TWI596319B - 取得偏移角度的方法 - Google Patents

Description

取得偏移角度的方法

本發明是有關於一種方法，且特別是有關於一種取得偏移角度的方法。

多種裝置包括需對位的二基板。二基板間的對位情況會影響裝置的品質。舉例而言，顯示面板包括畫素陣列基板、相對於畫素陣列基板的對向基板以及位於兩者間的顯示介質。畫素陣列基板與對向基板間的對位情況會影響顯示面板的光學特性。

一般而言，為判斷畫素陣列基板與對向基板間的對位情況，顯示面板具有水平組立精度標記與垂直平組立精度標記。藉由水平組立精度標記可得知畫素陣列基板與對向基板在x方向上的偏移量。藉由垂直組立精度標記可得知畫素陣列基板與對向基板在y方向上的偏移量。然而，藉由水平組立精度標記與垂直組立精度標記，不易得知畫素陣列基板與對向基板間的偏移角度。尤其，當顯示面板為邊緣場切（Fringe-Field Switching，FFS）或共面切換（In-Plane Switching，IPS）模式時，畫素陣列基板與對向基板之間的偏移轉角度對顯示面板的光學品質（例如：對比）影響甚鉅。若無法即時監測畫素陣列基板與對向基板之間的偏移角度，不利顯示面板的品質管控與分級。

本發明提供一種取得偏移角度的方法，其可簡易地取得第一、二基板間的偏移角度。

本發明的取得偏移角度的方法，包括下列步驟。提供裝置。裝置包括相重疊的第一基板與第二基板。第一基板具有第一標記。第二基板具有第二標記。第二標記包括多個子標記。子標記在相垂直的x方向與y方向上排成一陣列。取得位於第一基板上的參考點，參考點不與第一標記或第二標記重疊。令參考點為 XY座標系的原點（x ₀,y ₀）。XY座標系的 X軸與x方向平行。XY座標系的 Y軸與y方向平行。取得第二標記的幾何中心在XY座標系上的座標（x _c,y _c）。利用座標（x _c,y _c）與第二標記的子標記計算出第一標記在XY座標系上的座標（x ₁,y ₁）。取得第一基板與第二基板之間的水平偏移量△δx與垂直偏移量△δy。利用下列式（1）： ，計算出第一基板與第二基板之間的第一偏移角度△θ，其中θ ₀為XY座標系的X軸與參考點和第二標記幾何中心之連線的夾角。

在本發明的一實施例中，上述所有子標記的尺寸相同，每一子標記在x方向及y方向上分別具有第一寬度W1與第二寬度W2，而利用第二標記幾何中心的座標（x _c,y _c）與多個子標記計算出第一標記在XY座標系上的座標（x ₁,y ₁）的步驟包括：找出與第一標記重疊的一個子標記，所述子標記與第二標記的幾何中心在x方向上差距n個子標記的距離，所述子標記與第二標記的幾何中心在y方向差距m個子標記的距離，其中n、m為整數；利用式（2）： 與式（3）： ，計算出第一標記在XY座標系上的座標（x ₁,y ₁）。

在本發明的一實施例中，上述的第一基板更具有水平組立精度標記與垂直組立精度標記，而取得位於第一基板上的參考點的步驟包括：令通過水平組立精度標記之延伸線與通過垂直組立精度標記之延伸線的交點為參考點。

在本發明的一實施例中，上述的參考點與第二標記之幾何中心的距離R為預設值，而第二標記幾何中心之座標（x _c,y _c）的x _c與y _c分別滿足下式（4）： 與式（5）： 。

在本發明的一實施例中，上述的第二標記為棋盤格圖案。棋盤格圖案包括在x方向與y方向上交替排列的多個遮光區塊與多個透光區塊，而第一標記為面積小於每一遮光區塊及每一透光區塊的一個點狀圖案。

在本發明的一實施例中，上述的第二標記為棋盤格圖案。棋盤格圖案包括在x方向與y方向上交替排列的多個遮光區塊與多個透光區塊。第一標記為菱形。菱形的邊長大於或等於每一遮光區塊的邊長以及每一透光區塊的邊長。

在本發明的一實施例中，上述的取得偏移角度的方法，更包括：量測第二標記之幾何中心正下方的第一基板與第二基板之間的間隙z _c以及第一標記正上方的第一基板與第二基板之間的間隙z ₁；利用下式（6）取得一第二偏移角度△Φ， ----（6）。

在本發明的一實施例中，上述的裝置為邊緣場切換（Fringe Field Switching，FFS）模式或共面切換（In-Plane Switching，IPS）模式的液晶顯示裝置。

基於上述，利用本發明一實施例之取得偏移角度的方法，可簡易地獲得任一裝置之第一、二基板間的偏移角度。利用偏移角度可更精確地監測裝置的品質並將其分級。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

圖1為本發明一實施例之裝置的剖面示意圖。圖2為本發明一實施例之第一、二基板的第一、二標記及其附近區域的上視示意圖。以下利用圖1、圖2舉例說明如何取得第一、二基板100、200之間的偏移角度。

請參照圖1及圖2，首先，提供裝置1000。裝置1000包括在z方向上重疊的第一、二基板100、200。第一基板100具有第一標記110（繪示於圖2）。第二基板200具有第二標記210（繪示於圖2）。在本實施例中，裝置1000例如是顯示面板。顯示面板包括相對的第一、二基板100、200以及夾設在第一、二基板100、200之間的顯示介質300。在本實施例中，顯示介質300例如為液晶，但本發明不限於此。裝置1000具主動區有AA及主動區AA外的周邊區BB。第一、二標記110、210可設置在周邊區BB。

將下述之取得偏移角度的方法應用在對偏移角度敏感的邊緣場切換（Fringe-Field Switching，FFS）、共面切換（In-Plane Switching，IPS）模式顯示面板，效益最大。然而，本發明不限於此，在其他實施例中，裝置1000也可為其它模式的顯示面板，例如；扭轉型（twisted nematic，TN）、超扭轉型（super-twisted nematic，STN）、垂直配向（Vertically Aligned，VA）、圖案化垂直配向（Patterned Vertical Alignment，PVA）等。此外，需說明的是，在本實施例中，裝置1000是以顯示面板為示例，但裝置1000並不限於顯示面板，在其他實施例中，裝置1000也可為半導體元件、或包括需對位之兩基板的其他元件。

請參照圖2，第二標記210包括不同的子標記212、214。子標記212、214在相垂直的x方向與y方向上排成陣列。舉例而言，在本實施例中，第二標記210可為棋盤格圖案，所述棋盤格圖案包括在x方向與y方向上交替排列的多個遮光區塊（即子標記212）與多個透光區塊（即子標記214）。在本實施例中，第一標記110可為面積小於每一遮光區塊（即子標記212）及每一透光區塊（即子標記214）的一個點狀圖案。然而，本發明並不限制第一、二標記110、210的圖案。在其它實施例中，第一、二標記110、210的圖案也可視實際的需求設計為其他形狀。以下以圖3為例說明之。

圖3為本發明另一實施例之第一、二基板的第一、二標記的上視示意圖。圖3的第一、二標記110’、210與圖2的第一、二標記110、210類似，而圖3的第一、二標記110’、210也可應用在下述取得偏移角度的方法中。圖3的第一、二標記110’、210與圖2的第一、二標記110、210不同處在於：圖3的第一標記110’可為菱形圖案。所述菱形110’的邊長大於或等於每一子標記212、214的邊長。藉此，當第一標記110’與第二標記210重疊時，菱形之第一標記110’的頂點很容易落在對應的一個子標記212外。如此一來，便可更容易地判斷，與第一標記110’重疊之第二標記210的子標記212為何者，進而取得偏移角度。

請參照圖1及圖2，接著，取得位於第一基板100上的一個參考點P（繪示於圖2）。參考點P在z方向上不與第一標記110及/或第二標記210重疊。在本實施例中，第一基板100更具有水平組立精度標記120（繪示於圖2）與垂直組立精度標記130（繪示於圖2）。延伸線L1通過水平組立精度標記120，延伸線L2通過垂直組立精度標記130，而可令延伸線L1、L2的交點為參考點P。之後，定義參考點P為XY座標系的原點（x ₀,y ₀）。XY座標系的 X軸與上述x方向平行。XY座標系的Y軸與上述y方向平行。

請參照圖2，接著，取得第二標記210的幾何中心210c在XY座標系上的座標（x _c,y _c）。在本實施例中，參考點P與第二標記210之幾何中心210c的距離R為已知的預設值。距離R的大小端視實際需求而定。詳言之，欲取得越精準的偏移角度時，則可將距離R設計得越大。第二標記210幾何中心210c之座標（x _c,y _c）的x _c與y _c分別滿足下列式（1）與式（2）， ----（1） ----（2） ，其中θ ₀為XY座標系的 X軸與參考點P和第二標記210幾何中心210c的連線K1的夾角θ ₀。以實際的數值為例，參考點P與第二標記210之幾何中心210c的距離R例如為200√2單位長度，θ ₀為如為45 ^o，將200√2與45 ^o代入式（1）與式（2）可得，第二標記210幾何中心210c的座標（x _c,y _c）為（200, 200）。

接著，利用第二標記210幾何中心210c的座標（x _c,y _c）與第二標記210的子標記212、214計算出第一標記110在XY座標系上的座標（x ₁,y ₁）。在本實施例中，每一子標記212、214的尺寸相同，每一子標記212、214在x方向及y方向上分別具有第一寬度W1與第二寬度W2，而利用第二標記210幾何中心210c的座標（x _c,y _c）與子標記212、214計算出第一標記110在XY座標系上的座標（x ₁,y ₁）的方法包括下列步驟。

首先，找出與第一標記110重疊的一個子標記212。與第一標記110重疊的子標記212與第二標記210的幾何中心210c在x方向上差距n個子標記212或214的距離。n為整數；若與第一標記110重疊的子標記212在幾何中心210c的右側，則n值為正；若與第一標記110重疊的子標記212在幾何中心210c的左側，則n值為負。與第一標記110重疊的子標記212與第二標記210的幾何中心210c在y方向差距m個子標記212或214的距離。m為整數；若與第一標記110重疊的子標記212在幾何中心210c的上方側，則m值為正；若與第一標記110重疊的子標記212在幾何中心210c的下方，則m值為負。接著，利用下列式（3）與式（4）計算出第一標記110在XY座標系上的座標（x _1,y ₁）。 ----（3） ----（4） 以實際的數值為例，在本實施例中，與第一標記110重疊的子標記212與第二標記210的幾何中心210c在x方向上差距1個子標記212或214的距離（即n＝1）。與第一標記110重疊的子標記212與第二標記210的幾何中心210c在y方向上差距-1個子標記212或214的距離（即m＝-1）。每一子標記212、214在x方向及y方向上的第一寬度W1與第二寬度W2例如皆為一個單位長度。將n＝1、m＝-1、W1＝W2＝1代入上式（3）與上式（4）可得，第一標記110的座標（x _1,y ₁）為（200＋1‧1 , 200-1‧1），即（201, 199）。

請參照圖1及圖2，接著，取得第一、二基板100、200之間的水平偏移量△δx與垂直偏移量△δy。舉例而言，在本實施例中，可藉由第一基板100的水平組立精度標記120取得第一基板100與第二基板200間的水平偏移量△δx；可藉由第一基板100的垂直組立精度標記120取得第一基板100與第二基板200間的垂直偏移量△δy。接著，利用下列式（5）計算出第一基板100與第二基板200間的第一偏移角度△θ， ----（5） ，其中θ ₀為XY座標系的X軸與參考點P和第二標記210幾何中心210c的連線K1的夾角θ ₀。以實際的數值為例，△δx與△δy例如為0， 。換言之，在本實施例中，第一、二基板100、200在二維空間（xy平面上）的第一偏移角度△θ為0.286 ^o。

上述第一偏移角度△θ是指第一、二基板100、200在二維空間（xy平面上）的偏移角度。上述取得第一偏移角度△θ的方法更可進一步地擴充並應用至三維空間，以取得第二偏移角度△Φ。△Φ代表第二基板200在z方向上相對於第一基板100翹起的程度。詳言之，請參照圖1及圖2，上述取得偏移角度的方法更包括：量測幾何中心210c正下方的第一基板100與第二基板200之間的間隙z _c以及第一標記110正上方的第一基板100與第二基板200之間的間隙z ₁。間隙z _c即第一、二基板100、200在幾何中心210c上沿著z方向的間隙（cell gap）。間隙z ₁即第一、二基板100、200在第一標記110上沿著z方向的間隙。接著，利用下式（6）即可取得第二偏移角度△Φ。 ----（6） 當△Φ＝0時，表示第一基板100與第二基板200平行。當△Φ≠0時，則表示第二基板200在z方向上相對於第一基板100翹起角度△Φ。

綜上所述，利用本發明一實施例之取得偏移角度的方法可簡易地獲得任一裝置之第一、二基板間的偏移角度。利用偏移角度可更精確地監測裝置的品質並將其分級。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧第一基板
110、110’‧‧‧ 第一標記
120‧‧‧水平組立精度標記
130‧‧‧垂直組立精度標記
200‧‧‧第二基板
210‧‧‧第二標記
210c‧‧‧幾何中心
212、214‧‧‧子標記
300‧‧‧顯示介質
1000‧‧‧裝置
AA‧‧‧主動區
BB‧‧‧周邊區
K1‧‧‧連線
L1、L2‧‧‧延伸線
P‧‧‧參考點

R‧‧‧距離

W1‧‧‧第一寬度

W2‧‧‧第二寬度

x、y、z‧‧‧方向

X、Y‧‧‧軸

(x₀,y₀,z₀)‧‧‧原點

(x_c,y_c,z_c)、(x₁,y₁,z₁)‧‧‧座標

θ ₀‧‧‧夾角

圖1為本發明一實施例之裝置的剖面示意圖。 圖2為本發明一實施例之第一、二基板的第一、二標記及其附近區域的上視示意圖。 圖3為本發明另一實施例之第一、二基板的第一、二標記的上視示意圖。

110‧‧‧第一標記

120‧‧‧水平組立精度標記

130‧‧‧垂直組立精度標記

210‧‧‧第二標記

210c‧‧‧幾何中心

212、214‧‧‧子標記

K1‧‧‧連線

L1、L2‧‧‧延伸線

P‧‧‧參考點

R‧‧‧距離

W1‧‧‧第一寬度

W2‧‧‧第二寬度

x、y、z‧‧‧方向

X、Y‧‧‧軸

(x₀,y₀,z₀)‧‧‧原點

(x_c,y_c,z_c)、(x₁,y₁,z₁)‧‧‧座標

θ₀‧‧‧夾角

Claims (8)

1. 一種取得偏移角度的方法，包括：提供一裝置，該裝置包括相重疊的一第一基板與一第二基板，該第一基板具有一第一標記，該第二基板具有一第二標記，該第二標記包括多個子標記，該些子標記在相垂直的x方向與y方向上排成一陣列；取得位於該第一基板上的一參考點，該參考點不與該第一標記或該第二標記重疊；令該參考點為一XY座標系的原點(x₀,y₀)，該XY座標系的X軸與該x方向平行，該XY座標系的Y軸與該y方向平行；取得該第二標記的幾何中心在該XY座標系上的座標(x_c,y_c)；利用該座標(x_c,y_c)與該第二標記的該些子標記計算出該第一標記在該XY座標系上的座標(x₁,y₁)；取得該第一基板與該第二基板之間的一水平偏移量△δx與一垂直偏移量△δy；以及利用下列式(1)計算出該第一基板與該第二基板之間的一第一偏移角度△θ，，其中θ ₀為該XY座標系的X軸與該參考點和該第二標記幾何中心之連線的夾角。
2. 如申請專利範圍第1項所述的取得偏移角度的方法，其中該些子標記的尺寸相同，每一子標記在該x方向及該y方向上分 別具有一第一寬度W1與一第二寬度W2，而利用該第二標記幾何中心的該座標(x_c,y_c)與該些子標記計算出該第一標記在該XY座標系上的座標(x₁,y₁)的步驟包括：找出與該第一標記重疊的一個子標記，該子標記與該第二標記的幾何中心在x方向上差距n個子標記的距離，該子標記與該第二標記的幾何中心在y方向差距m個子標記的距離，其中n、m為整數；以及利用下列式(2)與式(3)計算出該第一標記在該XY座標系上的座標(x₁,y₁)，x₁=x_c+n．W1-------(2)；y₁=y_c+m．W2-------(3)。
3. 如申請專利範圍第1項所述的取得偏移角度的方法，其中該第一基板更具有一水平組立精度標記與一垂直組立精度標記，而取得位於該第一基板上的該參考點的步驟包括：令通過該水平組立精度標記之一延伸線與通過該垂直組立精度標記之一延伸線的交點為該參考點。
4. 如申請專利範圍第3項所述的取得偏移角度的方法，其中該參考點與該第二標記之幾何中心的距離R為一預設值，而該第二標記幾何中心之座標(x_c,y_c)的x_c與y_c分別滿足下列式(4)與式(5)，x_c=R．cosθ₀-------(4)；y_c=R．sinθ₀-------(5)。
5. 如申請專利範圍第1項所述的取得偏移角度的方法，其中該第二標記為一棋盤格圖案，該棋盤格圖案包括在x方向與y方向上交替排列的多個遮光區塊與多個透光區塊，而該第一標記為面積小於每一該遮光區塊及每一透光區塊的一點狀圖案。
6. 申請專利範圍第1項所述的取得偏移角度的方法，其中該第二標記為一棋盤格圖案，該棋盤格圖案包括在x方向與y方向上交替排列的多個遮光區塊與多個透光區塊，而該第一標記為一菱形，該菱形的邊長大於或等於每一該遮光區塊的邊長以及每一該透光區塊的邊長。
7. 如申請專利範圍第1項所述的取得偏移角度的方法，更包括：量測該第二標記之幾何中心正下方的該第一基板與該第二基板之間的間隙z_c以及該第一標記正上方的該第一基板與該第二基板之間的間隙z₁；以及利用下式(6)取得一第二偏移角度△Φ，
8. 如申請專利範圍第1項所述的取得偏移角度的方法，其中該裝置為邊緣場切換(Fringe Field Switching，FFS)模式或共面切換(In-Plane Switching，IPS)模式的液晶顯示裝置。