(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定光が偏光板と位相差板の貼合品である楕円偏光板からなる被測定物の偏光板側から照射され、被測定物の位相差板を透過した測定光が検光子を経て、光検出器に入射して透過光強度が測定される測定部であって、前記光検出器を複数個備え、それぞれの光検出器には可視域で互いに波長λiの異なる複数の測定光が入射するように多チャンネルの測定光路を備えており、前記検光子はその偏光方位θが０°から３６０°まで１回転できる機構を備えた測定部（１００）と、
前記測定部（１００）で測定された波長λiごとの透過光強度から基準方向に対する被測定物の偏光板の偏光方位φp及び位相差板の遅相軸方位φrを算出し、｜φp−φr｜として被測定物である楕円偏光板の貼合角を求める演算処理部（１１）と、を備え、
前記演算処理部（１１）は、波長λiごとの透過光強度から回転検光子法の原理に基づいて楕円偏光の楕円率（α／β）i及び楕円方位角Ψiを算出する偏光解析部（１１０）と、
被測定物である楕円偏光板の位相差板の位相差の波長分散特性を予め保持して、その波長分散特性に基づいて基準波長での位相差Ｒ0を各波長での位相差Ｒiに補正する位相差補正部（１１４）と、
偏光板に位相差板２枚が貼合された状態での透過光の楕円率と楕円方位角を求める計算手法を用い、その際の計算条件として被測定物に対して基準方向の直線偏光が照射され、被測定物の偏光板を第１の位相差板とみなし、その位相差値をすべての波長λiに対してλi／２、その遅相軸方位を変数φ１とし、さらに被測定物の位相差板を第２の位相差板とみなしてその位相差値を前記位相差補正部（１１４）により波長λiごとに補正された変数Ｒ２i、遅相軸方位を変数φ２（ただし、φ１、φ２はいずれも基準方向からの値）とし、３つの変数φ１、φ２及び基準波長での位相差Ｒ２0を所定の範囲にわたって、所定の刻みで変化させながら波長λiごとの楕円率（α／β）isと楕円方位角Ψisとを求める偏光特性算出部（１１１）と、
偏光特性算出部（１１１）による計算結果の中から実測で得られた波長λiごとの楕円率（α／β）iと楕円方位角Ψiに最も近くなる楕円率（α／β）isと楕円方位角Ψisを導く変数φ１とφ２を求めるマッチング部（１１２）と、
マッチング部（１１２）で得られた変数φ１の２倍をφp、変数φ２をφrとして、｜φp−φr｜を被測定物である楕円偏光板の貼合角とする貼合角算出部（１１３）と、
を備えている貼合角測定装置。
【請求項２】
測定光が偏光子を経て、偏光板と位相差板の貼合品である楕円偏光板からなる被測定物の位相差板側から照射され、被測定物の偏光板を透過した測定光が光検出器に入射して透過光強度が測定される測定部であって、前記光検出器を複数個備え、それぞれの光検出器には可視域で互いに波長λiの異なる複数の測定光が入射するように多チャンネルの測定光路を備えており、前記偏光子はその偏光方位θが０°から３６０°まで１回転できる機構を備えた測定部（１００）と、
前記測定部（１００）で測定された波長λiごとの透過光強度から基準方向に対する被測定物の偏光板の偏光方位φp及び位相差板の遅相軸方位φrを算出し、｜φp−φr｜として被測定物である楕円偏光板の貼合角を求める演算処理部（１１）と、を備え、
前記演算処理部（１１）は、波長λiごとの透過光強度から回転偏光子法の原理に基づいて楕円偏光の楕円率（α／β）i及び楕円方位角Ψiを算出する偏光解析部（１１０）と、
被測定物である楕円偏光板の位相差の波長分散特性を予め保持して、その波長分散特性に基づいて基準波長での位相差Ｒ0を各波長での位相差Ｒiに補正する位相差補正部（１１４）と、
偏光板に位相差板２枚が貼合された状態での透過光の楕円率と楕円方位角を求める計算手法を用い、その際の計算条件として被測定物に対して基準方向の直線偏光が照射され、被測定物の偏光板を第１の位相差板とみなし、その位相差値をすべての波長λiに対してλi／２、その遅相軸方位を変数φ１とし、さらに被測定物の位相差板を第２の位相差板とみなしてその位相差値を前記位相差補正部（１１４）により波長λiごとに補正された変数Ｒ２i、遅相軸方位を変数φ２(ただし、φ１、φ２はいずれも基準方向からの値)とし、３つの変数φ１、φ２及び基準波長での位相差Ｒ２0を所定の範囲にわたって、所定の刻みで変化させながら波長λiごとの楕円率（α／β）isと楕円方位角Ψisとを求める偏光特性算出部（１１１）と、
偏光特性算出部（１１１）による計算結果の中から実測で得られた波長λiごとの楕円率（α／β）iと楕円方位角Ψiに最も近くなる楕円率（α／β）isと楕円方位角Ψisを導く変数φ１とφ２を求めるマッチング部（１１２）と、
マッチング部（１１２）で得られた変数φ１の２倍をφp、変数φ２をφrとして、｜φp−φr｜を被測定物である楕円偏光板の貼合角とする貼合角算出部（１１３）と、
を備えている貼合角測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は楕円偏光板の貼合角、すなわち楕円偏光板を構成する偏光板の透過軸(あるいは吸収軸)と位相差板の遅相軸（あるいは進相軸）とのなす角を測定する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示素子が多用されるに従い、液晶表示板の大面積化と、可視方向の範囲拡大への要求が高まっている。
【０００３】
通常、液晶表示装置の表示板は、光学要素として、液晶物質を封入した液晶セルの一方の面に偏光板が設けられ、他方の面（観察側）には位相差板、偏光板及び保護フィルムが順次積層された構成を有している。位相差板は液晶セルによる偏光特性を補償するためのものであり、複屈折性材料からなっている。このうち、液晶セルの他方の面に配置される偏光板と位相差板は、積層して貼り合わされた複合シートとして扱われている。その複合シートは楕円偏光板と呼ばれている。
【０００４】
一般に、液晶表示装置に使用される楕円偏光板は図８のように長方形である。その一辺を基準にしたときの、楕円偏光板を構成する偏光板の透過軸(あるいは吸収軸)方位をφpとし、位相差板の遅相軸(あるいは進相軸)方位をφrとすると、φpの値及び貼合角(＝｜φp−φr｜)は液晶表示装置の表示性能に大きく影響するために極めて重要である。そこで、これらの値が所定の管理範囲内に入っているか否かを測定する必要がある。
【０００５】
楕円偏光板の貼合角を測定する従来の方法としては、図９のように、測定光の光路に沿って光源側に偏光子７、光検出器９側に検光子６を配置し、偏光子７と検光子６をそれぞれ独立に回転可能とし、かつ偏光子７を測定系に出し入れ可能な機構にしたものがある。被測定物である楕円偏光板を偏光板４が検光子６側になるように置き、先ず、図９（ａ）のように偏光子７が測定系にない状態で検光子６のみを１回転すると図１０（ａ）のような透過光強度変化が得られる。その光強度変化は（１）式で表されるので、カーブフィッティングの演算処理によって被測定物の偏光板４の透過軸方位φpを求める。
0005446644.tif 000002
ここで、Ｉ01は被測定物がないときの透過光強度、θaは検光子７の回転角、Ｔpy，Ｔpxは検光子６の透過軸方向と吸収軸方向のそれぞれの透過率、Ｔsy，Ｔsxは被測定物の偏光板４の透過軸方向と吸収軸方向のそれぞれの透過率、φpは被測定物中の偏光板４の透過軸方位である。
【０００６】
φpを求めた後、図９（ｂ）のように検光子６の透過軸方位が偏光板４の透過軸方位φpになるように検光子６を回転して固定する。次に偏光子７を測定系に入れて、偏光子７を１回転すると図１０（ｂ）のような透過光強度変化が得られる。その光強度変化は（２）式で表されるので、カーブフィッティングの演算処理によって被測定物中の偏光板４と位相差板５の貼合角ψを求める。
0005446644.tif 000003
ここで、Ｉ02は被測定物がないときの透過光強度、θpは偏光子７の回転角、ψは偏光板４と位相差板５の貼合角、λは測定波長、Ｒは位相差板の位相差である。
【０００７】
実際に、上記の方法によって楕円偏光板の偏光板と位相差板との貼合角を測定する装置があり（特許文献１）、液晶表示装置用の楕円偏光板加工工程で使用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第３５３９００６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記の従来法は、１点の測定において検光子の回転と偏光子の測定系への出し入れ、及び偏光子の回転の動作を行うため、１点あたりの測定時間が長くなるものの、楕円偏光板の偏光板と位相差板との貼合角を測定する確実な方法として定着している。
【００１０】
本発明は、楕円偏光板の加工工程において大量の検査を効率よく行うことができるようにするために、上記の従来法とは異なる方法により、偏光板と位相差板との貼合角を短時間で測定できるようにする貼合角測定装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の貼合角測定装置は、図１に示されるように、測定部（１００）と、測定部（１００）で測定された複数の波長λiごとの透過光強度から基準方向に対する被測定物の偏光板の偏光方位φp及び位相差板の遅相軸方位φrを算出し、｜φp−φr｜として被測定物である楕円偏光板の貼合角を求める演算処理部（１１）からなる。
【００１２】
「基準方向」としては、例えば、図１０の０°方向が装置の基準方向すなわち偏光子あるいは検光子の回転のスタート位置になるようにする。長方形の試料を装置にセットするときには長方形の一辺が正確に装置の０°方向になるように試料台には試料の基準辺を押し当てて置くための当てバー等を設けるのが好ましい。図８では試料の短辺を当てバーに押し当てて装置の０°に合わせた様子を示している。
【００１３】
測定部（１００）は回転検光子法によるものと回転偏光子法によるものの２種類がある。本発明はいずれの方式の測定部（１００）も含む。
【００１４】
回転検光子法をとる測定部（１００）では、測定光が偏光板と位相差板の貼合品である楕円偏光板からなる被測定物の偏光板側から照射され、被測定物の位相差板を透過した測定光が検光子を経て、光検出器に入射して透過光強度が測定される。光検出器は複数個設けられ、それぞれの光検出器には可視域で互いに波長λiの異なる測定光が入射するように、測定部（１００）は多チャンネルの測定光路を備えている。検光子はその偏光方位θが０°から３６０°まで１回転できる機構を備えている。
【００１５】
それに対し、回転偏光子法をとる測定部（１００）では、複数波長での測定を行うように多チャンネルの測定光路を備えている点は回転検光子法と同じであるが、測定光が偏光子を経て、偏光板と位相差板の貼合品である楕円偏光板からなる被測定物の位相差板側から照射され、被測定物の偏光板を透過した測定光が光検出器に入射して透過光強度が測定される。その際、偏光子はその偏光方位θが０°から３６０°まで１回転できる機構を備えている。
【００１６】
演算処理部（１１）は、波長λiごとの検出光強度から回転検光子法の原理に基づいて楕円偏光の楕円率（α／β）i及び楕円方位角Ψiを算出する偏光解析部（１１０）と、被測定物である楕円偏光板の位相差板の位相差の波長分散特性を予め保持して、その波長分散特性に基づいて基準波長での位相差Ｒ0を各波長での位相差Ｒiに補正する位相差補正部（１１４）と、後述のＯＰＴＩＭＡ法により偏光板に位相差板２枚が貼合された状態での透過光の楕円率と楕円方位角を求める計算手法を用い、その際の計算条件として被測定物に対して基準方向の直線偏光が照射され、被測定物の偏光板を第１の位相差板とみなし、その位相差値をすべての波長λiに対してλi/２、その遅相軸方位を変数φ１とし、さらに被測定物の位相差板を第２の位相差板とみなしてその位相差値を位相差補正部（１１４）により波長λiごとに補正された変数Ｒ２i、遅相軸方位を変数φ２(ただし、φ１、φ２はいずれも基準方向からの値)とし、３つの変数φ１、φ２及び基準波長での位相差Ｒ２0を所定の範囲にわたって、所定の刻みで変化させながら波長λiごとの楕円率（α／β）isと楕円方位角Ψisとを求める偏光特性算出部（１１１）と、偏光特性算出部（１１１）による計算結果の中から実測で得られた波長λiごとの楕円率（α／β）iと楕円方位角Ψiに最も近くなる楕円率（α／β）isと楕円方位角Ψisを導く変数φ１とφ２を求めるマッチング部（１１２）と、マッチング部（１１２）で得られた変数φ１の２倍をφp、変数φ２をφrとして、｜φp−φr｜を被測定物である楕円偏光板の貼合角とする貼合角算出部（１１３）と、を備えている。
【００１７】
第１の位相差板とみなした被測定物の偏光板の位相差値をすべての波長λiに対してλi／２とするのは以下の理由による。図３のポアンカレ球において点Ｐの位置を装置の基準方向０°とする。すなわち、図６（ａ）では試料の偏光板４に入射する光は自然光（非偏光）だが、架空の偏光子を考え、それが装置の基準方向０°に透過軸を持つものとして、それによって作られた直線偏光が常に偏光板４に入射しているとする。そして、その光が一度偏光板４の透過軸方向の光に変えられた後に位相差板５に入射し、その結果透過した光は楕円偏光になったと解釈する。図３のポアンカレ球では赤道上はすべて直線偏光を表すので、点Ｐに対して経度が違っていればＰとは偏光方向の異なる直線偏光であることを意味する。上述のように０°の方向の直線偏光（点Ｐ）が偏光板４によって経度のみが変わったとすると、点Ｐを回転して再び赤道上に点を移動するための回転角δは常に１８０°である必要がある。すなわち位相差Ｒはどの波長に対しても波長の１／２であればよいことになる。したがって、偏光板４を位相差板であると置きなおすということは、位相差をどの波長に対してもλ／２とすることにつながる。
【００１８】
ここで、「所定の範囲」は次のように定める。検査しようとしている楕円偏光板のφpとψとがどのような条件で貼り合わされたものであるか分かっており、さらに仕様上それらの値がいくらの範囲内にあるのが合格品であるかが決まっている。例えばφpは１５°±０．２°という具合である。したがって、その中心値の前後を０．２°では狭すぎるので、例えば±２°の範囲だけ未知数を変化させて計算すると言う意味になる。これが「所定の範囲」の意味である。もし、計算結果が未知数を変化させた端の値、上の例では１５＋２＝１７°となった時にはもっと大きく離れた値が解である可能性もあるので、不良品であるか又は仕様とは違ったものを検査しようとしたかであるため、注意を促すメッセージを表示することになる。
【００１９】
また、「所定の刻み」とは、測定者が必要とする角度の分解能の意味である。±０．２°の範囲に入っているかどうかを検査するとすれば０．０１°程度の刻みがふさわしく、少なくとも０．０５°程度の刻みが必要となる。
【００２０】
本発明は複数の波長λiを用いて測定する。その理由は次の通りである。図９の従来の方法であれば１波長測定で貼合角を測定できる。それは、最初に試料の偏光板の透過軸φpを測定した後に貼合角を測定するという２段階の手順を踏んでいるので、偏光子７を回転するときには（２）式のφpは既知の扱いになっているからである。一方、本発明の方法は、後述の図６の（ａ）か（ｂ）を用いるが、光の進行方向が試料の偏光板側になった方が分かりやすいので、（ａ）の方で説明すると、この図では回転するのは検光子６が１回だけで、そのときの１波長の透過光強度図形から貼合角を求めようとしても求まらない。試料の一辺が装置の基準方向０°になるように置いたとしても、試料の偏光板の透過軸は０°とは限らないからである。すなわち（２）式の中で未知数はＩ02、φp、ψ、Ｃと４つになるためにカーブフィティングを行っても解が１つに決まらない。そこで、複数の波長で測定し図７のように測定したすべての波長の結果が実測と計算で最も一致するときのφpとψの条件を求める解とするのが本発明の方法である。したがって、本発明では複数波長での測定が必須であり、計算の中で複数の波長それぞれにおける位相差Ｒを動かすために、図１の位相差補正部１１４において、位相差板の位相差Ｒの波長分散式をあらかじめ登録する必要が出てくる。従来の方法であれは、１波長で測定できるので波長分散式の登録は不要である。
【００２１】
本発明の楕円偏光板の貼合角測定装置の動作を、図２を参照して説明する。回転偏光子法の場合も同様であるので、回転検光子法の場合について説明すると、波長λiの測定光が被測定物の楕円偏光板の偏光板側から照射され、被測定物の位相差板を透過した測定光が検光子を経て光検出器９に入射して透過光強度が検出される。検光子は０°から３６０°まで回転可能な機構になっており、検光子１回転中の透過光強度変化から楕円偏光状態、すなわち楕円率（α／β）iと基準方向に対する楕円方位角Ψiとを算出する（ステップＳ１）。例えば、図１０（ｂ）のような透過光強度変化が得られたとき、楕円率は（Ｉｍｉｎ／Ｉｍａｘ）1/2、楕円方位角は長軸方向となるので、比較的容易に実測することができる。
【００２２】
一方、計算によって偏光板に位相差板が貼合された状態の、透過光の偏光状態（楕円率と楕円方位角）を求める（ステップＳ２）。例えば、王子計測機器製のシミュレーションソフトＬＣＤ−ＯＰＴＩＭＡは任意の偏光が位相差板に入射したときの透過光の偏光状態を計算でき、位相差板の位相差及び遅相軸方位を任意に設定できる。本発明はＬＣＤ−ＯＰＴＩＭＡで用いている計算方法を用いる。その計算方法をＯＰＴＩＭＡ法と呼ぶ。
【００２３】
ＯＰＴＩＭＡ法を説明する前に、偏光状態を表現する方法の一つであるポアンカレ球について説明する。ポアンカレ球は地球儀のような球体上に配置した点の位置によって偏光状態を表すが、基本的な特徴は次のようになる。（１）赤道上はすべて楕円率０の直線偏光を表し、北極と南極は楕円率１の円偏光、その他の点はすべて楕円偏光を表す。（２）経度が同じ点はすべて方位の同じ偏光を表し、基準となる位置から読み取った経度の半分の角度だけ偏光方位が変わる。（３）北半球と南半球では回転方向が逆の楕円偏光を表す。
【００２４】
位相差板を偏光変換素子と考えると、その変換の様子はポアンカレ球を用いて表すことができる。図３は、図４のように偏光板に位相差板１枚を貼合したときのポアンカレ球上での点の移動を説明した図である。位相差板の位相差をＲ、入射直線偏光の透過軸を基準にした位相差板の遅相軸方位をφとして、ポアンカレ球上では入射直線偏光を表す点をＰとし、まず点Ｐから経度２φの方向に球の中心を通る回転軸を描く。次に点Ｐを通り回転軸と直角に交わる直線を含みかつ赤道面に垂直な面を考え、これを回転断面と呼ぶことにする。この回転断面によって定まる球上の円弧に沿ってＲと波長λによって決まる回転角δだけ点Ｐを移動した点Ｍが位相差板によって変換された偏光状態になる。
【００２５】
点Ｍを赤道面へ投影した点をＭ’とし、点Ｐから見た点Ｍ’の経度を２Ψとしたとき、点Ｍの楕円方位は点Ｐの直線偏光の透過軸に対してΨだけ方位が異なる。また、点Ｍの楕円率は∠ＭＯＭ’を２χとしたとき、ｔａｎχとなる。さらに、図４において位相差板の次に２枚目の位相差板を配置したときには、２枚目の位相差板によって定まる回転軸と回転断面及び回転角で点Ｍを移動することになる。
【００２６】
ＯＰＴＩＭＡ法は、上記のようにポアンカレ球上で移動する点を幾何学的に処理することにより、偏光板に任意の位相差板を貼合したときの透過光の楕円偏光状態を求めるものであり、位相差板３枚まで処理できる。
【００２７】
図３において、位相差Ｒが波長の半分すなわちλ／２のとき、回転角δは常にπとなり、点Ｍは必ず赤道上に位置し直線偏光になる。かつ、２Ψ＝４φとなるから、その直線偏光の方位角Ψは２φとなる。
【００２８】
図２のフローチャートのステップＳ２に戻ると、本発明は、長方形に切り出された楕円偏光板の偏光板と位相差板との貼合角を測定しようとするものであるが、偏光板の透過軸が長方形の一辺に対していくらの角度になっているかは不明である。そこで、楕円偏光板の偏光板を位相差値λi／２をもつ１枚目の位相差板とみなして計算を行う。長方形の一辺を角度基準にしたとき、その位相差板（実際は偏光板）の遅相軸方位をφ１とし、楕円偏光板の位相差板を２枚目の位相差板とみなして、その位相差値をＲ２i、同じ角度基準から見た遅相軸方位をφ２として、ＯＰＴＩＭＡ法で３つの変数φ１、φ２及び基準波長での位相差Ｒ２0を所定の範囲を所定の刻みで変化させながら計算を行えば、波長λiについて、変数の組合せの数だけ全体を透過した楕円偏光の楕円率（α／β）isと楕円方位角Ψisが求まる。
【００２９】
計算で得られた変数の組合せの数だけある（α／β）is、Ψisと、実測で得られた楕円率（α／β）i、楕円方位角Ψiとを比較して、両者の値が最も近くなるときの変数φ１、φ２、Ｒ２0を求める（ステップＳ３）。
【００３０】
その後、最終的に貼合角は｜２φ１−φ２｜として求める（ステップＳ３）。
【００３１】
１つの波長だけで計算値と実測値とを比較したのでは誤差が生じやすい。そこで、本発明では、貼合角の測定精度を向上させるために複数の波長λiで実測し、実測波長と同じ複数の波長で計算を行い、変数の組合せの数だけある波長ごとの楕円率（α／β）isと楕円方位角Ψisとを比較して変数φ１、φ２、Ｒ２0を決定する。したがって、その場合は、測定部（１００）は複数の波長で測定するために可視域で互いに波長の異なる測定光を扱うことができるように、多チャンネルの測定光路を備えている。それぞれの測定光路ごとに光検出器を備えている。
【００３２】
計算の中で、２枚目の位相差板の基準波長での位相差Ｒ２0は所定の範囲を所定の刻みで変化させるが、位相差は波長依存性をもっている。そこで、演算処理部（１１）は位相差補正部（１１４）を備えている。位相差補正部（１１４）は、被測定物である楕円偏光板の位相差板の位相差の波長分散特性を予め保持しており、偏光特性算出部（１１１）で使用する変数Ｒ２iをその波長分散特性に基づいて各波長の位相差に補正する。
【００３３】
図５（Ａ）は５種のＰＥＴフィルムの位相差Ｒ（λ）の波長依存性を示したものであり、図５（Ｂ）は基準波長をλ0＝５９０ｎｍとしてその分散比率Ｒ（λ）／Ｒ（λ0）の波長依存性を示したグラフである。分散比率Ｒ（λ）／Ｒ（λ0）はほぼ１本の曲線に重なっている。このことから、被測定物である楕円偏光板の位相差板の位相差の波長分散特性は（４）式で表わすことができる。（４）式中のａ，ｂ，ｃは係数である。
0005446644.tif 000004
【００３４】
位相差補正部１１４は（４）式の関係を用いて波長λiごとの位相差を次のように求める。まず、被測定物である楕円偏光板の位相差板の位相差の波長分散特性を（４）式で表し、予め式中の係数ａ，ｂ，ｃを登録しておく。さらに、任意に設定した基準波長λoに対するλiごとの位相差の比率を（５）式で表し、計算の中では波長λoにおける位相差を変数Ｒ２0として変化させる。したがって、波長λiでの位相差として、波長λoにおける位相差Ｒ２0に（５）式の波長ごとの比率を掛けた値を算出する（図２のステップＳ２）。そして、計算により波長ごとの楕円率（α／β）isと楕円方位角Ψisを計算により求める際には波長ごとに補正されたＲ２iを使用する。
0005446644.tif 000005
【００３５】
動作は次のようになる。回転検光子法の場合について説明すると、可視域の多波長成分を含む測定光が被測定物の楕円偏光板の偏光板側から照射され、被測定物の位相差板を透過した測定光が検光子と複数のバンドパスフィルタを経て光検出器に入射して、異なる複数波長の透過光強度が検出される。検光子は０°から３６０°まで回転され、検光子１回転中の波長λiごとの透過光強度変化から楕円偏光状態すなわち基準方向に対する楕円率（α／β）iと楕円方位角Ψiとを算出する。
【００３６】
一方、計算によって偏光板に位相差板が貼合された状態の透過光の偏光状態（楕円率と楕円方位角）を、波長λiごとに、ＯＰＴＩＭＡ法で３つの変数φ１、φ２及び基準波長での位相差Ｒ２0を所定の範囲を所定の刻みで変化させながら計算を行って、波長λiごとに変数の組合せの数だけ全体を透過した楕円偏光の楕円率（α／β）isと楕円方位角Ψisを求める。
【００３７】
計算で得られた変数の組合せの数だけある（α／β）is、Ψisと、実測で得られた楕円率（α／β）i、楕円方位角Ψiとを波長λiごとに比較して、両者の値が最も近くなるときの変数φ１、φ２、Ｒ２0を求める。
【００３８】
偏光板に位相差板を貼合した楕円偏光板は、位相差板の位相差及び貼合角の数値の取り方は自由であり、使用される液晶セルに合わせて最適な数値が設定される。それらの中には、貼合角がほぼ０°あるいは９０°の場合もある。図３のポアンカレ球上での点の移動から分かるように、貼合角が０°あるいは９０°であれば点Ｍは入射直線偏光の点Ｐから移動しない。また、貼合角が仮に４５°であっても位相差が小さい場合には回転角δが小さくなるので点Ｍは入射直線偏光の点Ｐから殆ど移動しない。これらの場合は、本発明の方法を用いても精度よく測定することは困難である。したがって、本発明の方法が適用できる範囲は、位相差板の位相差が約４０ｎｍ以上で、かつ、貼合角が０°±約１０°、９０°±約１０°を除く範囲であり、例えば貼合角が０°〜９０°のものであれば、約１０°から８０°の範囲にある楕円偏光板が適用範囲となる。
【発明の効果】
【００３９】
本発明によれば、測定系の駆動機構は検光子又は偏光子の回転１つのみでよいので透過光強度は短時間で取り込みでき、演算処理時間を含めても短時間、例えば１０秒以内、で1点の測定を終えることができる。図９に示す測定系の装置で１つの波長で測定した場合と、本発明の方法によって測定した場合の測定時間を比較すると表１のようになった。
【００４０】
さらに、被測定物の楕円偏光板の３つの変数の規格値が分かっている場合は、その値を中心にした前後わずかの範囲だけ変数を変化させればよいので、演算時間はさらに短くなり、品質管理などで大量の点数を処理する場合は効率よくできる。
【００４１】
また、図９のような測定法に比べ機構が簡単であるので、装置も安価になる利点もある。
【００４２】
【表１】
0005446644.tif 000006
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】一実施例を示すブロック図である。
【図２】同実施例における動作を示すフローチャートである。
【図３】偏光板に位相差板１枚を貼合したときのポアンカレ球上の点の移動を説明する図である。
【図４】偏光板に位相差板１枚を貼合した楕円偏光板を回転検光子法で測定するときの説明図である。
【図５】位相差板の位相差の波長依存性を示すグラフである。
【図６】（ａ）と（ｂ）はそれぞれ実施例の貼合角測定装置の概略構成図である。
【図７】楕円偏光板を従来の測定装置で測定したときの偏光状態と、実施例による計算結果をポアンカレ球赤道面への投影図に表した図である。
【図８】被測定物の楕円偏光板の光学軸を説明するための図である。
【図９】従来の楕円偏光板の貼合角を測定する装置の測定系の図である。
【図１０】（ａ）は図９（ａ）の測定系で偏光板の透過軸を測定したときの透過光強度図形、（ｂ）は図９（ｂ）の測定系で楕円偏光板を測定したとき透過光強度図形である。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
図６（ａ）は、一実施例の概略構成図であり、回転検光子法を採用したものである。６つの異なる波長に対する透過光強度を検出する部分と、実測の波長ごとに偏光板に位相差板２枚を貼合した状態の楕円率と楕円方位角とを算出する演算処理部１１を備えている。
【００４５】
透過光強度検出部において、光源装置１は例えばハロゲンランプを発光源とした可視域の多波長成分を含む測定光を供給するもので、測定光はライトガイド２と集光レンズ３を通って被測定物へ照射される。
【００４６】
被測定物の楕円偏光板は偏光板４と位相差板５との貼合品であり、偏光板４が光源側になるように配置される。楕円偏光板の位相差板５を透過した光は回転可能な検光子６を透過して、バンドパスフィルタ８を通り光検出器９に入る。光検出器９は６個配置され、バンドパスフィルタ８は各光検出器９に入射する測定光の光路上にそれぞれ異なる波長を選択するように配置されている。
【００４７】
図６（ｂ）のように、被測定物と検光子の順序が逆になった測定系でも光学的には同じであるので、図６（ａ）の測定系を用いた場合と同様の結果が得られる。このとき、検光子６に替わる偏光素子７は被測定物に対して入射側に位置するために偏光子と呼ばれ、測定法は回転偏光子法となる。
【００４８】
検光子６又は偏光子７の１回転中に光検出器９で検出された透過光強度の変化は、増幅器とＡ／Ｄ変換器を含む電気回路１０で増幅とＡ／Ｄ変換されて演算処理部１１に取り込まれる。演算処理部１１は、上述のように波長λiごとの透過光の楕円率（α／β）iと楕円方位角Ψiを算出するとともに、別途演算処理によって３つの変数φ１、φ２、Ｒ２0を変化させながら楕円率と楕円方位角を求め、それらの中から実測の楕円率と楕円方位角に最も近くなるときのφ１、φ２、Ｒ２0を求める。演算処理部１１は専用のコンピュータ又は汎用のパーソナルコンピュータにより実現される。
【００４９】
波長５９０ｎｍでの位相差値が約１５０ｎｍの位相差フィルムと偏光板とを重ね合わせたものを被測定物として、図９に示す装置で５つの異なる波長で測定して貼合角を実測した場合と、図９に示す装置で実測した楕円率と楕円方位角を基にして本発明の方法で計算した場合とを比較し、その結果を図７のようなポアンカレ球赤道面への投影図で表すと両者はよく一致していることが分かる。このとき、被測定物の偏光板の透過軸がほぼ装置の角度基準０°になるように置き、偏光板と位相差板の貼合角が約４６°になるように作成した。その結果、従来の装置による貼合角の測定値４６．３４°に対して、本測定法の測定結果は４６．２５°になり、両者はよい一致であった。
【符号の説明】
【００５０】
４      偏光板
５      位相差板
６      検光子
７      偏光子
８      バンドパスフィルタ
９      光検出器
１０      電気回路
１１      演算処理部
１００      測定部
１１０      偏光解析部
１１１      偏光特性算出部
１１２      マッチング部
１１３      貼合角算出部
１１４      位相差補正部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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