JPH0518860A - 液晶分子のチルト角測定方法 - Google Patents
液晶分子のチルト角測定方法Info
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- JPH0518860A JPH0518860A JP17261291A JP17261291A JPH0518860A JP H0518860 A JPH0518860 A JP H0518860A JP 17261291 A JP17261291 A JP 17261291A JP 17261291 A JP17261291 A JP 17261291A JP H0518860 A JPH0518860 A JP H0518860A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】液晶分子をツイスト配列させた液晶セルの液晶
分子のチルト角を測定する。 【構成】レーザ11と光検出器12との間に偏光子13と光弾
性変調器14と検光子15とを配置した光学系を用い、その
光弾性変調器14と検光子15との間に液晶セル20を配置し
て、液晶セル20を光学系の光軸Ｏに沿う線を中心として
回転させながら、液晶セル20を透過した光の強度を光検
出器15で検出し、この検出光の直流成分および周波数成
分に基づいて液晶セル20の液晶の見掛けの複屈折性を算
出し、この見掛けの複屈折性と、既知の値である、液晶
層厚と液晶分子ツイスト角と液晶の異常光屈折率および
常光屈折率とから、液晶セル20の基板21，22面に対する
液晶分子24のチルト角を算出する。
分子のチルト角を測定する。 【構成】レーザ11と光検出器12との間に偏光子13と光弾
性変調器14と検光子15とを配置した光学系を用い、その
光弾性変調器14と検光子15との間に液晶セル20を配置し
て、液晶セル20を光学系の光軸Ｏに沿う線を中心として
回転させながら、液晶セル20を透過した光の強度を光検
出器15で検出し、この検出光の直流成分および周波数成
分に基づいて液晶セル20の液晶の見掛けの複屈折性を算
出し、この見掛けの複屈折性と、既知の値である、液晶
層厚と液晶分子ツイスト角と液晶の異常光屈折率および
常光屈折率とから、液晶セル20の基板21，22面に対する
液晶分子24のチルト角を算出する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、液晶分子を一対の基板
間においてツイスト配列させた液晶セルの前記基板面に
対する液晶分子のチルト角を測定する方法に関するもの
である。
間においてツイスト配列させた液晶セルの前記基板面に
対する液晶分子のチルト角を測定する方法に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】従来、液晶セルの基板面に対する液晶分
子のチルト角の測定は、液晶セルを光の透過方向に対し
て傾動させながらその透過光の強度を測定し、この透過
光強度の変化に基づいて演算によりチルト角を算出する
方法で行なわれている。
子のチルト角の測定は、液晶セルを光の透過方向に対し
て傾動させながらその透過光の強度を測定し、この透過
光強度の変化に基づいて演算によりチルト角を算出する
方法で行なわれている。
【０００３】このチルト角測定方法を説明すると、図６
は液晶セルの透過光強度を測定するための光学系を示し
ており、この光学系は、レーザ１と、このレーザ１から
の光を検出する光検出器２との間に、偏光子３と検光子
４とをそれぞれレーザ１からの光の光軸Ｏに対して垂直
に配置して構成されている。なお、偏光子３と検光子４
とは、その透過軸を互いに直交させて配置されている。
は液晶セルの透過光強度を測定するための光学系を示し
ており、この光学系は、レーザ１と、このレーザ１から
の光を検出する光検出器２との間に、偏光子３と検光子
４とをそれぞれレーザ１からの光の光軸Ｏに対して垂直
に配置して構成されている。なお、偏光子３と検光子４
とは、その透過軸を互いに直交させて配置されている。
【０００４】そして、液晶セルの透過光強度の測定は、
液晶セル５を図６に示すように上記光学系の偏光子３と
検光子４との間に配置し、この液晶セル５を図に矢印で
示すように光学系の光軸Ｏに対して傾動させながら、レ
ーザ１からの光を偏光子３を介して液晶セル５に入射さ
せるとともにこの液晶セル５を透過した光の強度を検光
子４を介して光検出器２で検出する方法で行なわれてい
る。
液晶セル５を図６に示すように上記光学系の偏光子３と
検光子４との間に配置し、この液晶セル５を図に矢印で
示すように光学系の光軸Ｏに対して傾動させながら、レ
ーザ１からの光を偏光子３を介して液晶セル５に入射さ
せるとともにこの液晶セル５を透過した光の強度を検光
子４を介して光検出器２で検出する方法で行なわれてい
る。
【０００５】上記液晶セル５は、ガラス等からなる一対
の透明基板６，７を枠状のシール材８を介して接合し、
この両基板６，７間に液晶を封入したもので、図示しな
いが、両基板６，７の液晶層をはさんで対向する面には
それぞれ透明電極および配向膜が形成されており、液晶
の分子９は、両基板６，７面の配向膜の配向規制力によ
りほぼ平行な方向に配列されている。
の透明基板６，７を枠状のシール材８を介して接合し、
この両基板６，７間に液晶を封入したもので、図示しな
いが、両基板６，７の液晶層をはさんで対向する面には
それぞれ透明電極および配向膜が形成されており、液晶
の分子９は、両基板６，７面の配向膜の配向規制力によ
りほぼ平行な方向に配列されている。
【０００６】図７は、上記光学系により液晶セル５の透
過光強度を測定したときの、液晶セル５の傾動角φに対
する透過光強度Ｔの変化を示しており、上記のように液
晶セル５を傾動させながらその透過光強度を測定する
と、図のような複数の極大値をもった透過光強度曲線が
得られる。
過光強度を測定したときの、液晶セル５の傾動角φに対
する透過光強度Ｔの変化を示しており、上記のように液
晶セル５を傾動させながらその透過光強度を測定する
と、図のような複数の極大値をもった透過光強度曲線が
得られる。
【０００７】一方、上記光検出器２で検出される透過光
強度Ｔを、液晶セル５の傾動角φおよび基板６，７面に
対する液晶分子９のチルト角αを変数として理論的に表
わすと、上記透過光強度Ｔは次の (1-1)式および (1-2)
式で表わされる。
強度Ｔを、液晶セル５の傾動角φおよび基板６，７面に
対する液晶分子９のチルト角αを変数として理論的に表
わすと、上記透過光強度Ｔは次の (1-1)式および (1-2)
式で表わされる。
【０００８】
【数１】 すなわち、上記 (1-1)式および (1-2)式にφ（液晶セル
５の傾動角）の値を代入すれば、図２の透過光強度曲線
が求まる。
５の傾動角）の値を代入すれば、図２の透過光強度曲線
が求まる。
【０００９】ここで、透過光強度曲線が、図２のように
Ｔの値の大きい極大値の間にＴの値の小さい極大値が存
在する曲線となるのは、液晶セル５の傾動にともなって
上記光学系の光軸Ｏに対する液晶分子９の長軸の角度が
変化し、それにより液晶層のリタデーション（Δｎｄ）
の値が大きく変化するためである。
Ｔの値の大きい極大値の間にＴの値の小さい極大値が存
在する曲線となるのは、液晶セル５の傾動にともなって
上記光学系の光軸Ｏに対する液晶分子９の長軸の角度が
変化し、それにより液晶層のリタデーション（Δｎｄ）
の値が大きく変化するためである。
【００１０】また、図２のように、Ｔの値の小さい極大
値がφ＝０゜からずれるのは、液晶セル５の液晶分子９
が基板６，７面に対してあるチルト角αをもって配列し
ているため、上記光学系の光軸Ｏに対する液晶セル５の
角度と、上記光軸Ｏに対する液晶分子９の長軸の角度と
が異なるからである。
値がφ＝０゜からずれるのは、液晶セル５の液晶分子９
が基板６，７面に対してあるチルト角αをもって配列し
ているため、上記光学系の光軸Ｏに対する液晶セル５の
角度と、上記光軸Ｏに対する液晶分子９の長軸の角度と
が異なるからである。
【００１１】そこで、上記 (1-1)式および (1-2)式が、
図２のような複数の極大値をもつことと、Ｔの値の大き
い極大値の間にＴの値の小さい極大値が存在することと
の２つの条件を満たすための条件に基づいて、透過光強
度がＴが値の小さい極大値になる点における液晶セル５
の傾動角φK と、液晶分子９のチルト角αとの関係を求
めると、この関係は次の (2)式で表わされる。
図２のような複数の極大値をもつことと、Ｔの値の大き
い極大値の間にＴの値の小さい極大値が存在することと
の２つの条件を満たすための条件に基づいて、透過光強
度がＴが値の小さい極大値になる点における液晶セル５
の傾動角φK と、液晶分子９のチルト角αとの関係を求
めると、この関係は次の (2)式で表わされる。
【００１２】
【数２】 したがって、この (2)式に上記φK の値を代入すること
により、液晶分子９のチルト角αが求められる。
により、液晶分子９のチルト角αが求められる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のチルト角測定方法は、液晶分子が両基板間において
ほぼ平行な方向に配列している非ツイスト型の液晶セル
を対象としたものであり、液晶分子が両基板間において
ツイスト配列していると、測定値が大きく狂ってしまう
ため、例えばＴＮ型やＳＴＮ型の液晶セルのようなツイ
スト配向液晶セルの液晶分子チルト角は測定できなかっ
た。
来のチルト角測定方法は、液晶分子が両基板間において
ほぼ平行な方向に配列している非ツイスト型の液晶セル
を対象としたものであり、液晶分子が両基板間において
ツイスト配列していると、測定値が大きく狂ってしまう
ため、例えばＴＮ型やＳＴＮ型の液晶セルのようなツイ
スト配向液晶セルの液晶分子チルト角は測定できなかっ
た。
【００１４】本発明は、液晶分子を一対の基板間におい
てツイスト配列させた液晶セルの液晶分子チルト角を測
定することができるチルト角測定方法を提供することを
目的としたものである。
てツイスト配列させた液晶セルの液晶分子チルト角を測
定することができるチルト角測定方法を提供することを
目的としたものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明のチルト角測定方
法は、
法は、
【００１６】レーザとこのレーザからの光を検出する光
検出器との間に偏光子と光弾性変調器と検光子とをそれ
ぞれ前記レーザからの光の光軸に対して垂直に配置した
光学系を用い、この光学系の光弾性変調器と検光子との
間に、前記液晶セルをその基板面を前記光軸に対して垂
直にして配置して、この液晶セル、あるいは前記光学系
の偏光子と光弾性変調器と検光子とを、前記光軸に沿う
線を中心として回転させながら、前記レーザからの光を
前記偏光子と光弾性変調器とを介して前記液晶セルに入
射させるとともにこの液晶セルを透過した光の強度を前
記検光子を介して前記光検出器で検出し、この光検出器
で検出した光の直流成分および周波数成分に基づいて前
記液晶セルの液晶の見掛けの複屈折性を算出し、
検出器との間に偏光子と光弾性変調器と検光子とをそれ
ぞれ前記レーザからの光の光軸に対して垂直に配置した
光学系を用い、この光学系の光弾性変調器と検光子との
間に、前記液晶セルをその基板面を前記光軸に対して垂
直にして配置して、この液晶セル、あるいは前記光学系
の偏光子と光弾性変調器と検光子とを、前記光軸に沿う
線を中心として回転させながら、前記レーザからの光を
前記偏光子と光弾性変調器とを介して前記液晶セルに入
射させるとともにこの液晶セルを透過した光の強度を前
記検光子を介して前記光検出器で検出し、この光検出器
で検出した光の直流成分および周波数成分に基づいて前
記液晶セルの液晶の見掛けの複屈折性を算出し、
【００１７】前記見掛けの複屈折性と、既知の値であ
る、液晶層厚と液晶分子ツイスト角と液晶の異常光屈折
率および常光屈折率とから、前記液晶セルの基板面に対
する液晶分子のチルト角を算出するものである。
る、液晶層厚と液晶分子ツイスト角と液晶の異常光屈折
率および常光屈折率とから、前記液晶セルの基板面に対
する液晶分子のチルト角を算出するものである。
【００１８】
【作用】このように、液晶セルあるいは光学系の偏光子
と光弾性変調器と検光子とを光軸に沿う線を中心として
回転させながら透過光強度を検出し、この検出光の直流
成分および周波数成分に基づいて液晶セルの液晶の見掛
けの複屈折性を算出すれば、この見掛けの複屈折性と、
既知の値である液晶層厚と液晶分子ツイスト角と液晶の
異常光屈折率および常光屈折率とから、液晶分子をツイ
スト配列させた液晶セルの液晶分子のチルト角が算出で
きる。
と光弾性変調器と検光子とを光軸に沿う線を中心として
回転させながら透過光強度を検出し、この検出光の直流
成分および周波数成分に基づいて液晶セルの液晶の見掛
けの複屈折性を算出すれば、この見掛けの複屈折性と、
既知の値である液晶層厚と液晶分子ツイスト角と液晶の
異常光屈折率および常光屈折率とから、液晶分子をツイ
スト配列させた液晶セルの液晶分子のチルト角が算出で
きる。
【００１９】
【実施例】以下、本発明の第１の実施例を図面を参照し
て説明する。
て説明する。
【００２０】図１は液晶セルの透過光強度の測定するた
めの光学系の構成図であり、この光学系は、レーザ１１
と、このレーザ１１からの光を検出する光検出器１２と
の間に、偏光子１３と光弾性変調器１４と検光子１５と
をそれぞれレーザ１１からの光の光軸Ｏに対して垂直に
配置して構成されている。
めの光学系の構成図であり、この光学系は、レーザ１１
と、このレーザ１１からの光を検出する光検出器１２と
の間に、偏光子１３と光弾性変調器１４と検光子１５と
をそれぞれレーザ１１からの光の光軸Ｏに対して垂直に
配置して構成されている。
【００２１】上記偏光子１３と光弾性変調器１４および
検光子１５の光学軸は、図２に示すような方向にある。
すなわち、図２において、（ａ）は偏光子１３の透過
軸、（ｂ）は光弾性変調器１４の光学軸、（ｄ）は検光
子１５の透過軸を示しており、偏光子１３は、その透過
軸１３ａを、光弾性変調器１４の互いに直交する２つの
光学軸１４ａ，１４ｂに対して４５゜の角度で交差する
方向に合わせて配置され、検光子１５は、その透過軸１
５ａを、偏光子１３の偏光軸１３ａに対して４５゜の角
度で交差する方向（光弾性変調器１４の一方の光学軸と
平行な方向）に合わせて配置されている。
検光子１５の光学軸は、図２に示すような方向にある。
すなわち、図２において、（ａ）は偏光子１３の透過
軸、（ｂ）は光弾性変調器１４の光学軸、（ｄ）は検光
子１５の透過軸を示しており、偏光子１３は、その透過
軸１３ａを、光弾性変調器１４の互いに直交する２つの
光学軸１４ａ，１４ｂに対して４５゜の角度で交差する
方向に合わせて配置され、検光子１５は、その透過軸１
５ａを、偏光子１３の偏光軸１３ａに対して４５゜の角
度で交差する方向（光弾性変調器１４の一方の光学軸と
平行な方向）に合わせて配置されている。
【００２２】上記光弾性変調器３は、例えば結晶体に弾
性歪みを生じさせて光の屈折率を所定の方向に変化させ
るもので、互いに直交する面に振動面をもった２つの成
分の光（常光と異常光）に速度差を生じさせ、この速度
差を一定の周波数で変化させる。この光弾性変調器１４
には変調用制御部１６が接続されており、この光弾性変
調器１４は、変調用制御部１６からの変調周波数信号に
よって駆動される。
性歪みを生じさせて光の屈折率を所定の方向に変化させ
るもので、互いに直交する面に振動面をもった２つの成
分の光（常光と異常光）に速度差を生じさせ、この速度
差を一定の周波数で変化させる。この光弾性変調器１４
には変調用制御部１６が接続されており、この光弾性変
調器１４は、変調用制御部１６からの変調周波数信号に
よって駆動される。
【００２３】また、上記光検出器１２は、チルト角を算
出する演算部１７に接続されており、この演算部１７に
は、上記変調用制御部１６から光弾性変調器１４に送ら
れる変調周波数信号と、光検出器１２で検出される光強
度信号とが入力される。
出する演算部１７に接続されており、この演算部１７に
は、上記変調用制御部１６から光弾性変調器１４に送ら
れる変調周波数信号と、光検出器１２で検出される光強
度信号とが入力される。
【００２４】この演算部１７は、上記光検出器１２で検
出した光の直流成分および周波数成分に基づいて液晶セ
ル２０の液晶の見掛けの複屈折性Δｎを算出し、この見
掛けの複屈折性Δｎと、既知の値である液晶層厚ｄと液
晶分子ツイスト角と液晶の異常光屈折率ｎe および常光
屈折率ｎo とから、液晶セル２０の液晶分子のチルト角
を算出する。
出した光の直流成分および周波数成分に基づいて液晶セ
ル２０の液晶の見掛けの複屈折性Δｎを算出し、この見
掛けの複屈折性Δｎと、既知の値である液晶層厚ｄと液
晶分子ツイスト角と液晶の異常光屈折率ｎe および常光
屈折率ｎo とから、液晶セル２０の液晶分子のチルト角
を算出する。
【００２５】次に、液晶分子のチルト角を測定しようと
する液晶セル２０について説明すると、この液晶セル２
０は、液晶分子をツイスト配列させたＴＮ型またはＳＴ
Ｎ型のものであり、図１に示すように、ガラス等からな
る一対の透明基板２１，２２を枠状のシール材２３を介
して接合し、この両基板２１，１１間に液晶を封入して
構成されている。この液晶セル２０の両基板２１，２２
の液晶層をはさんで対向する面には、図示しないが、透
明電極と配向膜がそれぞれ形成されており、液晶の分子
２４は、両基板２１，２２間においてツイスト配列され
ている。
する液晶セル２０について説明すると、この液晶セル２
０は、液晶分子をツイスト配列させたＴＮ型またはＳＴ
Ｎ型のものであり、図１に示すように、ガラス等からな
る一対の透明基板２１，２２を枠状のシール材２３を介
して接合し、この両基板２１，１１間に液晶を封入して
構成されている。この液晶セル２０の両基板２１，２２
の液晶層をはさんで対向する面には、図示しないが、透
明電極と配向膜がそれぞれ形成されており、液晶の分子
２４は、両基板２１，２２間においてツイスト配列され
ている。
【００２６】図２（Ｃ）は、上記液晶セル２０の液晶分
子配向方向を示しており、液晶分子２４は、光入射側基
板２１面の配向方向２１ａと、出射側基板２２面の配向
方向２２ａとの交差角度に対応するツイスト角τでツイ
スト配列している。そして、上記液晶セル２０の基板２
１，２２面に対する液晶分子２４のチルト角の測定は、
次のようなステップで行なう。 （第１ステップ）
子配向方向を示しており、液晶分子２４は、光入射側基
板２１面の配向方向２１ａと、出射側基板２２面の配向
方向２２ａとの交差角度に対応するツイスト角τでツイ
スト配列している。そして、上記液晶セル２０の基板２
１，２２面に対する液晶分子２４のチルト角の測定は、
次のようなステップで行なう。 （第１ステップ）
【００２７】まず、図１に示すように、上記光学系の光
弾性変調器１４と検光子１５との間に、液晶セル２０を
その基板２１，２２面を光学系の光軸（レーザ１１から
の光の光軸）Ｏに対して垂直にして配置し、この液晶セ
ル２０を図に矢印で示すように光学系の光軸Ｏに沿う線
（この実施例では光軸Ｏと一致する線）を中心として回
転させながら、レーザ１１からの光を偏光子１３と光弾
性変調器１４とを介して液晶セル２０に入射させるとと
もに、この液晶セル２０を透過した光の強度を検光子１
５を介して光検出器１２で検出する。
弾性変調器１４と検光子１５との間に、液晶セル２０を
その基板２１，２２面を光学系の光軸（レーザ１１から
の光の光軸）Ｏに対して垂直にして配置し、この液晶セ
ル２０を図に矢印で示すように光学系の光軸Ｏに沿う線
（この実施例では光軸Ｏと一致する線）を中心として回
転させながら、レーザ１１からの光を偏光子１３と光弾
性変調器１４とを介して液晶セル２０に入射させるとと
もに、この液晶セル２０を透過した光の強度を検光子１
５を介して光検出器１２で検出する。
【００２８】この光検出器１２で検出される光について
説明すると、レーザ１１からの出力光は、偏光子１３を
通って直線偏光となり、さらに光弾性変調器１４を通っ
て液晶セル２０に入射する。上記光弾性変調器１４を通
った光は、光弾性変調器１４の変調周波数に応じて偏光
状態を変調された光であり、この変調光の偏光状態は、
直線偏光と楕円偏光との間で変化する。
説明すると、レーザ１１からの出力光は、偏光子１３を
通って直線偏光となり、さらに光弾性変調器１４を通っ
て液晶セル２０に入射する。上記光弾性変調器１４を通
った光は、光弾性変調器１４の変調周波数に応じて偏光
状態を変調された光であり、この変調光の偏光状態は、
直線偏光と楕円偏光との間で変化する。
【００２９】この変調光が液晶セル２０に入射すると、
その偏光状態が液晶セル２０を透過する過程でその液晶
の複屈折性により変化し、上記変調光が、その常光と異
常光との位相差に液晶の複屈折性による位相差が重畳し
た偏光状態の光となる。
その偏光状態が液晶セル２０を透過する過程でその液晶
の複屈折性により変化し、上記変調光が、その常光と異
常光との位相差に液晶の複屈折性による位相差が重畳し
た偏光状態の光となる。
【００３０】液晶セル２０を透過した光は、検光子１５
に入射し、この検光子１５を透過した偏光成分の光が光
検出器１２に入射して、その強度を検出される。この光
検出器１２で検出される光の強度は、液晶セル２０の液
晶の複屈折性によって生ずる常光と異常光との位相差に
応じた値であり、この値は、光弾性変調器１４の変調周
波数に重畳されている。そして、上記検光子１２は、検
出した光強度に応じた信号を演算部１７に出力する。 （第２ステップ）次に、演算部１７において、液晶セル
２０の液晶の見掛けの複屈折性Δｎを算出する。
に入射し、この検光子１５を透過した偏光成分の光が光
検出器１２に入射して、その強度を検出される。この光
検出器１２で検出される光の強度は、液晶セル２０の液
晶の複屈折性によって生ずる常光と異常光との位相差に
応じた値であり、この値は、光弾性変調器１４の変調周
波数に重畳されている。そして、上記検光子１２は、検
出した光強度に応じた信号を演算部１７に出力する。 （第２ステップ）次に、演算部１７において、液晶セル
２０の液晶の見掛けの複屈折性Δｎを算出する。
【００３１】この見掛けの複屈折性Δｎは、光検出器１
２から入力された光強度信号から光弾性変調器１４の変
調周波数に対応する成分を抽出し、その直流成分および
周波数成分に基づいて算出する。
２から入力された光強度信号から光弾性変調器１４の変
調周波数に対応する成分を抽出し、その直流成分および
周波数成分に基づいて算出する。
【００３２】すなわち、上記光学系により、液晶セル２
０を光軸Ｏに沿う線を中心として回転させながら透過光
を検光子１５で検出したとき、この光検出器１２で検出
される透過光強度Ｉは、次の (3)式で表わされる。
０を光軸Ｏに沿う線を中心として回転させながら透過光
を検光子１５で検出したとき、この光検出器１２で検出
される透過光強度Ｉは、次の (3)式で表わされる。
【００３３】
【数３】 一方、液晶セル２０の見掛けのリタデーションＲe は、
次の (4)式で表わされる。
次の (4)式で表わされる。
【００３４】
【数４】 この (4)式において、液晶セル２０の回転角θの関数で
あるｆ（θ）は、次の(5)式の関係にある。
あるｆ（θ）は、次の(5)式の関係にある。
【００３５】
【数５】 また、上記 (3)式をジョーンズ行列を用いて解くと、透
過光強度Ｉの直流成分ＩDCおよび周波数成分Ｉωを光学
的パラメータで表わすことができる。そこで、上記 (5)
式の｜ｆ（θ）｜をジョーンズ行列を用いて解き、光学
的パラメータで表わすと、次の (6)式になる。
過光強度Ｉの直流成分ＩDCおよび周波数成分Ｉωを光学
的パラメータで表わすことができる。そこで、上記 (5)
式の｜ｆ（θ）｜をジョーンズ行列を用いて解き、光学
的パラメータで表わすと、次の (6)式になる。
【００３６】
【数６】 ここで、Ａ，Ｂ，ａ，ｂは複素数であり、右肩に＊を付
しているのは複素共役の意味である。
しているのは複素共役の意味である。
【００３７】したがって、液晶セル２０を回転させなが
ら上記光検出器１２で検出した透過光強度Ｉの直流成分
ＩDCおよび周波数成分Ｉωのパラメータに基づいて、
(5)式から｜ｆ（θ）｜の値を求めれば、上記 (6)式よ
り、ｕ＝πΔｎｄ／τの関係から、液晶の見掛けの複屈
折性Δｎが算出できる。 （第３ステップ）次に、上記演算部１７において、液晶
セル２０の液晶分子のチルト角ψを算出する。
ら上記光検出器１２で検出した透過光強度Ｉの直流成分
ＩDCおよび周波数成分Ｉωのパラメータに基づいて、
(5)式から｜ｆ（θ）｜の値を求めれば、上記 (6)式よ
り、ｕ＝πΔｎｄ／τの関係から、液晶の見掛けの複屈
折性Δｎが算出できる。 （第３ステップ）次に、上記演算部１７において、液晶
セル２０の液晶分子のチルト角ψを算出する。
【００３８】このチルト角ψは、上記第２ステップで算
出した液晶セル２０の液晶の見掛けの複屈折性Δｎと、
液晶セル２０の液晶層厚ｄ，液晶分子ツイスト角τ，液
晶の異常光屈折率ｎe および常光屈折率ｎo とから算出
できる。すなわち、液晶セル２０の液晶の見掛けの複屈
折性Δｎは、次の(7)式で表わされる。
出した液晶セル２０の液晶の見掛けの複屈折性Δｎと、
液晶セル２０の液晶層厚ｄ，液晶分子ツイスト角τ，液
晶の異常光屈折率ｎe および常光屈折率ｎo とから算出
できる。すなわち、液晶セル２０の液晶の見掛けの複屈
折性Δｎは、次の(7)式で表わされる。
【００３９】
【数７】
【００４０】そして、液晶セル２０の液晶層厚ｄと液晶
分子のツイスト角τは、液晶セル２０の設計段階で決ま
り、また、液晶の異常光屈折率ｎe および常光屈折率ｎ
o も、使用する液晶によって決まるため、これらｄ，
τ，ｎe およびｎo の値は既知であるから、液晶セル２
０の液晶の見掛けの複屈折性Δｎが分かれば、上記 (7)
式から液晶分子のチルト角ψが求まる。
分子のツイスト角τは、液晶セル２０の設計段階で決ま
り、また、液晶の異常光屈折率ｎe および常光屈折率ｎ
o も、使用する液晶によって決まるため、これらｄ，
τ，ｎe およびｎo の値は既知であるから、液晶セル２
０の液晶の見掛けの複屈折性Δｎが分かれば、上記 (7)
式から液晶分子のチルト角ψが求まる。
【００４１】したがって、図１に示したように、液晶セ
ル２０を光学系の光軸Ｏに沿う線を中心として回転させ
ながら、この液晶セル２０を透過した光の強度を光検出
器１２で検出すれば、この透過光強度の直流成分および
周波数成分に基づいて、上記(5)， (6)， (7)式より、
液晶セル２０の液晶分子のチルト角ψを求めることがで
きる。
ル２０を光学系の光軸Ｏに沿う線を中心として回転させ
ながら、この液晶セル２０を透過した光の強度を光検出
器１２で検出すれば、この透過光強度の直流成分および
周波数成分に基づいて、上記(5)， (6)， (7)式より、
液晶セル２０の液晶分子のチルト角ψを求めることがで
きる。
【００４２】図３は、光検出器１２で検出した透過光強
度から (4)式によって求められる液晶セル２０の見掛け
のリタデーションＲe と、最終的に算出された液晶分子
のチルト角ψとの関係を示しており、ここでは、液晶層
厚ｄ＝ 5.8μｍ，ツイスト角τ＝ 240゜，液晶の異常光
屈折率ｎe ＝1.55，常光屈折率ｎo ＝1.42の液晶セルの
チルト角ψを測定した結果を示している。
度から (4)式によって求められる液晶セル２０の見掛け
のリタデーションＲe と、最終的に算出された液晶分子
のチルト角ψとの関係を示しており、ここでは、液晶層
厚ｄ＝ 5.8μｍ，ツイスト角τ＝ 240゜，液晶の異常光
屈折率ｎe ＝1.55，常光屈折率ｎo ＝1.42の液晶セルの
チルト角ψを測定した結果を示している。
【００４３】このように、上記測定方法によれば、液晶
分子２４を一対の基板２１，２２間においてツイスト配
列させた液晶セル２０の液晶分子チルト角ψを測定する
ことができる。
分子２４を一対の基板２１，２２間においてツイスト配
列させた液晶セル２０の液晶分子チルト角ψを測定する
ことができる。
【００４４】なお、上記第１の実施例では、液晶セル２
０を回転させながら透過光強度を検出しているが、この
透過光強度の検出は、図４に示す第２の実施例のよう
に、液晶セル２０を固定し、光学系の偏光子１３と光弾
性変調器１４と検光子１５とを、光軸Ｏに沿う線（光軸
Ｏと一致する線）を中心として回転させながら行なって
もよい。
０を回転させながら透過光強度を検出しているが、この
透過光強度の検出は、図４に示す第２の実施例のよう
に、液晶セル２０を固定し、光学系の偏光子１３と光弾
性変調器１４と検光子１５とを、光軸Ｏに沿う線（光軸
Ｏと一致する線）を中心として回転させながら行なって
もよい。
【００４５】また、液晶セル２０を回転させながら透過
光強度を検出する場合は、この液晶セル２０を、図５に
示す第３の実施例のように、光学系の光軸Ｏからずれた
平行線Ｏａを中心として回転させてもよい。この実施例
では、液晶セル２０の光透過点が、液晶セル２０の回転
中心Ｏａを中心とする円（光学系の光軸Ｏと液晶セル２
０の回転中心Ｏａとの距離に相当する半径の円）に沿っ
てずれるが、この円に沿う領域の液晶層厚ｄ等が均一で
あれば、上記第１の実施例と同様にして液晶分子のチル
ト角ψを測定することができる。
光強度を検出する場合は、この液晶セル２０を、図５に
示す第３の実施例のように、光学系の光軸Ｏからずれた
平行線Ｏａを中心として回転させてもよい。この実施例
では、液晶セル２０の光透過点が、液晶セル２０の回転
中心Ｏａを中心とする円（光学系の光軸Ｏと液晶セル２
０の回転中心Ｏａとの距離に相当する半径の円）に沿っ
てずれるが、この円に沿う領域の液晶層厚ｄ等が均一で
あれば、上記第１の実施例と同様にして液晶分子のチル
ト角ψを測定することができる。
【００４６】
【発明の効果】本発明によれば、液晶セルあるいは光学
系の偏光子と光弾性変調器と検光子とを光軸に沿う線を
中心として回転させながら透過光強度を検出し、この検
出光の直流成分および周波数成分に基づいて液晶セルの
液晶の見掛けの複屈折性を算出して、この見掛けの複屈
折性と、既知の値である液晶層厚と液晶分子ツイスト角
と液晶の異常光屈折率および常光屈折率とから、液晶セ
ルの液晶分子のチルト角を算出しているため、液晶分子
を一対の基板間においてツイスト配列させた液晶セルの
液晶分子チルト角を測定することができる。
系の偏光子と光弾性変調器と検光子とを光軸に沿う線を
中心として回転させながら透過光強度を検出し、この検
出光の直流成分および周波数成分に基づいて液晶セルの
液晶の見掛けの複屈折性を算出して、この見掛けの複屈
折性と、既知の値である液晶層厚と液晶分子ツイスト角
と液晶の異常光屈折率および常光屈折率とから、液晶セ
ルの液晶分子のチルト角を算出しているため、液晶分子
を一対の基板間においてツイスト配列させた液晶セルの
液晶分子チルト角を測定することができる。
【図１】本発明の第１の実施例を示す透過光強度測定光
学系の構成図。
学系の構成図。
【図２】上記光学系の偏光子と光弾性変調器および検光
子の光学軸と、液晶セルの液晶分子配向方向を示す図。
子の光学軸と、液晶セルの液晶分子配向方向を示す図。
【図３】液晶セルの見掛けのリタデーションと液晶分子
チルト角との関係を示す図。
チルト角との関係を示す図。
【図４】本発明の第２の実施例を示す透過光強度測定光
学系の構成図。
学系の構成図。
【図５】本発明の第２の実施例を示す透過光強度測定光
学系の構成図。
学系の構成図。
【図６】従来のチルト角測定方法を示す透過光強度測定
光学系の構成図。
光学系の構成図。
【図７】同じく、液晶セルの傾動角に対する透過光強度
の変化を示す図。
の変化を示す図。
１１…レーザ、１２…光検出器、１３…偏光子、１４…
光弾性変調器、１５…検光子、２０…液晶セル、２１，
２２…基板、２４…液晶分子。
光弾性変調器、１５…検光子、２０…液晶セル、２１，
２２…基板、２４…液晶分子。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】液晶分子を一対の基板間においてツイスト
配列させた液晶セルの前記基板面に対する液晶分子のチ
ルト角を測定する方法において、 レーザとこのレーザからの光を検出する光検出器との間
に偏光子と光弾性変調器と検光子とをそれぞれ前記レー
ザからの光の光軸に対して垂直に配置した光学系を用
い、この光学系の光弾性変調器と検光子との間に、前記
液晶セルをその基板面を前記光軸に対して垂直にして配
置して、この液晶セル、あるいは前記光学系の偏光子と
光弾性変調器と検光子とを、前記光軸に沿う線を中心と
して回転させながら、前記レーザからの光を前記偏光子
と光弾性変調器とを介して前記液晶セルに入射させると
ともにこの液晶セルを透過した光の強度を前記検光子を
介して前記光検出器で検出し、 この光検出器で検出した光の直流成分および周波数成分
に基づいて前記液晶セルの液晶の見掛けの複屈折性を算
出し、 前記見掛けの複屈折性と、既知の値である、液晶層厚と
液晶分子ツイスト角と液晶の異常光屈折率および常光屈
折率とから、前記液晶セルの基板面に対する液晶分子の
チルト角を算出することを特徴とする液晶分子のチルト
角測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03172612A JP3108938B2 (ja) | 1991-07-12 | 1991-07-12 | 液晶分子のチルト角測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03172612A JP3108938B2 (ja) | 1991-07-12 | 1991-07-12 | 液晶分子のチルト角測定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0518860A true JPH0518860A (ja) | 1993-01-26 |
| JP3108938B2 JP3108938B2 (ja) | 2000-11-13 |
Family
ID=15945106
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03172612A Expired - Fee Related JP3108938B2 (ja) | 1991-07-12 | 1991-07-12 | 液晶分子のチルト角測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3108938B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5532823A (en) * | 1993-03-08 | 1996-07-02 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method of measuring optical characteristics of liquid crystal cells, measurement equipment therefor and method for manufacturing liquid crystal devices |
| US6317208B1 (en) | 1997-12-02 | 2001-11-13 | Nec Corporation | Measuring method of liquid crystal pretilt angle and measuring equipment of liquid crystal pretilt angle |
| JP2010204378A (ja) * | 2009-03-03 | 2010-09-16 | Otsuka Denshi Co Ltd | 反射型液晶セルのチルト角測定方法及び装置 |
-
1991
- 1991-07-12 JP JP03172612A patent/JP3108938B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5532823A (en) * | 1993-03-08 | 1996-07-02 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method of measuring optical characteristics of liquid crystal cells, measurement equipment therefor and method for manufacturing liquid crystal devices |
| US6317208B1 (en) | 1997-12-02 | 2001-11-13 | Nec Corporation | Measuring method of liquid crystal pretilt angle and measuring equipment of liquid crystal pretilt angle |
| US6473180B2 (en) | 1997-12-02 | 2002-10-29 | Nec Corporation | Measuring method of liquid crystal pretilt angle and measuring equipment of liquid crystal pretilt angle |
| US6490036B2 (en) | 1997-12-02 | 2002-12-03 | Nec Corporation | Measuring method of liquid crystal pretilt angle and measuring equipment of liquid crystal pretilt angle |
| JP2010204378A (ja) * | 2009-03-03 | 2010-09-16 | Otsuka Denshi Co Ltd | 反射型液晶セルのチルト角測定方法及び装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3108938B2 (ja) | 2000-11-13 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |