JPH0682835A - 液晶セルの特性測定方法 - Google Patents

液晶セルの特性測定方法

Info

Publication number
JPH0682835A
JPH0682835A JP26601292A JP26601292A JPH0682835A JP H0682835 A JPH0682835 A JP H0682835A JP 26601292 A JP26601292 A JP 26601292A JP 26601292 A JP26601292 A JP 26601292A JP H0682835 A JPH0682835 A JP H0682835A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
liquid crystal
crystal cell
voltage
measuring
dielectric constant
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP26601292A
Other languages
English (en)
Inventor
Yasuo Toko
康夫 都甲
Shunsuke Kobayashi
駿介 小林
Munehiro Kimura
宗弘 木村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Stanley Electric Co Ltd
Original Assignee
Stanley Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Stanley Electric Co Ltd filed Critical Stanley Electric Co Ltd
Priority to JP26601292A priority Critical patent/JPH0682835A/ja
Publication of JPH0682835A publication Critical patent/JPH0682835A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Liquid Crystal (AREA)
  • Testing Electric Properties And Detecting Electric Faults (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 薄膜トランジスタ液晶セルの特性を測定する
方法に関し、薄膜トランジスタ液晶セルの特性測定にお
いて、電圧保持率と誘電率の測定とを同時に行って、液
晶分子の挙動を動的に測定することを目的とする。 【構成】 液晶セルの液晶層を挟む電極間に所定の変化
する電圧を印加し、前記液晶層の過渡的誘電率を測定す
ることにより、前記電極間に所定の電圧を印加した状態
で液晶分子の挙動を観測することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は液晶セルの特性測定方法
に関し、特に薄膜トランジスタ液晶セルの過渡的誘電率
と電圧保持率を測定する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】薄膜トランジスタ液晶セルはガラス基板
上に形成した薄膜トランジスタにより液晶セルを駆動す
るもので、アクティブマトリックス形液晶表示装置の液
晶セルとして利用される。
【0003】薄膜トランジスタ液晶セルの特性を評価す
る簡易な測定方法の一つとして、図4に示したような電
圧保持率測定方法がある。図4(A)の測定システムに
おいて、被測定液晶セル20は、2枚の基板上に電極と
配向膜を形成し、基板同士を所定ギャップをおいて対向
配置して固定し、ギャップ間に液晶を注入してテストセ
ルとしたものである。
【0004】被測定液晶セル20を駆動する薄膜トラン
ジスタ21は液晶セル20中に組み込んでもよいが、よ
り簡便には外部回路として用意する。薄膜トランジスタ
21を外部回路として接続しても、薄膜トランジスタ液
晶セルの特性をシミュレートすることができる。
【0005】駆動回路22で図4(B)の波形のゲート
パルス電圧VG とソースパルス電圧VS とを発生して薄
膜トランジスタ21のゲート電極Gとソース電極Sとに
それぞれ印加する。ドレイン電極Dにはテストセル20
の一方の電極が接続される。テストセル20の他方の電
極は接地される。
【0006】液晶セル20は容量負荷であるので、その
駆動信号であるドレイン電極Dの波形は図4(B)のV
D に示すような電圧保持波形となる。ドレイン信号VD
の波形はバッファアンプ23を介してオシロスコープに
与えられて波形観測を行う。
【0007】理想的な液晶セルであれば、駆動信号は図
4(B)のVD の実線の矩形波のように1フレーム期間
中電圧を完全に保持しなければならない。しかし、実際
の液晶セル20においては液晶の時定数などにより、図
4(B)のVD の破線で示すように、電圧値が徐々に低
下する波形となる。
【0008】実線の理想波形の場合の波形の面積を10
0とした場合の、破線の実際の波形の面積(斜線部)の
値を電圧保持率と定義し、その値が高い程(100に近
い程)薄膜トランジスタ液晶セルとしては良い評価が与
えられる。
【0009】ネマチック液晶セルの特性を評価する測定
方法の一つとして、分子スイッチングの測定があるが、
従来はそれは電気光学応答の観測を行うものであった。
その例を図5に示す。
【0010】図5の測定装置は、液晶セル30に交流電
圧31を印加しつつ液晶セル30に一方より光32を入
射せしめ、透過光を偏光顕微鏡33によって観測するも
のである。その際、液晶セル30は温度制御された容器
内に収められ、偏光顕微鏡33で観測する透過光は電気
信号に変換されて図示しないオシロスコープのようなも
ので波形観測することも行われる。図5のような測定装
置によって印加電圧に対する光透過率の変化を測定する
と、一般に図6(A)ような電圧─透過率特性が得られ
る。これはTN(ツイストネマチック)液晶セルあるい
はSTN(スーパーツイストネマチック)液晶セルでも
基本的に同じである。
【0011】また、液晶セルの静的な特性評価方法とし
ては、C−V法などが用いられるが、これは静的な電圧
に対する液晶の誘電率の変化が測定できるものである。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】図4の電圧保持率の測
定は、簡便な測定方法として優れているが、得られる情
報が少ない。たとえば、電圧保持時の液晶分子の挙動の
観測は興味深いテーマであるが、図4の測定方法では判
らないことが多い。
【0013】図5のような電気光学応答による測定は液
晶セルの特性測定としては簡便な方法であるが、ネマチ
ック液晶の評価方法としては充分とはいえない。何故な
ら、図6(A)のように光透過率はある程度大きな電圧
値では飽和してそれ以上の電圧値でも変化はないが、実
際には液晶分子の動きは飽和しておらず、電圧によって
その傾きが変化する。
【0014】すなわち、ネマチック液晶では電圧─光透
過率特性は図6(A)に示すようになるが、そのときの
液晶分子の状態は図6(B)〜(E)に示すようになっ
ていると考えられる。つまり、透過率T2とT3の点は
電圧─透過率特性では同じ透過率の状態としてしか液晶
セルを評価できないが、実際には透過率T2とT3の間
では図6(D)と(E)のように液晶分子の傾斜角が異
なっており、このような液晶分子のわずかな挙動変化は
従来の電気光学応答法やC−V法では測定できなかっ
た。
【0015】これらの液晶分子挙動の観測は誘電率の測
定ができれば行えるが、従来の誘電率測定装置では動的
な測定を行うことができなかった。薄膜トランジスタ液
晶セルの等価回路を考えた場合、液晶セルの容量はその
まま薄膜トランジスタの付加容量となる。そのため、電
圧保持時の液晶セル容量の過渡的な変化の測定は薄膜ト
ランジスタ液晶セルの設計やシミュレーションなどを行
う場合にも極めて重要である。
【0016】本発明の目的は、液晶セルの特性測定にお
いて、液晶分子の挙動を動的に測定することにある。
【0017】
【課題を解決するための手段】本発明による薄膜トラン
ジスタ液晶セルの特性測定方法は、薄膜トランジスタ液
晶セル用の液晶層を挟む電極間に所定の変化する電圧を
印加し、前記液晶層の過渡的誘電率を測定するととも
に、前記電極間の電圧保持状態で液晶分子の挙動を観測
することを特徴とする。
【0018】本発明によるネマチック液晶セルの特性測
定方法は、液晶セルを挟む電極を介して液晶セルに所定
の交流電圧を印加し、前記液晶セルの過渡的誘電率を測
定することによって液晶分子の挙動を観測することを特
徴とする。
【0019】
【作用】液晶セルに所定の変化する電圧を印加して、電
圧保持時の液晶セルの過渡的容量値の変化を観測すれ
ば、誘電率が測定でき、電圧保持時の液晶分子の挙動が
検出できる。
【0020】また、液晶セルに交通電圧を印加して過渡
的誘電率を測定すれば、液晶分子の過渡的挙動が検出で
きる。
【0021】
【実施例】図1に本発明の実施例による薄膜トランジス
タ液晶セルの特性測定システムを示す。また図2に、図
1の各部の波形を示す。
【0022】図1において、任意波形発生装置1から発
生した任意波形は、アンプ2を介して液晶セルの試料5
を挟む電極4a,4b間に印加される。試料5はウィー
ンブリッジ発振回路3の帰還回路の容量の一部を構成し
ている。
【0023】ウィーンブリッジ発振回路は増幅器の正帰
還回路のコンデンサ容量と抵抗の値で発振周波数が決定
されるので、発振周波数を測定すれば電極4a、4b間
の容量が決定される。
【0024】ウィーンブリッジ発振回路3の出力信号
は、周波数/電圧変換回路6を介してオシロスコープ7
に印加され、コンピュータ8に供給される。コンピュー
タ8は得られた測定信号から過渡的誘電率を算出する。
なお、コンピュータ8は任意波形発生装置1の制御も行
う。
【0025】試料5に連続的に変化する所定の交流電圧
を印加し、セルの容量変化をウィーンブリッジ発振回路
3で発振周波数の変化に変換し、過渡的誘電率の測定を
行う。
【0026】薄膜トランジスタ液晶セルの電圧保持率と
ともに誘電率も同時に測定するには、図1のアンプ2と
して、またはアンプ2に並列に、図4(A)のような外
部回路(FET)を用いて、任意波形発生装置1の信号
をセル5に印加すればよい。この方法で測定した波形が
図2に示される。
【0027】図2に示すようなゲートパルス電圧VG
ソースパルス電圧VS とを発生して薄膜トランジスタの
ゲート電極とソース電極とにそれぞれ印加する。ドレイ
ン電極には液晶セル5の一方の電極が接続される。
【0028】液晶セル5の他方の電極は接地される。液
晶セル5は容量負荷であるので、その駆動信号であるド
レイン電極の波形は図1(B)のVD に示すような電圧
保持波形となる。図4(B)に関連して説明したよう
に、この波形から電圧保持率が測定できる。
【0029】また、ウィーンブリッジ発振回路3の発振
周波数を周波数/電圧変換回路6を用いて検出し、試料
5の容量変化を測定する。図2の曲線Cに得られた容量
変化の一例を示す。
【0030】ゲート信号VD の印加とともに液晶セルの
容量値Cが増加しているように見えるが、これは実際に
増加しているのではなく、パルス波形の立ち上がりでウ
ィーンブリッジ発振周波数に干渉が生じたためで、この
部分は除いて考慮する。しかし、1フレーム期間におけ
るゲートパルスによる干渉部分はごくわずかであるの
で、あまり問題とはならない。
【0031】この干渉後の容量値Cの変化が誘電率の変
化を表し、液晶分子の動きを反映している。電圧保持時
の液晶分子の挙動が誘電率の変化から判る。また、任意
波形発生装置1から種々の波形の電圧信号を発生するこ
とにより、液晶セルの過渡的応答を測定し、過渡的容
量、過渡的誘電率を測定できる。
【0032】なお、容量値Cの上下に一点鎖線で描いた
C‖とC⊥は、それぞれ液晶分子の垂直配向時の容量値
と水平配向時の容量値とを示す。一般に、TN(ツイス
ト−ネマチック)液晶では、電圧に対する光透過率は図
6(A)に示すようになる。この時の液晶分子の状態
は、図6(B)〜(E)に示すようになっていると考え
られる。
【0033】液晶分子は誘電率異方性があり、通常長軸
方向の誘電率の方が高いため、誘電率の変化により、液
晶分子の傾き状態(挙動)が判る。たとえば、中間調を
用いる場合、それが図6(C)の状態に相当するとす
る。上述の測定法によって電圧保持時の液晶分子の挙動
を観測することにより、中間調の光透過率の変化を推測
することができる。
【0034】図3はTN液晶セルを図1の装置で測定し
た他の一例である。なお、測定の際は図5の従来の電気
光学応答の測定を同時に行った。図3において、Aは液
晶セルの印加電圧、Bが電気光学応答(光透過率)、C
が過渡的誘電率である。イ→ニの電圧変化に伴い、ネマ
チック液晶分子がぼ垂直に立ってくる(図6(B)→
(E))ことに対応して電気光学応答Bと誘電率Cも同
時に変化していることが判る。
【0035】しかし、その変化の様子は図3BとCとで
はやや異なっている。まず、イ,ロの低電圧領域に注目
すると、ロの点では誘電率Cには変化が見られたことか
ら、すでに液晶分子は電界方向に傾き始めているはずで
あるが、ある程度以下の傾きでは光の旋光性は失われ
ず、従って図3Bの光透過率には変化が見られない。こ
れは誘電率と光透過率とでそれぞれの閾値がずれている
ことを示す。この事実は過去にRCA社より報告された
ことと一致し、誘電率の方が液晶分子の動き(挙動)を
より精度よく反映していることを表している。
【0036】また、ハ,ニの点の光透過率Bが飽和する
領域に注目すると、ハの点で光透過率は飽和しているの
に、誘電率Cはまだ飽和しておらず、電圧増加に対して
さらに増加傾向にあることを示す。この様に、電圧によ
り液晶分子がほぼ垂直に立ち、旋向性が完全に失われて
もまだ完全には液晶分子は立っておらず、その液晶分子
の動きは誘電率測定により観察できることが判る。
【0037】また、かなり広い周波数範囲の印加電圧に
対する誘電率変化を測定でき、液晶の評価に通常用いる
周波数域(0.01〜100Hz程度)の応答特性を測
定することもできる。液晶の物性をより精度高く解析し
て結果を液晶表示装置の開発等にフィードバックするこ
ともできる。
【0038】液晶セルをTFT(薄膜トランジスタ)液
晶セルに使用した場合、その等価回路では液晶セルの容
量はそのままTFTの付加容量となる。そのため動的な
誘電率の変化の測定はTFT液晶セルの設計やシミュレ
ーションを行う場合に有効である。
【0039】本発明は上記実施例に限るものではなく、
当業者であれば、本明細書の開示に基づいて様々な改良
や変更が可能であることは自明であろう。
【0040】
【発明の効果】本発明によれば、薄膜トランジスタ液晶
表示装置用の液晶セルに変化する電圧を印加して、液晶
セルの過渡的誘電率を測定して容量値の変化を観測する
ことにより液晶分子の挙動が検出でき、薄膜トランジス
タ液晶セルの設計やシミュレーションに有効な解析デー
タが得られる。電圧光学応答が飽和した領域でのわずか
な液晶分子の変化も観測できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施例による液晶セルの特性測定シ
ステムのブロック図である。
【図2】 図1の特性測定システムにより測定された波
形グラフである。
【図3】 図1の特性測定システムにより測定された波
形グラフである。
【図4】 従来の技術による液晶セルの電圧保持率の測
定システムのブロック図である。
【図5】 従来の電気光学応答特性測定システムのブロ
ック図である。
【図6】 液晶分子の挙動を示すグラフと概念図であ
る。
【符号の説明】
1・・・・・任意波形発生装置 2・・・・・アンプ 3・・・・・ウイーンブリッジ発振回路 4a,4b・・・電極 5・・・・・試料 6・・・・・周波数/電圧変換回路 7・・・・・オシロスコープ 8・・・・・コンピュータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 都甲 康夫 神奈川県横浜市緑区荏田西1−3−1 ス タンレー電気株式会社内 (72)発明者 小林 駿介 東京都練馬区西大泉3−13−40 (72)発明者 木村 宗弘 新潟県長岡市下山2−2427−1 高頭貸家 B棟

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 液晶セルの液晶層を挟む電極間に所定の
    変化する電圧を印加し、前記液晶層の過渡的誘電率を測
    定することにより、前記電極間に所定の電圧を印加した
    状態で液晶分子の挙動を観測することを特徴とする液晶
    セルの特性測定方法。
  2. 【請求項2】 前記過渡的誘電率の測定はウィーンブリ
    ッジ回路に前記液晶層を挟む電極を組み込み、該ウィー
    ンブリッジ回路の発振周波数の変化を測定することによ
    り行うことを特徴とする請求項1記載の液晶セルの特性
    測定方法。
  3. 【請求項3】 前記液晶セルがネマチック液晶セルであ
    り、前記所定の変化する電圧が所定の交流電圧であるこ
    とを特徴とする請求項1ないし2記載の液晶セルの特性
    測定方法。
  4. 【請求項4】 前記所定の変化する電圧がパルス電圧で
    あり、前記液晶セルがこの電圧を保持する構成を有し、
    前記過渡的誘電率が電圧保持状態での過渡的誘電率であ
    ることを特徴とする請求項1ないし2記載の液晶セルの
    特性測定方法。
JP26601292A 1992-07-13 1992-10-05 液晶セルの特性測定方法 Withdrawn JPH0682835A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP26601292A JPH0682835A (ja) 1992-07-13 1992-10-05 液晶セルの特性測定方法

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP18555192 1992-07-13
JP4-185551 1992-07-13
JP26601292A JPH0682835A (ja) 1992-07-13 1992-10-05 液晶セルの特性測定方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0682835A true JPH0682835A (ja) 1994-03-25

Family

ID=26503173

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP26601292A Withdrawn JPH0682835A (ja) 1992-07-13 1992-10-05 液晶セルの特性測定方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0682835A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008090786A1 (ja) * 2007-01-25 2008-07-31 Toyo Corporation Tft液晶パネルの物性測定方法、及びtft液晶パネルの物性測定装置
US11112440B2 (en) * 2018-07-02 2021-09-07 Boe Technology Group Co., Ltd. Measuring device for liquid crystal dielectric constant, measuring apparatus, measuring method

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008090786A1 (ja) * 2007-01-25 2008-07-31 Toyo Corporation Tft液晶パネルの物性測定方法、及びtft液晶パネルの物性測定装置
US7893707B2 (en) 2007-01-25 2011-02-22 Toyo Corporation Physical property measuring method for TFT liquid crystal panel and physical property measuring apparatus for TFT liquid crystal panel
US8212582B2 (en) 2007-01-25 2012-07-03 Toyo Corporation Physical property measuring method for TFT liquid crystal panel and physical property measuring apparatus for TFT liquid crystal panel
JP5348751B2 (ja) * 2007-01-25 2013-11-20 株式会社東陽テクニカ Tft液晶パネルの物性測定方法、及びtft液晶パネルの物性測定装置
KR101432338B1 (ko) * 2007-01-25 2014-08-20 가부시키가이샤 도요 테크니카 Tft 액정 패널의 물성 측정 방법, 및 tft 액정 패널의 물성 측정 장치
CN104181711A (zh) * 2007-01-25 2014-12-03 东阳特克尼卡株式会社 Tft液晶面板的物理性质测量方法及tft液晶面板的物理性质测量装置
US9158140B2 (en) 2007-01-25 2015-10-13 Toyo Corporation Physical property measuring method for TFT liquid crystal panel and physical property measuring apparatus for TFT liquid crystal panel
US11112440B2 (en) * 2018-07-02 2021-09-07 Boe Technology Group Co., Ltd. Measuring device for liquid crystal dielectric constant, measuring apparatus, measuring method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Shekhani et al. Characterization of piezoelectric ceramics using the burst/transient method with resonance and antiresonance analysis
KR20090109093A (ko) Tft 액정 패널의 물성 측정 방법, 및 tft 액정 패널의 물성 측정 장치
Colpaert et al. Adequate measuring techniques for ions in liquid crystal layers
JPH0682835A (ja) 液晶セルの特性測定方法
WO2007141935A1 (ja) 残留dc電圧評価方法およびその評価装置
Mei et al. Local dynamics in polymer-dispersed liquid crystals studied by near-field scanning optical microscopy
JP2717879B2 (ja) グレースケール液晶装置
Skarp et al. Measurements of rotational viscosity in four ferroelectric (C*) liquid crystals
Huang et al. P‐147: Study on the Correlation of Flicker Shift Phenomenon and Ion Accumulation Mechanism in FFS Mode LCD Panel
JP3353655B2 (ja) 液晶ディスプレイのシミュレーション方法
Mei et al. Electric-field-induced ion migration in polymer-dispersed liquid-crystal films observed by near-field scanning optical microscopy
JP4064329B2 (ja) 液晶の粘性係数の測定方法および装置
JPH06110027A (ja) 液晶セルの特性測定方法
JP5211599B2 (ja) 液晶物性評価装置
Moore et al. PSpice electronic model of a ferroelectric liquid crystal cell
JP3087190B2 (ja) 電気特性計測方法および装置
JPH0667158A (ja) 液晶光シャッタの駆動方法
Guralnik et al. Electrophysics of adaptive LC lens with modal control
JPH0634690A (ja) スメクティック液晶セルの特性測定方法
Stojmenovik et al. A new method for measuring ion density in nematic LCDs
JP2860323B2 (ja) 集積回路の回路試験装置
Vergaz et al. Electrical analysis of new all-plastic electrochromic devices
Efron et al. Liquid crystal light valves: A review of recent studies
US6151095A (en) Anti-ferroelectric liquid crystal cell
Tadokoro et al. Surface orientation of liquid crystals: director fluctuation and optical flickering effect in nematic liquid crystals studied by total reflection spectroellipsometry

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20000104