JP3711813B2 - Cell thickness measuring method and cell thickness measuring apparatus for liquid crystal panel - Google Patents

Cell thickness measuring method and cell thickness measuring apparatus for liquid crystal panel Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は液晶パネルのセル厚測定方法及びセル厚測定装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、従来の液晶装置の製造工程においては、2枚の透明基板の表面上にそれぞれ透明電極を形成し、その上に配向膜を形成して所定のラビング処理を施し、シール材を介して2枚の透明基板を貼り合わせ、その間に液晶を注入してシール材を封止することにより液晶パネルを形成する。また、例えばTN型やSTN型の液晶パネルにおいては、2枚の透明基板の表面上にそれぞれ偏光子及び検光子となる偏光板を貼着する。
【0003】
上記の製造工程においては、形成された液晶パネルのセル厚(2枚の基板間の間隙、或いは、この間隙に注入された液晶層の厚さ)を測定することによって製造工程の条件設定を適宜修正する場合がある。液晶パネルのセル厚のばらつきは液晶装置の表示性能に直接に影響するため、きわめて厳重に管理されなければならないが、製造工程中のギャップ材散布密度等の管理困難なパラメータによって微妙に狂いが出る場合があるからである。
【0004】
図5には、従来の液晶パネルのセル厚を測定する場合の測定装置の概略構成を示す。この装置においては、液晶パネル10の表裏両側に偏光子となる偏光板22と検光子となる偏光板23とをそれぞれ配置する。偏光板22の手前には光源21が配置され、また、偏光板23の先には色度計25が配置される。液晶パネル10においては、透明基板11及び12の表面上に透明電極11a,12aがそれぞれ形成され、これらの上にさらに配向膜11b,12bが形成される。配向膜11b,12bにはそれぞれ所定方向にラビング処理が施されている。透明基板11と12はシール材13を介して貼り付けられ、シール材13の内側に液晶14が封入されている。
【0005】
上記測定装置においては、偏光板22,23の偏光透過軸が、液晶パネル10の配向膜11b,12bのラビング方向を基準とする所定方位に向くように設定する。この状態で、光源21から発せられた光は偏光板22を通過して直線偏光となり、液晶パネル10を透過した後にさらに偏光板23を通過してから色度計25にて色調が検出される。
【0006】
このとき、液晶パネル10に入射した直線偏光は液晶14によって変調される。液晶14の直線偏光に対する変調度合は、液晶14の屈折率異方性をΔn(=ne−no)とし、液晶層の厚さdとすると、Δn・dで表されるリタデーションの値に比例する。上記直線偏光に対する液晶層による変調度合は波長に依存するので色度計25によって検出される光は所定の色調に着色される。したがって、液晶層の厚さ、すなわち液晶パネルのセル厚が変化すると、リタデーションが変化して色度計25によって検出される色調もまた変化する。
【0007】
従来は、上記のような光学特性を利用して、あらかじめ基準のセル厚に対する基準の色調を求めておき、色度計25によって検出された色調が基準の色調からずれている程度によってセル厚の基準値からのずれの度合を判定するようにしていた。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のセル厚測定方法においては、前後に偏光子22及び検光子23を配置した液晶パネル10に光を透過させ、その透過光を色度計25によって検出しているので、透過光をスポット的に或いは平均的に検出することができるだけであり、液晶パネル10のパネル面に沿ったセル厚に関する分布情報を得ることができないという問題点がある。
【0009】
また、色度計25によって検出される色調は少なくとも3つの独立した変数によって決定される量であって複雑であり、しかも液晶パネル10のセル厚に対して1対1の相関を持っているとは限らないため、色調の変化だけではセル厚が基準値からずれているか否かしかわからず、セル厚の基準値に対するずれの程度を正確に把握することができないという問題点もある。
【0010】
そこで本発明は上記問題点を解決するものであり、その課題は、液晶パネルのセル厚分布を全体的に把握できるとともに、セル厚の基準値に対するずれ量(差異)を容易に把握できる測定方法及び測定装置を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明の液晶パネルのセル厚測定方法は、液晶パネルの表裏両側にそれぞれ偏光子及び検光子を配置し、前記偏光子及び前記検光子の偏光透過軸を前記液晶パネルにおける液晶配向状態に応じた所定方位に設定した状態で、前記偏光子、前記液晶パネル及び前記検光子を順次通過した光を採りこみ、前記液晶パネルのパネル面に沿った色調データの分布を含むカラー画像を取得し、前記色調データを、前記液晶パネルにおけるセル厚を含む所定のセル厚範囲内においてセル厚に対する線形性を有するセル厚相関データに変換して、該セル厚相関データの前記パネル面に沿った分布を得ることを特徴とする。
【0012】
この発明によれば、偏光子、液晶パネル及び検光子を順次通過した光を採りこんでカラー画像を取得し、このカラー画像の色調データをセル厚相関データに変換して、このセル厚相関データのパネル面に沿った分布を得ることにより、セル厚のパネル面に沿った分布を正確に把握し、且つ、セル厚の基準値に対する実際のセル厚の差異の大小関係も容易に把握することが可能になる。
【0013】
本発明において、前記液晶パネルはSTN型液晶パネルであり、前記偏光子及び前記検光子の前記透過偏光軸の方位を、前記液晶パネルとの組み合わせによってブルーネガモードになるように設定し、前記色調データから色度座標のx値を前記セル厚相関データとして求めることが好ましい。
【0014】
この発明によれば、STN型液晶パネルにおいてブルーネガモードとなるように偏光子及び検光子の方位を設定すると、所定のセル厚範囲に相当する領域(例えば5〜6μm前後の領域)においてセル厚に対する色度座標xの線形性(色度座標xがセル厚の一次式で表される性質)が得られる。
【0015】
なお、上記の線形性は厳密な意味での線形性に限られるものではなく、セル厚測定において許容し得る測定誤差の範囲内でほぼ満たされていれば足りる。
【0016】
また、本発明の液晶パネルのセル厚測定装置は、液晶パネル配置部の表裏両側に配置された偏光子及び検光子と、前記偏光子の手前に配置された光源と、前記検光子の先に配置され、前記光源から発せられた透過光に対する前記液晶パネルのパネル面に沿った色調データの分布を含むカラー画像を出力する撮像手段と、前記色調データを、前記液晶パネルにおけるセル厚を含む所定のセル厚範囲内においてセル厚に対する線形性を有するセル厚相関データに変換するデータ処理手段とを備えていることを特徴とする。
【0017】
本発明において、前記液晶パネルはSTN型液晶パネルであり、前記偏光子及び前記検光子の前記透過偏光軸の方位を、前記液晶パネルとの組み合わせによってブルーネガモードになるように設定し、前記データ処理手段は、前記色調データから色座標のx値を前記セル厚相関データとして求めることが好ましい。
【0018】
本発明において、前記セル厚相関データの前記パネル面に沿った分布を出力する出力手段を備えていることが好ましい。
【0019】
【発明の実施の形態】
次に、添付図面を参照して本発明に係る液晶パネルのセル厚測定方法及びセル厚測定装置の実施形態について詳細に説明する。図1は本実施形態におけるセル厚測定の様子を示す概略構成図である。液晶パネル10は従来例において説明したものと同じものであり、透明基板11の表面上には配向膜11bが形成され、一方、透明基板12の表面上には配向膜12bが形成されている。液晶パネル10の表裏両側には上記と同様に偏光子である偏光板22及び検光子である偏光板23が配置され、偏光板22の外側に光源21が配置される。また、偏光板23の外側には撮像手段であるCCDカメラ24が配置される。CCDカメラ24の出力は所定の入出力回路を介してコンピュータ装置26に入力され、コンピュータ装置26にはモニタ27が接続される。このコンピュータ装置26は、良く知られているように、CPU(中央演算ユニット)、ROM、RAM、ハードディスクなどの情報記憶手段(メモリ)、信号及びデータバス、入出力回路等を備えたマイクロプロセッサユニットである。
【0020】
CCDカメラ24は偏光板23から射出される透過光を採りこんで所定のカラー画像を取得し、このカラー画像データをコンピュータ装置26に送出する。コンピュータ装置26は、あらかじめROMやハードディスク等に格納されたデータ処理プログラムを実行することにより、CCDカメラ24から出力されたカラー画像データに演算処理を加えて後述するセル厚相関データに変換し、このセル厚相関データを用いて形成された再構成画像をモニタ27に出力することができるように構成されている。また、CCDカメラ24から出力される上記カラー画像データを直接にモニタ27に出力することも可能である。
【0021】
上記偏光板22,23は図示しない枠体等の支持部材に対してそれぞれ光軸周りに回転可能に取り付けられており、液晶パネル10における液晶配向状態に応じて所定の方位に偏光透過軸が向くように調整される。
【0022】
図2は本実施形態における液晶パネル10の液晶配向状態と、偏光板22,23の偏光透過軸の方位との関係を示す説明図である。本実施形態の液晶パネルはSTN(超捩れネマチック)型液晶パネルであり、上記配向膜11bにはラビング方向11Aに沿ってラビング処理が施され、また、配向膜12bにはラビング方向12Aに沿ってラビング処理が施されている。上記のラビング方向11A及び12Aによって、液晶14によって構成される液晶層は約240〜270度のツイスト角を備えるように配向されている。すなわち、液晶分子の長軸は透明基板11の近傍ではラビング方向11Aにほぼ等しい方位に配向され、透明基板12の近傍ではラビング方向12Aにほぼ等しい方位に配向されている。
【0023】
本実施形態では、上記の液晶パネル10に対して、所謂ブルーネガモードと呼ばれる液晶表示態様となるように、偏光板22,23の偏光透過軸22S,23Sの方位を設定する。ブルーネガモードとは、表裏に偏光板を備えたSTN型液晶装置において、電圧無印加時には青色に着色し、電圧印加時に無色になる表示態様(青色背景に白地の表示)が得られる構成態様をいう。具体的には、偏光板22の偏光透過軸22Sを、透明基板11の近傍における液晶分子の長軸の向く方位(すなわちラビング方向11A)に対して時計回りに35〜55度程度回転させた方位に設定し、偏光板23の偏光透過軸23Sを、透明基板12の近傍における液晶分子の長軸の向く方位(すなわちラビング方向12A)に対して反時計回りに35〜55度程度回転させた方位に設定する。
【0024】
上述した状態で、光源21から発せられた光が上記偏光板22、液晶パネル10及び偏光板23を通過して形成された透過光をCCDカメラ24によって撮影し、所定のカラー画像を形成する。このときのカラー画像は、CCDの画素毎に検出された所定の色調を有する色調データを備え、当該色調データの液晶パネル10のパネル面に沿った分布情報を含む色調分布情報である。このカラー画像における各画素の色調は、例えばCIE(国際照明委員会)のXYZ表色系にて表すことができる。ここで、X,Y,Zは色の三刺激値である。このXYZ表色系において色を表示するには、色度座標x、y及び色刺激値Yを用いる。ここで、x=X/(X+Y+Z)、y=Y/(X+Y+Z)である。
【0025】
図3は本実施形態の液晶パネル10における色度座標xとセル厚との関係を示すグラフである。本実施形態における基準セル厚(当該製造工程において中心となるセル厚、或いは、予め設計された所望のセル厚)は5.6μm、リタデーションの基準値は0.78である。色度を表す座標値x、yのうち一般に色度座標xのみを取り出して見ると、図3に示すように、色度座標xは液晶パネル10の5.4〜5.8μmの範囲(すなわち、基準セル厚に対して約プラスマイナス5%の範囲)のセル厚に対してはほぼ線形性を有していることがわかる。すなわち、色度座標xは、液晶パネル10のセル厚に対して上記範囲内では1対1に対応し、セル厚の変化に対して一定の傾きで変化する。上記のセル厚範囲の絶対値は液晶14の組成によっても若干異なるが、一般にSTN型液晶パネルでは上記数値の近傍に色度座標xにおけるセル厚dに対する線形性を有する領域が存在する。
【0026】
一般に、測定対象である液晶パネル10に適したセル厚dに対する線形性を有する領域を備えたセル厚相関データ(本実施形態の場合には上記の色度座標x)は、当該線形性を有する領域の範囲を勘案して適宜に設定される。このように適したセル厚相関データ及びその線形性を有する領域の範囲は、液晶パネル10の液晶14の液晶組成や液晶パネル10の基準となるセル厚、或いは、設計されたセル厚によって異なるものである。
【0027】
上記CCDカメラ24によって撮影されたカラー画像の色調データ(例えばRGB表色系によるRGB値)は、図4に示すように通常のカラー画像30Aとしてモニタ27によって観察することができる。本実施形態では、コンピュータ装置26のプログラムによってXYZ表色系に変換され、これから上記の色度座標xが求められる。良く知られているように、XYZ表色系はRGB表色系のRGBの三つの色刺激値の線形変換によって表されるので、簡単な演算によって色度座標xを得るための変換処理を行うことができる。
【0028】
このようにして得られた色度座標xを用いて、図4に示すように、色度座標xのみのデータ分布を示す再構成画像30Bが形成され、これがモニタ27によって表示される。再構成画像30Bは、本実施形態においてセル厚に対する線形性を有する色度座標xのみによって構成されているので、液晶パネル10のセル厚をより正確に示し、且つ、セル厚の大小を正確に反映した表示として形成することができる。再構成画像30Bの画像表示は、通常、色度座標xを所定間隔で量子化し、同階調に属する領域を同じ表示態様で示し、異なる階調に属する領域を相互に異なる表示態様にて示すようにして構成される。これらの表示態様としては、複数の色相、濃淡(明度)、模様など、相互に視覚的に区別し得る態様が考えられる。そして、各表示態様で示された領域がどのセル厚に対応するかを示すために、各階調とこれに対応する表示態様との組合わせを示す表示説明部30C(例えば色相によって階調表示を行う場合にはカラーチャート或いはカラーバーなど)がモニタ27の画面内に表示されることが好ましい。この場合に、液晶パネル10の基準セル厚を表示説明部30C内に明示することが望ましい。
【0029】
製造工程における基準セル厚は、当該液晶パネル10に共通に用いる液晶14の屈折率異方性Δnをも含むリタデーションΔn・dの基準値に対応する色度座標xの基準値として設定されることが好ましい。実際に液晶パネルを製造する場合には、好ましい表示性能を示す液晶パネルの色度座標xを基準とし、この色度座標xの基準値に対応するリタデーションの値を把握すれば足りる。液晶パネルの光学特性(表示態様)はリタデーションの値によって決定されるからである。液晶14は共通であるから、リタデーションの値を管理できればセル厚が管理できたことになる。これに対して、セル厚の直接的な計測や屈折率異方性の直接的な計測には、大きな測定誤差が避けられず、本実施形態のような、きわめて精度の高いセル厚測定の基準値を得る手法としては不適切且つ無意味である。
【0030】
なお、上記実施形態では、再構成画像30Bにおいて、セル厚の大小を表現する色度座標xを量子化して表示しているが、色度座標xそのものをそのまま連続的に(アナログ的に)色相、濃淡などの種々の表示態様に変換して表示しても構わない。この場合にも、表示された色度座標xによって色度座標xの値をある程度知ることができるように、適宜の表示説明部30Cを設けることが好ましい。いずれにしても、表示された色度座標xは液晶パネル10のセル厚に対応しているので、セル厚の大小や基準セル厚に対する差異の大小を容易に知ることができる。
【0031】
以上のように、本実施形態では、液晶パネル10のセル厚に対して線形性を有するセル厚相関データをパネル面に沿った分布として出力するようにしていることによって、液晶パネル10の全体のセル厚分布を容易に知ることができ、しかも、セル厚の大小、或いは、セル厚の基準値に対する差異の大小を正確に知ることができる。
【0032】
尚、本発明のセル厚測定方法及び装置は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【0033】
例えば、上記実施形態では、セル厚相関データとして色度座標xを用いているが、セル厚相関データは必ずしも色度座標xに限定されるものではない。セル厚に対して1対1の相関を有し十分な線形性を有するセル厚相関データは、液晶パネル10に用いられる液晶のタイプ(例えば液晶の組成、ツイスト角、屈折率異方性の値など)、基準セル厚の値、偏光子や検光子の偏光透過軸の方位、セル厚測定において必要な測定値の範囲などによって異なるものであるため、測定対象である液晶パネルに応じて適宜に設定されるべきものである。
【0034】
また、上記実施形態では、セル厚相関データを画像として表示しているが、このように表示する場合に限らず、セル厚相関データをデータ表、各種統計値などにまとめた状態で出力するように構成しても構わない。
【0035】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明によれば、偏光子、液晶パネル及び検光子を順次通過した光を採りこんでカラー画像を取得し、このカラー画像の色調データをセル厚相関データに変換して、このセル厚相関データのパネル面に沿った分布を得ることにより、セル厚のパネル面に沿った分布を正確に把握し、且つ、セル厚の基準値に対する実際のセル厚の差異の大小関係も容易に把握することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る液晶パネルのセル厚測定方法及び装置の実施形態における測定の様子を示す概略構成図である。
【図2】同実施形態における偏光板の透過変更軸の方位を示す方位説明図である。
【図3】同実施形態における色度座標xとセル厚との関係(線形性)を示すグラフである。
【図4】同実施形態における撮像手段の出力するカラー画像(RGB画像)と、色度座標xによって構成された再構成画像とを示す説明図である。
【図5】従来の液晶パネルのセル厚測定の様子を示す概略構成図である。
【符号の説明】
10 液晶パネル
11,12 透明基板
11b,12b 配向膜
13 シール材
14 液晶
21 光源
22 偏光板(偏光子)
23 偏光板(検光子)
24 CCDカメラ(撮像手段)
26 コンピュータ装置(データ処理手段)
27 モニタ(出力手段)
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a cell thickness measuring method and a cell thickness measuring apparatus for a liquid crystal panel.
[0002]
[Prior art]
In general, in the manufacturing process of a conventional liquid crystal device, transparent electrodes are formed on the surfaces of two transparent substrates, an alignment film is formed thereon, a predetermined rubbing treatment is performed, and a 2 A liquid crystal panel is formed by laminating a transparent substrate and injecting liquid crystal therebetween to seal a sealing material. Further, for example, in a TN type or STN type liquid crystal panel, polarizing plates to be a polarizer and an analyzer are attached on the surfaces of two transparent substrates.
[0003]
In the manufacturing process described above, the conditions of the manufacturing process are appropriately set by measuring the cell thickness of the formed liquid crystal panel (the gap between the two substrates or the thickness of the liquid crystal layer injected into the gap). May be corrected. The variation in cell thickness of the liquid crystal panel directly affects the display performance of the liquid crystal device, so it must be managed with extreme strictness, but it is slightly distorted by parameters that are difficult to manage such as the gap material distribution density during the manufacturing process. Because there are cases.
[0004]
FIG. 5 shows a schematic configuration of a measuring apparatus for measuring the cell thickness of a conventional liquid crystal panel. In this apparatus, a polarizing plate 22 that serves as a polarizer and a polarizing plate 23 that serves as an analyzer are disposed on both sides of the liquid crystal panel 10. A light source 21 is disposed in front of the polarizing plate 22, and a chromaticity meter 25 is disposed in front of the polarizing plate 23. In the liquid crystal panel 10, transparent electrodes 11a and 12a are respectively formed on the surfaces of the transparent substrates 11 and 12, and alignment films 11b and 12b are further formed thereon. The alignment films 11b and 12b are each rubbed in a predetermined direction. The transparent substrates 11 and 12 are attached via a sealing material 13, and a liquid crystal 14 is sealed inside the sealing material 13.
[0005]
In the measuring apparatus, the polarization transmission axes of the polarizing plates 22 and 23 are set so as to face a predetermined direction based on the rubbing direction of the alignment films 11b and 12b of the liquid crystal panel 10. In this state, the light emitted from the light source 21 passes through the polarizing plate 22 and becomes linearly polarized light. After passing through the liquid crystal panel 10 and further passing through the polarizing plate 23, the color tone is detected by the chromaticity meter 25. .
[0006]
At this time, the linearly polarized light incident on the liquid crystal panel 10 is modulated by the liquid crystal 14. Modulation degree for the linear polarization of the liquid crystal 14, the refractive index anisotropy of the liquid crystal 14 and Δn (= n e -n o) , when the thickness d of the liquid crystal layer, the value of the retardation represented by [Delta] n · d Proportional. Since the degree of modulation of the linearly polarized light by the liquid crystal layer depends on the wavelength, the light detected by the chromaticity meter 25 is colored in a predetermined color tone. Therefore, when the thickness of the liquid crystal layer, that is, the cell thickness of the liquid crystal panel changes, the retardation changes and the color tone detected by the chromaticity meter 25 also changes.
[0007]
Conventionally, a reference color tone with respect to a reference cell thickness is obtained in advance using the optical characteristics as described above, and the cell thickness is determined according to the degree to which the color tone detected by the chromaticity meter 25 deviates from the reference color tone. The degree of deviation from the reference value was determined.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above conventional cell thickness measurement method, light is transmitted through the liquid crystal panel 10 in which the polarizer 22 and the analyzer 23 are arranged before and after, and the transmitted light is detected by the chromaticity meter 25. Can be detected in a spot or average manner, and distribution information regarding the cell thickness along the panel surface of the liquid crystal panel 10 cannot be obtained.
[0009]
Further, the color tone detected by the chromaticity meter 25 is an amount determined by at least three independent variables, is complicated, and has a one-to-one correlation with the cell thickness of the liquid crystal panel 10. However, there is a problem in that it is not only possible to determine whether or not the cell thickness is deviated from the reference value only by changing the color tone, and it is impossible to accurately grasp the degree of deviation of the cell thickness from the reference value.
[0010]
Therefore, the present invention solves the above-mentioned problems, and the problem is that a measurement method that can grasp the overall cell thickness distribution of the liquid crystal panel and can easily grasp the amount of deviation (difference) from the reference value of the cell thickness. And providing a measuring device.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, a liquid crystal panel cell thickness measurement method according to the present invention includes a polarizer and an analyzer disposed on both sides of the liquid crystal panel, and the polarization transmission axis of the polarizer and the analyzer is set to the liquid crystal panel. Including a distribution of color tone data along the panel surface of the liquid crystal panel, taking in light sequentially passing through the polarizer, the liquid crystal panel, and the analyzer in a state set to a predetermined orientation according to the liquid crystal alignment state in A color image is acquired, and the color tone data is converted into cell thickness correlation data having linearity with respect to the cell thickness within a predetermined cell thickness range including the cell thickness in the liquid crystal panel, and the panel of the cell thickness correlation data is converted. It is characterized by obtaining a distribution along a plane.
[0012]
According to the present invention, a color image is acquired by taking in light sequentially passing through a polarizer, a liquid crystal panel, and an analyzer, and the color tone data of the color image is converted into cell thickness correlation data. By obtaining the distribution along the panel surface, it is possible to accurately grasp the distribution of the cell thickness along the panel surface, and to easily grasp the magnitude relationship of the actual cell thickness difference with respect to the reference value of the cell thickness. Is possible.
[0013]
In the present invention, the liquid crystal panel is an STN type liquid crystal panel, and the orientation of the transmission polarization axis of the polarizer and the analyzer is set to be in a blue negative mode in combination with the liquid crystal panel, and the color tone is set. It is preferable to obtain an x value of chromaticity coordinates from the data as the cell thickness correlation data.
[0014]
According to the present invention, when the orientations of the polarizer and the analyzer are set so as to be in the blue negative mode in the STN type liquid crystal panel, the cell thickness in a region corresponding to a predetermined cell thickness range (for example, a region around 5 to 6 μm). The linearity of the chromaticity coordinate x with respect to (the property that the chromaticity coordinate x is expressed by a linear expression of the cell thickness) is obtained.
[0015]
Note that the above linearity is not limited to the linearity in a strict sense, and it is sufficient that the linearity is substantially satisfied within the range of measurement error that can be allowed in the cell thickness measurement.
[0016]
In addition, the liquid crystal panel cell thickness measuring apparatus of the present invention includes a polarizer and an analyzer disposed on both front and back sides of the liquid crystal panel placement unit, a light source disposed in front of the polarizer, and a tip of the analyzer. An imaging means for outputting a color image including a distribution of color tone data along a panel surface of the liquid crystal panel with respect to transmitted light emitted from the light source; and the color tone data including a cell thickness in the liquid crystal panel. Data processing means for converting into cell thickness correlation data having linearity with respect to the cell thickness within the cell thickness range.
[0017]
In the present invention, the liquid crystal panel is an STN type liquid crystal panel, and the direction of the transmission polarization axis of the polarizer and the analyzer is set to be in a blue negative mode in combination with the liquid crystal panel, and the data Preferably, the processing means obtains an x value of a color coordinate as the cell thickness correlation data from the color tone data.
[0018]
In the present invention, it is preferable to include output means for outputting a distribution of the cell thickness correlation data along the panel surface.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments of a cell thickness measuring method and a cell thickness measuring apparatus for a liquid crystal panel according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a state of cell thickness measurement in the present embodiment. The liquid crystal panel 10 is the same as that described in the conventional example, and an alignment film 11 b is formed on the surface of the transparent substrate 11, while an alignment film 12 b is formed on the surface of the transparent substrate 12. A polarizing plate 22 as a polarizer and a polarizing plate 23 as an analyzer are arranged on both the front and back sides of the liquid crystal panel 10 as described above, and a light source 21 is arranged outside the polarizing plate 22. In addition, a CCD camera 24 as an imaging unit is disposed outside the polarizing plate 23. The output of the CCD camera 24 is input to a computer device 26 via a predetermined input / output circuit, and a monitor 27 is connected to the computer device 26. As is well known, this computer device 26 is a microprocessor unit having a CPU (Central Processing Unit), information storage means (memory) such as ROM, RAM, and hard disk, a signal and data bus, an input / output circuit and the like. It is.
[0020]
The CCD camera 24 takes in the transmitted light emitted from the polarizing plate 23 to acquire a predetermined color image, and sends this color image data to the computer device 26. The computer device 26 executes a data processing program stored in advance in a ROM, a hard disk or the like, thereby performing arithmetic processing on the color image data output from the CCD camera 24 and converting it into cell thickness correlation data described later. The reconstructed image formed using the cell thickness correlation data can be output to the monitor 27. In addition, the color image data output from the CCD camera 24 can be directly output to the monitor 27.
[0021]
The polarizing plates 22 and 23 are each attached to a support member such as a frame (not shown) so as to be rotatable around the optical axis, and the polarization transmission axis is oriented in a predetermined direction according to the liquid crystal alignment state in the liquid crystal panel 10. To be adjusted.
[0022]
FIG. 2 is an explanatory diagram showing the relationship between the liquid crystal alignment state of the liquid crystal panel 10 and the orientation of the polarization transmission axes of the polarizing plates 22 and 23 in this embodiment. The liquid crystal panel of this embodiment is an STN (super twisted nematic) type liquid crystal panel. The alignment film 11b is rubbed along the rubbing direction 11A, and the alignment film 12b is rubbed along the rubbing direction 12A. The rubbing process is given. By the rubbing directions 11A and 12A, the liquid crystal layer constituted by the liquid crystal 14 is aligned so as to have a twist angle of about 240 to 270 degrees. That is, the major axis of the liquid crystal molecules is aligned in the direction almost equal to the rubbing direction 11A in the vicinity of the transparent substrate 11, and is aligned in the direction almost equal to the rubbing direction 12A in the vicinity of the transparent substrate 12.
[0023]
In the present embodiment, the orientations of the polarization transmission axes 22S and 23S of the polarizing plates 22 and 23 are set so that the liquid crystal panel 10 has a liquid crystal display mode called a so-called blue negative mode. The blue negative mode is a STN type liquid crystal device having polarizing plates on the front and back sides, and is a configuration in which a display mode (white display on a blue background) that is colored blue when no voltage is applied and becomes colorless when a voltage is applied is obtained. Say. Specifically, the polarization transmission axis 22S of the polarizing plate 22 is rotated about 35 to 55 degrees clockwise with respect to the direction of the major axis of the liquid crystal molecules in the vicinity of the transparent substrate 11 (that is, the rubbing direction 11A). And the polarization transmission axis 23S of the polarizing plate 23 is rotated about 35 to 55 degrees counterclockwise with respect to the orientation of the major axis of the liquid crystal molecules in the vicinity of the transparent substrate 12 (that is, the rubbing direction 12A). Set to.
[0024]
In the state described above, the transmitted light formed by the light emitted from the light source 21 passing through the polarizing plate 22, the liquid crystal panel 10, and the polarizing plate 23 is photographed by the CCD camera 24 to form a predetermined color image. The color image at this time is color tone distribution information including color tone data having a predetermined color tone detected for each pixel of the CCD and including distribution information of the color tone data along the panel surface of the liquid crystal panel 10. The color tone of each pixel in this color image can be expressed, for example, in the XYZ color system of CIE (International Lighting Commission). Here, X, Y, and Z are tristimulus values of color. In order to display colors in the XYZ color system, chromaticity coordinates x and y and color stimulus value Y are used. Here, x = X / (X + Y + Z) and y = Y / (X + Y + Z).
[0025]
FIG. 3 is a graph showing the relationship between the chromaticity coordinate x and the cell thickness in the liquid crystal panel 10 of the present embodiment. In this embodiment, the reference cell thickness (cell thickness at the center in the manufacturing process or a desired cell thickness designed in advance) is 5.6 μm, and the reference value of retardation is 0.78. In general, only the chromaticity coordinate x is extracted from the coordinate values x and y representing the chromaticity. As shown in FIG. 3, the chromaticity coordinate x is in the range of 5.4 to 5.8 μm of the liquid crystal panel 10 (that is, It can be seen that the cell thickness is approximately linear with respect to the reference cell thickness (in the range of about plus or minus 5%). That is, the chromaticity coordinate x corresponds to the cell thickness of the liquid crystal panel 10 in a one-to-one relationship within the above range, and changes with a constant inclination with respect to the change in cell thickness. Although the absolute value of the cell thickness range is slightly different depending on the composition of the liquid crystal 14, in general, in an STN type liquid crystal panel, there is a region having linearity with respect to the cell thickness d at the chromaticity coordinate x in the vicinity of the numerical value.
[0026]
In general, the cell thickness correlation data (the chromaticity coordinate x in the case of the present embodiment) having a region having linearity with respect to the cell thickness d suitable for the liquid crystal panel 10 to be measured has the linearity. It is set appropriately considering the range of the area. The range of the cell thickness correlation data and the region having the linearity as described above varies depending on the liquid crystal composition of the liquid crystal 14 of the liquid crystal panel 10, the reference cell thickness of the liquid crystal panel 10, or the designed cell thickness. It is.
[0027]
The color tone data (for example, RGB values by the RGB color system) taken by the CCD camera 24 can be observed on the monitor 27 as a normal color image 30A as shown in FIG. In the present embodiment, the program is converted into the XYZ color system by the program of the computer device 26, and the chromaticity coordinates x are obtained from this. As is well known, the XYZ color system is represented by linear conversion of the three color stimulus values of RGB in the RGB color system, so that a conversion process for obtaining the chromaticity coordinate x is performed by a simple calculation. be able to.
[0028]
Using the chromaticity coordinates x obtained in this way, a reconstructed image 30B showing the data distribution of only the chromaticity coordinates x is formed as shown in FIG. Since the reconstructed image 30B is configured only by the chromaticity coordinates x having linearity with respect to the cell thickness in the present embodiment, the cell thickness of the liquid crystal panel 10 is more accurately shown, and the size of the cell thickness is accurately determined. It can be formed as a reflected display. In the image display of the reconstructed image 30B, the chromaticity coordinates x are usually quantized at a predetermined interval, areas belonging to the same gradation are shown in the same display form, and areas belonging to different gradations are shown in different display forms. It is constructed in this way. As these display modes, a mode in which a plurality of hues, shades (lightness), patterns, and the like can be visually distinguished from each other can be considered. Then, in order to indicate which cell thickness corresponds to the area indicated in each display mode, a display explanation unit 30C indicating a combination of each gray level and the corresponding display mode (for example, gray scale display by hue) When it is performed, a color chart or a color bar) is preferably displayed on the screen of the monitor 27. In this case, it is desirable to clearly indicate the reference cell thickness of the liquid crystal panel 10 in the display explanation part 30C.
[0029]
The reference cell thickness in the manufacturing process is set as a reference value of the chromaticity coordinate x corresponding to the reference value of the retardation Δn · d including the refractive index anisotropy Δn of the liquid crystal 14 commonly used for the liquid crystal panel 10. Is preferred. In the case of actually manufacturing a liquid crystal panel, it is sufficient to grasp the retardation value corresponding to the reference value of the chromaticity coordinate x with reference to the chromaticity coordinate x of the liquid crystal panel showing a preferable display performance. This is because the optical characteristics (display mode) of the liquid crystal panel are determined by the retardation value. Since the liquid crystal 14 is common, if the retardation value can be managed, the cell thickness can be managed. On the other hand, a large measurement error is inevitable for direct measurement of cell thickness and direct measurement of refractive index anisotropy, and an extremely accurate standard for cell thickness measurement as in this embodiment. It is inappropriate and meaningless as a method for obtaining a value.
[0030]
In the above embodiment, in the reconstructed image 30B, the chromaticity coordinates x representing the size of the cell thickness are quantized and displayed, but the chromaticity coordinates x themselves are continuously (analogously) hue. The image may be displayed after being converted into various display modes such as shading. Also in this case, it is preferable to provide an appropriate display explanation unit 30C so that the value of the chromaticity coordinate x can be known to some extent from the displayed chromaticity coordinate x. In any case, since the displayed chromaticity coordinate x corresponds to the cell thickness of the liquid crystal panel 10, it is possible to easily know the size of the cell thickness and the size of the difference with respect to the reference cell thickness.
[0031]
As described above, in the present embodiment, cell thickness correlation data having linearity with respect to the cell thickness of the liquid crystal panel 10 is output as a distribution along the panel surface. The cell thickness distribution can be easily known, and the size of the cell thickness or the difference between the cell thickness and the reference value can be accurately known.
[0032]
Note that the cell thickness measuring method and apparatus of the present invention are not limited to the illustrated examples described above, and it is needless to say that various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
[0033]
For example, in the above embodiment, the chromaticity coordinate x is used as the cell thickness correlation data, but the cell thickness correlation data is not necessarily limited to the chromaticity coordinate x. The cell thickness correlation data having a one-to-one correlation with the cell thickness and sufficient linearity is the type of liquid crystal used in the liquid crystal panel 10 (for example, the composition, twist angle, refractive index anisotropy value of the liquid crystal). Etc.), depending on the value of the reference cell thickness, the direction of the polarization transmission axis of the polarizer or analyzer, the range of measurement values required for cell thickness measurement, etc. It should be set.
[0034]
Further, in the above embodiment, the cell thickness correlation data is displayed as an image. However, the present invention is not limited to such display, and the cell thickness correlation data is output in a state of being collected in a data table, various statistical values, and the like. You may comprise.
[0035]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, a color image is obtained by taking in light sequentially passing through a polarizer, a liquid crystal panel, and an analyzer, and color tone data of the color image is converted into cell thickness correlation data. By obtaining the distribution of the cell thickness correlation data along the panel surface, the distribution of the cell thickness along the panel surface can be accurately grasped, and the magnitude relationship of the actual cell thickness difference with respect to the reference value of the cell thickness Can also be easily grasped.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a state of measurement in an embodiment of a cell thickness measuring method and apparatus for a liquid crystal panel according to the present invention.
FIG. 2 is an orientation explanatory diagram showing the orientation of the transmission change axis of the polarizing plate in the same embodiment.
FIG. 3 is a graph showing the relationship (linearity) between chromaticity coordinates x and cell thickness in the same embodiment.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a color image (RGB image) output from an imaging unit and a reconstructed image composed of chromaticity coordinates x in the embodiment.
FIG. 5 is a schematic configuration diagram showing a state of cell thickness measurement of a conventional liquid crystal panel.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Liquid crystal panel 11, 12 Transparent substrate 11b, 12b Alignment film | membrane 13 Sealing material 14 Liquid crystal 21 Light source 22 Polarizing plate (polarizer)
23 Polarizing plate (analyzer)
24 CCD camera (imaging means)
26 Computer device (data processing means)
27 Monitor (output means)

Claims (5)

液晶パネルの表裏両側にそれぞれ偏光子及び検光子を配置し、前記偏光子及び前記検光子の偏光透過軸を前記液晶パネルにおける液晶配向状態に応じた所定方位に設定した状態で、前記偏光子、前記液晶パネル及び前記検光子を順次通過した光を採りこみ、前記液晶パネルのパネル面に沿った色調データの分布を含むカラー画像を取得し、前記色調データを、前記液晶パネルにおけるセル厚を含む所定のセル厚範囲内においてセル厚に対する線形性を有するセル厚相関データに変換して、該セル厚相関データの前記パネル面に沿った分布を得ることを特徴とする液晶パネルのセル厚測定方法。A polarizer and an analyzer are arranged on both the front and back sides of the liquid crystal panel, respectively, and the polarizer and the analyzer are set in a predetermined orientation corresponding to the liquid crystal alignment state of the polarizer and the analyzer, and the polarizer, The light that sequentially passes through the liquid crystal panel and the analyzer is taken in, a color image including a distribution of color tone data along the panel surface of the liquid crystal panel is obtained, and the color tone data includes a cell thickness in the liquid crystal panel. A method for measuring a cell thickness of a liquid crystal panel, wherein the cell thickness correlation data is converted into cell thickness correlation data having linearity with respect to the cell thickness within a predetermined cell thickness range, and a distribution of the cell thickness correlation data along the panel surface is obtained. . 請求項1において、前記液晶パネルはSTN型液晶パネルであり、前記偏光子及び前記検光子の前記透過偏光軸の方位を、前記液晶パネルとの組み合わせによってブルーネガモードになるように設定し、前記色調データから色座標のx値を前記セル厚相関データとして求めることを特徴とする液晶パネルのセル厚測定方法。2. The liquid crystal panel according to claim 1, wherein the liquid crystal panel is an STN type liquid crystal panel, and an orientation of the transmission polarization axis of the polarizer and the analyzer is set so as to be in a blue negative mode by a combination with the liquid crystal panel, A method for measuring a cell thickness of a liquid crystal panel, wherein an x value of a color coordinate is obtained from the color tone data as the cell thickness correlation data. 液晶パネル配置部の表裏両側に配置された偏光子及び検光子と、前記偏光子の手前に配置された光源と、前記検光子の先に配置され、前記光源から発せられた透過光に対する前記液晶パネルのパネル面に沿った色調データの分布を含むカラー画像を出力する撮像手段と、前記色調データを、前記液晶パネルにおけるセル厚を含む所定のセル厚範囲内においてセル厚に対する線形性を有するセル厚相関データに変換するデータ処理手段とを備えていることを特徴とする液晶パネルのセル厚測定装置。Polarizers and analyzers arranged on both front and back sides of the liquid crystal panel arrangement unit, a light source arranged in front of the polarizer, and the liquid crystal arranged in front of the analyzer and for transmitted light emitted from the light source An imaging means for outputting a color image including a distribution of color tone data along a panel surface of the panel, and a cell having linearity with respect to the cell thickness within a predetermined cell thickness range including the cell thickness in the liquid crystal panel. An apparatus for measuring a cell thickness of a liquid crystal panel, comprising: data processing means for converting into thickness correlation data. 請求項3において、前記液晶パネルはSTN型液晶パネルであり、前記偏光子及び前記検光子の前記透過偏光軸の方位を、前記液晶パネルとの組み合わせによってブルーネガモードになるように設定し、前記データ処理手段は、前記色調データから色座標のx値を前記セル厚相関データとして求めることを特徴とする液晶パネルのセル厚測定装置。4. The liquid crystal panel according to claim 3, wherein the liquid crystal panel is an STN type liquid crystal panel, and an orientation of the transmission polarization axis of the polarizer and the analyzer is set to be in a blue negative mode by a combination with the liquid crystal panel, An apparatus for measuring a cell thickness of a liquid crystal panel, wherein the data processing means obtains an x value of a color coordinate as the cell thickness correlation data from the color tone data. 請求項3又は請求項4において、前記セル厚相関データの前記パネル面に沿った分布を出力する出力手段を備えていることを特徴とする液晶パネルのセル厚測定装置。5. A cell thickness measuring apparatus for a liquid crystal panel according to claim 3, further comprising output means for outputting a distribution of the cell thickness correlation data along the panel surface.
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