CN2938056Y - 测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种测量装置，用于测量一待测对象(如彩色滤光片)的光偏振度，包括基座、第一承载座、第二承载座、驱动组件及测量组件。基座的上板具有第一开孔且基座内具有光源。第一承载座设于基座的上板上表面至少在开孔的两侧。第二承载座具有一第二开孔且第一开孔与第二开孔同轴。第二承载座平行设置于基座的上方并由驱动组件驱动旋转。当使用本测量装置来测量待测对象时，利用第一偏光片安置于基座上表面并遮蔽第一开孔，第二偏光片设置于第二承载座下表面并遮蔽第二开孔，而待测对象则置放于第一承载座的上表面。旋转第二承载座，藉由测量组件测量穿过第一开孔及第二开孔的光线的变化，即可获得待测对象的光偏振度。

Description

测量装置

技术领域

本实用新型涉及一种测量装置，特别是涉及一种可测量对象(如彩色滤光片)光偏振度的测量装置。

背景技术

液晶显示器(Liquid Crystal Display；LCD)是一种利用液晶特性来达到显示效果的显示装置，液晶显示面板的所以能够彩色化，主要是来自于彩色滤光片。背光源发出的光线经过下偏光片而成为偏极化光，再通过驱动芯片(Integrated Circuit；IC)来改变液晶面板的上下基板间的压差，液晶分子便会排排站立或呈扭转状，形成闸门来选择偏极化光是否能穿透上偏光片，因而产生画面，一般而言，上、下偏光片成正交排列，但在一些小尺寸或是胆固醇液晶产品，上、下偏光片则会形成非正交的特定角度的排列。

位于上、下偏光片间的玻璃基板，例如彩色滤光片基板、液晶面板等等，会因为所用材料品质或制作工艺而影响到其光学特性，特别是材料对光的偏振度造成的影响，可能会使偏极化光产生消极化(Depolarized)而降低液晶显示面板的对比度。故需针对这个需求建立一套液晶显示面板的各玻璃基板与偏光片对比值的测量。利用这套测量设备协助找到两偏光片的间的平行偏振与垂直偏振及待测样品的光学特性，进而改善产品特性。

现有测量彩色滤光片与偏光片对比值的方法，将下偏光片置于光源上方，而彩色滤光片则设置于下偏光片上方约5～10公分处，上偏光片则设置于彩色滤光片上方约5～10公分处，之后进行测量，但测量后数据的仍可能会有些许误差，因为测量时并无法确立两片偏光片与待测样品的平行度。

另外，现有作法如欲了解液晶面板与偏光片的光偏振度关系时，需准备多片液晶样品，并将偏光片贴至欲测量的角度才可测量。这样的测量方式非常的不方便。

现有的测量方法在实际操作时会有下列缺点：

上、下偏光片与待测对象间有5～10公分的距离无法将三者距离缩短，以仿真真实产品状况，而且，无法确立两片偏光片与待测对象的平行度。

利用多片待测对象，将之上下贴附具有不同对应夹角的上、下偏光片会使测量变得非常繁琐，而且，不易掌握到细微角度变化的结果。

实用新型内容

实用新型的目的在于提供一种薄层光学特性测量装置，其针对此需求建立一套待测对象与偏光片对比值的测量设备，利用这套测量设备协助找到两偏光片的间的平行偏振与垂直偏振及待测对象的光学特性，进而改善产品特性，且解决了现有技术的问题。

本实用新型的目的是这样实现的，即提供一种测量装置，用于测量待测对象光偏振度，其包括有基座、第一承载座、第二承载座、驱动组件及测量组件。基座的上板具有第一开孔且基座内具有光源。第一承载座设于基座的上板上表面至少在开孔的两侧。第二承载座具有一第二开孔且第一开孔与第二开孔同轴。第二承载座平行设置于基座的上方并由驱动组件驱动旋转。当使用本测量装置来测量待测组件待测对象时，利用第一偏光片设置于基座上表面并遮蔽第一开孔，第二偏光片设置于第二承载座下表面并遮蔽第二开孔，而待测对象则置放于第一承载座的上表面。通过测量组件测量穿过第一开孔及第二开孔的光线的变化，即可获得待测对象的光偏振度。其中，基座可由不透光且绝热的材质所制造，以避免测量时余光的干扰以及维持光源亮度的稳定。一般而言，为仿真真实产品状况，第一承载座的高度可等于或略大于偏光片的厚度，两者的差异一般不超过1毫米。此外，第二承载座具有一固定组件，可用来固设第二偏光片。

在本实用新型的实施例中，本实用新型还包括一悬吊机构，第二承载座可装设于悬吊机构的下方，悬吊机构可包括一调整机构使第二承载座可沿轴向上下移动，可以改变上偏光片与待测对象间的距离。调整机构更可包括粗调机构及微调机构。此外，悬吊机构更包括一驱动组件，以用来旋动第二承载座。

在本实用新型的一实施例中，本实用新型具有支架结构，用以架设悬吊机构。而在本实用新型其它实施例之中，本实用新型具有支架机构，不止可用以架设悬吊机构，更可使悬吊机构可沿着X轴方向、Y轴方向或X、Y轴两方向向量加总的方向移动，以对待测对象不同的位置进行测量。当然，当为固定的支架结构设计时，基座上板可设计为可动式的，也可达成对待测对象不同的位置进行测量的目的。

本实用新型基座内具有容置槽以容置光源，光源设计可选择性的采用固定式或是可抽换式设计。在可抽换式的设计中，为了使光源与上板下表面间能等距，另可设计不同高度的光源托座以配合不同光源的运用。

本实用新型更可包括一柱体，可配合第一开孔及第二开孔的形状以穿过两开孔并可为开孔紧密套合，如此可在测量装置装设时确保第二承载座与基座上板的平行度。

本实用新型更提供一种测量的方法。先将第一偏光片、第二偏光片分别设置于基座上表面并遮蔽第一开孔及第二承载座下表面并遮蔽第二开孔。旋转第二承载座以获得两偏光片间的平行偏振、垂直偏振或特定偏振的相对位置。在第一承载座上安置待测对象，则可测量其待测对象于第一、第二偏光片吸收轴不同夹角时的光学特性。另外，更可更换不同亮度与频谱的光源，再搭配上述的测量项目更可提供更多的实验数据，可对待测对象特性作更多的研究并增进产品性能。

本实用新型的优点在于，所提供的测量装置确实可以仿真真实的产品来进行测量，而且使测量变得非常的简便但却能获得更为详细的结果。

运用本实用新型所提供的测量装置无须制作非常多的样品以了解偏光片在不同夹角时的特性，例如使用步进马达来驱动第二承载座的旋转，可以测量到两偏光片间小至0.1度，甚至更小角度间对偏振光穿透度的变化，只需要一个样品。这大幅减少测量前备样的繁琐和费时。

附图说明

为让本实用新型的上述和其它目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附图式的详细说明如下：

图1为本实用新型较佳实施例测量薄层对光偏振度影响的装置的示意图；

图2为如何精确且快速的确认第二承载座与基座上板两基准面的平行度的示意图；

图3A及图3B为基座内可抽换光源的设计的示意图；以及

图4为本实用新型一实施例的立体图。

主要元件件符号说明：

10、20：测量装置

100、200：基座

101：容置槽

102、202：第一承载座

104、204：第二承载座

105：环形薄铁片

106：驱动组件

110：上板

112、122：开孔

114、126、128：光源

116、118：偏光片

119：待测对象

120：测量组件

124：圆柱体

130：托座

205：微调整机构

206：悬吊机构

207：粗调整机构

208、210：第一支架、第二支架

212：测量组件座

214：光源更换口

218：滑轨

220：横梁

具体实施方式

为使对本实用新型的目的、构造特征及其功能有进一步的了解，兹配合图标详细说明如下。

请参照图1，图1为本实用新型较佳实施例测量装置之示意图。测量装置10包括基座100、第一承载座102、第二承载座104、驱动组件106及测量组件120。

基座100，具有上板110以及其上具有至少一开孔112，且基座100内具有容置槽101以容置光源114。第一承载座102设于基座100的上板110上表面至少在开孔112的两侧。第二承载座104具有一开孔122且与开孔112同轴。第二承载座104平行设置于基座100的上方并由驱动组件106驱动旋转，在本实施例中驱动组件106可为一步进马达，且其上对应于开孔122的同轴处也具有开孔。而本测量装置10在实际操作时适于搭配偏光片使用，故在此实施中，第一偏光片116安置于基座100上表面并遮蔽开孔112，第二偏光片118设置于第二承载座104下表面并遮蔽第二承载座104上的开孔。待测对象119则是安置于第一承载座102的上表面。当旋转第二承载座104，测量组件120可测量穿过开孔112及第二承载座104上的开孔122的光线的变化，由此可得知待测对象119的光偏振度。其中，基座100可由不透光且绝热的材质，例如电木所制造，以避免测量时的光干扰以及维持光源亮度的稳定。

第一承载座102不只可用于承载待测对象119，更可用来固定第一偏光片116。据此，第一承载座102可以为可动式的设计，故可以先向外侧拉开，待第一偏光片116置入之后，再向内夹持固定第一偏光片116。

而第二偏光片118可通过磁吸法固设于第二承载座104下表面，亦即第二承载座104下表面设置有具磁性区块，例如嵌设磁铁于第二承载座104下表面，再利用一环形薄铁片105通过第二承载座104下表面设置有具有磁性区块(未绘示)的吸引将第二偏光片118固设于第二承载座104下表面，环形薄铁片105中间空心的部分约与第二承载座104上的开孔相当或大于第二承载座104上的开孔122。另外，也可以在第二承载座104上设置真空吸附装置，例如上下贯穿第二承载座104的抽真空信道或是在第二承载座104下表面设置静电电极，以使用真空吸附或是静电吸附的方式将第二偏光片118固设于第二承载座104下表面。第二承载座104亦可以使用不透光的材质，例如电木所制造，而能发挥遮光的功用，以避免测量时被其它非测量光线所干扰。

请继续参见图2，图2绘示如何精确且快速的确认第二承载座与基座上板两基准面的平行度的示意图。在本实施例中，基座上板110的开孔112及第二承载座104的开孔122为相同直径之圆形。在图1中测量装置10装设时，将与开孔112、122具有相同直径的圆柱体124穿过两开孔112、122并可为开孔112、122紧密套合，如此一来，即可简便且快速的确保第二承载座104与基座上板110的平行度。

为了使不同尺寸的光源与上板下表面间能成等距，本实施例另揭露一托座的设计。图3A及图3B绘示基座内可抽换光源的设计的示意图。如图3A及图3B所示，基座100具有一容置槽101，光源则可设置于容置槽101之内。在图3A及图3B中，光源126和光源128具有不同的高度，因此，在以光源128取代光源126时，则设置光源托座130于光源128的下方使光源126、128与上板110的下表面间的距离相同。

请再参见图1，本实施例所揭露的测量装置，可先将第一偏光片116先安置于基座100上板110的上表面，并可以第一承载座102将之固定并遮蔽开孔112。再将第二偏光片118通过第二承载座104的环形薄铁片105固定于第二承载座104的下表面并遮蔽开孔。将第二承载座104下降一高度使偏光片116与118间的距离约略等于待测对象119的厚度。通过旋转第二承载座104并以测量单元120测量光线的变化以获得两偏光片间的平行偏振、垂直偏振或特定偏振的相对位置。

接着，升起第二承载座104后在第一承载座102上安置待测对象119后，再将第二承载座104下降至第二偏光片118与待测对象119间的距离趋近于0，则可测量其待测对象119在第一偏光片116、第二偏光片118不同夹角时对光偏振的影响。另外，更可更换不同亮度与频谱的光源，再搭配上述的测量项目提供更多的实验数据，让研发人员对待测对象119特性作更多的研究并增进产品性能。而在此例中，待测对象119为彩色滤光片。针对滤光片可以使用不同种类的光源(如LED Black light)搭配来做测试，可以了解彩色光阻破坏了光的偏振度而导致漏光或是不同的光源对于光的偏振度的影响，使得对比度降低现象的严重程度。

在这样的测量中，第二偏光片118需尽量贴近待测对象119(彩色滤光片)是有其必要的，因为在实际的产品中，偏光片是直接贴附在彩色滤光片之上。在改变第二偏光片118与待测对象119间的距离的条件下测量彩色滤光片对比度的实验中发现如表一。

表一

第二偏光片118与待测对象119间的距离公分)

对比值

差异量(％)

0	23297	0
			2	24003	3.0
4	24520	5.2
			6	25964	11.4
8	26011	11.7

当第二偏光片118与待测对象119间的距离大于6公分时所测量得到的对比度比第二偏光片118紧贴待测对象119时所量得到的对比度高出约12％，这显示现有的测量方法无法有效筛检出不适当的待测对象，在制造产品时至少10％的产品会因对比度不佳而报废，或是被视为次级品。

图4绘示本实用新型一实施例的立体图。测量装置20包括基座200、第一承载座202、第二承载座204、悬吊机构206、第一支架208、第二支架210及测量组件座212。第一承载座202设置于基座200上且可沿着Y轴方向移动，两第一承载座202可朝相反方向移动以松开/夹持一偏光片。第二承载座204可装设于悬吊机构206的下方，悬吊机构206可包括一调整机构，其中该调整机构包括有一粗调机构207及一微调机构205，通过该粗调机构207及该微调机构205可对第二承载座204进行调整，使第二承载座204可沿Z轴方向上下移动，据以可以改变固设于第二承载座204下方的偏光片与待测对象间的距离。当进行距离调整时，可先通过该粗调机构207进行大幅度(长距离)的调整，让第二承载座204迅速地到达可测量的范围内，再利用该微调机构205进行小幅度的距离调整，以使第二承载座204到达预设的位置。悬吊机构206架设于第一支架208之上，在本实施例中，悬吊机构206在X轴与Y轴方向是固定式的设计。测量组件座212固设于横跨第二支架210的横梁220之上，第二支架210上具有滑轨218使横梁220可沿Y轴方向移动。测量组件座212的设计使装设于其上的测量组件(未绘示)可以在Z轴方向上下移动。所有的可移动组件上均有相对应的固定组件可以在组件到位后进行固定的工作(图中未绘示)。基座200前端具有一光源更换口214，当需更换光源时可将前盖(未绘示)取下/打开以更换光源，之后在关上前盖以达到遮光的目的。测量组件座212与横梁220间也可设置滑槽，使测量组件座212可沿X轴方向移动。

在本实施例中将悬吊机构206与测量组件座212分设于不同的第一支架208与第二支架210之上，但也能设置于同一支架之上使悬吊机构206与测量组件座212能同步移动。悬吊机构206也可设置于一横跨支架的横梁之上而使悬吊机构206可做X-Y轴(X轴或Y轴)的移动。如此的设计则可对待测对象不同的位置进行测量。另外，第二承载座204平行设置于基座200的上方并由驱动组件(未见于图上)驱动旋转，在本实施例中驱动组件可为一步进马达，且其上对应于第二承载座204上的开孔(未见于图上)的同轴处也具有开孔。

运用本实用新型确实具有下述的优点，确实可以仿真真实的产品来进行测量，而且使测量变得非常的简便但却能获得更为详细的结果，故可找出待测对象，例如彩色滤光片中彩色光阻破坏了光的偏振度而导致漏光，使得对比度降低的程度，并可测量其于上下偏光片吸收轴不同夹角时的光学特性。再者，可测量两平行偏光片间的多角度交叉的光学特性，用以评估偏光片的光学特性。另外，在了解液晶单元与偏光片夹角的特性时，无需准备多片样品，也无需担心两偏光片相对角度精度的疑虑，因为使用本实用新型测量设备与方法可利用电控程序精确控制两偏光片的夹角。另外，可置换不同的光源，利用此方式可更换不同亮度与频谱的背光模块，再搭配上述的测量项目更可提供更多的实验数据，可对材料特性作更多的研究并增进产品性能。

Claims (33)

1.一种测量装置，搭配一光源、第一偏光片及第二偏光片使用，以测量一对象的光偏振度，其特征在于，该测量装置包括：一基座，其内具有一用以供该光源配置的容置槽，而在该基座的顶面则具有一第一开孔，且该第一开孔上覆盖有该第一偏光片；一第一承载座，设于该基座的顶面上且至少位于该第一开孔的两侧；一第二承载座，设于该第一承载座的上方，其中该第二承载座上具有一第二开孔，且该第二开孔与该第一开孔位于同一轴心位置上，同时该第二偏光片设置于该第二承载座的底面，并覆盖该第二开孔；一驱动组件，与该第二承载座连接，且以驱动旋转该第二承载座；以及一测量组件，设置于该第二开孔的上方，并与该第二开孔为同一轴心，利用该测量组件测量通过该第一开孔及该第二开孔的光线的变化。

2.如权利要求1所述的测量装置，其特征在于，该第一承载座高度等于该第一偏光片的厚度。

3.如权利要求1所述的测量装置，其特征在于，该第一承载座高度大于该第一偏光片的厚度。

4.如权利要求3所述的测量装置，其特征在于，还包括一悬吊机构，该第二承载座装设于该悬吊机构的下方。

5.如权利要求4所述的测量装置，其特征在于，该悬吊机构包括一使该第二承载座可沿轴向上下移动的调整机构。

6.如权利要求5所述的测量装置，其特征在于，该调整机构包括一粗调机构和一微调机构。

7.如权利要求5所述的测量装置，其特征在于，还包括一用以架设该悬吊机构的第一支架结构。

8.如权利要求7所述的测量装置，其特征在于，该第一支架结构包括二支架及一横梁，该横跨架设于该二支架之上。

9.如权利要求8所述的测量装置，其特征在于，每一该支架包括一滑轨。

10.如权利要求4所述的测量装置，其特征在于，该测量组件设置于该悬吊机构之上。

11.如权利要求1所述的测量装置，其特征在于，还包括一用以架设该测量组件的第二支架结构。

12.如权利要求11所述的测量装置，其特征在于，该第二支架结构包括二支架及一横梁，该横梁横跨架设于该二支架之上。

13.如权利要求11所述的测量装置，其特征在于，该第二支架结构包括二滑轨及一横梁，该横梁横跨滑设于该二滑轨之上。

14.如权利要求1所述的测量装置，其特征在于，该基座一侧面具有一光源更换口。

15.如权利要求14所述的测量装置，其特征在于，还包括一用以改变光源至该上板下表面间距离的光源托座。

16.如权利要求1所述的测量装置，其特征在于，还包括一固定组件以将该第二偏光片固定于该第二承载座的底面。

17.如权利要求16所述的测量装置，其特征在于，该固定组件为设置于该第二基座底面的静电电极。

18.如权利要求16所述的测量装置，其特征在于，该固定组件为设置于该第二基座底面的磁性区块及一环形薄铁片。

19.如权利要求16所述的测量装置，其特征在于，该固定组件为设置于该第二基座底面的真空吸附机构。

20.一种测量装置，用以测量一对象的光偏振度，其特征在于，该测量装置包括：一基座，在该基座的顶面具有一第一开孔；一第一承载座，设于该基座的顶面上且至少位于该第一开孔的两侧；一第二承载座，设于该第一承载座的上方，其中该第二承载座上具有一第二开孔，且该第二开孔与该第一开孔位于同一轴心位置上；一驱动组件，与该第二承载座连接，用以驱动旋转该第二承载座；以及一测量组件，设置于该第二开孔的上方，并与该第二开孔为同一轴心，且用于测量该对象的光偏振度。

21.如权利要求20所述的测量装置，其特征在于，一第一偏光片覆盖该第一开孔上。

22.如权利要求21所述的测量装置，其特征在于，该第一承载座高度等于该第一偏光片的厚度。

23.如权利要求21所述的测量装置，其特征在于，该第一承载座高度大于该第一偏光片的厚度。

24.如权利要求20所述的测量装置，其特征在于，还包括一悬吊机构，该第二承载座装设于该悬吊机构的下方。

25.如权利要求24所述的测量装置，其特征在于，该悬吊机构包括一使该第二承载座可沿轴向上下移动的调整机构。

26.如权利要求25所述的测量装置，其特征在于，还包括一用以架设该悬吊机构第一支架结构。

27.如权利要求26所述的测量装置，其特征在于，该第一支架结构包括二支架及一横梁，该横跨架设于该二支架之上。

28.如权利要求20所述的测量装置，其特征在于，该基座一侧面具有一光源更换口。

29.如权利要求28所述的测量装置，其特征在于，还包括一用以改变光源至该上板下表面间的距离的光源托座。

30.如权利要求20所述的测量装置，其特征在于，还包括一固定组件以将该第二偏光片固定于该第二承载座的底面。

31.如权利要求30所述的测量装置，其特征在于，该固定组件为设置于该第二基座底面的静电电极。

32.如权利要求30所述的测量装置，其特征在于，该固定组件为设置于该第二基座底面的磁性区块及一环形薄铁片。

33.如权利要求30所述的测量装置，其特征在于，该固定组件为设置于该第二基座底面的真空吸附机构。

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