TW477897B

TW477897B - Liquid crystal display device, method and device to measure cell thickness of liquid crystal display device, and phase difference plate using the method thereof

Info

Publication number: TW477897B
Application number: TW089108320A
Authority: TW
Inventors: Shinichi Terashita
Original assignee: Sharp Kk
Priority date: 1999-05-07
Filing date: 2000-05-02
Publication date: 2002-03-01
Also published as: US6636322B1; KR20000077138A; KR100365039B1

Description

477897 A7 B7 五、發明說明（1 ) [發明之領域] 本發明與一種液晶顯示裝置之胞元間距測定方法及液晶顯示裝置之胞元測定裝置，以及液晶顯示裝置及採用液晶顯示裝置胞元間距測定方法之相位差板有關，尤與能正確測定胞元間距之液晶顯示裝置胞元間距測定方法及測定裝置，以及液晶顯示裝置及採用液晶顯示裝置胞元間距測定方法之相位差板有關。 [先前之技藝] 使用液晶材料之各種顯示裝置，已知例如使用有源驅動方式之TFT(Thin Film Transistor)之液晶顯示裝置或等離子位址方式之 PALC(Plasuma Address Liquid Crystal)(等離子位址液晶）顯示裝置、工作驅動方式之STN(Super Twisuted Nematic)顯示裝置。尤其PALC顯示裝置係使用用等離子放電之開關元件之顯示裝置，適用於超大型顯示器受到注目。P ALC顯示裝置在製造時，因不含如tft之半導體製造過程，故能以低成本製造並以低消耗電力之大型液晶顯示裝置之可能性廣受注目。上述液晶顯示裝置，具有輕量、薄型、低消耗電力等特徵。該液晶顯示裝置，做爲來日多媒體公司之關键設備，於各種 OA(Office Automation)機器、AV(Audio-Visual)機器領域等應用開發。該液晶顯示裝置，大多採用靠近兩電極基板附近絲狀液晶分子扭轉約9 〇度之τ N顯示模式，或液晶分子扭轉約1 8 0度以上之STN顯示模式。曰本特開平10-186330號公報揭示之液晶顯示裝置，爲具 -4- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注咅？事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製費 * ·1111111 一^J11111111 I — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — I. 477897 A7 B7 五、發明說明（2 ) 有廣視角特性並可得良好顯示品位之裝置。該液晶顯示裝置之間距因密切與顯示顏色及反應速度甚至取向之穩定性等有關，故要求更高精密之間距測定法。此外、間距値之正確信息對液晶顯示裝置之設計及評價上極爲重要。爲了測定間距，先前市面上多售對未注入液晶材料之空胞元狀態用光干擾法之測定法，而對注入液晶之胞元則用晶體旋轉法之測定法，測定液晶層之延遲以求間距之間距測定機器。然而依光干擾法之空胞元間距測定法，因液晶胞元包括用I T 0之透明電極、取向膜、濾色器等，致各層受到多重干擾，其分離變爲複雜並欠缺正確性，而呈現求取高精度之胞元間距値困難之問題。此外、液晶封入液晶胞元時，由於液晶層與基板之折射率差小致基板之界面反射不易發生並不出現干擾條紋，而有在原理上無法求取注入液晶之胞元間距之問題。一方面、晶體旋轉法，僅能測定正常白色顯示之液晶介電常數各向異性爲正N p液晶胞元，而無法使用於負N n液晶胞元。被爽於2片平行基板間之液晶對基板以1轴性水平取向時’從基板面射入之光由於液晶之折射率各向異性，分離爲二成分進行。故可由透光強度之射入角依靠性求胞元間距。特開平3-1 15804號公報提出胞元間距測定器下側透明絕緣性基板之摩擦方向與測定對稱液晶板之上側透明絕緣性 -5- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（2Κ) χ 297公董) " -- (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁)

訂---------線J 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 477897 A7 一 ’ B7 五、發明說明（3 ) 基板之摩擦方向互相正交重疊，更於此等板之兩側配置吸收軸方向互相正叉之2片偏光板，成爲小型輕量之測定器。特開平4-80641號公報揭示將液晶胞元配置於2個偏光片間時穿透之光譜與將偏光片角度改變9〇度者加以比較，以正確獲得液晶胞元之光學相位差及胞元間距、液晶複折射。特開平4-184207號公報提出改變施加電壓檢測透光量，求透光量最低之電壓即能簡便且正確測定。 …特開平5-71924號公報揭示將閾値電壓之5 〇倍以上高電壓、或磁場之5 0倍以上高磁場加於注入介電常數各向異性爲正N p液晶之液晶胞元並予測定。特開平9·90371號公報提出液晶顯示裝置之製造方法，於封入液晶組成物之前爲了使空胞元爲與封入液晶後相同之壓力，彳文外面加壓該空胞元照射單色光束，觀測干擾條紋之分布，即可檢查空胞元内之間距均勻性。特開平10-2321 13號公報揭示著眼於紫外線或近紫外線照射於取向膜時該取向膜發出螢光，將該聚光照射空胞元，使C C D感測器之元件僅受螢光，即可測定該空胞元之間距。如以上、液晶顯示裝置之胞元間距測定方法，曾提出各種手法。然而、僅能測定空胞元之光干擾法、測定將偏光射入無笔壓私加時水平取向之Ν ρ液晶胞元之基板時平行於基板 -6 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 螓經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -—.1 ϋ ϋ ϋ ϋ n ϋ I I- ϋ · 477897

五、發明說明（4 之面内方向發生相位差之穿透率之射人角依靠性之晶體旋轉法或上述其他測定法等，附濾色器之液晶胞元，濾色器上或液晶驅動元件基板上有凹凸，注入無電壓施加時垂直取向液，之介電常數各向異性爲負之Nn液晶之胞元，以不加電場或磁場之狀態簡便測定透光量之射入角依靠性，以求j晶胞元之延遲爲不可能。即液晶分子對基板垂直取向狀態，因基板面内方向無光學相位差狀態（等方性），故無法測定。發明之概述： [發明欲解決之課題] 本發明爲解決上述課題，提供不加電壓於液晶胞元，簡便、能正確測定胞元間距，因液晶胞元之各構成構件之玻璃板、濾色器、透明電極及取向膜在光學上爲等方性，故能求僅液晶分子存在之液晶層之延遲（da · △ n)，能求胞凡間距之液晶顯示裝置、其胞元間距測定裝置及測定法以及相位差板。又本發明能以不加電壓於液晶胞元，簡便、且短時間而且不破壞即能正確測定胞元間距。又本發明不僅能求未封入液晶材料之空胞元，且能求注入液晶材料之液晶層間距尺寸。本發明提供對介電常數各向異性爲正或負之絲狀液晶或強介電液晶等所有液晶材料，甚至於液晶層内τν、 STN、HAN(Hybrid_aligned Nematic)、〇CB、ASM等所有取向狀怨之液晶顯示元件均可適用之液晶顯示裝置之胞元間距測定法及胞元間距測定裝置。本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ----K----^--------- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 477897 A7 B7 五、發明說明（5 ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 [解決課題之方法] ,本發明之液晶顯示裝置之胞元間距料裝置，其係測定液晶顯示裝置之液晶胞元厚度之 ' ' -姑军a人、、胞70 /則疋裝置’而液晶顯不裝置包含：液晶層，液晶區中、^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ π. . . ^ π ^ Τ又履日曰分子於揲電壓施加 :略：直取向；幻對基板’爽持液晶層；其括：平台，裝載對齊面内具有延遲作用之_轴性相位差板（遲相軸万向裝於兩外側表面之液晶胞元；光源，且有偏先片且將對前述相位差板之遲_方向方位肖方向44& 〜46度之偏光發料液晶胞元；驗光器，具有對偏光與ς 述偏光片交叉配置之驗W及受光器且檢測偏光之穿透光量；及旋轉裝置，從對前述相位差板之遲㈣方向成垂之方向改變偏光之極角方向射入角。又本發明之液晶顯示裝置之胞元間距測定裝置，t中述旋轉裝置，同步旋轉光源與驗光器之受光器改變極角向射入角。而本發明之液晶顯示裝置之胞元間距測定裝置，並中述旋轉裝置，旋轉平台改變極角方向射入角。八此外、本發明之液晶顯示裝置之胞元間距測定裝置，中上述光源係、單色雷射光源或具有光學i色滤光器之源0 又本發明之液晶顯示裝置之胞元間距測定裝置，其中述光源包含具有γ視感度濾光器之燈组。關於光源二波長以帶通濾波器或單色光雷射單色化爲約55〇nm爲宜。而本發明之液晶顯示裝置之胞元間距測定裝置，其中上直上方上其光上 -------------— (請先閱讀背面之注咅？事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐 ^—-------I ----------------------- 4"7897 A7 B7 五、發明說明（6 ) 述平台包含溫度控制器，爲可測定任意點之X _ γ平台。此外、本發明之液晶顯示裝置之胞元間距測定裝置，其中上述偏光片可設定於任意角度。又本發明之液晶顯示裝置之胞元間距測定裝置，其中上述驗光器包括光電二極體及低噪音放大器。而本發明之液晶顯示裝置之胞元間距測定裝置，其中上述驗光器包括顯示器。此外、本發明之胞元間距測定法，其係測定液晶顯示裝置之液晶胞元厚度之胞元測定裝置，而液晶顯示裝置包含··液晶層，具有折射率差爲Δη之液晶材料且液晶區中之液晶分子於無電壓施加時略垂直取向；及丨對基板，夾持液晶層；其特徵爲：將面内具有延遲作用且一定厚度之對1軸性相位差板之遲相軸方向對齊裝於欲測定液晶顯 π裝置兩外側之液晶胞元表面，其次將對相位差板之遲相軸方向方位角方向44度〜46度之偏光從對相位差板之遲相軸方向成垂直方向改變極角方向射入角射入液晶胞元，一方面用包含對前述偏光光源具有之偏光片交叉配置之驗光片 < 驗光器，檢測穿透光量，並測定所得光量爲最低或消光狀怨之消光位置角度，而由相位差板厚度之消光位置角度與液晶胞元延遲之校正曲線求得對應測定之消光位置角度之液晶胞元延遲，其次使用所得液晶胞元延遲値及液晶材料折射率差A η算出胞元厚度。又本發明之液晶顯示裝置之胞元間距測定法，其中上述相位差板厚度之消光角度與液晶胞元延遲之校正曲線係由 -9 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） --- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製

_^i in I _ϋ ϋ ϋ ^1 i^i ϋ ϋ I I ϋ n H ϋ· I I ^1 n I I 477897 A7 五、發明說明（7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製光學計算求得。而本發明之液晶顯示裝置之胞元間距測定法，其中上述相位差板厚度之消光角度與液晶胞元延遲之校正曲線係：折射率差A η及胞元間距差判定之液晶§ ^ α疋I履日曰顯不裝置測定所得者。此外、本發明之液晶顯示裝置之胞元間距測定法，其中安裝之1軸性相位差板之延遲爲l〇nm〜5〇nm。 ” 又本發明之液晶顯示裝置，其係包含：〉夜晶層，具有介電常數各向異性爲負之液晶材料且液晶區中之液晶分子於無電壓施加時略垂直取向；及丨對基板，夾持液晶層且具有垂直取向膜；其特徵爲：將面内具有延遲作用且該延遲爲10nm〜5〇nm之一對1軸性相位差板之遲相軸方向對齊裝於液晶單元兩外側面。而本發明之液晶顯示裝置之胞元間距測定法使用之相位差板，面内具有延遲作用且該延遲爲10nm〜5〇nm並爲性。本發明之液晶顯示裝置之胞元間距測定法，其係包括：一對附電極基板，維持一定尺寸之胞元間距相貼；及液層，被夾持於該一對附電極基板；其特徵爲：將近紅外％照射於液晶胞元，以胞元間距反射干擾近紅外線，解析所得干擾波形以算出胞元間距厚度。本發明之液晶顯示裝置之胞元間距測定裝置，其係包括：X-Y-Z平台，設定具有測定對象之液晶胞元之液晶顯 π裝置；分光器，以近紅外線爲光源；檢測器組，檢測來曰曰線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -10 -- I I I l· I I I 11111111 I — — — — — — — — — — — — — — — —^ — — — 1 — — _ 477897 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（8 ) 自液晶胞元之反射干擾光；及解析算出組’依測量所得千擾條紋光譜之山谷間距之峰•峰值法、傅立葉變換法、或最大熵法（MEM)解析算出胞元間距。本發明之液晶顯示裝置之胞元間距測定裝置，其中測定對象之液晶胞元為間距内注入液晶材料狀態之液晶胞元或未注入液晶材料狀態之液晶胞元。本發明之液晶顯示裝置之胞元間距測定裝置，其中測定對象之液晶胞元為一方之玻璃基板上依序疊層濾色器與透明電極與垂直取向膜或水平取向膜，另一方之基板上依序形成液晶驅動元件及像素電極與取向膜之液晶胞元。本發明之液晶顯示裝置之胞元間距測定裝置，其中測定對象之具有液晶胞元之液晶顯示裝置為使用T F T或PALC 等驅動元件之反射型或穿透型液晶顯示裝置。本發明之液晶顯示裝置之胞元間距測定裝置，其中測定對象之液晶胞元液晶分子之取向為TN、STN、垂直取向 (VA)、混合（HAN)。依本發明之液晶顯示裝置測定法及測定裝置，由於用傅立葉變換近紅外分光器（FT-NIR : F〇Urier transf〇rm_near infrared)，以近紅外線之光干擾反射分光解析所得干擾條紋之波形（光譜），即可求液晶胞元之胞元間距。近紅外線光源最好使用鹵素燈等，FT-NIR之分光器係於公知技藝之邁克耳遜或馬赫茲恩達等干擾儀，以He_Ne雷射等校:光源波長，檢測器以Ge、InSb、InGaAs之半導體結晶為佳。由液晶顯示裝置之測定所得干擾條紋波形求胞元間距之 11 111 . II I ^ ---------I --^----^----I------------ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

477897 A7 -------- B7 五、發明說明（9 ) 公知技術之解析手法，有從干擾條紋之山與谷之間距求取之峰•峰法，又可適用干擾條紋之山與谷之頻率解析之傅儿葉變換（FFT : Fast Fourier transform)法、干擾條紋波形之曲線適配之最大熵法等。本發明使用由此等解析手法解析干擾條紋波形算出胞元間距之解析算出組。測足區可測定約1〇mm0至約5〇" m0，惟尤其lmm0至約 50" m0之區域，爲保持射入光束爲更平行之光以光學透鏡集光’更可用孔徑將光束縮小。不縮小光束測定時，即成爲測足區平均化之測定値。尤其液晶顯示裝置之濾色器上或液晶驅動元件基板上有凹凸時，將光束縮小至所希望之區加以測定爲宜。又包括：X_y-Z、X-y-Z1平台或χ-y平台，預先對準任意測定區之位置與焦點；光學顯微鏡；C c D攝影機，攝取光學顯微鏡之影像；及顯示器；等附帶裝置爲宜。又製造生產線之檢查裝置，以自動控制對準測定區多數任意位置之位置與焦點之裝置更佳。因近紅外線區之液晶顯示裝置之玻璃、透明高分子、透明電極、液晶材料爲透明，依各構件之電子、振動、旋轉之光之吸收對光干擾波形之影響少，故可高精度解析胞元間距。又FT-NIR分光器，各波長校正之精度高，光源強度之損失少。又因對濾色器、透明電極及取向膜之光干擾波形之影響小，故可高精度測定胞元間距。 -12- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ----------------- (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製

I I ^ _| I 11 ϋ I I ^ ^ I I ϋ ^ ϋ I ϋ ϋ 1 ^ ^ >1 ^ ϋ t— I ϋ ϋ I ^ I 477897 A7 五、發明說明（1〇) 裝:可測定所有液晶驅動元件之反射型或穿透型液晶顯示 /此外、該胞S間距測定方法，因液晶材料之干擾波形之影響小’故不管液晶之取向可予測定。、又可短時，定胞元間距、對液晶顯示裝置各構成構件〈非破壞測疋、線内檢查、低成本之胞元間距測定裝置之製作。又由於組合液晶注入機、液晶層間距形成裝置盘本發明之胞元間距測定裝置，即可同時實施找出液晶注入時間之條件過程與胞元間距之檢查。 [較佳實施例之詳細説明] [第1實施形態] 以下用圖1〜圖9説明本發明之發明之第丨實施形態。圖1係依照本發明^實施形態有關之胞元間距測定裝置構造之概要説明方塊圖。圖2係説明本發明之胞元間距測〇使用（相位差板及極角方向，並説明測定對象之液晶顯示裝置測定時形狀圖。圖3(a)係説明本發明之消光位置角度與液晶延遲之關係圖，（b)係説明本發明之相位差板延遲與胞元間距値誤差寬度之關係圖。圖4係説明第丨實施例之胞元間距測定裝置外部形狀之模型透視圖。圖5係擴大説明第1實施例之胞元間距測定對象之液晶顯示裝置構造之縱斷面圖。圖6係説明第1實施例之胞元間距測定使用之液晶顯示裝置之凸部圖形圖。圖7係説明第1實施例之胞元間距測走對象之液晶顯示裝置軸對稱顯示模式圖。圖8係説明第1實施例之相位差板延遲爲21 nm時之消光位置角度 -13- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -—丨| 訂·!I — 丨丨-I · 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 477897 A7 五、發明說明（11 ) /、液叩L遲之關係圖。圖9係擴大説明第2實施例之胞元間距：疋對象之液晶顯示裝置構造之縱斷面圖。錄用圖1〜圖3説明就本發明之液晶顯示裝置之測定法及相位差板，發明之第1實施形態概要等。一本么明之第1實施形態之胞元間距測定裝置，係如圖1所 :、其係測定液晶顯示裝置之液晶胞元厚度之裝置，而液 :顯不裝置包含：液晶層，液晶區中之液晶分子於無電壓訑加時略垂直取向；及基板，將面内具有延遲之1對i軸性相位差板對齊其遲相軸方向裝於夾持液晶層之基板兩外側表面；胞70間距測定裝置包括：X-Y平台1，裝載液晶胞兀（液晶顯示裝置）5 ;光源2 ;驗光器3 ;及旋轉裝置4。 Χ_Υ平台1裝載欲測定之液晶胞元5。光源2包括：燈組21、光學著色濾光器22、及偏光片 2 3 °光源2係對將面内具有延遲之1對1軸性相位差板之遲相轴方向對齊裝於液晶裝置5兩外側表面之相位差板之遲相軸方向，方位角方向44度〜46度之偏光發射於液晶胞元 &光器3包括：驗光片3 i，對偏光與偏光片23交叉配置；受光器32 ;及驗光器組33 ;檢測光源2之偏光穿透光經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 量。旋轉裝置4包括：旋轉機構41、平台組42、及角度操作開關4 3，同步旋轉光源2及受光器3 2，從對相位差板之遲相軸方向成垂直之方向改變偏光之極角方向射入角。測定胞元間距時，如圖2 ( b )所示將一軸性相位差板8， -14- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 477897 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（12) 以圖2(a)所示遲相軸方向對偏光片及驗光片之吸收軸方向成44度〜46度最好成45度，裝於裝載於胞元間距測定裝置之X - Y平台1 5之液晶顯示裝置5之兩外側表面。而光源 2之單色偏光之偏光角度對一軸性相位差板8之遲相軸方向成44度〜46度最好成45度射入。此外、光源2之偏光從對相位差板8之遲相軸方向成垂直方向改變極角方向射入角，射入液晶胞元5。從對相位差板8之遲相軸方向成垂直方向改變偏光之極角方向射入角時，驗光器3檢測之透光量減少成最低或消光狀態，而可測定消光位置角度。本發明亦可使用旋轉X-Y平台1之旋轉裝置。X-Y平台i 具有溫度控制器，可成爲能測定任意點之X - Y平台。因液晶材料之折射率差A η依溫度而定，故具備保持液晶顯示裝置爲一定溫度用之溫度控制裝置（加熱器及冷卻組）爲宜。本發明之光源2可採單色雷射光源。又光源2可具備具有 Υ視感度濾光器之燈組。偏光片2 3可設定於任意角度。從燈組2 1之單色偏光角度，在對一轴性相位差板之遲相軸方向成4 5度時，消光位置最顯著呈現。本發明之驗光器3可包括光電二極體及低噪音放大器。驗光器3可包括省略圖示之顯示器。該胞元間距測定裝置，構造簡單並可使用於附濾色器之液晶胞元，能以無施加電壓狀態短時間且非破壞測定，可順列組裝又能以低成本設計製造。 -15- 本紙張尺度逦用中國國家標準（gs)A (21〇 χ 297公爱） - (請先閱讀背面之注咅？事項再填寫本頁) Φ 訂---------線 1·!----------------- 477897 A7 B7 五、發明說明（13) 本發明之胞元間距測定法，係包括：液晶層，具有折射率差爲△!!之液晶材料且液晶區中之液晶分子於無電壓施加時略垂直取向；及1對基板，夾持液晶層；之液晶顯示裝置之液晶胞元厚度之測定方法，將面内具有延遲作用且一定厚度之一對1軸性相位差板之遲相軸方向對齊裝於欲測定液晶顯示裝置兩外側之液晶胞元表面，其次將對相位差板之遲相軸方向方位角方向44度〜46度之偏光從對相位差板之遲相轴方向成垂直方向改變極角方向射入角射入液晶胞元，一方面用包含對前述偏光光源具有之偏光片交叉配置之驗光片之驗光器，檢測穿透光量，並測定所得光量爲最低或消光狀態之消光位置角度，而由相位差板厚度之消光位置角度與液晶胞元延遲之校正曲線求得對應測定之消光位置角度之液晶胞元延遲，其次使用所得液晶胞元延遲値及液晶材料折射率差A η算出胞元厚度之胞元間距測定法。相位差板厚度之消光角度與液晶胞元延遲之校正曲線可由光學計算獲得。又相位差板厚度之消光角度與液晶胞元延遲之校正曲線可由判明折射率差A η及胞元間距差之液晶顯示裝置獲得。而安裝之1軸性相位差板之延遲可爲 10nm〜50nm 〇由此可於液晶板製作過程實施胞元間距之檢查。因能控制對液晶顯示裝置之顯示特性及顯示品位有很大影響之胞元間距，故可貢獻於液晶顯示裝置之品質管制及成品率之提高。 •16- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注咅？事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製

-ϋ ϋ 一-口、» ϋ ϋ ϋ ϋ I I 1 n mm— ϋ _ϋ an ϋ _ϋ ϋ 1.1 ϋ ϋ 1 n ϋ ϋ I 477897 A7 ------------- — 五、發明說明（14 ) 本發明之測定胞元間距之液晶顯示裝置，係包括··液日層，具有介電常數各向異性爲負之液晶材料且液晶區中$ 液晶分子於無電壓施加時略垂直取向；及丨對基板，夾持液晶層且具有垂直取向膜。測定胞元間距時，將面内具有延遲作用且延遲1 〇nm〜50nm之一對i軸性相位差板之遲相轴方向對齊裝於液晶胞元兩外側表面。本發明測定時使用之相位差板，面内具有延遲作用，且延遲1〇nm〜5〇nm，而爲1軸性。一軸性相位差板可舉板狀或薄膜狀者貼於玻璃板者。以下、説明本發明之液晶顯示裝置之胞元間距測定原理。如前述將面内具有延遲作用之一軸性相位差板（延遲·· 10nm〜50nm) 8軸方向對齊於兩外側配置於測定對象之液晶顯示裝置5之液晶板。將液晶顯示裝置設定於樣品平台（X-Y平台）1，從光源2將單色光投射於液晶顯示裝置 5。從光源2之燈組2 1放出之光經濾光器2 2成單色光，以偏光片2 3對设置於液晶顯示裝置5之相位差板8之遲相軸方向成4 5度予以偏光投射於液晶顯示裝置5。經過液晶顯示裝置5之偏光穿過驗光器3之驗光片31達受光器32，由驗光器組3 3檢測光量。驗光片3 1係對偏光片2 3成交叉配設，此外因一軸性相位差板8係如圖2(a)所示，使遲相軸方向對偏光片及驗光片之吸收軸方向成4 5度被裝於液晶胞元5兩外側表面，故改變對一軸性相位差板8之遲相軸方向成4 5度偏光且對相位差板8之遲相軸方向成垂直方向之極角方向射入角射入 -17- 本紙張尺度適用中國國家鮮（CNS)A4規格（210 X 297公爱) ' I I — — — — — — — .1 ϋ I I · I I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 · m «^1 ammmm I ϋ ϋ ϋ -ϋ ϋ ϋ ϋ I ^1 ^1 ϋ n ϋ _^i n ι A7

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 477897 五、發明說明（15 ) 之光源2之單色偏光，由極角方向射入角改變輸出侧偏光角。由此可測定隨光源2之單色偏光極角方向射入角變化之光量之變化，檢測所得光量或穿透率最低或消光狀態之消光角度。以下、説明本發明使用之極角方向射入角（傾斜角）與胞元間距校正曲線之一例。設定於解析胞元之參數係電壓爲無施加（〇V)、胞元間距爲3 " m〜8 β m、液晶物性常數爲（凱菜長：·24 "、折射率 no : 1.47914、ne : 1.55284、Δη : 〇·0737)，液晶導向體之初期分布將（游動傾角：9 0度、扭轉角：-9 〇度）爲平衡狀態，解Gibbs、Helmholts之能量方程式，求液晶導向體之取向分布。其次、以偏光片及相位差板之折射率及厚度與液晶導向體之取向分布爲參數，用擴張瓊斯矩陣法之2 X 2 行列式計算穿透型顯示器模型時之穿透率對一軸性相位差板（面内延遲·· 10nm〜50nm)之遲相軸成9〇度方位、傾斜角。將最低穿透率時射入之偏光傾斜角、即消光位置角度Θ (單位：度）’對液晶胞元之延遲dLC · A η緣圖得圖3(a)。此時、就各一軸性相位差板之延遲l〇nrn〜5〇nm之曲線，實施以下3次多項式近似，得次式（1)〜（5)之校正曲線。 10nm ·· dLc · Δη = f-0.0279 θ 3 + 3.3896 θ 2 •137.96 θ +2113.2 ···· ••(1) 20nm :dLC · Δ η ^ f-0.0174 θ 3 + 2.4934 θ 2 -124.48 θ +2434.7···.· •(2) -18 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） « — — — — — — — — — — I — — — — — — — II ·11111111 I — IP — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — (請先閱讀背面之注咅？事項再填寫本頁) 477897 A7 ____B7 五、發明說明（16 ) 30nm : dLC · A n今 ?-0.0064 θ 3+1.2130 θ 2 -80.123 θ +2126.9····· •(3) 40nm : dLC · A n今 f-0.0060 θ 3+1.2056 θ 2 -84.843 θ +2419.5••… •(4) 50nm ·· dLC · △ η今 =-0.0044 θ 3 + 0.9870 θ 2 -76.648 θ +2452.0••… •(5) (請先閱讀背面之注咅？事項再填寫本頁) 而上述各校正曲線，即使液晶材料之折射率差A η相異，惟爲同近似値。其次説明消光位置角度之測定誤差對胞元間距計算値之影響。首先、已知△ η使用dLC · An=442.2nm之液晶胞元測定’測定各相位差板之消光位置角度。光源用帶通濾波器單色化爲544nm。其次、設所得消光位置角度θ 〇之測定誤差爲±0.1度，依各近似式（1)〜(5)使用消光位置角度0 〇及（Θ 0土0.1)計算dLC · Δη，而從已知△ n求胞元間距及胞元間距誤差寬度。將各相位差板與所得胞元間距誤差値寬度繪圖如圖3(b)。如圖3(b)所示、可知一軸性相位差板之延遲愈大誤差寬度愈小。而由圖3(b) (1ί(: · A η爲 300nm〜550nm範圍時，因所求胞元間距誤差寬度爲〇·1 # m 以下，故一軸性相位差板之延遲最佳範圍爲l〇nm〜50nm。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製尤其kc · △ n爲3 50nm〜5 50nm範圍時，測定消光位置裝置之設計上，以6 0度以内成消光位置爲佳，由圖3(a)所示計算結果可知一軸性相位差板之延遲以40nm以下爲宜。又由圖3(b)所示計算結果可知胞元間距値之誤差寬度爲〇.〇5/^ m 以下條件之一軸性相位差板之延遲爲20nm以上。由以上、 -19- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 477897 A7 B7 五、發明說明（17 ) 更佳一軸性相位差板之延遲範圍爲2〇nm〜4〇nm。最佳範圍之3〇nm〜4〇nm時，能以dLC· An爲4〇0nm〜55〇Iim範圍高精度求胞元間距。又以上説明係由光學計算得消光位置角度Θ之函數液晶胞疋之延遲dLc · △ η之校正曲線，實測液晶胞元之消光位置角度’以液晶材料之折射率差△ η與校正曲線求胞元間距d LC ’惟不以光學計算而使用判明液晶材料之a η及胞元間距差d LC之液晶顯示裝置實測消光位置角度$，亦可求校正曲線。其次用圖4〜圖9説明本發明之液晶顯示裝置之胞元間距測定方法及其測定裝置以及液晶顯示裝置之胞元間距測定方法使用之相位差板實施例。首先説明第1實施例。本實施例之胞元間距測定裝置係如圖4所示，包括：X - γ平台1、光源2、驗光器3、旋轉裝置、控制器1 0等。 Χ·Υ平台1係樣品XY平台，設定測定對象液晶顯示裝置 5，並能移動俾可測定液晶顯示裝置全面任意點。光源2包括：燈組、單色化爲544nm之遽光器、偏光片等，將使用於胞元間距測定之偏光發射於液晶胞元5。濾光器例如爲Y視感度濾光器，被裝於燈組，使燈組之光單色化。爲了使發自燈組之單色光偏光，以一定角度裝置偏光片。驗光器3包括：驗光片、受光器、驗光組等，又使用光電二極體及低噪音放大器，並用顯示器，即可高精度測定 -20· 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） --------------___ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂---------線丨· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 477897 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（18 ) 穿透光量，且可正確直接讀取穿梭率及旋轉角度。驗光片以與偏光片父叉之角度設定。受光器接受來自液晶顯示裝置5之穿透光。驗光組判定受光器接受之穿透光量之最低或消光狀態。旋轉裝置包括：旋轉機構4 1、平台組、角度操作開關 43等’由於旋轉光源2及受光器3，即可變更向液晶顯示裝置5之極角方向射入角度。控制器1〇包括：加熱器及冷卻組等，控制胞元間距測定裝置整體。茲説明第1實施例之胞元間距測定裝置之測定。欲測定之液晶顯示裝置5係如第5圖所示，包括··液晶材料5 1、上下一對玻璃基板52a、52b、透明電極53a、53b、濾色器 (CF)層54、BM(黑罩）55、第1凸部56、及柱57等。液晶材料5 1之介電常數各向異性爲負，且液晶區中之液晶分子在無電壓施加時構成取向於略垂直之液晶層。上下一對玻璃基板52a、52b包含夾持液晶層之一對省略圖示之垂直取向膜。説明本液晶顯示裝置5之製造方法之一例。以照相石版處理將1 # m格子狀第1凸部5 6形成於矩陣狀形成於玻璃基板5 2a上之BM55相對位置之玻璃基板52b上。形成第1凸部5 6之樹脂材料使用光硬化性之聚醯亞胺材料或丙烯基系感光性材料。此外、以照相石版處理將第2凸部厚5 " m之胞元間距控制部形成於格子狀第1凸部5 6上，做爲柱5 7。圖6表示所形成第1凸部5 6、柱5 7及開口部（圖示空白部）5 8之圖形。使用接觸段差儀測定各凸部5 6、5 7之厚 -21 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） — — — — — — — — — — — — I 11--r 111 ^ 11--I--- 丨 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -ϋ ϋ ϋ I .1 .1 ϋ ϋ I I I ϋ 1 ϋ ϋ ϋ ϋ ϋ _ 477897 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（19 ) 度。其次形成透明電極53b。亦可在形成透明電極53b後形成凸部5 6、5 7。具有CF層5 4之基板52a之製作順序係在基板52a上形成濾色器（CF)層54及BM55，其上形成例如由ITO而成之透明電極5 3 a。用密封材料相貼形成上述凸部56、57之基板52b與具有相對之CF層54之5.6型TFT基板52a。將含光硬化性樹脂與聚合引發劑之液晶材料（液晶前驅體混合物）注入形成於透明電極53a、53b間之空間，更施加液晶材料之閾値附近電壓，以紫外線曝光，實施軸對稱取向之穩定化。結果、可知施加電壓時如圖7所示，獲得由黑部5 9 a及白部5 9 b而成之穩定之軸對稱取向，而得軸對稱取向液晶胞元。使用本第1實施例之胞元間距測定裝置，以2 5度室溫下，就上述製作過程所得液晶顯示裝置，測定胞元間距。首先、在測定對象液晶胞元5兩外側表面，安裝面内具有延遲（21 nm)且一定厚度之一軸相位差板8。其次測定此液晶胞元從燈組對單色偏光傾斜角之穿透光量、即液晶胞元透光率之偏光傾斜角依靠性，實測所得光量爲最低或消光狀態之消光位置角度，求得最低穿透率時之傾斜角、即消光位置角度（36.2度土0.1度）。而由圖8所示校正曲線或對應其之近似式（6)求胞元間距0 dLC· Αη=-0·013θ3+2·0539 θ2 -22- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 χ 297公釐） — — — — — — — — — — — — — — — — — — I— « — — — — III — I — — — — — — — — — — — — — — — — — — — . (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 477897 A7

五、發明說明（2〇 ) -113.07 Θ +2460.6......⑹ 同時、預先由上述液晶顯示裝置與測定狀態之光學計算所得消光位置角度Θ與dLC · △ n之校正曲線及△ n=〇〇737 求胞元間距，得知爲6.00 " m±〇.〇2 v m。由於獲得照胞元間距設計値之電光學顯示特性，可謂使用第丨實施例之胞元間距測定裝置所得數値爲適當。本貫施例之液晶胞元之胞元間距測定裝置，即使非如圖 5及_ 6所示液晶胞元之構造，而祗要液晶分子對基板成垂直取向狀態之液晶顯示裝置即可測定。以下説明用其他液晶顯示裝置之測定胞元間距之第2實施例。於本實施例以用PALC(等離子位址液晶元件）之液晶顯示裝置替代使用第1實施例之TF T液晶驅動元件之液晶顯示裝置爲對象。測定所使用PALC液晶顯示裝置係如圖9所示，包括：液晶材料6 1、濾色器（CF)基板62、透明電極即ITO電極63、垂直取向層68、薄板玻璃69、等離子隔墙（肋）70、陽極71、陰極72、等離子氣封入溝道73、等離子支撑基板74等。此液晶顯示裝置係夾液晶材料6 1，一方侧（圖上側）具有透明玻璃等而成之基板6 2，另方側（圖下側）具有電介質之薄板玻璃69與等離子支撑基板74取向配設之等離子產生基板。等離子支撑基板74與薄板玻璃69間，形成線狀隔墙70，由隔墙70、等離子支撑基板74與薄板玻璃69包圍之空間構成封入等離子氣之線狀溝道73。各溝道内設有將等離子氣等離子化用之陽極71與陰極72。此等離子位址 -23- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

477897 A7 五經濟部智慧財產局員工消費合作社印製、發明說明（21 ) 元件基板由公知之技藝製作。一方面C F基板6 2之液晶層側設置濾色器（CF)，其上將資料線之透明電極6 3以條紋狀且對線狀等離子氣溝道7 3 父叉、例如向垂直方向配線。液晶材料6丨被C ρ基板6 2與薄板玻璃69夾持，CF基板62與薄板玻璃69間之胞元間距’並未圖示，惟與第1實施例同樣被第1凸部及第2凸部控制。又C F基板6 2與薄板玻璃6 9之液晶層表面分別形成垂直取向層68、68。又由CF基板62、ITO電極63及液晶材料6 1而成之部分構成液晶胞元。如此製成之液晶顯示裝置’因於接觸薄板玻璃69及CF基板62液晶層之表面形成垂直取向層68，故液晶材料61用具有負介電常數各向異性之液晶材料時，無電壓施加時將液晶分子對基板62取向垂直。將相位差板貼於此PALC液晶顯示裝置兩外側表面做爲測疋對象’使用與第1實施例同樣之胞元間距測定裝置，測定胞元間距。茲就測定胞元間距之結果加以申述。使測定時偏光傾斜方向平行於等離子隔墙（肋）7 〇，以圖2之關係配置相位差板8之遲相軸與偏光片及驗光片之吸收軸。對第2實施例説明明之液晶顯示裝置，以用第丨實施例及圖 4説明之胞元間距測定裝置，測定穿透率之偏光傾斜角依罪性，得最低穿透率時之傾斜角、即消光位置角度（36.2度土0.1度）。同時了解由有關欲測定之液晶顯示裝置及使用之相位差板（延遲21nm)，以光學計算所得消光位置角度與 kc · △ n之权正曲線（參考圖6及近似式（6))與△ n=0.0737 -24· 私紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公t (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 教

一 δ、· n ϋ ϋ I ϋ ϋ I I I -ϋ I ϋ ϋ ·ϋ 1 ϋ _^i I 477897 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（22 ) 求胞兀間距結果，得知爲6 〇〇"111土〇〇2"111。以接觸段差儀實測時，因胞元間距控制部（第1凸部與第 2凸邵心厚度和）爲6〇 " m，故可謂第2實施例之胞元間距測定裝置所得數値爲適當。故本測定法於pALC型液晶顯示裝置亦可測定。，兹説明比較例。用市售光干擾法之胞元間距測定器，測疋上述第1實施例及第2實施例測定之液晶顯示裝置，惟未得適當之數値。 [第2實施形態] 以下用圖1 0〜圖1 8説明本發明之發明之第2實施形態有關之液晶顯示裝置之測定法及測定裝置。圖1 0係依照本發明第2實施形態有關之液晶顯示裝置之胞元間距測定法使用之之胞元間距測定裝置構造之概要説明方塊圖。圖11係本發明之第3實施形態有關測定法之測定對象之液晶顯示裝置構造之模型斷面圖。圖12係説明圖 1 1所示液晶顯示裝置凸部圖形平面圖。圖丨3係將電壓施加於第3實施例測定法之測定對象之液晶顯示裝置，以偏光板平行偏光鏡觀察之軸對稱顯示模式出現説明圖。圖Μ 係將液晶注入與不注入依本發明有關之液晶顯示裝置之胞兀間距 >則足法之胞元間5巨時之胞元間距;則定結果之關係説明圖。圖15係本發明之第4實施例有關之胞元間距測定法，定結果所得干擾條紋波形光譜圖。圖16係本發明之第\ 實施例有關之胞元間距測定法測定結果所得光學間距與反射光強度之關係之FFT解析資料圖。圖17係本發明之第* 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 x -------------------^----訂---------線！ (請先閱讀背面之注咅？事項再填寫本頁) -25- 477897 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（23 ) 實施例有關之胞元間距測定法之測定對象之液晶顯示裝置構造模型斷面圖。圖1 8係説明第4實施例之測定法之胞元間距測定結果圖。爲了解本發明之液晶顯示裝置之測定法及測定裝置，首先用圖1 0所示測定概念圖説明胞元間距之基本測定方法及測定裝置。如圖1 〇所示、其一例之液晶顯示装置之胞元間距測定裝置，包括：光源i 1、干擾儀1 2、控制電腦i 3、平行光束聚光器14、由Χ-Υ_Ζ平台而成之樣品平台1 5、檢測器1 6、干擾條紋波形解析電腦1 7、光學顯微鏡系統或影像攝影系統1 8等。將欲測定之液晶顯示裝置5設定於樣品平台1 5。發自光源1 1之近紅外線被干擾儀丨2校正波長，射入之近紅外線通過液晶顯示裝置5反射由檢測器丨6檢測光量。樣品平台 1 5成爲χ-γ-ζ平台，可測定液晶顯示裝置5全面任意點。此外、對各波長或波數，得干擾條紋波形之光譜資料，將該光譜資料予以F F T處理。此時、所有解析參數係液晶材料之折射率爲丨· 5，〗τ 〇膜厚250nm、折射率爲K8，濾色器CF之膜厚、折射率爲1·6，取向膜膜厚！〇nm、折射率爲丨· 6。以液晶材料之折射率除解析算出之光學間距（實效胞元間距：胞元間距X折射率），即可求胞元間距。由所得干擾條紋波形之解析，可求得測定位置之胞元間距。茲説明用本發明之液晶裝置之胞元間距測定法之第實施例。用圖1 1〜圖1 3説明本實施例使用之液晶顯示裝置。液 -26- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公璧^--------_ — — — — — — — — — — — — — I · 111 l· 111 ^--— — — — — — — I · (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 477897 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（24 日曰顯π裝置之液晶胞元係如圖i i所示，包括：濾色器（c F ) 基板（第1玻璃基板）121、黑罩BM122、濾色器（CF)層 123、第1透明電極124、凸部（壁）125、柱126、第2玻璃基板1 2 7、第2透明電極丨2 8、液晶丨2 9。以照相石版處理將樹脂材料而成厚1 V m之格子狀凸部 125形成於第1玻璃基板（CF基板）121上形成矩陣狀之 BM122上。樹脂材料使用光硬化性之聚醯亞胺材料或丙晞基系感光性材料。此外、以照相石版處理將第2凸部 (柱）1 2 6厚5 " m之胞元間距控制部形成於格子狀凸部i 2 5 上。圖1 2表示第2凸部（柱）1 2 6之圖形之一例。使用接觸段差儀測定各凸部之厚度。於第1玻璃基板（CF基板）121表面形成開口部130配置成矩陣狀之黑罩1 2 2，並在此黑罩1 2 2之開口部1 3 0形成滤色層1 2 3。將第1凸部1 2 5形成於黑罩1 2 2上，更用透明電極材料例如I Τ Ο將第1透明電極1 2 4形成於濾色層1 2 3 上，如圖12所示將第2凸部126形成於前述第1凸部125 上。調整第2凸部126之厚度，製作第1凸部125與第2凸部1 2 6之厚度和之胞元間距控制爲3 γ ^〜9 " m之C F基板 1 2 1組合體。黑矩陣丨2 5設置開口部1 3 0。用密封材料相貼形成第1凸部及第2凸部之C F基板1 2 1 組合體與設有第2透明電極1 2 8之相對電極基板（第2玻璃基板）1 2 7。將含光硬化性樹脂與聚合引發劑之液晶材料 (液晶前驅體混合物）注入形成於第1透明電極1 2 4與第2透明電極1 2 8間之胞元間距，更施加液晶材料閾値附近電 -27- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

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五、發明說明（25 ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製壓，以紫外線曝光，實施軸對稱取向之穩定化。將％壓施加於液晶顯示裝置，以偏光板平行偏光鏡觀祭/如圖1 3所示得由黑部分丨4 1與白部分丨4 2而成之穩定軸對稱取向。故可知由該製作過程所得液晶顯示裝置獲得轴對稱取向液晶胞元。於上述製作過程所得液晶顯示裝置，就2 5度室溫下注入液晶材料前後，使用圖10所示上述測定裝置，定位於任意開口邵1 3 0對焦測定干擾條紋，以F F τ處理所得之干擾條紋波形，求胞元間距。測定結果，注入液晶材料後之胞元間距測定値對未注入液晶材料之空胞元測定値繪圖所得之如圖14所示，可看出汪入液晶胞元之間距（y)，於空胞元之間距（乂）爲7"爪以下時測定値增大，一方面、7 " m以上時減小之傾向 (y=0.6661x+2.3464)。此外、以最小二乘法對繪出之資料實施線性回歸計算結果，決定係數（或確實度係數）R2値成爲極接近1之^ (0.9942)〇 ^ 實際上由於需與光學特性對應相對評價胞元間距，又 1 4爲極佳之直線關係，故第3實施例之對液晶顯示裝置胞元間距測定法，可謂能以高精度測定。本實施例之液晶胞元之胞元間距測定法， β 一 ’從卵顯示裝無如圖1 2所示構造物時，對準測定位置而|恭、 …、而對焦點，可測定所有液晶材料之液晶層、液晶取向、、晶顯示置。此外、無論何種液晶顯示裝置，祇要斟戈對近紅外線透 -28- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -------------------：--丨—訂-----I---*^1 · (請先閱讀背面之注咅？事項再填寫本頁) 圖之置又裝明 477897 A7 __ B7 五、發明說明（26 ) 材質之膜或層、能以FT-NIR分析裝置觀察干擾條紋者，即可測定其厚度（間距）。茲説明第4實施例。本第4實施例之測定對象係將 PALC(Plasuma Address Liquid Crystal)(等離子位址液晶）元件做爲液晶驅動元件使用之顯示裝置，就用圖1 〇所示胞元間距測定裝置測定其胞元間距之測定結果加以敘述。圖1 7表示本第4實施例有關之等離子位置型液晶顯示裝置之具體構造斷面圖。此液晶顯示裝置包含夾液晶層1 5 4 一方側（圖上側）具有透明玻璃1 5 1等而成之c F基板，另方側（圖下側）具有電介質之薄板玻璃1 5 6與等離子支撑基板 161取向配设之等離子產生基板。等離子支撑基板mi與薄板玻璃1 5 6間，形成線狀隔墙1 5 7，由隔墙1 5 7、等離子支撑基板161與薄板玻璃156包圍之空間構成封入等離子氣之線狀溝道160。各溝道160内設有將等離子氣等離子化用之陽極1 5 8與陰極1 5 9。此等離子位址元件基板由公知之技藝製作。一方面C F基板1 5 1之液晶層1 5 4側設置濾色器（CF)，其上將資料線之透明電極1 5 2以對線狀等離子氣溝道交叉、例如向垂直方向（正交於等離子氣溝道）配線。前述液晶層 154被CF基板151與薄板玻璃156夾持，CF基板151與薄板玻璃1 5 6間之胞元間距，被第3實施例之第1凸部及第2 凸部（參考圖1及圖12)控制（圖17並未圖示）。又C F基板1 5 1與薄板玻璃1 5 6之液晶層1 5 4側表面分別形成垂直取向層153、155。又由CF基板151、ITO電極1 5 2 -29 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂---------線！經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 477897 A7

五、發明說明（27 ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製及液晶層1 5 4而成之部分構成液晶胞元。如此製成之液晶顯示裝置，因於接觸薄板玻璃156及CF基板151之各液晶層154之表面形成垂直取向層，故液晶層154之材料用具有負介電常數各向異性之液晶材料時，無電壓施加時將液晶分子對基板取向垂直。上述製作過程所得液晶顯示裝置，在2 5度室溫下以下列測定條件測定同一處。 1 ·對焦測定C F基板之1 〇〇 " m X 1 〇〇；/ m區 2 ·重複再測定上述1之位置 3 ·於上述1之位置散焦 4.移動平台後，以上述1之條件測定上述1之位置使用第3實施例所用測定裝置（參考圖1 〇 )，測定圖1 7所示上述液晶顯示裝置，解析所得干擾條紋波形，獲得表示如圖15所示波數（cnT1)與反射強度之關係之曲線圖，及如圖1 6所示光學間距與反射強度之關係之曲線圖，求胞元間距結果’可知爲5.744"111±0.031/^111(參考圖18)。以接觸段差儀測定胞元間距控制部（第1凸部與第2凸部之厚度和）時爲5.75 " m ’故第4實施例之胞元間距測定法所得數値認爲適當。故本測定法可謂亦能適用於PALc液晶板。又除上述液晶層之胞元間距外，亦可同時獲得濾色器膜厚lAm與厚50"m之玻璃、等離子放電溝道16〇之間距2〇〇 // m等層厚。即本發明之液晶顯示裝置之胞元間距測定法，不限於液晶顯示裝置，亦可測定微米（精密）級之膜厚及層厚。 -30- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ------------1 -----^----^---------^ I .^w----------------------- (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁) 477897 A7 五、發明說明（28 ) 用市售光干擾法之胞元間距測定器，測定第4實施例之液晶顯示裝置之胞元間距，惟未能獲得適當之數値。 [發明之效果] 依本發明之第1實施形態，能簡單且正確求得液晶顯示裝置之胞元間距，而於液晶板之光學設計及製造時之檢查過程等’可得短時間測定、非破壞、線上檢查、低成本之液晶顯示裝置、其胞元間距測定裝置及測定法以及相位差板0 依本發明之第2實施形態，不加電壓於液晶胞元，能簡便、Μ時間測定、非破壞、正確之胞元間距測定，又不僅未封入液晶之空胞元，且可求取注入液晶材料之液晶層之間距尺寸’而介電常數各向異性爲正或負之絲狀液晶或強介電液晶等所有液晶材料，甚至於液晶層内ΤΝ、STN、 HAM、〇CB、aSM等所有取向狀態之液晶顯示元件均可適用之液晶顯示裝置之胞元間距測定法及胞元間距測定裝置。 [圖式之簡單説明] 圖1係依照本發明第1實施形態有關之胞元間距測定裝置構造之概要説明方塊圖。圖2係説明本發明之胞元間距測定使用之相位差板及極角方向’並説明測定對象之液晶顯示裝置測定時形狀圖。圖3(a)係説明本發明之消光位置角度與液晶延遲之關係圖’（b )係説明本發明之相位差板延遲與胞元間距値誤差寬度之關係圖。 -31 - 本紙張尺度_中規格⑵0 ϋ π請^s讀背命M浲意事項再填冩未貢) _# 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製

A ί 1 ϋ I .^1 n 1 ϋ -ϋ I 1_· ϋ I .1 n i_i ϋ ϋ ϋ I 477897 A7 B7 五、發明說明（29) 圖4係説明第1實施例之胞元間距測定裝置外部形狀之模型透視圖。圖5係擴大説明第1實施例之胞元間距測定對象之液晶顯示裝置構造之縱斷面圖。圖6係説明第1實施例之胞元間距測定使用之液晶顯示裳置之凸部圖形圖。圖7係説明第1實施例之胞元間距測定對象之液晶顯示装置軸對稱顯示模式圖。圖8係説明第1實施例之相位差板延遲爲21 nm時之消光位置角度與液晶延遲之關係圖。圖9係擴大説明第2實施例之胞元間距測定對象之液晶顯不裝置構造之縱斷面圖0 圖1 〇係本發明第2實施形態有關之液晶顯示裝置之胞元間距測定法使用之胞元間距測定裝置構造之概要説明方塊圖。圖1 1係本發明之第3實施形態有關測定法之測定對象之液晶顯示裝置構造之模型斷面圖。圖1 2係説明圖1 1所示液晶顯示裝置凸部圖形平面圖。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製圖1 3係將電壓施加於第3實施例測定法之測定對象之液晶顯示裝置，以偏光板平行偏光鏡觀察之軸對稱顯示模式出現説明圖。圖1 4係將液晶注入與不注入依本發明有關之液晶顯示装置之胞元間距測定法之胞元間距時之胞元間距測定結果夂關係説明圖。 -32- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 477897 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製五、發明說明（3〇 ) 圖1 5係本發明之第4實施例有關之胞元間距測定法測定結果所得干擾條紋波形光譜圖。圖1 6係本發明之第4實施例有關之胞元間距測定法測定結果所得光學間距與反射光強度之關係之F F T解析資料圖。圖1 7係本發明之第4實施例有關之胞元間距測定法之測定對象之液晶顯示裝置構造模型斷面圖。圖1 8係説明第4實施例之測定法之胞元間距測定結果圖。 [圖號説明] 平台光源驗光器（受光器）旋轉裝置液晶胞元（液晶顯不裝置）相位差板 •控制器 •光源 •干擾儀（分光器） •控制電腦 •平行光束聚光器 •樣品平台 •檢測單元（檢測器） •解析演算單元（干擾條紋波形解析電腦） 2 4 10 11 12 13 14 15 16 17 -33- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁)

-· ϋ ϋ ·ϋ -^1 I ϋ ϋ 一口、 I ϋ ϋ— I i I— .^1 >^i ϋ a^i >ϋ ·1 ϋ ·ϋ —ai .^1 I I ϋ I 477897 A7 B7 五、發明說明（31 ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 18·· •影像攝影系統 2 1·· •燈組 22 · · •滤光器 23 · · •偏光片 3 1·· •驗光片 32 · · •受光器 33 · · •驗光器組 4 1·· •旋轉機構 42 · · •平台組 43 · · •角度操作開關 44 · · •方位角方向 5 1·· •液晶材料 52 · · •玻璃基板 53 · · •透明電極 54 · · •層 56 · · •凸部 57 · · •柱 59a · ••黑部 59b · ••白部 61 · · •液晶材料 62 · · •基板 63 · · •透明電極 68 · · •垂直取向層 69 · · •薄板玻璃 -34- - -I — I I I l· I I I * — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 477897 A7 B7 五、發明說明（32 ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 70 · 7 1· 72 · 73 · 74 · 12 1 122 123 123 124 125 125 126 127 128 129 130 14 1 142 15 1 15 1 1 52 15 3 1 54 隔墙陽極陰極等離子氣封入溝道等離子支撑基板 •基板 •黑罩 •濾色層 •層 •透明電極 •黑矩陣 •凸部 •柱（凸部） •玻璃基板 •透明電極 •液晶 •開口 •黑色部分 •白色部分 •玻璃 •基板 •透明電極 •垂直取向層 •液晶層 35- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ----------------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂---------f·!----------------- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 477897 A7 B7 五、發明說明（33 ) 1 5 6 · · ·薄板玻璃 1 5 7 · · ·隔墙 1 5 8 · · ·陽極 1 5 9 · · ·陰極 160· ··等離子放電溝道 1 6 1 ···等離子支撑基板 -36- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -ϋ ϋ ϋ ϋ ϋ ϋ ϋ ϋ ϋ ϋ ϋ ϋ ϋ ϋ ϋ ^1 ϋ 一=口、 I ϋ I ϋ ϋ I I I ϋ ϋ I ϋ I I ϋ ϋ ϋ ϋ I ϋ ϋ ϋ ϋ ϋ ϋ ϋ I I ϋ I I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

Claims

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 477897 A8 B8 C8 --------m 六、申請專利範圍 1 ’種液卵頌不裝置（胞元間距測定裝置，其係測定液晶顯示裝置之液晶胞元厚度之胞元測定裝置，而液晶顯示裝置包含·履晶層’液晶區中之液晶分子於無電壓施加 3略垂直取向；及1對基板，夾持液晶層；其特徵爲包平台，裝载對齊面内具有延遲作用之丨對丨軸性相位差板之遲相軸方向裝於兩外側表面之液晶胞元；光源，且有偏光片且將對前述相位差板之遲相軸方向方位角方向 44度〜46度之偏光發射於液晶胞元；驗光器，具有對偏光與前述偏光片交叉配置之驗光片及受光器且檢測偏光之穿透光量；及旋轉裝置，從對前述相位差板之遲相軸方向成垂直之方向改變偏光之極角方向射入角。 2.如申請專利範圍第丨項之液晶顯示裝置之胞元間距測定裝置，其中上述旋轉裝置，同步旋轉光源與驗光器之受光器改變極角方向射入角。 3·如申請專利範圍第丨項之液晶顯示裝置之胞元間距測定裝置，其中上述旋轉裝置，旋轉平台改變極角方向射入角。 4·如申請專利範圍第1項之液晶顯示裝置之胞元間距測定裝置，其中上述光源係單色雷射光源或具有光學著色濾光器之光源。 5·如申請專利範圍第1項之液晶顯示裝置之胞元間距測定裝置，其中上述光源包含具有γ視感度濾光器之燈組。 6.如申請專利範圍第丨項之液晶顯示裝置之胞元間距測定 -37- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁}

477897 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍裝置其中上述平台包含溫度控制器，爲可測定任意點之X · Y平台。 7·々中π專利|已圍第i项之液晶顯示裝置之胞元間距測定裝置:其中上述偏光片可設定於任意角度。 8.如申明專利||圍第j项之液晶顯示裝置之胞元間距測定裝置其中上述驗光器包括光電二極體及低噪音放大器。 9·如申請專利範圍第i項之液晶顯示裝置之胞元間距測定裝置，其中上述驗光器包括顯示器。 10·:種欲晶顯示裝置之胞元間距測定法，其係測定液晶顯 π裝置之液晶胞凡厚度之胞元測定裝置，而液晶顯示裝置包含：液晶層，具有折射率差爲“之液晶材料且液日曰區中之液日曰分子於無電壓施加時略垂直取向；及^對基板，夾持液晶層；其特徵爲：將面内具有延遲作用且一定厚度之一對丨軸性相位差板之遲相軸方向對齊裝於欲測定液晶顯示裝置兩外側之液晶胞7L表面，其次將對相位差板之遲相軸方向方位角方向44度〜46度之偏光從對相位差板之遲相軸方向成垂直方向改變極角方向射入角射入液晶胞元，一方面用包含對前述偏光光源具有之偏光片交叉配置之驗光片之驗光器，檢測穿透光量，並測定所得光量爲最低或消光狀態之消光位置角度，而由相位差板厚度之消光位置角度與液晶胞元延遲之校正曲線求得對應測定之消光位置角度之液晶胞元延遲’其次使用所得液晶胞元延遲値及液 -38- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） I ^1 ϋ ϋ n H ϋ n I « I I I n n ϋ n 一=口、- — I* 昼 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 477897 __ 六、申請專利範圍晶材料折射率差A η算出胞元厚度。 11·如申請專利範圍第1 0項之液晶顯示裝置之胞元間距測定法，其中上述相位差板厚度之消光角度與液晶胞元延遲之校正曲線係由光學計算求得。 12·如申請專利範圍第！〇項之液晶顯示裝置之胞元間距測定法，其中上述相位差板厚度之消光角度與液晶胞元延遲之板正曲線係就折射率差A η及胞元間距差判定之液晶顯示裝置測定所得者。 13·如申請專利範圍第1 〇項之液晶顯示裝置之胞元間距測定法’其中士裝之1轴性相位差板之延遲爲1 Onm〜5Onm。 14· 一種液晶顯示裝置，其係包含：液晶層，具有介電常數各向異性爲負之液晶材料且液晶區中之液晶分子於無電壓施加時略垂直取向；及丨對基板，夾持液晶層且具有垂直取向膜；其特徵爲：將面内具有延遲作用且該延遲爲1〇nm〜5〇nm之一對i軸性相位差板之遲相軸方向對齊裝於液晶單元兩外側面。 15·如申請專利範圍第1 〇項之液晶顯示裝置之胞元間距測定法使用之相位差板，面内具有延遲作用且該延遲爲l〇nm〜5〇nrn並爲1軸性。 16· —種液晶顯示裝置之胞元間距測定法，其係包括：一對附電極基板，維持一定尺寸之胞元間距相貼；及液晶層，被夾持於該一對附電極基板；其特徵爲： •將近紅外線照射於液晶胞元，以胞元間距反射干擾近紅外線，解析所得干擾波形以算出胞元間距厚度。 -39- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） C請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Φ—l·——訂--------ά—φ---------------------- 477897 A8 B8 C8 D8

申請專利範圍經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 17. -種液晶顯示裝置之胞元間距測定裝置，纟係包括： Υ_Ζ平台，設定具有測定對象之液晶胞元之液晶顯示裝置；分光器，以近紅外線為光源；檢測器組，檢測來自液晶胞元之反射干擾光；及解析算出組，依測量所得干擾條紋光譜之山谷間距之峰•峰值法、傅立葉變換法、或最大熵法（MEM)解析算出胞元間距。 18. 如申請專利範圍第！ 7項之液晶顯示裝置之胞元間距測定裝置’其中測定對象之液晶胞元為間距内注入液晶材料狀悲之液晶胞元或未注入液晶材料狀態之液晶胞元。 19. 如申印專利範圍第1 7項之液晶顯示裝置之胞元間距測定裝置，其中測定對象之液晶胞元為一方之玻璃基板上依序car層滤色斋與透明電極與垂直取向膜或水平取向膜，另方之基板上依序形成液晶驅動元件及像素電極與取向膜之液晶胞元。 20. 如申請專利範圍第1 7項之液晶顯示裝置之胞元間距測定裝置’其中測定對象之具有液晶胞元之液晶顯示裝置為使用TF T或PALC等驅動元件之反射型或穿透型液晶顯示裝置。 21·如申印專利挑圍弟1 7項之液晶顯裝置之胞元間距測定裝置，其中測定對象之液晶胞元液晶分子之取向為TN、 STN、垂直取向（VA)、混合（HAN)。 -40- ^紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） — — — — — — — — — — — — — — I--I I I I ^ 11111111 I · (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁} T---— — — — — — — — — — — — — —