JP2000321546A - Liquid crystal display device, device and method to measure cell thickness of the device, and phase difference plate - Google Patents

Liquid crystal display device, device and method to measure cell thickness of the device, and phase difference plate

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JP2000321546A
JP2000321546A JP12667199A JP12667199A JP2000321546A JP 2000321546 A JP2000321546 A JP 2000321546A JP 12667199 A JP12667199 A JP 12667199A JP 12667199 A JP12667199 A JP 12667199A JP 2000321546 A JP2000321546 A JP 2000321546A
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liquid crystal
cell
retardation
display device
thickness
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Shinichi Terashita
慎一 寺下
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a liquid crystal display device, a measuring device for the cell thickness, a method for the measurement, and a phase difference plate by which the retardation (dLC×Δn) of the liquid crystal layer only in which liquid crystal molecules are present can be obtained and the cell thickness can be obtained. SOLUTION: The measuring device for cell thickness is used to measure the thickness of a liquid crystal cell 5 of a liquid crystal display device equipped with a liquid crystal layer having liquid crystal molecules in the liquid crystal region aligned almost perpendicular when no voltage is applied and a pair of substrates holding the liquid crystal layer between. The liquid crystal cell bas a pair of uniaxial phase difference plates having retardation in the plane attached to both outer faces of the cell with the slow phase axes aligned in the same direction. The measuring device is equipped with a stage 1 to mount the liquid crystal cell, a light source 2, a photodetector 3, and a rotating device 4. The light source 2 has a polarizer 23 and emits polarized light at 44 deg. to 46 deg. azimuth direction to the direction of the slow phase axes of the phase difference plates. The photodetector 3 has an analyzer 31 disposed in a cross-Nicol state with the polarizer for the polarized light and detects the quantity of transmitted light of the polarized light. The rotating device 4 changes the incident angle in the polar angle direction of the polarized light from the direction of the phase difference plate.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置、そ
のセル厚測定装置及び測定法並びに位相差板であり、特
に、正確なギャップ測定が可能である液晶表示装置、そ
のセル厚測定法及び測定方法並びに位相差板に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal display, a cell thickness measuring device and a measuring method thereof, and a retardation plate, and more particularly to a liquid crystal display capable of accurately measuring a gap, a cell thickness measuring method and a liquid crystal display. The present invention relates to a measuring method and a retardation plate.

【0002】[0002]

【従来の技術】液晶材料を使用した各種表示装置、例え
ばアクティブ駆動方式のTFT表示装置やPALC(プ
ラズマアドレス液晶)表示装置、デューティー駆動方式
のSTN表示装置が知られている。特に、PALC表示
装置はプラズマ放電を用いたスイッチング素子を使用す
る表示装置であり、超大型ディスプレイへの適用が注目
されている。PALC液晶表示装置は、TFTのような
半導体プロセスを含まないので低コストであり、低消費
電力の大型液晶表示装置としての可能性に注目が集めら
れている。上述した液晶表示装置は、軽量、薄型、低消
費電力等の特徴を持っており、かかる液晶表示装置は、
来るマルチメディア社会でのキーデバイスとして、各種
OA、AV機器分野等で応用開発がなされている。この
液晶表示装置には、両電極基板の近傍付近でネマティツ
ク液晶分子が約90度ねじれているTN表示モード、又
は、液晶分子が180度以上ねじれているSTN表示モ
ードが多用されている。また、特開平10−18633
0号公報には、広視野角特性を有し良好な表示品位が得
られる、液晶表示装置が開示されている。上述の液晶表
示装置において、セル厚は表示色や応答速度、配向の安
定性等に密接に関係しており、より高精度な測定法が求
められている。さらに、セル厚の正確な値の情報は、液
晶表示装置の設計や評価を行う上でも非常に重要であ
る。従来では、液晶材料が注入されていない空セルの状
態において、光干渉法を用いた測定法、液晶が注入され
たセルに対しては、クリスタルローテンション法を用
い、液晶層のリタデーションを測定して、セルギャップ
を求めるセル厚測定機器が多く市販されている。
2. Description of the Related Art Various display devices using a liquid crystal material, for example, an active drive type TFT display device, a PALC (plasma addressed liquid crystal) display device, and a duty drive type STN display device are known. In particular, a PALC display device is a display device using a switching element using plasma discharge, and its application to an ultra-large display has received attention. The PALC liquid crystal display device is low in cost because it does not include a semiconductor process such as a TFT, and has attracted attention for its potential as a large liquid crystal display device with low power consumption. The above-described liquid crystal display device has features such as light weight, thin shape, and low power consumption.
As a key device in the coming multimedia society, application development has been made in various OA, AV equipment fields and the like. In this liquid crystal display device, a TN display mode in which nematic liquid crystal molecules are twisted by about 90 degrees near the two electrode substrates or an STN display mode in which liquid crystal molecules are twisted by 180 degrees or more are frequently used. Also, Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-18633
No. 0 discloses a liquid crystal display device having a wide viewing angle characteristic and obtaining good display quality. In the above-mentioned liquid crystal display device, the cell thickness is closely related to the display color, the response speed, the stability of the alignment, and the like, and a more accurate measurement method is required. Further, information on the accurate value of the cell thickness is very important in designing and evaluating a liquid crystal display device. Conventionally, in the state of an empty cell in which no liquid crystal material is injected, the retardation of the liquid crystal layer is measured by using the measurement method using the optical interference method, and in the cell into which the liquid crystal is injected, using the crystal rotation method. Thus, many cell thickness measuring devices for determining the cell gap are commercially available.

【0003】しかしながら、光干渉法による空セル厚測
定では、液晶セルがITO(透明電極)、配向膜、カラ
ーフィルター等を有するため干渉が複雑になって、正確
さを欠くこととなり、高確度な値を求めることが難しい
という問題が見られた。さらに、液晶セルに液晶が封入
された時では、液晶層と基板との屈折率差が小さいため
に基板での界面反射が起こりにくく干渉縞が現れないの
で、液晶が注入されたセル厚を求めることが原理的にで
きない問題があった。一方のクリスタルローテンション
法では、ノーマリーホワイト表示の液晶の誘電率異方性
が正のNp液晶セルにおいてのみ測定が可能であり、負
のNn液晶セルには使用することができなかった。
However, in the measurement of the empty cell thickness by the optical interference method, since the liquid crystal cell has an ITO (transparent electrode), an alignment film, a color filter, and the like, the interference is complicated and the accuracy is lacking. There was a problem that it was difficult to determine the value. Furthermore, when liquid crystal is sealed in the liquid crystal cell, the difference in the refractive index between the liquid crystal layer and the substrate is small, so that interface reflection on the substrate hardly occurs and interference fringes do not appear. There was a problem that could not be done in principle. On the other hand, in the crystal rotation method, the dielectric constant anisotropy of a normally white liquid crystal can be measured only in a positive Np liquid crystal cell, and cannot be used in a negative Nn liquid crystal cell.

【0004】特開平3−115804号公報は、セル厚
測定器の下側透明絶縁性基板のラビング方向と、測定対
称液晶パネルの上側透明絶縁性基板のラビング方向とが
互いに直交するように重ね合わせ、さらにこれらパネル
の両側に吸収軸方向が互いに直交する2枚の偏光板を配
置することにより、小型軽量の測定器とすることが提案
されている。また、特開平4−80641号公報におい
て、液晶セルを2つの偏光子の間に配置したときの透過
するスペクトルを偏光子の角度を90度変えて比較する
ことにより、液晶セルの光学位相差やセル厚、液晶複屈
折を正確に得られるようにすることが開示されている。
そして、特開平4−184207号公報においては、印
加する電圧を変化させながら透過光量を検出し、透過光
量が最低となる電圧を求めることにより、簡便かつ正確
な測定を可能とすることが提案されている。また、特開
平5−71924号公報には、誘電率異方性が正のNp
液晶が注入された液晶セルを閾値電圧の50倍以上の高
電圧、もしくは、磁界の50倍以上の高磁界をかけなが
ら測定することが開示されている。以上のように、セル
厚を測定する方法においてさまざまな手法の提案がなさ
れている。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-115804 discloses that the rubbing direction of a lower transparent insulating substrate of a cell thickness measuring device and the rubbing direction of an upper transparent insulating substrate of a measurement symmetric liquid crystal panel are overlapped so as to be orthogonal to each other. Further, it has been proposed to provide a small and lightweight measuring instrument by disposing two polarizing plates whose absorption axis directions are orthogonal to each other on both sides of these panels. Also, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-80641, by comparing the spectrum transmitted when a liquid crystal cell is arranged between two polarizers by changing the angle of the polarizer by 90 degrees, the optical phase difference of the liquid crystal cell and It is disclosed that the cell thickness and the liquid crystal birefringence can be accurately obtained.
Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-184207 proposes that a simple and accurate measurement can be performed by detecting the amount of transmitted light while changing the applied voltage and obtaining a voltage at which the amount of transmitted light is minimized. ing. Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 5-71924 discloses that Np having a positive dielectric anisotropy is positive.
It is disclosed that a liquid crystal cell into which liquid crystal is injected is measured while applying a high voltage of 50 times or more of a threshold voltage or a high magnetic field of 50 times or more of a magnetic field. As described above, various methods have been proposed for measuring the cell thickness.

【0005】しかしながら、空セルのみ測定が可能な光
干渉法、電圧無印加時に水平配向のNp液晶セルの基板
に偏光光を入射させた時、基板に平行な面内に方向にお
いて位相差が生じる透過率の入射角依存性を測定するク
リスタルローテンション法や上記その他の測定法等で
は、カラーフィルター付きの液晶セルで、電圧無印加時
には垂直配向で、液晶の誘電率異方性が負のNn液晶を
注入したセルを電界や磁界をかけない状態で簡便に、透
過光量の入射角依存性を測定することで液晶セルのリタ
デーションを求めることは不可能であった。つまり、基
板に対して液晶分子が垂直配向した状態では、基板面内
方向に光学位相差が無い状態(等方性)であるから、測
定不可能であった。
However, the optical interferometry, which can measure only empty cells, causes a phase difference in the direction parallel to the substrate when polarized light is incident on the substrate of a horizontally aligned Np liquid crystal cell when no voltage is applied. In the crystal rotation method for measuring the incident angle dependence of the transmittance and the other measurement methods described above, a liquid crystal cell with a color filter is vertically aligned when no voltage is applied, and the dielectric anisotropy of the liquid crystal is negative Nn. It has not been possible to easily determine the retardation of a liquid crystal cell by simply measuring the incident angle dependence of the amount of transmitted light without applying an electric or magnetic field to the cell into which the liquid crystal has been injected. That is, in a state where the liquid crystal molecules are vertically aligned with respect to the substrate, there is no optical phase difference in the in-plane direction of the substrate (isotropic), so that the measurement cannot be performed.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記課題を
解決し、液晶セルに電圧をかけずに、簡便で、正確なセ
ル厚の測定を可能にするものであり、液晶セルの各構成
部材であるガラス板、カラーフィルター、透明電極や配
向膜は光学的に等方性であるため、液晶分子が存在する
液晶層のみのリタデーション(dLC・△n)を求めるこ
とができ、セル厚を求めることができる液晶表示装置、
そのセル厚測定装置及び測定法並びに位相差板を提供す
るものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and enables a simple and accurate measurement of the cell thickness without applying a voltage to the liquid crystal cell. Since the glass plates, color filters, transparent electrodes, and alignment films that are members are optically isotropic, the retardation (d LC · Δn) of only the liquid crystal layer where the liquid crystal molecules exist can be obtained, and the cell thickness can be obtained. Liquid crystal display device,
An object of the present invention is to provide a cell thickness measuring device, a measuring method, and a retardation plate.

【0007】[0007]

【本発明が解決しようとする手段】本発明は、液晶領域
中の液晶分子が電圧無印加時に略垂直に配向する液晶層
と、該液晶層を挾持する1対の基板と、を備える液晶表
示装置の液晶セルの厚さを測定するセル厚測定装置にお
いて、面内にリタデーションを有する1対の1軸性位相
差板をその遅相軸方向をそろえて両外側表面に取付けた
液晶セルを搭載するステージと、偏光子を有し、かつ、
前記位相差板の遅相軸方向に対して方位角方向44度〜
46度の偏光光を液晶セルに出射する光源と、該偏光光
に対して前記偏光子とクロスニコルに配設された検光子
と受光器とを有し、かつ、偏光光の透過光量を検出する
光検出器と、前記位相差板の遅相軸方向に対して垂直な
方向から偏光光の極角方向入射角を変化させる回転装置
と、を備える液晶表示装置のセル厚測定装置である。
The present invention provides a liquid crystal display comprising a liquid crystal layer in which liquid crystal molecules in a liquid crystal region are aligned substantially vertically when no voltage is applied, and a pair of substrates sandwiching the liquid crystal layer. In a cell thickness measuring device that measures the thickness of the liquid crystal cell of the device, a liquid crystal cell in which a pair of uniaxial retardation plates having in-plane retardation are attached to both outer surfaces with their slow axes aligned. Having a stage and a polarizer, and
Azimuth angle direction 44 degrees to the slow axis direction of the retardation plate
A light source that emits polarized light of 46 degrees to the liquid crystal cell, an analyzer and a light receiver that are disposed in crossed Nicols with respect to the polarized light, and that detects the amount of transmitted polarized light. The present invention is a cell thickness measuring device for a liquid crystal display device, comprising: a photodetector; and a rotating device that changes an incident angle of a polarized light in a polar direction from a direction perpendicular to a slow axis direction of the retardation plate.

【0008】また、本発明は、上記回転装置は光源と光
検出器の受光器とを同期して回転させて極角方向入射角
を変化させる液晶表示装置の液晶セル厚測定装置であ
る。
The present invention is also a liquid crystal cell thickness measuring device for a liquid crystal display device in which the rotating device rotates a light source and a light receiving device of a photodetector in synchronization to change an incident angle in a polar angle direction.

【0009】そして、本発明は、上記回転装置はステー
ジを回転させて極角方向入射角を変化させる液晶表示装
置の液晶セル厚測定装置である。
The present invention is a liquid crystal cell thickness measuring device for a liquid crystal display device in which the rotating device rotates a stage to change an incident angle in a polar angle direction.

【0010】更に、本発明は、上記光源は単色レーザ光
源又は光学着色フィルタを有する光源である液晶表示装
置のセル厚測定装置である。
Further, the present invention is the cell thickness measuring device for a liquid crystal display device, wherein the light source is a monochromatic laser light source or a light source having an optical coloring filter.

【0011】また、本発明は、上記光源はY視感度フィ
ルターを有するランプユニットを備える液晶表示装置の
セル厚測定装置である。光源の波長については、バンド
パスフィルターや単色光レーザーで約550nmに単色
化することが好ましい。
The present invention is also a cell thickness measuring device for a liquid crystal display device, wherein the light source includes a lamp unit having a Y luminosity filter. Regarding the wavelength of the light source, it is preferable to make the wavelength of the light source monochromatic to about 550 nm using a band-pass filter or a monochromatic laser.

【0012】そして、本発明は、上記ステージは、温度
コントローラを備え、そして、任意の点を測定すること
が可能なX−Yステージである液晶表示装置のセル厚測
定装置である。
Further, the present invention is a cell thickness measuring device of a liquid crystal display device, wherein the stage is provided with a temperature controller and is an XY stage capable of measuring an arbitrary point.

【0013】更に、本発明は、上記偏光子は任意の角度
にセットすることができる液晶表示装置のセル厚測定装
置である。
Further, the present invention is a cell thickness measuring device of a liquid crystal display device, wherein the polarizer can be set at an arbitrary angle.

【0014】また、本発明は、上記光検出器はフォトダ
イオード及び低ノイズアンプを有する液晶表示装置のセ
ル厚測定装置である。
The present invention is also a cell thickness measuring device for a liquid crystal display device, wherein the photodetector has a photodiode and a low noise amplifier.

【0015】そして、本発明は、上記光検出器はディス
プレイを有する液晶表示装置のセル厚測定装置である。
The present invention is a cell thickness measuring device for a liquid crystal display device in which the photodetector has a display.

【0016】更に、本発明は、屈折率差が△nである液
晶材料を有し、かつ、液晶領域中の液晶分子が電圧無印
加時に略垂直に配向する液晶層と、該液晶層を挾持する
1対の基板と、を備える液晶表示装置の液晶セルの厚さ
を測定するセル厚測定法において、測定する液晶表示装
置の液晶セルの両外側表面に、面内にリタデーションを
有し、かつ、所定厚さの1対の1軸性位相差板をその遅
相軸をそろえて取付け、次に、該位相差板の遅相軸方向
に対して方位角方向44度〜46度の偏光光を、位相差
板の遅相軸方向に対して垂直な方向から極角方向入射角
を変化させながら液晶セルに入射させ、一方、前記偏光
光の光源が有する偏光子に対しクロスニコルに配設した
検光子を有する光検出器で透過光量を検出するととも
に、得られた光量が最低又は消光状態である消光位置角
度を測定し、そして、測定した消光位置角度に対応する
液晶セルのリタデーションを位相差板の厚さにおける消
光位置角度と液晶セルリタデーションとの校正曲線から
得、次に、得られた液晶セルリタデーション値及び液晶
材料の屈折率差△nを使用してセルの厚さを算出する液
晶表示装置のセル厚測定法である。
Further, the present invention provides a liquid crystal layer having a liquid crystal material having a refractive index difference of Δn, wherein liquid crystal molecules in a liquid crystal region are aligned substantially vertically when no voltage is applied, and the liquid crystal layer is sandwiched. A thickness of a liquid crystal cell of a liquid crystal display device having a pair of substrates to be measured, wherein both outer surfaces of the liquid crystal cell of the liquid crystal display device to be measured have in-plane retardation, and A pair of uniaxial retardation plates having a predetermined thickness are mounted with their slow axes aligned, and then polarized light having an azimuth angle of 44 to 46 degrees with respect to the slow axis direction of the retardation plates. Is incident on the liquid crystal cell while changing the incident angle in the polar angle direction from a direction perpendicular to the slow axis direction of the retardation plate, while being disposed in crossed Nicols with respect to the polarizer of the light source of the polarized light. The amount of transmitted light is detected by a photodetector having a The extinction position angle in the low or extinction state is measured, and the retardation of the liquid crystal cell corresponding to the measured extinction position angle is obtained from the calibration curve of the extinction position angle and the liquid crystal cell retardation at the thickness of the retardation plate. A cell thickness measuring method for a liquid crystal display device in which the cell thickness is calculated using the obtained liquid crystal cell retardation value and the refractive index difference Δn of the liquid crystal material.

【0017】また、本発明は、上記位相差板の厚さにお
ける消光角度と液晶セルリタデーションとの校正曲線は
光学計算により得られたものである液晶表示装置のセル
厚測定法である。
The present invention is also a method for measuring the cell thickness of a liquid crystal display device, wherein the calibration curve between the extinction angle and the liquid crystal cell retardation in the thickness of the above retardation plate is obtained by optical calculation.

【0018】そして、本発明は、上記位相差板の厚さに
おける消光角度と液晶セルリタデーションとの校正曲線
は、屈折率差△n及びセル厚さが判明している液晶表示
装置について測定して得られたものである液晶表示装置
のセル厚測定法である。
In the present invention, the calibration curve between the extinction angle and the liquid crystal cell retardation in the thickness of the retardation plate is measured for a liquid crystal display device in which the refractive index difference Δn and the cell thickness are known. This is a method for measuring the cell thickness of the obtained liquid crystal display device.

【0019】更に、本発明は、取付ける1軸性位相差板
のリタデーションションは10nm〜50nmである液
晶表示装置のセル厚測定法である。
Further, the present invention relates to a method for measuring a cell thickness of a liquid crystal display device in which a retardation of a mounted uniaxial retardation plate is 10 nm to 50 nm.

【0020】また、本発明は、誘電率異方性が負の液晶
材料を有し、かつ、液晶領域中の液晶分子が電圧無印加
時に略垂直に配向する液晶層と、該液晶層を挾持し、か
つ、垂直配向膜を有する1対の基板と、を備える液晶表
示装置において、液晶セルの両外側表面に、面内にリタ
デーションションを有し、かつ、該リタデーションショ
ンが10nm〜50nmである1対の1軸性位相差板を
遅相軸方向をそろえて取付けている液晶表示装置であ
る。
The present invention also provides a liquid crystal layer having a liquid crystal material having a negative dielectric anisotropy and in which liquid crystal molecules in a liquid crystal region are aligned substantially vertically when no voltage is applied, and sandwiches the liquid crystal layer. And a pair of substrates having a vertical alignment film, wherein both outer surfaces of the liquid crystal cell have in-plane retardation, and the retardation is 10 nm to 50 nm. This is a liquid crystal display device in which a pair of uniaxial retardation plates are mounted with their slow axis directions aligned.

【0021】そして、本発明は、上記液晶表示装置のセ
ル厚測定法で使用される位相差板であって、面内にリタ
デーションを有し、かつ、該リタデーションションが1
0nm〜50nmであり、そして、1軸性である位相差
板である。
Further, the present invention relates to a retardation plate used in the cell thickness measuring method of the liquid crystal display device, wherein the retardation plate has in-plane retardation and the retardation is 1%.
The retardation plate has a thickness of 0 nm to 50 nm and is uniaxial.

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】以下、本発明の発明の実施の形態
を説明する。本発明の液晶表示装置、そのセル厚測定装
置及び測定法並びに位相差板について、発明の概要等
を、図1〜図3を用いて説明する。図1は、本発明のセ
ル厚測定装置の概要説明図である。図2は、本発明にお
けるセル厚測定に使用する位相差板及び極角方向の説明
図である。図3(a)は、本発明における消光位置角度
と液晶リタデーションの関係の説明図であり、図3
(b)は、位相差板のリタデーションとセル厚値誤差幅
の関係の説明図である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. The outline and the like of the liquid crystal display device, the cell thickness measuring device and the measuring method thereof, and the retardation plate of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a schematic explanatory view of a cell thickness measuring device of the present invention. FIG. 2 is an explanatory view of a retardation plate used for measuring a cell thickness in the present invention and a polar angle direction. FIG. 3A is an explanatory diagram of the relationship between the extinction position angle and the liquid crystal retardation in the present invention.
(B) is an explanatory view of the relationship between the retardation of the phase difference plate and the cell thickness value error width.

【0023】本発明のセル厚測定装置は、液晶領域中の
液晶分子が電圧無印加時に略垂直に配向する液晶層と、
液晶層を挾持する1対の基板と、を備える液晶表示装置
の液晶セルの厚さを測定する装置であって、面内にリタ
デーションを有する1対の1軸性位相差板をその遅相軸
方向をそろえて両外側表面に取付けた液晶セルを搭載す
るステージと、偏光子を有し、かつ、位相差板の遅相軸
方向に対して方位角方向44度〜46度の偏光光を液晶
セルに出射する光源と、偏光光に対して偏光子とクロス
ニコルに配設された検光子と受光器とを有し、かつ、偏
光光の透過光量を検出する光検出器と、位相差板の遅相
軸方向に対して垂直な方向から偏光光の極角方向入射角
を変化させる回転装置と、を備えたセル厚測定装置であ
り、図1に示すように、ステージ1、光源2、光検出器
3、回転装置4、等を備えている。ステージ1は、測定
する液晶セル5を搭載する。光源2は、ランプユニット
21、光学着色フィルタ22及び偏光子23等からな
り、液晶セルの両外側表面に遅相軸方向をそろえて取付
けた1対の1軸性位相差板8の遅相軸方向に対して方位
角方向44度〜46度の単色偏光光を液晶セル5に出射
する。光検出器3は、検光子31、受光器32及び光検
出部33等からなり、光源2からの偏光光の透過光量を
検出する。検光子31は、偏光光に対して偏光子21と
クロスニコルに配設される。回転装置4は、回転機構4
1、ステージユニット42及び角度操作スイッチ43等
からなり、光源2及び受光器32を同期させて回転さ
せ、位相差板8の遅相軸方向に対して垂直な方向から偏
光光の極角方向入射角を変化させる。位相差板8の遅相
軸方向に対して垂直な方向から偏光光の極角方向入射角
が変化すると、光検出器3が検出する透過光量は減少し
て最低又は消光状態となり、消光位置角度を測定するこ
とができる。ステージ1を回転させる回転装置を使用す
ることも可能である。光源2として単色レーザ光源とす
ることができる。また、光源2は、Y視感度フィルター
を有するランプユニットを備えることができる。ステー
ジ1は、温度コントローラを備え、そして、任意の点を
測定することが可能なX−Yステージとすることができ
る。偏光子21は、任意の角度にセットすることができ
る。光検出器3は、フォトダイオード及び低ノイズアン
プを有することができる。光検出器3は、ディスプレイ
を有することができる。このセル厚測定装置は、構成が
簡単であり、カラーフィルター付きの液晶セルについて
も使用することができ、電圧無印加状態で、短時間で、
そして、非破壊で測定することができ、インラインとし
て組み込むことが可能で、また、低コストで設計製造す
ることができる。液晶材料の屈折率差△nは温度に依存
するので、液晶表示装置を一定温度に保つための温度コ
ントロール装置(ヒーター及びクーリングユニット)を
備えることが好ましい。ランプユニットからの単色偏光
光の角度は、1軸性位相差板の遅相軸方向に対して44
度〜46度なすように入射され、そして、45度のと
き、最も消光位置が顕著に現われる。
The cell thickness measuring apparatus according to the present invention comprises: a liquid crystal layer in which liquid crystal molecules in a liquid crystal region are aligned substantially vertically when no voltage is applied;
An apparatus for measuring the thickness of a liquid crystal cell of a liquid crystal display device, comprising a pair of substrates sandwiching a liquid crystal layer, wherein a pair of uniaxial retardation plates having in-plane retardation is provided with a slow axis. A stage having a liquid crystal cell mounted on both outer surfaces aligned in the same direction, a polarizer, and a liquid crystal that emits polarized light having an azimuth angle of 44 to 46 degrees with respect to the slow axis direction of the retardation plate. A light source that emits light to the cell, a light detector that has a polarizer and an analyzer and a light receiver that are arranged in crossed Nicols for the polarized light, and that detects a transmitted light amount of the polarized light, and a phase difference plate A rotation device that changes the incident angle of the polarized light in the polar direction from a direction perpendicular to the slow axis direction of the cell thickness measurement device, as shown in FIG. It includes a light detector 3, a rotation device 4, and the like. The stage 1 has a liquid crystal cell 5 to be measured. The light source 2 includes a lamp unit 21, an optical coloring filter 22, a polarizer 23, and the like, and the slow axis of a pair of uniaxial retardation plates 8 attached to both outer surfaces of the liquid crystal cell with their slow axes aligned. Monochromatic polarized light having an azimuthal direction of 44 to 46 degrees with respect to the direction is emitted to the liquid crystal cell 5. The photodetector 3 includes an analyzer 31, a photodetector 32, a photodetector 33, and the like, and detects the amount of transmitted polarized light from the light source 2. The analyzer 31 is disposed in crossed Nicols with the polarizer 21 for polarized light. The rotation device 4 includes a rotation mechanism 4
1. The light source 2 and the light receiver 32 are rotated in synchronization with each other, including a stage unit 42 and an angle operation switch 43. Polarized light is incident from a direction perpendicular to the slow axis direction of the phase difference plate 8 in a polar angle direction. Change the angle. When the incident angle of the polarized light in the polar direction changes from a direction perpendicular to the slow axis direction of the phase difference plate 8, the amount of transmitted light detected by the photodetector 3 decreases and becomes the minimum or extinction state, and the extinction position angle Can be measured. It is also possible to use a rotating device for rotating the stage 1. The light source 2 can be a monochromatic laser light source. In addition, the light source 2 can include a lamp unit having a Y luminosity filter. Stage 1 can be an XY stage that includes a temperature controller and can measure any point. The polarizer 21 can be set at any angle. The light detector 3 can include a photodiode and a low noise amplifier. The light detector 3 can have a display. This cell thickness measuring device has a simple structure and can be used for a liquid crystal cell with a color filter.
It can be measured nondestructively, can be incorporated inline, and can be designed and manufactured at low cost. Since the refractive index difference Δn of the liquid crystal material depends on the temperature, it is preferable to provide a temperature control device (a heater and a cooling unit) for keeping the liquid crystal display device at a constant temperature. The angle of the monochromatic polarized light from the lamp unit is 44 ° with respect to the slow axis direction of the uniaxial retardation plate.
The extinction position is most noticeable at 45 degrees.

【0024】本発明のセル厚測定法は、屈折率差が△n
である液晶材料を有し、かつ、液晶領域中の液晶分子が
電圧無印加時に略垂直に配向する液晶層と、液晶層を挾
持する1対の基板と、を備える液晶表示装置の液晶セル
の厚さを測定する方法であり、測定する液晶表示装置の
液晶セルの両外側表面に、面内にリタデーションを有
し、かつ、所定厚さの1対の1軸性位相差板をその遅相
軸方向をそろえて取付け、次に、位相差板の遅相軸方向
に対して方位角方向44度〜46度の偏光光を、位相差
板の遅相軸方向に対して垂直な方向から極角方向入射角
を変化させながら液晶セルに入射させ、一方、偏光光の
光源が有する偏光子に対しクロスニコルに配設した検光
子を有する光検出器で透過光量を測定するとともに、得
られた光量が最低又は消光状態である消光位置角度を測
定し、そして、測定した消光位置角度に対応する液晶セ
ルのリタデーションを位相差板の厚さにおける消光位置
角度と液晶セルリタデーションとの校正曲線から得、次
に、得られた液晶セルリタデーション値及び液晶材料の
屈折率差△nを使用してセルの厚さを算出するセル厚測
定法である。位相差板の厚さにおける消光角度と液晶セ
ルリタデーションとの校正曲線は、光学計算により得ら
れたものとすることができる。また、位相差板の厚さに
おける消光角度と液晶セルリタデーションとの校正曲線
は、屈折率差△n及びセル厚さが判明している液晶表示
装置について測定して得られたものであるとすることが
できる。そして、取付ける1軸性位相差板のリタデーシ
ョンションは、10nm〜50nmであるとすることが
できる。これにより、パネル作製工程でセル厚の検査を
行うことができ、そして、セル厚制御は表示特性や表示
品位に大きな影響を及ぼすため、液晶表示装置の品質管
理及び歩留まり工場に貢献することができる。
According to the cell thickness measuring method of the present invention, the refractive index difference is Δn
A liquid crystal cell of a liquid crystal display device comprising: a liquid crystal layer having a liquid crystal material of the formula (1), and in which liquid crystal molecules in a liquid crystal region are aligned substantially vertically when no voltage is applied, and a pair of substrates sandwiching the liquid crystal layer. A method for measuring the thickness of a liquid crystal cell of a liquid crystal display device to be measured, which has in-plane retardation on both outer surfaces and a pair of uniaxial retardation plates having a predetermined thickness and a retardation thereof. Then, polarized light having an azimuth angle of 44 to 46 degrees with respect to the slow axis direction of the phase difference plate is applied from a direction perpendicular to the slow axis direction of the phase difference plate. The incident light was incident on the liquid crystal cell while changing the angle of incidence in the angular direction, while the amount of transmitted light was measured with a photodetector having an analyzer arranged in a crossed Nicols with respect to the polarizer of the light source of the polarized light. Measure the extinction position angle where the amount of light is minimum or in the extinction state, and The retardation of the liquid crystal cell corresponding to the extinction position angle obtained from the calibration curve of the extinction position angle and the liquid crystal cell retardation at the thickness of the retardation plate, and then the obtained liquid crystal cell retardation value and the refractive index difference of the liquid crystal material. This is a cell thickness measurement method for calculating the cell thickness using Δn. The calibration curve between the extinction angle and the liquid crystal cell retardation at the thickness of the retardation plate can be obtained by optical calculation. Also, it is assumed that the calibration curve of the extinction angle and the liquid crystal cell retardation at the thickness of the retardation plate is obtained by measuring a liquid crystal display device whose refractive index difference Δn and cell thickness are known. be able to. And the retardation of the uniaxial phase difference plate to be attached can be set to 10 nm to 50 nm. As a result, the cell thickness can be inspected in the panel manufacturing process, and the cell thickness control has a large effect on the display characteristics and display quality, which can contribute to the quality control of the liquid crystal display device and the yield factory. .

【0025】本発明における測定する液晶表示装置は、
誘電率異方性が負の液晶材料を有し、かつ、液晶領域中
の液晶分子が電圧無印加時に略垂直に配向する液晶層
と、液晶層を挾持し、かつ、垂直配向膜を有する1対の
基板と、を備えており、液晶セルの両外側表面に、面内
にリタデーションを有し、かつ、リタデーションが10
nm〜50nmである1対の1軸性位相差板をその遅相
軸方向をそろえて取付けている。また、本発明において
測定する際に使用される位相差板は、面内にリタデーシ
ョンを有し、かつ、リタデーションションが10nm〜
50nmであり、そして、1軸性である。1軸性位相差
板としては、板状のものやフィルム状のものをガラス板
に貼付けたものが挙げられる。
The liquid crystal display device to be measured in the present invention is:
A liquid crystal layer having a liquid crystal material having a negative dielectric anisotropy and in which liquid crystal molecules in a liquid crystal region are aligned substantially vertically when no voltage is applied, and a liquid crystal layer sandwiching the liquid crystal layer and having a vertical alignment film. And a pair of substrates, wherein both outer surfaces of the liquid crystal cell have in-plane retardation, and the retardation is 10%.
A pair of uniaxial retardation plates having a thickness of 50 nm to 50 nm are mounted with their slow axis directions aligned. Further, the retardation plate used in the measurement in the present invention has in-plane retardation, and the retardation is 10 nm or more.
50 nm and uniaxial. Examples of the uniaxial retardation plate include a plate-like plate and a film-like plate attached to a glass plate.

【0026】本発明の液晶表示装置、そのセル厚測定装
置及び測定法並びに位相差板について、その測定原理等
について、説明する。測定する液晶表示装置の液晶パネ
ルには、面内にリタデーションを有する一軸性の位相差
板(リタデーション:10nm〜50nm)を両外側に
軸方向を揃えて配置する。この液晶表示装置をサンプル
ステージにセットし、ランプユニットから出る単色光は
液晶表示装置を通って、検出器及び検出器ユニットによ
って光量が検出される。
The liquid crystal display device of the present invention, its cell thickness measuring device, its measuring method, and the retardation plate will be described with respect to the measurement principle and the like. On a liquid crystal panel of a liquid crystal display device to be measured, a uniaxial retardation plate (retardation: 10 nm to 50 nm) having in-plane retardation is arranged on both outer sides with the axial direction aligned. The liquid crystal display device is set on a sample stage, and the monochromatic light emitted from the lamp unit passes through the liquid crystal display device, and the amount of light is detected by the detector and the detector unit.

【0027】検光子は、偏光子に対しクロスニコルにな
るよう配設される。そして、一軸性の位相差板8は、図
2(a)に示すように、遅相軸方向が偏光子及び検光子
の吸収軸方向に対して44度〜46度、好ましくは45
度、になるよう液晶セル5の両外側表面に取付けられ
る。そのため、光源からの単色偏光光の偏光角度は、一
軸性の位相差板の遅相軸方向に対して44度〜46度、
好ましくは45度、になすように入射される。また、光
源からの単色偏光光は、図2(a)に示すように、位相
差板8の遅相軸方向に対して垂直な方向からの極角方向
入射角を変化させながら入射される。これにより、図2
(b)に示すように、液晶表示装置の液晶セル5の両側
に1軸性位相差板8をセットし、ランプユニットからの
単色偏光光の極角方向入射角の変化に応じた光量の変化
を測定し、得られる光量又は透過率が最低又は消光状態
である消光角度を検出することができる。
The analyzer is arranged so as to be crossed with respect to the polarizer. Then, as shown in FIG. 2A, the uniaxial retardation plate 8 has a slow axis direction of 44 to 46 degrees, preferably 45 degrees with respect to the absorption axis directions of the polarizer and the analyzer.
It is attached to both outer surfaces of the liquid crystal cell 5 in such a manner. Therefore, the polarization angle of the monochromatic polarized light from the light source is 44 to 46 degrees with respect to the slow axis direction of the uniaxial retardation plate,
The light is preferably incident at 45 degrees. Further, as shown in FIG. 2A, the monochromatic polarized light from the light source is incident while changing the incident angle in the polar direction from a direction perpendicular to the slow axis direction of the phase difference plate 8. As a result, FIG.
As shown in (b), the uniaxial retardation plates 8 are set on both sides of the liquid crystal cell 5 of the liquid crystal display device, and the change in the light amount according to the change in the polar angle incident angle of the monochromatic polarized light from the lamp unit. Is measured, and the extinction angle at which the obtained light amount or transmittance is minimum or in the extinction state can be detected.

【0028】本発明で使用する傾斜角−セル厚の校正曲
線の一例について、説明する。解析セル設定パラメータ
ーは、電圧は無印加(0V)、セル厚(3μm〜8μ
m)、液晶物性定数(カイラル長:−24μm、屈折率
no:1.47914、ne:1.55284、△n:
0.0737)、液晶ダイレクターの初期分布(プレチ
ルト角度:90度、ツイスト角:−90度)を平衡状態
として、Gibbs、Helmholtsのエネルギー
方程式を解いて、液晶ダイレクターの配向分布を求め
る。次に、偏光子及び位相差板の屈折率及び厚みと液晶
ダイレクターの配向分布をパラメーターとして、透過型
の表示器モデルである時の透過率を1軸性の位相差板
(面内リタデーション:10nm〜50nm)の遅相軸
に対して90度の方位、傾斜角について、拡張ジョーン
ズマトリックス法の2×2行列式を用いて計算した。最
低透過率の時の入射した偏光光の傾斜角、つまり消光位
置角度θ(単位:度)を液晶セルのリタデーションdLC
・△nに対して、プロットして、図3(a)を得た。こ
の時、各1軸性の位相差板のリタデーション10nm〜
50nmに対する曲線について、以下の3次の多項式近
似を行い、次式(1)〜(5)の校正曲線を得た。 10nm:dLC・△n≒−0.0279θ3+3.3896θ2 −137.96θ+2113.2 (1) 20nm:dLC・△n≒−0.0174θ3+2.4934θ2 −124・48θ+2434.7 (2) 30nm:dLC・△n≒−0.0064θ3+1.2130θ2 −80.123θ+2126.9 (3) 40nm:dLC・△n≒−0.0060θ3+1.2056θ2 −84.843θ+2419.5 (4) 50nm:dLC・△n≒−0.0044θ3+0.9870θ2 −76.648θ+2452.0 (5) そして、上記の各校正曲線は、液晶材料の屈折率差△n
が相違していても、同じ近似式であった。
An example of the tilt angle-cell thickness calibration curve used in the present invention will be described. The analysis cell setting parameters were: no voltage applied (0 V), cell thickness (3 μm to 8 μm).
m), liquid crystal physical constants (chiral length: −24 μm, refractive index no: 1.47914, ne: 1.55284, Δn:
0.0737), the initial distribution (pretilt angle: 90 degrees, twist angle: -90 degrees) of the liquid crystal director is set to an equilibrium state, and the energy distribution of Gibbs and Helmholts is solved to determine the orientation distribution of the liquid crystal director. Next, by using the refractive index and thickness of the polarizer and the retardation plate and the orientation distribution of the liquid crystal director as parameters, the transmittance of the transmissive display model is changed to a uniaxial retardation plate (in-plane retardation: An azimuth and an inclination angle of 90 degrees with respect to the slow axis of 10 nm to 50 nm) were calculated using a 2 × 2 determinant of the extended Jones matrix method. The tilt angle of the incident polarized light at the lowest transmittance, that is, the extinction position angle θ (unit: degree) is determined by the retardation d LC of the liquid crystal cell.
-Plotted against Δn to obtain FIG. 3 (a). At this time, the retardation of each uniaxial retardation plate is 10 nm or more.
The following third-order polynomial approximation was performed on the curve for 50 nm, and calibration curves of the following equations (1) to (5) were obtained. 10nm: d LC · △ n ≒ -0.0279θ 3 + 3.3896θ 2 -137.96θ + 2113.2 (1) 20nm: d LC · △ n ≒ -0.0174θ 3 + 2.4934θ 2 -124 · 48θ + 2434.7 ( 2) 30 nm: d LC · {n} −0.0064θ 3 + 1.2130θ 2 −80.123θ + 216.9 (3) 40 nm: d LC · {n} −0.0060θ 3 + 1.20556θ 2 −84.843θ + 2419. 5 (4) 50 nm: d LC · {n} −0.0044θ 3 + 0.9870θ 2 −76.648θ + 2452.0 (5) Then, each of the above calibration curves is a refractive index difference Δn of the liquid crystal material.
Were the same approximation even if they were different.

【0029】また、消光位置角度の測定誤差がセル厚の
計算値に与える影響について、説明する。まず。△nが
既知で、dLC・△n=442.2nmの液晶セルを使用
して測定し、各位相差板について、その消光位置角度θ
を測定した。光源はバンドパスフィルターを用いて54
4nmに単色化した。次に、得られた消光位置角度θ0
の測定誤差が±0.1度として、各近似式(1)〜
(5)に基づき、消光位置角度θ0及び(θ0±0.1)
を使用して、dLC・△nを計算し、そして、既知の△n
からセル厚及びセル厚誤差幅を求めた。各位相差板と得
られたセル厚値誤差幅を、図3(b)にプロットした。
図3(b)に示すように、1軸性位相差板のリタデーシ
ョンが大きいほど誤差幅が小さいことがわかる。そし
て、図3(b)より、dLC・△nが300nm〜550
nmの範囲の時、求められるセル厚の誤差幅が0.1μ
m以下となるため、1軸性位相差板のリタデーションの
好ましい範囲は、10nm〜50nmである。
The effect of the measurement error of the extinction position angle on the calculated value of the cell thickness will be described. First. Δn is known and measured using a liquid crystal cell of d LC · Δn = 442.2 nm. For each retardation plate, its extinction position angle θ
Was measured. The light source is 54 using a band-pass filter.
It was made monochromatic at 4 nm. Next, the obtained extinction position angle θ 0
Assuming that the measurement error is ± 0.1 degrees, each approximation formula (1) to
Based on (5), the extinction position angles θ 0 and (θ 0 ± 0.1)
Is used to calculate d LC · △ n and the known △ n
The cell thickness and the cell thickness error width were determined from the above. Each phase difference plate and the obtained cell thickness error width are plotted in FIG.
As shown in FIG. 3B, it can be seen that the larger the retardation of the uniaxial retardation plate, the smaller the error width. From FIG. 3B, d LC · Δn is 300 nm to 550.
In the range of nm, the error width of the required cell thickness is 0.1 μm.
m or less, the preferable range of the retardation of the uniaxial retardation plate is 10 nm to 50 nm.

【0030】特に、dLC・△nが350nm〜550n
mの範囲の時、消光位置を測定する装置の設計上、60
度以内で消光位置となることが好ましく、そして、図3
(a)に示す計算結果から、1軸性位相差板のリタデー
ションは40nm以下であるのが好ましいことがわか
る。また、図3(b)に示す計算結果から、セル厚値の
誤差幅が0.05μm以下である条件とする1軸性位相
差板のリタデーションは、20nm以上である。以上か
ら、更に好ましい1軸性位相差板のリタデーションの範
囲は、20nm〜40nmである。最も好ましい範囲で
ある30nm〜40nmの時、dLC・△nが400nm
〜550nmの範囲で高精度にセル厚を求めることがで
きる。
In particular, d LC · Δn is 350 nm to 550 n
In the range of m, due to the design of the device for measuring the extinction position, 60
It is preferable that the extinction position be set within a range of degrees, and FIG.
From the calculation results shown in (a), it can be seen that the retardation of the uniaxial retardation plate is preferably 40 nm or less. Further, from the calculation results shown in FIG. 3B, the retardation of the uniaxial retardation plate under the condition that the error width of the cell thickness value is 0.05 μm or less is 20 nm or more. From the above, a more preferable range of the retardation of the uniaxial retardation plate is from 20 nm to 40 nm. In the most preferable range of 30 nm to 40 nm, d LC · Δn is 400 nm.
The cell thickness can be determined with high accuracy in the range of 5550 nm.

【0031】なお、以上の説明では、光学計算によっ
て、消光位置角度θの関数である液晶セルのリタデーシ
ョンdLC・△nの校正曲線を得、そして、液晶セルの消
光位置角度を実測し、液晶材料の屈折率差△nと校正曲
線とでセル厚dLCを求めたが、光学計算をせずに、液晶
材料の△n及びセル厚さdLCが判明している液晶表示装
置を使用して消光位置角度θを実測することにより、校
正曲線を求めることも可能である。
In the above description, the calibration curve of the retardation d LC · Δn of the liquid crystal cell as a function of the extinction position angle θ is obtained by optical calculation, and the extinction position angle of the liquid crystal cell is measured. The cell thickness dLC was obtained from the refractive index difference Δn of the material and the calibration curve, but without using optical calculations, a liquid crystal display device in which the Δn of the liquid crystal material and the cell thickness dLC were known was used. By actually measuring the extinction position angle θ, a calibration curve can be obtained.

【0032】次に、本発明の液晶表示装置、そのセル厚
測定装置及び測定法並びに位相差板の実施例について、
図4〜図9を用いて説明する。図4は、実施例1のセル
厚測定装置の斜視説明図である。図5は、実施例1のセ
ル厚測定に使用する液晶表示装置の説明図である。図6
は、実施例1のセル厚測定に使用する液晶表示装置の凸
部パターンの説明図である。図7は、実施例1のセル厚
測定に使用する液晶表示装置の軸対称表示モードの説明
図である。図8は、実施例1の位相差板のリタデーショ
ン21nmのときの消光位置角度と消光位置角度θの関
係の説明図である。図9は、実施例2のセル厚測定に使
用する液晶表示装置の説明図である。
Next, embodiments of the liquid crystal display device, the cell thickness measuring device and the measuring method thereof, and the retardation plate of the present invention will be described.
This will be described with reference to FIGS. FIG. 4 is a perspective explanatory view of the cell thickness measuring apparatus according to the first embodiment. FIG. 5 is an explanatory diagram of the liquid crystal display device used for measuring the cell thickness of the first embodiment. FIG.
FIG. 4 is an explanatory diagram of a convex pattern of a liquid crystal display device used for measuring a cell thickness in Example 1. FIG. 7 is an explanatory diagram of an axisymmetric display mode of the liquid crystal display device used for measuring the cell thickness in the first embodiment. FIG. 8 is an explanatory diagram of the relationship between the extinction position angle and the extinction position angle θ when the retardation of the first embodiment is 21 nm. FIG. 9 is an explanatory diagram of the liquid crystal display device used for measuring the cell thickness of the second embodiment.

【0033】まず、実施例1を説明する。本実施例のセ
ル厚測定装置は、図4に示すように、ステージ1、光源
2、光検出器3、回転装置、コントローラー10等を備
えている。ステージ1は、サンプルXYステージであ
り、測定対象の液晶表示装置をセットし、そして、液晶
表示装置の全面の任意の点を測定できるよう、移動する
ことができる。光源2は、ランプユニット、544nm
に単色化するフィルター、偏光子等を備えており、セル
厚測定に使用する偏光光を液晶セル5に出射する。フィ
ルターは、例えばY視感度フィルターであって、ランプ
ユニットに取付けられ、ランプユニットの光を単色化す
る。偏光子は、ランプユニットからの単色光を偏光させ
るため、所定角度で取付けられる。光検出器3は、検光
子、受光器、光検出ユニット等を備えており、また、フ
ォトダイオードと低ノイズアンプを使用し、ディスプレ
イを用いることにより、高精度に透過光量を測定するこ
とができ、透過率及び回転角度を正確に直読みすること
ができる。検光子は、偏光子とクロスニコルになる角度
でセットされる。受光器は、液晶表示装置5からの透過
光を受ける。光検出ユニットは、受光器が受けた透過光
量の最低又は消光状態を判定する。回転装置は、回転機
構41、ステージユニット、角度操作スイッチ43等を
備え、光源2及び受光器を回転させることにより、液晶
表示装置5への極角方向入射角度を変更することができ
る。角度操作スイッチ43により、回転機構41の回転
軸の角度を変えることができる。コントローラー10
は、ヒーター及びクーリングユニット等を収納してお
り、セル厚測定装置全体の制御を行う。
First, a first embodiment will be described. As shown in FIG. 4, the cell thickness measuring device of this embodiment includes a stage 1, a light source 2, a photodetector 3, a rotating device, a controller 10, and the like. The stage 1 is a sample XY stage, on which a liquid crystal display device to be measured is set, and which can be moved so that any point on the entire surface of the liquid crystal display device can be measured. Light source 2 is a lamp unit, 544 nm
The liquid crystal cell 5 is provided with a filter, a polarizer, and the like for monochromating, and emits polarized light used for cell thickness measurement to the liquid crystal cell 5. The filter is, for example, a Y luminosity filter, which is attached to the lamp unit, and monochromates the light of the lamp unit. The polarizer is mounted at a predetermined angle to polarize monochromatic light from the lamp unit. The photodetector 3 includes an analyzer, a photodetector, a photodetection unit, and the like. The photodetector 3 can use a photodiode and a low-noise amplifier to measure a transmitted light amount with high accuracy by using a display. , Transmittance and rotation angle can be accurately read directly. The analyzer is set at an angle that is crossed with the polarizer. The light receiver receives the transmitted light from the liquid crystal display device 5. The light detection unit determines the minimum or the extinction state of the transmitted light amount received by the light receiver. The rotation device includes a rotation mechanism 41, a stage unit, an angle operation switch 43, and the like. By rotating the light source 2 and the light receiver, the incident angle in the polar direction to the liquid crystal display device 5 can be changed. The angle of the rotation axis of the rotation mechanism 41 can be changed by the angle operation switch 43. Controller 10
Houses a heater, a cooling unit, and the like, and controls the entire cell thickness measuring device.

【0034】実施例1のセル厚測定装置による測定につ
いて、説明する。測定する液晶表示装置5は、図5に示
すように、液晶材料51と、上下一対のガラス基板52
a、52b、透明電極53a、53b、CF(カラーフ
ィルター)層54、BM(ブラックマトリックス)5
5、第1凸部56、柱57、等からなり、誘電率異方性
が負の液晶材料を有し、かつ、液晶領域中の液晶分子が
電圧無印加時に略垂直に配向する液晶層と、液晶層を挾
持する1対の垂直配向膜(不図示)及び基板と、を備え
ている。この液晶表示装置の製造方法の一例を説明す
る。マトリックス状に形成されたBM55に対向する位
置のガラス基板52b上に1μmの格子状の第1凸部5
6をフォトリソ工程によって形成した。樹脂材料とし
て、光硬化性のポリイミド材料又はアクリル系光感光性
材料を用いた。さらに、格子状の凸部56上に、第2凸
部の厚さ5μmのセル厚制御部をフォトリソ工程によっ
て形成し、柱57とした。形成した第1凸部56、柱5
7及び開口部(絵素部)58のパターンを図6に示す。
各凸部56、57の厚さの測定には接触段差計を使用し
た。次に、透明電極53bを形成した。透明電極53b
を形成してから凸部56、57を形成することも可能で
ある。CF層54を有する基板52aの作製手順は、基
板52a上にカラーフィルター層54及びBM55を形
成し、その上に透明電極、例えばITO53aを形成す
る。上記凸部56、57を形成した基板52bと対向す
るCF層54を有する5.6型TFT基板52aとを、
シール材を用いて貼り合わせた。光硬化性樹脂と光重合
開始材を含む液晶材料(液晶前駆体混合物)を注入し、
更に、液晶材料の聞値付近の電圧を印加して、紫外線露
光し、軸対称配向の安定化を行った。その結果、電圧印
加時に、図7に示すように、黒部59a及び白部59b
からなる安定な軸対称配向が得られた。したがって、軸
対称配向液晶セルを得たことがわかった。上記の作製プ
ロセスで得られた液晶表示装置について、本実施例1の
セル厚測定装置を使用し、室温25度の雰囲気下で測定
した。透過率の偏光光傾斜角依存性を測定し、最低透過
率の時の傾斜角すなわち消光位置角度(36.2度±
0.1度)を得た。なお、液晶セル5の両外側表面に、
面内にリタデーション(21nm)を有し、かつ、所定
の厚さの1軸性位相差板8を取付けている。そして、ラ
ンプユニットからの単色偏光光の傾斜角に対する透過光
量を測定し、得られる光量が最低又は消光状態である消
光位置角度を実測し、図8に示す校正曲線又はそれに対
応する近似式(6)からセル厚を求めた。 dLC・△n=−0.013θ3+2.0539θ2 −113.07θ+2460.6 (6) 同時に、あらかじめ、上記液晶表示装置と測定形態での
光学計算により得られた消光位置角度θとdLC・△n校
正曲線及び△n=0.0737より、セル厚を求めたと
ころ、6.00μm±0.02μmであることがわかっ
た。セル厚の設計値どおりの電気光学表示特性が得られ
たこととから、実施例1のセル厚測定装置を使用して得
られた数値は妥当であるといえる。
The measurement by the cell thickness measuring apparatus according to the first embodiment will be described. As shown in FIG. 5, a liquid crystal display device 5 to be measured includes a liquid crystal material 51 and a pair of upper and lower glass substrates 52.
a, 52b, transparent electrodes 53a, 53b, CF (color filter) layer 54, BM (black matrix) 5
5, a liquid crystal layer comprising a first convex portion 56, a column 57, etc., having a liquid crystal material having a negative dielectric anisotropy, and in which liquid crystal molecules in the liquid crystal region are aligned substantially vertically when no voltage is applied. And a pair of vertical alignment films (not shown) for holding the liquid crystal layer and a substrate. An example of a method for manufacturing this liquid crystal display device will be described. A 1 μm grid-like first projection 5 is formed on the glass substrate 52b at a position facing the BM 55 formed in a matrix.
6 was formed by a photolithography process. As the resin material, a photocurable polyimide material or an acrylic photosensitive material was used. Further, a cell thickness control portion having a thickness of 5 μm of the second convex portion was formed on the lattice-shaped convex portion 56 by a photolithography process to form a column 57. First convex portion 56, pillar 5 formed
FIG. 6 shows the pattern of the openings 7 and the openings (picture elements) 58.
A contact step meter was used to measure the thickness of each of the projections 56 and 57. Next, a transparent electrode 53b was formed. Transparent electrode 53b
It is also possible to form the projections 56 and 57 after forming the first. In the manufacturing procedure of the substrate 52a having the CF layer 54, the color filter layer 54 and the BM 55 are formed on the substrate 52a, and a transparent electrode, for example, ITO 53a is formed thereon. A 5.6 type TFT substrate 52a having a CF layer 54 facing the substrate 52b on which the convex portions 56 and 57 are formed,
Lamination was performed using a sealing material. Inject a liquid crystal material (liquid crystal precursor mixture) containing a photocurable resin and a photopolymerization initiator,
Furthermore, a voltage near the threshold value of the liquid crystal material was applied, and the film was exposed to ultraviolet rays to stabilize the axially symmetric alignment. As a result, when a voltage is applied, as shown in FIG.
A stable axially symmetric orientation consisting of Therefore, it was found that an axially symmetric liquid crystal cell was obtained. The liquid crystal display device obtained by the above manufacturing process was measured using the cell thickness measuring device of Example 1 in an atmosphere at room temperature and 25 degrees. The dependency of the transmittance on the polarization light tilt angle was measured, and the tilt angle at the lowest transmittance, that is, the extinction position angle (36.2 degrees ±
0.1 degrees). In addition, on both outer surfaces of the liquid crystal cell 5,
A uniaxial retardation plate 8 having in-plane retardation (21 nm) and a predetermined thickness is attached. Then, the amount of transmitted light with respect to the inclination angle of the monochromatic polarized light from the lamp unit is measured, the extinction position angle at which the obtained amount of light is minimum or in the extinction state is actually measured, and the calibration curve shown in FIG. ) Was used to determine the cell thickness. d LC · Δn = −0.013θ 3 + 2.0539θ 2 −113.07θ + 2460.6 (6) At the same time, the extinction position angle θ and d LC obtained in advance by the above liquid crystal display device and optical calculation in the measurement form The cell thickness was determined from the Δn calibration curve and Δn = 0.0737, and was found to be 6.00 μm ± 0.02 μm. Since the electro-optical display characteristics as designed for the cell thickness were obtained, it can be said that the numerical values obtained by using the cell thickness measuring device of Example 1 are appropriate.

【0035】本実施例の液晶セルのセル厚測定装置は、
図5及び図6に示すような液晶セルの構造ではなくて
も、液晶分子が基板に対して垂直配向状態にある液晶表
示装置であれば測定することができる。
The cell thickness measuring device of the liquid crystal cell of this embodiment is
Even if it is not the structure of the liquid crystal cell as shown in FIGS. 5 and 6, it can be measured in a liquid crystal display device in which liquid crystal molecules are vertically aligned with the substrate.

【0036】実施例2を説明する。本実施例では、実施
例1の液晶駆動素子TFTの代わりにPALC(プラズ
マアドレス液晶素子)を用いた液晶表示装置を対象とし
た。測定に使用するPALC液晶表示装置は、図9に示
すように、液晶材料61、CF基板62、透明電極であ
るITO電極63、垂直配向層68、薄板ガラス69、
プラズマ隔壁(リブ)70、アノード電極A71、カソ
ード電極K72、プラズマガス封入チャネル73、プラ
ズマ支持基板74、等からなる。この液晶表示装置は、
液晶材料61を挟んで、一方側(図の上側)に透明なガ
ラス等からなる基板62を有し、他方側(図の下側)に
誘電体シートとしての薄板ガラス69とプラズマ支持基
板74とが対向配設されたプラズマ発生基板を有する。
プラズマ支持基板74と薄板ガラス69との間には、ラ
イン状に隔壁70が形成されており、隔壁70とプラズ
マ支持基板74と薄板ガラス69とで囲まれた空間は、
プラズマガスが封入されたライン状のチャネル73を構
成する。各チャネル内には、プラズマガスをプラズマ化
するためのアノード電極A71とカソード電極K72が
設けられている。このプラズマアドレス素子基板は、公
知の技術により作製される。
Embodiment 2 will be described. In the present embodiment, a liquid crystal display device using a PALC (plasma addressed liquid crystal element) instead of the liquid crystal driving element TFT of the first embodiment is intended. As shown in FIG. 9, a PALC liquid crystal display device used for measurement includes a liquid crystal material 61, a CF substrate 62, an ITO electrode 63 as a transparent electrode, a vertical alignment layer 68, a thin glass 69,
It comprises a plasma partition (rib) 70, an anode electrode A71, a cathode electrode K72, a plasma gas filled channel 73, a plasma support substrate 74, and the like. This liquid crystal display device
On one side (upper side of the figure), a substrate 62 made of transparent glass or the like is sandwiched by a liquid crystal material 61, and on the other side (lower side of the figure), a thin glass 69 as a dielectric sheet and a plasma support substrate 74 are formed. Has a plasma generating substrate disposed in opposition.
A partition 70 is formed in a line between the plasma supporting substrate 74 and the thin glass 69, and a space surrounded by the partition 70, the plasma supporting substrate 74, and the thin glass 69 is
A line-shaped channel 73 in which the plasma gas is sealed is formed. An anode electrode A71 and a cathode electrode K72 for converting plasma gas into plasma are provided in each channel. This plasma address element substrate is manufactured by a known technique.

【0037】一方、CF基板62の液晶層側には、カラ
ーフィルター(CF)が設けられており、その上に、デ
ータ線としての透明電極63が、ストライプ状に、か
つ、ライン状のプラズマチヤネル73に対して、交差し
て、例えば垂直方向に配線されている。液晶材料61は
基板62と薄板ガラス69とに挾持されており、CF基
板62と薄板ガラス69との間のセル厚は、図示してい
ないが、実施例1と同様に、第1及び第2凸部により制
御されている。なお、CF基板62及び薄板ガラス69
の液晶層の表面には、それぞれ垂直配向層68、68が
形成されている。また、CF基板62、ITO電極63
及び液晶材料61からなる部分は液晶セルを構成する。
このようにして作製された液晶表示装置においては、薄
板ガラス69及びCF基板62の液晶層に接する表面に
垂直配向層68が形成されているので、液晶材料61と
して負の誘電率異方性を有する液晶材料を用いると、無
電圧印加時には液晶分子を基板62に対して垂直に配向
している。
On the other hand, a color filter (CF) is provided on the liquid crystal layer side of the CF substrate 62, on which a transparent electrode 63 as a data line is formed in a striped and linear plasma channel. For example, the wiring is intersected with the wiring 73 in the vertical direction. The liquid crystal material 61 is sandwiched between a substrate 62 and a thin glass 69, and the cell thickness between the CF substrate 62 and the thin glass 69 is not shown, but is the same as in the first embodiment. It is controlled by the projection. The CF substrate 62 and the thin glass 69
Vertical alignment layers 68, 68 are respectively formed on the surface of the liquid crystal layer. Also, a CF substrate 62, an ITO electrode 63
And the portion made of the liquid crystal material 61 constitutes a liquid crystal cell.
In the liquid crystal display device thus manufactured, since the vertical alignment layer 68 is formed on the surfaces of the thin glass 69 and the CF substrate 62 that are in contact with the liquid crystal layer, the liquid crystal material 61 has a negative dielectric anisotropy. When a liquid crystal material is used, liquid crystal molecules are aligned perpendicular to the substrate 62 when no voltage is applied.

【0038】このPALC液晶表示装置を測定対象と
し、実施例1と同様のセル厚測定装置を使用して、セル
厚を測定した。セル厚を測定した結果について述べる。
測定の際、偏光光の傾斜する方向が、プラズマリブ70
に平行になるようにして、位相差板8の遅相軸と偏光子
及び検光子の吸収軸を図2の関係で配置した。実施例2
で説明した液晶表示装置に対し、実施例1及び図4を用
いて説明したセル厚測定装置で透過率の偏光光傾斜角依
存性を測定し、最低透過率の時の傾斜角すなわち消光位
置角度(36.2度±0.1度)を得た。同時に、測定
する液晶表示装置及び使用する位相差板(リタデーショ
ン21nm)とで、光学計算により得られた消光位置角
度とdLC・△nについての校正曲線(図6及び近似式
(6)参照)と△n=0.0737より、セル厚を求め
たところ、6.00μm±0.02μmであることがわ
かった。接触段差計にて実測すると、セル厚制御部(第
1凸部と第2凸部の厚さの和)は6.0μmであったこ
とから、実施例2でのセル厚測定装置で得られた数値は
妥当であるといえる。したがって、この測定法は、PA
LC型液晶表示装置においても測定が可能である。
Using this PALC liquid crystal display device as a measurement object, the cell thickness was measured using the same cell thickness measurement device as in Example 1. The result of measuring the cell thickness will be described.
During measurement, the direction in which the polarized light is inclined is
2 and the slow axis of the phase difference plate 8 and the absorption axes of the polarizer and the analyzer were arranged in the relationship shown in FIG. Example 2
For the liquid crystal display device described in the above, the dependency of the transmittance on the polarization light tilt angle was measured by the cell thickness measurement device described with reference to Example 1 and FIG. 4, and the tilt angle at the lowest transmittance, that is, the extinction position angle. (36.2 degrees ± 0.1 degrees). At the same time, the calibration curve for the extinction position angle and d LC · Δn obtained by optical calculation with the liquid crystal display device to be measured and the phase difference plate (retardation 21 nm) used (see FIG. 6 and the approximate expression (6)). And .DELTA.n = 0.0737, the cell thickness was determined to be 6.00 .mu.m. +-. 0.02 .mu.m. When the cell thickness control unit (the sum of the thicknesses of the first convex portion and the second convex portion) was actually measured by a contact step meter, it was 6.0 μm. These values are reasonable. Therefore, this measurement method
Measurement can also be performed on an LC-type liquid crystal display device.

【0039】比較例を説明する。上記実施例1、2で測
定した液晶表示装置について、市販の光干渉法のセル厚
測定器を用いて測定を行なったが、妥当な数値は得られ
なかった。
A comparative example will be described. The liquid crystal display devices measured in Examples 1 and 2 were measured by using a commercially available cell thickness measuring device of the optical interference method, but no appropriate numerical value was obtained.

【0040】[0040]

【発明の効果】本発明によれば、液晶表示装置のセル厚
について、簡便かつ正確に求めることができ、そして、
液晶パネルの光学設計や製造時の検査工程等において、
短時間測定、非破壊、インラインでの検査、低コストと
した液晶表示装置、そのセル厚測定装置及び測定法並び
に位相差板を得ることができる。
According to the present invention, the cell thickness of a liquid crystal display device can be determined easily and accurately.
In the optical design of liquid crystal panels and inspection processes during manufacturing, etc.
It is possible to obtain a liquid crystal display device, a cell thickness measuring device and a measuring method thereof, and a retardation plate, which are short-time measurement, non-destructive, in-line inspection, and low-cost.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明のセル厚測定装置の概要説明図。FIG. 1 is a schematic explanatory view of a cell thickness measuring device of the present invention.

【図2】本発明におけるセル厚測定に使用する位相差板
及び極角方向の説明図。
FIG. 2 is an explanatory view of a retardation plate used for measuring a cell thickness and a polar angle direction in the present invention.

【図3】本発明における消光位置角度と液晶リタデーシ
ョンの関係及び位相差板のリタデーションとセル厚値誤
差幅の関係の説明図。
FIG. 3 is an explanatory diagram of the relationship between the extinction position angle and the liquid crystal retardation and the relationship between the retardation of the retardation plate and the cell thickness value error width in the present invention.

【図4】実施例1のセル厚測定装置の斜視説明図。FIG. 4 is an explanatory perspective view of a cell thickness measuring apparatus according to the first embodiment.

【図5】実施例1のセル厚測定に使用する液晶表示装置
の説明図。
FIG. 5 is an explanatory diagram of a liquid crystal display device used for cell thickness measurement in Example 1.

【図6】実施例1のセル厚測定に使用する液晶表示装置
の凸部パターンの説明図。
FIG. 6 is an explanatory diagram of a convex pattern of a liquid crystal display device used for measuring a cell thickness in Example 1.

【図7】実施例1のセル厚測定に使用する液晶表示装置
の軸対称表示モードの説明図。
FIG. 7 is an explanatory diagram of an axisymmetric display mode of the liquid crystal display device used for measuring a cell thickness in the first embodiment.

【図8】実施例1の位相差板のリタデーション21nm
のときの消光位置角度と液晶リタデーションの関係の説
明図。
FIG. 8 shows a retardation of the retardation plate of Example 1 of 21 nm.
FIG. 4 is an explanatory diagram of the relationship between the extinction position angle and liquid crystal retardation at the time of FIG.

【図9】実施例2のセル厚測定に使用する液晶表示装置
の説明図。
FIG. 9 is an explanatory diagram of a liquid crystal display device used for cell thickness measurement in Example 2.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ステージ 21 ランプユニット、 22 フィルター、 23
偏光子、31 検光子、 32 受光器、 33 光検
出ユニット、41 回転機構、 42 ステージユニッ
ト、 43 角度操作スイッチ、5 液晶表示装置、
51 液晶材料、 52a、52b ガラス基板、53
a、53b 透明電極、 54 CF層、 55 B
M、56 第1凸部、 57 柱、 58 開口部(絵
素部)、59a 黒部、 59b 白部、6 PALC
型液晶表示装置、 61 液晶層、 62 CF基板、
63 ITO電極、 68 垂直配向層、 69 薄板
ガラス、70 プラズマ隔壁(リブ)、 71 アノー
ド電極A、72 カソード電極K、 73 プラズマガ
ス封入チャネル、74 プラズマ支持基板、8 位相差
板、10 コントローラー。
1 stage 21 lamp unit, 22 filter, 23
Polarizer, 31 analyzer, 32 light receiver, 33 light detection unit, 41 rotation mechanism, 42 stage unit, 43 angle operation switch, 5 liquid crystal display,
51 liquid crystal material, 52a, 52b glass substrate, 53
a, 53b Transparent electrode, 54 CF layer, 55B
M, 56 1st convex part, 57 pillars, 58 opening part (picture element part), 59a black part, 59b white part, 6 PALC
Liquid crystal display device, 61 liquid crystal layer, 62 CF substrate,
63 ITO electrode, 68 vertical alignment layer, 69 thin glass, 70 plasma partition (rib), 71 anode electrode A, 72 cathode electrode K, 73 plasma gas filled channel, 74 plasma support substrate, 8 phase difference plate, 10 controller.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2F065 AA30 BB02 BB23 CC21 DD04 DD06 EE01 FF49 GG02 GG04 GG22 HH03 HH09 HH13 JJ01 JJ26 KK02 LL33 LL34 LL35 NN05 PP22 TT02 UU07 2G059 AA02 AA03 BB15 CC20 DD13 DD16 EE01 EE05 GG01 GG04 GG10 HH02 HH06 JJ02 JJ19 KK01 MM14 PP04 2H049 BA02 BA06 BB03 BC22 BC23 2H088 FA11 HA15 HA18 KA06 KA07 MA20  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 2F065 AA30 BB02 BB23 CC21 DD04 DD06 EE01 FF49 GG02 GG04 GG22 HH03 HH09 HH13 JJ01 JJ26 KK02 LL33 LL34 LL35 NN05 PP22 TT02 UU07 2G059 AA02 EE01 GG03 HH06 JJ02 JJ19 KK01 MM14 PP04 2H049 BA02 BA06 BB03 BC22 BC23 2H088 FA11 HA15 HA18 KA06 KA07 MA20

Claims (15)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 液晶領域中の液晶分子が電圧無印加時に
略垂直に配向する液晶層と、該液晶層を挾持する1対の
基板と、を備える液晶表示装置の液晶セルの厚さを測定
するセル厚測定装置において、 面内にリタデーションを有する1対の1軸性位相差板を
その遅相軸方向をそろえて両外側表面に取付けた液晶セ
ルを搭載するステージと、偏光子を有し、かつ、前記位
相差板の遅相軸方向に対して方位角方向44度〜46度
の偏光光を液晶セルに出射する光源と、該偏光光に対し
て前記偏光子とクロスニコルに配設された検光子と受光
器とを有し、かつ、偏光光の透過光量を検出する光検出
器と、前記位相差板の遅相軸方向に対して垂直な方向か
ら偏光光の極角方向入射角を変化させる回転装置と、を
備えることを特徴とする液晶表示装置のセル厚測定装
置。
1. The thickness of a liquid crystal cell of a liquid crystal display device comprising a liquid crystal layer in which liquid crystal molecules in a liquid crystal region are aligned substantially vertically when no voltage is applied, and a pair of substrates sandwiching the liquid crystal layer. A cell thickness measuring apparatus comprising: a stage on which a liquid crystal cell in which a pair of uniaxial retardation plates having in-plane retardation are mounted on both outer surfaces with their slow axis directions aligned; and a polarizer. And a light source that emits polarized light having an azimuth angle of 44 to 46 degrees to the liquid crystal cell with respect to the slow axis direction of the retardation plate, and the polarizer and the cross Nicol disposed for the polarized light. A photodetector having an analyzer and a photodetector, and detecting the amount of transmitted polarized light, and polarized light incident from a direction perpendicular to the slow axis direction of the phase difference plate. A rotation device for changing the angle. The thickness measuring device.
【請求項2】 上記回転装置は光源と光検出器の受光器
とを同期して回転させて極角方向入射角を変化させる請
求項1記載の液晶表示装置の液晶セル厚測定装置。
2. The liquid crystal cell thickness measuring apparatus according to claim 1, wherein the rotating device rotates the light source and the light receiving device of the photodetector synchronously to change the incident angle in the polar angle direction.
【請求項3】 上記回転装置はステージを回転させて極
角方向入射角を変化させる請求項1記載の液晶表示装置
の液晶セル厚測定装置。
3. The liquid crystal cell thickness measuring apparatus according to claim 1, wherein the rotation device rotates the stage to change the incident angle in the polar angle direction.
【請求項4】 上記光源は単色レーザ光源又は光学着色
フィルタを有する光源である請求項1記載の液晶表示装
置のセル厚測定装置。
4. The apparatus according to claim 1, wherein the light source is a monochromatic laser light source or a light source having an optical coloring filter.
【請求項5】 上記光源はY視感度フィルターを有する
ランプユニットを備える請求項1記載の液晶表示装置の
セル厚測定装置。
5. The apparatus according to claim 1, wherein the light source includes a lamp unit having a Y luminosity filter.
【請求項6】 上記ステージは、温度コントローラを備
え、そして、任意の点を測定することが可能なX−Yス
テージである請求項1記載の液晶表示装置のセル厚測定
装置。
6. The cell thickness measuring apparatus according to claim 1, wherein the stage is an XY stage having a temperature controller and capable of measuring an arbitrary point.
【請求項7】 上記偏光子は任意の角度にセットするこ
とができる請求項1記載の液晶表示装置のセル厚測定装
置。
7. The apparatus according to claim 1, wherein the polarizer can be set at an arbitrary angle.
【請求項8】 上記光検出器はフォトダイオード及び低
ノイズアンプを有する請求項1記載の液晶表示装置のセ
ル厚測定装置。
8. The apparatus according to claim 1, wherein the photodetector has a photodiode and a low noise amplifier.
【請求項9】 上記光検出器はディスプレイを有する請
求項1記載の液晶表示装置のセル厚測定装置。
9. The apparatus according to claim 1, wherein the photodetector has a display.
【請求項10】 屈折率差が△nである液晶材料を有
し、かつ、液晶領域中の液晶分子が電圧無印加時に略垂
直に配向する液晶層と、該液晶層を挾持する1対の基板
と、を備える液晶表示装置の液晶セルの厚さを測定する
セル厚測定法において、 測定する液晶表示装置の液晶セルの両外側表面に、面内
にリタデーションを有し、かつ、所定厚さの1対の1軸
性位相差板をその遅相軸方向をそろえて取付け、次に、
該位相差板の遅相軸方向に対して方位角方向44度〜4
6度の偏光光を、位相差板の遅相軸方向に対して垂直な
方向から極角方向入射角を変化させながら液晶セルに入
射させ、一方、前記偏光光の光源が有する偏光子に対し
クロスニコルに配設した検光子を有する光検出器で透過
光量を検出するとともに、得られた光量が最低又は消光
状態である消光位置角度を測定し、そして、測定した消
光位置角度に対応する液晶セルのリタデーションを位相
差板の厚さにおける消光位置角度と液晶セルリタデーシ
ョンとの校正曲線から得、次に、得られた液晶セルリタ
デーション値及び液晶材料の屈折率差△nを使用してセ
ルの厚さを算出することを特徴とする液晶表示装置のセ
ル厚測定法。
10. A liquid crystal layer having a liquid crystal material having a refractive index difference of Δn, wherein liquid crystal molecules in a liquid crystal region are aligned substantially vertically when no voltage is applied, and a pair of liquid crystal layers sandwiching the liquid crystal layer. A substrate, and a cell thickness measuring method for measuring the thickness of the liquid crystal cell of the liquid crystal display device comprising: a liquid crystal cell of the liquid crystal display device to be measured having in-plane retardation on both outer surfaces thereof, and a predetermined thickness. A pair of uniaxial phase difference plates are mounted with their slow axis directions aligned.
Azimuth angle direction 44 degrees to 4 with respect to the slow axis direction of the phase difference plate
The polarized light of 6 degrees is incident on the liquid crystal cell while changing the incident angle in the polar direction from the direction perpendicular to the slow axis direction of the retardation plate. The amount of transmitted light is detected by a photodetector having an analyzer arranged in crossed Nicols, the extinction position angle at which the obtained light amount is minimum or in the extinction state is measured, and the liquid crystal corresponding to the measured extinction position angle is measured. The retardation of the cell is obtained from a calibration curve of the extinction position angle at the thickness of the retardation plate and the liquid crystal cell retardation, and then the obtained liquid crystal cell retardation value and the refractive index difference Δn of the liquid crystal material are used to calculate the cell retardation. A method for measuring a cell thickness of a liquid crystal display device, comprising calculating a thickness.
【請求項11】 上記位相差板の厚さにおける消光角度
と液晶セルリタデーションとの校正曲線は光学計算によ
り得られたものである請求項10記載の液晶表示装置の
セル厚測定法。
11. The method according to claim 10, wherein the calibration curve between the extinction angle and the liquid crystal cell retardation in the thickness of the retardation plate is obtained by optical calculation.
【請求項12】 上記位相差板の厚さにおける消光角度
と液晶セルリタデーションとの校正曲線は、屈折率差△
n及びセル厚さが判明している液晶表示装置について測
定して得られたものである請求項10記載の液晶表示装
置のセル厚測定法。
12. The calibration curve between the extinction angle and the liquid crystal cell retardation at the thickness of the retardation plate is represented by a refractive index difference △.
11. The method for measuring the cell thickness of a liquid crystal display device according to claim 10, wherein the method is obtained by measuring a liquid crystal display device for which n and the cell thickness are known.
【請求項13】 取付ける1軸性位相差板のリタデーシ
ョンションは10nm〜50nmである請求項10記載
の液晶表示装置のセル厚測定法。
13. The method for measuring a cell thickness of a liquid crystal display device according to claim 10, wherein the retardation of the attached uniaxial retardation plate is 10 nm to 50 nm.
【請求項14】 誘電率異方性が負の液晶材料を有し、
かつ、液晶領域中の液晶分子が電圧無印加時に略垂直に
配向する液晶層と、該液晶層を挾持し、かつ、垂直配向
膜を有する1対の基板と、を備える液晶表示装置におい
て、 面内にリタデーションを有し、かつ、該リタデーション
ションが10nm〜50nmである1対の1軸性位相差
板を、その遅相軸方向をそろえて液晶セルの両外側表面
に取付けていることを特徴とする液晶表示装置。
14. A liquid crystal material having a negative dielectric anisotropy,
A liquid crystal display device comprising: a liquid crystal layer in which liquid crystal molecules in a liquid crystal region are aligned substantially vertically when no voltage is applied; and a pair of substrates sandwiching the liquid crystal layer and having a vertical alignment film. And a pair of uniaxial retardation plates having a retardation of 10 nm to 50 nm are attached to both outer surfaces of the liquid crystal cell with their slow axes aligned. Liquid crystal display device.
【請求項15】 請求項10記載の液晶表示装置のセル
厚測定法で使用される位相差板であって、 面内にリタデーションを有し、かつ、該リタデーション
ションが10nm〜50nmであり、そして、1軸性で
あることを特徴とする位相差板。
15. A retardation plate used in a method for measuring a cell thickness of a liquid crystal display device according to claim 10, wherein the retardation plate has in-plane retardation, and the retardation is 10 nm to 50 nm. A retardation plate characterized by being uniaxial.
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