TOYO TRADING 액정 물성 평가 시스템 LCE-X
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도요 테크니카(액정 물성 평가)
액정 물성 평가 시스템 LCE-X
LCE-X
액정 물성 평가 시스템 「LCE-X」는, 액정 물성 평가 시스템 「6254형」 및 TFT-LCD 평가 시스템 「LCM-3A형」의 후계 기종이 됩니다. 전압 유지율, 잔류 DC 전압 및 이온 밀도의 측정을 1대로 할 수 있는 시스템입니다.
동시 측정의 경우 최대 8채널까지 확장할 수 있으므로 여러 샘플을 단시간에 측정할 수 있습니다. 한편, 순차 측정의 경우 최대 48채널까지 확장할 수 있으므로 대량의 샘플을 측정하는 경우에 효과적입니다. 또한 직류 전압 인가 모듈을 추가함으로써 실제 패널에서도 전압 유지율이나 이온 밀도의 측정이 가능합니다. LCD 재료의 개발·품질 관리 및 LCD 패널의 제조 라인 시작·공정 관리·불량 해석의 실현·수율 향상에 기여합니다.
LCE-X에서는 종래의 액정 물성 평가 시스템의 하드웨어 및 소프트웨어를 쇄신했습니다.
- 기존에 별도로 되어 있던 장치를 통합하여 All in One을 실현. 공간 절약, 소형 모양
- 전압 유지율 측정시 반복 정밀도 향상
- 이온 밀도 측정의 측정 주파수를 0.001Hz까지 확장
를 실현했습니다.
특징
측정 항목
- 전압 유지율 측정
- 이온 밀도 측정
- 잔류 DC 측정(인가 파형에 구형파를 중첩 가능)
채널 수(모듈 수)
- 동시 측정: 최대 8CH(8모듈)
- 순차 측정: 최대 48CH(3 모듈)
- 실패널용 직류전원：최대 8CH(1모듈)
또한, 1대의 장치에는 최대 9모듈 실장 가능
새로운 기능
- All in One 시스템으로 공간 절약형 설치 가능
- 전압 유지율 측정에서 반복 정밀도 향상
- 이온 밀도 측정에서 측정 주파수 확대
- 측정 결과의 자동 저장 기능 확충
옵션
- ・항온조와의 연동(리모트 제어 가능, 최대:1대)
- ・앰프 추가에 의해, 0~100V인가로의 측정 가능
- ・고객의 액정 셀에 맞춘 특주 샘플 홀더
사양
| 측정 조건 | ||
|---|---|---|
| 전압 유지율 | 인가 전압 | -10~10V |
| 적용 시간 | 10µ~10sec | |
| 개방 시간 | 10µ~200sec | |
| 측정 범위 | 10V,1V,100mV | |
| 측정 사이클 수 | 1~10 Cycle | |
| 이온 밀도 | 전압 진폭 | 0~10V |
| 적용 주파수 | 1m~20kHz | |
| 전류 측정 범위 | 1nA~10mA | |
| 측정 사이클 수 | 1~10 Cycle | |
| 잔류 DC | 인가 전압 | -10~10V |
| 적용 시간 | 1~14,400sec | |
| 오프셋 전압 | -10~10V | |
| 구형파 진폭 전압 | -10~10V (단, 오프셋 전압 + 구형파 전압이 -10~10V를 넘지 않는 범위) | |
| 구형파 주파수 | 10~240Hz | |
| 단락 시간 | 0.1~5sec | |
| 개방(측정) 시간 | 1~3600sec | |
시스템 구성
구성 장비
구성 기기는 아래와 같습니다. LCE-X 인클로저 안에 모듈 단위로 임의 파형 발생 보드, 인터페이스 보드, 앰프 보드, 스캐너 보드 및 DCV 보드를 통합합니다. 제어 PC와는 USB 케이블로 통신을 실시합니다. 측정용 샘플은 항온조 내에 설치된 지그에 접속합니다. 항온조의 리모트 제어가 필요한 경우, GPIB-USB로 제어를 실시합니다.
동시 측정
여러 샘플을 동시에 측정하는 경우 아래와 같이 앰프 보드를 추가하여 지그와 연결합니다. 최대 8CH까지 증설이 가능합니다.
순차 측정
여러 샘플을 순차적으로 측정하는 경우 아래와 같이 1장의 앰프 보드에 대해 16CH 순차적으로 전환되는 스캐너 보드를 추가합니다.
스캐너 보드는 3장까지 증설이 가능하며, 최대 48CH의 측정이 가능합니다.
TFT-LCD 패널 측정
TFT-LCD 패널을 측정하는 경우 TFT 게이트 또는 패널 스위치에 전압을 인가해야 합니다. LCE-X는 DCV 보드를 추가하여 최대 8CH까지 직류 전압(DCV)을 인가할 수 있습니다.
기능
전압 유지율(VHR) 측정
전압 유지율(VHR)은 LCD 패널의 품질 관리에 가장 효과적이며 일반적인 파라미터입니다.
아래 그림과 같이 펄스로 샘플 셀에 전압을 인가하고, 그 후의 오픈 상태의 전압을 계측. 인가 전압과 측정 전압의 비를 전압 유지율로서 측정·계산합니다. 전압 유지율이 클수록 샘플 셀 내의 불순물의 양이 적고, 고품질의 패널이라고 할 수 있습니다.
인가 파형
측정 파형
아래에 LCE-X로 측정한 사례를 나타냅니다.
이온 밀도 측정
이온 밀도 측정은 전압 유지율 측정과 마찬가지로 LCD 패널의 품질 관리에 사용되는 파라미터입니다. 샘플 셀 내의 불순물 이온을 전하로서 검출하고, 액 크로마토그래피 등 화학 분석보다 고감도로 검출하는 것이 가능합니다. 아래에 인가 전압 파형과 그에 대한 측정 전류값을 기재합니다. 삼각파의 전압을 가하면 전류가 측정됩니다. 샘플 셀 내에 불순물 이온이 존재하면 셀의 전극에 불순물 이온이 도달했을 때 전류로 측정됩니다. 전압·전류로 그래프를 플롯한 경우, 0V 근방에 있는 피크가 불순물 이온이 됩니다. 피크의 크기가 클수록 불순물의 양이 커지고 불량이 발생할 가능성이 높아집니다.
(a)인가 전압의 시간 변화 그래프 (b) 측정 전류의 시간 변화 그래프
전압·전류 그래프
①: Resistance (R) of the LC cell
②: Capacitance (C) of the LC cell
③: Peak due to the director switching
④: Ion density
⑤: Ion mobility
또한 LCE-X로 측정한 데이터는 아래와 같습니다.
잔류 DC 전압 측정
잔류 DC 측정은 LCD 패널에서 문제가 되는 플리커 문제를 해결하기 위해 제안된 파라미터입니다. 플리커가 발생하는 주된 요인으로서 LCD를 구성하는 유전체인 액정과 배향막의 전압 인가 후의 완화 시간의 차이로부터 발현하는 것으로 생각되고 있다. 인가·측정 파형은 아래와 같습니다. 고온 하에서 DC 전압을 인가한 후, 단시간 쇼트를 실시하고, 쌓인 전하를 개방한 후, 샘플 셀 양단으로부터 발현하는 전압을 계측하는 것으로, 완화 시간의 차이를 계측합니다.
또한 LCE-X로 측정한 데이터는 아래와 같습니다.
액정이 수평 방향으로 구동하는 샘플 셀을 평가하는 경우, DC 전압에 AC 전압을 중첩하여 인가하는 방법이 알려져 있습니다. LCE-X로 측정한 데이터의 일부가 아래와 같습니다.
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