JPH08201276A - 分子配向角測定装置 - Google Patents
分子配向角測定装置Info
- Publication number
- JPH08201276A JPH08201276A JP862195A JP862195A JPH08201276A JP H08201276 A JPH08201276 A JP H08201276A JP 862195 A JP862195 A JP 862195A JP 862195 A JP862195 A JP 862195A JP H08201276 A JPH08201276 A JP H08201276A
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- Japan
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- angle
- sample
- polarizer
- analyzer
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- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 透明な部材の分子配向角及び部材の厚さとそ
のバラツキに制約されずに部材を構成する分子配向角を
正確に測定できる装置を提供する。 【構成】 光源の光軸上に、偏光子と、前記部材を前記
光源の光軸上に設置するための試料台と、検光子と、光
検出器とがこの順に具備されており、偏光子の偏光軸と
検光子の検光軸との角度が直角がなるように調節可能で
あり、測定中は偏光子の偏光軸と検光子の検光軸が直角
を保ちながら光源の光軸を中心として両方同角で回転自
在に保持されていることを特徴とする分子配向角測定装
置である。
のバラツキに制約されずに部材を構成する分子配向角を
正確に測定できる装置を提供する。 【構成】 光源の光軸上に、偏光子と、前記部材を前記
光源の光軸上に設置するための試料台と、検光子と、光
検出器とがこの順に具備されており、偏光子の偏光軸と
検光子の検光軸との角度が直角がなるように調節可能で
あり、測定中は偏光子の偏光軸と検光子の検光軸が直角
を保ちながら光源の光軸を中心として両方同角で回転自
在に保持されていることを特徴とする分子配向角測定装
置である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、液晶材料や高分子フィ
ルム材料のような透明な部材の分子配向角を測定するた
めの測定装置に関わり、更に詳細には透明で光学異方性
を有する部材の透過率を測定し、部材を構成する分子の
配向方向を評価するための分子配向角測定装置に関す
る。
ルム材料のような透明な部材の分子配向角を測定するた
めの測定装置に関わり、更に詳細には透明で光学異方性
を有する部材の透過率を測定し、部材を構成する分子の
配向方向を評価するための分子配向角測定装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】液晶材料や異方性高分子膜材料のような
光学異方性を有する透明な部材の分子配向特性を測定す
るために、従来よりクリスタルローテーション法を用い
る装置がある。
光学異方性を有する透明な部材の分子配向特性を測定す
るために、従来よりクリスタルローテーション法を用い
る装置がある。
【０００３】この装置について図２を用いて説明する。
従来の装置の光学系は図２に示した通りであり、光源２
の光軸上に偏光子３と、クロスニコル配置の検光子４
と、光検出器５とが配置されており、試料１は偏光子３
と検光子４との間で、試料の光軸が光源の光軸に対して
直交するように配置されており、且つ前記試料の光軸と
光源の光軸に対して直交する軸を中心に回転できるよう
に保持されている。
従来の装置の光学系は図２に示した通りであり、光源２
の光軸上に偏光子３と、クロスニコル配置の検光子４
と、光検出器５とが配置されており、試料１は偏光子３
と検光子４との間で、試料の光軸が光源の光軸に対して
直交するように配置されており、且つ前記試料の光軸と
光源の光軸に対して直交する軸を中心に回転できるよう
に保持されている。
【０００４】従来の装置では、偏光子の偏光軸と検光子
の偏光軸を水平面に対してぞれぞれ＋４５゜と−４５゜
に合わせて固定させ、また試料台上に試料の光軸を水平
な状態に置き、試料を光源の光軸に直交する軸を中心に
回転させながら透過率の角度依存性を測定して透過率の
対称中心になる入射角から分子の配向角を導いた。この
結果、部材の屈折率が空気の屈折率の約１．５倍以上に
なる部材の場合、透過率の対称中心になる光の入射角は
部材の分子配向角のほぼ３倍以上になる。従って異方性
部材の配向角が大きいと、透過率の対称中心になる光の
入射角が測定限界を越えるため、分子の配向角の測定が
できなかった。この測定例を図３（Ｂ）に示した。
の偏光軸を水平面に対してぞれぞれ＋４５゜と−４５゜
に合わせて固定させ、また試料台上に試料の光軸を水平
な状態に置き、試料を光源の光軸に直交する軸を中心に
回転させながら透過率の角度依存性を測定して透過率の
対称中心になる入射角から分子の配向角を導いた。この
結果、部材の屈折率が空気の屈折率の約１．５倍以上に
なる部材の場合、透過率の対称中心になる光の入射角は
部材の分子配向角のほぼ３倍以上になる。従って異方性
部材の配向角が大きいと、透過率の対称中心になる光の
入射角が測定限界を越えるため、分子の配向角の測定が
できなかった。この測定例を図３（Ｂ）に示した。
【０００５】従来の装置では、偏光子の偏光軸と検光子
の偏光軸を固定させて試料台を回転することから５μｍ
以下の薄い部材の場合、測定する試料の位相差が小さい
ことから透過率の変化が極めて小さくなる。従って分子
配向角の測定ができなかった。この測定例を図４（Ｂ）
に示した。
の偏光軸を固定させて試料台を回転することから５μｍ
以下の薄い部材の場合、測定する試料の位相差が小さい
ことから透過率の変化が極めて小さくなる。従って分子
配向角の測定ができなかった。この測定例を図４（Ｂ）
に示した。
【０００６】また、従来の装置では試料台上に試料の光
軸を水平にして回転し、そこから試料を通った光の異常
光の位相差が最大になる透過率特性の対称中心角を求め
ることから試料の厚さが不均一であると試料の回転によ
って測定する位置が変化してしまう。従って透過率の対
称中心角が試料の厚さの不均一性によって測定に大きな
誤差が生じて正確な測定が出来なかった。このことを図
６、図７に説明している。
軸を水平にして回転し、そこから試料を通った光の異常
光の位相差が最大になる透過率特性の対称中心角を求め
ることから試料の厚さが不均一であると試料の回転によ
って測定する位置が変化してしまう。従って透過率の対
称中心角が試料の厚さの不均一性によって測定に大きな
誤差が生じて正確な測定が出来なかった。このことを図
６、図７に説明している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
課題に鑑みて成されたものであり、液晶や高分子膜等の
構成された部材の分子配向角の大きさ、厚さの程度、厚
さの不均一性に制約されずに、透明な部材を構成する分
子の配向角の評価ができる装置を提供するものである。
課題に鑑みて成されたものであり、液晶や高分子膜等の
構成された部材の分子配向角の大きさ、厚さの程度、厚
さの不均一性に制約されずに、透明な部材を構成する分
子の配向角の評価ができる装置を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明記載の分子配向角
測定装置は、光源の光軸上に、偏光子と、前記部材を前
記光源の光軸上に設置するための試料台と、検光子、光
検出器とがこの順に具備されており、偏光子の偏光軸と
検光子の偏光軸との角度が直角がなるように調節可能で
あり、測定中は偏光子の偏光軸と検光子の検光軸が直角
を保ちながら光源の光軸を中心として両方同角で回転自
在に保持されることを特徴とする分子配向角測定装置で
ある。
測定装置は、光源の光軸上に、偏光子と、前記部材を前
記光源の光軸上に設置するための試料台と、検光子、光
検出器とがこの順に具備されており、偏光子の偏光軸と
検光子の偏光軸との角度が直角がなるように調節可能で
あり、測定中は偏光子の偏光軸と検光子の検光軸が直角
を保ちながら光源の光軸を中心として両方同角で回転自
在に保持されることを特徴とする分子配向角測定装置で
ある。
【０００９】本発明では試料の光軸を水平面に直交する
ように試料台に置き、試料台を０゜から90゜までの任意
の一つの角度に固定させ、偏光子の偏光軸と検光子の偏
光軸を９０゜を保ちながら偏光子と検光子を０゜から１
８０゜まで回転させ、偏光子の回転による透過率の角度
依存性を測定する方法である。このような方法によって
得られた結果から、０゜から９０゜間で透過率が０にな
る偏光子の角度、つまり光の常光成分だけが異方性部材
を通った角度を求め、そこから分子配向角を導く。
ように試料台に置き、試料台を０゜から90゜までの任意
の一つの角度に固定させ、偏光子の偏光軸と検光子の偏
光軸を９０゜を保ちながら偏光子と検光子を０゜から１
８０゜まで回転させ、偏光子の回転による透過率の角度
依存性を測定する方法である。このような方法によって
得られた結果から、０゜から９０゜間で透過率が０にな
る偏光子の角度、つまり光の常光成分だけが異方性部材
を通った角度を求め、そこから分子配向角を導く。
【００１０】
【作用】本発明の装置では試料台上に試料の光軸を前記
した光源に直交する方向に合わせ、試料の回転角をある
角に固定させて置き、偏光子と検光子を回転させながら
試料に通った光の異常光成分が無くなった時の偏光子の
角度、つまり正常光成分だけが試料を通った偏光子の角
度から分子配向角の測定をすることから、部材の分子配
向角の大きさ、厚さの程度、厚さの不均一性に影響せ
ず、光の入射角と偏光子の偏光軸の回転角度の関数とし
て部材の透過率の測定ができるようになる。ここで透過
率が０になる偏光子の角度φｐと試料の分子配向角αと
の関係は数式１で示される。
した光源に直交する方向に合わせ、試料の回転角をある
角に固定させて置き、偏光子と検光子を回転させながら
試料に通った光の異常光成分が無くなった時の偏光子の
角度、つまり正常光成分だけが試料を通った偏光子の角
度から分子配向角の測定をすることから、部材の分子配
向角の大きさ、厚さの程度、厚さの不均一性に影響せ
ず、光の入射角と偏光子の偏光軸の回転角度の関数とし
て部材の透過率の測定ができるようになる。ここで透過
率が０になる偏光子の角度φｐと試料の分子配向角αと
の関係は数式１で示される。
【００１１】
【数１】
【００１２】上記の数式１でｎg、θ、ｎoはガラスの屈
折率、光の入射角、異方性部材の常光の屈折率をそれぞ
れ表す。このような方法を用いる本発明の装置では従来
の問題点を完全に解決することができる。
折率、光の入射角、異方性部材の常光の屈折率をそれぞ
れ表す。このような方法を用いる本発明の装置では従来
の問題点を完全に解決することができる。
【００１３】
【実施例】以下図面を用いて本発明の実施例を説明す
る。
る。
【００１４】（実施例１）図１に本実施例の光学系を示
した。ここで光源は白色光源2を使う。まず偏光子３の
偏光軸は水平方向から９０゜の方向に設置され、検光子
4の偏光軸は垂直方向から９０゜の方向に設置されてい
る。測定中はこの偏光子の偏光軸と検光子の偏光軸はい
つも９０゜を保持しながら初期設置された偏光子の偏光
軸の角度から図１で示した矢印方向またはその逆方向に
回転できるように構成されている。また、試料１の光軸
は図１で示したように試料台６上に垂直方向に付けられ
る。
した。ここで光源は白色光源2を使う。まず偏光子３の
偏光軸は水平方向から９０゜の方向に設置され、検光子
4の偏光軸は垂直方向から９０゜の方向に設置されてい
る。測定中はこの偏光子の偏光軸と検光子の偏光軸はい
つも９０゜を保持しながら初期設置された偏光子の偏光
軸の角度から図１で示した矢印方向またはその逆方向に
回転できるように構成されている。また、試料１の光軸
は図１で示したように試料台６上に垂直方向に付けられ
る。
【００１５】本発明した光学系が図２で示した従来の光
学系と違う点は偏光子の偏光軸と検光子の偏光軸が互い
に９０゜を保持しながら両方同角で０゜から１８０゜ま
で回転ができることと試料台６に試料１の光軸を垂直方
向に付け、ある入射角度に固定したまま偏光子と検光子
を回転させながら透過率を測定し、そこから透過光強度
が０になる偏光子の角度を求めて試料の分子配向角を求
めることである。
学系と違う点は偏光子の偏光軸と検光子の偏光軸が互い
に９０゜を保持しながら両方同角で０゜から１８０゜ま
で回転ができることと試料台６に試料１の光軸を垂直方
向に付け、ある入射角度に固定したまま偏光子と検光子
を回転させながら透過率を測定し、そこから透過光強度
が０になる偏光子の角度を求めて試料の分子配向角を求
めることである。
【００１６】異方性部材の高分子配向角の測定を行うた
めに液晶セルを作成した。本発明した光学系で測定した
結果を図３（Ａ）に示した。この結果から透過率が０に
なる偏光子の回転角θを数式１に代入して分子は配向角
αを求めると１８゜になることがわかるが同様な液晶セ
ルを従来の装置によって測定すると図３（Ｂ）のように
なる。この測定では透過率の対称中心になる入射角が正
確に求められないことから正確な分子配向角が求められ
ない。
めに液晶セルを作成した。本発明した光学系で測定した
結果を図３（Ａ）に示した。この結果から透過率が０に
なる偏光子の回転角θを数式１に代入して分子は配向角
αを求めると１８゜になることがわかるが同様な液晶セ
ルを従来の装置によって測定すると図３（Ｂ）のように
なる。この測定では透過率の対称中心になる入射角が正
確に求められないことから正確な分子配向角が求められ
ない。
【００１７】（実施例２）本実施例が前期実施例１と異
なるのは、試料であるセルのガラス基板の間隔が１．５
μｍである薄い液晶セルである。この実施例の結果を図
４（Ａ）に示した。図４（Ｂ）には、前期実施例１と同
様に、同一の液晶セルを従来のクリスタルローテーショ
ン法で用いる装置では透過光量の変化を測定した結果を
示した。この結果で明らかに、従来の装置では位相差を
求めることは不可能な試料に対して、本実施例が有効
で、分子の配向角を測定可能なことが確認された。
なるのは、試料であるセルのガラス基板の間隔が１．５
μｍである薄い液晶セルである。この実施例の結果を図
４（Ａ）に示した。図４（Ｂ）には、前期実施例１と同
様に、同一の液晶セルを従来のクリスタルローテーショ
ン法で用いる装置では透過光量の変化を測定した結果を
示した。この結果で明らかに、従来の装置では位相差を
求めることは不可能な試料に対して、本実施例が有効
で、分子の配向角を測定可能なことが確認された。
【００１８】（実施例３）本実施例が前期実施例１と異
なるのは、試料である液晶セルのガラス基板の間隔が不
均一な液晶セルを用いた点である。この液晶セルはガラ
ス基板の間隔が一様に変化するくさび型で、測定した点
の厚さは１５．２μｍ、１８．０μｍ、２１．０μｍで
ある。この実施例の結果を図５に示した。このことから
液晶セルの厚さが変わっても透過率が０になる偏光子の
角度から換算した分子配向角αは１０．１゜になる。こ
の結果から明らかに、異方性部材の厚さに依存せず正確
な分子配向角の測定ができることが確認された。
なるのは、試料である液晶セルのガラス基板の間隔が不
均一な液晶セルを用いた点である。この液晶セルはガラ
ス基板の間隔が一様に変化するくさび型で、測定した点
の厚さは１５．２μｍ、１８．０μｍ、２１．０μｍで
ある。この実施例の結果を図５に示した。このことから
液晶セルの厚さが変わっても透過率が０になる偏光子の
角度から換算した分子配向角αは１０．１゜になる。こ
の結果から明らかに、異方性部材の厚さに依存せず正確
な分子配向角の測定ができることが確認された。
【００１９】セルの厚さが不均一な液晶セルを従来の装
置によって測定すると大きい誤差が生じることを図６
（Ａ）（Ｂ）に示した。この液晶セルのガラス基板間隔
の代表値はｄは３０μｍであり、代表値を示す点から１
ｍｍ離れた点では基板間隔が０．２μｍ変化している。
このような試料を用いても、前期実施例３に示した方法
と同様な方法によれば、常に同一な液晶の分子配向角を
評価することが可能である。これに対して、従来のクリ
スタルローテーション法を用いる装置では試料の回転の
従い、ガラス基板の板厚と屈折率の関係で、測定してい
る部位がずれ、入射角ψの変化と共に液晶セルの基板間
隔が初期よりも０．２μｍ／ｍｍの割で増加（または減
少）した部位を測定していることになり、正確な測定は
不可能である。その結果、図６（Ｂ）に示したように、
透過率の特性曲線がシフトしてしまい、この特性曲線か
ら算出される分子配向角の値も２５％程度ずれてしま
い、正確な測定とはいえない。このことは図７に示した
ような液晶層の厚みが不均一な液晶セルにおいても、本
実施例が有効であることを示している。なを、図７には
液晶セルの回転に従って測定部位が変化し、液晶層の厚
みが変化する様子を示し、従来の測定法では大きな誤差
を生じる原因となることを示した。
置によって測定すると大きい誤差が生じることを図６
（Ａ）（Ｂ）に示した。この液晶セルのガラス基板間隔
の代表値はｄは３０μｍであり、代表値を示す点から１
ｍｍ離れた点では基板間隔が０．２μｍ変化している。
このような試料を用いても、前期実施例３に示した方法
と同様な方法によれば、常に同一な液晶の分子配向角を
評価することが可能である。これに対して、従来のクリ
スタルローテーション法を用いる装置では試料の回転の
従い、ガラス基板の板厚と屈折率の関係で、測定してい
る部位がずれ、入射角ψの変化と共に液晶セルの基板間
隔が初期よりも０．２μｍ／ｍｍの割で増加（または減
少）した部位を測定していることになり、正確な測定は
不可能である。その結果、図６（Ｂ）に示したように、
透過率の特性曲線がシフトしてしまい、この特性曲線か
ら算出される分子配向角の値も２５％程度ずれてしま
い、正確な測定とはいえない。このことは図７に示した
ような液晶層の厚みが不均一な液晶セルにおいても、本
実施例が有効であることを示している。なを、図７には
液晶セルの回転に従って測定部位が変化し、液晶層の厚
みが変化する様子を示し、従来の測定法では大きな誤差
を生じる原因となることを示した。
【００２０】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明記載の
分子配向角測定装置によれば、従来測定ができなかった
分子の高配向角も測定できることと、従来誤差が多く実
質上測定ができなかったような薄い光学異方性部材や、
厚さが均一でない光学異方性部材であっても、簡単に分
子の配向角の特性を高精度で測定することが可能とな
る。
分子配向角測定装置によれば、従来測定ができなかった
分子の高配向角も測定できることと、従来誤差が多く実
質上測定ができなかったような薄い光学異方性部材や、
厚さが均一でない光学異方性部材であっても、簡単に分
子の配向角の特性を高精度で測定することが可能とな
る。
【図１】本発明の光学系を説明する図
【図２】従来技術であるクリスタルローテーション法を
用いる装置の光学系を説明する図
用いる装置の光学系を説明する図
【図３】高配向角を持つ液晶セルに対する本発明と従来
技術とによる測定例
技術とによる測定例
【図４】薄い液晶セルに対する本発明と従来技術とによ
る測定例
る測定例
【図５】不均一な試料層厚の液晶セルを本発明方法によ
る測定例
る測定例
【図６】従来の技術による不均一な層厚の試料を測定す
る時の問題点を説明する図
る時の問題点を説明する図
【図７】従来の技術による不均一な層厚の試料を測定す
る時の問題点を説明する図
る時の問題点を説明する図
１ 試料 ２ 光源 ３ 偏光子 ４ 検光子 ５ 光検出器 ６ 試料台 ７ ガラス基板 ８ 液晶層
Claims (1)
- 【請求項１】 透明な部材の分子配向角を測定するため
の分子配向測定装置であって、光源の光軸上に、偏光子
と、前記部材を光源の光軸上に設置するための試料台
と、検光子と、光検出器とがこの順に具備されており、
偏光子の偏光軸と検光子の偏光軸とが直角になるように
調節可能であり、測定時には偏光子の偏光軸と検光子の
偏光軸が直角を保ちながら光源の光軸を中心として両方
同角で回転自在に保持されることを特徴とする分子配向
角測定装置。 【０００１】
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP862195A JPH08201276A (ja) | 1995-01-24 | 1995-01-24 | 分子配向角測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP862195A JPH08201276A (ja) | 1995-01-24 | 1995-01-24 | 分子配向角測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08201276A true JPH08201276A (ja) | 1996-08-09 |
Family
ID=11698022
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP862195A Pending JPH08201276A (ja) | 1995-01-24 | 1995-01-24 | 分子配向角測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08201276A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6348966B1 (en) | 1997-12-02 | 2002-02-19 | Nec Corporation | Measuring method of liquid crystal pretilt angle and measuring equipment of liquid crystal pretilt angle |
| KR20040013207A (ko) * | 2002-08-05 | 2004-02-14 | 비오이 하이디스 테크놀로지 주식회사 | 사출성형품의 성형품질 측정장치 |
| US7289210B2 (en) | 2003-12-03 | 2007-10-30 | Fpinnovations | Circularly polarized light method and device for determining wall thickness and orientations of fibrils of cellulosic fibres |
| JP2010261820A (ja) * | 2009-05-08 | 2010-11-18 | Toyota Motor Corp | 燃料電池システム |
| CN114371151A (zh) * | 2020-10-15 | 2022-04-19 | 深圳莱宝高科技股份有限公司 | 一种透过率测试方法及透过率测试系统 |
-
1995
- 1995-01-24 JP JP862195A patent/JPH08201276A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6348966B1 (en) | 1997-12-02 | 2002-02-19 | Nec Corporation | Measuring method of liquid crystal pretilt angle and measuring equipment of liquid crystal pretilt angle |
| KR20040013207A (ko) * | 2002-08-05 | 2004-02-14 | 비오이 하이디스 테크놀로지 주식회사 | 사출성형품의 성형품질 측정장치 |
| US7289210B2 (en) | 2003-12-03 | 2007-10-30 | Fpinnovations | Circularly polarized light method and device for determining wall thickness and orientations of fibrils of cellulosic fibres |
| JP2010261820A (ja) * | 2009-05-08 | 2010-11-18 | Toyota Motor Corp | 燃料電池システム |
| CN114371151A (zh) * | 2020-10-15 | 2022-04-19 | 深圳莱宝高科技股份有限公司 | 一种透过率测试方法及透过率测试系统 |
| CN114371151B (zh) * | 2020-10-15 | 2024-04-19 | 深圳莱宝高科技股份有限公司 | 一种透过率测试方法 |
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