JPH07159790A - 強誘電性液晶素子及びこれを備えた液晶装置 - Google Patents

強誘電性液晶素子及びこれを備えた液晶装置

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JPH07159790A JP6254379A JP25437994A JPH07159790A JP H07159790 A JPH07159790 A JP H07159790A JP 6254379 A JP6254379 A JP 6254379A JP 25437994 A JP25437994 A JP 25437994A JP H07159790 A JPH07159790 A JP H07159790A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】強誘電性液晶分子の揺らぎを抑え、該揺らぎ現
象に伴う表示品位の劣化や、液晶の移動に伴う素子の破
壊を防止する。 【構成】夫々電極１２ａ，１２ｂを有する基板１１ａ，
１１ｂ間にカイラルスメクチック液晶１５を挟持した強
誘電性液晶素子において、液晶１５のプレチルト角を
α、コーン角をΘ、傾斜角をδとした場合において、 Θ＜α＋δ および δ＜α なる配向状態とし、またその配向状態における液晶が少
なくとも２つの安定状態を示し、見かけのチルト角θa
と該カイラルスメクチック液晶のコーン角Θとが、 Θ
＞θa ＞Θ／２ なる関係を有し、さらに等方性液体からの温度の降下に
よりコレステリック相、スメクチックＡ相、カイラルス
メクチックＣ相を生じさせる温度範囲を有し、かつ、該
コレステリック相とスメクチックＡ相が混在する温度範
囲を有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、強誘電性液晶素子及び
これを備えた液晶装置に係り、詳しくは液晶分子の揺ら
ぎに伴うコントラストの低下等の防止された素子構成に
関する。
【０００２】
【従来の技術】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）およびラガーウ
ォル（Ｌａｇｅｒｗａｌｌ）により提案されている（特
開始５６−１０７２１６号公報、米国特許第４３６７９
２４号明細書）。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＊）または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の光学的安定状態とのいずれかを取り、か
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
細なディスプレイへの応用が期待されている。
【０００３】ところで、このような強誘電性液晶、特に
カイラルスメクチック液晶を用いた液晶素子を大画面・
高精細ディスプレイに利用した場合において、高いコン
トラストを有し、かつ高速表示を可能とした技術が、特
開平０３−２５２６２４号公報に開示されている。
【０００４】まず、高いコントラストを得る方法につい
て説明する。
【０００５】一般に、液晶の複屈折を利用した液晶素子
の場合、直交ニコル下での透過率Ｉ／Ｉ0 は次式で表さ
れるが、この式より、透過率Ｉ／Ｉ0 を高めて表示品質
を向上させるためには、見かけのチルト角θa （詳細は
後述）が２２．５°であることが望ましいことが分か
る。
【０００６】 Ｉ／Ｉ0 ＝ｓｉｎ４θa ｓｉｎ2 （Δｎｄ／λ）π ここで、Ｉ0 は 入射光強度、Ｉは 透過光強度、θ
a は 見かけのチルト角、Δｎは 屈折率異方性、ｄは
液晶層の膜厚、λは 入射光の波長、である。 なお、前述の非らせん構造液晶配向状態における見かけ
のチルト角θa は第１と第２の配向状態でねじれ配列し
た液晶分子の平均分子軸方向の角度として現れることに
なる。
【０００７】しかし、従来のラビング処理したポリイミ
ド膜を配向制御層として用い、液晶を配向させて得られ
た非らせん構造の液晶配向をなす強誘電性液晶素子にお
いては、見かけのチルト角θa （２つの安定状態の分子
軸をなす角度１／２）は、強誘電性液晶でのコーン角
（図３に示す三角錐の頂角の１／２の角度Θ）と較べて
小さくなり、一般に３°〜８°程度で、その時の透過率
Ｉ／Ｉ0 はせいぜい３〜５％程度と低かった。
【０００８】ところで、スメクチック液晶は一般に層構
造をもつが、ＳｍＡ相からＳｍＣ相またはＳｍＣ＊相に
転移する層間隔が縮むので図２のように２１で表わされ
る液晶層が、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、高温相からＳｍＣ＊相に転移した直後に現われる配
向状態（Ｃ１配向状態）の部分２２における場合と、さ
らに温度を下げた時にＣ１配向状態に混在して現われる
配向状態（Ｃ２配向状態）の部分２３における場合、の
２つがあり得る。また、Ｃ１配向内に従来見出されてい
た液晶のディレクタが上下の基板間でねじれている低コ
ントラストの２つの安定状態（以下、スプレイ状態と叫
ぶ）の他に、コントラストの高い別の２つの状態（以
下、ユニフォーム状態と呼ぶ）が現われることが発見さ
れた。
【０００９】そして、これらの状態は電界をかけると互
いに遷移し、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状態間の遷移がおこるが、ユニ
フォーム２状態を用いると、大きな見かけのチルト角θ
a を生じ、従来より明るく、コントラストの高い液晶素
子（表示素子）が実現できることがわかった。
【００１０】したがって、液晶素子として画面全体の液
晶配向をＣ１配向状態に統一し、かつＣ１配向内の高コ
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実現できると期
待される。
【００１１】ここで、Ｃ１配向およびＣ２配向での基板
近くのディレクタは、図３(a) 及び(b) に示すように、
それぞれコーン３１上にある。またよく知られているよ
うに、基板界面の液晶分子は、ラビングによって基板に
対してプレチルトと呼ばれる角度をなし、その方向はラ
ビング方向（図３(a) (b) ではＡ方向）に向かって液晶
分子が頭をもたげる（先端が浮いた格好になる）方向で
ある。
【００１２】上のことにより液晶のコーン角Θ、プレチ
ルト角αおよび層傾斜角（液晶層と基板法線とのなす角
度）δの間には、 Ｃ１配向のとき Θ＋δ＜α Ｃ２配向のとき Θ−δ＞α の関係が成り立っていなければならない。
【００１３】したがって、Ｃ２配向を生ぜずＣ１配向を
生じさせるための条件は、 Θ−δ＜α つまり Θ＜α＋δ （Ｉ） となる。
【００１４】さらに、基板と液晶層との界面の液晶分子
が一方の位置から他方の位置へ電界によって移るスイッ
チングの際に受けるトルクの簡単な考察より、界面分子
のスイッチングが起こりやすい条件として α＞δ （II） が得られる。
【００１５】よって、Ｃ１→Ｃ２転移が起こりにくく、
Ｃ１配向状態をより安定に形成させるには、（Ｉ）式の
関係に加えて（II）式の関係を満たすことが効果的であ
ることが理解できる。
【００１６】この上述した条件（Ｉ）及び（II）を満足
する場合には、液晶の見かけのチルト角θa は、上述し
た３°〜８°程度から８°〜１６°程度にまで増大し、
液晶のコーン角Θと見かけのチルト角θa との間には、 Θ＞θa ＞Θ／２ （III ） なる関係式が成り立つことが経験的に得られた。
【００１７】以上のように強誘電性液晶素子において、
（Ｉ）、（II）及び（III ）式の条件を満足すれば、高
コントラストな画像が表示されるディスプレイが実現で
きることが明らかとなった。
【００１８】次に、液晶素子を用いた表示技術におい
て、高速表示が可能となる技術について説明する。
【００１９】カイラルスメクチック液晶素子を用いた表
示装置は、従来のＣＲＴやＴＮ型液晶ディスプレイをは
るかに上回る大画面化および高精細化を可能とする表示
装置であるが、その大画面化・高精細化に伴い、フレー
ム周波数（１画面形成周波数）が低周波となってしま
い、このため、画面書き換え速度や文字編集やグラフィ
ックス画面等でのスムーズスクロール、およびカーソル
移動等の動画表示の速度が遅くなるという問題点があっ
た。
【００２０】この問題に対する解決法は、特開昭６０−
３１１２０号公報、特開平１−１４０１９８号公報等で
開示されている。
【００２１】すなわち、走査電極と情報電極とをマトリ
ックス配置した表示パネルと、走査電極を全数または所
定数選択する手段（この手段により選択する場合を全面
書き込みという）と、走査電極を全数または所定数のう
ちの一部選択する手段（この手段により選択する場合を
部分書き込みという）とを有する表示装置を用いること
により、部分的動画表示を部分書き込みで行うことによ
って高速表示が可能となり、部分書き込みと全面書き込
みの両立が実現できる。
【００２２】これらの事項に鑑みれば、上述した
（Ｉ）、（II）および（III ）式の条件を満たす液晶素
子を、上述の部分書き込みを行える表示装置で駆動すれ
ば、大画面、高精細ディスプレイにおいて高コントラス
トな画像が高速表示で実現できる。
【００２３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような液晶素子に電圧を印加して駆動した場合、非選
択時に印加されるパルスによって液晶分子の揺らぎ現象
が起こり、コントラストが著しく低下して表示品位が悪
くなり、さらには液晶の移動による素子の破壊が起きる
場合がある。
【００２４】カイラルスメクチック液晶を用いた液晶素
子をディスプレイパネルとして実際に使用する場合に
は、上下基板に走査電極と情報電極とをマトリック状に
配置し、これらの電極を介して所定の電圧を印加するよ
うになっている。ここで、図６は印加される電圧波形の
一例を示したものであり、波形６１は白表示を行うとき
の電圧波形を、また波形６２は黒表示を行うときの電圧
波形を示している。
【００２５】ところで、これらの波形６１，６２におい
て、各マトリックス（各走査電極と情報電極との交差
部）上で白および黒を表示するために必要な電界は、そ
れぞれ区間６４及び区間６５の選択期間のみであり、他
の区間（非選択期間）においては白黒書き換えにまでに
は至らない弱い電界が正負交互に印加されている。な
お、各マトリックスには選択期間の電界よりも非選択期
間の電界が圧倒的に長い時間印加されている。
【００２６】そして、この非選択期間においても、液晶
分子の反転に至らない弱い電界が正負交互に印加される
ことにより、ある一方の安定状態にある液晶分子の自発
分極に対向する電界が印加された瞬間に、液晶分子には
もう一方の安定状態へ反転させようとする力が働き、該
液晶分子は、図３(a) (b) に示されるコーン３１上を反
転方向へわずかに移動することがある。また、次の瞬間
には、印加される逆極性の電界のために元の安定状態に
戻され、液晶分子は、上記電界の極性に従って反転を繰
り返し、いわゆる“液晶分子の揺らぎ”を生じることと
なる。この揺らぎによって、黒表示を行ったときに光抜
けが生じ、黒が淡くなって表示品位が低下してしまうと
考えられる。
【００２７】本発明は、上記事情を考慮してなされたも
のであり、その目的は、非選択時のパルスによる液晶分
子の揺らぎ現象の程度を緩和し、ダイナミック時におけ
るコントラストの低下を防止し、さらには液晶移動に伴
う素子の破壊が防止された強誘電性液晶素子を提供する
ことである。
【００２８】本発明の更なる目的は、上記液晶素子を備
えた液晶装置、特に優れた表示性能を有する表示装置を
提供することである。
【００２９】
【課題を解決するための手段及び作用】本発明の強誘電
性液晶素子は、カイラルスメクチック液晶と、前記カイ
ラルスメクチック液晶を挟持し、該液晶に電圧を印加す
る電極が形成されると共に前記カイラルスメクチック液
晶を配向させるための一軸性配向処理がなされ、該配向
軸が互いに所定の角度で交差するように対向配置された
一対の基板と、を備え、前記カイラルスメクチック液晶
のプレチルト角をα、コーン角をΘ、傾斜角をδとした
場合に、 Θ＜α＋δ および δ＜α なる配向状態を有し、かつ、該配向状態における液晶が
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である見かけのチルト角θa と該カイラ
ルスメクチック液晶のコーン角Θとが、 Θ＞θa ＞Θ／２ なる関係を有する強誘電性液晶素子において、等方性液
体からの温度の降下によりコレステリック相、スメクチ
ックＡ相、カイラルスメクチックＣ相を生じさせる温度
範囲を有し、かつ、該コレステリック相とスメクチック
Ａ相が混在する温度範囲を有する、ことを特徴とする。
【００３０】本発明の更なる目的は、上記構成になる強
誘電性液晶素子を備えた液晶装置によって達成される。
【００３１】加えて、本発明によれば、上記強誘電性液
晶素子と、該素子を駆動する駆動部と、該素子に対して
光照射を行う光源とを具備した液晶装置、即ち表示装置
が提供される。
【００３２】本発明の強誘電性液晶素子は、等方性液体
からの温度降下時にコレステリック相とスメクチックＡ
相が混在する温度範囲を生ぜしめ、液晶層におけるスジ
状欠陥や波状線欠陥の比率等の液晶配向状態を制御した
ものである。
【００３３】本発明の液晶素子では、見かけのチルト角
が大きく、特に表示素子とした場合で高いコントラスト
が得られ、表示品質に優れることに加え、液晶分子の揺
らぎ現象を抑えることができ、該揺らぎ現象に伴う表示
品位の劣化や、液晶の移動に伴う素子の破壊を防止でき
る。
【００３４】本発明の強誘電性液晶素子の構成、特に、
液晶配向状態及び液晶層の相転移は、用いる液晶材料、
各部材の条件、例えば配向制御膜の配向処理条件、特
に、上下基板における配向軸の交差角及び製膜条件や基
板間のギャップ等の複数の要因を、目的とする素子の特
性に応じて総合的に適宜選択することにより設定された
ものである。
【００３５】以下、本発明の強誘電性液晶素子の一例に
ついて、図１を参照して説明する。
【００３６】図１に示す液晶素子では、２枚のガラス基
板１１ａ，１１ｂを備えており、これらのガラス基板１
１ａ，１１ｂの表面には透明電極１２ａ，１２ｂがそれ
ぞれ形成されている。この透明電極１２ａ，１２ｂは、
例えばＩｎ2 Ｏ3 ・ＳｎＯ2あるいはＩＴＯ（イジウム
ティン オキサイド：Ｉｎｄｉｕｍ−Ｔｉｎ Ｏｘｉ
ｄｅ）等の薄膜から成っており、これらの透明電極１２
ａ，１２ｂは、絶縁膜１３ａ，１３ｂ及び配向制御膜１
４ａ，１４ｂによって被覆されている。なお、この絶縁
膜１３ａ，１３ｂは、例えば、シリコン窒化物、水素を
含有するシリコン炭化物、シリコン酸化物、硼素窒化
物、水素を含有する硼素窒化物、セリウム酸化物、アル
ミニウム酸化物、ジルコニウム酸化物、チタン酸化物や
フッ化マグネシウムなどの無機物質で形成され得る。配
向制御膜１４ａ，１４ｂは、例えばポリビニルアルコー
ル、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエステルイミ
ド、ポリパラキシレン、ポリエステル、ポリカーボネー
ト、ポリビニルアセタール、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸
ビニル、ポリアミド、ポリスチレン、セルロース樹脂、
メラミン樹脂、ユリヤ樹脂、アクリル樹脂やフォトレジ
スト樹脂などの有機絶縁物質にて形成してもよい。ま
た、これらの絶縁膜１３ａ，１３ｂ及び配向制御膜１４
ａ，１４ｂは、上述のように２層構造にすることについ
ては、特に限定されず、無機物質からなる絶縁性配向制
御層あるいは有機物資からなる絶縁性配向制御層単層と
してもよい。
【００３７】ここで、配向制御膜１４ａ，１４ｂは、２
層又は単層のいずれにかかわらず、ガーゼやアセテート
植毛布等によって配向処理が施されている。また、これ
らの絶縁膜１３ａ，１３ｂ及び配向制御膜１４ａ，１４
ｂは、無機系ならば蒸着法などで形成でき、有機系なら
ば有機絶縁物質を溶解させた溶液、またはその前駆体溶
液（溶剤に０．１〜２０重量％、好ましくは０．２〜１
０重量％）を用いて、スピンナー塗布法、浸漬塗布法、
スクリーン印刷法、スプレー塗布法、ロール塗布法等で
塗布し、所定の硬化条件下（例えば加熱下）で硬化させ
形成させることができる。かかる配向処理及び絶縁膜や
配向制御膜の状態は、本発明の素子の構成、特に液晶分
子の配向状態を決定する要因の一つとなり得るもので、
例えば基板間のギャップや液晶材料との組み合わせ素子
の特性を考慮して適宜選択される。なお、これら絶縁膜
１３ａ，１３ｂ及び配向制御膜１４ａ，１４ｂの層厚は
通常３０Å〜１μｍ、好ましくは４０Å〜３０００Åさ
らに好ましくは４０Å〜１０００Åが適している。
【００３８】一方、上述した２枚のガラス基板１１ａ，
１１ｂの間にはスペーサ１６が介装されており、このス
ペーサ１６によってガラス基板１１ａ，１１ｂが所定の
間隔（一般には０．１〜２０μｍ、好ましくは０．５〜
３μｍ）に保持されている。なお、かかるスペーサ１６
としては、シリカビーズ、アルミナビーズ、高分子フィ
ルム、ガラスファイバー等が用いられている。また、ガ
ラス基板１１ａ，１１ｂの周囲はエポキシ系接着剤等の
シール材にて接着されている（不図示）。これらのガラ
ス基板１１ａ，１１ｂ間には強誘電性を示すカイラルス
メクチック液晶１５が封入されている。なお、この液晶
１５は、室温を含む広い温度域（特に低温側）でＳｍＣ
＊相（カイラルスメクチックＣ相）を有し、かつ素子と
した場合には駆動電圧マージンおよび駆動温度マージン
が広いことが望まれる。また、特に素子とした場合に、
良好な均一配向性を示し、モノドメイン状態を得るに
は、その強誘電性液晶は、等方相からＣｈ相（コレステ
リック相）−ＳｍＡ（スメクチック相）−ＳｍＣ＊（カ
イラルスメクチックＣ相）という相転移系列を有してい
ることが望ましい。かかる液晶材料についても、本発明
の液晶素子の構成及び特性を決定する要因の一つとなり
得るものであり、上述した配向制御膜の製膜、配向処理
条件、基板間のギャップ等、様々な要因を考慮して適宜
選択され得る。
【００３９】また一方、ガラス基板１１ａ，１１ｂの外
側には偏光板１７ａ，１７ｂが貼り合わせてある。尚、
配向制御膜１４ａ，１４ｂは、例えば配向方向が下側の
基板側の配向制御膜１４ｂを基準として上側の基板側の
配向制御膜１４ａが配向制御膜１４ａの方からみて左回
りに約±２５°、より好ましくは±２０°程度の交差角
をもって一軸性配向処理を行い、かつ同一方向（図３で
いえば矢印Ａ方向）になるようにラビング処理してあ
る。本発明の液晶素子においては上記のように交差角を
定義する。尚、本発明の液晶素子では、前述したＣ１配
向状態を安定に形成し、良好な配向性を得るために好ま
しくはかかる交差角を０°〜２５°とする。
【００４０】本発明の強誘電性液晶素子では、上述した
素子構造において、カイラルスメクチック液晶のプレチ
ルト角をα、コーン角をΘ、傾斜角をδとした場合に、 Θ＜α＋δ および δ＜α なる配向状態を有し、かつ、該配向状態における液晶が
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である見かけのチルト角θa と該カイラ
ルスメクチック液晶のコーン角Θとが、 Θ＞θa ＞Θ／２ なる関係を有し、等方性液体からの温度の降下によりコ
レステリック相、スメクチックＡ相、カイラルスメクチ
ックＣ相を生じさせる温度範囲を有し、かつ、該コレス
テリック相とスメクチックＡ相が混在する温度範囲を有
する。
【００４１】ここで、コレステリック相とスメクチック
Ａ相が混在する温度範囲（温度域の幅）は、好ましくは
０．３℃以上、特に好ましくは０．７℃以上である。
【００４２】本発明の強誘電性液晶素子は、その特性を
利用して種々の液晶装置を構成するが、特に表示素子と
して表示パネル部に使用した液晶装置（表示装置）を実
現する。
【００４３】即ち、図１１に示すように強誘電性液晶素
子を表示パネル１０３として使用する場合には、図１１
に示すようにグラフィックスコントローラ１０２等に接
続される。画像情報の発生は、本体装置側のグラフィッ
クスコントローラ１０２にて行われ、図１１および図１
２に示した信号転送手段にしたがって表示パネル１０３
に転送される。グラフィックスコントローラ１０２は、
ＣＰＵ（中央演算処理装置）１１２及びＶＲＡＭ（画像
情報格納用メモリ）１１４を核に、ホストＣＰＵ１１３
と液晶表示装置１０１間の画像情報の管理や通信をつか
さどっている。なお、表示パネル１０３の裏面には光源
（不図示）が配置されている。尚、同図に示す液晶表示
装置１０１における他構成部分を以下に示す。
【００４４】１０４ 走査線駆動回路 １０５ 情報線駆動回路 １０６ デコーダ １０７ 走査信号発生回路 １０８ シフトレジスタ １０９ ラインメモリ １１０ 情報信号発生回路 １１１ 駆動制御回路 次に、本発明の強誘電性液晶素子の駆動法について説明
する。
【００４５】強誘電性液晶層を一対の基板間に挟持した
素子で単純マトリクス表示装置とした場合では、例えば
特開昭５９−１９３４２６号公報、特開昭５９−１９３
４２７号公報、特開昭６０−１５６０４６号公報、特開
昭６０−１５６０４７号公報などに開示された駆動法を
適用すればよい。
【００４６】図８には、駆動法の波形図の一例を示して
いる。ここで、図８(a) 中のＳS は選択された走査線に
印加する選択走査波形を示しており、またＳN は選択さ
れていない非選択走査波形を、ＩS は選択されたデータ
線に印加する選択情報波形（黒）を、ＩN は選択されて
いないデータ線に印加する非選択情報信号（白）を、そ
れぞれ示している。さらに、図中の（ＩS −ＳS ）と
（ＩS −ＳS ）は、選択された走査線上の画素に印加す
る電圧波形を示しており、電圧（ＩS −ＳS ）の印加さ
れた画素は黒の表示状態をとり、電圧（ＩN −ＳS ）の
印加された画素は白の表示状態をとるようになってい
る。一方、図８(b) には、図９に示す表示を行う場合の
時系列波形を示している。
【００４７】なお、図８に示す駆動例では、選択された
走査線上の画素に印加される単一極性電圧の最小印加時
間△ｔが書き込み位相ｔ２の時間に相当し、１ラインク
リヤｔ１位相の時間が２△ｔに設定されている。
【００４８】さて、図８に示した駆動波形の各パラメー
タＶS 、ＶI 、△ｔの値は使用する液晶材料のスイッチ
ング特性によって決定される。
【００４９】また、図７には、図８に示した電圧波形の
印加される、強誘電性液晶素子としての液晶パネル７１
が開示されている。この液晶パネル７１には、走査電極
群１２ａの走査線と情報電極群１２ｂのデータ線とが互
いに交差するように配線されてマトリクス電極を構成し
ており、これら走査線とデータ線との交差部には強誘電
性液晶が配置されている。
【００５０】また一方、図１０には、後述するバイアス
比を一定に保ったまま駆動電圧（ＶS ＋ＶI ）を変化さ
せたときの透過率Ｔの変化、すなわちＶ−Ｔ特性を示し
ている。ここでは△ｔ＝５０μsec 、バイアス比ＶI ／
（ＶI ＋ＶS ）＝１／３に固定されている。図１０の正
側は図８で示した（ＩN −ＳS ）、負側は（ＩS −Ｓ
S ）で示した波形が印加される。
【００５１】ここでＶ１、Ｖ３をそれぞれ実駆動閾値電
圧およびクロストーク電圧と呼ぶ。また、Ｖ２＜Ｖ１＜
Ｖ３のとき△Ｖ＝Ｖ３−Ｖ１を電圧マージンと呼び、マ
トリクス駆動可能な電圧幅となる。Ｖ３はＦＬＣ表示素
子駆動上、一般的に存在するといってよい。具体的に
は、図８(a) （ＩN −ＳS ）の波形におけるＶB による
スイッチングを起こす電圧値である。もちろん、バイア
ス比を大きくすることによりＶ３の値を大きくすること
は可能であるが、バイアス比を増すことは情報信号の振
幅を大きくすることを意味し、画質的にはちらつきの増
大、コントラストの低下を招き好ましくない。
【００５２】実際の検討でバイアス比１／３〜１／４程
度が実用的であった。
【００５３】本発明の液晶素子を前述したように表示パ
ネル部に使用し、図１１および図１２に示した走査線ア
ドレス情報をもつ画像情報なるデータフォーマットおよ
びＳＹＮＣ信号による通信同期手段をとることにより、
液晶表示装置を実現する。
【００５４】次に、本発明の液晶素子で用いる液晶材料
について説明する。
【００５５】本発明で用いる液晶材料は、前述したよう
に、配向制御膜の状態、配向処理条件等との組合せによ
り液晶素子の構成及び特性を決定する一つの要因であ
り、かかる点を考慮して適宜選択され得る。
【００５６】本発明で用い得る好ましい液晶性化合物と
しては、下記の一般式ＩないしＶで表される構造を有す
る液晶性化合物などをあげることができ、これらを主な
構成成分とし、更に必要に応じて少なくとも一種の光学
活性化合物を必須成分として含有した強誘電性液晶組成
物の形で液晶素子に適用する、かかる液晶組成物におい
て各液晶性化合物の配合比を、液晶素子の構成や特性を
考慮して適時異ならせる。 〈本発明で適用可能な液晶性化合物の例〉
【００５７】
【化１】 ｎ、ｍは、０、１、２であって、０＜ｎ＋ｍ≦２ Ｒ1 、Ｒ2 は、水素原子、ハロゲン、ＣＮ基、または、
炭素原子数１〜１８の直鎖状または、分岐状または、環
状のアルキル基であり、該アルキル基中の１つ、もしく
は２つ以上のメチレン基は、ヘテロ原子が隣接しない条
件で−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＨＷ−ＣＨ＝ＣＨ
−、−Ｃ≡Ｃ−によって置き換えられていてもよく、Ｗ
は、ハロゲン、ＣＮ、ＣＦ3 を示す。また、Ｒ1 、Ｒ2
は、光学活性であってもよい。
【００５８】
【化２】 Ａ1 は、
【００５９】
【化３】 を表している。
【００６０】Ｘ1 は、水素、または、フッ素、を表し、
Ｒ3 、Ｒ4 は、水素原子、ハロゲン、ＣＮ基、または、
炭素原子数１〜１８の直鎖状または、分岐状または、環
状のアルキル基であり、該アルキル基中の１つ、もしく
は２つ以上のメチレン基は、ヘテロ原子が隣接しない条
件で−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＨＷ−ＣＨ＝ＣＨ
−、−Ｃ≡Ｃ−によって置き換えられてもよく、Ｗは、
ハロゲン、ＣＮ、ＣＦ3 を示す。また、Ｒ3 、Ｒ4 は光
学活性であってもよい。
【００６１】
【化４】 Ｂ1 は、
【００６２】
【化５】 を表している。
【００６３】Ｒ5 、Ｒ6 は、水素原子、ハロゲン、ＣＮ
基、または、炭素原子数１〜１８の直鎖状または、分岐
状または、環状のアルキル基であり、該アルキル基中の
１つ、もしくは２つ以上のメチレン基は、ヘテロ原子が
隣接しない条件で−Ｏ−、−−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＨ
Ｗ−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−によって置き換えられて
いてもよく、Ｗは、ハロゲン、ＣＮ、ＣＦ3 を示す。ま
た、Ｒ5 、Ｒ6 は、光学活性であってもよい。
【００６４】
【化６】 Ｃ1 は、
【００６５】
【化７】 を表している。
【００６６】Ｚは、−Ｏ−、−Ｓ−を表している。
【００６７】
【化８】 Ｒ7 、Ｒ8 、Ｒ9 、Ｒ10は、水素原子、ハロゲン、ＣＮ
基、または、炭素原子数１〜１８の直鎖状または、分岐
状または、環状のアルキル基であり、該アルキル基中の
１つ、もしくは２つ以上のメチレン基は、ヘテロ原子が
隣接しない条件で−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＨＷ
−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−によって置き換えられてい
てもよく、Ｗは、ハロゲン、ＣＮ、ＣＦ3 を示す。ま
た、Ｒ7 、Ｒ8 は、光学活性であってもよい。
【００６８】一般式Ｉ〜IVの夫々で表される化合物のよ
り好ましい化合物例を下記に示す。
【００６９】一般式Ｉの化合物のより好ましい化合物例
【００７０】
【化９】 一般式IIの化合物のより好ましい化合物例
【００７１】
【化１０】 一般式III の化合物のより好ましい化合物例
【００７２】
【化１１】 一般式IVの化合物のより好ましい化合物例
【００７３】
【化１２】 上記例中のＲ及びＲ′は、水素原子、ハロゲン、ＣＮ
基、または、炭素原子数１〜１８の直鎖状または、分岐
状または、環状のアルキル基であり、該アルキル基中の
１つ、もしくは２つ以上のメチレン基は、ヘテロ原子が
隣接しない条件で−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＨ
Ｗ′−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−によって置き換えられ
ていてもよく、Ｗ′は、ハロゲン、ＣＮ、ＣＦ3 を示
す。また、Ｒ、Ｒ′は光学活性であってもよい。
【００７４】また、Ｘ1 は、上述した一般式Ｉ〜Ｖにお
ける説明と同様である。
【００７５】
【実施例】以下、本発明を実施例に沿って更に詳細に説
明する。尚、かかる実施例は本発明の理解を容易にする
目的で記載されるものであり、本発明を特に限定するも
のではない。
【００７６】本実施例で形成した強誘電性液晶素子は、
図１に示す素子構造を有する。
【００７７】本実施例の素子においては、図１を参照し
て説明すると、ガラス基板１１ａ，１１ｂの厚さを１．
１mmとし、透明電極１２ａ，１２ｂとしては、サイドメ
タル（モリブデン）付きのＩＴＯ膜を用いた。さらに、
該透明電極１２ａ，１２ｂの上には、透明誘電体膜とし
ての酸化タンタルを、スパッタ法により１５００Å厚に
成膜した。また、配向制御膜１３ａ，１３ｂとしては３
００Å厚のポリイミド膜を用いており、その形成は、ポ
リイミド前駆体溶液であるＬＱ１８０２（日立化成
（株）製）のＮＭＰ溶液を印刷法により塗布し、２７０
℃で焼成することにより行った。さらに、この配向制御
膜１４ａ，１４ｂには、アセテート植毛布によるラビン
グ処理を施している。またさらに、スペーサ１６として
は平均粒径１．２μｍのシリカマイクロビーズを用いて
おり、ノードソン静電散布方式で分布密度３００個／ｍ
ｍ2 になるように散布した。また、これらのガラス基板
１１ａ，１１ｂの間には平均粒径５．５μｍのエポキシ
樹脂接着粒子（商品名：トレパール；東レ社製）も介装
しており（不図示）、ノードソン静電散布方式によって
分布密度３０個／ｍｍ2 で分布するようにした。さら
に、シール材としては液状接着剤（商品名：ストラクト
ボンド；三井東圧化学社製）を用いており、６μｍの膜
厚になるように印刷塗布している。次いで、２枚のガラ
ス基板１１ａ，１１ｂを左回りに４〜１２°の範囲の交
差角を選択しかつ同方向に貼り合わせ、７０℃の温度下
で２．８Ｋｇ／ｃｍ2 の圧力を５分間印加することによ
って圧着し、さらに１５０℃の温度下で０．６３Ｋｇ／
ｃｍ2 の圧力を加えながら、４時間かけて２種の接着剤
を硬化し、セルを作製した。その後、この液晶セル内を
約１０Ｐａまで減圧し、前記の構造を有する液晶性化合
物等を主な構成成分とした、下記表１及び表２に示すよ
うな相転移温度等を有する強誘電性液晶Ａ〜Ｎのいずれ
かを等方性液晶体相で注入し、その後、コレステリック
相とスメクチックＡ相を通してカイラルスメクチックＣ
相を生じる３０℃にまで冷却した。
【００７８】本実施例に使用した強誘電性液晶の相転移
温度、及び３０℃における自発分極の大きさ（Ｐｓ）、
コーン角（Θ）、ならびに層の傾斜角（δ）の値を表１
及び表２に示す。
【００７９】
【表１】
【００８０】
【表２】 Ｃｒｙ ；結晶相又は高次のスメクチック相 ＳｍＣ＊；カイラルスメクチックＣ相 ＳｍＡ ；スメクチックＡ相 Ｃｈ ；コレステリック相 Ｉｓｏ ；等方性液体相 ここで用いた、液晶組成物Ａ〜Ｊは、前述したような液
晶性化合物複数種と、他の光学活性化合物や他の化合物
を、適切な配合組成により混合して得たもので、具体的
には、フェニルピリミジン系液晶を主成分とした液晶組
成物であり、相転移温度、Ｐｓ（自発分極の大きさ）が
相互に変化している。
【００８１】液晶組成物Ｋは、下記に示す液晶性化合物
を各々下記に示す配合比率（ｗｔ％）にて混合し調整し
た。
【００８２】
【化１３】 液晶組成物Ｌは、下記に示す液晶性化合物を各々下記に
示す配合比率（ｗｔ％）にて混合し調整した。
【００８３】
【化１４】 液晶組成物Ｍは、下記に示す液晶性化合物を各々下記に
示す配合比率（ｗｔ％）にて混合し調整した。
【００８４】
【化１５】
【００８５】
【化１６】 液晶組成物Ｎは、下記に示す液晶性化合物を各々下記に
示す配合比率（ｗｔ％）にて混合して調整した。
【００８６】
【化１７】
【００８７】
【化１８】 尚、これら液晶組成物Ａ〜Ｎの相転移に関しては実際に
はＳｍＡ層とＣｈ層の温度範囲が混在している。
【００８８】次に、各液晶組成物におけるコーン角Θ、
チルト角θa 、傾斜角δ、及びプレチルト角αの測定方
法について説明する。 〈コーン角Θの測定〉±３０〜±５０Ｖ、１〜１００Ｈ
ｚのＡＣ（交流）を液晶素子の上下基板間に電極を介し
て印加しながら直交クロスニコル下、その間に配置され
た液晶素子を偏光板と平行に回転させると同時に、フォ
トマル（浜松フォトニスク（株）製）で光学応答を検知
しながら、第１の消光位（透過率が最も低くなる位置）
および第２の消光位を求める。そして、このときの第１
の消光位から第２の消光位までの角度の１／２をコーン
角Θとする。 〈チルト角θa の測定〉液晶の閾値の単発パルスを印加
した後、無電界下、かつ直交クロスニコル下において、
その間に配置された液晶素子を偏光板と平行に回転さ
せ、第１の消光位を求める。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
を求める。このときの第１の消光位から第２の消光位ま
での角度の１／２を見かけのチルト角θa とする。 〈液晶層の傾斜角δの測定〉基本的にはクラークやラガ
ーウォルによって行われた方法（Ｊａｐａｎ Ｄｉｓｐ
ｌａｙ ’８６，Ｓｅｐ．３０〜０ｃｔ．２、１９８
６．４５６〜４５８）、あるいは大内らの方法（Ｊ．
Ｊ．Ａ．Ｐ．、２７（５）（１９８８）７２５〜７２
８）と同様の方法により測定した。測定装置は回転陰極
方式Ｘ線回析装置（ＭＡＣサイエンス製）を用い、液晶
セルのガラス基板へのＸ線の吸収を低減させるため、基
板には、コーニング社製マイクロシート（８０μｍ厚）
を用いた。 〈プレチルト角αの測定〉Ｊ．Ｊ．Ａ．Ｐ．１９（１９
８０）ＮＯ．１０ Ｓｈｏｒｔ Ｎｏｔｅｓ ２０１３
に記載されている方法（クリスタルローテーション法）
に従って求めた。
【００８９】つまり、ラビング等の一軸性配向処理を施
した基板を平行かつ反対方向に貼り合わせて、厚さ２０
μｍのセルを作成し、チッソ（株）製の強誘電性液晶Ｃ
Ｓ−１０１４に、下記の構造式で示される化合物を重量
比で２０％混合したものを標準液晶として注入し、測定
を行った。
【００９０】
【化１９】 なお、この混合した液晶組成物は、１０〜５５℃でＳｍ
Ａ相を示す。
【００９１】測定方法は、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４
５°の角度をなす偏光面を持つヘリウム・ネオンレーザ
光を回転軸に垂直な方向から照射して、その反対側で入
射偏光面と平行な透過軸を持つ偏光板を通して、フォト
ダイオードで透過光強度を測定した。
【００９２】干渉によってできた、透過光強度の双曲線
群の中心となる角度と液晶セルに垂直な線とのなす角度
をφX として下記に示す式に代入してプレチルト角αを
測定した。
【００９３】
【数１】 Ｎo ；常光屈折率 Ｎe ；異常光屈折率 φ ；液晶パネルの回転角 Ｔ（φ）；透過光強度 ｄ ；セル厚 λ ；入射光の波長 上述したような強誘電性液晶組成物Ａ〜Ｎを用いて、上
述したような素子構成を選択して多種の液晶素子を形成
し、夫々について特性を評価した。
【００９４】表３及び表４は、各液晶素子におけるコレ
ステリック相とスメクチックＡ層とが混在する温度範囲
Ｔch-smA、波状線欠陥の程度、及びコントラストの関係
を示す。本実施例、比較例においてコントラスト（Ｃ／
Ｒ）の測定は、光源の光量を一定にし、直交クロニコル
間で、上記の液晶素子を無電界時の一方の消光位（透過
率が最も低くなる位置）に配置し、フォトマルチメータ
ー（浜松ファトニクス（株）製）で透過光量を検知して
測定した。全白および全黒の表示は、図６に示す駆動波
形を用いて走査側±１０．５Ｖ（一部±４．５Ｖ）、情
報側±４．５Ｖ、すなわち図６中のＶｏｐ＝１５．０Ｖ
で行った。また環境温度は、恒温槽内で制御し、パネル
面の温度を直接熱電対を用いてモニターした。Ｔch-smA
の測定は、ホットステージまたはＩＴＯヒーターを用い
て偏光顕微鏡下で観測し、コレステリック層とスメクチ
ックＡ層の混在が確認された際に温度を直接セル面に熱
電対を付けてモニターした。
【００９５】
【表３】
【００９６】
【表４】 これらの表３，４における１Ｈは、図６に示す１走査線
書き込み時間であり、測定エリアが良好な白、黒の表示
ができる最低１Ｈの１．２倍に設定したものである。な
お、これらの液晶素子は、明らかに液晶の配向に係る条
件、即ちΘ＜α＋δ，δ＜α，Θ＞θa ＞Θ／２を満た
しており、非駆動時においてはすべて８０以上の高いコ
ントラストを示している。
【００９７】実施例１〜１８の液晶素子は、駆動時にお
いてもすべて３０以上のコントラストを保っていること
が分かった。
【００９８】また、特にコレステリック相とスメクチッ
クＡ相が混在する温度範囲Ｔch-smAが０．７以上である
実施例３〜１７の液晶素子においては、波状欠陥の程度
が微小であり、駆動時においてもすべて５０以上の非常
に優れた高いコントラストを示すことも分かった。これ
に対し、Ｔch-smAが比較的小さい（約０．３未満）参考
例１〜１１の液晶素子においては、波状線欠陥の発生密
度が比較的高く、駆動時にはダークレベルの上昇による
急激なコントラストの低下も認められ、３０未満程度で
あることが確認された。
【００９９】ついで、液晶素子における移動に関する評
価について説明する。
【０１００】実施例１、４、６、７、９、１３、１５、
及び１６と参考例１、２、５、７、９及び１０の液晶素
子と全く同じ構成の素子を表示パネル部に使用し、図１
１に示した画面サイズ横（情報線側）約２８０ｍｍ、縦
（走査線側）約２２０ｍｍ、画素数１２８０×１０２４
の液晶装置を作成した。なお、ラビングの中心方向は、
走査ストライプ電極と平行、すなわち水平方向とした。
また、この液晶ディスプレイを図６に示す駆動波形を用
いて、走査側±１３．９Ｖ（一部±６．１Ｖ）、情報側
±６．１Ｖ、すなわち図６中のＶｏｐ＝２０．０Ｖで１
００ラインごとの白黒の縦ストライプ表示を３０℃で１
００時間行った。また環境温度は、恒温槽内で制御し、
パネル面の温度を直接熱電対を用いてモニターした。実
験結果を表５に示す。
【０１０１】
【表５】
【０１０２】
【表６】 これらの表における１Ｈは、図６に示す１走査線書き込
み時間であり、パネル全面が良好な白、黒の表示ができ
る最低１Ｈの１．１倍に設定したものである。また、液
晶移動の欄の数値は、パネル面内で最もセルギャップが
変化（増加）したと思われる場所（色味の変化で判別可
能）のセルギャップの増加分である。
【０１０３】実施例１９〜２６の液晶素子は、１００時
間駆動した後も液晶の移動によるセルギャップの部分的
な増減現象がほとんど見られず、表示品位の劣化は起き
ていないことがわかった。これに対し、Ｔch-smAの比較
的小さい参考例１２〜１７の液晶素子においては、波状
線欠陥の発生密度がやや高く、上述した非選択信号波形
に対する液晶分子の揺らぎが起きる場合があり、コント
ラストの低下を招くと同時に、液晶の移動によりセルギ
ャップの部分的な増減現象が顕著に起こり、表示品位が
損なわれる恐れがある。
【０１０４】以上の結果から明らかなように、コレステ
リック相とスメクチックＡ相が混在する温度範囲Ｔ
ch-smAを有する、好ましくは０．３℃以上有する液晶素
子は、波状線欠陥の程度が微小であり、駆動時におけ
る、非選択信号波形に対する液晶分子の揺らぎを抑え、
コントラストの著しい低下や、液晶の移動に伴うセルギ
ャップの部分的な増減現象による表示品位の劣化を制御
することができる。
【０１０５】更に本発明では、上記実施例の結果につい
て以下のような考察がなされる。
【０１０６】前述のＣ１ユニフォームのモノドメイン配
向状態を数十倍以上に拡大して偏光顕微鏡上等で観察す
ると、一軸性配向軸方向に現れる「スジ状線欠陥４１」
と一軸性配向軸方向とずれた方向に現れる「波状線欠陥
４２」とを見つけることができる。
【０１０７】図４および図５にこれらの配向状態の模式
図を示すが、一軸性配向軸方向に現れる「スジ状線欠
陥」は、その線欠陥自体は回りのモノドメイン部に対し
配向軸がややずれた状態になっていると考えられ、一軸
性配向軸方向とずれた方向に現れる「波状線欠陥」は、
液晶素子基板間に形成されたスメクチック層の基板表面
近傍部と内部の連続性の乱れから生まれているものと推
察される。
【０１０８】このことは、以下の事実からも理解でき
る。すなわち、等方性液体からの温度の降下によりコレ
ステリック相、スメクチックＡ相、カイラルスメクチッ
クＣ相が順に生じるとき、「スジ状線欠陥」はスメクチ
ックＡ相の出現とほぼ同時に出現し、カイラルスメクチ
ックＣ相に至ってもほぼその程度を変化させることなく
保つ。一方、「波状線欠陥」もやはりその原型をスメク
チックＡ相の出現とほぼ同時に出現させるが、カイラル
スメクチックＣ相に至ると、層の傾斜角δの大きさの増
加によりその程度を変えていき、より認識し易い状態に
なる。
【０１０９】そして、本発明の実施例によると、以下の
事項が認識される。
【０１１０】 等方性液体からの温度の降下時にコレ
ステリック相とスメクチックＡ相が混在する温度範囲Ｔ
ch-smAを持たせることにより、上記一軸性配向軸方向に
現れる「スジ状線欠陥」と一軸性配向軸方向とずれた方
向に現れる「波状線欠陥」の比率等の配向状態の制御を
することができること この「波状線欠陥」の程度がひどくその密度の高い
配向状態の液晶素子が、前述の非選択信号の印加時に起
こる液晶分子の揺らぎ現象の程度を著しく高め、スタテ
ィック時のコントラストに対するダイナミック時の著し
いコントラスト低下と、また同時に、液晶の移動による
素子の破壊を引き起こすこと この「波状線欠陥」と「スジ状線欠陥」は、互いに
相反するモードであり、これらの比率等の配向状態を制
御することにより、非選択時のパルスによる液晶分子の
揺らぎ現象の程度を緩和し、上述のダイナミック時の著
しいコントラスト低下、および液晶移動による素子の破
壊を防止できること すなわち、上述のコレステリック相とスメクチックＡ相
が混在する温度範囲Ｔch-smAを持たせた液晶素子は、
「スジ状線欠陥」が優勢となり、「波状線欠陥」の程度
および密度を下げた配向状態とすることができる。
【０１１１】このコレステリック相とスメクチックＡ相
が混在する温度範囲Ｔch-smAは、実施例の結果よりも確
認される様に、好ましくは０．３°以上、より好ましく
は０．７°以上であることが本発明における所望の特性
が得られる点で望ましい。
【０１１２】さらに、このコレステリック相とスメクチ
ック Ａ相が混在する温度範囲Ｔch-smAの大きさが、液
晶組成物の構成成分である液晶性化合物の骨格構造の種
類、側鎖の長さの選択、またこれらの組成比の選択等に
応じて影響を受けることを見出したが、かかるＴch-smA
の大きさの制御する液晶組成物およびその中の構成液晶
性化合物における規則性は特に限定されない。但し、Ｔ
ch-smAを決定する主要因は液晶組成物の特性にある。
【０１１３】例えば、実施例１４と参考例９を比べる
と、その素子のα及び交差角は同じであり、その違い
は、液晶組成物ＬとＫの違いのみである。同様に実施例
１６と参考例１０及び実施例２６と参考例１７を比べた
場合も、その素子のα及び交差角は同じであり、その違
いは、液晶組成物ＭとＮの違いのみである。
【０１１４】この様に液晶組成物の組成内容及び混合比
を調節しＴch-smAを増加させることができるが、例えば
Ｃｈ相（Ｎ相）を安定化させる化合物と不定化させる化
合物及びＳｍＡ相を安定化させる化合物と不定化させる
化合物の組合せを微妙に調節することにより、このＴ
ch-smAは決定され得る。また実施例１と参考例８及び実
施例１８と参考例９の組み合わせの様に同じ液晶組成物
（Ａ及びＫ）を用いてもその素子構成の違いによりＴ
ch-smAが０．３℃以上出現し波状線欠陥の制御とそれに
よるコントラストの程度に差がある場合がある。一般に
素子のプレチルト角αが２０度以下に制御することによ
り（例えば配向制御膜におけるラビング強度をある程度
高め、分子の配向規制力を少し高める）Ｔch-smAを増加
させることも可能である。
【０１１５】このように、本発明では、複数の化合物を
ブレンドした液晶組成物を用いて、例えば配向処理方向
の交差角を調整し、前述したような（Ｉ）、（II）、お
よび（III ）式の条件を満たす液晶素子の中から、等方
性液体からの温度の降下時のコレステリック相とスメク
チックＡ相が混在する温度範囲Ｔch-smAを有した液晶素
子を形成することによって、上述の一軸性配向軸方向に
現れる「スジ状線欠陥」と一軸性配向軸方向とずれた方
向に現れる「波状線欠陥」の比率等の配向状態に関する
制御、特にこの「波状線欠陥」の程度に関する制御が可
能となり、この制御を行うことにより、非選択時のパル
スによる液晶分子の揺らぎ現象の程度を緩和し、上述の
ダイナミック時の著しいコントラスト低下、および液晶
移動による素子の破壊を防止できる。
【０１１６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
見かけのチルト角が大きく、したがって高いコントラス
トで表示品質に優れる強誘電性液晶素子、並びに液晶装
置を得ることができる。また、液晶分子の揺らぎ現象を
抑えることができ、該揺らぎ現象に伴う表示品位の劣化
や、液晶の移動に伴う素子の破壊を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の強誘電性液晶素子の構造の一例を示す
断面図。
【図２】シェブロン構造におけるＣ１配向状態とＣ２配
向状態とを示す模式図。
【図３】(a) ，(b) ；Ｃ１及びＣ２配向でのコーン角、
プレチルト角及び層傾斜角間の関係を説明するための模
式図。
【図４】一軸性配向軸方向に現れる「スジ状線欠陥」が
少なく、一軸性配向軸方向とずれた方向に現れる「波状
線欠陥」が多い配向状態を示す模式図。
【図５】一軸性配向軸方向に現れる「スジ状線欠陥」が
多く、一軸性配向軸方向とずれた方向に現れる「波状線
欠陥」が少ない配向状態を示す模式図。
【図６】液晶素子に印加した電界の波形およびフォトマ
ルによって測定された光学応答波形と駆動波形との関係
を示すタイミングチャート図。
【図７】マトリクス電極を配置した液晶パネルを示す平
面図。
【図８】(a) ，(b) ；液晶素子で適用される駆動法の波
形図。
【図９】図８(b) に示す時系列駆動波形で実際の駆動を
行ったときの表示パターンを示す模式図。
【図１０】駆動電圧を変化させた時の透過率の変化を表
わすＶ−Ｔ特性図。
【図１１】本発明に係る液晶素子とグラフィックスコン
トローラとの接続状態を示すブロック図。
【図１２】本発明に係る液晶素子とグラフィックスコン
トローラとの間の画像情報通信状態を示すタイミングチ
ャート図。
【符号の説明】
１１ａ、１１ｂ 基板（ガラス基板） １２ａ、１２ｂ 電極（透明電極） １３ａ、１３ｂ 絶縁膜 １４ａ、１４ｂ 配向制御膜 １５ カイラルスメクチック液晶 １６ スペーサ １７ａ、１７ｂ 偏光板 ２１ 液晶層 ２２ Ｃ１配向 ２３ Ｃ２配向 ３１ コーン ４１ スジ状線欠陥 ４２ 波状線欠陥 ６３ ６２の駆動波形を印加したときの光学応
答波形 ６４ 白書き込み波形選択期間 ６５ 黒書き込み波形選択期間 １０１ 強誘電性液晶表示装置 １０２ グラフィックコントローラ １０３ 表示パネル １０４ 走査線駆動回路 １０５ 情報線駆動回路 １０６ デコーダ １０７ 走査信号発生回路 １０８ シフトレジスタ １０９ ラインメモリ １１０ 情報信号発生回路 １１１ 駆動制御回路 １１２ ＧＣＰＵ １１３ ホストＣＰＵ １１４ ＶＲＡＭ

Claims (11)

    【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、前記カイ
    ラルスメクチック液晶を挟持し、該液晶に電圧を印加す
    る電極が形成されると共に夫々前記カイラルスメクチッ
    ク液晶を配向させるための一軸性配向処理がなされ該配
    向軸が互いに所定の角度で交差するように対向配置され
    た一対の基板と、を備え、前記カイラルスメクチック液
    晶のプレチルト角をα、コーン角をΘ、傾斜角をδとし
    た場合に、 Θ＜α＋δ および δ＜α なる配向状態を有し、かつ、該配向状態における液晶が
    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である見かけのチルト角θa と該カイラ
    ルスメクチック液晶のコーン角Θとが、 Θ＞θa ＞Θ／２ なる関係を有する強誘電性液晶素子において、 等方性液体からの温度の降下によりコレステリック相、
    スメクチックＡ相、カイラルスメクチックＣ相を生じさ
    せる温度範囲を有し、かつ、該コレステリック相とスメ
    クチックＡ相が混在する温度範囲を有する、 ことを特徴とする強誘電性液晶素子。
  2. 【請求項２】 前記コレステリック相とスメクチックＡ
    相が混在する温度範囲が、０．３℃以上である、 ことを特徴とする請求項１記載の強誘電性液晶素子。
  3. 【請求項３】 前記コレステリック相とスメクチックＡ
    相が混在する温度範囲が、０．７℃以上である、 ことを特徴とする請求項１記載の強誘電性液晶素子。
  4. 【請求項４】 前記一対の基板の一軸性配向軸の交差角
    が０°〜２５°である、 請求項１記載の強誘電性液晶素子。
  5. 【請求項５】 カイラルスメクチック液晶のプレチルト
    角αが２０°以上である、 請求項１記載の強誘電性液晶素子。
  6. 【請求項６】 カイラルスメクチック液晶と、前記カイ
    ラルスメクチック液晶を挟持し、該液晶に電圧を印加す
    る電極が形成されると共に夫々前記カイラルスメクチッ
    ク液晶を配向させるための一軸性配向処理がなされ、該
    配向処理軸が互いに所定の角度で交差するように対向配
    置された一対の基板と、を備え、前記カイラルスメクチ
    ック液晶のプレチルト角をα、コーン角をΘ、傾斜角を
    δとした場合に、 Θ＜α＋δ および δ＜α なる配向状態を有し、かつ、該配向状態における液晶が
    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である見かけのチルト角θa と該カイラ
    ルスメクチック液晶のコーン角Θとが、 Θ＞θa ＞Θ／２ なる関係を有し、等方性液体からの温度の降下によりコ
    レステリック相、スメクチックＡ相、カイラルスメクチ
    ックＣ相を生じさせる温度範囲を有し、かつ、該コレス
    テリック相とスメクチックＡ相が混在する温度範囲を有
    する、強誘電性液晶素子を備えてなる液晶装置。
  7. 【請求項７】 更に強誘電性液晶素子を駆動する駆動部
    と、 前記強誘電性液晶素子を照射する光源とを備えてなる液
    晶装置。
  8. 【請求項８】 前記コレステリック相とスメクチックＡ
    相が混在する温度範囲が、０．３℃以上である、 ことを特徴とする請求項６又は７記載の液晶装置。
  9. 【請求項９】 前記コレステリック相とスメクチックＡ
    相が混在する温度範囲が、０．７℃以上である、 ことを特徴とする請求項６又は７記載の液晶装置。
  10. 【請求項１０】 前記一軸性配向軸の交差角が０°〜２
    ５°である、 請求項６又は７記載の液晶装置。
  11. 【請求項１１】 カイラルスメクチック液晶のプレチル
    ト角αが２０°以上である強誘電性液晶素子。
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