(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向する２枚の透明基板の間にホモジニアス配向した液晶層を挟持し、前記透明基板の一方に設けた複数の電極により前記透明基板とほぼ平行な電界を形成することにより前記液晶層を駆動して光の透過を制御するＩＰＳ（イン・プレイン・スイッチング）モード液晶表示素子における方位角アンカリングエネルギの評価方法であって、
（ａ）前記液晶表示素子中の電界強度Ｅを変化させて行った光学測定値に基づき、前記液晶層のみかけの光軸方向βoptと前記電界強度Ｅとの数値相関を求め
（ｂ）連続体理論式に方位角アンカリングエネルギの項を繰り込んで導いた前記みかけの光軸方向βoptと前記電界強度Ｅとの理論関係式を、前記数値相関と比較し、
（ｃ）前記理論関係式が前記数値相関に適合するように、前記方位角アンカリングエネルギを決定し、
前記液晶層の誘電率異方性及び捩れ変形の弾性定数をΔε及びＫ2、電界無印加時における前記液晶層の光軸方向と前記電極長手方向とのなす角をβR、前記液晶表示素子のセルギャップをｄ、前記方位角アンカリングエネルギをＢとして、電界Ｅ印加時における前記液晶層中央の光軸方向と前記電極長手方向とのなす角をβmが、
【数１】
0003609311.tif 000027
として表される式を満たし、前記βoptとＥとの理論関係式が、
【数２】
0003609311.tif 000028
で表されることを特徴とする液晶表示素子の方位角アンカリングエネルギ評価方法。
【請求項２】
対向する２枚の透明基板の間にホモジニアス配向した液晶層を挟持し、前記透明基板の一方に設けた複数の電極により前記透明基板とほぼ平行な電界を形成することにより前記液晶層を駆動して光の透過を制御するＩＰＳ（イン・プレイン・スイッチング）モード液晶表示素子における方位角アンカリングエネルギの評価方法であって、
（ａ）前記液晶表示素子中の電界強度Ｅを変化させて行った光学測定値に基づき、前記液晶層のみかけの光軸方向βoptと前記電界強度Ｅとの数値相関を求め
（ｂ）連続体理論式に方位角アンカリングエネルギの項を繰り込んで導いた前記みかけの光軸方向βoptと前記電界強度Ｅとの理論関係式を、前記数値相関と比較し、
（ｃ）前記理論関係式が前記数値相関に適合するように、前記方位角アンカリングエネルギを決定し、
前記βoptとＥとの理論関係式に基づいて計算したＩＰＳモード液晶表示素子の透過率最大電圧をＶmaxsimとし、光学測定により求めたＩＰＳモード液晶表示素子の透過率最大電圧をＶmaxexpとして、前記βoptとＥとの理論関係式を、同式中の全ての電界強度ＥにＶmaxsim/Ｖmaxexpを掛け合わせることにより補正することを特徴とする液晶表示素子の方位角アンカリングエネルギ評価方法。
【請求項３】
対向する２枚の透明基板の間にホモジニアス配向した液晶層を挟持し、前記透明基板の一方に設けた複数の電極により前記透明基板とほぼ平行な電界を形成することにより前記液晶層を駆動して光の透過を制御するＩＰＳ（イン・プレイン・スイッチング）モード液晶表示素子における方位角アンカリングエネルギの評価方法であって、
（ａ）前記液晶表示素子中の電界強度Ｅを変化させて行った光学測定値に基づき、前記液晶層のみかけの光軸方向βoptと前記電界強度Ｅとの数値相関を求め
（ｂ）連続体理論式に方位角アンカリングエネルギの項を繰り込んで導いた前記みかけの光軸方向βoptと前記電界強度Ｅとの理論関係式を、前記数値相関と比較し、
（ｃ）前記理論関係式が前記数値相関に適合するように、前記方位角アンカリングエネルギを決定し、
（ｉ）所定の電界Ｅを印加した前記液晶表示素子を直交ニコル状態の偏光子及び検光子によって挟んで光透過率を測定し、前記偏光子及び検光子を前記液晶表示素子に対して相対的に回転させた時に光透過率が最小となる方向を前記みかけの光軸方向βoptとし、（ｉｉ）前記（ｉ）の測定を、電界強度Ｅを変化させて繰り返すことにより前記βoptとＥとの数値相関を求めることを特徴とする液晶表示素子の方位角アンカリングエネルギ評価方法。
【請求項４】
対向する２枚の透明基板の間にホモジニアス配向した液晶層を挟持し、前記透明基板の一方に設けた複数の電極により前記透明基板とほぼ平行な電界を形成することにより前記液晶層を駆動して光の透過を制御するＩＰＳ（イン・プレイン・スイッチング）モード液晶表示素子における方位角アンカリングエネルギの評価方法であって、
（ａ）前記液晶表示素子中の電界強度Ｅを変化させて行った光学測定値に基づき、前記液晶層のみかけの光軸方向βoptと前記電界強度Ｅとの数値相関を求め
（ｂ）連続体理論式に方位角アンカリングエネルギの項を繰り込んで導いた前記みかけの光軸方向βoptと前記電界強度Ｅとの理論関係式を、前記数値相関と比較し、
（ｃ）前記理論関係式が前記数値相関に適合するように、前記方位角アンカリングエネルギを決定し、
（ｉ）所定の電界Ｅを印加した前記液晶表示素子を平行ニコル状態の偏光子及び検光子によって挟んで光透過率を測定し、前記偏光子及び検光子を前記液晶表示素子に対して相対的に回転させた時に光透過率が最大となる方向をβmaxとして、前記みかけの光軸方向βoptをβmax−４５°とし、（ｉｉ）前記（ｉ）の測定を、電界強度Ｅを変化させて繰り返すことにより前記βoptとＥとの数値相関を求めることを特徴とする液晶表示素子の方位角アンカリングエネルギ評価方法。
【請求項５】
対向する２枚の透明基板の間にホモジニアス配向した液晶層を挟持し、前記透明基板の一方に設けた複数の電極により前記透明基板とほぼ平行な電界を形成することにより前記液晶層を駆動して光の透過を制御するＩＰＳ（イン・プレイン・スイッチング）モード液晶表示素子における方位角アンカリングエネルギの評価方法であって、
（ａ）前記液晶表示素子中の電界強度Ｅを変化させて行った光学測定値に基づき、前記液晶層のみかけの光軸方向βoptと前記電界強度Ｅとの数値相関を求め
（ｂ）連続体理論式に方位角アンカリングエネルギの項を繰り込んで導いた前記みかけの光軸方向βoptと前記電界強度Ｅとの理論関係式を、前記数値相関と比較し、
（ｃ）前記理論関係式が前記数値相関に適合するように、前記方位角アンカリングエネルギを決定し、
（ｉ）所定の電界Ｅを印加した前記液晶表示素子を、直交ニコル状態の偏光子及び検光子によって偏光子の透過軸が前記電極に対して所定の角度βpとなるように挟んで光透過率を測定し、該光透過率値Ｔから前記みかけの光軸方向βoptを算出し、（ｉｉ）前記（ｉ）の測定を、電界強度Ｅを変化させて繰り返すことにより前記βoptとＥとの数値相関を求めることを特徴とする液晶表示素子の方位角アンカリングエネルギ評価方法。
【請求項６】
光透過率測定を行う光波長をλ、光波長λにおける前記液晶層の複屈折率をΔｎ、前記液晶表示素子のセルギャップをｄとして、
【数３】
0003609311.tif 000029
として表される式によって前記みかけの光軸方向βoptを算出することを特徴とする請求項５記載の評価方法。
【請求項７】
前記電界強度Ｅを変化させた時の光透過率Ｔの最大値をＴmaxとして、
【数４】
0003609311.tif 000030
として表される式によって前記みかけの光軸方向βoptを算出することを特徴とする請求項５記載の評価方法。
【請求項８】
対向する２枚の透明基板の間にホモジニアス配向した液晶層を挟持し、前記透明基板の一方に設けた複数の電極により前記透明基板とほぼ平行な電界を形成することにより前記液晶層を駆動して光の透過を制御するＩＰＳ（イン・プレイン・スイッチング）モード液晶表示素子における方位角アンカリングエネルギの評価方法であって、
（ａ）前記液晶表示素子中の電界強度Ｅを変化させて行った光学測定値に基づき、前記液晶層のみかけの光軸方向βoptと前記電界強度Ｅとの数値相関を求め
（ｂ）連続体理論式に方位角アンカリングエネルギの項を繰り込んで導いた前記みかけの光軸方向βoptと前記電界強度Ｅとの理論関係式を、前記数値相関と比較し、
（ｃ）前記理論関係式が前記数値相関に適合するように、前記方位角アンカリングエネルギを決定し、
（ｉ）所定の電界Ｅを印加した前記液晶表示素子を直交ニコル状態の偏光子及び検光子によって挟み、前記偏光子及び検光子を前記液晶表示素子に対して相対的に角度αだけ回転させて光透過率Ｔを測定し、複数の角度αについての光透過率Ｔから、
【数５】
0003609311.tif 000031
（Ａは、定数）
として表される式によって前記みかけの光軸方向βoptを算出し、（ｉｉ）前記（ｉ）の測定を、電界強度Ｅを変化させて繰り返すことにより前記βoptとＥとの数値相関を求めることを特徴とする液晶表示素子の方位角アンカリングエネルギ評価方法。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか１項に記載した方位角アンカリングエネルギ評価方法をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【請求項１０】
単色光源と、直交又は平行ニコル状態に配置された偏光子及び検光子と、前記偏光子及び検光子の間に液晶表示素子を保持するための保持機構と、前記単色光源から発して前記偏光子、液晶表示素子及び検光子を通過した光を検出する光検出器を備え、請求項１乃至８のいずれか１項に記載した方位角アンカリングエネルギ評価方法を実行することを特徴とする方位角アンカリングエネルギ評価装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示素子の方位角アンカリングエネルギ評価法に関し、特に、ＩＰＳ（イン・プレイン・スイッチング）モード液晶表示素子の方位角アンカリングエネルギを、ＩＰＳセルを用いて評価する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の液晶表示素子（以下、ＬＣＤ  ）にはネマチック液晶と薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴ）とで構成される場合が多く、特にねじれネマチックと呼ばれる液晶配向を利用したモード（以下、ＴＮモード）が主流である。しかし、ＴＮモードＬＣＤは、液晶分子の駆動方向がガラス基板に垂直方向であるため視野角が狭く、液晶の駆動力が印加電界との誘電相互作用であるため応答が遅いといった問題点が指摘されている。視野角の問題点は、従来のＴＮモードＬＣＤに位相差フィルムを貼付することによっても改善可能であるが、位相差フィルムが高価であるためコスト高になるという欠点がある。
【０００３】
そこで、近年、位相差フィルムを用いない視野角改善法として液晶の駆動方向をガラス基板に対しほぼ平行とするイン・プレイン・スイッチング（Ｉｎ−Ｐｌａｉｎ−Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード（以下、ＩＰＳモード）が注目されている。ＩＰＳモードによれば、特別な処理無しでＴＮモードＬＣＤよりも遥かに広い視野角化を達成することができる。
【０００４】
ＩＰＳモードＬＣＤにおいては、基板面内に櫛形の電極を配置し、基板面にほぼ平行方向に電圧を印加することにより、液晶分子を基板面に平行な面内で駆動する。即ち、ＩＰＳモードＬＣＤは、液晶分子の光軸方向を印加電圧に応じて基板面内で回転させることにより光透過率を制御する。
【０００５】
液晶分子の光軸方向はセル厚方向に一定ではないが、その分布即ち配向状態を決定しているのは、印加電圧の大きさ、液晶の物性値（弾性定数、粘性定数、誘電率等）、画素構造（電極の配置、セルギャップ等）、及び液晶−配向膜界面における液晶分子と配向膜とのアンカリングと呼ばれる相互作用である。
【０００６】
現在、液晶を特定の方向に配列させるために、ポリイミド等の配向膜を基板に塗布し、配向膜の表面をナイロン等でできた布でこするラビング処理を行う技術が量産性の点から広く採用されている。アンカリングとは、一般に、液晶分子が配向膜表面上で配向膜がこすられた方向に配向しようとする現象を指す。エネルギ論的には、ラビングによって定まるある特定の方向に液晶分子が向いている状態がエネルギ最低となるような形状を持った界面エネルギが液晶−配向膜界面に発生したことになり、この界面エネルギの異方的な項をアンカリングエネルギと称する。
【０００７】
棒状の液晶分子の運動には、重心の並進運動の他に、極角方向と方位角方向に回転する自由度が存在する。ＬＣＤでは通常、基板面から立ち上がる回転方向を極角方向、基板面内での回転方向を方位角方向と定義する。アンカリングエネルギにも、この２つの自由度に対応して極角アンカリングエネルギと方位角アンカリングエネルギが存在する。
【０００８】
ＩＰＳモードＬＣＤでは、基本的に液晶分子が基板面に平行な面内で運動するため、方位角アンカリングエネルギが透過率−印加電圧特性に支配的な影響を与える。そのためＬＣＤの品質管理という点においても、また液晶−基板界面の評価・研究という点においても、このアンカリングエネルギの測定は重要である。
【０００９】
従来、方位角アンカリングエネルギは、捩れ配向セルと呼ばれるテストセルを用いて評価されていた。捩れ配向セルとは、液晶分子が基板面に平行に配向しているが、上下基板で配向の方位角が異なるために、上下基板間で液晶が捩れて配向しているセルのことである。方位角アンカリングエネルギは、上下基板でラビング角度を変えてある捩れ角度を持った捩れ配向セルを作製し、実際の液晶配向の捩れ角とラビング角度との差の変化を測定して算出される。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、方位角アンカリングエネルギは、ラビング処理の微妙な条件の違いによって変動するものであるため、捩れ配向セルによって評価した方位角アンカリングエネルギは実際のＩＰＳモードセルとは必ずしも一致しない。例えば、捩れ配向セルと実際のＩＰＳモードセルは基板サイズや基板表面の電極パターン等が異なるため、基板エッジや基板表面の凹凸がラビングに与える影響が異なる。しかも、そうしたラビング条件の相違が方位角アンカリングエネルギに与える影響の大きさは、配向膜の材料や硬化条件によっても変わる。このため、ＩＰＳモードＬＣＤの開発において、捩れ配向セルを用いて測定した方位角アンカリングエネルギを、ＩＰＳモードセルの電気光学特性と直接関係づけて議論することが困難であった。
【００１１】
また、ＩＰＳモードＬＣＤの製造において、みかけ上は同一の条件でラビング処理がされていても、ラビング機の微妙な調整ずれやラビング布の異常等によって方位角アンカリングエネルギが変化して不良が発生する場合がある。こうした場合に、不良発生前後の方位角アンカリングエネルギの推移を評価できれば工程管理に役立つが、捩れ配向セルはラビング方向の違いから実際のＩＰＳセルに混ぜて定期的に工程に流すことが困難である。このため、捩れ配向セルによって評価した方位角アンカリングエネルギによって、ＩＰＳモードＬＣＤの工程管理を行うことも困難であった。
【００１２】
本発明は上記の課題を解決するために、実際のＩＰＳモードセルを用いて方位角アンカリングエネルギを評価する方法及び装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明の請求項１に記載の発明は、対向する２枚の透明基板の間にホモジニアス配向した液晶層を挟持し、前記透明基板の一方に設けた複数の電極により前記透明基板とほぼ平行な電界を形成することにより前記液晶層を駆動して光の透過を制御するＩＰＳ（イン・プレイン・スイッチング）モード液晶表示素子における方位角アンカリングエネルギの評価方法であって、
（ａ）前記液晶表示素子中の電界強度Ｅを変化させて行った光学測定値に基づき、前記液晶層のみかけの光軸方向βoptと前記電界強度Ｅとの数値相関を求め
（ｂ）連続体理論式に方位角アンカリングエネルギの項を繰り込んで導いた前記みかけの光軸方向βoptと前記電界強度Ｅとの理論関係式を、前記数値相関と比較し、
（ｃ）前記理論関係式が前記数値相関に適合するように、前記方位角アンカリングエネルギを決定し、
前記液晶層の誘電率異方性及び捩れ変形の弾性定数をΔε及びＫ2、電界無印加時における前記液晶層の光軸方向と前記電極長手方向とのなす角をβR、前記液晶表示素子のセルギャップをｄ、前記方位角アンカリングエネルギをＢとして、電界Ｅ印加時における前記液晶層中央の光軸方向と前記電極長手方向とのなす角をβmが、
【数６】
0003609311.tif 000002
として表される式を満たし、前記βoptとＥとの理論関係式が、
【数７】
0003609311.tif 000003
で表されることを特徴とする液晶表示素子の方位角アンカリングエネルギ評価方法である。
【００１４】
これにより、ＩＰＳモードセルを用いて方位角アンカリングエネルギを評価することができるため、ＩＰＳモードセルのデバイス特性と方位角アンカリングエネルギを直接関連づけて議論することが可能となる。
【００１５】
また、これにより、液晶の方位角分布を求めることなく方位角アンカリングエネルギを評価することができる。
【００１６】
さらに、請求項２に記載の発明は、対向する２枚の透明基板の間にホモジニアス配向した液晶層を挟持し、前記透明基板の一方に設けた複数の電極により前記透明基板とほぼ平行な電界を形成することにより前記液晶層を駆動して光の透過を制御するＩＰＳ（イン・プレイン・スイッチング）モード液晶表示素子における方位角アンカリングエネルギの評価方法であって、
（ａ）前記液晶表示素子中の電界強度Ｅを変化させて行った光学測定値に基づき、前記液晶層のみかけの光軸方向βoptと前記電界強度Ｅとの数値相関を求め
（ｂ）連続体理論式に方位角アンカリングエネルギの項を繰り込んで導いた前記みかけの光軸方向βoptと前記電界強度Ｅとの理論関係式を、前記数値相関と比較し、
（ｃ）前記理論関係式が前記数値相関に適合するように、前記方位角アンカリングエネルギを決定し、
前記βoptとＥとの理論関係式に基づいて計算したＩＰＳモード液晶表示素子の透過率最大電圧をＶmaxsimとし、光学測定により求めたＩＰＳモード液晶表示素子の透過率最大電圧をＶmaxexpとして、前記βoptとＥとの理論関係式を、同式中の全ての電界強度ＥにＶmaxsim/Ｖmaxexpを掛け合わせることにより補正することを特徴とする。これにより、より正確な方位角アンカリングエネルギの評価を行うことができる。
【００１７】
またさらに、請求項３に記載の発明は、対向する２枚の透明基板の間にホモジニアス配向した液晶層を挟持し、前記透明基板の一方に設けた複数の電極により前記透明基板とほぼ平行な電界を形成することにより前記液晶層を駆動して光の透過を制御するＩＰＳ（イン・プレイン・スイッチング）モード液晶表示素子における方位角アンカリングエネルギの評価方法であって、
（ａ）前記液晶表示素子中の電界強度Ｅを変化させて行った光学測定値に基づき、前記液晶層のみかけの光軸方向βoptと前記電界強度Ｅとの数値相関を求め
（ｂ）連続体理論式に方位角アンカリングエネルギの項を繰り込んで導いた前記みかけの光軸方向βoptと前記電界強度Ｅとの理論関係式を、前記数値相関と比較し、
（ｃ）前記理論関係式が前記数値相関に適合するように、前記方位角アンカリングエネルギを決定し、
（ｉ）所定の電界Ｅを印加した前記液晶表示素子を直交ニコル状態の偏光子及び検光子によって挟んで光透過率を測定し、前記偏光子及び検光子を前記液晶表示素子に対して相対的に回転させた時に光透過率が最小となる方向を前記みかけの光軸方向βoptとし、（ｉｉ）前記（ｉ）の測定を、電界強度Ｅを変化させて繰り返すことにより前記βoptとＥとの数値相関を求めることを特徴とする。
【００１８】
加えて、請求項４に記載の発明は、対向する２枚の透明基板の間にホモジニアス配向した液晶層を挟持し、前記透明基板の一方に設けた複数の電極により前記透明基板とほぼ平行な電界を形成することにより前記液晶層を駆動して光の透過を制御するＩＰＳ（イン・プレイン・スイッチング）モード液晶表示素子における方位角アンカリングエネルギの評価方法であって、
（ａ）前記液晶表示素子中の電界強度Ｅを変化させて行った光学測定値に基づき、前記液晶層のみかけの光軸方向βoptと前記電界強度Ｅとの数値相関を求め
（ｂ）連続体理論式に方位角アンカリングエネルギの項を繰り込んで導いた前記みかけの光軸方向βoptと前記電界強度Ｅとの理論関係式を、前記数値相関と比較し、
（ｃ）前記理論関係式が前記数値相関に適合するように、前記方位角アンカリングエネルギを決定し、
（ｉ）所定の電界Ｅを印加した前記液晶表示素子を平行ニコル状態の偏光子及び検光子によって挟んで光透過率を測定し、前記偏光子及び検光子を前記液晶表示素子に対して相対的に回転させた時に光透過率が最大となる方向をβmaxとして、前記みかけの光軸方向βoptをβmax−４５°とし、（ｉｉ）前記（ｉ）の測定を、電界強度Ｅを変化させて繰り返すことにより前記βoptとＥとの数値相関を求めることを特徴とする。請求項３又は４に記載の発明によれば、光透過率の測定誤差の影響を最小限に抑制して、正確な方位角アンカリングエネルギの評価を行うことができる。
【００１９】
また、請求項５に記載の発明は、対向する２枚の透明基板の間にホモジニアス配向した液晶層を挟持し、前記透明基板の一方に設けた複数の電極により前記透明基板とほぼ平行な電界を形成することにより前記液晶層を駆動して光の透過を制御するＩＰＳ（イン・プレイン・スイッチング）モード液晶表示素子における方位角アンカリングエネルギの評価方法であって、
（ａ）前記液晶表示素子中の電界強度Ｅを変化させて行った光学測定値に基づき、前記液晶層のみかけの光軸方向βoptと前記電界強度Ｅとの数値相関を求め
（ｂ）連続体理論式に方位角アンカリングエネルギの項を繰り込んで導いた前記みかけの光軸方向βoptと前記電界強度Ｅとの理論関係式を、前記数値相関と比較し、
（ｃ）前記理論関係式が前記数値相関に適合するように、前記方位角アンカリングエネルギを決定し、
（ｉ）所定の電界Ｅを印加した前記液晶表示素子を、直交ニコル状態の偏光子及び検光子によって偏光子の透過軸が前記電極に対して所定の角度βpとなるように挟んで光透過率を測定し、該光透過率値Ｔから前記みかけの光軸方向βoptを算出し、（ｉｉ）前記（ｉ）の測定を、電界強度Ｅを変化させて繰り返すことにより前記βoptとＥとの数値相関を求めることを特徴とする。
【００２０】
さらに、請求項６に記載の発明は、光透過率測定を行う光波長をλ、光波長λにおける前記液晶層の複屈折率をΔｎ、前記液晶表示素子のセルギャップをｄとして、
【数８】
0003609311.tif 000004
して表される式によって前記みかけの光軸方向βoptを算出することを特徴とする。
【００２１】
またさらに、請求項７に記載の発明は、前記電界強度Ｅを変化させた時の光透過率Ｔの最大値をＴmaxとして、
【数９】
0003609311.tif 000005
として表される式によって前記みかけの光軸方向βoptを算出することを特徴とする。
【００２２】
請求項５乃至７に記載の発明によれば、偏光子及び検光子をＩＰＳモードセルに対して回転させる必要がないため、簡易な光学系によって方位角アンカリングエネルギの評価を行うことができる。
【００２３】
加えて、請求項８に記載の発明は、対向する２枚の透明基板の間にホモジニアス配向した液晶層を挟持し、前記透明基板の一方に設けた複数の電極により前記透明基板とほぼ平行な電界を形成することにより前記液晶層を駆動して光の透過を制御するＩＰＳ（イン・プレイン・スイッチング）モード液晶表示素子における方位角アンカリングエネルギの評価方法であって、
（ａ）前記液晶表示素子中の電界強度Ｅを変化させて行った光学測定値に基づき、前記液晶層のみかけの光軸方向βoptと前記電界強度Ｅとの数値相関を求め
（ｂ）連続体理論式に方位角アンカリングエネルギの項を繰り込んで導いた前記みかけの光軸方向βoptと前記電界強度Ｅとの理論関係式を、前記数値相関と比較し、
（ｃ）前記理論関係式が前記数値相関に適合するように、前記方位角アンカリングエネルギを決定し、
（ｉ）所定の電界Ｅを印加した前記液晶表示素子を直交ニコル状態の偏光子及び検光子によって挟み、前記偏光子及び検光子を前記液晶表示素子に対して相対的に角度αだけ回転させて光透過率Ｔを測定し、複数の角度αについての光透過率Ｔから、
【数１０】
0003609311.tif 000006
（Ａは、定数）
として表される式によって前記みかけの光軸方向βoptを算出し、（ｉｉ）前記（ｉ）の測定を、電界強度Ｅを変化させて繰り返すことにより前記βoptとＥとの数値相関を求めることを特徴とする。この方法では、偏光子及び検光子を印加電圧に関係無く一定角度回転させれば良いため、簡易な方法により方位角アンカリングエネルギを評価することができる。
【００２４】
また、請求項９に記載の発明は、請求項１乃至８のいずれか１項に記載した方位角アンカリングエネルギ評価方法をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体である。
【００２５】
また、請求項１０に記載の発明は、単色光源と、直交又は平行ニコル状態に配置された偏光子及び検光子と、前記偏光子及び検光子の間に液晶表示素子を保持するための保持機構と、前記単色光源から発して前記偏光子、液晶表示素子及び検光子を通過した光を検出する光検出器を備え、請求項１乃至９のいずれか１項に記載した方位角アンカリングエネルギ評価方法を実行することを特徴とする方位角アンカリングエネルギ評価装置である。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
図１は、ＩＰＳモードセルの構造を示す模式図である。表面に配向膜を形成した下側基板４及び上側基板５の間に、液晶分子１が挟持されている。下側基板４及び上側基板５の表面は同じ方向にラビングされており、液晶分子１は基板に平行方向にホモジニアス配向している。また、下側基板４には、信号電極２及び共通電極３が平行に形成されている。
【００２７】
図２に模式的に示すように、電圧を印加していない時、液晶分子１は信号電極２と共通電極３の間にラビング方向を向くように配向している。ラビング方向は、電極２及び３に平行とせずに電極長手方向に対してある角度βＲ（但しβＲは０〜９０°）を持つように設定される。信号電極２及び共通電極３の間に電圧を印加されると、電極長手方向に垂直な電界Ｅが発生し、液晶分子１には図の矢印方向に回転しようとする力が働く。この結果、液晶分子１の光軸が印加電圧に応じて回転し、ＩＰＳモードセルの透過率が印加電圧によって変化する。尚、電極長手方向に対してある角度βＲをもつ方向にラビングを行うのは、電極間に電圧が印加された時に液晶が回転する方向を一義に決定するためである。電極間の電界方向とラビング方向が直交していると、左回りと右回りの液晶分子の回転がエネルギ的に等価となり、セル内に液晶分子の回転方向が異なる２種類の領域ができてしまう。
【００２８】
ここで、液晶分子１の回転角は、セル厚方向に一定ではなく、セル中央付近の液晶分子の回転角βｍが最も大きく、基板表面近傍の液晶分子１の回転角β０が最も小さくなる。これは、基板表面近傍の液晶分子１は配向膜からラビング方向に束縛（アンカリング）する力を受けているためである。したがって、液晶分子１を層全体として見た時のみかけ上の光軸方向βｏｐｔ（以下、「みかけの光軸方向」と称す）はβｍとβ０の間の角度となり、ＩＰＳモードセルの透過率はこの「みかけの光軸方向」に依存すると考えることができる。
【００２９】
本発明は、ＩＰＳモードセルのみかけの光軸方向βｏｐｔが方位角アンカリングエネルギに依存することに着目し、
（ａ）セル中の電界強度Ｅを変化させて行った光学測定値に基づいて、液晶層のみかけの光軸方向βｏｐｔと電界強度Ｅとの数値相関を確認し
（ｂ）連続体理論式に方位角アンカリングエネルギ項を繰り込んで導いたみかけの光軸方向βｏｐｔと電界強度Ｅとの関係式を、数値相関と比較し、
（ｃ）上記の関係式が数値相関に最も良く適合するように、方位角アンカリングエネルギ項を決定することにより方位角アンカリングエネルギを評価するものである。
【００３０】
この評価方法によれば、ＩＰＳモードセルの方位角アンカリングエネルギを、捩れ配向セルを用いることなく直接評価することが可能となる。したがって  、ＩＰＳモードセルのデバイス特性を、得られた方位角アンカリングエネルギと直接関係づけて議論することが可能となる。
【００３１】
まず、ＩＰＳモードセルにおけるみかけの光軸方向βｏｐｔと電界強度Ｅの理論的な関係式について説明する。電圧を印加した時の液晶の配向状態は、連続体理論によって計算可能である。印加電圧によって生じる電界の強度Ｅがセル厚方向に一定であると仮定すると、液晶の自由エネルギ密度ｆのセル厚ｚ方向の分布は以下の式１で表される。ここでＫ２は液晶の捩れ変形の弾性定数、βは液晶分子１の方位角、Δεは液晶分子１の誘電率異方性である。尚、電界強度Ｅは、印加電圧を電極間の距離で除することによって算出することができる。また、本明細書において、方位角βは電極長手方向を基準とし、絶対値が０°〜（９０°＋βＲ）の範囲に納まるように回転方向の正負を規定する。尚、ここでβＲはラビング方向を表す。
【数１１】
0003609311.tif 000007
0003609311.tif 000008
【００３２】
また、液晶分子１と基板の界面における界面エネルギγは、以下の式２で表される。ここで、γ０は電圧無印加時の界面エネルギ、Ｂは方位角アンカリングエネルギ定数、β０は基板表面における液晶分子１の方位角、βＲはラビング方向の角度である。
【数１２】
0003609311.tif 000009
0003609311.tif 000010
【００３３】
したがって、式１をセル厚ｚ方向に積分し、式２の方位角アンカリングエネルギを加えることによってセルの単位面積あたりのエネルギを算出することができ、この単位面積あたりのエネルギを最小にする液晶分子の方位角の分布β（ｚ）を計算することにより、ある電界強度Ｅにおけるみかけの光軸方向βｏｐｔを計算することができる。
【００３４】
ここで、上下基板で同じ界面エネルギγを持つものとすると、前述の通り、上下基板面（ｚ＝０、ｄ）での方位角β０が最小で、セル中央（ｚ＝ｄ／２）での方位角βｍが最大となるような捩れ変形が発生する。尚、ｄはセルギャップである。
【００３５】
この点を考慮し、印加電界強度Ｅが小さく、液晶方位角βの変化が小さいと仮定すると、単位面積あたりのエネルギを最小にする方位角分布β（ｚ）の形は、ｚ＝０〜ｄ／２の範囲において以下の式３のようになる。
【数１３】
0003609311.tif 000011
0003609311.tif 000012
【００３６】
ｚ＝ｄ／２〜ｄの範囲においては、対称性からのｚ＝０〜ｄ／２における液晶方位角分布β（ｚ）をｚ＝ｄ／２で折り返した形になる。従って、セル中央ｄ／２において液晶方位角分布β（ｚ）のセル厚ｚ方向の微係数は０になる。この条件と界面でのトルクバランスの式４を用いて式３からβ０を消去すると、セル中央での方位角βｍの電界強度Ｅとの関係を示す式５が得られる。
【数１４】
0003609311.tif 000013
0003609311.tif 000014
【数１５】
0003609311.tif 000015
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【００３７】
一方、このセル中央での方位角βｍは、Ｅが小さく液晶の配向変化が小さい範囲では、みかけの光軸方向βｏｐｔと近似的に以下の式６の関係にある。
【数１６】
0003609311.tif 000017
0003609311.tif 000018
【００３８】
式５及び式６を組み合わせてβｍを消去することにより、みかけの光軸方向βｏｐｔと電界強度Ｅの関係式を得ることができる。この理論関係式において、方位角アンカリングエネルギ定数Ｂを除く、ラビング方向βＲ、液晶１の誘電率異方性Δε、捩れ変形の弾性定数Ｋ２、及びセルギャップｄは、一般に正確な数値を得ることができる。したがって、測定から得られるβｏｐｔとＥの数値相関に上記理論関係式をフィッティングすることによって、方位角アンカリングエネルギＢを決定することができる。この理論式を用いた評価法によれば、方位角の分布β（ｚ）を計算する必要がないため、簡便で高速な方位角アンカリングエネルギ評価が可能となる。
【００３９】
尚、みかけの光軸方向βｏｐｔを表す式６は、印加電界強度Ｅが小さく、液晶方位角βの変化量が小さいという仮定のもとに成り立っているため、みかけの光軸方向βｏｐｔの変化がラビング方向から１０°以内、より好ましくは５°以内の測定値に対してフィッティングを行って方位角アンカリングエネルギ定数Ｂを決定することが望ましい。
【００４０】
また、より正確な評価を行うために、上記βｏｐｔとＥの理論関係式に代えて他の理論式を用いても良い。例えば、上記理論式において液晶層の自由エネルギ密度ｆは式１から導かれているが、図４に示すように、この自由エネルギ密度からシミュレートした透過率  −  印加電圧曲線の透過率最大を与える印加電圧は、実測の透過率最大を与える印加電圧より小さくなる。これは印加電圧によって生じる電界の強度がセル厚方向で一定であるとした仮定が厳密には成立しておらず、実際に液晶にかかっている電界強度Ｅが印加電圧から算出される電界強度より小さいことを示している。
【００４１】
そこで、印加電圧から算出される電界強度に定数δを掛けて補正を行うことにより、より精度の高い方位角アンカリングエネルギ評価が可能となる。定数δは以下の式７で与えられ、実用的なＩＰＳ構造の範囲では  ０．２〜０．８程度  の値となる。
【数１７】
0003609311.tif 000019
0003609311.tif 000020
【００４２】
次に、理論関係式と光学測定値との比較から方位角アンカリングエネルギ定数Ｂを評価する具体的な方法及び装置について説明する。
実施の形態１．
図３は、方位角アンカリングエネルギＢを評価する評価装置を示す概略図である。図３の装置は、白色光源２２及びバンドパスフィルタ２４からなる単色光源と、直交ニコル状態に配置された偏光子２６及び検光子２８と、偏光子２６及び検光子２８の間にＩＰＳモードセル２０を保持する保持機構と、光源２２から発してバンドパスフィルタ２４、偏光子２６、ＩＰＳモードセル２０及び検光子２８を通過した光を検出する光検出器３０を備えている。白色光源２２とバンドパスフィルタ２４の組み合わせの代わりに、レーザ光源等の単色光源を備えていても構わない。また、図３の装置は、直交ニコル状態の偏光子２６及び検光子２８と設置したＩＰＳモードセル２０とが装置の光軸を中心に相対的に回転できるような回転機構を備えている。
【００４３】
ＩＰＳモードパネル２０のみかけの光軸方向βｏｐｔは、直交ニコル状態の偏光子２６及び検光子２８を、ＩＰＳモードセル２０に対して相対的に回転させた時の光検出器３０における光強度が最小となる回転角度（＝消光位の回転角度）として測定することができる。
【００４４】
また、この方法に代えて、偏光子及び検光子２８を平行ニコル状態としてＩＰＳモードセル２０に対して相対的に回転させた時の光検出器３０における光透過率が最大となる方向をβｍａｘとして、みかけの光軸方向βｏｐｔをβｍａｘ−４５°としても良い。
【００４５】
ここで、偏光子及び検光子の回転角度（以下βｐと称す）は、例えば、ＩＰＳモードセル２０の信号電極の長手方向に対する偏光子２６の透過軸の回転角度を指し、偏光子２６の透過軸が信号電極２の長手方向と平行である時を０度とする。但し、この回転角が９０度毎に光学的に等価な状態となるので、偏光子２６の透過軸が信号電極２と直交する時を０度としても良い。また、偏光子２６の代わりに検光子２８の透過軸を基準に回転角度を規定しても良い。右回り左回りのいずれを正とするかは、液晶方位角βに合わせる。尚、この回転角度の考え方は、以下に述べる他の実施の形態においても同様である。
【００４６】
ＩＰＳモードセル２０への印加電圧を順次変えながら上記測定を繰り返すことによって、みかけの光軸方向βｏｐｔと電界強度Ｅの数値上の相関関係を測定することができる。このβｏｐｔとＥの数値相関に対して、方位角アンカリングエネルギ定数Ｂをパラメータとして前述の式５及び式６から得られるβｏｐｔとＥの理論関係式をフィッティングすれば、方位角アンカリングエネルギ定数Ｂを決定することができる。
【００４７】
この評価方法においては、測定した光透過率そのものではなくその最小となる角度からβｏｐｔを求めるため、βｏｐｔの測定値に対する光透過率の測定誤差の影響を最小限に抑制することができる。したがって、精度よく方位角アンカリングエネルギ定数Ｂを決定することができる。
【００４８】
実施の形態２．
ＩＰＳモードセルを角度βｐで設置された直交ニコル状態の偏光子及び検光子によって挟んだ場合の光透過率Ｔは以下の式８で表される。
【数１８】
0003609311.tif 000021
0003609311.tif 000022
【００４９】
したがって、測定する光波長λにおけるＩＰＳモードセル２０内の液晶層の複屈折率Δｎ及びセルギャップｄが既知であれば、光透過率Ｔそのものからβｏｐｔを求めることができる。例えば、実施の形態１に示した装置において、直交ニコル状態の偏光子２６及び検光子２８を、偏光子２６の透過軸がＩＰＳモードセル２０の信号電極２に平行又は直交となる配置で固定して光透過率Ｔを測定し、測定値を式７に代入することによってβｏｐｔを求める。
【００５０】
上記測定をＩＰＳモードセル２０への印加電圧を変えながら繰り返すことによって、みかけの光軸方向βｏｐｔと電界強度Ｅの数値上の相関関係を測定することができる。このβｏｐｔとＥの数値相関に対して、前述のβｏｐｔとＥの理論関係式をフィッティングすれば、方位角アンカリングエネルギ定数Ｂを決定することができる。
【００５１】
この方法によれば、偏光子２６及び検光子２８をＩＰＳモードセル２０に対して回転させる必要がないため、簡易な測定装置によって方位角アンカリングエネルギを評価することができる。
【００５２】
実施の形態３．
また、式８においてβＰ−βｏｐｔ＝４５°の時に光透過率は最大（＝Ｔｍａｘ）となるので、以下の式９からβｏｐｔを求めることも可能である。
【数１９】
0003609311.tif 000023
0003609311.tif 000024
【００５３】
したがって、実施の形態２と同様の測定を、印加電圧を変えながら光透過率Ｔが最大（＝Ｔｍａｘ）となるまで繰り返し、各印加電圧における光透過率Ｔ及びＴｍａｘを式９に代入することにより、βｏｐｔと電界強度Ｅの数値相関を求めることができる。このβｏｐｔとＥの数値相関に対して、前述のβｏｐｔとＥの理論関係式をフィッティングすれば、方位角アンカリングエネルギ定数Ｂを決定することができる。
【００５４】
この方法によれば、液晶の複屈折率Δｎが未知の場合であっても、実施の形態２と同様の測定系によって方位角アンカリングエネルギ定数Ｂを評価することができる。但し、透過率最大となるような高い電界強度ＥにおいてはΔｎ値がみかけ上変化するため、そのΔｎの変化分の誤差は評価結果に含まれることになる。この変化分を別途見積もることにより、より正確な方位角アンカリングエネルギＢの評価が可能である。
【００５５】
実施の形態４．
また、偏光子２６及び検光子２８のＩＰＳモードパネル２０に対する相対的な回転角度をαとすると、光透過率はＡを定数として以下の式１０によっても表すことができる。
【数２０】
0003609311.tif 000025
0003609311.tif 000026
【００５６】
したがって、透過率Ｔの回転角度αへの依存性を測定し、βｏｐｔをパラメータとして式９をフィッティングすることによってもβｏｐｔを求めることができる。この測定をＩＰＳモードセル２０への印加電圧を変えながら繰り返してβｏｐｔとＥの数値上の相関関係を測定し、前述のβｏｐｔとＥの理論関係式をフィッティングすれば、方位角アンカリングエネルギ定数Ｂを決定することができる。
【００５７】
この方法によれば、偏光子２６及び検光子２８のＩＰＳモードセル２０に対する回転角度について光透過率が最小となる位置を検出する必要がないため、印加電圧に関わらず一定の角度まで回転させれば良く、実施の形態１よりも簡易な機構によって方位角アンカリングエネルギ定数Ｂを評価することができる。
【００５８】
以上の実施の形態１乃至４に説明した方位角アンカリングエネルギ評価の評価手順はコンピュータプログラム化することが可能であり、そのコンピュータプログラムを記録した記録媒体及び適当な制御システムを図３に示した測定系に組み込むことにより、方位角アンカリングエネルギを自動測定可能な評価装置を構成することができる。
【００５９】
また、図３に示した測定系の各部材の殆どは、一般的な液晶パネル評価装置や偏光解析装置に常備されているので、これらの装置に不足部材を補い、本発明の方位角アンカリングエネルギ評価法の手順を記録した記録媒体を組み合わせることにより、従来の装置に方位角アンカリングエネルギ評価機能を付与することもできる。
【００６０】
【実施例】
以下に本発明の実施例を示すが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
（実施例１）
５０ｍｍ×５０ｍｍ×１．１ｍｍｔの１対のガラス基板の片方に線幅４μｍ、間隔９μｍの櫛形電極をＣｒで形成し、この１対のガラス基板の片側（電極のある基板は電極側）にポリイミド配向膜を厚さ１００ｎｍで成膜し、ナイロン生成の布で電極長手方向に対し１０°の角度でラビングした。配向膜を内側にして樹脂製スペーサで特定のギャップを保持するように対向させ、そのギャップに液晶を注入し、ガラス基板の外側に偏光板を直交ニコルの状態で、片方の透過軸がラビング方向と一致するように貼り、ＩＰＳ構造の液晶セルを作成した。このＩＰＳ試料の透過率−印加電圧曲線を測定し、式８からみかけの光軸βｏｐｔを求めたところ、図５の通りとなった。図５において、８は測定値、９はフィッティングした理論曲線である。尚、複屈折率Δｎは０．０７８７、セルギャップｄは３．８０μｍ、光源波長λは５４３．５ｎｍであ  った。
【００６１】
使用した液晶の物性値（Ｋ２＝４．８ｐＮ、Δε＝７．８）を用いて式１及び式２により液晶分子の方位角分布を求め、４×４行列法によりβｏｐｔ−Ｅ依存性を計算し、測定により得られたβｏｐｔ−Ｅ依存性にフィッティングすることで方位角アンカリングエネルギ定数Ｂは４．２８×１０−５Ｊ／ｍ２と求められた。尚、フィッティングはβｏｐｔの変化量が５°以内の範囲内で行った。尚、同一ラビング条件で作成した捩れ配向セルによる方位角アンカリングエネルギ評価では、方位角アンカリングエネルギ定数Ｂは４．９８×１０−５Ｊ／ｍ２と求められた。
【００６２】
（実施例２）
実施例１と同じ手順でＩＰＳ試料を作成した。ギャップは３．７７μｍであった。このＩＰＳ試料のβｏｐｔ−Ｅ曲線を直交ニコル状態の偏光子及び検光子を回転させることにより測定し、実施例１と同様に、計算したβｏｐｔ−Ｅ依存性と比較することにより、方位角アンカリングエネルギ定数Ｂは４．５８×１０−５Ｊ／ｍ２と求められた。
【００６３】
（実施例３）
実施例１と同じ手順でＩＰＳ試料を作成した。セルギャップｄは３．５０μｍであった。このＩＰＳ試料のβｏｐｔ−Ｅ曲線を、透過率から式９により計算し、ラビング方向１０°からの液晶方位角の変化が５°以内の範囲を式５及び６を用いてフ  ィッティングした結果、方位角アンカリングエネルギ定数Ｂは１．５２×１０−５Ｊ／ｍ２と求められた。
【００６４】
（実施例４）
実施例１と同じ手順でＩＰＳ試料を作成した。セルギャップｄは３．７７μｍであった。このＩＰＳ試料のβｏｐｔ−Ｅ曲線を、直交ニコル状態の偏光子及び検光子を回転させることにより測定し、ラビング方向１０°からの液晶方位角の変化が５°以内の範囲を式５及び６を用いてフィッティングした結果を図６に示す。図６において、１０は測定値、１１はフィッティングした理論曲線である。これより、方位角アンカリングエネルギ定数Ｂは１．１４×１０−５Ｊ／ｍ２と求められた。
【００６５】
（実施例５）
実施例１と同じ手順でＩＰＳ試料を作成した。ギャップは３．５２μｍであった。印加電圧を変化させながら透過率を測定したところ、印加電圧は４．６Ｖにおいて透過率が最大となった。一方、使用した液晶の物性値（Ｋ２＝４．８ｐＮ、Δε＝７．８）と式１及び２を用いたシミュレーションでは透過率最大となる印加電圧は３．１Ｖであった。そこで、δ＝０．６７として式５及び６を補正し、ラビング方向１０°からの液晶方位角の変化が５°以内の範囲においてフィッティングした結果、図７の通りとなった。図７において、１２は測定値、１３はフィッティングした理論曲線である。このフィッティングから、方位角アンカリングエネルギ定数Ｂは６．２３×１０−５Ｊ／ｍ２と求められた。尚、同一ラビング条件で作成した捩れ配向セルによる評価では、方位角アンカリングエネルギ定数は４．９８×１０−５Ｊ／ｍ２であった。
【００６６】
（実施例６）
市販の偏光顕微鏡に波長５８９ｎｍ、透過バンドの半値全幅１０ｎｍの単色化バンドパスフィルタを設置し、偏光顕微鏡の透過光強度を光電子増倍管によって電圧信号に変え、この電圧信号をオシロスコープを経由してコンピュータに蓄積した。また、同じコンピュータによりＩＰＳ試料に印加する電圧を制御する制御系を組み立て、透過率の印加電圧に対する依存性を測定できるプログラムを作成した。  さらに、コンピュータに蓄積された透過率−印加電圧のデータを式８に基づいてβｏｐｔ−Ｅ依存性のデータに換算するプログラム、及び式５及び６を用いたβｏｐｔ−Ｅ理論式のフィッティングを行うことができるプログラムをコンピュータに読み取り可能な記録媒体に記録した。
【００６７】
こうして作成した方位角アンカリングエネルギ評価装置を用いて、実施例１と同様に作成したＩＰＳ試料を評価したところ、方位角アンカリングエネルギ定数Ｂは１．２２×１０−５Ｊ／ｍ２と求  められた。
【００６８】
（実施例７）
市販のリタデーション測定装置に、本発明による方位角アンカリングエネルギ評価の手順を記録した記録媒体を組み込むことにより、方位角アンカリングエネルギ評価が可能になるようにした。リタデーション測定装置の測定波長は６３２．８ｎｍであった。この評価装置を用いて実施例１と同様に作成したＩＰＳ試料を評価したところ、方位角アンカリングエネルギ定数は１．３５×１０−５Ｊ／ｍ２と求  められた。
【００６９】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したように構成されているため、下記の効果を奏する。
請求項１に記載の発明によれば、ＩＰＳモード液晶表示素子において、電界強度Ｅを変化させて行った光学測定値に基づいてみかけの光軸方向βｏｐｔと前記電界強度Ｅとの数値相関を求め、連続体理論式に方位角アンカリングエネルギ項を繰り込んで導いたβｏｐｔとＥとの理論関係式をフィッティングすることにより、方位角アンカリングエネルギを評価するため、得られた方位角アンカリングエネルギをＩＰＳモードセルのデバイス特性に直接関連づけて議論することが可能となり、ＩＰＳ液晶表示素子の開発又は工程管理を効率的に行うことができる。
【００７０】
また、請求項１記載の発明によれば、βoptとＥとの理論関係式が、式５及び式６によって表されるため、液晶の方位角分布を求めることなく簡易に方位角アンカリングエネルギを評価することができる。
【００７１】
さらに、請求項２に記載の発明によれば、βoptとＥとの理論関係式を、同式中の全ての電界強度ＥにＶmaxsim/Ｖmaxexpを掛け合わせることにより補正したため、より正確な方位角アンカリングエネルギの評価を行うことができる。
【００７２】
またさらに、請求項３又は４に記載の発明によれば、液晶表示素子を直交又はニコル状態の偏光子及び検光子によって挟んで光透過率を測定し、偏光子及び検光子を液晶表示素子に対して相対的に回転させた時に光透過率が最小又は最大となる方向から前記みかけの光軸方向βoptを算出するため、光透過率の測定誤差の影響を最小限に抑制して、正確な方位角アンカリングエネルギの評価を行うことができる。
【００７３】
また、請求項５に記載の発明は、液晶表示素子を、直交ニコル状態の偏光子及び検光子によって、偏光子の透過軸が前記電極に対して所定の角度βpを持つように挟んで光透過率を測定し、光透過率値Ｔから前記みかけの光軸方向βoptを算出したため、偏光子及び検光子をＩＰＳモードセルに対して回転させる必要がなく、簡易な光学系によって方位角アンカリングエネルギの評価を行うことができる。
【００７４】
さらに、請求項６に記載の発明は、式８からみかけの光軸方向βoptを算出するため、液晶の複屈折率Δｎが既知であれば、偏光子及び検光子をＩＰＳモードセルに対して回転させる必要がなく、簡易な光学系によって方位角アンカリングエネルギの評価を行うことができる。
【００７５】
またさらに、請求項７に記載の発明は、電界強度Ｅを変化させた時の光透過率Ｔの最大値をＴmaxとして、式９によってみかけの光軸方向βoptを算出するため、液晶の複屈折率Δｎが未知であっても簡易な光学系によって方位角アンカリングエネルギの評価を行うことができる。
【００７６】
加えて、請求項８に記載の発明によれば、偏光子及び検光子を前記液晶表示素子に対して相対的に角度αだけ回転させて光透過率Ｔを測定し、複数の角度αについての光透過率Ｔから、式１０によって前記みかけの光軸方向βoptを算出するため、偏光子及び検光子を印加電圧に関係無く一定角度回転させれば良く、簡易な方法により方位角アンカリングエネルギを評価することができる。
【００７７】
また、請求項９に記載の発明によれば、コンピュータに読み取り可能な記録媒体に、請求項１乃至８のいずれか１項に記載した方位角アンカリングエネルギ評価方法を実行させるためのプログラムを記録したため、既存の液晶評価装置や偏光解析装置に組み込むことによって方位角アンカリングエネルギ評価機能を付与することができる。
【００７８】
また、請求項１０に記載の発明によれば、単色光源と、直交又は平行ニコル状態に配置された偏光子検光子と、液晶表示素子を保持する保持機構と、光検出器とを備え、請求項１乃至８のいずれか１項に記載した方位角アンカリングエネルギ評価方法を実行するため、ＩＰＳモードセルの方位角アンカリングエネルギを直接評価することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、ＩＰＳモードセルの構造を示す模式図である。
【図２】図２は、ＩＰＳモードセルの液晶分子駆動原理を示す模式図である。
【図３】図３は、本発明に係る方位角アンカリングエネルギ評価装置の光学系を示す概略図である。
【図４】図４は、透過率の印加電圧依存性を示すグラフである。
【図５】図５は、本発明の実施例１に係るβｏｐｔ−Ｅ依存性を示すグラフである。
【図６】図６は、本発明の実施例４に係るβｏｐｔ−Ｅ依存性を示すグラフである。
【図７】図７は、本発明の実施例５に係るβｏｐｔ−Ｅ依存性を示すグラフである。
【符号の説明】
１  液晶分子、２  信号電極、３  共通電極、４及び５  基板、２０  ＩＰＳモードセル、２２  光源、２４  バンドパスフィルタ、２６  偏光子、２８  検光子、３０  光検出器。
【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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