KR20160038954A

KR20160038954A - 액정표시패널의 잔상 측정 방법

Info

Publication number: KR20160038954A
Application number: KR1020140130986A
Authority: KR
Inventors: 박영롱; 전백균
Original assignee: 삼성디스플레이 주식회사
Priority date: 2014-09-30
Filing date: 2014-09-30
Publication date: 2016-04-08

Abstract

본 발명은 제1 기판과 제2 기판의 사이에 액정층이 개재된 액정표시패널에 화이트(white) 계조 전압과 블랙(black) 계조 전압을 인가하여 화이트 계조와 블랙 계조로 구성된 체스(chess) 보드 패턴을 형성하는 단계; 상기 체스 보드 패턴을 가진 액정표시패널에 그레이(grey) 계조 전압을 인가하는 단계; 및 플리커(flicker) 현상이 최소화된 화이트 계조의 최적 전압에서의 휘도 변화율과 플리커 현상이 최소화된 그레이 계조의 최적 전압에서의 휘도 변화율의 차이의 절대값을 측정하는 단계;를 포함하는 액정표시패널의 잔상 측정 방법을 제공할 수 있다.

Description

액정표시패널의 잔상 측정 방법{METHOD FOR DETERMINING RESIDUAL IMAGE OF LIQUID CRYSTAL DISPLAY PANNEL}

본 발명은 액정표시패널의 잔상 측정 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 액정표시패널의 잔상을 정량화하는 방법에 관한 것이다.

액정표시장치(liquid crystal display device, LCD)는 박막트랜지스터가 형성되어 있는 제1 표시판과, 제1 표시판과 대향하는 제2 표시판 및 제1 표시판과 제2 표시판의 사이에 위치하는 액정셀을 포함하는 액정표시패널을 포함한다.

액정표시패널은 비발광소자이기 때문에 액정표시패널의 후방에는 액정표시패널에 빛을 공급하기 위한 광원이 위치한다. 광원에서 액정표시패널로 공급된 빛은 액정셀이 가지는 액정분자의 배열 상태에 따라 투과량이 조절된다.

액정분자의 배열 상태는 액정분자에 인가되는 전압에 따라서 달라지며, 액정분자에 인가되는 전압은 액정표시패널에 인가되는 신호의 계조에 따라서 달라진다.

액정표시장치에 있어서, 특정한 정지화면을 장시간 구동시킨 후 다른 화면을 나타내고자 할 때, 이전의 화면 패턴이 남아 있어 화질을 저하시키는 경우가 있는데, 이를 잔상(image sticking, residual image)이라 한다.

이러한 잔상의 원인은 액정셀에 발생하는 잔류 직류전압(residual DC voltage)과, 상기 액정셀과 연접한 배향막이 전기적 스트레스에 약한 전기적 특성을 가지고 있기 때문이라고 알려져 있다.

잔류 직류전압의 발생원인은 다음과 같다.

액정분자는 직류전압에 의해 쉽게 열화되고 액정분자의 배열방향에 따라 액정셀의 유전율이 달라지는 유전적 이방성을 갖기 때문에 일반적으로 교류전압을 사용하여 구동한다.

박막트랜지스터의 소스 전극으로 입력된 영상신호전압은 게이트 펄스 전압이 인가된 때부터 액정셀과 저장캐패시터에 축적된다. 이 축적된 전압은 다음 프레임까지 유지되어야 하지만 게이트 전극과 소스 전극의 겹침에 의해 발생하는 기생 캐패시터(Cgs)에 의하여 일정량만큼 방전된다.

방전된 전압(kickback voltage, level shift voltage)에 의해 직류전압이 오프-셋되어 액정셀에 인가된다. 액정셀에 직류전압이 인가되면 액정층의 불순물이 이온화되며, 이에 의해 발생된 양이온 불순물은 음의 극성을 가진 배향층에 적층되고 음이온 불순물은 양의 극성을 가진 배향막에 적층된다.

액정분자는 배향막에 흡착된 이온에 의해 자체적으로 직류전압을 보유하게 되는데, 이를 잔류 직류전압이라 한다.

잔류 직류전압은 액정분자들의 프리틸트각(pretilt angle)을 변화시킨다. 이에 따라 액정 분자의 배열방향이 변경되어 외부신호에 대해 액정분자들이 민감하게 반응하지 못하여 잔상이 발생한다.

한편, 배향막은 표면의 러빙상태 및 재질과 두께 등의 작은 차이에도 민감한 반응을 보여 전하가 트랩(trap)되는 등의 불량이 발생하게 되고, 따라서 액정분자들의 배향방향을 올바로 제어하지 못하여 이 또한 잔상의 원인이 된다.

이와 같은 잔류 직류전압에 의한 잔상과 배향막에 의한 잔상은 정확히 구분되지 않으며, 이 밖에 잔상에 영향을 미치는 인자는 다수 존재한다.

잔상을 측정하기 위한 간접적 방법으로 액정셀의 잔류 직류전압을 측정하는 방법이 있으나, 이는 배향막 등에 의한 잔상을 반영하지 못한다.

잔상을 측정하기 위한 직접적 방법으로는 육안을 사용하여 액정표시장치의 화면을 관찰하면서 잔상의 유무 및 잔상의 정도를 측정하는 방법이 있다. 그러나, 육안을 이용하여 잔상을 측정하는 방법은 잔상의 정도를 정량화할 수 없고, 평가자에 따라 오차가 발생하는 문제가 있다.

본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위해 고안된 것으로서, 배향막에 의한 잔상을 측정할 수 있고, 잔상의 정도를 정량화할 수 있는 액정표시패널의 잔상 측정 방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시패널의 잔상 측정 방법은, 제1 기판과 제2 기판의 사이에 액정층이 개재된 액정표시패널에 화이트(white) 계조 전압과 블랙(black) 계조 전압을 인가하여 화이트 계조와 블랙 계조로 구성된 체스(chess) 보드 패턴을 형성하는 단계; 상기 체스 보드 패턴을 가진 액정표시패널에 그레이(grey) 계조 전압을 인가하는 단계; 및 플리커(flicker) 현상이 최소화된 화이트 계조의 최적 공통 전압에서의 휘도 변화율과 플리커 현상이 최소화된 그레이 계조의 최적 공통 전압에서의 휘도 변화율의 차이의 절대값을 측정하는 단계;를 포함할 수 있다.

상기 액정층과 상기 제1 기판의 사이에는 제1 배향막이 개재되어 있을 수 있고, 상기 액정층과 상기 제2 기판의 사이에는 제2 배향막이 개재되어 있을 수 있다.

상기 제1 배향막과 상기 제2 배향막은, 광배향막으로서, 광이성화법(photo-isomerization), 광중합법(photo-dimerization) 및 광분해법(photo-degradation)으로 이루어진 군에서 선택된 하나를 이용하여 광배향되어 있을 수 있다.

상기 액정표시패널의 잔상 측정 방법은, 상기 그레이 계조 전압을 인가한 직후부터 주기적으로 상기 절대값을 측정하여 평균값을 계산하는 단계;를 더 포함할 수 있다.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

본 발명의 실시예들에 의하면 적어도 다음과 같은 효과가 있다.

플리커(flicker) 현상이 최소화된 화이트 계조의 최적 전압에서의 휘도 변화율과 플리커 현상이 최소화된 그레이 계조의 최적 전압에서의 휘도 변화율의 차이의 절대값을 측정하여 액정표시패널의 잔상을 측정하므로, 객관적인 기준으로 액정표시패널의 잔상을 측정할 수 있다.

즉, 평가자들의 육안에 의존하던 종래의 액정표시패널의 잔상 측정 방법에 비해 평가 오차를 줄일 수 있다.

본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시패널의 배치도이다.
도 2는 도 1의 액정표시패널을 II-II' 선으로 절단한 단면도이다.
도 3은 도 1의 액정표시패널에 화이트 계조 전압과 블랙 계조 전압을 인가하여 화이트 계조와 블랙 계조의 체스(chess) 보드 패턴을 형성한 상태를 모식적으로 도시한 도면이다.
도 4는 그레이 계조 전압을 인가하기 이전과 이후의 최적 공통 전압의 이동과 휘도 변화율의 변화를 나타내는 도면이다.
도 5는 도 3의 액정표시패널에 잔상을 걸어준 이후, 화이트 계조와 블랙 계조 각각에서의 휘도 변화율을 측정한 결과이다.
도 6은 교류(AC) 기인 잔상을 정량화한 결과이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참고하면 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 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

도면에서 층 및 영역들의 크기 및 상대적인 크기는 설명의 명료성을 위해 과장된 것일 수 있다.

소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층의 "위(on)" 또는 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 소자 또는 층의 바로 위 뿐만 아니라 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 소자가 "직접 위(directly on)" 또는 "바로 위"로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자 또는 층을 개재하지 않은 것을 나타낸다.

공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다.

비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.

이하, 도면을 참고하여 본 발명의 실시예들에 대하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시패널의 배치도이다. 도 2는 도 1의 액정표시패널을 II-II' 선으로 절단한 단면도이다. 이하 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 액정표시패널에 대하여 상세히 설명한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시패널은 박막 트랜지스터 어레이가 형성된 제1 표시판(100)과 제1 표시판(100)에 대향하여 합착된 제2 표시판(200) 및 제1 표시판(100)과 제2 표시판(200)의 사이에 개재된 액정층(300)을 포함하여 구성될 수 있다.

액정층(300)은 액정(30)을 포함할 수 있다. 액정(30)은 음의 유전율 이방성 또는 양의 유전율 이방성을 가질 수 있다. 액정(30)은 제1 표시판(100)의 공통 전극(171)과 화소 전극(161) 간에 형성되는 수평 전계에 의해 수평 방향으로 배열된다.

제1 표시판(100)은 제1 투명기판(110) 상에 게이트 전극(122), 공통 전극(171), 게이트 절연막(131), 반도체층(132), 불순물이 도핑되어 있는 저항접촉층(133), 소스 전극(142), 드레인 전극(143), 보호막(151), 화소 전극(161), 배향막(182)이 순차적으로 형성된 구조일 수 있다.

제1 투명기판(110) 상에는 게이트 배선(121, 122, 123) 및 공통 전극(171)이 형성되어 있다. 게이트 배선(121, 122)은 크롬(Cr) 또는 크롬(Cr) 합금, 알루미늄(Al) 합금, 몰리브덴(Mo) 또는 몰리브덴(Mo) 합금, 구리(Cu) 또는 구리(Cu) 합금 등의 금속으로 단일층으로 형성될 수 있다.

게이트 배선(121, 122)은 물리적 성질이 다른 두 개의 도전막(도시하지 않음)을 포함하는 다중막 구조를 가질 수 있다. 이 중 한 도전막은 게이트 배선(121, 122)의 신호 지연이나 전압 강하를 줄일 수 있도록 낮은 비저항(resistivity)의 금속, 예를 들면 알루미늄 계열 금속, 은 계열 금속, 구리 계열 금속 등으로 이루어진다. 이와는 달리, 다른 도전막은 다른 물질, 특히 ITO(indium tin oxide) 및 IZO(indium zinc oxide)와의 접촉 특성이 우수한 물질, 이를테면 몰리브덴 계열 금속, 크롬, 티타늄, 탄탈륨 등으로 이루어질 수 있다. 이러한 조합의 좋은 예로는 크롬(Cr) 하부막과 알루미늄(Al) 상부막 및 알루미늄(Al) 하부막과 몰리브덴(Mo) 상부막을 들 수 있다.

게이트 배선(121, 122)은 표시 영역 내에 위치하며 가로 방향으로 뻗어 있는 게이트선(121)과 게이트선(121)에 연결되어 있는 게이트 전극(122)과, 공통 전극(171)과 연결되어 공통 전극(171)에 공통 전압을 공급하는 공통 전압선(123)을 포함한다.

게이트 전극(122) 및 공통 전극(171) 상에는 게이트 전극(122) 및 공통 전극(171)과 데이터 전극(141)과의 절연을 위해 게이트 절연막(131)이 형성되어 있다.

게이트 절연막(131)은 SiNx나 SiOx 등과 같은 무기막으로 형성된다.

게이트 절연막(131) 위에는 박막 트랜지스터(TFT)의 전하 이동경로인 채널을 형성하는 반도체층(132)이 형성되어 있으며 그 위에 전기적 저항층인 저항접촉층(133)이 형성되어 있다. 이때, 반도체층(132) 및 저항접촉층(133)은 비정질 반도체 또는 결정질 반도체일 수 있다.

저항 접촉층(133) 및 게이트 절연막(131) 위에는 데이터 배선(141, 142, 143)이 형성되어 있다. 데이터 배선(141, 142, 143) 역시 금속층으로 이루어진 단일층 또는 다중층일 수 있다.

데이터 배선(141, 142, 143)은 세로방향으로 형성되어 게이트선(121)과 교차하여 화소를 형성하는 데이터선(141)과, 데이터선(141)의 분지이며 저항 접촉층(133)의 상부까지 연장되어 있는 소스 전극(142)과, 소스 전극(142)과 분리되어 있으며 소스 전극(142)의 반대쪽 저항 접촉층(133) 상부에 형성되어 있는 드레인 전극(143)을 포함한다.

데이터 배선(141, 142, 143)은 Cr 또는 Cr합금, Al합금, Mo 또는 Mo합금, Cu 또는 Cu합금 등의 금속으로 단일층 또는 이중층 이상으로 형성할 수 있다.

소스 전극(142), 드레인 전극(143), 반도체층(132), 게이트 절연막(131) 위에는 박막 트랜지스터(TFT)의 채널부를 보호하기 위한 절연층인 보호막(151)이 형성되어 있다.

보호막(151)은 질화규소(SiNx) 등의 단일막 또는 무기막 및 유기 절연막 등의 이중막 이상으로 형성한다. 보호막(151) 위에는 액정층(300)에 화소 전압을 인가하는 화소 전극(161)이 형성되어 있다.

화소 전극(161)은 ITO(Induim Tin Oxide)나 IZO(Induim Zinc Oxide) 등과 같은 투명한 금속으로 형성하며 보호막(151)에 형성된 콘택홀(152)을 통해 드레인 전극(143)과 전기적으로 연결되어 데이터 전압을 인가받는다.

화소 전극(161)은 제1 서브 전극(161a)과 제2 서브 전극(161b)을 포함한다. 제1 서브 전극(161a)은 게이트선(121)과 평행하며 드레인 전극(143)과 연결되어 있다. 제2 서브 전극(161b)은 제1 서브 전극(161a)에서부터 데이터선(141)과 평행하게 연장되어 있다. 제2 서브 전극(161b)은 복수개로 마련되어 있으며, 일정한 간격으로 배치되어 있다.

공통 전극(171)은 게이트선(121)과 같이 제1투명기판(110) 상에 형성되며, 공통 전압선(123)으로부터 공통전압을 인가받는다. 공통 전극(171)은 화소 전극(161)과 달리 판형상으로 넓게 형성된다. 그러나, 공통 전극(171)은 화소 전극(161)과 유사하게 복수 개로 마련되어 일정한 간격으로 배치될 수도 있다.

화소 전극(161)은 박막 트랜지스터(TFT)의 드레인 전극(143)과 연결되며, 화소 전극(161) 및 공통 전극(171) 사이에는 게이트 절연막(131) 및 보호막(151)이 위치한다. 그러나, 화소 전극(161) 및 공통 전극(171) 사이에는 게이트 절연막(131) 및 보호막(151) 중 하나만 형성될 수도 있다. 공통 전극(171)은 화소 전극(161)과 마찬가지로 ITO나 IZO 등과 같은 투명한 금속으로 형성하여 공통 전압선(123)과 연결되어 공통 전압을 인가받는다.

이러한 공통 전극(171)은 화소 전극(161)과 프린지 필드를 형성하여 결과적으로 수직 및 수평 전계를 형성한다.

배향막(182)는 광중합형 고분자, 광이성화형 고분자 또는 광분해형 고분자 중 하나로 이루어질 수 있다.

트랜스-시스 광이성화에 의해 정렬되는 화합물로는, 예를 들면, 술포화 디아조 염료(sulfonated diazo dye) 또는 아조고분자(azo polymer) 등의 아조 화합물이나 스틸벤 화합물(stilbenes) 등이 예시될 수 있고, 광분해에 의해 정렬되는 화합물로는, 시클로부탄 테트라카복실산 이무수물(cyclobutane-1,2,3,4-tetracarboxylic dianhydride), 방향족 폴리실란 또는 폴리에스테르, 폴리스티렌 또는 폴리이미드 등이 예시될 수 있다. 또한, 광가교 또는 광중합에 의해 정렬되는 화합물로는, 신나메이트(cinnamate) 화합물, 쿠마린(coumarin) 화합물, 신남아미드(cinnamamide) 화합물, 테트라히드로 프탈이미드(tetrahydrophthalimide) 화합물, 말레이미드(maleimide) 화합물, 벤조페논 화합물 또는 디페닐아세틸렌(diphenylacetylene) 화합물이나 광감응성 잔기로서 찰코닐(chalconyl) 잔기를 가지는 화합물(이하, 찰콘 화합물) 또는 안트라세닐(anthracenyl) 잔기를 가지는 화합물(이하, 안트라세닐 화합물) 등이 예시될 수 있다.

비제한적인 일례에서, 광중합형 고분자는 광중합 반응을 통해 액정을 배향시키는 시나메이트 계열의 고분자일 수 있고, 광이성화형 고분자는 광이성화 반응을 통해 액정을 배향시키는 아조벤젠기를 포함하는 고분자일 수 있으며, 광분해형 고분자는 광분해 반응을 통해 액정을 배향시키는 시클로부탄계 폴리이미드 계열의 고분자일 수 있다.

비제한적인 일례에서, 시클로부탄계 폴리이미드 계열의 고분자는 하기 화학식 (1)로 표현되는 단량체를 포함하는 시클로부탄계 폴리이미드 계열의 고분자일 수 있다. 다만, 이로 제한되는 것은 아니다.

< 화학식 (1) >

상기 화학식 (1)에서, R'₁ 내지 R'₄는 서로 독립적으로 수소, 탄소수가 1 이상 내지 20 이하의 선형 또는 분지형의 포화 또는 불포화 알킬기일 수 있다.

R'은 디메톡시에탄, 에톡시메톡시에탄, 디에톡시메탄 및 디에톡시에탄으로 구성된 군에서 선택된 하나 이상의 디에테르 화합물, 벤젠, 벤질에테르, 페닐벤젠, 및 디페닐벤젠으로 구성된 군에서 선택된 하나 이상의 방향족 화합물 및 이들의 결합구조 등일 수 있다.

m은 1 내지 300 범위의 자연수일 수 있다.

제2 표시판(200)은 제2 투명기판(210)에 블랙 매트릭스(220), 적색, 녹색, 청색 컬러 필터(230), 배향막(181)이 순차적으로 형성된 구조일 수 있다. 그러나, 칼라 필터(230)는 이에 한정되지 않고 제1 표시판(100) 상에 형성될 수도 있다.

제2 표시판(200) 상에는 제2 표시판(200)과 제1 표시판(100) 사이의 간격을 유지하기 위한 컬럼 스페이서(240)가 형성되어 있다.

제2 투명기판(210)에는 블랙 매트릭스(220)가 형성되어 있다. 블랙 매트릭스(220)는 크롬(Cr) 등과 같은 금속이나 고분자 수지 등을 이용하여 형성하며 단일층 또는 이중층 이상으로 형성한다. 블랙 매트릭스(220) 위에는 색을 표현하기 위한 적색, 녹색, 청색 컬러 필터(230)가 화소별로 형성되어 있다.

컬럼 스페이서(240)는 블랙 매트릭스(220)가 존재하는 컬러 필터(230)상에 형성하며, 제2 표시판(200)과 제1 표시판(100) 사이의 간격을 유지한다. 그러나, 컬럼 스페이서(240)는 이에 한정되지 않고 제1 표시판(100)상에 형성될 수도 있다.

제2 투명기판(210)의 바깥면에는 투명 도전층(250) 및 투명 도전층(250)을 덮는 절연막(251)이 형성된다.

투명 도전층(250)의 재료로는 틴 옥사이드, 인듐 징크 옥사이드 및 인듐 틴 옥사이드 등이 사용될 수 있다. 또한 투명 도전층(250)은 공통 전극(171)과 같은 재질로 형성될 수 있다.

절연막(251)은 투명하게 형성되며, 그 재료로는 질화규소(SiNx), 산화규소(SiOx) 및 불화산화규소(SiOF) 등이 사용될 수 있다.

절연막(251) 및 투명 도전층(250)으로 된 다층막은 층간의 굴절률 차이로 인한 반사광이 수반되고 이러한 현상에 의해 액정층(300)을 통과한 투과광의 손실, 즉 투과율의 저하가 발생한다. 따라서, 각각의 굴절률을 고려하여 투과율의 손실이 최소가 되는 막 두께를 가지도록 투명 도전층(250) 및 투명 절연막(251)을 형성하는 것이 바람직하다.

배향막(181)은 배향막(182)와 같이 광중합형 고분자, 광이성화형 고분자 또는 광분해형 고분자 중 하나로 이루어질 수 있다.

도 3은 도 1의 액정표시패널에 화이트 계조 전압과 블랙 계조 전압을 인가하여 화이트 계조와 블랙 계조의 체스 보드 패턴을 형성한 상태를 모식적으로 도시한 도면이다.

도 3과 같이 액정표시패널에 화이트 계조 전압과 블랙 계조 전압을 인가하여 화이트 계조와 블랙 계조의 체스 보드 패턴을 형성한 후에, 화이트 계조와 블랙 계조에 그레이(grey) 계조 전압을 인가하여 화이트 계조에서의 잔상을 측정할 수 있다.

종래에는 육안으로 화이트 계조에서 시인되는 잔상을 측정한 후, 평가하였으나, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시패널의 잔상 측정 방법은, 화이트 계조의 공통 최적 전압(Vcom)에서의 휘도 변화율과 그레이 계조의 최적 공통 전압에서의 휘도 변화율의 차이의 절대값을 측정함으로써 교류(AC)에 기인한 잔상의 정도를 정량화할 수 있다. 최적 공통 전압(Vcom)은 휘도 변화율 그래프의 최저점에 대응하는 값이다.

도 4는 그레이 계조 전압을 인가하기 이전과 이후의 최적 공통 전압의 이동과 휘도 변화율의 변화를 나타내는 도면이다.

도 4를 참고하여, 잔류 직류(DC) 전압에 기인한 잔상과 교류(AC) 전압에 기인한 잔상을 정량화하는 방법을 설명하기로 한다.

도 4를 참고하면, 휘도 변화율 그래프의 최적 공통 전압은 그레이 계조 전압을 인가하기 이전에 비해 그레이 계조 전압을 인가한 이후에 오른쪽으로 이동하였음을 확인할 수 있다. 즉, 휘도 변화율 그래프의 최적 공통 전압은 잔상이 발생하기 이전에 비해 잔상이 발생한 이후에 오른쪽으로 이동하였음을 확인할 수 있다. 최적 공통 전압의 이동은 잔류 직류 전압에 기인한 것이다.

또한, 최적 공통 전압에서의 잔상이 발생한 이후에 휘도 변화율 값이 증가하였음을 확인할 수 있다.

초기와 잔상 직후의 휘도 변화율의 차이는 초기의 휘도 변화율 곡선의 최적 공통 전압에서의 휘도 변화율 차이로 계산할 수 있다. 이 때, 최적 공통 전압의 이동으로 인한 휘도 변화율 차이는, 초기의 휘도 변화율 곡선의 최적 공통 전압을 기준으로, 전체 휘도 변화율 차이값에서 초기와 잔상 직후의 각각의 휘도 변화율의 곡선의 최저점에서의 휘도 변화율의 차이값을 뺀 값이다.

다시 말하면, 초기와 잔상 직후의 각각의 휘도 변화율 곡선의 최저점에서의 휘도 변화율의 차이값은 교류(AC) 전압에 기인한 휘도 변화이다. 교류(AC)에 기인한 잔상은 배향막의 소성 변형에 의한 것으로서, 방위각(azimuthal angle)이 변화함으로써 휘도가 증가하는 것이다.

도 5는 도 3의 액정표시패널에 잔상을 걸어준 이후, 화이트 계조와 블랙 계조 각각에서의 휘도 변화율을 측정한 결과이다.

도 5를 참고하면, 블랙 계조는 잔상을 걸어주기 이전과 이후 1시간 경과 후의 휘도 변화율 곡선이 대략 유사한 패턴으로 형성되고, 잔상 이전과 이후 최적 공통 전압의 이동이 없다.

그러나, 화이트 계조는 잔상을 걸어주기 이전과 이후 1시간 경과 후의 휘도 변화율 곡선를 비교할 때, 잔상을 걸어준 이후, 최초 휘도 변화율 곡선의 최적 공통 전압을 기준으로 휘도 변화율이 증가하였다.

도 5의 결과로부터, 광배향막을 포함하는 액정표시패널의 경우 교류(AC)에 기인한 휘도 변화율이 0.9%이고, 직류(DC)에 기인한 휘도 변화율이 0.2%임을 확인할 수 있었다. 광배향막을 포함하는 액정표시패널의 경우 주된 잔상의 원인이 교류(AC)에 기인한 것이었다.

도 6은 도 1의 액정표시패널을 이용하여 교류(AC) 기인 잔상을 정량화한 결과이다.

도 6에는, 그레이 계조 전압을 인가한 즉시 측정한 실시예들(14-95, 7222, 732, 7227, 7227, 1755, 14-4)의 교류 기인 잔상 수치와 분(minute) 단위로 3분까지 측정한 교류 기인 잔상 수치를 보여주고 있다. 실시예들(14-95, 7222, 732, 7227, 7227, 1755, 14-4)은 서로 다른 액정을 사용한 점에서 서로 구분된다.

도 6에서와 같이, 교류 기인 휘도 변화율 차이의 절대값들을 측정함으로써, 교류 기인 잔상의 정도를 정량화할 수 있다. 액정에 따른 교류 기인 휘도 변화율의 차이가 있으므로, 이를 통해 액정 재료를 선별할 수 있다.

또한, 측정된 교류 기인 휘도 변화율 차이의 절대값들의 평균값을 계산하여 종래 육안으로 잔상 정도를 평가하던 평가 방법에 객관적인 평가 기준을 마련할 수 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 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.

100 : 제1 표시판 110 : 제1 투명기판
121 : 게이트선 122 : 게이트 전극
151 : 보호막 152 : 콘택홀
161 : 화소 전극 171 : 공통 전극
181, 182: 배향막
200 : 제2 표시판 210 : 제2투명기판
230 : 칼라필터 240 : 컬럼스페이서
250 : 투명 도전층 251 : 절연막

Claims

제1 기판과 제2 기판의 사이에 액정층이 개재된 액정표시패널에 화이트(white) 계조 전압과 블랙(black) 계조 전압을 인가하여 화이트 계조와 블랙 계조로 구성된 체스(chess) 보드 패턴을 형성하는 단계;
상기 체스 보드 패턴을 가진 액정표시패널에 그레이(grey) 계조 전압을 인가하는 단계; 및
플리커(flicker) 현상이 최소화된 화이트 계조의 최적 공통 전압에서의 휘도 변화율과 플리커 현상이 최소화된 그레이 계조의 최적 공통 전압에서의 휘도 변화율의 차이의 절대값을 측정하는 단계;
를 포함하는 액정표시패널의 잔상 측정 방법.
제1 항에 있어서,
상기 액정층과 상기 제1 기판의 사이에는 제1 배향막이 개재되어 있고,
상기 액정층과 상기 제2 기판의 사이에는 제2 배향막이 개재되어 있으며,
상기 제1 배향막과 상기 제2 배향막은, 광이성화법(photo-isomerization), 광중합법(photo-dimerization) 및 광분해법(photo-degradation)으로 이루어진 군에서 선택된 하나의 광배향법을 이용하여 광배향되어 있는 액정표시패널의 잔상 측정 방법.
제2 항에 있어서,
상기 제1 배향막과 상기 제2 배향막은, 광분해법(photo-degradation)을 이용하여 광배향되어 있는 액정표시패널의 잔상 측정 방법.
제1 항에 있어서,
상기 그레이 계조 전압을 인가한 직후부터 주기적으로 상기 절대값을 측정하여 평균값을 계산하는 단계;를 더 포함하는 액정표시패널의 잔상 측정 방법.
제3 항에 있어서,
상기 광분해법을 이용하여 광배향되어 있는 제1 배향막과 상기 제2 배향막은, 하기 화학식 (1)로 표현되는 시클로부탄계 폴리이미드 단량체를 포함하는 액정표시패널:
< 화학식 (1) >

상기 화학식 (1)에서,
R'₁ 내지 R'₄는 서로 독립적으로 수소, 탄소수가 1 이상 내지 20 이하의 선형 또는 분지형의 포화 또는 불포화 알킬기이고,
R'은 디메톡시에탄, 에톡시메톡시에탄, 디에톡시메탄 및 디에톡시에탄으로 구성된 군에서 선택된 하나 이상의 디에테르 화합물, 벤젠, 벤질에테르, 페닐벤젠, 및 디페닐벤젠으로 구성된 군에서 선택된 하나 이상의 방향족 화합물 및 이들의 결합구조이며,
m은 1 내지 300 범위의 자연수이다.
제1 항에 있어서,
상기 제1 기판 상에 형성된 박막트랜지스터, 공통 전극 및 화소 전극을 더 포함하고,
상기 공통 전극과 상기 화소 전극의 사이에는 절연층이 개재된 액정표시패널.