JP3341010B2 - Liquid crystal display device deformation / strain / stress calculation method and liquid crystal display device diagnosis method - Google Patents

Liquid crystal display device deformation / strain / stress calculation method and liquid crystal display device diagnosis method

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JP3341010B2
JP3341010B2 JP2000089796A JP2000089796A JP3341010B2 JP 3341010 B2 JP3341010 B2 JP 3341010B2 JP 2000089796 A JP2000089796 A JP 2000089796A JP 2000089796 A JP2000089796 A JP 2000089796A JP 3341010 B2 JP3341010 B2 JP 3341010B2
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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、偏光板、ガラス基
板、透明電極、カラーフィルタ、液晶などの薄い部材が
積層されて構成される液晶表示装置の変形・ひずみ・応
力を算出する方法及びこの算出結果を利用する液晶表示
装置の診断方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for calculating the deformation, strain and stress of a liquid crystal display device which is formed by laminating thin members such as a polarizing plate, a glass substrate, a transparent electrode, a color filter and a liquid crystal. The present invention relates to a method for diagnosing a liquid crystal display device using a calculation result.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、液晶表示装置のコンピュータシミ
ュレーションに関する先行技術が開示されるようになっ
てきた。たとえば、特開平10−253969号公報、
特開平11−305181号公報には、有限要素法を利
用したシミュレーション技術が記載されている。また、
特開平6−110063号公報には、カラーフィルタ層
側のガラス基板とこれと対向するガラス基板の間隔を均
一に保持するための適正なスペーサ粒径の提案が記載さ
れている。
2. Description of the Related Art In recent years, prior art relating to computer simulation of a liquid crystal display device has been disclosed. For example, JP-A-10-253969,
Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-305181 describes a simulation technique using a finite element method. Also,
Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-11063 discloses a proposal of an appropriate spacer particle size for maintaining a uniform distance between a glass substrate on the color filter layer side and a glass substrate opposed thereto.

【0003】液晶表示装置は図7の断面図に示すような
構造で構成されている。1は偏光板、2はカラーフィル
タガラス基板、3はカラーフィルタ層、4は透明電極、
5は液晶層、6はTFTアレイガラス板、7は透明電
極、8は偏光板、9はスペーサ、10は液晶を封じ込め
るシール部、11は透明電極4,7間の間隔であるセル
ギャップを表している。
A liquid crystal display has a structure as shown in a sectional view of FIG. 1 is a polarizing plate, 2 is a color filter glass substrate, 3 is a color filter layer, 4 is a transparent electrode,
Reference numeral 5 denotes a liquid crystal layer, 6 denotes a TFT array glass plate, 7 denotes a transparent electrode, 8 denotes a polarizing plate, 9 denotes a spacer, 10 denotes a sealing portion for containing liquid crystal, and 11 denotes a cell gap which is an interval between the transparent electrodes 4 and 7. ing.

【0004】液晶表示装置は、偏光板1,8、ガラス基
板2,6、カラーフィルタ層3、透明電極4,7などの
薄い平板状の部材を積層させた二つの構造の間に液晶を
封じ込めてあり、ガラス基板2,6の間隔を一定に保つ
ための球形状した多数のスペーサ9が液晶の中に散布さ
れている。二つの積層材はシール部10の接着剤が硬化
するまで基板の外側から圧力を加えられ、硬化後は圧縮
弾性変形を受けている内部スペーサ9の反発力を受けて
いることになる。
A liquid crystal display device encloses liquid crystal between two structures in which thin plate-shaped members such as polarizing plates 1 and 8, glass substrates 2 and 6, a color filter layer 3, and transparent electrodes 4 and 7 are laminated. A large number of spherical spacers 9 for keeping the distance between the glass substrates 2 and 6 constant are dispersed in the liquid crystal. The two laminated materials are applied with pressure from the outside of the substrate until the adhesive of the seal portion 10 is hardened, and after the hardening, are subjected to the repulsive force of the internal spacer 9 which has undergone compression elastic deformation.

【0005】この反発力は場所により異なるので、液晶
が封じ込められているセルギャップ11の間隔は均一で
はなくなっている。このためにウオッシュアウト現象な
どのコントラストむらが発生する。あるいはまた、スペ
ーサ9の一部がカラーフィルタ層3の保護膜に食い込
み、ガラス基板にひずみを生じさせた結果、色むらが発
生したりする。
Since the repulsive force varies depending on the location, the interval of the cell gap 11 in which the liquid crystal is sealed is not uniform. For this reason, contrast unevenness such as a washout phenomenon occurs. Alternatively, a part of the spacers 9 bites into the protective film of the color filter layer 3 to cause distortion in the glass substrate, resulting in color unevenness.

【0006】このウオッシュアウト現象をコンピュータ
シミュレーションで解析し、ガラス基板間隔の均一化を
自動的に達成する1つの提案として、特開平10−25
3969号公報には、モデル化が困難な液晶内の多数の
スペーサを等価なヤング率に置換して2次元問題として
解析する方法を開示している。また、特開平6−110
063号公報には、ガラス基板外周部のスペーサ粒径を
大きくして保護膜への食い込みを防ぐ方法を開示してい
る。
One proposal for analyzing the washout phenomenon by computer simulation and automatically achieving uniform glass substrate spacing is disclosed in JP-A-10-25.
Japanese Patent No. 3969 discloses a method of analyzing a two-dimensional problem by replacing a large number of spacers in a liquid crystal, which is difficult to model, with an equivalent Young's modulus. Also, Japanese Unexamined Patent Application Publication No.
No. 063 discloses a method of increasing the particle diameter of the spacer at the outer peripheral portion of the glass substrate to prevent the protective film from biting.

【0007】このようなシミュレーションは簡便ではあ
るが、スペーサの形状、散布密度、材料物性を仮定しな
ければならないので、精度上問題があると思われる。ま
た、スペーサは均一に配置されているとは限らず、密な
場所、疎な場所が入り混じっていると考えられ、2次元
問題での解析ができるかどうかも明確ではない。また、
極めて微細なスペーサの粒径が場所によって適正に変え
られているかどうかを確認することは装置組み立て後に
は困難である。
Although such a simulation is simple, it is considered that there is a problem in accuracy because the shape of the spacer, the distribution density, and the material properties must be assumed. In addition, spacers are not always arranged uniformly, and it is considered that dense places and sparse places are mixed, and it is not clear whether analysis in a two-dimensional problem can be performed. Also,
It is difficult to confirm whether or not the extremely fine particle size of the spacer is properly changed depending on the location after assembling the apparatus.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】偏光板、ガラス基板、
透明電極、カラーフィルタ、液晶などから構成される液
晶表示装置の各部材、特にガラス基板がどのような変形
状態であり、それによって内部にどのようなひずみ・応
力が生じているかは明らかになっていない。ガラス基板
の変形により、セルギャップの間隔が均一でなくなれば
ウオッシュアウト現象などのコントラストむらが発生す
る。また、ガラス基板の変形により、内部のひずみ・応
力の分布も均一ではなくなるが、ひずみや応力の大きい
ところは各部材間の剥離や部材の破損にもつながり、結
果的に表示むらの原因になると考えられる。
SUMMARY OF THE INVENTION A polarizing plate, a glass substrate,
It is clear what kind of deformation state of each member of the liquid crystal display device composed of transparent electrodes, color filters, liquid crystal, etc., especially the glass substrate, and what kind of strain and stress is generated by the inside. Absent. If the gap of the cell gap is not uniform due to the deformation of the glass substrate, uneven contrast such as a washout phenomenon occurs. Also, due to the deformation of the glass substrate, the distribution of internal strain and stress is not uniform, but places where the strain and stress are large lead to separation between members and breakage of members, resulting in display unevenness. Conceivable.

【0009】本発明は、このような表示むらの原因究明
のために、計測可能な部材の表面形状の計測データをも
とに有限要素法によるシミュレーションを組み合わせ
て、液晶表示装置の部材各部の変形・ひずみ・応力を算
出し、表示むらの原因究明と対策を可能にし、またこの
データを利用して液晶表示装置の不具合及び表示むらの
可能性について診断することを目的とする。
According to the present invention, in order to determine the cause of such display unevenness, the deformation of each part of the member of the liquid crystal display device is performed by combining the simulation by the finite element method based on the measurement data of the surface shape of the measurable member. The purpose of the present invention is to calculate strain / stress, to investigate the cause of display unevenness and to take countermeasures, and to make use of this data to diagnose a defect of the liquid crystal display device and the possibility of display unevenness.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、偏光板、ガラス基板、透明電極、カラーフ
ィルタ、液晶などから構成される液晶表示装置におい
て、装置組み立て後の負荷時の計測可能な部材の表面形
状を測定し、予め計測してある装置組み立て前の無負荷
時の基準形状との比較により表面変位を求め、その結果
から有限要素法により液晶表示装置の表面および内部の
全領域における変位・ひずみ・応力を算出する液晶表示
装置の変形・ひずみ・応力算出方法である。
According to the present invention, there is provided a liquid crystal display comprising a polarizing plate, a glass substrate, a transparent electrode, a color filter, a liquid crystal, etc. Measure the surface shape of the measurable member, determine the surface displacement by comparing it with the pre-measured no-load reference shape before assembling the device, and use the finite element method to determine the surface displacement and the internal surface of the liquid crystal display device from the result. This is a deformation / strain / stress calculation method for a liquid crystal display device that calculates displacement / strain / stress in all regions.

【0011】本発明に従えば、偏光板、ガラス基板、透
明電極、カラーフィルタ、液晶などから構成される液晶
表示装置の組み立て後の負荷時の形状を測定するので、
スペーサが均一に配置されていず、密な場所、疎な場所
が入り混じっているような場合でもセルギャップの間隔
の不均一性を3次元的に正確に把握することができる。
そしてこの計測結果を利用して有限要素法によるシミュ
レーションを行い、表面および内部にわたるすべての領
域の変形・ひずみ・応力を明らかにするので、液晶の表
示むらの原因究明と対策を定量的に実施することが可能
となる。
According to the present invention, the shape of a liquid crystal display device including a polarizing plate, a glass substrate, a transparent electrode, a color filter, a liquid crystal, and the like under load after assembly is measured.
Even when the spacers are not arranged uniformly and dense and sparse places are mixed, the nonuniformity of the cell gap interval can be accurately grasped three-dimensionally.
Using this measurement result, a finite element simulation is performed to clarify the deformation, strain, and stress in all areas on the surface and inside. Therefore, the cause of liquid crystal display unevenness and quantitative measures are implemented. It becomes possible.

【0012】また本発明は、偏光板、ガラス基板、透明
電極、カラーフィルタ、液晶などから構成される液晶表
示装置の計測可能な部材表面の形状のみを計測し、この
計測結果をもとに、計測不可能な他の部材の表面形状を
予め分かっている各部材の板厚を用いて外挿することに
より求めることを可能とする。
Further, the present invention measures only the shape of a measurable member surface of a liquid crystal display device comprising a polarizing plate, a glass substrate, a transparent electrode, a color filter, a liquid crystal and the like, and based on the measurement result, The surface shape of another unmeasurable member can be obtained by extrapolating using the thickness of each member known in advance.

【0013】本発明に従えば、偏光板、ガラス基板、透
明電極、カラーフィルタなどの薄い平板状の部材を積層
させた二つの積層構造の間に液晶を封じ込めた構造の液
晶表示装置の計測可能な部材表面形状の計測のみを行
い、予め分かっている装置の板厚を用いて計測不可能な
他の部材表面の形状を外挿するので、表面および内部に
わたるすべての領域について、装置組み立て時の負荷に
よる変形状態とそれによるひずみ・応力の発生を明らか
にし、液晶の表示むらの原因究明と対策を精度良く実施
することが可能となる。
According to the present invention, it is possible to measure a liquid crystal display device having a structure in which a liquid crystal is sealed between two laminated structures in which thin flat members such as a polarizing plate, a glass substrate, a transparent electrode, and a color filter are laminated. Only the surface shape of the member is measured, and the shape of the other member surface that cannot be measured is extrapolated using the known thickness of the device. This makes it possible to clarify the state of deformation due to load and the occurrence of strain / stress due to it, and to precisely investigate the cause of display unevenness of the liquid crystal and take countermeasures.

【0014】また本発明は、部材表面形状測定におい
て、計測位置として液晶表示装置にマトリックス状に配
置されている透明電極信号線の交差する画素位置を利用
することを特徴とする。これにより、部材表面形状測定
において、透明電極信号線の交差する画素位置を利用す
るので、計測対象物に測定位置を示す印を付ける必要は
ない。
Further, the present invention is characterized in that in measuring the surface shape of a member, a pixel position where a transparent electrode signal line arranged in a matrix on a liquid crystal display device intersects is used as a measurement position. Accordingly, in the measurement of the member surface shape, the pixel position where the transparent electrode signal line intersects is used, so that it is not necessary to mark the measurement target with the mark indicating the measurement position.

【0015】また本発明は、各部材の代表点を節点とす
る有限要素法メッシュを構成し、この節点における変位
を既知量として解析し、各節点における等価節点力を求
めることを特徴とする。また、部材表面形状の計測位置
を節点としても良い。
Further, the present invention is characterized in that a finite element method mesh having a representative point of each member as a node is constructed, the displacement at this node is analyzed as a known amount, and an equivalent nodal force at each node is obtained. Further, the measurement position of the member surface shape may be used as a node.

【0016】本発明に従えば、各部材の代表点を節点と
する有限要素法メッシュを構成し、この節点における変
位を既知量として有限要素解析を行うので、近年の精度
の良い有限要素法演算を用いれば、解析に必要な節点の
数は数百程度で済み、しかも各部材の表面にだけその節
点を配置すれば良く、形状計測も各部材の表面だけに限
定できることになる。更に、変位を既知量として有限要
素解析を行うので、各節点における等価節点力を求める
ことが可能となる。これにより、液晶表示装置が組み立
てられた状態でどのような荷重を受けているかが詳細に
明らかになる。
According to the present invention, a finite element method mesh having a representative point of each member as a node is formed, and a finite element analysis is performed using the displacement at this node as a known amount. Is used, the number of nodes required for the analysis is only several hundreds, and it is sufficient to arrange the nodes only on the surface of each member, and the shape measurement can be limited to only the surface of each member. Further, since the finite element analysis is performed using the displacement as a known amount, the equivalent nodal force at each nodal point can be obtained. As a result, it becomes clear in detail what kind of load the liquid crystal display device receives in the assembled state.

【0017】また本発明は、求まった変形・ひずみ・応
力を用いて、液晶表示装置の表示むらの原因究明と対
策、更に、部材の破断・破損、部材と部材との間の剥離
等の可能性及び表示むらの可能性についての診断を行う
ことを特徴とする。
Further, the present invention makes it possible to investigate the cause of display unevenness of a liquid crystal display device and take countermeasures by using the obtained deformation, strain and stress, and furthermore, it is possible to break / break members, peel off members, etc. It is characterized in that a diagnosis is made as to the nature and the possibility of display unevenness.

【0018】本発明に従えば、変形・ひずみ・応力に起
因する液晶表示装置の表示むらの発生原因の究明と対策
が可能となる。また、算出された各部材の破断・破損や
部材と部材との間の剥離等の許容値と比較することによ
り、それらの発生及び表示むらの発生の可能性について
の診断を行うことができる。特に、液晶表示装置の中で
強度上最も重要なガラス基板は軽量化のためにはできる
だけ薄いことが望まれるが、薄ければ薄いほど強度は低
下する。本発明により、ガラス基板の板厚の限界値を決
めることもできる
According to the present invention, it is possible to investigate the cause of display unevenness of a liquid crystal display device due to deformation, strain, and stress, and to take countermeasures. In addition, by comparing the calculated allowable values such as breakage or breakage of each member or separation between members from each other, it is possible to diagnose the occurrence of these and the possibility of occurrence of display unevenness. In particular, it is desired that the glass substrate, which is the most important in terms of strength, in the liquid crystal display device be as thin as possible in order to reduce the weight, but the thinner, the lower the strength. According to the present invention, it is also possible to determine the limit value of the thickness of the glass substrate

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】以下、図1〜図6を参照して本発
明の液晶装置の変形・ひずみ・応力算出方法の実施の形
態を説明する。図2は、本発明における実施の一形態の
シミュレーションを行う際の解析対象となる液晶表示装
置のカラーフィルタ層を含む側におけるガラス基板の有
限要素法モデルを示している。図示のモデルは、装置組
み立てによる負荷を受けたときの変形状態例をイメージ
した図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a method for calculating deformation / strain / stress of a liquid crystal device according to the present invention will be described below with reference to FIGS. FIG. 2 shows a finite element method model of a glass substrate on a side including a color filter layer of a liquid crystal display device to be analyzed when performing a simulation according to an embodiment of the present invention. The illustrated model is a diagram imagining an example of a deformed state when receiving a load due to device assembly.

【0020】図1に示すように液晶表示装置のモデル
は、偏光板1、カラーフィルタガラス基板2、カラーフ
ィルタ層3、透明電極膜4、節点20、有限要素メッシ
ュ21から構成される。偏光板1の節点20は、表面形
状計測時に測定位置の代表点として選び出した格子点で
ある。各部材の格子点をモデルの節点として用いた固体
有限要素メッシュ21ですべての領域が要素分割され
る。
As shown in FIG. 1, the model of the liquid crystal display device comprises a polarizing plate 1, a color filter glass substrate 2, a color filter layer 3, a transparent electrode film 4, a node 20, and a finite element mesh 21. The node 20 of the polarizing plate 1 is a lattice point selected as a representative point of the measurement position when measuring the surface shape. All regions are divided into elements by a solid finite element mesh 21 using grid points of each member as nodes of the model.

【0021】図2は、図1の有限要素法モデルによる変
形・ひずみ・応力の計測手順を示すフローチャートを示
している。また図3は、 図2のフローチャートに対応
した変形・ひずみ・応力の算出手順を有限要素法モデル
の断面図及び基本計算式により概念的に説明する図を示
している。以下、図2,図3をもとに変形・ひずみ・応
力の計測手順を説明する。本明細書で同じ参照符号を付
したものは同じもの又は相当するものを表している。
FIG. 2 is a flowchart showing a procedure for measuring deformation, strain, and stress using the finite element model of FIG. FIG. 3 is a diagram schematically illustrating a procedure for calculating deformation, strain, and stress corresponding to the flowchart of FIG. 2 using a cross-sectional view of a finite element method model and basic calculation formulas. Hereinafter, the procedure for measuring the deformation, strain, and stress will be described with reference to FIGS. In the present specification, the same reference numerals denote the same or corresponding components.

【0022】1.まず、液晶表示装置を構成する偏光
板、ガラス基板、カラーフィルタ層、透明電極膜などの
組み立て前の無負荷時の外表面形状を公知の方法で計測
しておく(ステップS1)。 2.次に、装置組み立て後の負荷を受けた状態での計測
可能な外表面のみの形状計測を行う(ステップS2)。 3.以上の組み立て前後の表面形状を比較することによ
り、液晶パネル表面に設定した格子状の幾つかの代表点
の変位量を求める(ステップS3)。 4.次に、上記表面格子点に対応する装置内部の格子点
の変位量を予め計測してある各構成部材の表面形状から
外挿により求める(ステップS4)。
1. First, the shape of the outer surface of the liquid crystal display device, such as the polarizing plate, the glass substrate, the color filter layer, the transparent electrode film, etc. before assembly without load is measured by a known method (step S1). 2. Next, the shape of only the outer surface that can be measured under a load after the assembly of the device is measured (step S2). 3. By comparing the surface shapes before and after the above assembling, displacement amounts of some lattice-like representative points set on the liquid crystal panel surface are obtained (step S3). 4. Next, the amount of displacement of a lattice point inside the apparatus corresponding to the above-mentioned surface lattice point is obtained by extrapolation from the previously measured surface shape of each component (step S4).

【0023】5.次に、上記の表面および内部に設けら
れた格子点を有限要素法の節点とする有限要素メッシュ
を生成する(ステップS5)。ステップS5に示す有限
要素の種類は3次元固体要素(ソリッド要素)である
が、積層シェル要素を用いることも可能である。 6.すべての節点の変位量は決定されているので、これ
を既知量として有限要素解析を行えば、すべての節点の
等価節点力が求まる(ステップS6)。 7.次に、各要素ごとに、ひずみ−変位変換マトリック
スを用いて各要素のひずみを求め、更に、応力−ひずみ
変換マトリックスを用いて各要素の応力を求める(ステ
ップS7)。
5. Next, a finite element mesh in which the lattice points provided on the surface and the inside are nodes of the finite element method is generated (step S5). The type of the finite element shown in step S5 is a three-dimensional solid element (solid element), but a laminated shell element can also be used. 6. Since the displacement amounts of all the nodes have been determined, the finite element analysis is performed using these as known amounts, so that the equivalent node forces of all the nodes are obtained (step S6). 7. Next, for each element, the strain of each element is determined using the strain-displacement conversion matrix, and the stress of each element is further determined using the stress-strain conversion matrix (step S7).

【0024】図4は、有限要素法モデルの格子点・節点
の設定例を示している。規則正しく格子状に配列された
透明電極7又はR,G,Bの画素は有限要素法モデルの
節点として利用できる。また、透明電極7又はR,G,
Bの画素は基準座標として利用できる。又、R,G,B
の画素や透明電極7は偏光板1側からも測定できるの
で、偏光板1の表面形状の計測位置として利用でき、測
定位置座標を特に設ける必要はない。
FIG. 4 shows an example of setting grid points and nodes of the finite element method model. The pixels of the transparent electrodes 7 or R, G, B arranged regularly in a grid pattern can be used as nodes of the finite element method model. Also, the transparent electrode 7 or R, G,
The pixel B can be used as reference coordinates. Also, R, G, B
Since the pixel and the transparent electrode 7 can also be measured from the polarizing plate 1 side, they can be used as measurement positions of the surface shape of the polarizing plate 1, and there is no need to particularly provide measurement position coordinates.

【0025】図4では、透明電極信号線の交差する画素
位置22を透明電極膜の格子点及び基準座標としている
例である。偏光板1の格子点、計測位置(点20)及び
その他の部材上の各格子点(+点)はそれを基準に各部
材の板厚分だけ法線方向にずらした位置とする。各部材
の板厚が極めて薄いので、このような外挿は可能であ
る。
FIG. 4 shows an example in which a pixel position 22 where a transparent electrode signal line intersects is used as a grid point and reference coordinates of a transparent electrode film. The lattice point of the polarizing plate 1, the measurement position (point 20), and each lattice point (+ point) on the other members are positions shifted from the reference points by the plate thickness of each member in the normal direction. Since the thickness of each member is extremely thin, such extrapolation is possible.

【0026】液晶表示装置が負荷された時、無負荷時の
どの点がどの位置に変位したかは、上記の座標位置によ
り、容易に求められる。ただし、変形前後で共通の基準
位置を決める必要がある。液晶表示装置の4隅の4点を
とおる平面又は表面の相対する2辺を含む平面などを基
準面に設定し、その面を変形前後で重ね合わせるて求め
る(図3のステップS3参照)。液晶表示装置のような
薄板積層構造物は面外の曲げ変形が主で、面内の伸縮は
無視できることによりこの算出は可能である。
When a load is applied to the liquid crystal display device, which point is displaced to which position when no load is applied can be easily obtained from the above coordinate position. However, it is necessary to determine a common reference position before and after the deformation. A plane that passes through the four corners of the four corners of the liquid crystal display or a plane that includes two opposing sides of the surface is set as a reference plane, and the planes are obtained by superimposing the planes before and after deformation (see step S3 in FIG. 3). This calculation is possible because a thin laminated structure such as a liquid crystal display device is mainly subjected to out-of-plane bending deformation and negligible in-plane expansion and contraction.

【0027】本発明は、PDP(プラズマディスプレイ
パネル,Plasma Display Panel)表示装置、有機EL
(Electroluminescence)素子表示装置等にも適用でき
る。図5はPDP表示装置、図6は有機EL素子表示装
置を示し、表面形状の計測位置例が節点20で示されて
いる。
The present invention relates to a PDP (Plasma Display Panel) display device, an organic EL
(Electroluminescence) It can also be applied to element display devices and the like. FIG. 5 shows a PDP display device, and FIG. 6 shows an organic EL device display device.

【0028】また本発明は、算出された結果の特に内部
部材の変形・ひずみ・応力を用いて、変形・ひずみ・応
力に起因する液晶表示装置の表示むらの発生原因の究明
と対策に利用できる。特に、液晶表示装置の中で強度上
最も重要なガラス基板は軽量化のためにはできるだけ薄
いことが望まれるが、薄ければ薄いほど強度は低下す
る。本発明により、ガラス基板の板厚の限界値を決める
こともできる。また、算出された各部材の破断・破損や
部材と部材との間の剥離等の許容値と比較することによ
り、それらの発生及び表示むらの発生の可能性について
の診断を行うことができる。
Further, the present invention can be used to investigate the cause of display unevenness of a liquid crystal display device caused by deformation, strain, and stress by using the calculated result, particularly, deformation, strain, and stress of an internal member, and to take countermeasures. . In particular, it is desired that the glass substrate, which is the most important in terms of strength, in the liquid crystal display device be as thin as possible in order to reduce the weight, but the thinner, the lower the strength. According to the present invention, the limit value of the thickness of the glass substrate can be determined. In addition, by comparing the calculated allowable values such as breakage or breakage of each member or separation between members from each other, it is possible to diagnose the occurrence of these and the possibility of occurrence of display unevenness.

【0029】[0029]

【発明の効果】本発明によれば、偏光板、ガラス基板、
透明電極、カラーフィルタ、液晶などから構成される液
晶表示装置の組み立て後の表面および内部の全領域にお
ける変位・ひずみ・応力を表面形状計測と有限要素法シ
ミュレーションを組み合わせた方法で算出することがで
きる。また、有限要素法を用いるので、各部材に組み立
て時の負荷によりどのような荷重が生じているかを知る
ことができる。
According to the present invention, a polarizing plate, a glass substrate,
Displacement, strain and stress on the entire surface and inside of the assembled liquid crystal display device consisting of transparent electrodes, color filters, liquid crystal, etc. can be calculated by a method combining surface shape measurement and finite element simulation. . Further, since the finite element method is used, it is possible to know what kind of load is applied to each member due to the load at the time of assembly.

【0030】本発明によれば、液晶表示装置の物理的・
機械的特性が詳細に明らかになるので、変形やひずみよ
って発生する輝度むら、色むらなどの表示むらの原因究
明と対策が可能となる。また、各部材の詳細な応力分布
が分かるので、応力の高い所の各部材と部材の界面の剥
離や部材の破損が起こる可能性が予測できることにな
る。液晶表示装置の大型化に伴う剛性の低下の防止対策
も定量的に実施することができるようになる。
According to the present invention, the physical
Since the mechanical characteristics are clarified in detail, it is possible to investigate the cause of display unevenness such as uneven brightness and uneven color caused by deformation and distortion, and to take countermeasures. Further, since the detailed stress distribution of each member can be known, it is possible to predict the possibility of peeling of the interface between each member and the member in a place where the stress is high or the damage of the member. Measures for preventing a decrease in rigidity due to an increase in the size of the liquid crystal display device can be quantitatively implemented.

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

【図1】本発明の算出方法が使用する液晶表示装置のカ
ラーフィルタ層を含む側のガラス基板の有限要素法モデ
ルで、負荷時で変形した例を示すイメージ図である。
FIG. 1 is an image diagram showing an example of a finite element method model of a glass substrate including a color filter layer of a liquid crystal display device used by a calculation method of the present invention, which is deformed under load.

【図2】本発明の変形・ひずみ・応力の算出方法を説明
するフローチャート図である。
FIG. 2 is a flowchart illustrating a method for calculating deformation / strain / stress according to the present invention.

【図3】図3のフローチャートに対応した変形・ひずみ
・応力の算出手順を概念的に示す説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram conceptually showing a calculation procedure of deformation, strain, and stress corresponding to the flowchart of FIG.

【図4】本発明の表面形状計測点及び有限要素法モデル
の節点を設定する例を示す図である。
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of setting surface shape measurement points and nodes of a finite element method model according to the present invention.

【図5】本発明が適用されるPDP表示装置を示す図で
ある。
FIG. 5 is a diagram showing a PDP display device to which the present invention is applied.

【図6】本発明が適用される有機EL素子表示装置を示
す図である。
FIG. 6 is a diagram showing an organic EL element display device to which the present invention is applied.

【図7】標準的な液晶表示装置の構造を概略的に示すも
のである。
FIG. 7 schematically shows the structure of a standard liquid crystal display device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 偏光板 2 カラーフィルタガラス基板 3 カラーフィルタ層 4 透明電極 5 液晶層 6 TFTアレイガラス基板 7 透明電極 8 偏向板 20 表面部材の格子点、計測位置 21 有限要素メッシュ 22 透明電極信号線の交差する画素位置 + 格子点 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Polarizer 2 Color filter glass substrate 3 Color filter layer 4 Transparent electrode 5 Liquid crystal layer 6 TFT array glass substrate 7 Transparent electrode 8 Deflector 20 Grid point of surface member, measurement position 21 Finite element mesh 22 Intersection of transparent electrode signal lines Pixel position + grid point

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平11−305181(JP,A) 特開 平9−80446(JP,A) 特開 平6−186141(JP,A) 特開 平10−253969(JP,A) 特開 平3−99215(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01B 21/32 G01L 1/00 G02F 1/1333 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-11-305181 (JP, A) JP-A-9-80446 (JP, A) JP-A-6-186141 (JP, A) JP-A-10- 253969 (JP, A) JP-A-3-99215 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G01B 21/32 G01L 1/00 G02F 1/1333

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 液晶表示装置において、装置組み立て後
の負荷時の計測可能な部材の表面形状の計測位置とし
て、マトリックス状に配置されている透明電極信号線の
交差する画素位置を利用して該表面形状のみを測定し、
予め計測してある装置組み立て前の無負荷時の基準形状
との比較により表面変位を求め、その結果から有限要素
法により液晶表示装置の表面および内部の全領域におけ
る変位・ひずみ・応力を算出することを特徴とする液晶
表示装置の変形・ひずみ・応力算出方法。
In a liquid crystal display device, the position of a surface shape of a measurable member can be measured at a load after assembly of the device.
Of the transparent electrode signal lines arranged in a matrix.
Using pixels at the intersection only measures the surface shape,
The surface displacement is determined by comparison with the reference shape measured beforehand when no load is applied before assembling the device, and the displacement, strain, and stress on the entire surface and inside of the liquid crystal display device are calculated from the result by the finite element method. A method for calculating deformation / strain / stress of a liquid crystal display device.
【請求項2】 請求項1の表面形状の測定において、計
測可能な部材表面形状のみを測定し、積層されている
他の部材の表面形状については予め分かっている各部材
の板厚を用いて外挿することにより、その形状が求めら
れることを特徴とする液晶表示装置の変形・ひずみ・応
力算出方法。
2. A measurement of the surface shape of claim 1, only the measured surface profile of measurable member, a plate thickness of each member is known in advance about the surface shape of the other member are stacked A method for calculating the deformation, strain, and stress of a liquid crystal display device, wherein the shape is obtained by extrapolating the shape.
【請求項3】 有限要素法を用いる場合、各部材の代表
点を節点とする有限要素法メッシュを構成し、この節点
における変位を既知量として解析し、各節点における等
価節点力を求めることを特徴とする請求項1若しくは請
求項2の液晶表示装置の変形・ひずみ・応力算出方法。
3. When the finite element method is used, a finite element method mesh having a representative point of each member as a node is constructed, the displacement at this node is analyzed as a known amount, and an equivalent nodal force at each node is obtained. 3. The method for calculating deformation, strain and stress of a liquid crystal display device according to claim 1 or 2, wherein:
【請求項4】 結晶表示装置において、装置組み立て後
の負荷時の計測可能な部材の表面形状の計測位置とし
て、マトリックス状に配置されている透明電極信号線の
交差する画素位置を利用して該表面形状のみを測定し、
予め計測してある装置組み立て前の無負荷時の基準形状
との比較により表面変位を求め、その結果から有限要素
法により液晶表示装置の表面および内部の全領域におけ
る変位・ひずみ・応力を算出し、この結果を基に液晶表
示装置を診断することを特徴とする液晶表示装置の診断
方法。
4. In a crystal display device, as a measurement position of a surface shape of a measurable member at the time of loading after assembling the device, a transparent electrode signal line arranged in a matrix is used as a measurement position .
Using pixels at the intersection only measures the surface shape,
The surface displacement is obtained by comparing with the reference shape at the time of no load, which is measured in advance before the device is assembled, and the displacement, strain, and stress on the entire surface and inside the liquid crystal display device are calculated from the result by the finite element method. And diagnosing the liquid crystal display device based on the result.
【請求項5】 請求項4の表面形状の測定において、計
測可能な部材の表面形状のみを測定し、積層されている
他の部材の表面形状については予め分かっている各部材
の板厚を用いて外挿することにより、その形状が求めら
れることを特徴とする液晶表示装置の診断方法。
5. The method according to claim 4, wherein the measurement of the surface shape
Only the surface shape of the measurable member is measured and laminated
Each member whose surface shape is known in advance
Extrapolation using the thickness of
A method of diagnosing a liquid crystal display device.
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