(57)【要約】【課題】  光学異方性を有する物質の光学異方軸を測定して光学異方軸の高精度重ね合わせを実現するための光学異方軸測定装置を得る。【解決手段】  光学異方性を有する物質を搭載するステージ２１、ステージ２１上の光学異方性を有する物質の縁面もしくはアライメントマークを検出する移動可能なカメラ２５、移動機構３１で移動する光源ユニット３０、移動機構５１で移動可能とした光強度認識ユニット５０を有し、ステージ２１には光学異方性を有する物質の任意の位置で光源ユニット３０からの光が透過する光透過部２３を有し、光源ユニット３０からの光をステージ２１に搭載された光学異方性を有する物質を通して光強度認識ユニット５０に入射させる経路に、姿勢を制御可能な偏光子を少なくとも１枚設けて光学異方性を有する物質の光学異方軸角度を精密測定する。測定結果を液晶パネルの組み立てに反映させる。【選択図】    図１
2006098087.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学異方性を有する測定対象物の搭載台と、該搭載台に搭載された前記測定対象物の縁面若しくは前記測定対象物に設けられたアライメントマークにより前記搭載台の機械的な座標に対する該測定対象物の姿勢を認識する端部およびマーク認識手段と、光源ユニットと、前記測定対象物に対する入射側および出射側の間に光路を形成する如く設置した測定光学系と、光強度認識手段とを有し、
前記測定光学系の光路中に設置されて前記測定対象物を搭載する前記搭載台には、該測定対象物の任意の位置で前記光源からの光を透過する光透過手段を構成要素として備え、
前記構成要素は、前記光源からの光が前記測定光学系の入射側から前記搭載台に設けられた前記光透過手段と、前記搭載台に搭載された前記測定対象物と、前記出射側の測定光学系とを通して前記光強度認識手段に入射する如く配置されており、
前記光源から前記光強度認識手段に至る光路に、姿勢が制御可能な偏光子を少なくとも１枚設置したことを特徴とする光学異方軸測定装置。
【請求項２】
前記端部認識手段は、
前記測定対象物が測定対象物の搭載台に搭載された後に、該測定対象物の縁面もしくは測定対象に設けられた複数箇所のアライメントマークの認識に基づく前記搭載台の機械的な座標に対する該測定対象物の姿勢に応じた座標に対して、該測定対象物の光学異方軸を測定することを特徴とする請求項１に記載の光学異方軸測定装置。
【請求項３】
前記光源ユニットと前記入射側の測定光学系と出射側の測定光学系、及び前記光強度認識手段は１つの光学系を構成しており、
前記１つの光学系が前記測定対象物の面内を移動して、任意の位置での光学異方軸を測定可能としたことを特徴とする請求項１又は２に記載の光学異方軸測定装置。
【請求項４】
前記少なくとも１枚の偏光子を回転して前記光強度認識手段で得られた光強度に基づき、前記測定対象物の光学異方軸角度を判断することを特徴とする請求項１、２または３の何れかに記載の光学異方軸測定装置。
【請求項５】
前記光源と前記測定対象物との間にフィルターを有し、任意の波長及び任意の光量の光を前記光強度認識手段に通過することを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の光学異方軸測定装置。
【請求項６】
前記測定光学系で測定可能な位置に光学異方軸の絶対角度が明確な校正用の光学異方性を有する物質を具備し、起動時もしくは任意の時間間隔で校正作業を実施する機能を有することを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の光学異方軸測定装置。
【請求項７】
前記測定対象物と光強度認識手段との間に交替可能なレンズを有し、測定領域の広さを任意に設定可能としたことを特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載の光学異方軸測定装置。
【請求項８】
前記光源ユニットは、複数の波長ピークを有する光源およびリレー光学系により構成されていることを特徴とする請求項１乃至７の何れかに記載の光学異方軸測定装置。
【請求項９】
前記光源ユニットは、単一の波長ピークを有する光源およびリレー光学系により構成されることを特徴とする請求項１乃至７の何れかに記載の光学異方軸測定装置。
【請求項１０】
前記測定光学系に、姿勢を制御可能な偏光子、姿勢を制御可能な検光子、および姿勢を制御可能な位相差板を具備し、
該位相差板は、その遅延軸角度とリターデーションとが既知であり、前記偏光子と前記位相差板および前記検光子の各光学異方軸角度が独立して制御可能として、偏光二色性を有する物質とリタデーションを有する物質を重ね合わせた複合光学シートのそれぞれの光学異方軸を測定することを特徴とする請求項１乃至９の何れかに記載の光学異方軸測定装置。
【請求項１１】
前記複合光学シートに対して前記偏光子および前記検光子を回転して光強度認識手段で得られた光強度に基づき、前記複合光学シートの偏光軸角度および遅延軸角度を判断することを特徴とする請求項１０に記載の光学異方軸測定装置。
【請求項１２】
前記偏光子、前記位相差板および前記検光子のうちの少なくとも該検光子と該位相差板とは着脱可能であることを特徴とする請求項１１又は１２に記載の光学異方軸測定装置。
【請求項１３】
前記測定光学系に、姿勢を制御可能な偏光子および姿勢を制御可能な検光子を具備し、該偏光子と該検光子の偏光軸角度を同期して制御可能にして配向軸を測定することを特徴とする請求項１乃至９の何れかに記載の光学異方軸測定装置。
【請求項１４】
前記測定光学系に姿勢を制御可能な偏光子および姿勢を制御可能な検光子を具備し、該偏光子と該検光子の偏光軸角度を同期して回転し、光強度認識手段で得られた光強度に基づき、偏光二色性を有する測定対象物の偏光軸角度もしくは屈折率異方性を有する測定対象物の配光軸角度を判断することを特徴とする請求項１乃至９の何れかに記載の光学異方軸測定装置。
【請求項１５】
前記測定光学系に、姿勢を制御可能な偏光子および姿勢を制御可能な検光子を具備し、該偏光子と該検光子の偏光軸角度を独立して制御可能として液晶パネルの捩れ角を測定することを特徴とする請求項１乃至９の何れかに記載の光学異方軸測定装置。
【請求項１６】
前記偏光子もしくは前記検光子の少なくとも一方は着脱可能であることを特徴とする請求項１５に記載の光学異方軸測定装置。
【請求項１７】
前記偏光子と前記検光子の偏光軸角度を独立に回転し、前記光強度認識手段で得られた光強度に基づいて、液晶パネルの捩れ角を判断することを特徴とする請求項１６に記載の光学異方軸測定装置。
【請求項１８】
前記光強度認識手段を二つ以上備え、該光強度認識手段のそれぞれに、異なる測定光学系を設置し、測定光学系を光強度認識手段と共に切り替えることを特徴とする請求項１乃至１７の何れかに記載の光学異方軸測定装置。
【請求項１９】
光学異方軸測定装置を用いて、光学異方性を有する物質の２つ以上の重ね合せからなる製品の製造工程における該光学異方性を有する物質の光学異方軸を所望の相対角度で軸合わせを行う光学異方軸合せ方法であって、
前記光学異方軸測定装置は、前記光学異方性を有する物質を搭載する搭載台と、該搭載台に搭載された前記光学異方性を有する物質の縁面若しくは前記光学異方性を有する物質に設けられたアライメントマークにより該光学異方性を有する物質の端部を認識する端部認識手段と、光源ユニットと、前記光学異方性を有する物質に対する入射側および出射側の間に光路を形成する如く設置した測定光学系と、光強度認識手段とを有し、前記測定光学系の光路中に設置されて前記搭載台には該光学異方性を有する物質の任意の位置で前記光源からの光を透過する光透過手段を構成要素として備え、前記構成要素は、前記光源からの光が前記測定光学系の入射側から前記搭載台に設けられた前記光透過手段と、前記搭載台に搭載された前記光学異方性を有する物質と、前記出射側の測定光学系とを通して前記光強度認識手段に入射する如く配置されており、前記光源から前記光強度認識手段に至る光路に、姿勢が制御可能な偏光子を少なくとも１枚設置しており、
前記光学異方性を有する物質の管理番号を記録後に、前記光学異方軸測定装置を用いて前記光学異方性を有する物質の縁面若しくは前記光学異方性を有する物質に設けられたアライメントマークにより前記搭載台の機械的な座標に対する光学異方性を有する物質の姿勢を認識し、
認識した端部の座標に基づいて前記光学異方性を有する物質の各光学異方軸角度を測定し、
各光学異方軸角度の測定結果と前記管理番号とから前記各光学異方性を有する物質の光学異方軸を所望の相対角度で軸合わせして重ね合せることを特徴とする光学異方軸合せ方法。
【請求項２０】
前記管理番号と前記光学異方軸角度測定結果から，光学異方軸角度の面内平均及び面内バラツキが仕様性能を満たさない該光学異方性を有する物質を重ね合せ前に排除することを特徴とする請求項１９に記載の光学異方軸合せ方法。
【請求項２１】
前記管理番号と前記光学異方軸角度測定結果から、光学異方軸が最適な重ね合せになるように引き当て計画を策定することを特徴とする請求項１９又は２０に記載の光学異方軸合せ方法。
【請求項２２】
前記管理番号と前記光学異方軸角度測定結果から、前記光学異方性を有する物質の重ね合せ後の光学性能を予測することを特徴とする請求項１９乃至２２の何れかに記載の光学異方軸合せ方法。
【請求項２３】
前記管理番号と前記光学異方軸角度測定結果から、光学異方軸角度だけではなく、光学異方性の度合いの測定データも加味し、重ね合せ後の性能を予測することを特徴とする請求項１９乃至２２の何れかに記載の光学異方軸合せ方法。
【請求項２４】
前記管理番号と前記光学異方軸角度測定結果から液晶パネルの生産計画を策定し、
液晶パネルを構成する第１の基板とそれに対向する第２の基板と前記光学異方性を有する光学異方性を有する物質の引き当て計画を策定し、
前記第１の基板と第２の基板の配向軸角度管理値を策定し、該第１の基板と該第２の基板の配向軸角度を決定して、前記光学異方性を有する物質を液晶パネルに貼り付けることを特徴とする請求項１９乃至２３の何れかに記載の光学異方軸合せ方法を用いた液晶パネルの製造方法。
【請求項２５】
前記液晶パネルを構成する第１の基板とそれに対向する第２の基板のそれぞれに配向処理を行い、第１の基板と第２の基板とを重ね合わせ、前記第１の基板と前記第２の基板の間に液晶を挟み込んで重ね合せて所定のギャップを形成して液晶パネルを構成し、
光学異方軸測定装置により、前記液晶パネルの配向軸を測定し、該配向軸が管理値に入っているかいないかの分岐処理により、前記第１の基板と前記第２の基板の配向処理条件にフィードバックをかけ、前記第１の基板と前記第２の基板の配向規制力付加条件を決定することを特徴とし、
前記光学異方軸測定装置が、請求項１３乃至１５の何れかに記載した構成を有することを特徴とする請求項２４に記載の液晶パネルの製造方法。
【請求項２６】
前記液晶パネルを構成する前記第１の基板とそれに対向する前記第２の基板のそれぞれに配向処理を行い、前記第１の基板と前記第２の基板とを重ね合わせ、該第１の基板と該第２の基板の間に液晶を挟み込んで重ね合せて所定のギャップを形成して液晶パネルを構成し、
光学異方軸測定装置により液晶パネルの配向軸および捩れ角を測定し、配向軸および捩れ角が管理値に入っているかいないかの分岐処理により、前記第１の基板と前記第２の基板の配向処理条件にフィードバックをかけ、該第１の基板と該第２の基板の配向規制力付加条件を決定することを特徴とし、
前記光学異方軸測定装置が、前記請求項１３乃至１８の何れかに記載した構成を有することを特徴とする請求項２４に記載の液晶パネルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学素子の光学異方軸測定装置および液晶パネルの製造方法に関し、特に液晶パネルの配向軸や捩れ角、偏光フィルムの偏光軸、位相差フィルムの遅相軸などの光学異方軸の正確な測定および、この測定に基づく高品質の液晶パネルの製造に好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
パソコンや情報端末、あるいはテレビ受像機等のディスプレイデバイスとして液晶ディスプレイが広く用いられている。液晶ディスプレイは光学異方軸を持つ部材が複数組み合わされて形成されている。液晶ディスプレイの一例を説明する模式図を図１７に示す。図１７に示した様に、液晶ディスプレイは光学異方軸を有する複数の部材を組み合せて成り、光学異方軸を有する複数の部材は、主に液晶パネル、偏光フィルム、位相差フィルムから構成される。そして、これらの部材の光学異方軸を管理することが液晶ディスプレイの製造プロセスで非常に重要である。従来から、偏光フィルムおよび液晶パネルの光学異方軸の測定手法が提案されている。
【０００３】
図１７において、液晶パネル１２０は第1のガラス基板（又は上ガラス基板とも称する）１２５と第2のガラス基板（又は下ガラス基板とも称する）１２７の貼り合せ間隙に液晶１２２を挟持して構成される。なお、上ガラス基板１２５と液晶１２２および下ガラス基板１２７と液晶１２２の各界面には配向膜が形成されているが、図示は省略してある。液晶１２２はこれらの配向膜で配向軸１２１で示した方向に配向、すなわち配向規制力が付与されている。なお、以下では、第１のガラス基板（又は上ガラス基板）、第２のガラス基板（又は下ガラス基板）を第1の基板、第２の基板、あるいは両者とも単に基板とも略称する。
【０００４】
液晶パネル１２０の上側（表示側）には、上偏光フィルム１０１Ａと位相差板１１２を貼り合せた複合フィルム１１１が設置されている。上偏光フィルム１０１Ａは偏光軸１０２Ａを有し、位相差板１１２は遅延軸１１３を有している。また、液晶パネル１２０の下側には下偏光フィルム１０１Ｂが設置されている。下偏光フィルム１０１Ｂは偏光軸１０２Ｂを有している。そして、下偏光フィルム１０１Ｂの背面にバックライト１７１が設けてある。なお、以下に説明する測定では、上偏光フィルム１０１Ａと下偏光フィルム１０１Ｂをまとめて偏光フィルム１０１と表記する。
【０００５】
このような複数の部材について、例えば、偏光フィルムの偏光軸角度を測定する手法としては、試料（本発明では、測定対象となる試料、測定試料、偏光フィルム、位相差フィルム、液晶パネル:液晶パネルに有する配向膜、などの光学異方性を有する測定対象物を意味する）を搭載する搭載台（ステージ）を挟む偏光子と検光子を有する偏光顕微鏡において、その検光子を取り外したものを測定装置として用いる手法が知られている。この手法による測定手順は次の通りである。
【０００６】
先ず、ステージに測定試料である偏光フィルムを設置し、透過光量を検出しながら偏光子を回転し、透過光量が最小となる角度を探す。この透過光量が最小となる角度が偏光子と偏光フィルムの偏光軸が直行した状態（クロスニコル）である。従って、偏光子の偏光軸角度が既知であるので、偏光フィルムの偏光軸角度が求まる。
【０００７】
次に、液晶パネルの光学異方軸の測定手法として従来知られているものについて説明する。ここでは一例として、広視野角でＴＶ用途に用いられるＩＰＳ（Ｉｎ Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）方式の液晶パネルを対象にして説明する。ＩＰＳ方式の液晶パネルは上下２枚のガラス基板の間にネマティック液晶がホモジニアス配向しており、液晶の分子軸に直交方向と平行方向の屈折率の違いによりリターデーションが生じ、一軸の位相差板と同様の光学異方軸を持つ。ここで、液晶の分子軸方向を配向軸と定義する。
【０００８】
液晶パネルの配向軸を測定する手法としては、液晶パネルを搭載したステージを挟んで配置した偏光子と検光子を有する偏光顕微鏡からなる測定装置を用いる手法が知られている。この手法による測定手順は次の通りである。
【０００９】
先ず、偏光顕微鏡の偏光子と検光子をクロスニコルにした状態にする。次に、偏光子と検光子の間に測定対象物である液晶パネルを設置する。偏光子と検光子の相対偏光軸角度を保持したまま液晶パネルとの相対角度を変化させると、透過光量が極小となる角度が出現する。この角度が液晶パネルの配向軸角度である。
【００１０】
この種の従来技術に関連するものとして、特許文献１には、液晶パネルと偏光フィルムとの光学異方軸一致精度を向上させるために、上記で述べた測定原理を用いて液晶パネルの配向軸と偏光フィルムの透過軸の方向をそれぞれ同定し、それらの軸が合うように液晶パネルと偏光フィルムを貼り付けた後、レーザーを用いて偏光フィルムの外形切除を行う方法が開示されている。従来は特許文献１に記載されたような手法を用いて、液晶ディスプレイの画質改善を行ってきた。
【特許文献１】特開２００３−１０７４５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
近年、液晶ディスプレイが大型化しており、２８インチを超える大形液晶テレビが出現し、大形液晶テレビの画質はブラウン管を用いたテレビの画質と拮抗する程に改善されてきた。また、液晶ディスプレイを構成する液晶パネルを製造するためのマザーガラスのサイズは拡大の一途を辿っており、２メーター角を超えるマザーガラス基板も計画されている。
【００１２】
大形液晶テレビの画質改善に大きく貢献しているのは、液晶パネルの配向軸および偏光フィルムの偏光軸の管理である。これには、配向処理をしたマザーガラスに液晶を滴下して、もう一枚のマザーガラスを貼り合わせた配向軸管理用パネルの配向軸測定と切断後の液晶テレビサイズの配向軸測定が重要である。一方、液晶パネルに貼り付ける偏光フィルムに関しても、その製造プロセスでは大面積化が進展している。従って、偏光フィルムについても延伸された原反段階での偏光軸管理と原反から液晶パネルの製品サイズに切り出す段階での偏光軸管理が重要である。
【００１３】
また、今後の液晶ディスプレイの画質向上のためには液晶ディスプレイを構成する全ての光学異方軸、つまり、液晶パネルの配向軸と捩れ角、偏光フィルムの偏光軸、位相差板の遅相軸の高精度化が必要であり、液晶ディスプレイの大面積化によって顕著になる各光学異方軸の面内バラツキの改善も必要である。さらに、全ての光学異方軸の高精度化を行った上で、光学異方軸の面内分布を考慮に入れた貼り合せを行うことも液晶ディスプレイの画質改善にとって重要である。
【００１４】
ところが、従来技術は偏光顕微鏡の構成を主体とした測定手法であるために、大面積な測定対象物の機械的位置に対する光学異方軸の高精度な面内分布測定の実現が困難であった。また、特許文献１に開示された方法は、測定点における光学異方軸角度結果を元に偏光フィルムと液晶パネルとを貼り合せる方法であり，光学異方軸の面内分布やそれぞれの光学異方軸の高精度化については考えていない。そこで，本発明では以下の５点の課題を解決することを目的とした。
【００１５】
第一の課題は大面積の測定対象に対応した高精度な光学異方軸測定手法の提供である。従来技術の光学異方軸角度測定方法では、測定対象物である液晶パネルおよび偏光フィルムの端部を位置決めピン若しくは平面に突き合せてステージに設置を行っていた。このため、液晶パネルおよび偏光フィルムの切断精度およびステージへの設置精度により光学異方軸の測定結果がばらついて高精度な測定を実現することが困難であった。従って、アライメントマークや切断端面に対して光学異方軸のズレが正確に測定できず、製造工程へフィードバックをかけてアライメントマークや切断端面に対して各光学異方軸を高精度化することや面内分布を高精度化することには問題があった。
【００１６】
また、測定対象を二次元平面内で移動させて測定を実施するために、測定対象の４倍の面積が測定対象の稼働面積となり、測定装置が大形になる問題があった。特に、マザーガラス基板の段階で光学異方軸角度を測定する場所および原反段階の偏光フィルムの偏光軸測定を実施する場所はクリーンルームであることが多く、光学異方軸測定装置の占有床面積（フットプリント）を小さくする必要がある。
【００１７】
本発明の第一の目的は、高精度かつフットプリントが小さく、簡便に液晶パネルの配向軸ならびに偏光フィルムの偏光軸を測定する手法を提供することにある。
【００１８】
本発明の第二の課題は、偏光フィルム付き位相差フィルムの高精度な遅相軸測定手法の提供である。従来より、位相差フィルムの遅相軸を測定する手法は存在したが、高精度かつ簡便に測定できなかった。本発明の第二の目的は、高精度かつ簡便に偏光フィルム付き位相差フィルムの遅相軸を測定する手法を提供することにある。
【００１９】
本発明の第三の課題は、下ガラス基板に薄膜トランジスタ等の画素回路や駆動回路を形成して構成される基板（以下、ＴＦＴ基板とも称する）と上ガラス基板にカラーフィルタを形成した基板（以下、カラーフィルタ基板又はＣＦ基板とも称する）および液晶とから構成される液晶パネルの捩れ角を高精度に測定する手法を提供することである。従来より、液晶パネルの捩れ角を測定する手法は存在したが、高精度かつ簡便に測定することはできなかった。第一の課題である液晶パネルの高精度な配向軸測定が可能でも、ＴＦＴ基板とカラーフィルタ基板のどちらの配向規制力方向がずれているかを厳密に切り分けるためには、液晶パネルの高精度な捩れ角測定が必要である。本発明の第三の目的は、高精度かつ簡便に液晶パネルの捩れ角を測定する手法を提供することにある。
【００２０】
本発明の第四の課題は、ＴＦＴ基板およびカラーフィルタ基板の組立プロセスを適正化することである。ＴＦＴ基板およびカラーフィルタ基板を組み立てる場合には、各々の基板に有する配向膜が配向処理されたことにより発現する配向軸および捩れ角を高精度に測定する手法が確立されていないので、配向軸および捩れ角が管理値に収束したことを確認してから大量生産を実行する手法が存在していないという問題があった。本発明の第四の目的は、上記した本発明による配向軸および捩れ角を高精度に測定する手法を応用して、ＴＦＴ基板およびカラーフィルタ基板の配向処理プロセスを適正化することにある。
【００２１】
本発明の第五の目的は、液晶ディスプレイにおける液晶パネルの配向軸および捩れ角、偏光フィルムの偏光軸、および位相差フィルムの遅相軸を高精度に管理した液晶ディスプレイの組み立てプロセスを適正化することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
上記の各課題を解決するために、本発明は、以下に記載の手段を採用した。すなわち、
（１）第一の課題を解決するため、測定対象物である光学異方性を有する物質を搭載する搭載台（以下、ステージとも称する）、測定対象物に設けたアライメントマークもしくは測定対象物の端部を検出するＣＣＤカメラを構成要件とする画像認識手段を好適とする検出手段（端部認識手段）、光源、姿勢を制御可能な偏光子および検光子、光強度認識手段から構成される。上記ステージには任意の位置に光透過部を有し、測定光学系は光源からの光が偏光子及び該ステージの光透過部を通過し、光学異方性を有する物質を通過し、検光子を透過後、光強度認識手段に入射するように装置を構成した。
【００２３】
そして、上記の装置に設けた画像認識手段により、光学異方性を有する物質の端部および姿勢を認識する。この認識結果を基準として光学異方性を有する物質の光学異方軸測定を行うようにした。また、測定対象物をステージに固定して、光源および光強度認識手段等から構成される光学系が測定対象物の面内を移動して任意の位置の光学異方軸を測定するようにした。さらに、絶対軸を予め求めた校正用プレートを装備して装置始業時に精度を保証出来るようにした。
【００２４】
（２）第二の課題を解決するために、本発明は、測定対象物である偏光フィルムと位相差フィルムとの複合光学異方性フィルムを搭載するステージ、測定対象物のマークもしくは端部検出手段、光源、姿勢を制御可能な偏光子、上記ステージ、姿勢を制御可能な遅延軸が既知の位相差板および検光子、光強度認識手段から構成される。上記ステージには任意の位置に光透過部を有し、測定光学系は光源からの光が偏光子及び該ステージの光透過部を通過し、複合光学異方性フィルムを通過し、位相差板および検光子を透過後、光強度認識手段に入射するように構成した。
【００２５】
そして、この装置に設けた画像認識手段により複合光学異方性フィルムの端部および姿勢を認識する。この認識結果を基準として複合光学異方性フィルムの偏光軸および遅延軸測定を行うようにした。さらに、絶対軸を予め求めた校正用プレートを装備して装置始業時に精度を保証出来るようにした。
【００２６】
（３）第三の課題を解決するために、本発明は、測定対象物である液晶パネルを搭載するステージ、測定対象物のマークもしくは端部検出手段、光源、姿勢を制御可能な偏光子および検光子、光強度認識手段から構成される。上記ステージには任意の位置に光透過部を有し、測定光学系は光源からの光が偏光子及び該ステージの光透過部を通過し、液晶パネルを通過し、検光子を透過後、光強度認識手段に入射するように装置を構成した。そしてこの装置に設けた画像認識手段により液晶パネルの端部および姿勢を認識し、この認識結果を基準として液晶パネルの捩れ角測定を行うようにした。
【００２７】
（４）第四の課題を解決するために、本発明は、貼り合わせ予定の光学異方性フィルムの管理番号と光学異方軸角度測定結果から液晶パネルの生産計画を策定し、液晶パネルを構成するＴＦＴ基板（薄膜トランジスタで構成した画素回路、および駆動回路等を有する基板）とカラーフィルタ基板（複数色のカラーフィルタを形成した基板、ＣＦ基板）の配向軸角度および配向軸角度管理値を決定し、ＴＦＴ基板とカラーフィルタ基板に配向処理を行い、ＴＦＴ基板とカラーフィルタ基板との相対位置をアライメントし、液晶を挟み込み、重ね合せて所定のギャップを形成して液晶パネルを構成し、配向軸および捩れ角を測定し、配向軸が管理値に入っているかいないかの分岐処理により、ＴＦＴ基板とカラーフィルタ基板の配向処理条件にフィードバックをかけた後、液晶パネルを製造し、光学異方性を有する物質を液晶パネルに貼り付けることとした。
【００２８】
第五の課題を解決するために、本発明は、重ね合わせ対象である液晶パネル、偏光フィルムや位相差フィルムなどの光学異方性を有する物質の管理番号を記録後に、光学異方性を有する物質に設けられたマークもしくは端部に対する各光学異方軸角度を測定し、その光学異方軸角度測定結果を物質管理番号と一緒に保存し、それらの物質管理番号と光学異方軸角度測定結果から各物質の光学異方軸を所望の相対角度で重ね合せることとした。
【発明の効果】
【００２９】
本発明により、測定対象物の端面もしくはマークに対する光学異方軸角度が高精度に測定可能になった。これにより、測定対象物のステージへの設置バラツキによる測定誤差が解消され、歪な端面を持つ光学異方性を有する物質についても任意の基準位置に対する光学異方軸を測定が可能となった。さらに、測定光学系が測定対象物に対して移動するため、測定光学系を固定しステージを移動させる場合より、装置や設備の占有床面積、所謂フットプリントが小さくなり、測定対象物の大面積化にも対応可能になった。また、本発明では、装置内に校正用の光学異方性を有するプレートを具備しているため、精度保障が常時できるようになった。本発明の装置では、偏光子、検光子および位相差板が高精度に回転するので、偏光フィルム付き位相差フィルムの偏光軸角度および遅延軸角度や液晶パネルの捩れ角の高精度な測定が可能になった。
【００３０】
本発明の高精度光学異方軸測定手法を用いた貼り合せ予定の光学異方性フィルムの光学異方軸角度測定結果から液晶パネルの生産計画を策定することができ、液晶パネルを構成するＴＦＴ基板とカラーフィルタ基板の配向軸角度および配向軸角度管理値を決定できるようになった。ＴＦＴ基板とカラーフィルタ基板に配向処理を行い、液晶を挟み込んだパネルを本発明による高精度に配向軸および捩れ角を測定する手法を用いることで管理値に入っているかどうかを確認できるようになった。管理値に入っていない場合は、ＴＦＴ基板とカラーフィルタ基板の配向処理条件にフィードバックをかけた後、液晶パネルを製造できるため、ＴＦＴ基板およびカラーフィルタ基板の配向処理プロセスプロセスを適正化できるようになった。
【００３１】
本発明の光学異方軸合せ方法により、光学異方軸が規格外のものを重ね合わせ前に排除できるようになった。また、各部材に性能バラツキが存在するので、各光学異方軸角度測定結果から重ね合せに最適な組み合せを選出し、最適な角度で重ねることが可能となった。さらに、各部材の光学異方軸角度結果から重ね合せ後の製品の性能を予測してランク分けすることもできることで、重ね合せ後の検査項目を削減も可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、本発明の実施形態につき、実施例の図面を参照して詳細に説明する。
【実施例１】
【００３３】
図１は、本発明による偏光軸測定装置の実施例１を説明する図で、図１（a）は正面図、図１（b）は側面図である。また、図２は、図１に示した偏光軸測定装置の上面図である。図１及び図２により、実施例１の偏光フィルムの測定方法と装置を説明する。
【００３４】
図１および図２において、定盤２０に設置してある光源ユニット移動機構である直線レール３１上をＸ方向に移動可能な照明光学系（光源ユニット）３０が設けられており、その上には回転機構に設置された回転偏光子ユニット４１が光源ユニット３０と共に移動するように設けられている。その上部には、光透過部２３が設けられた試料の搭載台（以下、ステージ）２１が設置されている。ステージ２１は２本の平行に走ったレールから成る駆動系（ステージ移動機構）２２上をＹ方向に移動可能とされている。
【００３５】
また、ステージ２１には測定試料（偏光フィルム、液晶パネルなどの測定対象の試料）を固定するために吸着機能（図示せず）が装備されており、測定中の測定試料のずれや浮き上がりを防ぐようにしている。ステージ２１上には少なくとも３本の位置合せピン２４が立てられており、正面から見て奥の２ピンで平行を出し、右手前の１ピンで横方向の位置合せを行う。この位置合せピン２４は測定試料（ここでは、偏光フィルム）のサイズに合うよう位置が可変となっている。ステージ２１の上部にはアングルで支えられた光強度認識手段（光強度認識ユニット）５０であるＣＣＤカメラが設置されている。光強度認識ユニットにＣＣＤカメラを用いているため、測定領域の試料表面に異物が載っていた場合にはその部分を除外した領域での測定を行う。この詳細な画像解析については後述する。
【００３６】
また、測定領域における偏光軸角度の面内分布を求めるために、測定領域を分割し、分割したそれぞれの領域で偏光軸角度を求める機能を付与した。これらの機能が必要なければ、光強度認識手段としてパワーメーターなどの光強度を検出する機器を用いることも可能である。光強度認識ユニット５０はアングルに設けられたレール５１に沿ってＸ方向に移動する。また、光源ユニット３０、回転偏光子ユニット４１、光強度認識ユニット５０は一連の測定光学系を成して組み立てられており、Ｘ方向に移動する際もその相対位置を保ったまま移動する。この測定光学系のＸ方向移動と試料搭載台２１のＹ方向移動により、ステージ２１に搭載された偏光フィルム１０１の任意の場所で測定可能である。
【００３７】
端部及びマーク検出用ＣＣＤカメラ（端部認識カメラ）２５が設置されており、このカメラ２５はアングルに設置されたレールに沿ってＸ方向に移動可能であり、ステージ２１に載せられた測定試料（偏光フィルム）１０１の機械的位置の検出を行う。ステージ２１には偏光軸角度が既知の標準偏光子２６が設置されている。もしくは、標準偏光子２６は偏光フィルム１０１と同様に、ステージ２１に載せて偏光軸角度測定が行えるようになっている。この標準偏光子２６を測定することで偏光子角度および光量の校正を行う。なお、図３においては、光透過部２３のレイアウトを示すために偏光フィルム１０１の一部を切り欠いた形状で示してある。
【００３８】
図３は、本発明による偏光軸測定装置の実施例１における測定光学系を示す図である。図３(a)は、無偏光の光源１と光量及び波長を制御するフィルター５と集光レンズ２からなる光源ユニット３０と回転機構に設置された偏光子７、さらに、ステージ２１を挟んでズームレンズ１０と光強度認識手段であるＣＣＤカメラ９から構成される測定光学系である。光源１は一般にはランプである。本構成例ではステージ２１には図１乃至図２に示した如く光透過部２３により光を透過するようにした。光透過部２３は穴でなくともよく、透過する光の特性が変化しなければ本発明の構成には支障が無い。例えば、ステージ２１の全面または一部を石英ガラスなど光学異方性の小さい材料で構成したものを用いることも可能である。
【００３９】
また、図３(b)に示すように、偏光子７に替えて回転機構に設置された検光子８を設けてもよい。または、図３(c)で示すように、偏光子７と検光子８の両方を設けてもよい。しかし、図３(c)に示した構成例の場合には、偏光子７と検光子８との相対位置を保ったまま回転できる機能を必要とする。以下、図１乃至図３に示した偏光軸測定装置を用いた測定手順を説明する。
【００４０】
図４は、本発明による偏光軸測定装置の実施例１における測定手順を説明する図である。まず、装置を立ち上げ（ステップ２０１）、偏光子の角度校正を行った後（ステップ２０２）、偏光フィルムの偏光軸測定を行う（ステップ２０３）。測定終了後、装置を立ち下げる（ステップ２０４）。
【００４１】
図５は、図４の始業時における偏光子の角度校正ステップの詳細な手順を説明する図である。図５において、まず、図２に示すステージ２１に設置された角度校正用の標準偏光子２６の位置へ測定光学系を移し（ステップ２１１）、標準偏光子２６の偏光軸を測定する（ステップ２１４）。標準偏光子２６の偏光軸角度が既知なので、その結果から測定光学系の偏光子角度を校正する。偏光軸の測定方法については後述する偏光フィルムの測定方法と同様である。このように、本発明の偏光軸測定装置では、従来の偏光軸測定装置のように定期校正として偏光子の偏光軸管理を行うのではなく、毎回始業時に偏光子の角度校正を行うため、測定結果の信頼性が向上する。
【００４２】
図６は、図３(a)の光学系を用いた図４における偏光フィルムの偏光軸測定の詳細な手順を説明する図である。まず、ステージを前方へ移動し（ステップ２３１）、測定試料である偏光フィルムを位置決めピン２４に端部を押し付けながら試料搭載台２１に搭載する（ステップ２３２）。偏光フィルムを吸着し（ステップ２３３）、偏光フィルムの位置を固定する。ステージを引き込み（ステップ２３４）、端部認識カメラが偏光フィルムの端部を計測し（ステップ２３４）、試料搭載台２１に対する機械的な位置を計算する（ステップ２３６）。なお、偏光フィルムのステージに対する機械的位置の計算方法については後述する。
【００４３】
測定光学系を最初の測定ポジションへ移動し（ステップ２３７）、測定領域の画像を取得し（ステップ２３８）、異物や欠陥がないかを判断する（ステップ２３９）。この判断方法については後述する。異物や欠陥が存在した場合はその異常部分を除いた領域を選択して測定を行う（ステップ２４０）。その後、最終点まで到達するまで偏光子を一定角度回転し（ステップ２４１）、画像を取得し（ステップ２４３）、面内信号強度平均値を求める（ステップ２４４）という操作を繰り返す。
【００４４】
最終点角度まで到達したら、信号強度の平均値が極小となる角度を求め（ステップ２４６）、その測定点における偏光軸角度を求める。この測定操作の詳細については後述する。この処理中に測定光学系とステージの相対位置を変え、別の測定位置まで移動する（ステップ２４７）。そこで、上記の測定操作を繰り返し、予め設定しておいた所望の測定位置について自動に測定する。
【００４５】
すべての測定点での測定が終了すると測定光学系を初期位置まで戻し（ステップ２４９）、ステージを前方へ移動し（ステップ２５０）、偏光フィルムの吸着を解除し（ステップ２５１）、測定試料を交換する（ステップ２５２）。ここでは、偏光子を測定試料に対して回転し、光量極小値となる角度を求める方法を説明したが、偏光子７と偏光フィルム１０１の吸収軸方向が一致した場合に光量極大値となることから、光量極大値となる角度を求めることでも偏光フィルムの吸収軸を知ることができる。
【００４６】
ここまで、図３(a)の光学系を用いたときの測定方法について記述したが，図３(b)の光学系を用いた場合は、偏光子の操作を検光子に置き換えて上記の手順で行うことで、同様の結果が得られる。また、図３(c)の光学系を用いた場合は、偏光子および検光子の基準軸を設定し、偏光子と検光子の偏光軸を平行（平行ニコル）に保ったまま、上記の偏光子の操作を行うことで，同様の結果が得られる。
【００４７】
次に、ステージに対する偏光フィルムの機械的な姿勢を検出する方法について説明する。図７は、本発明の実施例１の偏光軸測定における端部認識カメラで撮影される画像の模式図である。端部認識カメラ２５がステージ２１に搭載された測定試料である偏光フィルム１０１の端部に沿って動き、任意の試料端部位置の画像を取り込む。偏光フィルム１０１の端部を検出したときの画像の模式図を図７の（ａ）（ｂ）（ｃ）に示す。図７の斜線部６４が偏光フィルム部分であり、符号６１がその端部を示している。それぞれの画像で端部６１の凹凸に対しての平均線６２を引き、平均線６２と画像の中心線６３との交点座標をその画像を撮影した位置における偏光フィルム端部の座標（Δｘi，Δｙi）と定義する。ステージ２１に対する各画像の原点座標を（ｘi，ｙi）とすると，端部の各座標は（ｘi＋Δｘi，ｙi＋Δｙi）となり、２つ以上の任意の端部画像からこれらの位置座標を得て線形近似を行うことで、ステージ２１に対する偏光フィルム１０１の姿勢を認識する。
【００４８】
図７（a）の場合は、偏光フィルム端部の座標は（Δｘa，Δｙa）、ステージ２１に対する各画像の原点座標は（ｘa，ｙa）であり、端部の各座標は（ｘa＋Δｘa，ｙa＋Δｙa）となる。また、図７（b）の場合は、偏光フィルム端部の座標は（Δｘb，Δｙb）、ステージ２１に対する各画像の原点座標は（ｘb，ｙb）であり、端部の各座標は（ｘb＋Δｘb，ｙb＋Δｙb）となる。同様に、図７（c）の場合は、偏光フィルム端部の座標は（Δｘc，Δｙc）、ステージ２１に対する各画像の原点座標は（ｘc，ｙc）であり、端部の各座標は（ｘc＋Δｘc，ｙc＋Δｙc）となる。
【００４９】
また、この操作は偏光フィルムの端部ではなく、偏光フィルム１０１に位置検出用のマークを設けて、これを検出するようにした場合にも同様にして、ステージ２１に対する偏光フィルム１０１の姿勢を認識できる。なお、マーク検出による測定試料の姿勢認識方法については第３の実施例で後述する。偏光フィルムの姿勢に関するデータは、その後に測定する偏光軸測定結果に反映される。
【００５０】
図８は、図３に示した光学系の光強度検出手段が獲得した画像データの説明図であり、図８（a）は画像の模式図、である。また、図８（b）は図８（a）における各画素の信号強度のヒストグラムを示す図である。面内である程度均一な偏光軸を持つ偏光フィルムにおいては、測定領域に異物や欠陥のない正常部７１のヒストグラムはピーク７４で示すようにガウス分布で近似できる１つの極大値を持つ滑らかな曲線である。しかし、偏光フィルム１０１の測定領域に光吸収性物質７２が付着している場合、ヒストグラムではメインピーク７４より低い信号強度位置にピーク７５が現れる。一方、偏光フィルムに傷があったり、光学異方性を持つ光透過性物質が付着している部分７３がある場合には、ヒストグラムは一般的に正常部７１のメインピーク７４より高い信号強度位置にピーク７６が現れる。本発明の装置では、信号強度がガウス分布から外れた異常部の画素及びその画素周辺部を自動的に除外して平均信号強度の計算を行う。
【００５１】
次に、本発明の実施例１における偏光軸測定装置で用いる偏光軸角度測定方法について説明する。図９は、本発明の偏光軸測定装置を用いた偏光軸測定時の平均信号強度の説明図である。図９（ｃ）に測定光学系を示した。この測定光学系において、偏光子７には回転機構が付帯しており、偏光子７の偏光軸を回転することで偏光フィルム１０１に照射される偏光角度が変化する。ズームレンズ１０を通してＣＣＤカメラ９で透過光量を検出しながら偏光子７を偏光フィルム１０１に対して回転させ、角度に対する透過光量検出の信号強度をプロットすると図９(a)に示すグラフが得られる。
【００５２】
このように、角度によって信号強度が変化する現象を用いて、まず、透過光量の検出を行いながら、例えば、２１０°の角度範囲を粗い間隔で偏光子７を回転させ、サイン曲線をフィッティングして透過光量が最小となる大まかな角度θ1７７を求める。予め、ある程度の配向軸角度が判断可能ならば上記の粗測定操作は必要ない。その後、透過光量が最小になる前後の角度を細かい角度間隔で偏光子を回転させながら透過光を検出する。その測定結果を角度に対して信号強度をプロットしたものを図９（ｂ）に示す。図９（ｂ）のプロットに２次曲線などの曲線をフィッティングして最小値を求める。透過光量が最小となる角度θ2 ８８が偏光子７の偏光軸と偏光フィルム１０１の偏光軸がクロスニコルになる角度である。偏光子の偏光軸角度が分かっているため測定対象物である偏光フィルムの偏光軸角度θ2 を求めることができる。
【００５３】
なお、ここでは偏光子を等間隔の角度ステップで回転する方法について言及したが、等間隔のステップでなく連続的に回転させながら透過光を検出する方法や最急勾配法（山登り法）など、最小値を求められる方法であれば同様の結果が得られる。既にステージに対する偏光フィルムの姿勢を測定してあるので、偏光フィルムの端部（もしくは後述するマーク）に対する偏光軸角度を算出することができる。以上の測定操作を、測定光学系と偏光フィルムとの相対位置を変えて別の測定位置で行うことで偏光軸角度の面内分布の測定が可能である。
【００５４】
図１０は、本発明による偏光軸測定装置の実施例１における制御機器に備えた画像表示手段上に表される操作画像の一例を説明する図である。図１０には、現在の測定領域の画像８１とヒストグラム８４と測定グラフ８７を示し、測定者が測定状況を常時監視できるようになっている。また、異常部８２がある場合には、その周辺部を含めた部分を除外して測定を行うので、その除外する領域８３が明示される。ヒストグラム８４上でもメインピーク８５とは異なるピーク８６で現れるので、どの部分を除外しているかが示される。表示８８には、現在測定中の偏光フィルムの面内偏光軸について、それまで測定の終了した測定点での測定結果が示される。表示８８の矢印の角度が基準軸からのズレ角度である。
【００５５】
表示８９には、その軸角度測定結果の実測値の最大値、最小値、平均値、面内バラツキを示すようになっており、さらに、これらの測定結果が予め設定した管理値を越えると例えば赤く表示されるようになっている。表示９０には、各測定点でのクロスニコル時の透過光強度が等高線を使って示され、面内の消光比分布を示す。さらに，履歴の表示９１には、それまで測定した偏光フィルム１０１の情報が閲覧できるようになっており、それぞれの測定結果を基に、予め設定した性能に従って偏光フィルム１０１が自動的にランク分けされ、その結果も示される。
【実施例２】
【００５６】
本発明の実施例２は、位相差フィルムと偏光フィルムの複合フィルムについて、その各々のフィルムの軸方向を測定する方法を説明する。実施例２の複合光学異方軸測定装置は、実施例１で説明した図１および図２と基本的には同様の構成であるが、測定光学系の構成が実施例１の場合と異なる。そのため、ここでは、偏光軸測定装置における実施例２に特有の測定光学系ついて詳細に説明を行う。
【００５７】
図１１は、本発明の実施例２の複合光学異方軸測定装置における光学系を示す図である。単に光学系として表した場合、図１１（a）は図３（a）と同様の光学系、図１１（ｂ）は図３（c）と同様の光学系となる。実施例２では、図１１（c）に示したように、無偏光の光源１と光量及び波長を制御するフィルター５と集光レンズ２からなる光源ユニット３０、回転機構に設置された偏光子７、さらに、光透過部２３を有するステージ２１を挟んで、回転機構に設置された1／４波長板１２、回転機構に設置された検光子８（後述する回転検光子４３）、ズームレンズ１０と光強度認識手段であるＣＣＤカメラ９を有する光強度認識ユニットから構成される測定光学系としたものである。
【００５８】
そして、検光子８と1／４波長板１２は、選択的に、又は共に光学路から着脱可能であり、1／４波長板１２のみを取り外すと図１１（ｂ）の光学系となり、検光子と1／４波長板１２とを取り外すと図１１（a）の光学系となる。これらの光学系の切り替え機構の一実施例を図１２に示す。
【００５９】
図１２は、本発明の実施例２における光強度認識ユニットおよび1／４波長板切り替えユニットの切り替えを示す図である。図１２（a）は、光強度認識ユニットを第２のＣＣＤカメラ１９側に切り替えて検光子８と1／４波長板１２を共に光路から外した図１１（a）の光学系となる。図１２（ｂ）は、光強度認識ユニットをＣＣＤカメラ９側に切り替えて検光子を光路に入れた図１１（b）の光学系となる。図１２（c）は図１２（ｂ）の光路に1／４波長板を挿入した図１１（b）の光学系となる。
【００６０】
光強度認識ユニット５０は、回転駆動ユニット４２で回転される検光子８を光路上に配置したＣＣＤカメラ９と検光子も1／４波長板も有しない第２のＣＣＤカメラ１９を持つ構造を有する。また、図１２に示す1／４波長板切り替えユニット５０Ｂは、内部に回転駆動ユニット４２で回転される1／４波長板を有しており、図１２（ｂ）の状態から1／４波長板切り替えユニットをスライドさせることでＣＣＤカメラ９の光路上へ1／４波長板が挿入され、図１２（c）となる。これにより、図１１（b）と図１１（c）の光学系を切り替える。
【００６１】
図１２において、符号１１１は位相差フィルムと偏光フィルムの複合フィルムを示し、ステージ２１上にこの複合フィルム１１１を載置し、その光学異方軸を測定する。後述する測定において、図１２（ａ）と（ｂ）と（c）を切り替える。
【００６２】
ステージ２１には実施例１と同様の光透過部２３が設けられている。なお、実施例２の光学異方軸測定装置では1／４波長板１２を使用しているが、1／４波長板でなくともよく、リターデーションと遅延軸方向が既知ならば他の一軸異方性物質を用いることもできる。
【００６３】
実施例２の複合光学異方軸測定装置を用いた測定手順も図４と同様である。始業時の角度校正（図４のステップ２０２）と通常測定（図４のステップ２０３）の内容が第１の実施例で述べた偏光フィルムの偏光軸測定とは異なる。以下、実施例２の複合光学異方軸測定装置の始業時の角度構成と通常測定について説明する。
【００６４】
図１３は、本発明の実施例２の複合光学異方軸測定装置の始業時偏光子角度校正についての手順を説明する図であり、図４の始業時の偏光子角度校正（図４のステップ２０２に相当）の手順を示す。まず、図２に示すステージ２１に設置された角度校正用の標準偏光子２６の位置へ測定光学系を移動し（ステップ２１１）、カメラ９に切り替えて（光強度認識ユニット切り替え、ステップ２１２）測定光学系を図１１（ａ）の構成にし、標準偏光子２６に対して検光子を回転させながら透過光量を測定して（標準偏光子を測定―ステップ２１４）、透過光量が最小となる角度を求める。
【００６５】
標準偏光子２６の偏光軸角度は既知なので、測定結果から偏光子７の偏光軸角度を校正する（偏光子の基準軸設定−ステップ２１５）。なお、ここでは前述の偏光軸測定方法と同様の方法を用いて標準偏光子の測定を行う。その後、光透過部へ測定光学系を移動し（ステップ２１６）、検光子をもつカメラ９に切り替え（ステップ２１７）後、偏光子７に対して検光子を回転しながら透過光量を検出する（ステップ２１８）。その結果、透過光が最小となる角度（クロスニコル）に検光子の基準軸を設定する（ステップ２１９）。
【００６６】
偏光子７と検光子とがクロスニコルの状態下で図１２（c）に示すように１／４波長板１２を装着し（ステップ２２０）、１／４波長板１２を回転しながら透過光量を検出し（ステップ２２１）、透過光量が最小となる角度を探す。その角度が１／４波長板１２の遅延軸が偏光子７の偏光軸と一致する角度であり、これを１／４波長板１２の基準軸に設定する（ステップ２２２）。その後、検光子を持つカメラ９から検光子も１／４波長板も持たない第２のカメラ１９に切り替え（ステップ２２３）、測定光学系を初期位置へ戻す（ステップ２２４）。
【００６７】
なお、検光子と１／４波長板１２は基準軸を保ったまま着脱可能にし、カメラ９と第２のカメラ１９を同一のカメラで構成してもよい。ここでは、偏光子７を標準偏光子で角度校正する方法について述べているが，偏光子７ではなく最初に標準偏光子を用いて検光子の角度校正を行っても本実施例の測定装置の性質上問題はない。このように偏光子７、検光子および１／４波長板の軸角度校正を毎回始業時に行うことで測定結果の信頼性が向上する。
【００６８】
次に、偏光フィルムと位相差フィルムとの複合フィルムの偏光軸角度及び遅延軸角度の測定方法について説明する。最初に、図１１(a)に示す光学系（図１２(a)の配置）で，偏光フィルムの偏光軸を測定する。偏光軸の測定手順は第１の実施例で述べた図６で示す方法と同様であるが、複合フィルムをステージに載せるとき（図６のステップ２３２）には偏光フィルム側を光源ユニット側にして置く。図６のステップ２４６までの操作で偏光フィルムの偏光軸角度を求めた後、位相差フィルムの遅延軸を測定するために図１４のフローに移る。
【００６９】
図１４は、本発明による実施例２の複合光学異方軸測定装置の通常測定手順の第一例を示す図である。図６のステップ２４５で判定終点角度に達したと判断されたら、まず、偏光子7の偏光軸を先に求めた偏光フィルムの偏光軸に合せる（ステップ２５３）。なお、ステップ２５３では偏光子7を取り外してもよい。次に、光強度認識ユニットを図１２（ａ）の状態から図１２（ｂ）の状態に切り替え（ステップ２５４）、測定光学系を図１１（b）の構成にする。その光学系にて画像を取得し（ステップ２５５）、面内信号強度平均を求める（ステップ２５６）。
【００７０】
その後、検光子を一定角度回転して移動させ（ステップ２６３）、再び画像を取得し（ステップ２５５）、面内信号強度平均値を求める（ステップ２５６）。このステップ２５５、２５６、２６３の操作を設定した最終点角度に到達するまで繰り返し、判定終点角度に達したと判断されたら（ステップ２５８）、透過光量が最小となる角度を見つける（ステップ２６７）。測定波長と位相差フィルムのリターデーションが明確なら、透過光量が最小となる角度の偏光フィルムの偏光軸角度からのズレ角度から位相差フィルムの遅延軸を計算できる（ステップ２６５）。その後、光強度認識ユニットを切替え（ステップ２６６）、図６のステップ２４６に行く。
【００７１】
次に、位相差フィルムのリターデーションが不明な場合の遅延軸角度測定方法について説明する。図１５は、本発明による実施例２の複合光学異方軸測定装置の通常測定手順の第二例を示す図である。偏光フィルム側を下にして複合フィルムをステージに載せ，図１１（ａ）に示す光学系（図１２（ａ）の状態）で偏光フィルムの偏光軸角度を測定する。偏光軸の測定手順は第１の実施例で述べた図６で示す方法と同様である。図６のステップ２４５までの操作で偏光フィルムの偏光軸角度を求めた後、位相差フィルムの遅延軸を測定するために図１５のフローに移る。
【００７２】
まず、偏光子７の偏光軸を先に求めた偏光フィルムの偏光軸に合せる（ステップ２５３）。なお、このステップ２５３では偏光子を取り外してもよい。次に、光強度認識ユニットを図１２(a)の状態から図１２(b)の状態に切替え（ステップ２５４）、測定光学系を図１１(b)の構成にする。この光学系にて画像を取得し（ステップ２５５）、面内信号強度平均を求める（ステップ２５６）。その後、検光子を一定角度回転して（ステップ２５７）、再び画像を取得し（ステップ２５５）、面内信号強度平均値を求める（ステップ２５６）。最終点角度に到達したと判断されたら（ステップ２５８）、遅延軸が偏光フィルムの偏光軸に一致するように１／４波長板を装着し（ステップ２５９）、測定光学系を図１１（ｃ）の構成にする。画像を取得する（ステップ２６０）。
【００７３】
この光学系にて、最終点角度に到達するまで、検光子を一定角度回転し（ステップ２６３）、画像を取得し（ステップ２６０）、面内信号強度平均を求める（ステップ２６１）という操作を繰り返す。判定終点角度に達したと判断されて（ステップ２６４）、以上の操作が終了したら、ステップ２５５から２５８とステップ２６０から２６５のルーチンで求めた角度に対する透過光強度のデータから最小二乗法を使ってストークスパラメーターを求め、測定領域での遅延軸角度およびリターデーションを求め（ステップ２６６）、図６のステップ２４６に行く。
【００７４】
なお、既にステージに対する複合フィルムの姿勢を測定してあるので、マークもしくは端部に対する複合フィルムの偏光軸角度および遅延軸角度を算出する。端部検出により試料の姿勢を求める方法については実施例１で説明した。また、マーク検出により試料の姿勢を求める方法については実施例３で説明する。この偏光軸角度および遅延軸角度の算出処理中に、図１２(c)の状態から図１２(a)の状態に切替え（図１５のステップ２６６）、測定光学系とステージの相対位置を変えて別の測定位置まで移動する（図６のステップ２４６）。その後、予め設定した所望の測定位置について上記の測定操作を繰り返す。すべての測定点での測定が終了すると測定光学系は初期位置まで戻り（図６のステップ２４９）、ステージが前方へ移動し（図６のステップ２５０）、偏光フィルムの吸着を解除して（図６のステップ２５１）、測定試料を交換する（図６のステップ２５２）。
【００７５】
図１６は、本発明による複合光学異方軸測定装置の実施例２にかかる複合光学異方軸測定装置の制御機器に備えた画像表示手段上に表される画像の一例を示す図である。画像表示手段には、測定実行中の測定領域の画像８１とヒストグラム８４と測定グラフ８７を示し、常時、測定者が測定状況を監視できるようになっている。また、画像８１中に異常部８２がある場合には、その周辺部を含めた部分を除外して測定を行うため、その除外する領域８３が画像中に明示される。ヒストグラム８４上でも、異常部８２については、メインピーク８５とは異なるピーク８６で現れるため、どの部分を除外しているかが示される。
【００７６】
偏光軸角度の表示８８には、現在測定中の偏光フィルムの面内偏光軸角度について、それまで測定の終了した測定点での測定結果が示される。表示８８中の矢印の角度が基準軸からのズレ角度である。表示８９には、その軸角度測定結果の実測の最大値、最小値、平均値，面内バラツキが示され、予め設定した管理値を超えると赤く表示されるようになっている。表示９０には、各測定点での偏光子７と偏光板の偏光軸がクロスニコルの時の透過光強度分布が等高線を使って示される。この等高線は面内の消光比分布を示す。
【００７７】
ここまでの表示は実施例１で説明した偏光フィルムの測定結果画面と同一であるが、実施例２では、測定対象が偏光フィルムと位相差フィルムとを貼り合せた複合フィルムであり、偏光フィルムの測定結果の他に位相差フィルムの測定結果が表示されるのでこれについて次に説明する。表示９５には、現在測定中の複合フィルムの面内遅延軸角度について、それまで測定の終了した測定点での測定結果が示される。表示９６には、その遅延軸角度測定結果の実測の最大値、最小値、平均値、面内バラツキを示し、予め設定した管理値を超えると赤く表示されるようになっている。表示９７には、各測定点でのリターデーションの面内分布が等高線を使って示される。さらに、履歴の表示９８には、それまで測定した複合フィルムの情報が閲覧できるようになっており、偏光軸角度と遅延軸角度とリターデーションの測定結果を元に予め設定した性能に従って複合フィルムが自動的にランク分けされる。
【実施例３】
【００７８】
本発明の実施例３として、一軸の光学異方性（リターデーション）を持つ物質の遅延軸方向を測定する方法を説明する。測定対象には、位相差板、液晶パネルなどがあるが、ここでは液晶パネルの遅延軸つまり液晶配向方位（ここでは配向軸と呼ぶ）の測定方法を例として説明する。測定対象の液晶パネルは次のように形成した。
【００７９】
図１８は、液晶パネルの配向膜作成方法を説明する図であり、図１８（ａ）は配向膜塗布に用いるフレキソ印刷工程の概要図、図１８（ｂ）は塗膜形成後のガラス基板１２５の一例を示す図１８（ａ）の平面図である。また、図１８（ｃ）は配向規制力を付与工程の概要図、図１８（ｄ）は図１８（ｃ）の平面図を示す。ここでは、母基板（マザーガラス）であるガラス基板１２５から４枚の液晶パネルを取るものとして説明する。
【００８０】
先ず、図１８（ａ）に示したように、ガラス基板１２５上に配向膜溶液をフレキソ印刷で塗布する。版胴に担持される印刷版１６３には液晶パネルの表示エリアに溶液が塗膜されるようにパターンが形成されている。印刷版１６３には溶液供給ロール１６１が接触しており、この溶液供給ロール１６１から配向膜溶液が印刷版１６３に供給される。溶液供給ロール１６１の表面には、所謂ドクターブレード１６０が近接して設置され印刷版１６３に供給される配向膜溶液の膜厚を制御している。印刷版１６３をガラス基板１２５上接触させてガラス基板１２５を矢印１２５方向に移動させることで、ガラス基板１２５上に配向膜溶液を塗布する。塗布後、２００℃以上の温度で焼成して硬化し、配向膜１２３を形成する。
【００８１】
その後、図１８（ｃ）に示すように、ラビングローラ１６４を高速で回転させながら配向膜１２３に接触させてガラス基板１２５を矢印１６５方向に移動させることで、ラビング方向１６６に液晶の分子軸が揃うよう配向規制力を付与する。ここでは、配向膜はポリイミド溶液を用い、液晶配向規制力をラビングにより付与するものとしたが、無機配向膜や偏光照射など、ラビング以外の液晶配向規制力付与方法を用いても良い。このようにして液晶配向規制力を付与されたガラス基板を２枚作成する。
【００８２】
実施例３では、第１と第２のガラス基板のうちの、第１のガラス基板は画素ごとに電圧を印加するための薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を備えた、所謂アレイ回路基板で、第２のガラス基板は例えば３色のカラーフィルタを形成した、所謂カラーフィルタ基板としたが、どちらか一方または双方ともに、上記回路やカラーフィルタを備えないガラス基板とすることもできる（なお、ここでは、ＴＦＴアレイ回路、カラーフィルタは図示せず）。
【００８３】
図１９は、ガラス基板の重ね合せによる配向軸の発現を説明する図である。図１９（a）は第１のガラス基板１２５と第２のガラス基板１２７の貼り合せの説明図で、上側に平面図を、下側に断面図を示す。また、図１９（ｂ）は重ね合わせたガラス基板の各液晶パネルとなる領域の周りにシール１２４を配置して貼り合せた２枚のガラス基板から個々の液晶パネル１２０に分割した状態の説明図で、左側に平面を、右側に断面を示す。
【００８４】
２枚のガラス基板を図１９（ａ）に示すように、第１のガラス基板１２５側のラビング方向１２６と第２のガラス基板１２７側のラビング方向１２８とが逆平行になるよう、第２のガラス基板１２７を表裏反転させて各配向膜１２３の形成面を対向させて両基板を保持し、重ね合わせる。ここでは、第１のガラス基板１２５側の個々の液晶パネルとなる領域の周りにシール１２４を塗布等で配置し、重ね合わせた２枚のガラス基板を貼り合せる。このとき、シール１２４の一部に液晶注入口となる不連続部分を形成する。なお、所謂滴下方式で液晶を供給するものでは、このような液晶注入口は不要である。
【００８５】
その後、一つの液晶パネルまたは複数の液晶パネル毎に分割し、液晶注入口から液晶を注入して２枚のガラス基板の間に挟み、図１９（ｂ）のような液晶パネルを形成した（図１９（ｂ）では配向膜は図示せず）。２枚のガラス基板のラビング方向１２１は図示したように逆平行とすることに限らず、平行や９０°捩れ方向としたものでも同様に本発明の測定方法で配向軸を求めることが可能である。
【００８６】
実施例３にかかる配向軸測定装置は実施例１を説明する図１および図２で同様に説明される。しかし、測定光学系の構成が実施例１の装置とは異なるので、ここでは実施例３の装置の測定光学系ついて詳細に説明を行う。
【００８７】
実施例３の測定光学系は、図３の（a）の試料１０１を１２０に読み替え、図３（ｃ）の試料１０１を１２０に読み替えたものと同じである。実施例３では液晶パネル１２０の透過光強度角度依存性を測定する。液晶パネル１２０の周辺部等の適宜の位置に位置検出用のマーク（アライメントマーク）が付してあるものとする。
【００８８】
実施例３の透過光強度角度依存性測定装置を用いた測定手順は図４を参照して説明できるが、実施例３では、始業時の角度校正（図４のステップ２０２）と通常測定（図４のステップ２０３）の内容が実施例１で説明した偏光フィルムの偏光軸測定と異なる。実施例３の透過光強度角度依存性測定装置の始業時の角度構成と測定について説明する。
【００８９】
図２０は、本発明の実施例３における始業時の偏光子角度校正の手順を説明する図である。実施例１と同様に図２０に示したステップ１００１からステップ１００３で偏光子の角度調整を行った後、校正された偏光子を用いて以下のように検光子を校正する。光透過部２３に測定光学系を移動し（ステップ１００４）、検光子を装着し（ステップ１００５）、偏光子は固定したまま検光子を回転し、透過光強度の角度依存性を測定する。透過光強度が最小となる角度を求め（ステップ１００６）、検光子を透過光強度最小となる角度に設定し，偏光子と検光子の相対位置を固定する（ステップ１００７）。
【００９０】
この方法により、偏光子と検光子は正確にクロスニコル（偏光軸が直交）に設置できる。ここでは校正に標準偏光子を用いたが、遅延軸角度が既知の一軸光学異方性を有する物質（たとえば位相差板）での校正も可能である。その場合は、後述する捩れ角測定と同様の方法で偏光子と検光子を回転させ、透過光量が最小となる角度を見つける。その時の偏光子と検光子の相対偏光軸角度が９０°となる。この校正方法を用いた場合、偏光子および検光子を取り外さずに基準軸およびクロスニコルの設定ができる。
【００９１】
図２１は、本発明の実施例３における液晶パネルの配向軸測定についての詳細な手順を説明する図である。図２１において、まずステージ２１を前方へ移動し（ステップ２３１）、測定試料である液晶パネル１２０を位置決めピン２４に端部を押し付けながらステージ２１に搭載する（ステップ２３２）。液晶パネル１２０がステージ２１に吸着され（ステップ２３３）、液晶パネル１２０の位置が固定される。ステージが引き込まれ（ステップ２３４）、端部及びマーク認識カメラが液晶パネル１２０に記されたマークを計測し（ステップ２３５）、ステージ２１に対する機械的な位置を計算する（ステップ２３６）。このマーク検出による液晶パネルのステージに対する機械的位置の計算方法については後述する。
【００９２】
測定光学系を最初の測定ポジションへ移動し（ステップ２３７）、測定領域の画像を取得する（ステップ２３８）。測定領域内で同一パターンを切り出し，測定範囲を選択する（図２５−ステップ２４０），その選択した測定範囲内の面内信号強度平均を求める（図２５−ステップ２４４）。この切り出し方法の詳細については後述する。その後，最終点に到達するまで偏光子と検光子がクロスニコルを保持したまま同時に一定角度回転し（ステップ２４２）、画像を取得し（ステップ２４３）、面内信号強度平均値を求め（ステップ２４４）、判定終点角度に達するまで（ステップ２４５）この操作を繰り返す。面内信号強度平均値は各測定点での比較をするため、測定領域より狭い範囲であらかじめ決められたパターンに従い、各測定点で同一の画素パターンの領域の情報のみから算出する。この方法については後述する。
【００９３】
最終点角度まで到達したら（ステップ２４５）、信号強度の平均値が極小となる角度を求め（ステップ２４６）、その測定点における配向軸角度と最小透過光強度を求める。この測定操作の詳細については後述する。この処理中に測定光学系とステージの相対位置を変えて別の測定位置まで移動する（ステップ２４７）。そこで上記の測定操作を繰り返し、予め設定しておいた所望の測定位置について自動に測定する。すべての測定点での測定が終了する（ステップ２４８）と、測定光学系を初期位置まで戻し（ステップ２４９）、ステージ２１を前方へ移動し（ステップ２５０）、液晶パネルの吸着を解除する（ステップ２５１）。その後、測定試料（液晶パネル）を交換する（ステップ２５２）。
【００９４】
次に、ステージに対する液晶パネルの機械的な姿勢を検出する方法について説明する。実施例１で説明したように、測定試料の端部をカメラで検出して、これを外形を基準としてもよい。しかし、液晶パネルの場合、２枚の基板を合せる際のアライメントマークが存在するので、そのアライメントマークを用いた測定試料（液晶パネル）のステージに対する機械的な姿勢の検出方法を説明する。
【００９５】
図２２は、配向軸測定において端部認識用カメラで撮影されるアライメントマーク付近の画像の模式図である。図２２（ａ）は第１のアライメントマーク（ａ部分）、図２２（ｂ）は第２のアライメントマーク（ｂ部分）、図２２（ｃ）は第３のアライメントマーク（ｃ部分）の付近を示す。端部認識用カメラがステージに搭載された液晶パネルについて、そのａ部分、ｂ部分、ｃ部分の各アライメントマーク６５の位置付近の画像を取り込む。図２２において、符号６６は重心を通るｘ軸、符号６７は重心を通るｙ軸である。ここでは、ａ部分、ｂ部分、ｃ部分の各画像におけるｘ、ｙはａ、ｂ、ｃで区別して示す。
【００９６】
それぞれの画像でアライメントマーク６５の形状を認識し、重心座標（Δｘi，Δｙi）を求める。ステージに対する各画像の原点座標を（ｘi，ｙi）とすると、マークの各座標は（ｘi＋Δｘi，ｙi＋Δｙi）となり、２つ以上のマーク画像からこれらの位置座標を得て線形近似を行い、ステージに対する液晶パネルの姿勢を認識する。液晶パネルの姿勢に関するデータは後に測定する配向軸測定結果に反映される。なお、ｉ＝a、b、cで図示してある。
【００９７】
ここで、測定領域内で同一パターンを切り出す方法を説明する。透過光量は波長や開口率により変化するため、測定領域内に画素パターンがある場合に必要な操作である。透過光量を測定点間で比較せずに配向軸角度のみ測定する場合や、パターンのない基板を用いた液晶パネルの場合にはこの機能は不要である。
【００９８】
図２３は、最初の測定点での取り込み画像の例を説明する図である。また、図２４は、図２３の中心線Ａ−Ｂ上の透過光量分布を示す図である。最初の測定点での画像取り込み時に、測定領域内で任意の図形で囲まれた領域９２を指定する。次の測定点以降では、取り込んだ画像に対し、パターンのブラックマトリクス部分９４の形状と中心線９３上の透過光量分布（図２４）から同一パターンを認識して透過光量強度を算出する。
【００９９】
次に、本装置で用いる配向軸角度測定方法について説明する。図２５は、本発明の配向軸測定装置を用いたときの配向軸測定時のプロットを説明する図である。図２５（a）と図２５（b）はプロットした配向軸測定結果、図２５(c)は測定光学系を示す。図２５(c)に示した測定光学系において、偏光子７と検光子８には同期回転機構４０が付帯しているので、２つのクロスニコルを保持したまま偏光軸を回転させることで光源ユニット３０から液晶パネル１２０に照射される光の偏光角度が変化する。カメラ９により透過光を検出しながら偏光子７と検光子８を液晶パネル１２０に対して回転させ、角度に対する透過光検出の信号強度をグラフにすると図２５(a)の結果が得られる。
【０１００】
このように、角度によって信号強度が変化する現象を用いて、まず、透過光の検出を行いながら、例えば１２０°の角度範囲を粗い間隔で偏光子７と検光子８を回転させ、サイン曲線をフィッティングして透過光量が最小となる大まかな角度θ1７７を求める。ある程度の配向軸角度が予め判断可能ならば上記の操作は必要ない。その後、透過光量が最小になる前後の角度を細かい角度間隔で偏光子７と検光子８を回転させながら透過光を検出する。その測定結果を角度に対して信号強度をプロットしたものを図２５(b)に示す。図２５(b)のプロットに２次曲線などの曲線をフィッティングして最小値を求める。透過光量が最小となる角度θ2７８が偏光子７または検光子８の偏光軸と液晶パネル１２０の配向軸が一致する角度であり、偏光子７の偏光軸角度とおおまかなラビング方向が分かっているため測定対象物である液晶パネル１２０の配向軸角度θ2を求めることができる。
【０１０１】
図２６は、本発明の実施例３にかかる透過光強度角度依存性測定装置の制御機器に備えた画像表示手段上に表される操作画像の一例を示す図である。測定実行中の測定領域の画像８１と測定グラフ８７を示し、常時、測定者が測定状況を監視できるようになっている。画像８１上には、透過光強度を算出する領域８２が示される。表示８８には、現在測定中の液晶パネルの面内配向軸について、それまで測定の終了した測定点での測定結果が示される。表示８８中の矢印の角度が基準軸からのズレ角度である。表示８９には、その軸角度測定結果の実測値の最大値、最小値、平均値、面内バラツキについて示すようになっており、さらに、予め設定した管理値を越えると赤く表示されるようになっている。表示９０には、各測定点での最小透過光強度が等高線を使って示され、面内の輝度分布に対応する（この輝度分布から配向規制力の強度が予測できる）。さらに、履歴の表示９１には、それまで測定した液晶パネルの情報が閲覧できるようになっており、それぞれの測定結果を元に予め設定した性能に従って、液晶パネルが自動的にランク分けされ、その結果も示される。
【実施例４】
【０１０２】
例えば、ＩＰＳ方式の液晶パネルのように配向規制力を持たせた２枚の基板で液晶をはさんだ液晶パネルについては、２枚の基板の配向規制力方向がずれることにより液晶配向が捩れる。対向する２枚の基板の配向規制力方向が成す角の中心角度は実施例３の液晶配向軸角度測定方法で求められる。しかし、液晶配向軸角度測定を行っただけでは基板単体の配向規制力方向の情報が得られず、液晶の捩れを測定できない。
【０１０３】
図４１は、液晶パネルの配向規制力方向および配向軸の第一例を示す図である。例えば、図４１(a)、図４１(b)で示すように、それぞれ矢印１２６、矢印１２８の方向に配向規制力を持たせた第１の基板１２５、第２の基板１２７を作製する。矢印１２６と矢印１２８は基板の中心線からそれぞれθ01とθ02だけ角度を持っている。この２枚の基板に液晶を挟みアンチパラレルに組み合せると，図４１（ｃ）で示すような液晶パネル１５１が作製される。パネル１５１の配向軸角度は２枚の基板の配向規制力方向が成す角の中心角度θ03つまり、θ01とθ02を足して２で割った角度となる。一方、後述の図４２(a)(b)で示すように、それぞれ矢印１２６と矢印１２８の方向に配向規制力を持たせた基板１２５と基板１２７を作製する。
【０１０４】
図４２は、液晶パネルの配向規制力方向および配向軸の第二例を示す図である。例えば、図４２(a)、図４２(b)で示すように、矢印１２６Ｂと矢印１２８Ｂは基板の中心線からそれぞれθ03と−θ03だけ角度を持っている。基板１２５Ｂと基板１２７Ｂをアンチパラレルで重ね合せると、図４２(c)に示すように、対向する基板の配向規制力角度は一致し、中心線からθ03の角度を持った液晶パネル１５２が得られる。
【０１０５】
液晶パネル１５２と液晶パネル１５１の液晶配向軸角度測定を行うと、両液晶パネルともにθ03という値が得られる。しかし、実際には液晶パネル１５１は捩れ角を有しており、液晶パネルの上下に偏光板をクロスニコルで透過光量が最小となるように貼り合わせたとき、液晶パネル１５１に比べて液晶パネル１５２はより透過率が低くなる。このように、液晶配向軸角度測定で同値でも、捩れ角の存在のため液晶パネルの性能は異なる場合がある。ここで、液晶パネルの捩れ角を測定し，配向規制力を持たせた基板単体の配向規制力方向を求める方法について詳細に説明を行う。
【０１０６】
実施例４にかかる透過光強度角度依存性測定装置は、その装置構成および測定光学系の構成ともに実施例３と同一である。ただし、光の波長によって捩れ方が変わってくるので、測定光学系の光源を、単色もしくはフィルターを用いて波長分布を決定することでより正確な捩れ角測定を行うことができる。
【０１０７】
本発明装置を用いた測定手順も図４で説明される。始業時の角度校正（図４のステップ２０２）と測定（図４のステップ２０３）の内容が実施例１で説明した偏光フィルムの偏光軸測定とは異なる。次に、実施例４にかかる装置の始業時の角度構成と測定について説明する。
【０１０８】
始業時の偏光子の角度校正については実施例３と同様に、図２０に示したステップ１００１〜１００８で行い、偏光子の角度調整し，偏光子と検光子とを正確にクロスニコル（偏光軸が直交）に設置する。捩れ角測定手順を以下に３つ述べる。なお，液晶パネルの液晶配向軸角度測定（図４３のステップ２６８）は第３の実施例で述べた図２１に示す手順で行う。
【０１０９】
図４３は、捩れ角測定手順の第一例を説明する図である。図４３において、偏光子と検光子をクロスニコルに設定し（ステップ２６９）、測定対象物である液晶パネルをステージに載せ、偏光子と検光子をクロスニコルに保った状態で回転させ、透過光量が最小となる角度（配向軸角度）に合せる（ステップ２７０）。その時の偏光子と検光子の角度をそれぞれ０°とする。偏光子と検光子を測定開始角度まで回転させ（ステップ２７１）、クロスニコルを解く（ステップ２７２）。
【０１１０】
検光子を固定したまま透過光量を測定し（ステップ２７３）、偏光子を微小角度刻みで回転し（ステップ２７５）、各角度での透過光量を測定する（ステップ２７３）。偏光子が測定終了角度に到達したら（ステップ２７４）、再び偏光子を測定開始角度に戻す（ステップ２７６）。検光子を微小角度回転後（ステップ２７８）検光子を固定し、偏光子を微小角度刻みで回転し、各角度での透過光量を測定する。検光子の角度が測定終点角度に達する（ステップ２７７）までこの操作を繰り返す。
【０１１１】
縦軸に検光子角度、横軸に偏光子角度をとったグラフに透過光量を等高線で描き、透過光量が最小となる偏光子と検光子の角度を求める（ステップ２７９）。その時の偏光子と検光子の成す角度が液晶パネルを透過する光の捩れ角度である。図４６にその測定結果の一例を示す。
【０１１２】
偏光子角度−１．２５°、検光子角度１．２５°で透過光量が最小値をとるので、光の捩れ角度は２．５°となる。上記操作は偏光子と検光子の操作を逆にしても同じ結果が得られる。また、測定開始角度と測定終了角度は透過光量が最小となる角度を含む範囲で設定し、刻み幅は必要測定精度によって決定する。
【０１１３】
図４４は、捩れ角測定手順の第二例を説明する図である。図４４において、液晶パネルの液晶配向軸角度測定（図４４のステップ２６８）は第３の実施例で述べた図２１に示す手順で行う。偏光子と検光子をクロスニコルに設定し（ステップ２６９）、測定対象物である液晶パネルをステージに載せ、偏光子と検光子をクロスニコルに保った状態で回転させ、透過光量が最小となる角度（配向軸角度）に合せる（ステップ２７０）。その時の偏光子と検光子の角度をそれぞれ０°とする。
【０１１４】
検光子を固定して（ステップ２８０）、クロスニコルを解き（ステップ２７２）、偏光子を微小角度刻みで回転する（ステップ２７５）。各角度での透過光量を測定しながら（ステップ２７３）、透過光量が極小となる角度を探す。極小となる角度に達したら（ステップ２７４）、今度は偏光子の角度を固定し（ステップ２８１）、検光子を微小角度回転し（図４４のステップ２８２）、各角度での透過光量を測定しながら（図４４のステップ２８３）、透過光量が極小となる角度を探す（ステップ２８４）。透過光量が極小となる角度に検光子を固定し（ステップ２８５）、再び偏光子を回転させる。この操作を繰り返し、透過光量が収束する角度を求める（ステップ２８７）。その時の偏光子と検光子の成す角度が液晶パネルを透過する光の捩れ角度である。上記操作は偏光子と検光子の操作を逆にしても同じ結果が得られる。また、刻み幅は必要測定精度によって決定する。
【０１１５】
図４５は、捩れ角測定手順の第三例を説明する図である。図４５において、液晶パネルの液晶配向軸角度測定（図４５のステップ２６８）は第３の実施例で述べた図２１に示す手順で行う。偏光子と検光子をクロスニコルに設定し（ステップ２６９）、測定対象物である液晶パネルをステージに載せ、偏光子と検光子をクロスニコルに保った状態で回転させ、透過光量が最小となる角度（配向軸角度）に合せる（ステップ２７０）。その時の偏光子と検光子の角度をそれぞれ０°とする。
【０１１６】
クロスニコルを解き（ステップ２７２）、偏光子と検光子を逆方向に同じ角度微小回転し（ステップ２９３、ステップ２９４）、透過光量を測定し（ステップ２９１）、透過光量が最小となる角度を求める。その時の偏光子と検光子の成す角度が液晶パネルを透過する光の捩れ角度である。判定終点角度に達したなら（ステップ２９２）、測定を終了する（ステップ２８６）。
【０１１７】
上記第１から第３までの捩れ角測定方法において、Δｎｄが測定波長に対して十分に大きい場合は、偏光子と検光子のクロスニコルからのズレ角つまり光の捩れ角をそのまま液晶の捩れ角としてよいが、Δｎｄが測定波長に対して十分大きくない場合はモーガン条件を満たしていないため、偏光子と検光子のクロスニコルからのズレ角と実際の液晶が捩れている角度とに差ができる。この差はある一定の係数をかければよく、この係数はΔｎｄと測定波長によりシミュレーションから求めることができる。
【０１１８】
光の捩れ方は波長によって異なるので、ＲＧＢなど測定領域内に画素パターンがある場合には切り分けが必要である。測定領域内で同一パターンを切り出す方法は実施例３を説明する図２３と同様に行えばよい。
【実施例５】
【０１１９】
本発明の実施例５としてのラビングの角度を管理する手法について、図２７から図３５を用いて説明する。図２７は、本発明の実施例５での液晶パネルの製造プロセスを説明する図である。実施例５では、先ず、液晶パネルの製造に供する偏光板の管理番号を記録する（ステップ３２４）。次に、偏光軸測定を実施する（ステップ３２５）。ここに記載した偏光軸測定ステップ３２５は本発明の実施例１に従う。次に、偏光板管理番号と偏光軸測定結果を一緒に保存する（ステップ３２６）。次に、液晶パネルの生産計画を策定する（ステップ３２７）。次に、ＴＦＴ基板とＣＦ基板の製作を実行する（ステップ３２８）。次に、ＴＦＴ基板とＣＦ基板と偏光板の引き当て計画を策定する（ステップ３２９）。次に、ＴＦＴ基板とＣＦ基板のラビング角度管理値を策定する（ステップ３３０）。次に、ＴＦＴ基板とＣＦ基板のラビングローラ角度を決定する（ステップ３３１）。次に、液晶パネルを製造し（ステップ３３２）、偏光板を液晶パネルに貼り付ける（ステップ３３３）ことにより、液晶パネルが完成する。
【０１２０】
図２８は、図２７のステップ３３１（ＴＦＴ基板とＣＦ基板のラビングローラ角度の決定）の内容を詳細に説明する図である。従って、図２７のステップ３３０の後に図２８の一連の工程を実行し、図２７のステップ３３２に遷移することになる。図２８を用いて一連の工程を説明する。先ず、液晶パネルを構成するＴＦＴ基板とＣＦ基板にラビング処理を施す（ステップ３０１、およびステップ３０４）。次に、ＴＦＴ基板にはＣＦ基板を貼り合せるためのシール材塗布（ステップ３０２）を施した後に、液晶を滴下する（ステップ３０３）。この液晶滴下（ステップ３０３）では、ＴＦＴ基板とＣＦ基板を貼り合せた際に所定のギャップなる様な体積の液晶を滴下する。なお、液晶滴下ではなくとも，液晶を２枚の基板の間に挟めればよいので、ＴＦＴ基板とＣＦ基板を重ね合わせ後に真空封入などで液晶の注入を行ってもよい。
【０１２１】
次に、ＴＦＴ基板とＣＦ基板の相対位置を調整するアライメント（ステップ３０５）を実施し、所定のギャップとなるように重ね合せる（ステップ３０６）。重ね合せ（ステップ３０６）が終了した段階で液晶パネルが完成するので、次に配向軸測定（ステップ３０７）を実施する。配向軸測定は実施例３で説明した配向軸測定装置を用いるが、その手順の詳細に関しては後述する。
【０１２２】
次に、配向軸測定結果が管理値に入っているか否かの分岐判断（ステップ３０８）を実施する。この分岐判断で、配向軸測定結果が管理値に入っている場合は矢印３５９でＴＦＴ基板用とＣＦ基板用のラビングローラ角度決定（ステップ３１１）に工程が遷移する。また、ステップ３０８の分岐判断で、配向軸測定結果が管理値に入っていない場合は矢印３５５もしくは矢印３５７でラビング処理（ステップ３０１、およびステップ３０２）に工程が遷移する。
【０１２３】
この配向軸測定結果が管理値に入っていないとの判断が分岐判断（ステップ３０８）でなされた場合には、ＴＦＴ基板用ラビングローラの角度の調整（ステップ３０９）、又はＣＦ基板用ラビングローラの角度調整（ステップ３１０）をすることにより、矢印３５６もしくは矢印３５８で示すフィードバックをラビング工程（ステップ３０１又はステップ３０４）へかける。このフィードバック後に配向軸測定（ステップ３０８）の結果が管理値内に収束するまで、ラビング工程（ステップ３０１）から配向軸測定工程（ステップ３０７）迄の一連の処理を繰り返し実行する。配向軸測定結果が管理値内に収束した時点で、ＴＦＴ基板用とＣＦ基板用のラビングローラ角度を決定する（ステップ３１１）。次に、ラビングローラ切り込み量設定処理（ステップ３１２）を実行し、ＴＦＴ基板とＣＦ基板のラビング条件を決定する（ステップ３１３）。図２８のステップ３１３が完了した時点で図２７のステップ３３２に遷移する。
【０１２４】
図２９は、ＴＦＴ基板とＣＦ基板の説明図であり、図２９（a）は図２８の説明で用いたＴＦＴ基板の一部分を拡大した平面図、図２９（b）は図２８の説明で用いたＣＦ基板の一部分を拡大し平面図である。ＴＦＴ基板は、ゲート配線１３２、ドレイン配線１３３、画素電極（ＩＴＯ）１３４、ソース電極１３５、およびａ−Ｓｉ半導体層１３６から構成されている。また、図２９（a）には図示されていないが、各配線層や電極層の間の短絡を防ぐために、絶縁膜層が形成されている。ＴＦＴ基板には、これらの配線が形成された後に有機材料である配向膜（図示せず）が塗布されている。この配向膜は、図２８のステップ３０１でラビング処理を施すことにより、配向規制力１３７が発現する。ここで、ＴＦＴ基板の配向規制力の角度はθTFTである。この角度は、ドレイン配線１３３の延在方向（Ｙ方向）と平行な線（一点鎖線）に対する角度として図示してある。
【０１２５】
図２９（b）に示したＣＦ基板には、ブラックマトリクス１４２と色レジスト１４３および１４４，１４５から構成されている。ブラックマトリクス１４２は図２９（a）に示したＴＦＴ基板のゲート配線１３２およびドレイン配線１３３で構成される格子を覆い隠す寸法に形成されている。また、色レジスト１４３、１４４、１４５はカラーフィルタであり、それぞれは、例えば赤（R）、緑（G）、青（B）の三原色であり、液晶パネルが動作した際に、任意に色彩を再現する機能を果たす。図２９（b）では三原色で構成しているが、３色以上の色を用いても構わない。ＣＦ基板にはこれらブラックマトリクス１４２、色レジスト１４３、１４４、１４５が形成された後に有機材料を好適とする配向膜（図示せず）が塗布されている。配向膜は、図２８のステップ３０４でラビング処理を施されることにより、配向規制力１４６が発現する。ここでＣＦ基板の配向規制力の角度はθCFである。この角度も、ブラックマトリクス１４２のＹ方向と平行な線（一点鎖線）に対する角度として図示してある。
【０１２６】
図３０は、図２８に示したシール材塗布ステップ３０２、液晶滴下ステップ３０３、アライメントステップ３０５、重ね合せステップ３０６の一連の処理を説明する図である。ＴＦＴ基板１３１およびＣＦ基板１４１は図２８のラビング処理ステップ３０１およびステップ３０４が完了した段階である。先ず、シールディスペンサ１６７を用いてＣＦ基板１４１上の各表示パネル領域毎に、その表示領域を周回してシール材１２４を塗布する。シール材１２４の塗布形状は液晶パネルの形状と略同一であり、図３０ではＣＦ基板１４１から４個の液晶パネルが形成出来る様にシール材１２４が描画されている。シール材１２４の塗布後、ディスペンサ１６９でＣＦ基板１４１上に液晶１２２を滴下する。
【０１２７】
次に、ＴＦＴ基板１３１とＣＦ基板１４１を真空チャンバ１６８に投入する。この真空チャンバ１６８内で図２８に示したアライメントステップ３０５、重ね合せステップ３０６の処理を実行する。その後、真空チャンバ１６８内を大気圧に復圧することにより、ＴＦＴ基板１３１とＣＦ基板１４１が所定のギャップで貼り合せられた液晶パネルが完成する。
【０１２８】
図３１は、図２８の重ね合せステップ３０６を完了した液晶パネルの一部を拡大した平面図である。図２９（a）に示したＴＦＴ基板１３１の配向規制力１３７とＣＦ基板１４１の配向規制力１４６を矢印で示した。図２８のステップ３０７に示した配向軸測定は液晶パネルとして発現する配向軸を測定するものであり、配向軸は図３１に示したＴＦＴ基板の配向規制力１３７とＣＦ基板の配向規制力１４６とで発現する。
【０１２９】
図３２は、ＴＦＴ基板１３１とＣＦ基板１４１を重ね合せて液晶パネルが完成した段階で発現する配向軸を説明する図である。図３２（a）、図３２（b）、図３２（c）には、液晶パネルのＴＦＴ基板の配向規制力１３７とＣＦ基板の配向規制力１４６とこれらにより発現する液晶パネルとしての配向軸１２１が示されている。液晶パネルの配向軸１２１はＴＦＴ基板の配向規制力１３７とＣＦ基板の配向規制力１４６との中間の角度となる。すなわち液晶パネルの配向軸角度θPanelは次の第１式で与えられる。
θPanel=（θTFT＋θCF）／２                              ・・・（１）
【０１３０】
図３２（a）では、ＣＦ基板１４１の配向規制力１４６がＴＦＴ基板１３１の配向規制力１３７より大きな角度となった場合を示している。すなわち、次の第２式に示す様に
θTFT＜θCF                                                ・・・（２）
となった場合である。
【０１３１】
図３２（b）では、ＴＦＴ基板１３１の配向規制力１３７がＣＦ基板１４１の配向規制力１４６より大きな角度となった場合を示している。すなわち次の第３式に示す様に
θCF＜θTFT                                                ・・・（３）
となった場合である。
【０１３２】
図３２（c）では、ＴＦＴ基板１３１の配向規制力１３７とＣＦ基板１４１の配向規制力１４６とが同じ角度になった場合を示している。すなわち、次の第４式に示す様に
θCF＝θTFT                                                ・・・（４）
となった場合である。
【０１３３】
従って、図２８の配向軸測定処理ステップ３０７では、図３２（a）、図３２（b）、図３２（c）に示した配向軸１２１を測定しているのであり、この配向軸１２１の角度分だけＴＦＴ基板用ラビングローラの角度の調整（図２８のステップ３０９）およびＣＦ基板用のラビングローラの角度の調整（図２８のステップ３１０）を実施する。これにより、調整後の配向軸１２１は図３２（a）、図３２（b）、図３２（c）にあるように、ＸＹ座標のＹ方向と成す角度がゼロとなるように設定できる。また、第４の実施例方法により配向規制力１４６と１３７の成す角を求めることができるので、ＴＦＴ基板用ラビングローラの角度の調整（図２８のステップ３０９）およびＣＦ基板用のラビングローラの角度の調整（図２８のステップ３１０）を繰り返すことで、調整後の配向規制力１４６と１３７とをＹ方向と成す角度がゼロとなる理想状態に設定できる。
【０１３４】
図３３は、ＴＦＴ基板の配向規制力の角度θTFTをゼロに近づけるための一連の処理を示してある。図３３に示した処理のうちステップ３０１、３０２、３０３、３２１、３２２は図２８に示した一連の処理であるステップ３０１、３０２、３０３、３０５、３０６と同一である。図２８ではＴＦＴ基板とＣＦ基板を用いて重ね合せ（図２８のステップ３０６）を実行したが、図３３では２枚のＴＦＴ基板を用いて重ね合せ（図３３のステップ３２２）を実行する。その後、実施例４で説明した方法で捩れ角を測定すること（図３３のステップ３２３）でＴＦＴ基板の配向規制力方向が判断できるので、その角度をラビング条件にフィードバックをかける（図３３のステップ３５５）。これを繰り返し、ラビングローラの角度を決定する（図３３のステップ３１４）。
【０１３５】
図３４は、図３３の場合に構成されるＴＦＴ基板と図４１に示した２枚のＴＦＴ基板で構成された液晶パネルで発現する配向軸の説明図であり、図３４（a）はＴＦＴ基板の一部を拡大して示す平面図、図３４（b）は配向軸を模式的に示した図である。図３４（a）では、２枚のＴＦＴ基板１３１を重ね合せたものを一部切り欠いて理解しやすい様にしてある。各々のＴＦＴ基板１３１には配向規制力１３７が発現している。この状態では２枚のＴＦＴ基板の配向規制力１３７の中間に液晶パネルとしての配向軸が発現する。
【０１３６】
図３４（b）には、図３４（a）に示した２枚のＴＦＴ基板で構成された液晶パネルで発現する配向軸を模式的に示した。ＴＦＴ基板の配向規制力１３７は２枚のＴＦＴ基板で同じ角度であるから、２枚のＴＦＴ基板により構成された液晶パネルの配向軸１２１はＹ軸と一致する。しかし、実施例４の方法を用いて捩れ角測定を行うことにより、上下のＴＦＴ基板の配向規制力１３７の成す角度θTFTを求めることができる。
【０１３７】
図３５は、ＣＦ基板の配向規制力の角度θCFをゼロに近づけるための一連の処理を説明する図である。図３５に示した処理のうち、ステップ３０４、３１６、３１７、３１８、３１９は図４０に示した一連の処理であるステップ３０１、３０２、３０３、３２１、３２２と同一である。図３３では２枚のＴＦＴ基板を用いて重ね合せ（図２８のステップ３２２）を実行したが、図３５では２枚のＣＦ基板を用いて重ね合せ（図２８のステップ３１９）を実行する。
【０１３８】
図３６は、図３５の場合に構成されるＣＦ基板の一部を拡大して示す平面図である。図３６では２枚のＣＦ基板１４１を重ね合せたものを一部切り欠いて、理解しやすい様にしてある。各々のＣＦ基板１４１には配向規制力１４６が発現している。この状態では２枚のＣＦ基板の配向規制力１４６の中間に液晶パネルとしての配向軸が発現する。この２枚のＣＦ基板１４１を重ね合せから上下のＣＦ基板の配向規制力１４６の成す角度θCFを求める手順に関しては、上述した２枚のＴＦＴ基板から構成された液晶パネル配向規制力１３７および角度θＴＦＴを求める手法と同一である。すなわち図３３、図３４、図３５、図３６を用いて説明した手法により、ＴＦＴ基板の配向規制力１３７およびＣＦ基板の配向規制力１４６をＸＹ座標のＹ軸と完全に一致するようにラビングローラの角度を設定できる。本実施例では、配向規制力を持たせる方法としてラビング法を用いたが、光配向などの非接触配向方法も本実施例に示す液晶パネル製造方法として用いることができる。
【実施例６】
【０１３９】
本発明の実施例６として、実施例１の偏光軸測定装置に関し、別構成とした実施例を図３７と図３８を用いて説明する。図３７は、本発明による実施例６にかかる偏光軸測定装置の説明図で、図３７（a）は平面図、図３７（b）は側面図、図３７（c）は光強度認識ユニット５０の内部構造を説明する図である。また、図３８は、図３７における光源ユニットの説明図で、図３８（a）は平面を断面して示す図、図３８（b）は内部構造の側面を断面して示す図である。本実施例では、定盤２０上に光強度認識ユニット５０と光強度認識ユニット移動機構５１、光強度認識ユニット移動機構支持体５２が構築されている。また、測定試料１００を保持するステージ２１がステージ移動機構２２上に構築されている。
【０１４０】
ステージ移動機構２２は定盤２０上に構築されている。光強度認識ユニット５０は端部及びマーク検出用ＣＣＤカメラ９を側面に保持した構造体となっている。測定試料１００の偏光軸を所定のピッチで測定出来るように、ステージ２１には光透過部２３が所定のピッチで設けられている。ここで、光強度認識ユニット５０は一方向に移動可能であり、ステージ２１は光強度認識ユニットの移動方向と直交する一方向に移動可能である。本実施例では、光強度認識ユニット５０はＸ方向に移動可能であり、ステージ２１はＹ方向に移動可能であるが、光強度認識ユニット５０がＹ方向、搭載台２１がＸ方向に移動可能であるように機構を構築しても良い。
【０１４１】
図３７（b）において、実施例６では光源ユニット３０は図中のＸ方向に移動可能な機構に保持されており、光強度認識ユニット５０とのＸ方向の相対位置を保持し、同期して移動する。従って、必ず光源ユニット３０から導出された測定用の光は光透過部２３を通過して、測定試料１００を通過後に光強度認識ユニット５０に入射する。
【０１４２】
図３７（c）において、光強度認識ユニット５０は、ＣＣＤカメラ９、回転検光子ユニット４３および回転検光子ユニット駆動機構４２から構成されている。回転検光子ユニット４３の内部に保持された検光子８は回転検光子ユニット駆動機構４２により回転することにより、偏光軸を計測する。
【０１４３】
図３８（a）において、ランプ１から出た光線は，レンズ２を経由してミラー３で光路を９０°折り曲げられている。その後絞り４を通過後に，フィルター５を通過し，ミラー６によりＺ方向（紙面垂直方向）に折り曲げられて，回転偏光子ユニット４１に保持された検光子７に入射する。回転偏光子ユニット４１は回転偏光子ユニット駆動機構４０により偏光子７の吸収軸角度を変化させられる。
【０１４４】
図３８（b）において、フィルター５は偏光軸を測定する際に光源１から出た光線で任意波長のみを透過させるパスフィルターとして機能する。これにより、任意波長での偏光軸測定が実現される。
【実施例７】
【０１４５】
図３９と図４０を用いて本発明による偏光軸測定装置の実施例７を説明する。図３９は、本発明による偏光軸測定装置の実施例７の説明図であり、図３９（a）は平面図、図３９（b）は側面図である。図４０は、本発明による偏光軸測定装置の実施例７における光源ユニット３０の内部構造の説明図で、図４０（a）は平面を断面で示す図、図４０（b）は側面を断面で示す図である。本実施例では、光強度認識ユニット５０と光強度認識ユニット移動機構５１、光強度認識ユニット移動機構支持体５２とが一体の構造体として構築されている。定盤２０には、測定試料１００を保持するステージ２１がステージ移動機構２２上に構築されている。また、光源ユニット３０は定盤２０と一体の構造体として構成されている。
【０１４６】
すなわち本実施例では、偏光軸測定装置を定盤２０を一つのユニット、光強度ユニット移動機構支持体５２をもう一つのユニットとして構成している。従って、測定試料１００の寸法が大きくなっても偏光軸測定装置を分解して搬送できるので、新設した工場への導入が容易になる。また、光強度認識ユニット５０と光強度認識ユニット移動機構５１、光強度認識ユニット移動機構支持体５２という一方向に移動する機構を分解せずに搬送できるので、直進度に代表される精度を維持できる。
【０１４７】
また、定盤２０に光源ユニット３０が構成されたまま機構を分解せずに搬送できるので、これも同様に直進度に代表される精度を維持できる。２つのユニットを新設工場で立ち上げる場合には、光強度認識ユニット５０と光源ユニット３０との相対位置合せ、および光強度認識ユニット移動機構３１の直進方向とステージ２１の直進方向の直交度を管理すれば良い。
【０１４８】
図４０において、単一波長光源１１（例えばレーザ）から出た光線は、レンズ２を経由してミラー３で光路を９０°折り曲げられている。その後、絞り４を通過後に、フィルター５を通過し、ミラー６によりＺ方向（紙面垂直方向）に折り曲げられて、回転偏光子ユニット４１に保持された偏光子７に入射する。回転偏光子ユニット４１は回転偏光子ユニット駆動機構４２により偏光子７の吸収軸角度を変化させられる。また、本実施例では、単一波長光源１１を用いたので、光強度認識ユニット５０内には光源の波長帯で感度が高い受光素子（図示せず）を装備した。
【０１４９】
以上説明した本発明の実施例６および実施例７は、いずれも偏光軸測定装置についての装置構成で説明したが、本発明の実施例２、実施例３、実施例４にある測定装置の機器構成としても良い。
【産業上の利用可能性】
【０１５０】
以上説明した本発明の光学異方軸測定装置は、測定対象物の縁面を画像認識手段で認識して測定座標を設定して、高精度な測定光学系を用いることにより、従来提供されている測定装置より高い精度で光学異方軸測定を実現できる。また、本発明による光学異方軸測定装置は装置自身に校正用の偏光板を装備しているために、測定始業時に必ず装置校正を実施し、前歴との比較により装置に異常が無いか自動診断する。また、測定光学系が測定対象物に対して移動するため、ステージが移動するよりフットプリントが小さくなり、光学異方性フィルムの原反幅や液晶パネルのマザーガラス基板サイズなどの巨大なものにも対応できる。すなわち、本発明によれば、大きな測定対象物について従来より高精度に光学異方軸測定が可能であり、液晶ディスプレイにとって重要な部材である光学異方性フィルムの品質および性能向上を促進できる。
【０１５１】
また、本発明の光学異方軸測定装置は液晶パネルの配向軸や捩れ角についても測定できるため、液晶パネルの製造の際、量産製造を行う前にチェック用の液晶パネルを作成し、配向軸および捩れ角を測定し、その値が管理値外であった場合は配向付与条件にフィードバックをかけ、管理値内に入るように設定しなおした後に量産製造を行えるようになる。従来技術では事前の配向軸管理は行わないため、着工ごとに配向軸がばらついていたが、本発明によれば管理値内の精度を持った配向軸を有する液晶パネルの量産を安定に行えるようになる。また、予め測定した各光学異方性フィルムの光学異方軸角度測定結果から、液晶パネルの配向軸角度を決定し、光学異方性フィルムの光学軸角度に合わせて、パネルの光学軸設計が行える。
【０１５２】
さらに、各光学異方性物質の中から最適な組み合せを選出し、所望の角度で重ね合わせることで、各物質の性能を最大限生かした製品を製造することができる。また、重ね合せ後の光学性能を予測してランク分けすることができるため、重ね合せ後の検査項目の削減にもつながる。
【０１５３】
以上から、液晶ディスプレイを構成する光学異方性フィルムおよび液晶パネルの両方の光学性能が向上し、さらに光学異方軸に対する重ね合わせの精度も向上するので、液晶ディスプレイの画像品質向上に貢献出来る。
【図面の簡単な説明】
【０１５４】
【図１】本発明による偏光軸測定装置の実施例１の説明図である。
【図２】本発明の実施例１を説明する偏光軸測定装置の上面図である。
【図３】本発明の実施例１の偏光軸測定装置における測定光学系を示す図である。
【図４】本発明の実施例１における偏光軸測定装置を用いた測定手順を説明する図である。
【図５】図４の始業時における偏光子の角度校正ステップの詳細な手順を説明する図である。
【図６】図３(a)の光学系を用いた図５における偏光フィルムの偏光軸測定の詳細な手順を説明する図である。
【図７】本発明の実施例１の偏光軸測定における端部認識カメラで撮影される画像の模式図である。
【図８】図３に示した光学系の光強度検出手段が獲得した画像とヒストグラムの説明図である。
【図９】本発明の偏光軸測定装置を用いた偏光軸測定時の平均信号強度の説明図である。
【図１０】本発明の実施例１における偏光軸測定装置の制御機器に備えた画像表示手段上に表される画像の一例を説明する図である。
【図１１】本発明の実施例２の複合光学異方軸測定装置における光学系を示す図である。
【図１２】本発明の実施例２における光強度認識ユニットの切り替えを示す図である。
【図１３】本発明の実施例２の複合光学異方軸測定装置の始業時偏光子角度校正についての手順を説明する図である。
【図１４】本発明による実施例２の複合光学異方軸測定装置の通常測定手順の第一例を示す図である。
【図１５】本発明による実施例２の複合光学異方軸測定装置の通常測定手順の第二例を示す図である。
【図１６】本発明の実施例２にかかる複合光学異方軸測定装置の制御機器に備えた画像表示手段上に表される画像の一例を示す図である。
【図１７】液晶ディスプレイの一例を説明する模式図である。
【図１８】液晶パネルの配向膜作成方法を説明する図である。
【図１９】ガラス基板の重ね合せによる配向軸の発現を説明する図である。
【図２０】本発明の実施例３における始業時の偏光子角度校正の手順を説明する図である。
【図２１】本発明の実施例３における液晶パネルの配向軸測定についての詳細な手順を説明する図である。
【図２２】配向軸測定においてマーク認識カメラで撮影されるアライメントマーク付近の画像の模式図である。
【図２３】最初の測定点での取り込み画像の例を説明する図である。
【図２４】図２３の中心線Ａ−Ｂ上の透過光量分布を示す図である。
【図２５】本発明の配向軸測定装置を用いたときの配向軸測定時のプロットを説明する図である。
【図２６】本発明の実施例３にかかる配向軸測定装置の制御機器に備えた画像表示手段上に表される画像の一例を示す図である。
【図２７】液晶パネルの製造プロセスの流れを示す図である。
【図２８】図２７のステップ３３１の内容を詳細に示した図である。
【図２９】ＴＦＴ基板とＣＦ基板の一部分を拡大した図である。
【図３０】シール材塗布から重ね合せの一連の処理を示す図である。
【図３１】重ね合わせ完了の液晶パネルの一部分の拡大図である。
【図３２】重ね合わせにより発現する配向軸の一例を示す図である。
【図３３】ＴＦＴ基板の配向規制力方向の校正手順を示す図である。
【図３４】ＴＦＴ基板同士の重ね合わせた液晶パネルと発現する配向軸および捩れ角の説明図である。
【図３５】ＣＦ基板の配向規制力方向の校正手順を示す図である。
【図３６】ＣＦ基板同士の重ね合わせた液晶パネルの一部分の拡大図である。
【図３７】本発明による実施例６にかかる偏光軸測定装置の説明図である。
【図３８】図３７に示した光源ユニット３０の内部構造の説明図である。
【図３９】本発明による偏光軸測定装置の実施例７の説明図である。
【図４０】図３９に示した光源ユニット３０の内部構造の説明図である。
【図４１】液晶パネルの配向規制力方向および配向軸の第一例を示す図である。
【図４２】液晶パネルの配向規制力方向および配向軸の第二例を示す図である。
【図４３】本発明の捩れ角測定手順の第一例を説明する図である。
【図４４】本発明の捩れ角測定手順の第二例を説明する図である。
【図４５】本発明の捩れ角測定手順の第三例を説明する図である。
【図４６】第一例の捩れ角測定手順における一測定結果を示す図である。
【符号の説明】
【０１５５】
１  光源（一般，ランプ）、２  レンズ、３，６  ミラー、４  絞り、５  波長フィルター、７  偏光子、８  検光子、９，１９  カメラ（ＣＣＤカメラ）、１０  レンズ（ズームレンズ）、１１  単一波長光源、１２  １／４波長板、２０  定盤、２１  ステージ（測定試料搭載台）、２２  ステージ移動機構、２３  光透過部、２４  位置合せピン、２５  端部認識カメラ、２６  標準偏光子、３０  光源ユニット、３１  光源ユニット移動機構、４０  同期回転機構、４１  回転偏光子ユニット、４２  回転駆動ユニット、４３  回転検光子ユニット、５０  光強度認識ユニット、５１  光強度ユニット移動機構、５２  光強度認識ユニット移動機構支持体、１００  測定試料、１０１  偏光フィルム、１０２  偏光軸、１１１  複合フィルム、１１２  位相差板、１１３  遅延軸、１２０  液晶パネル、１２１  配向軸、１２２  液晶、１２３  配向膜、１２４  シール、１２５  第１のガラス基板、１２６  第１のガラス基板の配向規制力方向、１２７  第２のガラス基板、１２８  第２のガラス基板の配向規制力方向、１２９  注入口シール、１３１  ＴＦＴ基板、１３２  ゲート配線、１３３  ドレイン配線、１３４  画素電極（ＩＴＯ）、１３５  ソース電極、１３６  半導体層、１３７  ＴＦＴ基板の配向規制力方向、１４１  ＣＦ基板、１４２  ブラックマトリクス、１４３，１４４，１４５  色レジスト、１４６  ＣＦ基板の配向規制力方向、１５０  捩れ角、１５１，１５２  液晶パネル、１６０  ドクターブレード、１６１  溶液供給ロール、１６２  版胴、１６３  印刷版、１６４  ラビングローラ、１６５  基板送り方向、１６６  ラビング方向、１６７  シールディスペンサ、１６８  真空チャンバ、１６９  液晶ディスペンサ、１７１  バックライト。                                                                                
【図１】
2006098087.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2006098087.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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