JP2582309B2 - 液晶素子 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、液晶表示素子や液晶光シャッタ等で用いる
液晶素子、特に強誘電性液晶素子に関し、更に詳しく
は、液晶分子の配向状態を改善することにより、表示特
性を改善した液晶素子に関するものである。

［従来技術］ 強誘電性液晶分子の屈折率異方性を利用して偏光素子
との組み合わせにより透過光線を制御する型の表示素子
がクラーク（Clark）及びラガーウォル（Lagerwall）に
より提案されている（特開昭56−107216号公報、米国特
許第4367924号明細書等）。この強誘電性液晶は、一般
に特定の温度域において、非らせん構造のカイラルスメ
クチックＣ相（SmC^＊）又はＨ相（SmH^＊）を有し、この
状態において、加えられる電界に応答して第１の光学的
安定状態と第２の光学的安定状態のいずれかを取り、且
つ電界の印加のないときはその状態を維持する性質、す
なわち双安定性を有し、また電界の変化に対する応答も
速やかであり、高速ならびに記憶型の表示素子用として
広い利用が期待され、特にその機能から大画面で高精細
なディスプレーへの応用が期待されている。この双安定
性配向状態を生じた光学変調素子が製品として前述のメ
モリー特性及び高速応答性を発揮するためには、双安定
性配向状態が安定に均一に存在することが必要である。

このような強誘電性液晶の配向方法としては、スメク
チック液晶を形成する複数の分子で組織された分子層を
大きな面積にわたって一軸に配向させることができ、し
かも製造プロセスも簡便な一軸性配向処理、特にラビン
グ処理により実現できることが望ましい。強誘電性液
晶、特に非らせん構造のカイラルスメクチック液晶のた
めの配向方法としては例えば米国特許第456176号公報な
どが知られている。

しかしながら、これまで用いられてきた配向方法、特
にラビング処理したポリイミド膜による配向方法を、前
述のクラークとラガウォールによって発表された双安定
性を示す非らせん構造の強誘電性液晶に対して適用した
場合には、下述の如き問題点を有していた。

すなわち、本発明者らの実験によれば、従来のラビン
グ処理したポリイミド膜によって配向させて得られた非
らせん構造の強誘電性液晶でのみかけのチルト角θ（２
つの安定状態の分子軸のなす角度の1/2）がらせん構造
をもつ強誘電性液晶でのチルト角（後述の第４図に示す
三角錐の頂角の1/2の角度Θ）と比べて小さくなってい
ることが判明した。特に、従来のラビング処理したポリ
イミド膜によって配向させて得た非らせん構造の強誘電
性液晶でのチルト角θは、一般に３゜〜８゜程度で、そ
の時の透過率はせいぜい３〜５％程度であった。

この様に、クラークとラガウォールによれば双安定性
を実現する非らせん構造の強誘電性液晶でのチルト角が
らせん構造をもつ強誘電性液晶でのチルト角の同一の角
度をもつはずであるが、実際には非らせん構造でのチル
ト角θの方がらせん構造でのチルト角Θより小さくなっ
ている。しかも、この非らせん構造でのチルト角θがら
せん構造でのチルト角Θより小さくなる原因が非らせん
構造での液晶分子のねじれ配列に起因していることが判
明した。つまり、非らせん構造をもつ強誘電性液晶で
は、液晶分子が基板の法線に対して上基板に隣接する液
晶分子の軸より下基板に隣接する液晶分子の軸へ連続的
にねじれて配列しており、このことが非らせん構造での
チルト角θがらせん構造でのチルト角Θより小さくなる
原因となっている。

一方、本発明者らの一人は、以前、強誘電性液晶の配
向状態に関して、以下のような現象を発見した。

基板上に比較的低いプレチルト角を与えるLP64（東レ
（株）製）などの配向膜を塗布形成しラビングしたもの
を、上下２枚ラビング方向を同じにして間隙を約1.5μ
ｍに保って貼り合わせてセルを構成し、これにCS1014
（チッソ（株）製）などの強誘電性液晶を注入し温度を
降下させていくと、第２図（ａ）〜（ｅ）に示す経過を
たどる。すなわち、高温相からSc^＊相に転移した直後の
同図（ａ）に示す状態においてはコントラストの小さい
部分21および22を有する配向状態（C1配向状態）をと
り、温度を下げ、ある温度に達すると同図（ｂ）に示す
ようにジグザグ状の欠陥23が発生し、その欠陥を境にし
てコントラストの高い部分24と25を有する配向状態（C2
配向状態）の領域が現われる。更に温度が下がるととも
にC2配向状態の領域が拡がり（同図（ｃ），（ｄ））、
ついには全体がC2配向状態になる。（同図（ｅ））。

C1およびC2の２種類の配向状態は、第３図に示すよう
なスメクチック層のシェブロン構造の違いで説明されて
いる。第３図で、31はスメクチック層、32はC1配向の領
域、33はC2配向の領域を表わす。

スメクチック液晶は一般に層構造をもつがS_A相からS_C
相またはS_C ^＊相に移転すると層間隙が縮むので第３図の
ように層が上下基板の中央で折れ曲がった構造（シェブ
ロン構造をとる）。折れ曲がる方向は図に示すようにC1
とC2の２つ有り得るが、よく知られているようにラビン
グによって基板界面の液晶分子は基板に対して角度をな
し（プレチルト）、その方向はラビング方向に向って液
晶分子が頭をもたげる（先端が浮いた格好になる）向き
である。このプレチルトのためにC1配向とC2配向は弾性
エネルギー的に等価でなく、上述のようにある温度で転
移が起こる。また機械的な歪みで転移が起こることもあ
る。

第３図の層構造を平面的にみると、ラビング方向に向
ってC1配向からC2配向に移るときの境界34はジグザグの
稲妻状でライトニング欠陥と呼ばれ、C2配向からC1配向
に移るときの境界35は幅の広いゆるやかな曲線でヘアピ
ン欠陥と呼ばれる。従来は、該C1およびC2配向において
コントラストの観点からC2の配向状態を用いた液晶素子
を提供するものであった。

［発明が解決しようとしている課題］ しかし、本発明はさらに高コントラストな液晶素子を
提供するものである。

よって本発明の目的は、従来より明るくコントラスト
の高い表示素子を得ることである。

また、本発明の別の目的は、該素子において同時に十
分な駆動マージンも確保できる素子を提供することにあ
る。

［課題を解決するための手段及び作用］ そこで、本発明は、カイラルスメクチック液晶と、こ
のカイラルスメクチック液晶を間に保持して対向すると
ともにその対向面にはそれぞれカイラルスメクチック液
晶に電圧を印加するための電極が形成されかつカイラル
スメクチック液晶を配向するための相互にほぼ平行で同
一方向の一軸性配向処理が施された一対の基板とを備
え、 該カイラルスメクチック液晶が、ヘアピン欠陥および
ライトニング欠陥に囲まれた配向状態を生じた際、プレ
チルトにより液晶分子が配向表面から浮き上りを示す方
向に対してライトニング欠陥およびヘアピン欠陥の順序
でこれら欠陥が生じている欠陥に囲まれた内側における
第２の配向状態でのパルス巾しきい値T₂と、 前記欠陥に囲まれた領域の外側における第１の配向状
態であって、該配向状態におけるカイラルスメクチック
液晶が少なくとも２つの安定状態を示し、それらの光学
軸のなす角度の1/2であるθ_ａと該カイラルスメクチッ
ク液晶のチルト角Θとが Θ＞θ_ａ＞Θ/2 の関係を有する第１の配向状態でのパルス巾しきい値T₁
とが、同一温度において、T₁/T₂＜2.5の関係を示すカイ
ラルスメクチック液晶を第１の配向状態で使用すること
を特徴とする液晶素子を提供するものである。

また、本発明は、カイラルスメクチック液晶と、この
カイラルスメクチック液晶を間に保持して対向するとと
もにその対向面にはそれぞれカイラルスメクチック液晶
に電圧を印加するための電極が形成されかつカイラルス
メクチック液晶を配向するための相互にほぼ平行で同一
方向の一軸性配向処理が施された一対の基板とを備え、 該カイラルスメクチック液晶が、ヘアピン欠陥および
ライトニング欠陥に囲まれた配向状態を生じた際、プレ
チルトにより液晶分子が配向表面から浮き上りを示す方
向に対してライトニング欠陥およびヘアピン欠陥の順序
でこれら欠陥が生じている欠陥に囲まれた内側における
第２の配向状態でのしきい値T₂と、 前記欠陥に囲まれた領域の外側における第１の配向状
態であって、該配向状態におけるカイラルスメクチック
液晶が少なくとも２つの安定状態を示し、それらの光学
軸のなす角を２等分する位置に一方の偏光板の吸収軸を
合わせ、それに垂直に地方の偏光板の吸収軸を合わせた
配置から一方の偏光板だけを時計方向に３゜〜30゜回転
させたときの第１の安定状態の呈する色と、反時計方向
に同じ角度回転させたときの第２の安定状態の呈する色
が同じである第１の配向状態でのパルス巾しきい値T₁と
が、同一温度において、T₁/T₂＜2.5の関係を示すカイラ
ルスメクチック液晶を第１の配向状態で使用することを
特徴とする液晶素子を提供するものである。

また、本発明は、カイラルスメクチック液晶と、この
カイラルスメクチック液晶を間に保持して対向するとと
もにその対向面にはそれぞれカイラルスメクチック液晶
に電圧を印加するための電極が形成されかつカイラルス
メクチック液晶を配向するための相互にほぼ平行で同一
方向の一軸性配向処理が施された一対の基板とを備え、 該カイラルスメクチック液晶が、ヘアピン欠陥および
ライトニング欠陥に囲まれた配向状態を生じた際、プレ
チルトにより液晶分子が配向表面から浮いている方向に
対してライトニング欠陥およびヘアピン欠陥の順序でこ
れら欠陥が生じている欠陥に囲まれた内側における第２
の配向状態でのパルス巾しきい値T₂と、 前記欠陥に囲まれた領域の外側における第１の配向状
態であって、該配向状態におけるカイラルスメクチック
液晶はクロスニコル下、消光位の透過率の低い２つの安
定状態と、クロスニコル下、消光位の透過率の高い１つ
または２つの安定状態との計３または４状態を有するが
該状態のうち前記消光位の透過率の低い第１と第２の安
定状態における第１の配向状態でのパルス巾しきい値T₁
とが、同一温度において、T₁/T₂＜2.5の関係を示すカイ
ラルスメクチック液晶を第１の配向状態で使用すること
を特徴とする液晶素子を提供するものである。

また、本発明は、カイラルスメクチック液晶と、この
カイラルスメクチック液晶を間に保持して対向するとと
もにその対向面にはそれぞれカイラルスメクチック液晶
に電圧を印加するための電極が形成されかつカイラルス
メクチック液晶を配向するための相互にほぼ平行で同一
方向の一軸性配向処理が施された一対の基板とを備え、 該カイラルスメクチック液晶が、ヘアピン欠陥および
ライトニング欠陥に囲まれた配向状態を生じた際、ラビ
ング方向に対してライトニング欠陥およびヘアピン欠陥
の順序でこれら欠陥が生じている欠陥に囲まれた内側に
おける第２の配向状態でのパルス巾しきい値T₂と、 前記欠陥に囲まれた領域の外側における第１の配向状
態であって、該配向状態におけるカイラルスメクチック
液晶が少なくとも２つの安定状態を示し、それらの光学
軸のなす角度の1/2であるθ_ａと該カイラルスメクチッ
ク液晶のチルト角Θとが Θ＞θ_ａ＞Θ/2 の関係を有する第１の配向状態でのパルス巾しきい値T₁
とが、同一温度において、T₁/T₂＜2.5の関係を示すカイ
ラルスメクチック液晶を第１の配向状態で使用すること
を特徴とする液晶素子を提供するものである。

また、本発明は、カイラルスメクチック液晶と、この
カイラルスメクチック液晶を間に保持して対向するとと
もにその対向面にはそれぞれカイラルスメクチック液晶
に電圧を印加するための電極が形成されかつカイラルス
メクチック液晶を配向するための相互にほぼ平行で同一
方向の一軸性配向処理が施された一対の基板とを備え、 該カイラルスメクチック液晶が、ヘアピン欠陥および
ライトニング欠陥に囲まれた配向状態を生じた際、ラビ
ング方向に対してライトニング欠陥およびヘアピン欠陥
の順序でこれら欠陥が生じている欠陥に囲まれた内側に
おける第２の配向状態でのパルス巾しきい値T₂と、 前記欠陥に囲まれた領域の外側における第１の配向状
態であって、該配向状態におけるカイラルスメクチック
液晶が少なくとも２つの安定状態を示し、それらの光学
軸のなす角を２等分する位置に一方の偏光板の吸収軸を
合わせ、それに垂直に他方の偏光板の吸収軸を合わせた
配置から一方の偏光板だけを時計方向に３゜〜30゜回転
させたときの第１の安定状態の呈する色と、反時計方向
に同じ角度回転させたときの第２の安定状態の呈する色
が同じである第１の配向状態でのパルス巾しきい値T₁と
が、同一温度において、T₁/T₂＜2.5の関係を示すカイラ
ルスメクチック液晶を第１の配向状態で使用することを
特徴とする液晶素子を提供するものである。

また、本発明は、カイラルスメクチック液晶と、この
カイラルスメクチック液晶を間に保持して対向するとと
もにその対向面にはそれぞれカイラルスメクチック液晶
に電圧を印加するための電極が形成されかつカイラルス
メクチック液晶を配向するための相互にほぼ平行で同一
方向の一軸性配向処理が施された一対の基板とを備え、
カイラルスメクチック液晶が、ヘアピン欠陥およびライ
トニング欠陥に囲まれた配向状態を生じた際、ラビング
方向に対してライトニング欠陥およびヘアピン欠陥の順
序でこれら欠陥が生じている欠陥に囲まれた内側におけ
る第２の配向状態でのパルス巾しきい値T₂と、 前記欠陥に囲まれた領域の外側における第１の配向状
態であって、該配向状態におけるカイラルスメクチック
液晶はクロスニコル下、消光位の低い２つの安定状態
と、クロスニコル下、消光位の透過率の透過率の高い１
つまたは２つの安定状態との計３または４状態を有する
該状態のうち前記消光位の透過率の低い第１と第２の安
定状態における第１の配向状態でのパルス巾しきい値T₁
とが、同一温度において、T₁/T₂＜2.5の関係を示すカイ
ラルスメクチック液晶を第１の配向状態で使用すること
を特徴とする液晶素子を提供するものである。

また、本発明は、カイラルスメクチック液晶と、第１
の配向膜とこのカイラルスメクチック液晶を間に保持し
て対向するとともにその対向面にはそれぞれカイラルス
メクチック液晶に電圧を印加するための電極が形成され
かつカイラルスメクチック液晶を配向するための相互に
ほぼ平行で同一方向の一軸性配向処理が施された一対の
基板とを備え、カイラルスメクチック液晶のプレチルト
角をα、チルト角をΘ、Sm^＊Ｃ層の傾斜角をδとすれ
ば、カイラルスメクチック液晶は、 Θ＜α＋δ で表わされる配向状態を有し、かつ該配向状態における
カイラルスメクチック液晶が少なくとも２つの安定状態
を示し、それらの光学軸のなす角度の1/2であるθ_ａと
該カイラルスメクチック液晶のチルト角Θとが Θ＞θ_ａ＞Θ/2 の関係を有する第１の液晶素子における該カイラルスメ
クチック液晶のパルス巾しきい値T₁と、前記第１の液晶
素子における第１の配向膜のみを第２の配向膜にかえた
液晶素子であって、カイラルスメクチック液晶がΘ＞α
＋δで表わされる配向状態を有する第２の液晶素子にお
ける該カイラルスメクチック液晶のパルス巾しきい値T₂
とが、同一温度において、T₁/T₂＜2.5の関係を示すカイ
ラルスメクチック液晶を備えた第１の液晶素子を提供す
るものである。

［発明の態様の詳細な説明］ 第１図は、本発明の強誘電性液晶セルの１例を模式的
に描いたものである。

11aと11bは、それぞれIn₂O₃やITO（Indium Tin Oxi
d）等の透明電極12aと12bで被覆された基板（ガラス
板）であり、その上に200〜3000Å厚の絶縁膜13aと13b
（SiO₂膜、TiO₂膜、Ta₂O₅膜など）と、前記一般式で示
すポリイミドで形成した50〜1000Å厚の配向制御膜14a
と14bとがそれぞれ積層されている。配向制御膜14aと14
bは配向方向が、平行かつ同一向き（第１図でいえばＡ
方向）になるようラビング処理（矢印方向）してある。
基板11aと11bとの間には、強誘電性スメクチック液晶15
が配置され、基板11aと11bとの間の距離は、強誘電性ス
メクチック液晶15のらせん配列構造の形成を抑制するの
に十分に小さい距離（例えば0.1〜３μｍ）に設定さ
れ、強誘電性スメクチック液晶15は双安定性配向状態を
生じている。上述の十分に小さい距離は、基板11aと11b
との間に配置したビーズスペーサ16（シリカビーズ、ア
ルミナビース）によって保持される。17a、17bは偏光板
である。

本発明者等のその後の研究によれば、特定の配向膜と
液晶の組み合わせを用いると 上記のC1→C2転移が起こりにくいこと、および、 C1配向内に従来見出されていた低コントラストの２つ
の安定状態のほかに、コントラストの高い別の２つの安
定状態が現われること を新たに発見した。

そこで、表示素子として画面全体をC1配向状態に統一
し、かつC1配向内の高いコントラストの２状態を白黒表
示の２状態として用いれば、従来より品位の高いディス
プレイができると期待される。つまり、本発明者らは、
強誘電性液晶素子を、強誘電性液晶と、この強誘電性液
晶を間に保持して対向するとともに、その対向面にはそ
れぞれ強誘電性液晶に電圧を印加するための電極が形成
され、かつ強誘電性液晶を配向するための相互にほぼ平
行で同一方向の一軸性配向処理が施された一対の基板と
を備え、強誘電性液晶のプレチルト角をα、チルト角
（コーン角の1/2）をΘ、Sm^＊Ｃ層の傾斜角をδとすれ
ば、強誘電性液晶は、Θ＜α＋δで表わされる配向状態
を有するようにすると、C1配向状態においてさらにシェ
ブロン構造を有する４つの状態が存在することを確認し
た。この４つのC1状態は、従来のC1状態とは異なってお
り、なかでも４つのC1状態のうちの２つの状態は、双安
定状態（ユニフォーム状態）を形成している。このC1配
向のユニフォーム状態は、従来用いていたC2配向におけ
る双安定状態よりもコントラストが高く、したがって、
このユニフォーム状態において、液晶が駆動させること
により、大きなチルト角θを生じ、高コントラストな画
像がディスプレイされ、且つ残像も生じない。

以下、上記の、について詳しく説明する。の点
についていうと、C1→C2転移の起こりやすさは、第１表
に示すように、基板界面付近の液晶分子が基板と成す角
度（プレチルト角）と層の傾き角と液晶のチルト角に依
存している。

第１表は、プレチルト角の異なる３種類の配向膜Ａ〜
Ｃのセルにチルト角の異なる３種類の液晶ａ〜ｃを注入
して配向状態を見た結果である。ただし、Ａの配向膜は
LP64（東レ（株）製）、Ｂの配向膜はSE610（日産化学
（株）製）、Ｃの配向膜は第９図で示される構造式のポ
リアミド酸を焼成して得られるポリイミドで、プレチル
ト角はそれぞれ2.5゜、６゜、12゜であった。第１表か
ら、プレチルト角が大きくてチルト角が小さい場合にC1
配向が維持されることが分かる。この結果は以下のよう
に考えれば理解できる。

C1配向、C2配向での基板近くのダイレクタはそれぞれ
第４図（ａ）および（ｂ）のコーン41上にあるから、チ
ルト角Θ、プレチルト角αおよび層傾斜角δの間には C1配向のとき Θ＋δ＞α （２） C2配向のとき Θ−δ＞α （３） の関係が成り立っていなければならない。層傾斜角δは
チルト角Θより少し小さい値を持つので、チルト角Θの
小さい液晶では、Θ−δも小さく、プレチルト角αが大
きい場合には（３）式の関係が満たされなくなり、C2配
向が現われないのである。したがって、本発明でいうC2
を生せずC1配向を生じさせるための条件は Θ−δ＜α （４） であることが必要となる。チルト角と層傾斜角は液晶の
温度に依存するので、ある温度（４）式が成り立って
も、更に低温ではその条件が破れてC2配向が現われるこ
とがある。（４）式の条件はその液晶を表示装置として
用いる全温度範囲で成り立っている必要がある。

本発明において、プレチルト角αは、好ましくは６゜
＜α＜30゜、より好ましくは８゜＜α＜30゜、さらに好
ましくは10゜＜α＜30゜を示し、Θは７゜＜Θ＜27゜を
示し、δは０＜δ＜25゜を示すとよい。

次にの点について説明する。従来の低プレチルト配
向膜では、C1配向においては比較例コントラストの低い
２つの状態しか安定には存在しえなかった。ところが、
第１表に示した配向膜Ｃのような高プレチルト配向膜で
は、C1配向のなかに４つの状態が存在して、そのうちの
２つは従来と同じ低コントラストの２状態（偏光顕微鏡
の視野下では消光位がなく青く見えるので液晶のダイレ
クトが上下の基板間でねじれている。以下、スプレイ状
態と呼ぶ）で、ほかの２つはきわだってコントラストの
高い、かつ見掛けのチルト角の大きい状態（偏光顕微鏡
下で消光位がある。以下、ユニフォーム状態と呼ぶ）で
ある。新たに見出されたユニフォームのコントラストと
透過率はC2配向での値よりも高い。

そしてC1のユニフォーム状態はC1のスプレイ状態に較
べクロスニコル下消光位の透過率が低く、C1のスプレイ
状態は２つの状態の区別がつかなくなりユニフォーム２
状態とスプレイ１状態の計３状態のみ観測される場合も
ある。

第２表はいくつかの液晶のスプレイ状態での無電界時
のみかけのチルト角θ_a ^sとユニフォーム状態でのみかけ
のチルト角θ_a ^u及びチルト角Θを示したものである。表
中にはθ_a ^s、θ_a ^uとΘの比も示してある。この表からわ
かるように同じ液晶材料でもみかけのチルト角はスプレ
イ状態で小さくユニフォーム状態で大きい。Θとの比で
みてもスプレイ状態ではθ_a ^s/Θ＜0.4、ユニフォーム状
態では、θ_a ^u/Θ＞0.5である。ここで本発明ではC1状態
における４つの状態のうちΘ＞θ_ａ＞Θ/2の関係を示す
状態をユニフォーム状態という。

そこで、本発明は、強誘電性液晶と、この強誘電性液
晶を間に保持して対向するとともにその対向面にはそれ
ぞれ強誘電性液晶に電圧を印加するための電極が形成さ
れかつ強誘電性液晶を配向するための相互にほぼ平行で
同一方向の一軸性配向処理が施された一対の基板のを備
え、強誘電性液晶のプレチルト角をα、チルト角をΘ、
Sm^＊Ｃ層の傾斜角をδとすれば、強誘電性液晶は、 Θ＜α＋δ で表わされる配向状態を有し、かつ該配向状態における
強誘電性液晶が少なくとも２つの安定状態を示し、それ
らの光学軸のなす角度の1/2であるθ_ａと該強誘電液晶
のチルト角Θとが Θ＞θ_ａ＞Θ/2 の関係を満たすC1配向におけるユニフォーム状態を表示
に利用しようとするものである。

また、本発明でいうC1状態は、セル内のスペーサー等
の異物又はセルに歪みを加えることによってヘアピン欠
陥およびライトニング欠陥にかこまれた配向状態を生
じ、プレチルトにより配向表面での液晶分子が配向表面
と接する部分から離れている部分へと浮き上る方向に対
してライトニング欠陥、ヘアピン欠陥の順序（第３図に
図示の順序）で前記欠陥でかこまれた配向状態（この囲
まれた状態はC2配向状態となる）が生じる状態（前記欠
陥の外側の配向状態、または、セル内のスペーサー等の
異物又はセルに歪みを加えることによってヘアピン欠陥
およびライトニング欠陥にかこまれた配向状態を生じラ
ビング方向に対してライトンニング欠陥、ヘアピン欠陥
の順序で（第３図に図示の順序）で前記欠陥で囲まれた
配向状態（C₂配向状態）が生じる状態（前記欠陥の外側
の配向状態）、または、スメクチックＡ（SmA）等の高
温からカイラルスメクチックＣ（Sm^＊Ｃ）に降温する過
程で欠陥を伴う配向変化がない状態であるということが
いえる。

本発明のC1配向におけるスプレイ状態とユニフォーム
状態との違いは前述のみかけのチルト角が違うことの他
にコントラストの違いがある。スプレイ配向は上記のよ
うに、暗状態においてもクロスニコル下で完全な消光位
が得られず、偏光板をクロスニコルから数度捩った位置
に配置するほうがより暗くなる。これに対しユニフォー
ム配向は、クロスニコル下でほぼ完全な消光位がありこ
のために高いコントラスト比を示す。この違いは次のよ
うな測定を行えばいっそうはっきりする。

まずクロスニコル下で双安定の２状態のコントラスト
がなくなる位置すなわち２状態の光学軸のなす角を２等
分する方法（スメクチック層方向）に一方の偏光板の吸
収軸を合わせ、これに垂直に他方の偏光板の吸収軸を合
わせる。この位置から検光子（観測者側の偏光板）だけ
を時計方向に３゜〜30゜の適当な角度回転させるとアッ
プ・ダウン２状態の透過光状態に差が生じコントラスト
がつく。多くの場合、アップの状態が色濃く見え、ダウ
ンの状態は色が淡くなる。逆に検光子を反時計方向に同
じ角度回転させると逆の色づきがみられる。すなわちア
ップの状態は色淡くなり、ダウン状態を色濃くなる。

そこでこの検光子回転に対する色づきの様子に着目す
ると、1.0μｍのギャプをもつセルにあっては （１）スプレイ配向のアップ・ダウン２状態については
時計方向に回転したときのアップの色は、かっ色ないし
赤紫色であるのに対し反時計方向に回転したときのダウ
ンの色は青色ないし藍色を呈していてこの２つの色は異
なる。一方 （２）ユニフォーム配向のアップ・ダウン２状態につい
ては上記２つの色はともにかっ色ないし赤紫色で同じで
ある。この違いは後述のように上下基板間でダイレクト
が捩れているか否かにもとづくものと考えられるがいず
れにしてもこの測定からスプレイ配向とユニフォーム配
向を質的に区別することができる。

また本発明におけるC1配向の４つの状態は電界をかけ
ると互いに遷移する。弱い正負のパルス電界を印加する
とスプレイ２状態間の遷移が起こり、強い正負のパルス
電界を印加するとユニフォーム２状態間の遷移が起こ
る。ユニフォーム２状態を用いると従来より明るくコン
トラストの高い表示素子が実現できる。

ところで、液晶の選択のし方によっては、該ユニフォ
ーム状態の生じやすさに差がある。第１表の配向膜Ｃを
用いていくつかの液晶でユニフォーム状態の有無を調べ
た結果が第３表である。傾斜角の小さい液晶ほどユニフ
ォーム状態を取りやすいことが分かる。この原因は必ず
いも明らかではないが、次のようなことが推察される。

ユニフォーム状態においては、その光学的性質からみ
てダイレクタが上下基板間でねじれていないと考えられ
る。第６図はC1配向の各状態における基板間の各位置で
のダイレクタの配置を示す模式図である。図中51〜54は
各状態においてダイレクタをコーンの底面に投影し、こ
れを底面方向から見た様子を示しており、51および52が
スプレイ状態、53および54がユニフォーム状態と考えら
れるダイレクタの配置である。同図から分かるとおり、
ユニフォームの２状態53と54においては、上下いずれか
の基板界面の液晶分子の位置がスプレイ状態の位置と入
れ替わっている。第７図はC2配向を示しており界面のス
イッチングはなく内部のスイッチングで２状態がある。
第８図は界面分子位置の異なる２つの領域の境界付近の
ダイレクタの様子を示したものである。界面分子の位置
は同図に示すようにコーンの頂点60を通って一方から他
方へ移ると考えられるので、チルト角の小さいほうが移
りやすい。このためチルト角の小さい液晶でユニフォー
ム状態が実現されるのである。

界面の分子が一方の位置から他方の位置へ電界によっ
て移る際に受けるトルクの方向は、分子がコーン上のど
の位置にあるかによって異なる。すなわち、第８図のコ
ーン端61および62よりもプレチルトの高い位置にあれば
コーンの頂点60を通る方向のトルクを受け、逆にコーン
端61および62よりも低い位置にあれば分子は基板に押し
付けられる方向にトルクを受ける。したがって、前者の
位置にあるほうがスイッチングが起こりやすい。プレチ
ルトがコーン端61および62よりも高い位置に来るための
条件は簡単な幾何学的考察により、 Sinα＞sinδ・cosθ （５） となり、プレチルト角α、層傾斜角δ、チルト角Θが小
さいときはこの条件は近似的に、 α＞δ （６） となる。層傾斜角δはチルト角θに近い値を持つので第
３表に示した実験結果が得られたと解釈される。

よってC1配向におけるユニフォーム状態をより安定に
形成させるには、さらにδ＜αの関係を満たすことが効
果的である。

又、ユニフォーム状態を安定に形成させるために上下
基板のラビング方向を０〜20゜の範囲でずらしたクロス
ラビングも可能である。

このようにC1配向におけるユニフォーム２状態を用い
ると従来より明るくコントラストの高い表示素子が実現
できる。

そして本発明者らは、該C1配向におけるユニフォーム
状態を示す液晶素子を使用するにあたり、さらに該液晶
素子において以下の条件を満足する液晶素子とすると、
コントラストが良好であって、かつ広い駆動マージンを
もつ液晶素子が提供できることを確認した。

それは、C1ユニフォーム状態でのカイラルスメクチッ
ク液晶のしきい値T₁とC2状態でのカイラルスメクチック
液晶のしきい値T₂とが同一温度下で、T₁/T₂＜2.5の関係
を示すカイラルスメクチック液晶を用いて、該液晶をC1
ユニフォーム状態で使用すれば高コントラストかつ駆動
マージンの良好な液晶素子が提供できる。

該C1ユニフォーム状態とC2状態は液晶素子を作成時に
初期の状態で混存することもある。

プレチルト角が６〜９゜とくに８゜程度を示す液晶素
子を使用するとこの傾向は強くなる。

ただ、C1状態において、押圧等機械的印加手段によっ
てもC1状態下にC2状態を形成される場合もある。このC1
ユニフォーム状態とC2状態との比較は同一液晶素子下で
行なわれる場合も、液晶素子をかえて行なわれる場合も
ある。

以下に液晶素子をかえた場合の本発明を説明する。

つまり、該C1配向におけるユニフォーム状態を示す液
晶素子、いいかえれば、カイラルスメクチック液晶が、
Θ＜α＋δで表わされる配向状態を示す液晶素子におい
て、該カイラルスメクチック液晶のしきい値T₁を求め
る。

一方、前記C1配向におけるユニフォーム状態を示す液
晶素子に対し、配向膜をかえた液晶素子において、C2配
向を満足する、いいかえれば、カイラルスメクチック液
晶がΘ＞α＋δで表わされる配向状態を示す液晶素子を
得、該液晶素子において、前記しきい値T₁を求めたのと
同じ温度におけるしきい値T₂を求める。そして該T₁とT₂
の関係がT₁/T₂＜2.5の関係を示すカイラルスメクチック
液晶を選んで、該カイラルスメクチック液晶をC1配向に
おけるユニフォーム状態を示す液晶素子を用いれば、コ
ントラストが良好であって、かつ広い駆動マージンをも
つ液晶素子が提供できる。

実験結果に即して、より詳細に述べれば、T₁≦T₂であ
るカイラルスメクチック液晶は、C1ユニフォーム状態間
でのスイッチングを安定的に起す。T₁＞T₂でも、T₁/T₂
＜2.5の条件が満たされる場合にはC1ユニフォーム状態
間でのスイッチングが可能となる。T₁/T₂≧2.5では、C2
スプレイ状態間でのスイッチングが起りやすく、また一
旦C2状態でのスイッチングが起ると、C1ユニフォーム状
態間のスイッチングが起らなくなってしまう。

なお、しきい値T₁、T₂は、次に示す方法で測定した。
液晶素子を一対のクロスニコル偏光子の間に挟み、上下
基板間に正負の矩形パルス電界を印加し液晶のスイッチ
ングを観察する。この際パルス電界の波高値を一定と
し、パルス幅を変化させ、液晶が完全にスイッチングす
るパルス幅をしきい値とした。

また、以上の実験におけるチルト角Θ、層の傾き角
δ、プレチルト角α、みかけのチルト角θ_ａは以下のよ
うにして測定した。

チルト角Θの測定 10V〜30VのDCをFLC素子の上下基板間に印加しなが
ら、直交クロスニコル下、その間に配置されたFLC素子
を偏光板と水平に回転させ第１の消光位（透過率が最も
低くなる位置）をさがし、次に上記と逆極性のDCを印加
しながら第２の消光位をさがす。そして、第１の消光位
から第２の消光位までの角度の1/2をΘとした。

みかけのチルト角θ_ａの測定 液晶の閾値の単発パルスを印加した後、無電界下、直
交クロスニコル下その間に配置されたFLC素子を偏光板
と水平に回転させ第１の消光位をさがし、次に上記の単
発パルスと逆極性のパルスを印加した後、無電界下、第
２の消光位をさがす。そして、第１の消光位から、第２
の消光位までの角度の1/2をθ_ａとした。

層の傾き角δの測定 Ｘ線解析装置RAD−II B（45kV、30mA）を用いてＸ線
解析法でδを測定した。

プレチルト角αの測定 Jpn.J.Appl.Phys.vol.19（1980）No.10 Short Notes
2013に記されている方法（クリスタルローテーション
法）に従って求めた。

つまり、平行かつ反対方向にラビングした基板をはり
合わせてセル厚20μｍのセルを作成し０℃〜60℃の範囲
でSmA相を有する液晶（Ａ）を封入し測定を行った。

液晶セルを上下基板に垂直かつ配向処理軸を含む面で
回転させながら回転軸と45゜角度をなす偏光面をもつヘ
リウム・ネオンレーザー光を回転軸に垂直な方向から照
射し、その反対側で入射偏光面の平行な透過軸をもつ偏
光板を通してフォトダイオードで透過光強度を測定し
た。そして、干渉によってできた透過光強度の双曲線群
の中心となる線と液晶セルに垂直な線とがなす角度をφ
_ｘとして下式に代入しプレチルト角α_ｏを求めた。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を説明する。

［実施例１］ それぞれストライプ状の透明電極を設けた２枚のガラ
ス基板上に厚さ500Åの酸化タンタルの薄膜をスパッタ
法で形成し、その上に日立化成（株）製のポリアミド酸
LQ1802の１％NMP溶液をスピンナで塗布し、270℃で１時
間焼成した。このようにして、それぞれの基板に設けた
厚さ100Åのポリイミド膜の表面にラビング処理を施し
た後、一方の基板上に平均粒径1.5μｍのシリカビーズ
を散布し、上下の透明電極が直交し、上下のラビング方
向が互いに平行でかつ同一方向となるように２枚のガラ
ス基板を重ね合わせてセルを作成した（以後セルＡと呼
ぶ）。同様にポリアミド酸を東レ（株）製「LP64」と
し、そのNMP/n−ブチルセルソルブ＝2/1（重量比）の２
％溶液を用いる以外は前述の方法と同様にしてポリイミ
ド配向膜を形成して、セルを作成した（以後セルＢと呼
ぶ）。

このときのプレチルト角はセルＡで12゜、セルＢで2.
5゜であった。この２種類のセルにフェニルピリミジン
を主成分とする液晶（Θ＝11.1゜、δ＝8.2゜）を注入
したところ、セルＡではC1配向状態が、セルＢではC2配
向状態が得られた。

これらのセルに波高値25Vの正負の矩形パルスを印加
し、しきい値を測定したところ（しきい値の測定温度30
℃）、セルＡでは30μsecでユニフォーム状態間のスイ
ッチングが、セルＢでは35μsecでC2配向状態でのスイ
ッチングが起こった。このときセルＡとセルＢでのパル
ス巾しきい値の比ａは0.86である。

ただし またセルＡに第５図に示した駆動波形を以下の条件で
印加し、マルチ・プレクシング駆動を行った。

V₁:V₂:V₃＝3:2:1 t₁:t₂:t₃＝3:2:3 V_CP＝|V₁＋V₃|＝25V この際、走査選択期間（t₁＋t₂＋t₃）が200μsec〜29
0μsecの間で、良好な高コントラスト表示が得られた。

即ち、画像表示可能な走査選択期間の範囲をt_aからt_b
（t_a＞t_b）として によって定義されるＭを駆動マージンとすると、このと
きの駆動マージンＭは0.18であった。

該ユニフォーム状態でのセルＡの表示特性を評価し
た。

すなわち上述の液晶セルＡを一対の90゜クロスニコル
偏光子の間に挟み込んでから、50μsecの30Vパルスを印
加して90゜クロスニコルを消光位（最暗状態）にセット
し、このときの透過率をホトマルチプライヤーにより測
定し、続いて50μsecの−30Vパルスを印加し、このとき
の透過率（明状態）を同様の方法で測定したところ、暗
状態時の透過率は0.5％で、明状態時の透過率は10％で
あり、従って、コントラスト比は50:1であった。

［実施例２］ フェニルピリミジンとエステルを主成分とする別の液
晶（Θ＝12.1゜、δ＝9.7゜）を実施例１と同様にセル
Ａ、セルＢに各々注入したところ、セルＡではC1配向状
態が、セルＢではC2配向状態が得られた。実施例１と同
様にしきい値を測定したところ、各々セルＡでは60μse
c、セルＢでは41μsecとなりａ＝1.5であった。

実施例１と同様に、この液晶のセルＡでの駆動マージ
ンを測定したところ走査選択期間が260μsec〜420μsec
の間で良好な高コントラスト表示が得られ、Ｍ＝0.24で
あった。

［比較例１、２］ 第４表に示したように、フェニルピリミジンを主成分
とする液晶およびを実施例１と同様に、セルＡおよ
びセルＢに注入し各々のセルにおけるしきい値を測定し
た。このときおよびの液晶ともセルＡではC1配向状
態、セルＢではC2配向状態であった。

またセルＡにおいて、液晶およびの駆動マージン
を実施例１と同様の方法で測定したところ良好な高コン
トラスト表示が得られずＭ＝0.0であった。

［実施例３］ 実施例１に示した液晶を、セルＡにおいてラビング方
向が上下基板で６゜ずれるようにラビングを行った以外
は実施例１と同様の方法で作成したセル（以後セルＣと
呼ぶ）に注入し、実施例１と同様の方法により駆動マー
ジンを測定したところ、走査選択期間が170μsec〜305
μsecの間で良好な高コントラスト表示が得られた。こ
のときマージンＭ＝0.28であった。

［実施例４］ コーン角Θと層の傾き角δが各々Θ＝12.4゜、δ＝1
0.7゜である液晶を実施例１と同様の方法でしきい値を
測定したところ、セルＡでは70μsec、セルＢでは36μs
ecとなり、しきい値の比ａ＝1.9であった。

この液晶を実施例３に示したセルＣに注入し、実施例
１と同様の方法により駆動マージンを測定したところ、
走査選択期間が510μsec〜990μsecの間で良好な高コン
トラスト表示が得られた。このときマージンＭ＝0.32で
あった。

［実施例５］ コーン角Θと層の傾き角δが各々Θ＝14.6゜、δ＝1
3.0゜である液晶を実施例１と同様の方法でしきい値を
測定したところ、セルＡでは95μsec、セルＢでは39.5
μsecとなり、しきい値の比ａ＝2.4であった。

この液晶を実施例３に示したセルＣに注入し、実施例
１と同様の方法により駆動マージンを測定したところ、
走査選択期間が1.0μsec〜1.3μsecの間で良好な高コン
トラスト表示が得られた。このときマージンＭ＝0.13で
あった。

［比較例３］ 比較例２に示した液晶を、実施例３に示したセルＣ
に注入し、実施例１と同様の方法により駆動マージンを
測定したところ、良好な高コントラスト表示が得られず
Ｍ＝0.0であった。

［実施例６］ ストライプ状の透明電極を設けたガラス基板上に、直
接ポリアミド酸を塗布した以外は実施例１と同様にして
セルＤを作成したところプレチルト角α＝８゜であっ
た。このセルＤにフェニルピリミジンとエステルを主成
分とする液晶（Θ＝10.8゜、δ＝8.7゜）を注入したと
ころ、大部分がC1配向であったが、一部欠陥が発生し、
この欠陥を境としてC2配向がみられた。実施例１の同様
にしきい値を測定したところ、C1配向部分のしきい値は
35.5μsecであり、C2配向部分のしきい値は27μsecであ
った（ａ＝1.3）。

実施例１と同様の方法により該液晶素子のC1配向部分
を用いて駆動マージンを測定したところ、走査選択期間
が240μsec〜360μsecの間で良好な高コントラスト表示
が得られ、このときマージンはＭ＝0.2であった。

［比較例４］ フェニルピリミジンを主成分とする液晶（Θ＝12.5
゜、δ＝10.5゜）を実施例６に示したセルＤに注入した
ところ、実施例６と同様にC1配向部分とC2配向部分があ
った。このC1配向部分のしきい値は170μsec、C2配向部
分のしきい値は50μsecでありａ＝3.4であった。

この液晶を実施例６と同様に駆動マージンを測定した
ところ良好な高コントラスト表示が得られずＭ＝0.0で
あった。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、駆動マージンが
十分に大きくなり、コントラストが高く、透過率の高い
画像の表示が可能な液晶素子が提供される。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の強誘電性液晶セルの１例を示す模式
図、 第２図（ａ）〜（ｅ）は強誘電性液晶の冷却過程を示す
説明図、 第３図はC1配向とC2配向の層構造を示す説明図、 第４図（ａ）および（ｂ）は基板界面付近のスメクチッ
クＣ相のコーンとダイレクタを示す模式図、 第５図（ａ）および（ｂ）は本発明で用いうる好ましい
駆動波形の波形図、 第６図は、C1配向の各状態における基板間の各位置での
ダイレクタの配置を示す模式図、 第７図は、C2配向の各状態における基板間の各位置での
ダイレクタの配置を示す模式図、 第８図は、界面分子位置の異なる２つの領域の境界付近
のダイレクタの様子を示す模式図、 第９図は焼成により配向膜を与えるポリアミド酸の一例
の構造式である。

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】カイラルスメクチック液晶と、このカイラ
   ルスメクチック液晶を間に保持して対向するとともにそ
   の対向面にはそれぞれカイラルスメクチック液晶に電圧
   を印加するための電極が形成されかつカイラルスメクチ
   ック液晶を配向するための相互にほぼ平行で同一方向の
   一軸性配向処理が施された一対の基板とを備え、 該カイラルスメクチック液晶が、ヘアピン欠陥およびラ
   イトニング欠陥に囲まれた配向状態を生じた際、プレチ
   ルトにより液晶分子が配向表面から浮き上りを示す方向
   に対してライトニング欠陥およびヘアピン欠陥の順序で
   これら欠陥が生じている欠陥に囲まれた内側における第
   ２の配向状態でのパルス巾しきい値T₂と、 前記欠陥に囲まれた領域の外側における第１の配向状態
   であって、該配向状態におけるカイラルスメクチック液
   晶が少なくとも２つの安定状態を示し、それらの光学軸
   のなす角度の1/2であるθ_ａと該カイラルスメクチック
   液晶のチルト角Θとが Θ＞θ_ａ＞Θ/2 の関係を有する第１の配向状態でのパルス巾しきい値T₁
   とが、同一温度において、T₁/T₂＜2.5の関係を示すカイ
   ラルスメクチック液晶を第１の配向状態で使用すること
   を特徴とする液晶素子。
2. 【請求項２】カイラルスメクチック液晶と、このカイラ
   ルスメクチック液晶を間に保持して対向するとともにそ
   の対向面にはそれぞれカイラルスメクチック液晶に電圧
   を印加するための電極が形成されかつカイラルスメクチ
   ック液晶を配向するための相互にほぼ平行で同一方向の
   一軸性配向処理が施された一対の基板とを備え、 該カイラルスメクチック液晶が、ヘアピン欠陥およびラ
   イトニング欠陥に囲まれた配向状態を生じた際、プレチ
   ルトにより液晶分子が配向表面から浮き上りを示す方向
   に対してライトニング欠陥およびヘアピン欠陥の順序で
   これら欠陥が生じている欠陥に囲まれた内側における第
   ２の配向状態でのしきい値T₂と、 前記欠陥に囲まれた領域の外側における第１の配向状態
   であって、該配向状態におけるカイラルスメクチック液
   晶が少なくとも２つの安定状態を示し、それらの光学軸
   のなす角を２等分する位置に一方の偏光板の吸収軸を合
   わせ、それに垂直に地方の偏光板の吸収軸を合わせた配
   置から一方の偏光板だけを時計方向に３゜〜30゜回転さ
   せたときの第１の安定状態の呈する色と、反時計方向に
   同じ角度回転させたときの第２の安定状態の呈する色が
   同じである第１の配向状態でのパルス巾しきい値T₁と
   が、同一温度において、T₁/T₂＜2.5の関係を示すカイラ
   ルスメクチック液晶を第１の配向状態で使用することを
   特徴とする液晶素子。
3. 【請求項３】カイラルスメクチック液晶と、このカイラ
   ルスメクチック液晶を間に保持して対向するとともにそ
   の対向面にはそれぞれカイラルスメクチック液晶に電圧
   を印加するための電極が形成されかつカイラルスメクチ
   ック液晶を配向するための相互にほぼ平行で同一方向の
   一軸性配向処理が施された一対の基板とを備え、 該カイラルスメクチック液晶が、ヘアピン欠陥およびラ
   イトニング欠陥に囲まれた配向状態を生じた際、プレチ
   ルトにより液晶分子が配向表面から浮いている方向に対
   してライトニング欠陥およびヘアピン欠陥の順序でこれ
   ら欠陥が生じている欠陥に囲まれた内側における第２の
   配向状態でのパルス巾しきい値T₂と、 前記欠陥に囲まれた領域の外側における第１の配向状態
   であって、該配向状態におけるカイラルスメクチック液
   晶はクロスニコル下、消光位の透過率の低い２つの安定
   状態と、クロスニコル下、消光位の透過率の高い１つま
   たは２つの安定状態との計３または４状態を有するが該
   状態のうち前記消光位の透過率の低い第１と第２の安定
   状態における第１の配向状態でのパルス巾しきい値T₁と
   が、同一温度において、T₁/T₂＜2.5の関係を示すカイラ
   ルスメクチック液晶を第１の配向状態で使用することを
   特徴とする液晶素子。
4. 【請求項４】カイラルスメクチック液晶と、このカイラ
   ルスメクチック液晶を間に保持して対向するとともにそ
   の対向面にはそれぞれカイラルスメクチック液晶に電圧
   を印加するための電極が形成されかつカイラルスメクチ
   ック液晶を配向するための相互にほぼ平行で同一方向の
   一軸性配向処理が施された一対の基板とを備え、 該カイラルスメクチック液晶が、ヘアピン欠陥およびラ
   イトニング欠陥に囲まれた配向状態を生じた際、ラビン
   グ方向に対してライトニング欠陥およびヘアピン欠陥の
   順序でこれら欠陥が生じている欠陥に囲まれた内側にお
   ける第２の配向状態でのパルス巾しきい値T₂と、 前記欠陥に囲まれた領域の外側における第１の配向状態
   であって、該配向状態におけるカイラルスメクチック液
   晶が少なくとも２つの安定状態を示し、それらの光学軸
   のなす角度の1/2であるθ_ａと該カイラルスメクチック
   液晶のチルト角Θとが Θ＞θ_ａ＞Θ/2 の関係を有する第１の配向状態でのパルス巾しきい値T₁
   とが、同一温度において、T₁/T₂＜2.5の関係を示すカイ
   ラルスメクチック液晶を第１の配向状態で使用すること
   を特徴とする液晶素子。
5. 【請求項５】カイラルスメクチック液晶と、このカイラ
   ルスメクチック液晶を間に保持して対向するとともにそ
   の対向面にはそれぞれカイラルスメクチック液晶に電圧
   を印加するための電極が形成されかつカイラルスメクチ
   ック液晶を配向するための相互にほぼ平行で同一方向の
   一軸性配向処理が施された一対の基板とを備え、 該カイラルスメクチック液晶が、ヘアピン欠陥およびラ
   イトニング欠陥に囲まれた配向状態を生じた際、ラビン
   グ方向に対してライトニング欠陥およびヘアピン欠陥の
   順序でこれら欠陥が生じている欠陥に囲まれた内側にお
   ける第２の配向状態でのパルス巾しきい値T₂と、 前記欠陥に囲まれた領域の外側における第１の配向状態
   であって、該配向状態におけるカイラルスメクチック液
   晶が少なくとも２つの安定状態を示し、それらの光学軸
   のなす角を２等分する位置に一方の偏光板の吸収軸を合
   わせ、それに垂直に地方の偏光板の吸収軸を合わせた配
   置から一方の偏光板だけを時計方向に３゜〜30゜回転さ
   せたときの第１の安定状態の呈する色と、反時計方向に
   同じ角度回転させたときの第２の安定状態の呈する色が
   同じである第１の配向状態でのパルス巾しきい値T₁と
   が、同一温度において、T₁/T₂＜2.5の関係を示すカイラ
   ルスメクチック液晶を第１の配向状態で使用することを
   特徴とする液晶素子。
6. 【請求項６】カイラルスメクチック液晶と、このカイラ
   ルスメクチック液晶を間に保持して対向するとともにそ
   の対向面にはそれぞれカイラルスメクチック液晶に電圧
   を印加するための電極が形成されかつカイラルスメクチ
   ック液晶を配向するための相互にほぼ平行で同一方向の
   一軸性配向処理が施された一対の基板とを備え、カイラ
   ルスメクチック液晶が、ヘアピン欠陥およびライトニン
   グ欠陥に囲まれた配向状態を生じた際、ラビング方向に
   対してライトニング欠陥およびヘアピン欠陥の順序でこ
   れら欠陥が生じている欠陥に囲まれた内側における第２
   の配向状態でのパルス巾しきい値T₂と、 前記欠陥に囲まれた領域の外側における第１の配向状態
   であって、該配向状態におけるカイラルスメクチック液
   晶はクロスニコル下、消光位の透過率の低い２つの安定
   状態と、クロスニコル下、消光位の透過率の高い１つま
   たは２つの安定状態の計３または４状態とを有する該状
   態のうち前記消光位の透過率の低い第１と第２の安定状
   態における第１の配向状態でのパルス巾しきい値T₁と
   が、同一温度において、T₁/T₂＜2.5の関係を示すカイラ
   ルスメクチック液晶を第１の配向状態で使用することを
   特徴とする液晶素子。
7. 【請求項７】カイラルスメクチック液晶と、第１の配向
   膜とこのカイラルスメクチック液晶を間に保持して対向
   するとともにその対向面にはそれぞれカイラルスメクチ
   ック液晶に電圧を印加するための電極が形成されかつカ
   イラルスメクチック液晶を配向するための相互にほぼ平
   行で同一方向の一軸性配向処理が施された一対の基板と
   を備え、カイラルスメクチック液晶のプレチルト角を
   α、チルト角をΘ、Sm^＊Ｃ層の傾斜角をδとすれば、カ
   イラルスメクチック液晶は、 Θ＜α＋δ で表わされる配向状態を有し、かつ該配向状態における
   カイラルスメクチック液晶が少なくとも２つの安定状態
   を示し、それらの光学軸のなす角度の1/2であるθ_ａと
   該カイラルスメクチック液晶のチルト角Θとが Θ＞θ_ａ＞Θ/2 の関係を有する第１の液晶素子における該カイラルスメ
   クチック液晶のパルス巾しきい値T₁と、前記第１の液晶
   素子における第１の配向膜のみを第２の配向膜にかえた
   液晶素子であって、カイラルスメクチック液晶がΘ＞α
   ＋δで表わされる配向状態を有する第２の液晶素子にお
   ける該カイラルスメクチック液晶のパルス巾しきい値T₂
   とが、同一温度において、T₁/T₂＜2.5の関係を示すカイ
   ラルスメクチック液晶を備えた第１の液晶素子。