KR101441876B1 - 광학이방성 패러미터 측정 방법 및 측정 장치 - Google Patents

광학이방성 패러미터 측정 방법 및 측정 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101441876B1
KR101441876B1 KR1020070087529A KR20070087529A KR101441876B1 KR 101441876 B1 KR101441876 B1 KR 101441876B1 KR 1020070087529 A KR1020070087529 A KR 1020070087529A KR 20070087529 A KR20070087529 A KR 20070087529A KR 101441876 B1 KR101441876 B1 KR 101441876B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
light
measurement
linearly polarized
measuring
polarized light
Prior art date
Application number
KR1020070087529A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20080027721A (ko
Inventor
다이스케 다노오카
Original Assignee
숏토 모리텍스 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 숏토 모리텍스 가부시키가이샤 filed Critical 숏토 모리텍스 가부시키가이샤
Publication of KR20080027721A publication Critical patent/KR20080027721A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101441876B1 publication Critical patent/KR101441876B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/1306—Details
    • G02F1/1309—Repairing; Testing
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/21—Polarisation-affecting properties
    • G01N21/23—Bi-refringence
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/11—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on acousto-optical elements, e.g. using variable diffraction by sound or like mechanical waves
    • G02F1/116—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on acousto-optical elements, e.g. using variable diffraction by sound or like mechanical waves using an optically anisotropic medium, wherein the incident and the diffracted light waves have different polarizations, e.g. acousto-optic tunable filter [AOTF]

Abstract

이방성의 작은 측정 대상물에서도 시료 스테이지나 시료의 미세 패턴에 의한 산란광의 영향을 받지 않고, SMP법과 동일한 수법으로, 고정밀도로 광학이방성 패러미터를 간단하게 측정할 수 있는 차동 SMP법을 제안한다.
측정 대상물(2)의 측정면에 대하여 P편광 또는 S편광의 어느 일방을 기준 방향으로 하고, 입사광과 측정광의 일방을 기준 방향으로 진동하는 직선 편광으로 하고, 입사광과 측정광의 타방을 기준 방향에 대하여 ±δ(δ≠nπ/2, n은 정수)의 방향으로 진동하는 1쌍의 직선 편광으로 하고, 그 1쌍의 직선 편광에 대응하는 2종류의 측정광의 광 강도를 측정하고, 얻어진 2개의 광 강도 데이터의 차분을 나타내는 차분 데이터에 기초하여 광학이방성 패러미터를 측정하도록 했다.
직선 편광, 입사광, 이방성 측정 대상, 반사광, 측정광, 광학이방성 패러미터, 광학이방성 패러미터 측정 방법, 광 강도, 광학이방성 패러미터 측정 장치

Description

광학이방성 패러미터 측정 방법 및 측정 장치{METHOD FOR MEASURING OPTICAL ANISOTROPY PARAMETER AND MEASUREMENT APPARATUS}
본 발명은 편광을 사용하여 측정 대상물의 광학축의 방향, 경사각, 이방성의 크기 등의 광학이방성 패러미터를 측정하는 광학적 이방성 패러미터 측정 방법 및 측정 장치에 관한 것으로, 특히, 액정 배향막의 검사 등에 사용하기 적합하다.
액정 디스플레이는 표면에 투명 전극 및 배향막을 적층한 이면측 유리 기판과, 표면에 컬러 필터, 투명 전극 및 배향막을 적층 형성한 표면측 유리 기판이 스페이서를 사이에 두고 배향막끼리 마주 향하게 하고, 그 배향막의 간극에 액정을 봉입한 상태로 밀봉함과 아울러, 그 표리 양측에 편광 필터가 적층된 구조로 이루어져 있다.
여기에서, 액정 디스플레이가 정상적으로 동작하기 위해서는 액정 분자가 균일하게 동일한 방향으로 배열되어 있을 필요가 있어, 배향막이 액정 분자의 방향성을 결정한다.
이 배향막이 액정 분자를 정렬시킬 수 있는 것은, 일축성 광학적 이방성을 갖고 있기 때문이며, 배향막이 그 전체면에 걸쳐 균일한 일축성 광학적 이방성을 갖고 있으면 액정 디스플레이에 결함을 일으키기 어렵고, 광학적 이방성의 불균일한 부분이 존재하면 액정 분자의 방향이 흐트러지기 때문에 액정 디스플레이가 불량품으로 된다.
즉, 배향막의 품질은 그대로 액정 디스플레이의 품질에 영향을 주어, 배향막에 결함이 있으면 액정 분자의 방향성이 흐트러지기 때문에, 액정 디스플레이에도 결함을 일으키게 된다.
따라서, 액정 디스플레이를 조립할 때에, 미리 배향막의 결함의 유무를 검사하여 품질이 안정한 배향막만을 사용하도록 하면, 액정 디스플레이의 수율이 향상되어, 생산 효율이 향상된다.
이 때문에 종래부터 엘립소미터 등을 사용하여, 배향막에 대하여, 이방성 패러미터가 되는 광학축의 방향, 경사각(극각), 막 두께 등을 측정하고, 그 배향막의 광학적 이방성을 평가함으로써, 결함의 유무를 검사하는 방법이 제안되어 있다.
그렇지만, 엘립소미터에 의한 측정은 정밀도가 높지만 시간과 수고가 많이 필요하여, 제조 라인에서 간단하게 검사할 수 있는 것은 아니었다.
그래서 본 출원인은 엘립소미터를 사용할 것까지도 없이, 편광을 조사했을 때의 반사광 강도 변화에 기초하여, SMP법에 의해, 배향 방위나 경사각 등을 간단하게 측정할 수 있는 기술을 제안했다.
[특허문헌 1] 일본 특개 2006-226995호 공보
이것에 의하면, 반사광에 포함되는 특정 방향의 편광 성분의 극대값 및 극소값이 얻어지는 방향에 기초하여 배향 방위나 경사각을 검출할 수 있다.
그렇지만, 그 후의 실험에 의해, 당해 장치로 측정을 행하는 경우, 측정의 고속화는 도모할 수 있지만, 시료 스테이지나 시료의 미세 패턴에 의한 산란광의 영향에 의해, 특히 이방성이 작은 측정 대상물에서는 정밀도가 높은 측정을 행하는 것은 곤란했다.
그래서 본 발명은 편광을 이용하여 막 두께, 굴절율 및 굴절율 이방성 등의 광학적 패러미터를 측정할 때에, 이방성이 작은 측정 대상물이어도 시료 스테이지나 시료의 미세 패턴에 의한 산란광의 영향을 받지 않고, SMP법과 동일한 수법으로, 고정밀도로 광학이방성 패러미터를 간단하게 측정할 수 있는 차동 SMP법을 제안하는 것을 기술적 과제로 하고 있다.
이 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은 스테이지에 세워진 수직선 주위의 복수의 방위로부터 이방성 측정 대상물의 측정점에 대하여, 직선 편광을 입사광으로 하여 조사하는 조사 광학계와, 그 반사광에 포함되는 직선 편광성분 중 특정 방향의 직선 편광을 측정광으로 하여 그 광 강도를 측정하는 측정 광학계를 구비하고, 상기 복수의 방위에서의 측정광의 광 강도를 측정하고, 상기 광 강도에 기초하여 광학이방성 패러미터인 광학축의 방향, 경사각, 이방성의 크기를 측정하는 광학이방성 패러미터 측정 방법에 있어서,
상기 측정 대상물의 측정면에 대하여 P편광 또는 S편광의 어느 일방의 방향을 기준 방향으로 하고,
상기 입사광과 측정광의 일방을 상기 기준 방향으로 진동하는 직선 편광으로 하고,
상기 입사광과 측정광의 타방을 상기 기준 방향에 대하여 ±δ(δ≠nπ/2, n은 정수)의 방향으로 진동하는 1쌍의 직선 편광으로 하고,
상기 입사광이 조사되는 방위마다, 상기 1쌍의 직선 편광에 대응하는 2종류의 측정광의 광 강도를 측정하여 얻어진 2개의 광 강도 데이터의 차분을 나타내는 차분 데이터를 구하고,
당해 차분 데이터를 자승한 경우에, 2개의 최대 피크 사이에 있는 극소값이 존재하는 방위 또는 2개의 중간 피크 사이에 있는 극소값이 존재하는 방위에 기초하여 광학축의 방향을 측정하고, 인접하는 최대 피크 및 중간 피크에 끼워진 2개의 극소 포인트의 방향에 기초하여 광학축의 경사각을 측정하고, 최대 피크의 높이에 기초하여 이방성의 크기를 측정하는 것을 특징으로 하고 있다.
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
본 발명에 의하면, 예를 들면, P편광의 방향을 기준 방향으로 했을 때에, 기준 방향에 대하여 +δ(δ≠nπ/2, n은 정수)의 방향으로 진동하는 직선 편광(+δ편광)을 복수의 방위에서 측정 대상물에 입사시켜, 그 반사광의 S편광의 광 강도 M+δ를 측정한다.
이어서, 기준 방향에 대하여 -δ의 방향으로 진동하는 직선 편광(-δ 편광)을 복수의 방위에서 측정 대상물에 입사시켜, 그 반사광의 S편광의 광 강도 M-δ를 측정한다.
측정된 반사광 강도(M+δ 및 M-δ)에는 노이즈(N)가 포함되고 있고, 그 노이즈(N)는 편광 방향에 관계없이 일정하다고 생각되기 때문에, 노이즈를 제거한 반사광 강도(R+δ 및 R-δ)는 다음 식으로 표시된다.
R+δ=M+δ-N
R-δ=M-δ-N
따라서, 측정된 반사광 강도(M+δ 및 M-δ)의 차분을 취하면, 다음 식에 나타 내는 바와 같이 노이즈 성분을 없앨 수 있다(차동 SMP법).
D=M+δ-M-δ= (R+δ+N)-(R-δ+N)=R+δ-R-δ
또한, 단순히 차를 취한 경우에는, 입사광의 방위에 따라 부(負)의 값으로도 될 수 있다. 실험에 의하면 D=0인 부분이 SMP법에 의해 측정한 경우의 극소값으로 되고, D의 극값이 SMP법에 의해 측정했을 때의 극대값을 취한다.
이 때문에, D를 자승하고, 이것을 차분 데이터로서 사용하면, 차분 데이터는 모두 정의 값을 취하고, 그 파형도 SMP법에 의해 측정한 파형과 대응하고, 그 결과 에 기초하여 이방성 패러미터를 측정할 수 있다.
(발명을 실시하기 위한 최량의 형태)
본 발명에 따른 광학이방성 패러미터 측정 방법은 이방성이 작은 측정 대상물에서도 노이즈 영향을 받지 않고 고정밀도로 측정할 수 있도록 한다는 목적을 달성하기 위하여,
측정 대상물의 측정면에 대하여 P편광 또는 S편광의 어느 일방을 기준 방향으로 했을 때에, 입사광과 측정광의 일방을 기준 방향으로 진동하는 직선 편광으로 하고, 상기 입사광과 측정광의 타방을 기준 방향에 대하여 ±δ(δ≠nπ/2, n은 정수)의 방향으로 진동하는 1쌍의 직선 편광으로 하고, 1쌍의 직선 편광에 대응하는 2종류의 측정광의 광 강도를 측정하고, 얻어진 2개의 광 강도 데이터의 차분을 나타내는 차분 데이터에 기초하여 광학이방성 패러미터를 측정하도록 했다.
도 1은 본 발명 방법에 사용하는 광학이방성 패러미터 측정 장치를 도시하는 설명도, 도 2는 각 측정점과 CCD 카메라의 화소의 관계를 도시하는 설명도, 도 3은 노이즈를 포함한 반사광 강도(M+δ 및 M-δ)의 측정 결과를 도시하는 그래프, 도 4는 노이즈를 제거한 반사광 강도(R+δ 및 R-δ)의 차 D의 산출 결과를 도시하는 그래프, 도 5는 차분 데이터 D2의 산출 결과를 도시하는 그래프이다.
(실시예 1)
도 1에 도시하는 광학이방성 패러미터 측정 장치(1)는 스테이지(2) 상에 놓여진 시료(이방성 측정 대상물)(3)에 대하여 직선 편광을 입사광으로서 조사하는 조사 광학계(4)와, 그 반사광에 포함되는 직선 편광성분 중 특정 방향의 직선 편광을 측정광으로 하여 그 광 강도를 측정하는 측정 광학계(5)와, 그 측정 결과에 기초하여 광학이방성 패러미터를 산출하는 연산처리 장치(6)를 구비하고, 각 광학계(4 및 5)가 스테이지(2) 상에 세워진 수선을 회전축으로 하여 스테이지(2)에 대해 상대적으로 회전 가능하게 설치되어 있다.
본 예에서는, 조사 광학계(4) 및 측정 광학계(5)는 모터(11)에 의해 회전되는 회전 테이블(7)에 부착되고, 각 광학계(4 및 5)의 조사광축(LIR) 및 측정광축(LRF)이 그 회전축(7x)에 대해 등각적으로 교차하도록 배치되어 있다.
회전 테이블(7)은 그 회전축(7x)이 스테이지(2) 상에 세워진 수선과 일치하도록 배치되고, 회전축(7x)의 경사를 조정하는 기울기 조정 기구(12), 각 광학계(4 및 5)의 광축의 교점의 높이를 시료(3)에 일치시키는 Z 테이블(높이 조정 기구)(13), 각 광학계(4 및 5)의 각각의 광축의 교점의 위치를 임의의 측정점(M)에 일치시키는 XY 테이블(XY 이동기구)(14)을 구비하고 있다.
또, 회전 테이블(7)의 중심에는, 회전축(7x)과 동축으로 광축이 배치된 기울기 검출용 촬상 장치(15)가 배치되어 있다.
이 촬상 장치(15)에는, 스테이지(2)를 향하여 레이저광을 동축 낙사(落射)시키는 광원 장치(도시 생략)이 내장되어, 시료(3)에서 반사된 레이저광을 촬상할 수 있게 되어 있다.
이것에 의해, 회전 테이블(7)의 회전축(7x)이 경사져 있지 않은 경우에는, 회전 테이블(7)을 회전시켜도 반사광의 수광점이 이동하지 않으므로, 기욺이 없다고 판단할 수 있다. 또, 회전 테이블(7)의 회전축(7x)이 경사져 있는 경우에는, 회전 테이블(7)을 회전시켰을 때에 기욺이 생기게 하여, 반사광의 수광점이 일정하지 않아 폐곡선의 궤적을 그리므로, 이 궤적으로부터 기울기량을 검출할 수 있다.
조사 광학계(4)는 시료(3)에 조사하는 조사광축(LIR)을 따라, 파장 632.8nm, 광 강도 25mW의 He-Ne 레이저(21)와, 그 레이저광을 소정의 스폿 형상을 직경확장 또는 폭을 넓혀서 평행화하는 콜리메이터 렌즈(22)와, 그 평행 광속을 편광화하여 직선 편광을 조사하는 편광자(23)를 구비하고 있다.
편광자(23)는 시료(3)의 측정면에 대하여 P편광의 방향을 기준 방향으로 했을 때에, 그 기준 방향에 대하여 ±δ(δ≠nπ/2, n은 정수)의 방향으로 진동하는 1쌍의 직선 편광을 출력하는 2개의 방향으로 조정 가능하게 배치된 글랜 톰슨 프리즘(소광비 10-6)으로 이루어지고, 편광자(23)의 방향을 조정함으로써, 1쌍의 직선 편광을 출력할 수 있다.
측정 광학계(5)는 그 측정광축(LRF)이 상기 레이저(21)로부터 조사되어 시료(3)에서 반사된 반사광의 광축과 일치하도록 배치되고, 그 광축(LRF)을 따라, 검광자(24), 파장선택 필터(25), 2차원 CCD 카메라(26)가 배치되어 있다.
이것에 의해, 시료(3) 상의 측정 영역(A)에 포함되는 복수의 측정점(Mij)으로부터의 반사광 강도를 동시에 측정할 수 있다.
CCD 카메라(26)는 복수의 측정점에서의 반사광 강도를 동시에 측정한다.
도 2(a)는 회전 전의 측정 영역(A) 내의 측정점(Mij)(i, j=1∼10)을 나타낸다.
도 2(b)는 광학계(4 및 5)를 소정 각도 회전시켰을 때의 화상을 도시하는 것으로, 각 측정점(Mij)을 극좌표(Mij=(rn, αm))로 나타내면, 회전 테이블(12)이 각도 γ만큼 회전했을 때의 Mij의 위치는 Mij=(rn, αm+γ)로 표시된다.
따라서, Mij=(rn, αm+γ)에 대응하는 CCD 카메라(26)의 화소 영역에서 반사광 강도를 측정하면 된다.
따라서, 편광자(23)를 +δ측에 위치 결정하고 직선 편광을 시료(3)에 조사시킨 상태에서, 테이블(12)을 1회전 하는 것만으로, 측정 영역 내의 각 측정점에 대 하여 동시에 입사 방위에 따른 반사광 강도(R+δ)를 측정할 수 있고, 이어서, 편광자(23)를 -δ측에 위치 결정하고, 테이블(12)을 다시 1회전 하는 것만으로, 측정 영역 내의 각 측정점에 대해 동시에 입사 방위에 따른 반사광 강도(R-δ)를 측정할 수 있다.
그리고, 이와 같이 측정된 반사광 강도 데이터(M+δ, M-δ)가 연산 장치(27)에 입력된다.
측정된 반사광 강도(M+δ 및 M-δ)에는 노이즈(N)가 포함되어 있고, 그 노이즈(N)는 편광 방향에 관계없이 일정하다고 생각되기 때문에, 노이즈를 제거한 반사광 강도(R+δ 및 R-δ)는 다음 식으로 표시된다.
수학식 1
R+δ=M+δ-N
수학식 2
R-δ=M-δ-N
따라서, 측정된 반사광 강도(M+δ 및 M-δ)의 차 D를 취하면, 다음 식에 나타내는 바와 같이 노이즈 성분을 없앨 수 있다(차동 SMP법).
D=M+δ-M-δ= (R+δ+N)-(R-δ+N)=R+δ-R-δ
또한, 단순히 차를 취한 경우, D의 값은 입사광의 방위에 따라 부의 값으로 도 된다. 실험에 의하면 D=0인 부분이 SMP법에 의해 측정한 경우의 극소값이 되고, D의 극값이 SMP법에 의해 측정했을 때의 극대값을 취한다.
이 때문에, D를 자승하고, 이것을 차분 데이터로서 사용하면, 차분 데이터는 모두 정의 값을 취하고, 그 파형도, SMP법에 의해 측정한 파형과 대응한다.
D2= (R+δ-R-δ)2
이상이 본 발명에 따른 광학이방성 패러미터 측정 장치의 1 구성예이며, 다음에 이 장치를 사용한 광학이방성 패러미터 측정 방법에 대해 설명한다.
광학이방성 측정 대상물이 되는 시료(3)를 스테이지(2)에 세팅하고, 기울기 조정을 행한 후, 반사광 강도가 최대가 되도록 Z테이블(13)로 높이 조정을 행한다.
이 상태에서, 편광자(23)를 +δ(본 예에서는 +0.2°)의 위치에 세팅하고, 조사 광학계(4)로부터 P편광에 대하여 +δ의 방향으로 진동하는 직선 편광을 조사시키면, 측정 광학계(5)에서는, 이것에 대응하는 S편광이 측정광으로서 CCD 카메라(26)에 입사되고, 그 반사광 강도 M+δ가 측정된다.
도 3(a)는 측정 영역(A) 내의 1측정점에서의 반사광 강도 M+δ의 측정 결과의 예를 도시하는 그래프이다.
이어서, 편광자(23)를 -δ(본예에서는 -0.2°)의 위치에 세팅하고, 조사 광학계(4)로부터 P편광에 대하여 -δ의 방향으로 진동하는 직선 편광을 조사시키면, 측정 광학계(5)에서는, 이것에 대응하는 S편광이 측정광으로서 CCD 카메라(26)에 입사되고, 그 반사광 강도 M-δ가 측정된다.
도 3(b)는 측정 영역(A) 내의 1 측정점에서의 반사광 강도 M-δ의 측정 결과의 예를 도시하는 그래프이다.
측정된 반사광 강도(M+δ 및 M-δ)에는 노이즈(N)가 포함되어 있고, 그 노이즈(N)는 편광 방향에 관계없이 일정하다고 생각되기 때문에, 얻어진 데이터를 연산처리 장치(6)에 입력하고, D=M+δ-M-δ를 산출하면, 노이즈를 제거한 반사광 강도(R+δ 및 R-δ)의 차가 산출된다(차동 SMP법).
D=M+δ-M-δ= (R+δ+N)-(R-δ+N)=R+δ-R-δ
도 4는 이 데이터 D를 도시하는 그래프이다.
여기에서, 단순히 차를 취한 데이터 D는 입사광의 방위에 따라 부의 값도 취한다. 실험에 의하면 D=0인 부분이 SMP법에 의해 측정한 경우의 극소값이 되고, D의 극값이 SMP법에 의해 측정했을 때의 극대치에 대응한다.
그래서, D를 자승하고, 이것을 차분 데이터로서 사용하면, 차분 데이터는 모두 정의 값을 취하고, 그 파형도 SMP법에 의해 측정한 파형과 대응한다.
도 5는 차분 데이터 D2을 도시하는 그래프이다.
SMP법에 의하면, 광학이방성을 갖는 시료(3)에 대하여, 입사 방향을 0∼360°까지 변화시켰을 때에 검출되는 반사광 강도 변화는 2개의 최대 피크(Λ1 및 Λ2) 와, 2개의 중간 피크(Λ3 및 Λ4)가 존재하고, 각 피크(Λ1∼Λ4) 사이에 광 강도가 0이 되는 극소 포인트(V1∼V4)가 되는 각도가 존재한다(도 5 참조).
2개의 최대 피크(Λ1 및 Λ2) 사이의 극소 포인트 V1과, 2개의 중간 피크(Λ3 및 Λ4) 사이의 극소 포인트 V3은 시료(2) 상의 측정점의 광학축방향을 나타내고, 그 차는 180°가 된다.
따라서, 차동 SMP법에서도 동일하게, 광학축의 방향은 2개의 최대 피크(Λ1 및 Λ2) 사이의 극소 포인트 V1과, 2개의 중간 피크(Λ3 및 Λ4) 사이의 극소 포인트 V3에 의해 결정할 수 있다.
또, 반사광 강도가 최대 피크 Λ1과 이것에 인접하는 중간 피크 Λ4에 끼워진 극소 포인트 V4의 방향, 반사광 강도가 최대 피크 Λ2와 이것에 인접하는 중간 피크 Λ3에 끼워진 극소 포인트 V3의 방향에 기초하여 그 측정점에서의 광학축의 경사각(θ)을 알려진 계산식에 의해 산출할 수 있다.
또한, 이방성의 크기는 하나의 측정점에서의 배향 분포의 균일성을 나타내는 값이지만, 배향 방향이 일치해 있을수록 이방성이 크다고 할 수 있고, 이방성이 클수록, 도 5에 도시하는 그래프의 최대 피크의 높이가 높다.
따라서, 최대 피크의 높이에 기초하여 이방성의 크기를 측정할 수 있다.
본 예에서는, CCD 카메라(26)로 반사광 강도를 측정하고 있으므로, 시료(3) 상의 다수의 측정점에서의 광학축의 방향, 경사각, 이방성의 크기를 동시에 측정할 수 있고, 이것들의 분포 상태도 신속하게 측정할 수 있다.
또한, 상기의 설명에서는, 시료(3)에 조사한 평행 광속의 반사광을 이차원 CCD 카메라(26)로 수광함으로써 복수점의 반사광 강도를 동시에 측정하는 경우에 대해 설명했지만, 하나의 측정점에 대해서만 측정하는 경우에는, 광전자배증관 등을 사용할 수도 있다.
또, 측정에 사용하는 광은 가시광뿐만 아니라, 자외광∼테라헤르츠 광까지의 어느 파장의 광을 사용해도 되고, 또, 편광자, 검광자, 검출기는 사용하는 광의 파장에 적합한 것을 사용하면 된다.
기준 방향은 P편광의 방향에 한하지 않고, S편광의 방향에서도 동일하다.
또, 편광자(23)를 ±δ로 조정 가능하게 하고, 검광자(24)를 고정화하여 측정하는 경우에 대하여 설명했지만, 편광자(23)를 고정화하고, 검광자(24)를 ±δ로 조정 가능하게 하는 경우이어도 된다.
즉, P±δ(S±δ) 방향의 직선 편광을 입사광으로 하고 S편광을 측정광으로 하는 경우에 한하지 않고, P±δ(S±δ) 방향의 직선 편광을 입사광으로 하고 P편광을 측정광으로 하는 경우, S편광을 입사광으로 하고 P±δ(S±δ) 방향의 직선 편광을 측정광으로 하는 경우, P편광을 입사광으로 하고 P±δ(S±δ) 방향의 직선 편광을 측정광으로 하는 경우 어느 것이어도 된다.
편광자(23) 및 검광자(24)로서는, 글랜 톰슨 프리즘과 같은 투과형의 편광 소자에 한하지 않고, 반사형의 편광 소자를 사용해도 된다.
예를 들면, 평면 반사판에 브루스터각으로 광을 입사되면 S편광밖에 출력되지 않으므로, 이 광학계를 광축방향으로 회전시킴으로써, 시료(3)에 대하여 P편광, S편광, P±δ(S±δ) 방향의 직선 편광 등 임의의 편광을 출력할 수 있으므로 이것을 편광자로서 사용할 수 있고, 마찬가지로, 검광자로서 사용할 수도 있다.
또, 반사면에 금속 박막을 형성한 프리즘에 공명각으로 광을 입사시키면 S편광밖에 출력되지 않으므로, 평면 반사판과 동일하게, 편광자 및 검광자로서 사용할 수 있다.
복수의 방위에서 측정하기 위해서, 조사 광학계(4) 및 측정 광학계(5)를 설치한 테이블(7)을 회전시키는 경우에 대하여 설명했지만, 이것들을 고정하고 스테이지(2)를 회전시키는 경우이어도 된다.
또, 미리 복수의 방위에서 조사하는 복수의 측정 광학계와 그 반사광 강도를 측정하는 복수의 측정 광학계를 소정 각도 간격으로 배치해도 된다.
본 발명은 광학이방성을 갖는 제품, 특히, 액정 배향막의 품질 검사 등에 적용할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 광학적 이방성 패러미터 측정 장치의 1 예를 도시하는 설명도,
도 2는 각 측정점과 CCD 카메라의 화소의 관계를 도시하는 설명도,
도 3은 노이즈를 포함한 반사광 강도(M+δ 및 M-δ)의 측정 결과를 도시하는 그래프,
도 4는 노이즈를 제거한 반사광 강도(R+δ 및 R-δ)의 차 D의 산출 결과를 도시하는 그래프,
도 5는 차분 데이터 D2의 산출 결과를 도시하는 그래프이다.
(부호의 설명)
1 광학이방성 패러미터 측정 장치 2 스테이지
3 시료(이방성 측정 대상물) 4 조사 광학계
5 측정 광학계 6 연산처리 장치
21 레이저 2 3편광자
24 검광자 26 2차원 CCD 카메라

Claims (5)

  1. 스테이지에 세워진 수직선 주위의 복수의 방위로부터 이방성 측정 대상물의 측정점에 대하여, 직선 편광을 입사광으로 하여 조사하는 조사 광학계와, 그 반사광에 포함되는 직선 편광성분 중 특정 방향의 직선 편광을 측정광으로 하여 그 광 강도를 측정하는 측정 광학계를 구비하고, 상기 복수의 방위에서의 측정광의 광 강도를 측정하고, 상기 광 강도에 기초하여 광학이방성 패러미터인 광학축의 방향, 경사각, 이방성의 크기를 측정하는 광학이방성 패러미터 측정 방법에 있어서,
    상기 측정 대상물의 측정면에 대하여 P편광 또는 S편광의 어느 일방의 방향을 기준 방향으로 하고,
    상기 입사광과 측정광의 일방을 상기 기준 방향으로 진동하는 직선 편광으로 하고,
    상기 입사광과 측정광의 타방을 상기 기준 방향에 대하여 ±δ(δ≠nπ/2, n은 정수)의 방향으로 진동하는 1쌍의 직선 편광으로 하고,
    상기 입사광이 조사되는 방위마다, 상기 1쌍의 직선 편광에 대응하는 2종류의 측정광의 광 강도를 측정하여 얻어진 2개의 광 강도 데이터의 차분을 나타내는 차분 데이터를 구하고,
    당해 차분 데이터를 자승한 경우에, 2개의 최대 피크 사이에 있는 극소값이 존재하는 방위 또는 2개의 중간 피크 사이에 있는 극소값이 존재하는 방위에 기초하여 광학축의 방향을 측정하고, 인접하는 최대 피크 및 중간 피크에 끼워진 2개의 극소 포인트의 방향에 기초하여 광학축의 경사각을 측정하고, 최대 피크의 높이에 기초하여 이방성의 크기를 측정하는 것을 특징으로 하는 광학이방성 패러미터 측정 방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 스테이지에 세워진 수직선 주위의 복수의 방위로부터 이방성 측정 대상물의 측정점에 대하여, 직선 편광을 입사광으로 하여 조사하는 조사 광학계와, 그 반사광에 포함되는 직선 편광성분 중 특정 방향의 직선 편광을 측정광으로 하여 그 광 강도를 측정하는 측정 광학계와, 상기 복수의 방위에서의 측정광의 광 강도를 측정하고, 상기 광 강도에 기초하여, 광학이방성 패러미터인 광학축의 방향, 경사각, 이방성의 크기를 측정하는 연산장치를 구비한 광학이방성 패러미터 측정 장치에 있어서,
    상기 측정 대상물의 측정면에 대하여 P편광 또는 S편광의 어느 일방의 방향을 기준 방향으로 했을 때에, 편광자 및 검광자의 일방이 기준 방향으로 진동하는 직선 편광을 출력하는 방향에 배치되고, 상기 편광자 및 검광자의 타방이 기준 방향에 대해 ±δ(δ≠nπ/2, n은 정수)의 방향으로 진동하는 1쌍의 직선 편광을 출력하는 2개의 방향으로 조정 가능하게 배치되고,
    상기 연산 장치는, 상기 입사광이 조사되는 방위마다, 상기 1쌍의 직선 편광에 대응하는 2종류의 측정광의 광 강도를 측정하여 얻어진 2개의 광 강도 테이터의 차분을 나타내는 차분 데이터를 구하고,
    당해 차분 데이터를 자승한 경우에, 2개의 최대 피크 사이에 있는 극소값이 존재하는 방위 또는 2개의 중간 피크 사이에 있는 극소값이 존재하는 방위에 기초하여 광학축의 방향을 측정하고, 인접하는 최대 피크 및 중간 피크에 끼워진 2개의 극소 포인트의 방향에 기초하여 광학축의 경사각을 측정하고, 최대 피크의 높이에 기초하여 이방성의 크기를 측정하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 광학이방성 패러미터 측정 장치.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 조사 광학계가 측정 대상물의 측정 영역의 형상에 따른 스폿 형상의 평행 광속을 조사하는 광원 장치를 구비하고, 측정 광학계가 상기 측정 영역으로부터 반사된 평행 광속의 측정광의 광 강도를 검출하는 1차원 또는 2차원의 광센서를 구비한 것을 특징으로 하는 광학이방성 패러미터 측정 장치.
KR1020070087529A 2006-09-25 2007-08-30 광학이방성 패러미터 측정 방법 및 측정 장치 KR101441876B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2006-00258386 2006-09-25
JP2006258386A JP4921090B2 (ja) 2006-09-25 2006-09-25 光学異方性パラメータ測定方法及び測定装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20080027721A KR20080027721A (ko) 2008-03-28
KR101441876B1 true KR101441876B1 (ko) 2014-09-19

Family

ID=39255711

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020070087529A KR101441876B1 (ko) 2006-09-25 2007-08-30 광학이방성 패러미터 측정 방법 및 측정 장치

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP4921090B2 (ko)
KR (1) KR101441876B1 (ko)
CN (1) CN101153965B (ko)
TW (1) TWI421486B (ko)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5198980B2 (ja) * 2008-09-02 2013-05-15 株式会社モリテックス 光学異方性パラメータ測定方法及び測定装置
JP5806837B2 (ja) 2011-04-11 2015-11-10 株式会社モリテックス 光学異方性パラメータ測定装置、測定方法及び測定用プログラム
US8570514B2 (en) * 2011-06-20 2013-10-29 Kla-Tencor Corporation Optical system polarizer calibration
CN103323456B (zh) * 2013-07-05 2016-03-30 中国计量学院 基于fpga和偏振差分算法测量蓝宝石内应力分布的方法
JP6087751B2 (ja) * 2013-07-05 2017-03-01 株式会社モリテックス 光学異方性パラメータ測定装置、測定方法及び測定用プログラム
US9989454B2 (en) 2013-10-04 2018-06-05 Axometrics, Inc. Method and apparatus for measuring parameters of optical anisotropy
TWI542864B (zh) * 2014-12-30 2016-07-21 財團法人工業技術研究院 異向性量測系統、異向性量測方法及其校正方法
US9739661B2 (en) * 2015-06-30 2017-08-22 Agilent Technologies, Inc. Infrared imaging system with automatic referencing
JP6589239B2 (ja) * 2015-09-25 2019-10-16 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 膜厚測定装置及び膜厚測定方法
KR102543642B1 (ko) * 2016-11-04 2023-06-14 한국전기연구원 테라헤르츠파를 이용한 이물 검출 방법 및 장치
WO2018207569A1 (ja) * 2017-05-12 2018-11-15 ソニー株式会社 撮像装置及び撮像方法
JP6652542B2 (ja) * 2017-11-21 2020-02-26 浜松ホトニクス株式会社 光学解析装置及び光学解析方法
CN116499362B (zh) * 2023-06-26 2023-09-15 太原科技大学 钢板尺寸在线测量系统

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004514129A (ja) * 2000-11-17 2004-05-13 カール　ツァイス　イエナ　ゲーエムベーハー レーザ走査顕微鏡を用い、材料によって放射、反射及び透過された光の偏光特性を測定する方法及び装置
JP2004294293A (ja) * 2003-03-27 2004-10-21 Neoark Corp 複数の異なる試料の光学特性を一括して観察・測定する方法
JP2006226995A (ja) * 2005-01-24 2006-08-31 Moritex Corp 光学的異方性パラメータ測定方法及び測定装置

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1010613B (zh) * 1986-10-11 1990-11-28 西北工业大学 参比光学分析方法及其激光光学分析仪
JP2000081371A (ja) * 1998-09-07 2000-03-21 Nec Corp 薄膜分子配向評価方法、評価装置及び記録媒体

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004514129A (ja) * 2000-11-17 2004-05-13 カール　ツァイス　イエナ　ゲーエムベーハー レーザ走査顕微鏡を用い、材料によって放射、反射及び透過された光の偏光特性を測定する方法及び装置
JP2004294293A (ja) * 2003-03-27 2004-10-21 Neoark Corp 複数の異なる試料の光学特性を一括して観察・測定する方法
JP2006226995A (ja) * 2005-01-24 2006-08-31 Moritex Corp 光学的異方性パラメータ測定方法及び測定装置

Also Published As

Publication number Publication date
TW200815745A (en) 2008-04-01
KR20080027721A (ko) 2008-03-28
CN101153965A (zh) 2008-04-02
JP2008076324A (ja) 2008-04-03
JP4921090B2 (ja) 2012-04-18
CN101153965B (zh) 2011-07-13
TWI421486B (zh) 2014-01-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101441876B1 (ko) 광학이방성 패러미터 측정 방법 및 측정 장치
US6636322B1 (en) Method and device for measuring cell gap of liquid crystal display using near-IR radiation
KR101280335B1 (ko) 광학적 이방성 파라미터 측정 방법 및 측정 장치
KR101594982B1 (ko) 광학 이방성 파라미터 측정 장치, 측정 방법 및 측정용 프로그램
WO2015101352A1 (zh) 光的偏振态调制、检测装置及检测方法
KR101624271B1 (ko) 광학 이방성 패러미터 측정방법 및 측정장치
JP4663529B2 (ja) 光学的異方性パラメータ測定方法及び測定装置
JP2007278857A (ja) ラビング角度測定装置、及び液晶表示装置並びに光学フィルムの製造方法
JP5254323B2 (ja) 光学歪み計測装置
KR20160052592A (ko) 광학 이방성의 파라미터들을 측정하기 위한 방법 및 장치
JPH10332533A (ja) 複屈折評価装置
US5532488A (en) Apparatus and method for evaluating orientation film
US11656484B2 (en) Voltage-tunable polarizer
JP4728830B2 (ja) 光学的異方性パラメータ測定方法及び測定装置
JP5446644B2 (ja) 楕円偏光板の貼合角測定装置
US20110122409A1 (en) Object characteristic measurement method and system
KR20080061196A (ko) 액정 배향막 러빙각도 측정장치 및 그 측정방법
JPH05264440A (ja) 偏光解析装置
JP2001083042A (ja) 光学的異方性の測定方法、測定装置及び測定方法を記録した記録媒体
JPH05158084A (ja) 線形及び非線形光学感受率測定装置
KR20080093236A (ko) 높은 반사 및 투과 효율과 투과광의 위상 지연을 이용하여기판을 검사하는 방법 및 장치
US20050243326A1 (en) Imaginary polarizing measuring method for simultaneously measuring the optical crystal thickness and the optic axis direction
JP2006322831A (ja) 劣化試験装置及び劣化試験方法
Moreau et al. Fast and accurate measurement of liquid crystal tilt bias angle with the ELDIM EZContrast system
Goldstein et al. Measurement of small birefringence in sapphire and quartz plates

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170713

Year of fee payment: 4

LAPS Lapse due to unpaid annual fee