(57)【要約】 【課題】  垂直配向液晶パネルに斜めから光を入射させたときに生じるリターデーションを表す式として、液晶表示パネルを通過する常光と異常光の屈折角を考慮して厳密に計算して求めた式を用いることによって、精度の高い垂直配向液晶パネルのセル厚測定方法、及びそれに用いるセル厚測定装置を提供する。  【解決手段】  液晶の封入された垂直配向液晶パネルに前記垂直配向液晶パネルの法線に対して角度θ傾けた方向から波長λの光を入射させてリターデーションＲを測定し、前記リターデーションＲと前記光の入射角θと前記液晶に固有の異常光屈折率ｎｅ及び常光屈折率ｎ０との値に基づいて、前記垂直配向液晶パネルのセル厚を求める方法において、以下に示す式により前記垂直配向液晶パネルのセル厚を求めることを特徴とする。【数１】2005283534.tif 000030【選択図】        図１
2005283534.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶の封入された垂直配向液晶パネルに前記垂直配向液晶パネルの法線に対して角度
θ傾けた方向から波長λの光を入射させてリターデーションＲを測定し、前記リターデーションＲと前記光の入射角θと前記液晶に固有の異常光屈折率ｎｅ及び常光屈折率ｎ０との値に基づいて、前記垂直配向液晶パネルのセル厚を求める方法において、
以下に示す式により前記垂直配向液晶パネルのセル厚を求めることを特徴とする垂直配向パネルのセル厚測定方法。
【数１】
2005283534.tif 000027
【請求項２】
光源と、
前記光源から射出された光を偏光させる偏光子と、
前記偏光子を通過した前記偏光を垂直配向液晶パネルの法線に対して入射角θで
入射させるとともに、前記入射角θを変化させる傾斜手段と、
前記偏光子に対して相対的に回転可能とされ、前記垂直配向液晶パネルを通過した
前記偏光を検出する検光子と、
前記検光子を通過した前記偏光の透過強度を測定する受光器と、
前記受光器によって測定された透過強度からリターデーションＲを算出し、さらに前
記リターデーションＲと前記垂直配向液晶パネルに入射する前記光の波長λと入射角θと前記液晶に固有の異常光屈折率ｎｅと常光屈折率ｎ０との値に基づいて、前記垂直配向液晶パネルのセル厚を算出するデータ処理手段と、を備え、
前記データ処理手段は、前記垂直配向液晶パネルのセル厚を以下の式から算出することを特徴とする垂直配向液晶パネルのセル厚測定装置。
【数２】
2005283534.tif 000028
【請求項３】
光源と、
前記光源から射出された光を偏光させる偏光子と、
前記偏光子を通過した前記偏光を垂直配向液晶パネルの法線に対して入射角θで入射
させるとともに、前記入射角θを変化させる傾斜手段と、
前記垂直配向液晶パネルを通過した前記偏光をさらに偏光させる１／４波長補板と、
前記偏光子に対して相対的に回転可能とされ、前記垂直配向液晶パネルを通過した
前記偏光を検出する検光子と、
前記検光子を通過した前記偏光の透過強度を測定する受光器と、
前記受光器によって測定された透過強度からリターデーションＲを算出し、さらに前
記リターデーションＲと前記垂直配向液晶パネルに入射する前記光の波長λと入射角θと前記液晶に固有の異常光屈折率ｎｅと常光屈折率ｎ０との値に基づいて、前記垂直配向液晶パネルのセル厚を算出するデータ処理手段と、を備え、
前記データ処理手段は、前記垂直配向液晶パネルのセル厚を以下の式から算出することを特徴とする垂直配向液晶パネルのセル厚測定装置。
【数３】
2005283534.tif 000029
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、垂直配向液晶パネルのセル厚測定方法、及び測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示パネルは、ＴＦＴアレイ基板とこの基板に対向する対向基板とに液晶が挟持されて構成される。この液晶表示パネルの液晶層の厚さ、いわゆるセル厚の正確な値を知ることは、液晶表示装置の設計や評価、並びに製造時の品質管理において非常に重要である。液晶の封入された液晶表示パネルのセル厚の測定方法としては、液晶の複屈折性を利用してリターデーションを測定し、この測定値から液晶表示パネルのセル厚を求める方法が知られている。しかしながら、この方法は、液晶軸の方法がパネル面と平行な方向にある液晶についてのみ有効である。従って、近年、広視角を目的とした液晶表示パネルに用いられている分子の長軸方向がパネル面と直角である垂直配向液晶表示パネルには適用することが困難であり、精度の高いセル厚の測定が困難であった。
そこで、特許文献１及び特許文献２には、垂直配向液晶のセル厚測定を可能とする測定方法が提案されている。
例えば、特許文献１には、液晶パネル面内でリターデーションが１０ｎｍ〜５０ｎｍを有する一軸性の位相差板を用いて、斜め入射光のリターデーション偏光光の透過光強度の測定のもとに、拡張ジョーンズマトリックス法により計算を行い、多項式近似式から垂直配向液晶表示パネルのリターデーションとセル厚とを測定する方法が提案されている。
また、特許文献２には、光源の光から一定の偏光成分を取り出し、この偏光成分の光を垂直配向液晶表示パネルに、光の方向が垂直配向液晶表示パネルの光学軸に斜めになるようにして当て、垂直配向液晶表示パネルを透過した光の特定の偏光成分の透過強度を測定する。そして、この透過強度に基づいて垂直配向液晶表示パネルの複屈折位相差を求め、この複屈折位相差と、垂直配向液晶表示パネルの正常屈折率及び異常屈折率のデータとから、垂直配向液晶表示パネルのセル厚を測定する方法が提案されている。
【特許文献１】特開平２０００−３２１５４６号公報
【特許文献２】国際公開第０１／０２２０２９号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１では、用いる位相差板の屈折率の値によって得られるリターデーション値が影響を受けるので、位相差板のリターデーションを予め精度よく求めておく必要があり、かつ近似計算を行っているので高精度のセル厚測定が困難であった。
また、特許文献２では、リターデーションの計算が正確でなかったために、高精度のセル厚測定が困難であった。すなわち、液晶は複屈折体であるので異常光屈折率ｎｅ、常光屈折率ｎ０を有し、垂直配向液晶表示パネルを通過するときの屈折角は常光と異常光で異なるにも関わらず、同じ屈折角として計算しているため点に不正確さを生じ、高精度のセル厚測定が困難であった。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、垂直配向液晶パネルに斜めから光を入射させたときに生じるリターデーションを表す式として、液晶表示パネルを通過する常光と異常光の屈折角を考慮して厳密に計算して求めた式を用いることによって、精度の高い垂直配向液晶パネルのセル厚測定方法、及びそれに用いるセル厚測定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、上記課題を解決するために、液晶の封入された垂直配向液晶パネルに前記
垂直配向液晶パネルの法線に対して角度θ傾けた方向から波長λの光を入射させてリターデーションＲを測定し、前記リターデーションＲと前記光の入射角θと前記液晶に固有の異常光屈折率ｎｅ及び常光屈折率ｎ０との値に基づいて、前記垂直配向液晶パネルのセル厚を求める方法において、以下に示す式により前記垂直配向液晶パネルのセル厚を求めることを特徴とする。
【０００５】
【数１】
2005283534.tif 000003
【０００６】
このような構成によれば、垂直配向液晶表示パネルのに封入された液晶の複屈折性に
よる常光屈折率及び異常光屈折率を考慮して、垂直配向液晶表示パネルを通過する常光と異常光とのリターデーションを算出することが可能となる。この結果、精度の高い垂直配向液晶表示パネルのセル厚を測定することが可能となる。
【０００７】
また、本発明は、光源と、前記光源から射出された光を偏光させる偏光子と、前記偏
光子を通過した前記偏光を垂直配向液晶パネルの法線に対して入射角θで入射させるとともに、前記入射角θを変化させる傾斜手段と、前記偏光子に対して相対的に回転可能とされ、前記垂直配向液晶パネルを通過した前記偏光を検出する検光子と、前記検光子を通過した前記偏光の透過強度を測定する受光器と、前記受光器によって測定された透過強度からリターデーションＲを算出し、さらに前記リターデーションＲと前記垂直配向液晶パネルに入射する前記光の波長λと入射角θと前記液晶に固有の異常光屈折率ｎｅと常光屈折率ｎ０との値に基づいて、前記垂直配向液晶パネルのセル厚を算出するデータ処理手段と、を備え、前記データ処理手段は、前記垂直配向液晶パネルのセル厚を以下の式から算出することを特徴とする。
【０００８】
【数２】
2005283534.tif 000004
【０００９】
このような構成によれば、垂直配向液晶表示パネルに封入された液晶の複屈折性によ
る常光屈折率及び異常光屈折率を考慮して、垂直配向液晶表示パネルを通過する常光と異常光とのリターデーションを算出することが可能となる。この結果、精度の高い垂直配向液晶表示パネルのセル厚を測定することが可能となる。
【００１０】
また、本発明は、光源と、前記光源から射出された光を偏光させる偏光子と、前記偏
光子を通過した前記偏光を垂直配向液晶パネルの法線に対して入射角θで入射させるとともに、前記入射角θを変化させる傾斜手段と、前記垂直配向液晶パネルを通過した前記偏光をさらに偏光させる１／４波長補板と、前記偏光子に対して相対的に回転可能とされ、前記垂直配向液晶パネルを通過した前記偏光を検出する検光子と、前記検光子を通過した前記偏光の透過強度を測定する受光器と、前記受光器によって測定された透過強度からリターデーションＲを算出し、さらに前記リターデーションＲと前記垂直配向液晶パネルに入射する前記光の波長λと入射角θと前記液晶に固有の異常光屈折率ｎｅと常光屈折率ｎ０との値に基づいて、前記垂直配向液晶パネルのセル厚を算出するデータ処理手段と、を備え、前記データ処理手段は、前記垂直配向液晶パネルのセル厚を以下の式から算出することを特徴とする。
【００１１】
【数３】
2005283534.tif 000005
【００１２】
本発明は、１／４波補償板と偏光子とを組み合わせたセナルモン補償板を用いるため、垂直配向液晶表示パネルを通過した常光及び異常光からなる楕円偏光は直線偏光に変換される。従って、このような構成によれば、偏光子を回転させて直線偏光を制御することによって、偏光子の回転角度から垂直配向液晶表示パネルのリターデーションを測定することが可能となる。そのため、小さいリターデーションであっても高精度のリターデーションを測定することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
（第１の実施の形態）
以下、本実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明に用いた各図においては、各部材等を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各部材等毎に縮尺を異ならせてある。
図１は、垂直配向液晶パネルのセル厚測定装置の概略構成を示すブロック図である。図１に示すように、セル厚測定装置３０は、光源１０と、偏光子１２と、垂直配向液晶表示パネル１４と、傾斜装置１６と、検光子１８と、受光器２０と、データ処理装置２２と、を備える。
【００１４】
光源１０は、単一波長又は非常に狭い領域の波長から成るレーザー光等の単色光を使用する。なお、上記レーザー光等の単色光を利用しない場合であっても、光源１０の先端にモノクロメータ（不図示）を配置して、光源１０から射出される光のスペクトルの狭い波長帯を選択し、単色光を得ることも好ましい。また、モノクロメータを使用する場合には、精度よく単色光を得るために、二つのモノクロメータを対向して配置させることも好ましい。
【００１５】
偏光子１２は、光源１０の前方に配置され、光源１０から射光された単色光の直線偏光成分のみを通過させる。また、偏光子１２は、後述するデータ処理装置２２の制御により駆動されるモーター（不図示）に接続され、このモーターの駆動により偏光子１２は偏光子１２の中心の法線を軸として回転可能となり、単色光の偏光成分を選択することができるようになっている。
【００１６】
垂直配向液晶表示パネル１４は、偏光子１２と後述する検光子１８との間に配置されている。この垂直配向液晶表示パネル１４は、ＴＦＴアレイ基板とこれに対向する対向基板とに液晶が挟持された構成となっている。また、垂直配向液晶表示パネル１４は、データ処理装置２２の制御により駆動される傾斜装置１６上面に固定され、この傾斜装置１６が傾斜装置１６の中心の法線を軸として回転する。これに伴い、傾斜装置１６の上面に固定されている垂直配向液晶表示パネル１４が上記傾斜装置１６の中心の法線を軸として回転するため、偏光子１２を通過した光を垂直液晶表示パネル１４の法線に対して所定の入角度θに傾斜させて入射させることが可能となっている。
【００１７】
検光子１８は、垂直配向液晶表示パネル１４の前方に配置され、垂直配向液晶表示パネル１４を通過した直線偏光を検出する。また、検光子１８は、後述するデータ処理装置２２の制御により駆動するモーター（不図示）に接続され、このモーターの駆動により検光子１８は検光子１８の中心の法線を軸として回転可能となり、単色光の偏光成分を選択することができるようになっている。
【００１８】
受光器２０は、検光子１８を通過した直線偏光成分の光の透過強度を計測し、この得られた光の透過強度を所定の電気信号に変換し、データ処理装置２２に供給する。光の透過強度としては、常光屈折率ｎ０の偏光成分と異常光屈折率ｎｅの偏光成分とのそれぞれの光の透過強度がある。そのため、受光器２０は、このそれぞれの光の透過強度を測定し、電気信号に変換するようになっている。
【００１９】
データ処理装置２２は、偏光子１２と検光子１８とに接続されるモーター及び受光器２０にそれぞれ接続されている。また、データ処理装置２２は、上記受光器２０から供給された光の透過強度から垂直配向液晶表示パネル１４のリターデーションを算出する。さらに、データ処理装置２２は、予め入力されている常光屈折率ｎ０、異常光屈折率ｎｅ、また、上記傾斜装置１６の回転角度θ及び上記算出したリターデーションから垂直配向液晶表示パネル１４のセル厚を算出する。この算出する方法については後述において詳細に説明する。
【００２０】
本実施の形態においては、液晶の有する固有の常光屈折率ｎ０及び異常光屈折率ｎｅにより生じる複屈折性を考慮して常光と異常光のリターデーションを求める式を算出する。続けて、常光及び異常光を屈折率楕円体を用いた式でそれぞれ表し、これらの式から垂直配向液晶表示パネル１４のセル厚を算出する方程式を導く。
【００２１】
図２は、図１に示した垂直配向液晶表示パネル１４の液晶層１５部分を拡大した部分拡大断面図であり、偏光子１２を通過した直線偏光が垂直配向液晶表示パネル１４に入射し、通過する様子を示したものである。なお、この垂直配向液晶表示パネル１４の断面の短辺方向（垂直配向液晶表示パネル１４のセル厚方向又は法線方向）をＺ軸とし、長辺方向をＸ軸とする。また、Ｙ軸はＺ軸とＸ軸とにそれぞれ直交するものとする。
【００２２】
図２に示すように、液晶層１５は異方性物質であり複屈折性を有する。そのため、偏光子１２を通過した光が液晶層１５に入射した場合、この入射した光は二つに分離され、それぞれが異なる屈折率をもつ。すなわち、この二つの屈折光は以下の式で与えられるスネルの法則にしたがって、液晶層１５の法線に対して屈折率θｐ及びθｓで液晶層１５を通過する。図２では液晶層１５を挟持する基板を無視して描かれているが、基板は等方性物質であるため議論の本質には影響しない。
【００２３】
【数４】
2005283534.tif 000006
この二つの屈折光のうち、垂直配向液晶表示パネル１４の法線に対して、角度θｐで垂直配向液晶表示パネル１４を通過する光をＰ偏光と称し、角度θｓで垂直配向液晶表示パネル１４を通過する光をＳ偏光と称する。また、後述するように、Ｐ偏光は異常光であり、Ｓ偏光は常光である。
【００２４】
図２に示すように、垂直配向液晶表示パネル１４を配置しない場合の偏光子１２及び検光子１８間の領域を通過する直線偏光の軌跡を基準とすると、Ｐ偏光はこの基準となる軌跡に対して位相が遅れている。この遅れ位相Ｒｐの式は以下の式で与えられる。
【００２５】
【数５】
2005283534.tif 000007
なお、ｄは垂直配向液晶表示パネル１４のセル厚、θは垂直配向液晶表示パネル１４への入射角、ｎｐはＰ偏光の屈折率である。
Ｓ偏光に対しても同様に考えると、遅れ位相Ｒｓは以下の式で与えられる。
【００２６】
【数６】
2005283534.tif 000008
なお、ｄは垂直配向液晶表示パネル１４のセル厚、θは垂直配向液晶表示パネル１４への入射角、ｎｓはＳ偏光の屈折率である。
さらに、このＰ偏光とＳ偏光とリターデーションは、上記式によって与えられたＰ偏光とＳ偏光と位相の差によって与えられる。従って、リターデーションＲは以下の式で与えられる。
【００２７】
【数７】
2005283534.tif 000009
このようにして、Ｐ偏光とＳ偏光とをそれぞれ考慮することによって精度の高いリターデーションを得ることができる。
【００２８】
次に、屈折率楕円体から常光屈折率ｎ０及び異常光屈折率ｎｅを導く。すなわち、垂直配向液晶パネル１４を通過するＳ偏光とＰ偏光とのベクトルを垂直配向液晶パネルの法線側から観察した場合の上記ベクトルが描く軌跡（楕円体）から常光屈折率ｎ０及び異常光屈折率ｎｅを算出する。常光屈折率ｎ０及び異常光屈折率ｎｅは屈折率楕円体の以下の式で与えられる。
【００２９】
【数８】
2005283534.tif 000010
【００３０】
【数９】
2005283534.tif 000011
また、上記（４）式と上記（８）式から以下の式が与えられる。
【００３１】
【数１０】
2005283534.tif 000012
また、上記（４）式と上記（９）式から以下の式が与えられる。
【００３２】
【数１１】
2005283534.tif 000013
また、上記（４）式と上記（９）式から以下の式が与えられる。
【００３３】
【数１２】
2005283534.tif 000014
このようにして得られた上記（８）、（１０）、（１１）及び（１２）式を上記（７）式に代入すると、以下のリターデーションを示す式が与えられる。
【００３４】
【数１３】
2005283534.tif 000015
このようにして、常光屈折率ｎ０及び異常光屈折率ｎｅをそれぞれ考慮したリターデーションの厳密解を導き出すことが可能な式を求めることができる。なお、上記（１３）式におけるΔｎｅｆｆは斜め入射光に対する液晶の有効屈折率であるとみなすことができる。
また、上記（１３）式を垂直配向液晶表示パネル１４のセル厚ｄに変換すると、以下の式が与えられる。
【００３５】
【数１４】
2005283534.tif 000016
本実施の形態によれば、垂直配向液晶表示パネル１４に封入された液晶の有する固有の常光屈折率ｎ０及び異常光屈折率ｎｅをそれぞれ考慮して厳密に計算して求めた式を用いることによって、精度の高い垂直配向液晶表示パネル１４のセル厚を算出することが可能である。
【００３６】
次に、上述した垂直配向液晶パネルのセル厚測定装置３０を用いて、実際に検光子１８によって検出された光の透過強度からリターデーションを算出する方法について説明する。
まず、データ処理装置２２は、偏光子１２の偏光方向を、Ｘ軸とＹ軸とを含む平面内（Ｘ−Ｙ平面）で、Ｙ軸から時計方向に４５度回転させる。続けて、データ処理装置２２は、検光子１８の偏光方向を、Ｘ軸とＹ軸とを含む平面内（Ｘ−Ｙ平面）で、Ｙ軸から時計方向に４５度回転させ、平行ニコルの状態で透過強度Ｔｐを測定する。ここで、透過強度Ｔｐは以下の式で与えられる。なお、Ｔ０は偏光子１２と検光子１８の透過率によって決まる測定系の強度因子である。
【００３７】
【数１５】
2005283534.tif 000017
【００３８】
次に、データ処理装置２２は、検光子１８をさらに９０度回転させて直交ニコルの状態で光の透過強度Ｔｃを測定する。ここで透過強度Ｔｃは以下の式で与えられる。なお、Ｔ０は偏光子１２と検光子１８の透過率によって決まる測定系の強度因子である。
【００３９】
【数１６】
2005283534.tif 000018
また、上記透過強度Ｔｐと透過強度Ｔｃとの比（Ｔｃ／Ｔｐ）をとって、求めるリターデーションＲが、以下の式で与えられる。
【００４０】
【数１７】
2005283534.tif 000019
このようにして与えられたリターデーションを算出する式に、データ処理装置２２が実際に測定した光の透過強度Ｔｃ及びＴｐを代入することにより、リターデーションを算出することができる。
【００４１】
続いて、データ処理装置２２が上記式（１４）及び光の透過強度の測定により算出したリターデーション等から垂直配向液晶表示パネル１４のセル厚を算出する動作について以下に説明する。
データ処理装置２２は、予め各垂直配向液晶表示パネル１４に対応した常光屈折率ｎ０及び異常光屈折率ｎｅの値を記憶手段に格納する。また、データ処理装置２２は、上述したように偏光子１２を通過した光を垂直配向晶表示パネル１４に対して斜めに入射させるため、傾斜装置１６を角度θ回転させる。すなわち、データ処理装置２２は、垂直配向液晶表示パネル１４に入射する光の入射角θを制御する。このときにデータ処理装置２２は、上記垂直配向液晶表示パネル１４に入射する光の入角度θ（例えば、入射角３０度）の値を記憶手段に格納する。次に、データ処理装置２２は、受光器２０によって検出された透過強度Ｔｐと透過強度Ｔｃとの値からリターデーションを算出し、この値を記憶手段に格納する。
【００４２】
そして、データ処理装置２２は、記憶手段に格納されている垂直配向液晶表示パネル１４の常光屈折率ｎ０及び異常光屈折率ｎｅの値、入射角度θ及びリターデーションを読み出し、上記（１４）式にそれぞれの値を入力し、演算手段により垂直配向液晶表示パネル１４のセル厚を算出する。
このようにしてデータ処理装置２２は、入射角３０度の場合の垂直配向液晶表示パネル１４のセル厚を算出した後、入射角θを３０度から４０度、５０度、６０度へと変更し、上述したような動作を繰り返し行い、それぞれの入射角θの垂直配向液晶表示パネル１４のセル厚を算出する。
【００４３】
このように本実施の形態によれば、垂直配向液晶表示パネル１４に封入された液晶の
複屈折性による常光屈折率ｎ０及び異常光屈折率ｎｅを考慮して、垂直配向液晶表示パネル１４を通過する常光と異常光とのリターデーションを算出することが可能となる。この結果、精度の高い垂直配向液晶表示パネル１４のセル厚を測定することが可能となる。
【００４４】
（第２の実施の形態）
本実施の形態では、上記第１の実施の形態において説明した垂直配向液晶表示パネル１４のセル厚測定装置３０の垂直配向液晶表示パネル１４と検光子１８との間に１／４波長板２４を配置する。図３は、垂直配向液晶パネルのセル厚測定装置の概略構成を示すブロック図である。図３に示すように、セル厚測定装置３０は、光源１０と、偏光子１２と、垂直配向液晶表示パネル１４と、傾斜装置１６と、１／４波長板２４と、検光子１８と、受光器２０と、データ処理装置２２とを備える。なお、本実施の形態において、上述した第１の実施の形態と同様の構成要素を使用している場合には説明を省略する。
【００４５】
１／４波長板２４は、図３に示すように、垂直配向液晶表示パネル１４と検光子１８との間に配置されている。まず、偏光子１２は、光源１０から射出された光の直線偏光を通過させる。そして、この直線偏光は、リターデーションが未知数の垂直配向液晶表示パネル１４に所定の角度θで入射する。ここで、リターデーションをΓとする。直線偏光は、この垂直配向液晶表示パネル１４を通過後、偏光状態が直線偏光の状態から水平及び垂直偏光の状態に変換される。
【００４６】
続けて、この変換された水平及び垂直偏光は、１／４波長板２４を通過すると水平偏光と角度Γ／２からなる直線偏光に変換される。そして、データ処理装置２２は、検光子１８を回転させて、１／４波長板２４を通過した光が検光子１８に吸収され、消光する回転角度を求める。この回転角度は、１／４波長板２４を通過した水平偏光と角度Γ／２とからなる直線偏光に直交する角度となっている。従って、上記求められた回転角度θから９０度を引くことにより、角度Γ／２を算出することが可能となり、垂直配向液晶表示パネル１４のリターデーションΓを算出することができる。続けて、このリターデーションΓを上記式（１４）に代入することにより、垂直配向液晶表示パネル１４のセル厚を算出することができる
【００４７】
このようにして、検光子１８の回転角度から垂直配向液晶表示パネル１４のリターデーションΓを算出することができ、小さなリターデーションΓの場合でも高精度のリターデーションの測定が可能となる。
【００４８】
（実施例１）
以下、実施例により本発明を具体的に説明する。
上記第１又は第２の実施の形態の垂直配向液晶表示パネル１４を高さが３μｍのフォトスペーサによってセル厚をコントロールした。また、光源１０から射出される単色光の波長として波長５８９ｎｍのものを用い、さらに、異常光屈折率がｎｅ＝１．６０６４であり、常光屈折率がｎ０＝１．４８４９であるネガ型液晶１５（液晶層）を封入した垂直配向液晶パネル１４を用意した。
上記条件の下で、波長５８９ｎｍの光を垂直配向液晶表示パネル１４の法線に対して角度３０度〜６０度の範囲で入射させて、リターデーションを測定した。
【００４９】
図４は、垂直配向液晶表示パネル１４のセル厚が３μｍであると仮定して求めたリターデーション（測定値）について、本発明で算出した結果と、従来法により算出した（国際公開第００１／０２２０２９号）結果とを比較したグラフを示したものである。図４に示すように、従来法では、算出したリターデーションは測定値からずれているが、本発明の方法では、算出したリターデーションは測定値にほぼ一致している。
また、上記従来法により算出したリターデーション及び本発明により算出したリターデーションからそれぞれの垂直配向液晶表示パネル１４のセル厚を求めた結果を表１に示す。表１に示すように、セル厚を３μｍと仮定した場合、従来法により求めたセル厚は、予め仮定したセル厚３μｍと比較して絶対値で約０．２μｍ程度と約５〜７％もの誤差が発生している。これに対して、本発明の方法により求めたセル厚は、予め仮定したセル厚３μｍに近い値を示している。
【００５０】
【表１】
2005283534.tif 000020
【００５１】
（比較例）
従来の垂直配向液晶表示パネルのリターデーションを算出方法について以下に簡単に説明する。
従来の方法では、垂直配向液晶表示パネル１４内の光の屈折は、垂直配向液晶表示パネル１４の異常光屈折率ｎｅと常光屈折率ｎ０とで以下の式で与えられる平均的な屈折率に従うものとしている。
【００５２】
【数１８】
2005283534.tif 000021
ここで、垂直配向液晶表示パネル１４を角度θ傾け、垂直配向液晶表示パネルの法線方向Ｚ軸と光の進行方向Ｚ´軸との角度をαとする。また、垂直配向液晶表示パネル１４外の屈折率をｎ１、垂直配向液晶表示パネル１４内の平均的な屈折率をｎ２との間にスネルの法則を適用して、以下の関係式が成立するものとしている。
【００５３】
【数１９】
2005283534.tif 000022
また、垂直配向液晶表示パネル１４内の光路長をｄｌと垂直配向液晶表示パネル１４のセル厚ｄ´との関係は、以下の式で与えられる。
【００５４】
【数２０】
2005283534.tif 000023
さらに、異常光屈折率は以下の式で与えられる。
【００５５】
【数２１】
2005283534.tif 000024
以上の関係式を用いて、従来の方法ではリターデーションＲ´を以下の式で与えている。
【００５６】
【数２２】
2005283534.tif 000025
上記（２２）式から、垂直配向液晶表示パネル１４のセル厚（ｄ´）を算出する式は、以下の式で与えられる。
【００５７】
【数２３】
2005283534.tif 000026
このようにして得られた垂直配向液晶表示パネル１４のセル厚を算出する式に、実際に測定により算出したリターデーションＲ´、異常光屈折率ｎｅ、常光屈折率ｎ０、及び光の入射角度θを入力すると、上記実施例１の表１に示す結果となった。
【００５８】
以上述べたように、本発明によれば、垂直配向液晶表示パネルの複屈折性による常光
屈折率及び異常光屈折率を考慮して、垂直配向液晶表示パネルを通過する常光と異常光とのリターデーションを算出することが可能となる。この結果、精度の高い垂直配向液晶表示パネルのセル厚を測定することが可能となる。
なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されず、特許請求の範囲を逸脱しない範囲で種々の変更を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】セル厚測定装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】図１の垂直配向液晶表示パネルの液晶層部分を拡大した断面図である。
【図３】セル厚測定装置の概略構成を示すブロック図である。
【図４】本発明と従来法によるセル厚の算出結果をそれぞれ比較したグラフである。
【符号の説明】
【００６０】
１０…光源、  １２…偏光子、  １４…垂直配向液晶表示パネル、  １５…液晶層、
１６…傾斜装置、  １８…検光子、  ２０…受光器、  ２２…データ処理装置、  ２４…１／４波長板、  ３０…セル厚測定装置
【図１】
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【図２】
2005283534.tif 000032
【図３】
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【図４】
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