CN1354360A - 液晶面板的评价方法和评价装置 - Google Patents

Abstract

本发明的课题是,提供可以比现有方法以更高的精度获得关于液晶层信息的一种新型的液晶面板评价方法和评价装置。使入射光学系统中的偏振片25具有与设定方向平行的偏振光偏振轴25t。光线在通过该偏振片25以后形成其振动面包含上述偏振光偏振轴25t方向的线偏振光L_i,它以入射角θ_i入射到液晶面板10。与此相对照,上述检测光学系统被设定成用来检测以入射角θ_i入射的线偏振光L_i中的镜面反射光。以与入射角θ_i大致相等的出射角θ。从液晶面板10出射的镜面反射光入射到偏振片26,最后被导入上述光检测器29。偏振片26有一个偏振光吸收轴26a,它以光路为基准平行于偏振片25的偏振光偏振轴25t。

Description

液晶面板的评价方法和评价装置

[发明的详细说明]

[发明所属技术领域]

本发明涉及液晶面板的评价方法和评价装置，尤其涉及反射型液晶面板并且涉及为了检查出在内表面上附有反射层的反射型液晶面板上所含液晶层的厚度和其中是否有异物的合适的制造技术。

[现有技术]

通常，液晶面板是使两片基板贴合在一起并在两基板之间注入液晶而制成的。在两片基板上分别形成电极图形，用以对液晶层施加电压。在用这种液晶面板构成液晶显示装置时，液晶层的厚度(即盒厚)对显示特性有很大的影响，因此，非常重要的是要高精度地设定液晶层的厚度，同时还要使整块液晶面板内形成的液晶层的厚度保持均匀。

由于这个缘故，在现有液晶显示装置的制造工序中，为了评价在构成液晶面板以后液晶层的厚度及其均匀性，需要进行检验。另外，因为如液晶层内部混入异物就会产生显示缺陷，所以有时还要检查液晶层内部是否混有异物。

在此处，上述检查方法作为对液晶面板进行评价的行为用得十分广泛，有的只是为了了解液晶面板制成品的好坏，以便剔除掉劣质品；也有的是为了得到制成后的液晶面板的液晶层的厚度以及其他特性值，以确定液晶面板的品质等级而进行分类，根据这些反馈结果还可以得到某些管理数据，以便对生产线的生产条件作出微小的调整。

在现有的液晶显示装置的制造工序中，有的采用了如图7(a)所示的检查方法。在检查含有液晶层10a的液晶面板10时，采取环状光源11进行环带照明，从光源11发出的光经过偏振片12变换成线偏振光，照射在液晶面板10上，其反射光通过偏振片13，最后由色度计14(此外也可使用CCD摄像机、光电倍增器或者分光计)对反射光进行解析。

也有的采用了如图7(b)所示的检查方法。从而可以看作点光源的光源15发出的光经过偏振片16照射在液晶面板10上，其反射光经过偏振片17后由斜放的色度计18进行检测。

在图7所示的上述两种方法中，以光轴为基准时光入射一侧的偏振片12或16的偏振光偏振轴的方向与光检测一侧的偏振片13或17的偏振光偏振轴的方向两者之间的关系作了适当安排，比如说两者有20°～60°的角度差，因而检测光的色相会随液晶层厚度发生变化，于是可以根据色度计14或18摄得的图像的色相检查出液晶层的厚度是否异常或其中是否混有异物。

此处，如果让入射到液晶面板10的照明光的镜面反射光进入色度计，由于构成液晶面板10的两片基板10b和10c的界面也产生镜面反射光，这会使透过液晶层10a的那部分反射光在反射光总量中所占的比例减小，从而降低检测精度。所以，如图7(a)和(b)所示，为了不让镜面反射光进入色度计14或18，照明光射向液晶面板10的入射角与色度计14或18所检测的检测光的出射角之间有一个角度差，在这种状态下，通过检测非镜面反射的反射光，即只检测漫射光来进行检查。

[发明所要解决的课题]

然而，上述现有的检查液晶面板的方法，即让光源11或15发出的光通过偏振片12或16以后照射到液晶面板10，而色度计14或18则避开它的镜面反射光，只接受散射光，却存在一个问题，那就是入射到色度计14或18的光量变小3，检测信号的S/N比(信噪比)很差，难以进行高精度的检查。

再一个问题，由于色度计14或18所检测的反射光不是镜面反射光而是漫射光，考虑到其中通过液晶层10a的那部分光就未必正确地反映了液晶层10a的状况，因而也就不能检测到液晶层10a的正确信息。

因此，本发明的目的就是要解决上面提到的这些问题，其课题是提供一类新型的液晶面板评价方法和评价装置，以获得关于液晶层的较之现有方法更为精确的信息。

[解决课题的方法]

为了解决上述课题，本发明的液晶面板评价方法属于对液晶面板进行光学评价的液晶面板评价方法，其特征是：使一束具有设定偏振状态的偏振光射向上述液晶面板，使它的镜面反射光中通过液晶面板所设液晶层的偏振分量的比率增大作为检测光，然后根据此检测光对液晶面板进行评价。

如根据本发明，因为是使具有设定偏振状态的偏振光射向液晶面板，使它的镜面反射光中通过液晶面板所设液晶层的偏振分量的比率增大作为检测光，再根据此检测光来评价液晶面板，所以可以靠使用镜面反射光的方法使检测光的光量增大，以超过现有的检验方法，从而提高检测精度。此外，由于增大了镜面反射光中通过液晶层的那部分偏振光所占的比率，便可以减少诸如在液晶面板的基板表面的反射光那样的未通过液晶层就出射的镜面反射光混入的比例，从而有可能抑制由此而引起的精度降低。

本申请的说明书中所说的“镜面反射光”，指的是其出射角与射向液晶面板的偏振光的入射角大致相等的反射光。如果只说“反射光”，则包括了镜面反射光连同此镜面反射光之外的漫射光。

本发明提供的另一种液晶面板评价方法，是对反射型的液晶面板进行光学评价的液晶面板评价方法，其特征是：用一束具有设定偏振状态的偏振光射向上述液晶面板，使它的镜面反射光中通过上述液晶面板所设液晶层的偏振分量的比离增大作为检测光，再根据此检测光来评价液晶面板。本发明的液晶面板评价方法在用来评价反射型液晶面板时可以得到特别高的检测灵敏度。

本发明提供的再一种液晶面板评价方法，是对液晶面板进行光学评价的液晶面板评价方法，其特征是：在上述液晶面板的液晶层的背面配置了一个反射装置，使具有确定偏振状态的偏振光射向上述液晶面板，使它的镜面反射光中通过上述液晶面板所设液晶层的偏振分量的比率增大作为检测光，再根据此检测光来评价液晶面板。这里提到的反射装置，可以是容纳在液晶面板内的反射层或反射片(包括把它们配置在液晶面板背面基板外表面上的情形)，也可以不是设置在液晶面板上(例如配置在装置旁边)的反射装置。在后一种情形，即使液晶面板是透过型液晶面板或者半透过型液晶面板，也能得到很高的检测灵敏度。

在本发明中，上述偏振光最好是以具有第1振动面的偏振分量为主体的偏振光，而上述检测光最好主要是在上述镜面反射光中减少了具有第1振动面的偏振分量的偏振光。

在本发明中，上述检测光还最好是从上述镜面反射光中滤出的主要是具有与上述第1振动面大体正交的具有第2振动面的偏振分量。

因而，本发明另一种对液晶面板的评价方法是对含有液晶层的液晶面板进行光学评价的液晶面板评价方法，其特征是：使具有上述第1振动面的线偏振光入射到上述液晶面板，把该反射光中具有与上述第1振动面大体正交的具有第2振动面的偏振分量作为检测光，再根据该检测光来评价液晶面板。

根据该发明，使具有第1振动面的线偏振光入射到液晶面板，把该反射光中具有第2振动面(与第1振动面大体正交的振动面)的偏振分量用作检测光，可以减少来自液晶面板的基板界面的镜面反射光(直接反射光)，主要只能检测到通过了液晶层并且其偏振状态已发生变化的光，因此，有可能通过检测其出射角与入射角大致相等射出的镜面反射光来评价液晶面板的液晶层。

在本发明中，最好根据上述检测光求出上述液晶层的厚度。

在本发明中，最好根据上述检测光的分光光谱极值处的波长或者频率位置求出上述液晶层的厚度。如采用这种方法，由于检测光的分光光谱极值处的波长位置和频率位置几乎不受检测光色相的影响，即使液晶面板所具有的结构会影响到液晶层厚度之外的色相--例如配备有滤色片的彩色液晶面板即是如此，也有可能无障碍地测出液晶层的厚度。

在本发明中，最好根据上述检测光查出上述液晶层内的异物。由于所检测的检测光中通过了液晶层的那部分偏振分量所占的比率已增大，的确可以查出液晶层内的异物(包括附着在液晶面板的基板内表面上的异物)。

其次，本发明的液晶面板的评价装置是一种用来对液晶面板进行光学评价的液晶面板评价装置，其特征是，配置有：用设定状态的偏振光照射上述液晶面板的偏振光照射装置；接受来自上述液晶面板的镜面反射光并使该镜面反射光中通过液晶面板所设液晶层的偏振分量的比率增大以获得检测光的检测光获得装置；以及对该检测光进行检测的光检测装置。

另外，本发明另一种液晶面板的评价装置是用来对具有液晶层的液晶面板进行光学评价的液晶面板评价装置，其特征是，配置有：用具有第1振动面的线偏振光照射上述液晶面板的偏振光照射装置；接受来自上述液晶面板的反射光并减少该反射光中具有上述第1振动面的偏振分量以获得检测光的检测光获得装置；以及对该检测光进行检测的光检测装置。

本发明的再一种液晶面板的评价方法是对含有液晶层的液晶面板进行光学评价的液晶面板评价方法，其特点是：在上述液晶层的背面一侧设置反射装置，使具有第1振动面的线偏振光从上述液晶层的正面入射到上述液晶面板，把它的反射光中具有与上述第1振动面大体正交的第2振动面的偏振分量作为检测光，再根据该检测光来对液晶面板进行评价。此处，所谓反射装置，可以是容纳在液晶面板内的反射层或者反射片(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(例如在装置旁边)设置的反射装置。在后一种情形，即使液晶面板是透过型液晶面板或者半透过型液晶面板也可能获得很高的检测灵敏度。

在本发明中，上述偏振光照射装置最好有光源以及从该光源发出的光以得到上述偏振光的偏振装置。

在本发明中，上述偏振装置的偏振光偏振轴与上述检测光获得装置的偏振光吸收轴最好以光轴为基准相互大体正交。

在本发明中，最好具有根据上述检测光求出上述液晶层厚度的方法。

在本发明中，求出上述液晶层厚度的方法，最好是根据上述检测光的分光光谱极值处的波长或频率位置来推导出上述液晶层的厚度。

在本发明中，最好具备根据上述检测光揭示在上述液晶层内是否混有异物的装置。

[附图的简要说明]

图1本发明的评价装置第1实施例结构的原理性概略结构示意图。

图2说明第1实施例检测原理的原理性放大略图。

图3本发明的评价装置第2实施方案结构的原理性概略结构示意图。

图4用本发明评价装置测得的分光光谱曲线图。

图5用本发明的评价装置检测三块不同的液晶面板测得的分光光谱示例曲线图，三条曲线对应的液晶面板或有或无滤色片，或其他条件有所不同。

图6本发明的评价装置的第3实施例工作程序的概要流程图。

图7用来评价现有液晶面板的两种评价装置的基本结构的略图(a)和(b)。

图8彩色反射型液晶面板结构的原理性概略断面示意图。

[发明的实施例]

下面将参照附图，详细说明本发明的液晶面板的评价方法和评价装置的实施例。

[第1实施例]

图1是应用本发明的液晶面板的评价方法的评价装置第1实施例结构的原理性概略结构示意图。

本实施例的检验装置20，在放置液晶面板10的基座21的上方设置有：由卤素灯、LED(发光二极管)、CFL(冷阴极管)之类所构成的光源22；由光导纤维之类所构成的导光器23；由安置在导光器23末端的聚光透镜之类所构成的聚光器24；以及安置在聚光器24末端的用作偏振元件的偏振片25，它们一起构成了一个入射光学系统。

同样在基座21的上方，在与上述入射光学系统相向的一侧，设置有用作偏振元件的偏振片26；由安置在偏振片26末端的聚光透镜之类所构成的聚光器27；由与聚光器27连接的光导纤维之类构成的导光器28；由与导光器28连接的如光谱仪或CCD摄像机之类构成的光检测器29，它们一起构成了一个检测光学系统。

由光检测器29得到的检测数据可以径直送入评价处理单元30。在评价处理单元30，最好具有对上述检测数据进行运算处理的功能，尤其是，最好像MPU(微处理器)那样按照工作程序进行运算处理。

基座21在驱动机构31的作用下例如可以沿着与图面正交的方向移动。另一方面，上述入射光学系统和检测光学系统中至少有某一部分(例如聚光器24、偏振片25、偏振片26以及聚光器27)可以在驱动机构32的作用下例如沿图中的左右方向移动。因此，借助上述驱动机构31和32，入射光学系统和检测光学系统与放置在基座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对移动。再有，只要能够使入射光学系统和检测光学系统与基座21中的至少一方作适当的移动，那么，就能够构成与上述驱动机构31和32在功能上等效的各种驱动机构。

图2原理性地示出了用本实施例的评价装置20对液晶面板10进行评价的光路。此处，液晶面板10为反向型液晶面板，它是用密封材料10d把两片基板10b和10c贴合在一起，两基板之间夹有液晶层10a，而在基板10c的内表面上贴附有反射层10e。

在上述入射光学系统中，偏振片25具有与设定方向(例如，与光轴正交的平面同含有入射光及出射光两者光轴的平面之间交线的方向P)平行的偏振光偏振轴25t，还有一个与正交于光轴的平面和正交于上述设定方向的方向(例如，与上述方向P和光轴正交的方向S)平行的偏振光吸收轴25a。光线通过偏振片25以后，便形成了具有包含上述偏振光偏振轴25t方向的振动面的线偏振光L_i，它以入射角θ_i入射到液晶面板10。

与上相对照，上述检测光学系统则设定为检测以入射角θ_i入射的线偏振光L_i的镜面反射光，以与入射角θ_i大致相等的出射角θ。从液晶面板10出射的镜面反射光入射到偏振片26，最后被导向进入上述光检测器29。以光路为基准，偏振片26有一个平行于偏振片25的偏振光偏振轴25t的偏振光吸收轴26a，还有一个垂直于偏振片25的偏振光偏振轴25t的偏振光偏振轴26t。

当上述线偏振光L_i入射到液晶面板10时，会在液晶面板10的上侧基板(例如，可以是由玻璃或者塑料构成)10b的表面发生反射，产生与入射角θ_i对应的第1反射光L₁。而且，第1反射光L₁以外的其余光线则穿透基板10b，在基板10b与液晶层10a的交界面(例如，基板10b与它内表面上形成的那些内表面结构，例如与图中未画出的透明电极、硬质保护膜、取向膜等之间的界面，或者该内表面结构与液晶层10a之间的界面，等等)处发生反射，从而产生第二反射光L₂。而且，除去上述第1反射光L₁和第2反射光L₂以外的光线继续穿透液晶层10a，在它背后的基板10c的内表面上形成的内表面结构和作为该内面结构一部分的反射层10d上发生反射，形成第3反射光L₃。

在上述检测光学系统中，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L_r。此时，在出射偏振光L_r之中，由于第1反射光L₁和第2反向光L₂通常具有与入射到液晶面板10的线偏振光L_i大致相同的偏振状态，它们将被具有偏振光吸收轴26a的偏振片吸收。而通过液晶层10a的第3反射光L₃，由于在通过液晶层10a时受到液晶层10a的预定的延迟作用(液晶层10a内液晶分子的光学各向异性Δn与液晶层10a厚度的乘积)改变了线偏振光L_I的偏振状态，已经变成了不同于原来线偏振光L_i的偏振光(例如椭圆偏振光)，所以只有第3反射光L₃才具有在偏振片26的偏振光偏振轴26t方向振动的偏振分量，正是该偏振分量穿透偏振片26以后成为检测光L_o，被上述光检测器29检测出来。

在本实施例中，由于在基板10b的界面等处发生反射而未曾通过液晶层10a而反射的第1反射光L₁和第2反射光L₂已经被偏振片26遮断，能够检出的只是通过了液晶层10a的第3反射光L₃中设定的偏振分量，因此可以减弱未受液晶层10a影响过的那些光分量，这样一来，其检测光L_o的那些有关特性(如光强、色相、分光光谱分布等)便会在强烈依赖于通过液晶层10a时偏振状态发生的变化。

第3反射光L₃是线偏振光L_i往返通过液晶层10a时其偏振状态随着在液晶层的延迟而形成旋光或双折射，而上述检测光L_o则只含有从该第3反射光L₃中已经滤除掉那些其偏振状态与未通过液晶层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。其结果，该检测光L_o具有与液晶层10a的延迟Δn·d相对应的光强，或者具有与延迟Δn·d的色散特性相对应的色相和色散光谱。既然检测光L_o的强度、色相或色散光谱与液晶层10a的延迟之间有相关关系，那么，如果从理论上确定了这种相关关系，或者通过实验或模拟模型确定了这种相关关系，就有可能根据检测光L_o的强度、色相和色散光谱求出液晶层10a的延迟Δn·d，或如已知液晶的Δn，则可求出液晶层10a的厚度。

例如，检测光L_o的强度会随上述第3反射光的相位差而增减。

还有，检测光L_o的色相则会随上述第3反射光的偏振状态的改变量而在色度图上移动。此外，色散光谱的极值(极小值或极大值)，也会随上述第3反射光偏振状态的改变量而改变频率。

这里要指出的是，上述入射角θ_I＝出射角θ_o虽然可以取0°以上90°以下的适当角度，但是，这个角度一旦超过该线偏振光L_i射向基板10b表面的临界角(全反射角)θ_th，线偏振光L_i便会在基板10b的表面发生全反射，没有光线入射到液晶层10a，所以实际上，只能在0°以上θ_th以下的范围来选取角度θ_i＝θ_o。即使在此角度范围内，角度选取得尽可能大些，可以增大液晶层10a内光路的长度，其结果虽然有提高对液晶层10a的检测灵敏度的好处，然而，在液晶层10a内光路过长，却必然降低检测光L_o的强度。

本实施例中利用的是镜面反射光，较之现有的装置可以提高检测光L_o的光强和检测灵敏度。而且，这样一来，使光源的光量降低一些也不妨碍检测，扩大了设计光学系统的自由度，例如，就有可能如上述的那样采用光导纤维来构成光学系统。

[第2实施例]

下面参照图3来说明本发明的第2实施例。此处，待评价的液晶面板10与图2所示的相同，其说明从略。

该实施例的评价装置具有：光源41；把该光源41发生的光转变为线偏振光的偏振片42；把来自偏振片42的线偏振光照射到液晶面板10的同时，也使它的反射光折射一个直角的光束分离器43；接受光束分离器43折射过来的反射光的偏振片44；对通过偏振片44的光线进行检测的光检测器45，以及对光检测器45所获得的检测数据进行处理的评价处理单元46。

在本实施例中，偏振片42的偏振光偏振轴42t设计成与图面正交的方向，偏振片44的偏振光吸收轴44a也设计成与图面正交的方向。另外，光束分离器43是两个棱镜43a和43b叠合在一起构成的，在它背向偏振片44的一侧端面形成遮光层43c。

在此实施例中，从光源41发出的光在通过偏振片42以后变成具有平行于偏振光偏振轴42t振动面的线偏振光，它的穿透光束分离器43的两个棱镜43a和43b交界面的那部分光就是射向液晶面板10的入射光L_i。该入射光L_i通过液晶层10a以后反射回来成为反射光L_r再返回到光束分离器43，在它的两个棱镜43a和43b的交界面受到反射，入射到偏振片44，在此处，吸收反射光L_r中其振动面与偏振片44的偏振光吸收轴44a平行的偏振分量，其剩余的分量作为检测光L_o，被送入光检测器45中检测中出来。

在此实施例中，示出了光线对于液晶面板10的入射角θ_i和出射角θ_o都同为0°的情形。在此处，反射光L_r中同时包含有在液晶面板10的基板10b的表面就被反射回来未曾通过液晶层10a而出射的反射光分量和通过了液晶层10a的反射光分量。没有通过液晶层10a而出射的那部分反射光分量，它具有的振动面基本上与入射光L_i一样与图面正交，将被偏振片44吸收。曾通过液晶层10a的反射光分量，由于在液晶层10a内的延迟，其偏振状态对于线偏振光L_i而言正发生改变，其中往往具有其振动面平行于图面的偏振分量，这种偏振分量可以通过偏振片44进入光检测器45检测出来。

在本实施例中，偏振片42的偏振光偏振轴42t与偏振片44的偏振光吸收轴44a当以光轴为基准时设计成具有与光轴相同的方向，即使检测光学系统把照射液晶面板10的入射光L_i的镜面反向光原样接受过来，也可以选出通过液晶层10a的那部分光加以检测。因此，检测光L_o的光强得到提升，从而检测精度也得到提高。此外，检测光L_o以通过了液晶层10a的那一部分光为主体，所以也可以提高检测信号的S/N比。

[第3实施例]

下面，本发明的第3实施例对于图8所示的彩色反射型液晶面板采用了具有与上述各实施例相同的物理结构的评价装置，采取从检测光L_o求出液晶层10a的厚度的评价顺序，现参照图4至图6加以说明。本实施例的评价装置的概略结构与第1实施例或第2实施例相同，其说明从略。

首先参照图8来说明本实施例的评价装置所测定的对象彩色反射型液晶面板100的结构。这种液晶面板100是用密封料材料103把两块基板101和102贴合而成，两基板之间夹有液晶层104。基板101的内表面上形成由ITO之类透明导体构成的透明电极111。该透明电极111的表面上形成由SiO<SUB>2</SUB>等材料构成的硬质保护膜112。在硬质保护膜112的表面上又形成取向膜113，对该取向膜的113的表面进行了摩擦处理。

另一方面，在基板102的内表面上形成了诸如Al之类的金属膜构成的反射层114；在该反射层114上形成绝缘层115。绝缘层115上形成有透明电极116。该透明电极116上形成着色层117，该着色层117上再覆盖有为使表面平坦的保护膜118。着色层117是不同色调(例如红、绿、蓝)的着色材料按照适当的图形排列而成。着色层117和保护膜118构成滤色片。在保护膜118上则形成取向膜119，对该表面进行了摩擦处理。

具有如此结构的彩色反射型液晶面板100，由于形成了配备有着色层117的滤色片，当通过液晶层104的光线通过此滤色片时便会呈现指定的色调。

着色层117上相邻的像素会有不同的色相，同时还存在着色相分散或色相再现性很差等情况，因此难以采用靠上述检测光L_o的色相来求出液晶层厚度的方法。为此，本实施例提出另一种求得液晶层104厚度的方法，详述如下。

在本实施例中，作为上述光检测器29或45使用的是分光装置。要求这种分光装置能够得到上述检测光L_o中至少在可见光波段的分光光谱或者是得到与此相应的检测数据，例如可以选用利用了分光元件的分光计、应用多通道分光光谱法的分光装置或者多通道分光计等中的某一种。

在此分光装置中，可以检测沿上述光路到达的光线在可见光波段的分光光谱本身，也可以检测有可能通过一定的数学运算从分光光谱导出的与该分光光谱等价的各种光学参量(如复数介电常数等)。

图4给出了上述检测光L_o的一个分光光谱示例。在此分光光谱上，在可见光波段存在极小值M_b和极大值M_p。从这些极小值M_b得到的波长λ_p和极大值M_p得到的波长λ_p与液晶面板10的液晶层10a的厚度d之间具有确定的关系。

一般说来，根据液晶的光学特性，即光各向异性Δn、扭曲角θ、液晶层厚度d、偏振片25或42的偏振光偏振轴与偏振片26或44的偏振光偏振轴之间围绕光轴的夹角φ(在本实施例中是90°)、光源的发光光谱以及第1基板和第2基板的光学特性等，可以利用Jones矢量法或者4×4矩阵法来推导出上述分光光谱。所以，该分光光谱的上述极小值M_b和极大值M_p的位置，亦即波长λ_b和λ_p可以用上述参量表示出来。这样一来，如果光源、入射一侧的光学系统及出射一侧的光学系统的光学条件保持不变，那么，在Δn、θ和φ已经预先确定的情况下，液晶层10a的厚度d就可以表示成波长λ_b或λ_p的一个函数F(λ)。在实际使用中，表示这个厚度的函数d＝F(λ)都有可能用波长λ_b或λ_p的从一次方到四次方的幂函数来表达。

图4所示为使液晶层10a的厚度d改变时(d＝d₀和d＝d₀-Δd)的两个分光光谱。通常，随着液晶层10a的厚度d增厚，在可见光波段的上述波长λ_b和λ_p会遵从函数F(λ)单调地增大。再有，上述函数F(λ)也可以是预先反复进行实验获得大量数据，再根据这些数据求得的一个实验公式。

图5表示的分别是上述的三条分光光谱。其中A是如图2所示的没有滤色片的作为液晶显示面板单色液晶面板的测量结果；B和C均是如图8所示的有滤色片的彩色液晶面板的测量结果。此处，彩色液晶面板B和C具有色相互不相同的着色层。此时，为了减少测量的分散度，用上述分光装置分光后的光的范围设定为全都是通过了各自液晶显示区域中包含大量像素的区域的范围。

如图5所示，根据有无滤色片和滤色片种类的不同，分光光谱会发生很大的变化，但光谱的上述极小值M_b和极大值M_p的的位置却几乎不变，即上述波长λ_b和λ_p大致恒定。因此，在用上述函数F(λ)来求液晶层的厚度d时，不管有无滤色片，也不管滤色片的色相如何改变，检测值几乎不受影响。

图6是为使上述评价处理单元30或46工作的工作程序的概略流程图。首先把液晶显示板10设置在评价装置上，接着，操作员一旦通过键盘等输入装置(图中未画出)输入设定的数据，该输入数据便被保存在评价处理单元30或46的存储器内。该输入数据为液晶盒条件，即液晶的光学各向异性Δn和扭曲角、偏振片25或42的偏振光偏振轴与偏振片26或44的偏振光偏振轴之间的夹角φ、液晶面板的基板的厚度和材料或光学特性，等等。此外，评价处理单元还要接受并记录液晶层10a的厚度d的目标植d₀。

根据上述输入的液晶盒条件和目标值，评价处理单元30或46便可求出上述函数F(λ)。该函数F(λ)示出了液晶层10a的厚度d对上述波长λ_b和λ_p的依赖关系。在本实施例中采用的是对应于分光光谱上极小值M_b的波长λ_b。

此后，等待从外部输入的开始指令。一旦输入了开始指令，在将测量位置设定于适当的处所以后，光谱测量便开始进行。接着，将光谱装置测出的光谱数据送入评价处理单元30或46，评价处理单元根据这些光谱数据求出上述波长λ_b。

然后应用函数F(λ)由波长λ_b算出液晶层10a的厚度d，把该算出的厚度d和目标值d₀之差Δd＝|d-d₀|(d与d₀之差的绝对值)等输出至外部设备(例如显示装置或记录装置等)。

其后，当根据预定的测量方式改变测量处所时，例如要在液晶面权10上多个处所进行测量时，那么，可以用驱动机构改变液晶面板与光学系统之间的相对位置，再在其他处所重复与上述同样的测量。

在以上作了说明的本实施例中，可以高精度地测出液晶面板的液晶层的厚度，而且几乎不受液晶面板有无滤色片和色相分散度等因素的影响。

在上述实施例中，为了求出液晶层的厚度采用了分光光谱上的波长λ_b，然而用λ_p也可，还可以使用与该波长相当的频率以及与这些参量相关的各种对应值。

再有，本发明的评价方法和评价装置，当然并不局限于只是上述图示的例子，在不脱离本发明要旨的范围内，是可以作种种变更的。

例如，在上述各实施例中，全都说明的是评价反射型或者半透过型的液晶面板的方法。其实，即使是非反射型和半透过型的透过型液晶面板，光线通过液晶层以后也会在界面处产生反射光，所以凭借这种反射光，与上述一样可以对液晶层进行评价。在这种场合，也可以在外部设置一些反射镜或反射片等反射装置。在透过型液晶面板的背面配置反射装置也可以用上述评价装置对透过型液晶面板进行评价。另外，在评价半透过型液晶面板时，通过设置与上述同样的反射装置，则可以提高反射光的强度，从而获得更高的检测灵敏度。

此外，在上述实施例中尽管对求液晶层厚度的方法作了详细说明，但也并不局限于液晶层厚度，同样也可以用来求出液晶层的延迟Δn·d，确认液晶层内是否混入异物。例如，用来检查液晶层内有无异物，一个方法是沿液晶面板的板面扫描光束的照射位置，根据在多个处所检测出上述检测光L_o而构成的图像，由目视来确认，还有一个方法，是对多个处所算出上述函数F(λ)，若某处有异物存在，该处的函数F(λ)比起目标值d₀就会发生很大的变化，以此确认异物的存在。

[发明的效果]

如上所述，根据本发明能够以很高的S/N比获取有关液晶面板的液晶层的信息，以高精度对液晶面板作出评价。

Claims (17)

1.一种用来对液晶面板进行光学评价的液晶面板评价方法，其特征在于：

使一束具有设定状态的偏振光入射到上述液晶面板，使它的镜面反射光中通过了上述液晶面板所设液晶层的偏振分量的比率增大作为检测光，然后根据该检测光对液晶面板进行评价。

2.一种用来对反射型液晶面板进行光学评价的液晶面板评价方法，其特征在于：

使一束具有设定状态的偏振光入射到上述液晶面板，使它的镜面反射光中通过了上述液晶面板所设液晶层的偏振分量的比率增大作为检测光，然后根据该检测光对液晶面板进行评价。

3.一种用来对液晶面板进行光学评价的液晶面板评价方法，其特征在于：

在上述液晶面板的液晶层的背面配置了一个反射装置，使一束具有设定状态的偏振光入射到上述液晶面板，使它的镜面反射光中通过了上述液晶面板所设液晶层的偏振分量的比率增大作为检测光，然后根据该检测光对液晶面板进行评价。

4.如权利要求1至3中任何1项所述的液晶面板评价方法，其特征在于：

上述偏振光以具有第1振动面的偏振分量为主体，而上述检测光则主要是上述镜面反射光中已经除去具有上述第1振动面的偏振分量以后的剩余部分。

5.如权利要求4所述的液晶面板评价方法，其特征在于：

上述检测光主要是从上述镜面反射光中提取的具有与上述第1振动面大体正交的第2振动面的偏振分量。

6.一种用来对含有液晶层的液晶面板进行光学评价的液晶面板评价方法，其特征在于：

使一束具有第1振动面的线偏振光入射到上述液晶面板，使它的反射光中具有与上述第1振动面大体正交的第2振动面的偏振分量作为检测光，然后根据该检测光对液晶面板进行评价。

7.一种用来对含有液晶层的液晶面板进行光学评价的液晶面板评价方法，其特征在于；

在上述液晶层的背面设置了一个反射装置，使一束具有第1振动面的线偏振光从上述液晶层的正面入射到上述液晶面板，使它的反射光中具有与上述第1振动面大体正交的第2振动面的偏振分量作为检测光，然后根据该检测光对液晶面板进行评价。

8.如权利要求1至7中任何1项所述的液晶面板评价方法，其特征在于：

根据上述检测光求出上述液晶层的厚度。

9.如权利要求8所述的液晶面板评价方法，其特征在于：

根据上述检测光的分光光谱上极值处的波长或频率位置来求出上述液晶层的厚度。

10.如权利要求1至9中任何1项所述的液晶面板评价方法，其特征在于：

根据上述检测光来检查上述液晶层内的异物。

11.一种用来对液晶面板进行光学评价的液晶面板评价装置，其特征在于，

包括：

将一束具有设定状态的偏振光射向上述液晶面板的偏振光照射装置；接受来自上述液晶面板的镜面反射光并把其中通过了上述液晶面板所设液晶层的偏振分量的比率增大以得到检测光的检测光获得装置；以及对该检测光进行检测的光检测装置。

12.一种用来对含有液晶层的液晶面板进行光学评价的液晶面板评价装置，其特征在于，

包括：

将一束具有第1振动面的线偏振光射向上述液晶面板的偏振光照射装置；接受来自上述液晶面板的反射光并从中除去具有上述第1振动面的偏振分量得到检测光的检测光获得装置；以及对该检测光进行检测的光检测装置。

13.如权利要求11或12所述的液晶面板评价装置，其特征在于：

上述偏振光照射装置具有光源和从该光源发出的光中获得上述偏振光的偏振装置。

14.如权利要求13所述的液晶面板评价装置，其特征在于：

上述偏振装置的偏振光偏振轴与上述检测光获得装置的偏振光吸收轴以光轴为基准相互大体正交。

15.如权利要求11至14中任何1项所述的液晶面板评价装置，其特征在于：

包括根据上述检测光求得上述液晶层厚度的装置。

16.如权利要求15所述的液晶面板评价装置，其特征在于：

求出上述液晶层厚度的装置是根据上述检测光的分光光谱上极值处的波长或频率位置导出上述液晶层的厚度。

17.如权利要求11至16中任何1项所述的液晶面板评价装置，其特征在于：

包括根据上述检测光揭示上述液晶层内有无异物的装置。

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