專利名稱：光學膜層厚度均勻性的監(jiān)測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光學膜層厚度均勻性的監(jiān)測方法，且特別涉及一種彩色濾光片厚度均勻性的監(jiān)測方法。
背景技術(shù)：
近年來光電相關(guān)技術(shù)不斷地推陳出新，加上數(shù)字化時代的到來，進而推動了液晶顯示器市場的蓬勃發(fā)展。液晶顯示器具有高畫質(zhì)、體積小、重量輕、低驅(qū)動電壓、與低功耗等優(yōu)點，因此被廣泛應(yīng)用于個人數(shù)字助理(PDA)、移動電話、攝錄放影機、筆記型計算機、桌上型顯示器、車用顯示器、及投影電視等消費性通訊或電子產(chǎn)品，并逐漸取代陰極射線管而成為顯示器的主流。
液晶顯示器(Liquid Crystal Display；LCD)是一種利用液晶特性來達到顯示效果的顯示裝置，液晶顯示面板之所以能夠彩色化，主要是來自于彩色濾光片。透過驅(qū)動集成電路(Integrated Circuit；IC)來改變液晶面板的上下基板間的壓差，液晶分子便會呈現(xiàn)排排站立或呈扭轉(zhuǎn)狀，形成柵極來選擇背光源光線穿透與否，因而產(chǎn)生畫面。但這樣僅有透光程度的差別，所產(chǎn)生的顏色只有黑、白兩種顏色，若要形成彩色的話，需要靠紅(R)、綠(G)、藍(B)三種光源組合，因此具有紅、綠、藍三色的彩色層的彩色濾光片便成為液晶顯示面板的關(guān)鍵零部件。
圖1繪示一液晶顯示裝置部分剖面示意圖。如圖1所示，上基板1、下基板2以及位于其間的液晶層3構(gòu)成液晶顯示裝置。上基板1分別包括透明基板/遮光層/彩色濾光片/透明電極/上配向?qū)?，其中透明基?0可以為玻璃，而彩色濾光片14、16與18一般是由紅(R)、綠(G)、藍(B)三原色來構(gòu)成。在彩色濾光片14、16與18間有遮光層12，用以防止光線從彩色濾光片14、16與18之間穿透以及避免混色，之后再形成透明電極20，例如銦錫氧化膜(ITO Film)覆蓋彩色濾光片14、16與18以制作彩色濾光器結(jié)構(gòu)，而上配向?qū)?2則覆蓋透明電極20。下基板2至少包括一透明基板30及透明電極32及一下配向?qū)?4。液晶層3則位于上配向?qū)?2與下配向?qū)?4之間所形成的單元間隙(Cell Gap)。單元間隙的高度d會直接影響到液晶顯示器的液晶排列以及亮度的品質(zhì)，因此，單元間隙的高度d的均勻性非常重要。
單元間隙的高度d的均勻性對于液晶顯示器的液晶排列以及亮度的品質(zhì)非常重要。然而，影響單元間隙的高度d的均勻性最大的原因在于彩色濾光片中紅濾光片、綠濾光片和藍濾光片的厚度均勻性。彩色濾光片中紅濾光片、綠濾光片和藍濾光片的厚度各有一容忍厚度區(qū)間，工藝中會將紅濾光片、綠濾光片和藍濾光片的厚度調(diào)整到位于各該容忍厚度區(qū)間內(nèi)，以符合顯示面板規(guī)格。公知使用破壞性的監(jiān)測，將液晶顯示單元切片后再以電子顯微鏡觀察量測，這樣獲得的數(shù)據(jù)相當準確，但卻無法及時監(jiān)測，被切片后的顯示面板便無法被修復(fù)，而且監(jiān)測成本昂貴。因此，如何能簡單實時監(jiān)測紅、綠和藍各濾光片和各濾光片間厚度的均勻性就是一件非常重要的工作。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種光學膜層厚度均勻性的監(jiān)測方法，可以實時監(jiān)測紅、綠和藍各色濾光片間厚度的均勻性。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種光學膜層厚度均勻性的監(jiān)測方法，可以實時監(jiān)測紅、綠和藍各色濾光片本身厚度的均勻性。
本發(fā)明的又一目的在于提供一種光學膜層厚度均勻性的監(jiān)測方法，可以對紅、綠和藍各色濾光片間厚度的均勻性做非破壞性的監(jiān)測。
本發(fā)明的再一目的在于提供一種光學膜層厚度均勻性的監(jiān)測方法，可以對紅、綠和藍色濾光片本身厚度的均勻性做非破壞性的監(jiān)測。
根據(jù)本發(fā)明的上述目的，本發(fā)明的一優(yōu)選實施例提出了一種光學膜層厚度均勻性的監(jiān)測方法。由于不同顏色的濾光片對不同波長的可見光的透光率(吸收度)并不相同，且偏振光在不同波長部分對同一角度的光柵也會有不同透光率(吸收度)。因此，先以分光設(shè)備產(chǎn)生一全頻譜的第一角度偏振可見光，第一角度例如是上配向膜的配向角度增或減45度來偵測接收透射光，將所述光投射透過一彩色濾光片，偵測接收器以一第一角度的偏光角度偵測接收透射光強度和各對應(yīng)波長做圖得到一第一曲線。接著，將偵測接收器的第一角度偏光角度旋轉(zhuǎn)π/4，再偵測接收透射光，以透射光強度和各對應(yīng)波長做圖得到一第二曲線。
第一曲線和第二曲線應(yīng)為平滑曲線，若第一曲線和第二曲線在相近波長處產(chǎn)生不連續(xù)的現(xiàn)象，例如在波長540納米至560納米處產(chǎn)生不連續(xù)的現(xiàn)象，則可判定紅濾光片的厚度與綠濾光片的厚度具有顯著的差異。
同樣的，亦可以使用分光設(shè)備選取單一色光對彩色濾光片做全域掃瞄，根據(jù)彩色濾光片上每一點的位置與該位置的光吸收度做圖可知道單一色濾光片的厚度均勻度。當線型出現(xiàn)波峰或波谷時，也就是該線型出現(xiàn)斜率為零或無限大的部分時，即表示對應(yīng)位置的膜層厚度太厚(薄)。
因此，運用本發(fā)明所公開的光學膜層厚度均勻性的監(jiān)測方法具有下列優(yōu)點，可用來做實時監(jiān)測，而能針對彩色濾光片上瑕疵快速地做出反應(yīng)。另外，檢測的方法非常簡便，無須制作待測樣品，使整個測試的成本大幅下降。
本發(fā)明所提供的光學膜層厚度均勻性的監(jiān)測方法，不僅可以用在液晶顯示器的工藝之上，還可以用在彩色濾光片的工藝之上及有機電致發(fā)光顯示器(OLED)及聚合物電致發(fā)光顯示器(PLED)的工藝上。另外，通過量測出彩色濾光片膜層，還可以計算而得出液晶顯示裝置的單元間隙的大小，而了解液晶顯示裝置的單元間隙的均勻度。


為讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征、優(yōu)點與實施例能更明顯易懂，附圖的詳細說明如下圖1繪示一液晶顯示裝置的部分剖面示意圖；圖2A為無瑕疵的彩色濾光片的部分剖面示意圖；圖2B為具有瑕疵的彩色濾光片的部分剖面示意圖；圖3A及圖3B分別繪示無瑕疵的彩色濾光片及具瑕疵的彩色濾光片的第一曲線及第二曲線；以及圖4繪示本發(fā)明另一實施例的單一色光濾片上方單元間隙的高度量測圖。
附圖標記說明1上基板2下基板3液晶層10、30、200、210透明基板
12遮光層14、16、18彩色濾光片20、32透明電極22、34上配向?qū)?02、212紅色濾光片204、214綠色濾光片206、216間隙物208、218藍色濾光片300、304第一曲線302、306第二曲線具體實施方式
請參照圖2A，圖2A為無瑕疵的彩色濾光片的部分剖面示意圖。在一透明基板200上具有一紅色濾光片202和一綠色濾光片204，在兩者之間可選擇性設(shè)置一間隙物206，以及一藍色濾光片208，一般而言，單元間隙的高度約與間隙物206的高度相當。在無瑕疵的彩色濾光片中，紅色濾光片202、綠色濾光片204和藍色濾光片208的厚度均位于各標準厚度容忍區(qū)間內(nèi)。圖2B為具有瑕疵的彩色濾光片的部分剖面示意圖。在一透明基板210上具有一紅色濾光片212和一綠色濾光片214，在兩者之間可選擇性設(shè)置一間隙物216，以及一藍色濾光片218，一般而言，單元間隙的高度約與間隙物216的高度相當。在具有瑕疵的彩色濾光片中，紅色濾光片212與綠色濾光片214及藍色濾光片218的厚度不同且位于各標準厚度容忍區(qū)間之外，因此，位于紅色濾光片212處的單元間隙與位于綠色濾光片214和藍色濾光片218處的單元間隙的高度也因此而有顯著的異常差異。在實際的例子中，此不同色的彩色濾光片厚度間的差異會使不同像素間單元間隙的高度的差異達10～30％，因而嚴重影響像素在光學上的表現(xiàn)。
因此，在本實施例中，運用分光放射輝度色度光度光源測定器產(chǎn)生一全頻譜的偏振角為第一角度的可見光照射圖2A中無瑕疵的彩色濾光片及圖2B中具有瑕疵的彩色濾光片。在彩色濾光片之上另外具有一配向?qū)?未繪示)，配向?qū)由暇哂幸慌湎蚪嵌圈?未標示)，第一角度可以為例如上配向膜的配向角度θ加上45度。分光放射輝度色度光度光源測定器中的光線接收器以一第一角度偵測接收透射光，以透射光強度和各對應(yīng)波長做圖得到一第一曲線。接著，將偵測接收器的第一角度旋轉(zhuǎn)π/4，再偵測接收透射光，以透射光強度和各對應(yīng)波長做圖得到一第二曲線。圖3A及圖3B分別繪示無瑕疵的彩色濾光片及具瑕疵的彩色濾光片的第一曲線及第二曲線。
請參見圖3A，由于圖2A中的彩色濾光片并無瑕疵，故所得到的第一曲線300和第二曲線302為一平滑曲線。反觀圖3B，第一曲線304和第二曲線306在量測光線波長約540納米至560納米間均出現(xiàn)不連續(xù)的現(xiàn)象，因此可知在紅色濾光片212與位于綠色濾光片214處的單元間隙出現(xiàn)顯著的差異，經(jīng)由計算可知位于紅光濾光片212處的單元間隙比位于綠光濾光片214處的單元間隙多15％。使用綠光的特征波長550納米和紅光特征波長650納米掃過整片彩色濾光板發(fā)現(xiàn)，紅光濾光片212的厚度較綠光濾光片214的厚度薄約0.6納米。
另外，圖4繪示本發(fā)明另一實施例的單一色光濾片上方單元間隙的高度量測圖。同樣運用分光放射輝度色度光度光源測定器，產(chǎn)生一單一色光的特征波長，例如紅光650納米、綠光550納米及藍光450納米的偏振可見光掃瞄整片彩色濾光片，根據(jù)彩色濾光片上每一點的位置與該位置的光吸收度做圖可知道單一色濾光片上方單元間隙的高度的均勻度，如圖4所示。圖4繪示以綠光特征波長550納米掃瞄一彩色濾光片的結(jié)果。由圖4中發(fā)現(xiàn)綠光濾光片上方單元間隙的高度約在4納米左右，但在離原點不遠處則突然產(chǎn)生約4.2納米的單元間隙，可見此處的綠光濾光片的厚度均勻性不佳。
由上述本發(fā)明優(yōu)選實施例可知，應(yīng)用本發(fā)明所公開的光學膜層的監(jiān)測方法確實可用來做實時監(jiān)測，而能針對彩色濾光片上瑕疵快速地做出反應(yīng)，而且檢測的方法非常簡便，無須制作待測樣品，使整個測試的成本大幅下降。
雖然本發(fā)明已以優(yōu)選實施例公開如上，然其并非用以限定本發(fā)明，本領(lǐng)域的任何普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當可作各種的更動與潤飾，因此本發(fā)明的保護范圍當視后附的權(quán)利要求所界定的為準。
權(quán)利要求
1.一種監(jiān)測方法，用以監(jiān)測至少一光學膜層厚度的均勻性，該光學薄膜層具有一第一色光濾光層、一第二色光濾光層、一第三色光濾光層及一配向膜位于該第一色光濾光層、該第二色光濾光層及該第三色光濾光層的上，該方法包含提供一可見光投射在該光學薄膜層上，其中該可見光的全頻譜偏振角為一第一角度；以該第一角度偵測并接收穿透該光學薄膜層的一透射光；以及依據(jù)該透射光的各波長的強度與至少一對應(yīng)波長做圖以得到一第一曲線；其中，當該第一曲線出現(xiàn)不連續(xù)部分，藉由該不連續(xù)部分所在的波長可得知該第一色光濾光層、該第二色光濾光層以及該第三色光濾光層之間的厚度差。
2.如權(quán)利要求1的監(jiān)測方法，其中該第一角度為該配向膜的配向角增加約45度。
3.如權(quán)利要求1的監(jiān)測方法，其中該第一角度為該配向膜的配向角減少約45度。
4.如權(quán)利要求1的監(jiān)測方法還包含以一第二角度偵測并接收穿透該光學薄膜層的該透射光，其中該第二角度與該第一角度相差約π/4；以及依據(jù)該透射光的各波長的強度與該至少一對應(yīng)波長做圖以得到一第二曲線；其中，當該第二曲線出現(xiàn)不連續(xù)部分，藉由該不連續(xù)部分所在的波長可得知該第一光濾光層、該第二色光濾光層以及該第三色光濾光層之間的厚度差。
5.如權(quán)利要求1的監(jiān)測方法還包含根據(jù)該不連續(xù)部分所在的波長兩側(cè)的色光的一特征波長分別量測出該兩色光濾光層所在的一單元間隙的厚度；以及根據(jù)該單元間隙的厚度計算該兩色光濾光層的厚度差。
6.如權(quán)利要求1或4的監(jiān)測方法，其中該第一色光濾光層為紅色光濾光層、該第二色光濾光層為綠色光濾光層及該第三色光濾光層為藍色光濾光層。
全文摘要
一種光學膜層厚度均勻性的監(jiān)測方法，該光學薄膜層具有紅、綠及藍色光濾光層，該方法包含提供一全頻譜偏振可見光以一第一角度投射在該光學薄膜層上；以一偵測接收器以該第一角度偵測接收穿透該光學薄膜層的一透射光；以及將該透射光各波長的強度與對應(yīng)波長做圖而得一第一曲線；其中，當該第一曲線出現(xiàn)不連續(xù)部分，藉由該不連續(xù)部分所在的波長可得知紅、綠色光濾光層間或是綠、藍色光濾光層間的厚度是否出現(xiàn)異常落差。
文檔編號G02F1/13GK1752713SQ20051012024
公開日2006年3月29日 申請日期2005年11月7日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月7日
發(fā)明者陳卿峰, 萬仁文, 杜振宇, 鄭謹緒, 鄭世璋, 楊智宏, 鄭孟杰, 彭中宏, 蔡淑芬, 呂志宏 申請人:友達光電股份有限公司