專利名稱：：液晶顯示器的光學(xué)參數(shù)測量裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種液晶顯示器的光學(xué)參數(shù)測量裝置及方法，尤指一種可快速同時求得液晶顯示器的液晶旋轉(zhuǎn)角度、入射配向角(rubbingdirectionoftheentrance)、出射配向角(rubbingdirectionoftheexit)、視角方向、各波長的And值的光學(xué)參數(shù)測量裝置及方法。背榮技術(shù)目前TN、STN、TN型TFTLCD(液晶顯示器)領(lǐng)域上，測量LCD的相關(guān)光學(xué)參數(shù)的傳統(tǒng)方法，主要有三種技術(shù)(l)方法l(日立制作所采用)使用分光光度計或類似的儀器，待測的LCD前后擺放吸收軸45。的偏光板，測量得最大吸收波長，此時再利用事先制作好的最大吸收波長相對于And值(位相差值)的正比相關(guān)性，以求得And值。此日立制作所釆用的方法的缺點(a)無法求得液晶旋轉(zhuǎn)角度(需為已知參數(shù))；(b)無法求得各個波長下的And值；(c)不同的制程、材料，最大吸收波長相對于And值的正比相關(guān)性不同，需分別制作相關(guān)性曲線。(2)方法2(東芝松下采用)使用分光光度計或類似的儀器，依液晶旋轉(zhuǎn)角度的不同，待測的LCD前后搭配特定吸收軸的偏光板，測量得最大吸收波長，以計算求得And值。此東芝松下所采用的方法的缺點(a)無法求得液晶旋轉(zhuǎn)角度(需為已知參數(shù))；(b)無法求得各個波長下的And值；(c)使用預(yù)先假設(shè)的波長相對于And值相關(guān)性，因此計算出的And值會有誤差。(3)方法3(新日本石油采用)使用分光光度計或類似的儀器，兩偏光板中置入待測的LCD。旋轉(zhuǎn)前后偏光板吸收軸，反復(fù)測量嘗試錯誤(tryanderror),直至最大吸收波長的透過率最接近零，并且在此偏光板吸收軸角度下，旋轉(zhuǎn)面板，最大吸收波長不會因此而改變。這時候可得知液晶旋轉(zhuǎn)角度，并且可計算得And值、以及液晶An相對于波長的特性(從而可計算得知任一波長的And值)。新日本石油所采用的方法的缺點嘗試錯誤的過程需耗費很多時間。因此，申請人鑒于公知技術(shù)的缺點，而發(fā)明出本發(fā)明的"液晶顯示器的光學(xué)參數(shù)的測量裝置及方法"，用以改善上述公知手段的缺點。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的主要目的在于提供一種液晶顯示器的光學(xué)參數(shù)測量裝置，其包含一分光光度計，其具有一光源及一用于檢測光線相關(guān)光學(xué)參數(shù)的檢測器，用于測量該液晶顯示器的相關(guān)光學(xué)參數(shù);以及一測量模塊，其具有兩個偏光板，當(dāng)該液晶顯示器放置在所述兩個偏光板之間所測量的透過率光譜是第一透過率光譜，當(dāng)該液晶顯示器放置在所述兩個偏光板之后所測量的透過率光譜是第二透過率光譜，以第二透過率光譜除以第一透過率光譜作為Yeh&Gu方程式所需的透過率光譜。如所述的液晶顯示器的光學(xué)參數(shù)測量裝置，該相關(guān)光學(xué)參數(shù)包括液晶旋轉(zhuǎn)角度、入射配向角、出射配向角、視角方向、And。如所述的液晶顯示器的光學(xué)參數(shù)測量裝置，該液晶顯示器包括TN、STN、TN型TFTLCD。根據(jù)另一構(gòu)想，本發(fā)明提供一種液晶顯示器的光學(xué)參數(shù)測量方法，該液晶顯示器是用一分光光度計與兩片偏光板來測量，該分光光度計具有一光源與兩片偏光板，其包括下列步驟(a)將液晶顯示器放置在該兩片偏光板之間，用該分光光度計所測量的透過率光譜是第一透過率光譜；(b)將液晶顯示器放置在該兩片偏光板之后，用該分光光度計所測量的透過率光譜是第二透過率光譜；以及(c)以第一透過率光譜除以第二透過率光譜的光譜作為Yeh&Gu方程式所需的透過率光譜，進而求得該相關(guān)光學(xué)參數(shù)。如所述的光學(xué)參數(shù)測量方法，該步驟(c)中是用回歸計算法軟件來求得該相關(guān)光學(xué)參數(shù)。如所述的光學(xué)參數(shù)測量方法，該回歸計算法軟件是微軟的Excel2003。采用本發(fā)明的裝置和方法可快速同時求得液晶顯示器的液晶旋轉(zhuǎn)角度、入射配向角、出射配向角、視角方向、各波長的And值等光學(xué)參數(shù)。圖1為本發(fā)明一片偏光板的透過光譜圖。圖2為本發(fā)明兩片偏光板平行排列的透過光譜圖。圖3為本發(fā)明彩色STNLCD(不含偏光板)的透過率光譜圖。圖4為傳統(tǒng)方法上將兩片偏光板中置入彩色STNLCD的透過率光譜圖。圖5為本發(fā)明兩片偏光板中置入彩色STNLCD的透過率光譜圖。圖6為本發(fā)明的理論值與實測值回歸計算后的圖形。圖7為本發(fā)明測量第二透過率光譜下分光光度計與偏光片的排列圖。圖8為本發(fā)明測量第一透過率光譜下分光光度計與偏光片的排列圖。其中，附圖標記說明如下71:光源721，722:偏光板73:液晶顯示器74:檢測器81:光源821，822:偏光板83:液晶顯示器84:檢測器具體實施例方式為了解決公知測量液晶顯示器的相關(guān)光學(xué)參數(shù)的問題，本發(fā)明提出一種液晶顯示器的光學(xué)參數(shù)的測量裝置及方法。描述本發(fā)明的技術(shù)如下(l)依PochiYeh及ClaireGu(PochiYehandClaireGu，OpticsofLiquidCrystalDisplays,JohnWiley&Sons,Inc.,1999)應(yīng)用Jones矩陣演算，光線經(jīng)過偏光子元件后射經(jīng)液晶顯示器后射經(jīng)檢光子元件的透過率為用下列方程式(l)(本發(fā)明中稱做Yeh&Gu方程式)來計算<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>(1)其中a-入射側(cè)透過軸角度-入射側(cè)配向角度P-出射側(cè)透過軸角度-出射側(cè)配向角度4>==液晶旋轉(zhuǎn)角度---。)X-入射光波長此外，不同波長下的And值，以Cauchyfonction最能適切描述其相關(guān)性。將式(3)的厶nd式子代入式(2),以"包a，b，c，a"為變數(shù)的"理論值透過率曲線"與"實測的透過率曲線"回歸，求得這5個變數(shù)的值，即可求得所要的參數(shù)數(shù)值。(2)當(dāng)面板的"配向方向"、"液晶旋轉(zhuǎn)角度"為己知時，上述的ouP、啦就直接代入數(shù)值，僅以"a，b，c"為變數(shù)做回歸。(3)要使上述理論實用化，尚有困難點需解決(i)式(l)假設(shè)偏光元件(例如偏光板)是有如下特性之一完美的元件光線通過偏光板時透過率為50%;兩偏光板平行時，透過率為50%;兩偏光板垂直時，透過率為0%;但實際的偏光板卻有其透過光譜(請參閱圖1及圖2)。(ii)式(l)假設(shè)待測液晶顯示器中各層材料的透過率為100%，透過率只與cup、*、And相關(guān)，但實際的液晶顯示器(LCD)的各層材料如玻璃/液晶/配向膜等等各有其透過光譜(請參閱圖3)。(iii)這些實務(wù)上透過光譜的影響，造成式(l)應(yīng)用上的困難(請參閱圖4)，發(fā)明人經(jīng)過多次實驗之后，以如下的方法克服(a)將兩枚吸收軸角度一致的偏光板721,722與待測的液晶顯示器73排列如圖7，以此排列下的透過率光譜為第二透過率光譜II，圖7中，光線由光源71射出，射透過兩片偏光板721,722，射透過液晶顯示器73，所射透過的光線由檢測器(detector)74測量得到，圖7內(nèi)所使用的儀器是分光光度計，型號為HitachiU-3010,其內(nèi)包含有光源71及檢測器74。(b)儀器配置如圖8所示，即測量時以圖8的排列，測量得透過率光譜為第一透過率光譜I，以MI的光譜作為式(l)所需的透過率光譜，進而求得a、P、4>、And值。圖8內(nèi)的光線由光源81射出，射透過第一片偏光板821，射透過液晶顯示器83，射透過第二片偏光板822，所射透過的光線由檢測器84測量得到，圖8內(nèi)所使用的儀器是分光光度計，型號為HitachiU-3010，與圖7是使用相同的分光光度計。(4)測量值的驗證由于變量值有5個沖，M)，C，(I)之多，在某些情況下可能會有不止一組(啦，a，b，c，a)值的理論值符合實測值，在此我們也提出解決的方式，以兩種偏光板的角度，測量并求得這兩組各自的I/II光譜，并回歸計算分別的⑨，a，b，c,a)值，若這兩組伸，a，b，c，ci)值是相近的，則表示所求得的值是正確的，反之則應(yīng)再檢討修正以求得正確解。上述回歸計算用到數(shù)值分析軟件，其可以是微軟出的Excel2003，它在工具選項里可以選加加載宏，加入"規(guī)劃求解"(用牛頓法求解)，之后就可以用它來做求解的工作。(5)實例取兩片透過軸45°的偏光板為例(請參閱圖5及圖6)，計算結(jié)果如下表<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>再代入式(3)，可算得各個波長的厶nd值。明實驗中所用的偏光板是"日東光學(xué)"型號"TEG1465DU"的偏光板。、本發(fā)明的功能、效用及優(yōu)點在于以簡易的作業(yè)方式、簡單的分光光度計、隨手可得的偏光片、常見的電子表格軟件Excel,可快速同時求得液晶顯示器的液晶旋轉(zhuǎn)角度、入射配向角、出射配向角、視角方向、各波長的And值。本發(fā)明由本領(lǐng)域的技術(shù)人員所做的各種修改，皆不脫離如所附權(quán)利要求書中所欲保護的范圍。權(quán)利要求1.一種液晶顯示器的光學(xué)參數(shù)測量裝置，其包含一分光光度計，其具有一光源及一用于檢測光線相關(guān)光學(xué)參數(shù)的檢測器，用于測量該液晶顯示器的相關(guān)光學(xué)參數(shù)；以及一測量模塊，其具有兩個偏光板，當(dāng)該液晶顯示器放置在所述兩個偏光板之間所測量的透過率光譜是第一透過率光譜，當(dāng)該液晶顯示器放置在所述兩個偏光板之后所測量的透過率光譜是第二透過率光譜，以第一透過率光譜除以第二透過率光譜作為Yeh&Gu方程式所需的透過率光譜。2.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)參數(shù)測量裝置，其中該相關(guān)光學(xué)參數(shù)包括液晶旋轉(zhuǎn)角度、入射配向角、出射配向角、視角方向、厶nd。3.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)參數(shù)測量裝置，其中該液晶顯示器包括TN、STN、TN型TFTLCD。4.一種液晶顯示器的光學(xué)參數(shù)測量方法，該液晶顯示器是用一分光光度計與兩片偏光板來測量，該分光光度計具有一光源與兩片偏光板，其包括下列步驟(a)將液晶顯示器放置在所述兩片偏光板之間，用該分光光度計所測量的透過率光譜是第一透過率光譜；(b)將液晶顯示器放置在所述兩片偏光板之后，用該分光光度計所測量的透過率光譜是第二透過率光譜；以及(c)以第一透過率光譜除以第二透過率光譜的光譜作為Yeh&Gu方程式所需的透過率光譜，進而求得該相關(guān)光學(xué)參數(shù)。5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中步驟(c)中是用回歸計算法軟件來求得該相關(guān)光學(xué)參數(shù)。6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中該回歸計算法軟件是微軟的Excd2003。全文摘要本發(fā)明涉及一種液晶顯示器的光學(xué)參數(shù)測量裝置及方法，當(dāng)液晶顯示器放置在兩個偏光板之間所測量的透過率光譜是第一透過率光譜I，當(dāng)該液晶顯示器放置在該兩個偏光板之后所測量的透過率光譜是第二透過率光譜II，以第一透過率光譜除以第二透過率光譜(I/II)作為Yeh&Gu方程式所需的透過率光譜。采用本發(fā)明的裝置和方法可快速同時求得液晶顯示器的液晶旋轉(zhuǎn)角度、入射配向角、出射配向角、視角方向、各波長的Δnd值等光學(xué)參數(shù)。文檔編號G02F1/13GK101178488SQ200610144638公開日2008年5月14日申請日期2006年11月9日優(yōu)先權(quán)日2006年11月9日發(fā)明者羅克強,蔡榮展申請人:華生科技股份有限公司