特許 6213075 液晶の評価方法及び液晶パネルの評価方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6213075

(24)【登録日】2017年9月29日

(45)【発行日】2017年10月18日

(54)【発明の名称】液晶の評価方法及び液晶パネルの評価方法

(51)【国際特許分類】

   G01N 21/64 20060101AFI20171005BHJP

   G01M 11/00 20060101ALI20171005BHJP

   G02F 1/13 20060101ALI20171005BHJP

【ＦＩ】

   G01N21/64 Z

   G01M11/00 T

   G02F1/13 101

【請求項の数】13

【全頁数】34

(21)【出願番号】特願2013-183461(P2013-183461)

(22)【出願日】2013年9月4日

(65)【公開番号】特開2015-49231(P2015-49231A)

(43)【公開日】2015年3月16日

【審査請求日】2016年8月3日

(73)【特許権者】

【識別番号】304021417

【氏名又は名称】国立大学法人東京工業大学

(73)【特許権者】

【識別番号】000002886

【氏名又は名称】ＤＩＣ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100064908

【弁理士】

【氏名又は名称】志賀 正武

(74)【代理人】

【識別番号】100108578

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 詔男

(74)【代理人】

【識別番号】100089037

【弁理士】

【氏名又は名称】渡邊 隆

(74)【代理人】

【識別番号】100094400

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 三義

(74)【代理人】

【識別番号】100108453

【弁理士】

【氏名又は名称】村山 靖彦

(72)【発明者】

【氏名】バッハ マーティン

(72)【発明者】

【氏名】平田 修造

(72)【発明者】

【氏名】李 先翊

(72)【発明者】

【氏名】野田 紘志

(72)【発明者】

【氏名】青木 良夫

(72)【発明者】

【氏名】楠本 哲生

(72)【発明者】

【氏名】岩下 芳典

【審査官】 横尾 雅一

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２００９／１１０６０３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開平０８−０１５１５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−０２２０７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１０／０２７８４００（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 OBA T , VACHA M，Relaxation in Thin Polymer Films Mapped across the Film Thickness by Astigmatic Single-Molecule Imaging，ACS Macro Letters，２０１２年 ６月 ８日，p.784-788

【文献】 FUH A Y G , et al，Dynamics of Laser-Induced Holographic Gratings in Dye-Doped Liquid Crystal Films，Jpn. J. Appl. Phys.，２００３年１２月１０日，Vol. 42, Pt. 1, No. 12，pp. 7344.7348

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｎ ２１／６２−２１／７４

Ｇ０２Ｆ １／１３

Ｇ０１Ｍ １１／００

ＪＳＴＰｌｕｓ／ＪＭＥＤＰｌｕｓ／ＪＳＴ７５８０（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

発光性物質を含有する液晶試料を準備するステップと、
前記液晶試料に励起光を照射しながら、前記液晶試料中で励起されて発光する発光性物質の３次元的な空間座標（ｘ，ｙ，ｚ）を計測するステップと、
前記発光性物質の計測結果に基づいて、前記液晶試料中に含まれる液晶分子のｘ，ｙ，ｚ軸方向における移動の評価を行うステップと、を含む液晶の評価方法。

【請求項2】

前記液晶試料中に前記発光性物質を拡散させることを特徴とする請求項１に記載の液晶の評価方法。

【請求項3】

前記液晶試料中に含まれる前記発光性物質の含有量を１０^−８ｍｏｌ／Ｌ以下とすることを特徴とする請求項２に記載の液晶の評価方法。

【請求項4】

前記液晶試料に励起光を照射しながら、前記液晶試料中で前記励起光とは異なる波長の光を発する発光物質の画像を取得することにより、前記発光性物質の３次元的な空間座標（ｘ，ｙ，ｚ）を計測することを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の液晶の評価方法。

【請求項5】

前記発光性物質の３次元的な空間座標（ｘ，ｙ，ｚ）を同時に計測することを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の液晶の評価方法。

【請求項6】

前記発光性物質の計測を時分割で行うことを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の液晶の評価方法。

【請求項7】

前記発光性物質の単位時間当たりの移動距離から、前記液晶分子の拡散係数を求めることを特徴とする請求項６に記載の液晶の評価方法。

【請求項8】

前記液晶試料内の少なくとも２軸方向以上における前記液晶分子の拡散係数を求めることを特徴とする請求項７に記載の液晶の評価方法。

【請求項9】

前記液晶試料中に含まれる液晶分子のｘ軸方向における拡散係数をＤ_ｘとし、ｙ軸方向における拡散係数をＤ_ｙとし、ｚ軸方向における拡散係数をＤ_ｚとしたときに、それぞれの拡散係数Ｄ_ｘ，Ｄ_ｙ，Ｄ_ｚを下記式（１）〜（３）の何れかにより算出して求めることを特徴とする請求項７又は８に記載の液晶の評価方法。
２Ｄ_ｘΔｔ＝〈｛ｘ（ｔ＋Δｔ）−ｘ（ｔ）｝^２〉 …（１）
２Ｄ_ｙΔｔ＝〈｛ｙ（ｔ＋Δｔ）−ｙ（ｔ）｝^２〉 …（２）
２Ｄ_ｚΔｔ＝〈｛ｚ（ｔ＋Δｔ）−ｚ（ｔ）｝^２〉 …（３）
（上記式（１）〜（３）中において、ｘ（ｔ），ｙ（ｔ），ｚ（ｔ）は、それぞれｔ秒時における前記発光性物質の発光点の中心位置のｘ座標，ｙ座標，ｚ座標を表し、ｘ（ｔ＋Δｔ），ｙ（ｔ＋Δｔ），ｚ（ｔ＋Δｔ）は、それぞれｔ＋Δｔ秒時における前記発光性物質の発光点の中心位置のｘ座標，ｙ座標，ｚ座標を表す。）

【請求項10】

前記発光性物質の計測結果に基づいて、前記液晶分子の移動又は配向状態を解析することを特徴とする請求項１〜９の何れか一項に記載の液晶の評価方法。

【請求項11】

前記液晶試料を基板の間に挟み込んだ状態で計測を行うことを特徴とする請求項１〜１０の何れか一項に記載の液晶の評価方法。

【請求項12】

基板の間に液晶層が配置された液晶パネルの評価方法であって、
前記液晶層中に発光性物質が添加された液晶パネルを準備するステップと、
前記液晶パネルに励起光を照射しながら、前記液晶層中で励起されて発光する発光性物質の３次元的な空間座標（ｘ，ｙ，ｚ）を計測するステップと、
前記発光性物質の計測結果に基づいて、前記液晶パネルの評価を行うステップと、を含む液晶パネルの評価方法。

【請求項13】

前記液晶層に対して電界を印加した状態での計測と、前記液晶層に対して電界を印加しない状態での計測とを行うことを特徴とする請求項１２に記載の液晶パネルの評価方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、液晶の評価方法及び液晶パネルの評価方法に関し、具体的には、単一分子発光解析による液晶分子の３次元的な移動や拡散状態、配向状態などを解析して評価する方法に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、ポリマーや生体高分子などの評価試料に蛍光性物質を微量に添加して、励起光を照射しながら、この励起光により励起されて蛍光を発する蛍光性物質を追跡することで、物質の拡散過程などを観測することが行われている（非特許文献１を参照。）。この方法では、１分子レベルでの物質の評価試料中における移動や拡散状態等を解析できるため、これまでには得られなかった知見を得ることができる。

【0003】

ところで、近年では、液晶パネルなどのフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）が世界的に広く用いられている。このため、液晶パネルに対する特性改善の要求が高まるばかりである。

【0004】

液晶パネルでは、基板の間に配置される液晶層の必要な特性や信頼性を確保するために、種々の評価方法が用いられている。具体的には、イオン密度や電流値、比抵抗値などを測定して評価する電気的な評価方法、或いは、液晶パネルを偏光顕微鏡やＣＣＤカメラなどで測定して評価する光学的な評価方法などが知られている（特許文献１〜４を参照。）。

【0005】

しかしながら、これらの評価方法は、何れも液晶パネルの特性をマクロ的に評価するものであり、液晶分子の移動や拡散状態、配向状態などを分子レベルで計測し、評価する技術とはなっていない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特許第３２２４０２７号公報

【特許文献2】特許第３８９９８７４号公報

【特許文献3】特許第４４２７３７２号公報

【特許文献4】特許第４５１５５３５号公報

【非特許文献】

【0007】

【非特許文献1】ＡＣＳ ＭａｃｒｏＬｅｔｔ．１（２０１２）７８４−７８８．

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

本発明は、このような従来の事情に鑑みて提案されたものであり、液晶試料中における液晶分子の移動や拡散状態、配向状態などを分子レベルで解析し、これまでには得られなかった液晶や液晶パネルの特性評価を行うことを可能とした液晶の評価方法及び液晶パネルの評価方法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】

【0009】

上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
〔１〕 発光性物質を含有する液晶試料を準備するステップと、
前記液晶試料に励起光を照射しながら、前記液晶試料中で励起されて発光する発光性物質の３次元的な空間座標（ｘ，ｙ，ｚ）を計測するステップと、
前記発光性物質の計測結果に基づいて、前記液晶試料中に含まれる液晶分子のｘ，ｙ，ｚ軸方向における移動の評価を行うステップと、を含む液晶の評価方法。

【0010】

〔２〕 前記液晶試料中に前記発光性物質を拡散させることを特徴とする前記〔１〕に記載の液晶の評価方法。

【0011】

〔３〕 前記液晶試料中に含まれる前記発光性物質の含有量を１０^−８ｍｏｌ／Ｌ以下とすることを特徴とする前記〔２〕に記載の液晶の評価方法。

【0012】

〔４〕 前記液晶試料に励起光を照射しながら、前記液晶試料中で前記励起光とは異なる波長の光を発する発光物質の画像を取得することにより、前記発光性物質の３次元的な空間座標（ｘ，ｙ，ｚ）を計測することを特徴とする前記〔１〕〜〔３〕の何れか一項に記載の液晶の評価方法。

【0013】

〔５〕 前記発光性物質の３次元的な空間座標（ｘ，ｙ，ｚ）を同時に計測することを特徴とする前記〔１〕〜〔４〕の何れか一項に記載の液晶の評価方法。

【0014】

〔６〕 前記発光性物質の計測を時分割で行うことを特徴とする前記〔１〕〜〔５〕の何れか一項に記載の液晶の評価方法。

【0015】

〔７〕 前記発光性物質の単位時間当たりの移動距離から、前記液晶分子の拡散係数を求めることを特徴とする前記〔６〕に記載の液晶の評価方法。

【0016】

〔８〕 前記液晶試料内の少なくとも２軸方向以上における前記液晶分子の拡散係数を求めることを特徴とする前記〔７〕に記載の液晶の評価方法。

【0017】

〔９〕 前記液晶試料中に含まれる液晶分子のｘ軸方向における拡散係数をＤ_ｘとし、ｙ軸方向における拡散係数をＤ_ｙとし、ｚ軸方向における拡散係数をＤ_ｚとしたときに、それぞれの拡散係数Ｄ_ｘ，Ｄ_ｙ，Ｄ_ｚを下記式（１）〜（３）の何れかにより算出して求めることを特徴とする前記〔７〕又は〔８〕に記載の液晶の評価方法。
２Ｄ_ｘΔｔ＝〈｛ｘ（ｔ＋Δｔ）−ｘ（ｔ）｝^２〉 …（１）
２Ｄ_ｙΔｔ＝〈｛ｙ（ｔ＋Δｔ）−ｙ（ｔ）｝^２〉 …（２）
２Ｄ_ｚΔｔ＝〈｛ｚ（ｔ＋Δｔ）−ｚ（ｔ）｝^２〉 …（３）
（上記式（１）〜（３）中において、ｘ（ｔ），ｙ（ｔ），ｚ（ｔ）は、それぞれｔ秒時における前記発光性物質の発光点の中心位置のｘ座標，ｙ座標，ｚ座標を表し、ｘ（ｔ＋Δｔ），ｙ（ｔ＋Δｔ），ｚ（ｔ＋Δｔ）は、それぞれｔ＋Δｔ秒時における前記発光性物質の発光点の中心位置のｘ座標，ｙ座標，ｚ座標を表す。）

【0018】

〔１０〕 前記発光性物質の計測結果に基づいて、前記液晶分子の移動又は配向状態を解析することを特徴とする前記〔１〕〜〔９〕の何れか一項に記載の液晶の評価方法。

【0019】

〔１１〕 前記液晶試料を基板の間に挟み込んだ状態で計測を行うことを特徴とする前記〔１〕〜〔１０〕の何れか一項に記載の液晶の評価方法。

【0020】

〔１２〕 基板の間に液晶層が配置された液晶パネルの評価方法であって、
前記液晶層中に発光性物質が添加された液晶パネルを準備するステップと、
前記液晶パネルに励起光を照射しながら、前記液晶層中で励起されて発光する発光性物質の３次元的な空間座標（ｘ，ｙ，ｚ）を計測するステップと、
前記発光性物質の計測結果に基づいて、前記液晶パネルの評価を行うステップと、を含む液晶パネルの評価方法。

【0021】

〔１３〕 前記液晶層に対して電界を印加した状態での計測と、前記液晶層に対して電界を印加しない状態での計測とを行うことを特徴とする前記〔１２〕に記載の液晶パネルの評価方法。

【発明の効果】

【0022】

以上のように、本発明によれば、液晶試料中における液晶分子の移動や拡散状態、配向状態などを分子レベルで解析し、これまでには得られなかった液晶や液晶パネルの特性評価を行うことを可能とした液晶の評価方法及び液晶パネルの評価方法を提供することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】本発明の実施形態に係る液晶の評価方法の手順を示すフローチャートである。

【図2】本実施形態で用いられる計測装置の一例を示す模式図である。

【図3】本発明の実施形態に係る液晶パネルの評価方法の手順を示すフローチャートである。

【図4】（ａ）は、液晶パネルの一例を示す模式図であり、（ｂ）は、液晶パネルの他例を示す模式図である。

【図5】（ａ）は、参考資料の計測装置を用いて蛍光微粒子を固定してｚ軸方向に試料台をスキャンした際に得られた蛍光微粒子の実際の画像であり、（ｂ）は、（ａ）に示す画像を２次元ガウス関数でフィッティングを施すことによって得られた蛍光微粒子の解析像である。

【図6】図５に示す画像から算出されたＷ_ｘ（Ｚ）／Ｗ_ｙ（Ｚ）とＺとの関係を示すグラフである。

【図7】（ａ）は、液晶試料１のｔ秒時に得られたｘｙ平面内における発光性物質の発光画像であり、（ｂ）は、液晶試料１のｔ＋Δｔ秒時に得られたｘｙ平面内における発光性物質の発光画像である。

【図8】（ａ）は、図７（ａ）に示す画像から、２次元ガウスフィッティングによりｔ秒時におけるＷ_ｘ（Ｚ（ｔ））／Ｗ_ｙ（Ｚ（ｔ））を決定したことを説明するための図であり、（ｂ）は、図７（ｂ）に示す画像から、２次元ガウスフィッティングによりｔ＋Δｔ秒時におけるＷ_ｘ（Ｚ（ｔ＋Δｔ））／Ｗ_ｙ（Ｚ（ｔ＋Δｔ））を決定したことを説明するための図である。

【図9】（ａ）は、液晶試料１のｘ軸方向における拡散係数Ｄ_ｘを示すヒストグラムであり、（ｂ）は、液晶試料１のｙ軸方向における拡散係数Ｄ_ｙを示すヒストグラムであり、（ｃ）は、液晶試料１のｚ軸方向における拡散係数Ｄ_ｚを示すヒストグラムである。

【発明を実施するための形態】

【0024】

以下、本発明の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、以下の説明では、各構成要素を見易くするため、図面において構成要素によって寸法の縮尺を異ならせて示すことがある。

【0025】

［液晶組成物の評価方法］
先ず、本発明の一実施形態に係る液晶の評価方法について説明する。
図１は、本実施形態における液晶の評価方法の手順を示すフローチャートである。

【0026】

本実施形態における液晶の評価方法は、図１に示すように、発光性物質を含有する液晶試料を準備するステップＳ１０１と、液晶試料に励起光を照射しながら、液晶試料中で励起されて発光する発光性物質の３次元的な空間座標（ｘ，ｙ，ｚ）を計測するステップＳ１０２と、発光性物質の計測結果に基づいて、液晶試料中に含まれる液晶分子のｘ，ｙ，ｚ軸方向における移動の評価を行うステップＳ１０３と、を含む。

【0027】

先ず、図１に示すステップＳ１０１において、評価対象となる液晶試料については、特に限定されるものではなく、後述する（液晶）などを含有したものを例示することができる。

【0028】

液晶試料中に添加される発光性物質としては、例えば下記に示すペリレンジイミド化合物（ＰＤＩ）を用いることができる。

【0029】

【化1】

【0030】

上記式中において、Ｒ^１及びＲ^２は、炭素原子数１〜１４のアルキル基を表すことが好ましく、炭素原子数５〜１０のアルキル基を表すことがより好ましい。

【0031】

発光性物質の分子量については、評価対象となる液晶試料中に含まれる液晶分子の分子量と同程度のものを使用することが好ましい。これにより、後述するステップＳ１０２で計測される液晶試料中における発光性物質の移動から、液晶試料中における液晶分子の移動や配向状態などを分子レベルで解析することができる。

【0032】

なお、液晶試料中における発光性物質又は液晶分子の移動とは、発光性物質又は液晶分子の液晶試料（媒体）中における動き全般のことを表す。具体的には、発光性物質又は液晶分子の液晶試料中における運動挙動や変位、その変位する方向や速さなどを含む動き全般のことを表す。

【0033】

発光性物質としては、上記ＰＤＩに限らず、励起光により励起されて、励起光とは異なる波長の光（蛍光又は燐光）を発する発光性化合物を用いることができる。具体的に、発光性物質としては、上記ＰＤＩ以外にも、例えば、Ｒｈｏｄａｍｉｎｅ系色素（Ａｔｔｏ、Ａｌｅｘａとも呼ばれる。）、Ｃｙａｎｉｎｅ系色素（Ｃｙとも呼ばれる。）などを挙げることができる。また、半導体量子ドット（ＣｄＳｅ系）や金ナノ量子などを挙げることができる。

【0034】

発光性物質は、液晶試料中に拡散させることが好ましい。発光性物質を液晶試料中に拡散させるためには、液晶試料中に含まれる発光性物質の含有量（添加量）を１０^−８ｍｏｌ／Ｌ以下とすることが好ましい。発光性物質の含有量が多過ぎると、発光性物質が凝集してしまい、液晶試料中における液晶分子の移動や配向状態などを適切に解析することが困難となる。また、背景の目的物以外の背景のシグナルが強くなり、目的物の運動や変位を決定するのに十分なコントラストを得ることが困難となる。

【0035】

一方、発光性物質の含有量が少な過ぎると、後述するステップＳ１０２において液晶試料中における発光性物質の移動を計測することが困難となる。したがって、発光性物質の含有量の上限については、液晶試料中で発光性物質が凝集しない、若しくは目的物のコントラストを低下させない程度（濃度）とし、発光性物質の含有量の下限については、励起光により励起されて発光する発光性物質を検出できる程度とすることが好ましい。このような条件を満足する発光性物質の含有量としては、１０^−１０〜１０^−１１ｍｏｌ／Ｌの範囲とすることが特に好ましい。なお、発光性物質の含有量の下限値については、特に規定しないものの、少なくとも１０^−１９ｍｏｌ／Ｌ以上であればよい。

【0036】

なお、液晶試料は、上述した液晶や発光性物質の他にも、液晶材料として通常添加される各種の添加剤等を含有したものであってもよい。すなわち、液晶試料とは、液晶材料中に含まれる液晶分子の移動や配向状態を解析するため、この液晶材料中に更に発光性物質を所定量添加したものからなる。

【0037】

次に、図１に示すステップＳ１０２において、励起光としては、計測の障害となるような光の吸収や発光などを生じさせない光を選定することが好ましく、この励起光に対して十分低いバックグラウンドノイズレベルとなるように、波長や出力などが調整（最適化）された光を用いることが好ましい。

【0038】

具体的に、励起光を発する光源としては、単一波長（単色）の光を発するレーザー光源や発光ダイオード（ＬＥＤ）などを用いることができる。励起光としては、発光性物質を可視光域で発光させることが可能な単色光を用いることが好ましい。一般に、発光性物質は、励起光により励起されたとき、この励起光の波長よりも長波長の単色光を発することから、可視光域でも短波長側の単色光（例えば、青色光や青緑色光、緑色光など。）を用いることが好ましい。

【0039】

一般的に、発光性物質に励起光を照射し続けると、最終的には発光性物質の分解が生じて発光性物質が発光しなくなる。したがって、発光性物質の計測を行うのに十分な時間を確保するためには、発光性物質の寿命と励起光の波長や出力とのバランスを調整する必要がある。

【0040】

一方、発光性物質の分解を防ぐため、むやみに励起光の出力を小さくすると、発光性物質の検出感度の低下を招くことになる。すなわち、励起光により励起されて発光する発光性物質を検出可能とするためには、この光の検出感度との関係も考慮して、光源を選定する必要がある。

【0041】

発光性物質の計測には、例えばＣＣＤやＣＭＯＳなどの撮像素子を用いることができる。これらの撮像素子を用いた場合、画像解析により１０ナノメートル以下の高い解像度が得られることから、液晶試料中における発光物質の移動を分子レベルで計測することができる。

【0042】

また、発光性物質の計測は、時分割で行うことが好ましい。これにより、発光性物質の液晶試料中における運動挙動や変位、その変位する方向や速さなどを含む動きを計測することができる。なお、発光性物質の計測については、このような時分割による計測に必ずしも限定されるものではない。それ以外にも、例えば、一定時間内に連続的して計測を行ってもよく、ある時点で計測を単発的に行ってもよい。

【0043】

ここで、本実施形態で用いられる計測装置の一例を図２に示す。
なお、図２は、本実施形態で用いられる計測装置の構成を示す模式図である。

【0044】

図２に示す計測装置は、いわゆる倒立型顕微鏡であり、レーザー光源１と、コンデンサーレンズ２と、ダイクロイックミラー３と、対物レンズ４と、試料台５と、励起光カットフィルター６と、リレーレンズ７ａ，７ｂと、偏光子８と、シリンドリカルレンズ９と、結像レンズ１０と、撮像素子１１とを備えている。

【0045】

このうち、レーザー光源１と、コンデンサーレンズ２と、ダイクロイックミラー３とは、同一の軸線ａｘ１上において、この順で並んで配置されている。一方、試料台５と、対物レンズ４と、ダイクロイックミラー３と、励起光カットフィルター６と、リレーレンズ７ａ，７ｂと、偏光子８と、シリンドリカルレンズ９と、結像レンズ１０と、撮像素子１１とは、同一の軸線ａｘ２上において、この順で並んで配置されている。軸線ａｘ１と軸線ａｘ２とは、同一平面内で互いに直交している。軸線ａｘ１と軸線ａｘ２との交点には、ダイクロイックミラー３が配置されている。

【0046】

レーザー光源１は、アルゴンレーザーであり、励起光ＢＬとして、例えば波長４８８ｎｍの青緑色レーザー光を出射する。

【0047】

コンデンサーレンズ２は、レーザー光源１から出射された励起光ＢＬを試料台５上の液晶試料Ｓに対して平行光として照射するためのものである。

【0048】

ダイクロイックミラー３は、励起光ＢＬを試料台５に向けて反射する一方、後述する蛍光光ＹＬを撮像素子１１に向けて透過させる。

【0049】

対物レンズ４は、試料台５上の液晶試料Ｓに対して励起光ＢＬを平行光として照射するために配置される。また、対物レンズ４を軸線方向に移動させることによって、液晶試料Ｓ内の発光性物質に焦点を合わせることができる。

【0050】

試料台５は、液晶試料Ｓが載置される移動ステージである。試料台５では、ピエゾ素子等の駆動素子を用いて、液晶試料Ｓの位置をｘ軸、ｙ軸、ｚ軸方向に移動させることができる。

【0051】

液晶試料Ｓは、例えば、透明な基板の間に挟み込まれた状態で、試料台５上に載置される。液晶試料Ｓに励起光ＢＬが照射されることによって、液晶試料Ｓ中の発光性物質が励起される。これにより、発光性物質が励起光ＢＬとは異なる波長の光（蛍光光）ＹＬを発する。発光性物質が発する蛍光光ＹＬは、対物レンズ４を通過した後、ダイクロイックミラー３を透過する。

【0052】

励起光カットフィルター６は、対物レンズ４で反射しダイクロイックミラー３を透過した励起光ＢＬや、液晶試料Ｓで反射しダイクロイックミラー３を透過した励起光ＢＬ等を遮断する。

【0053】

リレーレンズ７ａ，７ｂは、撮像素子１１の撮像面の大きさに合わせて、蛍光光ＹＬのサイズを調整する。

【0054】

偏光子８は、蛍光光ＹＬのうち特定方向の偏光成分の光のみを通過させる。また、偏光子８は、蛍光光ＹＬの光路中から外すことも可能である。

【0055】

シリンドリカルレンズ９は、蛍光光ＹＬを一方向に集光させる。

【0056】

結像レンズ１０は、蛍光光ＹＬを撮像素子１１の撮像面上に結像させる。

【0057】

撮像素子１１は、ＣＣＤカメラであり、撮像面上に結像された蛍光光ＹＬを受光することによって、この蛍光光ＹＬを発する発光性物質の像を撮像する。

【0058】

また、図２に示す計測装置は、白色光源１２と、投射レンズ１３と、偏光子１４と、を備えている。偏光子１４と、投射レンズ１３と、白色光源１２とは、軸線ａｘ２上において、試料台５側から順に並んで配置されている。

【0059】

白色光源１２は、白色光ＷＬを試料台５上の試料Ｓに向けて照射する。

【0060】

投射レンズ１３は、白色光源１２から出射された白色光ＷＬを試料台５上にある液晶試料Ｓに向けて拡大投射させる。

【0061】

偏光子１４は、白色光ＷＬのうち特定方向の偏光成分の光のみを通過させる。また、偏光子１４は、白色光ＷＬの光路中から外すことも可能である。

【0062】

本実施形態では、図２に示す計測装置を用いて、液晶試料Ｓに励起光ＢＬを照射しながら、液晶試料Ｓ中で蛍光光ＹＬを発する発光性物質の計測を時分割で行う。これにより、計測時毎の発光性物質の画像が取得される。

【0063】

なお、上記偏光子８，１４については、励起光ＷＬを照射せずに白色光ＷＬを照射し、図２中の軸線ａｘ２に沿った偏光顕微鏡により、主に液晶試料Ｓ中の液晶分子の配向状態を解析する際に用いられる。一方、液晶試料Ｓ中の発光性物質の移動を計測する際は、これらの偏光子８，１４を除いた状態で、白色光ＷＬを照射せずに励起光ＢＬを照射して計測を行うことができる。

【0064】

次に、図１に示すステップＳ１０３において、取得した発光性物質の画像から、発光性物質の単位時間当たりの移動距離を求めた後、液晶試料Ｓ中に含まれる液晶分子の拡散係数を算出する。具体的に、本実施形態では、液晶試料Ｓ中に含まれる液晶分子の３次元的な移動や拡散状態、配向状態等を解析するため、液晶試料Ｓ中に含まれる液晶分子のｘ軸方向における拡散係数をＤ_ｘとし、ｙ軸方向における拡散係数をＤ_ｙとし、ｚ軸方向における拡散係数をＤ_ｚとしたときに、それぞれの拡散係数Ｄ_ｘ，Ｄ_ｙ，Ｄ_ｚを下記式（１）〜（３）の何れかにより算出して求めることができる。

【0065】

２Ｄ_ｘΔｔ＝〈｛ｘ（ｔ＋Δｔ）−ｘ（ｔ）｝^２〉 …（１）
２Ｄ_ｙΔｔ＝〈｛ｙ（ｔ＋Δｔ）−ｙ（ｔ）｝^２〉 …（２）
２Ｄ_ｚΔｔ＝〈｛ｚ（ｔ＋Δｔ）−ｚ（ｔ）｝^２〉 …（３）

【0066】

なお、上記式（１）〜（３）中において、ｘ（ｔ），ｙ（ｔ），ｚ（ｔ）は、それぞれｔ秒時における前記発光性物質の発光点の中心位置のｘ座標，ｙ座標，ｚ座標を表し、ｘ（ｔ＋Δｔ），ｙ（ｔ＋Δｔ），ｚ（ｔ＋Δｔ）は、それぞれｔ＋Δｔ秒時における前記発光性物質の発光点の中心位置のｘ座標，ｙ座標，ｚ座標を表す。

【0067】

また、上記式（１）〜（３）中の〈 〉は、平均を表し、例えば〈｛ｘ（ｔ＋Δｔ）−ｘ（ｔ）｝^２〉は、ｔ秒からｔ＋Δｔ秒までの間に発光性物質がｘ軸方向に移動する距離の二乗平均を表す。

【0068】

ここで、液晶分子の拡散係数とは、実際は発光性物質の単位時間当たりの移動距離から求める発光性物質の拡散係数である。本実施形態では、液晶試料Ｓ中における発光性物質の移動を反映して、液晶試料Ｓ中における液晶分子が同様の移動を示すと考えられることから、この液晶試料Ｓ中における発光性物質の移動を液晶試料Ｓ中における液晶分子の移動と見なして評価を行っている。

【0069】

さらに、例えば不純物等の液晶分子以外の物質が液晶試料Ｓ中に含まれている場合、液晶試料Ｓ中における発光性物質の移動を反映して、液晶試料Ｓ中における不純物等も同様の移動を示すと考えられる。したがって、この液晶試料Ｓ中における発光性物質の移動を液晶試料Ｓ中における不純物等の移動と見なして、液晶試料Ｓ中における不純物等の移動を解析することもできる。

【0070】

以上のように、本実施形態では、算出された液晶分子の拡散係数Ｄ_ｘ，Ｄ_ｙ，Ｄ_ｚから、液晶試料Ｓ中における液晶分子の移動や配向状態などを分子レベルで解析することができる。その結果、これまでには得られなかった液晶の特性評価を行うことができる。

【0071】

すなわち、本実施形態では、液晶分子の三次元的な移動や拡散状態、配向状態等の解析を行うことができる。具体的には、液晶分子の三次元的な移動の解析を１０ｎｍ以下の精度で行うことにより、液晶分子の配向状態を分子レベルで解析することが可能である。

【0072】

［液晶パネルの評価方法］
次に、本発明の一実施形態に係る液晶パネルの評価方法について説明する。
図３は、本実施形態における液晶パネルの評価方法の手順を示すフローチャートである。

【0073】

本実施形態における液晶パネルの評価方法は、図３に示すように、基板の間に液晶層が配置された液晶パネルを評価対象としたものであり、液晶層に発光性物質が添加された液晶パネルを準備するステップＳ２０１と、液晶パネルに励起光を照射しながら、液晶層中で励起されて発光する発光性物質を計測するステップＳ２０２と、発光性物質の計測結果に基づいて、液晶パネルの評価を行うステップＳ２０３と、を含む。

【0074】

すなわち、この液晶パネルの評価方法は、上述した液晶の評価方法が液晶試料Ｓを評価対象にしているのに対し、評価対象を液晶パネルとしている以外は、基本的に同じ方法（計測装置）を用いることができる。

【0075】

（液晶パネル）
ここで、液晶パネルの具体的な構成について、図４（ａ）に示す液晶パネル２０及び図４（ｂ）に示す液晶パネル３０を例に挙げて説明する。

【0076】

図４（ａ）に示す液晶パネル２０は、第１の基板２１と、第２の基板２２と、第１の基板２１と第２の基板２２との間に配置された液晶層２３とを有する。

【0077】

第１の基板２１と第２の基板２２との互いに対向する面には、液晶層２３の配向状態を制御する配向層２４ａ，２４ｂと、液晶層２３の配向状態を駆動電圧の印加により発生する電界によって変化させる透明電極２５ａ，２５ｂとがそれぞれ設けられている。

【0078】

例えば、ＴＮモードやＳＴＮモード等の水平配向型の場合には、配向層２４ａ，２４ｂは、駆動電圧の無印加時に液晶層２３の液晶分子２３ａを、基板面に対して実質的に水平な方向に配向（水平配向）させる。ここで、実質的に水平な方向には、水平及び略水平な方向が含まれる。

【0079】

一方、ＶＡモード等の垂直配向型の場合には、配向層２４ａ，２４ｂは、駆動電圧の無印加時に液晶層２３の液晶分子２３ａを、基板面に対して実質的に垂直な方向に配向（垂直配向）させる。ここで、実質的に垂直な方向には、垂直及び略垂直な方向が含まれる。

【0080】

液晶パネル２０は、パッシブマトリクス表示形式でも、アクティブマトリクス表示方式でもよい。パッシブマトリクス表示形式の場合には、例えばＳＴＮモードなどが挙げられる。ＳＴＮモードでは、第１の基板２１上の透明電極２５ａと第２の基板２２上の透明電極２５ｂとは、互いに直交するように縞状にパターニングされる。

【0081】

アクティブマトリクス表示方式の場合には、例えば、ＴＮモード、ＶＡモードなどが挙げられる。アクティブマトリクス表示方式では、複数の画素電極がマトリクス状に配列された構造を有し、各画素電極と電気的に接続された非線形アクティブ素子（図示せず。）によって、それぞれ独立に駆動が制御される。したがって、アクティブマトリクス表示方式では、透明電極２５ａ，２５ｂのうち、何れか一方が画素電極であり、もう一方が共通電極である。

【0082】

図４（ｂ）に示す液晶パネル３０は、第１の基板３１と、第２の基板３２と、第１の基板３１と第２の基板３２との間に配置された液晶層３３とを有する。

【0083】

第１の基板２１と第２の基板２２との互いに対向する面には、それぞれ液晶層２３の配向状態を制御する配向層３４ａ，３４ｂが設けられている。また、第１の基板２１の第２の基板２２と対向する面には、液晶層２３の配向状態を駆動電圧の印加により発生する電界によって変化させる透明電極３５が設けられている。

【0084】

すなわち、この液晶パネル３０では、第１の基板２１と第２の基板２２とのうち、一方の基板のみに電極が設けられた構成である。この構成は、例えばＩＰＳモード等の水平配向型に適用される。ＩＰＳモードの場合、配向層３４ａ，３４ｂは、駆動電圧の無印加時に液晶層３３の液晶分子３３ａを、基板面に対して実質的に水平な方向に配向（水平配向）させる。ＩＰＳモードの場合、透明電極３５は、共通電極と画素電極とからなる櫛歯電極を構成している。

【0085】

本実施形態では、液晶層２３に対して電界を印加した状態（駆動電圧の印加時）での計測と、液晶層２３に対して電界を印加しない状態（駆動電圧の無印加時）での計測とを行う。これにより、液晶パネル２０，３０の駆動に伴う液晶層２３，３３中における液晶分子２３ａ，３３ａの移動や配向状態などを分子レベルで解析することができる。その結果、これまでには得られなかった液晶パネル２０，３０の特性評価を行うことが可能である。

【0086】

（液晶）
次に、液晶（液晶層２３，３３）の具体例について説明する。
液晶としては、例えば、棒状液晶（ネマチック液晶、スメクチック液晶）、円盤状（ディスコチック）液晶、屈曲型液晶（バナナ液晶）、これらにキラリティーが加わった液晶などを挙げることができる。また、キラリティーが加わった液晶としては、液晶の一部又は全部がキラルなもの、液晶とキラルな非液晶とを混合したものなどを挙げることができる。

【0087】

液晶としては、発光性化合物の拡散を計測できるものであれば、単量体、二量体、三量体以上の多量体（オリゴマー）、高分子（ポリマー）の何れかを含むものであってもよい。

【0088】

＜一般式（ＬＣ）＞
棒状の液晶としては、下記一般式（ＬＣ）で表される化合物を挙げることができる。

【0089】

【化2】

【0090】

上記一般式（ＬＣ）において、Ｒ^ＬＣは、炭素原子数１〜１５のアルキル基を表す。該アルキル基中の１つ又は２つ以上のＣＨ_２基は、酸素原子が直接隣接しないように、−Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＯＯ−又は−Ｃ≡Ｃ−で置換されていてもよい。該アルキル基中の１つ又は２つ以上の水素原子は、任意にハロゲン原子に置換されていてもよい。

【0091】

Ａ^ＬＣ１及びＡ^ＬＣ２は、それぞれ独立して下記（ａ）〜（ｃ）からなる群より選ばれる基を表す。
（ａ） トランス−１，４−シクロヘキシレン基（この基中に存在する１個のＣＨ_２基又は隣接していない２個以上のＣＨ_２基は酸素原子又は硫黄原子で置換されていてもよい。）
（ｂ） １，４−フェニレン基（この基中に存在する１個のＣＨ基又は隣接していない２個以上のＣＨ基は窒素原子で置換されていてもよい。）
（ｃ） １，４−ビシクロ（２．２．２）オクチレン基、ナフタレン−２，６−ジイル基、デカヒドロナフタレン−２，６−ジイル基、１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル基、又はクロマン−２，６−ジイル基からなる群より選ばれる基
上記（ａ）〜（ｃ）の基に含まれる１つ又は２つ以上の水素原子は、それぞれ、Ｆ、Ｃｌ、ＣＦ_３又はＯＣＦ_３で置換されていてもよい。

【0092】

Ｚ^ＬＣは、単結合、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−（ＣＨ_２）_４−、−ＯＣＨ_２−、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＯＣＦ_２−、−ＣＦ_２Ｏ−、−ＣＯＯ−又は−ＯＣＯ−を表す。

【0093】

Ｙ^ＬＣは、水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基、及び炭素原子数１〜１５のアルキル基を表す。該アルキル基中の１つ又は２つ以上のＣＨ_２基は、酸素原子が直接隣接しないように、−Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＯＯ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＦ_２Ｏ−、−ＯＣＦ_２−で置換されていてもよい。該アルキル基中の１つ又は２つ以上の水素原子は、任意にハロゲン原子によって置換されていてもよい。

【0094】

ａは、１〜４の整数を表すが、ａが２、３又は４を表し、Ａ^ＬＣ１が複数存在する場合、複数存在するＡ^ＬＣ１は、同一であっても異なっていてもよく、Ｚ^ＬＣが複数存在する場合、複数存在するＺ^ＬＣは、同一であっても異なっていてもよい。

【0095】

＜一般式（ＬＣ１）及び（ＬＣ２）＞
上記一般式（ＬＣ）で表される化合物としては、下記一般式（ＬＣ１）及び（ＬＣ２）で表される化合物を挙げることができる。

【0096】

【化3】

【0097】

上記一般式（ＬＣ１）及び（ＬＣ２）において、Ｒ^ＬＣ１１及びＲ^ＬＣ２１は、それぞれ独立して炭素原子数１〜１５のアルキル基を表す。該アルキル基中の１つ又は２つ以上のＣＨ_２基は、酸素原子が直接隣接しないように、−Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＯＯ−又は−Ｃ≡Ｃ−で置換されていてもよい。該アルキル基中の１つ又は２つ以上の水素原子は、任意にハロゲン原子によって置換されていてもよい。

【0098】

Ａ^ＬＣ１１及びＡ^ＬＣ２１は、それぞれ独立して下記の何れかの構造を表す。

【0099】

【化4】

【0100】

上記構造において、シクロヘキシレン基中の１つ又は２つ以上のＣＨ_２基は、酸素原子で置換されていてもよい。１，４−フェニレン基中の１つ又は２つ以上のＣＨ基は、窒素原子で置換されていてもよい。該構造中の１つ又は２つ以上の水素原子は、Ｆ、Ｃｌ、ＣＦ_３又はＯＣＦ_３で置換されていてもよい。

【0101】

Ｘ^ＬＣ１１、Ｘ^ＬＣ１２、Ｘ^ＬＣ２１〜Ｘ^ＬＣ２３は、それぞれ独立して水素原子、Ｃｌ、Ｆ、ＣＦ_３又はＯＣＦ_３を表す。
Ｙ^ＬＣ１１及びＹ^ＬＣ２１は、それぞれ独立して水素原子、Ｃｌ、Ｆ、ＣＮ、ＣＦ_３、ＯＣＨ_２Ｆ、ＯＣＨＦ_２又はＯＣＦ_３を表す。
Ｚ^ＬＣ１１及びＺ^ＬＣ２１は、それぞれ独立して単結合、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−（ＣＨ_２）_４−、−ＯＣＨ_２−、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＯＣＦ_２−、−ＣＦ_２Ｏ−、−ＣＯＯ−又は−ＯＣＯ−を表す。
ｍ^ＬＣ１１及びｍ^ＬＣ２１は、それぞれ独立して１〜４の整数を表す。Ａ^ＬＣ１１、Ａ^ＬＣ２１、Ｚ^ＬＣ１１及びＺ^ＬＣ２１が複数存在する場合は、それらは同一であっても異なっていてもよい。

【0102】

Ｒ^ＬＣ１１及びＲ^ＬＣ２１は、それぞれ独立して炭素原子数１〜７のアルキル基、炭素原子数１〜７のアルコキシ基、炭素原子数２〜７のアルケニル基を表すことが好ましく、炭素原子数１〜５のアルキル基、炭素原子数１〜５のアルコキシ基、炭素原子数２〜５のアルケニル基を表すことがより好ましく、直鎖状であることが更に好ましい。

【0103】

アルケニル基としては、下記の構造を表すことが最も好ましい。下記構造において、環構造へは右端で結合するものとする。

【0104】

【化5】

【0105】

Ａ^ＬＣ１１及びＡ^ＬＣ２１は、それぞれ独立して下記の構造を表すことが好ましい。

【0106】

【化6】

【0107】

Ｙ^ＬＣ１１及びＹ^ＬＣ２１は、それぞれ独立してＦ、ＣＮ、ＣＦ_３又はＯＣＦ_３を表すことが好ましく、Ｆ又はＯＣＦ_３を表すことがより好ましく、Ｆを表すことが特に好ましい。
Ｚ^ＬＣ１１及びＺ^ＬＣ２１は、単結合、−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＯＣＨ_２−、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＯＣＦ_２−又は−ＣＦ_２Ｏ−を表すことが好ましく、単結合、−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＯＣＨ_２−、−ＯＣＦ_２−又は−ＣＦ_２Ｏ−を表すことがより好ましく、単結合、−ＯＣＨ_２−又は−ＣＦ_２Ｏ−を表すことが更に好ましい。
ｍ^ＬＣ１１及びｍ^ＬＣ２１は、１、２又は３の整数を表すことが好ましく、低温での保存安定性、応答速度を重視する場合には１又は２を表すことが好ましく、ネマチック相上限温度の上限値を改善するには２又は３を表すことが好ましい。

【0108】

＜一般式（ＬＣ１−ａ）〜（ＬＣ１−ｃ）＞
一般式（ＬＣ１）で表される化合物としては、下記一般式（ＬＣ１−ａ）〜（ＬＣ１−ｃ）で表される化合物を挙げることができる。

【0109】

【化7】

【0110】

上記一般式（ＬＣ１−ａ）〜（ＬＣ１−ｃ）において、Ｒ^ＬＣ１１、Ｙ^ＬＣ１１、Ｘ^ＬＣ１１及びＸ^ＬＣ１２は、それぞれ独立して上記一般式（ＬＣ１）におけるＲ^ＬＣ１１、Ｙ^ＬＣ１１、Ｘ^ＬＣ１１及びＸ^ＬＣ１２と同じ意味を表す。

【0111】

Ａ^{ＬＣ１ａ１}、Ａ^{ＬＣ１ａ２}及びＡ^{ＬＣ１ｂ１}は、トランス−１，４−シクロヘキシレン基、テトラヒドロピラン−２，５−ジイル基、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル基を表す。
Ｘ^{ＬＣ１ｂ１}、Ｘ^{ＬＣ１ｂ２}、Ｘ^{ＬＣ１ｃ１}〜Ｘ^{ＬＣ１ｃ４}は、それぞれ独立して水素原子、Ｃｌ、Ｆ、ＣＦ_３又はＯＣＦ_３を表す。

【0112】

Ｒ^ＬＣ１１は、それぞれ独立して炭素原子数１〜７のアルキル基、炭素原子数１〜７のアルコキシ基、炭素原子数２〜７のアルケニル基を表すことが好ましく、炭素原子数１〜５のアルキル基、炭素原子数１〜５のアルコキシ基、炭素原子数２〜５のアルケニル基を表すことがより好ましい。
Ｘ^ＬＣ１１〜Ｘ^{ＬＣ１ｃ４}は、それぞれ独立して水素原子又はＦを表すことが好ましい。
Ｙ^ＬＣ１１は、それぞれ独立してＦ、ＣＦ_３又はＯＣＦ_３を表すことが好ましい。

【0113】

＜一般式（ＬＣ１−ｄ）〜（ＬＣ１−ｍ）＞
一般式（ＬＣ１）で表される化合物としては、下記一般式（ＬＣ１−ｄ）〜（ＬＣ１−ｍ）で表される化合物を挙げることができる。

【0114】

【化8】

【0115】

上記一般式（ＬＣ１−ｄ）〜（ＬＣ１−ｍ）において、Ｒ^ＬＣ１１、Ｙ^ＬＣ１１、Ｘ^ＬＣ１１及びＸ^ＬＣ１２は、それぞれ独立して上記一般式（ＬＣ１）におけるＲ^ＬＣ１１、Ｙ^ＬＣ１１、Ｘ^ＬＣ１１及びＸ^ＬＣ１２と同じ意味を表す。

【0116】

Ａ^{ＬＣ１ｄ１}、Ａ^{ＬＣ１ｆ１}、Ａ^{ＬＣ１ｇ１}、Ａ^{ＬＣ１ｊ１}、Ａ^{ＬＣ１ｋ１}、Ａ^{ＬＣ１ｋ２}、Ａ^{ＬＣ１ｍ１}〜Ａ^{ＬＣ１ｍ３}は、１，４−フェニレン基、トランス−１，４−シクロヘキシレン基、テトラヒドロピラン−２，５−ジイル基、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル基を表す。
Ｘ^{ＬＣ１ｄ１}、Ｘ^{ＬＣ１ｄ２}、Ｘ^{ＬＣ１ｆ１}、Ｘ^{ＬＣ１ｆ２}、Ｘ^{ＬＣ１ｇ１}、Ｘ^{ＬＣ１ｇ２}、Ｘ^{ＬＣ１ｈ１}、Ｘ^{ＬＣ１ｈ２}、Ｘ^{ＬＣ１ｉ１}、Ｘ^{ＬＣ１ｉ２}、Ｘ^{ＬＣ１ｊ１}〜Ｘ^{ＬＣ１ｊ４}、Ｘ^{ＬＣ１ｋ１}、Ｘ^{ＬＣ１ｋ２}、Ｘ^{ＬＣ１ｍ１}及びＸ^{ＬＣ１ｍ２}は、それぞれ独立して水素原子、Ｃｌ、Ｆ、ＣＦ_３又はＯＣＦ_３を表す。
Ｚ^{ＬＣ１ｄ１}、Ｚ^{ＬＣ１ｅ１}、Ｚ^{ＬＣ１ｊ１}、Ｚ^{ＬＣ１ｋ１}、Ｚ^{ＬＣ１ｍ１}は、それぞれ独立して単結合、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−（ＣＨ_２）_４−、−ＯＣＨ_２−、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＯＣＦ_２−、−ＣＦ_２Ｏ−、−ＣＯＯ−又は−ＯＣＯ−を表す。

【0117】

Ｒ^ＬＣ１１は、それぞれ独立して炭素原子数１〜７のアルキル基、炭素原子数１〜７のアルコキシ基、炭素原子数２〜７のアルケニル基を表すことが好ましく、炭素原子数１〜５のアルキル基、炭素原子数１〜５のアルコキシ基、炭素原子数２〜５のアルケニル基を表すことがより好ましい。
Ｘ^ＬＣ１１〜Ｘ^{ＬＣ１ｍ２}は、それぞれ独立して水素原子又はＦを表すことが好ましい。
Ｙ^ＬＣ１１は、それぞれ独立してＦ、ＣＦ_３又はＯＣＦ_３を表すことが好ましい。
Ｚ^{ＬＣ１ｄ１}〜Ｚ^{ＬＣ１ｍ１}は、それぞれ独立して−ＣＦ_２Ｏ−、−ＯＣＨ_２−を表すことが好ましい。

【0118】

＜一般式（ＬＣ２−ａ）〜（ＬＣ２−ｇ）＞
一般式（ＬＣ２）で表される化合物としては、下記一般式（ＬＣ２−ａ）〜（ＬＣ２−ｇ）で表される化合物を挙げることができる。

【0119】

【化9】

【0120】

上記一般式（ＬＣ２−ａ）〜（ＬＣ２−ｇ）において、Ｒ^ＬＣ２１、Ｙ^ＬＣ２１、Ｘ^ＬＣ２１〜Ｘ^ＬＣ２３は、それぞれ独立して上記一般式（ＬＣ２）におけるＲ^ＬＣ２１、Ｙ^ＬＣ２１、Ｘ^ＬＣ２１〜Ｘ^ＬＣ２３と同じ意味を表す。
Ｘ^{ＬＣ２ｄ１}〜Ｘ^{ＬＣ２ｄ４}、Ｘ^{ＬＣ２ｅ１}〜Ｘ^{ＬＣ２ｅ４}、Ｘ^{ＬＣ２ｆ１}〜Ｘ^{ＬＣ２ｆ４}及びＸ^{ＬＣ２ｇ１}〜Ｘ^{ＬＣ２ｇ４}は、それぞれ独立して水素原子、Ｃｌ、Ｆ、ＣＦ_３又はＯＣＦ_３を表す。
Ｚ^{ＬＣ２ａ１}、Ｚ^{ＬＣ２ｂ１}、Ｚ^{ＬＣ２ｃ１}、Ｚ^{ＬＣ２ｄ１}、Ｚ^{ＬＣ２ｅ１}、Ｚ^{ＬＣ２ｆ１}及びＺ^{ＬＣ２ｇ１}は、それぞれ独立して単結合、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−（ＣＨ_２）_４−、−ＯＣＨ_２−、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＯＣＦ_２−、−ＣＦ_２Ｏ−、−ＣＯＯ−又は−ＯＣＯ−を表す。

【0121】

Ｒ^ＬＣ２１は、それぞれ独立して炭素原子数１〜７のアルキル基、炭素原子数１〜７のアルコキシ基、炭素原子数２〜７のアルケニル基を表すことが好ましく、炭素原子数１〜５のアルキル基、炭素原子数１〜５のアルコキシ基、炭素原子数２〜５のアルケニル基を表すことがより好ましい。
Ｘ^ＬＣ２１〜Ｘ^{ＬＣ２ｇ４}は、それぞれ独立して水素原子又はＦが好ましい。
Ｙ^ＬＣ２１は、それぞれ独立してＦ、ＣＦ_３又はＯＣＦ_３を表すことが好ましい。
Ｚ^{ＬＣ２ａ１}〜Ｚ^{ＬＣ２ｇ４}は、それぞれ独立して−ＣＦ_２Ｏ−、−ＯＣＨ_２−を表すことが好ましい。

【0122】

＜一般式（ＬＣ３）〜（ＬＣ５）＞
上記一般式（ＬＣ）で表される化合物としては、下記一般式（ＬＣ３）〜（ＬＣ５）で表される化合物を挙げることができる。

【0123】

【化10】

【0124】

上記一般式（ＬＣ３）〜（ＬＣ５）において、Ｒ^ＬＣ３１、Ｒ^ＬＣ３２、Ｒ^ＬＣ４１、Ｒ^ＬＣ４２、Ｒ^ＬＣ５１及びＲ^ＬＣ５２は、それぞれ独立して炭素原子数１〜１５のアルキル基を表す。該アルキル基中の１つ又は２つ以上のＣＨ_２基は、酸素原子が直接隣接しないように、−Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＯＯ−又は−Ｃ≡Ｃ−で置換されてよい。該アルキル基中の１つ又は２つ以上の水素原子は、任意にハロゲン原子によって置換されていてもよい。

【0125】

Ａ^ＬＣ３１、Ａ^ＬＣ３２、Ａ^ＬＣ４１、Ａ^ＬＣ４２、Ａ^ＬＣ５１及びＡ^ＬＣ５２は、それぞれ独立して下記の何れかの構造を表す。

【0126】

【化11】

【0127】

上記構造において、シクロヘキシレン基中の１つ又は２つ以上のＣＨ_２基は、酸素原子で置換されていてもよい。１，４−フェニレン基中の１つ又は２つ以上のＣＨ基は、窒素原子で置換されていてもよい。該構造中の１つ又は２つ以上の水素原子は、Ｃｌ、ＣＦ_３又はＯＣＦ_３で置換されていてもよい。

【0128】

Ｚ^ＬＣ３１、Ｚ^ＬＣ３２、Ｚ^ＬＣ４１、Ｚ^ＬＣ４２、Ｚ^ＬＣ５１及びＺ^ＬＣ５１は、それぞれ独立して単結合、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−（ＣＨ_２）_４−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＨ_２−、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＯＣＦ_２−又は−ＣＦ_２Ｏ−を表す。
Ｚ^５は、ＣＨ_２基又は酸素原子を表す。
Ｘ^ＬＣ４１は、水素原子又はフッ素原子を表す。
ｍ^ＬＣ３１、ｍ^ＬＣ３２、ｍ^ＬＣ４１、ｍ^ＬＣ４２、ｍ^ＬＣ５１及びｍ^ＬＣ５２は、それぞれ独立して０〜３の整数を表し、ｍ^ＬＣ３１＋ｍ^ＬＣ３２、ｍ^ＬＣ４１＋ｍ^ＬＣ４２及びｍ^ＬＣ５１＋ｍ^ＬＣ５２は、１、２又は３である。Ａ^ＬＣ３１〜Ａ^ＬＣ５２、Ｚ^ＬＣ３１〜Ｚ^ＬＣ５２が複数存在する場合は、それらは同一であっても異なっていてもよい。

【0129】

Ｒ^ＬＣ３１〜Ｒ^ＬＣ５２は、それぞれ独立して炭素原子数１〜７のアルキル基、炭素原子数１〜７のアルコキシ基、炭素原子数２〜７のアルケニル基を表すことが好ましい。

【0130】

アルケニル基としては、下記の構造を表すことが最も好ましい。下記構造において、環構造へは右端で結合するものとする。

【0131】

【化12】

【0132】

Ａ^ＬＣ３１〜Ａ^ＬＣ５２は、それぞれ独立して下記の構造を表すことが好ましい。

【0133】

【化13】

【0134】

Ｚ^ＬＣ３１〜Ｚ^ＬＣ５１は、それぞれ独立して単結合、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＣＦ_２Ｏ−、−ＯＣＦ_２−又は−ＯＣＨ_２−を表すことが好ましい。

【0135】

＜一般式（ＬＣ３−ａ）及び（ＬＣ３−ｂ）＞
一般式（ＬＣ３）で表される化合物としては、下記一般式（ＬＣ３−ａ）及び（ＬＣ３−ｂ）で表される化合物を挙げることができる。

【0136】

【化14】

【0137】

上記一般式（ＬＣ３−ａ）及び（ＬＣ３−ｂ）において、Ｒ^ＬＣ３１、Ｒ^ＬＣ３２、Ａ^ＬＣ３１及びＺ^ＬＣ３１は、それぞれ独立して上記一般式（ＬＣ３）におけるＲ^ＬＣ３１、Ｒ^ＬＣ３２、Ａ^ＬＣ３１及びＺ^ＬＣ３１と同じ意味を表す。

【0138】

Ｘ^{ＬＣ３ｂ１}〜Ｘ^{ＬＣ３ｂ６}は、水素原子又はフッ素原子を表すが、Ｘ^{ＬＣ３ｂ１}及びＸ^{ＬＣ３ｂ２}又はＸ^{ＬＣ３ｂ３}及びＸ^{ＬＣ３ｂ４}のうちの少なくとも一方の組み合わせは共にフッ素原子を表す。
ｍ^{ＬＣ３ａ１}は、１、２又は３の整数を表し、ｍ_{ＬＣ３ｂ１}は、０又は１の整数を表す。Ａ^ＬＣ３１及びＺ^ＬＣ３１が複数存在する場合は、それらは同一であっても異なっていてもよい。

【0139】

Ｒ^ＬＣ３１及びＲ^ＬＣ３２は、それぞれ独立して炭素原子数１〜７のアルキル基、炭素原子数１〜７のアルコキシ基、炭素原子数２〜７のアルケニル基又は炭素原子数２〜７のアルケニルオキシ基を表すことが好ましい。
Ａ^ＬＣ３１は、１，４−フェニレン基、トランス−１，４−シクロヘキシレン基、テトラヒドロピラン−２，５−ジイル基、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル基を表すことが好ましく、１，４−フェニレン基、トランス−１，４−シクロヘキシレン基を表すことがより好ましい。
Ｚ^ＬＣ３１は、単結合、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ_２ＣＨ_２−を表すことが好ましく、単結合を表すことがより好ましい。

【0140】

＜一般式（ＬＣ３−ａ１）〜（ＬＣ３−ａ４）＞
一般式（ＬＣ３−ａ）で表される化合物としては、下記一般式（ＬＣ３−ａ１）〜（ＬＣ３−ａ４）で表される化合物を挙げることができる。

【0141】

【化15】

【0142】

上記一般式（ＬＣ３−ａ１）〜（ＬＣ３−ａ４）において、Ｒ^ＬＣ３１及びＲ^ＬＣ３２は、それぞれ独立して上記一般式（ＬＣ３）におけるＲ^ＬＣ３１及びＲ^ＬＣ３２と同じ意味を表す。

【0143】

Ｒ^ＬＣ３１及びＲ^ＬＣ３２は、それぞれ独立して炭素原子数１〜７のアルキル基、炭素原子数１〜７のアルコキシ基、炭素原子数２〜７のアルケニル基を表すことが好ましく、Ｒ^ＬＣ３１が炭素原子数１〜７のアルキル基を表し、Ｒ^ＬＣ３２が炭素原子数１〜７のアルコキシ基を表すことがより好ましい。

【0144】

＜一般式（ＬＣ３−ｂ１）〜（ＬＣ３−ｂ１２）＞
一般式（ＬＣ３−ｂ）で表される化合物としては、下記一般式（ＬＣ３−ｂ１）〜（ＬＣ３−ｂ１２）で表される化合物を挙げることができる。その中でも、一般式（ＬＣ３−ｂ１）、（ＬＣ３−ｂ６）、（ＬＣ３−ｂ８）、（ＬＣ３−ｂ１１）で表される化合物であることがより好ましく、一般式（ＬＣ３−ｂ１）及び（ＬＣ３−ｂ６）で表される化合物であることが更に好ましく、一般式（ＬＣ３−ｂ１）で表される化合物であることが最も好ましい。

【0145】

【化16】

【0146】

上記一般式（ＬＣ３−ｂ１）〜（ＬＣ３−ｂ１２）において、Ｒ^ＬＣ３１及びＲ^ＬＣ３２は、それぞれ独立して上記一般式（ＬＣ３）におけるＲ^ＬＣ３１及びＲ^ＬＣ３２と同じ意味を表す。

【0147】

Ｒ^ＬＣ３１及びＲ^ＬＣ３２は、それぞれ独立して炭素原子数１〜７のアルキル基、炭素原子数１〜７のアルコキシ基、炭素原子数２〜７のアルケニル基を表すことが好ましく、Ｒ^ＬＣ３１が炭素原子数２又は３のアルキル基を表し、Ｒ^ＬＣ３２が炭素原子数２のアルキル基を表すことがより好ましい。

【0148】

＜一般式（ＬＣ４−ａ）〜（ＬＣ４−ｃ）＞
＜一般式（ＬＣ５−ａ）〜（ＬＣ５−ｃ）＞
一般式（ＬＣ４）で表される化合物としては、下記一般式（ＬＣ４−ａ）〜（ＬＣ４−ｃ）で表される化合物を挙げることができる。一般式（ＬＣ５）で表される化合物としては、下記一般式（ＬＣ５−ａ）〜（ＬＣ５−ｃ）で表される化合物を挙げることができる。

【0149】

【化17】

【0150】

上記一般式（ＬＣ４−ａ）〜（ＬＣ４−ｃ）において、Ｒ^ＬＣ４１、Ｒ^ＬＣ４２及びＸ^ＬＣ４１は、それぞれ独立して上記一般式（ＬＣ４）におけるＲ^ＬＣ４１、Ｒ^ＬＣ４２及びＸ^ＬＣ４１と同じ意味を表す。上記一般式（ＬＣ５−ａ）〜（ＬＣ５−ｃ）において、Ｒ^ＬＣ５１及びＲ^ＬＣ５２は、それぞれ独立して上記一般式（ＬＣ５）におけるＲ^ＬＣ５１及びＲ^ＬＣ５２と同じ意味を表す。

【0151】

Ｚ^{ＬＣ４ａ１}、Ｚ^{ＬＣ４ｂ１}、Ｚ^{ＬＣ４ｃ１}及びＺ^{ＬＣ５ａ１}、Ｚ^{ＬＣ５ｂ１}、Ｚ^{ＬＣ５ｃ１}は、それぞれ独立して単結合、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−（ＣＨ_２）_４−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＨ_２−、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＯＣＦ_２−又は−ＣＦ_２Ｏ−を表す。

【0152】

Ｒ^ＬＣ４１、Ｒ^ＬＣ４２及びＲ^ＬＣ５１、Ｒ^ＬＣ５２は、それぞれ独立して炭素原子数１〜７のアルキル基、炭素原子数１〜７のアルコキシ基、炭素原子数２〜７のアルケニル基又は炭素原子数２〜７のアルケニルオキシ基を表すことが好ましい。
Ｚ^{ＬＣ４ａ１}、Ｚ^{ＬＣ４ｂ１}、Ｚ^{ＬＣ４ｃ１}及びＺ^{ＬＣ５ａ１}、Ｚ^{ＬＣ５ｂ１}、Ｚ^{ＬＣ５ｃ１}は、それぞれ独立して単結合、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ_２ＣＨ_２−を表すことが好ましく、単結合を表すことがより好ましい。

【0153】

＜一般式（ＬＣ６）＞
一般式（ＬＣ）で表される化合物としては、下記一般式（ＬＣ６）で表される化合物を挙げることができる。

【0154】

【化18】

【0155】

上記一般式（ＬＣ６）において、Ｒ^ＬＣ６１及びＲ^ＬＣ６２は、それぞれ独立して炭素原子数１〜１５のアルキル基を表す。該アルキル基中の１つ又は２つ以上のＣＨ_２基は、酸素原子が直接隣接しないように、−Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＯＯ−又は−Ｃ≡Ｃ−で置換されてよい。該アルキル基中の１つ又は２つ以上の水素原子は、任意にハロゲン置換されていてもよい。

【0156】

Ａ^ＬＣ６１〜Ａ^ＬＣ６３は、それぞれ独立して下記の構造を表すことが好ましい。

【0157】

【化19】

【0158】

上記構造において、シクロヘキシレン基中の１つ又は２つ以上のＣＨ_２ＣＨ_２基は、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ_２Ｏ−、−ＯＣＦ_２−で置換されていてもよい。１，４−フェニレン基中１つ又は２つ以上のＣＨ基は、窒素原子で置換されていてもよい。

【0159】

Ｚ^ＬＣ６１及びＺ^ＬＣ６２は、それぞれ独立して単結合、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−（ＣＨ_２）_４−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＨ_２−、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＯＣＦ_２−又は−ＣＦ_２Ｏ−を表す。
ｍ^ｉｉｉ１は、０〜３の整数を表す。

【0160】

Ｒ^ＬＣ６１及びＲ^ＬＣ６２は、それぞれ独立して炭素原子数１〜７のアルキル基、炭素原子数１〜７のアルコキシ基、炭素原子数２〜７のアルケニル基を表すことが好ましい。

【0161】

アルケニル基としては、下記の構造を表すことが最も好ましい。下記構造において、環構造へは右端で結合するものとする。

【0162】

【化20】

【0163】

Ａ^ＬＣ６１〜Ａ^ＬＣ６３は、それぞれ独立して下記の構造を表すことが好ましい。

【0164】

【化21】

【0165】

Ｚ^ＬＣ６１及びＺ^ＬＣ６２は、それぞれ独立して単結合、−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＨ_２−、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＯＣＦ_２−又は−ＣＦ_２Ｏ−を表すことが好ましい。

【0166】

＜一般式（ＬＣ６−ａ）〜（ＬＣ６−ｍ）＞
一般式（ＬＣ６）で表される化合物としては、下記一般式（ＬＣ６−ａ）〜（ＬＣ６−ｍ）で表される化合物を挙げることができる。

【0167】

【化22】

【0168】

上記一般式（ＬＣ６−ａ）〜（ＬＣ６−ｍ）において、Ｒ^ＬＣ６１及びＲ^ＬＣ６２は、それぞれ独立して炭素原子数１〜７のアルキル基、炭素原子数１〜７のアルコキシ基、炭素原子数２〜７のアルケニル基又は炭素原子数２〜７のアルケニルオキシ基を表す。

【0169】

（その他）
なお、本発明は、上記実施形態のものに必ずしも限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。

【0170】

例えば、上記実施形態では、液晶試料Ｓ中おける液晶分子の３次元的な移動や拡散状態、配向状態などを解析するため、液晶試料Ｓ中に含まれる液晶分子のｘ軸、ｙ軸、ｚ軸方向における拡散係数Ｄ_ｘ，Ｄ_ｙ，Ｄ_ｚを算出する場合について説明したが、液晶分子の拡散係数については、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸方向の何れか１つ（１軸方向）の拡散係数Ｄ_ｘ，Ｄ_ｙ，Ｄ_ｚを求める場合であっても、何れか２つ（２軸方向）の拡散係数Ｄ_ｘ，Ｄ_ｙ，Ｄ_ｚを求める場合であってもよい。

【0171】

また、本実施形態では、上述した拡散係数Ｄ_ｘ，Ｄ_ｙ，Ｄ_ｚを算出する場合に限らず、計測結果に基づいて、液晶や液晶パネル２０，３０の評価を多面的に行うことが可能である。例えば、計測結果に基づいて、液晶の粘性を評価したり、液晶パネル２０，３０の液晶層２３，３３が配置される側の面（画素電極や配向層など。）の状態を評価したりすることが可能である。また、液晶パネル２０，３０を製造する際の検査工程に本実施形態の評価方法を適用することも可能である。

【0172】

また、本実施形態で用いられる計測装置についても、上記図２に示す構成のものに限定されるものではなく、本実施形態の計測方法に合わせて最適な計測装置を適宜選択して用いることが可能である。

【実施例】

【0173】

以下、実施例により本発明の効果をより明らかなものとする。なお、本発明は、以下の実施例に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することができる。

【0174】

（参考試料）
本実施例では、液晶の評価を行う前に、参考試料を準備し、この参考試料の計測を行った。具体的には、先ず、厚さ０．１５ｍｍの顕微鏡用カバーガラスを、エタノールと１Ｍの水酸化カリウム水溶液とでそれぞれ交互に２０分間超音波洗浄し、最後に超純水で１０分間超音波洗浄した。その後、この基板を窒素ガスで十分乾燥させた。

【0175】

次に、球形の蛍光微粒子を含む水溶液（商品名：ＦＳ０２Ｆ、Ｂａｎｇｓ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ社製）を純水で２０００倍に希釈した溶液とし、この溶液を上記カバーガラスの上に１００μＬ滴下し、スピンコーター（商品名：Ｋ−３５９ Ｓ−１、共和理研社製）を用いて３０００ｒｐｍの条件で３０秒間スピンコートした。その後、この基板を３時間真空乾燥することで、カバーガラス上に蛍光微粒子が散りばめられた参考試料を作製した。

【0176】

次に、参照試料におけるカバーガラス上の蛍光微粒子の様子を原子間力顕微鏡(商品名：ＭＰＦ−３Ｄ、Ａｓｙｌｕｍ Ｒｅｓｅａｒｃｈ社製)で測定した。その結果、蛍光微粒子は厚さ７.０ｎｍの状態で凝集されることなく、基板上に単拡散されていることを確認した。

【0177】

次に、上記図２に示す計測装置と同様の倒立型顕微鏡（商品名：ＩＸ７１、オリンパス社製）を準備した。そして、参照試料を試料台に載置した後、励起光源としてＡｒ−Ｋｒイオンレーザー(商品名：Ｉｎｎｏｖａ、Ｃｏｈｅｒｅｎｔ社製）から励起光を導入し、ダイクロイックミラー（商品名：ＦＦ４９５−Ｄｉ２−２５×３６、Ｓｅｍｒｏｃｋ社製)で反射させ、対物レンズ（×１００ 商品名：ＵＰＬＳＡＰＯ Ｎ．Ａ．１．３ Ｏｉｌ−ｉｍｍｅｒｓｉｏｎ、Ｏｌｙｍｐｕｓ社製）を通して参照試料に落斜型の励起光を照射した。

【0178】

次に、参照試料の蛍光微粒子から発せられる２次元蛍光像を励起光カットフィルター（商品名：ＦＦ０２−５２５/４０−２５ Ｂａｎｄ−ｐａｓｓ ｆｉｌｔｅｒ ４９８−５５４ｎｍ、Ｓｅｍｒｏｃｋ社製)、シリンドリカルレンズ（円筒面比良凸レンズｆ＝２００−７００ｍｍ、シグマ光機社製）の順で通過させた後、ＥＭ−ＣＣＤ（ｉＸｏｎ、ＡｎｄｏｒＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ社製）に結像するように光路内のレンズの位置を調整した。さらに、参照試料の蛍光微粒子の発光画像が円状になる位置をＺ＝０ｎｍとした。この位置では焦点が蛍光微粒子に合っている状態となる。

【0179】

次に、以下の方法により蛍光微粒子の焦点を上下にずらした際に発光画像がどのように変化していくのかを計測した。試料台については、ピエゾステージ（商品名：ＮＳ４３１２−Ｃ、Ｎａｎｏ Ｃｏｎｔｒｏｌ社製）を３軸コントローラー（商品名：ＮＣ３３０１−ＣＮａｎｏ Ｃｏｎｔｒｏｌ社製）でＺ＝−５００ｎｍからＺ＝＋５００ｎｍまで２５ｎｍ/秒の速度で動かすことで、参照試料を垂直（ｚ軸）方向に移動させながら、参照試料の蛍光微粒子からの発光画像を０．１秒毎に５００枚撮影した。

【0180】

ここで、任意のｚ座標に対して発光点の縦と横の比が一つに決定されるような画像を取得した。その取得した画像を図５（ａ）に示す。この時間ｔ［秒］において観察された発光画像のｚ座標は、Ｚ＝２５ｔ−５００［ｎｍ］として表すことができる。また、Ｚ＝±５００［ｎｍ］範囲内の発光点に対して以下の２次元ガウス関数でフィッティングを施した解析像を取得した。その取得した画像を図５（ｂ）に示す。

【0181】

【数1】

【0182】

上式において、ｈは、発光ピーク値を表す。ｘ_０及びｙ_０は、それぞれ発光点の中心のＸ座標及びｙ座標を表す。Ｗ_ｘ（Ｚ）及びＷ_ｙ（Ｚ）は、それぞれＺにおけるｘ軸及びｙ軸方向のそれぞれ発光点の幅を表す。ｂは、バックグラウンドに相当する。

【0183】

次に、個々のＺに対してのＷ_ｘ（Ｚ）及びＷ_ｙ（Ｚ）の値を取得した後、ｘｙ平面上の発光点のｘ軸方向の分散Ｗ_ｘ（Ｚ）をｘｙ平面上の発光点のｘ軸方向の分散Ｗ_ｙ（Ｚ）で除した値Ｗ_ｘ（Ｚ）／Ｗ_ｙ（Ｚ）を求めた。そして、このＷ_ｘ（Ｚ）／Ｗ_ｙ（Ｚ）とＺとの関係を示す曲線を得た。この曲線を図６に示す。そして、この曲線を後述する液晶試料１のｚ座標を決定するための校正曲線として用いた。

【0184】

（液晶試料１）
次に、評価対象となる液晶試料１を準備した。具体的には、厚さ０．１５ｍｍの顕微鏡用カバーガラスと、厚さ０．７ｍｍのスライドガラスとを、エタノールと１Ｍの水酸化カリウム水溶液とでそれぞれ交互に２０分間超音波洗浄した。最後に超純水で１０分間超音波洗浄した。この２枚の基板を窒素ガスで十分乾燥させた後、各基板を厚さ８．６μｍのギャップとなるようにＵＶ効果性のエポキシ樹脂（商品名：Ｎｏｒｌａｎｄ Ｏｐｔｉｃａｌ Ａｄｈｅｓｉｖｅ ６１ 、Ｎｏｒｌａｎｄ社製）で固定した。

【0185】

次に、室温でネマチック相を示す液晶（商品名：ＲＤ−００１、ＤＩＣ社製）中に、発光性物質として、Ｎ,Ｎ’−ジオクチル−３,４,９,１０−ぺリレンジイミド（ＰＤＩ）（Ａｒｄｒｉｃｈ社製）を１０−１０Ｍの濃度となるように混合させた混合物（流動体）を用意し、この混合物を上記２枚のガラス基板の間に毛細管現象により注入した。これにより、厚さ８．６μｍのギャップを持つ基板の間に挟み込まれた液晶試料１を作製した。

【0186】

次に、液晶試料１を計測装置の試料台に顕微鏡カバーガラスが下になるように置き、液晶試料１と白色光源との間及び液晶試料１とＥＭ−ＣＣＤとの間に、それぞれ偏光子を直交クロス二コルの関係となるようにセットした。このとき、励起光は液晶試料１に入射しないようにシャッターによりカットした。

【0187】

次に、白色光源を点灯し、液晶試料１をｘｙ平面内に回転させたときの画像をＥＭ−ＣＣＤで観察したところ、様々な色のポリドメインの画像が得られた。したがって、液晶試料１中に含まれる液晶組成物については、明確な消光位が観察されないことからも、モノドメインに配向していないことを確認した。

【0188】

次に、上記２枚の偏光子を除き、白色光源を消灯した後、励起光のシャッターを開き、落斜型の励起光を液晶試料１に照射した。

【0189】

次に、時間ｔ［秒］の間に時分割で発光性物質の発光画像を取得した。具体的には、試料台を動かさずに、１５秒間に発光性物質の画像を０．０３０秒毎に５００枚撮影した。取得した発光性物質の発光画像を図７（ａ），（ｂ）に示す。なお、図７（ａ）は、液晶試料１のｔ秒時に得られたｘｙ平面内における発光性物質の発光画像である。図７（ｂ）は、液晶試料１のｔ＋Δｔ秒時に得られたｘｙ平面内における発光性物質の発光画像である。

【0190】

図７（ａ），（ｂ）に示すように、発光性物質は、図７（ａ）に示すｔ秒時の位置からΔｔ秒後に図７（ａ）に示すｔ＋Δｔ秒時の位置へとｘｙ平面内で拡散により移動していることがわかる。また、図７（ａ），（ｂ）に示す発光性物質の発光画像において発光点のｘ軸方向の幅とｙ方向の幅の比が変化していることから、ｔ秒からｔ＋Δｔ秒までの間に、発光物質はｚ軸方向へも拡散して移動していることがわかる。

【0191】

次に、図７（ａ），（ｂ）に示す発光性物質の発光画像から、ｔ秒時における発光点の中心位置のｘ座標ｘ（ｔ）及びｙ座標ｙ（ｔ）と、ｔ＋Δｔ時における発光点の中心位置のｘ座標ｘ（ｔ＋Δｔ）及びｙ座標ｙ（ｔ＋Δｔ）とを、それぞれ２次元ガウスフィッティングにより決定した。

【0192】

次に、ｘ座標のｘ（ｔ）及びｘ（ｔ＋Δｔ）における発光点の中心位置から、液晶試料１のｘ軸方向における拡散係数Ｄ_ｘを上記式（１）を用いて算出した。同様に、ｙ座標のｙ（ｔ）及びｙ（ｔ＋Δｔ）における発光点の中心位置から、液晶試料１のｙ軸方向における拡散係数Ｄ_ｙを上記式（２）を用いて算出した。

【0193】

また、図７（ａ）に示す発光性物質のｔ秒時における発光画像から、発光性物質のｔ秒時における発光点の２次元ガウスフィッティング像を図８（ａ）に示すように決定した。なお、図８（ａ）中において、左側は、図７（ａ）に示す発光性物質のｔ秒時における発光画像を示し、右側は、その２次元ガウスフィッティング像を示す。そして、この２次元ガウスフィッティング像から、ｔ秒時における発光点のＷ_ｘ（Ｚ（ｔ））／Ｗ_ｙ（Ｚ（ｔ））の値を決定した。さらに、このＷ_ｘ（Ｚ（ｔ））／Ｗ_ｙ（Ｚ（ｔ））の値を図６に示す校正曲線に代入することで、ｔ秒時における発光性物質のＺ位置Ｚ（ｔ）を決定した。

【0194】

同様に、図７（ｂ）に示す発光性物質のｔ＋Δｔ秒時における発光画像から、発光性物質のｔ＋Δｔ秒時における発光点の２次元ガウスフィッティング像を図８（ｂ）に示すように決定した。なお、図８（ｂ）中において、左側は、図７（ｂ）に示す発光性物質のｔ＋Δｔ秒時における発光画像を示し、右側は、その２次元ガウスフィッティング像を示す。そして、この２次元ガウスフィッティング像から、ｔ＋Δｔ秒時における発光点のＷ_ｘ（Ｚ（ｔ＋Δｔ））／Ｗ_ｙ（Ｚ（ｔ＋Δｔ））の値を決定した。さらに、このＷ_ｘ（Ｚ（ｔ＋Δｔ））／Ｗ_ｙ（Ｚ（ｔ＋Δｔ））の値を図６に示す校正曲線に代入することで、ｔ＋Δｔ秒時における発光性物質のＺ位置Ｚ（ｔ＋Δｔ）を決定した。

【0195】

そして、液晶試料１のｚ軸方向における拡散係数Ｄ_ｚは、これらＺ（ｔ）及びＺ（ｔ＋Δｔ）の位置から、上記式（３）を用いて算出した。

【0196】

次に、上記式（１）から算出された液晶試料１のｘ軸方向における拡散係数Ｄ_ｘのヒストグラムを図９（ａ）に示す。また、上記式（２）から算出された液晶試料１のｙ軸方向における拡散係数Ｄ_ｙのヒストグラムを図９（ｂ）に示す。また、上記式（３）から算出された液晶試料１のｚ軸方向における拡散係数Ｄ_ｚのヒストグラムを図９（ｃ）に示す。

【0197】

図９（ａ）〜（ｃ）に示す結果から、液晶試料１の各拡散係数Ｄ_ｘ、Ｄ_ｙ、Ｄ_ｚの平均値Ｄ_ｘａｖｅ、Ｄ_ｙａｖｅ、Ｄ_ｚａｖｅは、それぞれ０．６７、０．８０、０．６１［μｍ^２／ｓ］であった。

【0198】

液晶試料１では、液晶がモノドメインに配向していないことから、液晶試料１の各拡散係数Ｄ_ｘ、Ｄ_ｙ、Ｄ_ｚについては、明確な違いが観測されないと考えられる。また、ギャップが８．６μｍの薄さにも関わらず、ｚ軸方向の拡散の様子が１μｍ以下の精度で得られることがわかる。

【符号の説明】

【0199】

１…レーザー光源 ２…コンデンサーレンズ ３…ダイクロイックミラー ４…対物レンズ ５…試料台 ６…励起光カットフィルター ７ａ，７ｂ…リレーレンズ ８…偏光子 ９…シリンドリカルレンズ １０…結像レンズ １１…撮像素子 １２…白色光源 １３…投射レンズ １４…偏光子 Ｓ…試料 ＢＬ…励起光 ＹＬ…蛍光光
２０，３０…液晶パネル ２１，３１…第１の基板 ２２，３２…第２の基板 ２３，３３…液晶層 ２３ａ，３３ａ…液晶分子 ２４ａ，２４ｂ、３４ａ，３４ｂ…配向層 ２５ａ，２５ｂ、３５…透明電極

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】