TW200841290A - Liquid crystal device - Google Patents

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200841290 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關適合使用於光閘裝置、或以顯示器為首之 各種顯示裝置等之具有溫度依存性減輕之液晶裝置。 【先前技術】 近年來，伴隨著以所謂「無所不在網路社會（ubiquit〇us

/ y)」為目t之技術進展，對於顯示器技術整體，高 速化、小型化、高品質化等各種需求高度發展。為了回應 此類需求，於影像顯示•表現之㈣，三維立體顯示、選 擇丨生不可見化、調光等顯示圖像處理技術之高速•複雜化 係急速地進展。另一方面，以使用光纖纜線等之光通信為 首之資訊傳輸之相關環境整頓在進展中，日益謀求資料、 貧訊傳輸之大容量化及高速化。 又而p，在以影像顯示•表現之範缚為首之各種範轉 中作為進行光之開啟/關閉之機械開關或閘（shutter)機 乂住係使用各種機械/電性裝置。此等裝置中，尤 ^疋包含馬達及形成有狹槽之旋轉板之斬光器（chopper)、 或以壓電•電伸 '缩元件作為致動器之機械 構造簡單般㈣。 ^之 …、而，今日重視適合在所謂無所不在網路社會中使用之 、 、向増強，因此作為開關/閘機構所利用之裝置係 利用小型化·省電化•靜音化等方面優良之結 之光電效果。 夜日日4 除此之外 於萷述以往之具有機械機構之裝置中，其程 128980.doc 200841290 度雖有差異，但均於搖動部分引起磨耗，因此難以避免該 機械裝置之可純降低之傾向。特別是以i秒鐘將閉按下 數十次以上之位準之高速來使用之應用/—中搖 動部分之磨耗程度甚為劇烈。除此以外，當然從此等磨耗 P刀馬達或壓電·電伸縮元件等之致動器部分所發生之 振動或噪音亦甚為劇烈。 、除了上述問題以外’從前述小型化、省電等觀點考量，

近年來特別加強傾向利用之裝置係利用結晶•液晶等之光 電效果。 然而’此等光電裝置亦非無問題。例如具有光電效果之 PLZT(添加鑭之鈦酸锆酸鉛）結晶係需要數百V之驅動電 壓以獲彳于充分之穿透率，依光閘之電極構造，唯恐由於 該高電壓而破壞絕緣。而且，於結晶性，相較於可製 作100英叶之大型顯示器之液晶，難以大型化之傾向甚 強。 ”而且，於使用TN液晶之裝置，驅動電壓雖以數v之低電 壓進行動作，但反應速度慢至數十阳程度，若施加高電 壓’雖會改善「上升」’但未能改善「下降」，高速動作仍 舊困難。於高速反應及低電壓方面，亦可考慮使用強介電 性液晶，但由於強介電性液晶具有自發極化，因此具有其 驅動需要比™液晶等更多之電流之難處。除此以外，: 強介電性液晶中，由於消光位置依存於溫度而變化，因此 需要補償該消光位置變化之機構。 作為該類溫度補償之方法 配合由於環境溫度而從其原 128980.doc 200841290 本位置「偏離」之安定位置，需要 置或光閘之結構難以料液晶裝 ^ 光I侍複雜。作為用以配合安定γ 境所使用之裝置或方法 配口女疋％ 面安定化強介電性液晶裝置位置之機械方法(=: __公報);於偏光裝置間夾入表面安(定 性液晶裝置及具有與其同樣之溫度依存性之液 抵銷溫度依存性之方法（ 日日、置，以 许 入支 方去（日本特開平4486230號公報）；及

插入配合表面安定化強介 观’丨私Γ生履日曰裝置之溫度依存， 半波片之光軸方位調整位置等 、 1寺之補秘I置，以取代前述溫 度依存性相同之液晶裝置 片 乃沄（曰本特開平4-186224號公 報）等。 [專利文獻1]曰本特開昭62_2〇4229號公報 [專利文獻2]曰本特開平4-186230號公報 [專利文獻3]日本特開平4_186224號公報 【發明内容】 本發明之目的係在於，提供—種可解決JL述先前技術之 缺點之液晶裝置（例如具有光閘功能者）。 本發明之其他目的在於’提供一種具有可達成良好之亮 暗比狀態之溫度補償功能之液晶裝置。 本^明進步之其他目的在於，提供一種實質上遍及全 動作溫度範圍内具有良好之溫度補償功能之液晶裝置。 本發明者經銳意研究之結果發現為了達成上述目的，使 用可因應施加電場之大小及/或方向來旋轉光軸方位之液 晶元件（例如極化遮蔽型層列型液晶（以下稱為「pss_ 128980.doc 200841290 LCD」），並與偏光元件及電壓施加機構組合來構成液晶 裝置極為有效。 本發明之液晶元件係根據上述見解，更詳細而言，其特 徵為至少包含：1對偏光元件，其係穿透軸互呈正交；液 晶元件，其係配置於該1對偏光元件間；及電壓施加機 構’其係於該液晶元件施加電壓； 前述液晶元件至少包含：丨對基板；及液晶材料，其係 配置於該1對基板間；且可因應施加電場之大小及/或方向 來旋轉光轴方位；且 前述電壓施加機構係可因應前述液晶材料中之液晶分子 配向，來控制應從該電壓施加機構施加於液晶元件之 壓。 、 若根據本發明會進一步提供一種液晶裝置，其特徵為至 少包含：1對偏光元件，其係穿透軸互相交又；液晶元 件，其係配置於該1對偏光元件間；及角度調整機構，其 係用以調整該液晶元件與偏光元件間之角度； 前述液晶元件至少包含：1對基板；及液晶材料，其係 配置於該1對基板間；且可因應施加電場之大小及/或方向 來旋轉光軸方位；且 前述角度調整機構係可因應前述液晶材料中之液晶分子 配向，來控制液晶元件與偏光元件間之角度。 ,、若根據本發明會進一步提供一種液晶裝置，其特徵為至 少包含：1對偏光元件，其係穿透軸互呈正交；液晶元 件’其係配置於該1對偏光元件間；及電壓施加機構，其 128980.doc 200841290 係於該液晶元件施加電壓； 前述液晶元件至少包含：1對基板；及液晶材料，其係 配置於該1對基板間；且該液晶元件中之初始分子配向具 有與對於液晶材料之配向處理方向平行或約略平行之方 向，且液晶材料於外部施加電壓不存在（absence)下，幾乎 未顯示出對於1對基板呈垂直之自發極化；且 前述電壓施加機構係可因應前述液晶材料中之液晶分子 配向，來控制應從該電壓施加機構施加於液晶元件之電 壓〇 若根據本發明會進一步提供一種液晶裝置，其特徵為至 少包含：1對偏光元件，其係穿透軸互相交又；液晶元 件，其係配置於該1對偏光元件間；及角度調整機構，其 係用以調整該液晶元件與偏光元件間之角度；

對於1對基板呈垂直之自發極化；且

層列型液晶）。於該PSS_LCD中， ^小及/或方向來旋轉光輛 「PSS-LCD」（極化遮蔽型 ’通常傾向於摩擦方向排 128980.doc 200841290 列液晶分子。於本發明中，可例如以電場強度來控制該光 穿透量。 一般而言’沿著摩擦方向往左右移動之類比灰階LCD係 於光穿透量具有溫度依存性。於本發明可減輕該類溫度依 存性。於上述PSS-LCD裝置（PSS-LCD)，由於液晶分子移 動迅速’因此傾向較強烈地出現該類溫度依存性。 於以往使用之通常之強介電性LC中，液晶分子之配向 (藉由超過某臨限值之電壓）僅於r 2值」間變化。相對於 此’於PSS-LCD中，可使液晶分子之配向之「傾斜角度」 類比式地變化。故，於本發明特別適合使用PSS_LCD。 使用液a曰元件之情況下，依溫度變化可能會有於室内 (例如TV播放台内）與室外，由於溫度變化而在該液晶元件 產生所謂「黑色浮起」現象之情況。該類黑色（於光穿透 量之變化’相當於所謂分數中之分母）變化據知特別顯著 地出現於視覺上。於黑色以外之顏色（於分數中相當於分 子而非分母），據知即使光穿透量稍微變化，對於圖像造 成之影響甚小。 本發明例如包含以下態樣。 Π] 一種液晶裝置，其特徵為至少包含：丨對偏光元件， ’、二牙透軸互壬正父，液晶元件，其係配置於該1對偏光 凡件間’及電壓施加機構，其係於該液晶元件施加電壓； 前述液晶元件至少包含：1對基板；及液晶材料，其係 配置於該1對基板n可因應施加電場之大小及/,或方向 來旋轉光軸方位；且 128980.doc -10- 200841290 w述電壓施加機構係可因應前述液晶材料中之液晶分子 配向，來控制應從該電壓施加機構施加於液晶元件之電 壓。 [2] 一種液晶裝置，其特徵為至少包含：1對偏光元件， • 其係穿透軸互相交叉；液晶元件，其係配置於該丨對偏光 兀件間；及角度調整機構，其係用以調整該液晶元件與偏 ' 光元件間之角度； 前述液晶元件至少包含：1對基板；及液晶材料，其係 配置於該1對基板間；且可因應施加電場之大小及/或方向 來旋轉光軸方位；且 前述角度調整機構係可因應前述液晶材料中之液晶分子 配向，來控制液晶元件與偏光元件間之角度。 [3] 一種液晶裝置，其特徵為至少包含·· 1對偏光元件， 其係牙透軸互呈正交；液晶元件，其係配置於該i對偏光 元件間’及電壓施加機構，其係於該液晶元件施加電壓； • 前述液晶元件至少包含：1對基板；及液晶材料，其係 配置於該1對基板間；且該液晶元件中之初始分子配向具 . 有與對於液晶材料之配向處理方向平行或約略平行之方 向，且液晶材料於外部施加電壓不存在（absence)l，幾乎 、 未顯示出對於1對基板呈垂直之自發極化；且 刚述電壓施加機構係可因應前述液晶材料中之液晶分子 配向來控制應從該電壓施加機構施加於液晶元件之電 壓。 [4] 一種液晶裝置，其特徵為至少包含：〗對偏光元件， 128980.doc 200841290 其係牙透軸互相交叉；液晶元件，其係配置於該1對偏光 元件間；及角度調整機構，其係用以調整該液晶元件與偏 光元件間之角度； 前述液晶元件至少包含：丨對基板；及液晶材料，其係 配置於該1對基板間；且該液晶元件中之初始分子配向具 有與對於液晶材料之配向處理方向平行或約略平行之方

向，且液晶材料於外部施加電壓不存在下，幾乎未顯示出 對於1對基板呈垂直之自發極化；且 則述角度調整機構係可因應前述液晶材料中之液晶分子 配向，來控制液晶元件與偏光元件間之角度。 ，其中前述液晶元件係 之大小及/或方向來旋轉 [5]如Π]或[2]所記載之液晶裝置 可因應10〜2 ν/μηι位準之施加電場 光轴方位。 其中前述液晶元 4 ’其中具有光 [6] 如⑴、[2]或[5]所記載之液晶裝置， 件係可進行1 msW下位準之高速反應。 [7] 如Π ]至[6]中任一項所記載之液晶裝 閘功能。 其中前述液 之溫度來表 [8]如[1]至[7]中任一項所記載之液晶裝置， 晶兀件中之液晶分子配向係藉由前述液晶材料 現0 [曰9] 至[8]中任—項所記载之液晶裳置1中前述液 B “件中之液晶分子配向係藉由來自前述偏光元件之一方 之射出光之強度來表現。 ⑽-種液晶裝置，其特徵為至少包》：1對偏光元件， 128980.doc -12- 200841290 其係牙透軸互呈正交；液晶元件，其係配置於該1對偏光 疋件間；光發生機構，其係於該液晶元件照射光；及光檢 測機構’其係檢測穿透該液晶元件之光； 幻述液g曰元件至少包含· 1對基板；及液晶材料，其係 配置於該1對基板間；且 可測疋牙透前述液晶元件之光之最小強度，來作為光軸 方位之角度。

[11] 一種液晶裝置，其特徵為至少包含：i對偏光元件， /、係牙透軸互呈正父；液晶元件，其係配置於該1對偏光 兀件間；旋轉機構，其係將所需之旋轉角賦予該液晶元 件；光發线構，其係於該液晶元件照射光；及光檢測機 構，其係檢測穿透該液晶元件之光； 前述液晶元件至少包含：1對基板；及液晶材料，其係 配置於該1對基板間；且 n旋轉前述旋轉機構，以使穿透前述液晶元件之光之強度 最小’並可測定該旋轉機構之角度來作為光軸方位之角 度。 【實施方式】 以下，因應必要一面夂去m 多考圖式，一面更具體地說明本發 明。於以下記載中，若去姓 右未特別說明，表示量比之「部」及 「％」係作為質量基準。 (液晶裝置之態樣-1) 於本發明之一態樣，液 _ f ^ 饮日日蒗直主 包含：1對偏光元 件，其係牙透軸互呈正六· 人，液晶元件，其係配置於該1對 128980.doc * 13 - 200841290 偏光元件間；及電壓施加機構，其係於該液晶元件施加電 麼。該液晶元件至少包含：！對基板；及液晶材料，其係 配置於該1對基板間；且液晶材料可因應施加電場之大小 及/或方^來旋轉光軸方位。並且，前述電壓施加機構係 可因應前述液晶材料中之液晶分子配向，來控制應從該電 壓施加機構施加於液晶元件之電壓。 (液晶裝置之態樣-2) 於本I明之其他態樣，液晶裝置至少包含：丨對偏光元 件，其係穿透軸互相$又；液晶元件，錢配置於該靖 偏光7L件間，&角度調整機構，其係用以調整該液晶元件 /、偏光元件間之角度。該液晶元件至少包含：〗對基板； 及液s曰材料，其係配置於該丨對基板間丨且液晶材料可因 應施加電場之大小及/或方向來旋轉光軸方位。並且，前 述角度調整機構係可因應前述液晶材料中之液晶分子配 向，來控制液晶元件與偏光元件間之角度。 (PSS-LCD) 於本發明（例如包含上述兩種態樣），作為上述液晶材料 特別適合使用具有後述特性之pss_lcd(極化遮蔽型層列 型液晶）’亦即前述液晶材料中之初始分子配向具有與對 於液晶材料之配向處理方向平行或約略平行之方向，並於 外部施加電®不存在下’幾乎未顯示出對於m基板呈垂 直之自發極化之液晶元件。 (本發明之原理） 、下口應必要並與以往之溫度補償方法比較而敘述本 128980.doc -14- 200841290 發明之原理。（液晶裝置之一例） 作為液晶裝置之實用例而舉出 ^ ^ 例。於立體影像顯 V 中有亦稱為狹槽型之積分照相(integral P 〇t〇graphy)方式之顯示方法。於該顯示方 不配置為長條狀之從不同視點觀看之 序.、、、貝 之殘爭日# P, h —、准衫像，於人眼睛 之殘〜吟間内，使複數不同視點 辨識為立體像。 …隹衫像留下殘影’並 唯相技術中，為了依序顯示配置為長條狀之三 !Τ長條狀之高速光閑。長條狀之間距非常狹 X之FPD(平面顯示器）之像素間距相同程度，而 數張旦^人眼睛之殘影時間即"Μ秒程度中，依序顯示複 數張衫像，需要追隨非常高速之快門時間之褒置。 :如^於丨/30秒依序顯示8張不同視野之影像，則每！張 ”·、“.?秒之穿透時間。於該類微小區域進行高速間動 作之用述中’適合應用藉由同樣在微小區域之調光來進行 影像顯示之液晶顧+ @ # 仪日日頌不裔技術。然而，實現如上述约4·2毫 秒之穿透時間#雲i μ 1 „ '、 升及下降時間在1毫秒以下之反應 速度，於以往使用_私+ 、> 〜 m 叙之TN液晶之光閘難以實現。 近年來’於使用開發之聚合物分散液晶之情況時，雖亦 :獲：數零秒之而速反應，但需要i〇〇 V程度之施加電 左亚須將周圍溫度提高至1〇〇。〇程度以降低液晶黏性。 由於藉由政射來進行遮光，因此具有直視之對比率 低之缺點。 藉由使用直向及横向為數百微秒之高速之表面安定化強 128980.doc 200841290 介電性液晶’可解決反應速度之問題。然而，如圖丨之模 式俯視圖及圖2之圖所示，於光閘中，由於穿透及遮光之 雙安定位置角度（傾角）一般依元件溫度而變化，因此需要 補償該類溫度影響之機構。 (使用PSS-LCD之情況） 本申請人於先前提案之極化遮蔽型層列型液晶顯示 * (PSS-LCD)技術（關於該PSS-LCD之詳細可參考例如日本特 表2006-5 1 593 5號公報）係可實現例如400微秒之光電反麻且 ® 能以低電壓實現連續灰階顯示之技術。 而且，由於配向之均勻性比一般之強介電性液晶佳，因 此於局部對比高之PSS-LCD，具有即使在大型化後之情況 下，面内之光軸方向之參差不齊仍少之特徵。 然而，於該PSS-LCD元件，亦觀察到與使用相同層列型 液晶之表面安定化強介電性液晶顯示類似之溫度依存性。 圖3之圖係表示於PSS_LCD元件施加土5 乂之方形波時之旋 * 轉角θ之溫度依存性之一例。如該圖3所示，相較於前述表 面安定化強介電性液晶之傾角之溫度依存性，可理解pss- ⑽之旋轉㈣之温度依存性較和緩，但旋轉角仍相對於 溫度變化而變化。 * 於以往之灰階顯示隱咖，於穿透軸呈正交之兩片偏 光板間（正交偏光下）配置PSS_LCD元件，如圖4所示，配置 為未加有電場時之光軸方位與某一方之偏光板之穿透袖平 !。光射入於該類系統時，於第-偏光板成為直線偏光之 先不會受到液晶層之複折射作用，並於第二偏光板被遮 128980.doc -16 _ 200841290 斷’其穿透光成為最,】、。 8# 如於圖5所示，於施加有電場之 二, 電場方向，旋轉角成為旋轉角“戈旋轉角2之 狀悲’並由於複折射之作用，光會穿透。 上述旋轉角e係藉由電場強度來蚊，穿透率能以類比 灰階來控制。此時之穿透光量以下式⑴來賦予，於旋轉角 Θ為±45度且編為入/2時成為最大穿透光量。 式⑴

I = I0 -sin2(2<9).sin2( 然而’該旋轉角如前述具有溫度依存性，即使為同一電 場強度，左右之旋轉角係如於圖6所示，仍有在高溫變 小，在低溫變大（亦即圖6中以「旋轉角變化」之顯示所 示，若元件溫度變化，則即使施加電場強度相同，旋轉角 仍會變化）之傾向。因此，即使為同一電場強度，穿透率 仍由於元件溫度而變化，於高溫下，亮暗比（對比率）可能 降低。 (光閘之動作例） 以下，說明有關本發明之光閘之適宜之一態樣之動作。 例如圖7(a)所示，於穿透軸呈正交之兩片偏光板間配置 P S S - L C D元件’施加應施加之兩電場方向之.電場，若怜 旋轉因應該電場強度之旋轉角Θ之光軸方位與偏光板之一 穿透軸平行，則被遮光，穿透光變成最小。此時作為光閘 之「遮光狀態」。 然後，如圖7(b)所示，施加與上述「遮光狀態」相反之 128980.doc -17- 200841290 電場方向’取定恰旋轉因應該電場強度之旋轉角θ份之光 軸方位，光會穿透。此時作為光閘之「穿透狀態」。 該穿透狀態與遮光狀態時之液晶配向相較於電場無施加 狀恶之液晶配向極為良好，於穿透狀態下，穿透光量更增 加，於遮光狀態下，遮光率上升。然而，於該配置狀態 下，如於圖8所示，若元件溫度變化，即使施加電場相 同 Μ LCD元件之光轴方位之旋轉角仍會變化，於圖 8(a)之遮光狀恶下’光會漏洩，於圖8(b)之穿透狀態下， 穿透光量可能減少。 圖9之圖係表不於3〇它配合有遮光狀態時之溫度依存 性：可知隨著溫度上升，對比率會降低。》了解決該類對 比率之降低’如圖1〇之模式剖面圖所示，設定在動作溫度 範圍内’光軸方位之旋轉角θ最小之溫度，使被施加當時 兩電暴方位之方而旋轉之光軸方位與偏光板之一穿透軸 平订（圖1G中「最大旋轉角」之顯示係意$「原本可打開 之最大旋轉角」）。 ，由設定如該圖1G’即使溫度變化，光轴方位之旋轉角 θ變大’藉由減弱施加之電場強度’可縮小旋轉角θ，藉其 可對月偏光板之牙透軸與光轴方位，將遮光狀態與穿透狀 態之旋轉角度維持在一定。 於^作，度範圍内最小之旋轉角θ之左右合計為Μ度以 月兄"^冑由進行W述控制，於全動作溫度範圍内， 將光轴方位之旋韓自 + 〜 锝角之左石合計調整為45度，可將穿透狀 悲保持在最大穿透光量。 128980.doc -18- 200841290 (旋轉角θ調整用之結構） 作為上述旋轉角Θ調整用之結構，說明圖1 ^〜圖〗2之裝置 結構及全體動作之詳細。 首先’以圖11之模式侧面圖之結構來說明一例。 參考圖11，於呈正交配置之偏光板間配置pSS-LCD。於 該PSS-LCD安裝有熱敏電阻或鉑電阻等溫度感測器元件， 逐次取得PSS-LCD之溫度資訊。取得之溫度資訊係與記錄 於控制部之相對於測定溫度之往PSS_LCD之施加電場資訊 核對。 記錄於該控制部之施加電場資訊係預先測定過相對於測 定溫度’ PSS-LCD元件之遮光狀態成為最小穿透光量、穿 透狀態成為最大穿透光量之施加電場之資訊。因此，藉由 控制成於PSS-LCD施加核對過之電場強度，可始終重現遮 光狀態為最小穿透光量、穿透狀態為最大穿透光量之狀 態。 作為其他一例，說明有關圖12之模式侧面圖之結構。於 呈正交配置之偏光板間配置PSS—LCD元件。於射出光側， 安裝成穿透光會射入於光二極體或光電晶體等光感測器元 件’逐次取得穿透光量資訊。判斷取得之穿透光量在遮光 狀態時為最小穿透光量，亦或在穿透狀態時為最大穿透光 量，於否定之情況時進行回授控制，其係變化施加於pss-LCD元件之電場強度，以取得穿透光量。藉由該類結構， 可將遮光狀態及穿透狀態始終保持於最佳狀態。 於實用上，若光軸方向與偏光板之穿透軸之角度接近， 128980.doc -19- 200841290 由於牙透光置之差距變小，以如同觀看穿透狀態之大範圍 來感測小光量差之困難性傾向增大，因此從調整精度之觀 點考里，較宜調整電場施加以使遮光狀態之穿透光量成為 最〗、此於以亦使用溫度感測器之方法來記憶應施加之控 制電壓之測定巾㈣理。此等光❹m溫度感測器從元 件溫度變化之時間性變化量或頻率來考量，可選擇反應速 度符合成本者。

於不須在意穿透狀態之最大穿透光量變化之情況時，藉 由機械性地對齊旋轉角㊀，亦可使遮光狀態之穿透光量最 J藉由製成於呈正交之兩片偏光板間配置PSS-LCD元件 之u况日守，施加之兩電場方向之一方被施加，旋轉pss_ LCD疋件，以便經旋轉之光軸方位與偏光板之一穿透軸成 為平订之如圖13(b)之機械機構，或於保持正交關係之狀態 下旋轉兩片偏光板之如圖13(c)之機械機構，可使遮光狀態 之穿透光量最小（此外，圖13⑷中，「由於溫度變化而變小 之旋轉角Θ」《顯示係意味「肇因於溫度變化而變小之旋 轉角Θ」）。 (旋轉機構） 作為上述旋轉機構之結構，說明圖14〜圖16之裝置結構 及全體動作之詳細。 例如作為旋轉機構，可接> #』刼取猎由如圖16所示之伺服馬達 來旋轉之方法、藉由壓電元杜水 、 稍尚^电兀件來傾斜之方法等。關於該情 況下之旋轉角调整之一例’ 1日日同1 4 w 灰明圖14之模式側面圖之結構 之一例即使用圖16之伺服馬達之例。 128980.doc -20- 200841290 參考圖16，於呈正父配置之偏光板間配置pss_LcD元 件。於該PSS-LCD安裝有熱敏電阻或銘電阻等溫度感測器 元件，逐次取得PSS_LCD元件之溫度資訊。取得之溫度資 訊係與記錄於控制部，相對於測定溫度之正交偏光板對於 PSS-LCD元件之角度資訊核對。 記錄於該控制部之角度資訊係預先測定過㈣於測定溫 度，PSS-LCD元件之遮光狀態成為最小穿透光量之角度之 貝訊。因此，藉由控制伺服馬達旋轉，以使正交偏光板成 為核對過之角度，可重現遮光狀態為最小穿透光量之狀 態。 作為其他一例，說明有關圖15之模式側面圖之結構。於 呈正交配置之偏光間配置PSS_LCD元件。於射出光側，安 裝成穿透光會射入於光二極體或光電晶體等光感測器元 件，逐次取得穿透光量資訊。從取得之穿透光量，判斷遮 光狀態是否為最小穿透光量，於否定之情況時進行回授控 制’其係藉由致動器來旋轉pSS_LCD元件，以再度取得穿 透光量。藉由該類結構，可將遮光狀態穩定地保持於最佳 狀態。 於元件溫度變化不劇烈之情況時，由於控制動作頻率變 少’因此於機械機構搖動所造成之磨耗•振動•嚼音方 面’實質上不會構成問題。 (利用外形變位之元件） 除了上述機械形式以外，並藉由利用外形依存於溫度而 變位之元件，在溫度測定之同時，可使偏光板或液晶元件 128980.doc •21- 200841290 旋轉或傾斜。 作為利用該類外 關回 $ €父位之元件之結構之一例，說明有 關圖17之模相之結構。 參考圖1 7，作灸妒土土 认去 马方疋轉圖丨4或圖15之PSS-LCD或偏光板之 致動器係利用雙金屬。 、 雙至屬係指貼合有兩片熱膨脹率不 同之金屬板之元件，目士 ν θ 具有依溫度而變形之性質。由於該變 形夏依存於溫度， Q此利用於溫度計或溫度調節裝置。 與此等裝置相因 — ^ "，猎由將溫度所造成之變形作為致動 裔，在溫度测定之 、丨j呼，可使偏光板或PSS_LCD旋轉或傾 於圖17之模式圖g 口配置為雙金屬依溫度而變 上下移動。維持於爷妝卫便活塞 動並使其旋轉，售使往偏光板或PSS_LCD傳 “屬與PSS-LCD之溫度依存性不—致， 仍無法在遮光狀態下控 盥Θ取』牙透先里。因此，於活塞 /、 β1插入溫度依存曲線轉換板，以使雙全屬 與PSS-LCD之溫声护六以 從又至屬k位 槿&又存曲線相對應。藉由製成該類紝 構，於溫度補償部分， + 頌、、、口 .+ 犯以元全廢除電性信號電路之报 式，來將遮光狀態控制在最小穿。， ^ 純且可元全排除電性電路之相關故障，故具有可靠： 優點。 /、匀j罪性兩之 (藉由手動之調整） 而且，於元件溫度之變化頻率低之情況 觀察遮光狀態之穿透井景 一 τ 曰由μ目視 光板或液晶元件，亦可使手動旋轉及/或傾斜偏 使遮先狀態之穿透光量最小。而 I28980.doc -22- 200841290 且，於使用元件溫度已決定之情況時，贱將偏光板或液 晶兀件配合使用元件溫度來旋轉•傾斜，配合使用元件溫 度重新安裝，可使遮光狀態之穿透光量最小。 上述本發明之液晶裝置之基本概念係藉由利用所使用之 液晶材料（例如PSS-LCD)特有之光電反應，來製成例如液 晶裝置（例如具有光閘之功能）結構，可保持高速反應性， 同時實現高穿透率•高遮光率•高對比率之光閘。於上述 就明中，為了便於说明，主要敘述有關使用pss_LcD之態 樣，但為了適用上述本發明之以，若是可構成具有因應 施加電場之大小及/或方向之光軸方位之旋轉之光電元件 之液晶材料即可，不拘於PSS_LCD，均可適用本發明之方 法。從更有效地發揮本發明之效果之觀點考量，宜為能以 充分之速度來實現反應時間之液晶材料。 (偏光元件） 作為可使用於本發明之偏光元件，可無特別限制地使用 自以往為了構成液晶裝置所使用之偏光元件。而且，其形 狀、尺寸、構成要素等亦未特別限制。 (適合之偏光元件） 作為適合於本發明中使用之偏光元件可舉例如下。 π-胞（cell) · Molecular Crystals and Liquid Crystals(分子 結晶及液晶）雜誌，V〇l. 113，329頁（1984)，phil B⑽_ K. R. Kehler-Beran (液晶元件） 根據本發明之態樣之液晶元件至少包含：^對基本；及 128980.doc -23 - 200841290 液晶材料，其係配置於該1對基板間。 (液晶材料） 於本發明中，只要用以適用本發明之方式，以及可構成 具有因應施加電場之大小及/或方向之光軸方位之旋轉之 光電讀之液晶材料即可，可無特別限制地使用。於本發 明’可由以下「光轴方位旋轉之確認方法」來確認某液晶 材料是否可使用。而且，於本發明，為了從實現特定高速 反應之觀點考量可適合使用，可由以下「反應時間之轉認 方法」來確認某液晶材料是否能以充分速度來反應。u (光軸方位旋轉之確認方法） 作為液晶元件之光軸方位旋轉之敎方法，於偏光器呈 垂直地配置於檢光器之正交偏光配置中放置液晶元件之情 況時，光軸與檢光器之吸收軸一致之情況下，穿透光之強 度最小。因此，於正交偏光配置中，可獲得穿透光之最小 強度之角度為光軸方位之角纟。此時成為於液晶元件未施 t有，場之狀態。以此作為基準角度，於液晶元件施加電 場’尋找於正交偏光配置中獲得穿透光量之最小強度之角 度。施加電場，存在有成為最小強度之角冑， 準角度偏離之角度，忐，&命匕 、 两又成為該取小強度之角度，於變化電場 之大小或方向時’若觀察到因應變化量之旋轉角增減，則 可確，光軸方向旋轉。作為確認用之裝置例，與光轴方位 確〜方法相同，可由圖24之結構來確認。 (反應時間之確認方法） 於液晶元件觀察到光轴方位旋轉之情況時，其旋轉速度 128980.doc •24- 200841290 ㈣當於反應時間1在偏光器呈垂直地配置於檢光器之 又偏光配置中’穿透光量成為最小之角度來配置液晶元 件於液日曰凡件施加電場。由於藉由電場施加，光軸方位 έ旋轉目此牙透光量變化。因此，該穿透光量之變化程 又ρ為旋轉之變化程度。未施加電場之狀態之穿透光量設 為〇% ’ ϋ由電場施加而變化，最後成為穩定狀態之穿透 光量設為100%時，從未施加電場之狀態施加電場，穿透 光量從10%到90%之時間設為上升反應時間，從施加有電 %之狀恶停止施加電場，穿透光量從90%到10%之時間設 為下降反應時間。例如kpSS_lcd，上升反應時間及下降 反應牯間均為400 μδ程度。作為確認用之裝置例係與後述 之光軸方位之確認方法」之情況相同，可由圖24之結構 來確認。 (PSS-LCD) 可適合於本發明使用之液晶材料為pss_lcd，亦即該液 晶材料中之初始分子配向具有與對於配向處理方向約略平 行之方向，且液晶材料於實質上外部施加電壓不存在下， 至少對於1對基板完全未顯示出垂直之自發極化。 (初始分子排列） 本發明中，於液晶材料中之初始分子配向（或方向），液 晶分子之長軸具有與對於液晶分子之配向處理方向約略平 行之方向。液晶分子之長軸具有與對於配向處理方向約略 平行之方向之事實，可由例如以下之作法來確認。為了藉 由本發明之液晶元件可表現出所需之顯示性能，藉由以下 128980.doc -25- 200841290 方法所測定之摩擦方向與液晶分子之配向方向間之角度 (1巴對值）宜為3。以下，更宜為2。以下，特別可為1。以下。 嚴格來說，據知於聚醯亞胺膜等聚合物配向膜接受摩擦之 情況時’於聚醯亞胺最表層誘發複折射，藉其賦予滯後相 車由進步而s ’ 一般據知液晶分子之長軸係平行於滞後 相軸而配向。關於幾乎所有之聚合物配向膜，據知於摩擦 方向與冰後相軸間引起某種角度之偏離。一般而言，偏離 較小，可能約為1〜7度。然而，作為極端例，該角度偏離 在如聚苯乙烯之情況下可能為9〇度。因此，於本發明，摩 擦方向與液晶分子之長軸（亦即光軸）之配向方向間之角度 可宜為3。以下。於本時點，液晶分子之長軸、及藉由摩擦 等而向聚合物（聚醯亞胺等）、聚合物配向膜中所提供之滯 後相軸之配向方向宜為3。以下，更宜為2。以下，特別可為 1 °以下。 如上述，於本發明，配向處理方向係指決定液晶分子長 軸之配向方向之滯後相軸（聚合物最表層）之方向。 肩J疋對於液晶分子之初始分子配向狀態之方法> 一般而言，液晶分子之長軸經常與光軸一致。因此，於 偏光器呈垂直地配置於檢光器之正交偏光配置中放置液晶 面板之情況時，穿透光線之強度係於液晶之光軸經常盘檢 光器之吸收軸-致之情況時成為最，卜初始配向軸之方向 可藉由測定穿透光線之強度’同時液晶面板在正交偏光中 旋轉之方法來測定，藉其可敎料穿透光線之最小強度 之角度。 I28980.doc •26- 200841290 <測定液晶分子長軸方向與配向處理方向之平行度之方法> 摩擦方向係藉由設定角來決定，藉由摩擦所提供之聚合 物配向膜最表層之滯後相抽係藉由聚合物配向膜之種類、 膜製造方法、摩擦強度等來決定。因此，消光位置與滞後 帅之方向平行地提供之情科，可確料子長軸即分子 光軸平行於滯後相軸之方向。 (自發極化）

本發明中’於初始分子配向’自發極化(與強介電性液 晶之情況下之自發極化類似）至少未對於垂直於基板之方 向發生。於本發明’可藉由例如以下方法來確認、「實質上 未提供自發極化之初始分子配向係未發生自發極化、 <測定垂直於基板之自發極化之存在之方法〉 於液晶胞中之液晶具有自發極化之情況時，特別於自 極化發生於初始狀態中之基板方向，亦即發生㈣直於 始狀態之電場方向(亦即無外部電場之情況)之方向之情; 時，當低頻三角波電壓（約01 Hz)施加於液晶胞時，施; 電壓從正往負或從負往正變化極性，並且自發極化之方, 從上方方向往下方方向或從下方方向往上方方向反轉” 該類反轉之同時輸送實際之電荷(亦即發生電流)。自们 化僅於施加電場之極性反轉時反轉。因此，如圖2〇所示 出科（peak)狀n峰狀電流之積分值係與所欲輸送: 總量電荷相對應，亦即與自發極化之強度相對應。於該$ ^中硯察到非峰狀電流之情況時，未發生自發極化反⑷ 直接藉由此現象來證明。進—步而言，於觀察到圖21心 1289S0.doc •27- 200841290 之電流直線增加之情況時，發現液晶分子之長軸因應電場 強度之增加，於其等之分子配向方向連續或接續地變化。 換言之，於如圖21所示之該個案，發現因應所施加之電場 強度，由於誘導極化等而引起分子配向方向之變化。 (基板） 可於本發明使用之基板未特別限定，只要其可賦予上述 之特定「初始分子配向狀態」即可。換言之，於本發明， 適合之基板可從LCD之使用法或用途、其材料及尺寸等觀 點來適當地選擇。作為本發明可使用之特定例可舉出以下 者。 於其上具有圖案化透明電極（ITO等）之玻璃基板 非晶質矽TFT陣列基板 低溫多晶矽TFT陣列基板 高溫多晶矽TFT陣列基板 單結晶矽陣列基板 (適合之基板例） 於此等之中，在本發明適用於大型液晶顯示面板之情況 時，宜使用以下基板。 非晶質矽TFT陣列基板 (PSS-LCD材料） 於本發明可適合使用之PSS-LCD液晶材料未特別限定， 只要其可賦予上述之特定「初始分子配向狀態」即可。換 言之，於本發明，適合之液晶材料可從物理特性、電性或 顯示性能等觀點來適當地選擇。例如於文獻所示之各=液 128980.doc -28 - 200841290 晶材料（包含各種強介電性或非強介電性液晶材料 ' 般可 於本發明使用。於本發明，可使用之該類液晶材料之特〜 適合例可舉出以下。 &

(適合之液晶材料例） 於此等之中，在本發明適用於投影型液晶顯示器之情況 時，宜使用以下液晶材料。

(配向膜） 可於本發明使用之配向膜未特別限定，只要其可賦予上 迷之特疋「初始分子配向狀態」即可。換言之，於本發 明，適合之配向膜可從物理特性、電性或顯示性能等觀點 來適當地選擇。例如於文獻所示之各種配向膜一般可於本 發明使用。於本發明，可使用之該類配向膜之特定適合例 128980.doc -29- 200841290 可舉出以下。 聚合物配向膜：聚醯亞胺、聚醯胺、聚醯胺-醯亞胺 無機配向膜：Si〇2、siO、Ta205等 (適合之配向膜例） 於此等之中，在本發明適用於投影型液晶顯示器之情況 時，宜使用以下配向膜。 無機配向膜

於本發明，作為上述基板、液晶材料及配向膜，可因應 必要而利用與記載於曰刊工業新聞社（日本、東京）發行之

Liqind Crystal Device Handbook(液晶裝置手冊广（1989) 之各項目相對應之材料、成分或構成要素。 (其他構成要素） 為了構成按照本發明之液晶顯示器所使用之透明電極、 電極圖案、微型彩色濾光器、間隔物及偏光器等其他材 料、構成要素或成分並未特別限定，只要其等不違反本發 明之㈣即可（亦即其等可心上述之特定「初始分子^ 向狀態」）。除此以外’用以製造可於本發明使用之液晶 員丁 70件之方法’ & 了液晶顯示元件應為了賦予上述之 定「初始分子配向狀態」而構成以外’並未特別限定。關 於用以構成液晶顯示元件之各種材料、構成要 =因應需要而參考曰刊工業新聞社(曰本、：二 祕順晶裝置手” (用以實現特定初始配向之方法） 128980.doc -30 - 200841290 用以實現該類配向狀態之方法或方策未特別㈣，只要 其等可職予上述之特定「初始分子配向狀態」即可。換言 於本發明，適合之用以實現特定初始配向之方法或方 策可從物理特性、電性或顯示性能等觀點來適當地選擇。 • 以下方法宜於本發明適用於大型電視面板、小型高解像 度顯示面板及直視型顯示器之情況時利用。 (用以賦予初始配向之適合方法） 若根據本發明者等之見解，上述適合之初始配向可藉由 利用以下配向膜（藉由燒成所形成之配向膜之情況下，其 厚度係以燒附後之厚度表示）及摩擦處理而容易地實現。 另一方面，於通常之強介電性液晶顯示器，配向膜之厚度 為3,000A(埃）以下，摩擦強度（亦即摩擦之壓入量）為〇 3 mm以下。 配向膜之厚度：宜為4,〇〇〇A以上，更宜為5,〇〇〇A以上 (特別是6,000A以上） • 摩擦強度（亦即摩擦之壓入量）：宜為0.3 mm以上，更宜 為0.4 mm以上（特別是〇·45 mm以上） 上述配向膜厚度及摩擦強度可例如以記載於後述製造例 • 1之方法來測定。 ‘ （可使用之PSS-LCD-其他態樣^ 於本發明’具有下述結構之PSS-LCD亦可適合使用。 一種PSS-LCD，其係至少包含丨對基板、配置於丨對基板 間之液晶材料、及配置於1對基板外側之1對偏光膜之液晶 元件，該1對偏光膜之一具有與對於液晶材料之配向處理 128980.doc -31 - 200841290 方向平行或約略平行之初始分子配向，〗對偏光膜之另一 方具有與對於液晶材料之配向處理方向呈垂直之偏光吸收 方向；且 液晶元件係於外部施加電壓不存在下顯示出消光角。 根據該類態樣之液晶顯示器除了上述優點以外，還具有 其消光位置實質上不具有溫度依存性之優點。因此，於該 態樣可較縮小對比率之溫度依存性。 , 偏光膜之偏光吸收軸方向實質上與液晶材料之配向處理 方向並排之上述關係中，偏光膜之偏光吸收軸與液晶材料 之配向處理方向間之角度宜為2。以上，更宜。以下，特 別可為0.5°以下。 除此以外，可藉由例如以下方法，來確認液晶元件於外 部施加電壓不存在下顯示出消光位置之現象。 <確認消光位置之方法> 於正交關係下所配置之偏光器與檢光器間，插入欲測試 ，之液晶面板’於液晶面板旋轉之期間測定賦予穿透光之最 小光量之角度。如此測定之角度為消光位置之角度。 (可使用之PSS-LCD-其他態樣2) 於本發明，具有下述結構之PSS_LCD亦可適合使用。 一種PSS-LCD，其係至少包含1對基板、及配置於該1對 基板間之液晶材料之液晶元件；通過該1對基板之電流係 於連續地、線性地變化之電壓波形施加於液晶元件之情況 時，實質上完全未顯示出峰（peak)狀電流。 通過1對基板之電流在其強度連續地、線性地變化之電 128980.doc -32· 200841290 壓波形之施加下，實質上未顯示出峰狀電流，可藉由例如 以下方法來確認。於該態樣’「電流實質上未顯示出峰狀 電流」係意味於液晶分子配向變化中，自發極化至少未^ 直接之方式來干涉液晶分子配向變&。根據該I態樣之二 晶顯示器除了上述優點以外，還具有其即使在主動驅動元 . 件中之非晶質矽TFT陣列元件等具有最低電子遷移率之元 件’仍可進行充分之液晶驅動之優點。 即使於液曰曰本身可顯示出甚高之顯示性能時，其能力較 大之情況下，仍難以藉由使用具有關於電子遷移率之限^ 之非晶質矽TFT陣列元件，來驅動該類液晶。結果，實際 上不可能賦予高品質顯示性能。即使於該個案中，從驅動 液晶之能力之觀點考量，藉由使用具有電子遷移率比非晶 質矽大之低溫多晶矽及高溫多晶矽TFT陣列元件、或可賦 予最大電子遷移率之單結晶矽（矽晶圓），仍可賦予充分之 顯不性咸。另-方面，從製造成本之觀點考量，非晶質石夕 • TFT陣列在經濟性上有利。進一步而言，於面板尺寸增大 之情況下，非晶質矽TFT陣列之經濟性優點格外比其他類 型之主動元件大。 ' • <確認峰狀電流之方法> ^於奴測5式之液晶面板，施加具有約〇 ·〗Hz之極端低之頻 '^ 角波龟壓。液晶面板會以DC電壓約略線性地增大 並減v之方式，感受到如此之施加電壓。面板中之液晶顯 π出強η電性液晶相之情況時，光學反應及電荷移動狀態 係口應_角波電壓之極性來決定，然而實質上不依存於三 128980.doc -33- 200841290 角波笔壓之頂點值（或p-p值）。換言之，由於自發極化之存 在’液晶之自發極化係於施加電壓之極性從負往正或正往 負、變化之情況時’會與外部施加電壓相連結。於自發極化 反轉之情況時，電荷會暫時移動，以便於面板内部產生峰 片、電〃IL相反地’於未引起自發極化之反轉之情況時，完 王未見到峰狀電流，電流單調地增加、減少或顯示出一定 值。因此’面板極化可藉由於面板施加低頻三角波電壓，

正確地測定所獲得之電流，藉其來測定電流波形之剖面而 決定。 (可使用之PSS-LCD-其他態樣3) 於本發明，具有下述結構之pss_LcD亦可適合使用。 種PSS-LCD，其係將液晶材料用之液晶分子配向處理 ”賦予低表面預傾角之液晶分子配向膜相關連地進行。 β於該態樣，預傾角宜為1>5。以下，更宜為1()。以下（特別 是〇.5。以下）。根據該類態樣之液晶顯示器除了上述項目以 外’還具有其可賦予在寬廣面上之均勾配向及廣視角之優 點。為何提供廣視角之理由如下。 本發明之液晶分子配向’液晶分子可於圓錐狀區 ^ 其等之光電反應不局限於相同平面内。-般而 a ’引起從平面離開之該類分 挤射夕封 類刀子動向之情況時，會引起複 折射之射入角依存，視角變 曰八工❿人 …、而’於根據本發明之液 日日刀子配向，液晶分子分 錐上邱而一 一矣 子先軸始終如圖22所示，就圓 :π㈣順時針或逆時針 由於高速對魈遝私 .^ ^ 门逆砂勒。 連對稱運動，作為時間平均之結果可獲得極端之對 128980.doc •34- 200841290 稱圖像。因此’從視角之觀點來看，言亥態樣可賦予具有高 對稱及甚小之角依存性之圖像。 (可使用之PSS-LCD-其他態樣4) 於本發明，具有下述結構之PSS-LCD亦玎適合使用。 種液B曰元件，其係液晶材料對於強介電性液晶相變順 序顯示出層列型A相。

於該態樣，液晶材料具有「層列型八相_強介電性液晶相 又順序」之現象係可藉由例如以下方法來確認。根據該類 態樣之液晶顯示器除了上述項目以外，還具有其因此而賦 =保存温度更高之上限值之優點。更詳細而言，欲決定液 曰曰頁不用保存溫度之上限值之情況時，即使是溫度超過從 強"電I·生液晶相往層列型A相之移轉溫度時，只要溫度不 超過攸層列型A相往膽固醇型相之轉溫 回初始分子配向而回到強介電性液晶相。 為了取 <確認相變順序之方法> 运列型液晶之相變順序可確認如下。 於正交偏光之關係下，將液晶面板之溫度從各向等性溫 m H使摩擦方向平行於檢光器 鏡觀測之結果，最初觀察龍火般形狀變 == ，。進-步降低溫度之情況，消光方向係平行= 方向發生。若進-步降低溫度，相變為所謂強介電性液晶、 二:：該相，在面板以3〜4。之角度旋轉於消光位置附近之 ::T #現於位置隨著溫度降低而從消光位 穿透光強度增大。 獨離日7， 128980.doc -35- 200841290 於本說明書中，可藉由例如以下方法來確認強介電性液 晶相之螺旋間距及基板之面板間距。 <確認螺旋間距之方法> 於具有為了賦予互為平行之配向處理而被摩擦之基板之 胞中於具有期待之螺旋間距之至少5倍之胞間隙之面板 間，注入液晶材料。結果於顯示器表面顯現與螺旋間距相 對應之紋路。 <確認面板間距之方法> 於液晶材料注入前，使用利用光干擾之液晶面板間隙測 定裝置，藉此可測定面板間隙。 (光軸方位之角度之測定方法及裝置結構） 作為液晶元件之光軸方位之嚴密之測定方法，於偏光器 呈垂直地配置於檢光器之正交偏光配置中放置液晶元件之 情況時，光軸與檢光器之吸收軸m兄τf透光之 強度最小。因&，於正交偏光配置中，彳€得穿透光之最 小強度之角度係成為光軸方位之角度。作為測定裝置係舉 例於偏光顯微鏡之鏡筒部，安裝有PMT(光電子倍增管）等 光檢測元件者。 於圖24之模式立體圖’表示適合光軸方位之嚴密測定之 要素之一例之結構。將偏光顯微鏡之偏光器及檢光器予以 正交偏光配置’於取樣台上，配置為檢光器之吸收軸與測 定之液晶兀件之基準角度相同，旋轉取樣台以使由ρΜτ檢 測到之光篁最小。此時之取樣台角度亦即成為對於液晶元 件之基準角度之光轴方位之角度。 128980.doc -36 - 200841290 以下，藉由製造例及實施例來更具體地說明本發明。 實施例 製造例1 使用市售之FLC混合物材料（默克（Merck) : ZLI-4851-1〇〇)、液晶性光聚合物質（大日本油墨化學工業：UCL-〇〇1)及聚合起始劑（默克：Darocur(商品名）1173)，並根據 文獻曰本特開平11-21554號（日本特願平09-174463號）來組 裝PS-V-FLCD面板。混合物具有93質量％之ZLI-485卜 100FLC混合物、6質量。/❶之UCL-001及1質量％iDar〇Ciir (商品名）1173。 於此所使用之基板係於其上具有IT〇膜之玻璃基板（由 Nano Loa公司（Nano Loa Inc.)所市售之硼矽酸玻璃，厚度 0.7 mm ’ 尺寸：50 mmx50 mm)。 藉由使用旋轉塗布器塗布聚醯亞胺配向材料，接著預備 性地燒製所獲得之膜，最後於無塵烤箱中燒成所獲得之產 生物，以形成聚醯亞胺配向膜。有關於此應利用之一般工 業程序之詳細，可因應必要而參考文獻，，Liquid Crystal Display Techniques(液晶顯示器技術），，8抓訂〇 T〇sh〇 (1996，東京），第六章。 液晶分子配向膜用係使用R N _丨i 9 9 (日產化學工業）來作 為1〜1.5之預傾角配向物質。作為硬化層之配向膜之膜厚 口又疋為4,500A〜5,〇〇〇A。藉由螺、奮布κ心製， 商品名19RY)，如圖23所示對於基板之中心方向，以構成 30度角度之方式摩擦該硬化配向膜表面。摩擦之壓下量於 128980.doc •37- 200841290 兩基板均為0.5 mm(圖23中’於「重疊面板」所表示之角 度為「疊層面板之摩擦角」）。 <摩擦條件> 摩擦之壓入量：〇. 5 mm 摩擦數：1次 台移動速度：2 mm/秒 輥旋轉頻率：1000 rpm(R=40mm) 作為間隔物係使用平均粒徑為16微米之二氧化矽粒 子。凡成之面板間隙係測定值為！ ·8微米。於i 1〇〇c溫度各 向等性，將上述混合材料注入於面板。注入混合材料後， 控制周邊溫度，以1分鐘2°C之比率逐漸降溫，直到混合材 料呈現強介電性液晶相（40°C )。其後，面板藉由自然冷卻 充分成為室温時，以10分鐘於面板施加+/_1〇 v、頻率5⑻ Hz之三角波電壓（藉由使用NF circuit Block j司製之波形 產生姦，商品名：WF1946F)。於1〇分鐘之電壓施加後， 一面保持相同之電壓施加，一面照射365 nm之紫外光（藉 由使用UVP公司製紫外光，商品名：UVL-56)。照射條件 為5,0〇〇 mj/cm2。有關於此應利用之一般工業程序之詳 細’可因應必要而參考文獻"Liquid Crystal Display

Techniques(液晶顯示器技術）"Sangy〇 Tosho(1996，東 京），第六章。 該面板之初始分子配向係與摩擦方向相同。該面板之電 性反應測疋係籍由二角波電壓之施加而顯示出類比灰階。 有關於此應利用之一般工業程序之詳細，可因應必要而 128980.doc -38 - 200841290 參考文獻 ’’The Optics of Thermotropic Liquid Crystals(熱向 型液晶之光學）u Taylor and Francis : 1998，英國倫敦；第 八章及第九章。 製造例2 液晶分子配向膜用係使用1199(日產化學工業）來作 為1 1 · 5之預傾角配向物質。作為硬化層之配向膜之膜厚 設定為6,5〇〇A〜7,0〇〇A。藉由嫘縈布，如圖23所示對於基 板之中心線，以構成30度角度之方式摩擦該硬化配向膜表 面摩擦之壓下篁於兩基板均為0.5 mm。作為間隔物係使 用平均粒徑為1.6微米之二氧化矽粒子。完成之面板間隙 係測定值為1.8微米。於i1(rc溫度各向等性，將市售之 FLC混合物材料（默克：ZLI_4851•，注人於該面板。注 入混合材料後，控制周邊溫度，以丨分鐘rc之比率逐漸降 溫，直到FLC材料呈現強介電性液晶相（4〇。〇。從層列型A 相往掌性層列型C相之該逐漸降溫過程（乃它至的它），施 加仏2 V、頻率500 Hz之三角波電魔。面板溫度達到4〇〇c 後，將施加三角波電壓提高至仏1〇v。其後，持續施加直 到面板溫度藉由自'然冷卻而成為室溫。於大部分視野中， 該=板之初始分子配向方向係與摩擦方向相同，而於極為 限疋之面顯不出+/_2〇度，從廢檢么 … υ度奴摩擦角偏離。作為在偏光顯微 鏡測定之20倍程度之視野範圍 、 _ 图之十均，该面板之電性反應 測疋顯不出類比灰階切換。 於該製造例中，發現逐漸降、攻 降’皿P自段中過大之電壓施加會 使初始FLC分子配向降低。例 1J如於顯不出層列型A相之溫 128980.doc -39- 200841290 度下，若施加+/-5 V程度之電壓，則沿著摩擦方向顯示出 條狀之配向缺陷。一旦發生該類型之缺陷，掌性層列型c 相（強介電性液晶相）並不會排除缺陷。於逐漸降溫之電壓 施加雖有效，但其條件應嚴格控制。於此等製造例中顯示 為了獲得良好結果，於層列型A相宜為1 V/μιη以下，從層 列型Α相往掌性SmC相之轉移溫度之1 〇 °c下，宜為J .5 V/μιη以下，從相變溫度至2〇°C下宜為5 V/μιη以下，於低 於此之溫度範圍宜為7.5 V/μιη以下。 製造例3 液晶分子配向膜用係使用RN-1199(日產化學工業）來作 為1〜1 · 5 °之預傾角配向物質。作為硬化層之配向膜之膜厚 設定為6,500Α〜7,000Α。藉由嫘縈布，如圖23所示對於基 板之中心線，以構成30度角度之方式摩擦該硬化配向層表 面。摩擦之壓下量於兩基板均為〇·6 mm。作為間隔物係使 用平均粒徑為1.8微米之二氧化矽粒子。完成之面板間隙 係測定值為2.0微米。於130 °C溫度各向等性，將文獻 Molecular Crystals and The liquid crystals(分子結晶及液 日日)’ Naphthalene Base Ferroelectric liquid crystal and Its Electro Optical Properties(萘基底鐵電液晶及其光電特

性）"；Vol. 243，ρρ· 77-pp. 90，（1994)所記載之萘系 flC 混合物材料注入於該面板。該液晶材料在室溫下之螺旋間 距為2.5 mm。 注入液晶材料後，控制周邊溫度，從13 0 °C，以1分鐘1 c之比率逐漸降溫，直到呈現強介電性液晶相之5〇。〇。從 128980.doc -40- 200841290 層列型A相往掌性層列型c相之該逐漸降溫過程（9〇它至5〇 。0,施加+/4 V、頻率500 Hz之三角波電壓。面板溫度達 到50°C後，將施加三角波電壓提高至+/_7 v。其後，持續 施加直到面板溫度藉由自然冷卻而成為室溫。於大部分^ 野中，該面板之初始分子配向方向係與摩擦方向相同。僅 於小且些許之面觀察到從摩擦角偏離+/_17度。作為在偏光 顯微鏡測定之2〇倍程度之視野範圍之平均，如圖Η所示， 該面板之電性反應測定顯示出類比切切換。於該製造例 中’逐漸降溫㈣之施加電壓不限定於三角波，亦發現正 弦波、矩形波亦用以有效使平行於摩擦方向之初始分子配 向安定化。 於上述製造例所獲得之結果匯總於以下表^ 製造例摘要 t [表1] 實施例 光感 性％ 質 基本FLC材料 純粹 傾衅 (度) 配向膜 厚度 (A) 配向> 椒光 壓下量 (mm) 製造例1 有 ZLI4851-100 1 5,000 0.5 比較製造例1 有 ZLI-4851-100 1 200 0.5 比較製造例2 有 ZLI-4851-1〇〇 1 5,000 0.1 製造例2 無 ZLI4851-100 1 7,000 0.5 比較製造例3 有 ZLI-4851-100 1 5,000 0.5 比較製造例4 無 ZLI-4851-100 1 7,000 0.1 比較製造例5 無 ZLI-4851-100 1 200 0.1 比較製造例6 無 ZLI-4851-100 1 200 0.5 比較製造例7 有 ZLI-4851-100 6.5 5,000 0.5 比較製造例8 有 ZLI-4851-100 6.5 200 0.5 比較製造例9 有 ZLI-4851-100 6.5 5,000 0.1 製造例3 無 萘 1 7,000 0.6 比較製造例10 無 萘 1 600 0.2 比較製造例11 無 萘 1 7,000 0.2 比較製造例12 無 萘 1 7,000 0.6 2 2 2 1 5 1 1 1 2 2 2 I 1 I 3 ifj溫 無 無 無 ，500 Hz， 無 ±2V，500 Hz， ±2V，500 Hz， ±2V > 500Hz » 無 無 無 500 Hz， 500 Hz » 500 Hz，

±1 V ±1V ±1V 三角波 三角波 三角波 三角波 三角波 三角波 三角波 ±10 V 土 10V +10V ±10V ±10V ±10V ±10 V ±10V ±10V 土 10V 土 10V ±7V， 土7V， 土7V， ±7V， 500Hz，三角波 500Hz，三角波 500Hz，三角波 500Hz，三角波 500Hz，三角波 500Hz，三角波 500Hz，三角波 500Hz，三角波 500Hz，三角波 500Hz，三角波 500Hz，三角波 500Hz，三角波 500Hz，三角波 500Hz，三角波 500Hz，三角波 -41- 128980.doc 200841290 實施例1 作為本發明之實施例，表示電壓控制方式之一例。使用 大小35 mmx35 mm、厚度〇·7 mm之玻璃基板，於該玻璃基 板上’將直徑15 mm之圓形之透明電極IT〇予以圖案化。 如圖25之模式立體圖所示，將該玻璃基板貼合為透明電極 互相面對面，製成PSS-LCD胞。 使兩片玻璃基板相對向，為了使液晶層之間隙成為一定 大小，使用粒徑1.8 μπι之矽間隔物。於兩片玻璃基板表面 塗布聚醯亞胺並予以燒成後，於互相重疊時，進行摩擦以 使方向平行。其後，於單側之玻璃基板上，將分散於乙醇 之上述間隔物，以每平方mm有i 〇〇個之比率分散。然後， 將兩片玻璃基板重疊為透明電極面對面，於重疊部分填 充·固定雙液性環氧樹脂，製作空胞。 於該胞中，以liot：各向等性注入PSS_LCD用液晶材料 (Nano Loa公司製），製作PSS_LCD胞。確認光軸方位之角 度之結果’該面板之光軸方位之角度約略與摩擦方向平 行。 於藉由上述所獲得之面板，以電壓土5 乂施加頻率Hz 之方形波，測定於施加_5 V之電壓時穿透光量會成為最小 之角度，亦即測定光軸方位。此時，使周圍溫度變化至 30〜60°C，作為光軸方位旋轉之溫度依存性來進行測定。 6代之測定周圍溫度中，，c時之光軸方位之旋轉 角係於21.5 C成為最小。該角度為溫度依存補償之基準角 度0 128980.doc -42· 200841290 如圖24所示，於偏光器呈垂直地配置於檢光器之正交偏 光配置中，配置該PSS-LCD胞。此時，配置為對於檢光器 之吸收軸，與基準角度21.5。呈平行。 以該結構，按照從上述所測定之光軸方位旋轉之溫度依 . 存〖生$出之圖26之曲線來進行控制。換言之，該曲線係藉 由周圍&度’穿透光量成為最小之電壓之曲線。於圖18表 示、、Ό果。相較於如圖9完全不進行控制之狀態，確認明顯 抑制對比率之變動。 ^ 實施例2 表示於本發明利用機械旋轉之控制之一例。 與實施例1相同，使用大小35 mmx35 mm、厚度〇 7 mm 之玻璃基板，於該玻璃基板上，將直徑15 之圓形之透 明電極ITO予以圖案化。如圖25，將該玻璃基板貼合為透 明電極互相面對面，製成PSS_LCD胞。使兩片玻璃基板相 ’子向為了使液晶層之間隙成為一定大小，使用粒徑j8 籲 μ之夕間隔物。於兩片玻璃基板表面塗布聚醯亞胺並予 乂 k成後，於互相重豐時，進行摩擦以使方向平行。其 後’於單侧之玻璃基板上，將分散於乙醇之上述間隔物了 以每平方随有ΠΚ)個之比率分散。然、後，將兩片玻璃基板 - f疊為透明電極面對面’於重疊部分填充•固定雙液性環

氧樹月日’製作空胞。於該胞中，以110 °c各向等性注入 PSS-LCD用液晶材料（N咖Loa公司製），製作PSS_LCD 胞。確認光軸方位之角度之結果，該面板之光軸方位之角 度約略與摩擦方向平行。 128980.doc -43- 200841290 :猎由上述所獲得之面板，以電壓土5 V施加頻率 Hz :波’測定於施加-5 ¥之電壓時穿透光量會成為最小 二亦即測疋光軸方位。此時’使周圍溫度變化至 30〜6〇C，作為光軸方位旋轉之溫度依存性來進行測定。 於圖27表示結果。

一如圖24所不，於偏光器呈垂直地配置於檢光器之正交偏 光配置中，配置該PSS_LCD胞。然後，以對於檢光器之吸 ，軸不施加PSS-LCD胞之電㈣之光軸方位作為基準，按 照圖27，藉由周圍溫度來控制旋轉角。於圖19表示結果。 與實施例1相同，相較於如圖9完全不進行控制之狀態，確 呑忍明顯抑制對比率之變動。 產業上之可利用性 如上述若根據本發明，藉由使用可因應施加電場之大小 及/或方向來旋轉光軸方位之液晶元件（例如pss_LCD)，利 用該類液晶顯示所特有之光電反應特性來進行溫度補償， 可實現實質上維持高穿透率，同時減輕溫度依存性之液晶 裝置。 【圖式簡單說明】 圖1係表示表面安定化強介電性液晶之電場無施加狀態 之光軸方位與溫度依存性之模式俯視圖。 圖2係表示表面安定化強介電性液晶之傾角之溫度依存 性之一例之圖。 圖3係表示PSS-LCD之旋轉角Θ之溫度依存性之一例之 圖0 128980.doc -44 - 200841290 圖4係表示PSS-LCD之電場無施加狀態之光軸方位之模 式俯視圖。 圖5(a)、(b)係表示PSS-LCD之電場施加方向及光軸方位 之旋轉角及旋轉方向之模式俯視圖及模式剖面圖。 圖6係表示PSS-LCD之溫度依存性之模式俯視圖。 ‘ 圖7(a)、（b)係表示PSS-LCD之光閘之遮光狀態及穿透狀 _ 態之模式剖面圖。 圖8(a)、（b)係表示PSS-LCD之光閘之溫度依存性之模式 ⑩ 剖面圖。 圖9係表示由於PSS-LCD之光閘之溫度依存性所造成之 對比比率降低之一例之圖。 圖10係表示藉由PSS-LCD光閘之電壓控制所進行之溫度 依存性改善方法之一例之模式俯視圖。 圖11係表示藉由PSS-LCD之光閘之一例之模式剖面圖。 圖12係表示藉由PSS-LCD之光閘之其他例之模式剖面 • 圖。 圖13(a)〜(c)係表示藉由PSS-LCD光閘之元件旋轉控制所 進行之溫度依存性改善之原理之一例之模式剖面圖。 ’ 圖14係表示藉由PSS-LCD之光閘（利用機械驅動之例）之 . 一例之模式剖面圖。 圖15係表示藉由PSS-LCD之光閘（利用機械驅動之例）之 其他例之模式剖面圖。 圖16係表示藉由PSS-LCD之光閘機械式溫度依存性改善 之結構之一例之模式立體圖。 128980.doc -45· 200841290 圖17係表不藉由# pi德』 5 LLD之先閘機械式溫度依存性改善 之結構之其他例之模式剖面圖。 σ 圖18係表示藉由PSS_LCD之光閘施加電壓控制所進行之 溫度依存性改善實施例之結果。 . 圖19係表示藉由pss_lcd之光閘施加電壓控制所進行之 溫度依存性改善之一例之圖。 ’ 圖20係表示於三角波電壓施加下之分子配向切換間之極 化切換電流之例之圖（測定條件：於24C之(u Hz、10 V三 響 角波）。 圖21係表示以往之SSFLCD面板之情況下之切換間之極 化切換峰值電流之例之圖（測定條件：於24C，0.1 Hz、5 V) 〇 圖22(a)〜（e)係用以說明ps_v_FLCd之〇導向器剖面之模 式圖。 圖2 3係用以說明疊層面板之摩擦角之模式圖。 • 圖2 4係表示可於本發明使用之適合光軸方位之嚴密測定 之要素之一例之結構（測定系統）之模式立體圖。 圖25係表示於本發明之實施例所製作之pSS_LCD胞之一 ' 例之模式立體圖。 • 圖26係表示於本發明之實施例所獲得之控制電壓曲線之 一例之圖。 圖27係表示於本發明之實施例所獲得之控制旋轉角曲線 之一例之圖。 128980.doc -46-

Claims (1)

1. 200841290 、申請專利範圍： 一種液晶裝置，其特锴盔s ^ 少 哥欲為至少包含：1對偏光元件，其 係穿透軸互呈正交；潘曰- 八 一 夜日日70件，其係配置於該1對偏光 元件間；及電壓施加機構，盆 - 舟 /、係對5亥液晶7L件施加電 壓； 前述液晶元件至少包合· 乂 ^ 3 · 1對基板；及液晶材料，其 係配置於該1對基板間· 且可因應施加電場之大小及/或 方向來旋轉光軸方位；且 前述電壓施加機構係可因應前述液晶材料中之液晶分 子配向，來控制應從該電壓施加機構施加於液晶元件之 電壓者。 2. 3· 一種液晶裝置，盆特料或 ^ /、将欲為至少包含：1對偏光元件，其 系牙透軸互相又又，液晶元件，其係配置於該i對偏光 凡件門’及角度凋整機構，其係用以調整該液晶元件與 偏光元件間之角度； 前述液晶元件至少白么.，咖β 乂匕3 · 1對基板；及液晶材料，其 係配置於該1對基板間· 汉间，且可因應施加電場之大小及/或 方向來旋轉光軸方位；且 前述角度調整機構係可因應前述液晶材料中之液晶分 子配向’來控制液晶元件與偏光元件間之角度者。 /:液曰曰裝置’其特徵為至少包含：上對偏光元件，其 係牙透軸互呈正父，液晶元件，其係配置於該1對偏光 電壓施加機構’其係對該液晶元件施加電 壓； 128980.doc 200841290 前述液晶元件至少包含：1對基板；及液晶材料，其 係配置於該1對基板間者；且該液晶元件中之初始分子 配向具有與對於液晶材料之配向處理方向平行或約略平 行之方向，且液晶材料於外部施加電壓不存在（abs印⑶) 下1幾乎未顯示出對於i對基板呈垂直之自發極化；且 刖述電壓施加機構係可因應前述液晶材料中之液晶分 子配向，纟控制應從該電壓施加機構施加於液晶元件之 電壓者。 4· 一種液晶裝置，纟特徵為至少包含：i對偏光元件，其 係牙透軸互相父叉，液晶元件，其係配置於該丨對偏光 兀件間，及角度調整機構，其係用以調整該液晶元件與 偏光元件間之角度； 前述液晶元件至少包含：1對基板；及液晶材料，其 係配置於該1對基板間者；且該液晶元件中之初始分子 配向具有與對於液晶材料之配向處理方向平行或約略平 行之方向，且液晶材料於外部施加電壓不存在下，幾乎 未顯示出對於1對基板呈垂直之自發極化；且 前述角度調整機構係可因應前述液晶材料中之液晶分 子配向，來控制液晶元件與偏光元件間之角度者。 5·如明求項1或2之液晶裝置，其中前述液晶元件係可因應 10〜2 ν/μιη位準之施加電場之大小及/或方向來旋轉光軸 方位者。 6·如請求項1或2之液晶裝置，其中前述液晶元件係可進行 1 ms以下位準之高速反應之液晶材料。 128980.doc 200841290 7. 8. 如請求項1至4中任一項之液晶裝置，其中具有光閘功 能。 如請求項1至4中任一項之液晶裝置，其中前述液晶元件 9. 中之液晶分子配向係藉由前述液晶材料之溫度來表現。 如請求項1至4中任一項之液晶裝置，复 /、τ如述液晶材料 中之液晶分子配向係It由來自前诚彳含 义1每光元件之一方之射 出光之強度來表現。 • • 128980.doc