JP2000131188A - 液晶セルの液晶配向性の定量方法及びこれを用いた評価方法 - Google Patents
液晶セルの液晶配向性の定量方法及びこれを用いた評価方法Info
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- JP2000131188A JP2000131188A JP30082498A JP30082498A JP2000131188A JP 2000131188 A JP2000131188 A JP 2000131188A JP 30082498 A JP30082498 A JP 30082498A JP 30082498 A JP30082498 A JP 30082498A JP 2000131188 A JP2000131188 A JP 2000131188A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】ＩＰＳのような新規液晶駆動方式には、液晶の
配向を基板面内方向に制御する必要がでてきたが、基板
面内方向についての液晶セルの液晶配向性を簡便に定量
し評価する方法はこれまで存在しなかった。 【解決手段】膜厚測定装置並びに光学的位相差補償器を
有した偏光顕微鏡により室温から液晶が等方化状態とな
るまでの温度領域にて得られる液晶層厚とリタデーショ
ンから液晶の屈折率異方性を算出し、その絶対値により
液晶配向特性とする定量方法、及びこの絶対値を用い液
晶セルの液晶配向性を評価する方法。
配向を基板面内方向に制御する必要がでてきたが、基板
面内方向についての液晶セルの液晶配向性を簡便に定量
し評価する方法はこれまで存在しなかった。 【解決手段】膜厚測定装置並びに光学的位相差補償器を
有した偏光顕微鏡により室温から液晶が等方化状態とな
るまでの温度領域にて得られる液晶層厚とリタデーショ
ンから液晶の屈折率異方性を算出し、その絶対値により
液晶配向特性とする定量方法、及びこの絶対値を用い液
晶セルの液晶配向性を評価する方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は液晶セルの評価方法
に関するものであり、さらに詳しくは液晶セルの液晶配
向性を定量しこれを用い評価する方法である。
に関するものであり、さらに詳しくは液晶セルの液晶配
向性を定量しこれを用い評価する方法である。
【０００２】
【従来の技術】現在、液晶表示素子として、液晶配向膜
を形成せしめた２枚の基板を対向配置し、その間隙にネ
マチック型の液晶を導入しサンドイッチ型のセルとし、
当該液晶分子の長軸が一方の基板から他方の基板に向か
って連続的に９０度もしくは２７０度捻れるようにし
た、いわゆるＴＮ型もしくはＳＴＮ型液晶表示素子が知
られている。これらの液晶表示素子に使用される液晶配
向膜は直接液晶に接し、表示特性に大きな影響を及ぼし
うる為、これらの表示素子に使用される液晶配向膜は電
圧保持率、残留ＤＣ電圧等の電気特性並びにプレチルト
角等の液晶配向特性等によって評価されてきた。
を形成せしめた２枚の基板を対向配置し、その間隙にネ
マチック型の液晶を導入しサンドイッチ型のセルとし、
当該液晶分子の長軸が一方の基板から他方の基板に向か
って連続的に９０度もしくは２７０度捻れるようにし
た、いわゆるＴＮ型もしくはＳＴＮ型液晶表示素子が知
られている。これらの液晶表示素子に使用される液晶配
向膜は直接液晶に接し、表示特性に大きな影響を及ぼし
うる為、これらの表示素子に使用される液晶配向膜は電
圧保持率、残留ＤＣ電圧等の電気特性並びにプレチルト
角等の液晶配向特性等によって評価されてきた。
【０００３】上記した液晶表示素子を用いた液晶ディス
プレイには視野角依存性があるため、これを解決する手
段として例えばＩＰＳ(in plane switching)方式やＦＬ
Ｃ（ferroelectric liquid crystal)を用いる方法等が
提案されている。これらの方式では液晶は基板面と平行
にフリップフロップすることにより表示の明暗を実現し
ている為、視野角特性に優れており、現在活発に研究開
発が進められている。しかしながら上記手法に使用され
る液晶セルの液晶は配向膜に平行な面内で捻れる動作を
行うため、駆動電圧を切っても液晶が元に戻らない、焼
き付き不良が起こることが知られている。このような焼
き付き不良は実際に液晶ディスプレイを組み立ててみな
ければ評価することができず、多大なる労力を要するも
のであった。
プレイには視野角依存性があるため、これを解決する手
段として例えばＩＰＳ(in plane switching)方式やＦＬ
Ｃ（ferroelectric liquid crystal)を用いる方法等が
提案されている。これらの方式では液晶は基板面と平行
にフリップフロップすることにより表示の明暗を実現し
ている為、視野角特性に優れており、現在活発に研究開
発が進められている。しかしながら上記手法に使用され
る液晶セルの液晶は配向膜に平行な面内で捻れる動作を
行うため、駆動電圧を切っても液晶が元に戻らない、焼
き付き不良が起こることが知られている。このような焼
き付き不良は実際に液晶ディスプレイを組み立ててみな
ければ評価することができず、多大なる労力を要するも
のであった。
【０００４】一方、月刊ディスプレイ ’９６ １２月
号４０ページに記載されているように、液晶セルの方位
角方向のアンカリングエネルギー測定による評価方法が
提案されている。しかしこの方法においては液晶の弾性
定数を別途測定する必要があるのに加え、装置が大型か
つ高価で測定後のデータ処理も煩雑であるため、工業的
な試験に用いるためにはより簡便な方法が求められてい
た。
号４０ページに記載されているように、液晶セルの方位
角方向のアンカリングエネルギー測定による評価方法が
提案されている。しかしこの方法においては液晶の弾性
定数を別途測定する必要があるのに加え、装置が大型か
つ高価で測定後のデータ処理も煩雑であるため、工業的
な試験に用いるためにはより簡便な方法が求められてい
た。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記のような
問題点を解決し、液晶セルの液晶配向性の定量方法及び
これを用いた評価方法を提供するものである。
問題点を解決し、液晶セルの液晶配向性の定量方法及び
これを用いた評価方法を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は一つの方位角方
向に液晶を配向させる能力を有する液晶配向膜を形成し
た基板間に液晶を狭持した液晶セルを、室温から液晶が
等方的となるまでの温度領域にて光学的位相差補償器を
有した偏光顕微鏡により液晶セルのリタデーションを測
定し、これと液晶層の厚みとから液晶の屈折率異方性を
算出し、その絶対値を液晶配向特性とする定量方法及
び、ここで得られた液晶の屈折率異方性の絶対値を用い
比較判定する液晶セルの液晶配向性の評価方法である。
向に液晶を配向させる能力を有する液晶配向膜を形成し
た基板間に液晶を狭持した液晶セルを、室温から液晶が
等方的となるまでの温度領域にて光学的位相差補償器を
有した偏光顕微鏡により液晶セルのリタデーションを測
定し、これと液晶層の厚みとから液晶の屈折率異方性を
算出し、その絶対値を液晶配向特性とする定量方法及
び、ここで得られた液晶の屈折率異方性の絶対値を用い
比較判定する液晶セルの液晶配向性の評価方法である。
【０００７】
【発明の実施の形態】液晶セルのリタデーションは、液
晶セルの液晶長軸方向と液晶短軸方向とで、屈折率が異
なり、これに起因し発生する光路長差のことであり、こ
れは、光学的位相差補償器を有した偏光顕微鏡で測定す
ることができる。
晶セルの液晶長軸方向と液晶短軸方向とで、屈折率が異
なり、これに起因し発生する光路長差のことであり、こ
れは、光学的位相差補償器を有した偏光顕微鏡で測定す
ることができる。
【０００８】液晶セルの主構成要素である液晶、液晶配
向膜及び基板に起因するリタデーションを比較すると、
液晶に比べて液晶配向膜や基板のリタデーションは極め
て小さく無視できる。従って、ここで得られるリタデー
ションは液晶に起因するものであり、液晶の屈折率異方
性と液晶層の厚みの積で表される。
向膜及び基板に起因するリタデーションを比較すると、
液晶に比べて液晶配向膜や基板のリタデーションは極め
て小さく無視できる。従って、ここで得られるリタデー
ションは液晶に起因するものであり、液晶の屈折率異方
性と液晶層の厚みの積で表される。
【０００９】液晶層の厚みは膜厚測定装置を用いて測定
することができるので、液晶セルのリタデーションの測
定値を液晶層の厚みで除することにより液晶の屈折率異
方性の絶対値を得ることができる。
することができるので、液晶セルのリタデーションの測
定値を液晶層の厚みで除することにより液晶の屈折率異
方性の絶対値を得ることができる。
【００１０】本発明の液晶セルの液晶配向性の定量方法
は、液晶セルを室温から液晶が等方的となるまでの温度
領域にて、前記の光学的位相差補償器を有した偏光顕微
鏡で測定し、得られた液晶セルのリタデーションの値を
液晶層の厚みで除することにより液晶の屈折率異方性を
算出することにより行われる。この屈折率異方性が大き
いほど分子の長軸方向と短軸方向の屈折率の差が大きい
ということであり、従って液晶配向性が高いということ
であり、液晶の屈折率異方性の絶対値により液晶配向性
の定量化が可能となる。
は、液晶セルを室温から液晶が等方的となるまでの温度
領域にて、前記の光学的位相差補償器を有した偏光顕微
鏡で測定し、得られた液晶セルのリタデーションの値を
液晶層の厚みで除することにより液晶の屈折率異方性を
算出することにより行われる。この屈折率異方性が大き
いほど分子の長軸方向と短軸方向の屈折率の差が大きい
ということであり、従って液晶配向性が高いということ
であり、液晶の屈折率異方性の絶対値により液晶配向性
の定量化が可能となる。
【００１１】また、液晶の屈折率異方性は液晶のゆらぎ
が大きいほど小さくなり、さらに、温度上昇により液晶
のゆらぎが大きくなることにより、液晶の屈折率異方性
は小さくなりその減少率が大きくなるので、算出した絶
対値や前記温度領域で任意の２点温度間の減少率から液
晶セルの液晶配向性の大きさで比較評価することもでき
る。
が大きいほど小さくなり、さらに、温度上昇により液晶
のゆらぎが大きくなることにより、液晶の屈折率異方性
は小さくなりその減少率が大きくなるので、算出した絶
対値や前記温度領域で任意の２点温度間の減少率から液
晶セルの液晶配向性の大きさで比較評価することもでき
る。
【００１２】本発明に用いる評価用液晶セルには、液晶
セル作成のために必要である基板、液晶、液晶配向剤、
シール剤、スペーサは市販のものを使用することができ
る。まず、２枚の基板に液晶配向剤を塗布焼成しラビン
グ処理する。次にこれらの一辺を除いた残り三辺をシー
ル剤とスペーサを用いて張り合わせ、残しておいた一辺
から液晶を注入し、注入口をシール材で封じることで作
成することが出来る。
セル作成のために必要である基板、液晶、液晶配向剤、
シール剤、スペーサは市販のものを使用することができ
る。まず、２枚の基板に液晶配向剤を塗布焼成しラビン
グ処理する。次にこれらの一辺を除いた残り三辺をシー
ル剤とスペーサを用いて張り合わせ、残しておいた一辺
から液晶を注入し、注入口をシール材で封じることで作
成することが出来る。
【００１３】ここで例えば液晶以外の構成要素に同一の
ものを使用して液晶セルを作成し、種々の液晶について
本発明を実施することにより液晶自体の配向性を定量及
び比較評価できる。あるいは液晶配向膜以外の構成要素
に同一のものを使用して液晶セルを作成し、種々の液晶
配向膜について本発明を実施することにより液晶配向膜
が液晶配向性に及ぼす影響を定量及び比較評価すること
ができる。
ものを使用して液晶セルを作成し、種々の液晶について
本発明を実施することにより液晶自体の配向性を定量及
び比較評価できる。あるいは液晶配向膜以外の構成要素
に同一のものを使用して液晶セルを作成し、種々の液晶
配向膜について本発明を実施することにより液晶配向膜
が液晶配向性に及ぼす影響を定量及び比較評価すること
ができる。
【００１４】本発明に用いる光学的位相差補償器として
は例えば、ベレック補償器、セナルモン補償器、バビネ
補償器等があげられる。
は例えば、ベレック補償器、セナルモン補償器、バビネ
補償器等があげられる。
【００１５】
【実施例】以下、実施例により詳細を説明するが、本発
明はこれらの実施例によって何等限定されるものではな
い。
明はこれらの実施例によって何等限定されるものではな
い。
【００１６】実施例１） （液晶配向剤の準備）常法によって作成したポリアミッ
ク酸を主体とする液晶配向剤Ａとその他液晶ディスプレ
ー構成要素を用い、薄膜トランジスタを形成した対角１
４．１インチの大きさの基板を用いて、ＩＰＳ駆動方式
の液晶ディスプレイを作成した。これらの液晶ディスプ
レイ上に評価用のテストパターンを所定時間連続して表
示させたあと、電源をきり、液晶ディスプレイ上の焼き
付き不良の量を観察評価し、その品質確認を行い液晶配
向剤Ａを使用したディスプレイ上では焼き付き不良がほ
とんどなかった。
ク酸を主体とする液晶配向剤Ａとその他液晶ディスプレ
ー構成要素を用い、薄膜トランジスタを形成した対角１
４．１インチの大きさの基板を用いて、ＩＰＳ駆動方式
の液晶ディスプレイを作成した。これらの液晶ディスプ
レイ上に評価用のテストパターンを所定時間連続して表
示させたあと、電源をきり、液晶ディスプレイ上の焼き
付き不良の量を観察評価し、その品質確認を行い液晶配
向剤Ａを使用したディスプレイ上では焼き付き不良がほ
とんどなかった。
【００１７】（評価用セルの作成）液晶配向剤Ａをガラ
ス基板上にスピンナーにより塗布し、２００℃で６０分
間焼成し、約６００オングストロームの塗膜を形成し
た。引き続き塗膜面をラビングマシーンによりラビング
した。２枚の基板を８．５μmのギャップで張り合わ
せ、液晶（メルク社製ＺＬＩー４７９２）を注入してア
ンチパラレル配向の液晶セルを作成した。
ス基板上にスピンナーにより塗布し、２００℃で６０分
間焼成し、約６００オングストロームの塗膜を形成し
た。引き続き塗膜面をラビングマシーンによりラビング
した。２枚の基板を８．５μmのギャップで張り合わ
せ、液晶（メルク社製ＺＬＩー４７９２）を注入してア
ンチパラレル配向の液晶セルを作成した。
【００１８】（定量）この液晶セルを温度が４０℃での
場合と６０℃での場合についてベレック補償器を装着し
た偏光顕微鏡を使って液晶セルのリタデーションを測定
した。測定値を液晶層の厚みで除することにより各温度
における液晶の屈折率異方性を算出した。
場合と６０℃での場合についてベレック補償器を装着し
た偏光顕微鏡を使って液晶セルのリタデーションを測定
した。測定値を液晶層の厚みで除することにより各温度
における液晶の屈折率異方性を算出した。
【００１９】実施例２） （液晶配向剤の準備）液晶配向剤Ａに替え液晶配向剤Ｂ
を用いた以外は実施例１と同じ構成要素で液晶ディスプ
レイを作成すると共に同じ観察評価し品質を確認のとこ
ろ、液晶配向剤Ｂを使用したディスプレイ上では、少量
の焼き付き不良が確認された。 （評価用セルの作成と定量）液晶配向剤に液晶配向剤Ｂ
を用い、以下実施例１と同様に液晶セルを作成し、液晶
の屈折率異方性を得た。
を用いた以外は実施例１と同じ構成要素で液晶ディスプ
レイを作成すると共に同じ観察評価し品質を確認のとこ
ろ、液晶配向剤Ｂを使用したディスプレイ上では、少量
の焼き付き不良が確認された。 （評価用セルの作成と定量）液晶配向剤に液晶配向剤Ｂ
を用い、以下実施例１と同様に液晶セルを作成し、液晶
の屈折率異方性を得た。
【００２０】実施例３） （液晶配向剤の準備）液晶配向剤Ａに替え液晶配向剤Ｃ
を用いた以外は実施例１と同じ構成要素で液晶ディスプ
レイを作成すると共に同じ観察評価し品質を確認のとこ
ろ、液晶配向剤Ｃを使用したディスプレイ上では、大量
の焼き付き不良が確認された。 （評価用セルの作成と定量）液晶配向剤に液晶配向剤Ｃ
を用い、以下実施例１と同様に液晶セルを作成し、液晶
の屈折率異方性を得た。
を用いた以外は実施例１と同じ構成要素で液晶ディスプ
レイを作成すると共に同じ観察評価し品質を確認のとこ
ろ、液晶配向剤Ｃを使用したディスプレイ上では、大量
の焼き付き不良が確認された。 （評価用セルの作成と定量）液晶配向剤に液晶配向剤Ｃ
を用い、以下実施例１と同様に液晶セルを作成し、液晶
の屈折率異方性を得た。
【００２１】以下、表１に、実施例で得たデータ及び比
較の結果を示す。
較の結果を示す。
【表１】
【００２２】実施例１では、従来の評価法による品質確
認で焼き付き不良が観察されない液晶配向剤Ａを用いた
ところ、液晶の屈折率異方性の絶対値が大きく、その温
度上昇に伴う減少率も小さい結果を得た。
認で焼き付き不良が観察されない液晶配向剤Ａを用いた
ところ、液晶の屈折率異方性の絶対値が大きく、その温
度上昇に伴う減少率も小さい結果を得た。
【００２３】実施例２では、同従来法で少量の焼き付き
不良が観察された液晶配向剤Ｂを用いたところ、液晶の
屈折率異方性の絶対値は大きいが、その温度上昇に伴う
減少率が大きくなり、温度劣化の傾向を示しており、室
温領域で良好であっても長時間高温下での熱劣化を推測
できた。
不良が観察された液晶配向剤Ｂを用いたところ、液晶の
屈折率異方性の絶対値は大きいが、その温度上昇に伴う
減少率が大きくなり、温度劣化の傾向を示しており、室
温領域で良好であっても長時間高温下での熱劣化を推測
できた。
【００２４】実施例３では、同従来法で大量の焼き付き
不良が観察された液晶配向剤Ｃを用いたところ、液晶の
屈折率異方性は小さく、その温度上昇に伴う減少率が大
きく、他の実施例と比較しても不良の度合いが大きいこ
とが示された。
不良が観察された液晶配向剤Ｃを用いたところ、液晶の
屈折率異方性は小さく、その温度上昇に伴う減少率が大
きく、他の実施例と比較しても不良の度合いが大きいこ
とが示された。
【００２５】以上のようにベレック補償器を装着した偏
光顕微鏡という簡素で廉価な装置により短時間で液晶セ
ルの段階で液晶配向性が定量化でき、しかも、これらを
比較することにより評価できることが分かった。
光顕微鏡という簡素で廉価な装置により短時間で液晶セ
ルの段階で液晶配向性が定量化でき、しかも、これらを
比較することにより評価できることが分かった。
【００２６】一方、従来法では、対角１４．１インチの
大きさの基板に配線、薄膜トランジスタ及び電極を形成
し、駆動用ＩＣを接続するといった煩雑な工程を経る必
要があるのに加え、焼き付き不良を評価するために要す
る時間も長大であり、必要な費用も莫大であった。
大きさの基板に配線、薄膜トランジスタ及び電極を形成
し、駆動用ＩＣを接続するといった煩雑な工程を経る必
要があるのに加え、焼き付き不良を評価するために要す
る時間も長大であり、必要な費用も莫大であった。
【００２７】
【発明の効果】本発明の液晶セルの液晶配向性の定量方
法及びこれを用いた評価方法は、煩雑で多大なる労力を
要する液晶ディスプレイ試作を行うことなく、液晶セル
の段階で簡単に液晶セルの液晶配向性を定量及び比較評
価できる方法であり、ＩＰＳ方式等の液晶ディスプレイ
において、焼き付き不良等が起こりにくい液晶及び液晶
配向剤等の液晶セルを構成する材料を選定するためにき
わめて好適である。
法及びこれを用いた評価方法は、煩雑で多大なる労力を
要する液晶ディスプレイ試作を行うことなく、液晶セル
の段階で簡単に液晶セルの液晶配向性を定量及び比較評
価できる方法であり、ＩＰＳ方式等の液晶ディスプレイ
において、焼き付き不良等が起こりにくい液晶及び液晶
配向剤等の液晶セルを構成する材料を選定するためにき
わめて好適である。
Claims (2)
- 【請求項１】一つの方位角方向に液晶を配向させる能力
を有する液晶配向膜を形成した基板間に液晶を狭持した
液晶セルを、室温から液晶が等方的となるまでの温度領
域にて光学的位相差補償器を有した偏光顕微鏡により液
晶セルのリタデーションを測定し、これと液晶層の厚み
とから、液晶の屈折率異方性を算出し、その絶対値を液
晶配向特性とする液晶セルの液晶配向性の定量方法。 - 【請求項２】請求項１で得られる液晶の屈折率異方性の
絶対値を用い比較判定する液晶セルの液晶配向性の評価
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30082498A JP2000131188A (ja) | 1998-10-22 | 1998-10-22 | 液晶セルの液晶配向性の定量方法及びこれを用いた評価方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30082498A JP2000131188A (ja) | 1998-10-22 | 1998-10-22 | 液晶セルの液晶配向性の定量方法及びこれを用いた評価方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000131188A true JP2000131188A (ja) | 2000-05-12 |
Family
ID=17889555
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30082498A Pending JP2000131188A (ja) | 1998-10-22 | 1998-10-22 | 液晶セルの液晶配向性の定量方法及びこれを用いた評価方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000131188A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108027538A (zh) * | 2015-09-29 | 2018-05-11 | 夏普株式会社 | 液晶显示装置及其制造方法 |
-
1998
- 1998-10-22 JP JP30082498A patent/JP2000131188A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108027538A (zh) * | 2015-09-29 | 2018-05-11 | 夏普株式会社 | 液晶显示装置及其制造方法 |
| CN108027538B (zh) * | 2015-09-29 | 2021-02-19 | 夏普株式会社 | 液晶显示装置及其制造方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
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|
| A02 | Decision of refusal |
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