JP2012127933A - 液晶パラメータ測定の方法及び装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】第1電気コントローラにより線偏光ジェネレータを調整し、第2電気コントローラにより偏光分析器を調整する。該線偏光ジェネレータは光源からの入射光を受け取り並びに複数の偏光の特徴を抽出し、第1電気コントローラにより制御されて、この複数の偏光を測定サンプルに照射する。該測定サンプルを透過した光は偏光分析器に受け取られる。第2電気コントローラは該偏光分析器を制御して特定の偏光を抽出して後端のデータ処理装置に送る。該データ処理装置は該偏光分析器からの偏光データを受け取り液晶分割層モデルを使用して少なくとも一つの液晶パラメータを得る。
【選択図】図2
Description
光源からの入射光を受け取り並びに該入射光より複数の入射線偏光を抽出する線偏光ジェネレータと、
該線偏光ジェネレータに接続されて該線偏光ジェネレータを調整して該線偏光ジェネレータに異なる方位角の該線偏光を発生させる第1電気コントローラと、
中心方向軸線が該線偏光と傾斜夾角を形成する測定サンプルと、
該測定サンプルを透過した透過光を受け取る偏光分析器と、
該偏光分析器に接続されて該偏光分析器を調整し、特定の偏光強度を抽出させる第2電気コントローラと、
該装置の後端に置かれ、該偏光分析器より抽出された偏光データを受け取り、液晶分割層理論モデルにより、少なくとも一つの液晶光学パラメータを求めるデータ処理装置と、 を包含したことを特徴とする、液晶パラメータ測定の装置としている。
請求項2の発明は、請求項1記載の液晶パラメータ測定の装置において、該線偏光ジェネレータは、偏光器と第1回転プラットフォームを包含し、該偏光器は該第1回転プラットフォームに固定され、該第1電気コントローラにより該第1回転プラットフォームが制御されることで異なる方位角の線偏光が生成され、並びに設定された傾斜角度で該測定サンプルに投射されることを特徴とする、液晶パラメータ測定の装置としている。
請求項3の発明は、請求項1記載の液晶パラメータ測定の装置において、該偏光分析器は波長板、第2回転プラットフォーム、偏光検出器及び光受信器を包含し、該波長板は該第2回転プラットフォームに固定され、該第2電気コントローラにより該第2回転プラットフォームが制御されて、特定の偏光強度が抽出され、並びに該光受信器により受信された光強度変化が電流或いは電圧情報に変換されることを特徴とする、液晶パラメータ測定の装置としている。
請求項4の発明は、請求項1記載の液晶パラメータ測定の装置において、該線偏光ジェネレータはさらに偏光器、前処理電圧調整位相シフタと波長板を包含し、該偏光器の前に光学フィルタが設置され、且つ該波長板は該光学フィルタの波長の4分の1に対応し、該光学フィルタにより光源の特定波長が抽出され、該線偏光ジェネレータにより線偏光が抽出され、該第1電気コントローラにより該前処理電圧調整位相シフタが制御され、該線偏光ジェネレータに異なる方位角の線偏光を生成させ、並びに設定された傾斜角度で該測定サンプルに投射させることを特徴とする、液晶パラメータ測定の装置としている。
請求項5の発明は、請求項1記載の液晶パラメータ測定の装置において、該偏光分析器は、さらに第2電圧調整位相シフタ、偏光検出器、及び光受信器を包含し、該偏光分析器が該測定サンプルをい透過した透過光を分析し、該第2電気コントローラが該第2電圧調整位相シフタの位相を調整し、特定の偏光強度を抽出し、該光受信器により受信した光強度変化を電流或いは電圧情報に変換することを特徴とする、液晶パラメータ測定の装置としている。
請求項6の発明は、請求項1記載の液晶パラメータ測定の装置において、該測定サンプルは傾斜機構の上に置かれ、さらに該傾斜機構を回転させる方式により、該測定サンプルの中心方向軸線と該線偏光に傾斜夾角を形成させることを特徴とする、液晶パラメータ測定の装置としている。
請求項7の発明は、請求項1記載の液晶パラメータ測定の装置において、該線偏光ジェネレータを回転させることにより、該測定サンプルの中心方向軸線と該線偏光に傾斜夾角を形成させ、該偏光分析器も対応する回転により該測定サンプルを透過した透過光を受け取ることを特徴とする、液晶パラメータ測定の装置としている。
請求項8の発明は、請求項1記載の液晶パラメータ測定の装置において、該液晶分割層理論モデルはジョーンズマトリクス或いは拡張ジョーンズマトリクスを使用して展開されることを特徴とする、液晶パラメータ測定の装置としている。
請求項9の発明は、請求項1記載の液晶パラメータ測定の装置において、該液晶分割層理論モデルは、
M=R(−α)R(φ)R(−△φ)Mj-1Λ R(−△φ)・M1R(−△φ)M0R(α)
と表示され、そのうち、R(α)とR(−α)は座標系変換表示式とされ、αは第0層液晶分子の配向角度であり、Mkは各1層の液晶の電場表示式を代表することを特徴とする、液晶パラメータ測定の装置としている。
請求項10の発明は、請求項1記載の液晶パラメータ測定の装置において、抽出される該特定の偏光強度は、線偏光、異なる楕円率と異なる旋回性の偏光特性を包含することを特徴とする、液晶パラメータ測定の装置としている。
請求項11の発明は、請求項1記載の液晶パラメータ測定の装置において、求められる液晶光学パラメータは、配向角度、ねじれ角、液晶厚さ及びプレティルト角の少なくとも一つとされることを特徴とする、液晶パラメータ測定の装置としている。
請求項12の発明は、請求項1記載の液晶パラメータ測定の装置において、求められる液晶光学パラメータは、配向角度、ねじれ角、液晶厚さ及びプレティルト角の少なくとも一つとされ、該液晶分割層理論モデルと測定信号のフィッティング或いは対比原理により求められることを特徴とする、液晶パラメータ測定の装置としている。
請求項13の発明は、液晶パラメータ測定の方法において、
開始するために少なくとも一つの液晶光学パラメータを入力し、
傾斜角度を設定して光源から特定偏光成分を抽出して設定した傾斜角度で測定サンプルに投射し、
特定光強度の信号を取得し、各傾斜角度の光強度信号を測定開始し、そのとき偏光分析器を使用して該測定サンプルを透過した特定の偏光強度を抽出し、
理論モデルと該特定の偏光強度の信号を対比又はフィッティングし、その時理論モデルと少なくとも一つの測定信号を使用し、該偏光強度とデータ処理装置に構築した液晶分割層理論モデルにより、少なくとも一つの液晶光学パラメータを得、
以上のステップを包含することを特徴とする、液晶パラメータ測定の方法としている。
請求項14の発明は、請求項13記載の液晶パラメータ測定の方法において、抽出される該特定の偏光強度は、線偏光、異なる楕円率と異なる旋回性の偏光特性を包含することを特徴とする、液晶パラメータ測定の方法としている。
請求項15の発明は、請求項13記載の液晶パラメータ測定の方法において、該液晶分割層理論モデルはジョーンズマトリクス或いは拡張ジョーンズマトリクスを使用して展開されることを特徴とする、液晶パラメータ測定の方法としている。
請求項16の発明は、請求項13記載の液晶パラメータ測定の方法において、該液晶分割層理論モデルは、
M=R(−α)R(φ)R(−△φ)Mj-1Λ R(−△φ)・M1R(−△φ)M0R(α)
と表示され、そのうち、R(α)とR(−α)は座標系変換表示式とされ、αは第0層液晶分子の配向角度であり、Mkは各1層の液晶の電場表示式を代表することを特徴とする、液晶パラメータ測定の方法としている。
請求項17の発明は、請求項13記載の液晶パラメータ測定の方法において、求められる液晶光学パラメータは、配向角度、ねじれ角、液晶厚さ及びプレティルト角の少なくとも一つとされることを特徴とする、液晶パラメータ測定の方法としている。
請求項18の発明は、請求項13記載の液晶パラメータ測定の方法において、求められる液晶光学パラメータは、配向角度、ねじれ角、液晶厚さ及びプレティルト角の少なくとも一つとされ、該液晶分割層理論モデルと測定信号のフィッティング或いは対比原理により求められることを特徴とする、液晶パラメータ測定の方法としている。
(1)偏光測定技術に新規な液晶理論モデルを組合せ、ねじれ角とプレティルト角の厚さ方向の変化を同時に考慮し、複数の液晶パラメータを同時計算できる。
(2)この液晶分割層理論モデルを組み合わせて、異なるタイプの液晶態様の光学特性を解析できる。ゆえに、産業の多元化の要求に符合する。
(3)三次元ディスプレイのマイクロ位相差膜(micro retarder)の光学複屈折特性の測定に応用可能である。
φk=α+(k/j)φ
と表示可能で、そのうち、αは第0層液晶分子1の配向角度であり、第0層液晶分子1と第k層液晶分子3の遅軸(slow axis)のx−y平面上の投影の差の値はすなわちねじれ角φとされ、ゆえに、隣り合う液晶分子のねじれ角差は、
△θ=φ/j
とされる。
θk=θ−2θ(k/j)
と表示可能で、そのうち、θは第0層液晶分子1のプレティルト角とされ、すなわち、隣り合う液晶分子のプレティルト角差は、
△θ=−2θ/j
と表示できる。
M=R(−α)R(φ)R(−△φ)Mj-1Λ R(−△φ)・M1R(−△φ)M0R(α)
と表示され、そのうち、R(α)とR(−α)は座標系変換表示式とされ、αは第0層液晶分子の配向角度である。Mは各1層の液晶の電場表示式であり、分割層数量が十分に多くなると、各1層の液晶は均質(Homogeneous)特性であると見なすことができる。分割層の計算過程中、ねじれ角差は座標系変換表示式R(−△φ)により修正されなければならない。プレティルト角差は各1層を計算する時、θkの数値を修正する。
電圧調整位相シフタ310の方位角αが不変で、線偏光ジェネレータ301の入射線偏光方位角pと電圧調整位相シフタ310の位相rは時間に伴い変化する関数の方式でフィッティングにより求められる。
波長板303の位相rが不変で、入射線偏光106方位角pと波長板303の方位角αが時間に伴い変化する関数の方式でフィッティングにより求められる。
偏光総強度I[45°,45°,0°]+I[45°,45°,90°]を考慮して正規化演算を行う。
偏光総強度I[45°,45°,90°]+I[45°,135°,90°]を考慮して正規化演算を行う。
103 測定サンプル 104 偏光分析器
105 データ処理装置 106 入射線偏光
107 透過光 X 測定サンプルの回転軸線
115 分割層理論モデル 125 液晶光学パラメータ
201 第1電気コントローラ 202 第2電気コントローラ
301 偏光器 302 回転プラットフォーム
303 波長板 304 回転プラットフォーム
305 偏光検出器 306 光受信器
307 光学フィルタ 308 電圧調整位相シフタ
309 波長板 310 電圧調整位相シフタ
Claims (18)
- 液晶パラメータ測定の装置において、
光源からの入射光を受け取り並びに該入射光より複数の入射線偏光を抽出する線偏光ジェネレータと、
該線偏光ジェネレータに接続されて該線偏光ジェネレータを調整して該線偏光ジェネレータに異なる方位角の該線偏光を発生させる第1電気コントローラと、
中心方向軸線が該線偏光と傾斜夾角を形成する測定サンプルと、
該測定サンプルを透過した透過光を受け取る偏光分析器と、
該偏光分析器に接続されて該偏光分析器を調整し、特定の偏光強度を抽出させる第2電気コントローラと、
該装置の後端に置かれ、該偏光分析器より抽出された偏光データを受け取り、液晶分割層理論モデルにより、少なくとも一つの液晶光学パラメータを求めるデータ処理装置と、 を包含したことを特徴とする、液晶パラメータ測定の装置。 - 請求項1記載の液晶パラメータ測定の装置において、該線偏光ジェネレータは、偏光器と第1回転プラットフォームを包含し、該偏光器は該第1回転プラットフォームに固定され、該第1電気コントローラにより該第1回転プラットフォームが制御されることで異なる方位角の線偏光が生成され、並びに設定された傾斜角度で該測定サンプルに投射されることを特徴とする、液晶パラメータ測定の装置。
- 請求項1記載の液晶パラメータ測定の装置において、該偏光分析器は波長板、第2回転プラットフォーム、偏光検出器及び光受信器を包含し、該波長板は該第2回転プラットフォームに固定され、該第2電気コントローラにより該第2回転プラットフォームが制御されて、特定の偏光強度が抽出され、並びに該光受信器により受信された光強度変化が電流或いは電圧情報に変換されることを特徴とする、液晶パラメータ測定の装置。
- 請求項1記載の液晶パラメータ測定の装置において、該線偏光ジェネレータはさらに偏光器、前処理電圧調整位相シフタと波長板を包含し、該偏光器の前に光学フィルタが設置され、且つ該波長板は該光学フィルタの波長の4分の1に対応し、該光学フィルタにより光源の特定波長が抽出され、該線偏光ジェネレータにより線偏光が抽出され、該第1電気コントローラにより該前処理電圧調整位相シフタが制御され、該線偏光ジェネレータに異なる方位角の線偏光を生成させ、並びに設定された傾斜角度で該測定サンプルに投射させることを特徴とする、液晶パラメータ測定の装置。
- 請求項1記載の液晶パラメータ測定の装置において、該偏光分析器は、さらに第2電圧調整位相シフタ、偏光検出器、及び光受信器を包含し、該偏光分析器が該測定サンプルをい透過した透過光を分析し、該第2電気コントローラが該第2電圧調整位相シフタの位相を調整し、特定の偏光強度を抽出し、該光受信器により受信した光強度変化を電流或いは電圧情報に変換することを特徴とする、液晶パラメータ測定の装置。
- 請求項1記載の液晶パラメータ測定の装置において、該測定サンプルは傾斜機構の上に置かれ、さらに該傾斜機構を回転させる方式により、該測定サンプルの中心方向軸線と該線偏光に傾斜夾角を形成させることを特徴とする、液晶パラメータ測定の装置。
- 請求項1記載の液晶パラメータ測定の装置において、該線偏光ジェネレータを回転させることにより、該測定サンプルの中心方向軸線と該線偏光に傾斜夾角を形成させ、該偏光分析器も対応する回転により該測定サンプルを透過した透過光を受け取ることを特徴とする、液晶パラメータ測定の装置。
- 請求項1記載の液晶パラメータ測定の装置において、該液晶分割層理論モデルはジョーンズマトリクス或いは拡張ジョーンズマトリクスを使用して展開されることを特徴とする、液晶パラメータ測定の装置。
- 請求項1記載の液晶パラメータ測定の装置において、該液晶分割層理論モデルは、
M=R(−α)R(φ)R(−△φ)Mj-1Λ R(−△φ)・M1R(−△φ)M0R(α)
と表示され、そのうち、R(α)とR(−α)は座標系変換表示式とされ、αは第0層液晶分子の配向角度であり、Mkは各1層の液晶の電場表示式を代表することを特徴とする、液晶パラメータ測定の装置。 - 請求項1記載の液晶パラメータ測定の装置において、抽出される該特定の偏光強度は、線偏光、異なる楕円率と異なる旋回性の偏光特性を包含することを特徴とする、液晶パラメータ測定の装置。
- 請求項1記載の液晶パラメータ測定の装置において、求められる液晶光学パラメータは、配向角度、ねじれ角、液晶厚さ及びプレティルト角の少なくとも一つとされることを特徴とする、液晶パラメータ測定の装置。
- 請求項1記載の液晶パラメータ測定の装置において、求められる液晶光学パラメータは、配向角度、ねじれ角、液晶厚さ及びプレティルト角の少なくとも一つとされ、該液晶分割層理論モデルと測定信号のフィッティング或いは対比原理により求められることを特徴とする、液晶パラメータ測定の装置。
- 液晶パラメータ測定の方法において、
開始するために少なくとも一つの液晶光学パラメータを入力し、
傾斜角度を設定して光源から特定偏光成分を抽出して設定した傾斜角度で測定サンプルに投射し、
特定光強度の信号を取得し、各傾斜角度の光強度信号を測定開始し、そのとき偏光分析器を使用して該測定サンプルを透過した特定の偏光強度を抽出し、
理論モデルと該特定の偏光強度の信号を対比又はフィッティングし、その時理論モデルと少なくとも一つの測定信号を使用し、該偏光強度とデータ処理装置に構築した液晶分割層理論モデルにより、少なくとも一つの液晶光学パラメータを得、
以上のステップを包含することを特徴とする、液晶パラメータ測定の方法。 - 請求項13記載の液晶パラメータ測定の方法において、抽出される該特定の偏光強度は、線偏光、異なる楕円率と異なる旋回性の偏光特性を包含することを特徴とする、液晶パラメータ測定の方法。
- 請求項13記載の液晶パラメータ測定の方法において、該液晶分割層理論モデルはジョーンズマトリクス或いは拡張ジョーンズマトリクスを使用して展開されることを特徴とする、液晶パラメータ測定の方法。
- 請求項13記載の液晶パラメータ測定の方法において、該液晶分割層理論モデルは、
M=R(−α)R(φ)R(−△φ)Mj-1Λ R(−△φ)・M1R(−△φ)M0R(α)
と表示され、そのうち、R(α)とR(−α)は座標系変換表示式とされ、αは第0層液晶分子の配向角度であり、Mkは各1層の液晶の電場表示式を代表することを特徴とする、液晶パラメータ測定の方法。 - 請求項13記載の液晶パラメータ測定の方法において、求められる液晶光学パラメータは、配向角度、ねじれ角、液晶厚さ及びプレティルト角の少なくとも一つとされることを特徴とする、液晶パラメータ測定の方法。
- 請求項13記載の液晶パラメータ測定の方法において、求められる液晶光学パラメータは、配向角度、ねじれ角、液晶厚さ及びプレティルト角の少なくとも一つとされ、該液晶分割層理論モデルと測定信号のフィッティング或いは対比原理により求められることを特徴とする、液晶パラメータ測定の方法。
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