KR101285539B1 - 배향막 러빙 장치의 영점 보정 방법 - Google Patents

배향막 러빙 장치의 영점 보정 방법 Download PDF

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Abstract

액정 표시장치의 액정 패널에 형성된 배향막을 러빙하기 위한 배향막 러빙 장치의 영점 보정 방법이 개시된다.
배향막 러빙 장치의 영점 보정 방법은 배향막 러빙 장치를 사용하여 제1 및 제2 기판 각각 상에 형성된 제1 및 제2 배향막 각각을 러빙함으로써 형성된 제1 및 제2 배향축 간의 각도로 정의되는 셀축값을 각각 가지는 복수의 액정 패널을 마련하는 단계; 휘도 측정 장치를 사용하여 마련된 복수의 액정 패널 각각에 대해 최소 블랙 휘도값을 측정하는 단계; 복수의 액정 패널 각각에 대해 측정된 최소 블랙 휘도값 및 복수의 액정 패널 각각의 셀축값을 이용하여 배향막 러빙 장치의 영점을 보정하기 위한 보정값을 산출하는 단계; 및 산출된 보정값을 사용하여 배향막 러빙 장치의 영점을 보정하는 단계를 포함한다.
액정 표시장치, 배향막 러빙 장치, 영점, 블랙 휘도, 대비비, 셀축값

Description

배향막 러빙 장치의 영점 보정 방법 {METHOD FOR CORRECTING ZERO POINT OF ALIGNMENT LAYER RUBBING APPARATUS}
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 배향막 러빙 장치의 영점 보정 방법을 개략적으로 설명하기 위한 순서도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 배향막 러빙 장치를 개략적으로 설명하기 위한 사시도이다.
도 3은 셀축값의 정의를 개략적으로 설명하기 위한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 배향막 러빙 장치의 영점 보정을 위해 필요한 블랙 휘도값 측정 시 사용되는 휘도 측정 장치를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 실시예에 따른 배향막 러빙 장치의 영점을 보정하기 위한 보정값을 산출하는 단계를 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
{도면의 주요부분에 대한 부호의 설명}
100: 배향막 러빙 장치 110: 기판 스테이지
120: 러빙 롤러 200: 액정 패널
210: 제1 기판 212: 제1 배향막
220: 제2 기판 222: 제2 배향막
300: 휘도 측정 장치 310: 패널 스테이지
320: 제1 편광판 스테이지 330: 제2 편광판 스테이지
340: 백라이트 유닛 스테이지 350: 카메라 유닛
360: 광 검출기
본 발명은 액정 표시장치의 액정 패널에 형성된 배향막을 러빙하기 위한 배향막 러빙 장치의 영점 보정 방법에 관한 것이다.
정보화 기술이 발달함에 따라 사용자와 정보간의 연결 매체인 표시장치의 시장이 커지고 있다. 이에 부응하여 액정 표시장치(Liquid Crystal Display: LCD), 유기전계 발광소자(Organic Light Emitting Diodes: OLED) 및 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel: PDP) 등과 같은 평판 표시장치(Flat Panel Display: FPD)의 사용이 증가하고 있다. 그 중 고해상도를 구현할 수 있고 소형화뿐만 아니라 대형화가 가능한 액정 표시장치가 널리 사용되고 있다.
액정 표시장치는, 일반적으로, 액정층을 이루는 액정 분자들의 전기 광학 특성을 이용하여 화상을 표시할 수 있다. 이를 위해, 액정 표시장치는 백라이트 유닛, 구동회로 유닛 및 액정 패널을 포함할 수 있다.
백라이트 유닛은 액정 패널의 배면에 배치되며, 액정 패널에 광을 제공할 수 있다.
구동회로 유닛은 이방성 도전 필름을 통해 액정 패널의 패드부에 접속되며, 자신으로부터 생성된 구동 전압들, 예를 들어, 데이터 전압 및 공통 전압 등을 액정 패널에 제공함으로써 액정 패널을 구동할 수 있다.
액정 패널은 구동회로 유닛으로부터 제공되는 데이터 전압 및 공통 전압의 차전압을 이용하여 백라이트 유닛으로부터 제공되는 광의 투과율을 조절함으로써 화상을 표시할 수 있다. 이를 위해, 액정 패널은 소정 간격 이격되도록 형성된 제1 및 제2 기판, 및 액정층을 포함할 수 있다.
제1 기판은 액정 패널을 통해 디스플레이되는 화상의 색상을 구현할 수 있다. 이를 위해, 제1 기판은 유리나 플라스틱 등과 같은 투명한 재질의 제1 절연 기판 상에 박막으로 형성된 적/녹/청색 컬러 필터를 포함할 수 있다. 또한, 제1 기판은 액정층의 초기 배열 상태를 결정하기 위한 제1 배향막을 더 포함할 수 있다.
제2 기판은 액정층에 데이터 전압을 인가할 수 있다. 이를 위해, 제2 기판은 유리나 플라스틱 등과 같은 투명한 재질의 제2 절연 기판 상에 박막으로 형성된 박막 트랜지스터 및 화소 전극을 포함할 수 있다. 또한, 제2 기판은 상기 제1 배향막과 함께 액정층의 초기 배열 상태를 결정하기 위한 제2 배향막을 더 포함할 수 있다.
액정층은 액정 분자들로 이루어지며, 제1 및 제2 기판 사이에 형성될 수 있다. 상기 액정층을 이루는 액정 분자들은 그 구조가 가늘고 길며, 분극성을 가지고 있다. 이 때문에, 액정 분자들에 인위적으로 전기장을 인가하면 액정 분자들의 배열 방향을 조절할 수 있다. 또한, 액정 분자들은 광학적 이방성을 가지고 있다. 이 때문에, 분극성에 기인한 액정 분자들의 배열 방향 변화에 따라 백라이트 유닛으로부터 제공되는 광이 투과 혹은 차단될 수 있으며, 이에 따라 달라지는 광의 투과율에 의해 액정 표시장치는 화상을 표시할 수 있다.
액정층을 이루는 액정 분자들은 제1 및 제2 기판 각각 상에 형성된 제1 및 제2 배향막 각각의 배향 방향, 즉, 제1 및 제2 배향막 각각의 제1 및 제2 배향축 각각의 방향에 의해 초기 배열 상태가 결정될 수 있다.
상기 제1 및 제2 배향축 각각의 방향은, 일반적으로, 배향막 러빙 장치를 사용하여 상기 제1 및 제2 배향막 각각을 어느 한 방향으로 러빙(rubbing)함으로써 결정될 수 있다.
그런데, 상기 배향막 러빙 장치의 영점이 틀어짐으로 인해, 제1 및 제2 배향축 각각의 방향이 원하는 방향에서 틀어지면, 액정 표시장치의 대비비(Contrast Ratio: CR) 특성이 나빠진다라는 문제점이 있다. 여기서, 대비비란 액정 표시장치의 표시 품질을 가늠하는 척도의 일종으로서, 액정 패널의 정면 중앙에서 화이트 휘도값을 블랙 휘도값으로 나눈 비로서 정의된다.
상기와 같이 정의되는 대비비는, 특히, 화이트 휘도값의 변화폭보다 블랙 휘도값의 변화폭에 따라 크게 달라질 수 있다. 예를 들어, 일반적으로, 노멀리 블랙(Normally Black: NB) 상태를 구현하는 횡전계 방식의 액정 표시장치의 경우, 제1 및 제2 배향축 각각의 방향 차가 크면 클수록 블랙 휘도값이 증가하게 되며, 이로 인해 횡전계 방식의 액정 표시장치의 대비비 특성이 크게 나빠지는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 배향막 러빙 장치의 영점을 정확하게 보정할 수 있는 배향막 러빙 장치의 영점 보정 방법을 제공하고자 하는 것이다.
또한, 본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 배향막 러빙 장치의 영점을 정확하게 보정함으로써 액정 표시장치의 대비비 특성을 향상시킬 수 있는 배향막 러빙 장치의 영점 보정 방법을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 배향막 러빙 장치의 영점 보정 방법은 배향막 러빙 장치를 사용하여 제1 및 제2 기판 각각 상에 형성된 제1 및 제2 배향막 각각을 러빙함으로써 형성된 제1 및 제2 배향축 간의 각도로 정의되는 셀축값을 각각 가지는 복수의 액정 패널을 마련하는 단계; 휘도 측정 장치를 사용하여 마련된 상기 복수의 액정 패널 각각에 대해 최소 블랙 휘도값을 측정하는 단계; 상기 복수의 액정 패널 각각에 대해 측정된 상기 최소 블랙 휘도값 및 상기 복수의 액정 패널 각각의 상기 셀축값을 이용하여 상기 배향막 러빙 장치의 영점을 보정하기 위한 보정값을 산출하는 단계; 및 산출된 상기 보정값을 사용하여 상기 배향막 러빙 장치의 영점을 보정하는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 복수의 액정 패널은, 각각 서로 다른 셀축값을 가질 수 있다.
여기서, 상기 보정값을 산출하는 단계는, 상기 복수의 액정 패널 각각에 대해 측정된 상기 최소 블랙 휘도값 및 상기 복수의 액정 패널 각각의 상기 셀축값을 이용하여 회귀 모형을 수립하는 단계; 수립된 상기 회귀 모형에 대한 오차항을 최소화시키는 회귀 계수를 산출한 후, 상기 회귀 계수를 이용하여 회귀식을 도출하는 단계; 및 도출된 상기 회귀식을 이용하여 상기 회귀식 상의 최소 블랙 휘도값 및 상기 회귀식 상의 최소 블랙 휘도값에 대응하는 상기 회귀식 상의 셀축값을 산출하는 단계를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 보정값은, 상기 회귀식 상의 최소 블랙 휘도값에 대응하는 상기 회귀식 상의 셀축값의 1/2일 수 있다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 배향막 러빙 장치의 영점 보정 방법에 대하여 상세히 설명한다.
본 발명의 실시예에 따른 배향막 러빙 장치는 액정 표시장치의 제조 시 사용될 수 있다. 구체적으로, 본 발명의 실시예에 따른 배향막 러빙 장치는 액정 표시장치의 액정 패널의 제1 및 제2 기판 각각 상에 형성된 제1 및 제2 배향막 각각을 러빙할 때 사용될 수 있다. 여기서, 제1 기판은 적/녹/청색 컬러 필터를 포함하는 컬러 필터 기판일 수 있으며, 제2 기판은 박막 트랜지스터 및 화소 전극을 포함하는 박막 트랜지스터 기판일 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 배향막 러빙 장치의 영점 보정 방법을 개략적으로 설명하기 위한 순서도이다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 배향막 러빙 장치를 개략적으로 설명하기 위한 사시도이다. 도 3은 셀축값의 정의를 개략적으로 설명하기 위한 사시도이다. 배향막 러빙 공정은 제1 및 제2 배향막 각각에 동일하므로, 도 2에서는 제1 기판 상에 형성된 제1 배향막을 러빙하는 경우를 예로 들어 설명한다.
본 발명의 실시예에 따른 배향막 러빙 장치의 영점을 보정하기 위해, 먼저, 도 1에 도시된 바와 같이, 셀축값을 각각 가지는 복수의 액정 패널을 마련한다(S10). 여기서, 상기 복수의 액정 패널은 각각 서로 다른 셀축값을 가질 수 있으나, 이에 국한되지 않는다.
구체적으로, 도 2 및 도 3을 참조하면, 먼저, 배향막 러빙 장치(100)를 사용하여 제1 기판(210) 상에 형성된 제1 배향막(212)을 러빙한다.
상기 배향막 러빙 장치(100)는 기판 스테이지(110) 및 러빙 롤러(120)를 구비할 수 있다. 여기서, 기판 스테이지(110)는 이동 및 회전 가능하도록 설치되며, 제1 기판(210)을 안착시킬 수 있다. 이때, 러빙 롤러(120)에 감겨진 러빙포가 상기 제1 기판(210) 상에 형성된 제1 배향막(212)과 접촉되면, 상기 러빙 롤러(120)의 회전에 의해 상기 제1 배향막(212)이 일축 방향으로 러빙될 수 있다. 한편, 상기 기판 스테이지(110) 상에 제2 기판(220)이 안착되는 경우, 제1 배향막(212)의 러빙과 동일한 방식으로 상기 제2 기판(220) 상에 형성된 제2 배향막(222)이 러빙될 수 있다.
상기 배향막 러빙 장치(100)를 사용한 제1 및 제2 기판(210, 220) 각각의 러빙 공정이 완료된 후, 제1 및 제2 기판(210, 220) 중 어느 하나 상에 액정층(230)을 형성한 후, 상기 제1 및 제2 기판(210, 220)을 합착시킨다. 이후, 합착된 제1 및 제2 기판(210, 220)을 절단함으로써 액정 패널(200)을 형성할 수 있다.
이때, 형성된 1개의 액정 패널(200)은 1개의 셀축값을 가질 수 있다. 여기서, 셀축값이란 상기 배향막 러빙 장치(100)를 사용하여 제1 및 제2 기판(210, 220) 각각 상에 형성된 제1 및 제2 배향막(212, 222) 각각을 러빙함으로써 형성된 제1 및 제2 배향축 간의 각도로 정의되는 값을 말한다.
상기 셀축값은 배향막 러빙 장치(100)의 영점이 정확히 보정되는 경우, 0도의 값을 가진다. 그러나, 실제적으로, 배향막 러빙 장치(100)의 영점이 방위각을 기준으로 +α도(또는, -α도)만큼 틀어질 수 있다. 이 때문에, 제1 및 제2 기판(210, 220) 각각에 대하여 제1 및 제2 배향축 각각은 방위각을 기준으로 +α도(또는, -α도)만큼 틀어질 수 있다. 즉, 제1 및 제2 기판(210, 220) 각각에 대하여 제1 및 제2 배향축 각각은 방위각을 기준으로 동일한 방향으로 동일한 각도만큼 틀어질 수 있다.
상기와 같이 제1 및 제2 기판(210, 220) 각각에 대하여 제1 및 제2 배향축 각각은 동일한 방향으로 동일한 각도만큼 틀어질 수 있지만, 제1 및 제2 기판(210, 220)의 합착 공정으로 인해 제1 및 제2 배향막(212, 222)은 서로 대향하게 된다. 이 때문에, 예를 들어, 제1 배향축이 XY 평면 상에서 Y축으로부터 -α도(또는, +α도)만큼 틀어지게 되고, 제2 배향축이 XY 평면 상에서 Y축으로부터 +α도(또는, -α도)만큼 틀어질 수 있다. 이로 인해, 상기 액정 패널(200)은 2α의 셀축값을 가질 수 있다.
한편, 상기 배향막 러빙 장치(100)의 기판 스테이지(110) 및 러빙 롤러(120) 중 어느 하나를 제1 및 제2 기판(210, 220) 각각에 대해 회전시킴으로써 복수의 액정 패널(200)이 서로 다른 셀축값을 갖도록 할 수 있다. 예를 들어, 상기 러빙 롤러(120)를 XY 평면상에서 소정 각도로 각각 회전시킴으로써 복수의 액정 패널(200)이 서로 다른 셀축값을 갖도록 할 수 있다.
다시, 도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 배향막 러빙 장치(100)의 영점을 보정하기 위해, 셀축값을 각각 가지는 복수의 액정 패널(200)을 마련(S10)한 후, 휘도 측정 장치(300)를 사용하여 상기 복수의 액정 패널(200) 각각에 대해 최소 블랙 휘도값을 측정한다(S20).
구체적으로, 예를 들어, 도 4에 도시된 휘도 측정 장치(300)를 사용하여 상기 복수의 액정 패널(200) 각각에 대해 최소 블랙 휘도값을 측정할 수 있다. 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 배향막 러빙 장치의 영점 보정을 위해 필요한 블랙 휘도값 측정 시 사용되는 휘도 측정 장치를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
이를 위해, 상기 휘도 측정 장치(300)는 패널 스테이지(310), 제1 및 제2 편광판 스테이지(320, 330), 백라이트 유닛 스테이지(340), 카메라 유닛(350) 및 광 검출기(360)를 포함할 수 있다.
패널 스테이지(310)는 블랙 휘도 측정 시료인 상기 액정 패널(200)을 안착시킬 수 있다. 패널 스테이지(310)는 상기 액정 패널(200)을 정렬하기 위한 패널 정렬 유닛에 의해 XY축 평면 상에서 소정의 각도 범위, 예를 들어, -5도 내지 +5도의 범위 내에서 회전할 수 있다.
제1 편광판 스테이지(320)는 상기 액정 패널(200)의 상부에 배치되는 제1 편광판(322)을 안착시킬 수 있다. 제1 편광판 스테이지(320)는 상기 제1 편광판(322)을 정렬하기 위한 제1 편광판 정렬 유닛에 의해 XY 평면 상에서 소정의 각도 범위, 예를 들어, -5도 내지 +5도 범위 내에서 회전할 수 있다.
제2 편광판 스테이지(330)는 상기 액정 패널(200)의 하부에 배치되는 제2 편광판(332)을 안착시킬 수 있다. 제2 편광판 스테이지(330)는 상기 제2 편광판(332)을 정렬하기 위한 제2 편광판 정렬 유닛에 의해 XY 평면 상에서 소정의 각도 범위, 예를 들어, -10도 내지 100도 범위 내에서 회전할 수 있다.
백라이트 유닛 스테이지(340)는 상기 액정 패널(200), 및 상기 제1 및 제2 편광판(322, 332)을 투과하는 광을 제공하는 백라이트 유닛(342)을 안착시킬 수 있다.
카메라 유닛(350)은 상기 액정 패널(200), 및 상기 제1 및 제2 편광판(322, 332)의 정렬 상태의 영상을 획득할 수 있다. 이를 위해, 카메라 유닛(350)은 제1 및 제2 전하결합소자(Charge Coupled Device: CCD) 카메라(352, 354)를 포함할 수 있으나, 이에 국한되지 않는다.
광 검출기(360)는 상기 액정 패널(200), 및 상기 제1 및 제2 편광판(322, 332)을 투과하는 광을 검출할 수 있다.
상기의 구성을 갖는 휘도 측정 장치(300)를 사용하여 1개의 액정 패널(200)에 대한 1개의 최소 블랙 휘도값을 측정할 시, 상기 1개의 액정 패널(200)을 상기 패널 스테이지(310) 상에 안착시킨 다음, 상기 패널 스테이지(310), 및 상기 제1 및 제2 편광판 스테이지(320, 330) 중 적어도 어느 하나 이상을 회전시키면서 상기 1개의 최소 블랙 휘도값을 측정할 수 있다. 한편, 다른 액정 패널(200)에 대해서도 동일한 방법으로 최소 블랙 휘도값을 측정할 수 있다.
다시, 도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 배향막 러빙 장치(100)의 영점을 보정하기 위해, 휘도 측정 장치(300)를 사용하여 상기 복수의 액정 패널(200) 각각에 대해 최소 블랙 휘도값을 측정(S20)한 후, 측정된 상기 최소 블랙 휘도값 및 상기 셀축값을 이용하여 상기 배향막 러빙 장치(100)의 영점을 보정하기 위한 보정값을 산출한다(S30).
구체적으로, 예를 들어, 상기 보정값을 산출하기 위해 회귀 분석 방법을 사용할 수 있다. 상기 보정값을 산출하기 위한 과정을 설명하기에 앞서, 일반적인 회귀 분석 방법에 대하여 설명한다.
주지된 바와 같이, 회귀 분석 방법은 어떠한 표본으로부터 얻은 통계량을 기초로 하여 독립 변수 및 종속 변수 간의 관계를 수학적으로 표현한 후, 이 수학식을 기초로 하여 독립 변수 및 종속 변수 간의 관계를 분석하고자 할 때 사용된다. 이러한 회귀 분석 방법에는 1개의 독립 변수 및 1개의 종속 변수 간의 관계를 분석 하는 단순 회귀 분석 방법, 및 복수의 독립 변수 및 1개의 종속 변수 간의 관계를 분석하는 다중 회귀 분석 방법이 있다.
상기 회귀 분석 시, 먼저, 독립 변수 및 종속 변수를 사용하여 회귀 모형을 수립하게 된다. 이때, 상기 회귀 모형은 독립 변수 및 종속 변수 간의 관계가 어떠한 오차도 허용되지 않으며 정확히 일대일 관계를 갖는 확정적 모형으로 수립되거나, 독립 변수 및 종속 변수 간의 관계가 오차를 수반하는 확률적 모형으로 수립된다. 여기서, 오차는 우연적 오차 및 측정 오차 등을 포함할 수 있으며, 대부분의 회귀 모형은 상기 오차를 수반하는 확률적 모형으로 수립된다. 여기서, 오차는 회귀 모형에서 오차항으로 표현된다.
한편, 수립된 회귀 모형의 분석을 통해 회귀식을 도출할 시, 먼저, 상기 회귀식의 각 항목에 대한 회귀 계수를 구해야 한다. 이때, 모집단 전체를 대상으로 회귀 계수를 구하는 것은 불가능하므로, 표본으로부터 모집단의 회귀 계수를 추정할 수 있다. 이때, 상기 표본의 회귀 모형, 회귀식 및 오차항 각각은 하기 수학식 1 내지 3 각각으로 나타낼 수 있다. 여기서, 설명의 편의를 위하여 단순 회귀 모형을 기준으로 설명하기로 한다.
Y = a + bX + e
여기서, a 및 b는 각 항목에 대한 회귀 계수를 나타내며, e는 오차항을 나타낸다.
Y´= a + bX
여기서, a 및 b는 각 항목에 대한 회귀 계수를 나타낸다.
e = Y - Y´
상기 회귀 모형은 각각의 측정값을 표현하는 방법을 나타내는 수식으로서, 상기 수학식 1과 같이 오차항을 포함한다.
반면, 회귀식은 각각의 측정값들로부터 얻어지는 독립 변수와 종속 변수의 관계식을 나타내는 것으로서, 상기 수학식 2와 같이 오차항을 포함하지 않는다. 이러한 회귀식은, 예를 들어, 직선, 2차항 이상의 다항식 및 로그 함수 등 다양한 형태로 표현될 수 있다.
한편, 상기 표본의 회귀 계수는 모집단의 회귀 계수의 추정치로 사용되므로 상기 수학식 3으로 표현되는 오차항이 클수록 모집단의 회귀식의 오차도 커지게 된다.
따라서, 종속 변수 및 독립 변수 간의 관계를 가장 잘 설명해 줄 수 있는 회귀식은 각 오차항의 합이 가장 작도록 함으로써 얻어질 수 있다. 이때, 양의 오차항과 음의 오차항이 서로 상쇄되어 개별적인 오차항의 크기가 총 오차항에 반영되지 않는 경우가 있으므로, 회귀 계수를 산출할 시, 최소 제곱법을 이용하여 오차항의 제곱합이 최소가 되도록 할 수 있다. 이에 대해, 수학식 4 및 5 를 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.
min∑e²=min∑(Y - Y´)²
상기 수학식 4에 수학식 2를 대입하면,
min∑e²=min∑(Y - a - bX)²
를 얻을 수 있다.
상기 회기식을 구하기 위해 상기 수학식 5를 만족하는 상수 a, b를 구하면 된다. 이때, 상기 상수 a, b는 상기 수학식 5를 a, b에 대하여 각각 편미분을 수행함으로써 구할 수 있다.
그러면, 상술한 회귀 분석 방법을 이용하여 본 발명의 실시예에 따른 배향막 러빙 장치(100)의 영점을 보정하기 위한 보정값을 산출하는 방법에 대하여 구체적으로 설명한다.
본 발명의 실시예에 따른 배향막 러빙 장치(100)의 영점을 보정하기 위한 보정값을 산출하기 위해, 먼저, 측정된 상기 블랙 휘도값 및 상기 셀축값을 이용하여 하기 수학식 6으로 표현되는 회귀 모형을 수립한다. 여기서, 하기 수학식 6으로 표현되는 회귀 모형은 셀축값에 따른 단순 회귀 모형으로 수립될 수 있다.
Y = a + bX + cX²+ e
여기서, Y는 블랙 휘도값, X는 셀축값을 나타내며, a, b, c는 각 항목에 대한 회귀 계수를 나타내며, e는 오차항을 나타낸다.
다음으로, 상기 회귀 모형에 대한 오차항을 최소화시키는 회귀 계수를 산출 한 후, 상기 회귀 계수를 이용하여 회귀식을 도출한다. 이때, 오차항을 최소화시키는 회귀 계수를 산출할 시, 상술한 최소 제곱법을 이용할 수 있다. 즉, 상기 수학식 5를 본 발명의 실시예에 맞게 변형하면 다음과 같다.
min∑e²=min∑(Y - a - bX - cX²)²
상기 수학식 7에서 오차항의 제곱을 최소로 하는 a, b, c 값을 구하기 위해 a, b, c 각각의 값에 대하여 편미분을 수행한다. 이어, 편미분으로 인해 발생되는 식을 0으로 놓고 이항 정리를 수행함으로서 상수 a, b, c 의 값을 구할 수 있다. 이로써, 도출되는 회귀식은 다음과 같다.
Y = a + bX + cX²
여기서, Y는 블랙 휘도값, X는 셀축값을 나타내며, a, b, c는 각 항목에 대한 회귀 계수를 나타낸다.
다음으로, 상기 회귀식을 이용하여 상기 회귀식 상의 최소 블랙 휘도값 및 상기 회귀식 상의 최소 블랙 휘도값에 대응하는 상기 회귀식 상의 셀축값을 산출한다.
구체적으로, 상기 수학식 8을 X에 대해 미분한 다음, 발생되는 식을 0으로 놓고 이항 정리를 수행하면, 상기 회귀식 상의 최소 블랙 휘도값 및 상기 회귀식 상의 최소 블랙 휘도값에 대응하는 상기 회귀식 상의 셀축값 각각을 구할 수 있다. 이를 수학식으로 표현하면 다음과 같다.
Ymin = a-(b²/c)
여기서, Ymin은 수학식 8로 표현되는 회귀식 상의 최소 블랙 휘도값을 나타낸다.
Xmin = -b/2c
여기서, Xmin은 수학식 8로 표현되는 회귀식 상의 최소 블랙 휘도값에 대응하는 상기 회귀식 상의 셀축값을 나타낸다.
상기 수학식 10으로 표현되는 셀축값은, 상술한 바와 같이, 제1 및 제2 배향축 간의 각도로 정의되는 값이다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따른 배향막 러빙 장치(100)의 영점을 보정하기 위한 보정값은 상기 셀축값의 1/2이 된다. 이를 수학식으로 표현하면 다음과 같다.
R = -b/4c
여기서, R은 배향막 러빙 장치의 영점을 보정하기 위한 보정값을 나타낸다.
이때, 상기 배향막 러빙 장치(100)의 기판 스테이지(110) 및 러빙 롤러(120) 중 어느 하나를 상기 보정값만큼 회전시킴으로써 상기 배향막 러빙 장치(100)의 영점을 보정할 수 있다. 여기서, 상기 수학식 11로 표현되는 보정값이 양의 값을 가지면, 상기 배향막 러빙 장치(100)의 기판 스테이지(110) 및 러빙 롤러(120) 중 어느 하나를 상기 보정값만큼 시계 방향으로 회전할 수 있다. 반면, 상기 수학식 11 로 표현되는 보정값이 음의 값을 가지면, 상기 배향막 러빙 장치(100)의 기판 스테이지(110) 및 러빙 롤러(120) 중 어느 하나를 상기 보정값만큼 반시계 방향으로 회전할 수 있다.
이하에서는 상기 보정값을 산출하는 방법에 대해 표 1, 및 도 5a 내지 도 5c를 예로 들어 보다 구체적으로 설명한다.
표 1은 셀축값에 따른 블랙 휘도값을 측정한 값을 나타낸 표이다. 도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 실시예에 따른 배향막 러빙 장치의 영점을 보정하기 위한 보정값을 산출하는 단계를 구체적으로 설명하기 위한 도면으로서, 표 1에 나타낸 값을 이용하여 보정값을 산출하는 경우를 도시한 도면이다. 여기서, 설명의 편리성을 위해 셀축값을 X축으로 -β값 만큼 이동시킨 후, 도 5a 내지 도 5c에 도시하였다.
액정 패널 셀축값(°) 최소 블랙 휘도값(nit)
#1 β 0.08
#2 β+ 0.2 0.05
#3 β+ 0.4 0.02
#4 β+ 0.6 0.01
#5 β+ 0.8 0.02
#6 β+ 1.0 0.04
표 1에 도시된 바와 같이, 서로 다른 셀축값을 갖는 6개의 액정 패널(200)을 마련한 후, 각각의 액정 패널(200)에 대한 최소 블랙 휘도값을 상술한 휘도 측정 장치(300)를 사용하여 측정하였다. 이때, 배향막 러빙 장치(100)의 영점이 어느 정도 틀어졌는지 모르는 상태이므로, 임의의 셀축값인 β값을 가진 액정 패널(200)을 마련한 다음, 상기 배향막 러빙 장치(100)의 러빙 롤러(120)를 0.1도씩 회전시킴으로써 상기와 같이 서로 다른 셀축값을 갖는 액정 패널(200)을 마련하였다.
이어, 도 5a에 도시된 바와 같이, 셀축값을 독립 변수로, 최소 블랙 휘도값을 종속 변수로하여 상기 셀축값에 따른 상기 최소 블랙 휘도값을 도시하였다.
이어, 회귀 모형을 수립한 후, 상기 회귀 모형에 대한 오차항을 최소화시키는 회귀 계수를 산출한 후, 상기 회기 계수를 이용하여, 도 5b에 도시된 하기 수학식 12로 표현되는 회귀식을 도출하였다. 여기서, R²은 0과 1사이의 값을 갖는 값으로 데이터 신뢰도를 나타낸다. 즉, R²이 0에 가까울수록 데이터 신뢰도는 저하되며, R²이 1에 가까울수록 데이터 신뢰도는 증가한다.
Y = 0.183X²-0.2259X + 0.0825
이어, 상기 수학식 12를 X에 대해 미분한 후, 이항 정리를 수행함으로써 0.012785779 값을 가짐과 아울러 상기 수학식 12로 표현되는 회귀식 상의 최소 블랙 휘도값을 얻을 수 있었으며, 0.617213115 값을 가짐과 아울러 상기 회귀식 상의 최소 블랙 휘도값에 대응하는 상기 회귀식 상의 셀축값을 얻을 수 있었다.
이때, 본 발명의 실시예에 따른 배향막 보정 장치(100)의 영점을 보정하기 위한 보정값은 상기 회귀식 상의 최소 블랙 휘도값에 대응하는 상기 회귀식 상의 셀축값의 절반인 0.308606557 이 된다.
이후, 본 발명의 실시예에 따른 배향막 러빙 장치(100)의 기판 스테이지(110) 및 러빙 롤러(120) 중 어느 하나를 상기 보정값만큼 시계 방향으로 회전시킴으로써 상기 배향막 러빙 장치(100)의 영점을 보정할 수 있었다.
상기와 같이, 복수의 액정 패널(200) 각각의 셀축값 및 최소 블랙 휘도값을 이용한 회귀 분석 방법을 통해 배향막 러빙 장치(100)의 영점을 보정하기 위한 보정값을 손쉽게 얻을 수 있다. 이와 같이, 얻어진 상기 보정값을 통해 영점이 보정된 배향막 러빙 장치(100)를 사용한 러빙 공정을 거쳐 형성되는 액정 패널(200)의 셀축값은 0 또는 이와 유사한 값을 가질 수 있다. 이 때문에, 상기 액정 패널(200)을 구비하는 액정 표시장치의 대비비 특성이 향상될 수 있다.
이상 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
따라서, 이상에서 기술한 실시예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이므로, 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 하며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명에 따르면, 복수의 액정 패널이 각각 가지는 셀축값 및 복수의 액정 패널 각각의 최소 블랙 휘도값을 이용하는 회귀 분석 방법을 통해 배향막 러빙 장치의 영점을 보정하기 위한 보정값을 손쉽게 얻을 수 있다. 이때, 얻어진 보정값을 통해 배향막 러빙 장치의 영점을 정확히 보정할 수 있다. 이 때문에, 영점이 보정된 배향막 러빙 장치를 사용하여 액정 패널의 배향막을 러빙함으로써 제조된 액정 표시장치는 그 대비비 특성이 향상될 수 있다.

Claims (11)

  1. 배향막 러빙 장치를 사용하여 제1 및 제2 기판 각각 상에 형성된 제1 및 제2 배향막 각각을 러빙함으로써 형성된 제1 및 제2 배향축 간의 각도로 정의되는 셀축값을 각각 가지는 복수의 액정 패널을 마련하는 단계;
    휘도 측정 장치를 사용하여 마련된 상기 복수의 액정 패널 각각에 대해 최소 블랙 휘도값을 측정하는 단계;
    상기 복수의 액정 패널 각각에 대해 측정된 상기 최소 블랙 휘도값 및 상기 복수의 액정 패널 각각의 상기 셀축값을 이용하여 상기 배향막 러빙 장치의 영점을 보정하기 위한 보정값을 산출하는 단계; 및
    산출된 상기 보정값을 사용하여 상기 배향막 러빙 장치의 영점을 보정하는 단계
    를 포함하는 배향막 러빙 장치의 영점 보정 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 액정 패널은, 각각 서로 다른 셀축값을 가지는 것을 특징으로 하는 배향막 러빙 장치의 영점 보정 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 보정값을 산출하는 단계는,
    상기 복수의 액정 패널 각각에 대해 측정된 상기 최소 블랙 휘도값 및 상기 복수의 액정 패널 각각의 상기 셀축값을 이용하여 회귀 모형을 수립하는 단계;
    수립된 상기 회귀 모형에 대한 오차항을 최소화시키는 회귀 계수를 산출한 후, 상기 회귀 계수를 이용하여 회귀식을 도출하는 단계; 및
    도출된 상기 회귀식을 이용하여 상기 회귀식 상의 최소 블랙 휘도값 및 상기 회귀식 상의 최소 블랙 휘도값에 대응하는 상기 회귀식 상의 셀축값을 산출하는 단계
    를 포함하는 배향막 러빙 장치의 영점 보정 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 보정값은, 상기 회귀식 상의 최소 블랙 휘도값에 대응하는 상기 회귀식 상의 셀축값의 1/2인 것을 특징으로 하는 배향막 러빙 장치의 영점 보정 방법.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 회귀 모형은, Y = a + bX + cX²+ e(여기서, Y는 블랙 휘도값, X는 셀축값을 나타내며, a, b, c는 각 항목에 대한 회귀 계수를 나타내며, e는 오차항을 나타냄)로 수립되는 것을 특징으로 하는 배향막 러빙 장치의 영점 보정 방법.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 회귀식은, Y = a + bX + cX²(여기서, Y는 블랙 휘도값, X는 셀축값을 나타내며, a, b, c는 각 항목에 대한 회귀 계수를 나타냄)로 수립되는 것을 특징으 로 하는 배향막 러빙 장치의 영점 보정 방법.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 회귀 모형에 대한 오차항을 최소화시키는 회귀 계수를 산출할 시, 최소 제곱법을 이용하는 것을 특징으로 하는 배향막 러빙 장치의 영점 보정 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 배향막 러빙 장치는, 기판 스테이지 및 러빙 롤러를 구비하며, 상기 기판 스테이지는 상기 제1 및 제2 기판을 안착시키며, 상기 러빙 롤러는 상기 기판 스테이지 상에 안착된 상기 제1 및 제2 기판 각각 상에 형성된 상기 제1 및 제2 배향막 각각을 러빙하는 것을 특징으로 하는 배향막 러빙 장치의 영점 보정 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 배향막 러빙 장치의 영점을 보정하는 단계는, 상기 배향막 러빙 장치의 기판 스테이지를 상기 보정값만큼 회전시키는 단계
    를 포함하는 배향막 러빙 장치의 영점 보정 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 배향막 러빙 장치의 영점을 보정하는 단계는, 상기 배향막 러빙 장치의 러빙 롤러를 상기 보정값만큼 회전시키는 단계
    를 포함하는 배향막 러빙 장치의 영점 보정 방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 액정 패널 각각에 대해 최소 블랙 휘도값을 측정하는 단계는, 상기 휘도 측정 장치의 패널 스테이지, 및 제1 및 제2 편광판 스테이지 중 적어도 어느 하나 이상을 회전시키면서 상기 복수의 액정 패널 각각에 대해 최소 블랙 휘도값을 측정하는 단계인 것을 특징으로 하는 배향막 러빙 장치의 영점 보정 방법.
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