JP3363743B2 - 光学的異方性測定装置及びそれを用いた光学的異方性測定方法 - Google Patents
光学的異方性測定装置及びそれを用いた光学的異方性測定方法Info
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Description
的異方性を測定する光学的異方性測定装置及びそれを用
いた光学的異方性測定方法に係り、特に液晶セルにおけ
るプレチルト角の算出に用いて好適な光学的異方性測定
装置及びそれを用いた光学的異方性測定方法に関する。
性を測定する装置が種々の分野で用いられている。以
下、液晶デバイスにおけるプレチルト角の算出を例に説
明する。
処理等の配向処理が一般に行なわれている。そして、こ
の配向処理によって、液晶分子は液晶デバイスの基板面
に対してある角度をなして配向されることとなるが、そ
の角度をプレチルト角という。
ト角の大きさに依存し、プレチルト角の大きさが不均一
な部分には配向欠陥が発生するおそれがある。したがっ
て、このプレチルト角を測定することは、液晶の配向状
態の把握に不可欠であり、延ては液晶デバイスの光学性
能の把握に不可欠である。また、このようなプレチルト
角を測定することは、ラビングにより液晶分子が配向さ
れる現象を解明する上で重要であり、プレチルト角が均
一でより欠陥のない液晶デバイスを開発・製造する上で
も重要である。
とにより、液晶デバイス中のプレチルト角の大きさを算
出する方法が広く知られている。そして、このような光
学的異方性を測定する装置の一例として、図1に示す装
置が用いられている。
る方法の一つである全反射法によるプレチルト角測定に
用いることができる。その方法について説明する。
の構造を示す模式図である。この光学的異方性測定装置
1は半球状のガラス部材(以下、“半球ガラス”とす
る)2を備えており、この半球ガラス2は平面部2aと
球面部2bとを有している。そして、図2に詳示するよ
うに、この平面部2aに対向する位置にはガラス基板3
が配置されているが、これらのガラス基板3及び平面部
2aの表面には透明電極5や配向膜6がそれぞれ形成さ
れている。そして、ガラス基板3と平面部2aとはシー
ル部材7によって貼り合わされており、それらの間に
は、被検体としての液晶9が挟持されている。
aと直交する回転軸Cを中心に回転するように回転自在
に支持されている。
側)にはHe−Neレーザ装置10が配置されており、
平面部2aに対して斜め下から光束A(以下、He−N
eレーザ装置10から出射されて液晶9に入射される光
束を“入射光束A”とする)を出射するように構成され
ている。また、半球ガラス2の他側(図示右側)には光
検知器11が配置されており、液晶9の界面にて全反射
された光束B1 (以下、このように全反射される光束B
1 を“反射光束B1 ”とする)を検知するように構成さ
れている。
装置10との間には偏光子12が配置されており、He
−Neレーザ装置10からの入射光束Aを直線偏光する
ように構成されている。またさらに、半球ガラス2と光
検知器11との間には検光子13が配置されており、こ
の検光子13は、偏光子12と直交する偏光方向を有し
ている。
よる光学的異方性測定方法(プレチルト角の算出方法)
について説明する。
入射光束Aは、偏光子12によって直線偏光された上で
半球ガラス2に入射され、液晶9の界面にて全反射す
る。また、この全反射の際にはエバネッセント波が発生
し、この波は液晶9の内部に一旦侵入した後に反射され
る。なお、このエバネッセント波は、界面近傍の液晶分
子の光学的異方性によりその偏光状態が変化する。
光束B1 は、いったん収束して、検光子13を通過する
が、その際、偏光子12と直交する偏光方向を有する成
分の光束のみが検光子13を通過し、光検知器11に到
達する。
て回転させた場合、入射光束Aの電場ベクトルの向きに
対し、液晶9の液晶分子の向きを表す単位ベクトルであ
るダイレクタの向きが相対的に変化する。
て、半球ガラス2から出射される反射光束B1 の偏光状
態が変化する。そして、半球ガラス2の回転角に対して
光検知器11の出力をプロットすると、例えば図3に示
すような液晶の光学的異方性を示す特性曲線が得られ
る。ここで、強度の極大値をImax とし、極小値をImi
nとした場合、それらの比(Imax /Imin )からプレ
チルト角の大きさを算出することができる。なお、プレ
チルト角が大きいとImax /Imin は小さくなり、プレ
チルト角が小さいとImax /Imin は大きくなる。
置1は、全反射の際に生ずるエバネッセント波と液晶分
子との相互作用に伴う反射光束B1 の偏光状態の変化か
ら、液晶の光学的異方性を測定しプレチルト角を算出す
るものである。
域にしか届かないという性質を有することから、上述し
た光学的異方性測定装置によれば、液晶9と配向膜6と
の界面近傍における液晶9の光学的異方性の測定ができ
る。
定装置の構造を示す図である。
12と半球ガラス2との間に入射側光学系21が配置さ
れていて、入射光束Aが収束されるように構成されてい
る。また、半球ガラス2と検光子13との間には出射側
光学系24が配置されている。
面部2aには液晶セル22が載置されている。この液晶
セル22は、図5に示すように、一対のガラス基板2
3,23を有しており、これらのガラス基板23の内面
には透明電極5や配向膜6がそれぞれ形成されている。
そして、これらのガラス基板23はシール部材7によっ
て貼り合わされており、それらの間には被検体としての
液晶9が挟持されている。
には屈折率マッチング液25が充填されており、液晶セ
ル22の屈折率と、半球ガラス2の屈折率と、屈折率マ
ッチング液25の屈折率とはほぼ等しく設定されてい
る。
入射側光学系21から出射された光束Aは全て臨界角θ
cよりも大きな角度で入射されるように構成されていた
ため、測定領域径(長径)は8μm程度であった。
程度とし、液晶9の屈折率を1.6程度とした場合、臨
界角θcは約62.7°となるが、光束Aは、62.7
°から90°の範囲の角度で入射させ、そのために、入
射側光学系21のN.A.(Numerical Ap
erture)を0.24より小さくしていた。そし
て、この場合、光束Aの波長を632.8nmとする
と、光束径は最小で1.8μmφ(実際には、光学系の
収差等のため2μmφ以上)となる。ここで、上述した
全反射法においては、光束Aは液晶9に対して大きな傾
きを持って入射されるため、液晶9の界面での光束照射
領域は楕円形状となって、長軸は8μmφ程度であっ
た。
イ等に用いられる一般的な液晶デバイスにおいては、1
つの画素の大きさは数10〜数100μm角程度の大き
さであり、1つの画素における配向状態を画素単位に測
定して画素間の配向状態を比較するには、測定領域も微
小化させる必要があった。また、1つの画素における配
向状態のムラを検知するには測定領域を微小化させる必
要があった。特に、配向欠陥の中には8μm以下の大き
さのものも少なくなく、このような微小欠陥の発見には
測定領域の微小化が不可欠であった。
(長径)が8μm以上であったため、そのような微小な
配向欠陥の発見が困難で、欠陥発生部分と他の部分との
配向状態の比較が困難であった。そのため、液晶9の配
向状態を正確に検知することができず、また、欠陥発生
のメカニズムの解明が困難であった。
液晶内部(以下、“バルク部分”とする)とで異なる場
合も少なくなかった。しかし、従来は液晶界面での配向
状態のみを測定するだけであったため、ラビング工程の
解明や駆動電圧の最適化のための情報としては不十分で
あった。
態も変化するため、非駆動状態でのみプレチルト角を測
定しても、十分な情報とはならなかった。
る光学的異方性測定装置及びそれを用いた光学的異方性
測定方法を提供することを目的とするものである。
向欠陥を検知できる光学的異方性測定装置及びそれを用
いた光学的異方性測定方法を提供することを目的とする
ものである。
ムを解明し、欠陥の無いデバイスを開発する上で有効な
光学的異方性測定装置及びそれを用いた光学的異方性測
定方法を提供することを目的とするものである。
のみならず内部における光学的異方性を測定する光学的
異方性測定装置及びそれを用いた光学的異方性測定方法
を提供することを目的とするものである。
配向状態を検知できる光学的異方性測定装置及びそれを
用いた光学的異方性測定方法を提供することを目的とす
るものである。
かもその測定領域が微小である光学的異方性測定装置及
びそれを用いた光学的異方性測定方法を提供することを
目的とするものである。
晶の配向状態を測定できる光学的異方性測定装置及びそ
れを用いた光学的異方性測定方法を提供することを目的
とするものである。
みなされたものであって、光学的異方性が測定される被
検体と、該被検体を保持する透明な被検体保持手段と、
前記被検体に対して光束を照射する光源と、該光源と前
記被検体との間に配置されて、前記光源からの光束を収
束させる入射側光学系と、前記被検体にて全反射された
光束を検知する第1の光検知器と、を備え、かつ、前記
光束は、臨界角よりも小さな角度で前記被検体に入射し
て該被検体を透過する光束と、臨界角よりも大きな角度
で前記被検体に入射して前記被検体にて全反射する光束
から成るように、前記光源及び前記入射側光学系を配置
した、ことを特徴とする。
は、前記臨界角をθcとした場合に、
のN.A.が0.94以下である、ようにしてもよい。
するように第2の光検知器を配置し、かつ、前記第1の
光検知器と前記第2の光検知器とによって、前記被検体
の光学的異方性を検知する、ようにすると好ましい。
が、前記被検体保持手段とガラス基板との間に挟持され
てなり、前記液晶の配向状態を検知する、ようにしても
よい。
が一対のガラス基板に挟持されて液晶セルを構成し、該
液晶セルが前記被検体保持手段に保持され、これら液晶
セルと被検体保持手段との間に屈折率マッチング液が充
填され、前記ガラス基板と前記被検体保持手段と前記屈
折率マッチング液との屈折率をほぼ等しくし、かつ、前
記液晶の配向状態を検知する、ようにすることが好まし
い。
え、かつ、前記液晶セルがこれら2つの被検体保持手段
の間に挟持されて保持される、ようすることがさらに好
ましい。
に対して移動させることに基づき、測定箇所を変更可能
としてもよい。
駆動させた状態で検知する、ようにしてもよい。ここ
で、液晶を駆動させた状態とは、液晶の光透過率あるい
は散乱強度を経時変化させている状態をいう。
部と平面部とを有する半球状のガラス部材であり、前記
光源からの光束が前記被検体保持手段を介して前記被検
体に照射される、ようにしてもよい。
検体に光束を入射させると共に、該被検体にて全反射さ
れた光束を第1の光検知器によって検知して光学的異方
性を測定する光学的異方性測定方法において、前記光束
は、臨界角よりも小さな角度で前記被検体に入射して該
被検体を透過する光束と、臨界角よりも大きな角度で前
記被検体に入射して前記被検体にて全反射する光束から
成るように、前記光源及び前記入射側光学系を配置し
た、ことを特徴とする。
1の光検知器によって検知すると共に、前記被検体を透
過した光束を第2の光検知器によって検知する、ように
すると好ましい。
対のガラス基板に挟持されて液晶セルを構成し、該液晶
セルを前記被検体保持手段に保持させ、これら液晶セル
と被検体保持手段との間に、前記ガラス基板及び前記被
検体保持手段と屈折率が等しい屈折率マッチング液を充
填し、前記液晶セルを前記被検体保持手段に対して移動
させることに基づき、測定箇所を変更する、ようにして
もよい。
駆動させた状態で検知するようにしてもよい。
れた光束は、被検体にて全反射され、第1の光検知器に
よって検知される。ここで、光束の一部が臨界角よりも
小さな角度で前記被検体に照射されて該被検体を透過す
るように、前記光源及び前記入射側光学系を配置してい
るため、測定領域が微小化される。
施の形態について説明する。なお、図4及び図5に示す
ものと同一部分は同一符号を付して説明を省略する。
て、図6及び図7に沿って説明する。
方性測定装置の構成を示す概略図である。
保持手段としての半球状の透明なガラス部材2(以下、
“半球ガラス2”とする)を2つ備えている。これらの
半球ガラス2は、平面部2aと球面部2bとをそれぞれ
有しており、これらの平面部2a,2aが所定距離を開
けて対向するように、配置されている。
5に示した液晶セル22が挟持されて保持されている
(図7参照)。この液晶セル22は、上述したように一
対のガラス基板23を有しており、これらのガラス基板
23の間には液晶(被検体)9が挟持されている。
の間には屈折率マッチング液25が充填されており、液
晶セル22の屈折率と、半球ガラス2の屈折率と、屈折
率マッチング液25の屈折率とはほぼ等しく設定されて
いる。具体的には、半球ガラス2の屈折率と屈折率マッ
チング液25の屈折率との差、及び、屈折率マッチング
液25の屈折率とガラス基板23の屈折率との差は、そ
れぞれ±0.05以内であることが好ましい。
すようにHe−Neレーザ装置(光源)10や偏光子1
2が配置されており、偏光子12と半球ガラス2との間
には入射側光学系31が配置されている。また、これら
のHe−Neレーザ装置10や偏光子12や入射側光学
系31は、光束Aの一部が、臨界角θcよりも小さな角
度で入射され、液晶9を透過するように配置されている
(以下、このように液晶9を透過する光束B2 を“透過
光束B2 ”とする)。
umerical Aperture)は、
設定している。
出射側光学系32や検光子13や光検知器(第1の光検
知器)11が配置されており、液晶界面で全反射された
反射光束B1 を光検知器11によって検知して、光学的
異方性を測定し、液晶界面での配向状態を検知できるよ
うに構成されている。
94以下とした理由は、次の通りである。
の一部(反射光束B1 )は光検知器11の側(図7にお
ける右下側)に全反射される必要があり、また一部B2
は液晶9を透過するものの、光検知器11が配置されて
いない側(図7における左下側)に全反射される必要は
無い。そのためには、入射光(入射光束Aを構成する任
意の光線)と回転軸Cとがなす角度をθとすると、該角
度θ(該任意の光線が左下から入射される場合を
“正”、右下から入射される場合を“負”とする)は、 −θc≦θ≦+90° とするとよい。そして、全反射の臨界角θcを50°と
すると、入射側光学系31のN.A.は最大で0.94
程度となる。
球に近い形状のものが好ましく用いられ、測定領域乃至
その近傍に曲率中心を有するものが好ましく用いられ
る。また、その材料としては、高屈折率ガラスが好適に
用いられる。具体的には、屈折率が1.7以上、より好
ましくは1.75以上の屈折率を有するガラス、例え
ば、重フリントガラス等が好適に用いられるが、必ずし
もガラスでなくても、光学的異方性を有さない透明な材
料で代用することもできる。
に相当する部材は、液晶9の屈折率よりも大きな屈折率
を有している必要がある。
用いたが、集光可能な光束を出射する装置であればどの
ようなものであっても良く、Arレーザ装置や半導体レ
ーザ装置の他、レーザ装置以外の光束出射装置を用いて
も良い。また、He−Neレーザ装置10等の光源は、
非点収差等の収差を持たない装置であることが好まし
く、出射される光束Aは、色収差を持たない単色光であ
ることが望ましい。
ーメーター、フォトマルチプライヤー等が用いられる
が、ダイナミックレンジの広いものが好ましい。
による光学的異方性測定方法(プレチルト角の算出方
法)について説明する。
装置10から出射された光束Aは、偏光子12を通過す
ることによって直線偏光され、入射側光学系31を通過
することによって収束され、半球ガラス2の球面部2b
から半球ガラス2内に入射される。
θcよりも大きな角度で液晶界面に入射され、その界面
で全反射される。また、この全反射の際にはエバネッセ
ント波が発生し、この波は液晶9の内部に一旦侵入し、
液晶分子によって偏光状態が変化された後に反射され
る。
1 は、半球ガラス2の球面部2bから出射されると共に
出射側光学系32によって収束され、偏光子12と直交
する偏光方向を有する成分の光束のみが検光子13を通
過して光検知器11に到達し、該光束の光強度Iが検知
される。
して回転させた場合、入射光束Aの電場ベクトルの向き
に対し、液晶9の液晶分子の向きを表す単位ベクトルで
あるダイレクタの向きが相対的に変化する。このため、
半球ガラス2の回転角に応じて、半球ガラス2から出射
される反射光束B1 の偏光状態が変化する。そして、半
球ガラス2の回転角に対して光検知器11の出力をプロ
ットすると、例えば図3に示したような液晶の光学的異
方性を示す特性曲線が得られる。ここで、強度の極大値
をImax とし、極小値をImin とした場合、それらの比
(Imax /Imin )が求まる。そして、この比(Imax
/Imin )と全反射の境界条件とをマクスウェルの方程
式に代入してこれを解くことにより、プレチルト角を算
出できる(H.P.Hinov et.al.,Rev
ue Phys.Appl.15(1980)1307
−1321、及び、Jiuzhi Xue et.a
l.,Appl.Phys.Lett.53(198
8)2397−2399)。
小さな角度で液晶9に入射するので、全反射することな
く、通常の反射光及び透過光(透過光束B2 )となって
出射する。ここで、この通常の反射光は全反射したエバ
ネッセント波とは異なり、偏光状態が変化していないた
め、検光子13を透過することができず、光検知器11
に検知されない。また、液晶セル22の上側には、屈折
率マッチング液25を挟んで半球ガラス2が配置されて
いるため、透過光束B2 は、それらの界面で全反射され
ることもなく、したがって光検知器11に検知されるこ
ともない。
る。
部が臨界角θcよりも小さな角度で入射されるように照
射しているため、液晶界面での光束照射領域は従来の楕
円形状から円形状に近づくこととなる。したがって、液
晶9に入射される光束Aは従来よりもさらに収束され
(具体的には、光束径を2μm以下にすることも可能と
なる)、それに伴って測定領域も微小化される。
0.94以下の範囲内で大きく設定した場合には、液晶
9に入射される光束Aはより一層収束され、それに伴っ
て測定領域も微小化される。
mとし、入射側光学系のN.A.を0.43とし、かつ
光束Aの入射角を63°とした場合、光束径は約1μm
(光束径=k・(入射光束Aの波長)/N.A.、k=
0.68)となり、測定領域径(長径)は約2.2μm
φとなる。また、同じ波長の光束や、光学系を使用する
場合でも、入射角を48°とすると、測定領域径(長
径)は約1.5μmφ(≒光束径/cos(光軸の入射
角))までさらに微小化される。ここで、入射光束Aの
波長を632.8nmよりも短くすれば、測定領域径を
さらに微小化することができる。
に測定領域が従来よりも微小化されるため、液晶の配向
状態(すなわち、配向状態の不均一性)を精度良く測定
でき、微小な配向欠陥を発見することも可能となる。そ
して、本装置30は、配向欠陥の発生メカニズムを解明
し、欠陥の無いデバイスを開発する上でも重要なものと
なる。
0は、アクティブマトリクス方式、単純マトリクス方式
を問わず種々の液晶デバイスについて使用することがで
き、製造ラインにて当該装置30を使用して配向ムラを
検知することにより、配向工程を改善するための有効な
情報が得られ、また不良品を発見して製造品質を均一に
できる。
束Aの一部は、臨界角θcよりも小さな角度で液晶9に
入射するので、全反射することなく、通常の反射光及び
透過光(透過光束B2 )となって出射する。ここで、こ
の通常の反射光は全反射したエバネッセント波とは異な
り、偏光状態が変化していないため、検光子13を透過
することができず、光検知器11に検知されない。ま
た、液晶セル22の上側には、屈折率マッチング液25
を挟んで半球ガラス2が配置されているため、透過光束
B2 は、それらの界面で反射されることもない。したが
って、透過光束B2 が光検知器11に検知されてしまう
こともなく、光検知器11による測定精度が悪化するこ
ともない。
晶セル22の上側には半球状のガラス部材を配置した
が、プリズムを配置するようにしてもよい。
て、図8に沿って説明する。
ス2を透過する光束B2 の光路中に、出射側光学系51
と検光子52と光検知器(第2の光検知器)53とが配
置されており、この光検知器53によって透過光束B2
を検知するように構成されている。
実施の形態と同様である。
光学的異方性測定方法(プレチルト角の算出方法)につ
いて説明する。
して測定用の光束Aを出射させると、該光束Aは、偏光
子12によって直線偏光され、入射側光学系31によっ
て収束された上で、半球ガラス2を透過して液晶9に照
射される。
面にて全反射され、さらに出射側光学系32や検光子1
3を透過して光検知器(第1の光検知器)11に検知さ
れる。ここで、半球ガラス2を回転軸Cを中心にして回
転させて光強度の極大値と極小値との比(Imax /Imi
n )を求めることにより、上記第1の実施の形態と同様
の方法でプレチルト角を算出できる。
りも小さな角度で液晶9に入射されて該液晶9を透過す
る。その光路中には光検知器(第2の光検知器)53が
配置されているため、透過光束B2 の光強度やコントラ
スト、或はそれらの両方がその光検知器53によって検
知される。したがって、この検知結果に基づき、バルク
部分の配向状態(いわゆる明状態、暗状態などの液晶分
子の向きやそのバラツキ等)を算出することができる。
る。
おいて、液晶のスイッチング特性とプレチルト角とを同
時に測定することができ、ラビング工程の解明や駆動電
圧の最適化のために有効な情報が得られる。
第1の実施の形態と同様に光束Aの一部が臨界角θcよ
りも小さな角度で入射されるように構成しているため、
液晶界面での光束照射領域は円形状に近づくこととな
り、それに伴って測定領域も微小化される。
0.94以下の範囲内で大きく設定した場合には、液晶
9に入射される光束Aはより一層収束され、それに伴っ
て測定領域も微小化される。
においては半球ガラス2と液晶セル22とを別体とした
が、図2に示すように一体型にしてもよい。すなわち、
被検体である液晶9を、被検体保持手段としての半球ガ
ラス2とガラス基板3との間に挟持させるようにしても
よい。また、ガラス基板3を用いずに、2つの半球ガラ
ス2の間に液晶9を挟持させてもよい。
て、図9に沿って説明する。
置60は2つの半球ガラス61,62を備えており、下
側の半球ガラス61は上側の半球ガラス62よりも大き
く形成されている(以下、“下側半球ガラス61”及び
“上側半球ガラス62”とする)。
ラスホルダー63が取り付けられており、この半球ガラ
スホルダー63は、下側半球ガラス61の上方まで延設
されて、上側半球ガラス62を所定位置に保持してい
る。また、この半球ガラスホルダー63には液晶セルホ
ルダー65が移動自在に支持されており、このセルホル
ダー65は、同じく半球ガラスホルダー63に取り付け
られたコイルスプリング66によって図示右方向に付勢
されている。さらに、半球ガラスホルダー63にはマイ
クロメーター67が取りつけられており、このマイクロ
メーター67によって液晶セル22の位置を精度よく確
認できるようになっている。なお、これらのコイルスプ
リング66やマイクロメーター67は、図示のように1
つずつだけ設けても良いが、紙面垂直方向にもう一組設
けて2次元的に液晶セル22の位置を測定するようにし
てもよい。
2との間には屈折率マッチング液25が充填されてお
り、液晶セル22の移動が円滑となるように構成されて
いる。
って液晶セルホルダー65を高精度で移動できるように
しても良い。
置(不図示)が取りつけられており、半球ガラス61等
を回転軸Cを中心に回転できるように構成されている。
る。
球ガラス61,62の平面部に沿って移動して、測定箇
所を容易に変更することができる。したがって、配向状
態のムラや、配向欠陥の有無等を容易に検知できる。こ
のとき、マイクロメーター67によって測定位置を確認
できるため、配向ムラ等の測定が正確なものとなる。
実施の形態と同様に光束Aの一部が臨界角θcよりも小
さな角度で入射されるように構成しているため、液晶界
面での光束照射領域は円形状に近づくこととなり、それ
に伴って測定領域も微小化される。
0.94以下の範囲内で大きく設定した場合には、液晶
9に入射される光束Aはより一層収束され、それに伴っ
て測定領域も微小化される。
光束B2 を測定することにより、上述した第2の実施の
形態と同様、バルク部分の配向状態を検知できる。
て説明する。
図9に示した光学的異方性測定装置30,50,60を
用い、液晶セル22に電場を与えてこれを駆動しなが
ら、光学的異方性を測定する。
晶の配向状態を測定できる。
0を用いた場合には、駆動時における微小領域の配向状
態を測定できる。
50を用いた場合には、バルク部分の駆動時における配
向状態を測定できる。
装置60を用いた場合には、測定領域を容易に変更でき
る。
22に電場を与えて駆動するものとしたが、もちろんこ
れに限る必要はなく、熱、磁場等を与えて駆動するよう
にしてもよい。
光束の一部が臨界角よりも小さな角度で前記被検体に照
射されて該被検体を透過するように、前記光源及び前記
入射側光学系を配置したため、測定領域が微小化され
る。このような効果は、前記入射側光学系のN.A.
を、
対のガラス基板に挟持されて液晶セルを構成し、さらに
該液晶セルを前記被検体保持手段に保持させ、これら液
晶セルと被検体保持手段との間に屈折率マッチング液を
充填し、かつ前記ガラス基板と前記被検体保持手段と前
記屈折率マッチング液との屈折率をほぼ等しくした場合
には、第1の光検知器によって界面部分での液晶の配向
状態を測定できる。そして、本発明によれば、微小な配
向欠陥の発見をも可能にして、液晶の配向状態を正確に
検知することができる。さらに、配向欠陥の発生メカニ
ズムを解明し、欠陥の無いデバイスを開発する上で大変
重要な情報が得られる。この場合、前記被検体保持手段
を2つ配置して、前記液晶セルをこれら2つの被検体保
持手段の間に挟持させ保持するようにしても良い。
被検体保持手段とガラス基板との間に挟持された場合に
も、上述と同様の効果が得られる。
るように第2の光検知器を配置し、かつ、前記第1の光
検知器と前記第2の光検知器とによって、前記被検体の
光学的異方性を検知するようにした場合には、該被検体
の光学的異方性を詳細に測定できる。
対のガラス基板に挟持されて液晶セルを構成し、さらに
該液晶セルを前記被検体保持手段に保持させ、これら液
晶セルと被検体保持手段との間に屈折率マッチング液を
充填し、かつ前記ガラス基板と前記被検体保持手段と前
記屈折率マッチング液との屈折率をほぼ等しくした場合
には、前記第1の光検知器によって界面部分での液晶の
配向状態を把握でき、前記第2の光検知器によってバル
ク部分での液晶の配向状態を把握できる。そして、これ
らの配向状態の違いを評価することにより、ラビング工
程の解明や駆動電圧の最適化のために有効な情報が得ら
れる。この場合、前記被検体保持手段を2つ配置して、
前記液晶セルをこれら2つの被検体保持手段の間に挟持
させ保持するようにしても良い。
被検体保持手段とガラス基板との間に挟持された場合に
も、上述と同様の効果が得られる。
検体保持手段に保持させ、これら液晶セルと被検体保持
手段との間に屈折率マッチング液を充填し、かつ前記ガ
ラス基板と前記被検体保持手段と前記屈折率マッチング
液との屈折率をほぼ等しくした場合には、前記液晶セル
を前記被検体保持手段に対して移動でき、測定箇所を変
更できる。その結果、欠陥の無い部分と欠陥部分とで、
配向状態や液晶分子のスイッチング特性などを容易に比
較できる。
晶セルを駆動した場合には、駆動時における液晶の配向
状態を測定できる。
図。
図。
装置の構造を示す図。
装置の構造を示す図。
装置の構造を示す図。
Claims (14)
- 【請求項1】 光学的異方性が測定される被検体と、 該被検体を保持する透明な被検体保持手段と、 前記被検体に対して光束を照射する光源と、 該光源と前記被検体との間に配置されて、前記光源から
の光束を収束させる入射側光学系と、 前記被検体にて全反射された光束を検知する第1の光検
知器と、を備え、かつ、前記光束は、 臨界角よりも小さな角度で前記被検体に入
射して該被検体を透過する光束と、臨界角よりも大きな
角度で前記被検体に入射して前記被検体にて全反射する
光束から成るように、前記光源及び前記入射側光学系を
配置した、 ことを特徴とする光学的異方性測定装置。 - 【請求項2】 前記入射側光学系のN.A.は、前記臨
界角をθcとした場合に、 【式1】 を満たす、ことを特徴とする請求項1記載の光学的異方
性測定装置。 - 【請求項3】 前記入射側光学系のN.A.が0.94
以下である、 ことを特徴とする請求項2記載の光学的異方性測定装
置。 - 【請求項4】 前記被検体を透過した光束を検知するよ
うに第2の光検知器を配置し、かつ、 前記第1の光検知器と前記第2の光検知器とによって、
前記被検体の光学的異方性を検知する、 ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項記載の
光学的異方性測定装置。 - 【請求項5】 前記被検体が液晶であり、 該液晶が、前記被検体保持手段とガラス基板との間に挟
持されてなり、 前記液晶の配向状態を検知する、 ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項記載の
光学的異方性測定装置。 - 【請求項6】 前記被検体が液晶であり、 該液晶が一対のガラス基板に挟持されて液晶セルを構成
し、 該液晶セルが前記被検体保持手段に保持され、 これら液晶セルと被検体保持手段との間に屈折率マッチ
ング液が充填され、 前記ガラス基板と前記被検体保持手段と前記屈折率マッ
チング液との屈折率をほぼ等しくし、かつ、 前記液晶の配向状態を検知する、 請求項1乃至4のいずれか1項記載の光学的異方性測定
装置。 - 【請求項7】 前記被検体保持手段を2つ備え、かつ、 前記液晶セルがこれら2つの被検体保持手段の間に挟持
されて保持される、 ことを特徴とする請求項6記載の光学的異方性測定装
置。 - 【請求項8】 前記液晶セルを前記被検体保持手段に対
して移動させることに基づき、測定箇所を変更可能とし
た、 ことを特徴とする請求項6又は7記載の光学的異方性測
定装置。 - 【請求項9】 前記液晶の配向状態を、該液晶を駆動さ
せた状態で検知する、 ことを特徴とする請求項5乃至8のいずれか1項記載の
光学的異方性測定装置。 - 【請求項10】 前記被検体保持手段が、球面部と平面
部とを有する半球状のガラス部材であり、 前記光源からの光束が前記被検体保持手段を介して前記
被検体に照射される、ことを特徴とする請求項1乃至9
のいずれか1項記載の光学的異方性測定装置。 - 【請求項11】 入射側光学系を介して被検体に光束を
入射させると共に、該被検体にて全反射された光束を第
1の光検知器によって検知して光学的異方性を測定する
光学的異方性測定方法において、前記光束は、 臨界角よりも小さな角度で前記被検体に入
射して該被検体を透過する光束と、臨界角よりも大きな
角度で前記被検体に入射して前記被検体にて全反射する
光束から成るように、前記光源及び前記入射側光学系を
配置した、 ことを特徴とする光学的異方性測定方法。 - 【請求項12】 前記被検体を反射する光束を第1の光
検知器によって検知すると共に、前記被検体を透過した
光束を第2の光検知器によって検知する、 ことを特徴とする請求項11記載の光学的異方性測定方
法。 - 【請求項13】 前記被検体を液晶とし、 該液晶が一対のガラス基板に挟持されて液晶セルを構成
し、 該液晶セルを前記被検体保持手段に保持させ、 これら液晶セルと被検体保持手段との間に、前記ガラス
基板及び前記被検体保持手段と屈折率が等しい屈折率マ
ッチング液を充填し、 前記液晶セルを前記被検体保持手段に対して移動させる
ことに基づき、測定箇所を変更する、 ことを特徴とする請求項11又は12記載の光学的異方
性測定方法。 - 【請求項14】 前記液晶の配向状態を、該液晶を駆動
させた状態で検知する、 ことを特徴とする請求項13記載の光学的異方性測定方
法。
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN110212442A (zh) * | 2019-06-27 | 2019-09-06 | 国网湖南省电力有限公司 | 开关柜及其断路器小车位置检测装置与应用方法 |
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JP4895428B2 (ja) * | 2001-03-12 | 2012-03-14 | シンテック株式会社 | 液晶セルの配向パラメータ測定方法および測定装置 |
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CN102607814B (zh) * | 2012-03-27 | 2014-10-22 | 清华大学 | 一种光学元件各向异性检测装置 |
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-
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- 1997-06-05 JP JP14828397A patent/JP3363743B2/ja not_active Expired - Fee Related
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