專利名稱：液晶面板的評價方法和評價裝置的制作方法
專利說明液晶面板的評價方法和評價裝置 [發(fā)明所屬技術領域]本發(fā)明涉及液晶面板的評價方法和評價裝置，尤其涉及反射型液晶面板并且涉及為了檢查出在內表面上附有反射層的反射型液晶面板上所含液晶層的厚度和其中是否有異物的合適的制造技術。通常，液晶面板是使兩片基板貼合在一起并在兩基板之間注入液晶而制成的。在兩片基板上分別形成電極圖形，用以對液晶層施加電壓。在用這種液晶面板構成液晶顯示裝置時，液晶層的厚度(即盒厚)對顯示特性有很大的影響，因此，非常重要的是要高精度地設定液晶層的厚度，同時還要使整塊液晶面板內形成的液晶層的厚度保持均勻。
由于這個緣故，在現有液晶顯示裝置的制造工序中，為了評價在構成液晶面板以后液晶層的厚度及其均勻性，需要進行檢驗。另外，因為如液晶層內部混入異物就會產生顯示缺陷，所以有時還要檢查液晶層內部是否混有異物。
在此處，上述檢查方法作為對液晶面板進行評價的行為用得十分廣泛，有的只是為了了解液晶面板制成品的好壞，以便剔除掉劣質品；也有的是為了得到制成后的液晶面板的液晶層的厚度以及其他特性值，以確定液晶面板的品質等級而進行分類，根據這些反饋結果還可以得到某些管理數據，以便對生產線的生產條件作出微小的調整。
在現有的液晶顯示裝置的制造工序中，有的采用了如圖7(a)所示的檢查方法。在檢查含有液晶層10a的液晶面板10時，采取環(huán)狀光源11進行環(huán)帶照明，從光源11發(fā)出的光經過偏振片12變換成線偏振光，照射在液晶面板10上，其反射光通過偏振片13，最后由色度計14(此外也可使用CCD攝像機、光電倍增器或者分光計)對反射光進行解析。
也有的采用了如圖7(b)所示的檢查方法。從而可以看作點光源的光源15發(fā)出的光經過偏振片16照射在液晶面板10上，其反射光經過偏振片17后由斜放的色度計18進行檢測。
在圖7所示的上述兩種方法中，以光軸為基準時光入射一側的偏振片12或16的偏振光偏振軸的方向與光檢測一側的偏振片13或17的偏振光偏振軸的方向兩者之間的關系作了適當安排，比如說兩者有20°～60°的角度差，因而檢測光的色相會隨液晶層厚度發(fā)生變化，于是可以根據色度計14或18攝得的圖像的色相檢查出液晶層的厚度是否異?；蚱渲惺欠窕煊挟愇?。
此處，如果讓入射到液晶面板10的照明光的鏡面反射光進入色度計，由于構成液晶面板10的兩片基板10b和10c的界面也產生鏡面反射光，這會使透過液晶層10a的那部分反射光在反射光總量中所占的比例減小，從而降低檢測精度。所以，如圖7(a)和(b)所示，為了不讓鏡面反射光進入色度計14或18，照明光射向液晶面板10的入射角與色度計14或18所檢測的檢測光的出射角之間有一個角度差，在這種狀態(tài)下，通過檢測非鏡面反射的反射光，即只檢測漫射光來進行檢查。然而，上述現有的檢查液晶面板的方法，即讓光源11或15發(fā)出的光通過偏振片12或16以后照射到液晶面板10，而色度計14或18則避開它的鏡面反射光，只接受散射光，卻存在一個問題，那就是入射到色度計14或18的光量變小3，檢測信號的S/N比(信噪比)很差，難以進行高精度的檢查。
再一個問題，由于色度計14或18所檢測的反射光不是鏡面反射光而是漫射光，考慮到其中通過液晶層10a的那部分光就未必正確地反映了液晶層10a的狀況，因而也就不能檢測到液晶層10a的正確信息。
因此，本發(fā)明的目的就是要解決上面提到的這些問題，其課題是提供一類新型的液晶面板評價方法和評價裝置，以獲得關于液晶層的較之現有方法更為精確的信息。為了解決上述課題，本發(fā)明的液晶面板評價方法屬于對液晶面板進行光學評價的液晶面板評價方法，其特征是使一束具有設定偏振狀態(tài)的偏振光射向上述液晶面板，使它的鏡面反射光中通過液晶面板所設液晶層的偏振分量的比率增大作為檢測光，然后根據此檢測光對液晶面板進行評價。
如根據本發(fā)明，因為是使具有設定偏振狀態(tài)的偏振光射向液晶面板，使它的鏡面反射光中通過液晶面板所設液晶層的偏振分量的比率增大作為檢測光，再根據此檢測光來評價液晶面板，所以可以靠使用鏡面反射光的方法使檢測光的光量增大，以超過現有的檢驗方法，從而提高檢測精度。此外，由于增大了鏡面反射光中通過液晶層的那部分偏振光所占的比率，便可以減少諸如在液晶面板的基板表面的反射光那樣的未通過液晶層就出射的鏡面反射光混入的比例，從而有可能抑制由此而引起的精度降低。
本申請的說明書中所說的“鏡面反射光”，指的是其出射角與射向液晶面板的偏振光的入射角大致相等的反射光。如果只說“反射光”，則包括了鏡面反射光連同此鏡面反射光之外的漫射光。
本發(fā)明提供的另一種液晶面板評價方法，是對反射型的液晶面板進行光學評價的液晶面板評價方法，其特征是用一束具有設定偏振狀態(tài)的偏振光射向上述液晶面板，使它的鏡面反射光中通過上述液晶面板所設液晶層的偏振分量的比離增大作為檢測光，再根據此檢測光來評價液晶面板。本發(fā)明的液晶面板評價方法在用來評價反射型液晶面板時可以得到特別高的檢測靈敏度。
本發(fā)明提供的再一種液晶面板評價方法，是對液晶面板進行光學評價的液晶面板評價方法，其特征是在上述液晶面板的液晶層的背面配置了一個反射裝置，使具有確定偏振狀態(tài)的偏振光射向上述液晶面板，使它的鏡面反射光中通過上述液晶面板所設液晶層的偏振分量的比率增大作為檢測光，再根據此檢測光來評價液晶面板。這里提到的反射裝置，可以是容納在液晶面板內的反射層或反射片(包括把它們配置在液晶面板背面基板外表面上的情形)，也可以不是設置在液晶面板上(例如配置在裝置旁邊)的反射裝置。在后一種情形，即使液晶面板是透過型液晶面板或者半透過型液晶面板，也能得到很高的檢測靈敏度。
在本發(fā)明中，上述偏振光最好是以具有第1振動面的偏振分量為主體的偏振光，而上述檢測光最好主要是在上述鏡面反射光中減少了具有第1振動面的偏振分量的偏振光。
在本發(fā)明中，上述檢測光還最好是從上述鏡面反射光中濾出的主要是具有與上述第1振動面大體正交的具有第2振動面的偏振分量。
因而，本發(fā)明另一種對液晶面板的評價方法是對含有液晶層的液晶面板進行光學評價的液晶面板評價方法，其特征是使具有上述第1振動面的線偏振光入射到上述液晶面板，把該反射光中具有與上述第1振動面大體正交的具有第2振動面的偏振分量作為檢測光，再根據該檢測光來評價液晶面板。
根據該發(fā)明，使具有第1振動面的線偏振光入射到液晶面板，把該反射光中具有第2振動面(與第1振動面大體正交的振動面)的偏振分量用作檢測光，可以減少來自液晶面板的基板界面的鏡面反射光(直接反射光)，主要只能檢測到通過了液晶層并且其偏振狀態(tài)已發(fā)生變化的光，因此，有可能通過檢測其出射角與入射角大致相等射出的鏡面反射光來評價液晶面板的液晶層。
在本發(fā)明中，最好根據上述檢測光求出上述液晶層的厚度。
在本發(fā)明中，最好根據上述檢測光的分光光譜極值處的波長或者頻率位置求出上述液晶層的厚度。如采用這種方法，由于檢測光的分光光譜極值處的波長位置和頻率位置幾乎不受檢測光色相的影響，即使液晶面板所具有的結構會影響到液晶層厚度之外的色相--例如配備有濾色片的彩色液晶面板即是如此，也有可能無障礙地測出液晶層的厚度。
在本發(fā)明中，最好根據上述檢測光查出上述液晶層內的異物。由于所檢測的檢測光中通過了液晶層的那部分偏振分量所占的比率已增大，的確可以查出液晶層內的異物(包括附著在液晶面板的基板內表面上的異物)。
其次，本發(fā)明的液晶面板的評價裝置是一種用來對液晶面板進行光學評價的液晶面板評價裝置，其特征是，配置有用設定狀態(tài)的偏振光照射上述液晶面板的偏振光照射裝置；接受來自上述液晶面板的鏡面反射光并使該鏡面反射光中通過液晶面板所設液晶層的偏振分量的比率增大以獲得檢測光的檢測光獲得裝置；以及對該檢測光進行檢測的光檢測裝置。
另外，本發(fā)明另一種液晶面板的評價裝置是用來對具有液晶層的液晶面板進行光學評價的液晶面板評價裝置，其特征是，配置有用具有第1振動面的線偏振光照射上述液晶面板的偏振光照射裝置；接受來自上述液晶面板的反射光并減少該反射光中具有上述第1振動面的偏振分量以獲得檢測光的檢測光獲得裝置；以及對該檢測光進行檢測的光檢測裝置。
本發(fā)明的再一種液晶面板的評價方法是對含有液晶層的液晶面板進行光學評價的液晶面板評價方法，其特點是在上述液晶層的背面一側設置反射裝置，使具有第1振動面的線偏振光從上述液晶層的正面入射到上述液晶面板，把它的反射光中具有與上述第1振動面大體正交的第2振動面的偏振分量作為檢測光，再根據該檢測光來對液晶面板進行評價。此處，所謂反射裝置，可以是容納在液晶面板內的反射層或者反射片(包括在液晶面板背面基板外表面上配置反射片的情形)，也可以是不在液晶面板上(例如在裝置旁邊)設置的反射裝置。在后一種情形，即使液晶面板是透過型液晶面板或者半透過型液晶面板也可能獲得很高的檢測靈敏度。
在本發(fā)明中，上述偏振光照射裝置最好有光源以及從該光源發(fā)出的光以得到上述偏振光的偏振裝置。
在本發(fā)明中，上述偏振裝置的偏振光偏振軸與上述檢測光獲得裝置的偏振光吸收軸最好以光軸為基準相互大體正交。
在本發(fā)明中，最好具有根據上述檢測光求出上述液晶層厚度的方法。
在本發(fā)明中，求出上述液晶層厚度的方法，最好是根據上述檢測光的分光光譜極值處的波長或頻率位置來推導出上述液晶層的厚度。
在本發(fā)明中，最好具備根據上述檢測光揭示在上述液晶層內是否混有異物的裝置。

圖1本發(fā)明的評價裝置第1實施例結構的原理性概略結構示意圖。
圖2說明第1實施例檢測原理的原理性放大略圖。
圖3本發(fā)明的評價裝置第2實施方案結構的原理性概略結構示意圖。
圖4用本發(fā)明評價裝置測得的分光光譜曲線圖。
圖5用本發(fā)明的評價裝置檢測三塊不同的液晶面板測得的分光光譜示例曲線圖，三條曲線對應的液晶面板或有或無濾色片，或其他條件有所不同。
圖6本發(fā)明的評價裝置的第3實施例工作程序的概要流程圖。
圖7用來評價現有液晶面板的兩種評價裝置的基本結構的略圖(a)和(b)。
圖8彩色反射型液晶面板結構的原理性概略斷面示意圖。下面將參照附圖，詳細說明本發(fā)明的液晶面板的評價方法和評價裝置的實施例。圖1是應用本發(fā)明的液晶面板的評價方法的評價裝置第1實施例結構的原理性概略結構示意圖。
本實施例的檢驗裝置20，在放置液晶面板10的基座21的上方設置有由鹵素燈、LED(發(fā)光二極管)、CFL(冷陰極管)之類所構成的光源22；由光導纖維之類所構成的導光器23；由安置在導光器23末端的聚光透鏡之類所構成的聚光器24；以及安置在聚光器24末端的用作偏振元件的偏振片25，它們一起構成了一個入射光學系統(tǒng)。
同樣在基座21的上方，在與上述入射光學系統(tǒng)相向的一側，設置有用作偏振元件的偏振片26；由安置在偏振片26末端的聚光透鏡之類所構成的聚光器27；由與聚光器27連接的光導纖維之類構成的導光器28；由與導光器28連接的如光譜儀或CCD攝像機之類構成的光檢測器29，它們一起構成了一個檢測光學系統(tǒng)。
由光檢測器29得到的檢測數據可以徑直送入評價處理單元30。在評價處理單元30，最好具有對上述檢測數據進行運算處理的功能，尤其是，最好像MPU(微處理器)那樣按照工作程序進行運算處理。
基座21在驅動機構31的作用下例如可以沿著與圖面正交的方向移動。另一方面，上述入射光學系統(tǒng)和檢測光學系統(tǒng)中至少有某一部分(例如聚光器24、偏振片25、偏振片26以及聚光器27)可以在驅動機構32的作用下例如沿圖中的左右方向移動。因此，借助上述驅動機構31和32，入射光學系統(tǒng)和檢測光學系統(tǒng)與放置在基座21上面的液晶面板10，彼此可在平行于液晶面板10的板面的假想平面上自由地相對移動。再有，只要能夠使入射光學系統(tǒng)和檢測光學系統(tǒng)與基座21中的至少一方作適當的移動，那么，就能夠構成與上述驅動機構31和32在功能上等效的各種驅動機構。
圖2原理性地示出了用本實施例的評價裝置20對液晶面板10進行評價的光路。此處，液晶面板10為反向型液晶面板，它是用密封材料10d把兩片基板10b和10c貼合在一起，兩基板之間夾有液晶層10a，而在基板10c的內表面上貼附有反射層10e。
在上述入射光學系統(tǒng)中，偏振片25具有與設定方向(例如，與光軸正交的平面同含有入射光及出射光兩者光軸的平面之間交線的方向P)平行的偏振光偏振軸25t，還有一個與正交于光軸的平面和正交于上述設定方向的方向(例如，與上述方向P和光軸正交的方向S)平行的偏振光吸收軸25a。光線通過偏振片25以后，便形成了具有包含上述偏振光偏振軸25t方向的振動面的線偏振光Li，它以入射角θi入射到液晶面板10。
與上相對照，上述檢測光學系統(tǒng)則設定為檢測以入射角θi入射的線偏振光Li的鏡面反射光，以與入射角θi大致相等的出射角θ。從液晶面板10出射的鏡面反射光入射到偏振片26，最后被導向進入上述光檢測器29。以光路為基準，偏振片26有一個平行于偏振片25的偏振光偏振軸25t的偏振光吸收軸26a，還有一個垂直于偏振片25的偏振光偏振軸25t的偏振光偏振軸26t。
當上述線偏振光Li入射到液晶面板10時，會在液晶面板10的上側基板(例如，可以是由玻璃或者塑料構成)10b的表面發(fā)生反射，產生與入射角θi對應的第1反射光L1。而且，第1反射光L1以外的其余光線則穿透基板10b，在基板10b與液晶層10a的交界面(例如，基板10b與它內表面上形成的那些內表面結構，例如與圖中未畫出的透明電極、硬質保護膜、取向膜等之間的界面，或者該內表面結構與液晶層10a之間的界面，等等)處發(fā)生反射，從而產生第二反射光L2。而且，除去上述第1反射光L1和第2反射光L2以外的光線繼續(xù)穿透液晶層10a，在它背后的基板10c的內表面上形成的內表面結構和作為該內面結構一部分的反射層10d上發(fā)生反射，形成第3反射光L3。
在上述檢測光學系統(tǒng)中，入射到上述偏振片26的是由上述第1反射光L1、第2反射光L2和第3反射光L3混合在一起的出射偏振光Lr。此時，在出射偏振光Lr之中，由于第1反射光L1和第2反向光L2通常具有與入射到液晶面板10的線偏振光Li大致相同的偏振狀態(tài)，它們將被具有偏振光吸收軸26a的偏振片吸收。而通過液晶層10a的第3反射光L3，由于在通過液晶層10a時受到液晶層10a的預定的延遲作用(液晶層10a內液晶分子的光學各向異性Δn與液晶層10a厚度的乘積)改變了線偏振光LI的偏振狀態(tài)，已經變成了不同于原來線偏振光Li的偏振光(例如橢圓偏振光)，所以只有第3反射光L3才具有在偏振片26的偏振光偏振軸26t方向振動的偏振分量，正是該偏振分量穿透偏振片26以后成為檢測光Lo，被上述光檢測器29檢測出來。
在本實施例中，由于在基板10b的界面等處發(fā)生反射而未曾通過液晶層10a而反射的第1反射光L1和第2反射光L2已經被偏振片26遮斷，能夠檢出的只是通過了液晶層10a的第3反射光L3中設定的偏振分量，因此可以減弱未受液晶層10a影響過的那些光分量，這樣一來，其檢測光Lo的那些有關特性(如光強、色相、分光光譜分布等)便會在強烈依賴于通過液晶層10a時偏振狀態(tài)發(fā)生的變化。
第3反射光L3是線偏振光Li往返通過液晶層10a時其偏振狀態(tài)隨著在液晶層的延遲而形成旋光或雙折射，而上述檢測光Lo則只含有從該第3反射光L3中已經濾除掉那些其偏振狀態(tài)與未通過液晶層10a的第1反射光L1和第2反射光L2相同的偏振分量后剩余的的偏振分量。其結果，該檢測光Lo具有與液晶層10a的延遲Δn·d相對應的光強，或者具有與延遲Δn·d的色散特性相對應的色相和色散光譜。既然檢測光Lo的強度、色相或色散光譜與液晶層10a的延遲之間有相關關系，那么，如果從理論上確定了這種相關關系，或者通過實驗或模擬模型確定了這種相關關系，就有可能根據檢測光Lo的強度、色相和色散光譜求出液晶層10a的延遲Δn·d，或如已知液晶的Δn，則可求出液晶層10a的厚度。
例如，檢測光Lo的強度會隨上述第3反射光的相位差而增減。
還有，檢測光Lo的色相則會隨上述第3反射光的偏振狀態(tài)的改變量而在色度圖上移動。此外，色散光譜的極值(極小值或極大值)，也會隨上述第3反射光偏振狀態(tài)的改變量而改變頻率。
這里要指出的是，上述入射角θI＝出射角θo雖然可以取0°以上90°以下的適當角度，但是，這個角度一旦超過該線偏振光Li射向基板10b表面的臨界角(全反射角)θth，線偏振光Li便會在基板10b的表面發(fā)生全反射，沒有光線入射到液晶層10a，所以實際上，只能在0°以上θth以下的范圍來選取角度θi＝θo。即使在此角度范圍內，角度選取得盡可能大些，可以增大液晶層10a內光路的長度，其結果雖然有提高對液晶層10a的檢測靈敏度的好處，然而，在液晶層10a內光路過長，卻必然降低檢測光Lo的強度。
本實施例中利用的是鏡面反射光，較之現有的裝置可以提高檢測光Lo的光強和檢測靈敏度。而且，這樣一來，使光源的光量降低一些也不妨礙檢測，擴大了設計光學系統(tǒng)的自由度，例如，就有可能如上述的那樣采用光導纖維來構成光學系統(tǒng)。下面參照圖3來說明本發(fā)明的第2實施例。此處，待評價的液晶面板10與圖2所示的相同，其說明從略。
該實施例的評價裝置具有光源41；把該光源41發(fā)生的光轉變?yōu)榫€偏振光的偏振片42；把來自偏振片42的線偏振光照射到液晶面板10的同時，也使它的反射光折射一個直角的光束分離器43；接受光束分離器43折射過來的反射光的偏振片44；對通過偏振片44的光線進行檢測的光檢測器45，以及對光檢測器45所獲得的檢測數據進行處理的評價處理單元46。
在本實施例中，偏振片42的偏振光偏振軸42t設計成與圖面正交的方向，偏振片44的偏振光吸收軸44a也設計成與圖面正交的方向。另外，光束分離器43是兩個棱鏡43a和43b疊合在一起構成的，在它背向偏振片44的一側端面形成遮光層43c。
在此實施例中，從光源41發(fā)出的光在通過偏振片42以后變成具有平行于偏振光偏振軸42t振動面的線偏振光，它的穿透光束分離器43的兩個棱鏡43a和43b交界面的那部分光就是射向液晶面板10的入射光Li。該入射光Li通過液晶層10a以后反射回來成為反射光Lr再返回到光束分離器43，在它的兩個棱鏡43a和43b的交界面受到反射，入射到偏振片44，在此處，吸收反射光Lr中其振動面與偏振片44的偏振光吸收軸44a平行的偏振分量，其剩余的分量作為檢測光Lo，被送入光檢測器45中檢測中出來。
在此實施例中，示出了光線對于液晶面板10的入射角θi和出射角θo都同為0°的情形。在此處，反射光Lr中同時包含有在液晶面板10的基板10b的表面就被反射回來未曾通過液晶層10a而出射的反射光分量和通過了液晶層10a的反射光分量。沒有通過液晶層10a而出射的那部分反射光分量，它具有的振動面基本上與入射光Li一樣與圖面正交，將被偏振片44吸收。曾通過液晶層10a的反射光分量，由于在液晶層10a內的延遲，其偏振狀態(tài)對于線偏振光Li而言正發(fā)生改變，其中往往具有其振動面平行于圖面的偏振分量，這種偏振分量可以通過偏振片44進入光檢測器45檢測出來。
在本實施例中，偏振片42的偏振光偏振軸42t與偏振片44的偏振光吸收軸44a當以光軸為基準時設計成具有與光軸相同的方向，即使檢測光學系統(tǒng)把照射液晶面板10的入射光Li的鏡面反向光原樣接受過來，也可以選出通過液晶層10a的那部分光加以檢測。因此，檢測光Lo的光強得到提升，從而檢測精度也得到提高。此外，檢測光Lo以通過了液晶層10a的那一部分光為主體，所以也可以提高檢測信號的S/N比。下面，本發(fā)明的第3實施例對于圖8所示的彩色反射型液晶面板采用了具有與上述各實施例相同的物理結構的評價裝置，采取從檢測光Lo求出液晶層10a的厚度的評價順序，現參照圖4至圖6加以說明。本實施例的評價裝置的概略結構與第1實施例或第2實施例相同，其說明從略。
首先參照圖8來說明本實施例的評價裝置所測定的對象彩色反射型液晶面板100的結構。這種液晶面板100是用密封料材料103把兩塊基板101和102貼合而成，兩基板之間夾有液晶層104?；?01的內表面上形成由ITO之類透明導體構成的透明電極111。該透明電極111的表面上形成由SiO<SUB>2</SUB>等材料構成的硬質保護膜112。在硬質保護膜112的表面上又形成取向膜113，對該取向膜的113的表面進行了摩擦處理。
另一方面，在基板102的內表面上形成了諸如Al之類的金屬膜構成的反射層114；在該反射層114上形成絕緣層115。絕緣層115上形成有透明電極116。該透明電極116上形成著色層117，該著色層117上再覆蓋有為使表面平坦的保護膜118。著色層117是不同色調(例如紅、綠、藍)的著色材料按照適當的圖形排列而成。著色層117和保護膜118構成濾色片。在保護膜118上則形成取向膜119，對該表面進行了摩擦處理。
具有如此結構的彩色反射型液晶面板100，由于形成了配備有著色層117的濾色片，當通過液晶層104的光線通過此濾色片時便會呈現指定的色調。
著色層117上相鄰的像素會有不同的色相，同時還存在著色相分散或色相再現性很差等情況，因此難以采用靠上述檢測光Lo的色相來求出液晶層厚度的方法。為此，本實施例提出另一種求得液晶層104厚度的方法，詳述如下。
在本實施例中，作為上述光檢測器29或45使用的是分光裝置。要求這種分光裝置能夠得到上述檢測光Lo中至少在可見光波段的分光光譜或者是得到與此相應的檢測數據，例如可以選用利用了分光元件的分光計、應用多通道分光光譜法的分光裝置或者多通道分光計等中的某一種。
在此分光裝置中，可以檢測沿上述光路到達的光線在可見光波段的分光光譜本身，也可以檢測有可能通過一定的數學運算從分光光譜導出的與該分光光譜等價的各種光學參量(如復數介電常數等)。
圖4給出了上述檢測光Lo的一個分光光譜示例。在此分光光譜上，在可見光波段存在極小值Mb和極大值Mp。從這些極小值Mb得到的波長λp和極大值Mp得到的波長λp與液晶面板10的液晶層10a的厚度d之間具有確定的關系。
一般說來，根據液晶的光學特性，即光各向異性Δn、扭曲角θ、液晶層厚度d、偏振片25或42的偏振光偏振軸與偏振片26或44的偏振光偏振軸之間圍繞光軸的夾角φ(在本實施例中是90°)、光源的發(fā)光光譜以及第1基板和第2基板的光學特性等，可以利用Jones矢量法或者4×4矩陣法來推導出上述分光光譜。所以，該分光光譜的上述極小值Mb和極大值Mp的位置，亦即波長λb和λp可以用上述參量表示出來。這樣一來，如果光源、入射一側的光學系統(tǒng)及出射一側的光學系統(tǒng)的光學條件保持不變，那么，在Δn、θ和φ已經預先確定的情況下，液晶層10a的厚度d就可以表示成波長λb或λp的一個函數F(λ)。在實際使用中，表示這個厚度的函數d＝F(λ)都有可能用波長λb或λp的從一次方到四次方的冪函數來表達。
圖4所示為使液晶層10a的厚度d改變時(d＝d0和d＝d0-Δd)的兩個分光光譜。通常，隨著液晶層10a的厚度d增厚，在可見光波段的上述波長λb和λp會遵從函數F(λ)單調地增大。再有，上述函數F(λ)也可以是預先反復進行實驗獲得大量數據，再根據這些數據求得的一個實驗公式。
圖5表示的分別是上述的三條分光光譜。其中A是如圖2所示的沒有濾色片的作為液晶顯示面板單色液晶面板的測量結果；B和C均是如圖8所示的有濾色片的彩色液晶面板的測量結果。此處，彩色液晶面板B和C具有色相互不相同的著色層。此時，為了減少測量的分散度，用上述分光裝置分光后的光的范圍設定為全都是通過了各自液晶顯示區(qū)域中包含大量像素的區(qū)域的范圍。
如圖5所示，根據有無濾色片和濾色片種類的不同，分光光譜會發(fā)生很大的變化，但光譜的上述極小值Mb和極大值Mp的的位置卻幾乎不變，即上述波長λb和λp大致恒定。因此，在用上述函數F(λ)來求液晶層的厚度d時，不管有無濾色片，也不管濾色片的色相如何改變，檢測值幾乎不受影響。
圖6是為使上述評價處理單元30或46工作的工作程序的概略流程圖。首先把液晶顯示板10設置在評價裝置上，接著，操作員一旦通過鍵盤等輸入裝置(圖中未畫出)輸入設定的數據，該輸入數據便被保存在評價處理單元30或46的存儲器內。該輸入數據為液晶盒條件，即液晶的光學各向異性Δn和扭曲角、偏振片25或42的偏振光偏振軸與偏振片26或44的偏振光偏振軸之間的夾角φ、液晶面板的基板的厚度和材料或光學特性，等等。此外，評價處理單元還要接受并記錄液晶層10a的厚度d的目標植d0。
根據上述輸入的液晶盒條件和目標值，評價處理單元30或46便可求出上述函數F(λ)。該函數F(λ)示出了液晶層10a的厚度d對上述波長λb和λp的依賴關系。在本實施例中采用的是對應于分光光譜上極小值Mb的波長λb。
此后，等待從外部輸入的開始指令。一旦輸入了開始指令，在將測量位置設定于適當的處所以后，光譜測量便開始進行。接著，將光譜裝置測出的光譜數據送入評價處理單元30或46，評價處理單元根據這些光譜數據求出上述波長λb。
然后應用函數F(λ)由波長λb算出液晶層10a的厚度d，把該算出的厚度d和目標值d0之差Δd＝|d-d0|(d與d0之差的絕對值)等輸出至外部設備(例如顯示裝置或記錄裝置等)。
其后，當根據預定的測量方式改變測量處所時，例如要在液晶面權10上多個處所進行測量時，那么，可以用驅動機構改變液晶面板與光學系統(tǒng)之間的相對位置，再在其他處所重復與上述同樣的測量。
在以上作了說明的本實施例中，可以高精度地測出液晶面板的液晶層的厚度，而且?guī)缀醪皇芤壕姘逵袩o濾色片和色相分散度等因素的影響。
在上述實施例中，為了求出液晶層的厚度采用了分光光譜上的波長λb，然而用λp也可，還可以使用與該波長相當的頻率以及與這些參量相關的各種對應值。
再有，本發(fā)明的評價方法和評價裝置，當然并不局限于只是上述圖示的例子，在不脫離本發(fā)明要旨的范圍內，是可以作種種變更的。
例如，在上述各實施例中，全都說明的是評價反射型或者半透過型的液晶面板的方法。其實，即使是非反射型和半透過型的透過型液晶面板，光線通過液晶層以后也會在界面處產生反射光，所以憑借這種反射光，與上述一樣可以對液晶層進行評價。在這種場合，也可以在外部設置一些反射鏡或反射片等反射裝置。在透過型液晶面板的背面配置反射裝置也可以用上述評價裝置對透過型液晶面板進行評價。另外，在評價半透過型液晶面板時，通過設置與上述同樣的反射裝置，則可以提高反射光的強度，從而獲得更高的檢測靈敏度。
此外，在上述實施例中盡管對求液晶層厚度的方法作了詳細說明，但也并不局限于液晶層厚度，同樣也可以用來求出液晶層的延遲Δn·d，確認液晶層內是否混入異物。例如，用來檢查液晶層內有無異物，一個方法是沿液晶面板的板面掃描光束的照射位置，根據在多個處所檢測出上述檢測光Lo而構成的圖像，由目視來確認，還有一個方法，是對多個處所算出上述函數F(λ)，若某處有異物存在，該處的函數F(λ)比起目標值d0就會發(fā)生很大的變化，以此確認異物的存在。如上所述，根據本發(fā)明能夠以很高的S/N比獲取有關液晶面板的液晶層的信息，以高精度對液晶面板作出評價。
權利要求
1.一種用來對液晶面板進行光學評價的液晶面板評價方法，其特征在于使一束具有設定狀態(tài)的偏振光入射到上述液晶面板，使它的鏡面反射光中通過了上述液晶面板所設液晶層的偏振分量的比率增大作為檢測光，然后根據該檢測光對液晶面板進行評價。
2.一種用來對反射型液晶面板進行光學評價的液晶面板評價方法，其特征在于使一束具有設定狀態(tài)的偏振光入射到上述液晶面板，使它的鏡面反射光中通過了上述液晶面板所設液晶層的偏振分量的比率增大作為檢測光，然后根據該檢測光對液晶面板進行評價。
3.一種用來對液晶面板進行光學評價的液晶面板評價方法，其特征在于在上述液晶面板的液晶層的背面配置了一個反射裝置，使一束具有設定狀態(tài)的偏振光入射到上述液晶面板，使它的鏡面反射光中通過了上述液晶面板所設液晶層的偏振分量的比率增大作為檢測光，然后根據該檢測光對液晶面板進行評價。
4.如權利要求1至3中任何1項所述的液晶面板評價方法，其特征在于上述偏振光以具有第1振動面的偏振分量為主體，而上述檢測光則主要是上述鏡面反射光中已經除去具有上述第1振動面的偏振分量以后的剩余部分。
5.如權利要求4所述的液晶面板評價方法，其特征在于上述檢測光主要是從上述鏡面反射光中提取的具有與上述第1振動面大體正交的第2振動面的偏振分量。
6.一種用來對含有液晶層的液晶面板進行光學評價的液晶面板評價方法，其特征在于使一束具有第1振動面的線偏振光入射到上述液晶面板，使它的反射光中具有與上述第1振動面大體正交的第2振動面的偏振分量作為檢測光，然后根據該檢測光對液晶面板進行評價。
7.一種用來對含有液晶層的液晶面板進行光學評價的液晶面板評價方法，其特征在于；在上述液晶層的背面設置了一個反射裝置，使一束具有第1振動面的線偏振光從上述液晶層的正面入射到上述液晶面板，使它的反射光中具有與上述第1振動面大體正交的第2振動面的偏振分量作為檢測光，然后根據該檢測光對液晶面板進行評價。
8.如權利要求1至7中任何1項所述的液晶面板評價方法，其特征在于根據上述檢測光求出上述液晶層的厚度。
9.如權利要求8所述的液晶面板評價方法，其特征在于根據上述檢測光的分光光譜上極值處的波長或頻率位置來求出上述液晶層的厚度。
10.如權利要求1至9中任何1項所述的液晶面板評價方法，其特征在于根據上述檢測光來檢查上述液晶層內的異物。
11.一種用來對液晶面板進行光學評價的液晶面板評價裝置，其特征在于，包括將一束具有設定狀態(tài)的偏振光射向上述液晶面板的偏振光照射裝置；接受來自上述液晶面板的鏡面反射光并把其中通過了上述液晶面板所設液晶層的偏振分量的比率增大以得到檢測光的檢測光獲得裝置；以及對該檢測光進行檢測的光檢測裝置。
12.一種用來對含有液晶層的液晶面板進行光學評價的液晶面板評價裝置，其特征在于，包括將一束具有第1振動面的線偏振光射向上述液晶面板的偏振光照射裝置；接受來自上述液晶面板的反射光并從中除去具有上述第1振動面的偏振分量得到檢測光的檢測光獲得裝置；以及對該檢測光進行檢測的光檢測裝置。
13.如權利要求11或12所述的液晶面板評價裝置，其特征在于上述偏振光照射裝置具有光源和從該光源發(fā)出的光中獲得上述偏振光的偏振裝置。
14.如權利要求13所述的液晶面板評價裝置，其特征在于上述偏振裝置的偏振光偏振軸與上述檢測光獲得裝置的偏振光吸收軸以光軸為基準相互大體正交。
15.如權利要求11至14中任何1項所述的液晶面板評價裝置，其特征在于包括根據上述檢測光求得上述液晶層厚度的裝置。
16.如權利要求15所述的液晶面板評價裝置，其特征在于求出上述液晶層厚度的裝置是根據上述檢測光的分光光譜上極值處的波長或頻率位置導出上述液晶層的厚度。
17.如權利要求11至16中任何1項所述的液晶面板評價裝置，其特征在于包括根據上述檢測光揭示上述液晶層內有無異物的裝置。
全文摘要
本發(fā)明的課題是,提供可以比現有方法以更高的精度獲得關于液晶層信息的一種新型的液晶面板評價方法和評價裝置。使入射光學系統(tǒng)中的偏振片25具有與設定方向平行的偏振光偏振軸25t。光線在通過該偏振片25以后形成其振動面包含上述偏振光偏振軸25t方向的線偏振光L
文檔編號G02F1/13GK1354360SQ01139340
公開日2002年6月19日 申請日期2001年11月21日 優(yōu)先權日2000年11月22日
發(fā)明者黑巖雅宏 申請人:精工愛普生株式會社