JPH10232113A - 液晶セルの電極間ギャップ測定方法 - Google Patents

液晶セルの電極間ギャップ測定方法

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JPH10232113A
JPH10232113A JP5225997A JP5225997A JPH10232113A JP H10232113 A JPH10232113 A JP H10232113A JP 5225997 A JP5225997 A JP 5225997A JP 5225997 A JP5225997 A JP 5225997A JP H10232113 A JPH10232113 A JP H10232113A
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JP
Japan
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light
gap
electrode plate
liquid crystal
crystal cell
Prior art date
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Pending
Application number
JP5225997A
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English (en)
Inventor
Kenji Aiko
健二 愛甲
Yasuyuki Moriguchi
泰之 森口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi High Tech Corp
Original Assignee
Hitachi Electronics Engineering Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 液晶セルの画素電極板対向電極板のギャップ
を正しく測定する。 【解決手段】 水銀ランプ611 の光束LT を、シャッタ
612 を制御して適当な時間出力し、ピンホールpと集束
レンズ614 、励起フィルタ615 により、励起光(紫外線
または近紫外線)のスポットSP に集束し、これを第1
のガラス基板1aの表面に投射して各層を透過させ、蛍
光透過フィルタ621 により、各層の表面が反射する励起
光を除去し、両配光膜3a,3bの表面に発生する蛍光
3',R4'を透過させて、結像レンズ622 によりCCD
センサ623 の素子に結像させ、結像した両素子の間隔よ
り両配光膜3a,3bの表面間のギャップG’を算出
し、これに配光膜3bの厚さΔGを加えて、画素電極板
2aと対向電極板2b間のギャップGの寸法とする。 【効果】 蛍光と蛍光透過フィルタの使用により、各層
の無用な反射光が除去されて、ギャップGを確実・正確
に測定できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、液晶セルの電極
間のギャップ寸法の測定方法に関する。
【0002】
【従来の技術】最近多用されているカラー液晶パネルは
液晶セルやTFT基板などを積層して製作される。図2
は液晶セルの断面を示す。液晶セルは、第1のガラス基
板1aの裏面(下側)に、透明な画素電極板2aと配向
膜3aを順次に積層し、第2のガラス基板1bの表面
(上側)に、カラーフィルタ4と透明な対向電極板2b
および配向膜3bを順次に積層し、画素電極板2aと対
向電極板2bとを所定の寸法のギャップGをなして対面
させ、両配向膜3a,3b間のギャップG’内に液晶
(LCD)を注入して構成される。両ガラス基板1a,
1bの厚さは、液晶パネルのサイズにより異なるが1m
m前後、両電極板2a,2bは数μm以下であり、両配
向膜3a,3bは500nm程度の微小厚である。なお
画素電極板2aには、カラーフィルタ4の各カラー素子
RGBに対する画素電極eが配列されている。
【0003】液晶セル内の液晶は、印加電圧が変化する
と透過率が変化して照明された光を透過または遮断する
もので、印加電圧の変化に対する透過率の変化特性が急
峻なほど電圧感度がよくて、望ましい。この変化特性の
急峻度は液晶材の種類により異なり、また画素電極板2
aと対向電極板2bのギャップGの寸法に依存して大き
く変化するもので、最適の急峻度はギャップGが、例え
ば約10μmのときえられる。このようにギャップGは
急峻度に影響するので、これを測定してその適否が検査
されている。以下、図2により従来のギャップ測定方法
を説明する。
【0004】図2において、液晶セルを測定対象とする
と、注入された液晶5が測定に悪影響を及ぼすので、こ
れが未注入の状態、すなわち未完成の液晶セルが測定対
象とされる。第1のガラス基板1aの表面に対して適当
な傾斜角θT 、例えば45°で直径φが数μmの白色光
を投射する。投射された白色光は、ガラス基板1a,画
素電極板2a、両配向膜3a,3b、対向電極板2b、
カラーフィルタ4を順次に透過する。この間、それぞれ
の表面(上面)は正反射方向に反射光R1 〜R6 (図て
は便宜上、それぞれの光軸を示す)を反射し、これらが
CCDセンサに入射して対応する各素子にそれぞれ受光
される。なお、画素電極板2aの画素電極eも測定を邪
魔するので、白色光はこれを避けるように投射される。
ギャップGの測定には、画素電極板2aの下面、すなわ
ちこれに接触した配向膜3aの表面の反射光R3 と、対
向電極板2bの表面の反射光R5 とが必要であり、これ
以外の反射光R1,R2,R4,R6 は無用であるので、これ
らの位置の順序関係により、反射光R3,R5 を受光した
素子を識別し、両素子の間隔よりギャップGの寸法が算
出されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】さて、上記の各反射光
1 〜R6 は、すべてがかならずしも明確なものでな
く、強度の弱い不鮮明なものや、反対に各層の裏面の反
射光もありうる。このため、各素子のうちから反射光R
3,R5 を受光した両素子を正しく識別することは難しい
場合があり、そのような場合にはギャップGは正しく測
定されず、または測定が不可能となる。そこで、無用な
反射光を除去して必要な反射光のみをCCDセンサに受
光し、ギャップGを正しく測定する手段が要請されてい
る。この発明は、以上に鑑みてなされたもので、無用な
反射光を除去して必要な反射光のみをCCDセンサに受
光し、ギャップGを正しく測定する手段を課題とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】この発明は液晶セルの電
極間ギャップ測定方法であって、液晶が未注入の状態の
未完成の液晶セルを測定対象とする。光軸が第1のガラ
ス基板の表面対して適当な傾斜角をなし、励起光を発生
する光源と集束レンズとを有する投光系と、光軸が投光
系に対して対称的な方向をなし、蛍光透過フィルタと結
像レンズおよびCCDセンサを有する受光系とをそれぞ
れ設ける。励起光を集束レンズによりスポットに集束し
て第1のガラス基板の表面に投射し、蛍光透過フィルタ
により、第1のガラス基板、画素電極板、対向電極板、
カラーフィルタの、それぞれの表面が反射する励起光を
除去し、励起光により両配光膜の表面に発生する蛍光を
透過させて、結像レンズによりCCDセンサの素子にそ
れぞれ結像させ、蛍光が結像した両素子の間隔より両配
光膜の表面間のギャップ寸法を算出し、これに配光膜の
厚さを加えて、画素電極板と対向電極板間のギャップ寸
法とする。上記において、投光系の光源に水銀ランプを
使用し、これが発光する紫外線または近紫外線を励起光
とし、水銀ランプの各種の波長を含む光束より励起光を
選択して透過する励起フィルタと、励起光の投射時間を
制御するシャッタとを投光系に設ける。
【0007】
【発明の実施の形態】上記のギャップ測定方法は、配向
膜を形成する配向剤が、例えば有機シランなどの有機物
であって、適当な波長の励起光を照射すると、これと異
なる波長の蛍光をよく発生し、他の構成要素のガラス基
板や両電極板、カラーフィルタは励起光をそのまま反射
し、蛍光を発生しないか、または発生しても極めて微弱
なことに着眼したものである。測定対象は、従来と同様
に液晶が未注入の未完成の液晶セルとし、投光系の光源
が発生する励起光は集束レンズによりスポットに集束さ
れて、第1のガラス基板の表面に対して適当な傾斜角で
投射される。投射された励起光のスポットは、第1のガ
ラス基板、画素電極板、対向電極板,カラーフィルタ
の、それぞれの表面により正反射方向に反射されるが、
これらの反射光は励起光のままであって無用であるの
で、受光系の蛍光透過フィルタにより除去される。これ
に対して両配光膜の表面には、投射された励起光により
蛍光が発生し、これが蛍光透過フィルタを透過して、結
像レンズによりCCDセンサの素子にそれぞれ結像され
る。蛍光が結像した両素子の間隔より両配光膜の表面間
のギャップ寸法が算出され、これに配光膜の厚さを加え
ると、画素電極板と対向電極板間の正しいギャップ寸法
がえられる。このようにこの発明は、蛍光と蛍光透過フ
ィルタを使用することにより、従来困難であった反射光
の識別の問題が解消され、必要な蛍光のみがCCDセン
サに確実に受光されて、ギャップGを正しく測定できる
ものである。
【0008】次に、一般に蛍光を発生させる励起光とし
て、紫外線や近紫外線などの波長が比較的に短い光が適
当とされている。投光系の光源に使用した水銀ランプ
は、紫外線や近紫外線を含む各種の波長の光束を発生す
るので、これを光源に使用して紫外線と近紫外線のいず
れかを、投光系に設けた励起フィルタにより選択して励
起光とされる。また、紫外線や近紫外線は加熱効果や化
学作用が可視光より強く、投射時間が長いと、両電極
板、両配光膜、カラーフィルタなどを損傷する恐れがあ
るので、投光系に設けたシャッタにより投射時間を適当
な短時間に制御して、これらの損傷が防止される。
【0009】
【実施例】図1は、この発明を実行するギャップ測定装
置10の一実施例を示す。図1に示すギャップ測定装置
10は、投光系61と受光系62よりなる測定光学系6と、
シャッタ制御回路71とギャップ算出回路72よりなる制御
・演算部7とにより構成される。投光系61は、水銀ラン
プ611 、シャッタ612 、ピンホールpを有するピンホー
ル板613 、集束レンズ614 、および紫外線または近紫外
線を透過する励起フィルタ615 よりなり、その光軸は、
第1のガラス基板1aの表面に対して、従来と同様に、
画素電極eを避けて傾斜角θT の方向に設定される。受
光系62は、蛍光透過フィルタ621 、結像レンズ622 、お
よびCCDセンサ623 よりなり、その光軸は投光系61に
対称的な方向に設定される。
【0010】ギャップ測定においては、水銀ランプ611
よりの各種の波長を含む光束LT に対して、シャッタ61
2 をシャッタ制御回路71により制御して適当な時間開放
し、この間に出力される光束LT はピンホールp、集束
レンズ614 、励起フィルタ615 により、紫外線または近
紫外線が選択されるとともに、微小な直径の励起光スポ
ットSP に集束されて、第1のガラス基板1aの表面に
投射される。なお、シャッタ612 の開放時間は、実験な
どにより定めるものとする。投射されたスポットSP
は、液晶セルの各層を順次に透過して、第1のガラス基
板1a、画素電極板2a、対向電極板2b,およびカラ
ーフィルタ4の各表面により反射光R1,R2,R5,R6
(図はそれぞれの光軸を示す)が反射される。
【0011】これらの反射光R1,R2,R5,R6 は励起光
そのままであるので、無用として受光系62の蛍光透過フ
ィルタ621 により除去される。これに対して両配光膜3
a,3bの表面は、投射されたスポットSP により励起
されて蛍光R3',R4'をそれぞれ発生し、これらは蛍光
透過フィルタ621 を透過して、結像レンズ622 によりC
CDセンサ623 の対応する素子に結像される。蛍光
3',R4'が結像した両素子の出力信号は、ギャップ算
出回路72に入力して、両素子の間隔より両配光膜3a,
3bの表面間のギャップG’(拡大図に示す)の寸法が
正しく算出され、これに配光膜3bの厚さΔGが加えら
れて、画素電極板2aの下面と対向電極板2bの上面間
のギャップGの寸法がえられ、これより出力されるギャ
ップGの測定データを基準値または許容値に比較して良
否が検査される。なお付言すると、ギャップGは液晶セ
ルの全面に対して均一に、所定の寸法とすることが必要
であり、このために、液晶セルの面積の大きさに応じた
適当な複数箇所についてギャップGの寸法を測定して、
各箇所の寸法と均一性の良否が検査される。
【0012】
【発明の効果】以上の説明のとおり、この発明のギャッ
プ測定方法は、配向膜が蛍光を発生することに着眼した
もので、励起光として、例えば水銀ランプ光源が発光す
る紫外線または近紫外線を使用し、そのスポットを、液
晶が注入される前の液晶セルに投射し、第1のガラス基
板などによる励起光のままの無用な反射光を蛍光透過フ
ィルタにより除去し、両配向膜の表面が発生する蛍光を
透過してCCDセンサの素子に確実に受光することによ
り、画素電極板の下面と対向電極板の上面間のギャップ
の寸法を正しく測定するもので、液晶セルの各層が損傷
しないように励起光の投射時間を制限することが配慮さ
れており、液晶セルの電極間ギャップの確実・正確な測
定に寄与する効果には大きいものがある。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、この発明を実行するギャップ測定装置
の一実施例の構成図である。
【図2】図2は、液晶セルの断面と、従来のギャップ測
定方法の説明図である。
【符号の説明】
1a…第1のガラス基板、1b…第2のガラス基板、2
a…画素電極板、2b…対向電極板、3a, 3b…配向
膜、4…カラーフィルタ、5…液晶(LCD)、6…こ
の発明の測定光学系、61…投光系、611 …水銀ランプ、
612…シャッタ 613 …ピンホール板、614 …集束レンズ、615 …励起フ
ィルタ、62…受光系、621 …蛍光透過フィルタ、622 …
結像レンズ、623 …CCDセンサ、7…制御・演算部、
71…シャッタ制御回路、72…ギャップ算出回路、10…
この発明を実行するギャップ測定装置、R1 〜R6 …反
射光、R3',R4'…蛍光、e…画素電極、p…ピンホー
ル、LT …光束、SP …励起光のスポット、G…画素電
極板2aの下面と対向電極板2bの上面間のギャップ、
G’…両配向膜3a,3bの表面間のギャップ。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】裏面側に画素電極板と配向膜が順次に積層
    された第1のガラス基板と、表面側にカラーフィルタと
    対向電極板および配向膜が順次に積層された第2のガラ
    ス基板とを、該画素電極板と該対向電極板を所定の寸法
    のギャップをなして対面させ、該両配向膜間のギャップ
    内に液晶を注入して構成される液晶セルにおいて、該液
    晶が未注入の状態の未完成の液晶セルを測定対象とし、
    光軸が前記第1のガラス基板の表面対して適当な傾斜角
    をなし、励起光を発生する光源と集束レンズとを有する
    投光系と、光軸が該投光系に対して対称的な方向をな
    し、蛍光透過フィルタと結像レンズおよびCCDセンサ
    を有する受光系とをそれぞれ設け、該励起光を該集束レ
    ンズによりスポットに集束して該第1のガラス基板の表
    面に投射し、該蛍光透過フィルタにより、該第1のガラ
    ス基板、画素電極板、対向電極板、カラーフィルタの、
    それぞれの表面が反射する励起光を除去し、該励起光に
    より該両配光膜の表面に発生する蛍光を透過させて、該
    結像レンズにより該CCDセンサの素子にそれぞれ結像
    させ、該蛍光が結像した両素子の間隔より該両配光膜の
    表面間のギャップ寸法を算出し、該算出された寸法に該
    配光膜の厚さを加えて、前記画素電極と対向電極間のギ
    ャップ寸法とすることを特徴とする、液晶セルの電極間
    ギャップ測定方法。
  2. 【請求項2】前記投光系の光源に水銀ランプを使用し
    て、該水銀ランプの発光する紫外線または近紫外線を前
    記励起光とし、該水銀ランプの各種の波長を含む光束よ
    り該励起光を選択して透過する励起フィルタと、該励起
    光の投射時間を制御するシャッタとを該投光系に設けた
    ことを特徴とする、請求項1記載の液晶セルの電極間ギ
    ャップ測定方法。
JP5225997A 1997-02-20 1997-02-20 液晶セルの電極間ギャップ測定方法 Pending JPH10232113A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6636322B1 (en) 1999-05-07 2003-10-21 Sharp Kabushiki Kaisha Method and device for measuring cell gap of liquid crystal display using near-IR radiation
US6757062B2 (en) 2000-01-31 2004-06-29 Sharp Kabushiki Kaisha Method and device for measuring thickness of liquid crystal layer
CN109579750A (zh) * 2017-09-29 2019-04-05 本田技研工业株式会社 电解质膜的膜厚测定方法及其装置
CN113218344A (zh) * 2020-02-04 2021-08-06 本田技研工业株式会社 膜电极构造体的检查方法

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