JPH0862604A - 液晶素子およびその製造方法 - Google Patents

液晶素子およびその製造方法

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JPH0862604A
JPH0862604A JP7007734A JP773495A JPH0862604A JP H0862604 A JPH0862604 A JP H0862604A JP 7007734 A JP7007734 A JP 7007734A JP 773495 A JP773495 A JP 773495A JP H0862604 A JPH0862604 A JP H0862604A
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group
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crystal material
cell
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Yukari Sakai
井 由香里 酒
Mitsuko Nagai
井 三津子 永
Hideo Hama
秀 雄 浜
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Mitsui Petrochemical Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 スメクチック液晶相の電気光学効果を利用し
て高コントラストで光が変調できるような液晶素子およ
びその製造方法を提供する。 【構成】 両電極面にそれぞれ配向処理された配向膜を
有し、スメクチック相を示す液晶材料が充填された液晶
セルを備え、前記両配向膜における配向処理方向の交差
角度θが１８０°−δまたは３６０°−δ（ただし、０
°＜δ≦９０°）である液晶素子、および前記範囲の交
差角度が形成されるように液晶セルの両電極面にそれぞ
れ形成された配向膜を配向処理するとともに液晶材料が
スメクチック相を示す状態で液晶材料の光学軸の変化を
飽和させるのに必要とされる電圧よりも絶対値で大きな
電圧を印加する液晶素子の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光通信、立体画像表
示、画像処理、光演算、平面画像表示などの分野で光変
調を行う際に用いられる液晶素子およびその製造方法に
関し、とりわけスメクチック液晶相の電気光学効果を利
用した液晶素子およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術とその課題】近年、各種光変調装置、表示
装置などを軽量化したり、これらの装置で消費される電
力を低減したりするために、これら装置に液晶素子を用
いる傾向が増大している。液晶素子の中でも、ＴＮ型液
晶素子に比較して、視野角が広く、しかも応答速度が速
い点で、スメクチック液晶相の電気光学効果を利用した
強誘電性あるいは反強誘電性の液晶素子（以下、スメク
チック液晶素子という）が注目されている。特に、反強
誘電性液晶素子は、耐衝撃性に優れている上、焼き付き
などの問題も生じにくいことから注目を集めている。
【０００３】スメクチック液晶素子は、一対の電極付基
板の電極間にスメクチック液晶相を示す液晶材料（以
下、スメクチック液晶材料という）が数μｍ以下の厚さ
に充填された液晶セルを備え、さらに必要に応じて種々
の偏光制御手段を備えている。これらの素子を用いて十
分なコントラストで光を変調するためには、図３に示す
スメクチック液晶の層法線方向（スメクチック液晶層に
対する法線の方向）がほぼ同一となるように、液晶セル
中のスメクチック液晶層を均一に配向させることが望ま
しい。なお、図３は、液晶分子がチルト角θを形成した
状態で配向して液晶層を形成している様子を示してい
る。ここで、図３に示された層法線は、液晶セルの電極
面と平行である。このうち、図３（ａ）は自発分極方向
が上向きの液晶分子で形成された液晶層と自発分極方向
が下向きの液晶分子で形成された液晶層とが交互に積層
されている様子を示し、図３（ｂ）は自発分極方向が上
向きの液晶分子で形成された液晶層が積層されている様
子を示し、図３（ｃ）は自発分極方向が下向きの液晶分
子で形成された液晶層が積層されている様子を示してい
る。
【０００４】特に、光通信用の光スイッチ、立体画像表
示用の光シャッター、画像表示、画像処理、光演算など
に用いる空間光変調器などでは、少なくともコントラス
ト１００程度が必要とされるため、素子全面にわたって
スメクチック液晶層が均一に配向していることの他、ス
メクチック液晶層で生じる諸々の欠陥が抑制されている
ことが必要とされている。
【０００５】スメクチック液晶の層法線方向を同一方向
に揃える手段として、従来より基板と液晶材料との界面
にポリイミドなどの高分子薄膜からなる配向膜を形成
し、次いで液晶材料と接する配向膜表面にラビング処理
を施す方法が知られている。ここでいうラビング処理と
は、基板上に形成した配向膜表面を布などで一定方向に
擦る処理法を意味している。
【０００６】しかしながら、ラビング方向が互いに平行
である配向膜間に液晶材料を充填すると、隣接するドメ
イン間でスメクチック液晶の層法線方向が互いに異なる
複数のドメインが形成されてしまうことが多い。特にド
メイン間でスメクチック液晶の層法線方向が著しく異な
る場合には、液晶セルに電圧を印加して液晶セル内部の
スメクチック液晶層の配向状態を変化させた場合にはス
メクチック液晶層の消光位がドメインごとに異なるため
光が漏れてしまう。このため、このような液晶セルを備
えた液晶素子で光を変調させた前後における出力光の明
暗コントラストは液晶セル内部に存在するスメクチック
液晶の層法線が同一方向に揃っている場合に比べ、小さ
くなってしまうという問題があった。このように、ラビ
ング方向が互いに平行である配向膜間に液晶材料を充填
した液晶セルを備えた強誘電性または反強誘電性の液晶
素子では十分に高いコントラストは得られない。
【０００７】この問題を解決するために、特に反強誘電
性液晶素子では、上下基板にそれぞれ形成された配向膜
に対するラビング方向を、上基板に形成された配向膜表
面でラビング方向とスメクチックＡ相状態で液晶の層法
線とがなす角度θ1 と下基板に形成された配向膜表面で
ラビング方向とスメクチックＡ相状態で液晶の層法線と
がなす角度θ2 の和（θ1 ＋θ2 ）だけずらす方法（特
開平４−３７１９２５号公報）や、所定の角度だけずら
す方法（特開平６−３６７６号公報）が提案されてい
る。
【０００８】
【発明が解決しようとする問題】しかしながら、特開平
４−３７１９２５号公報で提案された方法は、ラビング
方向に対する層法線の方位が一義的に決まらない液晶材
料や、スメクチックＡ相を示さない液晶材料に対して
は、上下基板にそれぞれ形成された配向膜表面のラビン
グ方向間の角度を決定することができないので適用でき
ない。
【０００９】これに対し、特開平６−３６７６号公報に
記載された方法には、十分に均一な配向を得るための好
ましい角度の範囲が必ずしも明確ではないという問題点
があった。
【００１０】さらに、上記従来方法では、たとえば電界
印加により誘起される筋状の欠陥を抑制することはでき
ず、このため、例えば反強誘電性液晶素子に電圧を印加
することによって生じる強誘電性状態間のスイッチング
を光変調に利用する場合には、電界印加によって上下基
板にそれぞれ形成された配向膜表面のラビング方向をず
らすだけでは充分なコントラストが得られない場合が多
い。
【００１１】
【発明の目的】本発明は、上記の従来技術の問題点を解
決するためになされたものであって、液晶素子に備えら
れた液晶セル内部に含まれるスメクチック液晶の層法線
方向がほぼ一定に揃っており、しかも液晶素子を駆動し
ている最中に生じる筋状の欠陥が抑制され、これにより
スメクチック液晶相の電気光学効果を利用して高コント
ラストで光が変調できるような液晶素子およびその製造
方法を提供することを目的としている。
【００１２】
【発明の概要】本発明に係る液晶素子は、一対の電極面
にそれぞれ配向膜が形成され、液晶材料と接する前記配
向膜の表面がいずれも配向処理され、液晶材料としてス
メクチック相を示す液晶材料が充填された液晶セルを備
え、前記一方の配向膜表面の配向処理方向と前記他方の
配向膜表面の配向処理方向とが互いに異なり、時計回り
方向に測定した際に、前記配向処理方向の交差角度が次
式〔Ｉ〕または〔II〕： θ＝１８０°−δ 〔Ｉ〕 θ＝３６０°−δ 〔II〕 （ただし、上記式中、０°＜δ≦９０°である。）で表
されることを特徴としている。
【００１３】この場合、ａ）前記液晶材料がスメクチッ
ク相を示す状態でクロスニコル配置の２枚の偏光板の間
に前記液晶セルを挿入し、前記一方の偏光板／前記液晶
セル／前記他方の偏光板を透過した出力光の透過光量が
最小となるように液晶セルを配置した場合に下記式： Ｔ＝〔（Ｉ−Ｉ0）／Ｉ100〕×１００ …〔IV〕 （ただし、Ｉは、前記最小出力透過光量を表し、Ｉ
0は、クロスニコル位で液晶セルを設置しないときの出
力透過光量を表し、Ｉ100は、パラニコル位で液晶セル
を設置しないときの出力透過光量とＩ0の差分を表
す。）で表される光線透過率の最小値Ｔが１．０％以下
であるか、 ｂ）前記液晶材料がスメクチック相を示す状態でクロス
ニコル配置の２枚の偏光板の間に前記液晶セルを挿入
し、前記液晶セルの電極間に電圧を印加して前記液晶セ
ルの光学軸を変化させた状態で前記一方の偏光板／前記
液晶セル／前記他方の偏光板を透過した出力光の透過光
量が最小となるように液晶セルを配置した場合に下記
式： Ｔ’＝〔（Ｉ’−Ｉ0）／Ｉ100〕×１００ …〔Ｖ〕 （ただし、Ｉ’は、前記最小出力透過光量を表し、Ｉ0
は、クロスニコル位で液晶セルを設置しないときの出力
透過光量を表し、Ｉ100は、パラニコル位で液晶セルを
設置しないときの出力透過光量とＩ0の差分を表す。）
で表される光線透過率の最小値Ｔ’が１．０％以下であ
るか、あるいは ｃ）前記液晶材料がスメクチック相を示す状態でクロス
ニコル配置の２枚の偏光板の間に前記液晶セルを挿入
し、前記液晶セルの電極間に交流電圧を印加して前記液
晶セルを駆動させた後、前記電圧印加を中断して前記一
方の偏光板／前記液晶セル／前記他方の偏光板を透過し
た出力光の透過光量が最小となるように液晶セルを配置
した場合に下記式： Ｔ”＝〔（Ｉ”−Ｉ0）／Ｉ100〕×１００ …〔VI〕 （ただし、Ｉ”は、前記最小出力透過光量を表し、Ｉ0
は、クロスニコル位で液晶セルを設置しないときの出力
透過光量を表し、Ｉ100は、パラニコル位で液晶セルを
設置しないときの出力透過光量とＩ0の差分を表す。）
で表される光線透過率の最小値Ｔ”が１．０％以下であ
ることが好ましい。
【００１４】本発明に係る第１の液晶素子の製造方法
は、一対の電極面にそれぞれ配向膜が形成され、液晶材
料としてスメクチック相を示す液晶材料が充填された液
晶セルを備えた液晶素子を製造するに際し、前記一方の
配向膜表面の配向処理方向と前記他方の配向膜表面の配
向処理方向とが時計回り方向に測定した際に次式〔Ｉ〕
または〔II〕： θ＝１８０°−δ 〔Ｉ〕 θ＝３６０°−δ 〔II〕 （ただし、上記式中、０°＜δ≦９０°である。）で表
される角度で交差するように前記両配向膜の表面を配向
処理するとともに、前記液晶材料がスメクチック相を示
す状態で該液晶材料の光学軸の変化を飽和させるのに必
要とされる電圧よりも絶対値で大きな電圧を前記液晶セ
ルの電極間に印加しながら前記液晶材料を等方相から冷
却してスメクチック相に転移させることを特徴としてい
る。
【００１５】本発明に係る第２の液晶素子の製造方法
は、一対の電極面にそれぞれ配向膜が形成され、液晶材
料としてスメクチック相を示す液晶材料が充填された液
晶セルを備えた液晶素子を製造するに際し、前記一方の
配向膜表面の配向処理方向と前記他方の配向膜表面の配
向処理方向とが時計回り方向に測定した際に次式〔Ｉ〕
または〔II〕： θ＝１８０°−δ 〔Ｉ〕 θ＝３６０°−δ 〔II〕 （ただし、上記式中、０°＜δ≦９０°である。）で表
される角度で交差するように前記両配向膜の表面を配向
処理するとともに、前記液晶材料がスメクチック相を示
す状態で該液晶材料の光学軸の変化を飽和させるのに必
要とされる電圧よりも絶対値で大きな電圧を前記液晶セ
ルの電極間に印加することを特徴としている。
【００１６】
【発明の具体的説明】液晶素子 まず、本発明に係る液晶素子について図面を用いて具体
的に説明する。
【００１７】図１は、本発明に係る液晶素子の一例を示
している。この液晶素子１０は、一対の基板１，１と、
それぞれの基板１の片面に形成された電極２と、一方の
電極２上に形成された配向膜３と、他方の電極２上に形
成された配向膜３’とを有し、配向膜３，３’間の間隙
４に液晶材料６が充填された液晶セル５を備えている。
【００１８】基板１としては、透明ガラス板、透明プラ
スチック板、透明プラスチックフィルムなどが挙げられ
る。透明ガラスとしては、ソーダガラス、ホウケイ酸ガ
ラス、無アルカリガラス、石英などが挙げられ、透明プ
ラスチックとしてはポリオレフィン、ポリエステル、ポ
リスチレンなどが挙げられる。基板１として石英以外の
ガラス板、透明プラスチック板、透明プラスチックフィ
ルムを用いる場合、基板１中に含まれている金属イオン
や安定剤などの不純物が液晶材料６中に溶出することを
防ぐため、ＳｉＯ2などの下地膜（図示なし）をディッ
プ法や蒸着法、スパッタ法などにより、基板１上に予め
形成しておき、その上に電極２を形成することが好まし
い。
【００１９】液晶素子１０では、電極２として、いずれ
も液晶素子１０で光変調を行う波長の光に対して透明で
ある導電膜が用いられている。このような導電膜として
は、ＩＴＯとして知られる酸化インジウム−酸化スズ系
導電膜、酸化亜鉛系導電膜などが挙げられる。これらの
導電膜は、ディップ法、ＣＶＤ法、スパッタ法、イオン
プレーティング法、真空蒸着法などの方法によって電極
２上に形成される。
【００２０】本発明では、電極２，２のうちの一方が液
晶素子１０で光変調を行う波長の光に対して透明であれ
ばよく、一方の電極２が液晶素子１０で光変調を行う波
長の光に対して透明である場合、他方の電極２として
は、液晶素子１０の用途に応じて様々な電極が用いら
れ、例えば上述した透明電極、あるいはこの透明電極上
にアモルファスシリコンやＣｄＳｅなどの光導電層を形
成した電極を用いることもできる。後者の場合には、透
明電極間に電圧を印加すると光導電層に照射される光の
強度に応じて配向膜３，３’間の液晶材料６に形成され
る電界強度が変化するので、この性質を利用して、例え
ば、透明電極だけを形成した基板側から入射した光の反
射光の偏光状態を調節することができる。
【００２１】また、電極２，２の一方または両方の上
に、短絡防止のためにＳｉＯ2などの絶縁膜が真空蒸着
法、スパッタ法などにより１００〜１０００オングスト
ロームの膜厚で形成されていてもよい。
【００２２】配向膜３，３’は、互いに同一であっても
異なっていてもよく、ポリイミド、ポリビニルアルコー
ルなどの高分子薄膜、好ましくはポリイミド薄膜で形成
されている。このような高分子薄膜は、配向膜３または
３’として、電極２上、あるいはこの上にＳｉＯ2など
の絶縁膜が形成されている場合にはこの絶縁膜上に、印
刷法、スピンコート法、蒸着重合法、ディップ法などに
よって５０〜３０００オングストロームの膜厚で形成さ
れる。特に配向膜３，３’がポリイミド薄膜で形成され
ている場合には、液晶素子１０を長期間安定に動作させ
ることができる。
【００２３】本発明では、両配向膜３，３’の液晶材料
６と接する表面に、起毛処理を施したナイロン、綿、レ
ーヨンなどの布で配向膜の表面を一定方向に擦るラビン
グ法などで配向処理が施されている。このようにして配
向処理された配向膜３、３’と接する液晶材料６は、ス
メクチック相に変化させると、いずれもこのスメクチッ
ク液晶の層法線が一定方向に揃えられる。
【００２４】スメクチック液晶では、液晶分子が層状に
並んでおり、層法線の方向と光学軸とのなす角が、温度
と、液晶材料の種類と、電極２，２間に印加する電圧の
大きさ及び極性とによって決まる一定の値を示す。この
ような性質を有するスメクチック液晶の電気光学効果を
利用して液晶素子で高コントラストの光変調を行うため
には、スメクチック液晶の層法線が、ほぼ同一方向に揃
い、かつ、その他の欠陥がない均一な配向を得ることが
望ましい。
【００２５】このような目的を達成するために、本発明
では、電極２，２の両方の上にそれぞれ配向膜３，３’
が形成されていて、一方の配向膜３表面の配向処理方向
と他方の配向膜３’表面の配向処理方向とが、図に示す
ように、時計回り方向に測定した際に次式〔Ｉ〕または
〔II〕： θ＝１８０°−δ 〔Ｉ〕 θ＝３６０°−δ 〔II〕 （ただし、上記式中、０°＜δ≦９０°である。）で表
される交差角度を形成するように調整されている。
【００２６】上記のように配向膜３表面の配向処理方向
と配向膜３’表面の配向処理方向との交差角度を調整
し、液晶セル５内部の液晶材料６をスメクチック相に変
化させると、このスメクチック液晶の層法線方向を液晶
セル５の全面にわたりほぼ同一方向に揃えることができ
る。特に上記δが１．５°以上、より好ましくは２°以
上、さらに好ましくは３°以上、特に好ましくは５°以
上であり、かつ、４０°以下、より好ましくは３５°以
下である場合には、各層の法線方向が極めて高い精度で
同一方向に揃うため、液晶素子１０のコントラストが極
めて高くなる。
【００２７】図１に示す液晶素子１０の液晶セル５の内
部では、このようにして配向処理された配向膜３，３’
間の間隙４に液晶材料６が充填されている。この間隙４
は、通常、配向膜３，３’間にスペーサー（図示なし）
を介して一対の基板１，１を対向させることによって形
成される。
【００２８】スペーサーとしては、液晶充填部と注入口
を切り欠いた所望の間隙４間隔に相当する厚さを有する
樹脂フィルム、所望の間隙４間隔と直径がほぼ等しいア
ルミナ、シリカ、樹脂などの真球状スペーサーまたはガ
ラスなどの柱状スペーサーなどが挙げられる。
【００２９】樹脂フィルムをスペーサーとして用いる場
合には、基板１とスペーサーの間に接着剤を塗布・硬化
させて基板１とスペーサーとが密着される。真球状スペ
ーサーを用いる場合には、一方の基板１上にスペーサー
を散布した後、他方の基板１を重ね合わせ、両方の基板
１，１が接着剤で貼り合わせられる。柱状スペーサーを
用いる場合には、接着剤中にスペーサーを混練りしたも
のを一方の基板１の一部に塗布し、この基板１と他方の
基板１とが貼り合わせられる。このようにして形成され
る間隙４間隔、すなわち、液晶セル５内部に充填された
液晶材料６の厚さは、液晶素子１０で変調しようとする
光の波長、液晶材料６の複屈折および光の入出力方法で
定まる最適値に調整されていることが好ましい。例え
ば、液晶素子１０で変調しようとする光が可視光であっ
て、位相板を用いることなく液晶セル５の一方の基板１
側から入射して液晶セル５を透過させて液晶素子１０で
光を変調する場合には、液晶セル５内部に充填された液
晶材料６の厚さは１．５〜３μｍ前後であることが好ま
しい。
【００３０】図１に示す液晶素子１０の液晶セル５の内
部では、上記のようにして調整された配向膜３，３’間
の間隙４に液晶材料６が充填されている。この液晶材料
６は、液晶素子１０の使用温度範囲でスメクチック相を
示せば、単一の化合物であっても複数の化合物からなる
組成物であってもよい。
【００３１】また、この液晶材料６としては、スメクチ
ック相を示す液晶材料が用いられ、液晶素子１０の使用
温度範囲でスメクチック相を示す以外に特に制限はない
が、衝撃に強く焼き付きも起こりにくいという点で強誘
電性よりも反強誘電性を示す液晶材料を用いることが好
ましい。特に液晶素子１０の使用温度範囲を広くするこ
とができ、しかも液晶素子１０の動作特性を良好とする
点から、液晶材料６は、次式〔III]： Ｒ’−（Ａ−Ｘ）p −（Ｂ−Ｙ）q−（Ｃ−Ｚ）r−Ｒ* 〔ただし、上記式中、Ｒ’は、アルキル基、アルコキシ
基、ハロゲン化アルキル基およびハロゲン化アルコキシ
基から選ばれる炭素数３〜２０の基であり、Ａ、Ｂおよ
びＣは、それぞれ独立して
【００３２】
【化３】
【００３３】から選ばれる基または該基の水素原子の一
部または全部がハロゲン原子、メチル基、エチル基、メ
トキシ基、エトキシ基、水酸基、トリフロロメチル基、
ジフロロメチル基およびモノフロロメチル基から選ばれ
る基で置換された基であって、Ａ、ＢおよびＣのうちの
少なくとも一つは、水素原子の一部または全部がハロゲ
ン原子、メチル基、エチル基、メトキシ基、エトキシ
基、水酸基、トリフロロメチル基、ジフロロメチル基お
よびモノフロロメチル基から選ばれる基で置換されてい
てもよい
【００３４】
【化４】
【００３５】であり、Ｘ、ＹおよびＺは、それぞれ独立
して-COO- 、-OCO- 、-CH2CH2-、-CH2O-、-OCH2-、-S-S
- 、-CO-CH2-および-CH2-CO-から選ばれる２価の基であ
り、Ｒ*は、不斉炭素を少なくとも１個有する炭素数４
〜２０の光学活性基（ただし、該基中の炭素原子に結合
した水素原子の一部または全部がハロゲン原子で置換さ
れていてもよく、また、該基は、珪素原子、酸素原子お
よび硫黄原子から選ばれる少なくとも一種原子を結合基
として含んでいてもよい。）であり、ｐ、ｑおよびｒ
は、それぞれ独立して０または１である（ただし、ｐ、
ｑおよびｒのうち少なくとも１つは１である。）〕で表
される化合物を含有していることが好ましい。
【００３６】上記式〔III]で表される化合物を具体的に
例示すると、例えば次のような化合物が例示される。
【００３７】
【化５】
【００３８】
【化６】
【００３９】
【化７】
【００４０】
【化８】
【００４１】図１に示す液晶素子１０では、偏光板７、
液晶セル５および偏光板７を順次光が透過するように上
記のような液晶材料６が充填された液晶セル５の両側に
偏光板７が配置されている。
【００４２】なお、液晶素子１０では２枚の偏光板７，
７間に１個の液晶セル５が配置されているが、本発明に
係る液晶素子では、必要に応じて複数個の液晶セル５を
光が透過するように並列して配置することもでき、例え
ば光源から所定の偏光が液晶セル５に入射される場合、
あるいは観察者が偏光眼鏡をかけて液晶素子１０の出力
光を観察する場合には２枚の偏光板７，７のうちの一方
は配置されていなくてもよい。また、光源から所定の偏
光が液晶セル５に入射され、しかも観察者が偏光眼鏡を
かけて液晶素子１０の出力光を観察する場合などには液
晶セル５のみで液晶素子を構成することもできる。
【００４３】このように、本発明に係る液晶素子は、特
許請求の範囲内で様々な変形が可能である。いずれの場
合においても、本発明に係る液晶素子は、 ａ）液晶材料６がスメクチック相を示す状態でクロスニ
コル配置の２枚の偏光板７，７の間に液晶セル５が挿入
され、一方の偏光板７／液晶セル５／他方の偏光板７を
透過した出力光の透過光量が最小となるように液晶セル
５が配置されているか、 ｂ）液晶材料６がスメクチック相を示す状態でクロスニ
コル配置の２枚の偏光板７，７の間に液晶セル５が挿入
され、液晶セル５の電極２，２間に電圧を印加して液晶
セル５の光学軸を変化させた状態で一方の偏光板７／液
晶セル５／他方の偏光板７を透過した出力光の透過光量
が最小となるように液晶セル５が配置されているか、あ
るいは ｃ）液晶材料６がスメクチック相を示す状態でクロスニ
コル配置の２枚の偏光板７，７の間に液晶セル５が挿入
され、液晶セル５の電極２，２間に交流電圧を印加して
液晶セル５を駆動させてからこの電圧印加を中断して測
定した際に一方の偏光板７／液晶セル５／他方の偏光板
７を透過した出力光の透過光量が最小となるように液晶
セルが配置偏光板を透過した出力光の透過光量が最小と
なるように液晶セルが配置されていることが好ましい。
なお、液晶材料６がスメクチック相を示している場合、
液晶材料６は複屈折を示し、この場合の異常光の偏光方
向が液晶材料６の光学軸である。
【００４４】また、本発明では、上記ａ）の場合には下
記式〔IV〕： Ｔ＝〔（Ｉ−Ｉ0）／Ｉ100〕×１００ 〔IV] （ただし、Ｉは、最小出力透過光量を表し、Ｉ0は、ク
ロスニコル位で液晶セルを設置しないときの出力透過光
量を表し、Ｉ100は、パラニコル位で液晶セルを設置し
ないときの出力透過光量とＩ0の差分を表す。）で表さ
れる光線透過率の最小値Ｔが１．０％以下、好ましくは
０．８％以下、特に０．５％以下であることが望まし
く、上記ｂ）の場合には下記式〔Ｖ〕： Ｔ’＝〔（Ｉ’−Ｉ0）／Ｉ100〕×１００ …〔Ｖ〕 （ただし、Ｉ’は、前記最小出力透過光量を表し、Ｉ0
は、クロスニコル位で液晶セルを設置しないときの出力
透過光量を表し、Ｉ100は、パラニコル位で液晶セルを
設置しないときの出力透過光量とＩ0の差分を表す。）
で表される光線透過率の最小値Ｔ’が１．０％以下、好
ましくは０．８％以下、特に０．５％以下であることが
望ましく、上記ｃ）の場合には下記式〔VI〕： Ｔ”＝〔（Ｉ”−Ｉ0）／Ｉ100〕×１００ …〔VI〕 （ただし、Ｉ”は、前記最小出力透過光量を表し、Ｉ0
は、クロスニコル位で液晶セルを設置しないときの出力
透過光量を表し、Ｉ100は、パラニコル位で液晶セルを
設置しないときの出力透過光量とＩ0の差分を表す。）
で表される光線透過率の最小値Ｔ”が１．０％以下、好
ましくは０．８％以下、特に０．５％以下であることが
望ましい。
【００４５】前記光線透過率の最小値ＴまたはＴ’が
１．０％以下である液晶素子は光シャッターなどの光変
調用液晶素子として好適であり、前記光線透過率の最小
値Ｔ”が１．０％以下である液晶素子は表示用液晶素子
として好適である。
【００４６】図１に示す液晶素子１０では、例えば２つ
の偏光板７がクロスニコル位置またはパラニコル位置に
配置されている。このように２つの偏光板７が配置さ
れ、かつ、液晶セル５内部に反強誘電性を示すスメクチ
ック液晶材料が液晶材料６として充填された液晶素子１
０は、この液晶材料の反強誘電性を利用して、例えば、
視野角の広い高速の光シャッターとして、立体画像表示
をはじめ、種々の用途に用いることができる。例えば、
チルト角が２２．５度近傍の反強誘電性を示すスメクチ
ック液晶材料を液晶材料６として用いた場合には、液晶
セル５内部のスメクチック液晶の層法線方向と入射側の
偏光板７の透過軸とが２２．５度となるように液晶セル
５を設置すると、前記光線透過率の最小値Ｔ、Ｔ’、
Ｔ”のいずれかが１．０％以下であるような液晶素子が
提供できるようになる。
【００４７】また、前記光線透過率のＴ、Ｔ’、Ｔ”の
いずれかを１．０％以下にすると、１００以上の光学的
コントラストを有する液晶素子が提供できるようになる
ので前記光線透過率の最小値Ｔ、Ｔ’、Ｔ”のいずれか
が１．０％以下である液晶素子は、少なくともコントラ
スト１００程度が必要とされる光通信、立体画像表示、
画像処理、光演算などの技術分野で用いるのに好適であ
る。
【００４８】これに対し、従来の液晶素子では、後述す
る実施例に示されているように、前記光線透過率の最小
値Ｔ、Ｔ’、Ｔ”のいずれも１．０％以下に維持するこ
とはできず、液晶素子を使用している間にこれらの光線
透過率の最小値が１．０％を越えるので、液晶素子の光
学的コントラストを１００以上に維持することは難し
い。
【００４９】液晶素子の製造方法 次いで、本発明に係る液晶素子の製造方法を説明する。
本発明に係る第１の液晶素子の製造方法は、一対の電極
面にそれぞれ配向膜が形成され、液晶材料としてスメク
チック相を示す液晶材料が充填された液晶セルを備えた
液晶素子を製造するに際して、例えば図１に示す液晶セ
ル５の配向膜３表面の配向処理方向と配向膜３’表面の
配向処理方向とが時計回り方向に測定した際に次式
〔Ｉ〕または〔II〕： θ＝１８０°−δ 〔Ｉ〕 θ＝３６０°−δ 〔II〕 （ただし、上記式中、０°＜δ≦９０°である。）で表
される角度で交差するように両方の配向膜３，３’の表
面を配向処理するとともに、液晶セル５に充填された液
晶材料６がスメクチック相を示す状態で液晶材料６の光
学軸の変化を飽和させるのに必要とされる電圧よりも絶
対値で大きな電圧を液晶セル５の電極間に印加しながら
液晶材料を等方相から冷却してスメクチック相に転移さ
せることを特徴としている。
【００５０】また、本発明に係る第２の液晶素子の製造
方法は、一対の電極面にそれぞれ配向膜が形成され、液
晶材料としてスメクチック相を示す液晶材料が充填され
た液晶セルを備えた液晶素子を製造するに際して、例え
ば図１に示す液晶セル５の配向膜３表面の配向処理方向
と配向膜３’表面の配向処理方向とが時計回り方向に測
定した際に次式〔Ｉ〕または〔II〕： θ＝１８０°−δ 〔Ｉ〕 θ＝３６０°−δ 〔II〕 （ただし、上記式中、０°＜δ≦９０°である。）で表
される角度で交差するように両方の配向膜３，３’の表
面を配向処理するとともに、液晶セル５に充填された液
晶材料６がスメクチック相を示す状態で液晶材料６の光
学軸の変化を飽和させるのに必要とされる電圧よりも絶
対値で大きな電圧、絶対値で前記電圧の好ましくは１．
３倍以上、特に好ましくは２倍以上の大きさの電圧を液
晶セル５の電極間に印加することを特徴としている。
【００５１】上記方法によれば、第１の方法および第２
の方法のいずれの場合であっても、これら電極上に配向
膜が形成されていない場合であっても、少なくとも前記
光線透過率の最小値Ｔ、Ｔ’、Ｔ”のうちの１つが１．
０％以下である液晶素子を製造することができる。
【００５２】また、上記第１または第２の方法で製造さ
れた液晶素子では、液晶素子を駆動している間に生じる
筋状の欠陥が抑制され、さらに、少なくとも前記光線透
過率の最小値Ｔ、Ｔ’、Ｔ”のうちの１つが１．０％以
下であるため、１００以上の高コントラストを長時間に
わたって維持することが可能である。これに対し、上記
以外の方法で液晶素子を製造すると、得られた液晶素子
を駆動している間に筋状の欠陥が生じたり、あるいは前
記光線透過率の最小値Ｔ、Ｔ’、Ｔ”のいずれも１．０
％越えるようになるので、初期コントラストが１００以
上の液晶素子を提供することさえ難しい。
【００５３】特に上記第２の方法で液晶素子を製造する
場合、液晶セルに充填された液晶材料６がスメクチック
相を示す状態で液晶材料の光学軸の変化を飽和させるの
に必要とされる電圧の絶対値で２倍以上の大きさの電圧
を液晶セルの電極間に印加すると、電圧を数分程度液晶
セルの電極間に印加するだけで少なくとも前記光線透過
率の最小値Ｔ、Ｔ’、Ｔ”のうちの１つが１．０％以下
である液晶素子を製造することができるが、液晶セルの
電極間に印加される電圧の絶対値が液晶セルに充填され
た液晶材料６がスメクチック相を示す状態で液晶材料の
光学軸の変化を飽和させるのに必要とされる電圧の絶対
値よりも大きければ、両電圧の大きさの差が小さくて
も、液晶セルの電極間に電圧を印加する時間を長くする
ことによって少なくとも前記光線透過率の最小値Ｔ、
Ｔ’、Ｔ”のうちの１つが１．０％以下である液晶素子
を製造することができる。
【００５４】なお、上述した本発明に係る第１の方法で
液晶素子を製造する場合、本発明に係る第２の方法で液
晶素子を製造する場合のいずれの場合においても、電圧
の直流成分による液晶セル内部の液晶材料の焼付などの
現象を防止するために、印加する電圧の極性を交互に反
転させることが好ましい。
【００５５】また、本発明に係る第１の液晶素子の製造
方法で製造された液晶素子であっても、この液晶素子を
駆動すると、液晶素子が駆動している最中に少なくとも
前記光線透過率の最小値Ｔ、Ｔ’、Ｔ”のうちの１つが
増加したり、あるいは筋状の欠陥が生じることがある
が、少なくとも前記光線透過率の最小値Ｔ、Ｔ’、Ｔ”
のうちの１つ、たとえばＴが１．０％を越える前に液晶
セル、例えば図１に示す液晶セル５に充填された液晶材
料６がスメクチック相を示す状態で液晶材料６の光学軸
の変化を飽和させるのに必要とされる電圧よりも絶対値
で大きな電圧を液晶セル５の電極２，２間に印加する
と、前記光線透過率の最小値Ｔを１．０％以下に維持す
ることができる。
【００５６】加えて、本発明に係る第１の液晶素子の製
造方法で製造した液晶素子を長時間駆動して少なくとも
前記光線透過率の最小値Ｔ、Ｔ’、Ｔ”のうちの１つ、
たとえばＴ’が１．０％を越えた場合にも、例えば図１
に示す液晶セル５に充填された液晶材料６がスメクチッ
ク相を示す状態で液晶材料６の光学軸の変化を飽和させ
るのに必要とされる電圧よりも絶対値で大きな電圧を液
晶セル５の電極間に印加すると、前記光線透過率の最小
値Ｔ’を１．０％以下の大きさに戻すことができる。
【００５７】本発明に係る液晶素子の製造方法は、上記
第１の方法と第２の方法とを組み合わせて少なくとも前
記光線透過率の最小値Ｔ、Ｔ’、Ｔ”のうちの１つが
１．０％以下である液晶素子を得る場合も包含してい
る。
【００５８】また、本発明に係る方法によって製造され
た液晶素子であっても、長時間駆動しないで放置してお
くと液晶素子の駆動時に筋状の欠陥が生じる場合があ
る。このようにして筋状の欠陥が生じた液晶素子の液晶
セル５に上記第１の方法または第２の方法を適用するこ
とにより、筋状の欠陥がほとんど、あるいは全くなく、
コントラストが１００以上になるような液晶素子を提供
することができる。
【００５９】なお、長期間にわたって少なくとも前記光
線透過率の最小値Ｔ、Ｔ’、Ｔ”のうちの１つを１．０
％以下に維持するためには、上記第１の方法で製造した
液晶素子に対しても、上記第２の方法で製造した液晶素
子に対しても、特に上記第２の方法で製造した液晶素子
に対して、液晶セルの電極間に印加する電圧の極性を交
互に反転させること、例えば液晶セルの電極間に交流電
圧を印加することが好ましい。
【００６０】上記のような方法を用いることにより、特
に反強誘電性液晶素子において液晶セルの電極間に電圧
を印加することによって生じる筋状の欠陥を抑制するこ
とができる。したがって、上記方法は、反強誘電性液晶
材料の反強誘電性を利用して光変調を行うあらゆる液晶
素子、強誘電状態間のスイッチングを利用して光変調を
行う液晶素子に適用することが好ましい。
【００６１】
【発明の効果】本発明によれば、液晶素子に備えられた
液晶セル内部に存在するスメクチック液晶の層法線方向
をほぼ一定に揃えることができ、しかも液晶素子を駆動
している最中に生じる筋状の欠陥を抑制することができ
る。
【００６２】このため、本発明によれば、光通信、立体
画像表示、画像処理、光演算などの技術分野において要
求される高いコントラストが維持される液晶素子が提供
される。
【００６３】
【実施例】以下に実施例を示し、本発明をさらに具体的
に説明するが、本発明はこれら実施例により限定される
ものではない。
【００６４】
【実施例１】 ［セル作製法１］表面を研磨し、ＳｉＯ2薄膜のアンダ
ーコートを施した１．１ｍｍ厚のソーダガラス上に、Ｉ
ＴＯ透明電極を８００オングストロームの厚みで形成し
た２枚の基板上に、市販のポリイミドを３００オングス
トロームの厚みとなるようスピンコート法により塗布
し、１８０℃の温度で１時間熱処理を行った。
【００６５】次に、各基板のポリイミド膜表面を、ナイ
ロン布によって一定方向にラビングした。しかる後、ラ
ビングした基板上に平均粒径２．０μｍのシリカ球スペ
ーサーをエタノールに懸濁させたものをスピンコート
し、１１０℃で１時間熱処理することによりエタノール
を蒸発させる方法によって散布した。この後、もう一方
の基板を重ね、熱硬化性樹脂により貼り合わせた。ただ
し、上下基板のラビング方向は角度θだけずらして貼り
合わせた。
【００６６】次に、下記式で示される２種化合物を重量
比８対２で混合してスメクチック液晶材料として用い
た。この液晶材料が室温付近でＳｍＣA相をしめすこと
を偏光顕微鏡を用いた組織観察により確認した。
【００６７】
【化９】
【００６８】次いで、上記液晶材料を、前記式〔Ｉ〕で
表される角度θ＝１７６°として作製した図１に示す構
成の液晶セル５に１４０℃で注入してから徐冷した。こ
の液晶セル５を偏光板をクロスニコル位に設定した偏光
顕微鏡上に透過モードで観察したときに最暗位となるよ
う設置した。光源としてハロゲンランプを用いた。前記
式〔IV〕で表される光線透過率Ｔを、偏光顕微鏡の鏡筒
にとりつけた光電子増倍管で測定したところ、いずれの
セルでもＴ＝０．５％であった。また、これらのセルを
偏光顕微鏡で観察したところ、セルの全面にわたって消
光位がほぼ一定であり、層法線方向がセルの全面にわた
ってほぼ同一であることがわかった。
【００６９】しかしながら、上記の液晶セルに十分光学
応答する電界である±１５Ｖ／２μｍ、周波数１００Ｈ
ｚ、ＤＵＴＹ＝５０％の矩形波を印加したところ、ラビ
ング方向に平行に筋状の欠陥が発生した。このため、強
誘電状態でＴ’＝１．５％、電界印加中止後の反強誘電
状態でＴ”＝１．２％となり、十分なコントラストは得
られなくなった。
【００７０】次いで、上記液晶セルに室温で±４０Ｖ／
２μｍ、周波数１００Ｈｚ、ＤＵＴＹ＝５０％の矩形波
を５分間印加し、しかる後に±１５Ｖ／２μｍまで電界
を小さくしたところ、筋状の欠陥は激減し、強誘電状態
でＴ’＝０．３％となった。さらに、電界印加中止後の
反強誘電状態でＴ”＝０．２％と初期よりも良好な配向
が得られた。
【００７１】
【実施例２】実施例１と同様にして作製した液晶セルに
液晶組成物（１）を１４０℃で注入し、±４０Ｖ／２μ
ｍ、周波数１００Ｈｚ、ＤＵＴＹ＝５０％の矩形波を印
加しながら室温まで徐冷を行った。しかる後に±１５Ｖ
／２μｍまで電界を小さくしたところ、強誘電状態で
Ｔ’＝０．３％となった。さらに、電界印加中止後の反
強誘電状態でＴ”＝０．２％が得られた。
【００７２】
【実施例３】印加する電界を±４０Ｖ／２μｍの直流電
界とした以外は実施例２と同様の方法で徐冷を行ったと
ころ、±１５Ｖ／２μｍ印加時の強誘電状態でＴ’＝
０．４％となった。さらに、電界印加中止後の反強誘電
状態でＴ”＝０．２％が得られた。
【００７３】
【実施例４】電界印加の開始をＡＣ転移点直上の７５℃
とした以外は実施例２と同様の方法で徐冷を行ったとこ
ろ、±１５Ｖ／２μｍ印加時の強誘電状態でＴ’＝０．
４％となった。さらに電界印加中止後の反強誘電状態で
Ｔ”＝０．３％が得られた。
【００７４】
【比較例１】印加する電界を±１７Ｖ／２μｍとした以
外は、実施例１と同様の方法で処理を行ったところ、±
１５Ｖ／２μｍ印加時の強誘電状態でＴ’＝１．５％、
電界印加中止後の反強誘電状態でＴ”＝１．０％であ
り、十分なコントラストは得られなかった。さらに、±
１７Ｖ／２μｍの電界を３０分間印加した場合でも、ほ
ぼ同様の結果であった。
【００７５】
【比較例２】印加する電界を±１２Ｖ／２μｍとした以
外は、実施例２と同様の方法で処理を行ったところ、±
１５Ｖ／２μｍ印加時の強誘電状態でＴ’＝１．５％、
電界印加中止後の反強誘電状態でＴ”＝１．０％であ
り、不十分な暗レベルしか得られなかった。
【００７６】
【比較例３】前記式〔II〕で表される角度θ＝１８４°
とした以外は、実施例２と同様の方法で作製した液晶素
子ではＴ＝１．２％であった。この液晶素子に備えられ
ている液晶セル内部の液晶材料を偏光顕微鏡で観察した
ところ、ドメイン内部に生じる筋状の欠陥は観察されな
かったものの、隣接するドメインの消光位が異なってお
り、充分な暗さが得られないことが判明した。
【００７７】以上、実施例１〜４に示したように、本発
明によれば、初期のみならず、一旦電界印加を行った後
においても、強誘電状態、反強誘電状態ともに良好な暗
状態が得られる。
【００７８】
【実施例５】 ［セル作製法２］表面を研磨したソーダガラス上に、厚
さ５００オングストロームのＳｉＯ2薄膜と、厚さ８０
０オングストロームのＩＴＯ透明電極とを、この順序で
形成した２枚の基板上に、市販のポリイミド（オプトマ
ーＡＬ１２５４）を３００オングストロームの厚みとな
るようスピンコート法により塗布し、１８０℃の温度で
１時間熱処理を行った。
【００７９】次に、各基板のポリイミド膜表面を、ナイ
ロン布によって一定方向にラビングした。しかる後、こ
のラビング処理した配向膜上に平均粒径２．０μｍのシ
リカ球スペーサーをエタノールに懸濁させた状態でスピ
ンコートし、次いでこの塗膜付基板を１１０℃で１時間
加熱して塗膜中のエタノールを蒸発させることにより、
前記スペーサーをラビング処理した配向膜上に散布し
た。
【００８０】この配向膜上にスペーサーが散布されてい
る基板と、ラビング処理されていない配向膜を有する基
板とを、配向膜同士が対面するようにして重ね合わせ、
両基板を熱熱硬化性樹脂により貼り合わせた。 ［セル作製法３］両基板ともラビング処理された配向膜
を有する基板を用い、両配向膜のラビング処理方向が互
いに交差角度θを形成するようにした以外は、上記セル
作製法２と同様にして液晶セルを作製した。 ［液晶素子の製造１］上記方法２で作製したセルに、下
記構造の液晶化合物を、１６０℃で注入した後、徐冷し
ながら、２枚の偏光板をクロスニコル位に設定した偏光
顕微鏡下で観察したところ、スメクチックＡ相およびス
メクチックＣA 相のいずれにおいても、同一面内のドメ
イン間の消光位が、最大９°異なっていた。このことか
ら、下記構造の液晶化合物ではラビング方向に対する層
法線の角度が一義的に決まらないことが明らかになっ
た。
【００８１】
【化１０】
【００８２】［液晶素子の製造２］液晶材料として上記
液晶素子の製造１で用いた液晶化合物を、上記方法３で
作製したセル（ただし、前記式〔Ｉ〕で表される交差角
度θ＝１７０°）に１６０℃で注入した後、徐冷した。
【００８３】２枚の偏光板をクロスニコル位に設定した
偏光顕微鏡下でセル中の液晶化合物を観察した時に最も
暗くなるようにセルを２枚の偏光板間に配置した。偏光
顕微鏡下で観察する際、光源としてハロゲンランプを用
いた。この最暗時の光透過率Ｉから前記式〔IV〕に従っ
て光線透過率Ｔを評価したところ、Ｔ＝０．１％であっ
た。また、このセル内部の液晶材料を偏光顕微鏡で観察
したところ、セルの全面にわたって消光位が一定であ
り、層法線方向がセル内部の全面にわたってほぼ同一で
あることが判明した。
【００８４】
【比較例４】前記式〔Ｉ〕で表される交差角度θ＝１０
°とした以外は、実施例５と同様にして液晶素子を製造
した。
【００８５】得られた液晶素子の光線透過率Ｔを実施例
５と同様にして評価したところ、Ｔ＝１．６％であっ
た。また、このセル内部の液晶材料を偏光顕微鏡で観察
したところ、隣接するドメイン間の消光位は全く異なっ
ており、層法線方向がセル内部の場所によって異なって
いることが判明した。
【００８６】
【実施例６】前記式〔Ｉ〕で表される交差角度θ＝１５
０°としてセル作製法３に従ってセルを作製し、下記構
造の液晶化合物を、実施例５と同様にして注入・徐冷
し、得られた液晶セルと２枚の偏光板とで実施例５と同
様の液晶素子を形成した。
【００８７】この液晶素子につき、実施例５と同様にし
て光線透過率Ｔを評価したところ、Ｔ＝０．３％であっ
た。
【００８８】
【化１１】
【００８９】
【比較例５】前記式〔Ｉ〕で表される交差角度θ＝１０
°とした以外は、実施例６と同様にして液晶素子を製造
した。
【００９０】得られた液晶素子の光線透過率Ｔを実施例
５と同様にして評価したところ、Ｔ＝１．２％であっ
た。また、このセル内部の液晶材料を偏光顕微鏡で観察
したところ、隣接するドメイン間の消光位は全く異なっ
ており、層法線方向がセル内部の場所によって異なって
いることが判明した。
【００９１】
【実施例７】前記式〔Ｉ〕で表される交差角度θ＝１７
０°としてセル作製法３に従ってセルを作製し、下記構
造の液晶化合物を、実施例５と同様にして注入・徐冷
し、得られた液晶セルと２枚の偏光板とで実施例５と同
様の液晶素子を形成した。
【００９２】この液晶素子につき、実施例５と同様にし
て光線透過率Ｔを評価したところ、Ｔ＝０．２％であっ
た。
【００９３】
【化１２】
【００９４】
【実施例８】前記式〔Ｉ〕で表される交差角度θ＝１７
０°としてセル作製法３に従ってセルを作製し、下記構
造の液晶化合物を、実施例５と同様にして注入・徐冷
し、得られた液晶セルと２枚の偏光板とで実施例５と同
様の液晶素子を形成した。
【００９５】この液晶素子につき、実施例５と同様にし
て光線透過率Ｔを評価したところ、Ｔ＝０．３％であっ
た。
【００９６】
【化１３】
【００９７】
【実施例９】前記式〔Ｉ〕で表される交差角度θ＝１１
０°としてセル作製法３に従ってセルを作製し、下記構
造の液晶化合物を、実施例５と同様にして注入・徐冷
し、得られた液晶セルと２枚の偏光板とで実施例５と同
様の液晶素子を形成した。
【００９８】この液晶素子につき、実施例５と同様にし
て光線透過率Ｔを評価したところ、Ｔ＝０．３％であっ
た。
【００９９】
【化１４】
【０１００】
【比較例６】前記式〔Ｉ〕で表される交差角度θ＝１０
°とした以外は、実施例９と同様にして液晶素子を製造
した。
【０１０１】得られた液晶素子の光線透過率Ｔを実施例
１と同様にして評価したところ、Ｔ＝１．２％であっ
た。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は、本発明に係る液晶素子の１例を模式
的に示した図面である。
【図２】 図２は、図１に示す液晶素子における配向膜
のラビング方向を模式的に示した図面である。
【図３】図３（ａ）は、液晶セル内部に存在するスメク
チック液晶の層法線方向を模式的に示した図面である。
図３（ｂ）は、液晶セル内部に存在するスメクチック液
晶の層法線方向を模式的に示した図面である。図３
（ｃ）は、液晶セル内部に存在するスメクチック液晶の
層法線方向を模式的に示した図面である。
【符号の説明】
１ … 基板 ２ … 電極 ３，３ … 配向膜 ４ … 間隙 ５ … 液晶セル ６ … 液晶材料 ７ … 偏向板 １１ … 光出射側基板に形成された配向膜表面のラ
ビング処理方向 １２ … 光入射側基板に形成された配向膜表面のラ
ビング処理方向 １３ … 光出射側基板に形成された配向膜表面のラ
ビング処理方向 １４ … 光入射側基板に形成された配向膜表面のラ
ビング処理方向 １５ … 観察方向

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 一対の電極面にそれぞれ配向膜が形成さ
    れ、液晶材料と接する前記配向膜の表面がいずれも配向
    処理され、液晶材料としてスメクチック相を示す液晶材
    料が充填された液晶セルを備え、前記一方の配向膜表面
    の配向処理方向と前記他方の配向膜表面の配向処理方向
    とが互いに異なり、時計回り方向に測定した際に、前記
    配向処理方向の交差角度が次式〔Ｉ〕または〔II〕： θ＝１８０°−δ 〔Ｉ〕 θ＝３６０°−δ 〔II〕 （ただし、上記式中、０°＜δ≦９０°である。）で表
    されることを特徴とする液晶素子。
  2. 【請求項２】 前記スメクチック相がスメクチックＣA
    相であることを特徴とする請求項１に記載の液晶素子。
  3. 【請求項３】 前記液晶材料が、次式〔III]： Ｒ’−（Ａ−Ｘ）p −（Ｂ−Ｙ）q−（Ｃ−Ｚ）r−Ｒ* …〔III] 〔ただし、上記式中、Ｒ’は、アルキル基、アルコキシ
    基、ハロゲン化アルキル基およびハロゲン化アルコキシ
    基から選ばれる炭素数３〜２０の基であり、Ａ、Ｂおよ
    びＣは、それぞれ独立して 【化１】 から選ばれる基または該基の水素原子の一部または全部
    がハロゲン原子、メチル基、エチル基、メトキシ基、エ
    トキシ基、水酸基、トリフロロメチル基、ジフロロメチ
    ル基およびモノフロロメチル基から選ばれる基で置換さ
    れた基であって、Ａ、ＢおよびＣのうちの少なくとも一
    つは、水素原子の一部または全部がハロゲン原子、メチ
    ル基、エチル基、メトキシ基、エトキシ基、水酸基、ト
    リフロロメチル基、ジフロロメチル基およびモノフロロ
    メチル基から選ばれる基で置換されていてもよい 【化２】 であり、 Ｘ、ＹおよびＺは、それぞれ独立して-COO- 、-OCO- 、
    -CH2CH2-、-CH2O-、-OCH2-、-S-S- 、-CO-CH2-および-C
    H2-CO-から選ばれる２価の基であり、 Ｒ*は、不斉炭素を少なくとも１個有する炭素数４〜２
    ０の光学活性基（ただし、該基中の炭素原子に結合した
    水素原子の一部または全部がハロゲン原子で置換されて
    いてもよく、また、該基は、珪素原子、酸素原子および
    硫黄原子から選ばれる少なくとも一種原子を結合基とし
    て含んでいてもよい。）であり、 ｐ、ｑおよびｒは、それぞれ独立して０または１である
    （ただし、ｐ、ｑおよびｒのうち少なくとも１つは１で
    ある。）〕で表される化合物を含有することを特徴とす
    る請求項１に記載の液晶素子。
  4. 【請求項４】 前記液晶材料がスメクチック相を示す状
    態でクロスニコル配置の２枚の偏光板の間に前記液晶セ
    ルを挿入し、前記一方の偏光板／前記液晶セル／前記他
    方の偏光板を透過した出力光の透過光量が最小となるよ
    うに液晶セルを配置した場合に下記式： Ｔ＝〔（Ｉ−Ｉ0）／Ｉ100〕×１００ …〔IV〕 （ただし、Ｉは、前記最小出力透過光量を表し、Ｉ
    0は、クロスニコル位で液晶セルを設置しないときの出
    力透過光量を表し、Ｉ100は、パラニコル位で液晶セル
    を設置しないときの出力透過光量とＩ0の差分を表
    す。）で表される光線透過率の最小値Ｔが１．０％以下
    であることを特徴とする請求項１に記載の液晶素子。
  5. 【請求項５】 前記液晶材料がスメクチック相を示す状
    態でクロスニコル配置の２枚の偏光板の間に前記液晶セ
    ルを挿入し、前記液晶セルの電極間に電圧を印加して前
    記液晶セルの光学軸を変化させた状態で前記一方の偏光
    板／前記液晶セル／前記他方の偏光板を透過した出力光
    の透過光量が最小となるように液晶セルを配置した場合
    に下記式： Ｔ’＝〔（Ｉ’−Ｉ0）／Ｉ100〕×１００ …〔Ｖ〕 （ただし、Ｉ’は、前記最小出力透過光量を表し、Ｉ0
    は、クロスニコル位で液晶セルを設置しないときの出力
    透過光量を表し、Ｉ100は、パラニコル位で液晶セルを
    設置しないときの出力透過光量とＩ0の差分を表す。）
    で表される光線透過率の最小値Ｔ’が１．０％以下であ
    ることを特徴とする請求項１に記載の液晶素子。
  6. 【請求項６】 前記液晶材料がスメクチック相を示す状
    態でクロスニコル配置の２枚の偏光板の間に前記液晶セ
    ルを挿入し、前記液晶セルの電極間に交流電圧を印加し
    て前記液晶セルを駆動させた後、前記電圧印加を中断し
    て前記一方の偏光板／前記液晶セル／前記他方の偏光板
    を透過した出力光の透過光量が最小となるように液晶セ
    ルを配置した場合に下記式： Ｔ”＝〔（Ｉ”−Ｉ0）／Ｉ100〕×１００ …〔VI〕 （ただし、Ｉ”は、前記最小出力透過光量を表し、Ｉ0
    は、クロスニコル位で液晶セルを設置しないときの出力
    透過光量を表し、Ｉ100は、パラニコル位で液晶セルを
    設置しないときの出力透過光量とＩ0の差分を表す。）
    で表される光線透過率の最小値Ｔ”が１．０％以下であ
    ることを特徴とする請求項１に記載の液晶素子。
  7. 【請求項７】 一対の電極面にそれぞれ配向膜が形成さ
    れ、液晶材料としてスメクチック相を示す液晶材料が充
    填された液晶セルを備えた液晶素子を製造するに際し、
    前記一方の配向膜表面の配向処理方向と前記他方の配向
    膜表面の配向処理方向とが、時計回り方向に測定した際
    に次式〔Ｉ〕または〔II〕： θ＝１８０°−δ 〔Ｉ〕 θ＝３６０°−δ 〔II〕 （ただし、上記式中、０°＜δ≦９０°である。）で表
    される角度で交差するように前記両配向膜の表面を配向
    処理するとともに、前記液晶材料がスメクチック相を示
    す状態で該液晶材料の光学軸の変化を飽和させるのに必
    要とされる電圧よりも絶対値で大きな電圧を前記液晶セ
    ルの電極間に印加しながら前記液晶材料を等方相から冷
    却してスメクチック相に転移させることを特徴とする液
    晶素子の製造方法。
  8. 【請求項８】 前記電圧の極性を交互に反転させること
    を特徴とする請求項７に記載の液晶素子の製造方法。
  9. 【請求項９】 一対の電極面にそれぞれ配向膜が形成さ
    れ、液晶材料としてスメクチック相を示す液晶材料が充
    填された液晶セルを備えた液晶素子を製造するに際し、
    前記一方の配向膜表面の配向処理方向と前記他方の配向
    膜表面の配向処理方向とが、時計回り方向に測定した際
    に次式〔Ｉ〕または〔II〕： θ＝１８０°−δ 〔Ｉ〕 θ＝３６０°−δ 〔II〕 （ただし、上記式中、０°＜δ≦９０°である。）で表
    される角度で交差するように前記両配向膜の表面を配向
    処理するとともに、前記液晶材料がスメクチック相を示
    す状態で該液晶材料の光学軸の変化を飽和させるのに必
    要とされる電圧よりも絶対値で大きな電圧を前記液晶セ
    ルの電極間に印加することを特徴とする液晶素子の製造
    方法。
  10. 【請求項１０】 前記電圧の極性を交互に反転させるこ
    とを特徴とする請求項９に記載の液晶素子の製造方法。
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