JP3397559B2 - Optical anisotropy measuring device and optical anisotropy measuring method - Google Patents

Optical anisotropy measuring device and optical anisotropy measuring method

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JP3397559B2
JP3397559B2 JP01339496A JP1339496A JP3397559B2 JP 3397559 B2 JP3397559 B2 JP 3397559B2 JP 01339496 A JP01339496 A JP 01339496A JP 1339496 A JP1339496 A JP 1339496A JP 3397559 B2 JP3397559 B2 JP 3397559B2
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liquid crystal
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、物質の光学的異方
性を測定する光学的異方性測定装置及び光学的異方性測
定方法に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to an optical anisotropy measuring apparatus and an optical anisotropy measuring method for measuring the optical anisotropy of a substance.

【0002】[0002]

【従来の技術】液晶デバイスの製造に際しては、一般に
ラビング処理等の液晶分子を配向させるための処理が行
われている。この配向処理によって、液晶分子は初期配
向時に、液晶デバイスの基板面に対してある角度をなし
て配向する。この角度をプレチルト角という。
2. Description of the Related Art In manufacturing a liquid crystal device, a treatment such as a rubbing treatment for aligning liquid crystal molecules is generally performed. By this alignment treatment, the liquid crystal molecules are aligned at an angle with respect to the substrate surface of the liquid crystal device during the initial alignment. This angle is called a pretilt angle.

【0003】プレチルト角の大きさや、プレチルト角の
大きさの液晶デバイス内でのばらつきは、液晶デバイス
の光学性能を決定する大きな要因の一つである。液晶の
場合、結晶とは異なり多かれ少なかれ場所によるプレチ
ルト角の大きさのムラが生じることが多い。
The magnitude of the pretilt angle and the variation of the pretilt angle within the liquid crystal device are one of the major factors that determine the optical performance of the liquid crystal device. In the case of a liquid crystal, unlike the crystal, the size of the pretilt angle often varies more or less depending on the location.

【0004】しかしながら、プレチルト角の大きさは液
晶デバイス内で均一であることが好ましい場合が多い。
そのため、液晶のプレチルト角の大きさやそのばらつき
を知ることは、液晶デバイスを開発、製造する上で重要
である。そこで、クリスタルローテーション法(Jp
n.J.Appl.Phys.,Vo.119(198
0)No.10.Short Notes 2013)
を用いて、液晶の光学的異方性を測定することによりプ
レチルト角を求めることが知られている。
However, it is often preferable that the magnitude of the pretilt angle is uniform in the liquid crystal device.
Therefore, it is important to know the size of the pretilt angle of the liquid crystal and its variation in developing and manufacturing the liquid crystal device. Therefore, the crystal rotation method (Jp
n. J. Appl. Phys. , Vo. 119 (198
0) No. 10. Short Notes 2013)
It is known that the pretilt angle is obtained by measuring the optical anisotropy of liquid crystal using.

【0005】従来、上述した液晶のプレチルト角の測定
には、例えば図11に示すようなクリスタルローテーシ
ョン法を用いた光学的異方性測定装置が用いられてい
る。
Conventionally, for measuring the pretilt angle of the liquid crystal described above, an optical anisotropy measuring apparatus using a crystal rotation method as shown in FIG. 11 is used.

【0006】この光学的異方性測定装置200は、He
−Neレーザ装置201、偏光子202、検光子20
3、光検出器204からなり、偏光子202と検光子2
03との間に被検体である液晶セル205が配置されて
いる。
This optical anisotropy measuring apparatus 200 is a He
-Ne laser device 201, polarizer 202, analyzer 20
3, a photodetector 204, a polarizer 202 and an analyzer 2
A liquid crystal cell 205, which is a subject, is placed between the liquid crystal display device 03 and the liquid crystal display device 03.

【0007】液晶セル205は、対向して配置された一
対のガラス基板206a,206bの内側にそれぞれ配
向膜(例えば、厚さが0.02μmで屈折率が1.6程
度のポリイミド:図示省略)が配置され、この配向膜間
に液晶層(厚さ20μm程度)207が封入されてい
る。
The liquid crystal cell 205 is provided with an alignment film (for example, a polyimide having a thickness of 0.02 μm and a refractive index of about 1.6: not shown) inside a pair of glass substrates 206a and 206b arranged opposite to each other. , And a liquid crystal layer (about 20 μm thick) 207 is enclosed between the alignment films.

【0008】また、液晶セル205は、He−Neレー
ザ装置201から出射される入射光束A(平行光束のレ
ーザ光)の中心軸に対して直交方向(紙面に対して垂直
な方向)に配置された回転軸208で回転自在に支持さ
れている。以下、入射光束Aの中心軸という場合、光源
(レーザ装置など)から出射された直後の光束の中心軸
のことである。ここで、液晶を一軸配向させるため配向
膜に一軸配向処理する場合、一軸配向処理軸と回転軸2
08とが直交するように設定される。
The liquid crystal cell 205 is arranged in a direction orthogonal to the central axis of the incident light flux A (parallel light flux laser light) emitted from the He-Ne laser device 201 (direction perpendicular to the paper surface). It is rotatably supported by a rotating shaft 208. Hereinafter, the central axis of the incident light flux A is the central axis of the light flux immediately after being emitted from the light source (laser device or the like). Here, when the alignment film is subjected to uniaxial alignment treatment for uniaxially aligning the liquid crystal, the uniaxial alignment treatment axis and the rotation axis 2
08 is set to be orthogonal to each other.

【0009】次に、上述したクリスタルローテーション
法を用いた従来の光学的異方性測定装置200による、
液晶層207の光学的異方性の測定原理(プレティルト
角の算出原理)について説明する。
Next, with the conventional optical anisotropy measuring apparatus 200 using the above-mentioned crystal rotation method,
The principle of measuring the optical anisotropy of the liquid crystal layer 207 (the principle of calculating the pretilt angle) will be described.

【0010】He−Neレーザ装置201から出射され
た入射光束Aは偏光子202を通過後、直線偏光となっ
て液晶セル205内に入射する。液晶セル205内に入
射した入射光束Aは、液晶分子と相互作用して偏光状態
が変化し、通常楕円偏光となって液晶セル205を出射
する。液晶セル205から出射した出射光束Bは、偏光
子202と平行あるいは垂直方向の偏光方向を有する検
光子203を通過して光検出器204に到達する。
The incident light flux A emitted from the He-Ne laser device 201 passes through the polarizer 202 and then becomes linearly polarized light and enters the liquid crystal cell 205. The incident light flux A that has entered the liquid crystal cell 205 interacts with the liquid crystal molecules to change the polarization state, and normally exits the liquid crystal cell 205 as elliptically polarized light. The outgoing light flux B emitted from the liquid crystal cell 205 passes through an analyzer 203 having a polarization direction parallel or perpendicular to the polarizer 202 and reaches a photodetector 204.

【0011】そして、入射光束Aの中心軸と直交し紙面
に垂直な回転軸208で回転自在に支持されている液晶
セル205を、例えば右回転(矢印方向)させた場合、
液晶層207に入射する入射光束Aの電場ベクトルの向
きに対し、液晶層207の液晶分子の向きを表す単位ベ
クトルであるダイレクタの向きが相対的に変化する。こ
のため、液晶セル205の回転角に応じて液晶セル20
5から出射する出射光束Bの偏光状態が変化する。
When the liquid crystal cell 205, which is rotatably supported by the rotation axis 208 which is orthogonal to the central axis of the incident light beam A and is perpendicular to the paper surface, is rotated rightward (in the direction of the arrow), for example.
The direction of the director, which is a unit vector representing the direction of the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer 207, changes relative to the direction of the electric field vector of the incident light flux A entering the liquid crystal layer 207. Therefore, depending on the rotation angle of the liquid crystal cell 205, the liquid crystal cell 20
The polarization state of the outgoing light flux B exiting from 5 changes.

【0012】液晶セル205の回転角に対して光検出器
204の出力をプロットすると、例えば図12に示すよ
うな特性曲線が得られる。この際、液晶層207の液晶
分子のプレチルト角の大きさにより、液晶セル205の
回転角に応じた偏光状態の変化のしかたが異なるので、
この特性曲線からプレチルト角を読み取ることができ
る。
When the output of the photodetector 204 is plotted against the rotation angle of the liquid crystal cell 205, a characteristic curve as shown in FIG. 12, for example, is obtained. At this time, the method of changing the polarization state according to the rotation angle of the liquid crystal cell 205 differs depending on the size of the pretilt angle of the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer 207.
The pretilt angle can be read from this characteristic curve.

【0013】具体的には、プレチルト角は、以下に示す
式(1),(2)によって求められる。ただし、液晶セ
ル205のガラス基板206a,206bに設けられた
配向膜には、互いに反平行なラビング処理を施し、偏光
子202の偏光方向、及び検光子203の偏光方向は、
いずれも回転軸208方向に対して45度方向に設定し
ている。
Specifically, the pretilt angle is obtained by the following equations (1) and (2). However, the alignment films provided on the glass substrates 206a and 206b of the liquid crystal cell 205 are subjected to rubbing treatments antiparallel to each other, and the polarization direction of the polarizer 202 and the polarization direction of the analyzer 203 are
In both cases, the direction is set at 45 degrees with respect to the direction of the rotary shaft 208.

【0014】[0014]

【式1】 [Formula 1]

【0015】[0015]

【式2】 ただし、n0 : 液晶の常光線屈折率、ne : 液晶の異常
光線屈折率、θ: 液晶セル205の回転角、α: プレチ
ルト角、T(θ): 透過光強度、d: 液晶層207の厚
さ、λ: 入射光束Aの波長 上記式(1),(2)のうち、n0 、ne 、λは既知量
である。そして、図12に示す曲線(T(θ)とθとの
関係を示す)の形状は、プレチルト角(α)及び液晶層
207の厚さ(d)に依存する。
[Formula 2] However, n 0 : ordinary ray refractive index of liquid crystal, n e : extraordinary ray refractive index of liquid crystal, θ: rotation angle of liquid crystal cell 205, α: pretilt angle, T (θ): transmitted light intensity, d: liquid crystal layer 207 , Λ: wavelength of incident light flux A In the above formulas (1) and (2), n 0 , n e and λ are known quantities. The shape of the curve (showing the relationship between T (θ) and θ) shown in FIG. 12 depends on the pretilt angle (α) and the thickness (d) of the liquid crystal layer 207.

【0016】そこで、実際の測定データに基づく曲線の
山乃至谷の位置が、計算によって描かれる理論曲線に近
づくように、例えば最小2乗法を用いてフィッティング
を行い、プレチルト角(α)及び液晶層207の厚さ
(d)を決定する。換言すれば、実際の測定データに基
づく曲線と最も近い理論曲線を描き、プレチルト角
(α)、液晶層207の厚さ(d)を決定する。
Therefore, fitting is performed by using, for example, the least square method so that the positions of the peaks and valleys of the curve based on the actual measurement data come close to the theoretical curve drawn by the calculation, and the pretilt angle (α) and the liquid crystal layer. Determine the thickness (d) of 207. In other words, the theoretical curve closest to the curve based on the actual measurement data is drawn to determine the pretilt angle (α) and the thickness (d) of the liquid crystal layer 207.

【0017】この時、液晶セル205の回転角は、例え
ば入射光束Aが垂直に入射する時(図11に示す状態)
を0度とすると、±60〜70度、幅にして120〜1
40度の範囲に及ぶ。
At this time, the rotation angle of the liquid crystal cell 205 is, for example, when the incident light beam A is vertically incident (state shown in FIG. 11).
Is 0 degrees, it is ± 60 to 70 degrees, and the width is 120 to 1
It covers a range of 40 degrees.

【0018】このように、この光学的異方性測定装置2
00は、直線偏光された入射光束Aと液晶層207の液
晶分子を相互作用させ、液晶セル205からの出射光束
Bの偏光状態の変化を測定して、液晶層207の光学的
異方性を測定し、プレチルト角を算出するものである。
Thus, the optical anisotropy measuring device 2
00 interacts the linearly polarized incident light flux A with the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer 207 and measures the change in the polarization state of the light flux B emitted from the liquid crystal cell 205 to determine the optical anisotropy of the liquid crystal layer 207. The measurement is performed and the pretilt angle is calculated.

【0019】尚、この光学的異方性測定装置200は、
プレチルト角の測定ばかりではなく、他の物質の光学的
異方性を測定するためにも用いることも可能である。
The optical anisotropy measuring apparatus 200 is
It can be used not only for measuring the pretilt angle but also for measuring the optical anisotropy of other substances.

【0020】ところで、上述した光学的異方性測定装置
200による光学的異方性の測定においては、液晶セル
205を回転させることによって、光学的異方性が測定
される領域もずれてしまう。即ち、図11に示したよう
に、He−Neレーザ装置201から出射された入射光
束Aが液晶セル205の基板面に対して垂直に入射した
場合は、この入射光束Aは屈折することなく液晶層20
7に入射するが、図13に示すように、液晶層207の
光学的異方性を測定するにあたって、液晶セル205を
回転させると、入射側のガラス基板206aに入射する
入射光束Aの入射角が変化して、ガラス基板206a面
で屈折する。その屈折の度合いは、液晶セル205の回
転角によって変化するため、プレチルト角測定領域もこ
の回転角に伴って変化する。そのため、測定位置のずれ
eが生じる。
By the way, in the measurement of the optical anisotropy by the optical anisotropy measuring apparatus 200 described above, when the liquid crystal cell 205 is rotated, the region where the optical anisotropy is measured is also displaced. That is, as shown in FIG. 11, when the incident light flux A emitted from the He-Ne laser device 201 is perpendicularly incident on the substrate surface of the liquid crystal cell 205, the incident light flux A is not refracted and the liquid crystal is refracted. Layer 20
7, the liquid crystal cell 205 is rotated to measure the optical anisotropy of the liquid crystal layer 207, as shown in FIG. 13, and the incident angle of the incident light flux A that is incident on the glass substrate 206a on the incident side. Changes and refracts on the surface of the glass substrate 206a. Since the degree of the refraction changes depending on the rotation angle of the liquid crystal cell 205, the pretilt angle measurement region also changes according to this rotation angle. Therefore, the measurement position shift e occurs.

【0021】具体的には、入射側のガラス基板206a
の厚さを1mm、屈折率を1.5とすると、液晶セル2
05を一方に70度回転させることから、測定位置のず
れは合計4mmとなる。ここで、He−Neレーザ装置
201から出射される入射光束Aのビーム径は約1mm
φ程度であることから、4mmのずれというのはかなり
大きなずれ量であり、液晶セル205の回転に伴って光
学的異方性測定領域が全く変わってしまうことが理解で
きる。
Specifically, the incident side glass substrate 206a
If the thickness is 1 mm and the refractive index is 1.5, the liquid crystal cell 2
Since 05 is rotated by 70 degrees to one side, the deviation of the measurement position is 4 mm in total. Here, the beam diameter of the incident light flux A emitted from the He-Ne laser device 201 is about 1 mm.
Since it is about φ, it can be understood that the shift of 4 mm is a considerably large shift amount, and the optical anisotropy measurement region is completely changed with the rotation of the liquid crystal cell 205.

【0022】一方、ディスプレイ等に用いられる一般的
な液晶デバイスは、その駆動方式や液晶の種類により異
なるものの、数10万〜100万個の微小な画素から構
成されており、1つの画素は数10〜数100μm角程
度の大きさである。そして、例えばアクティブマトリク
ス方式の液晶デバイスでは、その製造工程で画素と画素
との間に仕切りを作った後、直径約20μmの繊維から
なる布でラビング処理を施すため、1つの画素内や隣り
合った画素の間にの配向のムラが生じやすい。従って、
このような液晶デバイスの評価及び開発には、少なくと
も数μmφ〜数10μmφ程度の微小領域でのプレチル
ト角の測定が非常に重要となる。また、アクティブマト
リクス方式の液晶デバイスだけでなく、単純マトリクス
方式の液晶デバイスにおいても、配向ムラの程度などを
知ることは、配向工程の改善、液晶デバイスの製造工程
の改善、製造ラインでの不良品の発見などのために有用
である。
On the other hand, a general liquid crystal device used for a display or the like is composed of several hundred thousand to one million minute pixels, though one pixel is several, though it varies depending on its driving method and liquid crystal type. The size is about 10 to several 100 μm square. For example, in an active matrix type liquid crystal device, a partition is formed between pixels in the manufacturing process, and a rubbing process is performed with a cloth made of fibers having a diameter of about 20 μm, so that the pixels are arranged in one pixel or adjacent to each other. Alignment unevenness easily occurs between different pixels. Therefore,
In evaluating and developing such a liquid crystal device, it is very important to measure the pretilt angle in a minute region of at least several μmφ to several tens μmφ. Also, not only the active matrix type liquid crystal device but also the simple matrix type liquid crystal device, it is possible to know the degree of the alignment unevenness by improving the alignment process, the liquid crystal device manufacturing process, and the defective product on the manufacturing line. It is useful for discovering.

【0023】しかしながら、上述した従来の光学的異方
性測定装置200では、液晶セル205に平行光束(入
射光束A)がそのまま入射されるため、照射領域が大き
い(上述したように入射光束Aのビーム径は約1mmφ
程度である)。加えて、上述したように液晶セル205
の回転に伴って測定領域のずれが生じる。そのため、微
小な領域でのプレチルト角の測定ができず、プレチルト
角の位置によるムラ(配向のムラ)を検知することがで
きないという問題点があった。
However, in the above-described conventional optical anisotropy measuring apparatus 200, since the parallel light flux (incident light flux A) is directly incident on the liquid crystal cell 205, the irradiation area is large (as described above, the incident light flux A Beam diameter is about 1 mmφ
Is about). In addition, as described above, the liquid crystal cell 205
The measurement area shifts with the rotation of. Therefore, there is a problem that it is not possible to measure the pretilt angle in a minute area, and it is impossible to detect unevenness (unevenness of alignment) due to the position of the pretilt angle.

【0024】また、液晶セルに限らず、例えば特定方向
に向かって光学的異方性が変化している物質の光学的異
方性を調べる場合にも、測定領域がずれることが原因と
なって、精度よく調べることができなかった。
Not only in the liquid crystal cell, but also in the case of examining the optical anisotropy of a substance whose optical anisotropy changes in a specific direction, the measurement area is displaced. , I couldn't find out accurately.

【0025】一方、上述したクリスタルローテーション
法とは異なる液晶のプレチルト角測定方法として、セナ
ルモン法を用いて液晶の光学的異方性を測定することに
より、プレチルト角を求める方法が知られている。
On the other hand, as a method of measuring the pretilt angle of the liquid crystal different from the above-mentioned crystal rotation method, there is known a method of determining the pretilt angle by measuring the optical anisotropy of the liquid crystal using the Senarmont method.

【0026】従来、セナルモン法を用いて液晶のプレチ
ルト角の測定する光学的異方性測定装置としては、例え
ば図14に示すような光学的異方性測定装置が用いられ
ている。
Conventionally, as an optical anisotropy measuring apparatus for measuring the pretilt angle of a liquid crystal by using the Senarmont method, an optical anisotropy measuring apparatus as shown in FIG. 14 has been used.

【0027】この光学的異方性測定装置210は、He
−Neレーザ装置201、偏光子202、入射光学系2
11、出射光学系212、1/4波長板209、検光子
203、光検出器204からなり、入射光学系211と
出射光学系212との間に被検体である液晶セル205
が配置されている。
This optical anisotropy measuring device 210 is equipped with He
-Ne laser device 201, polarizer 202, incident optical system 2
11, an exit optical system 212, a quarter-wave plate 209, an analyzer 203, and a photodetector 204, and is a liquid crystal cell 205 which is a subject between the entrance optical system 211 and the exit optical system 212.
Are arranged.

【0028】液晶セル205は、対向して配置された一
対のガラス基板206a,206bの内側にそれぞれ配
向膜(例えば、厚さが0.02μmで屈折率が1.6程
度のポリイミド:図示省略)が配置され、この配向膜間
に液晶層(厚さ20μm程度)207が封入されてい
る。
The liquid crystal cell 205 has an alignment film (for example, a polyimide having a thickness of 0.02 μm and a refractive index of about 1.6: not shown) inside each of a pair of glass substrates 206a and 206b arranged to face each other. , And a liquid crystal layer (about 20 μm thick) 207 is enclosed between the alignment films.

【0029】また、液晶セル205は、He−Neレー
ザ装置201から出射される入射光束A(平行光束のレ
ーザ光束)の中心軸に対して直交方向(紙面に対して垂
直な方向)に配置された回転軸208で回転自在に支持
されている。そして、検光子203は、He−Neレー
ザ装置201から出射される入射光束Aの中心軸に対し
て平行方向に配置された回転軸(図示省略)によって回
転自在に支持されている。次に、上述したセナルモン法
を用いた従来の光学的異方性測定装置210による、液
晶層207の光学的異方性の測定原理(プレチルト角の
算出原理)について説明する。
The liquid crystal cell 205 is arranged in a direction orthogonal to the central axis of the incident light flux A (parallel light flux) emitted from the He-Ne laser device 201 (direction perpendicular to the plane of the drawing). It is rotatably supported by a rotating shaft 208. The analyzer 203 is rotatably supported by a rotating shaft (not shown) arranged in a direction parallel to the central axis of the incident light flux A emitted from the He-Ne laser device 201. Next, the principle of measuring the optical anisotropy of the liquid crystal layer 207 (principle of calculating the pretilt angle) by the conventional optical anisotropy measuring apparatus 210 using the Senarmont method described above will be described.

【0030】He−Neレーザ装置201から出射され
た入射光束Aは偏光子202を通過後、直線偏光とな
り、入射光学系211で収束されて液晶セル205内に
入射する。液晶セル205内に入射した入射光束Aは、
液晶分子と相互作用して偏光状態が変化し、通常楕円偏
光となって液晶セル205を出射する。液晶セル205
から出射した出射光束Bは、出射光学系212によって
平行光束となり、1/4波長板209、検光子203を
通過して光検出器204に到達する。
The incident light beam A emitted from the He-Ne laser device 201 passes through the polarizer 202, becomes linearly polarized light, is converged by the incident optical system 211, and enters the liquid crystal cell 205. The incident light flux A that has entered the liquid crystal cell 205 is
The polarization state is changed by interacting with the liquid crystal molecules, and the light normally exits the liquid crystal cell 205 as elliptically polarized light. Liquid crystal cell 205
The outgoing light beam B emitted from the light beam is converted into a parallel light beam by the outgoing optical system 212, passes through the quarter wavelength plate 209 and the analyzer 203, and reaches the photodetector 204.

【0031】そして、入射光束Aの中心軸と直交し紙面
に垂直な回転軸208で回転自在に支持されている液晶
セル205を、例えば右回転(矢印方向)させた場合、
液晶層207に入射する入射光束Aの電場ベクトルの向
きに対し、液晶207の液晶分子の向きを表す単位ベク
トルであるダイレクタの向きが相対的に変化する。この
ため、液晶セル205の回転角に応じて液晶セル205
から出射する出射光束Bの偏光状態が変化する。
When the liquid crystal cell 205, which is rotatably supported by a rotary shaft 208 which is orthogonal to the central axis of the incident light beam A and is perpendicular to the paper surface, is rotated rightward (in the direction of the arrow), for example.
The direction of the director, which is a unit vector indicating the direction of the liquid crystal molecules of the liquid crystal 207, changes relative to the direction of the electric field vector of the incident light flux A that enters the liquid crystal layer 207. Therefore, according to the rotation angle of the liquid crystal cell 205, the liquid crystal cell 205
The polarization state of the outgoing light flux B exiting from changes.

【0032】この時、液晶セル205の回転角に応じて
検光子203を回転させる。そして、光検出器204を
用いて、出射光束Bの消光の方位を求める。具体的に
は、例えば液晶セル205を0.5度刻みで回転させ、
それぞれの回転角で一旦液晶セル205を固定し、検光
子203を回転させて、出射光束Bの消光の方位を求め
る。それにより、液晶層207を通過した常光線と異常
光線の位相差を測定することができる。
At this time, the analyzer 203 is rotated according to the rotation angle of the liquid crystal cell 205. Then, using the photodetector 204, the azimuth of extinction of the outgoing light flux B is obtained. Specifically, for example, the liquid crystal cell 205 is rotated by 0.5 degrees,
The liquid crystal cell 205 is once fixed at each rotation angle, and the analyzer 203 is rotated to obtain the extinction direction of the outgoing light flux B. Thereby, the phase difference between the ordinary ray and the extraordinary ray passing through the liquid crystal layer 207 can be measured.

【0033】そして、液晶セル205の回転に対して、
液晶層207を通過した常光線と異常光線の位相差をプ
ロットする。プレチルト角の大きさにより、液晶セル2
05の回転に伴う常光線と異常光線との位相差の変化が
異なることに基づいて、この曲線から液晶層207の液
晶分子のプレチルト角の大きさを算出することができ
る。
Then, with respect to the rotation of the liquid crystal cell 205,
The phase difference between the ordinary ray and the extraordinary ray passing through the liquid crystal layer 207 is plotted. Depending on the size of the pretilt angle, the liquid crystal cell 2
The magnitude of the pretilt angle of the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer 207 can be calculated from this curve based on the fact that the change in the phase difference between the ordinary ray and the extraordinary ray due to the rotation of 05 differs.

【0034】具体的には、プレチルト角は、以下に示す
式(3)によって求められる。ただし、液晶セル205
のガラス基板206a,206bに設けられた配向膜に
は、互いに反平行なラビング処理を施し、偏光子202
の偏光方向は、回転軸208方向に対して45度方向に
設定している。
Specifically, the pretilt angle is obtained by the following equation (3). However, the liquid crystal cell 205
The alignment films provided on the glass substrates 206a and 206b of are subjected to rubbing treatments antiparallel to each other, and
The polarization direction of is set at 45 degrees with respect to the rotation axis 208 direction.

【0035】[0035]

【式3】 ただし、δ(θ): 常光線と異常光線の位相差、n0 :
液晶の常光線屈折率、ne : 液晶の異常光線屈折率、
θ: 液晶セル205の回転角、α: プレチルト角、d:
液晶層207の厚さ、λ: 入射光束Aの波長 上記式(3)のうち、n0 、ne 、λは既知量である。
セナルモン法による液晶セル205の回転角(θ)と常
光線と異常光線の位相差δ(θ)の関係を表す曲線(横
軸: θと縦軸: δ(θ))は、δ(θ)の極大値を1つ
有する曲線となる。
[Formula 3] Where δ (θ): phase difference between ordinary ray and extraordinary ray, n 0 :
Ordinary refractive index of the liquid crystal, n e: LCD extraordinary refractive index,
θ: rotation angle of the liquid crystal cell 205, α: pretilt angle, d:
Thickness of liquid crystal layer 207, λ: wavelength of incident light flux A In the above formula (3), n 0 , n e and λ are known quantities.
The curve (horizontal axis: θ and vertical axis: δ (θ)) representing the relationship between the rotation angle (θ) of the liquid crystal cell 205 by the Senarmont method and the phase difference δ (θ) between the ordinary ray and the extraordinary ray is δ (θ) The curve has one maximum value of.

【0036】ここで、δ(θ)が極大となるθの値(以
下、θx する)は、αの値のみに依存する(δ(θ)の
大きさは、α及びdに依存する)。θx の実測値と一致
するθx を与える、計算によって描かれる理論曲線を得
ることによってαを決定する。
Here, the value of θ at which δ (θ) becomes maximum (hereinafter referred to as θ x ) depends only on the value of α (the magnitude of δ (θ) depends on α and d). . give theta x which matches with the measured value of theta x, to determine α by obtaining a theoretical curve drawn by calculation.

【0037】尚、1/4波長板209を用いなくても同
様の方法により光学的異方性を測定すること可能である
が、1/4波長板209を用いることで測定精度が向上
する。
Although the optical anisotropy can be measured by the same method without using the quarter-wave plate 209, the measurement accuracy is improved by using the quarter-wave plate 209.

【0038】このように、この光学的異方性測定装置2
10は、直線偏光された入射光束Aと液晶層207の液
晶分子とを相互作用させ、液晶セル205からの出射光
束Bの常光線と異常光線との位相差の変化から、液晶層
207の光学的異方性を測定し、プレチルト角を算出す
るものである。
Thus, this optical anisotropy measuring device 2
Numeral 10 causes the linearly polarized incident light flux A to interact with the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer 207, and changes the phase difference between the ordinary ray and the extraordinary ray of the light flux B emitted from the liquid crystal cell 205. The optical anisotropy is measured and the pretilt angle is calculated.

【0039】尚、先に挙げた光学的異方性測定装置20
0と、この光学的異方性測定装置210とは、いずれも
以下に述べるような変更を加えることにより、クリスタ
ルローテーション法による光学的異方性測定装置又はセ
ナルモン法による光学的異方性測定装置のいずれかの装
置とすることができる。
The optical anisotropy measuring device 20 mentioned above is used.
0 and the optical anisotropy measuring apparatus 210 are both modified as described below to obtain an optical anisotropy measuring apparatus by the crystal rotation method or an optical anisotropy measuring apparatus by the Senarmont method. Can be any of the above devices.

【0040】即ち、検光子203を固定し、1/4波長
板209を設けないことにより、クルスタルローテーシ
ョン法による光学的異方性測定装置となり、検光子20
3を回転自在とし、測定精度向上のための1/4波長板
209を設けることにより、セナルモン法による光学的
異方性測定装置となる。
That is, by fixing the analyzer 203 and not providing the quarter-wave plate 209, an optical anisotropy measuring apparatus by the Krustal rotation method is obtained, and the analyzer 20 is provided.
By making 3 rotatable, and providing the quarter-wave plate 209 for improving the measurement accuracy, the optical anisotropy measuring device by the Senarmont method is obtained.

【0041】また、検光子203を回転自在に、且つ容
易に固定可能とし、1/4波長板209を出射光束Bの
光路上に必要に応じて移動可能な位置に配置することに
より、クリスタルローテーション法、セナルモン法のい
ずれの方法でも光学的異方性測定が可能な光学的異方性
測定装置となる。
Further, the analyzer 203 is rotatably and easily fixable, and the quarter wavelength plate 209 is arranged on the optical path of the outgoing light beam B at a position where it can be moved as needed, whereby the crystal rotation is performed. The optical anisotropy measuring device is capable of measuring the optical anisotropy by either the method or the Senarmont method.

【0042】[0042]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来のセナルモン法を用いた光学的異方性測定装置210
では、クリスタルローテーション法を用いた光学的異方
性測定装置200と同様の問題点があり、10μm程度
以下での空間分解能で液晶207のプレチルト角のムラ
(変化)を検知することができなかった。
By the way, the optical anisotropy measuring apparatus 210 using the above-described conventional Senarmont method is used.
However, there is a problem similar to that of the optical anisotropy measuring apparatus 200 using the crystal rotation method, and the unevenness (change) of the pretilt angle of the liquid crystal 207 cannot be detected with the spatial resolution of about 10 μm or less. .

【0043】即ち、液晶セル205の回転に伴って、測
定位置のずれeが生じてしまい、同一領域での液晶20
7の光学的異方性が測定できない(図13参照)。
That is, as the liquid crystal cell 205 rotates, a displacement e of the measurement position occurs, and the liquid crystal 20 in the same area.
The optical anisotropy of 7 cannot be measured (see FIG. 13).

【0044】このため、液晶セル205の回転角に応じ
て発生する測定位置のずれeが最小となるような回転軸
の位置を導出して、その回転軸を中心として液晶セル2
05を回転させる方法が提案されている(K.Y.Ha
n et.al.,Jpn.J.Appl.Phys.
Vol.32(1993)pp.L277−L27
9)。この方法は、クリスタルローテーション法、セナ
ルモン法のいずれによる測定にも適用可能である。
Therefore, the position of the rotation axis is derived such that the displacement e of the measurement position generated according to the rotation angle of the liquid crystal cell 205 is minimized, and the liquid crystal cell 2 is centered on the rotation axis.
05 has been proposed (KY Ha.
net. al. , Jpn. J. Appl. Phys.
Vol. 32 (1993) pp. L277-L27
9). This method can be applied to measurement by either the crystal rotation method or the Senarmont method.

【0045】この方法の簡単な原理を図15を参照して
説明する。この図において、液晶セル205の回転角
(即ち、入射側のガラス基板206aへの入射光束Aの
入射角となす角)をθ、ガラス基板206aの法線とガ
ラス基板206a内での入射光束Aとなす角をθ, 、液
晶セル205の厚さの1/2をF、ガラス基板206a
の屈折率をn、測定位置のずれをe、回転軸218の液
晶207の中心位置からの距離をXとすると、測定位置
のずれeは下記(4)式のように表される。
The simple principle of this method will be described with reference to FIG. In this figure, the rotation angle of the liquid crystal cell 205 (that is, the angle with the incident angle of the incident light flux A on the incident side glass substrate 206a) is θ, the normal line of the glass substrate 206a and the incident light flux A in the glass substrate 206a. Is θ , and 1/2 of the thickness of the liquid crystal cell 205 is F, and the glass substrate 206a is
Where n is the refractive index of E, the displacement of the measurement position is e, and the distance of the rotation axis 218 from the center position of the liquid crystal 207 is X, the displacement e of the measurement position is expressed by the following equation (4).

【0046】 e=(F−X)tanθ−Ftanθ, ……(4) 但し、sinθ=nsinθ, である。[0046] e = (F-X) tanθ -Ftanθ, ...... (4) However, it is sinθ = nsinθ,.

【0047】(4)式より、e=0となるθとXの関係
を求めることにより、液晶セル205の回転角に応じた
最適な回転角218の位置を決定することができる。
The optimum position of the rotation angle 218 corresponding to the rotation angle of the liquid crystal cell 205 can be determined by obtaining the relationship between θ and X where e = 0 from the equation (4).

【0048】しかしながら、この方法では、液晶セル2
05の回転に伴い回転軸218の位置をμmオーダーで
変える必要があり、極めて高精度で複雑な機構を必要と
する。
However, in this method, the liquid crystal cell 2
It is necessary to change the position of the rotary shaft 218 in the order of μm in accordance with the rotation of 05, which requires a highly precise and complicated mechanism.

【0049】そのため、実際の装置では、セナルモン法
においては先ず適当な回転軸を仮に定めて液晶セル20
5を回転させることによって、おおよそのプレチルト角
の大きさを求める。次に、そのプレチルト角の大きさに
応じて測定に必要な回転角の範囲を求め、その範囲にお
いて測定位置のずれが最小となるように回転軸218の
位置を求め、その範囲において測定位置のずれが最小と
なるように回転軸218の位置を決定して、測定を行っ
ている。従って、実際には測定位置のずれは0にはなら
ず、3〜5μm程度のずれが生じ、更に一回の測定に時
間がかかる。
Therefore, in an actual device, in the Senarmont method, first, an appropriate rotation axis is temporarily set and the liquid crystal cell 20 is tentatively determined.
By rotating 5 the approximate magnitude of the pretilt angle is determined. Next, the range of the rotation angle required for the measurement is obtained according to the magnitude of the pretilt angle, the position of the rotary shaft 218 is obtained so that the deviation of the measurement position is minimized in the range, and the measurement position is determined within the range. The position of the rotary shaft 218 is determined so that the deviation is minimized, and the measurement is performed. Therefore, in actuality, the deviation of the measurement position does not become 0, and the deviation of about 3 to 5 μm occurs, and it takes time for one measurement.

【0050】このため、数μm程度の空間分解能で液晶
207の微小領域におけるプレチルト角のムラを検知す
るには、本方法では不都合である。一方、クリスタルロ
ーテーション法においては、±60〜70度の回転範囲
が必要なので、測定位置のずれは数10μmとなる。
Therefore, this method is inconvenient for detecting the unevenness of the pretilt angle in the minute area of the liquid crystal 207 with the spatial resolution of about several μm. On the other hand, in the crystal rotation method, since a rotation range of ± 60 to 70 degrees is required, the displacement of the measurement position is several tens of μm.

【0051】また、セナルモン法による光学的異方性測
定では、液晶セル208の回転角が例えば0〜60度の
場合に、プレチルト角の大きさを0〜13度程度の範囲
でしか算出できないという問題点があった。
Further, in the optical anisotropy measurement by the Senarmont method, when the rotation angle of the liquid crystal cell 208 is, for example, 0 to 60 degrees, the magnitude of the pretilt angle can be calculated only in the range of about 0 to 13 degrees. There was a problem.

【0052】ところで、図14に示した光学的異方性測
定装置210では、微小領域での測定を可能にするた
め、入射光学系211を用いて入射光束Aを収束させて
いる。クリスタルローテーション法においてもセナルモ
ン法においても、液晶207の微小領域において光学的
異方性を測定するには、図14に示したような入射光学
系を用いて入射光束Aを収束光束とする必要がある。と
ころが、液晶セル205を回転させると、入射光束Aの
入射側のガラス基板206aに対する入射角が変化す
る。そして、液晶セル205の回転角が大きくなるに従
って、ガラス基板206aの影響により発生する球面収
差や非点収差が大きくなる。そのため、数μmφ程度の
微小領域に入射光束Aを収束させることができなかっ
た。
By the way, in the optical anisotropy measuring apparatus 210 shown in FIG. 14, the incident light beam A is converged by using the incident optical system 211 in order to enable measurement in a minute area. In both the crystal rotation method and the Senarmont method, in order to measure the optical anisotropy in the minute area of the liquid crystal 207, it is necessary to use the incident optical system as shown in FIG. is there. However, when the liquid crystal cell 205 is rotated, the incident angle of the incident light flux A with respect to the glass substrate 206a on the incident side changes. Then, as the rotation angle of the liquid crystal cell 205 increases, spherical aberration and astigmatism generated due to the influence of the glass substrate 206a increase. Therefore, the incident light flux A could not be converged on a minute area of about several μmφ.

【0053】この球面収差や非点収差は、入射光束Aの
入射光学系211による収束光束のFナンバーや入射光
学系211の残存収差、入射側のガラス基板206aの
厚さ、液晶セル205の回転角等に依存する。例えば、
ガラス基板206aの厚さが1mm、屈折率が1.51
5である時に、入射光束Aを空気中で5μmφのビーム
径に収束可能な光学系を用いて収束させ、液晶セル20
5の回転角を45度とすると、主として球面収差の影響
で回転軸208の軸方向に7μm程度しか収束できず、
主として非点収差の影響で回転軸208に垂直な方向に
は50μm程度しか収束できない。即ち、空間分解能
は、回転軸208の軸方向に7μm程度、回転軸208
に垂直な方向には50μm程度となる。
The spherical aberration and the astigmatism are the F number of the convergent light beam of the incident light system A of the incident light beam A, the residual aberration of the incident optical system 211, the thickness of the glass substrate 206a on the incident side, and the rotation of the liquid crystal cell 205. Depends on corners etc. For example,
The glass substrate 206a has a thickness of 1 mm and a refractive index of 1.51.
5, the incident light flux A is converged in the air by using an optical system capable of converging to a beam diameter of 5 μmφ, and the liquid crystal cell 20
When the rotation angle of No. 5 is 45 degrees, it is possible to converge only about 7 μm in the axial direction of the rotation axis 208 mainly due to the influence of spherical aberration,
Mainly due to the effect of astigmatism, only about 50 μm can be converged in the direction perpendicular to the rotation axis 208. That is, the spatial resolution is about 7 μm in the axial direction of the rotary shaft 208.
The thickness is about 50 μm in the direction perpendicular to.

【0054】また、同じ条件で入射光束Aを空気中で1
μmφのビーム径に収束可能な光学系を用いて収束させ
た場合、非点収差の影響がより大きくなり、入射光束A
の収束径は焦点の位置の決め方に大きく依存する(非点
収差の影響により、明確な焦点が定まらないため)。具
体的には、回転軸208の方向で最も収束径が小さくな
る時で、空間分解能は、回転軸208の方向に60μm
程度、回転軸208に垂直な方向には230μm程度と
なる。一方、回転軸208に垂直な方向で最も収束径が
小さくなる時で、空間分解能は、回転軸208の軸方向
に100μm程度、回転軸208に垂直な方向にも10
0μm程度となる。
Under the same conditions, the incident light flux A is set to 1 in the air.
When an optical system that can converge to a beam diameter of μmφ is used for focusing, the effect of astigmatism becomes larger, and the incident light beam A
The convergent diameter of depends largely on how to determine the position of the focal point (because a clear focal point cannot be determined due to the influence of astigmatism). Specifically, when the convergent diameter is the smallest in the direction of the rotation axis 208, the spatial resolution is 60 μm in the direction of the rotation axis 208.
And about 230 μm in the direction perpendicular to the rotation axis 208. On the other hand, when the convergent diameter is the smallest in the direction perpendicular to the rotary shaft 208, the spatial resolution is about 100 μm in the axial direction of the rotary shaft 208 and 10 in the direction perpendicular to the rotary shaft 208.
It becomes about 0 μm.

【0055】更に、同じ条件で入射光束Aを空気中で2
0μmφのビーム径に収束可能な光学系を用いて収束さ
せた場合、空間分解能は、回転角208の軸方向に20
μm程度、回転軸208に垂直な方向に45μm程度と
なる。
Further, under the same conditions, the incident light flux A is changed to 2 in the air.
When converging with an optical system capable of converging to a beam diameter of 0 μmφ, the spatial resolution is 20 in the axial direction of the rotation angle 208.
and about 45 μm in the direction perpendicular to the rotation axis 208.

【0056】このように、Fナンバーの小さい(N.
A.(Numerical Aperture:開口
数)の大きい)光学系を用いて入射光束Aをより小さい
径で収束させようとするほど、ガラス基板206aの回
転に由来する非点収差の影響は大きくなる。
Thus, the F number is small (N.
A. The more the optical system (having a large numerical aperture) is used to converge the incident light flux A with a smaller diameter, the greater the influence of astigmatism due to the rotation of the glass substrate 206a.

【0057】従って、図14に示した従来のセナルモン
法を用いた光学的異方性装置210のように、入射光学
系を用いることによって入射光束Aを収束させ、液晶2
07の微小領域における光学的異方性を測定しょうとし
ても(例えば、空気中で数μmφのビーム径以下まで収
束できる光学系によって入射光束Aを液晶207に収束
させたとしても)、液晶207の10μmφ以下での微
小領域におけるプレチルト角を測定することはできなか
った。
Therefore, as in the optical anisotropy apparatus 210 using the conventional Senarmont method shown in FIG. 14, the incident light beam A is converged by using the incident optical system, and the liquid crystal 2
Even if the optical anisotropy in the minute region of 07 is measured (for example, even if the incident light flux A is converged on the liquid crystal 207 by an optical system capable of converging to a beam diameter of several μmφ or less in the air), It was not possible to measure the pretilt angle in a minute region of 10 μmφ or less.

【0058】そこで、本発明は、曲面部と平面部とを有
す所定の透明部材を、被検体に密着させて配置すること
により、被検体の回転にもかかわらず同一領域の光学的
異方性を測定する光学的異方性測定装置及びその測定方
法を提供することを目的とする。
Therefore, according to the present invention, by arranging a predetermined transparent member having a curved surface portion and a flat surface portion in close contact with the subject, the optical anisotropy of the same region can be obtained despite the rotation of the subject. An object of the present invention is to provide an optical anisotropy measuring device for measuring the property and a measuring method thereof.

【0059】また、本発明は、光源と被検体との間に被
検体の回転と逆に回転する平板状の透明部材を配置する
ことにより、被検体の回転にもかかわらず同一領域の光
学的異方性を測定する光学的異方性装置及びその測定方
法を提供することを目的とする。
Further, according to the present invention, by disposing a flat plate-shaped transparent member which rotates in the opposite direction of the rotation of the subject between the light source and the subject, the optical region of the same region can be rotated regardless of the rotation of the subject. An object is to provide an optical anisotropy device for measuring anisotropy and a measuring method thereof.

【0060】また、本発明は、上述したいずれかの透明
部材に加えて、光源と被検体との間に所定の入射光学系
を配置することにより、被検体の微小な領域で光学的異
方性を測定する光学的異方性測定装置及びその測定方法
を提供することを目的とする。
Further, according to the present invention, in addition to any of the above-mentioned transparent members, a predetermined incident optical system is arranged between the light source and the subject, so that an optical anisotropy can be obtained in a minute area of the subject. An object of the present invention is to provide an optical anisotropy measuring device for measuring the property and a measuring method thereof.

【0061】[0061]

【0062】[0062]

【0063】[0063]

【0064】[0064]

【0065】[0065]

【課題を解決するための手段】本発明は、上述事情に鑑
みなされたものであって、光束を出射する光源と、該光
源と対向配置される光検出器とを有し、前記光束の中心
軸と交わるように前記光源と光検出器との間に配した被
検体の光学的異方性を測定する光学的異方性測定装置で
あって、前記被検体を前記中心軸と直交する方向を軸と
して回転自在に支持する支持部材と、前記光源と被検体
との間の前記中心軸上に配置した前記光束を偏光させる
偏光子と、前記被検体と光検出器との間の前記中心軸上
に配置した前記光束を偏光させる検光子と、それぞれ曲
面部と平面部とを有する対向配置された一対の透明部材
であって、前記各平面部間に前記被検体を挟持する一対
の透明部材と、を少なくとも有し、前記偏光子で偏光さ
れた前記光束を、前記透明部材を通して前記被検体に入
射させ、前記被検体から出射される前記光束を前記検光
子を通して前記光検出器に入射して、前記光検出器で前
記光束の偏光状態の変化を検出することによって前記被
検体の光学的異方性を測定することを特徴としている。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and has a light source for emitting a light beam and a photodetector arranged to face the light source, and the center of the light beam is provided. An optical anisotropy measuring device for measuring the optical anisotropy of a subject arranged between the light source and the photodetector so as to intersect the axis, wherein the subject is in a direction orthogonal to the central axis. A support member that rotatably supports about the axis, a polarizer that polarizes the light flux disposed on the central axis between the light source and the subject, and the center between the subject and the photodetector. An analyzer that polarizes the light flux arranged on the axis, and a pair of transparent members that are arranged opposite to each other having a curved surface portion and a flat surface portion, and a pair of transparent members that sandwich the subject between the respective flat surface portions. A member and at least the light flux polarized by the polarizer, The incident light is made incident on the subject through the transparent member, the light flux emitted from the subject is made incident on the photodetector through the analyzer, and the change in the polarization state of the light flux is detected by the photodetector. Is characterized in that the optical anisotropy of the subject is measured.

【0066】また、本発明は、光束を出射する光源と、
該光源と対向配置される光検出器とを有し、前記光束の
中心軸と交わるように、前記光源と光検出器との間に配
した被検体の光学的異方性を測定する光学的異方性測定
装置であって、前記被検体を前記中心軸と直交する方向
を第1の軸として回転自在に支持する支持部材と、前記
光源と被検体との間の前記中心軸上に配置した偏光子
と、前記被検体と光検出器との間の前記中心軸上に配置
した検光子と、前記光源と被検体との間の前記光軸上に
配置され、前記第1の軸と平行な方向を第2の軸として
回転自在に支持されている第1の平行透明部材と、を少
なくとも有し、前記偏光子で偏光された前記光束を、前
記被検体と逆方向に等しい角速度で回転させた前記第1
の平行透明部材内を通過させ、前記被検体から出射され
た前記光束を前記検光子を通して前記光検出器に入射し
て、前記光検出器で前記光束の偏光状態の変化を検出す
ることによって前記被検体の光学的異方性を測定するこ
とを特徴としている。
The present invention also includes a light source for emitting a light beam,
An optical detector that has a photodetector disposed opposite to the light source, and that measures the optical anisotropy of the subject disposed between the light source and the photodetector so as to intersect with the central axis of the light flux. An anisotropy measuring apparatus, comprising: a support member that rotatably supports the subject with a direction orthogonal to the central axis as a first axis, and arranged on the central axis between the light source and the subject. A polarizer, an analyzer arranged on the central axis between the subject and the photodetector, and arranged on the optical axis between the light source and the subject, the first axis; A first parallel transparent member rotatably supported with a parallel direction as a second axis, and the light flux polarized by the polarizer is rotated at an equal angular velocity in a direction opposite to that of the subject. The first rotated
By passing through the parallel transparent member, the light flux emitted from the subject to the photodetector through the analyzer, by detecting a change in the polarization state of the light flux in the photodetector It is characterized in that the optical anisotropy of the subject is measured.

【0067】更に、本発明は、光束を出射する光源と、
該光源と対向配置される光検出器とを有し、前記光束の
中心軸と交わるように前記光源と光検出器との間に配し
た被検体の光学的異方性を測定する光学的異方性測定装
置であって、前記被検体を前記中心軸と直交する方向を
軸として回転自在に支持する支持部材と、前記光源と被
検体との間の前記中心軸上に配置した前記光束を偏光さ
せる偏光子と、前記光源と被検体との間の前記中心軸上
に配置した入射光学系と、前記被検体と光検出器との間
の前記中心軸上に配置した前記光束を偏光させる検光子
と、それぞれ曲面部と平面部とを有する対向配置された
一対の透明部材であって、前記各平面部間に前記被検体
を挟持する一対の透明部材と、前記被検体と光検出器と
の間の前記中心軸上に配置した出射光学系と、を少なく
とも有し、前記偏光子で偏光された前記光束を、前記入
射光学系と透明部材を通して前記被検体に入射させ、前
記被検体から出射される前記光束を前記検光子と出射光
学系を通して前記光検出器に入射して、前記光検出器で
前記光束の偏光状態の変化を検出することによって前記
被検体の光学的異方性を測定することを特徴としてい
る。
Furthermore, the present invention comprises a light source for emitting a light beam,
An optical detector for measuring the optical anisotropy of an object, which has a light detector facing the light source and is arranged between the light source and the light detector so as to intersect the central axis of the light flux. In the isotropic measuring device, a support member that rotatably supports the subject around an axis orthogonal to the central axis, and the light flux disposed on the central axis between the light source and the subject. A polarizer to be polarized, an incident optical system arranged on the central axis between the light source and the subject, and the light flux arranged on the central axis between the subject and the photodetector are polarized. An analyzer, and a pair of transparent members facing each other each having a curved surface portion and a flat surface portion, the pair of transparent members sandwiching the subject between the respective flat portions, the subject and a photodetector. And an output optical system disposed on the central axis between The light beam polarized by a child is made incident on the subject through the incident optical system and a transparent member, and the light beam emitted from the subject is made incident on the photodetector through the analyzer and the emission optical system. The optical anisotropy of the subject is measured by detecting a change in the polarization state of the light flux with the photodetector.

【0068】また、本発明は、光束を出射する光源と、
該光源と対向配置される光検出器とを有し、前記光束の
中心軸と交わるように前記光源と光検出器との間に配し
た被検体の光学的異方性を測定する光学的異方性測定方
法であって、前記被検体を前記光軸と直交する方向を軸
として回転自在な支持部材で支持し、また、前記光源と
被検体との間の前記中心軸上に偏光子を配置すると共
に、前記被検体と光検出器との間の前記中心軸上に検光
子を配置し、更に、それぞれ曲面部と平面部とを有する
対向配置された一対の透明部材の前記各平面部間に前記
被検体を挟持し、前記偏光子で偏光された前記光束を、
前記透明部材を通過させて前記被検体内を通過させ、前
記被検体から出射された前記光束を前記検光子を通して
前記光検出器に入射して、前記光検出器で前記光束の偏
光状態の変化を検出することによって前記被検体の光学
的異方性を測定することを特徴としている。
The present invention also includes a light source for emitting a light beam,
An optical detector for measuring the optical anisotropy of an object, which has a light detector facing the light source and is arranged between the light source and the light detector so as to intersect the central axis of the light flux. An isotropic measurement method, wherein the subject is supported by a support member rotatable about a direction orthogonal to the optical axis, and a polarizer is provided on the central axis between the light source and the subject. While arranging, the analyzer is arranged on the central axis between the subject and the photodetector, and further, the respective flat surface portions of the pair of transparent members which are opposed to each other and have a curved surface portion and a flat surface portion. By sandwiching the subject between, the light flux polarized by the polarizer,
The transparent member is passed through the inside of the subject, the light flux emitted from the subject is incident on the photodetector through the analyzer, and the polarization state of the light flux is changed by the photodetector. Is detected to measure the optical anisotropy of the subject.

【0069】更に、本発明は、光束を出射する光源と、
該光源と対向配置される光検出器とを有し、前記光束の
中心軸と交わるように、前記光源と光検出器との間に配
した被検体の光学的異方性を測定する光学的異方性測定
方法であって、前記被検体を前記中心軸と直交する方向
を第1の軸として回転自在な支持部材で支持し、また、
前記光源と被検体との間の前記中心軸上に偏光子を配置
すると共に、前記被検体と光検出器との間の前記中心軸
上に検光子を配置し、更に、前記光源と被検体との間に
前記第1の軸と平行な方向を第2の軸として第1の平行
透明部材を回転自在に支持し、前記偏光子で偏光された
前記光束を、前記被検体と逆方向に等しい角速度で回転
させた前記第1の平行透明部材内を通過させ、前記被検
体から出射された前記光束を前記検光子を通して前記光
検出器に入射して、前記光検出器で前記光束の偏光状態
の変化を検出することによって前記被検体の光学的異方
性を測定することを特徴としている。
Further, according to the present invention, a light source for emitting a light beam,
An optical detector that has a photodetector disposed opposite to the light source, and that measures the optical anisotropy of the subject disposed between the light source and the photodetector so as to intersect with the central axis of the light flux. An anisotropy measuring method, wherein the subject is supported by a support member rotatable about a direction orthogonal to the central axis as a first axis, and
A polarizer is arranged on the central axis between the light source and the object, and an analyzer is arranged on the central axis between the object and the photodetector, and the light source and the object are further arranged. And a first parallel transparent member is rotatably supported with a direction parallel to the first axis as a second axis, and the light beam polarized by the polarizer is directed in a direction opposite to the subject. The light flux that has passed through the first parallel transparent member rotated at an equal angular velocity and is emitted from the subject enters the photodetector through the analyzer, and the photodetector polarizes the light flux. It is characterized in that the optical anisotropy of the subject is measured by detecting a change in state.

【0070】また、本発明は、光束を出射する光源と、
該光源と対向配置される光検出器とを有し、前記光束の
中心軸と交わるように前記光源と光検出器との間に配し
た被検体の光学的異方性を測定する光学的異方性測定方
法であって、前記被検体を前記中心軸と直交する方向を
軸として回転自在な支持部材で支持し、また、前記光源
と被検体との間の前記中心軸上に偏光子を配置すると共
に、前記被検体と光検出器との間の前記中心軸上に検光
子を配置し、更に、それぞれ曲面部と平面部とを有する
対向配置された一対の透明部材の前記各平面部間に前記
被検体を挟持し、また、前記光源と被検体との間の前記
中心軸上に入射光学系を配置して、前記被検体と光検出
器との間の前記中心軸上に出射光学系を配置し、前記偏
光子で偏光された前記光束を、前記入射光学系と透明部
材を通して前記被検体内を通過させ、前記被検体から出
射された前記光束を前記出射光学系と検光子を通して前
記光検出器に入射して、前記光検出器で前記光束の偏光
状態の変化を検出することによって前記被検体の光学的
異方性を測定することを特徴としている。
The present invention also includes a light source for emitting a light beam,
An optical detector for measuring the optical anisotropy of an object, which has a light detector facing the light source and is arranged between the light source and the light detector so as to intersect the central axis of the light flux. An isotropic measuring method, wherein the subject is supported by a support member rotatable about a direction orthogonal to the center axis, and a polarizer is provided on the center axis between the light source and the subject. While arranging, the analyzer is arranged on the central axis between the subject and the photodetector, and further, the respective flat surface portions of the pair of transparent members which are opposed to each other and have a curved surface portion and a flat surface portion. The subject is sandwiched between them, and the incident optical system is arranged on the central axis between the light source and the subject, and the light is emitted on the central axis between the subject and the photodetector. An optical system is arranged, and the light beam polarized by the polarizer is transmitted through the incident optical system and a transparent member to the target. The light flux that has passed through the body and is emitted from the subject is incident on the photodetector through the emission optical system and the analyzer, and the photodetector detects a change in the polarization state of the light flux. It is characterized in that the optical anisotropy of the subject is measured.

【0071】[0071]

【0072】[0072]

【0073】[0073]

【0074】[0074]

【0075】[0075]

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明に係
る実施の形態について説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0076】図1は、第1の実施の形態に係る光学的異
方性測定装置の構成を示す概略図である。この光学的異
方性測定装置10は、He−Neレーザ装置(光源)
1、偏光子3、検光子3、光検出器4からなり、偏光子
2と検光子3との間に被検体である液晶セル5が配置さ
れている。
FIG. 1 is a schematic diagram showing the structure of the optical anisotropy measuring apparatus according to the first embodiment. This optical anisotropy measuring device 10 is a He-Ne laser device (light source).
1, a polarizer 3, an analyzer 3, and a photodetector 4, and a liquid crystal cell 5 as an object is disposed between the polarizer 2 and the analyzer 3.

【0077】液晶セル5は、対向して配置された一対の
ガラス基板6a,6b、その内側にそれぞれ形成された
配向膜(図示省略)、配向膜間に注入された液晶層7か
らなり、液晶セル5は不図示の支持部材によって、光源
1から出射される入射光束A(レーザ光束)の光軸(中
心軸)に対して直交するように取り付けられた回転軸8
で回転自在に支持されており、回転軸8に接続された回
転駆動装置(図示省略)によって矢印方向あるいはその
逆方向に回転される。ここで、液晶層7を配向させるた
めに上記配向膜に一軸配向処理を施す場合、一軸配向処
理軸と回転軸8とが直交するように設定する。
The liquid crystal cell 5 comprises a pair of glass substrates 6a and 6b arranged to face each other, an alignment film (not shown) formed inside each of them, and a liquid crystal layer 7 injected between the alignment films. The cell 5 is provided with a supporting member (not shown), and the rotary shaft 8 is attached so as to be orthogonal to the optical axis (center axis) of the incident light flux A (laser light flux) emitted from the light source 1.
It is rotatably supported by and is rotated in the arrow direction or the opposite direction by a rotary drive device (not shown) connected to the rotary shaft 8. Here, when the alignment film is subjected to uniaxial alignment treatment for aligning the liquid crystal layer 7, the uniaxial alignment treatment axis and the rotation axis 8 are set to be orthogonal to each other.

【0078】偏光子3、検光子3、光検出器4は、光源
1から出射される入射光束Aの中心軸上に位置してい
る。
The polarizer 3, the analyzer 3, and the photodetector 4 are located on the central axis of the incident light beam A emitted from the light source 1.

【0079】入射側のガラス基板6aの偏光子3側、出
射側のガラス基板6bの検光子3側にはそれぞれ球欠ガ
ラス11a,11bが屈折率マッチング液(図示省略)
を介して取り付けられており、各球欠ガラス11a,1
1bは、その曲率中心が液晶セル5の回転中心(回転軸
8の軸方向)と入射光束Aの中心軸との交点に一致する
ように形成されている。尚、この回転軸8は、液晶セル
5の回転中心を示すものであって、液晶セル5を実際に
貫いている軸ではない。
On the polarizer 3 side of the glass substrate 6a on the incident side and on the analyzer 3 side of the glass substrate 6b on the emitting side, spherical glass 11a and 11b are provided as refractive index matching liquids (not shown).
Is attached through each of the ball-less glass 11a, 1
1b is formed so that its center of curvature coincides with the intersection of the center of rotation of the liquid crystal cell 5 (axial direction of the rotation axis 8) and the center axis of the incident light beam A. The rotation axis 8 indicates the center of rotation of the liquid crystal cell 5 and is not an axis that actually penetrates the liquid crystal cell 5.

【0080】尚、上述した球欠ガラス11a,11b
は、その曲率中心が液晶層7中にあるので厳密な半球と
はいえないが、液晶セル5の厚さが薄いのでほぼ半球状
とみなすことができる。
The aforesaid deflated glass 11a, 11b.
Cannot be said to be a strict hemisphere because its center of curvature is in the liquid crystal layer 7, but can be regarded as a substantially hemisphere because the liquid crystal cell 5 is thin.

【0081】また、球欠ガラス11a,11bは、液晶
セル5のガラス基板6a,6bの屈折率とほぼ等しいガ
ラス材で形成されており、前記屈折率マッチング液もガ
ラス基板6a,6bとほぼ等しい屈折率を有する液体が
用いられている。屈折率マッチング液としては、具体的
には、湿式顕微鏡において用いられるインデックスマッ
チングオイル等を用いることができる。
Further, the spherical glass 11a, 11b is made of a glass material having a refractive index substantially equal to that of the glass substrate 6a, 6b of the liquid crystal cell 5, and the refractive index matching liquid is also substantially equal to that of the glass substrate 6a, 6b. A liquid having a refractive index is used. As the refractive index matching liquid, specifically, index matching oil or the like used in a wet microscope can be used.

【0082】尚、上述した球欠ガラス11a,11b、
ガラス基板6a,6b、屈折率マッチングの屈折率がほ
ぼ等しいとは、測定時に液晶セル5を回転させても球欠
ガラス11a,11bと屈折率マッチング液との界面、
及び屈折率マッチング液とガラス基板6a,6bとの界
面で入射光束Aの全反射が起こらない程度に等しいとい
う意味であり、入射光束Aの前記界面への入射角(液晶
セルの回転範囲)に応じて定めることができる。そし
て、屈折率マッチング液の屈折率が、球欠ガラス11
a,11b、ガラス基板6a,6bのそれぞれの屈折率
の±0.05の範囲であることが好ましい。
Incidentally, the aforesaid spherical glass 11a, 11b,
The glass substrates 6a, 6b and the refractive index matching refractive index are substantially equal to each other means that even if the liquid crystal cell 5 is rotated at the time of measurement, the interfaces between the spherical glass 11a, 11b and the refractive index matching liquid,
And is equal to the degree that total reflection of the incident light flux A does not occur at the interface between the refractive index matching liquid and the glass substrates 6a and 6b, and the incident angle of the incident light flux A to the interface (rotation range of the liquid crystal cell) is It can be set accordingly. Then, the refractive index of the refractive index matching liquid is 11
It is preferable that the refractive index of each of a, 11b and the glass substrates 6a, 6b is within ± 0.05.

【0083】また、ガラス基板6a,6bは、透明ある
いはほぼ透明(より好ましくは透明)で光学的異方性を
有していないガラス材で形成されている。尚、球欠ガラ
ス11a,11b、ガラス基板6a,6bは、必ずしも
ガラスからなる必要はなく、好ましくは光学的異方性測
を有さない透明あるいはほぼ透明な部材で代用すること
ができる。
The glass substrates 6a and 6b are formed of a glass material which is transparent or almost transparent (more preferably transparent) and has no optical anisotropy. The sphere-free glasses 11a and 11b and the glass substrates 6a and 6b do not necessarily have to be made of glass, and preferably transparent or almost transparent members having no optical anisotropy can be used instead.

【0084】光源としては、He−Neレーザ装置1の
他にArレーザ装置、半導体レーザ装置等のレーザ装
置、あるいはレーザ装置以外の、例えば熱光源等の光束
出射装置も用いることができるが、集光可能な光束を発
生する装置である必要がある。また、光源は、非点収差
等の収差を持たない装置であることが好ましく、光束と
しては色収差を持たない単色光が望ましい。
As the light source, in addition to the He-Ne laser device 1, a laser device such as an Ar laser device or a semiconductor laser device, or a light beam emitting device such as a heat light source other than the laser device can be used. It must be a device that produces a luminous flux that can be illuminated. Further, the light source is preferably a device having no aberration such as astigmatism, and the light beam is preferably monochromatic light having no chromatic aberration.

【0085】光検出器4としては、オプティカルパワー
メーター、フォトマルチプライヤー等が用いられるが、
高感度のものが好ましい。
As the photodetector 4, an optical power meter, photomultiplier, etc. are used.
High sensitivity is preferable.

【0086】クリスタルローテーション法により光学的
異方性を測定する場合、検光子3は、検光子3と平行あ
るいは垂直方向の偏光方向を有するよう(パラレルニコ
ルあるいはクロスニコル)、配置されている。一方、セ
ナルモン法により、光学的異方性を測定する場合、検光
子3は、入射光束Aの中心軸に対して平行方向に配置さ
れた回転軸(図示省略)によって回転自在に配置されて
いる。また、セナルモン法により光学的異方性を測定す
る場合、球欠ガラス11bと検光子3との間に1/4波
長板(図示省略)が配置されていることが好ましい。
When the optical anisotropy is measured by the crystal rotation method, the analyzer 3 is arranged so as to have a polarization direction parallel to or perpendicular to the analyzer 3 (parallel Nicols or crossed Nicols). On the other hand, when the optical anisotropy is measured by the Senarmont method, the analyzer 3 is rotatably arranged by a rotation axis (not shown) arranged in the direction parallel to the central axis of the incident light beam A. . Further, when measuring the optical anisotropy by the Senarmont method, it is preferable that a quarter wavelength plate (not shown) is arranged between the spherical glass 11b and the analyzer 3.

【0087】尚、以下に示す各実施態様における光学的
異方性測定装置においても、上述したような変更を加え
ることによって、クリスタルローテーション法、セナル
モン法のいずれかによる測定も行うことができる。ま
た、検光子3を回転自在、且つ容易に偏光子2と平行あ
るいは垂直方向の偏光方向を有するように固定可能に配
置し、1/4波長板を必要な時のみ出射光束Bの光路上
に移動可能な位置に配置することによって、クリスタル
ローテーション法、セナルモン法のいずれかによる測定
も行うことができる光学的異方性測定装置とすることも
できる。
The optical anisotropy measuring apparatus in each of the following embodiments can also be measured by the crystal rotation method or the Senarmont method by making the above-described changes. Further, the analyzer 3 is rotatably arranged so as to be easily fixed so as to have a polarization direction parallel or perpendicular to the polarizer 2, and a quarter wavelength plate is provided on the optical path of the outgoing light flux B only when necessary. An optical anisotropy measuring device which can perform measurement by either the crystal rotation method or the Senarmont method can be provided by disposing the optical anisotropy measuring apparatus at a movable position.

【0088】次に、上述した光学的異方性測定装置10
による、クリスタルローテーション法を用いた液晶層7
の光学的異方性の測定方法(プレチルト角の算出方法)
について説明する。
Next, the optical anisotropy measuring device 10 described above is used.
Liquid crystal layer 7 using the crystal rotation method according to
Optical anisotropy measurement method (pretilt angle calculation method)
Will be described.

【0089】He−Neレーザ装置1から出射された入
射光束(レーザ光束)Aは偏光子2を通過後、直線偏光
となって球欠ガラス11aに入射する。そして、この球
欠ガラス11aに入射することによって、入射光束Aは
多少収束して液晶セル5に入射する。そして、液晶7の
液晶分子と相互作用して液晶セル5を出射する。
The incident light flux (laser light flux) A emitted from the He-Ne laser device 1 passes through the polarizer 2 and then becomes linearly polarized light and enters the spherical glass 11a. Then, the incident light flux A converges to some extent and enters the liquid crystal cell 5 by entering the spherical glass 11a. Then, it interacts with the liquid crystal molecules of the liquid crystal 7 and emits the liquid crystal cell 5.

【0090】尚、上述したように、球欠ガラス11a,
11bと液晶セル5とは屈折率マッチング液を介して密
着しており、且つ球欠ガラス11a,11b、ガラス基
板6a,6b、屈折率マッチング液のそれぞれの屈折率
がほぼ等しいことから、入射光束Aはガラス基板6aの
表面で屈折することなく液晶セル5に入射する。また、
球欠ガラス11a,11bの曲率中心は回転軸8の軸上
にあるため、液晶セル5を回転させても測定領域は変化
しない(但し、液晶セル5の回転に伴って測定領域は若
干大きくなる)。
As mentioned above, the deflated glass 11a,
Since 11b and the liquid crystal cell 5 are in close contact with each other via a refractive index matching liquid, and the refractive indexes of the spherical glasses 11a and 11b, the glass substrates 6a and 6b, and the refractive index matching liquid are substantially the same, the incident light flux A enters the liquid crystal cell 5 without being refracted on the surface of the glass substrate 6a. Also,
Since the centers of curvature of the spherical glasses 11a and 11b are on the axis of the rotation axis 8, the measurement area does not change even when the liquid crystal cell 5 is rotated (however, the measurement area slightly increases as the liquid crystal cell 5 rotates). ).

【0091】そして、球欠ガラス11bを出射した出射
光束Bは、偏光子2と平行あるいは垂直方向の偏光方向
を有するように配置された検光子3を通過して、光検出
器に到達する。この際、回転軸8によって支持されてい
る液晶セル5は、回転駆動装置(図示省略)によって矢
印方法あるいは矢印と反対方向に回転され、液晶セル5
の回転角に応じて液晶セル5から出射する出射光束Bの
偏光状態が変化する。出射光束Bの偏光状態によって検
光子3を通過する光量が変化するので、液晶セル5の回
転角に対して光検出器4の出力をプロットすることによ
り、例えば図12に示したような特性曲線が得られ、こ
の特性曲線から液晶7のプレチルト角を求めることがで
きる。
The emitted light beam B emitted from the spherical glass 11b passes through the analyzer 3 arranged so as to have a polarization direction parallel or perpendicular to the polarizer 2 and reaches the photodetector. At this time, the liquid crystal cell 5 supported by the rotary shaft 8 is rotated by a rotation driving device (not shown) in the arrow method or in the direction opposite to the arrow, and the liquid crystal cell 5 is rotated.
The polarization state of the emitted light beam B emitted from the liquid crystal cell 5 changes in accordance with the rotation angle of. The amount of light passing through the analyzer 3 changes depending on the polarization state of the emitted light beam B. Therefore, by plotting the output of the photodetector 4 against the rotation angle of the liquid crystal cell 5, for example, the characteristic curve as shown in FIG. Then, the pretilt angle of the liquid crystal 7 can be obtained from this characteristic curve.

【0092】このように、本実施の形態によれば、液晶
セル5を回転させても同一領域での測定がおこなわれ、
測定領域がずれることがないため、この測定領域のプレ
チルト角を正確に算出することができる。
As described above, according to the present embodiment, even if the liquid crystal cell 5 is rotated, the measurement is performed in the same region,
Since the measurement area does not shift, the pretilt angle of this measurement area can be accurately calculated.

【0093】次に、本発明に係る第2の実施の形態を図
2に基づいて説明する。尚、図1に示すものと同一の部
分は同一の符号を付してその説明を省略する。
Next, a second embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG. The same parts as those shown in FIG. 1 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

【0094】本実施の形態に係る光学的異方性測定装置
20においては、偏光子2と球欠ガラス11aとの間
に、凸レンズ(正のパワーを有する入射光学系)21が
配置されており、He−Neレーザ装置1から出射され
た入射光束Aを収束光束(収束球面波)に変換するよう
に構成されている。尚、本実施の形態においては、この
収束光束の焦点位置と球欠ガラス11aの曲率中心とが
一致するように構成されている。そのため、前記凸レン
ズ21によって収束された入射光束Aは、球欠ガラス1
1aの球面部で屈折することなく、測定領域にフォーカ
スされる。
In the optical anisotropy measuring apparatus 20 according to this embodiment, a convex lens (incident optical system having positive power) 21 is arranged between the polarizer 2 and the spherical glass 11a. , He-Ne laser device 1 is configured to convert an incident light flux A into a convergent light flux (convergent spherical wave). In the present embodiment, the focal position of this convergent light beam and the center of curvature of the spherical glass 11a are configured to coincide with each other. Therefore, the incident light flux A converged by the convex lens 21 is the spherical glass 1
The measurement area is focused without refracting at the spherical surface of 1a.

【0095】このように、本実施の形態によれば、液晶
セル5を回転させても同一領域(但し、若干大きさが変
化する)での測定がおこなわれ、測定領域がずれること
がないため、この測定領域のプレチルト角を正確に算出
することができる。更に、本実施の形態によれば、凸レ
ンズ21によって入射光束Aが収束され、液晶セル5の
回転中心にフォーカスされるため、微小領域での測定が
可能となる。また、球欠ガラス11aが存在することに
より、従来問題であった微小領域測定時の球面収差、非
点収差の問題が解消される。
As described above, according to the present embodiment, even if the liquid crystal cell 5 is rotated, the measurement is performed in the same region (however, the size slightly changes), and the measurement region does not shift. The pretilt angle of this measurement area can be calculated accurately. Further, according to the present embodiment, the incident light flux A is converged by the convex lens 21 and focused on the center of rotation of the liquid crystal cell 5, so that measurement in a minute area becomes possible. Further, the presence of the spherical glass 11a solves the conventional problems of spherical aberration and astigmatism when measuring a minute area.

【0096】従って、格段に優れた分解能で、例えば1
つの画素内のおけるプレチルト角のムラも検知でき、液
晶デバイスの製造工程の改善や液晶デバイスそのものの
特性の改善に有効な情報を得ることができる。
Therefore, with a remarkably excellent resolution, for example, 1
The unevenness of the pretilt angle in one pixel can also be detected, and information effective for improving the manufacturing process of the liquid crystal device and the characteristics of the liquid crystal device itself can be obtained.

【0097】ところで、収束点でのビーム径、即ち測定
面でのビーム径は、主として凸レンズ21のN.A.
(Numerical Aperture:開口数)に
よって決定され、前記凸レンズ21のN.A.を大きく
することにより、測定領域を微小化することができる。
本実施の形態においては、He−Neレーザ装置1から
出射される入射光束(平行光束)Aのビーム径が約1m
mφであるのに対し、収束ビーム径は約30μmφにし
ている。
By the way, the beam diameter at the converging point, that is, the beam diameter on the measurement surface is mainly N.V. of the convex lens 21. A.
(Numerical Aperture: Numerical Aperture) of the convex lens 21. A. The measurement area can be miniaturized by increasing.
In the present embodiment, the beam diameter of the incident light flux (parallel light flux) A emitted from the He-Ne laser device 1 is about 1 m.
In contrast to mφ, the convergent beam diameter is about 30 μmφ.

【0098】ここで、凸レンズ21に収差が全く存在し
なければ、回折限界までビームを収束することができ
る。その反面、このような凸レンズ21を用いれば、入
射光束が収束光となって液晶界面を照射するため、液晶
界面への入射角が広がりを持ち、測定精度が若干悪化す
る恐れがある。この測定精度の悪化はN.A.が大きい
ほど顕著である。
Here, if there is no aberration in the convex lens 21, the beam can be converged to the diffraction limit. On the other hand, when such a convex lens 21 is used, the incident light flux becomes convergent light and irradiates the liquid crystal interface, so that the incident angle to the liquid crystal interface becomes wide and the measurement accuracy may be slightly deteriorated. This deterioration of measurement accuracy is caused by N.M. A. The larger is the more remarkable.

【0099】しかしながら、収束光束の収束点近傍で
は、収束光束は平行光束に近くなるため、測定領域への
入射角の広がりは、測定精度を悪化させるほどには大き
くならない。
However, in the vicinity of the convergence point of the convergent light flux, the convergent light flux is close to a parallel light flux, so that the spread of the incident angle on the measurement area does not become so large as to deteriorate the measurement accuracy.

【0100】次に、本発明に係る第3の実施の形態を図
3に基づいて説明する。尚、図1に示すものと同一の部
分は同一の符号を付してその説明を省略する。
Next, a third embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG. The same parts as those shown in FIG. 1 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

【0101】本実施の形態に係る光学的異方性測定装置
30においては、偏光子2と球欠ガラス11aとの間
に、2つの凸レンズ31,32が配置されて、正のパワ
ーを有する入射光学系を形成している。このうち、偏光
子2の近傍に配置された凸レンズ31は、入射光束A
(平行光束)を収束光束(収束球面波)に変換するよう
に構成されている。凸レンズ31で一旦収束された入射
光束Aは、ビーム径が拡大して(発散光束となって)、
もう一方の凸レンズ32に入射する。この凸レンズ32
は、入射される発散光束を再び収束光束(収束球面波)
に変換するように構成されている。
In the optical anisotropy measuring apparatus 30 according to this embodiment, two convex lenses 31 and 32 are arranged between the polarizer 2 and the spherical glass 11a to make the incident light having a positive power. It forms an optical system. Among these, the convex lens 31 arranged in the vicinity of the polarizer 2 receives the incident light flux A
It is configured to convert the (parallel light flux) into a convergent light flux (convergent spherical wave). The incident light flux A once converged by the convex lens 31 has an expanded beam diameter (becomes a divergent light flux),
It is incident on the other convex lens 32. This convex lens 32
Is the convergent beam (convergent spherical wave) of the incident divergent beam.
Is configured to convert to.

【0102】即ち、本実施の形態においては、2つの凸
レンズ31,32によって大きなN.A.を得て、液晶
界面に入射する収束光束の焦点位置と球欠ガラス11a
の曲率中心とが一致するように構成されている。
In other words, in the present embodiment, the large N.V. A. To obtain the focal position of the convergent light beam entering the liquid crystal interface and the aspherical glass 11a.
It is configured so that the center of curvature of is coincident with.

【0103】このように、本実施の形態によれば、より
大きなN.A.を得ることができ、液晶界面に入射する
収束光束のビーム径を数μmφに小さくすることが可能
となる、従って、上述した第2の実施の形態よりも更に
小さい領域で液晶の光学的異方性を測定することができ
る。また、上述した各実施の形態同様、液晶セル5を回
転させても同一測定領域で測定が可能であるため、この
測定領域でのプレチルト角を正確に測定することができ
る。
As described above, according to the present embodiment, a larger N. A. Can be obtained, and the beam diameter of the convergent light beam incident on the liquid crystal interface can be reduced to several μmφ. Therefore, the optical anisotropy of the liquid crystal in a region smaller than that in the second embodiment described above can be obtained. Sex can be measured. Further, as in each of the above-described embodiments, even if the liquid crystal cell 5 is rotated, the measurement can be performed in the same measurement region, so that the pretilt angle in this measurement region can be accurately measured.

【0104】ところで、上述した第2,3の各実施の形
態においては、入射光束Aが液晶セル5の回転中心上で
収束するように凸レンズ21、31,32(正のパワー
を有する入射光学系)を配置したが、これに限る必要は
ない。
By the way, in each of the above-mentioned second and third embodiments, the convex lenses 21, 31, 32 (incident optical system having positive power are arranged so that the incident light flux A converges on the rotation center of the liquid crystal cell 5. ) Has been placed, but it need not be limited to this.

【0105】即ち、入射光学系をその光軸方向に移動さ
せるなどして、収束位置を移動させるようにしてもよ
い。また、入射光学系と球欠ガラス11aとの間の入射
光束Aの中心軸上に、1つまたは複数の円形開口(絞り
手段)を設置し、これらの円形開口を用いて、実効的な
N,A.を変化させるようにしてもよい。これにより、
液晶界面における測定領域の面積を変化させることがで
き、プレチルト角のムラがどの大きさの領域から顕著に
なるかを調べることができる。この際、円形開口の大き
さを可変にしてもよい。
That is, the converging position may be moved by moving the incident optical system in the optical axis direction. In addition, one or a plurality of circular apertures (diaphragm means) are installed on the central axis of the incident light flux A between the incident optical system and the spheroidal glass 11a, and an effective N is obtained by using these circular apertures. , A. May be changed. This allows
The area of the measurement region at the liquid crystal interface can be changed, and it is possible to investigate from which size region the unevenness of the pretilt angle becomes remarkable. At this time, the size of the circular opening may be variable.

【0106】次に、本発明に係る第4の実施の形態を図
4に基づいて説明する。尚、図1に示すものと同一の部
分は同一の符号を付してその説明を省略する。
Next, a fourth embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG. The same parts as those shown in FIG. 1 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

【0107】本実施の形態に係る光学的異方性測定装置
40は、上述した第3の実施の形態に係る光学的異方性
測定装置30と同様の入射光学系(凸レンズ31,3
2)を有し、加えて球欠ガラス11bと検光子3との間
に、凸レンズ(第1の出射光学系)41が配置されてい
ると共に、検光子3と光検出器4との間に凸レンズ(第
2の出射光学系)42が配置されている。
The optical anisotropy measuring apparatus 40 according to the present embodiment has the same incident optical system (convex lenses 31, 3) as the optical anisotropy measuring apparatus 30 according to the above-mentioned third embodiment.
2), and in addition, a convex lens (first emission optical system) 41 is arranged between the spherical glass 11b and the analyzer 3, and between the analyzer 3 and the photodetector 4. A convex lens (second emission optical system) 42 is arranged.

【0108】そして、これらの凸レンズ(第2の出射光
学系)41,42によって、発散光束となって球欠ガラ
ス11bを出射する出射光束Bを平行光束に変換して、
光検出器4に入射させる。尚、本実施の形態では、第
1,2の出射光学系としてそれぞれ単独の凸レンズ4
1,42を用いているが、第1,2の出射光学系は複数
のレンズで構成されていてもよい。
Then, these convex lenses (second emission optical systems) 41 and 42 convert the emitted light beam B, which becomes a divergent light beam and is emitted from the spherical glass 11b, into a parallel light beam,
It is incident on the photodetector 4. In the present embodiment, each of the first and second exit optical systems has a single convex lens 4
1, 42 are used, the first and second emission optical systems may be composed of a plurality of lenses.

【0109】また、一般にグラントムソンプリズム等の
ような偏光素子を検光子3として用いた場合、検光子3
は入射角依存性を有する。即ち、検光子3に入射する光
束がそれぞれな角度成分を有する場合、検光子3への入
射角が許容範囲(グラントムソンプリズムの場合、±7
度程度)を越えた成分が存在すると、検光子3の性能が
悪化する(例えば、検光子3の偏光方向と垂直方向の偏
光成分が透過してしまう)ため、測定精度が悪化する。
In general, when a polarizing element such as a Glan-Thompson prism is used as the analyzer 3, the analyzer 3
Has an incident angle dependency. That is, when the light fluxes incident on the analyzer 3 have respective angle components, the incident angle on the analyzer 3 is within an allowable range (± 7 for the Glan-Thompson prism).
If there is a component exceeding the degree (about a degree), the performance of the analyzer 3 deteriorates (for example, the polarization component in the direction perpendicular to the polarization direction of the analyzer 3 is transmitted), and the measurement accuracy deteriorates.

【0110】しかしながら、本実施の形態によれば、検
光子3に入射する光束は凸レンズ(第2の出射光学系)
41によって平行光束になるため、測定精度の悪化を防
止することができる。また、検光子3を通過した平行光
束は凸レンズ(第2の出射光学系)42によって収束さ
れるため、光検出器4に入射する光量が増加し、検出効
率が向上する。
However, according to the present embodiment, the light flux incident on the analyzer 3 is a convex lens (second emission optical system).
Since the parallel light flux is formed by 41, deterioration of measurement accuracy can be prevented. Further, since the parallel light flux that has passed through the analyzer 3 is converged by the convex lens (second emission optical system) 42, the amount of light incident on the photodetector 4 increases and the detection efficiency improves.

【0111】更に、本実施の形態においても、上述した
各実施の形態と同様の効果を得ることができる。即ち、
液晶セル5の回転に関わらず、同一領域でのプレチルト
角を正確に算出することができ、測定精度が向上する。
また、微小領域でのプレチルト角の算出が可能となり、
液晶デバイスの製造工程等の改善に有効な情報を得るこ
とができる。
Further, also in this embodiment, the same effect as that of each of the above-described embodiments can be obtained. That is,
Regardless of the rotation of the liquid crystal cell 5, the pretilt angle in the same region can be accurately calculated, and the measurement accuracy is improved.
Also, it becomes possible to calculate the pretilt angle in a minute area,
It is possible to obtain information effective for improving the manufacturing process of liquid crystal devices.

【0112】次に、本発明に係る第5の実施の形態を図
5に基づいて説明する。図5は、本実施の形態に係る光
学的異方性測定装置50における液晶セル5近傍の拡大
概略図である。
Next, a fifth embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 5 is an enlarged schematic view of the vicinity of the liquid crystal cell 5 in the optical anisotropy measuring device 50 according to the present embodiment.

【0113】本実施の形態に係る光学的異方性測定装置
50においては、球欠ガラス11a,11bは、それぞ
れ球欠部51a,51bと、該球欠部51a,51bに
連続して形成された平板部52a,52bとで構成され
ており、平板部52a,52bには、屈折率マッチング
液54が塗布されている。
In the optical anisotropy measuring apparatus 50 according to the present embodiment, the spherical glass 11a, 11b is formed continuously with the spherical cutout 51a, 51b and the spherical cutout 51a, 51b, respectively. Flat plate portions 52a and 52b, and the refractive index matching liquid 54 is applied to the flat plate portions 52a and 52b.

【0114】液晶セル5の紙面に対して上下両端は、断
面がほぼ「コ」字状の液晶セルホルダー53,55によ
って把持されて位置決めされている。また、液晶セルホ
ルダー53,55の周囲には、同じく断面がほぼ「コ」
字状の球欠ガラスホルダー56,57が配置されてお
り、球欠ガラス11a,11bを把持するように構成さ
れている。これらの液晶セルホルダー53,55と球欠
ガラスホルダー56,57によって、液晶セル5は2つ
の球欠ガラス11a,11bによって狭持された状態と
なる。
The upper and lower ends of the liquid crystal cell 5 with respect to the plane of the drawing are grasped and positioned by liquid crystal cell holders 53 and 55 having a substantially U-shaped cross section. In addition, around the liquid crystal cell holders 53 and 55, the cross section is almost "U".
The letter-shaped bulbous glass holders 56 and 57 are arranged, and are configured to hold the bulbous glasses 11a and 11b. The liquid crystal cell 5 is held between the two spherical glass pieces 11a and 11b by the liquid crystal cell holders 53 and 55 and the spherical glass holders 56 and 57.

【0115】液晶セルホルダー53,55と球欠ガラス
ホルダー56,57は送り機構(図示省略)により、2
次元的(紙面の上下方向及び紙面に垂直な方向)に移動
自在に支持されており、球欠ガラス11a,11bに対
して液晶セル5の位置を数μmのピッチで移動できるよ
うに構成されている。
The liquid crystal cell holders 53 and 55 and the deflated glass holders 56 and 57 are moved by a feeding mechanism (not shown) to
The liquid crystal cell 5 is supported so as to be movable in a dimension (vertical direction of the paper surface and a direction perpendicular to the paper surface), and is configured to be able to move the position of the liquid crystal cell 5 with respect to the spherical glass 11a, 11b at a pitch of several μm. There is.

【0116】尚、本実施の形態では、図5に示した部分
以外の説明は省略したが、上述した各実施の形態に係る
光学的異方性測定装置中のそれぞれの光学系を、本実施
の形態に係る光学的異方性測定装置50にも用いること
ができる。
In the present embodiment, explanations other than those shown in FIG. 5 are omitted, but the respective optical systems in the optical anisotropy measuring apparatus according to each of the above-mentioned embodiments are implemented in the present embodiment. It can also be used in the optical anisotropy measuring apparatus 50 according to the above embodiment.

【0117】このように、本実施の形態によれば、液晶
セル5の所望の領域でのプレチルト角を算出することが
でき、製造工程の改善等にとって有効な情報をえること
ができる。
As described above, according to the present embodiment, the pretilt angle in the desired region of the liquid crystal cell 5 can be calculated, and the information effective for improving the manufacturing process can be obtained.

【0118】次に、本発明に係る第6の実施の形態を図
6に基づいて説明する。尚、図1に示すものと同一の部
分は同一の符号を付してその説明を省略する。
Next, a sixth embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG. The same parts as those shown in FIG. 1 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

【0119】本実施の形態に係る光学的異方性測定装置
60は、セナルモン法による光学的異方性測定を行うた
めの装置であり、検光子3の被検体である液晶セル5側
に1/4波長板9を有し、偏光子2と入射側の球欠ガラ
ス11aとの間に、入射光束Aを収束させるための入射
光学系61を有している。尚、この光学的異方性測定装
置60において、1/4波長板9を出射光束Bの光路上
から取り除き、検光子3を固定することによってクリス
タルローテーション法による光学的異方性測定に適用で
きることはいうまでもない。
The optical anisotropy measuring apparatus 60 according to the present embodiment is an apparatus for measuring the optical anisotropy by the Senarmont method, and is provided on the side of the liquid crystal cell 5 which is the subject of the analyzer 3. The / 4 wavelength plate 9 is provided, and the incident optical system 61 for converging the incident light flux A is provided between the polarizer 2 and the incident side spherical glass 11a. In this optical anisotropy measuring device 60, the quarter wave plate 9 can be removed from the optical path of the emitted light beam B and the analyzer 3 can be fixed to apply the optical anisotropy measurement by the crystal rotation method. Needless to say.

【0120】入射光学系61は、He−Neレーザ装置
1から出射される入射光束Aを、1〜20μmφのビー
ム径に収束させることが好ましい。本実施の形態では、
入射光学系61のうち、球欠ガラス11aに最も近いレ
ンズに入射する入射光束Aのビーム径をd、球欠ガラス
11aに最も近いレンズの焦点距離をfとすると、入射
光学系61による収束光束のFナンバーは、f/dで表
される。また、一般的には、光束を収束させる役割を担
うレンズあるいはレンズ群において、レンズ瞳面を通過
する光束の径をφ、焦点距離をf0 とすると、Fナンバ
ーは、f0 /φで表される。
The incident optical system 61 preferably converges the incident light flux A emitted from the He-Ne laser device 1 into a beam diameter of 1 to 20 μmφ. In this embodiment,
In the incident optical system 61, if the beam diameter of the incident light beam A that is incident on the lens closest to the spherical glass 11a is d and the focal length of the lens closest to the spherical glass 11a is f, then the convergent light beam by the incident optical system 61 is The F number of is represented by f / d. Further, generally, in a lens or a lens group that plays a role of converging a light flux, when the diameter of the light flux passing through the lens pupil plane is φ and the focal length is f 0 , the F number is represented by f 0 / φ. To be done.

【0121】本実施の形態に用いられる入射光学系61
としては、入射光束Aの収束光束のFナンバーが小さい
方がより入射光束Aを収束させることができるが、収束
の角度が大きくなると液晶セル5を回転させる範囲が狭
くなるので、好ましくは収束光束のFナンバーが、π/
5λ以上で3π/2λ以下となるような入射光学系61
が好適に用いられる(但し、入射光束Aの波長(μm)
である)。
Incident optical system 61 used in the present embodiment
The smaller the F number of the convergent light flux of the incident light flux A, the more the incident light flux A can be converged. However, since the range in which the liquid crystal cell 5 is rotated becomes narrower as the convergence angle increases, it is preferable that the convergent light flux A be converged. F number is π /
Incident optical system 61 such that it becomes 5π or more and 3π / 2λ or less
Is preferably used (however, the wavelength (μm) of the incident light flux A)
Is).

【0122】尚、本実施の形態において、収束光束のF
ナンバーを7.44、液晶層7の厚さを1μm、入射光
束Aの波長を0.6328μmとした時、入射光束Aは
約6μmφのビーム径に収束し、測定領域の大きさは回
転軸8と平行な方向に6.0μm程度、回転軸8と垂直
な方向に9.6μm程度となる。
In the present embodiment, F of the convergent light flux is
When the number is 7.44, the thickness of the liquid crystal layer 7 is 1 μm, and the wavelength of the incident light flux A is 0.6328 μm, the incident light flux A converges to a beam diameter of about 6 μmφ, and the size of the measurement area is the rotation axis 8 It is about 6.0 μm in the direction parallel to, and about 9.6 μm in the direction perpendicular to the rotation axis 8.

【0123】同様の条件でFナンバーを1.24とする
と、入射光束Aは約1μmφのビーム径に収束し、回転
軸8と垂直な方向に2.7μm程度となる。また、He
−Neレーザ装置1の代わりに光源としてArレーザ装
置を用いることにより、測定領域をさらに小さくするこ
とができる。
If the F number is set to 1.24 under the same conditions, the incident light beam A converges to a beam diameter of about 1 μmφ, and becomes about 2.7 μm in the direction perpendicular to the rotation axis 8. Also, He
By using an Ar laser device as a light source instead of the —Ne laser device 1, the measurement area can be further reduced.

【0124】また、出射側の球欠ガラス11bと1/4
波長板9との間に、検光子3に入射する出射光束Bを平
行光束とするための出射光学系62を有している。尚、
本実施の形態では、入射光学系61を3枚の凸レンズ、
出射光学系62を1枚の凸レンズで構成しているが、こ
れに限定されることはない。
[0124] Further, the bulging glass 11b on the exit side and 1/4
Between the wave plate 9 and the wave plate 9, an emitting optical system 62 for making the emitted light beam B incident on the analyzer 3 into a parallel light beam is provided. still,
In this embodiment, the incident optical system 61 includes three convex lenses,
Although the exit optical system 62 is composed of one convex lens, it is not limited to this.

【0125】また、球欠ガラス11a,11bは、上述
した第1の実施の形態と同様、屈折率マッチング液を介
して液晶セル5のガラス基板6a,6bに密着してい
る。
Further, the spherical glass 11a, 11b is in close contact with the glass substrate 6a, 6b of the liquid crystal cell 5 via the refractive index matching liquid, as in the first embodiment described above.

【0126】次に、上述した光学的異方性測定装置60
によるセナルモン法を用いた液晶層7の光学的異方性測
定方法(プレチルト角の算出方法)について説明する。
Next, the above-mentioned optical anisotropy measuring apparatus 60.
A method for measuring the optical anisotropy of the liquid crystal layer 7 (method for calculating the pretilt angle) using the Senarmont method according to the above will be described.

【0127】He−Neレーザ装置1から出射された入
射光束Aは偏光子2を通過後、入射光学系61で収束さ
れ、球欠ガラス11aを通過して液晶セル5に入射す
る。液晶セル5に入射した入射光束Aは、液晶層7の液
晶分子と相互作用して偏光状態が変化し、通常楕円偏光
となって液晶セル5を出射する。
The incident light beam A emitted from the He-Ne laser device 1 passes through the polarizer 2, is converged by the incident optical system 61, passes through the spherical glass 11a, and enters the liquid crystal cell 5. The incident light flux A that has entered the liquid crystal cell 5 interacts with the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer 7 to change the polarization state, and is normally elliptically polarized light and exits the liquid crystal cell 5.

【0128】尚、上述したように、球欠ガラス11a,
11b、ガラス基板6a,6b、屈折率マッチング液
(図示省略)のそれぞれの屈折率がほぼ等しいことか
ら、入射光束Aはガラス基板6aの表面で屈折すること
なく液晶セル5に入射する。また、球欠ガラス11a,
11bの曲率中心は回転軸8の軸上にあるため、液晶セ
ル5を回転させても測定領域は変化しない(但し、測定
領域の大きさは若干変化する)。
As described above, the deflated glass 11a,
Since 11b, the glass substrates 6a and 6b, and the refractive index matching liquid (not shown) have almost the same refractive index, the incident light flux A enters the liquid crystal cell 5 without being refracted on the surface of the glass substrate 6a. Also, the absent glass 11a,
Since the center of curvature of 11b lies on the axis of rotation 8, the measurement area does not change even if the liquid crystal cell 5 is rotated (however, the size of the measurement area slightly changes).

【0129】そして、液晶セル5から出射した出射光束
Bは、球欠ガラス11bを通過した後、出射光学系62
により平行光束となって、1/4波長板9、検光子3を
通過して光検出器4に到達する。
Then, the outgoing light beam B emitted from the liquid crystal cell 5 passes through the spherical glass 11b and then exits the optical system 62.
Becomes a parallel light flux, passes through the quarter-wave plate 9 and the analyzer 3, and reaches the photodetector 4.

【0130】この際、入射光束Aの中心軸と直交し紙面
に垂直な回転軸8で、回転自在に支持されている液晶セ
ル5を、例えば右回転(矢印C方向)させた場合、液晶
層7に入射する入射光束Aの電場ベクトルの向きが相対
的に変化する。このため、液晶セル5の回転角に応じて
液晶セル5から出射する出射光束Bの偏光状態が変化す
る。
At this time, when the liquid crystal cell 5 rotatably supported by the rotation axis 8 which is orthogonal to the central axis of the incident light beam A and perpendicular to the paper surface is rotated rightward (direction of arrow C), for example, the liquid crystal layer The direction of the electric field vector of the incident light flux A that is incident on 7 is relatively changed. Therefore, the polarization state of the outgoing light flux B emitted from the liquid crystal cell 5 changes according to the rotation angle of the liquid crystal cell 5.

【0131】そして、液晶セル5の回転角に応じて検光
子3を回転させ、消光の方位を求めることにより、液晶
層7を通過した常光線と異常光線の位相差を測定し、そ
れを液晶セル5の回転角に対してプロットした曲線か
ら、液晶層7の液晶分子のプレチルト角を算出すること
ができる。
Then, the analyzer 3 is rotated in accordance with the rotation angle of the liquid crystal cell 5 to obtain the azimuth of the extinction, thereby measuring the phase difference between the ordinary ray and the extraordinary ray passing through the liquid crystal layer 7 and measuring it. From the curve plotted against the rotation angle of the cell 5, the pretilt angle of the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer 7 can be calculated.

【0132】このように、本実施の形態によれば、図1
4に示した従来例の光学的異方性測定装置210と異な
り、球欠ガラス11a,11bを有しているため、測定
時に液晶セル5を回転させても同一領域で測定を行うこ
とができる。また、球面収差、非点収差の問題が解消さ
れるため、微小領域での測定を行うことが可能である。
As described above, according to this embodiment, as shown in FIG.
Unlike the optical anisotropy measuring apparatus 210 of the conventional example shown in FIG. 4, since it has the spherical glass 11a, 11b, the measurement can be performed in the same region even if the liquid crystal cell 5 is rotated at the time of measurement. . Further, since the problems of spherical aberration and astigmatism are solved, it is possible to perform measurement in a minute area.

【0133】更に、従来例のセナルモン法による光学的
異方性測定装置では、例えば液晶セル5の回転角が0〜
60度の場合に、プレチルト角の大きさを0〜13度の
範囲でしか算出できなかったが、本実施の形態に係る光
学的異方性測定装置60を用いることによって、同様の
回転角でプレチルト角の大きさを0〜18度の範囲で算
出できる。
Further, in the conventional optical anisotropy measuring apparatus by the Senarmont method, for example, the rotation angle of the liquid crystal cell 5 is 0 to 0.
In the case of 60 degrees, the magnitude of the pretilt angle could be calculated only in the range of 0 to 13 degrees, but by using the optical anisotropy measuring device 60 according to the present embodiment, the pretilt angle can be calculated with the same rotation angle. The magnitude of the pretilt angle can be calculated within the range of 0 to 18 degrees.

【0134】次に、本発明に係る第7の実施の形態を図
7に基づいて説明する。尚、図1に示すものと同一の部
分は同一の符号を付してその説明を省略する。
Next, a seventh embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG. The same parts as those shown in FIG. 1 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

【0135】本実施の形態に係る光学的異方性測定装置
70は、図6に示した光学的異方性測定装置60に、図
5に示した光学的異方性測定装置50と同様の球欠ガラ
スホルダー71と液晶セルホルダー73a,73bを設
けた構成である。
The optical anisotropy measuring apparatus 70 according to this embodiment is similar to the optical anisotropy measuring apparatus 60 shown in FIG. 5 in the optical anisotropy measuring apparatus 60 shown in FIG. This is a configuration in which a ball-deficient glass holder 71 and liquid crystal cell holders 73a and 73b are provided.

【0136】球欠ガラスホルダー71と液晶セルホルダ
ー73a,73bは、上述した光学的異方性測定装置5
0と同様の機能を有するが、球欠ガラスホルダー71
は、球欠ガラス11a,11bの球面部を把持するよう
に設けられており、そのため、球欠ガラス11a,11
bに平面部を設ける必要がない。尚、この光学的異方性
測定装置70は、セナルモン法による光学的異方性測定
に用いられるように構成されている。
The spherical glass holder 71 and the liquid crystal cell holders 73a and 73b are the optical anisotropy measuring device 5 described above.
It has the same function as 0, but has an absent glass holder 71.
Is provided so as to grip the spherical surface portions of the deflated glass 11a, 11b, and therefore the deflated glass 11a, 11b
It is not necessary to provide a flat portion on b. The optical anisotropy measuring device 70 is configured to be used for optical anisotropy measurement by the Senarmont method.

【0137】本実施の形態においても、第6の実施の形
態と同様に球欠ガラス11a,11bを有しているた
め、測定時に液晶セル5を回転させても同一領域で測定
を行うことができる。また、球面収差、非点収差の問題
が解消されるため、微小領域での測定を行うことが可能
である。
Also in this embodiment, since the spherical glass 11a, 11b is provided as in the sixth embodiment, the measurement can be performed in the same region even if the liquid crystal cell 5 is rotated during the measurement. it can. Further, since the problems of spherical aberration and astigmatism are solved, it is possible to perform measurement in a minute area.

【0138】更に、従来例のセナルモン法による光学的
異方性測定装置では、例えば液晶セル5の回転角が0〜
60度の場合に、プレチルト角の大きさを0〜13度の
範囲でしか算出できなかったが、本実施の形態に係る光
学的異方性測定装置70を用いることによって、同様の
回転角でプレチルト角の大きさを0〜18度の範囲で算
出できる。
Further, in the conventional optical anisotropy measuring apparatus by the Senarmont method, for example, the rotation angle of the liquid crystal cell 5 is 0 to 0.
In the case of 60 degrees, the magnitude of the pretilt angle could be calculated only in the range of 0 to 13 degrees, but by using the optical anisotropy measuring device 70 according to the present embodiment, the same rotation angle can be obtained. The magnitude of the pretilt angle can be calculated within the range of 0 to 18 degrees.

【0139】次に、本発明に係る第8の実施の形態を図
8に基づいて説明する。尚、図1に示すものと同一の部
分は同一の符号を付してその説明を省略する。
Next, an eighth embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG. The same parts as those shown in FIG. 1 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

【0140】本実施の形態に係る光学的異方性測定装置
80は、検光子3と被検体である液晶セル5との間に平
板ガラス81が設けられている。
In the optical anisotropy measuring apparatus 80 according to this embodiment, a flat glass plate 81 is provided between the analyzer 3 and the liquid crystal cell 5 which is the subject.

【0141】平板ガラス81は、液晶セル5の入射側の
ガラス基板6aと屈折率及び厚さがほぼ等しいガラス材
で形成されている。また、平板ガラス81は、入射光束
Aの中心軸に対して垂直方向に設けられた回転軸82に
よって支持されており、回転軸82に接続された回転駆
動装置83によって回転される。
The flat glass 81 is made of a glass material having a refractive index and a thickness that are substantially the same as those of the glass substrate 6a on the incident side of the liquid crystal cell 5. The flat glass 81 is supported by a rotary shaft 82 provided in a direction perpendicular to the central axis of the incident light flux A, and is rotated by a rotary drive device 83 connected to the rotary shaft 82.

【0142】液晶セル5は、入射光束Aの中心軸に対し
て垂直方向に設けられた回転軸8によって支持されてお
り、回転駆動装置84によって回転される。
The liquid crystal cell 5 is supported by the rotary shaft 8 provided in the direction perpendicular to the central axis of the incident light beam A, and is rotated by the rotary drive device 84.

【0143】回転駆動装置83は、回転駆動装置84に
よって回転される液晶セル5の回転(例えば、矢印C1
方向)と等しい角速度で逆回り(例えば、矢印C2
向)に、平板ガラス81を回転させるように駆動制御さ
れる。
The rotation driving device 83 rotates the liquid crystal cell 5 rotated by the rotation driving device 84 (eg, arrow C 1
The flat glass 81 is driven and controlled to rotate in the reverse direction (for example, the arrow C 2 direction) at an angular velocity equal to the (direction).

【0144】このように、平板ガラス81の回転が制御
されているため、液晶セル5を回転させても、常に同一
領域で液晶層7の光学的異方性を測定し、プレチルト角
を算出することができる。
In this way, since the rotation of the flat glass 81 is controlled, even if the liquid crystal cell 5 is rotated, the optical anisotropy of the liquid crystal layer 7 is always measured in the same region to calculate the pretilt angle. be able to.

【0145】具体的には、入射光束Aは、一旦平板ガラ
ス81に入射時及び平板ガラス81から出射時に屈折す
ることにより、入射光束Aの元の(He−Neレーザ装
置1から出射時の中心軸)の延長線上で液晶層7に入射
する。このように、本実施の形態によれば、液晶セル5
の回転による測定領域のずれをなくして液晶層7の光学
的異方性を精度よく測定することができる。
Specifically, the incident light flux A is refracted once upon entering the flat glass 81 and upon exiting from the flat glass 81, so that the original (center of the He-Ne laser device 1 upon exiting the incident light A is emitted. It is incident on the liquid crystal layer 7 on the extension line of (axis). Thus, according to the present embodiment, the liquid crystal cell 5
It is possible to accurately measure the optical anisotropy of the liquid crystal layer 7 by eliminating the displacement of the measurement region due to the rotation of the.

【0146】次に、本発明に係る第9の実施の形態を図
9に基づいて説明する。尚、図8に示すものと同一の部
分は同一の符号を付してその説明を省略する。
Next, a ninth embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG. The same parts as those shown in FIG. 8 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

【0147】本実施の形態に係る光学的異方性測定装置
90は、偏光子2と液晶セル5との間の入射光束Aの光
軸上に、入射光束Aの光軸上に対して直交方向、且つ液
晶セル5の回転軸8に対して直交方向に設けた回転軸9
2に回転自在に支持された第2の平板ガラス91を配置
した構成である。他の構成は上述した光学的異方性測定
装置80と同様である。
The optical anisotropy measuring apparatus 90 according to this embodiment is orthogonal to the optical axis of the incident light flux A between the polarizer 2 and the liquid crystal cell 5 and orthogonal to the optical axis of the incident light flux A. Direction, and a rotation axis 9 provided in a direction orthogonal to the rotation axis 8 of the liquid crystal cell
The second flat glass plate 91 is rotatably supported by the second flat glass plate 91. Other configurations are similar to those of the optical anisotropy measuring apparatus 80 described above.

【0148】第2の平板ガラス91の回転軸92には、
回転駆動装置(図示省略)が接続されており、第2の平
板ガラス91は回転軸92を回転中心として、例えば矢
印D方向に回転される。
On the rotary shaft 92 of the second flat glass plate 91,
A rotation drive device (not shown) is connected, and the second flat glass plate 91 is rotated about the rotation shaft 92 in the direction of arrow D, for example.

【0149】そして、この第2の平板ガラス91を回転
させることにより、He−Neレーザ装置1から出射さ
れた入射光束Aは、第2の平板ガラス91内で屈折し、
光軸が平行移動する。それにより、液晶セル5に入射す
る入射光束Aの入射位置を、液晶セル5の回転軸8の軸
上の所望位置に変更することができる。
Then, by rotating the second flat glass plate 91, the incident light flux A emitted from the He-Ne laser device 1 is refracted in the second flat glass plate 91,
The optical axis moves in parallel. Thereby, the incident position of the incident light flux A that enters the liquid crystal cell 5 can be changed to a desired position on the axis of the rotation axis 8 of the liquid crystal cell 5.

【0150】例えば、第2の平板ガラス91の屈折率が
1.5、厚さが4.5mmの場合、入射光束Aが第2の
平板ガラス91に垂直に入射する時の第2の平板ガラス
91の回転角を0度とすると、第2の平板ガラス91の
回転角に対する液晶セル5での測定位置の変化量は、回
転角30度で約1mm、回転角40度で約2mm、回転
角52度で約3mmとなる。
For example, when the refractive index of the second flat glass plate 91 is 1.5 and the thickness thereof is 4.5 mm, the second flat glass plate when the incident light flux A is vertically incident on the second flat glass plate 91. When the rotation angle of 91 is 0 degree, the change amount of the measurement position in the liquid crystal cell 5 with respect to the rotation angle of the second flat glass 91 is about 1 mm at a rotation angle of 30 degrees, about 2 mm at a rotation angle of 40 degrees, and It becomes about 3 mm at 52 degrees.

【0151】尚、図9では、第2の平板ガラス91は、
偏光子2と平板ガラス81との間に設けられているが、
平板ガラス81と液晶セル5との間に設けてもよい。
Incidentally, in FIG. 9, the second flat glass plate 91 is
It is provided between the polarizer 2 and the flat glass 81,
It may be provided between the flat glass 81 and the liquid crystal cell 5.

【0152】このように、本実施の形態によれば、第2
の平板ガラス91を回転させることにより、液晶層7の
光学的異方性の測定位置を容易に変更することができ
る。
As described above, according to the present embodiment, the second
By rotating the flat glass plate 91, the measurement position of the optical anisotropy of the liquid crystal layer 7 can be easily changed.

【0153】また、第2の平板ガラス91の厚さや屈折
率を変えることにより、第2の平板ガラス91の回転角
に対する液晶層7の測定位置の変化の大きさを変えるこ
とができる。
By changing the thickness and the refractive index of the second flat glass plate 91, the magnitude of the change in the measurement position of the liquid crystal layer 7 with respect to the rotation angle of the second flat glass plate 91 can be changed.

【0154】更に、液晶層7の一軸配向処理方向は、通
常液晶セル5の回転角と垂直な方向であるため、本実施
の形態では、一軸配向処理方向と垂直な方向に測定位置
を変えることが可能となる。
Further, since the uniaxial alignment treatment direction of the liquid crystal layer 7 is usually perpendicular to the rotation angle of the liquid crystal cell 5, in the present embodiment, the measurement position is changed to the direction perpendicular to the uniaxial alignment treatment direction. Is possible.

【0155】次に、本発明に係る第10の実施の形態を
図10に基づいて説明する。尚、図9に示すものと同一
の部分は同一の符号を付してその説明を省略する。
Next, a tenth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The same parts as those shown in FIG. 9 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

【0156】本実施の形態に係る光学的異方性測定装置
100は、偏光子2と第2の平板ガラス91との間の入
射光束Aの中心軸上に、液晶セル5の回転軸8に対して
平行方向に設けた回転軸102に回転自在に支持された
第3の平板ガラス101を配置した構成である。他の構
成は上述した光学的異方性測定装置90と同様である。
この光学的異方性測定装置100を用いて液晶層7の光
学的異方性を測定しようとする場合、通常光学的異方性
の測定の準備として、液晶セル5の回転角が0度(入射
光束Aが液晶セル5の入射側のガラス基板6aに対して
垂直に入射する状態)で、入射光束Aが液晶セル5の回
転軸8を通過するように調整する必要があるが、第3の
平板ガラス101を、例えば例えば矢印E方向に回転さ
せることによって容易に液晶セル5の回転軸8の軸上に
入射光束Aを入射させるよう調整することができる。
The optical anisotropy measuring apparatus 100 according to the present embodiment is arranged on the rotation axis 8 of the liquid crystal cell 5 on the central axis of the incident light flux A between the polarizer 2 and the second flat glass plate 91. In contrast, a third flat glass 101 rotatably supported by a rotary shaft 102 provided in a parallel direction is arranged. Other configurations are similar to those of the optical anisotropy measuring apparatus 90 described above.
When measuring the optical anisotropy of the liquid crystal layer 7 using the optical anisotropy measuring apparatus 100, the rotation angle of the liquid crystal cell 5 is usually 0 degree (in preparation for the measurement of the optical anisotropy. It is necessary to adjust so that the incident light flux A passes through the rotation axis 8 of the liquid crystal cell 5 in a state in which the incident light flux A is vertically incident on the glass substrate 6a on the incident side of the liquid crystal cell 5. The flat glass 101 can be adjusted, for example, by rotating the flat glass 101 in the direction of arrow E so that the incident light flux A is easily incident on the axis of the rotation axis 8 of the liquid crystal cell 5.

【0157】尚、図10では、第3の平板ガラス101
は、偏光子2と第2の平板ガラス91との間に設けられ
ているが、第2の平板ガラス91と平板ガラス81との
間、あるいは平板ガラス81と液晶セル5との間に設け
てもよい。
In FIG. 10, the third flat plate glass 101 is used.
Is provided between the polarizer 2 and the second flat glass plate 91, but is provided between the second flat glass plate 91 and the flat glass plate 81 or between the flat glass plate 81 and the liquid crystal cell 5. Good.

【0158】また、上述した各実施の形態に係る光学的
異方性測定装置の構成は、適宣組み合わせて用いること
ができ、それにより、所望の条件で被検体の光学的異方
性を測定することができる。例えば、図4に示す光学的
異方性測定装置40の偏光子2と凸レンズ31との間
に、図10に示した平板ガラス91、101を設けても
よい。
Further, the configurations of the optical anisotropy measuring apparatus according to each of the above-mentioned embodiments can be appropriately combined and used, whereby the optical anisotropy of the object can be measured under desired conditions. can do. For example, the flat glass 91, 101 shown in FIG. 10 may be provided between the polarizer 2 and the convex lens 31 of the optical anisotropy measuring apparatus 40 shown in FIG.

【0159】更に、上述したように、各実施の形態に係
る光学的異方性測定装置の構成は、その一部を変更する
ことによって、あるいは変更可能とすることによって、
クリスタルローテーション法による光学的異方性測定及
びセナルモン法による光学的異方性測定にも用いること
ができる。
Further, as described above, the configuration of the optical anisotropy measuring apparatus according to each of the embodiments can be modified by changing a part thereof or by making it changeable.
It can also be used for optical anisotropy measurement by the crystal rotation method and optical anisotropy measurement by the Senarmont method.

【0160】尚、本発明は、上述した各実施の形態によ
って限定されるものでない。
The present invention is not limited to the above embodiments.

【0161】[0161]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
被検体の光学的異方性を被検体の回転に伴う測定位置の
ずれ等を抑制し、且つ入射光束を微小なビーム径に収束
させて測定することができるので、特に被検体として液
晶を用いた場合には、液晶のプレチルト角の微小領域で
のムラを高い分解能で測定することができる。
As described above, according to the present invention,
Since the optical anisotropy of the object can be measured by suppressing the deviation of the measurement position due to the rotation of the object and by converging the incident light beam to a minute beam diameter, a liquid crystal is particularly used as the object. In such a case, it is possible to measure the unevenness in the minute region of the pretilt angle of the liquid crystal with high resolution.

【0162】[0162]

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1の実施の形態に係る光学的異方性
測定装置の構成を示す概略図。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of an optical anisotropy measuring apparatus according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第2の実施の形態に係る光学的異方性
測定装置の構成を示す概略図。
FIG. 2 is a schematic diagram showing a configuration of an optical anisotropy measuring apparatus according to a second embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第3の実施の形態に係る光学的異方性
測定装置の構成を示す概略図。
FIG. 3 is a schematic diagram showing a configuration of an optical anisotropy measuring apparatus according to a third embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第4の実施の形態に係る光学的異方性
測定装置の構成を示す概略図。
FIG. 4 is a schematic diagram showing a configuration of an optical anisotropy measuring apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第5の実施の形態に係る光学的異方性
測定装置の要部を示す拡大概略図。
FIG. 5 is an enlarged schematic diagram showing a main part of an optical anisotropy measuring apparatus according to a fifth embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第6の実施の形態に係る光学的異方性
測定装置の構成を示す概略図。
FIG. 6 is a schematic diagram showing a configuration of an optical anisotropy measuring apparatus according to a sixth embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第7の実施の形態に係る光学的異方性
測定装置の構成を示す概略図。
FIG. 7 is a schematic diagram showing the configuration of an optical anisotropy measuring apparatus according to a seventh embodiment of the present invention.

【図8】本発明の第8の実施の形態に係る光学的異方性
測定装置の構成を示す概略図。
FIG. 8 is a schematic diagram showing a configuration of an optical anisotropy measuring apparatus according to an eighth embodiment of the present invention.

【図9】本発明の第9の実施の形態に係る光学的異方性
測定装置の構成を示す概略図。
FIG. 9 is a schematic diagram showing the configuration of an optical anisotropy measuring apparatus according to a ninth embodiment of the present invention.

【図10】本発明の第10の実施の形態に係る光学的異
方性測定装置の構成を示す概略図。
FIG. 10 is a schematic diagram showing a configuration of an optical anisotropy measuring apparatus according to a tenth embodiment of the present invention.

【図11】従来例に係るクリスタルローテーション法を
用いた光学的異方性測定装置の構成を示す概略図。
FIG. 11 is a schematic diagram showing a configuration of an optical anisotropy measuring apparatus using a crystal rotation method according to a conventional example.

【図12】クリスタルローテーション法を用いた光学的
異方性測定装置による測定結果の一例を示す図。
FIG. 12 is a diagram showing an example of a measurement result by an optical anisotropy measuring apparatus using a crystal rotation method.

【図13】従来例に係るクリスタルローテーション法を
用いた光学的異方性測定装置における問題点を説明した
図。
FIG. 13 is a diagram illustrating a problem in the optical anisotropy measuring apparatus using the crystal rotation method according to the conventional example.

【図14】従来例に係るセナルモン法を用いた光学的異
方性測定装置の構成を示す概略図。
FIG. 14 is a schematic diagram showing a configuration of an optical anisotropy measuring apparatus using the Senarmont method according to a conventional example.

【図15】従来例に係るセナルモン法を用いた光学的異
方性測定装置における問題点を説明した図。
FIG. 15 is a diagram illustrating a problem in the optical anisotropy measuring apparatus using the Senarmont method according to the conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 He−Neレーザ装置(光源) 2 偏光子 3 検光子 4 光検出器 5 液晶セル 6a,6b ガラス基板 7 液晶層(被検体) 9 1/4波長板 10、20,30,40,50,60,70,80,9
0,100光学的異方性測定装置 11a,11b 球欠ガラス(透明部材) 21,31,32 凸レンズ(入射光学系) 51a,51b 球欠部(曲面部) 52a,52b 平板部(平面部) 53,55、73a,73b 液晶セルホルダー 56,57、71 球欠ガラスホルダー 61 入射光学系 62 出射光学系 81 平板ガラス(第1の平板透明部材) 91 第2の平板ガラス(第2の平板透明部材) 101 第3の平板ガラス(第3の平板透明部材)
1 He-Ne laser device (light source) 2 Polarizer 3 Analyzer 4 Photodetector 5 Liquid crystal cell 6a, 6b Glass substrate 7 Liquid crystal layer (subject) 9 1/4 wave plate 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 9
0,100 Optical anisotropy measuring device 11a, 11b Spherical glass (transparent member) 21, 31, 32 Convex lens (incident optical system) 51a, 51b Spherical portion (curved surface) 52a, 52b Flat plate portion (flat surface portion) 53, 55, 73a, 73b Liquid crystal cell holders 56, 57, 71 Spherical glass holder 61 Incident optical system 62 Output optical system 81 Flat glass (first flat transparent member) 91 Second flat glass (second flat transparent) Member) 101 Third flat glass (third flat transparent member)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01M 11/00 - 11/08 G02F 1/13 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G01M 11/00-11/08 G02F 1/13

Claims (14)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 光束を出射する光源と、該光源と対向配
置される光検出器とを有し、前記光束の中心軸と交わる
ように前記光源と光検出器との間に配した被検体の光学
的異方性を測定する光学的異方性測定装置であって、 前記被検体を前記中心軸と直交する方向を軸として回転
自在に支持する支持部材と、 前記光源と被検体との間の前記中心軸上に配置した前記
光束を偏光させる偏光子と、 前記被検体と光検出器との間の前記中心軸上に配置した
前記光束を偏光させる検光子と、 それぞれ曲面部と平面部とを有する対向配置された一対
の透明部材であって、前記各平面部間に前記被検体を挟
持する一対の透明部材と、を少なくとも有し、 前記偏光子で偏光された前記光束を、前記透明部材を通
して前記被検体に入射させ、前記被検体から出射される
前記光束を前記検光子を通して前記光検出器に入射し
て、前記光検出器で前記光束の偏光状態の変化を検出す
ることによって前記被検体の光学的異方性を測定する、 ことを特徴とする光学的異方性測定装置。
1. An object having a light source that emits a light beam and a photodetector that is arranged so as to face the light source, and that is arranged between the light source and the photodetector so as to intersect with the central axis of the light beam. An optical anisotropy measuring apparatus for measuring the optical anisotropy of, a support member for rotatably supporting the subject around the direction orthogonal to the central axis as an axis, the light source and the subject A polarizer that polarizes the light flux that is disposed on the central axis between, an analyzer that polarizes the light flux that is disposed on the central axis between the subject and the photodetector, and a curved surface portion and a flat surface, respectively. A pair of transparent members arranged to face each other, and having at least a pair of transparent members for sandwiching the subject between the plane portions, the light flux polarized by the polarizer, It is made incident on the subject through the transparent member, and is emitted from the subject. Measuring the optical anisotropy of the subject by injecting the light flux into the photodetector through the analyzer and detecting a change in the polarization state of the light flux at the photodetector. Characteristic optical anisotropy measuring device.
【請求項2】 光束を出射する光源と、該光源と対向配
置される光検出器とを有し、前記光束の中心軸と交わる
ように、前記光源と光検出器との間に配した被検体の光
学的異方性を測定する光学的異方性測定装置であって、 前記被検体を前記中心軸と直交する方向を第1の軸とし
て回転自在に支持する支持部材と、 前記光源と被検体との間の前記中心軸上に配置した偏光
子と、 前記被検体と光検出器との間の前記中心軸上に配置した
検光子と、 前記光源と被検体との間の前記光軸上に配置され、前記
第1の軸と平行な方向を第2の軸として回転自在に支持
されている第1の平行透明部材と、を少なくとも有し、 前記偏光子で偏光された前記光束を、前記被検体と逆方
向に等しい角速度で回転させた前記第1の平行透明部材
内を通過させ、前記被検体から出射された前記光束を前
記検光子を通して前記光検出器に入射して、前記光検出
器で前記光束の偏光状態の変化を検出することによって
前記被検体の光学的異方性を測定する、 ことを特徴とする光学的異方性測定装置。
2. A light source which emits a light beam, and a photodetector which is arranged so as to face the light source, and which is arranged between the light source and the photodetector so as to intersect with the central axis of the light beam. An optical anisotropy measuring apparatus for measuring the optical anisotropy of a sample, wherein the support member rotatably supports the sample as a first axis in a direction orthogonal to the central axis, and the light source. A polarizer arranged on the central axis between the object and the analyzer, an analyzer arranged on the central axis between the object and the photodetector, and the light between the light source and the object. A first parallel transparent member that is disposed on an axis and is rotatably supported with a direction parallel to the first axis as a second axis, and the light flux polarized by the polarizer. Through the first parallel transparent member rotated at an equal angular velocity in the opposite direction to the subject, The optical anisotropy of the subject is measured by making the light flux emitted from the subject enter the photodetector through the analyzer and detecting the change in the polarization state of the light flux at the photodetector. An optical anisotropy measuring device characterized by:
【請求項3】 前記透明部材の曲面部の曲率中心と、前
記中心軸と前記支持部材との交点とが一致している、 請求項1記載の光学的異方性測定装置。
3. The optical anisotropy measuring device according to claim 1, wherein the center of curvature of the curved surface portion of the transparent member is coincident with the intersection of the central axis and the supporting member.
【請求項4】 前記被検体が前記透明部材の平面部のう
ちいずれかの平面方向に移動自在に配置されている、 請求項1記載の光学的異方性測定装置。
4. The optical anisotropy measuring apparatus according to claim 1, wherein the subject is movably arranged in any one of flat directions of the transparent member.
【請求項5】 光束を出射する光源と、該光源と対向配
置される光検出器とを有し、前記光束の中心軸と交わる
ように前記光源と光検出器との間に配した被検体の光学
的異方性を測定する光学的異方性測定装置であって、 前記被検体を前記中心軸と直交する方向を軸として回転
自在に支持する支持部材と、 前記光源と被検体との間の前記中心軸上に配置した前記
光束を偏光させる偏光子と、 前記光源と被検体との間の前記中心軸上に配置した入射
光学系と、 前記被検体と光検出器との間の前記中心軸上に配置した
前記光束を偏光させる検光子と、 それぞれ曲面部と平面部とを有する対向配置された一対
の透明部材であって、前記各平面部間に前記被検体を挟
持する一対の透明部材と、 前記被検体と光検出器との間の前記中心軸上に配置した
出射光学系と、を少なくとも有し、 前記偏光子で偏光された前記光束を、前記入射光学系と
透明部材を通して前記被検体に入射させ、前記被検体か
ら出射される前記光束を前記検光子と出射光学系を通し
て前記光検出器に入射して、前記光検出器で前記光束の
偏光状態の変化を検出することによって前記被検体の光
学的異方性を測定する、 ことを特徴とする光学的異方性測定装置。
5. A subject having a light source that emits a light beam and a photodetector that is arranged so as to face the light source, and that is arranged between the light source and the photodetector so as to intersect the central axis of the light beam. An optical anisotropy measuring apparatus for measuring the optical anisotropy of, a support member for rotatably supporting the subject around the direction orthogonal to the central axis as an axis, the light source and the subject A polarizer that polarizes the light flux disposed on the central axis between, an incident optical system disposed on the central axis between the light source and the subject, and between the subject and the photodetector An analyzer arranged on the central axis to polarize the light flux, and a pair of transparent members facing each other, each having a curved surface portion and a flat surface portion, the pair holding the subject between the respective flat surface portions. And a transparent member disposed on the central axis between the subject and the photodetector. And an emission optical system, wherein the light beam polarized by the polarizer is incident on the subject through the incident optical system and a transparent member, and the light beam emitted from the subject is the analyzer. The optical anisotropy of the subject is measured by being incident on the photodetector through an emission optical system and detecting a change in the polarization state of the light flux at the photodetector. Anisotropy measuring device.
【請求項6】 前記入射光学系により収束された光束の
焦点位置と、前記透明部材の曲率部の曲率中心とが一致
している、 請求項5記載の光学的異方性測定装置。
6. The optical anisotropy measuring device according to claim 5, wherein the focal position of the light flux converged by the incident optical system and the center of curvature of the curvature portion of the transparent member are coincident with each other.
【請求項7】 前記被検体が前記透明部材の平面部のう
ちいずれかの平面方向に移動自在に配置されている、 請求項5記載の光学的異方性測定装置。
7. The optical anisotropy measuring apparatus according to claim 5, wherein the subject is movably arranged in any one of planar directions of the transparent member.
【請求項8】 前記出射光学系は、前記被検体と検光子
との間に配置される前記検光子を通過する前記光束を平
行光束とする第1の出射光学系と、前記検光子と光検出
器との間に配置される前記光検出器に入射する前記光束
を収束光束とする第2の出射光学系とで構成される、 請求項5記載の光学的異方性測定装置。
8. The emission optical system includes a first emission optical system arranged between the subject and an analyzer for converting the light flux passing through the analyzer into a parallel light flux, and the analyzer and the light. The optical anisotropy measuring device according to claim 5, wherein the optical anisotropy measuring device includes a second emission optical system which is arranged between the detector and the photodetector and which converges the light flux into the light flux.
【請求項9】 光束を出射する光源と、該光源と対向配
置される光検出器とを有し、前記光束の中心軸と交わる
ように前記光源と光検出器との間に配した被検体の光学
的異方性を測定する光学的異方性測定方法であって、 前記被検体を前記光軸と直交する方向を軸として回転自
在な支持部材で支持し、また、前記光源と被検体との間
の前記中心軸上に偏光子を配置すると共に、前記被検体
と光検出器との間の前記中心軸上に検光子を配置し、更
に、それぞれ曲面部と平面部とを有する対向配置された
一対の透明部材の前記各平面部間に前記被検体を挟持
し、 前記偏光子で偏光された前記光束を、前記透明部材を通
過させて前記被検体内を通過させ、前記被検体から出射
された前記光束を前記検光子を通して前記光検出器に入
射して、前記光検出器で前記光束の偏光状態の変化を検
出することによって前記被検体の光学的異方性を測定す
る、 ことを特徴とする光学的異方性測定方法。
9. A subject having a light source that emits a light beam and a photodetector that is arranged so as to face the light source, and that is arranged between the light source and the photodetector so as to intersect the central axis of the light beam. Is an optical anisotropy measuring method for measuring the optical anisotropy of, wherein the subject is supported by a support member rotatable about a direction orthogonal to the optical axis, and the light source and the subject. And a polarizer on the central axis between, and an analyzer on the central axis between the subject and the photodetector, further facing each having a curved surface portion and a flat surface portion. The subject is sandwiched between the respective plane portions of the pair of transparent members arranged, and the light flux polarized by the polarizer is passed through the transparent member to pass through the subject. The light flux emitted from the photodetector is made incident on the photodetector through the analyzer, Optical anisotropy measuring method characterized by, measuring the optical anisotropy of the subject by detecting a change in the polarization state of the light beam in a vessel.
【請求項10】 光束を出射する光源と、該光源と対向
配置される光検出器とを有し、前記光束の中心軸と交わ
るように、前記光源と光検出器との間に配した被検体の
光学的異方性を測定する光学的異方性測定方法であっ
て、 前記被検体を前記中心軸と直交する方向を第1の軸とし
て回転自在な支持部材で支持し、また、前記光源と被検
体との間の前記中心軸上に偏光子を配置すると共に、前
記被検体と光検出器との間の前記中心軸上に検光子を配
置し、更に、前記光源と被検体との間に前記第1の軸と
平行な方向を第2の軸として第1の平行透明部材を回転
自在に支持し、 前記偏光子で偏光された前記光束を、前記被検体と逆方
向に等しい角速度で回転させた前記第1の平行透明部材
内を通過させ、前記被検体から出射された前記光束を前
記検光子を通して前記光検出器に入射して、前記光検出
器で前記光束の偏光状態の変化を検出することによって
前記被検体の光学的異方性を測定する、 ことを特徴とする光学的異方性測定方法。
10. A light source that emits a light beam, and a photodetector that is arranged so as to face the light source, and an object that is arranged between the light source and the photodetector so as to intersect the central axis of the light beam. An optical anisotropy measuring method for measuring an optical anisotropy of a sample, wherein the sample is supported by a support member rotatable about a direction orthogonal to the central axis as a first axis, and A polarizer is disposed on the central axis between the light source and the subject, and an analyzer is disposed on the central axis between the subject and the photodetector, further, the light source and the subject. Rotatably supports the first parallel transparent member with the direction parallel to the first axis as a second axis, and the light flux polarized by the polarizer is equal to the direction opposite to the subject. The light flux emitted from the subject is passed through the first parallel transparent member that is rotated at an angular velocity. The optical anisotropy of the subject is measured by being incident on the photodetector through an analyzer and detecting a change in the polarization state of the light flux at the photodetector. How to measure the orientation.
【請求項11】 光束を出射する光源と、該光源と対向
配置される光検出器とを有し、前記光束の中心軸と交わ
るように前記光源と光検出器との間に配した被検体の光
学的異方性を測定する光学的異方性測定方法であって、 前記被検体を前記中心軸と直交する方向を軸として回転
自在な支持部材で支持し、また、前記光源と被検体との
間の前記中心軸上に偏光子を配置すると共に、前記被検
体と光検出器との間の前記中心軸上に検光子を配置し、
更に、それぞれ曲面部と平面部とを有する対向配置され
た一対の透明部材の前記各平面部間に前記被検体を挟持
し、また、前記光源と被検体との間の前記中心軸上に入
射光学系を配置して、前記被検体と光検出器との間の前
記中心軸上に出射光学系を配置し、 前記偏光子で偏光された前記光束を、前記入射光学系と
透明部材を通して前記被検体内を通過させ、前記被検体
から出射された前記光速を前記出射光学系と検光子を通
して前記光検出器に入射して、前記光検出器で前記光束
の偏光状態の変化を検出することによって前記被検体の
光学的異方性を測定する、 ことを特徴とする光学的異方性測定方法。
11. An object having a light source for emitting a light beam and a photodetector arranged to face the light source, the object being arranged between the light source and the photodetector so as to intersect with the central axis of the light beam. Is an optical anisotropy measuring method for measuring the optical anisotropy of, wherein the subject is supported by a support member rotatable about a direction orthogonal to the central axis, and the light source and the subject. While arranging a polarizer on the central axis between and, disposing an analyzer on the central axis between the subject and the photodetector,
Further, the subject is sandwiched between the respective flat portions of a pair of transparent members which are arranged to face each other, each having a curved surface portion and a flat portion, and is incident on the central axis between the light source and the subject. An optical system is arranged, an emission optical system is arranged on the central axis between the subject and a photodetector, and the light flux polarized by the polarizer is passed through the incident optical system and a transparent member. Passing through the inside of the subject, making the speed of light emitted from the subject enter the photodetector through the emission optical system and the analyzer, and detecting the change in the polarization state of the light flux by the photodetector. The optical anisotropy of the subject is measured by the method.
【請求項12】 前記光源と被検体との間の前記中心軸
上に正のパワーを有する入射光学系を配置し、前記入射
光学系によって前記光束を収束させて前記被検体内に入
射させる、 請求項9又は10記載の光学的異方性測定方法。
12. An incident optical system having a positive power is arranged on the central axis between the light source and the subject, and the light flux is converged by the incident optical system to be incident into the subject. The optical anisotropy measuring method according to claim 9 or 10.
【請求項13】 前記入射光学系により収束された光束
の焦点位置と、前記透明部材の曲面部の曲率中心とが一
致している、 請求項11記載の光学的異方性測定方法。
13. The optical anisotropy measuring method according to claim 11, wherein the focal position of the light beam converged by the incident optical system and the center of curvature of the curved surface portion of the transparent member coincide with each other.
【請求項14】 前記被検体が前記透明部材の平面部の
うちいずれかの平面方向に移動自在に配置される、 請求項11記載の光学的異方性測定方法。
14. The optical anisotropy measuring method according to claim 11, wherein the subject is movably arranged in any one of the plane directions of the transparent member.
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