JPH0894445A - プレチルト角測定装置 - Google Patents
プレチルト角測定装置Info
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- JPH0894445A JPH0894445A JP23335694A JP23335694A JPH0894445A JP H0894445 A JPH0894445 A JP H0894445A JP 23335694 A JP23335694 A JP 23335694A JP 23335694 A JP23335694 A JP 23335694A JP H0894445 A JPH0894445 A JP H0894445A
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Abstract
く、液晶のプレチルト角を測定する。 【構成】相異なる周波数を持ち互いに直交した2つの直
線偏光を、被験物である液晶セルに入射させ、さらに偏
光子を通過させ、その光信号の位相を計測することによ
りプレチルト角を測定する装置。
Description
用いるプレチルト角測定装置に関する。
特に薄膜トランジスタ(TFT)駆動の液晶表示装置に
おいてこの傾向が著しい。このため、画素サイズの縮小
が進行しており、従来なかったような問題が持ち上がっ
ている。例えば、横方向電界によるリバースチルトドメ
インが誘起されディスクリネーションが発生する。この
ため、コントラスト比の低下を招いている。このディス
クリネーション対策として、プレチルト角を大きく取る
ことが有効な対策となっている(例えば、“ラテラル
フィールド エフェクト イン ツイステッド ネマチ
ック セルズ”、A.リエン、R.A.ジョン、IBM
ジャーナル オブ リサーチ アンドデベロップ メ
ント 36巻、51−58ページ、1992年)。ここ
でいうプレチルト角とは、以下のように知られているも
のである。液晶表示装置は、均一な表示画面を得るため
に、配向処理という基板処理を行う。この結果、棒状分
子である液晶分子は基板面内の特定の方位方向に向くよ
うになる。ただし、液晶分子長軸は基板面に対して比較
的小さな角度で接するようになる。この角度がプレチル
ト角と呼ばれている。既に述べたように、このプレチル
ト角の制御が液晶表示装置においてますます重要となっ
ている。
従来クリスタルローテーション法と呼ばれる方法が広く
行われてきた(例えば、“シンプル メソッド オブ
デターミニング リキッド クリスタル チルトーバイ
ア アングル”、中野等、ジャパニーズ ジャーナル
オブ アプライド フィジックス 19巻 2013ペ
ージ 1980年)。図6を用いて簡単に説明すれば、
このクリスタルローテーション法は以下のような測定方
法である。
ニアス配向液晶セル3を用意する。このホモジニアス配
向液晶セル中では、液晶分子はすべて同じ方向を向いて
いると考えられる。この試料を直交する偏光子2と検光
子4の間に挿入し、光線軸に対してホモジニアス配向液
晶セルを傾けて入射角φを変えながら透過光量Tを測定
する。この入射角−透過光量特性は、以下のように表記
される。
常光の屈折率であり、xは被験試料であるホモジニアス
配向液晶セルのセルギャップであり、λは入射光の波長
であり、αがプレチルト角である。(1)式のcosの
引き数θは、ホモジニアス配向液晶セルによるx方向及
びy方向の偏光間の位相差である。
対称となる入射角φx から求められる。例えば、クリス
タルローテーション法による測定結果を図7に示す。図
7に示すように、測定結果は多数の極大値と極小値を取
る。これら極大値及び極小値から対称点を判断する。
されるホモジニアス配向液晶セルは、セルギャップに不
均一性を有している。このため、実際に観測される透過
光量は以下のように表記される。
数である。このため、入射角−透過率特性において対称
となる入射角φx は、単純に(1)式から求められた値
とは異なる値となる。以上のように、セルギャップに不
均一性がある場合には従来のプレチルト角測定方法で正
確なプレチルト角が求まらないという課題を有してい
た。
から対称点を判断する訳であるが、実際に測定される結
果はガラス面での屈折やノイズのため非対称な場合が多
い。このため、この対称点を自動的に決定することは非
常に困難である。
数を持ち互いに直交した2つの直線偏光からなる光を発
する光源と、被験試料である液晶セルを回転する機構
と、偏光子を備え、偏光子からの透過光の位相を測定し
液晶のプレチルト角を決定することから構成される。
においては、相異なる発振周波数を持つ互いに直交した
2つの直線偏光を発するレーザ光源6を用いる。この光
源の出射光は、ジョーンズベクトルを用いて以下のよう
に表記できる。
への各偏光成分の振幅であり、x方向の偏光成分は角周
波数ωで、y方向の偏光成分は角周波数ω+2πfで発
振している。このため、x方向とy方向の偏光で周波数
fだけ発振周波数が異なる。ただし、(2)式でeiwt
は、共通因子であるのでジョーンズ行列の通常の計算通
り無視できる。
実現できる。横ゼーマンレーザーは、周波数の異なる直
交する2つの直線偏光を出射する。あるいは、軸ゼーマ
ンレーザーからの光を四分の一波長板に通すことによっ
て実現される。軸ゼーマンレーザーは、周波数の相異な
る左右円偏光を出射するが、四分の一波長板によって各
円偏光が直線偏光に変換されるためである。
配向した液晶セル3に入射する。このとき、液晶セルの
配向方向とx方向とは一致させておく。光の偏光状態は
以下のように変化する。
一致する。この後、図1に示すように検光子4に光が入
射する。このとき、検光子の偏光透過軸方位を液晶の配
向方向に対して45°なすように配置しておく。検光子
からの出射光は、(3)式に引き続き、以下のように計
算できる。
計算できる。
る成分を持つが、位相がホモジニアス配向液晶セルで受
けた位相差分のズレを生じる。そこで、液晶セルを挿入
する前後の位相変化から、あるいは元の光と検光子から
の出射光の位相を比較することによって、ホモジニアス
配向液晶セルによる位相差を測定することができる。そ
こで、光の入射角度を変えながらホモジニアス配向液晶
セルによる位相差を測定する。この結果、図2に示すよ
うな入射角−位相差特性を得ることができる。図2の極
値の入射角は従来の測定における図7の対称な点の入射
角と一致する。この極値を取る入射角を用いて、従来の
手順によりプレチルト角を決定することができる。
晶セルにギャップ不均一性が存在する場合、測定される
位相差は以下のように表記できる。
あり、第2項にのみプレチルト角を有している。光の入
射角が変わったとき極値を取るのは第2項である。この
ため、ギャップ不均一性があったとしても位相差が定数
倍になるだけであり、極値の決定には影響を与えない。
以上のように本発明の測定方法においては、ギャップ不
均一性があったとしてもプレチルト角の決定には影響を
与えない。
は、測定した位相差は単一の極値を持ち、測定結果はこ
の極値に関して対称となる。このため、位相差の極値を
求めれば容易に対称点を求めることができる。位相差の
極値は、(1)式の位相項を展開した多項式にフィッテ
ィングさせることにより、求めることができる。例え
ば、sinφをzとして(1)式と展開すると、θ=A
z4 +Bz2 +Cz+Dと書ける。これより位相項θは
4次関数であることが分かる。したがって、極値付近の
データを最小2乗法により4次式に適合させて、A,
B,Cが求められる。一方、前記の4次関数が極値をと
るときのz(=sinφx)はA,B,C,Dを用いて
表記できる。そこで、先ほど決めたA,B,C,Dを用
いて対称点φxを決めることができる。
はなく、変調された光の位相差を測定する。このため、
外部からの擾乱光にあまり影響されない。
ついて説明する。図3においては、光源として約100
kHzの周波数差をもつ直交偏光を発振する横安定化ゼ
ーマンHeNeレーザー9を用いている。HeNeレー
ザー光を半透過鏡へ入射させ、二つにレーザー光を分離
した。一方のレーザー光は、検光子4aを透過後シリコ
ンフォトダイオード12に入射する。このシリコンフォ
トダイオード12の信号が参照信号となる。他方のレー
ザー光は回転ステージ10上の被験試料である液晶セル
3、検光子4b及びシリコンフォトダイオード11に入
射する。回転ステージ10は、ステッピングモーターに
よって駆動される。このシリコンフォトダイオード11
からの信号を参照信号と比較するために、二位相のロッ
クインアンプ13に入射させる。二位相のロックインア
ンプにおいて、両者の比較が行われ、位相差が算出され
る。
作成した。二枚のガラス基板上にポリイミド配向膜(日
本合成ゴム製、AL1051)を焼成しラビングした。
この後、一方のガラス基板に径50μmのラテックス球
を散布し、両基板のポリイミド配向膜が互いに面するよ
うに両基板のラビング方向が反平行になるように張り合
わせた。さらに、ネマチック液晶(ZLI4792)を
真空中で両基板の間隙に注入し封孔した。
めに、被験試料の液晶セルを回転ステージ10に取り付
けることなく、両信号間の位相差φ0 を読み取る。液晶
セル、レーザー及び偏光板の各軸方向は、図1で説明し
た通りに調整した。この後、液晶セル3を回転ステージ
10に取り付け、回転ステージを回転させながら位相差
φx を読み取る。以上の測定は、パーソナルコンピュー
タ制御で行った。パーソナルコンピュータ内でφx −φ
0 の演算を行い、位相差の測定値とした。この測定例を
図4に示す。(1)式の位相項をsinφのベキで展開
した多項式に最少二乗法で図4の測定結果にフィッティ
ングさせた。これより、位相差の極値を与える入射角を
4°と決定できた。
の屈折率を用いて算出したプレチルト角と極値を与える
入射角の関係は図5のようになる。これから、このポリ
イミド配向膜(日本合成ゴム製 AL1051)上のネ
マチック液晶(ZLI4792)のプレチルト角は1°
と決定できた。
置を用いれば、ギャップの不均一性に影響されることな
く、自動的に対称点の入射角を求めることができ、それ
からプレチルト角を容易に求めることができる。
念図である。
めの測定例である。
る。
る。
めの図である。
である。
Claims (2)
- 【請求項1】 相異なる周波数を持ち互いに直交した2
つの直線偏光からなる光を発する光源と、被験試料であ
る液晶セルを回転する機構と、偏光子とを備え、偏光子
からの透過光の位相を測定し液晶のプレチルト角を決定
することを特徴とするプレチルト角測定装置。 - 【請求項2】 相異なる周波数を持ち互いに直交した2
つの直線偏光からなる光を発する光源と、この光源から
の光を2の光ビームに分離する手段と、一方の光路に挿
入された偏光板と第1の検出器と、他方の光路に挿入さ
れた液晶セルと偏光板と第2の光検出器と、第1および
第2の光検出器の出力を比較し位相差を求める手段とを
有することを特徴とするプレチルト角測定装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23335694A JP2606152B2 (ja) | 1994-09-28 | 1994-09-28 | プレチルト角測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23335694A JP2606152B2 (ja) | 1994-09-28 | 1994-09-28 | プレチルト角測定装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0894445A true JPH0894445A (ja) | 1996-04-12 |
JP2606152B2 JP2606152B2 (ja) | 1997-04-30 |
Family
ID=16953873
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP23335694A Expired - Lifetime JP2606152B2 (ja) | 1994-09-28 | 1994-09-28 | プレチルト角測定装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2606152B2 (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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 |
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 |
JP2002267573A (ja) * | 2001-03-12 | 2002-09-18 | Shintech Kk | 液晶セルの配向パラメータ測定方法および測定装置 |
US20160146596A1 (en) * | 2014-11-25 | 2016-05-26 | Samsung Display Co., Ltd. | Apparatus and method for measuring pretilt angle of liquid crystal |
CN105841825A (zh) * | 2016-03-15 | 2016-08-10 | 华中科技大学 | 一种基于硅基液晶的波长分辨监测方法 |
-
1994
- 1994-09-28 JP JP23335694A patent/JP2606152B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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 |
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 |
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 |
JP2002267573A (ja) * | 2001-03-12 | 2002-09-18 | Shintech Kk | 液晶セルの配向パラメータ測定方法および測定装置 |
US20160146596A1 (en) * | 2014-11-25 | 2016-05-26 | Samsung Display Co., Ltd. | Apparatus and method for measuring pretilt angle of liquid crystal |
US9766061B2 (en) * | 2014-11-25 | 2017-09-19 | Samsung Display Co., Ltd. | Apparatus and method for measuring pretilt angle of liquid crystal |
CN105841825A (zh) * | 2016-03-15 | 2016-08-10 | 华中科技大学 | 一种基于硅基液晶的波长分辨监测方法 |
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Publication number | Publication date |
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JP2606152B2 (ja) | 1997-04-30 |
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