JPH04307312A - 液晶セルのギャップ厚測定方法 - Google Patents

液晶セルのギャップ厚測定方法

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JPH04307312A
JPH04307312A JP3071150A JP7115091A JPH04307312A JP H04307312 A JPH04307312 A JP H04307312A JP 3071150 A JP3071150 A JP 3071150A JP 7115091 A JP7115091 A JP 7115091A JP H04307312 A JPH04307312 A JP H04307312A
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crystal cell
light
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thickness
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Tomokuni Inoue
井上　友邦
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Otsuka Electronics Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、液晶セルのギャップ厚
を測定する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】液晶表示素子は、各種のディスプレイ装
置に使用されているが、液晶表示素子の表示にムラが生
ずると、ディスプレイとしての能力が低下する。この表
示ムラを起こす原因として、液晶セルのギャップの厚み
の不均一があげられる。
【０００３】このため、液晶セルのギャップの厚みを正
確に測定する方法の開発が望まれている。例えば、特開
平２−１１８４０６号公報は、液晶が光学異方性を示す
ことから、常光線と異常光線との複屈折位相差（リター
デーション）Ｒを実験的に求め、ギャップ厚を求める方
法を示している。
【０００４】すなわち、直交ニコルの状態で薄膜干渉を
起こさせて、波長を変えながら出力光の強度を測定し、
極大値又は極小値を示す時の次数ｍに対応する波長λｏ
　を求めて、それから次式に従ってリターデーションＲ
を求める。 Ｒ／λｏ　＝ｍ そして、常光線の屈折率ｎｏ　と異常光線の屈折率ｎｅ
　との差Δｎを既知として、リターデーションＲに対応
するギャップ厚ｄを求める方法である。
【０００５】Ｒ＝Δｎ・ｄ
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところが、前記の方法
は、一般的な異方性光学結晶には適用可能であるが、ツ
イストネマティック液晶（ＴＮ液晶）に代表されるよう
な分子配列方向が空間的に変化する液晶には、適用する
ことができない。一方、ＴＮ液晶に適用される光の伝搬
を記述する式が見出されている（Ｈ．Ｌ．Ｏｎｇ，Ａｐ
ｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．５１（１８），　２　Ｎｏ
ｖｅｍｂｅｒ　１９８７，　ｐｐ１３９８−１４００）
。
【０００７】この文献によれば、アナライザー、ポララ
イザーの配向方向、液晶の屈折率、ツイスト角、液晶分
子の基板に対する角度（プレティルト角）、及びギャッ
プ厚の関係を一般的に記述する式（この文献に記されて
いる（３）式）が示されている。そこで、本発明は、Ｔ
Ｎ液晶に適用される光の伝搬を記述する前記式を適用す
ることによって、ＴＮ液晶のギャップ厚を精密に測定す
ることができる方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの請求項１記載の液晶セルのギャップ厚測定方法は、
ポラライザーと、アナライザーとの間にツイスト角Θの
液晶セルを挿入し、ポラライザーの偏光角を液晶セルの
光入射面の配向方向から４５°傾け、アナライザーの偏
光角を液晶セルの光出射面の配向方向からさらに４５°
傾けた状態で、アナライザーの透過光の強度を測定し、
測定された光強度に基づいて複屈折位相差ｄΔｎを演算
し、この複屈折位相差ｄΔｎと既知である液晶セルの複
屈折率差Δｎとから液晶セルのギャップ厚ｄを測定する
方法である。
【０００９】
【作用】上記の構成によれば、光線の波長をλ、ＴＮ液
晶の正常屈折率をｎｏ，　異常屈折率をｎｅ　、プレテ
ィルト角を０°、ＴＮ液晶のギャップ厚ｄ、ＴＮ液晶の
ツイスト角をΘ、ＴＮ液晶の入射面の配向角を０°、ポ
ラライザーの偏光角を４５°、アナライザーの偏光角を
（Θ＋４５°）とすると、アナライザーで検出される光
線強度は、前記文献に記された（３）式を用いて、ｃｏ
ｓ２　｛Θ（１＋ｕ２　）１／２　｝という非常に簡単
な式で表される。ここに、ｕ＝πｄ（ｎｅ　−ｎｏ　）
／Θλ である。
【００１０】よって、波長λを変化させながら極大強度
となる波長λ０　、次数ｍ０　を測定すると、　　　　
（ｎｅ　−ｎｏ）ｄ＝λ０　（ｍ０　２　−Θ２　／π
２　）１／２　　　　　（１）という式が得られる。Ｔ
Ｎ液晶のツイスト角Θは基板の配向角によって決定され
ており、ｎｅ　−ｎｏは液晶の光学的特性として予め決
まっているので、（１）式によりギャップ厚ｄを決定す
ることができる。
【００１１】従来の方法では、 （ｎｅ　−ｎｏ）ｄ＝ｍ０　λｏ としていたのに比較して、ＴＮ液晶のツイスト角Θが考
慮されているところに特徴がある。また、極小強度とな
る場合は、（１）式に代えて、 　　（ｎｅ　−ｎｏ）ｄ＝λ０　｛（ｍ０　−１／２　
）２　−Θ２　／π２　｝１／２　（２）という式にな
る。
【００１２】
【実施例】以下実施例を示す添付図面によって詳細に説
明する。図１は、本発明を実施するための装置の基本構
成を示すもので、白色光源１と、この白色光源１からの
光を集光するレンズ２と、単色光を取り出すモノクロメ
ータ３と、入射光の偏光方向（図中Ｘで表示する）に対
して４５°傾いたポラライザー４と、入射面５１の配向
が入射光の偏光方向と等しくツイスト角ΘのＴＮ液晶セ
ル５と、ＴＮ液晶セル５の出射面５２の配向方向に対し
てさらに４５°偏光面が傾いたアナライザー６と、光検
出器７とから構成されている。
【００１３】モノクロメータ３は例えば、凹面回折格子
を使用し、ローランドの円上に入射スリットを置き、同
じくローランドの円に沿って射出スリットを移動させて
所望の波長の光を取り出す構造になっている。ポラライ
ザー４、アナライザー６は、例えばポラライザーロイド
膜のような直線偏光膜、ニコルプリズムやグラントムソ
ンプリズムのような異方性物質の透過を利用した偏光器
が用いられる。
【００１４】ＴＮ液晶セル５は、２枚のガラス基板の間
にスペーサを介して液晶を満たしたもので入射面５１の
配向と出射面５２の配向とが角度Θだけずれている。光
検出器７は、光電管、光導電セル、フォトダイオード等
が用いられる。この構成の実施例において、白色光源１
を点灯してモノクロメータ３の回転角を変えながら観察
すると、図２、図３に示すような透過率の変化が現れる
。
【００１５】透過率が極大となる波長の最も長いもの（
次数ｍ＝１）を観測して前記（１）式に代入すると、リ
ターデーション Ｒ＝（ｎｅ　−ｎｏ）ｄ を求めることができる。したがって、膜厚ｄを求めるこ
とができる。透過率が極小となる波長の最も長いもの（
次数ｍ＝１）を観測して前記（２）式に代入しても、リ
ターデーションを求めることができ、膜厚ｄを求めるこ
とができる。
【００１６】なお、実際の装置では、透過率を算出する
ときには、ＴＮ液晶セル５を取り除いて、ポラライザー
４とアナライザー６との偏光角を同一にして測定したリ
ファレンスデータを用いて、白色光源１やモノクロメー
タ３の波長依存特性を補正している。従って、カラー液
晶のギャップ厚も精度よく測定することができる。また
、測定結果は、パーソナルコンピュータに記憶させ、上
の式（１）（２）に従って、自動的に演算させることも
できる。
【００１７】
【発明の効果】以上のように本発明の液晶セルのギャッ
プ厚測定方法によれば、非常に簡単な式を用いて、液晶
のねじれ効果を考慮した、液晶の持つ複屈折位相差を測
定することができるので、あらゆるツイスト角を持つ液
晶のギャップ厚を測定することができる。
【００１８】したがって、液晶セルの厚みの分布と均一
性を管理し、均一性の悪いものは排除することができる
ので、色ムラのない良品質の液晶セルを選別することが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施する装置の概略図である。
【図２】光極大強度を示すグラフである。
【図３】光極小強度を示すグラフである。
【符号の説明】
１　　　　光源 ３　　　　モノクロメータ ４　　　　アナライザー ５　　　　液晶セル ６　　　　ポラライザー ７　　　　光検出器

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】光源と、光源の光線に含まれる所望の波長
    の光を選択透過させる単色計と、単色計から射出された
    光の直線偏光成分を透過させるポラライザーと、ポララ
    イザーの透過光から一定方向の直線偏光成分を透過させ
    るアナライザーと、アナライザーの透過光の強度を測定
    する光検出器とを利用して、前記ポラライザーと、アナ
    ライザーとの間にツイスト角Θの液晶セルを挿入し、ポ
    ラライザーの偏光角を液晶セルの光入射面の配向方向か
    ら４５°傾け、アナライザーの偏光角を液晶セルの光出
    射面の配向方向からさらに４５°傾けた状態で、アナラ
    イザーの透過光の強度を測定し、測定された光強度に基
    づいて複屈折位相差ｄΔｎを演算し、この複屈折位相差
    ｄΔｎと既知である液晶セルの複屈折率差Δｎとから液
    晶セルのギャップ厚ｄを測定する液晶セルのギャップ厚
    測定方法。
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