特許 7077199 光学測定装置および配向度測定方法

(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】

(24)【登録日】2022-05-20

(45)【発行日】2022-05-30

(54)【発明の名称】光学測定装置および配向度測定方法

(51)【国際特許分類】

   G01N 21/21 20060101AFI20220523BHJP

   G01N 21/19 20060101ALI20220523BHJP

   G01N 21/27 20060101ALI20220523BHJP

【ＦＩ】

G01N21/21 Z

G01N21/19

G01N21/27 Z

【請求項の数】 12

(21)【出願番号】P 2018186510

(22)【出願日】2018-10-01

(65)【公開番号】P2020056648

(43)【公開日】2020-04-09

【審査請求日】2021-01-14

(73)【特許権者】

【識別番号】306037311

【氏名又は名称】富士フイルム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100152984

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 秀明

(74)【代理人】

【識別番号】100148080

【弁理士】

【氏名又は名称】三橋 史生

(72)【発明者】

【氏名】▲濱▼地 洋平

(72)【発明者】

【氏名】佐野 貴之

【審査官】嶋田 行志

(56)【参考文献】

【文献】特開平０４－２１６９２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－１１１４７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－１８９６６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００６／０２１５１５９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１８／０４３４３８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開昭５８－０８７４４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－１５１５５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１２／０３１４１５９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１０－０３３０５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００９／０２２７７８２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１４－２１１４２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－０１７９０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０５８４４３２２（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｎ ２１／００－Ｇ０１Ｎ ２１／６１

Ｂ２９Ｃ ５５／００－Ｂ２９Ｃ ５５／３０

Ｂ２９Ｃ ６１／００－Ｂ２９Ｃ ６１／１０

Ｇ０２Ｂ ５／３０

ＪＳＴＰｌｕｓ／ＪＳＴ７５８０／ＪＳＴＣｈｉｎａ（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

測定対象を保持する保持部と、
前記保持部に、直線偏光を照射する第１光照射部と、
前記保持部に、直線偏光を照射する第２光照射部と、
前記保持部を挟んで、前記第１光照射部が照射した光を受光する第１受光部と、
前記保持部を挟んで、前記第２光照射部が照射した光を受光する第２受光部と、
前記第１受光部および第２受光部が受光した光を分光して測光する分光光度計と、
前記保持部に保持された測定対象の温度調節を行う温度調節手段、前記保持部に保持された測定対象を延伸する延伸手段、および、前記保持部に保持された測定対象に光を照射する光照射手段の、少なくとも１つと、を有し、かつ、
前記第１光照射部および前記第２光照射部は、前記保持部における前記測定対象の保持面において、偏光方向が互いに直交するように、Ｐ波を前記保持部に照射し、または、Ｓ波を前記保持部に照射するものであり、
さらに、前記第１光照射部および前記第２光照射部は、出射するＰ波またはＳ波が、前記保持部の保持面において直交するように配置される、光学測定装置。

【請求項2】

前記第１光照射部および前記第２光照射部が、Ｐ波を前記保持部に照射する、請求項１に記載の光学測定装置。

【請求項3】

前記温度調節手段を有する、請求項１または２に記載の光学測定装置。

【請求項4】

前記第１光照射部および前記第２光照射部が、可視光の全波長域を含む直線偏光を前記保持部に照射する、請求項１～３のいずれか１項に記載の光学測定装置。

【請求項5】

前記第１光照射部および前記第２光照射部が、前記保持部に保持される前記測定対象の垂線に対して１°以上の角度で、前記保持部に直線偏光を照射する、請求項１～４のいずれか１項に記載の光学測定装置。

【請求項6】

前記分光光度計による測光結果から、前記第１光照射部および前記第２光照射部が出射した光の透過率を算出する透過率算出手段と、
前記透過率算出手段が算出した透過率から、吸光度を算出する吸光度算出手段と、
前記吸光度算出手段が算出した吸光度から、配向度を算出する配向度算出手段と、を有する、請求項１～５のいずれか１項に記載の光学測定装置。

【請求項7】

偏光板となる測定対象に、前記偏光板の透過軸方向または吸収軸方向に偏光するＳ波またはＰ波である第１の測定光、および、前記偏光板の前記第１の測定光とは異なる軸方向の直線偏光であり、かつ、入射面に対する偏光方向が前記第１の測定光と等しい第２の測定光を、前記偏光板の表面において直交するように入射し、前記測定対象を透過した前記第１の測定光および前記第２の測定光を分光して測光することを、配向を促進する配向促進処理を前記測定対象に施しつつ行い、
前記測定対象を透過した前記第１の測定光および前記第２の測定光の測光結果から、前記測定対象に対する前記第１の測定光および前記第２の測定光の透過率を算出し、
前記算出した透過率から、前記測定対象の吸光度を算出し、
前記算出した吸光度から、前記測定対象の配向度を算出することを特徴とする、配向度測定方法。

【請求項8】

前記第１の測定光および前記第２の測定光として、前記測定対象にＰ波を入射する、請求項７に記載の配向度測定方法。

【請求項9】

前記配向促進処理として、前記測定対象の加熱および冷却の少なくとも一方を行う、請求項７または８に記載の配向度測定方法。

【請求項10】

前記第１の測定光および前記第２の測定光が、可視光の全波長域を含む、請求項７～９のいずれか１項に記載の配向度測定方法。

【請求項11】

前記測定対象が、二色性物質および棒状液晶化合物を含有する塗膜を有する積層体である、請求項７～１０のいずれか１項に記載の配向度測定方法。

【請求項12】

前記積層体から前記塗膜を除いた基準サンプルを用い、
前記測定対象と同様にして、前記基準サンプルを透過した前記第１の測定光および前記第２の測定光を測光し、
前記基準サンプルの透過光の測光結果を用いて、前記測定対象を透過した前記第１の測定光および前記第２の測定光の測光結果から、前記測定対象に対する前記第１の測定光および前記第２の測定光の透過率を算出する、請求項１１に記載の配向度測定方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、偏光板の製造における配向度を測定するための光学測定装置、および、配向度測定方法に関する。

【背景技術】

【0002】

有機エレクトロルミネセンス表示装置に用いられる反射防止板、および、液晶ディスプレイ等に、一方向の直線偏光のみを選択的に透過する偏光板が用いられている。

【0003】

偏光板は、一例として、以下のように作製される。
まず、基材の表面に配向膜を形成する。次いで、この配向膜に、棒状液晶化合物と二色性色素等の二色性物質を含む組成物を塗布して、乾燥することで、塗膜を形成する。次いで、塗膜を加熱処理することで、二色性物質を配向させる配向促進工程（熟成工程）を行う。配向促進工程を終了したら、紫外線照射等によって塗膜（組成物）を硬化して、偏光板を作製する。

【0004】

このような偏光板において、高い偏光度を得るためには、配向度を高くする必要が有る。そのためには、偏光板の配向度を測定する必要がある。
配向度（偏光二色性）の測定装置として、例えば特許文献１には、互いに異なる偏光方向で配置された３個以上の偏光板と、この偏光板に対抗させた光センサと、光センサの出力に対して、偏光方向と偏光板、試料透過光強度との間の連続関係式から透過光強度の最大値および最小値、その値に対する偏光方向を算出するデータ処理装置とを有し、偏光板と光センサとの間に試料を配置する装置が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開平６－２２９９０９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

配向度の高い偏光板を得るためには、配向促進工程における配向度の変化すなわち分子挙動を把握する必要がある。例えば、上述した二色性物質を用いる偏光板であれば、塗膜の加熱処理を行う配向促進工程における配向度の変化すなわち二色性物質の挙動を把握する必要が有る。
そのためには、配向促進工程における配向度の変化を、時間経過に応じてリアルタイムで測定する必要が有る。
しかしながら、現状では、偏光板の製造における配向促進工程において、配向度の変化をリアルタイムに測定できる技術は、実現されていない。

【0007】

本発明の目的は、このような従来技術の問題点を解決することにあり、偏光板の製造における配向促進工程での配向度の変化を、リアルタイムに測定することを可能にする光学測定装置、および、配向度の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】

【0008】

この課題を解決するために、本発明は、以下の構成を有する。
［１］測定対象を保持する保持部と、
保持部に、直線偏光を照射する第１光照射部と、
保持部に、直線偏光を照射する第２光照射部と、
保持部を挟んで、第１光照射部が照射した光を受光する第１受光部と、
保持部を挟んで、第２光照射部が照射した光を受光する第２受光部と、
第１受光部および第２受光部が受光した光を分光して測光する分光光度計と、
保持部に保持された測定対象の温度調節を行う温度調節手段、保持部に保持された測定対象を延伸する延伸手段、および、保持部に保持された測定対象に光を照射する光照射手段の、少なくとも１つと、を有し、かつ、
第１光照射部および第２光照射部は、保持部における測定対象の保持面において、偏光方向が互いに直交する直線偏光を照射する、光学測定装置。
［２］ 第１光照射部および第２光照射部が、Ｐ波を保持部に照射する、または、第１光照射部および第２光照射部が、Ｓ波を保持部に照射する、［１］に記載の光学測定装置。
［３］ 第１光照射部および第２光照射部が、Ｐ波を保持部に照射する、［２］に記載の光学測定装置。
［４］ 温度調節手段を有する、［１］～［３］のいずれかに記載の光学測定装置。
［５］ 第１光照射部および第２光照射部が、可視光の全波長域を含む直線偏光を保持部に照射する、［１］～［４］のいずれかに記載の光学測定装置。
［６］ 第１光照射部および第２光照射部が、保持部に保持される測定対象の垂線に対して１°以上の角度で、保持部に直線偏光を照射する、［１］～［５］のいずれかに記載の光学測定装置。
［７］ 分光光度計による測光結果から、第１光照射部および第２光照射部が出射した光の透過率を算出する透過率算出手段と、透過率算出手段が算出した透過率から、吸光度を算出する吸光度算出手段と、吸光度算出手段が算出した吸光度から、配向度を算出する配向度算出手段と、を有する、［１］～［６］のいずれかに記載の光学測定装置。
［８］ 偏光板となる測定対象に、偏光板の透過軸方向または吸収軸方向の直線偏光である第１の測定光、および、偏光板の第１の測定光とは異なる軸方向の直線偏光である第２の測定光を入射し、測定対象を透過した第１の測定光および第２の測定光を分光して測光することを、配向を促進する配向促進処理を測定対象に施しつつ行い、
測定対象を透過した第１の測定光および第２の測定光の測光結果から、測定対象に対する第１の測定光および第２の測定光の透過率を算出し、
算出した透過率から、測定対象の吸光度を算出し、
算出した吸光度から、測定対象の配向度を算出することを特徴とする、配向度測定方法。
［９］ 第１の測定光および第２の測定光として、測定対象にＰ波を入射する、または、第１の測定光および第２の測定光として、測定対象にＳ波を入射する、［８］に記載の配向度測定方法。
［１０］ 第１の測定光および第２の測定光として、測定対象にＰ波を入射する、［９］に記載の配向度測定方法。
［１１］ 配向促進処理として、測定対象の加熱および冷却の少なくとも一方を行う、［８］～［１０］のいずれかに記載の配向度測定方法。
［１２］ 第１の測定光および第２の測定光が、可視光の全波長域を含む、［８］～［１１］のいずれかに記載の配向度測定方法。
［１３］ 測定対象が、二色性物質および棒状液晶化合物を含有する塗膜を有する積層体である、［８］～［１２］のいずれかに記載の配向度測定方法。
［１４］ 積層体から塗膜を除いた基準サンプルを用い、
測定対象と同様にして、基準サンプルを透過した第１の測定光および第２の測定光を測光し、基準サンプルの透過光の測光結果を用いて、測定対象を透過した第１の測定光および第２の測定光の測光結果から、測定対象に対する第１の測定光および第２の測定光の透過率を算出する、［１３］に記載の配向度測定方法。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、偏光板の製造における配向促進工程での配向度の変化を、リアルタイムに測定できる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の光学測定装置の一例を概念的に示す図である。

【図2】図１に示す光学測定装置を説明するための概念図である。

【図3】図１に示す光学測定装置を説明するための概念図である。

【図4】本発明の光学測定装置の別の例を説明するための概念図である。

【図5】配向促進処理の処理時間と、温度および配向度との関係の一例を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明の光学測定装置および配向度測定方法について、添付の図面に示される好適実施例を基に、詳細に説明する。

【0012】

図１に、本発明の配向度の測定方法を実施する、本発明の光学測定装置の一例を概念的に示す。
図１に示す光学測定装置１０は、保持部１２に保持されたサンプルＳの配向度を測定するための装置で、光照射光学系１４と、受光光学系１６と、第１分光光度計１８ａおよび第２分光光度計１８ｂと、温度調節手段２０と、温度測定手段２４と、信号発生器２６と、データ処理部３０とを有して構成される。

【0013】

本発明において、測定対象であるサンプルＳは、偏光板（偏光子、偏光フィルム）の製造において、配向を促進するための配向促進工程（配向度付与工程）に供される状態のものである。サンプルＳには、制限はなく、偏光板（直線偏光板）の製造において配向促進工程に供される状態の公知の物が、各種、利用可能である。一例として、透明な基材と、基材の一面に形成された配向膜と、配向膜の表面に形成された二色性物質および棒状液晶化合物を含む組成物の塗膜と、を有するサンプルＳが例示される。なお、二色性物質とは、二色性色素のように二色性を発現する物質である。
配向促進工程としては、加熱および冷却等の温度調節を行う熟成による配向促進工程、延伸による配向促進工程、および、紫外線照射等の光照射による配向促進工程等が例示される。従って、サンプルＳとしては、上述した二色性色素等の加熱によって配向される化合物を含有する塗膜を有するサンプルに加え、ヨウ素を含有するポリビニルアルコールフィルムのように延伸によって配向される化合物を含むプラスチックフィルム、および、光照射によって配向される光配向性の化合物を含有する塗膜を有するサンプル、等が例示される。
図示例の光学測定装置１０は、一例として、サンプルＳの温度調節を行うことにより、サンプルＳに配向促進処理を行う装置であり、サンプルＳの加熱および／または冷却を行う温度調節手段２０を有する。

【0014】

保持部１２は、サンプルＳを保持する部位である。
保持部１２によるサンプルＳの保持方法には、制限はなく、公知のシート状物の保持方法が、各種利用可能である。保持部１２としては、一例として、サンプルＳを載置して保持する台、サンプルＳの端部全周を把持する枠体、および、サンプルＳの端部を部分的に把持して張力を掛けて平面状に保持する冶具等が例示される。中でも、サンプルＳを載置する台は、保持部１２として好適に利用される。以下の説明では、サンプルＳを載置して保持する台を、便宜的に『サンプル台』とも言う。
ここで、後述するが、光学測定装置１０は、サンプルＳの透過光を測光して、配向度を測定する。従って、サンプルＳを載置するサンプル台は、光照射光学系１４が照射する直線偏光に対して、十分な透過性を有するのが好ましい。一例として、光学測定装置１０は、可視光の全波長域で配向度を算出するのが好ましいので、サンプルＳを載置するサンプル台としては、石英ガラス製のサンプル台が好適に例示される。

【0015】

光照射光学系１４は、保持部１２に保持されたサンプルＳに、サンプルＳの表面において偏光方向が互いに直交する２つの直線偏光を照射する光学系である。
図示例において、光照射光学系１４は、光源３４と、第１光照射部３６ａおよび第２光照射部３６ｂとを有する。

【0016】

光源３４は、サンプルＳの配向度を測定するための測定光を照射する光源である。
光源３４には、制限はなく、サンプルＳが対応する偏光板が対象とする波長域を含む光を照射可能であれば、公知の光源が、各種、利用可能である。
すなわち、サンプルＳが対応する偏光板が可視光全域を直線偏光とする用途に用いられる場合には、可視光の波長域を全て含む光を照射可能な光源が利用される。また、サンプルＳが対応する偏光板が紫外線を選択的に直線偏光とする用途に用いられる場合には、対応する紫外線の波長域を全て含む光を照射可能な光源が利用される。なお、本発明において、可視光とは、３８０～７８０ｎｍの波長域の光である。

【0017】

なお、本発明においては、可視光の全波長域を対象として、サンプルＳの透過光を各波長に分光してサンプルＳの透過光量を測光して、後述するように各波長毎に配向度を算出し、各波長毎の配向度から、サンプルＳの配向度を算出するのが好ましい。
従って、光源３４としては、可視光の全波長域を含む光を照射可能な光源が好適に用いられる。このような光源３４としては、ハロゲンランプおよびキセノンランプ等が例示される。

【0018】

光源３４が照射した光は、光ファイバ３８によって伝搬されて、分波器４０によって等光量に二分割される。分波器４０によって分波された光は、一方は光ファイバ４２ａによって第１光照射部３６ａに伝搬され、もう一方は、光ファイバ４２ｂによって第２光照射部３６ｂに伝搬される。
第１光照射部３６ａおよび第２光照射部３６ｂは、直線偏光（測定光）をサンプルＳに照射するものである。第１光照射部３６ａおよび第２光照射部３６ｂは、共に、光源３４が照射した光を直線偏光にする偏光板と、偏光板による直線偏光を保持部１２が保持したサンプルＳに照射する投光レンズ（集光レンズ）とを有する。
第１光照射部３６ａおよび第２光照射部３６ｂで、用いる偏光板および投光レンズは、共に、公知のものが全て利用可能である。

【0019】

なお、図１においては、光学測定装置１０の構成を明確にするために、第１光照射部３６ａおよび第２光照射部３６ｂは、対面するように示している。しかしながら、実際には、第１光照射部３６ａおよび第２光照射部３６ｂは、図２に概念的に示すように、出射する直線偏光（一点鎖線）がサンプルＳ（保持部１２）の表面において直交するように、配置される。すなわち、第１光照射部３６ａおよび第２光照射部３６ｂは、投光レンズの光軸が直交するように、配置される。

【0020】

第１光照射部３６ａおよび第２光照射部３６ｂは、保持部１２が保持したサンプルＳの表面において、偏光方向が互いに直交する方向の直線偏光を照射する。従って、第１光照射部３６ａおよび第２光照射部３６ｂは、サンプルＳの表面において、照射する直線偏光の偏光方向が互いに直交するように、偏光板の透過軸の方向、および、光の照射方向を設定される。
なお、本発明において、保持部１２が保持したサンプルＳの表面とは、サンプルＳを載置するサンプル台の表面、および、サンプルＳの端部全周を把持する枠体が成す面などの、保持部１２によるサンプルＳの保持面と、同義に扱うことができる。以下の説明では、保持部１２が保持したサンプルＳの表面を、単に『サンプルＳの表面』とも言う。
光学測定装置１０においては、図２および図３に概念的に示すように、第１光照射部３６ａは、矢印ｘ方向の直線偏光（第１の測定光）をサンプルＳに照射する。また、第２光照射部３６ｂは、矢印ｘ方向と直交する矢印ｙ方向の直線偏光（第２の測定光）をサンプルＳに照射する。

【0021】

これに対応して、サンプルＳは、吸収軸の方向を、第１光照射部３６ａが照射する直線偏光の偏光方向（ｘ方向）に一致して、保持部１２に配置される。従って、サンプルＳは、透過軸の方向を、第２光照射部３６ｂが照射する直線偏光の偏光方向（ｙ方向）と一致して配置される。あるいは、保持部１２に保持されるサンプルＳは、透過軸および吸収軸の方向を、上記と逆にして配置されてもよい。
一般的に、偏光板においては、配向膜における配向方向が吸収軸方向で、吸収軸と直交する方向が透過軸となる。

【0022】

好ましくは、第１光照射部３６ａおよび第２光照射部３６ｂは、共にＰ波（Ｐ偏光）をサンプルＳに照射する。または、好ましくは、第１光照射部３６ａおよび第２光照射部３６ｂは、共にＳ波（Ｓ偏光）をサンプルＳに照射する。より好ましくは、図２および図３に示すように、第１光照射部３６ａおよび第２光照射部３６ｂは、共にＰ波をサンプルＳに照射する。
従って、第１光照射部３６ａおよび第２光照射部３６ｂは、図２および図３に示すように、互いが照射する直線偏光が、サンプルＳの表面で直交するように配置されるのが好ましい。

【0023】

本発明においては、サンプルＳの表面において、第１光照射部３６ａおよび第２光照射部３６ｂが出射する直線偏光の偏光方向が直交すれば、第１光照射部３６ａおよび第２光照射部３６ｂの位置関係は、各種の構成が利用可能である。
例えば、第１光照射部３６ａおよび第２光照射部３６ｂを直線上で対向するように配置して、図４に概念的に示されるように、互いが照射する直線偏光がサンプルＳの表面で直線状となるようにしてもよい。

【0024】

ここで、図４に示される例では、サンプルＳの表面で、第１光照射部３６ａおよび第２光照射部３６ｂが出射する直線偏光の偏光方向が直交するためには、第１光照射部３６ａが照射するｘ方向の直線偏光はＰ波になり、第２光照射部３６ｂが照射するｙ方向の直線偏光はＳ波になる。周知のように、Ｐ波とＳ波とでは、媒体に入射した際の反射率が異なり、Ｓ波の方が反射率が高い。すなわち、Ｐ波とＳ波とでは、媒体に入射した際の透過率は、Ｐ波の方が高い。
後述するが、本発明においては、配向促進処理をサンプルＳに行いつつ、吸収軸方向および透過軸方向の直線偏光をサンプルＳに入射して、サンプルＳを透過した透過光を測光することで、配向度を測定する。従って、サンプルＳに、Ｐ波およびＳ波を入射すると、２つの直線偏光の透過率が異なるために、透過軸と吸収軸との間で、評価すべき数値に根本的な差異が生じてしまう。
すなわち、第１光照射部３６ａと第２光照射部３６ｂとで、照射する直線偏光の入射面と直線偏光の偏光方向（すなわち偏波面）とが成す角度が互いに異なると、測定された配向度に誤差が生じてしまい、測定結果の補正等が必要になる。

【0025】

これに対して、本発明においては、好ましくは、図２および図３に示すように、第１光照射部３６ａおよび第２光照射部３６ｂが、共にＰ波をサンプルＳに照射し、または、共にＳ波をサンプルＳに照射する。これにより、入射面と偏波面とが成す角度の違いに起因する、２つの直線偏光の透過率の差を無くして、配向度の測定を正確に行うことが可能になる。
より好ましくは、第１光照射部３６ａおよび第２光照射部３６ｂがサンプルＳに照射する直線偏光を、共にＰ波とすることにより、サンプルＳを透過する直線偏光の透過率を高くして、より高効率な配向度の測定を行うことができる。
第１光照射部３６ａおよび第２光照射部３６ｂが出射する直線偏光は、Ｐ波同士またはＳ波同士が最も好ましい。すなわち、本発明においては、第１光照射部３６ａおよび第２光照射部３６ｂが出射する直線偏光は、入射面と偏波面とが成す角度が、０°（ｐ波）または９０°（Ｓ波）であるのが最も好ましい。しかしながら、第１光照射部３６ａおよび第２光照射部３６ｂが出射する直線偏光は、入射面と偏波面とが成す角度が、好ましくは０°±５°または９０°±５°の範囲、より好ましくは０°±２．５°または９０°±２．５°の範囲であれば、後述するように配向度の変化の傾向を知見するのに十分な精度で配向度を測定できる。

【0026】

本発明において、第１光照射部３６ａが照射する直線偏光の偏光方向と、第２光照射部３６ｂが照射する直線偏光の偏光方向とが成す角度は、サンプルＳ上において、直交すなわち９０°から、若干、ズレていてもよい。
すなわち、第１光照射部３６ａが照射する直線偏光の偏光方向と、第２光照射部３６ｂが照射する直線偏光の偏光方向とは、サンプルＳの透過軸方向および／または吸収軸方向と、若干、ズレていてもよい。また、第１光照射部３６ａが照射する直線偏光と、第２光照射部３６ｂが照射する直線偏光とが成す角度は、９０°から、若干、ズレてもよい。

【0027】

後述するが、本発明は、透過軸方向の直線偏光と吸収軸方向の直線偏光をサンプルＳに入射して、透過光の測光結果からサンプルＳの配向度を測定することを、サンプルＳに配向促進処理を施しつつ行う。配向促進処理とは、偏光板の製造における配向促進工程と同様の処理である。図示例においては、配向促進処理として、サンプルＳの加熱および／または冷却（熟成）を行う。
本発明によれば、これにより、偏光板の製造における配向促進工程での配向度の変化を検出できる。その結果、本発明を用いることで、偏光板の製造において、高い配向度すなわち高い偏光度が得られるように、配向促進工程における処理条件を決定できる。
従って、本発明においては、配向促進処理における処理時間の経過および処理条件の変化に対する、配向度の変化の傾向が知見できれば、ある程度の目的を達成できる。
以上の点を考慮すると、本発明において、第１光照射部３６ａと第２光照射部３６ｂとが照射する直線偏光の偏光方向は、サンプルＳの表面において、完全に直交（９０°）していなくてもよい。
すなわち、本発明において、サンプルＳの表面において第１光照射部３６ａと第２光照射部３６ｂとが照射する直線偏光の偏光方向が直交するとは、実質的には、サンプルＳの表面において、２つの直線偏光の偏光方向が成す角度が９０°±１０°以内であることを示す。サンプルＳの表面において、２つの直線偏光の偏光方向が成す角度は９０°±５°以内であるのが好ましく、９０°すなわち直交が最も好ましい。

【0028】

第１光照射部３６ａおよび第２光照射部３６ｂからの直線偏光の出射方向は、サンプルＳを透過した２つの透過光を、個々に独立して測定できれば、制限はない。
具体的には、第１光照射部３６ａおよび第２光照射部３６ｂは、サンプルＳの表面の垂線（法線）に対して、１°以上の角度でサンプルＳに直線偏光を照射するのが好ましい。
ここで、透過率を考慮すれば、第１光照射部３６ａおよび第２光照射部３６ｂは、Ｐ波をブリュースター角で入射するのが好ましい。しかしながら、サンプルＳは、例えば、基材に配向膜を形成し、配向膜に組成物の塗膜を形成したものである。このようなサンプルＳに、大きな角度で光を入射すると、屈折率の異なる各層の界面で光が反射されて、測定される透過率に誤差を生じてしまう。
この点を考慮すると、第１光照射部３６ａおよび第２光照射部３６ｂは、サンプルＳの表面の垂線に対して１５°～４５°の角度でサンプルＳに直線偏光を照射するのが好ましく、２５°～３５°の角度でサンプルＳに直線偏光を照射するのがより好ましい。

【0029】

第１光照射部３６ａおよび第２光照射部３６ｂが照射した直線偏光は、サンプルＳおよび保持部１２を透過して、受光光学系１６に受光される。
受光光学系１６は、第１光照射部３６ａが照射してサンプルＳを透過した透過光を受光する第１受光部４８ａと、第２光照射部３６ｂが照射してサンプルＳを透過した透過光を受光する第２受光部４８ｂとを有する。従って、第１光照射部３６ａと第１受光部４８ａとは、光軸を一致するのが好ましい。同様に、第２光照射部３６ｂと第２受光部４８ｂとは、光軸を一致するのが好ましい。
第１受光部４８ａは、受光レンズ５０ａと光ファイバ５２ａとを有する。第２受光部４８ｂは、受光レンズ５０ｂと光ファイバ５２ｂとを有する。受光レンズ（集光レンズ）および光ファイバは、公知のものを用いればよい。

【0030】

第１受光部４８ａが受光した透過光は、受光レンズ５０ａによって集光されて、光ファイバ５２ａによって伝搬されて、第１分光光度計１８ａによって測光される。他方、第２受光部４８ｂが受光した透過光は、受光レンズ５０ｂによって集光されて、光ファイバ５２ｂによって伝搬されて、第２分光光度計１８ｂによって測光される。
第１分光光度計１８ａおよび第２分光光度計１８ｂは、共に、公知の分光光度計であり、受光したサンプルＳの透過光を分光して、各波長毎の強度を測光する。
なお、第１分光光度計１８ａおよび第２分光光度計１８ｂが測光する波長の間隔、すなわち分光の程度には、制限はなく、公知の偏光板の配向度の測定方法と同様に、適宜、決定すればよい。第１分光光度計１８ａおよび第２分光光度計１８ｂが測光する波長の間隔は、１０ｎｍ間隔以下が好ましく、５ｎｍ間隔以下がより好ましい。

【0031】

第１分光光度計１８ａおよび第２分光光度計１８ｂによる測光結果は、データ処理部３０に供給される。
データ処理部３０については、後に詳述する。

【0032】

光学測定装置１０は温度調節手段を有する。温度調節手段２０は、保持部１２に保持されたサンプルＳの温度を調節するものである。
すなわち、サンプルＳは、偏光板の製造における配向促進工程において、加熱および／または冷却による熟成によって配向を促進される偏光板に対応するものである。これに対応して、光学測定装置１０は、偏光板の製造における配向促進工程を模したサンプルＳの加熱および／または冷却を行うことによって、サンプルＳの配向促進処理を行う。

【0033】

温度調節手段２０によるサンプルＳの温度調節方法には、制限はなく、温風供給手段、冷風供給手段、赤外線ヒータ等の各種のヒータ、ペルチェ素子による冷却手段、保持部１２を含む経路で加熱媒体を循環する手段、保持部１２を含む経路で冷却媒体を循環する手段等、公知のシート状物の温度調節手段が、各種、利用可能である。
また、温度調節手段２０によるサンプルＳの温度調節の範囲にも、制限はなく、サンプルＳに応じて、適宜、設定すればよい。例えば、サンプルＳが、上述したように二色性物質および棒状液晶化合物を含有する塗膜を有する場合には、温度調節の範囲としては、一例として、２０～２００℃の範囲が例示される。

【0034】

なお、上述したように、本発明においては、偏光板に対応するサンプルＰの配向促進処理は、温度調節による熟成以外にも、延伸による配向促進処理および紫外線照射等の光照射による配向促進処理も利用可能である。
また、このような配向促進処理の複数を行ってもよい。この際には、複数の配向促進処理は、同時に行っても、順次、行ってもよい。

【0035】

これに対応して、本発明の光学測定装置１０は、偏光板の製造における延伸による配向促進工程を模して保持部１２が保持したサンプルＳを延伸する、延伸手段を有してもよい。また、本発明の光学測定装置１０は、偏光板の製造における光照射による配向促進工程を模して保持部１２が保持したサンプルＳに光を照射する、光照射手段を有してもよい。
本発明の光学測定装置１０は、延伸手段および光照射手段の一方のみを有するものでも。両方を有するものでもよい。また、延伸手段および／または光照射手段は、温度調節手段２０に変えて設けてもよく、温度調節手段２０に加えて設けてもよい。

【0036】

延伸手段には、制限はなく、偏光板の製造において、配向促進工程で用いられる延伸手段が、各種、利用可能である。
また、光照射手段にも、制限はなく、偏光板の製造において、配向促進工程で用いられる光照射手段が、各種、利用可能である。なお、本発明の光学測定装置において、サンプルＳの配向促進処理に光照射手段を用いる場合には、光照射手段が照射した光が、第１受光部４８ａの受光レンズ５０ａ、および、第２受光部４８ｂの受光レンズ５０ｂに入射しないようにするのが好ましい。また、本発明の光学測定装置において、サンプルＳの配向促進に光照射手段を用いる場合には、光照射光学系１４と、配向促進処理を行う光照射手段とで、異なる波長の光を照射するようにするのも好ましい。

【0037】

温度測定手段２４は、保持部１２に保持されたサンプルＳの温度を測定して、測定結果をデータ処理部３０に供給するものである。
温度測定手段２４によるサンプルＳの温度測定方法には、制限はなく、熱電対および放射温度計等の公知の温度測定方法が、各種、利用可能である。
なお、本発明では、サンプルＳを載置するサンプル台などの保持部１２の温度を測定して、保持部１２の温度をサンプルＳの温度としてもよい。

【0038】

信号発生器２６は、第１分光光度計１８ａおよび第２分光光度計２８ｂ、ならびに、温度測定手段２４に、計測を行うことを指示する、サンプリング信号を送るものである。サンプリング信号には、制限はないが、例えば、パルス信号が例示される。
信号発生器２６は、第１分光光度計１８ａ、第２分光光度計２８ｂおよび温度測定手段２４に、同じタイミングでサンプリング信号を出力する。第１分光光度計１８ａおよび第２分光光度計２８ｂは、信号発生器２６からサンプリング信号を受けた時点で、受光した透過光の測光を行い、温度測定手段２４は、信号発生器２６からサンプリング信号を受けた時点で、サンプルＳの温度測定を行う。
上述したように、第１分光光度計１８ａおよび第２分光光度計２８ｂは、透過光の測光結果を、温度測定手段２４はサンプルＳの温度測定結果を、共に、データ処理部３０に供給する。

【0039】

本発明の光学測定装置１０において、データ処理部３０は、好ましい態様として設けられるものである。
データ処理部３０は、第１分光光度計１８ａおよび第２分光光度計２８ｂが測光したサンプルＳの透過光の各波長毎の測光結果から、第１光照射部３６ａおよび第２光照射部３６ｂが照射した直線偏光のサンプルＳの透過率を、各波長毎に算出する。次いで、データ処理部３０は、算出した透過率から、第１光照射部３６ａおよび第２光照射部３６ｂが照射した直線偏光のサンプルＳによる吸光度を、各波長毎に算出する。次いで、データ処理部３０は、算出した吸光度から、サンプルＳの配向度を、各波長毎に算出する。さらに、データ処理部３０は、算出したサンプルＳの各波長毎の配向度から、サンプルＳの配向度を算出する。
さらに、データ処理部３０は、サンプルＳの配向度を算出したら、配向促進処理の処理時間と、算出したサンプルＳの配向度と、温度測定手段２４から供給された温度測定結果とを対応付けして、出力する。
以上の点については、後に詳述する。

【0040】

このようなデータ処理部３０は、例えば、パーソナルコンピュータ、ノート型コンピュータおよびタブレットコンピュータ等を利用して構成すればよい。
また、透過率の算出、または、透過率の算出および吸光度の算出は、データ処理部３０ではなく、第１分光光度計１８ａおよび第２分光光度計２８ｂで行ってもよい。

【0041】

以下、光学測定装置１０の作用を説明することにより、本発明の光学測定装置および配向度測定方法について、より詳細に説明する。

【0042】

まず、サンプルＳを保持部１２に保持させる。保持部１２は、一例として、サンプルＳを載置して保持するサンプル台とする。
本例においては、一例として、サンプルＳは、基材の表面に配向膜を有し、配向膜の表面に、二色性物質と棒状液晶化合物とを含有する組成物を塗布して乾燥した塗膜を形成したものとする。
サンプルＳは、一例として、吸収軸の方向を、第１光照射部３６ａが照射する直線偏光の偏光方向（矢印ｘ方向）に一致し、透過軸の方向を、第２光照射部３６ｂが照射する直線偏光の偏光方向（矢印ｙ方向）に一致してサンプル台に載置される。
また、本例では、サンプルＳは、可視光全域を直線偏光にする偏光板に対応するものであり、可視光全域に対応して、サンプルＳの配向度を測定する。

【0043】

サンプル台にサンプルＳを載置したら、光源３４すなわち第１光照射部３６ａおよび第２光照射部３６ｂを駆動する。これにより、第１光照射部３６ａが照射したサンプルＳの吸収軸方向の直線偏光（第１の測定光）、および、第２光照射部が照射したサンプルＳの透過軸方向の直線偏光（第２の測定光）が、サンプルＳに入射する。
第１光照射部３６ａが照射したサンプルＳの吸収軸方向の直線偏光は、サンプルＳおよびサンプル台を透過して、第１受光部４８ａの受光レンズ５０ａに入射し、光ファイバ５２ａを伝搬して、第１分光光度計１８ａに入射する。
他方、第２光照射部３６ｂが照射したサンプルＳの吸収軸方向の直線偏光は、サンプルＳおよびサンプル台を透過して、第２受光部４８ｂの受光レンズ５０ｂに入射し、光ファイバ５２ｂを伝搬して、第２分光光度計１８ｂに入射する。

【0044】

第１光照射部３６ａおよび第２光照射部３６ｂを駆動したら、次いで、温度調節手段２０を駆動して、サンプルＳを加熱および／または冷却して配向を促進する、配向促進処理を開始する。
サンプルＳの温度調節には制限はなく、実際の偏光板の製造における、配向促進工程（熟成工程）での加熱および／または冷却を模した、各種の態様が利用可能である。従って、サンプルＳの温度調節は、加熱（昇温）のみでもよく、加熱後に冷却（降温）してもよく、加熱および冷却後に、再度、加熱するものでもよく、加熱と冷却とを、複数回、繰り返すものでもよい。
配向促進処理を開始したら、信号発生器２６が、パルス信号等のサンプリング信号を、第１分光光度計１８ａ、第２分光光度計１８ｂおよび温度測定手段２４に、同時に出力する。また、データ処理部３０は、配向促進処理を開始からの経過時間を計測する。
サンプリング信号を受けた第１分光光度計１８ａは、第１光照射部３６ａが出射して、サンプルＳおよびサンプル台を透過した、吸収軸方向の直線偏光の透過光を、可視光全域で各波長毎に分光して測光し、測光結果をデータ処理部３０に供給する。
また、サンプリング信号を受けた第２分光光度計１８ｂは、第２光照射部３６ｂが出射して、サンプルＳおよびサンプル台を透過した、透過軸方向の直線偏光の透過光を、可視光全域で各波長毎に分光して測光し、測光結果をデータ処理部３０に供給する。
さらに、サンプリング信号を受けた温度測定手段２４は、その時点におけるサンプルＳの温度を測定して、温度測定結果をデータ処理部３０に供給する。

【0045】

データ処理部３０は、第１分光光度計１８ａから供給された透過光の測光結果から、各波長毎に、サンプルＳを透過した吸収軸方向の直線偏光の透過率を算出する。
また、データ処理部３０は、第２分光光度計１８ｂから供給された透過光の測光結果から、各波長毎に、サンプルＳを透過した透過軸方向の直線偏光の透過率を算出する。
透過率の算出は、公知の方法で行えばよい。例えば、入射光量Ｉ₀および透過光量Ｉを用いて『透過率Ｔ＝Ｉ／Ｉ₀』で算出すればよい。

【0046】

ここで、前述のように、サンプルＳは、基材の表面に配向膜を有し、配向膜の表面に、二色性物質と棒状液晶化合物とを含有する組成物を塗布して乾燥した塗膜を形成したものである。
そのため、予め、塗膜を有さない、基材および配向膜のみの基準サンプルを作製して、基準サンプルの透過光を第１分光光度計１８ａおよび第２分光光度計１８ｂで測光しておき、データ処理部３０は、この基準サンプルの測光結果を用いて、透過率を算出するのが好ましい。
一例として、上述の透過率の算出において、入射光量Ｉ₀として、基準サンプルの測光結果を用いる方法が例示される。別の方法として、基準サンプルの測光結果を透過率１００％として、基準サンプルの測光結果とサンプルＳの測光結果との比から、透過率を算出する方法も利用可能である。

【0047】

データ処理部３０は、可視光全域において、各波長毎に、吸収軸方向の直線偏光の透過率、および、透過軸方向の直線偏光の透過率を算出したら、次いで、各波長毎に、吸収軸と透過軸の吸光度を算出する。
吸光度Ａの算出は、透過率を先と同様にＴとして、『吸光度Ａ＝－ｌｏｇ₁₀Ｔ』で算出すればよい。

【0048】

データ処理部３０は、可視光全域の各波長毎に、吸収軸と透過軸の吸光度を算出したら、下記式によって、各波長毎の配向度Ｓを算出する。
配向度Ｓ＝（Ａ_a－Ａ_t）／（２Ａ_t＋Ａ_a）
上記の式において、『Ａ_t』は透過軸の吸光度、『Ａ_a』は吸収軸の吸光度である。

【0049】

このようにして、可視光全域の各波長毎の配向度を算出したら、各波長毎の配向度を用いて、サンプルＳの配向度を算出する。
各波長毎の配向度を用いたサンプルＳの配向度の算出は、各波長毎に算出した配向度Ｓに、視感度補正と呼ばれる感度補正をかけることによって、視感度補正配向度として算出すればよい。

【0050】

データ処理部３０は、サンプルＳの配向促進処理が終了したら、算出したサンプルＳの配向度と、サンプルＳの温度測定結果と、配向促進処理の時間経過とを対応付けして、出力する。
一例として、データ処理部３０は、例えば、図５に示すような、配向促進処理の処理時間を横軸にして、処理時間（秒［ｓ］）と、サンプルＳの温度および配向度（視感度補正配向度）との関係を示すグラフを作成して、出力する。
このグラフから、配向促進処理における、処理時間と、サンプルＰの温度変化と、配向度の変化との関係を把握できる。従って、本発明によれば、偏光板の製造での配向促進工程における配向度の変化を適正に把握して、高い配向度すなわち高い偏光度を得られる配向促進工程の処理条件を設定することが可能になる。

【0051】

上述したように、偏光板において、配向度の算出には、透過軸の吸光度および吸収軸の吸光度が必要である。そのためには、透過軸方向の直線偏光の透過率と、吸収軸方向の直線偏光の透過率が必要である。
しかも、図５に示すように、配向促進処理（配向促進工程）において、配向度は、時間と共に、刻々と変化する。
従って、配向促進処理を行いつつ、正確に配向度を測定するためには、透過軸方向の直線偏光の透過率と、吸収軸方向の直線偏光の透過率とを、同時に測定する必要がある。

【0052】

従来の偏光板における配向度の測定では、配向促進処理を行いつつ、透過軸方向の直線偏光の透過率と、吸収軸方向の直線偏光の透過率とを、同時に測定できない。

【0053】

これに対して、本発明では、サンプルＳに、サンプルＳの表面において互いに偏光方向が直交する２つの直線偏光を入射し、サンプルＳを透過した２つの直線偏光の透過光を測光することを、サンプルＳに配向促進工程を模した配向促進処理を施しつつ行う。
そのため、本発明によれば、配向促進処理を行いつつ、透過軸方向の直線偏光の透過率と、吸収軸方向の直線偏光の透過率とを、同時に、かつ、リアルタイムで測定することができる。そのため、本発明によれば、図５に示すように、配向促進処理における、処理時間の経過および処理条件の変化と、配向度の変化との関係を適正に把握できる。
特に、上述したように、サンプルＳに入射する２つ直線偏光を、Ｓ偏光同士またはＰ偏光同士とすることにより、偏波に起因する２つの直掩偏光の透過率（反射率）を均一にできるので、より正確な配向度の測定を行うことが可能になる。

【0054】

以上、本発明の光学測定装置および配向度測定方法について詳細に説明したが、本発明は、上述の例に限定はされず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変更を行なってもよいのは、もちろんのことである。

【産業上の利用可能性】

【0055】

偏光板の製造における配向促進工程の条件設定等に、好適に用いられる。

【符号の説明】

【0056】

１０ 光学測定装置
１２ 保持部
１４ 光照射光学系
１６ 受光光学系
１８ａ 第１分光光度計
１８ｂ 第２分光光度計
２０ 温度調節手段
２４ 温度測定手段
２６ 信号発生器
３０ データ処理部
３４ 光源
３６ａ 第１光照射部
３６ｂ 第２光照射部
３８，４２ａ，４２ｂ，５２ａ，５２ｂ 光ファイバ
４０ 分波器
４８ａ 第１受光部
４８ｂ 第２受光部
５０ａ，５０ｂ 受光レンズ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】