KR100985570B1 - 액정 셀의 잔여디씨 전압 측정법 및 측정장치 - Google Patents

액정 셀의 잔여디씨 전압 측정법 및 측정장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 액정 셀 내부에 존재하는 잔여 DC 전압을 측정하는 방법 및 측정장치에 대한 것이다.
본 발명의 목적은, 액정 셀의 잔여 DC 전압을 육안으로 측정하는 경우에 신뢰성과 효율성이 감소하는 문제를 개선할 수 있는 액정 셀의 잔여 DC 전압 측정 방법 및 측정 장치를 제공함에 있다.
본 발명은, 제 1, 2 전극과, 액정을 포함하는 액정 셀에 절대값이 순차 증가하는 다수의 DC 전압을 인가하는 단계와; 상기 순차 증가하는 다수의 DC 전압 각각에 대해 상기 액정 셀에 걸리는 다수의 전압의 평균 제곱근을 측정하여 잔여 DC 전압 상관식을 도출하는 단계와; VO DC 전압을 상기 액정 셀에 인가하는 단계와; 상기 VO DC 전압을 오프하고, 상기 액정 셀에 걸리는 전압의 평균 제곱근을 측정하여 상기 잔여 DC 전압 상관식에 대입하는 단계를 포함하는 액정 셀의 잔여 DC 전압 측정방법을 제공한다.
본 발명은, 본 발명은 액정 셀의 잔여 DC 전압을 측정 장치를 통해 자동으로 측정할 수 있다. 따라서, 종래에 육안으로 잔여 DC 전압을 측정하는 경우에 신뢰성과 효율성이 저하되는 문제를 개선할 수 있는 효과가 있다.

Description

액정 셀의 잔여디씨 전압 측정법 및 측정장치{Method of measuring residual DC voltage of liquid crystal cell and Measurement apparutus thereof}
도 1은 일반적인 액정표시장치를 도시한 도면.
도 2는 종래의 액정 내의 잔여 DC 전압을 측정하는 방법을 도시한 도면.
도 3a는 AC 전압이 인가된 경우에 오실로스코프에 측정된 액정 셀의 전압 파형을 도시한 도면.
도 3b는 외부 DC 전압을 인가하여 플리커가 제거된 경우에 오실로스코프에 측정된 액정 셀의 전압 파형을 도시한 도면.
도 4는 플리커가 제거되는 과정에서 액정 셀에 인가되는 전압 파형을 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 액정 셀의 잔여 DC 전압 측정방법을 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 액정 셀의 잔여 DC 전압 측정장치를 도시한 도면.
도 7과 8은 각각, 도 6의 잔여 DC 전압 산출부와 액정 셀을 도시한 도면.
도 9는 본 발명의 실시예에 따라 AC 전압이 인가된 경우에 액정 셀의 전압 파형을 도시한 도면.
도 10은 본 발명의 실시예에 따라 액정 셀의 T-V(투과량-전압) 곡선을 도시한 도면.
도 11에 본 발명의 실시예에 따라 극성이 반전되며 증가하여 액정 셀에 인가되는 DC 전압 파형을 도시한 도면.
도 12는 본 발명의 실시예에 따라 극성 반전 DC 전압과 평균 제곱근의 상관 관계를 도시한 도면.
도 13은 본 발명의 실시예에 따라 외부 DC 전압을 오프한 후에 액정 셀의 평균 제곱근의 변화를 도시한 도면
<도면의 주요 부분에 대한 간단한 설명>
200 : 액정 셀 300 : 액정 셀의 잔여 DC 전압 측정장치
350 : 전압 공급부 400 : 평균 제곱근 측정부
410 : 오실로스코프 450 : 잔여 DC 전압 산출부
500 : 검출부 550 : 증폭부
600 : 광조사부 650 : 편광기
700 : 분광기
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 액정 셀 내부에 존재하는 잔여 DC 전압을 측정하는 방법 및 측정장치에 대한 것이다.
일반적으로, 액정표시장치는 액정분자의 광학적 이방성과 복굴절 특성을 이용하여 화상을 표현하는 것으로, 전계가 인가되면 액정의 배열이 달라지고 달라진 액정의 배열 방향에 따라 빛이 투과되는 특성 또한 달라진다. 액정표시장치는 전계 측정 전극이 각각 형성되어 있는 두 기판을 두 전극이 형성되어 있는 면이 마주 대하도록 배치하고 두 기판 사이에 액정 물질을 주입한 다음, 두 전극에 전압을 인가하여 측정되는 전기장에 의해 액정 분자를 움직이게 함으로써, 이에 따라 달라지는 빛의 투과율에 의해 화상을 표현하는 장치이다.
도 1은 일반적인 액정표시장치를 도시한 도면이다.
도시한 바와 같이, 일반적인 컬러 액정표시장치(11)는 적, 녹, 청의 컬러필터층(8)과 컬러필터층(8) 사이에 구성된 블랙매트릭스(6) 및 컬러필터층(8)의 상부에 증착된 공통전극(18)이 형성된 상부기판(5)과, 화소영역(P)이 정의되고 화소영역(P)에는 화소전극(17)과 스위칭소자(T)가 구성되며, 화소영역(P)의 주변으로 어레이배선이 형성된 하부기판(22)을 포함하며, 상부기판(5)과 하부기판(22) 사이에는 액정(14)이 충진되어 있다.
하부기판(22)은 어레이기판(array substrate)이라고도 하며, 스위칭 소자인 박막트랜지스터(T)가 매트릭스형태(matrix type)로 위치하고, 이러한 다수의 박막트랜지스터(TFT)를 교차하여 지나가는 게이트배선(13)과 데이터배선(15)이 형성된 다. 이때, 화소영역(P)은 게이트배선(13)과 데이터배선(15)이 교차하여 정의되는 영역이며, 화소영역(P)상에는 전술한 바와 같이 투명한 화소전극(17)이 형성된다.
화소전극(17)은 ITO(indium-tin-oxide)와 같이 빛의 투과율이 비교적 뛰어난 투명 도전성금속을 사용한다. 화소전극(17)과 병렬로 연결된 스토리지 캐패시터(CST)가 게이트 배선(13)의 상부에 구성되며, 스토리지 캐패시터(CST)의 제 1 전극으로 게이트 배선(13)의 일부를 사용하고, 제 2 전극으로 소스 및 드레인 전극과 동일층 동일물질로 형성된 아일랜드 형상의 소스/드레인 금속층(30)을 사용한다.
이때, 소스/드레인 금속층(30)은 화소전극(17)과 접촉되어 화소전극의 신호를 받도록 구성된다.
그리고, 도시하지는 않았지만, 액정(14)을 배향하기 위한 배향막이 상부 및 하부 기판에 형성된다.
전술한 바와 같은 구성을 갖는 액정표시장치는 화소 전극과 공통 전극 사이에 DC 전압을 인가하여 액정의 배열을 변화시키게 된다.
액정 내부에는 불순물이 존재하여, 외부에서 DC 전압이 인가되는 경우에 불순물은 이온화된다. 이온화된 불순물의 양이온은 양전극의 배향막에 적층되고, 음이온은 음전극의 배향막에 적층되며, 시간이 경과함에 따라 배향막에 흡착된다. 배향막에 흡착된 불순물 이온은 액정에 인가된 외부 DC 전압을 차단하게 된다. 외부 DC 전압을 인가하지 않게 되면, 배향막에 흡착된 이온들은 액정층으로 확산되어 결 합하게 된다.
그런데, 외부 DC 전압이 인가되지 않는 경우에도 배향막에 이온이 흡착되어 액정 내부에 잔여 DC(residual DC) 전압이 존재하게 된다. 액정 내에 극성이 반전되는 외부 DC 전압이 인가되는 경우에 액정에는 외부 DC 전압과 잔여 DC 전압이 혼합된 전압이 인가되어 플리커(flicker)가 발생하게 된다. 액정 내의 잔여 DC 전압에 의해 액정표시장치의 화질 특성이 저하된다.
도 2는 종래의 액정 내의 잔여 DC 전압을 측정하는 방법을 도시한 도면이다.
먼저, 일정 시간 동안 액정 셀에 열 및 DC를 인가한다.(S100) 액정 셀의 잔여 DC 전압(VRDC)이 작은 경우에는 이후에 오실로스코프를 통해 육안으로 잔여 DC 전압(VRDC)을 측정하는데 어려움이 따르게 된다. 따라서 액정 셀에 열 및 DC 전압을 인가하여 액정 셀의 불순물의 이온화를 증가시킴으로써 잔여 DC 전압(VRDC)을 증가시키게 된다.
다음으로, 액정 셀에 전압을 인가하기 위한 두 전극을 대략 1 sec (초) 정도 단락한다.(S110) 전극을 단락하여 액정 내에 인가된 DC 전압을 제거하여, 액정 내에는 잔여 DC 전압(VRDC)만이 존재하게 된다.
다음으로, 일정 시간 동안 대략 30 ㎐의 AC 전압을 액정 셀에 인가하게 된다.(S120) AC 전압을 액정 셀에 인가하게 되면, 잔여 DC 전압(VRDC)에 의해 플리커가 발생하게 된다.
도 3a는 AC 전압이 인가된 경우에 오실로스코프(oscilloscope)에 측정된 액정 셀의 전압 파형을 도시한 도면으로서, 잔여 DC 전압(VRDC)에 의해 액정 내에는 일정한 전압이 걸리지 않고 시간에 따라 전압이 계속해서 변화하게 되어, 플리커가 발생하게 된다.
다음으로, 플리커가 제거될때까지 외부 DC 전압을 액정 셀에 인가하게 된다.(S130) 플리커가 제거될때까지 외부 DC 전압을 조정하게 된다.
도 3b는 외부 DC 전압을 인가하여 플리커가 제거된 경우에 오실로스코프에 측정된 액정 셀의 전압 파형을 도시한 도면으로서, 이와 같은 파형을 갖도록 외부 DC 전압을 조정하게 된다. 도 3b의 파형을 갖도록 인가되는 외부 DC 전압이 액정 셀의 잔여 DC 전압(VRDC)에 해당된다.
도 4는 플리커가 제거되는 과정에서 액정 셀에 인가되는 전압 파형을 도시한 도면이다.
도시한 바와 같이, 액정 셀에 극성이 반전되는 ±VO = ±2.4 V 의 전압이 외부에서 인가되고, 잔여 DC 전압 VRDC = - 0.1 V 가 존재한다. 이 경우에, 액정 내부에는 잔여 DC 전압에 의해, 액정 셀의 전압 VCELL = ±VO + VRDC 의 전압, 즉 +2.3 V, -2.5 V 가 걸리게 된다. 따라서, 극성이 반전됨에 따라, 액정 내부에 걸리는 전압이 달라지게 되어 플리커가 발생하게 된다.
VRDC 와 동일한 크기 및 반대 극성의 보상 DC 전압 VCO = -VRDC = 0.1 V 를 액정 셀에 인가하게 되면, VCELL = ±VO + VRDC + VCO = VO = +2.4, -2.4 와 같이, 외부에서 인가되는 전압이 액정 내에 걸리게 되어 플리커가 제거된다.
도 4의 플리커가 발생하는 부분과 플리커가 제거되는 부분에서 액정 내부에 걸리는 전압 파형은 각각, 도 3a와 3b 의 오실로스코프에서 측정되는 전압 파형과 대응된다.
전술한 바와 같은 방법을 통해 액정 셀의 잔여 DC 전압을 측정하게 되는 경우에, 다음과 같은 문제가 발생하게 된다.
먼저, 액정 셀에 열과 DC 전압을 인가하는 과정에서 액정 셀의 잔여 DC 전압이 작은 경우에는 오실로스코프로 측정할 수 없는 경우가 발생하기 때문에, 액정 셀에 열과 DC 전압을 높게 인가하여 가혹조건을 만들어야 한다.
그리고, 일정 시간 동안 대략 30 ㎐의 AC 전압을 액정 셀에 인가하는 과정에서 플리커가 변화하지 않는 시간(포화 시간)을 오실로스코프로 측정하게 되는데, 육안으로 오실로스코프의 파동 변화를 관찰해야 하기 때문에, 신뢰성이 감소하고 액정 셀의 상태에 따라 포화 시간이 길어져 측정 효율이 감소하게 된다.
또한, 플리커가 제거되는 오실로스코프의 파동 변화를 육안으로 관찰해야 하기 때문에, 신뢰성이 감소하게 된다.
전술한 바와 같은 문제를 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 액정 셀의 잔여 DC 전압을 육안으로 측정하는 경우에 신뢰성과 효율성이 감소하는 문제를 개선할 수 있는 액정 셀의 잔여 DC 전압 측정 방법 및 측정 장치를 제공함에 있다.
전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 제 1, 2 전극과, 액정 을 포함하는 액정 셀에 절대값이 순차 증가하는 다수의 DC 전압을 인가하는 단계와; 상기 순차 증가하는 다수의 DC 전압 각각에 대해 상기 액정 셀에 걸리는 다수의 전압의 평균 제곱근을 측정하여 잔여 DC 전압 상관식을 도출하는 단계와; VO DC 전압을 상기 액정 셀에 인가하는 단계와; 상기 VO DC 전압을 오프하고, 상기 액정 셀에 걸리는 전압의 평균 제곱근을 측정하여 상기 잔여 DC 전압 상관식에 대입하는 단계를 포함하는 액정 셀의 잔여 DC 전압 측정방법을 제공한다.
여기서, 상기 순차 증가하는 다수의 DC 전압을 상기 액정 셀에 인가하는 단계 전에 최적 AC 전압을 도출하는 단계를 더욱 포함하고, 상기 VO DC 전압을 상기 액정 셀에 인가하는 단계는 상기 최적 AC 전압을 상기 VO DC 전압과 동시에 인가하는 단계일 수 있다. 상기 최적 AC 전압을 도출하는 단계는, 상기 액정 셀에 AC 전압을 인가하고 조절하여, 상기 액정 셀에 걸리는 평균 제곱근이 최대인 상기 AC 전압을 도출하는 단계를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 순차 증가하는 다수의 DC 전압은 극성이 반전되며 전압값이 순차 증가하는 다수의 DC 전압일 수 있다.
또한, 상기 잔여 DC 전압 상관식을 도출하는 단계는, 상기 순차 증가하는 다수의 DC 전압 각각에 대해 상기 액정 셀에 걸리는 다수의 전압의 평균 제곱근을 측정하는 단계와; 상기 순차 증가하는 다수의 DC 전압과 평균 제곱근을 저장하는 단계와; 상기 저장된 다수의 DC 전압과 평균 제곱근을 연산하여 잔여 DC 전압 상관식을 도출하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 순차 증가하는 다수의 DC 전압을 상기 액정 셀에 인가하는 단계 전에 상기 제 1, 2 전극을 단락하는 단계를 더욱 포함하고, 상기 V0 DC 전압을 상기 액정 셀에 인가하는 단계 전에, 상기 제 1, 2 전극을 단락하는 단계를 더욱 포함할 수 있다.
또한, 상기 순차 증가하는 다수의 DC 전압을 액정 셀에 인가시, 상기 액정 셀에 빛을 조사하는 단계와, 상기 액정 셀을 통과한 빛을 검출하여 상기 액정 셀에 걸리는 다수의 전압의 평균 제곱근을 측정하는 단계를 더욱 포함할 수 있다.
다른 측면에서, 본 발명은, 제 1, 2 전극과, 액정을 포함하는 액정 셀에 전압을 인가하는 전압 공급부와; 상기 액정 셀에 걸리는 전압의 평균 제곱근을 측정하는 평균 제곱근 측정부와; 상기 전압 공급부를 통해 인가된 전압과 상기 평균 제곱근을 연산하여 상기 액정 셀의 잔여 DC 전압을 산출하는 잔여 DC 전압 산출부를 포함하는 액정 셀의 잔여 DC 전압 측정장치를 제공한다.
여기서, 상기 전압 공급부는 AC 전압과 DC 전압을 상기 액정 셀에 인가할 수 있다.
그리고, 상기 전압 공급부는 극성이 반전하며 전압값이 순차 증가하는 DC 전압을 상기 액정 셀에 인가하고, 상기 잔여 DC 전압 산출부는 상기 극성이 반전하며 전압값이 순차 증가하는 DC 전압과 평균 제곱근을 저장하는 저장부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 잔여 DC 전압 산출부는 상기 전압 공급부와 상기 평균 제곱근 측정부를 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 액정 셀에 빛을 조사하는 광 조사부와, 상기 액정 셀을 통과한 빛을 검출하는 검출부를 더욱 포함하고, 상기 평균 제곱근 측정부는 상기 검출부에 검출된 빛에 따라 상기 액정 셀에 걸리는 전압의 평균 제곱근을 측정할 수 있다. 상기 검출부는 상기 액정 셀을 통과한 빛을 검출하여 전기적 신호를 출력하고, 상기 출력된 전기적 신호를 증폭하는 증폭부를 더욱 포함할 수 있다. 상기 조사된 빛을 편광하는 편광기와; 상기 액정 셀을 통과한 빛을 분광하는 분광기를 더욱 포함할 수 있다. 상기 광조사부는 레이저를 조사할 수 있다.
또한, 상기 평균 제곱근 측정부는 상기 액정 셀의 전압 파형을 검출하는 전압 파형 검출부와, 검출된 전압 파형에 의해 평균 제곱근을 측정하는 평균 제곱근 측정부를 포함할 수 있다.
본 발명은 잔여 DC 전압을 측정 장치를 통해 자동으로 측정할 수 있다. 따라서, 종래에 육안으로 잔여 DC 전압을 측정하는 경우에 신뢰성과 효율성이 저하되는 문제를 개선할 수 있게 된다. 그리고, 잔여 DC 전압을 자동으로 측정할 수 있게 됨에 따라, 초기 상태에서부터 포화 상태까지 액정 셀의 잔여 DC 전압을 필요에 따라 측정할 수 있게 된다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 액정 셀의 잔여 DC 전압 측정방법을 도시한 도면이다. 그리고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 액정 셀의 잔여 DC 전압 측정장치를 도시한 도면이고, 도 7은 도 6의 잔여 DC 측정부를 도시한 도면이고, 도 8은 도 6의 액정 셀을 도시한 도면이다.
먼저, 도 8에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 액정 셀의 잔여 DC 전압을 측정하기 위한 액정 셀(200)은, 서로 마주보는 제 1, 2 기판(210, 220)과, 제 1, 2 기판(210, 220) 사이에 액정(270)을 포함한다. 제 1 기판(210)에는 제 1 전극(230)과 제 1 배향막(250)이 형성되어 있고, 제 2 기판(220)에는 제 2 전극(240)과 제 2 배향막(260)이 형성되어 있다. 잔여 DC 전압(VRDC)을 측정하기 위해서는 액정(270)에 전압 인가를 위해 액정 셀(200)은 제 1, 2 전극(230, 240)을 구비하면 된다. 한편, 액정 셀(200)은 게이트 및 데이터 배선(미도시)과 박막트랜지스터(미도시)를 포함할 수 있다.
위와 같은 구성을 갖는 액정 셀(200)의 잔여 DC 전압(VRDC)을 측정하기 위한 액정 셀의 잔여 DC 전압 측정장치(300)는, 도 6에 도시한 바와 같이, 전압 공급부(350), 평균 제곱근 측정부(400), 오실로스코프(410), 잔여 DC 전압 산출부(450), 검출부(500), 광조사부(600), 편광기 및 분광기(650, 700)를 포함한다.
전압 공급부(350)는 액정 셀(200)에 DC 전압과 AC 전압을 인가하고, 액정 셀의 두 전극(도 8의 230, 240 참조)을 단락하는 기능을 하게 된다.
광조사부(600)는 액정 셀에 빛을 공급하게 되는데, 예를 들면 레이저와 같은 단일 파장의 빛을 공급하게 된다. 헬륨-네온(He-Ne) 레이저를 사용할 수 있다.
광조사부(600)를 통해 공급된 광은 편광기(650)와 액정 셀(200)과 분광기(700)를 거쳐 검출부(500)에 검출된다.
검출부(500)는 액정 셀(200)을 통과한 빛을 검출하여 전기적 신호(전류)를 출력하고, 출력된 전기적 신호(전류)는 증폭부(550)를 거쳐 증폭되어 오실로스코프(410)와 평균 제곱근 측정부(400)에 전달된다. 검출된 빛의 양이 적은 경우에는 출력되는 전기적 신호가 작기 때문에, 증폭부(550)에 의해 전기적 신호는 증폭된다.
평균 제곱근 측정부(400)는 검출부(500)를 통해 전달된 전기적 신호에 의해 액정 셀(200)의 전압 파형에 대한 평균 제곱근(Vrms)을 측정하게 된다. 평균 제곱근 측정부(400)는, 예를 들면 LIA(Lock-In Amplifier)를 사용할 수 있다.
한편, 오실로스코프(410)는 검출부(500)을 통해 전달된 전기적 신호에 의해 액정 셀(200)의 전압 파형을 육안으로 확인가능하게 한다.
잔여 DC 전압 산출부(450)는 제어부(460)와 저장부(470)를 포함한다.
제어부(460)는 전원 공급부(350), 평균 제곱근 측정부(400), 오실로스코프(410), 잔여 DC 전압 산출부(470)의 동작을 제어하게 된다. 제어부(460)는 전원 공급부(350)를 제어하여 전원 공급부(350)에서 출력되는 AC 및 DC 전압, 전압 인가 시간, 단락 시점, AC 전압의 주파수 등을 제어하게 된다.
저장부(470)는 전압 공급부(350)로부터 액정 셀(200)에 인가되는 DC 전압과 인가된 DC 전압에 대응하여 평균 제곱근 측정부(400)에서 측정된 평균 제곱근(Vrms)을 저장하게 된다. 그리고, 저장부(470)는 최적 AC 전압(VACOPT)을 저 장하고, 또한 DC 전압이 인가되지 않는 경우에도 잔여 DC 전압 산출을 위해 평균 제곱근 측정부(400)에서 측정된 평균 제곱근을 저장할 수 있다.
특히, 제어부(460)는 전원 공급부(350)에서 액정 셀(200)에 인가되는 DC 전압과 평균 제곱근 측정부(400)에서 측정된 평균 제곱근(Vrms)을 저장부(470)에 저장하도록 한다.
잔여 DC 산출부(450) 저장부(470)에 저장된 전압값들을 기초로 잔여 DC 전압 상관식을 도출하게 된다. 도출된 잔여 DC 전압 상관식에 의해 잔여 DC 전압(VRDC)을 산출하게 된다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 액정 셀의 잔여 DC 전압을 측정하는 방법을 상세히 설명한다.
먼저, 액정 셀의 제 1, 2 전극(도 8의 230, 240 참조)을 단락시킨다.(도 5의 S200 참조) 전극을 단락하여 잔여 DC 전압(VRDC) 성분 외에 액정 내에 존재할 수 있는 정전기를 제거할 수 있게 된다. 제 1, 2 전극은, 예를 들면 대략 60 sec(초) 정도 단락하게 된다.
다음으로, 전원 공급부(도 6의 350)를 통해 AC 전압을 액정 셀(도 6의 400 참조)에 인가하고, 광조사부를 통해 액정 셀에 광을 조사하고, 검출부 및 평균 제곱근 측정부(도 6의 500, 400)를 통해 액정 셀에 걸리는 전압의 평균 제곱근(Vrms)이 측정된다.(도 5의 S210 참조) AC 전압을 액정 셀에 인가하게 되면, 잔여 DC 전압에 의해 플리커가 발생하게 된다. 여기서, AC 전압은, 예를 들면 60 ㎐ 의 진동수를 가질 수 있다.
도 9는 AC 전압이 인가된 경우에 액정 셀의 전압 파형을 도시한 도면이다. 이와 같은 전압 파형은 오실로스코프(도 6의 410 참조)를 이용하는 경우에 용이하게 관찰할 수 있다. 잔여 DC 전압(VRDC)에 의해 액정 내에는 일정한 전압이 걸리지 않고 시간에 따라 전압이 계속해서 변화하게 된다.
AC 전압을 조절하여 평균 제곱근(Vrms)이 최대일 때의 최적 AC 전압(VACOPT)을 구하게 된다. 최적 AC 전압(VACOPT)에서 액정 셀의 투과량 변화는 최대가 된다. 최적 AC 전압은 저장부(도 6의 470 참조)에 저장된다.
도 10은 액정 셀의 T-V(투과량-전압) 곡선을 도시한 도면으로서, V = VOPT 인 경우에, T-V 곡선의 접선은 최대가 되므로 투과량의 변화가 최대가 된다. 따라서, 최적 AC 전압에서의 평균 제곱근(Vrms)은 VOPT에 해당된다.
최적 AC 전압은 투과량 변화가 크기 때문에, 잔여 DC 전압(VRDC)이 작은 경우에도 플리커 발생을 확연하게 확인할 수 있다. TN(twisted nematic) 액정 셀의 경우에 최적 AC 전압은 대략 1.5 ~ 1.9 V 정도이다.
다음으로, 도 11에 도시한 바와 같이, 극성이 반전되며 증가하는 DC 전압(VDCINV)을 액정 셀에 인가하게 된다.(도 5의 S220 참조) 인가되는 DC 전압과 이에 대응하는 평균 제곱근(Vrms)은 평균 제곱근 측정부를 통해 발생되어 저장부에 저장된다. 잔여 DC 전압 산출부는, 이와 같은 값을 기초로 연산하여 잔여 DC 전압 상관식을 도출하게 된다.(도 5의 S230 참조)
도 12는 극성 반전 DC 전압과 평균 제곱근의 상관 관계를 도시한 도면이다. 도 12는 극성 반전 DC 전압(VDCINV)은 0 V 에서 0.5 V 까지 0.01 V/sec 로 극성이 반전되면서 순차적으로 증가하여 액정 셀에 인가되는 경우에 도출된 것이다. 도 12에서 검은색으로 표시된 다항식 곡선은 잔여 DC 상관식에 해당된다.
다음으로, 액정 셀의 제 1, 2 전극을 단락시킨다. 액정 셀에 전압을 인가하기 위한 두 전극을 대략 60 sec 정도 단락한다.(도 5의 S240 참조) 전극을 단락하여 잔여 DC 전압(VRDC) 성분 외에 액정 내에 극성 반전 DC 전압(VDCINV)에 의해 발생한 DC 전압을 제거할 수 있게 된다.
다음으로, 액정 셀에 외부 DC 전압(VDCO)과 전술한 최적 AC 전압(VACOPT)을 동시에 인가한다.(도 5의 S250 참조) 외부 DC 전압(VDCO)과 전술한 최적 AC 전압(VACOPT)은, 예를 들면 1800 sec 에서 3600 sec 까지의 시간 범위 내에서 인가된다. 외부 DC 전압(VDCO)을 높게 인가하게 되면, 불순물 이온의 배향막 흡착율이 증가하여 액정 내의 잔여 DC 전압(VRDC) 또한 증가하게 된다.
다음으로, 외부 DC 전압(VDCO) 오프(off)하고 최적 AC 전압(VACOPT)을 계속해서 유지한다.(도 5의 S260 참조) 최적 AC 전압(VACOPT)은, 예를 들면 300 sec 이상 인가된다. 외부 DC 전압(VDCO)을 오프하게 됨으로써 액정 셀에는 잔여 DC 전압(VRDC)만이 존재하게 되고, 계속해서 유지되는 최적 AC 전압(VACOPT)은 액정 셀의 투과율 변화가 최대인 전압값이므로, 플리커가 확연하게 확인될 수 있게 된다.
외부 DC 전압(VDCO)을 오프한 후에 잔여 DC 산출부를 통해 액정 셀의 평균 제곱근(Vrms)을 측정하게 된다. 측정된 평균 제곱근(Vrms)은 잔여 DC 전압 산출부의 잔여 DC 전압 상관식에 대입되어 잔여 DC 전압(VRDC)이 산출된다.(도 5의 S270 참조) 외부 DC 전압(VDCO)를 오프한 경우에, 잔여 DC 전압(VRDC)은 포화 시간에 도달하기까지 계속해서 감소하게 되는데, 이에 따른 평균 제곱근(Vrms)은 측정부에 의해 측정되고, 잔여 DC 전압 산출부에 의해 잔여 DC 전압값이 산출된다. 이때, 이와 같은 평균 제곱근(Vrms)는 저장부에 저장될 수 있다.
도 13은 외부 DC 전압을 오프한 후에 액정 셀의 평균 제곱근의 변화를 도시한 도면이다. 도 13은 외부 DC 전압 VDCO = 5 V 인 경우에 도출된 것이다. 도시한 바와 같이, 대략 300 sec 정도가 되면 평균 제곱근(Vrms)은 일정한 값으로 포화 상태가 된다.
도 13에서 초기 상태인 0 sec에서 평균 제곱근(Vrms)은 0.123 V 이고, 이때의 잔여 DC 전압(VRDC)는, 도 12을 참조하면, 0.220 V 가 된다.
전술한 바와 같이, 본 발명은 액정 셀의 잔여 DC 전압을 측정 장치를 통해 자동으로 측정할 수 있다. 따라서, 종래에 육안으로 잔여 DC 전압을 측정하는 경우에 신뢰성과 효율성이 저하되는 문제를 개선할 수 있게 된다. 그리고, 잔여 DC 전압을 자동으로 측정할 수 있게 됨에 따라, 초기 상태에서부터 포화 상태까지 액정 셀의 잔여 DC 전압을 필요에 따라 측정할 수 있게 된다.
전술한 바와 같은 본 발명의 실시예는 본 발명의 일예로서, 이에 대한 다양한 변형이 가능하다. 이와 같은 변형이 본 발명의 정신에 포함되는 범위 내에서, 본 발명의 권리에 속한다 함은 당업자에게 자명한 사실이다.
전술한 바와 같이, 본 발명은, 본 발명은 액정 셀의 잔여 DC 전압을 측정 장치를 통해 자동으로 측정할 수 있다. 따라서, 종래에 육안으로 잔여 DC 전압을 측정하는 경우에 신뢰성과 효율성이 저하되는 문제를 개선할 수 있는 효과가 있다.
그리고, 잔여 DC 전압을 자동으로 측정할 수 있게 됨에 따라, 초기 상태에서부터 포화 상태까지 액정 셀의 잔여 DC 전압을 필요에 따라 측정할 수 있는 효과가 있다.

Claims (15)

  1. 제 1, 2 전극과, 액정을 포함하는 액정 셀에 절대값이 순차 증가하는 다수의 DC 전압을 인가하는 단계와;
    상기 순차 증가하는 다수의 DC 전압 각각에 대해 상기 액정 셀에 걸리는 다수의 전압의 평균 제곱근을 측정하여 잔여 DC 전압 상관식을 도출하는 단계와;
    VO DC 전압을 상기 액정 셀에 인가하는 단계와;
    상기 VO DC 전압을 오프하고, 상기 액정 셀에 걸리는 전압의 평균 제곱근을 측정하여 상기 잔여 DC 전압 상관식에 대입하는 단계
    를 포함하는 액정 셀의 잔여 DC 전압 측정방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 순차 증가하는 다수의 DC 전압을 상기 액정 셀에 인가하는 단계 전에 최적 AC 전압을 도출하는 단계를 더욱 포함하고,
    상기 VO DC 전압을 상기 액정 셀에 인가하는 단계는 상기 최적 AC 전압을 상기 VO DC 전압과 동시에 인가하는 단계인 액정 셀의 잔여 DC 전압 측정방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 최적 AC 전압을 도출하는 단계는,
    상기 액정 셀에 AC 전압을 인가하고 조절하여, 상기 액정 셀에 걸리는 평균 제곱근이 최대인 상기 AC 전압을 도출하는 단계를 포함하는 액정 셀의 잔여 DC 전압 측정방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 순차 증가하는 다수의 DC 전압은 극성이 반전되며 전압값이 순차 증가하는 다수의 DC 전압인 액정 셀의 잔여 DC 전압 측정방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 잔여 DC 전압 상관식을 도출하는 단계는,
    상기 순차 증가하는 다수의 DC 전압 각각에 대해 상기 액정 셀에 걸리는 다수의 전압의 평균 제곱근을 측정하는 단계와;
    상기 순차 증가하는 다수의 DC 전압과 평균 제곱근을 저장하는 단계와;
    상기 저장된 다수의 DC 전압과 평균 제곱근을 연산하여 잔여 DC 전압 상관식을 도출하는 단계를 포함하는 액정 셀의 잔여 DC 전압 측정방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 순차 증가하는 다수의 DC 전압을 상기 액정 셀에 인가하는 단계 전에 상기 제 1, 2 전극을 단락하는 단계를 더욱 포함하고,
    상기 V0 DC 전압을 상기 액정 셀에 인가하는 단계 전에, 상기 제 1, 2 전극을 단락하는 단계를 더욱 포함하는 액정 셀의 잔여 DC 전압 측정방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 순차 증가하는 다수의 DC 전압을 액정 셀에 인가시, 상기 액정 셀에 빛을 조사하는 단계와;
    상기 액정 셀을 통과한 빛을 검출하여 상기 액정 셀에 걸리는 다수의 전압의 평균 제곱근을 측정하는 단계를 더욱 포함하는 액정 셀의 잔여 DC 전압 측정방법.
  8. 제 1, 2 전극과, 액정을 포함하는 액정 셀에 전압을 인가하는 전압 공급부와;
    상기 액정 셀에 걸리는 전압의 평균 제곱근을 측정하는 평균 제곱근 측정부와;
    상기 전압 공급부를 통해 인가된 전압과 상기 평균 제곱근을 연산하여 상기 액정 셀의 잔여 DC 전압을 산출하는 잔여 DC 전압 산출부
    를 포함하는 액정 셀의 잔여 DC 전압 측정장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 전압 공급부는 AC 전압과 DC 전압을 상기 액정 셀에 인가하는 액정 셀의 잔여 DC 전압 측정장치.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 전압 공급부는 극성이 반전하며 전압값이 순차 증가하는 DC 전압을 상기 액정 셀에 인가하고,
    상기 잔여 DC 전압 산출부는 상기 극성이 반전하며 전압값이 순차 증가하는 DC 전압과 평균 제곱근을 저장하는 저장부을 포함하는 액정 셀의 잔여 DC 전압 측정장치.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 잔여 DC 전압 산출부는 상기 전압 공급부와 상기 평균 제곱근 측정부를 제어하는 제어부를 포함하는 액정 셀의 잔여 DC 전압 측정장치.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 액정 셀에 빛을 조사하는 광 조사부와;
    상기 액정 셀을 통과한 빛을 검출하는 검출부를 더욱 포함하고,
    상기 평균 제곱근 측정부는 상기 검출부에 검출된 빛에 따라 상기 액정 셀에 걸리는 전압의 평균 제곱근을 측정하는 액정 셀의 잔여 DC 전압 측정장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 검출부는 상기 액정 셀을 통과한 빛을 검출하여 전기적 신호를 출력하고,
    상기 출력된 전기적 신호를 증폭하는 증폭부를 더욱 포함하는 액정 셀의 잔여 DC 전압 측정장치.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 조사된 빛을 편광하는 편광기와;
    상기 액정 셀을 통과한 빛을 분광하는 분광기를 더욱 포함하는 액정 셀의 잔여 DC 전압 측정장치.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 광조사부는 레이저를 조사하는 액정 셀의 잔여 DC 전압 측정장치.
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