KR100392995B1 - A method and apparatus for measuring ion density of liquid crystal panel - Google Patents

A method and apparatus for measuring ion density of liquid crystal panel Download PDF

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Abstract

액정 표시 패널의 이온 밀도를 비파괴로 측정할 수 있도록 한다. 액정 표시 패널의 이온 밀도 분포를 파악할 수 있도록 한다.The ion density of the liquid crystal display panel can be measured nondestructively. The ion density distribution of the liquid crystal display panel can be grasped.

1㎐ 정도의 낮은 주파수의 구형파를 인가하여 플리커를 관측한다(스텝 S303). 관측된 플리커의 진폭을 측정한다(스텝 S306). 미리 구해진 검량선(플리커의 진폭과 이온 밀도와의 상관 관계를 나타내는 선도)으로부터 액정 패널 내의 이온 밀도를 산출한다(스텝 S307).A flickering wave is observed by applying a square wave of a low frequency of about 1 kHz (step S303). The amplitude of the observed flicker is measured (step S306). The ion density in the liquid crystal panel is calculated from the calibration curve (a diagram showing the correlation between the amplitude of the flicker and the ion density) previously obtained (step S307).

Description

액정 패널의 이온 밀도 측정 방법 및 그 장치{A METHOD AND APPARATUS FOR MEASURING ION DENSITY OF LIQUID CRYSTAL PANEL}A method for measuring ion density of a liquid crystal panel and a device therefor {A METHOD AND APPARATUS FOR MEASURING ION DENSITY OF LIQUID CRYSTAL PANEL}

본 발명은 액정 표시 패널 내의 불순물 이온의 밀도(농도)를 측정하는 방법 및 그 장치에 관한 것으로, 특히 비파괴로 액정의 이온 밀도를 측정하는 방법 및 그 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for measuring the density (concentration) of impurity ions in a liquid crystal display panel and a device thereof, and more particularly, to a method for measuring the ion density of a liquid crystal in a nondestructive manner.

네마틱 액정 표시 패널 중 불순물 이온은 패널의 전기적 파라미터에 직접 영향을 미치기 때문에, 액정 표시 패널의 표시 불량의 원인이 되거나 표시 품질의 저하 원인이 된다. 그 때문에, 공업적인 생산 작업 시에서는 검사 공정에서의 문제 발생과 동시에 제품의 액정 표시 패널 내의 불순물 이온 밀도를 측정하는 것이 요구되고 있다.Since impurity ions in the nematic liquid crystal display panel directly affect the electrical parameters of the panel, it causes a display defect of the liquid crystal display panel or a deterioration of display quality. Therefore, at the time of industrial production work, it is required to measure the impurity ion density in the liquid crystal display panel of a product simultaneously with the problem in an inspection process.

종래의 수법으로서는 패널을 파괴하여 추출한 액정 내의 이온종이나 농도를 전기 화학적 분석 수법으로서 주지의 방법이나, 패널을 파괴하여 추출한 액정을 평가용 셀에 재주입하고, 그 전기적인 응답을 측정하여 이온 농도를 결정하는 방법 등이 있다. 그러나, 어느 수법도 패널 파괴를 요하기 때문에, 문제 발생으로부터 상당한 시간이 경과한 시점에서 측정 할 수 밖에 없어 시료 작성 조작의 과정에서 액정의 재오염을 초래하기 쉽고 측정의 고정밀도화가 곤란하다.As a conventional method, ion species and concentrations in a liquid crystal extracted by breaking a panel are known as an electrochemical analysis method, or a liquid crystal extracted by breaking a panel is re-injected into an evaluation cell, and the electrical response is measured to determine the ion concentration. How to determine the. However, since either method requires panel breakdown, it is inevitable to measure at a point in time when a considerable time has elapsed since the occurrence of a problem, which leads to recontamination of liquid crystals in the course of a sample preparation operation, and it is difficult to increase the accuracy of the measurement.

또한, 액정 표시 패널의 표시 불량은 이온의 액정 표시 패널에서의 면내 분포의 불균일성에 기인하는 경우가 많기 때문에, 이온의 면내 분포의 정보가 요구되고 있지만, 상술한 패널을 파괴하는 수법에서는 액정 표시 패널 면내 분포를 측정하는 것은 불가능하다. 비파괴로 액정 표시 패널 내의 이온에 관한 정보를 얻기위해서는 액정 표시 패널을 형성하는 각 화소의 전기적인 특성을 각각 독립적으로 측정할 수 있으면 된다. 이온에 관한 정보는 인가 전압에 대한 응답 전류 파형으로부터 유도되는 경우가 많기 때문이다. 그러나, 액정 디스플레이의 전기적 구동 방법이 단순 매트릭스형의 액정 표시 패널에서는 구동 조건을 최적화함으로써, 어느 정도 독립한 화소만의 응답 전류가 얻어지며 이온에 관한 정보가 얻어질 것이지만, 크로스토크에 의한 인접 전극의 영향을 완전하게 차단할 수는 없다. 또한, 박막 트랜지스터(TFT) 구동 방식 등으로 구동되는 액티브 매트릭스형의 액정 표시 패널에 대해서는 구성 회로 상 독립적으로 각 화소의 전기적 정보를 얻는 것은 매우 곤란하다.In addition, since poor display of the liquid crystal display panel is often caused by nonuniformity of the in-plane distribution of ions in the liquid crystal display panel, information on the in-plane distribution of ions is required, but the above-described method of destroying the liquid crystal display panel It is impossible to measure the in-plane distribution. In order to obtain information about the ions in the liquid crystal display panel by non-destructive, it is only necessary to independently measure the electrical characteristics of each pixel forming the liquid crystal display panel. This is because the information on the ions is often derived from the response current waveform with respect to the applied voltage. However, the electric driving method of the liquid crystal display is a simple matrix type liquid crystal display panel by optimizing the driving conditions, so that the response current of only a certain independent pixel will be obtained and information on the ions will be obtained. You cannot completely block the effects of In addition, for an active matrix liquid crystal display panel driven by a thin film transistor (TFT) driving method or the like, it is very difficult to obtain electrical information of each pixel independently on a constituent circuit.

종래의 불순물 이온 밀도의 측정 방법은 액정 표시 패널을 파괴하여 행하는 것이었기 때문에, 시간, 공정수가 증가되는 데다가 측정 정밀도에 문제가 있었다. 또한, 종래의 측정 방법에서는 액정 표시 패널 제조 공정 관리 상 중요한 정보인 면내의 이온 분포를 알 수 없었다.Since the conventional method for measuring impurity ion density was to destroy a liquid crystal display panel, the time and the number of steps were increased, and there was a problem in measurement accuracy. Moreover, in the conventional measuring method, the in-plane ion distribution which is important information in management of a liquid crystal display panel manufacturing process was unknown.

본원 발명의 과제는 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하는 것이며, 그 목적은 첫째로 비파괴로 액정 패널의 이온 밀도를 측정할 수 있도록 하는 것이고, 둘째는 이온 밀도의 면내 분포를 파악할 수 있도록 하는 것이다.An object of the present invention is to solve the above-described problems of the prior art, the object of which is to first determine the ion density of the liquid crystal panel by non-destructive, and secondly to determine the in-plane distribution of the ion density.

상기한 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따르면 액정 패널에 교번 전압을 인가하고, 그 투과광 강도의 플리커 파형으로부터 액정 내의 이온 밀도를 검출하는 것을 특징으로 하는 액정 패널의 이온 밀도 측정 방법이 제공된다.In order to achieve the above object, according to the present invention, there is provided a method for measuring the ion density of a liquid crystal panel, wherein an alternating voltage is applied to the liquid crystal panel and the ion density in the liquid crystal is detected from the flicker waveform of the transmitted light intensity.

그리고, 바람직하게는 이온 밀도는 투과광 강도의 플리커 파형의 진폭 혹은 플리커 파형의 면적에서 구해진다. 또한, 바람직하게는 액정 패널의 부분 영역으로부터의 투과광의 강도가 개별적으로 측정되고, 부분 영역마다의 이온 밀도가 구해진다.Preferably, the ion density is obtained from the amplitude of the flicker waveform of the transmitted light intensity or the area of the flicker waveform. In addition, preferably, the intensity of the transmitted light from the partial region of the liquid crystal panel is individually measured, and the ion density for each partial region is obtained.

또한, 상기한 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따르면 액정 패널을 구동하는 임의 파형 발생 장치와, 액정 패널에 광을 조사하는 광원과, 상기 액정 패널을 투과하는 광의 강도를 관측하는 영역 이미지 센서와, 상기 임의 파형 발생 장치 및 상기 영역 이미지 센서의 동작을 총괄하는, 기억 장치를 갖는 정보 처리 장치를 구비한 액정 패널의 이온 밀도 측정 장치로서, 상기 영역 이미지 센서의 화소마다의 검출 데이터를 개개로 처리할 수가 있어 상기 화소마다 플리커를 검출할 수 있는 것을 특징으로 하는 액정 패널의 이온 밀도 측정 장치가 제공된다.Further, in order to achieve the above object, according to the present invention, an arbitrary waveform generator for driving a liquid crystal panel, a light source for irradiating light to the liquid crystal panel, an area image sensor for observing the intensity of the light passing through the liquid crystal panel; And an ion density measuring device of a liquid crystal panel having an information processing device having a storage device which oversees the operation of the arbitrary waveform generator and the area image sensor, wherein the detection data for each pixel of the area image sensor is individually processed. An ion density measuring apparatus for a liquid crystal panel is provided, wherein flicker can be detected for each pixel.

그리고, 바람직하게는 상기 영역 이미지 센서의 출력 파형을 감시할 수 있는 오실로스코프가 더 구비되고 있으며, 상기 정보 처리 장치는 상기 오실로스코프를 통하여 상기 영역 이미지 센서의 출력 데이터를 수집한다.The oscilloscope may further include an oscilloscope for monitoring the output waveform of the area image sensor, and the information processing apparatus collects output data of the area image sensor through the oscilloscope.

본 발명에서는 액정 표시 패널 중 불순물 이온에 관한 정보를 얻기 위해서 액정 중 이온이 야기하는 투과광 강도의 플리커(깜박임)에 주목한다. 통상, 네마틱 액정 표시 패널의 각 화소에는 플러스 마이너스 대칭인 교번 전압이 인가되며, 이온이 존재하지 않은 경우에는 교번 전압 인가에서의 각 인가 필드에서 같은 전압이 액정에 걸린다. 이 경우, 액정 분자는 인가 전압의 크기에 따라서 일정한 기울기각을 가진채 변화하지 않고 투과광 강도의 플리커는 나타나지 않는다.In the present invention, attention is paid to flicker (blinking) of transmitted light intensity caused by ions in the liquid crystal in order to obtain information about impurity ions in the liquid crystal display panel. In general, an alternating voltage having positive and negative symmetry is applied to each pixel of the nematic liquid crystal display panel, and when no ions are present, the same voltage is applied to the liquid crystal in each of the applied fields in the alternating voltage application. In this case, the liquid crystal molecules do not change with a constant inclination angle according to the magnitude of the applied voltage, and flicker of transmitted light intensity does not appear.

그래서, 현재 시점에서 상세하게는 밝히지 않았지만, 어떠한 이유로 액정 셀 내에 내부 전압이 생기고 있는 경우가 있으며, 이 경우에는 이 내부 전압이 인가 전압에 중첩되기 때문에, 각 인가 필드마다 다른 크기의 전압이 액정에 걸린다. 예로서, 유전 이방성이 플러스인 네마틱 액정을 이용한 TN 모드가 노말리 화이트 모드인 경우, 내부 전압과 동일 부호인 전압이 인가되었을 때는 액정에 걸리는 전압이 커지며 액정은 이상의 기울기각보다도 크게 기울어 투과광 강도가 낮아진다. 한편, 내부 전압과 역 부호인 전압이 인가되었을 때는 액정에 걸리는 전압이 낮아지며, 액정의 기울기 각도도 이상의 기울기각보다도 작아지며 투과광 강도가 상승한다. 이것이 액정 표시 패널에서의 플리커의 일례이다. 이 플리커의 주기(이온에 의존하지 않은 플리커의 주기)는 인가 전압 주기와 동일하게되어 있다.Therefore, although not disclosed in detail at this time, an internal voltage may be generated in the liquid crystal cell for some reason. In this case, since the internal voltage overlaps the applied voltage, a voltage having a different magnitude is applied to the liquid crystal for each applied field. Takes For example, when the TN mode using the nematic liquid crystal with dielectric anisotropy is normally white mode, the voltage applied to the liquid crystal increases when a voltage having the same sign as the internal voltage is applied. Becomes lower. On the other hand, when a voltage having an inverse sign and an internal voltage is applied, the voltage applied to the liquid crystal is lowered, and the inclination angle of the liquid crystal is also smaller than the inclination angle above, and the transmitted light intensity is increased. This is an example of flicker in a liquid crystal display panel. The period of the flicker (the period of the flicker not dependent on the ions) is the same as that of the applied voltage.

한편, 액정 내에 인가 전압 주기에 응답하여 이동할 수 있는 가동 이온이 존재하는 경우, 인가 필드마다 이온의 드리프트에 의한 전계 저하가 생기고 액정에 걸리는 전압이 시간과 함께 감쇠한다. 예를 들면, 플러스 전압이 인가되는 필드에서는 전압이 인가된 순간에 가장 높은 전압이 액정에 걸리며 액정은 이것에 응답하여 이동하여 상승한다. 동시에 액정 내의 이온은 각각의 극성과는 역극성의 전극 방향으로 드리프트를 시작하기 때문에, 액정에 걸리는 전압이 시간과 함께 감쇠한다. 이 전압의 저하 때문에 액정은 어느 시간에서부터 기울기 시작한다. 이 액정의 움직임에 따라 광의 투과율도 어느 시간까지는 저하하지만 그 후는 상승한다(노말리 화이트인 경우). 계속해서 마이너스 전압이 인가되는 필드 내에서도 마찬가지의 현상이 일어난다. 따라서, 액정 내에 인가 주파수에 응답하여 이동할 수 있는 가동 이온이 존재하는 경우의 플리커는 인가 주파수의 2배의 주파수를 갖게 된다.On the other hand, when there are movable ions that can move in response to an applied voltage period in the liquid crystal, electric field decreases due to drift of ions occurs in each applied field, and the voltage applied to the liquid crystal is attenuated with time. For example, in a field in which a positive voltage is applied, the highest voltage is applied to the liquid crystal at the moment when the voltage is applied, and the liquid crystal moves and rises in response to this. At the same time, since the ions in the liquid crystal start drift in the direction of the electrode opposite to the polarity, the voltage applied to the liquid crystal decays with time. Because of this drop in voltage, the liquid crystal begins to tilt at some time. As the liquid crystal moves, the light transmittance also decreases until a certain time, but rises thereafter (in the case of normally white). The same phenomenon occurs in a field where a negative voltage is subsequently applied. Therefore, the flicker when the movable ions which can move in response to the applied frequency in the liquid crystal have a frequency twice the applied frequency.

상기한 바와 같이, 플리커에는 인가 전압의 주파수 의존성이 있으며, 이온이 응답하여 이동할 수 없을 정도의 높은 인가 주파수에서는 플리커가 소실되고, 충분히 응답하여 이동할 수 있는 낮은 주파수 영역에서는 포화한다. 따라서, 액정 표시 패널에 대하여 이온이 응답하여 이동할 수 있는 만큼 충분히 낮은 주파수 영역에서 전압 인가를 행하고, 그 때에 발생하는 플리커를 관측하면, 액정 내의 이온의 존재를 액정 표시 패널을 파괴하지 않고 확인할 수 있다. 그리고, 이 플리커의 크기(플리커의 진폭 등)는 액정 표시 패널 내의 이온 밀도에 의존하는 것이므로, 플리커의 크기를 관측함으로써 비파괴로 이온 밀도를 알 수 있다. 더구나, 플리커의 크기는 광이 투과하는 패널 각부의 국소적인 이온 밀도에 의존하고 있다. 바꾸어 말하면, 패널면 내의 각 부분의 국소적인 플리커의 크기는 패널의 그 부분에서의 이온 밀도에 의존한다. 그래서, 본 발명에서는 CCD 카메라 등의 영역형의 이미지 센서를 이용함으로써, 패널면 내의 각 부마다의 플리커 정보를 수집하여 이에 기초하여 면 내 각 부에서의 이온 밀도를 구하고 있다. 따라서, 본 발명에 따르면 액정 패널면 내에서의 이온 밀도 분포를 인식할 수 있다.As described above, the flicker has a frequency dependence of the applied voltage, and flicker disappears at a high applied frequency at which the ions cannot move in response, and saturates in a low frequency region that can sufficiently move in response. Therefore, if voltage is applied in a frequency range low enough so that ions can move in response to the liquid crystal display panel, and the flicker generated at that time is observed, the presence of ions in the liquid crystal can be confirmed without destroying the liquid crystal display panel. . Since the size of the flicker (the amplitude of the flicker, etc.) depends on the ion density in the liquid crystal display panel, the ion density can be known nondestructively by observing the size of the flicker. Moreover, the size of the flicker depends on the local ion density of each part of the panel through which light is transmitted. In other words, the local flicker size of each part within the panel surface depends on the ion density in that part of the panel. Therefore, in the present invention, by using an image sensor of an area type such as a CCD camera, flicker information for each part in the panel surface is collected, and the ion density in each in-plane portion is calculated based on this. Therefore, according to the present invention, the ion density distribution in the liquid crystal panel plane can be recognized.

도 1은 본 발명의 실시 형태 및 실시예를 설명하기 위한 플로우차트.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The flowchart for demonstrating embodiment and Example of this invention.

도 2는 본 발명의 실시 형태 및 실시예를 설명하기 위한 플로우차트.2 is a flowchart for explaining embodiments and examples of the present invention.

도 3은 본 발명의 실시 형태 및 실시예를 설명하기 위한 플로우차트.3 is a flowchart for explaining embodiments and examples of the present invention.

도 4는 본 발명의 실시 형태 및 실시예를 설명하기 위한 측정 장치의 개략 구성도.4 is a schematic configuration diagram of a measuring device for explaining embodiments and examples of the present invention.

도 5는 본 발명의 실시 형태 및 실시예를 설명하기 위한 회로도와 전압 파형도.5 is a circuit diagram and a voltage waveform diagram for explaining embodiments and examples of the present invention.

도 6은 본 발명의 실시 형태를 설명하기 위한 파형도.6 is a waveform diagram for explaining an embodiment of the present invention.

도 7은 본 발명의 실시 형태를 설명하기 위한 파형도.7 is a waveform diagram for explaining an embodiment of the present invention.

도 8은 본 발명의 제1 실시예를 설명하기 위한 패턴도와 단면도.8 is a pattern diagram and a cross-sectional view for explaining the first embodiment of the present invention.

도 9는 본 발명의 제1 실시예를 설명하기 위한 편광판 배치도.9 is a layout view of a polarizer for explaining a first embodiment of the present invention.

도 10은 본 발명의 제1 실시예를 설명하기 위한 특성도.10 is a characteristic diagram for explaining the first embodiment of the present invention.

도 11은 본 발명의 제1 실시예를 설명하기 위한 특성도.11 is a characteristic diagram for explaining the first embodiment of the present invention.

도 12는 본 발명의 제1 실시예를 설명하기 위한 파형도.12 is a waveform diagram for explaining a first embodiment of the present invention.

도 13은 본 발명의 제1 실시예를 설명하기 위한 파형도.Fig. 13 is a waveform diagram for explaining the first embodiment of the present invention.

도 14는 본 발명의 제2 실시예를 설명하기 위한 특성도.14 is a characteristic diagram for explaining the second embodiment of the present invention.

도 15는 본 발명의 제2 실시예를 설명하기 위한 특성도.Fig. 15 is a characteristic diagram for explaining a second embodiment of the present invention.

도 16은 본 발명의 제2 실시예를 설명하기 위한 파형도.Fig. 16 is a waveform diagram for explaining a second embodiment of the present invention.

도 17은 본 발명의 제3 실시예를 설명하기 위한 측정 장치의 구성도.17 is a configuration diagram of a measuring device for explaining a third embodiment of the present invention.

도 18은 본 발명의 제3 실시예를 설명하기 위한 특성도.Fig. 18 is a characteristic view for explaining a third embodiment of the present invention.

도 19는 본 발명의 제3 실시예를 설명하기 위한 파형도.Fig. 19 is a waveform diagram for explaining a third embodiment of the present invention.

도 20은 본 발명의 제3 실시예를 설명하기 위한 이온 밀도 분포도.20 is an ion density distribution diagram for illustrating a third embodiment of the present invention.

도 21은 본 발명의 제4 실시예를 설명하기 위한 표시 패턴도.Fig. 21 is a display pattern diagram for explaining a fourth embodiment of the present invention.

도 22는 본 발명의 제4 실시예를 설명하기 위한 표시 패턴도.Fig. 22 is a display pattern diagram for explaining a fourth embodiment of the present invention.

도 23은 본 발명의 제4 실시예를 설명하기 위한 이온 밀도 분포도.Fig. 23 is an ion density distribution diagram for explaining the fourth embodiment of the present invention.

도 24는 본 발명의 제4 실시예를 설명하기 위한 이온 밀도 분포도.24 is an ion density distribution diagram for illustrating the fourth embodiment of the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

41 : 광원41: light source

42, 43 : 편광판42, 43: polarizer

44 : 액정 셀44: liquid crystal cell

45 : 광 검출기45: light detector

46 : 임의 파형 발생기46: arbitrary waveform generator

47 : 오실로스코프47: oscilloscope

48 : 정보 처리 장치48: information processing device

49 : 기억 장치49: storage device

71 : 투과율 변화의 포화 상태 영역71: saturated region of the transmittance change

72 : 최소 투과율72: minimum transmittance

73 : 플리커 진폭73: flicker amplitude

74 : 플리커 면적74: flicker area

81 : 유리 기판81: glass substrate

82 : 화소 전극82: pixel electrode

83 : 인출 전극83: lead-out electrode

84 : 폴리이미드 배향막84: polyimide alignment film

85 : 에폭시계 접착제85: epoxy adhesive

86 : 네마틱 액정86: nematic liquid crystal

91, 92 : 편광판의 편광 방향91, 92: polarization direction of the polarizing plate

93 : 러빙 방향93: rubbing direction

161 : 플리커 면적161: flicker area

170 : 액정 표시 패널170: liquid crystal display panel

171 : 액정 셀171: liquid crystal cell

172, 173 : 편광판172, 173: polarizer

174, 175 : 렌즈174, 175 lens

176 : CCD 검출기176: CCD Detector

177 : 광원177: light source

다음에, 본 발명의 실시 형태에 대하여 도면을 참조하여 설명한다. 도 1 ∼ 도 3은 본 발명의 실시 형태를 나타내는 플로우차트이며, 도 4는 본 발명에 따른 이온 밀도 측정 방법이 행해지는 측정 장치의 개략을 나타내는 블록도이다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Next, embodiment of this invention is described with reference to drawings. 1-3 is a flowchart which shows embodiment of this invention, and FIG. 4 is a block diagram which shows the outline of the measuring apparatus in which the ion density measuring method which concerns on this invention is performed.

도 4에서 광원(41)으로부터 출사된 광은 편광판(42)을 통하여 액정 셀(44)을통과한 후 다시 편광판(43)을 통하여 광 검출기(45)에서 검출되며, 오실로스코프(47)에 일시적으로 데이터 수집된 후, 퍼스널 컴퓨터 등의 정보 처리 장치(48)로 전송되며 정보 처리 장치(48)에 부설된 기억 장치(49)에 기억된다. 액정 셀(44)로의 전압 인가는 임의 파형 발생기(46)에 의해 행하고, 시간에 대한 전압치의 데이터가 투과광 강도와 동시에 오실로스코프(47)에 축적되고 나서 정보 처리 장치(48)에 전송된다. 이들 임의 파형 발생기(46), 광 검출기(45) 및 오실로스코프(47)의 동작은 정보 처리 장치(48)에 의해 총괄된다. 또한, 정보 처리 장치(48)가 행하는 처리 프로그램은 기억 장치(49) 내에 저장되어 있다.In FIG. 4, the light emitted from the light source 41 passes through the liquid crystal cell 44 through the polarizing plate 42, and is then detected by the photo detector 45 through the polarizing plate 43, and temporarily to the oscilloscope 47. After data is collected, it is transmitted to an information processing device 48 such as a personal computer and stored in the storage device 49 attached to the information processing device 48. The voltage application to the liquid crystal cell 44 is performed by the arbitrary waveform generator 46, and data of the voltage value with respect to time is accumulated in the oscilloscope 47 at the same time as the transmitted light intensity and then transmitted to the information processing device 48. The operation of these arbitrary waveform generators 46, the photo detector 45, and the oscilloscope 47 are overseen by the information processing device 48. The processing program executed by the information processing device 48 is stored in the storage device 49.

광원(41)으로서는 액정 셀(44) 전면을 조사하는 경우에는 할로겐 램프, 메탈 할로겐 램프, 냉음극관을 사용할 수 있으며, 또한 액정 셀(44)을 국소적으로 조사하는 경우에는 가시광 레이저를 이용할 수 있다. 광 검출기(45)로서는 액정 패널의 전면의 평균적 광 강도를 측정하는 경우에는 광 강도를 측정할 수 있는 일반적인 광 검출기를 사용할 수 있지만, 액정 셀(44) 상의 부분적인 투과광 강도를 측정하는 경우에는 CCD(charge coupled device) 고체 촬상 장치 등의 영역 이미지 센서가 이용된다. 후자인 경우, 영역 이미지 센서의 화소마다 혹은 그룹으로 나누어진 화소마다의 검출 광의 데이터가 정보 처리 장치(48)에 수집되어 처리된다.As the light source 41, a halogen lamp, a metal halogen lamp, or a cold cathode tube can be used to irradiate the entire liquid crystal cell 44, and a visible light laser can be used to locally irradiate the liquid crystal cell 44. . As the photodetector 45, a general photodetector capable of measuring the light intensity can be used in the case of measuring the average light intensity of the entire surface of the liquid crystal panel. In the case of measuring the partial transmitted light intensity on the liquid crystal cell 44, a CCD is used. (charge coupled device) An area image sensor such as a solid state imaging device is used. In the latter case, the data of the detection light for each pixel of the area image sensor or for each pixel divided into groups is collected and processed by the information processing device 48.

그리고, 필요에 따라서 액정 셀(44)의 광원(41)측 또는 광 검출기(45)측 중 어느 한쪽 또는 양쪽에 집광하기 위한 혹은 평행광선을 얻기 위한 렌즈계를 배치할 수 있다.If necessary, a lens system for condensing the light on the light source 41 side or the photodetector 45 side of the liquid crystal cell 44 or for obtaining parallel rays can be disposed.

통상의 액정 표시 패널에서는 편광판은 액정 셀의 양면에 일체적으로 고착된다. 따라서, 이미 편광판이 고착되어 있는 액정 패널에 대하여 측정을 행하는 경우에는 측정 장치 내에 편광판(42, 43)을 배치할 필요는 없다.In a conventional liquid crystal display panel, the polarizing plate is integrally fixed to both surfaces of the liquid crystal cell. Therefore, when measuring with respect to the liquid crystal panel to which the polarizing plate is already fixed, it is not necessary to arrange | position the polarizing plates 42 and 43 in a measuring apparatus.

본 발명에 따른 이온 밀도의 측정은 도 1에 도시되는 스테이지 I, 도 2에 도시되는 스테이지 II, 도 3에 도시되는 스테이지 III에 따라서 순차 행해진다. 이 중, 스테이지 I 및 스테이지 II는 본 발명의 측정 방법의 핵심 부분을 이루는 스테이지 III을 실시하기 위한 준비 단계에서의 수속을 나타내는 플로우차트이다. 따라서, 스테이지 I 또는 스테이지 I 및 II에 의해서 얻어지는 데이터가 이미 입수되어 있는 경우에는 스테이지 I 또는 스테이지 I 및 II의 처리를 생략할 수 있다.Measurement of the ion density according to the present invention is sequentially performed in accordance with stage I shown in FIG. 1, stage II shown in FIG. 2, and stage III shown in FIG. Among these, stage I and stage II are flowcharts showing the procedure in the preparation step for carrying out stage III, which forms an essential part of the measuring method of the present invention. Therefore, when data obtained by stage I or stages I and II has already been obtained, the processing of stage I or stages I and II can be omitted.

종래에서부터 주류의 네마틱 액정 표시 패널의 투과광 강도는 인가 전압과 투과율의 상관을 나타내는 그래프 상의 투과광 강도 특성 곡선의 가장 급격한 영역, 즉 중간조 전압 부근에서 이온의 드리프트의 영향을 받기 쉽다. 따라서, 이온 정보의 검출 시에 액정 표시 패널에 인가되는 전압은 전압-투과율 그래프 상의 투과광 강도 특성 곡선이 급격한 부분으로 결정하는 것이 측정 효율 상 바람직하다. 그래서, 스테이지 I에서는 전압-투과율 곡선의 급격한 영역이 구해지며 플리커 측정용 인가 전압치라고 결정된다.Conventionally, the transmitted light intensity of the mainstream nematic liquid crystal display panel is susceptible to the drift of ions in the steepest region of the transmitted light intensity characteristic curve on the graph showing the correlation between the applied voltage and the transmittance, that is, near the halftone voltage. Therefore, it is preferable in terms of measurement efficiency that the voltage applied to the liquid crystal display panel at the time of detecting the ion information is determined to be a portion where the transmitted light intensity characteristic curve on the voltage-transmission graph is abrupt. Thus, in stage I, a steep region of the voltage-transmittance curve is obtained and determined to be the applied voltage value for flicker measurement.

우선, 스텝 S101에서 측정 개시 전압이 지정되며, 스텝 S102에서 지정된 전압에서의 교번 전압이 임의 파형 발생기(46)에서 액정 셀(44)에 인가되며, 그때의 투과율이 광 검출기(45)에 의해 검출되며, 그 데이터는 인가 전압과 함께 오실로스코프(47)에 도입된 후, 정보 처리 장치(48)로 전송된다. 계속해서, 스텝 S103에서 인가 전압이 예정된 측정 종료 전압에 도달했는지의 여부가 체크되며, 도달되지 않았으면, 스텝 S104에서 인가 전압을 1 단위 상승시켜서 스텝 S102로 되돌아간다. 측정 종료 전압에 도달했으면, 스텝 S105로 이행하고, 구해진 V-T(전압-투과율) 특성 곡선에서 그 변화가 가장 급격한 전압을 측정에 사용하는 인가 전압으로 결정하여 처리를 종료한다(구해진 V-T 특성 곡선의 일례를 도 10에 도시한다).First, a measurement start voltage is specified in step S101, an alternating voltage at the voltage specified in step S102 is applied to the liquid crystal cell 44 by the arbitrary waveform generator 46, and the transmittance at that time is detected by the photodetector 45. The data is introduced into the oscilloscope 47 together with the applied voltage and then transmitted to the information processing device 48. Subsequently, it is checked whether or not the applied voltage has reached the predetermined measurement end voltage in step S103. If not, the applied voltage is increased by one unit in step S104 to return to step S102. When the measurement end voltage has been reached, the process proceeds to step S105, and the processing is terminated by determining the voltage whose change is most rapid in the obtained VT (voltage-transmittance) characteristic curve as the applied voltage used for the measurement (an example of the obtained VT characteristic curve). Is shown in FIG. 10).

또, 여기서 이용하는 액정 셀은 이온이 전혀 포함되지 않은 것이나 극히 미량의 이온밖에 포함하고 있지 않은 것이 참조용 액정 셀로서 사용된다. 또한, 스테이지 I에서 이용되는 액정 셀은 제품용 셀 중에서부터 선택된 것이어도 좋지만, 이온이 도핑되지 않도록 제작된 인가 전압 결정용의 액정 셀이어도 좋다.In addition, the liquid crystal cell used here does not contain any ion, and contains only a very small amount of ions as a reference liquid crystal cell. In addition, although the liquid crystal cell used in stage I may be selected from the product cells, the liquid crystal cell for determining the applied voltage manufactured so that an ion may not be doped may be sufficient.

스테이지 I에서 결정된 전압치는 스테이지 II 및 스테이지 III에서 사용되게 되지만, 스테이지 II, III에서는 반드시 스테이지 I에서 결정된 전압치를 엄격하게 실시할 필요는 없다. 중간조 표시 근변의 전압치이면 충분한 경우가 많다. 다만, 스테이지 II와 스테이지 III에서는 동일한 인가 전압을 사용할 필요가 있다.The voltage values determined in stage I will be used in stages II and III, but it is not necessary to strictly enforce the voltage values determined in stage I in stages II and III. The voltage value near the halftone display is often sufficient. However, it is necessary to use the same applied voltage in stages II and III.

스테이지 II에서는 서로 다른 이온 농도를 가지는 복수매의 검량선 작성용 액정 셀을 이용하여 검량선이 작성된다. 스테이지 II에서 이용되는 액정 셀은 제품용 셀 중에서부터 선택된 것이라도 좋지만, 미리 이온을 함유하게 하여 제작한 검량선 작성용 액정 셀이어도 좋다.In stage II, a calibration curve is created using a plurality of liquid crystal cells for calibration curve creation having different ion concentrations. Although the liquid crystal cell used in stage II may be selected from the cell for products, the liquid crystal cell for calibration curve preparation prepared by containing an ion previously may be sufficient.

우선, 스텝 S201에서 함유 불순물 이온 농도가 다른 복수매의 이온 오염 액정 셀이 준비된다. 스텝 S202에서는 준비된 액정 셀 중 1매가 선택되며, 스텝 S203에서는 예를 들면 1㎐의 스테이지 I에서 구해진 전압치의 구형파가 인가되고, 전압 인가 시의 투과광 강도가, 따라서 플리커가 관측된다. 여기서, 인가 전압의주파수로서 선정된 1㎐는 이온 이동이 충분하게 포화할 것을 예정하여 결정된 것이다. 따라서, 이 목적에 적합한 주파수이면 적절하게 변경할 수 있는 것이다. 계속해서, 스텝 S204에서는 플리커가 나타나지 않게 되는 영역, 즉 투과광 일정 영역이 나타나는지의 여부가 체크되며, 투과광 강도 일정 영역이 존재하지 않은 경우에는 스텝 S205로 이행하여, 주파수를 내리고 전압 인가를 행하여 플리커 측정을 행하고, 스텝 S204로 되돌아간다. 스텝 S204에서, 투과광 일정 영역의 존재가 확인된 경우에는 스텝 S206으로 이행하여, 플리커 진폭 또는 플리커 면적이 구해진다. 여기서, 플리커 진폭이란 투과광 일정 영역에서부터 본 진동(의 절대치)의 최대치이며, 플리커 면적이란 투과광 일정을 나타내는 수평선과 플리커 파형에 따라서 둘러싸인 면적인 것이다.First, in step S201, a plurality of ion contaminating liquid crystal cells having different impurity ion concentrations are prepared. In step S202, one of the prepared liquid crystal cells is selected, and in step S203, for example, a square wave of a voltage value obtained in stage I of 1 Hz is applied, and the transmitted light intensity at the time of voltage application is thus observed, and flicker is observed. Here, 1 kHz, which is selected as the frequency of the applied voltage, is determined by saturating the ion transport sufficiently. Therefore, any frequency suitable for this purpose can be appropriately changed. Subsequently, in step S204, it is checked whether the area where flicker does not appear, that is, whether the constant area of transmitted light appears. If there is no constant area of transmitted light intensity, the flow advances to step S205 to decrease the frequency and apply voltage to perform flicker measurement. Is performed, and the flow returns to step S204. In step S204, when the existence of the transmitted light constant region is confirmed, the flow advances to step S206 to obtain flicker amplitude or flicker area. Here, the flicker amplitude is the maximum value of the vibration (absolute value) seen from the constant area of transmitted light, and the flicker area is the area surrounded by the horizontal line and the flicker waveform indicating the constant level of transmitted light.

다음에, 스텝 S207에서 저주파(예를 들면 0.01㎐)의 삼각파 전압이 인가되며 그 때 액정 셀을 흐르는 전류가 측정된다. 이 때 셀을 흐르는 전류는 이 셀에 함유되어 있는 이온의 밀도에 의존하고 있기 때문에, 이 전류 측정에 의해서 액정 셀의 이온 밀도를 알 수 있다. 따라서, 스텝 S208에서 얻어진 응답 전류 파형에 나타나는 이온 전류 피크에서 이온 밀도가 산출된다. 계속해서, 스텝 S209에서 준비된 액정 셀의 전부에 대하여 측정이 행해졌는지의 여부가 체크되며, 측정이 완료되지 않았으면 스텝 S202로 복귀되어 다음의 액정 셀이 선택된다. 준비된 전 액정 셀에 대한 측정이 완료된 경우에는 스텝 S210에서 검량선이 작성된다. 즉, 플리커 진폭 또는 플리커 면적과 이온 밀도의 조합이 상관도 상에 작성되며 검량선이 구해진다(구해진 검량선의 일례는 도 11에 도시되어 있다).Next, in step S207, a triangular wave voltage of low frequency (for example, 0.01 mA) is applied, at which time the current flowing through the liquid crystal cell is measured. At this time, since the current flowing through the cell depends on the density of ions contained in the cell, the ion density of the liquid crystal cell can be known by this current measurement. Therefore, the ion density is calculated from the ion current peak appearing in the response current waveform obtained in step S208. Subsequently, it is checked whether or not the measurement has been performed for all of the liquid crystal cells prepared in step S209. If the measurement is not completed, the process returns to step S202 to select the next liquid crystal cell. When the measurement with respect to the prepared all liquid crystal cell is completed, a calibration curve is created in step S210. That is, the flicker amplitude or the combination of the flicker area and the ion density is created on the correlation chart, and a calibration curve is obtained (an example of the obtained calibration curve is shown in FIG. 11).

스테이지 I 및 스테이지 II에서 스테이지 I용 또는 스테이지 II용으로서 특별한 액정 셀을 준비하는 경우에는 단일 화소를 갖는 셀이 제작된다. 액티브 매트릭스 액정 표시 패널에 대한 측정을 행하기 위한 인가 전압과 검량선을 단일 화소의 셀을 이용하여 하는 경우에는 단일 화소의 액정 셀을 의사 액티브 매트릭스 동작시킴으로써, 인가 전압과 검량선을 구한다. 의사 액티브 매트릭스 동작은 도 5a에 도시하는 회로에 의해 행해진다. 도 5a에서 참조 번호 51은 파형 발생기, 참조 번호 52는 임피던스 변환기, 참조 번호 53은 액정 셀이다. 여기서, 임피던스 변환기(52)는 고임피던스 상태와 저임피던스 상태가 교대로 반복하는 동작을 행하여 박막 트랜지스터(TFT)의 동작을 의사한다. 임피던스 변환기(52)의 입출력측 신호 패턴을 도 5b와 도 5c에 도시한다.When a special liquid crystal cell is prepared for stage I or stage II in stage I and stage II, a cell having a single pixel is produced. In the case where the applied voltage and the calibration curve for measuring the active matrix liquid crystal display panel are used by the cells of a single pixel, the applied voltage and the calibration curve are obtained by operating the pseudo active matrix of the liquid crystal cell of the single pixel. The pseudo active matrix operation is performed by the circuit shown in FIG. 5A. In Fig. 5A, reference numeral 51 denotes a waveform generator, reference numeral 52 denotes an impedance converter, and reference numeral 53 denotes a liquid crystal cell. Here, the impedance converter 52 performs an operation in which the high impedance state and the low impedance state are alternately repeated to prepare the operation of the thin film transistor TFT. The input / output side signal pattern of the impedance converter 52 is shown in Figs. 5B and 5C.

또한, 스테이지 I, II에서 실제의 제품의 액정 패널이 이용되는 경우에는 액정 패널은 전면이 동일 표시 상태로 구동된다. 이 경우에, 액티브 매트릭스형 패널에 대해서는 스텝 S102 등에서 액티브 매트릭스 구동이 이루어진 것으로 한다.In addition, when a liquid crystal panel of an actual product is used in stages I and II, the front surface of the liquid crystal panel is driven in the same display state. In this case, it is assumed that the active matrix drive is performed in step S102 or the like for the active matrix panel.

스테이지 III은 본 발명의 측정 방법의 핵심이 되는 과정이며, 도 3에 도시되는 플로우차트에 따라서 행해진다. 우선, 스텝 S301에서 액정 셀(44) 내에 가동성의 이온이 존재하는지 여부가 판정된다. 이 때의 인가 전압은 스테이지 I에서 결정된 것이며, 또한 인가 주파수는 예를 들면 10㎐가 이용되지만, 이 주파수는 셀의 갭이나 목적으로 하는 이온의 이동도에 따라서 적절하게 변경되는 것이며, 액정 내에서의 이온이 인가 전압에 응답하여 이동할 수 있는 주파수이면 포화하는 주파수나 포화하지 않는 주파수여도 좋다. 미량인 이온의 영향을 검출하는 경우, 이온의 드리프트에 의한 영향을 최대한으로 끌어내기 위하여 이온의 드리프트 거리가 길어지는 포화하는 주파수인 것이 바람직하다. 그러나, 이온의 영향은 이온이 움직임으로써 생기므로, 포화하지 않는 주파수라도 이온의 검출은 할 수 있으며 이 경우 측정 시간이 단축된다. 불순물 이온에 기초하는 플리커가 발생한 경우에는 도 6에 도시된 바와 같이, 하부의 인가 입력 전압에 대하여 도면의 상부에 도시된 바와 같이 인가 전압의 2배의 주파수의 플리커가 관측된다. 스텝 S302에서 플리커가 발생되었는지의 여부가 판단되며, 플리커가 관측되지 않으면 이 시점에서 액정 셀(44)의 측정은 종료된다.Stage III is a process which is the core of the measuring method of the present invention, and is performed according to the flowchart shown in FIG. First, in step S301, it is determined whether movable ions exist in the liquid crystal cell 44. At this time, the applied voltage is determined in stage I, and the applied frequency is 10 kHz, for example, but this frequency is appropriately changed according to the gap of the cell or the mobility of the desired ion, and in the liquid crystal The saturation frequency or the saturation frequency may be used as long as the ion can move in response to the applied voltage. In the case of detecting the influence of trace ions, it is preferable that the saturation frequency of the drift distance of the ions is long in order to maximize the influence due to the drift of the ions. However, since the effect of ions is caused by the movement of ions, ions can be detected even at frequencies that are not saturated, and in this case, the measurement time is shortened. When flicker based on impurity ions occurs, as shown in FIG. 6, flicker at twice the frequency of the applied voltage as shown in the upper portion of the figure is observed with respect to the lower applied input voltage. It is determined whether or not flicker has been generated in step S302. If flicker is not observed, the measurement of the liquid crystal cell 44 is terminated at this point.

플리커가 검출된 경우, 스텝 S303에서 이온의 드리프트가 인가 필드 내에서 종료하도록, 즉 인가 필드 내에 플리커 파형이 나타난 후에 투과율이 변화하지 않게 되는 영역을 확인할 수 있도록, 인가 주파수를 예를 들면 1㎐로 낮게 하여 플리커를 관측한다. 또, 이미 불순물 이온에 기인하는 플리커가 발생된 것을 알 수 있고 있는 경우에는 도면 중 파선으로 나타낸 바와 같이, 스텝 S301, 302를 거치지 않고 스텝 S303으로부터 개시하는 것으로 한다.When flicker is detected, the applied frequency is set to 1 Hz, for example, so that the drift of ions ends in the application field in step S303, that is, the area where the transmittance does not change after the flicker waveform appears in the application field. Observe flicker by making it low. In the case where it is known that flicker due to impurity ions has already been generated, as shown by the broken line in the figure, the process starts from step S303 without passing through steps S301 and 302.

계속해서, 스텝 S304에서 투과광 강도가 일정해지는 영역이 존재하는지의 여부가 판단되며, 그 영역을 확인할 수 없는 경우에는 스텝 S305로 이행하여, 인가 전압의 주파수를 저감하고, 투과광 강도가 일정해지는 영역이 나타날 때까지 이 동작을 계속하여, 투과광 강도 일정 영역의 존재가 확인된 경우에는 스텝 S306으로 이행한다. 도 7은 이 경우에 관측되는 투과율의 변화와 인가 전압을 나타내는 그래프이다. 즉, 인가 필드 내에 투과율 변화의 포화 상태 영역(71)이 나타나고 있다. 여기서, 투과율 변화의 포화 상태 영역(71)의 투과율과 최소 투과율(72)의 차를 플리커 진폭(73)으로서 정의하여 측정한다. 혹은 플리커의 포화 상태 영역(71)을 나타내는 수평선과 플리커 파형에 따라서 둘러싸인 면적을 플리커 면적(74)으로 정의하여 이것을 측정한다.Subsequently, it is determined in step S304 whether there is a region where the transmitted light intensity is constant. If the region cannot be confirmed, the flow advances to step S305, where the frequency of the applied voltage is reduced and the area where the transmitted light intensity is constant is determined. This operation is continued until it shows up, and when it exists that presence of the constant area of transmitted light intensity is confirmed, it progresses to step S306. Fig. 7 is a graph showing the change in transmittance and the applied voltage observed in this case. That is, the saturation region 71 of the change in transmittance is shown in the applied field. Here, the difference between the transmittance and the minimum transmittance 72 of the saturated region 71 of the change in transmittance is defined as the flicker amplitude 73 and measured. Alternatively, the area surrounded by the horizontal line representing the saturation region 71 of the flicker and the flicker waveform is defined as the flicker area 74 and measured.

다음에, 스텝 S307에서 미리 구해진 이온 밀도와 플리커 진폭(또는 플리커 면적)과의 관계를 나타내는 검량선으로부터 이온 밀도를 구한다.Next, the ion density is calculated | required from the analytical curve which shows the relationship between the ion density previously calculated | required in step S307, and flicker amplitude (or flicker area).

다음에, 본 발명의 실시예에 대하여 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다.Next, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

[제1 실시예][First Embodiment]

본 실시예에서는 네마틱 액정의 균일(homogeneous) 배향 셀에 구형파를 인가했을 때의 플리커 진폭으로부터 이온 밀도를 구하는 방법에 대하여 설명한다.In this embodiment, a method of obtaining the ion density from the flicker amplitude when a square wave is applied to a homogeneous alignment cell of a nematic liquid crystal will be described.

본 실시예에서 이용한 액정 셀은 도 8a, 도 8b에 도시한 바와 같이 제작하였다.The liquid crystal cell used in the present Example was produced as shown to FIG. 8A and FIG. 8B.

도 8에 도시한 바와 같이, 코닝 7059로 이루어지는 3㎝×4㎝의 유리 기판(81) 상에 산화 인듐 주석(ITO)막을 성막하고, 1㎝×1㎝의 화소 전극(82)을 중앙부에 형성함과 함께 인출 전극(83)을 형성하였다. 전극 형성 후 그 위에, 폴리아민산을 스핀-코팅하여 90℃에서 30분의 가소성을 행한 후, 200℃에서 1시간 본 소성을 행하여 폴리이미드 배향막(84)을 형성하였다. 또한, 1개의 셀 조립을 행하는데 상기 배향막 부착 기판을 2매 필요로 한다. 폴리아민산에는 폴리(4, 4 옥시 디페닐렌 피로멜리트 아민산)를 이용하였다. 또한, 반사 엘립소미터로 측정한 폴리이미드 배향막의 막 두께는 780Å ∼ 820Å였다.As shown in FIG. 8, an indium tin oxide (ITO) film is formed on a 3 cm x 4 cm glass substrate 81 made of Corning 7059, and a pixel electrode 82 of 1 cm x 1 cm is formed in the center. In addition, the lead electrode 83 was formed. After the formation of the electrode, the polyamine acid was spin-coated thereon and subjected to plasticity at 90 ° C. for 30 minutes, followed by main baking at 200 ° C. for 1 hour to form a polyimide alignment film 84. Moreover, two sheets of the said alignment film are required for one cell assembly. Poly (4, 4 oxy diphenylene pyromellitic amine acid) was used for polyamic acid. In addition, the film thickness of the polyimide aligning film measured with the reflective ellipsometer was 780 kPa-820 kPa.

러빙은 레이온의 롤을 이용하여 회전수 800 회전/min, 압입 0.6㎜, 스테이지 속도 20㎜/s의 조건으로 1회 행하였다. 러빙 후, 2매의 유리 기판(81)을 각각 러빙 방향이 반대 방향이 되도록 중첩시켜서, 직경이 6㎛의 스페이서 입자를 섞은 에폭시계 접착제(85)로 고정하였다. 이 셀에 불소계의 네마틱 액정(86)을 등방상 주입하여, 자외선 경화 수지로 구멍을 밀봉시켜서, 역병렬 셀(대향하는 2면의 배향 방향이 180° 다른 셀)로 하였다. 또, 도시되어 있지 않지만 화소 전극을 제외하는 유리 기판 상에는 차광막이 형성되어 있다.Rubbing was performed once using the roll of a rayon on condition of the rotation speed 800 rotation / min, the press injection 0.6mm, and the stage speed 20mm / s. After rubbing, two glass substrates 81 were superposed so that the rubbing direction became the opposite direction, respectively, and it fixed with the epoxy adhesive 85 which mixed the spacer particle of 6 micrometers in diameter. The fluorine-based nematic liquid crystal 86 was isotropically injected into this cell, the hole was sealed with ultraviolet curable resin, and it was set as the anti-parallel cell (cell in which the opposing two-side orientation directions differ 180 degrees). Although not shown, a light shielding film is formed on the glass substrate excluding the pixel electrode.

이와 같이 형성된 액정 셀은 도 4에 도시하는 측정 장치에 배치되지만 이 때의 편광판(42, 43)과 배향막(84)의 러빙 방향의 관계를 도 9에 도시한다. 도면 중, 편광판(42, 43)의 편광 방향을 각각 화살표(91, 92)로 나타내고, 폴리이미드 배향막(84)의 러빙 방향을 화살표(93)로 나타낸다. 도 9에 도시된 바와 같이, 편광판(42, 43)의 편광 방향은 직교하고 있으며 또한 그 편광 방향은 각각 러빙 방향과 45°를 이루고 있다.Although the liquid crystal cell formed in this way is arrange | positioned in the measuring apparatus shown in FIG. 4, the relationship of the rubbing direction of the polarizing plates 42 and 43 and the alignment film 84 at this time is shown in FIG. In the figure, the polarization directions of the polarizing plates 42 and 43 are shown by arrows 91 and 92, respectively, and the rubbing direction of the polyimide alignment film 84 is shown by the arrow 93. As shown in Fig. 9, the polarization directions of the polarizing plates 42 and 43 are orthogonal to each other, and the polarization directions are 45 ° to the rubbing direction, respectively.

상기한 바와 같이 액정 셀을 복수개 작성하여, 삼각파 전압 인가의 응답 전류로부터 이온 밀도를 구하고, 이온 전류를 확인할 수 없는 것을 전압-투과율 그래프 상의 투과광 강도 특성 곡선 측정용 참조용 액정 셀로 하고, 이온 전류가 확인된 것을 측정용 액정 셀로 하였다.As described above, a plurality of liquid crystal cells are prepared, the ion density is obtained from the response current of the triangular wave voltage application, and the ion current cannot be confirmed as a reference liquid crystal cell for measuring the transmitted light intensity characteristic curve on the voltage-transmittance graph. What was confirmed was used as the liquid crystal cell for a measurement.

그 외에, 후술하는 투과율의 진폭으로부터 이온 밀도를 구할 때의 검량선의 작성용으로 강제 오염을 행한 액정 셀을 작성하였다. 작성 조건은 상기와 마찬가지이지만, 기판을 접합시키기 전에 메탄올에 침지하고, 침지 시간을 변화시켜서 배향막 표면의 오염 레벨이 다른 액정 셀을 작성하고 검량선 작성용 액정 셀로 하였다.In addition, the liquid crystal cell which forcibly contaminated for the preparation of the analytical curve at the time of calculating | requiring ion density from the amplitude of the transmittance | permeability mentioned later was created. Although preparation conditions are the same as the above, before joining a board | substrate, it immersed in methanol, the immersion time was changed, the liquid crystal cell from which the contamination level of the alignment film surface differs was created, and it was set as the liquid crystal cell for calibration curve preparation.

처음에, 참조용 액정 셀의 전압-투과율 그래프 상의 투과광 강도 특성 곡선을 측정하였다(도 1 : 스테이지 I). 즉, 상술한 도 4의 측정 장치를 사용하고 10㎐의 구형파를 0V ∼ ±10V까지 0.1V 스텝으로 임의 파형 발생기(46)를 이용하여 인가하고, 각각의 전압치에 대한 투과광 강도를 액정 셀 표면의 일부분 또는 전면에 광을 조사함으로써 측정하였다. 그런 후, 정보 처리 장치(48)는 기억 장치(49) 내에 저장되어 있는 프로그램에 의해 0V 인가 시의 투과광 강도를 100%, ±10V 인가 시의 투과광 강도를 0%로하여 투과광 강도를 투과율로 변환시켰다. 그 결과 얻어진 전압-투과율 그래프 상의 투과광 강도 특성 곡선을 도 10에 도시한 바와 같이 작성하였다. 이 전압-투과율 특성 곡선에서 전압의 변위에 대한 투과율 변화가 최대가 되는 점의 전압을 플리커 측정 전압으로 하였다. 도 10의 경우, 정보 처리 장치(48)에 의해 해석시킨 결과, 2.7V로 결정되었다.Initially, the transmitted light intensity characteristic curve on the voltage-transmission graph of the reference liquid crystal cell was measured (FIG. 1: stage I). That is, using the measuring apparatus of FIG. 4 described above, a square wave of 10 Hz is applied using the arbitrary waveform generator 46 in steps of 0 V to ± 10 V in 0.1 V steps, and the transmitted light intensity for each voltage value is applied to the surface of the liquid crystal cell. It was measured by irradiating light on a part or the front side of the. Thereafter, the information processing device 48 converts the transmitted light intensity to transmittance by setting the transmitted light intensity at the time of applying 0V to 100% and the transmitted light intensity at the time of applying ± 10V to 0% by a program stored in the storage device 49. I was. The transmitted light intensity characteristic curve on the voltage-transmittance graph obtained as a result was created as shown in FIG. In this voltage-transmittance characteristic curve, the voltage at the point where the change in transmittance with respect to the voltage displacement becomes the maximum is used as the flicker measurement voltage. In the case of FIG. 10, it was determined as 2.7V as a result of analysis by the information processing device 48.

다음에, 플리커 진폭으로부터 이온 밀도를 구하기 위한 검량선을 작성하였다. 검량선 작성용 액정 셀에 ±2.7V, 1㎐의 구형파 전압을 인가하여 플리커 진폭을 구하고(스테이지 II : 스텝 S203 ∼ 206), 계속해서 진폭10V, 0.01㎐의 삼각파 전압을 인가했을 때의 응답 전류로부터 이온 밀도를 구했다(스테이지 II : 스텝 S207, 208). 복수의 액정 셀을 측정한 결과 얻어진 검량선을 도 11에 도시한다. 이온 밀도는 포함되고 있는 이온이 1가이고 플러스 마이너스 이온 모두 등량이라고 가정하여 1㎤당 갯수로 나타내었다. 얻어진 검량선의 식은,Next, a calibration curve for calculating the ion density from the flicker amplitude was created. From the response current when applying a square wave voltage of ± 2.7 V and 1 kHz to a liquid crystal cell for calibration curve generation to obtain flicker amplitude (stage II: steps S203 to 206), and subsequently applying a triangular wave voltage of 10 V and 0.01 kHz. Ion density was calculated | required (stage II: step S207, 208). The calibration curve obtained as a result of measuring a plurality of liquid crystal cells is shown in FIG. 11. The ion density is expressed as the number per cm 3 assuming that the ions contained are monovalent and both positive and negative ions are equal. The formula of the calibration curve obtained is

이온 밀도=2.6×1012×플리커 진폭Ion density = 2.6 * 10 12 X flicker amplitude

이었다.It was.

본 실시예에서 작성한 피검정 대상의 측정용 액정 셀은 7개로, 이들의 이온 밀도를 본 발명에 의해 측정하였다. 플리커 측정 전압은 이미 2.7V로 결정되어 있다. 스테이지 III(도 3)의 플로우차트에 따라서, 우선, ± 2.7V, 10㎐의 구형파를 인가하고, 그 때 나타난 플리커 파형의 일례를 도 12에 도시하였다. 도 12에 도시한 바와 같이, 플리커가 인가 주파수의 2배의 주파수를 갖기 때문에, 가동 이온의 존재를 확인할 수 있었다. 다음에, 인가 전압의 주파수를 1㎐로 바꾸어서 플리커 진폭을 구하였다. 이 때 얻어진 플리커 파형의 일례를 도 13에 도시하였다. 각각의 플리커 진폭으로부터 검량선을 이용하여 이온 밀도를 구할 수 있었다.Seven liquid crystal cells for a measurement were prepared in this example, and their ion densities were measured by the present invention. The flicker measurement voltage is already determined at 2.7V. According to the flowchart of stage III (FIG. 3), the square wave of +/- 2.7V and 10 Hz is applied first, and an example of the flicker waveform shown at that time is shown in FIG. As shown in Fig. 12, since the flicker has a frequency twice the applied frequency, the presence of movable ions was confirmed. Next, the flicker amplitude was determined by changing the frequency of the applied voltage to 1 kHz. An example of the flicker waveform obtained at this time is shown in FIG. From each flicker amplitude, the ion density was calculated using the calibration curve.

[평가][evaluation]

이와 같이 하여 구해진 이온 밀도와, 삼각파 전압 인가 시의 응답 전류로부터 구해진 이온 밀도를 비교한 결과를 표 1에 나타낸다. 약간의 차는 있지만 양자의 결과는 잘 일치하고 있으며, 본 발명이 이온 밀도 측정에 유효한 것을 알 수 있다.Table 1 shows the result of comparing the ion density obtained in this way and the ion density determined from the response current when the triangle wave voltage is applied. Although there are some differences, the results of both are in good agreement, and it can be seen that the present invention is effective for the ion density measurement.

본 발명The present invention 1.21.2 5.45.4 2.42.4 1.81.8 3.13.1 2.92.9 2.22.2 삼각파Triangle wave 1.41.4 5.25.2 2.12.1 1.91.9 2.92.9 2.82.8 2.12.1

(단위 : ×1013개/㎤)(Unit: × 10 13 pieces / cm 3)

[제2 실시예]Second Embodiment

본 실시예에서는 이하에 나타내는 플리커의 발생에 의해 생긴 그래프 상의 플리커 면적보다, 이온 밀도를 구하는 방법에 대하여 구체적으로 설명한다. 즉, 본 실시예에서는 스테이지 II에서 플리커 면적의 검량선을 구해두고, 스테이지 III에서 이 검량선을 이용하여 이온 밀도를 산출하였다.In the present Example, the method of calculating | requiring ion density rather than the flicker area on the graph produced by generation | occurrence | production of the flicker shown below is demonstrated concretely. That is, in the present Example, the calibration curve of the flicker area was calculated | required in stage II, and the ion density was computed using this calibration curve in stage III.

본 실시예에서 이용한 액정 셀은 이하와 같이 제작한 트위스티드 네마틱(TN) 액정 셀이며, 배향 방향이 90° 다른 기판 간에 플러스의 유전 이방성을 가지는 액정을 끼움으로써, 액정 분자의 배향 방향이 90° 연속적으로 트위스트되어 있다.The liquid crystal cell used in the present embodiment is a twisted nematic (TN) liquid crystal cell produced as follows, and the alignment direction of the liquid crystal molecules is 90 ° by sandwiching liquid crystals having positive dielectric anisotropy between substrates having different orientation directions of 90 °. It is twisted continuously.

액정 셀은 유리 기판 2매로 카이럴 네마틱 액정을 끼운 샌드위치 구조이다. 유리 기판은 3㎝×4㎝의 코닝 7059를 사용하였다. 도 8에 도시한 제1 실시예의 경우와 마찬가지로, 산화 인듐 주석막을 성막하여 유리 기판의 중앙부에 1㎝×1㎝의 화소 전극을 형성함과 함께 인출 전극을 형성하였다. 전극 형성 후 그 위에, 폴리아민산을 스핀-코팅하여 90℃에서 30분의 가소성을 행한 후, 230℃에서 1 시간 본 소성을 행하여 폴리이미드 배향막을 형성하였다. 폴리아민산에는 폴리(4, 4 '옥시 디페닐렌 피로멜리트 아민산)를 이용하였다. 또한, 반사 엘립소미터로 측정한 배향막의 막 두께는 520Å에서 550Å였다.The liquid crystal cell is a sandwich structure in which chiral nematic liquid crystal is sandwiched between two glass substrates. The glass substrate used Corning 7059 of 3 cm x 4 cm. In the same manner as in the first embodiment shown in FIG. 8, an indium tin oxide film was formed to form a pixel electrode of 1 cm × 1 cm in the center of the glass substrate, and the extraction electrode was formed. After the formation of the electrode, the polyamine acid was spin-coated thereon to perform plasticity at 90 ° C. for 30 minutes, and then main baking was performed at 230 ° C. for 1 hour to form a polyimide alignment film. Poly (4,4'oxy diphenylene pyromellitic amine acid) was used for polyamic acid. The film thickness of the alignment film measured by the reflective ellipsometer was 520 kPa to 550 kPa.

러빙은 레이온의 롤을 이용하여 회전수 600 회전/min, 압입 0.5㎜, 스테이지 속도 20㎜/s의 조건으로 1회 행하였다. 러빙 후, 2매의 유리 기판을 러빙 방향이 직교하도록 중첩시켜서, 직경이 6㎛의 스페이서 입자를 섞은 에폭시계 접착제로 고정하였다. 이 셀에 불소계의 카이럴 네마틱 액정 재료를 등방상 주입하여, 자외선 경화 수지로 구멍을 밀봉하여 트위스티드 네마틱 셀을 제작하였다. 이러한 액정 셀을 복수개 작성하여, 삼각파 전압 인가의 응답 전류로부터 이온 밀도를 구하고, 이온 전류를 확인할 수 없는 것을 투과광 강도 특성 곡선 측정용 참조용 액정 셀로 하고, 이온 전류가 확인된 것을 측정용 액정 셀로 하였다.Rubbing was performed once using the roll of a rayon on condition of rotation speed 600 revolutions / min, press fit 0.5 mm, and stage speed 20 mm / s. After rubbing, two glass substrates were superposed so that a rubbing direction orthogonally crossed, and it fixed with the epoxy adhesive which mixed spacer particle of diameter of 6 micrometers. A fluorine-based chiral nematic liquid crystal material was isotropically injected into this cell, the hole was sealed with an ultraviolet curable resin, and a twisted nematic cell was produced. A plurality of such liquid crystal cells were created, the ion density was determined from the response current of the triangular wave voltage application, and the reference liquid crystal cell for transmission light intensity characteristic curve measurement was used as the reference liquid crystal cell for which the ion current could not be confirmed, and the measurement liquid crystal cell was used. .

또한, 플리커에 의해 생긴 면적에서 이온 밀도를 구할 때의 검량선의 작성용에 강제 오염을 행한 액정 셀을 작성하였다. 작성 조건은 상기와 거의 마찬가지이지만, 기판을 접합시키기 전에 메탄올에 침지하고, 침지 시간을 변화시켜서 배향막 표면의 오염 레벨의 다른 액정 셀을 작성하고 검량선 작성용 액정 셀로 하였다.Moreover, the liquid crystal cell which forcibly contaminated for the preparation of the analytical curve at the time of calculating | requiring ion density in the area | region which arisen by flicker was created. Although preparation conditions were substantially the same as the above, it immersed in methanol before bonding a board | substrate, the immersion time was changed, the other liquid crystal cell of the contamination level of the alignment film surface was created, and it was set as the liquid crystal cell for calibration curve preparation.

측정은 이하와 같이 제1 실시예의 경우와 마찬가지로 행하였다. 처음에, 참조용 액정 셀의 투과광 강도를 측정하고, 투과광 강도 특성 곡선을 작성하였다. 즉, 액정 셀을 측정 장치에 설치하여, 10㎐의 구형파를 0V ∼ ±10V까지 0.1V 스텝으로 인가하여, 각각의 전압치에 대한 투과광 강도를 액정 표시 패널 표면의 일부분 또는 전면에 광을 조사하여 측정하였다. 그 후, 기억 장치(49)에 저장되어 있는 프로그램에 의해 0V 인가 시의 투과광 강도를 100%, ±10V 인가 시의 투과광 강도를 0%로서 투과광 강도를 투과율로 변환시켰다. 그 결과 얻어진 투과광 강도 특성 곡선에서 횡축을 전압, 종축을 투과율로 하는 투과광 강도 특성 곡선을 도 14에 도시한 바와 같이 작성하였다. 이 투과광 강도 특성 곡선에서 전압의 변위에 대한 투과율 변화가 최대가 되는 점의 전압을 플리커 측정 전압으로 하였다. 도 14인 경우 3.1V로 유도되었다.The measurement was performed similarly to the case of a 1st Example as follows. First, the transmitted light intensity of the reference liquid crystal cell was measured, and the transmitted light intensity characteristic curve was created. That is, a liquid crystal cell is installed in the measuring device, and a square wave of 10 Hz is applied in 0.1V steps from 0V to ± 10V, and the transmitted light intensity for each voltage value is irradiated to a part or the entire surface of the liquid crystal display panel surface. Measured. Thereafter, the program stored in the storage device 49 converted the transmitted light intensity to 100% and the transmitted light intensity to 0% when ± 10V was applied and the transmitted light intensity to transmittance. As a result, a transmitted light intensity characteristic curve having the horizontal axis as the voltage and the vertical axis as the transmittance was created as shown in FIG. In this transmitted light intensity characteristic curve, the voltage at the point where the transmittance change with respect to the displacement of voltage becomes the maximum was made into flicker measurement voltage. In the case of Figure 14 it was induced to 3.1V.

다음에, 플리커에 의해 생긴 면적에서 이온 밀도를 구하기 위한 검량선을 작성하였다. 검량선 작용 액정 셀을 이용하여, 도 4의 장치 구성에 의해 도 2의 스테이지 II의 처리를 행하였다. 즉, 진폭 10V, 0.01㎐의 삼각파 전압을 인가했을 때의 응답 전류로부터 이온 밀도를 구하고, ±3.1V, 1㎐의 구형파 전압을 인가하여 플리커 면적을 구하였다. 여러개의 액정 셀을 측정하여 얻어진 검량선을 도 15에 도시하였다. 이온 밀도는 포함되고 있는 이온이 1가이며 플러스 마이너스 이온 모두 등량이라고 가정하고 1㎤당의 갯수로 나타내었다. 얻어진 검량선의 식은,Next, a calibration curve for calculating the ion density in the area generated by the flicker was created. The stage II of FIG. 2 was processed by the apparatus structure of FIG. 4 using the analytical curve action liquid crystal cell. That is, ion density was calculated | required from the response current at the time of applying a triangular wave voltage of amplitude 10V and 0.01 Hz, and the square wave voltage of +/- 3.1V and 1 Hz was applied and the flicker area was calculated | required. The calibration curve obtained by measuring several liquid crystal cells is shown in FIG. 15. The ion density is expressed as the number per cm 3 assuming that the contained ions are monovalent and both positive and negative ions are equal. The formula of the calibration curve obtained is

이온 밀도=2.3×1012×플리커 면적Ion density = 2.3 * 10 12 * flicker area

이었다.It was.

다음에, 도 3에 도시한 스테이지 III의 플로우차트에 따라서 ±3.1V, 10㎐의 구형파를 인가하여, 제1 실시예의 경우와 마찬가지로 하여 이온의 존재를 확인하였다. 다음에, 인가 전압의 주파수를 1㎐로 바꾸어서, 플리커 파형을 측정하여 플리커 면적을 구하였다. 발생한 플리커 파형의 일례를 도 16에 도시하였다. 도 16에서 플리커 면적은 161로 나타냈다. 이 플리커 면적(161)의 2개의 합을 이용하여 먼저 구해진 검량선을 참조하여 이온 밀도를 산출할 수 있다.Next, a square wave of ± 3.1 V and 10 Hz was applied in accordance with the flowchart of the stage III shown in FIG. 3, and the presence of ions was confirmed in the same manner as in the first embodiment. Next, the frequency of the applied voltage was changed to 1 kHz, and the flicker waveform was measured to determine the flicker area. An example of the generated flicker waveform is shown in FIG. 16. In FIG. 16, the flicker area is indicated as 161. Using two sums of the flicker areas 161, the ion density can be calculated with reference to the calibration curve obtained first.

[평가][evaluation]

이와 같이 하여 구해진 이온 밀도와, 삼각파 전압 인가 시의 응답 전류로부터 구해진 이온 밀도와 비교한 결과를 표 2에 나타낸다. 약간의 차는 있지만 양자의 결과는 잘 일치하고 있으며, 본 발명이 이온 밀도 측정에 유효한 것을 알 수 있다.Table 2 shows the results of comparing the ion density obtained in this way with the ion density determined from the response current when the triangle wave voltage is applied. Although there are some differences, the results of both are in good agreement, and it can be seen that the present invention is effective for the ion density measurement.

본 발명The present invention 2.82.8 1.41.4 0.70.7 1.71.7 3.43.4 삼각파Triangle wave 2.42.4 1.71.7 0.50.5 1.91.9 3.23.2

(단위 : ×1013개/㎤)(Unit: × 10 13 pieces / cm 3)

[제3 실시예]Third Embodiment

본 실시예에서는 박막 트랜지스터(TFT)에 의해서 구동 제어되는 흑백 표시의 액티브 매트릭스형 액정 표시 패널 내에서의 이온 밀도를 측정하였다. 본 실시예에서는, 측정 전압은 중간조 전압을 이용하는 것으로 하고, 스테이지 I의 측정은 행하지 않고 스테이지 II의 측정은 제2 실시예와 마찬가지로 하여 제작한 액정 셀을 이용하고(단지, 셀의 양면에 편광판을 접착한 것을 사용), 스테이지 III에서만 액티브 매트릭스형의 액정 패널을 이용하였다.In this embodiment, the ion density in the active matrix liquid crystal display panel of the monochrome display driven by a thin film transistor (TFT) is measured. In this embodiment, the measurement voltage is used as the halftone voltage, the stage I is not measured, and the measurement of the stage II is performed using the liquid crystal cell produced in the same manner as in the second embodiment (only polarizing plates on both sides of the cell). And an active matrix liquid crystal panel were used only in stage III.

측정 장치의 구성은 도 17에 도시된 바와 같이, 광학계만을 도 4에 도시된 장치로부터 변경하고, 광학계 이외의 장치 구성은 도 4와 마찬가지로 하였다. 피측정의 액정 표시 패널(170)로서는 액정 셀(171)에 편광판(172, 173)이 부착된 것이 이용된다. 광원(177)에는 할로겐 램프를 사용하고, 입사측의 렌즈(174)에 의해 평행 광선으로 변환하여 액정 표시 패널(170) 표면의 일부분 또는 전면에 조사하였다. 출사측의 렌즈(175)로 다시 집광하여 CCD 검출기(176)에서 검출하였다.As shown in Fig. 17, only the optical system was changed from the apparatus shown in Fig. 4, and the configuration of the measuring apparatus was the same as that in Fig. 4. As the liquid crystal display panel 170 to be measured, ones in which the polarizing plates 172 and 173 are attached to the liquid crystal cell 171 are used. A halogen lamp was used for the light source 177, and the lens 174 on the incidence side was converted into parallel light and irradiated to a part or the entire surface of the liquid crystal display panel 170 surface. The light was collected again by the lens 175 on the output side and detected by the CCD detector 176.

검량선 작성용의 액정 셀의 이온 오염 농도는 프로세스 분위기에 방치하는 시간을 변경하여 변화시켰다. 이들의 액정 셀의 이온 밀도를 진폭 10V, 0.01㎐의 삼각파 전압을 인가했을 때의 응답 전류로부터 구하였다. 또한, 플리커 측정은 도 5a에 도시하는 회로에서 행하고, 검량선 작성 시도 피검 패널 측정 시와 동일 조건이 되도록 하였다. 얻어진 검량선을 도 18에 도시한다. 검량선의 식은The ion contamination concentration of the liquid crystal cell for calibration curve preparation was changed by changing the time to leave to process atmosphere. The ion density of these liquid crystal cells was calculated | required from the response current at the time of applying a triangular wave voltage of amplitude 10V and 0.01 Hz. In addition, flicker measurement was performed in the circuit shown in FIG. 5A, and it was made to become the same conditions as the test panel measurement attempted test panel measurement. The obtained calibration curve is shown in FIG. The equation of the calibration curve

이온 밀도=3.3×1011×플리커 진폭Ion density = 3.3 x 10 11 x flicker amplitude

이었다. 이 계수는 제1, 제2 실시예의 경우에 비하여 약 1자릿수 작아지고 있다. 이것은 구형파 인가에서는 액정 셀 내의 전계 변화에 따라서 전극에 전하가 공급되지만, 액티브 매트릭스 동작에서의 유지 기간 중에서는 전극으로의 전하 공급은 없고 이온의 드리프트에 의한 전압 강하가 보다 현저하게 발생하기 때문이라고 생각된다.It was. This coefficient is smaller by about one order than in the first and second embodiments. This is because, in the application of the square wave, electric charge is supplied to the electrode according to the electric field change in the liquid crystal cell, but during the sustain period in the active matrix operation, there is no charge supply to the electrode, and voltage drop due to drift of ions occurs more presumably. do.

측정용 액정 표시 패널로서, 통상의 제조 공정에 의해 생산된 것과, 박막 트랜지스터 기판과 대향 기판을 접합시키기 전에, 통상보다도 길게 프로세스 분위기에 방치한 것과의 2종을 준비하였다.As the liquid crystal display panel for measurement, two kinds of ones produced by a normal manufacturing process and those left in a process atmosphere longer than usual before bonding the thin film transistor substrate and the counter substrate were prepared.

박막 트랜지스터에 의해 각 화소로 전하 공급을 행하는 충전 시간을 100㎲로 하여 중간조 전압을 인가하고, 0.4999s 간 유지시켰다. 도 19는 전자의 액정 패널에 대하여 이 구동 조건으로 얻어진 플리커 파형의 일례이다. 이에 따라, 해당하는 영역에서의 이온 밀도는 검량선에서 약 4.5×1012개/㎤로 구해졌다.A charge voltage for charge supply to each pixel by the thin film transistor was set to 100 Hz, and a halftone voltage was applied and held for 0.4999 s. 19 is an example of the flicker waveform obtained under these driving conditions for the former liquid crystal panel. Accordingly, the ion density in the corresponding region was found to be about 4.5 x 10 12 atoms / cm 3 in the calibration curve.

도 20은 후자의 시료(프로세스 분위기에 노출된 시료)에 대한 패널 전면에서의 측정 결과이다. 도 20에서 검은 영역은 이온 밀도가 1×1012개/㎤ 미만이고, 흰 영역은 이온 밀도가 1×1012개/㎤ 이상의 영역이다. 도면 중, 흰색 원으로 둘러싼 영역의 이온 밀도는 1.4×1013개/㎤에 도달하고 있으며, 눈으로 확인하여도 콘트라스트 불균일을 관찰할 수 있었다.It is a measurement result in the front panel of the latter sample (sample exposed to process atmosphere). In FIG. 20, the black area has an ion density of less than 1 × 10 12 pieces / cm 3 and the white area has an ion density of 1 × 10 12 pieces / cm 3 or more. In the figure, the ion density of the area | region enclosed by the white circle reached 1.4 * 10 <13> / cm <3>, and the contrast nonuniformity was observed even if visually confirmed.

본 발명이 제품 레벨의 액정 표시 패널, 즉 액티브 매트릭스형 액정 표시 패널의 면 내의 이온 밀도 분포 평가에 유효한 것을 알 수 있었다.It was found that the present invention is effective for evaluating the in-plane ion density distribution of a product level liquid crystal display panel, that is, an active matrix liquid crystal display panel.

[제4 실시예][Example 4]

본 발명의 이온 밀도 측정 방법에 의해, 액티브 매트릭스형 액정 표시 패널의 표시 인화 불량의 검사를 행하였다. 측정용 모노크롬 액티브 매트릭스형 액정 패널은 제3 실시예와 마찬가지로, 또한 기판을 접합시키기 전에 제3 실시예의 경우보다 장시간 프로세스 내에 방치를 행하여 제작하였다. 그리고, 도 21에 도시하는 흑과 백의 패턴 표시를 흑 표시 부분에 ±10V의 펄스 전압을 충전 시간 100㎲, 유지 기간을 49.9㎳로 하여 인가하고, 백표시 부분에는 전압을 인가하지 않음으로써 행하였다. 48 시간 표시를 계속한 후, 중간조의 회색 표시를 액정 표시 패널 전면에 행한 바, 도 22에 도시한 바와 같이 흑 표시되어 있는 부분이 백 표시되어 있는 부분보다 짙어진 패턴 잔류가 발생하였다.By the ion density measuring method of this invention, the display flammability of the active-matrix type liquid crystal display panel was inspected. The monochrome active matrix liquid crystal panel for measurement was produced in the same manner as in the third embodiment and left in the process for a longer time than in the case of the third embodiment before bonding the substrate. The black and white pattern display shown in FIG. 21 was applied by applying a pulse voltage of ± 10 V to the black display portion with a charging time of 100 ms and a holding period of 49.9 ms, and not applying a voltage to the white display portion. . After the display was continued for 48 hours, halftone gray display was performed on the entire liquid crystal display panel, and as shown in FIG. 22, a pattern remained darker than a portion where white was displayed.

이 패턴 잔류에 따른 이온 밀도의 변화를 측정하였다. 패턴 표시를 행하기 전의 패널면 내의 이온 밀도 분포를 도 23에 도시한다. 도면 중, 검은 영역은 이온 밀도가 5×1012개/㎤ 미만이고, 흰 영역은 이온 밀도가 5×1012개/㎤ 이상의 영역이다. 프로세스 분위기 방치 시간이 길었기 때문인지 제3 실시예보다도 이온 밀도가 높고 균일하게 분포되어 있다. 48 시간의 패턴 표시를 행한 직후의 이온 밀도 분포를 도 24에 도시한다. 흑표시 부분의 이온 밀도가 백표시 부분에 비하여 낮아지는 것을 알 수 있다. 이 이온 밀도의 감소는 아마 배향막 표면에 이온이 흡착한것에 기인하고 있는 것으로 생각된다. 그래서, 이온의 배향막으로의 흡착은 액정 중 가동이온 밀도를 감소시키고, 액티브 매트릭스형 액정 표시 패널이 중요한 전기 파라미터인 전압 유지율을 상승시킨다. 이와 같이, 부분적으로 전압 유지율이 상승함으로써 투과율에 차가 생기고 인화가 확인되었다.The change of the ion density with this pattern residual was measured. 23 shows an ion density distribution in the panel surface before pattern display. In the figure, the black region has an ion density of less than 5 × 10 12 cells / cm 3, and the white region has an ion density of 5 × 10 12 cells / cm 3 or more. The ion density is higher and uniformly distributed than in the third embodiment whether the process atmosphere leaving time is long. 24 shows an ion density distribution immediately after performing pattern display for 48 hours. It can be seen that the ion density of the black display portion is lower than that of the white display portion. This decrease in ion density is probably due to the adsorption of ions on the surface of the alignment film. Thus, the adsorption of ions to the alignment film reduces the density of movable ions in the liquid crystal and increases the voltage retention, which is an important electrical parameter for the active matrix liquid crystal display panel. In this way, the voltage retention was partially increased, resulting in a difference in transmittance and flammability.

이와 같이, 본 발명에 따르면 액정 표시 패널의 동작과 이온과의 상관을 조사할 수 있으므로, 표시 불량 원인이 이온에 의한 것인지 또는 그 외에 의한 것인지를 분간할 수 있으며, 표시 패널의 동작 해석이나 검사에 유효한 수단을 제공할 수 있다.As described above, according to the present invention, the correlation between the operation of the liquid crystal display panel and the ions can be investigated. Therefore, it is possible to distinguish whether the cause of the display failure is caused by ions or else. Effective means can be provided.

또, 본 발명은 액정 표시 패널뿐만아니라 일반 액정 패널에 대해서도 적용이 가능한 것이다.Moreover, this invention is applicable to not only a liquid crystal display panel but a general liquid crystal panel.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 액정 패널의 이온 측정 방법은 액정 패널의 투과광에 나타나는 플리커의 크기를 검지하여 이온 밀도를 측정하는 것이므로, 비파괴로 패널 내의 이온 밀도를 알 수 있다. 또한, 본 발명에 따르면 이온 밀도의 패널면 내의 분포나 국소 영역에서의 이온 밀도를 알 수 있으므로, 액정 패널의 동작 해석/불량 해석에 유효한 수단을 제공할 수 있다. 또한, 본 발명에 따르면 문제 발생으로부터 액정 내의 이온 밀도 정보를 입수하기까지의 시간이 단시간에 끝나기 때문에 공업 상의 이용 가치는 매우 크다.As described above, since the ion measurement method of the liquid crystal panel of the present invention detects the size of the flicker appearing in the transmitted light of the liquid crystal panel and measures the ion density, the ion density in the panel can be known by non-destructive. Moreover, according to this invention, since distribution of ion density in the panel surface and ion density in a local area are known, it is possible to provide an effective means for operation analysis / failure analysis of the liquid crystal panel. In addition, according to the present invention, since the time from the occurrence of the problem to the acquisition of the ion density information in the liquid crystal is short, the industrial use value is very large.

Claims (16)

액정 패널의 이온 밀도 측정 방법에 있어서,In the ion density measuring method of a liquid crystal panel, 액정 패널에 이온이 응답하여 이동할 수 있는 정도의 낮은 주파수의 교번 전압을 인가하여, 상기 인가된 교번 전압에 반응하는 액정내의 이온 드리프트에 의해 액정에 걸리는 전계가 변화함으로써 액정의 기울기각이 변화하도록 하여, 광 투과 시의 상기 액정의 기울기각의 변화로부터 생긴 투과광 강도의 플리커 파형에 기초하여 액정 패널면내의 이온 밀도를 검출하는 것을 특징으로 하는 액정 패널의 이온 밀도 측정 방법.By applying an alternating voltage of a low frequency such that the ions can move in response to the liquid crystal panel, by changing the electric field applied to the liquid crystal by ion drift in the liquid crystal in response to the applied alternating voltage to change the tilt angle of the liquid crystal And detecting an ion density in the plane of the liquid crystal panel based on the flicker waveform of transmitted light intensity resulting from the change in the tilt angle of the liquid crystal during light transmission. 삭제delete 제1항에 있어서,The method of claim 1, 이온의 존재의 확인을 행하는 과정이 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 패널의 이온 밀도 측정 방법.A method for measuring the ion density of a liquid crystal panel, characterized by including a step of confirming the presence of ions. 삭제delete 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 교번 전압의 전압값은 해당 액정 패널이 중간조(中間調) 부근을 표시할 수 있는 값인 것을 특징으로 하는 액정 패널의 이온 밀도 측정 방법.The voltage value of said alternating voltage is a value which the said liquid crystal panel can display near halftone, The ion density measuring method of the liquid crystal panel characterized by the above-mentioned. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 투과광 강도의 플리커 파형의 진폭으로부터 이온 밀도를 구하는 것을 특징으로 하는 액정 패널의 이온 밀도 측정 방법.The ion density measurement method of the liquid crystal panel characterized by obtaining an ion density from the amplitude of the flicker waveform of transmitted light intensity. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 투과광 강도의 플리커 파형에 의해 생긴 플리커 파형이 없는 상황일 때의 수평선과 플리커 파형 부분에 의해 둘러싸인 면적으로부터 이온 밀도를 구하는 것을 특징으로 하는 액정 패널의 이온 밀도 측정 방법.An ion density measuring method of a liquid crystal panel, wherein the ion density is obtained from an area surrounded by a horizontal line and a flicker waveform when there is no flicker waveform generated by the flicker waveform of transmitted light intensity. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 액정 패널이 구형파(矩形波)로 구동 또는 액티브 매트릭스로 구동되는 것을 특징으로 하는 액정 패널의 이온 밀도 측정 방법.The liquid crystal panel is driven by a square wave or an active matrix, The ion density measuring method of the liquid crystal panel characterized by the above-mentioned. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 교번 전압이 인가되는 액정 패널 전면에 균일한 가시광을 조사하는 것을 특징으로 하는 액정 패널의 이온 밀도 측정 방법.A method of measuring an ion density of a liquid crystal panel characterized by irradiating uniform visible light to the entire liquid crystal panel to which an alternating voltage is applied. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 교번 전압이 인가되는 액정 패널의 일부분에 균일한 가시광을 조사하는 것을 특징으로 하는 액정 패널의 이온 밀도 측정 방법.A method of measuring the ion density of a liquid crystal panel characterized by irradiating uniform visible light to a portion of the liquid crystal panel to which an alternating voltage is applied. 제1항 또는 제9항에 있어서,The method according to claim 1 or 9, 패널 전면에서 출사되는 투과광의 평균적인 강도를 측정하는 것을 특징으로 하는 액정 패널의 이온 밀도 측정 방법.A method for measuring the ion density of a liquid crystal panel, characterized by measuring the average intensity of transmitted light emitted from the front of the panel. 제1항, 제9항, 제10항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1, 9, 10, 상기 액정 패널의 부분 영역으로부터 투과광의 강도를 개별적으로 측정하고, 부분 영역마다 이온 밀도를 구하는 것을 특징으로 하는 액정 패널의 이온 밀도 측정 방법.The intensity of transmitted light is individually measured from the partial region of the said liquid crystal panel, and ion density is measured for every partial region, The ion density measuring method of the liquid crystal panel characterized by the above-mentioned. 제12항에 있어서,The method of claim 12, 상기 액정 패널의 투과광을 촬상 소자에 의해서 관측하고, 상기 촬상 소자의 화소마다 또는 그룹 분할된 화소마다 분리하여 액정 패널의 투과광을 측정하는 것을 특징으로 하는 액정 패널의 이온 밀도 측정 방법.The transmission light of the liquid crystal panel is observed by an imaging device, and the transmitted light of the liquid crystal panel is measured for each pixel of the imaging device or for each pixel divided into groups to measure the ion density of the liquid crystal panel. 액정 패널을 구동하는 임의의 파형 발생 장치와, 액정 패널에 광을 조사하는 광원과, 상기 액정 패널을 투과하는 광의 강도를 관측하는 영역 이미지 센서와, 상기 임의의 파형 발생 장치 및 상기 영역 이미지 센서의 동작을 총괄하는 기억 장치를 가지는 정보 처리 장치를 포함한 액정 패널의 이온 밀도 측정 장치로서,Arbitrary waveform generator for driving a liquid crystal panel, a light source for irradiating light to the liquid crystal panel, an area image sensor for observing the intensity of light passing through the liquid crystal panel, the arbitrary waveform generator and the area image sensor An ion density measuring device of a liquid crystal panel including an information processing device having a storage device which oversees operation, 상기 영역 이미지 센서의 화소마다 검출 데이터를 개개로 처리할 수 있으며 상기 화소마다 플리커를 검출할 수 있는 것을 특징으로 하는 액정 패널의 이온 밀도 측정 장치.And the detection data can be processed individually for each pixel of the area image sensor, and flicker can be detected for each pixel. 제14항에 있어서,The method of claim 14, 상기 영역 이미지 센서의 출력 파형을 감시할 수 있는 오실로스코프를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 패널의 이온 밀도 측정 장치.And an oscilloscope capable of monitoring the output waveform of the area image sensor. 제15항에 있어서,The method of claim 15, 상기 정보 처리 장치는 상기 오실로스코프를 통하여 상기 영역 이미지 센서의 출력 데이터를 수집하는 것을 특징으로 하는 액정 패널의 이온 밀도 측정 장치.And the information processing device collects output data of the area image sensor through the oscilloscope.
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