JPH11231324A - 液晶素子および液晶装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 局所的なスイッチング異常、経時的なスイッ
チング状態の変化を抑制した液晶素子を提供する。 【解決手段】 一対の基板間に、コレステリック相を有
さず少なくとも２つの安定状態を有するカイラルスメク
チック液晶からなる第一の液晶を挟持し、該一対の基板
の少なくとも一方の基板上に一軸配向処理が施された配
向膜を有する液晶素子において、いずれかの配向膜の上
に第一の液晶とは異なる成分構成の第二の液晶化合物も
しくは液晶組成物を吸着もしくは薄膜形成してなる第二
液晶層を有し、かつ該第二液晶層を形成する第二の液晶
化合物もしくは液晶組成物のプレチルト角が５度以上で
ある液晶素子。

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およ
びそれらを使用した液晶装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来からもっとも広範に用いられてきて
いるディスプレイとしては、ＣＲＴが知られている。Ｃ
ＲＴはテレビやＶＴＲなどの動画出力、あるいはパソコ
ン等のモニターとして広く用いられている。しかしなが
ら、ＣＲＴはその特性上、静止画像に対してはフリッカ
や解像度不足による走査縞等が視認性を低下させたり、
焼き付きによる蛍光体の劣化が起こったりする。また、
最近ではＣＲＴが発生する電磁波が人体に悪影響を与え
ることがわかり、ＶＤＴ作業者の健康を害することが懸
念されている。そして、ＣＲＴはその構造上、画面後方
に広く体積を有することが必須であることから、情報機
器の利便性を著しく阻害し、オフィス、家庭の省スベー
ス化を阻害していたり、ひいては、高度情報社会におけ
るディスプレイとしての責任を果たし得ない可能性があ
る。

【０００３】このようなＣＲＴの欠点を解決するものと
して液晶表示素子がある。たとえば、エム・シャット
（Ｍ．Ｓｃｈａｄｔ）とダブリュー・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 Ｌｅ
ｔｔｅｒｓ）」第１８巻、第４号（１９７１年２月１５
日発行）第１２７頁〜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。代表的な液晶素子と
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、素子作成が容易であり、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】近年このような単純マトリクスタイプの素
子に対してＴＦＴといわれる液晶素子の開発が行われて
いる。このタイプは一つ一つの画素にトランジスタを作
成するため、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
を作成することが非常に困難であり、また、可能であっ
ても多大なコストが発生する。

【０００５】また、最近では新しいモードを利用した液
晶素子が開発されている。例えば、「日経エレクトロニ
クス」において示された日立製作所社によるプレインモ
ード、セイコーエプソン（株）によるＢＴＮモードがあ
る。特に、後者は速いスイッチングスピードと双安定性
を有するため、単純マトリクス方式による大画面素子の
提案がされている。

【０００６】一方、双安定性からなる液晶素子としては
クラーク（Ｃｌａｒｋ）およびラガウェル（Ｌａｇｅｒ
ｗａｌｌ）により提案されているカイラルスメクチック
液晶素子がある（特開昭５６−１０７２１６号公報、米
国特許第４３６７９２４号明細書）。この双安定性から
なる液晶としては、一般にカイラルスメクチックＣ相ま
たはカイラルスメクチックＨ相からなる強誘電性液晶が
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うため、非常に早い応答速度から
なる上にメモリー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、大面積の表示素子あるいはライトバルブと
して適していると考えられる。

【０００７】また、最近ではチャンダニ、竹添らにより
３つの安定状態を有するカイラルスメクチック反強誘電
性液晶素子も提案されている（「ジャパニーズ ジャー
ナルオブ アプライド フィジックス（Ｊａｐａｎｅｓ
ｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆＡｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉ
ｃｓ）」第２７巻、１９８８年Ｌ７２９頁）。

【０００８】このようなカイラルスメクチック液晶素子
においては、たとえば「強誘電液晶の構造と物性」（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あった。この
欠陥は上下基板間に坦持されたカイラルスメクチック液
晶の層状構造が２種類のシェブロン構造を形成している
ことに起因している。

【０００９】最近、このような欠点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あるい
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（たとえば「次
世代液晶ディスプレイと液晶材料」（株）シーエムシ
ー、福田敦夫編、１９９２年）。一つの例としてナフタ
レン系の液晶材料を用いる方法があるが、この場合、チ
ルト角が１０度程度であり、理想的な最大の透過率が得
られる２２．５度とくらべ非常に小さく、低透過率とい
う問題がある。さらには温度に対して可逆的に現出しな
いという問題もある。今一つの代表的な例としては、シ
ェブロン構造をとっている液晶素子に外部から高電場を
加えてブックシェルフ構造を誘起する方法がある。さら
にブックシェルフある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５２６２０８２、国際出願特許ＷＯ９
３／２２３９６、１９９３年第４回強誘電液晶国際会議
Ｐ−４６、Ｍａｒｃ Ｄ．Ｒａｄｃｌｉｆｆｅら）が開
示されている。

【００１０】以上述べてきた液晶素子においては、局所
的なスイッチング異常、経時的なスイッチング状態の変
化といった問題点が共通に存在する。このような問題点
は、液晶素子、液晶装置の性能、信頼性、耐久性を損な
う大きな原因となっていた。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来技
術に鑑みてなされたものであり、その課題とするところ
は、コレステリック相をもたないカイラルスメクチック
液晶を用いる液晶素子において、駆動上大きな問題とな
っている局所的なスイッチング異常、経時的なスイッチ
ング状態の変化といった問題点をよく抑制し、液晶素
子、液晶装置の性能、信頼性、耐久性を大きく改善しよ
うとするものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、一対の
基板間に、コレステリック相を有さず少なくとも２つの
安定状態を有するカイラルスメクチック液晶からなる第
一の液晶を挟持し、該一対の基板の少なくとも一方の基
板上に一軸配向処理が施された配向膜を有する液晶素子
において、いずれかの配向膜の上に第一の液晶とは異な
る成分構成の第二の液晶化合物もしくは液晶組成物を吸
着もしくは薄膜形成してなる第二液晶層を有し、かつ該
第二液晶層を形成する第二の液晶化合物もしくは液晶組
成物のプレチルト角が５度以上であることを特徴とする
液晶素子である。

【００１３】また、本発明は、上記の液晶素子と該液晶
素子を駆動する手段とを少なくとも有する液晶装置であ
る。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明者らは鋭意検討を重ねた結
果、上下基板の電極間に、少なくとも２つの安定状態を
有するカイラルスメクチック液晶からなる第一の液晶を
使用し、該液晶がコレステリック相を有さず、一対の基
板の少なくとも一方の基板上の配向膜に一軸配向処理が
施されてあるカイラルスメクチック液晶素子において、
いずれかの配向膜上に第一の液晶とは異なる成分構成の
第二の液晶化合物もしくは液晶組成物を吸着もしくは薄
膜形成してなる第二液晶層を有し、かつ該第二液晶層を
形成する第二の液晶化合物もしくは液晶組成物のプレチ
ルト角が５度以上であるカイラルスメクチック液晶素子
が、駆動上大きな問題となっている局所的なスイッチン
グ異常、経時的なスイッチング状態の変化をよく抑制
し、大面積、高精細の液晶素子およびそれを用いた液晶
装置を実現することを見出した。

【００１５】以下、本発明を詳細に説明する。具体的に
は、本発明は、一対の基板間に、コレステリック相を有
さず少なくとも２つの安定状態を有するカイラルスメク
チック液晶からなる第一の液晶を挟持し、該一対の基板
の少なくとも一方の基板上に一軸配向処理が施された配
向膜を有する液晶素子において、いずれかの配向膜の上
に第一の液晶とは異なる成分構成の第二の液晶化合物も
しくは液晶組成物を吸着もしくは薄膜形成してなる第二
液晶層を有し、かつ該第二液晶層を形成する第二の液晶
化合物もしくは液晶組成物のプレチルト角が５度以上で
あることを特徴とする液晶素子である。

【００１６】さらに本発明は上記液晶素子及び該液晶素
子を駆動する手段とを少なくとも有する液晶装置であ
る。

【００１７】以下、本発明の液晶素子の構造の一例を図
面を用いて説明する。図１は本発明のカイラルスメクチ
ック液晶素子の一例を示す概略図である。同図におい
て、１がカイラルスメクチック液晶組成物からなる液晶
層であり、液晶としてカイラルスメクチック液晶を用い
る場合、通常、双安定性を実現させるため、層厚５μｍ
以下が好ましい。２ａ，２ｂは基板であり、ガラス、プ
ラスチック等が用いられる。３ａ，３ｂがＩＴＯ等の透
明電極である。４ａ，４ｂが配向制御膜であり、少なく
とも一方の基板上に一軸配向処理を施した一軸配向制御
膜が必要である。一軸配向制御膜の形成方法としては、
例えば基板上に溶液塗工または蒸着あるいはスパッタリ
ング等により、一酸化珪素、二酸化珪素、酸化アルミニ
ウム、ジルコニア、フッ化マグネシウム、酸化セリウ
ム、フッ化セリウム、シリコン窒化物、シリコン炭化
物、ホウ素窒化物などの無機物や、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、アクリル樹脂などの
有機物を用いて被膜形成した後、表面をビロード、布あ
るいは紙等の繊維状のもので摺擦（ラビング）すること
により得られる。また、ＳｉＯ等の酸化物あるいは窒化
物などを基板の斜方から蒸着する斜方蒸着法なども用い
られ得る。これらの材料、形成方法については、一方の
基板側については摺擦等の一軸配向性を付与しないで用
いることもできる。

【００１８】特に、本発明の液晶素子は、一対の基板間
に少なくとも２つの安定状態を示すカイラルスメクティ
ック液晶を挟持した液晶素子であって、前記一対の基板
のうち一方の基板には一軸配向処理が施された配向制御
膜が設けられており、他方の基板には一軸配向処理が施
されていない配向制御膜が設けられており、前記一軸配
向処理が施された配向制御膜がポリイミドからなり、前
記一軸配向処理が施されていない配向制御膜がシランカ
ップリング剤又はポリシロキサン等を含む液晶素子が好
ましい。

【００１９】本発明においては特徴的に、いずれかの配
向膜の上にコレステリック相を有さず少なくとも２つの
安定状態を有するカイラルスメクチック液晶からなる第
一の液晶とは異なる第二の液晶化合物もしくは液晶組成
物を吸着もしくは薄膜形成してなる第二液晶層を有し、
かつ該第二液晶層を形成する第二の液晶化合物もしくは
液晶組成物のプレチルト角が５度以上であることが必須
条件である。そのために、配向膜には、好ましくは下記
の一般式（１）で表わされる繰り返し単位をもつポリイ
ミドが好ましく用いられる。

【００２０】

【化６】 （式中、Ｘは４価の芳香族環、脂肪族環または脂肪族基
を表わす。）

【００２１】さらに一般式（１）で表わされる繰り返し
単位の具体例としては、以下に挙げる繰り返し単位構造
が例として挙げられる。

【００２２】

【化７】

【００２３】また、配向制御膜の膜厚は５００Å以下が
好ましい。２００Å以下であるとき、さらに好ましい場
合がある。

【００２４】また、上記配向制御膜とは別に一対の基板
のショート防止層としての絶縁層やほかの有機物層、無
機物層が形成されていても良い。６がギャップ制御スペ
ーサーであり、たとえばシリカビーズ等が用いられる。
８ａ、８ｂが偏光板、５がシール材、９が光源である。

【００２５】本発明においては、いずれかの配向膜の上
に液晶層１の第一の液晶とは異なる第二の液晶化合物も
しくは液晶組成物を吸着もしくは薄膜形成してなる第二
液晶層を有する。図１中、１０は第二の液晶化合物もし
くは液晶組成物からなる第二液晶層であり、この場合に
は配向制御膜４ａの上に第二液晶層１０が設けられてい
る例を示す。第二液晶層１０は、一方又は双方の基板に
設けられた配向制御膜の上に設けてもよい。第二液晶層
１０の厚さは、５００〜１０Å、好ましくは３００〜１
０Åの範囲が望ましい。

【００２６】また、前記した吸着もしくは薄膜形成され
る第二の液晶化合物もしくは液晶組成物に使用される液
晶化合物としては、たとえば以下に挙げられる構造のも
のが挙げられる。

【００２７】

【化８】

【００２８】

【化９】

【００２９】

【化１０】

【００３０】

【化１１】

【００３１】

【化１２】

【００３２】さらにカイラル化合物の具体例として、以
下の構造のものが挙げられるが、本発明はこれらに限定
されるものではない。

【００３３】

【化１３】

【００３４】

【化１４】

【００３５】Ｄ−１：ｎ＝６，２Ｒ，５Ｒ Ｄ−２：ｎ＝６，２Ｓ，５Ｒ Ｄ−３：ｎ＝４，２Ｒ，５Ｒ Ｄ−４：ｎ＝４，２Ｓ，５Ｒ Ｄ−５：ｎ＝３，２Ｒ，５Ｒ Ｄ−６：ｎ＝２，２Ｓ，５Ｒ Ｄ−７：ｎ＝２，２Ｒ，５Ｒ Ｄ−８：ｎ＝１，２Ｓ，５Ｒ Ｄ−９：ｎ＝１，２Ｒ，５Ｒ

【００３６】

【化１５】

【００３７】Ｄ−１０：ｎ＝１ Ｄ−１１：ｎ＝２ Ｄ−１２：ｎ＝３ Ｄ−１３：ｎ＝４ Ｄ−１４：ｎ＝６ Ｄ−１５：ｎ＝１０

【００３８】

【化１６】

【００３９】Ｄ−１６：ｎ＝８ Ｄ−１７：ｎ＝１０

【００４０】

【化１７】

【００４１】

【化１８】

【００４２】

【化１９】

【００４３】次に、以下の式（Ａ）で表わされる化合物
が挙げられる。その化合物の具体例を表１〜５に示す。

【００４４】

【化２０】 Ｒ¹−Ａ¹−Ｘ¹−Ａ²−Ａ³−Ｘ²−Ｒ²−Σ−Ｒ³ （Ａ）

【００４５】

【表１】

【００４６】

【表２】

【００４７】

【表３】

【００４８】

【表４】

【００４９】

【表５】

【００５０】上記の式（Ａ）の、表１〜表５で用いた略
号は以下のとおりである。

【００５１】

【化２１】

【００５２】

【化２２】

【００５３】この第二の液晶化合物もしくは液晶組成物
のプレチルト角は５度以上、好ましくは５〜２５度が望
ましい。

【００５４】また、本発明における前記した吸着もしく
は薄膜形成される第二の液晶化合物もしくは液晶組成物
に使用される液晶化合物中には、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
含有することが可能である。

【００５５】この第二の液晶化合物もしくは液晶組成物
の配向膜上への吸着もしくは薄膜形成の方法は、配向膜
上に適当量存在させ得る方法ならば、どのような方法で
も良いが、たとえば、蒸着あるいは溶剤に希釈した溶液
を塗布し、溶剤を除去して薄膜として得る方法が好まし
く用いられる。

【００５６】本発明において特徴的に形成される第二の
液晶層の作用は、コレステリック相のないカイラルスメ
クチック液晶を用いる液晶素子において、局所的なスイ
ッチング異常、経時的なスイッチング状態の変化を抑制
することである。作用するメカニズムは、配向膜近傍に
高いプレチルト角を持った第二の液晶化合物もしくは液
晶組成物が存在することによって、元々の低いプレチル
ト角の状態に比べ、界面との相互作用が減じることによ
り、スイッチングの均一性がますことにより、局所的な
スイッチング異常、経時的なスイッチング状態の変化を
抑制するものと考えられる。

【００５７】さらに、本発明で第一の液晶として用いら
れるカイラルスメクチック液晶としては、スメクチック
Ａ相からスメクチックＣ相への転移温度近傍で層間隔が
減少し始める第１の変移点における層間隔（ｄＡ）と第
１の変移点から温度降下に伴って上記層間隔が減少から
再び増加に転ずる第２の変移点における層間隔（ｄ
_ｍｉｎ）との関係が

【００５８】

【数２】０．９９０≦ｄ_ｍｉｎ／ｄＡ を満たすものである。このような条件を満たすものは、
ブックシェルフ構造あるいはそれに近い層傾き角の小さ
な構造をもつため、より高いコントラスト、より優れた
駆動特性を有し得る。

【００５９】第一の液晶として用いられるこのような物
性をもつ液晶材料としては、フルオロカーボン末端鎖部
分および炭化水素末端部分を有し、該末端鎖部分が中心
核によって結合されており、スメクチック中間相または
潜在的スメクチック中間相を持つフッ素含有液晶性化合
物が代表的に挙げられ、本発明に好ましく用いられる。
また、該フッ素含有液晶性化合物を７０ｗｔ％以上含有
する液晶組成物であることが、ブックシェルフ構造を現
出しやすく、良好な特性を現出しやすいという意味で好
ましい。

【００６０】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−Ｃ_xaＦ_2xa−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（Ｃ_paＨ_2pa+1）−ＳＯ₂−、又は−（ＣＨ₂）_ra
−Ｎ（Ｃ_paＨ_2pa+1）−ＣＯ−を表わす。ｒａおよびｒ
ｂは、独立に１〜２０であり、ｐａは０〜４であ
る。）、或いは、−Ｄ²−（Ｃ_xbＦ_2xb−Ｏ）_za−Ｃ_yaＦ
_2ya+1で表わされる基、（但し、上記式中ｘｂはそれぞ
れの（Ｃ_xbＦ_2xb−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−Ｃ_rcＨ_2rc−、−Ｏ−Ｃ_rcＨ_2rc−、−Ｃ_rcＨ
_2rc−、−Ｏ−（Ｃ_saＨ_2sa−Ｏ）_ta−Ｃ_rdＨ_2rd−、−
Ｏ−ＳＯ₂−、−ＳＯ₂−、−ＳＯ₂−Ｃ_rcＨ_2rc−、−Ｃ
_rcＨ_2rc−Ｎ（Ｃ_pbＨ_2pb+1）−ＳＯ₂−、−Ｃ_rcＨ_2rc−
Ｎ（Ｃ_pbＨ_2pb+1）−ＣＯ−、単結合から選ばれ、ｒｃ
及びｒｄは独立に１〜２０であり、ｓａはそれぞれの
（Ｃ_saＨ_2sa−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。

【００６１】特に好ましくは、下記の一般式（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。

【００６２】

【化２３】 式中、Ａ¹、Ａ²、Ａ³は、それぞれ独立に、

【００６３】

【化２４】 を表わす。

【００６４】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
−Ｓｅ−、−Ｓｅ−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｔｅ−、−Ｔｅ−
ＣＯ−、−ＣＨ₂ＣＨ₂−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ
−、−ＣＨ＝Ｎ−、−Ｎ＝ＣＨ−、−ＣＨ₂−Ｏ−、−
Ｏ−ＣＨ₂−、−ＣＯ−又は−Ｏ−を表わす。

【００６５】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。Ｊ¹は、−ＣＯ−Ｏ−（ＣＨ₂）_ra−、−
Ｏ−（ＣＨ₂）_ra−、−（ＣＨ₂）_ra−、−Ｏ−ＳＯ
₂−、−ＳＯ₂−、−ＳＯ₂−（ＣＨ₂）_ra−、−Ｏ−（Ｃ
Ｈ₂）_ra−Ｏ−（ＣＨ₂）_rb−、−（ＣＨ₂）_ra−Ｎ（Ｃ
_paＨ_2pa+1）−ＳＯ₂−、又は−（ＣＨ₂）_ra−Ｎ（Ｃ_pa
Ｈ_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。

【００６６】Ｒ¹は、−Ｏ−Ｃ_qaＨ_2qa−Ｏ−Ｃ_qbＨ
_2qb+1、−Ｃ_qaＨ_2qa−Ｏ−Ｃ_qbＨ_2qb+1、−Ｃ_qaＨ_2qa−
Ｒ³、−Ｏ−Ｃ_qaＨ_2qa−Ｒ³、−ＣＯ−Ｏ−Ｃ_qaＨ_2qa−
Ｒ³、又は−Ｏ−ＣＯ−Ｃ_qaＨ_2qa−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−Ｃ_qbＨ_2qb+1、−ＣＯ−Ｏ−Ｃ_qbＨ_2qb+1、−
Ｈ、−Ｃｌ、−Ｆ、−ＣＦ₃、−ＮＯ₂、−ＣＮを表わ
し、ｑａ及びｑｂは独立に１〜２０である）。Ｒ²はＣ
_xaＦ_2xa−Ｘを表わす（Ｘは−Ｈ又は−Ｆを表わし、ｘ
ａは１〜２０の整数である）。

【００６７】

【化２５】 式中、Ａ⁴、Ａ⁵、Ａ⁶は、それぞれ独立に、

【００６８】

【化２６】 を表わす。

【００６９】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、−Ｃ
Ｏ−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。

【００７０】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。

【００７１】Ｊ²は、−ＣＯ−Ｏ−Ｃ_rcＨ_2rc−、−Ｏ−
Ｃ_rcＨ_2rc−、−Ｃ_rcＨ_2rc−、−Ｏ−（Ｃ_saＨ_2sa−
Ｏ）_ta−Ｃ_rdＨ_2rd−、−Ｏ−ＳＯ₂−、−ＳＯ₂−、−
ＳＯ₂−Ｃ_rcＨ_2rc−、−Ｃ_rcＨ_2rc−Ｎ（Ｃ_pbＨ_2pb+1）
−ＳＯ₂−、−Ｃ_rcＨ_2rc−Ｎ（Ｃ_pbＨ_2pb+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（Ｃ_saＨ_2sa−Ｏ）に独立に１〜１０であ
り、ｔａは１〜６であり、ｐｂは０〜４である。

【００７２】Ｒ⁴は、−Ｏ−（Ｃ_qcＨ_2qc−Ｏ）_wa−Ｃ_qd
Ｈ_2qd+1、−（Ｃ_qcＨ_2qc−Ｏ）_wa−Ｃ_qdＨ_2qd+1、−Ｃ
_qcＨ_2qc−Ｒ⁶、−Ｏ−Ｃ_qcＨ_2qc−Ｒ⁶、−ＣＯ−Ｏ−Ｃ
_qcＨ_2qc−Ｒ⁶、又は−Ｏ−ＣＯ−Ｃ_qcＨ_2qc−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−Ｃ_qdＨ_2qd+1、−ＣＯ−Ｏ−Ｃ_qdＨ
_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）。Ｒ⁵は（Ｃ_xbＦ_2xb
−Ｏ）_za−Ｃ_yaＦ_2ya+1で表わされる（但し、上記式中
ｘｂはそれぞれの（Ｃ_xbＦ_2xb−Ｏ）に独立に１〜１０
であり、ｙａは１〜１０であり、ｚａは１〜１０であ
る）。

【００７３】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。

【００７４】

【化２７】

【００７５】

【化２８】

【００７６】

【化２９】

【００７７】

【化３０】

【００７８】

【化３１】

【００７９】

【化３２】

【００８０】

【化３３】

【００８１】

【化３４】

【００８２】

【化３５】

【００８３】

【化３６】

【００８４】

【化３７】

【００８５】

【化３８】

【００８６】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。

【００８７】

【化３９】

【００８８】

【化４０】

【００８９】

【化４１】

【００９０】

【化４２】

【００９１】

【化４３】

【００９２】本発明においては、特にカイラルスメクテ
ィック液晶組成物はフルオロカーボン未端部分中に少な
くとも一つの連鎖中エーテル酸素を含むフッ素含有液晶
化合物を５０重量％以上含有する液晶組成物が好まし
い。

【００９３】さらに、その他の構成成分としての光学活
性の液晶性化合物の具体例として、炭化水素系材料他種
々のものが用いられる。

【００９４】本発明におけるカイラルスメクティック液
晶組成物において、前記フッ素含有液晶化合物に配合し
て用いられる他の液晶性化合物としては、例えば

【００９５】

【外１】 に記載の化合物等が挙げられる。その液晶性化合物の含
有量は３０重量％以下が好ましい。

【００９６】このように本発明の液晶素子は、信号電源
（図示せず）からのスイッチング信号に応じてスイッチ
ングが行われ、表示素子のライトバルブとして機能す
る。また、基板上の透明電極を上下にクロスにマトリッ
クスとすれば、パターン表示、パターン露光が可能とな
り、たとえば、パーソナルコンピューター、ワークステ
ーション等のディスプレイ、プリンター用等のライトバ
ルブとして用いられる。

【００９７】本発明の液晶素子は種々の機能をもった液
晶装置を構成するが、そのもっとも適した例が該液晶素
子を表示パネル部に使用し、図２および図３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ものである。

【００９８】図中の符号はそれぞれ以下の通りである。 １０１ カイラルスメクチック液晶表示装置 １０２ グラフィックコントローラー 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

【００９９】画像情報の発生は本体装置のグラフィック
コントローラー１０２にて行われ、図２及び図３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ー１０２はＣＰＵ（中央
演算装置、ＧＣＰＵ １１２と略す。）及びＶＲＡＭ
（画像情報格納用メモリ）１１４を核にホストＣＰＵ１
１３と液晶表示装置１０１間の画像情報の管理や通信を
司っている。なお、該表示パネルの裏面には、光源が配
置されている。

【０１００】本発明における表示装置は表示媒体である
液晶素子が前述したように良好なスイッチング特性を有
するため、優れた駆動特性、信頼性を発揮し、高精細、
高速、大面積の表示画像を得ることができる。

【０１０１】本発明の液晶素子の一例であるカイラルス
メクティック液晶素子の駆動法としては、たとえば特開
昭５９−１９３４２６号公報、特開昭５９−１９３４２
７号公報、特開昭６０−１５６０４６号公報、特開昭６
０−１５６０４７号公報などに開示された駆動法を適用
することができる。

【０１０２】図６は、駆動法の波形図の１例を示す図で
ある。また、図５は、マトリクス電極を配置した強誘電
性液晶パネルの一例を示す平面図である。図５の液晶パ
ネル５１には、走査電極群５２の走査線と情報電極群５
３のデータ線とが互いに交差して配線され、その交差部
の走査線とデータ線との間には強誘電性液晶が配置され
ている。

【０１０３】図６（Ａ）中のＳ_Ｓは選択された走査線に
印加する選択走査波形を、Ｓ_Ｎは選択されていない非選
択走査波形を、Ｉ_Ｓは選択されたデータ線に印加する選
択情報波形（黒）を、Ｉ_Ｎ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）を表している。また、
図中（Ｉ_Ｓ−Ｓ_Ｓ）と（Ｉ_Ｎ−Ｓ_Ｓ）は選択された走査
線上の画素に印加する電圧波形で、電圧（Ｉ_Ｓ−Ｓ_Ｓ）
が印加された画素は黒の表示状態をとり、電圧（Ｉ_Ｎ−
Ｓ_Ｓ）が印加された画素は白の表示状態となる。

【０１０４】図６（Ｂ）は図６（Ａ）に示す駆動波形
で、図４に示す表示を行った時の時経列波形である。図
６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Δｔが書き込み位相
ｔ_２の時間に相当し、１ラインクリアｔ_１位相の時間２
Δｔに設定されている。さて、図６に示した駆動波形の
各パラメータＶ_Ｓ、Ｖ_Ｒ、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。

【０１０５】図７は後述するバイアス比を一定に保った
まま駆動電圧（Ｖ_Ｓ＋Ｖ_Ｉ）を変化させた時の透過率Ｔ
の変化、すなわちＶ−Ｔ特性を示したものである。ここ
ではΔｔ＝５０μｓｅｃ、バイアス比Ｖ_Ｉ／（Ｖ_Ｉ＋Ｖ
_Ｓ）＝１／３に固定されている。図７の正側は図６で示
した（Ｉ_Ｎ−Ｓ_Ｓ）、負側は（Ｉ_Ｓ−Ｓ_Ｓ）で示した波
形が印加された際の（Ｖ_Ｓ＋Ｖ_Ｉ）と最終的な透過率の
関係を示す。

【０１０６】ここで、Ｖ_１、Ｖ_３をそれぞれ実駆動閾値
電圧及びクロストーク電圧と呼ぶ。また、Ｖ_２＜Ｖ_１＜
Ｖ_３の時に、（Ｖ_３−Ｖ_１）／（Ｖ_３＋Ｖ_１）を電圧可
変マージン（ΔＶ）と呼び、マトリックス駆動可能な電
圧幅の重要なパラメーターとなる。

【０１０７】Ｖ_３は強誘電性液晶表示素子駆動上、一般
的に存在すると言ってよい。具体的には図６（Ａ）（Ｉ
_Ｎ−Ｓ_Ｓ）の波形におけるＶ_Ｂ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、Ｖ_３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。

【０１０８】本発明者らの検討ではバイアス比１／３〜
１／４程度が適当であった。ところでバイアス比を固定
すれば、電圧マージンΔＶは液晶材料のスイッチング特
性及び素子構成に強く依存し、ΔＶの大きい素子がマト
リクス駆動上非常に有利であることは言うまでもない。

【０１０９】また同様に、駆動電圧を固定し、電圧印加
時間Δｔを変化させていくときには、電圧印加時間閾値
をΔｔ_１とし、電圧印加時間クロストーク値をΔｔ₂と
して、（Δｔ_２−Δｔ_１）／（Δｔ_２＋Δｔ_１）を電圧
印加時間マージンとする。

【０１１０】ある一定温度においては、このように情報
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、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電圧マージン
または電圧印加時間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
の表示装置の場合、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。

【０１１１】

【実施例】以下、実施例により本発明を詳細に説明する
が、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
本実施例で用いた液晶組成物Ｎを以下に示す。

【０１１２】

【化４４】

【０１１３】

【化４５】

【０１１４】本液晶組成物Ｎの物性パラメーターを以下
に示す。

【０１１５】

【数３】

【０１１６】実施例１ ［セルの作製］セルＡ： 透明電極として約７０ｎｍ厚のＩＴＯ膜を形成
した１．ｌｍｍ厚のガラス基板のうちの一方（第１の基
板）に、以下の手法により配向制御膜を形成した。

【０１１７】下記の構造式（２）で表わされる繰り返し
単位構造を有するポリイミド前駆体のｌｗｔ％ＮＭＰ／
ｎＢＣ溶液をスピンコート法により塗布した。その後、
２７０℃で加熱焼成を施し、配向制御膜Ｌを形成した。
なお、このときの膜厚は１００Åであった。このように
形成した配向制御膜Ｌに対して一軸配向処理としてアラ
ミド繊維製の布によるラビング処理（回転数１０００ｒ
ｐｍ／ｍｉｎ、送り速度５ｍｍ／ｍｉｎ、ラビング布の
押し込み量１．５ｍｍ）を施した。

【０１１８】

【化４６】

【０１１９】もう一方のガラス基板（第２の基板）に
は、シランカップリング剤（オクタデシルトリエトキシ
シラン）をスピンコート法により塗布し、加熱処理を施
したものを用いた。

【０１２０】続いて第２の基板上にスペーサーとして、
平均粒径２．０μｍのシリカビーズを散布し、他方の第
１の基板を重ねあわせて、接着シール剤で貼り合わせて
セルを作製した。

【０１２１】セルＢ：下記の構造式（３）で表わされる
液晶Ｓをシクロヘキサノンに２．０ｗｔ％となるように
溶かし、これをスピンコート法でセルＡと同様な第１の
基板の配向制御膜上（ラビング押し込み量１．５ｍｍ）
に塗布した。その後、アニーリング処理した。液晶Ｓの
膜厚は１００Åであった。これをセルＡと同じ第２の基
板にセルＡと同様の方法で重ね合せてセルを作成した。

【０１２２】

【化４７】

【０１２３】セルＣ：セルＡと同様な第１の基板の配向
制御膜Ｌを押し込み量０．６ｍｍでラビング処理し、そ
の表面にセルＢと同様に液晶Ｓ（膜厚１００Å）を塗布
した基板と、セルＡと同様な第２の基板を貼り合わせて
セルを作製した。

【０１２４】セルＤ：セルＡと同様な第１の基板の配向
制御膜Ｌを押し込み量０．２ｍｍでラビング処理し、そ
の表面にセルＢと同様に液晶Ｓ（膜厚１００Å）を塗布
した基板と、セルＡと同様な第２の基板を貼り合わせて
セルを作製した。

【０１２５】セルＥ：セルＡと同様な第１の基板上に東
レ社製ポリイミド前駆体ＬＰ６４をＮＭＰ／ｎＢＣ＝２
／１溶液でスピンコートした後、焼成し、ポリイミドと
した後、ラビング処理（押込み量０．２ｍｍ）を施し
た。この際、膜厚は１００Åであった。これをセルＡと
同じ第２の基板に同様の方法で重ね合せてセルを作成し
た。

【０１２６】上記に示した各セル中に液晶組成物Ｎを等
方相温度にて毛管注入を行った。また、プレチルト角測
定用セルとして、セルＡ〜Ｅで使用した第１の基板
（Ｂ、Ｃ、Ｄに関しては液晶Ｓを塗布していない配向制
御膜だけの状態）を上下でラビング方向が反平行になる
よう２枚貼り合わせて（セルの上下基板が同じ構成）、
上下基板距離が２０μｍ（スペーサービーズによって調
整した）のセルａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅを作製した。

【０１２７】作製した素子（セルＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）に関
して、（１）Ｍ２マージン（Ｍ２）の測定、（２）プレ
チルト角の測定、（３）配向状態の観察を行った。 （１）Ｍ２マージン（Ｍ２）の測定 実施例におけるＭ２マージン（Ｍ２）の測定は、図６に
示す駆動波形を使用して行った。測定温度は３０℃、バ
イアス比は（１／３．４）、駆動電圧を２０Ｖとし、パ
ルス幅を変化させて駆動Ｍ２マージンを測定した。な
お、測定温度は３０℃である。

【０１２８】セルＡのＭ２マージンは０であった（配向
状態が悪いため）。セルＢのＭ２マージンを測定したと
ころ、０．０２０であった。セルＣのＭ２マージンを測
定したところ、０．０２２であった。セルＤのＭ２マー
ジンを測定したところ、０．１３５であった。

【０１２９】（２）プレチルト角の測定 ［プレチルト角の測定方法」プレチルト角の測定は、ク
リスタルローテイション法（Ｊｐａ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐ
ｈｙｓ．Ｖｏｌ．１９（１９８０）Ｎｏ．１０，Ｓｈｏ
ｒｔ Ｎｏｔｅｓ２０１３）に記載されている方法に従
って求めた。また、プレチルト角の測定用液晶として、
強誘電性液晶（チッソ社製、ＣＳ−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て測定した。

【０１３０】

【化４８】 なお、この標準液晶である液晶組成物は、１０〜５５℃
でＳｍＡ相を呈した。

【０１３１】測定方法は、液晶セルを上下基板に垂直、
かつ配向処理軸（ラビング軸）を含む面で回転させなが
ら、回転軸を４５°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。

【０１３２】そして、干渉によってできた透過光強度の
スペクトルに対して、理論曲線と下記に示す式とフィッ
ティングを行うシミュレーションにより、プレチルト角
αを求めた。

【０１３３】

【数４】

【０１３４】セルａのプレチルト角は測定できなかった
（配向状態が悪いため）。セルｂのプレチルト角は、１
８°であった。セルｃのプレチルト角は、２７°であっ
た。セルｄのプレチルト角は、６７°であった。

【０１３５】測定結果をラビング強度（押込み量）とプ
レチルト角の関係として図８に示す。なお、この図８に
は本発明で作製したセルのラビング条件以外のデータも
併せて掲載した。

【０１３６】同様の手法を用いて液晶Ｓをプレチルト角
測定用セルに注入し、スメクチックＡ状態になるように
温度制御を行い、プレチルト角を測定した。この結果、
セルｂのプレチルト角は１．３°、セルｃのプレチルト
角は２．０°、セルｄのプレチルト角は５．０°であっ
た。 （３）配向状態の観察 セルを顕微鏡観察したところ、セルＡはジグザグ欠陥が
多数見られ、配向状態が非常に悪かった。セルＢ、Ｃ、
Ｄは均一配向であった。

【０１３７】以上の結果から、Ｍ２マージンと強誘電性
液晶（ＣＳ−ｌ０ｌ４）で測定したプレチルト角の関係
を図９に示す。さらに、Ｍ２マージンと液晶Ｓで測定し
たプレチルト角の関係を図１０に示す。プレチルト角が
５°以上でＭ２マージンが増大していることがわかる。

【０１３８】比較例１セルＥは均一配向状態であった。
セルＥのＭ２マージンを測定したところ、０．０２２で
あった。また、セルｅの液晶Ｓで測定したプレチルト角
は３．５°であった。

【０１３９】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の液晶素子
によれば、配向制御膜上に高いプレチルト角を与える液
晶層を設けることにより配向性が向上し、カイラルスメ
クチック液晶素子における反転不良部分の出現が抑制さ
れ、駆動マージンを大きく向上させることができ、局所
的なスイッチング異常、経時的なスイッチング状態の変
化を抑制することができた。

【０１４０】また、本発明によれば、このようなカイラ
ルスメクチック液晶を用いた液晶素子を用いた液晶装置
が提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のカイラルスメクチック液晶素子の一例
を示す概略図である。

【図２】本発明のカイラルスメクチック液晶組成物を用
いた液晶素子を備えた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３】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４】図６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の模式図である。

【図５】マトリクス電極を配置した強誘電性液晶パネル
の一例の平面図である。

【図６】本発明で用いた駆動法の波形図の一例である。

【図７】本発明にかかる、駆動電圧を変化させたときの
透過率の変化を示すグラフ（Ｖ−Ｔ特性図）である。

【図８】ラビング強度（押込み量）とプレチルト角の関
係を示す図である。

【図９】Ｍ２マージンと強誘電性液晶（ＣＳ−ｌ０ｌ
４）で測定したプレチルト角の関係を示す図である。

【図１０】Ｍ２マージンと液晶Ｓで測定したプレチルト
角の関係を示す図である。

【符号の説明】

１ カイラルスメクチック液晶組成物を用いた液晶層 ２ａ、２ｂ 基板 ３ａ、３ｂ 透明電極 ４ａ、４ｂ 配向制御膜 ５ シール材 ６ スペーサ ８ａ、８ｂ 偏光板 ９ 光源 １０ 第二液晶層 Ｉ_０ 入射光 Ｉ 透過光 ５１ 液晶パネル ５２ 走査電極群 ５３ 情報電極群 １０１ カイラルスメクチック液晶表示装置 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

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中村 真一 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 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 由紀夫 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 (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一対の基板間に、コレステリック相を有
   さず少なくとも２つの安定状態を有するカイラルスメク
   チック液晶からなる第一の液晶を挟持し、該一対の基板
   の少なくとも一方の基板上に一軸配向処理が施された配
   向膜を有する液晶素子において、いずれかの配向膜の上
   に第一の液晶とは異なる成分構成の第二の液晶化合物も
   しくは液晶組成物を吸着もしくは薄膜形成してなる第二
   液晶層を有し、かつ該第二液晶層を形成する第二の液晶
   化合物もしくは液晶組成物のプレチルト角が５度以上で
   あることを特徴とする液晶素子。
2. 【請求項２】 前記一対の基板が互に異なる配向膜を有
   する請求項１記載の液晶素子。
3. 【請求項３】 前記一軸配向処理が施された配向膜がポ
   リイミド膜をラビングしたものからなる請求項１または
   ２記載の液晶素子。
4. 【請求項４】 前記ポリイミドが下記一般式（１）で表
   される繰り返し単位を有する請求項１乃至３のいずれか
   の項に記載の液晶素子。 【化１】 （式中、Ｘは４価の芳香族環、脂肪族環または脂肪族基
   を表わす。）
5. 【請求項５】 前記カイラルスメクチック液晶がスメク
   チックＡ相からスメクチックＣ相への転移温度近傍で層
   間隔が減少し始める第１の変移点における層間隔（ｄ
   Ａ）と第１の変移点から温度降下に伴って上記層間隔が
   減少から再び増加に転ずる第２の変移点における層間隔
   （ｄ_ｍｉｎ）との関係が 【数１】０．９９０≦ｄ_ｍｉｎ／ｄＡ を満たすものである請求項１乃至４のいずれかの項に記
   載の液晶素子。
6. 【請求項６】 前記カイラルスメクチック液晶が、フル
   オロカーボン末端部分及び炭化水素未端部分を有し、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請求項１乃至５のいずれかの項に記
   載の液晶素子。
7. 【請求項７】 前記カイラルスメクチック液晶がフッ素
   含有液晶化合物を７０重量％以上含有する請求項６記載
   の液晶素子。
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、−Ｄ¹−Ｃ_xaＦ_2xa−Ｘで表わ
   される基である請求項６記載の液晶素子。（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−（ＣＨ
   ₂）_ra−、−（ＣＨ₂）_ra−、−Ｏ−ＳＯ₂−、−ＳＯ
   ₂−、−ＳＯ₂−（ＣＨ₂）_ra−、−Ｏ−（ＣＨ₂）_ra−Ｏ
   −（ＣＨ₂）_rb−、−（ＣＨ₂）_ra−Ｎ（Ｃ_paＨ_2pa+1）
   −ＳＯ₂−、又は−（ＣＨ₂）_ra−Ｎ（Ｃ_paＨ_2pa+1）−
   ＣＯ−を表わす。ｒａおよびｒｂは、独立に１〜２０で
   あり、ｐａは０〜４である。）
9. 【請求項９】 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−（Ｃ_xbＦ_2xb−Ｏ）_za
   −Ｃ_yaＦ_2ya+1で表わされる基である請求項６記載の液
   晶素子。（但し、上記式中ｘｂはそれぞれの（Ｃ_xbＦ
   _2xb−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−Ｃ
   _rcＨ_2rc−、−Ｏ−Ｃ_rcＨ_2rc−、−Ｃ_rcＨ_2rc−、−Ｏ
   −（Ｃ_saＨ_2sa−Ｏ）_ta−Ｃ_rdＨ_2rd−、−Ｏ−ＳＯ
   ₂−、−ＳＯ₂−、−ＳＯ₂−Ｃ_rcＨ_2rc−、−Ｃ_rcＨ_2rc
   −Ｎ（Ｃ_pbＨ_2pb+1）−ＳＯ₂−、−Ｃ_rcＨ_2rc−Ｎ（Ｃ
   _pbＨ_2pb+1）−ＣＯ−、単結合から選ばれ、ｒｃ及びｒ
   ｄは独立に１〜２０であり、ｓａはそれぞれの（Ｃ_saＨ
   _2sa−Ｏ）に独立に１〜１０であり、ｔａは１〜６であ
   り、ｐｂは０〜４である。）
10. 【請求項１０】 前記フッ素含有液晶化合物が、下記の
    一般式（Ｉ）で表わされる請求項６記載の液晶素子。 【化２】 ［式中、Ａ¹、Ａ²、Ａ³は、それぞれ独立に、 【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（Ｃ_paＨ_2pa+1）−
    ＳＯ₂−、又は−（ＣＨ₂）_ra−Ｎ（Ｃ_paＨ_2pa+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−Ｃ_qaＨ_2qa−Ｏ
    −Ｃ_qbＨ_2qb+1、−Ｃ_qaＨ_2qa−Ｏ−Ｃ_qbＨ_2qb+1、−Ｃ
    _qaＨ_2qa−Ｒ³、−Ｏ−Ｃ_qaＨ_2qa−Ｒ³、−ＣＯ−Ｏ−Ｃ
    _qaＨ_2qa−Ｒ³、又は−Ｏ−ＣＯ−Ｃ_qaＨ_2qa−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−Ｃ_qbＨ_2qb+1、−ＣＯ−Ｏ−Ｃ_qbＨ
    _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Ｃ_xaＦ_2xa−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）。］
11. 【請求項１１】 前記フッ素含有液晶化合物が、下記の
    一般式（ＩＩ）で表わされる請求項６記載の液晶素子。 【化４】 ［式中、Ａ⁴、Ａ⁵、Ａ⁶は、それぞれ独立に、 【化５】 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−Ｃ_rcＨ_2rc−、−Ｏ−Ｃ_rcＨ_2rc−、−Ｃ_rcＨ
    _2rc−、−Ｏ−（Ｃ_saＨ_2sa−Ｏ）_ta−Ｃ_rdＨ_2rd−、−
    Ｏ−ＳＯ₂−、−ＳＯ₂−、−ＳＯ₂−Ｃ_rcＨ_2rc−、−Ｃ
    _rcＨ_2rc−Ｎ（Ｃ_pbＨ_2pb+1）−ＳＯ₂−、−Ｃ_rcＨ_2rc−
    Ｎ（Ｃ_pbＨ_2pb+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（Ｃ_saＨ_2sa−
    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−（Ｃ_qcＨ_2qc−Ｏ）_wa
    −Ｃ_qdＨ_2qd+1、−（Ｃ_qcＨ_2qc−Ｏ）_wa−Ｃ
    _qdＨ_2qd+1、−Ｃ_qcＨ_2qc−Ｒ⁶、−Ｏ−Ｃ_qcＨ_2qc−
    Ｒ⁶、−ＣＯ−Ｏ−Ｃ_qcＨ_2qc−Ｒ⁶、又は−Ｏ−ＣＯ−
    Ｃ_qcＨ_2qc−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−Ｃ_qdＨ_2qd+1、−
    ＣＯ−Ｏ−Ｃ_qdＨ_2qd+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、（Ｃ_xbＦ_2xb−Ｏ）_za−Ｃ_yaＦ_2ya+1で表わされる
    （但し、上記式中ｘｂはそれぞれの（Ｃ_xbＦ_2xb−Ｏ）
    に独立に１〜１０であり、ｙａは１〜１０であり、ｚａ
    は１〜１０である）。］
12. 【請求項１２】 請求項１乃至１１のいずれかの項に記
    載の液晶素子と該液晶素子を駆動する手段とを少なくと
    も有する液晶装置。