CN101606098A - 液晶器件 - Google Patents

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Abstract

本发明是一种至少含有一对偏光元件，配置在该一对偏光元件间的液晶元件，向液晶元件施加电压的电压施加装置的液晶器件。该液晶元件是能够高速响应，并且是能够按照施加电场的大小与/或方向旋转光学轴方位的液晶元件，该电压施加装置能够按照上述液晶材料中的液晶分子取向控制该电压施加装置向液晶元件施加的电压。能够提供具有能达成良好明暗比状态的具有温度补偿功能的液晶器件。

Description

液晶器件
技术领域
本发明是关于可适用于光闸装置、显示器等各种显示装置，并能减小温度依赖性的液晶器件。
背景技术
近年来，随着以所谓“无所不在的网络社会”为目标的技术的进展，对整个显示技术的高速化、小型化、高品质化的各种需求越来越高。为了应对这样的需求，在图像显示、表示领域中，三维立体显示、选择性不可视化、调光等的显示画像处理技术也在向高速化、复杂化急速进展。另一方面，以使用纤维光缆的光通信为首的信息传输相关环境的整合有所进步，谋求数据、信息传输的大容量化以及高速化。
一般地，在图像显示、表示为首的各领域，进行光的开/关的机械开关乃至光闸机构，以往都使用各种机械/电气的器件。在这些器件中，由电动机与形成缝隙的转动板构成的斩波器，或以压电、电致伸缩元件作启动器的机械式光闸，因其构造简单，而被广泛使用。
然而，现今，尤其重视适宜所谓无所不在的网络社会使用的特性的倾向增强，因此，开关/光闸机构，利用在小型化、省电化、消音化等方面具有优点的结晶、液晶等的光电学效果的元件正被越来越广泛利用。
并且，上述原有的具有机械构造的器件，距需求尚有一定不足，由于摆动部分发生磨损，该机械式元件可靠性低下的倾向难以避免。尤其在一秒钟内几十回按动光闸这种高速使用/应用中，摆动部分的磨损程度是非常厉害的。并且，理所当然的，这些磨损部分，电动机，压电·电致伸缩元件等的启动器部分所引起的震动和噪音也是非常厉害的。
除了上述问题外，从上述的小型化、省电等观点出发，利用结晶、液晶等的光电学效果的器件的利用倾向在最近几年尤其增强。
但是，这些光电器件也并不是没有问题的。例如，具有光电学效果的PLZT(添加镧的锆钛酸铅)结晶，为了得到充分的穿透率需要几百伏的驱动电压，因于光闸的电极构造不同，那么高的电压有可能造成绝缘破坏。另外，在结晶性质方面，与可做成100英寸的大型显示器液晶相比，难以大型化。
另外，采用TN液晶的器件，驱动电压在几伏的低电压时能工作，但响应速度延迟几十毫秒，如果施加高电压，“向上”有所改善，但是不能改善“向下”，依然难以高速工作。在高速响应和低电压方面，也考虑过使用强介电性液晶，但是因为强介电液晶有自发极化，存在着与TN液晶等相比驱动需要有更强的电流这样的难点。并且，强介电液晶依赖于温度消光位的位置发生变化，因此需要有补偿消光位变化的机构。
作为这种温度补偿的装置，通过环境温度，使其从原来的位置调合到偏离的稳定位置，需要各种器件，作为液晶器件或者光闸不可避免的复杂化了。作为为了调合到稳定位置所使用的器件或装置，例如，机械式调整偏光器件及表面稳定化强介电性液晶元件位置的装置(日本特开昭62-204229号公报)、在偏光器件间夹持表面稳定化强介电性液晶器件和与其有同样的温度依赖性的液晶器件从而抵消温度依赖性的装置(日本特开平4-186230号公报)、代替与上述温度依赖性相同的液晶器件而插入按表面稳定化强介电性液晶的温度依赖对1/2波长板的光学轴方位进行位置调整的补偿器件的装置(日本特开平4-186224号公报)等装置已众所周知。
[专利文献1]日本特开昭62-204229公报
[专利文献2]日本特开平4-186230公报
[专利文献3]日本特开平4-186224公报
发明内容
本发明的目的是提供能够解决上述历来技术缺点的液晶器件(例如，具有光闸功能的元件)。
本发明的另一个目的是提供具有能够达成良好的明暗比状态的温度补偿功能的液晶器件。
本发明的其他目的是提供实质上在全工作温度范围内具有良好的温度补偿功能的液晶器件。
本发明者潜心研究结果发现，用能够按照施加电场的大小与/或按方向旋转光学轴方位的液晶元件(例如，极化屏蔽蝶状液晶(下称PSS-LCD))，与偏光元件以及电压施加装置等组合构成的液晶器件，对于达到上述目的有积极的效果。
本发明的液晶器件是基于上述发现而开发的，更为详细地说，是一种液晶器件，其至少包含透射轴互相正交的一对偏光元件，配置在该一对偏光元件之间的液晶元件，以及对液晶元件施加电压的电压施加装置；
其特征是：上述液晶元件是至少包含一对基板和配置在该一对基板间的液晶材料；并且能够按照施加电场的大小与/或方向旋转光学轴方位的液晶元件；并且，
上述电压施加装置是能够根据上述液晶材料中液晶分子取向控制该装置向液晶元件施加电压的电压施加装置。
根据本发明，进一步提供一种液晶器件，其至少包含透射轴互相交叉的一对偏光元件，配置在该一对偏光元件之间的液晶元件，以及调整该液晶元件和偏光元件间角度的角度调整装置；
其特征是：上述液晶元件是至少包含一对基板和配置在该一对基板间的液晶材料；并且能够按照施加电场的大小与/或方向旋转光学轴方位的液晶元件；并且，
上述角度调整装置是能够按照上述液晶材料中液晶分子取向，控制液晶元件与偏光元件间角度的角度调整装置。
根据本发明，进一步提供一种液晶器件，其至少包含透射轴互相正交的一对偏光元件，配置在该一对偏光元件之间的液晶元件，以及对液晶元件施加电压的电压施加装置；
其特征是：上述液晶元件是至少包含一对基板和配置在该一对基板之间的液晶材料的液晶元件；并且是该液晶元件中的初期分子取向具有与对液晶材料取向处理方向平行或大致平行的方向，且液晶材料在外部施加电压不存在的情况下几乎不显示垂直于一对基板的自发极化的液晶元件；并且，
上述电压施加装置是能够根据上述液晶材料中液晶分子取向控制该装置向液晶元件施加电压的电压施加装置。
本发明进一步提供一种液晶器件，其至少包含透射轴互相交叉的一对偏光元件，配置在该一对偏光元件之间的液晶元件，以及调整该液晶元件和偏光元件间角度的角度调整装置；
其特征是：上述液晶元件是至少包含一对基板和配置在该一对基板之间的液晶材料的液晶元件；并且是该液晶元件中的初期分子取向具有与对液晶材料取向处理方向平行或大致平行的方向，且液晶材料在外部施加电压不存在的情况下几乎不显示垂直于一对基板的自发极化的液晶元件；并且，
上述角度调整装置，是能够根据上述液晶材料中液晶分子取向而控制液晶元件与偏光元件间角度的角度调整装置。
具有上述构造的本发明的液晶器件，如上所述，可以无特别的限制使用能够按照施加电场的大小与/或方向旋转光学轴方位的液晶元件，但是最好使用“PSS-LCD”(极化屏蔽蝶状液晶)。这种“PSS-LCD”，通常，液晶分子有朝向摩擦方向排列的倾向。在本发明中，这种光透过量能够以例如电场强度控制。
一般地，沿着摩擦方向左右摆动的模拟灰度LCD，对光透过量有温度依赖性。通过本发明能够减弱这种温度依赖性。上述PSS-LCD器件(PSS-LCD)，由于液晶分子的快速运动，这种温度依赖性有变强的倾向。
历来使用的通常的强介电性LC，液晶分子的取向(由于超过某临界值的电压)只在“二值”之间变化。对此，PSS-LCD能使液晶分子取向的倾斜角度发生模拟性变化。因此，在本发明中，尤其适宜使用PSS-LCD。
随着液晶元件使用的地点、温度变化，室内(例如电视台内)或室外，随着温度变化，该液晶元件有时出现所谓的“发灰”现象。众所周知，这种黑(在光透过量的变化中，可以说，相当于分数里的分母)的变化尤其是视觉感觉显著。黑以外的颜色(在分数里，不是分母，相当于分子)，即使光透过量大小发生变化，对图像的影响也较小。
本发明包含以下实施方式：
[1]一种液晶器件，其至少包含透射轴互相正交的一对偏光元件，配置在该一对偏光元件之间的液晶元件，以及对液晶元件施加电压的电压施加装置；
其特征是：所述液晶元件是至少包含一对基板和配置在该一对基板间的液晶材料；并且能够按照施加电场的大小与/或方向旋转光学轴方位的液晶元件；并且，
上述电压施加装置是能够根据上述液晶材料中液晶分子取向控制该装置向液晶元件施加电压的电压施加装置。
[2]一种液晶器件，其至少包含透射轴互相交叉的一对偏光元件，配置在该一对偏光元件之间的液晶元件，以及调整该液晶元件和偏光元件间角度的角度调整装置；
其特征是：所述液晶元件是至少包含一对基板和配置在该一对基板间的液晶材料；并且能够按照施加电场的大小与/或方向旋转光学轴方位的液晶元件；并且，
上述角度调整装置是能够按照上述液晶材料中液晶分子取向，控制液晶元件与偏光元件间角度的角度调整装置。
[3]一种液晶器件，其至少包含透射轴互相正交的一对偏光元件，配置在该一对偏光元件之间的液晶元件，以及对液晶元件施加电压的电压施加装置；
其特征是：上述液晶元件是至少包含一对基板和配置在该一对基板之间的液晶材料的液晶元件；并且是该液晶元件中的初期分子取向有与对液晶材料取向处理方向平行或大致平行的方向，且液晶材料在外部施加电压不存在的情况下几乎不显示垂直于一对基板的自发极化的液晶元件；并且，
上述电压施加装置是能够根据上述液晶材料中液晶分子取向控制该装置向液晶元件施加电压的电压施加装置。
[4]一种液晶器件，其至少包含透射轴互相交叉的一对偏光元件，配置在该一对偏光元件之间的液晶元件，以及调整该液晶元件和偏光元件间角度的角度调整装置；
其特征是：上述液晶元件是至少含有一对基板和配置在该一对基板间的液晶材料的液晶元件；并且是该液晶元件中的初期分子取向有与对液晶材料取向处理方向平行或大致平行的方向，且液晶材料在外部施加电压不存在情况下几乎不显示垂至于一对基板的自发极化的液晶元件；并且，
上述角度调整装置，是能够根据上述液晶材料中液晶分子取向而控制液晶元件与偏光元件间角度的角度调整装置。
[5]上述液晶元件是可按照10-2V/μm的施加电场的大小与/或方向而旋转光学轴方位的液晶元件的[1]或[2]所记载的液晶器件。
[6]上述液晶元件是能以1ms以下水平高速响应的液晶材料的[1]、[2]或[5]所记载的液晶器件。
[7]具有光闸功能的[1]～[6]所记载的液晶器件。
[8]上述液晶元件中的分子取向是由上述液晶材料的温度体现的[1]～[7]所记载的液晶器件。
[9]上述液晶材料中的液晶分子取向是由来自偏光元件一侧的照射光强度体现的[1]～[8]所记载的液晶器件。
[10]一种液晶器件，其至少包含透射轴互相正交的一对偏光元件，配置在该一对偏光元件间的液晶元件，对该液晶元件进行光照射光发生装置，检测透过该液晶元件的透射光的检测装置；
其特征是：上述液晶元件是至少包含一对基板和配置在这一对基板之间的液晶材料的液晶元件；并且，
能够将透过上述液晶元件的最小光强度作为光学轴方位的角度进行测定。
[11]液晶器件至少包含透射轴互相正交的一对偏光元件，配置在一对偏光元件间的液晶元件，赋予该液晶元件所期望的旋转角的旋转装置，对该液晶元件进行光照射的光发生装置、检测透过该液晶元件的透射光的检测装置；
其特征是：上述液晶元件是至少包含一对基板和配置在这一对基板之间的液晶材料的液晶元件；并且，
为使透过上述液晶元件的光强度最小而使上述旋转装置旋转，并能将旋转装置的角度作为光学轴方位的角度进行测定。
附图说明
图1是表示表面稳定化强介电性液晶在无施加电场状态下的光学轴方位和温度依赖性的平面示意图。
图2是表示表面稳定化强介电性液晶的倾斜角的温度依赖性的一个示例的图表。
图3是表示PSS-LCD的旋转角θ的温度依赖性的一个示例的图表。
图4是表示PSS-LCD无施加电场状态的光学轴方位的平面示意图。
图5是表示PSS-LCD电场施加方向与光学轴方位的旋转角与旋转方向的平面图及截面示意图。
图6是表示PSS-LCD的温度依赖性平面示意图。
图7是表示PSS-LCD光闸的蔽光状态与透光状态的截面示意图。
图8是表示PSS-LCD光闸的温度依赖性的截面示意图。
图9是表示PSS-LCD光闸由于温度依赖性对比度下降的一个示例的图表。
图10是表示PSS-LCD光闸通过控制电压改善温度依赖性的平面示意图。
图11是表示PSS-LCD光闸的一个示例的截面示意图。
图12是表示PSS-LCD光闸的其他示例的截面示意图。
图13是表示PSS-LCD光闸通过控制元件旋转改善温度依赖性的原理的一个示例的平面示意图。
图14是表示PSS-LCD光闸(利用机械驱动)一个示例的截面示意图。
图15是表示PSS-LCD光闸(利用机械驱动)其他示例的截面示意图。
图16是表示PSS-LCD光闸机械式温度依赖性改善的构成的一个示例的侧视示意图。
图17是表示PSS-LCD光闸机械式温度依赖性改善的构成其他示例的截面示意图。
图18是表示PSS-LCD光闸通过控制施加电压改善温度依赖性的实施例的结果。
图19是表示PSS-LCD光闸通过控制施加电压实施改善温度依赖性的一个示例的图表。
图20是表示施加三角波电压下分子取向转换间的极化转换电流的图表。(测定条件：24℃0.1Hz，10V三角波)
图21是表示历来SSFLCD板的分子取向转换间的极化转换峰值电流的图表。
图22是说明PS-V-FLCD的c-直接轮廓的示意图。
图23是表示说明叠层板的摩擦角的示意图。
图24是表示本发明能使用的适于严密测定光学轴方位的元件构成的一个示例的侧视示意图。
图25是表示本发明的实施例制作的PSS-LCD一个示例的侧视示意图。
图26是表示本发明实施例得到的控制电压曲线的一个示例的图表。
图27是表示本发明实施例得到的控制旋转角曲线的一个示例的图表。
具体实施方式
以下视需要参照附图对本发明进行更为具体说明。(以下记载表示量比的“部”及“％”，除非另有说明外均为质量基准)
(液晶器件的实施方式-1)
在本发明的一实施方式中，液晶器件至少包含透射轴相互正交的一对偏光元件，配置在该一对偏光元件之间的液晶元件，向该液晶元件施加电压的电压施加装置。该液晶元件是至少包含一对基板、配置在该一对基板之间的液晶材料的液晶元件，并且，是液晶材料能够按照施加电场的大小与/或方向而旋转光学轴方位的液晶元件。并且，上述电压施加装置是能够按照上述液晶材料中液晶分子取向控制该电压施加装置向液晶元件施加的电压的电压施加装置。
(液晶器件实施方式-2)
在本发明的另一实施方式中，液晶器件包含透射轴相互交叉的一对偏光元件，配置在该一对偏光元件间的液晶元件，调整液晶元件和偏光元件间角度的角度调整装置。该液晶元件是至少包含一对基板、配置在该一对基板间的液晶材料的液晶元件，并且，是液晶材料能够按照施加电场的大小与/或方向旋转光学轴方位的液晶元件。并且，上述角度调整装置是能够按照液晶材料中液晶分子取向调节液晶元件和偏光元件间角度的角度调整装置。
(PSS-LCD)
在本发明(例如，包括上述两个实施方式)中，作为上述液晶材料，PSS-LCD(极化屏蔽蝶状液晶)具有后述特性、即上述液晶材料中的初期分子取向有与对液晶材料的取向处理相平行或大致平行的方向，外部施加电压不存在下几乎不显示垂直于一对基板的自发极化的液晶元件尤其适宜使用。
(发明原理)
下面，对本发明原理进行说明，根据需要，从与历来温度补偿装置相比较来进行说明。
作为液晶器件的实用例举下面一个例子。在立体图像显示技术方面，有可以称作定点型连续积分摄影技术的显示方法。这种显示方法，是从分布成长方形的不同视点所见到的立体图像顺序显示，在人眼的余像时间内，使多个不同视点的立体图像成为余像从而识别立体图像。
这种定点型连续积分摄影技术，为能够顺序显示分布成长方形的立体图像，需要使用长方形的高速光闸。长方形的间距与一般的FPD(平板显示器)的象素间距同等程度，非常窄小，另外，为使在人眼的余像时间即1/30秒内顺序显示数张图像，必须有追踪非常高速的曝光时间的器件。
例如，在1/30秒内顺序显示8张不同视野的图像，一张大约需4.2毫秒的透光时间。在如此微小的领域里进行光闸工作的用途中，采用在同样微小领域里进行调光而进行图像显示的液晶显示技术更为合适。但是，实现上述约4.2毫秒的透光时间，上下的时间在1毫秒以下的响应速度是必要的，使用历来的一般的TN液晶的光闸则难以实现。
使用近年来开发的聚合物离散液晶时，虽然能达到几毫秒的高速响应，但必须施加100伏左右的电压和升高环境温度达100℃左右使液晶粘度降低。另外，有由于散乱引起蔽光造成视觉范围内对比度下降的缺点。
使用上下达几百微秒这样高速的表面稳定化强介电性液晶，虽然能够解决响应速度的问题。但是，如图1的平面示意图及图2的表所示，一般情况下，光闸透光与蔽光的双稳定位置角度(倾斜角)随着元件温度的变化而变化，因此必须有补偿这种温度影响的构造。
(使用PSS-LCD的情况)
本申请人先前提出的极化屏蔽蝶状液晶显示(PSS-LCD)技术(该PSS-LCD的详细情况参照日本特表2006-515935号公报)，是能够达到400毫秒内的光学响应并且能在低电压下连续的灰度显示的技术。
另外，由于比一般的强介电性液晶取向均一性更好，因而局部对比度更高的PSS-LCD，具有在大型化的情况下平面内的光学轴方向也不会散乱的特点。
但是，在PSS-LCD上也能观察到与同样使用蝶状液晶的表面稳定化强介电性液晶显示相似的温度依赖性。图3的表格，表示对PSS-LCD元件施加±5V的方波电压时旋转角θ的温度依赖性的一个示例。如图3所示，与上述表面稳定化强介电性液晶的旋转角的温度依赖性相比，PSS-LCD的旋转角θ的温度依赖性减弱，但是能够领会到旋转角随温度的变化而变化。
历来的灰度显示器PSS-LCD中，在透射轴正交的两个偏光板间(正交偏光镜下)配置PSS-LCD元件，如图4所示，以不施加电场时的光学轴方位与其中某一个偏光板的透射轴平行进行配置。该体系有光入射时，经第一偏光板成为线性偏光的光束，不受液晶层的双折射作用，被第二偏光板遮断，透过光最小。如图5所示，施加电场时，根据电场方向，旋转角呈旋转角1或旋转角2的状态，通过双折射的作用光透过来。
上述旋转角θ取决于电场强度，透光率能通过模拟灰度控制。此时的透光量由下列式子(1)给出，旋转角θ为±45度并且Δnd等于λ/2时有最大的透光量。
式1
I = I 0 · sin 2 ( 2 θ ) · sin 2 ( πΔnd λ )
但是，该旋转角，如上所述，有温度依赖性，即使在同一电场强度下，左右旋转角如图6所示，有高温变大、低温变小的趋势(即如图6中“旋转角的变化”所示，一旦元件温度发生变化，即使在外加电场相同的情况下，旋转角也将发生变化)。因此，即使电场强度相同，透过率随元件温度变化发生变化，在高温情况下有明暗比(对比度)降低的可能。
(光闸工作例)
下面，对本发明的光闸的一适宜的实施方式的工作情况进行说明。
例如，如图7(a)所示，透射轴相互正交的两块偏光板间置有PSS-LCD元件，施加应该施加的2电场方向的一个方向的电场，仅按照对应电场强度的旋转角θ旋转的光学轴方位一旦与偏光板一侧的透射轴平行的话，则遮蔽光而使透光量最小。此时光闸为蔽光状态。
并且，如图7(b)所示，施加与上述蔽光状态方向相反的电压，取得仅按照对应电场强度的旋转角度θ而旋转的光学轴方位，使光透过。此时光闸为透光状态。
该透光状态和蔽光状态时的液晶取向，与无施加电场状态的液晶取向相比极好，透光状态的透光量增加，蔽光状态的蔽光率上升。但是，这种配置状态如图8所示，一旦元件温度发生变化，即使施加电场相同，PSS-LCD光学轴方位的旋转角也将发生变化，可能发生图8(a)的蔽光状态光泄漏现象及图8(b)的透光状态的透光量下降现象。
图9的表是表示30℃时调到蔽光状态时的温度依赖性图表，可以看到随着温度的上升对比度下降。为了解决这样的对比度的下降，如图10的截面示意图所示，在工作温度范围内设定使光学轴方位旋转角θ最小的温度，此时2电场方向的一个方向施加电压，使旋转的光学轴方位与偏光板一个的透射轴相平行。(图10中“最大旋转角”表示“原本能打开的最大的旋转角度”的意思。)
如图10所示，温度发生变化光学轴方位的旋转角θ即使变大，由于施加电场强度减小，旋转角θ也能随之减小，因此偏光板的透射轴与光学轴方位相重合，能够使遮光状态和透光状态的旋转角度一定。
在工作温度范围内最小旋转角θ左右总合45度以上时，通过上述控制，在整个工作温度范围内，调整光学轴方位旋转角左右共45度，能够保持透光状态下有最大的透光量。
(调整旋转角θ的构成)
作为调整上述旋转角θ的构成，对图11～12的装置构成及整个工作的详细情况进行说明。
首先以图11的侧视示意图的构成为例进行说明。
参照图11，在正交配置的偏光板间配置PSS-LCD。在该PSS-LCD上装有热敏电阻或白金电阻等温度传感元件，依次获取PSS-LCD的温度信息。取得的温度信息与控制部记录着的按照测定温度向PSS-LCD施加的电场信息进行比对。
该控制部记录的施加电场信息是测定好的对预先测定的温度PSS-LCD在蔽光状态下有最小透光量、透光状态下有最大透光量的施加电场的信息。这样，通过控制对PSS-LCD施加与之匹配的电场强度，能始终再现蔽光状态最小透光量和透光状态最大透光量的状态。
对作为另一实例的图12的侧视示意图的构成进行说明。在正交配置的偏光板间配置PSS-LCD。在出射光一侧，装有使透射光能入射到的光电二极管或光电晶体管等光传感元件，依次取得透过光量信息。对取得的透过光量是否在蔽光状态透过光量最小、透光状态透过光量最大进行判断，如果不是，则对PSS-LCD的施加电场强度进行改变，进行透光量的反馈控制。通过这种构成能使蔽光状态和透光状态保持稳定的最佳状态。
实际使用上，当光学轴方位与偏光板的透过轴间角度变小时透过光量差变小，在见到透过状态的大范围内感知很小的光亮差存在困难程度增大的倾向，因此使蔽光状态下透过光量最小的施加电压的调整从调整精度的角度看是需要的。这与使用温度传感器的方法进行记忆、施加控制电压的测定情况相同。此处的光传感器及热传感器，可以从元件温度变化的时间变化量及频率等出发，选择具有符合成本要求的响应速度的元件。
在没必要介意透光状态下最大透光量的变化时，机械式的调合旋转角θ，也有可能使蔽光状态的透光量达到最小。在正交的两个偏光板间配置PSS-LCD元件时，为了使受到施加在2电场方向的一个方向的施加电压而旋转的光学轴方位与偏光板一侧的透射轴相平行，旋转PSS-LCD元件的如图13(b)的机械构造，或者保证正交关系旋转两个偏光板的如图13(c)的机械构造，都能使蔽光状态下透光量最小。(另外，图13(a)中，“由于温度变化而变小的旋转角θ”是表示“由于温度变化而变小了的旋转角θ”的意思。)
(旋转机构)
作为上述旋转机构的构成，对图14～16的装置构成及整个工作的详细情况进行说明。
例如，作为旋转机构，可以采用如图16所示的由伺服电动机转动的方法，由压电元件使其倾斜的方法。关于这种情况下调整旋转角的示例，用图14的侧视示意图的构成的一个例子、即图16的使用伺服电动机的例子进行说明。
参照图16，在正交配置的偏光板间配置PSS-LCD元件。在该PSS-LCD元件上装有热敏电阻或白金电阻等温度传感元件，依次获取PSS-LCD元件的温度信息。取得的温度信息，与控制部记录的相对于测定温度的正交偏光板的PSS-LCD元件的相应角度信息进行比对。
控制部所记录的角度信息，是对事先测定的温度使PSS-LCD元件在蔽光状态下有最小透光量的角度测定的信息。因此，通过控制伺服电动机的旋转，使正交偏光板为相应角度，能够再现蔽光状态下有最小透光量的状态。
作为另一个示例，对图15的侧视示意图的构成进行说明。在正交配置的偏光板间配置PSS-LCD元件。在出射光一侧，装有使透射光能入射到的光电二极管和光电晶体管等光传感元件，依次取得透过光量信息。对取得的透光量是不是蔽光状态下最小的透过量进行判断，在不是的情况下，通过驱动器控制PSS-LCD元件旋转，进行再次取得透光量的反馈控制。通过这样的构成，能够始终保持蔽光状态的稳定的最佳状态。
元件温度变化不急剧时，控制工作频度变小，因此由机械的机构摆动引起的磨损、震动、噪音等不构成实质性问题。
(外形变形元件的利用)
除上述机械式构造以外，通过使用依赖于温度外形发生变形的元件，可以在测定温度的同时使偏光板或者液晶元件发生旋转乃至倾斜。
作为利用这样的外形变形元件的构成的一个示例，对图17的示意图构成进行说明。
参照图17，使用双金属板作为使图14、15中PSS-LCD及偏光板旋转的驱动器。双金属板是膨胀系数不同的两块金属板贴合而成的元件，有根据温度变形的性质。因其变形量依赖于温度，因此应用于温度计及温度调节装置。
通过与这类装置一样，构成随着温度而发生变形的驱动器，在测定温度的同时能够使偏光板或者PSS-LCD旋转乃至倾斜。
在图17的示意图中，是根据温度变化双金属板发生位移而带动柱塞上下的配置。就这样的话，即使向偏光板或PSS-LCD传达信息使其旋转，双金属板与PSS-LCD的温度依赖性不符，也不能控制使蔽光状态有最小透光量。于是，在双金属板与PSS-LCD之间插入使双金属板的变形与PSS-LCD的温度依赖性曲线相对应的温度依存曲线转换板。通过这样的构成，便可以以温度补偿部分废除一切电信号回路的形式，控制蔽光状态有最小的透过光量。该方法构造简单，可以排除一切电路方面的故障，因此具有可靠性高等优点。
(手动调整)
另外，在元件温度变化频率低时，一边目测蔽光状态的透光量，一边通过手动调节使偏光板或液晶元件旋转及/或倾斜，也能使蔽光状态的透过光量最小。另外，在使用元件温度一定时，旋转、倾斜偏光板或者液晶元件事先使其与使用元件温度一致，通过替换使其与使用元件温度一致，也能使蔽光状态的透光量达到最小。
上述本发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)特有的光电学响应，例如，通过构成液晶器件(例如具有光闸性能)，使其能成为保持高速响应性、高透光率.高蔽光率、高对比度的光闸。在上述说明中，为了说明方便，主要从用PSS-LCD的方式进行说明的，但是，为了适用上述本发明的方式，只要是能够构成按照施加电场的大小与/或方向旋转光学轴方位的光电元件的液晶材料，不拘于PSS-LCD，均能适用本发明的方法。从更有效的发挥本发明的效果方面考虑，以能有充分的速度的响应时间的液晶材料为最好。
(偏光元件)
作为本发明可用的偏光元件，构成历来液晶器件一直所用的偏光元件都可以使用，没有特别的限制。另外，其形状、大小、构成要素等也没有特别的限制。
(较佳的偏光元件)
能较佳地适用于本发明的偏光元件，例如可以列举出以下的元件。
π-单元：Molecular Crystals and Liquid Crystals杂志，Vo 1.113.329页(1984)，Phil Bos and K.R.Kehler Beran
(液晶元件)
本发明实施方式的液晶元件，至少含有一对基板和配置在该一对基板间的液晶材料。
(液晶材料)
在本发明中，只要能构成适用于本发明的方式、以及按照施加电场的大小与/或方向旋转光学轴方位的光电元件的液晶材料都能够使用，没有特别的限制。在本发明中，某种液晶材料能否使用，可以通过下面的“光学轴方位旋转的确认方法”进行确认。另外，从本发明的能以一定的高速响应的观点考虑，为了能较佳地应用，某种液晶材料是否能以充分的速度响应，可以下面的“响应时间确认方法”进行确认。
(光学轴方位旋转的确认方法)
作为液晶元件的光学轴方位旋转的测定方法，在将液晶元件置于偏光镜垂直配置于检光镜的尼克尔十字装置中时，光学轴与检光镜的吸收轴一致时透过光的强度最小。因此，以能得到尼克尔十字装置中透过光的强度最小的角度作为光学轴方位角度。此时，液晶元件为无施加电场状态。以此为基准角度向液晶元件施加电场，寻找能使尼克尔十字装置中透光量强度最小的角度。施加电场下存在最小强度的角度，并且偏离了上述基准角的角度为最小强度的角度，使电场的大小及方向发生变化时，能够观察到对应其变化量旋转角有所增减的话，能够确认光学轴方位在旋转。确认用的装置，与光学轴方位确认相同，可以通过图24的构成进行确认。
(响应时间的确认方法)
能够观察到液晶元件的光学轴方位旋转时，其旋转的速度相当于响应时间。在偏光镜垂至于检光镜配置的尼克尔十字装置中配置以使透过光量最小的强度的角度配置的液晶元件，向液晶元件施加电场。通过施加电场，光学轴方位发生旋转，因此透光量发生变化。从而，透光量的变化度为旋转的变化度。以无施加电场状态的透光量作为0％，通过施加电场发生变化最终达稳定状态的透光量作为100％时，将从无施加电场状态到施加电场状态透光量从10％上升到90％的时间作为向上响应时间，将从施加电场状态到停止施加电场状态透光量从90％下降到10％的时间作为向下响应时间。例如PSS-LCD的向上响应时间和向下响应时间都是400μs左右。确认用的装置例与下述的“光学轴方位确认”相同，通过图24的构成进行确认。
(PSS-LCD)
本发明适宜使用的液晶材料，PSS-LCD，即该液晶材料的初期分子取向有与取向处理方向大致平行的方向，并且液晶材料实质上是在外部施加电压不存在下，也至少完全不显示垂直于一对基板的自发极化。
(初期分子构型)
在本发明中，液晶材料的初期分子取向(或者方向)为，液晶分子长轴具有与液晶分子取向处理方向大致平行的方向。液晶分子长轴具有与液晶分子取向处理方向大致平行的方向这一事实可以例如由下面的方法确认。为了本发明的液晶能达到期望的显示性能，通过以下方法测定的摩擦方向与液晶分子取向间的角度(绝对值)，好的能达到3°以下，更好的是能达到2°以下，最好的能到1°以下。严密地说，是聚亚酰胺等聚合取向膜受到摩擦，在聚亚酰胺表层引发双折射，因此给出滞相轴。还有，一般的液晶分子长轴有与滞相轴相平行的取向，这是已知的。与聚合取向膜几乎完全有关，某种角度偏移发生在摩擦方向与滞相轴之间，这也是已知的。一般，偏移比较小，角度在1～7度是可能的。但是，作为这种角度的偏移，极端的例子，如聚苯乙烯能达到90度。从而，在本发明中，摩擦方向与液晶分子长轴(即光轴)取向方向间的角度，最好情况达到3°以下是可能的。此时，液晶分子的长轴，与由于摩擦等向聚合物(聚酰亚胺)、聚合物取向膜提供的滞相轴的取向方向之间，好的能达到3°以下，更好的能达到2°以下，最好的能达到1°以下。
如上所述，在本发明中，取向处理方向指向决定着液晶分子长轴的取向方向的滞相轴(在聚合物最表层)的方向。
<测定对液晶分子的初期分子取向状态的方法>
一般，液晶分子的长轴与光轴非常一致。从而，将液晶板置于偏光镜垂直于检光镜配置的尼克尔十字配置中时，透过光线的强度在液晶光轴与检光镜的吸收轴非常一致的情况下最小。初期取向轴的方向可以通过测定液晶板透过光线的强度即在尼克尔十字配置中通过旋转方法测定，因此，能够测定使透过光线强度最小的角度。
<液晶分子长轴方向与取向处理方向平行度的测定方法>
摩擦方向由设定角所决定，由摩擦所提供的聚合物取向膜最表层的滞相轴，由聚合物取向膜的种类、膜的制造方法、摩擦强度等所决定。从而，消光位与滞相轴方向平行提供时，能够确认分子长轴即分子光轴与滞相轴的方向平行。
(自发极化)
本发明的初期分子取向，自发极化(与强介电性液晶的自发极化类似)至少在垂至于基板方向不发生。在本发明中，“不提供实质上的自发极化的初期分子取向不发生自发极化”可以通过如下的方法进行确认。
<测定存在垂直于基板的自发极化的方法>
液晶单元中的液晶有自发极化时，尤其是自发极化发生在初期状态的基板方向，即发生在垂直于初期状态的电场方向(即无外部电场时)时，向液晶单元施加低频率三角波电压(约0.1Hz)，与施加电压从正向负或从负向正极性变化的同时，自发极化的方向从上方向下方或从下方向上方发生反转。与此反转同时，输送实际上的电荷(即产生电流)。自发极化只在施加电场极性反转时发生反转。从而，呈现图20所示的峰形电流。峰形电流的积分值是要运输电荷的总量，即对应自发极化的强度。以此测定观察到非峰形电流时，能以此现象直接证明没有发生自发极化的反转。并且，观察到图21所示电流直线增加的情况，能够看到液晶分子的长轴对应电场强度的增加分子取向方向发生连续不断的变化。换句话说，如图21所示的本例，能够看出对应施加电场强度，由于诱导极化等引起分子取向方向的变化。
(基板)
适于本发明使用的基板，只要能够给出如上所述的特定“初期分子取向状态”即可，无其他特殊限定。换句话说，适宜本发明的基板，可以从LCD的用法及其用途、其材料及尺寸等角度出发进行合适的选择。作为适宜本发明使用的特定例子，举例如下。
其上带有图形化透明电极(ITO等)的玻璃基板。
非晶硅TFT阵列基板
低温多硅TFT阵列基板
高温多硅TFT阵列基板
单晶硅TFT阵列基板
(较好的基板举例)
在此之中，本发明适用于大型液晶显示板时，尤其适宜使用以下基板。
非晶硅TFT阵列基板
(PSS-LCD材料)
适宜本发明使用的PSS-LCD材料，只要能够给出上述的特定“初期分子取向状态”即可，无其他特殊限定。换句话说，本发明适宜的液晶材料，可以从其物理性质、电学性能及其显示性能等角度进行选择。例如文献上列举的各种液晶材料(包含各种强介电性及非介电性液晶)一般都能适用于本发明。能适用于本发明较好的液晶材料，举例如下。
Figure G2008800043279D00181
(较好的液晶材料的例子)
其中，将本发明用于投影型液晶显示器时，适宜使用以下的液晶材料。
Figure G2008800043279D00191
(取向膜)
适于本发明使用的取向膜，只要能给出上述特定的“初期分子取向状态”以外，无其他特殊限定。换句话说，适宜本发明的取向膜，可以从其物理性质、电学性能及其显示性能等角度进行选择。例如文献列举的各种取向膜一般的都能适用于本发明。关于本发明可用的较好的取向膜举例如下。
聚合物取向膜：聚乙胺、聚甲胺、聚甲亚胺
无机取向膜：SiO2、SiO、Ta2O5等
(较好的取向膜的例子)
其中，本发明适用于投影型液晶显示器时，适宜使用如下取向膜。
无机取向膜
在本发明中，上述基板、液晶材料、以及取向膜，视需要可以采用与日刊工业新闻社(日本、东京)发行的“Liquid Crystal Device Handbook”(1989)所记载的各项对应的材料、成分及构成要素等。
(其他构成要素)
构成本发明的液晶显示器所用的透明电极、电极图案、微滤色器、衬垫、以及偏光镜等其他的材料、构成要素以及成分等，只要其不违背本发明的目的(即能给出上述特定的“初期分子取向状态”)，均无其他特殊限定。并且，制造本发明所用液晶显示元件的方法，除了液晶显示元件应该有能给出上述特定的“初期分子取向状态”的构成以外，无特殊限定。关于构成液晶显示元件的各种材料、构成要素及成分的详细情况，视需要可以参照日刊工业新闻社(日本、东京)发行的“Liquid Crystal Device Handbook”(1989)。
(实现特定初期取向的方案)
实现该取向状态所用的方法或方案，只要能实现上述特定的“初期分子取向状态”，无其他特定限制。换句话说，实现本发明特定的初期分子取向的适宜的方法或方案，可以从物理特性、电学性质及表示性能等角度出发进行适宜的选择。
以下方法，最好是在本发明用于大型电视机显示装置、小型高解像度显示装置、以及直视型显示装置等时可以使用。
(能给出初期取向的较好的方案)
按照本发明人等的发现，上述合适的初期取向，通过以下取向膜(通过烧成形成的取向膜，其厚度表示烧成后的厚度)以及摩擦处理能够容易实现。另一方面，通常的强介电性液晶显示器，取向膜的厚度在
Figure G2008800043279D00201
(埃)以下，摩擦强度在0.3mm(即摩擦施入量)以下。
取向膜的厚度：较好情况在
Figure G2008800043279D00202
以上，更好的情况在
Figure G2008800043279D00203
以上(最好情况在
Figure G2008800043279D00204
以上)
摩擦强度(即摩擦施入量)：较好的情况在0.3mm以上，更好的情况在0.4mm以上(最好在0.45mm以上)
上述取向膜的厚度以及强度，可以从后述制造例1中所记载的方法进行测定。
(能够使用的PSS-LCD——其他实施方式1)
在本发明中，具有下述构造的PSS-LCD也能够使用.
PSS-LCD，其至少含有一对基板、以及配置在该一对基板间的液晶材料、及配置在一对基板外侧的一对偏光薄膜；该对偏光薄膜的其中之一具有与对液晶材料进行取向处理的方向平行或大致平行的初期分子取向，这对偏光薄膜之中的另一个，具有与对液晶材料进行取向处理相垂直的偏光吸收方向；并且，
液晶元件在外部施加电压不存在的情况下显示消光角。
这种形式的液晶显示器，除上述特点外，其消光位具有实质上不依赖于温度的优点。此种形式，对比度的温度依赖性也能达到较小。
在偏光薄膜的偏光吸收轴方向实质上与液晶材料的取向处理方向相平行的上述关系中，偏光膜的偏光吸收轴与液晶材料的取向处理方向间的夹角，较好的情况能达到2°以下，更好的情况能达到1°以下，最好的能达到0.5°以下。
另外，液晶元件在外部施加电压不存在的情况下表示消光位的现象，例如，可以通过以下方法进行确认。
<消光位的确认方法>
将要试验的液晶板插入以尼克尔十字关系配置的偏光镜与检光镜之间，在旋转液晶板同时测定使透过光的光量最小的角度。以此测得的角度即消光位的角度。
(能够使用的PSS-LCD——其他实施方式2)
在本发明中，具有下述构成的PSS-LCD也能适宜使用。
PSS-LCD的液晶元件至少含有一对基板以及配置在该一对基板间的液晶材料；通过该一对基板的电流，当向液晶元件施加实质的、连续的、线性变化的波形电压时，完全不显示峰形电流。
通过这对基板的电流，实质上在强度成连续、线性变化的电压波形施加下不显示峰形电流的事实，例如可以通过以下方法进行确认。在该实施方式中，“电流实质上不显示峰形电流”的意思是在液晶分子取向变化时，自发极化至少不以直接的方式干预液晶分子取向变化。该实施方式的液晶显示器，除上述特点外，即使在有源驱动元件中像非晶硅TFT阵列元件等有最低的电子移动度的元件，也有能够进行充分液晶驱动的优点。
即便液晶自身有相当高的显示性能，在其能力较大的情况下，将该液晶用于具有与电子移动度相关限定的非晶硅TFT阵列元件，驱动还是困难的。结果，提供高品质的显示性能实际上是不可能的。在这种情况下，从驱动能力的观点出发，通过使用具有比非晶硅大的电子移动度的低温聚硅以及高温聚硅TFT阵列元件及能够提供最大电子移动度的单晶硅(硅晶片)，提供充分的显示性能是可能的。另一方面，非晶硅TFT阵列，从制造成本的观点来看是经济有利的。并且，板尺寸增大时，非晶硅TFT阵列的经济优点与其他类型的能动元件相比更大。
<确认峰形电流的方法>
向试验液晶板施加有约0.1Hz的极低频率的三角波电压。液晶板施加该电压，感觉到DC电压是大致线性增加，电压减小。板中的液晶显示强介电性液晶相时，光学响应以及电荷移动状态，按照三角波电压的极性所决定，但是，实质上不依赖于三角波电压的峰值(即p-p值)。换句话说，因为自发极化的存在，液晶的自发极化只是在施加电压的极性从负到正或者从正到负变化时，与外部施加电压相关联。自发极化反转时，电荷在板内部，生成峰状电流，暂时移动。相反，不发生自发极化反转时，完全看不见峰状电流，电流单调增加、减少或者显示一定值。因此，板的极化，可以通过向板施加低频率的三角波电压正确测定得到电流从而得到的电流波形图来决定。
(能够使用的PSS-LCD——其他实施方式3)
在本发明中，具有下述构造的PSS-LCD也能适宜使用。
液晶材料用的液晶分子取向处理与能够提供低表面预倾角的液晶分子取向膜相关联的PSS-LCD。
在该实施方式中，预倾角较好情况能达1.5°以下，更好情况有能达1.0°(最好情况0.5°)以下的可能。该实施方式的液晶显示器，除有上述项目之外，还有在宽广面上取向均一以及能够提供宽阔视野角的优点。为什么能提供宽视野角的理由如下。
在本发明的液晶分子取向方面，液晶分子能在圆锥形领域内运动，其光电学响应不停留在同样的平面内。一般说来，发生离开平面这样的分子举动情况下，发生双折射的入射角依存，视野角变狭窄。但是，本发明的液晶分子取向，液晶分子的分子光轴始终如图22所示，能围绕圆锥上部，呈顺时针或逆时针对称并高速的运动。因为高速对称的运动，能够以平均时间取得极对称的画像。因此，从视野角的观点出发，该实施方式能够给出高度对称以及小的角度依赖性的画像。
(能够使用的PSS-LCD——其他实施方式4)
在本发明中，具有下述构造的PSS-LCD也适宜使用。
液晶材料对照强介电性液晶相变体系显示蝶状A相的液晶元件。
在该实施方式中，液晶材料有“蝶状A相-强介电性液晶相转变体系”现象，能够通过例如以下的方法进行确认。该实施方式的液晶显示器，除上述项目以外，其还具有能够提供保存温度更高的上限值的特点。更详细地说，在决定液晶显示用保存温度上限值时，就算温度超过从强介电性液晶相向蝶状A相的转变温度，但只要不超过从蝶状A相向胆淄相的转移温度，也能够为恢复初期分子取向而回复到强介电性液晶相。
<确认相转变体系的方法>
蝶状液晶的相转变体系能够通过如下确认。
在尼克尔十字关系下，液晶板的温度从各向同性相温度开始下降。此时，让摩擦方向与检光镜平行。据偏光显微镜观察的结果，最初可以看到从烟火形向圆形变化的双折射变化。温度继续下降时，消光方向与摩擦方向发生平行。温度继续下降时，相转变为所谓的强介电性液晶相。在该相下，板在消光位的附近3～4°的角度旋转时，能够看到温度下降的同时位置从消光位脱离时透光强度增大。
在本说明书中，强介电性液晶相的螺距及板间距，能够通过以下的方法进行确认。
<确认螺距的方法>
为了提供相互平行的取向处理在有摩擦的基板的单元上，将液晶材料注入有至少5倍期待螺距的单元间距的板之间。结果，与螺距相对应的衍射条文显示在显示器表面。
<确认板间距的方法>
在液晶材料注入前，使用采用光干涉的液晶板间距测定装置，能够测定板间距。
(光学轴方位角度的测定装置和装置构造)
作为液晶元件的光学轴方位严密的测定方法，在偏光镜垂直于检光镜配置的尼克尔十字镜中配置液晶元件时，当光学轴与检光镜的吸收轴相一致时，透过光的强度变得最小。因此，在尼克尔十字配置中最小透过光强度所得的角度为光学轴方位的角度。作为测量装置，例如在偏光显微镜的镜筒部位安装PMT(光电倍增管)等检光元件的装置。
图24的侧视示意图表示适宜严密测定光学轴方位的元件的一个示例的构成。将偏光显微镜的偏光镜与检光镜按尼克尔十字配置，在样品台上将检光镜的吸收轴同测定液晶元件的基准角度相一致进行配置，旋转样品台以使PMT上测定的光亮度最小。此时样品台的角度即为对应液晶元件的基准角度的光学轴方位角度。
下面，通过制造例及实施例对本发明进行更为具体的说明。
实施例
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(大日本墨水化学工业：UCL-001)以及聚合引发剂(默克：Darocur1173)，按照文献日本特开平11-21554号(日本特愿平09-174463号)，组装PS-V-FLCD板。混合物含有93质量％的ZLT-4851-1000FLC、6质量％的UCL-001以及1质量％的Darocur1173。
此处用的基板是上面含有ITO薄膜的玻璃基板的(那诺洛阿公司(Nono LoaInc)所售的硼酸玻璃，厚0.7mm，尺寸：50mm×50mm)。
使用旋转式涂布机涂布聚酰亚胺取向材料，接着将得到的膜进行预烧结，得到的生成物最终在恒温干燥器中烧成，形成聚亚胺基取向膜。关于在此处应用的工序的详细记载，视需要可以参照文献“Liquid Crystal DisplayTechniques”Sangyo Tosho(1996东京)第6卷。
将RN-1199(日产化学工业)作为1～1.5°的预倾角取向物质用于液晶分子取向膜。作为固化层的取向层的厚度设定在在此固化取向层的表面，用人造丝布(Yoshikwa Kako制、商品名19RY)按图23所示对基板中心方向成30度角进行摩擦。摩擦的施入量为两基板均为0.5mm。(图23中“重叠板”所示的角度是表示“层积板的摩擦角”)
<摩擦条件>
摩擦施入量：0.5mm
摩擦数：1次
台移动速度：2mm/s
滚轮转动频率：1000rmp(R＝40mm)
作为衬垫，使用平均粒径为1.6微米的二氧化硅颗粒。完成的板间距测定值为1.8微米。将上述混合材料在110℃注入板。注入混合材料后，控制周围温度，以1分钟2℃的比例逐渐降温至能看见强介电性液晶相为止(40℃)。其后通过自然冷却使板降至室温时，向板施加+/-10V、频率为500Hz的三角波电压10分钟(使用N F Circuit Block公司制的函数发生器，商品名：WF1946F)。施加10分钟电压后保持相同施加电压，以365nm的紫外光照射(使用UVP公司制紫外光，商品名：UVL-56)。照射的条件为5000mJ/cm2。关于此处所用的一般工业程序的记载，视需要可参照文献“Liquid Crystal Display Techniques”SangyoTosho(1996东京)第6卷。
该板的初期分子取向方向与摩擦方向相同。该板的电学响应测定，通过施加三角波电压显示模拟灰度。
关于该处所用的一般工业程序的相关记载视需要参照文献“The Optics ofThermotropic Liquid Crystals”Tayl or and Francis：1998，英国伦敦；卷8及卷9。
制造例2
将RN-1199(日产工业化学)作为1～1.5°的预倾角取向物质用于分子取向膜。作为固化层的取向层的厚度设定在
Figure G2008800043279D00251
在该固化层的表面，使用人造丝布按图23所示对照基板中心线30度的角度方向进行摩擦。摩擦的施入量两基板均为0.5mm。作为衬垫，使用平均粒径为1.6微米的二氧化硅颗粒。完成的板间距测定值为1.8微米。将市售FLC材料(默克：ZLI-4851-100)在110℃注入该板。注入混合材料后控制周边温度，以1分钟1℃的比例逐渐冷却至FLC材料能够看见强介电性液晶相。(40℃)。从蝶状A相到手性蝶状C相(75℃到40℃)的逐渐冷却过程中，施加+/-2V、频率500Hz的三角波电压。板温度达到40℃以后，施加三角波电压上升到+/-10V。其后通过自然冷却，板温度降至室温为止持续施加电压。该板的初期分子取向在大部分视野内与摩擦方向相同，但是，在极为有限的面上偏离摩擦角+/-20度。该板的电学响应测定，在以偏光显微镜测定的20倍左右的平均视野范围内，显示模拟灰度转换。
通过该制造例可以看出，在逐渐降温阶段施加过大的电压将使初期FLC分子取向降低。例如，在显示蝶状A相的温度，施加+/-5V的电压的话，显示沿着摩擦方向有条文状的取向缺陷。一旦该类型的缺陷发生，手性蝶状C相(强介电性液晶相)不能排除缺陷。逐渐冷却时施加电压是有效的，但是其条件是应该严格加以控制。在这些制造例中，在蝶状A相施加1V/μm以下、从蝶状A相温度到蝶状A相到手性蝶状C相的转移温度以下10℃范围内施加1.5V/μm以下、从相转移温度到20℃以下施加5V/μm以下，比这更低的温度范围内施加7.5V/μm以下，能得到令人满意的结果。
制造例3
将RN-1199作为1～1.5°的预倾角取向物质用于液晶分子取向膜。作为固化层的取向层的厚度设定在
Figure G2008800043279D00261
在该固化层的表面，使用人造丝布按图23所示对照基板中心线30度的角度方向进行摩擦。摩擦的施入量为与两基板相同0.6mm。作为衬垫，使用平均粒径为1.8微米的二氧化硅颗粒。完成的板间距测定值为2.0微米。将文献Molecular Crystals and The liquidcrystals；”Naphthalene Base Ferroelectric liquid crystal and Its Electro OpticalProperties”；Vol.243，PP.77-PP.90，(1944)所记载的苯系FLC混合材料以130℃各向同性注入该板。该液晶材料在室温下螺距为2.5mm。
注入液晶材料后，控制周围温度，从130℃以1分钟1℃的比例逐渐冷却至能看见强介电性液晶相的50℃。从蝶状A相到手性蝶状C相逐渐冷却过程中(90℃到50℃)，施加+/-1V、频率500Hz的三角波电压。板温度达到50℃以后，将施加三角波电压上升到+/-7V。其后通过自然冷却，在板温度降至室温前，持续施加施加电压。该板的初期分子取向在大部分视野内与摩擦方向相同。在仅有微小的面内能够看到偏离摩擦角+/-17度。该板的电学响应测定，如图19所示，用偏光显微镜测定，平均在20倍左右的视野范围，显示模拟灰度转化。在该制造例中，在冷却时间段的施加电压不限定为三角波电压，还发现正弦波、矩形波在使与摩擦方向平行的初期分子取向稳定化也是有效的。
上述制造例所得到的结果归纳为下面的表1。
制造例摘要。
[表1]
Figure G2008800043279D00271
实施例1
作为本发明的实施例，表示电压控制方式的一个例子。取大小35mm×35mm、厚度0.7mm的玻璃基板，在玻璃基板上以直径15mm的圆形透明电极ITO形成图案。将该玻璃基板，如图25的立体示意图所示，使其面向透明电极相互贴合，做成PSS-LCD单元。
使两块玻璃基板相对，为使液晶层的间距为一定大小，使用粒径为1.8微米的硅衬垫。在两块玻璃基板的表面涂布聚酰亚胺，烧成后，使其按摩擦方向平行的相互重合。之后，在一侧基板上，用乙醇分散的上述衬垫以1平方毫米100个的比例分散。并且，使两块基板朝向透明电极方向重合，重合的部分以2液性环氧树脂充填、固定制成空单元。
在该单元内，将PSS-LCD用液晶材料以110℃各向同性注入，制作成PSS-LCD单元。该板的光学轴方位角度是，光学轴方位的角度确认结果，与摩擦方向大致平行。
向上述得到的板施加±5V频率200Hz的方形波电压，测定施加-5V电压时透过光量最小时的角度、即光学轴方位。此时，使周围温度在30～60℃变化，进行光学轴方位旋转的依赖性测定。在30～60℃的测定环境温度中，60℃时的光学轴方位的旋转角为21.5°，最小。该角度作为温度依赖补偿的基准角。
如图24所示，偏光镜垂直于检光镜的尼克尔十字配置中，配置该PSS-LCD单元。此时，对照检光镜的吸收轴，以基准角度21.5°与之平行配置。
以该构成，按照从上述测定的光学轴方位旋转的温度依赖性所导出的图26的曲线进行控制。换句话说，该曲线是根据周围温度使透过光最小的电压的曲线。结果如图18所示。与图9完全没有控制的状态相比，确认能够明显抑制对比度的变动。
实施例2
表示本发明利用机械旋转进行控制的一个示例。
与实施例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的圆形透明电极ITO形成图案。将该玻璃基板，如图25的立体示意图所示，使其面向透明电极相互贴合，做成PSS-LCD单元。使两块玻璃基板相对，为使液晶层的间距为一定大小，使用粒径为1.8微米的硅衬垫。在两块玻璃基板的表面涂布聚酰亚胺，烧成后，使其按摩擦方向平行的相互重合。之后，在一侧基板上，用乙醇分散的上述衬垫以1平方毫米100个的比例分散。并且，使两块基板朝向透明电极方向重合，重合的部分以2液性环氧树脂充填、固定制成空单元。在该单元内，将PSS-LCD用液晶材料以110℃各向同性注入，制作成PSS-LCD单元。该板光学轴方位角度是，光学轴方位的角度确认结果，与摩擦方向大致平行。
向上述得到的板施加±5V频率200Hz的方形波电压，测定施加一5V电压时透过光量最小时的角度、即光学轴方位。此时，使周围温度在30～60℃变化，进行光学轴方位旋转的依赖性测定。结果如图27所示。
在如图24所示偏光镜垂直于检光镜的尼克尔十字配置中，配置该PSS-LCD单元。并且，对照检光镜的吸收轴，以PSS-LCD单元无施加电压时的光学轴方位作为基准，按照图27根据周围温度控制旋转角。结果如图19所示。与实施例1相同，与图9完全无控制状态相比，能够确认明显抑制对比度的变动。
工业上利用的可能性
根据上述的本发明，用能够按照施加电场的大小与/或方向旋转光学轴方位的液晶元件(例如，PSS-LCD)，通过利用这种液晶显示性能方面所特有的光学响应特性进行温度补偿，可以实现实质上维持高透过率并减小温度依赖性的液晶器件。

Claims (9)

1.一种液晶器件，其至少包含透射轴互相正交的一对偏光元件，配置在该一对偏光元件之间的液晶元件，以及对液晶元件施加电压的电压施加装置；
其特征是：上述液晶元件是至少包含一对基板和配置在该一对基板间的液晶材料；并且能够按照施加电场的大小与/或方向旋转光学轴方位的液晶元件；并且，
上述电压施加装置是能够根据上述液晶材料中液晶分子取向控制该装置向液晶元件施加电压的电压施加装置。
2.一种液晶器件，其至少包含透射轴互相交叉的一对偏光元件，配置在该一对偏光元件之间的液晶元件，以及调整该液晶元件和偏光元件间角度的角度调整装置；
其特征是：上述液晶元件是至少包含一对基板和配置在该一对基板间的液晶材料；并且能够按照施加电场的大小与/或方向旋转光学轴方位的液晶元件；并且，
上述角度调整装置是能够按照上述液晶材料中液晶分子取向，控制液晶元件与偏光元件间角度的角度调整装置。
3.一种液晶器件，其至少包含透射轴互相正交的一对偏光元件，配置在该一对偏光元件之间的液晶元件，以及对液晶元件施加电压的电压施加装置；
其特征是：上述液晶元件是至少包含一对基板和配置在该一对基板之间的液晶材料的液晶元件；并且是该液晶元件中的初期分子取向具有与对液晶材料取向处理方向平行或大致平行的方向，且液晶材料在外部施加电压不存在的情况下几乎不显示垂直于一对基板的自发极化的液晶元件；并且，
上述电压施加装置是能够根据上述液晶材料中液晶分子取向控制该装置向液晶元件施加电压的电压施加装置。
4.一种液晶器件，其至少包含透射轴互相交叉的一对偏光元件，配置在该一对偏光元件之间的液晶元件，以及调整该液晶元件和偏光元件间角度的角度调整装置；
其特征是：上述液晶元件是至少包含一对基板和配置在该一对基板之间的液晶材料的液晶元件；并且是该液晶元件中的初期分子取向具有与对液晶材料取向处理方向平行或大致平行的方向，且液晶材料在外部施加电压不存在的情况下几乎不显示垂直于一对基板的自发极化的液晶元件；并且，
上述角度调整装置，是能够根据上述液晶材料中液晶分子取向而控制液晶元件与偏光元件间角度的角度调整装置。
5.根据权利要求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水平的施加电场的大小与/或方向旋转光学轴方位的液晶元件。
6.根据权利要求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以下水平高速响应的液晶材料。
7.根据权利要求1～6所述的液晶器件，其特征是具有光闸功能。
8.根据权利要求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温度体现。
9.根据权利要求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侧发出的出射光强度体现。
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