JP2006201152A - 偏光板測定装置及び測定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 偏光板測定装置及び測定方法の提供。
【解決手段】 単色光を提供する単色光生成装置、該単色光の光信号を判読可能なデータに変換する光受信モジュール、該単色光生成装置と該光受信モジュールの間に設けられて被測定偏光板を載置するのに用いられ、該被測定偏光板に対して微角度調整を行え、且つ該単色光が該被測定偏光板を通過した後に、該光受信モジュールが受信、測定できるようにする、調整ベース、を包含する。該偏光板測定装置に更に固定ベースが設けられ、該固定ベースは単色光生成装置と該調整ベースの間に設けられて分極偏光板を載置するのに用いられ、単色光に先ず該分極偏光板を通過させて分極化された単色光を形成する。
【選択図】 図６

Description

本発明は一種の偏光板測定装置及び測定方法に係り、特に一種の試験の精度が０．１度以下出、現場でのライン上リアルタイム測定の機能を提供し、快速正確測定の目的を達成する装置及び方法に関する。

市販されている液晶ディスプレイパネルは、液晶分子が固態と液態の間にあり、液体が外力作用を受けて流動しやすい特性を具えているだけでなく、結晶特有の光学異方性を有していることから、電場を印加することにより液晶の配列状態をその他の指向に改変し、光線が液晶層を透過する時の光学特性を改変させ、即ち、外から加えた電場により光の変調現象を発生させることであり、所謂液晶の光電効果を利用したものである。この効果を利用して各種の液晶ディスプレイパネル、例えばねじれネマティック（ＴＮ）型液晶ディスプレイパネル、スーパーねじれネマティック（ＳＴＮ）型液晶ディスプレイパネル、及び薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）液晶ディスプレイパネルが製造されている。

図１は周知のＴＮ型液晶ディスプレイパネルの電圧未印加時の動作表示図である。図２は周知のＴＮ型液晶ディスプレイパネルに電圧印加後の動作表示図である。図１に示されるように、ＴＮ型液晶ディスプレイパネル１００は、ラビングにより極細溝１０５、１０６を形成した配向膜１１０、１２０と、光の散乱方向を分極化する偏光板１３０、１４０を包含する。ＴＮ型液晶１５０を配向膜１１０、１２０の間に注入する時、ＴＮ型液晶１５０の分子は液体の流動特性を具えているため、容易に溝１０５、１０６の方向に沿って配列され、溝１０５、１０６の位置に接近する時、ＴＮ型液晶１５０の受ける束縛力は比較的大きく、ゆえに溝１０５、１０６の方向に沿って配列され、中間部分のＴＮ型液晶１５０に対する束縛力は比較的小さいため、ねじれ配列され、且つ配向膜１１０、１２０内のＴＮ型液晶１５０はいずれも９０度ねじれ、ゆえにＴＮ型と称される。これにより、配向膜１１０、１２０間に電圧を未印加の状況では、光線１６０は偏光板１４０及び配向膜１２０に進入後、その方向は液晶１５０の配列に伴い９０度回転し、配向膜１１０及び偏光板１３０の分極方向は同じであり、ゆえに光線は偏光板１３０を順調に透過する。

図２を参照されたい。配向膜１１０、１２０間に電圧を印加した後、ＴＮ型液晶１５０は印加電場の方向と平行となる傾向となり（図示されるとおり）、これによりＴＮ型液晶１５０は配向膜１１０、１２０表面にそれぞれ垂直となり、光線１６０が偏光板１４０及び配向膜１２０に進入した後、その方向は回転せず、ゆえに偏光板１３０に到達した後、光線は偏光板１３０を通過できない。

上述したことから分かるように、偏光板１３０、１４０間の夾角は９０度を呈し、且つ二つの偏光板１３０、１４０の間の夾角の液晶ディスプレイパネルの品質に対する影響は非常に大きく、ゆえに偏光板の角度調整の正確度はことのほか重要となる。周知の調整方式は、いずれも余分に購入した機械で各偏光板の角度を測定する、というものであるが、その使用する光源解析度は不足し、ゆえに誤差は通常１度以上であり、且つ測定時には偏光板を機械に入れなければならず、ゆえに製作フローが更に複雑で不便である。

総合すると、周知の偏光板測定装置及び測定方法は、少なくとも以下の欠点を有している。
１．周知の機械による偏光板の角度測定は、その測定の精度が不足し、調整品質を確保できない。
２．周知の機械を使用した偏光板の角度測定は、その規格が測定する機械規格に制限され、異なるサイズの偏光板を測定する時には、異なる機械を使用しなければならず、測定のコストが増し、且つ間違った機械で測定する状況を発生しやすい。
３．周知の機械を使用した偏光板の角度測定は、現場でのライン上の一貫作業においての測定を完成できず、即ち、別に新たな機械を購入して測定しなければならず、並びに新たに測定員を訓練しなければならず、会社のコストが増す。

周知の技術の欠点を鑑み、本発明の主要な目的は、一種の偏光板測定装置及び測定方法を提供し、測定の精度を０．１度以下に高め、コントラスト、輝度を高め、歩留り及び使用率を改善し、毎回の測定品質を確保できるようにすることにある。

本発明の次の目的は、一種の偏光板測定装置及び測定方法を提供することにあり、それは異なる規格サイズの偏光板に適用可能で、測定のコストを減らせ、エラー発生の確率を減らすものとする。

本発明の別の目的は、一種の偏光板測定装置及び測定方法を提供することにあり、それは、現場でのライン上の一貫作業において測定完成でき、自動化測定切断技術を構築し、その測定の効率を高め、これにより生産の速度を増せるものとする。

本発明の別の目的は、一種の偏光板測定装置及び測定方法を提供することにあり、それは、偏光板の規格サイズが異なる時、余分に機械を購入する必要がなく、或いは新たに測定員を訓練する必要がなく、会社のコストを減らせるものとする。

上述の目的を達成するため、本発明は第１実施例中において、一種の偏光板測定装置を提供し、それは、単色光を提供する単色光生成装置、該単色光生成装置に対応するように設置され、単色光の光信号を判読可能なデータに変換する光受信モジュール、該単色光生成装置と該光受信モジュールの間に設けられて被測定偏光板を載置するのに用いられ、該被測定偏光板に対して微角度調整を行え、且つ該単色光が該被測定偏光板を通過した後に、該光受信モジュールが受信、測定できるようにする調整ベース、を包含する。

本発明は第２実施例中において、一種の偏光板測定装置を提供し、それは、移動支持フレーム、該移動支持フレームに設けられ単色光を提供する単色光生成装置、該移動支持フレームに設けられ、且つ単色光生成装置と対応するよう設置されて単色光の光信号を判読できるデータに変換する光受信モジュールを包含し、そのうち、被測定偏光板が該単色光生成装置と該光受信モジュールの間に設けられ、該単色光生成装置と該光受信モジュールが相対移動可能で、単色光に該被測定偏光板を通過させた後に、該光受信モジュールに受信させる。

以上の偏光板測定装置は更に、分極偏光板を具え、該分極偏光板は単色光生成装置と被測定偏光板の間に設けられ、該単色光が該分極偏光板を通過し、且つ該単色光生成装置は連続波（ＣＷ）レーザー或いはパルスレーザーの生成するレーザー光とされる。

本発明の偏光板測定方法の第１実施例によると、被測定偏光板が調整ベース上に設けられ、該偏光板測定方法は、
（ａ）単色光を適当な角度で被測定偏光板に向けて照射するステップ、
（ｂ）被測定偏光板を通過した単色光を受信して測定値を得るステップ、
（ｃ）該測定値を標準値と比較するステップ、
（ｄ）調整ベースで該被測定偏光板の偏光角度を回転調整して測定値を標準値に近似となすステップ、
を包含する。

本発明の偏光板測定方法の第２実施例によると、
（ａ）単色光で軸方向に被測定偏光板を走査するステップ、
（ｂ）該被測定偏光板を通過した単色光を受信して複数の測定値を得るステップ、
（ｃ）該複数の測定値をデータベースと対比するステップ、
（ｄ）カッタで該被測定偏光板を裁断するステップ、
を包含し、上述の単色光生成装置は連続波レーザー或いはパルスレーザーのいずれかとされる。

請求項１の発明は、偏光板測定装置において、
単色光を提供する単色光生成装置、
該単色光生成装置に対応するように設置され、単色光の光信号を判読可能なデータに変換する光受信モジュール、
該単色光生成装置と該光受信モジュールの間に設けられて被測定偏光板を載置するのに用いられ、該被測定偏光板に対して微角度調整を行え、且つ該単色光が該被測定偏光板を通過した後に、該光受信モジュールにより受信される調整ベース、
を包含したことを特徴とする、偏光板測定装置としている。
請求項２の発明は、請求項１記載の偏光板測定装置において、光受信モジュールが、
該単色光を受信する光キャプチャユニットと、
該光キャプチャユニットに接続されて該単色光の光信号を判読可能なデータに変換する光信号検出装置と、
を包含することを特徴とする、偏光板測定装置としている。
請求項３の発明は、偏光板測定方法において、
（ａ）単色光を適当な角度で被測定偏光板に向けて照射するステップ、
（ｂ）被測定偏光板を通過した単色光を受信して測定値を得るステップ、
（ｃ）該測定値を標準値と比較するステップ、
（ｄ）調整ベースで該被測定偏光板の偏光角度を回転調整して測定値を標準値に近似となすステップ、
を包含することを特徴とする偏光板測定方法としている。
請求項４の発明は、偏光板測定装置において、
移動支持フレームと、
該移動支持フレームに設けられ単色光を提供する単色光生成装置と、
該移動支持フレームに設けられ、且つ単色光生成装置と対応するよう設置されて単色光の光信号を判読できるデータに変換する光受信モジュールと、
該単色光生成装置と該光受信モジュールの間に藻た被測定偏光板と、
を包含し、そのうち、該単色光生成装置と該光受信モジュールが相対移動可能で、単色光に該被測定偏光板を通過させた後に、該光受信モジュールに受信させることを特徴とする、偏光板測定装置としている。
請求項５の発明は、請求項４記載の偏光板測定装置において、光受信モジュールが、
該単色光を受信する光キャプチャユニットと、
該光キャプチャユニットに接続されて該単色光の光信号を判読可能なデータに変換する光信号検出装置と、
を包含することを特徴とする、偏光板測定装置としている。
請求項６の発明は、偏光板測定方法において、
（ａ）単色光で軸方向に被測定偏光板を走査するステップ、
（ｂ）該被測定偏光板を通過した単色光を受信して複数の測定値を得るステップ、
（ｃ）該複数の測定値をデータベースと対比するステップ、
を包含したことを特徴とする、偏光板測定方法としている。

総合すると、本発明の偏光板測定装置及び測定方法は、測定精度を０．１度以下まで高めることができ、コントラスト輝度を向上し、並びにライン上での一貫作業により測定を完成でき、自動化測定裁断技術を構築し、有効に測定の効率を高め、生産の速度を増す。また、余分に測定用機械を購入する必要及び新たに測定員を訓練する必要がなく、会社のコストを削減できる。

本発明は周知の技術領域上にあって関係する技術の開示がなく、新規性を有している。本発明の技術内容は確実に該領域の問題を解決し、且つその方法原理は周知の技術に基づき容易に完成できるものではなく、その機能性は後述されるとおりであり、進歩性を有し、特許の要件を具備するものである。

図３は本発明の偏光板測定装置の第１実施例表示図である。本発明の偏光板測定装置は単色光生成装置２００を使用して単色光を提供し、且つ本発明の単色光生成装置は連続レーザー或いはパルスレーザーを生成する装置とされ、その発生するレーザー光２０６は可視光とされ、レーザー光２０６は高い解析度、高輝度及び高純度の特性を有するため、該レーザー光２０６の波長は３８０ｎｍから７８０ｎｍに制御可能で、即ち可視光の波長とされ、測定者が明らかに発生する波形を観ることができ、またレーザー光２０６の解析度は０．０１ｎｍに達し、ゆえにその偏光板偏光角度測定の精度は０．１度以下に達する。

続いて、レーザー光２０６を固定ベース２０１０上に載置された分極偏光板２０１に向けて照射する。該固定ベース２０１０は単色光生成装置２００と調整ベース２０２０の間に設けられ、レーザー光２０６は該分極偏光板２０１を通過した後、レーザー光２０６の分極方向は該分極偏光板２０１と同じに変わり、且つ該固定ベース２０１０は固定位置に維持されて、レーザー光２０６の分極方向を測定時と同じに保持する。分極化されたレーザー光２０６は調整ベース２０２０上に載置された被測定偏光板２０２に照射され、該調整ベース２０２０は被測定偏光板２０２に対して微角度調整を行え、即ち被測定偏光板２０２の偏光角度を調整できる。分極化されたレーザー光２０６は最後に光受信モジュール２０３に受信され、該光受信モジュール２０３は該単色光生成装置２００に対応するよう設置され、レーザー光２０６の光信号を判読可能なデータに変換する。
一般に、光受信モジュール２０３は光キャプチャユニット２０３１及び光信号検出装置２０３２で構成され、そのうち、光キャプチャユニット２０３１の機能はレーザー光２０６を受信することにあり、最もよく使用されるのは電荷結合素子（ＣＣＤ）、ＣＭＯＳ，或いは光電倍増管（ＰＭＴ）が主要部品として使用される。光信号検出装置２０３２の機能は光キャプチャユニット２０３１の受信したレーザー光２０６の光信号を判読できるデータに変換することにあり、通常は示波器が使用される。光受信モジュール２０３はコンピュータ２０５に接続され、該コンピュータが記録対比装置とされ、コンピュータ２０５は光受信モジュール２０３の判読してデータを記録並びに対比し、更に調整ベース２０２０を制御して被測定偏光板２０２の偏光角度を調整させる。

図４は本発明の偏光板測定方法の第１実施例のフローチャートであり、図５は本発明の偏光板測定方法の第１実施例の強度−角度対応関係図である。そのうち、被測定偏光板は調整ベース上に設けられ、本発明の偏光板測定方法の好ましい実施例のフローチャートは以下のステップを包含する。即ち、
（ａ）単色光を適当な角度で被測定偏光板に向けて照射する（４００）。そのうち、該単色光は連続レーザー或いはパルスレーザーの生成するレーザー光とし、その波長は３８０から７８０ｎｍ、解析度は０．０１ｎｍに達するものとし、且つ所謂適当な角度とはすでに分極化された光の角度を指し、９０度或いは０度に設定できるものとする。
（ｂ）被測定偏光板を通過した単色光を受信して測定値を得る（４０１）。該測定値は図６中のＩｔ曲線のようであり、このＩｔ曲線は光受信モジュールは光受信モジュールがレーザー光の光信号を受信して判読できるデータに変換したものとされ、更にコンピュータを利用して判読したデータから強度−角度対応図を形成し、どれだけの角度の時に光強度信号がどれだけであるかを得る。
（ｃ）測定値と標準値を比較する（４０２）。該標準値は図６中のＩｓ曲線のようであり、それは標準偏光板の強度−角度対応の標準データとされる。本実施例中で使用される標準偏光板の偏光角度は９０度とされ、ゆえに図６中のＩｓ曲線は９０度の時に強度が最大となり、０度或いは１００度の時に強度が最小となる。
（ｄ）調整ベースで被測定偏光板の偏光角度を回転調整し、該測定値を標準値に近似となす（４０３）。該調整ベースを利用して該被測定偏光板の偏光角度を回転調整し、この時、図６中のＩｔ曲線がゆっくりとＩｓ曲線に近づき、Ｉｔ曲線がＩｓ曲線に近似となる時、該被測定偏光板の偏光角度が９０度に近くなったことを示し、この時、被測定偏光板上で記号を形成でき、該被測定偏光板の偏光角度を知ることができ、ゆえにそれは任意の寸法規格の偏光板の測定に使用可能である。

図６は本発明の偏光板測定装置の第２実施例表示図である。第２実施例中の単色光生成装置５００は連続波レーザー或いはパルスレーザーを採用し、その機能は本発明の第１実施例と相似であるため、重複する説明は行わない。このほか、分極偏光板５０１の機能もまた分極偏光板２０１と類似しているため、重複する説明は行わない。そのうち、被測定偏光板５０２はライン上で輸送ローラ５０３ａ及び５０３ｂ上に設けられ、且つ被測定偏光板５０２はライン上で輸送ローラ５０３ａにより輸送ローラ５０３ｂまで輸送され、そのうち、移動支持フレーム５０４上の単色光生成装置５００とそれに対応する光受信モジュール５０５は相対移動を形成し、レーザー光５０７が被測定偏光板５０２を走査した後、該光受信モジュール５０５に受信され、該光受信モジュール５０５がレーザー光５０７の光信号を変換して判読可能なデータとなし、更にコンピュータ５０６に伝送して対比させ、更に裁断角度の情報がカッタ５０８に送られ、カッタ５０８の切削の角度を決定し、こうして現場のライン上での一貫作業測定を完成し、有効に測定の効率を上げ、生産の速度を増す。

図７は本発明の偏光板測定方法の第２実施例のフローチャートであり、それは以下のステップを包含し、即ち、
（ａ）単色光で軸方向に被測定偏光板を走査する（６００）。そのうち、該単色光は連続波レーザー或いはパルスレーザーの生成するレーザー光とされる。その波長は３８０から７８０ｎｍ、解析度は０．０１ｎｍ以上に達するものとし、且つ該軸方向とは被測定偏光板の系方向軸方向とされ、通常、該被測定偏光板の幅は１３０ｃｍ程度とされ、ゆえに軸方向走査により、該被測定偏光板上の異なる点の光信号を獲得できる。
（ｂ）被測定偏光板を通過した単色光を受信して複数の測定値を得る（６０１）。光受信モジュールを利用してレーザー光（単色光）の光信号を判読可能なデータに変換し、レーザー光による系方向軸方向走査の方式で該被測定偏光板を走査するため、該被測定偏光板の異なる点を通過した光信号は複数の異なる点の測定値に変換されて、後続の対比判断に用いられる。
（ｃ）複数の測定値とデータベースと対比する（６０２）。前のステップで獲得した複数の異なる点の測定値を、記録対比装置内のデータベースと対比し、このデータベース内のデータは各種の標準偏光角度の偏光板の強度−角度データとされ、交叉対比の後、該被測定偏光板の角度分布を得る（通常全体の被測定偏光板の角度にはいくらか誤差がある）。
（ｄ）カッタで被測定偏光板を裁断する（６０３）。（ｃ）のステップで被測定偏光板上の角度分布を得た後、該カッタの裁断角度を制御調整し、被測定偏光板を裁断して必要な角度となし、被測定偏光板の後続使用中の精度を高め、その精度を０．１度以下となす。

本発明の偏光板測定装置及び方法は、連続波レーザー或いはパルスレーザーを使用して測定を行い、ゆえに本発明により測定完成した偏光板は、その示度が０．１度或いはそれより小さく、一般に市販され使用されている試験とエラー（ｔｒｙ ａｎｄ ｅｒｒｏｒ）の方式は、精度が１度程度であり、本発明の精度とは少なくとも５〜１０倍以上の差があり、ゆえにそれを液晶パネルに貼り付けた後、その液晶パネルの表現するコントラスト輝度は少なくとも２−４倍の差異があり、もしコントラスト輝度が高いほど、可視角も増大し、現在市販されている液晶ディスプレイを異なる角度より観る時、明暗の異なる変化を発生し、ある角度では液晶ディスプレイを明瞭に観ることができないという問題を解決する。

以上の実施例は本発明の好ましい実施例の説明であって、本発明の範囲を制限するものではなく、以上の記載より容易に想到できること、例えば、異なる分極角度の分極光の使用、分極偏向板の省略、調整ベースの回転方向の改変等は、いずれの本発明の請求範囲に属するものとする。

周知のＴＮ型液晶ディスプレイパネルの電圧未印加時の動作表示図である。 周知のＴＮ型液晶ディスプレイパネルの電圧印加時の動作表示図である。 本発明の偏光板測定装置の第１実施例表示図である。 本発明の偏光板測定方法の第１実施例のフローチャートである。 本発明の偏光板測定方法の第１実施例の強度−角度対応関係図である。 本発明の偏光板測定装置の第２実施例表示図である。 本発明の偏光板測定方法の第２実施例のフローチャートである。

符号の説明

１００ ＴＮ型液晶ディスプレイ
１０５、１０６ 溝
１１０、１２０ 配向膜
１３０、１４０ 偏光板
１５０ 液晶
１６０ 光線
２００ 単色光生成装置
２０６ レーザー光
２０１０ 固定ベース
２０１ 分極偏光板
２０２０ 調整ベース
２０２ 偏光板
２０３ 光受信モジュール
２０３１ 光キャプチャユニット
２０３２ 光信号検出装置
２０５ コンピュータ
５００ 単色光生成装置
５０１ 分極偏光板
５０３ａ、５０３ｂ 輸送ローラ
５０２ 被測定偏光板
５０４ 移動支持フレーム
５０５ 光受信モジュール
５０５１ 光キャプチャユニット
５０５２ 光信号検出装置
５０６ コンピュータ
５０７ レーザー光
５０８ カッタ

Claims (6)

1. 偏光板測定装置において、
   単色光を提供する単色光生成装置、
   該単色光生成装置に対応するように設置され、単色光の光信号を判読可能なデータに変換する光受信モジュール、
   該単色光生成装置と該光受信モジュールの間に設けられて被測定偏光板を載置するのに用いられ、該被測定偏光板に対して微角度調整を行え、且つ該単色光が該被測定偏光板を通過した後に、該光受信モジュールにより受信される調整ベース、
   を包含したことを特徴とする、偏光板測定装置。
2. 請求項１記載の偏光板測定装置において、光受信モジュールが、
   該単色光を受信する光キャプチャユニットと、
   該光キャプチャユニットに接続されて該単色光の光信号を判読可能なデータに変換する光信号検出装置と、
   を包含することを特徴とする、偏光板測定装置。
3. 偏光板測定方法において、
   （ａ）単色光を適当な角度で被測定偏光板に向けて照射するステップ、
   （ｂ）被測定偏光板を通過した単色光を受信して測定値を得るステップ、
   （ｃ）該測定値を標準値と比較するステップ、
   （ｄ）調整ベースで該被測定偏光板の偏光角度を回転調整して測定値を標準値に近似となすステップ、
   を包含することを特徴とする偏光板測定方法。
4. 偏光板測定装置において、
   移動支持フレームと、
   該移動支持フレームに設けられ単色光を提供する単色光生成装置と、
   該移動支持フレームに設けられ、且つ単色光生成装置と対応するよう設置されて単色光の光信号を判読できるデータに変換する光受信モジュールと、
   該単色光生成装置と該光受信モジュールの間に藻た被測定偏光板と、
   を包含し、そのうち、該単色光生成装置と該光受信モジュールが相対移動可能で、単色光に該被測定偏光板を通過させた後に、該光受信モジュールに受信させることを特徴とする、偏光板測定装置。
5. 請求項４記載の偏光板測定装置において、光受信モジュールが、
   該単色光を受信する光キャプチャユニットと、
   該光キャプチャユニットに接続されて該単色光の光信号を判読可能なデータに変換する光信号検出装置と、
   を包含することを特徴とする、偏光板測定装置。
6. 偏光板測定方法において、
   （ａ）単色光で軸方向に被測定偏光板を走査するステップ、
   （ｂ）該被測定偏光板を通過した単色光を受信して複数の測定値を得るステップ、
   （ｃ）該複数の測定値をデータベースと対比するステップ、
   を包含したことを特徴とする、偏光板測定方法。
   

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