CN108776399B - 偏光片的吸收轴的量测装置及量测方法 - Google Patents

偏光片的吸收轴的量测装置及量测方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种偏光片的吸收轴的量测装置及量测方法。该量测装置包括入射光、偏光子、样品载台和测试模块；样品载台用于承载偏光片，其中，偏光片覆盖样品载台的透光孔，入射光经偏光子偏振后穿过透光孔和偏光片；测试模块用于获取穿过透光孔和偏光片的入射光的光强强度的最小值对应的第一吸收轴角度值以及获取偏光片对应的吸收轴补偿值，并根据第一吸收轴角度值和吸收轴补偿值获取第二吸收轴角度值。通过上述方式，本发明不需要配置入射光的偏振方向以及样品载台中放置或偏贴偏光片的结构例如卡槽的方向，只需要保持偏光子和样品载台中放置或偏贴偏光片的结构例如卡槽等硬件基准边的角度不变即可以量测偏光片的吸收轴，方式简单且容易实现。

Description

偏光片的吸收轴的量测装置及量测方法
技术领域
本发明涉及液晶显示领域，特别是涉及一种偏光片的吸收轴的量测装置及量测方法。
背景技术
目前常用的液晶面板显示模式主要包括TN模式，VA模式，IPS模式，为了实现不同的显示模式，需要对液晶面板中的偏光片进行不同的偏贴。
以VA模式为例：VA显示是一种垂直配向的常黑模式，其上下基板的偏光片的吸收轴垂直偏贴。其中，偏光片吸收与偏光轴垂直方向的光，只让偏光轴方向的光透过，把自然光转变成线偏振光。
当偏光片的吸收轴偏移时，也即上下偏光片的吸收轴不垂直时，液晶面板暗态会有漏光产生，而液晶面板对比度为亮态/暗态的比值，暗态漏光对对比度影响很大，从而影响液晶面板的显示。
综上所述，偏光片吸收轴偏移会严重影响液晶面板对比度，因此，如何量测偏光片的吸收轴以防止吸收轴偏移是一个亟待解决的问题。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种偏光片的吸收轴的量测装置及量测方法，能够以相对简单的方式量测吸收轴。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种偏光片的吸收轴的量测装置，该装置包括入射光、偏光子、样品载台和测试模块；样品载台用于承载偏光片，其中，偏光片覆盖样品载台的透光孔，入射光经偏光子偏振后穿过透光孔和偏光片；测试模块用于获取穿过透光孔和偏光片的入射光的光强强度的最小值对应的第一吸收轴角度值以及获取偏光片对应的吸收轴补偿值，并根据第一吸收轴角度值和吸收轴补偿值获取第二吸收轴角度值。
为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种偏光片的吸收轴的量测方法，包括：提供一承载于样品载台的偏光片，其中，偏光片覆盖样品载台的透光孔；提供一入射光和一偏光子，以使入射光经偏光子偏振后穿过透光孔和偏光片；由测试模块获取穿过透光孔和偏光片的入射光的光强强度的最小值对应的第一吸收轴角度值；获取偏光片对应的吸收轴补偿值；根据第一吸收轴角度值和吸收轴补偿值获取第二吸收轴角度值。
本发明的有益效果是：本发明的偏光片的吸收轴的量测装置及量测方法包括入射光、偏光子、样品载台和测试模块；样品载台用于承载偏光片，其中，偏光片覆盖样品载台的透光孔，入射光经偏光子偏振后穿过透光孔和偏光片；测试模块用于获取穿过透光孔和偏光片的入射光的光强强度的最小值对应的第一吸收轴角度值以及获取偏光片对应的吸收轴补偿值，并根据第一吸收轴角度值和吸收轴补偿值获取第二吸收轴角度值。通过上述方式，本发明不需要配置入射光的偏振方向以及样品载台中放置或偏贴偏光片的结构例如卡槽的方向，只需要保持偏光子和样品载台中放置或偏贴偏光片的结构例如卡槽等硬件基准边的角度不变即可以量测吸收轴，方式简单且容易实现。
附图说明
图1是本发明实施例的偏光片的吸收轴的量测装置的结构示意图；
图2是本发明第一实施例的偏光片的吸收轴的量测方法的流程图；
图3是本发明第二实施例的偏光片的吸收轴的量测方法的流程图。
具体实施方式
在说明书及权利要求书当中使用了某些词汇来指称特定的组件，所属领域中的技术人员应可理解，制造商可能会用不同的名词来称呼同样的组件。本说明书及权利要求书并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的基准。下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。
图1是本发明实施例的偏光片的吸收轴的量测装置的结构示意图。如图1所示，该量测装置包括入射光10、偏光子11、样品载台12和测试模块13。
样品载台12用于承载偏光片，其中，偏光片覆盖样品载台12的透光孔，入射光10经偏光子11偏振后穿过透光孔和偏光片。
在本实施例中，入射光10优选钨灯、自然光。
在本实施例中，偏光子11以高精度POL或者天然方解石(Calcite)制成，偏光百分比高达10-5。其中，采用高精度高偏光比的偏光子11，可以有效的提高量测精度。
在本实施例中，样品载台12为精密电动旋转式载台，样品载台12上设置有卡槽来固定偏光片，透光孔设置在卡槽的中间位置。
优选地，本实施例在吸收轴的量测过程中，满足如下条件：1、偏光子11固定，不可手动移动改变偏光子11的位置；2、样品载台12左右固定，不可左右移动改变样品载台12的位置；3、样品载台12可旋转，每次量测后返回同样初始位置，初始位置不变；4、样品载台12上的卡槽固定，卡槽的边缘齐整，边缘处于平行状态。
测试模块13用于获取穿过透光孔和偏光片的入射光10的光强强度的最小值对应的第一吸收轴角度值以及获取偏光片对应的吸收轴补偿值，并根据第一吸收轴角度值和吸收轴补偿值获取第二吸收轴角度值。
具体来说，测试模块13获取穿过透光孔和偏光片的入射光的光强强度的最小值对应的第一吸收轴角度值的操作包括：转动样品载台12以带动偏光片旋转；测试模块13以预定角度为旋转间隔获取穿过透光孔和偏光片的入射光的光强强度；获取光强强度的最小值对应的第一角度范围；减少预定角度并以减小后的预定角度为旋转间隔在第一角度范围内获取光强强度的最小值对应的角度范围作为第一角度范围；当减少后的预定角度达到角度精度值时，光强强度的最小值对应的角度范围的中间值即为第一吸收轴角度值。
具体来说，测试模块13获取偏光片对应的吸收轴补偿值的操作包括：测试模块13获取多个样品偏光片的第二吸收轴角度值；获取每一样品偏光片对应的第一吸收轴角度值；获取每一样品偏光片的第二吸收轴角度值和第一吸收轴角度值的差值作为第一差值；获取多个样品偏光片的多个第一差值的平均值作为吸收轴补偿值。
优选地，测试模块13获取每一样品偏光片对应的第一吸收轴角度值的操作包括：测试模块13对每一样品偏光片进行多次测试以获得多个第一吸收轴角度值；将多个第一吸收轴角度值的平均值作为每一样品偏光片对应的第一吸收轴角度值。
在本实施例中，测试模块13为亮度计，亮度计用于量测穿过透光孔和偏光片的光强，亮度计优选为分光光度计，例如CS2000，CS2000A和SR-UL2等分光光度计，其对暗态识别能力强，量测精度高。在其它实施例中，由于分光光度计体积比较大，为了精简体积及提高量测精度，测试模块13还可以采用积分球，其中，积分球可量测光束经过偏光片后所有扩散光，量测波长范围为380到780nm。
优选地，本实施例在封闭的暗室环境下进行吸收轴的量测，从而可以有效的减少环境光对量测精度的影响。
图2是本发明第一实施例的偏光片的吸收轴的量测方法的流程图，该方法基于图1所示的量测装置。需注意的是，若有实质上相同的结果，本发明的方法并不以图2所示的流程顺序为限。如图2所示，该方法包括步骤：
步骤S201：提供一承载于样品载台的偏光片，其中，偏光片覆盖样品载台的透光孔。
在步骤S201中，样品载台设置有卡槽，透光孔设置在卡槽的中间位置。将偏光片放置于样品承载台时，将偏光片的基准边对齐贴于样品载台的卡槽边缘，偏光片在偏贴时需覆盖透光孔，防止漏光产生。当偏光片偏贴在卡槽中后，用灯光照射检查偏光片与卡槽间是否有间隙，以无肉眼可见缝隙判定是否满足偏贴要求，如果有缝隙，重新偏贴。
步骤S202：提供一入射光和一偏光子，以使入射光经偏光子偏振后穿过透光孔和偏光片。
在步骤S202中，入射光优选钨灯、自然光，偏光子以高精度POL或者天然方解石(Calcite)制成，偏光百分比高达10-5。在本实施例中，对入射光的偏振方向没有要求，而在传统的测试方案中，入射光的偏置方向一般需要设置为0度或90度方向。
步骤S203：由测试模块获取穿过透光孔和偏光片的入射光的光强强度的最小值对应的第一吸收轴角度值。
在步骤S203中，由于不知入射光偏振方向，同时并未对入射光偏振方向、样品载台方向也即偏光片方向等做限定，而这些方向都会影响到吸收轴的量测，所以量测出的第一吸收轴角度值并非偏光片的吸收轴对应的实际吸收轴角度值也即第二吸收轴角度值。
步骤S204：由测试模块获取偏光片对应的吸收轴补偿值。
在步骤S204中，通过准备多个已知吸收轴的实际吸收轴角度值也即第二吸收轴角度值的样品偏光片，量测这些样品偏光片以获取第一吸收轴角度值，获取每个样品偏光片的第一吸收轴角度值与第二吸收轴角度值的差值，则这些差值的均值即为吸收轴补偿值。
步骤S205：由测试模块根据第一吸收轴角度值和吸收轴补偿值获取第二吸收轴角度值。
在步骤S205中，利用吸收轴补偿值对第一吸收轴角度值进行补偿即可得到实际吸收轴角度值也即第二吸收轴角度值。具体来说，第二吸收轴角度值等于第一吸收轴角度值和吸收轴补偿值的差值。
图3是本发明第二实施例的偏光片的吸收轴的量测方法的流程图，该方法基于图1所示的量测装置。需注意的是，若有实质上相同的结果，本发明的方法并不以图3所示的流程顺序为限。如图3所示，该方法包括步骤：
步骤S301：提供一承载于样品载台的偏光片，其中，偏光片覆盖样品载台的透光孔。
在步骤S301中，样品载台设置有卡槽，透光孔设置在卡槽的中间位置。将偏光片放置于样品承载台时，将偏光片的基准边对齐贴于样品载台的卡槽边缘，偏光片在偏贴时需覆盖透光孔，防止漏光产生。当偏光片偏贴在卡槽中后，用灯光照射检查偏光片与卡槽间是否有间隙，以无肉眼可见缝隙判定是否满足偏贴要求，如果有缝隙，重新偏贴。
步骤S302：提供一入射光和一偏光子，以使入射光经偏光子偏振后穿过透光孔和偏光片。
在步骤S302中，入射光优选钨灯、自然光，偏光子以高精度POL或者天然方解石(Calcite)制成，偏光百分比高达10-5。在本实施例中，对入射光的偏振方向没有要求，而在传统的测试方案中，入射光的偏置方向一般需要设置为0度或90度方向。
步骤S303：转动样品载台以带动偏光片旋转，以预定角度为旋转间隔由测试模块获取穿过透光孔和偏光片的入射光的光强强度。
在步骤S303中，由于样品载台为精密电动旋转式载台，其可以带动偏光片旋转。其中，在偏光片旋转的过程中，透射过偏光片的光强强度会发生变化。在本实施例中，预定角度可以选择为较大的角度，例如5度。
步骤S304：获取光强强度的最小值对应的第一角度范围。
在步骤S304中，第一角度范围中最大角度和最小角度的差值即为预定角度也即5度，假设第一角度范围为35到40度。
步骤S305：减少预定角度并以减小后的预定角度为旋转间隔在第一角度范围内获取光强强度的最小值对应的角度范围并作为第一角度范围。
在步骤S305中，承接上述举例，第一次执行步骤S305时，假设以1度的预定角度在第一角度范围也即35到40度内获取光强强度最小值对应的角度范围并作为第一角度范围，则第一次执行步骤S305后的第一角度范围可以假设为36到37度。
第二次执行步骤S305时，假设以0.1度的预定角度在第一角度范围也即36到37度内获取光强强度最小值对应的角度范围并作为第一角度范围，则第二次执行步骤S305后的第一角度范围可以假设为36.5到36.6度。
第三次执行步骤S305时，假设以0.01度的预定角度在第一角度范围也即36.5到36.6度内获取光强强度最小值对应的角度范围并作为第一角度范围，则第三次执行步骤S305后的第一角度范围可以假设为36.53到36.54度。第四次、第五次……第N次执行步骤S305依此类推。
步骤S306：判断减少后的预定角度是否达到角度精度值，若是，执行步骤S307，否则继续执行步骤S305。
在步骤S306中，假设角度精度值为0.01度，则当减少的预定角度未达到0.01度时，继续执行步骤S305，否则当减少的预定角度达到0.01度时，执行步骤S307。
其中，如何减少预定角度也即如何设定步骤S305的执行次数可以根据实际情况进行设置，本发明不以上述举例为限。
步骤S307：获取光强强度的最小值对应的角度范围的中间值作为第一吸收轴角度值。
在步骤S307中，承接上述举例，则第一吸收轴角度值为36.535度。
步骤S308：由测试模块获取多个样品偏光片的第二吸收轴角度值。
在步骤S308中，样品偏光片为第二吸收轴角度值已知的偏光片，其中，第二吸收轴角度值为样品偏光片对应的实际吸收轴角度值。
步骤S309：由测试模块获取每一样品偏光片对应的第一吸收轴角度值，获取每一样品偏光片的第二吸收轴角度值和第一吸收轴角度值的差值作为第一差值，获取多个样品偏光片的多个第一差值的平均值作为吸收轴补偿值。
在步骤S309中，重复步骤S301到步骤S307则可获取每一样品偏光片对应的第一吸收轴角度值。
优选地，获取每一样品偏光片对应的第一吸收轴角度值的操作包括：对每一样品偏光片进行多次测试以获得多个第一吸收轴角度值；将多个第一吸收轴角度值的平均值作为每一样品偏光片对应的第一吸收轴角度值。
请参考表一，表一为获取吸收轴补偿值的一具体实施例。
表一
Figure BDA0001697940310000081
如表一所示，样品偏光片的数量为三个，分别为样品一、样品二和样品三，其对应的第二吸收轴角度值分别为0.081、-0.01和0.03；分别对每个样品进行5次吸收轴的量测以得到5个第一吸收轴角度值；对5个第一吸收轴角度值求平均后减去第二吸收轴角度值即可得到第一差值；对样品一、样品二和样品三对应的第一差值求取平均值即可得到吸收轴补偿值。
步骤S310：由测试模块根据第一吸收轴角度值和吸收轴补偿值获取第二吸收轴角度值。
在步骤S310中，利用吸收轴补偿值对第一吸收轴角度值进行补偿即可得到实际吸收轴角度值也即第二吸收轴角度值。具体来说，第二吸收轴角度值等于第一吸收轴角度值和吸收轴补偿值的差值。
在实际应用的过程中，可以利用V7100采用本发明的量测方法来量测偏光片的吸收轴。其中，V7100是偏光片单体光学常用量测设备，可以量测偏光片的平行，垂直透过率，色度，频谱等参数，但是不支持常规的方法量测吸收轴。因为常规的量测方法需要入射光的偏振方向设置为0度或90度，且偏光片设置为平行或垂直于入射光的偏振方向。在利用V7100量测吸收轴的过程中，可以不需要知道入射光的偏振方向，同时也不需要精确设置样品载台、偏光子的角度等等，即可得到吸收轴的实际吸收轴角度值。
本发明的有益效果是：本发明的偏光片的吸收轴的量测装置及量测方法包括入射光、偏光子、样品载台和测试模块；样品载台用于承载偏光片，其中，偏光片覆盖样品载台的透光孔，入射光经偏光子偏振后穿过透光孔和偏光片；测试模块用于获取穿过透光孔和偏光片的入射光的光强强度的最小值对应的第一吸收轴角度值以及获取偏光片对应的吸收轴补偿值，并根据第一吸收轴角度值和吸收轴补偿值获取第二吸收轴角度值。通过上述方式，本发明不需要配置入射光的偏振方向以及样品载台中放置或偏贴偏光片的结构例如卡槽的方向，只需要保持偏光子和样品载台中放置或偏贴偏光片的结构例如卡槽等硬件基准边的角度不变即可以量测吸收轴，方式简单且容易实现。
以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种偏光片的吸收轴的量测装置，其特征在于，所述量测装置包括入射光、偏光子、样品载台和测试模块；
所述样品载台用于承载所述偏光片，其中，所述偏光片覆盖所述样品载台的透光孔，所述入射光经所述偏光子偏振后穿过所述透光孔和所述偏光片；所述测试模块用于获取穿过所述透光孔和所述偏光片的所述入射光的光强强度的最小值对应的第一吸收轴角度值以及获取所述偏光片对应的吸收轴补偿值，并根据所述第一吸收轴角度值和所述吸收轴补偿值获取第二吸收轴角度值；
所述测试模块获取所述偏光片对应的吸收轴补偿值的操作包括：
所述测试模块获取多个样品偏光片的第二吸收轴角度值；获取每一所述样品偏光片对应的第一吸收轴角度值；获取每一所述样品偏光片的所述第二吸收轴角度值和所述第一吸收轴角度值的差值作为第一差值；获取多个所述样品偏光片的多个所述第一差值的平均值作为所述吸收轴补偿值。
2.根据权利要求1所述的量测装置，其特征在于，所述测试模块获取穿过所述透光孔和所述偏光片的所述入射光的光强强度的最小值对应的第一吸收轴角度值的操作包括：
转动所述样品载台以带动所述偏光片旋转；
所述测试模块以预定角度为旋转间隔获取穿过所述透光孔和所述偏光片的所述入射光的光强强度；获取所述光强强度的最小值对应的第一角度范围；减少所述预定角度并以减小后的所述预定角度为旋转间隔在所述第一角度范围内获取所述光强强度的最小值对应的角度范围作为所述第一角度范围；当减少后的所述预定角度达到角度精度值时，所述光强强度的最小值对应的角度范围的中间值即为所述第一吸收轴角度值。
3.根据权利要求1所述的量测装置，其特征在于，所述测试模块获取每一所述样品偏光片对应的第一吸收轴角度值的操作包括：
所述测试模块对每一所述样品偏光片进行多次测试以获得多个第一吸收轴角度值；将多个所述第一吸收轴角度值的平均值作为每一所述样品偏光片对应的所述第一吸收轴角度值。
4.根据权利要求1所述的量测装置，其特征在于，所述测试模块为亮度计或积分球。
5.一种偏光片的吸收轴的量测方法，其特征在于，包括：
提供一承载于样品载台的偏光片，其中，所述偏光片覆盖所述样品载台的透光孔；
提供一入射光和一偏光子，以使所述入射光经所述偏光子偏振后穿过所述透光孔和所述偏光片；
由测试模块获取穿过所述透光孔和所述偏光片的所述入射光的光强强度的最小值对应的第一吸收轴角度值；
由所述测试模块获取所述偏光片对应的吸收轴补偿值；
由所述测试模块根据所述第一吸收轴角度值和所述吸收轴补偿值获取第二吸收轴角度值；
由所述测试模块获取所述偏光片对应的吸收轴补偿值的步骤包括：
获取多个样品偏光片的第二吸收轴角度值；
获取每一所述样品偏光片对应的第一吸收轴角度值；
获取每一所述样品偏光片的所述第二吸收轴角度值和所述第一吸收轴角度值的差值作为第一差值；
获取多个所述样品偏光片的多个所述第一差值的平均值作为所述吸收轴补偿值。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，由测试模块获取穿过所述透光孔和所述偏光片的所述入射光的光强强度的最小值对应的第一吸收轴角度值的步骤包括：
转动所述样品载台以带动所述偏光片旋转；
以预定角度为旋转间隔由测试模块获取穿过所述透光孔和所述偏光片的所述入射光的光强强度；
获取所述光强强度的最小值对应的第一角度范围；
减少所述预定角度并以减小后的所述预定角度为旋转间隔在所述第一角度范围内获取所述光强强度的最小值对应的角度范围并作为所述第一角度范围；
当减少后的所述预定角度达到角度精度值时，所述光强强度的最小值对应的角度范围的中间值即为所述第一吸收轴角度值。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述获取每一所述样品偏光片对应的第一吸收轴角度值的步骤包括：
对每一所述样品偏光片进行多次测试以获得多个第一吸收轴角度值；
将多个所述第一吸收轴角度值的平均值作为每一所述样品偏光片对应的所述第一吸收轴角度值。
8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述测试模块为亮度计或积分球。
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