KR20160130002A - 액정 표시 장치의 제조 방법 및 검사 장치 - Google Patents

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KR20160130002A
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법은, 하부 기판 및 상부 기판 중 적어도 하나에 전기장 생성 전극을 형성하는 단계; 상기 하부 기판 및 상기 상부 기판 위에 배향막을 형성하는 단계; 상기 하부 기판과 상기 상부 기판 사이에 액정 분자를 포함하는 액정층을 형성하는 단계; 상기 액정층의 액정 분자에 선경사를 부여하기 위해 상기 액정층을 전계 노광시키는 단계; 및 상기 전계 노광 공정 후 액정 분자의 선경사 각도를 측정하는 단계를 포함한다.

Description

액정 표시 장치의 제조 방법 및 검사 장치{METHOD FOR MANUFACTURING LIQUID CRYSTAL DISPLAY AND INSPECTION DEVICE}
본 발명은 액정 표시 장치의 제조 방법 및 검사 장치에 관한 것이다.
액정 표시 장치(LCD)는 현재 가장 널리 사용되고 있는 표시 장치 중 하나로서, 화소 전극과 공통 전극 등 전계 생성 전극(field generating electrode)이 형성되어 있는 두 장의 표시판(display substrate)과 그 사이의 액정층을 포함한다. 액정 표시 장치는 전계 생성 전극에 전압을 인가하여 액정층에 전계를 생성하고 이를 통하여 액정층의 액정 분자들의 방향을 결정하고 입사광의 편광을 제어함으로써 영상을 표시한다.
이러한 액정 표시 장치는 박막 트랜지스터(TFT) 기판 공정, 대향 기판 공정, 액정 공정 등의 여러 공정 단계를 거쳐 제작된다. 각각의 공정은 액정 표시 장치의 화질에 영향을 미치는 공정 인자(process factor)에 영향을 주므로, 이들 공정에서 발생하는 변수에 따라 그러한 공정 인자에 변동이 발생할 수 있다.
예컨대 감마(gamma)는 전압-투과율 곡선(voltage-transmittance curve)에서 사람의 눈이 인지하는 밝기의 차이를 계조(gray scale)로 나누어 표현하는 방식으로, 액정 표시 장치의 제작 공정에 따라 액정 표시 장치의 고유의 감마 특성이 결정되며, 제작 공정에 오류가 있을 경우 감마 불량이 발생할 수 있다. 감마는 통상 액정 표시 장치의 제작 후 PLI 감마 모니터링을 통해 검사되는데, 불량 발생 인지까지 시간 소모가 커서 불량 발생 피해가 클 수 있다. 또한, PLI 감마 모니터링에서 공정 개별 유의차 확인으로는 모니터링 인자별 교호 작용에 대한 예측이 힘들며, 단지 개별 공정의 설비 유의차 정도만 분석이 가능하다. 또한, 현재의 검사 장비로는 측정 시간이 오래 걸리며 측정 오차가 발생한다.
본 발명의 목적은 액정 표시 장치의 제조 공정 중에 불량을 모니터링할 수 있는 제조 방법 및 검사 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 다른 액정 표시 장치의 제조 방법은, 하부 기판 및 상부 기판 중 적어도 하나에 전기장 생성 전극을 형성하는 단계; 상기 하부 기판 및 상기 상부 기판 위에 배향막을 형성하는 단계; 상기 하부 기판과 상기 상부 기판 사이에 액정 분자를 포함하는 액정층을 형성하는 단계; 상기 액정층의 액정 분자에 선경사를 부여하기 위해 상기 액정층을 전계 노광시키는 단계; 및 상기 전계 노광 공정 후 액정 분자의 선경사 각도를 측정하는 단계;를 포함한다.
상기 방법은 상기 전계 노광 공정 후 액정 분자의 경사 각도를 측정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 방법은 상기 경사 각도를 측정하는 단계 후 형광 노광시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 방법은 상기 경사 각도를 측정하는 단계 후 상기 하부 기판 및 상기 상부 기판에 편광자를 부착하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 선경사 각도를 측정하는 단계는 측정된 선경사 각도가 소정 범위 내에 있는지 여부를 판단하는 단계를 포함할 수 있다. 측정된 선경사 각도가 소정 범위를 벗어나는 경우, 상기 방법은 선경사 각도 영향 인자를 분석하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 선경사 각도 영향 인자는 전계 노광 시 전압 세기, 전계 노광 시 광의 세기 및 화소 전극의 미세 가지부의 폭을 포함할 수 있다.
상기 선경사 각도 영향 인자를 분석하는 단계는 상기 선경사 각도 영향 인자의 영향도를 분석하여 귀책 공정을 선별하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 방법은 상기 영향도 분석 결과를 상기 귀책 공정으로 통지하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 경사 각도를 측정하는 단계는 측정된 경사 각도가 소정 범위 내에 있는지 여부를 판단하는 단계를 포함할 수 있다. 측정된 경사 각도가 소정 범위를 벗어나는 경우, 상기 방법은 경사 각도 영향 인자를 분석하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 경사 각도 영향 인자는 박막 트랜지스터의 채널 길이 및 배향막의 두께를 포함할 수 있다.
상기 경사 각도 영향 인자를 분석하는 단계는 상기 경사 각도 영향 인자의 영향도를 분석하여 귀책 공정을 선별하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 방법은 상기 영향도 분석 결과를 상기 귀책 공정으로 통지하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 검사 장치는, 편광을 출력하며, 제1 내지 제5 편광 상태 생성기를 포함하는 광원부; 및 상기 광원부에서 출력되어 샘플을 통과하는 편광을 수신하며, 상기 편광 상태 생성기에 대응하는 제1 내지 제5 편광 상태 분석기를 포함하는 수광부;를 포함한다.
각각의 편광 상태 생성기의 광축은 하나의 기준점에서 교차할 수 있다.
제1 편광 상태 생성기의 광축이 상기 광원부의 수직 중심축과 일치할 수 있다.
제2 및 제3 편광 상태 생성기의 광축이 상기 기준점을 중심으로 상기 수직 중심축에 대해 제1 방향으로 ±α도 기울어져 있을 수 있다. 제4 및 제5 편광 상태 생성기의 광축이 상기 기준점을 중심으로 상기 수직 중심축에 대해 제2 방향으로 ±β도 기울어져 있다. 상기 제1 방향은 상기 수직 중심축에 수직이고 상기 제2 방향은 상기 수직 중심축 및 상기 제1 방향에 수직일 수 있다.
상기 α와 상기 β는 서로 동일한 값을 가질 수 있다.
제2 및 제4 편광 상태 생성기와 상기 제3 및 제5 편광 상태 생성기는 서로 직교하는 편광을 생성할 수 있다.
및 제4 편광 상태 생성기가 편광을 출력한 후, 상기 제3 및 제5 편광 상태 생성기가 편광을 출력할 수 있다.
각각의 편광 상태 생성기는 광원, 고정 편광자 및 회전 지연자를 포함할 수 있다.
각각의 편광 상태 분석기는 카메라, 고정 선편광자 및 회전 지연자를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라서, 전계 노광 공정 후 초기 배향성 또는 구동에 의한 감마 불량을 사전에 모니터링할 수 있다. 귀책 공정을 사전에 감지할 수 있으므로, 불량 발생에 대한 빠른 조치가 가능하다. 또한, 액정 표시 패널의 제조 공정 중에 감마 불량을 모니터링하므로 출하 단계에서 감마 모니터링이 요구되지 않으며, 따라서 물적 및 인적 자원의 낭비를 개선할 수 있다.
본 발명의 검사 장치는 측정 소요 시간이 짧아 액정 표시 패널의 제조 공정 중에 감마 불량을 모니터링 하는데 사용될 수 있고, 측정 정확도를 높일 수 있다. 그 밖에 명세서 전반에 걸쳐 설명되고 인식될 수 있는 유리한 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 감마 영향 인자를 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도이다
도 3은 도 2의 III-III 선을 따라 자른 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 기본 전극을 나타내는 평면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 및 모니터링 방법을 나타내는 블록도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 검사 장치의 개략적인 사시도이다.
도 7은 도 6의 검사 장치를 다른 각도에서 바라본 사시도이다.
도 8은 도 6의 검사 장치에서 광축을 나타내는 도면이다.
도 9는 도 6의 검사 장치에 의해 얻어지는 이미지를 나타내는 도면이다.
도 10은 도 6의 검사 장치의 편광 상태 발생기 및 편광 상태 분석기의 구성을 보여주는 도면이다.
첨부한 도면을 참고로 하여, 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하거나 과장되게 나타내었다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 "아래에" 있다고 할 때, 이것은 다른 부분 "바로 위에" 또는 "바로 아래에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 또는 "바로 아래에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다. 명세서에서 특별한 언급이 없으면, "중첩"은 평면도에서 볼 때 중첩을 의미한다.
본 명세서에서 용어 감마, 감마값, 감마환산값은 혼용되어 사용될 수 있고, 달리 정의하지 않으면 모두 감마환산값을 나타내는 것으로 의도되고, 주로 간단하게 감마란 용어를 사용할 것이다.
감마(γ)는 계조와 휘도의 관계로부터 구해지는데, 감마를 구하는 식은 다음과 같다:
감마 = LOG (# Gray / Gray _ Max ) (LV_#Gray/LV_MAX)
여기서 #Gray는 해당 계조, Gray_Max는 최대 계조, LV_#Gray는 해당 계조에서 휘도, LVMax는 최대 계조에서 휘도이다.
계조에 따른 투과율을 사람에 맞게 조절하는 것을 감마 조정이라고 하고, 보통은 감마가 2.2일 때 사람 눈에 가장 적합하다고 여겨진다. 모든 계조에서 정확하게 2.2의 감마를 갖도록 액정 표시 장치를 제조하는 것은 사실상 어려울 수 있다. 따라서 256 계조를 표현하는 액정 표시 장치에서 20 내지 200 계조에서의 감마가 2.2±0.2 내에 있으면 수용 가능한 범위 내에 있는 것으로 고려될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 감마 영향 인자를 나타내는 블록도이다.
감마는 계조별 휘도에 따라 결정되므로, 휘도에 영향을 주는 인자가 감마 변동에 영향을 주는 인자(이하, 감마 영향 인자(gamma influencing factor))로서 고려될 수 있다. 그러한 인자로서 액정 축전기의 충전량에 영향을 주는 전기적 인자(electrical factor)와, 액정 표시 장치의 투과율에 영향을 주는 광학적 인자(optical factor)로 구분될 수 있다. 전기적 인자로는 박막트랜지스터의 채널 길이, 이온 농도, 배향막 두께 등이 있고, 광학적 인자로는 선경사(pretilt) 각도, 화소 전극의 미세 가지부(fine branch)의 폭, 셀 갭(cell gap)(액정층의 두께) 등이 있다. 이들 인자는 공정 산포에 따라 변할 수 있으므로 감마 영향 인자로 고려된다. 하지만, 예컨대 전기적 인자로서 박막트랜지스터의 금속 두께, 채널 폭 등도 감마에 영향을 줄 수 있지만, 공정 산포에 따른 변화량이 미미하므로 감마 영향 인자로서 부적합할 수 있다. 한편, 전기적 인자와 광학적 인자는 완전히 구분되는 것은 아니고 서로 상관성이 있을 수 있으며, 어떤 인자(예컨대 미세 가지부의 폭)는 양자에 해당할 수 있다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치에 대해서 전술한 감마 영향 인자와 관련하여 설명하고, 그러한 액정 표시 장치의 제조 과정 중 감마 영향 인자에 대한 모니터링 방법 및 시스템에 대하여 설명한다.
도 2 및 도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도이고, 도 2는 도 2의 III-III 선을 따라 자른 단면도이다.
도 2 및 도 3을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치는 서로 마주하는 하부 표시판(100)과 상부 표시판(200) 및 이들 두 표시판(100, 200) 사이에 위치하는 액정층(3)을 포함한다. 도 1은 대략 하나의 화소에 해당하는 영역이 도시되어 있으며, 액정 표시 장치에는 이러한 화소가 매트릭스 형태로 배열되어 있을 수 있다. 표시판(100, 200)의 외면에는 편광자(polarizer)(도시되지 않음)가 부착될 수 있다.
하부 표시판(100)에 대하여 설명하면, 제1 기판에 해당하는 절연 기판(110) 위에 게이트선(121) 및 유지 전극선(131, 135)을 포함하는 게이트 도전체가 형성되어 있다.
게이트선(121)은 게이트 신호를 전달하며 주로 가로 방향으로 뻗어 있다. 게이트선(121)은 위로 돌출한 제1 및 제2 게이트 전극(124a, 124b)을 포함한다. 유지 전극선(131, 135)은 게이트선(121)과 실질적으로 나란하게 뻗은 줄기선(131)과 이로부터 뻗어 나온 유지 전극(135)을 포함한다. 게이트 도전체의 모양 및 배치는 이에 제한되지 않으며, 여러 형태로 변형될 수 있다.
게이트 도전체 위에는 게이트 절연막(gate insulating layer)(140)이 형성되어 있으며, 게이트 절연막(140) 위에는 비정질 또는 결정질 규소 등으로 이루어진 반도체(154a, 154b)가 위치한다.
반도체(154a, 154b) 위에는 저항성 접촉 부재(163b, 165b)가 형성되어 있다. 저항성 접촉 부재(163b, 165b)는 실리사이드 또는 n형 불순물이 고농도로 도핑되어 있는 n+ 수소화 비정질 규소 따위의 물질로 만들어질 수 있다. 저항성 접촉 부재(163b, 165b)는 그 아래의 반도체(154a, 154b)와 그 위의 데이터선(171a, 171b), 드레인 전극(175a, 175b) 사이에 존재하며 이들 사이의 접촉 저항을 낮추어 준다. 반도체가 산화물 반도체인 경우 저항성 접촉 부재는 생략될 수 있다.
저항성 접촉 부재(163b, 165b) 및 게이트 절연막(140) 위에는 데이터선(171a, 171b)과 제1 및 제2 드레인 전극(175a, 175b)을 포함하는 데이터 도전체가 형성되어 있다.
데이터선(171a, 171b)은 데이터 신호를 전달하며 주로 세로 방향으로 뻗어 게이트선(121) 및 유지 전극선의 줄기선(131)과 교차한다. 데이터선(171a, 171b)은 제1, 제2 게이트 전극(124a, 124b)을 향하여 뻗어 U자형으로 굽은 제1 및 제2 소스 전극(173a, 173b)을 포함하며, 제1 및 제2 소스 전극(173a, 173b)은 제1, 제2 게이트 전극(124a, 124b)을 중심으로 제1 및 제2 드레인 전극(175a, 175b)과 마주한다. 제1 및 제2 드레인 전극(175a, 175b)의 일단은 각각 제1 및 제2 소스 전극(173a, 173b)으로 일부 둘러싸여 있고 타단은 다른 층과의 접속을 위해 넓게 형성되어 있다. 제1 및 제2 드레인 전극(175a, 175b)을 비롯한 데이터 도전체의 모양 및 배치는 이에 제한되지 않으며, 여러 형태로 변형될 수 있다.
제1 및 제2 게이트 전극(124a, 124b), 제1 및 제2 소스 전극(173a, 173b) 및 제1 및 제2 드레인 전극(175a, 175b)은 제1 및 제2 반도체(154a, 154b)와 함께 제1 및 제2 박막 트랜지스터(TFT)를 이루며, 제1 및 제2 박막 트랜지스터의 채널(channel)은 제1 및 제2 소스 전극(173a, 173b)과 제1 및 제2 드레인 전극(175a, 175b) 사이의 제1 및 제2 반도체(154a, 154b)에 형성된다. 박막 트랜지스터의 드레인 전류의 세기(ID)는 선형 영역(linear region)에서 채널 폭(W)에 비례하고 채널 길이(L)에 반비례한다. 이 중 채널 길이(L)는 액정 축전기의 충전량에 영향을 주며 공정 산포에 따라 변할 수 있으므로 감마 영향 인자로서 고려된다.
반도체(154a, 154b)에는 소스 전극(173a, 173b)과 드레인 전극(175a, 175b) 사이에는 데이터선(171a, 171b) 및 드레인 전극(175a, 175b)으로 가리지 않고 노출된 부분이 있다. 데이터선(171a, 171b), 드레인 전극(175a, 175b) 및 반도체(154a, 154b)의 노출된 부분 위에는 규소 질화물(SiNx) 또는 규소 산화물(SiOx) 따위로 만들어진 제1 보호막(180p)이 위치한다.
제1 보호막(180p) 위에는 색 필터(230)가 위치한다. 색 필터(230)는 적색, 녹색 및 청색의 삼원색 등 기본 색(primary color) 중 하나를 표시할 수 있다. 색 필터(230)는 상부 표시판(200)에 형성될 수도 있다.
색 필터(230) 위에 크롬, 크롬 산화물 등의 단일층이나 이중층 또는 유기 물질로 이루어진 차광 부재(220)가 위치한다. 차광 부재(220)는 매트릭스 형태로 배열되어 있는 개구부를 가질 수 있다.
색 필터(230)와 차광 부재(220) 위에는 투명한 유기 물질로 이루어진 제2 보호막(180q)이 형성되어 있다. 제2 보호막(180q)은 색 필터(230)가 노출되는 것을 방지하고 평탄한 면을 제공한다. 제2 보호막(180q)에는 제1 및 제2 드레인 전극(175a, 175b)을 드러내는 접촉 구멍(185a, 185b)이 형성되어 있다. 제2 보호막(180q)은 무기 물질로 형성될 수도 있다.
제2 보호막(180q) 위에는 화소 전극(191)이 형성되어 있다. 화소 전극(191)은 인듐 주석 산화물(ITO) 또는 인듐 아연 산화물(IZO) 등의 투명한 도전 물질이나, 알루미늄, 은, 크롬 또는 그 합금 등의 반사성 금속으로 만들어질 수 있다.
화소 전극(191)은 서로 분리되어 있는 제1 및 제2 부화소 전극(191a, 191b)을 포함하며, 제1 및 제2 부화소 전극(191a, 191b)은 각각 도 3에 도시한 기본 전극(199) 또는 그 변형을 하나 이상 포함하고 있다. 화소 전극(191)의 좀더 자세한 구조에 대해서는 이후에 도 4를 참고하여 설명하기로 한다.
화소 전극(191) 위에는 하부 배향막(11)이 형성되어 있다. 하부 배향막(11)은 수직 배향막일 수 있다.
한편, 상부 표시판(200)에는 제2 기판에 해당하는 투명한 절연 기판(210) 위에 공통 전극(270)이 전면에 형성되어 있다. 공통 전극(270) 위에는 상부 배향막(21)이 형성되어 있다. 상부 배향막(21)은 수직 배향막일 수 있다.
상부 표시판(200)과 하부 표시판(100) 사이에는 액정층(3)이 형성되어 있다. 액정층(3)은 음의 유전율 이방성을 가지는 액정 분자(310)를 포함한다. 액정 분자(310)는 전계가 없는 상태에서 그 장축이 두 표시판(100, 200)의 표면에 대하여 대략 수직을 이룰 수 있다.
액정층(3)은 배향막(11, 21)에 인접하게 위치하는 돌기(bump)(50)를 포함한다. 돌기(50)는 광 반응기를 포함하는 반응성 메소겐(reactive mesogen)이 광조사되어 형성될 수 있는 배향 중합체를 포함한다. 돌기(50)는 액정 분자가 선경사를 가지도록 한다. 배향 중합체는 배향막(11, 21)에 포함될 수도 있다. 액정 분자의 선경사 각도는 특히 저계조(예컨대, 100 계조 미만)에서 감마 변동에 영향을 주며 공정 산포에 따라 변할 수 있으므로 감마 영향 인자로서 고려된다.
상부 표시판(200)과 하부 표시판(100) 사이에는 이들 사이의 간격을 유지하기 위한 간격재(column spacer)(363)가 형성되어 있다. 간격재(363)는 액정층(3)의 두께, 즉 셀 갭을 유지할 수 있도록 한다. 셀 갭은 투과율에 영향을 주며 공정 산포에 따라 변할 수 있으므로 감마 영향 인자로서 고려된다.
이제 도 4를 참고하여 화소 전극(191)의 기본 전극(199)에 대해 상세하게 설명한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 기본 전극을 나타내는 평면도이다.
도 4에 도시한 바와 같이, 기본 전극(199)의 전체적인 모양은 사각형이며 가로 줄기부(193) 및 이와 대략 직교하는 세로 줄기부(192)로 이루어진 십자형 줄기부를 포함한다. 또한 기본 전극(199)은 가로 줄기부(193)와 세로 줄기부(192)에 의해 제1 도메인(Da), 제2 도메인(Db), 제3 도메인(Dc), 그리고 제4 도메인(Dd)으로 나뉘어지며 각 도메인(Da, Db, Dc, Dd)은 복수의 제1 내지 제4 미세 가지부(194a, 194b, 194c, 194d)를 포함한다.
제1 미세 가지부(194a)는 가로 줄기부(193) 또는 세로 줄기부(192)에서부터 좌상향으로 비스듬하게 뻗어 있고, 제2 미세 가지부(194b)는 가로 줄기부(193) 또는 세로 줄기부(192)에서부터 우상향으로 비스듬하게 뻗어 있다. 또한 제3 미세 가지부(194c)는 가로 줄기부(193) 또는 세로 줄기부(192)에서부터 우하향으로 뻗어 있고, 제4 미세 가지부(194d)는 가로 줄기부(193) 또는 세로 줄기부(192)에서부터 좌하향으로 비스듬하게 뻗어 있다. 제1 내지 제4 미세 가지부(194a, 194b, 194c, 194d)는 게이트선(121) 또는 가로 줄기부(193)와 대략 45도 또는 대략 135도의 각을 이룬다. 또한 이웃하는 두 도메인(Da, Db, Dc, Dd)의 미세 가지부(194a, 194b, 194c, 194d)는 서로 직교할 수 있다.
미세 가지부(194a, 194b, 194c, 194d)의 폭(W)은 수 마이크로미터 예컨대 약 2 내지 약 5 마이크로미터일 수 있다. 한 도메인(Da-Dd) 내에서 이웃하는 미세 가지부(194a, 194b, 194c, 194d) 사이의 간격도 수 마이크로미터 예컨대 약 2 내지 약 5 마이크로미터일 수 있다. 미세 가지부(194a, 194b, 194c, 194d)의 폭(W)은 투과율 및 선경사 각도에 영향을 주며 공정에 따라 변할 수 있으므로 감마 영향 인자로서 고려된다.
도 1을 교차 참고하면, 제1 및 제2 부화소 전극(191a, 191b)은 각각 하나의 기본 전극(199)을 포함한다. 화소 전극(191) 전체에서 제2 부화소 전극(191b)이 차지하는 면적이 제1 부화소 전극(191a)이 차지하는 면적보다 클 수 있으며, 예컨대, 제2 부화소 전극(191b)는 제1 부화소 전극(191a)의 약 1 내지 약 2.2배의 면적을 가지도록 기본 전극(199)의 크기가 다르게 형성될 수 있다.
제2 부화소 전극(191b)은 데이터선(171)을 따라 뻗은 한 쌍의 가지(195)를 포함한다. 가지(195)는 제1 부화소 전극(191a)과 데이터선(171a, 171b) 사이에 위치하며 제1 부화소 전극(191a)의 하단에서 연결된다. 제1 및 제2 부화소 전극(191a, 191b)은 접촉 구멍(185a, 185b)을 통하여 제1 및 제2 드레인 전극(175a, 175b)과 물리적, 전기적으로 연결되어 있으며, 제1 및 제2 드레인 전극(175a, 175b)으로부터 데이터 전압을 인가 받는다.
화소 전극(191) 및 공통 전극(270)에 전압이 인가되면, 액정 분자(310)는 화소 전극(191)과 공통 전극(270) 사이에 형성된 전계에 응답하여 그 장축이 전계의 방향에 수직한 방향으로 방향을 바꾼다. 액정 분자(310)가 기울어진 정도에 따라 액정층(3)에 입사광의 편광의 변화 정도가 달라지며 이러한 편광의 변화는 편광자에 의하여 투과율 변화로 나타나고 이를 통하여 액정 표시 장치는 영상을 표시한다.
액정 분자(310)가 기울어지는 방향은 화소 전극(191)의 미세 가지부(194a, 194b, 194c, 194d)에 의해 결정되며, 액정 분자(310)는 미세 가지부(194a, 194b, 194c, 194d)의 길이 방향에 평행한 방향으로 기울어진다. 하나의 화소 전극(191)은 미세 가지부(194a, 194b, 194c, 194d)의 길이 방향이 서로 다른 네 개의 도메인(Da, Db, Dc, Dd)을 포함하므로 액정 분자(310)가 기울어지는 방향은 대략 네 방향이다. 이와 같이 액정 분자가 기울어지는 방향을 다양하게 함으로써 액정 표시 장치의 시야각을 개선할 수 있다.
제1 부화소 전극(191a)과 공통 전극(270)은 그 사이의 액정층(3)과 함께 제1 액정 축전기를 이루고, 제2 부화소 전극(191b)과 공통 전극(270)은 그 사이의 액정층(3)과 함께 제2 액정 축전기를 이루어 제1 및 제2 박막 트랜지스터가 턴 오프된 후에도 인가된 전압을 유지한다. 두 액정 축전기의 충전 전압은 서로 다른 감마 곡선을 나타내며 한 화소 전압의 감마 곡선은 이들을 합성한 곡선이 된다. 정면에서의 합성 감마 곡선은 가장 적합하도록 정해진 정면에서의 기준 감마 곡선과 일치하도록 하고, 측면에서의 합성 감마 곡선은 정면에서의 기준 감마 곡선과 가장 가깝게 되도록 한다. 이와 같이 영상 데이터를 변환함으로써 측면 시인성이 향상된다. 그 밖에도, 제1 액정 축전기와 제2 액정 충전기에 충전되는 전압을 다르게 하기 위한 여러 기술이 본 발명에 적용될 수 있다.
한편, 제1 및 제2 부화소 전극(191a, 191b)은 유지 전극선(131, 135)과 중첩하여 제1 및 제2 유지 축전기를 이루며, 제1 및 제2 유지 축전기는 각각 제1 및 제2 액정 축전기의 전압 유지 능력을 강화한다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법 및 그러한 제조 과정 중에 수행되는 감마 영향 인자에 대한 모니터링 방법에 대해 설명하기로 한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 및 모니터링 방법을 나타내는 블록도이다.
먼저 하부 표시판(100)과 상부 표시판(200)을 각각 제조하는 공정(S10, S20)이 수행된다.
하부 표시판(100)은 예컨대 다음과 같은 방법으로 제조할 수 있다.
절연 기판(110) 위에 복수의 박막을 적층 및 패터닝하여 게이트선(121) 및 게이트 전극(124a, 124b)을 포함하는 게이트 도전체, 게이트 절연막(140), 반도체(154a, 154b), 데이터선(171a, 171b), 소스 전극(173a, 173b) 및 드레인 전극(175a, 175b)을 포함하는 데이터 도전체, 그리고 제1 보호막(180p)을 차례로 형성한다.
이어서 제1 보호막(180p) 위에 색 필터(230)를 형성하고, 색 필터(230) 위에 빛샘을 차단하기 위한 차광 부재(220)를 형성한다. 차광 부재(220) 및 색 필터(230) 위에 제2 보호막(180q)을 형성한다.
제2 보호막(180q) 위에 ITO 또는 IZO 따위로 된 투명 도전층을 적층하고 패터닝하여 세로 줄기부(192), 가로 줄기부(193) 및 이들로부터 뻗어 나온 복수의 미세 가지부(194a, 194b, 194c, 194d)를 가지는 화소 전극(191)을 형성한다. 제2 보호막(180q) 또는 화소 전극(191) 위에 간격재(363)를 형성한다.
상부 표시판(200)은 절연 기판(210) 위에 공통 전극(270)을 형성함으로써 제조할 수 있다. 실시예에 따라서, 색 필터(230) 및/또는 차광 부재(220)가 절연 기판(210) 위에 형성될 수도 있다.
하부 표시판(100)과 상부 표시판(200)을 각각 제조한 후 액정층(3)을 형성하는 공정(S30)이 수행되며, 그 결과 두 표시판(100, 200) 사이에 액정층(3)이 형성된 액정 표시 패널이 제조된다. 액정층(3)을 형성하는 공정은 배향막 형성 공정(S31), 액정 주입 공정(S32), 전계 노광 공정(S33), 그리고 형광 노광 공정(S34)을 포함한다. 형광 노광 공정(S34)은 생략될 수도 있다.
배향막 형성 공정(S31)에서, 배향막(11, 21)은 하부 표시판(100)의 화소 전극(191) 위와 상부 표시판(200)의 공통 전극(270) 위에 폴리이미드 용액 같은 배향막 형성 물질을 도포한 후 열처리하여 형성될 수 있다.
그 다음 하부 표시판(100)과 상부 표시판(200)을 합착하고, 반응성 메조겐이 포함된 액정 물질을 두 표시판(100, 200) 사이에 주입하는 공정(S32)이 수행된다. 그러나 액정층(3)은 하부 표시판(100) 또는 상부 표시판(200) 위에 액정 물질을 적하한 후 하부 표시판(100)과 상부 표시판(200)을 합착하는 방식으로 형성할 수도 있다.
다음으로, 화소 전극(191)과 공통 전극(270)에 전압을 인가한 상태에서 자외선(UV) 같은 광을 조사하는 전계 노광 공정(S33)이 수행된다. 그러면 반응성 메조겐이 표시판(100, 200) 쪽으로 이동하면서 액정 분자(310)와 함께 화소 전극(191)의 미세 가지부(194a-194d)의 길이 방향에 대략 평행한 방향으로 기울어지고 배향 중합체를 형성하면서 돌기(50)를 형성한다. 이와 같이 형성된 돌기(50)에 의해 액정 분자(310)는 선경사를 가진다. 따라서 화소 전극 및 공통 전극(191, 270)에 전압을 가하지 않은 상태에서도 액정 분자(310)은 서로 다른 네 방향으로 선경사를 가지고 배열된다. 액정 분자(310)가 선경사를 가지므로 전압이 가해지면 선경사 방향으로 빠르게 기울어짐으로써 빠른 응답 속도의 구현이 가능해진다. 한편, 배향막에 반응성 메조겐이 포함된 경우, 배향막에 그러한 배향 중합체가 형성될 수도 있다. 배향 중합체를 형성하지 못하고 잔류하는 반응성 메조겐은 형광 노광 공정(S34)을 통해 제거될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라서, 액정층 형성 공정(S30) 중에, 예컨대 전계 노광 공정(S33) 후 형광 노광 공정(S34) 전에, 무전계 측정 단계(S40) 및 전계 측정 단계(S50)가 수행된다. 이들 두 단계는 감마 모니터링 단계에 해당하며, 이를 통해 액정 표시 장치의 제조 공정 중에 감마 영향 인자를 분석하여 불량을 조기에 발견하여 조치를 취할 수 있게 된다. 무전계 측정 단계(S40) 후 전계 측정 단계(S50)가 수행되는 것을 예시하고 있지만, 그 순서는 바뀔 수도 있다.
무전계 측정 단계(S40)는 화소 전극(191)과 공통 전극(270)에 전압을 인가하지 않은 상태에서 검사 장치를 이용하여 액정 분자의 선경사 각도를 측정한다. 액정층(3)에 전계가 인가되지 않으면 액정 분자는 선경사를 가지고서 초기 배향된 상태로 있으므로 선경사 각도를 측정할 수 있다.
측정된 선경사 각도가 소정의 범위 내에 있으면, 선경사 각도로 인한 감마 불량 발생 가능성이 낮으므로 전계 측정 단계(S50)로 진행한다. 하지만, 측정된 선경사 각도가 소정 범위를 벗어나는 경우, 감마 불량을 초래할 수 있다. 특히 선경사 각도는 저계조 감마에 영향이 클 수 있는데, 선경사 각도는 블랙 휘도, 측면 명암비 등과 상관성이 높기 때문이다. 따라서 선경사 각도가 소정 범위를 벗어나면 선경사 각도에 영향을 주는 인자를 분석하는 초기 배향 자동 분석(S41)이 수행될 수 있다. 초기 배향 자동 분석(S41)은 예컨대 분석 장치가 검사 장치로부터 측정 데이터를 전송 받아 영향 인자 분석 프로그램에 의해 자동으로 수행될 수 있다.
선경사 각도 영향 인자로는 전계 노광 시 전압 세기, 전계 노광 시 광의 세기, 화소 전극의 미세 가지부의 폭 등이 있다. 초기 배향 자동 분석(S41)에서 이들 영향 인자의 영향도를 분석하고, 그 결과에 기초하여 귀책 공정을 선별할 수 있다. 어떤 인자가 어느 정도 영향을 끼치는지에 대해서는 데이터베이스로 관리될 수 있다. 선경사 각도 영향 인자가 복수 개인 경우, 이들의 우선 순위를 설정할 수도 있다.
영향도 분석 결과는 귀책 공정으로 자동으로 메일링될 수 있다 (S42). 해당 공정의 엔지니어는 영향도 분석 결과 등을 바탕으로 공정 관리가 필요한 오류를 수정할 수 있다. 예컨대, 영향도 분석에서 전계 노광 시 광의 세기가 기준치(공정 마진)를 벗어남으로써 선경사 각도에 오류가 발생한 것으로 평가된 경우, 전계 노광 공정의 엔지니어는 광의 세기를 기준치 내에 있도록 조절하는 조치를 취할 수 있다. 이러한 조치가 액정 표시 장치의 제조 공정 중에 행해지므로 불량 발생을 최소화할 수 있다.
전계 측정 단계(S50)는 화소 전극(191)과 공통 전극(270)에 전압을 인가한 상태에서 검사 장치를 이용하여 액정 분자의 경사 각도를 측정한다. 측정된 경사 각도가 소정의 범위 내에 있으면, 감마 불량 발생 가능성이 낮으므로 형광 노광 단계(S34)로 진행한다. 하지만, 측정된 경사 각도가 소정 범위를 벗어나는 경우, 감마 불량을 초래할 수 있으며, 특히 고계조 감마에 대한 영향이 클 수 있다. 액정 분자의 경사 각도는 구동 시 발생하는 액정 분자의 배향에 관련된 것이므로, 측정된 경사 각도가 소정 범위를 벗어나면 경사 각도에 영향을 주는 인자를 분석하는 배향/구동 자동 분석(S51)이 수행될 수 있다. 배향/구동 자동 분석(S51)은 초기 배향 자동 분석(S41)과 마찬가지로 분석 장치가 검사 장치로부터 측정 데이터를 전송 받아 영향 인자 분석 프로그램에 의해 자동으로 수행될 수 있다.
경사 각도 영향 인자로는 TFT의 채널 길이, 배향막의 두께 등이 있고, 화소의 미세 가지부의 폭, 전계 노광 시 전압 세기, 전계 노광 시 광의 세기 등도 포함될 수 있다. 배향/구동 자동 분석(S51)에서 이들 영향 인자의 영향도를 분석하고, 그 결과에 기초하여 귀책 공정을 선별할 수 있다. 어떤 인자가 어느 정도 영향을 끼치는지에 대해서는 데이터베이스로 관리될 수 있고, 경사 각도 영향 인자가 복수 개인 경우, 이들의 우선 순위를 설정할 수도 있다.
영향도 분석 결과는 귀책 공정으로 자동으로 통지(메일링)될 수 있으며 (S52), 영향도 분석 결과를 받은 엔지니어는 공정 관리가 필요한 오류를 수정할 수 있다. 예컨대, 영향도 분석에서 TFT 채널 길이가 기준치를 초과함으로써 경사 각도에 오류가 발생한 것으로 평가된 경우, 하부 표시판 공정의 엔지니어는 예컨대 포토리소그래피(photolithography) 공정을 점검하고 오류를 수정하는 조치를 취할 수 있다. 이러한 조치가 액정 표시 장치의 제조 공정 중에 행해지므로 불량 발생 시 빠른 조치를 취할 수 있고, 불량 발생을 최소화할 수 있다.
감마 모니터링 단계인 무전계 측정 단계(S40) 및 전계 측정 단계(S50)를 거쳐 액정 분자의 선경사 각도 및 경사 각도가 기준치 이내에 있는 것으로 평가된 액정 표시 패널은 감마가 기준치 내에 있는 것으로 고려될 수 있다. 그러한 액정 표시 패널은 액정층에 잔류할 수 있는 반응성 메조겐을 형광 노광 공정(S34)을 통해 제거함으로써 액정층 형성 공정이 마무리된다.
후속하는 모듈 공정(S60)에서는 액정 표시 패널에 편광자를 부착하고, 구동 장치 등이 실장되어 있는 회로 기판 등이 부착되어 액정 표시 장치가 최종적으로 완성된다. 전술한 감마 모니터링 단계에서 불량으로 판단된 액정 표시 패널에 대해서는 모듈 공정(S60)을 진행하지 않으며, 따라서 물적 자원 낭비를 개선할 수 있다. 또한, 완성된 액정 표시 장치는 이미 제조 과정에서 감마 불량에 대한 모니터링을 거친 상태이므로, 출하 시 감마 모니터링을 할 필요가 없다.
이하에서는 전술한 감마 모니터링 단계에서 사용될 수 있는 검사 장치에 대해서 살펴보기로 한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 검사 장치의 개략적인 사시도이고, 도 7은 도 6의 검사 장치를 다른 각도에서 바라본 사시도이고, 도 8은 도 6의 검사 장치에서 광축을 나타내는 도면이고, 도 9는 도 6의 검사 장치에 의해 얻어지는 이미지를 나타내는 도면이고, 도 10은 도 6의 검사 장치의 편광 상태 발생기 및 편광 상태 분석기의 구성을 보여주는 도면이다.
도 6 및 도 7을 참고하면, 검사 장치(1000)는 지지대(1300)에 아래 위로 각각 결합되어 있는 광원부(1100) 및 수광부(1200)를 포함한다. 광원부(1100)와 수광부(1200)는 광원부(1100)에서 출사된 광이 수광부(1200)로 입사되도록 서로 마주보고 배치되어 있다. 샘플(액정 표시 패널)(도시되지 않음)의 상태를 측정하기 위해, 샘플은 광원부(1100)와 수광부(1200) 사이에 실질적으로 수평으로 위치한다. 따라서 광원부(1100)에서 나온 광은 기준점(P)에 대응하는 샘플의 부분을 통과한 후 수광부(1200)로 입사된다. 광원부(1100)는 선편광, 원편광, 타원편광 등의 편광을 샘플을 향하여 조사할 수 있고, 수광부(1200)는 샘플을 통과한 편광을 촬영하여 이미지를 얻을 수 있다. 기준점(P)은 하나의 화소 또는 부화소에 해당하는 영역일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 광원부(1100)는 5개의 편광 상태 생성기(polarization state generator, PSG)(1110)를 포함하고, 수광부(1200)는 5개의 편광 상태 분석기(polarization state analyzer, PSA)(1210)를 포함한다.
각각의 PSG(1110)에서 출사되어 기준점(P)으로 입사되는 광의 경로(이하, 광축(optical axis)이라 함)를 기준으로, 광원부(1100)의 5개의 PSG(1110a-e) 및 수광부(1200)의 5개의 PSA(1210a-e)의 배치에 대해 도 6, 도 7 및 도 8을 참고하여 설명한다.
먼저 PSG(1110a-e)에 대해 살펴보면, 광축이 z축과 일치하는 제1 PSG(1110a) 둘레에 제2 내지 제5 PSG(1110b-e)가 배치되어 있으며, 이들 PSG(1110a-e)의 광축은 기준점(P)에서 교차한다. 여기서 z축은 광원부(1100)의 수직 중심축(vertical central axis)과 일치할 수 있다. 제2 PSG(1110b)는 광축이 기준점(P)을 중심으로 z축에 대해 x축 방향으로 +α도 기울어져 있고, 제3 PSG(1110c)는 광축이 기준점(P)을 중심으로 z축에 대해 x축 방향으로 -α도 기울어져 있다. 제4 PSG(1110d)는 광축이 기준점(P)을 중심으로 z축에 대해 y축 방향으로 +β도 기울어져 있고, 제5 PSG(1110e)는 광축이 기준점(P)을 중심으로 z축에 대해 -β도 기울어져 있다. 따라서 제2 PSG(1110b)와 제3 PSG(1110c)는 제1 PSG(1110a)를 중심으로 대칭일 수 있고, 제4 PSG(1110d)와 제5 PSG(1110e) 또한 제1 PSG(1110a)를 중심으로 대칭일 수 있다. 여기서 α와 β는 제2 내지 제5 PSG(1110b-e)의 광축의 기울어진 각도(극각(polar angle))에 해당하며 서로 동일할 수 있고, 약 35일 수 있다. 하지만 이에 한정되지 않으며, α와 β가 33, 37 등 다양한 값을 가짐으로써 광축이 다양하게 기울어지도록 설정될 수 있다. 또한, 제2 내지 제5 PSG(1110b-e)는 소정의 범위 내에서 극각(±α, ±β)의 조절이 가능하도록 설계될 수 있으며, 예컨대 70도까지 가변할 수 있다.α와 β는 서로 다른 값을 가질 수도 있다.
PSA(1210a-e)는 PSG(1110a-e)와 일대일 대응 관계로 PSG(1110a-e)에서 출사된 광을 각각 입력받을 수 있도록 배치되어 있다. 즉, 제1 PSG(1110a) 둘레에 제2 내지 제5 PSG(1110b-e)가 배치되어 있는 것과 유사하게, 제1 PSA(1210a) 둘레에 제2 내지 제5 PSA(1210b-e)가 배치되어 있다. 구체적으로, 제1 PSA(1210a)는 제1 PSG(1110a)의 광축 상에 배치되고, 제2 PSA(1210b)는 제2 PSG(1110b)의 광축 상에 배치되고, 제3 PSA(1210c)는 제3 PSG(1110c)의 광축 상에 배치되고, 제4 PSA(1210d)는 제4 PSG(1110d)의 광축 상에 배치되고, 제5 PSA(1210e)는 제5 PSG(1110e)의 광축 상에 배치되어 있다. 따라서 제1 내지 제5 PSA(1210a-e)는 각각 제1 내지 제5 PSG(1110a-e)에서 출사한 후 기준점(P)을 통과한 광을 입력 받는다.
한편, 여러 축의 방위각(azimuthal angle)에서의 측정을 위해 제2 내지 제5 PSG(1110b-e) 및 이에 대응하는 제2 내지 제5 PSA(1210b-e)는 방위각이 회전 가능하도록 설계될 수 있다. 예컨대, 회전은 PSG-PSA 세트 별로 0 내지 90도 범위 내일 수 있으며, 이 경우 x축 및 y축 상에 있는 4개의 PSG-PSA 세트 구조에서 360도 방위각 범위에 있는 모든 각도에 대한 측정이 가능하다.
제2 내지 제5 PSG(1110b-e)의 광축 각도의 조절이 가능할 경우, 제2 내지 제5 PSA(1210b-e)도 이에 대응하게 조절 가능하도록 설계될 수 있다.
위와 같이, 광원부(1100) 및 수광부(1200)가 각각 5개의 PSG(1110a-e) 및 이에 대응하는 PSA(1210a-e)를 포함하도록 검사 장치를 구성하면, 한 번에 5개의 각도에서 측정한 이미지를 예컨대 도 9(α와 β가 35임)와 같이 얻을 수 있다. 따라서 한 세트의 PSG 및 PSA를 사용하여 여러 각도에서 이미지를 얻는 경우(여러 각도에서 측정하기 위해 시간이 소요되고 이미지마다 측정되는 지점이 이동(shift) 할 수 있음)에 비해 측정 정확도가 증가하고 특히, 측정 소요 시간을 드라마틱하게 줄일 수 있다. 측정 소요 시간이 줄어든다는 것은 검사 장치가 액정 표시 장치의 제조 공정 중에 모니터링 장치로서 사용이 가능함을 의미한다. 측정 시간이 길 경우 공정 시간을 증가시키기 때문에 제조 공정의 모니터링에 적용하기에는 부적합하다.
또한, PSG(1110a-e) 및 PSA(1210a-e)가 2축으로 배치되어 있으므로 2축에서 동시에 이미지를 취득할 수 있으며, 1축으로 여러 각도에서 측정하는 경우 비해 측정 정확도를 높일 수 있다. 측정 시, 제2 및 제3 PSG(1110b, 1110c)와 제4 및 제5 PSG(1110d-1110e)가 각각 직교 편광 스테이지를 순차적으로 기준점(P)에 입사할 경우 입사광 간의 간섭이 발생하지 않으며, 취득한 이미지에서 휘도 산포로 인한 측정 오차가 발생하지 않는다.
5개의 PSG(1110a-e) 및 5개의 PSA(1210a-e)를 포함하는 예에 대해서 설명하였지만, 실시예에 따라서 광원부(1100)는 5개 이상의 PSG를 포함할 수 있고, 수광부(1200)는 PSG에 대응하는 개수의 PSA를 포함할 수 있다. 측정 데이터의 대칭성을 위해 광원부(1100) 및 수광부(1200)는 각각 홀수 개의 PSG 및 PSA를 포함할 수 있으며, (1+4n)개의 PSG-PSA 세트를 포함할 수 있다 (여기서 n은 자연수). 예컨대 광원부(1100)는 전술한 5개의 PSG(11a-e) 외에, x축 또는 y축 방향으로 ±δ도(예컨대 δ는 약 45) 광축이 기울어진 4개의 PSG를 더 포함할 수 있고, 수광부(200는 이에 대응하는 4개의 PSA를 더 포함할 수 있다. 이 경우 보다 많은 각도에 이미지를 얻을 수 있으므로 측정 정확도가 증가한다.
도 10을 참고하여 PSG(1110) 및 PSA(1210)의 세부 구성에 대해 살펴보면, PSG(1110)는 광원, 고정 편광자 및 회전 지연자를 포함한다. 광원은 특정 파장의 광 예컨대 약 380 내지 약 780 나노미터 범위 내에서 파장 조절 가능한 가시광을 방출할 수 있다. 광원에서 방출된 광은 고정 편광자 및 회전 지연자를 통과하면서 편광으로 변환된다. 이때 회전 지연자를 소정 각도로 회전시킴으로써 선편광, 원편광, 또는 타원편광을 입력 광 데이터로서 PSG(1110)와 PSA(1210) 사이에 위치하는 샘플을 향해 조사할 수 있다. 도 6을 교차 참고하면, 서로 같은 축에 있는 제2 및 제3 PSG(1110b, 1110c) 간의 간섭 현상 및 제4 및 제5 PSG(1110d, 1110e) 간의 간섭 현상을 방지하기 위해, 제2 및 제4 PSG(1110b, 1110d)와 제3 및 제5 PSG(1110c, 1110e)는 서로 직교하는 편광을 조사할 수 있다. 예컨대 제2 및 제4 PSG(1110b, 1110d)는 x축 또는 y축 선형 편광을 조사하고 제3 및 제5 PSG(1110c, 1110e)는 y축 또는 x축 선형 편광을 조사하도록 조합될 수 있고 (선형 조합), 제2 및 제4 PSG(1110b, 1110d)는 우원편광 또는 좌원편광을 조사하고 제3 및 제5 PSG(1110c, 1110e)는 좌원편광 또는 우원편광 조사하도록 조합될 수 있다 (원형 조합). 또한, 제2 및 제4 PSG(1110b, 1110d)가 편광을 조사한 후 제3 및 제5 PSG(1110c, 1110e)가 편광을 조사할 수 있다 (또는 그 반대 순서로).
PSA(1210)는 카메라, 고정 선편광자(fixed linear polarizer) 및 회전 지연자(rotating retarder)를 포함한다. 샘플을 통과하여 나온 편광은 회전 지연자와 고정 선편광자를 통과하여 출력 광 데이터로서 카메라로 입사되고, 카메라는 출력 광 데이터를 예컨대 도 9에 도시된 바와 같이 이미지로 출력한다. 카메라는 CCD 카메라일 수 있다.
샘플의 여러 광학적 특징은 입력 광 데이터와 출력 광 데이터의 뮬러 매트릭스 해석을 통해 얻어질 수 있다. 예컨대, 스토크스 벡터(Stokes vector)로 표현되는 입력 광 데이터와 출력 광 데이터로부터 4*4 매트릭스인 뮬러 매트릭스(Muller matrix)를 완성하고, 여기서 나온 광학 값(예컨대, 지연(retardance), 위치각(position angle) 등)을 핏팅하여 셀 갭, 액정 분자의 선경사 각도, 액정 분자의 경사 각도, 액정 분자의 배열 방향을 알아낼 수 있다. 그 외에도 배향막의 러빙(rubbing) 각도, 액정 분자의 트위스트 각도 등을 측정할 수 있다. 뮬러 매트릭스를 이용하여 광학적 특징을 얻어내는 기술은 당해 기술분야에서 알려져 있으므로 여기서는 자세한 설명을 생략한다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 통상의 기술자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것으로 이해되어야 한다.
100, 200: 표시판 11, 21: 배향막
110, 210: 절연 기판 121: 게이트선
140: 게이트 절연막 154a, 154b: 반도체
163a, 163b: 저항성 접촉 부재 171: 데이터선
173a, 173b: 소스 전극 175a, 175b: 드레인 전극
191: 화소 전극, 191a, 191b: 부화소 전극
192: 세로 줄기부 193: 가로 줄기부
194a-d: 미세 가지부 220: 차광 부재
230: 색 필터 270: 공통 전극
3: 액정층 310: 액정 분자
50: 돌기 Da-Dd: 도메인
1000: 검사 장치 1100: 광원부
1110, 1110a-e: 편광 상태 발생기 1200: 수광부
1210, 1210a-e: 평광 상태 분석기 1300: 지지대

Claims (19)

  1. 하부 기판 및 상부 기판 중 적어도 하나에 전기장 생성 전극을 형성하는 단계;
    상기 하부 기판 및 상기 상부 기판 위에 배향막을 형성하는 단계;
    상기 하부 기판과 상기 상부 기판 사이에 액정 분자를 포함하는 액정층을 형성하는 단계;
    상기 액정층의 액정 분자에 선경사를 부여하기 위해 상기 액정층을 전계 노광시키는 단계; 및
    상기 전계 노광 공정 후 액정 분자의 선경사 각도를 측정하는 단계
    를 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  2. 제1항에서,
    상기 전계 노광 공정 후 액정 분자의 경사 각도를 측정하는 단계를 더 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  3. 제2항에서,
    상기 경사 각도를 측정하는 단계 후 형광 노광시키는 단계를 더 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  4. 제2항에서,
    상기 경사 각도를 측정하는 단계 후 상기 하부 기판 및 상기 상부 기판에 편광자를 부착하는 단계를 더 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  5. 제2항에서,
    상기 선경사 각도를 측정하는 단계는 측정된 선경사 각도가 소정 범위 내에 있는지 여부를 판단하는 단계를 포함하고,
    측정된 선경사 각도가 소정 범위를 벗어나는 경우, 상기 방법은 선경사 각도 영향 인자를 분석하는 단계를 더 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  6. 제5항에서,
    상기 선경사 각도 영향 인자는 전계 노광 시 전압 세기, 전계 노광 시 광의 세기 및 화소 전극의 미세 가지부의 폭을 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  7. 제5항에서,
    상기 선경사 각도 영향 인자를 분석하는 단계는 상기 선경사 각도 영향 인자의 영향도를 분석하여 귀책 공정을 선별하는 단계를 포함하고,
    상기 방법은 상기 영향도 분석 결과를 상기 귀책 공정으로 통지하는 단계를 더 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  8. 제2항에서,
    상기 경사 각도를 측정하는 단계는 측정된 경사 각도가 소정 범위 내에 있는지 여부를 판단하는 단계를 포함하고,
    측정된 경사 각도가 소정 범위를 벗어나는 경우, 상기 방법은 경사 각도 영향 인자를 분석하는 단계를 더 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  9. 제8항에서,
    상기 경사 각도 영향 인자는 박막 트랜지스터의 채널 길이 및 배향막의 두께를 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  10. 제8항에서,
    상기 경사 각도 영향 인자를 분석하는 단계는 상기 경사 각도 영향 인자의 영향도를 분석하여 귀책 공정을 선별하는 단계를 포함하고,
    상기 방법은 상기 영향도 분석 결과를 상기 귀책 공정으로 통지하는 단계를 더 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  11. 편광을 출력하며, 제1 내지 제5 편광 상태 생성기를 포함하는 광원부; 및
    상기 광원부에서 출력되어 샘플을 통과하는 편광을 수신하며, 상기 편광 상태 생성기에 대응하는 제1 내지 제5 편광 상태 분석기를 포함하는 수광부;
    를 포함하는 검사 장치.
  12. 제11항에서,
    각각의 편광 상태 생성기의 광축은 하나의 기준점에서 교차하는 검사 장치.
  13. 제12항에서,
    제1 편광 상태 생성기의 광축이 상기 광원부의 수직 중심축과 일치하는 검사 장치.
  14. 제13항에서,
    제2 및 제3 편광 상태 생성기의 광축이 상기 기준점을 중심으로 상기 수직 중심축에 대해 제1 방향으로 ±α도 기울어져 있고,
    제4 및 제5 편광 상태 생성기의 광축이 상기 기준점을 중심으로 상기 수직 중심축에 대해 제2 방향으로 ±β도 기울어져 있으며,
    상기 제1 방향은 상기 수직 중심축에 수직이고 상기 제2 방향은 상기 수직 중심축 및 상기 제1 방향에 수직인 검사 장치.
  15. 제14항에서,
    상기 α와 상기 β는 서로 동일한 값을 갖는 검사 장치.
  16. 제14항에서,
    제2 및 제4 편광 상태 생성기와 상기 제3 및 제5 편광 상태 생성기는 서로 직교하는 편광을 생성하는 검사 장치.
  17. 제16항에서,
    제2 및 제4 편광 상태 생성기가 편광을 출력한 후, 상기 제3 및 제5 편광 상태 생성기가 편광을 출력하는 검사 장치.
  18. 제11항에서,
    각각의 편광 상태 생성기는 광원, 고정 편광자 및 회전 지연자를 포함하는 검사 장치.
  19. 제18항에서,
    각각의 편광 상태 분석기는 카메라, 고정 선편광자 및 회전 지연자를 포함하는 검사 장치.
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