CN106918308B - 预倾角测定装置及预倾角测定方法 - Google Patents

预倾角测定装置及预倾角测定方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供能抑制误差的预倾角测定装置及预倾角测定方法。预倾角测定装置(1)具备：透射测定投光部(2)，其向液晶基板(LC)的测定位置(M)照射偏振的测定光；透射测定受光部(3)，其接收测定光的透射光，获取透射光的偏振状态；倾斜测定投光部(41)，其向液晶基板(LC)的测定位置(M)照射倾斜检测用光(L1)；倾斜测定受光部(43)，其接收倾斜检测用光(L1)的反射光(L2)，获取反射光(L2)的受光位置；和控制部(10)，其根据反射光(L2)的受光位置，算出液晶基板(LC)的测定位置(M)的倾角，根据测定光的照射角度、液晶基板(LC)的测定位置(M)的倾角和透射光的偏振状态，算出液晶基板(LC)中所含的液晶分子的预倾角。

Description

预倾角测定装置及预倾角测定方法
技术领域
本发明涉及一种预倾角测定装置及预倾角测定方法，尤其是涉及一种液晶基板所含的液晶分子的预倾角的测定。
背景技术
在日本特开2001‐356072号公报中，公开一种以下的技术：检测以多个入射角透射液晶单元的光的透光强度，根据多个入射角所对应的表观上的延迟，检测出液晶单元的预倾角。
发明内容
本发明要解决的问题
在上述技术中，由于使用透射光学系统，因此需要在液晶基板的下方照射光或者接收光。对此，首先考虑使用玻璃等透明部件构成支撑液晶基板下面整体的基座。然而，在该情况下，由于光在透明部件的内部发生折射，因此会使光轴产生偏离，而导致发生误差的问题。另外，若在透明部件的内部产生因应力造成的应变，则会存在扰乱光的偏振状态而产生误差的问题。
对此，为了排除这样的透明部件造成的影响，因此还考虑在隔开间隔排列的多个棒部上载置液晶基板，通过棒部的间隙照射光或者接收光。然而，在棒部的间隙处，液晶基板会因自重产生变形，而有可能导致用于计算的光的入射角度与实际的入射角度产生偏离，而产生误差。这样的问题在发展液晶基板的大型化、薄型化的近年变得更显著。
本发明是鉴于上述问题而作出的，其目的在于提供一种能够抑制误差的预倾角测定装置及预倾角测定方法。
用于解决问题的手段
为了解决上述问题，本发明的预倾角测定装置具备：第一投光部，其向液晶基板的测定位置照射偏振的测定光；第一受光部，其接收所述测定光的透射光，获取所述透射光的偏振状态；第二投光部，其向所述液晶基板的所述测定位置照射倾斜检测用光；第二受光部，其接收所述倾斜检测用光的反射光，获取所述反射光的受光位置；倾角计算部，其根据所述反射光的受光位置，算出所述液晶基板的所述测定位置的倾角；以及预倾角计算部，其根据所述测定光的照射角度、所述液晶基板的所述测定位置的倾角和所述透射光的偏振状态，算出所述液晶基板中所含的液晶分子的预倾角。
另外，本发明的预倾角测定方法为：向液晶基板的测定位置照射偏振的测定光；接收所述测定光的透射光，获取所述透射光的偏振状态；向所述液晶基板的所述测定位置照射倾斜检测用光；接收所述倾斜检测用光的反射光，获取所述反射光的受光位置；根据所述反射光的受光位置，算出所述液晶基板的所述测定位置的倾角；以及根据所述测定光的照射角度、所述液晶基板的所述测定位置的倾角和所述透射光的偏振状态，算出所述液晶基板中所含的液晶分子的预倾角。
另外，也可以进一步具备：反射镜，其向所述液晶基板反射来自所述第二投光部的所述倾斜检测用光，向所述第二受光部反射来自所述液晶基板的所述反射光。
另外，也可以使所述第二受光部在至所述液晶基板的距离不同的多个位置处接收所述反射光，所述倾角计算部根据在所述多个位置的各位置处接收到的所述反射光的受光位置，算出所述液晶基板的所述测定位置的倾角。
另外，也可以使所述第二受光部在相对于所述液晶基板的角度不同的多个位置处接收所述反射光，所述倾角计算部根据在所述各位置处接收到的所述反射光的受光位置，算出所述液晶基板的所述测定位置的倾角。
另外，也可以使所述第一投光部和所述第一受光部以通过所述测定位置的垂直线为中心而可旋转地被加以支撑。
另外，也可以使所述第二投光部和所述第二受光部与所述第一投光部和所述第一受光部一同被支撑为能以通过所述测定位置的垂直线为中心旋转，并且使其在包含所述第一投光部、所述第一受光部和所述测定位置的面内，照射所述倾斜检测用光并且接收所述反射光。
另外，也可以进一步具备相交角度获取部：其获取包含所述第一投光部、所述第一受光部和所述测定位置的第一面与包含所述第二投光部、所述第二受光部和所述测定位置的第二面的相交角度，所述倾角计算部根据所述相交角度，算出所述第一面内的所述液晶基板的所述测定位置的倾角。
发明效果
根据本发明，利用液晶基板的测定位置的倾角算出预倾角，因此能够抑制误差。
附图说明
图1是表示是本发明实施方式的预倾角测定装置的第一例的示意结构图。
图2是用于说明图1的倾斜测定光学系统的光路的说明图。
图3是用于说明第二受光部的受光面的说明图。
图4是表示本发明实施方式的预倾角测定方法的第一例的动作流程图。
图5是表示本发明实施方式的预倾角测定装置的第二例的示意结构图。
图6是表示本发明实施方式的预倾角测定方法的第二例的动作流程图。
图7是表示本发明实施方式的预倾角测定装置的第三例的示意结构图。
图8是表示本发明实施方式的预倾角测定方法的第三例的动作流程图。
图9是表示本发明实施方式的预倾角测定装置的第四例的示意结构图。
图10是表示本发明实施方式的预倾角测定装置的第五例的示意结构图。
图11是表示使透射测定光学系统从图10的状态旋转90度的状态的示意结构图。
图12是用于说明透射测定面与倾斜测定面所形成的角度的说明图。
具体实施方式
参照附图说明本发明的实施方式。
[第一例]
图1是表示本发明实施方式的预倾角测定装置1的第一例的示意结构图。预倾角测定装置1是对作为测定对象的、液晶基板LC中所含的液晶分子的预倾角进行测定的装置。预倾角是指基板厚度方向的液晶分子的倾角。
测定对象的液晶基板LC载置于隔开间隔排列的多个棒部8上。棒部8也可以设置有与液晶基板LC的下表面接触的多个滚珠轴承。液晶基板LC例如为要切割出多个液晶面板前的、包含多个面板区域的大型基板。但不限于此，也可以使切割出的一个液晶面板作为测定对象。在本说明书的说明和附图中，设定水平面内中的多个棒部8的排列方向为X方向，多个棒部8的延伸方向为Y方向。另外，设定垂直方向为Z方向。
预倾角测定装置1具备作为透射测定光学系统的透射测定投光部2和透射测定受光部3。透射测定投光部2为第一投光部的一例，其向液晶基板LC的测定位置M照射已偏振的测定光。透射测定受光部3为第一受光部的一例，其接收测定光的透射光，获取透射光的偏振状态。
透射测定投光部2具备：光源21，其生成测定光；透镜23，将从光源21通过光纤供给的测定光转换为平行光；以及偏振元件25，将通过透镜23转换为平行光的测定光以直线偏振的方式进行偏振。作为光源21，例如优选在宽波长范围内输出特性平坦的白色光源。偏振元件25例如相对于从透射测定投光部2照射的测定光与由透射测定受光部3接收的透射光的光路形成的面(以下，称为透射测定面)，生成45度的直线偏振。
透射测定受光部3具备：旋转检偏元件31；透镜33，其对通过旋转检偏元件31的透射光聚光；以及检测器35，其检测出由透镜33聚光且通过光纤供给的透射光的强度。在预倾角测定中，旋转检偏元件31与偏振元件25设定为正交尼科耳的状态。例如，当偏振元件25相对于透射测定面设定为45度时，则旋转检偏元件31相对于透射测定面设定为135度。检测器35例如也可以为分光器。
透射测定投光部2与透射测定受光部3被支撑为能在透射测定面中沿着以测定位置M为中心的圆周方向移动，而不改变测定光的照射角度与透射光的受光角度。透射测定面为包含透射测定投光部2、透射测定受光部3和测定位置M的面。在图1的例中，透射测定投光部2与透射测定受光部3被支撑为能在XZ面中沿着以测定位置M为中心的圆周方向移动，在XZ面中不改变测定光的照射角度与透射光的受光角度。
在预倾角测定中，包含透射测定投光部2、透射测定受光部3和测定位置M的透射测定面，被设定为使测定对象的液晶基板LC中所含的液晶分子的取向方向(即，摩擦方向)一致。由于能够进行取向方向互不相同的液晶基板LC的测定，因此也可以构成为使透射测定投光部2与透射测定受光部3以通过测定位置M的垂直线为中心进行旋转(详细内容在以下说明)。
由检测器35检测出的、表示透射光的偏振状态的正交尼科耳状态的透射光的强度被输入至由计算机构成的控制部10，通过控制部10算出正交尼科耳状态的透射率。另外，变换透射测定投光部2照射的测定光的照射角度，进行多次透射光强度的检测，控制部10根据正交尼科耳状态下的透射率达到最大的测定光的照射角度，算出预倾角。算出的预倾角被显示于例如未图示的显示部。
透射测定投光部2与透射测定受光部3通过由包含电动机等致动器构成的驱动部12，能够在透射测定面中沿着以测定位置M为中心的圆周方向移动，进一步能够以通过测定位置M的垂直线为中心旋转。控制部10获取驱动部12所含的电动机等致动器的动作量，算出测定光的照射角度、透射测定面的方向等。
然而，在一对棒部8之间，液晶基板LC会因自重而产生变形，因此用于预倾角计算的测定光的照射角度与实际的入射角度存在偏离，而会使算出的预倾角存在发生误差的问题。即，从透射测定受光部3的位置确定的测定光的照射角度是以液晶基板LC平坦为前提下，作为相对于液晶基板LC的测定光的入射角度进行处理，而实际上存在由于液晶基板LC的变形，使测定位置M倾斜，而引起误差的情况。
这样的问题在随着液晶基板的大型化、薄型化的发展变得越发显著。液晶基板的大小例如是被称为第八代基板的2460×2160mm的尺寸。液晶基板的厚度通常为1.0mm左右，也正在发展进一步薄型化。例如，当预倾角测定装置1的棒部8的间隔为200～500mm左右，这种液晶基板的变形量最大为3mm左右。
对此，预倾角测定装置1具备用于测定液晶基板LC的测定位置M的倾角的倾斜测定光学系统4，将测得的倾角用于预倾角的计算，从而能抑制误差。倾斜测定光学系统4具备：倾斜测定投光部41，其向液晶基板LC的测定位置M照射倾斜检测用光L1；以及倾斜测定受光部43，其接收倾斜检测用光L1的反射光L2，获取反射光L2的受光位置。
倾斜测定投光部41为第二投光部的一例，例如为输出激光的激光光源。由于能容易确定反射光L2的受光位置，因此倾斜检测用光L1优选为指向性优异的激光。
倾斜测定受光部43为第二受光部的一例，例如为具有沿二维延伸的矩形受光面432的图像传感器，检测出受光面432上的反射光L2的受光位置，向控制部10输出。只要能测定透射测定面中的测定位置M的倾角，则可以使受光面432至少沿一维延伸。但不限于此，倾斜测定受光部43可以为与位置相对应的多个受光元件，也可以为能移动至各位置的一个受光元件。
图1所示的第一例的倾斜测定光学系统4A，除了倾斜测定投光部41和倾斜测定受光部43以外，还具备反射镜45和半透半反射镜47。
反射镜45向液晶基板LC反射来自倾斜测定投光部41的倾斜检测用光L1，向倾斜测定受光部43反射来自液晶基板LC的反射光L2。反射镜45例如使倾斜检测用光L1垂直(Z方向)地向液晶基板LC的测定位置M入射。若测定位置M平坦，则反射光L2被垂直地反射，使倾斜检测用光L1与反射光L2的光轴重叠。另外，若测定位置M倾斜，则反射光L2向与垂直偏离的方向反射，而使倾斜检测用光L1与反射光L2的光轴无法重叠。
反射镜45通过由包含电动机等致动器构成的驱动部12，能够在向液晶基板LC的测定位置M垂直入射倾斜检测用光L1的倾斜测定位置与不影响由透射测定投光部2和透射测定受光部3进行的透射测定的透射测定位置之间移动。控制部10在由倾斜测定投光部41和倾斜测定受光部43进行的倾斜测定时，使反射镜45移动至倾斜测定位置，在由透射测定投光部2和透射测定受光部3进行的透射测定时，使反射镜45移动至透射测定位置。
半透半反射镜47向反射镜45反射来自倾斜测定投光部41的倾斜检测用光L1，向倾斜测定受光部43透射来自反射镜45的反射光L2。半透半反射镜47的透射与反射相对于倾斜测定投光部41和倾斜测定受光部43的关系也可以与此相反。
图2是用于说明图1的倾斜测定光学系统4A的光路的说明图。在该图2中，省略了反射镜45和半透半反射镜47的图示，用测定位置M与受光面432之间的直线表示倾斜检测用光L1与反射光L2的光路。图3是用于说明倾斜测定受光部43的受光面432的说明图。P0表示当测定位置M平坦时的反射光L2的受光位置，Pt表示当测定位置M倾斜时的反射光L2的受光位置。
当测定位置M平坦时的反射光L2的受光位置P0使用平坦的基准面预先测定，作为原点处理。倾斜测定受光部43设置为，使当测定位置M平坦时的反射光L2的受光位置P0位于例如受光面432的中央处。当测定位置M倾斜时的反射光L2的受光位置Pt，根据测定位置M的倾斜程度、方向，偏离于受光位置P0。
控制部10根据反射光L2的受光位置Pt，算出液晶基板LC的测定位置M的倾角(作为倾角计算部发挥功能)。具体而言，控制部10从倾斜测定受光部43获取反射光L2的受光位置Pt，算出与作为原点的已知受光位置P0的变化量Δx、Δy，根据该变化量Δx、Δy和受光面432与测定位置M的距离D，通过例如下述算式1算出测定位置M的倾角θx、θy。
[算式1]
θx＝0.5tan-1(Δx/D)
θy＝0.5tan-1(Δy/D)
在此，Δx为对应于X方向的倾斜的变化量，Δy为对应于y方向的倾斜的变化量。θx为测定位置M的X方向的倾角，θy为测定位置M的Y方向的倾角。D为测定位置M与受光面432的距离。
需要说明的是，当测定位置M倾斜时的反射光L2的受光位置Pt与受光位置P0的变化量Δx、Δy，不仅只受到测定位置M的倾斜的影响，也受到测定位置M的高度(即Z方向的位置)的影响。然而，在受光面432与测定位置M的距离D足够大，以垂直或者与其近似的角度向测定位置M入射倾斜检测用光L1的情况下，可以无视该影响。
控制部10根据算出的测定位置M的倾角与由透射光的测定得到的测定光的照射角度和透射光的偏振状态，算出预倾角(作为预倾角计算部发挥功能)。换言之，控制部10利用算出的测定位置M的倾角，对预倾角进行补正。具体而言，控制部10根据正交尼科耳状态下的透射率达到最大的测定光的照射角度和测定位置M的倾角，通过下述算式2算出预倾角。
[算式2]
sinα＝(φ(Ne-No)/(Ne+No)+sinφ)/(4Ne·sin(φ/2))×sin(ψ+θa)
在此，α为预倾角。ψ为正交尼科耳状态下的透射率达到最大的测定光的照射角度。θa为透射测定面中的测定位置M的倾角。φ为液晶分子的扭曲角，例如TN模式为90度，IPS模式为0度。另外，Ne为液晶分子的异常折射率，No为液晶分子的正常折射率。
根据X、Y方向的倾角θx、θy算出透射测定面中的测定位置M的倾角θa。如图1的例所示，当透射测定面为XZ面时，倾角θa为X方向的倾角θx，仅使用X方向的倾角θx用于预倾角的计算。需要说明的是，在以下说明透射测定面以通过测定位置M的垂直线为中心旋转时的倾角θa的计算。
需要说明的是，预倾角的计算不限于上述方式。例如液晶分子为IPS模式时，也可以通过平行尼科耳状态下的透射光的强度与正交尼科耳状态下的透射光的强度算出延迟，通过延迟达到最大的测定光的照射角度算出预倾角。
图4是表示本发明实施方式的预倾角测定方法的第一例的动作流程图。
第一，测定液晶基板LC的测定位置M的倾角(S11～S14)。具体而言，首先，在倾斜测定位置插入反射镜45(S11)。此时，控制部10向驱动部12输出驱动指令，使反射镜45移动至倾斜测定位置。接着，从倾斜测定投光部41向测定位置M照射倾斜检测用光L1，由倾斜测定受光部43获取反射光L2的受光位置(S12)。接着，控制部10算出测定位置M的倾角(S13)。在此，算出透射测定面中的测定位置M的倾角θa。接着，从倾斜测定位置拔取反射镜45(S14)。此时，控制部10向驱动部12输出驱动指令，使反射镜45移动至透射测定位置。
第二，测定液晶基板LC的液晶分子的预倾角(S15～S17)。具体而言，首先，从透射测定投光部2向测定位置M照射测定光，由透射测定受光部3接收透射光(S15)。在此，作为透射光的偏振状态，获取正交尼科耳状态下的透射光的强度。接着，控制部10根据正交尼科耳状态下的透射率达到最大的测定光的照射角度，算出预倾角(S16)，进一步使用测定位置M的倾角对预倾角进行补正(S17)。在此，通过例如上述算式2进行预倾角的计算和补正。补正可以在每次获取测定光的照射角度时进行，也可以在算出正交尼科耳状态下的透射率达到最大的测定光的照射角度时进行，也可以在算出预倾角之后进行。
根据如上所述的预倾角测定装置1，利用液晶基板LC的测定位置M的倾角算出预倾角，因此能够抑制误差。
另外，第一例的倾斜测定光学系统4A利用构成为能够移动的反射镜45，向测定位置M反射来自倾斜测定投光部41的倾斜检测用光L1，向倾斜测定受光部43反射来自测定位置M的反射光L2。由此，能够提高配置倾斜测定投光部41、倾斜测定受光部43和半透半反射镜47的自由度，具有容易装配于预倾角测定装置1的优点。
[第二例]
图5是表示本发明实施方式的预倾角测定装置1的第二例的示意结构图。对与上述例重复的结构，标注同一附图标记并且省略详细说明。
在图5所示的第二例的倾斜测定光学系统4B中，倾斜测定投光部41向液晶基板LC的测定位置M倾斜照射倾斜检测用光L1，倾斜测定受光部43接收从测定位置M倾斜反射的反射光L2，获取反射光L2的受光位置。倾斜检测用光L1的照射方向与反射光L2的受光方向在垂直(Z方向)与水平(XY面)之间，例如相对于Z方向为30～60度的角度。倾斜测定受光部43的受光面432朝向反射光L2的光轴方向，使其垂直地接收反射光L2。
倾斜测定受光部43在至液晶基板LC的距离不同的多个位置处接收反射光L2。具体而言，倾斜测定受光部43构成为，能够通过由包含电动机等致动器构成的驱动部12沿着反射光L2的光轴方向移动，分别在测定位置M与受光面432的距离不同的两个位置处，接收反射光L2。但不限于此，例如也可以在两个位置分别配置倾斜测定受光部43，使接近于测定位置M一侧可在反射光L2的光路装卸。
即使倾斜测定受光部43移动，也能使作为原点处理的、测定位置M平坦时的反射光L2的受光位置P0(参照图3)维持于例如受光面432的中央等一定的位置。但不限于此，也可以使受光位置P0在倾斜测定受光部43的移动前后不同。测定位置M倾斜时的反射光L2的受光位置Pt根据测定位置M的倾斜程度、方向，从作为原点的受光位置P0偏离，根据倾斜测定受光部43接收反射光L2的位置，变化量Δx、Δy不同。
控制部10根据倾斜测定受光部43在各位置接收到的反射光L2的受光位置Pt，算出液晶基板LC的测定位置M的倾角(作为倾角计算部发挥功能)。如在上述第一例中所述，算出的测定位置M的倾角用于预倾角的计算。
具体而言，控制部10通过倾斜测定受光部43在第一位置获取的反射光L2的受光位置Pt，算出变化量Δx1、Δy1，通过倾斜测定受光部43在第二位置获取的反射光L2的受光位置Pt，算出变化量Δx2、Δy2。然后，控制部10根据该变化量Δx1、Δy1、Δx2、Δy2、第一位置的受光面432与测定位置M的距离D1和第二位置的受光面432与测定位置M的距离D2，通过例如下述算式3算出测定位置M的倾角θx、θy。
[算式3]
θx＝0.5tan-1((Δx2-Δx1)/(D2-D1))
θy＝0.5tan-1((Δy2-Δy1)/(D2-D1))
由此，通过变化量的差分Δ2‐Δ1相对于第一位置与第二位置距离的差分D2‐D1，算出倾角θ，由于能够抑制距离D1、D2本身的贡献，因此能够抑制测定位置M的高度(即Z方向的位置)的影响。但是，使测定位置M的高度的偏离足够小于距离D1、D2。
图6是表示本发明实施方式的预倾角测定方法的第二例的动作流程图。
第一，测定液晶基板LC的测定位置M的倾角(S21～S25)。具体而言，首先，使倾斜测定受光部43移动至第一位置(S21)。此时，控制部10向驱动部12输出驱动指令，使倾斜测定受光部43向第一位置移动。接着，从倾斜测定投光部41向测定位置M照射倾斜检测用光L1，由倾斜测定受光部43获取反射光L2的受光位置(S22)。接着，使倾斜测定受光部43移动至第二位置(S23)。此时，控制部10向驱动部12输出驱动指令，使倾斜测定受光部43向第二位置移动。接着，从倾斜测定投光部41向测定位置M照射倾斜检测用光L1，由倾斜测定受光部43获取反射光L2的受光位置(S24)。接着，控制部10算出测定位置M的倾角(S25)。在此，算出透射测定面中的测定位置M的倾角θa。
第二，测定液晶基板LC的液晶分子的预倾角(S26～S28)。所述S26～S28的步骤与上述第一例的S15～S17相同。
在如上所述第二例的倾斜测定光学系统4B中，倾斜测定受光部43在至液晶基板LC的距离不同的多个位置处接收反射光L2，控制部10根据在各位置接收的反射光L2的受光位置，算出液晶基板LC的测定位置M的倾角。由此，能够抑制测定位置M的高度(即Z方向的位置)的影响。另外，由于倾斜测定光学系统4B的部件数量少，因此具有容易装配于预倾角测定装置1的优点。
[第三例]
图7是表示本发明实施方式的预倾角测定装置1的第三例的示意结构图。对与上述例重复的结构，标注同一附图标记并且省略详细说明。
在图7所示的第三例的倾斜测定光学系统4C中，设置有两组与上述第二例同样的倾斜测定投光部41和倾斜测定受光部43，倾斜测定受光部43在相对于液晶基板LC的角度不同的多个位置处接收反射光L2。在第一组中，第一倾斜测定受光部43A接收第一倾斜测定投光部41A照射的倾斜检测用光L1的反射光L2，在第二组中，第二倾斜测定受光部43B接收第二倾斜测定投光部41B照射的倾斜检测用光L1的反射光L2。
第一倾斜测定投光部41A与第二倾斜测定投光部41B的倾斜检测用光L1的照射方向不同，第一倾斜测定受光部43A与第二倾斜测定受光部43B的反射光L2的受光方向不同。第一组的倾斜检测用光L1的照射方向与反射光L2的受光方向例如相对于Z方向为40～70度的角度，第二组的倾斜检测用光L1的照射方向与反射光L2的受光方向例如相对于Z方向为20～50度的角度。但是，第一组与第二组的倾斜检测用光L1的照射方向的角度差、以及第一组与第二组的反射光L2的受光方向的角度差分别例如为20度以上。
第一倾斜测定受光部43A和第二倾斜测定受光部43B分别设置为，使作为原点处理的、测定位置M平坦时的反射光L2的受光位置P0(参照图3)位于例如受光面432的中央处。测定位置M倾斜时的反射光L2的受光位置Pt根据测定位置M的倾斜程度、方向，从作为原点的受光位置P0偏离，根据倾斜测定受光部43接收反射光L2的角度，变化量Δx、Δy不同。
控制部10根据第一倾斜测定受光部43A和第二倾斜测定受光部43B在各位置接收到的反射光L2的受光位置，算出液晶基板的测定位置的倾角(作为倾角计算部发挥功能)。如在上述第一例中所述，算出的测定位置M的倾角用于预倾角的计算。
具体而言，控制部10通过第一倾斜测定受光部43A获取的反射光L2的受光位置Pt，算出变化量Δx1、Δy1，通过第二倾斜测定受光部43B获取的反射光L2的受光位置Pt，算出变化量Δx2、Δy2。然后，控制部10根据该变化量Δx1、Δy1、Δx2、Δy2、第一倾斜测定受光部43A与测定位置M的距离D1、第一倾斜测定受光部43A的受光角度θ1、第二倾斜测定受光部43B与测定位置M的距离D2、以及第二倾斜测定受光部43B的受光角度θ2，通过例如下述算式4算出测定位置M的倾角θx、θy。
[算式4]
Figure BDA0001182459800000131
ey＝0.25tan-1(Δy1/D1)+0.25tan-1(Δy2/D2)
对于θx，与上述算式3同样地，能够抑制距离D1、D2本身的贡献，因此能够抑制测定位置M的高度(即Z方向的位置)的影响。但是，使测定位置M的高度的偏离足够小于距离D1、D2。对于θy，取得由变化量Δy1、Δy2分别算出的θy的平均。
图8是表示本发明实施方式的预倾角测定方法的第三例的动作流程图。
第一，测定液晶基板LC的测定位置M的倾角(S31、S32)。具体而言，首先，从第一倾斜测定投光部41A和第二倾斜测定投光部41B分别向测定位置M照射倾斜检测用光L1，由第一倾斜测定受光部43A和第二倾斜测定受光部43B分别获取反射光L2的受光位置(S31)。接着，控制部10算出测定位置M的倾角(S32)。在此，算出透射测定面中的测定位置M的倾角θa。
第二，测定液晶基板LC的液晶分子的预倾角(S33～S35)。所述S33～S35的步骤与上述第一例的S15～S17相同。
在如上所述第三例的倾斜测定光学系统4C中，第一倾斜测定受光部43A和第二倾斜测定受光部43B在相对于液晶基板LC的角度不同的多个位置处接收反射光L2，控制部10根据在各位置接收的反射光L2的受光位置，算出液晶基板LC的测定位置M的倾角。由此，具有以下的优点：即使不具备用于使倾斜测定受光部43移动的机构，也能够抑制测定位置M的高度(即Z方向的位置)的影响。
需要说明的是，在本例中，通过两个倾斜测定受光部43A、43B，在相对于液晶基板LC的角度不同的多个位置处接收反射光L2，但不限于此，也可以使一个倾斜测定受光部43移动，在相对于液晶基板LC的角度不同的多个位置处接收反射光L2。
[第四例]
图9是表示本发明实施方式的预倾角测定装置1的第四例的示意结构图。对与上述例重复的结构，标注同一附图标记并且省略详细说明。在该图9中，省略了光源21、检测器35、控制部10和驱动部12的图示。倾斜测定光学系统4可以为上述第一～第三例的倾斜测定光学系统4A～4C中的任一种。
在预倾角测定中，需要使包含透射测定投光部2、透射测定受光部3和测定位置M的透射测定面设定为，使测定对象的液晶基板LC中所含的液晶分子的取向方向(即，摩擦方向)一致。然而，液晶分子的取向方向根据液晶基板LC的品种的不同而不同。例如取向方向不限于X方向，若存在为Y方向的情况，则也可能存在X方向与Y方向之间的任意方向的情况。另外，由于近年正在发展液晶基板的大型化、薄型化，因此难以改变在多个棒部8上载置的液晶基板LC的方向。
对此，在本例的预倾角测定装置1中，通过使透射测定投光部2和透射测定受光部3被支撑为能以通过测定位置M的垂直线为中心旋转，而使透射测定面能以通过测定位置M的垂直线为中心旋转，则能够测定取向方向互不相同的液晶基板LC。
透射测定投光部2和透射测定受光部3分别被支撑于能以通过测定位置M的垂直线为中心一体旋转的旋转支撑部52、53。具体而言，透射测定投光部2的透镜23和偏振元件25被支撑于位于棒部8下方的旋转支撑部52，透射测定受光部3的旋转检偏元件31和透镜33被支撑于位于棒部8上方的旋转支撑部53。
在本例中，倾斜测定光学系统4的倾斜测定投光部41和倾斜测定受光部43与透射测定投光部2和透射测定受光部3一同以通过测定位置M的垂直线为中心而可旋转地被加以支撑，并且使其在透射测定面内照射倾斜检测用光L1并且接收反射光L2。具体而言，倾斜测定投光部41和倾斜测定受光部43与透射测定投光部2一同被支撑于位于棒部8下方的旋转支撑部52。
由于这样构成，不依赖于透射测定面的旋转位置，在倾斜测定受光部43的受光面432中，将总是通过恒定方向的位移算出的倾角用于预倾角的计算。例如，设定图3中的X方向为与透射测定面一同旋转的面内方向时，通过变化量Δx算出的X方向的倾角θx作为透射测定面中的测定位置M的倾角θa，用于预倾角的计算。
由此，可以直接地将通过恒定方向的位移算出的倾角(例如，通过变化量Δx算出的X方向的倾角θx)作为透射测定面中的测定位置M的倾角θa，用于预倾角的计算，因此与后述第五例相比，具有能够降低计算负担的优点。
[第五例]
图10是表示本发明实施方式的预倾角测定装置1的第五例的示意结构图。图11是表示使透射测定光学系统从图10的状态旋转90度的状态的示意结构图。对与上述例重复的结构，标注同一附图标记并且省略详细说明。在同一图中，省略了光源21、检测器35、控制部10和驱动部12的图示。倾斜测定光学系统4可以为上述第一～第三例的倾斜测定光学系统4A～4C中的任一种。
与上述第四例同样地，本例的预倾角测定装置1也使透射测定投光部2和透射测定受光部3被旋转支撑部52、53支撑为，能以通过测定位置M的垂直线为中心进行旋转。
但是，在本例中，倾斜测定光学系统4的倾斜测定投光部41和倾斜测定受光部43并未支撑于旋转支撑部52、53，未与透射测定投光部2和透射测定受光部3一同旋转。倾斜测定投光部41和倾斜测定受光部43被固定为，例如使其在液晶基板LC变形较大的XZ面内照射倾斜检测用光L1并且接收反射光L2。
如图12所示，由于这样构成，使包含透射测定投光部2、透射测定受光部3和测定位置M的透射测定面T与包含倾斜测定投光部41、倾斜测定受光部43和测定位置M的倾斜测定面S成为相交的状态。
从而，控制部10获取透射测定面T与倾斜测定面S的相交角度A(作为相交角度获取部发挥功能)。具体而言，控制部10获取驱动部12所含的电动机等致动器的动作量，算出以透射测定投光部2与透射测定受光部3的测定位置M为中心的圆周方向的位置，根据该圆周方向的位置算出透射测定面T与倾斜测定面S的相交角度A。
然后，控制部10根据相交角度A算出透射测定面T中的测定位置M的倾角θa(作为倾角计算部发挥功能)。如在上述第一例中所述，算出的透射测定面T中的测定位置M的倾角θa用于预倾角的计算。
具体而言，控制部10通过倾斜测定受光部43获取反射光L2的受光位置Pt，根据变化量Δx、Δy算出测定位置M的倾角θx、θy，并且根据测定位置M的倾角θx、θy与相交角度A，通过下述算式5算出透射测定面T中的测定位置M的倾角θa。
[数5]
θa＝tan-1(tanθx cos A+tanθy sin A)
由此，由于倾斜测定投光部41和倾斜测定受光部43并未支撑于旋转支撑部52、53，未与透射测定投光部2和透射测定受光部3一同旋转，因此与所述第四例相比，具有能够使旋转相关的部分小型化的优点。并且，通过将倾斜测定面S设为液晶基板LC变形较大的XZ面，而具有易于检测出液晶基板LC的变形的优点。
需要说明的是，棒部8因自重产生变形，由此液晶基板LC不仅沿棒部8的排列方向(X方向)产生变形，而且沿棒部8的延伸方向(Y方向)也产生变形，上述内容为本申请的发明人发现的新问题。为了解决上述问题，在以上说明的例中，尤其在第五例中，算出测定位置M的二维倾角θx、θy，由此算出透射测定面T中的测定位置M的倾角θa。
以上，针对本发明的实施方式进行了说明，但本发明不限于上述实施方式，当然可由本领域的技术人员来实现各种变型。

Claims (6)

1.一种预倾角测定装置，其特征在于，具备：
第一投光部，其向液晶基板的测定位置照射已偏振的测定光；
第一受光部，其接收所述测定光的透射光，获取所述透射光的偏振状态；
第二投光部，其向所述液晶基板的所述测定位置照射倾斜检测用光；
第二受光部，其接收所述倾斜检测用光的反射光，获取所述反射光的受光位置；
倾角计算部，其根据所述反射光的受光位置，算出所述液晶基板的所述测定位置的倾角；以及
预倾角计算部，其根据所述测定光的照射角度、所述液晶基板的所述测定位置的倾角和所述透射光的偏振状态，算出所述液晶基板中所含的液晶分子的预倾角。
2.根据权利要求1所述的预倾角测定装置，其特征在于，还具备：
反射镜，其向所述液晶基板反射来自所述第二投光部的所述倾斜检测用光，向所述第二受光部反射来自所述液晶基板的所述反射光。
3.根据权利要求1所述的预倾角测定装置，其特征在于，
所述第二受光部在至所述液晶基板的距离不同的多个位置处接收所述反射光，
所述倾角计算部根据在所述多个位置的各位置处接收到的所述反射光的受光位置，算出所述液晶基板的所述测定位置的倾角。
4.根据权利要求1所述的预倾角测定装置，其特征在于，
所述第二受光部在相对于所述液晶基板的角度不同的多个位置处接收所述反射光，
所述倾角计算部根据在所述多个位置的各位置处接收到的所述反射光的受光位置，算出所述液晶基板的所述测定位置的倾角。
5.根据权利要求1所述的预倾角测定装置，其特征在于，
进一步具备相交角度获取部：其获取包含所述第一投光部、所述第一受光部和所述测定位置的第一面与包含所述第二投光部、所述第二受光部和所述测定位置的第二面的相交角度，
所述倾角计算部根据所述相交角度，算出所述第一面内的所述液晶基板的所述测定位置的倾角。
6.一种预倾角测定方法，其特征在于，包括以下步骤：
向液晶基板的测定位置照射已偏振的测定光；
接收所述测定光的透射光，获取所述透射光的偏振状态；
向所述液晶基板的所述测定位置照射倾斜检测用光；
接收所述倾斜检测用光的反射光，获取所述反射光的受光位置；
根据所述反射光的受光位置，算出所述液晶基板的所述测定位置的倾角；以及
根据所述测定光的照射角度、所述液晶基板的所述测定位置的倾角和所述透射光的偏振状态，算出所述液晶基板中所含的液晶分子的预倾角。
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