專利名稱:反射型液晶盒的傾角測定方法以及測定裝置的制作方法
技術領域:
本發(fā)明涉及對在面板中封入了垂直取向(VA,VerticalAlignment)模式的液晶(以下稱為“VA”液晶)或者水平取向(IPS,In Plane Switching)模式的液晶(以下稱為“IPS液晶”)的狀態(tài)下的反射型液晶盒的傾角進行測定的方法以及裝置。特別涉及在具有多疇(multi domain)結構的VA反射型液晶盒中,對該反射型液晶盒的傾角進行測定的方法以及裝置。
背景技術:
VA液晶盒的多疇結構是指,如圖9所示,針對在對置的玻璃基板11、12之間注入了液晶的液晶盒的像素區(qū)域的每一個,在一個玻璃基板12上的取向膜的表面或基底設置突起狀的結構物31,從而使處于像素內(nèi)的各區(qū)域(稱為疇)中的液晶分子a的取向按疇向各個方向傾斜的結構。
在電壓截止時,各液晶分子a為了結構物31而相對于基板面按疇向各自不同的方向稍微傾斜(將該角度稱為“傾角”,特別是在不施加電壓時的傾角的意義下,也稱為“預傾角”)。在施加了電壓時,液晶分子大幅倒向預先傾斜的方向。由于按像素中的疇將該倒向的方向設定成各自不同的方向,所以得到視場角寬的優(yōu)良的液晶顯示器。
作為以往的VA液晶盒的預傾角測定方法,在液晶盒的兩面配置了偏振鏡以及檢偏鏡的狀態(tài)下,從配置了偏振鏡的一側向液晶盒照射具有單一波長的光束。此時,一邊將偏振鏡以及檢偏鏡各自的透射軸相互維持為規(guī)定的角度(正交或平行),一邊使液晶盒在該液晶盒的明視方向上傾斜,從而對在各傾斜角下在檢偏鏡側檢測的液晶盒的透射光強度的視場依賴性進行測定,根據(jù)其對稱點的角度來確定液晶分子的預傾角(所謂晶體旋轉法)。
專利文獻1日本特開2008-58865號公報 專利文獻2國際公開第01/22029號文本 但是,在上述以往的方法中,由于一邊改變液晶盒的角度一邊多次測定液晶盒的透射光強度,所以測定花費時間。
另外,在具有多疇結構的液晶盒的情況下,在上述以往方法的光學系統(tǒng)中,抵消了各疇各自的傾斜,而僅能夠測定平均的傾角。因此,如果希望按疇分別測定傾角,則需要使用顯微光學系統(tǒng)使測定點對應于疇的大小。因此,需要精密的顯微光學系統(tǒng)。
另外,以往不知以反射型液晶盒為對象的傾角測定方法以及裝置。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種無需顯微光學系統(tǒng)的反射型液晶盒的傾角測定方法以及裝置,其無需改變角度,而僅測定一次反射型液晶盒的反射光強度即可。
以下,括號內(nèi)的參照標號表示后述的發(fā)明的實施方式中的對應結構要素的參照標號,并不意味著通過這些參照標號來限定權利要求的范圍。
本發(fā)明提供一種反射型液晶盒的傾角測定方法,從光源(21)的光中取出直線偏振分量的光,以使該光的光軸(B)成為與反射型液晶盒(23)的法線傾斜的入射角(θ)的方式,對反射型液晶盒(23)照射該偏振分量的光,根據(jù)被反射型液晶盒(23)的反射層(23a)反射的光的與偏振分量成直角的方向的偏振分量中的光強度,求出光強度反射率(Rc),使用該光強度反射率(Rc)、液晶的正常光折射率(no)及異常光折射率(ne)、入射角(θ)、液晶的厚度(d)、以及反射層的折射率(nr),求出液晶的傾角(β)。
根據(jù)該方法,能夠?qū)⑷肷浣?θ)設定為規(guī)定值而僅通過一次測定就求出液晶的傾角(β)。
如果反射型液晶盒(23)是在一個像素內(nèi)包括多個疇(D)、液晶按疇(D)向不同的方向傾斜的反射型液晶盒(23),則光強度反射率(Rc)優(yōu)選包含反射型液晶盒(23)的所有疇的面積中的朝向傾角(β)不與光軸(B)平行的方向的疇的面積的比例作為系數(shù)(A)。通過考慮該系數(shù)(A),在對反射型液晶盒(23)照射了光的范圍內(nèi),不會抵消而能夠求出朝向各自不同的方向的傾角(β)。
光強度反射率(Rc)能夠通過將被反射型液晶盒(23)反射的光的與偏振分量正交的偏振分量中的光強度除以被反射型液晶盒(23)反射的原樣的光的光強度而計算出。
另外,光強度反射率(Rc)也可以通過將被反射型液晶盒(23)反射的光的與偏振分量正交的偏振分量中的光強度,除以被反射型液晶盒(23)反射的光的與偏振分量成直角的方向的偏振分量中的光強度、和被反射型液晶盒(23)反射的光的與偏振分量平行的方向的偏振分量中的光強度的合計值而計算出。
在本發(fā)明的反射型液晶盒的傾角測定方法中,也可以是,將液晶的正常光折射率(no)以及異常光折射率(ne)以及反射層的折射率(nr)作為波長(λ)的函數(shù),使用入射角(θ)與液晶的厚度(d),以液晶分子的傾角(β)為參數(shù),求出光強度反射率(Rc)與波長(λ)的關系(Rc(λ,β)),針對多個波長(λ)測定光強度反射率(Rc),將該測定點(λ,Rc)代入該關系(Rc(λ,β)),從而求出傾角(β)。在該方法中,在多個波長下測定光強度反射率(Rc),并將其代入光強度反射率(Rc)和波長(λ)的關系(Rc(λ,β)),能夠更準確地求出傾角(β)。
本發(fā)明提供一種傾角測定裝置,具備偏振鏡(22),從光源(21)的光中取出直線偏振分量;光軸設定部件,能夠以使該光的光軸(B)成為與反射型液晶盒(23)的法線傾斜的入射角(θ)的方式,對反射型液晶盒(23)照射該偏振鏡(22)的光;檢偏鏡(24),取出被反射型液晶盒(23)的反射層(23a)反射的光的與偏振分量成直角的方向的偏振分量;檢測器(26),對透過了檢偏鏡(24)的光的光強度反射率(Rc)進行測定;以及數(shù)據(jù)處理裝置(27),使用該光強度反射率(Rc)、液晶的正常光折射率(no)及異常光折射率(ne)、入射角(θ)、液晶的厚度(d)、以及反射層(23a)的折射率,求出液晶的傾角(β)。
另外,也可以是,本發(fā)明的傾角測定裝置還包括對透過了檢偏鏡的光進行分光的分光器(25),數(shù)據(jù)處理裝置(27)將液晶的正常光折射率(no)及異常光折射率(ne)存儲為波長(λ)的函數(shù),使用入射角(θ)和液晶的厚度(d),以液晶分子的傾角(β)為參數(shù),求出光強度反射率(Rc)與波長(λ)的關系(Rc(λ,β)),將針對多個波長(λ)測定的光強度反射率(Rc)的測定點代入該關系,從而求出傾角。
如上所述,根據(jù)本發(fā)明,獲得以下的良好效果無需顯微光學系統(tǒng),而在宏點(macro spot)的光學系統(tǒng)中也能夠進行液晶的傾角測定。
本發(fā)明的上述以及其他優(yōu)點、特征以及效果通過參照附圖如下所述的實施方式的說明將更加明確。
圖1是實施預傾角測定方法的測定裝置的結構圖。
圖2是實施預傾角測定方法的其他實施方式的測定裝置的結構圖。
圖3是示出多疇垂直取向(MVA)模式的反射型液晶盒中的電壓截止時的像素內(nèi)的傾斜方向的俯視圖。
圖4是從光軸B觀察的描繪了液晶分子a1~a4的朝向的示意圖。
圖5是示出光在填充于玻璃基板11、12之間的液晶中行進的樣子的光路圖。
圖6是描繪了液晶內(nèi)部的光傳播的光軸B與各坐標軸x、y、z的坐標圖。
圖7是用于說明本發(fā)明的測定步驟的流程圖。
圖8是將液晶的傾角β作為參數(shù)而計算出波長λ與光強度反射率Rc的關系Rc(λ,β)而得到的圖形。
圖9是示出在對置的玻璃基板11、12之間設置了突起狀的結構物的液晶盒的多疇結構的剖面圖。
具體實施例方式 (裝置結構) 圖1是實施本發(fā)明的預傾角測定方法的測定裝置的結構圖。
該測定裝置具有鹵素燈等光源21;從光源21的出射光中取出直線偏振光的偏振鏡22;設置在樣本設置臺上的VA反射型液晶盒23;從被在VA反射型液晶盒23的底面玻璃基板上形成的反射層23a反射的光中取出直線偏振光的檢偏鏡24;用于從通過了檢偏鏡24的光中得到單色光的單色儀25;對從單色儀25出射的光的強度進行檢測的檢測器26;以及數(shù)據(jù)處理裝置27。另外,也可以代替單色儀25,而配置多色儀。另外,在使用單色儀25的情況下,單色儀25的位置也可以是在偏振鏡22之前。上述反射層23a的材質(zhì)只要是鋁、銀、鎳、以及鉻等反射光的材質(zhì),則可以是任意材質(zhì)。
在對VA反射型液晶盒23照射光源21的出射光的情況下,照射點的大小沒有限定。無需縮小成僅包含一個疇那樣的窄的點。也可以是包含多個疇的點。
偏振鏡22設置其偏振方向,以制作使光的電場相對入射面(包括光的行進方向與反射型液晶盒的法線y的面)平行地振動的偏振光(p偏振光)。檢偏鏡24由于在相對偏振鏡22垂直的方向上設置其偏振方向,所以可以對在所謂“正交尼科耳”的狀態(tài)下通過了檢偏鏡24的光進行檢測。
偏振鏡22以及檢偏鏡24被分別固定在框架上,通過電動機使這些框架旋轉,從而可以改變在VA反射型液晶盒23上的入射角θin、出射角θout。
在作為反射層23a使用了通常的平面反射層的液晶盒的情況下,成為θin=θout的測定,但在使用了擴散反射層的液晶盒的情況下,不一定必須是θin=θout。但是,在以下的例子中,只要沒有特別說明,則反射層23a是平面,且視為在θin=θout的條件下進行測定。
電動機的旋轉角的數(shù)據(jù)與檢測器26的輸出信號一起被輸入給數(shù)據(jù)處理裝置27。
另外,為了改變在VA反射型液晶盒23上的入射角θin,也可以采用固定框架并使載置VA反射型液晶盒23的樣本設置臺傾斜的機構。
圖2是示出測定裝置的變形例的圖。該測定裝置與圖1的裝置的不同點在于,偏振鏡22的偏振方向被設置成可產(chǎn)生使光的電場相對入射面垂直地振動的偏振光(s偏振光)。檢偏鏡24由于將其偏振方向設置在相對偏振鏡22垂直的方向上,所以能夠?qū)υ谒^“正交尼科耳”的狀態(tài)下通過了檢偏鏡24的光進行檢測。
(測定原理) 圖3是示出多疇垂直取向(MVA)模式的反射型液晶盒中的電壓截止時的像素內(nèi)的傾斜方向的從y方向觀察的俯視圖。
四角的框表示一個像素P,其中被分成四個疇D1~D4。此處,在進行角度的定義時,將上方向設為0度,并繞順時針按照90度、180度、以及270度列舉。在四個疇D1~D4中,設為右上的疇D1處于0~90度的區(qū)域,右下的疇D2處于90~180度的區(qū)域,左下的疇D3處于180~270度的區(qū)域,左上的疇D4處于270~360度(0度)的區(qū)域。
在右上的疇D1中,預傾斜的液晶分子a1向右上45度的方向取向,在右下的疇中,預傾斜的液晶分子a2向右下135度的方向取向,在左下的疇中,預傾斜的液晶分子a3向左下225度的方向取向,在左上的疇中,預傾斜的液晶分子a4向左上315度的方向取向。這樣,可以使液晶分子的取向按疇向四個方向傾斜。
在圖3的例子中,液晶按照90度間隔向四個方向傾斜,但使光學系統(tǒng)的光軸向它們中的一個方位傾斜。將這種傾斜的光軸稱為“光軸B”。具體而言,將光從左上315度的方向朝向右下135度的方向照射。于是,從光軸B觀察到的液晶分子a1~a4的朝向如圖4所示。
在圖4中,反射型液晶盒在上下的玻璃基板11、12之間填充有液晶分子。將與玻璃基板11、12的面垂直的法線方向設為y,將與光軸B垂直并且與玻璃基板11、12的面平行的方向設為x。對于液晶分子,在與四個預傾斜方向?qū)姆较蛏先∠?。如果從光軸B觀察,則液晶分子a1在x-y面內(nèi)向左傾斜。如果從光軸B觀察,則液晶分子a3在x-y面內(nèi)向右傾斜。如果從光軸B觀察,則液晶分子a2、a4不傾斜。
圖5是示出光在填充于玻璃基板11、12之間的液晶中行進的樣子的光路圖。將與玻璃基板11、12垂直的方向設為y,將包括光軸B并且與玻璃基板11的面平行的方向設為z,在y-z平面內(nèi)從y軸傾斜角度θ而入射光。光被形成在玻璃基板12的內(nèi)面上的反射層23a反射。在將液晶的折射率設為n時,用sinθ=nsin θ’(式(1))來表示液晶內(nèi)部的光軸傾斜角θ’。另外,在將玻璃基板11、12之間的距離(液晶盒間隙)設為“d”時,用d’=d/cosθ’(式(2))來表示液晶內(nèi)部中的光路長度d’。
圖6是描繪了液晶內(nèi)部的光傳播的光軸B與各坐標軸x、y、z的坐標圖。液晶分子a3相對玻璃基板11、12的法線方向y在x-y面內(nèi)傾斜角度β,液晶分子a1相對方向y在x-y面內(nèi)傾斜角度-β。角度β是液晶的傾角,用β=tan-1(x/y)(式(3))來表示。光軸B相對方向y在y-z面內(nèi)傾斜角度θ’。
此處,定義與光軸B垂直的平面x-y’。然后,將處于平面x-y中的液晶分子a3投影到平面x-y’。將該投影的液晶分子記載為a3’。液晶分子a3’相對y’軸在平面x-y’上傾斜角度β’。角度β’表示從光軸B的方向觀察的液晶分子的軸偏移,用式β’=tan-1(x/y’)(式(4))來表示。
另外,在考慮平面x-y’與平面x-y所成的角度是90度-θ’時,液晶分子a3’的平面x-y’上的座標y’、與平面x-y上的座標y的關系是y’=y(tǒng)sinθ’(式(5))。
因此,如果使用上式(1)、(4)、以及(5),則角度β’與角度β的關系成為β’=tan-1x/(ysinθ’)=tan-1(ntanβ)/(sinθ)(式(6))。入射角θ是既知的常數(shù)。
另一方面,在入射的偏振光是s偏振光(圖2)的情況下,用下式(7)來表示液晶的折射率n,在入射的偏振光是p偏振光(圖1)的情況下,用下式(8)來表示液晶的折射率n。
式(7) 式(8) 此處,“s偏振光”是指,光的電場相對入射面(包括光的行進方向與反射型液晶盒的法線y的面,y-z面)垂直地振動的偏振光,“p偏振光”是指,光的電場相對上述的入射面平行地振動的偏振光。另外,no是液晶的正常光折射率,ne是液晶的異常光折射率,它們都是液晶的常數(shù)。
在光的偏振光是s偏振光的情況下,使用這些式(6)與式(7),得知β與β’的關系。另外,在光的偏振光是p偏振光的情況下,使用這些式(6)與式(8),得知β與β’的關系。
由于本發(fā)明的測定方法的目的在于確定β,所以如果得知β’,則能夠確定β。
因此,以下,求出光強度反射率Rc與β’的關系。如果使用瓊斯矩陣,則用下式(9)來表示反射光的偏振狀態(tài)E。
式(9)
此處,偏振狀態(tài)E是以s偏振光分量的電場強度Es與p偏振光分量的電場強度Ep為分量的矢量。
在上式中,偏振鏡(φp)是1行2列(1×2)的矩陣,檢偏鏡(φa)是2行2列(2×2)的矩陣。偏振鏡(φp)與檢偏鏡(φa)如下所示。
式(10)
此處,φp是偏振鏡的旋轉角,φa是檢偏鏡的旋轉角。
去程J(Δnd’、β’)、M、以及返程J(Δnd’、β’)分別是2行2列(2×2)的矩陣。此處,折射率差Δn是傾斜入射時的異常光線(extraordinary wave)的折射率ne與正常光線(ordinarywave)的折射率no之差。
在將光軸B與液晶分子a3所成的角度設為θa(參照圖6)時,在角度θa與光的入射角β’與液晶分子的傾角β之間,存在下式(11)的關系。
式(11) θa=cos-1(cosθ′cosβ) 如果使用該角度θa,則使用液晶的正常光折射率no、與液晶的異常光折射率ne,通過下式(12),提供該折射率差Δn。
式(12) 該式可以適用于p偏振光(圖1)、s偏振光(圖2)兩者。這樣,折射率差Δn是θa的函數(shù),θa是β的函數(shù),所以折射率差Δn是β的函數(shù)。
J是液晶層的瓊斯矩陣,在去程、返程中,都用下式(13)來表示。
式(13) 此處,i是虛數(shù)單位。另外,R(β’)是旋轉矩陣,用下式(14)來表示。
式(14) M是反射層23a的瓊斯矩陣,用下式(15)來表示。
式(15) 其中, 式(16) 此處,nr是反射層23a的折射率,θr是在反射層23a內(nèi)的光軸傾斜角。另外,光實際上幾乎不會侵入到反射層23a的內(nèi)部,所以θr可以理解成無法圖示的假想的角度。如下式所示根據(jù)Snel1法則導出sinθr,根據(jù)與sinθr的關系式(17)導出cosθr。
式(17) sinθ=nrsinθrsin2θr+cos2θr=1 其中,反射層中使用的物質(zhì)具有吸收的情況較多,此時,對虛數(shù)部加上衰減系數(shù)kr,通過nr+ikr來定義折射率即可。表(1)示出鋁的折射率nr與衰減系數(shù)kr的例子。
表(1) 通過計算出下式(18),理論上求出反射光強度I。
式(18) I=Es·Es*+Ep·Ep* 此處,“*”表示復數(shù)共軛。
使用反射光強度I,在s偏振光入射的情況下,用下式(19)來求出光強度反射率Rc,在p偏振光入射的情況下,用下式(20)來求出光強度反射率Rc。
式(19) 式(20) 對于系數(shù)A,在后面敘述。
使用式(1)~式(20),說明求出傾角β的步驟。
如果確定反射層23a的材質(zhì),則入射角θ、液晶的厚度d、液晶的正常光折射率no及異常光折射率ne、以及反射層23a的折射率nr是既知的。(1)能夠?qū)o以及ne代入到式(7)、式(8)而用β的函數(shù)表示折射率n。如果將該折射率n代入到式(6),則求出β與β’的一個關系式。(2)接下來,由于已知折射率nr,所以能夠通過式(17)用β、β’的函數(shù)來表示反射層23a內(nèi)的光軸傾斜角θr。因此,能夠使用式(15)、式(16)而用β、β’的函數(shù)來表示反射層23a的瓊斯矩陣M。(3)在將偏振鏡的旋轉角φp設為90度并將檢偏鏡的旋轉角φa設為0度時、以及將偏振鏡的旋轉角φp設為90度并將檢偏鏡的旋轉角φa設90度時,使用式(10)來求出偏振鏡(φp)與檢偏鏡(φa)的瓊斯矩陣。(4)如果考慮式(2)、式(11)、以及式(12),則用β、β’的函數(shù)來表示Δnd’,所以能夠使用該Δnd’而用β、β’的函數(shù)來表示液晶層的瓊斯矩陣。(5)能夠?qū)⒁陨系姆瓷鋵?3a的瓊斯矩陣M、偏振鏡(φp)與檢偏鏡(φa)的瓊斯矩陣、以及液晶層的瓊斯矩陣J代入到式(9)而用β、β’的函數(shù)來表示反射光的偏振狀態(tài)的矢量E。(6)能夠?qū)⒃撌噶縀代入到式(18)而用β、β’的函數(shù)來表示反射光強度I。(7)能夠?qū)⒎瓷涔鈴姸菼代入到式(19)、式(20)而用β、β’的函數(shù)來表示光強度反射率Rc。在該情況下,由于如上所述得知β與β’的一個關系,所以能夠用β的函數(shù)來表示光強度反射率Rc。(8)另一方面,由于光強度反射率Rc是能夠通過檢測器26測定的量,所以如果用該測定值Rc來置換通過上式(7)求出的理論值Rc,則能夠求出傾角β。
此處,在說明上述系數(shù)A時,A是多疇垂直取向(MVA)模式的反射型液晶盒中的傾角β不與光軸B平行的液晶分子的存在比例。
即,在各像素內(nèi),如圖4所示,存在傾角β與光軸B平行的液晶分子a2、a4、和傾角β不與光軸B平行的液晶分子a1、a3。傾角β與光軸B平行的液晶分子a2、a4在式(9)中成為β’=0,而不反射光。
其直觀上,如圖4所示那樣的向光軸B的方向入射的光不會由于液晶分子a2、a4而改變偏振狀態(tài),原樣地通過反射型液晶盒。本發(fā)明的測定裝置由于被設定為正交尼科耳的狀態(tài),所以原樣地通過了反射型液晶盒的光被檢偏鏡24完全遮斷。因此,傾角β與光軸B平行的液晶分子a2、a4不會幫助光的反射。
系數(shù)A可以稱為“在液晶內(nèi)部的所有液晶分子中,傾角β不與光軸B平行的液晶分子的比例”。如果設液晶分子均等地分布在反射型液晶盒內(nèi),則可以將該“比例”稱為“在反射型液晶盒的所有疇的面積中,傾角β不與光軸B平行的液晶分子存在的疇的面積的比例”。
在如圖4所示,一個像素P被分成四個疇D1~D4,在各疇D1~D4中液晶分子以相同數(shù)量存在,并朝向逐次改變90度的方向時,成為“系數(shù)A=(在液晶分子a1~a4中的液晶分子a1、a3的比例)=0.5”。
另外,即使在不具有疇,而向單一方向傾斜的反射型液晶盒的情況下,通過使光軸向與傾斜方向不同的方向傾斜,可以實現(xiàn)同等的測定。在該情況下,上述系數(shù)A的值設為“1”。
(測定步驟) (1)測定步驟1 根據(jù)流程圖(圖7),對本發(fā)明的測定步驟進行說明。
首先,在圖1或圖2的測定裝置中,設置作為樣本的反射型液晶盒23,從光源21按照規(guī)定范圍點照射白色光,將入射角θin設為某值。
優(yōu)選從30度~80度的范圍內(nèi)選擇入射角θin。對優(yōu)選為“30度~80度的范圍”的理由進行說明。
一般來說,對于性能良好的偏振元件而言,其消光比也是10-5左右。因此,可以認為,在成為光強度反射率Rc<10-4時,由于背景噪聲(雜散光)而難以測定。因此,在下述表(2)的條件下預傾角=1度時,作為成為光強度反射率Rc<10-4以上的入射角θin,設下限值為30度。
另外,玻璃基板11的表面處的反射率在θ=80度時,在s偏振光中是約54%,在p偏振光中是約23%(將玻璃的折射率假設為1.5),但在超過80°時,玻璃基板11的表面處的反射率急劇地上升,所以作為入射角θin,設上限值為80度。
在討論更優(yōu)選的范圍時,為了盡可能減小玻璃基板11的表面的反射光,對于向液晶盒入射的光,與s偏振光相比,更優(yōu)選為p偏振光,進而,在p偏振入射的情況下,入射角θin優(yōu)選設定為極化角附近、例如極化角±10度。在玻璃的折射率是1.5的情況下,極化角約為56°,因此入射角θin的理想范圍為46度~66度。
另外,優(yōu)選從可見的波長區(qū)域中選定由單色儀25設定的波長。
首先,針對反射型液晶盒進行基準測定。在向反射型液晶盒照射了光的情況下,還有反射型液晶盒23的表面處的反射,除了表面處的反射以外還有濾色片基板的吸收等,所以在希望求出絕對的光反射率時,計算處理變得復雜。因此,(a)從圖1、2的裝置結構中僅拆下檢偏鏡24來求出光強度、或者(b)在圖1、2的裝置結構中將檢偏鏡24分別設為平行尼科耳狀態(tài)和正交尼科耳狀態(tài)而測定光強度,將兩種光強度的合計值設為基準(步驟S0)。將該基準光強度記載為R。
接下來,對正交尼科耳的狀態(tài)下的光的強度進行測定(步驟S1)。將該測定值除以基準的光強度R,將其商設為基于測定的光強度反射率Rc,作為以下計算的基礎。
反射型液晶盒的液晶盒間隙d、異常光線(extra ordinary wave)的折射率ne、以及正常光線(ordinary wave)的折射率no是反射型液晶盒的常數(shù)。反射層的折射率的數(shù)據(jù)也是既知的。入射角θin是設定為上述那樣的范圍的值且是常數(shù),系數(shù)A也是常數(shù)。能夠使用這些值,按照上述步驟求出傾角β。詳細而言,該“傾角β”對于向VA反射型液晶盒23照射了光源21的出射光的點的范圍中存在的液晶分子而言,是傾角β的平均值(步驟S2、S3)。
(2)測定步驟2-分光測定 液晶的異常光線(extraordinary wave)的折射率ne、正常光線(ordinary wave)的折射率no、以及反射層的折射率nr是波長λ的函數(shù)。入射角θin、液晶盒間隙d、以及系數(shù)A與波長無關,是既知的數(shù)值。因此,能夠按照上述步驟,將液晶分子的傾角β作為參數(shù),求出光強度反射率Rc與波長λ的關系Rc(λ、β)。
例如,將反射層設為鋁,使用作為液晶的異常光折射率ne、正常光折射率no的表(2)數(shù)據(jù),設為入射角θin=56度、液晶盒間隙d=3.2μm、系數(shù)A=1,將傾角β假設為1度、2度以及3度,而計算波長λ與光強度反射率Rc的關系Rc(λ、β),此時,得到圖8所示的圖形。另外,該反射型液晶盒不具有疇,并向單一方向傾斜,所以設為A=1。
表2 如果使用該曲線圖,針對多個波長測定光強度反射率Rc,并在該曲線圖中描繪其測定點并進行擬合時,則能夠正確地求出傾角β。
以上,說明了本發(fā)明的實施方式,但本發(fā)明的實施方式不限于上述方式,可以在本發(fā)明的范圍內(nèi)實施各種變更。
權利要求
1.一種反射型液晶盒的傾角測定方法,對反射型液晶盒的傾角進行測定,其特征在于,
從光源取出直線偏振分量的光,
以使該光的光軸形成與上述反射型液晶盒的法線傾斜的入射角的方式,對反射型液晶盒照射該偏振分量的光,
對被上述反射型液晶盒的反射層反射的光的與上述偏振分量成直角的方向的偏振分量中的光強度進行測定,而求出光強度反射率,
使用該光強度反射率、上述液晶的正常光折射率及異常光折射率、上述入射角、上述液晶的厚度、以及上述反射層的折射率,求出上述液晶的傾角。
2.根據(jù)權利要求1所述的反射型液晶盒的傾角測定方法,其特征在于,
上述反射型液晶盒在一個像素內(nèi)包括多個疇,
上述液晶按上述疇向不同的方向傾斜,
上述光強度反射率包含上述反射型液晶盒的所有疇的面積中的、朝向傾角不與上述光軸平行的方向的疇的面積的比例而作為系數(shù)。
3.根據(jù)權利要求1所述的反射型液晶盒的傾角測定方法,其特征在于,
上述光軸與上述反射型液晶盒的法線所成的傾斜的入射角處于30度~80度的范圍。
4.根據(jù)權利要求1所述的反射型液晶盒的傾角測定方法,其特征在于,
上述光強度反射率是將被上述反射型液晶盒反射的光的與上述偏振分量成直角的方向的偏振分量中的光強度,除以被上述反射型液晶盒反射的光的光強度而得到的。
5.根據(jù)權利要求1所述的反射型液晶盒的傾角測定方法,其特征在于,
上述光強度反射率是將被上述反射型液晶盒反射的光的與上述偏振分量成直角的方向的偏振分量中的光強度,除以被上述反射型液晶盒反射的光的與上述偏振分量成直角的方向的偏振分量中的光強度和被上述反射型液晶盒反射的光的與上述偏振分量平行的方向的偏振分量中的光強度的合計值而得到的。
6.根據(jù)權利要求1所述的反射型液晶盒的傾角測定方法,其特征在于,
使用作為波長的函數(shù)的上述液晶的正常光折射率以及異常光折射率的數(shù)據(jù)、上述入射角以及上述液晶的厚度,求出以液晶分子的傾角為參數(shù)的光強度反射率與波長的關系,
針對多個波長測定上述光強度反射率,并將其測定點代入上述關系,從而求出傾角。
7.一種反射型液晶盒的傾角測定裝置,其特征在于,具備
偏振鏡,從光源取出直線偏振分量;
光軸設定部件,以使該光的光軸形成與反射型液晶盒的法線傾斜的入射角的方式,對反射型液晶盒照射該偏振鏡的光;
檢偏鏡,取出被上述反射型液晶盒的反射層反射的光的與上述偏振分量成直角的方向的偏振分量;
檢測器,對透過了上述檢偏鏡的光的光強度進行測定;以及
數(shù)據(jù)處理裝置,根據(jù)由上述檢測器檢測的光強度,計算出光強度反射率,使用上述液晶的正常光折射率及異常光折射率、上述入射角、上述液晶的厚度、以及上述反射層的折射率,求出上述液晶的傾角。
8.根據(jù)權利要求7所述的反射型液晶盒的傾角測定裝置,其特征在于,
還包括對透過了上述檢偏鏡的光進行分光的分光器,
上述數(shù)據(jù)處理裝置使用作為波長λ的函數(shù)的上述液晶的正常光折射率及異常光折射率、上述入射角、以及上述液晶的厚度,以液晶分子的傾角為參數(shù),求出光強度反射率與波長的關系,將針對多個波長測定的光強度反射率的測定點代入該關系,從而確定傾角。
全文摘要
本發(fā)明提供一種反射型液晶盒的傾角測定方法以及測定裝置。從光源(21)的光中取出直線偏振分量的光,以使該光的光軸(B)成為與反射型液晶盒(23)的法線傾斜的角度(θ)的方式,對反射型液晶盒(23)照射該偏振分量的光,根據(jù)被反射型液晶盒(23)的反射層(23a)反射的光的與偏振分量成直角的方向的偏振分量中的光強度,求出光強度反射率(Rc),使用該光強度反射率(Rc)、液晶的正常光折射率(no)及異常光折射率(ne)、角度(θ)、液晶的厚度(d)、以及反射層(23a)的折射率(nr),求出液晶的傾角(β)。能夠?qū)Ψ瓷湫鸵壕Ш械膬A角進行測定。
文檔編號G02F1/13GK101825785SQ201010128709
公開日2010年9月8日 申請日期2010年3月3日 優(yōu)先權日2009年3月3日
發(fā)明者杉田一纮 申請人:大塚電子株式會社