JP2007225426A - 光学異方性膜の試験方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 光学異方性膜について、波長λの光を入射角θOで入射したときの透過位相差Δ0を測定し、前記波長λの光を入射角θTで入射したときの透過位相差ΔTを測定し、さらに、前記波長λの光を入射角θRで入射したときの反射振幅比角ΨR又は透過振幅比角ΨTのいずれか一方を測定する。そして、測定された透過位相差ΔOと、透過位相差ΔTと、反射振幅比角ΨR又は透過振幅比角ΨTのいずれか一方とに基づいて、該光学異方性膜の屈折率を求め、光学異方性膜を試験する。
【選択図】なし。
Description
この光学異方性膜を評価する方法として、例えば、特許文献1には、複数の波長の光を入射した際に発生する反射光強度の入射角依存性を測定する方法が提案されている。特許文献2には、反射光強度の入射角及び入射方位依存性から測定する方法が提案されている。
また、特許文献3には、直線偏光した入射光をレンズを用いて集光し、S偏光成分のみおよびP偏光成分のみのをもつ入射光による反射光強度の入射角および入射方位依存性を能率的に測定する方法が提案されている。しかしながら、これらの方法はパラメータを決定するために最小自乗法などのデータ処理が必要であり、計算に時間を要する上に、小数点以下3桁以上の屈折率異方性及び正確な屈折率値を求められない。
(1) 光学異方性膜に、波長λの光を入射角θO1で入射したときの透過位相差ΔO1を測定する工程と、
該光学異方性膜に、前記波長λの光を入射角θT1で入射したときの透過位相差ΔT1を測定する工程と、
該光学異方性膜に、前記波長λの光を入射角θR1で入射したときの反射振幅比角ΨR1を測定する工程と、
測定された透過位相差ΔO1、透過位相差ΔT1、及び反射振幅比角ΨR1に基づいて、該光学異方性膜の屈折率を求める工程と、
を含んでなる光学異方性膜の試験方法。
該光学異方性膜に、前記波長λの光を入射角θT2で入射したときの透過位相差ΔT2測定する工程と、
該光学異方性膜に、前記波長λの光を入射角θR2で入射したときの透過振幅比角ΨT2とを測定する工程と、
測定された透過位相差ΔO2、透過位相差ΔT2、及び透過振幅比角ΨT2に基づいて、該光学異方性膜の屈折率を求める工程と、
を含んでなる光学異方性膜の試験方法。
(3) 前記(1)又は(2)に記載の試験方法を用いることを含む光学異方性膜を製造する方法。
が提供される。
光学異方性膜の具体例としては、透明樹脂フィルムを延伸することによって得られる位相差板(位相差フィルム)、液晶などの光学異方性物質を塗布した膜、極性基を有する化合物を塗布しラビング処理した膜(配向膜など)などが挙げられる。
該光学異方性膜に、前記波長λの光を入射角θT1で入射したときの透過位相差ΔT1を測定する工程と、
該光学異方性膜に、前記波長λの光を入射角θR1で入射したときの反射振幅比角ΨR1を測定する工程と、
測定された透過位相差ΔO1、透過位相差ΔT1、及び反射振幅比角ΨR1に基づいて、該光学異方性膜の屈折率を求める工程と、を含んでなるものである。
光学異方性膜に、波長λの光を入射角θO1で入射したときの透過位相差ΔO1は、入射面がxz面であるときに、式(1)で表すことができる。
ΔO1=(nx(1−ξO1 2/nz 2)0.5
−ny(1−ξO1 2/ny 2)0.5)×d 式(1)
ただし、ξO1=sinθO1である。
また、dは膜厚、nxは光学異方性膜の面内遅相軸方向の屈折率、nyは光学異方性膜の面内遅相軸に面内で直交する方向の屈折率、nzは光学異方性膜の厚み方向の屈折率である。
特に、入射角θO1が0°のとき、ΔO1は、(nx−ny)×d となる。
ΔT1=(nx(1−ξT1 2/nz 2)0.5
−ny(1−ξT1 2/ny 2)0.5)×d 式(2)
ただし、ξT1=sinθT1である。
該光学異方性膜に、前記波長λの光を入射角θR1で入射したときの反射振幅比角ΨR1は、tan−1|Rp/Rs|で定義される値である。Rpはp偏光の複素振幅反射率であり、Rsはs偏光の複素振幅反射率である。
s偏光にとって光学異方性膜は等方性に感じられるので、s偏光の反射は、フレネルの反射係数の式がそのまま適用できる。
一方p偏光にとって光学異方性膜は異方性を有する結晶に感じられるので、p偏光の反射はMaxwellの電磁波理論の式を適用する。
tanΨR1=|((ξp+αξR)cosθR1−1)×(cosθR1+ξs))
/((ξp+αξR)cosθR1+1)×(cosθR1+ξs))| 式(3)
ただし、ξR=sinθR1、 ξs=ny(1−ξR 2/ny 2)0.5、
ξp=nx(1−ξR 2/nz 2)0.5、
α=(nx 2−ξp 2−ξRξp)/(ξR 2+ξRξp−nz 2)
である。なお、測定は通常、空気中で行われるので、光学異方性膜の周囲の屈折率niは1である。
そして、上記連立方程式を入射光の波長毎に解くことによって、波長毎の屈折率nx、ny、nzを求めることができる。それによって図4に示すような、屈折率の波長依存性が求められる。
該光学異方性膜に、前記波長λの光を入射角θT2で入射したときの透過位相差ΔT2測定する工程と、
該光学異方性膜に、前記波長λの光を入射角θR2で入射したときの透過振幅比角ΨT2とを測定する工程と、
測定された透過位相差ΔO2、透過位相差ΔT2、及び透過振幅比角ΨT2に基づいて、該光学異方性膜の屈折率を求める工程と、を含んでなるものである。
光学異方性膜に、波長λの光を入射角θO2で入射したときの透過位相差ΔO2は、入射面がxz面であるときに、式(4)で表すことができる。
ΔO2=(nx(1−ξO2 2/nz 2)0.5
−ny(1−ξO2 2/ny 2)0.5)×d 式(4)
ただし、ξO2=sinθO2である。
また、dは膜厚、nxは光学異方性膜の面内遅相軸方向の屈折率、nyは光学異方性膜の面内遅相軸に面内で直交する方向の屈折率、nzは光学異方性膜の厚み方向の屈折率である。
特に、入射角θO2が0°のとき、ΔO2は、(nx−ny)×d となる。
ΔT2=(nx(1−ξT2 2/nz 2)0.5
−ny(1−ξT2 2/ny 2)0.5)×d 式(5)
ただし、ξT2=sinθT2である。
波長λの光を入射角θR2で入射したときの透過振幅比角ΨT2はtan−1|TP1・TP2/TS1・TS2|で定義される値である。すなわち、tanΨT2は式(6)で表される。
tanΨT2=|TP1・TP2/TS1・TS2| 式(6)
なお、入射面がxz面であるときに、s偏光に対して光学異方性膜は等方性に感じられるので、TS1及びTS2は、フレネルの式に従って、次式で表される。
TS1=2nicosθR2
/(nicosθR2+ny(1−(nisinθR2/ny)2)0.5)
TS2=2ny(1−(nisinθR2/ny)2)0.5
/(ny(1−(nisinθR2/ny)2)0.5+nicosθR2)
TP1=[(ξz1 (r)−ξz1 (i))−ξx(tanαr1+tanαi1)]
/[(ξz1 (r)−ξz1 (t))−ξx(tanαr1+tanαt1)]
×[(1+tan2αt1)/(1+tan2αi1)]0.5
但し、ξx=nisinθR2、ξz1 (i)=nicosθR2、
ξz1 (r)=−nicosθR2、
ξz1 (t)=nx(1−ξx 2/nz 2)0.5、
tanαi1=tanθR2、tanαr1=tanθR2、
tanαt1=−ξxξz1 (t)/(ξx 2−nz 2) 、である。
/[(ξz2 (r)−ξz2 (t))−ξx(tanαr2+tanαt2)]
×[(1+tan2αt2)/(1+tan2αi2)]0.5、
但し、ξz2 (i)=nx(1−ξx 2/nz 2)0.5、ξz2 (r)=−ξz2 (i)、
ξz2 (t)=nicosθR2、
tanαi2=−ξxξz2 (i)/(ξx 2−nz 2)、
tanαr2=ξxξz2 (r)/(ξx 2−nz 2)、
tanαt2=tanθR2 、である。なお、測定は通常、空気中で行われるので、光学異方性膜の周囲の屈折率niは1である。
透明樹脂を押出成形法や溶液キャスト成形法などのよって成膜する方法;さらに延伸をする方法;液晶などの光学異方性物質を塗布する方法などの光学異方性膜の製造方法においては、所望の屈折率異方性及び屈折率をもつ光学異方性膜を得るために、製造工程の諸条件、例えば、温度、圧力、膜厚、成膜速度、粘度などの条件を変更し、屈折率等が所望の値に近づくように、自動又は手動でフィードバック制御している。そして、このフィードバック制御に必要な屈折率異方性及び屈折率の正確な値を求めるために本発明の試験方法が用いられるのである。
最初にフィルムの光学主軸を測定装置の座標系xyz(実験座標系)と一致させるようにフィルムをセットした。
垂直入射(入射角0度)の条件で、可視光線領域の波長λに対する透過位相差ΔOを測定した。結果を図1に示した。
ΔO、ΔT、及びΨTを測定したフィルムの厚さをマイクロメーターで測定した。膜厚は43.0μmであった。
ΔT:入射角60度のときの透過位相差
ΨR:入射角70度のときの反射振幅比角
ΨT:入射角60度のときの透過振幅比角
nx:光学異方性膜の面内遅相軸方向の屈折率
ny:光学異方性膜の面内遅相軸に面内で直交する方向の屈折率
nz:光学異方性膜の厚み方向の屈折率
Claims (3)
- 光学異方性膜に、波長λの光を入射角θO1で入射したときの透過位相差ΔO1を測定する工程と、
該光学異方性膜に、前記波長λの光を入射角θT1で入射したときの透過位相差ΔT1を測定する工程と、
該光学異方性膜に、前記波長λの光を入射角θR1で入射したときの反射振幅比角ΨR1を測定する工程と、
測定された透過位相差ΔO1、透過位相差ΔT1、及び反射振幅比角ΨR1に基づいて、該光学異方性膜の屈折率を求める工程と、
を含んでなる光学異方性膜の試験方法。 - 光学異方性膜に、波長λの光を入射角θO2で入射したときの透過位相差ΔO2を測定する工程と、
該光学異方性膜に、前記波長λの光を入射角θT2で入射したときの透過位相差ΔT2測定する工程と、
該光学異方性膜に、前記波長λの光を入射角θR2で入射したときの透過振幅比角ΨT2とを測定する工程と、
測定された透過位相差ΔO2、透過位相差ΔT2、及び透過振幅比角ΨT2に基づいて、該光学異方性膜の屈折率を求める工程と、
を含んでなる光学異方性膜の試験方法。 - 請求項1又は2に記載の試験方法を用いることを含む光学異方性膜を製造する方法。
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