JP2007137986A - Liquid crystal composition, method for producing liquid crystal composition, liquid crystal device and projector - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液晶組成物、液晶組成物の製造方法、液晶装置、プロジェクタに関する。 The present invention relates to a liquid crystal composition, a method for producing the liquid crystal composition, a liquid crystal device, and a projector.
従来、液晶組成物としてフッ素元素等のハロゲン元素を含む液晶化合物を主体として構成されたものがある。このような液晶組成物は、粘度が低く、比抵抗値が高いため、特にアクティブマトリックス駆動用の液晶装置に適している。具体的には、液晶層が一対の基板間に挟持されてなる液晶装置に対して、当該液晶層を上記液晶組成物から構成し、この液晶装置を液晶プロジェクタに搭載される光変調手段や、携帯電話等に搭載される直視型表示装置として用いている(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、フッ素元素等のハロゲン元素を含む液晶化合物を主体とする液晶組成物は、例えば過度の光照射(特に短波長の青色光照射)によりラジカル化し、分子間で反応を生じたり、配向膜との間で反応を生じたりする。このような反応が生じると、液晶の配向不良が生じ、上記液晶プロジェクタや直視型表示装置において表示不良が発生する場合がある。そして、液晶プロジェクタのように高輝度化及び小型化が進み、単位面積当たりの光強度が益々高まる状況下では、上記のような液晶分子のラジカル化に起因する表示不良発生の問題は一層深刻なものとなってきている。 However, a liquid crystal composition mainly composed of a liquid crystal compound containing a halogen element such as fluorine element is radicalized by, for example, excessive light irradiation (particularly, short-wavelength blue light irradiation), causing a reaction between molecules, Reaction between the two. When such a reaction occurs, a liquid crystal alignment defect occurs, and a display defect may occur in the liquid crystal projector or the direct-view display device. Under the situation where the brightness and the size are reduced and the light intensity per unit area is increasing as in the case of the liquid crystal projector, the problem of the display defect due to the radicalization of the liquid crystal molecules is more serious. It has become a thing.
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、光照射を受けたことで液晶分子がラジカル化等により活性化した場合にも、当該液晶分子を安定化させ、分子間反応や他の材料との反応を防止ないし抑制させることが可能な液晶組成物及びその製造方法を提供することを目的としている。また、特に当該液晶組成物を用いることにより、液晶の配向不良が生じ難く、ひいては表示不良の生じ難い液晶装置、さらには当該液晶装置を備えたプロジェクタを提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above problems, and even when liquid crystal molecules are activated by radicalization or the like due to light irradiation, the liquid crystal molecules are stabilized, and intermolecular reactions and other materials can be obtained. An object of the present invention is to provide a liquid crystal composition capable of preventing or suppressing the reaction and a method for producing the same. Another object of the present invention is to provide a liquid crystal device in which alignment defects of liquid crystals are hardly caused by using the liquid crystal composition, and thus display defects are hardly caused, and a projector including the liquid crystal device.
上記課題を解決するために、本発明の液晶組成物は、液晶材料と、前記液晶材料を構成する液晶分子がラジカル化した場合に、当該ラジカル化した液晶分子を安定化させるラジカル捕捉剤と、を含んでなることを特徴とする。このような液晶組成物は、例えば光照射等を受けて液晶材料を構成する液晶分子がラジカル化した場合にも、当該ラジカルを捕捉して、液晶分子を安定化させることが可能となる。その結果、液晶分子間で反応が生じたり、他の材料を構成する分子との間で反応が生じたりする問題が殆ど生じないものとなる。 In order to solve the above problems, a liquid crystal composition of the present invention includes a liquid crystal material, a radical scavenger that stabilizes the radicalized liquid crystal molecules when the liquid crystal molecules constituting the liquid crystal material are radicalized, It is characterized by comprising. Such a liquid crystal composition can stabilize the liquid crystal molecules by capturing the radicals even when the liquid crystal molecules constituting the liquid crystal material are radicalized by, for example, light irradiation. As a result, a problem that a reaction occurs between liquid crystal molecules or a reaction occurs between molecules constituting other materials hardly occurs.
前記ラジカル捕捉剤としては特にフラーレンを用いることが好ましい。フラーレンは液晶材料に好適に分散し、捕捉作用も強いため、当該液晶材料の安定化効果を一層顕著に発現することができる。また、フラーレンは自身が安定な状態のままで捕捉作用を示すため、当該フラーレンが液晶材料の配向性等に不具合を及ぼすことも殆どない。なお、フラーレンの中でも特にC60を用いることが好ましい。液晶材料に対する分散性が特に高いからである。 It is particularly preferable to use fullerene as the radical scavenger. Fullerene is preferably dispersed in the liquid crystal material and has a strong trapping action, so that the stabilizing effect of the liquid crystal material can be more remarkably exhibited. In addition, since fullerene exhibits a trapping action in a stable state, the fullerene hardly causes a problem in the orientation of the liquid crystal material. Of the fullerenes, C 60 is particularly preferred. This is because the dispersibility in the liquid crystal material is particularly high.
また、本発明の液晶組成物は、前記液晶材料及び前記ラジカル捕捉剤に加えて、共役系分子構造を有する有機成分を含むものとすることができる。また、環状分子構造を有する有機成分を含むものとすることもでき、当該環状分子構造を有する有機成分は共役系分子構造を有するものであっても良い。このような有機成分は、液晶材料とラジカル捕捉剤との分散媒として寄与し、液晶材料中におけるラジカル捕捉剤の分散性が一層向上することとなる。 Further, the liquid crystal composition of the present invention may contain an organic component having a conjugated molecular structure in addition to the liquid crystal material and the radical scavenger. In addition, the organic component having a cyclic molecular structure may be included, and the organic component having the cyclic molecular structure may have a conjugated molecular structure. Such an organic component contributes as a dispersion medium between the liquid crystal material and the radical scavenger, and the dispersibility of the radical scavenger in the liquid crystal material is further improved.
次に、上記課題を解決するために、本発明の液晶組成物の製造方法は、液晶材料と、ラジカル捕捉剤とを含む液晶組成物の製造方法であって、ラジカル捕捉剤を有機液体に分散ないし溶解させる工程と、前記ラジカル捕捉剤が分散ないし溶解された有機液体と、液晶材料とを混合する工程と、を含むことを特徴とする。このような製造方法の採用により、液晶材料中にラジカル捕捉剤を好適に分散させることができるようになる。その結果、ラジカル捕捉剤の凝集による色付きの発生や、捕捉が十分に発現されない等の問題が生じ難いものとなる。 Next, in order to solve the above-mentioned problem, a method for producing a liquid crystal composition of the present invention is a method for producing a liquid crystal composition comprising a liquid crystal material and a radical scavenger, wherein the radical scavenger is dispersed in an organic liquid. Or a step of dissolving, and a step of mixing a liquid crystal material with an organic liquid in which the radical scavenger is dispersed or dissolved. By employing such a production method, the radical scavenger can be suitably dispersed in the liquid crystal material. As a result, problems such as occurrence of coloring due to aggregation of the radical scavenger and insufficient capture are hardly caused.
次に、上記課題を解決するために、本発明の液晶装置は、互いに対向する一対の基板間に液晶層が挟持された構成を備える液晶装置であって、前記液晶層が上述した液晶組成物を備えることを特徴とする。このような液晶装置によると、液晶層に高エネルギーの光が入射し、当該液晶層の液晶分子がラジカル化した場合にも、ラジカル捕捉剤によりラジカル化した液晶分子を安定化することが可能なため、液晶分子間の反応や配向膜との反応が生じ難く、それに伴う配向不良も生じ難いものとなる。その結果、液晶配向不良に基づく表示不良も生じ難いものとなる。 Next, in order to solve the above problems, a liquid crystal device of the present invention is a liquid crystal device having a configuration in which a liquid crystal layer is sandwiched between a pair of substrates facing each other, wherein the liquid crystal layer is the liquid crystal composition described above. It is characterized by providing. According to such a liquid crystal device, even when high-energy light is incident on the liquid crystal layer and the liquid crystal molecules in the liquid crystal layer are radicalized, the radicalized liquid crystal molecules can be stabilized by the radical scavenger. Therefore, the reaction between liquid crystal molecules and the reaction with the alignment film are unlikely to occur, and the alignment defect associated therewith is unlikely to occur. As a result, display defects based on liquid crystal alignment defects are less likely to occur.
次に、上記課題を解決するために、本発明のプロジェクタは、光源と、前記光源からの光を変調する液晶装置からなる光変調手段と、前記光変調手段により変調された光を投射する投射手段とを備えるプロジェクタであって、前記液晶装置が、互いに対向する一対の基板間に液晶層が挟持された構成を備え、前記液晶層が上述した液晶組成物を備えることを特徴とする。このようなプロジェクタによると、光源の輝度を高めた場合にも、光変調手段たる液晶装置にはラジカル捕捉剤が含まれるため、表示不良が生じ難い。つまり、液晶装置の液晶層に高エネルギーの光が入射し、当該液晶層の液晶分子がラジカル化した場合にも、ラジカル捕捉剤によりラジカル化した液晶分子を安定化することが可能なため、液晶分子間の反応や配向膜との反応が生じ難く、それに伴う配向不良も生じ難いものとなる。その結果、液晶配向不良に基づく表示不良も生じ難いものとなるのである。 Next, in order to solve the above-described problem, a projector according to the present invention includes a light source, a light modulation unit including a liquid crystal device that modulates light from the light source, and a projection that projects light modulated by the light modulation unit. The liquid crystal device includes a configuration in which a liquid crystal layer is sandwiched between a pair of substrates facing each other, and the liquid crystal layer includes the liquid crystal composition described above. According to such a projector, even when the luminance of the light source is increased, the liquid crystal device serving as the light modulation means contains the radical scavenger, so that display failure is unlikely to occur. That is, even when high energy light is incident on the liquid crystal layer of the liquid crystal device and the liquid crystal molecules in the liquid crystal layer are radicalized, the liquid crystal molecules radicalized by the radical scavenger can be stabilized. Reaction between molecules and reaction with the alignment film are unlikely to occur, and alignment defects associated therewith are unlikely to occur. As a result, display defects based on liquid crystal alignment defects are less likely to occur.
以下、本発明に係る実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、各図においては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材毎に縮尺を異ならせてある。 Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, in each figure, in order to make each layer and each member the size which can be recognized on drawing, the scale is varied for every layer and each member.
[液晶装置]
以下に示す本実施形態の液晶装置は、スイッチング素子としてTFT(Thin-Film Transistor)素子を用いたアクティブマトリクス型の透過型液晶装置である。また、本実施形態の液晶装置は、本発明に係る液晶組成物を備えた液晶層を有している。
[Liquid Crystal Device]
The liquid crystal device of the present embodiment described below is an active matrix transmissive liquid crystal device using a TFT (Thin-Film Transistor) element as a switching element. Further, the liquid crystal device of the present embodiment has a liquid crystal layer provided with the liquid crystal composition according to the present invention.
図1は本実施形態の透過型液晶装置の画像表示領域を構成するマトリクス状に配置された複数の画素におけるスイッチング素子、信号線等の等価回路図である。図2はデータ線、走査線、画素電極等が形成されたTFTアレイ基板の相隣接する複数の画素群の構造を示す平面図である。図3は本実施形態の透過型液晶装置について素子領域の断面図であって、図2のA−A’線断面図である。また、図4は本実施形態の透過型液晶装置について複数の画素領域を模式的に示す断面図である。なお、図3及び図4においては、図示上側が光入射側、図示下側が視認側(観察者側)である場合について図示している。 FIG. 1 is an equivalent circuit diagram of switching elements, signal lines, and the like in a plurality of pixels arranged in a matrix that constitutes an image display region of the transmissive liquid crystal device of this embodiment. FIG. 2 is a plan view showing the structure of a plurality of pixel groups adjacent to each other on a TFT array substrate on which data lines, scanning lines, pixel electrodes and the like are formed. FIG. 3 is a cross-sectional view of the element region of the transmissive liquid crystal device of this embodiment, and is a cross-sectional view taken along the line A-A ′ of FIG. 2. FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing a plurality of pixel regions in the transmissive liquid crystal device of this embodiment. 3 and 4, the upper side in the drawing is the light incident side, and the lower side in the drawing is the viewing side (observer side).
本実施形態の透過型液晶装置において、図1に示すように、画像表示領域を構成するマトリクス状に配置された複数の画素には、画素電極9と当該画素電極9への通電制御を行うためのスイッチング素子であるTFT素子30がそれぞれ形成されており、画像信号が供給されるデータ線6aが当該TFT素子30のソースに電気的に接続されている。データ線6aに書き込む画像信号S1、S2、…、Snは、この順に線順次に供給されるか、あるいは相隣接する複数のデータ線6aに対してグループ毎に供給される。
In the transmissive liquid crystal device according to the present embodiment, as shown in FIG. 1, a plurality of pixels arranged in a matrix that constitutes an image display region are subjected to energization control for the
また、走査線3aがTFT素子30のゲートに電気的に接続されており、複数の走査線3aに対して走査信号G1、G2、…、Gmが所定のタイミングでパルス的に線順次で印加される。また、画素電極9はTFT素子30のドレインに電気的に接続されており、スイッチング素子であるTFT素子30を一定期間だけオンすることにより、データ線6aから供給される画像信号S1、S2、…、Snを所定のタイミングで書き込む。
In addition, the
画素電極9を介して液晶に書き込まれた所定レベルの画像信号S1、S2、…、Snは、後述する共通電極との間で一定期間保持される。液晶は、印加される電圧レベルにより分子集合の配向や秩序が変化することにより、光を変調し、階調表示を可能にする。ここで、保持された画像信号がリークすることを防止するために、画素電極9と共通電極との間に形成される液晶容量と並列に蓄積容量70が付加されている。
A predetermined level of image signals S1, S2,..., Sn written to the liquid crystal via the
次に、図2に基づいて、本実施形態の透過型液晶装置の平面構造について説明する。図2に示すように、TFTアレイ基板上に、インジウム錫酸化物(以下、「ITO」と略す)等の透明導電性材料からなる矩形状の画素電極9(点線部9Aにより輪郭を示す)が複数、マトリクス状に設けられており、画素電極9の縦横の境界に各々沿ってデータ線6a、走査線3a及び容量線3bが設けられている。本実施形態において、各画素電極9及び各画素電極9を囲むように配設されたデータ線6a、走査線3a、容量線3b等が形成された領域が画素であり、マトリクス状に配置された各画素毎に表示を行うことが可能な構造になっている。
Next, the planar structure of the transmissive liquid crystal device of this embodiment will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 2, a rectangular pixel electrode 9 (outlined by a
データ線6aは、TFT素子30を構成する例えばポリシリコン膜からなる半導体層1aのうち、後述のソース領域にコンタクトホール5を介して電気的に接続されており、画素電極9は、半導体層1aのうち、後述のドレイン領域にコンタクトホール8を介して電気的に接続されている。また、半導体層1aのうち、後述のチャネル領域(図中左上がりの斜線の領域)に対向するように走査線3aが配置されており、走査線3aはチャネル領域に対向する部分でゲート電極として機能する。
The
容量線3bは、走査線3aに沿って略直線状に伸びる本線部(すなわち、平面的に見て、走査線3aに沿って形成された第1領域)と、データ線6aと交差する箇所からデータ線6aに沿って前段側(図中上向き)に突出した突出部(すなわち、平面的に見て、データ線6aに沿って延設された第2領域)とを有する。そして、図2中、右上がりの斜線で示した領域には、複数の第1遮光膜11aが設けられている。
The
次に、図3及び図4に基づいて、本実施形態の透過型液晶装置の断面構造について説明する。なお、図4ではスイッチング素子等の一部の構成要素を図面の視認性を考慮して省略してある。図3及び図4に示すように、本実施形態の透過型液晶装置においては、TFTアレイ基板10と、これに対向配置される対向基板20との間に液晶層50が挟持されている。TFTアレイ基板10は、石英等の透光性材料からなる基板本体10Aとその液晶層50側表面に形成された画素電極9、配向膜40を主体として構成されており、対向基板20はガラスや石英等の透光性材料からなる基板本体20Aとその液晶層50側表面に形成された共通電極21と配向膜60とを主体として構成されている。
Next, a cross-sectional structure of the transmissive liquid crystal device of this embodiment will be described with reference to FIGS. In FIG. 4, some components such as switching elements are omitted in view of the visibility of the drawing. As shown in FIGS. 3 and 4, in the transmissive liquid crystal device of this embodiment, a
また、図3に示すように、TFTアレイ基板10において、基板本体10Aの液晶層50側表面には画素電極9が設けられ、各画素電極9に隣接する位置に、各画素電極9をスイッチング制御する画素スイッチング用TFT素子30が設けられている。画素スイッチング用TFT素子30は、LDD(Lightly Doped Drain)構造を有しており、走査線3a、当該走査線3aからの電界によりチャネルが形成される半導体層1aのチャネル領域1a’、走査線3aと半導体層1aとを絶縁するゲート絶縁膜2、データ線6a、半導体層1aの低濃度ソース領域1b及び低濃度ドレイン領域1c、半導体層1aの高濃度ソース領域1d及び高濃度ドレイン領域1eを備えている。
As shown in FIG. 3, in the
また、上記走査線3a上、ゲート絶縁膜2上を含む基板本体10A上には、高濃度ソース領域1dへ通じるコンタクトホール5、及び高濃度ドレイン領域1eへ通じるコンタクトホール8が開孔した第2層間絶縁膜4が形成されている。つまり、データ線6aは、第2層間絶縁膜4を貫通するコンタクトホール5を介して高濃度ソース領域1dに電気的に接続されている。さらに、データ線6a上及び第2層間絶縁膜4上には、高濃度ドレイン領域1eへ通じるコンタクトホール8が開孔した第3層間絶縁膜7が形成されている。つまり、高濃度ドレイン領域1eは、第2層間絶縁膜4及び第3層間絶縁膜7を貫通するコンタクトホール8を介して画素電極9に電気的に接続されている。
Further, a
また、本実施形態では、ゲート絶縁膜2を走査線3aに対向する位置から延設して誘電体膜として用い、半導体膜1aを延設して第1蓄積容量電極1fとし、更にこれらに対向する容量線3bの一部を第2蓄積容量電極とすることにより、蓄積容量70が構成されている。
In the present embodiment, the
また、TFTアレイ基板10の基板本体10Aの液晶層50側表面において、各画素スイッチング用TFT素子30が形成された領域には、TFTアレイ基板10を透過し、TFTアレイ基板10の図示下面(TFTアレイ基板10と空気との界面)で反射されて、液晶層50側に戻る戻り光が、少なくとも半導体層1aのチャネル領域1a’及び低濃度ソース、ドレイン領域1b、1cに入射することを防止するための第1遮光膜11aが設けられている。また、第1遮光膜11aと画素スイッチング用TFT素子30との間には、画素スイッチング用TFT素子30を構成する半導体層1aを第1遮光膜11aから電気的に絶縁するための第1層間絶縁膜12が形成されている。さらに、図2に示したように、TFTアレイ基板10に第1遮光膜11aを設けるのに加えて、コンタクトホール13を介して第1遮光膜11aは、前段あるいは後段の容量線3bに電気的に接続するように構成されている。
Further, on the surface of the
また、TFTアレイ基板10の液晶層50側最表面、すなわち、画素電極9及び第3層間絶縁膜7上には、電圧無印加時における液晶層50内の液晶分子の配向を制御する配向膜40が形成されている。
An
他方、対向基板20には、基板本体20Aの液晶層50側表面であって、データ線6a、走査線3a、画素スイッチング用TFT素子30の形成領域に対向する領域、すなわち各画素部の開口領域以外の領域に、入射光が画素スイッチング用TFT素子30の半導体層1aのチャネル領域1a’や低濃度ソース領域1b、低濃度ドレイン領域1cに侵入することを防止するための第2遮光膜23が設けられている。さらに、第2遮光膜23が形成された基板本体20Aの液晶層50側には、そのほぼ全面に渡って、ITO等からなる共通電極21が形成され、その液晶層50側には、電圧無印加時における液晶層50内の液晶分子の配向を制御する配向膜60が形成されている。
On the other hand, the
次に、液晶層50は、液晶材料とラジカル捕捉剤を含む液晶組成物で構成されている。具体的には、液晶材料としては、ハロゲン元素を含む有機成分を主体とするもので、液晶相を形成するものを用い、ラジカル捕捉剤としては、その液晶分子が光照射を受けてラジカル化した場合に、当該ラジカルを捕捉して液晶分子を安定化させるものを用いた。
Next, the
液晶材料を例示すると、例えばTFT用液晶混合物(メルク社製、MLC−6849−00)等を用いることができる。一方、ラジカル捕捉剤を例示すると、例えばフラーレン、具体的には5員環、6員環のもの、さらに具体的にはC60に代表されるもの、その他にはC70、C76、C78、C80、C82、C84、C86、C88、C90、C92、C94、C96等を用いることができる。このようなラジカル捕捉剤を液晶材料に分散させた液晶組成物により液晶層50を構成すると、液晶層50に高エネルギーの光が入射し、液晶分子がラジカル化した場合にも、ラジカル捕捉剤の作用により当該液晶分子が分子間で反応したり、配向膜40,60等と反応したりすることがなく、液晶層50において配向乱れが殆ど生じないものとなる。その結果、当該液晶装置において液晶分子のラジカル化に起因する表示不良が殆ど生じず、信頼性の高い表示を提供することが可能となる。
As an example of the liquid crystal material, for example, a liquid crystal mixture for TFT (manufactured by Merck & Co., MLC-6849-00) can be used. On the other hand, To illustrate a radical scavenger, for example fullerenes, specifically 5-membered ring, a 6-membered ring ones, yet those specifically represented by C 60, Other C 70, C 76, C 78 , C 80 , C 82 , C 84 , C 86 , C 88 , C 90 , C 92 , C 94 , C 96 and the like can be used. When the
なお、ラジカル捕捉剤として用いるフラーレンのうちC60が最も好適に用いられる。液晶材料に対する分散性が特に高く、確実にラジカル捕捉作用を発現することができるためである。また、液晶組成物におけるラジカル捕捉剤の含有率は、0.01wt%〜0.1wt%とすることができる。0.01wt%未満の場合、捕捉作用が若干発現し難い場合がある一方、0.1wt%を超えると、液晶層50の透過率が低下して表示特性に影響を及ぼす場合がある。
Of the fullerenes used as radical scavengers, C 60 is most preferably used. This is because the dispersibility with respect to the liquid crystal material is particularly high and the radical scavenging action can be surely exhibited. Moreover, the content rate of the radical scavenger in a liquid-crystal composition can be 0.01 wt%-0.1 wt%. When the amount is less than 0.01 wt%, the trapping action may be hardly exhibited. On the other hand, when the amount exceeds 0.1 wt%, the transmittance of the
また、液晶層50を構成する液晶組成物には、液晶材料及びラジカル捕捉剤の他に、有機系の分散媒が含まれている。この分散媒は、ラジカル捕捉剤を液晶材料に分散させるためのもので、例えば共役系分子構造を有する有機液体(有機成分)、又は環状分子構造を有する有機液体(有機成分)を用いることができる。
Further, the liquid crystal composition constituting the
共役系分子構造を有する有機液体としては、例えばオクタトリエン、オクタジエン、ベンゼン、トルエン、キシレン等を、環状分子構造を有する有機液体としては、例えばテトラヒドロフラン、シクロヘキサン、クラウンエーテル、シクロデキストリン、ベンゼン、トルエン、キシレン等を用いることができる。 Examples of the organic liquid having a conjugated molecular structure include octatriene, octadiene, benzene, toluene, and xylene. Examples of the organic liquid having a cyclic molecular structure include tetrahydrofuran, cyclohexane, crown ether, cyclodextrin, benzene, toluene, Xylene or the like can be used.
以上のような液晶層50を構成する液晶組成物は、以下のような方法により製造することができる。すなわち、まずフラーレン等のラジカル捕捉剤を上記有機液体に混合して10wt%の混合液体とし、攪拌によりラジカル捕捉剤を十分に分散させる。その後、液晶材料と上記混合液体を混ぜ合わせ(液晶材料に対して混合液体1vol%)、これに40KHzの超音波を照射する。そうすると、余剰なラジカル捕捉剤が沈殿するため、これを取り除き、上澄みの液晶組成物を得ることができる。
The liquid crystal composition constituting the
以下、上記液晶装置を用いて耐久性加速試験を行った結果について説明する。
具体的には、波長385nmのHgランプを光源として用い、当該光をラジカル捕捉剤を液晶材料に対して0.1wt%含む液晶装置(実施例)に照射した場合の耐久性について、ここでは光照射を継続して行った場合に配向乱れが生じ始める照射時間について試験した。なお、配向膜40,60としては、ポリイミド膜をラビング処理したものを用い、比較としてラジカル捕捉剤を混入しない液晶材料を液晶層とした液晶装置(比較例)についても同様の耐久性試験を行った。その結果、比較例の液晶装置は耐久時間が2分であったのに対し、実施例の液晶装置は耐久時間が6分と向上した。
Hereinafter, the results of the durability acceleration test using the liquid crystal device will be described.
Specifically, with respect to durability when a Hg lamp having a wavelength of 385 nm is used as a light source and the light is irradiated to a liquid crystal device (Example) containing 0.1 wt% of a radical scavenger with respect to the liquid crystal material, light When the irradiation was continued, the irradiation time at which the alignment disorder started to occur was tested. As the
以上、本発明の一実施形態としての液晶装置を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各請求項に記載した範囲を逸脱しない限り、各請求項の記載文言に限定されず、当業者がそれらから容易に置き換えられる範囲にも及び、且つ当業者が通常有する知識に基づく改良を適宜付加することができる。例えば、本実施形態では、TFT素子を用いたアクティブマトリクス型液晶装置についてのみ説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、TFD(Thin-Film Diode)素子を用いたアクティブマトリクス型液晶装置やパッシブマトリクス型液晶装置等にも適用可能である。また、本実施形態では、透過型液晶装置についてのみ説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、反射型や半透過反射型の液晶装置にも適用可能である。このように、本発明は、いかなる構造の液晶装置にも適用することができる。 The liquid crystal device as one embodiment of the present invention has been described above, but the present invention is not limited to this, and is not limited to the wording of each claim unless departing from the scope described in each claim. In addition, it is possible to appropriately add improvements based on the knowledge that a person skilled in the art normally has, and to the extent that those skilled in the art can easily replace them. For example, in the present embodiment, only an active matrix liquid crystal device using TFT elements has been described. However, the present invention is not limited to this, and the active matrix liquid crystal using TFD (Thin-Film Diode) elements is used. The present invention can also be applied to a device, a passive matrix liquid crystal device, and the like. In the present embodiment, only the transmissive liquid crystal device has been described. However, the present invention is not limited to this, and can be applied to a reflective or transflective liquid crystal device. Thus, the present invention can be applied to a liquid crystal device having any structure.
[電子機器]
上記実施の形態の液晶装置を備えた電子機器の例について説明する。
図5(a)は、携帯電話の一例を示した斜視図である。図5(a)において、符号500は携帯電話本体を示し、符号501は上記実施形態の液晶装置を用いた液晶表示部を示している。
[Electronics]
Examples of electronic devices including the liquid crystal device of the above embodiment will be described.
FIG. 5A is a perspective view showing an example of a mobile phone. In FIG. 5A,
図5(b)は、ワープロ、パソコンなどの携帯型情報処理装置の一例を示した斜視図である。図5(b)において、符号600は情報処理装置、符号601はキーボードなどの入力部、符号603は情報処理装置本体、符号602は上記実施形態の液晶装置を用いた液晶表示部を示している。
FIG. 5B is a perspective view showing an example of a portable information processing apparatus such as a word processor or a personal computer. In FIG. 5B,
図5(c)は、腕時計型電子機器の一例を示した斜視図である。図5(c)において、符号700は時計本体を示し、符号701は上記実施形態の液晶装置を用いた液晶表示部を示している。
FIG. 5C is a perspective view showing an example of a wristwatch type electronic device. In FIG. 5C,
このように図5に示す電子機器は、表示部に上述の本発明の一例たる液晶装置を適用したものであるので、例えば過度の光照射による液晶層における配向不良等が発生し難く、表示品質を長期に渡って維持することが可能となる。 As described above, since the electronic apparatus shown in FIG. 5 uses the above-described liquid crystal device as an example of the present invention for the display portion, for example, alignment defects in the liquid crystal layer due to excessive light irradiation are hardly generated, and the display quality is reduced. Can be maintained over a long period of time.
[投射型表示装置]
次に、上記実施形態の液晶装置を光変調手段として備えた投射型表示装置(プロジェクタ)の構成について、図6を参照して説明する。図6は、上記実施形態の液晶装置を光変調装置として用いた投射型表示装置の要部を示す概略構成図である。図6において、810は光源、813、814はダイクロイックミラー、815、816、817は反射ミラー、818は入射レンズ、819はリレーレンズ、820は出射レンズ、822、823、824は液晶光変調装置、825はクロスダイクロイックプリズム、826は投写レンズを示す。
[Projection type display device]
Next, a configuration of a projection display device (projector) including the liquid crystal device of the above embodiment as a light modulation unit will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a schematic configuration diagram showing a main part of a projection display device using the liquid crystal device of the above embodiment as a light modulation device. 6, 810 is a light source, 813 and 814 are dichroic mirrors, 815, 816 and 817 are reflection mirrors, 818 is an incident lens, 819 is a relay lens, 820 is an exit lens, 822, 823 and 824 are liquid crystal light modulators,
光源810はメタルハライド等のランプ811とランプの光を反射するリフレクタ812とからなる。青色光、緑色光反射のダイクロイックミラー813は、光源810からの光束のうちの赤色光を透過させるとともに、青色光と緑色光とを反射する。透過した赤色光は反射ミラー817で反射されて、上述の本発明の一例たる液晶装置を備えた赤色光用液晶光変調装置822に入射される。
The
一方、ダイクロイックミラー813で反射された色光のうち緑色光は緑色光反射のダイクロイックミラー814によって反射され、上述の本発明の一例たる液晶装置を備えた緑色光用液晶光変調装置823に入射される。なお、青色光は第2のダイクロイックミラー814も透過する。青色光に対しては、光路長が緑色光、赤色光と異なるのを補償するために、入射レンズ818、リレーレンズ819、出射レンズ820を含むリレーレンズ系からなる導光手段821が設けられ、これを介して青色光が上述の本発明の一例たる液晶装置を備えた青色光用液晶光変調装置824に入射される。
On the other hand, of the color light reflected by the
各光変調装置により変調された3つの色光はクロスダイクロイックプリズム825に入射する。このプリズムは4つの直角プリズムが貼り合わされ、その内面に赤光を反射する誘電体多層膜と青光を反射する誘電体多層膜とが十字状に形成されている。これらの誘電体多層膜によって3つの色光が合成されて、カラー画像を表す光が形成される。合成された光は、投写光学系である投写レンズ826によってスクリーン827上に投写され、画像が拡大されて表示される。
The three color lights modulated by the respective light modulation devices are incident on the cross
上記構造を有する投射型表示装置は、上述の本発明の一例たる液晶装置を備えたものであるので、例えば過度の光照射による配向不良等が発生し難く、表示品質を長期に渡って維持することが可能な表示装置となる。なかでも、青色光用液晶光変調装置824は、波長の短い光が照射されるため、本実施形態の液晶装置を採用することで、光照射による表示不良発生の抑制効果が最も顕著となり得る。
Since the projection display device having the above-described structure includes the above-described liquid crystal device as an example of the present invention, for example, alignment failure due to excessive light irradiation hardly occurs, and display quality is maintained over a long period of time. It becomes a display device capable of. Especially, since the liquid crystal
10…TFTアレイ基板、20…対向基板、10A,20A…基板本体、50…液晶層
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記液晶材料を構成する液晶分子がラジカル化した場合に、当該ラジカル化した液晶分子を安定化させるラジカル捕捉剤と、を含んでなることを特徴とする液晶組成物。 Liquid crystal material,
A liquid crystal composition comprising: a radical scavenger that stabilizes the radicalized liquid crystal molecules when the liquid crystal molecules constituting the liquid crystal material are radicalized.
ラジカル捕捉剤を有機液体に分散ないし溶解させる工程と、
前記ラジカル捕捉剤が分散ないし溶解された有機液体と、液晶材料とを混合する工程と、を含むことを特徴とする液晶組成物の製造方法。 A method for producing a liquid crystal composition comprising a liquid crystal material and a radical scavenger,
Dispersing or dissolving a radical scavenger in an organic liquid;
A method for producing a liquid crystal composition comprising the step of mixing an organic liquid in which the radical scavenger is dispersed or dissolved and a liquid crystal material.
前記液晶層が請求項1ないし5のいずれか1項に記載の液晶組成物を備えることを特徴とする液晶装置。 A liquid crystal device having a configuration in which a liquid crystal layer is sandwiched between a pair of substrates facing each other,
A liquid crystal device, wherein the liquid crystal layer comprises the liquid crystal composition according to claim 1.
前記液晶装置が、互いに対向する一対の基板間に液晶層が挟持された構成を備え、前記液晶層が請求項1ないし5のいずれか1項に記載の液晶組成物を備えることを特徴とするプロジェクタ。 A projector comprising: a light source; a light modulation unit including a liquid crystal device that modulates light from the light source; and a projection unit that projects light modulated by the light modulation unit.
The liquid crystal device includes a configuration in which a liquid crystal layer is sandwiched between a pair of substrates facing each other, and the liquid crystal layer includes the liquid crystal composition according to any one of claims 1 to 5. projector.
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