JP2009115646A - Evaluation method, evaluation device, and manufacturing device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an evaluation device capable of evaluating a property of an uppermost surface. <P>SOLUTION: This evaluation device includes a light emitting part 10 for emitting a prescribed light at a prescribed angle toward a laminated base material S formed with a thin film F having an anisotropic dielectric constance or polarizability on a surface of a base material M, a photodetecting part 20 for detecting the light transmitted through the laminated base material S, and an evaluation part 30 for evaluating a surface state in a thin film F side of the base material M, using light intensity information of the light detected by the photodetecting part 20. The thin film F interacts with a molecule constituting the surface state in a thin film F side of the base material M or an atomic group constituting one part of the molecule, in the laminated base material S, to express an optical action in response to the surface state in the thin film F side of the base material M, and information reflected with the surface state in the thin film F side of the base material M is included thereby in the light intensity information of the light receiving the optical action expressed by the thin film F. The property of the uppermost surface of the base material M is evaluated by this manner, based on the light intensity information containing the information reflected with the surface state in the thin film F side of the base material M. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、基材の最表面の性質を評価する評価方法および評価装置、ならびにその評価部を備えた製造装置に関する。   The present invention relates to an evaluation method and an evaluation apparatus for evaluating the properties of the outermost surface of a base material, and a manufacturing apparatus including an evaluation unit thereof.

基材表面にラビングを施し、ラビングの施された基材表面上に液晶を接触させることにより、液晶の配向を制御することが可能である。しかし、ラビングによる液晶に対する配向束縛作用を再現性よく安定させることは容易ではないことから、ラビングにより形成される基材の光学異方性を測定し、その測定値から液晶に対する配向束縛作用が所期の性能を満たしているか否かを評価しながら液晶素子を製造する装置が、例えば特許文献1において提案されている。   By rubbing the substrate surface and bringing the liquid crystal into contact with the rubbed substrate surface, the alignment of the liquid crystal can be controlled. However, since it is not easy to stabilize the alignment constraint action on the liquid crystal by rubbing with good reproducibility, the optical anisotropy of the substrate formed by rubbing is measured, and the alignment constraint action on the liquid crystal is determined from the measured value. For example, Patent Document 1 proposes an apparatus for manufacturing a liquid crystal element while evaluating whether or not the performance of the period is satisfied.

図9は、上記特許文献1に記載の製造装置と同様の構成を備えた製造装置100の概略構成を表したものである。この製造装置100は、基材Mを送り出す基材送り装置110と、基材Mの一の表面に対してラビングを施すラビング装置120と、基材Mの光学特性(リタデーション)を計測し評価する評価装置130と、ラビング後の基材Mの表面上に液晶を塗布する塗布装置140と、評価装置130の評価結果に基づいてラビング装置120を制御する制御装置150とを備えている。評価装置130は、ラビング前の基材Mを間にして対向配置された光射出部131および光検出部132と、ラビング後の基材Mを間にして対向配置された光射出部133および光検出部134と、評価部135とを有している。   FIG. 9 shows a schematic configuration of a manufacturing apparatus 100 having the same configuration as the manufacturing apparatus described in Patent Document 1. The manufacturing apparatus 100 measures and evaluates the base material feeding device 110 that feeds the base material M, the rubbing device 120 that performs rubbing on one surface of the base material M, and the optical characteristics (retardation) of the base material M. An evaluation device 130, a coating device 140 that applies liquid crystal onto the surface of the base material M after rubbing, and a control device 150 that controls the rubbing device 120 based on the evaluation result of the evaluation device 130 are provided. The evaluation device 130 includes a light emitting unit 131 and a light detecting unit 132 that are disposed to face each other with the base material M before rubbing therebetween, and a light emitting unit 133 and a light that are disposed to face each other with the base material M after rubbing interposed therebetween. A detection unit 134 and an evaluation unit 135 are included.

この製造装置100では、評価装置130において、光射出部131からラビング前の基材Mに向かって偏光光が射出され、基材Mを通過した光が光検出部132で検出され、光検出部132の出力が評価部135に入力される。さらに、評価装置130において、光射出部133からラビング後の基材Mに向かって偏光光が射出され、基材Mを通過した光が光検出部134で検出され、光検出部134の出力が評価部135に入力される。続いて、評価部135において、光検出部132からの出力と、光検出部134からの出力とに基づいてラビングによって導入された基材Mのリタデーションの大きさが導出され、その大きさに応じてラビング装置120の動作条件を制御する制御信号が制御装置150において生成され、その制御信号がラビング装置120に出力される。その後、ラビング装置120において、評価部135からの制御信号に応じた動作条件でラビングが行われる。このように、この製造装置100では、ラビング前後の光学特性に基づいてラビング装置120に対してフィードバック制御をかけ、液晶に対する配向束縛作用が所期の性能を満たすようにラビング装置120の動作条件を微調整している。   In this manufacturing apparatus 100, in the evaluation apparatus 130, polarized light is emitted from the light emitting unit 131 toward the base material M before rubbing, and the light that has passed through the base material M is detected by the light detection unit 132. The output 132 is input to the evaluation unit 135. Further, in the evaluation device 130, polarized light is emitted from the light emitting unit 133 toward the base material M after rubbing, the light that has passed through the base material M is detected by the light detecting unit 134, and the output of the light detecting unit 134 is output. Input to the evaluation unit 135. Subsequently, in the evaluation unit 135, the size of the retardation of the base material M introduced by rubbing is derived based on the output from the light detection unit 132 and the output from the light detection unit 134, and according to the size. Then, a control signal for controlling the operating condition of the rubbing device 120 is generated in the control device 150, and the control signal is output to the rubbing device 120. Thereafter, in the rubbing apparatus 120, rubbing is performed under an operation condition according to a control signal from the evaluation unit 135. Thus, in this manufacturing apparatus 100, feedback control is applied to the rubbing apparatus 120 based on the optical characteristics before and after the rubbing, and the operating conditions of the rubbing apparatus 120 are set so that the alignment constraint action on the liquid crystal satisfies the expected performance. Fine adjustment.

特許第2988146号Japanese Patent No. 2988146

ところで、ラビングによる液晶に対する配向束縛は、ラビングの施された基材の最表面によって発現する作用である。一方で、基材の光学異方性は必ずしも最表面の性質だけでは決まらないものである。実際、ガラス基材上に設けられたポリイミド薄膜の表面を一の方向にラビングして液晶に対する配向作用を導入した場合に、このポリイミド膜の光学異方性は表面から10nmないし20nm程度までの深さに生じていることが報告されている。また、このラビングされた表面に触れると配向作用が損なわれるが、そのような場合であっても光学異方性には変化が認められないことがある。これらのことから、異方性の導入されたポリイミド層の10nm内外の深さのうち極めて浅い領域が配向作用を担っており、光学異方性の測定は配向作用のような最表面の性質を検出、評価する方法としては不十分であるという問題がある。   By the way, the alignment restraint on the liquid crystal by rubbing is an action expressed by the outermost surface of the rubbed substrate. On the other hand, the optical anisotropy of the substrate is not necessarily determined only by the properties of the outermost surface. Actually, when the surface of the polyimide thin film provided on the glass substrate is rubbed in one direction and an alignment action on the liquid crystal is introduced, the optical anisotropy of the polyimide film has a depth of about 10 nm to 20 nm from the surface. It has been reported that this happens. In addition, when this rubbed surface is touched, the alignment action is impaired, but even in such a case, the optical anisotropy may not be changed. From these facts, the extremely shallow region of the 10 nm depth inside and outside of the polyimide layer introduced with anisotropy bears the alignment action, and the measurement of optical anisotropy shows the properties of the outermost surface such as the alignment action. There is a problem that it is insufficient as a method of detecting and evaluating.

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、最表面の性質を評価することの可能な評価方法および評価装置、ならびにその評価装置を備えた製造装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide an evaluation method and an evaluation apparatus capable of evaluating the properties of the outermost surface, and a manufacturing apparatus including the evaluation apparatus. .

本発明の評価方法は、以下の(A1)〜(A3)の各工程を含むものである。
(A1)試料の表面上に所定の分子群を付着させる付着工程
(A2)分子群の付着領域に向かって所定の光を所定の角度で射出し、付着領域を通過した光、付着領域で反射された光、または付着領域で散乱された光を検出する検出工程
(A3)検出工程で検出した光の光強度情報を用いて試料の表面状態を評価する評価工程
The evaluation method of the present invention includes the following steps (A1) to (A3).
(A1) Attachment step for attaching a predetermined molecular group on the surface of the sample (A2) Predetermined light is emitted at a predetermined angle toward the adhesion region of the molecular group, and the light passing through the attachment region is reflected by the attachment region Detection process for detecting the scattered light or the light scattered in the attached region (A3) Evaluation process for evaluating the surface state of the sample using the light intensity information of the light detected in the detection process

本発明の評価装置は、以下の(B1)〜(B4)の各構成を備えたものである。
(B1)試料の表面上に所定の分子群を付着させる付着装置
(B2)分子群の付着領域に向かって所定の光を所定の角度で射出する光射出部
(B3)付着領域を通過した光、付着領域で反射された光、または付着領域で散乱された光を検出する光検出部
(B4)光検出部で検出した光の光強度情報を用いて試料の表面状態を評価する評価部
The evaluation apparatus of the present invention has the following configurations (B1) to (B4).
(B1) Attachment device for attaching a predetermined molecular group on the surface of the sample (B2) Light emitting part (B3) for emitting predetermined light toward the attachment region of the molecular group at a predetermined angle Light passing through the attachment region , A light detection unit for detecting light reflected by the adhesion region or light scattered by the adhesion region (B4) Evaluation unit for evaluating the surface state of the sample using light intensity information of the light detected by the light detection unit

本発明の評価方法および評価装置では、評価対象となる試料表面上に所定の分子群を付着させ、試料および分子群の複合系の光学的応答が測定される。例えば、特定の化学種Xに選択的に吸着する特性と、特徴的な波長に蛍光を示す分子群Mを試料表面上に付着させた場合には、試料表面上に吸着した分子群Mから発せられる蛍光強度(散乱光強度)という光学的応答が測定される。ここで、蛍光強度は分子群Mの試料表面上への吸着量に比例するので、蛍光強度の測定によって、試料表面上の化学種Xの量を評価することが可能となる。また、特定の化学種Yに接触したときに化学種Yの向きに対して特定の配向をとる分子群Nを試料表面上に付着させた場合には、試料表面上に付着した分子群Nの透過光強度、反射光強度または散乱光強度という光学的応答が測定される。ここで、透過光強度、反射光強度および散乱光強度は、試料表面上に付着した分子群Nの配向に応じて変化するので、透過光強度、反射光強度または散乱光強度の測定によって、試料表面上の化学種Yの向きを評価することが可能となる。   In the evaluation method and the evaluation apparatus of the present invention, a predetermined molecular group is attached on the surface of the sample to be evaluated, and the optical response of the composite system of the sample and the molecular group is measured. For example, when a molecule group M that selectively adsorbs to a specific chemical species X and a molecule group M that exhibits fluorescence at a characteristic wavelength is attached to the sample surface, the molecule group M adsorbed on the sample surface emits light. The optical response of the fluorescence intensity (scattered light intensity) is measured. Here, since the fluorescence intensity is proportional to the amount of adsorption of the molecular group M on the sample surface, the amount of the chemical species X on the sample surface can be evaluated by measuring the fluorescence intensity. Further, when the molecular group N that takes a specific orientation with respect to the direction of the chemical species Y when attached to the specific chemical species Y is attached on the sample surface, the molecular group N attached on the sample surface The optical response of transmitted light intensity, reflected light intensity or scattered light intensity is measured. Here, since the transmitted light intensity, reflected light intensity, and scattered light intensity change according to the orientation of the molecular group N attached on the sample surface, the sample is measured by measuring the transmitted light intensity, reflected light intensity, or scattered light intensity. It becomes possible to evaluate the direction of the chemical species Y on the surface.

本発明の製造装置は、基材を用いた光学素子を製造する装置であって、以下の(C1)〜(C5)の各構成を備えたものである。
(C1)基材の表面上に所定の分子群を付着させる付着装置
(C2)分子群の付着領域に向かって所定の光を所定の角度で射出する光射出部
(C3)付着領域を通過した光、付着領域で反射された光、または付着領域で散乱された光を検出する光検出部
(C4)光検出部で検出した光の光強度情報を用いて基材の分子群側の表面状態を評価する評価部
(C5)評価部による評価結果に基づいて制御パラメータを導出する制御部
The manufacturing apparatus of this invention is an apparatus which manufactures the optical element using a base material, Comprising: Each structure of the following (C1)-(C5) is provided.
(C1) Attachment device for attaching a predetermined molecular group on the surface of the substrate (C2) Light passing through the light emitting part (C3) attachment region for emitting predetermined light at a predetermined angle toward the attachment region of the molecular group Light detection unit (C4) for detecting light, light reflected by the adhesion region, or light scattered by the adhesion region (C4) Surface state on the molecular group side of the substrate using light intensity information detected by the light detection unit Control unit for deriving control parameters based on the evaluation result by the evaluation unit (C5) evaluation unit

本発明の製造装置では、基材を用いた光学素子を製造するに際して、評価対象となる基材表面上に所定の分子群を付着させ、基材および分子群の複合系の光学的応答が測定される。例えば、特定の化学種Xに選択的に吸着する特性と、特徴的な波長に蛍光を示す分子群Mを基材表面上に付着させた場合には、基材表面上に吸着した分子群Mから発せられる蛍光強度(散乱光強度)という光学的応答が測定される。ここで、蛍光強度は分子群Mの基材表面上への吸着量に比例するので、蛍光強度の測定によって、基材表面上の化学種Xの量を評価することが可能となる。また、特定の化学種Yに接触したときに化学種Yの向きに対して特定の配向をとる分子群Nを基材表面上に付着させた場合には、基材表面上に付着した分子群Nの透過光強度、反射光強度または散乱光強度という光学的応答が測定される。ここで、透過光強度、反射光強度および散乱光強度は、基材表面上に付着した分子群Nの配向に応じて変化するので、透過光強度、反射光強度または散乱光強度の測定によって、基材表面上の化学種Yの向きを評価することが可能となる。   In the manufacturing apparatus of the present invention, when manufacturing an optical element using a base material, a predetermined molecular group is attached on the surface of the base material to be evaluated, and the optical response of the base material and the composite system of the molecular group is measured. Is done. For example, when a molecule group M that selectively adsorbs to a specific chemical species X and a molecule group M that exhibits fluorescence at a characteristic wavelength is attached to the substrate surface, the molecule group M adsorbed on the substrate surface. The optical response of the fluorescence intensity (scattered light intensity) emitted from is measured. Here, since the fluorescence intensity is proportional to the amount of adsorption of the molecular group M on the substrate surface, the amount of the chemical species X on the substrate surface can be evaluated by measuring the fluorescence intensity. In addition, when a molecular group N that takes a specific orientation relative to the direction of the chemical species Y when attached to the specific chemical species Y is attached on the substrate surface, the molecular groups attached on the substrate surface The optical response of N transmitted light intensity, reflected light intensity or scattered light intensity is measured. Here, the transmitted light intensity, the reflected light intensity, and the scattered light intensity change according to the orientation of the molecular group N attached on the surface of the substrate, so that by measuring the transmitted light intensity, reflected light intensity, or scattered light intensity, It becomes possible to evaluate the direction of the chemical species Y on the substrate surface.

本発明の評価方法および評価装置によれば、試料表面上に所定の分子群を付着させ、試料および分子群の複合系の光学的応答を測定するようにしたので、試料の分子群側の表面状態を反映した情報が含まれた光強度情報を得ることができる。これにより、試料の最表面の性質を評価することができる。   According to the evaluation method and the evaluation apparatus of the present invention, the predetermined molecular group is attached on the sample surface, and the optical response of the composite system of the sample and the molecular group is measured. Light intensity information including information reflecting the state can be obtained. Thereby, the property of the outermost surface of a sample can be evaluated.

本発明の製造装置によれば、基材を用いた光学素子を製造するに際して、評価対象となる基材表面上に所定の分子群を付着させ、基材および分子群の複合系の光学的応答を測定するようにしたので、基材の分子群側の表面状態を反映した情報が含まれた光強度情報を得ることができる。これにより、基材の最表面の性質を評価することができるので、その評価結果に基づいて導出した制御パラメータを用いて、例えば、その後に製造される光学素子の光学特性が所期の性能から外れないように製造条件を適切に調整することが可能となる。   According to the manufacturing apparatus of the present invention, when manufacturing an optical element using a base material, a predetermined molecular group is attached on the surface of the base material to be evaluated, and the optical response of the composite system of the base material and the molecular group Therefore, it is possible to obtain light intensity information including information reflecting the surface state of the substrate on the molecular group side. As a result, the properties of the outermost surface of the base material can be evaluated, and therefore, using the control parameters derived based on the evaluation results, for example, the optical characteristics of the optical element manufactured thereafter can be determined from the expected performance. It is possible to appropriately adjust the manufacturing conditions so as not to deviate.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は、本発明の一実施の形態に係る評価装置1の概略構成を表すものである。この評価装置1は、被計測対象に向かって所定の光を射出する光射出部10と、光射出部10からの光のうち被計測対象を通過した光を検出する光検出部20と、評価部30とを備えたものである。この評価装置1において、被計測対象は、光射出部10と光検出部20との間に挿入される。   FIG. 1 shows a schematic configuration of an evaluation apparatus 1 according to an embodiment of the present invention. The evaluation apparatus 1 includes a light emitting unit 10 that emits predetermined light toward a measurement target, a light detection unit 20 that detects light that has passed through the measurement target from among the light emitted from the light emission unit 10, and an evaluation. The unit 30 is provided. In the evaluation apparatus 1, the measurement target is inserted between the light emitting unit 10 and the light detecting unit 20.

なお、図1では、基材Mの表面上に薄膜Fが形成された積層基板Sが薄膜Fを光源11側に向けて配置されている場合が例示されている。また、本実施の形態において、基材Mが本発明の「試料」の一具体例に対応し、薄膜Fが本発明の「分子群」を膜状に構成した場合の一具体例に対応し、積層基板Sが本発明の「表面付着試料」の一具体例に対応する。   FIG. 1 illustrates the case where the laminated substrate S in which the thin film F is formed on the surface of the base material M is arranged with the thin film F facing the light source 11 side. In the present embodiment, the substrate M corresponds to a specific example of the “sample” of the present invention, and the thin film F corresponds to a specific example of the “molecular group” of the present invention configured in a film shape. The laminated substrate S corresponds to a specific example of the “surface-attached sample” of the present invention.

光射出部10は、光源11、偏光子12、ファラデー変調器13、λ/4波長板14を、光源11から射出される光の光路上にこの順に配列したものであり、被計測対象に向かって所定の偏光特性を有する偏光光を所定の角度で(例えば入射角0度で)射出するためのものである。光検出部20は、検光子21、光検出器22を、被計測対象を通過した光の光路上にこの順に配列したものである。   The light emitting unit 10 includes a light source 11, a polarizer 12, a Faraday modulator 13, and a λ / 4 wavelength plate 14 arranged in this order on the optical path of light emitted from the light source 11, and is directed toward a measurement target. Thus, the polarized light having a predetermined polarization characteristic is emitted at a predetermined angle (for example, at an incident angle of 0 degree). The light detection unit 20 includes an analyzer 21 and a light detector 22 arranged in this order on the optical path of light that has passed through the measurement target.

なお、光源11と偏光子12との間や、偏光子12とファラデー変調器13との間、ファラデー変調器13とλ/4波長板14との間、λ/4波長板14と被計測対象との間、被計測対象と検光子21との間、検光子21と光検出器22との間に、レンズなどの光学部品が挿入されていてもよい。   In addition, between the light source 11 and the polarizer 12, between the polarizer 12 and the Faraday modulator 13, between the Faraday modulator 13 and the λ / 4 wavelength plate 14, and the λ / 4 wavelength plate 14 and the measurement target. Optical components such as lenses may be inserted between the measurement target and the analyzer 21 and between the analyzer 21 and the photodetector 22.

ここで、光源11は、例えば、ハロゲンランプやキセノンランプなどの無偏光を射出する発光素子と、発光素子からの光を平行光化するレンズとを含んで構成された面発光源である。   Here, the light source 11 is a surface light source configured to include a light emitting element that emits non-polarized light, such as a halogen lamp or a xenon lamp, and a lens that collimates light from the light emitting element.

偏光子12は、例えば、屈折率の異なる材料を周期的に重ね合わせたフォトニック結晶からなり、偏光子12の光入射側の面内の一の方向に光軸を有しており、光源11からの光に対して、この光軸と平行な方向に振動する光電場をもつ直線偏光成分を透過し、この光軸と直交する方向に振動する直線偏光を遮断する偏光分離素子として機能する。   The polarizer 12 is made of, for example, a photonic crystal in which materials having different refractive indexes are periodically overlapped, and has an optical axis in one direction in the light incident side surface of the polarizer 12. It functions as a polarization separation element that transmits a linearly polarized light component having a photoelectric field that vibrates in a direction parallel to the optical axis and blocks the linearly polarized light that vibrates in a direction orthogonal to the optical axis.

ファラデー変調器13は、例えば、石英ガラス、ホウ珪酸ガラスなどのガラス材料と、ガラス材料に対して光源11の光軸AXと平行な方向に磁界を印加可能なコイルとを有しており、コイルによる磁界の印加により、偏光子12を通過してきた直線偏光の偏光面を回転させる機能を有している。   The Faraday modulator 13 includes, for example, a glass material such as quartz glass or borosilicate glass, and a coil that can apply a magnetic field to the glass material in a direction parallel to the optical axis AX of the light source 11. It has the function of rotating the polarization plane of linearly polarized light that has passed through the polarizer 12 by applying a magnetic field.

λ/4波長板14は、例えば偏光子12と同様の構造を有するフォトニック結晶からなり、λ/4波長板14への光の入射方向と垂直であって、かつファラデー変調器13を通過した光の平均的な偏光面に対して45度傾いた光軸(遅相軸Sおよび進相軸Fのいずれか一方)を有しており、ファラデー変調器13を通過した直線偏光を円偏光にする位相差板として機能する。つまり、λ/4波長板14は偏光子12およびファラデー変調器13と共に円偏光板を構成している。   The λ / 4 wavelength plate 14 is made of, for example, a photonic crystal having a structure similar to that of the polarizer 12, is perpendicular to the incident direction of light to the λ / 4 wavelength plate 14, and passes through the Faraday modulator 13. It has an optical axis (either one of the slow axis S and the fast axis F) inclined by 45 degrees with respect to the average polarization plane of light, and the linearly polarized light that has passed through the Faraday modulator 13 is converted into circularly polarized light. Function as a phase difference plate. That is, the λ / 4 wavelength plate 14 forms a circularly polarizing plate together with the polarizer 12 and the Faraday modulator 13.

検光子21は、例えば偏光子12と同様の構造を有するフォトニック結晶からなり、検光子21への光の入射方向に垂直な方向に光軸を有しており、被計測対象を通過した光に対して、この光軸と平行な方向に振動する直線偏光を透過し、この光軸と交差する方向に振動する直線偏光を遮断する偏光分離素子として機能する。ここで、検光子21の光軸は、面内においていずれの方向を向いていてもよいが、例えば、偏光子12の光軸に対して直交する方向を向いている。   The analyzer 21 is made of, for example, a photonic crystal having the same structure as that of the polarizer 12, has an optical axis in a direction perpendicular to the incident direction of light to the analyzer 21, and passes through the measurement target. On the other hand, it functions as a polarization separation element that transmits linearly polarized light that vibrates in a direction parallel to the optical axis and blocks linearly polarized light that vibrates in a direction crossing the optical axis. Here, the optical axis of the analyzer 21 may face any direction in the plane, but, for example, faces the direction orthogonal to the optical axis of the polarizer 12.

光検出器22は、例えば半導体光検出器からなり、光を電流信号に変換するようになっている。この電流信号は、光検出器22で検出した光の光強度情報を含んでおり、図示しない電流電圧変換回路、信号増幅回路、フィルタ回路およびAD(Analog-Digital)変換回路などを経て評価部30に出力されるようになっている。   The photodetector 22 is composed of, for example, a semiconductor photodetector, and converts light into a current signal. This current signal includes light intensity information of the light detected by the photodetector 22, and passes through a current-voltage conversion circuit, a signal amplification circuit, a filter circuit, an AD (Analog-Digital) conversion circuit, and the like (not shown) and the evaluation unit 30. Is output.

評価部30は、光検出器22で検出した光の光強度情報を用いて被計測対象のリタデーション(複屈折位相差)を計測するものである。そして、この評価部30は、例えば積層基板Sのリタデーションの大きさと、所定の基準値とを対比して、基材Mの薄膜F側の表面の配向状態を評価する。   The evaluation unit 30 measures the retardation (birefringence phase difference) of the measurement target using the light intensity information of the light detected by the photodetector 22. And this evaluation part 30 evaluates the orientation state of the surface by the side of the thin film F of the base material M, for example by contrasting the magnitude | size of the retardation of the laminated substrate S with a predetermined reference value.

例えば、計測により得られた基材Mおよび薄膜Fの複合系のリタデーション(以下、単に「積層基板Sのリタデーション」と称する。)が所定の基準値と等しいかまたはそれよりも大きい場合には、基材Mの薄膜F側の表面の配向状態は良好であり、基材Mの液晶に対する配向束縛作用が所期の性能を満たしていると判定する。また、積層基板Sのリタデーションが所定の基準値よりも小さい場合には、基材Mの薄膜F側の表面の配向状態はあまり良くなく、基材Mの液晶に対する配向束縛作用が所期の性能を満たせなくなる可能性があると判定する。そして、その判定結果に応じた制御パラメータを生成するようになっている。   For example, when the retardation of the composite system of the base material M and the thin film F obtained by measurement (hereinafter simply referred to as “retardation of the laminated substrate S”) is equal to or larger than a predetermined reference value, The orientation state of the surface of the base material M on the thin film F side is good, and it is determined that the orientation restraining action of the base material M on the liquid crystal satisfies the desired performance. Moreover, when the retardation of the laminated substrate S is smaller than a predetermined reference value, the alignment state of the surface of the base material M on the thin film F side is not so good, and the alignment restraining action on the liquid crystal of the base material M is the expected performance. It is determined that there is a possibility that it may not be satisfied. And the control parameter according to the determination result is produced | generated.

また、この評価部30は、2種類の被計測対象のリタデーションをそれぞれ計測した場合には、双方の差分を導出することも可能である。例えば、図1に示した積層基板Sと図2に示した基材M単体のリタデーションをそれぞれ計測した場合に、積層基板Sのリタデーションから基材M単体のリタデーションを減じた値(以下、単に「差分」と称する。)を導出し、その差分が所定の基準値と等しいかまたはそれに近似しているときには、基材Mの薄膜F側の表面の配向状態は良好であり、基材Mの液晶に対する配向束縛作用が所期の性能を満たしていると判定する。また、差分が所定の基準値よりも大幅に小さいときには、基材Mの薄膜F側の表面の配向状態はあまり良くなく、基材Mの液晶に対する配向束縛作用が所期の性能を満たせなくなる可能性があると判定する。そして、その判定結果と差分の大きさとに応じた制御パラメータを生成するようになっている。   Moreover, this evaluation part 30 can also derive | lead-out the difference of both, when each of two types of retardation of to-be-measured object is measured. For example, when the retardation of the multilayer substrate S shown in FIG. 1 and the retardation of the base material M shown in FIG. 2 is measured, the value obtained by subtracting the retardation of the base material M from the retardation of the multilayer substrate S (hereinafter, simply “ When the difference is equal to or close to a predetermined reference value, the alignment state of the surface of the base material M on the thin film F side is good, and the liquid crystal of the base material M is obtained. It is determined that the orientation restraining action on the film satisfies the desired performance. Further, when the difference is significantly smaller than a predetermined reference value, the alignment state of the surface of the base material M on the thin film F side is not so good, and the orientation restraining action of the base material M on the liquid crystal may not satisfy the desired performance. Judge that there is sex. And the control parameter according to the determination result and the magnitude | size of a difference is produced | generated.

ところで、薄膜Fは、例えば、誘電率または分極率の異方性を有する多数の分子の集合体(分子群)を膜状に堆積させたものである。誘電率または分極率の異方性を有する材料を用いて基材Mの表面の異方性を評価する場合には、薄膜Fの厚さに原理的に下限は無く、ノイズ要因が無く感度を上げられる場合には、薄膜Fの厚さを単分子層未満とすることも可能である。   By the way, the thin film F is formed by depositing a large number of molecular aggregates (molecular groups) having anisotropy of dielectric constant or polarizability, for example. In the case of evaluating the anisotropy of the surface of the base material M using a material having anisotropy of dielectric constant or polarizability, there is no lower limit in principle in the thickness of the thin film F, and there is no noise factor and sensitivity. In the case of increasing the thickness, the thickness of the thin film F can be less than the monomolecular layer.

以下、光の多重干渉の影響が比較的少なく異方性測定に関して信頼性の高い透過配置のエリプソメトリーを用いた場合における薄膜Fの厚さについて説明する。   Hereinafter, the thickness of the thin film F in the case of using ellipsometry having a transmission arrangement that is relatively less affected by multiple interference of light and has high reliability for anisotropy measurement will be described.

比較的実現容易な位相差の検出下限がリタデーションの値にして0.002nm程度であることを考えると、薄膜Fの厚さdと複屈折Δnとの積(d×Δn)が0.002nmの数倍程度大きければよい。なるべく少量の堆積で評価を行うことができるようにするためには、薄膜Fの材料として複屈折Δnの値が大きな材料を用いることが望ましい。基材Mを傷めることのない温度で堆積させることが可能であって、かつ複屈折Δnの大きな材料の一つとして、例えば、液晶を挙げることができる。実験用によく用いられる液晶の一つである5CB(ペンチル・シアノ・ビフェニル)では、複屈折Δnが0.3程度であることから、d×Δn>0.002を満たすためには、厚さdが0.002/0.3=0.0066nmよりも大きいことが必要である。したがって、0.1nmの単分子層レベルの厚さがあれば評価可能である。   Considering that the lower detection limit of the phase difference that is relatively easy to realize is a retardation value of about 0.002 nm, the product (d × Δn) of the thickness d of the thin film F and the birefringence Δn is 0.002 nm. It should be several times larger. In order to enable evaluation with as little deposition as possible, it is desirable to use a material having a large birefringence Δn as the material of the thin film F. An example of a material that can be deposited at a temperature at which the substrate M is not damaged and has a large birefringence Δn is liquid crystal. In 5CB (pentyl, cyano, biphenyl), which is one of the liquid crystals often used for experiments, the birefringence Δn is about 0.3. Therefore, in order to satisfy d × Δn> 0.002, the thickness is required. d needs to be larger than 0.002 / 0.3 = 0.666 nm. Therefore, it can be evaluated if the thickness is at a monomolecular layer level of 0.1 nm.

薄膜Fの材料として液晶を用いた場合に、薄膜Fのうち基材Mとの界面に接触する最初の分子層の中には一般に配列の欠陥が多く、界面から離れるにつれて液晶分子が互いに欠陥を抑えて整列するようになり、結果として薄膜Fの平均的な屈折率異方性の値も大きくなるのが普通である。このような欠陥修復作用を利用して大きな位相差を測定するためには、薄膜Fの厚さを単分子層よりもある程度厚くすることが好ましい。もっとも、薄膜Fを厚くすることによって液晶分子の整列を改善する効果は界面から50nm程度の範囲で顕著であり、100nm程度の厚さで液晶分子の整列が完了するので、薄膜Fの厚さを、100nmを超えて厚くすることに利益はない。   In the case where liquid crystal is used as the material of the thin film F, the first molecular layer in contact with the interface with the substrate M in the thin film F generally has many alignment defects, and the liquid crystal molecules become defective with each other as they move away from the interface. As a result, the average refractive index anisotropy value of the thin film F is usually increased. In order to measure a large phase difference by utilizing such a defect repairing action, it is preferable that the thickness of the thin film F is made somewhat thicker than that of the monomolecular layer. However, the effect of improving the alignment of the liquid crystal molecules by increasing the thickness of the thin film F is remarkable in the range of about 50 nm from the interface, and the alignment of the liquid crystal molecules is completed at a thickness of about 100 nm. There is no benefit in increasing the thickness beyond 100 nm.

また、薄膜Fを、100nmを超えて厚く堆積させた場合には、薄膜F全体の厚さを均一に維持したり管理することが容易ではなくなるだけでなく、薄膜Fが所望の領域からその周囲へ広がったり、所望の領域以外の部分に付着して、基材Mを汚染する可能性がある。従って、このような観点からも、薄膜Fの厚さを100nm以下に薄くすることが好ましい。   In addition, when the thin film F is deposited to a thickness exceeding 100 nm, it is not easy to maintain and manage the entire thickness of the thin film F, and the thin film F can be removed from a desired region to its periphery. There is a possibility that the base material M may be contaminated by spreading to a portion other than the desired region. Therefore, also from such a viewpoint, it is preferable to reduce the thickness of the thin film F to 100 nm or less.

また、製造工程では、液晶を薄膜Fの表面上に供給する後工程が控えている場合があり、そのような場合には、薄膜Fの材料として5CBを用いるよりも後工程で供給されるのと同じ液晶を用いる方が異質な液晶の混在を避けることができる点で優れている。実用的な液晶材料の中には5CBほど大きな複屈折Δnを持たないものもあるので、この場合には、薄膜Fの厚さを、5CBを用いた場合よりも厚くして評価することが望ましい。   Further, in the manufacturing process, there is a case where a post-process for supplying liquid crystal onto the surface of the thin film F is refrained. In such a case, the liquid crystal is supplied in a post-process rather than using 5CB as a material for the thin film F. The use of the same liquid crystal is superior in that it can avoid the mixing of different liquid crystals. Some practical liquid crystal materials do not have a birefringence Δn that is as large as 5 CB. In this case, it is desirable that the thickness of the thin film F be evaluated to be thicker than when 5 CB is used. .

また、基材Mは、透明基板と、透明基板の薄膜F側の表面上に形成された配向制御薄膜(図示せず)とを有している。透明基板は、例えば、ガラス基板からなる。配向制御薄膜は、例えばポリイミドからなり、配向制御薄膜のうち少なくとも透明基板とは反対側の表面およびその近傍には、配向制御薄膜の面内の一の方向に対して異方性(面内異方性)が付与されている。   The base material M includes a transparent substrate and an orientation control thin film (not shown) formed on the surface of the transparent substrate on the thin film F side. The transparent substrate is made of, for example, a glass substrate. The orientation control thin film is made of, for example, polyimide. At least on the surface of the orientation control thin film opposite to the transparent substrate and in the vicinity thereof, anisotropy (in-plane difference) Direction).

ここで、面内異方性とは、配向制御薄膜のうち少なくとも透明基板とは反対側の表面およびその近傍を構成する分子または分子の一部を構成する原子団が配向制御薄膜の面内の一の方向に対して配向していることを指しており、この面内異方性は、例えば、ラビング、紫外線照射、斜めイオンビーム照射または延伸により発現させることが可能である。   Here, the in-plane anisotropy means that at least the surface of the orientation control thin film opposite to the transparent substrate and the molecule constituting the molecule or a part of the molecule are in the plane of the orientation control thin film. The in-plane anisotropy can be expressed by, for example, rubbing, ultraviolet irradiation, oblique ion beam irradiation or stretching.

また、配向制御薄膜のうち面内異方性を有する表面上に、誘電率または分極率の異方性を有する分子を含む層を接触させた場合には、その層が、配向制御薄膜のうち透明基板とは反対側の最表面を構成する分子または分子の一部を構成する原子団と相互作用を起こし、配向制御薄膜のうち透明基板とは反対側の最表面の状態(具体的には、誘電率または分極率の異方性を有する材料と相互作用を起こした分子または分子の一部を構成する原子団の配向状態)に応じた光学作用を発現する。   Further, when a layer containing molecules having anisotropy of dielectric constant or polarizability is brought into contact with the surface having in-plane anisotropy in the orientation control thin film, the layer is included in the orientation control thin film. It interacts with the molecules constituting the outermost surface on the opposite side of the transparent substrate or the atomic group constituting a part of the molecule, and the state of the outermost surface of the orientation control thin film opposite to the transparent substrate (specifically, And an optical action corresponding to the orientation state of the molecule or the atomic group constituting a part of the molecule that has interacted with the material having anisotropy of dielectric constant or polarizability.

つまり、基材Mの配向制御薄膜側の表面に薄膜Fを接触させた積層基板Sのリタデーションと、基材Mの薄膜F側の最表面(配向制御薄膜の最表面)の配向状態との間には強い相関性があり、基材Mの薄膜F側の最表面の配向状態が良好な場合には、積層基板Sのリタデーションが、基材M単体のリタデーションよりも大幅に大きくなる(つまり、基材Mのリタデーションが薄膜Fによって増幅される)。そのため、積層基板Sのリタデーションの大きさから、基材Mの薄膜F側の最表面の配向状態を精確に推測することが可能である。従って、基材Mの薄膜F側の最表面の配向状態が良好な場合に得られる積層基板Sのリタデーションを基準値として、その基準値と、計測された積層基板Sのリタデーションとを対比する(例えば、基準値と、計測された積層基板Sのリタデーションとの大小関係を判定する)ことにより、基材Mの最表面の配向状態の良否を判定することが可能である。   That is, between the retardation of the laminated substrate S in which the thin film F is brought into contact with the surface of the base material M on the orientation control thin film side and the orientation state of the outermost surface of the base material M on the thin film F side (outermost surface of the orientation control thin film). Has a strong correlation, and when the orientation state of the outermost surface of the base material M on the thin film F side is good, the retardation of the laminated substrate S is significantly larger than the retardation of the base material M alone (that is, The retardation of the substrate M is amplified by the thin film F). Therefore, it is possible to accurately estimate the orientation state of the outermost surface of the base material M on the thin film F side from the size of the retardation of the multilayer substrate S. Therefore, using the retardation of the laminated substrate S obtained when the alignment state of the outermost surface of the base material M on the thin film F side is good as a reference value, the reference value is compared with the measured retardation of the laminated substrate S ( For example, it is possible to determine the quality of the alignment state of the outermost surface of the base material M by determining the magnitude relationship between the reference value and the measured retardation of the laminated substrate S).

また、基材Mの薄膜F側の最表面の配向状態が良好な場合に得られる積層基板Sのリタデーションから、基材Mにおける配向制御薄膜の最表面の配向状態が良好な場合に得られる基材M単体のリタデーションを減じることにより、基材Mの配向制御薄膜のうち最表面以外の部分の面内異方性による影響をほとんどなくすることができる。従って、基材Mの薄膜F側の最表面の配向状態が良好な場合に得られる積層基板Sのリタデーションから、基材Mにおける配向制御薄膜の最表面の配向状態が良好な場合に得られる基材M単体のリタデーションを減じて得られる値(差分)を基準値として、その基準値と、計測された積層基板Sのリタデーションから基材M単体のリタデーションを減じて得られる値(差分)とを対比する(例えば、基準値と、計測された積層基板Sのリタデーションから基材M単体のリタデーションを減じて得られる値(差分)との大小関係を判定する)ことにより、基材Mの最表面の配向状態の良否を判定することが可能である。   Further, from the retardation of the laminated substrate S obtained when the outermost surface orientation state of the base material M on the thin film F side is good, the base obtained when the outermost surface orientation state of the orientation control thin film in the base material M is good. By reducing the retardation of the material M alone, the influence of the in-plane anisotropy of the portion other than the outermost surface in the orientation control thin film of the base material M can be almost eliminated. Therefore, from the retardation of the laminated substrate S obtained when the alignment state of the outermost surface on the thin film F side of the substrate M is good, the group obtained when the alignment state of the outermost surface of the alignment control thin film in the substrate M is good. Using the value (difference) obtained by subtracting the retardation of the material M alone as a reference value, the reference value and the value (difference) obtained by subtracting the retardation of the base material M alone from the measured retardation of the laminated substrate S By comparing (for example, determining the magnitude relationship between the reference value and the value (difference) obtained by subtracting the retardation of the base material M alone from the measured retardation of the laminated substrate S), the outermost surface of the base material M It is possible to determine the quality of the orientation state.

このように差分を用いることは、薄膜Fの表層に設けられた配向制御薄膜だけでなく、基材Mのバルク部分が光学異方性を有する場合にとくに効果的である。そのような例として、A板型の位相差板を基材Mとして用いる場合が挙げられる。相対的に厚く、例えば 30nm以上に及ぶリタデーションを持つ基材Mのリタデーションの値がわずか1%ゆらいだとしても、0.3nm以上のゆらぎになる。これは薄膜Fによって生じる全リタデーションへの寄与分に対して無視できる大きさではない。したがって、薄膜Fを設けていない基材Mのリタデーションをあらかじめ求めておき差分に着目することは、薄膜Fの寄与の大きさを精密に知る、すなわちそこに反映される基材M表面の異方性情報を精密に知る、という本実施の形態の目的に照らしてきわめて効果的な工夫である。   Using the difference in this way is particularly effective when the bulk portion of the base material M has optical anisotropy as well as the orientation control thin film provided on the surface layer of the thin film F. As such an example, a case where an A plate type retardation plate is used as the base material M can be mentioned. Even if the retardation value of the base material M having a relatively thick retardation, for example, 30 nm or more, fluctuates by only 1%, the fluctuation is 0.3 nm or more. This is not a negligible amount with respect to the contribution to the total retardation caused by the thin film F. Therefore, obtaining the retardation of the base material M not provided with the thin film F in advance and paying attention to the difference precisely knows the magnitude of the contribution of the thin film F, that is, the anisotropy of the base material M surface reflected therein. This is a very effective device in light of the purpose of this embodiment to know sex information precisely.

以上のことから、本実施の形態の評価装置1では、基材Mの一の表面上に誘電率または分極率の異方性を有する薄膜Fを形成した積層基板Sの光学特性を計測するようにしたので、基材Mの薄膜側F1の表面状態を反映した情報が含まれた光強度情報を得ることができる。これにより、基材Mの最表面の性質を評価することができる。   From the above, the evaluation apparatus 1 according to the present embodiment measures the optical characteristics of the laminated substrate S in which the thin film F having dielectric constant or polarizability anisotropy is formed on one surface of the base material M. Therefore, light intensity information including information reflecting the surface state of the thin film side F1 of the base material M can be obtained. Thereby, the property of the outermost surface of the base material M can be evaluated.

[変形例]
上記実施の形態では、光検出部20において、射出部10からの光のうち被計測対象を通過した光を検出するようにしていたが、例えば、図3、図4に示したように、光射出部10から射出された光が、積層基板Sの薄膜F側の表面や、基材Mの配向制御薄膜側の表面で反射したり、散乱された光を検出するようにしてもよい。とくに基材Mが不透明な場合には、反射光や散乱光の利用が有効である。なお、反射光を光検出器22で検出した場合には、透過光を光検出器22で検出した場合と同様に、薄膜Fによって基材Mの最表面の性質を評価することができる。また、散乱光を光検出器22で検出した場合には、薄膜Fの透明度を評価することができる。
[Modification]
In the above embodiment, the light detection unit 20 detects light that has passed through the measurement target from among the light from the emission unit 10, but for example, as shown in FIGS. The light emitted from the emitting unit 10 may be reflected or detected from the surface of the laminated substrate S on the thin film F side or the surface of the base material M on the orientation control thin film side. In particular, when the base material M is opaque, it is effective to use reflected light or scattered light. When the reflected light is detected by the light detector 22, the property of the outermost surface of the base material M can be evaluated by the thin film F, as in the case where the transmitted light is detected by the light detector 22. Further, when scattered light is detected by the photodetector 22, the transparency of the thin film F can be evaluated.

また、上記実施の形態では、基材Mの最表面の配向状態あるいは最表面がそれに接する液晶などの配向に与える配向制御作用の良否を判定していたが、上記実施の形態の評価装置1は、基材Mの最表面の表面状態に依存する種々の特性の評価に対して適用することが可能である。基材Mの最表面の表面状態に依存する特性としては、例えば、撥水性、接着性、ガス透過性、耐磨耗性、耐侯性、耐湿安定性、耐光安定性などがある。なお、評価する特性の性質によっては、光射出部10から射出される光が偏光光である必要はなく、必要に応じて光射出部10から射出される光の特性を調整することが好ましい。   Moreover, in the said embodiment, although the quality of the orientation control effect | action given to the orientation state of the outermost surface of the base material M or the orientation of the liquid crystal etc. which the outermost surface touches it was determined, the evaluation apparatus 1 of the said embodiment is It is possible to apply to the evaluation of various characteristics depending on the surface state of the outermost surface of the substrate M. The characteristics depending on the surface state of the outermost surface of the substrate M include, for example, water repellency, adhesiveness, gas permeability, abrasion resistance, weather resistance, moisture resistance stability, and light resistance stability. Depending on the property to be evaluated, the light emitted from the light emitting unit 10 does not need to be polarized light, and it is preferable to adjust the characteristics of the light emitted from the light emitting unit 10 as necessary.

[実施例]
表1は、上記実施の形態の評価装置1を用いて計測した各種サンプルA1,A2,A3,B1,B2,B3,C1,C2,C3のリタデーションを表したものである。なお、表1中の「スピンコート後」に対応するリタデーションは、スピンコート法を用いてポリイミド薄膜を形成した後に計測されたリタデーションである。「ラビング後」に対応するリタデーションは、石英ガラス上のポリイミド薄膜に対してラビングを施した後に計測されたリタデーションである。「汚染後」に対応するリタデーションは、ラビングを施したポリイミド薄膜の表面を指で触って汚した後に計測されたリタデーションである。「蒸着後」に対応するリタデーションは、サンプルに依るが、サンプルC1ではスピンコート後、サンプルA1ではラビング後、またサンプルB1ではラビング後の意図的な汚染処理を施したポリイミド薄膜の表面上に、液晶(5CB:ペンチル・シアノ・ビフェニル)を蒸着した後に計測されたリタデーションである。「蒸着前後の変化量」に対応するリタデーションは、上記「蒸着後」のリタデーションの値から、蒸着に先行するサンプルに対する処理操作のうち最後の処理の後に測定されたリタデーション値(すなわち表1において「蒸着後」の直上に記されたリタデーション値)を減算して得られた値である。

Figure 2009115646
[Example]
Table 1 shows retardation of various samples A1, A2, A3, B1, B2, B3, C1, C2, and C3 measured using the evaluation apparatus 1 of the above embodiment. In addition, the retardation corresponding to “after spin coating” in Table 1 is a retardation measured after forming a polyimide thin film using a spin coating method. The retardation corresponding to “after rubbing” is the retardation measured after rubbing the polyimide thin film on quartz glass. The retardation corresponding to “after contamination” is a retardation measured after the surface of the rubbed polyimide thin film is soiled with a finger. The retardation corresponding to “after deposition” depends on the sample, but on the surface of the polyimide thin film subjected to intentional contamination treatment after spin coating in sample C1, after rubbing in sample A1, and after rubbing in sample B1, It is the retardation measured after vapor-depositing liquid crystal (5CB: pentyl * cyano * biphenyl). The retardation corresponding to “the amount of change before and after deposition” is determined from the retardation value after “deposition” above, and the retardation value measured after the last treatment among the treatment operations for the sample preceding the deposition (that is, “ This is a value obtained by subtracting the retardation value written immediately above “after deposition”.
Figure 2009115646

表1における各サンプルは以下のようにして製造した。まず、各サンプルの共通構造を形成した。具体的には、厚さが1mmで、一辺が30mmの正方形状の石英ガラスを9枚用意し、各石英ガラスの上に、スピンコート法を用いてポリアミック酸を塗布したのち、ポリアミック酸を塗布した石英ガラスを焼成することにより、各石英ガラスの上にポリイミド薄膜を形成した。   Each sample in Table 1 was manufactured as follows. First, a common structure for each sample was formed. Specifically, nine pieces of square quartz glass having a thickness of 1 mm and a side of 30 mm are prepared, and after applying polyamic acid on each quartz glass using a spin coating method, the polyamic acid is applied. By firing the quartz glass, a polyimide thin film was formed on each quartz glass.

次に、サンプルA1では、石英ガラス上のポリイミド薄膜に対してラビングを施し、ポリイミド薄膜の表面およびその近傍に面内異方性を付与したのち、ラビングを施したポリイミド薄膜の表面上に液晶(5CB:ペンチル・シアノ・ビフェニル)を蒸着して、液晶薄膜を形成した。   Next, in sample A1, the polyimide thin film on the quartz glass is rubbed to give in-plane anisotropy to the surface of the polyimide thin film and the vicinity thereof, and then the liquid crystal (on the surface of the rubbed polyimide thin film ( 5CB: pentyl, cyano, biphenyl) was deposited to form a liquid crystal thin film.

サンプルA2,A3では、石英ガラス上のポリイミド薄膜に対してラビングを施し、ポリイミド薄膜の表面およびその近傍に面内異方性を付与したのち、その表面に直径3μmのビーズを散布し、A2とA3それぞれのラビングされた面がビーズを挟んで対向するように重ね合わせてセル組みを行い、蒸着した液晶と同一の液晶をセル内に注入し、厚さ3μmの液晶層を形成した。   In samples A2 and A3, the polyimide thin film on the quartz glass was rubbed to give in-plane anisotropy to the surface of the polyimide thin film and the vicinity thereof, and then beads having a diameter of 3 μm were sprayed on the surface. The cells were assembled so that the rubbed surfaces of the A3 faces each other with beads interposed therebetween, and the same liquid crystal as the deposited liquid crystal was injected into the cell to form a liquid crystal layer having a thickness of 3 μm.

サンプルB1では、石英ガラス上のポリイミド薄膜に対してラビングを施し、ポリイミド薄膜の表面およびその近傍に面内異方性を付与したのち、面内異方性を付与したポリイミド薄膜の表面を指で触って汚し、その表面上に液晶(5CB:ペンチル・シアノ・ビフェニル)を蒸着して、液晶薄膜を形成した。   In sample B1, the polyimide thin film on the quartz glass is rubbed to give in-plane anisotropy to the surface of the polyimide thin film and the vicinity thereof, and then the surface of the polyimide thin film to which in-plane anisotropy is given is touched with a finger. It was touched and stained, and liquid crystal (5CB: pentyl, cyano, biphenyl) was evaporated on the surface to form a liquid crystal thin film.

サンプルB2,B3では、石英ガラス上のポリイミド薄膜に対してラビングを施し、ポリイミド薄膜の表面およびその近傍に面内異方性を付与したのち、ラビングを施したポリイミド薄膜の表面を指で触って汚した上で、その表面に直径3μmのビーズを散布し、B2とB3それぞれのラビングされた面がビーズを挟んで対向するように重ね合わせてセル組みを行い、セル内に液晶(5CB:ペンチル・シアノ・ビフェニル)を注入し、厚さ3μmの液晶層を形成した。   In samples B2 and B3, the polyimide thin film on the quartz glass was rubbed, and in-plane anisotropy was imparted to the surface of the polyimide thin film and the vicinity thereof, and then the surface of the rubbed polyimide thin film was touched with a finger. After soiling, beads having a diameter of 3 μm are spread on the surface, and the cells are assembled so that the rubbed surfaces of B2 and B3 are opposed to each other with the beads interposed therebetween, and liquid crystal (5CB: pentyl) is formed in the cell. (Cyano-biphenyl) was injected to form a liquid crystal layer having a thickness of 3 μm.

サンプルC1では、石英ガラス上のポリイミド薄膜に対してラビングを施さないで(ポリイミド薄膜の表面に対して何も手を加えないで)、ポリイミド薄膜の表面上に液晶(5CB:ペンチル・シアノ・ビフェニル)を蒸着して、液晶薄膜を形成した。   In sample C1, the polyimide thin film on the quartz glass is not rubbed (nothing is applied to the surface of the polyimide thin film), and the liquid crystal (5CB: pentyl cyano biphenyl) is formed on the surface of the polyimide thin film. ) Was deposited to form a liquid crystal thin film.

サンプルC2,C3では、石英ガラス上のポリイミド薄膜に対してラビングを施さないで(ポリイミド薄膜の表面に対して何も手を加えないで)、その表面に直径3μmのビーズを散布し、C2とC3それぞれのラビングされた面がビーズを挟んで対向するように重ね合わせてセル組みを行い、セル内に液晶(5CB:ペンチル・シアノ・ビフェニル)を注入し、厚さ3μmの液晶層を形成した。   In samples C2 and C3, the polyimide thin film on the quartz glass is not rubbed (without touching the surface of the polyimide thin film), and beads having a diameter of 3 μm are scattered on the surface. The cells were assembled so that the rubbed surfaces of C3 were opposed to each other with beads interposed therebetween, and liquid crystal (5CB: pentyl, cyano, biphenyl) was injected into the cell to form a liquid crystal layer having a thickness of 3 μm. .

なお、サンプルA2,A3から作られたセルでは、セルが透明となっており、セル内の液晶が配向している様子を観察することができた。サンプルB2,B3から作られたセルでは、セル内で白濁している箇所と透明となっている箇所が混在しており、セル内の液晶が一部しか配向しなかった様子を観察することができた。また、サンプルC2,C3から作られたセルでは、セル内の全体において白濁していており、セル内の液晶が全く配向しなかった様子を観察することができた。   In the cells made from Samples A2 and A3, the cells were transparent, and it was possible to observe how the liquid crystals in the cells were aligned. In the cell made from Samples B2 and B3, it is possible to observe a state in which the white turbid portion and the transparent portion in the cell are mixed, and the liquid crystal in the cell is only partially aligned. did it. Moreover, in the cell made from samples C2 and C3, it was cloudy in the whole cell, and it was possible to observe a state in which the liquid crystal in the cell was not aligned at all.

表1から、各サンプルのラビング前のリタデーションは、0.002nmから0.006nmの間の値となっており、上記実施の形態の評価装置1におけるリタデーションの読み取り限界とほとんど同じ値となることがわかった。つまり、ラビング前では、各サンプルはリタデーションを示さなかった。   From Table 1, the retardation of each sample before rubbing is a value between 0.002 nm and 0.006 nm, which is almost the same as the retardation reading limit in the evaluation apparatus 1 of the above embodiment. all right. That is, before rubbing, each sample did not show retardation.

また、表1から、ラビング後において、サンプルA1,A2,A3、B1,B2,B3がリタデーションを示したが、さらに、ラビングを施したポリイミド薄膜の表面を指で触って汚した後においても、サンプルB1,B2,B3がポリイミド薄膜の表面を指で触って汚していないときとほとんど同じリタデーションを示すことがわかった。一方で、ラビングを施したポリイミド薄膜の表面を指で触って汚した後でセル内に液晶を注入すると、サンプルB2,B3では、上記したようにセル内の液晶が一部しか配向しなかった。このことから、ラビングを施したポリイミド薄膜の表面を指で触って汚した後のリタデーションを計測しただけでは、ラビングを施したポリイミド薄膜の表面の状態の良否を判別することができないことがわかった。これは、ラビングによってポリイミド薄膜に形成された面内異方性はポリイミド薄膜のうち表面よりも深い部分にも形成されており、ポリイミド薄膜のうち表面よりも深い部分はポリイミド薄膜の表面を指で触って汚したとしてもその影響をほとんど受けなかったためと思われる。   In addition, from Table 1, after rubbing, samples A1, A2, A3, B1, B2, B3 showed retardation, but also after rubbing the surface of the rubbed polyimide thin film with a finger, It was found that Samples B1, B2, and B3 exhibited almost the same retardation as when the surface of the polyimide thin film was not soiled with a finger. On the other hand, when the liquid crystal was injected into the cell after rubbing the surface of the rubbed polyimide thin film with a finger, in Samples B2 and B3, only a part of the liquid crystal in the cell was aligned as described above. . From this, it was found that the quality of the surface state of the rubbed polyimide thin film could not be determined only by measuring the retardation after rubbing the surface of the rubbed polyimide thin film with a finger. . This is because the in-plane anisotropy formed on the polyimide thin film by rubbing is also formed on the deep part of the polyimide thin film that is deeper than the surface. It seems that even if touched and soiled, it was hardly affected.

また、表1から、液晶蒸着後において、サンプルA1が、液晶蒸着前と比べて大きなリタデーションを示すが、サンプルB1は、液晶蒸着前とほとんど同じリタデーションを示すことがわかった。また、液晶蒸着前後において、サンプルA1のリタデーションの差分は、サンプルB1のリタデーションの差分と比べて、一桁以上大きいことがわかった。これは、蒸着した液晶分子がラビングによってポリイミド薄膜の最表面に形成された面内異方性に倣って分子軸の方向を揃えて堆積したためと思われる。また、指で汚された表面に蒸着された液晶薄膜のリタデーションが小さく、液晶層の配向が不十分であることから、蒸着された液晶分子が極めて敏感に最表面の状態の違いを検知していると言える。このことから、上記実施の形態の評価装置1において、液晶蒸着後のリタデーションを計測するか、または、液晶蒸着前後のリタデーションの差分を計測することにより、ラビングを施したポリイミド薄膜の表面の状態の良否を確実に判別することができることがわかった。   Table 1 also shows that sample A1 shows a larger retardation after liquid crystal deposition than before liquid crystal deposition, but sample B1 shows almost the same retardation as before liquid crystal deposition. Further, it was found that the retardation difference of the sample A1 was larger by one digit or more than the retardation difference of the sample B1 before and after the liquid crystal deposition. This seems to be because the deposited liquid crystal molecules were deposited by aligning the directions of the molecular axes following the in-plane anisotropy formed on the outermost surface of the polyimide thin film by rubbing. Also, since the retardation of the liquid crystal thin film deposited on the finger-stained surface is small and the orientation of the liquid crystal layer is insufficient, the deposited liquid crystal molecules are extremely sensitive to detecting the difference in the state of the outermost surface. I can say that. From this, in the evaluation apparatus 1 of the above embodiment, the retardation of the polyimide thin film subjected to the rubbing is measured by measuring the retardation after the liquid crystal deposition or by measuring the retardation difference before and after the liquid crystal deposition. It was found that it is possible to reliably determine whether the product is good or bad.

ここで用いた石英ガラス基板はそれ自体のリタデーションが小さいものを選別して用いたので、液晶蒸着後のリタデーション値も配向作用の良否と明瞭な相関を示した。しかし、延伸されたプラスチック基板のようにそれ自体のリタデーションが無視できない大きさをもつ基板を用いる場合には、液晶蒸着前後のリタデーションの差分を調べることによってはじめて、ポリイミド薄膜表面の配向作用の良否を判断することができる。   Since the quartz glass substrate used here was selected to have a small retardation per se, the retardation value after the liquid crystal deposition showed a clear correlation with the quality of the alignment action. However, when using a substrate having a size that the retardation of the substrate itself cannot be ignored, such as a stretched plastic substrate, it is not possible to determine whether the orientation of the polyimide thin film surface is good or bad by examining the difference in retardation before and after the liquid crystal deposition. Judgment can be made.

[適用例]
次に、上記実施の形態の評価装置1を、基材Mを備えた光学素子の製造装置に適用した場合について説明する。
[Application example]
Next, the case where the evaluation apparatus 1 of the said embodiment is applied to the manufacturing apparatus of the optical element provided with the base material M is demonstrated.

図5は、上記実施の形態の評価装置1を備えた製造装置3の概略構成を表すものである。この製造装置3は、評価装置1と、基材M(加工前基板)を送り出す基材送り部40と、基材送り部40から送り出された基材Mの一の表面に対してラビングを施すラビング部50と、ラビングの施された基材M(加工基板)の表面上に液晶を蒸着して液晶薄膜F1(薄膜)を形成すると共にラビングの施された基材Mと液晶薄膜F1とからなる積層基板Sを形成する蒸着部60と、液晶薄膜F1の表面上に液晶を塗布して液晶層F2(光学機能層)を形成する塗布部70と、制御部80とを備えている。   FIG. 5 shows a schematic configuration of the manufacturing apparatus 3 provided with the evaluation apparatus 1 of the above embodiment. The manufacturing apparatus 3 rubs the evaluation apparatus 1, the base material feeding unit 40 that feeds out the base material M (pre-processing substrate), and one surface of the base material M fed from the base material feeding unit 40. From the rubbing part 50, a liquid crystal thin film F1 (thin film) is formed by depositing liquid crystal on the surface of the rubbed base material M (processed substrate), and the rubbed base material M and the liquid crystal thin film F1. The vapor deposition part 60 which forms the laminated substrate S which becomes this, the application part 70 which apply | coats a liquid crystal on the surface of the liquid crystal thin film F1, and forms the liquid-crystal layer F2 (optical function layer), and the control part 80 are provided.

ここで、液晶薄膜F1は、単分子層以上の厚さを有しており、100nm以下の厚さを有していることが好ましく、1nm以上50nm以下の膜厚を有していることがより好ましい。膜厚が単分子層以上であれば、ラビングの施された基材Mの面内異方性に倣って分子軸の方向を揃えて液晶を堆積させることが可能であり、膜厚が100nm以下であれば、少ない液晶量で、ラビングの施された基材Mの面内異方性に倣って分子軸の方向を揃えて液晶を堆積させることが可能である。また、膜厚が1nm以上50nm以下であれば、膜厚の制御が容易である。   Here, the liquid crystal thin film F1 has a thickness of a monomolecular layer or more, preferably has a thickness of 100 nm or less, and more preferably has a thickness of 1 nm or more and 50 nm or less. preferable. If the film thickness is equal to or greater than the monomolecular layer, it is possible to deposit liquid crystals with the molecular axis aligned in accordance with the in-plane anisotropy of the rubbed substrate M, and the film thickness is 100 nm or less. If so, it is possible to deposit the liquid crystal with a small amount of liquid crystal so that the directions of the molecular axes are aligned following the in-plane anisotropy of the rubbed substrate M. If the film thickness is 1 nm or more and 50 nm or less, the film thickness can be easily controlled.

また、液晶層F2は、液晶薄膜F1よりも厚く形成されたものであり、液晶薄膜F1と異なる液晶により構成されていてもよいが、液晶薄膜F1と同一の液晶により構成されていてもよい。液晶層F2が液晶薄膜F1と異なる液晶により構成されている場合には、液晶薄膜F1および液晶層F2に適した材料を適宜選択することができ、他方、液晶層F2が液晶薄膜F1と同一の液晶により構成されている場合には、基材Mと液晶層F2との間に液晶層F2と異なる材料が混入しなくなるので、基材M上に液晶層F2を直接形成した従来タイプの素子と同一の光学特性を確実に得ることができる。また、基材Mと液晶薄膜F1とからなる積層基板Sのリタデーションを計測することにより、液晶薄膜F1上に液晶層F2を形成したときの液晶層F2の配向状態を容易に予測することが可能となる。   The liquid crystal layer F2 is formed to be thicker than the liquid crystal thin film F1, and may be composed of a liquid crystal different from the liquid crystal thin film F1, but may be composed of the same liquid crystal as the liquid crystal thin film F1. When the liquid crystal layer F2 is composed of a liquid crystal different from the liquid crystal thin film F1, materials suitable for the liquid crystal thin film F1 and the liquid crystal layer F2 can be selected as appropriate, while the liquid crystal layer F2 is the same as the liquid crystal thin film F1. In the case where the liquid crystal layer F2 is composed of the liquid crystal layer F2, a material different from the liquid crystal layer F2 is not mixed between the base material M and the liquid crystal layer F2. The same optical characteristics can be obtained with certainty. Further, by measuring the retardation of the multilayer substrate S composed of the base material M and the liquid crystal thin film F1, it is possible to easily predict the alignment state of the liquid crystal layer F2 when the liquid crystal layer F2 is formed on the liquid crystal thin film F1. It becomes.

この製造装置3において、評価装置1は、ラビングの施された基材Mに向かって所定の光を射出する光射出部10A(第1光射出部)と、光射出部10Aからの光のうちラビングの施された基材Mを通過した光を検出する光検出部20A(第1光検出部)と、ラビングの施された基材Mの表面上に液晶薄膜F1の形成された積層基材S(非露出部分)に向かって所定の光を射出する光射出部10B(第2光射出部)と、光射出部10Bからの光のうち積層基材S(非露出部分)を通過した光を検出する光検出部20B(第1光検出部)と、評価部30とを備えている。   In this manufacturing apparatus 3, the evaluation apparatus 1 includes a light emitting unit 10A (first light emitting unit) that emits predetermined light toward the rubbed substrate M, and the light emitted from the light emitting unit 10A. A light detection unit 20A (first light detection unit) that detects light that has passed through the rubbed substrate M, and a laminated substrate in which the liquid crystal thin film F1 is formed on the surface of the rubbed substrate M A light emitting portion 10B (second light emitting portion) that emits predetermined light toward S (non-exposed portion), and light that has passed through the laminated base material S (non-exposed portion) among the light from the light emitting portion 10B The light detection part 20B (1st light detection part) which detects this, and the evaluation part 30 are provided.

なお、光射出部10A,10Bは、上記実施の形態の光照射部10と同様の構成を備えており、光検出部20A,20Bは、上記実施の形態の光検出部20と同様の構成を備えている。また、図5に示したように、光射出部10Aは、蒸着部60によってラビングの施された基材Mの表面上に液晶が蒸着される前に、ラビングの施された基材Mに向かって所定の光を射出するようにしてもよいし、例えば、図6、図7(図6中の破線で囲まれた部分の拡大斜視図)に示したように、光射出部10Aは、蒸着部60によってラビングの施された基材Mの表面上に液晶が蒸着された後に、積層基材Sのうち液晶薄膜F1の形成されていない露出部分(ラビングの施された基材Mが露出している部分)に向かって所定の光を射出するようにしてもよい。   The light emitting units 10A and 10B have the same configuration as the light irradiation unit 10 of the above embodiment, and the light detection units 20A and 20B have the same configuration as the light detection unit 20 of the above embodiment. I have. Further, as shown in FIG. 5, the light emitting unit 10A is directed to the rubbed substrate M before the liquid crystal is deposited on the surface of the substrate M rubbed by the vapor deposition unit 60. For example, as shown in FIGS. 6 and 7 (enlarged perspective view of a portion surrounded by a broken line in FIG. 6), the light emitting portion 10A is formed by vapor deposition. After the liquid crystal is deposited on the surface of the base material M that has been rubbed by the portion 60, the exposed portion of the laminated base material S where the liquid crystal thin film F1 is not formed (the base material M that has been rubbed is exposed). The predetermined light may be emitted toward the portion).

また、評価部30は、光検出部20Aで検出した光の光強度情報を用いてラビングの施された基材Mのリタデーションを計測すると共に、光検出部20Bで検出した光の光強度情報を用いて積層基材Sのリタデーションを計測する。そして、評価部30は、積層基板Sのリタデーションからラビングの施された基材Mのリタデーションを減じた値(差分)を導出し、その差分が所定の基準値(例えば、基材Mの薄膜F1側の最表面の配向状態が良好な場合に得られる積層基板Sのリタデーションから、基材Mにおける配向制御薄膜の最表面の配向状態が良好な場合に得られる基材M単体のリタデーションを減じて得られる値(差分))と等しいかまたはそれに近似しているときには、ラビングの施された基材Mの表面の配向状態は良好であり、ラビングの施された基材Mの液晶に対する配向束縛作用が所期の性能を満たしていると判定する。また、差分が所定の基準値よりも大幅に小さいときには、ラビングの施された基材Mの表面の配向状態はあまり良くなく、ラビングの施された基材Mの液晶に対する配向束縛作用が所期の性能を満たせなくなる可能性があると判定する。そして、その判定結果と差分の大きさとに応じた制御パラメータを生成するようになっている。   In addition, the evaluation unit 30 measures the retardation of the base material M subjected to rubbing using the light intensity information of the light detected by the light detection unit 20A, and uses the light intensity information of the light detected by the light detection unit 20B. It is used to measure the retardation of the laminated substrate S. Then, the evaluation unit 30 derives a value (difference) obtained by subtracting the retardation of the base material M subjected to rubbing from the retardation of the laminated substrate S, and the difference is a predetermined reference value (for example, the thin film F1 of the base material M). The retardation of the multilayer substrate S obtained when the orientation state of the outermost surface on the side is good is subtracted from the retardation of the base material M alone obtained when the orientation state of the outermost surface of the orientation control thin film in the base material M is good. When the value is equal to or close to the obtained value (difference)), the alignment state of the surface of the rubbed substrate M is good, and the alignment restraining action on the liquid crystal of the rubbed substrate M is good. Is determined to satisfy the expected performance. When the difference is significantly smaller than a predetermined reference value, the alignment state of the surface of the rubbed substrate M is not so good, and the alignment restraining action on the liquid crystal of the rubbed substrate M is expected. It is determined that there is a possibility that the performance of the system cannot be satisfied. And the control parameter according to the determination result and the magnitude | size of a difference is produced | generated.

例えば、ラビングの施された基材Mの液晶に対する配向束縛作用が所期の性能を満たしていると判定した場合には、例えば、ラビングを施す前の基材Mへの面内異方性の付与条件を変更しないことを意味する制御パラメータを生成し、その制御パラメータをラビング部50に出力する。また、例えば、液晶薄膜F1のうち、ラビングの施された基材Mの液晶に対する配向束縛作用が所期の性能を満たしていると判定された部分の表面上への液晶層F2の形成を許可することを意味する制御パラメータを生成し、その制御パラメータを塗布部70に出力する。   For example, when it is determined that the alignment constraint action on the liquid crystal of the base material M subjected to rubbing satisfies the intended performance, for example, in-plane anisotropy to the base material M before rubbing is performed. A control parameter indicating that the application condition is not changed is generated, and the control parameter is output to the rubbing unit 50. In addition, for example, in the liquid crystal thin film F1, the formation of the liquid crystal layer F2 on the surface of the portion of the liquid crystal thin film F1 that is determined that the alignment restraining action on the liquid crystal of the rubbed substrate M satisfies the desired performance is permitted. A control parameter that means to perform is generated, and the control parameter is output to the coating unit 70.

また、例えば、ラビングの施された基材Mの液晶に対する配向束縛作用が所期の性能を満たせなくなる可能性があると判定した場合には、例えば、ラビングを施す前の基材Mへの面内異方性の付与条件の変更情報(例えば変更条件および変更量)を示す制御パラメータを生成し、その制御パラメータをラビング部50に出力する。また、例えば、液晶薄膜F1のうち、ラビングの施された基材Mの液晶に対する配向束縛作用が所期の性能を満たせなくなる可能性があると判定された部分の表面上への液晶層F2の形成を禁止することを意味する制御パラメータを生成し、その制御パラメータを塗布部70に出力する。   Further, for example, when it is determined that there is a possibility that the alignment constraint action on the liquid crystal of the base material M subjected to rubbing may not satisfy the intended performance, for example, the surface to the base material M before the rubbing is performed. A control parameter indicating change information (for example, a change condition and a change amount) of the inner anisotropy application condition is generated, and the control parameter is output to the rubbing unit 50. In addition, for example, in the liquid crystal thin film F1, the liquid crystal layer F2 on the surface of the portion of the liquid crystal thin film F1 that is determined to have a possibility that the alignment restraining action on the liquid crystal of the rubbed base material M may not satisfy the intended performance. A control parameter indicating that the formation is prohibited is generated, and the control parameter is output to the coating unit 70.

以上のことから、本適用例に係る製造装置3では、基材Mを用いた光学素子を製造するに際して、ラビングの施された基材Mの一の表面上に誘電率または分極率の異方性を有する液晶薄膜F1を形成した積層基板Sの光学特性を計測するようにしたので、ラビングの施された基材Mの液晶薄膜F1側の表面状態を反映した情報が含まれた光強度情報を得ることができる。これにより、ラビングの施された基材Mの最表面の性質を評価することができるので、その評価結果に基づいて導出した制御パラメータを用いて、その後に製造される光学素子の光学特性が所期の性能から外れないように製造条件を適切に調整することが可能となる。   From the above, in the manufacturing apparatus 3 according to this application example, when an optical element using the base material M is manufactured, anisotropy of dielectric constant or polarizability on one surface of the base material M subjected to rubbing Since the optical characteristic of the laminated substrate S on which the liquid crystal thin film F1 having the property is formed is measured, the light intensity information including information reflecting the surface state of the rubbed base material M on the liquid crystal thin film F1 side is included. Can be obtained. As a result, the properties of the outermost surface of the rubbed substrate M can be evaluated, so that the optical characteristics of the optical element to be manufactured thereafter can be determined using the control parameters derived based on the evaluation results. It is possible to appropriately adjust the manufacturing conditions so as not to deviate from the performance of the period.

[適用例の変形例]
上記適用例では、評価部30は、ラビングの施された基材Mから得られた光の光強度情報と、積層基材Sから得られた光の光強度情報とを用いて、ラビングの施された基材Mの最表面の性質を評価するようにしていたが、例えば、ラビングの施された基材Mから得られた光の光強度情報に代わる参照情報と、積層基材Sから得られた光の光強度情報とを用いて、ラビングの施された基材Mの最表面の性質を評価するようにしてもよい。この場合には、ラビングの施された基材Mから得られた光の光強度情報を取得するために設けた光射出部10Aおよび光検出部20Aが必要なくなるので、図8に示したように、これらをなくすることが可能である。
[Modification of application example]
In the application example, the evaluation unit 30 performs rubbing using the light intensity information of light obtained from the rubbed substrate M and the light intensity information of light obtained from the laminated substrate S. The properties of the outermost surface of the base material M were evaluated. For example, the reference information instead of the light intensity information of the light obtained from the base material M subjected to rubbing and the laminated base material S were obtained. You may make it evaluate the property of the outermost surface of the base material M to which the rubbing was performed using the light intensity information of the obtained light. In this case, the light emitting unit 10A and the light detecting unit 20A provided for acquiring the light intensity information of the light obtained from the rubbed substrate M are not necessary, and as shown in FIG. It is possible to eliminate these.

ここで、上記した参照情報として、基材Mと同一材料からなる参照基材の表面に向かって、光射出部10から所定の光を所定の角度で照射したのち、参照基材を通過した光、参照基材で反射された光、または参照基材で散乱された光を検出することにより得られた光強度情報を用いることが可能である。また、上記した参照情報として、基材Mと同一材料からなる参照基材の表面に向かって、光射出部10から所定の光を所定の角度で照射したのち、参照基材を通過した光、参照基材で反射された光、または参照基材で散乱された光を検出することにより得られた光強度情報を用いて導出した参照基材のリタデーションを用いることも可能である。この場合には、参照基材のリタデーションを導出する必要がないので、上記した参照情報を用いるよりも演算量を少なくすることができる。   Here, as the reference information described above, light that has passed through the reference base material after being irradiated with predetermined light from the light emitting unit 10 at a predetermined angle toward the surface of the reference base material made of the same material as the base material M. It is possible to use light intensity information obtained by detecting the light reflected by the reference substrate or the light scattered by the reference substrate. Further, as the reference information described above, light that has passed through the reference base material after being irradiated with a predetermined light from the light emitting unit 10 at a predetermined angle toward the surface of the reference base material made of the same material as the base material M, It is also possible to use the retardation of the reference substrate derived using the light intensity information obtained by detecting the light reflected by the reference substrate or the light scattered by the reference substrate. In this case, since it is not necessary to derive the retardation of the reference substrate, the amount of calculation can be reduced as compared with using the reference information described above.

上記のように液晶分子に代表される分極率異方性を有する分子による表面修飾によって最表面を構成する分子自体の配向、あるいはそれが接触する分子性材料におよぼす配向制御ないし配向束縛作用を評価する対象となる試料は、上記のようなラビング膜に限らない。産業上よく利用される材料で表面に異方性をもつものをここに列挙することは、本発明の工業的にとくに有用な応用範囲を示す上で意味がある。とくに表面に異方性を有すると考えられる材料として、次のような対象が考えられる。   As described above, the surface modification with molecules with polarizability anisotropy typified by liquid crystal molecules evaluates the orientation of the molecules that make up the outermost surface, or the orientation control or orientation restraining effect on the molecular material that it contacts. The target sample is not limited to the rubbing film as described above. It is meaningful to list here the materials which are frequently used in industry and have anisotropy on the surface in order to show the industrially particularly useful application range of the present invention. In particular, the following objects can be considered as materials considered to have anisotropy on the surface.

(1)表面の摩擦(ラビング)工程を経た表面:
すでに述べたように、液晶表示素子製造での常套手段。
(2)延伸を受けた高分子シートまたはフィルム:
シートの全体を引き伸ばす工程によってもその表面上で液晶の配向作用が得られる場合があり、引き伸ばしの過程で表面の分子鎖が揃ったものと考えられている。
(3)偏光した光照射を受けた表面:
偏光した光照射によっても、表面に異方性が生じる場合がある。分子鎖がランダムに絡み合った有機物表面に偏光した紫外光を照射すると、偏光を効率的に吸収する向きに位置する分子鎖が選択的に切断され、結果として残った分子鎖は一方向に伸びたものが多くなる。このような表面の加工は、ラビングによらない液晶配向膜の形成法としても利用されている。
(4)斜め方向からイオンなど粒子線の照射を受けた表面:
イオンなどの粒子線は、表面の原子を叩いて位置をずらしたり、表面から剥ぎ取ったりする。とくに基板法線から外れた斜め方向から入射する場合には、このような作用が面内に方向性を持って生じるので、表面に異方性が導入される。これは有機物表面に限らず硬い無機固体の表面に対しても生じ、微視的な条痕を生じたりもする。
(5)斜め方向から物質の堆積を受けた表面:
シリコン酸化物 (Si-O) の斜め蒸着膜はとくに高温にも耐える配向膜として液晶表示素子に用いられるが、このように蒸着、スパッタリング、イオンプレーティングなど各種の薄膜堆積法によって形成された表面は、堆積する物質が基板法線方向から斜めに外れて入射した場合には一般にその材質を問わず異方性を示すことが多い。薄膜形成装置の物質供給源(たとえばスパッタリングのターゲット)と基板とは有限の大きさを持つから、基板の中心でその法線が供給源の方を向いていて垂直入射が達成されたとしても基板の周縁部では必ずしも垂直入射にならず、意図しないわずかな斜め入射成分が薄膜表面に予期せぬ異方性を生ぜしめることは多い。
(6)結晶性の表面:
たとえばシリコンのような結晶のへき開や、研磨後の熱処理によって歪みを除いた試料には、その表面にも周期的な規則秩序が現われ、異方性をもつ。また、エレクトロルミネッセンス(EL)を示し表示素子への応用もある有機分子には結晶化するものもあり、その表面性は発光効率や耐候信頼性を左右するものとして重要である。
(7)液晶の表面:
液晶層の表面も異方性を示す。たとえば硬化させた液晶の塗布層の上にさらにもう一層の液晶層を重ねて、それぞれ異なる光学異方性を有する位相差板 (たとえば光電場が面内のどの方向にあるかによって屈折率の異なる A-板と、面内と法線方向によって屈折率の異なる C-板) を組み合わせた光学機能フィルムを製造する場合などに、下塗り側の層表面の異方性を知る必要が生じる場合がある。
(1) Surface that has undergone a surface rubbing process:
As already mentioned, conventional means in manufacturing liquid crystal display elements.
(2) Stretched polymer sheet or film:
Even when the entire sheet is stretched, a liquid crystal alignment action may be obtained on the surface, and it is considered that the molecular chains on the surface are aligned in the process of stretching.
(3) Surface subjected to polarized light irradiation:
Irradiation with polarized light may cause anisotropy on the surface. When irradiated with polarized ultraviolet light on the surface of an organic substance in which molecular chains are randomly entangled, molecular chains located in the direction of efficiently absorbing polarized light are selectively cut, and as a result, the remaining molecular chains extend in one direction. More things. Such surface processing is also used as a method of forming a liquid crystal alignment film without rubbing.
(4) Surface irradiated with ion beams such as ions from an oblique direction:
Particle beams such as ions are displaced by striking atoms on the surface or stripped from the surface. In particular, in the case of incidence from an oblique direction deviating from the substrate normal line, such an action occurs with in-plane directionality, so that anisotropy is introduced into the surface. This occurs not only on the organic surface but also on the surface of a hard inorganic solid, and may cause microscopic streaking.
(5) Surface subjected to material deposition from an oblique direction:
Silicon oxide (Si-O) obliquely deposited films are used in liquid crystal display devices as alignment films that can withstand high temperatures. Surfaces formed by various thin film deposition methods such as deposition, sputtering, and ion plating are used in this way. In general, when a deposited material is incident obliquely off the normal direction of the substrate, it generally exhibits anisotropy regardless of the material. Since the material supply source (for example, sputtering target) and the substrate of the thin film forming apparatus have a finite size, the substrate is normal even if normal is directed toward the supply source at the center of the substrate and normal incidence is achieved. In the peripheral portion of the thin film, it is not always perpendicular incidence, and a slight oblique incident component which is not intended often causes unexpected anisotropy on the surface of the thin film.
(6) Crystalline surface:
For example, in a sample from which distortion is removed by cleaving a crystal such as silicon or heat treatment after polishing, periodic regular order appears on the surface, and it has anisotropy. In addition, some organic molecules that exhibit electroluminescence (EL) and have application to display elements are crystallized, and their surface properties are important as they affect the light emission efficiency and weather resistance reliability.
(7) Liquid crystal surface:
The surface of the liquid crystal layer also exhibits anisotropy. For example, an additional liquid crystal layer is stacked on the cured liquid crystal coating layer, and each of the retardation plates has different optical anisotropy (for example, the refractive index varies depending on the direction of the photoelectric field in the plane). It may be necessary to know the anisotropy of the surface of the undercoat layer when manufacturing optical functional films that combine A-plates and C-plates with different refractive indices depending on the in-plane and normal direction. .

以上、実施の形態、変形例、実施例および適用例を挙げて本発明を説明したが、そもそも本発明は分析手法であることから、本発明の適用の対象は特定の方法によって調整および準備された試料に限定されるものではなく、試料の表面に関する情報・知見を得る目的で未知の試料も含まれることは言うまでもない。   As described above, the present invention has been described with the embodiment, the modification, the example, and the application example. However, since the present invention is an analysis method in the first place, the application target of the present invention is adjusted and prepared by a specific method. It is needless to say that the sample is not limited to the sample and an unknown sample is included for the purpose of obtaining information and knowledge about the surface of the sample.

本発明の一実施の形態に係る評価装置に積層基板を被計測対象として挿入したときの概略構成図である。It is a schematic block diagram when a laminated substrate is inserted in the evaluation apparatus which concerns on one embodiment of this invention as a to-be-measured object. 本発明の一実施の形態に係る評価装置に基材を被計測対象として挿入したときの概略構成図である。It is a schematic block diagram when a base material is inserted as an object to be measured in the evaluation apparatus according to an embodiment of the present invention. 図1の評価装置の一変形例を表す概略構成図である。It is a schematic block diagram showing the modification of the evaluation apparatus of FIG. 図2の評価装置の一変形例を表す概略構成図である。It is a schematic block diagram showing the modification of the evaluation apparatus of FIG. 図1の評価装置を適用した製造装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the manufacturing apparatus to which the evaluation apparatus of FIG. 1 is applied. 図5の製造装置の一変形例を表す概略構成図である。It is a schematic block diagram showing the modification of the manufacturing apparatus of FIG. 図6の破線で囲まれた部分の拡大図である。It is an enlarged view of the part enclosed with the broken line of FIG. 図5の製造装置の他の変形例を表す概略構成図である。It is a schematic block diagram showing the other modification of the manufacturing apparatus of FIG. 従来の製造装置の一例を表す概略構成図である。It is a schematic block diagram showing an example of the conventional manufacturing apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

1,2…評価装置、3…製造装置、10,10A,10B…光射出部、11…光源、12…偏光子、13…ファラデー変調器、14…λ/4波長板、20,20A,20B…光検出部、21…検光子、22…光検出器、30…評価部、40…基材送り部、50…ラビング部、60…蒸着部、70…塗布部、80…制御部、F…薄膜、F1…液晶薄膜、F2…液晶層、M…基材、S…積層基材。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 2 ... Evaluation apparatus, 3 ... Manufacturing apparatus, 10, 10A, 10B ... Light emission part, 11 ... Light source, 12 ... Polarizer, 13 ... Faraday modulator, 14 ... λ / 4 wavelength plate, 20, 20A, 20B DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Photodetection part, 21 ... Analyzer, 22 ... Photodetector, 30 ... Evaluation part, 40 ... Base material feeding part, 50 ... Rubbing part, 60 ... Deposition part, 70 ... Application part, 80 ... Control part, F ... Thin film, F1 ... liquid crystal thin film, F2 ... liquid crystal layer, M ... substrate, S ... laminated substrate.

Claims (36)

試料の表面上に所定の分子群を付着させる付着工程と、
前記分子群の付着領域に向かって所定の光を所定の角度で射出し、前記付着領域を通過した光、前記付着領域で反射された光、または前記付着領域で散乱された光を検出する検出工程と、
前記検出工程で検出した光の光強度情報を用いて前記試料の表面状態を評価する評価工程と
を含むことを特徴とする評価方法。
An attachment step of attaching a predetermined molecular group on the surface of the sample;
Detection in which predetermined light is emitted at a predetermined angle toward the adhesion region of the molecular group, and light that has passed through the adhesion region, light reflected by the adhesion region, or light scattered by the adhesion region is detected. Process,
And an evaluation step of evaluating the surface state of the sample using light intensity information of the light detected in the detection step.
前記分子群は、誘電率または分極率の異方性を有する多数の分子の集合体である
ことを特徴とする請求項1に記載の評価方法。
The evaluation method according to claim 1, wherein the molecular group is an aggregate of a large number of molecules having anisotropy of dielectric constant or polarizability.
前記分子群は、蛍光性を有する多数の分子の集合体である
ことを特徴とする請求項1に記載の評価方法。
The evaluation method according to claim 1, wherein the molecular group is an aggregate of a large number of molecules having fluorescence.
前記検出工程において、前記試料および前記付着領域に向かって所定の偏光特性を有する偏光光を射出し、
前記評価工程において、前記付着領域に射出した光から得られた光強度情報から前記試料および前記分子群の複合系のリタデーションを導出し、前記複合系のリタデーションに基づいて前記試料の表面の配向状態を評価する
ことを特徴とする請求項1に記載の評価方法。
In the detection step, polarized light having a predetermined polarization characteristic is emitted toward the sample and the adhesion region,
In the evaluation step, the retardation of the composite system of the sample and the molecular group is derived from the light intensity information obtained from the light emitted to the adhesion region, and the orientation state of the surface of the sample based on the retardation of the composite system The evaluation method according to claim 1, wherein:
前記検出工程において、前記試料に向かって所定の光を所定の角度で射出し、前記試料を通過した光、前記試料で反射された光、または前記試料で散乱された光を検出すると共に、前記試料の表面上に前記分子群が付着した表面付着試料に向かって所定の光を所定の角度で射出し、前記表面付着試料を通過した光、前記表面付着試料で反射された光、または前記表面付着試料で散乱された光を検出する
ことを特徴とする請求項1に記載の評価方法。
In the detection step, predetermined light is emitted toward the sample at a predetermined angle, and light that has passed through the sample, light reflected by the sample, or light scattered by the sample is detected, and Predetermined light is emitted at a predetermined angle toward the surface-attached sample on which the molecule group is attached on the surface of the sample, light that has passed through the surface-attached sample, light reflected by the surface-attached sample, or the surface The evaluation method according to claim 1, wherein light scattered by the attached sample is detected.
前記検出工程において、前記試料および前記表面付着試料に向かって所定の偏光特性を有する偏光光を射出し、
前記評価工程において、前記試料に射出した光から得られた光強度情報を用いて前記試料のリタデーションを導出すると共に、前記表面付着試料に射出した光から得られた光強度情報から前記試料および前記分子群の複合系のリタデーションを導出したのち、前記試料のリタデーションと前記複合系のリタデーションとに基づいて前記試料の前記分子群側の表面の配向状態を評価する
ことを特徴とする請求項5に記載の評価方法。
In the detection step, the polarized light having a predetermined polarization characteristic is emitted toward the sample and the surface-attached sample,
In the evaluation step, the retardation of the sample is derived using light intensity information obtained from the light emitted to the sample, and the sample and the light are obtained from the light intensity information obtained from the light emitted to the surface-attached sample. The alignment state of the surface of the molecular group side of the sample is evaluated based on the retardation of the sample and the retardation of the complex system after deriving the retardation of the complex system of the molecular group. The evaluation method described.
前記検出工程において、前記試料の表面上の一部に前記分子群が付着した表面付着試料に向かって所定の光を所定の角度で射出し、前記表面付着試料のうち前記分子群の付着部分を通過した光、前記付着部分で反射された光、または前記付着部分で散乱された光を検出すると共に、前記表面付着試料のうち前記分子群の付着していない露出部分を通過した光、前記露出部分で反射された光、または前記露出部分で散乱された光を検出する
ことを特徴とする請求項1に記載の評価方法。
In the detection step, a predetermined light is emitted at a predetermined angle toward a surface-attached sample in which the molecule group is attached to a part of the surface of the sample, and the attached portion of the molecule group is included in the surface-attached sample. Detecting the light passing through, the light reflected by the adhering part, or the light scattered by the adhering part, and the light passing through the exposed part of the surface adhering sample where the molecular group is not attached, the exposure The evaluation method according to claim 1, wherein light reflected by a portion or light scattered by the exposed portion is detected.
前記検出工程において、前記表面付着試料に向かって所定の偏光特性を有する偏光光を射出し、
前記評価工程において、前記露出部分に射出した光から得られた光強度情報を用いて前記試料のリタデーションを導出すると共に、前記付着部分に射出した光から得られた光強度情報から前記試料および前記分子群の複合系のリタデーションを導出したのち、前記試料のリタデーションと前記複合系のリタデーションとに基づいて前記試料の前記分子群側の表面の配向状態を評価する
ことを特徴とする請求項7に記載の評価方法。
In the detection step, the polarized light having a predetermined polarization characteristic is emitted toward the surface-attached sample,
In the evaluation step, the retardation of the sample is derived using light intensity information obtained from the light emitted to the exposed portion, and the sample and the light source are obtained from the light intensity information obtained from the light emitted to the attached portion. The alignment state of the surface of the molecular group side of the sample is evaluated based on the retardation of the sample and the retardation of the complex system after deriving the retardation of the complex system of the molecular group. The evaluation method described.
前記検出工程において、前記試料の表面上に前記分子群が付着した表面付着試料に向かって所定の光を所定の角度で射出し、前記表面付着試料を通過した光、前記表面付着試料で反射された光、または前記表面付着試料で散乱された光を検出し、
前記評価工程において、前記検出工程で検出した光の光強度情報と、参照情報とに基づいて前記試料の前記分子群側の表面状態を評価する
ことを特徴とする請求項1に記載の評価方法。
In the detection step, a predetermined light is emitted at a predetermined angle toward a surface-attached sample having the molecular group attached on the surface of the sample, and the light that has passed through the surface-attached sample is reflected by the surface-attached sample. Or light scattered by the surface-attached sample,
2. The evaluation method according to claim 1, wherein in the evaluation step, a surface state of the sample on the molecular group side of the sample is evaluated based on light intensity information of light detected in the detection step and reference information. .
前記参照情報は、前記試料と同一材料からなる参照試料に向かって所定の光を所定の角度で照射したのち、前記参照試料を通過した光、前記参照試料で反射された光、または前記参照試料で散乱された光を検出することにより得られた光強度情報、または、その光強度情報を用いて導出した前記参照試料のリタデーションである
ことを特徴とする請求項9に記載の評価方法。
The reference information is obtained by irradiating a reference sample made of the same material as the sample with predetermined light at a predetermined angle, and then passing through the reference sample, light reflected by the reference sample, or the reference sample. 10. The evaluation method according to claim 9, wherein the evaluation method is light intensity information obtained by detecting light scattered by the light source, or retardation of the reference sample derived using the light intensity information.
前記検出工程において、前記表面付着試料に向かって所定の偏光特性を有する偏光光を射出し、
前記評価工程において、必要に応じて前記参照情報を用いて前記参照試料のリタデーションを導出すると共に、前記表面付着試料に照射した光から得られた光強度情報から前記試料および前記分子群の複合系のリタデーションを導出したのち、前記参照試料のリタデーションと前記複合系のリタデーションとに基づいて前記試料の前記分子群側の表面の配向状態を評価する
ことを特徴とする請求項10に記載の評価方法。
In the detection step, the polarized light having a predetermined polarization characteristic is emitted toward the surface-attached sample,
In the evaluation step, if necessary, the retardation of the reference sample is derived using the reference information, and the composite system of the sample and the molecular group is obtained from light intensity information obtained from light irradiated on the surface-attached sample. 11. The evaluation method according to claim 10, wherein after the retardation of the sample is derived, the orientation state of the surface of the sample on the molecular group side of the sample is evaluated based on the retardation of the reference sample and the retardation of the composite system. .
前記付着工程において、蒸着により前記分子群を前記試料の表面上に付着させる
ことを特徴とする請求項1に記載の評価方法。
The evaluation method according to claim 1, wherein in the attaching step, the molecular group is attached on the surface of the sample by vapor deposition.
前記分子群は、液晶からなる
ことを特徴とする請求項1に記載の評価方法。
The evaluation method according to claim 1, wherein the molecular group includes liquid crystal.
前記分子群は、単分子層以上の厚さを有する
ことを特徴とする請求項1に記載の評価方法。
The evaluation method according to claim 1, wherein the molecular group has a thickness equal to or greater than a monomolecular layer.
前記分子群は、100nm以下の厚さを有する
ことを特徴とする請求項1に記載の評価方法。
The evaluation method according to claim 1, wherein the molecular group has a thickness of 100 nm or less.
前記分子群は、1nm以上50nm以下の厚さを有する
ことを特徴とする請求項1に記載の評価方法。
The evaluation method according to claim 1, wherein the molecular group has a thickness of 1 nm to 50 nm.
前記光射出部は、所定の偏光特性を有する偏光光を射出する
ことを特徴とする請求項1に記載の評価方法。
The evaluation method according to claim 1, wherein the light emitting unit emits polarized light having a predetermined polarization characteristic.
前記偏光光は、円偏光である
ことを特徴とする請求項17に記載の評価方法。
The evaluation method according to claim 17, wherein the polarized light is circularly polarized light.
試料の表面上に所定の分子群を付着させる付着装置と、
前記分子群の付着領域に向かって所定の光を所定の角度で射出する光射出部と、
前記付着領域を通過した光、前記付着領域で反射された光、または前記付着領域で散乱された光を検出する光検出部と、
前記光検出部で検出した光の光強度情報を用いて前記試料の表面状態を評価する評価部と
を備えたことを特徴とする評価装置。
An attachment device for attaching a predetermined group of molecules on the surface of the sample;
A light emitting portion that emits predetermined light at a predetermined angle toward the adhesion region of the molecular group;
A light detection unit that detects light that has passed through the attachment region, light that has been reflected by the attachment region, or light that has been scattered by the attachment region;
An evaluation apparatus comprising: an evaluation unit that evaluates the surface state of the sample using light intensity information of light detected by the light detection unit.
前記分子群は、誘電率または分極率の異方性を有する多数の分子の集合体である
ことを特徴とする請求項19に記載の評価装置。
The evaluation apparatus according to claim 19, wherein the molecular group is an aggregate of a large number of molecules having anisotropy of dielectric constant or polarizability.
前記分子群は、蛍光性を有する多数の分子の集合体である
ことを特徴とする請求項19に記載の評価装置。
The evaluation apparatus according to claim 19, wherein the molecular group is an aggregate of a large number of molecules having fluorescence.
前記光射出部は、
前記試料に向かって所定の光を所定の角度で射出する第1光射出部と、
前記試料の表面上に前記分子群が付着した表面付着試料に向かって所定の光を所定の角度で射出する第2光射出部と
を有し、
前記光検出部は、
前記試料を通過した光、前記試料で反射された光、または前記試料で散乱された光を検出する第1光検出部と、
前記表面付着試料を通過した光、前記表面付着試料で反射された光、または前記表面付着試料で散乱された光を検出する第2光検出部と
を有し、
前記評価部は、前記第1光検出部および前記第2検出部で検出した光の光強度情報を用いて前記試料の前記分子群側の表面状態を評価する
ことを特徴とする請求項19に記載の評価装置。
The light emitting part is
A first light emitting unit that emits predetermined light at a predetermined angle toward the sample;
A second light emitting unit that emits predetermined light at a predetermined angle toward the surface-attached sample on which the molecular group is attached on the surface of the sample;
The light detection unit is
A first light detection unit for detecting light that has passed through the sample, light reflected by the sample, or light scattered by the sample;
A second light detection unit for detecting light that has passed through the surface-attached sample, light reflected by the surface-attached sample, or light scattered by the surface-attached sample,
The said evaluation part evaluates the surface state by the side of the said molecular group of the said sample using the light intensity information of the light detected by the said 1st light detection part and the said 2nd detection part. The evaluation device described.
前記試料は、前記分子群の付着していない露出部分を有し、
前記検出部は、前記表面付着試料のうち前記分子群の付着部分を通過した光、前記付着部分で反射された光、または前記付着部分で散乱された光を検出すると共に、前記露出部分を通過した光、前記露出部分で反射された光、または前記露出部分で散乱された光を検出する
ことを特徴とする請求項19に記載の評価装置。
The sample has an exposed portion to which the molecular group is not attached,
The detection unit detects light that has passed through the attached part of the molecular group, light reflected by the attached part, or light scattered by the attached part, and passes through the exposed part. The evaluation apparatus according to claim 19, further comprising detecting detected light, light reflected by the exposed portion, or light scattered by the exposed portion.
前記評価部は、前記光検出部で検出した光の光強度情報と、参照情報とに基づいて前記試料の前記分子群側の表面状態を評価する
ことを特徴とする請求項19に記載の評価装置。
The evaluation according to claim 19, wherein the evaluation unit evaluates a surface state of the sample on the molecular group side based on light intensity information of light detected by the light detection unit and reference information. apparatus.
基材を用いた光学素子の製造装置であって、
基材の表面上に所定の分子群を付着させる付着装置と、
前記分子群の付着領域に向かって所定の光を所定の角度で射出する光射出部と、
前記付着領域を通過した光、前記付着領域で反射された光、または前記付着領域で散乱された光を検出する光検出部と、
前記光検出部で検出した光の光強度情報を用いて前記基材の前記分子群側の表面状態を評価する評価部と、
前記評価部による評価結果に基づいて制御パラメータを導出する制御部と
を備えたことを特徴とする製造装置。
An optical element manufacturing apparatus using a substrate,
An attachment device for attaching a predetermined molecular group on the surface of the substrate;
A light emitting portion that emits predetermined light at a predetermined angle toward the adhesion region of the molecular group;
A light detection unit that detects light that has passed through the attachment region, light that has been reflected by the attachment region, or light that has been scattered by the attachment region;
An evaluation unit that evaluates the surface state of the substrate on the molecular group side using light intensity information of light detected by the light detection unit;
And a control unit that derives a control parameter based on an evaluation result by the evaluation unit.
前記分子群は、誘電率または分極率の異方性を有する多数の分子の集合体である
ことを特徴とする請求項25に記載の製造装置。
The manufacturing apparatus according to claim 25, wherein the molecular group is an aggregate of a large number of molecules having anisotropy of dielectric constant or polarizability.
前記分子群は、蛍光性を有する多数の分子の集合体である
ことを特徴とする請求項25に記載の製造装置。
The manufacturing apparatus according to claim 25, wherein the molecular group is an aggregate of a large number of molecules having fluorescence.
前記光射出部は、
前記基材に向かって所定の光を所定の角度で射出する第1光射出部と、
前記基材の表面上に前記分子群が付着した表面付着基材に向かって所定の光を所定の角度で射出する第2光射出部と
を有し、
前記光検出部は、
前記基材を通過した光、前記基材で反射された光、または前記基材で散乱された光を検出する第1光検出部と、
前記表面付着基材を通過した光、前記表面付着基材で反射された光、または前記表面付着基材で散乱された光を検出する第2光検出部と
を有し、
前記評価部は、前記第1光検出部および前記第2検出部で検出した光の光強度情報を用いて前記基材の前記分子群側の表面状態を評価する
ことを特徴とする請求項25に記載の製造装置。
The light emitting part is
A first light emitting unit that emits predetermined light at a predetermined angle toward the substrate;
A second light emitting unit that emits predetermined light at a predetermined angle toward the surface-attached base material on which the molecular group is attached on the surface of the base material,
The light detection unit is
A first light detection unit for detecting light that has passed through the base material, light reflected by the base material, or light scattered by the base material;
A second light detector for detecting light that has passed through the surface-attached substrate, light reflected by the surface-attached substrate, or light scattered by the surface-attached substrate;
The said evaluation part evaluates the surface state by the side of the said molecular group of the said base material using the light intensity information of the light detected by the said 1st light detection part and the said 2nd detection part. The manufacturing apparatus described in 1.
加工前基材の一の表面に対して面内異方性を付与することにより前記基材を形成する基材形成部を備え、
前記制御部は、前記制御パラメータを用いて前記加工前基材への面内異方性の付与条件を制御する
ことを特徴とする請求項28に記載の製造装置。
A base material forming part for forming the base material by imparting in-plane anisotropy to one surface of the base material before processing;
The manufacturing apparatus according to claim 28, wherein the control unit controls a condition for imparting in-plane anisotropy to the base material before processing using the control parameter.
前記基材形成部は、ラビング、紫外線照射、斜めイオンビーム照射または延伸により、前記加工前基材の一の表面に対して面内異方性を付与する
ことを特徴とする請求項29に記載の製造装置。
The said base material formation part provides in-plane anisotropy with respect to the one surface of the said base material before a process by rubbing, ultraviolet irradiation, diagonal ion beam irradiation, or extending | stretching. Manufacturing equipment.
前記基材の表面上に前記分子群が付着した表面付着基材のうち前記分子群側の表面上に、誘電率または分極率の異方性を有すると共に前記分子群の厚さよりも厚い膜厚を有する光学機能層を形成する光学機能層形成部と
を備え、
前記制御部は、前記制御パラメータを用いて、前記表面付着基材のうち前記評価部で評価された部分の表面上への前記光学機能層の形成の要否を制御する
ことを特徴とする請求項25に記載の製造装置。
Of the surface-attached base material in which the molecular group is attached on the surface of the base material, on the surface on the molecular group side, the film has a dielectric constant or anisotropy of polarizability and is thicker than the thickness of the molecular group An optical functional layer forming part for forming an optical functional layer having
The said control part controls the necessity of formation of the said optical function layer on the surface of the part evaluated by the said evaluation part among the said surface adhesion base materials using the said control parameter, It is characterized by the above-mentioned. Item 26. The manufacturing apparatus according to Item 25.
前記分子群は、前記光学機能層と同一の材料からなる
ことを特徴とする請求項31に記載の製造装置。
The manufacturing apparatus according to claim 31, wherein the molecular group is made of the same material as the optical functional layer.
前記光学機能層形成部は、誘電率または分極率の異方性を有する分子を含む材料を前記表面付着基材の表面上に塗布することにより前記光学機能層を形成する
ことを特徴とする請求項31に記載の製造装置。
The optical functional layer forming unit forms the optical functional layer by applying a material containing molecules having anisotropy of dielectric constant or polarizability on the surface of the surface-adhering substrate. Item 32. The manufacturing apparatus according to Item 31.
前記基材は、前記分子群の付着していない露出部分を有し、
前記検出部は、前記表面付着基材のうち前記分子群の付着部分を通過した光、前記付着部分で反射された光、または前記付着部分で散乱された光を検出すると共に、前記露出部分を通過した光、前記露出部分で反射された光、または前記露出部分で散乱された光を検出する
ことを特徴とする請求項25に記載の製造装置。
The substrate has an exposed portion to which the molecular group is not attached,
The detection unit detects light that has passed through the attachment part of the molecular group, light reflected by the attachment part, or light scattered by the attachment part, and the exposed part 26. The manufacturing apparatus according to claim 25, wherein the light that has passed, the light reflected by the exposed portion, or the light scattered by the exposed portion is detected.
前記評価部は、前記光検出部で検出した光の光強度情報と、参照情報とに基づいて前記基材の前記分子群側の表面状態を評価する
ことを特徴とする請求項25に記載の製造装置。
The said evaluation part evaluates the surface state of the said molecular group side of the said base material based on the light intensity information of the light detected by the said light detection part, and reference information. Manufacturing equipment.
前記付着装置は、蒸着により前記分子群を前記基材の表面上に付着させる
ことを特徴とする請求項25に記載の製造装置。
The manufacturing apparatus according to claim 25, wherein the attachment device attaches the molecular group on the surface of the base material by vapor deposition.
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