KR20080061196A

KR20080061196A - 액정 배향막 러빙각도 측정장치 및 그 측정방법

Info

Publication number: KR20080061196A
Application number: KR1020060136220A
Authority: KR
Inventors: 김현우; 정대화; 이효형
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2006-12-28
Filing date: 2006-12-28
Publication date: 2008-07-02

Abstract

본 발명은 액정 배향막 러빙각도 측정장치 및 그 측정방법에 관한 것으로, 소정의 러빙각도를 가지는 배향막이 형성된 시료에 편광을 입사시키는 편광발생기와 상기 시료에서 나온 편광을 분석하는 편광분석기를 회전시킴으로써, 상기 편광발생기가 가지고 있는 위치각의 함수로 배향막의 러빙각도에 따른 빛의 세기 분포를 측정하여 상기 배향막의 러빙각도를 결정하는 것이다. 이러한 본 발명은 종래와 같이 시료나 시료를 지지하는 시료지지대를 이동시키거나 회전시키는 것이 아니기 때문에, 시료의 이동이나 회전에 따른 측정 오차를 발생시키는 일이 없이 매우 정밀하게 액정 배향막의 러빙각도를 측정할 수 있는 것이다.

액정 배향막, 러빙각도, 편광

Description

액정 배향막 러빙각도 측정장치 및 그 측정방법{Measuring Apparatus And Method For Rubbing Angle of Liquid Crystal Alignment Film}

도 1은 종래의 액정 배향막 러빙각도 측정장치를 나타내는 사시도이고,

도 2는 본 발명에 따른 액정 배향막 러빙각도 측정장치에 적용되는 광학계의 바람직한 일 실시예를 설명하기 위한 사시도이고,

도 3은 본 발명에 따른 액정 배향막 러빙각도 측정장치에 적용되는 광학계의 바람직한 다른 실시예를 설명하기 위한 사시도이고,

도 4는 본 발명에 따른 액정 배향막 러빙각도 측정방법의 순서를 나타내는 순서도이고,

도 5는 본 발명에 따라 편광발생기의 제1위치각과 이에 따른 빛의 세기를 나타내는 예시 그래프이다.

**도면의 주요부분에 대한 기호의 설명**

1: 광학계 10: 광원

20: 편광발생기 30: 시료지지대

31: 시료 40: 편광분석기

50: 검출기 60: 컨트롤러

70: 연산장치

본 발명은 액정 배향막에 관한 것으로, 특히 액정 배향막의 러빙각도를 측정하기 위한 측정장치 및 그 측정방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 종래와 같이 시료를 회전시키지 않고 상기 시료에 편광을 입사시키는 편광발생기와 상기 시료에서 나온 편광을 분석하는 편광분석기를 회전시킴으로써, 액정 배향막의 러빙각도를 측정하는 것이다.

액정 배향막의 러빙각도를 측정하는 광학적 측정방법으로는 타원편광분석법(ellipsometry)이 광범위하게 채택되어 왔다. 타원편광분석법은 19세기 말부터 사용되었는데, 물질에 입사된 빛이 매질의 표면에서 반사나 투과 후 그 매질의 굴절률이나 두께에 따라 빛의 편광상태가 변화하는 성질을 이용하여 물질의 광학적인 특성을 조사하는 분석법이다. 이 방법은 시료에 선형편광 빛을 입사했을 때 복굴절에 의해 발생하는 반사 또는 투과 광의 위상차를 시료의 회전 각도의 함수로서 측정하는 것이다.

구체적으로 설명하면 빛을 시료에 입사시킨 후 그로부터 반사 또는 투과된 빛의 편광상태를 분석하여 시료가 지닌 광학적 성질 또는 박막 시편의 경우 그 두께를 추출하는 광학 기술을 말한다. 이러한 분석을 위한 장비를 타원편광분석기(ellipsometer)라고 한다. 여기서, 위상차는 단일광축 물질에 있어 빠른 축(fast axis)과 느린 축(slow axis)을 따라 입사하는 편광된 두 빛이 그 물질을 투과함에 따라 발생하는 두 편광된 빛 사이의 위상지연값을 지칭한다.

타원편광분석기는 그 작동원리와 기능에 따라 매우 다양한 종류가 있는데 본 발명은 그 중에서 하나 또는 그 이상의 광부품이 회전하여 편광정보를 분석하는 회전요소형 타원편광분석기에 관한 것이다.

이하, 종래의 타원편광분석기에 관해 도면을 참조하여 설명한다.

도 1은 종래의 액정 배향막 러빙각도 측정장치(100)를 나타내는 사시도이고, 여기에 도시된 바와 같은 회전요소형 타원편광분석기는 가장 기본이 되는 구성으로 나머지 방식은 모두 이를 변형한 것이다.

상기 장치(100)의 구동을 살펴보면, 광원(110)에서 나온 빛은 편광기(120)를 통과하면서 선형편광 상태가 된다. 이 빛은 회전하는 시료(130)에 의해 반사된 후 편광 상태가 변하게 된다. 반사된 빛은 회전하는 분석기(140)를 통과한 후 광검출 기(150)에 의해 검출된다. 상기 시료(130)와 분석기(140) 각도에 따른 수직, 수평 편광의 세기 비율의 변화로부터 위상차가 얻어지며, 시료(130)의 회전 각도의 함수로 위상차를 측정하여 배향막 러빙 각도를 알 수 있게 되는 것이다.

그러나, 상기한 장치를 이용한 측정 기술은 시료를 회전시키기 때문에 빛이 입사되는 시료의 위치가 변할 수 있고, 이 경우 LCD에서는 배향막 밑부분에 금속 재질의 패턴이 형성되어 있으므로, 입사된 빛이 금속 패턴이 형성된 부분에 입사되면 빛이 입사되는 면적이 변하게 되어 큰 측정 오차를 발생시키게 된다. 이에 따라, LCD 배향막에서 러빙각도의 정확한 측정을 위해서는 시료를 회전시키지 않는 방법이 절실히 요구되는 시점이다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 소정의 러빙각도를 가지는 배향막이 형성된 시료에 편광을 입사시키는 편광발생기와 상기 시료에서 나온 편광을 분석하는 편광분석기를 회전시킴으로써, 상기 편광발생기가 가지고 있는 위치각의 함수로 배향막의 러빙각도에 따른 빛의 세기 분포를 측정하여 상기 배향막의 러빙각도를 결정할 수 있는 액정 배향막 러빙각도 측정장치 및 그 측정방법을 제공하고자 한다.

이러한 본 발명을 통하여, 종래와 같이 시료나 시료를 지지하는 시료지지대를 이동 시키거나 회전시키는 일이 없이 시료의 이동이나 회전에 따른 측정 오차를 발생시키지 않음으로써, 정밀하게 액정 배향막의 러빙각도를 측정하고자 하는 것이 본 발명의 목적이다. 특히, LCD 제조라인에 있어서, 배향막 밑부분에 금속 패턴이 형성되어 있는 TFT 기판과 같은 시료일지라도, 상기 금속 패턴이 형성되어 있지 않은 시료 부분에 빛이 입사하도록 시료 지지대를 고정시킨 후, 편광발생기를 회전시키면서 시료를 투과한 빛의 세기를 측정함으로써, 시료의 불균일성에 의한 정밀도의 저하를 초래하지 않고 매우 정밀하게 액정 배향막의 러빙각도를 측정하고자 하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 액정 배향막 러빙각도 측정장치는, 액정 배향막의 러빙각도를 측정하기 위한 액정 배향막 러빙각도 측정장치에 있어서, 광원과, 제1위치각을 가지고 제1각속도로 회전하면서 상기 광원에서 나온 빛을 편광시키는 편광발생기와, 소정의 러빙각도를 가지는 배향막이 형성된 시료를 지지하고, 상기 편광기에서 나온 편광을 상기 시료에 입사시키는 시료지지대와, 제2위치각을 가지고 제2각속도로 회전하면서 상기 시료에서 나온 편광 중 특정방향으로 편광된 빛만을 통과시키는 편광분석기와, 상기 편광분석기를 통과한 특정 편광의 세기로부터 상기 배향막의 러빙각도를 검출하는 검출기를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 목적을 달성하기 위한 다른 실시형태는 액정 배향막의 러빙각도를 측정하기 위한 액정 배향막 러빙각도 측정방법에 있어서, 제1위치각을 가지고 회전하는 편광발생기와, 소정의 러빙각도를 가지는 배향막이 형성된 시료와, 제2위치각을 가지고 회전하는 편광분석기를 거쳐 입사된 빛의 세기를 측정하는 단계; 상기 편광발생기의 제1위치각을 달리하면서 상기 제1위치각에 따른 빛의 세기를 분석하는 단계; 및 상기 분석한 빛의 세기가 최소인 제1위치각을 상기 배양막의 러빙각도로 판별하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 배향막 러빙각도 측정방법일 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. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알여주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

본원에서 사용되는 액정 배향막 러빙각도 측정 장치는, 광원에서 나온 빛이 시료 에서 반사되는 반사형 타원편광분석장치를 포함하고, 광원에서 나온 빛이 시료를 투과하는 투과형 타원편광분석장치를 포함하는 것도 가능하다. 그러나, 이러한 측정방식에 따라 구분되는 타원편광분석장치는 예시적인 것에 불과하고, 광원과 편광발생기 및 시료를 통과한 빛을 분석하는 타원편광분석방법을 수행하기에 적합한 것이면, 이 기술분야에서 널리 알려진 모든 타원편광분석장치를 포함한다.

이하, 본 발명의 실시예들에서는 설명의 편의를 위하여 광원에서 나온 빛이 시료를 투과하는 투과형 타원편광분석방법 및 이를 수행하기에 적합한 투과형 타원편광분석장치를 중심으로 예를 들어 설명한다. 이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 도 2 내지 도 5에 근거하여 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 액정 배향막 러빙각도 측정장치에 적용되는 광학계의 바람직한 일 실시예를 설명하기 위한 사시도이다.

이에 앞서, 본 발명은 먼저 액정 배향막의 러빙각도를 측정하기 위한 액정 배향막 러빙각도 측정장치에 관한 것이다. 액정 표시 장치(LCD)에 있어서, 액정 분자는 배향막의 배향 방향에 의해서 초기 배향 상태가 결정되고, 상기 배향막을 배열시키는 방법으로는 주로 러빙(rubbing)방법이 이용된다. 상기 러빙 방법은 배향막과 러빙포의 직접적인 접촉을 통해 이루어지므로 먼지(particle) 발생에 의한 셀(cell)의 오염이나 정전기 발생에 의하여 미리 기판에 설치된 TFT 소자의 파괴와 같은 문제점을 일으킬 수 있기 때문에, 배향막의 불량 검사를 정확하게 할 필요가 있다. 종래에 이러한 액정 불량을 판별하기 위하여, 시료를 통과한 레이지 복굴절을 표준 레이저 복굴절과 비교하여 액정공정의 양호 및 불량을 검사하는 장치도 있었지만, 본 발명은 배향막의 불량 정도를 더욱 정확하게 판별할 수 있는 배향막의 러빙각도 측정에 관한 것이다.

도 2를 참조하여, 본 발명을 구체적으로 살펴보면, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 배향막 러빙각도 측정장치(1)는 광원(10)과, 일정한 속도 또는 각도를 가지고 회전하면서 상기 광원에서 나온 빛을 편광시키는 편광발생기(20)와, 소정의 러빙각도를 가지는 배향막이 형성된 시료를 지지하고, 상기 편광기에서 나온 편광을 상기 시료에 입사시키는 시료지지대(30)와, 상기 편광발생기와 다른 비율의 속도 또는 각도로 회전하면서 상기 시료에서 나온 편광 중 특정방향으로 편광된 빛만을 통과시키는 편광분석기(40)와, 상기 편광분석기를 통과한 특정 편광의 세기로부터 상기 배향막의 러빙각도를 검출하는 검출기(50)를 포함한다.

상기 광원(10)으로는 다양한 형태의 빛을 사용할 수 있지만, 본 실시예에서는 레이저빔을 조사하는 레이저 유닛을 사용하는 것이 효과적이다. 광원(10)에서 나오는 빛은 단색광이며 소정의 편광 상태에 있는 것이 바람직하고, 원형 편광 이외의 편광 상태에서는 빛의 시료 투과율 측정을 위하여 투과광의 세기를 투과전의 빛의 세 기로 나누는 과정이 각각의 편광기 방향에 대하여 이루어지는 것이 더욱 바람직하다.

그리고, 상기 편광발생기(20)는 상기 광원(10)에서 조사되어 시료(31)로 진행하는 빛을 편광시키되 선형 편광 시키는 편광기(polarizer)를 사용하는 것이 바람직하다. 특히, 본 발명에 있어서 상기 편광발생기(20)는 소정의 위치각을 가지고, 일정한 속도 또는 각도를 가지고 회전하는 것을 특징으로 한다. 여기서, 상기 편광발생기(20)의 위치각은 측정시작 순간에서의 편광축의 위치각이다.

또한, 상기 시료지지대(30)에는 측정하고자 하는 시료(31)가 장착되고, 상기 시료지지대(30)나 시료(31)는 종래와 같이 이동하거나 회전하지 않고, 상기 시료(31)는 고정되어 있는 것을 특징으로 할 수 있다. 상기 시료(31)에는 측정대상이 되는 소정의 러빙각도를 가지는 배향막이 형성된 것이 바람직하며, 특히 배향막 밑부분에 금속 패턴이 형성되어 있는 TFT 기판인 것이 적용될 수도 있다. 상기 TFT 기판은 투명전극에 데이터 신호를 인가하기 위한 게이트 선, 게이트 선으로부터 투명전극에 인가되는 데이터 신호를 스위칭하는 스위칭 소자 및 스위칭 소자를 제어하기 위한 제어신호를 스위칭 소자로 전송하는 주사선 중에서 하나 이상이 형성된 것이 본 발명을 적용하기에 유용하다. 이러한 시료지지대(30)에 의하여, 편광발생기(20)에 의해 편광된 빛이 시편(31)을 통과하여 편광분석기(40)로 전달되는 것이다.

이어서, 상기 편광분석기(40)는 시료(31)를 관통하거나, 시료(31)로부터 반사되어 나온 편광을 분석하는 장치로써, 특정 방향으로 편광된 빛만 통과시켜 편광을 분석하고, 분석된 상태를 검출기(50)에 전송한다. 도 2에 도시된 본 실시예에서는 투과형으로 광신호가 시료(31)를 관통하여 편광분석기(40)에 전송된다. 물론, 시료(31)에서 수직으로 반사되어 전송될 수도 있다. 특히, 본 발명에 있어서 상기 편광분석기(40)는 소정의 위치각을 가지고, 일정한 속도 또는 각도를 가지고 회전하는 것을 특징으로 한다. 상기 편광발생기(20)와는 다른 속도나 각도를 가지고 회전하는 것이 가능하다. 여기서, 상기 편광분석기(40)의 위치각 역시 측정시작 순간에서의 편광축의 위치각이다.

상술한 편광발생기(20)와 편광분석기(40)를 축에 구멍이 난 모터 또는 스테핑 모터에 부착함으로써, 빛을 투과 시킬 수 있다. 본 실시예에서는 편광발생기(20)를 편광분석기(40)와 일정한 비율로 동기화시켜 회전시키기 위해 스테핑 각을 조절하여 회전시키거나, 풀리와 타이밍 벨트등을 이용하여 회전비를 조절할 수도 있다. 본 발명에 있어서 회전비와 각속도에 관해서는 특별히 제한되지 않고, 다양한 비율과 속도가 가능하다. 이는 편광발생기(20)와 편광분석기(40)가 같이 회전한다는 것으로 이 둘이 일정한 비율만을 유지한다면 검출되는 신호의 밝기는 항상 같아지기 때문이다.

계속해서, 상기 검출기(50)는 상기 편광분석기(40)를 통해 분석된 빛의 밝기를 검 출하는 것이다. 특히, 상기 검출기(50)는 상기 편광분석기(40)를 통과한 특정 편광의 세기로부터 상기 배향막의 러빙각도를 검출하는 것이다. 더욱 구체적으로는, 상기 편광분석기(40)를 통과한 특정 편광의 세기가 최소가 되는 편광분석기(40)의 위치각을 상기 배향막의 러빙각도로 검출할 수 있다.

상술한 바와 같은 본 발명에 따르면, 광원(10)으로부터 나온 빛은 선형 편광발생기(20)를 통과하면서 선형 편광상태가 되며 이 빛은 시료(31)를 투과하게 된다. 투과된 빛은 러빙된 배향막의 복굴절 특성에 의한 위상차 발생으로 편광 상태가 변하게 된다. 이렇게 편광 상태가 변한 빛은 편광기와 수직 방향인 편광분석기(40)를 통과하게 되고, 상기 편광분석기(40)를 통과한 빛은 검출기(50)에 의해 측정된다. 즉, 편광발생기(20)와 편광분석기(40)를 수직 방향을 유지하면서 회전시켜 편광발생기(20) 각도의 함수로 빛의 투과율을 측정하여, 투과율이 최소가 되는 편광발생기의 방향이 배향막 러빙각도 방향이 되는 것이다.

이를 위하여, 상술한 본 발명의 액정 배향막 러빙각도 측정장의 광학계 배치는, 도 2에 나타난 기준방향에 수직한 방향으로 광원(10)이 설치되고, 광원(10), 편광발생기(20), 시료지지대(30), 편광분석기(40) 및 검출기(50)가 순차적으로 배치된다. 이러한 배치시 사용하는 부품의 크기에 따라 그 간격이 다양하게 변화 될 수 있다. 이때, 시료지지대(30)의 시료(31)는 편광발생기(20) 방향으로 배치된다. 이러한 광원(10), 편광발생기(20), 시료지지대(30), 편광분석기(40) 및 검출기(50)는 수직 한 방향으로 일직선상에 위치하는 것이 바람직하다. 즉, 시료지지대(30)의 시료(31)에 입사되는 빛의 입사각과, 반사 또는 투과되는 각도가 0°, 180°가 되는 것이 효과적이다. 다시말해 0°로 투과하는 경우와 180°로 반사되는 경우가 가능하다.

한편, 도 3은 본 발명에 따른 액정 배향막 러빙각도 측정장치에 적용되는 광학계의 바람직한 다른 실시예를 설명하기 위한 사시도이고, 여기에 도시된 바와 같이, 본 발명은 회전하는 편광발생기(20)와 편광분석기(40)의 구동을 제어하기 위한 제어부(60)를 더 포함할 수도 있다. 또한, 상기 제어부(60)의 동작을 제어하고, 검출기(50)가 검출한 검출신호의 파형 분석을 위한 연산장치(70)를 더 포함할 수 있다. 연산장치(70)로는 컴퓨터를 사용하는 것이 바람직하다. 이와 더불어, 본 발명은 상기한 편광발생기(20)의 광축방향과 시료(31)의 기준방향을 일치시키기 위한 정렬 카메라(80)를 더 포함하는 것도 가능하다.

상술한 바와 같은 구성과 배치를 갖는 본 발명의 분광 타원해석기의 작동 방법을 설명하면 다음과 같다.

즉, 상술한 바와 같이 검출기(50)가 측정한 밝기 파형은 회전하는 편광발생기(20)의 위치각(θ)에 따라 하기의 수학식 1과 같이 삼각 함수파로 표현이 될 수 있다. 하기 수식에서 P는 측정시작 순간에서의 편광발생기(20)의 위치각이고, A는 편광분 석기(40)의 위치각이다.

[수학식 1]

여기서, 2개의 뿌리에 계수 {α, β}는 파형 분석으로 찾아 낼 수 있고, 이로부터 시편의 위상지연값(δs)을 아래의 수식으로 찾아내는 것이 가능하다.

[수학식 2]

여기서, 상기한 수학식 1에서 보듯이 뿌리에 계수 {α, β}가 측정시작 순간에서의 편광발생기(20)의 위치각(P)과 편광분석기(40)의 위치각(A)의 함수이므로, 비등방 시편의 한 광축을 기준으로 {P, A}값을 측정해 내는 것이 바람직하다.

이를 위해서는, 우선 편광분석기(40)의 위치각을 일정한 위치에 두고, 편광발생기(20)는 연속으로 회전을 시키면서 투과된 빛 신호를 검출하여 컴퓨터로 파형을 분석한다. 이런 측정과정을 편광분석기(40)의 각을 몇 도씩 수십번 바꾸면서 반복하여야만 시료(31)의 광축에 대한 신호의 대칭성으로부터 편광발생기(20) 및 편광분석기(40)의 위치를 정확히 찾아내고 올바른 뿌리에 계수를 얻을 수 있다. 즉, 편광발생기(20) 또는 편광분석기(40)의 두 장치 중에서 하나의 편광축을 입사면 근처에서 0.5 내지 1 도씩 움직여가면서 10 내지 30회 측정한 뒤 그 측정값의 입사면 에 대한 대칭성을 이용하여 각각 위치각을 찾을 수 있는 것이다.

이와 같이 본 실시예에서 광원(10)에서 조사된 빛은 편광발생기(20)에 의해 편광되고, 시료지지대(30)의 시료(31)를 투과한다. 이때, 시료(31)를 지나온 빛은 시료(31)가 지닌 비등방성 때문에 타원편광이 된다. 이와 같이 시료(31)를 투과한 빛은 편광분석기(40)에 의해 특정한 편광 상태의 빛만이 파장별로 검출기(50)에서 검출된다. 이와 같이 검출된 빛은 빛의 세기 또는 밝기에 따라 분석되어 시료(31)의 광학정보를 도출하는 것이다.

본 발명에 따른 측정장치의 설치 및 이에 따른 러빙각도 측정 방법에 관해, 도 4를 참고로 하여, 설명하면 다음과 같다. 도 4는 본 발명에 따른 액정 배향막 러빙각도 측정방법의 순서를 나타내는 순서도이다.

먼저 수직방향으로 일직선상에 놓인 소정의 영역에 광원(10)을 설치한다. 광원(10)으로는 출력 40 mW , 파장 405nm의 다이오드 레이저를 사용하는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 광원(10)으로 부터 소정간격이 되도록 편광발생기(20)를 배치한다. 편광발생기(20)는 빛의 선형 편광 특성을 높이기 위해 Glan-Thompson calcite 편광기를 사용하는 것이 바람직하다. 이후, 편광발생기(20)와 일직선상에 배치되도록 시료지지대(30)와 편광분석기(40)를 설치한다. 이때, 상기 편광발생기(20)와 편광분석기(40)가 동일한 비율로 회전할 수 있도록 소정의 제어부(60)에 이 둘을 연결한다. 제어부(60)와 상기 검출부(50)를 연산장치에 연결하여 시스템을 구성한다.

이러한 배치로 배향막의 러빙각도를 다음과 같이 측정하였다.

먼저, 소정의 관통 구멍이 형성된 시료지지대(30)에 시료(31)를 고정시킨 다음, 편광발생기(20)와 편광분석기(40)를 소정의 회전비로 회전시킨다. 상기 시료(31)로는 게이트선 방향으로 배향막이 러빙된 TFT 글래스를 사용하였다. 물론 광원(10)은 시료(31) 장착전 부터 광신호를 생성하거나, 시료(31) 장착후 생성할 수도 있다. 그리고, 정렬 카메라(80)를 이용하여 편광발생기(20)의 광축 방향과 시료(31)의 기준 방향을 일치 시킨다. 즉, 편광발생기(20)의 광축 방향을 정렬 카메라(80)를 이용하여 TFT 글래의 게이트선 방향과 일치시키는 것이다.

이후에는, 광원(10)으로부터 상기한 편광발생기(20)와 시료(31) 및 편광분석기(40)로 빛을 입사시킨다. 그러면, 편광된 빛은 러빙된 액정 배향막이 입혀진 TFT glass를 투과하고, 시료를 투과한 빛은 편광발생기(20)와 같은 규격의 편광분석기(40)를 통과하며, 편광분석기(40)를 투과한 빛은 검출기(50)로 들어간다. 이렇게 입사된 빛의 세기를 측정(S10)한 다음에는, 상기 편광발생기(20)의 위치각을 달리하면서 상기 위치각에 따른 빛의 밝기 신호를 검출부(60)로 검출한다. 편광발생기(20)와 편광분석기(40)의 방향을 수직으로 유지하면서 일정 각도씩 회전시켜 가 면서 투과된 빛의 세기를 검출기를 이용하여 측정하는 것이다(S20). 이어서, 본 발명은 상기 분석한 빛의 세기가 최소인 제1위치각을 상기 배양막의 러빙각도로 판별하면 되는 것이다(S30). 도 5는 본 발명에 따라 편광발생기의 제1위치각과 이에 따른 투과광의 빛 세기를 나타내는 예시 그래프이고, 여기에 도시된 바에 따르면, 빛의 세기가 최소가 되는 각도(98.250)가 배향막 러빙 각도를 나타낸다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 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. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 소정의 러빙각도를 가지는 배향막이 형성된 시료에 편광을 입사시키는 편광발생기와 상기 시료에서 나온 편광을 분석하는 편광분석기를 회전시킴으로써, 상기 편광발생기가 가지고 있는 위치각의 함수로 배향막의 러빙각도에 따른 빛의 세기 분포를 측정하여 상기 배향막의 러빙각도를 결정할 수 있는 액정 배향막 러빙각도 측정장치 및 그 측정방법를 제공할 수 있다.

이러한 본 발명은 종래와 같이 시료나 시료를 지지하는 시료지지대를 이동시키거나 회전시키는 것이 아니기 때문에, 시료의 이동이나 회전에 따른 측정 오차를 발생시키는 일이 없이 정밀하게 액정 배향막의 러빙각도를 측정할 수 있는 효과가 있다. 즉, LCD 제조라인에 있어서, 배향막 밑부분에 금속 패턴이 형성되어 있는 TFT 기판과 같은 시료일지라도, 상기 금속 패턴이 형성되어 있지 않은 시료 부분에 빛이 입사하도록 시료 지지대를 고정시킨 후, 편광발생기를 회전시키면서 시료를 투과한 빛의 세기를 측정함으로써, 시료의 불균일성에 의한 정밀도의 저하를 초래하지 않고 매우 정밀하게 액정 배향막의 러빙각도를 측정할 수 있다.

Claims

액정 배향막의 러빙각도를 측정하기 위한 액정 배향막 러빙각도 측정장치에 있어서,

광원과,

제1위치각을 가지고 제1각속도로 회전하면서 상기 광원에서 나온 빛을 편광시키는 편광발생기와,

소정의 러빙각도를 가지는 배향막이 형성된 시료를 지지하고, 상기 편광기에서 나온 편광을 상기 시료에 입사시키는 시료지지대와,

제2위치각을 가지고 제2각속도로 회전하면서 상기 시료에서 나온 편광 중 특정방향으로 편광된 빛만을 통과시키는 편광분석기와,

상기 편광분석기를 통과한 특정 편광의 세기로부터 상기 배향막의 러빙각도를 검출하는 검출기를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 배향막 러빙각도 측정장치.
제1항에 있어서, 상기 시료는 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 배향막 러빙각도 측정장치.
제1항에 있어서, 상기 광원은 레이저빔을 조사하는 레이저 유닛인 것을 특징으로 하는 액정 배향막 러빙각도 측정장치.
제1항에 있어서, 상기 편광발생기와 편광분석기는 일직선상으로 배치된 것을 특징으로 하는 액정 배향막 러빙각도 측정장치.
제1항에 있어서, 상기 편광발생기와 편광분석기는 일정한 비로 동기화 되어 회전하는 것을 특징으로 하는 액정 배향막 러빙각도 측정장치.
제1항에 있어서, 상기 검출기는 상기 편광분석기를 통과한 특정 편광의 세기가 최소가 되는 편광분석기의 위치각을 상기 배향막의 러빙각도로 검출하는 것을 특징으로 하는 액정 배향막 러빙각도 측정장치.
제1항에 있어서, 상기 편광발생기와 편광분석기의 회전을 제어하는 제어부; 및

상기 제어부를 제어하고, 상기 검출기로부터의 신호를 분석하는 연산장치;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 배향막 러빙각도 측정장치.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 시료는 배향막 밑부분에 금속 패턴이 형성되어 있는 TFT 기판인 것을 특징으로 하는 액정 배향막 러빙각도 측정장치.
액정 배향막의 러빙각도를 측정하기 위한 액정 배향막 러빙각도 측정방법에 있어서,

제1위치각을 가지고 회전하는 편광발생기와, 소정의 러빙각도를 가지는 배향막이 형성된 시료와, 제2위치각을 가지고 회전하는 편광분석기를 거쳐 입사된 빛의 세기를 측정하는 단계;

상기 편광발생기의 제1위치각을 달리하면서 상기 제1위치각에 따른 빛의 세기를 분석하는 단계; 및

상기 분석한 빛의 세기가 최소인 제1위치각을 상기 배양막의 러빙각도로 판별하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 배향막 러빙각도 측정방법.
제9항에 있어서, 상기 빛의 세기를 분석하는 단계는,

상기 편광발생기와 편광분석기를 일직선상으로 유지시키고 상기 편광발생기의 제1위치각을 달리하는 것을 특징으로 하는 액정 배향막 러빙각도 측정방법.
제9항 또는 제10항에 있어서, 상기 시료는 배향막 밑부분에 금속 패턴이 형성되어 있는 TFT 기판인 것을 특징으로 하는 액정 배향막 러빙각도 측정방법.