CN101221038A - 偏光板轴向量测装置与量测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明为一种偏光板轴向量测装置与量测方法，所述的量测装置可提供置入一待测偏光板，且包括有：一光产生装置、一偏光装置以及一量测比对装置。所述的光产生装置是可提供一光源。所述的偏光装置是相对应所述的光产生装置设置，可承载所述的待测偏光板，且可在一不需转动待测偏光板的情况下，去量测光源穿透待测偏光板后的一光讯号，并转换成可供判读的数据。所述的量测比对装置与所述的偏光装置电讯连接，且预设有至少一比对数据，可接收所述的偏光装置所提供的数据，且与所述的比对数据相比对。因此可凭借所述的偏光装置所提供的数据以及所述的比对数据相比对后，以快速且精确量测计算出待测偏光板的一轴向偏转角度。
Description
技术领域
本发明涉及的是一种偏光板轴向量测装置与量测方法，尤指一种能在不需旋转待测偏光板的情况下，很迅速地量测所述的待测偏光板的轴向偏转角度，进而达到对于偏光板制程的实时监控功能。
背景技术
液晶显示装置(Liquid Crystal Display；简称LCD)已广泛使用在各式电子信息装置上，例如电视、计算机、手机、个人数字助理(PDA)等等。而市售的液晶面板，由于液晶分子介在固态与液态之间，不但具有液体易受外力作用而流动的特性，也具有晶体特有的光学异方向性质，所以能够利用外加电场来驱使液晶的排列状态改变至其它指向，造成光线穿透液晶层时的光学特性发生改变，此即是利用外加的电场来产生光的调变现象，称的为液晶的光电效应。利用此效应可制作出各式的液晶显示面板，如扭转向列型TN-Twisted Nematic液晶显示面板、超扭转向列型STN-Super TN液晶显示面板、与薄膜晶体管TFT-Thin FilmTransistor液晶显示面板等。
如图1A所示，其为现有的扭转向列型液晶显示面板未外加电压前的动作示意图，其中扭转向列型液晶显示器100包括有：经由研磨rubbing而形成极细沟纹105、106的配向膜110、120，可将散射光源方向极性化的偏光板130、140。当向列型液晶150灌注在配向膜110、120之间时，由于向列型液晶150其分子具有液体的流动特性，因此容易顺沟纹105、106方向排列。在接近沟纹105、106位置时，向列型液晶150所受的束缚力较大，所以会沿着沟纹105、106方向排列；而中间部份的向列型液晶150束缚力较小，因而扭转排列；且由于配向膜110、120内的向列型液晶150共扭转90度，故称扭转向列型。因此在配向膜110、120间不施加电压情形下，光线160由偏光板140与配向膜120进入后，其方向随液晶的排列旋转90度，便和配向膜110与偏光板130的极化方向相同，故光线可顺利穿透偏光板130。
再请参阅图1B所示，其为现有的扭转向列型液晶显示面板外加电压后的动作示意图，当配向膜110、120施加一电压后，向列型液晶150将倾向在与施加电场方向平行如图所示，因此向列型液晶150一一垂直在配向膜110、120表面。而光线160由偏光板140与配向膜120进入后，其方向不会旋转，故到偏光板130后，光线无法穿透偏光板130。
由以上所述，可知二偏光板130、140间的夹角是呈90度，二偏光板130、140间的夹角对液晶显示面板的质量影响很大，因此偏光板的轴向偏转角度精准度便显格外重要。
请再参阅图2所示，其为现有的偏光板轴向偏转角度的量测装置侧视结构示意图。现有偏光板轴向偏转角度的量测装置2包括有：一光产生器21、一滤光片211、一或数片位相差板22、已知轴向偏光角度的一偏光板23以及一接收计算器24。由光产生器21所产生的光在经过滤光片211后，将成为波长范围很窄的单色光源26。将一待测偏光板25置在所述的滤光片211与位相差板22之间，而单色光源26通过所述的待测偏光板25会形成线偏振光261。所述的线偏振光261在通过位相差板22后会产生预定偏振态的椭圆偏光262。由于现有技术是采用单色光源26其所产生的椭圆偏光262的光强度为一定值。所以，凭借旋转已知轴向偏光角度的所述的偏光板23，而可改变其具有不同穿透率。因此，在现有技术中，当在量测所述的待测偏光板25的轴向偏光角度时，必须将所述的位相差板22、所述的待测偏光板25或所述的已知偏光板23的其中的|进行旋转，而由所述的接收计算器24量取一窄波段(或称为单色光)的光穿透率的变化。当旋转完180度或甚至转完一整圈360度后，取其所量测到的光穿透率与旋转角度的关系，得以分析出待测偏光板25的偏光角度。
上述现有偏光板轴向量测装置2由于需要进行部份组件的旋转，在量测时需花费极长时间(通常达一秒或甚至数秒)，因此不适合应用在实时监控(Real-TimeAudit)上。如何去解决上述的问题，一直是业者所急迫在寻求解决的方案以及改进的处。
发明内容
本发明的主要目的是，提供一种偏光板轴向量测装置与量测方法，以非旋转光学组件的量测方式，快速撷取讯号，以达到降低量测所需时间的目的。
本发明的次要目的是，提供一种偏光板轴向量测装置与量测方法，可适用在不同规格偏光板轴向大量检测，以降低检测成本，且减少错误发生。
本发明的另一目的是，提供一种偏光板轴向量测装置与量测方法，可将量测所需时间降低至0.1秒以下，以方便应用实时监控的生产制程上。
为达前述目的，本发明是提供一种偏光板轴向量测装置与量测方法，所述的量测装置可提供置入一待测偏光板，且包括有：一光产生装置、一偏光装置以及一量测比对装置。所述的光产生装置是可提供一光源。所述的偏光装置是相对应所述的光产生装置设置，可承载所述的待测偏光板，且可在一不需转动待测偏光板的情况下，去量测光源穿透待测偏光板后的一光讯号，并转换成可供判读的数据。所述的量测比对装置与所述的偏光装置电讯连接，且预设有至少一比对数据，可接收所述的偏光装置所提供的数据，且与所述的比对数据相比对。因此可凭借所述的偏光装置所提供的数据以及所述的比对数据相比对后，以快速且精确量测计算出待测偏光板的一轴向偏转角度。
以上所述的偏光装置还包括有：一光撷取单元、至少一位相差板、一预设偏光板以及一光讯号转换部。所述的光撷取单元其是接收所述的光源；所述的位相差板以及所述的预设偏光板其是位于所述的光产生装置与所述的光撷取单元之间，可使所述的光源通过；所述的光讯号转换部其是连接在所述的光撷取单元，将所述的光源的光讯号，转换成可供判读的数据。
在本发明的偏光板轴向量测方法的第一较佳实施例中，其是包括有下列步骤：
步骤a：提供一偏光板轴向量测装置，包括有：一光产生装置、一偏光装置以及一量测比对装置，所述的光产生装置可提供一光源，所述的偏光装置对应所述的光产生装置设置，所述的量测比对装置与所述的偏光装置电讯连接；
步骤b：将一样本偏光板置在所述的光产生装置与所述的偏光装置之间，以所述的光源通过所述的样本偏光板至所述的偏光装置，并量测出一第一曲线，储存在所述的量测比对装置中；
步骤c：取出所述的样本偏光板；
步骤d：将一待测偏光板置在所述的光产生装置与所述的偏光装置之间，以所述的光源通过所述的待测偏光板至所述的偏光装置，并量测出一第二曲线，储存在所述的量测比对装置中；以及
步骤e：所述的量测比对装置比对所述的第一曲线以及所述的第二曲线，计算出所述的待测偏光板的一轴向偏转角度。
在本发明的偏光板轴向量测方法的第二较佳实施例中，其是包括有下列步骤：
步骤a：提供一偏光板轴向量测装置，包括有：一光产生装置、一偏光装置以及一量测比对装置，所述的光产生装置可提供一光源，所述的偏光装置对应所述的光产生装置设置，所述的量测比对装置与所述的偏光装置电讯连接，且预设有若干个比对数据；
步骤b：将一待测偏光板置于所述的光产生装置与所述的偏光装置之间；
步骤c：以所述的光源通过所述的待测偏光板至所述的偏光装置，并获得一量测数据，储存在所述的量测比对装置中；
步骤d：将所述的量测比对装置进行所述的量测数据以及所述的比对数据的比对，使若干个比对数据其中的一为最接近所述的量测资料。
附图说明
图1A为现有的扭转向列型液晶显示面板未外加电压前的动作示意图；
图1B为现有的扭转向列型液晶显示面板外加电压后的动作示意图；
图2为现有的偏光板轴向量测装置侧视结构示意图；
图3A为本发明的偏光板轴向量测装置示意图；
图3B为本发明的偏光板轴向量测装置形成的线偏振光与椭圆偏光的波长-偏振态比较示意图；
图3C为本发明的偏光板轴向量测装置形成的波长-穿透率的比较曲线函数示意图；
图4为本发明的偏光板轴向量测方法第一较佳实施例流程示意图；
图5为本发明的偏光板轴向量测方法第二较佳实施例流程示意图。
附图标记说明：100-扭转向列型液晶显示器；105、106-沟纹；110、120-配向膜；130、140-偏光板；150-向列型液晶；160-光线；2-现有偏光板轴向量测装置；21-光产生器；22-位相差板；23-已知偏光板；24-接收计算器；25-待测偏光板；26-单色光源；261-线偏振光；262、312、312a-椭圆偏光；3-偏光板轴向量测装置；31-光产生装置；311-光源；314、314a-穿透率的曲线函数图形；32-偏光装置；33-量测比对装置；321-光撷取单元；322a、322b-位相差板；323-预设偏光板；324-光讯号转换部；325-承载座；400～406、500～504-步骤。
具体实施方式
以下结合附图，对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。
请参阅图3A所示，其为本发明的偏光板轴向量测装置侧视结构示意图。本发明的偏光板轴向量测装置3，包括有：一光产生装置31、一偏光装置32以及一量测比对装置33。所述的光产生装置31其是可提供一光源311，所述的光源311可具有若干种不同波长(也即，多色光，或是白光等)。而所述的偏光装置32其是相对应所述的光产生装置31设置，可接收所述的光源311的光讯号，转换成可供判读的数据。本发明较佳实施例中，所述的偏光装置32还包括有：一光撷取单元321、至少一位相差板322a、322b、一预设偏光板323轴向偏光角度为已知以及一光讯号转换部324。所述的光撷取单元321是用以接收穿透位相差板322a、322b与预设偏光板323后的光源311，其通常包括有透镜组与光纤等组件。而所述的位相差板322a、322b以及所述的预设偏光板323是位于所述的光产生装置31与所述的光撷取单元321之间，可使所述的光源311在通过的后，不同波长的光会被改变成不同的偏振态。其中，两位相差板322a、322b的偏转角度可以有一小角度差为较佳。所述的光讯号转换部324是连接在所述的光撷取单元321，将所接收到的光讯号，转换成可供判读的数据，所述的光讯号转换部324较佳者可包括有：由电荷耦合器CCD或互补式金属氧化半导体CMOS所构成的影像撷取装置、以及光谱仪等。
所述的量测比对装置33其是与所述的偏光装置32电讯连接，且在量测比对装置33内预设有至少一比对数据。所述的量测比对装置33可接收所述的偏光装置32所提供的数据，且与所述的比对数据相比对，本发明较佳实施例中，所述的量测比对装置33是可为一计算机。
在本发明较佳实施例中，所述的偏光装置32还包括有一承载座325，其是设在所述的光产生装置31与所述的位相差板322之间。所述的承载座325在本较佳实施例并不是用来旋转的，其是用来使操作人员或是自动化机械设备可以很迅速地把待测偏光板34置放或是取离光装置32的定位。请再参阅图3B与图3C所示，为本发明的偏光板轴向量测装置，在待测样品的角度产生改变时，所形成的线偏振光与椭圆偏光的波长-偏振态比较示意图，以及波长-穿透率的比较曲线函数示意图。首先在所述的承载座325上置放一样本偏光板轴向偏光角度为0度或已知，由所述的光源311通过样本偏光板后，形成线偏振光。而此线偏振光再通过所述的位相差板322后，由于所述的位相差板322会对不同波段产生不同的相位差值，因此线偏振光通过所述的位相差板322后，会因为波长的不同，而产生不同的偏振态312。最后再通过所述的预设偏光板323，而呈现样本偏光板穿透率的曲线函数图形314，此曲线函数图形314为光谱仪所示出，且凭借所述的量测比对装置33纪录为一比对数据。
因此，当欲量测一待测偏光板34时，只要将所述的承载座325上置放所述的待测偏光板34，由所述的光源311通过所述的待测偏光板34以及位相差板322的后，各波长的光形成椭圆线偏振光312a。请再参阅图3B与图3C所示，此椭圆线偏振光312a再通过所述的预设偏光板323，而呈现所述的待测偏光板34穿透率的曲线函数图形314a。最后，再以所述的量测比对装置33直接与所述的比对数据以峰点所在波长与(或)光谱振幅变化进行比较，以计算出所述的待测偏光板34的轴向偏光角度。
当然，在本发明的另一具体实施方式中，也可以先依序置入各个不同轴向偏光角度的样本偏光板后，由所述的量测比对装置33纪录此若干笔比对数据。因此，当日后置入所述的待测偏光板34求出穿透率的曲线函数图形314后，即可找寻此若干笔比对数据对应出最相似的图形，即为所述的待测偏光板34的轴向偏光角度。由于本发明的偏光板轴向量测装置3完全不需去旋转任一组件，便能直接以数据比对与计算的方式来求出轴向偏光角度值，因此，本发明的偏光板轴向量测装置3可以将量测所需时间降低到0.1秒以下，以利应用生产偏光板制程的实时监控、或是进行大量偏光板的量测工作上。
请参阅图4，其为本发明偏光板轴向量测方法第一较佳实施例流程图，其是包括有下列步骤：
步骤a：提供一偏光板轴向量测装置400，包括有：一光产生装置、一偏光装置以及一量测比对装置，所述的光产生装置可提供一光源，所述的偏光装置对应所述的光产生装置设置，所述的量测比对装置与所述的偏光装置电讯连接。
步骤b：将一样本偏光板置在所述的光产生装置与所述的偏光装置之间401，以所述的光源通过所述的样本偏光板至所述的偏光装置，并量测出一第一曲线，储存在所述的量测比对装置中；所述的偏光装置是以一光谱仪量测出所述的第一曲线，因此所述的第一曲线为一穿透率函数曲线，所述的穿透率函数曲线以横坐标为波长，且纵坐标为穿透率所对应出的函数曲线。
步骤c：取出所述的样本偏光板402。
步骤d：将一待测偏光板置在所述的光产生装置与所述的偏光装置之间403，以所述的光源通过所述的待测偏光板至所述的偏光装置，并量测出一第二曲线，储存在所述的量测比对装置中，所述的第二曲线也为一穿透率函数曲线。
步骤e：所述的量测比对装置比对所述的第一曲线以及所述的第二曲线404，计算出所述的待测偏光板的一轴向偏转角度，由于所述的量测比对装置为一计算机，可以将所述的第一曲线峰点以及所述的第二曲线峰点所位于的波长差值、以及(或)光谱振幅变化，计算出所述的待测偏光板的轴向偏转角度。
由于本发明可应用生产偏光板制程的实时监控上，因此随时会放置另一待测偏光板，本发明较佳者步骤e的后还包括有下列步骤：
步骤f：取出所述的待测偏光板405。
步骤g：将另一待测偏光板置在所述的光产生装置与所述的偏光装置之间406，以所述的光源通过所述的待测偏光板至所述的偏光装置，并量测出一第三曲线，储存在所述的量测比对装置中。
步骤h：所述的量测比对装置比对所述的第一曲线以及所述的第三曲线407，计算出所述的待测偏光板的一轴向偏转角度。
步骤i：重复步骤f至步骤h。如此，便能迅速地测量多数个待测偏光板的轴向偏转角度。
请参阅图5，其为本发明偏光板轴向量测方法第二较佳实施例流程图，其是包括有下列步骤：
步骤a：提供一偏光板轴向量测装置500，包括有：一光产生装置、一偏光装置以及一量测比对装置，所述的光产生装置可提供一光源，所述的偏光装置对应所述的光产生装置设置，所述的量测比对装置与所述的偏光装置电讯连接，且预设有若干个比对数据；所述的比对数据是以至少一已知轴向偏转角度的样本偏光板置在所述的光产生装置与所述的偏光装置之间，以所述的光源通过所述的样本偏光板至所述的偏光装置，并量测出一比对数据，储存在所述的量测比对装置中；所述的偏光装置是以一光谱仪量测出所述的比对数据，因此所述的比对数据，为一穿透率函数曲线，所述的穿透率函数曲线以横坐标为波长，且纵坐标为穿透率所对应出的函数曲线。
步骤b：将一待测偏光板置在所述的光产生装置与所述的偏光装置之间501。
步骤c：以所述的光源通过所述的待测偏光板至所述的偏光装置，并获得一量测数据502，储存在所述的量测比对装置中；所述的量测资料，是也为一穿透率函数曲线，所述的穿透率函数曲线以横坐标为波长，且纵坐标为穿透率所对应出的函数曲线。
步骤d：将所述的量测比对装置进行所述的量测数据以及所述的比对数据的比对，使若干个比对数据其中的一为最接近所述的量测资料503。
步骤e：以最接近所述的量测数据的比对数据对应出所述的待测偏光板的一轴向偏转角度504；当然也可以用所述的量测比对装置比对所述的量测数据以及最接近所述的量测数据的比对数据，以所述的量测数据的峰点以及所述的比对数据的峰点所位于的波长差值、以及(或)光谱振幅变化，计算出所述的待测偏光板的轴向偏转角度。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，对本发明而言仅仅是说明性的，而非限制性的。本专业技术人员理解，在本发明权利要求所限定的精神和范围内可对其进行许多改变，修改，甚至等效，但都将落入本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种偏光板轴向量测装置，其是置入一待测偏光板，其特征在于：所述的偏光板轴向量测装置包括有：
一光产生装置，其提供一光源；
一偏光装置，其是相对应所述的光产生装置设置，所述的偏光装置承载所述的待测偏光板，且接收所述的光源的光讯号，转换成供判读的数据；以及
一量测比对装置，其是与所述的偏光装置电讯连接，且预设有至少一比对数据，所述的量测比对装置接收所述的偏光装置所提供的数据，且与所述的比对数据相比对，以求出所述的待测偏光板的一轴向偏转角度值。
2.根据权利要求1所述的偏光板轴向量测装置，其特征在于：所述的偏光装置还包括有：
一光撷取单元，其是接收所述的光源；
至少一位相差板以及一预设偏光板，其是位于所述的光产生装置与所述的光撷取单元之间，使所述的光源通过；
一光讯号转换部，其是连接在所述的光撷取单元，将所述的光源的光讯号，转换成判读的数据；与
一承载座，其是设在所述的光产生装置与所述的位相差板之间，用以承载所述的待测偏光板。
3.根据权利要求1所述的偏光板轴向量测装置，其特征在于：所述的光源具有若干种不同波长；且所述的光讯号转换部为一光谱仪；且所述的量测比对装置为一计算机。
4.一种偏光板轴向量测方法，其特征在于：其包括有下列步骤：
步骤a：提供一偏光板轴向量测装置，包括有：一光产生装置、一偏光装置以及一量测比对装置，所述的光产生装置一光源，所述的偏光装置对应所述的光产生装置设置，所述的量测比对装置与所述的偏光装置电讯连接；
步骤b：将一样本偏光板置在所述的光产生装置与所述的偏光装置之间，以所述的光源通过所述的样本偏光板至所述的偏光装置，并量测出一第一曲线，储存在所述的量测比对装置中；
步骤c：取出所述的样本偏光板；
步骤d：将一待测偏光板置在所述的光产生装置与所述的偏光装置之间，以所述的光源通过所述的待测偏光板至所述的偏光装置，并量测出一第二曲线，储存在所述的量测比对装置中；以及
步骤e：所述的量测比对装置比对所述的第一曲线以及所述的第二曲线，计算出所述的待测偏光板的一轴向偏转角度。
5.根据权利要求4所述的偏光板轴向量测方法，其特征在于：所述的步骤b与步骤d的所述的第一曲线以及所述的第二曲线为一穿透率函数曲线，其为以横坐标为波长，且纵坐标为穿透率所对应出的函数曲线。
6.根据权利要求4所述的偏光板轴向量测方法，其特征在于：所述的步骤e是以所述的第一曲线峰点以及所述的第二曲线峰点所位于的波长差值或是光谱振幅变化两者至少其中之一，来计算出所述的待测偏光板的轴向偏转角度。
7.根据权利要求4所述的偏光板轴向量测方法，其特征在于：所述的步骤e之后还包括有下列步骤：
步骤f：取出所述的待测偏光板；
步骤g：将另一待测偏光板置于所述的光产生装置与所述的偏光装置之间，以所述的光源通过所述的待测偏光板至所述的偏光装置，并量测出一第三曲线，储存在所述的量测比对装置中；
步骤h：所述的量测比对装置比对所述的第一曲线以及所述的第三曲线，计算出所述的待测偏光板的一轴向偏转角度。
8.一种偏光板轴向量测方法，其特征在于：其包括有下列步骤：
步骤a：提供一偏光板轴向量测装置，包括有：一光产生装置、一偏光装置以及一量测比对装置，所述的光产生装置提供一光源，所述的偏光装置对应所述的光产生装置设置，所述的量测比对装置与所述的偏光装置电讯连接，且预设有若干个比对数据；
步骤b：将一待测偏光板置于所述的光产生装置与所述的偏光装置之间；
步骤c：以所述的光源通过所述的待测偏光板至所述的偏光装置，并获得一量测数据，储存在所述的量测比对装置中；
步骤d：将所述的量测比对装置进行所述的量测数据以及所述的比对数据的比对，使若干个比对数据其中的一为最接近所述的量测资料。
9.根据权利要求8所述的偏光板轴向量测方法，其特征在于：所述的步骤a的比对数据是以至少一样本偏光板置在所述的光产生装置与所述的偏光装置之间，以所述的光源通过所述的样本偏光板至所述的偏光装置，并量测出一比对数据，储存在所述的量测比对装置中；并且，所述的步骤a与步骤c的所述的比对数据以及所述的量测数据为一穿透率函数曲线。
10.根据权利要求8所述的偏光板轴向量测方法，其特征在于：所述的步骤d之后还包括有下列步骤：
步骤e：以所述的量测数据的峰点以及所述的比对数据的峰点所位于的波长差值与光谱振幅变化两者至少其中之一，来计算出所述的待测偏光板的轴向偏转角度。
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| CN105700209A (zh) * | 2016-04-19 | 2016-06-22 | 深圳市华星光电技术有限公司 | 液晶面板的液晶方位角的测量方法以及测量装置 |
| CN107588928A (zh) * | 2017-08-07 | 2018-01-16 | 深圳市华星光电技术有限公司 | 一种偏光片光学量测系统、量测方法及量测处理设备 |
| CN108181095A (zh) * | 2017-12-29 | 2018-06-19 | 惠州市华星光电技术有限公司 | 偏光片光学参数的测量方法及测量装置 |
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2007
- 2007-01-11 CN CNA2007100002242A patent/CN101221038A/zh active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105700209A (zh) * | 2016-04-19 | 2016-06-22 | 深圳市华星光电技术有限公司 | 液晶面板的液晶方位角的测量方法以及测量装置 |
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| US10746628B2 (en) | 2017-12-29 | 2020-08-18 | Huizhou China Star Optoelectronics Technology Co., Ltd. | Method of measuring optical parameters of polarizer and measuring device |
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