專利名稱：液晶器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于可適用于光閘裝置、顯示器等各種顯示裝置，并能減小溫度依賴性的液晶器件。

背景技術(shù)：
近年來，隨著以所謂“無所不在的網(wǎng)絡(luò)社會(huì)”為目標(biāo)的技術(shù)的進(jìn)展，對(duì)整個(gè)顯示技術(shù)的高速化、小型化、高品質(zhì)化的各種需求越來越高。為了應(yīng)對(duì)這樣的需求，在圖像顯示、表示領(lǐng)域中，三維立體顯示、選擇性不可視化、調(diào)光等的顯示畫像處理技術(shù)也在向高速化、復(fù)雜化急速進(jìn)展。另一方面，以使用纖維光纜的光通信為首的信息傳輸相關(guān)環(huán)境的整合有所進(jìn)步，謀求數(shù)據(jù)、信息傳輸?shù)拇笕萘炕约案咚倩?br> 一般地，在圖像顯示、表示為首的各領(lǐng)域，進(jìn)行光的開/關(guān)的機(jī)械開關(guān)乃至光閘機(jī)構(gòu)，以往都使用各種機(jī)械/電氣的器件。在這些器件中，由電動(dòng)機(jī)與形成縫隙的轉(zhuǎn)動(dòng)板構(gòu)成的斬波器，或以壓電、電致伸縮元件作啟動(dòng)器的機(jī)械式光閘，因其構(gòu)造簡(jiǎn)單，而被廣泛使用。
然而，現(xiàn)今，尤其重視適宜所謂無所不在的網(wǎng)絡(luò)社會(huì)使用的特性的傾向增強(qiáng)，因此，開關(guān)/光閘機(jī)構(gòu)，利用在小型化、省電化、消音化等方面具有優(yōu)點(diǎn)的結(jié)晶、液晶等的光電學(xué)效果的元件正被越來越廣泛利用。
并且，上述原有的具有機(jī)械構(gòu)造的器件，距需求尚有一定不足，由于擺動(dòng)部分發(fā)生磨損，該機(jī)械式元件可靠性低下的傾向難以避免。尤其在一秒鐘內(nèi)幾十回按動(dòng)光閘這種高速使用/應(yīng)用中，擺動(dòng)部分的磨損程度是非常厲害的。并且，理所當(dāng)然的，這些磨損部分，電動(dòng)機(jī)，壓電·電致伸縮元件等的啟動(dòng)器部分所引起的震動(dòng)和噪音也是非常厲害的。
除了上述問題外，從上述的小型化、省電等觀點(diǎn)出發(fā)，利用結(jié)晶、液晶等的光電學(xué)效果的器件的利用傾向在最近幾年尤其增強(qiáng)。
但是，這些光電器件也并不是沒有問題的。例如，具有光電學(xué)效果的PLZT(添加鑭的鋯鈦酸鉛)結(jié)晶，為了得到充分的穿透率需要幾百伏的驅(qū)動(dòng)電壓，因于光閘的電極構(gòu)造不同，那么高的電壓有可能造成絕緣破壞。另外，在結(jié)晶性質(zhì)方面，與可做成100英寸的大型顯示器液晶相比，難以大型化。
另外，采用TN液晶的器件，驅(qū)動(dòng)電壓在幾伏的低電壓時(shí)能工作，但響應(yīng)速度延遲幾十毫秒，如果施加高電壓，“向上”有所改善，但是不能改善“向下”，依然難以高速工作。在高速響應(yīng)和低電壓方面，也考慮過使用強(qiáng)介電性液晶，但是因?yàn)閺?qiáng)介電液晶有自發(fā)極化，存在著與TN液晶等相比驅(qū)動(dòng)需要有更強(qiáng)的電流這樣的難點(diǎn)。并且，強(qiáng)介電液晶依賴于溫度消光位的位置發(fā)生變化，因此需要有補(bǔ)償消光位變化的機(jī)構(gòu)。
作為這種溫度補(bǔ)償?shù)难b置，通過環(huán)境溫度，使其從原來的位置調(diào)合到偏離的穩(wěn)定位置，需要各種器件，作為液晶器件或者光閘不可避免的復(fù)雜化了。作為為了調(diào)合到穩(wěn)定位置所使用的器件或裝置，例如，機(jī)械式調(diào)整偏光器件及表面穩(wěn)定化強(qiáng)介電性液晶元件位置的裝置(日本特開昭62-204229號(hào)公報(bào))、在偏光器件間夾持表面穩(wěn)定化強(qiáng)介電性液晶器件和與其有同樣的溫度依賴性的液晶器件從而抵消溫度依賴性的裝置(日本特開平4-186230號(hào)公報(bào))、代替與上述溫度依賴性相同的液晶器件而插入按表面穩(wěn)定化強(qiáng)介電性液晶的溫度依賴對(duì)1/2波長(zhǎng)板的光學(xué)軸方位進(jìn)行位置調(diào)整的補(bǔ)償器件的裝置(日本特開平4-186224號(hào)公報(bào))等裝置已眾所周知。
[專利文獻(xiàn)1]日本特開昭62-204229公報(bào) [專利文獻(xiàn)2]日本特開平4-186230公報(bào) [專利文獻(xiàn)3]日本特開平4-186224公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供能夠解決上述歷來技術(shù)缺點(diǎn)的液晶器件(例如，具有光閘功能的元件)。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供具有能夠達(dá)成良好的明暗比狀態(tài)的溫度補(bǔ)償功能的液晶器件。
本發(fā)明的其他目的是提供實(shí)質(zhì)上在全工作溫度范圍內(nèi)具有良好的溫度補(bǔ)償功能的液晶器件。
本發(fā)明者潛心研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，用能夠按照施加電場(chǎng)的大小與/或按方向旋轉(zhuǎn)光學(xué)軸方位的液晶元件(例如，極化屏蔽蝶狀液晶(下稱PSS-LCD))，與偏光元件以及電壓施加裝置等組合構(gòu)成的液晶器件，對(duì)于達(dá)到上述目的有積極的效果。
本發(fā)明的液晶器件是基于上述發(fā)現(xiàn)而開發(fā)的，更為詳細(xì)地說，是一種液晶器件，其至少包含透射軸互相正交的一對(duì)偏光元件，配置在該一對(duì)偏光元件之間的液晶元件，以及對(duì)液晶元件施加電壓的電壓施加裝置； 其特征是上述液晶元件是至少包含一對(duì)基板和配置在該一對(duì)基板間的液晶材料；并且能夠按照施加電場(chǎng)的大小與/或方向旋轉(zhuǎn)光學(xué)軸方位的液晶元件；并且， 上述電壓施加裝置是能夠根據(jù)上述液晶材料中液晶分子取向控制該裝置向液晶元件施加電壓的電壓施加裝置。
根據(jù)本發(fā)明，進(jìn)一步提供一種液晶器件，其至少包含透射軸互相交叉的一對(duì)偏光元件，配置在該一對(duì)偏光元件之間的液晶元件，以及調(diào)整該液晶元件和偏光元件間角度的角度調(diào)整裝置； 其特征是上述液晶元件是至少包含一對(duì)基板和配置在該一對(duì)基板間的液晶材料；并且能夠按照施加電場(chǎng)的大小與/或方向旋轉(zhuǎn)光學(xué)軸方位的液晶元件；并且， 上述角度調(diào)整裝置是能夠按照上述液晶材料中液晶分子取向，控制液晶元件與偏光元件間角度的角度調(diào)整裝置。
根據(jù)本發(fā)明，進(jìn)一步提供一種液晶器件，其至少包含透射軸互相正交的一對(duì)偏光元件，配置在該一對(duì)偏光元件之間的液晶元件，以及對(duì)液晶元件施加電壓的電壓施加裝置； 其特征是上述液晶元件是至少包含一對(duì)基板和配置在該一對(duì)基板之間的液晶材料的液晶元件；并且是該液晶元件中的初期分子取向具有與對(duì)液晶材料取向處理方向平行或大致平行的方向，且液晶材料在外部施加電壓不存在的情況下幾乎不顯示垂直于一對(duì)基板的自發(fā)極化的液晶元件；并且， 上述電壓施加裝置是能夠根據(jù)上述液晶材料中液晶分子取向控制該裝置向液晶元件施加電壓的電壓施加裝置。
本發(fā)明進(jìn)一步提供一種液晶器件，其至少包含透射軸互相交叉的一對(duì)偏光元件，配置在該一對(duì)偏光元件之間的液晶元件，以及調(diào)整該液晶元件和偏光元件間角度的角度調(diào)整裝置； 其特征是上述液晶元件是至少包含一對(duì)基板和配置在該一對(duì)基板之間的液晶材料的液晶元件；并且是該液晶元件中的初期分子取向具有與對(duì)液晶材料取向處理方向平行或大致平行的方向，且液晶材料在外部施加電壓不存在的情況下幾乎不顯示垂直于一對(duì)基板的自發(fā)極化的液晶元件；并且， 上述角度調(diào)整裝置，是能夠根據(jù)上述液晶材料中液晶分子取向而控制液晶元件與偏光元件間角度的角度調(diào)整裝置。
具有上述構(gòu)造的本發(fā)明的液晶器件，如上所述，可以無特別的限制使用能夠按照施加電場(chǎng)的大小與/或方向旋轉(zhuǎn)光學(xué)軸方位的液晶元件，但是最好使用“PSS-LCD”(極化屏蔽蝶狀液晶)。這種“PSS-LCD”，通常，液晶分子有朝向摩擦方向排列的傾向。在本發(fā)明中，這種光透過量能夠以例如電場(chǎng)強(qiáng)度控制。
一般地，沿著摩擦方向左右擺動(dòng)的模擬灰度LCD，對(duì)光透過量有溫度依賴性。通過本發(fā)明能夠減弱這種溫度依賴性。上述PSS-LCD器件(PSS-LCD)，由于液晶分子的快速運(yùn)動(dòng)，這種溫度依賴性有變強(qiáng)的傾向。
歷來使用的通常的強(qiáng)介電性LC，液晶分子的取向(由于超過某臨界值的電壓)只在“二值”之間變化。對(duì)此，PSS-LCD能使液晶分子取向的傾斜角度發(fā)生模擬性變化。因此，在本發(fā)明中，尤其適宜使用PSS-LCD。
隨著液晶元件使用的地點(diǎn)、溫度變化，室內(nèi)(例如電視臺(tái)內(nèi))或室外，隨著溫度變化，該液晶元件有時(shí)出現(xiàn)所謂的“發(fā)灰”現(xiàn)象。眾所周知，這種黑(在光透過量的變化中，可以說，相當(dāng)于分?jǐn)?shù)里的分母)的變化尤其是視覺感覺顯著。黑以外的顏色(在分?jǐn)?shù)里，不是分母，相當(dāng)于分子)，即使光透過量大小發(fā)生變化，對(duì)圖像的影響也較小。
本發(fā)明包含以下實(shí)施方式 [1]一種液晶器件，其至少包含透射軸互相正交的一對(duì)偏光元件，配置在該一對(duì)偏光元件之間的液晶元件，以及對(duì)液晶元件施加電壓的電壓施加裝置； 其特征是所述液晶元件是至少包含一對(duì)基板和配置在該一對(duì)基板間的液晶材料；并且能夠按照施加電場(chǎng)的大小與/或方向旋轉(zhuǎn)光學(xué)軸方位的液晶元件；并且， 上述電壓施加裝置是能夠根據(jù)上述液晶材料中液晶分子取向控制該裝置向液晶元件施加電壓的電壓施加裝置。
[2]一種液晶器件，其至少包含透射軸互相交叉的一對(duì)偏光元件，配置在該一對(duì)偏光元件之間的液晶元件，以及調(diào)整該液晶元件和偏光元件間角度的角度調(diào)整裝置； 其特征是所述液晶元件是至少包含一對(duì)基板和配置在該一對(duì)基板間的液晶材料；并且能夠按照施加電場(chǎng)的大小與/或方向旋轉(zhuǎn)光學(xué)軸方位的液晶元件；并且， 上述角度調(diào)整裝置是能夠按照上述液晶材料中液晶分子取向，控制液晶元件與偏光元件間角度的角度調(diào)整裝置。
[3]一種液晶器件，其至少包含透射軸互相正交的一對(duì)偏光元件，配置在該一對(duì)偏光元件之間的液晶元件，以及對(duì)液晶元件施加電壓的電壓施加裝置； 其特征是上述液晶元件是至少包含一對(duì)基板和配置在該一對(duì)基板之間的液晶材料的液晶元件；并且是該液晶元件中的初期分子取向有與對(duì)液晶材料取向處理方向平行或大致平行的方向，且液晶材料在外部施加電壓不存在的情況下幾乎不顯示垂直于一對(duì)基板的自發(fā)極化的液晶元件；并且， 上述電壓施加裝置是能夠根據(jù)上述液晶材料中液晶分子取向控制該裝置向液晶元件施加電壓的電壓施加裝置。
[4]一種液晶器件，其至少包含透射軸互相交叉的一對(duì)偏光元件，配置在該一對(duì)偏光元件之間的液晶元件，以及調(diào)整該液晶元件和偏光元件間角度的角度調(diào)整裝置； 其特征是上述液晶元件是至少含有一對(duì)基板和配置在該一對(duì)基板間的液晶材料的液晶元件；并且是該液晶元件中的初期分子取向有與對(duì)液晶材料取向處理方向平行或大致平行的方向，且液晶材料在外部施加電壓不存在情況下幾乎不顯示垂至于一對(duì)基板的自發(fā)極化的液晶元件；并且， 上述角度調(diào)整裝置，是能夠根據(jù)上述液晶材料中液晶分子取向而控制液晶元件與偏光元件間角度的角度調(diào)整裝置。
[5]上述液晶元件是可按照10-2V/μm的施加電場(chǎng)的大小與/或方向而旋轉(zhuǎn)光學(xué)軸方位的液晶元件的[1]或[2]所記載的液晶器件。
[6]上述液晶元件是能以1ms以下水平高速響應(yīng)的液晶材料的[1]、[2]或[5]所記載的液晶器件。
[7]具有光閘功能的[1]～[6]所記載的液晶器件。
[8]上述液晶元件中的分子取向是由上述液晶材料的溫度體現(xiàn)的[1]～[7]所記載的液晶器件。
[9]上述液晶材料中的液晶分子取向是由來自偏光元件一側(cè)的照射光強(qiáng)度體現(xiàn)的[1]～[8]所記載的液晶器件。
[10]一種液晶器件，其至少包含透射軸互相正交的一對(duì)偏光元件，配置在該一對(duì)偏光元件間的液晶元件，對(duì)該液晶元件進(jìn)行光照射光發(fā)生裝置，檢測(cè)透過該液晶元件的透射光的檢測(cè)裝置； 其特征是上述液晶元件是至少包含一對(duì)基板和配置在這一對(duì)基板之間的液晶材料的液晶元件；并且， 能夠?qū)⑼高^上述液晶元件的最小光強(qiáng)度作為光學(xué)軸方位的角度進(jìn)行測(cè)定。
[11]液晶器件至少包含透射軸互相正交的一對(duì)偏光元件，配置在一對(duì)偏光元件間的液晶元件，賦予該液晶元件所期望的旋轉(zhuǎn)角的旋轉(zhuǎn)裝置，對(duì)該液晶元件進(jìn)行光照射的光發(fā)生裝置、檢測(cè)透過該液晶元件的透射光的檢測(cè)裝置； 其特征是上述液晶元件是至少包含一對(duì)基板和配置在這一對(duì)基板之間的液晶材料的液晶元件；并且， 為使透過上述液晶元件的光強(qiáng)度最小而使上述旋轉(zhuǎn)裝置旋轉(zhuǎn)，并能將旋轉(zhuǎn)裝置的角度作為光學(xué)軸方位的角度進(jìn)行測(cè)定。



圖1是表示表面穩(wěn)定化強(qiáng)介電性液晶在無施加電場(chǎng)狀態(tài)下的光學(xué)軸方位和溫度依賴性的平面示意圖。
圖2是表示表面穩(wěn)定化強(qiáng)介電性液晶的傾斜角的溫度依賴性的一個(gè)示例的圖表。
圖3是表示PSS-LCD的旋轉(zhuǎn)角θ的溫度依賴性的一個(gè)示例的圖表。
圖4是表示PSS-LCD無施加電場(chǎng)狀態(tài)的光學(xué)軸方位的平面示意圖。
圖5是表示PSS-LCD電場(chǎng)施加方向與光學(xué)軸方位的旋轉(zhuǎn)角與旋轉(zhuǎn)方向的平面圖及截面示意圖。
圖6是表示PSS-LCD的溫度依賴性平面示意圖。
圖7是表示PSS-LCD光閘的蔽光狀態(tài)與透光狀態(tài)的截面示意圖。
圖8是表示PSS-LCD光閘的溫度依賴性的截面示意圖。
圖9是表示PSS-LCD光閘由于溫度依賴性對(duì)比度下降的一個(gè)示例的圖表。
圖10是表示PSS-LCD光閘通過控制電壓改善溫度依賴性的平面示意圖。
圖11是表示PSS-LCD光閘的一個(gè)示例的截面示意圖。
圖12是表示PSS-LCD光閘的其他示例的截面示意圖。
圖13是表示PSS-LCD光閘通過控制元件旋轉(zhuǎn)改善溫度依賴性的原理的一個(gè)示例的平面示意圖。
圖14是表示PSS-LCD光閘(利用機(jī)械驅(qū)動(dòng))一個(gè)示例的截面示意圖。
圖15是表示PSS-LCD光閘(利用機(jī)械驅(qū)動(dòng))其他示例的截面示意圖。
圖16是表示PSS-LCD光閘機(jī)械式溫度依賴性改善的構(gòu)成的一個(gè)示例的側(cè)視示意圖。
圖17是表示PSS-LCD光閘機(jī)械式溫度依賴性改善的構(gòu)成其他示例的截面示意圖。
圖18是表示PSS-LCD光閘通過控制施加電壓改善溫度依賴性的實(shí)施例的結(jié)果。
圖19是表示PSS-LCD光閘通過控制施加電壓實(shí)施改善溫度依賴性的一個(gè)示例的圖表。
圖20是表示施加三角波電壓下分子取向轉(zhuǎn)換間的極化轉(zhuǎn)換電流的圖表。(測(cè)定條件24℃0.1Hz，10V三角波) 圖21是表示歷來SSFLCD板的分子取向轉(zhuǎn)換間的極化轉(zhuǎn)換峰值電流的圖表。
圖22是說明PS-V-FLCD的c-直接輪廓的示意圖。
圖23是表示說明疊層板的摩擦角的示意圖。
圖24是表示本發(fā)明能使用的適于嚴(yán)密測(cè)定光學(xué)軸方位的元件構(gòu)成的一個(gè)示例的側(cè)視示意圖。
圖25是表示本發(fā)明的實(shí)施例制作的PSS-LCD一個(gè)示例的側(cè)視示意圖。
圖26是表示本發(fā)明實(shí)施例得到的控制電壓曲線的一個(gè)示例的圖表。
圖27是表示本發(fā)明實(shí)施例得到的控制旋轉(zhuǎn)角曲線的一個(gè)示例的圖表。

具體實(shí)施例方式 以下視需要參照附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更為具體說明。(以下記載表示量比的“部”及“％”，除非另有說明外均為質(zhì)量基準(zhǔn)) (液晶器件的實(shí)施方式-1) 在本發(fā)明的一實(shí)施方式中，液晶器件至少包含透射軸相互正交的一對(duì)偏光元件，配置在該一對(duì)偏光元件之間的液晶元件，向該液晶元件施加電壓的電壓施加裝置。該液晶元件是至少包含一對(duì)基板、配置在該一對(duì)基板之間的液晶材料的液晶元件，并且，是液晶材料能夠按照施加電場(chǎng)的大小與/或方向而旋轉(zhuǎn)光學(xué)軸方位的液晶元件。并且，上述電壓施加裝置是能夠按照上述液晶材料中液晶分子取向控制該電壓施加裝置向液晶元件施加的電壓的電壓施加裝置。
(液晶器件實(shí)施方式-2) 在本發(fā)明的另一實(shí)施方式中，液晶器件包含透射軸相互交叉的一對(duì)偏光元件，配置在該一對(duì)偏光元件間的液晶元件，調(diào)整液晶元件和偏光元件間角度的角度調(diào)整裝置。該液晶元件是至少包含一對(duì)基板、配置在該一對(duì)基板間的液晶材料的液晶元件，并且，是液晶材料能夠按照施加電場(chǎng)的大小與/或方向旋轉(zhuǎn)光學(xué)軸方位的液晶元件。并且，上述角度調(diào)整裝置是能夠按照液晶材料中液晶分子取向調(diào)節(jié)液晶元件和偏光元件間角度的角度調(diào)整裝置。
(PSS-LCD) 在本發(fā)明(例如，包括上述兩個(gè)實(shí)施方式)中，作為上述液晶材料，PSS-LCD(極化屏蔽蝶狀液晶)具有后述特性、即上述液晶材料中的初期分子取向有與對(duì)液晶材料的取向處理相平行或大致平行的方向，外部施加電壓不存在下幾乎不顯示垂直于一對(duì)基板的自發(fā)極化的液晶元件尤其適宜使用。
(發(fā)明原理) 下面，對(duì)本發(fā)明原理進(jìn)行說明，根據(jù)需要，從與歷來溫度補(bǔ)償裝置相比較來進(jìn)行說明。
作為液晶器件的實(shí)用例舉下面一個(gè)例子。在立體圖像顯示技術(shù)方面，有可以稱作定點(diǎn)型連續(xù)積分?jǐn)z影技術(shù)的顯示方法。這種顯示方法，是從分布成長(zhǎng)方形的不同視點(diǎn)所見到的立體圖像順序顯示，在人眼的余像時(shí)間內(nèi)，使多個(gè)不同視點(diǎn)的立體圖像成為余像從而識(shí)別立體圖像。
這種定點(diǎn)型連續(xù)積分?jǐn)z影技術(shù)，為能夠順序顯示分布成長(zhǎng)方形的立體圖像，需要使用長(zhǎng)方形的高速光閘。長(zhǎng)方形的間距與一般的FPD(平板顯示器)的象素間距同等程度，非常窄小，另外，為使在人眼的余像時(shí)間即1/30秒內(nèi)順序顯示數(shù)張圖像，必須有追蹤非常高速的曝光時(shí)間的器件。
例如，在1/30秒內(nèi)順序顯示8張不同視野的圖像，一張大約需4.2毫秒的透光時(shí)間。在如此微小的領(lǐng)域里進(jìn)行光閘工作的用途中，采用在同樣微小領(lǐng)域里進(jìn)行調(diào)光而進(jìn)行圖像顯示的液晶顯示技術(shù)更為合適。但是，實(shí)現(xiàn)上述約4.2毫秒的透光時(shí)間，上下的時(shí)間在1毫秒以下的響應(yīng)速度是必要的，使用歷來的一般的TN液晶的光閘則難以實(shí)現(xiàn)。
使用近年來開發(fā)的聚合物離散液晶時(shí)，雖然能達(dá)到幾毫秒的高速響應(yīng)，但必須施加100伏左右的電壓和升高環(huán)境溫度達(dá)100℃左右使液晶粘度降低。另外，有由于散亂引起蔽光造成視覺范圍內(nèi)對(duì)比度下降的缺點(diǎn)。
使用上下達(dá)幾百微秒這樣高速的表面穩(wěn)定化強(qiáng)介電性液晶，雖然能夠解決響應(yīng)速度的問題。但是，如圖1的平面示意圖及圖2的表所示，一般情況下，光閘透光與蔽光的雙穩(wěn)定位置角度(傾斜角)隨著元件溫度的變化而變化，因此必須有補(bǔ)償這種溫度影響的構(gòu)造。
(使用PSS-LCD的情況) 本申請(qǐng)人先前提出的極化屏蔽蝶狀液晶顯示(PSS-LCD)技術(shù)(該P(yáng)SS-LCD的詳細(xì)情況參照日本特表2006-515935號(hào)公報(bào))，是能夠達(dá)到400毫秒內(nèi)的光學(xué)響應(yīng)并且能在低電壓下連續(xù)的灰度顯示的技術(shù)。
另外，由于比一般的強(qiáng)介電性液晶取向均一性更好，因而局部對(duì)比度更高的PSS-LCD，具有在大型化的情況下平面內(nèi)的光學(xué)軸方向也不會(huì)散亂的特點(diǎn)。
但是，在PSS-LCD上也能觀察到與同樣使用蝶狀液晶的表面穩(wěn)定化強(qiáng)介電性液晶顯示相似的溫度依賴性。圖3的表格，表示對(duì)PSS-LCD元件施加±5V的方波電壓時(shí)旋轉(zhuǎn)角θ的溫度依賴性的一個(gè)示例。如圖3所示，與上述表面穩(wěn)定化強(qiáng)介電性液晶的旋轉(zhuǎn)角的溫度依賴性相比，PSS-LCD的旋轉(zhuǎn)角θ的溫度依賴性減弱，但是能夠領(lǐng)會(huì)到旋轉(zhuǎn)角隨溫度的變化而變化。
歷來的灰度顯示器PSS-LCD中，在透射軸正交的兩個(gè)偏光板間(正交偏光鏡下)配置PSS-LCD元件，如圖4所示，以不施加電場(chǎng)時(shí)的光學(xué)軸方位與其中某一個(gè)偏光板的透射軸平行進(jìn)行配置。該體系有光入射時(shí)，經(jīng)第一偏光板成為線性偏光的光束，不受液晶層的雙折射作用，被第二偏光板遮斷，透過光最小。如圖5所示，施加電場(chǎng)時(shí)，根據(jù)電場(chǎng)方向，旋轉(zhuǎn)角呈旋轉(zhuǎn)角1或旋轉(zhuǎn)角2的狀態(tài)，通過雙折射的作用光透過來。
上述旋轉(zhuǎn)角θ取決于電場(chǎng)強(qiáng)度，透光率能通過模擬灰度控制。此時(shí)的透光量由下列式子(1)給出，旋轉(zhuǎn)角θ為±45度并且Δnd等于λ/2時(shí)有最大的透光量。
式1 但是，該旋轉(zhuǎn)角，如上所述，有溫度依賴性，即使在同一電場(chǎng)強(qiáng)度下，左右旋轉(zhuǎn)角如圖6所示，有高溫變大、低溫變小的趨勢(shì)(即如圖6中“旋轉(zhuǎn)角的變化”所示，一旦元件溫度發(fā)生變化，即使在外加電場(chǎng)相同的情況下，旋轉(zhuǎn)角也將發(fā)生變化)。因此，即使電場(chǎng)強(qiáng)度相同，透過率隨元件溫度變化發(fā)生變化，在高溫情況下有明暗比(對(duì)比度)降低的可能。
(光閘工作例) 下面，對(duì)本發(fā)明的光閘的一適宜的實(shí)施方式的工作情況進(jìn)行說明。
例如，如圖7(a)所示，透射軸相互正交的兩塊偏光板間置有PSS-LCD元件，施加應(yīng)該施加的2電場(chǎng)方向的一個(gè)方向的電場(chǎng)，僅按照對(duì)應(yīng)電場(chǎng)強(qiáng)度的旋轉(zhuǎn)角θ旋轉(zhuǎn)的光學(xué)軸方位一旦與偏光板一側(cè)的透射軸平行的話，則遮蔽光而使透光量最小。此時(shí)光閘為蔽光狀態(tài)。
并且，如圖7(b)所示，施加與上述蔽光狀態(tài)方向相反的電壓，取得僅按照對(duì)應(yīng)電場(chǎng)強(qiáng)度的旋轉(zhuǎn)角度θ而旋轉(zhuǎn)的光學(xué)軸方位，使光透過。此時(shí)光閘為透光狀態(tài)。
該透光狀態(tài)和蔽光狀態(tài)時(shí)的液晶取向，與無施加電場(chǎng)狀態(tài)的液晶取向相比極好，透光狀態(tài)的透光量增加，蔽光狀態(tài)的蔽光率上升。但是，這種配置狀態(tài)如圖8所示，一旦元件溫度發(fā)生變化，即使施加電場(chǎng)相同，PSS-LCD光學(xué)軸方位的旋轉(zhuǎn)角也將發(fā)生變化，可能發(fā)生圖8(a)的蔽光狀態(tài)光泄漏現(xiàn)象及圖8(b)的透光狀態(tài)的透光量下降現(xiàn)象。
圖9的表是表示30℃時(shí)調(diào)到蔽光狀態(tài)時(shí)的溫度依賴性圖表，可以看到隨著溫度的上升對(duì)比度下降。為了解決這樣的對(duì)比度的下降，如圖10的截面示意圖所示，在工作溫度范圍內(nèi)設(shè)定使光學(xué)軸方位旋轉(zhuǎn)角θ最小的溫度，此時(shí)2電場(chǎng)方向的一個(gè)方向施加電壓，使旋轉(zhuǎn)的光學(xué)軸方位與偏光板一個(gè)的透射軸相平行。(圖10中“最大旋轉(zhuǎn)角”表示“原本能打開的最大的旋轉(zhuǎn)角度”的意思。) 如圖10所示，溫度發(fā)生變化光學(xué)軸方位的旋轉(zhuǎn)角θ即使變大，由于施加電場(chǎng)強(qiáng)度減小，旋轉(zhuǎn)角θ也能隨之減小，因此偏光板的透射軸與光學(xué)軸方位相重合，能夠使遮光狀態(tài)和透光狀態(tài)的旋轉(zhuǎn)角度一定。
在工作溫度范圍內(nèi)最小旋轉(zhuǎn)角θ左右總合45度以上時(shí)，通過上述控制，在整個(gè)工作溫度范圍內(nèi)，調(diào)整光學(xué)軸方位旋轉(zhuǎn)角左右共45度，能夠保持透光狀態(tài)下有最大的透光量。
(調(diào)整旋轉(zhuǎn)角θ的構(gòu)成) 作為調(diào)整上述旋轉(zhuǎn)角θ的構(gòu)成，對(duì)圖11～12的裝置構(gòu)成及整個(gè)工作的詳細(xì)情況進(jìn)行說明。
首先以圖11的側(cè)視示意圖的構(gòu)成為例進(jìn)行說明。
參照?qǐng)D11，在正交配置的偏光板間配置PSS-LCD。在該P(yáng)SS-LCD上裝有熱敏電阻或白金電阻等溫度傳感元件，依次獲取PSS-LCD的溫度信息。取得的溫度信息與控制部記錄著的按照測(cè)定溫度向PSS-LCD施加的電場(chǎng)信息進(jìn)行比對(duì)。
該控制部記錄的施加電場(chǎng)信息是測(cè)定好的對(duì)預(yù)先測(cè)定的溫度PSS-LCD在蔽光狀態(tài)下有最小透光量、透光狀態(tài)下有最大透光量的施加電場(chǎng)的信息。這樣，通過控制對(duì)PSS-LCD施加與之匹配的電場(chǎng)強(qiáng)度，能始終再現(xiàn)蔽光狀態(tài)最小透光量和透光狀態(tài)最大透光量的狀態(tài)。
對(duì)作為另一實(shí)例的圖12的側(cè)視示意圖的構(gòu)成進(jìn)行說明。在正交配置的偏光板間配置PSS-LCD。在出射光一側(cè)，裝有使透射光能入射到的光電二極管或光電晶體管等光傳感元件，依次取得透過光量信息。對(duì)取得的透過光量是否在蔽光狀態(tài)透過光量最小、透光狀態(tài)透過光量最大進(jìn)行判斷，如果不是，則對(duì)PSS-LCD的施加電場(chǎng)強(qiáng)度進(jìn)行改變，進(jìn)行透光量的反饋控制。通過這種構(gòu)成能使蔽光狀態(tài)和透光狀態(tài)保持穩(wěn)定的最佳狀態(tài)。
實(shí)際使用上，當(dāng)光學(xué)軸方位與偏光板的透過軸間角度變小時(shí)透過光量差變小，在見到透過狀態(tài)的大范圍內(nèi)感知很小的光亮差存在困難程度增大的傾向，因此使蔽光狀態(tài)下透過光量最小的施加電壓的調(diào)整從調(diào)整精度的角度看是需要的。這與使用溫度傳感器的方法進(jìn)行記憶、施加控制電壓的測(cè)定情況相同。此處的光傳感器及熱傳感器，可以從元件溫度變化的時(shí)間變化量及頻率等出發(fā)，選擇具有符合成本要求的響應(yīng)速度的元件。
在沒必要介意透光狀態(tài)下最大透光量的變化時(shí)，機(jī)械式的調(diào)合旋轉(zhuǎn)角θ，也有可能使蔽光狀態(tài)的透光量達(dá)到最小。在正交的兩個(gè)偏光板間配置PSS-LCD元件時(shí)，為了使受到施加在2電場(chǎng)方向的一個(gè)方向的施加電壓而旋轉(zhuǎn)的光學(xué)軸方位與偏光板一側(cè)的透射軸相平行，旋轉(zhuǎn)PSS-LCD元件的如圖13(b)的機(jī)械構(gòu)造，或者保證正交關(guān)系旋轉(zhuǎn)兩個(gè)偏光板的如圖13(c)的機(jī)械構(gòu)造，都能使蔽光狀態(tài)下透光量最小。(另外，圖13(a)中，“由于溫度變化而變小的旋轉(zhuǎn)角θ”是表示“由于溫度變化而變小了的旋轉(zhuǎn)角θ”的意思。) (旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)) 作為上述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的構(gòu)成，對(duì)圖14～16的裝置構(gòu)成及整個(gè)工作的詳細(xì)情況進(jìn)行說明。
例如，作為旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，可以采用如圖16所示的由伺服電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的方法，由壓電元件使其傾斜的方法。關(guān)于這種情況下調(diào)整旋轉(zhuǎn)角的示例，用圖14的側(cè)視示意圖的構(gòu)成的一個(gè)例子、即圖16的使用伺服電動(dòng)機(jī)的例子進(jìn)行說明。
參照?qǐng)D16，在正交配置的偏光板間配置PSS-LCD元件。在該P(yáng)SS-LCD元件上裝有熱敏電阻或白金電阻等溫度傳感元件，依次獲取PSS-LCD元件的溫度信息。取得的溫度信息，與控制部記錄的相對(duì)于測(cè)定溫度的正交偏光板的PSS-LCD元件的相應(yīng)角度信息進(jìn)行比對(duì)。
控制部所記錄的角度信息，是對(duì)事先測(cè)定的溫度使PSS-LCD元件在蔽光狀態(tài)下有最小透光量的角度測(cè)定的信息。因此，通過控制伺服電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)，使正交偏光板為相應(yīng)角度，能夠再現(xiàn)蔽光狀態(tài)下有最小透光量的狀態(tài)。
作為另一個(gè)示例，對(duì)圖15的側(cè)視示意圖的構(gòu)成進(jìn)行說明。在正交配置的偏光板間配置PSS-LCD元件。在出射光一側(cè)，裝有使透射光能入射到的光電二極管和光電晶體管等光傳感元件，依次取得透過光量信息。對(duì)取得的透光量是不是蔽光狀態(tài)下最小的透過量進(jìn)行判斷，在不是的情況下，通過驅(qū)動(dòng)器控制PSS-LCD元件旋轉(zhuǎn)，進(jìn)行再次取得透光量的反饋控制。通過這樣的構(gòu)成，能夠始終保持蔽光狀態(tài)的穩(wěn)定的最佳狀態(tài)。
元件溫度變化不急劇時(shí)，控制工作頻度變小，因此由機(jī)械的機(jī)構(gòu)擺動(dòng)引起的磨損、震動(dòng)、噪音等不構(gòu)成實(shí)質(zhì)性問題。
(外形變形元件的利用) 除上述機(jī)械式構(gòu)造以外，通過使用依賴于溫度外形發(fā)生變形的元件，可以在測(cè)定溫度的同時(shí)使偏光板或者液晶元件發(fā)生旋轉(zhuǎn)乃至傾斜。
作為利用這樣的外形變形元件的構(gòu)成的一個(gè)示例，對(duì)圖17的示意圖構(gòu)成進(jìn)行說明。
參照?qǐng)D17，使用雙金屬板作為使圖14、15中PSS-LCD及偏光板旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)器。雙金屬板是膨脹系數(shù)不同的兩塊金屬板貼合而成的元件，有根據(jù)溫度變形的性質(zhì)。因其變形量依賴于溫度，因此應(yīng)用于溫度計(jì)及溫度調(diào)節(jié)裝置。
通過與這類裝置一樣，構(gòu)成隨著溫度而發(fā)生變形的驅(qū)動(dòng)器，在測(cè)定溫度的同時(shí)能夠使偏光板或者PSS-LCD旋轉(zhuǎn)乃至傾斜。
在圖17的示意圖中，是根據(jù)溫度變化雙金屬板發(fā)生位移而帶動(dòng)柱塞上下的配置。就這樣的話，即使向偏光板或PSS-LCD傳達(dá)信息使其旋轉(zhuǎn)，雙金屬板與PSS-LCD的溫度依賴性不符，也不能控制使蔽光狀態(tài)有最小透光量。于是，在雙金屬板與PSS-LCD之間插入使雙金屬板的變形與PSS-LCD的溫度依賴性曲線相對(duì)應(yīng)的溫度依存曲線轉(zhuǎn)換板。通過這樣的構(gòu)成，便可以以溫度補(bǔ)償部分廢除一切電信號(hào)回路的形式，控制蔽光狀態(tài)有最小的透過光量。該方法構(gòu)造簡(jiǎn)單，可以排除一切電路方面的故障，因此具有可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。
(手動(dòng)調(diào)整) 另外，在元件溫度變化頻率低時(shí)，一邊目測(cè)蔽光狀態(tài)的透光量，一邊通過手動(dòng)調(diào)節(jié)使偏光板或液晶元件旋轉(zhuǎn)及/或傾斜，也能使蔽光狀態(tài)的透過光量最小。另外，在使用元件溫度一定時(shí)，旋轉(zhuǎn)、傾斜偏光板或者液晶元件事先使其與使用元件溫度一致，通過替換使其與使用元件溫度一致，也能使蔽光狀態(tài)的透光量達(dá)到最小。
上述本發(fā)明的液晶器件的基本概念是利用所用的液晶材料(例如，PSS-LCD)特有的光電學(xué)響應(yīng)，例如，通過構(gòu)成液晶器件(例如具有光閘性能)，使其能成為保持高速響應(yīng)性、高透光率.高蔽光率、高對(duì)比度的光閘。在上述說明中，為了說明方便，主要從用PSS-LCD的方式進(jìn)行說明的，但是，為了適用上述本發(fā)明的方式，只要是能夠構(gòu)成按照施加電場(chǎng)的大小與/或方向旋轉(zhuǎn)光學(xué)軸方位的光電元件的液晶材料，不拘于PSS-LCD，均能適用本發(fā)明的方法。從更有效的發(fā)揮本發(fā)明的效果方面考慮，以能有充分的速度的響應(yīng)時(shí)間的液晶材料為最好。
(偏光元件) 作為本發(fā)明可用的偏光元件，構(gòu)成歷來液晶器件一直所用的偏光元件都可以使用，沒有特別的限制。另外，其形狀、大小、構(gòu)成要素等也沒有特別的限制。
(較佳的偏光元件) 能較佳地適用于本發(fā)明的偏光元件，例如可以列舉出以下的元件。
π-單元Molecular Crystals and Liquid Crystals雜志，Vo 1.113.329頁(1984)，Phil Bos and K.R.Kehler Beran (液晶元件) 本發(fā)明實(shí)施方式的液晶元件，至少含有一對(duì)基板和配置在該一對(duì)基板間的液晶材料。
(液晶材料) 在本發(fā)明中，只要能構(gòu)成適用于本發(fā)明的方式、以及按照施加電場(chǎng)的大小與/或方向旋轉(zhuǎn)光學(xué)軸方位的光電元件的液晶材料都能夠使用，沒有特別的限制。在本發(fā)明中，某種液晶材料能否使用，可以通過下面的“光學(xué)軸方位旋轉(zhuǎn)的確認(rèn)方法”進(jìn)行確認(rèn)。另外，從本發(fā)明的能以一定的高速響應(yīng)的觀點(diǎn)考慮，為了能較佳地應(yīng)用，某種液晶材料是否能以充分的速度響應(yīng)，可以下面的“響應(yīng)時(shí)間確認(rèn)方法”進(jìn)行確認(rèn)。
(光學(xué)軸方位旋轉(zhuǎn)的確認(rèn)方法) 作為液晶元件的光學(xué)軸方位旋轉(zhuǎn)的測(cè)定方法，在將液晶元件置于偏光鏡垂直配置于檢光鏡的尼克爾十字裝置中時(shí)，光學(xué)軸與檢光鏡的吸收軸一致時(shí)透過光的強(qiáng)度最小。因此，以能得到尼克爾十字裝置中透過光的強(qiáng)度最小的角度作為光學(xué)軸方位角度。此時(shí)，液晶元件為無施加電場(chǎng)狀態(tài)。以此為基準(zhǔn)角度向液晶元件施加電場(chǎng)，尋找能使尼克爾十字裝置中透光量強(qiáng)度最小的角度。施加電場(chǎng)下存在最小強(qiáng)度的角度，并且偏離了上述基準(zhǔn)角的角度為最小強(qiáng)度的角度，使電場(chǎng)的大小及方向發(fā)生變化時(shí)，能夠觀察到對(duì)應(yīng)其變化量旋轉(zhuǎn)角有所增減的話，能夠確認(rèn)光學(xué)軸方位在旋轉(zhuǎn)。確認(rèn)用的裝置，與光學(xué)軸方位確認(rèn)相同，可以通過圖24的構(gòu)成進(jìn)行確認(rèn)。
(響應(yīng)時(shí)間的確認(rèn)方法) 能夠觀察到液晶元件的光學(xué)軸方位旋轉(zhuǎn)時(shí)，其旋轉(zhuǎn)的速度相當(dāng)于響應(yīng)時(shí)間。在偏光鏡垂至于檢光鏡配置的尼克爾十字裝置中配置以使透過光量最小的強(qiáng)度的角度配置的液晶元件，向液晶元件施加電場(chǎng)。通過施加電場(chǎng)，光學(xué)軸方位發(fā)生旋轉(zhuǎn)，因此透光量發(fā)生變化。從而，透光量的變化度為旋轉(zhuǎn)的變化度。以無施加電場(chǎng)狀態(tài)的透光量作為0％，通過施加電場(chǎng)發(fā)生變化最終達(dá)穩(wěn)定狀態(tài)的透光量作為100％時(shí)，將從無施加電場(chǎng)狀態(tài)到施加電場(chǎng)狀態(tài)透光量從10％上升到90％的時(shí)間作為向上響應(yīng)時(shí)間，將從施加電場(chǎng)狀態(tài)到停止施加電場(chǎng)狀態(tài)透光量從90％下降到10％的時(shí)間作為向下響應(yīng)時(shí)間。例如PSS-LCD的向上響應(yīng)時(shí)間和向下響應(yīng)時(shí)間都是400μs左右。確認(rèn)用的裝置例與下述的“光學(xué)軸方位確認(rèn)”相同，通過圖24的構(gòu)成進(jìn)行確認(rèn)。
(PSS-LCD) 本發(fā)明適宜使用的液晶材料，PSS-LCD，即該液晶材料的初期分子取向有與取向處理方向大致平行的方向，并且液晶材料實(shí)質(zhì)上是在外部施加電壓不存在下，也至少完全不顯示垂直于一對(duì)基板的自發(fā)極化。
(初期分子構(gòu)型) 在本發(fā)明中，液晶材料的初期分子取向(或者方向)為，液晶分子長(zhǎng)軸具有與液晶分子取向處理方向大致平行的方向。液晶分子長(zhǎng)軸具有與液晶分子取向處理方向大致平行的方向這一事實(shí)可以例如由下面的方法確認(rèn)。為了本發(fā)明的液晶能達(dá)到期望的顯示性能，通過以下方法測(cè)定的摩擦方向與液晶分子取向間的角度(絕對(duì)值)，好的能達(dá)到3°以下，更好的是能達(dá)到2°以下，最好的能到1°以下。嚴(yán)密地說，是聚亞酰胺等聚合取向膜受到摩擦，在聚亞酰胺表層引發(fā)雙折射，因此給出滯相軸。還有，一般的液晶分子長(zhǎng)軸有與滯相軸相平行的取向，這是已知的。與聚合取向膜幾乎完全有關(guān)，某種角度偏移發(fā)生在摩擦方向與滯相軸之間，這也是已知的。一般，偏移比較小，角度在1～7度是可能的。但是，作為這種角度的偏移，極端的例子，如聚苯乙烯能達(dá)到90度。從而，在本發(fā)明中，摩擦方向與液晶分子長(zhǎng)軸(即光軸)取向方向間的角度，最好情況達(dá)到3°以下是可能的。此時(shí)，液晶分子的長(zhǎng)軸，與由于摩擦等向聚合物(聚酰亞胺)、聚合物取向膜提供的滯相軸的取向方向之間，好的能達(dá)到3°以下，更好的能達(dá)到2°以下，最好的能達(dá)到1°以下。
如上所述，在本發(fā)明中，取向處理方向指向決定著液晶分子長(zhǎng)軸的取向方向的滯相軸(在聚合物最表層)的方向。
<測(cè)定對(duì)液晶分子的初期分子取向狀態(tài)的方法> 一般，液晶分子的長(zhǎng)軸與光軸非常一致。從而，將液晶板置于偏光鏡垂直于檢光鏡配置的尼克爾十字配置中時(shí)，透過光線的強(qiáng)度在液晶光軸與檢光鏡的吸收軸非常一致的情況下最小。初期取向軸的方向可以通過測(cè)定液晶板透過光線的強(qiáng)度即在尼克爾十字配置中通過旋轉(zhuǎn)方法測(cè)定，因此，能夠測(cè)定使透過光線強(qiáng)度最小的角度。
<液晶分子長(zhǎng)軸方向與取向處理方向平行度的測(cè)定方法> 摩擦方向由設(shè)定角所決定，由摩擦所提供的聚合物取向膜最表層的滯相軸，由聚合物取向膜的種類、膜的制造方法、摩擦強(qiáng)度等所決定。從而，消光位與滯相軸方向平行提供時(shí)，能夠確認(rèn)分子長(zhǎng)軸即分子光軸與滯相軸的方向平行。
(自發(fā)極化) 本發(fā)明的初期分子取向，自發(fā)極化(與強(qiáng)介電性液晶的自發(fā)極化類似)至少在垂至于基板方向不發(fā)生。在本發(fā)明中，“不提供實(shí)質(zhì)上的自發(fā)極化的初期分子取向不發(fā)生自發(fā)極化”可以通過如下的方法進(jìn)行確認(rèn)。
<測(cè)定存在垂直于基板的自發(fā)極化的方法> 液晶單元中的液晶有自發(fā)極化時(shí)，尤其是自發(fā)極化發(fā)生在初期狀態(tài)的基板方向，即發(fā)生在垂直于初期狀態(tài)的電場(chǎng)方向(即無外部電場(chǎng)時(shí))時(shí)，向液晶單元施加低頻率三角波電壓(約0.1Hz)，與施加電壓從正向負(fù)或從負(fù)向正極性變化的同時(shí)，自發(fā)極化的方向從上方向下方或從下方向上方發(fā)生反轉(zhuǎn)。與此反轉(zhuǎn)同時(shí)，輸送實(shí)際上的電荷(即產(chǎn)生電流)。自發(fā)極化只在施加電場(chǎng)極性反轉(zhuǎn)時(shí)發(fā)生反轉(zhuǎn)。從而，呈現(xiàn)圖20所示的峰形電流。峰形電流的積分值是要運(yùn)輸電荷的總量，即對(duì)應(yīng)自發(fā)極化的強(qiáng)度。以此測(cè)定觀察到非峰形電流時(shí)，能以此現(xiàn)象直接證明沒有發(fā)生自發(fā)極化的反轉(zhuǎn)。并且，觀察到圖21所示電流直線增加的情況，能夠看到液晶分子的長(zhǎng)軸對(duì)應(yīng)電場(chǎng)強(qiáng)度的增加分子取向方向發(fā)生連續(xù)不斷的變化。換句話說，如圖21所示的本例，能夠看出對(duì)應(yīng)施加電場(chǎng)強(qiáng)度，由于誘導(dǎo)極化等引起分子取向方向的變化。
(基板) 適于本發(fā)明使用的基板，只要能夠給出如上所述的特定“初期分子取向狀態(tài)”即可，無其他特殊限定。換句話說，適宜本發(fā)明的基板，可以從LCD的用法及其用途、其材料及尺寸等角度出發(fā)進(jìn)行合適的選擇。作為適宜本發(fā)明使用的特定例子，舉例如下。
其上帶有圖形化透明電極(ITO等)的玻璃基板。
非晶硅TFT陣列基板 低溫多硅TFT陣列基板 高溫多硅TFT陣列基板 單晶硅TFT陣列基板 (較好的基板舉例) 在此之中，本發(fā)明適用于大型液晶顯示板時(shí)，尤其適宜使用以下基板。
非晶硅TFT陣列基板 (PSS-LCD材料) 適宜本發(fā)明使用的PSS-LCD材料，只要能夠給出上述的特定“初期分子取向狀態(tài)”即可，無其他特殊限定。換句話說，本發(fā)明適宜的液晶材料，可以從其物理性質(zhì)、電學(xué)性能及其顯示性能等角度進(jìn)行選擇。例如文獻(xiàn)上列舉的各種液晶材料(包含各種強(qiáng)介電性及非介電性液晶)一般都能適用于本發(fā)明。能適用于本發(fā)明較好的液晶材料，舉例如下。

(較好的液晶材料的例子) 其中，將本發(fā)明用于投影型液晶顯示器時(shí)，適宜使用以下的液晶材料。

(取向膜) 適于本發(fā)明使用的取向膜，只要能給出上述特定的“初期分子取向狀態(tài)”以外，無其他特殊限定。換句話說，適宜本發(fā)明的取向膜，可以從其物理性質(zhì)、電學(xué)性能及其顯示性能等角度進(jìn)行選擇。例如文獻(xiàn)列舉的各種取向膜一般的都能適用于本發(fā)明。關(guān)于本發(fā)明可用的較好的取向膜舉例如下。
聚合物取向膜聚乙胺、聚甲胺、聚甲亞胺 無機(jī)取向膜SiO2、SiO、Ta2O5等 (較好的取向膜的例子) 其中，本發(fā)明適用于投影型液晶顯示器時(shí)，適宜使用如下取向膜。
無機(jī)取向膜 在本發(fā)明中，上述基板、液晶材料、以及取向膜，視需要可以采用與日刊工業(yè)新聞社(日本、東京)發(fā)行的“Liquid Crystal Device Handbook”(1989)所記載的各項(xiàng)對(duì)應(yīng)的材料、成分及構(gòu)成要素等。
(其他構(gòu)成要素) 構(gòu)成本發(fā)明的液晶顯示器所用的透明電極、電極圖案、微濾色器、襯墊、以及偏光鏡等其他的材料、構(gòu)成要素以及成分等，只要其不違背本發(fā)明的目的(即能給出上述特定的“初期分子取向狀態(tài)”)，均無其他特殊限定。并且，制造本發(fā)明所用液晶顯示元件的方法，除了液晶顯示元件應(yīng)該有能給出上述特定的“初期分子取向狀態(tài)”的構(gòu)成以外，無特殊限定。關(guān)于構(gòu)成液晶顯示元件的各種材料、構(gòu)成要素及成分的詳細(xì)情況，視需要可以參照日刊工業(yè)新聞社(日本、東京)發(fā)行的“Liquid Crystal Device Handbook”(1989)。
(實(shí)現(xiàn)特定初期取向的方案) 實(shí)現(xiàn)該取向狀態(tài)所用的方法或方案，只要能實(shí)現(xiàn)上述特定的“初期分子取向狀態(tài)”，無其他特定限制。換句話說，實(shí)現(xiàn)本發(fā)明特定的初期分子取向的適宜的方法或方案，可以從物理特性、電學(xué)性質(zhì)及表示性能等角度出發(fā)進(jìn)行適宜的選擇。
以下方法，最好是在本發(fā)明用于大型電視機(jī)顯示裝置、小型高解像度顯示裝置、以及直視型顯示裝置等時(shí)可以使用。
(能給出初期取向的較好的方案) 按照本發(fā)明人等的發(fā)現(xiàn)，上述合適的初期取向，通過以下取向膜(通過燒成形成的取向膜，其厚度表示燒成后的厚度)以及摩擦處理能夠容易實(shí)現(xiàn)。另一方面，通常的強(qiáng)介電性液晶顯示器，取向膜的厚度在

(埃)以下，摩擦強(qiáng)度在0.3mm(即摩擦施入量)以下。
取向膜的厚度較好情況在

以上，更好的情況在

以上(最好情況在

以上) 摩擦強(qiáng)度(即摩擦施入量)較好的情況在0.3mm以上，更好的情況在0.4mm以上(最好在0.45mm以上) 上述取向膜的厚度以及強(qiáng)度，可以從后述制造例1中所記載的方法進(jìn)行測(cè)定。
(能夠使用的PSS-LCD——其他實(shí)施方式1) 在本發(fā)明中，具有下述構(gòu)造的PSS-LCD也能夠使用. PSS-LCD，其至少含有一對(duì)基板、以及配置在該一對(duì)基板間的液晶材料、及配置在一對(duì)基板外側(cè)的一對(duì)偏光薄膜；該對(duì)偏光薄膜的其中之一具有與對(duì)液晶材料進(jìn)行取向處理的方向平行或大致平行的初期分子取向，這對(duì)偏光薄膜之中的另一個(gè)，具有與對(duì)液晶材料進(jìn)行取向處理相垂直的偏光吸收方向；并且， 液晶元件在外部施加電壓不存在的情況下顯示消光角。
這種形式的液晶顯示器，除上述特點(diǎn)外，其消光位具有實(shí)質(zhì)上不依賴于溫度的優(yōu)點(diǎn)。此種形式，對(duì)比度的溫度依賴性也能達(dá)到較小。
在偏光薄膜的偏光吸收軸方向?qū)嵸|(zhì)上與液晶材料的取向處理方向相平行的上述關(guān)系中，偏光膜的偏光吸收軸與液晶材料的取向處理方向間的夾角，較好的情況能達(dá)到2°以下，更好的情況能達(dá)到1°以下，最好的能達(dá)到0.5°以下。
另外，液晶元件在外部施加電壓不存在的情況下表示消光位的現(xiàn)象，例如，可以通過以下方法進(jìn)行確認(rèn)。
<消光位的確認(rèn)方法> 將要試驗(yàn)的液晶板插入以尼克爾十字關(guān)系配置的偏光鏡與檢光鏡之間，在旋轉(zhuǎn)液晶板同時(shí)測(cè)定使透過光的光量最小的角度。以此測(cè)得的角度即消光位的角度。
(能夠使用的PSS-LCD——其他實(shí)施方式2) 在本發(fā)明中，具有下述構(gòu)成的PSS-LCD也能適宜使用。
PSS-LCD的液晶元件至少含有一對(duì)基板以及配置在該一對(duì)基板間的液晶材料；通過該一對(duì)基板的電流，當(dāng)向液晶元件施加實(shí)質(zhì)的、連續(xù)的、線性變化的波形電壓時(shí)，完全不顯示峰形電流。
通過這對(duì)基板的電流，實(shí)質(zhì)上在強(qiáng)度成連續(xù)、線性變化的電壓波形施加下不顯示峰形電流的事實(shí)，例如可以通過以下方法進(jìn)行確認(rèn)。在該實(shí)施方式中，“電流實(shí)質(zhì)上不顯示峰形電流”的意思是在液晶分子取向變化時(shí)，自發(fā)極化至少不以直接的方式干預(yù)液晶分子取向變化。該實(shí)施方式的液晶顯示器，除上述特點(diǎn)外，即使在有源驅(qū)動(dòng)元件中像非晶硅TFT陣列元件等有最低的電子移動(dòng)度的元件，也有能夠進(jìn)行充分液晶驅(qū)動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)。
即便液晶自身有相當(dāng)高的顯示性能，在其能力較大的情況下，將該液晶用于具有與電子移動(dòng)度相關(guān)限定的非晶硅TFT陣列元件，驅(qū)動(dòng)還是困難的。結(jié)果，提供高品質(zhì)的顯示性能實(shí)際上是不可能的。在這種情況下，從驅(qū)動(dòng)能力的觀點(diǎn)出發(fā)，通過使用具有比非晶硅大的電子移動(dòng)度的低溫聚硅以及高溫聚硅TFT陣列元件及能夠提供最大電子移動(dòng)度的單晶硅(硅晶片)，提供充分的顯示性能是可能的。另一方面，非晶硅TFT陣列，從制造成本的觀點(diǎn)來看是經(jīng)濟(jì)有利的。并且，板尺寸增大時(shí)，非晶硅TFT陣列的經(jīng)濟(jì)優(yōu)點(diǎn)與其他類型的能動(dòng)元件相比更大。
<確認(rèn)峰形電流的方法> 向試驗(yàn)液晶板施加有約0.1Hz的極低頻率的三角波電壓。液晶板施加該電壓，感覺到DC電壓是大致線性增加，電壓減小。板中的液晶顯示強(qiáng)介電性液晶相時(shí)，光學(xué)響應(yīng)以及電荷移動(dòng)狀態(tài)，按照三角波電壓的極性所決定，但是，實(shí)質(zhì)上不依賴于三角波電壓的峰值(即p-p值)。換句話說，因?yàn)樽园l(fā)極化的存在，液晶的自發(fā)極化只是在施加電壓的極性從負(fù)到正或者從正到負(fù)變化時(shí)，與外部施加電壓相關(guān)聯(lián)。自發(fā)極化反轉(zhuǎn)時(shí)，電荷在板內(nèi)部，生成峰狀電流，暫時(shí)移動(dòng)。相反，不發(fā)生自發(fā)極化反轉(zhuǎn)時(shí)，完全看不見峰狀電流，電流單調(diào)增加、減少或者顯示一定值。因此，板的極化，可以通過向板施加低頻率的三角波電壓正確測(cè)定得到電流從而得到的電流波形圖來決定。
(能夠使用的PSS-LCD——其他實(shí)施方式3) 在本發(fā)明中，具有下述構(gòu)造的PSS-LCD也能適宜使用。
液晶材料用的液晶分子取向處理與能夠提供低表面預(yù)傾角的液晶分子取向膜相關(guān)聯(lián)的PSS-LCD。
在該實(shí)施方式中，預(yù)傾角較好情況能達(dá)1.5°以下，更好情況有能達(dá)1.0°(最好情況0.5°)以下的可能。該實(shí)施方式的液晶顯示器，除有上述項(xiàng)目之外，還有在寬廣面上取向均一以及能夠提供寬闊視野角的優(yōu)點(diǎn)。為什么能提供寬視野角的理由如下。
在本發(fā)明的液晶分子取向方面，液晶分子能在圓錐形領(lǐng)域內(nèi)運(yùn)動(dòng)，其光電學(xué)響應(yīng)不停留在同樣的平面內(nèi)。一般說來，發(fā)生離開平面這樣的分子舉動(dòng)情況下，發(fā)生雙折射的入射角依存，視野角變狹窄。但是，本發(fā)明的液晶分子取向，液晶分子的分子光軸始終如圖22所示，能圍繞圓錐上部，呈順時(shí)針或逆時(shí)針對(duì)稱并高速的運(yùn)動(dòng)。因?yàn)楦咚賹?duì)稱的運(yùn)動(dòng)，能夠以平均時(shí)間取得極對(duì)稱的畫像。因此，從視野角的觀點(diǎn)出發(fā)，該實(shí)施方式能夠給出高度對(duì)稱以及小的角度依賴性的畫像。
(能夠使用的PSS-LCD——其他實(shí)施方式4) 在本發(fā)明中，具有下述構(gòu)造的PSS-LCD也適宜使用。
液晶材料對(duì)照強(qiáng)介電性液晶相變體系顯示蝶狀A(yù)相的液晶元件。
在該實(shí)施方式中，液晶材料有“蝶狀A(yù)相-強(qiáng)介電性液晶相轉(zhuǎn)變體系”現(xiàn)象，能夠通過例如以下的方法進(jìn)行確認(rèn)。該實(shí)施方式的液晶顯示器，除上述項(xiàng)目以外，其還具有能夠提供保存溫度更高的上限值的特點(diǎn)。更詳細(xì)地說，在決定液晶顯示用保存溫度上限值時(shí)，就算溫度超過從強(qiáng)介電性液晶相向蝶狀A(yù)相的轉(zhuǎn)變溫度，但只要不超過從蝶狀A(yù)相向膽淄相的轉(zhuǎn)移溫度，也能夠?yàn)榛謴?fù)初期分子取向而回復(fù)到強(qiáng)介電性液晶相。
<確認(rèn)相轉(zhuǎn)變體系的方法> 蝶狀液晶的相轉(zhuǎn)變體系能夠通過如下確認(rèn)。
在尼克爾十字關(guān)系下，液晶板的溫度從各向同性相溫度開始下降。此時(shí)，讓摩擦方向與檢光鏡平行。據(jù)偏光顯微鏡觀察的結(jié)果，最初可以看到從煙火形向圓形變化的雙折射變化。溫度繼續(xù)下降時(shí)，消光方向與摩擦方向發(fā)生平行。溫度繼續(xù)下降時(shí)，相轉(zhuǎn)變?yōu)樗^的強(qiáng)介電性液晶相。在該相下，板在消光位的附近3～4°的角度旋轉(zhuǎn)時(shí)，能夠看到溫度下降的同時(shí)位置從消光位脫離時(shí)透光強(qiáng)度增大。
在本說明書中，強(qiáng)介電性液晶相的螺距及板間距，能夠通過以下的方法進(jìn)行確認(rèn)。
<確認(rèn)螺距的方法> 為了提供相互平行的取向處理在有摩擦的基板的單元上，將液晶材料注入有至少5倍期待螺距的單元間距的板之間。結(jié)果，與螺距相對(duì)應(yīng)的衍射條文顯示在顯示器表面。
<確認(rèn)板間距的方法> 在液晶材料注入前，使用采用光干涉的液晶板間距測(cè)定裝置，能夠測(cè)定板間距。
(光學(xué)軸方位角度的測(cè)定裝置和裝置構(gòu)造) 作為液晶元件的光學(xué)軸方位嚴(yán)密的測(cè)定方法，在偏光鏡垂直于檢光鏡配置的尼克爾十字鏡中配置液晶元件時(shí)，當(dāng)光學(xué)軸與檢光鏡的吸收軸相一致時(shí)，透過光的強(qiáng)度變得最小。因此，在尼克爾十字配置中最小透過光強(qiáng)度所得的角度為光學(xué)軸方位的角度。作為測(cè)量裝置，例如在偏光顯微鏡的鏡筒部位安裝PMT(光電倍增管)等檢光元件的裝置。
圖24的側(cè)視示意圖表示適宜嚴(yán)密測(cè)定光學(xué)軸方位的元件的一個(gè)示例的構(gòu)成。將偏光顯微鏡的偏光鏡與檢光鏡按尼克爾十字配置，在樣品臺(tái)上將檢光鏡的吸收軸同測(cè)定液晶元件的基準(zhǔn)角度相一致進(jìn)行配置，旋轉(zhuǎn)樣品臺(tái)以使PMT上測(cè)定的光亮度最小。此時(shí)樣品臺(tái)的角度即為對(duì)應(yīng)液晶元件的基準(zhǔn)角度的光學(xué)軸方位角度。
下面，通過制造例及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更為具體的說明。
實(shí)施例 制造例1 用市售FLC混合材料(默克(Merck)ZLI-4851-100)、液晶性光聚合物(大日本墨水化學(xué)工業(yè)UCL-001)以及聚合引發(fā)劑(默克Darocur1173)，按照文獻(xiàn)日本特開平11-21554號(hào)(日本特愿平09-174463號(hào))，組裝PS-V-FLCD板?；旌衔锖?3質(zhì)量％的ZLT-4851-1000FLC、6質(zhì)量％的UCL-001以及1質(zhì)量％的Darocur1173。
此處用的基板是上面含有ITO薄膜的玻璃基板的(那諾洛阿公司(Nono LoaInc)所售的硼酸玻璃，厚0.7mm，尺寸50mm×50mm)。
使用旋轉(zhuǎn)式涂布機(jī)涂布聚酰亞胺取向材料，接著將得到的膜進(jìn)行預(yù)燒結(jié)，得到的生成物最終在恒溫干燥器中燒成，形成聚亞胺基取向膜。關(guān)于在此處應(yīng)用的工序的詳細(xì)記載，視需要可以參照文獻(xiàn)“Liquid Crystal DisplayTechniques”Sangyo Tosho(1996東京)第6卷。
將RN-1199(日產(chǎn)化學(xué)工業(yè))作為1～1.5°的預(yù)傾角取向物質(zhì)用于液晶分子取向膜。作為固化層的取向?qū)拥暮穸仍O(shè)定在

在此固化取向?qū)拥谋砻妫萌嗽旖z布(Yoshikwa Kako制、商品名19RY)按圖23所示對(duì)基板中心方向成30度角進(jìn)行摩擦。摩擦的施入量為兩基板均為0.5mm。(圖23中“重疊板”所示的角度是表示“層積板的摩擦角”) <摩擦條件> 摩擦施入量0.5mm 摩擦數(shù)1次 臺(tái)移動(dòng)速度2mm/s 滾輪轉(zhuǎn)動(dòng)頻率1000rmp(R＝40mm) 作為襯墊，使用平均粒徑為1.6微米的二氧化硅顆粒。完成的板間距測(cè)定值為1.8微米。將上述混合材料在110℃注入板。注入混合材料后，控制周圍溫度，以1分鐘2℃的比例逐漸降溫至能看見強(qiáng)介電性液晶相為止(40℃)。其后通過自然冷卻使板降至室溫時(shí)，向板施加+/-10V、頻率為500Hz的三角波電壓10分鐘(使用N F Circuit Block公司制的函數(shù)發(fā)生器，商品名WF1946F)。施加10分鐘電壓后保持相同施加電壓，以365nm的紫外光照射(使用UVP公司制紫外光，商品名UVL-56)。照射的條件為5000mJ/cm2。關(guān)于此處所用的一般工業(yè)程序的記載，視需要可參照文獻(xiàn)“Liquid Crystal Display Techniques”SangyoTosho(1996東京)第6卷。
該板的初期分子取向方向與摩擦方向相同。該板的電學(xué)響應(yīng)測(cè)定，通過施加三角波電壓顯示模擬灰度。
關(guān)于該處所用的一般工業(yè)程序的相關(guān)記載視需要參照文獻(xiàn)“The Optics ofThermotropic Liquid Crystals”Tayl or and Francis1998，英國(guó)倫敦；卷8及卷9。
制造例2 將RN-1199(日產(chǎn)工業(yè)化學(xué))作為1～1.5°的預(yù)傾角取向物質(zhì)用于分子取向膜。作為固化層的取向?qū)拥暮穸仍O(shè)定在

在該固化層的表面，使用人造絲布按圖23所示對(duì)照基板中心線30度的角度方向進(jìn)行摩擦。摩擦的施入量?jī)苫寰鶠?.5mm。作為襯墊，使用平均粒徑為1.6微米的二氧化硅顆粒。完成的板間距測(cè)定值為1.8微米。將市售FLC材料(默克ZLI-4851-100)在110℃注入該板。注入混合材料后控制周邊溫度，以1分鐘1℃的比例逐漸冷卻至FLC材料能夠看見強(qiáng)介電性液晶相。(40℃)。從蝶狀A(yù)相到手性蝶狀C相(75℃到40℃)的逐漸冷卻過程中，施加+/-2V、頻率500Hz的三角波電壓。板溫度達(dá)到40℃以后，施加三角波電壓上升到+/-10V。其后通過自然冷卻，板溫度降至室溫為止持續(xù)施加電壓。該板的初期分子取向在大部分視野內(nèi)與摩擦方向相同，但是，在極為有限的面上偏離摩擦角+/-20度。該板的電學(xué)響應(yīng)測(cè)定，在以偏光顯微鏡測(cè)定的20倍左右的平均視野范圍內(nèi)，顯示模擬灰度轉(zhuǎn)換。
通過該制造例可以看出，在逐漸降溫階段施加過大的電壓將使初期FLC分子取向降低。例如，在顯示蝶狀A(yù)相的溫度，施加+/-5V的電壓的話，顯示沿著摩擦方向有條文狀的取向缺陷。一旦該類型的缺陷發(fā)生，手性蝶狀C相(強(qiáng)介電性液晶相)不能排除缺陷。逐漸冷卻時(shí)施加電壓是有效的，但是其條件是應(yīng)該嚴(yán)格加以控制。在這些制造例中，在蝶狀A(yù)相施加1V/μm以下、從蝶狀A(yù)相溫度到蝶狀A(yù)相到手性蝶狀C相的轉(zhuǎn)移溫度以下10℃范圍內(nèi)施加1.5V/μm以下、從相轉(zhuǎn)移溫度到20℃以下施加5V/μm以下，比這更低的溫度范圍內(nèi)施加7.5V/μm以下，能得到令人滿意的結(jié)果。
制造例3 將RN-1199作為1～1.5°的預(yù)傾角取向物質(zhì)用于液晶分子取向膜。作為固化層的取向?qū)拥暮穸仍O(shè)定在

在該固化層的表面，使用人造絲布按圖23所示對(duì)照基板中心線30度的角度方向進(jìn)行摩擦。摩擦的施入量為與兩基板相同0.6mm。作為襯墊，使用平均粒徑為1.8微米的二氧化硅顆粒。完成的板間距測(cè)定值為2.0微米。將文獻(xiàn)Molecular Crystals and The liquidcrystals；”Naphthalene Base Ferroelectric liquid crystal and Its Electro OpticalProperties”；Vol.243，PP.77-PP.90，(1944)所記載的苯系FLC混合材料以130℃各向同性注入該板。該液晶材料在室溫下螺距為2.5mm。
注入液晶材料后，控制周圍溫度，從130℃以1分鐘1℃的比例逐漸冷卻至能看見強(qiáng)介電性液晶相的50℃。從蝶狀A(yù)相到手性蝶狀C相逐漸冷卻過程中(90℃到50℃)，施加+/-1V、頻率500Hz的三角波電壓。板溫度達(dá)到50℃以后，將施加三角波電壓上升到+/-7V。其后通過自然冷卻，在板溫度降至室溫前，持續(xù)施加施加電壓。該板的初期分子取向在大部分視野內(nèi)與摩擦方向相同。在僅有微小的面內(nèi)能夠看到偏離摩擦角+/-17度。該板的電學(xué)響應(yīng)測(cè)定，如圖19所示，用偏光顯微鏡測(cè)定，平均在20倍左右的視野范圍，顯示模擬灰度轉(zhuǎn)化。在該制造例中，在冷卻時(shí)間段的施加電壓不限定為三角波電壓，還發(fā)現(xiàn)正弦波、矩形波在使與摩擦方向平行的初期分子取向穩(wěn)定化也是有效的。
上述制造例所得到的結(jié)果歸納為下面的表1。
制造例摘要。
[表1]
實(shí)施例1 作為本發(fā)明的實(shí)施例，表示電壓控制方式的一個(gè)例子。取大小35mm×35mm、厚度0.7mm的玻璃基板，在玻璃基板上以直徑15mm的圓形透明電極ITO形成圖案。將該玻璃基板，如圖25的立體示意圖所示，使其面向透明電極相互貼合，做成PSS-LCD單元。
使兩塊玻璃基板相對(duì)，為使液晶層的間距為一定大小，使用粒徑為1.8微米的硅襯墊。在兩塊玻璃基板的表面涂布聚酰亞胺，燒成后，使其按摩擦方向平行的相互重合。之后，在一側(cè)基板上，用乙醇分散的上述襯墊以1平方毫米100個(gè)的比例分散。并且，使兩塊基板朝向透明電極方向重合，重合的部分以2液性環(huán)氧樹脂充填、固定制成空單元。
在該單元內(nèi)，將PSS-LCD用液晶材料以110℃各向同性注入，制作成PSS-LCD單元。該板的光學(xué)軸方位角度是，光學(xué)軸方位的角度確認(rèn)結(jié)果，與摩擦方向大致平行。
向上述得到的板施加±5V頻率200Hz的方形波電壓，測(cè)定施加-5V電壓時(shí)透過光量最小時(shí)的角度、即光學(xué)軸方位。此時(shí)，使周圍溫度在30～60℃變化，進(jìn)行光學(xué)軸方位旋轉(zhuǎn)的依賴性測(cè)定。在30～60℃的測(cè)定環(huán)境溫度中，60℃時(shí)的光學(xué)軸方位的旋轉(zhuǎn)角為21.5°，最小。該角度作為溫度依賴補(bǔ)償?shù)幕鶞?zhǔn)角。
如圖24所示，偏光鏡垂直于檢光鏡的尼克爾十字配置中，配置該P(yáng)SS-LCD單元。此時(shí)，對(duì)照檢光鏡的吸收軸，以基準(zhǔn)角度21.5°與之平行配置。
以該構(gòu)成，按照從上述測(cè)定的光學(xué)軸方位旋轉(zhuǎn)的溫度依賴性所導(dǎo)出的圖26的曲線進(jìn)行控制。換句話說，該曲線是根據(jù)周圍溫度使透過光最小的電壓的曲線。結(jié)果如圖18所示。與圖9完全沒有控制的狀態(tài)相比，確認(rèn)能夠明顯抑制對(duì)比度的變動(dòng)。
實(shí)施例2 表示本發(fā)明利用機(jī)械旋轉(zhuǎn)進(jìn)行控制的一個(gè)示例。
與實(shí)施例1相同，取大小35mm×35mm、厚度0.7mm的玻璃基板，在玻璃基板上以15mm的圓形透明電極ITO形成圖案。將該玻璃基板，如圖25的立體示意圖所示，使其面向透明電極相互貼合，做成PSS-LCD單元。使兩塊玻璃基板相對(duì)，為使液晶層的間距為一定大小，使用粒徑為1.8微米的硅襯墊。在兩塊玻璃基板的表面涂布聚酰亞胺，燒成后，使其按摩擦方向平行的相互重合。之后，在一側(cè)基板上，用乙醇分散的上述襯墊以1平方毫米100個(gè)的比例分散。并且，使兩塊基板朝向透明電極方向重合，重合的部分以2液性環(huán)氧樹脂充填、固定制成空單元。在該單元內(nèi)，將PSS-LCD用液晶材料以110℃各向同性注入，制作成PSS-LCD單元。該板光學(xué)軸方位角度是，光學(xué)軸方位的角度確認(rèn)結(jié)果，與摩擦方向大致平行。
向上述得到的板施加±5V頻率200Hz的方形波電壓，測(cè)定施加一5V電壓時(shí)透過光量最小時(shí)的角度、即光學(xué)軸方位。此時(shí)，使周圍溫度在30～60℃變化，進(jìn)行光學(xué)軸方位旋轉(zhuǎn)的依賴性測(cè)定。結(jié)果如圖27所示。
在如圖24所示偏光鏡垂直于檢光鏡的尼克爾十字配置中，配置該P(yáng)SS-LCD單元。并且，對(duì)照檢光鏡的吸收軸，以PSS-LCD單元無施加電壓時(shí)的光學(xué)軸方位作為基準(zhǔn)，按照?qǐng)D27根據(jù)周圍溫度控制旋轉(zhuǎn)角。結(jié)果如圖19所示。與實(shí)施例1相同，與圖9完全無控制狀態(tài)相比，能夠確認(rèn)明顯抑制對(duì)比度的變動(dòng)。
工業(yè)上利用的可能性 根據(jù)上述的本發(fā)明，用能夠按照施加電場(chǎng)的大小與/或方向旋轉(zhuǎn)光學(xué)軸方位的液晶元件(例如，PSS-LCD)，通過利用這種液晶顯示性能方面所特有的光學(xué)響應(yīng)特性進(jìn)行溫度補(bǔ)償，可以實(shí)現(xiàn)實(shí)質(zhì)上維持高透過率并減小溫度依賴性的液晶器件。
權(quán)利要求
1.一種液晶器件，其至少包含透射軸互相正交的一對(duì)偏光元件，配置在該一對(duì)偏光元件之間的液晶元件，以及對(duì)液晶元件施加電壓的電壓施加裝置；
其特征是上述液晶元件是至少包含一對(duì)基板和配置在該一對(duì)基板間的液晶材料；并且能夠按照施加電場(chǎng)的大小與/或方向旋轉(zhuǎn)光學(xué)軸方位的液晶元件；并且，
上述電壓施加裝置是能夠根據(jù)上述液晶材料中液晶分子取向控制該裝置向液晶元件施加電壓的電壓施加裝置。
2.一種液晶器件，其至少包含透射軸互相交叉的一對(duì)偏光元件，配置在該一對(duì)偏光元件之間的液晶元件，以及調(diào)整該液晶元件和偏光元件間角度的角度調(diào)整裝置；
其特征是上述液晶元件是至少包含一對(duì)基板和配置在該一對(duì)基板間的液晶材料；并且能夠按照施加電場(chǎng)的大小與/或方向旋轉(zhuǎn)光學(xué)軸方位的液晶元件；并且，
上述角度調(diào)整裝置是能夠按照上述液晶材料中液晶分子取向，控制液晶元件與偏光元件間角度的角度調(diào)整裝置。
3.一種液晶器件，其至少包含透射軸互相正交的一對(duì)偏光元件，配置在該一對(duì)偏光元件之間的液晶元件，以及對(duì)液晶元件施加電壓的電壓施加裝置；
其特征是上述液晶元件是至少包含一對(duì)基板和配置在該一對(duì)基板之間的液晶材料的液晶元件；并且是該液晶元件中的初期分子取向具有與對(duì)液晶材料取向處理方向平行或大致平行的方向，且液晶材料在外部施加電壓不存在的情況下幾乎不顯示垂直于一對(duì)基板的自發(fā)極化的液晶元件；并且，
上述電壓施加裝置是能夠根據(jù)上述液晶材料中液晶分子取向控制該裝置向液晶元件施加電壓的電壓施加裝置。
4.一種液晶器件，其至少包含透射軸互相交叉的一對(duì)偏光元件，配置在該一對(duì)偏光元件之間的液晶元件，以及調(diào)整該液晶元件和偏光元件間角度的角度調(diào)整裝置；
其特征是上述液晶元件是至少包含一對(duì)基板和配置在該一對(duì)基板之間的液晶材料的液晶元件；并且是該液晶元件中的初期分子取向具有與對(duì)液晶材料取向處理方向平行或大致平行的方向，且液晶材料在外部施加電壓不存在的情況下幾乎不顯示垂直于一對(duì)基板的自發(fā)極化的液晶元件；并且，
上述角度調(diào)整裝置，是能夠根據(jù)上述液晶材料中液晶分子取向而控制液晶元件與偏光元件間角度的角度調(diào)整裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的液晶器件，其特征是上述液晶元件是能按照10～20V/μm水平的施加電場(chǎng)的大小與/或方向旋轉(zhuǎn)光學(xué)軸方位的液晶元件。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2或5所述的液晶器件，其特征是上述液晶元件含能在1ms以下水平高速響應(yīng)的液晶材料。
7.根據(jù)權(quán)利要求1～6所述的液晶器件，其特征是具有光閘功能。
8.根據(jù)權(quán)利要求1～7所述的液晶器件，其特征是上述液晶元件中的液晶分子取向由液晶材料溫度體現(xiàn)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1～8所述的液晶器件，其特征是上述液晶元件中的液晶分子取向由上述偏光元件一側(cè)發(fā)出的出射光強(qiáng)度體現(xiàn)。
全文摘要
本發(fā)明是一種至少含有一對(duì)偏光元件，配置在該一對(duì)偏光元件間的液晶元件，向液晶元件施加電壓的電壓施加裝置的液晶器件。該液晶元件是能夠高速響應(yīng)，并且是能夠按照施加電場(chǎng)的大小與/或方向旋轉(zhuǎn)光學(xué)軸方位的液晶元件，該電壓施加裝置能夠按照上述液晶材料中的液晶分子取向控制該電壓施加裝置向液晶元件施加的電壓。能夠提供具有能達(dá)成良好明暗比狀態(tài)的具有溫度補(bǔ)償功能的液晶器件。
文檔編號(hào)G02F1/141GK101606098SQ20088000432
公開日2009年12月16日 申請(qǐng)日期2008年2月6日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月7日
發(fā)明者池田肇 申請(qǐng)人:那諾洛阿公司