JPH0596801U

JPH0596801U - カラーフィルターの検査装置

Info

Publication number: JPH0596801U
Application number: JP3692092U
Authority: JP
Inventors: 清志増井
Original assignee: Toppan Inc
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 1992-06-01
Filing date: 1992-06-01
Publication date: 1993-12-27

Abstract

(57)【要約】【目的】カラー液晶ディスプレィを組み立てることな
く、そのカラーフィルターの色むらの有無を充分に検査
できる装置を提供すること。【構成】カラーフィルター2 を載置する厚さ500 μm 以
下の透明ガラス18から構成される前面基板と、透明電極
10を備える背面基板と、両基板の間に封入された液晶物
質と、背面基板の後方に配置された背面光源19と、同一
色の画素グループ毎に透過不透過を制御する制御手段と
を有する。カラーフィルター2 を前面基板18上に載置し
て、上記画素グループ毎に肉眼で検査する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は液晶ディスプレィ等に使用するカラーフィルターの検査装置に関し、更に詳しくは液晶ディスプレィを組み立てることなく肉眼観察により各色の色むらの有無を検査することのでき、従ってカラーフィルターの良否を判別してその歩留りを向上することのできるカラーフィルターの検査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

液晶ディスプレィ等に使用されるカラーフィルターは、図２に示すように、透明ガラス基板２１上に所定の色彩の光を選択的に透過する微小な透明カラー層を画素毎に配置したもので、一般には光の三原色である赤色の透明カラー層２２Ｒ、緑色の透明カラー層２２Ｇ、青色の透明カラー層２２Ｂを一定の規則に従って多数配置して構成され、従ってそれぞれの透明カラー層においてこれらの色彩の光のみを選択的に透過し、残余の色彩の光を吸収する。また、各透明カラー層２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂの間からの漏れ光線を防いで表示画像のコントラストを高めるため、これらの透明カラー層２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂ間に光吸収性のブラックマトリクス（図示せず）を有する場合もある。

【０００３】そして、このカラーフィルター２０は、図３に示すように、液晶ディスプレィに組み込んで使用される。図はいわゆるアクティブマトリクス駆動型の液晶ディスプレィを示すもので、上記透明ガラス基板２１の透明カラー層２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂ形成面上略全面に偏光膜３７、透明電極３６、液晶物質の配向膜３５を形成して前面基板とし、一方、透明ガラス基板３０の表面に上記透明カラー層２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂに相当する画素部位に設けられた透明電極３３ａとこの透明電極３３ａに画素毎に通電するトランジスタ３３ｂから構成されるＴＦＴ及び液晶の配向膜３４を順次積層すると共にその裏面に偏光膜３１と光拡散板３２を積層して背面基板とし、この前面基板と背面基板の間に液晶物質ＬＣを封入すると共に、背面基板の後方に白色背面光源３９を配置して構成される。

【０００４】液晶物質ＬＣの種類に応じてその表示原理は異なるが、一般に普及しているツィステッド・ネマティック（ＴＮ）液晶の場合を例として説明すれば、上記前面基板の配向膜３５と背面基板の配向膜３４とは互いに直交する方向にラビング処理が施されており、一方偏光膜３７と偏光膜３１は両者共に配向膜３４を透過する平面偏光と同一方向に振動面を有する平面偏光を透過し、これに直交する振動面を有する平面偏光を吸収するように配置されている。

【０００５】電圧を印加しない状態では液晶物質ＬＣは両配向膜３４と３５の間で螺旋状に配向して、配向膜３５、３４表面において上記ラビング方向に沿って配向している。このため、上記偏光膜３１を透過した白色偏光はこの液晶物質ＬＣの配向方向に沿って振動面が回転し、配向膜３５表面において９０振動面が回転した偏光となり、上記偏光膜３７に吸収されて遮断される。

【０００６】一方、前面基板の透明電極３６と背面基板の透明電極３３ａの間に電圧を印加した状態では液晶物質ＬＣの分極によって電界方向により液晶物質ＬＣが配列するため、上記偏光の振動面の回転は生じることがなく、偏光膜３１を透過した偏光はそのままの振動面を維持したまま偏光膜３７に入射して透過する。

【０００７】こうして上記トランジスタ３３ｂによって画素毎に透明電極３３ａと透明電極３６との間の電圧印加の有無を制御することにより白色偏光の透過・不透過を制御でき、透過した偏光のうち上記カラーフィルター２０の対応する透明カラー層２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂの色彩の光のみが選択的にこのカラーフィルター２０を透過する。そして、これらの透明カラー層２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂを構成する画素は微小領域であるため画素のそれぞれを肉眼でに認識することはできず、この画素の全体が集合して構成されるカラー画像のみが肉眼に認識される。

【０００８】ところで、偏光膜３７を斜め方向から透過した偏光が対応する透明カラー層を透過せずに隣接する透明カラー層を透過する場合には、こうして透過した偏光は所定の色彩とは異なる色彩に着色されていることになって表示画像の品質を劣化することになるから、これを防ぐため、液晶ディスプレィは上記透明カラー層２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂが偏光膜３７に密着するように構成されており、これに伴って上記透明ガラス基板２１は偏光膜３７に密着するように構成されている。

【０００９】また、こうして偏光膜３７に密着した透明ガラス基板２１中にＮａ⁺等のイオン成分が含まれる場合には、長時間の使用中にこのイオン成分が透明電極３６を損傷したり、この透明電極３６や配向膜３５を透過して液晶物質ＬＣ中に溶解して透明電極３３ａやトランジスタ３３ｂを損傷することから、透明電極３６に近接するガラス基板２１として特殊な無イオンガラスが一般に使用されている。そして、厚さ１．１ｍｍ未満の無イオンガラスはその製造が困難であるため、一般に１．１ｍｍの無イオンガラスが透明ガラス基板２１として使用されている。

【００１０】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、カラーフィルターの製造工程に起因して、多数の同一の色彩の透明カラー層のそれぞれの間に若干の色彩の相違があり、従ってカラーフィルター全体として色むらがある場合がある。このようなカラーフィルターを使用した液晶ディスプレィによっては均一なカラー表示が困難であるため、液晶ディスプレィ組み立て前にその色むらの有無を検査し、不良品を排除する必要がある。

【００１１】しかしながら、このような色むらの検査はカラーフィルターの全面に散在した微小領域同士の官能的な濃度比較であるため光学機器による自動的な検査ができず、液晶ディスプレィを組み立てた後に各色毎に駆動させて肉眼観察によって検査する他はなかった。

【００１２】一方上記液晶ディスプレィはカラーフィルターに比較して極めて高価であるため色むらの有無を確認しないまま液晶ディスプレィを組み立てることはできず、そのため上記カラーフィルターの肉眼観察により多少とも疑わしい場合には、充分に良否を検査しないまま不良品扱いとして、その全てを廃棄していた。こうして充分な検査を行わないまま廃棄しているカラーフィルターの中に多少とも良品が含まれているであろうことは充分に予想されることから、液晶ディスプレィを組み立てることなく事前にカラーフィルターの色むらの有無を充分に検査できる装置の開発が期待されていた。

【００１３】なお、上述の液晶ディスプレイから透明カラー層を除去し、その上にカラーフィルターを載置して各色毎に駆動させることもできるが、上述のようにガラス基板２１は１．１ｍｍの厚さを有しており、偏光膜３７を斜めに透過した偏光が隣接する透明カラー層を透過して色むらを生じるため各色毎に精度良く表示することができず、やはり各色毎の検査は不可能であった。

【００１４】そこで、本考案は、液晶ディスプレィを組み立てることなく、事前にカラーフィルターの色むらを精度良く検査することのできる装置を提供することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】

すなわち、本考案は、画素毎に異なる色彩の透明カラー層を有するカラーフィルターを載置し、偏光膜と透明電極とを備える厚さ５００μｍ以下の透明ガラスから構成される前面基板と、透明電極を備える透明背面基板と、上記前面基板と背面基板の間に封入された液晶物質と、上記背面基板の後方に配置された白色背面光源と、上記カラーフィルターの同一色の透明カラー層に相当する画素グループ毎に上記前面基板の透明電極と背面基板の透明電極の間に電圧を印加して、この画素グループ毎に上記白色背面光源の白色光の透過・不透過を制御する制御手段、とを有することを特徴とする。

【００１６】本考案に係る透明ガラスは前面基板の物理的支持体として背面基板との間に液晶物質を封入するもので、前面基板の偏光膜を斜め方向から透過する偏光が本来透過すべき透明カラー層に隣接する透明カラー層を透過することを防いで確実に各色毎に表示するため、厚さ５００μｍ以下のものに限られる。好ましくは１００μｍ以下である。なお、このようなカラーフィルター検査装置は常時長時間の駆動を続けるものではないことから、この透明ガラスとしては無イオンガラスに限られず、汎用のソーダガラスや石英ガラスが使用できる。

【００１７】また、前面基板の透明電極と背面基板の透明電極は液晶駆動形式に応じて異なり、上述のアクティブマトリクス駆動型の場合の外、単純マトリックス駆動型の場合には前面基板の透明電極と背面基板の透明電極を互いに行と列の関係にあるマトリックス状で、その交点に相当する位置を上記画素に対応させて配置させれば良い。

【００１８】

【作用】

請求項１記載の考案によれば、画素毎に異なる色彩の透明カラー層を有するカラーフィルターを載置し、偏光膜と透明電極とを備える厚さ５００μｍ以下の透明ガラスから構成される前面基板と、透明電極を備える透明背面基板と、上記前面基板と背面基板の間に封入された液晶物質と、上記背面基板の後方に配置された白色背面光源と、上記カラーフィルターの同一色の透明カラー層に相当する画素グループ毎に上記前面基板の透明電極と背面基板の透明電極の間に電圧を印加して、この画素グループ毎に上記白色背面光源の白色光の透過・不透過を制御する制御手段、とを有するため、この前面基板上に位置合わせしてカラーフィルターを載置し、前面基板の透明電極と背面基板の透明電極の間に、上記カラーフィルターの同一色の透明カラー層に相当する画素グループ毎に電圧を印加して透明・不透明を制御することにより、斜め方向から入射する偏光による色むらを生じることなく、カラーフィルターの全面に散在した微小領域の各色の透明カラー層の色むらを肉眼観察して検査することができる。

【００１９】

【実施例】

以下、図面を参照して本考案の実施例を説明する。図１は本考案の実施例に係る検査装置にカラーフィルターを載置した状態の説明用断面図であり、説明の便のため検査装置とカラーフィルターを分離して図示してある。

【００２０】すなわち、図１において、検査装置は前面基板の支持体となる厚さ５０μｍの透明ガラス板１８を備え、この透明ガラス板１８の内面側に偏光膜１７、ＩＴＯ蒸着膜から成る透明電極１６、液晶の配向膜１５が順次積層されており、配向膜１５の表面は液晶物質ＬＣを配向するため一定の方向にラビング処理が施されている。

【００２１】一方、検査装置は背面基板の支持体となる透明ガラス基板１０を備え、この透明ガラス基板１０の表面には、ＩＴＯ蒸着膜から成る画素パターン状に配置された多数の透明電極１３ａとこの透明電極１３ａに対応してそれぞれの透明電極１３ａに選択的に通電する多数のトランジスタ１３ｂとから構成されるＴＦＴが、検査対象のカラーフィルターに設けられた透明カラー層に対応する位置に上記透明電極１３ａが位置するように設けられ、更にこのＴＦＴ上に液晶の配向膜１４が設けられており、この配向膜１４の表面は上記配向膜１５のラビング方向と直交する方向にラビング処理されている。なお、このトランジスタ１３ｂを駆動して、カラーフィルターの同一色の透明カラー層に相当する画素グループ毎に上記前面基板の透明電極１６と背面基板の透明電極１３ａの間に電圧を印加する制御手段は図示を省略している。

【００２２】また、上記透明ガラス基板１０の裏面には、偏光膜１１を介して拡散板１２が積層されており、偏光膜１１と偏光膜１７は両者共に配向膜１４を透過する平面偏光と同一方向に振動面を有する平面偏光を透過し、これに直交する振動面を有する平面偏光を吸収するように配置されている。

【００２３】そして、この背面基板と前面基板の間にはＴＮ液晶ＬＣが封入され、電圧を印加しない状態では液晶物質ＬＣは両配向膜１４と１５の間で螺旋状に配向して、配向膜１５、１４表面において上記ラビング方向に沿って配向している。また透明電極１３ｂと透明電極１６の間に電圧を印加した場合にはこの電界方向に一様に配向する。

【００２４】また、背面基板の後方には蛍光灯から成る白色光源１９が設けられ、この白色光源１９から発生する白色光は拡散板１２によって散乱光に変化し、偏光膜１１によって平面偏光に変化して上記液晶物質ＬＣに入射する。この検査装置は、例えば検査装置とカラーフィルター２の双方に設けられた位置合わせマーク等により位置合わせして、カラーフィルター２を前面基板上に載置して使用する。

【００２５】すなわち、カラーフィルター２に設けられた透明カラー層２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂと上記透明電極１３ａとが対応する位置（画素）にカラーフィルター２を前面基板上に載置し、同一色の透明カラー層、例えば赤色の透明カラー層２２Ｒ、２２Ｒ、─に相当する全ての画素グループの透明電極１３ａと透明電極１６の間に選択的に電圧を印加することにより、カラーフィルター２表面が全面赤色に発色し、肉眼でその色むらの有無を確認することができる。

【００２６】また、その外の色については、その色数だけ繰り返して検査すれば良い。

【考案の効果】

請求項１記載の考案によれば、斜め方向から入射する偏光による色むらを生じることなく、カラーフィルターの全面に散在した微小領域の各色の透明カラー層の色むらを肉眼観察して検査することができるため、液晶ディスプレィを組み立てることなく、事前に確実にカラーフィルターの良否の判別が可能となり、従ってカラーフィルターの不良に基づく不良品の液晶ディスプレィを製造する危険を避けることができ、また良否不明のカラーフィルターを廃棄することなく、その歩留りを向上することができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例に係る検査装置にカラーフィル
ターを載置した状態の説明用断面図。

【図２】カラーフィルターの断面図。

【図３】液晶ディスプレィの説明用断面図。

【符号の説明】

１０透明ガラス基板。１１偏光膜。１２拡散板。１３ａ透明電極。１３ｂトランジスタ。１４配向膜。１５配向膜。１６透明電極。１７偏光膜。１８透明ガラス板。１９白色光源。２カラーフィルター。２１透明ガラス基板。２２Ｒ赤色透明カラー層。２２Ｇ緑色透明カラー層。２２Ｂ青色透明カラー層。ＬＣ液晶物質。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】画素毎に異なる色彩の透明カラー層を有す
るカラーフィルターを載置し、偏光膜と透明電極とを備
える厚さ５００μｍ以下の透明ガラスから構成される前
面基板と、透明電極を備える透明背面基板と、上記前面基板と背面基板の間に封入された液晶物質と、上記背面基板の後方に配置された白色背面光源と、上記カラーフィルターの同一色の透明カラー層に相当す
る画素グループ毎に上記前面基板の透明電極と背面基板
の透明電極の間に電圧を印加して、この画素グループ毎
に上記白色背面光源の白色光の透過・不透過を制御する
制御手段、とを有することを特徴とするカラーフィルターの検査装
置。