CN104460057A - 用于检测有缺陷的基板的液晶调制器和具有其的检查设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于检测基板的缺陷的检查设备和液晶调制器。该检查设备包括液晶调制器、发光单元、分束器和测量单元。液晶调制器包括反射层、液晶层、电极和偏振器。反射层反射光。感应层包括混合排列向列相液晶。电极设置在液晶层上。偏振器设置在电极上。

Description

用于检测有缺陷的基板的液晶调制器和具有其的检查设备
技术领域
本公开涉及一种液晶调制器，更具体地讲，涉及一种用于检测有缺陷的基板的液晶调制器和具有该液晶调制器的检查设备。
背景技术
已经开发了诸如液晶显示器(LCD)、有机发光显示器(OLED)和等离子体显示面板(PDP)的显示装置。这些显示装置可以能够显示高清质量，可以超薄轻质，并且可以具有宽视角特性。
通常，显示装置可以包括用于显示图像的像素。每个像素可以包括像素电极和驱动电路(例如，薄膜晶体管)。驱动电路以一一对应的方式电连接到像素电极。可以在制造期间对像素电极和驱动电路执行测试来检测显示装置的缺陷以维持高质量。
发明内容
根据本发明构思的实施例，提供了一种用于检测基板的缺陷的检查设备。在实施例中，该检查设备可以包括液晶调制器、发光单元、分束器和测量单元。发光单元可以被构造成发射光。分束器可以被构造成将从发光单元发射的光分成多束光并且将所述多束光提供给液晶调制器。测量单元可以被构造为感测从液晶调制器输出的多束光。
在实施例中，液晶调制器可以包括反射层、液晶层、电极和偏振器。反射层可以被构造为反射从分束器提供的所述多束光。液晶层可以设置在反射层上并且可以包括混合排列向列相液晶。电极可以设置在液晶层上。偏振器可以设置在电极上。
在实施例中，液晶调制器还可以包括：第一取向层，设置在液晶层和电极之间；以及第二取向层，设置在反射层和液晶层之间。第一取向层和第二取向层中的一个可以是水平取向层，另一个可以是垂直取向层。
在实施例中，水平取向层的摩擦轴可以相对于偏振器的偏振轴以大约45度的角度倾斜。
在实施例中，液晶调制器可以以常黑模式被驱动。
在实施例中，液晶调制器还可以包括设置在电极和偏振器之间的四分之一波片。在这种情况下，液晶调制器可以以常白模式被驱动。
在实施例中，四分之一波片可以相对于偏振器的偏振轴以大约45度的角度倾斜并且具有基本平行于或垂直于水平取向层的摩擦轴的光轴。
在实施例中，垂直取向层的预倾斜角可以在大约89度和大约90度之间。水平取向层的预倾斜角可以是两度或更小。
在实施例中，混合排列向列相液晶可以具有正介电各向异性。
在实施例中，液晶层可以使入射到液晶层的光的一个偏振分量的相位延迟四分之一波长。
在实施例中，液晶调制器可以包括偏振器、液晶层和反射层。偏振器可以被构造成接收光并提供来自接收的光的偏振分量。液晶层可以被构造成接收来自偏振器的偏振光，将穿过液晶层的光发送到反射层，接收来自反射层的反射光并且将穿过液晶层的光发送到偏振器。反射层可以被构造成反射从液晶层输出的光。液晶层可以包括混合排列向列相液晶分子。混合排列向列相液晶分子可以根据向液晶层施加的电压来排列。
在实施例中，穿过液晶层的光的偏振状态可以取决于混合排列向列相液晶分子的排列状态。
附图说明
当结合附图考虑时，通过参照下面的详细描述，本公开的更全面的认识及其许多附加方面将被容易地得到，同时也更易于理解，其中：
图1示出了根据本发明构思的实施例的检查设备；
图2是图1中的液晶调制器的剖视图；
图3A和图3B是示出根据本发明构思的实施例的检查设备以常黑模式被驱动的透视图，其中，图3A示出了当电压没有施加到液晶调制器时的情况，图3B示出了当电压施加到液晶调制器时的情况；
图4A和图4B是分别示出了当电压没有施加到每个感应层时和当电压施加到每个感应层时感应层、第一取向层和第二取向层的剖视图；
图5是根据本发明构思的实施例的液晶调制器的剖视图；
图6A和图6B是示出根据本发明构思的实施例的检查设备以常白模式被驱动的透视图，其中，图6A示出了当电压没有施加到液晶调制器时的情况，图6B示出了当电压施加到液晶调制器时的情况；
图7A和图7B示出了当分别使用传统的液晶调制器和根据本发明构思的实施例的液晶调制器时与电压有关的透射率，其中，图7A是当采用扭曲向列相(TN)模式液晶时与电压有关的透射率的曲线图，图7B是当采用根据本发明构思的实施例的混合排列向列相(HAN)模式液晶时与电压有关的透射率的曲线图；
图8A和图8B示出了当分别使用传统的液晶调制器和根据本发明构思的实施例的液晶调制器时取决于像素构造的透射率，其中，图8A是当采用TN模式液晶时透射率的曲线图，图8B是当采用根据本发明构思的实施例的HAN模式时液晶的透射率的曲线图；以及
图9示出了当使用传统的液晶调制器和根据本发明构思的实施例的液晶调制器时取决于施加的电压的反射率。
具体实施方式
将参照附图详细地描述本发明构思的实施例。然而，本发明构思可以以各种不同的形式来实施，并且本发明构思不应被解释为仅局限于示出的实施例。相反，这些实施例被提供为示例，使得本公开将是彻底的和完整的，并且将充分地传达实施例。因此，对于示例性实施例，可能不再描述已知的工艺、元件和技术。除非另外指出，否则在整个附图和书面描述中同样的附图标记可以指示同样的元件，因此可能不再重复描述。在附图中，为清晰起见，可能夸大层和区域的尺寸和相对尺寸。
将理解的是，尽管在这里可以使用术语“第一”、“第二”、“第三”等来描述各个元件、组件、区域、层和/或部分，但是这些元件、组件、区域、层和/或部分不应被这些术语限制。这些术语仅用于将一个元件、组件、区域、层或部分与另一区域、层或部分区分开。因此，在不脱离示例性实施例的教导的情况下，下面讨论的第一元件、组件、区域、层或部分可以被称为第二元件、组件、区域、层或部分。
除非上下文另外明确地表明，否则如这里所使用的，单数形式“一个”、“一种”、“该”、“所述”也意图包括复数形式。
图1示出了根据本发明构思的实施例的检查设备，图2是图1中的液晶调制器MD的剖视图。
参照图1和图2，检查设备可以是用于检测显示装置的缺陷(例如，用于显示装置的显示基板DV的缺陷)的设备。然而，显示装置不限于此。例如，显示装置可以包括液晶显示装置、电润湿显示装置、电泳显示装置、有机发光显示装置等。
在实施例中，显示装置可以包括多个像素。在实施例中，显示装置还可以包括：阵列基板AS，形成有与多个像素对应的多个薄膜晶体管；显示基板DV，包括连接到薄膜晶体管的电极；相对基板(未示出)，与显示基板DV相对；以及图像显示层(未示出)，设置在显示基板DV和相对基板之间。在实施例中，图像显示层可以是液晶显示装置的液晶层、电润湿显示装置的电润湿层、电泳显示装置的电泳层或者有机发光显示装置的有机发光层。根据显示装置的类型和结构，可以用包封层取代相对基板。
在实施例中，显示基板DV可以包括阵列基板AS和设置在阵列基板AS上的靶电极EL'。可以设置与多个像素对应的多个靶电极EL'。
尽管未示出，但是阵列基板AS可以包括绝缘基板和设置在绝缘基板上的多个驱动电路(例如，薄膜晶体管)。驱动电路可以电连接到靶电极EL'的至少一部分以向靶电极EL'施加预定的电压(例如，大约10伏)。
在下文中，将用检查设备的工作原理更详细地描述检查设备的构造。
根据本发明构思的实施例的检查设备可以包括发光单元LS、分束器BS、液晶调制器MD、聚焦单元FU、测量单元MU和图像处理单元IPU。
发光单元LS输出光。在实施例中，发光单元LS可以包括各种类型的光源，例如，发光二极管、冷阴极荧光灯等。尽管未示出，但是发光单元LS可以包括诸如导光板的导光构件以朝向分束器BS引导光。
分束器BS将由发光单元LS提供的光分离成多束光，并将所述多束光提供给液晶调制器MD。在实施例中，分离的光可以行进至显示基板DV的不同位置。在实施例中，分离的光可以被液晶调制器MD或显示基板DV反射。当分离的光被液晶调制器MD反射时，它们可以穿过分束器BS以被提供给测量单元MU。在实施例中，每束分离的光可以与靶电极EL'的每个位置大致对应。
在实施例中，液晶调制器MD可以是用于检查显示基板DV的像素是否有缺陷的组件。在实施例中，液晶调制器MD设置在显示基板DV上方，并且与显示基板DV分隔开。液晶调制器MD的透射率或反射率根据显示基板DV是否有缺陷而变化。基于液晶调制器MD的透射率或反射率来做出像素是否有缺陷的确定。在实施例中，液晶调制器MD可以包括电极EL(在下文中，被称为“相对电极”)和感应层SL。在整个说明书中，感应层可以与液晶层相同。
参照图2，液晶调制器MD包括第一基板SUB1、第二基板SUB2、反射层RFL、相对电极EL、感应层SL和偏振器POL。反射层RFL可以设置在第一基板SUB1的上表面上。相对电极EL可以设置在第二基板SUB2的下表面上。感应层SL可以设置在反射层RFL的上表面和相对电极EL的下表面之间。偏振器POL可以利用粘附层ADH附着到第二基板SUB2的上表面，粘附层ADH设置在偏振器POL和第二基板SUB2之间。
更具体地讲，感应层SL可以附着到反射层RFL的上表面，并且第一取向层ALN1设置在感应层SL和反射层RFL之间，相对电极EL可以附着到感应层SL的上表面，并且绝缘层INS和第二取向层ALN2设置在相对电极EL和感应层SL之间，第二基板SUB2可以设置在相对电极EL的上表面上，偏振器POL可以根据堆叠顺序而被设置。第三基板SUB3可以设置在第二基板SUB2和抗反射层AG之间，并且可以设置在偏振器POL的上表面上。抗反射层AG可以设置在第三基板SUB3的上表面上。
在实施例中，第一基板SUB1可以是透明绝缘基板，并且可以由诸如石英、玻璃、塑料等的材料制成。
在实施例中，反射层RFL可以反射由分束器BS提供且在液晶层中行进的光。被反射层RFL反射的光的波长可以根据在后面将解释的测量单元MU中感测的光的波长而变化。在实施例中，被反射层RFL反射的光的波长可以在大约380纳米和大约700纳米之间。
在实施例中，反射层RFL可以包括金属层或介质镜。然而，反射层RFL不限于此，且可以包括任意类型的反射光的组件。
介质镜包括具有不同的折射率的多个介质层。例如，介质镜可以包括具有第一折射率的第一介质层和具有第二折射率的第二介质层。第一介质层和第二介质层可以交替布置一次或更多次。第一折射率和第二折射率可以彼此不同，第一介质层和第二介质层的介电常数可以为大约7或更小。
在实施例中，第一介质层可以包括氧化锆，第二介质层可以包括氧化硅。在实施例中，氧化锆的折射率可以在大约1.34和大约1.46之间，氧化硅的折射率可以在大约1.67和大约1.72之间。在实施例中，第一介质层可以包括氧化锆，第二介质层可以包括氧化钛。
第一介质层和第二介质层的总数可以是三层或更多层。在实施例中，第一介质层和第二介质层的总数可以是15层或更多。
第二基板SUB2可以是透明绝缘基板，并且可以由诸如石英、玻璃、塑料等的材料制成。
预定电平的电压(例如，大约150伏至350伏)可以被施加到相对电极EL，因此，可以与靶电极EL'一起建立电场。相对电极EL可以由诸如氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、氧化铟锡锌(ITZO)、导电聚合物等的透明导电材料制成。
绝缘层INS可以设置在相对电极EL和感应层SL之间以保护相对电极EL并且使相对电极EL和感应层SL彼此分离。可以省略绝缘层INS。
感应层SL的透射率根据相对电极EL和靶电极EL'之间建立的电场而变化。感应层SL可以由液晶制成。
第一取向层ALN1和第二取向层ALN2可以设置在液晶调制器MD中，以对液晶调制器MD的液晶执行预取向。第一取向层ALN1可以设置在反射层RFL和感应层SL之间。第二取向层ALN2可以设置在感应层SL和相对电极EL之间。第一取向层ALN1和第二取向层ALN2中的一个可以是垂直取向层，另一取向层可以是水平取向层。设置垂直取向层以使垂直取向层附近的液晶相对于设置有垂直取向层的平面垂直地预倾斜。设置水平取向层以使水平取向层附近的液晶相对于设置有水平取向层的平面水平地预倾斜。在实施例中，垂直取向层的预倾斜角可以在大约89度和大约90度之间，水平取向层的预倾斜角可以在大约0度和大约2度之间。在实施例中，第一取向层ALN1可以是水平取向层，第二取向层ALN2可以是垂直取向层。在实施例中，第一取向层ALN1可以是垂直取向层，第二取向层ALN2可以是水平取向层。水平取向层可以具有相对于偏振器POL的光轴以大约45度的角度倾斜的摩擦轴(rubbing axis)，这在后面将解释。
液晶层包括混合排列向列相(HAN)液晶。例如，感应层SL包括其预倾斜角从第一取向层ALN1到第二取向层ALN2逐渐增加的HAN液晶分子。因此，在第一取向层ALN1附近的液晶分子可以排列成基本平行于第一基板SUB1的表面，在第二取向层ALN2附近的液晶分子可以排列成基本垂直于第二基板SUB2的表面。
可以设置第一取向层ALN1和第二取向层ALN2之间的距离(即，盒间隙)，使得HAN液晶将穿过液晶层的光的一个偏振分量相对于另一偏振分量延迟光的四分之一波长。例如，当光的波长是大约550纳米时，穿过液晶层的光的两个偏振分量之间的延迟的量可以在大约125纳米和大约140纳米之间。当光的波长是大约600纳米时，穿过感应层SL的光的两个偏振分量之间的延迟的量可以在大约160纳米和大约170纳米之间。在实施例中，盒间隙可以在大约3微米和大约8微米之间。
构成液晶层的液晶分子可以具有正介电各向异性。液晶分子的折射率各向异性可以在大约0.8和大约0.3之间，液晶分子的介电各向异性可以在大约3和大约15之间。
偏振器POL可以利用设置在其间的粘附剂ADH附着到第二基板SUB2的顶表面。偏振器POL具有偏振轴，使得入射到分束器BS的光和从分束器BS发射的光具有预定的偏振方向。
第三基板SUB3可以设置在偏振器POL的表面上以支撑并保护诸如第一基板SUB1、第二基板SUB2和液晶层的组件。
粘附剂ADH可以设置在第二基板SUB2和第三基板SUB3之间，并且可以使第二基板SUB2和第三基板SUB3彼此紧紧地结合。第三基板SUB3可以由诸如石英、玻璃、塑料等的光学透明材料制成。在实施例中，第三基板SUB3可以由石英或玻璃制成。第三基板SUB3支撑并保护在下面的组件(例如，第一基板SUB1、感应层SL、第二基板SUB2等)。
在实施例中，抗反射层AG可以设置在第三基板SUB3上。抗反射层AG可以设置在透明基板SUB的面对分束器的上表面上。在实施例中，可以省略抗反射层AG。
聚焦单元FU设置在分束器BS和测量单元MU之间。聚焦单元FU使被液晶调制器MD反射的分离的光聚焦。在实施例中，聚焦单元FU可以是具有凸状表面的透镜。
通过聚焦单元FU聚焦的分离的光被提供至测量单元MU。在实施例中，测量单元MU可以包括多个电荷耦合装置(CCD)。测量单元MU可以利用CCD产生均与每束分离的光的光强度对应的数据信号。在实施例中，每束分离的光可以被提供至对应的CCD。
图像处理单元IPU将测量单元MU产生的数据信号转换成图像。因此，操作者可以基于通过图像处理单元IPU显示的图像来确定每个像素电极是否有缺陷。
以上构造的液晶调制器可以以常黑模式被驱动。在下文中，将描述根据本发明构思的实施例的检查设备以常黑模式工作的方法。
图3A和3B是示出了根据本发明构思的实施例的检查设备以常黑模式被驱动的透视图。图3A示出了当电压没有施加到液晶调制器时的情况，图3B示出了当电压施加到液晶调制器时的情况。在图3A和图3B中，尽管分离地示出了偏振器POL和感应层SL，但是它们可以形成为单个装置的部件。
图4A和4B是示出了感应层SL、第一取向层ALN1和第二取向层ALN2的剖视图。图4A示出了当电压没有施加到每个感应层时的情况，图4B示出了当电压施加到每个感应层时的情况。
参照图3A和图4A，从光源发射的光被称为第一光L1，第一光L1在穿过具有第一方向D1的偏振轴PA的偏振器POL之后变成第二光L2。当从光源发射出第一光L1时，第一光L1不具有特定的偏振方向。第一光L1在穿过偏振器POL之后变成在第一方向D1上线性偏振的第二光L2。
第二光L2在穿过感应层SL之后变成第三光L3。感应层SL没有被供应有电压，感应层SL的液晶分子排列成在第一取向层ALN1(例如，水平取向层)的附近沿着摩擦轴RA平行于第一基板SUB1。摩擦轴RA可以具有向偏振器POL的偏振轴PA的方向倾斜的方向。例如，当如图3A中所示偏振器POL具有第一方向D1的偏振轴PA时，摩擦轴RA可以是相对于第一方向D1以大约45度的角度倾斜的方向。感应层SL的液晶分子排列成在第二取向层ALN2(例如，垂直取向层)的附近垂直于第二方向D2。因此，感应层SL的液晶分子具有如下排列：随着液晶分子从第一取向层ALN1变得更靠近第二取向层ALN2，预倾斜角相对于第一或第二基板的量增大。因此，当第二光L2穿过感应层SL时，第二光L2的一个偏振分量的相位相对于其他偏振分量延迟四分之一波长。结果，第三光L3在特定的方向(例如，顺时针方向或逆时针方向)上圆偏振。
圆偏振的第三光L3在反射层RFL处被反射以变成第四光L4。第四光L4在与第三光L3的方向相反的方向上圆偏振。例如，当第三光L3在顺时针方向上圆偏振时，第四光L4在逆时针方向上圆偏振。当第三光L3在逆时针方向上圆偏振时，第四光L4在顺时针方向上圆偏振。
如果第四光L4穿过感应层SL，则第四光L4的偏振分量的相位被延迟四分之一波长，因此圆偏振的第四光L4变成在第二方向D2上线性偏振的第五光L5。第二方向D2与第一方向D1正交。
由于第五光L5在与偏振器POL的偏振轴PA正交的方向上线性偏振，因此第五光L5不会穿过偏振器POL，并且不会行进至聚焦单元FU。因此，液晶调制器可具有黑色输出。
参照图3B和图4B，从光源发射的第一光L1在穿过具有第一方向D1的偏振轴PA的偏振器POL之后变成第二光L2。当从光源发射出第一光L1时，第一光L1不具有特定的偏振方向。第一光L1在穿过偏振器POL之后变成在第一方向上线性偏振的第二光L2。
接下来，第二光L2穿过感应层SL。感应层SL被供应有电压，感应层SL的液晶分子沿着由施加的电压建立的电场排列。由于液晶分子可以具有正介电各向异性，因此它们沿与第一基板SUB1正交的方向排列，如图4B中所示。然而，在邻近于第一取向层ALN1的部分处，由第一取向层ALN1产生的取向力可以比由施加的电场产生的力大。因此，第一取向层ALN1附近的液晶分子可以保持处于原始状态(例如，水平排列状态)。
由于第二光L2穿过沿垂直方向排列的液晶分子，因此不会发生第二光L2的偏振分量之间的相位延迟。例如，由于不会发生第二光L2的偏振分量之间的相位延迟，因此可以使用同一标号L2来表示穿过感应层SL的光。
接下来，第二光L2在反射层RFL处被反射，并且保持处于在第一方向D1上线性偏振的状态。第二光L2即使在反射层RFL处被反射之后仍保持处于在第一方向D1上线性偏振的状态。另外，由于当第二光L2穿过感应层SL时不发生偏振分量之间的相位延迟，因此，感应层SL保持处于在第一方向D1上线性偏振的状态。
由于入射到偏振器POL的第二光L2在与偏振器POL的偏振轴相同的方向上线性偏振，因此第二光L2可以穿过偏振器POL，并且可以行进至聚焦单元。因此，液晶调制器可以具有白色输出。
以上结构的液晶调制器可以具有分别与有缺陷的像素和正常像素对应的黑色输出和白色输出。例如，由于当显示基板的像素之中的靶电极EL'或驱动电路有缺陷时，靶电极EL'不会被供应有电压，因此液晶调制器可以具有黑色输出，如图3A中所示。因为当显示基板的像素没有缺陷时，靶电极EL'可以被供应有电压，因此液晶调制器可以具有白色输出，如图3B中所示。
图5是根据实施例的液晶调制器MD的剖视图。在根据本发明构思的示例性实施例的显示装置中，为了便于描述，下面的描述将集中于与前面的示例性实施例的差异上，并且省略的部分可以与关于前面的示例性实施例在上面讨论的相似部分相似。
参照图5，液晶调制器MD包括第一基板SUB1、第二基板SUB2、反射层RFL、相对电极EL、感应层SL、四分之一波片QWP以及偏振器POL。反射层RFL可以设置在基板SUB1的上表面上。相对电极EL可以设置在第二基板SUB2的下表面上。感应层SL可以设置在反射层RFL的上表面和相对电极EL的下表面之间。四分之一波片QWP可以利用设置在其之间的粘附层ADH附着到第二基板SUB2的上表面。偏振器POL可以设置在四分之一波片QWP的上表面上。
更具体地讲，感应层SL可以附着到反射层RFL的上表面，并且第一取向层ALN1设置在反射层RFL的上表面和感应层SL之间，相对电极EL可以附着到感应层SL的上表面，并且绝缘层INS和第二取向层ALN2设置在相对电极EL和感应层SL之间，第二基板SUB2可以设置在相对电极EL的上表面上，四分之一波片QWP和偏振器POL可以根据堆叠的顺序来设置。第三基板SUB3可以设置在第二基板SUB2和抗反射层AG之间，并且可以设置在偏振器POL的上表面上。抗反射层AG可以设置在第三基板SUB3的上表面上。
偏振器POL具有偏振轴PA，使得入射到分束器BS的光和从分束器BS发射出的光具有预定的偏振方向。
四分之一波片QWP可以是使穿过四分之一波片QWP的光的慢轴处的偏振分量的相位延迟光的四分之一波长的光学膜，因此，可以具有向偏振器POL的偏振轴PA倾斜的光轴OA。例如，如果偏振器POL具有第一方向的偏振轴PA，则四分之一波片QWP可以具有以与第一方向成大约45度的角度倾斜的光轴OA。在这种情况下，四分之一波片QWP的光轴OA可以具有与水平取向层的摩擦轴RA基本相同的方向。可选择地，光轴OA可以具有相对于水平取向层的摩擦轴RA基本垂直的方向。
以上结构的液晶调制器可以以常白模式被驱动。在下文中，将描述根据本发明构思的实施例的检查设备以常白模式工作的方法。
图6A和图6B是示出根据本发明构思的实施例的检查设备以常白模式被驱动的透视图。图6A示出了电压没有施加到液晶调制器时的情况，图6B示出了当电压施加到液晶调制器时的情况。在图6A和图6B中，为了便于描述，除了感应层SL、四分之一波片QWP和反射层RFL以外，省略了其他组件。尽管根据光的行进路径分离地示出了偏振器POL、四分之一波片QWP和感应层SL，但是它们可以形成为单个装置的部件。
参照图6A，如果从光源发射出的光被称为第一光L1，则第一光L1在穿过具有第一方向D1的偏振轴PA的偏振器POL之后变成第二光L2。当从光源发射出第一光L1时，第一光L1不具有特定的偏振方向。第一光L1在穿过偏振器POL之后变成在第一方向上线性偏振的第二光L2。
第二光L2在穿过四分之一波片QWP之后变成第三光L3。由于四分之一波片QWP使穿过四分之一波片QWP的光的慢轴处的偏振分量的相位延迟四分之一波长，因此第二光L2在穿过四分之一波片QWP之后变成在某一方向(例如，顺时针方向或逆时针方向)上圆偏振的第三光L3。
第三光L3穿过感应层SL。由于感应层SL没有被供应有电压，因此感应层SL的液晶分子排列成在第一取向层ALN1(例如，水平取向层)的附近沿着摩擦轴平行于第一基板SUB1，并且排列成在第二取向层ALN2(例如，垂直取向层)的附近垂直于第二基板SUB2，如图4A中所示。例如，感应层SL的液晶分子具有如下排列：随着液晶分子从第一取向层ALN1变得更靠近第二取向层ALN2，预倾斜角相对于第一或第二基板的量增大。因此，由于在第三光L3穿过感应层SL之后第三光L3被延迟，所以第三光L3变成在与第二光L2相同的方向(即，第一方向D1)上线性偏振的第四光L4。
线性偏振的第四光L4在反射层RFL处被反射，并且保持处于在第一方向D1上线性偏振的状态。
在反射层RFL处被反射的第四光L4在穿过感应层SL之后变成第五光L5。由于感应层SL没有被供应有电压，因此在第四光L4穿过感应层SL时发生第四光L4的偏振分量之间的四分之一波长的相位延迟。结果，第四光L4变成在特定方向(例如，顺时针方向或逆时针方向)上圆偏振的第五光L5。第五光L5沿与第三光L3相同的方向圆偏振。
第五光L5在穿过四分之一波片QWP之后变成第六光L6。由于四分之一波片QWP使穿过四分之一波片QWP的光的慢轴处的偏振分量的相位延迟四分之一波长，因此第五光L5在穿过四分之一波片QWP之后变成在第一方向D1上线性偏振的第六光L6。
由于第六光L6在与偏振器POL的偏振轴PA相同的方向上线性偏振，因此第六光L6在穿过偏振器POL之后沿聚焦单元FU的方向行进。结果，液晶调制器可以具有白色输出。
参照图6B，如果从光源发射出的光被称为第一光L1，则第一光L1在穿过具有第一方向D1的偏振轴PA的偏振器POL之后变成第二光。在从光源发射出第一光L1时，第一光L1不具有特定的偏振方向。第一光L1在穿过偏振器POL之后变成在第一方向上线性偏振的第二光L2。
第二光L2在穿过四分之一波片QWP之后变成第三光L3。由于四分之一波片QWP使穿过四分之一波片QWP的光的慢轴处的偏振分量的相位延迟四分之一波长，因此第二光L2在穿过四分之一波片QWP之后变成在某一方向(例如，顺时针方向或逆时针方向)上圆偏振的第三光L3。
第三光L3穿过感应层SL。感应层SL被供应有电压，感应层SL的液晶分子可以沿由施加的电压建立的电场排列。由于液晶分子可以具有正介电各向异性，因此它们沿与第一基板SUB1正交的方向排列。由于第三光L3穿过垂直排列的液晶分子，因此第三光L3的偏振分量可以具有在整个感应层SL中基本相同的速度，因此偏振分量之间的相位差不会被改变。
圆偏振的第三光L3在反射层RFL处反射以变成在与第三光L3的方向相反的方向上圆偏振的第四光L4。例如，当第三光L3在顺时针方向上圆偏振时，第四光L4在逆时针方向上圆偏振。另一方面，当第三光L3在逆时针方向上圆偏振时，第四光L4在顺时针方向上圆偏振。
第四光L4穿过感应层SL。第四光L4的偏振分量之间的相位差不会被改变。例如，由于第四光L4的偏振分量的相位不会被改变，因此可以使用相同的标号L4来表示穿过感应层SL的光。
第四光L4在穿过四分之一波片QWP之后变成第五光L5。由于四分之一波片QWP使穿过四分之一波片QWP的光的慢轴处的偏振分量的相位延迟四分之一波长，因此第四光L4在穿过四分之一波片QWP之后变成在第二方向D2上线性偏振的第五光L5。
因此，由于第五光L5具有与偏振器POL的偏振轴PA正交的光轴，因此第五光L5不会穿过偏振器POL并且不会行进至聚焦单元FU。结果，液晶调制器可以具有黑色输出。
以上结构的液晶调制器可以具有分别与有缺陷的像素和正常像素对应的白色输出和黑色输出。例如，由于当显示基板的像素之中的驱动电路或靶电极EL'是有缺陷的时，靶电极EL'不会被供应有电压，因此，液晶调制器可以具有白色输出，如图6A中所示。由于当显示基板的像素没有缺陷时，靶电极EL'可以被供应有电压，因此，液晶调制器可以具有黑色输出，如图6B中所示。
图7A和图7B示出了当分别使用传统的液晶调制器和根据本发明构思的实施例的液晶调制器时与电压有关的透射率。图7A是当采用TN模式液晶时与电压有关的透射率的曲线图，图7B是当采用根据本发明构思的实施例的HAN模式液晶时与电压有关的透射率的曲线图。在图7A和图7B中的液晶调制器中，除了液晶和取向层以外，在相同的条件下制造其他组件。当制造TN模式液晶调制器时，延迟值(即，d(盒间隙)×折射率各向异性(Δn))为0.48微米。当制造HAN模式液晶调制器时，延迟值(即，d(盒间隙)×折射率各向异性(Δn))为0.33微米。
参照图7A和图7B，传统的TN模式液晶调制器的驱动电压为大约2.3伏，根据本发明构思的实施例的HAN模式液晶调制器的驱动电压为大约2.6伏。即，在两种模式下呈现出相似的值。因此，根据本发明构思的实施例的液晶调制器也可以通过与TN模式液晶调制器相似电平的驱动电压来容易地驱动。
图8A和图8B示出了当分别使用传统的液晶调制器和根据本发明构思的实施例的液晶调制器时取决于像素构造的透射率。图8A是当采用TN模式液晶时透射率的曲线图，图8B是当采用根据本发明构思的实施例的HAN模式液晶时透射率的曲线图。在图8A和图8B中的液晶调制器中，在像素顺序地布置并被交替地供应有电压之后，测量取决于一系列像素的透射率。供应有电压的像素表示正常像素，没有供应有电压的像素表示有缺陷的像素。除了液晶层和取向层以外，在相同的条件下制造其他组件。
参照图8A和图8B，在采用TN模式的传统液晶调制器的情况下，在正常像素和有缺陷的像素之间发现了光的异常透射部分(由虚线表示的圆形部分)。然而，在根据本发明构思的实施例的采用HAN模式的液晶调制器的情况下，在正常像素和有缺陷的像素之间没有光的异常透射部分。TN模式下的液晶分子可以在早期阶段中扭曲，但是在被供应有电压之后可以垂直地排列。HAN模式下的液晶分子可以在早期阶段中水平地取向，但是在被供应有电压之后可以完全垂直地排列。由于在HAN模式下的液晶分子被供应有电压之后它们的垂直排列速度大，因此在正常像素和有缺陷的像素之间的边界处可以减小弹性能。因此，异常透射部分可以减小或者不会存在异常透射部分。
图9示出了当使用传统的液晶调制器和根据本发明构思的实施例的液晶调制器时取决于施加的电压的反射率。在图9中，由“PDLC膜(NB)”表示的部分是指以常黑模式被驱动的液晶调制器，其中，感应层采用聚合物分散液晶。由“HAN模式(NB)”表示的部分是指根据本发明构思的实施例的液晶调制器(例如，以常白模式被驱动的液晶调制器)。
参照图9，在采用PDLC膜的液晶调制器的情况下，驱动电压比本发明构思的示例性实施例(例如，以常黑模式或以常白模式)的驱动电压高。因此，将理解的是，根据本发明构思的实施例的液晶调制器的驱动电压可以比其他传统技术所具有的驱动电压低。
根据本发明构思的实施例，如上所述，可以根据电压是否被施加至液晶调制器来使光反射或通过聚焦单元FU透射至测量单元MU。由测量单元MU产生与光一一对应的数据信号。当由图像处理单元产生与数据信号一一对应的图像时，操作者可以通过将图像彼此进行比较来确定显示基板是否有缺陷。
如到目前为止所描述的，示例性实施例提供了一种其驱动电压低并且能够清楚地显示像素是正常还是有缺陷的液晶调制器。此外，示例性实施例提供了一种包括该液晶调制器的检查设备。
尽管已经参照示例性实施例描述了实施例，但是将清楚的是，在不脱离给出的实施例的精神和范围的情况下可以做出各种改变和修改。因此，应该理解的是，上述示例性实施例不是限制性的而是说明性的。

Claims (20)

1.一种用于检测基板的缺陷的液晶调制器，所述液晶调制器包括：
反射层，被构造成反射光；
液晶层，设置在反射层上并且包括混合排列向列相液晶；
电极，设置在液晶层上；以及
偏振器，设置在电极上。
2.如权利要求1所述的液晶调制器，所述液晶调制器还包括：
第一取向层，设置在液晶层和电极之间；以及
第二取向层，设置在反射层和液晶层之间，
其中，第一取向层和第二取向层中的一个是水平取向层，另一个是垂直取向层。
3.如权利要求2所述的液晶调制器，其中，垂直取向层的预倾斜角在89度和90度之间，水平取向层的预倾斜角是两度或更小。
4.如权利要求2所述的液晶调制器，其中，水平取向层的摩擦轴相对于偏振器的偏振轴以大约45度的角度倾斜。
5.如权利要求4所述的液晶调制器，其中，液晶调制器以常黑模式被驱动。
6.如权利要求1所述的液晶调制器，所述液晶调制器还包括：
四分之一波片，设置在电极和偏振器之间。
7.如权利要求6所述的液晶调制器，其中，四分之一波片相对于偏振器的偏振轴以大约45度的角度倾斜。
8.如权利要求6所述的液晶调制器，其中，四分之一波片基本平行于或垂直于水平取向层的摩擦轴。
9.如权利要求6所述的液晶调制器，其中，液晶调制器以常白模式被驱动。
10.如权利要求1所述的液晶调制器，其中，混合排列向列相液晶具有正介电各向异性。
11.如权利要求10所述的液晶调制器，其中，液晶层使入射到液晶层的光的一个偏振分量的相位延迟四分之一波长。
12.一种用于检测基板的缺陷的检查设备，所述检查设备包括：
液晶调制器；
发光单元，被构造成发射光；
分束器，被构造成将从发光单元发射的光分成多个束，并且将所述多个束提供至液晶调制器；以及
测量单元，被构造成感测从液晶调制器输出的多个束，
其中，液晶调制器包括：
反射层，被构造成反射由分束器提供的所述多个束，
液晶层，设置在反射层上并包括混合排列向列相液晶；
电极，设置在液晶层上；以及
偏振器，设置在电极上。
13.如权利要求12所述的检查设备，其中，液晶调制器还包括：
第一取向层，设置在液晶层和电极之间；以及
第二取向层，设置在反射层和液晶层之间，
其中，第一取向层和第二取向层中的一个是水平取向层，另一个是垂直取向层。
14.如权利要求13所述的检查设备，其中，水平取向层的摩擦轴相对于偏振器的偏振轴以大约45度的角度倾斜。
15.如权利要求14所述的检查设备，其中，液晶调制器以常黑模式被驱动。
16.如权利要求12所述的检查设备，其中，液晶调制器还包括：
四分之一波片，设置在电极和偏振器之间。
17.如权利要求16所述的检查设备，其中，四分之一波片相对于偏振器的偏振轴以大约45度的角度倾斜。
18.如权利要求16所述的检查设备，其中，液晶调制器以常白模式被驱动。
19.如权利要求12所述的检查设备，其中，混合排列向列相液晶具有正介电各向异性。
20.如权利要求19所述的检查设备，其中，液晶层使入射到液晶层的光的一个偏振分量的相位延迟四分之一波长。
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