製造光學器件的方法和適用於該方法的檢驗規的製作方法

2023-05-03 18:48:01 3

專利名稱：製造光學器件的方法和適用於該方法的檢驗規的製作方法
技術領域：
本發明涉及製造光學器件的方法和該方法的檢驗規。
背景技術：
平板顯示器件，例如液晶顯示器件，已被廣泛用作個人計算機、文字處理器、電視接收機等的顯示器件，也用作投影顯示器件，因為這種顯示器件具有厚度薄、重量輕或功耗小的優點。
尤其是配有連接像素電極的開關元件的有源矩陣型液晶顯示器件具有良好的顯示特性而無任何明顯的鄰接像素間的串擾，故研發活躍。
製造平板顯示器件時，完成了平板顯示器件的顯示面板單元或顯示模塊後，要檢查導線或導電圖形的搭接或由於灰塵和/或局部缺陷造成的亮度或色度不均等顯示缺陷。一般為了探測上述此類缺陷，就需要從信號線和掃描線焊點施加測試信號來觀察像素的圖像顯示狀態。由於這種檢驗在光源導通期間進行的，故稱作「導通測試」。
對此類導通測試而言，已有各種揭示內容涉及配備CCD攝像機的自動圖像處理系統(如參見日本等公開專利申請Tokkaihei 8-145848和11-101712)。可以較容易地檢測和判斷引線和導電圖形的搭接或短路或者黑斑區(無效的像素)，但是要判斷斑點區域中的非均勻性亮度(明亮和黑暗的非均勻性)等等就相當困難。因此，在檢測和/或判斷細微非均勻顯示的效率與精度方面，目前的自動圖像處理系統只是對檢驗員目視測試的輔助性測試。
在確定平板顯示器件是否合格和能否發運方面，最主要的是評估非均勻的亮度，諸如其出現在顯示面板上的(密)度與數量。這種評估要求檢驗員具有高度熟練的技術，否則常會出錯。
以下列方法之一來目測確定非均勻亮度(1)把一塊某些非均勻密度略超出容限(劣質面板的邊界樣本)的顯示面板或另一塊非均勻性勉強在容限內的顯示面板(合格面板的邊界樣本)用於參照比較標準。通過與這種有這些樣本的顯示面板的比較，以確定被檢顯示面板的質量好壞。
(2)把一塊具有特定透射比的中性密度(ND)濾色片放在被檢顯示面板的非均勻顯示部分上，檢查是否看得到非均勻的顯示。若看不出明顯的非均勻性，就判定它合格，否則定為不合格。
(3)為顯示出特定的密度非均勻性，檢驗器件向被顯示面板提供檢驗信號，作「導通測試」。換言之，用軟體程序驅動顯示面板顯示類似於非均勻性的圖像圖案。檢驗員能判斷該顯示面板顯示的非均勻性是否在密度的容限極值內。
專利公報參考No.1日本待公開專利申請Tokkaiher 8-145648。
專利公報參考No.2日本待公開專利申請Tokkaiher 11-101712。
上述非均勻性檢驗法存在下列問題(1)籍助於邊界樣本的檢驗法首先，很難發現具有特定非均勻密度的合適樣本。
其次，為了有效地檢驗，需要兩套獨立的平板顯示裝置同時操作被檢顯示面板和邊界樣本。但是，僅僅一套平板顯示裝置是有效的，邊界樣本和被檢顯示面板其分別或交替驅動的，對前者與後者進行比較，同時要記住前者作為參考顯示所實施的邊界樣本的顯示。為防止判錯，檢驗員必須嚴格受訓。
再者，樣本上的參考顯示並非不變，時間長了會變弱，必須以某一時段定期檢查邊界樣本。簡言之，必需相應地定期檢查參考顯示。
(2)籍助於ND濾色片的檢驗法由於該法在工作場所受到環境照明的強烈影響，故必須嚴格控制照明。
此外，市售的ND濾色片有很大的透射比差異，所以即使照明嚴加控制，但ND濾色片的透射比差異仍會造成檢驗結果的差異。
(3)籍助於類似非均勻性的軟體編程圖案的檢驗法。
液晶顯示板等顯示面板具有視角特性，使非均勻密度圖案會受到視角的明顯變化。

發明內容
本發明的目的是提供一種製造光學器件的方法和該法所用的檢驗規，所述光學器件可精密地評估出現在其主表面上的非均勻性缺陷。
根據本發明的一個方面，製造光學器件的方法包括在其它主表面上放置一檢驗規，該檢驗規配有形成於透明片或膜上的密度圖案，而且按密度等級比較光學器件的光學非均勻性與檢驗規的密度圖案，以判斷光學非均勻性的密度是否比檢驗規的密度圖案更亮或更暗或者一樣。
在製造光學器件的方法中，當啟動該光學器件時，該光學器件就投射來自主表面的光。
把檢驗規放置於光學器件主表面上，使密度圖案接近光學非均勻性。
同樣把檢驗規放置於光學器件的主表面上，僅密度圖案覆蓋住光學非均勻。
本發明的光學器件製造方法的特徵在於檢驗規包括多種不同密度程度的圖案，它們按密度的程度順序排列。
本發明的光學器件製造方法的特徵還在於將不同密度程度的圖案與光學非均勻性作比較，以便目視評估不同的密度圖案度與光學非均勻性之差。
密度圖案由設置在片或膜上的點組成，密度的程度用單位面積佔有點數或點佔有率來表示。
點是均勻分布的分離的圓圈或矩形，其預定尺寸可小於或等於40μm。
本發明的光學器件製造方法的特徵在於檢驗規包括不同點佔有率的密度圖案，且點佔有率範圍為3％-45％。檢驗規的密度圖案包括各自由分別附加與預定的範圍為1％-3％的點佔有率所限定的低密度和各自由分別附加的5％點佔有率所限定的高密度。
本發明方法製造的光學器件是顯示面板或照明設備。
根據本發明，評估光學器件主表面上光學非均勻性的檢驗規是設置在透明的基片或基膜上的，且在基片或基膜上提供了密度圖案，它由一組尺寸小於或等於40μm的點構成。
本專利申請基於2002年9月19日提交的日本專利申請No.2002-274152並享有它的優先權，其整個內容通過引用包括在這裡。
附圖簡介通過結合附圖參閱以下的詳述，將很容易更全面地理解本發明內容及其許多附屬的優點，其中

圖1是根據本發明的檢驗規平面圖；圖2是圖1所示檢驗規中放大的屏格圖案(密度圖案)，其點佔有率為3％；
圖3是圖1所示檢驗規中另一种放大的屏格圖案(密度圖案)，其點有佔率為45％；圖4是光學器件製造方法的評估流程圖；和圖5是根據本發明另一實施例的置於光學器件主表面上的檢驗規示意平面圖。
較佳實施例的詳細說明本發明一實施例的檢驗規備有形成在透明無色片或膜上的密度圖案，該密度圖案由一組點構成，各點的尺寸小於或等於40μm。
任何片或膜(下述的「片」包括薄片或薄膜)只要具有合適的透明度(透射比與薄霧)和耐用性，都可用作基膜。較佳的是，片為透明無色，由聚甲基戊烯樹脂等烯系樹脂、聚乙烯對鈦酸鹽(PET)或聚乙烯石腦油、甲基丙烯酸樹脂等飽和聚酯系樹脂或者丙烯酸樹脂組成，厚度為50μm-500μm。以透明無色片作為密度圖案的基底，則檢驗規不僅能觀察絕對密度，還能觀察相對光學器件的背景的光學非均勻度。
在該透明基片上，通過應用光刻法等普通印刷方法，印出各種密度的顯示圖案。若有必要，對基片作預處理可改善其印刷特性。在基片上還可用噴墨印刷與膠印等其它方法描繪出具有所期望密度的顯示圖案。
較佳地，顯示圖案是均勻分布的點(目)，這些點是逐個分離的圓、矩形等。每一密度按設置顯示圖案的單位點面積的點佔有率表示。點可以繪成格子花等。
較佳地，點呈黑色，尺寸小於40μm，更佳地為20μm-35μm。因為若點尺寸大於40μm，則莫爾條紋會不利地影響顯示質量。另一方面，點尺寸小於20μm也不好，因為採用印刷等製作顯示圖案的成本提高了，且無任何重要作用。
對本發明的檢驗規而言，必須具有至少一種密度圖案，而且最好配備不同數的密度圖案。換言之，若光學非均勻性容差保持不變，則至少有一種密度圖案可用於評估光學非均勻性，否則要用不同度數的密度圖案評估光學非均勻性。對後一種情況，為評估不同程度的光學非均勻性，可將分離的密度圖案製備成測量標度。
在形成不同程度的密度圖案的情況下，較佳地按密度的程度或級的次序來設置各個程度的密度圖案，這樣能據此評估光學非均勻度。對於諸如圖1所示3％-10％的容差或允許值附近的密度，分離的附加密度範圍為1％-3％，即3％-10％的範圍被示成1％、2％或3％的增量，而分離的附加度數為5％直到45％的密度，如圖1所示的10％-45％還在圖1中示成5％的增量。
檢驗規的這種安排比逐一對不同密度製備檢驗規的情況更便於觀察光學非均勻性，它不僅能探測非均勻性，還能採取與其度數相關的措施。
較佳地，本發明的檢驗規備有附加圖案來測量或評估光學非均勻性的尺寸。此類附加圖案由預定密度的縫隙或線條、設置在背景圖案中有預定尺寸的矩形成圖形切口圖案或者設置在矩形或圓形背景圖案裡的尺寸評估圖案組成。
用檢驗規評估或測定光學非均勻性的方法是檢測預期的一種光學非均勻性，並把它們與密度圖案作比較，檢驗前者在密度分布上是否等於後者。
參照圖4，對非均勻性的尺寸設定為允許密度或容差內的密度。在步驟40檢測被檢顯示器件的光學非均勻性，在步驟41-43檢查其密度是否在容限內(例如步驟41和42可以開始分別判斷10％的點佔有率(D.O.R.)和諸如15％、20％等合適D.O.R)。若不在容限內，則在步驟45將該光學器件移交修理。但若在容限內，則在步驟44進一步檢查非均勻性數是否符合要求。或者，還可以判斷有問題的非均勻性，即各顯示面板的光學非均勻性的數量乘上按這類非均勻性的尺寸與密度所確定的係數是否大於所設定的容差值。
如圖5所示，為便於比較，把密度規2置於光學器件主表面51，即顯示器件的投射表面，設定適當於下一個非均勻性52的密度圖案。尤因密度規2的密度圖案21(圖1所示)以列向按分離的不同密度級(度)次序排列，故非均勻性52緊接一系列密度圖案21並與它們作比較，以快捷地判斷非均勻性52是否可允許。
取代上述的確定方法，則將密度圖案置於非均勻性上，通過檢查能否目察非均勻性來評估其密度。此時在該非均勻性上放置一系列分離的不同密度圖案，就能快捷地評估被檢的非均勻性。
通過放大鏡或立體顯微鏡觀看參考圖案與非均勻性，也能作這些比較測試或重疊檢驗。在有些場合，圖像分析系統可以評估與密度圖案重疊的非均勻性的能見度。
在組裝帶載封裝件(TCP)或驅動印刷電路板(PCB)之前或之後(即完成顯示面板)，可在導通測試期間檢查非均勻性。然而，即使在背光源組裝了顯示面板之後也可以檢查。
而且，可按日本專利公報Tokkaiher No.9-160076、2000-267595、2000-330484或2001-339070揭示的方法，製造平板顯示器件的電路陣列基板或計數器基板。
本發明的檢驗規不僅適用於液晶顯示器件，還適用於有機電致發光(EL)型顯示器件等。評估的密度可以是白色和彩色顯示的亮度級。在後一場合中，可對特定色彩圖案設置密度圖案。在像本例那樣使用黑點時，希望以中間色調的顯示狀態來評估非均勻性，具體地說，此時以灰色顯示狀態來評估非均勻性。
被檢非均勻性一般由異物造成，但不管原因如何，就它們相互相似而言，可以是任一種其它非均勻性或不規則性。非均勻性不限於斑狀，也可以是線狀。
下面參照圖1-3說明本發明一實施例的檢驗規。
如圖1所示，檢驗規1配備了分別排列在矩形透明片15左右兩半部的密度規2和尺寸規3，前者評估非均勻性的密度，後者測量近似尺寸。
密度規2包括行向設置的絲網色調狀印刷圖案(密度圖案21與22)，以指示各種密度(亮度級)。舉一具體例子，一對5mm長的方形圖案21和在其右側0.5mm直徑的圓形圖案22以行向設置，設置於同一水平的方和圓圖案21與22為同密度。如圖所示，一對圖案21和22的密度級即點佔有率有12級，範圍為3％-45％。
圖2和3示出一對放大的密度圖案21和22，點佔有率分別為3％與45％。圖案21和22中出現的密度規2的每一點，在本例中都是直徑為30μm的獨立的圓圈。
密度圖案21的左側是印出的點佔有率指示23。由於圖案輪廓在每層密度圖案中為矩形和圓形，故可用密度圖案有關的尺寸與度數檢查非均勻性，提高評估精度。
所設置的尺寸規3可以迅速地測量出透明片15左側的非均勻性。尺寸規3配有16組尺寸圖案(矩形塊30)和尺寸顯示圖案31與32。矩形塊30各自包括限定小的矩形或圓形切開圖案33和縫隙34的部分。尺寸顯示圖案31與32和打點圖案與縫隙34的範圍為0.03mm-0.70mm，如圖1所示。矩形塊左側有印出的尺寸指示35。
用尺寸規3測量非均勻性的尺寸時，檢驗規1可定位成使矩形或圓形打點圖案31或直線圖案32接近下一非均勻性。當重複這一操作並斷定矩形或圓形打點圖案31或直線圖案32適合該非均勻性時，就讀出左側的尺寸指示符35並將其記錄為該非均勻性的尺寸。另外，也可把檢驗規1放置成將非均勻性插入矩形或圓形的切開圖案33或縫隙34來測量其大小。
表1和2示出的評估結果表示本方法運用檢驗規(本「實施例」)和邊界樣本(「比較」)檢查非均勻性所取得的效果。
表1列出了在熟練程度不一的檢驗員在預定的矩時間內判斷10個樣本顯示面板是否合格的情況下的平均正確判斷率(「正確率」)。表1還描述了錯判率數據，好樣本錯判率數據(「過度否決率」)表示把好的顯示面板樣本誤判為壞，而壞樣本錯判率數據(「短缺率」)則表示把壞的顯示面板樣本誤判為好。另作為比較數據，表1還列出了在同樣條件下基於原有技術邊界樣本的測試結果。
表1錯判率評估

從表可見，與原有技術邊界樣本法相比，本發明該實施例的數據表明，過度否決率明顯地從20％下降到2％，因而正確率也大為提高。
本實施例方法由不熟練檢驗員實施的正確率數據雖未列入表，但同他們運用原有技術方法的情況相比有了顯著提高，因而熟練與不熟練檢驗員之間的正確率差別很小。此外，不管檢驗員是否熟練，對個別人而言，本實施例方法的判斷結果的差異極小。
下面，表2列出在各種環境照明條件下對顯示面板上兩種實際上非均勻樣本顯示的判斷結果。這裡判斷基於5mm的方形密度圖案21，並以樣本顯示相似的密度圖案21的點佔有率描述數字。像表1一樣，表2列出了5名檢驗員所評估結果的平均值。
表2環境照明對密度判斷的影響

環境照明對非均勻性樣本的密度判斷無影響。換言之，本實施例方法與檢驗場所的環境照明無關，因而檢驗時無需用專門的勞力來保持均勻的照明。
密度規2便於通過打點製作，密度級保持不變，除非打出的點圖案失效，因而無須監視密度級變化。由於密度圖案是列印的，故不存在目視的離散性。總之，製作、製備和保持標準的密度基準極其方便，成本很低。
對檢驗員既不要求記住非均勻性密度，也不要求任何判斷技巧，因為是用在顯示面板上或附近的檢驗規1來作判斷的。不必以實際非均勻性級即邊界樣本來製備顯示面板。可在許多場所用同一評估指標作評估。在把檢驗規1置於非均勻性上時，由於非均勻性和檢驗規二者都處於同樣的環境照明條件或背光條件，所以密度判斷或評估不受這種照明條件或背光條件的影響。換言之，由於同時以同樣的條件評估光學非均勻性，因而本發明提高了密度判斷的可靠性，減少了密度評估的離散性。
通過設定點佔有率，很容易實現所期望的密度級，因而能迅速、靈活地改變顯示面板的尺寸與技術指標。由於密度級以基於打點區佔有率的數字表達，所以能用客觀評估法來編制密度數據。
判斷非均勻性的時間周期顯著縮短，檢驗效率大大提高。
能以高的精度和可靠性判斷非均勻性的密度，且與檢驗員的技能或不同的工作條件無關。
根據以上的內容，可對本發明作出許多修改和變型，因而應該理解，在所附如權利要求範圍內，無須具體描述就可實施本發明。本發明不僅適用於顯示器件，還適用於投影到區域光輸出的光學裝置，例如，可在諸如區域光源的照明設備中評估光投影表面的光學非均勻性。
如上所述，本發明顯著地提高了光學非均勻性的評估精度。
權利要求
1.一種製造光學器件的方法，其特徵在於，包括把檢驗規置於所述光學器件的主表面，所述檢驗規備有形成在透明片或膜上的密度圖案；和按密度比較所述光學器件的光學非均勻性與所述檢驗規的所述密度圖案，判斷所述光學非均勻性在密度上是否亮於或暗於或者等於所述檢驗規的所述密度圖案。
2.如權利要求1的光學器件製造方法，其特徵在於，所述光學器件在被啟動時投射來自所述主表面的光。
3.如權利要求1的光學器件製造方法，其特徵在於，把所述檢驗規置於所述光學器件的所述主表面，使所述密度圖案接近所述光學非均勻性。
4.如權利要求1的光學器件製造方法，其特徵在於，所述檢驗規置於所述光學器件的所述主表面，使所述密度圖案覆蓋所述光學非均勻性。
5.如權利要求1的光學器件製造方法，其特徵在於，所述檢驗規包括多種不同程度的密度圖案。
6.如權利要求5的光學器件製造方法，其特徵在於，所述不同程度的密度圖案按密度次序排列。
7.如權利要求6的光學器件製造方法，其特徵在於，按所述密度次序對所述光學非均勻性應用所述不同程度的密度圖案，以與所述光學非均勻性比較，或者檢查是否觀察出所述不同程度的密度圖案與所述光學非均勻性之差。
8.如權利要求1的光學器件製造方法，其特徵在於，至少一個所述密度圖案由設置在所述片或膜上的點組成，而所述密度由單位面積的點佔有率表示。
9.如權利要求8的光學器件製造方法，其特徵在於，所述的點是均勻分布的分離的圓圈或矩形。
10.如權利要求8的光學器件製造方法，其特徵在於，所述的點為預定尺寸。
11.如權利要求8的光學器件製造方法，其特徵在於，所述點的尺寸小於或等於40μm。
12.如權利要求8的光學器件製造方法，其特徵在於，所述檢驗規包括點佔有率不同的密度圖案，所述點佔有率為3％-45％。
13.如權利要求12的光學器件製造方法，其特徵在於，所述檢驗規的所述密度圖案包括低和高密度級，低密度級各自分別附加預定的1％-5％點佔有率限定。
14.如權利要求1的光學器件製造方法，其特徵在於，所述光學器件是顯示面板。
15.如權利要求1的光學器件製造方法，其特徵在於，所述光學器件是照明設備。
16.一種評估光學器件主表面上光學非均勻性的檢驗規，其特徵在於，包括透明的基片或基膜；和設置在所述基片或基膜上的密度圖案，其中，所述密度圖案由一組尺寸小於或等於40μm的點組成。
全文摘要
矩形透明片15印有黑點密度圖案21與22，每一個點的尺寸為30μm，圖案21與22的打點區佔有率為3％－45％。在對平板顯示器件上的非均勻性作密度級評估時，密度圖案21與22用作標準基準。這種密度級評估方法是將均性與圖案21和22作比較，或者目檢置於前者上的後者。
文檔編號G02F1/13GK1493861SQ0312495
公開日2004年5月5日 申請日期2003年9月19日 優先權日2002年9月19日
發明者越前谷清行 申請人:東芝松下顯示技術有限公司