(57)【要約】【課題】本発明は、ジグザグ欠陥等の配向欠陥の発生を抑制し、コントラストを向上させることができる液晶表示素子およびその製造方法を提供することを主目的とする。【解決手段】本発明は、第１基板、上記第１基板上に形成された第１電極層、上記第１電極層上に形成された反応性液晶用配向膜、および、上記反応性液晶用配向膜上に形成され、ハイブリッド配向した反応性液晶を固定化してなる固定化液晶層を有する固定化液晶層側基板と、上記固定化液晶層側基板の固定化液晶層に対向するように配置された対向基板と、上記固定化液晶層および上記対向基板の間に形成され、強誘電性液晶を含む強誘電性液晶層とを有し、上記反応性液晶が、上記反応性液晶用配向膜側から上記強誘電性液晶層側に向けて厚さ方向にチルト角が徐々に増大するようにハイブリッド配向していることを特徴とする液晶表示素子を提供する。【選択図】図１
2010256496.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１基板、前記第１基板上に形成された第１電極層、前記第１電極層上に形成された反応性液晶用配向膜、および、前記反応性液晶用配向膜上に形成され、ハイブリッド配向した反応性液晶を固定化してなる固定化液晶層を有する固定化液晶層側基板と、
前記固定化液晶層側基板の固定化液晶層に対向するように配置された対向基板と、
前記固定化液晶層および前記対向基板の間に形成され、強誘電性液晶を含む強誘電性液晶層と
を有し、前記反応性液晶が、前記反応性液晶用配向膜側から前記強誘電性液晶層側に向けて厚さ方向にチルト角が徐々に増大するようにハイブリッド配向していることを特徴とする液晶表示素子。
【請求項２】
前記反応性液晶が、ネマチック相を発現するものであることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示素子。
【請求項３】
前記反応性液晶が、重合性液晶モノマーを含有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の液晶表示素子。
【請求項４】
前記対向基板が、第２基板と、前記第２基板上に形成された第２電極層と、前記第２電極層上に形成された第２配向膜とを有し、前記固定化液晶層および前記第２配向膜の間に前記強誘電性液晶層が形成されていることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれかに記載の液晶表示素子。
【請求項５】
第１電極層および反応性液晶用配向膜が順に形成された第１基板上に、反応性液晶を含有する反応性液晶層を形成し、前記反応性液晶層中の前記反応性液晶を、前記反応性液晶用配向膜側から厚さ方向にチルト角が徐々に増大するようにハイブリッド配向させ、前記反応性液晶の配向状態を固定化して固定化液晶層を形成する固定化液晶層側基板調製工程と、
前記固定化液晶層上に強誘電性液晶を塗布する強誘電性液晶塗布工程と、
前記強誘電性液晶が塗布された前記固定化液晶層側基板および対向基板を貼り合せる基板貼り合せ工程と、
前記固定化液晶層側基板および前記対向基板の間に挟持された前記強誘電性液晶を、電界印加処理を行うことなく配向させる強誘電性液晶配向工程と
を有することを特徴とする液晶表示素子の製造方法。
【請求項６】
前記強誘電性液晶の塗布方法がインクジェット法であることを特徴とする請求項５に記載の液晶表示素子の製造方法。
【請求項７】
前記反応性液晶が、ネマチック相を発現するものであることを特徴とする請求項５または請求項６に記載の液晶表示素子の製造方法。
【請求項８】
前記反応性液晶が、重合性液晶モノマーを含有することを特徴とする請求項５から請求項７までのいずれかに記載の液晶表示素子の製造方法。
【請求項９】
前記対向基板が、第２基板と、前記第２基板上に形成された第２電極層と、前記第２電極層上に形成された第２配向膜とを有し、前記固定化液晶層および前記第２配向膜の間に前記強誘電性液晶を挟持することを特徴とする請求項５から請求項８までのいずれかに記載の液晶表示素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、強誘電性液晶を用いた液晶表示素子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
強誘電性液晶（ＦＬＣ）は、応答速度がμｓオーダーと極めて短く、高速デバイスに適した液晶である。特に、カラー表示を実現する方法の一つであるフィールドシーケンシャルカラー方式は、１画素を時間分割するものであるので、良好な動画表示特性を得るためには白黒シャッターとしての液晶が高速応答性を有していることが必要であり、強誘電性液晶が有用である。
【０００３】
一方、強誘電性液晶はネマチック液晶に比べて分子の秩序性が高いために配向が難しく、ジグザグ欠陥などの配向欠陥が発生しやすく、このような配向欠陥は光漏れによるコントラスト低下の原因になる。
【０００４】
ジグザグ欠陥をなくす方法としては、パネルを端から徐々に冷却する温度勾配法や大きなプレチルト角を与える方法が知られており、大きなプレチルト角を得る方法には斜方蒸着法やラビング法が知られている。
また、ジグザグ欠陥ではないが、所定の相系列を有する強誘電性液晶を用いた場合に観察される配向欠陥の発生を防止する方法として、プレチルト角が４°以上である基板を用いることが提案されている（特許文献１）。
しかしながら、温度勾配法では、パネルを端から徐々に冷却するため、特に大型パネルの場合には製造工程上、生産性に問題がある。また、斜方蒸着法では、真空中での処理が必要であり、生産性に課題があり、コスト的にも問題がある。さらに、ラビング法では、高プレチルト角を広い面積で安定に得ることが困難であり、さらに基板表面に凹凸（段差）がある場合にはラビング処理による配向制御力が弱まりジグザグ欠陥が発生してしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−１４２０９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、ジグザグ欠陥等の配向欠陥の発生を抑制し、コントラストを向上させることができる液晶表示素子およびその製造方法を提供することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、強誘電性液晶を配向させる配向膜として、反応性液晶を固定化してなる固定化液晶層を用いることを提案している（例えば特開２００５−２５８４２８号公報参照）。この固定化液晶層は、ラビング膜や光配向膜などの一般的な配向膜上に反応性液晶組成物を塗布し、反応性液晶を配向させた後、重合させることにより形成される。反応性液晶はラビング膜や光配向膜などの配向規制力によって配向しており、固定化液晶層では反応性液晶の配向状態が固定化されているため、固定化液晶層は強誘電性液晶を配向させる配向膜として作用するのである。
【０００８】
そして、本発明者らは、反応性液晶の配向状態とジグザグ欠陥との関係について鋭意検討した結果、厚さ方向にチルト角が徐々に増大するハイブリッド配向をなす反応性液晶を用いることで、ジグザグ欠陥等の配向欠陥の発生を効果的に抑制できることを見出し、この知見に基づいて本発明を完成するに至った。
【０００９】
すなわち、本発明は、第１基板、上記第１基板上に形成された第１電極層、上記第１電極層上に形成された反応性液晶用配向膜、および、上記反応性液晶用配向膜上に形成され、ハイブリッド配向した反応性液晶を固定化してなり、強誘電性液晶に対して配向規制力を有する固定化液晶層を有する固定化液晶層側基板と、上記固定化液晶層側基板の固定化液晶層に対向するように配置された対向基板と、上記固定化液晶層および上記対向基板の間に形成され、強誘電性液晶を含む強誘電性液晶層とを有し、上記反応性液晶が、上記反応性液晶用配向膜側から上記強誘電性液晶層側に向けて厚さ方向にチルト角が徐々に増大するようにハイブリッド配向していることを特徴とする液晶表示素子を提供する。
【００１０】
本発明によれば、固定化液晶層にて、反応性液晶が、反応性液晶用配向膜側から強誘電性液晶層側に向けて厚さ方向にチルト角が徐々に増大するようにハイブリッド配向しているので、固定化液晶層の強誘電性液晶側でのチルト角を比較的大きくすることができる。また、反応性液晶は、強誘電性液晶と構造が比較的類似しており、強誘電性液晶との相互作用が強くなるため、強誘電性液晶の配向を効果的に制御することができる。したがって本発明においては、ハイブリッド配向した反応性液晶が固定化された固定化液晶層が強誘電性液晶層に直に接して形成されていることにより、ジグザグ欠陥等の配向欠陥の発生を抑制し、高コントラストを得ることが可能となる。
【００１１】
また本発明においては、上記反応性液晶が、ネマチック相を発現するものであることが好ましい。ネマチック相は、液晶相の中でも配向制御が比較的容易だからである。
【００１２】
さらに本発明においては、上記反応性液晶が、重合性液晶モノマーを含有することが好ましい。重合性液晶モノマーは、他の重合性液晶材料、すなわち重合性液晶オリゴマーや重合性液晶ポリマーと比較して、より低温で配向が可能であり、かつ配向に際しての感度も高く、容易に配向させることができるからである。
【００１３】
また本発明においては、上記対向基板が、第２基板と、上記第２基板上に形成された第２電極層と、上記第２電極層上に形成された第２配向膜とを有し、上記固定化液晶層および上記第２配向膜の間に上記強誘電性液晶層が形成されていることが好ましい。固定化液晶層および第２配向膜の間に強誘電性液晶が挟持されていることにより、強誘電性液晶の配向を効果的に制御することができるからである。
【００１４】
また本発明は、第１電極層および反応性液晶用配向膜が順に形成された第１基板上に、反応性液晶を含有する反応性液晶層を形成し、上記反応性液晶層中の上記反応性液晶を、上記反応性液晶用配向膜側から厚さ方向にチルト角が徐々に増大するようにハイブリッド配向させ、上記反応性液晶の配向状態を固定化して固定化液晶層を形成する固定化液晶層側基板調製工程と、上記固定化液晶層上に強誘電性液晶を塗布する強誘電性液晶塗布工程と、上記強誘電性液晶が塗布された上記固定化液晶層側基板および対向基板を貼り合せる基板貼り合せ工程と、上記固定化液晶層側基板および上記対向基板の間に挟持された上記強誘電性液晶を、電界印加処理を行うことなく配向させる強誘電性液晶配向工程とを有することを特徴とする液晶表示素子の製造方法を提供する。
【００１５】
本発明によれば、反応性液晶を、反応性液晶用配向膜側から厚さ方向にチルト角が徐々に増大するようにハイブリッド配向させるので、固定化液晶層の強誘電性液晶側でのチルト角を比較的大きくすることができる。また、固定化液晶層上に強誘電性液晶を塗布するので、固定化液晶層の配向規制力が強誘電性液晶の配向に大きく寄与すると考えられる。さらに、反応性液晶は、強誘電性液晶と構造が比較的類似しており、強誘電性液晶との相互作用が強くなるため、強誘電性液晶の配向を効果的に制御することができる。したがって本発明においては、ジグザグ欠陥等の配向欠陥の発生を抑制することが可能となる。
また本発明によれば、上述の効果に加えて、電界印加処理を行うことなく強誘電性液晶を配向させるので、相転移温度以上に昇温してもその配向を維持し、配向欠陥の発生を抑制することが可能である。
【００１６】
上記発明においては、上記強誘電性液晶の塗布方法がインクジェット法であることが好ましい。真空注入方式により強誘電性液晶を充填する場合にはジグザグ欠陥が液晶表示素子において部分的に生じやすいのに対して、塗布方式により強誘電性液晶を充填する場合、特にインクジェット法により強誘電性液晶を塗布する場合にはジグザグ欠陥が液晶表示素子において全体的に生じやすい。そのため、インクジェット法により強誘電性液晶を塗布する場合には、本発明の液晶表示素子の製造方法が有用である。
【００１７】
さらに本発明においては、上記反応性液晶が、ネマチック相を発現するものであることが好ましい。ネマチック相は、液晶相の中でも配向制御が比較的容易だからである。
【００１８】
また本発明においては、上記反応性液晶が、重合性液晶モノマーを含有することが好ましい。重合性液晶モノマーは、他の重合性液晶材料、すなわち重合性液晶オリゴマーや重合性液晶ポリマーと比較して、より低温で配向が可能であり、かつ配向に際しての感度も高く、容易に配向させることができるからである。
【００１９】
さらに本発明においては、上記対向基板が、第２基板と、上記第２基板上に形成された第２電極層と、上記第２電極層上に形成された第２配向膜とを有し、上記固定化液晶層および上記第２配向膜の間に上記強誘電性液晶を挟持することが好ましい。固定化液晶層および第２配向膜の間に強誘電性液晶を挟持することにより、強誘電性液晶の配向を効果的に制御することができるからである。
【発明の効果】
【００２０】
本発明においては、反応性液晶用配向膜側から強誘電性液晶層側に向けて厚さ方向にチルト角が徐々に増大するようにハイブリッド配向している反応性液晶が固定化された固定化液晶層が、強誘電性液晶層に直に接して形成されていることにより、ジグザグ欠陥等の配向欠陥の発生を抑制することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の液晶表示素子の一例を示す概略断面図である。
【図２】本発明の液晶表示素子における固定化液晶層の一例を示す模式図である。
【図３】スメクチック層構造を示す模式図である。
【図４】本発明の液晶表示素子における固定化液晶層の他の例を示す模式図である。
【図５】リバースドメインを示す模式図である。
【図６】液晶分子の挙動を示す模式図である。
【図７】強誘電性液晶の印加電圧に対する透過光量の変化を示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の液晶表示素子およびその製造方法について、詳細に説明する。
【００２３】
Ａ．液晶表示素子
まず、本発明の液晶表示素子について説明する。
本発明の液晶表示素子は、第１基板、上記第１基板上に形成された第１電極層、上記第１電極層上に形成された反応性液晶用配向膜、および、上記反応性液晶用配向膜上に形成され、ハイブリッド配向した反応性液晶を固定化してなり、強誘電性液晶に対して配向規制力を有する固定化液晶層を有する固定化液晶層側基板と、上記固定化液晶層側基板の固定化液晶層に対向するように配置された対向基板と、上記固定化液晶層および上記対向基板の間に形成され、強誘電性液晶を含む強誘電性液晶層とを有し、上記反応性液晶が、上記反応性液晶用配向膜側から上記強誘電性液晶層側に向けて厚さ方向にチルト角が徐々に増大するようにハイブリッド配向していることを特徴とするものである。
【００２４】
本発明の液晶表示素子について図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の液晶表示素子の一例を示す断面図である。図１に例示するように、液晶表示素子１は、第１基板２上に第１電極層３、反応性液晶用配向膜４および固定化液晶層５が順に形成された固定化液晶層側基板１０と、第２基板１２上に第２電極層１３および第２配向膜１４が順に形成された対向基板２０と、固定化液晶層５および第２配向膜１４の間に形成され、強誘電性液晶を含む強誘電性液晶層１１とを有するものである。
【００２５】
図２は、図１に示す液晶表示素子における反応性液晶用配向膜、固定化液晶層および強誘電性液晶層を示す模式図である。図２に例示するように、固定化液晶層５では液晶分子５ａが、反応性液晶用配向膜４側から強誘電性液晶層１１側に向けて厚さ方向にチルト角が徐々に増大するようにハイブリッド配向している。また、固定化液晶層５では、このような反応性液晶の配向状態が固定化されている。
【００２６】
固定化液晶層において、反応性液晶が、反応性液晶用配向膜側から強誘電性液晶層側に向けて厚さ方向にチルト角が徐々に増大するようにハイブリッド配向するのは、次のような理由による。すなわち、液晶分子は、反応性液晶用配向膜側では反応性液晶用配向膜とのアンカリングエネルギーにより反応性液晶用配向膜に対して水平になるよう配向し、他方、空気界面側（液晶表示素子においては強誘電性液晶層側）ではその表面自由エネルギーを小さくするために液晶分子の一端が内部分子に引きつけられて立ち上がろうとする。その結果、反応性液晶用配向膜側でのチルト角が小さく、空気界面側でのチルト角が大きくなり、反応性液晶用配向膜側および空気界面側の中間に位置する液晶分子は連続弾性体理論に基づき、チルト角を連続的かつ均一な角度差で変化させる。なお、水平配向とは、液晶分子が所定のプレチルト角を有した状態も含むものであり、必ずしも液晶分子の光軸と基板とのなす角度が０°であることを意味するものではない。
【００２７】
なお、「ハイブリッド配向」とは、固定化液晶層の厚さ方向にチルト角が徐々に変化することをいい、具体的には固定化液晶層の反応性液晶用配向膜側でのチルト角と固定化液晶層の強誘電性液晶層側（空気界面側）でのチルト角とが異なることをいう。本発明においては、ハイブリッド配向の中でも、固定化液晶層の強誘電性液晶層側（空気界面側）でのチルト角が固定化液晶層の反応性液晶用配向膜側でのチルト角よりも大きく、反応性液晶用配向膜側から空気界面側に向けて厚さ方向にチルト角が徐々に増大するハイブリッド配向を採用する。
また、「チルト角」とは、液晶分子の光軸と基板表面となす角度をいう。
【００２８】
強誘電性液晶はスメクチック相においてスメクチック層構造を形成し、カイラルスメクチックＣ（ＳｍＣ＊）相において図３に例示するようにシェブロン構造やブックシェルフ構造を形成する。なお、図３において、１１ｂはスメクチック層を示す。シェブロン構造にはＣ１配向とＣ２配向とがあり、Ｃ１配向とＣ２配向との境界や、シェブロン構造とブックシェルフ構造との境界において配向欠陥が生じる。例えば、Ｃ１配向とＣ２配向との境界はジグザグ欠陥として観察される。ここで、大きなプレチルト角を付与すると、Ｃ１，Ｃ２配向のうち、Ｃ１配向を形成することができなくなり、Ｃ２配向のみが形成されることになる。その結果、ジグザグ欠陥をなくすことができる。
【００２９】
本発明によれば、固定化液晶層において反応性液晶が反応性液晶用配向膜側から強誘電性液晶層側に向けて厚さ方向にチルト角が徐々に増大するようにハイブリッド配向しているので、固定化液晶層の強誘電性液晶側でのチルト角を比較的大きくすることができる。すなわち、比較的大きなプレチルト角を付与することができる。
また、反応性液晶用配向膜上に固定化液晶層を形成する際には、反応性液晶用配向膜によって反応性液晶をハイブリッド配向させ、例えば紫外線を照射して反応性液晶を重合させることにより反応性液晶の配向状態を固定化することができる。それにより、固定化液晶層に強誘電性液晶に対する配向規制力を付与することができる。また、反応性液晶は固定化されているため、温度等の影響を受けないという利点を有する。さらに、反応性液晶は、強誘電性液晶と構造が比較的類似しており、強誘電性液晶との相互作用が強くなるため、強誘電性液晶の配向を効果的に制御することができる。
したがって本発明においては、ハイブリッド配向した反応性液晶が固定化された固定化液晶層が強誘電性液晶層に直に接して形成されていることにより、ジグザグ欠陥等の配向欠陥の発生を抑制し、高コントラストを得ることが可能となる。
【００３０】
以下、本発明の液晶表示素子の各構成部材について詳細に説明する。
【００３１】
１．固定化液晶層側基板
本発明に用いられる固定化液晶層側基板は、第１基板と、上記第１基板上に形成された第１電極層と、上記第１電極層上に形成された反応性液晶用配向膜と、上記反応性液晶用配向膜上に形成され、ハイブリッド配向した反応性液晶を固定化してなり、強誘電性液晶に対して配向規制力を有する固定化液晶層とを有するものである。
以下、固定化液晶層側基板の各構成について説明する。
【００３２】
（１）固定化液晶層
本発明に用いられる固定化液晶層は、反応性液晶用配向膜上に形成され、ハイブリッド配向した反応性液晶を固定化してなり、強誘電性液晶に対して配向規制力を有するものであり、反応性液晶が、反応性液晶用配向膜側から強誘電性液晶層側に向けて厚さ方向にチルト角が徐々に増大するようにハイブリッド配向しているものである。
【００３３】
本発明に用いられる反応性液晶としては、ネマチック相を発現するものであることが好ましい。ネマチック相は、液晶相の中でも配向制御が比較的容易だからである。
【００３４】
また、反応性液晶は、重合性液晶材料を含有することが好ましい。これにより、反応性液晶の配向状態を固定化することが可能になるからである。重合性液晶材料としては、重合性液晶モノマー、重合性液晶オリゴマー、および重合性液晶ポリマーのいずれかを用いることができるが、中でも、重合性液晶モノマーが好適に用いられる。重合性液晶モノマーは、他の重合性液晶材料、すなわち重合性液晶オリゴマーや重合性液晶ポリマーと比較して、より低温で配向が可能であり、かつ配向に際しての感度も高く、容易に配向させることができるからである。
【００３５】
上記重合性液晶モノマーとしては、重合性官能基を有する液晶モノマーであれば特に限定されるものではなく、例えばモノアクリレートモノマー、ジアクリレートモノマー等が挙げられる。また、これらの重合性液晶モノマーは単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。
【００３６】
モノアクリレートモノマーおよびジアクリレートモノマーとしては、特開２００６−３５０３２２号公報、特開２００６−３２３２１４号公報、特開２００５−２５８４２９号公報、特開２００５−２５８４２８号公報等に記載のものを用いることができる。
【００３７】
また、重合性液晶モノマーとしては、例えば下記一般式（１）で表される化合物や下記一般式（２）で表される化合物も挙げられる。
【００３８】
【化１】
2010256496.tif 000003
【００３９】
上記一般式（１）で表される化合物において、Ｙ1およびＹ2のいずれかまたは両方は、この基を介して重合を引き起こすことのできる反応性不飽和二重結合を含む基である。重合性の観点から、特にビニル基、アクリレート基、アクリロイル基、イソプロペニル基、４−ビニルフェニル基、１−クロロエテニル基、エポキシ基、シアネート基またはイソシアネート基が好ましい。またＹ1およびＹ2は互いに同一でも相違してもよい。Ｘ1およびＸ2は、直接結合のほか、エーテル基、エステル基もしくはカーボネート基、またはこれらの少なくとも一つを含む基であり、互いに同一でも相違してもよい。また、中央部のメソゲンを構成する各ベンゼン環には、３個以下の同一または相違する下記の置換基を有していてもよい。この置換基としては、Ｃ１〜Ｃ２０のアルキル基、Ｃ１〜Ｃ２０のアルコキシ基、Ｃ１〜Ｃ２０のアルコキシカルボニル基、Ｃ１〜Ｃ２０のモノアルキルアミノカルボニル基、Ｃ１〜Ｃ２０のアルキルカルボニル基、Ｃ１〜Ｃ２０のアルキルカルボニルオキシ基、Ｃ１〜Ｃ２０のアルキルカルボニルアミノ基、ホルミル基、フッ素基、塩素基、臭素基、シアノ基、ヒドロキシ基またはニトロ基を挙げることができる。
【００４０】
上記一般式（２）で表される化合物において、Ｒ1およびＲ2はそれぞれ水素またはメチル基を示すが、液晶相を示す温度範囲の広さからＲ1およびＲ2は共に水素であることが好ましい。Ｚは、水素、塩素、臭素、ヨウ素、炭素数１〜４のアルキル基、メトキシ基、シアノ基、ニトロ基のいずれであってもよいが、塩素またはメチル基であることが好ましい。また、分子鎖両端の（メタ）アクリロイロキシ基と芳香環とのスペーサーであるアルキレン基の鎖長を示すａおよびｂは、それぞれ個別に２〜１２の範囲で任意の整数を取り得るが、４〜１０の範囲であることが好ましく、６〜９の範囲であることがさらに好ましい。ａ＝ｂ＝０である一般式（２）の化合物は、安定性に乏しく、加水分解を受けやすい上に、化合物自体の結晶性が高い。また、ａおよびｂがそれぞれ１３以上である一般式（２）の化合物は、等方相転移温度（ＴＩ）が低い。そのため、これらの化合物はどちらも液晶性を示す温度範囲が狭くなるので、ａおよびｂは上記範囲が好ましいのである。
【００４１】
一般式（１）で表される化合物の具体例としては、下記に例示する化合物を挙げることができる。
【００４２】
【化２】
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【００４３】
重合性液晶モノマーの中でも、ジアクリレートモノマーが好適である。ジアクリレートモノマーは、配向状態を良好に維持したまま容易に重合させることができるからである。
【００４４】
上述した重合性液晶モノマーは、それ自体がネマチック相を発現するものでなくてもよい。これらの重合性液晶モノマーは、上述したように２種以上を混合して用いてもよいものであり、これらを混合した組成物すなわち反応性液晶が、ネマチック相を発現するものであればよいからである。
【００４５】
反応性液晶は、反応性液晶用配向膜側から強誘電性液晶層側に向けて厚さ方向にチルト角が徐々に増大するようにハイブリッド配向している。なお、反応性液晶がハイブリッド配向していることは、例えば、固定化液晶層の反応性液晶用配向膜側でのチルト角と、反応性液晶用配向膜上に固定化液晶層を厚さ１．０μｍまたは０．５μｍで形成したときの固定化液晶層の強誘電性液晶層側（空気界面側）でのチルト角と、を測定することにより確認することができる。反応性液晶用配向膜上に固定化液晶層を厚さ１．０μｍまたは０．５μｍで形成したときの固定化液晶層の強誘電性液晶層側（空気界面側）でのチルト角が、固定化液晶層の反応性液晶用配向膜側でのチルト角よりも大きければ、反応性液晶がハイブリッド配向しているといえる。ここで、反応性液晶用配向膜上に固定化液晶層を厚さ１．０μｍまたは０．５μｍで形成したときの固定化液晶層の強誘電性液晶層側（空気界面側）でのチルト角を測定するのは、実際の固定化液晶層の強誘電性液晶層側（空気界面側）でのチルト角は、固定化液晶層の膜厚が薄いなどの理由から測定が困難だからである。
【００４６】
固定化液晶層の反応性液晶用配向膜側でのチルト角と、反応性液晶用配向膜上に固定化液晶層を厚さ１．０μｍまたは０．５μｍで形成したときの固定化液晶層の強誘電性液晶層側でのチルト角とは、シミュレーションによる方法により求めることができる。シミュレーションによる方法について、図４に示す固定化液晶層の模式図を用いて説明する。図４では、上方が空気界面側（強誘電性液晶層側）、下方が反応性液晶用配向膜側である。ここで、固定化液晶層を、同一のチルト角を有する多数の層に厚さ方向に分割（スライス）し、各層におけるチルト角αnと位相差Ｒｅnとを算出し、これらを合計した位相差量Ｒｅを実測値と一致させることにより、未定のパラメータである空気界面側（強誘電性液晶層側）でのチルト角と反応性液晶用配向膜側でのチルト角とを求めることができる。
【００４７】
具体的には、図４で固定化液晶層の分割数ｎを例えば１００とし、空気界面側（強誘電性液晶層側）でのチルト角をα1、反応性液晶用配向膜側でのチルト角をα100とすると、上からｋ番目の層では、チルト角α＝α1−（ｋ−１）×（α1−α100）／（１００−１）となる。なお、この式は、チルト角α（ｒａｄ）が連続弾性体理論に基づき、プレチルト角α100から強誘電性液晶層側でのチルト角α1まで連続的かつ均一な角度差で変化すると考えられることに基づく。
このチルト角αをもつｋ番目の層では、下記式にて表されるＳｃｈｅｆｆｅｒの式に基づき、位相差Ｒｅk（ｎｍ）が発生する。位相差Ｒｅkは上記αと、入射角ψ（ｒａｄ）の関数である。
【００４８】
【数１】
2010256496.tif 000005
【００４９】
ただし、λは波長（ｎｍ），ｎ0は常光屈折率，ｎeは異常光屈折率，ｄは膜厚（ｎｍ）である。なお、ｎ0とｎeとは固定化液晶層を構成する反応性液晶に固有の値である。
【００５０】
各層で発生する位相差Ｒｅkをｋ＝１〜１００まで合計することで固定化液晶層全体の位相差量Ｒｅがチルト角αと入射角ψの関数として求まる。この状態から、入射角ψを基板の法線方向から±４５°で変化させて、入射角ψと位相差量Ｒｅのプロファイルが実測値のそれと良好に一致するものを選び出すことにより、未定のパラメータである空気界面側（強誘電性液晶層側）でのチルト角α1と反応性液晶用配向膜側でのチルト角α100とを決定することができる。
【００５１】
また、固定化液晶層の反応性液晶用配向膜側でのチルト角については、反応性液晶用配向膜のプレチルト角を、固定化液晶層の反応性液晶用配向膜側でのチルト角とすることもできる。
【００５２】
固定化液晶層の強誘電性液晶層側（空気界面側）でのチルト角を所定の範囲で任意に調整するに際しては、反応性液晶組成物に対する後述のレベリング剤の添加量（添加しない場合を含む。）を調整したり、反応性液晶組成物を反応性液晶用配向膜上に塗布した後に、反応性液晶の液晶相温度〜等方相温度の範囲でプリベイクする際のプリベイクの温度や時間（プリベイクしない場合を含む。）を調整したり、重合性液晶モノマーの分子量を調整したりすることによって、上記チルト角を制御することができる。
【００５３】
具体的には、レベリング剤の添加量を所定の範囲で多くすることにより、空気界面側でのチルト角を小さくすることができる。一方、レベリング剤を添加しないことにより、空気界面側でのチルト角を大きくすることができる。
また、プリベイクを行うことで、空気界面側でのチルト角を大きくすることができる。
さらに、重合性液晶モノマーの分子量をより低くすることにより、空気界面側でのチルト角をより大きなものとすることができる。
【００５４】
さらに具体的には、反応性液晶組成物にレベリング剤を添加することなく、また反応性液晶用配向膜上に塗布された反応性液晶組成物を等方相転移温度〜重合温度の範囲でプリベイクすることで、空気界面側の反応性液晶を比較的大きなチルト角で配向させることができる。このようにして空気界面側の反応性液晶を十分に立たせた後、これを液晶相温度まで冷却し、連続弾性体理論に基づいて空気界面側から反応性液晶用配向膜側まで反応性液晶をハイブリッド配向させる。さらに紫外線照射により、空気界面側でのチルト角の大きなハイブリッド配向状態を固定化することができる。
なお、一般に紫外線重合型の重合性液晶モノマーの反応性不飽和二重結合は、熱によっても重合する。したがって、プリベイクを行う際は重合性液晶モノマーの重合温度以下で行うことが好ましい。
本発明においては、プリベイク温度を、等方相転移温度よりも４０℃〜８０℃高く、かつ、重合温度よりも７０℃〜１０℃低い範囲から選択することで、空気界面側で特に大きなチルト角を得ることができる。
【００５５】
一方、反応性液晶の重量に対してレベリング剤を０．０１質量％〜１質量％の範囲で添加し、反応性液晶組成物を液晶相温度にて維持することにより、空気界面側の反応性液晶を比較的小さなチルト角で配向させることができる。上述のように、レベリング剤の添加量を所定の範囲内で増加させることにより、空気界面側でのチルト角を小さくすることができる。このような状態で紫外線照射を行うことにより、空気界面側でのチルト角の小さなハイブリッド配向状態を固定化することができる。
【００５６】
このように、レベリング剤の添加量、プリベイクの温度および時間、重合性液晶モノマーの分子量の各パラメータを適宜選択または調整することにより、固定化液晶層の強誘電性液晶層側でのチルト角を容易に増大させ、所望の値に調整することができる。
【００５７】
なお、「液晶相温度」とは、反応性液晶組成物が液晶相を示す温度範囲をいい、液晶相転移温度から等方相転移温度までの温度範囲のほか、反応性液晶組成物が液晶相を示す限り過冷却状態や過加熱状態の温度範囲も含むものとする。反応性液晶組成物が等方相を示す温度範囲を意味する「等方相温度」についても同様とする。
【００５８】
本発明においては、分子量が小さく分子長が短い重合性液晶モノマーを適宜に選択および混合して固定化液晶層を得ることができるので、ハイブリッド配向のチルト角が容易に調整可能である。
【００５９】
また、固定化液晶層の反応性液晶用配向膜側でのチルト角は、２０°以下であることが好ましく、中でも５°〜１５°の範囲内であることが好ましい。上記チルト角が大きすぎると、反応性液晶を均一にハイブリッド配向させることが困難となる場合があるからである。また、上記チルト角が小さすぎると、反応性液晶用配向膜から反応性液晶の立ち上がる向きが局所的に逆転してなるリバースドメインが発生するおそれがあるからである。上記チルト角が所定の値以上であれば、リバースドメインの発生が抑制される。すなわち、図５に例示するように、反応性液晶用配向膜４上の液晶分子５ａのもつプレチルト角が０°の場合、液晶分子の光軸は基板に対して完全に水平となるため、液晶分子の両端のいずれを上にして立ち上がるかはランダムとなる。このため、立ち上がり方が逆転する液晶分子同士の間には、リバースドメインの境界にあたるディスクリネーションライン（線欠損）５０が形成される。これに対し、上記チルト角を所定の値以上に調整することにより、反応性液晶用配向膜上に塗布された液晶分子はあらかじめ一端が立ち上がった状態にあることから、均一な向きで立ち上がることとなる。上記チルト角を所定の値以上とすることによりリバースドメインの発生が抑えられるという現象、および上記チルト角を所定の値以上に設定することにより得られる上記効果は、特定の反応性液晶または反応性液晶用配向膜の選択により発現するものではなく、反応性液晶がハイブリッド配向により立ち上がろうとする向きを物理的に揃えるという技術に基づくものである。
【００６０】
固定化液晶層の反応性液晶用配向膜側でのチルト角を所定の範囲で任意に調整するに際しては、反応性液晶用配向膜の配向特性や反応性液晶に対するアンカリングエネルギーを変化させたり、反応性液晶用配向膜上に反応性液晶組成物を塗布した後に所定の温度および時間にてプリベイクしたりすることで、上記チルト角の調整を好適に行うことができる。
【００６１】
具体的には、反応性液晶用配向膜のアンカリングエネルギーを小さくすることにより、反応性液晶用配向膜側にて液晶分子の一端が表面自由エネルギーによって反応性液晶層内に引き込まれ、より大きなプレチルト角にて立ち上がろうとする。反応性液晶用配向膜の材料をアンカリングエネルギーの大きいものまたは小さいものに適宜選択したり、反応性液晶用配向膜の材料へのフッ素原子の導入を行ったりすることで、アンカリングエネルギーを調整することができる。
【００６２】
また、反応性液晶を常温以上に加熱（プリベイク）することで、その分子運動が活性化されるため、アンカリングエネルギーに抗ってより大きなプレチルト角にて分子が立ち上がることを可能にする。プリベイクを行う時間を十分に長くとることにより、反応性液晶用配向膜側の表面自由エネルギーによって反応性液晶層内に引き込まれる液晶分子の立ち上がりを十分に促すことができ、プレチルト角をより大きくすることができる。したがって、同一温度に加熱してプリベイクする場合も、その時間を調整することでプレチルト角を所定の範囲で増減させることができる。プリベイクを行う温度としては、液晶相温度または等方相温度の中から選択可能であるが、高温でプリベイクすると固定化液晶層上に強誘電性液晶を塗布するのが困難となる場合があるため、液晶相温度の中でも比較的低温でプリベイクすることが好ましい。
【００６３】
また、反応性液晶用配向膜がラビング処理された配向膜である場合、基板とラビングロールとの距離（ギャップ）を小さくすることで、ポリイミドやポリアミド等の塗膜表面により深くかつ水平に近いにラビングの溝が形成されるため、プレチルト角をより小さくすることができる。また、ラビングロールの回転速度を速くすることにより、同様にプレチルト角を小さくすることができる。
この他、反応性液晶用配向膜が光配向膜や斜方蒸着配向膜である場合は、照射光の角度や蒸着の角度を調整することにより、プレチルト角を増減させることができる。
【００６４】
このように、反応性液晶用配向膜の配向特性やアンカリングエネルギー、プリベイクの温度や時間を適宜選択または調整することにより、固定化液晶層の反応性液晶用配向膜側でのチルト角を容易に増大または減少させ、所望の値に調整することができる。
【００６５】
本発明においては、必要に応じて、上記反応性液晶に光重合開始剤や重合禁止剤等を添加してもよい。
例えば、電子線照射により重合性液晶材料を重合させる際には、光重合開始剤が不要な場合はあるが、一般的に用いられている例えば紫外線照射による重合の場合においては、通常光重合開始剤が重合促進のために用いられる。光重合開始剤としては、ラジカル重合性開始剤を使用することができる。ラジカル重合性開始剤は、例えば、紫外線のエネルギーによりフリーラジカルを発生する化合物であって、ベンゾイン、ベンゾフェノンなどのベンゾフェノン誘導体またはそれらのエステルなどの誘導体；キサントンまたはオキサントン誘導体；クロロスルフォニル、クロロメチル多核芳香族化合物、クロロメチル複素環式化合物またはクロロメチルベンゾフェノン類などの含ハロゲン化合物；トリアジン類；フルオレノン類；ハロアルカン類；光還元性色素と還元剤とのレドックスカップル類；有機硫黄化合物；過酸化物などが挙げられる。好ましくは、イルガキュア１８４、イルガキュア３６９、イルガキュア６５１、イルガキュア９０７（いずれもチバスペシャリティケミカルズ社製）、ダロキュアー（メルク社製）、アデカ１７１７（旭電化工業株式会社製）、２，２’−ビス（ｏ−クロロフェニル）−４，５，４’−テトラフェニル−１，２’−ビイミダゾール（黒金化成株式会社製）などのケトン類またはビイミダゾール系化合物等を挙げることができる。また、特開２００５−２５８４２８号公報に記載されているような光重合開始剤を用いることができる。これらの光重合開始剤を１種、または２種以上を組み合わせて用いることができる。２種以上を併用する場合には、吸収分光特性を阻害しないようにするとよい。なお、光重合開始剤の他に増感剤を、本発明の目的が損なわれない範囲で添加することも可能である。このような光重合開始剤の添加量としては、一般的には０．０１質量％〜２０質量％、好ましくは０．１質量％〜１０質量％、より好ましくは０．５質量％〜５質量％の範囲で上記反応性液晶に添加することができる。
【００６６】
重合禁止剤としては、例えば、ｐ−ベンゾキノン、ナフトキノン、ｐ−キシロキノン、ｐ−トルキノン、２，６−ジクロロキノン、２，５−ジアセトキシ−ｐ−ベンゾキノン、２，５−ジカプロキシ−ｐ−ベンゾキノン、２，５−ジアエロキシ−ｐ−ベンゾキノン、ヒドロキノン、ｐ−ｔ−ブチルカテコール、２，５−ジブチルヒドロキノン、モノ−ｔ−ブチルヒドロキノン、２，５−ジ−ｔ−アミルヒドロキノン、ジ−ｔ−ブチル・パラクレゾール、２，４，６−トリ−ｔ−ブチルフェノール、ヒドロキノンモノメチルエーテル、α−ナフトール、アセトアニジンアセテートなどを用いることができる。重合禁止剤の添加量は、上記反応性液晶の重量に対して好ましくは０．００１質量％〜３質量％、より好ましくは０．０１質量％〜２質量％の範囲内である。上記範囲を下回ると、光散乱等による低い露光量でも硬化してしまい、またこれを超えると紫外線露光感度が低下する。
【００６７】
強誘電性液晶層側でのチルト角を比較的小さくする場合に微量添加するレベリング剤としては、非イオン性またはイオン性の界面活性剤を用いることができる。具体的には、シリコーン系界面活性剤、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルアリルエーテル、ポリオキシエチレン誘導体、ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレン・ブロック共重合体、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルアミン等の非イオン性界面活性剤、または脂肪酸塩、アルキル硫酸エステル塩、アルキルベンゼンスルフォン酸塩、アルキルナフタレンスルフォン酸塩、アルキルスルホコハク酸塩、アルキルジフェニルエーテルジスルフォン酸塩、アルキルリン酸塩、ポリオキシエチレンアルキル硫酸エステル塩、ナフタレンスルフォン酸ホルマリン縮合物、特殊ポリカルボンサン型高分子界面活性剤、ポリオキシエチレンアルキルリン酸エステル等の陰イオン性界面活性剤を好適に用いることができる。レベリング剤の添加量は、上記反応性液晶の重量に対して０．０１質量％〜１質量％の範囲内であることが好ましい。
【００６８】
固定化液晶層の厚みは、目的とする異方性に応じて適宜調整されるものであり、例えば１ｎｍ〜１０００ｎｍの範囲内で設定することができ、好ましくは３ｎｍ〜１００ｎｍの範囲内である。固定化液晶層の厚みが厚すぎると必要以上の異方性が生じてしまい、また固定化液晶層の厚みが薄すぎると所定の異方性が得られない場合があるからである。
【００６９】
なお、固定化液晶層の形成方法については、後述の「Ｂ．液晶表示素子の製造方法」の項に詳しく記載するので、ここでの説明は省略する。
【００７０】
（２）反応性液晶用配向膜
本発明に用いられる反応性液晶用配向膜としては、上記反応性液晶を配向させることができ、さらに上記反応性液晶の配向状態を固定化する際に悪影響を及ぼさないものであれば特に限定されるものではない。反応性液晶用配向膜として、例えば、ラビング処理された配向膜、光配向処理された光配向膜、斜方蒸着配向膜等を用いることができ、中でも、ラビング処理された配向膜、光配向膜が好ましい。
【００７１】
ラビング処理された配向膜は、比較的高いプレチルト角を実現することができる点で有用である。ラビング処理された配向膜としては、例えば特開２００８−１２９５２９号公報に記載のものを用いることができる。
【００７２】
光配向膜は、光励起反応型材料を塗布した基板に偏光を制御した光を照射し、光励起反応（分解、異性化、二量化）を生じさせて得られた膜に異方性を付与することによりその膜上の液晶分子を配向させるものである。光配向膜は、光配向処理が非接触配向処理であることから静電気や塵の発生がなく、定量的な配向処理の制御ができる点で有用である。光配向膜に用いられる光励起反応型材料としては、光異性化反応を生じることにより膜に異方性を付与する光異性化型材料と、光二量化反応を生じることにより膜に異方性を付与する光二量化型材料と、光分解反応を生じることにより膜に異方性を付与する光分解型材料とを挙げることができる。光配向膜としては、例えば特開２００６−３５０３２２号公報、特開２００６−３２３２１４号公報、特開２００５−２５８４２９号公報、特開２００５−２５８４２８号公報に記載のものを用いることができる。
【００７３】
斜方蒸着配向膜は、斜め蒸着法により形成されるものである。斜方蒸着配向膜は、比較的高いプレチルト角を実現することができる点で有用である。斜方蒸着配向膜としては、例えば国際公開ＷＯ２００８／０７５７３２号パンフレットに記載のものを用いることができる。
【００７４】
（３）第１電極層
本発明に用いられる第１電極層は、一般に液晶表示素子の電極として用いられているものであれば特に限定されるものではないが、第１基板の第１電極層および第２基板の第２電極層のうち少なくとも一方が透明導電体で形成されることが好ましい。透明導電体材料としては、酸化インジウム、酸化錫、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）等が好ましく挙げられる。
【００７５】
本発明の液晶表示素子を、ＴＦＴを用いたアクティブマトリックス方式で駆動させる場合には、固定化液晶層側基板および対向基板のうち、一方に上記透明導電体で形成される全面共通電極を設け、他方にはゲート電極とソース電極をマトリックス状に配列し、ゲート電極とソース電極で囲まれた部分にＴＦＴ素子および画素電極を設ける。
【００７６】
第１電極層の形成方法としては、化学蒸着（ＣＶＤ）法や、スパッタリング法、イオンプレーティング法、真空蒸着法等の物理蒸着（ＰＶＤ）法などが挙げられる。
【００７７】
（４）第１基板
本発明に用いられる第１基板は、一般に液晶表示素子の基板として用いられるものであれば特に限定されるものではなく、例えば、ガラス板、プラスチック板などが好ましく挙げられる。
【００７８】
（５）その他の構成
本発明においては、固定化液晶層側基板および対向基板のいずれか一方に、隔壁または柱状スペーサが形成されていてもよい。固定化液晶層側基板に隔壁または柱状スペーサが形成されている場合、第１基板上に隔壁または柱状スペーサが形成され、隔壁または柱状スペーサを覆うように反応性液晶用配向膜および固定化液晶層が形成される。
隔壁および柱状スペーサとしては、一般的な隔壁および柱状スペーサを適用することができる。
中でも、後述の「Ｂ．液晶表示素子の製造方法」の項に記載するように、固定化液晶層側基板の固定化液晶層上に強誘電性液晶を塗布することが好ましいことから、固定化液晶層側基板に隔壁または柱状スペーサが形成されていることが好ましい。
【００７９】
また本発明においては、固定化液晶層側基板および対向基板のいずれか一方に、着色層が形成されていてもよい。着色層が形成されている場合には、着色層によってカラー表示を実現することができるカラーフィルタ方式の液晶表示素子を得ることができる。
着色層としては、一般的なカラーフィルタにおける着色層を適用することができる。
【００８０】
２．強誘電性液晶層
本発明における強誘電性液晶層は、固定化液晶層側基板の固定化液晶層と対向基板との間に形成され、強誘電性液晶を含むものである。
【００８１】
本発明に用いられる強誘電性液晶としては、カイラルスメクチックＣ（ＳｍＣ＊）相を発現するものであれば特に限定されるものではない。強誘電性液晶の相系列としては、例えば、降温過程においてネマチック（Ｎ）相−コレステリック（Ｃｈ）相−カイラルスメクチックＣ（ＳｍＣ＊）相と相変化するもの、ネマチック（Ｎ）相−カイラルスメクチックＣ（ＳｍＣ＊）相と相変化するもの、ネマチック（Ｎ）相−スメクチックＡ（ＳｍＡ）相−カイラルスメクチックＣ（ＳｍＣ＊）相と相変化するもの、ネマチック（Ｎ）相−コレステリック（Ｃｈ）相−スメクチックＡ（ＳｍＡ）相−カイラルスメクチックＣ（ＳｍＣ＊）相と相変化するもの、などを挙げることができる。
【００８２】
また、強誘電性液晶としては、双安定性を示すものおよび単安定性を示すもののいずれも用いることができる。中でも、単安定性を示す強誘電性液晶が好ましい。単安定性を示す強誘電性液晶を用いた場合には、電圧変化により液晶のダイレクタ(分子軸の傾き)を連続的に変化させ、透過光度をアナログ変調することで、階調表示が可能となるからである。
特に、液晶表示素子をフィールドシーケンシャルカラー方式により駆動させる場合には、単安定性を示す強誘電性液晶を用いることが好ましい。単安定性を示す強誘電性液晶を用いることにより、ＴＦＴを用いたアクティブマトリックス方式による駆動が可能になり、また、電圧変調により階調制御が可能になり、高精細で高品位の表示を実現することができるからである。
【００８３】
なお、「単安定性を示す」とは、電圧無印加時の強誘電性液晶の状態がひとつの状態で安定化している状態をいう。強誘電性液晶は、図６に例示するように、液晶分子１１ａが層法線ｚから傾いており、層法線ｚに垂直な底面を有する円錐（コーン）の稜線に沿って回転する。このような円錐（コーン）において、液晶分子１１ａの層法線ｚに対する傾き角をチルト角θという。このように、液晶分子１１ａは層法線ｚに対しチルト角±θだけ傾く二つの状態間をコーン上に動作することができる。具体的に説明すると、単安定性を示すとは、電圧無印加時に液晶分子１１ａがコーン上のいずれかひとつの状態で安定化している状態をいう。
【００８４】
単安定性を示す強誘電性液晶の中でも、図７（ａ）、（ｂ）に例示するような、正負いずれかの電圧を印加したときにのみ液晶分子が動作する、ハーフＶ字型スイッチング特性を示すものであることが好ましい。このようなハーフＶ字型スイッチング特性を示す強誘電性液晶を用いると、白黒シャッターとしての開口時間を十分に長くとることができ、これにより時間的に切り替えられる各色をより明るく表示することができ、明るいカラー表示の液晶表示素子を実現することができるからである。
【００８５】
なお、「ハーフＶ字型スイッチング特性」とは、印加電圧に対する透過光量が非対称な電気光学特性をいう。具体的には、液晶層に正負の電圧１０Ｖをそれぞれ印加したときの印加電圧に対する透過光量のうち、透過光量が小さい場合の印加電圧の透過光量をＡ、透過光量が大きい場合の印加電圧の透過光量をＢとすると、Ｂ／Ａが２以上となる特性をいう。
【００８６】
このような強誘電性液晶としては、一般に知られる液晶材料の中から要求特性に応じて種々選択することができる。特に、Ｃｈ相からＳｍＡ相を経由しないでＳｍＣ＊相を発現する強誘電性液晶は、ハーフＶ字型スイッチング特性を示すものとして好適であり、具体的には、ＡＺエレクトロニックマテリアルズ社製「Ｒ２３０１」が挙げられる。また、ＳｍＡ相を経由する強誘電性液晶として、具体的には、ＡＺエレクトロニックマテリアルズ社製「ＦＥＬＩＸＭ４８５１−１００」などが挙げられる。
【００８７】
強誘電性液晶層には、上記の強誘電性液晶以外に他の化合物が含有されていてもよい。他の化合物としては、液晶表示素子に求められる機能に応じて任意の機能を備えるものを用いることができる。好適に用いられる他の化合物としては、重合性モノマーの重合物を挙げることができる。強誘電性液晶層中に重合性モノマーの重合物が含有されることにより、強誘電性液晶の配列がいわゆる「高分子安定化」され、優れた配向安定性が得られるからである。
なお、強誘電性液晶層が強誘電性液晶および重合性モノマーの重合物を含有する場合については、特開２００６−３２３２１５号公報等に記載のものと同様である。
【００８８】
強誘電性液晶層の厚みとしては、１．２μｍ〜３．０μｍの範囲内であることが好ましく、より好ましくは１．３μｍ〜２．５μｍ、さらに好ましくは１．４μｍ〜２．０μｍの範囲内である。強誘電性液晶層の厚みが薄すぎるとコントラストが低下するおそれがあり、また強誘電性液晶層の厚みが厚すぎると強誘電性液晶が配向しにくくなる可能性があるからである。
【００８９】
固定化液晶層側基板の固定化液晶層と対向基板との間に強誘電性液晶を挟持させる方法としては、一般に液晶セルの作製方法として用いられる方法を使用することができ、例えば真空注入方式、塗布方式（滴下方式）等を用いることができる。
なお、強誘電性液晶層の形成方法については、後述の「Ｂ．液晶表示素子の製造方法」の項に詳しく記載するので、ここでの説明は省略する。
【００９０】
３．対向基板
本発明に用いられる対向基板は、上記固定化液晶層側基板の固定化液晶層に対向するように配置されるものである。
【００９１】
対向基板は、第２基板と、上記第２基板上に形成された第２電極層と、上記第２電極層上に形成された第２配向膜とを有することが好ましい。この場合、対向基板は、上記固定化液晶層側基板に対して、固定化液晶層側基板の固定化液晶層と対向基板の第２配向膜とが対向するように配置され、固定化液晶層側基板の固定化液晶層と対向基板の第２配向膜との間に強誘電性液晶層が形成される。
【００９２】
なお、第２基板および第２電極層については、上記固定化液晶層側基板の第１基板および第１電極層と同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。以下、対向基板の他の構成について説明する。
【００９３】
（１）第２配向膜
本発明に用いられる第２配向膜としては、強誘電性液晶を配向させることができるものであれば特に限定されるものではなく、例えば、ラビング処理された配向膜、光配向処理された光配向膜、斜方蒸着配向膜等を用いることができ、中でも、ラビング処理された配向膜、光配向膜が好ましい。
なお、ラビング処理された配向膜、光配向処理された光配向膜および斜方蒸着配向膜についてはそれぞれ、上記固定化液晶層側基板の反応性液晶用配向膜の項に記載したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。
【００９４】
（２）好ましい態様
本発明において、強誘電性液晶が降温過程においてスメクチックＡ（ＳｍＡ）相を経由せずにカイラルスメクチックＣ（ＳｍＣ＊）相を発現するものである場合、第２配向膜は、ラビング処理された配向膜、光配向処理された光配向膜、斜方蒸着配向膜であることが好ましい。ＳｍＡ相を経由せずにＳｍＣ＊相を発現する強誘電性液晶は、層法線方向の異なる二つの領域（ダブルドメインと称する。）が発生しやすく、このようなダブルドメインは駆動時に白黒反転した表示になる。これに対し、固定化液晶層と上記のような第２配向膜との間に強誘電性液晶が挟持されていることにより、ダブルドメインの発生を抑制することができ、モノドメイン配向を得ることができる。これは、次のような理由によると考えられる。すなわち、固定化液晶層と上記のような第２配向膜とでは、強誘電性液晶と固定化液晶層表面および第２配向膜表面との相互作用である、極性表面相互作用が異なると考えられる。そのため、固定化液晶層と第２配向膜とで固定化液晶層の方が相対的に正の極性が強い傾向にあり、第２配向膜側に強誘電性液晶の自発分極の正極性が向く傾向にあることを利用して、液晶分子の自発分極の向きを制御することができる。そして、液晶分子の自発分極の向きを制御することができるので、ＳｍＡ相を経由せずにＳｍＣ＊相を発現する強誘電性液晶に特有のダブルドメインを生じることなく、強誘電性液晶のモノドメイン配向を得ることができる。
【００９５】
また、強誘電性液晶が降温過程においてスメクチックＡ（ＳｍＡ）相を経由せずにカイラルスメクチックＣ（ＳｍＣ＊）相を発現するものである場合、対向基板は、第２基板と、上記第２基板上に形成された第２電極層とを有することも好ましい。この場合、固定化液晶層側基板の固定化液晶層と対向基板の第２電極層との間に強誘電性液晶が挟持されていることにより、ダブルドメインの発生を抑制することができ、モノドメイン配向を得ることができる。固定化液晶層と第２電極層とでは、強誘電性液晶と固定化液晶層表面および第２電極層表面との相互作用である、極性表面相互作用が異なると考えられる。そのため、固定化液晶層と第２電極層とで固定化液晶層の方が相対的に正の極性が強い傾向にあり、第２電極層側に強誘電性液晶の自発分極の正極性が向く傾向にあることを利用して、液晶分子の自発分極の向きを制御することができる。そして、液晶分子の自発分極の向きを制御することができるので、ＳｍＡ相を経由せずにＳｍＣ＊相を発現する強誘電性液晶に特有のダブルドメインを生じることなく、強誘電性液晶のモノドメイン配向を得ることができる。
【００９６】
さらに、強誘電性液晶が降温過程においてスメクチックＡ（ＳｍＡ）相を経由せずにカイラルスメクチックＣ（ＳｍＣ＊）相を発現するものである場合、対向基板は、第２基板と、上記第２基板上に形成された第２電極層と、上記第２電極層上に形成され、分子内にアゾベンゼン骨格を有する光異性化反応性化合物を含有し、配向処理が施されてない未配向処理層とを有することも好ましい。この場合、固定化液晶層側基板の固定化液晶層と対向基板の未配向処理層との間に強誘電性液晶が挟持されていることにより、ダブルドメインの発生を抑制することができ、モノドメイン配向を得ることができる。固定化液晶層と未配向処理層とでは、強誘電性液晶と固定化液晶層表面および未配向処理層表面との相互作用である、極性表面相互作用が異なると考えられる。そのため、固定化液晶層と未配向処理層とで固定化液晶層の方が相対的に正の極性が強い傾向にあり、未配向処理層側に強誘電性液晶の自発分極の正極性が向く傾向にあることを利用して、液晶分子の自発分極の向きを制御することができる。そして、液晶分子の自発分極の向きを制御することができるので、ＳｍＡ相を経由せずにＳｍＣ＊相を発現する強誘電性液晶に特有のダブルドメインを生じることなく、強誘電性液晶のモノドメイン配向を得ることができる。
【００９７】
なお、未配向処理層が配向処理が施されていないものであることは、未配向処理層の偏光紫外・可視吸収スペクトルを測定することにより確認することができる。すなわち、紫外可視分光光度計（Ｖ７１００：日本分光株式会社製）を用いて、未配向処理層に対して偏光紫外線を照射し、紫外線の偏光方向と平行および垂直方向の偏光紫外・可視吸収スペクトルを測定する。垂直方向と水平方向のスペクトルの吸収ピークの比が１．２以下であれば、配向処理が施されていないものであるとする。
【００９８】
上記の垂直方向と水平方向のスペクトルの吸収ピークの比は、１．２以下であることが好ましく、より好ましくは１．１以下である。なお、未配向処理層を形成する際の上記材料の塗布方法等によっては未配向処理層が若干の異方性を有するものとなる場合もあることから、上記の垂直方向と水平方向のスペクトルの吸収ピークの比の下限は特に限定されるものではない。
【００９９】
なお、分子内にアゾベンゼン骨格を有する光異性化反応性化合物としては、例えば特開２００６−３５０３２２号公報、特開２００６−３２３２１４号公報、特開２００５−２５８４２９号公報、特開２００５−２５８４２８号公報に記載のものを用いることができる。
【０１００】
未配向処理層の厚みは、１ｎｍ〜１０００ｎｍの範囲内であることが好ましく、より好ましくは３ｎｍ〜１００ｎｍの範囲内である。未配向処理層の厚みが上記範囲より薄いと十分に強誘電性液晶の自発分極の向きの制御ができない可能性があり、逆に未配向処理層の厚みが上記範囲より厚いとコスト的に不利になる場合があるからである。
【０１０１】
なお、分子内にアゾベンゼン骨格を有する光異性化反応性化合物を含有し、光配向処理が施されていない未配向処理層の形成方法については、例えば特開２００６−３５０３２２号公報、特開２００６−３２３２１４号公報、特開２００５−２５８４２９号公報、特開２００５−２５８４２８号公報に記載の光配向膜の形成方法において、偏光を制御した光を照射しない以外は同様である。
【０１０２】
（３）その他の構成
本発明における対向基板には、第２基板上に隔壁または柱状スペーサが形成されていてもよく、また第２基板上に着色層が形成されていてもよい。なお、隔壁、柱状スペーサおよび着色層については、上記固定化液晶層側基板の項に記載したので、ここでの説明は省略する。
【０１０３】
４．偏光板
本発明の液晶表示素子は、固定化液晶層側基板および対向基板の外側にそれぞれ偏光板を有していてもよい。偏光板としては、光の波動のうち特定方向のみを透過させるものであれば特に限定されるものではなく、一般に液晶表示素子の偏光板として用いられているものを使用することができる。
【０１０４】
５．液晶表示素子の駆動方法
本発明の液晶表示素子の駆動方法としては、強誘電性液晶の高速応答性を利用することができるので、１画素を時間分割し、良好な動画表示特性を得るために高速応答性を特に必要とするフィールドシーケンシャルカラー方式が適している。
【０１０５】
また、本発明の液晶表示素子の駆動方法は、フィールドシーケンシャル方式に限定されるものではなく、着色層を用いてカラー表示を行う、カラーフィルタ方式であってもよい。
【０１０６】
本発明の液晶表示素子の駆動方法としては、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を用いたアクティブマトリックス方式が好ましい。ＴＦＴを用いたアクティブマトリックス方式を採用することにより、目的の画素を確実に点灯、消灯できるため高品質なディスプレイが可能となるからである。
【０１０７】
本発明においては、固定化液晶層側基板がＴＦＴ基板、対向基板が共通電極基板であってもよく、固定化液晶層側基板が共通電極基板、対向基板がＴＦＴ基板であってもよい。中でも、固定化液晶層側基板がＴＦＴ基板、対向基板が共通電極基板であることが好ましい。強誘電性液晶は分子の秩序性が高いために配向が難しく、ＴＦＴ基板にはＴＦＴなどの突起物が形成されているため、ＴＦＴ付近で強誘電性液晶の配向不良が起こり、光漏れ（白抜け）が生じる場合がある。これに対し、固定化液晶層側基板がＴＦＴ基板である場合には、ＴＦＴを覆うように反応性液晶用配向膜および固定化液晶層が形成されていることにより、単にＴＦＴを覆うように配向膜が形成されている場合と比較して、ＴＦＴなどの突起物のエッジで強誘電性液晶の配向不良が生じるのを抑制することができる。これは、固定化液晶層が、ラビング膜や光配向膜などの一般的な配向膜と異なり、その形成過程において反応性液晶を配向させる配向処理が行われるものであり、反応性液晶が反応性液晶用配向膜上を流動して液晶相を示す状態となることが、影響しているものと考えられる。よって、固定化液晶層側基板がＴＦＴ基板である場合には、ＴＦＴ付近で強誘電性液晶の配向不良が起こるのを抑制し、光漏れ（白抜け）が生じるのを防ぐことができる。
【０１０８】
また、本発明の液晶表示素子の駆動方法は、セグメント方式であってもよい。
【０１０９】
Ｂ．液晶表示素子の製造方法
次に、本発明の液晶表示素子の製造方法について説明する。
本発明の液晶表示素子の製造方法は、第１電極層および反応性液晶用配向膜が順に形成された第１基板上に、反応性液晶を含有する反応性液晶層を形成し、上記反応性液晶層中の上記反応性液晶を、上記反応性液晶用配向膜側から厚さ方向にチルト角が徐々に増大するようにハイブリッド配向させ、上記反応性液晶の配向状態を固定化して固定化液晶層を形成する固定化液晶層側基板調製工程と、上記固定化液晶層上に強誘電性液晶を塗布する強誘電性液晶塗布工程と、上記強誘電性液晶が塗布された上記固定化液晶層側基板および対向基板を貼り合せる基板貼り合せ工程と、上記固定化液晶層側基板および上記対向基板の間に挟持された上記強誘電性液晶を、電界印加処理を行うことなく配向させる強誘電性液晶配向工程とを有することを特徴とするものである。
【０１１０】
本発明によれば、反応性液晶を、反応性液晶用配向膜側から厚さ方向にチルト角が徐々に増大するようにハイブリッド配向させるので、固定化液晶層の強誘電性液晶側でのチルト角を比較的大きくすることができる。また、反応性液晶用配向膜上に固定化液晶層を形成する際には、反応性液晶用配向膜によって反応性液晶をハイブリッド配向させ、例えば紫外線を照射して反応性液晶を重合させることにより反応性液晶の配向状態を固定化することができ、固定化液晶層に強誘電性液晶に対する配向規制力を付与することができるとともに、温度等の影響を受けないものとすることができる。さらに、反応性液晶は、強誘電性液晶と構造が比較的類似しており、強誘電性液晶との相互作用が強くなるため、強誘電性液晶の配向を効果的に制御することができる。また本発明によれば、固定化液晶層上に強誘電性液晶を塗布するので、固定化液晶層の配向規制力が強誘電性液晶の配向に大きく寄与し、特に強誘電性液晶の初期配向状態に大きく寄与するものと考えられる。したがって本発明においては、ジグザグ欠陥等の配向欠陥の発生を抑制し、コントラストを向上させることが可能となる。
【０１１１】
また、真空注入方式により強誘電性液晶を充填する場合にはジグザグ欠陥が液晶表示素子において部分的に生じやすいのに対して、塗布方式により強誘電性液晶を充填する場合にはジグザグ欠陥が液晶表示素子において全体的に生じやすいことから、本発明のように強誘電性液晶塗布工程を有する液晶表示素子の製造方法においては、固定化液晶層上に強誘電性液晶を塗布することが有用である。
【０１１２】
さらに本発明によれば、電界印加処理を行うことなく、強誘電性液晶を徐冷することのみで、固定化液晶層の配向規制力によって強誘電性液晶を配向させることができる。よって、電界印加処理を行うことなく強誘電性液晶を配向させるので、相転移温度以上に昇温してもその配向を維持し、ジグザグ欠陥等の配向欠陥の発生を抑制することができる。
【０１１３】
以下、本発明の液晶表示素子の製造方法における各工程について説明する。
【０１１４】
１．固定化液晶層側基板調製工程
本発明における固定化液晶層側基板調製工程は、第１電極層および反応性液晶用配向膜が順に形成された第１基板上に、反応性液晶を含有する反応性液晶層を形成し、上記反応性液晶層中の上記反応性液晶を、上記反応性液晶用配向膜側から厚さ方向にチルト角が徐々に増大するようにハイブリッド配向させ、上記反応性液晶の配向状態を固定化して固定化液晶層を形成する工程である。
【０１１５】
なお、第１基板、第１電極層、反応性液晶用配向膜および反応性液晶については、上記「Ａ．液晶表示素子」の項に詳しく記載したので、ここでの説明は省略する。
【０１１６】
反応性液晶層の形成方法としては、反応性液晶用配向膜上に上記反応性液晶を含む反応性液晶組成物を塗布する方法が用いられる。また、反応性液晶組成物を塗布するのではなく、ドライフィルム等を予め形成し、これを第１電極層上に積層する方法も用いることができる。製造工程の簡便さの観点からは、反応性液晶を溶媒に溶解させて反応性液晶組成物を調製し、これを反応性液晶用配向膜上に塗布し、溶媒を除去する方法を採用することが好ましい。
【０１１７】
反応性液晶組成物は、上記反応性液晶および必要に応じて光重合開始剤や重合禁止剤を溶媒に溶解させて調製する。反応性液晶を水平配向させる場合は、反応性液晶組成物に陰イオン性界面活性剤やシリコーン系界面活性剤などのレベリング剤を添加することで反応性液晶を均一に水平配向させることが一般的であるが、本発明においては、このレベリング剤を添加しない、または添加をする場合もレベリング剤の添加を微量に調整することにより、強誘電性液晶層側にて反応性液晶の表面自由エネルギーによってこれを十分に立ち上がらせることができ、全体に均質にハイブリッド配向した固定化液晶層を得ることができる。
【０１１８】
上記反応性液晶組成物に用いる溶媒としては、上記反応性液晶等を溶解することができ、かつ反応性液晶用配向膜の配向能を阻害しないものであれば特に限定されるものではない。このような溶媒としては、例えば、特開２００５−２５８４２８号公報に記載されているような溶媒を用いることができる。溶媒は、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
【０１１９】
また、単一種の溶媒を使用しただけでは、上記反応性液晶等の溶解性が不十分であったり、上述したように反応性液晶用配向膜が侵食されたりする場合がある。この場合には、２種以上の溶媒を混合使用することにより、この不都合を回避することができる。上記の溶媒のなかにあって、単独溶媒として好ましいものは、炭化水素類およびグリコールモノエーテルアセテート系溶媒であり、混合溶媒として好ましいのは、エーテル類またはケトン類と、グリコール系溶媒との混合系である。
【０１２０】
反応性液晶組成物の濃度は、反応性液晶の溶解性や、固定化液晶層の厚みに依存するため一概には規定できないが、通常は０．１質量％〜４０質量％、好ましくは１質量％〜２０質量％の範囲で調整される。反応性液晶組成物の濃度が上記範囲より低いと、反応性液晶が配向しにくくなる場合があり、逆に反応性液晶組成物の濃度が上記範囲より高いと、反応性液晶組成物の粘度が高くなるので均一な塗膜を形成しにくくなる場合があるからである。
【０１２１】
さらに、上記反応性液晶組成物には、本発明の目的を損なわない範囲内で、例えば、特開２００５−２５８４２８号公報に記載されているような化合物を添加することができる。上記反応性液晶に対するこれら化合物の添加量は、本発明の目的が損なわれない範囲で選択される。これらの化合物の添加により、反応性液晶の硬化性が向上し、得られる固定化液晶層の機械強度が増大し、またその安定性が改善される。
【０１２２】
このような反応性液晶組成物を塗布する方法としては、例えばスピンコート法、ロールコート法、プリント法、ディップコート法、ダイコート法、キャスティング法、バーコート法、ブレードコート法、スプレーコート法、グラビアコート法、リバースコート法、押し出しコート法、インクジェット法、フレキソ印刷法、スクリーン印刷法等が挙げられる。
【０１２３】
また、上記反応性液晶組成物を塗布した後は、溶媒を除去するのであるが、この溶媒の除去は、例えば、減圧除去もしくは加熱除去、さらにはこれらを組み合わせる方法等により行われる。
【０１２４】
本発明においては、反応性液晶層中の反応性液晶を、反応性液晶用配向膜により反応性液晶用配向膜側から厚さ方向にチルト角が徐々に増大するようにハイブリッド配向させて、液晶規則性を有する状態とする。すなわち、反応性液晶に液晶相を発現させる。これは、通常は等方相温度以下で熱処理する方法等の方法により行われる。具体的には、反応性液晶層を液晶相温度に加熱し、反応性液晶のハイブリッド配向を促す。反応性液晶用配向膜上に塗布された反応性液晶は、液晶相温度に加熱されることにより、反応性液晶用配向膜側では反応性液晶用配向膜とのアンカリングエネルギーにより水平配向し、空気界面側では所定のチルト角をなすハイブリッド配向状態を得ることができる。このハイブリッド配向を促進するため、液晶相温度に加熱された反応性液晶組成物に磁場を印加してもよい。
【０１２５】
固定化液晶層の空気界面側でのチルト角は、反応性液晶組成物に対する後述のレベリング剤の添加量（添加しない場合を含む。）を調整したり、反応性液晶組成物を反応性液晶用配向膜上に塗布した後に反応性液晶の液晶相温度〜等方相温度の範囲でプリベイクする際の温度や時間（プリベイクしない場合を含む。）を調整したり、重合性液晶モノマーの分子量を調整したりすることにより、制御することができる。
なお、上記チルト角を調整する方法については、上記「Ａ．液晶表示素子」の項に詳しく記載したので、ここでの説明は省略する。
【０１２６】
固定化液晶層の反応性液晶用配向膜側でのチルト角は、上記「Ａ．液晶表示素子」の項に記載したように、所定の範囲であることが好ましい。
【０１２７】
固定化液晶層の反応性液晶用配向膜側でのチルト角は、反応性液晶用配向膜の配向特性や反応性液晶に対するアンカリングエネルギーを調整したり、反応性液晶用配向膜上に反応性液晶組成物を塗布した後にプリベイクする際の温度や時間を調整したりすることにより、制御することができる。
なお、上記チルト角を調整する方法については、上記「Ａ．液晶表示素子」の項に詳しく記載したので、ここでの説明は省略する。
【０１２８】
上述したように、反応性液晶は重合性液晶材料を有するものであり、このような重合性液晶材料の配向状態を固定化するには、重合を活性化する活性放射線を照射する方法が用いられる。ここでいう活性放射線とは、重合性液晶材料に対して重合を起こさせる能力がある放射線をいい、必要であれば重合性液晶材料内に光重合開始剤が含まれていてもよい。このような活性放射線としては、重合性液晶材料を重合させることが可能な放射線であれば特に限定されるものではないが、通常は装置の容易性等の観点から紫外光または可視光線が使用される。なお、活性放射線の照射については、特開２００５−２５８４２８号公報の記載のものと同様とすることができる。
【０１２９】
このような活性照射線の照射は、上記重合性液晶材料が液晶相となる温度条件で行ってもよく、また液晶相となる温度より低い温度で行ってもよい。一旦液晶相となった重合性液晶材料は、その後温度を低下させても、配向状態が急に乱れることはないからである。
【０１３０】
なお、重合性液晶材料の配向状態を固定化する方法としては、上記の活性放射線を照射する方法以外にも、加熱して重合性液晶材料を重合させる方法も用いることができる。この場合に用いられる反応性液晶としては、反応性液晶のＮ−Ｉ転移点以下で、反応性液晶に含有される重合性液晶モノマーが熱重合するものであることが好ましい。
また、活性放射線の照射と加熱とを併用してもよい。
【０１３１】
活性放射線照射により固定化した固定化液晶層において、活性放射線のみの硬化では硬化度が不十分である場合は、露光後に併せて加熱処理（ポストベイク）を行い、完全に重合反応を終了させることが好ましい。
ポストベイクの温度は、重合性液晶モノマーの種類によらず１７０℃以上２６０℃以下の範囲内で設定することが好ましい。生産において実質的な反応速度を得るためには、１７０℃以上に加熱して焼成することが好ましい。また、この温度は重合性液晶モノマーが片端または両端に有する不飽和二重結合が開環する温度でもある。一方、加熱温度が高いほど重合性液晶モノマーの重合反応速度は速くなるが、２６０℃を超える領域では重合性液晶モノマー自身の分解反応が生じ、固定化液晶層自体の劣化が顕著となる。特に、両端に反応性不飽和二重結合を有する重合性液晶モノマーの場合、２６０℃を超える温度に加熱すると、重合した固定化液晶層が分解するおそれがある。
【０１３２】
２．強誘電性液晶塗布工程
本発明における強誘電性液晶塗布工程は、上記固定化液晶層上に強誘電性液晶を塗布する工程である。
【０１３３】
強誘電性液晶の塗布方法としては、封入可能な所定量を塗布することができる方法であれば特に限定されるものではないが、中でも、強誘電性液晶がほとんど流動しないように強誘電性液晶を塗布することができる方法であることが好ましい。固定化液晶層上を強誘電性液晶が等方相の状態で流動したときに、強誘電性液晶の流動距離が長すぎると、流動した強誘電性液晶が接触した界面で配向が乱れるおそれがあるからである。
【０１３４】
このような塗布方法としては、例えば、インクジェット法やディスペンサー法等の吐出法、バーコート法やスロットダイコート法等のコーティング法、フレキソ印刷法、グラビア印刷法、オフセット印刷法、スクリーン印刷法等の印刷法などが挙げられる。中でも吐出法が好ましく、特にインクジェット法が好ましい。インクジェット法であれば、強誘電性液晶を連点状に塗布することができるので、流動距離が短くなるように強誘電性液晶を塗布することができ、流動した強誘電性液晶の接触界面で配向乱れの発生を防ぐことができるからである。
【０１３５】
中でも、強誘電性液晶を直線状に等間隔の幅で滴下することが好ましい。強誘電性液晶を直線状に等間隔の幅で滴下する場合、強誘電性液晶を間欠的に点状に滴下する場合等と比較して、強誘電性液晶が固定化液晶層上を濡れ広がる距離が短くなるように強誘電性液晶を滴下することができる。そのため、強誘電性液晶が接触し合う部位において配列性が損なわれるのを抑制し、良好な配列状態で強誘電性液晶を固定化液晶層側基板および対向基板間に封入することができる。
【０１３６】
また、強誘電性液晶を直線状に滴下する場合、その直線方向が、例えば反応性液晶用配向膜の配向処理方向に対して略平行または略垂直となるように、強誘電性液晶を直線状に滴下することができる。
【０１３７】
固定化液晶層上に強誘電性液晶する際には、強誘電性液晶を加温してもよく加温しなくてもよい。この強誘電性液晶の温度は、上記の強誘電性液晶の塗布方法によって適宜選択される。
【０１３８】
例えば、強誘電性液晶の塗布方法として吐出法を用いる場合には、強誘電性液晶をこの強誘電性液晶が等方相またはネマチック相を示す温度まで加温することが好ましく、特に強誘電性液晶が等方相を示す温度まで加温することが好ましい。強誘電性液晶を加温しないと、強誘電性液晶の粘度が高すぎて吐出ノズルがつまってしまい、強誘電性液晶を安定して吐出するのが非常に困難になるからである。
【０１３９】
上記の場合、強誘電性液晶の温度としては、強誘電性液晶が等方相またはネマチック相を示す温度に設定する。具体的な温度としては、強誘電性液晶の種類によって異なり、適宜選択される。なお、強誘電性液晶の温度の上限は、強誘電性液晶が劣化するおそれのない温度とされる。通常、強誘電性液晶の温度は、ネマチック相−等方相転移温度付近に設定されるか、あるいは、ネマチック相−等方相転移温度よりも０℃〜１０℃高めに設定される。
【０１４０】
一方、強誘電性液晶の塗布方法としてコーティング法や印刷法を用いる場合には、強誘電性液晶を加温しないことが好ましい。コーティング法や印刷法を用いる場合には、塗工性を向上させるために強誘電性液晶を溶剤で希釈した強誘電性液晶溶液を用いることが好ましい。そのため、強誘電性液晶溶液を加温すると、強誘電性液晶溶液中の溶剤が揮発してしまい、強誘電性液晶を塗布するのが非常に困難になるからである。
【０１４１】
また、固定化液晶層上に強誘電性液晶を塗布する際、固定化液晶層側基板を加熱してもよく加熱しなくてもよい。この固定化液晶層側基板の温度は、強誘電性液晶の塗布方法によって適宜選択される。
【０１４２】
例えば、強誘電性液晶の塗布方法として吐出法を用いる場合には、固定化液晶層側基板を加熱してもよく加熱しなくてもよい。固定化液晶層側基板を加熱する場合には、この固定化液晶層側基板の温度としては、強誘電性液晶が等方相またはネマチック相を示す温度に設定することが好ましく、特に強誘電性液晶がネマチック相を示す温度に設定することが好ましい。具体的な温度としては、強誘電性液晶の種類によって異なり、適宜選択される。なお、固定化液晶層側基板の温度の上限は、強誘電性液晶が劣化するおそれのない温度とされる。
【０１４３】
一方、強誘電性液晶の塗布方法としてコーティング法や印刷法を用いる場合には、固定化液晶層側基板を加熱しないことが好ましい。固定化液晶層側基板を加熱すると、塗布された強誘電性液晶溶液中の溶剤が揮発してしまい、強誘電性液晶の配向が乱れるおそれがあるからである。
【０１４４】
３．基板貼り合せ工程
本発明における基板貼り合せ工程は、上記強誘電性液晶が塗布された上記固定化液晶層側基板および対向基板を貼り合せる工程である。
【０１４５】
固定化液晶層側基板および対向基板を貼り合せる方法としては、一般的な方法を採用することができる。例えば、固定化液晶層側基板または対向基板の少なくともいずれか一方の周縁部にシール剤を塗布し、反応性液晶用配向膜の配向処理方向および第２配向膜の配向処理方向が略平行になるように固定化液晶層側基板および対向基板を対向させ、減圧下で固定化液晶層側基板および対向基板を重ね合わせ、シール剤を硬化させて、固定化液晶層側基板および対向基板を貼り合わせることができる。
【０１４６】
４．強誘電性液晶配向工程
本発明における強誘電性液晶配向工程は、上記固定化液晶層側基板および上記対向基板の間に挟持された上記強誘電性液晶を、電界印加処理を行うことなく配向させる工程である。
【０１４７】
強誘電性液晶を配向させるとは、具体的に、強誘電性液晶をカイラルスメクチックＣ（ＳｍＣ＊）相の状態とすることである。上述したように、強誘電性液晶が加温されて例えばネマチック相または等方相の状態になっているので、この強誘電性液晶を冷却することによりＳｍＣ＊相の状態にすることができる。加温された強誘電性液晶を冷却する際には、通常、室温になるまで強誘電性液晶を徐冷する。本発明においては、強誘電性液晶を配向させるために、電界印加処理を行う必要はなく、徐冷するのみでよいのである。
【０１４８】
強誘電性液晶に重合性モノマーが添加されている場合には、強誘電性液晶を配向させた後、重合性モノマーを重合させる。重合性モノマーの重合方法としては、重合性モノマーの種類に応じて適宜選択され、例えば、重合性モノマーとして紫外線硬化性樹脂モノマーを用いた場合は、紫外線照射により重合性モノマーを重合させることができる。
【０１４９】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【実施例】
【０１５０】
以下に実施例を示し、本発明をさらに詳細に説明する。
［実施例１］
２枚の表面に酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）薄膜を形成したガラス基板（１００ｍｍ×１００ｍｍ×０．７ｍｍ）のＩＴＯ薄膜上に、感光性樹脂材料（ＪＳＲ（株）製  ＮＮ７８０）をスピンコート法（２０００ｒｐｍ、１０秒間）により塗布し、真空乾燥を行い、ホットプレートで９０℃、３分間乾燥を行なった。その後、フォトリソグラフィー法により幅１０μｍ、ピッチ１ｍｍのストライプ状にパターニングし、２３０℃で３０分間焼成した。これにより一方の基板に高さ１．５μｍの隔壁をガラス基板のＩＴＯ薄膜上に形成した。
【０１５１】
次に、両方の基板に光励起反応型材料(ＲＯＰ−１０３：ロリックテクノロジー社製)のシクロペンタノン溶液（２質量％）をスピンコート法（１５００ｒｐｍ、１５秒間）により塗布し、ホットプレートで１３０℃、１０分間乾燥を行なった。その後、偏光紫外線光で斜め４５°より１００ｍＪ露光して光配向処理を施し、光配向膜を得た。この光配向膜のプレチルト角は約２°であった。
次いで、片方の基板にはさらにハイブリッド配向の重合性液晶（ＰＬＣ−７５０４ＸＬ：チッソ株式会社製）をスピンコート法（１５００ｒｐｍ、１５秒間）により積層し、ホットプレートで６０℃、５分間乾燥を行なった。その後、紫外線光で１０００ｍＪ露光して重合処理を施し、厚み１００ｎｍの固定化液晶層を得た。
【０１５２】
次に、固定化液晶層上に強誘電性液晶材料Ｒ２３０１（ＡＺエレクトロニックマテリアルズ社製）をインクジェット法にて液滴間３０μｍでライン状に滴下し、そのライン間隔は１ｍｍになるように塗布した。この基板にＵＶ硬化シール材（ＬＣＢ６１０：ＥＨＣ社）をシールディスペンサーで塗布した。基板を偏光ＵＶ照射方向と平行の状態に組み立て、真空中でネマチック相−等方相転移温度より１０℃〜２０℃高い温度で圧力をかけてパネルを作製し、ゆっくりと常温に戻した。
【０１５３】
このようにして作製した液晶表示素子を偏光顕微鏡で配向状態を確認したところ、ジグザグ欠陥は観察されなかった。
【０１５４】
［実施例２］
ハイブリッド配向の重合性液晶（ＰＬＣ−７５０４ＸＬ：チッソ株式会社製）をハイブリッド配向の重合性液晶（ＰＬＣ−７５０４ＸＫ：チッソ株式会社製）に変更したこと以外は、上記実施例１と同様の方法により液晶表示素子を作製した。
このようにして作製した液晶表示素子を偏光顕微鏡で配向状態を確認したところ、ジグザグ欠陥は観察されなかった。
【０１５５】
［実施例３］
ハイブリッド配向の重合性液晶（ＰＬＣ−７５０４ＸＬ：チッソ株式会社製）をハイブリッド配向の重合性液晶（ＰＬＣ−７５０４ＸＨ：チッソ株式会社製）に変更したこと以外は、上記実施例１と同様の方法により液晶表示素子を作製した。
このようにして作製した液晶表示素子を偏光顕微鏡で配向状態を確認したところ、ジグザグ欠陥は観察されなかった。
【０１５６】
［比較例１］
ハイブリッド配向の重合性液晶（ＰＬＣ−７５０４ＸＬ:チッソ株式会社製）を重合性液晶（ＲＯＦ−５１０１：ロリックテクノロジー社製）に変更したこと以外は、上記実施例１と同様の方法により液晶表示素子を作製した。実施例１の光配向膜上にこの重合性液晶を０．５μｍの厚みで成膜した場合、最表面のプレチルト角（空気界面側のチルト角）は約２°であった。
このようにして作製した液晶表示素子を偏光顕微鏡で配向状態を確認したところ、ジグザグ欠陥が観察された。
【０１５７】
［比較例２］
光配向膜を形成する代わりに下記に示すようにラビング処理された配向膜を形成し、固定化液晶層を形成しなかったこと以外は、上記比較例１と同様の方法により液晶表示素子を作製した。ラビング処理された配向膜は、基板上にポリイミド材料（ＳＥ−７４９２：日産化学工業社製）をスピンコート法（１５００ｒｐｍ、１５秒間）により塗布し、ホットプレートで２００℃、３０分間乾燥を行ない、０．１５ｍｍの押し込み量でラビング処理を行うことで得た。このラビング処理された配向膜のプレチルト角は約１５°であった。
このようにして作製した液晶表示素子を偏光顕微鏡で配向状態を確認したところ、ジグザグ欠陥が観察された。
比較例２では比較的高いプレチルト角であるものの、実施例１〜３ではジグザグ欠陥が観察されなかったのに対し、比較例２ではジグザグ欠陥が観察された。これは、重合性液晶は液晶であり、固定化液晶層はラビング処理された配向膜よりも強誘電性液晶との相互作用が強いので、強誘電性液晶が固定化液晶層のプレチルト角に追随しやすくなるためであると考えられる。それにより、固定化液晶層では、ラビング処理された配向膜に比べて、強誘電性液晶の配向を容易に制御することができるのではないかと考えられる。
【０１５８】
［参考例］
強誘電性液晶材料を、固定化液晶層上ではなく、もう片方の基板の光配向膜上に塗布したこと以外は、上記実施例１と同様の方法により液晶表示素子を作製した。
このようにして作製した液晶表示素子を偏光顕微鏡で配向状態を確認したところ、ジグザグ欠陥が観察された。
実施例１および参考例から、固定化液晶層上に強誘電性液晶材料を塗布することで、ジグザグ欠陥の発生を効果的に抑制できることが確認された。
【符号の説明】
【０１５９】
１  …  液晶表示素子
２  …  第１基板
３  …  第１電極層
４  …  反応性液晶用配向膜
５  …  固定化液晶層
５ａ  …  液晶分子
１０  …  固定化液晶層側基板
１１  …  強誘電性液晶層
１１ａ  …  液晶分子
１２  …  第２基板
１３  …  第２電極層
１４  …  第２配向膜
２０  …  対向基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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