反射型液晶パネルのセルギャップ検査装置およびセルギャップ検査方法
【課題】基板間に液晶を封入した後の反射型液晶パネルのセルギャップ、さらには、セルギャップばらつきを検査することのできる反射型液晶パネルの検査装置および検査方法を提供すること。
【解決手段】液晶装置の検査装置１は、直線偏光光からなる検査用照明光を出射する偏光照明装置４０と、光検出器４２と、偏光照明装置４０から出射された検査用照明光を反射型の液晶パネル３へ導き、液晶パネル３から反射してきた光を光検出器４２へ導く偏光ビームスプリッター４４とを有し、偏光ビームスプリッター４４と光検出器４２との間には第２偏光板４５、第１位相差板４６、第２位相差板４７が配置されている。制御部５０は、光検出器４２で受光された光の色相を色相値に数値化する色相値算出部５０１と、色相値を液晶パネル３のセルギャップに変換するセルギャップ導出部５０２とを有している。
【解決手段】液晶装置の検査装置１は、直線偏光光からなる検査用照明光を出射する偏光照明装置４０と、光検出器４２と、偏光照明装置４０から出射された検査用照明光を反射型の液晶パネル３へ導き、液晶パネル３から反射してきた光を光検出器４２へ導く偏光ビームスプリッター４４とを有し、偏光ビームスプリッター４４と光検出器４２との間には第２偏光板４５、第１位相差板４６、第２位相差板４７が配置されている。制御部５０は、光検出器４２で受光された光の色相を色相値に数値化する色相値算出部５０１と、色相値を液晶パネル３のセルギャップに変換するセルギャップ導出部５０２とを有している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一対の基板間に液晶層が保持された反射型液晶パネルのセルギャップを光学的に検査するセルギャップ検査装置およびセルギャップ検査方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一対の基板間に液晶層が保持された透過型液晶パネルのセルギャップを検査するためのセルギャップ検査装置およびセルギャップ検査方法として、色相法を利用した構成が提案されている（例えば、特許文献１参照）。かかるセルギャップ検査装置では、光源と、光源からの光を偏光する第１の偏光板と、第１の偏光板からの偏光が入射される透過型液晶パネルの出射光路上に配置される第２の偏光板と、透過型液晶パネルと第２の偏光板との間の光路上に配置される位相差板と、第２の偏光板を透過した光が入射する光検出部とが設けられている。従って、透過型液晶パネルに直線偏光からなる検査光を照射した際に光検出器で受光した光の色相値を求めれば、かかる色相値から透過型液晶パネルのセルギャップを求めることができるので、セルギャップを検査することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１９８３５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載のギャップ検査装置では、透過型液晶パネルの検査は可能であるが、反射型液晶パネルについては検査することができないという問題点がある。
【０００５】
次に、反射型液晶パネルは、透過型液晶パネルに比して、画像の品位に対するセルギャップの影響が大きいため、液晶パネル内でのセルギャップばらつきも重要な管理ポイントになるが、特許文献１に記載のセルギャップ検査装置およびセルギャップ検査方法では、液晶パネル内におけるセルギャップの平均値しか求めることができず、液晶パネル内でのセルギャップばらつきを検査することができないという問題点がある。
【０００６】
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、基板間に液晶を封入した後の反射型液晶パネルのセルギャップを検査することのできる反射型液晶パネルのセルギャップ検査装置およびセルギャップ検査方法を提供することにある。
【０００７】
次に、本発明の課題は、さらに、基板間に液晶を封入した後の反射型液晶パネルのセルギャップばらつきを検査することのできる反射型液晶パネルのセルギャップ検査装置およびセルギャップ検査方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明に係る反射型液晶パネルのセルギャップ検査装置は、直線偏光光からなる検査用照明光を出射する偏光照明装置と、光検出器と、前記偏光照明装置から出射された前記検査用照明光を一対の基板間に液晶層が保持された反射型液晶パネルへ導くとともに、当該反射型液晶パネルから反射してきた光を前記光検出器へ導く偏光ビームスプリッターと、前記偏光ビームスプリッターと前記光検出器とを結ぶ光路に配置された偏光板と、前記光検出器で受光した光の色相を色相値に数値化する色相値算出部と、を有することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明に係る反射型液晶パネルのセルギャップ検査方法は、直線偏光光からなる検査用照明光を出射する偏光照明装置と、光検出器と、前記偏光照明装置から出射された前記検査用照明光を一対の基板間に液晶層が保持された反射型液晶パネルへ導くとともに、当該反射型液晶パネルから反射してきた光を前記光検出器へ導く偏光ビームスプリッターと、を設けるとともに、前記偏光ビームスプリッターと前記光検出器とを結ぶ光路に偏光板を設け、前記偏光照明装置から出射された前記検査用照明光を前記反射型液晶パネルに照射した際に当該反射型液晶パネルから反射してきた光を前記光検出器で受光する第１工程と、当該光検出器で受光した光の色相を色相値に数値化する第２工程と、を有し、前記色相値の算出結果に基づいて前記反射型液晶パネルのセルギャップを検査することを特徴とする。
【００１０】
本発明を適用した反射型液晶パネルのセルギャップ検査装置および検査方法では、偏光照明装置から出射された検査用照明光を一対の基板間に液晶層が保持された反射型液晶パネルへ導くとともに、反射型液晶パネルから反射してきた光を光検出器へ導く偏光ビームスプリッターが設けられているため、反射型液晶パネルであっても、液晶パネルから出射された光を光検出器によって受光することができる。ここで、光検出器で受光した光の色相を色相値に数値化すると、かかる色相値は、液晶パネルのセルギャップに対応している。従って、色相値、あるいは色相値をセルギャップに変換した値を利用すれば、液晶パネルのセルギャップの良否を判定することができる。
【００１１】
本発明に係る反射型液晶パネルのセルギャップ検査装置において、前記色相値算出部は、前記反射型液晶パネルの複数個所で反射された光毎の前記色相値を算出することが好ましい。本発明に係る反射型液晶パネルのセルギャップ検査方法において、前記第２工程において、前記色相値を算出するにあたっては、前記反射型液晶パネルの複数個所で反射された光毎の色相値を算出することが好ましい。かかる構成によれば、液晶パネル内でのセルギャップばらつきを検査することができる。
【００１２】
本発明においては、光検出器で受光した光の色相値に基づいて液晶パネルの良否を判定してもよいが、色相値をセルギャップに変換し、セルギャップに基づいて、液晶パネルのセルギャップの良否を判定することが好ましい。かかる構成は、前記色相値に基づいて前記反射型液晶パネルのセルギャップを導出するセルギャップ導出部を設けることによって実現することができる。
【００１３】
本発明において、前記反射型液晶パネルは、例えば、垂直配向モードの反射型液晶パネルである。
【００１４】
この場合、前記偏光ビームスプリッターと前記偏光板とを結ぶ光路に位相差板が配置されていることが好ましい。かかる前記位相差板として、λ／４位相差板とλ／２位相差板とが配置されていることが好ましい。偏光ビームスプリッターと、検光子としての偏光板とを結ぶ光路に位相差板を配置すれば、その分、系全体のリタデーションを強めることができるので、セルギャップ変化に対応する色相変化を大きくすることができるので、垂直配向モードの液晶パネル等、セルギャップ変化に対応する色相変化が比較的小さな液晶パネルであってもセルギャップの検査精度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明を適用した検査装置および検査方法で検査される反射型の液晶装置の説明図。
【図２】図１に示す液晶装置を用いた投射型表示装置の概略構成図。
【図３】本発明を適用した液晶装置の検査装置の概略構成図。
【図４】図３に示す光検出器で取得された画像の分割例を示す図。
【図５】図３に示す光検出器に入射する光の色相値と液晶層の厚みとの相関の一例を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の説明で参照する図においては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材毎に縮尺を異ならしめてある。また、以下の説明では、本発明を適用した反射型液晶パネルのセルギャップ検査装置を以下、単に検査装置といい、本発明を適用した反射型液晶パネルのセルギャップ検査方法を以下、単に検査方法という。また、以下の説明では、偏波面が互いに直交する２種類の直線偏光光のうちの一方をＰ偏光とし、他方をＳ偏光として説明する。
【００１７】
（液晶装置の構成）
図１は、本発明を適用した検査装置および検査方法で検査される反射型の液晶装置２の説明図であり、（Ａ）は、液晶装置２の各構成要素を対向基板６の側から見た平面図、（Ｂ）は、（Ａ）のＨ−Ｈ′断面の断面図である。
【００１８】
図１において、本発明の検査装置および検査方法が液晶される液晶装置２は、反射型の液晶装置であり、ＴＮ（Twisted Nematic）モードやＶＡ（Vertical Alignment）モードの反射型の液晶パネル３を有している。液晶パネル３は、その中央領域に複数の画素がマトリクス状に配列された画像表示領域３ａ（画素配列領域）を備えている。かかる液晶パネル３では、素子基板５と対向基板６とが所定の隙間を介してシール材７によって貼り合わされており、シール材７は対向基板６の外縁に沿うように枠状に設けられている。素子基板５と対向基板６との間のうち、シール材７で囲まれた領域内には液晶層８が保持されている。本形態において、素子基板５および対向基板６は、いずれも四角形であり、液晶パネル３の略中央には、画像表示領域３ａが四角形の領域として設けられている。
【００１９】
素子基板５において、画像表示領域３ａの外側では、素子基板５の一辺に沿ってデータ線駆動回路９および複数の端子１０が形成されており、この一辺に隣接する他の辺に沿って走査線駆動回路１１が形成されている。また、素子基板５では、画像表示領域３ａの内側で複数本のデータ線および複数本の走査線が縦横に伸びており、データ線駆動回路９は各データ線に電気的に接続され、走査線駆動回路１１は各走査線に電気的に接続されている。端子１０には、フレキシブル配線基板（図示省略）が接続されており、素子基板５には、フレキシブル配線基板を介して各種電位や各種信号が入力される。
【００２０】
素子基板５の対向基板６と対向する面側において、画像表示領域３ａには、画素トランジスター、および画素トランジスターに対応して設けられた画素電極１２がマトリクス状に形成されており、かかる画素電極１２の上層側には配向膜１３が形成されている。対向基板６において、素子基板５と対向する一方面側には共通電極１４が形成されており、共通電極１４の上層には配向膜１５が形成されている。
【００２１】
素子基板５において、シール材７より外側において対向基板６の角部分と重なる領域には、素子基板５と対向基板６との間で電気的導通をとるための基板間導通部１６が形成されている。かかる基板間導通部１６には、導電粒子を含んだ基板間導通材が配置されており、対向基板６の共通電極１４は、基板間導通材を介して素子基板５側に電気的に接続されている。そのため、共通電極１４には、素子基板５の側から共通電位Ｖｃｏｍが印加されている。
【００２２】
本形態において、液晶パネル３は反射型であるため、共通電極１４はＩＴＯ膜（Indium
Tin Oxide）等の透光性導電膜によって形成され、画素電極１２は、アルミニウム膜等の反射性導電膜によって形成されている。そのため、本形態の液晶装置２では、対向基板６側から入射した光は、素子基板５側で反射されて対向基板６側から出射される間に変調される。なお、液晶装置２では、使用する液晶層８の種類や、ノーマリーホワイトモード／ノーマリーブラックモードの別に応じて、位相差フィルム、偏光板等が液晶パネル３に対して所定の向きに配置される。
【００２３】
本形態の液晶パネル３は、ＶＡモード（垂直配向モード）の液晶パネルであり、液晶層８には、負の誘電率異方性を有する液晶材料が用いられ、配向膜１３、１５は斜方蒸着された無機膜からなる。かかる液晶パネル３は、ノーマリーブラックモードの液晶パネルであるため、以下に説明する検査工程においては、液晶パネル３を全点灯状態で検査する。このため、液晶パネル３には、全画素がオンになるような画像信号が供給される。
【００２４】
（液晶装置の電子機器への搭載例）
図２は、図１に示す液晶装置２を用いた投射型表示装置２０の概略構成図である。液晶装置２は、例えば、投射型表示装置２０（液晶プロジェクター）において、ＲＧＢ用のライトバルブとして用いられる。投射型表示装置２０において、光源部２１は、システム光軸Ｌ１に沿って光源２２、インテグレーターレンズ２３および偏光変換素子２４が配置された偏光照明装置２５を有している。また、投射型表示装置２０は、システム光軸Ｌ１に沿って、偏光照明装置２５から出射されたＳ偏光光束をＳ偏光光束反射面２６ａにより反射させる偏光ビームスプリッター２６と、偏光ビームスプリッター２６のＳ偏光光束反射面２６ａから反射された光のうち、青色光（Ｂ）の成分を分離するダイクロイックミラー２７と、青色光が分離された後の光束のうち、赤色光（Ｒ）の成分を反射させて分離するダイクロイックミラー２８とを有している。
【００２５】
また、投射型表示装置２０は、各色光が入射する３つの液晶装置２（反射型の液晶装置２Ｒ、２Ｇ、２Ｂ）を備えており、光源部２１は、３つの液晶装置２Ｒ、２Ｇ、２Ｂに所定の色光を供給する。投射型表示装置２０においては、３つの液晶装置２Ｒ、２Ｇ、２Ｂにて変調された光をダイクロイックミラー２７、２８、および偏光ビームスプリッター２６にて合成した後、この合成光を投射光学系２９によってスクリーン３０等の被投射部に投射する。なお、投射型表示装置については、光源部として、各色の光を出射するＬＥＤ光源等を用い、かかるＬＥＤ光源から出射された色光を各々、別の液晶装置に供給するように構成してもよい。
【００２６】
また、液晶装置２は、モバイルコンピューター、携帯電話機、情報携帯端末（ＰＤＡ：Personal Digital Assistants）、デジタルカメラ、液晶テレビ、カーナビゲーション装置、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた機器等の電子機器のカラー表示装置として用いることができる。この場合、対向基板６には、カラーフィルター（図示省略）や保護膜が形成される。
【００２７】
（検査装置の構成）
図３は、本発明を適用した検査装置１の概略構成図である。図４は、図３に示す光検出器４２で取得された画像の分割例を示す図である。図４は、図３に示す光検出器で取得された画像の分割例を示す図である。
【００２８】
図３に示す検査装置１は、液晶パネル３のセルギャップ（素子基板５と対向基板６との隙間／液晶層８の層厚）、およびセルギャップばらつきを検査するための装置であり、直線偏光光からなる検査用照明光を出射する偏光照明装置４０を有している。本形態において、偏光照明装置４０は、白色光を出射するＬＥＤランプ等の光源４１と、第１偏光板４３とを有しており、かかる偏光照明装置４０からは、Ｓ偏光光束からなる検査用照明光が出射される。なお、偏光照明装置４０は、第１偏光板４３に代えて、偏光変換素子（ポラライジングコンバーター（ＰＬＣ））を備えていても良い。
【００２９】
また、検査装置１は、光検出器４２と、偏光照明装置４０から出射された検査用照明光を一対の基板間に液晶層が保持された反射型の液晶パネル３へ導くとともに、液晶パネル３から反射してきた光を光検出器４２へ導く偏光ビームスプリッター４４とを有している。偏光ビームスプリッター４４には、第１偏光板４３からのＳ偏光光束を反射させるとともに、液晶パネル３からのＰ偏光光束を透過させるＳ偏光光束反射面４４ａが形成されている。
【００３０】
また、検査装置１は、偏光ビームスプリッター４４と光検出器４２とを結ぶ光路上に、偏光ビームスプリッター４４から光検出器４２へ向かう光に対する検光子としての第２偏光板４５を有しているともに、偏光ビームスプリッター４４と第２偏光板４５とを結ぶ光路上には、第１位相差板４６および第２位相差板４７からなる２枚の位相差板を有している。第１位相差板４６および第２位相差板４７は、偏光ビームスプリッター４４から第２偏光板４５に向かってこの順番で配置されており、本形態において、第１位相差板４６はλ／４位相差板であり、第２位相差板４７はλ／２位相差板である。なお、第１位相差板４６がλ／２位相差板であり、第２位相差板４７がλ／４位相差板であってもよい。第１偏光板４３と第２偏光板４５とは、互いの偏向軸が直交するクロスニコルに配置されておる。
【００３１】
光検出器４２は、例えばＣＣＤカメラであり、光検出器４２には、制御部５０が接続されている。検査装置１において、液晶パネル３はホルダー４８に固定され、ホルダー４８はステージ４９に固定されている。なお、ステージ４９には昇降装置（図示せず）が設けられており、ステージ４９の高さ位置を変えることによって、ＣＣＤカメラからなる光検出器４２に対する焦点位置が合わせられる。
【００３２】
制御部５０は、ＣＰＵ等の演算手段、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ハードディスク等の記憶手段および入出力手段を備えている。光検出器４２は、入射した光に基づくカラー画像を取得し、制御部５０へ画像信号を出力する。制御部５０は、光検出器４２から入力される画像信号に対する所定の処理を行って光検出器４２で受光された光の色相を色相値に数値化する色相値算出部５０１と、色相値を液晶パネル３のセルギャップに変換するセルギャップ導出部５０２とを有しており、制御部５０で求められた色相値、およびセルギャップは、表示部５１に表示される。本形態において、色相値は、各色相が円環状に配列された色環において、各色相を０〜２５５に振り分けた値であり、かかる色相値は、例えば、色相値算出部５０１において、光検出器４２で得られた赤色光の強度、緑色光の強度、および青色光の強度を用いて周知の演算を行うことにより算出される。
【００３３】
ここで、液晶層８のリタデーションは、液晶層８の屈折率異方性と液晶層８の層厚（セルギャップ）との積で表わされるため、液晶層８の厚みが変わると液晶パネル３のリタデーションが変化して、液晶パネル３から出射される光の分光特性が変化する。すなわち、液晶層８の層厚が変わると、リタデーションが変化して、液晶パネル３から出射される波長毎の出射光量が変化するため、光検出器４２で受光される光の色相値が変化する。それ故、液晶層８の層厚と、光検出器４２で受光される光の色相値との関係を予め把握しておき、それに対応する換算テーブルや、換算式を求めておけば、セルギャップ導出部５０２においては、光検出器４２で受光された光の色相値に基づいて、液晶パネル３のセルギャップを導き出すことができる。
【００３４】
従って、例えば、制御部５０に、光検出器４２で受光された光の色相値、あるいは光の色相値から得られた液晶パネル３のセルギャップを所定の管理値と比較する良否判定部を設けておけば、液晶パネル３の良否の判定や良品のランク分けを自動的に行うことができ、かかる良否判定結果を表示部５１に表示することができる。また、光検出器４２で受光された光の色相値、あるいは光の色相値から得られた液晶パネル３のセルギャップを表示部５１に表示し、その表示結果に基づいて、検査員が液晶パネル３の良否の判定や良品のランク分けを行ってもよい。
【００３５】
かかるセルギャップの検査を行うにあたって、本形態では、制御部５０は、光検出器４２で取得された画像を、例えば、図４に示すように、６４個の領域に分割し、色相値算出部５０１は、分割された領域毎の色相値を算出する。このため、色相値算出部５０１は、液晶パネル３の複数個所で反射された光毎の色相値を算出することになる。また、セルギャップ導出部５０２は、液晶パネル３の複数個所毎のセルギャップを導き出すことになる。それ故、制御部５０の良否判定部、あるいは検査員は、液晶パネル３のセルギャップを評価することができるとともに、液晶パネル３内におけるセルギャップばらつきを評価することができる。また、分割画像の各領域のうち、中心領域における色相値やセルギャップと、端部に位置する領域の色相値やセルギャップとの差等に基づいて、液晶パネル３の良否の判定や良品のランク分けを行うこともできる。また、液晶パネル３の各領域毎の色相値やセルギャップの最大値と最大値、さらには最大値と最小値との差等に基づいて、液晶パネル３の良否の判定や良品のランク分けを行うこともできる。また、図４のＸ方向やＹ方向で隣接する領域間での色相値やセルギャップの差等に基づいて、液晶パネル３の良否の判定や良品のランク分けを行うこともできる。さらに、各領域間での色相値やセルギャップの平均値を求め、かかる平均値に基づいて、液晶パネル３の良否の判定や良品のランク分けを行うこともできる。
【００３６】
（色相値とセルギャップとの関係）
図５は、図３に示す光検出器に入射する光の色相値と液晶層の厚みとの相関の一例を示すグラフである。
【００３７】
図３を参照して説明したように、本形態の検査装置１では、偏光ビームスプリッター４４と第２偏光板４５との間の光路上に、第１位相差板４６（λ／４位相差板）と第２位相差板４７（λ／２位相差板）とが配置されているため、系全体のリタデーションを強めることができる。それ故、垂直配向の液晶パネルのように、セルギャップが変動した際の色相値の変化が小さい反射型の液晶パネル３であっても、セルギャップが変動した際の色相値の変化を大きくすることができる。それ故、垂直配向の反射型液晶パネル３であっても、色相法によるセルギャップの検査を行うことができる。
【００３８】
その際、第１位相差板４６（λ／４位相差板）と第２位相差板４７（λ／２位相差板）の位相差軸の方位についても、セルギャップが変動した際の色相値の変化が大きくなるように設定すれば、垂直配向の反射型液晶パネル３のセルギャップの検査を色相法によって行うのに適している。
【００３９】
そこで、本形態では、以下の条件等で第１位相差板４６および第２位相差板４７の位相差軸の方位と、セルギャップが変動した際の色相値の変化との関係を検討し、その検討結果に基づいて、第１位相差板４６および第２位相差板４７の位相差軸の方位を最適化してある。なお、角度は、第２偏光板４５の偏光軸に対して位相差軸がなす角度である。
【００４０】
条件１：第１位相差板４６（λ／４位相差板）の位相差軸の角度＝１２０°
第２位相差板４７（λ／２位相差板）の位相差軸の角度＝９０°
条件２：第１位相差板４６（λ／４位相差板）の位相差軸の角度＝１２０°
第２位相差板４７（λ／２位相差板）の位相差軸の角度＝６０°
条件３：第１位相差板４６（λ／４位相差板）の位相差軸の角度＝６０°
第２位相差板４７（λ／２位相差板）の位相差軸の角度＝１２０°
より具体的には、予め、セルギャップが１．６０８μｍ、１．９６７μｍ、２．１６μｍの液晶パネル３を製作し、かかる液晶パネル３を用いて各条件１、２、３で、セルギャップが変動した際の色相値の変化との関係を測定し、その相関関係式を求めた。その結果、条件３を採用した場合、セルギャップが変動した際の色相値の変化が最も大であることから、本形態の検査装置１では、第２偏光板４５の偏光軸に対して第１位相差板４６および第２位相差板４７の位相差軸がなす角度を６０°、１２０°（条件３）に設定してある。かかる条件３を採用した場合のセルギャップと色相値との関係を図５に示す。
【００４１】
（検査方法）
以上のように構成された検査装置１では、液晶層８の厚みの検査時に、まず、液晶装置２をステージ４９に固定し、その後、液晶パネル３の全画素をオン電圧で駆動する。また、液晶パネル３の駆動に連動させて、偏光照明装置４０の光源４１から光を出射する。光源４１から出射された光は、第１偏光板４３および偏光ビームスプリッター４４を経由した後、液晶パネル３で変調された後、反射され、偏光ビームスプリッター４４、第１位相差板４６、第２位相差板４７および第２偏光板４５を経由して、光検出器４２に入射する（第１工程）。
【００４２】
光検出器４２に光が入射すると、制御部５０において、色相値算出部５０１は、図４に示す領域の各々について光検出器４２で受光した光の色相を色相値に数値化し、セルギャップ導出部５０２は、色相値に基づいて図４に示す領域毎のセルギャップを求める（第２工程）。
【００４３】
しかる後には、制御部５０あるいは検査員は、色相値あるいはセルギャップに基づいて、液晶パネル３の良否の判定や良品のランク分けを行う。
【００４４】
（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態の検査装置１および検査方法では、偏光照明装置４０から出射された検査用照明光を一対の基板間に液晶層が保持された反射型の液晶パネル３へ導くとともに、反射型の液晶パネル３から反射してきた光を光検出器４２へ導く偏光ビームスプリッター４４が設けられている、このため、反射型の液晶パネル３であっても、液晶パネル３から出射された光を光検出器４２によって受光することができる。ここで、光検出器４２で受光した光の色相を色相値に数値化すると、かかる色相値は、液晶パネル３のセルギャップに対応していることになる。従って、色相値、あるいは色相値をセルギャップに変換した値を利用すれば、液晶パネル３のセルギャップの良否を判定することができる。
【００４５】
また、本形態の検査装置１および検査方法では、反射型の液晶パネル３の複数個所で反射された光毎の色相値、およびセルギャップを求める。このため、液晶パネル３内でのセルギャップばらつきを検査することができる。
【００４６】
さらに、本形態では、偏光ビームスプリッター４４と第２偏光板４５とを結ぶ光路に位相差板（第１位相差板４６（λ／４位相差板）、第２位相差板４７（λ／２位相差板））が配置されている。このため、系全体のリタデーションを強めることできるので、セルギャップ変化に対応する色相変化を大きくすることができる。それ故、垂直配向モードの反射型の液晶パネル３等、セルギャップ変化に対応する色相変化が比較的小さな液晶パネルであってもセルギャップの検査精度を高めることができる。
【００４７】
（他の実施の形態）
上述した形態では、偏光ビームスプリッター４４から第２偏光板４５へ向かう光路上に第１位相差板４６と第２位相差板４７とがこの順番で配置されているが、第１位相差板４６と第２位相差板４７との配置順は逆であっても良い。また、第１位相差板４６または第２位相差板４７のいずれか一方のみが偏光ビームスプリッター４４から第２偏光板４５へ向かう光路上に配置されても良い。また、偏光ビームスプリッター４４から第２偏光板４５へ向かう光路上に第１位相差板４６および第２位相差板４７が配置されなくても良い。例えば、液晶パネル３が、ＴＮ（Twisted Nematic）モード等の液晶パネルである場合には、偏光ビームスプリッター４４から第２偏光板４５へ向かう光路上に第１位相差板４６および第２位相差板４７が配置されなくても良い。また、偏光ビームスプリッター４４から第２偏光板４５へ向かう光路上に３枚以上の位相差板が配置されても良い。
【符号の説明】
【００４８】
１・・・検査装置（反射型液晶パネルのセルギャップ検査装置）、２・・・液晶装置、３・・・液晶パネル、４０・・・偏光光源装置、４１・・光源、４２・・・光検出器、４３・・・第１偏光板、４４・・・偏光ビームスプリッター、４５・・・第２偏光板、４６・・・第１位相差板（λ／４位相差板）、４７・・・第２位相差板（λ／２位相差板）、５０・・・制御部、５０１・・・色相値算出部、５０２・・・セルギャップ導出部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一対の基板間に液晶層が保持された反射型液晶パネルのセルギャップを光学的に検査するセルギャップ検査装置およびセルギャップ検査方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一対の基板間に液晶層が保持された透過型液晶パネルのセルギャップを検査するためのセルギャップ検査装置およびセルギャップ検査方法として、色相法を利用した構成が提案されている（例えば、特許文献１参照）。かかるセルギャップ検査装置では、光源と、光源からの光を偏光する第１の偏光板と、第１の偏光板からの偏光が入射される透過型液晶パネルの出射光路上に配置される第２の偏光板と、透過型液晶パネルと第２の偏光板との間の光路上に配置される位相差板と、第２の偏光板を透過した光が入射する光検出部とが設けられている。従って、透過型液晶パネルに直線偏光からなる検査光を照射した際に光検出器で受光した光の色相値を求めれば、かかる色相値から透過型液晶パネルのセルギャップを求めることができるので、セルギャップを検査することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１９８３５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載のギャップ検査装置では、透過型液晶パネルの検査は可能であるが、反射型液晶パネルについては検査することができないという問題点がある。
【０００５】
次に、反射型液晶パネルは、透過型液晶パネルに比して、画像の品位に対するセルギャップの影響が大きいため、液晶パネル内でのセルギャップばらつきも重要な管理ポイントになるが、特許文献１に記載のセルギャップ検査装置およびセルギャップ検査方法では、液晶パネル内におけるセルギャップの平均値しか求めることができず、液晶パネル内でのセルギャップばらつきを検査することができないという問題点がある。
【０００６】
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、基板間に液晶を封入した後の反射型液晶パネルのセルギャップを検査することのできる反射型液晶パネルのセルギャップ検査装置およびセルギャップ検査方法を提供することにある。
【０００７】
次に、本発明の課題は、さらに、基板間に液晶を封入した後の反射型液晶パネルのセルギャップばらつきを検査することのできる反射型液晶パネルのセルギャップ検査装置およびセルギャップ検査方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明に係る反射型液晶パネルのセルギャップ検査装置は、直線偏光光からなる検査用照明光を出射する偏光照明装置と、光検出器と、前記偏光照明装置から出射された前記検査用照明光を一対の基板間に液晶層が保持された反射型液晶パネルへ導くとともに、当該反射型液晶パネルから反射してきた光を前記光検出器へ導く偏光ビームスプリッターと、前記偏光ビームスプリッターと前記光検出器とを結ぶ光路に配置された偏光板と、前記光検出器で受光した光の色相を色相値に数値化する色相値算出部と、を有することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明に係る反射型液晶パネルのセルギャップ検査方法は、直線偏光光からなる検査用照明光を出射する偏光照明装置と、光検出器と、前記偏光照明装置から出射された前記検査用照明光を一対の基板間に液晶層が保持された反射型液晶パネルへ導くとともに、当該反射型液晶パネルから反射してきた光を前記光検出器へ導く偏光ビームスプリッターと、を設けるとともに、前記偏光ビームスプリッターと前記光検出器とを結ぶ光路に偏光板を設け、前記偏光照明装置から出射された前記検査用照明光を前記反射型液晶パネルに照射した際に当該反射型液晶パネルから反射してきた光を前記光検出器で受光する第１工程と、当該光検出器で受光した光の色相を色相値に数値化する第２工程と、を有し、前記色相値の算出結果に基づいて前記反射型液晶パネルのセルギャップを検査することを特徴とする。
【００１０】
本発明を適用した反射型液晶パネルのセルギャップ検査装置および検査方法では、偏光照明装置から出射された検査用照明光を一対の基板間に液晶層が保持された反射型液晶パネルへ導くとともに、反射型液晶パネルから反射してきた光を光検出器へ導く偏光ビームスプリッターが設けられているため、反射型液晶パネルであっても、液晶パネルから出射された光を光検出器によって受光することができる。ここで、光検出器で受光した光の色相を色相値に数値化すると、かかる色相値は、液晶パネルのセルギャップに対応している。従って、色相値、あるいは色相値をセルギャップに変換した値を利用すれば、液晶パネルのセルギャップの良否を判定することができる。
【００１１】
本発明に係る反射型液晶パネルのセルギャップ検査装置において、前記色相値算出部は、前記反射型液晶パネルの複数個所で反射された光毎の前記色相値を算出することが好ましい。本発明に係る反射型液晶パネルのセルギャップ検査方法において、前記第２工程において、前記色相値を算出するにあたっては、前記反射型液晶パネルの複数個所で反射された光毎の色相値を算出することが好ましい。かかる構成によれば、液晶パネル内でのセルギャップばらつきを検査することができる。
【００１２】
本発明においては、光検出器で受光した光の色相値に基づいて液晶パネルの良否を判定してもよいが、色相値をセルギャップに変換し、セルギャップに基づいて、液晶パネルのセルギャップの良否を判定することが好ましい。かかる構成は、前記色相値に基づいて前記反射型液晶パネルのセルギャップを導出するセルギャップ導出部を設けることによって実現することができる。
【００１３】
本発明において、前記反射型液晶パネルは、例えば、垂直配向モードの反射型液晶パネルである。
【００１４】
この場合、前記偏光ビームスプリッターと前記偏光板とを結ぶ光路に位相差板が配置されていることが好ましい。かかる前記位相差板として、λ／４位相差板とλ／２位相差板とが配置されていることが好ましい。偏光ビームスプリッターと、検光子としての偏光板とを結ぶ光路に位相差板を配置すれば、その分、系全体のリタデーションを強めることができるので、セルギャップ変化に対応する色相変化を大きくすることができるので、垂直配向モードの液晶パネル等、セルギャップ変化に対応する色相変化が比較的小さな液晶パネルであってもセルギャップの検査精度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明を適用した検査装置および検査方法で検査される反射型の液晶装置の説明図。
【図２】図１に示す液晶装置を用いた投射型表示装置の概略構成図。
【図３】本発明を適用した液晶装置の検査装置の概略構成図。
【図４】図３に示す光検出器で取得された画像の分割例を示す図。
【図５】図３に示す光検出器に入射する光の色相値と液晶層の厚みとの相関の一例を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の説明で参照する図においては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材毎に縮尺を異ならしめてある。また、以下の説明では、本発明を適用した反射型液晶パネルのセルギャップ検査装置を以下、単に検査装置といい、本発明を適用した反射型液晶パネルのセルギャップ検査方法を以下、単に検査方法という。また、以下の説明では、偏波面が互いに直交する２種類の直線偏光光のうちの一方をＰ偏光とし、他方をＳ偏光として説明する。
【００１７】
（液晶装置の構成）
図１は、本発明を適用した検査装置および検査方法で検査される反射型の液晶装置２の説明図であり、（Ａ）は、液晶装置２の各構成要素を対向基板６の側から見た平面図、（Ｂ）は、（Ａ）のＨ−Ｈ′断面の断面図である。
【００１８】
図１において、本発明の検査装置および検査方法が液晶される液晶装置２は、反射型の液晶装置であり、ＴＮ（Twisted Nematic）モードやＶＡ（Vertical Alignment）モードの反射型の液晶パネル３を有している。液晶パネル３は、その中央領域に複数の画素がマトリクス状に配列された画像表示領域３ａ（画素配列領域）を備えている。かかる液晶パネル３では、素子基板５と対向基板６とが所定の隙間を介してシール材７によって貼り合わされており、シール材７は対向基板６の外縁に沿うように枠状に設けられている。素子基板５と対向基板６との間のうち、シール材７で囲まれた領域内には液晶層８が保持されている。本形態において、素子基板５および対向基板６は、いずれも四角形であり、液晶パネル３の略中央には、画像表示領域３ａが四角形の領域として設けられている。
【００１９】
素子基板５において、画像表示領域３ａの外側では、素子基板５の一辺に沿ってデータ線駆動回路９および複数の端子１０が形成されており、この一辺に隣接する他の辺に沿って走査線駆動回路１１が形成されている。また、素子基板５では、画像表示領域３ａの内側で複数本のデータ線および複数本の走査線が縦横に伸びており、データ線駆動回路９は各データ線に電気的に接続され、走査線駆動回路１１は各走査線に電気的に接続されている。端子１０には、フレキシブル配線基板（図示省略）が接続されており、素子基板５には、フレキシブル配線基板を介して各種電位や各種信号が入力される。
【００２０】
素子基板５の対向基板６と対向する面側において、画像表示領域３ａには、画素トランジスター、および画素トランジスターに対応して設けられた画素電極１２がマトリクス状に形成されており、かかる画素電極１２の上層側には配向膜１３が形成されている。対向基板６において、素子基板５と対向する一方面側には共通電極１４が形成されており、共通電極１４の上層には配向膜１５が形成されている。
【００２１】
素子基板５において、シール材７より外側において対向基板６の角部分と重なる領域には、素子基板５と対向基板６との間で電気的導通をとるための基板間導通部１６が形成されている。かかる基板間導通部１６には、導電粒子を含んだ基板間導通材が配置されており、対向基板６の共通電極１４は、基板間導通材を介して素子基板５側に電気的に接続されている。そのため、共通電極１４には、素子基板５の側から共通電位Ｖｃｏｍが印加されている。
【００２２】
本形態において、液晶パネル３は反射型であるため、共通電極１４はＩＴＯ膜（Indium
Tin Oxide）等の透光性導電膜によって形成され、画素電極１２は、アルミニウム膜等の反射性導電膜によって形成されている。そのため、本形態の液晶装置２では、対向基板６側から入射した光は、素子基板５側で反射されて対向基板６側から出射される間に変調される。なお、液晶装置２では、使用する液晶層８の種類や、ノーマリーホワイトモード／ノーマリーブラックモードの別に応じて、位相差フィルム、偏光板等が液晶パネル３に対して所定の向きに配置される。
【００２３】
本形態の液晶パネル３は、ＶＡモード（垂直配向モード）の液晶パネルであり、液晶層８には、負の誘電率異方性を有する液晶材料が用いられ、配向膜１３、１５は斜方蒸着された無機膜からなる。かかる液晶パネル３は、ノーマリーブラックモードの液晶パネルであるため、以下に説明する検査工程においては、液晶パネル３を全点灯状態で検査する。このため、液晶パネル３には、全画素がオンになるような画像信号が供給される。
【００２４】
（液晶装置の電子機器への搭載例）
図２は、図１に示す液晶装置２を用いた投射型表示装置２０の概略構成図である。液晶装置２は、例えば、投射型表示装置２０（液晶プロジェクター）において、ＲＧＢ用のライトバルブとして用いられる。投射型表示装置２０において、光源部２１は、システム光軸Ｌ１に沿って光源２２、インテグレーターレンズ２３および偏光変換素子２４が配置された偏光照明装置２５を有している。また、投射型表示装置２０は、システム光軸Ｌ１に沿って、偏光照明装置２５から出射されたＳ偏光光束をＳ偏光光束反射面２６ａにより反射させる偏光ビームスプリッター２６と、偏光ビームスプリッター２６のＳ偏光光束反射面２６ａから反射された光のうち、青色光（Ｂ）の成分を分離するダイクロイックミラー２７と、青色光が分離された後の光束のうち、赤色光（Ｒ）の成分を反射させて分離するダイクロイックミラー２８とを有している。
【００２５】
また、投射型表示装置２０は、各色光が入射する３つの液晶装置２（反射型の液晶装置２Ｒ、２Ｇ、２Ｂ）を備えており、光源部２１は、３つの液晶装置２Ｒ、２Ｇ、２Ｂに所定の色光を供給する。投射型表示装置２０においては、３つの液晶装置２Ｒ、２Ｇ、２Ｂにて変調された光をダイクロイックミラー２７、２８、および偏光ビームスプリッター２６にて合成した後、この合成光を投射光学系２９によってスクリーン３０等の被投射部に投射する。なお、投射型表示装置については、光源部として、各色の光を出射するＬＥＤ光源等を用い、かかるＬＥＤ光源から出射された色光を各々、別の液晶装置に供給するように構成してもよい。
【００２６】
また、液晶装置２は、モバイルコンピューター、携帯電話機、情報携帯端末（ＰＤＡ：Personal Digital Assistants）、デジタルカメラ、液晶テレビ、カーナビゲーション装置、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた機器等の電子機器のカラー表示装置として用いることができる。この場合、対向基板６には、カラーフィルター（図示省略）や保護膜が形成される。
【００２７】
（検査装置の構成）
図３は、本発明を適用した検査装置１の概略構成図である。図４は、図３に示す光検出器４２で取得された画像の分割例を示す図である。図４は、図３に示す光検出器で取得された画像の分割例を示す図である。
【００２８】
図３に示す検査装置１は、液晶パネル３のセルギャップ（素子基板５と対向基板６との隙間／液晶層８の層厚）、およびセルギャップばらつきを検査するための装置であり、直線偏光光からなる検査用照明光を出射する偏光照明装置４０を有している。本形態において、偏光照明装置４０は、白色光を出射するＬＥＤランプ等の光源４１と、第１偏光板４３とを有しており、かかる偏光照明装置４０からは、Ｓ偏光光束からなる検査用照明光が出射される。なお、偏光照明装置４０は、第１偏光板４３に代えて、偏光変換素子（ポラライジングコンバーター（ＰＬＣ））を備えていても良い。
【００２９】
また、検査装置１は、光検出器４２と、偏光照明装置４０から出射された検査用照明光を一対の基板間に液晶層が保持された反射型の液晶パネル３へ導くとともに、液晶パネル３から反射してきた光を光検出器４２へ導く偏光ビームスプリッター４４とを有している。偏光ビームスプリッター４４には、第１偏光板４３からのＳ偏光光束を反射させるとともに、液晶パネル３からのＰ偏光光束を透過させるＳ偏光光束反射面４４ａが形成されている。
【００３０】
また、検査装置１は、偏光ビームスプリッター４４と光検出器４２とを結ぶ光路上に、偏光ビームスプリッター４４から光検出器４２へ向かう光に対する検光子としての第２偏光板４５を有しているともに、偏光ビームスプリッター４４と第２偏光板４５とを結ぶ光路上には、第１位相差板４６および第２位相差板４７からなる２枚の位相差板を有している。第１位相差板４６および第２位相差板４７は、偏光ビームスプリッター４４から第２偏光板４５に向かってこの順番で配置されており、本形態において、第１位相差板４６はλ／４位相差板であり、第２位相差板４７はλ／２位相差板である。なお、第１位相差板４６がλ／２位相差板であり、第２位相差板４７がλ／４位相差板であってもよい。第１偏光板４３と第２偏光板４５とは、互いの偏向軸が直交するクロスニコルに配置されておる。
【００３１】
光検出器４２は、例えばＣＣＤカメラであり、光検出器４２には、制御部５０が接続されている。検査装置１において、液晶パネル３はホルダー４８に固定され、ホルダー４８はステージ４９に固定されている。なお、ステージ４９には昇降装置（図示せず）が設けられており、ステージ４９の高さ位置を変えることによって、ＣＣＤカメラからなる光検出器４２に対する焦点位置が合わせられる。
【００３２】
制御部５０は、ＣＰＵ等の演算手段、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ハードディスク等の記憶手段および入出力手段を備えている。光検出器４２は、入射した光に基づくカラー画像を取得し、制御部５０へ画像信号を出力する。制御部５０は、光検出器４２から入力される画像信号に対する所定の処理を行って光検出器４２で受光された光の色相を色相値に数値化する色相値算出部５０１と、色相値を液晶パネル３のセルギャップに変換するセルギャップ導出部５０２とを有しており、制御部５０で求められた色相値、およびセルギャップは、表示部５１に表示される。本形態において、色相値は、各色相が円環状に配列された色環において、各色相を０〜２５５に振り分けた値であり、かかる色相値は、例えば、色相値算出部５０１において、光検出器４２で得られた赤色光の強度、緑色光の強度、および青色光の強度を用いて周知の演算を行うことにより算出される。
【００３３】
ここで、液晶層８のリタデーションは、液晶層８の屈折率異方性と液晶層８の層厚（セルギャップ）との積で表わされるため、液晶層８の厚みが変わると液晶パネル３のリタデーションが変化して、液晶パネル３から出射される光の分光特性が変化する。すなわち、液晶層８の層厚が変わると、リタデーションが変化して、液晶パネル３から出射される波長毎の出射光量が変化するため、光検出器４２で受光される光の色相値が変化する。それ故、液晶層８の層厚と、光検出器４２で受光される光の色相値との関係を予め把握しておき、それに対応する換算テーブルや、換算式を求めておけば、セルギャップ導出部５０２においては、光検出器４２で受光された光の色相値に基づいて、液晶パネル３のセルギャップを導き出すことができる。
【００３４】
従って、例えば、制御部５０に、光検出器４２で受光された光の色相値、あるいは光の色相値から得られた液晶パネル３のセルギャップを所定の管理値と比較する良否判定部を設けておけば、液晶パネル３の良否の判定や良品のランク分けを自動的に行うことができ、かかる良否判定結果を表示部５１に表示することができる。また、光検出器４２で受光された光の色相値、あるいは光の色相値から得られた液晶パネル３のセルギャップを表示部５１に表示し、その表示結果に基づいて、検査員が液晶パネル３の良否の判定や良品のランク分けを行ってもよい。
【００３５】
かかるセルギャップの検査を行うにあたって、本形態では、制御部５０は、光検出器４２で取得された画像を、例えば、図４に示すように、６４個の領域に分割し、色相値算出部５０１は、分割された領域毎の色相値を算出する。このため、色相値算出部５０１は、液晶パネル３の複数個所で反射された光毎の色相値を算出することになる。また、セルギャップ導出部５０２は、液晶パネル３の複数個所毎のセルギャップを導き出すことになる。それ故、制御部５０の良否判定部、あるいは検査員は、液晶パネル３のセルギャップを評価することができるとともに、液晶パネル３内におけるセルギャップばらつきを評価することができる。また、分割画像の各領域のうち、中心領域における色相値やセルギャップと、端部に位置する領域の色相値やセルギャップとの差等に基づいて、液晶パネル３の良否の判定や良品のランク分けを行うこともできる。また、液晶パネル３の各領域毎の色相値やセルギャップの最大値と最大値、さらには最大値と最小値との差等に基づいて、液晶パネル３の良否の判定や良品のランク分けを行うこともできる。また、図４のＸ方向やＹ方向で隣接する領域間での色相値やセルギャップの差等に基づいて、液晶パネル３の良否の判定や良品のランク分けを行うこともできる。さらに、各領域間での色相値やセルギャップの平均値を求め、かかる平均値に基づいて、液晶パネル３の良否の判定や良品のランク分けを行うこともできる。
【００３６】
（色相値とセルギャップとの関係）
図５は、図３に示す光検出器に入射する光の色相値と液晶層の厚みとの相関の一例を示すグラフである。
【００３７】
図３を参照して説明したように、本形態の検査装置１では、偏光ビームスプリッター４４と第２偏光板４５との間の光路上に、第１位相差板４６（λ／４位相差板）と第２位相差板４７（λ／２位相差板）とが配置されているため、系全体のリタデーションを強めることができる。それ故、垂直配向の液晶パネルのように、セルギャップが変動した際の色相値の変化が小さい反射型の液晶パネル３であっても、セルギャップが変動した際の色相値の変化を大きくすることができる。それ故、垂直配向の反射型液晶パネル３であっても、色相法によるセルギャップの検査を行うことができる。
【００３８】
その際、第１位相差板４６（λ／４位相差板）と第２位相差板４７（λ／２位相差板）の位相差軸の方位についても、セルギャップが変動した際の色相値の変化が大きくなるように設定すれば、垂直配向の反射型液晶パネル３のセルギャップの検査を色相法によって行うのに適している。
【００３９】
そこで、本形態では、以下の条件等で第１位相差板４６および第２位相差板４７の位相差軸の方位と、セルギャップが変動した際の色相値の変化との関係を検討し、その検討結果に基づいて、第１位相差板４６および第２位相差板４７の位相差軸の方位を最適化してある。なお、角度は、第２偏光板４５の偏光軸に対して位相差軸がなす角度である。
【００４０】
条件１：第１位相差板４６（λ／４位相差板）の位相差軸の角度＝１２０°
第２位相差板４７（λ／２位相差板）の位相差軸の角度＝９０°
条件２：第１位相差板４６（λ／４位相差板）の位相差軸の角度＝１２０°
第２位相差板４７（λ／２位相差板）の位相差軸の角度＝６０°
条件３：第１位相差板４６（λ／４位相差板）の位相差軸の角度＝６０°
第２位相差板４７（λ／２位相差板）の位相差軸の角度＝１２０°
より具体的には、予め、セルギャップが１．６０８μｍ、１．９６７μｍ、２．１６μｍの液晶パネル３を製作し、かかる液晶パネル３を用いて各条件１、２、３で、セルギャップが変動した際の色相値の変化との関係を測定し、その相関関係式を求めた。その結果、条件３を採用した場合、セルギャップが変動した際の色相値の変化が最も大であることから、本形態の検査装置１では、第２偏光板４５の偏光軸に対して第１位相差板４６および第２位相差板４７の位相差軸がなす角度を６０°、１２０°（条件３）に設定してある。かかる条件３を採用した場合のセルギャップと色相値との関係を図５に示す。
【００４１】
（検査方法）
以上のように構成された検査装置１では、液晶層８の厚みの検査時に、まず、液晶装置２をステージ４９に固定し、その後、液晶パネル３の全画素をオン電圧で駆動する。また、液晶パネル３の駆動に連動させて、偏光照明装置４０の光源４１から光を出射する。光源４１から出射された光は、第１偏光板４３および偏光ビームスプリッター４４を経由した後、液晶パネル３で変調された後、反射され、偏光ビームスプリッター４４、第１位相差板４６、第２位相差板４７および第２偏光板４５を経由して、光検出器４２に入射する（第１工程）。
【００４２】
光検出器４２に光が入射すると、制御部５０において、色相値算出部５０１は、図４に示す領域の各々について光検出器４２で受光した光の色相を色相値に数値化し、セルギャップ導出部５０２は、色相値に基づいて図４に示す領域毎のセルギャップを求める（第２工程）。
【００４３】
しかる後には、制御部５０あるいは検査員は、色相値あるいはセルギャップに基づいて、液晶パネル３の良否の判定や良品のランク分けを行う。
【００４４】
（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態の検査装置１および検査方法では、偏光照明装置４０から出射された検査用照明光を一対の基板間に液晶層が保持された反射型の液晶パネル３へ導くとともに、反射型の液晶パネル３から反射してきた光を光検出器４２へ導く偏光ビームスプリッター４４が設けられている、このため、反射型の液晶パネル３であっても、液晶パネル３から出射された光を光検出器４２によって受光することができる。ここで、光検出器４２で受光した光の色相を色相値に数値化すると、かかる色相値は、液晶パネル３のセルギャップに対応していることになる。従って、色相値、あるいは色相値をセルギャップに変換した値を利用すれば、液晶パネル３のセルギャップの良否を判定することができる。
【００４５】
また、本形態の検査装置１および検査方法では、反射型の液晶パネル３の複数個所で反射された光毎の色相値、およびセルギャップを求める。このため、液晶パネル３内でのセルギャップばらつきを検査することができる。
【００４６】
さらに、本形態では、偏光ビームスプリッター４４と第２偏光板４５とを結ぶ光路に位相差板（第１位相差板４６（λ／４位相差板）、第２位相差板４７（λ／２位相差板））が配置されている。このため、系全体のリタデーションを強めることできるので、セルギャップ変化に対応する色相変化を大きくすることができる。それ故、垂直配向モードの反射型の液晶パネル３等、セルギャップ変化に対応する色相変化が比較的小さな液晶パネルであってもセルギャップの検査精度を高めることができる。
【００４７】
（他の実施の形態）
上述した形態では、偏光ビームスプリッター４４から第２偏光板４５へ向かう光路上に第１位相差板４６と第２位相差板４７とがこの順番で配置されているが、第１位相差板４６と第２位相差板４７との配置順は逆であっても良い。また、第１位相差板４６または第２位相差板４７のいずれか一方のみが偏光ビームスプリッター４４から第２偏光板４５へ向かう光路上に配置されても良い。また、偏光ビームスプリッター４４から第２偏光板４５へ向かう光路上に第１位相差板４６および第２位相差板４７が配置されなくても良い。例えば、液晶パネル３が、ＴＮ（Twisted Nematic）モード等の液晶パネルである場合には、偏光ビームスプリッター４４から第２偏光板４５へ向かう光路上に第１位相差板４６および第２位相差板４７が配置されなくても良い。また、偏光ビームスプリッター４４から第２偏光板４５へ向かう光路上に３枚以上の位相差板が配置されても良い。
【符号の説明】
【００４８】
１・・・検査装置（反射型液晶パネルのセルギャップ検査装置）、２・・・液晶装置、３・・・液晶パネル、４０・・・偏光光源装置、４１・・光源、４２・・・光検出器、４３・・・第１偏光板、４４・・・偏光ビームスプリッター、４５・・・第２偏光板、４６・・・第１位相差板（λ／４位相差板）、４７・・・第２位相差板（λ／２位相差板）、５０・・・制御部、５０１・・・色相値算出部、５０２・・・セルギャップ導出部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直線偏光光からなる検査用照明光を出射する偏光照明装置と、
光検出器と、
前記偏光照明装置から出射された前記検査用照明光を一対の基板間に液晶層が保持された反射型液晶パネルへ導くとともに、当該反射型液晶パネルから反射してきた光を前記光検出器へ導く偏光ビームスプリッターと、
前記偏光ビームスプリッターと前記光検出器とを結ぶ光路に配置された偏光板と、
前記光検出器で受光した光の色相を色相値に数値化する色相値算出部と、
を有することを特徴とする反射型液晶パネルのセルギャップ検査装置。
【請求項２】
前記色相値算出部は、前記反射型液晶パネルの複数個所で反射された光毎の前記色相値を算出することを特徴とする請求項１に記載の反射型液晶パネルのセルギャップ検査装置。
【請求項３】
前記色相値に基づいて前記反射型液晶パネルのセルギャップを導出するセルギャップ導出部を有していることを特徴とする請求項１または２に記載の反射型液晶パネルのセルギャップ検査装置。
【請求項４】
前記反射型液晶パネルは、垂直配向モードの反射型液晶パネルであることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の反射型液晶パネルのセルギャップ検査装置。
【請求項５】
前記偏光ビームスプリッターと前記偏光板とを結ぶ光路に位相差板が配置されていることを特徴とする請求項４に記載の反射型液晶パネルのセルギャップ検査装置。
【請求項６】
前記位相差板として、λ／４位相差板とλ／２位相差板とが配置されていることを特徴とする請求項５に記載の反射型液晶パネルのセルギャップ検査装置。
【請求項７】
直線偏光光からなる検査用照明光を出射する偏光照明装置と、光検出器と、前記偏光照明装置から出射された前記検査用照明光を一対の基板間に液晶層が保持された反射型液晶パネルへ導くとともに、当該反射型液晶パネルから反射してきた光を前記光検出器へ導く偏光ビームスプリッターと、を設けるとともに、前記偏光ビームスプリッターと前記光検出器とを結ぶ光路に偏光板を設け、
前記偏光照明装置から出射された前記検査用照明光を前記反射型液晶パネルに照射した際に当該反射型液晶パネルから反射してきた光を前記光検出器で受光する第１工程と、
当該光検出器で受光した光の色相を色相値に数値化する第２工程と、
を有し、
前記色相値の算出結果に基づいて前記反射型液晶パネルのセルギャップを検査することを特徴とする反射型液晶パネルのセルギャップ検査方法。
【請求項８】
前記第２工程において、前記色相値を算出するにあたっては、前記反射型液晶パネルの複数個所で反射された光毎の色相値を算出することを特徴とする請求項７に記載の反射型液晶パネルのセルギャップ検査方法。
【請求項１】
直線偏光光からなる検査用照明光を出射する偏光照明装置と、
光検出器と、
前記偏光照明装置から出射された前記検査用照明光を一対の基板間に液晶層が保持された反射型液晶パネルへ導くとともに、当該反射型液晶パネルから反射してきた光を前記光検出器へ導く偏光ビームスプリッターと、
前記偏光ビームスプリッターと前記光検出器とを結ぶ光路に配置された偏光板と、
前記光検出器で受光した光の色相を色相値に数値化する色相値算出部と、
を有することを特徴とする反射型液晶パネルのセルギャップ検査装置。
【請求項２】
前記色相値算出部は、前記反射型液晶パネルの複数個所で反射された光毎の前記色相値を算出することを特徴とする請求項１に記載の反射型液晶パネルのセルギャップ検査装置。
【請求項３】
前記色相値に基づいて前記反射型液晶パネルのセルギャップを導出するセルギャップ導出部を有していることを特徴とする請求項１または２に記載の反射型液晶パネルのセルギャップ検査装置。
【請求項４】
前記反射型液晶パネルは、垂直配向モードの反射型液晶パネルであることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の反射型液晶パネルのセルギャップ検査装置。
【請求項５】
前記偏光ビームスプリッターと前記偏光板とを結ぶ光路に位相差板が配置されていることを特徴とする請求項４に記載の反射型液晶パネルのセルギャップ検査装置。
【請求項６】
前記位相差板として、λ／４位相差板とλ／２位相差板とが配置されていることを特徴とする請求項５に記載の反射型液晶パネルのセルギャップ検査装置。
【請求項７】
直線偏光光からなる検査用照明光を出射する偏光照明装置と、光検出器と、前記偏光照明装置から出射された前記検査用照明光を一対の基板間に液晶層が保持された反射型液晶パネルへ導くとともに、当該反射型液晶パネルから反射してきた光を前記光検出器へ導く偏光ビームスプリッターと、を設けるとともに、前記偏光ビームスプリッターと前記光検出器とを結ぶ光路に偏光板を設け、
前記偏光照明装置から出射された前記検査用照明光を前記反射型液晶パネルに照射した際に当該反射型液晶パネルから反射してきた光を前記光検出器で受光する第１工程と、
当該光検出器で受光した光の色相を色相値に数値化する第２工程と、
を有し、
前記色相値の算出結果に基づいて前記反射型液晶パネルのセルギャップを検査することを特徴とする反射型液晶パネルのセルギャップ検査方法。
【請求項８】
前記第２工程において、前記色相値を算出するにあたっては、前記反射型液晶パネルの複数個所で反射された光毎の色相値を算出することを特徴とする請求項７に記載の反射型液晶パネルのセルギャップ検査方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−１８１１７１（Ｐ２０１２−１８１１７１Ａ）
【公開日】平成２４年９月２０日（２０１２．９．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−４５９９４（Ｐ２０１１−４５９９４）
【出願日】平成２３年３月３日（２０１１．３．３）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月２０日（２０１２．９．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月３日（２０１１．３．３）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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