JPH09297311A - 反強誘電性液晶セル及び反強誘電性液晶装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 反強誘電性液晶の初期配向状態を改善する配
向制御膜の形成材料にさらに工夫を凝らし、反強誘電性
液晶の広い面積に亘り均一な分子配列を実現して、その
優れた特性を十分に発揮する反強誘電性液晶セルを提供
する。 【解決手段】 反強誘電性液晶を封入してなる液晶セル
の両電極基板に形成した各配向制御膜が、４，４’−ジ
アミノターフェニル及びピロメリット酸二無水物を有す
るポリイミド膜でもって形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置や液
晶シャッター等の各種の液晶装置に採用される液晶セル
に係り、特に、液晶として反強誘電性液晶を用いる液晶
セル及びこの液晶セルを採用した液晶装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、液晶セルにおいては、３つの光学
的安定状態を有する反強誘電性液晶を用いた液晶セル
（以下、反強誘電性液晶セルという）が提案されている
（特開平２−１５３３２２号公報等参照）。反強誘電性
液晶は、無電界時に第１の光学的安定状態（反強誘電状
態）になり、一方向の電界又は逆方向の電界に対し第２
の光学的安定状態（強誘電状態）又は第３の安定状態
（上記強誘電状態とは逆極性の強誘電状態）に配向し、
印加電圧の向きと強さにより上記３つの安定状態を高速
でスイッチング駆動できるものである。また、この反強
誘電性液晶は、印加電圧に対する上記３つの安定状態間
の光学的透過率の変化を電圧軸上でシフトさせるヒステ
リシス特性を示す。

【０００３】このようなことから、反強誘電性液晶は、
広視野角なこと、応答速度が高いこと、大画面高精細表
示を実現するための時分割駆動能力が高いこと等の優れ
た特性を有しているといえる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、反強誘電性
液晶セルが所望の駆動特性を発揮するには、反強誘電性
液晶が、電界の無印加時に均一な分子配列状態にあり、
かつ反強誘電状態と強誘電状態との間の電界誘起スイッ
チングを効果的に生ずるような分子配列状態になること
が必要である。

【０００５】しかし、このような反強誘電性液晶の配向
状態は、配向制御膜のラビング処理によったとしても、
広い面積に亘り適正に得ることは困難であって、反強誘
電性液晶セルの実用化に際し大きな障害となっている。
これに対しては、反強誘電性液晶の初期配向状態を改善
するように配向制御膜の形成材料に工夫を凝らすことに
より、広い面積に亘り均一な分子配列状態を実現して、
その優れた特性を発揮させる技術が、特開平３−１２１
４１６号公報に開示されている。

【０００６】しかし、この公報に開示されている配向制
御膜の形成材料だけでは、未だ不十分である。また、上
記特開平３−１２１４１６号公報の技術では、反強誘電
性液晶の優れた特性を十分に発揮しかつ高い信頼性を有
する反強誘電性液晶セルを実現するには不十分である。

【０００７】この理由は次の通りと考えられる。即ち、
反強誘電性液晶が電界を印加されて強誘電状態となった
とき、この状態では、反強誘電性液晶が大きな自発分極
を呈する。このため、配向制御膜の膜厚が厚いと、液晶
層には十分な実効電圧がかからず、適正な配向を得るこ
とができず、時分割駆動時の表示に対する保持特性が悪
くなる。

【０００８】これに対しては、配向制御膜の膜厚を薄く
することも考えられるが、この場合には、配向制御膜の
配向規制力が弱くなる。このため、反強誘電性液晶の初
期配向状態の均一性が低下したり、或いは液晶層の層回
転現象（Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，３３ ｐ
ｐ．Ｌ１６２０−Ｌ１６２３ Ｐａｒｔ，Ｎｏ．１１Ｂ
（１９９４年）における尾崎正則等の報告参照）が発生
して表示コントラストを劣化させる。

【０００９】そこで、本発明は、以上述べたことに対処
するため、反強誘電性液晶の初期配向状態を改善する配
向制御膜の形成材料にさらに工夫を凝らし、反強誘電性
液晶の広い面積に亘り均一な分子配列を実現して、その
優れた特性を十分に発揮する反強誘電性液晶セルを提供
することを目的とする。また、本発明は、膜厚の薄い配
向制御膜でも良好な液晶分子配向を得ることができ、か
つ、時分割駆動能力に優れた信頼性の高い反強誘電性液
晶セル及びこの液晶セルを用いる反強誘電性液晶装置を
提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記目的
を達成するため、配向制御膜の構成材料に関する工夫に
つき鋭意研究を行った結果、特定構造の高分子膜を配向
制御膜として使用することが有効であることを見出し
た。即ち、請求項１に記載の発明によれば、両電極基板
間に反強誘電性液晶を封入してなる液晶セルにおいて、
両電極基板の各配向制御膜を、下記の化学構造式２６で
表されるポリイミド膜で形成した。

【００１１】

【化２６】

【００１２】この化学構造式２６中、Ｘ₁ は、次の化学
構造式２７

【００１３】

【化２７】

【００１４】により表される４，４’−ジアミノターフ
ェニルであり、Ｙ₁ は、次の化学構造式２８乃至３２

【００１５】

【化２８】

【００１６】

【化２９】

【００１７】

【化３０】

【００１８】

【化３１】

【００１９】

【化３２】

【００２０】のいずれかにより表される４価のカルボン
酸残基である。このように、特定構造の配向制御膜を反
強誘電性液晶に用いることにより、反強誘電性液晶の初
期配向状態を改善することができ、その結果、広範囲に
亘り均一な液晶分子配列を有する液晶セルを実現でき
る。従って、反強誘電性液晶の有する優れた電気光学的
効果を十分に発揮することができるので、例えば、大画
面高精細表示装置、ＴＶ画像表示装置や液晶シャッター
等に適用されて、著しい効果を発揮する。

【００２１】また、請求項２に記載の発明によれば、各
配向制御膜が、次の化学構造式３３

【００２２】

【化３３】

【００２３】により表されるポリイミド膜でもって形成
されており、前記化学構造式８中、Ｘ₁ 、Ｘ₂ は次の化
学構造式３４

【００２４】

【化３４】

【００２５】により表される２価のアミノ基残基であ
り、Ｙ₁ 、Ｙ₂ は、次の両化学構造式３５、３６

【００２６】

【化３５】

【００２７】

【化３６】

【００２８】のいずれかにより表される４価のカルボン
酸残基である。このような特定構造の配向制御膜を反強
誘電性液晶に用いても、上記請求項１に記載の発明と同
様の効果を達成できる。また、請求項３に記載の発明に
よれば、各配向制御膜が次の化学構造式３７

【００２９】

【化３７】

【００３０】により表されるポリイミド膜でもって形成
されており、前記化学構造式３７中、Ｘ₁ は、次の化学
構造式３８乃至４１

【００３１】

【化３８】

【００３２】

【化３９】

【００３３】

【化４０】

【００３４】

【化４１】

【００３５】のいずれかにより表される２価のアミノ残
基であり、Ｙ₁ は、次の化学構造式４２乃至４６

【００３６】

【化４２】

【００３７】

【化４３】

【００３８】

【化４４】

【００３９】

【化４５】

【００４０】

【化４６】

【００４１】のいずれかにより表される４価のカルボン
酸残基であり、前記各配向制御膜の膜厚が１００Å乃至
４００Å未満の範囲の値である。これにより、請求項１
に記載の発明と同様の効果を達成できるのは勿論のこ
と、各配向制御膜の膜厚が、上記特定構造のもと、１０
０Å乃至４００Å未満の範囲の値であるから、配向制御
膜は、薄くても、反強誘電性液晶の液晶分子を均一に整
列させる配向規制力を有する。その結果、液晶セルは高
コントラストを維持できる。

【００４２】また、請求項４に記載の発明によれば、各
配向制御膜が、次の化学構造式４７

【００４３】

【化４７】

【００４４】により表されるポリイミド膜でもって形成
されており、前記化学構造式４７中、Ｘ₁ 、Ｘ₂ は、そ
れぞれ、次の化学構造式４８

【００４５】

【化４８】

【００４６】により表される２価のアミノ基残基であ
り、Ｙ₁ 、Ｙ₂ は、次の両化学構造式４９、５０

【００４７】

【化４９】

【００４８】

【化５０】

【００４９】のいずれかにより表される４価のカルボン
酸残基であり、前記各配向制御膜の膜厚が１００Å乃至
４００Å未満の範囲の値である。これによっても、請求
項３に記載の発明と同様の効果を達成できる。また、請
求項５に記載の発明によれば、前記各配向制御膜の膜厚
が１００Å乃至４００Å未満の範囲の値である。

【００５０】このように、各配向制御膜の膜厚が、上記
特定構造のもと、１００Å乃至４００Å未満の範囲の値
であるから、各配向制御膜は、薄くても、反強誘電性液
晶の液晶分子を均一に整列させる配向規制力を有する。
従って、反強誘電性液晶の自発分極の影響が減少し、二
重ヒステリシス特性のメモリー性を十分に生かすことが
できる。その結果、各配向制御膜が薄くても、請求項１
又は２に記載の発明の効果を確実に達成できる。

【００５１】また、請求項６に記載の発明によれば、前
記各配向制御膜にラビング処理によりそれぞれ付与され
る複屈折性を表す各光学的位相差Δｎｄの差が±０．２
５ｎｍ以内である。これにより、請求項１乃至５に記載
の発明の効果を達成できるのは勿論のこと、各配向制御
膜を薄くしても、ラビング精度を高めることなく、高コ
ントラストを確保できる。

【００５２】また、請求項７及び８に記載の発明によれ
ば、温度検出手段が反強誘電性液晶の動作温度を検出す
ると、温度制御手段が、時分割駆動の際、検出動作温度
と反強誘電性液晶の相転移点との差が、反強誘電性液晶
の層回転角を±１°の範囲以内に抑え得る所定上限温度
以下に維持されるように、反強誘電性液晶の動作温度を
制御する。

【００５３】これにより、請求項１乃至６のいずれかに
記載の配向制御膜と反強誘電性液晶の動作温度に対する
上記温度制御との相乗効果でもって、反強誘電性液晶に
おけるより一層の層回転の抑制を実現できる。その結
果、請求項１乃至６に記載の発明の作用効果をより一層
向上させ得る反強誘電性液晶装置の提供が可能となる。

【００５４】また、請求項９及び１０に記載の発明によ
れば、温度検出手段が反強誘電性液晶の動作温度を検出
すると、温度制御手段が、時分割駆動の際、反強誘電性
液晶の粘度が、反強誘電性液晶の層回転角を±１°の範
囲以内に抑え得る所定下限値以上に維持されるように、
反強誘電性液晶の温度を制御する。これにより、請求項
９及び１０に記載の発明と同様の作用効果を達成でき
る。

【００５５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の第１実施形態につ
いて説明する。実施例１ 図１は、本発明を適用した液晶セルの全体構成を示す。
この液晶セルは、両電極基板１０、２０を備えており、
これら両電極基板１０、２０は、帯状シール３０及び多
数のスペーサ（図示しない）を介し互いに対向して重ね
合わされている。

【００５６】電極基板１０は、透明基板１１を備えてお
り、この透明基板１１の内表面には、複数条の透明電極
１２が形成されている。また、透明基板１１の内表面に
は、絶縁膜１３及び配向制御膜１４が複数条の透明電極
１２を介し順次積層形成されている。一方、電極基板２
０は透明基板２１を備えており、この透明基板２１の内
表面には、複数条の透明電極２２が複数条の透明電極１
２と共に多数の格子状画素を構成するように形成されて
いる。また、透明基板２１の内表面には、絶縁膜２３及
び配向制御膜２４が複数条の透明電極２２を介し順次積
層形成されている。

【００５７】両電極基板１０、２０の間には、反強誘電
性液晶４０が封入されている。なお、図１にて、両符号
５０、６０は、それぞれ、偏光板を示す。これら両偏光
板５０、６０は、その各偏光軸を互いに直交させるよう
に、かつ、電圧の無印加時に消光するように配設されて
いる。次に、上記両配向制御膜１４、２４の形成方法に
ついて説明する。

【００５８】５ｍｍｏｌの４，４’−ジアミノターフェ
ニル（下記の化学構造式５１により表される）を４２．
９８ｇの乾燥ジメチルアセトアミド中に添加して、窒素
雰囲気のもと、氷水で冷却しながら溶解した。この溶解
液に、５．５ｍｍｏｌのピロメリット酸二無水物（下記
の化学構造式５２により表される）を添加し、その後、
１０℃乃至１５℃に保持して、窒素雰囲気のもとで、約
１時間半攪拌した後、室温にてさらに１時間半攪拌し
た。然る後、粘調になった溶液を室温で一夜放置し、ポ
リアミドカルボン酸を合成した。

【００５９】

【化５１】

【００６０】

【化５２】

【００６１】このように合成したポリアミドカルボン酸
の粘度を、ジメチルアセトアミド中で、濃度を０．５ｇ
／ｄｌとしてオスワルド粘度計により測定した。この測
定粘度を図表５に示した。上述のようにして得られたポ
リアミドカルボン酸を、スピンコート法により、透明基
板１１の内表面に、複数条の透明電極１２を介して、１
００Å乃至４００Å未満の範囲の値の膜厚に薄膜化し
て、２００℃で１時間焼成しイミド化し、下記の化学構
造式５３により表されるポリイミド膜として形成した。

【００６２】

【化５３】

【００６３】この化学構造式５３において、Ｘ₁ は、上
記化学構造式５１により表される４，４’−ジアミノタ
ーフェニルであり、また、Ｙ₁ は、上記化学構造式５２
により表されるピロメリット酸二無水物である。上記ポ
リイミド膜の表面を、ナイロン又はポリエステル等の不
織布により、一方向にラビング処理して、配向制御膜１
４とした。また、配向制御膜２４も配向制御膜１４と同
様に形成した。

【００６４】ここで、両配向制御膜１４、２４の各膜厚
の下限値及び上限値を、上述のように、それぞれ、１０
０Å及び４００Å未満とした理由について説明する。ま
ず、両配向制御膜１４、２４の各膜厚の下限値を１００
Åとしたのは、膜厚がこの値より薄くなると、反強誘電
性液晶４０が配向しないためである。また、両配向制御
膜１４、２４の各膜厚の上限値を４００Å未満としたの
は、以下の理由による。

【００６５】特開平２−１７３７２４号公報により開示
した時分割駆動方法を用いて本実施例１の液晶セルを駆
動する場合を例にとって説明する。液晶セルの任意の画
素には、図２にて示すような波形の電圧が、複数の透明
電極１２のいずれか及び透明電極２２を介し印加され
る。ここで、選択期間に印加される電圧Ｖｗは、およそ
２０Ｖ乃至３０Ｖであり、非選択期間に印加される電圧
Ｖｏは、およそ０Ｖ乃至１０Ｖである。

【００６６】このような波形の電圧を上述のように液晶
セルに印加したとき、実際の液晶層に加わる電圧は、反
強誘電性液晶４０、両配向制御膜１４、２４及び両絶縁
膜１３、２３に容量分配された結果としての電圧とな
る。反強誘電性液晶セルで重要となるのは、選択期間に
て反強誘電性の「暗」表示状態から強誘電性の「明」表
示状態を書き込み、非選択期間にて駆動電圧Ｖ₀ でその
「明」表示状態を保持するときに、実際に液晶層に加わ
っている実効電圧である。この実効電圧は、次の両数式
１、２から両電界強度Ｅ₂ 、Ｅ₃ を消去することにより
計算できる。

【００６７】

【数１】Ｖ₀ ＝ｄ₁ Ｅ₁ ＋２ｄ₂ Ｅ₂ ＋２ｄ₃ Ｅ₃

【００６８】

【数２】 ε₀ ε₁ Ｅ₁ ＋Ｐ_S ＝ε₀ ε₂ Ｅ₂ ＝ε₀ ε₃ Ｅ₃ これら両数式１、２において、ｄ₁ 及びε₁ は、反強誘
電性液晶の液晶層の厚さ及び誘電率をそれぞれ表す。ｄ
₂ 及びε₂ は、配向制御膜の膜厚及び誘電率をそれぞれ
表す。

【００６９】また、ｄ₃ 及びε₃ は、絶縁膜の膜厚及び
誘電率をそれぞれ表す。Ｅ₁ 、Ｅ₂及びＥ₃ は、反強誘
電性液晶４０の液晶層、配向制御膜及び絶縁膜に加わる
各電界強度をそれぞれ表す。ε₀ は、真空における誘電
率を表し、Ｐ_S は反強誘電性液晶の自発分極を表す。こ
の場合、上記非選択期間の実効電圧を数Ｖ以上にしない
と、「明」表示の輝度が減衰し、高コントラストの表示
が得られない。そして、この電圧を確保するために、印
加電圧Ｖ₀ を高くすると、「暗」表示状態の輝度が上昇
してしまって高コントラストの表示が得られなくなる。

【００７０】また、「暗」表示状態にある画素の液晶層
に加わる電圧は、上記数式２に代えて、次の数式３を用
いて同様に計算できる。

【００７１】

【数３】ε₀ ε₁ Ｅ₁ ＝ε₀ ε₂ Ｅ₂ ＝ε₀ ε₃ Ｅ₃ 「暗」表示状態では、反強誘電性液晶の自発分極成分が
ないために、「明」表示状態の画素よりも高い電圧が加
わっている。従って、上述のように、印加電圧Ｖ₀ を操
作する方法では、「明」の輝度と「暗」の輝度とがトレ
ードオフの関係になってしまう。

【００７２】結局、配向制御膜と絶縁膜のε及びｄを選
んで、液晶層に有効に電圧を印加することが必要であ
る。以上より、反強誘電性液晶の自発分極をＰ_S ＝７０
ｎＣ／ｃｍ² 乃至２００ｎＣ／ｃｍ² の範囲の値とし、
配向制御膜の誘電率をε₂ ＝２乃至６の範囲の値とし、
絶縁膜の誘電率をε₃ ＝１０乃至５０の範囲の値とする
と、配向制御膜の膜厚の上限値は４００Å未満とするの
が好ましいといえる。

【００７３】次に、上述のように形成した両配向制御膜
１４、２４の各配向規制力を次のようにして評価した。
１９９１年第１７回液晶討論会予稿集第３３頁にて、西
野氏等は、液晶としてネマチック液晶を用いた液晶セル
において、この液晶の配向異常を検査する一般的手段と
して、ラビング後の配向膜内表面の光学的位相差の測定
について報告している。この報告は、上記光学的位相差
の値の異常に基づき配向膜の配向規制力の異常を検査す
るというものである。

【００７４】この報告においては、配向膜を構成してい
る高分子はラビングにより一軸方向に延伸され、ラビン
グ方向に光学的な複屈折性を発現する。従って、一般
に、ラビング方向において複屈折性の大きさが均一な領
域では、液晶分子が均一に配向するとされている。但
し、上記複屈折性の方向と大きさを光学的位相差Δｎｄ
でもって表す。

【００７５】本実施例１においては、上記報告による検
査方法を採用した。具体的には、次のようにして測定し
た。ここで、配向制御膜の光学的位相差の測定にあた
り、オーク製作所製ＡＤＲ−１００ＸＹ型高感度自動複
屈折測定装置を用いた。なお、測定スポットは１ｍｍの
直径とした。この測定において、同一の配向制御膜の光
学的位相差をラビングの前と後で測定しておき、ラビン
グ後の光学的位相差からラビング前の光学的位相差を差
し引くことで、下地の影響を除去できる。これにより、
ラビングで誘起された配向制御膜の複屈折を光学的位相
差Δｎｄとして求めることができる。

【００７６】また、本発明者等は、ラビング条件を精密
に制御することで、電極基板上の配向制御膜の複屈折性
の差が所望の範囲内になるようにした。ここでは、上記
測定のΔｎｄ値がおよそ−０．２５ｎｍ≦Δｎｄ≦＋
０．２５ｎｍ内に入るようにした。上述のように両配向
制御膜１４、２４を検査した後、これら両配向制御膜１
４、２４を対向させるとともにその各ラビング方向を互
いに平行又は反平行にするように、両電極基板１０、２
０を対向させて重ね合わせ、その後、反強誘電性液晶４
０を注入した。

【００７７】反強誘電性液晶４０としては、４−（１−
トリフルオロメチルヘプトキシカルボニル）フェニル−
４’−オクチルオキシビフェニル−４−カルボキシレー
ト（以下、ＴＦＭＨＰＯＢＣという）、４−（１−トリ
フルオロメチルヘプトキシカルボニル）フェニル−４’
−デシルビフェニル−４−カルボキシレート（以下、Ｔ
ＦＭＨＰＤＢＣという）、４−（メチルヘプトキシカル
ボニル）フェニル−４’−オクチルオキシビフェニル−
４−カルボキシレート（以下、ＭＨＰＯＢＣという）及
びこれらの同族体を含む混合液を採用した。

【００７８】この混合液晶は、次の相系列を示す。 （−２０℃） （７０℃） （７２℃） （８５℃） 結晶 → ＳｍＣ_A ^* → ＳｍＣ^* → ＳｍＡ → 等方性液体 ここで、ＳｍＣ_A ^* 相は、反強誘電性スメクチック液晶
相を表し、ＳｍＣ^* 相は、強誘電性スメクチック液晶相
を示し、また、ＳｍＡ相は常誘電性スメクチック液晶相
を表す。

【００７９】反強誘電性液晶の注入は、これを加熱して
等方性液体（ＩＳＯ）とし、毛細管現象又は真空置換法
を利用して行い、然る後、カイラルスメクチックＣＡ相
（ＳｍＣ_A ^* 相）まで、毎分１℃乃至２℃の速度で徐冷
した。また、上述のように作製した液晶セルの配向暗輝
度及び駆動マージンを測定した。さらに、当該液晶セル
で所定の時分割駆動を行い、層回転現象の発生の有無を
調べた。

【００８０】配向暗輝度は、顕微鏡下で透過光強度検出
用光電子増倍管を用いて測定した。この配向暗輝度が低
い程均一な配向であり、高コントラストの表示が可能で
あることを意味する。駆動マージンは、上記液晶セルに
１Ｈｚの三角波電圧を印加して図３にて示すような二重
履歴特性を観測して、下記の数式４に従って求めた。

【００８１】

【数４】 この数式４において、Ｖｔｈ（１０）は、正又は負の電
圧を印加したときに光の透過率１０％となる電圧をい
う。また、Ｖｓａｔ（９０）は、正又は負の電圧を増加
したときに光の透過率９０％となる電圧をいう。また、
Ｖｔｈ（９０）は、正又は負の電圧を減少したときに光
の透過率９０％となる電圧をいう。

【００８２】駆動マージンＭは、本発明に係る液晶セル
を時分割駆動するときに目安となるパラメータである。
Ｍ＝４乃至５以上であれば、高コントラストで、優れた
階調性表示を得ることができる。液晶層の層回転現象発
生の有無は、図４にて示した矩形波電圧を数時間印加し
た後に、電圧無印加時の消光位が初期の位置から何度ず
れたかを顕微鏡で観測して評価した。液晶層の層回転角
θは、初期から１°以上ずれると、表示コントラストの
低下を招くこととなる。以上のようにして評価した結果
を、図表５にて示した。

【００８３】図表５は、本実施例１及び以下に述べる実
施例２乃至乃至１５による試料としての液晶セルの評価
結果をまとめたものである。また、本発明の有効性を示
すため、適当な比較例を記載した。この比較例として
は、日立化成社製ＬＱ−１８００型液晶セル、及び住友
ベークライト社製ＣＲＤ−８６１６型液晶セルを用い
た。

【００８４】実施例２ ５ｍｍｏｌの４，４’−ジアミノターフェニル（上記化
学構造式５１参照）を４７．７１ｇの乾燥ジメチルアセ
トアミド中に添加して、窒素雰囲気のもと、氷水で冷却
しながら溶解した。この溶解液に、５．５ｍｍｏｌの
２，３，６，７−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物
（下記化学構造式５４により表される）を添加し、上記
実施例１の場合と同様の方法でポリアミドカルボン酸を
合成した。

【００８５】

【化５４】

【００８６】このように合成したポリアミドカルボン酸
の粘度を、上記実施例１の場合と同様の方法で測定し、
その測定粘度を図表５に示した。得られたポリアミドカ
ルボン酸を上記実施例１の場合と同様の方法で電極基板
の透明基板の内表面に薄膜形成し、ポリイミド膜とし
た。このポリイミド膜において、上記化学構造式５３に
おけるＸ₁ は、化学構造式５１により表される４，４’
−ジアミノターフェニルであり、Ｙ₁ は、化学構造式５
４により表される２，３，６，７−ナフタレンテトラカ
ルボン酸二無水物である。このポリイミド膜を上記実施
例１の場合と同様に各配向制御膜として液晶セルを形成
した。

【００８７】このように形成した液晶セルの配向暗輝度
及び駆動マージンＭを、上記実施例１の場合と同様に測
定し、この測定結果を図表５に示した。実施例３ ５ｍｍｏｌの４，４’−ジアミノターフェニル（上記化
学構造式５１参照）を５０．１７ｇの乾燥ジメチルアセ
トアミド中に添加し、窒素雰囲気のもと、氷水で冷却し
ながら溶解した。この溶解液に５．５ｍｍｏｌの４，
４’−ビフタル酸無水物（下記の化学構造式５５により
表される）を添加し、上記実施例１の場合と同様の方法
でポリアミドカルボン酸を合成した。

【００８８】

【化５５】

【００８９】このように合成したポリアミドカルボン酸
の粘度を、上記実施例１と同様の方法で測定し、その結
果を図表５に示した。得られたポリアミドカルボン酸を
上記実施例１の場合と同様の方法で電極基板の透明基板
の内表面に薄膜形成し、ポリイミド膜とした。このポリ
イミド膜において、上記化学構造式５３におけるＸ
₁ は、化学構造式５１により表される４，４’−ジアミ
ノターフェニルであり、Ｙ₁ は、上記化学構造式５５に
より表される４，４’−ビフタル酸無水物である。この
ポリイミド膜を上記実施例１の場合と同様に各配向制御
膜として液晶セルを形成した。

【００９０】このように形成した液晶セルの配向暗輝度
及び駆動マージンＭを、上記実施例１の場合と同様に測
定し、この測定結果を図表５に示した。実施例４ ５ｍｍｏｌの４，４’−ジアミノターフェニル（上記化
学構造式５１参照）を５２．３３ｇの乾燥ジメチルアセ
トアミド中に添加し、窒素雰囲気のもと、氷水で冷却し
ながら溶解した。この溶解液に２．７５ｍｍｏｌの４，
４’−オキシジフタル酸無水物（下記化学構造式５６に
より表される）と２．７５ｍｍｏｌのピロメリット酸二
無水物（上記化学構造式５２参照）を添加し、上記実施
例１の場合と同様の方法でポリアミドカルボン酸を合成
した。

【００９１】

【化５６】

【００９２】このように合成したポリアミドカルボン酸
の粘度を、上記実施例１と同様の方法で測定し、その結
果を図表５に示した。得られたポリアミドカルボン酸を
上記実施例１の場合と同様の方法で、電極基板の透明基
板の内表面に薄膜形成し、下記の化学構造式５７により
表されるポリイミド膜として形成した。

【００９３】

【化５７】

【００９４】このポリイミド膜において、上記化学構造
式５７におけるＸ₁ 、Ｘ₂ は、上記化学構造式５１によ
り表される４，４’−ジアミノターフェニルであり、Ｙ
₁ 、Ｙ₂ は、上記化学構造式５２、５６により表される
４，４’−オキシジフタル酸無水物である。このポリイ
ミド膜を上記実施例１の場合と同様に各配向制御膜とし
て液晶セルを形成した。

【００９５】このように形成した液晶セルの配向暗輝度
及び駆動マージンＭを、上記実施例１の場合と同様に測
定し、この測定結果を図表５に示した。実施例５ ５ｍｍｏｌの４，４’−ジアミノターフェニル（上記化
学構造式５１参照）を５７．１５ｇの乾燥ジメチルアセ
トアミド中に添加し、窒素雰囲気のもと、氷水で冷却し
ながら溶解した。この溶解液に５．５ｍｍｏｌの４，
４’−オキシジフタル酸無水物（上記化学構造式５６参
照）を添加し、上記実施例１の場合と同様の方法でポリ
アミドカルボン酸を合成した。

【００９６】このように合成したポリアミドカルボン酸
の粘度を、上記実施例１と同様の方法で測定し、その結
果を図表５に示した。得られたポリアミドカルボン酸を
上記実施例１と同様の方法で電極基板の透明基板の内表
面に薄膜形成し、ポリイミド膜とした。このポリイミド
膜において、上記化学構造式５３におけるＸ₁ は、上記
化学構造式５１により表される４，４’−ジアミノター
フェニルであり、Ｙ₁ は、上記化学構造式５６により表
される４，４’−オキシジフタル酸無水物である。この
ポリイミド膜を上記実施例１の場合と同様に各配向制御
膜として液晶セルを形成した。

【００９７】このように形成した液晶セルの配向暗輝度
及び駆動マージンＭを、上記実施例１の場合と同様に測
定し、この測定結果を図表５に示した。実施例６ ５ｍｍｏｌの４，４’−ジアミノターフェニル（上記化
学構造式５１参照）を６２．１７ｇの乾燥ジメチルアセ
トアミド中に添加して、窒素雰囲気のもと、氷水で冷却
しながら溶解した。この溶解液に５．６ｍｍｏｌの３，
３’，４，４’−ジフェニルスルホンテトラカルボン酸
二無水物（下記化学構造式５８により表される）を添加
し、上記実施例１の場合と同様の方法でポリアミドカル
ボン酸を合成した。

【００９８】

【化５８】

【００９９】このように合成したポリアミドカルボン酸
の粘度を、上記実施例１の場合と同様な方法で測定し、
その結果を図表５に示した。得られたポリアミドカルボ
ン酸を上記実施例１の場合と同様の方法で電極基板の透
明基板の内表面に薄膜形成し、ポリイミド膜とした。こ
のポリイミド膜において、上記化学構造式５３における
Ｘ₁ は、上記化学構造式５１により表される４，４’−
ジアミノターフェニルであり、Ｙ₁ は、上記化学構造式
５８により表される３，３’，４，４’−ジフェニルス
ルホンテトラカルボン酸二無水物である。このポリイミ
ド膜を上記実施例１の場合と同様に各配向制御膜として
液晶セルを形成した。

【０１００】このように形成した液晶セルの配向暗輝度
及び駆動マージンＭを、上記実施例１の場合と同様に測
定し、この測定結果を図表５に示した。実施例７ ５ｍｍｏｌのｐ−フェニレンジアミン（下記化学構造式
５９により表される）を、２９．９０ｇの乾燥ジメチル
アセトアミド中に添加し、窒素雰囲気のもと、氷水で冷
却しながら溶解した。この溶解液中に、５．５ｍｍｏｌ
のピロメリット酸二無水物（上記化学構造式５２参照）
を添加し、実施例１の場合と同様の方法によりポリアミ
ドカルボン酸を合成した。

【０１０１】

【化５９】

【０１０２】このようにして合成したポリアミドカルボ
ン酸の粘度を、実施例１にて述べたと同様の方法により
測定した。この測定結果は、図表５に示す。上述のよう
にした得られたポリアミドカルボン酸を、実施例１の場
合と同様の方法により電極基板上に薄膜化し、ポリイミ
ド膜とした。このポリイミド膜において、上記化学構造
式５３におけるＸ₁ は、上記化学構造式５９により表さ
れるｐ−フェニレンジアミンであり、Ｙ₁ は、化学構造
式５２による表されるピロメリット酸二無水物である。
このポリイミド膜を上記実施例１の場合と同様に各配向
制御膜として液晶セルを形成した。

【０１０３】このように形成した液晶セルの配向暗輝度
及び駆動マージンＭを上記実施例１の場合と同様に測定
した。この測定結果を図表５に示した。実施例８ ５ｍｍｏｌのｐ−フェニレンジアミン（上記化学構造式
５９参照）を３４．６３ｇの乾燥ジメチルアセトアミド
中に添加して、窒素雰囲気のもと、氷水で冷却しながら
溶解した。この溶解液に５．５ｍｍｏｌの２，３，６，
７−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物（上記化学構
造式５４参照）を添加し、上記実施例１の場合と同様の
方法でポリアミドカルボン酸を合成した。

【０１０４】このように合成したポリアミドカルボン酸
の粘度を、上記実施例１の場合と同様の方法で測定し、
その結果を図表５に示した。得られたポリアミドカルボ
ン酸を上記実施例１の場合と同様の方法で電極基板の透
明基板の内表面に薄膜形成し、ポリイミド膜とした。こ
のポリイミド膜において、上記化学構造式５３における
Ｘ₁ は、上記化学構造式５９により表されるｐ−フェニ
レンジアミンであり、Ｙ₁ は、上記化学構造式５４によ
り表される２，３，６，７−ナフタレンテトラカルボン
酸二無水物である。このポリイミド膜を上記実施例１の
場合と同様に各配向制御膜として液晶セルを形成した。

【０１０５】このように形成した液晶セルの配向暗輝度
及び駆動マージンＭを、上記実施例１の場合と同様に測
定し、この測定結果を図表５に示した。実施例９ ５ｍｍｏｌのｐ−フェニレンジアミン（上記化学構造式
５９参照）を３７．０９ｇの乾燥ジメチルアセトアミド
中に添加して、窒素雰囲気のもと、氷水で冷却しながら
溶解した。この溶解液に５．５ｍｍｏｌの４，４’−ビ
フタル酸無水物（上記化学構造式５５参照）を添加し、
上記実施例１の場合と同様の方法でポリアミドカルボン
酸を合成した。

【０１０６】このように合成したポリアミドカルボン酸
の粘度を、上記実施例１の場合と同様の方法で測定し、
その結果を図表５に示した。得られたポリアミドカルボ
ン酸を上記実施例１の場合と同様の方法で電極基板の透
明基板の内表面に薄膜形成し、ポリイミド膜とした。こ
のポリイミド膜において、上記化学構造式５３における
Ｘ₁ は、上記化学構造式５９により表されるｐ−フェニ
レンジアミンであり、Ｙ₁ は、上記化学構造式５５によ
り表される４，４’−ビフタル酸無水物である。このポ
リイミド膜を上記実施例１の場合と同様に各配向制御膜
として液晶セルを形成した。

【０１０７】このように形成した液晶セルの配向暗輝度
及び駆動マージンＭを、上記実施例１の場合と同様に測
定し、この測定結果を図表５に示した。実施例１０ ５ｍｍｏｌの２，７−ジアミノフルオレン（下記化学構
造式６０により表される）を３７．４７ｇの乾燥ジメチ
ルアセトアミド中に添加して、窒素雰囲気のもと、氷水
で冷却しながら溶解した。この溶解液に５．５ｍｍｏｌ
のピロメリット酸二無水物（上記化学構造式５２参照）
を添加し、上記実施例１の場合と同様の方法でポリアミ
ドカルボン酸を合成した。

【０１０８】

【化６０】

【０１０９】このように合成したポリアミドカルボン酸
の粘度を、上記実施例１の場合と同様の方法で測定し、
その結果を図表５に示した。得られたポリアミドカルボ
ン酸を上記実施例１の場合と同様の方法で電極基板の透
明基板の内表面に薄膜形成し、ポリイミド膜とした。こ
のポリイミド膜において、上記化学構造式５３における
Ｘ₁ は、上記化学構造式６０により表される２，７−ジ
アミノフルオレンであり、Ｙ₁ は、上記化学構造式５２
により表されるピロメリット酸二無水物である。このポ
リイミド膜を上記実施例１の場合と同様に各配向制御膜
として液晶セルを形成した。

【０１１０】このように形成した液晶セルの配向暗輝度
及び駆動マージンＭを、上記実施例１の場合と同様に測
定し、この測定結果を図表５に示した。実施例１１ ５ｍｍｏｌの２，７−ジアミノフルオレン（上記化学構
造式６０参照）を４２．２１ｇの乾燥ジメチルアセトア
ミド中に添加して、窒素雰囲気のもと、氷水で冷却しな
がら溶解した。この溶解液に５．５ｍｍｏｌの２，３，
６，７−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物（上記化
学構造式５４参照）を添加し、上記実施例１の場合と同
様の方法でポリアミドカルボン酸を合成した。

【０１１１】このように合成したポリアミドカルボン酸
の粘度を、上記実施例１の場合と同様の方法で測定し、
その結果を図表５に示した。得られたポリアミドカルボ
ン酸を上記実施例１の場合と同様の方法で電極基板の透
明基板の内表面に薄膜形成し、ポリイミド膜とした。こ
のポリイミド膜において、上記化学構造式５３における
Ｘ₁ は、上記化学構造式６０により表される２，７−ジ
アミノフルオレンであり、Ｙ₁ は、上記化学構造式５４
により表される２，３，６，７−ナフタレンテトラカル
ボン酸二無水物である。このポリイミド膜を上記実施例
１の場合と同様に各配向制御膜として液晶セルを形成し
た。

【０１１２】このように形成した液晶セルの配向暗輝度
及び駆動マージンＭを、上記実施例１の場合と同様に測
定し、この測定結果を図表５に示した。実施例１２ ５ｍｍｏｌの２，７−ジアミノフルオレン（上記化学構
造式６０参照）を４４．６６ｇの乾燥ジメチルアセトア
ミド中に添加して、窒素雰囲気のもと、氷水で冷却しな
がら溶解した。この溶解液に５．５ｍｍｏｌの４，４’
−ビフタル酸無水物（上記化学構造式５５参照）を添加
し、上記実施例１の場合と同様の方法でポリアミドカル
ボン酸を合成した。

【０１１３】このように合成したポリアミドカルボン酸
の粘度を、上記実施例１の場合と同様の方法で測定し、
その結果を図表５に示した。得られたポリアミドカルボ
ン酸を上記実施例１の場合と同様の方法で電極基板の透
明基板の内表面に薄膜形成し、ポリイミド膜とした。こ
のポリイミド膜において、上記化学構造式５３における
Ｘ₁ は、上記化学構造式６０により表される２，７−ジ
アミノフルオレンであり、Ｙ₁ は、上記化学構造式５５
により表される４，４’−ビフタル酸無水物である。こ
のポリイミド膜を上記実施例１の場合と同様に各配向制
御膜として液晶セルを形成した。

【０１１４】このように形成した液晶セルの配向暗輝度
及び駆動マージンＭを、上記実施例１の場合と同様に測
定し、この測定結果を図表５に示した。実施例１３ ５ｍｍｏｌの４，４’−ジアミノジフェニールエーテル
（下記の化学構造式６１により表される）を３７．８２
ｇの乾燥ジメチルアセトアミド中に添加して、窒素雰囲
気のもと、氷水で冷却しながら溶解した。この溶解液に
５．５ｍｍｏｌのピロメリット酸二無水物（上記化学構
造式５２参照）を添加し、上記実施例１の場合と同様の
方法でポリアミドカルボン酸を合成した。

【０１１５】

【化６１】

【０１１６】このように合成したポリアミドカルボン酸
の粘度を、上記実施例１の場合と同様の方法で測定し、
その結果を図表５に示した。得られたポリアミドカルボ
ン酸を上記実施例１の場合と同様の方法で電極基板の透
明基板の内表面に薄膜形成し、ポリイミド膜とした。こ
のポリイミド膜において、上記化学構造式５３における
Ｘ₁ は、上記化学構造式６１により表される４，４’−
ジアミノジフェニールエーテルであり、Ｙ₁ は、上記化
学構造式５２により表されるピロメリット酸二無水物で
ある。このポリイミド膜を上記実施例１の場合と同様に
各配向制御膜として液晶セルを形成した。

【０１１７】このように形成した液晶セルの配向暗輝度
及び駆動マージンＭを、上記実施例１の場合と同様に測
定し、この測定結果を図表５に示した。実施例１４ ５ｍｍｏｌの４，４’−ジアミノジフェニールエーテル
（上記化学構造式６１参照）を４２．５５ｇの乾燥ジメ
チルアセトアミド中に添加して、窒素雰囲気のもと、氷
水で冷却しながら溶解した。この溶解液に５．５ｍｍｏ
ｌの２，３，６，７−ナフタレンテトラカルボン酸二無
水物（上記化学構造式５４参照）を添加し、上記実施例
１の場合と同様の方法でポリアミドカルボン酸を合成し
た。

【０１１８】このように合成したポリアミドカルボン酸
の粘度を、上記実施例１の場合と同様の方法で測定し、
その結果を図表５に示した。得られたポリアミドカルボ
ン酸を上記実施例１の場合と同様の方法で電極基板の透
明基板の内表面に薄膜形成し、ポリイミド膜とした。こ
のポリイミド膜において、上記化学構造式５３における
Ｘ₁ は、上記化学構造式６１により表される４，４’−
ジアミノジフェニールエーテルであり、Ｙ₁ は、上記化
学構造式５４により表される２，３，６，７−ナフタレ
ンテトラカルボン酸二無水物である。このポリイミド膜
を上記実施例１の場合と同様に各配向制御膜として液晶
セルを形成した。

【０１１９】このように形成した液晶セルの配向暗輝度
及び駆動マージンＭを、上記実施例１の場合と同様に測
定し、この測定結果を図表５に示した。実施例１５ ５ｍｍｏｌの４，４’−ジアミノジフェニールエーテル
（上記化学構造式６１参照）を４５．０１ｇの乾燥ジメ
チルアセトアミド中に添加し、窒素雰囲気のもと、氷水
で冷却しながら溶解した。この溶解液に５．５ｍｍｏｌ
の４，４’−ビフタル酸無水物（上記化学構造式５５参
照）を添加し、上記実施例１の場合と同様の方法でポリ
アミドカルボン酸を合成した。

【０１２０】このように合成したポリアミドカルボン酸
の粘度を、上記実施例１の場合と同様の方法で測定し、
その結果を図表５に示した。得られたポリアミドカルボ
ン酸を上記実施例１の場合と同様の方法で電極基板の透
明基板の内表面に薄膜形成し、ポリイミド膜とした。こ
のポリイミド膜において、上記化学構造式５３における
Ｘ₁ は、上記化学構造式６１により表される４，４’−
ジアミノジフェニールエーテルであり、Ｙ₁ は、上記化
学構造式５５により表される４，４’−ビフタル酸無水
物である。このポリイミド膜を上記実施例１の場合と同
様に各配向制御膜として液晶セルを形成した。

【０１２１】このように形成した液晶セルの配向暗輝度
及び駆動マージンＭを、上記実施例１の場合と同様に測
定し、この測定結果を図表５に示した。以上述べた各実
施例１乃至１５のうち、実施例１乃至６においては、特
定化学構造の配向制御膜を反強誘電性液晶に用いている
ので、反強誘電性液晶の初期配向状態を改善することが
でき、その結果、広範囲に亘り均一な液晶分子配列を有
する液晶セルを実現できる。

【０１２２】従って、反強誘電性液晶の有する優れた電
気光学的効果を十分に発揮することができるので、例え
ば、大画面高精細表示装置、ＴＶ画像表示装置や液晶シ
ャッター等に適用されて、著しい効果を発揮する。ま
た、上記各実施例１乃至１５のうち、実施例８、１１を
除く各実施例では、図表５によれば、両比較例に比べて
配向暗輝度が低いことが分かる。しかも、配向暗輝度が
低い程、反強誘電性液晶が均一な配向を示す。従って、
液晶セルの高コントラスト表示が両比較例とは異なり可
能となる。

【０１２３】また、上記各実施例１乃至１５のうち、実
施例８、１１を除く各実施例では、図表５によれば、駆
動マージンＭが両比較例に比べて高く４乃至５以上であ
る。これにより、比較例１、２に比べて、高コントラス
トを確保できる。また、上記実施例１乃至１５のうち、
実施例８、１１を除く各実施例では、Δｎｄ差（電極基
板１０の配向制御膜にラビング処理により付与されたΔ
ｎｄと電極基板２０の配向制御膜にラビング処理により
付与されたΔｎｄとの差）が±０．２５以内としたと
き、層回転角θが１°以下である。これにより、配向制
御膜のラビング処理の精度を高める必要もなく、高価な
製造設備を用いなくてもよく、低コストの反強誘電性液
晶セルを提供できる。

【０１２４】また、上記実施例１において配向制御膜を
形成する材料が上記化学構造式５３により表される場合
において、Ｘ₁ がターフェニル系である場合の効果を明
確にするために、層回転角θとΔｎｄ差との関係を調べ
てみたところ、図６にて実線Ｌ１にて示すような結果が
得られた。ここで、比較のために、ターフェニル系でな
い実施例１３の場合の層回転角θとΔｎｄ差との関係を
も調べてみたところ、破線Ｌ２にて示すような結果が得
られた。但し、図６において、＋θは層回転が時計回り
の場合に対応し、−θは層回転が反時計回りの場合に対
応する。Δｎｄ差の±は、電極基板１０のΔｎｄが電極
基板２０のΔｎｄよりも大きい場合に＋とし、小さい場
合に−としている。

【０１２５】これによれば、Δｎｄ差が大きくても層回
転角θが小さくなっているのが分かる。実施例１３の場
合では、表示コントラストが低下しない層回転角を±１
°以内とするためには、上下の配向制御膜のΔｎｄ差を
±０．２５ｎｍ以内にする必要があるのに対し、ターフ
ェニル系を用いた上記実施例１では、Δｎｄ差の許容値
が約２倍に拡大できる。このことは、図表５の実施例１
の層回転角につき、右側に欄にて△の印で記載してある
ようにΔｎｄ差±０．２５ｎｍ以内から外れても、層回
転角が２°以下に収まる場合があることにより分かる。

【０１２６】なお、図表５の実施例１３の層回転角につ
き、右側に欄にて×の印で記載してあるようにΔｎｄ差
±０．２５ｎｍ以内から外れると、層回転角が３°以上
となり不良となる。上述のように、Ｘ₁ がターフェニル
系である場合には、ラビング処理工程の高精度化の緩和
及び低コスト化をさらに促進できる。

【０１２７】次に、本発明の第２実施形態について説明
する。本発明者等は、さらに、反強誘電性液晶の層回転
角に関して鋭意検討した結果、層回転角θが所定の時分
割駆動を行う際の反強誘電性液晶の動作温度に依存する
ことを確認した。実施例１ 図７において、反強誘電性液晶Ａ或いは反強誘電性液晶
Ｂの時分割駆動時における層回転角θの動作温度Ｔに対
する依存性につき測定した結果が示されている。なお、
反強誘電性液晶Ａ或いはＢは、上記第１実施形態の実施
例１にて述べた液晶セルの液晶として用いられている。

【０１２８】但し、反強誘電性液晶Ａとしては、上記第
１実施形態の実施例１にて述べた次の相系列を呈する混
合液晶が用いられている。 （−２０℃） （７０℃） （７２℃） （８５℃） 結晶 → ＳｍＣ_A ^* → ＳｍＣ^* → ＳｍＡ → 等方性液体 また、反強誘電性液晶Ｂとしては、上記第１実施形態の
実施例１にて述べた混合液晶における混合比率を変えた
次の相系列を呈する混合液体が用いられている。

【０１２９】 （＜−２０℃） （９５℃） （１０３℃） （１１３℃） 結晶 → ＳｍＣ_A ^* → ＳｍＣ^* → ＳｍＡ → 等方性液体 また、両反強誘電性液晶Ａ、Ｂを用いた液晶セルにおい
て使用した配向制御膜は、次の化学構造式６２により表
されるポリイミド材であり、その膜厚は２００Åとし
た。

【０１３０】

【化６２】

【０１３１】図７において、符号Ｌａは、反強誘電性液
晶Ａについての層回転角θと動作温度Ｔとの関係を示
し、符号Ｌｂは、反強誘電性液晶Ｂについての層回転角
θと動作温度Ｔとの関係を示す。これによれば、両反強
誘電性液晶Ａ、Ｂ共に、動作温度Ｔが低い程、層回転角
θが小さくなる傾向が見られる。次に、この測定結果
を、各反強誘電性液晶Ａ、Ｂの反強誘電相とこの反強誘
電相よりも高い温度領域の相との間の相転移点Ｔｃａ
（℃）でもって規格化したところ、図８にて示す特性デ
ータが得られた。ここで、符号Ｌｃは、反強誘電性液晶
Ａについての層回転角θと動作温度Ｔ及び相転移点Ｔｃ
ａの差（Ｔ−Ｔｃａ）との関係を示し、符号Ｌｄは、反
強誘電性液晶Ｂについての層回転角θと動作温度Ｔ及び
相転移点Ｔｃａの差（Ｔ−Ｔｃａ）との関係を示す。な
お、規格化は、（Ｔ−Ｔｃａ）に基づき層回転角θにつ
いて行ったものである。

【０１３２】この図８の各規格化データによれば、動作
温度Ｔが相転移点Ｔｃａよりもより低くなるにつれ、各
反強誘電性液晶Ａ、Ｂの層回転が発生しにくいことが分
かる。また、本発明者等は、反強誘電性液晶の層回転角
θが−１°乃至＋１°の範囲から外れると、反強誘電性
液晶の配向暗輝度が悪化し、液晶セルのコントラストが
その初期値の９０％以下に落ちてしまうことにつき、既
に確認済である。

【０１３３】このため、層回転角θの許容角度範囲は、
−１°乃至＋１°の範囲以内とするのが好ましい。従っ
て、この許容角度範囲を確保するには、図８の各規格化
データによれば、両反強誘電性液晶Ａ、Ｂの各動作温度
の範囲は、相転移点Ｔｃａより２０℃以下の範囲である
ことが望ましいことが分かる。

【０１３４】以上の内容につき、本発明者等は以下のよ
うに考察した。まず、第１は、高温側の強誘電性相が呈
する双安定性の前駆現象の影響である。ここで、この前
駆現象とは、図３のヒステリシス特性において透過率が
電圧０（Ｖ）からの増減に応じて緩やかに立ち上がって
いく現象をいう。反強誘電性液晶Ａ、Ｂでは、反強誘電
相のより高い温度領域の相は、強誘電相である。このた
め、反強誘電相でも、動作温度Ｔが相転移点Ｔｃａに近
づくにつれて、上記前駆現象として双安定な性質が強く
発現し、２つの強誘電状態（Ｆ＋とＦ−）の非対称性を
敏感に拾ってしまうと考えられる。

【０１３５】第２は、反強誘電性液晶の粘度の温度依存
性である。一般に、反強誘電性液晶の粘度は、動作温度
Ｔが相転移点Ｔｃａに近づく程、小さくなる。強誘電性
液晶において層内の粘度（以下、粘度ηという）は応答
時間τに基づき次の数５の式から近似的に算出される。

【０１３６】

【数５】η＝Ｐｓ・Ｅ・τ（Ｐａ・ｓ） ここで、数５の式において、Ｐｓは、第１又は第２の強
誘電状態の自発分極であり、Ｅは電界強度である。ま
た、応答時間τは、第１から第２の強誘電状態への応答
時間、或いは第２から第１の強誘電状態への応答時間で
ある。なお、反強誘電性液晶においても、粘度の測定上
の困難さは強誘電性液晶と同じであるから、上記数５の
式から粘度を求めるのが妥当と考える。

【０１３７】そこで、両反強誘電性液晶Ａ、Ｂの測定デ
ータを用いて上記数５の式から求めた粘度ηを動作温度
Ｔとの関係でプロットしたのが図９にて示すデータであ
る。ここで、符号Ｌｅが、反強誘電性液晶Ａについての
粘度ηと動作温度Ｔとの関係を示し、また、符号Ｌｆが
反強誘電性液晶Ｂについての粘度ηと動作温度Ｔとの関
係を示す。

【０１３８】これによれば、各反強誘電性液晶Ａ、Ｂの
粘度ηは、動作温度Ｔの上昇に応じて小さくなることが
分かる。また、図１０は、層回転角θと粘度ηとの関係
をプロットしたものである。ここで、▲は反強誘電性液
晶Ａについての測定値を示し、◆は反強誘電性液晶Ｂに
ついての測定値を示す。

【０１３９】これによれば、各反強誘電性液晶Ａ、Ｂ
共、粘度ηが小さくなる程、反強誘電性液晶の分子間相
互作用が弱まり、反強誘電性液晶の層秩序の形成力も弱
まることにより、層回転が生じ易くなると考えられる。
従って、液晶セルとしての表示コントラストを良好に確
保するためには層回転角θの許容角度範囲を−１°乃至
＋１°の範囲内とすることが望ましいから、図１０のデ
ータによれば、粘度ηは１（Ｐａ・ｓ）以上であること
が必要であることが分かる。

【０１４０】次に、本第２実施形態の実施例１にて述べ
た液晶セルを備えた反強誘電性液晶装置において、その
時分割駆動時の反強誘電性液晶Ａ或いはＢの動作温度Ｔ
を制御する回路構成について図１１に基づき説明する。
図１１にて示す液晶セルＳは、図１にて示す液晶セルの
液晶として反強誘電性液晶Ａ或いはＢを用いた構成とな
っており、この液晶セルＳは、図示しない表示駆動装置
により時分割駆動されて表示するようになっている。

【０１４１】温度センサ７０はサーミスタからなるもの
で、この温度センサ７０は、液晶セルＳの温度を反強誘
電性液晶Ａ或いはＢの動作温度として検出する。Ａ−Ｄ
変換器８０は、温度センサ７０の検出動作温度をディジ
タル変換してマイクロコンピュータ９０に出力する。以
下、Ａ−Ｄ変換器８０のディジタルデータを反強誘電性
液晶Ａ或いはＢの動作温度Ｔという。

【０１４２】マイクロコンピュータ９０は、図１２にて
示すフローチャートに従いコンピュータプログラムを実
行し、この実行中において、Ａ−Ｄ変換器８０の出力に
基づきヒータ１２０及び冷却器１３０のための両駆動回
路１００、１１０の制御処理をする。なお、上記コンピ
ュータプログラムは、マイクロコンピュータ９０のＲＯ
Ｍに予め記憶されている。

【０１４３】駆動回路１００は、トランジスタ１０１を
備えており、このトランジスタ１０１は、マイクロコン
ピュータ９０による制御を受けてオンオフ作動する。ま
た、トランジスタ１０２は、そのエミッタにて、トラン
ジスタ１０１のオン作動に応答して抵抗１０３を介し接
地されてオン作動する。一方、このトランジスタ１０２
は、トランジスタ１０１のオフ作動に応答してオフす
る。

【０１４４】駆動回路１１０は駆動回路１００と同一の
構成及び機能を有するもので、この駆動回路１１０は、
両トランジスタ１０１、１０２及び抵抗１０３にそれぞ
れ相当する両トランジスタ１１１、１１２及び抵抗１１
３を備えている。ヒータ１２０は、図１１にて示すごと
く、液晶セルＳの電極基板２０に併設されており、この
ヒータ１２０は、駆動回路１００のトランジスタ１０２
のオン作動に応答して直流電源（図示しない）の直流電
圧Ｖ_H を受けて液晶セルＳを加熱する。また、この加熱
は、トランジスタ１０２のオフ作動に応答して停止され
る。なお、ヒータ１２０は、液晶セルＳに対するバック
ライトを透過するように、酸化インジウム、酸化錫や酸
化チタン等の透明な金属酸化物の膜により構成されてい
る。

【０１４５】冷却器１３０は空冷ファンからなるもの
で、この冷却器１３０は、図１１にて示すごとく、ヒー
タ１２０に併設されている。そして、この冷却器１３０
は、駆動回路１１０のトランジスタ１１２のオン作動に
応答してヒータ１２０を通し液晶セルＳを空冷する。ま
た、この空冷は、トランジスタ１１２のオフ作動に応答
して停止される。なお、冷却器１３０は、液晶セルＳに
対するバックライトを通過させる形状となっている。

【０１４６】このような構成において、液晶セルＳが上
記表示駆動装置により時分割駆動されるとともに、マイ
クロコンピュータ９０が図１２のフローチャートに従い
コンピュータプログラムを実行するものとする。する
と、ステップ２００において、Ａ−Ｄ変換器８０から動
作温度Ｔがデータとしてマイクロコンピュータ９０に入
力される。

【０１４７】現段階にて、動作温度Ｔが反強誘電性液晶
Ａ又はＢの相転移点Ｔｃａと２０℃の差（Ｔｃａ−２０
℃）の上限値Ｔ_U 以下及び下限値Ｔ_L 以上であれば、両
ステップ２１０、２２０における各判定が順次ＹＥＳと
なる。このことは、反強誘電性液晶Ａ又はＢが動作許容
温度範囲ΔＴ以内で動作していることを意味する。な
お、（Ｔｃａ−２０℃）における２０℃という値は、動
作温度Ｔと相転移点Ｔｃａとの差が、反強誘電性液晶Ａ
又はＢの層回転角θを±１°の範囲以内に抑え得る所定
上限温度であればよい。

【０１４８】また、動作温度Ｔが上限値Ｔ_U よりも高け
れば、ステップ２１０における判定がＮＯとなる。この
ため、ステップ２１１において、動作温度Ｔと上限値Ｔ
_U との温度差（Ｔ−Ｔ_U ）が算出される。ついで、ステ
ップ２１２にて、ヒータ制御出力の出力が停止される。
これにより、ヒータ１２０の作動が停止する。その後、
ステップ２１３において、冷却器１３０をデューティ制
御するための目標デューティ比Ｄｃが、温度差（Ｔ−Ｔ
_U ）をなくするように決定され、冷却器制御出力として
冷却器１３０に出力される。

【０１４９】このため、冷却器１３０が、駆動回路１１
０により目標デューティ比Ｄｃにてデューティ制御され
て、温度差（Ｔ−Ｔ_U ）をなくするように液晶セルＳを
空冷する。一方、動作温度Ｔが下限値Ｔ_L よりも低けれ
ば、ステップ２２０における判定がＮＯとなる。このた
め、ステップ２２１において、下限値Ｔ_L と動作温度Ｔ
との温度差（Ｔ_L −Ｔ）が算出される。ついで、ステッ
プ２２２にて、冷却器制御出力の出力が停止される。こ
れにより、冷却器１３０の作動が停止する。

【０１５０】その後、ステップ２２３において、ヒータ
１２０をデューティ制御するための目標デューティ比Ｄ
ｈが、温度差（Ｔ_L −Ｔ）をなくするように決定され、
ヒータ制御出力としてヒータ１２０に出力される。この
ため、ヒータ１２０が、駆動回路１１０により目標デュ
ーティ比Ｄｈにてデューティ制御されて、温度差（Ｔ_L
−Ｔ）をなくするように液晶セルＳを加熱する。

【０１５１】以上により、液晶セルＳを時分割駆動の
際、反強誘電性液晶Ａ或いはＢの動作温度が相転移点Ｔ
ｃａと２０℃の差（Ｔｃａ−２０℃）の上限値Ｔ_U 以下
及び下限値Ｔ_L 以上の範囲に維持され得る。このため、
反強誘電性液晶Ａ或いはＢの動作温度が、相転移点Ｔｃ
ａよりも２０℃以下の温度に維持され得る。その結果、
上記第１実施形態にて述べた各実施例のいずれかに記載
の配向制御膜と、反強誘電性液晶Ａ又はＢの動作温度に
対する上記温度制御との相乗効果でもって、反強誘電性
液晶Ａ又はＢにおけるより層回転の一層の抑制を実現で
きる。

【０１５２】よって、上記第１実施形態にて述べた各実
施例にて述べた液晶セルの作用効果をより一層向上させ
得る反強誘電性液晶装置の提供が可能となる。このよう
なことは、時分割駆動の際、反強誘電性液晶Ａ又はＢの
粘度が、反強誘電性液晶Ａ又はＢの層回転角を±１°の
範囲以内に抑え得る所定下限値以上に維持されるよう
に、反強誘電性液晶Ａ又はＢの温度を、上述と同様に制
御しても、同様に達成できる。

【０１５３】なお、本発明の実施にあたり、ヒータ１２
０及び冷却器１３０のいずれか一方のみにより、反強誘
電性液晶Ａ又はＢの動作温度Ｔを、上限値Ｔ_U 以下及び
下限値Ｔ_L 以上の範囲に維持するように制御してもよ
い。また、本発明に実施にあたり、冷却器１３０として
は、空冷ファンに限ることなく各種の冷却手段を採用し
てもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態を示す概略断面図であ
る。

【図２】図１の液晶セルの時分割駆動用電圧波形を示す
タイミングチャートである。

【図３】反強誘電性液晶の光の透過率と電圧との関係を
示す特性図である。

【図４】液晶セルに対する層回転現象測定用印加電圧の
波形を示すタイミングチャートである。

【図５】上記実施形態にて作製した実施例１乃至１５の
各液晶セル及び両比較例の測定結果を示す図表である。

【図６】両実施例１及び１３の液晶セルの反強誘電性液
晶の液晶層の層回転角θと光学的位相差Δｎｄの差との
関係を示すグラフである。

【図７】本発明の第２実施形態における反強誘電性液晶
Ａ及びＢの層回転角と動作温度との関係をそれぞれ示す
グラフである。

【図８】図７の各関係を反強誘電性液晶Ａ及びＢの動作
温度と相転移点Ｔｃａでそれぞれ規格したグラフであ
る。

【図９】反強誘電性液晶Ａ及びＢの各粘度と動作温度と
ん関係をそれぞれ示すグラフである。

【図１０】反強誘電性液晶Ａ及びＢの層回転角と粘度と
の関係をそれぞれ示すグラフであある。

【図１１】上記第２実施形態にて述べた液晶セルを有す
る反強誘電性液晶装置の電気回路構成図である。

【図１２】図１１のマイクロコンピュータの作用を示す
フローチャートである。

【符号の説明】

１０、２０…電極基板、１４、２４…配向制御膜、４０
…反強誘電性液晶。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山本 典生 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 (72)発明者 小出 俊一 東京都港区台場２丁目３番地２号 昭和シ ェル石油株式会社内 (72)発明者 鈴木 義一 東京都港区台場２丁目３番地２号 昭和シ ェル石油株式会社内

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 両電極基板と、 これら両電極基板の間に封入した反強誘電性液晶とを備
   え、 前記両電極基板が、前記反強誘電性液晶と接する各内表
   面にてそれぞれ配向制御膜を有してなる反強誘電性液晶
   セルにおいて、 前記各配向制御膜が、次の化学構造式１ 【化１】 により表されるポリイミド膜でもって形成されており、 前記化学構造式１中、Ｘ₁ は、次の化学構造式２ 【化２】 により表される４，４’−ジアミノターフェニルであ
   り、 Ｙ₁ は、次の化学構造式３乃至７ 【化３】 【化４】 【化５】 【化６】 【化７】 のいずれかにより表される４価のカルボン酸残基である
   ことを特徴とする反強誘電性液晶セル。
2. 【請求項２】 両電極基板と、 これら両電極基板の間に封入した反強誘電性液晶とを備
   え、 前記両電極基板が、前記反強誘電性液晶と接する各内表
   面にてそれぞれ配向制御膜を有してなる反強誘電性液晶
   セルにおいて、 前記各配向制御膜が、次の化学構造式８ 【化８】 により表されるポリイミド膜でもって形成されており、 前記化学構造式８中、Ｘ₁ 、Ｘ₂ は次の化学構造式９ 【化９】 により表される２価のアミノ基残基であり、 Ｙ₁ 、Ｙ₂ は、次の両化学構造式１０、１１ 【化１０】 【化１１】 のいずれかにより表される４価のカルボン酸残基である
   ことを特徴とする反強誘電性液晶セル。
3. 【請求項３】 両電極基板と、 これら両電極基板の間に封入した反強誘電性液晶とを備
   え、 前記両電極基板が、前記反強誘電性液晶と接する各内表
   面にてそれぞれ配向制御膜を有してなる反強誘電性液晶
   セルにおいて、 前記各配向制御膜が、次の化学構造式１２ 【化１２】 により表されるポリイミド膜でもって形成されており、 前記化学構造式１２中、Ｘ₁ は、次の化学構造式１３乃
   至１６ 【化１３】 【化１４】 【化１５】 【化１６】 のいずれかにより表される２価のアミノ残基であり、 Ｙ₁ は、次の化学構造式１７乃至２１ 【化１７】 【化１８】 【化１９】 【化２０】 【化２１】 のいずれかにより表される４価のカルボン酸残基であ
   り、 前記各配向制御膜の膜厚が１００Å乃至４００Å未満の
   範囲の値であることを特徴とする反強誘電性液晶セル。
4. 【請求項４】 両電極基板と、 これら両電極基板の間に封入した反強誘電性液晶とを備
   え、 前記両電極基板が、前記反強誘電性液晶と接する各内表
   面にてそれぞれ配向制御膜を有してなる反強誘電性液晶
   セルにおいて、 前記各配向制御膜が、次の化学構造式２２ 【化２２】 により表されるポリイミド膜でもって形成されており、 前記化学構造式２２中、Ｘ₁ 、Ｘ₂ は、それぞれ、次の
   化学構造式２３ 【化２３】 により表される２価のアミノ基残基であり、 Ｙ₁ 、Ｙ₂ は、次の両化学構造式２４、２５ 【化２４】 【化２５】 のいずれかにより表される４価のカルボン酸残基であ
   り、 前記各配向制御膜の膜厚が１００Å乃至４００Å未満の
   範囲の値であることを特徴とする反強誘電性液晶セル。
5. 【請求項５】 前記各配向制御膜の膜厚が１００Å乃至
   ４００Å未満の範囲の値であることを特徴とする請求項
   １に記載の反強誘電性液晶セル。
6. 【請求項６】 前記各配向制御膜にラビング処理により
   それぞれ付与される複屈折性を表す各光学的位相差Δｎ
   ｄの差が±０．２５ｎｍ以内であることを特徴とする請
   求項１乃至５のいずれか一つに記載の反強誘電性液晶セ
   ル。
7. 【請求項７】 請求項１乃至６のいずれかに記載の反強
   誘電性液晶セルを備え、この液晶セルを時分割駆動する
   ようにした反強誘電性液晶装置において、 前記反強誘電性液晶の動作温度を検出する温度検出手段
   （７０）と、 前記時分割駆動の際、前記検出動作温度と前記反強誘電
   性液晶の相転移点との差が、前記反強誘電性液晶の層回
   転角を±１°の範囲以内に抑え得る所定上限温度以下に
   維持されるように、前記反強誘電性液晶の動作温度を制
   御する温度制御手段（９０、１００、１１０、１２０、
   １３０）を備えてなることを特徴とする反強誘電性液晶
   装置。
8. 【請求項８】 前記所定上限温度が、−２０（℃）であ
   ることを特徴とする請求項７に記載の反強誘電性液晶装
   置。
9. 【請求項９】 請求項１乃至６のいずれかに記載の反強
   誘電性液晶セルを備え、この液晶セルを時分割駆動する
   ようにした反強誘電性液晶装置において、 前記反強誘電性液晶の動作温度を検出する温度検出手段
   （７０）と、 前記時分割駆動の際、前記反強誘電性液晶の粘度が、前
   記反強誘電性液晶の層回転角を±１°の範囲以内に抑え
   得る所定下限値以上に維持されるように、前記反強誘電
   性液晶の温度を制御する温度制御手段（９０、１２０、
   １３０）を備えてなることを特徴とする反強誘電性液晶
   装置。
10. 【請求項１０】 前記所定下限値が１（Ｐａ・ｓ）であ
    ることを特徴とする請求項９に記載の反強誘電性液晶装
    置。