JPS62275227A - 電気的に制御される複屈折効果を使用する二重液晶層を備えたセル及び前記セル内で使用可能な負の光学的異方性を備えた単軸媒体を作成する方法 - Google Patents

電気的に制御される複屈折効果を使用する二重液晶層を備えたセル及び前記セル内で使用可能な負の光学的異方性を備えた単軸媒体を作成する方法

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JPS62275227A
JPS62275227A JP62046622A JP4662287A JPS62275227A JP S62275227 A JPS62275227 A JP S62275227A JP 62046622 A JP62046622 A JP 62046622A JP 4662287 A JP4662287 A JP 4662287A JP S62275227 A JPS62275227 A JP S62275227A
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liquid crystal
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ジャン−クロード　ドイッチ
エーメ　ペラン
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ３、発明の詳細な説明 （産業上の利用分野） 本発明は、電気的に制御される複屈折効果を使用する二
重液晶層を備えたセル及び前記セル内で使用可能な負の
光学的異方性を備えた単軸媒体を製造する方法に関する
ものである。本発明は、特にマトリックス・スクリーン
の如きデータ表示装置の製造、特にテレビ・スクリーン
の製造に適用するものである。
（従来の技術） 電気的に制御される複屈折効果を使用する液晶セルにつ
いては既に公知である。この効果は、液晶マトリックス
・スクリーンの製造を既に可能としており、この点につ
いては１９７９年８月の電子装置に関するＩＥＥ会報、
第２６巻、第８号に発行されたＩｒＬＣＤによるＴＶ画
像」と題するＪ・ロバートの論文及び１９８１年１０月
に「表示装置」という雑誌で発行された「ネマティック
液晶でのＥＣＢ効果の電気光学的限界」と題するＪ、Ｆ
、クラークの論文等の刊行物に説明されている。
電気的に制御される複屈折効果を使用する液晶セルは、
例えば当技術の状態によれば、透明電極が備えられた２
個のガラス板の間のネマティック液晶層を含む、２個の
偏光体、例えば２個の交差する直線偏光体が各々こうし
て得られたアセンブリーのいずれか一方の側に配列され
ている。電極の間に電圧がかけられない場合、結晶層の
分子は「恒常方向Ｊ（ｈｏｍｅｏｔｒｏｐｉｃ　ｄｉｒ
ｅｃｔｉｏｎ）と称され、且つガラス板に垂直で入射光
がセルを貫通できない方向に実質的に平行である。電極
の間に適度の電圧がかけられると、液晶層の分子が、か
けられた電圧即ち励起電圧の関数である角度を恒常方向
に対して形成する方向に実質上向けられる。従って、入
射光が少なくとも部分的にセルを横断できる。従って、
前記セルを通じて伝えられる光の強度を電気的に制御す
ることができ、前記強度は前記電圧の関数となっている
。
電気的に制御される複屈折効果を使用している液晶セル
は、斜めから観察した場合、これらのセルのコントラス
トが劣化し、これが観察角度と共に増加し、コントラス
トは或る観察角度に対しては逆にすることができる。
１９８４年５月１８日のフランス特許出願８４０７７６
７では、この点を解消することをねらった電気的に制御
される複屈折効果を使用する液晶セルが提案されている
。
前述した出願中に説明された型式のセルは、（多数の画
素を有する）複合スクリーンの製造に要求される相当の
液晶厚みを以って製造できる。
（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、セル製造のため大きい液晶厚さを使用°
するとセル内での分子の運動が遅くなり、そのため、そ
の一部分での光学的応答時間が遅くなる。これらの時間
は毎秒１０個の画の速度に適応できるだけであり、その
結果、前記セルのテレビ・スクリーンの製造への適用に
は向かない。
更に、大きい液晶厚さを使用すると当該セルの画像点の
周わりに寄生的視覚効果をもたらし、前記点の輪郭はセ
ルが（しきい値電圧を下廻わるセル電極の間の電圧に対
応する）「黒色」状態にある場合でも「白色」状態にあ
る。
（発明の要約） 本発明の目的は、前記セル内に、１つのネマティック液
晶層の代わりに、２個のネマティック液晶層を設けるこ
とにより、電気的に制御される複屈折効果を使用する液
晶セルの画像点の周わりでの光学的応答の遅さと寄生的
視覚効果の存在から或る欠点を無くすることにある。
本発明は特に、 片側が入射光に露出され、 第１ネマティック液晶層とこの第１液晶層の両側にそれ
ぞれ配置された少なくとも各１つの第１及び第２透明電
極とからなる第１グループと、第１液晶層と平行で第１
液晶層から分離されている第２のネマティック液晶層と
この第２液晶層の両側にそれぞれ配置された少なくとも
各１つの第１及び第２電極とからなり、且つ第１グルー
プの光が入射しない側に配置された第２グループとから
なるアセンブリーと、 前記アセンブリーの少なくとも入射光線に露出される前
記片側においてアセンブリーを偏光性とする偏光装置と からなり、 前記第２グループにおける、前記第１グループに近い側
の電極は透明であり、 各グループ内の第１電極と第２電極の間に電圧が印加さ
れていないときは液晶層の分子はホメオトロピー方向に
実質上向けられ、 励起電圧が第１グループの第１電極と第２電極の間に印
加されたとき第１液晶層の分子の軸線が第１軸線と実質
的に平行になっており、励起電圧が第２グループの第２
電極と第１電極の間に印加されたとき第２液晶層の分子
の軸線が第２軸線と実質的に平行になっている ようにしたことを特徴とする、電気的に制御される複屈
折効果を使用する液晶セル に関するものである。
層の厚さは相互に異なることができるが、これらの層の
厚さは特に、定義についての説明が以後与えられる、セ
ルの主要観察面に直角の面に対して相互に対称的な２つ
の方向におけるセルの観察中におけるコントラストの異
質化を防止するために、実質的に等しいことが好ましい
。
２つあ重なった液晶層を有する構造については公知であ
るが、二色表示と強誘電性スメクティック表示から或る
極めて異なる分野のもので、問題解決のために電気的に
制御される複屈折効果を利用するセルと結合されたもの
とは著しく異なっている。
前記セルを作成する目的で二重液晶層を使用することは
極めて有利である。
例えば、同じ厚さｅの２つの液晶層を有し、且つ結果的
に厚さ２ｅの単一層を有する先行技術のセルに対応する
本発明によるセルを考察すると。
本発明によるセルのスイッチング時間は先行技術のセル
のスイッチング時間の４倍も短い。前記スイッチング時
間は個々の液晶層の厚さの１剰に比例する。
更に、前述した寄生性光輪郭の幅は対象とする個々の層
の厚さにおおよそ比例し１点画像のエツジ効果に起因す
る寄生性光線は、本発明によるセルに比べて先行技術の
セルが２倍程度高い。
本発明によるセルの好適実施例によれば、前記セルは又
、そのホメオトロピー構造における２つの液晶層のアセ
ンブリーの複屈折を補償する装置を有し、又、そのセル
は励起電圧の印加中は第１軸線と第２軸線がホメオトロ
ピー方向に対し第２軸線と平行に、且つ同一角度をその
直角の面に形成し、各々同じ方向で反対の向きに、且つ
セルの主要観察面に平行な２つの軸線に沿って投影する
ようになっている。
こうしたセルは期待されない結果をもたらす。
厚さｅを有し所定の観察角度に対して補償装置を備えて
いない単一層のセルは、全体の液晶厚さｅを有し、且つ
補償装置を備えていない本発明によるセルより良好なコ
ントラストをもたらすが、所定角度下での観察の場合、
補償装置を備えた本発明の二重層セルは、等しい全液晶
厚さに関するフランス特許出願８４０７７６７に説明さ
れた電気的に制御される複屈折効果を使用するセルで得
られるコントラストより更に好良なコントラストを呈す
る。
本発明によるセルの特定の実施例においては、液晶層と
各偏光装置の厚さの合計値に等しい厚さは共に前記補償
を行なうよう意図されている。
本発明の特定の実施例においては、複数の液晶層の厚さ
の合計に等しいことと、各偏光装置とが上記の補償をも
たらす。
この実施例の第１変形においては、電極は透明であり、
セルは前記アセンブリーのいずれかの側に配置された第
１及び第２偏光装置を含み、当該偏光装置はホメオトロ
ピー方向に伝播する入射平面光波に関して相互に相補す
る準円偏光装置と等しく、第１及び第２の各偏光装置は
又、偏光だ円の長軸が観察面と或る角度を形成し、且つ
複数の液晶層の厚さの合計値が、斜めに注ぐ波が前記全
体的な特定の厚さを横断したとき前記角度を２つの層の
アセンブリーが相殺しなければならない特定の厚さの２
倍に等しくなるように、主要観察面内でだ円偏光装置に
斜めに入射する平面光波を与えることもできる。
本実施例の第２変形においては、第２グループの第２電
極が光学的に反射し、偏光装置はホメオトロピー方向に
伝播する入射平面光波を円偏光し、且つ主要ｌ１ｌｌ！
察面内で斜めに入射する平面光波を与えることができ、
偏光だ円はその主要軸線が主要ｗｔ察整面或る角度を形
成し、複数の液晶層の厚さの合計値に等しい厚さは、斜
めに注ぐ光波が前記厚さを完全に横断した場合に前記角
度を相殺するような厚さになっている。
他の実施例においては、３個の主要な光学的屈折率を有
する補償材料又は媒体の少なくとも１つの層を含み、当
該屈折率の一方は残りの２つの屈折率より小さく、前記
屈折率に対応する軸線はホメオトロピー方向と平行にな
っている。（セルの斜めの観察に対するホメオトロピー
構造内の２個のネマティック液晶層の）複屈折を補償す
る媒体の前記層の使用により、　７０”に達する大きい
角度の下でのセルの観察中における高いコントラストを
保つことができる。
フランス特許出願８４０７７６７で提案されたセルには
、多数の欠点のあることも判明している。そして、当該
セルは液晶層の所定の厚さを必要とし、光の入射面内及
び前記面の近くにおいて、前記層の複屈折の有効補償を
可能にするにすぎず、又、色度上の欠陥を呈し、光の吸
収は一部の光の波長に対しては他のもめより充分でない
。
本発明の他の実施例においては、本発明によるセルは問
題になっている色度上の欠陥を呈さず、全体の光入射面
における複屈折の効果的補償を可能にし、任意の液晶厚
さでセルが実現でき、補償媒体層の厚さは明らかに全体
的な液晶厚さの関数として最適の補償を念頭に精密に調
節される。
その上、前記他の実施例に対応する本発明によるセルは
、如何なる（直線２円又はだ円）偏光装置とも都合よく
両立できる。
従って２本発明によれば、相当の液晶厚さを有し、その
ため、高いマルチプレックス・レベルを有することがで
きるだけでなく、無色であり、そのため、表示された色
の純度及び斜めから見た場合の前記色の安定性を保つ表
示装置を実現できる。
前記他の実施例に対応する本発明によるセルは。
前記アセンブリーのいずれかの側に透明電極及び２個の
補償偏光体を有することができ、各補償材料は偏光装置
の１つと前記アセンブリーの間に位置付けられる。
「相互に補償する偏光装置」という用語は、例えばホメ
オトロピー方向に伝播する入射面の光波に対して相互に
、又は各々前記光波に対して左及び右に補償される２個
の交差する直線偏光装置。
又は２個の円又はだ円偏光装置をさすものとする。
特定の実施にあたり、２個の補償偏光体は交差した直線
偏光体であり、補償媒体はホメオトロビ一方向に対し平
行な対称軸線と前記対称軸線に平行な異常軸線を有する
負の光学的異方性単軸媒体である。
他の実際的な実施例においては、２個の補償偏光体は補
償円偏光体であり、補償媒体はホメオトロピー方向に平
行な対称軸線と前記対称軸線に平行な異常軸線を有する
光学的に負の異方性単軸媒体である。
これら２つの実施例様において、補償媒体又は材料は好
適には熱可塑性ポリマー材料で構成される。従って、こ
うしたポリマーにより比較的簡単な様式により複屈折を
補償するだけでなく１間にポリマーの配置されであるセ
ルの２つの構成要素を相互に付着できるようにする層を
作成できる。
他の実施例においては、２個の補償偏光体は交差した直
線偏光体であり、補償媒体は２軸性媒体であり、最も弱
い屈折率軸線はホメオトロピー方向に対し平行である。
前記媒体の他の２つの主要屈折率の間の差の絶対値によ
る前記媒体の各層の厚さの積はおおよそ０．１２５ミク
ロンであり、これにより、前記層は可視範囲内で準１／
４の波遅延プレートを構成できる。
前記他の実施例により実現され、２個の補償偏光体を有
し、その電極が透明になっている本発明によるセルの特
定の実施例においては、セルは又、入射光にさらされる
べき側と反対の側において、セルの一端部に配置された
光学的に反射する層を含む。
本発明は又、前記層に直角の対称軸線と前記対称軸線に
平行な異常軸線を有し、平たんに保たれている熱可塑性
ポリマー材料の単一層又は複数層の各側に均一な圧力を
加える段階、ガラス状層からその異方性層に通過する迄
その加圧状態に維持された層を加熱する段階、加熱を停
止させる段階及び圧力を除く段階の連続する段階を含む
、負の光学的異方性単軸材料の層を製造する方法に関す
るものである。
この方法によれば、本発明によるセルの一部の実施に使
用可能な負の光学的異方性単軸材料の前記層を比較的簡
単に得ることができる。この軸車材料層は、それが間に
設置される２個の平面状で透明である堅固な基材により
平たんに保つことができる。
（実施例の詳細な説明） 第１図は本発明によるセルに共通しており、第５図ない
し第９図及び第１３図に模式的に示されているアセンブ
リーを模式的に示す。
このアセンブリーはネマティック液晶の第１層２と第２
層４を含む。この第１層２は第１プレート即ち中央プレ
ート６と第２プレート即ち上方プレート８の間に設置さ
れ、当該プレートは平行で透明であり、例えばガラスで
作成されている。透明電極１０．１２は各々相互に直接
対面するプレート６．８の面上に配設されている。
第２層４は中央プレート６及び第３即ち下方プレート１
４の間に配置され、当該プレートは透明（例えばガラス
製）であり、プレート６と平行である。透明電極１６及
び１８（第６図のセルに対するものを除き、当該電極１
８は透明であり、電極１６は反射している）は各々相互
に直接対面するプレート１４及び６の面上に設置されて
いる。
プレート６．８の間及びプレート６．１４の間には、こ
れらのプレートの間に対応する液晶層を含む目的からシ
ール手段が施されである。
プレート８はプレート１４に対して直角にでき、そのた
め、プレート６は、以後参照する電極１０及び１８の間
に電気的接続を形成し得るようにする目的から、前記プ
レート８及び１４と平行に変位されている。
マトリックス・スクリーンが使用されている場合は、明
らかにセルは４個以上の電極を含み、この場合、相互に
面し、且つスクリーンの列に対応する２個の平行な電極
行により各々電極１０及び１８を置換することができ、
一方、電極１２．１６は各々スクリーンの行に対応する
平行に面する電極の（第１行に直角の）２個の行と置換
され、液晶層２に対応する行と列の交差は、結局層４に
対応する行と列の一致する交差と直角である。
第２図は本発明によるセルの読取リスクリーン２２を示
す。入射光が第１図に示されたセルのプレート８の側か
ら当該セルに到達すると、スクリーン２２は伝播モード
で動作するセルに対しプレート１４の側にあり、且つ反
射モードで動作するセルに対しプレート８の側にある。
主要観察面はスクリーン２２の面に直角であり、且つ前
記スクリーンの読取り者の最も考えられる位置に対応す
る。
従って、基準０ｘｙｚを定めることができ、その中心０
は例えばスクリーン２２の中心に対応し、軸線○Ｘはス
クリーンの垂直に対応し、スクリーンの底部に向かって
向けられ、軸線Ｏｙはスクリーンの水平に対応し、且つ
スクリーンの右側に向けられ、軸線Ｏ２はスクリーンに
直角で、且つスクリーン読取り者に向けられる。
液晶層の一方の層の分子に対し、前記分子の方向軸線ｎ
は前記軸線ｎと軸線Ｏｚで形成される角度Ｐ及び軸線Ｏ
ｘ角度とで形成される角度ｔにより表わすことができ、
方向軸線ｎは軸線ＯＺに垂直な面ｘｏｙ上に投影を形成
する。面ｘＱｙはスクリーン２２の面と平行であり、面
ｘｏｙはセルの主要ｗＡ察整面対応し、ホメオトロピー
方向はＯｚと平行である。
第３図において、第１図を参照しながら説明したセルは
、その非動作状態で示しである。セルの電極の間には電
圧はかけられていない。従って、層２及び４の分子の方
向軸線は、実質的に軸Ｏｚに平行である。従って、以後
示される如く、分子はおおよそ１ｍないし２°になし得
る角度ｐだけ前記軸線Ｏｚに対して極めて僅かに傾斜し
ている。
電極１０及び１８の間には電気的接続が設けられ、セル
は一方では電極１２及び１０の間に電圧Ｖをかけ、他方
では電極１６及び１８の間に同時に電圧をかけることに
より、液晶層の一方の層、例えば層２（第４図）の分子
軸線ｎ１は、軸線Ｏｚに対して或る角度ｐを形成し、且
つ軸線ＯｘはＯ角度ｔを形成し、且つ他方の層（与えら
れた例における層４）の分子の２つの分子における軸線
が軸線Ｏ２に対して同じ角度ｐを形成するが、角度ｔは
軸線Ｏｘと１８０＠に等しくなるよう設計されている。
（第３図における軸線Ｏ２の向きを念頭に、当該図で示
されたセルは反射モードで機能するが、上記概念は又、
伝達モードで動作する本発明によるセルに対しても適用
する。） ２個の層に対する同じ角度ｐを得ることは、各層の電極
の間に同じ電圧Ｖを印加することから与えられる。
各々０″及び１８０°に等しい角度ｔを得ることは（角
度ｔは印加される電圧とは無関係）、極めて小さい角度
に依存しており、当該角度により分子は電圧が無い場合
、ホメオトロピー方向に対して相対的に傾斜する。
層の個々の角度ｔに対するＯｏ及び１８０°の値は、１
９８４年１１月２２日付はフランス特許出願８４１７７
９４に説明された方法により、プレート６．８及び１４
の適当な配設により得られる。この方法によれば、前記
プレートをデポジション・グループ（ｄｅｐｏｓｉ−ｔ
ｉｏｎ　ｇｒｏｕｐ）に通すことでこれらの各プレート
にデポジットされ、プレートは前記グループ内のターゲ
ットの前方を通過し、これが前記プレート上で入射角度
の効果をもたらす。プレートの移動方向は角度ｔを与え
る。更に詳細には、デポジション・グループ内の対応す
るプレートの移動方向を適当に選択することにより、角
度ｔ＝ｏ’及びｔ＝１８０°が得られる。
（対応する液晶層に面する面上の）準備層のデポジショ
ンを単に必要とするプレート８及び１４は、（第１方向
である）同じ移動方向を有している。
プレート６の各面は配向層で被覆され、前記プレート６
の面の各面は、連続的に第１方向とは反対の方向で、（
第２方向たる）同一方向で配向グループ内で循環される
。
第５図は本発明の第１実施例に対応するセルを模式的に
示している。このセルは伝播モードで機能し、その電極
は全て透明である。このセルは又。
２つの層２及び４を使用する一方、前述の出願において
は、セルのみが単一の液晶層を有する点でフランス特許
出願８４０７７６７の図４に示されたものと一致してい
る。
更に詳細には、第５図に示された２つのセルが相互に補
償し、且つプレートと層で構成されたアセンブリーを包
囲する一方、プレートに対して平行になっている第１円
偏光装！！！２４及び第２円偏光装置２６と同様プレー
ト６．８及び１４の間の液晶層２．４を含む。
層２及び４の厚さの合計値は、フランス特許出願８４０
７７６７の１３頁に参照されている厚さｅｏの２倍に等
しい。従って、ｅｏと等しい同じ厚さを各層２及び４に
与えることができる。
明らかに各円偏光装置２４又は２６は、正の光学的異方
性単軸材料で作成された１／４波プレート３０に続く直
線偏光体２８により実現可能であり、前記材料の主要軸
線は偏光体２８の面内にあり、前記偏光体２８の偏光方
向に対して４５″の角度を形成する。
第６図は本発明の他の実施例に対応する本発明によるセ
ルを模式的に示す。このセルは反射モードで機能し、そ
の電極１０．１２及び１８は透明であり、一方、電極１
６は光を反射する。
このセルはフランス特許出願８４０７７６７の図８に示
されたセルと類似しており、本発明のセル２個の液晶層
２及び４を使用する点でフランス出願のセルとは異なっ
ており、前述した出願のセルは単一層しか使用していな
い。
更に詳細には、第６図に示されたセルは、プレート６．
８及び１４と層２及び４のアセンブリー以外に、１７４
波プレート３０に続く直線偏光体２８により構成された
円偏光装置３２を含む。偏光装置３２はプレート８に面
し、当該面と平行であるところから、入射光線は連続的
に偏光体２８．プレート３０゜層２及び４を横断し、電
極１６上で反射され、次に、セルを再び横断し、これが
偏光体２８を通じてｉ察される。
層２及び４の厚さの合計値は厚さｅｏと等しく（フラン
ス特許出願８４０７７６７の１５頁参照）、そのため、
層２及び４の各層の厚さはｅ。／２と等しくされる。
第７図は本発明の他の実施例に対応する液晶セルを模式
的に示す。このセルは液晶層２及び４とプレート６．８
及び１４のアセンブリーを含む。その他、セルの全ての
電極は透明である。
第１及び第２の交差する直線偏光体３４及び３６は、前
記アセンブリーを包囲し、第１偏光体３４はプレート３
８の側にあり、第２偏光体３６はプレート１４の側にあ
る。セルは第１偏光体３４にあたる光により照射される
ようになっており、第２偏光体３６を通じて観察される
。これら２つの偏光体は、プレートに平行なシートの形
態になっている。
セルは又、プレート８及と偏光体３４の間に配置された
補償媒体のシート又はプレート３８（以下補償シート３
８という）を含み、プレート８と平行であり、その詳細
については後で説明する。
前述したセルは伝播モードで機能する。このセルは偏光
体３６に対してプレート１４の反対側に配設され、且つ
偏光体３６と平行になっている光学的に反射する層４０
を当該セルに追加し１次に、そのセルを第１偏光体３４
を通じて観察することにより、反射モードで機能できる
。
使用される液晶層は２例えば同じ厚さを有し。
負の誘電異方性を備えたネマティック液晶層であり、そ
の分子は電極の間に電圧がない場合は、本質的にホメオ
トロピー方向りの方向に向いている。
各ネマティック液晶層は又、正の光学的異方性単軸材料
であり、前記材料の異常屈折率（ｅｘｔｒａ−ｏｒｄｉ
ｎａｒｙ　１ｎｄｅｘ）　Ｎ　ｅ　Ｃ１が、その常屈折
率（ｏｒｄｉｎａｒｙ　１ｎｄｅｘ）　Ｎ　ｏ　Ｃ１を
越えている。この材料の屈折率のだ円は（本件の場合、
ＮｅＣ１である）、強力な屈折率軸線（ｓｔｒｏｎｇ　
１ｎｄｅｘ　ａｘｉｓ）であり、電極の間に電圧がない
場合のホメオトロピー方向に対してと同様、液晶分子の
主要軸線に平行である対称軸線を有している。
補償シート３８は負の光学的に異方性単軸材料であり、
前記材料の異常屈折率はその常屈折率Ｎｏ１以下である
。前記材料の屈折率のだ円は（本件の場合、Ｎｅｌであ
る）、弱い屈折率軸線であり、且つホメオトロピー方向
と平行な対称軸線を有している。
情報のためにまた非制限的な方法でいえば、各液晶層は
（Ｎ　ｅ　Ｃ１−Ｎ　ｏ　Ｃ１＝０．１９２にて）参照
番号Ｚ　Ｌ　Ｉ　１９６３の下にメルク（ＭＥＲＣＫ）
から市場に出されている材料から作成され、厚さが２．
５ミクロンで、一方、シート３８は商標５ＵＲＬＹＮの
下でデュポン社（Ｄｕｐｏｎｔ　ｄｅ　Ｎｅｍｏｕｒｓ
）から市場に出されている熱可塑性ポリマーで、各々８
０ミクロンの厚さを有する１５枚の膜の積層体である。
従って、シート３８の最適厚さは全体の液晶の厚さくリ
ニア・ロー）に依存しており、シート３８の厚さは液晶
の全体の厚さを固定して所定の観察角度の下に最適のコ
ントラストにいたるシート３８の厚さを求めることによ
り実験的に決定される。その上、シート３８はプレート
８と偏光体３４の間に配置する代わりに、プレート１４
及び偏光体３６の間に配置することができる。
更に、一般的には、シート３８は複数個の層と置換が可
能であり、一部の層はプレート８と偏光体３４の間に配
置され、他方の層はプレート１４と偏光体３６の間に配
置され、これらの層の全体の厚さは。
シート３８に対して与えられた厚さと等しくなっている
。
第８図は本発明によるセルの他の実施例を模式的に示す
、第８図に示されたセルは、液晶層２゜４及び透明電極
が装備されたガラス・プレート６゜８．１４並びに２個
の交差した直線偏光体３４．３６及び要すれば光学的な
反射層４０のアセンブリーを備え（反射モードでの動作
に対しては、セルは偏光体３４にあたる光により照射さ
れ、又、その偏光体３４を介して観察され）、当該層の
相対的配置については既に第７図の説明で示されている
。
第８図に示されたセルは又、プレート８と偏光体３４の
間に配置されたシート４２及びプレート１４と偏光体３
６の間に配置さられたシート４４を備え、前記シート４
２及び４４はプレート６．８及び１４と平行である。ネ
マティック液晶層２及び４の光学的特性については既に
第７図の説明で示されている。
各シート４２．４４は二軸媒体であり、これは相互に近
い値を有する２つの主要屈折率Ｎ　１　ｏ及びＮ２ｏ及
びＮｌｏとＮ２ｏを下廻わる第３屈折率Ｎ３ａを備え１
弱い屈折率軸線（Ｎ３ｓ）はホメオトロピー方向と平行
になっている。
シート４２及び４４は厚さが実質的に同じであり、Ｎ１
ｏ−Ｎ２ｏの絶対値とこれらの厚さの一方の厚さ又は他
方の厚さの積は、各シート４２及び４４に対し僅かに０
．１２５ミクロン（条件１）だけ異なるよう選択され、
次に、当該シートは可視範囲内で準１／４波遅延プレー
トを構成する。　０．１２５ミクロンのこの値は、励起
電圧下でセルに対応する「白色」状態での第８図に示さ
れたセルの最大明るさに対応している。
（ｌｉｌＥ祭角度に対する最適のコントラストと所定の
性質を有する全体の液晶厚さにいたる）各プレート又は
シート４２又は４４の最適厚さは、液晶層に対し選択さ
れた全体の厚さの関数として実験的に決定可能である。
プレート８と偏光体３４の間又はプレート１４と偏光体
３６の間に配置された単一の補償シートのみを使用する
ことも可能であり、前記単一のシートは従って全体の液
晶の厚さの関数として決定されるシート４２及び４４の
厚さの合計値に等しい厚さを有している。
しかしながら、先に説明した好適実施例においては、シ
ート４２及び４４の厚さは条件１により固定されるので
、液晶層の複屈折の最適補償は前記補償に対する最適の
異常屈折率Ｎ３ｅを有するシート４２及び４４に対する
構成材料を選択することにより決定される。
純粋に直接的で制限のない方法でいえば、各液晶層はＮ
ｅＣ１−ＮｏＣ１＝０．１９をもつ参照Ｙ　Ｌ　Ｉ　１
９３６の下でＭＥＲＣＫにより市場に出されている材料
で作成され、厚さは２−３ミクロンであり、一方、シー
ト４２及び４４の各シートはローン・ブーラン（Ｒｈｏ
ｎｅ　Ｐｏｕｌｅｎｃ）が市場に出している厚さがおお
よそ３．５ないし４ミクロンのセロファン・シートで作
成され、屈折率Ｎ　１　ｏは１．６６０と等しく、屈折
率Ｎ２ｏは１．６４２５と等しく、屈折率Ｎ３ｅは１．
５０００と等しい。
第９図は液晶層２，４及び透明電極を装備したガラス・
プレート６．８，１０及び１４のアセンブリーを含む本
発明によるセルの別の実施例を模式的に示し、これらの
素子の配列については、第７図に関連して説明しである
。液晶層２及び４の光学的特性については、第７図の説
明に掲げである。
第９図に示されたセルは、アセンブリーを包囲する第１
円偏光装置４６及び第２円偏光装置１４８も含む。第１
偏光装置４６はプレート８の側にあるので、前記偏光装
置は入射光を受取り、一方、第２偏光装置４８はプレー
ト１４の側にあり、セルは偏光装置４８を通して観察さ
れる。偏光装置１４６及び４８は相互に補償する関係に
あり、即ち、入射光線に対し偏光装置の一方は左側にあ
り、他方は右側にある。
前と同様、反射モードでの動作に対しては、光学的に反
射する層４０を偏光装置４８に対してプレート１４の反
対側に設けることができ、ここでセルは偏光装置４６を
通じて観察される。
偏光装置４６は正の光学的異方性単軸媒体又は材料で形
成された１／４波プレート５２と組合っている直線偏光
体５０で構成され、後者の主要軸線は偏光体５０の面内
にあり（即ち、ホメオトロピー方向に対し直角）、前記
偏光体５０の偏光方向と４５°の角度を形成する。同様
にして、第２円偏光装置４８は第１偏光装置４６と同一
であり、偏光装置４６及び４８の１／４波プレート５２
が各々プレート８及び１４に面する。
第９図に示されたセルも、負の光学的異方性を有する少
なくとも１枚の単軸材料を含み、その光学的特性は第７
図に関連して説明したシート３８の光学的特性であり、
これはプレート６．８及び１４の１つと円偏光装置の間
で当該プレート６．８及び１４と平行に位置付けである
。第９図の場合、セルはこうした２個のシート５４．５
６を有し、シート５４はプレート８と偏光装置４６の間
に配置され、シート５６はプレート１４と偏光装置４８
の間に配置されている。
単一プレート５４又は５６の最適厚さく所定の観察角度
下での最適コントラスト）（又はシート５４及び５６の
全体の最適厚さ）は、液晶の全体の厚さの関数として決
定される。第９図のセルにおける負の光学的異方性単軸
材料の１枚以上のシートを使用することにより、（セル
の白色状態における最良の光効率をもたらす）液晶層を
通る波の全体的可視範囲におけるほぼ円形に近いだ円の
だ同率と。
前記負の光学的異方性単軸材料シートと２個の円偏光装
置を導入しているシステムの補償とを別々に制御するこ
とができ、この補償は前記シートを備えていることに依
存している。
第９図のセルに使用された各補償シートは、第７図のセ
ルで使用された補償シートと同じ様式で作成され（第７
図のセルの各シートと同じ様式による）、その生産は以
後示される如く、これを使用するセルの密封段階に一体
化できる。
同じ全体的な液晶の厚さに対し、第９図のセルを作成す
るのに必要とされる負の光学的異方性を有する単軸材料
の厚さは、１／４波遅延プレートの第９図のセルにおけ
る使用からみて、第７図に示されたセルを作成するのに
必要な材料の厚さ以下である。
純粋に直接的で、且つ非制限的な方法でいえば、第９図
に示されたセルはＮｅＣ１−ＮｏＣ１＝０．１９をもつ
参照Ｚ　Ｌ　Ｉ　１９３６の下にＭＥＲＣＫにより市場
に出されている材料で各々作成しである厚さ２．５ミク
ロンの２個の液晶層を有し、各円偏光装置は参照ＨＣＰ
３１（１）下でＰＯＬＡＲＯＩＤにより市場に出されて
いる型式のものであり、各シート５４及び５６は参照５
ＵＲＬＹＮの下でデュポン社から市場に出されている材
料で作成した５枚のフィルムの積層体で構成され、各フ
ィルムは厚さが８０ミクロンである。
液晶の複屈折を補償する装置と組合っている反対方向に
傾斜又は振れている２個の層を備えたセルを使用する点
についてここで説明する。この目的のため、本発明によ
るセルに対する角度ａの機能、例えば伝達モードにおけ
る機能として相対的強度Ｉ　／　Ｉ　ｏの変動について
検討が行なわれる。
工０は入射光線の強度であり、■は励起電圧の下にセル
を通った後に得られる光の強度であり、角度ａは軸線Ｏ
２とＩｉ！！祭方向の間に形成された角度である。
第１０図は補償装置のないセル、例えば第７図に示した
セルの場合の、シート３８の無いセルの相対的透過強度
の変化例を示す。励起電圧下での分子の傾斜角度ｐは２
０°に等しい。観察方向が面Ｘ０Ｚ（曲線１１０）内に
あるｍｓと、観察方向が面ｙｏｚ（曲線ｌ１１０）内に
ある場合の変化が表わされている。
第１１図において、前記変化は第７図に示された型式の
セルに対し示され、当該セルに対し励起電圧下での分子
の傾斜角度ｐは３０’と等しく、前記変化は又、面ＸＯ
Ｚ（曲線工１１）における観察方向に対し又、面ｙｏｚ
（曲線ｌ１１１）における観察方向に対して検討されて
いる。
これは反対方向に傾斜している２個の層を有し。
且つ補償装置を備えているセルの優秀性を、こうした装
置を備えていないセルと比較して明らかにするものであ
る。補償装置を装備したセルに対して、入射光を受けて
いる場合の白色状態の安定性は著しく、第１１図の曲線
は観察方向に対応する単一点を備えていない。
第１２図は対称軸線を有する負の光学的異方性単軸材料
の層（前記対称軸はこの層に直角である）を作成する方
法を模式的に図解している。こうした層は、第７図及び
第９図に示されたセルの作成に使用可能である。
本方法には、２個の堅固な面状で透明な基材５８及び６
０の間に熱可塑性材料、例えば商標５ＵＲＬＹＮの下に
デュポン社から市場に出されている材料の１枚以上のシ
ート６２を設置することが含まれる。大気温度において
、こうした材料はガラス状態にあるが、その過去の状態
に応じて複屈折性を有している。適当な温度に加熱する
ことにより、この材料はガラス状態からホメオトロピー
状態になるが、この状態でこの材料はもはや複屈折性を
有していない。基材５８及び６０は１例えば第７図に関
連して説明したセルに使用されるプレート６゜８及び１
４の如き２枚のガラス・プレートである。
１枚のシート又は複数枚のシートが基材の間に設置され
た状態で均一な圧力が（シートに直角の）各基材に与え
られる。この目的のため、１枚のシート又は複数枚のシ
ートと基材により構成されたアセンブリーをプラスチッ
ク・バッグ６４内に導入でき、このバッグは以後示す理
由のためオーブン内に設置でき、その後、バッグ内に真
空が形成され、当該バッグが温度的にシールされる。次
に、大気圧と等しい均一の圧力が各基材に与えられる。
これに続き、熱可塑性材料がガラス状態とホメオトロピ
ー状態の間の遷位温度に到達する迄、問題のアセンブリ
ーを含むバッグが１例えばオーブン内で加熱され、しか
る後にそのバッグがオーブンから除去され、開かれる。
この材料は冷却され、次に取り出される。この取り出し
は２つの基材に直角の単一方向でのみできる。従って、
前記方向に直角の対称軸線Ｓがこの材料内に表われ、こ
の材料はそのガラス状態を呈し始めると複屈折状態に戻
る。従って、負の光学的異方性単軸材料層が得られ、こ
の材料は前記層に直角の対称軸線を有し、材料の異常軸
線を有している。
第１２図に関連して前に説明した方法は、有利な方法で
、本発明による液晶セルの作成方法に、且つ更に詳細に
は前記セルをシールする段階に、直接一体化され、前記
シール作用が高温状態を生じ、且つ（セル内への液晶の
導入前）加圧状態下で生ずる。
第１３図はこの一体化を図解している。その目的は、カ
ラー表示の目的を意図している本発明によるセルを作成
することにある。この目的のため、第７図に示された模
式のセルを作成することができ、このセルには、例えば
プレート１４と当該プレートに平行な偏光体３６の間に
設けられた三色フィルター６４も装備され、液晶プレー
トのいずれか一方の側での電極の本数と構成は、明らか
にフィルターに適合される。
第７図に示されている最適厚さが決定された熱可塑性ポ
リマー・シート３８は、第１３図に示されたセルの場合
、シート３８と同じ性質を有する３個の層６６と置換さ
れているが、この場合、厚さの合計は前記シート３８の
厚さと等しい。次に、偏光体３４及び３６は、第１２図
の説明で説明した基材５８及び６０と温じ役割を果たす
。
更に詳細には、第１３図に示されたセル・アセンブリー
はプラスチック・バッグ内に導入され、真空がバッグ内
に形成され、バッグがオーブン内に設置される。（所定
の材料に対して知られている）遷位温度に熱可塑性材料
が到達した後、バッグはオーブンから除去され、開かれ
る。前と同様、続いて行なわれる冷却中に、材料の異常
軸線を支承している負の光学的異方性単軸材料層となる
。各層６６は前記層に対し直角の対称軸線も有する。そ
の上、加熱と圧力が原因で各層は層に隣接するセルの構
成要素を相互に付着できるようにする。
５ＵＲＬＹＮ型の材料に対する直接的で非制限的な方法
でいえば、適用される均一な圧力はおおよび１０ｓＰ　
ａないし２．１０’　Ｐ　ａであり、加熱は少なくとも
１００℃に等しい温度で行なわれる。前記材料の遷位温
度はおおよそ９０℃である。従って、組立てられたセル
が得られ、当該セル内に液晶層がプレート６．８及び１
４の間に導入される。
本発明によるセルの他の実施例が可能であり。
特に、入射光線に対してさらされる側から円偏光装置、
負の光学的異方性単軸材料のシート及び第１図に示され
た２つの層と３個のプレートのアセンブリーが連続的に
各セルに備えられ、且つ電極１０、１２及び１８が透明
である一方、電極１６が光学的に反射しているような実
施例が可能である。
【図面の簡単な説明】
第１図ゆ２個の重ねられた液晶層を示す本発明によるセ
ルの部分的模式図、第２図は前記セルの主要観察面の定
義付けを示す図、第３図は恒常方向構造の前記セルの２
個の液晶層を示す図、第４図は励起電圧の作用下におけ
るこれらの層の分子の傾斜を示す図、第５図は透過的に
機能し、複屈折の補償が液晶の全体の厚さに施されてい
る本発明によるセルの特別の実施例の模式図、第６図は
。 反射機能を行ない、複屈折補償が全体の液晶厚さに施さ
れている他の特別の実施例の模式図、第７図は複屈折を
補償するため負の光学的異方性単軸媒体のプレートを使
用する他の特別の実施例の模式図、第８図は複屈折を補
償するよう２軸材料の２個のプレートを使用する他の実
施例の模式図。 第９図は複屈折を補償するよう負の光学的異方性のある
単軸媒体の２個のプレートを使用する他の実施例の模式
図、第１０図はｗｔ察角度の関数としての、又、一方が
前記セルの主要Ｉｌ！察面整面る２個の直角面内におけ
る、補償装置の設けられていない本発明によるセルで伝
達される相対的強度の変化を示す図、第１１図はセルに
補償装置が装備しである場合の同じ変化を示す図、第１
２図は本発明で使用可能な負の光学的異方性を有する単
軸材料層を作成できる本発明による方法の実施例を模式
的に示す図、第１３図は前記セルの密封段階における多
数の負の光学的異方性単軸材料層の積層状態を図解して
いる本発明によるセルの模式図である。 ２・・・第１層、　４・・・第２層、　６・・・中央プ
レート、　　８・・・プレート、　　１０・・・第２電
極（透明電極）、　１２・・・第１電極（透明電極）、
１４・・・下方プレート、　１６・・・第２電極（透明
電極又は反射電極）、１８・・・第１電極（透明電極）
、　２０・・・シール手段、　３４．３６・・・偏光体
。 ＦＩＧ、　１ ＦＩＧ、　２

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）片側が入射光に露出され、 第１ネマティック液晶層とこの第１液晶層の両側にそれ
    ぞれ配置された少なくとも各１つの第１及び第２透明電
    極とからなる第１グループと、第１液晶層と平行で第１
    液晶層から分離されている第２のネマティック液晶層と
    この第２液晶層の両側にそれぞれ配置された少なくとも
    各１つの第１及び第２電極とからなり、且つ第１グルー
    プの光が入射しない側に配置された第２グループとから
    なるアセンブリーと、 前記アセンブリーの少なくとも入射光線に露出される前
    記片側においてアセンブリーを偏光性とする偏光装置と からなり、 前記第２グループにおける、前記第１グループに近い側
    の電極は透明であり、 各グループ内の第１電極と第２電極の間に電圧が印加さ
    れていないときは液晶層の分子はホメオトロピー方向に
    実質上向けられ、 励起電圧が第１グループの第１電極と第２電極の間に印
    加されたとき第１液晶層の分子の軸線が第１軸線と実質
    的に平行になっており、励起電圧が第２グループの第２
    電極と第１電極の間に印加されたとき第２液晶層の分子
    の軸線が第２軸線と実質的に平行になっている ようにしたことを特徴とする、電気的に制御される複屈
    折効果を使用する液晶セル。
  2. （２）前記セルが又、ホメオトロピー構造の２個の液晶
    層を具えたアセンブリーの複屈折を補償する装置を有し
    、セルが励起電圧の印加中は第１軸線と第２軸線がホメ
    オトロピー方向に対し同じ角度を形成し、且つホメオト
    ロピー方向に平行で当該方向と直角の面上にあり、各々
    同じ方向及び反対の方向でセルの主要観察面に平行な２
    つの軸線に従って各々投射されるようになっている特許
    請求の範囲第（１）項記載のセル。
  3. （３）厚さが２つの液晶層の厚さの合計値に等しく各偏
    光装置が共に前記補償を行なうよう構成されている特許
    請求の範囲第（２）項記載のセル。
  4. （４）電極が透明であり、 互いに重ねられた第１及び第２偏光装置を含み、第１、
    第２偏光装置は、ホメオトロピー方向で伝播する入射平
    面光波に対して互いに相補性をもつ２つの準円偏光装置
    に等しく、 第１、第２偏光装置の各々は、主観察面において偏光装
    置上に斜めに入射する平面光波を与えることができ、 両液晶層の厚さの合計は、２つの液晶層をもつアセンブ
    リーが、斜めに入射した光波の各厚さを横断したとき上
    記角度を相殺する各厚さの２倍である ことを特徴とする特許請求の範囲第（３）項記載のセル
    。
  5. （５）第２グループの第２電極が光を反射しており、偏
    光装置がホメオトロピー方向に伝播する入射平面光波を
    円偏光し、且つ偏光だ円の主要軸線が主要観察面と或る
    角度を形成するよう主要観察面において斜めに当たる平
    面光波にだ円偏光を与えることができ、液晶層の厚さの
    合計値に等しい厚さは、斜めに当たる光波が前記厚さを
    完全に横断した際前記角度を相殺するような厚さになっ
    ている特許請求の範囲第（３）項記載のセル。
  6. （６）補償装置が３個の主要光学的屈折率を有する補償
    媒体の少なくとも１つの層を含み、１つの屈折率が他の
    ２つの屈折率より弱く、前記１つの屈折率に対応する軸
    線がホメオトロピー方向に平行になっている特許請求の
    範囲第（２）項記載のセル。
  7. （７）電極が透明であり、セルが前記アセンブリーの各
    側にそれぞれ配置された２個の補償偏光体を含み、各補
    償媒体層が偏光装置の１つと前記アセンブリーの間に設
    置されている特許請求の範囲第（６）項記載のセル。
  8. （８）２個の偏光体が交差する直線偏光体であり、補償
    媒体がホメオトロピー方向に平行な対称軸線と前記対称
    軸線に平行な異常軸線を有する負の光学的異方性単軸媒
    体である特許請求の範囲第（７）項記載のセル。
  9. （９）２個の偏光体が補償円偏光体であり、補償材料が
    ホメオトロピー方向に平行な対称軸線と前記対称軸線に
    平行な異常軸線を有する負の光学的異方性単軸媒体であ
    る特許請求の範囲第（７）項記載のセル。
  10. （１０）補償媒体が熱可塑性ポリマー材料で構成されて
    いる特許請求の範囲第（８）項記載のセル。
  11. （１１）２個の偏光体が交差する直線偏光体であり、補
    償媒体が２軸性媒体でありその最も弱い屈折率軸線がホ
    メオトロピー方向と平行になっているような特許請求の
    範囲第（７）項記載のセル。
  12. （１２）前記媒体の各層の厚さと前記媒体の残りの２つ
    の主要屈折率の間の差の絶対値の積がおおよそ０．１２
    ５ミクロンであるようにした特許請求の範囲第（１１）
    項記載のセル。
  13. （１３）入射光線にさらされる側の反対側にあるセルの
    一端部に配置された光学的に反射する層を含むようにし
    た特許請求の範囲第（７）項記載のセル。
  14. （１４）層に直角の対称軸線と前記対称軸線に平行な異
    常軸線を有する負の光学的異方性単軸媒体の層を作成す
    る方法であって、平坦に保たれている熱可塑性ポリマー
    材料の単一層又は多数層の各側に均一な圧力をかける段
    階、当該層がそのガラス状層からその等方性相に変化す
    る迄この圧力状態に維持された層を加熱する段階、加熱
    を停止する段階及び圧力を無くする段階の連続した段階
    からなる単軸媒体の層を作成する方法。
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