JPH03252624A

JPH03252624A - 液晶素子

Info

Publication number: JPH03252624A
Application number: JP2049582A
Authority: JP
Inventors: Yukio Haniyu; 由紀夫羽生; Yutaka Inaba; 豊稲葉; Masanobu Asaoka; 正信朝岡; Osamu Taniguchi; 修谷口; Kenji Shinjo; 健司新庄; Toshiharu Uchiumi; 俊治内海
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1990-03-02
Filing date: 1990-03-02
Publication date: 1991-11-11
Anticipated expiration: 2012-05-21
Also published as: JP2612503B2

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、液晶表示素子や液晶光シャッタ等で用いる液
晶素子、特に強誘電性液晶素子に関し、更に詳しくは、
液晶分子の配向状態を改善することにより、表示特性を
改善した液晶素子に関するものである。

［従来技術］強誘電性液晶分子の屈折率異方性を利用して偏光素子と
の組み合わせにより透過光線を制御する型の表示素子が
クラーク（Ｃ１ａｒｋ）及びラガーウォル（Ｌａｇｅｒ
ｗａｌ　１）により提案され５６ている（特開昭５６−１０７２１６号公報、米国特許第
４３６７９２４号明細書等）。この強誘電性液晶は、一
般に特定の温度域において、非らせん構造のカイラルス
メクチックＣ相（ＳｍＣ″）又はＨ相（ＳｍＨ”　）を
有し、この状態において、加えられる電界に応答して第
１の光学的安定状態と第２の光学的安定状態のいずれか
を取り、且つ電界の印加のないときはその状態を維持す
る性質、すなわち双安定性を有し、また電界の変化に対
する応答も速やかであり、高速ならびに記憶型の表示素
子用としての広い利用が期待され、特にその機能から大
画面で高精細なデイスプレーへの応用が期待されている
。

この双安定性を有する液晶を用いた光学変調素子が所定
の駆動特性を発揮するためには、一対の平行基板間に配
置される液晶が、電界の印加状態とは無関係に、上記２
つの安定状態の間での変換が効果的に起るような分子配
列状態にあることが必要である。

また、液晶の複屈折を利用した液晶素子の場合、直交ニ
コル下での透過率は、１／Ｉｏ＝　５ｉｎ２４θｓ　ｉ　ｎ　２些ｙｒλ で表わされる。前述の非らせん構造におけるチルト角θ
は、第１と第２の配向状態てのねしれ配列した液晶分子
の平均分子軸方向の角度として現われることになる。上
式によれは、かかるチルト角θが２２．５°の角度の時
最犬の透過率となり、双安定性を実現する非らせん構造
でのチルト角θが、２２．５°にできる限り近いことが
必要である。

ところで、強話電性液晶の配向方法としては、大きな面
積に亘って、スメクチック液晶を形成する複数の分子で
組織された分子層を、その法線に沿って一軸方向に配向
させることができ、しかも製造プロセスも、簡便なラビ
ング処理により実現できるものが望ましい。

強誘電性液晶、特に非らせん構造のカイラルスメクチッ
ク液晶のための配向方法としては、例えば米国特許第４
５６１７２６号公報に記載されたものなどが知られてい
る。

［発明が解決しようとする課題］しかしながら、これまで用いられてきた配向方法、特に
ラビング処理したポリイミド膜による配向方法を、前述
のクラークとラガウォールによって発表された双安定性
を示す非らせん構造の強誘電性液晶に対して適用した場
合には、下達の如き問題点を有していた。

すなわち、木発明者らの実験によれは、従来のラビング
処理したポリイミド膜によって配向させて得られた非ら
せん構造の強誘電性液晶でのみかけのチルト角θ（２つ
の安定状態の分子軸のなす角度の１／２）がらせん構造
をもつ強誘電性液晶でのチルト角（後述の第４（Ａ）図
に示す三角錐の頂角の１／２の角度θ）と較べて小さく
なっていることが判明した。特に、従来のラビング処理
したポリイミド膜によって配向させて得た非らせん構造
の強誘電性液晶でのチルト角θは、一般に３°〜８°程
度で、その時の透過率はせいぜい３〜５％程度であった
。

この様に、クラークとラガウォールによれば双安定性を
実現する非らせん構造の強誘電性液晶でのチルｌ−角か
らせん構造をもつ強誘電性液晶でのチルト角と同一の角
度をもつはずであるが、実際には非らせん構造でのチル
ト角θの方がらせん構造でのチルト角ｅより小さくなっ
ている。しかも、この非らせん構造でのチルト角θがら
せん構造でのチルト角θより小さくなる原因が非らせん
構造での液晶分子のねじれ配列に帰因していることが判
明した。つまり、非らせん構造をもつ強誘電性液晶では
、液晶分子か基板の法線に対して上基板に隣接する液晶
分子の軸より下基板に隣接する液晶分子の軸へ連続的に
ねしれて配列しており、このことが非らせん構造てのチ
ルト角θがらせん構造でのチルト角θより小さくなる原
因とな９０っている。

また、従来のラビング処理したポリイミド配向膜によっ
て生じたカイラルスメクチック液晶の配向状態は、電極
と液晶層の間に絶縁体層としてのポリイミド配向膜が存
在するため、第１の光学的安定状態（例えは、白の表示
状態）から、第２の光学的安定状態（例えば、黒の表示
状態）にスイッチングするための一方極性電圧を印加し
た場合、この一方極性電圧の印加解除後、強誘電性液晶
層には他方極性の逆電界Ｖ　ｒｅｖか生じ、この逆電界
Ｖ　ｒａＶかデイスプレィの際の残像を惹き起していた
。

この逆電界発生現象は、例えば“吉田明雄著、昭和６２
年１０月「液晶討論会予稿集Ｊ　Ｐ、１４２〜１４３の
ｒＳ　Ｓ　Ｆ　ＬＣのスイッチング特性」°°て明らか
にされている。

方、本発明者らの一人は、以前、強誘電性液晶の配向状
態に関して、以下のような現象を発見した。

基板上に比較的プレチルトの低いＬＰ６４　（東しく株
）製）などの配向膜を塗布しラビングしたものを、上下
２枚ラビング方向を同じにして間隙を約１．５μｍに保
って貼り合わせてセルを構成し、これにＣ３１０１４（
チッソ（株）製）などの強誘電性液晶を注入し温度を降
下させていくと、第２図＜８）〜（ｅ）に示す経過をた
どる。

すなわち、高温相からＳｃ”相に転移した直後の同図（
ａ）に示す状態においてはコントラストの小さい配向状
態（Ｃ１配向状態）２１および２２をとり、温度を下げ
、ある温度領域に達すると同図（ｂ）に示すようにジグ
ザグ状の欠陥２３が発生じ、その欠陥を境にしてコント
ラストの高い配向状態（Ｃ２配向状態）２４と２５が現
われる。

更に温度か下がるとともに０２配向状態が拡がり（同図
（Ｃ）、（ｄ））、ついには全体かＣ２配向状態になる
（同図（ｅ））。

Ｃ１およびＣ２の２ｆｆｆｉ類の配向状態は、第３図に
示すようなスメクチック層のシェブロン構造の違いで説
明されている。第３図で、３１はスメクチック層、３２
はＣ１配向の領域、３３はＣ２配向の領域を表わす。

スメクチック液晶は一般に層構造をもつがＳＡ相からＳ
ｃ相またはＳ。′相に転移すると層間隔か縮むので第３
図のように層が上下基板の中央で折れ曲がった構造（シ
ェブロン構造をとる）。折れ曲がる方向は図に示すよう
に０１と０２の２つ有り得るが、よく知られているよう
にラビングによって基板界面の液晶分子は基板に対して
角度をなしくプレチルト）、その方向はラビング方向に
向って液晶分子が頭をもたげる（先端が浮いた格好にな
る）向きである。このプレチルトのためにＣ１配向とＣ
２配向は弾性エネルギー的に等価でなく、上述のように
ある温度で転移が起こる。また機械的な歪みで転わが起
こることもある。

第３図の層構造を平面的にみると、ラビング方向に向っ
てＣ１配向からＣ２配向に移るときの境界３４はジグザ
グの稲妻状でライトニング欠陥と呼ばれ、Ｃ２配向から
Ｃ１配向に移るときの境界３５は幅の広いゆるやかな曲
線でヘアピン欠陥と呼ばれる。従来は、該Ｃ１およびＣ
２配向において、コントラストの観点からＣ２の配向状
態を用いた液晶素子を提供するものであった。しかし、
本発明はさらに高コントラストな液晶素子を提供するも
のである。

従って、本発明の目的は、前述の問題点を解決し、さら
に高コントラストな強誘電性液晶素子を提供すること、
特にカイラルスメタヂック液晶の非らせん構造での大き
なチルト角θを生じ、高コントラストな画像が表示され
、且つ残像を生じないデイスプレィを達成できる強誘電
性液晶素子を提供することにある。

［課題を解決するための手段］そこで本発明は強誘電性液晶素子は、強誘電性液晶と、
この強誘電性液晶を間に保持して対向するとともにその
対向面にはそれぞれ強誘電性液晶に電圧を印加するため
の電極が形成されかつ強誘電性液晶を配向するための相
互にほぼ平行で同方向の一軸性配向処理か施された一対
の基板とを備え、３４ ■　強誘電性液晶のプレチルト角をα、チルト角をΘ、
Ｓｍ＊Ｃ層の傾斜角をδとすれば、強誘電性液晶は、 θ〈α　＋　δ で表わされる配向状態を有するか、 ■　強誘電性液晶は、この基板間のスペーサ等の異物に
よってまたは基板に歪みを加えることによってヘアピン
欠陥およびライトニング欠陥に囲まれた配向状態を生じ
、かつこの配向状態は、プレチルトにより液晶分子が配
向表面から浮いている方向に対してライトニング欠陥お
よびアスビン欠陥の順序でこれら欠陥が生じることによ
って生じるものであるか、 ■　強誘電性液晶は、この基板間のスペーサ等の異物に
よってまたは基板に歪みを加えることによってヘアピン
欠陥およびライトニング欠陥に囲まれた配向状態を生じ
、かつこの配向状態は、ラビング方向に対してライトニ
ング欠陥およびヘアピン欠陥の順序でこれら欠陥が生じ
ることによって生じるものであるか、または ■　強誘電性液晶は、配向状態がＳｍＡ等の高温からＳ
ｍ＊Ｃに降温する過程で欠陥を伴う配向変化がないもの
であり、かつ ■　該配向状態における強誘電性液晶が少なくとも２つ
の安定状態を示し、それらの光学軸のなす角度の１／２
であるθａと該強誘電性液晶のチルト角ｅとかＯ〉Θ、　）ｅ／２の関係を有するか、 ■　該配向状態における強誘電性液晶が少なくとも２つ
の安定状態を示し、それらの光学軸のなす角を２等分す
る位置に一方の偏光板の吸収軸を合わせ、それに垂直に
他方の偏光板の吸収軸を合わせた配置から一方の偏光板
だけを時計方向に３°〜３０°回転させたときの第１の
安定状態の呈する色と、反時計方向に同じ角度回転させ
たときの第２の安定状態の呈する色が同じであるか、■
　該配向状態における強誘電性液晶がクロスニコル下、
消光値の透過率の低い２つの安定状態と、クロスニコル
下、消光位の透過率の高い１つまたは２つの安定状態の
計３または４状態を有するか、または ■　強誘電性液晶がクロスニコル下、消光位の透過率の
低い第１と第２の２つの安定状態と、クロスニコル下、
消光位の透過率の高い第３と第４の２つの安定状態の４
つの安定状態を示し、それらの光学軸のなす角を２等分
する位置に一方の偏光板の吸収軸を合わせ、それに垂直
に他方の偏光板の吸収軸を合わせた配置から一方の偏光
板だけを時計方向に３゛〜３０°回転させたときの第１
の安定状態の呈する色と、反時計方向に同じ角度回転さ
せたときの第２の安定状態の呈する色が同じであり、一
方の偏光板だけを時計方向に３°〜３０°回転させたと
きの第３の安定状態の呈する色と、反時計方向に同じ角
度回転させたときの第４の安定状態の呈する色が異なる
、ことを特徴とする強銹電液晶素子を提供するものである
。

前記配向状態は、ＳｍＡからＳｒｎ＊Ｃに転移する温度
を１１℃とすると（Ｔｌ　　　ｓ）ｔから（Ｔｌ　　　
（１０ないし４０））＊Ｃまでの、全温度範囲で存在す
るのが好ましい。

また、プレチルト角αとＳｍ＊Ｃ層の傾斜角δとの関係
が、はぼ δくα で表わされる配向状態を有するのが好ましい。

さらに、前記■および■の場合は、配向状態がライトニ
ング欠陥およびヘアピン欠陥を介さない３つまたは４つ
の異なる安定状態を有するのが好ましい。

［発明の態様の詳細な説明］第１図は、本発明の強誘電性液晶セルの１例を模式的に
描いたものである。

１１ａとｆｌｂは、それぞれｒ　ｎ２０３やＩＴＯ（Ｉ
ｎｄｉｕｍ　Ｔｉｎ　０ｘｉｄｅ）等の透明電極１２ａ
と１２ｂて被覆された基板（ガラス板）であり、その上
に２００〜３０００人厚の絶縁膜１３ａと１３　ｂ　（
Ｓｉ２０膜、ＴｉＯ２膜、Ｔ　ａ　２０５膜など）と、
前７８記−船蔵で示すポリイミドで形成した５０〜１０００人
厚の配向制御膜１４ａと１４ｂとがそれぞれ積層されて
いる。配向制御膜１４ａと１４ｂは配向方向が、平行か
つ同−向き（第１図でいえばＡ方向）になるようラビン
グ処理（矢印方向）しである。基板１１ａと１１ｂとの
間には、強誘電性スメクチック液晶１５が配置され、基
板１１ａと１１ｂとの間の距離は、強誘電性スメクチッ
ク液晶１５のらせん配列構造の形成を抑制するのに十分
に小さい距Ｉｌｌ！（例えば０，１〜３μｍ）に設定さ
れ、強誘電性スメクチック液晶１５は双安定性配向状態
を生じている。上述の十分に小さい距離は、基板１１ａ
とｆｉｂとの間に配置したビーズスペーサ１６（シリカ
ビーズ、アルミナビーズ）によって保持される。１７ａ
、１７ｂは偏光板である。

このような構成において、本発明者等は特定の配向膜と
液晶の組み合わせを用いると ■上記のＣ１−Ｃ２転移が起こりにくく、液晶材料によ
っては全＜Ｃ２配内状態が生じないこと、および、 ■Ｃ１配向内に従来見出されていた低コントラストの２
つの安定状態のほかに、コントラストの高い別の２つの
安定状態が現われることを新たに発見した。

そこで、表示素子として画面全体を０１配向状態に統一
し、かつＣ１配内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イス
プレィができると期待される。

つまり、本発明者らは、強誘電性液晶素子を、強誘電性
液晶と、この強誘電性液晶を間に保持して対向するとと
もにその対向面にはそれぞれ強誘電性液晶に電圧を印加
するための電極が形成されかつ強誘電性液晶を配向する
ための相互にほぼ平行で同一方向の一軸性配向処理が施
された一対の基板とを備え、強誘電性液晶のプレチルト
角をα、チルト角（コーン角の１／２）をΘ、Ｓｍ”０
層の傾斜角をδとすれば、強誘電性液晶は、ｅくα＋δ で表わされる配向状態を有するようにすると、Ｃ１配向
状態においてさらにシェブロン構造を有する４つの状態
が存在することを確認した。この４つの０１状態は従来
の０１状態とは異なっており、なかでも４つの０１状態
のうち２つの状態は、双安定状態（ユニフォーム状態）
を形成している。このＣ１配向のユニフォーム状態は、
従来用いていたＣ２配向における双安定状態よりもコン
トラストが高く、シたがって、このユニフォーム状態に
おいて、液晶を駆動させることにより、大きなチルト角
ｅを生じ、高コントラストな画像がデイスプレィされ、
且つ残像も生じない。

以下、上記の、■について詳しく説明する。

■の点についていうと、Ｃ１→Ｃ２転Ｓの起こりやすさ
は、第１表に示すように、基板界面付近の液晶分子が基
板と成す角度（プレチルト角）、層の傾き角、および液
晶のチルト角に依存している。

第１表第１表は、プレチルト角の異なる３種類の配向膜Ａ−Ｃ
のセルにチルト角の異なる３種類の液晶ａ　”−ｅを注
入して配向状態を見た結果である。ただし、配向１１！
ＡはＬＰ６４　（東しく株）製）、配向膜Ｂは５Ｅ６１
０（日産化学（株）製）、配向１ＩＩＣは第１１図で示
される構造式のポリアミド酸を焼成して得られるポリイ
ミドで、プレチルト角１２はそれぞれ２．５°、６°　　１２°であった。

第１表から、プレチルト角が大きくてチルト角が小さい
場合にＣ１配向が維持されることがわかる。この結果は
以下のように考えれば理解できる。

Ｃ１配向、Ｃ２配向での基板近くのダイレクタはそれぞ
れ第４（Ａ）図（ａ）および（ｂ）のコーン４１上にあ
るから、チルト角ｅ、プレチルト角αおよび順傾斜角δ
の間にはＣ１配向のとき　ｅ＋δ〉α　　（２）Ｃ２配向のとき
　θ−δ〉α　　（３）の関係が成り立っていなければ
ならない。順傾斜角δはチルト角ｅより少し小さい値を
持つので、チルト角ｅの小さい液晶では、　ｅ−δ　も
小さく、プレチルト角αが大きい場合には（３）式の関
係が満たされなくなり、Ｃ２配向が現われないのである
。したがって、本発明でいうＣ２配向を生ぜずＣ１配向
を生じさせるための条件はｅ−δくα　　　　　　（４
）であることが必要になる。

チルト角と順傾斜角は液晶の温度に依存するので、ある
温度で（４）式が成り立っても、更に低温ではその条件
が破れてＣ２配向が現われることがある。（４）式の条
件はその液晶を表示装置として用いる全温度範囲で成り
立っている必要がある。

本発明において、プレチルト角αは、好ましくは６°く
αく３０°、より好ましくは８°くαく３０°、さらに
好ましくは１０°〈αく３０°を示し、チルト角ｅは７
’　＜８＜２７°を示し、δは０°〈δ〈２５′″を示
すとよい。

第４図（Ｂ）は代表的な液晶のチルト角θと層の傾き角
δの温度変化の様子を示す。ｅおよびδは５Ａ−３ｃ″
相転移点ＴＡｃ直下で急な変化を示し、転移点から離れ
るにつれて大きくなるが、温度変化はゆるやかになる。

第４（Ｂ）図に示すように、ｅと６の差はＴ　””　Ｔ
　Ａ　Ｃでは０であり、低温になるにつれて大きくなる
。

したがって、（４）式は、相転移点から液晶と配向膜と
で決まる一定温度までの範囲で成立し、それ以下では成
立しない。この温度範囲内で表示素子として用いればＣ
１配向を維持することができるから、できるだけ広い温
度範囲を有することが望ましいが、実用的には５ｄｅｇ
〜３５ｄｅｇの温度範囲が確保できれば十分である。

方、相転移点にあまり近い温度ではｅが小さずきて実用
に供さないので、実際には相転移点から５ｄｅｇ程度離
れたところから使うことが多い。したがって、相転移点
をＴＡｃ℃として（４）式は少なくとも（ＴＡｏ−５）
℃から（ＴＡｃｌＯ）℃の範囲で成立していること、望
ましくは（ＴＡＣ５）ｔから（ＴＡＣ４０）℃までの範
囲で成立していることが必要である。

次に■の点について説明する。従来の低プレチルト配向
膜では、Ｃ１配向においては比較的コントラストの低い
２つの状態しか安定には存在しえなかった。ところが、
第１表に示した配向膜Ｃのような高プレチルト配向膜で
は、Ｃ１配向のなかに４つの状態が存在して、そのうち
の２つは従来と同じ低コントラストの２状態（偏光顕微
鏡の視野下では消光位かなく青く見えるので液晶のダイ
レクタか上下の基板間てねしれている。以下、スプレィ
状態と呼ぶ）で、ほかの２つはきわたってコントラスト
の高い、かつ見掛けのチルト角の大ぎい状態（偏光顕微
鏡下で消光位がある。以下、ユニフォーム状態と呼ぶ）
である。新たに見出された二二フ（−ム状態のコントラ
ストと透過率はＣ２配向での値よりも高い。そして、Ｃ
１のユニフォーム状態はＣ１のスプレィ状態に比へ、ク
ロスニコル下、消光位の透過率が低くＣ１のスプレィ状
態は２つの状態の区別がつかなくなり、ユニフォーム２
状態とスプレィ１状態の計３状態のみ観測される場合も
ある。

第２表は、いくつかの液晶ａ〜ｄのスプレィ状態での無
電界時のみかけのチルｌ−角θ　５ｐｌａｙと、ユニフ
ォーム状態でのみかけのチルト角θ　ｕｎｌｆ。

ｒｍおよびデル１−角θを示したものである。第２表中
にはθ　５ｐｌａｙおよびθ　ｕｎｉｆｏｒｍとｅとの
比も示しである。この表かられかるように、同じ液晶材
料でもみかけのチルト角はスプレィ状態て小さ５６く、ユニフォーム状態で大きい。ｅとの比でみても、ス
プレィ状態てはθ＠ｐｌａ）’／９≦０．４、ユニフォ
ーム状態てはθｕｎｌｆｏｒｍ／６≧０．５である。こ
こで、本発明では、Ｃ１状態における４つの状態のうち
、ｅ〉Θ、＞ｅ／２の関係を示す状態をユニフォーム状
態という。

第２表そこで本発明は、強誘電性液晶索子を、強誘電性液晶と
、この強誘電性液晶を間に保持して対向するとともにそ
の対向面にはそれぞれ強誘電性液晶に電圧を印加するた
めの電極が形成されかつ強誘電性液晶を配向するための
相互にほぼ平行で同一方向の一軸性配向処理が施された
一対の基板とを備え、強誘電性液晶のプレチルト角をα
、チルト角（コーン角の１／２）をΘ、Ｓｍ＊Ｃ層の傾
斜角を６とすれば、強誘電性液晶は、ｅくα＋δ で表わされる配向状態を有し、かつ該配向状態における
強誘電性液晶が少なくとも２つの安定状態を示し、それ
らの光学軸のなす角度の１／２であるＣ８と該強誘電性
液晶のチルト角ｅとがｅ〉Θ、　＞０／２の関係を満たすＣ１配向におけるユニフォーム状態を表
示に利用しようとするものである。

また、本発明でいうＣ１状態は、基板間のスペーサ等の
異物によってまたは基板に歪みを加えることによってヘ
アピン欠陥およびライトニング欠陥に囲まれた配向状態
を生じ、かっこの配向状態は、プレチルトにより液晶分
子が配向表面から浮いている方向に対しであるいはラビ
ング方向に対シテ、ライトニング欠陥およびアスビン欠
陥の順序でこれら欠陥が生じることによって生じる状態
である。または、スメクチックＡ　（ＳｍＡ）等の高温
からスメクチックｃ　（Ｓｍ”　ｃ）に降温する過程で
欠陥を伴う配向変化がない状態であるということができ
る。

本発明のＣ１配向におけるスプレィ状態とユニフォーム
状態との違いは、前述のみかけのチルト角が違うことの
他に、コントラストの違いがある。スプレィ配向は上述
のように暗状態においてもクロスニコル下で完全な消光
位が得られず、偏光板をクロスニコルから数度捩フた位
置に配置するほうがより暗くなる。これに対し、ユニフ
ォーム配向はクロスニコル下でほぼ完全な消光位があり
、このために高いコントラスト比を示す。この違いは次
のような測定を行えばいっそうはっきりする。

まず、クロスニコル下でアップ・ダウンの２状態のコン
トラストかなくなる位置、すなわち２状態の光学軸のな
す角を２等分する方向（スメクチック層方向）に一方の
偏光板の吸収軸を合わせ、これに垂直に他方の偏光板の
吸収軸を合わせる。

この位置から検光子（観測者側の偏光板）だけを時計方
向に３°〜３０°の適当な角度回転させるとアップ・ダ
ウン２状態の透過光状態に差が生じコントラストがつく
。多くの場合、アップの状態が色濃く見え、ダウンの状
態は色が淡くなる。逆に、検光子な反時計方向に同じ角
度回転させると、逆の色づきがみられる。すなわち、ア
ップの状態は色淡くなり、ダウン状態は色濃くなる。

そこで、この検光子回転に対する色づきの様子に着目す
ると、１．０μｍなし）し２．０μｍのギャップをもつ
セルにあっては、（１）スプレィ配向のアップ・ダウン２状態については
時計方向に回転したときのアップの色はかっ色ないし赤
紫色であるのに対し、反時計方向に回転したときのダウ
ンの色は青色ないし藍色な呈９０していて、この２つの色は異なる。一方、（２）ユニフ
ォーム配向のアップ・ダウン２状態については、上記２
つの色はともにかっ色ないし赤紫色で同じである。

この違いは、後述のように上下基板間でダイレクタが捩
れているか否かに基づくものと考えられるが、いずれに
してもこの測定からスプレィ配向とユニフォーム配向を
質的に区別することができる。

また、本発明におけるＣ１配向の４つの状態は電界をか
けると互いに遷移する。弱い正負のパルス電界を印加す
るとスプレィ２状態間の遷移が起こり、強い正負のパル
ス電界を印加するとユニフオーム２状態間の遷移が起こ
る。ユニフォーム２状態を用いると従来より明るくコン
トラストの高い表示゛素子が実現できる。

ところで、液晶の選択の仕方によっては、該ユニフォー
ム状態の生じ易さに差がある。第１表の配向膜Ｃを用い
ていくつかの液晶でユニフォーム状態の有無を調べた結
果が第３表である。傾斜角の小さい液晶はどユニフォー
ム状態を取りやすいことが分かる。この原因は必ずしも
明らかではないが、次のようなことが推察される。

第３表ユニフォーム状態においては、その光学的性質からみて
ダイレクタが上下基板間でねしれていないと考えられる
。第５（Ａ）図はＣ１配向の各状態における基板間の各
位置でのダイレクタの配置を示す模式図である。図中、
５１〜５４は各状態においてダイレクタをコーンの底面
に投影し、これを底面方向から見た様子を示しており、
５１および５２がスプレィ状態、５３および５４がユニ
フォーム状態と考えられるダイレクタの配置である。同
図から分かるとおり、ユニフォームの２状態５３と５４
においては、上下いずれかの基板界面の液晶分子の位置
がスプレィ状態の位置と入れ替わっている。第５（Ｂ）
図は、Ｃ２配向を示しており、界面のスイッチングはな
く、内部のスイッチングで２状態がある。第６図は界面
分子位置の異なる２つの領域の境界付近のダイレクタの
様子を示したものである。界面分子の位置は同図に示す
ようにコーンの頂点６０を通って一方から他方へ移ると
考えられるので、チルト角の小さいほうが移りやすい。

このためチルト角の小さい液晶でユニフォーム状態が実
現されるのである。

界面の分子が一方の位置から他方の位置へ電界によって
診る際に受けるトルクの方向は、分子がコーン上のどの
位置にあるかによって異なる。すなわち、第６図のコー
ン端６１および６２よりもプレチルトの高い位置にあれ
はコーンの頂点６０を通る方向にトルクを受け、逆にコ
ーン端６１および６２よりも低い位置にあれば分子は基
板に押し付けられる方向にトルクを受ける。したがって
、前者の位置にあるほうがスイッチングが起こりやすい
。プレチルトがコーン端６１および６２よりも高い位置
に来るための条件は簡単な幾何学的考察により、５ｉｎａ＞ｓｉｎδｃｏｓθ　　（５）となり、プレチ
ルト角α、順傾斜角δ、チルト角ｅが小さいときはこの
条件は近似的に、α〉δ　　　　　　　　（６）となる。順傾斜角δはチルト角θに近い値を持つのて第
３表に示した実験結果が得られたと解釈される。

よって、Ｃ１配向におけるユニフォーム状態をより安定
に形成させるには、ざらにα〉δの関係を満たすことが
効果的である。

また、ユニフォーム状態を安定に形成させるために上下
基板のラビング方向をＯ〜２０″の範囲でずらしたクロ
スラビングも可能である。

なお、以上の実験におけるチルト角Θ、層の傾３４き角δ、プレチルト角α、およびみかけのチルト角θａ
は以下のようにして測定した。

チルト角θの測定１０Ｖ〜３０ＶのＤＣをＦＬＣ素子の上下基板間に印加
しながら直交クロスニコル下、その間に配置されたＦＬ
Ｃ素子を偏光板と水平に回転させ第１の消光位（透過率
が最も低くなる位置）をさがし、次に上記と逆極性のＤ
Ｃを印加しながら第２の消光位をさがす。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をチル
ト角ｅとした。

みかけのチルト角θａの測定液晶のしきい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、その間に配置されたＦＬＣ素
子を偏光板と水平に回転させ第１の消光位をさがし、次
に上記の単発パルスと逆極性のパルスを印加した後、無
電界下、第２の消光位をさがす。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０８とした。

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

プレチルト角αの測Ｊｐｎ、Ｊ、八ｐｐ１．Ｐｈｙｓ、ｖｏｌ１９　（１９
８０）ＮＯ，１０，５ｈｏｒｔＮｏｔｅｓ　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。

つまり、平行かつ反対方向にラビングした基板を貼り合
せてセル厚２０μｍのセルを作成し、０℃〜６０℃の範
囲でＳｍＡ相を有する液晶（Ａ）を封入し測定を行った
。

液晶セルを上下基板に垂直かつ配向処理軸を含む面で回
転させながら回転軸と４５°の角度をなす偏光面をもつ
ヘリウム・ネオンレーザ光を回転軸に垂直な方向から照
射し、その反対側で入射偏光面と平行な透過軸をもつ偏
光板を通してフォトダイオードで透過光強度を測定した
。

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
角と液晶セルに垂直な線となす角度をφオとし、下式に
代入してプレチルト角α０を求めた。

ｎｏ：常光屈折率ｎ８　：異常光屈折率［実施例］以下、本発明に係る液晶素子を作成した実施例を説明す
る。

釆」１吐土透明電極の付いたガラス基板上に酸化タンタルの薄膜を
スパッタ法で形成し、その上に日立化成（株）製のポリ
アミド酸ＬＱ１８０２の１％ＮＭＰ溶液をスピンナで塗
布し２７０℃で１時間焼成した。次に、この基板をラビ
ングし、同じ処理をしたもう１枚の基板とラビング方向
が平行かつ同方向になるように１５μｍのギャップを保
って貼り合わせ、セルを作成した。該セルのプレチルト
角はクリスタルローテーション法により１４゜である。

該セルにフェニルピリミジンを主成分とする混合液晶で
、チルト角は室温で１２°、要領斜角は室温で１０°の
強誘電性液晶を注入した。

相転移温度は以下のとおりであった。

−２０℃　４５℃　７０℃　７８℃ Ｃｒｙｓｔａ１４−３♂←５Ａ４−Ｃｈ←■ｓ。

第７図はこの液晶のチルト角の温度変化を示したもので
ある。

液晶を注入したセルを１００℃で１時間エージングした
後、Ｓｃ″相の範囲で温度を下げながら観測したところ
、全温度範囲でＣ１配向が保たれ、電界による４状態の
遷穆が可能てあった。第８図はこの４つの状態が混在す
るセルの偏光顕微鏡での観察スケッチで８１と８２はス
プレィ状態、８３と８４がユニフォーム状態である。見
掛けのチルト角はスプレィ２状態間では５″、ユニフオ
ーム２状態間で１０°であり、波高値２４Ｖの矩形パル
スを印加すると、パルス幅２０μｓでスプレィ状態間の
スイッチングが起こり、パルス幅６０μｓでユニフォー
ム状態間のスイッチングが７８起こった。

次に、該ユニフォーム状態での表示特性を評価する。

上述の液晶セルを一対の９０°クロスニコル偏光子の間
に挟み込んでから、５０μｓｅｃの３０■パルスを印加
して９０°クロスニコルを消光位（最暗状態）にセット
し、このときの透過率をホトマルチブレターにより測定
し、続いて５０μＳｅｅの一３０Ｖパルスを印加し、こ
のときの透過率（明状態）を同様の方法で測定したとこ
ろ、暗状態時の透過率は０．５％で、明状態時の透過率
は１０％であり、従って、コントラスト比は５０：１で
あった。

また、光学的な応答（透過光量変化０〜９７％）時間を
測定したところ、Ｏ，１ｓｅｃであった（第１０図）。

つまり、切り換わりのよいスイッチングが行なわれる。

さらに、上下の基板にストライブ状の電極を付け、それ
らの交叉部に画素を形成した以外は上記と同じ構成でマ
トリクス表示パネルを作り、第９図の駆動波形を印加し
たところ、良好に動作した。第９図においてＳＮ、５Ｎ
４１などは走査電極に印加する電圧波形、■は信号電極
に印加する電圧波形、Ｉ−Ｓ、などは画素に印加される
電圧波形である。

釆】ｌ辻且実施例１て用いたのと同じ配向膜のセルに、やはりフェ
ニルピリミジンを主成分とする別の液晶（室温において
チルト角２１°、傾斜角１７°）を入れた。Ｃ１配向で
ユニフォーム状態は示すものの、マトリクス駆動波形を
印加すると、該室温ではスプレィ状態が多く存在してし
まう。しかし、５５℃以上で用いると（該５５℃ではチ
ルト角１１°、傾斜角９°）ユニフォーム状態が安定に
存在するようになった。この液晶の相転移温度は、次の
よってあった。

高温で使用することにより、傾斜角を小さくし、式（５
）または式（６）の条件を満たすようにすれば、コント
ラストのみならずマトリクス駆動に最適に利用できる、
より安定なユニフォーム状態が形成できる。

土軟週低プレチルト角の配向膜として東しく株）製のＬＰ６４
を用いた以外は実施例１と同様にして液晶セルを作成し
、液晶（室温においてチルト角１７°、傾斜角１３．５
°）を注入したところ、Ｃ２配向状態になった。

該セルのプレチルト角は、クリスタルローテーション法
で計ったところ、２．５°であった。

暗状態の透過率は１％で、明状態での透過率は６％であ
り、コントラストは６：１、光学応答時間は２．０ｓｅ
ｃであった（第１０図）。

［発明の効果］以上説明したように、Ｃ１配向におけるユニフォーム状
態を表示に利用した本発明の液晶素子は、高コントラス
トな画像で且つスイッチング良好な残像を生しないデイ
スプレィを達成できる液晶素子となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の強誘電性液晶セルの１例を示す模式
図、第２図（ａ）〜（ｅ）は、第１図の液晶セルに強誘電性
液晶を注入し、温度を降下させていったときの配向状態
の変化を示す模式図、第３図は、Ｃ１およびＣ２の２種類の配向状態の相違を
示す説明図、第４（Ａ）図（ａ）および（ｂ）は、Ｃ１およびＣ２配
向でのチルト角、プレチルト角および要領斜角間の関係
を示す説明図、第４（Ｂ）図は、液晶のチルト角ｅと層の傾き角δの温
度変化を示す図、第５（Ａ）図は、Ｃ１配向の各状態にお＋−Ｊる基板間
の各位置てのダイレクタの配置を示す模式第５（Ｂ）図
は、Ｃ２配向の各状態における基板間の各位置でのダイ
レクタの配置を示す模式第６図は、界面分子位置の異な
る２つの領域の境界付近のダイレクタの様子を示す模式
図、第７図は、本発明の一実施例に係る液晶素子におけ
るチルト角の温度変化を示すグラフ、第８図は、前記液
晶素子における４つの状態が混存する様子をスケッチし
た模式図、第９図は、前記液晶素子に印加した駆動波形を示すタイ
ミングチャート、そして第１０図は、実施例１のユニフォーム配向状態における
光学特性の測定結果、並びに比較例の光学特性の測定結
果を比較するグラフ、そして第１１図は、ポリアミド酸
を焼成して得られるポリイミド配向膜の構造式である。１１ａ、１１ｂ：基板、１２ａ、１２ｂ：透明電極、１
３ａ、１３ｂ：絶縁膜、１４ａ、１４ｂ配向制御膜、１
５：強誘電性液晶。 ×１００ｘｌＯＯ第２図（２５°Ｃ］第２図Ｏ如しト角ＯメＥのイ１〔ぎ山ｇ（６９ｐ）　［９−１ｚｌｌ＋

Claims

【特許請求の範囲】

（１）強誘電性液晶と、この強誘電性液晶を間に保持し
て対向するとともにその対向面にはそれぞれ強誘電性液
晶に電圧を印加するための電極が形成されかつ強誘電性
液晶を配向するための相互にほぼ平行で同一方向の一軸
性配向処理が施された一対の基板とを備え、強誘電性液
晶のプレチルト角をα、チルト角をΘ、Ｓｍ＾＊Ｃ層の
傾斜角をδとすれば、強誘電性液晶は、 Θ＜α＋δ で表わされる配向状態を有し、かつ該配向状態における
強誘電性液晶が少なくとも２つの安定状態を示し、それ
らの光学軸のなす角度の１／２であるθ＿ａと該強誘電
性液晶のチルト角ΘとがΘ＞θ＿ａ＞Θ／２
（２）強誘電性液晶と、この強誘電性液晶を間に保持し
て対向するとともにその対向面にはそれぞれ強誘電性液
晶に電圧を印加するための電極が形成されかつ強誘電性
液晶を配向するための相互にほぼ平行で同一方向の一軸
性配向処理が施された一対の基板とを備え、強誘電性液
晶のプレチルト角をα、チルト角をΘ、Ｓｍ＾ｘＣ層の
傾斜角をδとすれば、強誘電性液晶は、 Θ＜α＋δ で表わされる配向状態を有し、かつ該配向状態における
強誘電性液晶が少なくとも２つの安定状態を示し、それ
らの光学軸のなす角を２等分する位置に一方の偏光板の
吸収軸を合わせ、それに垂直に他方の偏光板の吸収軸を
合わせた配置から一方の偏光板だけを時計方向に３°〜
３０°回転させたときの第１の安定状態の呈する色と、
反時計方向に同じ角度回転させたときの第２の安定状態
の呈する色が同じであることを特徴とする強誘電性液晶
素子。
（３）強誘電性液晶と、この強誘電性液晶を間に保持し
て対向するとともにその対向面にはそれぞれ強誘電性液
晶に電圧を印加するための電極が形成されかつ強誘電性
液晶を配向するための相互にほぼ平行で同一方向の一軸
性配向処理が施された一対の基板とを備え、強誘電性液
晶のプレチルト角をα、チルト角をΘ、Ｓｍ＾＊Ｃ層の
傾斜角をδとすれば、強誘電性液晶は、 Θ＜α＋δ で表わされる配向状態を有し、かつ該配向状態における
強誘電性液晶がクロスニコル下、消光位の透過率の低い
２つの安定状態と、クロスニコル下、消光位の透過率の
高い１つまたは２つの安定状態の計３または４状態を有
することを特徴とする強誘電性液晶素子。
（４）強誘電性液晶がクロスニコル下、消光位の透過率
の低い第１と第２の２つの安定状態と、クロスニコル下
、消光位の透過率の高い第３と第４の２つの安定状態の
４つの安定状態を示し、それらの光学軸のなす角を２等
分する位置に一方の偏光板の吸収軸を合わせ、それに垂
直に他方の偏光板の吸収軸を合わせた配置から一方の偏
光板だけを時計方向に３°〜３０°回転させたときの第
１の安定状態の呈する色と、反時計方向に同じ角度回転
させたときの第２の安定状態の呈する色が同じであり、
一方の偏光板だけを時計方向に３°〜３０°回転させた
ときの第３の安定状態の呈する色と、反時計方向に同じ
角度回転させたときの第４の安定状態の呈する色が異な
ることを特徴とする請求項３記載の強誘電性液晶素子。
（５）強誘電性液晶と、この強誘電性液晶を間に保持し
て対向するとともにその対向面にはそれぞれ強誘電性液
晶に電圧を印加するための電極が形成されかつ強誘電性
液晶を配向するための相互にほぼ平行で同一方向の一軸
性配向処理が施された一対の基板とを備え、強誘電性液
晶は、この基板間のスペーサ等の異物によってまたは基
板に歪みを加えることによってヘアピン欠陥およびライ
トニング欠陥に囲まれた配向状態を生じ、かつこの配向
状態は、プレチルトにより液晶分子が配向表面から浮い
ている方向に対してライトニング欠陥およびヘアピン欠
陥の順序でこれら欠陥が生じることによって生じるもの
であって、該配向状態における強誘電性液晶が少なくと
も２つの安定状態を示し、それらの光学軸のなす角度の
１／２であるθ＿ａと該強誘電性液晶のチルト角Θとが
Θ＞θ＿ａ＞Θ／２の関係を有することを特徴とする強誘電性液晶素子。
（６）強誘電性液晶と、この強誘電性液晶を間に保持し
て対向するとともにその対向面にはそれぞれ強誘電性液
晶に電圧を印加するための電極が形成されかつ強誘電性
液晶を配向するための相互にほぼ平行で同一方向の一軸
性配向処理が施された一対の基板とを備え、強誘電性液
晶は、この基板間のスペーサ等の異物によってまたは基
板に歪みを加えることによってヘアピン欠陥およびライ
トニング欠陥に囲まれた配向状態を生じ、かつこの配向
状態は、プレチルトにより液晶分子が配向表面から浮い
ている方向に対してライトニング欠陥およびヘアピン欠
陥の順序でこれら欠陥が生じることによつて生じるもの
であって、該配向状態における強誘電性液晶が少なくと
も２つの安定状態を示し、それらの光学軸のなす角を２
等分する位置に一方の偏光板の吸収軸を合わせ、それに
垂直に他方の偏光板の吸収軸を合わせた配置から一方の
偏光板だけを時計方向に３°〜３０°回転させたときの
第１の安定状態の呈する色と、反時計方向に同じ角度回
転させたときの第２の安定状態の呈する色が同じである
ことを特徴とする強誘電性液晶素子。
（７）強誘電性液晶と、この強誘電性液晶を間に保持し
て対向するとともにその対向面にはそれぞれ強誘電性液
晶に電圧を印加するための電極が形成されかつ強誘電性
液晶を配向するための相互にほぼ平行で同一方向の一軸
性配向処理が施された一対の基板とを備え、強誘電性液
晶は、この基板間のスペーサ等の異物によってまたは基
板に歪みを加えることによってヘアピン欠陥およびライ
トニング欠陥に囲まれた配向状態を生じ、かつこの配向
状態は、プレチルトにより液晶分子が配向表面から浮い
ている方向に対してライトニング欠陥およびヘアピン欠
陥の順序でこれら欠陥が生じることによって生じるもの
であって、かつ該配向状態における強誘電性液晶がクロ
スニコル下、消光位の透過率の低い２つの安定状態と、
クロスニコル下、消光位の透過率の高い１つまたは２つ
の安定状態の計３または４状態を有することを特徴とす
る強誘電性液晶素子。
（８）強誘電性液晶がクロスニコル下、消光位の透過率
の低い第１と第２の２つの安定状態と、クロスニコル下
、消光位の透過率の高い第３と第４の２つの安定状態の
４つの安定状態を示し、それらの光学軸のなす角を２等
分する位置に一方の偏光板の吸収軸を合わせ、それに垂
直に他方の偏光板の吸収軸を合わせた配置から一方の偏
光板だけを時計方向に３°〜３０°回転させたときの第
１の安定状態の呈する色と、反時計方向に同じ角度回転
させたときの第２の安定状態の呈する色が同じであり、
一方の偏光板だけを時計方向に３°〜３０°回転させた
ときの第３の安定状態の呈する色と、反時計方向に同じ
角度回転させたときの第４の安定状態の呈する色が異な
ることを特徴とする請求項７記載の強誘電性液晶素子。
（９）強誘電性液晶と、この強誘電性液晶を間に保持し
て対向するとともにその対向面にはそれぞれ強誘電性液
晶に電圧を印加するための電極が形成されかつ強誘電性
液晶を配向するための相互にほぼ平行で同一方向の一軸
性配向処理が施された一対の基板とを備え、強誘電性液
晶は、この基板間のスペーサ等の異物によってまたは基
板に歪みを加えることによってヘアピン欠陥およびライ
トニング欠陥に囲まれた配向状態を生じ、かつこの配向
状態は、ラビング方向に対してライトニング欠陥および
ヘアピン欠陥の順序でこれら欠陥が生じることによって
生じるものであって、かつ該配向状態における強誘電性
液晶が少なくとも２つの安定状態を示し、それらの光学
軸のなす角度の１／２であるθ＿ａと該強誘電性液晶の
チルト角Θとが Θ＞θ＿ａ＞Θ／２の関係を有することを特徴とする強誘電性液晶素子。
（１０）強誘電性液晶と、この強誘電性液晶を間に保持
して対向するとともにその対向面にはそれぞれ強誘電性
液晶に電圧を印加するための電極が形成されかつ強誘電
性液晶を配向するための相互にほぼ平行で同一方向の一
軸性配向処理が施された一対の基板とを備え、強誘電性
液晶は、この基板間のスペーサ等の異物によってまたは
基板に歪みを加えることによってヘアピン欠陥およびラ
イトニング欠陥に囲まれた配向状態を生じ、かつこの配
向状態は、ラビング方向に対してライトニング欠陥およ
びヘアピン欠陥の順序でこれら欠陥が生じることによっ
て生じるものであって、かつ該配向状態における強誘電
性液晶が少なくとも２つの安定状態を示し、それらの光
学軸のなす角を２等分する位置に一方の偏光板の吸収軸
を合わせ、それに垂直に他方の偏光板の吸収軸を合わせ
た配置から一方の偏光板だけを時計方向に３°〜３０°
回転させたときの第１の安定状態の呈する色と、反時計
方向に同じ角度回転させたときの第２の安定状態の呈す
る色が同じであることを特徴とする強誘電性液晶素子。
（１１）強誘電性液晶と、この強誘電性液晶を間に保持
して対向するとともにその対向面にはそれぞれ強誘電性
液晶に電圧を印加するための電極が形成されかつ強誘電
性液晶を配向するための相互にほぼ平行で同一方向の一
軸性配向処理が施された一対の基板とを備え、強誘電性
液晶は、この基板間のスペーサ等の異物によってまたは
基板に歪みを加えることによってヘアピン欠陥およびラ
イトニング欠陥に囲まれた配向状態を生じ、かつこの配
向状態は、ラビング方向に対してライトニング欠陥およ
びヘアピン欠陥の順序でこれら欠陥が生じることによっ
て生じるものであって、かつ該配向状態における強誘電
性液晶がクロスニコル下、消光位の透過率の低い２つの
安定状態と、クロスニコル下、消光位の透過率の高い１
つまたは２つの安定状態の計３または４状態を有するこ
とを特徴とする強誘電性液晶素子。
（１２）強誘電性液晶がクロスニコル下、消光位の透過
率の低い第１と第２の２つの安定状態と、クロスニコル
下、消光位の透過率の高い第３と第４の２つの安定状態
の４つの安定状態を示し、それらの光学軸のなす角を２
等分する位置に一方の偏光板の吸収軸を合わせ、それに
垂直に他方の偏光板の吸収軸を合わせた配置から一方の
偏光板だけを時計方向に３°〜３０°回転させたときの
第１の安定状態の呈する色と、反時計方向に同じ角度回
転させたときの第２の安定状態の呈する色が同じであり
、一方の偏光板だけを時計方向に３°〜３０°回転させ
たときの第３の安定状態の呈する色と、反時計方向に同
じ角度回転させたときの第４の安定状態の呈する色が異
なることを特徴とする請求項１１記載の強誘電性液晶素
子。
（１３）強誘電性液晶と、この強誘電性液晶を間に保持
して対向するとともにその対向面にはそれぞれ強誘電性
液晶に電圧を印加するための電極が形成されかつ強誘電
性液晶を配向するための相互にほぼ平行で同一方向の一
軸性配向処理が施された一対の基板とを備え、強誘電性
液晶は、配向状態がＳｍＡ等の高温からＳｍ＾＊Ｃに降
温する過程で欠陥を伴う配向変化がなく、かつ該配向状
態における強誘電性液晶が少なくとも２つの安定状態を
示し、それらの光学軸のなす角度の１／２であるθ＿ａ
と該強誘電性液晶のチルト角ΘとがΘ＞θ＿ａ＞Θ／２の関係を有することを特徴とする強誘電性液晶素子。
（１４）強誘電性液晶と、この強誘電性液晶を間に保持
して対向するとともにその対向面にはそれぞれ強誘電性
液晶に電圧を印加するための電極が形成されかつ強誘電
性液晶を配向するための相互にほぼ平行で同一方向の一
軸性配向処理が施された一対の基板とを備え、強誘電性
液晶は、配向状態がＳｍＡ等の高温からＳｍ＾＊Ｃに降
温する過程で欠陥を伴う配向変化がなく、かつ該配向状
態における強誘電性液晶が少なくとも２つの安定状態を
示し、それらの光学軸のなす角を２等分する位置に一方
の偏光板の吸収軸を合わせ、それに垂直に他方の偏光板
の吸収軸を合わせた配置から一方の偏光板だけを時計方
向に３°〜３０°回転させたときの第１の安定状態の呈
する色と、反時計方向に同じ角度回転させたときの第２
の安定状態の呈する色が同じであることを特徴とする強
誘電性液晶素子。
（１５）強誘電性液晶と、この強誘電性液晶を間に保持
して対向するとともにその対向面にはそれぞれ強誘電性
液晶に電圧を印加するための電極が形成されかつ強誘電
性液晶を配向するための相互にほぼ平行で同一方向の一
軸性配向処理が施された一対の基板とを備え、強誘電性
液晶は、配向状態がＳｍＡ等の高温からＳｍ＾＊Ｃに降
温する過程で欠陥を伴う配向変化がなく、かつ該配向状
態における強誘電性液晶がクロスニコル下、消光位の透
過率の低い２つの安定状態と、クロスニコル下、消光位
の透過率の高い１つまたは２つの安定状態の計３または
４状態を有することを特徴とする強誘電性液晶素子。
（１６）強誘電性液晶がクロスニコル下、消光位の透過
率の低い第１と第２の２つの安定状態と、クロスニコル
下、消光位の透過率の高い第３と第４の２つの安定状態
の４つの安定状態を示し、それらの光学軸のなす角を２
等分する位置に一方の偏光板の吸収軸を合わせ、それに
垂直に他方の偏光板の吸収軸を合わせた配置から一方の
偏光板だけを時計方向に３°〜３０°回転させたときの
第１の安定状態の呈する色と、反時計方向に同じ角度回
転させたときの第２の安定状態の呈する色が同じであり
、一方の偏光板だけを時計方向に３°〜３０°回転させ
たときの第３の安定状態の呈する色と、反時計方向に同
じ角度回転させたときの第４の安定状態の呈する色が異
なることを特徴とする請求項１５記載の強誘電性液晶素
子。
（１７）前記配向状態がライトニング欠陥およびヘアピン欠陥を介さない３つまたは４つの異なる安定状態を有する請求項１〜３、１３〜１
５のいずれか１項記載の強誘電性液晶素子。
（１８）前記配向状態が、ＳｍＡからＳｍ＾＊Ｃに転移
する温度をＴ＿１℃とすると（Ｔ＿１−５）℃から（Ｔ
＿１−１０）℃までの、全温度範囲で存在する請求項１
〜１６のいずれか１項記載の強誘電性液晶素子。
（１９）前記配向状態が、ＳｍＡからＳｍ＾＊Ｃに転移
する温度をＴ＿１℃とすると（Ｔ＿１−５）℃から（Ｔ
＿１−２０）℃までの、全温度範囲で存在する請求項１
〜１６のいずれか１項記載の強誘電性液晶素子。
（２０）前記配向状態が、ＳｍＡからＳｍ＾＊Ｃに転移
する温度をＴ＿１℃とすると（Ｔ＿１−５）℃から（Ｔ
＿１−３０）℃までの、全温度範囲で存在する請求項１
〜１６のいずれか１項記載の強誘電性液晶素子。
（２１）前記配向状態が、ＳｍＡからＳｍ＾＊Ｃに転移
する温度をＴ＿１℃とすると（Ｔ＿１−５）℃から（Ｔ
＿１−４０）℃までの、全温度範囲で存在する請求項１
〜１６のいずれか１項記載の強誘電性液晶素子。
（２２）プレチルト角αとＳｍ＾＊Ｃ層の傾斜角δとの
関係が、ほぼ δ＜α で表わされる配向状態を有する請求項１〜１６記載の強
誘電性液晶素子。