光学各向异性参数测定方法及测定装置制造方法及图纸

本发明专利技术的目的是提供可高速、高精度测定光学各向异性薄膜的光学轴的方向和大小、以及膜厚，并可进一步根据二维受光元件进行分布测定的方法和装置。其具体方式是以从测定点（Ｍ）向上的法线（Ｚ）作为中心，从以预定角度间隔设定的多个入射方向，使Ｐ偏振光的单色光以预定入射角度照射，对应于入射方向检测出包含在其反射光中Ｓ偏振光的反射光强度，基于在反射光强度显示出极小值的入射方向中、被测定出了作为最大峰的两个极大值（∧↓［１］、∧↓［２］）夹着的极小值（Ｖ↓［１］）的入射方向，确定测定点Ｍ中光学轴（ＯＸ）的方位角方向（Φ↓［Ａ］），基于被测定出了作为最大峰的极大值（∧↓［１］）和与其邻接的中间峰的极大值（∧↓［３］）夹着的极小值（Ｖ↓［３］）的入射方向，确定极角方向（θ）。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种可以测定薄膜试件光学轴各向异性的光学各向异性参数测定方法及测定装置，特别适用于液晶取向膜的检查等。
技术介绍
液晶显示器是通过将表面叠层有透明电极和取向膜的背侧玻璃基板和表面叠层有彩色滤光器、透明电极和取向膜的表面侧玻璃基板隔着间隔件将取向膜相互面对，在该取向膜的间隙中封入液晶的状态下进行密封的同时，在其表面和背面两侧上叠层偏振光滤光器而形成的构造。在此，为使液晶显示器正常操作，需要将液晶分子均匀地排列在同一方向上，取向膜决定了液晶分子的方向性。该取向膜可使液晶分子定向的原因是由于具有单轴性光学各向异性。如果取向膜在其整个表面都具有均匀的单轴性光学各向异性的话，则液晶显示器不容易产生缺陷，如果存在光学各向异性不均匀的部分的话，液晶分子的方向混乱，因此液晶显示器成为次品。即，取向膜本身的品质会影响液晶显示器的品质。取向膜的缺陷使液晶分子的方向性混乱，导致液晶显示器也将产生缺陷。因此，如果在组装液晶显示器时，通过预先检查取向膜是否存在缺陷，仅使用品质稳定的取向膜的话，则可以提高液晶显示器的成品率，提高生产效率。因此，迄今以来已经提出了对于取向膜测定作为各向异性参数的光学轴的方位角方向、极角方向、膜厚等，通过评价该取向膜的光学各向异性，来检查是否存在缺陷的方法。最一般的方法是使用椭偏仪的方法，可相当准确地进行测定，但是每一测定点的测定时间需要2分钟左右的长度，在对一张取向膜的各向异性进行评价时，要测定100×100的总计1万点的话，单计算就需要花费大约2周时间，因此装载在生产线上进行全部检查最终是不可能的。还有一种方法，是以从薄膜试件的测定点向上的法线作为中心，从以预定角度间隔设定的多个入射方向，相对上述测定点使P偏振光或S偏振光以预定入射角度照射，测定包含在其反射光中偏振光成分内的、与照射光的偏振方向正交的偏振光成分的反射光强度，由此检测出与入射方向相对应的反射光强度变化，由此可计算出作为光学各向异性薄膜参数的方位角方向、极角方向和膜厚。专利文献1特开2001-272308但是，根据该方法在求得光学各向异性薄膜参数时，该方法需要在所有的方位上进行测定，因此存在花费时间的问题。而且，由于需要测定反射光强度的绝对量，由于受光元件灵敏度的线形性、动态范围等外部因素的影响左右着测定精度，误差变大的可能性高，存在难以提高测定精度的问题。此外，由于需要根据非线性最小二乘法同时计算出主介电常数的轴方向和大小、膜的厚度和规格化常数等不少于6个的参数，因此不仅存在着算出以局部最小值收敛的解的可能性，而且存在着需要庞大计算时间的问题。
技术实现思路
在此，本专利技术的技术课题是提供可高速、高精度测定光学各向异性薄膜的光学轴的方向和倾角，并可根据二维受光元件进行分布测定的方法和装置。为解决该课题，本专利技术是一种光学各向异性参数测定方法，其测定作为薄膜试件各向异性参数的光学轴的方位角方向和极角方向，其特征为以从薄膜试件上的测定点向上的法线作为中心，从以预定角度间隔设定的多个入射方向，相对上述测定点使P偏振光或S偏振光的单色光以预定入射角度照射，对应于入射方向，检测出包含在其反射光中偏振光成分内的、与照射光的偏振方向正交的偏振光成分的反射光强度，在所述反射光强度显示出极小值的入射方向中，基于被测定出了作为最大峰的两个极大值夹着的极小值或作为中间峰的两个极大值夹着的极小值的入射方向，确定测定点中光学轴的方位角方向，基于被测定出了作为所述反射光强度最大峰的极大值和与其邻接的中间峰的极大值夹着的极小值的入射方向，或基于被测定出了作为最大峰的极大值的入射方向，确定其测定点中光学轴的极角方向。根据本专利技术，首先，通过以从薄膜试件上的测定点向上的法线作为中心，从以预定角度间隔设定的多个入射方向，相对上述测定点使P偏振光或S偏振光的单色光以预定入射角度照射，测定出包含在其反射光中偏振光成分内的、与照射光的偏振方向正交的偏振光成分的反射光强度，检测出对应于入射方向的反射光强度。入射方向在0-360°之间变化时，成为具有光学各向异性的薄膜试件的反射光强度的测定值与作为最大峰的两个极大值邻接，同时与作为中间峰的两个极大值邻接，在各个极大值之间具有四个极小值的波形。在此，薄膜试件光学轴的方位角方向的角度，即，在测定面内光学轴的朝向与被测定出了作为最大峰的两个极大值夹着的极小值的方向相等，因此将该方向确定为方位角方向，将该角度置于该测定点处方位角方向ΦA＝0处。此外，由于该方向从被测定出了作为中间峰的两个极大值夹着的极小值的方向偏离180°，因此还可从被测定出了作为中间峰的两个极大值夹着的极小值的方向进行确定。此后，薄膜试件光学轴极角方向的角度，即，相对于基板平面的光学轴的倾斜角可由式(2)或式(3)算出。在此，式(2)(3)中，极角方向的角度θ以外的变量全部都为已知的或者为测定值，因此，在根据式(2)时，通过检测这样的角度，即被测定出了作为最大峰的极大值和作为中间峰的极大值夹着的极小值的角度，或者在根据式(3)时，通过检测被测定出了作为最大峰的极大值的角度可进行计算。式1sinΦA＝0(1)cosΦB=μsinΦ0N2ϵ0cosΦ2tanθ...(2)]]>cos(2ΦC,D)sinΦC,D=μsinΦ0N2ϵ0cosΦ2tanθ...(3)]]>ΦA被测定出了作为最大峰的两个极大值夹着的极小值的入射方向(＝方位角方向＝0)ΦB被测定出了作为最大峰的极大值和作为中间峰的极大值夹着的极小值的入射方向 ΦC被测定出了作为最大峰的极大值的入射方向ΦD被测定出了作为最大峰的极大值的入射方向θ从基板平面开始的光学轴极角方向的角度(倾斜角)μ+/-(相对于S偏振光入射的P偏振光的反射强度为“+”，相对于P偏振光入射的S偏振光的反射强度为“-”)Φ0向薄膜的入射角度Φ2离开基板时光的角度N2基板的折射率ε0薄膜试件的寻常光介电常数进一步地，通过相对薄膜试件上任意的测定区域，使P偏振光或S偏振光的单色光以预定的入射角度进行照射，检测出其反射光中所含偏振光成分内的、与照射光的偏振方向正交的偏振光成分的反射光强度二维分布，通过相对于测定区域内存在的各个测定点对应于入射方向检测出反射光强度，可算出对于多个测定点的个别方位角方向和极角方向。此外，在例如采用液晶取向膜作为薄膜试件的情况下，通过摩擦使光学轴一致，在该摩擦方向附近以及与其正交的方向附近进行入射时，反射光强度存在着作为最小的极值。此外，反射光强度存在着作为最大峰或中间峰的极大值的角度(方向)依赖于极角方向，在制造液晶取向膜的情况下，通过摩擦强度(压力)经验地控制大概的极角方向，基于该极角方向可由式(3)进行确定。因此，通过将与摩擦方向和与其正交的方向为中心，使光在例如预定的角度范围内入射，或者将摩擦方向和反射光强度存在作为最大峰的极大值时所预想的角度(方向)为中心，使光在预定的角度范围内入射，可以缩小测定范围。而该角度范围在液晶取向膜的生产线等中是基于经验测定的方位角本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光学各向异性参数测定方法，其测定作为薄膜试件各向异性参数的光学轴的方位角方向和极角方向，以从薄膜试件上的测定点向上的法线作为中心，从以预定角度间隔设定的多个入射方向，相对上述测定点使Ｐ偏振光或Ｓ偏振光的单色光以预定入射角度照射， 对应于入射方向，检测出包含在其反射光中的偏振光成分内的、与照射光的偏振方向正交的偏振光成分的反射光强度，基于在所述反射光强度显示出极小值的入射方向中、被测定出了作为最大峰的两个极大值夹着的极小值或作为中间峰的两个极大值夹着的 极小值的入射方向，确定测定点中光学轴的方位角方向，基于被测定出了作为所述反射光强度最大峰的极大值和作为与其邻接的中间峰的极大值夹着的极小值的入射方向，或基于被测定出了作为最大峰的极大值的入射方向，确定其测定点中光学轴的极角方向。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：田之冈大辅，
申请(专利权)人：株式会社茉莉特斯，
类型：发明
国别省市：JP[日本]