JP4517574B2

JP4517574B2 - カラーフィルタ評価方法

Info

Publication number: JP4517574B2
Application number: JP2002341808A
Authority: JP
Inventors: 豊司西本
Original assignee: Toppan Inc
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2002-11-26
Filing date: 2002-11-26
Publication date: 2010-08-04
Anticipated expiration: 2022-11-26
Also published as: JP2004177193A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶ディスプレイ（以下にＬＣＤと記す）パネルの主要部材として用いられるカラーフィルタ（以下にＣＦと記す）の表示性能を評価する装置に関するものであり、特に、バックライト光源とＣＦとの組合せ性能をパネル化する前に評価する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＣＦの光学的性能評価は、顕微鏡または顕微測光装置等のミクロ系装置をそれぞれ単独に使用して形状欠陥や色特性を評価したり、目視観察装置やカメラ撮影画像モニタ等のマクロ系装置を使用してムラの評価をしている。
また、パネル化後のＬＣＤとしての光学的評価を事前に予想するために、バックライト光源のスペクトルデータとＣＦの分光透過率特性データから組み合わせたパネルの光学的性能を推定している。
【０００３】
【非特許文献１】
「月刊ディスプレイ」、２００２、２月号、ｐ．３０−３５
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）パネルにおいて、その色再現に用いられるカラーフィルタ（ＣＦ）の表示性能を評価するに際して、特に、バックライト光源とＣＦとの組合せ性能を早期に評価するためになされたものである。
近年、ＬＣＤの色再現性は飛躍的に向上しているが、ＣＦの色特性改善はもちろん、偏光板や位相差板等の光学部材の改良に加えて、バックライト光源を初めとする照明環境の向上も不可欠の要素となっている。
【０００５】
これらの各要素は光学設計上の考察の下に個別の改善が進められているが、中でもバックライト光源にＬＥＤを用いてＣＦとの新しい組合せを実現する試みが種々行われている。この場合、単に色特性上で新たな表現を得るばかりでなく、例えば、光源ユニットの新たな形状や光強度の均一性の程度が、ＣＦのムラ等の均一性とどのように影響を及ぼしあうかという評価も必要になる。
本発明は、ＣＦおよびその周辺部材の性能の評価において、実際にパネルを作製することなく、簡易に主要な光学特性要因の組合せ効果を評価する手段を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、カラーフィルタと対向する一方の側に光源ユニットを配置し、他の一方の側に読み取り光学系を配置したことを特徴とするカラーフィルタ評価装置である。
【０００７】
また、本発明は、上記発明によるカラーフィルタ評価装置において、前記光源ユニットが液晶ディスプレイパネルに組み込まれて使用されるものと同一の特性を有するものであることを特徴とするカラーフィルタ評価装置である。
【０００８】
また、本発明は、上記発明によるカラーフィルタ評価装置において、前記読み取り光学系が、ミクロ領域を読み取るミクロ読み取り光学系と、マクロ領域を読み取るマクロ読み取り光学系とから成り、両光学系を適宜切り換えて使用できることを特徴とするカラーフィルタ評価装置である。
【０００９】
また、本発明は、上記発明によるカラーフィルタ評価装置において、前記光源ユニットと前記読み取り光学系との間に、液晶ディスプレイパネルに組み込まれて使用される光源ユニットおよびカラーフィルタ以外の光学的変動要因となりうる光学部材を設置し、該光学部材の光学的影響度を評価可能とするカラーフィルタ評価装置である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明によるカラーフィルタ評価装置を、その一実施形態に基づいて説明する。
本発明によるカラーフィルタ評価装置は、評価対象としてのＣＦの一方の側に液晶ディスプレイパネルに組み込まれて使用されるものと同一の特性を有する光源ユニットを配置し、ＣＦの他方の側には各種の読み取り光学系を配置するものである。
言い換えれば、上記、光源ユニットと読み取り光学系を一定の位置関係で配置し、それらの中間の一定の位置に評価対象としてのカラーフィルタを任意に差し替えて観察、測定できるようにした装置である。
【００１１】
図１は、本発明によるカラーフィルタ評価装置の一実施形態を模式的に示す断面図である。片面を遮蔽した光源筐体１に冷陰極蛍光灯（ＣＣＦＬ）や発光ダイオード（ＬＥＤ）で構成される光源２が組み込まれた光源ユニットから均一な白色照明光３を一方向に照射する。必要に応じて導光板、反射板、拡散板等も組み込むが、図１では省略してある。
白色照明光３を均一に受ける位置に評価対象となるカラーフィルタ（ＣＦ）４を設置して、白色照明光３をＣＦへのバックライトとして使う。ＣＦ４の反対側の平面内に、読み取り光学系として、ミクロ領域を読み取るミクロ読み取り光学系７、例えば、顕微鏡や顕微測光装置のアパーチャ部分が面内で、矢印で示すように、可動となる状態に設置し、ＣＦを通った光６を任意の位置で取り込めるようにする。読み取るミクロ領域は、例えば、顕微測光装置の場合２０μｍφ程度のミクロ領域である。
【００１２】
図２は、本発明によるカラーフィルタ評価装置の他の実施形態を模式的に示す断面図である。片面を遮蔽した光源筐体１に冷陰極蛍光灯（ＣＣＦＬ）や発光ダイオード（ＬＥＤ）で構成される光源２が組み込まれた光源ユニットから均一な白色照明光３を一方向に照射する。必要に応じて導光板、反射板、拡散板等も組み込むが、図２では省略してある。
白色照明光３を均一に受ける位置に評価対象となるカラーフィルタ（ＣＦ）４を設置して、白色照明光３をＣＦへのバックライトとして使う。ＣＦ４の反対側の平面内に、マクロの読み取り光学系８、例えば、目視観察装置、色彩計やカメラによる撮影と画像解析装置等を設置し、ＣＦを通った光６’を最適な広さで取り込めるようにする。読み取るマクロ領域は、例えば、最大でパネル全面といった領域である。
【００１３】
図３は、本発明によるカラーフィルタ評価装置の上記２例の実施形態を切り換えて使用することを模式的に示す断面図である。
ミクロ読み取り光学系７とマクロ読み取り光学系８とを切り換えて使用するために、それぞれに最適のＣＦ４からの距離（Ｌ、Ｌ’）を設定し、各光学系の不使用時には使用中の光学系の妨害にならない位置に待避する。
【００１４】
図４は、本発明によるカラーフィルタ評価装置の他の実施形態を模式的に示す断面図である。片面を遮蔽した光源筐体１に冷陰極蛍光灯（ＣＣＦＬ）や発光ダイオード（ＬＥＤ）で構成される光源２が組み込まれた光源ユニットから均一な白色照明光３を一方向に照射する。必要に応じて導光板、反射板、拡散板等も組み込むが、図４では省略してある。
【００１５】
白色照明光３を均一に受ける位置に評価対象となるカラーフィルタ４を設置して、白色照明光３をＣＦへのバックライトとして使う。本実施形態では、評価対象としてカラーフィルタ以外にも液晶ディスプレイパネルへの組み込みが予定される他の光学部材９、例えば、偏光板、位相差板、等もＣＦ４の近傍に設置し、これらも加えた評価を行う。
ＣＦ４と他の光学部材９の光源ユニットとは反対側の平面内に、マクロ読み取り光学系８、例えば、目視観察装置、色彩計やカメラによる撮影と画像解析装置等を設置し、ＣＦ４と他の光学部材９を通った光６’を最適な広さで取り込めるようにする。
【００１６】
ここで、ＣＦ４と他の光学部材９との位置関係は必要により、逆の場合も可能である。また、読み取り光学系はマクロ読み取り光学系の例を示したが、ミクロ読み取り光学系との切り換えが可能であることは前記と同様である。
【００１７】
上記の各実施形態において、ミクロ読み取り光学系７またはマクロ読み取り光学系８により観察／測定する内容として、ミクロ読み取り光学系では、顕微鏡による画素形状の見え方や微少な異物やシミの影響度、顕微測光装置による各色画素の分光透過率や色度の変動の様子など、また、マクロ読み取り光学系では、目視観察環境での見え方、特にムラや点欠陥のレベル判定など、色彩計による白色色度値の測定、カメラによる撮影画像のモニタ観察と画像解析手段によるムラ評価等が可能である。
【００１８】
これらの内容は従来はＣＦ単独の評価に個別に用いられているが、光源ユニットの特性改善の効果と問題点をいち早く評価する手段としてカラーフィルタと組み合わせた状態を把握するものであり、更に他の光学部材の影響度も併せて評価するものである。
【００１９】
【発明の効果】
本発明は、カラーフィルタ評価装置であって、評価対象としてのカラーフィルタの一方の側に液晶ディスプレイパネルに組み込まれて使用されるものと同一の特性を有する光源ユニットを配置し、カラーフィルタの他方の側にはミクロ読み取り光学系、マクロ読み取り系の各種装置を配置し、これらの読み取り光学系を切り換え使用できるものであり、液晶ディスプレイパネルに組み込む前に光源とカラーフィルタとの組合せでの色特性や各種のムラ等の表示性能を評価できる。それにより、シミュレーションでは明確にならない不都合を早期に発見したり、組合せ結果のムラのレベルを事前評価して対策を検討することができる。
【００２０】
また、本発明は、ＣＦと共に偏光板や位相差板等の他の光学部材も併せて光源との組合せ評価の対象とすることができ、パネルの評価以前に部材相互間の影響度を事前チェックすることが可能である。これにより、新規材料の特性と品質バラツキがＬＣＤパネルの表示性能に与える影響度を予測し品質向上に役立てることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるカラーフィルタ評価装置の一実施形態を模式的に示す断面図である。
【図２】本発明によるカラーフィルタ評価装置の他の実施形態を模式的に示す断面図である。
【図３】本発明によるカラーフィルタ評価装置の上記２例の実施形態を切り換えて使用することを模式的に示す断面図である。
【図４】本発明によるカラーフィルタ評価装置の他の実施形態を模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
１…光源筐体
２…光源
３…白色照明光
４…カラーフィルタ（ＣＦ）
５…透明基板
６…ＣＦを通った光（ミクロ読み取り光学系への入射光）
６’…ＣＦを通った光（マクロ読み取り系への入射光）
７…ミクロ読み取り光学系
８…マクロ読み取り光学系
９…他の光学部材
Ｌ…ＣＦからミクロ読み取り光学系までの距離
Ｌ’…ＣＦからマクロ読み取り光学系までの距離

Claims

カラーフィルタと対向する一方の側に光源ユニットを配置し、
他の一方の側に読み取り光学系を配置し、
前記光源ユニットが液晶ディスプレイパネルに組み込まれて使用されるものと同一の特性を有するものであり、
前記読み取り光学系が、ミクロ領域を読み取るミクロ読み取り光学系と、マクロ領域を読み取るマクロ読み取り光学系とから成り、
前記ミクロ読み取り光学系では、顕微鏡によりカラーフィルタの画素を観察し、
前記マクロ読み取り光学系では、色彩計により目視環境下でのカラーフィルタの見え方を観察し、
前記ミクロ読み取り光学系で、顕微鏡を可動となる状態に設置することで、カラーフィルタを通った光を任意に取り込むことができるようにし、
前記光源ユニットと前記読み取り光学系との間に、液晶ディスプレイパネルに組み込まれて使用される光源ユニットおよびカラーフィルタ以外の光学的変動要因となりうる光学部材を設置し、
カラーフィルタと該光学部材を組み合わせた状態に対して評価を行うことを特徴とするカラーフィルタ評価方法。