 3차 다항식 근사화를 행하여 다음식 (1)∼(5)의 교정곡선을 얻었다.
10㎚ : dLC·△n ≒ -0.0279θ3+ 3.3896θ2- 137.96θ + 2113.2 (1)
20㎚ : dLC·△n ≒ -0.0174θ3+ 2.4934θ2- 124.48θ + 2434.7 (2)
30㎚ : dLC·△n ≒ -0.0064θ3+ 1.2130θ2- 80.123θ + 2126.9 (3)
40㎚ : dLC·△n ≒ -0.0060θ3+ 1.2056θ2- 84.843θ + 2419.5 (4)
50㎚ : dLC·△n ≒ -0.0044θ3+ 0.9870θ2- 76.648θ + 2452.0 (5)
그리고, 상기의 각 교정곡선은 액정재료의 굴절율차 △n이 상이하더라도 같은 근사식 이다.
다음으로, 소광 위치각도의 측정오차가 셀 갭의 계산치에 주는 영향에 관해서 설명한다. 우선 △n이 알려진 것으로 dLC·△n = 442.2㎚의 액정 셀을 사용하여 측정하고, 각 위상차 판에 대해 그 소광 위치각도 θ를 측정하였다. 광원은 대역통과 필터를 사용하여 544㎚로 단색화 하였다. 다음에, 얻어진 소광 위치각도 θ0의 측정오차가 ±0.1°로 각 근사식 (1)∼(5)에 근거하여, 소광 위치각도 θ0 및 (θ0 ± 0.1)을 사용하여 dLC·△n을 계산하고, 그리고, 이미 알려진 △n에서 셀 갭 및 셀 갭 오차폭을 구하였다. 각 위상차 판과 얻어진 셀 갭 값 오차폭을 도 3b에 나타내었다. 도 3b에 나타난 것같이 1 축성 위상차 판의 리타데이션이 클수록 오차폭이 작은 것을 알 수 있다. 그리고, 도 3b보다, dLC·△n이 300㎚∼550㎚의 범위일 때 요구되는 셀 갭 오차폭이 0.1㎛ 이하로 되기 위해서 1 축성 위상차 판의 리타데이션의 바람직한 범위는 10㎚∼50㎚이다.
특히, dLC·△n이 350㎚∼550㎚의 범위일 때 소광 위치를 측정하는 장치의 설계상 60°이내로 소광위치가 되는 것이 바람직하고, 그리고, 도 3a에 나타난 계산 결과로부터 1 축성 위상차 판의 리타데이션은 40㎚ 이하인 것이 바람직하다는 것을 알 수 있다. 또한, 도 3b에 나타난 계산 결과로부터 셀 갭 값 오차폭이 0.05㎛ 이하인 조건으로 하는 1 축성 위상차 판의 리타데이션은 20㎚ 이상이다. 이상으로부터, 더욱 바람직한 1 축성 위상차 판의 리타데이션의 범위는 20㎚∼40㎚이다. 가장 바람직한 범위인 30㎚∼40㎚일 때 dLC·△n이 400㎚∼550㎚의 범위 고정밀도로 셀 갭을 구할 수 있다.
즉, 이상의 설명에서는 광학계산에 의해서 소광 위치각도 θ의 함수인 액정 셀의 리타데이션 dLC·△n의 교정곡선을 얻고, 그리고, 액정 셀의 소광 위치각도를 실측하여 액정재료의 굴절율차 △n과 교정곡선으로 셀 갭 dLC를 구하였지만 광학계산을 하지 않고서 액정재료의 △n 및 셀 갭차 dLC가 판명하고 있는 액정표시장치를 사용하여 소광 위치각도 θ를 실측하는 것에 의해 교정곡선을 구하는 것도 가능하다.
다음, 본 발명의 액정표시장치의 셀 갭 측정방법과 그 측정장치 및 액정표시장치와 액정표시장치의 셀 갭 측정방법에 쓰는 위상차 판 실시예에 관해서 도 4∼9를 이용하여 설명한다.
우선, 제 1 실시예를 설명한다. 본 실시예의 셀 갭 측정장치는 도 4에 나타낸 것같이 Ｘ-Y 스테이지(1), 광원(2), 광 검출기(3), 회전장치, 콘트롤러(10)등을 구비하고 있다.
Ｘ-Y 스테이지(1)는 샘플 Ｘ-Y 스테이지이고 측정대상의 액정표시장치(5)를 세트하고, 그리고, 액정표시장치의 전체 면의 임의의 점을 측정할 수 있도록 이동할 수 있다.
광원(2)은 램프장치, 544㎚ 단색화 하는 필터, 편광자 등을 구비하고 있고 셀 갭 측정에 사용하는 편광광을 액정 셀(5)에 출사한다. 필터는, 예컨대, Y 시감도 필터이고, 램프장치에 설치되고 램프장치의 광을 단색화 한다. 편광자는 램프장치로부터의 단색광을 편광시키기 위해서 소정 각도로 설치된다.
광검출기(3)는 검광자, 수광기 및 광검출장치 등을 구비하고 있고, 또한, 포토다이오드와 저잡음 증폭기를 사용하고 표시를 사용하는 것에 의해, 고정밀도로 투과광량을 측정할 수가 있어 투과율 및 회전각도를 정확히 직접 읽을 수가 있다. 검광자는 편광자와 크로스니콜이 되는 각도로 세트된다. 수광기는 액정표시장치(5)로부터 투과광을 받는다. 광검출장치는 수광기가 받은 투과광량의 최저 또는 소광상태를 판정한다.
회전장치는 회전기구(41), 스테이지장치, 각도 조작 스위치(43) 등을 구비하고, 광원(2) 및 수광기(3)을 회전시키는 것에 의해 액정표시장치(5)에 극각방향 입사각도를 변경할 수가 있다. 각도 조작 스위치(43)에 의해 회전기구(41)의 회전축의 각도를 바꿀 수 있다. 콘트롤러(10)는 히터 및 냉각장치 등을 수납하고 있어 셀 갭 측정장치 전체의 제어를 한다.
제 1 실시예의 셀 갭 측정장치에 의한 측정에 관해서 설명한다. 측정할 액정표시장치(5)는 도 5에 나타낸 것같이 액정재료(51)와, 상·하 한 쌍의 유리기판(52a,52b), 투명전극(53a,53b), 칼라 필터(CF)층(54), 블랙마스크(BM) (55), 제 1 돌출부(56), 기둥(57) 등을 갖고 있다. 액정재료(51)는 유전율 이방성이 부이고, 즉, 액정영역중의 액정분자가 전압 무인가 때에 약 수직으로 배향하는 액정층을 구성한다. 상·하 한 쌍의 유리기판(52a,52b)는 액정층을 협지하는 한 쌍의 도시를 생략한 수직배향막을 구비하고 있다.
이 액정표시장치(5)의 제조방법의 일례를 설명한다. 유리기판(52a) 상에 매트릭스상으로 형성된 BM(55)에 대향하는 위치의 유리기판(52b) 상에 1㎛의 격자상의 제 1 돌출부(56)를 포토리소 공정에 의해서 형성하였다. 제 1돌출부(56)를 형성하는 수지재료로서 광 경화성의 폴리이미드 재료 또는 아크릴계 광 감광성 재료를 사용하였다. 더욱, 격자상의 제 1 돌출부(56)상에 제 2 돌출부의 두께 5㎛의 셀 갭 제어부를 포트리소 공정에 의해서 형성하고 기둥(57)으로 하였다. 형성한 제 1 돌출부(56), 기둥(57) 및 개구부(화소부)(58)의 패턴을 도 6에 나타내었다. 각 돌출부(56,57)의 두께의 측정에는 접촉 단차계를 사용하였다. 다음, 투명전극(53b)을 형성하였다. 투명전극(53b)을 형성하고 나서 돌출부(56,57)를 형성하는 것도 가능하다.
칼라 필터층(54)을 갖는 기판(52a)의 제작순서는 기판(52a) 상에 칼라 필터층(54) 및 BM(55)을 형성하고, 그 위에 예컨대 ITO로 이루어지는 투명전극(53a)를 형성한다.
상기 돌출부(56,57)를 형성한 기판(52b)와 대향하는 칼라 필터층(54)을 갖는 5·6형 TFT 기판(52a)을 시일(seal) 재를 써 붙여 합하었다.
광 경화성 수지와 광 중합 개시재를 포함하는 액정재료(액정전 구체혼합물)를 투명전극(53a,53b)의 사이에 형성된 공간에 주입하고, 한편, 액정재료의 역치 부근의 전압을 인가하여, 자외선 노광하여 축대칭 배향의 안정화를 하였다. 그 결과 전압인가시 도 7에 나타난 것같이 흑부(59a) 및 백부(59b)로 이루어지는 안정한 축대칭 배향이 얻어져 축대칭 배향액정 셀을 얻어지는 것을 알았다.
상기의 제작공정으로 얻어진 액정표시장치에 관해서 본 제 1 실시예의 셀 갭 측정장치를 사용하여, 실온 25°의 환경으로 셀 갭을 측정하였다. 우선, 측정대상으로 되는 액정 셀(5)의 양외측 표면에, 면내에 리타데이션(21㎚)을 가지고, 또한, 소정의 두께의 1 축성 위상차 판(8)을 설치하였다. 이어서, 이 액정 셀에 관해서 램프장치로부터 단색 편광광의 경사각에 대한 투과광량, 즉 액정 셀 광 투과율의 편광광 경사각 의존성을 측정하여 얻어지는 광량이 최저 또는 소광상태인 소광 위치각도를 실측하고 최저 투과율 때의 경사각즉, 소광 위치각도(36.2°± 0.1°)를 얻었다.
그리고, 도 8에 나타난 교정곡선 또는 그것에 해당하는 근사식(6)으로부터 셀 갭을 구하였다.
dLC·△n = -0.013θ3+ 2.0539θ2- 113.07θ + 2460.6 (6)
동시에, 미리 상기 액정표시장치와 측정 형태에서의 광학계산에 의해 얻어진 소광 위치각도 θ와 dLC·△n의 교정곡선 및 △n = 0.0737에 의해 셀 갭을 구하였을 때 6.00㎛ ± 0. 02㎛인 것을 알았다. 셀 갭의 설계치 대로의 전기광학 표시특성이얻어진 것에서 제 1 실시예의 셀 갭 측정장치를 사용하여 얻어진 수치는 타당하다고 말할 수 있다.
본 실시예의 액정 셀의 셀 갭 측정장치는 도 5 및 6에 나타낸 것 같은 액정 셀의 구조가 아니더라도 액정분자가 기판에 대하여 수직배향 상태에 있는 액정표시장치이면 측정할 수가 있다. 이하, 다른 액정표시장치를 사용한 셀 갭 측정인 제 2 실시예를 설명한다.
본 실시예에서는, 제 1 실시예의 TFT 액정구동소자를 사용한 액정표시장치 대신에 PALC(플라즈마 어드레스 액정소자)를 쓴 액정표시장치를 대상으로 하였다. 측정에 사용하는 PALC 액정표시장치는 도 9에 나타낸 것같이 액정재료(61), 칼라 필터 기판(62), 투명전극인 ITO 전극(63), 수직배향층(68), 박판유리(69), 플라즈마 격벽(rib)(70), 애노드 전극(71), 캐소드 전극(72), 플라즈마 가스 봉입채널(73), 플라즈마 지지기판(74)등으로 이루어진다.
이 액정표시장치는, 액정재료(61)를 끼워서, 일방측(도의 상측)에 투명한 유리 등으로 이루어지는 기판(62)을 가지고, 타방측(도의 하측)에 유전체 시트로서의 박판유리(69)와 플라즈마 지지기판(74)이 대향 설치된 플라즈마 발생기판을 갖는다. 플라즈마 지지기판(74)과 박판유리(69)의 사이에는, 라인상으로 격벽(70)이 형성되어 있고, 격벽(70)과 플라즈마 지지기판(74)과 박판유리(69)로 둘러싸인 공간은 플라즈마 가스가 봉입된 라인상의 채널(73)을 구성한다. 각 채널내에는 플라즈마 가스를 플라즈마화하기 위한 애노드 전극(71)과 캐소드 전극(72)이 마련되고 있다. 이 플라즈마 어드레스 소자 기판은 공지의 기술에 의해 제작된다.
한편, 칼라 필터 기판(62)의 액정층 측에는 칼라 필터가 마련되고 있고, 그 위에 데이터 선으로서 투명전극(63)이, 줄무늬(stripe) 상으로, 또한, 라인상의 플라즈마 채널(73)에 대해 교차하고, 예컨대 수직방향(플라즈마 채널이 뻗은 방향에 직교하는 방향)으로 배선되어 있다. 액정재료(61)는 칼라 필터 기판(62)과 박판유리(69)에 협지되어 있고, 칼라 필터 기판(62)과 박판유리(69)의 사이의 셀 갭은 도시하지 않고 있지만, 제 1 실시예와 같이 제 1 돌출부 및 제 2 돌출부에 의해 제어되고 있다. 또, 칼라 필터 기판(62) 및 박판유리(69)의 액정층의 표면에는 각각 수직배향층(68,68)이 형성되어 있다. 또한, 칼라 필터 기판(62), ITO 전극(63) 및 액정재료(61)로 이루어지는 부분은 액정 셀을 구성한다. 이렇게 하여 제작된 액정표시장치에 있어서는 박판유리(69) 및 칼라 필터 기판(62)의 액정층에 접하는 표면에 수직배향층(68)이 형성되어 있기 때문에 액정재료(61)로 부의 유전율 이방성을 갖는 액정재료를 사용하면 무전압 인가시에는 액정분자를 기판(62)에 대하여 수직으로 배향하고 있다.
이 PALC 액정표시장치의 양외측 표면에 위상차 판을 붙여 측정대상으로 하여 제 1 실시예와 같은 셀 갭 측정장치를 사용하여 셀 갭을 측정하였다. 셀 갭을 측정한 결과에 관해서 설명한다. 측정의 때 편광광의 경사하는 방향이 플라즈마 격벽(rib)(70)에 평행하게 되도록 하여 위상차 판(8)의 지상축과 편광자 및 검광자의 흡수축을 도 2의 관계로 배치하였다. 제 2 실시예로 설명한 액정표시장치에 대하여, 제 1 실시예 및 도 4을 이용하여 설명한 셀 갭 측정장치로 투과율의 편광광 경사각 의존성을 측정하고, 최저 투과율시 경사각, 즉, 소광 위치각도(36.2°±0.1°)를 얻었다. 동시에 측정하는 액정표시장치 및 사용하는 위상차 판(리타데이션 21㎚)으로 광학계산에 의해 얻어진 소광 위치각도와 dLC·△n에 대해서 교정곡선(도 6 및 근사식 (6) 참조)과 △n = 0.0737에 의해 셀 갭을 구하여서 6.00㎛ ± 0.02㎛인 것을 알 수 있었다.
접촉 단차계로 실측하면 셀 갭 제어부(제 1 돌출부와 제 2 돌출부의 두께의 합)는 6 0㎛ 이기 때문에 제 2 실시예에서의 셀 갭 측정장치로 얻어진 수치는 타당하다고 말할 수 있다. 따라서, 이 측정법은 PALC형 액정표시장치에 있어서도 측정이 가능하다.
비교예를 설명하면 상기 제 1 실시예 및 제 2 실시예로 측정한 액정표시장치에 대해서 시판의 광간섭법 셀 갭 측정기를 사용하여 측정을 하였지만 타당한 수치는 얻어지지 않았다.
(제 2 실시예)
이하, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정표시장치의 측정법 및 측정장치에 대해 도 10∼18을 이용하여 설명한다.
도 10은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정표시장치의 셀 갭 측정법으로 사용하는 셀 갭 측정장치의 구성의 개요를 설명하는 블록도이다. 도 11은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 측정법의 측정대상으로 되는 액정표시장치의 구조를 도식적으로 나타낸 단면도이다. 도 12는 도 11에 나타낸 액정표시장치에 있어서의 돌출부 패턴의 형상을 설명하는 평면도이다. 도 13은 제 3 실시예의 측정법의 측정대상인 액정표시장치에 전압을 인가하여 편광판 파라렐니콜로 관찰한 축대칭 표시 모드를설명하는 도이다. 도 14는 본 발명에 따른 액정표시장치의 셀 갭 측정법에 의한 셀 갭에 액정을 주입한 경우와 주입하지 않은 경우에 있어서의 셀 갭 측정결과의 관계를 설명하는 도이다. 도 15는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 셀 갭 측정법으로 측정한 결과 얻어진 간섭 줄무늬 파형의 스펙트럼을 나타내는 도이다. 도 16은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 셀 갭 측정법으로 측정한 결과 얻어진 광학 갭과 반사광 강도와의 관계를 나타낸 FFT 해석 데이터 도이다. 도 17은 본 발명의 제4 실시예에 따른 셀 갭 측정법의 측정대상으로 되는 액정표시장치의 구조를 도식적으로 나타낸 단면도이다. 도 18은 제 4 실시예의 측정법에 있어서의 셀 갭 측정결과를 설명하는 도이다.
본 발명의 액정표시장치의 측정법 및 측정장치를 이해하기 위해서, 우선, 셀 갭의 기본적인 측정방법 및 측정장치에 관해서 도 10에 나타난 측정 개념도를 사용하여 설명한다. 도 10에 나타난 것같이 일례로서 나타낸 액정표시장치의 셀 갭 측정장치는 광원(11), 간섭계(12), 제어컴퓨터(13), 평행빔 콘덴서(14), Ｘ-Y-Z 스테이지로 이루어지는 샘플 스테이지(15), 검출기(16), 간섭 줄무늬 파형해석 컴퓨터(17), 광학 현미경 시스템 또는 화상촬상 시스템(18) 등으로 이루어진다.
측정하는 액정표시장치(5)를 샘플 스테이지(15)에 세트한다. 광원(11)로부터 나가는 근적외선광은 간섭계(12)에 의해 파장이 교정되고 입사된 근적외선광은 액정표시장치(5)를 통해 반사하여 검출기(16)에 의해서 광량이 검출된다. 샘플 스테이지(15)는 x-y-z 스테이지로 되어 있고 액정표시장치(5)의 전면에 있어서 임의의 점을 측정할 수 있다. 더욱, 각 파장 또는 파수에 대해 간섭 줄무늬 파형으로서의 스펙트럼 데이터가 얻어지고 이 스펙트럼 데이터를 FFT 처리한다.
이 때, 모든 해석 파라미터로서 액정재료의 굴절율을 1.5로 하고, ITO의 막 두께 250㎚, 굴절율 1.8, 칼라 필터의 막 두께 1㎛, 굴절율 1.6, 배향막의 막 두께 100㎚, 굴절율 1.6으로 하였다.
해석산출한 광학 갭(실효 셀 갭 : 셀 갭×굴절율)을 액정재료의 굴절율로 나누는 것에 의해 셀 갭을 구할 수 있다. 따라서, 얻어진 간섭 줄무늬 파형의 해석에 의해 측정위치에 있어서의 셀 갭이 구해진다.
본 발명의 액정장치의 셀 갭 측정법을 사용하는 제 3 실시예를 설명한다. 본 실시예에 사용하는 액정표시장치에 관해서 도 11∼13을 이용하여 설명한다. 액정표시장치의 액정 셀은 도 11에 나타낸 것같이 칼라 필터 기판(제 1 유리기판)(121), 블랙마스크 BM(122), 칼라 필터층(123), 제 1 투명전극(124), 돌출부(벽)(125), 기둥(126), 제 2 유리기판(127), 제 2 투명전극(128) 및 액정(129)을 갖고 있다.
제 1 유리기판(칼러 필터 기판)(121) 상에 매트릭스 상으로 형성된 블랙마스크 BM(122)상에 수지재료로 이루어지는 두께 1㎛의 격자상의 돌출부(125)를 포토리소 공정에 의해서 형성하였다. 수지재료는 광 경화성의 폴리이미드 재료 또는 아크릴계 광 감광성 재료를 사용한다. 또한, 격자상의 돌출부(125)상에, 제 2 돌출부(기둥)(126)의 두께 5㎛의 셀 갭 제어부를 포토리소 공정에 의해서 형성하였다. 제 2 돌출부(기둥)(126)의 패턴의 일례를 도 12에 나타내었다. 각 돌출부 두께의 측정은 접촉 단차계로 측정하였다.
제 1 유리기판(칼라 필터 기판)(121)의 표면에 개구부(130)가 매트릭스 상으로 배치된 블랙마스크(122)를 형성하고, 이 블랙마스크(122)의 개구부(130)에 칼라 필터층(123)을 형성하였다. 제 1 돌출부(125)를 블랙마스크(122) 상에 형성하고, 또한, 칼라 필터층(123) 상에 투명전극 재료, 예컨대, ITO를 사용하여 제 1 투명전극(124)을 형성하여, 도 12에 나타낸 것같이 상기 제 1 돌출부(125)상에 제 2 돌출부(126)를 형성하였다. 제 2 돌출부(126)의 두께를 조정하여 제 1 돌출부(125)와 제 2 돌출부(126)의 두께의 합에 대해 셀 갭 제어가 3㎛∼9㎛으로 되는 칼라 필터 기판(121) 조립체를 제작하였다. 블랙매트릭스(125)에는 개구부(130)가 마련되고 있다.
제 1 돌출부 및 제 2 돌출부를 형성한 칼라 필터 기판(121) 조립체와 제 2 투명전극(128)을 마련한 대향하는 전극기판(제 2 유리기판)(127)을 시일재를 사용하여 서로 붙여 합하였다. 제 1 투명전극(124)과 제 2 투명전극(128)과의 사이에 형성된 셀 갭에 광 경화성 수지와 광 중합 개시재를 포함하는 액정재료(액정전 구체 혼합물)(129)를 주입하고, 또한, 액정재료의 역치 부근의 전압을 인가하고 자외선 노광하여 축대칭 배향의 안정화를 하였다.
이 액정표시장치에 전압을 인가하여 편광판 파라렐니콜로 관찰하면, 도 13에 나타낸 것같이 검은부분(141)과 흰부분(142)으로 이루어지는 안정한 축대칭 배향이 얻어졌다. 따라서, 이 제작공정에 의해서 얻은 액정표시장치는 축대칭 배향 액정 셀을 얻고 있다.
상기 제작공정으로 얻어진 액정표시장치에 있어서 25°의 실온 환경에서 액정재료 주입 전후에 대해 도 10에 나타낸 것같이 상술의 측정장치를 사용하여 임의의 개구부(130)에 위치를 합쳐서 초점을 맞추어 간섭 줄무늬를 측정하여 얻어진 간섭 줄무늬 파형을 FFT 처리하여 셀 갭을 구하였다.
측정의 결과 액정재료 주입후 셀 갭 측정치를 액정재료를 주입하지 않은 빈 셀의 측정치에 대하여 도시하여 얻은 도 14에 나타낸 것같이 액정주입 셀의 갭(y)은 빈 셀 갭(x)가 7㎛ 이하인 곳에서는 측정치가 커지고, 한편, 7㎛ 이상의 곳에서는 작게 되는 경향이 있었다(y = 0.6661x + 2.3464).
더욱, 최소 제곱법으로 도시한 데이터에 대하여 직선회귀 계산을 하였을 때 결정계수(또는, 확실도 계수) R2 값은 1에 매우 가까운 값(0.9942)으로 되었다.
실제는, 광학특성과 대응시켜 셀 갭을 상대 평가하는 것이 필요한 것, 또는, 도 14가 매우 양호한 직선관계인 것부터 제 3 실시예의 액정표시장치에 대한 셀 갭 측정법은 고정밀도로 측정 가능하다고 말할 수 있다.
본 실시예의 액정 셀의 셀 갭 측정법은 액정표시장치에 도 12에 나타낸 것같은 구조물이 없는 경우 측정위치를 위치 맞춤하여 초점을 합칠 필요는 없고, 또한, 모든 액정재료의 액정층, 액정 배향의 액정표시장치에 있어서 측정할 수가 있다. 더욱, 액정표시장치에 관계하지 않고 근적외선광에 대하여 투명한 재질의 막이나 층으로 FT-NIR 분석장치로 간섭 줄무늬를 관측할 수 있는 것이면 그 두께(갭)를 측정할 수 있다.
제 4 실시예를 설명한다. 이 제 4 실시예에서 측정하는 대상은 PALC (플라즈마 어드레스 액정)소자를 액정 구동소자로서 사용하는 액정표시장치이고 그 셀 갭을 도 10에 나타낸 셀 갭 측정장치를 사용하여 측정한 결과에 대해 말한다.
이 제 4 실시예에 이러한 플라즈마 어드레스형 액정표시장치의 구체적 구성의 단면도를 도 17에 나타내었다. 이 액정표시장치는 액정층(154)을 끼워 일방측(도의 위쪽)에 투명한 유리(151) 등으로 이루어지는 칼라 필터 기판을 가지고 타방측(도의 아래쪽)에 유전체 시트로서의 박판유리(156)와 플라즈마 지지기판(161)이 대향 설치된 플라즈마 발생기판을 갖는다. 플라즈마 지지기판(161)과 박판유리(156)와의 사이에는 라인상으로 격벽(157)이 형성되고, 상기 격벽(157)과 플라즈마 지지기판(161)과 박판유리(156)로 둘러싸인 공간은 플라즈마 가스가 봉입된 라인상의 채널(160)을 구성한다. 각 채널(160)내에는 플라즈마 가스를 플라즈마화 하기 위한 애노드 전극(158)과 캐소드 전극(159)이 마련되어 있다. 이 플라즈마 어드레스 소자 기판은 공지의 기술에 의해 제작된다.
한편, 칼라 필터 기판(151)의 액정층(154) 측에는 칼라 필터가 마련되어 있고 그 위에 데이터 선으로서 투명전극(152)이 줄무늬 상에, 또한, 라인상의 플라즈마 채널에 대하여 교차하여, 예컨대 수직방향(플라즈마 채널에 직교해서)에 배선되어 있다. 상기 액정층(154)은 칼라 필터 기판(151)과 박판유리(156)에 협지되어 있고, 칼라 필터 기판(151)과 박판유리(156) 간의 셀 갭은 제 3 실시예에 있어서의 제 1 돌출부 및 제 2 돌출부(도 11 및 도 12 참조)에 의해 제어되고 있다(도 17에는 도시하지 않고 있다).
또, 칼라 필터 기판(151) 및 박판유리(156)의 액정층(154) 측 표면에는 각각 수직배향층(153,155)이 형성되어 있다. 또한, 칼라 필터 기판(151), ITO 전극(152) 및 액정층(154)로 이루어지는 부분은 액정 셀을 구성한다. 이와 같이 제작된 액정표시장치에 있어서는 박판유리(156) 및 칼라 필터 기판(151) 각각의 액정층(154)에 접하는 표면에 수직배향층이 형성되어 있기 때문에 액정층(154)의 재료로 부의 유전이방성을 갖는 액정재료를 사용하는 경우에는 무전압 인가시 액정분자를 기판에 대하여 수직으로 배향하고 있다.
상기의 제작공정으로 얻어진 액정표시장치에 있어서 25°의 실온 환경으로 동일한 곳을 다음 측정 조건으로 측정하였다.
1. 칼라 필터 기판의 100㎛×100㎛의 영역을 초점을 맞추어 측정
2. 상기 1 의 위치를 반복하여 재측정
3. 상기 1의 위치에서 초점을 벗어나게 하고
4. 스테이지를 이동후 상기 1의 위치를 상기 1의 조건으로 측정
제 3 실시예로 사용한 측정장치(도 10 참조)를 사용하여 도 17에 나타낸 상술의 액정표시장치를 측정하여 얻어진 간섭 줄무늬 파형을 해석하여 도 15에 나타낸 것 같은 물결수(cm-1)와 반사강도의 관계를 나타내는 그래프 및 도 16에 나타낸 것 같은 광학 갭과 반사강도의 관계를 나타내는 그래프를 얻고 셀 갭을 구한 바 5.744㎛±0.031㎛ 인 것을 알았다(도 18참조). 접촉 단차계로 셀 갭 제어부(제 1 돌출부와 제 2 돌출부 두께의 합)를 측정하면, 5.75㎛ 이기 때문에 제 4 실시예의 셀 갭 측정법으로 얻어진 수치는 타당하다고 생각된다. 따라서, 이 측정법은 PALC 액정패널에 있어서도 적용 가능하다고 말할 수 있다.
또한, 상기 액정층의 셀 갭 그 외에, 칼라 필터의 막 두께 1㎛과 두께50㎛의 유리, 플라즈마 방전채널(160)의 갭 200㎛ 등의 층 두께에 관해서도 동시에 얻을수 있었다. 요컨대, 본 발명의 액정표시장치의 셀 갭 측정법으로 액정표시장치에 한하지 않고 미크론(micron) 단위(order)의 막 두께나 층 두께를 측정하는 것도 가능하다.
시판의 광 간섭법의 셀 갭 측정기를 사용하여 제 4 실시예의 액정표시장치의 셀 갭을 측정하였지만 타당한 수치는 얻어지지 않았다.
본 발명의 제 1 실시예에 의하면 액정표시장치의 셀 갭에 대해 간편하고 또한 정확하게 구할 수 있고, 그리고, 액정패널의 광학설계나 제조시 검사공정 등에 있어서, 단시간측정, 비파괴, 인라인에서의 검사, 저비용 액정표시장치, 그 셀 갭 측정장치와 측정법 및 위상차 판을 얻을 수 있다.
본 발명의 제 2 실시예에 의하면 액정 셀에 전압을 인가하지 않고서, 간편, 단시간측정, 비파괴로 정확한 셀 갭의 측정을 가능하게 하고, 또한, 액정이 봉입되지 않은 빈 셀 뿐만아니라, 액정재료가 주입된 액정층의 갭의 치수를 구할 수 있고, 그리고, 유전이방성이 정 또는 부의 네마틱 액정이나 강유전성 액정등의 모든 액정재료에서, 또한, 액정층내에서 TN, STN, HAN, OCB, ASM 등 모든 배향상태에 있는 액정표시장치라도 가능한 액정표시장치의 셀 갭 측정법 및 측정장치를 얻을 수 있다.

Claims (21)

  1. 액정영역중의 액정분자가 전압 무인가시에 거의 수직으로 배향하는 액정층과 상기 액정층을 협지하는 한 쌍의 기판을 구비하는 액정표시장치의 액정 셀의 두께를 측정하는 셀 갭 측정장치에 있어서,
    면내에 리타데이션을 갖는 한 쌍의 1 축성 위상차 판을 그 지상축 방향을 맞추어 양외측 표면에 설치한 액정 셀을 탑재하는 스테이지;
    편광자를 가지며, 또한, 상기 위상차 판의 지상축 방향에 대하여 방위각 방향 44°∼ 46°의 편광광을 액정 셀에 출사하는 광원;
    상기 편광광에 대하여 상기 편광자와 크로스니콜로 설치된 검광자와 수광기를 가지며, 또한, 편광광의 투과광량을 검출하는 광 검출기; 및
    상기 위상차 판의 지상축 방향에 대하여 수직한 방향으로부터 편광광의 극각방향 입사각을 변화시키는 회전장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 셀 갭 측정장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 회전장치는 광원과 광 검출기의 수광기를 동기하여 회전시켜 극각방향 입사각을 변화시키는 액정표시장치의 액정 셀 갭 측정장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 회전장치는 스테이지를 회전시켜 극각방향 입사각을 변화시키는 액정표시장치의 액정 셀 갭 측정장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 광원은 단색 레이저 광원 또는 광학 착색 필터를 갖는 광원인 액정표시장치의 셀 갭 측정장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 광원은 Y 시감도 필터를 갖는 램프장치를 구비하는 액정표시장치의 셀 갭 측정장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 스테이지는 온도 콘트롤러를 구비하고 그리고 임의의 점을 측정하는 것이 가능한 Ｘ-Y 스테이지인 액정표시장치의 셀 갭 측정장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 편광자는 임의의 각도로 세트될 수 있는 액정표시장치의 셀 갭 측정장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 광 검출기는 포토다이오드 및 저잡음 증폭기를 갖는 액정표시장치의 셀갭 측정장치.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 광 검출기는 디스플레이를 갖는 액정표시장치의 셀 갭 측정장치.
  10. 굴절율차가 △n 인 액정재료를 가지며 그리고 액정영역중의 액정분자가 전압 무인가시에 대략 수직으로 배향하는 액정층과, 상기 액정층을 협지하는 한 쌍의 기판을 구비하는 액정표시장치의 액정 셀의 두께를 측정하는 셀 갭 측정법에 있어서,
    측정하는 액정표시장치의 액정 셀 양외측 표면에, 면내에 리타데이션을 갖는 소정두께의 한 쌍의 1 축성 위상차 판을 그 지상축 방향을 맞추어 설치하고;
    다음에, 상기 위상차 판의 지상축 방향에 대하여 방위각 방향 44°∼ 46°의 편광광을 위상차 판의 지상축 방향에 대하여 수직한 방향으로부터 극각방향 입사각을 변화시키면서 액정 셀에 입사시키는 한편, 상기 편광광의 광원이 갖는 편광자에 대하여 크로스니콜로 설치한 검광자를 갖는 광 검출기로 투과광량을 검출함과 동시에 얻어진 광량이 최저 또는 소광상태인 소광 위치각도를 측정하고;
    그리고, 측정한 소광 위치각도에 대응하는 액정 셀의 리타데이션을 위상차 판의 두께에 있어서 소광 위치각도와 액정셀 리타데이션의 교정곡선으로부터 얻고;
    다음에, 얻어진 액정셀 리타데이션 값 및 액정재료의 굴절율차 △n을 사용하여 셀 두께를 산출하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 셀 갭 측정법.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 위상차 판의 두께에 있어서 소광각도와 액정 셀 리타데이션의 교정곡선은 광학계산에 의해 얻어지는 액정표시장치의 셀 갭 측정법.
  12. 제 10항에 있어서,
    상기 위상차 판의 두께에 있어서 소광각도와 액정 셀 리타데이션의 교정곡선은 굴절율차 △n 및 셀 갭 차가 판명하고 있는 액정표시장치에 대해 측정하여 얻어지는 액정표시장치의 셀 갭 측정법.
  13. 제 10항에 있어서,
    설치하는 1 축성 위상차 판의 리타데이션 영역은 10㎚∼50㎚인 액정표시장치의 셀 갭 측정법.
  14. 유전율 이방성이 부(네가티브)인 액정재료를 가지며 그리고 액정영역중의 액정분자가 전압 무인가시에 대략 수직으로 배향하는 액정층과, 상기 액정층을 협지하며 그리고 수직배향막을 갖는 한 쌍의 기판을 구비하는 액정표시장치에 있어서,
    면내에 리타데이션을 가지며 상기 리타데이션 영역이 10㎚∼50㎚인 한 쌍의 1 축성 위상차 판을 그 지상축 방향을 맞추어 액정 셀 양외측 표면에 설치한 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  15. 제 10항의 액정표시장치의 셀 갭 측정법에 사용되는 위상차 판으로서,
    면내에 리타데이션을 가지며 상기 리타데이션 영역이 10㎚∼50㎚이고 그리고 1 축성인 것을 특징으로 하는 위상차 판.
  16. 소정 치수의 셀 갭을 유지시키고 서로 붙인 한 쌍의 전극부착 기판과, 상기 한 쌍의 전극부착 기판에 협지된 액정층을 갖는 액정 셀을 구비하는 액정표시장치의 셀 갭 측정법에 있어서,
    근적외선광을 액정 셀에 조사하고;
    셀 갭에 근적외선광을 반사간섭시켜 얻어진 간섭파형을 해석하여 셀 갭 두께를 산출하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 셀 갭 측정법.
  17. 측정대상으로 되는 액정 셀을 구비하는 액정표시장치를 세트하는 Ｘ-Y-Z 스테이지;
    근적외선광을 광원으로 하는 FT-NIR 분광기;
    액정 셀로부터의 반사 간섭광을 검출하는 검출기 장치; 및
    얻어진 간섭 줄무늬의 스펙트럼을 산과 골의 간격을 계측하는 피크-피킹법, 퓨리에 변환법 또는 최대 엔트로피 법(MEM)에 의해서 셀 갭을 해석하여 산출하는 해석산출 장치를 구비하는 액정표시장치의 셀 갭 측정장치.
  18. 제 17항에 있어서,
    측정대상인 액정 셀이, 셀 갭 내에 액정재료가 주입된 상태의 액정 셀 또는 액정재료가 주입되어 있지 않은 상태의 액정 셀인 액정표시장치의 셀 갭 측정장치.
  19. 제 17항에 있어서,
    측정대상인 액정 셀이, 일방의 유리기판상에는 칼라 필터와 투명전극과 수직배향막 또는 수평배향막이 순차 적층되어 있고;
    타방의 기판상에는 액정 구동소자 및 화소전극과 배향막이 순차형성되어 있는 액정 셀인 액정표시장치의 셀 갭 측정장치.
  20. 제 17항에 있어서,
    측정대상인 액정 셀을 구비하는 액정표시장치가 TFT 또는 PALC 등의 구동소자를 사용한 반사형 또 는 투과형 액정표시장치인 액정표시장치의 셀 갭 측정장치.
  21. 제 17항에 있어서,
    측정대상의 액정 셀이 액정분자의 배향이 TN, STN, 수직배향(VA), 하이브리드(HAN)인 액정표시장치의 셀 갭 측정장치.
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