专利名称：液晶显示器件液晶层厚度的测试方法
技术领域：
本发明涉及一种测试液晶显示器件液晶层厚度的方法。
技术背景椭圆偏光法通过改变起偏器和检偏器的角度，得到不同的透过率 来测试液晶显示器件垂直方向的延迟量^，然后通过下式，即式(l)， 求得液晶层厚度。其中aw为双折射系数，j为液晶层厚度，a是非常光折射率，a 是寻常光折射率。上述测试液晶层厚度的方法不需寻常光折射率w。，非常光折射率 ^的具体数值，而是直接通过它们差值aw来计算液晶层厚度，极大提高了液晶层厚度的测试效率，降低了测试的复杂程度，该方法可以 精确测量液晶分子水平排列液晶显示器件的液晶层厚度。但是目前大部分液晶显示器件中的液晶分子都不是水平排列，而 是倾斜排列，即具有一定的平均倾斜角(液晶分子长轴与取向层的夹 角称为液晶分子的预倾角，综合实际液晶显示器件厚度方向预倾角的 分布情况，采用一个折合数值来衡量整个液晶显示器件中液晶分子的 倾斜程度，即平均倾斜角)。如果采用上述测试方法测试液晶分子倾斜 排列的液晶显示器件，则液晶分子的平均倾斜角越大，该测试方法对 液晶层厚度的测试精度越低。同时，椭圆偏光仪都有一定的测试下限，上述测试方法先测量了 液晶显示器件垂直方向的延迟量，再通过式(1)计算得到液晶层厚度 的数值，因此对于垂直方向延迟量较小的液晶显示器件，也难以实现 液晶层厚度的准确测量。因此，在液晶层厚度测试方面，对于液晶分子倾斜排列的液晶显 示器件，或者垂直方向延迟量小(包括液晶分子倾斜和非倾斜排列二种 情况)的液晶显示器件，上述测试方法的测试精度显然具有局限性。 发明内容本发明所要解决的技术问题是提供一种测试精度高的液晶显示器 件液晶层厚度的测试方法。采用的技术方案如下一种液晶显示器件液晶层厚度的测试方法，包括以下步骤(1)测试不同外加电压条件下液晶显示器件的平均倾斜角(9，并 选择合适的一组入射角"和平均倾斜角(9作为延迟量3测试条件；具 体做法为(1-1)选取显示像素区域作为测试区域(如果显示像素不够大， 则选取显示像素所占比例大的区域进行测试)，将测试区域显示像素的 上下电极引出，在上下电极之间施加电压，测试不同外加电压下液晶 显示器件的平均倾斜角<9;(1-2)将寻常光折射率w。、非常光折射率^及测试得到的平均 倾斜角6>的数值代入下面两式，即式(2)和式(3):A^v广"si幽祝na+，fe、in^ f di厶(2)W W 、w /其中 w = w。 cos 0 + we sin 2e (3)计算得到不同平均倾斜角l9所对应的有效双折射系数A^^与入 射角"的关系曲线； (1-3)从有效双折射系数AWe^与入射角a的关系曲线上选取较大A e#所对应的一组入射角"和平均倾斜角(9的数值，作为延迟量 J的测试条件；
(2) 测试液晶显示器件的延迟量5 (通常用椭圆偏光法对延迟 量J进行测试)；具体做法为
将步骤(1)测试区域显示像素的上下电极引出，在上下电极之间 施加可获得步骤(l-3)中相同平均倾斜角(9的外加电压；以步骤(l-3) 中选取的入射角"角度作为延迟量5测试的入射角"，测试液晶显示 器件的延迟量3，记录测量延迟量3所采用的实际入射角"、平均倾 斜角6>和所测得的延迟量5的数值；(3) 将寻常光折射率w。，非常光折射率a，步骤(2)中测试液 晶显示器件延迟量5采用的入射角"和平均倾斜角6>代入式(2)和式(3)，计算有效双折射系数A^^;
(4 )将步骤(2 )测试得到的延迟量3和步骤(3 )计算得到的A We#代入下式，即式(4)，3 = A"e#(i (4)通过计算得到液晶显示器件的液晶层厚度d 。
上述测试方法能够精确测试各种液晶显示器件的液晶层厚度，无 论液晶显示器件中的液晶分子是水平排列的还是倾斜排列的，无论液 晶显示器件垂直方向延迟量是大还是小，都能获得精确的测试结果。
根据上述式(4)可知，要精确测试液晶显示器件的液晶层厚度，关键在于获得一组精确的延迟量5和有效双折射系数A&#的数值；上
述步骤(1)选取延迟量5的测试条件，即选取一组合适入射角a和平 均倾斜角6> ，其目的是要确保能够精确测试到液晶显示器件的延迟量 J和对应的有效双折射系数A&f。而对于测试区域显示像素的上下电极之间不施加电压时垂直方向 (入射角"为零)延迟量比较大的液晶显示器件，当该垂直方向延迟 量大于延迟量测试仪(通常为椭圆偏光仪)的测试下限时，可对上述 测试方法进行简化，以节约测试费用和测试时间。此时将入射角"为 零且平均倾斜角(9采用原生态平均倾斜角(即上下电极之间不施加任 何外加电场时的平均倾斜角)作为延迟量5的测试条件，因此测试时 不必将测试区域显示像素的上下电极导出，并省略选择延迟量5的测 试条件的过程，式(2)和(3)也相应地简化为下式，即式(5),<formula>formula see original document page 8</formula>
这种简化的液晶显示器件液晶层厚度的测试方法包括以下步骤(1) 选取显示像素区域作为测试区域(如果显示像素不够大，则 选取显示像素所占比例大的区域进行测试)，测试液晶显示器件的原生 态平均倾斜角6>;(2) 以入射角《为零和原生态平均倾斜角6M乍为延迟量^的测试 条件，测试液晶显示器件的延迟量^ (通常用椭圆偏光法对延迟量^ 进行测试)，即垂直方向延迟量^，测试区域与步骤(1)相同；(3) 计算有效双折射系数AWe^;具体做法为将液晶显示器件所用液晶的寻常光折射率W。、非常光折射率^和 步骤(1)测试到的平均倾斜角(9代入式(5)，计算得到垂直入射方向的有效双折射系数AWef; (4)计算液晶显示器件的液晶层厚度(i;具体做法为 将步骤(2)测试得到的延迟量3数值和步骤(3)得到的AWe^数值代入式(4)，通过计算得到液晶显示器件液晶层厚度(i的精确值。本发明通过测试液晶显示器件在某一入射角和平均倾斜角下的延 迟量并求出相应的有效双折射系数，计算出液晶显示器件的液晶层厚 度，获得液晶层厚度的精确数值，对于通过改变入射方向和施加外加 电压能够使延迟量大于椭圆偏光仪测试下限的液晶显示器件，无论液 晶显示器件中的液晶分子是水平排列的还是倾斜排列的，无论液晶显 示器件垂直方向延迟量是大还是小，本发明都能获得精确的液晶层厚 度测试结果；通过测试得到不同外加电压对应的预倾角数值，找到较 大延迟量所对应的入射角和平均倾斜角，再进行延迟量测试，这样可 实现准确测试垂直方向延迟量小但某些入射方向延迟量大于椭圆偏光 仪测试下限的液晶显示器件的液晶层厚度；对于垂直方向延迟量比较 大的液晶显示器件，采用简化的测试方法可以节约测试费用和测试时 间。与原先利用椭圆偏光法测试液晶层厚度的方法相比，本发明主要 需要进行预倾角的测试，整个过程可能需要引出显示像素的电极、提 供外加电压和调节入射角角度，但无需改造原有仪器和调整原有仪器 的测试步骤，较易施行；对于有预倾角测试仪器的机构，实施本发明 仅需要增加一个预倾角的测试步骤，测试过程仅需引出电极的辅助材 料、外置电源和简单的入射角角度调节装置即可实现，成本低。
图1是本发明优选实施例的流程图；图2是本发明优选实施例中测试区域显示像素引出及外置电源连 接示意图。
具体实施方式
如图l所示，首先在测试区域显示像素的上下电极之间不施加电 压时，预测试液晶显示器件垂直方向的延迟量，如果延迟量小于椭圆
偏光仪的测试下限,则采用下述方法一测试液晶显示器件液晶层厚度; 如果延迟量大于或等于椭圆偏光仪的测试下限，则采用下述方法二(即 简化的方法)测试液晶显示器件液晶层厚度。
方法一方法一包括以下步骤(1) 测试不同外加电压条件下液晶显示器件的平均倾斜角^，并 选择合适的一组入射角"和平均倾斜角(9作为延迟量5测试条件；具 体做法为(l-l)参照图2，选取显示像素21 29区域作为测试区域(如果 显示像素不够大，则选取显示像素所占比例大的区域进行测试)，将测 试区域显示像素21 29的上下电极4、 5用导电材料10引出，并通过 导线11连接外置电源12，在上下电极10之间施加电压，测试不同外 加电压下液晶显示器件的平均倾斜角<9;图2中上电极4设于透明基 板1上，下电极5设于透明基板2上；(1-2)将寻常光折射率&、非常光折射率^及测试得到的平均 倾斜角(9的数值代入式(2)和式(3)，计算得到不同平均倾斜角(9所对应的有效双折射系数A&^与入射角"的关系曲线；(1-3)从有效双折射系数AWe^与入射角"的关系曲线上选取较大A e#所对应的一组入射角"和平均倾斜角(9的数值，作为延迟量 3的测试条件；(2) 测试液晶显示器件的延迟量3 (用椭圆偏光法对延迟量3 进行测试)；具体做法为将步骤(1)测试区域显示像素21 29的上下电极4、 5引出，在 上下电极4、 5之间施加可获得步骤(1-3)中相同平均倾斜角(9的外 加电压；以步骤(1-3)中选取的入射角"角度作为延迟量3测试的入 射角"，测试液晶显示器件的延迟量^，记录测量延迟量5所采用的 实际入射角"、平均倾斜角6和所测得的延迟量5的数值；(3) 将寻常光折射率仏，非常光折射率仏，步骤(2)中测试液 晶显示器件延迟量5采用的入射角"和平均倾斜角(9代入式(2)和式(3)，计算有效双折射系数A&f;(4) 将步骤(2)测试得到的延迟量5和步骤(3)计算得到的AWef代入式(4)，通过计算得到液晶显示器件的液晶层厚度^。 方法二方法二包括以下步骤(1) 选取显示像素区域作为测试区域(如果显示像素不够大，则 选取显示像素所占比例大的区域进行测试)，测试液晶显示器件的原生 态平均倾斜角(9;(2) 以入射角"为零和原生态平均倾斜角6M乍为延迟量^的测试 条件，用椭圆偏光仪测试液晶显示器件的延迟量J，即垂直方向延迟 量^，测试区域与步骤(1)相同；垂直方向延迟量^可沿用上述预 测试得到得液晶显示器件垂直方向的延迟量，故本步骤可省略；(3) 计算有效双折射系数AWey;具体做法为将液晶显示器件所用液晶的寻常光折射率"。、非常光折射率^和 步骤(1)测试到的平均倾斜角l9代入式(5)，计算得到垂直入射方向的有效双折射系数neff (4)计算液晶显示器件的液晶层厚度(i;具体做法为 将步骤(2)测试得到的延迟量5数值和步骤(3)得到的AWef数 值代入式(4)，通过计算得到液晶显示器件液晶层厚度(i的精确值。
权利要求
1、一种液晶显示器件液晶层厚度的测试方法，包括以下步骤(1)测试不同外加电压条件下液晶显示器件的平均倾斜角θ，并选择合适的一组入射角α和平均倾斜角θ作为延迟量δ测试条件；具体做法为(1-1)选取显示像素区域作为测试区域，将测试区域显示像素的上下电极引出，在上下电极之间施加电压，测试不同外加电压下液晶显示器件的平均倾斜角θ；(1-2)将寻常光折射率no、非常光折射率ne及测试得到的平均倾斜角θ的数值代入下面两式，即式(2)和式(3)
2、根据权力要求1所述的液晶显示器件液晶层厚度的测试方法， 当液晶显示器件垂直方向延迟量大于延迟量测试仪的测试下限时，包 括以下步骤(1) 选取显示像素区域作为测试区域，测试液晶显示器件的原生态平均倾斜角<9;(2) 以入射角"为零和原生态平均倾斜角(9作为延迟量5的测试条件，测试液晶显示器件的延迟量5，即垂直方向延迟量^，测试区域与步骤(1)相同；(3) 计算有效双折射系数A/^f;具体做法为将液晶显示器件所用液晶的寻常光折射率W。、非常光折射率^和步 骤(1)测试到的平均倾斜角(9代入式(5)，<formula>formula see original document page 4</formula>通过计算得到垂直入射方向的有效双折射系数AWe^ ;(4)计算液晶显示器件的液晶层厚度J;具体做法为将步骤(2)测试得到的延迟量3数值和步骤(3)得到的Aw^数 值代入式(4)，3 = Awe#d (4)通过计算得到液晶显示器件液晶层厚度(i的精确值。
全文摘要
本发明提供一种液晶显示器件液晶层厚度的测试方法，包括以下步骤(1)测试不同外加电压条件下液晶显示器件的平均倾斜角θ，并选择合适的一组入射角α和平均倾斜角θ作为延迟量δ测试条件；(2)测试液晶显示器件的延迟量δ，记录测量延迟量δ所采用的实际入射角α、平均倾斜角θ和所测得的延迟量δ的数值；(3)根据寻常光折射率n<sub>o</sub>，非常光折射率n<sub>e</sub>，步骤(2)中测试液晶显示器件延迟量δ采用的入射角α和平均倾斜角θ，计算有效双折射系数Δn<sub>eff</sub>；(4)根据步骤(2)测试得到的延迟量δ和步骤(3)计算得到的Δn<sub>eff</sub>，通过计算得到液晶显示器件的液晶层厚度d。本发明能够获得液晶层厚度的精确数值，且较易施行，成本低。
文档编号G01B21/08GK101118320SQ20071002932
公开日2008年2月6日 申请日期2007年7月18日 优先权日2007年7月18日
发明者吴永俊, 崔卫星, 詹前贤, 黄惠东, 黄贵松 申请人:汕头超声显示器(二厂)有限公司