JPH11100577A - 液晶の配向方法、液晶素子の製造方法、該製造方法により得られる液晶素子、液晶装置 - Google Patents

液晶の配向方法、液晶素子の製造方法、該製造方法により得られる液晶素子、液晶装置

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JPH11100577A
JPH11100577A JP10209028A JP20902898A JPH11100577A JP H11100577 A JPH11100577 A JP H11100577A JP 10209028 A JP10209028 A JP 10209028A JP 20902898 A JP20902898 A JP 20902898A JP H11100577 A JPH11100577 A JP H11100577A
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smectic
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Yasushi Asao
恭史 浅尾
Masahiro Terada
匡宏 寺田
Koichi Sato
公一 佐藤
Koji Noguchi
幸治 野口
Yukio Haniyu
由起夫 羽生
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 スメクチック液晶素子において、特性の異な
る領域の混在による配向むらを抑制し、駆動マージンを
向上する。 【解決手段】 スメクチックＡ相より高温側の相よりス
メクチックＡ相に降温した後、スメクチックＡ相のスメ
クチック層間隔が増加する温度範囲において、昇温・降
温工程を１回以上行なった後にスメクチックＡ相より低
温側にまで降温する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、フラットパネルデ
ィスプレイ、プロジェクションディスプレイ、プリンタ
ー等に用いられるライトバルブに使用される液晶素子及
び該液晶素子を用いた液晶装置とその製造方法に関し、
さらには、該液晶素子における液晶の配向方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、広範に用いられている液晶素子と
して、例えばエム・シャット（Ｍ．Ｓｃｈａｄｔ）とダ
ブリュ・ヘルフリッヒ（Ｗ．Ｈｅｌｆｒｉｃｈ）著、ア
プライド・フィジックス・レターズ（Ａｐｐｌｉｅｄ
Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ）第１８巻、第４号
（１９７１年２月１５日発行）第１２７〜１２８頁にお
いて示されたツイステッドネマチック（Ｔｗｉｓｔｅｄ
Ｎｅｍａｔｉｃ）液晶を用いたものが知られている。
【０００３】また、代表的な液晶素子の構成として知ら
れているものに、単純マトリクスタイプの液晶素子があ
る。このタイプは、素子作製が容易であり、コスト面で
優位性がある。しかしながら、画素密度を高くしたマト
リクス電極構造を用いた時分割駆動の時、クロストーク
が発生するという問題点があるため、画素数が制限され
ていた。また、応答速度が１０ミリ秒以上と遅いため、
ディスプレイとしての用途が制限されていた。
【０００４】近年、上記のような単純マトリクスタイプ
の素子に対して、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）タイプと
言われる液晶素子の開発が行なわれている。このタイプ
は一つ一つの画素にトランジスタを付設するため、クロ
ストークや応答速度の問題は解決される反面、大面積に
なればなるほど不良画素なく液晶素子を作製することが
困難になり、作製できたとしても、多大なコストを発生
する。
【０００５】このような従来型の液晶素子の問題点を改
善するものとして、双安定性を示す液晶を用いた素子が
クラーク（Ｃｌａｒｋ）及びラガウォル（Ｌａｇｅｒｗ
ａｌｌ）により提案されている（特開昭５６−１０７２
１６号公報、米国特許第４３６７９２４号明細書）。こ
の双安定性を示す液晶としては、一般にカイラルスメク
チック液晶の一つである、カイラルスメクチックＣ（Ｓ
ｍＣ* ）相を有する強誘電性液晶が用いられている。こ
の強誘電性液晶は、自発分極により反転スイッチングを
行なうため、非常に早い応答速度が得られる上にメモリ
性のある双安定状態を発現させることができる。さらに
視野角特性も優れていることから、高速、高精細、大面
積の表示素子或いはライトバルブとして適していると考
えられる。
【０００６】一方、カイラルスメクチック液晶を用いた
液晶素子においては、例えば「強誘電性液晶の構造と物
性（コロナ社、福田敦夫、竹添秀男著、１９９０年）に
記載されているように、ジグザグ状の配向欠陥が発生し
てコントラストを著しく低下させるという問題が有っ
た。この欠陥は上下基板間に担持された強誘電性液晶の
層状構造が２種類のシェブロン構造を形成しており、そ
の層構造の折れ曲がり角度（層の傾斜角δ）がかなり大
きいことに起因している。最近、このような問題を持つ
シェブロン構造を解消し、ブックシェルフといわれる層
状構造、或いはそれに近い構造を現出させ、高コントラ
ストな良好な液晶素子を実現しようという動きがある。
例えばブックシェルフ或いはそれに近い構造を現出する
液晶材料としてパーフルオロエーテル側鎖を持つ液晶性
化合物（米国特許第５２６２０８２号公報、国際出願特
許ＷＯ９３／２２３９６号、１９９３年第４回強誘電液
晶国際会議、Ｐ−４６，マーク・ディ・ラドクリフ（Ｍ
ａｒｃ Ｄ．Ｒａｄｃｌｉｆｆｅ）等）が開示されてい
る。この液晶は、電場等の外部場を用いずともブックシ
ェルフに近い層傾き角の小さな構造を現出することがで
きる。
【０００７】上述のパーフルオロエーテル側鎖を持つ液
晶化合物がブックシェルフ構造を呈する理由として、低
温側になるに従って液晶分子間隔が増加するという特性
を有しているためであると考えられる。即ち、一般にカ
イラルスメクチック液晶素子において、高温における液
体状態（等方相状態）から冷却過程を経て液晶分子を配
向させる際には、スメクチックＡ（ＳｍＡ）相において
層構造を形成し、ＳｍＣ* 相〔またはカイラルスメクチ
ックＣA（ＳｍＣA * ）相〕へと相転移することによって
液晶分子が層法線方向から傾く。この時、液晶分子が層
法線方向から傾いた分だけ層間隔が短くなってしまうこ
とから、体積収縮を補償するためにシェブロン構造をと
らざるをえなくなる。一方、パーフルオロエーテル側鎖
を持つ液晶化合物は、低温側になるに従って液晶分子間
隔が増加するという特性を有しているため、ＳｍＣ* 相
（またはＳｍＣA *相）へと相転移することによって液晶
分子が層法線方向から傾いたとしても、ＳｍＣ* 相（ま
たはＳｍＣA *相）における層間隔はＳｍＡ相における層
間隔に近い値をとることができる。そのために、電場な
どの外部場を用いずとも自発的にブックシェルフ或いは
それに近い層傾き角の小さな構造を現出させることがで
きるのである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、本発明
者等が観察したところ、上記のような分子間隔が低温側
で長くなる液晶材料では、ＳｍＣ* 相（またはＳｍＣA *
相）において、見かけのチルト角や情報信号電圧による
分子の揺らぎ等の素子特性の異なる領域が無秩序に分布
している配向状態を呈してしまうことがわかった。ここ
で、便宜上、相対的に見かけのチルト角が大きく情報信
号電圧による分子の揺らぎ量が少ない領域をＰ１領域、
相対的に見かけのチルト角が小さく情報信号電圧による
分子の揺らぎ量が多い領域をＰ２領域、と呼ぶ。
【０００９】上記のような特性の異なる領域が現出する
理由として、詳細な検討を重ねた結果、次のようなこと
が原因であると考えられる。
【００１０】即ち、分子間隔が低温側ほど長くなる液晶
材料では、通常ＳｍＣ* 相（またはＳｍＣA 相）だけで
なく、ＳｍＡ相においても分子間隔が低温側ほど長くな
るという特性を有している。つまり、高温側の相（等方
相またはネマチック相、或いはコレステリック相）から
ＳｍＡ相へと相転移することによってブックシェルフ或
いはそれに近い層傾き角の小さな構造が形成される。そ
の後、さらに冷却すると分子間隔を伸ばそうとする力が
働くが、液晶素子の層法線方向の長さ、即ち（層ピッ
チ）×（層数）（層ピッチとは、素子内で最初にスメク
チック相が発生したときのスメクチック層間隙）は一定
であるため、冷却によって分子間隔が伸びる分だけ、系
全体が圧縮力を受ける形となる。
【００１１】一方、この圧縮は本来全ての層に対して均
一にかかるべきであるが、セルや温度等のむらによって
強く圧縮される部分とそれほど強く圧縮されない部分と
いう圧縮むらを生じてしまう。即ち、ＳｍＡ相における
層圧縮むらがＳｍＣ* 相（またはＳｍＣA 相）における
素子特性のむらとなって現れてしまうのである。
【００１２】上記のような素子特性の異なるＰ１及びＰ
２領域が連続して変化している場合には、実用上特に問
題とはならないが、２領域が不連続的に（急激に）変化
している場合にはこれらの領域の境界部分が欠陥とな
り、コントラストの低下や異常反転ドメイン発生の原因
となり、駆動マージン低下の原因となってしまう。
【００１３】本発明の目的は、スメクチック液晶、特に
カイラルスメクチック液晶を用いた液晶素子において、
ＳｍＡ相における降温時の層圧縮むらを緩和し、ＳｍＡ
相より低温側のスメクチック相、特にＳｍＣ* 相（また
はＳｍＣA *相）における素子特性のむらの発生を抑制
し、広い駆動マージンを実現し、良好な表示装置を提供
することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明の第一は、スメク
チックＡ相において降温時にスメクチック液晶層間隔が
増加する温度範囲を有するスメクチック液晶を一対の電
極基板間に挟持してなる液晶素子において、上記液晶
に、スメクチックＡ相の温度範囲内で且つ上記スメクチ
ック液晶層間隔が増加する温度範囲の少なくとも一部を
含む温度範囲で１サイクル以上の昇温及び降温処理を施
した後、所定の温度まで降温することを特徴とする液晶
の配向方法である。
【００１５】また本発明の第二は、スメクチックＡ相に
おいて降温時にスメクチック液晶層間隔が増加する温度
範囲を有するスメクチック液晶を一対の電極基板間に挟
持してなる液晶素子の製造方法であって、セルに等方相
の液晶を注入した後降温し、スメクチックＡ相の温度範
囲内で且つ上記スメクチック液晶層間隔が増加する温度
範囲の少なくとも一部を含む温度範囲で１サイクル以上
の昇温及び降温処理を施した後、所定の温度まで降温す
る工程を有することを特徴とする液晶素子の製造方法で
ある。
【００１６】さらに本発明の第三は、上記製造方法によ
って製造されたことを特徴とする液晶素子であり、第四
は、該液晶素子とその駆動手段とを有することを特徴と
する液晶装置である。
【００１７】本発明の液晶の配向方法では、ＳｍＡ相に
おいて特定の層間隔の温度特性を有する液晶に対し、当
該ＳｍＡ相で１サイクル以上の降温、昇温処理を行うこ
とで、自発的にブックシェルフ或いはそれに近い層傾き
角の小さな構造を示す液晶材料に特有の、ＳｍＡ相にお
ける層圧縮むらに起因する配向むらを解消、または緩和
させ、これによって駆動マージンを向上させたことに特
徴を有する。即ち本発明においては、液晶の冷却による
層間隔の増加によって生じた層圧縮むらを再昇温するこ
とによって均一化している。これは、昇温することによ
って液晶の粘性が下がり、液晶素子内の圧力に場所むら
がある状態から本来安定であると思われる均一に圧力を
受けた構造へと液晶分子の再配列が起こるためであると
考えられる。圧縮むらが緩和された液晶素子において
は、素子特性のむらが抑制され、広い駆動マージンが得
られる。
【００１８】本発明に用いる液晶材料では、ＳｍＡ相で
の昇温過程において層間隔が減少する。このため、Ｓｍ
Ａ相において昇温することにより層構造はブックシェル
フ構造からシェブロン構造へと変化することになる。こ
の時取り得るシェブロン構造は、セル厚方向の中央部に
て折れ曲がる通常のシェブロン構造や、面内において折
れ曲がる面内シェブロン構造、或いはそれらの複合系が
考えられる。本発明の液晶素子では、ＳｍＡ相における
昇温時において、しばしば上述の面内にシェブロン構造
に起因する層法線方向へのストライプテクスチャーが観
測される。このＳｍＡ相における昇温時において観測さ
れるストライプテクスチャーは、降温過程において再び
消えてしまうか、或いはわずかに痕跡が残る程度であ
り、ＳｍＡ相より低温側の相、特にＳｍＣ* 相（または
ＳｍＣA *相）における実用特性にはほとんど影響を及ぼ
さない。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、図１に示す本発明の配向処
理に適する液晶素子の一実施形態について詳細に説明す
る。尚、図１は断面模式図であり、図中、１ａ，１ｂは
基板、２ａ，２ｂは電極、３，４は配向制御層、５は液
晶である。
【００２０】同図に示す液晶素子においては、ガラス、
プラスチック等からなる一対の基板１ａ、１ｂが対向し
て配置されており、各基板上には所定のパターン形状の
電極２ａ、２ｂがそれぞれ形成されている。これらの電
極は、例えばＩｎ2 Ｏ、ＳｎＯ2 或いはＩＴＯ（Ｉｎｄ
ｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）等の透明導電膜が用いら
れる。また、本実施形態においては、電極２ａ、２ｂは
それぞれストライプ状に形成され、互いに実質的に直交
するように配置され、マトリクス電極を構成している。
本発明においては、一方の電極２を金属等で形成して反
射型の液晶素子とすることもできる。さらに、本発明に
おいて電極構造は上記単純マトリクス構造に限られるも
のではない。
【００２１】図６は、単純マトリクス構造で電極を配置
した場合の一例の平面図である。同図において、素子
（パネル）６１には、一方の基板に設けられた走査電極
群６２（例えば図１に示す電極２ｂに相当）の走査線
（Ｓ1〜Ｓm）と他方の基板に設けられた情報電極群６３
（図１における電極２ａに相当）のデータ線（Ｉ1〜
Ｉn）とが互いに交差して配線され、走査線とデータ線
との間には液晶（図１に示す液晶５）が配置されてい
る。そして、走査線とデータ線の各交差部が一表示単位
である画素となり、走査線とデータ線から電圧が印加さ
れて液晶の駆動がなされる。
【００２２】電極２ａ、２ｂ上には必要に応じて配向制
御層３、４がそれぞれ形成される。配向制御層３、４は
いずれか一方のみであっても良く、また、同じ膜或いは
異なる膜の組み合わせであっても良い。本実施形態で
は、後述するコレステリック相を持たない液晶を用いた
場合に好適な、配向制御層３、４を互いに異なる膜で形
成した場合の好ましい形態について述べる。
【００２３】配向制御層３及び４の一方は、好ましくは
体積抵抗値が１．０×１０4 〜１．０×１０10Ωｃｍの
範囲にある層である。かかる層としては、例えば、必要
に応じて多結晶または非晶質金属酸化物からなる膜、多
結晶または非晶質半導体からなる膜、及び微粒子（導電
性微粒子）をバインダー中に分散させた膜が用いられ
る。上記多結晶または非晶質金属酸化物、多結晶または
非晶質半導体からなる膜、及び微粒子には必要に応じて
導電性制御不純物が添加されていても良く、導電性が調
整されている。
【００２４】前記多結晶または非晶質金属酸化物からな
る膜として、例えば、ＺｎＯ、ＣｄＯ、ＺｎＣｄＯx 等
のＩＩＢ族元素の酸化物からなる膜、ＧｅＯ2 、ＳｎＯ
2 、ＧｅＳｎＯx 、ＴｉＯ2 、ＺｒＯ2 、ＴｉＺｒＯx
等のＩＶＡ族元素、ＩＶＢ族元素の酸化物からなる膜が
挙げられる。
【００２５】前記多結晶または非晶質半導体からなる膜
としては、Ｓｉ、ＳｉＣ等のＩＶＢ族半導体の膜が挙げ
られる。
【００２６】また、微粒子としては、例えば、上記ＩＩ
Ｂ族元素の酸化物、ＩＶＡ族元素の酸化物、ＩＶＢ族元
素の酸化物、ＩＶＢ族の半導体の微粒子が用いられる。
【００２７】必要に応じて、上記多結晶または非晶質金
属酸化物、多結晶または非晶質半導体や微粒子に添加さ
れる導電性制御不純物としては、次のものが挙げられ
る。ＩＩＢ族元素の酸化物に対してドープする導電性制
御不純物には、例えばｎ型不純物（ドナー／電子導電を
高める不純物）としてＩＩＩＢ族元素であるＢ、Ａｌ、
Ｇａ、Ｉｎ等が、ｐ型不純物（アクセプタ／ホール伝導
度を高める不純物）としてＩＡ族、ＩＢ族元素であるＣ
ｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｌｉ等が用いられる。またＩＶＢ族元
素の酸化物、半導体にドープする導電性制御不純物に
は、例えば、ｎ型不純物としてＶＢ族元素であるＰ、Ａ
ｓ、Ｓｂ、Ｂｉが、ｐ型不純物としてＩＩＩＢ族元素で
あるＢ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ等がそれぞれ用いられる。
【００２８】このような導電性制御不純物については、
当該不純物が添加された材料を含む配向制御層を有する
基板側の表面電位が正の場合はドナーを、負の場合はア
クセプタを用いる。不純物の添加濃度については、材料
（微粒子、不純物の材料の組み合わせ）の種類、結晶状
態（結晶欠陥密度の多寡）に応じて設定されるが、不純
物が添加された状態での材料の自由電子或いは自由正孔
の濃度が１．０×１０11〜１．０×１０14ａｔｍ／ｃｍ
3 程度となるようにすることが好ましい。不純物を添加
する母体の材料として多結晶または非晶質の材料を用い
る場合は、不純物の添加効率を考慮して、１．０×１０
17〜１．０×１０20ａｔｍ／ｃｍ3 （母体材料に対して
０．０１〜１％程度）を実際の添加量とする。
【００２９】前記微粒子を分散させるバインダーとなる
材料としては、例えば、ＳｉＯx 、ＴｉＯx 、ＺｒＯ
x 、その他の酸化物溶融母材、シロキサンポリマー等が
用いられる。
【００３０】配向制御層３及び４の他方は、一軸配向処
理がなされたものである。膜厚は１００Å以下、好まし
くは７０Å以下、特に好ましくは５０Åとする。
【００３１】上記一軸配向処理が施される配向制御層
は、例えば、有機物の膜を溶液塗布等により形成した
後、その膜表面をビロード、布、紙等の繊維状材料で摺
擦（ラビング処理）することにより得ることができる。
かかる配向制御層に用いる材料としては、ポリビニルア
ルコール、ポリイミド、ポリイミドアミド、ポリエステ
ル、ポリアミド、ポリエステルイミド、ポリパラキシレ
ン、ポリカーボネート、ポリビニルアセタール、ポリビ
ニルクロライド、ポリスチレン、ポリシロキサン、セル
ロース樹脂、メラミン樹脂、ウレア樹脂、アクリル樹脂
等の有機材料が挙げられる。また、ＳｉＯ等の酸化物或
いは窒化物を基板に対して斜め方向から蒸着して成膜
し、一軸配向規制力を付与する斜方蒸着法により形成す
ることもできる。
【００３２】上記一軸配向処理が施される配向制御層と
して、下記一般式Ｐで表わされる繰り返し単位を有する
ポリイミド膜を用いることが特に好ましい。
【００３３】
【化５】
【００３４】また、これらのポリイミドの具体的構造と
しては例えば以下の繰り返し単位構造が挙げられる。
【００３５】
【化６】
【００３６】
【化７】
【００３７】本実施形態の液晶素子においては、基板１
ａ、１ｂはその周縁部においてシール材（不図示）を介
して貼り合わされ、また該シール材で規定された領域内
でスペーサービーズ（不図示）を介して対向し、そのセ
ルギャップが形成されている。セルギャップは例えば強
誘電性液晶を用いる場合、約１〜５μｍ程度の範囲に設
定する。また基板間の接着性を高める目的でスペーサー
に加えて接着性のビーズを基板間に分散しても良い。
【００３８】本発明において用いられる液晶５は、スメ
クチック液晶であり、ＳｍＡ相において降温時に層間隔
の増加する液晶が用いられる。好ましくはカイラルスメ
クチック相を示し、上記のような層間隙の特性を有する
液晶が用いられる。よって、強誘電性液晶に限らず、同
様の特性を有する反強誘電性液晶においても本発明の効
果を得ることができる。特に、本発明は、ＳｍＡ相にお
いて降温時に１％以上１０％以下層間隔が増加する液
晶、より好ましくはＳｍＡ相の全温度範囲で層間隙が増
加し、その増加程度が１％以上１０％以下である液晶に
適用される。尚、ここで言う１％以上１０％以下の層間
隙の増加とは、ＳｍＡ相において測定し得る層間隙のう
ち、最も高温側での層間隙を１００％とした場合に対す
る層間隙の変化を言う。
【００３９】さらに、ブックシェルフ或いはそれに近い
層傾き角の小さい構造（例えば傾き角３％以下）を有す
る液晶を用いることが好ましい。
【００４０】特に、本発明において用いられる液晶とし
ては、コレステリック相を持たない液晶が挙げられる。
また、コレステリック相を持たない液晶を用いた場合に
は、等方相−スメクチック相転移でバトネが徐々に発生
しながら配向状態を形成するが、上記したような、異な
る配向制御膜の組み合わせでセルを構成しておくと、一
方の基板からバトネが発生し始め、他方の基板側へ成長
していくという状態を現出し、良好な均一配向を実現し
易い。
【００４１】さらに本発明において用いる液晶として
は、好ましくはフルオロカーボン末端部分及び炭化水素
末端部分を有し、該両末端部分が中心核によって結合さ
れ、スメクチック中間相又は潜在的スメクチック中間相
を持つフッ素含有液晶化合物を含有する液晶組成物が望
ましい。
【００４２】前記フッ素含有液晶化合物としては、フル
オロカーボン末端部分が、−Ｄ1−ＣxaＦ2xa−Ｘで表わ
される基、（但し、上記式中ｘａは１〜２０であり、Ｘ
は−Ｈ又は−Ｆを表わし、Ｄ1は、−ＣＯ−Ｏ−（Ｃ
Ｈ2）ra−、−Ｏ−（ＣＨ2）ra−、−（ＣＨ2）ra−、
−Ｏ−ＳＯ2−、−ＳＯ2−、−ＳＯ2−（ＣＨ2）ra−、
−Ｏ−（ＣＨ2）ra−Ｏ−（ＣＨ2）rb−、−（ＣＨ2）
ra−Ｎ（ＣpaＨ2pa+1）−ＳＯ2−、又は−（ＣＨ2）ra
−Ｎ（ＣpaＨ2pa+1）−ＣＯ−を表わす。ｒａ及びｒｂ
は、独立に１〜２０であり、ｐａは０〜４である。）、
或いは、−Ｄ2−（ＣxbＦ2xb−Ｏ）za−ＣyaＦ2ya+1で
表わされる基、（但し、上記式中ｘｂはそれぞれの（Ｃ
xbＦ2xb−Ｏ）に独立に１〜１０であり、ｙａは、１〜
１０であり、ｚａは１〜１０であり、Ｄ2は、−ＣＯ−
Ｏ−ＣrcＨ2rc、−Ｏ−ＣrcＨ2rc−、−ＣrcＨ2rc−、
−Ｏ−（ＣsaＨ2sa−Ｏ）ta−ＣrdＨ2rd−、−Ｏ−ＳＯ
2−、−ＳＯ2−、−ＳＯ2−ＣrcＨ2rc−、−ＣrcＨ2rc
−Ｎ（ＣpbＨ2pb+1）−ＳＯ2−、−ＣrcＨ2rc−Ｎ（Ｃ
pbＨ2pb+1）−ＣＯ−、単結合から選ばれ、ｒｃ及びｒ
ｄはそれぞれ独立に１〜２０であり、ｓａはそれぞれの
（ＣsaＨ2sa−Ｏ）に独立に１〜１０であり、ｔａは１
〜６であり、ｐｂは０〜４である。）であるような化合
物を用いることができる。
【００４３】特に好ましくは、下記一般式（Ｉ）、或い
は（ＩＩ）で表わされるフッ素含有液晶化合物を用いる
ことができる。
【００４４】
【化８】 を表わす。
【００４５】ｇａ、ｈａ、ｉａは独立に０〜３の整数
（但し、ｇａ＋ｈａ＋ｉａは少なくとも２である）を表
わす。
【００４６】夫々のＬ1とＬ2は独立に、単結合、−ＣＯ
−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＯＳ−、−Ｓ−ＣＯ−、−
ＣＯ−Ｓｅ−、−Ｓｅ−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｔｅ−、−Ｔ
ｅ−ＣＯ−、−ＣＨ2ＣＨ2−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡
Ｃ−、−ＣＨ＝Ｎ−、−Ｎ＝ＣＨ−、−ＣＨ2−Ｏ−、
−Ｏ−ＣＨ2−、−ＣＯ−又は−Ｏ−を表わす。
【００４７】夫々のＸ1、Ｙ1、Ｚ1はＡ1、Ａ2、Ａ3の置
換基であり、独立に−Ｈ、−Ｃｌ、−Ｆ、−Ｂｒ、−
Ｉ、−ＯＨ、−ＯＣＨ3、−ＣＨ3、−ＣＮ、又は−ＮＯ
2を表わし、夫々のｊａ、ｍａ、ｎａは独立に０〜４の
整数を表わす。
【００４８】Ｊ1は、−ＣＯ−Ｏ−（ＣＨ2）ra−、−Ｏ
−（ＣＨ2）ra−、−（ＣＨ2）ra−、−Ｏ−ＳＯ2−、
−ＳＯ2−、−ＳＯ2−（ＣＨ2）ra−、−Ｏ−（ＣＨ2）
ra−Ｏ−（ＣＨ2）rb−、−（ＣＨ2）ra−Ｎ（ＣpaＨ
2pa+1）−ＳＯ2−、又は−（ＣＨ2）ra−Ｎ（ＣpaＨ
2pa+1）−ＣＯ−を表わす。ｒａ及びｒｂは、独立に１
〜２０であり、ｐａは０〜４である。
【００４９】Ｒ1は、−Ｏ−ＣqaＨ2qa−Ｏ−ＣqbＨ
2qb+1、−ＣqaＨ2qa−Ｏ−ＣqbＨ2qb+1、−ＣqaＨ2qa−
Ｒ3、−Ｏ−ＣqaＨ2qa−Ｒ3、−ＣＯ−Ｏ−ＣqaＨ2qa−
Ｒ3、又は−Ｏ−ＣＯ−ＣqaＨ2qa−Ｒ3を表わし、直鎖
状、分岐状のいずれであっても良い（但し、Ｒ3は、−
Ｏ−ＣＯ−ＣqbＨ2qb+1、−ＣＯ−Ｏ−ＣqbＨ2qb+1、−
Ｈ、−Ｃｌ、−Ｆ、−ＣＦ3、−ＮＯ2、−ＣＮを表わ
し、ｑａ及びｑｂは独立に１〜２０である）。
【００５０】Ｒ2はＣxaＦ2xa−Ｘを表わす（Ｘは−Ｈ又
は−Ｆを表わし、ｘａは１〜２０の整数である）。
【００５１】
【化９】 を表わす。
【００５２】ｇｂ、ｈｂ、ｉｂはそれぞれ独立に０〜３
の整数（但し、ｇｂ＋ｈｂ＋ｉｂは少なくとも２であ
る）を表わす。
【００５３】夫々のＬ3、Ｌ4は独立に、単結合、−ＣＯ
−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｓ−、−Ｓ−ＣＯ−、
−ＣＯ−Ｓｅ−、−Ｓｅ−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｔｅ−、−
Ｔｅ−ＣＯ−、−（ＣＨ2ＣＨ2）ka−（ｋａは１〜
４）、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ＝Ｎ−、−
Ｎ＝ＣＨ−、−ＣＨ2−Ｏ−、−Ｏ−ＣＨ2−、−ＣＯ−
又は−Ｏ−を表わす。
【００５４】夫々のＸ2、Ｙ2、Ｚ2はＡ4、Ａ5、Ａ6の置
換基であり、独立に−Ｈ、−Ｃｌ、−Ｆ、−Ｂｒ、−
Ｉ、−ＯＨ、−ＯＣＨ3、−ＣＨ3、−ＣＦ3、−Ｏ−Ｃ
Ｆ3、−ＣＮ、又は−ＮＯ2を表わし、夫々のｊｂ、ｍ
ｂ、ｎｂは独立に０〜４の整数を表わす。
【００５５】Ｊ2は、−ＣＯ−Ｏ−ＣrcＨ2rc−、−Ｏ−
ＣrcＨ2rc−、−ＣrcＨ2rc−、−Ｏ−（ＣsaＨ2sa−
Ｏ）ta−ＣrdＨ2rd−、−Ｏ−ＳＯ2−、−ＳＯ2−、−
ＳＯ2−ＣrcＨ2rc−、−ＣrcＨ2rc−Ｎ（ＣpbＨ2pb+1）
−ＳＯ2−、−ＣrcＨ2rc−Ｎ（ＣpbＨ2pb+1）−ＣＯ−
であり、ｒｃ及びｒｄは独立に１〜２０であり、ｓａは
それぞれの（ＣsaＨ2sa−Ｏ）に独立に１〜１０であ
り、ｔａは１〜６であり、ｐｂは０〜４である。
【００５６】Ｒ4は、−Ｏ−（ＣqcＨ2qc−Ｏ）wa−Ｃqd
Ｈ2qd+1、−（ＣqcＨ2qc−Ｏ）wa−ＣqdＨ2qd+1、−Ｃ
qcＨ2qc−Ｒ6、−Ｏ−ＣqcＨ2qc−Ｒ6、−ＣＯ−Ｏ−Ｃ
qcＨ2qc−Ｒ6、又は−Ｏ−ＣＯ−ＣqcＨ2qc−Ｒ6を表わ
し、直鎖状、分岐状のいずれであっても良い（但し、Ｒ
6は−Ｏ−ＣＯ−ＣqdＨ2qd+1、−ＣＯ−Ｏ−ＣqdＨ
2qd+1、−Ｃｌ、−Ｆ、−ＣＦ3、−ＮＯ2、−ＣＮ、又
は−Ｈを表わし、ｑｃ及びｑｄは独立に１〜２０の整
数、ｗａは１〜１０の整数である）。
【００５７】Ｒ5は、（ＣxbＦ2xb−Ｏ）za−ＣyaＦ
2ya+1で表わされる（但し、上記式中ｘｂはそれぞれの
（ＣxbＦ2xb−Ｏ）に独立に１〜１０であり、ｙａは１
〜１０であり、ｚａは１〜１０である）。
【００５８】上記一般式（Ｉ）で表わされる化合物は、
特開平２−１４２７５３号公報、米国特許第５，０８
２，５８７号に記載の方法によって得ることができる。
かかる化合物の具体例を以下に列挙する。
【００５９】
【化１０】
【００６０】
【化１１】
【００６１】
【化１２】
【００６２】
【化１３】
【００６３】
【化１４】
【００６４】
【化１５】
【００６５】
【化１６】
【００６６】
【化１７】
【００６７】
【化１８】
【００６８】
【化１９】
【００６９】
【化２０】
【００７０】
【化２１】
【００７１】上記一般式（ＩＩ）で表わされる化合物
は、国際公開ＷＯ９３／２２３９６、特表平７−５０６
３６８号公報に記載の方法によって得ることができる。
かかる化合物の具体例を以下に列挙する。
【００７２】
【化２２】
【００７３】
【化２３】
【００７４】
【化２４】
【００７５】
【化２５】
【００７６】
【化２６】
【００７７】本発明に用いられるカイラルスメクチック
液晶中には、その他の化合物、例えば染料、顔料、酸化
防止剤、紫外線吸収剤等の添加物を含有させることが可
能である。
【００７８】本発明の液晶素子の構成は上記実施形態の
構成に限られるものではなく、従来の液晶素子、特にカ
イラルスメクチック液晶素子に適用された構成であれ
ば、適宜応用することができる。
【００７９】本発明では、液晶素子を構成する一方の基
板にＴＦＴやＭＩＭ等のスイッチングデバイスを設けた
アクティブマトリクス基板を用いることもできる。特
に、カイラルスメクチック相を呈する液晶５の材料や他
の素子構成を調整し、液晶分子が印加電圧の大きさや極
性に応じノンメモリーでスイッチングを行なうように
し、素子に対して階調信号を供給する駆動回路を設け、
振幅変調によるアクティブマトリクス駆動を行ないアナ
ログ階調表示を行なう液晶装置を実現することもでき
る。
【００８０】図１１、１２を参照してこのような液晶素
子とこれを用いた装置を説明する。
【００８１】上記液晶装置は、スイッチング素子及び画
素電極を有するアクティブマトリクス基板と、共通電極
を有する基板との間に液晶を挟持した素子（パネル部
分）と、該素子を駆動する駆動手段から構成されてい
る。
【００８２】図１１は、液晶装置における素子と駆動手
段の基本構成（平面構造）例を、一方の基板（アクティ
ブマトリクス基板）の構成を中心に模式的に示したもの
である。
【００８３】図１１に示す構成では、液晶素子に相当す
る１０において、駆動手段である走査信号ドライバ１１
に連結した走査線に相当する図面上水平方向のゲート線
Ｇ１、Ｇ２…と、駆動手段である情報信号ドライバ１２
に連結した情報信号線に相当する図面上縦方向のソース
線Ｓ１、Ｓ２…が互いに絶縁された状態で直交するよう
に設けられており、その各交点の画素に対応してスイッ
チング素子に相当する薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）１４
及び画素電極１５が設けられている（同図では簡略化の
ため５×５画素の領域のみを示す）。尚、スイッチング
素子として、ＴＦＴの他、ＭＩＭ（Ｍｅｔａｌ−Ｉｎｓ
ｕｌａｔｏｒ−Ｍｅｔａｌ）素子を用いることもでき
る。ゲート線Ｇ１、Ｇ２…はＴＦＴ１４のゲート電極
（図示せず）に接続され、ソース線Ｓ１、Ｓ２…はＴＦ
Ｔ１４のソース電極（図示せず）に接続され、画素電極
１５はＴＦＴ１４のドレイン電極（図示せず）に接続さ
れている。かかる構成において、走査信号ドライバ１１
によりゲート線Ｇ１、Ｇ２…が例えば線順次に走査選択
されてゲート電圧が供給され、このゲート線の走査選択
に同期して情報信号ドライバ１２から、各画素に書き込
む情報に応じた情報信号電圧がソース線Ｓ１、Ｓ２…に
供給され、ＴＦＴ１４を介して各画素電極に印加され
る。
【００８４】図１２は、図１１に示すようなパネル構成
における各画素部分（１ビット分）の断面構造の一例を
示す。同図に示す構造では、ＴＦＴ１４及び画素電極１
５を備えるアクティブマトリクス基板２０と共通電極４
２を備えた対向基板４０間に、自発分極を有する液晶層
が挟持され、液晶容量（Ｃｌｃ）３１が構成されてい
る。
【００８５】アクティブマトリクス基板２０について
は、ＴＦＴ１４としてアモルファスＳｉＴＦＴを用いた
例が示されている。
【００８６】尚、本発明は、この例に限定されるもので
はなく、ｐｏｌｙ−ＳｉＴＦＴ等他のタイプのＴＦＴを
用いても良く、また、二端子型のスイッチング素子など
を用いるタイプでも良い。
【００８７】ＴＦＴ１４はガラス等からなる基板２１上
に形成され、図１１に示すゲート線Ｇ１、Ｇ２…に接続
したゲート電極２２上に窒化シリコン（ＳｉＮｘ）等の
材料からなる絶縁膜（ゲート絶縁膜）２３を介してａ−
Ｓｉ層２４上に、それぞれｎ＋ａ−Ｓｉ層２５、２６を
介してソース電極２７、ドレイン電極２８が互いに離間
して設けられている。ソース電極２７は図１１に示すソ
ース線Ｓ１、Ｓ２…に接続し、ドレイン電極２８はＩＴ
Ｏ膜等の透明導電膜からなる画素電極１５に接続してい
る。また、ＴＦＴ１４におけるＩＴＯ膜等の透明導電膜
からなる画素電極１５に接続している。また、ＴＦＴ１
４におけるａ−Ｓｉ層２４上をチャネル保護膜２９が被
覆している。このＴＦＴ１４は、該当するゲート線が走
査選択された期間においてゲート電極２２にゲートパル
スが印加されオン状態となる。
【００８８】さらに、アクティブマトリクス基板２０に
おいては、画素電極１５と、該電極のガラス基板側に設
けられた保持容量電極３０により絶縁膜２３（ゲート電
極２２上の絶縁膜と連続的に設けられた膜）を挟持した
構造により保持容量（Ｃｓ）３２が液晶層４９と並列の
形で設けられている。保持容量電極はその面積が大きい
場合、開口率が低下するため、ＩＴＯ膜等の透明導電膜
により形成される。
【００８９】アクティブマトリクス基板２０のＴＦＴ１
４及び画素電極１５上には液晶の配向状態を制御するた
めの配向制御層４３ａが設けられている。
【００９０】一方、対向基板４０では、ガラス基板４１
上に、全面同様の厚みで共通電極４２、及び液晶の配向
状態を制御するための配向制御層４３ｂが積層されてい
る。
【００９１】配向制御層４３ａ、４３ｂについては、図
１に示す素子における配向制御層３、４で用いる材料、
処理を適用することができる。
【００９２】尚、上記セル構造は、互いに偏光軸が直交
した関係にある一対の偏光板間に挟持されている（図示
せず）。
【００９３】その他の部材（スペーサーや接着性ビー
ズ）についても、図１に示す素子と同様のものを用いる
ことができる。
【００９４】上記構造のパネルの画素部分において、液
晶層４９としては、上述した図１に示す型の素子の液晶
５に用いるカイラルスメクチック相を呈する強誘電性を
示す液晶、あるいは反強誘電性を示す液晶が用いられ
る。特に好ましくは、上述したように、液晶材料の組成
或いは素子の構成を適宜選択することで、一対のクロス
ニコル偏光板間で電圧無印加の状態で液晶の配向軸を一
方の偏光軸にそろえ、スタティック駆動でのＤＣ矩形波
電圧を加えた場合、印加電圧−透過率特性が図１３に示
すような無閾値特性で印加電圧値に応じた連続的な透過
率の変化を呈するように液晶層を設定する。このような
設定により印加電圧に応じた階調表示が可能になる。
【００９５】本発明においては、例えば上記実施形態の
構成のセルに等方相まで加熱した液晶を注入し、ＳｍＡ
相より高温側の相からＳｍＡ相に降温し、該相におい
て、或いは、必要に応じて室温等のＳｍＡ相より低温側
の相にある液晶を昇温して、ＳｍＡ相より高温側の相ま
で昇温し、この高温側の相からＳｍＡ相に降温して該Ｓ
ｍＡ相において、特定の昇温、降温工程を施す。即ち、
ＳｍＡ相の温度範囲において、スメクチック層間隔が増
加する温度範囲を少なくとも一部含む温度範囲（上限及
び下限）を設定し、ＳｍＡ相より高温側の相、例えば等
方相から該下限まで降温した後、一端上記上限まで昇温
してから再び該下限まで降温する工程を１サイクル以上
行なった後、ＳｍＡ相より低温側の相、例えばＳｍＣ*
相（またはＳｍＣA *相）まで降温する。具体的には、Ｓ
ｍＡ相内で層間隔が１％以上、好ましくは１０％以下変
化する範囲で昇温するような設定で処理を行なうことが
好ましい。具体的な温度巾として、１５℃以上、昇温、
降温の速度が０．１〜１０℃／ｍｉｎとすることが好ま
しい。温度範囲の上限は温度サイクル工程の配向制御に
ついての効果と処理の操作性を考慮して、降温時のＳｍ
Ａ相より高温側の相→ＳｍＡ相の相転移温度より０．５
〜１０℃低い範囲内にすること、また、下限はＳｍＡ相
→ＳｍＡ相より低温側の相の相転移温度（降温時）より
０．５〜１０℃高い範囲内にすることがより好ましい。
【００９６】さらに本発明においては、ＳｍＡ相より低
温側の相、特にＳｍＣ* 相（またはＳｍＣA *相）まで降
温した際に、該ＳｍＣ* 相（またはＳｍＣA *相）におい
て電圧を印加することによりさらに均一な配向を得るこ
とができる。この電圧印加工程としては、好ましくは、
０．１〜１００Ｈｚで０．１Ｖ〜１０Ｖの矩形波または
三角波の交流電界を印加するものである。
【００９７】本発明において、スメクチック層構造の特
性については下記Ｘ線回折法によって解析した。
【００９８】基本的には、クラークやラガーウォルによ
って行なわれた方法〔ジャパンディスプレイ（Ｊａｐａ
ｎ Ｄｉｓｐｌａｙ）’８６，Ｓｅｐ．３０〜Ｏｃｔ．
２，１９８６．４５６〜４５８〕によりスメクチック層
の層間隔ｄ及び傾斜角δを求めた。測定装置は回転陰極
方式Ｘ線発生部を有するＸ線回折装置（ＭＡＣサイエン
ス社製）に自動温度制御装置を装着したものを用い、測
定用の液晶セルは熱容量を小さくし、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。
【００９９】先ず、層間隔ｄは試料としてバルク液晶
（セルに注入する液晶組成物）をガラス基板に５ｍｍ角
で表面が平滑になるように塗布したものを用い、通常の
粉末Ｘ線回折法により得られたピークをブラッグ（Ｂｒ
ａｇｇ）の回折条件式に当てはめて求めた。
【０１００】測定温度は、回折面の平滑性を増すために
各々の液晶組成物が等方性液体状態になる温度にした後
に３℃、変移点（等方相→ＳｍＡ相）近傍では１℃毎に
温度を降下させて、回折ピークが得られなくなる温度ま
で測定を行なった。実験に用いた自動温度制御装置は各
温度で約±０．３℃の制御精度を示した。
【０１０１】次に、セル内に形成されたスメクチック層
構造（層傾斜角δ）を、先に求めた層間隔に相当する回
折角２θにＸ線検出器を合わせてセルをθスキャンし、
前記文献に示された方法により求めた。
【０１０２】上記Ｘ線回折装置の設定条件は、分析線と
して銅のκα線を用い、Ｘ線出力＝４５ＫＶ×３０ｍＡ
＝１３．５ＫＷ、発散スリット：０．５°、走査スリッ
ト：０．５°、受光スリット：０．１５ｍｍ、走査速
度：８°／ｍｉｎで、照射面積はセル治具とスリットに
よって決まり、８．０×１．８ｍｍ2 で測定用のセル厚
は２．０μｍである。尚、バックグラウンド除去にはＳ
ｏｎｎｅｖｅｌｄ法を用いた。
【０１０３】本発明によるスメクチック層構造の変化の
一例として、図２に等方相から徐冷したのみの液晶のＸ
線回折の結果を、図３に同じ液晶を本発明の方法によっ
て配向させた場合のＸ線回折の結果を模式的に示す。通
常の徐冷のみの場合には、傾斜角δがほぼ０°のブック
シェルフ構造と傾斜角δが小さいブックシェルフ構造に
近いシェブロン構造（同図では５〜６°程度）が混在し
た結果となっているのに対し、本発明の配向方法を経た
場合には、ブックシェルフ領域が存在せずシェブロン構
造のみとなる。即ち、δの分布が少なくなり、層構造が
均一化されていることがわかる。
【０１０４】本発明の液晶素子は種々の機能を持った液
晶装置に用いることができるが、その最も適した例が、
該素子を表示パネル部に使用し、図４、５に示した走査
線アドレス情報を持つ画像情報からなるデータフォーマ
ット及びＳＹＮ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。図中の符号は、１０１が
液晶表示装置、１０２がグラフィックコントローラ、１
０３が表示パネル、１０４が走査線駆動回路、１０５が
情報線駆動回路、１０６がデコーダ、１０７が走査線信
号発生回路、１０８がシフトレジスタ、１０９がライン
メモリ、１１０が情報信号発生回路、１１１が駆動制御
回路、１１２がＧＣＰＵ、１１３がホストＣＰＵ、１１
４がＶＲＡＭである。
【０１０５】画像情報の発生は本体装置のグラフィック
コントローラ１０２にて行なわれ、図４及び図５に示し
た信号伝達手段に従って表示パネル１０３へと転送され
る。グラフィックコントローラ１０２はＧＣＰＵ（中央
演算装置）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１
０１間の画像情報の管理や通信を司っている。尚、該表
示パネルの裏面には、光源が配置されている。
【０１０６】本発明の表示装置は、表示媒体である液晶
素子の配向むらが抑制されて後述する駆動マージンが広
いため、優れた駆動特性を発揮し、高精細、高速、大面
積の表示画像を得ることができる。
【０１０７】本発明の液晶素子の駆動法としては、例え
ば、単純マトリクスタイプの駆動として特開昭５９−１
９３４２６号公報、同５９−１９３４２７号公報、同６
０−１５６０４６号公報、同６０−１５６０４７号公報
に記載の駆動法を用いることができる。
【０１０８】以下、図面を参照して、本発明の液晶素子
におけるマトリクス駆動とその際に重要となる駆動特性
について説明する。
【０１０９】図７、図８は、図６に示すマトリクス電極
構造において採用される駆動法（マルチプレックス駆
動）の波形の一例である。
【０１１０】図７に示す駆動波形は、走査線側を基準に
して、＋側の極性で黒表示させるような設定とし、黒表
示側をリセット方向とした、リセット書き込み型の波形
である。図中Ｓ0 は走査線に印加する走査信号波形を、
Ｉ1 はデータ線に印加する情報信号波形（白表示波形）
を、Ｉ2 はデータ線に印加する情報信号波形（黒表示波
形）をそれぞれ表わしている。また、図中（Ｓ0 −Ｉ
1 ）と（Ｓ0 −Ｉ2 ）は選択された画素に印加される電
圧波形で、電圧（Ｓ0 −Ｉ1 ）が印加された画素は白表
示状態となり、電圧（Ｓ0 −Ｉ2 ）が印加された画素は
黒表示状態となる（前述したようにリセットを黒表示側
とする）。
【０１１１】図８における（Ｓ2 −Ｉ0 ）と（Ｓ3 −Ｉ
0 ）は、図７に示す駆動波形で、例えば同一データ線上
で連続する４画素に「白、白、黒、黒」表示を行なった
時の第２番目の画素と第３番目の画素に印加される時系
列波形である。
【０１１２】図７、図８に示す駆動波形では、選択され
た走査線上の画素に印加される書き込みパルス幅Δｔに
対し、１ラインクリアのリセットパルスが（５／２）Δ
ｔに設定され、また書き込みパルスの後にリセットパル
ス側を補助するパルスが（１／２）Δｔ存在している。
このため、図７、図８で示される駆動波形では、１ライ
ン走査期間（１Ｈ）は４Δｔとなる。ただし、図８のよ
うに走査波形を１ライン毎に重なり合う時間を設けずに
走査する他に、２以上の走査線（例えば隣接する走査
線）の走査波形を出力に重なり合う時間を設け（例え
ば、２Δｔ分）実用上の１ライン走査時間（１Ｈ）を短
く（例えば、２Δｔに）することも可能である。
【０１１３】図７、図８に示した駆動波形の各パラメー
タ、走査信号電圧ＶS 、情報信号電圧ＶI 、駆動電圧Ｖ
op＝ＶS ＋ＶI 、バイアス比＝ＶI ／（ＶS ＋ＶI ）、
Δｔ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。
【０１１４】図９は、図７で示した駆動波形を用いて、
上述のバイアス比を１／３．４に固定し、また駆動電圧
Ｖopを２０Ｖで一定にし、パルス幅Δｔを変化させた際
の、該当画素における駆動波形印加後（選択印加後）の
最終的な透過率Ｔの変化を示したものである。
【０１１５】同図において、実線は白表示波形（Ｓ0 −
Ｉ1 ）（黒消去（リセット）、白書き込み）、波線は黒
表示波形（Ｓ0 −Ｉ2 ）（黒消去（リセット）、黒保
持）が印加された場合の透過率である。
【０１１６】実線の白表示波形（Ｓ0 −Ｉ1 ）を印加す
る場合では、該当画素の波形が印加される前状態が黒表
示状態になっており、Δｔ1 以上のパルス幅で完全に白
表示状態への書き込みができるようになっており、Δｔ
2 より大きなΔｔでは、再び白表示状態への書き込みが
できなくなっている（図７に示した白表示波形（Ｓ0−
Ｉ1 ）のＷのパルスに後続する逆極性の補助パルスの印
加により再度黒表示状態となるため）。
【０１１７】また、波線の黒表示波形（Ｓ0 −Ｉ2 ）で
は、該当画素の波形が印加される前状態が反対の白表示
状態となっており、Δｔ3 以上のパルス幅で完全に黒表
示状態へのリセット及び保持が実現されており、Δｔ4
より大きなΔｔでは、黒表示状態の保持ができなくなっ
ている（図７に示した黒表示波形（Ｓ0 −Ｉ2 ）のＢパ
ルスに後続する逆極性の保持パルスの印加自体で白表示
状態となる）。
【０１１８】通常、Δｔ3 ＜Δｔ1 なので、Δｔ1 を閾
値パルス幅と呼び、Δｔ2 かΔｔ4の小さい方（図９の
場合にはΔｔ4 ）をクロストークパルス幅と呼ぶ（Δｔ
2 を白クロストークパルス幅、Δｔ4 を黒クロストーク
パルス幅とも呼ぶ）。
【０１１９】閾値パルス幅とクロストークパルス幅の間
のパルス幅を持った駆動波形によりマトリクス駆動がな
され、白表示波形（図７の白表示波形（Ｓ0 −Ｉ1 ））
による確実な白表示、及び黒表示波形（図７の黒表示波
形（Ｓ0 −Ｉ2 ））による確実な黒表示が可能となり、
情報信号の極性の差だけで白及び黒の良好な画像表示が
できる。
【０１２０】上述のバイアス比を大きくすることによ
り、Δｔ2 やΔｔ4 のクロストークパルス幅の値を大き
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。
本発明者等の検討によれば、バイアス比は１／３〜１／
５程度が適当であった。
【０１２１】このような駆動特性に関して、駆動条件の
設定にどの程度の余裕があるかについての特性を駆動マ
ージンと呼ぶが、これを定量的に評価するための指標と
して、上述の閾値パルス幅Δｔ1 とクロストークパルス
幅Δｔ4 （場合によってはΔｔ2 ）の値の中心値からの
幅を比率で表わすパラメータ［Ｍ２］を用いることがで
きる。
【０１２２】 Ｍ２＝（Δｔ4 −Δｔ1 ）／（Δｔ4 ＋Δｔ1 ）
【０１２３】ある一定温度において、上述のように情報
信号の２通りの向きによって選択画素に黒及び白の２状
態を書き込むことが可能であり、また非選択画素はその
黒または白の状態を保持することが可能である駆動マー
ジンは、液晶材料及び素子構成によって差があり、特有
なものである。また、環境温度の変化によってもそれら
駆動マージンは異なるため、実際の液晶表示装置では、
液晶材料、素子構成や環境温度に対して最適な駆動条件
を設定しておく必要がある。上記の駆動マージンパラメ
ータＭ２が大きいほど表示素子としては当然有利であ
る。
【０１２４】尚、図９に示す駆動特性（駆動マージン）
の評価については、駆動電圧Ｖopを固定し、パルス幅Δ
ｔを変化させたが、反対にパルス幅Δｔを固定し、駆動
電圧Ｖopを変化させても良いし、両方のパラメータを変
化させても良い。
【０１２５】次に、図１２、１４、１５を参照して前述
した図１１、１２に示すアクティブマトリクス基板を用
いた素子の一般的なアクティブマトリクス駆動について
述べる。
【０１２６】図１５（ａ）は、一画素に着目した際に、
当該画素に接続する走査線となる一ゲート線に印加され
る電圧を示す。上記構造の液晶装置では、ゲート線
Ｇ１、Ｇ２…が例えば線順次で選択され、一ゲート線に
は選択期間Ｔｏｎにおいて所定のゲート電圧Ｖｇが印加
され、ゲート電極２２に電圧Ｖｇが加わりＴＦＴ１４が
オン状態となる。他のゲート線が選択されている期間に
相当する非選択期間Ｔｏｆｆ（即ちフレーム期間）には
ゲート電極２２に電圧が加わらずＴＦＴ１４は高抵抗状
態（オフ状態）となり、Ｔｏｆｆ毎に所定の同一のゲー
ト線が選択されてゲート電極２２にゲート電圧Ｖｇが印
加される。
【０１２７】図１５（ｂ）は、当該画素の情報信号線
（ソース線）に印加される電圧Ｖｓを示す。図１５
（ａ）で示すように選択期間Ｔｏｎでゲート電極２２に
ゲート電圧が印加された際、これに同期して当該画素に
接続する情報信号線となるソース線Ｓ１、Ｓ２…からソ
ース電極２７に、当該画素に書き込まれる情報、例えば
用いる液晶の図１３に示すような電圧−透過率特性を基
に当該画素で得ようとする光学状態又は表示情報（透過
率）に応じたレベルのソース電圧（情報信号電圧）Ｖｓ
（基準電位を共通電極４２の電位Ｖｃとする）が印加さ
れる。
【０１２８】この時、ＴＦＴ１４がオン状態であるた
め、上記ソース電極２７に印加される電圧Ｖｓがドレイ
ン電極２８を介して画素電極１５に印加され、液晶容量
（Ｃｌｃ）３１及び保持容量（Ｃｓ）３２の充電がなさ
れ、画素電極の電位が情報信号電圧Ｖｓになる。続い
て、当該画素の属するゲート線の非選択期間Ｔｏｆｆに
おいてＴＦＴ１４は高抵抗（オフ状態）となるため、こ
の期間理想的には、液晶セル（液晶容量Ｃｌｃ）３１及
び保持容量（Ｃｓ）３２では選択期間Ｔｏｎで充電され
た電荷が蓄積された状態を維持し、電圧Ｖｓが保持され
る。そして、当該画素における液晶層４９に１フレーム
期間を通して電圧Ｖｓが印加され、当該画素ではこの電
圧値に応じた光学状態が得られる、或いは情報が表示さ
れる。特に、情報信号電圧Ｖｓを画像情報に応じて制御
することで、図１３の電圧−透過率特性に沿って連続的
に変化する透過率による階調表示がなされる。
【０１２９】尚、ソース電圧（信号電圧）Ｖｓは、図１
５（ｂ）に示すよう例えばフレーム毎等の所定の周期で
極性を反転して印加し、液晶層４９にはフレーム毎に反
転した電圧が印加されるようにすることが好ましい。こ
うして液晶層４９に実際に印加される電圧が非対称とな
らないようにして液晶の劣化を防止する。
【０１３０】図１５（ｃ）は、自発分極を有する液晶を
駆動する場合に、当該画素の液晶容量及び保持容量に実
際に保持され液晶層４９に印加される電圧値Ｖ
ｐｉｘを、図１５（ｄ）は当該画素での液晶の実際の光
学応答を模式的に示す。
【０１３１】液晶層４９は、上述したような自発分極を
有するスメクチック液晶等の液晶材料から構成されてい
るので、選択期間Ｔｏｎにおいて所定の電圧Ｖｓが印加
された際に自発分極を反転させてスイッチングを行なう
ため、液晶容量（Ｃｌｃ）３１及び保持容量（Ｃｓ）３
２に充電される電荷は自発分極の反転量に応じて消費さ
れる。この時、自発分極を有する液晶の応答速度が選択
期間Ｔｏｎ内にスイッチングが完了するような充分に速
いものであれば、この消費分を含めて当該画素の液晶容
量（Ｃｌｃ）３１及び保持容量（Ｃｓ）３２に、電圧Ｖ
ｓを保持させるだけの電荷が充電される。そして、続く
非選択期間Ｔｏｆｆではさらなる液晶のスイッチングは
生じないので、先の選択期間Ｔｏｎで充電された電荷量
はさらに消耗されることなく、非選択期間Ｔｏｆｆにわ
たって当該画素の容量に電圧Ｖｓが保持され、電圧Ｖｓ
に応じた所望の光学状態が得られる、或いは所望の情報
が表示される。
【０１３２】
【実施例】以下、本発明を実施例に沿って詳細に説明す
る。
【０１３３】［実施例１、比較例１］基板としてガラス
基板を用い、それぞれ一般的なＤＣスパッタ装置により
ＩＴＯターゲットを用い、パワー１Ｗ／ｃｍ2 、スパッ
タガスとしてＡｒ：９０ＳＣＣＭ，Ｏ2 ：１０ＳＣＣＭ
を流し、２．５分間の放電により、７００Å厚のＩＴＯ
膜を堆積した。通常の湿式エッチングにより該ＩＴＯ膜
を１ｃｍ×１ｃｍの四角形状にパターニングし、電極と
した。
【０１３４】一方の電極基板上には、ＳｉＯx の重合体
からなるラダー型ポリシロキサン母材中に、アンチモン
ドープのＳｎＯx の酸化物超微粒子（粒径１００Å）
（母材：超微粒子＝５０：５０（重量比））を分散した
エタノール溶液（固型分５％）を、１０００ｒｐｍ、１
０ｓｅｃのスピン条件で塗布し、厚さ１５００Åの膜を
成膜した。この後、２００℃、６０分の焼成を行なっ
て、配向制御層Ａを形成した。
【０１３５】他方の電極基板には、ＮＭＰ（Ｎ−メチル
ピロリドン）及びｎＢＣ（ｎ−ブチルセロソルブ）の混
合液（２：１）で希釈（０．５重量％）した下記繰り返
し単位を有するポリイミドを５００ｒｐｍ，１５ｓｅｃ
及び１５００ｒｐｍ，３０ｓｅｃの条件でスピンコート
し、これを２００℃で６０分間焼成して、厚さ５０Åの
ポリイミド膜を形成した。この後、１０００ｒｐｍ、押
し込み量０．４ｍｍ、送りスピード５０ｍｍ／ｓｅｃ、
片方向２回のラビング処理を上記ポリイミド膜に施し
て、配向制御層Ｂを形成した。
【０１３６】
【化２７】
【０１３７】続いて、上記配向制御層Ｂ上に、２．４μ
ｍ径のＳｉＯ2 微粒子含有溶液をスピンコートの後加熱
して分散固着させ、引き続き、東レ社製接着粒子（粒径
約５μｍ）溶液をスピンコート、加熱し、分散固着させ
た。
【０１３８】一方、配向制御層Ａ上には、印刷機を用い
てシール材を所望の位置に塗布し、これを９０℃で５分
間プリベークした。
【０１３９】上記２枚の基板を貼り合わせ、プレス機を
用いて５０ｇｆ／ｃｍ2 の圧力で圧着した。さらに同じ
圧力をエアークッションにて加えた状態で、１５０℃、
９０分の加熱を行ない、シール材を硬化させた。
【０１４０】この後、上記作業で作製された空セルを、
通常のロードロック式の真空室内に入れ、１．０×１０
-3Ｐａ程度まで真空引きした後、１．０Ｐａ程度の真空
中で８５℃に加熱した液晶貯留槽に注入口を付けるよう
に浸し、液晶を素子内に注入して液晶素子を作製した。
尚、本実施例では下記液晶化合物（ａ）〜（ｅ）を用い
て液晶組成物ＦＬＣ−１を調整し、これを使用した。ま
た、このセルを互いに偏光軸が直交した一対の偏光板間
に配置した。
【０１４１】
【化２８】
【０１４２】尚、上記液晶組成物ＦＬＣ−１の自発分極
（Ｐｓ）は、Ｋ．ミヤサト他「三角波による強誘電性液
晶の自発分極の直接測定方法」（日本応用物理学会誌、
２２、１０号（６６１）１９８３、”Ｄｉｒｅｃｔ Ｍ
ｅｔｈｏｄ ｗｉｔｈ Ｔｒｉａｎｇｕｌａｒ Ｗａｖ
ｅｓ ｆｏｒ Ｍｅａｓｕｒｉｎｇ Ｓｐｏｎｔａｎｅ
ｏｕｓ Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ ｉｎ Ｆｅｒｒｏ
ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ”，
ａｓ ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ ｂｙ Ｋ．Ｍｉｙａｓａｔ
ｏ ｅｔ ａｌ．（Ｊａｐ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．
２２．Ｎｏ．１０，Ｌ６６１（１９８３）））によって
測定した。
【０１４３】上記液晶組成物ＦＬＣ−１の層間隔を所定
の温度ごとに前述の方法により測定した。その温度依存
性を表１に示す。
【０１４４】
【表１】
【０１４５】上記液晶組成物ＦＬＣ−１は、ＳｍＡ相で
の降温により約４％の層間隔増加が起こっている。
【０１４６】本実施例では、上記液晶素子に対し、下記
の条件で処理を施した。 ８０℃→５０℃（−１℃／ｍｉｎ） ５０℃→７０℃（１℃／ｍｉｎ） ７０℃→３０℃（−１℃／ｍｉｎ） また、同じ構成の液晶素子について下記の条件で徐冷
し、比較例１とした。 ８０℃→３０℃（−１℃／ｍｉｎ）
【０１４７】以上の工程で作製した液晶素子について、
上記処理で最後に３０℃に降温する過程でのＳｍＡ→Ｓ
ｍＣ* の相転移の様子を観察した。一般にこのＳｍＡ→
ＳｍＣ* 相転移は必ずしもセルの全面で同時に起こるわ
けではなく、セル内の何らかのむらを反映して相転移温
度にもばらつきを生じる。即ち、ＳｍＡ→ＳｍＣ* 相転
移には相転移の初期から完全に相転移が完了するまで数
℃の温度幅を有することになる。この相転移に有する温
度幅のことをＡＣ混在幅と定義する。このＡＣ混在幅に
関して、上記実施例１の液晶素子は１．０℃程度であっ
たのに対し、比較例１の液晶素子は３．５℃であった。
これにより、本発明によって液晶素子の液晶の配向むら
が改善され、表示品位の向上が図られたことがわかっ
た。
【０１４８】次いで、前述したような方法で、図７、８
に示す駆動波形を用い（ＶOP＝２０Ｖ、バイアス比＝１
／３．４、デューティ比＝１／１０００相当で、単一画
素において白・黒を表示）駆動マージンを測定した。実
施例１は駆動マージンを示すパラメータＭ２が０．３で
あったのに対し、比較例１は前記したＰ１領域とＰ２領
域との配向むらが存在し、これら２領域の境界部分の欠
陥が異常反転ドメインの角となり、Ｍ２が０．２となっ
た。これにより、本発明においては配向むらが抑制され
たことで駆動マージンの広い素子が得られることがわか
った。
【０１４９】［実施例２、３、比較例２］実施例１と同
じ構成の液晶素子について以下の３種類の処理を施し
た。
【０１５０】実施例２： ８０℃→５０℃（−１℃／ｍｉｎ） ５０℃→７０℃（１℃／ｍｉｎ） ７０℃→５０℃（−１℃／ｍｉｎ） ５０℃→３０℃（−１℃／ｍｉｎ） 但し５０℃→７０℃→５０℃を３回繰り返し。
【０１５１】実施例３：実施例２と同様の温度処理、及
び、５０℃→３０℃において、４０℃以下（４０℃〜３
０℃の範囲で）にて（ＳｍＣ*相の温度領域内で）±１
Ｖ、１Ｈｚの電圧を印加した。
【０１５２】比較例２：比較例１と同様。
【０１５３】以上の液晶素子について、閾値パルス幅近
傍において黒表示状態から白を書き込む際のＶＴ特性の
測定を行なった。ＶＴ特性の測定は、図１０に示した波
形を用いて、リセットパルス幅Ｔr を１００μｓｅｃ、
リセット電圧Ｖr を２０Ｖ、書き込みパルス幅Ｔw を２
０μｓｅｃで一定とし、書き込み電圧Ｖw を０Ｖから徐
々に大きく変化させながら、パルス印加後８００ｍｓｅ
ｃ後の透過光強度Ｔを測定した。この時、白表示状態の
光強度を１００％、黒表示状態の光強度を０％と規格し
た時、透過光強度が５％となる電圧値をＶ5 、９５％と
なる電圧値をＶ95とし、これらの比（Ｖ95／Ｖ5 ）をγ
と定義した。このγに関して、実施例２の液晶素子は
１．１程度、実施例３は１．０８程度であったのに対
し、比較例２の素子は１．２であった。これにより、本
発明によれば、閾値反転むらの少ない液晶素子が得られ
ることがわかった。また、徐冷工程中のカイラルスメク
チック相での電圧印加によって、さらに素子特性のむら
の少ない素子が得られることが示された。
【０１５４】［実施例４、比較例３］ＩＴＯ膜を１００
μｍ幅のストライプ状にパターニングして、１００μｍ
のＩＴＯ巾と１０μｍのスペースで交互に構成された単
純マトリクス構造とする以外は実施例１と同様にして液
晶素子を作製し、実施例１同様の温度処理（実施例４）
及び比較例１と同様の温度処理（比較例３）をそれぞれ
施した。
【０１５５】これらの液晶素子（偏光軸が直交する一対
の偏光板間にセルを配置）について前述した図７、８に
示す駆動波形（ＶOP＝２０Ｖ、バイアス比＝１／３．
３、デューティ比＝１／１０００）を用いてマトリクス
駆動を行い、駆動マージンを測定したところ、駆動マー
ジンを表わすパラメータＭ２は実施例４では０．２５で
あったのに対し、比較例３の素子ではＰ１領域とＰ２領
域の配向むらが存在し、これら２領域の境界部分の欠陥
が異常反転ドメインの核となったため、Ｍ２は０．１６
であった。よって、本発明によれば配向むらが防止され
て、駆動マージンの広い液晶素子が得られることがわか
った。
【０１５６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
スメクチック液晶を用いた液晶素子において、配向むら
が抑制され、その結果駆動マージンが広い液晶素子が得
られ、表示特性に優れた、高精細、高速、大面積の表示
装置を構成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の液晶素子の一実施形態の断面模式図で
ある。
【図２】従来の液晶素子のスメクチック層構造を示すＸ
線回折の結果を示す図である。
【図３】本発明の液晶素子のスメクチック層構造を示す
Ｘ線回折の結果を示す図である。
【図４】本発明の液晶素子を備えた液晶表示装置とグラ
フィックコントローラを示すブロック図である。
【図５】液晶表示装置とグラフィックコントローラとの
間の画像情報通信タイミングチャートを示す図である。
【図６】マトリクス電極を配置した液晶パネルの平面図
である。
【図７】本発明の液晶素子の駆動に用いられる駆動波形
の一例を示す図である。
【図８】本発明の液晶素子の駆動に用いられる駆動波形
の一例を示す図である。
【図９】図７の駆動波形を用いた場合のパルス幅Δｔと
透過率Ｔの関係を示した図である。
【図１０】本発明の実施例においてＶＴ特性を測定する
際に用いた駆動波形である。
【図１１】本発明の液晶装置に用いる液晶パネルの構成
を模式的に示す図である。
【図１２】本発明の液晶装置に用いる液晶パネルの１画
素の構成の一例を示す断面図である。
【図１３】本発明の液晶装置における液晶層に矩形波電
圧を印加した場合の電圧−透過率特性の一例を示す図で
ある。
【図１４】本発明の液晶装置における液晶パネルの等価
回路を示す回路図である。
【図１５】本発明の液晶装置におけるアクティブマトリ
クス駆動における走査電圧、情報信号電圧、画素に印加
される電圧、当該画素での光学応答を示す図である。
【符号の説明】
１ａ，１ｂ 基板 ２ａ，２ｂ 電極 ３，４ 配向制御層 １０ パネル部 １１ 走査信号線ドライバ １２ 情報信号線ドライバ １４ ＴＦＴ １５ 画素電極 ２０ アクティブマトリクス基板 ２１ 基板 ２２ ゲート電極 ２３ 絶縁膜 ２４ ａ−Ｓｉ層 ２５，２６ ｎ＋ａ−ｓｉ層 ２７ ソース電極 ２８ ドレイン電極 ２９ チャネル保護膜 ３０ 保持容量電極 ３１ 液晶容量 ３２ 保持容量 ４０ 対向基板 ４１ 基板 ４２ 共通電極 ４３ａ，４３ｂ 配向制御層 ４９ 液晶層 ５０ 液晶の自発分極 ６１ 表示パネル ６２ 走査電極群 ６３ 情報電極群 １０１ 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 走査線信号発生回路 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
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 野口 幸治 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 羽生 由起夫 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内

Claims (32)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 スメクチックＡ相において降温時にスメ
    クチック液晶層間隔が増加する温度範囲を有するスメク
    チック液晶を一対の電極基板間に挟持してなる液晶素子
    において、上記液晶に、スメクチックＡ相の温度範囲内
    で且つ上記スメクチック液晶層間隔が増加する温度範囲
    の少なくとも一部を含む温度範囲で１サイクル以上の昇
    温及び降温処理を施した後、所定の温度まで降温するこ
    とを特徴とする液晶の配向方法。
  2. 【請求項２】 上記液晶がカイラルスメクチック相を有
    し、さらに、降温時にカイラルスメクチック相において
    上記液晶に電圧を印加する請求項１記載の液晶の配向方
    法。
  3. 【請求項３】 上記液晶がスメクチックＡ相において降
    温時に１％以上層間隔が増加する請求項１または２記載
    の液晶の配向方法。
  4. 【請求項４】 上記液晶がブックシェルフ或いはそれに
    近い層傾き角の小さな構造を有する請求項１記載の液晶
    の配向方法。
  5. 【請求項５】 上記液晶がコレステリック相を持たない
    請求項１記載の液晶の配向方法。
  6. 【請求項６】 前記液晶が、カイラルスメクチック相を
    有し、フルオロカーボン末端部分及び炭化水素末端部分
    を有し、該両末端部分が中心核によって結合され、スメ
    クチック中間相又は潜在的スメクチック中間相を持つフ
    ッ素含有液晶化合物を含有する液晶組成物である請求項
    ５記載の液晶の配向方法。
  7. 【請求項７】 前記フッ素含有液晶化合物におけるフル
    オロカーボン末端部分が、−Ｄ1−ＣxaＦ2xa−Ｘで表わ
    される基である請求項６記載の液晶の配向方法。（但
    し、上記式中ｘａは１〜２０であり、Ｘは−Ｈ又は−Ｆ
    を表わし、Ｄ1は、−ＣＯ−Ｏ−（ＣＨ2）ra−、−Ｏ−
    （ＣＨ2）ra−、−（ＣＨ2）ra−、−Ｏ−ＳＯ2−、−
    ＳＯ2−、−ＳＯ2−（ＣＨ2）ra−、−Ｏ−（ＣＨ2）ra
    −Ｏ−（ＣＨ2）rb−、−（ＣＨ2）ra−Ｎ（ＣpaＨ
    2pa+1）−ＳＯ2−、又は−（ＣＨ2）ra−Ｎ（ＣpaＨ
    2pa+1）−ＣＯ−を表わす。ｒａ及びｒｂは、独立に１
    〜２０であり、ｐａは０〜４である。）
  8. 【請求項８】 前記フッ素含有液晶化合物におけるフル
    オロカーボン末端部分が、−Ｄ2−（ＣxbＦ2xb−Ｏ）za
    −ＣyaＦ2ya+1で表わされる基である請求項６記載の液
    晶の配向方法。（但し、上記式中ｘｂはそれぞれの（Ｃ
    xbＦ2xb−Ｏ）に独立に１〜１０であり、ｙａは、１〜
    １０であり、ｚａは１〜１０であり、Ｄ2は、−ＣＯ−
    Ｏ−ＣrcＨ2rc−、−Ｏ−ＣrcＨ2rc−、−ＣrcＨ
    2rc−、−Ｏ−（ＣsaＨ2sa−Ｏ）ta−ＣrdＨ2rd−、−
    Ｏ−ＳＯ2−、−ＳＯ2−、−ＳＯ2−ＣrcＨ2rc−、−Ｃ
    rcＨ2rc−Ｎ（ＣpbＨ2pb+1）−ＳＯ2−、−ＣrcＨ2rc−
    Ｎ（ＣpbＨ2pb+1）−ＣＯ−、単結合から選ばれ、ｒｃ
    及びｒｄはそれぞれ独立に１〜２０であり、ｓａはそれ
    ぞれの（ＣsaＨ2sa−Ｏ）に独立に１〜１０であり、ｔ
    ａは１〜６であり、ｐｂは０〜４である。）
  9. 【請求項９】 前記フッ素含有液晶化合物が、下記一般
    式（Ｉ）で表わされる請求項６記載の液晶の配向方法。 【化１】 を表わす。ｇａ、ｈａ、ｉａは独立に０〜３の整数（但
    し、ｇａ＋ｈａ＋ｉａは少なくとも２である）を表わ
    す。夫々のＬ1とＬ2は独立に、単結合、−ＣＯ−Ｏ−、
    −Ｏ−ＣＯ−、−ＣＯＳ−、−Ｓ−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｓ
    ｅ−、−Ｓｅ−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｔｅ−、−Ｔｅ−ＣＯ
    −、−ＣＨ2ＣＨ2−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−
    ＣＨ＝Ｎ−、−Ｎ＝ＣＨ−、−ＣＨ2−Ｏ−、−Ｏ−Ｃ
    Ｈ2−、−ＣＯ−又は−Ｏ−を表わす。夫々のＸ1、
    Ｙ1、Ｚ1はＡ1、Ａ2、Ａ3の置換基であり、独立に−
    Ｈ、−Ｃｌ、−Ｆ、−Ｂｒ、−Ｉ、−ＯＨ、−ＯＣ
    Ｈ3、−ＣＨ3、−ＣＮ、又は−ＮＯ2を表わし、夫々の
    ｊａ、ｍａ、ｎａは独立に０〜４の整数を表わす。Ｊ1
    は、−ＣＯ−Ｏ−（ＣＨ2）ra−、−Ｏ−（ＣＨ2）
    ra−、−（ＣＨ2）ra−、−Ｏ−ＳＯ2−、−ＳＯ2−、
    −ＳＯ2−（ＣＨ2）ra−、−Ｏ−（ＣＨ2）ra−Ｏ−
    （ＣＨ2）rb−、−（ＣＨ2）ra−Ｎ（ＣpaＨ2pa+1）−
    ＳＯ2−、又は−（ＣＨ2）ra−Ｎ（ＣpaＨ2pa+1）−Ｃ
    Ｏ−を表わす。ｒａ及びｒｂは、独立に１〜２０であ
    り、ｐａは０〜４である。Ｒ1は、−Ｏ−ＣqaＨ2qa−Ｏ
    −ＣqbＨ2qb+1、−ＣqaＨ2qa−Ｏ−ＣqbＨ2qb+1、−Ｃ
    qaＨ2qa−Ｒ3、−Ｏ−ＣqaＨ2qa−Ｒ3、−ＣＯ−Ｏ−Ｃ
    qaＨ2qa−Ｒ3、又は−Ｏ−ＣＯ−ＣqaＨ2qa−Ｒ3を表わ
    し、直鎖状、分岐状のいずれであっても良い（但し、Ｒ
    3は、−Ｏ−ＣＯ−ＣqbＨ2qb+1、−ＣＯ−Ｏ−ＣqbＨ
    2qb+1、−Ｈ、−Ｃｌ、−Ｆ、−ＣＦ3、−ＮＯ2、−Ｃ
    Ｎを表わし、ｑａ及びｑｂは独立に１〜２０である）。
    Ｒ2はＣxaＦ2xa−Ｘを表わす（Ｘは−Ｈ又は−Ｆを表わ
    し、ｘａは１〜２０の整数である）。〕
  10. 【請求項１０】 前記フッ素含有液晶化合物が、下記一
    般式（ＩＩ）で表わされる請求項６記載の液晶の配向方
    法。 【化２】 を表わす。ｇｂ、ｈｂ、ｉｂはそれぞれ独立に０〜３の
    整数（但し、ｇｂ＋ｈｂ＋ｉｂは少なくとも２である）
    を表わす。夫々のＬ3、Ｌ4は独立に、単結合、−ＣＯ−
    Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｓ−、−Ｓ−ＣＯ−、−
    ＣＯ−Ｓｅ−、−Ｓｅ−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｔｅ−、−Ｔ
    ｅ−ＣＯ−、−（ＣＨ2ＣＨ2）ka−（ｋａは１〜４）、
    −ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ＝Ｎ−、−Ｎ＝Ｃ
    Ｈ−、−ＣＨ2−Ｏ−、−Ｏ−ＣＨ2−、−ＣＯ−又は−
    Ｏ−を表わす。夫々のＸ2、Ｙ2、Ｚ2はＡ4、Ａ5、Ａ6の
    置換基であり、独立に−Ｈ、−Ｃｌ、−Ｆ、−Ｂｒ、−
    Ｉ、−ＯＨ、−ＯＣＨ3、−ＣＨ3、−ＣＦ3、−ＯＣ
    Ｆ3、−ＣＮ、又は−ＮＯ2を表わし、夫々のｊｂ、ｍ
    ｂ、ｎｂは独立に０〜４の整数を表わす。Ｊ2は、−Ｃ
    Ｏ−Ｏ−ＣrcＨ2rc−、−Ｏ−ＣrcＨ2rc−、−ＣrcＨ
    2rc−、−Ｏ−（ＣsaＨ2sa−Ｏ）ta−ＣrdＨ2rd−、−
    Ｏ−ＳＯ2−、−ＳＯ2−、−ＳＯ2−ＣrcＨ2rc−、−Ｃ
    rcＨ2rc−Ｎ（ＣpbＨ2pb+1）−ＳＯ2−、−ＣrcＨ2rc−
    Ｎ（ＣpbＨ2pb+1）−ＣＯ−であり、ｒｃ及びｒｄは独
    立に１〜２０であり、ｓａはそれぞれの（ＣsaＨ2sa−
    Ｏ）に独立に１〜１０であり、ｔａは１〜６であり、ｐ
    ｂは０〜４である。Ｒ4は、−Ｏ−（ＣqcＨ2qc−Ｏ）wa
    −ＣqdＨ2qd+1、−（ＣqcＨ2qc−Ｏ）wa−Ｃ
    qdＨ2qd+1、−ＣqcＨ2qc−Ｒ6、−Ｏ−ＣqcＨ2qc−
    Ｒ6、−ＣＯ−Ｏ−ＣqcＨ2qc−Ｒ6、又は−Ｏ−ＣＯ−
    ＣqcＨ2qc−Ｒ6を表わし、直鎖状、分岐状のいずれであ
    っても良い（但し、Ｒ6は−Ｏ−ＣＯ−ＣqdＨ2qd+1、−
    ＣＯ−Ｏ−ＣqdＨ2qd+1、−Ｃｌ、−Ｆ、−ＣＦ3、−Ｎ
    Ｏ2、−ＣＮ、又は−Ｈを表わし、ｑｃ及びｑｄは独立
    に１〜２０の整数、ｗａは１〜１０の整数である）。Ｒ
    5は、（ＣxbＦ2xb−Ｏ）za−ＣyaＦ2ya+1で表わされる
    （但し、上記式中ｘｂはそれぞれの（ＣxbＦ2xb−Ｏ）
    に独立に１〜１０であり、ｙａは１〜１０であり、ｚａ
    は１〜１０である）。〕
  11. 【請求項１１】 上記液晶が強誘電性液晶である請求項
    １記載の液晶の配向方法。
  12. 【請求項１２】 上記液晶が反強誘電性液晶である請求
    項１記載の液晶の配向方法。
  13. 【請求項１３】 前記液晶素子が複数の画素を有し、一
    対の基板の一方が各画素に対応したスイッチング素子を
    備えたアクティブマトリクス基板である請求項１記載の
    液晶の配向方法。
  14. 【請求項１４】 スメクチックＡ相において降温時にス
    メクチック液晶層間隔が増加する温度範囲を有するスメ
    クチック液晶を一対の電極基板間に挟持してなる液晶素
    子の製造方法であって、セルに等方相の液晶を注入した
    後降温し、スメクチックＡ相の温度範囲内で且つ上記ス
    メクチック液晶層間隔が増加する温度範囲の少なくとも
    一部を含む温度範囲で１サイクル以上の昇温及び降温処
    理を施した後、所定の温度まで降温する工程を有するこ
    とを特徴とする液晶素子の製造方法。
  15. 【請求項１５】 上記一対の電極基板の少なくとも一方
    の液晶と接する面に配向制御層を設けた請求項１４記載
    の液晶素子の製造方法。
  16. 【請求項１６】 上記一対の電極基板のそれぞれの液晶
    と接する面に配向制御層を設けた請求項１５記載の液晶
    素子の製造方法。
  17. 【請求項１７】 上記一対の電極基板の液晶と接する面
    に互いに異なる配向制御層を設けた請求項１６記載の液
    晶素子の製造方法。
  18. 【請求項１８】 上記一対の電極基板の液晶と接する面
    に同じ配向制御層を設けた請求項１６記載の液晶素子の
    製造方法。
  19. 【請求項１９】 上記液晶がカイラルスメクチック相を
    有し、さらに、降温時にカイラルスメクチック相におい
    て上記液晶に電圧を印加する工程を有する請求項１４記
    載の液晶素子の製造方法。
  20. 【請求項２０】 上記液晶がスメクチックＡ相において
    降温時に１％以上層間隔が増加する請求項１４記載の液
    晶素子の製造方法。
  21. 【請求項２１】 上記液晶がブックシェルフ或いはそれ
    に近い層傾き角の小さな構造を有する請求項１４記載の
    液晶素子の製造方法。
  22. 【請求項２２】 上記液晶がコレステリック相を持たな
    い請求項１４記載の液晶素子の製造方法。
  23. 【請求項２３】 前記液晶が、カイラルスメクチック相
    を有し、フルオロカーボン末端部分及び炭化水素末端部
    分を有し、該両末端部分が中心核によって結合され、ス
    メクチック中間相又は潜在的スメクチック中間相を持つ
    フッ素含有液晶化合物を含有する液晶組成物である請求
    項２２記載の液晶素子の製造方法。
  24. 【請求項２４】 前記フッ素含有液晶化合物におけるフ
    ルオロカーボン末端部分が、−Ｄ1−ＣxaＦ2xa−Ｘで表
    わされる基である請求項２３記載の液晶素子の製造方
    法。（但し、上記式中ｘａは１〜２０であり、Ｘは−Ｈ
    又は−Ｆを表わし、Ｄ1は、−ＣＯ−Ｏ−（ＣＨ2）
    ra−、−Ｏ−（ＣＨ2）ra−、−（ＣＨ2）ra−、−Ｏ−
    ＳＯ2−、−ＳＯ2−、−ＳＯ2−（ＣＨ2）ra−、−Ｏ−
    （ＣＨ2）ra−Ｏ−（ＣＨ2）rb−、−（ＣＨ2）ra−Ｎ
    （ＣpaＨ2pa+1）−ＳＯ2−、又は−（ＣＨ2）ra−Ｎ
    （ＣpaＨ2pa+1）−ＣＯ−を表わす。ｒａ及びｒｂは、
    独立に１〜２０であり、ｐａは０〜４である。）
  25. 【請求項２５】 前記フッ素含有液晶化合物におけるフ
    ルオロカーボン末端部分が、−Ｄ2−（ＣxbＦ2xb−Ｏ）
    za−ＣyaＦ2ya+1で表わされる基である請求項２３記載
    の液晶素子の製造方法。（但し、上記式中ｘｂはそれぞ
    れの（ＣxbＦ2xb−Ｏ）に独立に１〜１０であり、ｙａ
    は、１〜１０であり、ｚａは１〜１０であり、Ｄ2は、
    −ＣＯ−Ｏ−ＣrcＨ2rc−、−Ｏ−ＣrcＨ2rc−、−Ｃrc
    Ｈ2rc−、−Ｏ−（ＣsaＨ2sa−Ｏ）ta−ＣrdＨ2rd−、
    −Ｏ−ＳＯ2−、−ＳＯ2−、−ＳＯ2−ＣrcＨ2rc−、−
    ＣrcＨ2rc−Ｎ（ＣpbＨ2pb+1）−ＳＯ2−、−ＣrcＨ2rc
    −Ｎ（ＣpbＨ2pb+1）−ＣＯ−、単結合から選ばれ、ｒ
    ｃ及びｒｄはそれぞれ独立に１〜２０であり、ｓａはそ
    れぞれの（ＣsaＨ2sa−Ｏ）に独立に１〜１０であり、
    ｔａは１〜６であり、ｐｂは０〜４である。）
  26. 【請求項２６】 前記フッ素含有液晶化合物が、下記一
    般式（Ｉ）で表わされる請求項２３記載の液晶素子の製
    造方法。 【化３】 を表わす。ｇａ、ｈａ、ｉａは独立に０〜３の整数（但
    し、ｇａ＋ｈａ＋ｉａは少なくとも２である）を表わ
    す。夫々のＬ1とＬ2は独立に、単結合、−ＣＯ−Ｏ−、
    −Ｏ−ＣＯ−、−ＣＯＳ−、−Ｓ−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｓ
    ｅ−、−Ｓｅ−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｔｅ−、−Ｔｅ−ＣＯ
    −、−ＣＨ2ＣＨ2−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−
    ＣＨ＝Ｎ−、−Ｎ＝ＣＨ−、−ＣＨ2−Ｏ−、−Ｏ−Ｃ
    Ｈ2−、−ＣＯ−又は−Ｏ−を表わす。夫々のＸ1、
    Ｙ1、Ｚ1はＡ1、Ａ2、Ａ3の置換基であり、独立に−
    Ｈ、−Ｃｌ、−Ｆ、−Ｂｒ、−Ｉ、−ＯＨ、−ＯＣ
    Ｈ3、−ＣＨ3、−ＣＮ、又は−ＮＯ2を表わし、夫々の
    ｊａ、ｍａ、ｎａは独立に０〜４の整数を表わす。Ｊ1
    は、−ＣＯ−Ｏ−（ＣＨ2）ra−、−Ｏ−（ＣＨ2）
    ra−、−（ＣＨ2）ra−、−Ｏ−ＳＯ2−、−ＳＯ2−、
    −ＳＯ2−（ＣＨ2）ra−、−Ｏ−（ＣＨ2）ra−Ｏ−
    （ＣＨ2）rb−、−（ＣＨ2）ra−Ｎ（ＣpaＨ2pa+1）−
    ＳＯ2−、又は−（ＣＨ2）ra−Ｎ（ＣpaＨ2pa+1）−Ｃ
    Ｏ−を表わす。ｒａ及びｒｂは、独立に１〜２０であ
    り、ｐａは０〜４である。Ｒ1は、−Ｏ−ＣqaＨ2qa−Ｏ
    −ＣqbＨ2qb+1、−ＣqaＨ2qa−Ｏ−ＣqbＨ2qb+1、−Ｃ
    qaＨ2qa−Ｒ3、−Ｏ−ＣqaＨ2qa−Ｒ3、−ＣＯ−Ｏ−Ｃ
    qaＨ2qa−Ｒ3、又は−Ｏ−ＣＯ−ＣqaＨ2qa−Ｒ3を表わ
    し、直鎖状、分岐状のいずれであっても良い（但し、Ｒ
    3は、−Ｏ−ＣＯ−ＣqbＨ2qb+1、−ＣＯ−Ｏ−ＣqbＨ
    2qb+1、−Ｈ、−Ｃｌ、−Ｆ、−ＣＦ3、−ＮＯ2、−Ｃ
    Ｎを表わし、ｑａ及びｑｂは独立に１〜２０である）。
    Ｒ2はＣxaＦ2xa−Ｘを表わす（Ｘは−Ｈ又は−Ｆを表わ
    し、ｘａは１〜２０の整数である）。〕
  27. 【請求項２７】 前記フッ素含有液晶化合物が、下記一
    般式（ＩＩ）で表わされる請求項２３記載の液晶素子の
    製造方法。 【化４】 を表わす。ｇｂ、ｈｂ、ｉｂはそれぞれ独立に０〜３の
    整数（但し、ｇｂ＋ｈｂ＋ｉｂは少なくとも２である）
    を表わす。夫々のＬ3、Ｌ4は独立に、単結合、−ＣＯ−
    Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｓ−、−Ｓ−ＣＯ−、−
    ＣＯ−Ｓｅ−、−Ｓｅ−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｔｅ−、−Ｔ
    ｅ−ＣＯ−、−（ＣＨ2ＣＨ2）ka−（ｋａは１〜４）、
    −ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ＝Ｎ−、−Ｎ＝Ｃ
    Ｈ−、−ＣＨ2−Ｏ−、−Ｏ−ＣＨ2−、−ＣＯ−又は−
    Ｏ−を表わす。夫々のＸ2、Ｙ2、Ｚ2はＡ4、Ａ5、Ａ6の
    置換基であり、独立に−Ｈ、−Ｃｌ、−Ｆ、−Ｂｒ、−
    Ｉ、−ＯＨ、−ＯＣＨ3、−ＣＨ3、−ＣＦ3、−ＯＣ
    Ｆ3、−ＣＮ、又は−ＮＯ2を表わし、夫々のｊｂ、ｍ
    ｂ、ｎｂは独立に０〜４の整数を表わす。Ｊ2は、−Ｃ
    Ｏ−Ｏ−ＣrcＨ2rc−、−Ｏ−ＣrcＨ2rc−、−ＣrcＨ
    2rc−、−Ｏ−（ＣsaＨ2sa−Ｏ）ta−ＣrdＨ2rd−、−
    Ｏ−ＳＯ2−、−ＳＯ2−、−ＳＯ2−ＣrcＨ2rc−、−Ｃ
    rcＨ2rc−Ｎ（ＣpbＨ2pb+1）−ＳＯ2−、−ＣrcＨ2rc−
    Ｎ（ＣpbＨ2pb+1）−ＣＯ−であり、ｒｃ及びｒｄは独
    立に１〜２０であり、ｓａはそれぞれの（ＣsaＨ2sa−
    Ｏ）に独立に１〜１０であり、ｔａは１〜６であり、ｐ
    ｂは０〜４である。Ｒ4は、−Ｏ−（ＣqcＨ2qc−Ｏ）wa
    −ＣqdＨ2qd+1、−（ＣqcＨ2qc−Ｏ）wa−Ｃ
    qdＨ2qd+1、−ＣqcＨ2qc−Ｒ6、−Ｏ−ＣqcＨ2qc−
    Ｒ6、−ＣＯ−Ｏ−ＣqcＨ2qc−Ｒ6、又は−Ｏ−ＣＯ−
    ＣqcＨ2qc−Ｒ6を表わし、直鎖状、分岐状のいずれであ
    っても良い（但し、Ｒ6は−Ｏ−ＣＯ−ＣqdＨ2qd+1、−
    ＣＯ−Ｏ−ＣqdＨ2qd+1、−Ｃｌ、−Ｆ、−ＣＦ3、−Ｎ
    Ｏ2、−ＣＮ、又は−Ｈを表わし、ｑｃ及びｑｄは独立
    に１〜２０の整数、ｗａは１〜１０の整数である）。Ｒ
    5は、（ＣxbＦ2xb−Ｏ）za−ＣyaＦ2ya+1で表わされる
    （但し、上記式中ｘｂはそれぞれの（ＣxbＦ2xb−Ｏ）
    に独立に１〜１０であり、ｙａは１〜１０であり、ｚａ
    は１〜１０である）。〕
  28. 【請求項２８】 上記液晶が強誘電性液晶である請求項
    １４記載の液晶素子の製造方法。
  29. 【請求項２９】 上記液晶が反強誘電性液晶である請求
    項１４記載の液晶素子の製造方法。
  30. 【請求項３０】 前記液晶素子が複数の画素を有し、一
    対の基板の一方が各画素に対応したスイッチング素子を
    備えたアクティブマトリクス基板である請求項１４記載
    の液晶素子の製造方法。
  31. 【請求項３１】 請求項１４記載の製造方法によって製
    造されたことを特徴とする液晶素子。
  32. 【請求項３２】 請求項３１記載の液晶素子と、該液晶
    素子の駆動手段とを有することを特徴とする液晶装置。
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