JP3142804B2 - ２次元液晶セルパラメータ検出方法及び装置 - Google Patents
２次元液晶セルパラメータ検出方法及び装置Info
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- JP3142804B2 JP3142804B2 JP09248823A JP24882397A JP3142804B2 JP 3142804 B2 JP3142804 B2 JP 3142804B2 JP 09248823 A JP09248823 A JP 09248823A JP 24882397 A JP24882397 A JP 24882397A JP 3142804 B2 JP3142804 B2 JP 3142804B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は液晶表示装置等に用
いられる液晶セルのパラメータ、特に液晶セルの複数箇
所の液晶層の厚み、液晶分子配向の捩れの角度及び液晶
分子配向の規制力を同時に測定し、これらの２次元分布
を検出する２次元液晶セルパラメータ測定方法及び２次
元液晶セルパラメータ測定装置に関する。
いられる液晶セルのパラメータ、特に液晶セルの複数箇
所の液晶層の厚み、液晶分子配向の捩れの角度及び液晶
分子配向の規制力を同時に測定し、これらの２次元分布
を検出する２次元液晶セルパラメータ測定方法及び２次
元液晶セルパラメータ測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】液晶セルとしては、例えば、すべての液
晶分子が２枚の基板面に対し平行に配向しているが、そ
の配向方向が両基板間で徐々に捩れ、丁度９０度捩れた
ツイステッドネマティック液晶セル（以下、「ＴＮセ
ル」という）や、１８０度から２７０度程度捩れている
スーパーツイステッドネマティック液晶セル（以下、
「ＳＴＮセル」という）等があり、ワードプロセッサや
パーソナルコンピュータのディスプレイ等の各種の液晶
表示装置に広く使われている。このようなＴＮセルやＳ
ＴＮセルを用いた液晶表示装置においては、表示の品質
は２枚の基板間の距離、すなわち液晶層の厚みの均一性
及び液晶分子の配向の捩れの角度の分布等に強く依存す
る。また、液晶セルの重要なパラメータの一つであるア
ンカリングエネルギ−（液晶セル基板面における方位角
方向の配向規制力）は、２枚の基板間における液晶層の
厚みと液晶分子の配向の捩れの角度から求めることがで
きる。したがって、液晶セルを製造する際には、液晶層
の厚みや液晶分子の配向の捩れの角度を、特に液晶セル
全面に渡るその２次元分布を迅速且つ正確に検出するこ
とがきわめて重要である。
晶分子が２枚の基板面に対し平行に配向しているが、そ
の配向方向が両基板間で徐々に捩れ、丁度９０度捩れた
ツイステッドネマティック液晶セル（以下、「ＴＮセ
ル」という）や、１８０度から２７０度程度捩れている
スーパーツイステッドネマティック液晶セル（以下、
「ＳＴＮセル」という）等があり、ワードプロセッサや
パーソナルコンピュータのディスプレイ等の各種の液晶
表示装置に広く使われている。このようなＴＮセルやＳ
ＴＮセルを用いた液晶表示装置においては、表示の品質
は２枚の基板間の距離、すなわち液晶層の厚みの均一性
及び液晶分子の配向の捩れの角度の分布等に強く依存す
る。また、液晶セルの重要なパラメータの一つであるア
ンカリングエネルギ−（液晶セル基板面における方位角
方向の配向規制力）は、２枚の基板間における液晶層の
厚みと液晶分子の配向の捩れの角度から求めることがで
きる。したがって、液晶セルを製造する際には、液晶層
の厚みや液晶分子の配向の捩れの角度を、特に液晶セル
全面に渡るその２次元分布を迅速且つ正確に検出するこ
とがきわめて重要である。
【０００３】従来、液晶層の厚みを検出する方法として
は、液晶セルの静電容量や光学的位相差を測定すること
によって液晶層の厚みを検出する方法、液晶を封入する
前の空セルの状態で光干渉や静電容量を測定することに
よって液晶層の厚みを検出する方法、３次元形状測定法
を用いて２枚の基板の間隔を測定することによって液晶
層の厚みを検出する方法等が知られている。また、液晶
分子の配向の捩れの角度を検出する方法としては、２枚
の偏光板の間に液晶セルを配置し、光弾性変調素子によ
り光路差を調節して透過光強度特性のカ−ブフィッティ
ングを行うことによって液晶分子の配向の捩れの角度を
検出する方法等が知られている。また、２枚の偏光板の
間に液晶セルを配置し、液晶セル及び偏光板のいずれか
もしくはその両方を回転させて透過光強度が最大もしく
は最小となる角度を求め、ジョーンズマトリクス表示を
用いて液晶層の厚み及び液晶分子の配向の捩れの角度を
求める方法等が知られている。これらは、「Ｊ．Ａｐｐ
ｌ．Ｐｈｙｓ．」（Ｖｏｌ．６９，頁１３０４）、「Ｊ
ｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．」（Ｖｏｌ．３３，頁
Ｌ４３４−Ｌ４３６）、「Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈ
ｙｓ．」（Ｖｏｌ．３３，頁Ｌ１２４２−Ｌ１２４
４）、「Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．」（Ｖｏ
ｌ．３５，頁４４３４−４４３７）、「第２２回液晶討
論会講演予稿集」（頁１３９−１４０）等に記載されて
いる。
は、液晶セルの静電容量や光学的位相差を測定すること
によって液晶層の厚みを検出する方法、液晶を封入する
前の空セルの状態で光干渉や静電容量を測定することに
よって液晶層の厚みを検出する方法、３次元形状測定法
を用いて２枚の基板の間隔を測定することによって液晶
層の厚みを検出する方法等が知られている。また、液晶
分子の配向の捩れの角度を検出する方法としては、２枚
の偏光板の間に液晶セルを配置し、光弾性変調素子によ
り光路差を調節して透過光強度特性のカ−ブフィッティ
ングを行うことによって液晶分子の配向の捩れの角度を
検出する方法等が知られている。また、２枚の偏光板の
間に液晶セルを配置し、液晶セル及び偏光板のいずれか
もしくはその両方を回転させて透過光強度が最大もしく
は最小となる角度を求め、ジョーンズマトリクス表示を
用いて液晶層の厚み及び液晶分子の配向の捩れの角度を
求める方法等が知られている。これらは、「Ｊ．Ａｐｐ
ｌ．Ｐｈｙｓ．」（Ｖｏｌ．６９，頁１３０４）、「Ｊ
ｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．」（Ｖｏｌ．３３，頁
Ｌ４３４−Ｌ４３６）、「Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈ
ｙｓ．」（Ｖｏｌ．３３，頁Ｌ１２４２−Ｌ１２４
４）、「Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．」（Ｖｏ
ｌ．３５，頁４４３４−４４３７）、「第２２回液晶討
論会講演予稿集」（頁１３９−１４０）等に記載されて
いる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の方法は、液晶セルの静電容量や光学的位相差を測定
するものであるため液晶層の厚みを正確に検出すること
が難しい、光弾性変調素子や位相補償素子等の光路差変
調素子を必要とするため装置が複雑、高価となる、透過
光強度特性のカ−ブフィッティングを行いあるいは偏光
板や液晶セルを回転させて透過光強度が最大もしくは最
小となる角度を測定するものであるため装置が複雑、高
価であり、誤差が発生し易く、測定に長時間を要する等
の問題点があった。また、基本的にはレ−ザ光ビ−ムを
用いて液晶セルの１箇所における液晶層の厚みや液晶分
子の配向の捩れの角度を求める方法であるため、液晶層
の厚みや液晶分子の配向の捩れの角度等の液晶セルパラ
メータを液晶セルの複数箇所で同時に検出することがで
きない。このため、液晶セルの品質を容易、確実に判別
することができなかった。本発明は、前記問題点を解決
するために創案されたものであり、簡単な構成で、短時
間に精度よく液晶層の厚みや液晶分子の配向の捩れの角
度等の液晶セルパラメータを液晶セルの複数箇所で同時
に検出することができる２次元液晶セルパラメータ検出
方法及び２次元液晶セルパラメータ検出装置を提供する
ことを課題とする。
来の方法は、液晶セルの静電容量や光学的位相差を測定
するものであるため液晶層の厚みを正確に検出すること
が難しい、光弾性変調素子や位相補償素子等の光路差変
調素子を必要とするため装置が複雑、高価となる、透過
光強度特性のカ−ブフィッティングを行いあるいは偏光
板や液晶セルを回転させて透過光強度が最大もしくは最
小となる角度を測定するものであるため装置が複雑、高
価であり、誤差が発生し易く、測定に長時間を要する等
の問題点があった。また、基本的にはレ−ザ光ビ−ムを
用いて液晶セルの１箇所における液晶層の厚みや液晶分
子の配向の捩れの角度を求める方法であるため、液晶層
の厚みや液晶分子の配向の捩れの角度等の液晶セルパラ
メータを液晶セルの複数箇所で同時に検出することがで
きない。このため、液晶セルの品質を容易、確実に判別
することができなかった。本発明は、前記問題点を解決
するために創案されたものであり、簡単な構成で、短時
間に精度よく液晶層の厚みや液晶分子の配向の捩れの角
度等の液晶セルパラメータを液晶セルの複数箇所で同時
に検出することができる２次元液晶セルパラメータ検出
方法及び２次元液晶セルパラメータ検出装置を提供する
ことを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、請求項１に記載の発明は、液晶セルを透過した光の
透過光強度を液晶セルの複数箇所で同時に検出し、検出
した液晶セルの複数箇所の透過光強度に基づいて液晶セ
ルの複数箇所のストークスパラメータを求め、求めた液
晶セルの複数箇所のストークスパラメータに基づいて液
晶セルの複数箇所の液晶層の厚み及び液晶分子の配向の
捩れの角度の少なくとも一方を求めることを特徴とする
２次元液晶セルパラメータ検出方法である。また、請求
項２に記載の発明は、請求項１に記載の２次元液晶セル
パラメータ検出方法であって、光源、偏光方向がＹ軸方
向に設定された偏光子、液晶セル、検光子、光検出器を
Ｚ軸に沿って配置し、検光子の偏光方向をＸ軸方向に設
定した時の光検出器の出力により液晶セルの複数個所の
透過光強度Ｉｘを測定し、検光子の偏光方向をＹ軸方向
に設定した時の光検出器の出力により液晶セルの複数箇
所の透過光強度Ｉｙを測定し、検光子の偏光方向をＸ軸
及びＹ軸に対して４５度に設定した時の光検出器の出力
により液晶セルの複数箇所の透過光強度Ｉ45を測定し、
これらの測定値Ｉｘ、Ｉｙ、Ｉ45を用いて液晶セルの複
数箇所のストークスパラメータを求めることを特徴とす
る２次元液晶セルパラメータ検出方法である。 また、請
求項３に記載の発明は、請求項１に記載の２次元液晶セ
ルパラメータ検出方法であって、光源、偏光方向がＹ軸
方向に設定された偏光子、液晶セル、検光子、光検出器
をＺ軸に沿って配置し、検光子の偏光方向をＸ軸方向に
設定した時の光検出器の出力により液晶セルの複数個所
の透過光強度Ｉｘを測定し、検光子の偏光方向をＹ軸方
向に設定した時の光検出器の出力により液晶セルの複数
箇所の透過光強度Ｉｙを測定し、検光子の偏光方向をＸ
軸及びＹ軸に対して４５度に設定した時の光検出器の出
力により液晶セルの複数箇所の透過光強度Ｉ45を測定
し、検光子の偏光方向をＸ軸方向及びＹ軸方向に対して
４５度に設定するとともに、液晶セルと検光子との間
に、軸方向を検光子の偏光方向に対して４５度傾けて１
／４波長板を配置した時の光検出器の出力により液晶セ
ルの複数箇所の透過光強度Ｉｑ45を測定し、これらの測
定値Ｉｘ、Ｉｙ、Ｉ45、Ｉｑ45を用いて 液晶セルの複数
箇所のストークスパラメータを求めることを特徴とする
２次元液晶セルパラメータ検出方法である。また、請求
項４に記載の発明は、液晶セルを透過した光の透過光強
度を液晶セルの複数箇所で同時に検出する透過光強度検
出装置と、前記透過光強度検出装置により検出した液晶
セルの複数箇所の透過光強度に基づいて液晶セルの複数
箇所のストークスパラメータを求め、求めた液晶セルの
複数箇所のストークスパラメータに基づいて液晶層の複
数箇所の液晶層の厚み及び液晶分子の配向の捩れの角度
の少なくとも一方を求める処理装置を備えることを特徴
とする２次元液晶セルパラメータ検出装置である。請求
項１〜３に記載の２次元液晶セルパラメータ検出方法及
び請求項４に記載に液晶セルパタメータ検出装置を用い
れば、簡単な構成で、短時間に精度よく液晶層の厚みや
液晶分子の配向の捩れの角度等の液晶セルパラメータを
液晶セルの複数箇所で同時に検出することができる。こ
れにより、液晶セルの液晶層の厚みや液晶分子の配向の
捩れの角度の２次元分布を短時間に容易に判別すること
ができ、液晶セルの品質を容易、確実に判別することが
できる。
に、請求項１に記載の発明は、液晶セルを透過した光の
透過光強度を液晶セルの複数箇所で同時に検出し、検出
した液晶セルの複数箇所の透過光強度に基づいて液晶セ
ルの複数箇所のストークスパラメータを求め、求めた液
晶セルの複数箇所のストークスパラメータに基づいて液
晶セルの複数箇所の液晶層の厚み及び液晶分子の配向の
捩れの角度の少なくとも一方を求めることを特徴とする
２次元液晶セルパラメータ検出方法である。また、請求
項２に記載の発明は、請求項１に記載の２次元液晶セル
パラメータ検出方法であって、光源、偏光方向がＹ軸方
向に設定された偏光子、液晶セル、検光子、光検出器を
Ｚ軸に沿って配置し、検光子の偏光方向をＸ軸方向に設
定した時の光検出器の出力により液晶セルの複数個所の
透過光強度Ｉｘを測定し、検光子の偏光方向をＹ軸方向
に設定した時の光検出器の出力により液晶セルの複数箇
所の透過光強度Ｉｙを測定し、検光子の偏光方向をＸ軸
及びＹ軸に対して４５度に設定した時の光検出器の出力
により液晶セルの複数箇所の透過光強度Ｉ45を測定し、
これらの測定値Ｉｘ、Ｉｙ、Ｉ45を用いて液晶セルの複
数箇所のストークスパラメータを求めることを特徴とす
る２次元液晶セルパラメータ検出方法である。 また、請
求項３に記載の発明は、請求項１に記載の２次元液晶セ
ルパラメータ検出方法であって、光源、偏光方向がＹ軸
方向に設定された偏光子、液晶セル、検光子、光検出器
をＺ軸に沿って配置し、検光子の偏光方向をＸ軸方向に
設定した時の光検出器の出力により液晶セルの複数個所
の透過光強度Ｉｘを測定し、検光子の偏光方向をＹ軸方
向に設定した時の光検出器の出力により液晶セルの複数
箇所の透過光強度Ｉｙを測定し、検光子の偏光方向をＸ
軸及びＹ軸に対して４５度に設定した時の光検出器の出
力により液晶セルの複数箇所の透過光強度Ｉ45を測定
し、検光子の偏光方向をＸ軸方向及びＹ軸方向に対して
４５度に設定するとともに、液晶セルと検光子との間
に、軸方向を検光子の偏光方向に対して４５度傾けて１
／４波長板を配置した時の光検出器の出力により液晶セ
ルの複数箇所の透過光強度Ｉｑ45を測定し、これらの測
定値Ｉｘ、Ｉｙ、Ｉ45、Ｉｑ45を用いて 液晶セルの複数
箇所のストークスパラメータを求めることを特徴とする
２次元液晶セルパラメータ検出方法である。また、請求
項４に記載の発明は、液晶セルを透過した光の透過光強
度を液晶セルの複数箇所で同時に検出する透過光強度検
出装置と、前記透過光強度検出装置により検出した液晶
セルの複数箇所の透過光強度に基づいて液晶セルの複数
箇所のストークスパラメータを求め、求めた液晶セルの
複数箇所のストークスパラメータに基づいて液晶層の複
数箇所の液晶層の厚み及び液晶分子の配向の捩れの角度
の少なくとも一方を求める処理装置を備えることを特徴
とする２次元液晶セルパラメータ検出装置である。請求
項１〜３に記載の２次元液晶セルパラメータ検出方法及
び請求項４に記載に液晶セルパタメータ検出装置を用い
れば、簡単な構成で、短時間に精度よく液晶層の厚みや
液晶分子の配向の捩れの角度等の液晶セルパラメータを
液晶セルの複数箇所で同時に検出することができる。こ
れにより、液晶セルの液晶層の厚みや液晶分子の配向の
捩れの角度の２次元分布を短時間に容易に判別すること
ができ、液晶セルの品質を容易、確実に判別することが
できる。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を図
面を用いて説明する。図１は、本発明の２次元液晶セル
パラメータ検出方法を実施するための２次元液晶セルパ
ラメータ検出装置の一実施の形態の概略構成図である。
図１において、１は白色光源等の光源であり、例えばハ
ロゲンランプが用いられる。光源１からの光はＸ軸及び
Ｙ軸と直交するＺ軸に沿って照射される。光源１として
は、液晶セル４の基板の複数箇所あるいは全面にほぼ垂
直に光を照射する光源を用いるのが好ましい。２は、色
フィルタであり、白色光源等の光源１から照射される光
を単色光に変換する。この色フィルタ２は、後述する１
／４波長板６を用いるために設けられており、光源１が
単色光源の場合には不要である。３は、偏光板（偏光
子）であり、偏光方向がＹ軸方向に設定されている。４
は、ＴＮセル、ＳＴＮセル等の液晶セルである。５は、
偏光板（検光子）であり、偏光方向をＸ軸方向、Ｙ軸方
向、Ｘ軸及びＹ軸と４５度の角度に設定可能に設けられ
ている。６は、１／４波長板であり、その軸方向を偏光
板５の偏光方向に対して４５度傾けて液晶セル４と偏光
板５との間に挿入可能に設けられている。７は、ＣＣＤ
カメラ等の液晶セル４の複数箇所を透過した光の透過光
強度を同時に検出することができる２次元の光検出器で
あり、液晶セル４の複数箇所の透過光強度検出信号を同
時に出力する。８は、デ−タ処理用のパ−ソナルコンピ
ュ−タ等の処理装置であり、光検出器７から出力される
液晶セル４の複数箇所の透過光強度信号に基づいて液晶
セル４の複数箇所におけるスト−クスパラメータ、さら
に液晶セル４の複数箇所における液晶層の厚みや液晶分
子の配向の捩れの角度等の液晶セルパラメータを同時に
求め、それらの２次元分布図等を表示画面やプリンタ等
に出力する。
面を用いて説明する。図１は、本発明の２次元液晶セル
パラメータ検出方法を実施するための２次元液晶セルパ
ラメータ検出装置の一実施の形態の概略構成図である。
図１において、１は白色光源等の光源であり、例えばハ
ロゲンランプが用いられる。光源１からの光はＸ軸及び
Ｙ軸と直交するＺ軸に沿って照射される。光源１として
は、液晶セル４の基板の複数箇所あるいは全面にほぼ垂
直に光を照射する光源を用いるのが好ましい。２は、色
フィルタであり、白色光源等の光源１から照射される光
を単色光に変換する。この色フィルタ２は、後述する１
／４波長板６を用いるために設けられており、光源１が
単色光源の場合には不要である。３は、偏光板（偏光
子）であり、偏光方向がＹ軸方向に設定されている。４
は、ＴＮセル、ＳＴＮセル等の液晶セルである。５は、
偏光板（検光子）であり、偏光方向をＸ軸方向、Ｙ軸方
向、Ｘ軸及びＹ軸と４５度の角度に設定可能に設けられ
ている。６は、１／４波長板であり、その軸方向を偏光
板５の偏光方向に対して４５度傾けて液晶セル４と偏光
板５との間に挿入可能に設けられている。７は、ＣＣＤ
カメラ等の液晶セル４の複数箇所を透過した光の透過光
強度を同時に検出することができる２次元の光検出器で
あり、液晶セル４の複数箇所の透過光強度検出信号を同
時に出力する。８は、デ−タ処理用のパ−ソナルコンピ
ュ−タ等の処理装置であり、光検出器７から出力される
液晶セル４の複数箇所の透過光強度信号に基づいて液晶
セル４の複数箇所におけるスト−クスパラメータ、さら
に液晶セル４の複数箇所における液晶層の厚みや液晶分
子の配向の捩れの角度等の液晶セルパラメータを同時に
求め、それらの２次元分布図等を表示画面やプリンタ等
に出力する。
【０００７】次に、本発明の２次元液晶セルパラメータ
検出方法の第１の実施の形態の基本原理を説明する。こ
こで、図２に示すような座標系をとる。図２に示す座標
系において、入射側の偏光板３の偏光方向はＹ軸方向と
する。そして、液晶セル４の光入射側の液晶のダイレク
タ（配向方向）とＸ軸とのなす角度をα、液晶セル４に
おける液晶分子の配向の捩れの角度をφとする。したが
って、液晶セル４の出射側の液晶のダイレクタ（配向方
向）は角度φだけ捩れていることになる。また、入射光
は、Ｚ軸（ＸＹ平面に垂直）に入射されるものとする。
検出方法の第１の実施の形態の基本原理を説明する。こ
こで、図２に示すような座標系をとる。図２に示す座標
系において、入射側の偏光板３の偏光方向はＹ軸方向と
する。そして、液晶セル４の光入射側の液晶のダイレク
タ（配向方向）とＸ軸とのなす角度をα、液晶セル４に
おける液晶分子の配向の捩れの角度をφとする。したが
って、液晶セル４の出射側の液晶のダイレクタ（配向方
向）は角度φだけ捩れていることになる。また、入射光
は、Ｚ軸（ＸＹ平面に垂直）に入射されるものとする。
【０００８】光入射側の液晶のダイレクタがＸ軸と平行
となるように液晶セル４を配置すると、液晶セル４の偏
光作用を示すジョーンズマトリクスは（１）式のように
表される。
となるように液晶セル４を配置すると、液晶セル４の偏
光作用を示すジョーンズマトリクスは（１）式のように
表される。
【数１】 なお、ａ* はａの共役複素数（虚数部の符号を反転させ
たもの）を表す。（１）式において、ａ、ｂは、
たもの）を表す。（１）式において、ａ、ｂは、
【数２】 であり、また、ｘ、ｕ、ｗは、
【数３】 である。ここで、ｎe は液晶分子の長軸に平行な偏波面
をもつ光（異常光）に対する屈折率、ｎo は液晶分子の
長軸に垂直な偏波面をもつ光（常光）に対する屈折率、
λは光源１から照射される光の波長、θs はプレティル
ト角（液晶分子が基板から傾いている角度）、ｄは液晶
層の厚みである。（１）式における位相因子ｅｘｐ［ｊ
（πｄ／λ）（ｎe ' ＋ｎo ）］は、この場合には重要
でないので、以下では省略する。
をもつ光（異常光）に対する屈折率、ｎo は液晶分子の
長軸に垂直な偏波面をもつ光（常光）に対する屈折率、
λは光源１から照射される光の波長、θs はプレティル
ト角（液晶分子が基板から傾いている角度）、ｄは液晶
層の厚みである。（１）式における位相因子ｅｘｐ［ｊ
（πｄ／λ）（ｎe ' ＋ｎo ）］は、この場合には重要
でないので、以下では省略する。
【０００９】また、液晶セル４を透過した光の透過光強
度のＸ軸及びＹ軸方向の電界（偏光）成分Ｅx 及びＥy
は(4)式のようなマトリクスで表される。
度のＸ軸及びＹ軸方向の電界（偏光）成分Ｅx 及びＥy
は(4)式のようなマトリクスで表される。
【数４】 ここで、（４）式におけるａ、ｂを
【数５】 と定義すると、（２）式からａ１、ａ２、ｂ１、ｂ２は
（６）式のように表される。
（６）式のように表される。
【数６】
【００１０】また、（４）式のマトリクスの積から透過
光強度のＸ軸方向及びＹ軸方向の電界成分Ｅx 及びＥy
は（７）式のように表される。
光強度のＸ軸方向及びＹ軸方向の電界成分Ｅx 及びＥy
は（７）式のように表される。
【数７】 したがって、液晶セル４を透過した光に対して、偏光状
態を示すスト−クスパラメータＳ０、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３
は、（８）式のように表される。
態を示すスト−クスパラメータＳ０、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３
は、（８）式のように表される。
【数８】 なお、Ｓ０は通常は「１」であり、完全偏光に対しては
Ｓ０2 ＝Ｓ１2 ＋Ｓ２ 2 ＋Ｓ３2 となる。スト−クスパ
ラメータＳ０〜Ｓ３は、図３に示すようにポアンカレ球
の球面上の位置Ｐを表す。したがって、ポアンカレ球の
球面上の位置によって偏光状態がわかる。
Ｓ０2 ＝Ｓ１2 ＋Ｓ２ 2 ＋Ｓ３2 となる。スト−クスパ
ラメータＳ０〜Ｓ３は、図３に示すようにポアンカレ球
の球面上の位置Ｐを表す。したがって、ポアンカレ球の
球面上の位置によって偏光状態がわかる。
【００１１】ここで、ストークスパラメータＳ０〜Ｓ３
は（８）式に示されているようにａ１、ａ２、ｂ１、ｂ
２の関数であり、ａ１、ａ２、ｂ１、ｂ２は（６）式に
示されているように液晶分子の配向の捩れの角度φ、
ｘ、ｕの関数であり、ｘ、ｕは（３）式に示すように液
晶層の厚みｄの関数である。しかしながら、基本的には
スト−クスパラメータＳ１、Ｓ２、Ｓ３の内の２組が独
立したパラメータである。したがって、αが既知の場合
には、ストークスパラメータＳ１、Ｓ２、Ｓ３の中の２
組の値を求めることによって液晶分子の配向の捩れの角
度φ、液晶層の厚みｄを求めることができる。スト−ク
スパラメータとα、φ、ｄの関係を図４に示す。図４
は、液晶としてＫ１５を用い、波長が６３２．８ｎｍの
光を照射し、液晶層の厚み１０μｍとし、αをそれぞれ
０度、３０度、６０度にした場合に、φを４０度から９
０度の間で変化させた時のスト−クスパラメータＳ１、
Ｓ２の変化状態を示したものである。なお、図４に示す
ように、αの値によってスト−クスパラメータＳ１、Ｓ
２と液晶分子の配向の捩れの角度φとの関係が変化する
ので、αの値を選択することによってスト−クスパラメ
ータの検出誤差による液晶分子の配向の捩れの角度φの
検出精度への影響を少なくすることができる。
は（８）式に示されているようにａ１、ａ２、ｂ１、ｂ
２の関数であり、ａ１、ａ２、ｂ１、ｂ２は（６）式に
示されているように液晶分子の配向の捩れの角度φ、
ｘ、ｕの関数であり、ｘ、ｕは（３）式に示すように液
晶層の厚みｄの関数である。しかしながら、基本的には
スト−クスパラメータＳ１、Ｓ２、Ｓ３の内の２組が独
立したパラメータである。したがって、αが既知の場合
には、ストークスパラメータＳ１、Ｓ２、Ｓ３の中の２
組の値を求めることによって液晶分子の配向の捩れの角
度φ、液晶層の厚みｄを求めることができる。スト−ク
スパラメータとα、φ、ｄの関係を図４に示す。図４
は、液晶としてＫ１５を用い、波長が６３２．８ｎｍの
光を照射し、液晶層の厚み１０μｍとし、αをそれぞれ
０度、３０度、６０度にした場合に、φを４０度から９
０度の間で変化させた時のスト−クスパラメータＳ１、
Ｓ２の変化状態を示したものである。なお、図４に示す
ように、αの値によってスト−クスパラメータＳ１、Ｓ
２と液晶分子の配向の捩れの角度φとの関係が変化する
ので、αの値を選択することによってスト−クスパラメ
ータの検出誤差による液晶分子の配向の捩れの角度φの
検出精度への影響を少なくすることができる。
【００１２】次に、図１に示した２次元液晶セルパラメ
ータ検出装置を用い、本発明の２次元液晶セルパラメー
タ検出方法の第１の実施の形態により液晶セルの複数箇
所における液晶分子の配向の捩れの角度φ及び液晶層の
厚みｄ等の液晶セルパラメータを同時に検出する処理を
説明する。まず、液晶セル４と光検出器７との間に配置
した偏光板５の偏光方向をＸ軸方向とし、その時の光検
出器７からの透過光強度検出信号により液晶セル４の複
数箇所の透過光強度Ｉｘを測定する。次に、偏光板５の
偏光方向をＹ軸方向とし、その時の光検出器７からの透
過光強度検出信号により液晶セル４の複数箇所の透過光
強度Ｉｙを測定する。次に、偏光板５の偏光方向をＸ軸
及びＹ軸と４５度の角度をなすようにし、その時の光検
出器７からの透過光強度検出信号により液晶セル４の複
数箇所の透過光強度Ｉ45を測定する。次に、偏光板５の
偏光方向をＸ軸及びＹ軸と４５度の角度をなすようにし
た状態で、偏光板５と液晶セル４との間に１／４波長板
６をその軸方向を偏光板５の偏光方向に対して４５度傾
けて（すなわちＹ軸方向に向けて）配置し、その時の光
検出器７からの透過光強度検出信号により液晶セル４の
複数箇所の透過光強度Ｉｑ45を測定する。これらの測定
値Ｉｘ、Ｉｙ、Ｉ45及びＩｑ45を用いてスト−クスパラ
メータを表すと、（９）式のようになる。
ータ検出装置を用い、本発明の２次元液晶セルパラメー
タ検出方法の第１の実施の形態により液晶セルの複数箇
所における液晶分子の配向の捩れの角度φ及び液晶層の
厚みｄ等の液晶セルパラメータを同時に検出する処理を
説明する。まず、液晶セル４と光検出器７との間に配置
した偏光板５の偏光方向をＸ軸方向とし、その時の光検
出器７からの透過光強度検出信号により液晶セル４の複
数箇所の透過光強度Ｉｘを測定する。次に、偏光板５の
偏光方向をＹ軸方向とし、その時の光検出器７からの透
過光強度検出信号により液晶セル４の複数箇所の透過光
強度Ｉｙを測定する。次に、偏光板５の偏光方向をＸ軸
及びＹ軸と４５度の角度をなすようにし、その時の光検
出器７からの透過光強度検出信号により液晶セル４の複
数箇所の透過光強度Ｉ45を測定する。次に、偏光板５の
偏光方向をＸ軸及びＹ軸と４５度の角度をなすようにし
た状態で、偏光板５と液晶セル４との間に１／４波長板
６をその軸方向を偏光板５の偏光方向に対して４５度傾
けて（すなわちＹ軸方向に向けて）配置し、その時の光
検出器７からの透過光強度検出信号により液晶セル４の
複数箇所の透過光強度Ｉｑ45を測定する。これらの測定
値Ｉｘ、Ｉｙ、Ｉ45及びＩｑ45を用いてスト−クスパラ
メータを表すと、（９）式のようになる。
【数９】 ここで、（Ｉx ＋Ｉy ）は透過光強度の値であり、
（９）式に示すスト−クスパラメータは（Ｉｘ＋Ｉｙ）
で正規化を行っている。
（９）式に示すスト−クスパラメータは（Ｉｘ＋Ｉｙ）
で正規化を行っている。
【００１３】したがって、液晶セル４の複数箇所の測定
値Ｉｘ、Ｉｙ、Ｉ45及びＩｑ45に基づき、（９）式によ
り液晶セル４の複数箇所のスト−クスパラメ−タＳ１、
Ｓ２、Ｓ３を求めることができる。そして、求めた液晶
セル４の複数箇所のスト−クスパラメ−タＳ１、Ｓ２、
Ｓ３に基づき、（８）式、（６）式、（３）式により液
晶セル４の複数箇所の液晶分子の配向の捩れの角度φ及
び液晶層の厚みｄを同時に求めることができる。ここ
で、スト−クスパラメ−タＳ１、Ｓ２の組を求める場合
には、Ｉｑ45の測定を省略することができる。この場合
には、１／４波長板６が不要となるので、測定装置の構
成が簡略化される。これらの処理は、処理装置８で行わ
れる。処理装置８は、液晶セルの複数箇所のスト−クス
パラメ−タ、液晶セルの複数箇所の液晶分子の配向の捩
れの角度及び液晶層の厚みを表示画面やプリンタ等に出
力することも可能である。２次元分布の出力方法は、液
晶セルの複数箇所のスト−クスパラメ−タ、液晶セルの
複数箇所の液晶分子の配向の捩れの角度や液晶層の厚み
を表により出力する方法、グラフや図で出力する方法等
種々の方法を用いることができる。これにより、液晶セ
ルの部分的あるいは全面に渡るスト−クスパラメ−タ、
液晶分子の配向の捩れの角度や液晶層の厚みの分布を容
易に判別することができ、液晶セルの品質を容易、確実
に判別することができる。
値Ｉｘ、Ｉｙ、Ｉ45及びＩｑ45に基づき、（９）式によ
り液晶セル４の複数箇所のスト−クスパラメ−タＳ１、
Ｓ２、Ｓ３を求めることができる。そして、求めた液晶
セル４の複数箇所のスト−クスパラメ−タＳ１、Ｓ２、
Ｓ３に基づき、（８）式、（６）式、（３）式により液
晶セル４の複数箇所の液晶分子の配向の捩れの角度φ及
び液晶層の厚みｄを同時に求めることができる。ここ
で、スト−クスパラメ−タＳ１、Ｓ２の組を求める場合
には、Ｉｑ45の測定を省略することができる。この場合
には、１／４波長板６が不要となるので、測定装置の構
成が簡略化される。これらの処理は、処理装置８で行わ
れる。処理装置８は、液晶セルの複数箇所のスト−クス
パラメ−タ、液晶セルの複数箇所の液晶分子の配向の捩
れの角度及び液晶層の厚みを表示画面やプリンタ等に出
力することも可能である。２次元分布の出力方法は、液
晶セルの複数箇所のスト−クスパラメ−タ、液晶セルの
複数箇所の液晶分子の配向の捩れの角度や液晶層の厚み
を表により出力する方法、グラフや図で出力する方法等
種々の方法を用いることができる。これにより、液晶セ
ルの部分的あるいは全面に渡るスト−クスパラメ−タ、
液晶分子の配向の捩れの角度や液晶層の厚みの分布を容
易に判別することができ、液晶セルの品質を容易、確実
に判別することができる。
【００１４】以上では、αが既知の場合について説明し
たが、αが未知の場合にはαを求める処理が必要であ
る。例えば、偏光板３あるいは液晶セル４等を回転させ
て異なるαに対応するＩｘ、Ｉｙ、Ｉ45及びＩｑ45を測
定することによりαの値を求めることができる。
たが、αが未知の場合にはαを求める処理が必要であ
る。例えば、偏光板３あるいは液晶セル４等を回転させ
て異なるαに対応するＩｘ、Ｉｙ、Ｉ45及びＩｑ45を測
定することによりαの値を求めることができる。
【００１５】なお、Ｓ０は１であり、ストークスパラメ
ータの性質からＳ１2 ＋Ｓ２2 ＋Ｓ３2 ＝１となるの
で、測定誤差を少なくするためにこの関係を使用するこ
とができる。すなわち、測定値Ｉｘ、Ｉｙ、Ｉ４５、Ｉ
ｑ４５等に測定誤差がある場合にはＳ１2 ＋Ｓ２2 ＋Ｓ
３2 ＝１とならなくなるが、測定値から求めたスト−ク
スパラメータに応じたポアンカレ球の位置に最も近いポ
アンカレ球の球面上の位置を判断し、その位置のスト−
クスパラメータを用いる。これにより、測定誤差を少な
くすることができる。
ータの性質からＳ１2 ＋Ｓ２2 ＋Ｓ３2 ＝１となるの
で、測定誤差を少なくするためにこの関係を使用するこ
とができる。すなわち、測定値Ｉｘ、Ｉｙ、Ｉ４５、Ｉ
ｑ４５等に測定誤差がある場合にはＳ１2 ＋Ｓ２2 ＋Ｓ
３2 ＝１とならなくなるが、測定値から求めたスト−ク
スパラメータに応じたポアンカレ球の位置に最も近いポ
アンカレ球の球面上の位置を判断し、その位置のスト−
クスパラメータを用いる。これにより、測定誤差を少な
くすることができる。
【００１６】この実施の形態の液晶セルパラメータ検出
方法を用いる場合には、光検出器７が本発明の透過光強
度検出装置に相当する。
方法を用いる場合には、光検出器７が本発明の透過光強
度検出装置に相当する。
【００１７】以上の実施の形態では液晶セルの入射側の
液晶分子の配向方向αを定めることが必要であったが、
液晶セルの入射側の配向方向αを定めることなく液晶セ
ルの複数箇所のスト−クスパラメータや、液晶セルの複
数箇所の液晶分子の配向の捩れの角度及び液晶層の厚み
を検出することもできる。本発明の２次元液晶セルパラ
メータ検出方法の第２の実施の形態の基本原理を説明す
る。この第２の実施の形態では、（１）式〜（７）式及
び（９）式は第１の実施の形態と同じ式を用いるが、ａ
１、ａ２、ｂ１、ｂ２により表されるスト−クスパラメ
ータの式が第１の実施の形態と異なる。
液晶分子の配向方向αを定めることが必要であったが、
液晶セルの入射側の配向方向αを定めることなく液晶セ
ルの複数箇所のスト−クスパラメータや、液晶セルの複
数箇所の液晶分子の配向の捩れの角度及び液晶層の厚み
を検出することもできる。本発明の２次元液晶セルパラ
メータ検出方法の第２の実施の形態の基本原理を説明す
る。この第２の実施の形態では、（１）式〜（７）式及
び（９）式は第１の実施の形態と同じ式を用いるが、ａ
１、ａ２、ｂ１、ｂ２により表されるスト−クスパラメ
ータの式が第１の実施の形態と異なる。
【００１８】すなわち、（７）式に表されているよう
に、透過光強度のＸ軸方向及びＹ軸方向の電界成分Ｅｘ
及びＥｙは、αの正弦形関数を含んでおり、極値（最大
値または最小値）となる時の条件は（１０）式で与えら
れる。
に、透過光強度のＸ軸方向及びＹ軸方向の電界成分Ｅｘ
及びＥｙは、αの正弦形関数を含んでおり、極値（最大
値または最小値）となる時の条件は（１０）式で与えら
れる。
【数１０】 ここでαｍは、透過光強度のＸ軸方向及びＹ軸方向の電
界成分Ｅｘ及びＥｙが極値となる時のαである。この
（１０）式を（７）式に代入することにより、透過光強
度のＸ軸方向及びＹ軸方向の電界成分Ｅｘ及びＥｙは、
液晶セル４の入射側の液晶分子の配向方向αと無関係に
表すことができる。
界成分Ｅｘ及びＥｙが極値となる時のαである。この
（１０）式を（７）式に代入することにより、透過光強
度のＸ軸方向及びＹ軸方向の電界成分Ｅｘ及びＥｙは、
液晶セル４の入射側の液晶分子の配向方向αと無関係に
表すことができる。
【００１９】次に、この透過光強度のＸ軸方向及びＹ軸
方向の電界成分Ｅｘ及びＥｙを（８）式に代入すること
により、スト−クスパラメータＳ０〜Ｓ３は、液晶セル
４の入射側の液晶分子の配向方向αと無関係にａ１、ａ
２、ｂ１、ｂ２のみによって表される。一例として、α
ｍが０度〜４５度の間である時のスト−クスパラメータ
は（１１）式のように表される。
方向の電界成分Ｅｘ及びＥｙを（８）式に代入すること
により、スト−クスパラメータＳ０〜Ｓ３は、液晶セル
４の入射側の液晶分子の配向方向αと無関係にａ１、ａ
２、ｂ１、ｂ２のみによって表される。一例として、α
ｍが０度〜４５度の間である時のスト−クスパラメータ
は（１１）式のように表される。
【数１１】
【００２０】ここで、スト−クスパラメータＳ０〜Ｓ３
は（１１）式に示されているようにａ１、ａ２、ｂ１、
ｂ２の関数であり、ａ１、ａ２、ｂ１、ｂ２は（６）式
に示されているように液晶分子の配向の捩れの角度φ、
ｘ、ｕの関数であり、ｘ、ｕは（３）式に示されている
ように液晶層の厚みｄの関数である。また、基本的には
スト−クスパラメータＳ１、Ｓ２、Ｓ３の内の２組が独
立したパラメータである。したがって、スト−クスパラ
メータＳ１、Ｓ２、Ｓ３の中の２組の値を求めることに
よって液晶分子の配向の捩れの角度φ、液晶層の厚みｄ
を求めることができる。
は（１１）式に示されているようにａ１、ａ２、ｂ１、
ｂ２の関数であり、ａ１、ａ２、ｂ１、ｂ２は（６）式
に示されているように液晶分子の配向の捩れの角度φ、
ｘ、ｕの関数であり、ｘ、ｕは（３）式に示されている
ように液晶層の厚みｄの関数である。また、基本的には
スト−クスパラメータＳ１、Ｓ２、Ｓ３の内の２組が独
立したパラメータである。したがって、スト−クスパラ
メータＳ１、Ｓ２、Ｓ３の中の２組の値を求めることに
よって液晶分子の配向の捩れの角度φ、液晶層の厚みｄ
を求めることができる。
【００２１】次に、図１に示した２次元液晶セルパラメ
ータ検出装置を用い、本発明の２次元液晶セルパラメー
タ検出方法の第２の実施の形態により液晶セルの複数箇
所における液晶分子の配向の捩れの角度φ及び液晶層の
厚みｄ等の液晶セルパラメータを同時に検出する処理を
説明する。まず、液晶セル４と光検出器７との間に配置
した偏光板５の偏光方向をＸ軸方向とし、液晶セル４の
複数箇所それぞれにおいて透過光強度が極値となる位置
（最も高くなる位置または最も小さくなる位置）に液晶
セル４を回転させ、その位置での光検出器７からの透過
光強度検出信号を読み取って透過光強度Ｉｘを測定す
る。この場合、液晶セル４の複数箇所のそれぞれについ
て透過光強度が極値となる位置に回転させ、その位置で
の透過光強度を測定してもよいが、操作及び処理負担が
大きい。そこで、液晶セル４の複数箇所の透過光強度の
平均値が最大または最小となる回転位置、あるいは液晶
セル４の透過光強度の和が最大または最小となる回転位
置等に液晶セル４を回転させ、その位置での光検出器７
からの透過光強度検出信号を読み取って液晶セル４の複
数箇所それぞれにおける透過光信号Ｉｘを測定するよう
にしてもよい。この方法を用いると、液晶セル４の複数
箇所の透過光強度Ｉｘを簡易に測定することができ、操
作及び処理負担が軽減される。液晶セル４の複数箇所に
おける透過光強度の平均値や和等を表示する表示器等を
光検出器７等に設けると、液晶セル４を透過光強度が極
値となる位置に容易に回転させることができる。
ータ検出装置を用い、本発明の２次元液晶セルパラメー
タ検出方法の第２の実施の形態により液晶セルの複数箇
所における液晶分子の配向の捩れの角度φ及び液晶層の
厚みｄ等の液晶セルパラメータを同時に検出する処理を
説明する。まず、液晶セル４と光検出器７との間に配置
した偏光板５の偏光方向をＸ軸方向とし、液晶セル４の
複数箇所それぞれにおいて透過光強度が極値となる位置
（最も高くなる位置または最も小さくなる位置）に液晶
セル４を回転させ、その位置での光検出器７からの透過
光強度検出信号を読み取って透過光強度Ｉｘを測定す
る。この場合、液晶セル４の複数箇所のそれぞれについ
て透過光強度が極値となる位置に回転させ、その位置で
の透過光強度を測定してもよいが、操作及び処理負担が
大きい。そこで、液晶セル４の複数箇所の透過光強度の
平均値が最大または最小となる回転位置、あるいは液晶
セル４の透過光強度の和が最大または最小となる回転位
置等に液晶セル４を回転させ、その位置での光検出器７
からの透過光強度検出信号を読み取って液晶セル４の複
数箇所それぞれにおける透過光信号Ｉｘを測定するよう
にしてもよい。この方法を用いると、液晶セル４の複数
箇所の透過光強度Ｉｘを簡易に測定することができ、操
作及び処理負担が軽減される。液晶セル４の複数箇所に
おける透過光強度の平均値や和等を表示する表示器等を
光検出器７等に設けると、液晶セル４を透過光強度が極
値となる位置に容易に回転させることができる。
【００２２】次に、偏光板５の偏光方向をＹ軸方向と
し、その時の光検出器７からの透過光強度検出信号を読
み取って液晶セル４の複数箇所それぞれにおける透過光
強度Ｉｙを測定する。次に、偏光板５の偏光方向をＸ軸
及びＹ軸と４５度の角度をなすようにし、その時の光検
出器７からの透過光強度検出信号を読み取って液晶セル
４の複数箇所それぞれにおける透過光強度Ｉ45を測定す
る。次に、偏光板５の偏光方向をＸ軸及びＹ軸と４５度
の角度をなすようにした状態で、偏光板５と液晶セル４
との間に１／４波長板６をその軸方向を偏光板５の偏光
方向に対して４５度傾けて（すなわちＹ軸方向に向け
て）配置し、その時の光検出器７からの透過光強度検出
信号を読み取って液晶セル４の複数箇所それぞれにおけ
る透過光強度Ｉｑ45を測定する。
し、その時の光検出器７からの透過光強度検出信号を読
み取って液晶セル４の複数箇所それぞれにおける透過光
強度Ｉｙを測定する。次に、偏光板５の偏光方向をＸ軸
及びＹ軸と４５度の角度をなすようにし、その時の光検
出器７からの透過光強度検出信号を読み取って液晶セル
４の複数箇所それぞれにおける透過光強度Ｉ45を測定す
る。次に、偏光板５の偏光方向をＸ軸及びＹ軸と４５度
の角度をなすようにした状態で、偏光板５と液晶セル４
との間に１／４波長板６をその軸方向を偏光板５の偏光
方向に対して４５度傾けて（すなわちＹ軸方向に向け
て）配置し、その時の光検出器７からの透過光強度検出
信号を読み取って液晶セル４の複数箇所それぞれにおけ
る透過光強度Ｉｑ45を測定する。
【００２３】これらの測定値Ｉｘ、Ｉｙ、Ｉ45及びＩｑ
45を用いてスト−クスパラメータを表すと、（９）式の
ようなる。したがって、測定値Ｉｘ、Ｉｙ、Ｉ45及びＩ
ｑ45に基づき（９）式により液晶セル４の複数箇所のス
ト−クスパラメータＳ１、Ｓ２、Ｓ３を求めることがで
き、さらに（１１）式、（６）式、（３）式により液晶
セル４の複数箇所の液晶分子の配向の捩れの角度φ及び
液晶層の厚みｄを同時に検出することができる。これら
の処理は、処理装置８で行われる。以上のようにして液
晶セル４の複数箇所の透過光強度を極値において測定す
る場合には、光検出器７が、本発明の透過光強度検出装
置に相当する。
45を用いてスト−クスパラメータを表すと、（９）式の
ようなる。したがって、測定値Ｉｘ、Ｉｙ、Ｉ45及びＩ
ｑ45に基づき（９）式により液晶セル４の複数箇所のス
ト−クスパラメータＳ１、Ｓ２、Ｓ３を求めることがで
き、さらに（１１）式、（６）式、（３）式により液晶
セル４の複数箇所の液晶分子の配向の捩れの角度φ及び
液晶層の厚みｄを同時に検出することができる。これら
の処理は、処理装置８で行われる。以上のようにして液
晶セル４の複数箇所の透過光強度を極値において測定す
る場合には、光検出器７が、本発明の透過光強度検出装
置に相当する。
【００２４】なお、処理装置８により液晶セル４を回転
させ、液晶セル４の位置及びその位置における液晶セル
４の複数箇所の透過光強度を記憶し、液晶セル４の複数
箇所の透過光強度の平均値あるいは和が最大または最小
となる位置に液晶セル４を回転させるとともに、その位
置における液晶セル４の複数箇所の透過光強度Ｉｘを測
定する。そして偏光板５の偏光方向の制御、１／４波長
板６の挿入制御等を行って液晶セル４の複数箇所の透過
光強度Ｉｙ、Ｉ45、Ｉｑ45を測定するようにしてもよ
い。この場合には、光検出器７と処理装置８等が、本発
明の透過光強度検出装置に相当する。また、液晶セル４
を固定し、偏光板３及び５を同時に回転させて透過光強
度を測定してもよい。この場合には、系の座標を同時に
回転して測定すればよい。
させ、液晶セル４の位置及びその位置における液晶セル
４の複数箇所の透過光強度を記憶し、液晶セル４の複数
箇所の透過光強度の平均値あるいは和が最大または最小
となる位置に液晶セル４を回転させるとともに、その位
置における液晶セル４の複数箇所の透過光強度Ｉｘを測
定する。そして偏光板５の偏光方向の制御、１／４波長
板６の挿入制御等を行って液晶セル４の複数箇所の透過
光強度Ｉｙ、Ｉ45、Ｉｑ45を測定するようにしてもよ
い。この場合には、光検出器７と処理装置８等が、本発
明の透過光強度検出装置に相当する。また、液晶セル４
を固定し、偏光板３及び５を同時に回転させて透過光強
度を測定してもよい。この場合には、系の座標を同時に
回転して測定すればよい。
【００２５】本発明の２次元液晶セルパラメータ検出方
法の第２の実施の形態により液晶セルの複数箇所におけ
る液晶層の厚み及び液晶分子の配向の捩れの角度を同時
に検出したデ−タの２次元分布図を図５、図６に示す。
試料としては、以下のような液晶セルを用いた。透明導
電膜を付けたガラス基板に配向膜としてポリビニルアル
コ−ル（ＰＶＡ）膜をスピンコ−ト法により塗布し、加
熱処理を行った後一方向に摩擦（ラビング）することで
液晶分子の配向処理を行った。そして、２枚の基板をガ
ラスファイバスペ−サを介して重ね合わせ、ネマティッ
ク液晶Ｅ７を封入した。この液晶セルは、液晶層の厚み
を１０μｍから２０μｍまで直線的に変化させ、液晶分
子の配向の捩れの角度を８０度に設定したくさび型液晶
セルである。この液晶セルについて、液晶層の厚みが１
５μｍ付近の液晶層の厚み及び液晶分子の配向の捩れの
角度を検出し、２次元分布図を作成したところ、液晶層
の厚み（ｄ）の２次元分布図は図５に、液晶分子の配向
の捩れの角度（ツイスト角度ｔｗ）の２次元分布図は図
６に示すような結果が得られた。
法の第２の実施の形態により液晶セルの複数箇所におけ
る液晶層の厚み及び液晶分子の配向の捩れの角度を同時
に検出したデ−タの２次元分布図を図５、図６に示す。
試料としては、以下のような液晶セルを用いた。透明導
電膜を付けたガラス基板に配向膜としてポリビニルアル
コ−ル（ＰＶＡ）膜をスピンコ−ト法により塗布し、加
熱処理を行った後一方向に摩擦（ラビング）することで
液晶分子の配向処理を行った。そして、２枚の基板をガ
ラスファイバスペ−サを介して重ね合わせ、ネマティッ
ク液晶Ｅ７を封入した。この液晶セルは、液晶層の厚み
を１０μｍから２０μｍまで直線的に変化させ、液晶分
子の配向の捩れの角度を８０度に設定したくさび型液晶
セルである。この液晶セルについて、液晶層の厚みが１
５μｍ付近の液晶層の厚み及び液晶分子の配向の捩れの
角度を検出し、２次元分布図を作成したところ、液晶層
の厚み（ｄ）の２次元分布図は図５に、液晶分子の配向
の捩れの角度（ツイスト角度ｔｗ）の２次元分布図は図
６に示すような結果が得られた。
【００２６】以上のように、本発明では、液晶層の厚み
や液晶分子の配向の捩れの角度等の液晶セルパラメータ
をスト−クスパラメータに基づいて検出するようにした
ので、測定装置の構成が簡単となり、また短時間に測定
することができる。また、高価な素子や、複雑な制御装
置等が不要であるので、安価である。また、液晶セルを
透過した光の透過光強度を測定するだけでよいので、静
電容量や光学的位相差等を測定する場合に比して測定精
度が高い。さらに、液晶セルのスト−クスパラメータ、
液晶分子の配向の捩れの角度や液晶層の厚み等の液晶セ
ルパラメータを液晶セルの複数箇所で同時に検出するこ
とができるので、その２次元分布により液晶セルの品質
を短時間に、容易、確実に判別することができる。
や液晶分子の配向の捩れの角度等の液晶セルパラメータ
をスト−クスパラメータに基づいて検出するようにした
ので、測定装置の構成が簡単となり、また短時間に測定
することができる。また、高価な素子や、複雑な制御装
置等が不要であるので、安価である。また、液晶セルを
透過した光の透過光強度を測定するだけでよいので、静
電容量や光学的位相差等を測定する場合に比して測定精
度が高い。さらに、液晶セルのスト−クスパラメータ、
液晶分子の配向の捩れの角度や液晶層の厚み等の液晶セ
ルパラメータを液晶セルの複数箇所で同時に検出するこ
とができるので、その２次元分布により液晶セルの品質
を短時間に、容易、確実に判別することができる。
【００２７】以上の実施の形態では、図１に示す測定装
置を用いて液晶セルの複数箇所のスト−クスパラメータ
を測定するようにしたが、スト−クスパラメータを測定
する測定装置はこれに限定されず、種々の測定装置を用
いることができる。
置を用いて液晶セルの複数箇所のスト−クスパラメータ
を測定するようにしたが、スト−クスパラメータを測定
する測定装置はこれに限定されず、種々の測定装置を用
いることができる。
【００２８】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１〜３に記
載の２次元液晶セルパラメータ検出方法及び請求項４に
記載の２次元液晶セルパラメータ検出装置を用いれば、
簡単な構成で、短時間に精度よく液晶層の厚みや液晶分
子の配向の捻れの角度等の液晶セルパラメータを液晶セ
ルの複数箇所で同時に検出することができる。
載の２次元液晶セルパラメータ検出方法及び請求項４に
記載の２次元液晶セルパラメータ検出装置を用いれば、
簡単な構成で、短時間に精度よく液晶層の厚みや液晶分
子の配向の捻れの角度等の液晶セルパラメータを液晶セ
ルの複数箇所で同時に検出することができる。
【図１】本発明の２次元液晶セルパラメータ検出方法を
実施するための２次元液晶セルパラメータ検出装置の一
実施の形態の構成図である。
実施するための２次元液晶セルパラメータ検出装置の一
実施の形態の構成図である。
【図２】入射光の偏光方向、液晶分子の配向方向及び液
晶分子の配向の捩れの角度を示す図である。
晶分子の配向の捩れの角度を示す図である。
【図３】ポアンカレ球を示す図である。
【図４】スト−クスパラメータと液晶層の厚み及び液晶
分子の配向の捩れの角度との関係を示す図である。
分子の配向の捩れの角度との関係を示す図である。
【図５】本発明の液晶セルパラメータ検出方法を用いて
検出した液晶セルの複数箇所の液晶の厚さの２次元分布
図である。
検出した液晶セルの複数箇所の液晶の厚さの２次元分布
図である。
【図６】本発明の液晶セルパラメータ検出方法を用いて
検出した液晶セルの複数箇所の液晶分子の配向の捩れの
角度の２次元分布図である。
検出した液晶セルの複数箇所の液晶分子の配向の捩れの
角度の２次元分布図である。
１ 光源（ハロゲンランプ） ２ 色フィルタ ３ 偏光板（偏光子） ４ 液晶セル ５ 偏光板（検光子） ６ １／４波長板 ７ 光検出器 ８ 処理装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 何 戦 秋田県秋田市手形山西町 市営住宅21棟 １号 (72)発明者 富樫 義弘 愛知県名古屋市東区矢田南５丁目１番14 号 名菱テクニカ株式会社内 (56)参考文献 特開 平５−172644（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−130976（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−128946（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−153780（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−63670（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−289382（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02F 1/13 101 G02F 1/1337 G01M 11/00 G01B 11/00 G01N 21/00
Claims (4)
- 【請求項１】 液晶セルを透過した光の透過光強度を液
晶セルの複数箇所で同時に検出し、検出した液晶セルの
複数箇所の透過光強度に基づいて液晶セルの複数箇所の
ストークスパラメータを求め、求めた液晶セルの複数箇
所のストークスパラメータに基づいて液晶セルの複数箇
所の液晶層の厚み及び液晶分子の配向の捩れの角度の少
なくとも一方を求めることを特徴とする２次元液晶セル
パラメータ検出方法。 - 【請求項２】 請求項１に記載の２次元液晶セルパラメ
ータ検出方法であって、光源、偏光方向がＹ軸方向に設
定された偏光子、液晶セル、検光子、光検出器をＺ軸に
沿って配置し、検光子の偏光方向をＸ軸方向に設定した
時の光検出器の出力により液晶セルの複数個所の透過光
強度Ｉｘを測定し、検光子の偏光方向をＹ軸方向に設定
した時の光検出器の出力により液晶セルの複数箇所の透
過光強度Ｉｙを測定し、検光子の偏光方向をＸ軸及びＹ
軸に対して４５度に設定した時の光検出器の出力により
液晶セルの複数箇所の透過光強度Ｉ45を測定し、これら
の測定値Ｉｘ、Ｉｙ、Ｉ45を用いて液晶セルの複数箇所
のストークスパラメータを求めることを特徴とする２次
元液晶セルパラメータ検出方法。 - 【請求項３】 請求項１に記載の２次元液晶セルパラメ
ータ検出方法であって、光源、偏光方向がＹ軸方向に設
定された偏光子、液晶セル、検光子、光検出器をＺ軸に
沿って配置し、検光子の偏光方向をＸ軸方向に設定した
時の光検出器の出力により液晶セルの複数個所の透過光
強度Ｉｘを測定し、検光子の偏光方向をＹ軸方向に設定
した時の光検出器の出力により液晶セルの複数箇所の透
過光強度Ｉｙを測定し、検光子の偏光方向をＸ軸及びＹ
軸に対して４５度に設定した時の光検出器の出力により
液晶セルの複数箇所の透過光強度Ｉ45を測定し、検光子
の偏光方向をＸ軸方向及びＹ軸方向に対して４５度に設
定するとともに、液晶セルと検光子との間に、軸方向を
検光子の偏光方向に対して４５度傾けて１／４波長板を
配置した時の光検出器の出力により液晶セルの複数箇所
の透過光強度Ｉｑ45を測定し、これらの測定値Ｉｘ、Ｉ
ｙ、Ｉ45、Ｉｑ45を用いて液晶セルの複数箇所のストー
クスパラメータを求めることを特徴とする２次元液晶セ
ルパラメータ検出方法。 - 【請求項４】 液晶セルを透過した光の透過光強度を液
晶セルの複数箇所で同時に検出する透過光強度検出装置
と、前記透過光強度検出装置により検出した液晶セルの
複数箇所の透過光強度に基づいて液晶セルの複数箇所の
ストークスパラメータを求め、求めた液晶セルの複数箇
所のストークスパラメータに基づいて液晶層の複数箇所
の液晶層の厚み及び液晶分子の配向の捩れの角度の少な
くとも一方を求める処理装置を備えることを特徴とする
２次元液晶セルパラメータ検出装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09248823A JP3142804B2 (ja) | 1997-09-12 | 1997-09-12 | ２次元液晶セルパラメータ検出方法及び装置 |
| US09/151,062 US6300954B1 (en) | 1997-09-12 | 1998-09-10 | Methods and apparatus for detecting liquid crystal display parameters using stokes parameters |
| EP98307361A EP0911619A3 (en) | 1997-09-12 | 1998-09-11 | Methods and apparatus for detecting liquid crystal display parameters using stokes parameters |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09248823A JP3142804B2 (ja) | 1997-09-12 | 1997-09-12 | ２次元液晶セルパラメータ検出方法及び装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1183730A JPH1183730A (ja) | 1999-03-26 |
| JP3142804B2 true JP3142804B2 (ja) | 2001-03-07 |
Family
ID=17183958
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09248823A Expired - Fee Related JP3142804B2 (ja) | 1997-09-12 | 1997-09-12 | ２次元液晶セルパラメータ検出方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3142804B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104978245A (zh) * | 2015-06-24 | 2015-10-14 | 福州瑞芯微电子有限公司 | 一种显示屏在线诊断的方法及其系统 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7837833B2 (en) * | 2007-10-23 | 2010-11-23 | Honeywell Asca Inc. | Method for characterizing fibrous materials using stokes parameters |
-
1997
- 1997-09-12 JP JP09248823A patent/JP3142804B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104978245A (zh) * | 2015-06-24 | 2015-10-14 | 福州瑞芯微电子有限公司 | 一种显示屏在线诊断的方法及其系统 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1183730A (ja) | 1999-03-26 |
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