JPH0463326A - 液晶素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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（Ｃ１ａｒｋ）及びラガーウォル（Ｌａｇｅｒ
ｗａｌｌ）により提案されている（特開昭５６−１０７
２１６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りを有し、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の広い利用が期待さ
れ、特にその機能から大画面で高精細なデイスプレーへ
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・では、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０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′ｆＳ４５６１７６
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通用した場
合には、下達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ｅ）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と同一の角度
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ｅ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ｅ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
しく株）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．
５μｍに保って貼り合わせてセルを構成し、これにＣ５
１０１４（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、ｇ）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２
５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０２配向状態の領域が拡が
り（同図（ｃ）、（ｄ））、ついには全体が０２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。７ＪＳ３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ＳＡ相からＳ
ｃ相またはＳｃ８相に転移すると層間隔が縮むので第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０２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
角度をなしくプレチルト）、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Ｃ
２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配向に移るとぎの境界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Ｃ
２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コそこで、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
ニング欠陥およびへ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Ｃ１と該カイラルスメクチッ
ク液晶のチルト角ｅとが ｅ〉θａ　　＞ｅ／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Ｔ
１とが、同一温度において、Ｔ、／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へ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
ニ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ｉｆ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へ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ぎい値Ｔ、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、ＴＩ　／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へアピン欠陥の順
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θａと該カイラルスメクチッ
ク液晶のチルト角ｅとが ｅ〉　θａ　　＞８／２ の関係を有する第１の配向状態でのパルス巾しきい値Ｔ
、とが、同一温度において、Ｔ　１／　Ｔ　２　＜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へアピン欠陥の順
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幹い値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３４２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籾い値Ｔ
１とが、同一温度において、Ｔ＋／Ｔ、＜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へアピン欠陥の順序
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、ＴＩ　／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θａＳｍ＊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く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θａ
と該カイラルスメクチック液晶のチルト角ｅとが ｅ〉θａ　＞ｅ／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ＴＩ　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ｅ
〉α＋６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、ＴＩ　／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ｆｌｂは、それぞれＩｎ２Ｏ，やＩＴＯ（Ｉｎ
ｄｉｕｍ　Ｔｉｎ　０ｘｉｄ）等の透明電極１２ａと１
２ｂで被覆された基板（ガラス板）であり、その上に２
００〜３０００Ａ厚の絶Ｉｌｉ［１３ａと１３ｂ（Ｓ　
ｉ　Ｏ，膜、ＴｉＯ２膜、Ｔａ２０ｓｌｌｉなど）と、
前記一般式で示すポリイミドで形成した５０〜１０００
人厚の配向制ａｌ膜１４ａと１４ｂとがそれぞれ積層さ
れている。配向制御膜１４ａと１４ｂは配向方向が、平
行かつ同−向き（第１図でいえばへ方向）になるようラ
ビング処理（矢印方向）しである、基板１１ａと１１ｂ
との間には、強８電性スメクチック液晶１５が配置され
、基板１１ａとｌｌｂ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
Ｉｌｂとの間に配置したビーズスペーサ１６（シリカビ
ーズ、アルミナピース）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配内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配内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イ
スプレィ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佑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■、Ｓｍ”０層の傾斜角を６と
すれば、強誘電性液晶は、ｅく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０１状態とは
異なっており、なかでも４つのＣＩ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
を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イスプレィされ、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 第１表は、プレチルト角の異なる３ｆ！類の配向膜ＡＮ
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　（東しくａ）製）、Ｂの配向膜は５
Ｅ６１０（日直化学（ａ）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ｅ１プレチルト角αおよび層傾斜角δの間に
は Ｃ１配向のとぎ　　θ＋δ〉α　　（２）Ｃ２配向のと
き　　ｅ−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ｅより少し小さい
値を持つので、チルト角ｅの小さい液晶では、ｅ−６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を生ぜずＣ１配向を生
じさせるための条件は ｅ−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、ある温度で（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、ｅは７°＜６＜
２７°を示し、δはＯく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（（ｍ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
イレクタが上下の基板間でねしれている。以下、スプレ
ィ状態と呼ぶ）で、ほかの２つはきわたってコントラス
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０１のユニフォーム状態はＣ１のスプレィ状態に
較ベクロスニコル下消光位の透過率が低く、Ｃ１のスプ
レィ状態は２つの状態の区別がつかなくなりユニフォー
ム２状態とスプレィ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ィ状態での無電界時の
みかけのチルト角θｉとユニフォーム状態でのみかけの
チルト角θａＵ及びチルト角ｅを示したものである。表
中にはＣ１、Ｃ１ｕとｅの比も示しである。この表から
れかるように同じ液晶材料でもみかけのチルト角はスプ
レィ状態で小さくユニフォーム状態で大きい。ｅとの比
でみてもスプレィ状態ではθａ’／ｅ＜０．４、ユニフ
ォーム状態では、θａ’／ｅ＞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ｅ〉θａ）
６１／２の関係を示す状態をユニフォーム状態という。

′ｆＳ２表 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とを備え
、強誘電性液晶のプレチルト角をα、チルト角を０％５
ｍ＊Ｃ層の傾斜角を６とすれば、強誘電性液晶は、ｅ　
〈　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ヮと該強誘電性
液晶のチルト角ｅとがθ〉θａ　＞ｅ／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ィ状態とユニフォーム
状態との這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。スプレィ配向は上記のよ
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置捩った位置
に配置するほうがより暗くなる。これに対しユニフォー
ム配向け、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つきりする。

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°の適当な負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齢がみられる。すなわちア
ップの状態は色淡くなり、ダウン状態は色濃くなる゛。

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のギャブをもつセルにあっては （１）スプレィ配向のアップ・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つの色はともにかつ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タ
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ィ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
とスプレィ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オーム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外
結果が第３表である。傾斜角の小さい液晶はどユニフォ
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。

′ｆ、３表 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６図中５１〜５
４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がスプレィ状態、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
ィ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６
０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を通る方向にトルクを受け、逆にコ
ーンｔ４６１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、 ５ｉｎａ＞ｓｉｎδ−ｃｏｓθ　（５）となり、プレチ
ルト角α、層傾斜角δ、チルト角ｅ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′
ｓ３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
ク液晶のしぎい値Ｔ、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、Ｔ、／Ｔ、
＜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０２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０２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０２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、
ｅくα＋６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ｅ〉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。モして該
Ｔ１とＴ２の関係がＴＩ　／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、ＴＩ＞Ｔｚでも
、ＴＩ　／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
。　Ｔ　ｒ　／　Ｔ　２≧２．５では、Ｃ２スプレィ状
態間でのスイッチングが起りやすく、また−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Ｔ＋、Ｔｚ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■、層の傾き角δ、
プレチルト角α、みかけのチルト角θ。

は以下のようにして測定した。

チルト角ｅの測 １０■〜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Ｆ
ＬＣ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ｅと
した。

みかけのチルト角θａの測 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の消光位をサカシ、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０１とした。

層の傾き角δの測定 Ｘ線解析装置ＲＡＤ−１１Ｂ（４５ｋＶ、３０ｍＡ）を
用いてＸ線解析法で６を測定した。

プレチルト角αの測 Ｊｐｎ、Ｊ、＾ｐｐ１．Ｐｈｙｓ、ｖｏ１．１９（１９
８０）　Ｎｏ、１０５ｈｏｒｔＮｏｔｅｓ　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Ｏ℃〜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−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と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、
とじて下式に代入しプレチルト角α。を求めた。

−２ｓｉｎφ１ ゛”“′°°＝い。や。、）ｆ冨ｗｘ下ｎｏ＝常光屈折
率 ｎ、＝異常光屈折率 ［実施例］ 以下、本発明の詳細な説明する。

［実施例１］ それぞれストライブ状の透明電極を設けた２枚のガラス
基板上に厚さ５００人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、２
７０℃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１００人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１．５μ
ｍ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しく株
）製ｒＬＰ６４Ｊとし、そのＮ　Ｍ　Ｐ　／　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２ｆ！類のセルにフェニルピリミ
ジンを主成分とする液晶（ｅ＝１１１°、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３
０℃）、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０２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 セルＡでのユニフォーム状態でのしきい値（Ｔ１）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。

Ｖ！：　Ｖ２　　：　Ｖｓ　＝３　：　２　：　１ｔ＋
　　：ｔｚ　　：ｔｓ＝３：２：３しｐ＝　　Ｖ　１＋
　Ｖ　ｓ　　＝　２５　Ｖこの際、走査選択期間（ｔ＋
　十ｊ、＋ｔ、）が２００　μｓ　ｅ　ｃ　〜２９０　
ｐ　ｓ　ｅ　ｃ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ｔｌからｔ
ｂ（ｔｂ＞ｔ、）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へ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、５０μｓｅｅ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
−により測定し、続いて５０μｓｅｃの一３０Ｖ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
（ｅ＝１２．１°、δ＝９、ブ）を実施例１と同様にセ
ルＡ１セル已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
６０μｓｅｃ、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〜４２
０μｓｅｃ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］ Ｖｓ４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。

第４表 またセルＡ＆：おいて、液晶のおよび■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〜
３０５μｓｅｃの間で良好な高コントラスト表示が得ら
れた。このとぎマージンＭ＝０．２８であった。

［実施例４］ コーン角ｅと層の傾き角δが各々ｅ＝１２゜４°　δ−
１０，７°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１０ｐｓｅｃ、セルＢ
では３６μｓｅｃとなり、しきい値の比ａｗ１．９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！
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であフた。

［実施例５］ コーン角ｅと層の傾針角δが各々ｅ＝１４゜６°、δ＝
１３．０”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３９．５μｓｅｃ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１．０ｍ５ｅｃ〜１．３ｍ５ｅｃの間で良
好な高コントラスト表示が得られた。このとぎマージン
Ｍ＝０．１３であった。

［比較例３コ 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
＝Ｏ，Ｏであった。

［実施例６コ ストライブ状の透明１ｔ８ｉ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＝８１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（ｅ＝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と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３５．５μＳｅｅであり、Ｃ２配向部分
のしきい値は２７μｓｅｃであった（ａ冨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（ｅ−１２，５
°　　δ−１０，５°）を実施例６に示したセルＤ＆：
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１７
０μｓｅｃ％　Ｃ２配向部分のしきい値は５０μｓｅｃ
＊Ｃ”ありａｍ３．４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＝Ｏ，Ｏ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、 ￥Ｓ６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。 第１図 ×１００ 第２図 第４図 ラビンク゛方向 第 図 第５図（ｂ） Ｓｍ　Ｃ１ 第６図 ５ｍ　Ｃ２ 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 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、へ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へ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Ｔ＿２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■とが ■＞θ＿ａ＞■／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Ｔ
   ＿１とが、同一温度において、Ｔ＿１／Ｔ＿２＜２．５
   の関係を示すカイラルスメクチツク液晶を第１の配向状
   態で使用することを特徴とする液晶素子。 ２、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、へ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Ｔ＿２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Ｔ＿
   １とが、同一温度において、Ｔ＿１／Ｔ＿２＜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、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Ｔ＿２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Ｔ＿
   １とが、同一温度において、Ｔ＿１／Ｔ＿２＜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、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Ｔ＿２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■とが ■＞θ＿ａ＞■／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Ｔ
   ＿１とが、同一温度において、Ｔ＿１／Ｔ＿２＜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、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Ｔ＿２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Ｔ＿
   １とが、同一温度において、Ｔ＿１／Ｔ＿２＜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、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Ｔ＿２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Ｔ＿
   １とが、同一温度において、Ｔ＿１／Ｔ＿２＜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、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■、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、 ■＜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■とが ■＞θ＿ａ＞■／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Ｔ＿１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■
   ＞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Ｔ＿２とが、同一温度において、Ｔ＿１／Ｔ＿２＜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。