(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
偏光した測定光を液晶基板の測定位置に照射する第１の投光部と、
前記測定光の透過光を受光して、前記透過光の偏光状態を取得する第１の受光部と、
傾斜検出用光を前記液晶基板の前記測定位置に照射する第２の投光部と、
前記傾斜検出用光の反射光を受光して、前記反射光の受光位置を取得する第２の受光部と、
前記反射光の受光位置に基づいて、前記液晶基板の前記測定位置の傾斜角度を算出する傾斜角度算出部と、
前記測定光の照射角度と、前記液晶基板の前記測定位置の傾斜角度と、前記透過光の偏光状態とに基づいて、前記液晶基板に含まれる液晶分子のプレチルト角を算出するプレチルト角算出部と、
を備えるプレチルト角測定装置。
【請求項２】
前記第２の投光部からの前記傾斜検出用光を前記液晶基板へ反射し、前記液晶基板からの前記反射光を前記第２の受光部へ反射するミラーをさらに備える、
請求項１に記載のプレチルト角測定装置。
【請求項３】
前記第２の受光部は、前記液晶基板からの距離が異なる複数の位置で前記反射光を受光し、
前記傾斜角度算出部は、前記各々の位置で受光した前記反射光の受光位置に基づいて、前記液晶基板の前記測定位置の傾斜角度を算出する、
請求項１に記載のプレチルト角測定装置。
【請求項４】
前記第２の受光部は、前記液晶基板に対する角度が異なる複数の位置で前記反射光を受光し、
前記傾斜角度算出部は、前記各々の位置で受光した前記反射光の受光位置に基づいて、前記液晶基板の前記測定位置の傾斜角度を算出する、
請求項１に記載のプレチルト角測定装置。
【請求項５】
前記第１の投光部と前記第１の受光部は、前記測定位置を通る垂直線を中心に旋回可能に支持される、
請求項１に記載のプレチルト角測定装置。
【請求項６】
前記第２の投光部と前記第２の受光部は、前記第１の投光部と前記第１の受光部と前記測定位置とを含む面内で前記傾斜検出用光を照射して前記反射光を受光するように、前記第１の投光部と前記第１の受光部とともに前記測定位置を通る垂直線を中心に旋回可能に支持される、
請求項５に記載のプレチルト角測定装置。
【請求項７】
前記第１の投光部と前記第１の受光部と前記測定位置とを含む第１の面と、前記第２の投光部と前記第２の受光部と前記測定位置とを含む第２の面との交差角度を取得する交差角度取得部をさらに備え、
前記傾斜角度算出部は、前記交差角度に基づいて、前記第１の面内における前記液晶基板の前記測定位置の傾斜角度を算出する、
請求項５に記載のプレチルト角測定装置。
【請求項８】
偏光した測定光を液晶基板の測定位置に照射し、
前記測定光の透過光を受光して、前記透過光の偏光状態を取得し、
傾斜検出用光を前記液晶基板の前記測定位置に照射し、
前記傾斜検出用光の反射光を受光して、前記反射光の受光位置を取得し、
前記反射光の受光位置に基づいて、前記液晶基板の前記測定位置の傾斜角度を算出し、
前記測定光の照射角度と、前記液晶基板の前記測定位置の傾斜角度と、前記透過光の偏光状態とに基づいて、前記液晶基板に含まれる液晶分子のプレチルト角を算出する、
プレチルト角測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プレチルト角測定装置及びプレチルト角測定方法に関し、特に、液晶基板に含まれる液晶分子のプレチルト角の測定に関する。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１には、複数の入射角において液晶セルを透過する光の透過光強度を検出し、複数の入射角に対応する見かけのリタデーションに基づいて、液晶セルのプレチルト角を検出する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−３５６０７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記技術では透過光学系を用いるため、液晶基板の下方で光を照射又は受光する必要がある。そこで、液晶基板の下面全体を支持する台をガラス等の透明部材で構成することがまず考えられる。しかしながら、その場合、透明部材の内部で光が屈折するため、光軸にずれが生じて誤差が生じるおそれがある。また、透明部材の内部に応力によるひずみが生じると、光の偏光状態が乱されて誤差が生じるおそれがある。
【０００５】
そこで、こうした透明部材による影響を排除するため、間隔を空けて並んだ複数のバーの上に液晶基板を載せて、バーの隙間を通じて光を照射又は受光することも考えられている。しかしながら、バーの隙間では液晶基板が自重で撓んでしまうため、計算に利用される光の入射角度が実際の入射角度からずれて、誤差が生じるおそれがある。こうした問題は、液晶基板の大型化・薄型化が進む近年においてより顕著となっている。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、誤差を抑制することが可能なプレチルト角測定装置及びプレチルト角測定方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明のプレチルト角測定装置は、偏光した測定光を液晶基板の測定位置に照射する第１の投光部と、前記測定光の透過光を受光して、前記透過光の偏光状態を取得する第１の受光部と、傾斜検出用光を前記液晶基板の前記測定位置に照射する第２の投光部と、前記傾斜検出用光の反射光を受光して、前記反射光の受光位置を取得する第２の受光部と、前記反射光の受光位置に基づいて、前記液晶基板の前記測定位置の傾斜角度を算出する傾斜角度算出部と、前記測定光の照射角度と、前記液晶基板の前記測定位置の傾斜角度と、前記透過光の偏光状態とに基づいて、前記液晶基板に含まれる液晶分子のプレチルト角を算出するプレチルト角算出部と、を備える。
【０００８】
また、本発明のプレチルト角測定方法は、偏光した測定光を液晶基板の測定位置に照射し、前記測定光の透過光を受光して、前記透過光の偏光状態を取得し、傾斜検出用光を前記液晶基板の前記測定位置に照射し、前記傾斜検出用光の反射光を受光して、前記反射光の受光位置を取得し、前記反射光の受光位置に基づいて、前記液晶基板の前記測定位置の傾斜角度を算出し、前記測定光の照射角度と、前記液晶基板の前記測定位置の傾斜角度と、前記透過光の偏光状態とに基づいて、前記液晶基板に含まれる液晶分子のプレチルト角を算出する。
【０００９】
また、前記第２の投光部からの前記傾斜検出用光を前記液晶基板へ反射し、前記液晶基板からの前記反射光を前記第２の受光部へ反射するミラーをさらに備えてもよい。
【００１０】
また、前記第２の受光部は、前記液晶基板からの距離が異なる複数の位置で前記反射光を受光し、前記傾斜角度算出部は、前記各々の位置で受光した前記反射光の受光位置に基づいて、前記液晶基板の前記測定位置の傾斜角度を算出してもよい。
【００１１】
また、前記第２の受光部は、前記液晶基板に対する角度が異なる複数の位置で前記反射光を受光し、前記傾斜角度算出部は、前記各々の位置で受光した前記反射光の受光位置に基づいて、前記液晶基板の前記測定位置の傾斜角度を算出してもよい。
【００１２】
また、前記第１の投光部と前記第１の受光部は、前記測定位置を通る垂直線を中心に旋回可能に支持されてもよい。
【００１３】
また、前記第２の投光部と前記第２の受光部は、前記第１の投光部と前記第１の受光部と前記測定位置とを含む面内で前記傾斜検出用光を照射して前記反射光を受光するように、前記第１の投光部と前記第１の受光部とともに前記測定位置を通る垂直線を中心に旋回可能に支持されてもよい。
【００１４】
また、前記第１の投光部と前記第１の受光部と前記測定位置とを含む第１の面と、前記第２の投光部と前記第２の受光部と前記測定位置とを含む第２の面との交差角度を取得する交差角度取得部をさらに備え、前記傾斜角度算出部は、前記交差角度に基づいて、前記第１の面内における前記液晶基板の前記測定位置の傾斜角度を算出してもよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によると、液晶基板の測定位置の傾斜角度を利用してプレチルト角を算出するため、誤差を抑制することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態に係るプレチルト角測定装置の第１の例を示す概略構成図である。
【図２】図１の傾斜測定光学系の光路を説明するための説明図である。
【図３】第２の受光部の受光面を説明するための説明図である。
【図４】本発明の実施形態に係るプレチルト角測定方法の第１の例を示す動作フロー図である。
【図５】本発明の実施形態に係るプレチルト角測定装置の第２の例を示す概略構成図である。
【図６】本発明の実施形態に係るプレチルト角測定方法の第２の例を示す動作フロー図である。
【図７】本発明の実施形態に係るプレチルト角測定装置の第３の例を示す概略構成図である。
【図８】本発明の実施形態に係るプレチルト角測定方法の第３の例を示す動作フロー図である。
【図９】本発明の実施形態に係るプレチルト角測定装置の第４の例を示す概略構成図である。
【図１０】本発明の実施形態に係るプレチルト角測定装置の第５の例を示す概略構成図である。
【図１１】図１０の状態から透過測定光学系を９０度旋回させた状態を示す概略構成図である。
【図１２】透過測定面と傾斜測定面が成す角を説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の実施形態を、図面を参照しながら説明する。
【００１８】
［第１の例］
図１は、本発明の実施形態に係るプレチルト角測定装置１の第１の例を示す概略構成図である。プレチルト角測定装置１は、測定対象の液晶基板ＬＣに含まれる液晶分子のプレチルト角を測定する装置である。プレチルト角とは、基板厚さ方向における液晶分子の傾斜角度である。
【００１９】
測定対象の液晶基板ＬＣは、間隔を空けて並んだ複数のバー８の上に載せられる。バー８には、液晶基板ＬＣの下面と接触する複数の玉軸受が設けられてもよい。液晶基板ＬＣは、例えば、複数の液晶パネルが切り出される前の、複数のパネル領域を含む大型基板である。これに限られず、切り出された１つの液晶パネルが測定対象であってもよい。本明細書の説明及び図面では、水平面内のうち、複数のバー８が並ぶ方向をＸ方向とし、複数のバー８が延びる方向をＹ方向とする。また、鉛直方向をＺ方向とする。
【００２０】
プレチルト角測定装置１は、透過測定光学系として透過測定投光部２と透過測定受光部３を備えている。透過測定投光部２は、第１の投光部の一例であり、偏光した測定光を液晶基板ＬＣの測定位置Ｍに照射する。透過測定受光部３は、第１の受光部の一例であり、測定光の透過光を受光して、透過光の偏光状態を取得する。
【００２１】
透過測定投光部２は、測定光を生成する光源２１と、光源２１からファイバーを通じて供給される測定光を平行光にするレンズ２３と、レンズ２３により平行光にされた測定光を直線偏光に偏光する偏光子２５と、を備えている。光源２１としては、例えば、広い波長領域において出力特性が平坦な白色光源が好適である。偏光子２５は、例えば、透過測定投光部２から照射される測定光と透過測定受光部３で受光される透過光の光路が形成される面（以下、透過測定面という。）に対して４５度の直線偏光を生成する。
【００２２】
透過測定受光部３は、回転検光子３１と、回転検光子３１を通過した透過光を集光するレンズ３３と、レンズ３３により集光されファイバーを通じて供給される透過光の強度を検出する検出器３５と、を備えている。プレチルト角測定において、回転検光子３１は、偏光子２５に対して直交ニコルの状態に設定される。例えば、偏光子２５が透過測定面に対して４５度に設定される場合、回転検光子３１は透過測定面に対して１３５度に設定される。検出器３５は、例えば分光器であってもよい。
【００２３】
透過測定投光部２と透過測定受光部３は、測定光の照射角度と透過光の受光角度を変えられるように、透過測定面において測定位置Ｍを中心とする円周方向に移動可能に支持されている。透過測定面は、透過測定投光部２と透過測定受光部３と測定位置Ｍとを含む面である。図１の例では、透過測定投光部２と透過測定受光部３は、ＸＺ面において測定位置Ｍを中心とする円周方向に移動可能に支持されており、ＸＺ面において測定光の照射角度と透過光の受光角度が変えられる。
【００２４】
プレチルト角測定では、透過測定投光部２と透過測定受光部３と測定位置Ｍとを含む透過測定面が、測定対象の液晶基板ＬＣに含まれる液晶分子の配向方向（すなわち、ラビング方向）と揃うように設定される。配向方向が互いに異なるそれぞれの液晶基板ＬＣの測定を可能とするため、透過測定投光部２と透過測定受光部３を測定位置Ｍを通る垂直線を中心に旋回するように構成してもよい（詳細は後述する。）。
【００２５】
検出器３５により検出される、透過光の偏光状態を表す直交ニコルの状態における透過光の強度は、コンピュータにより構成される制御部１０に入力され、制御部１０により直交ニコルの状態における透過率が算出される。また、透過光の強度の検出は、透過測定投光部２による測定光の照射角度を変えて複数回行われ、制御部１０は、直交ニコルの状態における透過率が極大となる測定光の照射角度に基づいてプレチルト角を算出する。算出されたプレチルト角は、例えば不図示の表示部に表示される。
【００２６】
透過測定投光部２と透過測定受光部３は、モータ等のアクチュエータを含んで構成された駆動部１２によって、透過測定面において測定位置Ｍを中心とする円周方向に移動可能とされており、さらには測定位置Ｍを通る垂直線を中心に旋回可能とされている。制御部１０は、駆動部１２に含まれるモータ等のアクチュエータの動作量を取得して、測定光の照射角度や透過測定面の方向などを算出する。
【００２７】
ところで、一対のバー８の間では液晶基板ＬＣが自重により撓んでしまうため、プレチルト角の算出に利用される測定光の照射角度が実際の入射角度からずれて、算出されるプレチルト角に誤差が生じるおそれがある。すなわち、透過測定受光部３の位置から定まる測定光の照射角度を、液晶基板ＬＣが平らである前提で、液晶基板ＬＣに対する測定光の入射角度として扱うと、実際には液晶基板ＬＣの撓みにより測定位置Ｍが傾斜していて、誤差を引き起こす場合がある。
【００２８】
こうした問題は、液晶基板の大型化・薄型化が進むほどに顕著となる。液晶基板の大きさは、例えば第８世代と呼ばれる基板サイズで２４６０×２１６０ｍｍである。液晶基板の厚さは一般的に１．０ｍｍ程度であり、さらなる薄型化も進んでいる。例えばプレチルト角測定装置１におけるバー８の間隔を２００〜５００ｍｍ程度とするとき、こうした液晶基板では撓み量が最大で３ｍｍ程度となる。
【００２９】
そこで、プレチルト角測定装置１は、液晶基板ＬＣの測定位置Ｍの傾斜角度を測定するための傾斜測定光学系４を備えており、測定された傾斜角度をプレチルト角の算出に利用することにより誤差を抑制している。傾斜測定光学系４は、傾斜検出用光Ｌ１を液晶基板ＬＣの測定位置Ｍに照射する傾斜測定投光部４１と、傾斜検出用光Ｌ１の反射光Ｌ２を受光して、反射光Ｌ２の受光位置を取得する傾斜測定受光部４３と、を備えている。
【００３０】
傾斜測定投光部４１は、第２の投光部の一例であり、例えばレーザー光を出力するレーザー光源である。反射光Ｌ２の受光位置の特定を容易とするため、傾斜検出用光Ｌ１は指向性に優れたレーザー光であることが好ましい。
【００３１】
傾斜測定受光部４３は、第２の受光部の一例であり、例えば２次元的に広がる矩形状の受光面４３２を有するイメージセンサであり、受光面４３２における反射光Ｌ２の受光位置を検出して制御部１０に出力する。透過測定面における測定位置Ｍの傾斜角度を測定するのであれば、受光面４３２は少なくとも１次元的に延びていればよい。これに限られず、傾斜測定受光部４３は、位置に対応付けられた複数の受光素子であってもよいし、各位置に移動可能な１つの受光素子であってもよい。
【００３２】
図１に示される第１の例に係る傾斜測定光学系４Ａは、傾斜測定投光部４１と傾斜測定受光部４３に加えて、ミラー４５とハーフミラー４７を備えている。
【００３３】
ミラー４５は、傾斜測定投光部４１からの傾斜検出用光Ｌ１を液晶基板ＬＣへ反射し、液晶基板ＬＣからの反射光Ｌ２を傾斜測定受光部４３へ反射する。ミラー４５は、例えば、液晶基板ＬＣの測定位置Ｍに傾斜検出用光Ｌ１を垂直（Ｚ方向）に入射する。測定位置Ｍが平らである場合、反射光Ｌ２は垂直に反射され、傾斜検出用光Ｌ１と反射光Ｌ２の光軸が重なる。一方、測定位置Ｍが傾斜している場合、反射光Ｌ２は垂直からずれた方向に反射され、傾斜検出用光Ｌ１と反射光Ｌ２の光軸は重ならない。
【００３４】
また、ミラー４５は、モータ等のアクチュエータを含んで構成された駆動部１２によって、液晶基板ＬＣの測定位置Ｍに傾斜検出用光Ｌ１を垂直に入射する傾斜測定位置と、透過測定投光部２と透過測定受光部３による透過測定の妨げにならない透過測定位置との間を移動可能とされている。制御部１０は、傾斜測定投光部４１と傾斜測定受光部４３による傾斜測定時にはミラー４５を傾斜測定位置に移動させ、透過測定投光部２と透過測定受光部３による透過測定時にはミラー４５を透過測定位置に移動させる。
【００３５】
ハーフミラー４７は、傾斜測定投光部４１からの傾斜検出用光Ｌ１をミラー４５へ反射し、ミラー４５からの反射光Ｌ２を傾斜測定受光部４３へ透過する。傾斜測定投光部４１と傾斜測定受光部４３に対するハーフミラー４７の透過と反射の関係は、これとは逆であってもよい。
【００３６】
図２は、図１の傾斜測定光学系４Ａの光路を説明するための説明図である。同図では、ミラー４５とハーフミラー４７の図示を省略して、傾斜検出用光Ｌ１と反射光Ｌ２の光路を測定位置Ｍと受光面４３２の間の直線で表している。図３は、傾斜測定受光部４３の受光面４３２を説明するための説明図である。Ｐ０は測定位置Ｍが平らである場合の反射光Ｌ２の受光位置を示し、Ｐｔは測定位置Ｍが傾斜している場合の反射光Ｌ２の受光位置を示している。
【００３７】
測定位置Ｍが平らである場合の反射光Ｌ２の受光位置Ｐ０は、平らな基準面を用いて予め測定され、原点として扱われる。傾斜測定受光部４３は、測定位置Ｍが平らである場合の反射光Ｌ２の受光位置Ｐ０が例えば受光面４３２の中央に位置するように設置される。測定位置Ｍが傾斜している場合の反射光Ｌ２の受光位置Ｐｔは、測定位置Ｍの傾斜の程度や方向に応じて受光位置Ｐ０からずれる。
【００３８】
制御部１０は、反射光Ｌ２の受光位置Ｐｔに基づいて、液晶基板ＬＣの測定位置Ｍの傾斜角度を算出する（傾斜角度算出部としての機能）。具体的には、制御部１０は、傾斜測定受光部４３から反射光Ｌ２の受光位置Ｐｔを取得し、原点である既知の受光位置Ｐ０からの変化量Δｘ，Δｙを算出し、当該変化量Δｘ，Δｙ及び受光面４３２と測定位置Ｍの距離Ｄに基づき、例えば下記数式１により測定位置Ｍの傾斜角度θｘ，θｙを算出する。
【００３９】
【数１】
0006584947.tif 000002
【００４０】
ここで、ΔｘはＸ方向の傾斜に対応する変化量であり、Δｙはｙ方向の傾斜に対応する変化量である。θｘは測定位置ＭのＸ方向の傾斜角度であり、θｙは測定位置ＭのＹ方向の傾斜角度である。Ｄは測定位置Ｍと受光面４３２の距離である。
【００４１】
なお、測定位置Ｍが傾斜している場合の反射光Ｌ２の受光位置Ｐｔの受光位置Ｐ０からの変化量Δｘ，Δｙは、測定位置Ｍの傾斜だけでなく、測定位置Ｍの高さ（すなわちＺ方向の位置）の影響も受ける。しかしながら、受光面４３２と測定位置Ｍの距離Ｄが十分に大きく、傾斜検出用光Ｌ１を測定位置Ｍに垂直又はそれに近い角度に入射する場合には、その影響を無視できる。
【００４２】
制御部１０は、算出された測定位置Ｍの傾斜角度と、透過光の測定により得られる測定光の照射角度及び透過光の偏光状態とに基づいて、プレチルト角を算出する（プレチルト角算出部としての機能）。言い換えると、制御部１０は、算出された測定位置Ｍの傾斜角度を利用してプレチルト角を補正する。具体的には、制御部１０は、直交ニコルの状態における透過率が極大となる測定光の照射角度と、測定位置Ｍの傾斜角度とに基づき、下記数式２によりプレチルト角を算出する。
【００４３】
【数２】
0006584947.tif 000003
【００４４】
ここで、αはプレチルト角である。ψは直交ニコルの状態における透過率が極大となる測定光の照射角度である。θａは透過測定面における測定位置Ｍの傾斜角度である。φは液晶分子のツイスト角であり、例えばＴＮモードであれば９０度、ＩＰＳモードであれば０度である。また、Ｎｅは液晶分子の異常屈折率であり、Ｎｏは液晶分子の正常屈折率である。
【００４５】
透過測定面における測定位置Ｍの傾斜角度θａは、Ｘ，Ｙ方向の傾斜角度θｘ，θｙに基づいて算出される。図１の例のように透過測定面がＸＺ面である場合には傾斜角度θａはＸ方向の傾斜角度θｘであり、Ｘ方向の傾斜角度θｘのみがプレチルト角の算出に利用される。なお、透過測定面が測定位置Ｍを通る垂直線を中心に回転する場合の傾斜角度θａの算出については後述する。
【００４６】
なお、プレチルト角の算出は上記態様に限られない。例えば液晶分子がＩＰＳモードである場合には、平行ニコルの状態における透過光の強度と直交ニコルの状態における透過光の強度からリタデーションを算出し、リタデーションが極大となる測定光の照射角度からプレチルト角を算出してもよい。
【００４７】
図４は、本発明の実施形態に係るプレチルト角測定方法の第１の例を示す動作フロー図である。
【００４８】
第１に、液晶基板ＬＣの測定位置Ｍの傾斜角度を測定する（Ｓ１１〜Ｓ１４）。具体的には、まず、傾斜測定位置にミラー４５を挿入する（Ｓ１１）。このとき、制御部１０は、ミラー４５が傾斜測定位置に移動するように駆動部１２に駆動指令を出力する。次に、傾斜測定投光部４１から測定位置Ｍに傾斜検出用光Ｌ１を照射し、傾斜測定受光部４３により反射光Ｌ２の受光位置を取得する（Ｓ１２）。次に、制御部１０は測定位置Ｍの傾斜角度を算出する（Ｓ１３）。ここでは、透過測定面における測定位置Ｍの傾斜角度θａが算出される。次に、傾斜測定位置からミラー４５を抜去する（Ｓ１４）。このとき、制御部１０は、ミラー４５が透過測定位置に移動するように駆動部１２に駆動指令を出力する。
【００４９】
第２に、液晶基板ＬＣの液晶分子のプレチルト角を測定する（Ｓ１５〜Ｓ１７）。具体的には、まず、透過測定投光部２から測定位置Ｍに測定光を照射し、透過測定受光部３により透過光を受光する（Ｓ１５）。ここでは、透過光の偏光状態として、直交ニコルの状態における透過光の強度が取得される。次に、制御部１０は、直交ニコルの状態における透過率が極大となる測定光の照射角度に基づいてプレチルト角を算出し（Ｓ１６）、さらに測定位置Ｍの傾斜角度によりプレチルト角を補正する（Ｓ１７）。ここでは、例えば上記数式２によりプレチルト角の算出及び補正が行われる。補正は、測定光の照射角度を取得する都度行われてもよいし、直交ニコルの状態における透過率が極大となる測定光の照射角度を算出する際に行われてもよいし、プレチルト角を算出した後に行われてもよい。
【００５０】
以上に説明したプレチルト角測定装置１によれば、液晶基板ＬＣの測定位置Ｍの傾斜角度を利用してプレチルト角を算出するため、誤差を抑制することが可能である。
【００５１】
また、第１の例に係る傾斜測定光学系４Ａは、移動可能に構成されたミラー４５によって、傾斜測定投光部４１からの傾斜検出用光Ｌ１を測定位置Ｍへ反射し、測定位置Ｍからの反射光Ｌ２を傾斜測定受光部４３へ反射している。これによると、傾斜測定投光部４１、傾斜測定受光部４３及びハーフミラー４７の配置の自由度を高めることができ、プレチルト角測定装置１への組み込みが容易であるという利点がある。
【００５２】
［第２の例］
図５は、本発明の実施形態に係るプレチルト角測定装置１の第２の例を示す概略構成図である。上記の例と重複する構成については、同番号を付して詳細な説明を省略する。
【００５３】
図５に示される第２の例に係る傾斜測定光学系４Ｂでは、傾斜測定投光部４１が、傾斜検出用光Ｌ１を液晶基板ＬＣの測定位置Ｍに斜めに照射し、傾斜測定受光部４３が、測定位置Ｍから斜めに反射される反射光Ｌ２を受光して、反射光Ｌ２の受光位置を取得する。傾斜検出用光Ｌ１の照射方向と反射光Ｌ２の受光方向は、垂直（Ｚ方向）と水平（ＸＹ面）の間であり、例えばＺ方向に対して３０〜６０度の角度である。傾斜測定受光部４３の受光面４３２は、反射光Ｌ２を垂直に受光するように、反射光Ｌ２の光軸方向を向いている。
【００５４】
傾斜測定受光部４３は、液晶基板ＬＣからの距離が異なる複数の位置で反射光Ｌ２を受光する。具体的には、傾斜測定受光部４３は、モータ等のアクチュエータを含んで構成された駆動部１２によって反射光Ｌ２の光軸方向に移動可能に構成されており、測定位置Ｍと受光面４３２の距離が異なる２つの位置のそれぞれで反射光Ｌ２を受光する。これに限られず、例えば傾斜測定受光部４３を２つの位置にそれぞれ配置し、測定位置Ｍに近い側を反射光Ｌ２の光路に着脱可能としてもよい。
【００５５】
原点として扱われる、測定位置Ｍが平らである場合の反射光Ｌ２の受光位置Ｐ０（図３を参照）は、傾斜測定受光部４３が移動しても、例えば受光面４３２の中央などの一定の位置に維持される。これに限られず、傾斜測定受光部４３の移動前後で受光位置Ｐ０が異なっていてもよい。測定位置Ｍが傾斜している場合の反射光Ｌ２の受光位置Ｐｔは、測定位置Ｍの傾斜の程度や方向に応じて原点である受光位置Ｐ０からずれるが、傾斜測定受光部４３が反射光Ｌ２を受光する位置に応じて変化量Δｘ，Δｙが異なる。
【００５６】
制御部１０は、傾斜測定受光部４３が各々の位置で受光した反射光Ｌ２の受光位置Ｐｔに基づいて、液晶基板ＬＣの測定位置Ｍの傾斜角度を算出する（傾斜角度算出部としての機能）。算出された測定位置Ｍの傾斜角度は、上記第１の例で説明したようにプレチルト角の算出に利用される。
【００５７】
具体的には、制御部１０は、傾斜測定受光部４３が第１の位置で取得した反射光Ｌ２の受光位置Ｐｔから変化量Δｘ１，Δｙ１を算出し、傾斜測定受光部４３が第２の位置で取得した反射光Ｌ２の受光位置Ｐｔから変化量Δｘ２，Δｙ２を算出する。そして、制御部１０は、当該変化量Δｘ１，Δｙ１，Δｘ２，Δｙ２、第１の位置における受光面４３２と測定位置Ｍの距離Ｄ１、及び第２の位置における受光面４３２と測定位置Ｍの距離Ｄ２に基づき、例えば下記数式３により測定位置Ｍの傾斜角度θｘ，θｙを算出する。
【００５８】
【数３】
0006584947.tif 000004
【００５９】
これによると、第１の位置と第２の位置の距離の差分Ｄ２−Ｄ１に対する変化量の差分Δ２−Δ１により傾斜角度θを算出しており、距離Ｄ１，Ｄ２自体の寄与が抑制されているため、測定位置Ｍの高さ（すなわちＺ方向の位置）の影響を抑制することが可能である。但し、測定位置Ｍの高さのずれは距離Ｄ１，Ｄ２に比べて十分小さいとする。
【００６０】
図６は、本発明の実施形態に係るプレチルト角測定方法の第２の例を示す動作フロー図である。
【００６１】
第１に、液晶基板ＬＣの測定位置Ｍの傾斜角度を測定する（Ｓ２１〜Ｓ２５）。具体的には、まず、傾斜測定受光部４３を第１の位置に移動させる（Ｓ２１）。このとき、制御部１０は、傾斜測定受光部４３が第１の位置に移動するように駆動部１２に駆動指令を出力する。次に、傾斜測定投光部４１から測定位置Ｍに傾斜検出用光Ｌ１を照射し、傾斜測定受光部４３により反射光Ｌ２の受光位置を取得する（Ｓ２２）。次に、傾斜測定受光部４３を第２の位置に移動させる（Ｓ２３）。このとき、制御部１０は、傾斜測定受光部４３が第２の位置に移動するように駆動部１２に駆動指令を出力する。次に、傾斜測定投光部４１から測定位置Ｍに傾斜検出用光Ｌ１を照射し、傾斜測定受光部４３により反射光Ｌ２の受光位置を取得する（Ｓ２４）。次に、制御部１０は測定位置Ｍの傾斜角度を算出する（Ｓ２５）。ここでは、透過測定面における測定位置Ｍの傾斜角度θａが算出される。
【００６２】
第２に、液晶基板ＬＣの液晶分子のプレチルト角を測定する（Ｓ２６〜Ｓ２８）。これらＳ２６〜Ｓ２８のステップは、上記第１の例におけるＳ１５〜Ｓ１７と同様である。
【００６３】
以上に説明した第２の例に係る傾斜測定光学系４Ｂでは、傾斜測定受光部４３が液晶基板ＬＣからの距離が異なる複数の位置で反射光Ｌ２を受光し、制御部１０が各々の位置で受光した反射光Ｌ２の受光位置に基づいて、液晶基板ＬＣの測定位置Ｍの傾斜角度を算出している。これによると、測定位置Ｍの高さ（すなわちＺ方向の位置）の影響を抑制することが可能である。また、傾斜測定光学系４Ｂの部品点数が少ないため、プレチルト角測定装置１への組み込みが容易であるという利点がある。
【００６４】
［第３の例］
図７は、本発明の実施形態に係るプレチルト角測定装置１の第３の例を示す概略構成図である。上記の例と重複する構成については、同番号を付して詳細な説明を省略する。
【００６５】
図７に示される第３の例に係る傾斜測定光学系４Ｃでは、上記第２の例と同様の傾斜測定投光部４１と傾斜測定受光部４３の組が２つ設けられており、傾斜測定受光部４３は、液晶基板ＬＣに対する角度が異なる複数の位置で反射光Ｌ２を受光する。第１の組では、第１の傾斜測定投光部４１Ａが照射した傾斜検出用光Ｌ１の反射光Ｌ２を第１の傾斜測定受光部４３Ａが受光しており、第２の組では、第２の傾斜測定投光部４１Ｂが照射した傾斜検出用光Ｌ１の反射光Ｌ２を第２の傾斜測定受光部４３Ｂが受光している。
【００６６】
第１の傾斜測定投光部４１Ａと第２の傾斜測定投光部４１Ｂでは傾斜検出用光Ｌ１の照射方向が異なっており、第１の傾斜測定受光部４３Ａと第２の傾斜測定受光部４３Ｂでは反射光Ｌ２の受光方向が異なっている。第１の組における傾斜検出用光Ｌ１の照射方向と反射光Ｌ２の受光方向は、例えばＺ方向に対して４０〜７０度の角度であり、第２の組における傾斜検出用光Ｌ１の照射方向と反射光Ｌ２の受光方向は、例えばＺ方向に対して２０〜５０度の角度である。但し、第１の組と第２の組における傾斜検出用光Ｌ１の照射方向の角度差、及び第１の組と第２の組における反射光Ｌ２受光方向の角度差は、それぞれ例えば２０度以上とする。
【００６７】
第１の傾斜測定受光部４３Ａと第２の傾斜測定受光部４３Ｂはそれぞれ、原点として扱われる、測定位置Ｍが平らである場合の反射光Ｌ２の受光位置Ｐ０（図３を参照）が例えば受光面４３２の中央に位置するように設置される。測定位置Ｍが傾斜している場合の反射光Ｌ２の受光位置Ｐｔは、測定位置Ｍの傾斜の程度や方向に応じて原点である受光位置Ｐ０からずれるが、傾斜測定受光部４３が反射光Ｌ２を受光する角度に応じて変化量Δｘ，Δｙが異なる。
【００６８】
制御部１０は、第１の傾斜測定受光部４３Ａと第２の傾斜測定受光部４３Ｂが各々の位置で受光した反射光Ｌ２の受光位置に基づいて、液晶基板の測定位置の傾斜角度を算出する（傾斜角度算出部としての機能）。算出された測定位置Ｍの傾斜角度は、上記第１の例で説明したようにプレチルト角の算出に利用される。
【００６９】
具体的には、制御部１０は、第１の傾斜測定受光部４３Ａが取得した反射光Ｌ２の受光位置Ｐｔから変化量Δｘ１，Δｙ１を算出し、第２の傾斜測定受光部４３Ｂが取得した反射光Ｌ２の受光位置Ｐｔから変化量Δｘ２，Δｙ２を算出する。そして、制御部１０は、当該変化量Δｘ１，Δｙ１，Δｘ２，Δｙ２、第１の傾斜測定受光部４３Ａと測定位置Ｍの距離Ｄ１、第１の傾斜測定受光部４３Ａの受光角度θ１、第２の傾斜測定受光部４３Ｂと測定位置Ｍの距離Ｄ２、及び第２の傾斜測定受光部４３Ｂの受光角度θ２に基づき、例えば下記数式４により測定位置Ｍの傾斜角度θｘ，θｙを算出する。
【００７０】
【数４】
0006584947.tif 000005
【００７１】
θｘについては、上記数式３と同様に、距離Ｄ１，Ｄ２自体の寄与が抑制されているため、測定位置Ｍの高さ（すなわちＺ方向の位置）の影響を抑制することが可能である。但し、測定位置Ｍの高さのずれは距離Ｄ１，Ｄ２に比べて十分小さいとする。θｙについては、変化量Δｙ１，Δｙ２からそれぞれ算出されるθｙの平均を取っている。
【００７２】
図８は、本発明の実施形態に係るプレチルト角測定方法の第３の例を示す動作フロー図である。
【００７３】
第１に、液晶基板ＬＣの測定位置Ｍの傾斜角度を測定する（Ｓ３１，Ｓ３２）。具体的には、まず、第１の傾斜測定投光部４１Ａと第２の傾斜測定投光部４１Ｂのそれぞれから測定位置Ｍに傾斜検出用光Ｌ１を照射し、第１の傾斜測定受光部４３Ａと第２の傾斜測定受光部４３Ｂのそれぞれにより反射光Ｌ２の受光位置を取得する（Ｓ３１）。次に、制御部１０は測定位置Ｍの傾斜角度を算出する（Ｓ３２）。ここでは、透過測定面における測定位置Ｍの傾斜角度θａが算出される。
【００７４】
第２に、液晶基板ＬＣの液晶分子のプレチルト角を測定する（Ｓ３３〜Ｓ３５）。これらＳ３３〜Ｓ３５のステップは、上記第１の例におけるＳ１５〜Ｓ１７と同様である。
【００７５】
以上に説明した第３の例に係る傾斜測定光学系４Ｃでは、第１の傾斜測定受光部４３Ａと第２の傾斜測定受光部４３Ｂが液晶基板ＬＣに対する角度が異なる複数の位置で反射光Ｌ２を受光し、制御部１０が各々の位置で受光した反射光Ｌ２の受光位置に基づいて、液晶基板ＬＣの測定位置Ｍの傾斜角度を算出している。これによると、傾斜測定受光部４３を移動させるための機構がなくても、測定位置Ｍの高さ（すなわちＺ方向の位置）の影響を抑制することが可能であるという利点がある。
【００７６】
なお、本例では、２つの傾斜測定受光部４３Ａ，４３Ｂによって液晶基板ＬＣに対する角度が異なる複数の位置で反射光Ｌ２を受光したが、これに限られず、１つの傾斜測定受光部４３を移動させて液晶基板ＬＣに対する角度が異なる複数の位置で反射光Ｌ２を受光してもよい。
【００７７】
［第４の例］
図９は、本発明の実施形態に係るプレチルト角測定装置１の第４の例を示す概略構成図である。上記の例と重複する構成については、同番号を付して詳細な説明を省略する。同図では、光源２１、検出器３５、制御部１０及び駆動部１２の図示を省略している。傾斜測定光学系４は、上記第１〜第３の例に係る傾斜測定光学系４Ａ〜４Ｃの何れであってもよい。
【００７８】
プレチルト角測定では、透過測定投光部２と透過測定受光部３と測定位置Ｍとを含む透過測定面が、測定対象の液晶基板ＬＣに含まれる液晶分子の配向方向（すなわち、ラビング方向）と揃うように設定する必要がある。しかしながら、液晶分子の配向方向は液晶基板ＬＣの品種によって異なることがある。例えば配向方向はＸ方向に限らず、Ｙ方向の場合もあれば、Ｘ方向とＹ方向の間の任意の方向の場合もあり得る。また、近年は液晶基板の大型化・薄型化が進んでいるため、複数のバー８の上に載せられた液晶基板ＬＣの方向を変えることは困難である。
【００７９】
そこで、本例に係るプレチルト角測定装置１では、透過測定投光部２と透過測定受光部３を測定位置Ｍを通る垂直線を中心に旋回可能に支持することで、透過測定面を測定位置Ｍを通る垂直線を中心に回転可能としており、配向方向が互いに異なるそれぞれの液晶基板ＬＣの測定を可能としている。
【００８０】
透過測定投光部２と透過測定受光部３は、測定位置Ｍを通る垂直線を中心に一体的に回転可能な回転支持部５２，５３にそれぞれ支持されている。具体的には、透過測定投光部２のレンズ２３と偏光子２５が、バー８よりも下方に位置する回転支持部５２に支持されており、透過測定受光部３の回転検光子３１とレンズ３３が、バー８よりも上方に位置する回転支持部５３に支持されている。
【００８１】
本例では、傾斜測定光学系４の傾斜測定投光部４１と傾斜測定受光部４３が、透過測定面内で傾斜検出用光Ｌ１を照射して反射光Ｌ２を受光するように、透過測定投光部２と透過測定受光部３とともに測定位置Ｍを通る垂直線を中心に旋回可能に支持されている。具体的には、傾斜測定投光部４１と傾斜測定受光部４３は、バー８よりも下方に位置する回転支持部５２に透過測定投光部２とともに支持されている。
【００８２】
このように構成されているため、透過測定面の回転位置に依らず、傾斜測定受光部４３の受光面４３２において常に一定の方向の変位量から算出される傾斜角度が、プレチルト角の算出に利用される。例えば、図３におけるＸ方向を透過測定面とともに回転する面内方向としたとき、変化量Δｘから算出されるＸ方向の傾斜角度θｘが、透過測定面における測定位置Ｍの傾斜角度θａとしてプレチルト角の算出に利用される。
【００８３】
これによれば、一定の方向の変位量から算出される傾斜角度（例えば、変化量Δｘから算出されるＸ方向の傾斜角度θｘ）をそのまま、透過測定面における測定位置Ｍの傾斜角度θａのとしてプレチルト角の算出に利用すればよいので、後述の第５の例と比較して算出の負荷を低くすることが可能であるという利点がある。
【００８４】
［第５の例］
図１０は、本発明の実施形態に係るプレチルト角測定装置１の第５の例を示す概略構成図である。図１１は、図１０の状態から透過測定光学系を９０度旋回させた状態を示す概略構成図である。上記の例と重複する構成については、同番号を付して詳細な説明を省略する。同図では、光源２１、検出器３５、制御部１０及び駆動部１２の図示を省略している。傾斜測定光学系４は、上記第１〜第３の例に係る傾斜測定光学系４Ａ〜４Ｃの何れであってもよい。
【００８５】
本例に係るプレチルト角測定装置１でも、上記第４の例と同様に、透過測定投光部２と透過測定受光部３は、測定位置Ｍを通る垂直線を中心に旋回可能に回転支持部５２，５３により支持されている。
【００８６】
但し、本例では、傾斜測定光学系４の傾斜測定投光部４１と傾斜測定受光部４３は、回転支持部５２，５３に支持されておらず、透過測定投光部２と透過測定受光部３とともに旋回しない。傾斜測定投光部４１と傾斜測定受光部４３は、例えば液晶基板ＬＣの撓みが比較的大きいＸＺ面内で傾斜検出用光Ｌ１を照射して反射光Ｌ２を受光するように固定されている。
【００８７】
このように構成されているため、図１２に示されるように、透過測定投光部２と透過測定受光部３と測定位置Ｍとを含む透過測定面Ｔと、傾斜測定投光部４１と傾斜測定受光部４３と測定位置Ｍとを含む傾斜測定面Ｓとが交差した状態となることがある。
【００８８】
このため、制御部１０は、透過測定面Ｔと傾斜測定面Ｓの交差角度Ａを取得する（交差角度取得部としての機能）。具体的には、制御部１０は、駆動部１２に含まれるモータ等のアクチュエータの動作量を取得し、透過測定投光部２と透過測定受光部３の測定位置Ｍを中心とする円周方向の位置を算出し、当該円周方向の位置に基づき透過測定面Ｔと傾斜測定面Ｓの交差角度Ａを算出する。
【００８９】
そして、制御部１０は、交差角度Ａに基づいて透過測定面Ｔにおける測定位置Ｍの傾斜角度θａを算出する（傾斜角度算出部としての機能）。算出された透過測定面Ｔにおける測定位置Ｍの傾斜角度θａは、上記第１の例で説明したようにプレチルト角の算出に利用される。
【００９０】
具体的には、制御部１０は、傾斜測定受光部４３から反射光Ｌ２の受光位置Ｐｔを取得し、変化量Δｘ，Δｙに基づいて測定位置Ｍの傾斜角度θｘ，θｙを算出するとともに、測定位置Ｍの傾斜角度θｘ，θｙと交差角度Ａに基づき、下記数式５により透過測定面Ｔにおける測定位置Ｍの傾斜角度θａを算出する。
【００９１】
【数５】
0006584947.tif 000006
【００９２】
これによれば、傾斜測定投光部４１と傾斜測定受光部４３が、回転支持部５２，５３に支持されず、透過測定投光部２と透過測定受光部３とともに旋回しないため、前述の第４の例と比較して回転に係る部分をコンパクトにすることが可能であるという利点がある。また、傾斜測定面Ｓを、液晶基板ＬＣの撓みが比較的大きいＸＺ面とすることで、液晶基板ＬＣの撓みを検出しやすいという利点がある。
【００９３】
なお、バー８が自重によって撓むことによって、液晶基板ＬＣがバー８が並ぶ方向（Ｘ方向）だけでなくバー８が延びる方向（Ｙ方向）にも撓むことは、本願の発明者らが見出した新たな課題である。この課題を解決するため、以上に説明した例の中でも特に第５の例では、測定位置Ｍの２次元的な傾斜角度θｘ，θｙを算出しており、これらから透過測定面Ｔにおける測定位置Ｍの傾斜角度θａを算出している。
【００９４】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変形実施が当業者にとって可能であるのはもちろんである。
【符号の説明】
【００９５】
１  プレチルト角測定装置、１０  制御部（傾斜角度算出部、プレチルト角算出部及び交差角度取得部の一例）、１２  駆動部、２  透過測定投光部（第１の投光部の一例）、２１  光源、２３  レンズ、２５  偏光子、３  透過測定投光部（第１の受光部の一例）、３１  回転検光子、３３  レンズ、３５  検出器、４,４Ａ,４Ｂ,４Ｃ  傾斜測定光学系、４１,４１Ａ,４１Ｂ  傾斜測定投光部（第２の投光部の一例）、４３,４３Ａ,４３Ｂ  傾斜測定受光部（第２の受光部の一例）、４３２  受光面、４５  ミラー、４７  ハーフミラー、５２  回転支持部、５３  回転支持部、８  バー、ＬＣ  液晶基板、Ｍ  測定位置、Ｌ１  傾斜検出用光、Ｌ２  反射光。
【図１】
0006584947.tif 000007
【図２】
0006584947.tif 000008
【図３】
0006584947.tif 000009
【図４】
0006584947.tif 000010
【図５】
0006584947.tif 000011
【図６】
0006584947.tif 000012
【図７】
0006584947.tif 000013
【図８】
0006584947.tif 000014
【図９】
0006584947.tif 000015
【図１０】
0006584947.tif 000016
【図１１】
0006584947.tif 000017
【図１２】
0006584947.tif 000018