JPH06324315A - 液晶セル及びその加工方法 - Google Patents
液晶セル及びその加工方法Info
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- JPH06324315A JPH06324315A JP6124269A JP12426994A JPH06324315A JP H06324315 A JPH06324315 A JP H06324315A JP 6124269 A JP6124269 A JP 6124269A JP 12426994 A JP12426994 A JP 12426994A JP H06324315 A JPH06324315 A JP H06324315A
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- G—PHYSICS
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 液晶セルのイオンに関連した表示器の光透過
率の問題を軽減すると共に、この液晶セルを経済的に加
工する。 【構成】 １対の電極構体１２、１４の内側表面間に、
液晶物質及びポリマー物質の混合物１６を配置する。こ
の液晶物質が分子を有し、内側表面がアライメント物質
を有し、アライメント物質がこのアライメント物質に接
触する液晶分子に対するプリチルト角度を１０度未満に
し、ポリマー物質の濃度を混合物の１パーセントより大
きく５パーセントより小さくする。
率の問題を軽減すると共に、この液晶セルを経済的に加
工する。 【構成】 １対の電極構体１２、１４の内側表面間に、
液晶物質及びポリマー物質の混合物１６を配置する。こ
の液晶物質が分子を有し、内側表面がアライメント物質
を有し、アライメント物質がこのアライメント物質に接
触する液晶分子に対するプリチルト角度を１０度未満に
し、ポリマー物質の濃度を混合物の１パーセントより大
きく５パーセントより小さくする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、液晶セル及びその加工
方法、特に、液晶セルの電気光学しきい値がそのセル内
に含まれている液晶物質の標準の電気光学しきい値より
も小さいその液晶セルの加工方法に関する。
方法、特に、液晶セルの電気光学しきい値がそのセル内
に含まれている液晶物質の標準の電気光学しきい値より
も小さいその液晶セルの加工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】液晶素子の電気光学しきい値を下げるこ
とにより、このセルを異なる光学状態間で切り替えるの
に必要な駆動電圧を容易に下げることができる。例え
ば、標準のツイスト・ネマチック素子の電気光学しきい
値は、約２．０ボルトである。このしきい値電圧は、液
晶セル内に含まれた液晶物質の特性となる。
とにより、このセルを異なる光学状態間で切り替えるの
に必要な駆動電圧を容易に下げることができる。例え
ば、標準のツイスト・ネマチック素子の電気光学しきい
値は、約２．０ボルトである。このしきい値電圧は、液
晶セル内に含まれた液晶物質の特性となる。
【０００３】従来、標準ツイスト・ネマチック・セルの
駆動電圧を下げるには、２つのアプローチがあった。１
つのアプローチは、弾性定数が低く、誘電率が高い液晶
物質を用いる必要があり、他のアプローチは、大きく予
め傾けた（プリチルト）アライメントとする必要があっ
た。図２は、液晶物質及びアライメント（整合）技術を
組み合わせて加工した６種類の標準ツイスト・ネマチッ
ク・セルにおける電気光学しきい値曲線を示す。（これ
ら液晶物質は、メラック（Merck ）により加工されたも
のであることを確認してある。）例として、曲線１及び
２は、同じ液晶物質が充填されたセルを示す。なお、曲
線１は、大きなプリチルトの酸化シリコン（ＳｉＯ）の
アライメントによる特性を示し、曲線２は、小さなプリ
チルトのポリビニル・アルコール（ＰＶＡ）のアライメ
ントによる特性を示す。より大きなプリチルトにより、
電気光学しきい値が約０．６ボルト低くなる。
駆動電圧を下げるには、２つのアプローチがあった。１
つのアプローチは、弾性定数が低く、誘電率が高い液晶
物質を用いる必要があり、他のアプローチは、大きく予
め傾けた（プリチルト）アライメントとする必要があっ
た。図２は、液晶物質及びアライメント（整合）技術を
組み合わせて加工した６種類の標準ツイスト・ネマチッ
ク・セルにおける電気光学しきい値曲線を示す。（これ
ら液晶物質は、メラック（Merck ）により加工されたも
のであることを確認してある。）例として、曲線１及び
２は、同じ液晶物質が充填されたセルを示す。なお、曲
線１は、大きなプリチルトの酸化シリコン（ＳｉＯ）の
アライメントによる特性を示し、曲線２は、小さなプリ
チルトのポリビニル・アルコール（ＰＶＡ）のアライメ
ントによる特性を示す。より大きなプリチルトにより、
電気光学しきい値が約０．６ボルト低くなる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述のアプロ
ーチは、次の理由で好ましくない。まず、高誘電率の物
質は、イオン溶解度が高くなり、アクティブ・マトリッ
クスでアドレス指定する表示器において、イメージ保持
効果が現れる。大きなプリチルトのアライメントを蒸着
アライメントにより達成する。しかし、これは、簡単で
なく、また、処理が経済的でもない。
ーチは、次の理由で好ましくない。まず、高誘電率の物
質は、イオン溶解度が高くなり、アクティブ・マトリッ
クスでアドレス指定する表示器において、イメージ保持
効果が現れる。大きなプリチルトのアライメントを蒸着
アライメントにより達成する。しかし、これは、簡単で
なく、また、処理が経済的でもない。
【０００５】よって、比較的に低い供給駆動電圧に応じ
て光学状態が切り替わるスイッチとして、イメージ表示
システムを動作できる液晶セルが必要とされている。
て光学状態が切り替わるスイッチとして、イメージ表示
システムを動作できる液晶セルが必要とされている。
【０００６】したがって、本発明の目的は、電気光学し
きい値が比較的に低く、イメージ表示アプリケーション
に有用である液晶セルを提供することである。
きい値が比較的に低く、イメージ表示アプリケーション
に有用である液晶セルを提供することである。
【０００７】本発明の他の目的は、かかる液晶セルを経
済的に加工する方法を提供することである。
済的に加工する方法を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、光硬化
可能な（photocure：フォトキュア可能な）ポリマー先
駆物質により液晶物質をドーピングし、光硬化処理期間
中に電圧をセルに印加して、液晶セルの電気光学しきい
値を大幅に低下させる。好適な実施例において、この処
理には、光硬化可能なモノマーを液晶物質に加え、回復
状態を特定することが必要であり、標準ツイスト・ネマ
チック・セルの駆動電圧を大幅に下げることができる。
光硬化可能なポリマー先駆物質を液晶物質に加えること
により、駆動電圧を大幅に下げられる。この駆動電圧
は、典型的には、２．２ボルトが１．２ボルトになる。
この電圧が低下することは、光硬化可能なモノマーの重
合処理期間中にプリチルト角度が増加することに一致す
る。これは、電気光学しきい値が低くなる結果が、一酸
化シリコンの蒸着による結果と類似のためである。
可能な（photocure：フォトキュア可能な）ポリマー先
駆物質により液晶物質をドーピングし、光硬化処理期間
中に電圧をセルに印加して、液晶セルの電気光学しきい
値を大幅に低下させる。好適な実施例において、この処
理には、光硬化可能なモノマーを液晶物質に加え、回復
状態を特定することが必要であり、標準ツイスト・ネマ
チック・セルの駆動電圧を大幅に下げることができる。
光硬化可能なポリマー先駆物質を液晶物質に加えること
により、駆動電圧を大幅に下げられる。この駆動電圧
は、典型的には、２．２ボルトが１．２ボルトになる。
この電圧が低下することは、光硬化可能なモノマーの重
合処理期間中にプリチルト角度が増加することに一致す
る。これは、電気光学しきい値が低くなる結果が、一酸
化シリコンの蒸着による結果と類似のためである。
【０００９】本発明により加工した液晶表示器には、２
つの利点の内の少なくとも一方の利点がある。すなわ
ち、第１の利点は、この技術を用いて、大きなプリチル
ト角度を達成する高価な処理を現在必要とする表示器、
例えば、スーパー・ツイスト・ネマチック表示器、ポリ
イミド・セル表示器、スーパー複屈折効果表示器及び強
誘電体表示器を作れることである。また、第２の利点
は、ポリマー先駆物質を用いて、イオンを明らかにトラ
ップ又はシールドして、表示器におけるイオンに関連し
た問題を減らせることである。よって、この技術をアク
ティブ・マトリックス表示器の加工に適用できる。な
お、これは、必要な駆動電圧が低くて良く、イオンに関
連した問題に対する許容範囲が小さくなる。
つの利点の内の少なくとも一方の利点がある。すなわ
ち、第１の利点は、この技術を用いて、大きなプリチル
ト角度を達成する高価な処理を現在必要とする表示器、
例えば、スーパー・ツイスト・ネマチック表示器、ポリ
イミド・セル表示器、スーパー複屈折効果表示器及び強
誘電体表示器を作れることである。また、第２の利点
は、ポリマー先駆物質を用いて、イオンを明らかにトラ
ップ又はシールドして、表示器におけるイオンに関連し
た問題を減らせることである。よって、この技術をアク
ティブ・マトリックス表示器の加工に適用できる。な
お、これは、必要な駆動電圧が低くて良く、イオンに関
連した問題に対する許容範囲が小さくなる。
【００１０】本発明のその他の目的及び利点は、添付図
を参照した好適な実施例の説明より理解できよう。
を参照した好適な実施例の説明より理解できよう。
【００１１】
【実施例】図１は、本発明により加工した液晶セル１０
を示す。この図１において、液晶セル１０は、ほぼ平行
で分離した１対の電極構体１２及び１４を含んでおり、
これら電極構体の間には、ネマチック液晶物質及びポリ
マー物質の混合物が配置されている。この混合物１６
は、液晶と、光硬化可能なポリマー先駆物質材料との処
方した混合物である。このポリマー先駆物質材料は、電
極構体１２及び１４に電圧を供給して、紫外線により硬
化させてある。電極構体１２は、内部表面に、電気的導
電体であるが光学的に透明である酸化インジウム錫の如
き層２０を有するガラス誘電体基板１８を具えている。
導電層２０は、好ましくは、二酸化シリコンの層（図示
せず）により被覆されている。
を示す。この図１において、液晶セル１０は、ほぼ平行
で分離した１対の電極構体１２及び１４を含んでおり、
これら電極構体の間には、ネマチック液晶物質及びポリ
マー物質の混合物が配置されている。この混合物１６
は、液晶と、光硬化可能なポリマー先駆物質材料との処
方した混合物である。このポリマー先駆物質材料は、電
極構体１２及び１４に電圧を供給して、紫外線により硬
化させてある。電極構体１２は、内部表面に、電気的導
電体であるが光学的に透明である酸化インジウム錫の如
き層２０を有するガラス誘電体基板１８を具えている。
導電層２０は、好ましくは、二酸化シリコンの層（図示
せず）により被覆されている。
【００１２】ポリイミド物質のディレクタ・アライメン
ト・フィルム層２２を導電層２０に設けて、電極構体１
２と、液晶及びポリマー物質の混合物１６との間の境界
を形成する。液晶物質に接触しているフィルム層２２の
表面を摩擦して、このフィルム層２２に接触した液晶物
質のディレクタのプリチルト角度を作る。フィルム層２
２の摩擦は、このフィルム層２２の表面に対するプリチ
ルト角度を、好ましくは、約３度及び１０度の間にす
る。電極構体１４の構造は、電極構体１２と類似してお
り、電極構体１２の要素に対応する電極構体１４の要素
は、ダッシュを付けた同じ参照番号で示す。
ト・フィルム層２２を導電層２０に設けて、電極構体１
２と、液晶及びポリマー物質の混合物１６との間の境界
を形成する。液晶物質に接触しているフィルム層２２の
表面を摩擦して、このフィルム層２２に接触した液晶物
質のディレクタのプリチルト角度を作る。フィルム層２
２の摩擦は、このフィルム層２２の表面に対するプリチ
ルト角度を、好ましくは、約３度及び１０度の間にす
る。電極構体１４の構造は、電極構体１２と類似してお
り、電極構体１２の要素に対応する電極構体１４の要素
は、ダッシュを付けた同じ参照番号で示す。
【００１３】電極構体１２及び１４の横の短い縁は、互
いにずれており、導電層２０及び２０’が、端子２４及
び２４’にて、適切なドライバ（図示せず）の出力導体
に接続する。スペーサ２６は、ガラス・ファイバの如き
任意の適切な材料であり、電極構体１２及び１４の間を
ほぼ平行な関係に維持する。
いにずれており、導電層２０及び２０’が、端子２４及
び２４’にて、適切なドライバ（図示せず）の出力導体
に接続する。スペーサ２６は、ガラス・ファイバの如き
任意の適切な材料であり、電極構体１２及び１４の間を
ほぼ平行な関係に維持する。
【００１４】液晶セル１０については本発明を説明する
ための種々の例を後述するが、この液晶セル１０は、コ
ーニング社製のホウケイ酸ガラス基板１８に溶着され、
二酸化シリコンが被覆された酸化インジウム錫の層２０
で作られている。引き延ばされ熱硬化されたフィルム層
（ポリイミド・アライメント層）２２は、プリチルト角
度を約３度及び４度の間とする。スペーサ２６は、モレ
クス（Ｍｏｒｅｘ）のブラック・スペーサ形式であり、
各セル１０の一方のガラス基板１８上に吹き付けられ
る。セル１０は、９０度のツイスト・セルとして組み立
てる。ホスト液晶物質は、濃度が０．０５パーセントの
ＺＬＩ３７８６カイラル添加物によりドーピングしたメ
ラック（Ｍｅｒｃｋ）ＺＬＩ４７１８であり、逆のねじ
れ（ツイスト）回位を防止する。光硬化可能なポリマー
先駆物質は、モノマー・デソテック（Ｄｅｓｏｔｅｃ
ｈ）９５０−０４４であり、これを、最少の照明条件の
半暗の部屋にて、濃度が１パーセント〜５パーセント
で、異なるセル１０のホスト液晶物質に付加する。得ら
れたドーピング済みの液晶物質は、数分間だけ機械的シ
ェーカー内で攪拌され、混合物が等方性になるまで加熱
され、使用前に、黒い箱の中に貯蔵される。混合物は、
セル１０に充填される前に、最低の照明条件で、再び徹
底的に攪拌される。
ための種々の例を後述するが、この液晶セル１０は、コ
ーニング社製のホウケイ酸ガラス基板１８に溶着され、
二酸化シリコンが被覆された酸化インジウム錫の層２０
で作られている。引き延ばされ熱硬化されたフィルム層
（ポリイミド・アライメント層）２２は、プリチルト角
度を約３度及び４度の間とする。スペーサ２６は、モレ
クス（Ｍｏｒｅｘ）のブラック・スペーサ形式であり、
各セル１０の一方のガラス基板１８上に吹き付けられ
る。セル１０は、９０度のツイスト・セルとして組み立
てる。ホスト液晶物質は、濃度が０．０５パーセントの
ＺＬＩ３７８６カイラル添加物によりドーピングしたメ
ラック（Ｍｅｒｃｋ）ＺＬＩ４７１８であり、逆のねじ
れ（ツイスト）回位を防止する。光硬化可能なポリマー
先駆物質は、モノマー・デソテック（Ｄｅｓｏｔｅｃ
ｈ）９５０−０４４であり、これを、最少の照明条件の
半暗の部屋にて、濃度が１パーセント〜５パーセント
で、異なるセル１０のホスト液晶物質に付加する。得ら
れたドーピング済みの液晶物質は、数分間だけ機械的シ
ェーカー内で攪拌され、混合物が等方性になるまで加熱
され、使用前に、黒い箱の中に貯蔵される。混合物は、
セル１０に充填される前に、最低の照明条件で、再び徹
底的に攪拌される。
【００１５】セル１０は、実効値（ＲＭＳ）が０〜５０
ボルトの電圧範囲で、５分間だけ、タマラック（Ｔａｍ
ａｒａｃｋ）露光器を用いて、硬化される。
ボルトの電圧範囲で、５分間だけ、タマラック（Ｔａｍ
ａｒａｃｋ）露光器を用いて、硬化される。
【００１６】セル１０と類似構成の２個の制御セルを、
基準として用いる。これら制御セルは、電極構体間の間
隔が５．５μｍ及び７．５μｍで、Δｎ（実効複屈折
率）＝０．０８５のホスト液晶物質で充填したものであ
る。
基準として用いる。これら制御セルは、電極構体間の間
隔が５．５μｍ及び７．５μｍで、Δｎ（実効複屈折
率）＝０．０８５のホスト液晶物質で充填したものであ
る。
【００１７】ポリマー濃度及び硬化条件は、セル１０の
電気光学応答特性に影響する２つのパラメータである。
ポリマー濃度に関しては、実験により次の点が明らかに
なった。すなわち、１パーセントＤＳＭのドーピングし
たセルは、いかなる硬化電圧にても電気光学しきい値電
圧の低下を生じない。５パーセントＤＳＭのドーピング
したセルは、５ボルトＲＭＳの低い硬化電圧にて、ホメ
オトロピック（homeotropic）テキスチャーを示す。４
パーセントＤＳＭのドーピングしたセルは、５ボルトＲ
ＭＳ及び１０ボルトＲＭＳの間の硬化電圧のみにて、電
気光学しきい値電圧の低下を示すが、１０ボルトＲＭＳ
より高い硬化電圧では、ホメオトロピック・テキスチャ
ーを示す。５ボルトＲＭＳ〜１０ボルトＲＭＳで硬化さ
せた４パーセントＤＳＭのドーピングしたセルは、偏光
顕微鏡で試験をした際に、ばらつきを示す。２パーセン
トＤＳＭのドーピングしたセルにより得た結果は、これ
らセルが最良で最も安定した結果なので、例として以下
に説明する。
電気光学応答特性に影響する２つのパラメータである。
ポリマー濃度に関しては、実験により次の点が明らかに
なった。すなわち、１パーセントＤＳＭのドーピングし
たセルは、いかなる硬化電圧にても電気光学しきい値電
圧の低下を生じない。５パーセントＤＳＭのドーピング
したセルは、５ボルトＲＭＳの低い硬化電圧にて、ホメ
オトロピック（homeotropic）テキスチャーを示す。４
パーセントＤＳＭのドーピングしたセルは、５ボルトＲ
ＭＳ及び１０ボルトＲＭＳの間の硬化電圧のみにて、電
気光学しきい値電圧の低下を示すが、１０ボルトＲＭＳ
より高い硬化電圧では、ホメオトロピック・テキスチャ
ーを示す。５ボルトＲＭＳ〜１０ボルトＲＭＳで硬化さ
せた４パーセントＤＳＭのドーピングしたセルは、偏光
顕微鏡で試験をした際に、ばらつきを示す。２パーセン
トＤＳＭのドーピングしたセルにより得た結果は、これ
らセルが最良で最も安定した結果なので、例として以下
に説明する。
【００１８】硬化条件に関しては、実験により次のこと
が判った。すなわち、２０ボルトＲＭＳよりも高い硬化
電圧によるセルは、硬化直後のコントラストが悪いが、
暗いところに置くと、コントラストが著しく改善する。
これらが硬化されると、ディレクタが最小エネルギー構
造にリラックスし、安定したポリマー構造になるのに、
これらセルは少なくとも７２時間かかる。このリラック
ス時間は硬化電圧で決まり、セルは、２０ボルトＲＭＳ
より高い電圧で硬化するのに、長いリラックス時間が必
要である。
が判った。すなわち、２０ボルトＲＭＳよりも高い硬化
電圧によるセルは、硬化直後のコントラストが悪いが、
暗いところに置くと、コントラストが著しく改善する。
これらが硬化されると、ディレクタが最小エネルギー構
造にリラックスし、安定したポリマー構造になるのに、
これらセルは少なくとも７２時間かかる。このリラック
ス時間は硬化電圧で決まり、セルは、２０ボルトＲＭＳ
より高い電圧で硬化するのに、長いリラックス時間が必
要である。
【００１９】（例１）この例では、液晶物質にポリマー
先駆物質を適当な濃度で混合し、装置に供給された電圧
が発生する硬化電界の存在中で硬化した結果、電気光学
しきい値及び飽和電圧の低下を示す。
先駆物質を適当な濃度で混合し、装置に供給された電圧
が発生する硬化電界の存在中で硬化した結果、電気光学
しきい値及び飽和電圧の低下を示す。
【００２０】図３は、紫外線光及び（供給された）硬化
電界により硬化される前及び後のツイスト・ネマチック
素子の電気光学応答曲線Ａ及びＢの協同関係を示す。ツ
イスト・ネマチック・セルを交差した偏光子間に配置し
て、光学応答曲線を得る。ツイスト・ネマチック・セル
は、５．５μｍの厚さで、２パーセント濃度でＤＳＭ９
５０−０４４によりドーピングされたＺＬＩ−４７１６
が充填され、ニション（Ｎｉｓｓｏｎ）６１０ポリイミ
ド物質によりアライメントされる。
電界により硬化される前及び後のツイスト・ネマチック
素子の電気光学応答曲線Ａ及びＢの協同関係を示す。ツ
イスト・ネマチック・セルを交差した偏光子間に配置し
て、光学応答曲線を得る。ツイスト・ネマチック・セル
は、５．５μｍの厚さで、２パーセント濃度でＤＳＭ９
５０−０４４によりドーピングされたＺＬＩ−４７１６
が充填され、ニション（Ｎｉｓｓｏｎ）６１０ポリイミ
ド物質によりアライメントされる。
【００２１】曲線Ａは、高電圧応答を示し、これは、セ
ルが紫外線光に露光される前に得られる。曲線Ｂは、低
電圧応答を示し、これは、４０ボルトＲＭＳがセルに供
給されてＤＳＭ９５０−０４４ポリマー先駆物質が紫外
線光により硬化された後に得られる。これら曲線Ａ及び
Ｂは、透過率が１０パーセントでのしきい値電圧が１．
０ボルト低下し、透過率が９０パーセントでの飽和電圧
が０．８ボルト低下する。
ルが紫外線光に露光される前に得られる。曲線Ｂは、低
電圧応答を示し、これは、４０ボルトＲＭＳがセルに供
給されてＤＳＭ９５０−０４４ポリマー先駆物質が紫外
線光により硬化された後に得られる。これら曲線Ａ及び
Ｂは、透過率が１０パーセントでのしきい値電圧が１．
０ボルト低下し、透過率が９０パーセントでの飽和電圧
が０．８ボルト低下する。
【００２２】（例２）この例では、異なる硬化電圧で硬
化された６個の６．０μｍセル１０の電気光学応答特性
及びスイッチング速度の影響を示す。これらセルは、同
じ条件で組み立てて充填し、１０ボルト間隔で０ボルト
から５０ボルトまでで硬化させたツイスト・ネマチック
型である。電気光学測定は、６個のセルに対して、３グ
ループ、即ち、硬化後、５日、９日及び１９日で行っ
た。４０ボルトＲＭＳ及び５０ボルトＲＭＳで硬化させ
てセルは、夫々硬化後５日及び９日で完全なディレクタ
・リラックス状態を示し、硬化後１９日では変化を示さ
なかった。
化された６個の６．０μｍセル１０の電気光学応答特性
及びスイッチング速度の影響を示す。これらセルは、同
じ条件で組み立てて充填し、１０ボルト間隔で０ボルト
から５０ボルトまでで硬化させたツイスト・ネマチック
型である。電気光学測定は、６個のセルに対して、３グ
ループ、即ち、硬化後、５日、９日及び１９日で行っ
た。４０ボルトＲＭＳ及び５０ボルトＲＭＳで硬化させ
てセルは、夫々硬化後５日及び９日で完全なディレクタ
・リラックス状態を示し、硬化後１９日では変化を示さ
なかった。
【００２３】図４は、硬化後２カ月のこれらセルの電気
光学応答曲線を示す。ゼロ・ボルトで硬化したセルのし
きい値及び飽和電圧は、ホスト液晶物質のみを充填した
５．５μｍ制御セルよりも高い。これは、供給された硬
化電圧をセルが受ける必要があることを示している。１
０ボルトＲＭＳで硬化されたセルは、無意味な全体的な
電圧低下を示し、セルの厚さが最初の最小の干渉に対応
する厚さよりも厚くなる。２０ボルトＲＭＳ以上の硬化
電圧にて硬化されたセルは、しきい値電圧及び飽和電圧
の大幅な低下を示す。これらセルは、高いコントラスト
を示し、最初の最小干渉での厚さとなる。
光学応答曲線を示す。ゼロ・ボルトで硬化したセルのし
きい値及び飽和電圧は、ホスト液晶物質のみを充填した
５．５μｍ制御セルよりも高い。これは、供給された硬
化電圧をセルが受ける必要があることを示している。１
０ボルトＲＭＳで硬化されたセルは、無意味な全体的な
電圧低下を示し、セルの厚さが最初の最小の干渉に対応
する厚さよりも厚くなる。２０ボルトＲＭＳ以上の硬化
電圧にて硬化されたセルは、しきい値電圧及び飽和電圧
の大幅な低下を示す。これらセルは、高いコントラスト
を示し、最初の最小干渉での厚さとなる。
【００２４】６個の６μｍセルのスイッチ・オン及びス
イッチ・オフの速度を測定し、これらを室温（２５゜
Ｃ）でのしきい値電圧及び飽和電圧と共に表１に示す。
ターン・オン応答時間（τon）及びターン・オフ応答時
間（τoff ）を測定するには、まず、５ボルトのバース
ト信号を供給して、セルをオンにし、次に、このセルを
短絡してオフにする。５０ボルトＲＭＳで硬化させたセ
ルのオフ応答時間τoffは制御セルよりも遅い。制御セ
ルと比較すると、ゼロ・ボルトで硬化させたセルは、し
きい値電圧及び飽和電圧が高いが、τoff 応答が短い。
イッチ・オフの速度を測定し、これらを室温（２５゜
Ｃ）でのしきい値電圧及び飽和電圧と共に表１に示す。
ターン・オン応答時間（τon）及びターン・オフ応答時
間（τoff ）を測定するには、まず、５ボルトのバース
ト信号を供給して、セルをオンにし、次に、このセルを
短絡してオフにする。５０ボルトＲＭＳで硬化させたセ
ルのオフ応答時間τoffは制御セルよりも遅い。制御セ
ルと比較すると、ゼロ・ボルトで硬化させたセルは、し
きい値電圧及び飽和電圧が高いが、τoff 応答が短い。
【００２５】
【表１】
【００２６】（例３）この例は、異なる硬化電圧で硬化
された４個の７．５μｍセル１０の電気光学応答特性及
びスイッチング速度の影響を示している。これらセル
は、同じ条件で組み立てられ且つ充填され、１０、３
０、４５及び５０ボルトＲＭＳで硬化されたツイスト・
ネマチック型である。硬化後１カ月及び２カ月で、２組
の電気光学測定を行ったが、注目すべき明らかな変化が
なかった。
された４個の７．５μｍセル１０の電気光学応答特性及
びスイッチング速度の影響を示している。これらセル
は、同じ条件で組み立てられ且つ充填され、１０、３
０、４５及び５０ボルトＲＭＳで硬化されたツイスト・
ネマチック型である。硬化後１カ月及び２カ月で、２組
の電気光学測定を行ったが、注目すべき明らかな変化が
なかった。
【００２７】図５は、ホスト液晶物質のみで充填された
７．５μｍ制御セルと、異なる硬化電圧で硬化された４
個の７．５μｍセル１０との電気光学応答曲線を示す。
７．５μｍ制御セル及び１０ボルトＲＭＳで硬化させた
７．５μｍセルは、電気光学曲線において、浸せき（ｄ
ｉｐ）を示す。この浸せきは、最初の最小の干渉セルよ
りも厚いセルの厚さ特性である。
７．５μｍ制御セルと、異なる硬化電圧で硬化された４
個の７．５μｍセル１０との電気光学応答曲線を示す。
７．５μｍ制御セル及び１０ボルトＲＭＳで硬化させた
７．５μｍセルは、電気光学曲線において、浸せき（ｄ
ｉｐ）を示す。この浸せきは、最初の最小の干渉セルよ
りも厚いセルの厚さ特性である。
【００２８】３０ボルトＲＭＳで硬化されたセルの浸せ
きは、小さい。このセルは、硬化後１カ月以内の異なる
４日と、硬化後の２カ月で、試験をした。セルは、各測
定において、類似の電気光学応答曲線を示したので、こ
のセルが低いエネルギー状態で安定化されていることを
示す。高い電圧で硬化された３個の残りの７．５μｍセ
ルの厚さは、最初の最小の干渉での厚さに近いが、これ
らのスイッチ・オン及びスイッチ・オフ速度を測定した
際に、高い電圧で硬化させたセルの応答時間は遅い。２
パーセントのポリマー濃度が低いので、液晶物質の粘度
が増加して、遅い応答時間の一因となるようにはならな
い。表２は、４個の７．５μｍセルのスイッチ・オン及
びスイッチ・オフ速度と共に、室温（２５゜Ｃ）でのし
きい値電圧及び飽和電圧を表す。
きは、小さい。このセルは、硬化後１カ月以内の異なる
４日と、硬化後の２カ月で、試験をした。セルは、各測
定において、類似の電気光学応答曲線を示したので、こ
のセルが低いエネルギー状態で安定化されていることを
示す。高い電圧で硬化された３個の残りの７．５μｍセ
ルの厚さは、最初の最小の干渉での厚さに近いが、これ
らのスイッチ・オン及びスイッチ・オフ速度を測定した
際に、高い電圧で硬化させたセルの応答時間は遅い。２
パーセントのポリマー濃度が低いので、液晶物質の粘度
が増加して、遅い応答時間の一因となるようにはならな
い。表２は、４個の７．５μｍセルのスイッチ・オン及
びスイッチ・オフ速度と共に、室温（２５゜Ｃ）でのし
きい値電圧及び飽和電圧を表す。
【００２９】
【表２】
【００３０】（例４）この例は、液晶物質のポリマーの
混合による抑圧でイオン効果が低下したことを示す。
混合による抑圧でイオン効果が低下したことを示す。
【００３１】０、３０及び５０ボルトＲＭＳで硬化され
た６．０μｍセル１０内のイオンの存在を測定し、５．
５μｍ制御セルと比較した。これは、表示器として動作
しているセルの光学ドループ（即ち、故意ではない光透
過率の変化）及び電荷残留を測定することにより達成で
きる。電荷残留を測定するために、駆動パルス間の期間
中に、オープン回路がセルを交差して現れるようにす
る。光学ドループを、１６ミリ秒間隔にわたった光学透
過率でのパーセント変化として定義する。電気的応答の
電荷残留は、１６ミリ秒のフレーム時間の終わりにおけ
る液晶コンデンサ内に残ったパーセント電荷として定義
する。６０Ｈｚで３２ミリ秒の双極電圧駆動パルスを与
え、これら駆動パルス間を高インピーダンスでフローテ
ィングするように、セル・ドライバを設計する。このパ
ルス電圧を調整して、平均光透過率を最大透過率の５０
パーセントとする。５．５μｍ制御セルの１個は、タマ
ラックの露光器を用いて、５分間だけ紫外線光にさらし
た。
た６．０μｍセル１０内のイオンの存在を測定し、５．
５μｍ制御セルと比較した。これは、表示器として動作
しているセルの光学ドループ（即ち、故意ではない光透
過率の変化）及び電荷残留を測定することにより達成で
きる。電荷残留を測定するために、駆動パルス間の期間
中に、オープン回路がセルを交差して現れるようにす
る。光学ドループを、１６ミリ秒間隔にわたった光学透
過率でのパーセント変化として定義する。電気的応答の
電荷残留は、１６ミリ秒のフレーム時間の終わりにおけ
る液晶コンデンサ内に残ったパーセント電荷として定義
する。６０Ｈｚで３２ミリ秒の双極電圧駆動パルスを与
え、これら駆動パルス間を高インピーダンスでフローテ
ィングするように、セル・ドライバを設計する。このパ
ルス電圧を調整して、平均光透過率を最大透過率の５０
パーセントとする。５．５μｍ制御セルの１個は、タマ
ラックの露光器を用いて、５分間だけ紫外線光にさらし
た。
【００３２】表３は、５．５μｍ制御セル及び６μｍセ
ル１０用の液晶コンデンサを特徴つける光学ドループ及
び電荷残留のデータを要約したものである。
ル１０用の液晶コンデンサを特徴つける光学ドループ及
び電荷残留のデータを要約したものである。
【００３３】
【表３】
【００３４】５．５μｍ制御セルは、５０パーセント透
過率レベルでの光学ドループが大きく、電荷残留が６．
０μｍセルよりも少ない。紫外線光にさらした５．５μ
ｍセルの光学ドループ及び電荷残留が、露光していない
５．５μｍ制御セルと類似である。反対に、６μｍセル
１０は、電荷残留が良好で、光学ドループが小さい。
過率レベルでの光学ドループが大きく、電荷残留が６．
０μｍセルよりも少ない。紫外線光にさらした５．５μ
ｍセルの光学ドループ及び電荷残留が、露光していない
５．５μｍ制御セルと類似である。反対に、６μｍセル
１０は、電荷残留が良好で、光学ドループが小さい。
【００３５】３０ボルトＲＭＳで硬化されたセルを用い
て、６μｍセルの１個の固有抵抗を評価する。これは、
セルに交差してシャント抵抗器を接続し、その値を１０
ＭΩから光学ドループでの増加の開始点まで減少させる
ことにより、達成する。１０ＭΩの抵抗器の影響は小さ
いが、１．０ＭΩの抵抗器の影響は大きい。この材料の
固有抵抗は、ρ＝ＲＡ／ｄ＝５．０×１０＾8 Ω−ｍよ
りも明らかに良好であり（なお、Ｒ＝１．０ＭΩ、ｄ＝
６．０μｍ、Ａ＝３．０×１０＾3 ｍ＾2 、１０＾8 は
１０の８乗を表し、ｍ＾2 は平方メートルを表す）、少
なくとも高い値のオーダにできる。ポリマーを確立した
後、固有抵抗が大幅に増加するになる。硬化期間中に、
セル１０内に多くのイオンが発生した場合、かかるイオ
ンは、明らかに、ポリマーに捕らわれるか、接触面にて
ポリマーにより遮蔽される。
て、６μｍセルの１個の固有抵抗を評価する。これは、
セルに交差してシャント抵抗器を接続し、その値を１０
ＭΩから光学ドループでの増加の開始点まで減少させる
ことにより、達成する。１０ＭΩの抵抗器の影響は小さ
いが、１．０ＭΩの抵抗器の影響は大きい。この材料の
固有抵抗は、ρ＝ＲＡ／ｄ＝５．０×１０＾8 Ω−ｍよ
りも明らかに良好であり（なお、Ｒ＝１．０ＭΩ、ｄ＝
６．０μｍ、Ａ＝３．０×１０＾3 ｍ＾2 、１０＾8 は
１０の８乗を表し、ｍ＾2 は平方メートルを表す）、少
なくとも高い値のオーダにできる。ポリマーを確立した
後、固有抵抗が大幅に増加するになる。硬化期間中に、
セル１０内に多くのイオンが発生した場合、かかるイオ
ンは、明らかに、ポリマーに捕らわれるか、接触面にて
ポリマーにより遮蔽される。
【００３６】上述は、本発明の好適な実施例について説
明したが、本発明の要旨を逸脱することなく、上述の本
発明の実施例の細部において多くの変形及び変更が可能
である。
明したが、本発明の要旨を逸脱することなく、上述の本
発明の実施例の細部において多くの変形及び変更が可能
である。
【００３７】
【発明の効果】本発明の液晶セルは、電気光学しきい値
を比較的に低くでき、イメージ表示アプリケーションに
有用である。また、本発明の方法によれば、かかる液晶
セルに経済的に加工できる。
を比較的に低くでき、イメージ表示アプリケーションに
有用である。また、本発明の方法によれば、かかる液晶
セルに経済的に加工できる。
【図１】本発明により加工した液晶セル拡大断面図であ
る。
る。
【図２】異なる従来のアライメント技術、液晶物質調整
法及び処理を用いて加工した６種類の標準ツイスト・ネ
マチック・セルの電気光学応答の比較関係図である。
法及び処理を用いて加工した６種類の標準ツイスト・ネ
マチック・セルの電気光学応答の比較関係図である。
【図３】標準ツイスト・ネマチック素子及び本発明によ
り加工したツイスト・ネマチック素子の電気光学応答曲
線の比較関係図である。
り加工したツイスト・ネマチック素子の電気光学応答曲
線の比較関係図である。
【図４】本発明により異なる硬化電圧にて加工した異な
る厚さのツイスト・ネマチック・セルの電気光学応答の
比較関係図である。
る厚さのツイスト・ネマチック・セルの電気光学応答の
比較関係図である。
【図５】本発明により異なる硬化電圧にて加工した異な
る厚さのツイスト・ネマチック・セルの電気光学応答の
比較関係図である。
る厚さのツイスト・ネマチック・セルの電気光学応答の
比較関係図である。
１０ 液晶セル １２、１４ 電極構体 １６ 液晶及びポリマー物質の混合物 ２０ 導電層 ２２ フィルム ２４ 電極 ２６ スペーサ
Claims (3)
- 【請求項１】 イオンに関連した表示器の光透過率の問
題を軽減した液晶セルであって、 １対の電極構体の内側表面間に挟まれた液晶物質及びポ
リマー物質の混合物を具え、 上記液晶物質が分子を有し、上記内側表面がアライメン
ト物質を有し、該アライメント物質がこのアライメント
物質に接触する液晶分子に対するプリチルト角度を１０
度未満にし、上記ポリマー物質が上記混合物の１パーセ
ントより大きく５パーセントより小さい濃度であること
を特徴とする液晶セル。 - 【請求項２】 液晶セル内に含まれる液晶物質の標準の
電気光学しきい値よりも小さい電気光学しきい値の液晶
セルを加工する方法であって、 上記液晶物質に硬化可能なポリマー先駆物質を所定濃度
で加えて混合物を形成し、 上記ポリマー先駆物質を硬化させ、 上記混合物質内に硬化領域を導入すると共に、上記ポリ
マー先駆物質を硬化させ、 硬化領域の強さ及びポリマー先駆物質の所定濃度に応じ
て、上記液晶セルの電気光学しきい値を標準の電気光学
しきい値よりも小さくすることを特徴とする液晶セルの
加工方法。 - 【請求項３】 液晶セルを含んだ表示器おいてイオンに
関連した光透過率変動を減らした上記液晶セルの加工方
法であって、 液晶物質と所定濃度の硬化可能なポリマー先駆物質との
混合物を形成し、 ポリマー先駆物質を硬化させ、 上記混合物質内に硬化領域を導入すると共に、上記ポリ
マー先駆物質を硬化させ、 上記液晶セルを表示器として動作させる際に、硬化領域
の強さ及びポリマー先駆物質の所定濃度に応じて上記液
晶セルのイオンに関連した光透過率の変動を減らすこと
を特徴とする液晶セルの加工方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US6318093A | 1993-05-14 | 1993-05-14 | |
| US08/063180 | 1993-05-14 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06324315A true JPH06324315A (ja) | 1994-11-25 |
| JP2916870B2 JP2916870B2 (ja) | 1999-07-05 |
Family
ID=22047483
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6124269A Expired - Lifetime JP2916870B2 (ja) | 1993-05-14 | 1994-05-13 | 液晶セルの製造方法 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5606442A (ja) |
| EP (1) | EP0626606B1 (ja) |
| JP (1) | JP2916870B2 (ja) |
| CN (1) | CN1102712A (ja) |
| DE (1) | DE69416194T2 (ja) |
| TW (1) | TW340911B (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020175793A1 (ko) * | 2019-02-25 | 2020-09-03 | 주식회사 엘지화학 | 광학 디바이스 |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5959707A (en) * | 1995-04-24 | 1999-09-28 | Nec Corporation | Liquid crystal display having domains with different tilted-up directions as well as domains with different twist directions of lc molecules |
| JP4201862B2 (ja) | 1997-02-27 | 2008-12-24 | シャープ株式会社 | 液晶表示装置 |
| CN1327277C (zh) * | 2002-08-15 | 2007-07-18 | 温景梧 | 一种液晶调光器及其制造方法 |
| JP2004341342A (ja) * | 2003-05-16 | 2004-12-02 | Koninkl Philips Electronics Nv | 液晶層の光学変調方法及びこれを用いた液晶装置 |
| KR20050051400A (ko) | 2003-11-27 | 2005-06-01 | 삼성전자주식회사 | 액정 표시 패널 및 이를 갖는 액정 표시 장치 |
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