JPH10206317A - 光学的異方性測定装置及び光学的異方性測定方法 - Google Patents
光学的異方性測定装置及び光学的異方性測定方法Info
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- JPH10206317A JPH10206317A JP697997A JP697997A JPH10206317A JP H10206317 A JPH10206317 A JP H10206317A JP 697997 A JP697997 A JP 697997A JP 697997 A JP697997 A JP 697997A JP H10206317 A JPH10206317 A JP H10206317A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】従来では算出不可能であった“大きなプレティ
ルト角”の算出を可能にする。 【解決手段】予め、プレティルト角と光強度との関係を
求めておく。そして、まず、偏光子１２及び検光子１３
の偏光方向を傾けない状態でＨｅ−Ｎｅレーザ装置１０
を起動し、光検知器１１によって光強度を測定する。プ
レティルト角が大きくて算出できない場合には、偏光子
傾動装置３２及び検光子傾動装置３３を起動し、偏光子
１２及び検光子１３の偏光方向を傾ける。そして、再
度、Ｈｅ−Ｎｅレーザ装置１０を起動し、光検知器１１
によって光強度を測定する。次に、測定した光強度を基
にして上述したプレティルト角との関係によりプレティ
ルト角を算出する。これにより、従来では算出不可能で
あった“大きなプレティルト角”の算出が可能となる。
ルト角”の算出を可能にする。 【解決手段】予め、プレティルト角と光強度との関係を
求めておく。そして、まず、偏光子１２及び検光子１３
の偏光方向を傾けない状態でＨｅ−Ｎｅレーザ装置１０
を起動し、光検知器１１によって光強度を測定する。プ
レティルト角が大きくて算出できない場合には、偏光子
傾動装置３２及び検光子傾動装置３３を起動し、偏光子
１２及び検光子１３の偏光方向を傾ける。そして、再
度、Ｈｅ−Ｎｅレーザ装置１０を起動し、光検知器１１
によって光強度を測定する。次に、測定した光強度を基
にして上述したプレティルト角との関係によりプレティ
ルト角を算出する。これにより、従来では算出不可能で
あった“大きなプレティルト角”の算出が可能となる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般的には、光学
的異方性を測定する光学的異方性測定装置及び光学的異
方性測定方法に係り、特に液晶セルにおけるプレティル
ト角の算出に用いて好適な光学的異方性測定装置及び光
学的異方性測定方法に関する。
的異方性を測定する光学的異方性測定装置及び光学的異
方性測定方法に係り、特に液晶セルにおけるプレティル
ト角の算出に用いて好適な光学的異方性測定装置及び光
学的異方性測定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、材料の光学的異方性の測定が
様々な分野で行なわれている。以下、液晶セルにおける
プレティルト角の算出に用いた例を説明する。
様々な分野で行なわれている。以下、液晶セルにおける
プレティルト角の算出に用いた例を説明する。
【０００３】液晶セルは一対のガラス基板を有してお
り、各ガラス基板の表面には透明電極や配向膜が形成さ
れている。また、基板間隙には液晶が挟持されている。
り、各ガラス基板の表面には透明電極や配向膜が形成さ
れている。また、基板間隙には液晶が挟持されている。
【０００４】このような液晶セルの製造に際してはラビ
ング処理等の配向処理が行なわれ、この配向処理によっ
て、液晶分子はガラス基板面に対してある角度（プレテ
ィルト角）をなして配向されることとなる。
ング処理等の配向処理が行なわれ、この配向処理によっ
て、液晶分子はガラス基板面に対してある角度（プレテ
ィルト角）をなして配向されることとなる。
【０００５】したがって、液晶の配向状態を把握した
り、液晶セルの基本的な特性を改善したり、配向欠陥の
ない液晶セルを開発するにはプレティルト角を測定する
ことが必要不可欠であり、そのために、全反射法を用い
た光学的異方性測定装置が利用されている。
り、液晶セルの基本的な特性を改善したり、配向欠陥の
ない液晶セルを開発するにはプレティルト角を測定する
ことが必要不可欠であり、そのために、全反射法を用い
た光学的異方性測定装置が利用されている。
【０００６】図１は、全反射法を用いた光学的異方性測
定装置の構造を示す模式図である。
定装置の構造を示す模式図である。
【０００７】この光学的異方性測定装置１は、被検体保
持手段としての半球状の透明なガラス部材（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。また、この
半球ガラス２は、その平面部２ａ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おり、半球
ガラス２の平面部２ａには、屈折率マッチング液３が塗
布されると共に液晶セル５が載置されている。
持手段としての半球状の透明なガラス部材（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。また、この
半球ガラス２は、その平面部２ａ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おり、半球
ガラス２の平面部２ａには、屈折率マッチング液３が塗
布されると共に液晶セル５が載置されている。
【０００８】この液晶セル５は、図２に詳示するよう
に、一対のガラス基板５１ａ，５１ｂ（以下、“上基板
５１ａ”並びに“下基板５１ｂ”とする）を有してお
り、これらの上下基板５１ａ，５１ｂの内面には透明電
極５２や配向膜５３がそれぞれ形成されている。そし
て、これらの上下基板５１ａ，５１ｂはシール部材５５
によって貼り合わされており、それらの間には液晶５６
が挟持されている。なお、下基板５１ｂ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３の屈折率
とはほぼ等しく設定されている。
に、一対のガラス基板５１ａ，５１ｂ（以下、“上基板
５１ａ”並びに“下基板５１ｂ”とする）を有してお
り、これらの上下基板５１ａ，５１ｂの内面には透明電
極５２や配向膜５３がそれぞれ形成されている。そし
て、これらの上下基板５１ａ，５１ｂはシール部材５５
によって貼り合わされており、それらの間には液晶５６
が挟持されている。なお、下基板５１ｂ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３の屈折率
とはほぼ等しく設定されている。
【０００９】一方、この半球ガラス２の片側（図示左
側）にはＨｅ−Ｎｅレーザ装置（光源）１０が配置され
ており、液晶セル５の液晶５６に対して斜め下から光束
Ａ１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（光検知手段）１
１が配置されており、Ｈｅ−Ｎｅレーザ装置１０から出
射されて液晶５６の界面にて全反射された光束Ａ２を検
知するように構成されている。
側）にはＨｅ−Ｎｅレーザ装置（光源）１０が配置され
ており、液晶セル５の液晶５６に対して斜め下から光束
Ａ１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（光検知手段）１
１が配置されており、Ｈｅ−Ｎｅレーザ装置１０から出
射されて液晶５６の界面にて全反射された光束Ａ２を検
知するように構成されている。
【００１０】さらに、半球ガラス２とＨｅ−Ｎｅレーザ
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から出射された光束Ａ１を液晶層
に対してｐ偏光で入射させ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、ｓ偏光成分（すなわち、偏光
子１２にて直線偏光されたｐ偏光成分と直交する偏光成
分）のみを通過させるようになっている。
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から出射された光束Ａ１を液晶層
に対してｐ偏光で入射させ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、ｓ偏光成分（すなわち、偏光
子１２にて直線偏光されたｐ偏光成分と直交する偏光成
分）のみを通過させるようになっている。
【００１１】また、図３は、別の光学的異方性測定装置
の構造を示す図であるが、この測定装置２０において
は、上基板５１ａは、半球ガラス２の平面部２ａに直接
に貼り合わされており、これらの平面部２ａ及び上基板
５１ａの表面には、図４に詳示するように、透明電極５
２や配向膜５３がそれぞれ形成されている。さらに、平
面部２ａ及び上基板５１ａの間隙には、被検体としての
液晶５６が挟持されている。その他の構成は上述と同様
である。
の構造を示す図であるが、この測定装置２０において
は、上基板５１ａは、半球ガラス２の平面部２ａに直接
に貼り合わされており、これらの平面部２ａ及び上基板
５１ａの表面には、図４に詳示するように、透明電極５
２や配向膜５３がそれぞれ形成されている。さらに、平
面部２ａ及び上基板５１ａの間隙には、被検体としての
液晶５６が挟持されている。その他の構成は上述と同様
である。
【００１２】次に、光学的異方性の測定方法（プレティ
ルト角の算出方法）について説明する。
ルト角の算出方法）について説明する。
【００１３】測定に際しては、図５に示すような特性曲
線（光検知器１１にて検出される光強度と、半球ガラス
２の回転角との関係を示す曲線）を、種々のプレティル
ト角について予め計算で求めておく。
線（光検知器１１にて検出される光強度と、半球ガラス
２の回転角との関係を示す曲線）を、種々のプレティル
ト角について予め計算で求めておく。
【００１４】ところで、この特性曲線は、回転角が０〜
１８０度の範囲と、１８０〜３６０度の範囲とで同じ形
状をしているが、特性曲線における光強度の極大値Ｉma
x と、極小値（回転角が９０度のときの光強度）Ｉmin
とを、各プレティルト角毎に求め、それらの比（Ｉmin
／Ｉmax ）を求める。
１８０度の範囲と、１８０〜３６０度の範囲とで同じ形
状をしているが、特性曲線における光強度の極大値Ｉma
x と、極小値（回転角が９０度のときの光強度）Ｉmin
とを、各プレティルト角毎に求め、それらの比（Ｉmin
／Ｉmax ）を求める。
【００１５】すると、それらの比（Ｉmin ／Ｉmax ）と
プレティルト角との関係は、図６に示すようになる。つ
まり、プレティルト角が０度の場合には比の値は０で、
プレティルト角が大きくなると比の値も大きくなり、プ
レティルト角が１４度ではほぼ１になる。なお、図６
は、プレティルト角の大きさと比の値（Ｉmin ／Ｉma
x）との関係を示す図であり、このときの液晶の屈折率
ＮO は１．５であり、Ｎｅは１．７であり、半球ガラス
の屈折率は１．８である。
プレティルト角との関係は、図６に示すようになる。つ
まり、プレティルト角が０度の場合には比の値は０で、
プレティルト角が大きくなると比の値も大きくなり、プ
レティルト角が１４度ではほぼ１になる。なお、図６
は、プレティルト角の大きさと比の値（Ｉmin ／Ｉma
x）との関係を示す図であり、このときの液晶の屈折率
ＮO は１．５であり、Ｎｅは１．７であり、半球ガラス
の屈折率は１．８である。
【００１６】図６に示すようなデータを求めた状態で、
実際の測定を次のように行う。
実際の測定を次のように行う。
【００１７】Ｈｅ−Ｎｅレーザ装置１０から出射された
光束Ａ１は、偏光子１２によってｐ偏光された上で半球
ガラス２に入射し、透明電極５２と配向膜５３との界面
にて全反射される。そして、この全反射の際には、図７
に詳示するようにエバネッセント波Ｅが発生するが、こ
のエバネッセント波Ｅは、配向膜５３及び液晶５６の内
部に侵入し、液晶分子の光学的異方性によりその偏光状
態が変化した後、透明電極５２、下基板５１ｂに戻る。
光束Ａ１は、偏光子１２によってｐ偏光された上で半球
ガラス２に入射し、透明電極５２と配向膜５３との界面
にて全反射される。そして、この全反射の際には、図７
に詳示するようにエバネッセント波Ｅが発生するが、こ
のエバネッセント波Ｅは、配向膜５３及び液晶５６の内
部に侵入し、液晶分子の光学的異方性によりその偏光状
態が変化した後、透明電極５２、下基板５１ｂに戻る。
【００１８】なお、エバネッセント波Ｅの侵入深さは、
（光の波長、液晶層への入射角、液晶の屈折率、半球ガ
ラスの屈折率によって多少は変化するものの）おおよそ
０．１μｍ程度である。一方、液晶セルにおける液晶層
の厚さは通常４〜５μｍ程度、薄いものでも１μｍ程度
である。したがって、測定用光束Ａ１は液晶層の界面付
近にある液晶分子と相互作用してその偏光状態が変化す
ることになる。
（光の波長、液晶層への入射角、液晶の屈折率、半球ガ
ラスの屈折率によって多少は変化するものの）おおよそ
０．１μｍ程度である。一方、液晶セルにおける液晶層
の厚さは通常４〜５μｍ程度、薄いものでも１μｍ程度
である。したがって、測定用光束Ａ１は液晶層の界面付
近にある液晶分子と相互作用してその偏光状態が変化す
ることになる。
【００１９】そして、半球ガラス２を出射した光束Ａ２
は、いったん収束して検光子１３を通過するが（図１参
照）、その際、偏光子１２の偏光方向と直交する振動方
向を有するｓ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。
は、いったん収束して検光子１３を通過するが（図１参
照）、その際、偏光子１２の偏光方向と直交する振動方
向を有するｓ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。
【００２０】いま、半球ガラス２を回転軸Ｃを中心にし
て回転させた場合、光束Ａ１の電場ベクトルの向きに対
し、液晶５６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。
て回転させた場合、光束Ａ１の電場ベクトルの向きに対
し、液晶５６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。
【００２１】このため、半球ガラス２の回転角に応じ
て、半球ガラス２を出射した光束Ａ２の偏光状態が変化
し、それに伴って光検知器１１にて検知される光の強度
が変化する。
て、半球ガラス２を出射した光束Ａ２の偏光状態が変化
し、それに伴って光検知器１１にて検知される光の強度
が変化する。
【００２２】ここで、半球ガラス２の回転角と、光検知
器１１にて検知される光の強度との関係をプロットする
と、例えば図８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。その特性曲線においてＩmin 及び
Ｉmax を測って、それらの比の値（Ｉmin ／Ｉmax ）を
求め、図６に示す図を参考にしてプレティルト角を求め
る。なお、特性曲線が図８のような曲線である場合、プ
レティルト角の大きさは約３度となる。
器１１にて検知される光の強度との関係をプロットする
と、例えば図８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。その特性曲線においてＩmin 及び
Ｉmax を測って、それらの比の値（Ｉmin ／Ｉmax ）を
求め、図６に示す図を参考にしてプレティルト角を求め
る。なお、特性曲線が図８のような曲線である場合、プ
レティルト角の大きさは約３度となる。
【００２３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、図６を見る
と、プレティルト角の大きさと比の値（Ｉmin ／Ｉma
x）とが１対１に対応しているのは、プレティルト角が
０〜１４度の範囲だけであり、プレティルト角が１５度
より大きくなれば１対１に対応しなくなる。つまり、プ
レティルト角が１５度より大きくなれば、Ｉmax 及びＩ
min は等しくなって比の値（Ｉmin ／Ｉmax ）は１とな
り、この比の値からプレティルト角を算出することがで
きなくなる。
と、プレティルト角の大きさと比の値（Ｉmin ／Ｉma
x）とが１対１に対応しているのは、プレティルト角が
０〜１４度の範囲だけであり、プレティルト角が１５度
より大きくなれば１対１に対応しなくなる。つまり、プ
レティルト角が１５度より大きくなれば、Ｉmax 及びＩ
min は等しくなって比の値（Ｉmin ／Ｉmax ）は１とな
り、この比の値からプレティルト角を算出することがで
きなくなる。
【００２４】なお、液晶や半球ガラスの材質を変えれ
ば、算出できるプレティルト角の上限も多少広くなる
が、せいぜい１７度程度であり不十分であった。
ば、算出できるプレティルト角の上限も多少広くなる
が、せいぜい１７度程度であり不十分であった。
【００２５】そこで、本発明は、光学的異方性の測定可
能領域が広い光学的異方性測定装置を提供することを目
的とするものである。
能領域が広い光学的異方性測定装置を提供することを目
的とするものである。
【００２６】また、本発明は、従来では測定不可能であ
った大きさのプレティルト角の算出を可能とした光学的
異方性測定装置を提供することを目的とするものであ
る。
った大きさのプレティルト角の算出を可能とした光学的
異方性測定装置を提供することを目的とするものであ
る。
【００２７】さらに、本発明は、光学的異方性の測定及
びプレティルト角の算出を、簡単な装置及び操作で行う
光学的異方性測定装置を提供することを目的とするもの
である。
びプレティルト角の算出を、簡単な装置及び操作で行う
光学的異方性測定装置を提供することを目的とするもの
である。
【００２８】またさらに、本発明は、従来よりも大きな
プレティルト角の算出を可能にし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。
プレティルト角の算出を可能にし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。
【００２９】
【課題を解決するための手段】本発明は、上述事情に鑑
みなされたものであって、光学的異方性の測定対象であ
る被検体と、該被検体に対して光束を出射する光源と、
該光源から出射されて前記被検体にて反射された光束を
検知する光検知手段と、前記光源と前記被検体との間に
配置されて前記光源から出射された光束を直線偏光する
偏光子と、前記被検体と前記光検知手段との間に配置さ
れて特定の光成分のみを通過させる検光子と、を備え、
光束が反射される際に発生するエバネッセント波を利用
して前記被検体の界面近傍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において、ｐ偏光成分のみを
通過させる位置と、該位置から所定角度だけ傾いた位置
とに、前記偏光子を移動させる偏光子傾動手段を備えた
ことを特徴とする。
みなされたものであって、光学的異方性の測定対象であ
る被検体と、該被検体に対して光束を出射する光源と、
該光源から出射されて前記被検体にて反射された光束を
検知する光検知手段と、前記光源と前記被検体との間に
配置されて前記光源から出射された光束を直線偏光する
偏光子と、前記被検体と前記光検知手段との間に配置さ
れて特定の光成分のみを通過させる検光子と、を備え、
光束が反射される際に発生するエバネッセント波を利用
して前記被検体の界面近傍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において、ｐ偏光成分のみを
通過させる位置と、該位置から所定角度だけ傾いた位置
とに、前記偏光子を移動させる偏光子傾動手段を備えた
ことを特徴とする。
【００３０】この場合、前記所定角度が、１度以上２度
以下であると好ましい。
以下であると好ましい。
【００３１】また、本発明は、偏光子を通過した光束を
液晶に入射させると共に該液晶にて反射されて検光子を
通過した光束の強度を測定する工程と、前記工程にてプ
レティルト角の算出が不可能である場合に前記偏光子の
偏光方向を１〜２度の範囲の所定角度だけ傾ける工程
と、を備え、再度、液晶にて反射される光束の強度を測
定する工程を実施する、ことを特徴とする。
液晶に入射させると共に該液晶にて反射されて検光子を
通過した光束の強度を測定する工程と、前記工程にてプ
レティルト角の算出が不可能である場合に前記偏光子の
偏光方向を１〜２度の範囲の所定角度だけ傾ける工程
と、を備え、再度、液晶にて反射される光束の強度を測
定する工程を実施する、ことを特徴とする。
【００３２】なお、以上構成に基づき、光源から出射さ
れた光束は、偏光子に入射させられて直線偏光された上
で、被検体に照射される。このとき、入射光束は被検体
にて反射されるが、その際にエバネッセント波が発生
し、このエバネッセント波は、前記被検体にて偏光状態
が変化される。このようにして全反射された光束のうち
ｓ偏光成分のみが検光子を通過し、光検知手段にてその
光強度が測定される。
れた光束は、偏光子に入射させられて直線偏光された上
で、被検体に照射される。このとき、入射光束は被検体
にて反射されるが、その際にエバネッセント波が発生
し、このエバネッセント波は、前記被検体にて偏光状態
が変化される。このようにして全反射された光束のうち
ｓ偏光成分のみが検光子を通過し、光検知手段にてその
光強度が測定される。
【００３３】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
実施の形態について説明する。なお、図１乃至図４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。
実施の形態について説明する。なお、図１乃至図４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。
【００３４】まず、本発明の第１の実施の形態につい
て、図９乃至図１１を参照して説明する。
て、図９乃至図１１を参照して説明する。
【００３５】本実施の形態に係る光学的異方性測定装置
３０は、図９に示すように、半球ガラス２を備えてお
り、半球ガラス２の平面部２ａには上基板５１ａが貼り
付けられている。そして、これらの平面部２ａ及び上基
板５１ａの表面には、図４に詳示したと同様に、透明電
極５２や配向膜５３がそれぞれ形成されており、平面部
２ａ及び上基板５１ａの間隙には、被検体としての液晶
５６が挟持されている。
３０は、図９に示すように、半球ガラス２を備えてお
り、半球ガラス２の平面部２ａには上基板５１ａが貼り
付けられている。そして、これらの平面部２ａ及び上基
板５１ａの表面には、図４に詳示したと同様に、透明電
極５２や配向膜５３がそれぞれ形成されており、平面部
２ａ及び上基板５１ａの間隙には、被検体としての液晶
５６が挟持されている。
【００３６】また、光学的異方性測定装置３０は、Ｈｅ
−Ｎｅレーザ装置１０や光検知器１１や偏光子１２や検
光子１３を備えている。
−Ｎｅレーザ装置１０や光検知器１１や偏光子１２や検
光子１３を備えている。
【００３７】さらに、偏光子１２には、該偏光子１２を
光軸と垂直な面内で回転させる偏光子傾動装置（偏光子
傾動手段）３２が取り付けられており、偏光子１２を
“ｐ偏光成分のみを通過させる位置”と“偏光子１２の
偏光方向を１度だけ傾ける位置”とに移動できるように
なっている。
光軸と垂直な面内で回転させる偏光子傾動装置（偏光子
傾動手段）３２が取り付けられており、偏光子１２を
“ｐ偏光成分のみを通過させる位置”と“偏光子１２の
偏光方向を１度だけ傾ける位置”とに移動できるように
なっている。
【００３８】さらに、検光子１３には、該検光子１３を
光軸と垂直な面内で回転させる検光子傾動装置（検光子
傾動手段）３３が取り付けられており、検光子１３の偏
光方向を偏光子１２と同じ角度だけ傾けて、検光子１３
が、偏光子１２による偏光方向と直交する方向の偏光方
向の光成分のみを通過させるようになっている。
光軸と垂直な面内で回転させる検光子傾動装置（検光子
傾動手段）３３が取り付けられており、検光子１３の偏
光方向を偏光子１２と同じ角度だけ傾けて、検光子１３
が、偏光子１２による偏光方向と直交する方向の偏光方
向の光成分のみを通過させるようになっている。
【００３９】次に、本実施の形態における光学的異方性
の測定方法（プレティルト角の算出方法）について説明
する。
の測定方法（プレティルト角の算出方法）について説明
する。
【００４０】測定に際しては、図１０に示すように、プ
レティルト角を１０度から３０度まで２度ずつ変化させ
た場合における特性曲線を予め計算で求めておく。そし
て、回転角が９０度のときの光強度ｈ１と、回転角が２
７０度のときの光強度ｈ２とをそれぞれのプレティルト
角について求め、それらの比（ｈ２／ｈ１）とプレティ
ルト角との関係を求めておく（図１１参照）。
レティルト角を１０度から３０度まで２度ずつ変化させ
た場合における特性曲線を予め計算で求めておく。そし
て、回転角が９０度のときの光強度ｈ１と、回転角が２
７０度のときの光強度ｈ２とをそれぞれのプレティルト
角について求め、それらの比（ｈ２／ｈ１）とプレティ
ルト角との関係を求めておく（図１１参照）。
【００４１】次に、実際の測定を行う。
【００４２】いま、偏光子１２を傾けない状態でＨｅ−
Ｎｅレーザ装置１０から光束Ａ１を出射させ、光検知器
１１の検知結果に基づき、Ｉmin の値とＩmax の値とを
求める。そして、Ｉmin ／Ｉmax が１より小さければ図
６に基づきプレティルト角を算出する。
Ｎｅレーザ装置１０から光束Ａ１を出射させ、光検知器
１１の検知結果に基づき、Ｉmin の値とＩmax の値とを
求める。そして、Ｉmin ／Ｉmax が１より小さければ図
６に基づきプレティルト角を算出する。
【００４３】これに対して、Ｉmin ／Ｉmax が１であれ
ば、図６からプレティルト角を算出することはできない
が、その場合には、偏光子調整装置３２及び検光子調整
装置３３を駆動して偏光子１２と検光子１３とをそれぞ
れ１度だけ、光軸と垂直な面内で傾ける。
ば、図６からプレティルト角を算出することはできない
が、その場合には、偏光子調整装置３２及び検光子調整
装置３３を駆動して偏光子１２と検光子１３とをそれぞ
れ１度だけ、光軸と垂直な面内で傾ける。
【００４４】この状態で、Ｈｅ−Ｎｅレーザ装置１０か
ら光束Ａ１を再度出射させると、該出射された光束Ａ１
は、偏光子１２によって直線偏光された上で半球ガラス
２に入射し、透明電極５２と配向膜５３との界面にて全
反射される。なお、この全反射の際に発生したエバネッ
セント波Ｅは、液晶５６の内部に侵入して液晶分子の光
学的異方性によりその偏光状態が変化された後に反射さ
れる。
ら光束Ａ１を再度出射させると、該出射された光束Ａ１
は、偏光子１２によって直線偏光された上で半球ガラス
２に入射し、透明電極５２と配向膜５３との界面にて全
反射される。なお、この全反射の際に発生したエバネッ
セント波Ｅは、液晶５６の内部に侵入して液晶分子の光
学的異方性によりその偏光状態が変化された後に反射さ
れる。
【００４５】そして、上述のように反射された光束Ａ２
のうち、偏光子１２による偏光方向と直交する方向の偏
光方向の光成分のみが、検光子１３を通過し、光検知器
１１によって検出される。
のうち、偏光子１２による偏光方向と直交する方向の偏
光方向の光成分のみが、検光子１３を通過し、光検知器
１１によって検出される。
【００４６】いま、半球ガラス２を回転軸Ｃを中心にし
て回転させて、各回転角における光の強度をプロットす
ると、測定に供した液晶５６の界面近傍における光学的
異方性を示す特性曲線が得られる。その特性曲線にて比
の値（ｈ２／ｈ１）を求めると、図１１からプレティル
ト角を求めることができる。
て回転させて、各回転角における光の強度をプロットす
ると、測定に供した液晶５６の界面近傍における光学的
異方性を示す特性曲線が得られる。その特性曲線にて比
の値（ｈ２／ｈ１）を求めると、図１１からプレティル
ト角を求めることができる。
【００４７】次に、本実施の形態の効果について説明す
る。
る。
【００４８】本実施の形態によれば、１５度より大きな
プレティルト角の測定が可能となる。
プレティルト角の測定が可能となる。
【００４９】ついで、本発明の第２の実施の形態につい
て、図１２を参照して説明する。
て、図１２を参照して説明する。
【００５０】本実施の形態においても、偏光子調整装置
３２と検光子調整装置３３とが配置されているが、偏光
子１２及び検光子１３の偏光方向を共に２度だけ、光軸
と垂直な面内にて傾けるようになっている。
３２と検光子調整装置３３とが配置されているが、偏光
子１２及び検光子１３の偏光方向を共に２度だけ、光軸
と垂直な面内にて傾けるようになっている。
【００５１】この場合、比の値（ｈ２／ｈ１）とプレテ
ィルト角との関係は、図１２のようになる。
ィルト角との関係は、図１２のようになる。
【００５２】次に、本実施の形態の効果について説明す
る。
る。
【００５３】本実施の形態によれば、１５度より大きな
プレティルト角の測定が可能となる。
プレティルト角の測定が可能となる。
【００５４】また、本実施の形態によれば、“プレティ
ルト角の変化”に対する“比の値（ｈ２／ｈ１）の変
化”の割合が大きいので、プレティルト角算出の分解能
が大きくなる。したがって、プレティルト角を精度良く
算出できる。
ルト角の変化”に対する“比の値（ｈ２／ｈ１）の変
化”の割合が大きいので、プレティルト角算出の分解能
が大きくなる。したがって、プレティルト角を精度良く
算出できる。
【００５５】ところで、上述した第１の実施の形態で
は、偏光子１２及び検光子１３の傾き角を１度とし、上
述した第２の実施の形態では２度としたが、もちろんこ
れに限る必要はなく、１度以上２度以下であれば良い。
は、偏光子１２及び検光子１３の傾き角を１度とし、上
述した第２の実施の形態では２度としたが、もちろんこ
れに限る必要はなく、１度以上２度以下であれば良い。
【００５６】但し、この傾き角を２度より大きくする
と、プレティルト角算出の分解能が大きくはなるもの
の、検出すべき光の強度変化も大きくなって、ダイナミ
ックレンジの大きな光検知器が必要となる。また、その
ような光検知器を用いたとしてもダイナミックレンジを
超えてしまうこともある。したがって、偏光子１２及び
検光子１３の傾き角は、上述のように１度以上２度以下
が好ましい。
と、プレティルト角算出の分解能が大きくはなるもの
の、検出すべき光の強度変化も大きくなって、ダイナミ
ックレンジの大きな光検知器が必要となる。また、その
ような光検知器を用いたとしてもダイナミックレンジを
超えてしまうこともある。したがって、偏光子１２及び
検光子１３の傾き角は、上述のように１度以上２度以下
が好ましい。
【００５７】ついで、本発明の第３の実施の形態につい
て、図１３を参照して説明する。
て、図１３を参照して説明する。
【００５８】上述した各実施の形態においては、偏光子
１２を偏光子傾動装置３２によって傾けると共に、検光
子１３を検光子傾動装置３３によって傾けるようにした
が、本実施の形態においては、検光子傾動装置３３を用
いずに偏光子傾動装置３２だけを用い、偏光子１２のみ
を１〜２度の範囲の所定角度だけ傾けるようにしてい
る。
１２を偏光子傾動装置３２によって傾けると共に、検光
子１３を検光子傾動装置３３によって傾けるようにした
が、本実施の形態においては、検光子傾動装置３３を用
いずに偏光子傾動装置３２だけを用い、偏光子１２のみ
を１〜２度の範囲の所定角度だけ傾けるようにしてい
る。
【００５９】本実施の形態によれば、回転角と光強度と
の関係（特性曲線）は図１３に示すようになる。つま
り、本実施の形態においては、特性曲線のピーク値ｈ
１，ｈ２（すなわち、ｈ１は、回転角が０〜１８０度の
範囲における最大光強度であり、ｈ２は、回転角が１８
０〜３６０度の範囲における最大光強度である）はプレ
ティルト角に応じて変化する。
の関係（特性曲線）は図１３に示すようになる。つま
り、本実施の形態においては、特性曲線のピーク値ｈ
１，ｈ２（すなわち、ｈ１は、回転角が０〜１８０度の
範囲における最大光強度であり、ｈ２は、回転角が１８
０〜３６０度の範囲における最大光強度である）はプレ
ティルト角に応じて変化する。
【００６０】したがって、光学的測定装置によって特性
曲線を測定し、そのピーク値ｈ１とｈ２とを求めると、
その比の値からプレティルト角を算出できる。
曲線を測定し、そのピーク値ｈ１とｈ２とを求めると、
その比の値からプレティルト角を算出できる。
【００６１】次に、本実施の形態の効果について説明す
る。
る。
【００６２】本実施の形態によれば、１５度より大きな
プレティルト角の測定が可能となる。
プレティルト角の測定が可能となる。
【００６３】また、検光子１３の偏光方向を調整する必
要が無く、調整操作が簡単となる。さらに、検光子傾動
装置を必要としない分、装置が簡単、かつ安価となる。
要が無く、調整操作が簡単となる。さらに、検光子傾動
装置を必要としない分、装置が簡単、かつ安価となる。
【００６４】なお、上述した実施の形態においては、半
球ガラス２と液晶セル５とを一体型としたが、もちろん
これに限る必要はなく、図２に示すような別体型として
も良い。
球ガラス２と液晶セル５とを一体型としたが、もちろん
これに限る必要はなく、図２に示すような別体型として
も良い。
【００６５】また、上述した実施の形態においては、
“半球ガラス”なる用語を用い、その材質をガラスに限
定したが、もちろんこれに限る必要はなく、光学的異方
性を有さずに、測定用光束Ａ１に対して透明で、かつ液
晶の屈折率よりも大きな屈折率をもつ物質であればどの
ような物質（例えば、プラスティック）であっても良
い。
“半球ガラス”なる用語を用い、その材質をガラスに限
定したが、もちろんこれに限る必要はなく、光学的異方
性を有さずに、測定用光束Ａ１に対して透明で、かつ液
晶の屈折率よりも大きな屈折率をもつ物質であればどの
ような物質（例えば、プラスティック）であっても良
い。
【００６６】さらに、上述した実施の形態においては、
光源としてＨｅ−Ｎｅレーザ装置を用いたが、もちろん
これに限る必要はなく、Ａｒレーザや半導体レーザ等の
レーザ装置や、ハロゲンランプ等の熱光源などを用いて
も良い。
光源としてＨｅ−Ｎｅレーザ装置を用いたが、もちろん
これに限る必要はなく、Ａｒレーザや半導体レーザ等の
レーザ装置や、ハロゲンランプ等の熱光源などを用いて
も良い。
【００６７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
光学的異方性の測定可能領域が広がる。
光学的異方性の測定可能領域が広がる。
【００６８】また、被検体を液晶とした場合には、従来
では測定不可能であった大きさのプレティルト角の算出
が可能となる。
では測定不可能であった大きさのプレティルト角の算出
が可能となる。
【００６９】さらに、偏光子傾動手段のみを具備して、
偏光子だけを傾けるようにした場合には、検光子の偏光
方向を調整する必要が無く、調整操作が簡単となる。ま
た、検光子傾動手段を必要としない分、装置が簡単、か
つ安価となる。
偏光子だけを傾けるようにした場合には、検光子の偏光
方向を調整する必要が無く、調整操作が簡単となる。ま
た、検光子傾動手段を必要としない分、装置が簡単、か
つ安価となる。
【図１】従来の光学的異方性測定装置の構成を説明する
ための図。
ための図。
【図２】図１に示す装置の詳細構造を表わす詳細断面
図。
図。
【図３】従来の光学的異方性測定装置の構成を説明する
ための図。
ための図。
【図４】図３に示す装置の詳細構造を表わす詳細断面
図。
図。
【図５】半球ガラスの回転角と光強度との関係を示す
図。
図。
【図６】Ｉmin とＩmax との比（Ｉmin ／Ｉmax ）とプ
レティルト角との関係を示す図。
レティルト角との関係を示す図。
【図７】エバネッセント波の挙動を説明するための模式
図。
図。
【図８】光学的異方性測定装置による測定結果を示す
図。
図。
【図９】本発明に係る光学的異方性測定装置の構成を示
す図。
す図。
【図１０】半球ガラスの回転角と光強度との関係を示す
図。
図。
【図１１】偏光子を１度傾けた場合におけるｈ１とｈ２
との比（ｈ２／ｈ１）とプレティルト角との関係を示す
図。
との比（ｈ２／ｈ１）とプレティルト角との関係を示す
図。
【図１２】偏光子を２度傾けた場合におけるｈ１とｈ２
との比（ｈ２／ｈ１）とプレティルト角との関係を示す
図。
との比（ｈ２／ｈ１）とプレティルト角との関係を示す
図。
【図１３】半球ガラスの回転角と光強度との関係を示す
図。
図。
２ 半球ガラス（被検体保持手段） ２ａ 平面部 ３ 屈折率マッチング液 ５ 液晶セル １０ Ｈｅ−Ｎｅレーザ装置（光源） １１ 光検知器（光検知手段） １２ 偏光子 １３ 検光子 ３０ 光学的異方性測定装置 ３２ 偏光子傾動装置（偏光子傾動手段） ３３ 検光子傾動装置（検光子傾動手段） ５１ａ 上基板（ガラス基板） ５１ｂ 下基板（ガラス基板） ５２ 透明電極 ５３ 配向膜 ５６ 液晶（被検体）
Claims (7)
- 【請求項１】 光学的異方性の測定対象である被検体
と、該被検体に対して光束を出射する光源と、該光源か
ら出射されて前記被検体にて反射された光束を検知する
光検知手段と、前記光源と前記被検体との間に配置され
て前記光源から出射された光束を直線偏光する偏光子
と、前記被検体と前記光検知手段との間に配置されて特
定の光成分のみを通過させる検光子と、を備え、光束が
反射される際に発生するエバネッセント波を利用して前
記被検体の界面近傍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において、 ｐ偏光成分のみを通過させる位置と、該位置から所定角
度だけ傾いた位置とに、前記偏光子を移動させる偏光子
傾動手段、 を備えたことを特徴とする光学的異方性測定装置。 - 【請求項２】 前記所定角度が、１度以上２度以下であ
る、 ことを特徴とする請求項１に記載の光学的異方性測定装
置。 - 【請求項３】 前記検光子の偏光方向を傾ける検光子傾
動手段を備え、かつ、 前記検光子が、前記偏光子による偏光方向と直交する方
向の偏光方向の光成分のみを通過させる、 ことを特徴とする請求項１又は２に記載の光学的異方性
測定装置。 - 【請求項４】 透明でかつ平面部を有すると共に回転自
在に支持された被検体保持手段を備え、かつ、 該被検体保持手段の該平面部に被検体を保持する、 ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載
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、 光学的異方性を測定することにより前記液晶のプレティ
ルト角を算出する、 ことを特徴とする請求項４に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、２枚のガラス基板に挟持されて液晶セルを構
成し、かつ、 該液晶セルが前記被検体保持手段に保持された、 光学的異方性を測定することにより前記液晶のプレティ
ルト角を算出する、 ことを特徴とする請求項４に記載の光学的異方性測定装
置。 - 【請求項７】 偏光子を通過した光束を液晶に入射させ
ると共に該液晶にて反射されて検光子を通過した光束の
強度を測定する工程と、 前記工程にてプレティルト角の算出が不可能である場合
に前記偏光子の偏光方向を１〜２度の範囲の所定角度だ
け傾ける工程と、を備え、 再度、液晶にて反射される光束の強度を測定する工程を
実施する、 ことを特徴とする光学的異方性測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP697997A JPH10206317A (ja) | 1997-01-17 | 1997-01-17 | 光学的異方性測定装置及び光学的異方性測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP697997A JPH10206317A (ja) | 1997-01-17 | 1997-01-17 | 光学的異方性測定装置及び光学的異方性測定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10206317A true JPH10206317A (ja) | 1998-08-07 |
Family
ID=11653319
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP697997A Pending JPH10206317A (ja) | 1997-01-17 | 1997-01-17 | 光学的異方性測定装置及び光学的異方性測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10206317A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002267573A (ja) * | 2001-03-12 | 2002-09-18 | Shintech Kk | 液晶セルの配向パラメータ測定方法および測定装置 |
| CN100395538C (zh) * | 2005-03-17 | 2008-06-18 | 复旦大学 | 一种新型快速椭圆偏振光测量系统 |
-
1997
- 1997-01-17 JP JP697997A patent/JPH10206317A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002267573A (ja) * | 2001-03-12 | 2002-09-18 | Shintech Kk | 液晶セルの配向パラメータ測定方法および測定装置 |
| CN100395538C (zh) * | 2005-03-17 | 2008-06-18 | 复旦大学 | 一种新型快速椭圆偏振光测量系统 |
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