JPH07140493A - 液晶セル、液晶ライトバルブおよび反強誘電性液晶の螺旋ピッチ測定装置 - Google Patents
液晶セル、液晶ライトバルブおよび反強誘電性液晶の螺旋ピッチ測定装置Info
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- JPH07140493A JPH07140493A JP6209135A JP20913594A JPH07140493A JP H07140493 A JPH07140493 A JP H07140493A JP 6209135 A JP6209135 A JP 6209135A JP 20913594 A JP20913594 A JP 20913594A JP H07140493 A JPH07140493 A JP H07140493A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 反強誘電性液晶を垂直配向させた液晶セルを
用い、セル中に挟み込んで、平行に対向させた電極間に
低い電界を印加することによって、反強誘電性液晶の分
子配向の方向を変化させ、直交した偏光板の間に置いた
時に明暗のコントラストを生じさせて、低電界駆動によ
る高速応答の液晶ライトバルブの提供。 【構成】 垂直配向層３，４を有する透明基板１，２を
それぞれ垂直配向層を内側にして対向させ、その間に一
対以上のプラス電極５とマイナス電極６を平行に挿入配
置し、垂直配向層とプラス電極およびマイナス電極間に
囲まれた空間に反強誘電性液晶７を封入したことを特徴
とする液晶セル、および該液晶セルとその上下透明基板
の外側にそれぞれの偏光方向が平行にならないような関
係で配置された偏光板よりなることを特徴とする液晶ラ
イトバルブ。
用い、セル中に挟み込んで、平行に対向させた電極間に
低い電界を印加することによって、反強誘電性液晶の分
子配向の方向を変化させ、直交した偏光板の間に置いた
時に明暗のコントラストを生じさせて、低電界駆動によ
る高速応答の液晶ライトバルブの提供。 【構成】 垂直配向層３，４を有する透明基板１，２を
それぞれ垂直配向層を内側にして対向させ、その間に一
対以上のプラス電極５とマイナス電極６を平行に挿入配
置し、垂直配向層とプラス電極およびマイナス電極間に
囲まれた空間に反強誘電性液晶７を封入したことを特徴
とする液晶セル、および該液晶セルとその上下透明基板
の外側にそれぞれの偏光方向が平行にならないような関
係で配置された偏光板よりなることを特徴とする液晶ラ
イトバルブ。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、垂直配向層を持つ透明
基板間に挟み込んだ平行に対向した電極の間に反強誘電
性液晶を封入した液晶セル、または垂直配向層を持つ透
明基板間に挟みこんだ平行に対向した電極の間に、垂直
配向層に対して螺旋軸が垂直に、電極に対して平行にな
るように、反強誘電性液晶を封入した液晶セル、これら
の液晶セルの上下を偏光板で挾んだ液晶ライトバルブお
よび螺旋ピッチ測定装置に関する。
基板間に挟み込んだ平行に対向した電極の間に反強誘電
性液晶を封入した液晶セル、または垂直配向層を持つ透
明基板間に挟みこんだ平行に対向した電極の間に、垂直
配向層に対して螺旋軸が垂直に、電極に対して平行にな
るように、反強誘電性液晶を封入した液晶セル、これら
の液晶セルの上下を偏光板で挾んだ液晶ライトバルブお
よび螺旋ピッチ測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の液晶ライトバルブは、ネマチック
液晶を用いており、ネマチック液晶の電界に対する応答
速度が数ミリ秒と遅いため、応答速度が不十分であっ
た。特開昭５６−１０７２６号公報に基づいて強誘電性
液晶が従来のネマチック液晶にくらべて高速応答を有す
ることに着目し、高速応答型の液晶ライトバルブの開発
が試みられてきた。しかし、強誘電性液晶の配向はネマ
チック液晶の配向にくらべてこわれやすく、一度こわれ
ると復帰はしない。また、しきい値電圧がネマチック液
晶のＴＮモードにくらべて高いなどの問題点が観察され
てきた。
液晶を用いており、ネマチック液晶の電界に対する応答
速度が数ミリ秒と遅いため、応答速度が不十分であっ
た。特開昭５６−１０７２６号公報に基づいて強誘電性
液晶が従来のネマチック液晶にくらべて高速応答を有す
ることに着目し、高速応答型の液晶ライトバルブの開発
が試みられてきた。しかし、強誘電性液晶の配向はネマ
チック液晶の配向にくらべてこわれやすく、一度こわれ
ると復帰はしない。また、しきい値電圧がネマチック液
晶のＴＮモードにくらべて高いなどの問題点が観察され
てきた。
【０００３】特開平２−１５３３２２号公報には、電界
を印加していない時に第三の安定状態を示す反強誘電性
液晶表示素子が示されているが、この液晶を用いれば高
速応答と配向のこわれにくさを実現できるはずである。
しかし、反強誘電性液晶は、例えばＪＰＮ．Ｊ．ＡＰＰ
Ｌ．ＰＨＹＳ．ＶＯＬ２７，ＮＯ５，１９８８，Ｐ７２
９〜７３２に示されているように、しきい値電界が高い
（２ＭＶ／ｍ以上）ものであり、ライトバルブを交番電
界で駆動する場合、消費電力が大きくなるという問題を
抱えている。なお、３つの安定状態をもつ反強誘電性液
晶を平行配向処理を施した透明電極付透明基板間に封入
し、これに電圧を印加する液晶電気光学装置について
は、すでに本出願人が特願昭６３−７０２１２号として
出願し、特開平２−１５３３２２号として公開されてい
る。
を印加していない時に第三の安定状態を示す反強誘電性
液晶表示素子が示されているが、この液晶を用いれば高
速応答と配向のこわれにくさを実現できるはずである。
しかし、反強誘電性液晶は、例えばＪＰＮ．Ｊ．ＡＰＰ
Ｌ．ＰＨＹＳ．ＶＯＬ２７，ＮＯ５，１９８８，Ｐ７２
９〜７３２に示されているように、しきい値電界が高い
（２ＭＶ／ｍ以上）ものであり、ライトバルブを交番電
界で駆動する場合、消費電力が大きくなるという問題を
抱えている。なお、３つの安定状態をもつ反強誘電性液
晶を平行配向処理を施した透明電極付透明基板間に封入
し、これに電圧を印加する液晶電気光学装置について
は、すでに本出願人が特願昭６３−７０２１２号として
出願し、特開平２−１５３３２２号として公開されてい
る。
【０００４】また、垂直配向セルに挟み込んだ場合、反
強誘電性液晶は二重らせんを巻いていることが、ＪＰ
Ｎ．Ｊ．ＡＰＰＬ．ＰＨＹＳ．ＶＯＬ２８，ＮＯ７，Ｊ
ＵＬＹ，１９８９，Ｐ１２６５〜１２６８に報告されて
いる。また、螺旋の巻具合い、すなわち螺旋のピッチは
セルに封入した時の反強誘電性液晶の配向に大きく影響
するにもかかわらず、分光器を用いた従来の方法では未
だに正確に求められていない。
強誘電性液晶は二重らせんを巻いていることが、ＪＰ
Ｎ．Ｊ．ＡＰＰＬ．ＰＨＹＳ．ＶＯＬ２８，ＮＯ７，Ｊ
ＵＬＹ，１９８９，Ｐ１２６５〜１２６８に報告されて
いる。また、螺旋の巻具合い、すなわち螺旋のピッチは
セルに封入した時の反強誘電性液晶の配向に大きく影響
するにもかかわらず、分光器を用いた従来の方法では未
だに正確に求められていない。
【０００５】さらに反強誘電性液晶化合物は、本発明者
の特開平１−３１６３６７号、特開平１−３１６３７２
号、特開平１−３１６３３９号、特開平２−２８１２８
号及び市橋等の特開平１−２１３３９０号公報があり、
また反強誘電性液晶を利用した液晶電気光学装置として
は本出願人の特開平２−４０６２５号、特開平２−１５
３３２２号、特開平２−１７３７２４号がある。しか
し、これらの先行文献には本発明のような構造の液晶ラ
イトバルブを示唆する記載はない。
の特開平１−３１６３６７号、特開平１−３１６３７２
号、特開平１−３１６３３９号、特開平２−２８１２８
号及び市橋等の特開平１−２１３３９０号公報があり、
また反強誘電性液晶を利用した液晶電気光学装置として
は本出願人の特開平２−４０６２５号、特開平２−１５
３３２２号、特開平２−１７３７２４号がある。しか
し、これらの先行文献には本発明のような構造の液晶ラ
イトバルブを示唆する記載はない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明の第一
の目的は、前述したような不具合に対処すべく、反強誘
電性液晶を垂直配向させた液晶セルを提供すること、お
よびこの液晶セル中に挟み込んで平行に対向させた電極
間に低い電界を印加することによって、反強誘電性液晶
の分子配向の方向を変化させ、それぞれの偏光方向が平
行にならないように、好ましくは偏光方向が直交するよ
うな関係の偏光板の間に前記液晶セルを置いた時に明暗
のコントラストを生じさせて、低電界駆動によっても高
速応答が可能な液晶ライトバルブを提供する点にある。
の目的は、前述したような不具合に対処すべく、反強誘
電性液晶を垂直配向させた液晶セルを提供すること、お
よびこの液晶セル中に挟み込んで平行に対向させた電極
間に低い電界を印加することによって、反強誘電性液晶
の分子配向の方向を変化させ、それぞれの偏光方向が平
行にならないように、好ましくは偏光方向が直交するよ
うな関係の偏光板の間に前記液晶セルを置いた時に明暗
のコントラストを生じさせて、低電界駆動によっても高
速応答が可能な液晶ライトバルブを提供する点にある。
【０００７】本発明の第二の目的は、前述したような不
具合に対処すべく、螺旋を巻いた反強誘電性液晶の螺旋
軸を垂直配向層に垂直になるように封入した液晶セルを
提供すること、およびこの液晶セル中に挟み込んで平行
に対向させた電極間に低い電界を反強誘電性液晶の螺旋
軸に垂直に印加することによって、反強誘電性液晶の螺
旋構造を歪ませるか、または螺旋ピッチを変化させ、そ
れぞれの偏光方向が平行にならないように、好ましくは
偏光方向が直交するような関係の偏向板の間に置いた時
に明暗のコントラストを生じさせて、低電界駆動によっ
ても高速応答が可能な液晶ライトバルブを提供する点に
ある。
具合に対処すべく、螺旋を巻いた反強誘電性液晶の螺旋
軸を垂直配向層に垂直になるように封入した液晶セルを
提供すること、およびこの液晶セル中に挟み込んで平行
に対向させた電極間に低い電界を反強誘電性液晶の螺旋
軸に垂直に印加することによって、反強誘電性液晶の螺
旋構造を歪ませるか、または螺旋ピッチを変化させ、そ
れぞれの偏光方向が平行にならないように、好ましくは
偏光方向が直交するような関係の偏向板の間に置いた時
に明暗のコントラストを生じさせて、低電界駆動によっ
ても高速応答が可能な液晶ライトバルブを提供する点に
ある。
【０００８】本発明の第三の目的は、前記螺旋を巻いた
セルを用いて反強誘電性液晶の選択反射波長を正確に測
定することにより、螺旋ピッチを正確に測定する装置を
提供する点にある。
セルを用いて反強誘電性液晶の選択反射波長を正確に測
定することにより、螺旋ピッチを正確に測定する装置を
提供する点にある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の第一は、垂直配
向層を有する透明基板をそれぞれ垂直配向層を内側にし
て対向させ、その間に一対以上のプラス電極とマイナス
電極を平行に挿入配置し、垂直配向層とプラス電極およ
びマイナス電極間に囲まれた空間に反強誘電性液晶を封
入した液晶セルに関する。
向層を有する透明基板をそれぞれ垂直配向層を内側にし
て対向させ、その間に一対以上のプラス電極とマイナス
電極を平行に挿入配置し、垂直配向層とプラス電極およ
びマイナス電極間に囲まれた空間に反強誘電性液晶を封
入した液晶セルに関する。
【００１０】本発明の第二は、垂直配向層を有する透明
基板をそれぞれ垂直配向層を内側にして対向させ、その
間に一対以上のプラス電極とマイナス電極を平行に挿入
配置し、垂直配向層とプラス電極およびマイナス電極間
に囲まれた空間に螺旋を巻いた反強誘電性液晶を該液晶
の螺旋軸が垂直配向層に対しては垂直に、両電極に対し
ては平行になるように封入した液晶セルに関する。
基板をそれぞれ垂直配向層を内側にして対向させ、その
間に一対以上のプラス電極とマイナス電極を平行に挿入
配置し、垂直配向層とプラス電極およびマイナス電極間
に囲まれた空間に螺旋を巻いた反強誘電性液晶を該液晶
の螺旋軸が垂直配向層に対しては垂直に、両電極に対し
ては平行になるように封入した液晶セルに関する。
【００１１】本発明の第三は、請求項１または２記載の
液晶セルおよび前記液晶セルの上下透明基板の外側にそ
れぞれの偏光方向が平行にならないような関係で配置さ
れた偏光板よりなることを特徴とする液晶ライトバルブ
に関する。
液晶セルおよび前記液晶セルの上下透明基板の外側にそ
れぞれの偏光方向が平行にならないような関係で配置さ
れた偏光板よりなることを特徴とする液晶ライトバルブ
に関する。
【００１２】第一〜第三発明において、前記平行に挿入
配置されたプラス電極とマイナス電極との間隙は１００
μｍ〜２ｍｍ、好ましくは１００μｍ〜２００μｍであ
る。前記対向させた透明基板の間隔は５０〜２００μｍ
であることが好ましい。
配置されたプラス電極とマイナス電極との間隙は１００
μｍ〜２ｍｍ、好ましくは１００μｍ〜２００μｍであ
る。前記対向させた透明基板の間隔は５０〜２００μｍ
であることが好ましい。
【００１３】また、本発明の第三においては、上下の透
明基板の外側に偏光板をそれぞれの偏光方向が直交する
ような関係（それに近い関係を含む）で配置することが
好ましい。
明基板の外側に偏光板をそれぞれの偏光方向が直交する
ような関係（それに近い関係を含む）で配置することが
好ましい。
【００１４】このように構成した本発明の液晶ライトバ
ルブは、印加電界とお互いに偏光方向が直交した偏光板
の作用により前記反強誘電性液晶を透過する光の強度が
変化するというような印加電界−透過光強度特性を発揮
し、これにより、印加電界に対する透過光強度の変化の
しきい値電界を低下させ、機械的ショックに対しても配
向がこわれにくくすることができた。
ルブは、印加電界とお互いに偏光方向が直交した偏光板
の作用により前記反強誘電性液晶を透過する光の強度が
変化するというような印加電界−透過光強度特性を発揮
し、これにより、印加電界に対する透過光強度の変化の
しきい値電界を低下させ、機械的ショックに対しても配
向がこわれにくくすることができた。
【００１５】本発明の第四は、 単色の光の波長を連続的に変化させて光を発射する
出力光手段、 垂直配向層を有する透明基板をそれぞれ垂直配向層
を内側にして対向させ、その間に一対以上のプラス電極
とマイナス電極を平行に挿入配置し、垂直配向層とプラ
ス電極およびマイナス電極間に囲まれた空間に螺旋を巻
いた反強誘電性液晶を、該液晶の螺旋軸が垂直配向層に
対しては垂直に、両電極に対しては平行になるように封
入した液晶セル、その一方の側に設けられた偏光子およ
びその他方の側に設けられた検光子よりなり、両者はそ
れぞれの偏光方向が平行にならないような関係で配置さ
れている液晶ライトバルブ、 前記液晶ライトバルブの作動温度を制御するための
温度コントローラ、 出力光手段から偏光子、前記液晶セル、検光子の順
で通過してきた光を検知するための光検出器、よりなる
ことを特徴とする反強誘電性液晶の螺旋ピッチ測定装置
に関する。
出力光手段、 垂直配向層を有する透明基板をそれぞれ垂直配向層
を内側にして対向させ、その間に一対以上のプラス電極
とマイナス電極を平行に挿入配置し、垂直配向層とプラ
ス電極およびマイナス電極間に囲まれた空間に螺旋を巻
いた反強誘電性液晶を、該液晶の螺旋軸が垂直配向層に
対しては垂直に、両電極に対しては平行になるように封
入した液晶セル、その一方の側に設けられた偏光子およ
びその他方の側に設けられた検光子よりなり、両者はそ
れぞれの偏光方向が平行にならないような関係で配置さ
れている液晶ライトバルブ、 前記液晶ライトバルブの作動温度を制御するための
温度コントローラ、 出力光手段から偏光子、前記液晶セル、検光子の順
で通過してきた光を検知するための光検出器、よりなる
ことを特徴とする反強誘電性液晶の螺旋ピッチ測定装置
に関する。
【００１６】本発明の反強誘電性液晶の螺旋ピッチ測定
装置の基本原理を図６を用いて説明する。モノクロメー
ターで光源から単色の光を取り出し、この光の波長を連
続的に変化させつつ、光を偏光子、液晶ライトバルブ、
検光子（偏光板の光源側のものを偏光子と称し、検出器
側のものを検光子と称する）を通過させ、検出器で透過
光の強度を測定する。そして、波長に対してこの透過光
強度をプロットすると、図７に示す曲線を得ることがで
きる。従来の測定装置は、図６に示すような偏光子や検
光子を用いない。本発明における液晶ライトバルブと偏
光板（偏光子と検光子）の関係は図３のようになってい
る。液晶ライトバルブのセルを図のように回転したと
き、平行に対抗した電極面が、偏光子と検光子の中間、
すなわち、どちらからも４５゜の角度になるように固定
して、透過光度を測定する。透過光の強度はこの角度の
ときが最も強いので一番有効である。図３の（ａ）は、
この固定した状態をセルの観点のみを重視して図示した
ものであり、図３の（ｂ）は、それを斜視図的に示した
ものである。
装置の基本原理を図６を用いて説明する。モノクロメー
ターで光源から単色の光を取り出し、この光の波長を連
続的に変化させつつ、光を偏光子、液晶ライトバルブ、
検光子（偏光板の光源側のものを偏光子と称し、検出器
側のものを検光子と称する）を通過させ、検出器で透過
光の強度を測定する。そして、波長に対してこの透過光
強度をプロットすると、図７に示す曲線を得ることがで
きる。従来の測定装置は、図６に示すような偏光子や検
光子を用いない。本発明における液晶ライトバルブと偏
光板（偏光子と検光子）の関係は図３のようになってい
る。液晶ライトバルブのセルを図のように回転したと
き、平行に対抗した電極面が、偏光子と検光子の中間、
すなわち、どちらからも４５゜の角度になるように固定
して、透過光度を測定する。透過光の強度はこの角度の
ときが最も強いので一番有効である。図３の（ａ）は、
この固定した状態をセルの観点のみを重視して図示した
ものであり、図３の（ｂ）は、それを斜視図的に示した
ものである。
【００１７】液晶が螺旋を巻いているとき、螺旋を巻く
方向と同じ方向の円偏光は、その波長と螺旋ピッチが一
致すると選択的に反射される（選択反射）。本発明のよ
うに直線偏光を螺旋構造を持つ液晶相に入射すると、旋
光性により偏光方向が回転する。選択反射波長付近では
回転角が大きくなり、検光子に平行な光の成分が多くな
り、光の透過率が大きくなる。旋光性は図１０のように
変化し、選択反射波長を挾んで旋光能が逆転するため透
過率ピークが２つ現れると考えられる。透過率の落ち込
み部分は、選択反射波長に対応している。これらの理由
から、図７のピークとピークの間の谷間すなわち２つの
ピーク間の最小値の位置を測定して、選択反射波長を求
めることができる。選択反射波長が求められれば、後は
下記式により反強誘電性液晶の螺旋ピッチを計算により
得ることができる。別の液晶について測定したいとき
は、液晶ライトバルブ中の液晶を入れかえて使用する。
方向と同じ方向の円偏光は、その波長と螺旋ピッチが一
致すると選択的に反射される（選択反射）。本発明のよ
うに直線偏光を螺旋構造を持つ液晶相に入射すると、旋
光性により偏光方向が回転する。選択反射波長付近では
回転角が大きくなり、検光子に平行な光の成分が多くな
り、光の透過率が大きくなる。旋光性は図１０のように
変化し、選択反射波長を挾んで旋光能が逆転するため透
過率ピークが２つ現れると考えられる。透過率の落ち込
み部分は、選択反射波長に対応している。これらの理由
から、図７のピークとピークの間の谷間すなわち２つの
ピーク間の最小値の位置を測定して、選択反射波長を求
めることができる。選択反射波長が求められれば、後は
下記式により反強誘電性液晶の螺旋ピッチを計算により
得ることができる。別の液晶について測定したいとき
は、液晶ライトバルブ中の液晶を入れかえて使用する。
【００１８】選択反射波長をλ、螺旋ピッチをＰとする
と、
と、
【数１】λ＝ｎav・Ｐ／ｍ （ｍ＝１，２，３・・・
・・などの自然数である。） ｎav＝（ｎe 2＋ｎo 2）／２ ｎav：平均屈折率 ｎo ：常光の屈折率 ｎe ：異常光の屈折率
・・などの自然数である。） ｎav＝（ｎe 2＋ｎo 2）／２ ｎav：平均屈折率 ｎo ：常光の屈折率 ｎe ：異常光の屈折率
【００１９】前記透明基板としては、ガラス、石英、合
成樹脂などよりなるシートまたは板を例示することがで
きる。
成樹脂などよりなるシートまたは板を例示することがで
きる。
【００２０】前記垂直配向層としては、クロム錯体（例
えば、パーフルオロノナン酸クロム錯体）、シラン系カ
ップリング剤、ポリイミドなどを例示することができ
る。
えば、パーフルオロノナン酸クロム錯体）、シラン系カ
ップリング剤、ポリイミドなどを例示することができ
る。
【００２１】前記対向電極はステンレス板、アルミニウ
ム板などを例示することができる。印加する電圧を均一
にするためには液晶を挾む面を鏡面仕上げとしたものを
使用することが好ましい。
ム板などを例示することができる。印加する電圧を均一
にするためには液晶を挾む面を鏡面仕上げとしたものを
使用することが好ましい。
【００２２】本発明は、一対のプラス電極とマイナス電
極を組合わせただけのものとすることもできるが、多数
対のプラス電極とマイナス電極を大きな基板間に挿入
し、一対の基板間に多数の液晶ライトバルブを形成する
こともできる。また、一方の基板のみを大きい基板と
し、他方の基板は、一個のライトバルブに相当する大き
さのものを多数設けることもできる（図５参照）。
極を組合わせただけのものとすることもできるが、多数
対のプラス電極とマイナス電極を大きな基板間に挿入
し、一対の基板間に多数の液晶ライトバルブを形成する
こともできる。また、一方の基板のみを大きい基板と
し、他方の基板は、一個のライトバルブに相当する大き
さのものを多数設けることもできる（図５参照）。
【００２３】本発明で使用する反強誘電性液晶は、本出
願人の出願している発明にかかる反強誘電性液晶をはじ
め、その他の各種反強誘電性液晶のいずれをも使用する
ことができる。
願人の出願している発明にかかる反強誘電性液晶をはじ
め、その他の各種反強誘電性液晶のいずれをも使用する
ことができる。
【００２４】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面により説明す
る。
る。
【００２５】実施例１ 図１にセルの構造を示す。ガラス基板１、２の表面はシ
ラン系カップリング剤商品名ＴＬＩ−３３３４〔メルク
ジャパン（株）製〕を塗布し垂直配向層３、４を形成し
ている。２つの電極５、６はステンレス板を用い、両電
極の間隔は約１００〜２００μｍである。これらの電極
はスペーサも兼ねており、厚さは５０μｍである。
ラン系カップリング剤商品名ＴＬＩ−３３３４〔メルク
ジャパン（株）製〕を塗布し垂直配向層３、４を形成し
ている。２つの電極５、６はステンレス板を用い、両電
極の間隔は約１００〜２００μｍである。これらの電極
はスペーサも兼ねており、厚さは５０μｍである。
【００２６】図２にはこのセルを駆動させる際の光学系
を含むシステムを示す。これは通常の光学実験で良く使
われるシステムの改良であり、フィルターとモノクロメ
ーターは光源の波長を任意に変えるためのものであり、
ロックインアンプは周波数と位相が既知の信号の振幅を
高い感度で測定できるようにするための増幅器である。
図３は、偏光子と検光子およびセルの幾何学的配置関係
を示す。クロスニコルから４５°回転する。
を含むシステムを示す。これは通常の光学実験で良く使
われるシステムの改良であり、フィルターとモノクロメ
ーターは光源の波長を任意に変えるためのものであり、
ロックインアンプは周波数と位相が既知の信号の振幅を
高い感度で測定できるようにするための増幅器である。
図３は、偏光子と検光子およびセルの幾何学的配置関係
を示す。クロスニコルから４５°回転する。
【００２７】実験で使用した反強誘電性液晶は以下の化
合物であり、
合物であり、
【化１】 その相転移は、表１に示した。
【表１】
【００２８】この液晶セルについて印加電圧の変化に対
応して透過光強度がどのように変化するかをみたのが図
４である。いいかえれば透過光強度の電界依存性を図４
に示す。電界強度の増加に対する透過光強度の立ち上が
りは、急しゅんではないが平行配向させた反強誘電性液
晶セルのしきい値（２ＭＶ／ｍ以上）に比べて、このセ
ルのしきい値は０．２〜０．３ＭＶ／ｍ程度と約１／１
０に低下している。またこのセルの透過光強度の変化は
らせんを巻いた反強誘電性液晶の電界による配向の歪み
というバルクの性質によっており、基板界面への依存も
少いため、変化の過程は再現性があり、階調性がある。
応して透過光強度がどのように変化するかをみたのが図
４である。いいかえれば透過光強度の電界依存性を図４
に示す。電界強度の増加に対する透過光強度の立ち上が
りは、急しゅんではないが平行配向させた反強誘電性液
晶セルのしきい値（２ＭＶ／ｍ以上）に比べて、このセ
ルのしきい値は０．２〜０．３ＭＶ／ｍ程度と約１／１
０に低下している。またこのセルの透過光強度の変化は
らせんを巻いた反強誘電性液晶の電界による配向の歪み
というバルクの性質によっており、基板界面への依存も
少いため、変化の過程は再現性があり、階調性がある。
【００２９】実施例２ セル及び反強誘電性液晶は実施例１と同じものを用い
た。光学系は３と同じである。測定装置は図６に示し
た。モノクロメーターと検出器はマイクロコンピュータ
ーで同期をとってある。測定は従来の選択反射の測定と
同様、Ｓｍ A相で分光特性を測定しておき、これをバッ
クグラウンドとしてＳｍＣ＊ A相で分光特性を測定し、
割り算をして透過率を算出する。本発明の装置では、バ
ックグラウンドは偏光子と検光子を平行にして挾んだＳ
ｍ A相で測定した。ＳｍＣ＊ A相での測定は偏光子と検
光子を直交させて行い、電極と偏光板の角度は４５゜と
した。このとき透過率の変化の大きさが最も大きくな
る。図７は透過率の測定結果である。二つのピークに挾
まれて透過率が最小になる位置が選択反射の起きる波長
である。ここで測定した選択反射波長λ（図７では約
０．４２５μｍ）より、以下の式により螺旋ピッチＰが
求められる。
た。光学系は３と同じである。測定装置は図６に示し
た。モノクロメーターと検出器はマイクロコンピュータ
ーで同期をとってある。測定は従来の選択反射の測定と
同様、Ｓｍ A相で分光特性を測定しておき、これをバッ
クグラウンドとしてＳｍＣ＊ A相で分光特性を測定し、
割り算をして透過率を算出する。本発明の装置では、バ
ックグラウンドは偏光子と検光子を平行にして挾んだＳ
ｍ A相で測定した。ＳｍＣ＊ A相での測定は偏光子と検
光子を直交させて行い、電極と偏光板の角度は４５゜と
した。このとき透過率の変化の大きさが最も大きくな
る。図７は透過率の測定結果である。二つのピークに挾
まれて透過率が最小になる位置が選択反射の起きる波長
である。ここで測定した選択反射波長λ（図７では約
０．４２５μｍ）より、以下の式により螺旋ピッチＰが
求められる。
【数２】λ＝ｎav・Ｐ／ｍ （ｍ＝１，２，３・・
・・・などの自然数） ｎav＝（ｎe 2＋ｎo 2）／２ （平均の屈折率） ｎo ：常光の屈折率 ｎe ：異常光の屈折率 たとえばｎo＝１．４６、ｎe＝１．５９、λ＝０．４２
５μｍとするとｍ＝１として、Ｐ＝０．１８μｍとな
る。
・・・などの自然数） ｎav＝（ｎe 2＋ｎo 2）／２ （平均の屈折率） ｎo ：常光の屈折率 ｎe ：異常光の屈折率 たとえばｎo＝１．４６、ｎe＝１．５９、λ＝０．４２
５μｍとするとｍ＝１として、Ｐ＝０．１８μｍとな
る。
【００３０】図８は本発明の装置を用い、印加電圧０Ｖ
のときと、印加電圧４０Ｖのときのそれぞれの波長に対
応する透過率を示している。印加電圧により液晶に螺旋
が発生したとき（４０Ｖ）でも、谷の存在位置（選択反
射波長）が明確である。これに対して従来の場合は、図
９に示すように印加電圧をかければかけるほど谷の存在
位置（選択反射波長）が不明確になる。例えば図８で４
０Ｖの電界を印加した時の選択反射波長（カーブの最小
値）は１つの測定点（０．４２７５μｍ）に特定できる
が、図９の６０Ｖを印加した時の従来法の結果において
は３点が同じ透過率を示してカーブの最小値となってお
り、選択反射波長は０．４００〜０．４０２程度としか
判断できない。本発明の装置はこのように測定精度を従
来法の３倍程度以上に向上できる。
のときと、印加電圧４０Ｖのときのそれぞれの波長に対
応する透過率を示している。印加電圧により液晶に螺旋
が発生したとき（４０Ｖ）でも、谷の存在位置（選択反
射波長）が明確である。これに対して従来の場合は、図
９に示すように印加電圧をかければかけるほど谷の存在
位置（選択反射波長）が不明確になる。例えば図８で４
０Ｖの電界を印加した時の選択反射波長（カーブの最小
値）は１つの測定点（０．４２７５μｍ）に特定できる
が、図９の６０Ｖを印加した時の従来法の結果において
は３点が同じ透過率を示してカーブの最小値となってお
り、選択反射波長は０．４００〜０．４０２程度としか
判断できない。本発明の装置はこのように測定精度を従
来法の３倍程度以上に向上できる。
【００３１】以下に、本発明の実施態様項を列挙する。 （１） 垂直配向層を有する透明基板をそれぞれ垂直配
向層を内側にして対向させ、その間に一対以上のプラス
電極とマイナス電極を平行に挿入配置し、垂直配向層と
プラス電極およびマイナス電極間に囲まれた空間に反強
誘電性液晶を封入した液晶セル。 （２） 垂直配向層を有する透明基板をそれぞれ垂直配
向層を内側にして対向させ、その間に一対以上のプラス
電極とマイナス電極を平行に挿入配置し、垂直配向層と
プラス電極およびマイナス電極間に囲まれた空間に螺旋
を巻いた反強誘電性液晶を該液晶の螺旋軸が垂直配向層
に対しては垂直に、両電極に対しては平行になるように
封入した液晶セル。 （３） 前記平行に挿入配置されたプラス電極とマイナ
ス電極との間隙が１００μｍ〜２ｍｍ、好ましくは１０
０μｍ〜２００μｍである前項（１）または（２）記載
の液晶セル。 （４） 前記対向する透明基板の間隔が５０〜２００μ
ｍである前項（１）、（２）または（３）記載の液晶セ
ル。 （５） 前項（１）、（２）、（３）または（４）記載
の液晶セルおよび前記液晶セルの上下透明基板の外側に
それぞれの偏光方向が平行にならないような関係で配置
された偏光板よりなることを特徴とする液晶ライトバル
ブ。 （６） 上下の透明基板の外側に配置された偏光板がそ
れぞれの偏光方向が直交するような関係で配置されてい
る前項（５）記載の液晶ライトバルブ。 （７） 単色の光の波長を連続的に変化させて光を発
射する出力光手段、 垂直配向層を有する透明基板をそれぞれ垂直配向層を
内側にして対向させ、その間に一対以上のプラス電極と
マイナス電極を平行に挿入配置し、垂直配向層とプラス
電極およびマイナス電極間に囲まれた空間に螺旋を巻い
た反強誘電性液晶を、該液晶の螺旋軸が垂直配向層に対
しては垂直に、両電極に対しては平行になるように封入
した液晶セル、その一方の側に設けられた偏光子および
その他方の側に設けられた検光子よりなり、両者はそれ
ぞれの偏光方向が平行にならないような関係で配置され
ている液晶ライトバルブ、 前記液晶ライトバルブの作動温度を制御するための温
度コントローラ、 出力光手段から偏光子、前記液晶セル、検光子の順で
通過してきた光を検知するための光検出器、 よりなることを特徴とする反強誘電性液晶の螺旋ピッチ
測定装置。 （８） 人工光を単色化するとともに、その波長を連続
的に変化させる手段としてモノクロメーターを用い、モ
ノクロメーターと検出器を同期させるためにモノクロメ
ーターと検出器とをコンピューターで結んだ前項（７）
記載の反強誘電性液晶の螺旋ピッチ測定装置。 （９） 前記液晶セルの上下透明基板の外側に配置され
た偏光子と検光子が、その偏光方向がそれぞれ直交する
ような関係で配置されてなるものである前項（７）また
は（８）記載の反強誘電性液晶の螺旋ピッチ測定装置。 （１０） 前記液晶セルにおける平行に挿入配置された
プラス電極とマイナス電極との間隔が、１００μｍから
２ｍｍ、好ましくは１００〜２００μｍである前項
（７）、（８）または（９）記載の反強誘電性液晶の螺
旋ピッチ測定装置。 （１１） 前記液晶セルにおける対向する透明基板の間
隔が５０〜２００μｍである前項（７）、（８）、
（９）または（１０）記載の反強誘電性液晶の螺旋ピッ
チ測定装置。
向層を内側にして対向させ、その間に一対以上のプラス
電極とマイナス電極を平行に挿入配置し、垂直配向層と
プラス電極およびマイナス電極間に囲まれた空間に反強
誘電性液晶を封入した液晶セル。 （２） 垂直配向層を有する透明基板をそれぞれ垂直配
向層を内側にして対向させ、その間に一対以上のプラス
電極とマイナス電極を平行に挿入配置し、垂直配向層と
プラス電極およびマイナス電極間に囲まれた空間に螺旋
を巻いた反強誘電性液晶を該液晶の螺旋軸が垂直配向層
に対しては垂直に、両電極に対しては平行になるように
封入した液晶セル。 （３） 前記平行に挿入配置されたプラス電極とマイナ
ス電極との間隙が１００μｍ〜２ｍｍ、好ましくは１０
０μｍ〜２００μｍである前項（１）または（２）記載
の液晶セル。 （４） 前記対向する透明基板の間隔が５０〜２００μ
ｍである前項（１）、（２）または（３）記載の液晶セ
ル。 （５） 前項（１）、（２）、（３）または（４）記載
の液晶セルおよび前記液晶セルの上下透明基板の外側に
それぞれの偏光方向が平行にならないような関係で配置
された偏光板よりなることを特徴とする液晶ライトバル
ブ。 （６） 上下の透明基板の外側に配置された偏光板がそ
れぞれの偏光方向が直交するような関係で配置されてい
る前項（５）記載の液晶ライトバルブ。 （７） 単色の光の波長を連続的に変化させて光を発
射する出力光手段、 垂直配向層を有する透明基板をそれぞれ垂直配向層を
内側にして対向させ、その間に一対以上のプラス電極と
マイナス電極を平行に挿入配置し、垂直配向層とプラス
電極およびマイナス電極間に囲まれた空間に螺旋を巻い
た反強誘電性液晶を、該液晶の螺旋軸が垂直配向層に対
しては垂直に、両電極に対しては平行になるように封入
した液晶セル、その一方の側に設けられた偏光子および
その他方の側に設けられた検光子よりなり、両者はそれ
ぞれの偏光方向が平行にならないような関係で配置され
ている液晶ライトバルブ、 前記液晶ライトバルブの作動温度を制御するための温
度コントローラ、 出力光手段から偏光子、前記液晶セル、検光子の順で
通過してきた光を検知するための光検出器、 よりなることを特徴とする反強誘電性液晶の螺旋ピッチ
測定装置。 （８） 人工光を単色化するとともに、その波長を連続
的に変化させる手段としてモノクロメーターを用い、モ
ノクロメーターと検出器を同期させるためにモノクロメ
ーターと検出器とをコンピューターで結んだ前項（７）
記載の反強誘電性液晶の螺旋ピッチ測定装置。 （９） 前記液晶セルの上下透明基板の外側に配置され
た偏光子と検光子が、その偏光方向がそれぞれ直交する
ような関係で配置されてなるものである前項（７）また
は（８）記載の反強誘電性液晶の螺旋ピッチ測定装置。 （１０） 前記液晶セルにおける平行に挿入配置された
プラス電極とマイナス電極との間隔が、１００μｍから
２ｍｍ、好ましくは１００〜２００μｍである前項
（７）、（８）または（９）記載の反強誘電性液晶の螺
旋ピッチ測定装置。 （１１） 前記液晶セルにおける対向する透明基板の間
隔が５０〜２００μｍである前項（７）、（８）、
（９）または（１０）記載の反強誘電性液晶の螺旋ピッ
チ測定装置。
【００３２】
【発明の効果】本発明の液晶セルは、垂直配向層を設け
ることにより、はじめて反強誘電液晶の軸が垂直方向に
配列したり、斜めに傾むいたりするタイプの液晶セルを
提供することができた。本発明の液晶ライトバルブは、
従来の構造のものに比べて極めて低電界で作動し、かつ
高速応答で駆動できる。また明暗の変化を連続的に行え
るため、しぼりとしても有効である。本発明の液晶ライ
トバルブは配向がこわれにくいため、機械的ショックを
受けやすい環境でも使用できる。また、本発明の測定装
置を用いることにより、反強誘電性液晶の選択反射波長
が精度良く測定され、螺旋ピッチを精度良く求めること
ができる。
ることにより、はじめて反強誘電液晶の軸が垂直方向に
配列したり、斜めに傾むいたりするタイプの液晶セルを
提供することができた。本発明の液晶ライトバルブは、
従来の構造のものに比べて極めて低電界で作動し、かつ
高速応答で駆動できる。また明暗の変化を連続的に行え
るため、しぼりとしても有効である。本発明の液晶ライ
トバルブは配向がこわれにくいため、機械的ショックを
受けやすい環境でも使用できる。また、本発明の測定装
置を用いることにより、反強誘電性液晶の選択反射波長
が精度良く測定され、螺旋ピッチを精度良く求めること
ができる。
【図１】本発明にかかる液晶セルの構造を示す図であ
る。
る。
【図２】液晶ライトバルブにおける光学系を示す図であ
る。
る。
【図３】図１の矢印方向からみたときの液晶セルと偏光
子、検光子との位置関係を示す図であり、（ａ）は液晶
セルと偏光子、検光子の位置関係を断面図的に示すもの
であり、（ｂ）は斜視図的に示したものである。
子、検光子との位置関係を示す図であり、（ａ）は液晶
セルと偏光子、検光子の位置関係を断面図的に示すもの
であり、（ｂ）は斜視図的に示したものである。
【図４】液晶ライトバルブに加わる電界と透過光強度の
変化を示す図である。
変化を示す図である。
【図５】下側に大きな透明基板を用い、上側には各画素
毎に一対の＋電極と−電極をもつ小さな透明基板を多数
配置したタイプの液晶ライトバルブの構造を示す図であ
る。
毎に一対の＋電極と−電極をもつ小さな透明基板を多数
配置したタイプの液晶ライトバルブの構造を示す図であ
る。
【図６】本発明の反強誘電性液晶の螺旋ピッチ測定装置
の基本を説明するための図である。
の基本を説明するための図である。
【図７】本発明の反強誘電性液晶の螺旋ピッチ測定装置
を用いて測定した結果を波長と透過光強度の関係におい
てプロットしたグラフである。
を用いて測定した結果を波長と透過光強度の関係におい
てプロットしたグラフである。
【図８】本発明の装置を用いて電圧を印加したとき、選
択反射波長が明確に現われることを示すための透過率と
波長の関係図である。
択反射波長が明確に現われることを示すための透過率と
波長の関係図である。
【図９】図８に対応した従来法の結果を示す透過率と波
長の関係図である。
長の関係図である。
【図１０】本発明における螺旋構造をもつ液晶相に直線
偏光が入射したとき、その波長により偏光方向が回転す
る、すなわち、回転角が変化することを説明する図であ
り、縦軸は回転角、横軸は波長である。
偏光が入射したとき、その波長により偏光方向が回転す
る、すなわち、回転角が変化することを説明する図であ
り、縦軸は回転角、横軸は波長である。
１ ガラス基板 ２ ガラス基板 ３ 垂直配向層 ４ 垂直配向層 ５ 電極 ６ 電極 ７ 螺旋を巻いた状態の反強誘電性液晶 ８ リード線 ９ リード線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０２Ｆ 1/1335 ５１０ 1/1337 ５１０ Ｇ０９Ｇ 3/36
Claims (5)
- 【請求項１】 垂直配向層を有する透明基板をそれぞれ
垂直配向層を内側にして対向させ、その間に一対以上の
プラス電極とマイナス電極を平行に挿入配置し、垂直配
向層とプラス電極およびマイナス電極間に囲まれた空間
に反強誘電性液晶を封入した液晶セル。 - 【請求項２】 垂直配向層を有する透明基板をそれぞれ
垂直配向層を内側にして対向させ、その間に一対以上の
プラス電極とマイナス電極を平行に挿入配置し、垂直配
向層とプラス電極およびマイナス電極間に囲まれた空間
に螺旋を巻いた反強誘電性液晶を該液晶の螺旋軸が垂直
配向層に対しては垂直に、両電極に対しては平行になる
ように封入した液晶セル。 - 【請求項３】 請求項１または２記載の液晶セルおよび
前記液晶セルの上下透明基板の外側にそれぞれの偏光方
向が平行にならないような関係で配置された偏光板より
なることを特徴とする液晶ライトバルブ。 - 【請求項４】 単色の光の波長を連続的に変化させて
光を発射する出力光手段、 垂直配向層を有する透明基板をそれぞれ垂直配向層を
内側にして対向させ、その間に一対以上のプラス電極と
マイナス電極を平行に挿入配置し、垂直配向層とプラス
電極およびマイナス電極間に囲まれた空間に螺旋を巻い
た反強誘電性液晶を、該液晶の螺旋軸が垂直配向層に対
しては垂直に、両電極に対しては平行になるように封入
した液晶セル、その一方の側に設けられた偏光子および
その他方の側に設けられた検光子よりなり、両者はそれ
ぞれの偏光方向が平行にならないような関係で配置され
ている液晶ライトバルブ、 前記液晶ライトバルブの作動温度を制御するための温
度コントローラ、 出力光手段から偏光子、前記液晶セル、検光子の順で
通過してきた光を検知するための光検出器、 よりなることを特徴とする反強誘電性液晶の螺旋ピッチ
測定装置。 - 【請求項５】 人工光を単色化するとともに、その波長
を連続的に変化させる手段としてモノクロメーターを用
い、モノクロメーターと検出器を同期させるためにモノ
クロメーターと検出器とをコンピューターで結んだ請求
項４記載の反強誘電性液晶の螺旋ピッチ測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6209135A JPH07140493A (ja) | 1993-08-31 | 1994-08-10 | 液晶セル、液晶ライトバルブおよび反強誘電性液晶の螺旋ピッチ測定装置 |
Applications Claiming Priority (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23875793 | 1993-08-31 | ||
| JP24877693 | 1993-09-09 | ||
| JP25644693 | 1993-09-20 | ||
| JP5-256446 | 1993-09-20 | ||
| JP5-238757 | 1993-09-20 | ||
| JP5-248776 | 1993-09-20 | ||
| JP6209135A JPH07140493A (ja) | 1993-08-31 | 1994-08-10 | 液晶セル、液晶ライトバルブおよび反強誘電性液晶の螺旋ピッチ測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07140493A true JPH07140493A (ja) | 1995-06-02 |
Family
ID=27476446
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6209135A Pending JPH07140493A (ja) | 1993-08-31 | 1994-08-10 | 液晶セル、液晶ライトバルブおよび反強誘電性液晶の螺旋ピッチ測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07140493A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000000865A1 (fr) * | 1998-06-30 | 2000-01-06 | Citizen Watch Co., Ltd. | Panneau a cristal liquide anti-ferroelectrique et procede permettant de determiner l'angle de deplacement de la couche |
| US6040889A (en) * | 1996-12-25 | 2000-03-21 | Nec Corporation | Liquid crystal display with continuous grayscale, wide viewing angle, and exceptional shock resistance |
| JP2003098502A (ja) * | 2001-09-20 | 2003-04-03 | Ricoh Co Ltd | 光偏向装置及び画像表示装置 |
| KR100393883B1 (ko) * | 1999-03-02 | 2003-08-06 | 인터내셔널 비지네스 머신즈 코포레이션 | 흑색 상태가 개선된 액정 구조 및 이를 이용한 투사기 |
-
1994
- 1994-08-10 JP JP6209135A patent/JPH07140493A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6040889A (en) * | 1996-12-25 | 2000-03-21 | Nec Corporation | Liquid crystal display with continuous grayscale, wide viewing angle, and exceptional shock resistance |
| WO2000000865A1 (fr) * | 1998-06-30 | 2000-01-06 | Citizen Watch Co., Ltd. | Panneau a cristal liquide anti-ferroelectrique et procede permettant de determiner l'angle de deplacement de la couche |
| KR100393883B1 (ko) * | 1999-03-02 | 2003-08-06 | 인터내셔널 비지네스 머신즈 코포레이션 | 흑색 상태가 개선된 액정 구조 및 이를 이용한 투사기 |
| JP2003098502A (ja) * | 2001-09-20 | 2003-04-03 | Ricoh Co Ltd | 光偏向装置及び画像表示装置 |
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