JP2002243582A

JP2002243582A - 表示素子の検査方法及び装置

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Publication number: JP2002243582A
Application number: JP2001036867A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiko Maeda; 勝彦前田
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 2001-02-14
Filing date: 2001-02-14
Publication date: 2002-08-28

Abstract

(57)【要約】【課題】可撓性を有する表示素子（例えば、一対のフ
ィルム基板間にメモリー性を有する液晶を挟持した液晶
表示素子）を、表示状態を維持したままで、その表示特
性を測定する表示素子検査方法を提供する。【解決手段】検査時において、可撓性を有する表示素
子６を、多孔質シート５４を介して貫通孔５６を備えた
平板５２上に配置する。次に、貫通孔５６及び多孔質シ
ート５４を介して表示素子６に負圧を印加することによ
り表示素子６を平板５２上に固定したうえで、表示素子
６の表示特性を測定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、可撓性を有する表
示素子（例えば、液晶表示素子）の表示特性を測定する
表示素子検査方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示素子として提案されているもの
のうち、メモリー性を有する液晶を利用した液晶表示素
子（以下、メモリ型液晶表示素子という。）が知られて
いる。この表示素子の一例として、一対の基板間にメモ
リー性を有する液晶（例えばカイラルネマチック液晶や
強誘電性液晶など）を挟持するとともに、対向する基板
の表面にそれぞれ電極を形成したものがある。この構成
によれば、対向する電極に電圧を印加し電極間に位置す
る液晶の状態を変えることにより表示を行うが、その後
電圧を印加し続けなくても表示状態を維持することがで
きる。

【０００３】このような特徴を有するメモリ型液晶表示
素子の検査においては、電圧を印加せずに同一の画像を
長時間表示させた後の表示特性を測定し、表示状態が保
たれているか否かを判定することが重要である。特に、
カラー表示可能なメモリ型液晶表素子ではこの点が重要
とされる。

【０００４】表示特性を測定する方法の一つとして、積
分球を用いて液晶表示素子の光学特性を測定する方法が
挙げられる。具体的に、積分球は、中空の球であり、そ
の内壁に高拡散、高反射率の白色塗料をコーティングし
たものである。積分球にはまた、光源用の開口部と試料
用の開口部が形成される。光源用開口部には、積分球の
内壁を照明するための光源が配設される。また、試料用
開口部の近傍には、試料である液晶表示素子の少なくと
も一部が配置される。光源からの光は光源用開口部に対
向する内壁部分で拡散反射された後、積分球内で多重反
射し、試料用開口部近傍に配置された液晶表示素子部分
を一様に照明する。液晶表示素子で反射した光は、受光
部で受光され、受光部に接続された分光装置により液晶
表示素子の分光反射率が求められることとなる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】近年、液晶表示素子の
軽量化に対する要求が高まっており、このため、樹脂な
どの軽くて薄いフィルム基板を、液晶を挟持する基板と
して用いることが考えられる。しかしながら、液晶を挟
持する基板としてフィルム基板を用いた場合、全体とし
て可撓性を有する液晶表示素子を何らかの保持手段によ
り保持しない状態では、フィルム基板は本質的に平坦状
にならず僅かにうねりが生じているため、このままでは
液晶表示素子の正確な表示特性の測定を行うことができ
ない。そこで、液晶表示素子を平坦面に吸着固定するこ
とでフィルム基板を平坦化することが考えられる。

【０００６】紙などのシート状の物体を平坦面に吸着す
る一般的な方法として、複数の貫通孔を有する平板を用
い、この貫通孔を介して吸引を行うことにより物体を平
板に吸着する方法がある。このような吸着方法を液晶表
示素子の吸着に適用した場合、本発明者の検討によれ
ば、貫通孔に対向した液晶部分に負圧が加わるため、該
液晶部分の状態が変化し、貫通孔に対向しない液晶部分
とは表示が異なる場合のあることが判明した。例えば、
カイラルネマチック液晶を用いたメモリ型液晶表示素子
の場合、予め画像を表示した上で貫通孔を有した平板に
貫通孔を介して吸引することにより吸着させると、貫通
孔に対応する部分の表示が失われてしまうことが判明し
た。

【０００７】そこで、本発明は、可撓性を有するメモリ
型液晶表示素子を、表示状態を維持したままで、その表
示特性を測定する表示素子検査方法及び検査装置を提供
することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る検査方法は、可撓性を有する表示素子
を、多孔質シートを介して平坦面上に吸着させた状態で
前記表示素子の表示特性を測定することを特徴とする。

【０００９】複数の貫通孔を有する平板上に形成される
平坦面上に、該貫通孔を介して吸引することにより表示
素子を吸着させるようにしてもよい。

【００１０】表示特性の測定としては、例えば測色が挙
げられる。この場合、積分球を使用し、該積分球と表示
素子との間を所定の間隔に保って測色を行うようにする
ことができる。

【００１１】本発明に係る検査装置は、複数の貫通孔を
有する平板と、該平板上に設けられた多孔質シートとを
有し、検査時に、可撓性を有する表示素子は多孔質シー
ト上に配置され、前記検査装置はさらに、前記平板の貫
通孔及び多孔質シートを介して前記表示素子に対し負圧
を印加する負圧発生手段と、前記多孔質シート上に配置
された前記表示素子の表示特性を測定する測定手段とを
有することを特徴とする。

【００１２】測定手段として、積分球を用いて測色を行
うものを用いてもよい。この場合、積分球と表示素子と
の間を所定の間隔に保って測色を行うようにしてもよ
い。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して、本発
明に係る検査方法及び装置の好適な実施形態を説明す
る。以下の説明では、一対のフィルム基板間にメモリー
性を有する液晶を挟持してなる液晶表示素子の検査を行
う。しかしながら、本発明はこれに限らず、後述するよ
うに、複数の色表示層を積層したカラー用液晶表示素子
であって、各色表示層が一対のフィルム基板間にメモリ
ー性を有する液晶を挟持してなるものにも適用できる。

【００１４】図１は、本発明に係る検査装置の一実施形
態を示す断面図である。検査装置２は、概略、液晶表示
素子の表示特性として光学特性を測定するための測定部
４と、液晶表示素子６を測定部４に対し相対的に移動で
きるように該表示素子６を支持する支持部８とから構成
される。

【００１５】測定部４は積分球１０を有する。この積分
球１０は中空の球であり、その内壁１０ａには、高拡
散、高反射率の白色塗料（例えば、酸化マグネシウムや
硫酸バリウム）がコーティングされている。積分球１０
には、照明光学系１２からの光を入射させるために側部
に設けられた第１の開口部１４、液晶表示素子６を照明
するために底部に設けられた第２の開口部１６、及び、
液晶表示素子６から反射された光を受光光学系１８に入
射するために頂部近傍に設けられた第３の開口部２０と
が形成されている。

【００１６】照明光学系１２は、第１の開口部１４の近
傍に配設されており、光源２２を有しており、積分球１
０内の側部を最初の直接照明域２４とするものである。
光源２２は、発光回路２６により発光して積分球１０内
に光束を供給するものであり、例えばＸｅフラッシュな
どが使用される。

【００１７】受光光学系１８は、レンズ等から構成さ
れ、液晶表示素子６からの反射光を集束するものであ
る。この受光光学系１８の光軸１８ａは、液晶表示素子
６表面の法線２８に対して８°だけ傾斜した方向に設定
されている。受光光学系１８には分光装置３０が接続さ
れており、液晶表示素子６表面の法線２８に対して８°
だけ傾斜した方向成分の反射光が、第３の開口部２０を
通り抜けた後、受光光学系１８を介して分光装置３０に
導かれ、そこで液晶表示素子６の分光反射率が求められ
るようにしてある。

【００１８】液晶表示素子６表面の法線２８に対して、
受光光学系１８の光軸１８ａと対称な方向、すなわち−
８°だけ傾斜した方向に相当する積分球１０部分には、
第４の開口部３０が形成されている。これは、目視との
相関が高いデータとして、液晶表示素子６からの鏡面反
射成分を含まない分光反射率を求めるためである。仮
に、液晶表示素子６のフィルム基板表面が平坦でなくう
ねりを有していると、該表面で反射する鏡面反射成分を
除くために第４の開口部３０を設けたのにもかかわら
ず、分光反射率に鏡面反射成分が含まれてしまうので、
液晶表示素子６を平坦に保つことが重要となる。

【００１９】支持部８は、測定部４の積分球１０の下方
に配置された固定台４０を有する。固定台４０には、固
定台４０上に設けたレール４２を介して図面左右方向に
移動する左右移動機構４４、左右移動機構４４上に設け
たレール４６を介して図面表裏方向に移動する前後移動
機構４８、及び図面上下方向に移動する上下移動機構５
０を介して、積分球１０の第２の開口部１６に対向した
平坦面を有するテーブル５２が連結されている。テーブ
ル５２の平坦面上には多孔質シート５４が配置されてお
り、多孔質シート５４上にさらに液晶表示素子６が配置
されるようにしてある。多孔質シート５４の材料として
例えば樹脂、平坦に加工したセラミックの焼結体などが
挙げられる。また、上下移動機構５０は、テーブル５２
上の液晶表示素子６と積分球１０の第２の開口部１６と
の距離ｄを調整する（例えばｄ：０〜６ｍｍ）ためのも
のである。左右及び前後移動機構４４、４６は、測定部
４で測定すべき液晶表示素子６部分を、第２の開口部１
６の下部近傍に移動させるためのものである。

【００２０】液晶表示素子６を負圧により吸着固定する
ために、テーブル５２は、液晶表示素子６を配置する平
坦面に複数の吸着孔５６を有し、これら吸着孔５６は全
てテーブル５２内で連通されており、さらに電磁弁５８
を介して真空ポンプ６０に接続されている。

【００２１】テーブル５２の側方には、テーブル５２上
に吸着固定させた液晶表示素子６にデータを送信し、こ
れにより該表示素子６に表示を行わせるためのデータ入
力部６２が配置されている。データ入力部６２から液晶
表示素子６へのデータ送信は、例えば、データ入力部６
２のプローブなどの電極（図示せず）を、液晶表示素子
６の端子部（図示せず）に接続させた状態で行えばよ
い。液晶表示素子６の表示を行わせた後は、データ入力
部６２の電極を液晶表示素子６の端子部から外しても、
カイラルネマチック液晶のメモリー性より表示状態が維
持される。

【００２２】このような構成を有する検査装置２の検査
動作において、まず、液晶表示素子６をテーブル５２上
に載置し、電磁弁５８を開放することによりテーブル５
２上に液晶表示素子６を吸着固定する。次に、データ入
力部６２の電極を液晶表示素子６の端子部に接続し、液
晶表示素子６に表示を行わせる。そして、上下移動機構
５０により液晶表示素子６と積分球１０の第２の開口部
１６との距離ｄを調整するとともに、左右及び前後移動
機構４４、４６により測定部４で測定する液晶表示素子
６部分を第２の開口部１６の近傍に移動させる。

【００２３】液晶表示素子６は、多孔質シート５４を介
してテーブル５２に吸着されるので、吸着孔５６を介し
て局所的に印加される負圧は、多孔質シート５４の作用
により液晶表示素子６に対し略一様に印加されることに
なる。したがって、液晶表示素子６の表示状態が部分的
に消失することなく、所定の表示を維持することができ
る。

【００２４】発光回路２６を動作させて光源２２を発光
させると、積分球１０の内壁１０ａの領域２４が最初の
直接照明域として照明され、そこで光が拡散反射された
後、積分球内で多重反射し、液晶表示素子６を略一様に
照明する（距離ｄが０の場合、あらゆる方向から照明さ
れ（全方位照射）、ｄが大きくなるほど、垂直に近い方
向（法線２８に近い方向）から照明される（部分方位照
射）。）。

【００２５】液晶表示素子６からの反射光のうち８°方
向の成分は、第３の開口部２０を通って受光光学系１８
を介して分光装置３０に導かれ、その分光反射率が求め
られる。

【００２６】左右及び前後移動機構４４、４６により液
晶表示素子６を移動し、分光反射率を他の測定部分でも
求め、得られたデータに基づいて液晶表示素子６が所望
の表示特性を有するか否かを判断する。

【００２７】ところで、検査装置２を用いて液晶表示素
子６の表示特性を正確に測定するためには、液晶表示
素子６（の少なくとも測定部分）がテーブル５２上で平
坦性を保つこと、液晶表示素子６がテーブル５２に吸
着・固定されていること、及び液晶表示素子６の表示
状態が維持されることが必要である。本発明者らは、こ
れらの要件を満たす一例として以下の構成条件を実験に
より見出した。吸着孔５６での吸引力：１．０〜１．２ｋＰａ吸着孔５６の形状・大きさ：断面が直径０．５〜０．８
ｍｍの円形、吸着孔５６のピッチ：１５〜４０ｍｍ多孔質シート５４の厚み：０．２〜０．４ｍｍ多孔質シート５４の孔：気孔率３０％、平均孔径３０μ
ｍ液晶表示素子６と開口部１６との距離ｄ：０〜６ｍｍ

【００２８】なお、本実施例で説明したような部分方位
照射の場合、積分球と表示素子との間に所定の間隔を保
つ必要があり、積分球によって表示素子を押さえつける
ことで表示素子を平坦化することができないため、本発
明の構成が有効である。

【００２９】以上、本発明の具体的な実施形態について
説明したが、本発明は種々改変可能である。例えば、上
記実施形態では、液晶表示素子６をテーブル５２上に吸
着固定させた後で表示を行わせたが、代わりに、液晶表
示素子６を多孔質シート５４を介してテーブル５２上に
載置し、表示を行わせた上でテーブル５２上に吸着固定
させてもよい。この場合も、吸着により表示が消えるこ
とはない。

【００３０】また、データ入力部６２を設ける代わり
に、液晶表示素子６に駆動回路（図示せず）を実装した
上で表示を行わせることもできる。但し、その分液晶表
示素子６の取扱いや測定部８の構成が複雑になりやすい
ので、これらをできるだけ感嘆にしたい場合は、表示特
性の検査を終えた上で駆動回路を液晶表示素子６に実装
するとよい。

【００３１】さらに、本発明は、カラー用のメモリ型液
晶表示素子に適用することもできる。図２は、カラー用
のメモリ型液晶表示素子の一例を示す模式的な断面図で
ある。液晶表示素子１００は、光吸収層１０２と、光吸
収層１０２の上に順次積層された３つの色表示層１０４
（観察側から順に、青色表示層１０４Ｂ、緑色表示層１
０４Ｇ、赤色表示層１０４Ｒ）とを有する。各色表示層
１０４は、透明材料からなる一対のフィルム基板１０６
（１０６Ｂ，１０６Ｇ，１０６Ｒ）、１０８（１０８
Ｂ，１０８Ｇ，１０８Ｒ）と、これらフィルム基板１０
６、１０８間に挟持された液晶層１１０（１１０Ｂ，１
１０Ｇ，１１０Ｒ）とを有する。液晶層１１０の液晶
は、基板１０６、１０８の周縁部近傍に沿って連続的に
配置されたシール壁（図示せず）により封入される。ま
た、フィルム基板１０６と１０８との対向面にはそれぞ
れ適宜電極（図示せず）が配置されており、これら電極
がシール壁の外側まで延設されて、データ入力部に対す
る液晶表示素子１００の端子部を形成する。

【００３２】また、液晶層１１０には、基板１０６、１
０８のギャップを一定に保つために球状のスペーサ（図
示せず）が含まれている。

【００３３】フィルム基板１０６、１０８の材料とし
て、例えば、ポリカーボネートやポリエーテルスルホン
などの樹脂が用いられる。

【００３４】また、各色表示層１０４の液晶には、例え
ば、可視領域に選択反射波長を有するカイラルネマチッ
ク液晶が使用される。図の例では、観察者側の色表示層
１０４Ｂには青色の選択反射を行う液晶が使用され、次
の色表示層１０４Ｇには緑色の選択反射を行う液晶が使
用され、最後の色表示層１０４Ｒには赤色の選択反射を
行う液晶が使用される。

【００３５】各色表示層１０４は、その表示層１０４の
液晶を挟持する電極間に印加される電圧に応答して、可
視光を透過する透明状態から特定の波長の可視光を選択
的に反射する選択反射状態へ、あるいは逆に、選択反射
状態から透明状態へと切り替わる。したがって、特定の
色表示層１０４を選択反射状態とし、図２の上方から液
晶表示素子６に向けて自然光等の白色光を照射すると、
選択反射状態の色表示層１０４が特定波長の可視光を反
射し、これが各色の表示として観察される。色表示層１
０４が透明状態にあるときは、入射光が該色表示層１０
４を透過する。このため、表示しようとする色に相当す
る色表示層１０４を選択反射状態とし、少なくともこの
色表示層１０４よりも観察者側にある色表示層１０４を
透明状態とすることにより、所望の色の表示を行うこと
ができる。また、全ての色表示層１０４を透明状態とす
れば、入射光が光吸収層１０２に吸収されて黒色表示と
なる。

【００３６】各色表示層１０４に含まれるカイラルネマ
チック液晶は、比較的高いエネルギのパルス電圧が印加
されるとプレーナ状態が選択され、比較的低いエネルギ
のパルス電圧が印加されるとフォーカルコニック状態が
選択される。また、その中間のパルス電圧を印加する
と、プレーナ状態とフォーカルコニック状態が混在した
状態が選択される。カイラルネマチック液晶がプレーナ
状態の場合、液晶の螺旋ピッチをＰ、液晶の平均屈折率
をｎとすると、波長λ＝Ｐ・ｎの光が液晶によって選択
的に反射される。また、カイラルネマチック液晶がフォ
ーカルコニック状態では、液晶の選択反射波長が赤外領
域にある場合には可視光を散乱し、選択反射波長がそれ
よりも短い場合には散乱が弱くなり可視光が透過され
る。カイラルネマチック液晶がプレーナ状態とフォーカ
ルコニック状態が混在した状態にあると、中間調が表示
される。したがって、選択反射波長を可視光に設定し、
液晶表示素子１００の観察側と反対側に光吸収層１０２
を設けることにより、特定色（プレーナ状態）と黒色
（フォーカルコニック状態）、およびその中間調とで表
示を切替えることができる。

【００３７】これにより、例えば青色表示層１０４Ｂお
よび緑色表示層１０４Ｇをカイラルネマチック液晶がフ
ォーカルコニック状態となった透明状態とし、赤色表示
層１０４Ｒをカイラルネマチック液晶がプレーナ状態と
なった選択反射状態とすることにより、赤色表示を行う
ことができる。また、青色表示層１０４Ｂをカイラルネ
マチック液晶材料がフォーカルコニック状態となった透
明状態とし、緑色表示層１０４Ｇ及び赤色表示層１０４
Ｒをカイラルネマチック液晶がプレーナ状態となった選
択反射状態とすることにより、イエローの表示を行うこ
とができる。同様に、各色表示層１０４の状態を透明状
態と選択反射状態を適宜選択することにより赤、緑、
青、白、シアン、マゼンタ、イエロー、黒の表示が可能
である。さらに各色表示層１０４の状態として中間の選
択反射状態を選択することにより中間色が表示され、フ
ルカラー表示を行うことができる。上記各状態（フォー
カルコニック状態、プレーナ状態、及び２つの状態が混
在した中間状態）は、パルス電圧印加後もその状態を保
つことができる（すなわちメモリ性を有する。）

【００３８】このような構成を有する液晶表示素子１０
０に対して、図１に示す検査装置２により表示特性の測
定を行う場合、３つの色表示層１０４のうち一つの色表
示層１０４のみで表示を行わせて、反射された光の分光
反射率を求める。これを全ての色表示層１０４に対し繰
り返し、得られたデータに基づいて液晶表示素子１００
が所望の表示特性を有するか否かを判断する。

【００３９】本発明はまた、上述したような液晶表示素
子以外であっても、樹脂フィルム基板を用いた有機エレ
クトロルミネッセンス素子、電気泳動粒子又は磁気泳動
粒子を収容したマイクロカプセルをフィルム基板間に挟
持した表示素子（例えば特開平２０００−３５５９８号
公報参照）、強誘電性高分子液晶（例えば特開平５−２
７３５３１号公報参照）をフィルム基板間に挟持した表
示素子など、可撓性を有する薄型の表示素子にも適用で
き、表示素子の表示特性の正確な測定を可能とする。

【００４０】

【発明の効果】本発明によれば、可撓性を有するメモリ
型液晶表示素子を、表示状態を維持したままで、該表示
素子の平坦性を保ちながら検査することができるので、
その表示特性を正確に測定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る検査装置の一実施形態を示す断
面図。

【図２】カラー用のメモリ型液晶表示素子の一例を示
す模式的な断面図。

【符号の説明】

２：検査装置、４：測定部、６：液晶表示素子、８：液
晶表示素子の支持部、１０：積分球、１２：照明光学
系、１４：光源用開口部、１６：液晶表示素子用開口
部、２０：受光用開口部、２２：光源、５４：多孔質シ
ート、５６：吸着孔、６０：真空ポンプ、６２：データ
入力部。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】可撓性を有する表示素子を、多孔質シー
トを介して平坦面上に吸着させた状態で前記表示素子の
表示特性を測定することを特徴とする表示素子検査方
法。
【請求項２】複数の貫通孔を有する平板上に形成され
る平坦面上に、該貫通孔を介して吸引することにより表
示素子を吸着させることを特徴とする請求項１に記載の
検査方法。
【請求項３】前記表示素子は、一対のフィルム基板間
に液晶を挟持してなる液晶表示素子であることを特徴と
する請求項１又は２に記載の検査方法。
【請求項４】前記表示素子はメモリー性を有すること
を特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の検査方
法。
【請求項５】表示特性の測定として測色を行うことを
特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の検査方法。
【請求項６】積分球を使用し、該積分球と表示素子と
の間を所定の間隔に保って測色を行うことを特徴とする
請求項５に記載の検査方法。
【請求項７】可撓性を有する表示素子の検査装置にお
いて、複数の貫通孔を有する平板と、該平板上に設けられた多
孔質シートとを有し、検査時に前記表示素子は多孔質シート上に配置され、前記検査装置はさらに、前記平板の貫通孔及び多孔質シ
ートを介して前記表示素子に対し負圧を印加する負圧発
生手段と、前記多孔質シート上に配置された前記表示素
子の表示特性を測定する測定手段とを有することを特徴
とする検査装置。
【請求項８】前記測定手段は積分球を有しており、該
積分球を用いて測色を行うことを特徴とする請求項７に
記載の検査装置。
【請求項９】前記測定手段は、積分球と表示素子との
間を所定の間隔に保って測色を行うことを特徴とする請
求項８に記載の検査装置。