(57)【要約】本発明の実施形態に係る高分子分散型液晶（ＰＤＬＣ）は、ＴＬシリーズの液晶材料およびヒドロキシル基を持つポリアクリル酸塩樹脂を含んだポリマーマトリックスから成る。このヒドロキシル基があるため、イソシアネートを用いた架橋が可能となり、力学特性および耐熱性が向上する。液晶材料とポリマーの比率は従来、約５０：５０から７０：３０（重量比）の範囲内であった。このような組成を持つＰＤＬＣ材料は、駆動電圧に対する感度が高く、伝達／電圧（ＴＶ）曲線の傾きも大きくなった。薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）の試験に関連してこのようなＰＤＬＣ材料を用いると、ＴＦＴ基板の平坦性のばらつきを吸収するための空隙を大きくすることができると共に、変調器とパネルの間の静電気力を低減することができる。本発明の実施形態に係るＰＤＬＣ材料は、溶剤が蒸発すると固体薄膜を形成する。本発明の実施形態に係る溶剤を含むＰＤＬＣ製剤の均等物によれば、さまざまなコーティング方法の利用が可能となる。そのようなコーティング方法の例として、スピンコーティング、ドクターブレードコーティング、スロットダイコーティングなどが挙げられる。【選択図】図１
2007532957.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリマーマトリックス中に分散された液晶を含み、
前記ポリマーマトリックスはポリアクリル酸塩樹脂およびポリイソシアネート樹脂を架橋することによって形成され、前記液晶の最低バルク抵抗値は１×１０１２Ω・ｃｍで電圧保持率（ＶＨＲ）は９８％以上である
組成物。
【請求項２】
液晶とポリマーの比率は、約５０／５０から７０／３０（重量比）の範囲内にある
請求項１に記載の組成物。
【請求項３】
駆動電圧が２８０Ｖ以下で空隙が少なくとも１５μｍである
請求項１に記載の組成物。
【請求項４】
前記ポリアクリル酸塩樹脂は、架橋に用いることができるヒドロキシル基を複数有する
請求項１に記載の組成物。
【請求項５】
前記液晶はＥＭ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ社製のＴＬシリーズから選ばれる液晶である
請求項１に記載の組成物。
【請求項６】
電子光学デバイスの動作の欠陥を検出する方法であって、
電子光学デバイスの上方に、間に空隙を設け分離した状態で高分子分散型液晶（ＰＤＬＣ）を設けることであって、前記ＰＤＬＣはポリアクリル酸塩樹脂およびポリイソシアネート樹脂を架橋することによって形成されるポリマーマトリックスならびに、最低バルク抵抗値が１×１０１２Ω・ｃｍで電圧保持率（ＶＨＲ）が９８％以上である液晶を含み、
前記ＰＤＬＣが照らされている間、前記ＰＤＬＣを被覆している透明電極に電圧を印加すること、
前記ＰＤＬＣが通過させた光の強度の変化を検出すること
を含む方法。
【請求項７】
前記ＰＤＬＣは薄膜トランジスタを備えるガラス基板の上方に配設される
請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記光の強度の変化の検出は、ミラーによる前記入射光の反射に基づいて行う
請求項６に記載の方法。
【請求項９】
液晶とポリマーの比率は、約５０／５０から７０／３０（重量比）の範囲内にある
請求項６に記載の方法。
【請求項１０】
空隙が少なくとも５μｍで、前記印加電圧は約１００Ｖから３２０Ｖの範囲内にある
請求項６に記載の方法。
【請求項１１】
前記ポリアクリル酸塩樹脂は、Ｒｏｈｍ＆Ｈａａｓ社製のＰａｒａｌｏｉｄ  ＡＵ１０３３、Ｄｏｃｋ  Ｒｅｓｉｎｓ社製のＤｏｒｅｓｃｏ  ＴＡ４５−８およびＤｏｒｅｓｃｏ  ＴＡ６５−１より成る群から選ばれたものである
請求項６に記載の方法。
【請求項１２】
前記ポリイソシアネート樹脂はＢａｙｅｒ  Ｐｏｌｙｍｅｒｓ社製のＤｅｓｍｏｄｕｒ  Ｎ−７５などの脂肪族ポリイソシアネートを含む
請求項６に記載の方法。
【請求項１３】
前記液晶はＥＭ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ社製のＴＬシリーズから選ばれる液晶である
請求項６に記載の方法。
【請求項１４】
半導体デバイスを検査する装置であって、
半導体デバイス用の支持部材、
前記支持部材とは空隙によって分離された状態で配設された電子光学変調器であって、当該電子光学変調器は、前記支持部材に近接して配設されたミラー、前記支持部材から離れて配設された透明電極、前記透明電極と前記ミラーの間に配された高分子分散型液晶（ＰＤＬＣ）センサ材料を含み、当該ＰＤＬＣセンサ材料はポリアクリル酸塩樹脂およびポリイソシアネート樹脂を架橋することによって形成されるポリマーマトリックスならびに、最低バルク抵抗値が１×１０１２Ω・ｃｍで電圧保持率（ＶＨＲ）が９８％以上である液晶を含む、
前記透明電極に電圧を印加している間、前記ＰＤＬＣセンサ材料を照らす光源、
前記ミラーが反射する光の強度を検出する検出器
を備える装置。
【請求項１５】
前記支持部材は、薄膜トランジスタを備えた製造中の製品に対する支持部材を含む
請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
前記空隙の幅は約５μｍから３０μｍの範囲内であり、前記透明電極に印加される電圧は約１００Ｖから３２０Ｖの範囲内である
請求項１４に記載の装置。
【請求項１７】
前記液晶はＥＭ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ社製のＴＬシリーズから選ばれる液晶である
請求項１４に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電子光学分野で使用する液晶材料に関する。本発明は特に、高分子分散型液晶（ＰＤＬＣ）材料に関する。また、本出願は米国特許出願第１０／８２１８１０号（出願日：２００４年４月８日、発明の名称：「変調器製造用の高分子分散型液晶製剤」）に基づき優先権を主張する。当該米国出願に記載された内容はすべて参照により本出願に組み込み、本出願の記載の一部とする。
【背景技術】
【０００２】
フラットパネルの薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）アレイの欠陥の検出および測定は、Ｖｏｌｔａｇｅ  Ｉｍａｇｉｎｇ(r)を用いて行うことができる。具体的には、ＴＦＴセルに組み込んだと仮定してアレイの性能をシミュレーションし、電子光学（ＥＯ）光変調器を含む検出器を用いて、間接的にパネル上の電圧分布を測定、つまりＶｏｔｌａｇｅ  Ｉｍａｇｉｎｇ(r)を行うことにより、ＴＦＴアレイの特性を測定する。
【０００３】
Ｖｏｌｔａｇｅ  Ｉｍａｇｉｎｇ(r)システムは基本的に、電子光学（ＥＯ）変調器、撮像対物レンズ、電荷結合素子（ＣＣＤ）カメラなどのセンサ、および画像プロセッサを備える。ＥＯ変調器のＥＯセンサは、ポリマーマトリックスに含まれるネマチック液晶粒子（高分子分散型液晶、以下ＰＤＬＣとする）から成る膜の光散乱特性に基づいた構成となっている。使用にあたって、このようなＥＯ変調器は薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）アレイ表面の約５〜３０ミクロン上方に配設される。ＥＯ変調器表面に設けられたインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）層の透明電極全体に対して電圧バイアスが印加されると、ＥＯ変調器とＴＦＴアレイが容量結合され、ＰＤＬＣ層がＴＦＴアレイに関連する電界を検出する。ＰＤＬＣ層を通過する入射光の強度は、ＰＤＬＣ層に含まれる液晶（ＬＣ）材料の電界強度を任意に変化させることによって、変化つまり変調される。この入射光は誘電体ミラーによって反射され、ＣＣＤカメラなどのセンサによって集光される。入射光は例えば赤外光や可視光などであり、ＴＦＴアレイ、ＰＤＬＣ膜および誘電体ミラーから成る積層構造を照らすために設けられる。
【０００４】
ＥＯ変調器の製造方法には従来、商業的に販売されているＮＣＡＰ（Ｎｅｍａｔｉｃ  Ｃｕｒｖｉｌｉｎｅａｒ  Ａｌｉｇｎｅｄ  Ｐｈａｓｅ）材料が用いられている。ＮＣＡＰ材料は、非常に大きな面積を有するライトバルブおよびディスプレイを製造するのに適しているＰＤＬＣの一種である。ＮＣＡＰデバイスは、高分子フィルム中に分散され且つ高分子フィルムに取り囲まれた、例えば２層のＩＴＯマイラー（商標）膜の間に挟まれた積層体中に分散された、ミクロンサイズの液晶粒子から形成される。このような製造方法は、Ｐｈｏｔｏｎ  Ｄｙｎａｍｉｃｓ  Ｉｎｃ．，社に譲渡された、「変調器の移行工程および組み立て」（マイケル・Ａ・ブライアン、米国特許第６，１５１，１５３号（２０００年）および「変調器の製造工程および製造デバイス」（マイケル・Ａ・ブライアン、米国特許第６，２１１，９９１  Ｂ１号（２００１年）の２件の特許で説明されている。当該米国特許２件に記載された内容は参照により本出願に組み込み、本出願の記載の一部とする。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記の引例が開示する技術は有用なものであるが、関連分野においてより良い電子光学材料を望む声がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の実施形態に係る高分子分散型液晶（ＰＤＬＣ）は、ＴＬシリーズの液晶材料およびヒドロキシル基を持つポリアクリル酸塩樹脂を含んだポリマーマトリックスから成る。このヒドロキシル基があるため、イソシアネートを用いた架橋が可能となり、力学特性および耐熱性が向上する。液晶材料とポリマーの比率は従来、約５０：５０から７０：３０（重量比）の範囲内であった。このような組成を持つＰＤＬＣ材料は、駆動電圧に対する感度が高く、伝達／電圧（ＴＶ）曲線の傾きも大きくなった。薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）の試験に関連してこのようなＰＤＬＣ材料を用いると、ＴＦＴ基板の平坦性のばらつきを吸収するための空隙を大きくすることができると共に、変調器とパネルの間の静電気力を低減することができる。本発明の実施形態に係るＰＤＬＣ材料は、溶剤が蒸発すると固体薄膜を形成する。本発明の実施形態に係る溶剤を含むＰＤＬＣ製剤の均等物によれば、さまざまなコーティング方法の利用が可能となる。そのようなコーティング方法の例として、スピンコーティング、ドクターブレードコーティング、スロットダイコーティングなどが挙げられる。
【０００７】
本発明の実施形態はポリマーマトリックス中に分散された液晶を含む組成物を提供する。当該ポリマーマトリックスはポリアクリル酸塩樹脂およびポリイソシアネート樹脂を架橋することによって形成され、当該液晶の最低バルク抵抗値は１×１０１２Ω・ｃｍで電圧保持率（ＶＨＲ）は９８％以上である。
【０００８】
本発明の実施形態は電子光学デバイスの動作の欠陥を検出する方法を提供する。当該方法は、電子光学デバイスの上方に、間に空隙を設け分離した状態で高分子分散型液晶（ＰＤＬＣ）を設けることを含む。当該ＰＤＬＣは、ポリアクリル酸塩樹脂およびポリイソシアネート樹脂を架橋することによって形成されるポリマーマトリックスならびに、最低バルク抵抗値が１×１０１２Ω・ｃｍで電圧保持率（ＶＨＲ）が９８％以上である液晶を含む。該ＰＤＬＣが照らされている間、該ＰＤＬＣを被覆している透明電極に電圧が印加され、ＰＤＬＣが通過させた光の強度の変化が検出される。
【０００９】
本発明の実施形態は半導体デバイスを検査する装置を提供する。当該装置は、半導体デバイス用の支持部材、支持部材とは空隙によって分離された電子光学変調器を含む。当該電子光学変調器は、支持部材に近接して配設されたミラー、支持部材から離れて配設された透明電極、透明電極とミラーの間に配された高分子分散型液晶（ＰＤＬＣ）センサ材料を含み、当該ＰＤＬＣセンサ材料はポリアクリル酸塩樹脂およびポリイソシアネート樹脂を架橋することによって形成されるポリマーマトリックスならびに、最低バルク抵抗値が１×１０１２Ω・ｃｍで電圧保持率（ＶＨＲ）が９８％以上である液晶を含む。当該装置はさらに、透明電極に電圧を印加している間、ＰＤＬＣ材料を照らす光源、ミラーが反射する光の強度を検出する検出器を備える。
【００１０】
以下の部分において、添付の図面に基づき本発明をより詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】電子光学デバイスを示す概略断面図である。
【００１２】
【図２】電子光学デバイス製造ステップを示すフローチャートである。
【００１３】
【図３】誘電体ミラーをＰＤＬＣ層に積層する時に用いる真空チェンバを示す概略断面図である。
【００１４】
【図４】Ｖｏｌｔａｇｅ  Ｉｍａｇｉｎｇ(r)システムを示す概略図である。
【００１５】
【図５】本発明の実施形態に係るＰＤＬＣ変調器の伝達／電圧（ＴＶ）曲線を示したグラフである。
【００１６】
【図６】本発明の別の実施形態に係るＰＤＬＣ変調器のＴＶ曲線を示したグラフである。
【００１７】
【図７】本発明のさらに別の実施形態に係るＰＤＬＣ変調器のＴＶ曲線を示したグラフである。
【００１８】
【図８】本発明の一実施形態に係るＰＤＬＣ材料を作成するための、樹脂の架橋反応を示す簡略図である。
【００１９】
本発明の実施形態に係る高分子分散型液晶（ＰＤＬＣ）は、ＴＬシリーズの液晶材料およびヒドロキシル基を持つポリアクリル酸塩樹脂を含んだポリマーマトリックスから成る。このヒドロキシル基があるため、イソシアネートを用いた架橋が可能となり、力学特性および耐熱性が向上する。液晶材料とポリマーの比率は従来、約５０：５０から７０：３０（重量比）の範囲内であった。このような組成を持つＰＤＬＣ材料は、駆動電圧に対する感度が高く、伝達／電圧（ＴＶ）曲線の傾きも大きくなった。薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）の試験に関連してこのようなＰＤＬＣ材料を用いると、ＴＦＴ基板の平坦性のばらつきを吸収するための空隙を大きくすることができると共に、変調器とパネルの間の静電気力を低減することができる。本発明の実施形態に係るＰＤＬＣ材料は、溶剤が蒸発すると固体薄膜を形成する。本発明の実施形態に係る溶剤を含むＰＤＬＣ製剤の均等物によれば、さまざまなコーティング方法の利用が可能となる。そのようなコーティング方法の例として、スピンコーティング、ドクターブレードコーティング、スロットダイコーティングなどが挙げられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
ＥＯ変調器の製造方法および構造
【００２１】
図１に、本発明の実施形態に基づいて製造された電子光学（ＥＯ）変調器に含まれるＥＯセンサ１０を示す。ポリエステル膜から成る層１は通常マイラー（商標）薄膜であり、基板として誘電体ミラー２を支持する。この基板とミラーから成る積層構造は、薄い接着層３を介して、電子光学センサ材料で形成される層、具体的には高分子分散型液晶（ＰＤＬＣ）コーティング４と接合されている。ＰＤＬＣコーティング４は二酸化シリコン層５（形成は任意）の上に直接塗布される。さらに、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）層６のような透明電子材料から成る層が設けられている。ＩＴＯ層６は、例えばＢＫ−７光学ガラスのブロックで形成される光学ガラス基板７に直接接合されている。ガラス基板またはガラスブロック７は光学的に平坦で、ＰＤＬＣコーティング４とは反対側の光学的にスムーズな表面上に、反射防止コーティング８が形成されている。
【００２２】
図２に、本発明の実施形態に係るＥＯセンサ１０の製造方法を示す。製造開始に先立って、ＢＫ−７ガラスのブロックなどで形成される光学ガラス基板７を準備する。光学ガラス基板７には予め反射防止層８がコーティングされていてもよい（ステップＡ）。
【００２３】
１）光学ガラス基板上の電極コーティング：
【００２４】
製造工程の最初のステップとして、ガラス基板７の光学表面に電極コーティングを塗布する（ステップＢ）。塗布される電極コーティングには、所望の波長において透明である導電性コーティングであればどのようなものを用いてもよいが、公知の材料のうち好適なものとしてインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）が挙げられる。任意であるが、ステップＢにおいて、二酸化シリコン（ＳｉＯ２）層４を導電性コーティング６の上に形成してもよい。二酸化シリコン層５を設けると、ＩＴＯコーティング６の耐久性、表面湿潤特性およびセンサ材料４との接着性が向上する。電極コーティングは、電気接続を確立するため、ガラス基板７の上面、対向する２つの端縁および側面を被覆するように設けられる。
【００２５】
２）センサ材料コーティング：
【００２６】
続いて、電極６（および任意で設けられる二酸化シリコン層７）の上にセンサ材料４を塗布する（ステップＣ）。電子光学応答を持つ材料であればどの材料を用いてもよいが、望ましい材料として、ゲル状だが潜在的に揮発性の液体である高分子分散型液晶（ＰＤＬＣ）が挙げられる。公知の材料のうち好適なものとしては、ｉ）ＴＬ−２０５／ＡＵ１０３３、ｉｉ）ＴＬ−２０５／ＰＭＭＡ、ｉｉ）Ｅ７／ポリ（メチルメタクリル酸塩）（ＰＭＭＡ）、ｉｖ）Ｅ７／ＡＵ−１０３３がある。このほかのＰＤＬＣ製剤については、以下で詳細に説明する。
【００２７】
ＥＯセンサ１０の製造工程において使用できるコーティング方法として、ドクターブレードコーティング、ワイヤーバーコーティング、スロットダイコーティング、スピンコーティング、メニスカスコーティングが挙げられる。この中では、スピンコーティングの使用が望ましい。
【００２８】
３）端縁洗浄：
【００２９】
続いて、使用するコーティング方法によっては端縁洗浄が必要となる場合もある（ステップＤ）。両端縁に塗布されたＩＴＯコーティングを破損することなく端縁を除去するために、プラスチック「ナイフ」（マイラー（商標）シート等、不図示）を用いるのが望ましい。
【００３０】
４）接着剤コーティング
【００３１】
続いて、形成された積層構造に対して薄い接着膜３を塗布する（ステップＥ）。センサ材料層４の表面を破損しないよう、センサ材料層４の上面をコーティングする接着剤は水性でなければならない。そのような接着剤材料の例として、ポリウレタン分散液（例えば米国マサチューセッツ州ウィルミントンのＮｅｏｒｅｓｉｎｓ社製のＮｅｏｒｅｚ  Ｒ−９６７）、アクリル酸塩分散液および水性エポキシ樹脂などが挙げられる。この接着剤は水性でなければならない。また、この製造工程において化学反応を生じない、例えばシリカなどの低屈折率誘電体のナノ粒子の分散液を含むとしてもよい。
【００３２】
５）誘電体ミラー（「薄膜」）積層
【００３３】
最後に、薄いポリエステル膜１（例えば、厚さ７ミクロンのマイラー（商標）膜）の上に予め形成された誘電体層２を、接着剤層３の上面に積層する（ステップＦ）。理由は後述するが、この積層工程は真空状態で行うのが望ましい。薄膜１および２はほかの層よりも大きく（図１参照のこと）、その端部を下方に屈曲して基板７に貼り付けるか固定してセンサ板を形成し、電極端末は当該端部上のＩＴＯ層に接続するとしてもよい。
【００３４】
図３に、上記積層工程での使用に適した真空チェンバ１２を示す。同図において層の厚みは強調して示している。製造中のＥＯセンサ１０は、ＩＴＯ層６、二酸化シリコン層（図３では不図示）、ＰＤＬＣ層４および接着層３が積層されたガラスブロック７を有し、内部チェンバ１３内に収納されている。なお、内部チェンバ１３は位置固定器具１０１によって区切られており、真空源２０と気体のやり取りを行う。誘電体がコーティングされたポリマー膜である薄膜９は、Ｏリング型フレーム２４に実装されており、接着層３が塗布された表面に近接して配設されている。Ｏリング２４は、チェンバ内の圧力を均一にするために必要な空隙２２を設けた状態で、固定器具１０１の支柱に対し膜９を固定するとしてもよい。真空状態で行われるこの積層工程（ステップＦ）において、調節ねじ１６および１８が自動または手動で絞められ、接着層３を薄膜９に接近させ、通常に比べてわずかに斜めの状態で薄膜９と接するようにする。このため、最初は接着層３の片側のみが薄膜９と係合する。ブロック７は、このようにわずかに斜めになった状態のまま伸縮可能な薄膜９に対してさらに押されていく。このため薄膜９と接着層３は徐々に係合することになる。真空度は通常約０．５気圧から約０．８気圧の範囲内にあり、約０．７５気圧とするのが望ましい。このような真空状態とすることによって、積層工程中に近接させられる表面間で気泡が生じるのを防ぐ。真空度は、揮発性材料から大量にガスが発生するほど高くする必要はない。
【００３５】
上述した変調器製造工程は従来の工程より簡略化されている。また、上述の製造方法によれば、従来のＥＯセンサに比べ、表面の平坦性および平滑度に優れ、力学特性が安定し、感度が改善したデバイスを得ることができる。さらに、使用した材料や製造工程が簡略化されたことにより、製造コストも大幅に削減される。
【００３６】
ＰＤＬＣ製剤
【００３７】
本発明の実施形態に係るＰＤＬＣ製剤は、電子光学デバイスに使用してもよい。このようなＰＤＬＣ製剤は特に、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を試験するために用いる、感度および力学特性が高い電子光学変調器を製造するために用いるとしてもよい。
【００３８】
Ｖｏｌｔａｇｅ  Ｉｍａｇｉｎｇ(r)は、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）の欠陥を非接触で検出する技術である。図４は、Ｖｏｌｔａｇｅ  Ｉｍａｇｉｎｇ(r)光学システム（ＶＩＯＳ）の構造を示す概略断面図である。ＶＩＯＳ４００は主な構成要素として、ＣＣＤカメラ４０２、照明器４０４、光学レンズ（図４には不図示）および電子光学変調器４０６を備える。
【００３９】
電子光学変調器の主要構成要素は、第１電極４０８、センサ材料４１２および誘電体ミラー４１４である。第１電極４０８は、ＢＫ−７のようなガラス基板４１０上に設けられた、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）のような透明導電性材料から成る。センサ材料４１２は、例えばＰＤＬＣであり、印加される電界に対して電子光学応答を有する。
【００４０】
第２電極４１６を接地した状態で第１電極４０８に電圧を印加して伝達／電圧（ＴＶ）曲線を得る。ＴＦＴの試験において、応答曲線の中央付近の定電圧を変調器に印加すると、ＣＣＤカメラによって各ピクセルに印加された電圧を光の強度の変化として検出することができる。このようにして、光学反応が正常かどうかに基づいて欠陥ピクセルを検出することができる。
【００４１】
第１電極と第２電極間に印加された電圧は以下の式で表される。
【００４２】
（式１）
VBias = Vsensor + Vpellicle + Vair
【００４３】
（式２）
VBias = Vsensor [1 + (εsensor * dpellicle)/( εpellicle * dsensor) + (εsensor * dair)/dsensor]
VBias =  第１電極と第２電極間に印加された電圧
Vsensor =  センサ材料が必要とする電圧
Vpellicle =  薄膜間隙の電圧
Vair =  空隙の電圧
ε =  誘電定数
【００４４】
以上の式より、VBias、dpellicleおよびεpellicleを一定とすると、空隙（dair）はセンサ材料（ＰＤＬＣ）が必要とする電圧（Vsensor）、ＰＤＬＣの誘電定数（εsensor）および厚み（dsensor）の関数であることが分かる。
【００４５】
変調器の感度はＴＶ曲線の傾きに正比例し、センサ材料に含まれる液晶粒子のサイズ分布、ポリマーマトリックス―液晶間の界面特性、空隙の大きさなどのパラメータに応じて変化する。空隙が大きくなると、変調器の感度は低下する。
【００４６】
ＴＦＴの試験において、変調器のサイズが大きくなると、ＴＦＴガラス基板の平坦性のばらつきを吸収し変調器とパネル間の静電気力を低減するべく、空隙も大きくする必要がある。空隙の増加分を相殺するためには、駆動電圧が低くＴＶ曲線の傾きつまり感度が高いセンサ材料が必要となる。
【００４７】
本発明の実施形態によると、以下の理由から溶剤型ＰＤＬＣ製剤をセンサ材料として用いる。第１に、このようなＰＤＬＣ製剤は均一な溶液であるため、さまざまなコーティング方法（スピンコーティング、ドクターブレードコーティング、スロットダイコーティングなど）の使用が可能となるためである。第２に、このようなＰＤＬＣ材料は溶剤が蒸発すると固体薄膜を形成するためである。
【００４８】
本発明の実施形態に基づき、ポリマーマトリックスにはヒドロキシル基を持つポリアクリル酸塩樹脂を用い、この中にＥＭ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ社（ニューヨーク州ホーソーン）製の液晶（ＴＬシリーズ）を分散させ、所望の特性を持つ高分子分散型液晶を生成した。一般的に、ＴＬシリーズの液晶は、安定性、抵抗性、電圧保持率（ＶＨＲ）といった特性に優れている。例えば、最低バルク抵抗値が１×１０１２Ω・ｃｍで、ＶＨＲは９８％を超える。以下の表１にＴＬシリーズの液晶のさまざまな特性をまとめた。
【００４９】
【表１】
2007532957.tif 000003
【００５０】
ＴＬ２１３は複屈折性が高い。ＴＬ２１５は誘電異方性が良い。ＴＬ２１６は粘度が低い。
【００５１】
図８は、ポリマーマトリックス８０２のポリマー樹脂に含まれるヒドロキシル基８００によってイソシアネート８０４を用いた架橋が可能になっている様子を示す概略図である。このような組成を持つＰＤＬＣは、高い力学特性および耐熱性を有する。本発明の実施形態において用いられるポリマー樹脂は、例えばペンシルバニア州フィラデルフィアのＲｏｈｍ＆Ｈａａｓ社製のＰａｒａｌｏｉｄ  ＡＵ１０３３、ニュージャージー州リンデンのＤｏｃｋ  Ｒｅｓｉｎｓ社製のＤｏｒｅｓｃｏ  ＴＡ４５−８およびＴＡ６５−１、ペンシルバニア州ピッツバーグのＢａｙｅｒ  Ｐｏｌｙｍｅｒｓ社製のＤｅｓｍｏｄｕｒ  Ｎ−７５などであってよいが、これらに限定されるわけではない。
【００５２】
図８を具体的に説明すると、Ｐａｒａｌｏｉｄ  ＡＵ１０３３ポリアクリル酸塩樹脂の複数のヒドロキシル基がＤｅｓｍｏｄｕｒ  Ｎ７５の複数のイソシアネート基と反応して、強化架橋ウレタンネットワーク構造が形成されている。なお、本発明の実施形態によると、液晶とポリマーの比率は通常、５０：５０から７０：３０（重量比）の範囲内である。
【００５３】
ＴＬシリーズの液晶材料は誘電定数が低い。このため、ＶＩＯＳの構成を図４に示した通りとすると、合計のＶ−Ｂｉａｓが同じであっても低誘電定数層の電圧が高くなる。
【００５４】
変調器の製造はスピンコーティング方法を用いて行ってもよい。このような製造方法は例えば、同時係属中の米国特許出願第１０／６８５,６８７号および第１０／６８６，３６７号において開示されている。当該米国出願に記載の内容は参照により本出願に組み込み、本出願の記載の一部とする。
【００５５】
例
【００５６】
例１
【００５７】
ガラスビンにＰａｒａｌｏｉｄ  ＡＵ１０３３を７．５４ｇ、ＴＬ−２０５液晶材料を８．１０ｇ、メチルイソブチルケトンを５．３０ｇ、Ｄｅｓｍｏｄｕｒ  Ｎ−７５（Ｂａｙｅｒ社製）を０．６６ｇ入れ、一晩攪拌した。この均一な混合物に対して、触媒としてＭｅｔａｃｕｒｅ  Ｔ−１２を０．１％（製剤全体に対して）加え、さらに１０分間攪拌した。
【００５８】
続いて、この混合物を１ミクロンのＰＴＦＥフィルタでろ過し、ＩＴＯ層を持つ１３５．５ｍｍ×１３５．５ｍｍのガラス基板にスピンコーティングで塗布した。ＰＤＬＣコーティング層の厚みは、スピン方法により１７〜１８ミクロン以下に制御された。このＰＤＬＣコーティングの上にＮｅｏｒｅｚ  Ｒ−９６７から成る薄い接着剤層を塗布し、さらに７ミクロンのマイラー（商標）支持材と誘電体ミラーから成る２層構造コーティング膜を積層した。
【００５９】
図５に、上述のＰＤＬＣ材料について、図４に示したシステムを用いて空隙を１５ミクロンとした場合に得られたＴＶ曲線を示す。所定のＩ−Ｂｉａｓレベルにおいて、ＮＣＡＰ（ウィスコンシン州ミルウォーキーのＸｙｍｏｘ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，Ｉｎｃ．社製のＮｅｍａｔｉｃ  Ｃｕｒｖｉｌｉｎｅａｒ  Ａｌｉｇｎｅｄ  Ｐｈａｓｅ）変調器と比較して、ＰＤＬＣの駆動電圧は２２％低減されＴＶ曲線の傾き（つまり感度）は２７％上昇した。
【００６０】
例２
【００６１】
本例において、液晶としてＴＬ−２１５を用いた以外は、組成、相対濃度および処理は例１と同じとした。ＰＤＬＣコーティングの厚みは１７〜１８ミクロンであった。図６に、例２について得られたＴＶ曲線（空隙は１５ミクロン）を示す。所定のＩ−Ｂｉａｓレベルにおいて、ＰＤＬＣの駆動電圧は４１％低減されＴＶ曲線の傾き（つまり感度）は６０％上昇した。例２においても、比較対象には相対的に感度が低いＮＣＡＰ変調器を用いた。
【００６２】
例３
【００６３】
本例において、液晶としてＴＬ−２１６を用いた以外は、組成、相対濃度および処理は例１と同じとした。ＰＤＬＣコーティングの厚みは１６〜１７ミクロン以下であった。図７に、例３について得られたＴＶ曲線（空隙は１５ミクロン）を示す。所定のＩ−Ｂｉａｓレベルにおいて、ＰＤＬＣの駆動電圧は４８％低減されＴＶ曲線の傾き（つまり感度）は４０％上昇した。例３においても、比較対象には相対的に感度が低いＮＣＡＰ変調器を用いた。
【００６４】
上述したＰＤＬＣ製剤は図１から図３に示した変調器に使用するとしてもよいが、使用例はこれに限定されない。ほかの実施形態においては、本明細書で開示したＰＤＬＣ製剤をライトシャッターやディスプレイなどほかの電子光学デバイスに用いるとしてもよい。
【００６５】
本発明の実施形態に係るＰＤＬＣ製剤はさまざまな効果を奏する。まず１つには、欠陥検出の感度が向上することである。具体的には、システムノイズを一定とした場合、変調器のＴＶ曲線の傾きが大きくなれば生成する信号が大きくなり、その結果信号ノイズ（Ｓ／Ｎ）比が改善される。
【００６６】
そのほかの効果としては、空隙を大きくすると同時に駆動電圧を低くすることができる点が挙げられる。具体的には、本発明の実施形態に係るＰＤＬＣ材料は比較的低い駆動電圧で機能できるので、空隙を大きくしても伝達度が変わらない。本発明の実施形態に係るＰＤＬＣ製剤は、駆動電圧が約１００Ｖから３２０Ｖの範囲内で空隙が１５μｍ以上という条件で動作すると考えられる。
【００６７】
また、耐性が向上することも効果の１つとして挙げられる。具体的には、空隙を大きくできるので、粒子が原因で試験パネルが破損する可能性が低くなる。
【００６８】
具体的な実施形態に基づき本発明を説明したが、上記以外の実施形態も本発明に含まれることは当業者には明らかである。このため本発明は上述の実施形態には限定されず、付記の請求項によってのみ限定される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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