专利名称：光学膜层厚度均匀性的监测方法
技术领域：
本发明涉及一种光学膜层厚度均匀性的监测方法，且特别涉及一种彩色滤光片厚度均匀性的监测方法。
背景技术：
近年来光电相关技术不断地推陈出新，加上数字化时代的到来，进而推动了液晶显示器市场的蓬勃发展。液晶显示器具有高画质、体积小、重量轻、低驱动电压、与低功耗等优点，因此被广泛应用于个人数字助理(PDA)、移动电话、摄录放影机、笔记型计算机、桌上型显示器、车用显示器、及投影电视等消费性通讯或电子产品，并逐渐取代阴极射线管而成为显示器的主流。
液晶显示器(Liquid Crystal Display；LCD)是一种利用液晶特性来达到显示效果的显示装置，液晶显示面板之所以能够彩色化，主要是来自于彩色滤光片。透过驱动集成电路(Integrated Circuit；IC)来改变液晶面板的上下基板间的压差，液晶分子便会呈现排排站立或呈扭转状，形成栅极来选择背光源光线穿透与否，因而产生画面。但这样仅有透光程度的差别，所产生的颜色只有黑、白两种颜色，若要形成彩色的话，需要靠红(R)、绿(G)、蓝(B)三种光源组合，因此具有红、绿、蓝三色的彩色层的彩色滤光片便成为液晶显示面板的关键零部件。
图1绘示一液晶显示装置部分剖面示意图。如图1所示，上基板1、下基板2以及位于其间的液晶层3构成液晶显示装置。上基板1分别包括透明基板/遮光层/彩色滤光片/透明电极/上配向层，其中透明基板10可以为玻璃，而彩色滤光片14、16与18一般是由红(R)、绿(G)、蓝(B)三原色来构成。在彩色滤光片14、16与18间有遮光层12，用以防止光线从彩色滤光片14、16与18之间穿透以及避免混色，之后再形成透明电极20，例如铟锡氧化膜(ITO Film)覆盖彩色滤光片14、16与18以制作彩色滤光器结构，而上配向层22则覆盖透明电极20。下基板2至少包括一透明基板30及透明电极32及一下配向层34。液晶层3则位于上配向层22与下配向层34之间所形成的单元间隙(Cell Gap)。单元间隙的高度d会直接影响到液晶显示器的液晶排列以及亮度的品质，因此，单元间隙的高度d的均匀性非常重要。
单元间隙的高度d的均匀性对于液晶显示器的液晶排列以及亮度的品质非常重要。然而，影响单元间隙的高度d的均匀性最大的原因在于彩色滤光片中红滤光片、绿滤光片和蓝滤光片的厚度均匀性。彩色滤光片中红滤光片、绿滤光片和蓝滤光片的厚度各有一容忍厚度区间，工艺中会将红滤光片、绿滤光片和蓝滤光片的厚度调整到位于各该容忍厚度区间内，以符合显示面板规格。公知使用破坏性的监测，将液晶显示单元切片后再以电子显微镜观察量测，这样获得的数据相当准确，但却无法及时监测，被切片后的显示面板便无法被修复，而且监测成本昂贵。因此，如何能简单实时监测红、绿和蓝各滤光片和各滤光片间厚度的均匀性就是一件非常重要的工作。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种光学膜层厚度均匀性的监测方法，可以实时监测红、绿和蓝各色滤光片间厚度的均匀性。
本发明的另一目的在于提供一种光学膜层厚度均匀性的监测方法，可以实时监测红、绿和蓝各色滤光片本身厚度的均匀性。
本发明的又一目的在于提供一种光学膜层厚度均匀性的监测方法，可以对红、绿和蓝各色滤光片间厚度的均匀性做非破坏性的监测。
本发明的再一目的在于提供一种光学膜层厚度均匀性的监测方法，可以对红、绿和蓝色滤光片本身厚度的均匀性做非破坏性的监测。
根据本发明的上述目的，本发明的一优选实施例提出了一种光学膜层厚度均匀性的监测方法。由于不同颜色的滤光片对不同波长的可见光的透光率(吸收度)并不相同，且偏振光在不同波长部分对同一角度的光栅也会有不同透光率(吸收度)。因此，先以分光设备产生一全频谱的第一角度偏振可见光，第一角度例如是上配向膜的配向角度增或减45度来侦测接收透射光，将所述光投射透过一彩色滤光片，侦测接收器以一第一角度的偏光角度侦测接收透射光强度和各对应波长做图得到一第一曲线。接着，将侦测接收器的第一角度偏光角度旋转π/4，再侦测接收透射光，以透射光强度和各对应波长做图得到一第二曲线。
第一曲线和第二曲线应为平滑曲线，若第一曲线和第二曲线在相近波长处产生不连续的现象，例如在波长540纳米至560纳米处产生不连续的现象，则可判定红滤光片的厚度与绿滤光片的厚度具有显著的差异。
同样的，亦可以使用分光设备选取单一色光对彩色滤光片做全域扫瞄，根据彩色滤光片上每一点的位置与该位置的光吸收度做图可知道单一色滤光片的厚度均匀度。当线型出现波峰或波谷时，也就是该线型出现斜率为零或无限大的部分时，即表示对应位置的膜层厚度太厚(薄)。
因此，运用本发明所公开的光学膜层厚度均匀性的监测方法具有下列优点，可用来做实时监测，而能针对彩色滤光片上瑕疵快速地做出反应。另外，检测的方法非常简便，无须制作待测样品，使整个测试的成本大幅下降。
本发明所提供的光学膜层厚度均匀性的监测方法，不仅可以用在液晶显示器的工艺之上，还可以用在彩色滤光片的工艺之上及有机电致发光显示器(OLED)及聚合物电致发光显示器(PLED)的工艺上。另外，通过量测出彩色滤光片膜层，还可以计算而得出液晶显示装置的单元间隙的大小，而了解液晶显示装置的单元间隙的均匀度。
为让本发明的上述和其它目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，附图的详细说明如下图1绘示一液晶显示装置的部分剖面示意图；图2A为无瑕疵的彩色滤光片的部分剖面示意图；图2B为具有瑕疵的彩色滤光片的部分剖面示意图；图3A及图3B分别绘示无瑕疵的彩色滤光片及具瑕疵的彩色滤光片的第一曲线及第二曲线；以及图4绘示本发明另一实施例的单一色光滤片上方单元间隙的高度量测图。
附图标记说明1上基板2下基板3液晶层10、30、200、210透明基板
12遮光层14、16、18彩色滤光片20、32透明电极22、34上配向层202、212红色滤光片204、214绿色滤光片206、216间隙物208、218蓝色滤光片300、304第一曲线302、306第二曲线具体实施方式
请参照图2A，图2A为无瑕疵的彩色滤光片的部分剖面示意图。在一透明基板200上具有一红色滤光片202和一绿色滤光片204，在两者之间可选择性设置一间隙物206，以及一蓝色滤光片208，一般而言，单元间隙的高度约与间隙物206的高度相当。在无瑕疵的彩色滤光片中，红色滤光片202、绿色滤光片204和蓝色滤光片208的厚度均位于各标准厚度容忍区间内。图2B为具有瑕疵的彩色滤光片的部分剖面示意图。在一透明基板210上具有一红色滤光片212和一绿色滤光片214，在两者之间可选择性设置一间隙物216，以及一蓝色滤光片218，一般而言，单元间隙的高度约与间隙物216的高度相当。在具有瑕疵的彩色滤光片中，红色滤光片212与绿色滤光片214及蓝色滤光片218的厚度不同且位于各标准厚度容忍区间之外，因此，位于红色滤光片212处的单元间隙与位于绿色滤光片214和蓝色滤光片218处的单元间隙的高度也因此而有显著的异常差异。在实际的例子中，此不同色的彩色滤光片厚度间的差异会使不同像素间单元间隙的高度的差异达10～30％，因而严重影响像素在光学上的表现。
因此，在本实施例中，运用分光放射辉度色度光度光源测定器产生一全频谱的偏振角为第一角度的可见光照射图2A中无瑕疵的彩色滤光片及图2B中具有瑕疵的彩色滤光片。在彩色滤光片之上另外具有一配向层(未绘示)，配向层上具有一配向角度θ(未标示)，第一角度可以为例如上配向膜的配向角度θ加上45度。分光放射辉度色度光度光源测定器中的光线接收器以一第一角度侦测接收透射光，以透射光强度和各对应波长做图得到一第一曲线。接着，将侦测接收器的第一角度旋转π/4，再侦测接收透射光，以透射光强度和各对应波长做图得到一第二曲线。图3A及图3B分别绘示无瑕疵的彩色滤光片及具瑕疵的彩色滤光片的第一曲线及第二曲线。
请参见图3A，由于图2A中的彩色滤光片并无瑕疵，故所得到的第一曲线300和第二曲线302为一平滑曲线。反观图3B，第一曲线304和第二曲线306在量测光线波长约540纳米至560纳米间均出现不连续的现象，因此可知在红色滤光片212与位于绿色滤光片214处的单元间隙出现显著的差异，经由计算可知位于红光滤光片212处的单元间隙比位于绿光滤光片214处的单元间隙多15％。使用绿光的特征波长550纳米和红光特征波长650纳米扫过整片彩色滤光板发现，红光滤光片212的厚度较绿光滤光片214的厚度薄约0.6纳米。
另外，图4绘示本发明另一实施例的单一色光滤片上方单元间隙的高度量测图。同样运用分光放射辉度色度光度光源测定器，产生一单一色光的特征波长，例如红光650纳米、绿光550纳米及蓝光450纳米的偏振可见光扫瞄整片彩色滤光片，根据彩色滤光片上每一点的位置与该位置的光吸收度做图可知道单一色滤光片上方单元间隙的高度的均匀度，如图4所示。图4绘示以绿光特征波长550纳米扫瞄一彩色滤光片的结果。由图4中发现绿光滤光片上方单元间隙的高度约在4纳米左右，但在离原点不远处则突然产生约4.2纳米的单元间隙，可见此处的绿光滤光片的厚度均匀性不佳。
由上述本发明优选实施例可知，应用本发明所公开的光学膜层的监测方法确实可用来做实时监测，而能针对彩色滤光片上瑕疵快速地做出反应，而且检测的方法非常简便，无须制作待测样品，使整个测试的成本大幅下降。
虽然本发明已以优选实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，本领域的任何普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视后附的权利要求所界定的为准。
权利要求
1.一种监测方法，用以监测至少一光学膜层厚度的均匀性，该光学薄膜层具有一第一色光滤光层、一第二色光滤光层、一第三色光滤光层及一配向膜位于该第一色光滤光层、该第二色光滤光层及该第三色光滤光层的上，该方法包含提供一可见光投射在该光学薄膜层上，其中该可见光的全频谱偏振角为一第一角度；以该第一角度侦测并接收穿透该光学薄膜层的一透射光；以及依据该透射光的各波长的强度与至少一对应波长做图以得到一第一曲线；其中，当该第一曲线出现不连续部分，藉由该不连续部分所在的波长可得知该第一色光滤光层、该第二色光滤光层以及该第三色光滤光层之间的厚度差。
2.如权利要求1的监测方法，其中该第一角度为该配向膜的配向角增加约45度。
3.如权利要求1的监测方法，其中该第一角度为该配向膜的配向角减少约45度。
4.如权利要求1的监测方法还包含以一第二角度侦测并接收穿透该光学薄膜层的该透射光，其中该第二角度与该第一角度相差约π/4；以及依据该透射光的各波长的强度与该至少一对应波长做图以得到一第二曲线；其中，当该第二曲线出现不连续部分，藉由该不连续部分所在的波长可得知该第一光滤光层、该第二色光滤光层以及该第三色光滤光层之间的厚度差。
5.如权利要求1的监测方法还包含根据该不连续部分所在的波长两侧的色光的一特征波长分别量测出该两色光滤光层所在的一单元间隙的厚度；以及根据该单元间隙的厚度计算该两色光滤光层的厚度差。
6.如权利要求1或4的监测方法，其中该第一色光滤光层为红色光滤光层、该第二色光滤光层为绿色光滤光层及该第三色光滤光层为蓝色光滤光层。
全文摘要
一种光学膜层厚度均匀性的监测方法，该光学薄膜层具有红、绿及蓝色光滤光层，该方法包含提供一全频谱偏振可见光以一第一角度投射在该光学薄膜层上；以一侦测接收器以该第一角度侦测接收穿透该光学薄膜层的一透射光；以及将该透射光各波长的强度与对应波长做图而得一第一曲线；其中，当该第一曲线出现不连续部分，藉由该不连续部分所在的波长可得知红、绿色光滤光层间或是绿、蓝色光滤光层间的厚度是否出现异常落差。
文档编号G02F1/13GK1752713SQ20051012024
公开日2006年3月29日 申请日期2005年11月7日 优先权日2005年11月7日
发明者陈卿峰, 万仁文, 杜振宇, 郑谨绪, 郑世璋, 杨智宏, 郑孟杰, 彭中宏, 蔡淑芬, 吕志宏 申请人:友达光电股份有限公司