KR100949485B1 - 액정표시장치의 셀 갭 측정장치 및 그에 따른 측정방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 수직 상태에서 셀 갭을 측정함으로써, 후발적인 중력 불량에 대한 문제점을 방지하도록 하는 액정표시장치의 셀 갭 측정장치 및 그에 따른 측정방법에 관한 것으로, 중력방향으로 세워진 액정패널과; 상기 액정패널 상에 배치된 온도센서와; 상기 액정패널 양단부에 배치되어 상기 액정패널에 열을 가하는 온도제어기와; 광원으로부터 조사된 광의 경로를 90도로 회전하는 제 1 반사판과; 상기 액정패널의 정, 후에 위치되고 상기 제 1 반사판으로부터 반사된 광이 통과하는 편광자 및 검광자와; 상기 검광자에 의해 검출된 광의 경로를 90도 회전하는 제 2 반사판; 및 상기 온도제어기에서 상기 액정패널에 열을 가한 고온조건하에서 상기 제 2 반사판에 의해 반사된 광을 이용하여 셀 갭을 측정하는 검출기를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

액정표시장치의 셀 갭 측정장치 및 그에 따른 측정방법{DETECTION EQUIPMENT OF CELL GAP IN LCD AND DETECTION METHOD WITH THE SAME}
도 1 및 도 2는 종래의 액정표시장치의 셀 갭 측정장치 및 방법을 설명하기 위한 도면.
도 3은 본 발명에 따른 액정표시장치의 셀 갭 측정장치 및 그에 따른 측정방법을 설명하기 위한 도면.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 *
30 : 액정패널 32 : 편광자
34 : 검광자 36 : 검출기
38 : 온도제어기 40 : 온도센서
42 : 제 1 반사판 44 : 제 2 반사판
100 : 셀 갭 측정장치
본 발명은 액정표시장치의 셀 갭 측정장치 및 그에 따른 측정방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 보다 정확한 셀 갭을 측정할 수 있는 액정표시장치의 셀 갭 측정장치 및 그에 따른 측정방법에 관한 것이다.
액정 셀은 고 콘트라스트가 용이하게 얻어질 수 있기 때문에 액정표시장치에 널리 사용되고 있다. 트위스트 네마틱 구조의 액정 셀의 광학 특성은 액정 셀을 구성하는 액정 층의 두께인 셀 갭(통상 10㎛ 미만) 및 액정 셀을 구성하는 액정 물질의 굴절률 이방성(anisotropy)에 따른다.
따라서, 트위스트 네마틱 구조의 액정 셀을 사용하기 위해, 셀 갭과 굴절률 이방성을 측정하는 것이 중요하다. 그러나 굴절률 이방성은 사용된 액정 물질에 의존하기 때문에, 굴절률 이방성을 변화시키는 것은 쉽지 않다. 결과적으로, 셀 갭을 측정하는 것이 중요하다.
또한, 트위스트 네마틱 구조의 액정 셀을 사용하여 제조된 액정표시장치의 디스플레이 균일성은 액정 셀의 셀 갭의 균일성에 따르기 때문에, 균일한 디스플레이의 화상을 얻기 위해서, 액정 셀의 셀 갭의 균일성을 측정하는 것이 점차적으로 중요해지고 있다.
통상적으로, 액정 패널(Panel)의 셀 갭 측정시 패널을 수평으로 위치한 후, 인가되는 파장에 대한 패널 내부의 리타데이션(retardation)값을 이용하여 셀 갭을 측정한다.
도 1은 편광 광학계를 이용한 종래의 액정표시장치의 셀 갭 측정장치 및 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도시된 바와 같이, 셀 갭 측정장치(미도시)에 액정패널(10), 즉 박막 트랜지스터가 완료된 유리기판과 컬러필터 공정이 완료된 유리기판을 두 기판 사이에 일 정한 갭이 유지되도록 합착한 후, 그 갭 사이로 액정을 주입하는 액정 셀 공정이 완료된 패널을 수평방향으로 장착한다.
이때, 상기 측정장치 내부에는 액정패널(10) 하부에 편광자(11)가 구비되어 있고, 상부에는 검광자(13)가 구비되어 있으며, 검광자(13) 상부에는 셀 갭을 측정하기 위한 검출기(14)가 구비되어 있다. 이때, 편광자(11) 및 검광자(13)는 90도로 직교되어 있다.
즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 하판의 러빙방향(R1)을 기준으로 편광자(11)가 Θ만큼 차이가 나고, 검광자(13)는 r 만큼 차이가 나며, 상판의 러빙방향(R2)과는 φ만큼 트위스트 되어 있다.
이와 같은 구조를 갖는 셀 갭 측정장치는 편광자(11) 하부면에서 633nm의 파장을 갖는 입사광(He-Ne Laser)을 투사한 다음, 상기 입사광이 셀 내부를 통과하면서 회전 편광이 된다. 이러한 회전 편광된 광이 검광자(13)를 통과하고, 상기 검광자(13)를 통하여 검출된 광이 검출기(14)로 입사되어 셀 갭을 측정하였다.
여기서, 셀 갭 측정 방법은 다음과 같은 식에 의해 결정된다.
Figure 112001034078322-pat00001
, m = 1, 2, 3 ....
즉, 입사광의 파장(λ)과 액정의 굴절률 이방성(Δn)이 셀 갭을 측정하는 데 중요한 변수가 된다.
측정 계산의 예로 액정의 굴절율이 0.09 이고, 입사광의 파장이 589nm 이면, 셀 갭은 4.823㎛ 가 측정된다.
그러나, 상기와 같은 셀 갭 측정방법은 액정패널(10)이 수평으로 누워있는 상태이므로 패널이 놓여진 위치에 따라 셀 갭이 변동하여, 실제로 액정패널(10)이 수직으로 세워진 상태에서 발생하는 불량에 대한 셀 갭 측정이 불가능하였다. 즉, 액정은 상 전이 온도(Tni)에서 액화되어 액정을 주입한 다음, 서서히 냉각함으로써 공정을 완료한다. 여기서, 액화된 액정이 주입된 액정패널(10)을 세우면 액정패널(10) 하단부에서 중력에 의한 불량이 발생하게 된다. 이러한 현상이 실제 모듈 공정을 거쳐 제품이 만들어진 후, 여러 전압을 인가하여 액정표시장치를 구동하면, 이에 따른 열이 발생하게 되는 데, 이때, 상기와 같은 중력에 의한 불량이 발생하게 되어 화면 하단부에 얼룩이 발생하였다.
따라서, 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 수직 상태에서 셀 갭을 측정함으로써, 후발적인 중력 불량에 대한 문제점을 방지하도록 하는 액정표시장치의 셀 갭 측정장치 및 그에 따른 측정방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기 목적 달성을 위한 본 발명의 액정표시장치의 셀 갭 측정장치는, 수직으로 위치되는 액정패널과, 상기 액정패널 정, 후면에 위치되고 서로 90도로 직교되어 광원을 통과시키는 편광자 및 검광자와, 상기 검광자를 통하여 검출된 광원으로 셀 갭을 측정하는 검출기와, 상기 액정패널 양단부에 배치되어 상기 액정패널에 열을 가하는 온도제어기 및, 상기 액정패널 상에 배치된 온도센서를 포함하여 이루어 지는 것을 특징으로 한다.
이와 같은 수직으로 배치된 액정패널을 구비하는 액정표시장치의 셀 갭 측정장치를 이용하여 고온의 조건에서 액정패널의 셀 갭을 측정하는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
도 3은 본 발명에 따른 액정표시장치의 셀 갭 측정장치 및 그에 따른 측정방법을 설명하기 위한 사시도이다.
도시된 바와 같이, 액정 패널(30)이 제공된다. 상기 액정 패널(30)은 트랜지스터 및 컬러필터 공정과, 액정 셀 공정을 거쳐 제조된 패널로서 모듈 공정을 실시하기 전, 먼저 셀 갭 측정을 실시한다.
상기 트랜지스터 공정은 증착(deposition) 및 사진 식각(photolithography), 식각(etching) 공정을 반복하여 유기 기판 상에 박막트랜지스터 배열을 제작하는 공정이고, 컬러 필터 공정은 블랙 매트릭스(black matrix)가 형성된 유기 기판 상에 염료나 안료를 사용하여 적(Red), 녹(Green), 청(Blue)의 컬러 필터를 제작한 후, 공통전극용 ITO막을 형성하는 공정이다.
다음, 액정 셀 공정은 박막 트랜지스터가 완료된 유리기판과 컬러필터 공정이 완료된 유리기판을 두 기판 사이에 일정한 갭이 유지되도록 합착한 후, 그 갭 사이로 액정을 주입하여 액정 셀을 형성하는 공정이다.
이와 같은 공정에 의해 형성된 액정패널(30)의 셀 갭을 측정하기 위해 패널 을 셀 갭 측정장치(100)로 이송한다. 이때, 액정패널(30)을 수직 방향으로 세워 측정장치(100)에 위치시킨다. 셀 갭 측정장치(100) 내에는 수직으로 위치된 액정패널(30) 정, 후면에 위치되면서, 서로 90도로 직교되어 광원을 통과시키는 편광자(32) 및 검광자(34)가 배치되어 있고, 검광자(34)를 통하여 검출된 광원으로 셀 갭을 측정하는 검출기(36)와, 액정패널(30) 양단부에 배치되어 액정패널에 열을 가하는 온도제어기(38) 및, 온도제어기(38)에 의한 열을 감지하기 위해 액정패널(30) 상에 배치된 온도센서(40)가 배치되어 있다.
이때, 편광자(32)에 입사되는 광원의 경로를 90도로 회전하여 입사되도록 하는 제 1 반사판(42)과, 상기 검광자(34)에 의해 검출된 광원의 경로를 90도로 회전하여 검출기(36)로 측정하도록 하는 제 2 반사판(44)을 더 포함할 수 있다.
이와 같은 수직으로 배치된 액정패널을 구비하는 액정표시장치의 셀 갭 측정장치를 이용하여 상기 온도제어기(38)를 통하여 액정의 상 전이 온도(Tni)까지 서서히 열을 가하면서 액정패널(30)로 인가되는 파장에 대한 패널 내부의 리타데이션(retardation)값을 이용하여 셀 갭을 측정한다.
상기 측정 방법을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
수직으로 세워져 있는 액정패널(30)의 하판 러빙방향(R1)을 기준으로 도 2에 전술된 바와 같이, 편광자(32)가 Θ만큼 차이가 나고, 검광자(34)는 r 만큼 차이가 나며, 상판의 러빙방향(R2)과는 φ만큼 트위스트 되어 있는 셀 갭 측정장치는 편광자(32) 하부면에서 400 ~ 800nm의 파장 범위를 갖는 입사광(He-Ne Laser)을 투사한다. 이러한 입사광은 상기 제 1 반사판(42)을 통하여 입사광 경로가 90도로 회전하 여 수직으로 위치한 액정패널(30)로 입사된다.
이러한 입사광이 액정 셀 내부를 통과하면서 회전 편광이 되고. 이 회전 편광된 광이 검광자(34)를 통과하며, 상기 검광자(34)를 통하여 검출된 광이 제 2 반사판(44)에 의해 90도 회전하여 검출기(36)로 입사됨으로써 셀 갭을 측정한다.
이때, 상기 셀 갭을 측정할 때, 온도 제어기(38)에 의한 열을 온도 센서(40)로 측정하여 고온의 조건에서 액정패널(30)의 셀 갭을 측정한다.
이에 따라, 실제 액정패널(30)이 느끼는 온도에 따른 불량을 체크함으로써, 셀 갭의 기인성 불량에 대한 원인 규명에 도움이 되는 측정을 할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
상술한 본 발명의 액정표시장치의 셀 갭 측정장치 및 그에 따른 측정 방법은 다음과 같은 효과가 있다.
기존의 측정장치와 동일한 위치에 광원과 검출기가 배치되고, 제 1 및 제 2 반사판(42, 44)을 이용하여 빛의 경로를 90도 회전하여 수직으로 위치한 액정패널(30)의 셀 갭을 고온의 조건에서 측정함으로써, 실제 패널이 느끼는 온도에 따른 중력에 의한 불량 정도를 정확히 측정할 수 있다. 이에 의해 불량현상 측정을 용이하게 할 수 있다.

Claims (4)

  1. 중력방향으로 세워진 액정패널과;
    상기 액정패널 상에 배치된 온도센서와;
    상기 액정패널 양단부에 배치되어 상기 액정패널에 열을 가하는 온도제어기와;
    광원으로부터 조사된 광의 경로를 90도로 회전하는 제 1 반사판과;
    상기 액정패널의 정, 후에 위치되고 상기 제 1 반사판으로부터 반사된 광이 통과하는 편광자 및 검광자와;
    상기 검광자에 의해 검출된 광의 경로를 90도 회전하는 제 2 반사판; 및
    상기 온도제어기에서 상기 액정패널에 열을 가한 고온조건하에서 상기 제 2 반사판에 의해 반사된 광을 이용하여 셀 갭을 측정하는 검출기를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 셀 갭 측정장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 청구항 제 1항에 기재된 수직으로 배치된 액정패널을 구비하는 액정표시장치의 셀 갭 측정장치와;
    상기 셀 갭 측정장치를 이용하여 고온의 조건에서 상기 액정패널의 셀 갭을 측정하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 셀 갭 측정방법.
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Free format text: TRIAL DECISION FOR APPEAL AGAINST DECISION TO DECLINE REFUSAL REQUESTED 20080328

Effective date: 20081013

J2X1 Appeal (before the patent court)

Free format text: APPEAL AGAINST DECISION TO DECLINE REFUSAL

J302 Written judgement (patent court)

Free format text: JUDGMENT (PATENT COURT) FOR APPEAL AGAINST DECISION TO DECLINE REFUSAL REQUESTED 20081114

Effective date: 20090826

S901 Examination by remand of revocation
GRNO Decision to grant (after opposition)
GRNT Written decision to grant
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