JPH10333152A - 液晶セル - Google Patents

液晶セル

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JPH10333152A
JPH10333152A JP1744498A JP1744498A JPH10333152A JP H10333152 A JPH10333152 A JP H10333152A JP 1744498 A JP1744498 A JP 1744498A JP 1744498 A JP1744498 A JP 1744498A JP H10333152 A JPH10333152 A JP H10333152A
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electrode substrate
crystal cell
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color filter
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Masaaki Ozaki
正明 尾崎
Tetsuya Sano
哲也 佐野
Takayuki Fujikawa
卓之 藤川
Norio Yamamoto
典生 山本
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Denso Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 反強誘電性液晶の層回転現象を抑制する工夫
を凝らしたカラーフィルタ付き電極基板を有する液晶セ
ルを提供することを目的とする。 【解決手段】 液晶セルは、カラーフィルタ付き電極基
板１０とその対向電極基板２０との間に、隔壁５０と共
に反強誘電性液晶４０を封入して構成されている。反強
誘電性液晶４０の層回転角度が所定許容角度範囲内に収
まるように、カラーフィルタ付き電極基板１０の配向膜
１６が対向電極基板２０の配向膜２４のラビング密度よ
り大きなラビング密度にて配向処理されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、反強誘電性液晶を
用いた液晶セルに係り、特に、カラーフィルタ付き電極
基板を有する液晶セルに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、液晶表示装置には、液晶セルが、
その薄型形状、軽量、低消費電力等の特徴を生かして、
幅広く用いられるようになったが、これらの液晶セルの
殆どは、ネマチック液晶を用いるＴＮ型液晶セルであ
る。このＴＮ型液晶セルでは、その駆動が液晶の比誘電
率の異方性に依存しているため、この液晶セルの応答速
度は遅く、改善の必要性に迫られていた。
【０００３】これに対し、Ｍｅｙｅｒ氏等により見出さ
れた強誘電性を示すカイラルスメクチックＣ相（ＳｍＣ
* 相）を有する液晶を用いた液晶セルは、ＴＮ型液晶で
は達成し得なかった高速応答性やメモリー性を有してい
る。このため、これらの特性を生かした強誘電性液晶セ
ルへの応用研究が精力的に行われている。しかし、この
強誘電性液晶セルを用いた表示に必要とされる良好な配
向性やメモリー性を実際の液晶セルで実現するにあたっ
ては、強誘電性液晶セルが外部からのショックに弱い等
の理由により、解決すべき問題が数多く残されている。
【０００４】一方、最近になってＣｈａｎｄａｎｉ氏等
によって、上記ＳｍＣ* 相の低温側に三安定状態を示す
反強誘電相（ＳｍＣA * 相）が発見された。このＳｍＣ
A *相は、隣接する液晶層毎に、双極子が反平行に配列
してなる熱力学的に安定な相を示すため、このＳｍＣA
* 相は、印加電圧に対して明確な閾値と二重履歴特性を
もつことを特徴とする反強誘電相−強誘電相間の電界誘
起相転移を起こす役割を果たす。
【０００５】そこで、このスイッチング挙動を応用し
て、新規な表示方法への応用、例えば、反強誘電性液晶
セルの検討が始まっている。ところで、このような液晶
セルにおける反強誘電性液晶の二重履歴特性は、図１９
にて模式的に示すような印加電圧と透過光量（図では、
光透過率で表す）との関係にある。
【０００６】この特性は、次のようにして得られる。例
えば、配向処理を施した両電極基板をスペーサを介し重
ね合わせる。そして、これら両電極基板間に反強誘電性
液晶を注入して液晶セルを形成する。その後、この液晶
セルを光電子増倍管付き偏光顕微鏡に設置し、両偏光板
のクロスニコル下で液晶セルに三角波電圧を印加する。
このときの液晶セルの透過光の変化を測定すれば、上記
特性が得られる。
【０００７】この液晶セルによる表示コントラストは、
明輝度／暗輝度の比で表すことができる。ここで、明輝
度は、図１９中のｂ％に相当し、暗輝度はａ％に相当す
る。これらの値は、常に一定の透過光量となるように偏
光顕微鏡光源を設定し、そのときの輝度を１００％と
し、かつ、液晶セルの完全遮光状態時の輝度を０％とし
て求めることができる。
【０００８】そこで、このような液晶セルによる表示コ
ントラストを向上させるには、上記表示コントラストの
定義から、暗輝度の低減が効果的であるといえる。この
暗輝度は、液晶セルの無電界時における光透過率であ
り、液晶セルに用いられる反強誘電性液晶の配向状態の
良し悪しに影響を与える。即ち、反強誘電性液晶では、
液晶分子が、ＴＮ型液晶とは異なり、スメクチック層と
呼ばれる層構造を形成している。例えば、配向膜にラビ
ングにより一軸配向処理を施した液晶セルに対し反強誘
電性液晶を注入すると、この液晶の光軸がラビング方向
に向く。
【０００９】反強誘電性液晶の場合、図２０（ａ）にて
示すように、一般に、上記スメクチック層はラビング方
向と垂直方向に形成される。従って、反強誘電性液晶の
光軸にクロスニコル状態の２枚の偏光板の一方を合わせ
れば、暗状態が得られる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかし、この状態にお
いて液晶セルを駆動すると、図２０（ｂ）に示すよう
に、スメクチック層が初期状態（ラビング方向と平行な
状態）からずれて両電極基板と平行な面（紙面と平行な
面）内にて回転するという層回転現象が観察される。
【００１１】この層回転現象が生ずると、反強誘電性液
晶の光軸が偏光板の光軸からずれるため、暗状態で光漏
れが大きくなり、表示コントラストの低下を引き起こす
という不具合が生ずる。特に、最近の傾向に併せて液晶
表示装置をカラー表示とする場合、液晶セルは、カラー
フィルタ付き電極基板とカラーフィルタが付いていない
電極基板との重ね合わせで構成されることとなる。そし
て、このような構成では、上記層回転現象が短時間で顕
著に現れるという不具合が生ずる。
【００１２】なお、最近、反強誘電性液晶における層回
転現象については、中山氏等（奈良高専）により報告さ
れている（第２０回液晶討論会予稿集１０６頁（１９９
４年）参照）。この報告内容によれば、反強誘電性液晶
を水平配向させたスペーサエッジセルという配向膜のな
いセルにおいて、非対称波形の交流電圧を印加した場
合、エッジ付近でスメクチック層が回転するというもの
にすぎない。従って、層回転現象の発生原因の詳細や液
晶セルにおける層回転現象の発生防止対策までは言及さ
れていない。
【００１３】また、反強誘電性液晶は耐外圧性に欠け、
液晶セルの表示面に力を加えると液晶の配向が乱れると
いう不具合がある。この不具合に対する対策としては、
例えば、特公平７−９９４１９号公報において、上下電
極基板の間に、感光性樹脂でストライプ形状の隔壁を形
成する方法が記載されている。この記載の内容によれ
ば、均一なモノドメインの初期配向状態を実現するもの
にすぎず、隔壁構造の液晶セルと層回転現象についての
考察はなされていない。
【００１４】一方、反強誘電性液晶の配向状態を安定化
する配向膜を両電極基板に形成した液晶セルにおいて、
対称波形の交流電圧を印加しても、上述と同様の層回転
現象が発生するということが既に発見されている（特願
平８−１１２４９号明細書参照）。そして、この発見に
伴う種々の実験等による検討の結果、層回転現象は、液
晶セルに交流電圧を印加した時の反強誘電性液晶の光透
過率の立ち下がり応答速度の極性非対称性と関連してい
るという実験事実が発見されている。
【００１５】即ち、図２１（ａ）に示すような波形の交
流電圧が液晶セルに印加されたとき、反強誘電性液晶の
光学応答波形が図２１（ｂ）に示すような波形となる。
また、電界誘起相転移する反強誘電性液晶の各配向状態
が図２２に示されている。ここで、反強誘電性液晶の光
透過率の立ち下がり応答速度の極性非対称性とは、図２
１（ｂ）にて示すように、交流電圧を正電界にて印加し
た時の明状態（Ｆ＋：強誘電相）から暗状態（ＡＦ：反
強誘電相）への応答時間（τd + ）と、交流電圧を負電
界で印加した時の明状態（Ｆ−：強誘電相）から暗状態
（ＡＦ：反強誘電相）への応答時間（τd - ）とが異な
ることである。
【００１６】従って、これら両応答時間（τd + ）、
（τd - ）を近似ないしは等しくすれば、反強誘電性液
晶の層回転現象の抑制が可能であり、ひいては、動作中
における表示コントラストの低下を防止できる。即ち、
上述したように、ＡＦ、Ｆ＋、Ｆ−の三状態の電界誘起
相転移は反強誘電性液晶に固有の現象である。従って、
交流駆動する液晶セルにおいて、反強誘電性液晶の第１
安定状態（強誘電相）から第３安定状態（反強誘電相）
への応答時間と、第２安定状態（強誘電相）から第３安
定状態への応答時間とを近似ないしは等しくするような
対策を講じれば、反強誘電性液晶の層回転現象を抑制で
きる。
【００１７】これら両応答速度を近似ないしは等しくす
る例としては、以下の対策が考えられる。両電極基板に
おいて反強誘電性液晶の配向作用を近似ないしは等しく
することにより、Ｆ＋状態とＦ−状態とでほぼ同一の配
向状態を実現する。例えば、反強誘電性液晶の配向分子
膜の種類を統一すること、上下基板の構成が同じ場合に
はラビング条件を同一にすること、及び両配向膜の光学
的屈折率異方性を統一すること等が考えられる。
【００１８】以上述べたことは、カラー液晶表示装置用
の液晶セルであると否とにかかわらず、成立するもので
あるが、隔壁を有するカラー液晶表示装置用液晶セル
は、固有のセル構造を有することから、表示コントラス
トを良好にするためには、さらに、次の点につき考慮し
なければならない。即ち、カラー液晶表示装置用液晶セ
ルに固有のカラーフィルタ付き電極基板や隔壁を形成し
てなる電極基板と、それらのない電極基板の重ね合わせ
構造では、両電極基板の配向膜のラビング条件を同一に
しても、良好な表示コントラストが得られない。
【００１９】これに対する対策としては、カラーフィル
タ付き電極基板の配向膜のラビング密度をカラーフィル
タ付きでない電極基板の配向膜より大きくするという配
向処理条件でラビング処理を施すことが必要である。ま
た、液晶セルとして、感光性樹脂によるストライプ状隔
壁構造を有する液晶セルを採用した場合、カラー液晶表
示装置用液晶セルであると否とにかかわらず、隔壁をフ
ォトレジスト及び現像液を用いて形成する時に配向膜の
表面にフォトレジストの残渣が残ったり、当該配向膜の
表面が現像液によりダメージを受けて良好な配向が得ら
れなかったり、或いは、光学的屈折率異方性が変化した
りする。
【００２０】このため、ラビング密度を、隔壁を形成す
る電極基板の配向膜よりも、隔壁を形成しない電極基板
の配向膜によりも大きくしたり、或いは、ラビング処理
を隔壁構造の形成後に行うことが必要となる。なお、ス
トライプ状隔壁を印刷法で形成した場合でも、印刷時に
配向膜が汚れるため、同様にラビング処理は隔壁形成後
に行う必要がある。
【００２１】また、反強誘電性液晶は、温度が高くなる
につれて粘性が低下し、さらに応答速度の極性非対称性
が相対的に大きくなるため、層回転が発生しやすくな
る。そこで、相転移点Ｔｃ（ＳｍＣA * →ＳｍＣ* に相
構造が変化する温度）よりも低い所定温度（例えば、−
３０℃或いは−２０℃）の温度で液晶セルを動作させる
ことで、層回転現象が抑制できるということが実験によ
り確認されている。
【００２２】そこで、本発明は、以上述べた観点から、
反強誘電性液晶の層回転現象を抑制する工夫を凝らした
カラーフィルタ付き電極基板を有する液晶セルを提供す
ることを目的とする。
【００２３】
【課題を解決するための手段】上記課題の解決にあた
り、請求項１、３、４に記載の発明によれば、反強誘電
性液晶の層回転角度が所定許容角度範囲内に収まるよう
に、カラーフィルタ付き電極基板の配向膜が、その対向
電極基板の配向膜よりも大きいラビング密度にて、配向
処理されている。
【００２４】これにより、カラーフィルタ付き電極基板
を有する液晶セルでも、反強誘電性液晶の層回転を適正
に抑制できる。その結果、当該液晶セルの表示コントラ
ストを良好に確保できる。また、請求項２、３、４に記
載の発明によれば、複数条の隔壁はカラーフィルタ付き
電極基板の配向膜に形成されている。また、反強誘電性
液晶の層回転角度が所定許容角度範囲内に収まるよう
に、カラーフィルタ付き電極基板の配向膜が、その対向
電極基板の配向膜よりも大きいラビング密度にて、配向
処理されている。
【００２５】このように、複数条の隔壁がカラーフィル
タ付き電極基板の配向膜に形成されていても、請求項１
に記載の発明と同様の作用効果を達成できる。ここで、
請求項４に記載の発明のように、各配向膜の配向処理
が、反強誘電性液晶の第１強誘電状態から反強誘電状態
への応答時間と第２強誘電状態から反強誘電状態への応
答時間とを近似させるように、なされていれば、反強誘
電性液晶の層回転角度が所定許容角度範囲内により一層
確実に収まる。
【００２６】これにより、請求項１又は２に記載の発明
の作用効果をより一層向上できる。また、請求項５、７
乃至１０に記載の発明によれば、両配向膜の配向処理後
の各屈折率位相差値の差が所定許容範囲内の値になるよ
うに、カラーフィルタ付き電極基板の配向膜が、その対
向電極基板の配向膜よりも大きいラビング密度にて、配
向処理されている。
【００２７】これにより、請求項１に記載の発明と同様
に、反強誘電性液晶の層回転を抑制でき、その結果、表
示コントラストを良好に確保できる。また、請求項６乃
至１０に記載の発明によれば、複数条の隔壁はカラーフ
ィルタ付き電極基板の配向膜に形成されている。また、
両配向膜の配向処理後の各屈折率位相差値の差が所定許
容範囲内の値になるように、カラーフィルタ付き電極基
板の配向膜が、その対向電極基板の配向膜よりも大きい
ラビング密度にて、配向処理されている。
【００２８】このように、複数の隔壁がカラーフィルタ
付き電極基板の配向膜に形成されていても、請求項５に
記載の発明と同様の作用効果を達成できる。ここで、請
求項８乃至１０に記載の発明によれば、カラーフィルタ
付き電極基板の配向膜のラビング処理が、ラビングロー
ラの回転数及びラビング回数の少なくとも一方の増大で
もってなされている。
【００２９】これにより、請求項１乃至７に記載の発明
の作用効果を達成できるのは勿論のこと、両配向膜の配
向処理を簡単にし得る。ここで、請求項９に記載の発明
によれば、ラビングローラの回転数の上限値は、所定上
限値１０００ｒ．ｐ．ｍ．である。また、請求項１０に
記載の発明によれば、ラビングローラのラビング回数
は、カラーフィルタ付き電極基板の配向膜のラビング密
度を前記所定上限値に対応する値よりも大きくするとき
に増大される。
【００３０】これにより、配向膜の剥がれを招くことな
く、各配向膜の配向処理を行うことができる。また、請
求項１１及び１２に記載の発明によれば、請求項２に記
載の発明において、各隔壁を形成する配向膜の配向処理
が、当該配向膜に前記各隔壁を形成した後になされてい
る。
【００３１】これにより、配向膜に対する配向処理が、
各隔壁の形成時の処理材料により悪影響を受けることが
ない。その結果、配向膜のラビング密度を低下させるこ
とがない。ここで、請求項１２に記載の発明のように、
両配向膜の各配向処理が各隔壁の長手方向に直交するよ
うになされていれば、各隔壁の長手方向に平行に配向処
理する場合に比べて、反強誘電性液晶の層回転をより一
層抑制できる。
【００３２】また、請求項１３、１７、１８に記載の発
明によれば、反強誘電性液晶の層回転角度が所定許容角
度範囲内に収まるように、カラーフィルタ付き電極基板
の配向膜が、対向電極基板の配向膜よりも大きいラビン
グ密度にて、配向処理されている。また、反強誘電性液
晶が、そのＳｍＣA * 相からＳｍＣ* 相に相転移する相
転移点よりも低い所定温度以上の温度で動作するように
なっている。
【００３３】これにより、反強誘電性液晶が、相転移点
の粘度よりも高い粘度にて動作することとなる。その結
果、反強誘電性液晶の層回転をより一層抑制できて、表
示コントラストを向上できる。また、請求項１４、１
７、１８に記載の発明によれば、複数条の隔壁はカラー
フィルタ付き電極基板の配向膜に形成されている。ま
た、反強誘電性液晶の層回転角度が所定許容角度範囲内
に収まるように、カラーフィルタ付き電極基板の配向膜
が、対向電極基板の配向膜よりも大きいラビング密度に
て、配向処理されており、反強誘電性液晶が、そのＳｍ
ＣA * 相からＳｍＣ* 相に相転移する相転移点よりも低
い所定温度以上の温度で動作する。
【００３４】このように複数条の隔壁がカラーフィルタ
付き電極基板の配向膜に形成されていても、請求項１
３、１７、１８に記載の発明と同様の作用効果を達成で
きる。また、請求項１５、１７、１８に記載の発明によ
れば、両配向膜の配向処理後の各屈折率位相差値の差が
所定許容範囲内の値になるように、カラーフィルタ付き
電極基板の配向膜が、対向電極基板の配向膜よりも大き
いラビング密度にて、配向処理されている。また、反強
誘電性液晶が、そのＳｍＣA * 相からＳｍＣ*相に相転
移する相転移点よりも低い所定温度以上の温度で動作す
るようになっている。
【００３５】これによっても、請求項１３、１７、１８
に記載の発明と同様の作用効果を達成できる。また、請
求項１６、１７、１８に記載の発明によれば、複数条の
隔壁はカラーフィルタ付き電極基板の配向膜に形成され
ている。また、両配向膜の配向処理後の各屈折率位相差
値の差が所定許容範囲内の値になるように、カラーフィ
ルタ付き電極基板の配向膜が、対向電極基板の配向膜よ
りも大きいラビング密度にて、配向処理されており、反
強誘電性液晶が、そのＳｍＣA * 相からＳｍＣ* 相に相
転移する相転移点よりも低い所定温度以上の温度で動作
する。
【００３６】これによっても、請求項１５、１７、１８
に記載の発明と同様の作用効果を達成できる。また、請
求項１９に記載の発明によれば、複数条の隔壁はカラー
フィルタ付き電極基板及び対向電極基板の一方の配向膜
に形成されている。また、反強誘電性液晶の層回転角度
が所定許容角度範囲内に収まるように、カラーフィルタ
付き電極基板及び対向電極基板の一方の配向膜が、他方
の配向膜よりも大きいラビング密度にて、配向処理され
ている。
【００３７】これによっても、請求項１に記載の発明と
同様の作用効果を達成できる。
【００３８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の各実施形態を図面
に基づき説明する。 （第１実施形態）図１はカラー液晶表示装置用の本発明
に係る液晶セルの一例を示している。この液晶セルは、
カラーフィルタ付き電極基板１０と、カラーフィルタ付
きでない対向電極基板２０とを備えており、これら両電
極基板１０、２０の間には、反強誘電性液晶４０が、環
状シール３０、複数条の隔壁５０を介し、封入されてい
る。
【００３９】電極基板１０は、透明基板１１の内表面
に、赤色、緑色及び青色からなる複数条のカラーフィル
タ１２、透明保護膜１３、複数条の透明電極１４、透明
絶縁膜１５及び配向膜１６を順次積層状に形成して構成
されている。一方、対向電極基板２０は、透明基板２１
の内表面に、複数条の透明電極２２、透明絶縁膜２３及
び配向膜２４を順次積層状に形成して構成されている。
【００４０】ここで、透明絶縁膜２３及び配向膜２４
は、電極基板１０に形成された透明絶縁膜１５及び配向
膜１６と同一の材料によりそれぞれ形成されており、透
明絶縁膜２３及び配向膜２４の各膜厚も透明絶縁膜１５
及び配向膜１６の各膜厚とほぼ同一である。なお、両複
数条の透明電極１４、２２は、互いに直角に位置してマ
トリックス状の画素を形成している。また、両透明電極
１１、２１の各外表面には、各偏光板がクロスニコルの
位置にて貼着されている。
【００４１】複数条の隔壁５０は、配向膜１６の内表面
（反強誘電性液晶４０側表面）に次のようにして形成さ
れている。配向膜１６上に、感光性樹脂の一例であるポ
ジ型フォトレジスト溶液（シプレイ社製の”ＡＺ１３５
０”）を塗布して、レジスト膜を形成する。その後、ス
トライプ状マスクを、複数条の透明電極１４の全体に亘
るように上記レジスト膜上にセットして露光した。
【００４２】次いで、テトラメチルアンモニウムハイド
ロオキサイド含有のＭＦ３１２型現像液により現像して
上記レジスト膜中の露光部を除去して加熱硬化した。な
お、各隔壁５０は、ネガ型フォトレジストで形成しても
よく、また、隔壁５０の形成方法としては、熱硬化型樹
脂（例えば、ポリイミド系、エポキシ系等）や、紫外線
硬化型樹脂（例えば、アクリル系等）を印刷して形成し
てもよい。この場合、工程が簡単であるため、工数低減
によるコストダウンが可能である。
【００４３】なお、各隔壁５０の厚さは１．８μｍであ
り、配向膜１６、２４は、高分子材料（例えば、ポリイ
ミド）により、所定の膜厚（例えば、２００Å）にて形
成されている。また、各隔壁５０は、各両隣接透明電極
１４の間において、配向膜１６、絶縁膜１５及び保護膜
１３を介し各ブラックマスク１２ａにそれぞれ対向して
いる。
【００４４】このような液晶セルでは、両電極基板１
０、２０のうち、一方の電極基板１０のみにカラーフィ
ルタ及び各隔壁５０が形成されているため、両電極基板
１０、２０の各厚さや、各配向膜１６、２４の表面形
状、下地や表面状態が互いに異なる。このため、両電極
基板１０、２０を同一のラビング条件（ラビング押し込
み量、ラビング回転数等の条件）で処理しても、液晶分
子の配向規制力が異なり、表示コントラストが悪くな
る。
【００４５】この原因としては、ラビング処理をしたと
きの両電極基板１０、２０への静電気帯電量に差が生じ
るために配向規制力が異なることと、各隔壁５０の形成
時にフォトレジストが配向膜１６の表面に残っているこ
と等が考えられる。従って、表示コントラストを良好に
確保するためには、両電極基板１０、２０に対するラビ
ング条件を、カラーフィルタや隔壁を有しない液晶セル
とは異ならしめる必要がある。
【００４６】また、このラビング条件によるラビング処
理に先立ち、カラーフィルタの有無にかかわらず共通に
生ずる反強誘電性液晶４０の層回転範囲を許容範囲内に
抑制する必要がある。そこで、この許容層回転範囲を明
らかにするために、以下のような検討を行った。
【００４７】この検討にあたり、図２にて示す構成の液
晶セルを多数準備した。これらの液晶セルは、それぞ
れ、両電極基板７０、８０（共にカラーフィルタを有し
ていない）を、スペーサ９０、帯状シール及び接着性微
粒子（図示しない）を介し、重ね合わせ、かつ、これら
両電極基板７０、８０間に反強誘電性液晶１００（上記
反強誘電性液晶４０と同様のもの）を封入して構成され
ている。
【００４８】ここで、電極基板７０は、ガラス基板７１
の内表面に、複数条の透明電極７２（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔ
ｉｎ Ｏｘｉｄｅからなる）、絶縁膜（図示しない）及
び配向膜７３を順次形成して構成されている。一方、電
極基板８０は、ガラス基板８１の内表面に、複数条の透
明電極８２（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅからな
る）、絶縁膜（図示しない）及び配向膜８３を順次形成
して構成されている。
【００４９】複数条の透明電極８２は、複数条の透明電
極７２と共にマトリックス状の複数の画素を構成するよ
うに形成されている。なお、ガラス基板７１、８１の厚
さは１．１ｍｍであり、反強誘電性液晶４０の層の厚さ
は１．８μｍである。両配向膜７３、８３は、その各内
表面にて、反強誘電性液晶１００を挟んで対向してお
り、これら配向膜７３、８３は、同種の高分子材料（例
えば、ポリイミド）により、同一の膜厚（例えば、２０
０Å）にて形成されている。
【００５０】また、反強誘電性液晶１００の液晶分子を
配向させるため、両配向膜７３、８３の各内表面には、
ラビング処理が、各液晶セルにつき、次のような条件で
施されている。即ち、ラビングは、一般的なラビングロ
ーラを用いた方法で行った。ラビング方向は、両配向膜
７３、８３で、互いに反平行となっており、ラビングロ
ーラの送り方向は、ローラの回転方向とは逆とした。
【００５１】また、ラビング布は、ナイロン布を用い
た。ラビングローラのローラ半径は、３．７ｃｍとし、
ローラ回転数は１０００ｒ．ｐ．ｍ．とし、液晶セルを
置くステージの移動速度は、３．３ｃｍ／ｓｅｃとし、
ラビング回数は５回とした。また、ラビングローラの配
向膜の内表面に対する押し込み量は、０．３ｍｍ乃至
０．５ｍｍとした。
【００５２】反強誘電性液晶１００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、ＴＦＭＨＰＤＢＣ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。
【００５３】この混合液は次の相系列を示す。 （−２０℃） （７０℃） （７２℃） （８５℃） 結晶 → ＳｍＣA * → ＳｍＣ* → ＳｍＡ → 等方性液体 ここで、ＳｍＣA * 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。
【００５４】以上のように製作した各液晶セルにつき、
次のような層回転現象の測定方法を適用した。まず、温
度制御可能なホットステージ内において、電極基板７０
が電極基板８０の上側に位置するように、液晶セルを、
偏光顕微鏡のステージ上に設置する。このとき、液晶セ
ルは、クロスニコルの状態に配置した偏光顕微鏡の両偏
光板の間に配置される。
【００５５】そして、透過光強度検出用光電子増倍管を
偏光顕微鏡の上部に設けるとともにオシロスコープに接
続して、反強誘電性液晶１００の電気光学特性をモニタ
ーする。このようなモニター状態にて、液晶セルに対し
無電界のまま、暗視野となるようにステージを回転させ
る。即ち、反強誘電性液晶の光軸が一方の偏光板の光軸
と一致し０度をなすようにする。
【００５６】この状態で、電極基板７０が正側となり、
電極基板８０が負側となるように配線した後、図３
（ａ）にて示す波形の交流電圧を両電極基板７０、８０
間に印加し、Ｆ＋→ＡＦ応答時間（τd + ）、Ｆ−→Ａ
Ｆ応答時間（τd - ）及び層回転角度θを測定する。応
答時間τd （＝τd + 或いはτd - ）の測定は、交流電
圧印加直後において、両極性のＦ状態（Ｆ＋及びＦ−の
状態）の透過光強度が等しいことを確認した後、Ｆ状態
の透過光強度を１００％とし、ＡＦ状態の透過光強度を
０％として、１００％から０％となるまでの時間を両極
性で測定する。
【００５７】なお、応答時間が１００ｍｓｅｃよりも長
くなる場合には、Ｆ状態からＡＦ状態まで戻り切らない
ため、応答期間測定時のみの印加電圧波形のリセット期
間をＡＦ状態まで戻るような長さに変えて測定する。ま
た、或る液晶セルと他の液晶セルにおいて、両応答時間
（τd + ）、（τd - ）の間の差が同じであっても、こ
れら両（τd + ）及び（τd - ）の各長さが液晶セルに
よって若干異なってくるため、応答時間の極性非対称性
も異なってくる。そこで、応答時間の極性非対称性の度
合いを以下のように規格化した。
【００５８】即ち、測定した両応答時間（τd + ）、
（τd - ）の間の差Δτd （＝τd +−τd - ）を、両
応答時間（τd + ）、（τd - ）の平均値τdav （＝
（τd +＋τd - ）／２）により除した値Δτd ／τdav
を用いた。層回転角度θについては、液晶セルに対す
る電圧印加後１０分経過した後の無電界時に、ステージ
を回転させ暗視野となるようにし、このときのステージ
の回転角度を層回転角度θとする。１０分経過後の層回
転角度θを用いるのは、上記各液晶セルにおいて、層回
転角度θの増加が約１０分で飽和するためである。
【００５９】また、反強誘電性液晶の層回転角度方向
は、電極基板７０を上にした液晶セルを上面から見た状
態にて、反強誘電性液晶の光軸が０度から反時計まわり
に回転したときに、正とし、時計まわりに回転したとき
に、負とする。作製例１ 上記のように作製した各液晶セルのうち、セルＮＯ．Ａ
１１乃至Ａ１８の８個の液晶セルについて、各応答時間
（τd + ）、（τd + ）、Δτd 、Δτd ／τdav 及び
層回転角度θを上記測定方法により測定し、図４にて示
す図表のような結果を得た。但し、これら８個の液晶セ
ルについては、上記ラビング条件のうち、ローラ押し込
み量を、両電極基板７０、８０共に、０．３ｍｍと同一
にして作製してある。
【００６０】作製例２ 上記のように作製した各液晶セルのうち、セルＮＯ．Ｂ
１１乃至Ｂ１４の４個の液晶セルについて、各応答時間
（τd + ）、（τd - ）、Δτd 、Δτd ／τdav 及び
層回転角度θを上記測定方法により測定し、図５にて示
す図表のような結果を得た。
【００６１】但し、これら４個の液晶セルについては、
上記ラビング条件のうち、ローラ押し込み量を、上基板
（電極基板７０）について０．３ｍｍとし、下基板（電
極基板８０）について０．５ｍｍとして作製してある。作製例３ 上記のように作製した各液晶セルのうち、セルＮＯ．Ｃ
１１乃至Ｃ１４の４個の液晶セルについて、各応答時間
（τd + ）、（τd - ）、Δτd 、Δτd ／τdav 及び
層回転角度θを上記測定方法により測定し、図６の図表
にて示すような結果を得た。但し、これら４個の液晶セ
ルについては、上記ラビング条件のうち、ローラ押し込
み量を、上基板（電極基板７０）について０．５ｍｍと
し、下基板（電極基板８０）について０．３ｍｍとして
作製してある。
【００６２】図７は、上記作製例１乃至３の各液晶セル
の測定結果に基づき、層回転角度θとΔτd ／τdav と
の間の特性を示す。ここで、図７において、符号○は、
作製例１の場合の特性を示し、符号●は、作製例２の場
合の特性を示し、符号▲は、作製例３の場合の特性を示
す。この図７の特性によれば、両応答時間（τd + ）、
（τd - ）が互いに近い値になる程、反強誘電性液晶の
層回転が発生しにくいことが分かる。
【００６３】ここで、反強誘電性液晶の層回転が表示コ
ントラストに与える影響につき実験的に確認したので、
この実験結果につき図８のグラフにて示す。このグラフ
は、反強誘電性液晶の層回転角度と配向暗輝度との関係
を示す。図８のグラフは、偏光顕微鏡の両偏光板をクロ
スニコルの状態にしたステージ上に液晶セルを設置し
て、当該ステージの回転角（即ち、液晶セルの回転角）
と、光量変化との関係を測定することで、得られたもの
である。
【００６４】このグラフによれば、配向暗輝度は、あき
らかに、上記回転角度の増大につれて上昇することが分
かる。表示コントラストは、（明輝度／暗輝度）で表さ
れ、反強誘電性液晶の層回転においては、明輝度の変化
が小さいため、暗輝度が１０％上昇すると、表示コント
ラストは約１０％低下する。
【００６５】従って、上記グラフによれば、０°では、
暗輝度は０．５％であるから、その１０％高い０．５５
％となる１％以上ステージが回転すると、表示コントラ
ストは、初期値の９０％以下に低下してしまうことが分
かる。つまり、表示コントラストを良好に確保するに
は、反強誘電性液晶の層回転角度θの許容角度範囲は、
−１°から＋１°の範囲内とするのが好ましい。
【００６６】また、作製例１の液晶セルのように、ラビ
ング押し込み量を両電極基板７０、８０につき等しくす
れば、応答時間τd の極性非対称度合は小さく、セルＮ
Ｏ．Ａ１１、Ａ１２、Ａ１４及びＡ１７を除けば、層回
転角度θは、上記許容角度範囲内に抑えられる。しか
し、両作製例２、３の液晶セルの場合のように、両電極
基板７０、８０における各ラビング押し込み量に差をつ
けると、応答時間τd の非対称の度合が大きくなり、層
回転角度θも大きくなっている。
【００６７】以上のことから、両電極基板７０、８０の
構成が互いに同一のとき、これら両電極基板７０、８０
の各ラビング条件（例えば、ラビング押し込み量）が共
に同じであれば、ラビング後の両電極基板７０、８０の
各配向膜には、同一の配向規制力が付与され、これによ
って、層回転角度θの発生を抑制し得ると考えられる。
【００６８】次に、上述したごとく、図１の液晶セルに
固有のセル構造を考慮して、両電極基板１０、２０の各
配向膜１６、２４に対するラビング条件を、層回転現象
を上記許容角度範囲に抑えるように、調整する必要があ
る。そこで、図１の液晶セルと同様の液晶セルを複数準
備して、これら各液晶セルの配向膜１６、２４の各ラビ
ング条件（ラビング押し込み量、ローラ回転数、ラビン
グ回数）を種々変更して、そのときの層回転現象の発生
状況を調べてみた。
【００６９】ここで、各液晶セルの電極基板１０、２０
を載置するラビング装置のステージの移動速度Ｖ及びロ
ーラの半径ｒを、それぞれ、３．３ｃｍ／ｓｅｃ及び
３．７ｃｍと固定した。また、各配向膜１６、２４のラ
ビング密度Ｒは、それぞれ、次の数１の式にあてはめて
求めた。
【００７０】
【数１】Ｒ＝γＮＬ（１＋２πｒｎ／６０Ｖ） この数１の式で、γは配向膜に対するラビング圧力を示
す。Ｎは配向膜のラビング回数を示す。Ｌ（ｃｍ）はラ
ビング布に配向膜が接する部分の長さ（押し込み量）を
示す。ｎ（ｒ．ｐ．ｍ）はローラの回転速度（１分間の
回転数）を示す。
【００７１】以上の結果が図９の図表に示されている。
これによれば、両配向膜１６、２４の各ラビング密度Ｒ
を同一にした場合には、電極基板２０のラビング密度を
大きくした場合（図９にてセルＮｏ．Ｅ１６、Ｅ１７参
照）には、Δｎｄの差ΔＤ（その物理的意味は第２実施
形態にて述べる）がマイナスとなり、マイナス方向に反
強誘電性液晶４０の層が回転することがわかる。
【００７２】さらに、配向膜１６のラビング密度を配向
膜２４のラビング密度よりも大きくした液晶セル（図９
にて、セルＮｏ．Ｅ１３、Ｅ１４、Ｅ１５参照）では、
Δｎｄの差ΔＤ、応答時間Δτの差Δτｄ及び層回転角
度θが、ラビング密度を同一にした液晶セル（図９に
て、セルＮｏ．Ｅ１１、Ｅ１２参照）の場合や、配向膜
２４のラビング密度を大きくした液晶セル（図９にてセ
ルＮｏ．Ｅ１６、Ｅ１７参照）の場合に比べて、共に、
小さいことが分かる。
【００７３】従って、図１の液晶セルのセル構造では、
隔壁形成電極基板であるカラーフィルタ付き電極基板１
０の配向膜１６のラビング密度を、カラーフィルタ付き
でない対向電極基板２０（即ち、隔壁を形成してない電
極基板）の配向膜２４のラビング密度よりも大きくする
ことで、反強誘電性液晶４０の層回転の発生を抑制でき
る。
【００７４】なお、液晶セルの実際の製造工程の途中に
おいて、応答時間τd を測定検査すれば、層回転による
表示コントラスト不良の液晶セルを排除できる。 （第２実施形態）次に、本発明の第２実施形態を、図１
０乃至図１３に基づき説明する。液晶としてネマチック
液晶を用いたＴＮ型液晶セルにおいて、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測定が西野氏等により報告されて
いる（第１７回液晶討論会予稿集頁３３（１９９１）参
照）。
【００７５】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。なお、上記ＴＮ型液晶セルのセル構造は、図
２の液晶セルにおいて反強誘電性液晶４０に代えてネマ
チック液晶を用いた構造である。但し、セルギャップ
は、図２の液晶セルのものよりも広い。ＴＮ型液晶セル
の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屈折率異方性を
発現する。ここで、この屈折率異方性の方向と大きさを
光学的位相差値Δｎｄとして表す。そして、一般に、ラ
ビング方向において屈折率異方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。
【００７６】ラビング工程においては、電極基板の凹凸
や異物等がラビングされる配向膜内表面に付着して、配
向規制力の不均一化が発生する。上記第１実施形態にて
述べた作製例１の場合のセルＮＯ．Ａ１１、Ａ１２、Ａ
１４及びＡ１７の各液晶セルは、何らかの原因で、配向
規制力の不均一化が発生したものと推定される。そこ
で、Δτd ／τdav の観点からではなく、配向膜の位相
差値Δｎｄの観点から配向規制力を把握することによ
り、応答時間τd の極性非対称度合や層回転の発生度合
を観察してみた。
【００７７】配向膜の位相差値の測定にあたり、高感度
自動複屈折測定装置（オーク製作所製ＡＤＲ−１００Ｘ
Ｙ型）を用いた。図２にて示す液晶セルと同様の構成の
液晶セルを１６枚作製した。また、各液晶セルの両電極
基板を重ね合わせる前に、両電極基板の各配向膜の位相
差値を測定した。ここで、計測スポットは１ｍｍの直径
とした。
【００７８】この測定において、ラビング前と後で位相
差値を測定しておき、ラビング後の値からラビング前の
値を差し引くことで、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膜の屈折率異方性を位
相差値として求めることができる。図１０及び図１１の
図表は、各液晶セルの重ね合わせ領域の両配向膜の位相
差値の差ΔＤ（＝下基板の配向膜の位相差値Δｎｄ−上
基板の配向膜の位相差値Δｎｄ）と、測定した層回転角
度θを示す。また、図１２は、図１０及び図１１の図表
に示す結果に基づき作成した層回転角度θと位相差値の
差ΔＤとの関係を示すグラフである。
【００７９】これによれば、層回転角度θを上記許容角
度範囲内とするには、両配向膜の位相差値Δｎｄの差Δ
Ｄが、−０．１ｎｍ以上で＋０．１ｎｍ以下であればよ
いことが分かった。つまり、このような範囲のΔＤに該
当する両配向膜の位相差値Δｎｄを用いることにより、
反強誘電性液晶の層回転発生を抑制できる。また、位相
差値の差ΔＤと上記第１実施形態にて述べたΔτd ／τ
dav との関係を調べてみたところ、図１３にて示すよう
な結果が得られた。
【００８０】これによれば、ΔＤとΔτd ／τdav と
は、互いに略比例関係にあることが分かる。従って、本
第２実施形態における配向膜の位相差値の観点からみた
層回転抑制と上記第１実施形態にて述べたΔτd ／τda
v の観点からみた層回転抑制とでは、理想的には、正確
さに差がないと考えられる。しかし、ラビング条件にお
いて、ラビング押し込み量やローラ回転数等の設定は容
易であるものの、他の条件設定は不安定である。従っ
て、作製例１のように、層回転角度θとΔτd ／τdav
との関係の観点から反強誘電性液晶の層回転抑制を図る
と、ばらつきを生じ易い。これに比べ、配向膜の位相差
値Δｎｄの測定は容易であって安定性がある。その結
果、配向膜の位相差値の観点から層回転発生抑制を図る
方が、現状では、より正確さに富むと考えられる。
【００８１】以上述べたことは、液晶セルがカラーフィ
ルタを有するか否か、或いは隔壁構造を有するか否かに
問わず成立するものであるが、図１の液晶セルのセル構
造のように両電極基板１０、２０の構成が異なる場合に
は、上記第１実施形態にて述べたと同様に、カラーフィ
ルタ付き電極基板１０（即ち、隔壁形成電極基板）の配
向膜１６のラビング密度を、カラーフィルタ付きでない
対向電極基板２０（即ち、隔壁を形成してない電極基
板）の配向膜２４のラビング密度よりも大きくすること
が必要である。
【００８２】また、このようにすることで、本第２実施
形態でも、反強誘電性液晶１００の層回転の発生を抑制
できる。 （第３実施形態）次に、本発明の第３実施形態について
説明する。上記第１及び第２の実施形態では、Δτd ／
τdav 及び位相差値Δｎｄの観点から、反強誘電性液晶
の層回転発生を抑制できるカラー液晶表示装置用液晶セ
ルの製作について述べた。
【００８３】本第３実施形態では、これとは異なり、液
晶セルに印加する交流電圧に直流成分を重畳すれば、反
強誘電性液晶にかかる実効電圧が増減し、応答時間τd
の値も増減して、極性の対称化が可能であることに着目
している。例えば、上記第１実施形態にて述べた作製例
２の場合の或る液晶セルにおいては、応答時間（τd
+ ）＝８０ｍｓであり、応答時間（τd - ）＝１４ｍ
ｓである。従って、応答時間τd が極性非対称であり、
層回転角度θが７°である。
【００８４】このような液晶セルに対し、交流電圧全体
に直流成分（−０．８Ｖ）を重畳した電圧（図１４参
照）を、図１５にて示すような制御装置Ｓの走査電極駆
動回路から印加して、応答時間（τd + ）＝３４ｍｓ及
び応答時間（τd - ）＝３５ｍｓとなるように極性対称
化したところ、反強誘電性液晶の層回転角度θを略０°
とすることができた。
【００８５】ここで、制御装置Ｓは、垂直同期信号ＶＳ
ＹＣ及び水平同期信号ＨＳＹＣに基づきコントロール回
路により、上記走査電極駆動回路の液晶セルに対する印
加駆動電圧波形を制御し、ＡＮＲ，Ｇ，Ｂ信号及びコン
トロール回路からの制御出力に基づき信号電圧駆動回路
の液晶セルに対する印加電圧を制御するように構成され
ている。
【００８６】以上述べたことは、液晶セルがカラー液晶
表示装置用か否かを問わず成立するものである。従っ
て、本第３実施形態の液晶セルの両配向膜の各ラビング
条件が、図２の液晶セルにつき述べたように同一である
ことを前提に、本第３実施形態でも、反強誘電性液晶１
００の層回転の発生を抑制できる。この場合、両配向膜
の各ラビング密度Ｒにばらつきがあっても、上述のよう
な制御装置Ｓによる印加電圧制御でもって、反強誘電性
液晶１００の層回転角を上記所定許容角度範囲内に確実
に収めることができる。 （第４実施形態）次に、本発明の第４実施形態を図１６
乃至図１８に基づいて説明する。
【００８７】この第４実施形態では、図１６にて示すよ
うな液晶セルが、上記第１実施形態にて述べた液晶セル
（図１参照）に代えて、採用されている。この液晶セル
は、図１の液晶セルと同様、カラー液晶表示装置用であ
る。この液晶セルでは、上記液晶セル（図１参照）にお
いて、スペーサ６０が、付加的に、両配向膜１６、２４
への散布により両配向膜１６、２４の間に介装されてい
る。また、両電極基板１０、２０及び各隔壁５０も上記
第１実施形態と同様に形成されている。
【００８８】従って、本第４実施形態でも、上記第１実
施形態と同様に、両電極基板１０、２０の各厚さや内表
面形状が、隔壁５０の有無やカラーフィルタの有無によ
る凹凸に基づき、互いに異なる。上述のように、両電極
基板１０、２０の形状等が互いに異なるため、本第４実
施形態でも、上記第１実施形態と同様に、両電極基板１
０、２０の各配向膜に対するラビング条件（ラビング回
転数、回数等）を、反強誘電性液晶４０の層回転を上記
許容角度範囲に抑えるように工夫する必要がある。
【００８９】このため、各隔壁５０を上述のごとく、上
記第１実施形態と同様にして形成した。上述のように各
隔壁５０を形成した後、反強誘電性液晶４０の液晶分子
を配向させるため、両配向膜１６、２４の各内表面に
は、ラビング処理が、次のような条件で施されている。
【００９０】但し、本第４実施形態では、電極基板２０
の配向膜にスペーサ６０を多数散布し、その後に両電極
基板１０、２０を、上記第１実施形態と同様に重ね合わ
せて、液晶セルを製造する。これは、図１にて示したよ
うに、スペーサ６０がない場合には、各隔壁５０の硬さ
や重ね合わせ条件を調整して、所定のセルギャップにす
る必要があるため、プロセス上難しい。しかし、本第４
実施形態のように、スペーサ６０を散布することによ
り、容易に所定のセルギャップを確保できるという効果
が得られる。
【００９１】次に、本第４実施形態におけるラビング処
理について説明する。このラビング処理は、一般的なラ
ビングローラを用いて行なった。ラビング方向は、両配
向膜１６、２４で、互いに反平行となっており、ラビン
グローラの送り方向は、ラビングローラの回転方向とは
逆とした。また、ラビング布は、ナイロン布を用いた。
ラビングローラのローラ半径及びステージの移動速度
は、上述と同様に、３．７ｃｍ及び３．３ｃｍ／ｓｅｃ
とした。また、ラビングローラの回転数は１０００ｒ．
ｐ．ｍとし、ラビング回数は配向膜１６に対しては６回
とし、配向膜２４に対しては３回とした。また、ラビン
グローラの配向膜の内表面に対する押し込み量は、両電
極基板１０、２０、共に０．３５ｍｍとした。
【００９２】また、各配向膜１６、２４に対するラビン
グ密度Ｒは、上記数１の式に基づき上記ラビング条件を
当てはめて求めた。その結果、配向膜１６のラビング密
度は２４．９γであり、配向膜２４のラビング密度は１
２．４γとなった。これによれば、配向膜１６の方が大
きいことがわかる。
【００９３】つまり、層回転現象を上記許容角度範囲に
抑えるためには、配向膜１６のラビング密度を配向膜２
４のラビング密度より大きくする必要がある。換言すれ
ば、ラビング処理によって発生する配向膜の位相差値Δ
ｎｄについては、配向膜１６の方が発生しにくい。この
ため、両配向膜１６、２４の位相差値Δｎｄの差ΔＤを
−０．１ｎｍ以上で＋０．１ｎｍ以下の範囲に入れるた
めには、配向膜１６のラビング密度Ｒを配向膜２４のラ
ビング密度Ｒより大きくする必要があるということであ
る。
【００９４】そこで、このようにラビング密度Ｒを大き
くする方法としては、ラビング圧力γ、ラビング回数
Ｎ、押し込み量Ｌ、ローラー半径ｒ、ローラ回転数ｎを
上げることが考えられるが、配向処理がプロセス上簡単
に行えるのは、ラビング回数Ｎ、ローラ回転数ｎであ
る。但し、ローラー回転数ｎを上げすぎると、配向膜の
剥がれが発生するため、ローラ回転数ｎは１０００ｒ．
ｐ．ｍを上限とし、ラビング回数を増やした方がよい。
【００９５】さらに、各隔壁５０を形成する配向膜１６
のラビング処理は、各隔壁５０を形成した後に行う方が
よい。これは、各隔壁５０を形成する前にラビング処理
をすると、配向膜１６のラビング強度（ラビング密度）
が各隔壁５０の形成時の現像液でダメージを受けて低下
するためである。また、ラビング方向としては、図１７
にて示すように、各隔壁５０に対して直交する方向に合
わせた方が、平行方向にラビングする場合よりも層回転
現象が起こりにくいということが実験により明らかにな
った。メカニズムは、隔壁に対してスメクチック液晶の
スメクチック層が平行となり、隔壁の側壁がスメクチッ
ク層の層回転方向に発生するエネルギーを抑制するよう
に働くためと推定される。なお、このときのラビング密
度Ｒは各隔壁５０の無い場合と同様の条件でよい。
【００９６】具体的には、以上のようにして図１６の液
晶セルと同様のセル構造の液晶セルを複数準備し、配向
膜に対するラビング方向と液晶セルの温度を変えて反強
誘電性液晶の層回転現象発生時間を調べてみた。これに
より、図１８にて示すような結果が得られた。なお、液
晶セルの駆動条件としては、相対透過率にて８０％の明
るさと、２０％の明るさとで、１ｓｅｃ間隔で連続駆動
することとした。
【００９７】しかして、図１８によれば、各隔壁５０に
対して直交する方向にラビングした方が反強誘電性液晶
に層回転が発生しにくいこと、及び液晶セルの温度が低
い程、反強誘電性液晶に層回転が発生しにくいことがわ
かる。つまり、相転移点Ｔｃ（本実施形態では７０℃）
よりも低い−２０℃の温度で液晶セルを動作させること
により、反強誘電性液晶の層回転現象を抑制でき、望ま
しくは−３０℃の温度で動作させるのがよいことがわか
る。
【００９８】これは、相転移点Ｔｃに近づくにつれて反
強誘電性液晶の粘性が低下すること、及び反強誘電性液
晶の応答時間の非対称性が相対的に大きくなることのた
め、反強誘電性液晶の層回転が発生しやすくなるためと
考えられる。ここで５００ｈという規格は、液晶セルの
信頼性を確認する上で一般的に用いられている目標時間
である。
【００９９】なお、本発明の実施にあたり、上記第３実
施形態にて述べた交流電圧に対する重畳直流電圧の値
は、両応答時間（τd + ）及び（τd - ）が互いに近似
ないしは等しくなるように選定すればよい。例えば、図
３（ｂ）にて示す光学応答波形のうち、Ｆ＋状態からＡ
Ｆ状態への立ち下がり波形部がその立ち下がりに要する
時間と、Ｆ−状態からＡＦ状態への立ち下がり波形部が
その立ち下がりに要する時間とが近似ないしは等しくな
るように、両立ち下がり波形部の一方に直流電圧を重畳
してもよい。
【０１００】また、上記第３実施形態においては、第１
実施形態にて述べた液晶セルに対し、交流電圧に直流電
圧を重畳した合成電圧を印加して層回転の発生を抑制す
る例について説明したが、これに限ることなく、上記第
１実施形態にて述べたラビング条件を施さない液晶セル
に上記合成電圧を印加して実施しても、上記第３実施形
態と同様の作用効果を達成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る液晶セルの第１実施形態を示す概
略断面図である。
【図２】上記第１実施形態における反強誘電性液晶の層
回転を調べるための液晶セルの概略断面図である。
【図３】（ａ）は、図２のセル構造の各液晶セルに対す
る印加電圧波形を示すタイミングチャートであり、
（ｂ）は、当該各液晶セルに電圧を印加した場合の反強
誘電性液晶の光学応答状態を示すタイミングチャートで
ある。
【図４】作製例１における各液晶セルの測定データを示
す図表である。
【図５】作製例２における各液晶セルの測定データを示
す図表である。
【図６】作製例３における各液晶セルの測定データを示
す図表である。
【図７】反強誘電性液晶の層回転角度θとΔτd ／τda
v との関係を示す特性図である。
【図８】反強誘電性液晶における配向暗輝度と層回転角
度との関係を示すグラフである。
【図９】カラーフィルタ付き電極基板を有する液晶セル
の各種データを示す図表である。
【図１０】本発明の第２実施形態における各液晶セル測
定データの一部を示す図表である。
【図１１】当該第２実施形態における各液晶セル測定デ
ータの残部を示す図表である。
【図１２】反強誘電性液晶の層回転角度θと両位相差値
Δｎｄの差ΔＤとの関係を示す特性図である。
【図１３】Δτd ／τdav とΔＤとの関係を示す特性図
である。
【図１４】図３（ａ）にて示す交流電圧に直流成分（−
０．８Ｖ）を重畳した場合の電圧波形を示すタイミング
チャートである。
【図１５】本発明の第３実施形態を示す制御装置の概略
構成図である。
【図１６】本発明の第４実施形態を示す断面図である。
【図１７】図１６の液晶セルのカラーフィルタ付き電極
基板のラビング方向を示す図である。
【図１８】液晶セルの温度と配向膜のラビング方向との
関連にて反強誘電性液晶の層回転発生時間を測定した図
表である。
【図１９】反強誘電性液晶の光透過率と印加電圧との関
係を示す二重ヒステリシス特性図である。
【図２０】（ａ）及び（ｂ）は、ラビング処理した液晶
セル中の反強誘電性液晶の層回転の発生前及び発生後の
液晶分子状態をそれぞれ示す模式図である。
【図２１】（ａ）は、反強誘電性液晶を注入した液晶セ
ルに対する印加電圧波形を示すタイミングチャートであ
り、（ｂ）は、液晶セルに電圧を印加した場合の反強誘
電性液晶の光学応答状態を示すタイミングチャートであ
る。
【図２２】反強誘電性液晶に電圧を印加した場合の当該
反強誘電性液晶の液晶分子状態の変化を示す模式図であ
る。
【符号の説明】
１０…カラーフィルタ付き電極基板、２０…電極基板、
１６、２４…配向膜、５０…隔壁。
───────────────────────────────────────────────────── 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

Claims (19)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 カラーフィルタ付き電極基板（１０）及
    びその対向電極基板（２０）をその各配向膜（１６、２
    ４）にて反強誘電性液晶（４０）を介し対向するように
    重ね合わせてなる液晶セルにおいて、 前記反強誘電性液晶の層回転角度が所定許容角度範囲内
    に収まるように、前記カラーフィルタ付き電極基板の配
    向膜（１６）が、前記対向電極基板の配向膜（２４）よ
    りも大きいラビング密度にて、配向処理されていること
    を特徴とする液晶セル。
  2. 【請求項２】 カラーフィルタ付き電極基板（１０）及
    びその対向電極基板（２０）をその各配向膜（１６、２
    ４）にて反強誘電性液晶（４０）及び複数条の隔壁（５
    ０）を介し対向するように重ね合わせてなる液晶セルで
    あって、 前記複数条の隔壁は前記カラーフィルタ付き電極基板の
    配向膜（１６）に形成されており、 前記反強誘電性液晶の層回転角度が所定許容角度範囲内
    に収まるように、前記カラーフィルタ付き電極基板の配
    向膜（１６）が、前記対向電極基板の配向膜（２４）よ
    りも大きいラビング密度にて、配向処理されていること
    を特徴とする液晶セル。
  3. 【請求項３】 前記所定許容角度範囲が−１°から＋１
    °の範囲であることを特徴とする請求項１又は２に記載
    の液晶セル。
  4. 【請求項４】 前記各配向膜の配向処理が、前記反強誘
    電性液晶の第１強誘電状態から反強誘電状態への応答時
    間と第２強誘電状態から前記反強誘電状態への応答時間
    とを近似させるように、なされていることを特徴とする
    請求項１乃至３のいずれか一つに記載の液晶セル。
  5. 【請求項５】 カラーフィルタ付き電極基板（１０）及
    びその対向電極基板（２０）をその各配向膜（１６、２
    ４）にて反強誘電性液晶（４０）を介し対向するように
    重ね合わせてなる液晶セルにおいて、 前記各配向膜の配向処理後の各屈折率位相差値の差が所
    定許容範囲内の値になるように、前記カラーフィルタ付
    き電極基板の配向膜（１６）が、前記対向電極基板の配
    向膜（２４）よりも大きいラビング密度にて、配向処理
    されていることを特徴とする液晶セル。
  6. 【請求項６】 カラーフィルタ付き電極基板（１０）及
    びその対向電極基板（２０）をその各配向膜（１６、２
    ４）にて反強誘電性液晶（４０）及び複数条の隔壁（５
    ０）を介し対向するように重ね合わせてなる液晶セルで
    あって、 前記複数条の隔壁は前記カラーフィルタ付き電極基板の
    配向膜（１６）に形成されており、 前記各配向膜の配向処理後の各屈折率位相差値の差が所
    定許容範囲内の値になるように、前記カラーフィルタ付
    き電極基板の配向膜（１６）が、前記対向電極基板の配
    向膜（２４）よりも大きいラビング密度にて、配向処理
    されていることを特徴とする液晶セル。
  7. 【請求項７】 前記所定許容範囲が−０．１ｎｍから＋
    ０．１ｎｍの範囲であることを特徴とする請求項５又は
    ６に記載の液晶セル。
  8. 【請求項８】 前記カラーフィルタ付き電極基板の配向
    膜のラビング処理が、ラビングローラの回転数及びラビ
    ング回数の少なくとも一方の増大でもってなされている
    ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一つに記載
    の液晶セル。
  9. 【請求項９】 前記ラビングローラの回転数の上限値
    は、所定上限値１０００ｒ．ｐ．ｍ．であることを特徴
    とする請求項８に記載の液晶セル。
  10. 【請求項１０】 前記ラビングローラのラビング回数
    は、前記カラーフィルタ付き電極基板の配向膜のラビン
    グ密度を前記所定上限値に対応する値よりも大きくする
    ときに増大されることを特徴とする請求項９に記載の液
    晶セル。
  11. 【請求項１１】 前記各隔壁を形成する配向膜の配向処
    理が、当該配向膜に前記各隔壁を形成した後になされて
    いることを特徴とする請求項２に記載の液晶セル。
  12. 【請求項１２】 前記両配向膜の各配向処理は、前記各
    隔壁の長手方向に直交するようになされていることを特
    徴とする請求項１１に記載の液晶セル。
  13. 【請求項１３】 カラーフィルタ付き電極基板（１０）
    及びその対向電極基板（２０）をその各配向膜（１６、
    ２４）にて反強誘電性液晶（４０）を介し対向するよう
    に重ね合わせてなる液晶セルにおいて、 前記反強誘電性液晶の層回転角度が所定許容角度範囲内
    に収まるように、前記カラーフィルタ付き電極基板の配
    向膜（１６）が、前記対向電極基板の配向膜（２４）よ
    りも大きいラビング密度にて、配向処理されており、 前記反強誘電性液晶が、そのＳｍＣA * 相からＳｍＣ*
    相に相転移する相転移点よりも低い所定温度以上の温度
    で動作するようにしたことを特徴とする液晶セル。
  14. 【請求項１４】 カラーフィルタ付き電極基板（１０）
    及びその対向電極基板（２０）をその各配向膜（１６、
    ２４）にて反強誘電性液晶（４０）及び複数条の隔壁
    （５０）を介し対向するように重ね合わせてなる液晶セ
    ルであって、 前記複数条の隔壁は前記カラーフィルタ付き電極基板の
    配向膜（１６）に形成されており、 前記反強誘電性液晶の層回転角度が所定許容角度範囲内
    に収まるように、前記カラーフィルタ付き電極基板の配
    向膜（１６）が、前記対向電極基板の配向膜（２４）よ
    りも大きいラビング密度にて、配向処理されており、 前記反強誘電性液晶が、そのＳｍＣA * 相からＳｍＣ*
    相に相転移する相転移点よりも低い所定温度以上の温度
    で動作するようにしたことを特徴とする液晶セル。
  15. 【請求項１５】 カラーフィルタ付き電極基板（１０）
    及びその対向電極基板（２０）をその各配向膜（１６、
    ２４）にて反強誘電性液晶（４０）を介し対向するよう
    に重ね合わせてなる液晶セルにおいて、 前記両配向膜の配向処理後の各屈折率位相差値の差が所
    定許容範囲内の値になるように、前記カラーフィルタ付
    き電極基板の配向膜（１６）が、前記対向電極基板の配
    向膜（２４）よりも大きいラビング密度にて、配向処理
    されており、 前記反強誘電性液晶が、そのＳｍＣA * 相からＳｍＣ*
    相に相転移する相転移点よりも低い所定温度以上の温度
    で動作するようにしたことを特徴とする液晶セル。
  16. 【請求項１６】 カラーフィルタ付き電極基板（１０）
    及びその対向電極基板（２０）をその各配向膜（１６、
    ２４）にて反強誘電性液晶（４０）及び複数条の隔壁
    （５０）を介し対向するように重ね合わせてなる液晶セ
    ルであって、 前記複数条の隔壁は前記カラーフィルタ付き電極基板の
    配向膜（１６）に形成されており、 前記両配向膜の配向処理後の各屈折率位相差値の差が所
    定許容範囲内の値になるように、前記カラーフィルタ付
    き電極基板の配向膜（１６）が、前記対向電極基板の配
    向膜（２４）よりも大きいラビング密度にて、配向処理
    されており、 前記反強誘電性液晶が、そのＳｍＣA * 相からＳｍＣ*
    相に相転移する相転移点よりも低い所定温度以上の温度
    で動作するようにしたことを特徴とする液晶セル。
  17. 【請求項１７】 前記所定温度は前記相転移点よりも低
    い−２０℃以上であることを特徴とする請求項１３乃至
    １６のいずれか一つに記載の液晶セル。
  18. 【請求項１８】 前記所定温度は前記相転移点よりも低
    い−３０℃以上であることを特徴とする請求項１３乃至
    １６のいずれか一つに記載の液晶セル。
  19. 【請求項１９】 カラーフィルタ付き電極基板（１０）
    及びその対向電極基板（２０）をその各配向膜（１６、
    ２４）にて反強誘電性液晶（４０）及び複数条の隔壁
    （５０）を介し対向するように重ね合わせてなる液晶セ
    ルであって、 前記複数条の隔壁は前記カラーフィルタ付き電極基板及
    び対向電極基板の一方の配向膜（１６、２４）に形成さ
    れており、 前記反強誘電性液晶の層回転角度が所定許容角度範囲内
    に収まるように、前記カラーフィルタ付き電極基板及び
    対向電極基板の一方の配向膜（１６）が、前記他方の配
    向膜（２４）よりも大きいラビング密度にて、配向処理
    されていることを特徴とする液晶セル。
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