JPH06110027A - 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
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- JPH06110027A JPH06110027A JP7174592A JP7174592A JPH06110027A JP H06110027 A JPH06110027 A JP H06110027A JP 7174592 A JP7174592 A JP 7174592A JP 7174592 A JP7174592 A JP 7174592A JP H06110027 A JPH06110027 A JP H06110027A
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- crystal cell
- dielectric constant
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- Testing Of Optical Devices Or Fibers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ネマチック液晶の特性を評価するのに適した
液晶セルの特性測定方法に関し、比較的安価な測定系を
用いて、アンカリングエネルギを精度良く測定すること
のできる液晶セルの特性測定方法を提供することを目的
とする。 【構成】 ネマチック液晶セルに電圧を印加した時の、
光透過率と過渡的誘電率とを測定することによりアンカ
リングエネルギを求めることを特徴とする。
液晶セルの特性測定方法に関し、比較的安価な測定系を
用いて、アンカリングエネルギを精度良く測定すること
のできる液晶セルの特性測定方法を提供することを目的
とする。 【構成】 ネマチック液晶セルに電圧を印加した時の、
光透過率と過渡的誘電率とを測定することによりアンカ
リングエネルギを求めることを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、液晶表示装置に関し、
特にネマチック液晶の特性を評価するのに適した液晶セ
ルの特性測定方法に関する。
特にネマチック液晶の特性を評価するのに適した液晶セ
ルの特性測定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】液晶セルの特性を評価する方法の１つと
して、アンカリングエネルギの測定を行なう方法があ
る。
して、アンカリングエネルギの測定を行なう方法があ
る。
【０００３】図３に、従来の技術によるアンカリングエ
ネルギの測定方法の１つであるリターデーション法を示
す。図３（Ａ）は測定系を示すブロック図であり、図３
（Ｂ）は測定結果からアンカリングエネルギを求める手
順を説明するためのグラフである。
ネルギの測定方法の１つであるリターデーション法を示
す。図３（Ａ）は測定系を示すブロック図であり、図３
（Ｂ）は測定結果からアンカリングエネルギを求める手
順を説明するためのグラフである。
【０００４】図３（Ａ）において、ヘリウム−ネオン
（Ｈｅ−Ｎｅ）レーザ５１から発したレーザ光は、グラ
ム・トンプソンプリズム５２によって直線偏光とされた
後、チョッパ５３でチョップされてパルス光信号とな
る。このパルス光信号は、ビームサンプラ５４によって
２つの光ビームに分割され、その一方はそのままホトデ
テクタ６２によって検出される。
（Ｈｅ−Ｎｅ）レーザ５１から発したレーザ光は、グラ
ム・トンプソンプリズム５２によって直線偏光とされた
後、チョッパ５３でチョップされてパルス光信号とな
る。このパルス光信号は、ビームサンプラ５４によって
２つの光ビームに分割され、その一方はそのままホトデ
テクタ６２によって検出される。
【０００５】ビームサンプラ５４で分割された他方の光
ビームはグラムトンプソンプリズム５５を介してサンプ
ル５７に入射し、サンプル５７を透過した光をグラムト
ンプソンプリズム５８を介してホトデテクタ５９で検出
する。サンプル５７の温度は、温度調節回路６１によっ
て調節される。また、サンプル５７には電磁石５６ａ、
５６ｂによって磁界が印加される。
ビームはグラムトンプソンプリズム５５を介してサンプ
ル５７に入射し、サンプル５７を透過した光をグラムト
ンプソンプリズム５８を介してホトデテクタ５９で検出
する。サンプル５７の温度は、温度調節回路６１によっ
て調節される。また、サンプル５７には電磁石５６ａ、
５６ｂによって磁界が印加される。
【０００６】ホトデテクタ５９、６２で検出されたサン
プル５７を透過した光と透過しない光の比をとってリタ
デーションを算出する。図示の構成においては、測定精
度を上げるため、ロックインアンプ６３、６４、ノイズ
アンプ６０を用いる。
プル５７を透過した光と透過しない光の比をとってリタ
デーションを算出する。図示の構成においては、測定精
度を上げるため、ロックインアンプ６３、６４、ノイズ
アンプ６０を用いる。
【０００７】すなわち、ホトデテクタ５９で検出された
信号は、ノイズアンプ６０を介してロックインアンプ６
４に印加される。ロックインアンプ６４の参照信号とし
ては、チョッパ５３からの信号を用いる。
信号は、ノイズアンプ６０を介してロックインアンプ６
４に印加される。ロックインアンプ６４の参照信号とし
ては、チョッパ５３からの信号を用いる。
【０００８】また、ホトデテクタ６２で検出された信号
は、ロックインアンプ６３で検出され、さらにロックイ
ンアンプ６４に印加される。ロックインアンプ６３に
も、参照信号としてチョッパ５３からの信号が供給され
る。
は、ロックインアンプ６３で検出され、さらにロックイ
ンアンプ６４に印加される。ロックインアンプ６３に
も、参照信号としてチョッパ５３からの信号が供給され
る。
【０００９】ロックインアンプ６４で検出した２つの光
信号の検出信号は、マイコン６５に供給され、プリンタ
６６から出力される。
信号の検出信号は、マイコン６５に供給され、プリンタ
６６から出力される。
【００１０】図３（Ｂ）は、測定結果からアンカリング
エネルギを算出する方法を説明するグラフである。図３
（Ｂ）において、横軸は１／ＣＶを示し、縦軸はリター
デーションの比Ｒ／Ｒ0 を示す。
エネルギを算出する方法を説明するグラフである。図３
（Ｂ）において、横軸は１／ＣＶを示し、縦軸はリター
デーションの比Ｒ／Ｒ0 を示す。
【００１１】Ｒは、サンプルを透過した光のリターデー
ションであり、Ｒ0 はサンプルを透過しない光のリター
デーションである。駆動電圧、磁界、もしくは誘電率に
対するリターデーションの変化から、図３（Ｂ）に示す
ように外挿長ｄｅを求め、アンカリングエネルギを得
る。
ションであり、Ｒ0 はサンプルを透過しない光のリター
デーションである。駆動電圧、磁界、もしくは誘電率に
対するリターデーションの変化から、図３（Ｂ）に示す
ように外挿長ｄｅを求め、アンカリングエネルギを得
る。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】図３に示したような方
法によって、液晶セルのリターデーションを測定するこ
とができるが、この方法には種々の制限が伴う。
法によって、液晶セルのリターデーションを測定するこ
とができるが、この方法には種々の制限が伴う。
【００１３】すなわち、液晶セルのセル厚が約５０μｍ
以上と厚くないと測定をすることが困難である。また、
液晶セルがホモジニアス配向でなければ、測定をするこ
とが困難である。
以上と厚くないと測定をすることが困難である。また、
液晶セルがホモジニアス配向でなければ、測定をするこ
とが困難である。
【００１４】すなわち、ツイステドネマチック、スーパ
ツイステドネマチック等の液晶セルの測定は行なうこと
ができない。また、アンカリングエネルギが大きいもの
は、外挿長がほとんど０になり、差が判らない。このた
め、アンカリングエネルギが小さいものしか精度のある
測定を行なうことができない。さらに、図３（Ａ）に示
すような測定系は高価である。
ツイステドネマチック等の液晶セルの測定は行なうこと
ができない。また、アンカリングエネルギが大きいもの
は、外挿長がほとんど０になり、差が判らない。このた
め、アンカリングエネルギが小さいものしか精度のある
測定を行なうことができない。さらに、図３（Ａ）に示
すような測定系は高価である。
【００１５】本発明の目的は、比較的安価な測定系を用
いて、アンカリングエネルギを精度良く測定することの
できる液晶セルの特性測定方法を提供することである。
いて、アンカリングエネルギを精度良く測定することの
できる液晶セルの特性測定方法を提供することである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】本発明の液晶セルの特性
測定方法は、ネマチック液晶セルに電圧を印加した時
の、光透過率と過渡的誘電率とを測定することによりア
ンカリングエネルギを求めることを特徴とする。
測定方法は、ネマチック液晶セルに電圧を印加した時
の、光透過率と過渡的誘電率とを測定することによりア
ンカリングエネルギを求めることを特徴とする。
【００１７】
【作用】ネマチック液晶セルに電圧を印加した時の、光
透過率と過渡的誘電率とを測定することにより、アンカ
リングエネルギを精度良く求めることができる。
透過率と過渡的誘電率とを測定することにより、アンカ
リングエネルギを精度良く求めることができる。
【００１８】
【実施例】図１に、本発明の実施例によるアンカリング
エネルギの測定を示す。図１（Ａ）は過渡的誘電率の測
定装置を示し、図１（Ｂ）は電圧を印加した液晶セルか
ら得られる光透過率と過渡的誘電率の測定結果の例を示
す。
エネルギの測定を示す。図１（Ａ）は過渡的誘電率の測
定装置を示し、図１（Ｂ）は電圧を印加した液晶セルか
ら得られる光透過率と過渡的誘電率の測定結果の例を示
す。
【００１９】図１（Ａ）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
ブリッジ発振回路の一部を構成している。
から発生した任意波形は、アンプ２を介して試料５を挟
む電極４ａ、４ｂ間に印加される。試料５は、ウィーン
ブリッジ発振回路の一部を構成している。
【００２０】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
も行なう。
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
も行なう。
【００２１】試料５に連続的に変化する電圧を印加し、
セルの容量変化をウィーンブリッジ回路で発振周波数の
変化に変換し、過渡的誘電率の測定を行なう。
セルの容量変化をウィーンブリッジ回路で発振周波数の
変化に変換し、過渡的誘電率の測定を行なう。
【００２２】なお、同一または同様の電圧を印加した試
料５の光透過率を別途測定する。図１（Ｂ）は、このよ
うな測定系によって測定した結果の例を示す。なお、試
料５としては、ツイステドネマチックセル５ＣＢ、４．
５μｍ厚を用いた。
料５の光透過率を別途測定する。図１（Ｂ）は、このよ
うな測定系によって測定した結果の例を示す。なお、試
料５としては、ツイステドネマチックセル５ＣＢ、４．
５μｍ厚を用いた。
【００２３】図中横軸に時間をとり、縦軸に印加電圧、
光透過率、誘電率をとる。光透過率Ｔおよび誘電率εの
変化は、印加電圧ＶＳに対応しており、液晶セルに電圧
が印加されると、ネマチック液晶分子が基板表面に対し
て、ほぼ垂直に立つことに対応している。
光透過率、誘電率をとる。光透過率Ｔおよび誘電率εの
変化は、印加電圧ＶＳに対応しており、液晶セルに電圧
が印加されると、ネマチック液晶分子が基板表面に対し
て、ほぼ垂直に立つことに対応している。
【００２４】しかしながら、光透過率がある程度の印加
電圧でほぼ飽和しているのに対し、誘電率はより広い範
囲で印加電圧の変化と共に変化している。これは、印加
電圧によってツイステドネマチック液晶の螺旋がほどけ
ても、基板界面の液晶分子はまだ完全にはたっておら
ず、その変化が誘電率の変化として検出されたものであ
る。この光透過率と誘電率の変化のずれは、アンカリン
グ強度が強いほど顕著になる。
電圧でほぼ飽和しているのに対し、誘電率はより広い範
囲で印加電圧の変化と共に変化している。これは、印加
電圧によってツイステドネマチック液晶の螺旋がほどけ
ても、基板界面の液晶分子はまだ完全にはたっておら
ず、その変化が誘電率の変化として検出されたものであ
る。この光透過率と誘電率の変化のずれは、アンカリン
グ強度が強いほど顕著になる。
【００２５】たとえば、フランクの連続体理論から基礎
方程式を導出し、オイラ−ラグランジェの方程式から自
由エネルギの極小値を求め、シミュレーション等でアン
カリング強度を求めることができる。
方程式を導出し、オイラ−ラグランジェの方程式から自
由エネルギの極小値を求め、シミュレーション等でアン
カリング強度を求めることができる。
【００２６】図２は、液晶セルの配向膜を変えた時の誘
電率の変化を示す測定結果である。図２（Ａ）は印加電
圧の変化に対する相対的電気容量の変化を種々の配向膜
に対して測定した結果を示す。液晶分子が基板表面に対
して立てば、垂直方向の誘電率が高くなり、電気容量は
増加する。
電率の変化を示す測定結果である。図２（Ａ）は印加電
圧の変化に対する相対的電気容量の変化を種々の配向膜
に対して測定した結果を示す。液晶分子が基板表面に対
して立てば、垂直方向の誘電率が高くなり、電気容量は
増加する。
【００２７】アンカリングエネルギが強いと言われるポ
リイミドを配向膜として用いた場合、液晶分子は立ちに
くいことが示されている。ポリイミドの特性と比較し
て、アンカリングエネルギが低いと言われるポリピロー
ルＰＰ、斜方蒸着ＳｉＯ、ラングミュアブロジェット膜
ＬＢは変化が急峻である。
リイミドを配向膜として用いた場合、液晶分子は立ちに
くいことが示されている。ポリイミドの特性と比較し
て、アンカリングエネルギが低いと言われるポリピロー
ルＰＰ、斜方蒸着ＳｉＯ、ラングミュアブロジェット膜
ＬＢは変化が急峻である。
【００２８】すなわち、これらの配向膜に対しては液晶
分子が電圧印加に応じて立ちやすいことが示されてい
る。このような相対的電気容量の変化の様子から、アン
カリング強度を調べることができる。
分子が電圧印加に応じて立ちやすいことが示されてい
る。このような相対的電気容量の変化の様子から、アン
カリング強度を調べることができる。
【００２９】図２（Ｂ）は、Ｖth／ＶＳに対するＣ／Ｃ
⊥を示す。ここで、Ｖthは液晶の閾値、ＶＳは印加電
圧、Ｃ⊥は液晶分子が水平配向の場合の液晶の電気容
量、Ｃは印加電圧ＶＳに応じて変化した液晶の電気容量
を示す。
⊥を示す。ここで、Ｖthは液晶の閾値、ＶＳは印加電
圧、Ｃ⊥は液晶分子が水平配向の場合の液晶の電気容
量、Ｃは印加電圧ＶＳに応じて変化した液晶の電気容量
を示す。
【００３０】通常、水平配向の液晶の電気容量に対する
電圧印加時の液晶の電気容量は、液晶の弾性定数によっ
て決まるため、Ｖth／ＶＳに対してリニアな特性を示す
ことが期待される。アンカリングエネルギの強いポリイ
ミドに対しては、図２（Ｂ）の特性はほぼ直線に乗って
おり、この推論を裏付けている。
電圧印加時の液晶の電気容量は、液晶の弾性定数によっ
て決まるため、Ｖth／ＶＳに対してリニアな特性を示す
ことが期待される。アンカリングエネルギの強いポリイ
ミドに対しては、図２（Ｂ）の特性はほぼ直線に乗って
おり、この推論を裏付けている。
【００３１】しかしながら、アンカリングエネルギの弱
いポリピロールＰＰ、斜方蒸着ＳｉＯ、ラングミュアブ
ロジェット膜ＬＢに対しては、測定された関係に曲がり
が見られる。この曲がりによってアンカリングエネルギ
の強度が調べられる。
いポリピロールＰＰ、斜方蒸着ＳｉＯ、ラングミュアブ
ロジェット膜ＬＢに対しては、測定された関係に曲がり
が見られる。この曲がりによってアンカリングエネルギ
の強度が調べられる。
【００３２】このように、図１に示した測定系を用いる
ことにより、セル厚の薄い液晶セルのアンカリングエネ
ルギを精度良く測定することができる。
ことにより、セル厚の薄い液晶セルのアンカリングエネ
ルギを精度良く測定することができる。
【００３３】特に、液晶製品としてよく用いられる１．
５〜１０μｍのセル厚を有する液晶セルに対しても測定
精度が高い。ツイステドネマチック液晶セルや、スーパ
ツイステドネマチック液晶セルに対しても測定を行なう
ことができる。また、アンカリングエネルギの大きい配
向膜についても、精度のよい測定を行なうことができ
る。
５〜１０μｍのセル厚を有する液晶セルに対しても測定
精度が高い。ツイステドネマチック液晶セルや、スーパ
ツイステドネマチック液晶セルに対しても測定を行なう
ことができる。また、アンカリングエネルギの大きい配
向膜についても、精度のよい測定を行なうことができ
る。
【００３４】特に、ポリイミド配向膜は多くの液晶製品
で用いられているが、アンカリングエネルギが大きいた
め、従来のリターデーション方法によっては測定が難し
かったが、上述の方法によってアンカリングエネルギを
容易に求めることができる。
で用いられているが、アンカリングエネルギが大きいた
め、従来のリターデーション方法によっては測定が難し
かったが、上述の方法によってアンカリングエネルギを
容易に求めることができる。
【００３５】さらに、図１に示した測定系は、従来の測
定系と比較して安価に構成することができる。
定系と比較して安価に構成することができる。
【００３６】以上実施例に沿って本発明を説明したが、
本発明はこれらに制限されるものではない。たとえば、
種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者
に自明であろう。
本発明はこれらに制限されるものではない。たとえば、
種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者
に自明であろう。
【００３７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
比較的安価な測定系を用い、容易に、精度良く液晶セル
のアンカリングエネルギを求めることができる。
比較的安価な測定系を用い、容易に、精度良く液晶セル
のアンカリングエネルギを求めることができる。
【図１】本発明の実施例によるアンカリングエネルギの
測定を説明するためのブロック図およびグラフである。
測定を説明するためのブロック図およびグラフである。
【図２】図１に示した測定系を用いて求めた配向膜を変
えた時の誘電率の変化およびＣ／Ｃ⊥対Ｖth／ＶＳの関
係を示すグラフである。
えた時の誘電率の変化およびＣ／Ｃ⊥対Ｖth／ＶＳの関
係を示すグラフである。
【図３】従来の技術によるアンカリングエネルギの測定
系を示すブロック図およびグラフである。
系を示すブロック図およびグラフである。
１ 任意波形発生装置 ２ アンプ ３ ウィーンブリッジ発振回路 ４ 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
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成４年４月７日
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１】
【図２】
【図３】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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 (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
Claims (2)
- 【請求項１】 ネマチック液晶セルに電圧を印加した時
の、光透過率と過渡的誘電率とを測定することによりア
ンカリングエネルギを求めることを特徴とする液晶セル
の特性測定方法。 - 【請求項２】 前記光透過率と過渡的誘電率の測定をウ
ィーンブリッジの発振周波数の変化を用いて行なうこと
を特徴とする請求項１記載の液晶セルの特性測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7174592A JPH06110027A (ja) | 1992-03-30 | 1992-03-30 | 液晶セルの特性測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7174592A JPH06110027A (ja) | 1992-03-30 | 1992-03-30 | 液晶セルの特性測定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06110027A true JPH06110027A (ja) | 1994-04-22 |
Family
ID=13469372
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7174592A Withdrawn JPH06110027A (ja) | 1992-03-30 | 1992-03-30 | 液晶セルの特性測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06110027A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08262385A (ja) * | 1994-09-30 | 1996-10-11 | Toshiba Corp | 液晶素子評価方法および評価装置 |
| JPH09105703A (ja) * | 1995-10-12 | 1997-04-22 | Toshiba Corp | 液晶素子評価方法および評価装置 |
| US6054870A (en) * | 1996-05-16 | 2000-04-25 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Liquid crystal device evaluation method and apparatus |
-
1992
- 1992-03-30 JP JP7174592A patent/JPH06110027A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08262385A (ja) * | 1994-09-30 | 1996-10-11 | Toshiba Corp | 液晶素子評価方法および評価装置 |
| JPH09105703A (ja) * | 1995-10-12 | 1997-04-22 | Toshiba Corp | 液晶素子評価方法および評価装置 |
| US6054870A (en) * | 1996-05-16 | 2000-04-25 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Liquid crystal device evaluation method and apparatus |
| WO2004079323A1 (ja) * | 1996-05-16 | 2004-09-16 | Taeko Urano | 液晶素子評価方法および評価装置 |
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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: 19990608 |