[发明专利]多通道光谱量测装置与相位差解析方法

说明书

技术领域

本发明是有关一种光谱量测与校正解析方法，尤其是指一种多通道光谱量测装置及其光谱强度能量损失校正方法、光谱强度归一化量测方法以及相位差解析方法。

背景技术

液晶显示器产业是继半导体产业之后，两兆双星中所发展的重点产业，其轻薄、低耗能和无輻射的优点，现今几乎取代了传统映像管屏幕。液晶面板所使用的组件中，具有光学双折射特性的组件如液晶层(LiquidCrystal Cell)及光学补偿膜(Compensation Film)等，其光学特性的优劣影响液晶显示器影像质量非常大。

液晶显示器的发展，已逐渐朝向大尺寸、广视角和快速反应时间等方向发展，其中在大尺寸面板工艺开发方面，液晶滴下式注入方法(One DropFilling)渐渐取代传统液晶填充方式，其可以大量缩短填充时间并节省液晶的浪费，但相较于传统填充方式，此新工艺对于填充的液晶层间隙厚度(Cell Gap Thickness)均匀性必须控管更严格，而其厚度的量测可以经由量测其相位差变化计算求得。在增进显示视角的技术方面，利用光学补偿膜对于液晶层相位延迟的补偿作用，可达到液晶面板广视角的目的，因此，光学补偿膜在工艺中对于其光学双折射特性参数的量测非常重要。

公知的偏振片-待测样品-检偏片(Polarizer-Sample-Analyzer，PSA)偏光光谱量测装置1如图1所示，包含一宽带白光光源10，经过一波长分光仪11及一偏振片12，其可以使非偏振状态的白光光源形成线性偏振光，并通过具双折射特性的待测样品13后造成入射光偏振态的改变，最后由检偏片14及光侦测器15接收光强度讯号。在自然界中物质的光学折射率均为波长的函数，光学相位差定义为此材料的光学折射率乘以厚度。通过待测样品的光将呈现椭圆偏振态，通过旋转检偏片14可以得到光束经过待测样品后的偏振态(Srate of Polarization)，并根据此光束偏振态信息计算待测样品相位差信息。前述方法必须由转动检偏片14来量测偏振片14及检偏片14相互平行及垂直讯号，量测速度上无法达到实时的量测。

光学相位差的量测可以应用在液晶显示器产业中关于光学补偿膜及液晶层检测等，例如：美国专利US.Pat.NO.5,239,365中揭露其如何利用PSA光谱量测架构量测液晶层相位差以计算液晶间隙厚度(Cell Gap)，方法上是由上述公知方法得到偏振片与检偏片穿透轴于平行及垂直情况下的穿透光谱强度讯号，再由两平行及垂直光谱讯号相除取反正切函数(arctan)以得到相位差信息，并通过已知的液晶材料双折射率求得液晶间隙厚度。传统量测方法上为了得到量测强度讯号的归一化(Normalization)以计算相位差值，主要是通过旋转检偏片至少两个角度位置来达成，量测速度上将被机械的旋转动作所限制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多通道光谱量测装置与相位差解析方法，以克服公知技术中存在的缺陷。

为实现上述目的，本发明提供的多通道光谱量测装置，包括：

一发光单元，其可提供复数道具宽带的导光光束；

一投光单元，其可将该复数道导光光束调制成复数道线性偏振光，并投射至一待测物上以形成复数道侦测光；

一收光单元，其可接收该复数道侦测光，该收光单元可将每一道侦测光分光以形成一第一偏振光束以及一第二偏振光束；以及

一影像处理单元，其可接收该复数道第一偏振光束以及该复数道第二偏振光束，并进行演算处理。

所述的多通道光谱量测装置，其中，该发光单元还包括有：

一光源体，其可产生一宽带光束；以及

导光模块，其可将该宽带光束分光，以形成该复数道导光光束，并将该复数道导光光束导引至该投光单元。

所述的多通道光谱量测装置，其中，该导光模块为一光纤模块。

所述的多通道光谱量测装置，其中，该投光单元还包括有复数组透镜组，每一个透镜组还具有：

一准直透镜，其可接收该导光光束以形成一准直光束；以及

一偏振片，其可将该准直光束调制成该线性偏振光。

所述的多通道光谱量测装置，其中，该偏振片为一薄片式偏振片。

所述的多通道光谱量测装置，其中，该偏振片为一棱镜式偏振片。

所述的多通道光谱量测装置，其中，该收光单元还包括有：

复数组分光透镜组，其可将该侦测光分光以形成该复数道第一偏振光束以及第二偏振光束；以及

一导光数组，其与该复数组分光透镜组耦接，该导光数组可导引该第一偏振光束以及该第二偏振光束至该多通道影像光谱装置。