JP2002267573A

JP2002267573A - 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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Publication number: JP2002267573A
Application number: JP2001069412A
Authority: JP
Inventors: Michio Kitamura; 道夫北村
Original assignee: SHINTECH KK
Current assignee: SHINTECH KK
Priority date: 2001-03-12
Filing date: 2001-03-12
Publication date: 2002-09-18
Anticipated expiration: 2021-03-12
Also published as: JP4895428B2

Abstract

(57)【要約】【課題】非一様配向の液晶セルについて、プレティル
ト角などの配向パラメータを迅速に測定する方法、およ
びそれを実現する装置を提供する。【解決手段】測定対象である液晶セル１に所定の偏
光を入射させ、透過した光の偏光状態を観察する。所
定の配向パラメータをもつ複数の想定液晶セルに上記と
同じ偏光を同じ条件で入射させたとき透過等する光の偏
光状態を、波動方程式を解くことによってそれぞれ予測
する。予測した偏光状態のうちから、観察した偏光状
態と最も近いものを選定し、当該偏光状態をもたらす想
定液晶セルの配向パラメータを、測定対象である液晶セ
ル１の配向パラメータとする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】請求項に係る発明は、液晶表
示器などに用いられる液晶セルについて、その表示特性
に直結する配向パラメータを測定するための方法および
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】液晶セルにおける「配向」、すなわち液
晶分子がどのように並んでいるかは、そのセルを使用す
る液晶表示器の表示特性を左右する重大な要素である。
そうした配向を表すパラメータとしては、「プレティル
ト角」や「セル間隙」、「捩じれ角」などがある。図４
に示す一般的な液晶セル１’において、基板３’・４’
の表面に接した液晶分子２’の起き上がり角度がプレテ
ィルト角であり、上下の基板３’・４’間の距離がセル
間隙である。また、図３のように液晶分子が螺旋状に捩
じれている液晶セル１について、基板３・４と直角な方
向から見える上下の液晶分子２の間の角度差が捩じれ角
である。安定した高い品質の液晶表示器を製造するため
には、液晶セルについてこのような配向パラメータを把
握することが不可欠である。

【０００３】液晶セルにおけるプレティルト角などの配
向パラメータを測定するためには、従来、クリスタルロ
ーテーション法と呼ばれる方法がとられてきた。同法
は、図５に示すように、透過軸が互いに直交する偏光子
（偏光板）１２’と検光子（偏光板）１４’との間に液
晶セル１’を置き、レーザー光源１１’や光検出器１
５’をも用いて、さまざまな入射角（セル１’への偏光
の入射角）に対する検光子透過光強度を観察し、その最
大値を与える入射角から配向パラメータを算出する方法
である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来の方法で
測定することができるのは、図４に示すような一様配向
の液晶セル、すなわち、上下基板に接するものを含めて
セル内の液晶分子がすべて同じ向きに並んだセルに限定
されている。しかるに、実際の液晶表示器に多く用いら
れている液晶セルは、図３のように液晶分子が螺旋状に
捩じれたツイスト配向、または、液晶分子が広げた扇の
骨のようにならんだスプレイ配向、さらにはより複雑な
他の配向を有している。そのような非一様配向をもつ液
晶セルは、一様配向のものよりも表示上のコントラスト
が明瞭で、応答も迅速であるなどの特徴を有するため、
用途や使用量が急速に拡大されてきた。このため、従来
の方法では、実際に用いられるほとんどの液晶セルにつ
いて配向パラメータを測定することができなくなってき
ている。また、一様配向のものであっても、セル間隙が
小さい液晶セルについては、従来の方法で十分な測定精
度を得ることは困難であるとされている。

【０００５】なお、特開平１０−１５３７８０号公報に
は、非一様配向の液晶セルについて配向パラメータを測
定する方法が記載されている。ただしその方法は、図５
に示す測定手段とさらに１／４波長板とを使用し、検光
子を複数の特定の角度に設定したときの透過光強度より
数個のストークスパラメータを算出し、それらから捩じ
れ角とセル間隙とを求めるという手順をとるものであ
る。その方法では、検光子を複数の特定角度に逐一設定
する必要があること等から、液晶セル上の多点について
測定を行う場合には所用時間の短縮が望まれる。

【０００６】請求項の発明は、実際の液晶表示器に多く
採用される非一様配向の液晶セルについて、プレティル
ト角などの配向パラメータを迅速に測定する方法、およ
びそれを実現する装置を提供するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載した液晶
セルの配向パラメータ測定方法は、測定対象である液晶セルに所定の偏光を入射させ、
透過（または反射。以下「透過等」という）した光の偏
光状態を観察するとともに、所定の配向パラメータをもつ複数の想定液晶セルに
上記と同じ偏光を同じ条件で入射させたとき透過等する
光の偏光状態を、波動方程式（Maxwellの波動方程式）
を解くことによってそれぞれ予測し、予測した偏光状態のうちから、観察した偏光状態と
もっとも近いものを選定し、当該偏光状態をもたらす想
定液晶セルの配向パラメータを、測定対象である液晶セ
ルの配向パラメータとする−ことを特徴とする。

【０００８】こうして行う配向パラメータの測定は、つ
ぎのような原理によって高精度の測定結果をもたらす。
すなわち、 a) 偏光している光（たとえば直線偏光）を液晶セルに
入射させた場合、液晶が複屈折率をもつために、透過等
した光の偏光状態は一般に入射光のものとは異なる。ど
のように偏光状態が変わるかは、液晶の屈折率やセルの
厚さ、セル内の液晶分子の配向状態（プレティルト角な
ど）によって決まる。

【０００９】b) 一方、液晶セルにおける液晶の複屈折
率や液晶分子の並び方、セルの厚さなどが分かっている
場合、そのような液晶セルを透過等した光がどのような
偏光状態に変わるかは、計算によって相当の精度で予測
することができる。液晶分子の配向状態が与えられたと
きの偏光伝播特性は、よく知られたMaxwellの波動方程
式を解くことにより導かれるからである。したがって、
配向パラメータの明らかな複数のセルを想定液晶セルと
し（同セルを実際に作製等する必要はない）、測定に使
用する入射光の偏光状態（直線偏光の向き）など既知の
データを与えれば、各想定液晶セル（すなわちそれぞれ
に対応する各配向パラメータ）について入射角に対する
透過光（または反射光。以下同様）の偏光状態を算出し
予測することができる。なお、あらかじめ液晶分子の配
向を計算するためには、広く認められている連続体理論
によって与えられる偏微分方程式を、所定の境界条件の
もとに解けばよい。

【００１０】c) したがって、実際の液晶セルを透過等
した光の偏光状態を観察するとともに、配向パラメータ
の明らかな複数の想定液晶セルについて透過光の偏光状
態を予測し、双方の結果（偏光状態）を対照すれば、観
察した液晶セルについてプレティルト角などの配向パラ
メータを推定することが可能である。請求項１に係る測
定方法は、上記のによって観察した偏光状態（測定対
象である液晶セルの偏光状態）をによって予測した想
定液晶セルの偏光状態と比較対照し、のとおり、観察
した偏光状態と最も近い偏光状態をもたらすと予測され
る想定液晶セルの配向パラメータをもって測定結果とす
るものであるから、複数の想定液晶セルにつき適切な間
隔でパラメータを設定してそれぞれの偏光状態を算出し
ておく以上は、好ましい精度の測定を実現し得ることに
なる。

【００１１】上記のように行う偏光状態の予測は、想
定液晶セルがツイスト配向やスプレイ配向などの非一様
配向をもつものであっても可能であるため、請求項１の
方法では、非一様配向の液晶セルについてもプレティル
ト角などの配向パラメータの測定が可能である。また、
複数の想定液晶セルについて予測した偏光状態に関する
データは、一旦算出して保存（記憶）すれば、同じ液晶
セルについて多点測定を行う際、再度算出しなくとも繰
り返し利用することができる。そのため、本方法による
と、偏光状態の特定を適切な手段によって行う限りは、
液晶セル上の多点についての測定を短時間で行うことが
可能になる。

【００１２】請求項２に記載した測定方法は、とくに、
上記のように観察および予測する光の偏光状態を、下記
1)〜3)のように求める液晶セルへの偏光の入射角θと下
記の定数ａまたはｂとの関係によって特定することを特
徴とする。すなわち、 1) 測定対象である液晶セルに所定の偏光を入射角θに
て入射させ、透過等した光を、透過軸（または反射軸。
以下同様）の角度Ａを１８０゜以上変化させ得る偏光板
（検光子。たとえば回転する偏光板）に通したうえ、角
度Ａに対応づけて透過光強度Ｉを測定する。

【００１３】2) 透過光強度Ｉは、平均強度をＩ_０とす
るときＩ＝Ｉ_０（１＋ａcos２Ａ＋ｂsin２Ａ） ‥‥（ｉ）と表せるが、その強度Ｉを、角度Ａについてフーリエ積
分することにより定数ａまたはｂを求める。

【００１４】3) 入射角θを種々設定（必要に応じ１な
いし多数の値に設定）して上記1)・2)を行うことによ
り、入射角θと定数ａまたはｂとの関係を求める。求め
たその関係を、上記において観察し予測する光の偏光状
態として扱うのである。

【００１５】上記1)のように液晶セルを透過等した光
（すなわち検光子への入射光）の偏光状態は、上記の式
（ｉ）における２数値ａ、ｂによって表すことができ
る。たとえば、ａ＝１かつｂ＝０なら、その光の偏光状
態は、角度Ａが０（ゼロ）の面内を通る直線偏光であ
り、ａ＝ｂ＝０ならば円偏光である。

【００１６】そして、検光子（偏光板）の透過軸の角度
Ａに対応づけて透過光強度Ｉを測定することから、測定
対象である液晶セルに関する上記の定数ａおよびｂは、
強度Ｉを上記2)のように角度Ａについてフーリエ積分す
ることにより算出される。さらに、3)のとおり入射角θ
を変化させて逐一ａ、ｂを求めることにより、それぞれ
の入射角θと定数ａ、ｂとの関係（各入射角θに対する
ａ(θ)、ｂ(θ)の値）が求められる。

【００１７】この請求項２の方法は、測定した液晶セル
について観察される偏光状態と、想定液晶セルについて
予測される偏光状態とを入射角θと定数ａ、ｂとの関係
に置き換え、それに基づいて上記のとおり双方の結果を
対照するものである。すなわち、測定対象である液晶セ
ルに関して上記のとおりθとａ、ｂとの関係を求める一
方、配向パラメータの分かっている複数の想定液晶セル
についてθとａ、ｂとの関係を予測し、測定した液晶セ
ルにおける関係と最も近い関係を表す想定液晶セルにつ
いての配向パラメータを、測定対象であるその液晶セル
の配向パラメータであるとするのである。双方のセルに
おけるａ、ｂを対照するにあたり、比較の便宜のため
に、ａ、ｂをもとに演算される他の値（ａ^２＋ｂ^２な
ど）を比較することも、請求項２の方法の範囲内で行う
ことができる。

【００１８】この方法によれば、多点の測定を含めて、
液晶セルにおける配向パラメータの測定を迅速に行うこ
とができる。測定する透過光強度Ｉから定数ａ、ｂを求
めることが定式的な一連の数値計算によって容易に行え
ること、また、観察し予測する光の偏光状態が、入射角
θと定数ａ、ｂとの関係に置き換えられることによって
比較対照されやすくなること、がその理由である。な
お、一部の配向パラメータについて、測定すべき精度が
所定の範囲内のものである場合等には、特定の入射角θ
に対する定数ａ、ｂの関係のみを比較すれば足りること
もある。そのような場合には、入射角θは１つの値（た
とえば０゜）のみに設定すればよい。

【００１９】請求項３に記載した測定方法はとくに、配
向パラメータとして、基板に対する液晶分子の傾き（起
き上がり角度）であるプレティルト角を測定することを
特徴とする。

【００２０】この請求項３に記載の測定方法は、請求項
１または２の方法によりプレティルト角を測定するもの
である。これによって一つの境界条件が明らかになるの
で、液晶分子の並び方に関する偏微分方程式の解とし
て、セル間隙や捩じれ角などを含むすべての配向パラメ
ータを求めることも容易になり、その精度が向上する。
その理由はつぎのとおりである。

【００２１】所定の偏光が液晶セルに入射して透過等し
たとき光の偏光状態は前記のように液晶の屈折率やセル
の厚さ、セル内の液晶の配向状態によって決まるが、こ
の配向状態は、液晶セルを構成する基板の表面に接した
液晶分子の起き上がり角度、すなわちプレティルト角な
どによって決まる。また、液晶セル内の液晶分子がど
のような配向をとるかについては、周知の連続体理論に
より理論的に解明され偏微分方程式の形で明らかにされ
ている（たとえば、Chantrasekhar著・Cambridge Unive
rsity Press発行の「Liquid Crystals」などを参照）。
このような方程式を、プレティルト角や捩じれ角などの
境界条件として種々の仮定値・近似値を与えながら解く
ことにより、セル内部の配向状態を求めることができ
る。したがって、測定によりプレティルト角として確か
らしい値を知ることができれば、液晶セルにおける他の
配向パラメータをも高い精度で求めることが可能にな
る。

【００２２】請求項４に記載した液晶セルの配向パラメ
ータ測定装置は、下記a)〜f)を含めて構成したものであ
る。すなわち、 a) 単色光源、 b) 透過軸の角度設定が可能な偏光子、 c) 測定対象である液晶セルを取外し可能に取り付ける
とともにその向き変更によって当該セルへの光の入射角
θの変更が可能な液晶セル支持台、 d) モータによって透過軸の角度Ａの変更が可能であ
り、センサによってその角度Ａの検出が可能な偏光板
（検光子と呼ばれる）、 e) 光の強度を検知してそれに応じた強度Ｉの電気信号
を出力する光電変換器（必要によりＡＤ変換器を含
む）、 f) 光電変換器が出力する電気信号の強度（透過光強
度）Ｉを、液晶セルへの入射角θおよび偏光板（検光
子）の透過軸角度Ａに対応づけて記憶する情報処理手
段。

【００２３】このように構成した測定装置なら、測定対
象である液晶セルに所定の偏光を入射させ、透過等した
光の偏光状態を当該状態に対応する数値データとして保
存することができ、したがって、当該液晶セルの配向パ
ラメータを知るための情報蓄積が可能になる。上記a)の
単色光源から発せられb)の偏光子を経由して得られた所
定の偏光を、c)の支持台上に取り付けられて入射角θが
適宜設定された液晶セルに入射させ、透過等した光を、
透過軸の角度Ａを１８０゜以上変化させ得るd)の検光子
に通したうえe)の光電変換器に照射すれば、その光の透
過光強度Ｉがf)の情報処理手段に出力され、同手段が、
液晶セルへの入射角θおよび検光子の透過軸角度Ａに対
応づけて透過光強度Ｉを記憶するからである。θおよび
Ａと強度Ｉとの関係はその液晶セルの配向状態に対応し
て決まるものであるため、そうして蓄積したデータ（実
測データ）を解析することにより、測定対象とする液晶
セルの配向パラメータを知ることが可能になる。なお、
そのような解析は、たとえば請求項１または２に記載の
ように、既知の配向パラメータをもつ液晶セルについて
算出したデータと上記で蓄積した実測データとを比較す
ることによって行うとよいが、他の解析手法によっても
よい。

【００２４】請求項５に記載の測定装置は、上記の情報
処理手段に、さらにつぎの演算と記憶とをさせることを
特徴とする。すなわち、上記光電変換器から出力され
る、Ｉ＝Ｉ_０（１＋ａcos２Ａ＋ｂsin２Ａ） ‥‥（ｉ）と表される強度Ｉ（透過光強度。上記のＩ_０はその平均
強度）の信号につき、角度Ａについてフーリエ積分する
ことにより入射角θごとに定数ａまたはｂを演算させ、
かつ、求めた定数ａまたはｂと入射角θとの関係を記憶
させるのである。

【００２５】この測定装置は、液晶セルを透過等した光
の偏光状態を、式（ｉ）における定数ａまたはｂと入射
角θとの関係という分かりやすいデータに変換して情報
処理手段に記憶させるものである。したがって、データ
の処理が容易であり、たとえば請求項１または２の方法
によって配向パラメータを測定する場合にも、その結果
を迅速に得ることができる。

【００２６】請求項６に記載の測定装置は、上記の情報
処理手段にさらにつぎの処理を行わせるものである。す
なわち、所定の配向パラメータをもつ複数の想定液晶セ
ルに上記と同じ偏光子を経て同じ入射角θで偏光が入射
したとき透過等する光の偏光状態を、波動方程式（Maxw
ellの波動方程式）を解くことによってそれぞれ予測し
たうえ、入射角θと定数ａまたはｂとの関係を演算・記
憶し、上記で記憶した測定対象である液晶セルにおける
それらの関係と比較して近似のものを選定し、選定した
その想定液晶セルの配向パラメータを、測定対象である
液晶セルの配向パラメータとして表示する処理、を行わ
せる。

【００２７】この測定装置によると、請求項２に記載し
た測定方法が実施される。したがって、この装置では、
非一様配向の液晶セルにおける多点を調査する場合であ
っても、配向パラメータを迅速に測定することが可能で
ある。

【００２８】請求項７に記載の測定装置はとくに、配向
パラメータとして、基板に対する液晶分子の傾き（起き
上がり角度）であるプレティルト角を測定することを特
徴とする。

【００２９】この測定装置は、液晶セルについてとくに
プレティルト角の測定を行うものであり、請求項３の測
定方法を実現する。プレティルト角を求めることによっ
て、前述のとおり、液晶セルにおける他の配向パラメー
タを知ることも可能になる。

【００３０】

【発明の実施の形態】発明の実施例としての一形態を、
図１および図２を用いて説明する。図１は、配向パラメ
ータの測定装置（および方法）について基本的構成を示
す斜視図であり、図２は、その装置によって液晶セル１
の配向パラメータを測定するときのデータの比較処理を
示す模式図である。なお、図１の装置によっては、たと
えば図３のような非一様配向の液晶セル１および図４の
ような一様配向の液晶セル１’を対象として、配向パラ
メータ、とくにプレティルト角の測定を行う。

【００３１】図１に示す測定装置において、符号１１は
単色光源をさし、たとえば波長が６３２．８ｎｍのヘリ
ウム−ネオンレーザーをこれに用いる。１２は、直線偏
光をつくるための偏光子である。この偏光子１２は、計
算機制御の回転支持器（図示省略）に取り付けられてい
て円周方向に角度調整が可能であり、後述する情報処理
手段１６の指令によって角度を変え、光源１１からの光
を測定に適した向きの直線偏光に換える。１は測定対象
の液晶セルであり、互いに直交する２つの回転軸をもつ
支持台１３上に取外し容易な状態に取り付けられる。支
持台１３は情報処理手段１６の指令によりその回転軸を
中心に向きを変え得るため、液晶セル１に対する偏光の
入射角θおよび入射面の向きがそれに応じて変更され
る。１４は検光子であり、モータ（図示省略）によって
一定角速度で回転（最高１００００ｒｐｍ程度の高速回
転）することにより透過軸の向きを回転させる。回転軸
にはロータリーエンコーダ（図示省略）が取り付けられ
ており、その出力信号によって、時々刻々変わる透過軸
の向き（角度）Ａを情報処理手段１６が検知できるよう
になっている。１５は光電変換器で、検光子１４を通っ
た光信号をそれに応じた強度Ｉの電気信号に変換する。
光電変換器１５にはアナログ−ディジタル変換器（ＡＤ
変換器）１５ａが含まれており、これによって電気信号
はディジタル化されて出力される。１６はパーソナルコ
ンピュータなどの情報処理手段であり、光電変換器１５
・１５ａが出力するディジタルの電気信号（その強度Ｉ
が、検光子１４を通った光信号の強さに対応する）と検
光子１４の透過軸の向きＡを知らせる信号（前記のエン
コーダが発信するもの）とから、液晶セル１を透過した
光の偏光状態を認識する。

【００３２】液晶セル１を透過した光の偏光状態は、情
報処理手段１６においてつぎのように定量化される。

【００３３】適当な座標系を用いてはかった検光子１４
での透過軸の向きをＡとすると、情報処理手段１６が観
測する信号強度Ｉは、その平均強度をＩ_０とするとき次
式（ｉ）で表されるものとなる。Ｉ＝Ｉ_０（１＋ａcos２Ａ＋ｂsin２Ａ） ‥‥（ｉ）図示の装置では、偏光子１２によってつくったある向き
の直線偏光を液晶セル１に入射させ、それを透過した光
を、回転する検光子１４に導いたうえ透過光の強度Ｉを
観察するが、検光子１４の透過軸が回転するため、観察
される信号は検光子１４の半回転（１８０゜）を周期と
する正弦波となるわけである。

【００３４】式（ｉ）において定数ａ、ｂは実数であ
り、検光子１４の向きＡがロータリーエンコーダからの
信号によって与えられることから、ａ、ｂは、強度Ｉを
ＡでFourier積分することにより算出される。これら２
つの数値ａ、ｂは、液晶セル１を透過した光、すなわち
検光子１４への入射光の偏光状態を表すものである。た
とえば、ａ＝１かつｂ＝０ならその偏光は、Ａと同じ座
標系ではかって向きが0の直線偏光であり、ａ＝ｂ＝０
ならば円偏光である。

【００３５】計算機１６は、支持台１３の回転機構に指
令を出して液晶セル１への偏光の入射角θを変えなが
ら、上記の処理を繰り返し行い、それぞれの入射角θに
対するａ_０(θ)、ｂ_０(θ)の値（すなわち入射角θと定
数ａ_０、ｂ_０との関係）を演算し、観測結果として記憶
しておく。

【００３６】一方で計算機１６は、Maxwellの波動方程
式を解くソフトウエアプログラムを実行し、適宜に想定
した液晶セルについてのあるプレティルト角の値αに対
する透過光の偏光状態と入射角との関係、すなわちａ_ｃ
(α；θ)、ｂ_ｃ(α；θ)を計算により予測する。

【００３７】上記によって求めた、測定対象たる液晶セ
ル１の観測結果であるａ_０(θ)、ｂ _０(θ)と、想定液晶
セルについて予測したａ_ｃ(α；θ)、ｂ_ｃ(α；θ)とを
比較し、両者に違いがあると評価されるときは、プレテ
ィルト角αの値を修正（つまり別の液晶セルを想定）し
て再び計算を行い、新たなａ_ｃ(α；θ)、ｂ_ｃ(α；θ)
を求めたうえ比較・評価を行う。このような手順を繰り
返すことにより、観測結果であるａ_０(θ)、ｂ_０(θ)と
予測したａ_ｃ(α；θ)、ｂ_ｃ(α；θ)との差異が一定の
基準以下になれば、情報処理手段１６はそのときのプレ
ティルト角αを測定値として表示する。

【００３８】図２には、予測した３つのｂ_ｃ(α；θ)
（図中にはｂ_ｃ１、ｂ_ｃ２、ｂ_ｃ３と記載）を、観測結
果であるｂ_０(θ)（図中にはｂ_０と記載）に対して比較
する場合を示している。観測結果との差異が極めて小さ
いｂ_ｃ２の関係をもたらす想定液晶セルのプレティルト
角αをもって、測定対象である液晶セル１のプレティル
ト角とするわけである。

【００３９】なお、図１の装置では、検光子１４の半回
転ごとに一つの入射角θについての定数ａ_０、ｂ_０の値
を演算し、さらに、支持台１３の角度変更によって入射
角θを−６０゜から＋６０゜までの１゜きざみで設定す
ることにより、１つの液晶セル１における１点について
のａ_０(θ)、ｂ_０(θ)を求めている。しかし、検光子１
４が上記のように高速度で回転すること、および、強度
Ｉから定数ａ_０、ｂ_０を求める演算が短時間で行えるこ
とから、１点あたりのａ_０(θ)、ｂ_０(θ)は１秒前後で
完了する。したがって、この装置によれば、液晶セル１
上の多点の計測も短時間で行うことが可能である。

【００４０】

【発明の効果】請求項１に記載した液晶セルの配向パラ
メータ測定方法によると、非一様配向の液晶セルについ
ても配向パラメータの測定が可能である。また、液晶セ
ル上の多点についての測定を短時間で行うことも可能に
なる。

【００４１】請求項２に記載の測定方法によれば、多点
の測定を含めて、液晶セルにおける配向パラメータの測
定をとくに迅速に行うことができる。観察し予測する光
の偏光状態が、入射角θと定数ａ、ｂとの関係に置き換
えられることによって比較対照されやすくなること等が
その理由である。

【００４２】請求項３の測定方法なら、請求項１または
２の方法によってプレティルト角の迅速な測定を可能に
し、さらに他の配向パラメータを把握することをも可能
にする。

【００４３】請求項４に記載した液晶セルの配向パラメ
ータ測定装置は、液晶セルへの入射角θおよび検光子の
透過軸角度Ａに対応づけて透過光強度Ｉを記憶するの
で、この装置によれば、測定対象である液晶セルの配向
パラメータを知るための必要情報を適切に蓄積できる。
蓄積した情報を種々の解析手法によって解析することに
より、当該液晶セルの配向パラメータを知ることができ
る。

【００４４】請求項５に記載の測定装置は、液晶セルを
透過等した光の偏光状態を分かりやすいデータに変換し
て情報処理手段に記憶するものであるため、データ処理
が簡単であり、配向パラメータについての測定結果を迅
速にもたらすことができる。

【００４５】請求項６に記載の測定装置なら、請求項２
に記載した方法を実施して液晶セルの配向パラメータを
迅速に測定できる。

【００４６】請求項７の測定装置なら、請求項３の測定
方法を実現し、プレティルト角および他の配向パラメー
タの迅速な測定を可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】発明の実施についての一形態である配向パラメ
ータ測定装置（方法）について基本的構成を示す斜視図
である。

【図２】図１の測定装置によって液晶セルの配向パラメ
ータ（プレティルト角）を測定するときのデータの比較
処理を示す模式図である。

【図３】液晶分子が螺旋状に捩じれたツイスト配向（非
一様配）をもつ液晶セルを示す模式図である。

【図４】液晶分子がすべて同じ向きに並んだ一様配向の
液晶セルを示す模式図である。

【図５】液晶セルの配向パラメータを測定するための従
来の方法を、基本的な機器配置によって示す斜視図であ
る。

【符号の説明】

１液晶セル１１単色光源１２偏光子１３支持台１４検光子１５光電変換器１６情報処理手段

フロントページの続きＦターム(参考） 2G059 AA05 BB08 DD13 EE01 EE02 EE05 GG01 GG04 HH02 HH06 JJ19 KK01 MM01 MM03 MM05 MM09 MM10 PP04 2G086 EE10 2H088 FA12 HA03 MA20 2H090 HC20

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】測定対象である液晶セルに所定の偏光を
入射させ、透過または反射した光の偏光状態を観察する
とともに、所定の配向パラメータをもつ複数の想定液晶セルに上記
と同じ偏光を同じ条件で入射させたとき透過または反射
する光の偏光状態を、波動方程式を解くことによってそ
れぞれ予測し、予測した偏光状態のうちから、観察した偏光状態と最も
近いものを選定し、当該偏光状態をもたらす想定液晶セ
ルの配向パラメータを、測定対象である液晶セルの配向
パラメータとすることを特徴とする液晶セルの配向パラ
メータ測定方法。
【請求項２】測定対象である液晶セルに所定の偏光を
入射角θにて入射させ、透過または反射した光を、透過
軸の角度Ａを１８０゜以上変化させ得る偏光板に通した
うえ、角度Ａに対応づけて透過光強度Ｉを測定し、Ｉ＝Ｉ_０（１＋ａcos２Ａ＋ｂsin２Ａ）ただしＩ_０は平均強度と表せるその透過光強度Ｉを、角
度Ａについてフーリエ積分することにより定数ａまたは
ｂを求め、入射角θを種々設定して上記を行うことにより入射角θ
と定数ａまたはｂとの関係を知り、その関係を、上記に
おいて観察し予測する光の偏光状態として扱うことを特
徴とする請求項１に記載した液晶セルの配向パラメータ
測定方法。
【請求項３】配向パラメータとして、基板に対する液
晶分子の傾きであるプレティルト角を測定することを特
徴とする請求項１または２に記載した液晶セルの配向パ
ラメータ測定方法。
【請求項４】単色光源と、透過軸の角度設定が可能な偏光子と、測定対象である液晶セルを取外し可能に取り付けるとと
もにその向き変更によって当該セルへの光の入射角θの
変更が可能な液晶セル支持台と、モータによって透過軸の角度Ａの変更が可能であり、セ
ンサによってその角度Ａの検出が可能な偏光板と、光の強度を検知してそれに応じた強度Ｉの電気信号を出
力する光電変換器と、光電変換器が出力する電気信号の強度Ｉを、液晶セルへ
の入射角θおよび偏光板の透過軸角度Ａに対応づけて記
憶する情報処理手段とを含むことを特徴とする液晶セル
の配向パラメータ測定装置。
【請求項５】上記の情報処理手段がさらに、上記光電
変換器の出力であってＩ＝Ｉ_０（１＋ａcos２Ａ＋ｂsin２Ａ）ただしＩ_０は平均強度と表せる強度Ｉを、角度Ａについ
てフーリエ積分することにより入射角θごとに定数ａま
たはｂを求め、求めた定数ａまたはｂと入射角θとの関
係を記憶することを特徴とする請求項４に記載した液晶
セルの配向パラメータ測定装置。
【請求項６】上記の情報処理手段がさらに、所定の配
向パラメータをもつ複数の想定液晶セルに上記と同じ偏
光子を経て同じ入射角θで偏光が入射したとき透過また
は反射する光の偏光状態を、波動方程式を解くことによ
ってそれぞれ予測したうえ、入射角θと定数ａまたはｂ
との関係を演算・記憶し、上記で記憶した測定対象であ
る液晶セルにおけるそれらの関係と比較して近似のもの
を選定し、選定したその想定液晶セルの配向パラメータ
を、測定対象である液晶セルの配向パラメータとして表
示することを特徴とする請求項５に記載した液晶セルの
配向パラメータ測定装置。
【請求項７】配向パラメータとして、基板に対する液
晶分子の傾きであるプレティルト角を測定することを特
徴とする請求項４〜６のいずれかに記載した液晶セルの
配向パラメータ測定装置。