JPH11258110A - Method for evaluating optical anisotropy, manufacture for liquid crystal display apparatus and optical inspecting apparatus - Google Patents

Method for evaluating optical anisotropy, manufacture for liquid crystal display apparatus and optical inspecting apparatus

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JPH11258110A
JPH11258110A JP5705198A JP5705198A JPH11258110A JP H11258110 A JPH11258110 A JP H11258110A JP 5705198 A JP5705198 A JP 5705198A JP 5705198 A JP5705198 A JP 5705198A JP H11258110 A JPH11258110 A JP H11258110A
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JP
Japan
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optical
optical anisotropy
anisotropy
substrate
compensator
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Application number
JP5705198A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshitada Oshida
良忠 押田
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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  • Testing Of Optical Devices Or Fibers (AREA)
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To achieve correct inspection and measurement by inserting an anisotropy correction optical part offsetting an optical anisotropy of at least one layer of a multilayer structure into an optical path of a polarized light and evaluating the remaining optical anisotropy of the multilayer structure. SOLUTION: A light emitted from a light source 3 is formed into a highly directive parallel light by a collimator lens, etc., reflected at a mirror 34 and brought perpendicularly to a substrate 10. Before reaching the substrate 10, the parallel light enters perpendicularly a polarizer 32 of a high extinction ratio. The polarizer 32 is equipped with a rotating mechanism. The light passing the polarizer 32 becomes a linearly polarized light of a high polarization degree and enters an optical anisotropy compensator 5. The light passing the optical anisotropy compensator 5 enters the substrate 10. The light passing the substrate 10 enters an analyzer 33 which is rotatable about an optical axis of an image formation optical system of a high extinction ratio. The polarizer 32 and analyzer 33 are controlled so that respective polarization directions are at right angles. The light passing the analyzer 33 forms an image of a surface of the substrate 10 at an image pickup face of a superhigh-sensitivity pickup device 2 which picks up two-dimensional images.

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】本発明は光学的異方性評価方
法、液晶表示装置の製造方法、部品の光学的検査方法及
びそのための検査装置に関し、特に多層構造を形成する
光学部品の光学的異方性、例えば液晶表示装置の配向膜
等光学的異方性を有する透明体の光学的評価方法、それ
を利用した表示装置の製造方法、表示装置の部品の検査
方法及びそのための検査装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for evaluating optical anisotropy, a method for manufacturing a liquid crystal display device, a method for optically inspecting components, and an inspection device therefor, and more particularly, to an optical device for forming a multilayer structure. The present invention relates to an optical evaluation method for a transparent body having optical anisotropy such as an alignment film of a liquid crystal display device, a method for manufacturing a display device using the same, a method for inspecting display device components, and an inspection device therefor.

【0002】[0002]

【従来の技術】TFT(薄膜トランジスタ)に代表され
る液晶表示装置(LCD)は情報機器の普及に伴い生産
量の増大とコスト低減が進んでいる。液晶表示装置の生
産工程の中で最も重要なものの1つに配向膜形成工程が
ある。液晶表示装置は基板ガラスに透明電極を形成し、
その上にポリイミド等の配向膜を形成し、この配向膜に
ラビング等の手段により、膜表面の分子の配向に異方性
を持たせることにより配向特性を付与している。この配
向膜に液晶が触れると、方向性を有する液晶分子は配向
膜表面の配向方向に倣い、一定の方向に向きをそろえ
る。このように液晶分子の向きをそろえることは液晶表
示装置の表示品質を良好に保つ上で重要である。このた
め配向膜表面分子の配向に伴う異方性の状態を知ること
は、LCD表示品質確保上非常に重要である。
2. Description of the Related Art Production of liquid crystal displays (LCDs) typified by TFTs (thin film transistors) has been increasing and costs have been reduced with the spread of information equipment. One of the most important production processes of the liquid crystal display device is an alignment film forming process. The liquid crystal display device forms a transparent electrode on the substrate glass,
An alignment film such as polyimide is formed thereon, and the alignment characteristics are imparted by giving anisotropy to the alignment of molecules on the film surface by means such as rubbing. When the liquid crystal touches the alignment film, the directional liquid crystal molecules follow the alignment direction on the alignment film surface and are aligned in a certain direction. It is important to align the directions of the liquid crystal molecules in this way in order to maintain good display quality of the liquid crystal display device. For this reason, it is very important to know the state of anisotropy accompanying the orientation of the molecules on the surface of the alignment film in order to ensure the quality of LCD display.

【0003】配向膜は、その膜厚が5nm程度である
が、通常の配向特性付与手段に用いられるラビング法を
採用した場合、分子の異方性が生じているのは、その配
向層厚のうちの僅か1nm程度と云われている。このた
めこのような薄い異方性の層を検出することは難しい。
従来光学的にこの異方性を検出する方法として、1mm
径のレ−ザビ−ムを配向膜に垂直に照射し、偏光を用い
て光ヘテロダイン検出し、異方性のリタ−ディション
(異方性媒質の異方性の2軸に平行で同位相の二つの直
線偏光成分が、その異方性媒質を透過後、それらの偏光
成分間に生じている位相差)を0.02度程度の精度で
測定するものがあった。しかしこの方法では1箇所の測
定に秒単位の時間がかかり、また1mm径の平均の異方
性のデ−タしか得られず、詳細な特性を知ることは不可
能であった。
[0003] The orientation film has a thickness of about 5 nm. However, when a rubbing method used for a usual orientation property imparting means is adopted, the molecular anisotropy is caused by the thickness of the orientation layer. It is said that it is only about 1 nm. Therefore, it is difficult to detect such a thin anisotropic layer.
Conventionally, as a method of optically detecting this anisotropy, 1 mm
A laser beam having a diameter is irradiated perpendicularly to the alignment film, optical heterodyne is detected using polarized light, and anisotropic retardation (parallel to the two axes of anisotropy of the anisotropic medium and in phase with each other) In some cases, after two linearly polarized light components have passed through the anisotropic medium, the phase difference between the polarized light components is measured with an accuracy of about 0.02 degrees. However, in this method, it takes a time in seconds to measure one point, and only average anisotropy data with a diameter of 1 mm is obtained, and it is impossible to know detailed characteristics.

【0004】上記の光透過型の検出では常にガラス基板
の光学的異方性の影響を受け、特に配向膜の光学的異方
性に比べ、ガラス基板の異方性が大きいときには配向膜
の異方性を正確に検出することが非常に困難になる。
[0004] In the light transmission type detection described above, the optical anisotropy of the glass substrate is always affected. In particular, when the anisotropy of the glass substrate is large compared to the optical anisotropy of the alignment film, the difference of the alignment film is large. It is very difficult to accurately detect anisotropy.

【0005】また従来技術として、特開平6−5923
0号公報には、基板に直線偏光の光を照射し、反射光の
うち、照射直線偏光と直交する偏光を通す偏光板を設け
その通過光をTVカメラで検出するラビング検査装置が
開示されている。
As a prior art, Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-5923
No. 0 discloses a rubbing inspection device that irradiates a substrate with linearly polarized light, and among the reflected light, a polarizing plate that transmits polarized light orthogonal to the irradiated linearly polarized light and detects the light passing therethrough with a TV camera. I have.

【0006】しかし、液晶表示装置の配向膜のような光
学的異方性の強さ(リタ−デイション)Ψが0.1°程
度の対象を検出したり、計測することについては配慮さ
れていなかった。また下地から反射した光の偏光状態が
変化して悪影響を及ぼすことについても配慮されていな
かった。
However, no consideration has been given to detecting or measuring an object having an optical anisotropy intensity (retardation) Ψ of about 0.1 °, such as an alignment film of a liquid crystal display device. Was. Also, no consideration has been given to the fact that the polarization state of the light reflected from the underlayer changes and has an adverse effect.

【0007】このような状況のため、従来は、配向処理
した2枚の基板の間に液晶を垂らし、挟み込んで、配向
膜面の分子の配向方向に倣って配向する液晶分子の光学
異方性を通して配向膜の出来具合をチェックしていた。
Due to such a situation, conventionally, the liquid crystal is suspended and sandwiched between two substrates subjected to the alignment treatment, and the optical anisotropy of the liquid crystal molecules aligned according to the alignment direction of the molecules on the alignment film surface. Was used to check the condition of the alignment film.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】上記の従来技術のうち
液晶を用いずに配向膜の異方性を評価可能なものはレ−
ザを用いるものである。しかし上記の方法では基板の基
板の一部あるいは全部の配向処理の出来具合を2次元画
面として見ようとすると、多大な時間を要する。かりに
1mm径を1秒で検出できたとしても、対角径13吋の
画面全領域を検査するのには14時間以上かかってしま
う。しかも分解能は1mmであるため、これ以上の微細
欠陥の検出はできない。
Among the above-mentioned prior arts, those which can evaluate the anisotropy of the alignment film without using a liquid crystal are lasers.
Is used. However, in the above-described method, a great deal of time is required to view a part or all of the alignment process of the substrate as a two-dimensional screen. Even if a diameter of 1 mm can be detected in one second, it takes 14 hours or more to inspect the entire screen area having a diagonal diameter of 13 inches. Moreover, since the resolution is 1 mm, fine defects cannot be detected any more.

【0009】更に上記したようにガラス基板の光学異方
性があるため、正確な定量評価は殆ど不可能である。
一方液晶を滴下して2枚の基板間に挟み込みチェックす
る方法は、その段取りに時間がかかり、配向膜の製造工
程にフィ−ドバックするタイミングが遅れ、不良品を作
り込む結果になる。
Further, accurate quantitative evaluation is almost impossible due to the optical anisotropy of the glass substrate as described above.
On the other hand, the method of checking the pinch between two substrates by dropping liquid crystal takes a long time to set up, delays the timing of feeding back to the production process of the alignment film, and results in defective products.

【0010】また、本発明は多層構造を形成する光学部
品の中の、特定の層のみの光学的異方性を評価する、例
えば液晶表示装置のガラス基板上に形成された配向膜の
みの光学的異方性を評価する際、ガラス基板の光学的異
方性の影響を除去して評価する必要があるが、液晶表示
装置の製造現場などに投入出来、操作が簡便でかつ測定
精度が十分得られる方法がなかった。
Further, the present invention evaluates the optical anisotropy of only a specific layer in an optical component forming a multi-layer structure, for example, an optical component of only an alignment film formed on a glass substrate of a liquid crystal display device. When evaluating the optical anisotropy, it is necessary to remove the influence of the optical anisotropy of the glass substrate, but it can be put into the manufacturing site of liquid crystal display devices, etc., the operation is simple and the measurement accuracy is sufficient There was no way to get it.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明を液晶表示装置の配向膜の評価に適用した一
実施例によれば、配向膜面に、指向性が高く,ほぼ完全
な直線偏光を照射し、透過した光を検光子に入射させ、
検光子を透過した光を二次元画像撮像装置で受光する。
この時配向膜と撮像装置の光電変換面(センサ面)を互
いに共役な関係で結び、かつ配向膜面を照射する直線偏
光の光路もしくは配向膜と検光子の間の光路に光学異方
性を制御可能な光異方性補償器を挿入可能にする。この
ようにして基板の光学異方性を補償し、配向膜の光学的
特性を評価する。これにより、配向膜の検査を簡便に行
うことが可能になる。
According to an embodiment in which the present invention is applied to the evaluation of an alignment film of a liquid crystal display device in order to solve the above-mentioned problems, the alignment film surface has high directivity and is almost perfect. Irradiates linearly polarized light, makes the transmitted light incident on the analyzer,
The light transmitted through the analyzer is received by the two-dimensional image pickup device.
At this time, the alignment film and the photoelectric conversion surface (sensor surface) of the imaging device are connected in a conjugate relationship with each other, and optical anisotropy is present in the optical path of linearly polarized light irradiating the alignment film surface or the optical path between the alignment film and the analyzer. A controllable optical anisotropy compensator can be inserted. Thus, the optical anisotropy of the substrate is compensated, and the optical characteristics of the alignment film are evaluated. This makes it possible to easily inspect the alignment film.

【0012】また上記光異方性補償器に、異方性の少な
い透明板を備え、この透明板に少なくとも1方向に一様
に力を加えることにより、透明板の光異方性の大きさを
制御することを可能にしておく。また上記透明板は照射
される光の光軸に平行な軸を中心に上記基板に対し相対
的に回転することにより光異方性補償器が生成する光学
異方性の方向を所望の方向に制御することを可能にす
る。 この際上記光異方性補償器に依る基板の光学異方
性の補償は光異方性補償器の生成する光学異方性と基板
の光学異方性の合成が概ね等方的になる様にする。
Further, the optical anisotropy compensator is provided with a transparent plate having little anisotropy, and by applying a force uniformly to the transparent plate in at least one direction, the optical anisotropy of the transparent plate is reduced. To be controlled. The transparent plate rotates relative to the substrate about an axis parallel to the optical axis of the light to be irradiated, so that the direction of optical anisotropy generated by the optical anisotropy compensator in a desired direction. Allows you to control. At this time, the compensation of the optical anisotropy of the substrate by the optical anisotropy compensator is such that the synthesis of the optical anisotropy generated by the optical anisotropy compensator and the optical anisotropy of the substrate is substantially isotropic. To

【0013】このようにすることにより基板の光学的異
方性を補償することが可能になり、正確に配向膜単体の
光学異方性を求めることが可能になる。
By doing so, the optical anisotropy of the substrate can be compensated, and the optical anisotropy of the alignment film alone can be accurately obtained.

【0014】このようにして得られた配向膜の検査結果
を、上記配向特性を付与する手段にフィ−ドバックする
ことにより、不良品を多量作り込むことなしに液晶表示
装置などのための光学部品を製造することを可能とす
る。
By feeding back the inspection result of the alignment film thus obtained to the means for imparting the above-mentioned alignment characteristics, an optical component for a liquid crystal display device or the like can be manufactured without producing a large number of defective products. Can be manufactured.

【0015】この際、上記直線偏光の振動面と,検光子
が通す偏光の方向(透過軸方位)とが90°の角度を維
持するようにし、同一視野を撮像しながら、上記直線偏
光の振動面及び検光子の透過軸を、結像光学系の光軸を
中心に上記液晶基板に対して相対的に回転させる。この
ようにして異なる回転角度で得られた複数の画像を採取
し、このデータを基にした多項式近似による補間により
異方性の方向および異方性の強度の測定精度をより一層
向上させることにより、精度の高い配向膜異方性の定量
検査ができる。
At this time, the oscillation plane of the linearly polarized light is maintained at an angle of 90 ° between the vibration plane of the linearly polarized light and the direction of the polarized light passing through the analyzer (the transmission axis direction). The plane and the transmission axis of the analyzer are rotated relative to the liquid crystal substrate about the optical axis of the imaging optical system. By collecting a plurality of images obtained at different rotation angles in this way, and by further improving the measurement accuracy of the anisotropic direction and the anisotropic intensity by interpolation using a polynomial approximation based on this data, Quantitative inspection of alignment film anisotropy with high accuracy can be performed.

【0016】このようにして異なる回転角で得られた複
数の画像の、上記基板上の所望の場所に相当する画素の
強度、即ち明るさについて、上記相対的な回転角度の変
化に伴う該画素の複数画像間の強度変化を求める。この
時の回転角度と画素強度の変化からこの画素に相当する
場所の光学的異方性を求めることにより基板上の配向膜
の光学的特性を検出する。
In the plurality of images obtained at different rotation angles in this way, the intensity of a pixel corresponding to a desired position on the substrate, that is, the brightness of the pixel corresponding to the change in the relative rotation angle is determined. Of the plurality of images is calculated. The optical characteristics of the alignment film on the substrate are detected by determining the optical anisotropy at a location corresponding to the pixel from the change in the rotation angle and the pixel intensity at this time.

【0017】この際、上記異なる回転角で得られる複数
の画像の平均強度が、最小または最大となる回転角を求
め、当該角度を基準に上記相対的な回転角度を決め、当
該回転角度の変化に伴う画素の複数画像間の強度変化を
求める。このようにすることにより更に精度の高い配向
膜異方性の定量検査ができる。
At this time, a rotation angle at which the average intensity of the plurality of images obtained at the different rotation angles is minimum or maximum is determined, the relative rotation angle is determined based on the angle, and the change of the rotation angle is determined. , A change in intensity between a plurality of images of pixels is obtained. By doing so, a more accurate quantitative inspection of the orientation film anisotropy can be performed.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】図1は本発明の実施の形態であ
る。液晶表示装置を構成する一対の基板である、TFT
基板とカラ−フィルタ基板は、切断,洗浄等の所定の工
程を経て112の配向膜形成装置にいたる。配向膜形成
装置112では、基板表面に配向膜材料を溶媒で溶かした
物を表面に印刷し、乾燥焼成する。このようにして基板
の表面に形成された配向膜は130の配向特性付与装置
により、配向膜表面に異方性が与えられる。このような
異方性を付与する手段としては、例えば回転ドラムに巻
かれた毛足の立った布に依るラビングや、直線偏光状態
の紫外光の照射によるものなどがある。このような手段
で、配向膜表面に異方性が形成されると光学的にも異方
性が生じるため、詳細は後述する1の光学的検査装置に
110の経路で基板を搬送し、異方性の状況が検査され
る。すなわちこの検査装置1により、配向膜面の異方性
の強度が場所に依らず均一であるか、異方性の強度は適
量であるか、異方性の方向が場所に依らず一定であるか
等々が検査される。この際配向膜が形成されているガラ
ス基板の光学的異方性が大きいと、検出したい配向膜の
光学的異方性が正確に求まらない。そこで詳細は後述す
る方法でガラス基板の光学的異方性を補償する光異方性
補償器を挿入し、ガラス基板の光学異方性を補償し、配
向膜の光学的特性を正確に検出する。このようにして配
向膜の異方性が、上記の項目について求まれば、配向特
性付与装置130や配向膜形成装置112の異常を、あ
るいは異常になる兆候を事前に掌握することが可能にな
る。
FIG. 1 shows an embodiment of the present invention. TFT, a pair of substrates constituting a liquid crystal display device
The substrate and the color filter substrate are subjected to predetermined processes such as cutting and washing to reach an alignment film forming apparatus 112. In the alignment film forming apparatus 112, a material obtained by dissolving an alignment film material in a solvent is printed on the surface of the substrate, and dried and fired. The alignment film thus formed on the surface of the substrate is given anisotropy to the surface of the alignment film by the 130 alignment property imparting device. As a means for imparting such anisotropy, for example, there are rubbing with a cloth with hairy fur wound on a rotating drum, irradiation with linearly polarized ultraviolet light, and the like. When anisotropy is formed on the surface of the alignment film by such means, optical anisotropy also occurs. Therefore, the substrate is transported along a path 110 to one optical inspection apparatus described later in detail, and the anisotropy is generated. The anisotropic situation is checked. That is, with this inspection device 1, the anisotropy intensity of the alignment film surface is uniform regardless of the location, the anisotropy intensity is an appropriate amount, or the anisotropy direction is constant regardless of the location. And so on. At this time, if the optical anisotropy of the glass substrate on which the alignment film is formed is large, the optical anisotropy of the alignment film to be detected cannot be accurately obtained. Therefore, an optical anisotropy compensator that compensates for the optical anisotropy of the glass substrate is inserted by a method described later in detail, thereby compensating the optical anisotropy of the glass substrate and accurately detecting the optical characteristics of the alignment film. . If the anisotropy of the alignment film is determined for the above items in this way, it is possible to grasp in advance the abnormality of the alignment characteristic imparting device 130 and the alignment film forming device 112 or the signs of the abnormality. .

【0019】勿論このような判定が正確に行えるように
なるには、配向特性付与手段130の後工程であるシ−
ル材形成(装置150)や液晶封入(装置160)の工
程を経て、最終工程である190の点灯検査で得られる
結果と光学的検査装置1で得られる結果の対応に関する
デ−タの蓄積が必要である。すなわち190の点灯検査
装置で得られた点灯結果で検出された表示不良に対応す
る場所に対応する、光学的検査装置1による検査結果を
定量比較し、この対応デ−タを光学的検査装置1内のメ
モリ(図示せず)に保存しておく。このようなデ−タを
長期に亘り収集して行けば、確度の高い対応関係が得ら
れる。
Of course, in order for such a determination to be made accurately, it is necessary to use a seal, which is a post-process of the orientation characteristic imparting means 130.
After the process of forming the metal material (device 150) and enclosing the liquid crystal (device 160), the accumulation of data relating to the correspondence between the result obtained by the lighting inspection of 190, which is the final process, and the result obtained by the optical inspection device 1. is necessary. That is, the inspection results by the optical inspection device 1 corresponding to the locations corresponding to the display defects detected by the lighting results obtained by the 190 lighting inspection devices are quantitatively compared, and the corresponding data is compared with the optical inspection device 1. In the internal memory (not shown). If such data is collected over a long period of time, a highly accurate correspondence can be obtained.

【0020】なお光学的検査装置1において、配向膜へ
の配向特性付与の状況をチェックする基板は必ずしも実
基板である必要はなく、この検査装置で検査し易い、表
示電極パタ−ンのないダミ−基板でも良い。製造工程中
の実基板を用いる場合には、この検査で合格した基板は
111の経路で次の工程であるシ−ル形成装置150に
搬送される。この検査で不合格基板が検出された場合、
前述のあらかじめ蓄積されているデ−タを基に不合格の
原因が特定される。
In the optical inspection apparatus 1, the substrate for checking the state of imparting the alignment characteristics to the alignment film is not necessarily an actual substrate, but is easily inspected by this inspection apparatus and has no display electrode pattern. -It may be a substrate. When an actual substrate in the manufacturing process is used, a substrate that passes this inspection is conveyed to the next step, a seal forming apparatus 150, along the path 111. If this test finds a failed board,
The cause of rejection is specified based on the previously stored data.

【0021】この原因が配向膜形成装置112にある場
合には、102の信号経路で配向膜形成装置112の膜
塗布条件、乾燥条件あるいは焼成条件にフィ−ドバック
される。不合格の原因が配向特性付与装置130にある
場合には、101の信号経路で配向特性付与装置130
の各種パラメ−タにフィ−ドバックされる。これら配向
膜形成装置112あるいは配向特性付与装置130への
フィ−ドバックは必ずしも上記の信号経路に乗って自動
的になされるとは限らず、人が介在して条件設定やパラ
メ−タ設定がなされることもある。
If the cause is in the alignment film forming apparatus 112, the signal is fed back to the film coating conditions, drying conditions or firing conditions of the alignment film forming apparatus 112 through the signal path 102. When the rejection is caused by the orientation property imparting device 130, the orientation property imparting device 130
Is fed back to the various parameters. The feedback to the alignment film forming device 112 or the alignment characteristic imparting device 130 is not always automatically performed on the signal path described above, but the condition setting and the parameter setting are performed by human intervention. Sometimes.

【0022】基板ガラスの光学的異方性が大きいと、そ
の上の配向膜の異方性が正確に求まらないため、上述の
ガラス基板の光学的異方性を補償する光異方性補償器を
挿入し、ガラス基板の光学異方性を補償し、配向膜の光
学的特性を正確に検出する。この補償計算では、詳細は
後述するが、基板ガラスの光学的異方性が正確に求めら
れていれば、配向膜の光学的特性を更に正確に検出する
ことが可能になる。このため配向膜形成装置112から
でてきた焼成後の基板を配向特性付与装置130に搬入
する前に121の経路で光学的検査装置1に搬入し、配
向特性付与前のガラス基板の光学的異方性を測ってお
く。このようにした後、122の経路で配向特性付与装
置130に搬送し、ガラス基板上の配向膜に配向特性を
付与する。配向特性を付与した後、経路110で再び光
学的検査装置1に搬送され、配向特性付与後の基板の検
査を後述の方法で行い、より正確な配向膜の光学的異方
性の検査が行われる。
When the optical anisotropy of the substrate glass is large, the anisotropy of the alignment film on the substrate glass cannot be determined accurately. A compensator is inserted to compensate for the optical anisotropy of the glass substrate and accurately detect the optical characteristics of the alignment film. Although details will be described later in this compensation calculation, if the optical anisotropy of the substrate glass is accurately obtained, the optical characteristics of the alignment film can be detected more accurately. For this reason, the substrate after firing from the alignment film forming apparatus 112 is carried into the optical inspection apparatus 1 along the path 121 before being carried into the orientation property providing apparatus 130, and the optical difference of the glass substrate before the orientation property is provided. Measure the anisotropy. After doing so, it is conveyed to the orientation property giving device 130 along the path 122 to give the orientation property to the orientation film on the glass substrate. After the orientation characteristics are imparted, the substrate is transported again to the optical inspection apparatus 1 through the path 110, and the substrate after the orientation characteristics are imparted is inspected by a method described later, and a more accurate inspection of the optical anisotropy of the alignment film is performed. Will be

【0023】図2は、図1の本発明の実施の形態で説明
した光学的異方性検査装置1の実施の形態の詳細を示す
図である。3はメタルハライドランプあるいはキセノン
ランプ等の輝度が高く、指向性の高い光を形成すること
のできる光源である。この光源から出射する光はコリメ
−タレンズ等により、指向性の高い、平行光が形成さ
れ、ミラ−34で反射され被検査物である基板10にほ
ぼ垂直に向かう。
FIG. 2 is a diagram showing details of an embodiment of the optical anisotropy inspection apparatus 1 described in the embodiment of the present invention in FIG. Reference numeral 3 denotes a light source capable of forming light having high luminance and high directivity, such as a metal halide lamp or a xenon lamp. The light emitted from this light source is formed into parallel light having high directivity by a collimator lens or the like, is reflected by the mirror 34, and travels substantially perpendicularly to the substrate 10, which is the inspection object.

【0024】基板10は、検出光を通す為の開口を有す
るXYステ−ジ(図示せず)に搭載されており、所望の
場所を検査することが可能である。上記平行光は、基板
10に到る前に消光比が非常に高い(例えば、消光比が
106以上。具体的には、グランートムソン、グランー
テーラなどの複屈折偏光子、あるいは非常に高い消光比
が得られる偏光板が好適)偏光子32に垂直に入射す
る。この偏光子32には図示されていない回転機構が備
えられており、偏光子32は結像光学系の光軸を中心に
回転する。この偏光子32を透過した光は、偏光度の非
常に高い直線偏光になっており、図3を用いて後述する
光異方性補償器5に入射する。
The substrate 10 is mounted on an XY stage (not shown) having an opening for allowing detection light to pass therethrough, and can inspect a desired place. The parallel light has an extremely high extinction ratio before reaching the substrate 10 (for example, an extinction ratio of 10 6 or more. Specifically, a birefringent polarizer such as Glan-Thomson or Glan-Taylor, or a very high extinction) (A polarizing plate capable of obtaining a ratio is preferable). The polarizer 32 is provided with a rotation mechanism (not shown), and the polarizer 32 rotates around the optical axis of the imaging optical system. The light transmitted through the polarizer 32 is linearly polarized light having a very high degree of polarization, and is incident on an optical anisotropy compensator 5 described later with reference to FIG.

【0025】光異方性補償器5を透過した光は、被検査
物である基板10に入射する。基板10を透過した光
は、消光比が非常に高い第2の偏光子(例えば、消光比
が106以上。具体的には、グランートムソン、グラン
ーテーラなどの複屈折偏光子、あるいは非常に高い消光
比が得られる偏光板が好適)からなる検光子33に入射
する。検光子33もまた結像光学系の光軸を中心に回転
可能になっている。偏光子32と検光子33は、それら
の透過する光の偏光方向(偏光子の透過方位)が常に互
いに直角になるように制御回路6により制御される。こ
の直角の精度はごく僅かな光学異方性を検出するために
1分前後になっている。検光子を透過した光は結像レン
ズ4により、二次元の画像を撮像する超高感度撮像装置
2(例えば、0.1ルックス程度の弱い光の画像を十分
なS/N比で撮像可能なもの。具体的には、CCD撮像素子を
ペルチェ素子などで冷却し、低速度走査動作)の撮像面
に被検査物表面の像を結ぶ。
The light transmitted through the optical anisotropy compensator 5 is incident on a substrate 10 which is an object to be inspected. The light transmitted through the substrate 10 is converted into a second polarizer having an extremely high extinction ratio (for example, an extinction ratio of 10 6 or more. Specifically, a birefringent polarizer such as Glan-Thomson or Glan-Taylor, or an extremely high extinction ratio). (A polarizing plate capable of obtaining an extinction ratio is preferable.) The analyzer 33 is also rotatable about the optical axis of the imaging optical system. The polarizer 32 and the analyzer 33 are controlled by the control circuit 6 so that the polarization directions of the transmitted light (the transmission azimuth of the polarizer) are always perpendicular to each other. The accuracy of the right angle is about 1 minute in order to detect a very slight optical anisotropy. The light transmitted through the analyzer can be imaged by the imaging lens 4 into an ultra-high-sensitivity imaging device 2 that captures a two-dimensional image (for example, a weak light image of about 0.1 lux can be captured at a sufficient S / N ratio). Specifically, the CCD imaging device is cooled by a Peltier device or the like, and an image of the surface of the inspection object is formed on the imaging surface in a low-speed scanning operation).

【0026】光異方性補償器5の詳細を図3及び図2を
用いて説明する。光異方性補償器5は回転機構部57と
テンション機構部56と等方均一ガラス51とから成り
立っている。回転機構部57にはテンション機構部56
が搭載されており、光軸Oを中心に回転する。この回転
機構部57には光を通す開口58が開けられており、こ
の開口部58に等方均一ガラス51が配置されている。
テンション機構部56は開口部を有する枠561の右端
に、等方均一ガラス51の右端が挟持固定されている。
等方均一ガラス51の左端はガラス端押え機構541に
より固定されており、ガラス端押え機構541はフレキ
シブルワイヤ54により滑車53、引っ張り棒55を介
してテンション発生機52により左方向に決められたテ
ンションで引かれる。等方均一ガラス51の厚さが1m
m程度であれば、0から数百グラムの範囲の引っ張り力
を加えれば、引っ張った方向に異方性が生じ、リタ−デ
イションは数度以下の範囲をリニヤ−に変化する。制御
装置6からの信号で回転機構部57を回転制御すること
により、またガラス基板10の異方性の強さに応じてテ
ンション機構部56のテンション量を制御することによ
り、ガラス基板10の異方性の方向及び異方性の強さに
対応して、ガラス基板10の異方性を補正(補償)する
ことが可能になる。
The details of the optical anisotropy compensator 5 will be described with reference to FIGS. The optical anisotropy compensator 5 includes a rotation mechanism 57, a tension mechanism 56, and the isotropically uniform glass 51. The rotation mechanism 57 includes a tension mechanism 56.
And rotates about the optical axis O. The rotation mechanism 57 has an opening 58 through which light passes, and the isotropic uniform glass 51 is disposed in the opening 58.
The right end of the isotropic uniform glass 51 is clamped and fixed to the right end of a frame 561 having an opening.
The left end of the isotropic uniform glass 51 is fixed by a glass end holding mechanism 541, and the glass end holding mechanism 541 is tensioned to the left by a tension generator 52 via a pulley 53 and a pull rod 55 by a flexible wire 54. Pulled by. The thickness of the isotropic uniform glass 51 is 1 m
If it is about m, applying a pulling force in the range of 0 to several hundred grams causes anisotropy in the pulling direction, and the retardation changes linearly in a range of several degrees or less. The rotation of the rotation mechanism 57 is controlled by a signal from the control device 6, and the amount of tension of the tension mechanism 56 is controlled in accordance with the degree of anisotropy of the glass substrate 10. The anisotropy of the glass substrate 10 can be corrected (compensated) according to the direction of the anisotropy and the strength of the anisotropy.

【0027】次に、ガラス基板10に存在している、任
意の異方性の方向と強さの補正(補償)の方法を更に具
体的に説明する。光異方性補償器5を用いたガラス基板
10の光学的異方性の補償法には大別して2つの方法が
ある。
Next, a method of correcting (compensating) an arbitrary anisotropic direction and intensity existing on the glass substrate 10 will be described more specifically. There are roughly two methods for compensating the optical anisotropy of the glass substrate 10 using the optical anisotropy compensator 5.

【0028】第1の方法は、測りたい膜に光学的異方性
がまだ付与されない状態の時に、あるいはその膜がまだ
形成されない状態の時にガラス基板10の光学的異方性
を事前に計測しておき、このデ−タを活用して、ガラス
基板10の光学的異方性を補償するものである。
The first method is to measure the optical anisotropy of the glass substrate 10 in advance when the film to be measured has not been given optical anisotropy yet or when the film has not been formed yet. The data is used to compensate for the optical anisotropy of the glass substrate 10.

【0029】第2の方法は、光学的異方性を付与する前
のガラス基板10のデ−タがない場合である。
The second method is a case where there is no data on the glass substrate 10 before the optical anisotropy is given.

【0030】先ず、第1の方法について説明する。図1
の配向特性付与装置130により配向特性を付与する前
の基板10、または検出しようとする異方性膜あるいは
層が形成される前の状態の基板10を光学的検査装置1
の基板ステ−ジ(図示せず)に搭載する。光異方性補償
器5のテンションを0にするか、光異方性補償器5を、
結像光学系の光路から外す。基板10上の検査すべき場
所の二次元画像が得られるようXYステ−ジ(図示せ
ず)を調整して、検査すべき位置の二次元画像を超高感
度撮像装置2により得る。次に偏光子と検光子を、それ
らの透過直線偏光面が互いに90度になる状態を維持し
たまま回転し、超高感度撮像装置2の検出像の平均値が
最小になる時の偏光子の透過軸の方向を求める。この平
均値が最小になるときの偏光子の透過軸方向は、検査し
ている領域に対応する超高感度撮像装置2からの二次元
検出像をCRTモニター上で目視しながら、あるいは検
査している領域に対応する超高感度撮像装置2からの電
気信号の大小により判定しても良い。この平均値が最小
になるときの偏光子の透過軸方位θminは、図2に示すx
軸から反時計回りに測った角度とする(以下、基板10
の面に平行な面においては、図2のx軸から反時計回り
を正として測った角度をθとする)。この角度θmin
基板ガラス10の異方性の方向をほぼ表している。但し
この方向は直交する屈折率主軸(屈折率楕円体の主軸)
の方向であり、従って屈折率の大きい方か、小さい方か
はこの時点では分からない。
First, the first method will be described. FIG.
Of the substrate 10 before the orientation characteristics are imparted by the orientation characteristics imparting device 130 or the substrate 10 before the anisotropic film or layer to be detected is formed.
Is mounted on a substrate stage (not shown). The tension of the optical anisotropy compensator 5 is set to 0 or the optical anisotropy compensator 5 is
Remove from the optical path of the imaging optical system. The XY stage (not shown) is adjusted so that a two-dimensional image of a place to be inspected on the substrate 10 is obtained. Next, the polarizer and the analyzer are rotated while maintaining their transmission linear polarization planes at 90 degrees to each other, and the polarizer at the time when the average value of the detection image of the ultra-high-sensitivity imaging device 2 becomes minimum is obtained. Find the direction of the transmission axis. The transmission axis direction of the polarizer when the average value becomes the minimum is obtained by visually checking or inspecting a two-dimensional detection image from the ultra-high sensitivity imaging device 2 corresponding to the region to be inspected on the CRT monitor. The determination may be made based on the magnitude of the electric signal from the ultra-high-sensitivity imaging device 2 corresponding to the area where the image is present. The transmission axis azimuth θ min of the polarizer when this average value is minimized is represented by x shown in FIG.
Angle measured counterclockwise from the axis (hereinafter referred to as substrate 10
In the plane parallel to the plane (2), the angle measured from the x-axis in FIG. This angle θ min substantially indicates the direction of the anisotropy of the substrate glass 10. However, this direction is orthogonal to the principal axis of the refractive index (the principal axis of the refractive index ellipsoid)
Therefore, it is not known at this time whether the refractive index is large or small.

【0031】次にこの角度θminから+45度−α、+
45度、+45度+αだけ偏光子32の透過軸を回転し
て(検光子33の透過軸は、偏光子32の透過軸に対して
90度の関係を維持する。以後も同じ)、基板10上の同
一領域について、3つの二次元画像データを採取する。
なお、αは15度以下程度とする。
Next, from this angle θ min , +45 degrees−α, +
Rotate the transmission axis of the polarizer 32 by 45 degrees and +45 degrees + α (the transmission axis of the analyzer 33 is
Maintain a 90 degree relationship. The same applies hereinafter), and three two-dimensional image data are collected for the same region on the substrate 10.
Note that α is set to about 15 degrees or less.

【0032】以下、本明細書においては、二次元領域内
の位置を、便宜上、画像(i,j)をもって表すことに
する。
Hereinafter, in this specification, a position in a two-dimensional area is represented by an image (i, j) for convenience.

【0033】2次元画像中の各画素(i,j番地)につ
いて、上記3つの角度に対応した強度デ−タIij(θ
min+45−α)、Iij(θmin+45)およびIij(θ
min+45+α)を2次式に当てはめて、強度が最大と
なる角度θmax(i,j)と最大強度Imax(i,j)を
内挿により求める。
For each pixel (i, j) in the two-dimensional image, intensity data I ij
min + 45−α), I ijmin +45) and I ij
min + 45 + α) is applied to a quadratic expression, and the angle θ max (i, j) at which the intensity becomes maximum and the maximum intensity I max (i, j) are obtained by interpolation.

【0034】次に、光異方性補償器5のテンション発生
機52によるテンション印加方向が基板10のθmin
向に一致するよう、光異方性補償器5を回転する。次い
で、所望の値Tに調整されたテンションを加え、かつ偏
光子の透過軸を角度θmin+45度に合わせた状態で高
感度撮像装置2により、上記検査領域を再度撮像する。
Next, the optical anisotropy compensator 5 is rotated so that the tension application direction by the tension generator 52 of the optical anisotropy compensator 5 coincides with the θ min direction of the substrate 10. Next, the inspection area is again imaged by the high-sensitivity imaging device 2 with the tension adjusted to the desired value T applied and the transmission axis of the polarizer adjusted to the angle θ min +45 degrees.

【0035】通常、正の値として取り扱われているリタ
ーデイションに対して、本明細書においては、正負の値
を考え、次のように定義する。即ち、上記強度デ−タ
I’ij(θmin+45)に対応するリターデイション
Ψ’(リターデイションΨ' は正)に対し、|Ψ|=
Ψ'とする、符号付きリターデイションΨを新たに以下
のように定義し、以後この符号付きリターデイションΨ
を本明細書ではリターデイションと云う。
In the present specification, with respect to the retardation normally treated as a positive value, the value is defined as follows, considering the positive and negative values. That is, for the retardation Ψ ′ (the retardation Ψ ′ is positive) corresponding to the intensity data I ′ ijmin +45), | Ψ | =
符号 ', a signed retardation Ψ is newly defined as follows, and thereafter, this signed retardation Ψ
Is referred to as a retardation in this specification.

【0036】 I'ij(θmin+45)≦Iij(θmin+45) の時 Ψ≦0 この時θminの方向の屈折率主軸の屈折率は、θmin+90
度方向の屈折率主軸の屈折率より 大きい。
[0036] I 'ij (θ min +45) ≦ I ij (θ min +45) when [psi ≦ 0 the refractive index of the optic axis direction in this case theta min of, theta min +90
It is larger than the refractive index of the principal axis in the degree direction.

【0037】 I'ij(θmin+45)>Iij(θmin+45) の時 Ψ>0 この時θminの方向の屈折率主軸の屈折率は、θmin+90
度方向の屈折率主軸の屈折率より 小さい。
[0037] I 'ij (θ min +45) > When [psi> 0 refractive index of the optic axis direction in this case theta min of I ijmin +45) is, theta min +90
Refractive index in the degree direction is smaller than the refractive index of the main axis.

【0038】このようにして基板10の光学的異方性の
方向θg(i,j)及びリターデイションΨg(i,j)
が求まるので、このデ-タを制御回路6に保存する。な
おリタ−デイションΨg(i,j)と強度デ−タI
max(i,j)はβImax(i,j)≡|Ψg(i,j)
2の関係となる。ここでβは検出強度と異方性の強度
の二乗との間の比例係数である。なお、Imax(i, j)と
Ψg 2(i, j)が比例関係になるのは、リターデイション
Ψg(I, j)の絶対値が2πに比べて十分小さく、sin(Ψ
g (i, j))≒Ψg (i, j) の関係が液晶の配向膜やガラ
ス基板で成り立っているからである。
Thus, the direction θ g (i, j) of the optical anisotropy of the substrate 10 and the retardation Ψ g (i, j)
Thus, this data is stored in the control circuit 6. The retardation Ψ g (i, j) and the intensity data I
max (i, j) is βI max (i, j) ≡ | Ψ g (i, j)
| 2 . Here, β is a proportional coefficient between the detection intensity and the square of the anisotropy intensity. The reason why I max (i, j) is proportional to Ψ g 2 (i, j) is that the absolute value of the retardation Ψ g (I, j) is sufficiently smaller than 2π and sin (Ψ
This is because the relationship of g (i, j))) g (i, j) is established by the liquid crystal alignment film and the glass substrate.

【0039】次に、この基板10に配向膜特性を付与
し、配向特性を付与された配向膜の配向特性を測るため
に、この基板10を再び光学的検査装置1に設置する。
この段階では既にガラス基板10の光学的異方性は分か
っているため、以下に示す様にしてこの異方性を補償す
る。すなわち上記に説明したように基板ガラス10の異
方性の方向はθg(i,j)であり、異方性の強度はβ
max(i,j)(=|Ψg(i,j)|2となる。)と
なる。
Next, in order to give the alignment film characteristics to the substrate 10 and measure the alignment characteristics of the alignment film provided with the alignment characteristics, the substrate 10 is installed in the optical inspection apparatus 1 again.
At this stage, since the optical anisotropy of the glass substrate 10 is already known, this anisotropy is compensated as described below. That is, as described above, the anisotropic direction of the substrate glass 10 is θ g (i, j), and the anisotropic strength is β
I max (i, j) ( = | Ψ g (i, j) |. 2 to become) become.

【0040】ここで、基板10上の二次元領域に対して
得られたΨg(i,j)およびθg(i,j)から求め
た、この領域における平均値を、それぞれ<Ψg>およ
び<θg>と表記することにする。
Here, the average value in this area obtained from Ψ g (i, j) and θ g (i, j) obtained for the two-dimensional area on the substrate 10 is <Ψ g >, respectively. And <θ g >.

【0041】光異方性補償器5により、ガラス基板10
の異方性を補償するには、光異方性補償器5の回転角度
θcを次のように設定する。
The glass substrate 10 is controlled by the optical anisotropy compensator 5.
To compensate for the anisotropy sets the rotation angle theta c of the optical anisotropy compensator 5 as follows.

【0042】Ψg(i,j)の平均値<Ψg>が負の場合
は、光異方性補償器5の回転角度θcを、θg(i,j)
の平均値<θg>に等しく、Ψg(i,j)の平均値<Ψ
g>が正の場合は、光異方性補償器5の回転角度θcを<
θg>+90度にθcが等し設定する。次に光異方性補償
器5により付与される異方性の強度Ψcが、Ψg(i,
j)の平均値<Ψg>に等しくなるように光異方性補償
器5が与えるテンションを設定する。
When the average value <Ψ g > of Ψ g (i, j) is negative, the rotation angle θ c of the optical anisotropy compensator 5 is set to θ g (i, j)
Mean value of equal to <θ g>, Ψ g ( i, j) the average value of <[psi
When g > is positive, the rotation angle θ c of the optical anisotropy compensator 5 is set to <
θ c is set equal to θ g > +90 degrees. Next, the anisotropy intensity Ψ c provided by the optical anisotropy compensator 5 becomes Ψ g (i,
The tension given by the optical anisotropy compensator 5 is set so as to be equal to the average value <Ψ g > of j).

【0043】一般にテンションを与える方向の屈折率が
これに直交する方向の屈折率に比べ小さくなる。
In general, the refractive index in the direction in which the tension is applied is smaller than the refractive index in the direction perpendicular to the tension.

【0044】このように光異方性補償器5を設定するこ
とにより、配向特性が付与された基板10に対し、ガラ
ス基板10のみの異方性が平均的に補償されたことにな
る。
By setting the optical anisotropy compensator 5 as described above, the anisotropy of only the glass substrate 10 is compensated on average with respect to the substrate 10 to which the orientation characteristics are given.

【0045】上記のように、光異方性補償器5によりガ
ラス基板10の異方性が補償された状態で、配向特性が
付与されたガラス基板10に対し、検光子33の透過軸
を偏光子32の透過軸に直交させた状態で、偏光子32及
び検光子33を回転させて、超高感度撮像装置2により
撮像された二次元画像の平均強度(明るさ)が最大にな
る偏光子32の回転角度を求める。この角度をθdmax
した時、偏光子32の透過軸をθdmax、θdmax+α及び
θdmax−αの角度に設定した時の撮像信号のそれぞれの
強度Iij(θdmax)、Iij(θdmax+α)及びIij(θ
dmax−α)を求める。これら3つのデ−タから2次式近
似で各点(i,j)における強度の最大値を与えるθd
(i,j)及びその最大値Idmax(i,j)を求めれ
ば、配向膜の異方性の方向θd(i,j)及び異方性の
強度をβIdmax(i,j)(≡Ψd 2(i,j)、リタ−
デイションの二乗)が求まる。
As described above, with the anisotropy of the glass substrate 10 compensated for by the optical anisotropy compensator 5, the transmission axis of the analyzer 33 is polarized with respect to the glass substrate 10 having the orientation characteristics. The polarizer 32 and the analyzer 33 are rotated while being perpendicular to the transmission axis of the polarizer 32, so that the average intensity (brightness) of the two-dimensional image captured by the ultra-high sensitivity imaging device 2 is maximized. 32 rotation angles are obtained. When this angle is θ dmax , the respective intensities I ijdmax ), I ij (I ijdmax ) and I ij (I ijdmax )) of the imaging signal when the transmission axis of the polarizer 32 is set to θ dmax , θ dmax + α and θ dmax −α. θ dmax + α) and I ij
dmax- α). Θ d that gives the maximum value of the intensity at each point (i, j) by quadratic approximation from these three data
When (i, j) and its maximum value I dmax (i, j) are obtained, the anisotropic direction θ d (i, j) and the anisotropy intensity of the alignment film are determined by βI dmax (i, j) ( ≡Ψ d 2 (i, j), Rita
The square of the ition is calculated.

【0046】次に上記第2の方法、即ち光学的異方性を
付与する前のガラス基板10のデ−タがない場合の方法
について説明する。配向特性を付与したガラス基板10
の配向膜の異方性はこの配向特性付与時の条件から平均
的な異方性の方向<θd>と異方性の強さ<Ψd>が分か
っている(ロ−カルな異方性の方向と異方性の強さは未
知である)。従ってこの既知の予測値を用いて、ガラス
基板10の光学的異方性を以下に示すようにして求め
る。
Next, a description will be given of the second method, that is, a method in the case where there is no data on the glass substrate 10 before imparting optical anisotropy. Glass substrate 10 provided with orientation characteristics
The average anisotropy direction <θ d > and the anisotropy strength <Ψ d > are known from the conditions at the time of imparting the alignment characteristics (local anisotropy). The direction of sex and the strength of anisotropy are unknown). Therefore, the optical anisotropy of the glass substrate 10 is determined as described below using the known predicted value.

【0047】先ず光異方性補償器5のテンションを0に
して、ガラス基板10の異方性と配向膜の異方性を加味
した合計(ガラス+配向膜)の光学的異方性を求める。
2次元に広がる画素群について、上記第1の方法の説明
と同じ方法により、各画素(i,j)の撮像信号を最大
にする偏光子の透過軸の回転角度θmmax(i,j)とそ
の時の最大強度Immax(i,j)が求まる。以下、記号
(i,j)を省略し、ガラス基板+配向膜の異方性の方
向をθm、ガラス基板+配向膜の異方性の強さをΨ2 m
βImmaxと置く。光異方性補償器5により補償するため
に、求めようとする未知のガラス基板10の異方性の方
向と異方性の強さをそれぞれθg及びΨgとすると以下の
式が成り立つ。
First, the tension of the optical anisotropy compensator 5 is set to 0, and the total (glass + alignment film) optical anisotropy is determined in consideration of the anisotropy of the glass substrate 10 and the anisotropy of the alignment film. .
For the two-dimensionally expanded pixel group, the rotation angle θ mmax (i, j) of the transmission axis of the polarizer that maximizes the imaging signal of each pixel (i, j) is obtained in the same manner as described in the first method. The maximum intensity Immax (i, j) at that time is obtained. Hereinafter, the symbols (i, j) are omitted, the direction of the anisotropy of the glass substrate + the alignment film is θ m , and the strength of the anisotropy of the glass substrate + the alignment film is { 2 m }
Put as βI mmax . In order to compensate by the optical anisotropy compensator 5, the following equations are established when the direction of the anisotropy and the strength of the anisotropy of the unknown glass substrate 10 to be obtained are θ g and Ψ g , respectively.

【0048】b=T~1 DΦDDg~1Φgga=T~1 mΦm
ma ……(数1) ここでaは基板
に入射する光の振動ベクトル、bはガラス基板10及び
配向膜を透過した光の振動ベクトルである。TDは配向
膜の異方性の方向に関わる座標変換のマトリックスであ
り、T~1 DはTDの逆行列である。ΦDは配向膜の異方性
の強さ(リタ−デイション)に関わるマトリックス、T
gはガラス基板10の異方性の方向に関わる座標変換の
マトリックス、Φgはガラスの異方性の強さ(リタ−デ
イション)に関わるマトリックスである。Tmはガラス
基板10+配向膜の異方性の方向に関わる座標変換のマ
トリックス、Φmはガラス基板10+配向膜の異方性の
強さ(リタ−デイション)に関わるマトリックスであ
る。それぞれは上記の記号を用いて以下のように表せ
る。配向膜に関するマトリックスTDの成分をそれぞれ
d11、td12、td21及びtd22とする。同様にΦDの成
分をφd11、φd12、φd21及びφd22とする。またガラス
基板に関するマトリックスTgの成分をそれぞれtg11
g12、tg21およびtg22とする。同様にΦgの成分をφ
g11、φg12、φg21及びφg22とする。さらにガラス基板
+配向膜に関するマトリックスTmの成分をそれぞれt
m11、tm12、tm21及びtm22とする。同様にΦmの成分
をφm11、φm12、φm21及びφm22とする。各マトリック
スの成分は次式となる。
[0048] b = T ~ 1 D Φ D T D T g ~ 1 Φ g T g a = T ~ 1 m Φ m
T m a ...... (Equation 1) where a vibration vector of the light incident on the substrate, b is the vibration vector of light transmitted through the glass substrate 10 and the alignment film. T D is a matrix of coordinate transformation relating to the direction of anisotropy of the alignment film, and T ~ 1 D is an inverse matrix of T D. Φ D is a matrix related to the anisotropic strength (retardation) of the alignment film, T
g is a matrix for coordinate transformation related to the anisotropic direction of the glass substrate 10, and Φ g is a matrix related to the anisotropic strength (retardation) of the glass. T m is a matrix for coordinate transformation relating to the direction of anisotropy of the glass substrate 10 + alignment film, and Φ m is a matrix relating to the anisotropy strength (retardation) of the glass substrate 10 + alignment film. Each can be represented as follows using the above symbols. Component of the matrix T D regarding the alignment layer, respectively, and t d11, t d12, t d21 and t d22. Similarly the components of Φ D φ d11, φ d12, and phi d21 and phi d22. The components of the matrix T g relating to the glass substrate are represented by t g11 ,
Let t g12 , t g21 and t g22 . Similarly, let the component of Φ g be φ
g11 , φg12 , φg21, and φg22 . Further glass substrate + orientation films each component of the matrix T m about t
m11, and t m12, t m21 and t m22. Similarly the components of Φ m φ m11, φ m12, and phi m21 and phi m22. The components of each matrix are as follows.

【0049】 td11=td22=cosθd, td12=−td21=sinθdg11=tg22=cosθg, tg12=−tg21=sinθgm11=tm22=cosθm, tm12=−tm21=sinθm φd11=1 , φd12=φd21=0, φd22=exp(−iΨd) φg11=1 , φg12=φg21=0, φg22=exp(−iΨg) φm11=1 , φm12=φm21=0, φm22=exp(−iΨm) なおθは図4に示すようにステ−ジ(図示せず)上に固
定されたガラス基板10上の座標のx軸から反時計回り
に測った屈折率主軸の角度であり、互いに直交する2つ
の屈折率主軸のうちx軸から±45度以内にある主軸を
上記の式に採用している。従って上記のθは絶対値が4
5度以下である。またこの採用した屈折率主軸の屈折率
1に対しこれと直交する屈折率主軸の屈折率をn2とす
ると、厚さdの光路を通過することにより生じる二方向
の偏光の位相の差がΨであり、波長をλとすると、次式
で与えられる。
T d11 = t d22 = cos θ d , t d12 = −t d21 = sin θ d t g11 = t g22 = cos θ g , t g12 = −t g21 = sin θ g t m11 = t m22 = cos θ m , t m12 = -t m21 = sinθ m φ d11 = 1, φ d12 = φ d21 = 0, φ d22 = exp (-iΨ d) φ g11 = 1, φ g12 = φ g21 = 0, φ g22 = exp (-iΨ g on the glass substrate 10 fixed on di (not shown) -) φ m11 = 1, φ m12 = φ m21 = 0, φ m22 = exp (-iΨ m) Note θ is stearyl 4 The angle of the main refractive index axis measured counterclockwise from the x-axis of the coordinates, and the main axis that is within ± 45 degrees from the x-axis of the two main refractive index axes orthogonal to each other is used in the above equation. Therefore, the above θ has an absolute value of 4
5 degrees or less. Also, assuming that the refractive index of the main axis of refraction n 1 is n 2 with respect to the refractive index of the main axis of refraction n 2 , the phase difference between the two directions of polarization caused by passing through the optical path of thickness d is Ψ and the wavelength is λ, which is given by the following equation.

【0050】 Ψ=2πd(n2−n1)/λ ……(数2) aは偏光子を透過した直線偏光のxy成分を表すベクト
ルであり、偏光子の透過軸の回転角度をθとすると各成
分は次式で表される。
Ψ = 2πd (n 2 −n 1 ) / λ (2) a is a vector representing the xy component of linearly polarized light transmitted through the polarizer, and the rotation angle of the transmission axis of the polarizer is represented by θ. Then, each component is represented by the following equation.

【0051】ax=cosθ、ay=sinθである。A x = cos θ and a y = sin θ.

【0052】bはガラス基板10+配向膜を透過する光
の複素振幅のxy成分を表すベクトルである。xy成分
x、byは検光子の透過軸が偏光子の透過軸に対し常時
直交しているため、検光子を通過後の複素振幅A、及び
強度Iは偏光子の透過軸の回転角度θを用いて、次式で
与えられる。
B is a vector representing the xy component of the complex amplitude of the light transmitted through the glass substrate 10 + the alignment film. For xy components b x, b y the the transmission axis of the analyzer are perpendicular at all times to the transmission axis of the polarizer, the complex amplitude A after passing through the analyzer, and the intensity I is rotation angle of the transmission axis of the polarizer It is given by the following equation using θ.

【0053】 A=−bxsin(θ)+bycos(θ) ……(数3) I=|A|2 ……(数4) 従って着目している画素の複素振幅が上記のAで与えら
れ、超高感度撮像装置により、この着目画素における上
記Iの強度が検出される。
[0053] A = -b x sin (θ) + b y cos (θ) ...... ( number 3) I = | A | 2 ...... ( Equation 4) Therefore the complex amplitude of the pixel of interest is above the A Then, the intensity of I at the pixel of interest is detected by the ultra-high sensitivity imaging device.

【0054】上記の式(数1)の中辺=左辺の関係から
基板の光学的異方性の方向θgと異方性の強さ(リタ−
デイション)Ψgを以下のようにして求める。前述した
ように配向膜の平均的な異方性の強さ<Ψd>と方向<
θd>の値は配向膜付与手段の条件から既知であるとす
る(ロ−カルな値は未知)。即ち式(数1)の行列TD
及びΦDは既知であるとする。またガラス基板+配向膜
のト−タルの光学的異方性は測定され、その方向θm
強さΨmは、撮像装置により撮像された画像の画素ごと
に検出される。画素ごとに検出されるθmとΨmの全画面
に亘っての平均値を採用すると、式(数1)の行列Tm
およびΦmは既知の値になっている。これら既知の行列
を用いれば行列式(数1)の未知の行列Tg及びΦgの未
知の成分θgとΨgを計算によって求めることが可能にな
る。計算の精度を上げるためθmとΨmを、偏光子の透過
軸方向を変えた複数のθで計測した結果を用いても良
い。 上記の方法で、ガラス基板の異方性の方向θg
強さΨgが求まれば、この異方性を光学的異方性補償器
5により補償する。即ち図4に示すように、ガラス基板
の屈折率主軸ng1がx軸と角度θgをなし、この軸の屈
折率ng1に対し直交する主軸の屈折率がng2が小さくΨ
gが負になるときには光学的異方性補償器5の方向(テ
ンションを与える方向)θcをθgと等しくし、Ψc=−
Ψgとなるようにテンションを与える。また逆に屈折率
g1に対し直交する主軸の屈折率ng2が大きくΨgが正
になるときには光学的異方性補償器5の方向(テンショ
ンを与える方向)θcをθg+90度に等しくし、Ψc
−Ψgとなるようにテンションを与える。このようにす
れば光学的異方性補償器5によりガラス基板10の異方
性はキャンセルされる。
From the relationship of the middle side = left side of the above equation (Equation 1), the direction θ g of the optical anisotropy of the substrate and the strength of the anisotropy (the
Calculate g ) as follows. As described above, the average anisotropy <Ψ d > and the direction <
It is assumed that the value of θ d > is known from the conditions of the alignment film applying means (local value is unknown). That is, the matrix T D of equation (Equation 1)
And Φ D are known. The capital of the glass substrate + alignment layer - optical anisotropy of barrel is measured, the direction theta m and strength [psi m is detected for each pixel of the image captured by the imaging device. When the average value of θ m and Ψ m detected for each pixel over the entire screen is adopted, the matrix T m of Expression (1) is obtained.
And Φ m are known values. Unknown component theta g and [psi g of the unknown matrix T g and [Phi g it is possible to determine by calculation of these known matrix used if determinant (number 1). The theta m and [psi m in order to increase the accuracy of the calculation may be used the results of measurement by a plurality of theta with different transmission axis of the polarizer. When the direction θ g and the intensity Ψ g of the anisotropy of the glass substrate are obtained by the above method, the anisotropy is compensated for by the optical anisotropy compensator 5. That is, as shown in FIG. 4, optic axes n g1 of the glass substrate without the x-axis and the angle theta g, refractive index of principal axis orthogonal to the refractive index n g1 of the shaft is small n g2 [psi
When g becomes negative, the direction of the optical anisotropy compensator 5 (direction in which tension is applied) θ c is made equal to θ g, and Ψ c = −
を Apply tension to make g . The optical anisotropy compensator 5 in the direction (direction apply tension) theta c when the refractive index n g2 of the spindle orthogonal to the refractive index n g1 conversely large [psi g becomes positive theta g +90 degrees Equal and Ψ c =
Apply tension so that −Ψ g . In this way, the anisotropy of the glass substrate 10 is canceled by the optical anisotropy compensator 5.

【0055】上記の方法で基板の光学的異方性を補償
し、光学的異方性補償器5+ガラス基板の異方性を実質
的に0にすることができたので、配向膜の光学異方性を
正確に求めることが可能になる。
The optical anisotropy of the substrate was compensated by the above method, and the optical anisotropy compensator 5 + the anisotropy of the glass substrate could be made substantially zero. It is possible to accurately determine the anisotropy.

【0056】図2に示す偏光子32の透過軸と検光子3
3の透過軸を互いに90度の方向を保って回転(偏光子
の回転角度でθ、検光子の回転角度でθ+90度にな
る)させ、超高感度撮像装置2で検出される二次元領域
の画像強度の平均(全画素の強度の平均)<I>が最大
または最小になるようにする。
The transmission axis of the polarizer 32 and the analyzer 3 shown in FIG.
3 are rotated (the rotation angle of the polarizer becomes θ, and the rotation angle of the analyzer becomes θ + 90 degrees) while maintaining the directions of the transmission axes 90 ° to each other, and the two-dimensional region detected by the ultra-high-sensitivity imaging device 2 The average of the image intensities (the average of the intensities of all the pixels) <I> is set to be the maximum or the minimum.

【0057】先に<I>が最小となる角度θminが見つ
かればこの方向が配向膜の平均的な異方性の方向、即ち
配向の方向<θd>になる。<θd>が分かれば偏光子3
2及び検光子33を更に45度回転すれば<I>の最大
を与える角度θmax(=θmin+45度)となるので、次
の3つの角度θmax−α、θmax及びθmax+αに偏光子
32の透過軸を設定して、超高感度撮像装置2で3つの
像を検出する。得られた画像信号の各画素について、前
述した2次式によるフィッティング方法と同じ様にして
真の最大強度を与える角度θを求めれば、この角度がこ
の画素での配向膜の異方性の方向θdとなる。同時にこ
の角度θにおける強度、最大強度Imaxが、光学的異方
性の強度、即ちリタ−デイションΨ2 dの二乗(=βI
max)を与える。このようにして3つの画像信号を用い
て全画素における配向膜の異方性の方向θd(i,
j)、及び配向膜の異方性の強さ(リタ−デイション)
Ψd(i,j)を求める。
If the angle θ min at which <I> is minimized is found first, this direction becomes the average anisotropic direction of the alignment film, that is, the alignment direction <θ d >. If <θ d > is known, polarizer 3
By rotating the analyzer 2 and the analyzer 33 further 45 degrees, the angle θ max (= θ min +45 degrees) giving the maximum of <I> is obtained, so that the following three angles θ max -α, θ max and θ max + α are obtained. The transmission axis of the polarizer 32 is set, and three images are detected by the ultra-high sensitivity imaging device 2. For each pixel of the obtained image signal, an angle θ that gives the true maximum intensity is obtained in the same manner as in the fitting method using the above-described quadratic equation, and this angle is the direction of the anisotropy of the alignment film at this pixel. the θ d. At the same time the strength of the angle theta, the maximum intensity I max is the intensity of the optical anisotropy, i.e., Rita - Deishon [psi 2 d of the square (= beta I
max ). In this way, using the three image signals, the anisotropic direction θ d (i,
j) and the degree of anisotropy of the alignment film (retardation)
Ψ Find d (i, j).

【0058】上記の基板ガラスの異方性の補償の方法で
本当に正しく補償されたか否かを確認することが必要に
なることがある。このような場合には偏光子32の透過
軸方向θが配向膜の配向方向θdと等しくなる状態のと
き、検光子33を透過する光の強度は最小になるはずで
ある。このことを確認すれば良く、偏光子32の透過軸
をθd、θd+α及びθd−αの合計3つの方位角に設定
して超高感度撮像装置2により撮像する。各方位角での
画像の強度の平均値を求め、2次式によるフィッティン
グ方法により真に最小値を与える角度θminをもとめ、
角度θminに対して以下の閾値Δθを用いて判定を行
う。
In some cases, it is necessary to confirm whether or not the compensation for the anisotropy of the substrate glass has been performed correctly. In such a case, when the transmission axis direction θ of the polarizer 32 is equal to the alignment direction θ d of the alignment film, the intensity of light transmitted through the analyzer 33 should be minimum. This can be confirmed, and the transmission image of the polarizer 32 is set to three azimuths of θ d , θ d + α and θ d −α, and the image is picked up by the ultra-high-sensitivity imaging device 2. The average value of the intensity of the image at each azimuth angle is obtained, and the angle θ min that truly gives the minimum value is determined by a fitting method using a quadratic equation.
The determination is performed using the following threshold value Δθ with respect to the angle θ min .

【0059】 |θmin−θd|≦Δθ ……(数5) θminがこの条件を満たしていれば光学的異方性補償器
が正しく働きガラス基板の光学的異方性が補償されたこ
とになる。ここで、Δθは、例えば0.5度である。この
条件が満たされていなければこのずれが小さくなるよう
に光学的異方性補償器により付与される異方性の方向と
強さを変え、再び上記の確認を行う。このようにするこ
とにより、ほぼ完全にガラス基板10の光学的異方性が
キャンセルされ配向膜の正確な光学異方性が求まる。
| Θ min −θ d | ≦ Δθ (Equation 5) If θ min satisfies this condition, the optical anisotropy compensator works properly and the optical anisotropy of the glass substrate is compensated. Will be. Here, Δθ is, for example, 0.5 degrees. If this condition is not satisfied, the direction and intensity of the anisotropy provided by the optical anisotropy compensator are changed so as to reduce the deviation, and the above confirmation is performed again. By doing so, the optical anisotropy of the glass substrate 10 is almost completely canceled, and the accurate optical anisotropy of the alignment film is obtained.

【0060】以上説明したように、測りたい膜に光学的
異方性がまだ付与されない状態の時ガラス基板の光学的
異方性を計測し、この計測値を用いて異方性補償器で補
正する場合も、さらに光学的異方性を付与する前のガラ
ス基板のデ−タがない場合でも同様に配向膜の光学的異
方性を正確に求めることが可能になる。
As described above, when the optical anisotropy has not yet been imparted to the film to be measured, the optical anisotropy of the glass substrate is measured, and the measured value is used for correction by the anisotropy compensator. In this case, the optical anisotropy of the alignment film can be obtained accurately even when there is no data on the glass substrate before the optical anisotropy is imparted.

【0061】上記の光学的異方性の補償する範囲は超高
感度撮像装置で撮像される画像フレ−ム内であり、この
範囲内ではガラス基板の光学的異方性の方向や強さがほ
ぼ一定していることを前提にしている。表示画面の対角
径が数十cmの液晶表示装置の場合、数cmの範囲では
このような条件をほぼ満たすが、各種製造工程で生じる
歪によりこのような条件が満たされない場合には、以下
に示すような方法によりこの問題は解決される。
The range in which the above-mentioned optical anisotropy is compensated is within the image frame picked up by the ultra-high-sensitivity image pickup device, and within this range, the direction and strength of the optical anisotropy of the glass substrate are limited. It is assumed that it is almost constant. In the case of a liquid crystal display device having a display screen having a diagonal diameter of several tens of cm, such a condition is almost satisfied in a range of several cm. This problem is solved by the method shown in FIG.

【0062】第1の方法は検出視野を狭くし、その視野
内ではガラス基板の光学異方性がほぼ一定とみなせるよ
うにする。第2の方法は大きい検出視野を異方性の特性
が同じとみなせる領域ごとに分割し、各分割領域内で異
なった補正を行う。第3の方法は所望の光学的異方性の
2次元分布を付与可能な2次元光学異方性分布付与装置
を用いて広い視野を一度で補正する。
The first method narrows the detection field of view and makes the optical anisotropy of the glass substrate substantially constant within the field of view. In the second method, a large detection field is divided into regions each having the same anisotropy characteristic, and different corrections are performed in each divided region. In the third method, a wide field of view is corrected at once by using a two-dimensional optical anisotropic distribution providing device capable of providing a desired two-dimensional distribution of optical anisotropy.

【0063】このような2次元光学異方性分布付与装置
5の実施形態を図5を用いて説明する。図5の5は2次
元光学異方性分布付与機能を有する光異方性補償器であ
る。光を透過する開口部50は複数の独立に制御可能な
光異方性付与手段500からなっている。各光異方性付
与手段500の間は図6に示すように薄い隔壁501が
ある。隔壁501には図7にその構造を示してある応力
発生積層器502が接着されている。応力発生積層器5
02は図7に示すように引っ張り応力を発生する部分5
021と、剪断応力を発生する部分5022から成り立
っている。応力発生積層器502は網目状の隔壁の全側
面(紙面に垂直な面)に接着されている。総ての応力発
生積層器502には、引っ張り応力と剪断応力を制御す
るための図示されていない駆動電気信号線が配線されて
いる。
An embodiment of such a two-dimensional optical anisotropic distribution providing device 5 will be described with reference to FIG. 5 is an optical anisotropy compensator having a two-dimensional optical anisotropy distribution providing function. The light-transmitting opening 50 includes a plurality of independently controllable optical anisotropy imparting means 500. As shown in FIG. 6, there is a thin partition wall 501 between the optical anisotropy imparting means 500. A stress-generating stacker 502 whose structure is shown in FIG. Stress generator 5
02 is a portion 5 where a tensile stress is generated as shown in FIG.
021 and a portion 5022 that generates shear stress. The stress generating stacker 502 is adhered to all side surfaces (surfaces perpendicular to the paper surface) of the mesh-like partition walls. All the stress-generating laminates 502 are provided with drive electric signal lines (not shown) for controlling the tensile stress and the shear stress.

【0064】応力発生積層器502の引っ張り応力を発
生する部分5021と、剪断応力を発生する部分502
2は例えばピエゾ素子が用いられる。隔壁501で囲ま
れ応力発生積層器502に接続する光透過部には光学的
異方性の極めて小さく均一な合成石英ガラス503があ
る。合成石英ガラス503と,合成石英ガラス503の
4辺にある4個の応力発生積層器502は接着されてい
るが、応力発生積層器502のピエゾ素子に電圧を加え
なければ、合成石英503には光学的異方性を殆ど生じ
ないよう歪を発生しない接着が施されている。
The portion 5021 of the stress generating stacker 502 that generates tensile stress and the portion 502 that generates shear stress
2, a piezo element is used, for example. In the light transmitting portion surrounded by the partition 501 and connected to the stress generating stacker 502, there is a uniform synthetic quartz glass 503 having extremely small optical anisotropy. The synthetic quartz glass 503 and the four stress-generating laminates 502 on the four sides of the synthetic quartz glass 503 are bonded to each other, but if no voltage is applied to the piezoelectric element of the stress-generating laminate 502, the synthetic quartz 503 is Adhesion that does not generate distortion is applied so that almost no optical anisotropy occurs.

【0065】各開口50にある矩形の合成石英503の
相対向する辺の引っ張り及び剪断応力を発生するピエゾ
素子を駆動することにより、所望の光学的異方性を付与
することができる。従って配向膜の付いたガラス基板1
0の光学的異方性が局部的に細かく変化していても、こ
の細かい変化を上記の2次元光学異方性分布付与機能を
有する光異方性補償器5で補正することができるように
なり、正確に配向膜の光学的異方性を求めることが可能
になる。
A desired optical anisotropy can be imparted by driving a piezo element that generates tensile and shear stress on opposing sides of the rectangular synthetic quartz 503 in each opening 50. Therefore, the glass substrate 1 with the alignment film
Even if the optical anisotropy of 0 is finely changed locally, the fine change can be corrected by the optical anisotropy compensator 5 having the function of providing a two-dimensional optical anisotropy distribution. This makes it possible to accurately determine the optical anisotropy of the alignment film.

【0066】以上詳細な実施の形態の説明で明らかなよ
うに、液晶表示装置の配向膜の分子配向に伴う光学的異
方性を結像光学系4の結像倍率に応じて、顕微鏡的に拡
大して見ることも可能であるし、広い視野を全体的に見
ることも可能である。また顕微鏡の光学系と広い視野を
全体的に見る光学系を共に備えて、切り替えて見ること
により、あるいは、基板を搭載するステ−ジをxyステ
−ジにして、顕微鏡の光学系と広い視野を全体的に見る
光学系を一定間隔離して2光軸設け、ステ−ジの移動で
観察点を所望の光軸に移し、所望の倍率で検査すること
ができる。
As is clear from the detailed description of the embodiments, the optical anisotropy accompanying the molecular orientation of the alignment film of the liquid crystal display device is microscopically determined according to the imaging magnification of the imaging optical system 4. It is possible to view it in a magnified manner, or to see a wide field of view as a whole. In addition, the microscope optical system and the wide field of view are provided by both having the optical system of the microscope and the optical system of viewing the wide field of view as a whole, or by switching and viewing the stage on which the substrate is mounted, or the xy stage. The optical system for viewing the whole image is separated by a fixed distance, and two optical axes are provided. By moving the stage, the observation point is moved to a desired optical axis, and inspection can be performed at a desired magnification.

【0067】本発明の配向膜の検査により配向膜単独の
評価ができるようになり、しかも定量的に評価できるよ
うになるため、液晶表示装置の表示性能、特に表示の各
種輝度むら、あるいは色むらの主要原因を製造工程の上
流で管理することができるようになり、従来困難であっ
た表示むら品質の大幅な向上が可能になり、表示強度む
らが1%以下の液晶表示装置を製造することが可能にな
った。 本発明の光異方性補償器は超高感度撮像装置を
用いる前述の配向膜の光学的異方性を計測する方法に限
定されるわけではない。即ち、レ−ザ用いた例えば光ヘ
テロダイン法等の各種光学的異方性を計測する方法にも
適用され、大きな効果が得られる。
The inspection of the alignment film according to the present invention makes it possible to evaluate the alignment film alone and quantitatively, so that the display performance of the liquid crystal display device, in particular, various brightness unevenness or color unevenness of display. The main cause of the problem can be managed upstream of the manufacturing process, and it is possible to greatly improve the quality of display unevenness, which was difficult in the past, and to manufacture a liquid crystal display device having display intensity unevenness of 1% or less. Is now possible. The optical anisotropy compensator of the present invention is not limited to the method for measuring the optical anisotropy of the above-mentioned alignment film using an ultra-sensitive imaging device. That is, the present invention is also applied to a method of measuring various optical anisotropies such as an optical heterodyne method using a laser, and a great effect is obtained.

【0068】また、光異方性補償器において、応力が印
加されて光学的異方性を生成する物質としては、上記実
施の形態におけるガラスに限定されるものではなく、光
弾性効果を示すものであればこれに利用できる。
In the optical anisotropy compensator, the substance that generates optical anisotropy when stress is applied is not limited to the glass in the above-described embodiment, but may be one that exhibits a photoelastic effect. If so, you can use it.

【0069】以上の説明においては、本発明は多層構造
を形成する光学部品の中の、特定の層のみの光学的異方
性を評価する例として、液晶表示装置のガラス基板上に
形成された配向膜のみを評価する例を用いたが、本発明
はこれに限定されるものではなく、ガラス基板に多層の
干渉膜を蒸着により形成した光学部品の特定の層の異方
性などの光学特性の評価にも適用できることは勿論であ
る。
In the above description, the present invention is an example of evaluating the optical anisotropy of only a specific layer in an optical component forming a multilayer structure, which is formed on a glass substrate of a liquid crystal display device. Although an example in which only an alignment film is evaluated was used, the present invention is not limited to this, and optical characteristics such as anisotropy of a specific layer of an optical component in which a multilayer interference film is formed on a glass substrate by vapor deposition. Of course, it can be applied to the evaluation of

【0070】[0070]

【発明の効果】本発明により、例えば、配向膜の配向特
性を液晶を用いずに検査することが可能になった。また
検査対象である配向膜が形成された基板の光学的異方性
が大きい場合でもその検査が可能になった。このため液
晶表示装置の製造工程の上流で検査が可能になり、製造
工程に即座にフィ−ドバックすることができ、製品の表
示品質の大幅な向上と、製品の製造歩留まりの大幅な向
上が可能になった。
According to the present invention, for example, the alignment characteristics of an alignment film can be inspected without using a liquid crystal. Further, even when the optical anisotropy of the substrate on which the alignment film to be inspected is formed is large, the inspection can be performed. As a result, inspections can be performed upstream of the liquid crystal display device manufacturing process, and feedback can be immediately provided to the manufacturing process, thereby significantly improving the display quality of the product and the manufacturing yield of the product. Became.

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

【図1】本発明の一つの実施の形態である液晶表示装置
の製造方法のフロー図である。
FIG. 1 is a flowchart of a method for manufacturing a liquid crystal display device according to one embodiment of the present invention.

【図2】本発明の他の実施の形態である光学的検査方法
を説明する斜視図である。
FIG. 2 is a perspective view illustrating an optical inspection method according to another embodiment of the present invention.

【図3】本発明に係わる光異方性補償器の一つの実施形
態を示す上面図である。
FIG. 3 is a top view showing one embodiment of the optical anisotropy compensator according to the present invention.

【図4】本発明に係わる光異方性補償器等の光学部品の
偏光機能を説明する図である。
FIG. 4 is a diagram illustrating a polarization function of an optical component such as an optical anisotropy compensator according to the present invention.

【図5】本発明に係わる2次元光学異方性分布付与機能
を有する光異方性補償器の他の実施の形態の上面図であ
る。
FIG. 5 is a top view of another embodiment of the optical anisotropy compensator having a function of providing a two-dimensional optical anisotropic distribution according to the present invention.

【図6】本発明に係わる2次元光学異方性分布付与機能
を有する光異方性補償器の一部拡大詳細平面図である。
FIG. 6 is a partially enlarged detailed plan view of an optical anisotropy compensator having a function of providing a two-dimensional optical anisotropic distribution according to the present invention.

【図7】本発明に係わる2次元光学異方性分布付与機能
を有する光異方性補償器の一部拡大断面詳細図である。
FIG. 7 is a partially enlarged cross-sectional detailed view of an optical anisotropy compensator having a function of providing a two-dimensional optical anisotropic distribution according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1は光学的検査装置、130は配向特性付与装置、10
は配向膜を有する基板、2は超高感度撮像装置、3は光
源、32は偏光子、33は検光子、4は結像レンズ、5
は光異方性補償器、6は制御回路である。
1 is an optical inspection device, 130 is an orientation property imparting device, 10
Is a substrate having an alignment film, 2 is an ultra-sensitive imaging device, 3 is a light source, 32 is a polarizer, 33 is an analyzer, 4 is an imaging lens, 5
Is an optical anisotropy compensator, and 6 is a control circuit.

Claims (22)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】多層構造を形成する部品に偏光光を透過さ
せてその光学的異方性を評価する光学的異方性評価方法
において、該多層構造の少なくとも一層の光学的異方性
を相殺する方向の異方性を有する異方性補正光学部品を
前記偏光光の光路中に挿入し、該多層構造の中の残りの
光学的異方性を評価する光学的異方性評価方法。
In an optical anisotropy evaluation method for evaluating the optical anisotropy of a component forming a multilayer structure by transmitting polarized light, at least one optical anisotropy of the multilayer structure is offset. An optical anisotropy evaluation method for inserting an anisotropy correcting optical component having anisotropy in a direction to be polarized into the optical path of the polarized light, and evaluating the remaining optical anisotropy in the multilayer structure.
【請求項2】前記異方性補正光学部品が光弾性効果を呈
する物質からなり、前記少なくとも一層の光学的異方性
を相殺する方向の異方性が、該光弾性効果を呈する物質
に外力を加えることによって生成されることを特徴とす
る請求項1記載の光学的異方性評価方法。
2. The anisotropy correcting optical component is made of a material exhibiting a photoelastic effect, and the anisotropy in a direction that cancels out the optical anisotropy of at least one of the layers has an external force applied to the material exhibiting the photoelastic effect. The optical anisotropy evaluation method according to claim 1, wherein the optical anisotropy evaluation method is generated by adding
【請求項3】前記多層構造を形成する部品に入射する前
記偏光光の振動面に対して直交する透過軸を有する検光
子によって、前記多層構造を形成する部品から出射する
光を検出することを特徴とする請求項1または2記載の
光学的異方性評価方法。
3. A method of detecting light emitted from a component forming a multilayer structure by an analyzer having a transmission axis orthogonal to a vibration plane of the polarized light incident on the component forming the multilayer structure. The method for evaluating optical anisotropy according to claim 1 or 2, wherein:
【請求項4】前記少なくとも一層が、前記多層構造を形
成する部品のガラス基板を含むことを特徴とする請求項
1から3のうちのいずれかに記載の光学的異方性評価方
法。
4. An optical anisotropy evaluation method according to claim 1, wherein said at least one layer includes a glass substrate of a component forming said multilayer structure.
【請求項5】前記光弾性効果効果を呈する物質がガラス
であることを特徴とする請求項2記載の光学的異方性評
価方法。
5. The method for evaluating optical anisotropy according to claim 2, wherein the substance exhibiting the photoelastic effect is glass.
【請求項6】前記光弾性効果効果を呈する物質に加えら
れる外力がテンション(引っ張り力)であることを特徴と
する請求項2記載の光学的異方性評価方法。
6. The method according to claim 2, wherein the external force applied to the substance exhibiting the photoelastic effect is a tension (tensile force).
【請求項7】基板上に形成された液晶分子配向用の配向
膜面に配向特性を付与する工程の後に、前記基板上の前
記配向膜面にほぼ完全な直線偏光を照射し、透過した光
を検光子を介して、前記配向膜面と光学的に互いに共役
な関係にある光電変換面を備えた二次元画像撮像装置に
入射する際、前記配向膜面を照射する前記直線偏光の光
路若しくは前記配向膜面と前記検光子の間の光路に、光
学異方性が制御可能な光異方性補償器を挿入し前記基板
の光学異方性の影響を減少あるいは相殺して、前記配向
膜面を撮像し、前記配向膜の光学的特性を評価して配向
膜の検査を行う工程を含んだ液晶表示装置の製造方法。
7. The method according to claim 7, wherein after the step of imparting alignment characteristics to the surface of the alignment film for aligning liquid crystal molecules formed on the substrate, the surface of the alignment film on the substrate is irradiated with substantially perfect linearly polarized light and transmitted therethrough. Through the analyzer, when entering the two-dimensional image pickup device having a photoelectric conversion surface optically conjugate with the alignment film surface, the linearly polarized light path irradiating the alignment film surface or In the optical path between the alignment film surface and the analyzer, an optical anisotropy compensator whose optical anisotropy can be controlled is inserted to reduce or cancel out the influence of the optical anisotropy of the substrate, and the alignment film is formed. A method for manufacturing a liquid crystal display device, comprising a step of imaging a surface and evaluating an optical characteristic of the alignment film to inspect the alignment film.
【請求項8】上記光異方性補償器は、異方性の少ない透
明板を少なくとも1方向に一様に力を与えることにより
光異方性の大きさを制御することを特徴とする請求項7
記載の液晶表示装置の製造方法。
8. The optical anisotropy compensator controls the magnitude of optical anisotropy by uniformly applying a force to a transparent plate having low anisotropy in at least one direction. Item 7
The manufacturing method of the liquid crystal display device according to the above.
【請求項9】上記透明板を、該透明板に入射される光の
光軸に平行な軸を中心として、上記基板に対し相対的に
回転することにより、上記光異方性補償器が生ぜしめる
光学異方性の方向を所望の方向に制御することを特徴と
する請求項8記載の液晶表示装置の製造方法。
9. The optical anisotropy compensator is generated by rotating the transparent plate relative to the substrate about an axis parallel to an optical axis of light incident on the transparent plate. 9. The method according to claim 8, wherein the direction of the optical anisotropy to be tightened is controlled to a desired direction.
【請求項10】上記光異方性補償器に依る前記基板の光
学異方性の補償は、前記光異方性補償器による光学異方
性と前記基板の光学異方性の合成が概ね等方的になるご
とくなされることを特徴とする請求項7,8及び9の中
の何れかに記載の液晶表示装置の製造方法。
10. Compensation of the optical anisotropy of the substrate by the optical anisotropy compensator generally includes combining optical anisotropy by the optical anisotropy compensator with optical anisotropy of the substrate. The method for manufacturing a liquid crystal display device according to any one of claims 7, 8 and 9, wherein the method is performed in a manner to be one-sided.
【請求項11】上記配向膜の検査により得られた結果を
上記配向特性を付与する工程にフィ−ドバックすること
を特徴とする請求項7記載の液晶表示装置の製造方法。
11. A method for manufacturing a liquid crystal display device according to claim 7, wherein a result obtained by inspecting said alignment film is fed back to a step of giving said alignment characteristics.
【請求項12】上記直線偏光の振動面と前記検光子の透
過軸が互いに90°を保ちながら、上記直線偏光の振動
面及び前記検光子を結像光学系の光軸を中心に上記液晶
基板に対して相対的に回転させた回転角度の変化に伴う
複数の撮像データを基に配向膜の光学的特性を評価する
ことを特徴とする請求項7記載の液晶表示装置の製造方
法。
12. The liquid crystal substrate with the linearly polarized light oscillating surface and the analyzer centered on the optical axis of the imaging optical system while maintaining the linearly polarized light oscillating surface and the analyzer transmission axis at 90 ° with each other. 8. The method according to claim 7, wherein the optical characteristics of the alignment film are evaluated based on a plurality of pieces of image data according to a change in the rotation angle of the liquid crystal display device.
【請求項13】上記基板上の同一視野において、上記回
転角度の変化に伴う複数画像間の強度変化を検出するこ
とを特徴とする請求項12記載の液晶表示装置の製造方
法。
13. The method of manufacturing a liquid crystal display device according to claim 12, wherein a change in intensity between a plurality of images due to a change in the rotation angle is detected in the same visual field on the substrate.
【請求項14】上記基板上の同一視野において、先ず、
撮像画像の平均強度が最小または最大となる回転角に上
記直線偏光の振動面を設定し、この最小または最大とな
る回転角の両側に上記直線偏光の振動面を回転させて得
られた前記複数画像間の強度変化データを基にした多項
式近似による補間により、前記最小または最大となる回
転角およびその回転角における撮像画像の強度の測定精
度を向上させることを特徴とする請求項13記載の液晶
表示装置の製造方法。
14. In the same field of view on the substrate, first,
Setting the vibration plane of the linearly polarized light to the rotation angle at which the average intensity of the captured image is the minimum or maximum, and rotating the vibration plane of the linearly polarized light to both sides of the rotation angle at which the minimum or the maximum is obtained. 14. The liquid crystal according to claim 13, wherein the minimum or maximum rotation angle and the measurement accuracy of the intensity of the captured image at the rotation angle are improved by interpolation by polynomial approximation based on intensity change data between images. A method for manufacturing a display device.
【請求項15】光学異方性を有する薄膜が透明な基板上
に形成されてなる部品に、ほぼ完全な直線偏光を照射
し、透過した光を検光子を介して、該薄膜と光学的に互
いに共役な関係にある光電変換面を備えた二次元画像撮
像装置に入射する際、前記薄膜面を照射する直線偏光の
光路若しくは前記薄膜面と前記検光子の間の光路に、光
学異方性が制御可能な光異方性補償器を挿入し、前記透
明な基板の光学的異方性を補償して前記薄膜の光学的特
性を評価することにより、前記薄膜の検査を行うことを
特徴とする部品の光学的検査方法。
15. A component in which a thin film having optical anisotropy is formed on a transparent substrate is irradiated with almost perfect linearly polarized light, and the transmitted light is optically combined with the thin film via an analyzer. When the light enters a two-dimensional image pickup device having a photoelectric conversion surface having a conjugate relationship with each other, an optical anisotropy is applied to an optical path of linearly polarized light irradiating the thin film surface or an optical path between the thin film surface and the analyzer. Inserting a controllable optical anisotropy compensator, evaluating the optical characteristics of the thin film by compensating for the optical anisotropy of the transparent substrate, to inspect the thin film, Optical inspection method for parts
【請求項16】上記光異方性補償器は、異方性の少ない
透明板を備え、該透明板の少なくとも1方向に一様に力
を加えることにより、該透明板の光学的異方性の大きさ
を制御することを特徴とする請求項15記載の部品の光
学的検査方法。
16. The optical anisotropy compensator includes a transparent plate having little anisotropy, and applies a force uniformly in at least one direction of the transparent plate to thereby provide an optical anisotropy of the transparent plate. The method for optically inspecting a component according to claim 15, wherein the size of the component is controlled.
【請求項17】前記直線偏光の照射光軸に平行な軸を中
心にして、上記透明な基板に対し相対的に、上記光異方
性補償器に備えられた上記透明板を回転することによ
り、上記光異方性補償器が補償する光学異方性の方向を
制御することを特徴とする請求項15又は16記載の部
品の光学的検査方法。
17. By rotating the transparent plate provided in the optical anisotropy compensator relative to the transparent substrate about an axis parallel to the optical axis of irradiation of the linearly polarized light. 17. The method according to claim 15, wherein the direction of the optical anisotropy compensated by the optical anisotropy compensator is controlled.
【請求項18】上記光異方性補償器による上記透明な基
板の光学異方性の補償は、前記光異方性補償器の光学的
異方性と前記透明な基板の光学的異方性の合成が概ね等
方的になるごとくなされることを特徴とする請求項1
5、16及び17の中の何れかに記載の部品の光学的検
査方法。
18. The optical anisotropy of the transparent substrate is compensated for by the optical anisotropy compensator, wherein the optical anisotropy of the optical anisotropy compensator and the optical anisotropy of the transparent substrate are adjusted. 2. The method according to claim 1, wherein the composition is made to be substantially isotropic.
The method for optically inspecting a component according to any one of 5, 16, and 17.
【請求項19】上記直線偏光の振動面と前記検光子の透
過軸が互いに90°を保ちながら、上記直線偏光の振動
面及び前記検光子を結像光学系の光軸を中心に上記透明
な基板に対して相対的に回転させた回転角度の変化に伴
う複数の撮像データを基に上記薄膜の光学的特性を評価
することを特徴とする請求項16記載の部品の光学的検
査方法。
19. The linearly polarized light oscillating surface and the analyzer are transmitted through the transparent optical axis around the optical axis of the imaging optical system while maintaining the transmission axis of the analyzer at 90 ° with respect to the linearly polarized light oscillating surface. 17. The method for optically inspecting a component according to claim 16, wherein the optical characteristics of the thin film are evaluated based on a plurality of pieces of image data according to a change in a rotation angle rotated relative to the substrate.
【請求項20】上記透明な基板上の同一視野において、
上記回転角度の変化に伴う複数画像間の強度変化を検出
することを特徴とする請求項15または19記載の部品
の光学的検査方法。
20. In the same field of view on the transparent substrate,
20. The method for optically inspecting a component according to claim 15, wherein a change in intensity between the plurality of images due to the change in the rotation angle is detected.
【請求項21】上記基板上の同一視野において、先ず、
撮像画像の平均強度が最小または最大となる回転角に上
記直線偏光の振動面を設定し、この最小または最大とな
る回転角の両側に上記直線偏光の振動面を回転させて得
られた前記複数画像間の強度変化データを基にした多項
式近似による補間により、再度前記最小または最大とな
る回転角およびその回転角における撮像画像の強度を求
め ることを特徴とする請求項20記載の部品の光学的
検査方法。
21. In the same field of view on the substrate, first,
Setting the vibration plane of the linearly polarized light to the rotation angle at which the average intensity of the captured image is the minimum or maximum, and rotating the vibration plane of the linearly polarized light to both sides of the rotation angle at which the minimum or the maximum is obtained. 21. The optical component according to claim 20, wherein the minimum or maximum rotation angle and the intensity of the captured image at the rotation angle are obtained again by interpolation using polynomial approximation based on intensity change data between images. Inspection method.
【請求項22】光源と、該光源から出射した光をほぼ完
全な直線偏光にする偏光手段と、該偏光手段を通り、被
検物体を通過する光を受ける検光手段と、前記偏光手段
と前記検光手段の間に挿入された光異方性補償器と、該
検光手段を通過した光を結像する結像光学系と、該結像
光学系による像を撮像する二次元画像撮像装置と、上記
偏光手段,上記検光手段及び上記光異方性補償器を駆動
制御する制御回路とよりなる光学的検査装置。
22. A light source, a polarizing means for converting light emitted from the light source into substantially perfect linearly polarized light, an analyzing means for receiving light passing through the object to be measured through the polarizing means, and said polarizing means. An optical anisotropy compensator inserted between the light detecting means, an image forming optical system for forming an image of light passing through the light detecting means, and a two-dimensional image picking up an image by the image forming optical system An optical inspection device comprising: a device; and a control circuit for driving and controlling the polarizing means, the light detecting means, and the optical anisotropy compensator.
JP5705198A 1998-03-09 1998-03-09 Method for evaluating optical anisotropy, manufacture for liquid crystal display apparatus and optical inspecting apparatus Pending JPH11258110A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006098087A (en) * 2004-09-28 2006-04-13 Hitachi Displays Ltd Optically anisotropic axis measuring instrument and liquid crystal panel manufacturing method
US7034940B1 (en) 1999-12-03 2006-04-25 Nec Electronics Corporation Method for evaluating displaying element of liquid crystal, information storage medium for storing computer program representative of the method and evaluating system using the same

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