초록 ▼

1. 최종목표
LCD 패널의 성능을 평가하는 중요한 지표 중의 하나인 CR은 최소인 상태 즉 "dark" 상태의 광량이 결정한다. 광량이 최소가 되는 상태를 이루기 위해서는 편광판들과 LCD 액정판 간의 광축들이 정확하게 정렬되어 있어야 하며 LCD 패널 공정에서는 이와 같은 편광판의 광축, 액정의 배열방향 등을 정밀하게 측정하여 LCD 패널의 품질 수준을 높이려는 요구가 증대하고 있다. 본 기술개발에서는 이와 같이 정밀측정의 필요성이 높아지고 있는 편광판의 광축 정밀측정을 위해 투과형 타원계(Ellipsometer)의 기본

1. 최종목표
LCD 패널의 성능을 평가하는 중요한 지표 중의 하나인 CR은 최소인 상태 즉 "dark" 상태의 광량이 결정한다. 광량이 최소가 되는 상태를 이루기 위해서는 편광판들과 LCD 액정판 간의 광축들이 정확하게 정렬되어 있어야 하며 LCD 패널 공정에서는 이와 같은 편광판의 광축, 액정의 배열방향 등을 정밀하게 측정하여 LCD 패널의 품질 수준을 높이려는 요구가 증대하고 있다. 본 기술개발에서는 이와 같이 정밀측정의 필요성이 높아지고 있는 편광판의 광축 정밀측정을 위해 투과형 타원계(Ellipsometer)의 기본 원리를 응용하여, 이제까지 외국제품과는 차별화된 다른 방식의 광축 측정 장비를 개발하였다. 이를 통해 편광판의 광축을 측정함으로써 LCD 패널의 품질을 예측 및 보완 할 수 있게 하고 외국 제품과의 지적 재산권
문제도 미연에 방지함으로써 측정 장비의 수입 대체 및 수출도 크게 이룰 수 있을 것이다.
2. 개발내용 및 결과
기존의 He-Ne 레이저 타원계의 기본 골격을 고속 투과형 측정을 위한 구조로 선택적 변경한다. 전자회로, 구동 프로그램, 광학계, 편광제어 시스템, 광량 측정 장치 등에서 고속, 투과형 측정을 위해서 He-Ne 레이저 타원계의 설계를 수정하고 이에 맞추어 모듈을 제작하며 구동 및 분석 프로그래밍을 추가한다. 편광자 모듈과 검광자 모듈 모두에 공통으로 적용되는 사항으로 중공축 스테핑 모터를 사용하였다. 즉 광원으로부터의 빛이 모터회전축을 따라 진행하도록 하였다. 이렇게 함으로써 이 모듈들의 구조가 극히 단순하게 되었다. 광학 엔코더로부터의 펄스 신호에 동기화하여 광량을 검출하게 되며 이를 이용하여 시료의 광축을 얻게 된다.
3. 사업성과
○ 기술적 성과
전자회로, 구동 프로그램, 광학계, 편광제어 시스템, 광량 측정 장치 등에서 고속, 투과형 측정을 위해서 He-Ne 레이저 타원계의 설계를 수정하고 이에 맞추어 모듈을 제작하였다. PSA 타원계를 응용해 개발된 편광소재의 광축 측정용 고속 계측 장비로 고속 스테핑 모터로 구동한다. 중공축 광학 엔코더에 장착한 편광자를 정속회전 또는 위치제어 할 수 있도록 모터 제어 시스템을 구축하였다. 광원은 할로겐 램프(Halogen Lamp)와 파장 필터판(Visible Interference Filter : 550 nm)사용 하였고 측정 시스템과 구동 컴퓨터를 일체형으로 제작하여 설치 공간을 최소화 하였다. 고속 스테핑 모터 방식으로 편광자를 구동한다. 중공축 광학 엔코더에 장착한 편광자를 정속회전 또는 위치제어 할 수 있도록 모터 제어 시스템을 구축한다. 편광자는 두께가 0.75mm이며 편광소거율이 10 - 4 인 편광판(Sheet Polarizer)을 사용하여 편광자를 통과하는 빛의 광축이동을 최소로 줄였다. 이 편광자는 스테핑 모터의 회전축 상에 수직으로 장착하고 마이크로스텝 구동기를 사용하여 스테핑 모터를 구동함으로써 그 방위각 설정을 0.01도의 정확도를 갖게 하였다. 편광을 만들 수 있는 면이 한쪽에 있는 Wire Grid Polarizer를 이용하여 측정한 결과 상부와 하부의 광축차가 0.06도로 거의 없는 것으로 나타났으며, 실제 LCD 패널에 사용되는 PVA 편광판 소재를 이용하여 측정한 결과 약 0.4 도의 광축 차가 나타났다. 이는 PVA 편광판 소재의 경우 PVA에 요오드 이온을 표면으로부터 침투시켜 PVA와 결합하게 한 다음 연신을 하여 PVA와 결합되어 있는 요오드 이온을 한 방향으로 배열시켜 편광성을 가지도록 하는 연신 과정을 거치는 동안 PVA 필름의 상부로 침투한 요오드 이온과 하부로 침투한 요오
드 이온이 서로 다른 광축을 갖는 경우가 발생하였기 때문인 것으로 판단된다.
○ 경제적 성과
본 기술개발로 세계 최고 수준의 성능으로 편광판 광축을 정밀하게 측정하며 기존 가격의절반 수준의 가격을 가진 성능 및 가격의 모든 측면에서 충분한 경쟁력을 갖춘 광축 정밀측정 장비가 제작 되었다. 핵심 설계 및 모듈을 국산화 하여 국내 LCD 장비 산업의 발전에 이 바지하며 이를 통해 관련 장비의 수입 대체 및 수출을 도모 한다.
4. 향후추진계획
현재 기술개발로 제작된 장비의 재현성 및 정밀성은 0.1도 이내이며 측정시간은 약 1초 내외이다. 장비를 상품화하기 위하여 디자인과 사용자 편의의 프로그램등 장비를 다듬는 작업이 진행 되어야 하며 장비를 선전하기 위하여 관련 전시회 및 학회 등의 참가와 산업현장에서 실 수요자들과의 만남 등 상품화를 위한 다각적인 전략이 필요하다.

목차 Contents

• 3. 과제별 세부 집행내역(과제별 작성) ...1
• Ⅰ. 조성 금액 ...1
• Ⅱ. 과제개발비 집행내역 ...1
• 개발결과의견서 ...4
• 최종보고요약서(초록)...6
• 목 차 ...8
• 제 1 장 서론 ...9
• 제 1 절 LCD 패널에서의 광 시야각 구현 ...9
• 제 2 절 PVA 편광판 ...10
• 제 3 절 기술개발의 필요성과 중요성 ...11
• 제 2 장 과제개발 내용 및 방법...12
• 제 1 절 개발 방향 ...12
• 제 2 절 개발 내용 ...12
• 제 3 절 개발 방법 ...15
• 제 3 장 사업성과 ...16
• 제 1 절 기술개발 성과 ...16
• 제 2 절 기술개발 결과 ...19
• 제 3 절 경제적 성과 ...23
• 제 4 장 결론 ...24
• 제 1 절 기술개발 요약 ...24
• 제 2 절 향후 계획 ...25