(57)【要約】      （修正有）【課題】配線や電極等による段差に起因する配向処理むらを抑制し、配向不良の発生を低減でき、充電時間を短くできるＴＦＴ基板の提供。【解決手段】基材２と、基材上に形成されたゲート線と、ゲート絶縁層４と、オーバーコート層６と、ソース線と、画素電極８と、基材２上に形成されゲート線に接続されたゲート電極１３、ＴＦＴ用ゲート絶縁層１４、ＴＦＴ用ゲート絶縁層上に形成された半導体層１５、ＴＦＴ用ゲート絶縁層および半導体層の上に上記オーバーコート層と連続して形成されたＴＦＴ用オーバーコート層１６、ＴＦＴ用オーバーコート層上に形成され、ソース線に接続され、半導体層にソース電極用コンタクトホールｈ１を介して接続されたソース電極１７、および、ＴＦＴ用オーバーコート層上に形成され、画素電極に接続され、半導体層に透明電極用コンタクトホールｈ２を介して接続された透明電極１８を有するＴＦＴ１０とを有する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材と、
前記基材上に形成されたゲート線と、
前記ゲート線を覆うように形成されたゲート絶縁層と、
前記ゲート絶縁層上に形成されたオーバーコート層と、
前記オーバーコート層上に前記ゲート線と交差するように形成されたソース線と、
前記オーバーコート層上に形成された画素電極と、
前記基材上に形成され、前記ゲート線に接続されたゲート電極、前記ゲート電極を覆うように前記ゲート絶縁層に連続して形成された薄膜トランジスタ用ゲート絶縁層、前記薄膜トランジスタ用ゲート絶縁層上に形成された半導体層、前記薄膜トランジスタ用ゲート絶縁層および半導体層の上に前記オーバーコート層と連続して形成された薄膜トランジスタ用オーバーコート層、前記薄膜トランジスタ用オーバーコート層上に形成され、前記ソース線に接続され、前記半導体層にソース電極用コンタクトホールを介して接続されたソース電極、および、前記薄膜トランジスタ用オーバーコート層上に形成され、前記画素電極に接続され、前記半導体層に透明電極用コンタクトホールを介して接続された透明電極を有する薄膜トランジスタと
を有することを特徴とする薄膜トランジスタ基板。
【請求項２】
強誘電性液晶を用いた液晶表示素子に用いられることを特徴とする請求項１に記載の薄膜トランジスタ基板。
【請求項３】
フィールドシーケンシャル方式により駆動される液晶表示素子に用いられることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の薄膜トランジスタ基板。
【請求項４】
前記半導体層上に遮光部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薄膜トランジスタ基板。
【請求項５】
前記ソース線、画素電極および薄膜トランジスタの上に、配向膜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４までのいずれかに記載の薄膜トランジスタ基板。
【請求項６】
前記配向膜がラビング処理された配向膜であり、ラビング処理方向が前記ソース線の長手方向に対して平行であることを特徴とする請求項５に記載の薄膜トランジスタ基板。
【請求項７】
前記配向膜が光配向処理された光配向膜であり、光の照射方向が前記ソース線の長手方向に対して平行であることを特徴とする請求項５に記載の薄膜トランジスタ基板。
【請求項８】
請求項５から請求項７までのいずれかに記載の薄膜トランジスタ基板と、第２基材上に第２電極および第２配向膜が順次積層され、前記薄膜トランジスタ基板に対して前記配向膜および前記第２配向膜が対向するように配置された対向基板と、前記配向膜および前記第２配向膜間に形成された液晶層とを有することを特徴とする液晶表示素子。
【請求項９】
前記液晶層が強誘電性液晶を含み、前記配向膜および前記第２配向膜の構成材料が互いに異なる組成を有するものであることを特徴とする請求項８に記載の液晶表示素子。
【請求項１０】
請求項５から請求項７までのいずれかに記載の薄膜トランジスタ基板の配向膜上に、ソース線の長手方向に対して垂直または平行に、直線状に液晶を滴下する液晶滴下工程と、
前記液晶が滴下された薄膜トランジスタ基板、および、第２基材上に第２電極および第２配向膜が順次積層された対向基板を貼り合わせる基板貼り合わせ工程と、
前記薄膜トランジスタ基板および前記対向基板の間に充填された前記液晶を配列させる液晶配列工程と
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１１】
請求項５から請求項７までのいずれかに記載の薄膜トランジスタ基板、および、第２基材上に第２電極および第２配向膜が順次積層された対向基板を貼り合わせる基板貼り合わせ工程と、
前記薄膜トランジスタ基板および前記対向基板の間に、ソース線の長手方向に対して平行または垂直に、液晶を注入する液晶注入工程と、
前記薄膜トランジスタ基板および前記対向基板の間に充填された前記液晶を配列させる液晶配列工程と
を有することを特徴とする液晶表示素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示素子に用いられる薄膜トランジスタ基板に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
薄膜トランジスタ（以下、薄膜トランジスタをＴＦＴと称する場合がある。）等のアクティブ素子を用いたアクティブマトリックス型液晶表示装置は、薄型、軽量、高画質等の特長から、表示装置として広く採用されている。アクティブマトリックス型液晶表示装置では、ＴＦＴを有する薄膜トランジスタ基板（以下、薄膜トランジスタ基板をＴＦＴ基板と称する場合がある。）と、これと対向して配置される対向基板との間に液晶を挟持し、ＴＦＴ基板の画素電極と対向基板の共通電極との間に電圧を印加して液晶を駆動し、入射光を変調、出射することで画像を形成する。
【０００３】
ＴＦＴ基板では、通常、基材上にゲート線およびゲート線に接続するゲート電極が形成され、ゲート線およびゲート電極を覆うようにゲート絶縁層が形成され、ゲート絶縁層上に半導体層が形成され、ゲート線と交差するようにソース線が形成され、半導体層上にソース線に接続するソース電極およびドレイン電極が形成され、ドレイン電極に接続する画素電極が形成されている。さらに、液晶表示装置に用いられるＴＦＴ基板においては、半導体層、ソース電極、ドレイン電極、画素電極等を覆うように配向膜が形成されている。
【０００４】
ＴＦＴ基板には、ゲート線やソース線等の配線および画素電極等の電極が形成されているため、これらの配線や電極を覆うように形成された配向膜には段差が生じる。そのため、配向膜を形成する際に、ラビング処理、光配向処理等の配向処理を行う場合には、均一な配向処理が行えず、配向膜に配向処理むらが生じる。その結果、液晶の配向不良が起こり、液晶表示装置の表示むらとなる。
【０００５】
特に、ラビング処理を行う場合、ラビング処理方向に対して直交して段差がある場合には、上記の配向不良の発生が顕著となり、コントラストが低下し、表示むらが発生して画質が著しく低下する。そのため、例えばラビング処理方向がソース線の長手方向に平行になるように、ラビング処理を行うと、ラビング処理方向に対して直交してゲート線による段差が存在するので、ゲート線に沿ってラビングむらが生じてしまう。
【０００６】
上記問題点を解決するために、配線や電極等の端部断面形状を緩やかにする方法（例えば特許文献１参照）や、配線や電極等の厚みを薄くする方法（例えば特許文献２参照）が提案されている。しかしながら、強誘電性液晶等の、分子の秩序性が高く、配向が難しい液晶を用いる場合には、配向欠陥が発生しやすいため、上述の方法では、表示むらを抑制するには不十分である。
【０００７】
また、配線や電極等による段差を平坦化することを目的として、図１５および図１６に例示するような、基材１０２上にゲート線１０３およびゲート線１０３に接続するゲート電極１１３が形成され、ゲート線１０３およびゲート電極１１３を覆うようにゲート絶縁層１０６が形成され、ゲート絶縁層１０６上に半導体層１１７が形成され、ゲート線１０３と交差するようにソース線１０４が形成され、半導体層１１７上にソース線１０４に接続するソース電極１１４が形成され、半導体層１１７、ソース電極１１４等を覆うようにオーバーコート層１０８が形成され、オーバーコート層１０８上に半導体層１１７にコンタクトホールを介して接続する画素電極１０５が形成されているＴＦＴ基板が提案されている。なお、図１６は図１５のＣ−Ｃ線断面図であり、図１５においてゲート絶縁層等は省略されている。しかしながら、上記のＴＦＴ基板では、ゲート電極１１３とソース電極１１４の距離ｄ１が短いため、リーク電流が生じるおそれがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１１−２９５７６４号公報
【特許文献２】特開２００３−２２２９０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ＴＦＴ基板において、蓄積容量を減らし充電時間を短くするためには、ゲート電極とソース電極の距離が長いほうが好ましく、さらにゲート電極に電圧をかけやすくするためには、ゲート電極と半導体層の距離が短いほうが好ましい。
【００１０】
本発明は、斯かる諸点に鑑みてなされたものであり、配線や電極等による段差に起因する配向処理むらを抑制し、配向不良の発生を低減することが可能であり、さらに充電時間を短くすることが可能な薄膜トランジスタ基板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】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明は、基材と、上記基材上に形成されたゲート線と、上記ゲート線を覆うように形成されたゲート絶縁層と、上記ゲート絶縁層上に形成されたオーバーコート層と、上記オーバーコート層上に上記ゲート線と交差するように形成されたソース線と、上記オーバーコート層上に形成された画素電極と、上記基材上に形成され、上記ゲート線に接続されたゲート電極、上記ゲート電極を覆うように上記ゲート絶縁層に連続して形成された薄膜トランジスタ用ゲート絶縁層、上記薄膜トランジスタ用ゲート絶縁層上に形成された半導体層、上記薄膜トランジスタ用ゲート絶縁層および半導体層の上に上記オーバーコート層と連続して形成された薄膜トランジスタ用オーバーコート層、上記薄膜トランジスタ用オーバーコート層上に形成され、上記ソース線に接続され、上記半導体層にソース電極用コンタクトホールを介して接続されたソース電極、および、上記薄膜トランジスタ用オーバーコート層上に形成され、上記画素電極に接続され、上記半導体層に透明電極用コンタクトホールを介して接続された透明電極を有する薄膜トランジスタとを有することを特徴とする薄膜トランジスタ基板を提供する。
【００１２】
なお、以下、薄膜トランジスタをＴＦＴ、薄膜トランジスタ基板をＴＦＴ基板、薄膜トランジスタ用ゲート絶縁層をＴＦＴ用ゲート絶縁層、薄膜トランジスタ用オーバーコート層をＴＦＴ用オーバーコート層とそれぞれ称する場合がある。
【００１３】
本発明によれば、ゲート線、ゲート絶縁層等の上にオーバーコート層が形成され、ゲート電極、ＴＦＴ用ゲート絶縁層、半導体層等の上に、オーバーコート層と連続してＴＦＴ用オーバーコート層が形成されているので、配向膜を形成する場合には、配向膜を形成するための配向膜形成用層の平坦性を改善することができ、配向処理むらの発生を抑制することができる。また、ゲート電極上にＴＦＴ用オーバーコート層が形成され、このＴＦＴ用オーバーコート層上にソース電極が形成されているので、ゲート電極とソース電極の距離を比較的長くすることができ、蓄積容量を減らし充電時間を短くすることができる。
【００１４】
本発明のＴＦＴ基板は、強誘電性液晶を用いた液晶表示素子に用いられることが好ましい。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いが、本発明においては、配向処理むらの発生を抑制することができるので、強誘電性液晶に特有の配向欠陥の発生も抑制することができる。
【００１５】
また、本発明のＴＦＴ基板は、フィールドシーケンシャル方式により駆動される液晶表示素子に用いられることが好ましい。本発明においては、充電時間を短くすることができるので、書き込み走査や消去走査に要する時間を短くすることができ、フィールドシーケンシャル方式により駆動する液晶表示素子に好適である。
【００１６】
さらに、本発明においては、上記半導体層上に遮光部が形成されていることが好ましい。これにより、本発明のＴＦＴ基板を用いて液晶表示素子を作製した際に、半導体層にバックライトから光が照射されることにより、誤動作が起こり、これに起因して表示欠陥が生じるのを防ぐことができるからである。
【００１７】
また、本発明においては、上記ソース線、画素電極およびＴＦＴの上に、配向膜が形成されていることが好ましい。上述したように、配向処理むらの発生を抑制することができるからである。
【００１８】
上記の場合、上記配向膜がラビング処理された配向膜であり、ラビング処理方向が上記ソース線の長手方向に対して平行であることが好ましい。ラビング処理方向に対して直交して段差が存在する場合には、ラビングむらが顕著となるが、本発明においては、ゲート線による段差を大幅に小さくすることができるので、ソース線の長手方向に対して平行にラビング処理を行うことにより、ゲート線に沿ってラビングむらが生じるのを効果的に抑制することができる。
【００１９】
また、上記の場合、上記配向膜が光配向処理された光配向膜であり、光の照射方向が上記ソース線の長手方向に対して平行であることも好ましい。光の照射方向に対して直交して段差が存在する場合には、光が照射されない部分が生じる場合があるが、本発明においては、ゲート線による段差を大幅に小さくすることができるので、ソース線の長手方向に対して平行に光を照射することにより、ゲート線に沿って配向処理むらが生じるのを効果的に抑制することができる。
【００２０】
また、本発明は、上述のＴＦＴ基板と、第２基材上に第２電極および第２配向膜が順次積層され、上記ＴＦＴ基板に対して上記配向膜および上記第２配向膜が対向するように配置された対向基板と、上記配向膜および上記第２配向膜間に形成された液晶層とを有することを特徴とする液晶表示素子を提供する。
【００２１】
本発明によれば、上述のＴＦＴ基板を用いるので、表示品質が良好であり、コントラストが高い液晶表示素子とすることができる。また、上述のＴＦＴ基板を用いるので、蓄積容量を減らし充電時間を短くすることができる。
【００２２】
上記発明においては、上記液晶層が強誘電性液晶を含み、上記配向膜および上記第２配向膜の構成材料が互いに異なる組成を有するものであることが好ましい。配向膜および第２配向膜の構成材料が互いに異なる組成を有するものであることにより、それぞれの材料に応じて配向膜表面および第２配向膜表面の極性を異ならせることができる。これにより、強誘電性液晶および配向膜の極性表面相互作用と、強誘電性液晶および第２配向膜の極性表面相互作用とが異なるものとなるため、配向膜および第２配向膜の表面極性を考慮して材料を適宜選択することによって、ジグザグ欠陥、ヘアピン欠陥、ダブルドメイン等の強誘電性液晶に特有の配向欠陥の発生を抑制することができるからである。
【００２３】
さらに、本発明は、上述のＴＦＴ基板の配向膜上に、ソース線の長手方向に対して垂直または平行に、直線状に液晶を滴下する液晶滴下工程と、上記液晶が滴下されたＴＦＴ基板、および、第２基材上に第２電極および第２配向膜が順次積層された対向基板を貼り合わせる基板貼り合わせ工程と、上記ＴＦＴ基板および上記対向基板の間に充填された上記液晶を配列させる液晶配列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。
【００２４】
本発明によれば、上述のＴＦＴ基板を用いることにより、配向処理むらの発生を抑制するとともに、配向膜の種類に応じてソース線の長手方向に対して垂直または平行に、直線状に液晶を滴下することにより、配向乱れの発生を抑制することができる。したがって、表示品質に優れ、高コントラストの液晶表示素子を得ることができる。
【００２５】
また、本発明は、上述のＴＦＴ基板、および、第２基材上に第２電極および第２配向膜が順次積層された対向基板を貼り合わせる基板貼り合わせ工程と、上記ＴＦＴ基板および上記対向基板の間に、ソース線の長手方向に対して平行または垂直に、液晶を注入する液晶注入工程と、上記ＴＦＴ基板および上記対向基板の間に充填された上記液晶を配列させる液晶配列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。
【００２６】
本発明によれば、上述のＴＦＴ基板を用いることにより、配向処理むらの発生を抑制するとともに、配向膜の種類に応じてソース線の長手方向に対して平行または垂直に液晶を注入することにより、配向乱れの発生を抑制することができる。したがって、表示品質に優れ、高コントラストの液晶表示素子を得ることができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明においては、配向処理むらの発生を抑制することができるので、本発明のＴＦＴ基板を液晶表示素子に用いた場合には、液晶の配向不良の発生を防ぐことができ、表示品質およびコントラストを高めることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明のＴＦＴ基板の一例を示す概略平面図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ線断面図である。
【図３】図１におけるＢ−Ｂ線断面図である。
【図４】本発明のＴＦＴ基板の他の例を示す概略断面図である。
【図５】本発明のＴＦＴ基板におけるＴＦＴの一例を示す概略断面図である。
【図６】本発明のＴＦＴ基板におけるＴＦＴの一例を示す概略断面図である。
【図７】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８】液晶分子の挙動を示す模式図である。
【図９】強誘電性液晶の印加電圧に対する透過率の変化を示したグラフである。
【図１０】本発明の液晶表示素子の製造方法の一例を示す工程図である。
【図１１】本発明の液晶表示素子の製造方法の他の例を示す模式図である。
【図１２】本発明の液晶表示素子の製造方法の他の例を示す工程図である。
【図１３】本発明の液晶表示素子の製造方法の他の例を示す工程図である。
【図１４】本発明の液晶表示素子の製造方法の他の例を示す工程図である。
【図１５】従来のＴＦＴ基板の一例を示す概略平面図である。
【図１６】図１５におけるＣ−Ｃ線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明のＴＦＴ基板、液晶表示素子、および液晶表示素子の製造方法について、詳細に説明する。
【００３０】
Ａ．ＴＦＴ基板
まず、本発明のＴＦＴ基板について説明する。本発明のＴＦＴ基板は、基材と、上記基材上に形成されたゲート線と、上記ゲート線を覆うように形成されたゲート絶縁層と、上記ゲート絶縁層上に形成されたオーバーコート層と、上記オーバーコート層上に上記ゲート線と交差するように形成されたソース線と、上記オーバーコート層上に形成された画素電極と、上記基材上に形成され、上記ゲート線に接続されたゲート電極、上記ゲート電極を覆うように上記ゲート絶縁層に連続して形成されたＴＦＴ用ゲート絶縁層、上記ＴＦＴ用ゲート絶縁層上に形成された半導体層、上記ＴＦＴ用ゲート絶縁層および半導体層の上に上記オーバーコート層と連続して形成されたＴＦＴ用オーバーコート層、上記ＴＦＴ用オーバーコート層上に形成され、上記ソース線に接続され、上記半導体層にソース電極用コンタクトホールを介して接続されたソース電極、および、上記ＴＦＴ用オーバーコート層上に形成され、上記画素電極に接続され、上記半導体層に透明電極用コンタクトホールを介して接続された透明電極を有するＴＦＴとを有することを特徴とするものである。
【００３１】
本発明のＴＦＴ基板について図を参照しながら説明する。図１は本発明のＴＦＴ基板の一例を示す概略平面図であり、図２は図１におけるＡ−Ａ線断面図、図３は図１におけるＢ−Ｂ線断面図である。なお、図１においては簡略化のためゲート絶縁層等を省略している。
【００３２】
図１〜図３に例示するように、ＴＦＴ基板１は、基材２と、基材２上に形成されたゲート線３と、ゲート線３を覆うように形成されたゲート絶縁層４と、ゲート絶縁層４上に形成されたオーバーコート層６と、オーバーコート層６上にゲート線３と交差するように形成されたソース線７と、オーバーコート層６上に形成された画素電極８と、基材２上に形成されたＴＦＴ１０とを有している。
【００３３】
また、ＴＦＴ１０は、基材２上に形成され、ゲート線３に接続されたゲート電極１３と、ゲート電極１３を覆うように上記ゲート絶縁層４と連続して形成されたＴＦＴ用ゲート絶縁層１４と、ＴＦＴ用ゲート絶縁層１４上に形成された半導体層１５と、ＴＦＴ用ゲート絶縁層１４および半導体層１５の上に上記オーバーコート層６と連続して形成されたＴＦＴ用オーバーコート層１６と、ＴＦＴ用オーバーコート層１６上に形成され、ソース線７に接続され、半導体層１５にソース電極用コンタクトホールｈ１を介して接続されたソース電極１７と、ＴＦＴ用オーバーコート層１６上に形成され、画素電極８に接続され、半導体層１５に透明電極用コンタクトホールｈ２を介して接続された透明電極１８とを有している。
【００３４】
本発明によれば、ゲート線、ゲート絶縁層等の上にオーバーコート層が形成され、ゲート電極、ＴＦＴ用ゲート絶縁層、半導体層等の上に、オーバーコート層と連続してＴＦＴ用オーバーコート層が形成されているので、配向膜を形成する場合には、配向膜を形成するための配向膜形成用層の平坦性を改善することができる。すなわち、図１〜図３に例示するＴＦＴ基板において、ソース線７、画素電極８およびＴＦＴ１０の上に配向膜形成用層を形成する場合には、配向膜形成用層の表面の凹凸を減少させることができる。したがって、ソース線７、画素電極８およびＴＦＴ１０の上に配向膜形成用層が平坦性良く形成され、その配向膜形成用層に対するラビング処理や光配向処理等の配向処理が配向膜形成用層全体に均一に行われ、配向処理むらの発生を抑制することができる。その結果、図４に例示するように、ソース線（図示なし）、画素電極８およびＴＦＴ１０の上に均一な配向膜９を形成することができる。なお、図４は図１におけるＢ−Ｂ線断面図に相当する。
【００３５】
特に、ゲート線を覆うようにオーバーコート層が形成されているので、ゲート線による段差を大幅に小さくすることができる。そのため、図１に示す例において、ソース線７の長手方向５１に対して平行にラビング処理を行う場合には、ラビング処理方向に対して直交するゲート線による段差がほとんど存在しないので、ゲート線に沿ってラビングむらが生じるのを効果的に抑制することができる。
【００３６】
このように均一な配向膜を有するＴＦＴ基板を用いた液晶表示素子では、液晶の配向不良の発生を抑制することができ、表示むらやコントラストの低下を低減することができる。すなわち、表示品質が良好であり、コントラストが高い液晶表示素子を得ることができる。
【００３７】
また、本発明によれば、図２に例示するように、ゲート電極１３上にＴＦＴ用オーバーコート層１６が形成され、このＴＦＴ用オーバーコート層１６上にソース電極１７が形成されているので、ゲート電極１３とソース電極１７の距離ｄ１を比較的長くすることができ、蓄積容量を減らし充電時間を短くすることができる。
さらに、ゲート電極１３、ＴＦＴ用ゲート絶縁層１４、半導体層１５およびＴＦＴ用オーバーコート層１６の順に積層されているので、ゲート電極１３と半導体層１５の距離ｄ２を比較的短くすることができ、ゲート電極に電圧をかけやすくすることができる。
【００３８】
このように本発明においては、上記の構成とすることにより、配向膜の平坦化および充電時間の短縮化の両方を達成することが可能である。
以下、本発明のＴＦＴ基板における各構成について説明する。
【００３９】
１．オーバーコート層
本発明におけるオーバーコート層は、ゲート絶縁層上に形成されるものである。オーバーコート層は、ゲート線およびゲート絶縁層等が形成された基材の表面をならして平坦な面とし、さらにはゲート線による段差を解消して平坦化を図るために設けられるものである。
【００４０】
オーバーコート層としては、所望の絶縁性を備え、光学異方性が小さいものであれば特に限定されるものではなく、一般的に液晶表示装置用のカラーフィルタにおけるオーバーコート層として用いられているものを使用することができる。このようなオーバーコート層の形成材料としては、光硬化型樹脂や熱硬化型樹脂が挙げられ、具体的には、アクリル系樹脂、フェノール系樹脂、エポキシ系樹脂、カルド系樹脂、ビニル系樹脂、イミド系樹脂、ノボラック系樹脂等を挙げることができる。
【００４１】
オーバーコート層の厚みは、ゲート線による段差を平坦化することが可能な厚みであればよく、０．５μｍ〜２μｍの範囲内であることが好ましい。
【００４２】
また、オーバーコート層の形成方法としては、上述した材料を含むオーバーコート層形成用塗工液を、スピンコート、ロールコート、キャストコート等の方法で塗布して成膜し、光硬化型樹脂の場合は紫外線照射後に必要に応じて熱硬化させ、熱硬化型樹脂の場合は成膜後そのまま熱硬化させる方法を挙げることができる。
【００４３】
２．ＴＦＴ
本発明に用いられるＴＦＴは、基材上に形成され、ゲート線に接続されたゲート電極と、上記ゲート電極を覆うようにゲート絶縁層に連続して形成されたＴＦＴ用ゲート絶縁層と、上記ＴＦＴ用ゲート絶縁層上に形成された半導体層と、上記ＴＦＴ用ゲート絶縁層および半導体層の上に上記オーバーコート層と連続して形成されたＴＦＴ用オーバーコート層と、上記ＴＦＴ用オーバーコート層上に形成され、ソース線に接続され、上記半導体層にソース電極用コンタクトホールを介して接続されたソース電極と、上記ＴＦＴ用オーバーコート層上に形成され、画素電極に接続され、上記半導体層に透明電極用コンタクトホールを介して接続された透明電極とを有するものである。
以下、ＴＦＴにおける各構成について説明する。
【００４４】
（１）ＴＦＴ用オーバーコート層
本発明におけるＴＦＴを構成するＴＦＴ用オーバーコート層は、ＴＦＴ用ゲート絶縁層および半導体層の上に上記オーバーコート層と連続して形成されるものである。
ここで、ＴＦＴ用オーバーコート層がオーバーコート層と連続して形成されているとは、ＴＦＴ用オーバーコート層がオーバーコート層と一体に形成されていることをいう。
なお、ＴＦＴ用オーバーコート層については、上記オーバーコート層と同様であるので、ここでの説明は省略する。
【００４５】
（２）ソース電極
本発明におけるＴＦＴを構成するソース電極は、上記ＴＦＴ用オーバーコート層上に形成され、ソース線に接続され、半導体層にソース電極用コンタクトホールを介して接続されるものである。
【００４６】
ソース電極としては、所望の導電性を備える材料からなるものであれば特に限定されるものではなく、一般的にＴＦＴに用いられる金属材料を用いることができる。このような金属材料の例としては、Ａｇ、Ａｕ、Ｔａ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｎｂ、Ｈｆ、Ｍｏ、Ｍｏ−Ｔａ合金、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ等の導電性高分子を挙げることができる。通常、ソース電極は後述のソース線と同一の材料で構成される。
【００４７】
ソース電極が半導体層にソース電極用コンタクトホールを介して接続するようにソース電極を形成する方法としては、まずＴＦＴ用オーバーコート層にフォトリソグラフィー法を用いてソース電極用コンタクトホールを形成し、次いでソース電極用コンタクトホールが形成されたＴＦＴ用オーバーコート層上に上記金属材料をスパッタリング法等により成膜し、続いて金属材料からなる膜を所望のパターンにエッチングする方法等が挙げられる。通常、ソース電極は後述のソース線と同時に形成される。
ソース電極の厚みとしては、例えば、５０ｎｍ〜５００ｎｍ程度とすることができる。
【００４８】
（３）透明電極
本発明におけるＴＦＴを構成する透明電極は、上記ＴＦＴ用オーバーコート層上に形成され、画素電極に接続され、半導体層に透明電極用コンタクトホールを介して接続されるものである。
【００４９】
透明電極としては、一般的に液晶表示装置用の透明電極として用いられているものを使用することができ、中でも、酸化インジウム、酸化錫、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）からなる透明電極が好適に用いられる。通常、透明電極は後述の画素電極と同一の材料で構成される。
【００５０】
透明電極が半導体層に透明電極用コンタクトホールを介して接続するように透明電極を形成する方法としては、まずＴＦＴ用オーバーコート層にフォトリソグラフィー法を用いて透明電極用コンタクトホールを形成し、次いで透明電極用コンタクトホールが形成されたＴＦＴ用オーバーコート層上にＩＴＯ等をスパッタリング法等により成膜し、続いてＩＴＯ等からなる膜を所望のパターンにエッチングする方法等が挙げられる。通常、透明電極は後述の画素電極と同時に形成される。
透明電極の厚みとしては、例えば、５０ｎｍ〜５００ｎｍ程度とすることができる。
【００５１】
（４）ゲート電極
本発明におけるＴＦＴを構成するゲート電極は、基材上に形成され、ゲート線に接続されるものである。
【００５２】
ゲート電極としては、所望の導電性を備える材料からなるものであれば特に限定されるものではなく、一般的にＴＦＴに用いられる金属材料を用いることができる。このような金属材料の例としては、Ａｇ、Ａｕ、Ｔａ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｎｂ、Ｈｆ、Ｍｏ、Ｍｏ−Ｔａ合金、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ等の導電性高分子を挙げることができる。通常、ゲート電極は後述のゲート線と同一の材料で構成される。
【００５３】
ゲート電極の形成方法としては、まず上記金属材料をスパッタリング法等により成膜し、次いで金属材料からなる膜をエッチングする方法等が挙げられる。通常、ゲート電極は後述のゲート線と同時に形成される。
ゲート電極の厚みとしては、例えば、５０ｎｍ〜５００ｎｍ程度とすることができる。
【００５４】
（５）ＴＦＴ用ゲート絶縁層
本発明におけるＴＦＴを構成するＴＦＴ用ゲート絶縁層は、上記ゲート電極を覆うようにゲート絶縁層に連続して形成されるものである。
ここで、ＴＦＴ用ゲート絶縁層がゲート絶縁層と連続して形成されているとは、ＴＦＴ用ゲート絶縁層がゲート絶縁層と一体に形成されていることをいう。
【００５５】
ＴＦＴ用ゲート絶縁層に用いられる材料としては、所望の絶縁性を備える材料であれば特に限定されるものではなく、例えば、酸化ケイ素、窒化ケイ素等が挙げられる。
【００５６】
ＴＦＴ用ゲート絶縁層の形成方法としては、上記材料をスパッタリング法等により成膜する方法等が挙げられる。
ＴＦＴ用ゲート絶縁層の厚みとしては、例えば、４００ｎｍ〜６００ｎｍ程度とすることができる。
【００５７】
（６）半導体層
本発明におけるＴＦＴを構成する半導体層は、上記ＴＦＴ用ゲート絶縁層上に形成されるものである。
【００５８】
半導体層には、例えば、水素化非晶質シリコン、水素化非晶質シリコンゲルマニウム、水素化非晶質シリコンカーバイト、微結晶シリコン、多結晶シリコン、ＣｄＳ、ＺｎＳ、ＣｄＳおよびＺｎＳの混晶、ＣｄＴｅ、Ｓｅ等の無機化合物半導体材料を用いることができる。また、半導体層には、例えば、π電子共役系の芳香族化合物、鎖式化合物、有機顔料、有機ケイ素化合物等の有機半導体材料を用いることもできる。具体的な有機半導体材料としては、ペンタセン、テトラセン、チオフェンオリゴマ誘導体、フェニレン誘導体、フタロシアニン化合物、ポリアセチレン誘導体、ポリチオフェン誘導体、シアニン色素等が挙げられる。
【００５９】
（７）遮光部
本発明に用いられるＴＦＴにおいては、半導体層上に遮光部が形成されていることが好ましい。これにより、本発明のＴＦＴ基板を用いて液晶表示素子を作製した際に、半導体層にバックライトから光が照射されることにより、誤動作が起こり、これに起因して表示欠陥が生じるのを防ぐことができるからである。
【００６０】
遮光部としては、所望の遮光性を有する材料からなるものであれば特に限定されるものではないが、通常、金属材料からなるもの、または、遮光材料および樹脂から構成されるものが用いられる。
【００６１】
遮光部が金属材料からなるものである場合、この金属材料としては、所望の遮光性を有する金属であれば特に限定されないが、一般的にはクロム材料が用いられる。
【００６２】
一方、遮光部が遮光材料および樹脂から構成されるものである場合、この遮光材料としては、例えば、カーボン微粒子、金属酸化物、無機顔料、有機顔料等の遮光性粒子等を挙げることができる。また、樹脂としては、例えば、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−塩化ビニル共重合体、エチレン−ビニル共重合体、ポリスチレン、アクリロニトリル−スチレン共重合体、ＡＢＳ樹脂、ポリメタクリル酸樹脂、エチレン−メタクリル酸樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、塩素化塩化ビニル、ポリビニルアルコール、セルロースアセテートプロピオネート、セルロースアセテートブチレート、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン１２、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリビニルアセタール、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルサルフォン、ポリフェニレンサルファイド、ポリアリレート、ポリビニルブチラール、エポキシ樹脂、フェノキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリアミック酸樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂等を用いることができる。
【００６３】
また、遮光部の形成位置としては、半導体層上であればよいが、遮光部が金属材料からなるものである場合には、図５に例示するように、遮光部２１ａが、半導体層１５上に形成されたＴＦＴ用オーバーコート層１６上に形成されていることが好ましい。一方、遮光部が遮光材料および樹脂から構成されるものである場合には、図６に例示するように、遮光部２１ｂが、半導体層１５上に形成され、ＴＦＴ用オーバーコート層の一部を兼ねていることが好ましい。
【００６４】
遮光部の厚みとしては、遮光部が金属材料からなるものである場合には、例えば、２００ｎｍ〜５００ｎｍ程度とすることができる。一方、遮光部が遮光材料および樹脂から構成されるものである場合には、遮光部の厚みは、例えば、０．５μｍ〜２μｍ程度とすることができる。
【００６５】
３．配向膜
本発明においては、ソース線、画素電極およびＴＦＴの上に配向膜が形成されていることが好ましい。
【００６６】
配向膜は、液晶材料に対して配向規制力を有するものである。配向膜としては、液晶を配向させることができるものであればよいが、中でも、配向膜形成用層の表面に凹凸が存在すると配向処理むらが発生しやすいものであることが好ましい。このような配向膜としては、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などを挙げることができる。
【００６７】
ラビング処理の場合、配向膜形成用層の表面に凹凸が存在すると、凹凸に起因してラビングむらが生じる。特に、ラビング処理方向に対して直交して凹凸が存在する場合には、ラビングむらが顕著となる。これに対し、本発明においては、ゲート線による段差を大幅に小さくすることができるので、ソース線の長手方向に対して平行にラビング処理を行うことにより、ゲート線に沿ってラビングむらが生じるのを効果的に抑制することができる。
【００６８】
また、光配向処理の場合、基材面に対して斜め０°〜４５°程度から光を照射することが多いので、配向膜形成用層の表面に凹凸が存在すると、光が照射されない部分が生じてしまい、配向処理むらが生じる。これに対し、本発明においては、配線、電極等による段差を小さくすることができるので、段差に起因して配向処理むらが生じるのを抑制することができる。
以下、ラビング処理された配向膜および光配向膜に分けて説明する。
【００６９】
（１）ラビング処理された配向膜
ラビング処理された配向膜に用いられる材料としては、ラビング処理により膜に異方性を付与す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、ナイロン、ポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリビニルアルコール、ポリウレタン等を挙げることができる。これらは、単独で用いてもよく２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００７０】
中でも、本発明のＴＦＴ基板を、強誘電性液晶を用いた液晶表示素子に適用する場合には、ラビング処理された配向膜が、ナイロンまたはポリイミドを含有することが好ましい。強誘電性液晶が方位角方向に配向しやすくなるからである。すなわち、強誘電性液晶が一定方向に配列しやすくなるのである。
【００７１】
ラビング処理方法としては、上記の材料を含む膜を形成し、この膜をラビング布で一定方向に擦ることにより膜に異方性を付与する方法を用いることができる。
ラビング布としては、例えば、ナイロン樹脂、ビニル樹脂、レーヨン、綿等の繊維で構成されるものを用いることができる。例えば、このようなラビング布を巻き付けたドラムを回転させながら上記の材料を含む膜の表面に接触させることにより、膜表面に微細な溝が一方向に形成され、膜に異方性が付与される。
【００７２】
ラビング処理方向は、ソース線の長手方向に対して平行であることが好ましい。上述したように、本発明においてはゲート線による段差を大幅に小さくすることができるので、ソース線の長手方向に対して平行にラビング処理を行うことにより、ゲート線に沿ってラビングむらが生じるのを効果的に抑制することができるからである。
なお、ラビング処理方向がソース線の長手方向に対して平行であるとは、ラビング処理方向とソース線の長手方向とのなす角度が０°±２°であることをいう。
【００７３】
ラビング処理された配向膜の厚みは、１ｎｍ〜１０００ｎｍ程度で設定され、好ましくは５０ｎｍ〜１００ｎｍの範囲内である。
【００７４】
（２）光配向膜
光配向膜は、後述する光配向性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。
【００７５】
本発明に用いられる光配向性材料は、光を照射して光励起反応を生じることにより、液晶を配向させる効果（光配列性：photoaligning）を有するものであれば特に限定されるものではない。このような材料としては、大きく、光反応を生じることにより膜に異方性を付与する光反応型材料と、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に分けることができる。以下、光反応型材料および光異性化型材料に分けて説明する。
【００７６】
（i）光反応型材料
光反応型材料とは、光反応を生じることにより膜に異方性を付与する材料である。本発明に用いられる光反応型材料としては、このような特性を有するものであれば特に限定されるものではないが、これらの中でも、光二量化反応または光分解反応を生じることにより膜に異方性を付与する材料であることが好ましい。
【００７７】
ここで、光二量化反応とは、光照射により偏光方向に配向した反応部位がラジカル重合して分子２個が重合する反応をいい、この反応により偏光方向の配向を安定化し、膜に異方性を付与することができるものである。また、光分解反応とは、光照射により偏光方向に配向したポリイミドなどの分子鎖を分解する反応をいい、この反応により偏光方向に垂直な方向に配向した分子鎖を残し、膜に異方性を付与することができるものである。本発明においては、これらの光反応型の材料の中でも、露光感度が高く、材料選択の幅が広いことから、光二量化反応により光配向膜に異方性を付与する材料を用いることがより好ましい。
【００７８】
本発明に用いられる光二量化型材料としては、光二量化反応により膜に異方性を付与す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いが、ラジカル重合性の官能基を有し、かつ、偏光方向により吸収を異にする二色性を有する光二量化反応性化合物を含むことが好ましい。偏光方向に配向した反応部位をラジカル重合することにより、光二量化反応性化合物の配向が安定化し、膜に容易に異方性を付与することができるからである。
【００７９】
このような特性を有する光二量化反応性化合物としては、側鎖としてケイ皮酸エステル、クマリン、キノリン、カルコン基およびシンナモイル基から選ばれる少なくとも１種の反応部位を有する二量化反応性ポリマーを挙げることができる。
【００８０】
これらの中でも光二量化反応性化合物としては、側鎖としてケイ皮酸エステル、クマリンまたはキノリンのいずれかを含む二量化反応性ポリマーであることが好ましい。偏光方向に配向したα、β不飽和ケトンの二重結合が反応部位となってラジカル重合することにより、膜に容易に異方性を付与することができるからである。
【００８１】
上記二量化反応性ポリマーの主鎖としては、ポリマー主鎖として一般に知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、芳香族炭化水素基などの、上記側鎖の反応部位同士の相互作用を妨げるようなπ電子を多く含む置換基を有していないものであることが好ましい。
【００８２】
上記二量化反応性ポリマーの重量平均分子量は、特に限定されるものではないが、５，０００〜４０，０００の範囲内であることが好ましく、１０，０００〜２０，０００の範囲内であることがより好ましい。なお、重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ（ＧＰＣ）法により測定することができる。上記二量化反応性ポリマーの重量平均分子量が小さすぎると、膜に適度な異方性を付与することができない場合がある。逆に、大きすぎると、配向膜形成時の塗工液の粘度が高くなり、均一な塗膜を形成しにくい場合がある。
【００８３】
二量化反応性ポリマーとしては、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と同様である。
【００８４】
光二量化反応性化合物としては、上記化合物の中から、要求特性に応じて光二量化反応部位や置換基を種々選択することができる。また、光二量化反応性化合物は、１種単独でも２種以上を組み合わせて用いることもできる。
【００８５】
また、光二量化型材料は、上記光二量化反応性化合物のほか、配向膜の光配列性を妨げない範囲内で添加剤を含んでいてもよい。上記添加剤としては、重合開始剤、重合禁止剤などが挙げられる。
【００８６】
重合開始剤または重合禁止剤は、一般に公知の化合物の中から、光二量化反応性化合物の種類によって適宜選択して用いればよい。重合開始剤または重合禁止剤の添加量は、光二量化反応性化合物に対し、０．００１質量％〜２０質量％の範囲内であることが好ましく、０．１質量％〜５質量％の範囲内であることがより好ましい。重合開始剤または重合禁止剤の添加量が小さすぎると重合が開始（禁止）されない場合があり、逆に大きすぎると、反応が阻害される場合があるからである。
【００８７】
光分解反応を利用した光反応型の材料としては、例えば日産化学工業（株）製のポリイミド「ＲＮ１１９９」などを挙げることができる。
【００８８】
光反応型材料が光反応を生じる光の波長領域は、紫外光域の範囲内、すなわち１０ｎｍ〜４００ｎｍの範囲内であることが好ましく、２５０ｎｍ〜３８０ｎｍの範囲内であることがより好ましい。
【００８９】
次に、光配向処理方法について説明する。まず、上述の光反応型材料を有機溶剤で希釈した光配向膜形成用塗工液を塗布し、乾燥させる。
【００９０】
光配向膜形成用塗工液中の光二量化反応性化合物の含有量は、０．０５質量％〜１０質量％の範囲内であることが好ましく、０．２質量％〜２質量％の範囲内であることがより好ましい。含有量が上記範囲より少ないと、膜に適度な異方性を付与することが困難となり、逆に含有量が上記範囲より多いと、塗工液の粘度が高くなるので均一な塗膜を形成しにくくなるからである。
【００９１】
光配向膜形成用塗工液の塗布方法としては、例えば、スピンコート法、ロールコート法、ロッドバーコート法、スプレーコート法、エアナイフコート法、スロットダイコート法、ワイヤーバーコート法、インクジェット法、フレキソ印刷法、スクリーン印刷法などを用いることができる。
【００９２】
光配向膜形成用塗工液を塗布して得られた膜は、偏光を制御した光を照射することにより、光反応を生じさせて異方性を付与することができる。偏光方向は、光反応を生じ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い。
【００９３】
光の照射方向は、ソース線の長手方向に対して平行であることが好ましい。上述したように、本発明においてはゲート線による段差を大幅に小さくすることができるので、ソース線の長手方向に対して平行に光を照射することにより、ゲート線に沿って光が照射されない部分が生じるのを防ぎ、配向処理むらの発生を効果的に抑制することができるからである。
なお、光の照射方向がソース線の長手方向に対して平行であるとは、光の照射方向とソース線の長手方向とのなす角度が０°±２°であることをいう。
【００９４】
光配向膜の厚みは、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。光配向膜の厚みが上記範囲より薄いと十分な光配列性を得ることができない可能性があり、逆に光配向膜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。
【００９５】
（ii）光異性化型材料
光異性化型材料とは、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材料である。本発明に用いられる光異性化型材料としては、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ものであれば特に限定されないが、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反応性化合物を含むものであることが好ましい。このような光異性化反応性化合物を含むことにより、光照射により、複数の異性体のうち安定な異性体が増加し、それにより膜に容易に異方性を付与することができるからである。
【００９６】
光異性化反応性化合物としては、上記のような特性を有する材料であれば特に限定されるものではないが、偏光方向により吸収を異にする二色性を有し、かつ、光照射により光異性化反応を生じるものであることが好ましい。このような特性を有する光異性化反応性化合物の偏光方向に配向した反応部位の異性化を生じさせることにより、膜に容易に異方性を付与することができるからである。
【００９７】
また、光異性化反応性化合物が生じる光異性化反応としては、シス−トランス異性化反応であることが好ましい。光照射によりシス体またはトランス体のいずれかの異性体が増加し、それにより膜に異方性を付与することができるからである。
【００９８】
このような光異性化反応性化合物としては、単分子化合物、または、光もしくは熱により重合する重合性モノマーを挙げることができる。これらは用いられる液晶の種類に応じて適宜選択すればよいが、光照射により膜に異方性を付与した後、ポリマー化することにより、その異方性を安定化することができることから、重合性モノマーを用いることが好ましい。このような重合性モノマーの中でも、膜に異方性を付与した後、その異方性を良好な状態に維持したまま容易にポリマー化できることから、アクリレートモノマー、メタクリレートモノマーであることが好ましい。
【００９９】
上記重合性モノマーは、単官能のモノマーであっても、多官能のモノマーであってもよいが、ポリマー化による配向膜の異方性がより安定なものとなることから、２官能のモノマーであることが好ましい。
【０１００】
このような光異性化反応性化合物としては、具体的には、アゾベンゼン骨格やスチルベン骨格などのシス−トランス異性化反応性骨格を有する化合物を挙げることができる。
【０１０１】
この場合に、分子内に含まれるシス−トランス異性化反応性骨格の数は、１つであっても２つ以上であってもよいが、液晶の配向制御が容易となることから、２つであることが好ましい。
【０１０２】
上記シス−トランス異性化反応性骨格は、液晶分子との相互作用をより高めるために置換基を有していてもよい。置換基は、液晶分子との相互作用を高めることができ、かつ、シス−トランス異性化反応性骨格の配向を妨げないものであれば特に限定されるものではなく、例えば、カルボキシル基、スルホン酸ナトリウム基、水酸基などが挙げられる。これらの構造は、用いられる液晶の種類に応じて、適宜選択することができる。
【０１０３】
また、光異性化反応性化合物としては、分子内にシス−トランス異性化反応性骨格以外にも、液晶分子との相互作用をより高められるように、芳香族炭化水素基などのπ電子が多く含まれる基を有していてもよく、シス−トランス異性化反応性骨格と芳香族炭化水素基は、結合基を介して結合していてもよい。結合基は、液晶分子との相互作用を高め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、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−Ｏ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ２−ＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−などが挙げられる。
【０１０４】
なお、光異性化反応性化合物として、重合性モノマーを用いる場合には、上記シス−トランス異性化反応性骨格を、側鎖として有していることが好ましい。上記シス−トランス異性化反応性骨格を側鎖として有していることにより、膜に付与される異方性の効果がより大きなものとなり、液晶の配向制御に特に適したものとなるからである。この場合に、前述した分子内に含まれる芳香族炭化水素基や結合基は、液晶分子との相互作用が高められるように、シス−トランス異性化反応性骨格と共に、側鎖に含まれていることが好ましい。
【０１０５】
また、上記重合性モノマーの側鎖には、シス−トランス異性化反応性骨格が配向しやすくなるように、アルキレン基などの脂肪族炭化水素基をスペーサーとして有していてもよい。
【０１０６】
上述したような単分子化合物または重合性モノマーの光異性化反応性化合物の中でも、本発明に用いられる光異性化反応性化合物としては、分子内にアゾベンゼン骨格を有する化合物であることが好ましい。アゾベンゼン骨格は、π電子を多く含むため、液晶分子との相互作用が高く、液晶の配向制御に特に適しているからである。
【０１０７】
アゾベンゼン骨格は、直線偏光紫外光を照射すると、下記式に示されるように、分子長軸が偏光方向に配向しているトランス体のアゾベンゼン骨格が、シス体に変化する。
【０１０８】
【化１】
2010191257.tif 000003
【０１０９】
アゾベンゼン骨格のシス体は、トランス体に比べて化学的に不安定であるため、熱的にまたは可視光を吸収してトランス体に戻るが、このとき、上記式の左のトランス体になるか右のトランス体になるかは同じ確率で起こる。そのため、紫外光を吸収し続けると、右側のトランス体の割合が増加し、アゾベンゼン骨格の平均配向方向は紫外光の偏光方向に対して垂直になる。本発明においては、この現象を利用してアゾベンゼン骨格の配向方向を揃え、膜に異方性を付与し、その膜上の液晶分子の配向を制御する。
【０１１０】
分子内にアゾベンゼン骨格を有する化合物のうち、単分子化合物としては、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と同様である。
また、アゾベンゼン骨格を側鎖として有する重合性モノマーとしては、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と同様である。
【０１１１】
本発明においては、このような光異性化反応性化合物の中から、要求特性に応じて、シス−トランス異性化反応性骨格や置換基を種々選択することができる。なお、これらの光異性化反応性化合物は、１種単独でも２種以上を組み合わせて用いることもできる。
【０１１２】
また、光異性化型材料は、上記光異性化反応性化合物のほか、配向膜の光配列性を妨げない範囲内で添加剤を含んでいてもよい。上記光異性化反応性化合物として重合性モノマーを用いる場合には、添加剤としては、重合開始剤、重合禁止剤などが挙げられる。
【０１１３】
重合開始剤または重合禁止剤は、一般に公知の化合物の中から、光異性化反応性化合物の種類によって適宜選択して用いればよい。重合開始剤または重合禁止剤の添加量は、光異性化反応性化合物に対し、０．００１質量％〜２０質量％の範囲内であることが好ましく、０．１質量％〜５質量％の範囲内であることがより好ましい。重合開始剤または重合禁止剤の添加量が小さすぎると重合が開始（禁止）されない場合があり、逆に大きすぎると、反応が阻害される場合があるからである。
【０１１４】
光異性化型材料が光異性化反応を生じる光の波長領域は、紫外光域の範囲内、すなわち１０ｎｍ〜４００ｎｍの範囲内であることが好ましく、２５０ｎｍ〜３８０ｎｍの範囲内であることがより好ましい。
【０１１５】
次に、光配向処理方法について説明する。まず、上述の光異性化型材料を有機溶剤で希釈した光配向膜形成用塗工液を塗布し、乾燥させる。
【０１１６】
光配向膜形成用塗工液中の光異性化反応性化合物の含有量は、０．０５質量％〜１０質量％の範囲内であることが好ましく、０．２質量％〜２質量％の範囲内であることがより好ましい。含有量が上記範囲より少ないと、膜に適度な異方性を付与することが困難となり、逆に含有量が上記範囲より多いと、塗工液の粘度が高くなるので均一な塗膜を形成しにくくなるからである。
【０１１７】
光配向膜形成用塗工液の塗布方法としては、例えば、スピンコート法、ロールコート法、ロッドバーコート法、スプレーコート法、エアナイフコート法、スロットダイコート法、ワイヤーバーコート法、インクジェット法、フレキソ印刷法、スクリーン印刷法などを用いることができる。
【０１１８】
光配向膜形成用塗工液を塗布して得られた膜は、偏光を制御した光を照射することにより、光異性化反応を生じさせて異方性を付与することができる。また、偏光方向は、光異性化反応を生じ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い。
【０１１９】
光の照射方向は、ソース線の長手方向に対して平行であることが好ましい。上述したように、本発明においてはゲート線による段差を大幅に小さくすることができるので、ソース線の長手方向に対して平行に光を照射することにより、ゲート線に沿って光が照射されない部分が生じるのを防ぎ、配向処理むらの発生を効果的に抑制することができるからである。
なお、光の照射方向がソース線の長手方向に対して平行であるとは、光の照射方向とソース線の長手方向とのなす角度が０°±２°であることをいう。
【０１２０】
さらに、光異性化型材料として、上記の光異性化反応性化合物の中でも重合性モノマーを用いた場合には、光配向処理を行った後、加熱することにより、ポリマー化し、配向膜に付与された異方性を安定化することができる。
【０１２１】
光配向膜の厚みは、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。光配向膜の厚みが上記範囲より薄いと十分な光配列性を得ることができない可能性があり、逆に光配向膜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。
【０１２２】
４．ゲート線
本発明におけるゲート線は、基材上に形成されるものである。
なお、ゲート線については、上記ＴＦＴを構成するゲート電極と同様であるので、ここでの説明は省略する。
【０１２３】
５．ソース線
本発明におけるソース線は、上記オーバーコート層上に上記ゲート線と交差するように形成されるものである。
なお、ソース線については、上記ＴＦＴを構成するソース電極と同様であるので、ここでの説明は省略する。
【０１２４】
６．画素電極
本発明における画素電極は、上記オーバーコート層上に形成されるものである。
なお、画素電極については、上記ＴＦＴを構成する透明電極と同様であるので、ここでの説明は省略する。
【０１２５】
７．ゲート絶縁層
本発明におけるゲート絶縁層は、上記ゲート線を覆うように形成されるものである。
なお、ゲート絶縁層については、上記ＴＦＴを構成するＴＦＴ用ゲート絶縁層と同様であるので、ここでの説明は省略する。
【０１２６】
８．基材
本発明に用いられる基材は、上記のゲート線、ソース線、ＴＦＴ、画素電極等を支持するものである。
基板は、必ずしも透明性を有することが求められるものではない。すなわち、本発明のＴＦＴ基板を用いて液晶表示素子を作製した場合、通常、本発明のＴＦＴ基板は画像観察面とは反対側に配置されることになる。したがって、本発明のＴＦＴ基板を用いてバックライト方式等の透過型液晶表示素子を作製する場合においては、上記基材が透明性を有することが必要であるが、反射型液晶表示素子を作製する場合においては、必ずしも透明性を有することは必要とされない。
【０１２７】
基材としては、例えば、ガラス基板および樹脂製フィルム基材等、一般的に液晶表示装置用の基材として用いられているものを、特に制約なく用いることができる。
上記樹脂製フィルム基材としては、例えば、ポリエチレンレテフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）等の熱可塑性プラスチックフィルム、エポキシ樹脂等の架橋性樹脂、有機-無機複合材料、ポリイミド（ＰＩ）、ポリアミド、芳香族ポリアミド、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリアクリルニトリル、エチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、三酢酸セルロース（ＴＡＣ）、ポリエチレンナフタレート、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）等からなるフィルムを挙げることができる。
【０１２８】
また、基材に透明性が求められる場合においては、可視光領域における透過率が８０％以上であることが好ましく、９０％以上であることがより好ましい。透過率が上記範囲であることにより、本発明のＴＦＴ基板を用いて液晶表示素子を作製した際に、液晶表示素子の表示輝度が低下すること等を防止することができるからである。
なお、基材の透過率は、ＪＩＳ  Ｋ７３６１−１（プラスチック−透明材料の全光透過率の試験方法）により測定することができる。
【０１２９】
９．用途
本発明のＴＦＴ基板は、強誘電性液晶を用いた液晶表示素子に用いられることが好ましい。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い。そのため、配向処理むらがあると、ジグザグ欠陥、ヘアピン欠陥、ダブルドメイン等と呼ばれる配向欠陥が生じやすくなる。これに対し、本発明においては、配向処理むらの発生を抑制することができるので、強誘電性液晶に特有の配向欠陥の発生も抑制することができる。したがって、本発明のＴＦＴ基板は、強誘電性液晶を用いた液晶表示素子に好適である。本発明においては、ＴＦＴやゲート線による凹凸をなくすことができるので、これらの凹凸によって配向乱れがおきやすい強誘電性液晶に適しているのである。
【０１３０】
また、本発明のＴＦＴ基板は、フィールドシーケンシャル方式により駆動される液晶表示素子に用いられることが好ましい。本発明においては、充電時間を短くすることができるので、書き込み走査や消去走査に要する時間を短くすることができ、フィールドシーケンシャル方式による駆動に好ましく適用される。
【０１３１】
Ｂ．液晶表示素子
次に、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、上述のＴＦＴ基板と、第２基材上に第２電極および第２配向膜が順次積層され、上記ＴＦＴ基板に対して上記配向膜および上記第２配向膜が対向するように配置された対向基板と、上記配向膜および上記第２配向膜間に形成された液晶層とを有することを特徴とするものである。
【０１３２】
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７は、本発明の液晶表示素子の一例を示す概略断面図であり、図１におけるＢ−Ｂ線断面図に相当する。
図７に例示する液晶表示素子は、ＴＦＴ基板１の配向膜９と対向基板３１の第２配向膜３９との間に液晶層３０が形成されたものである。
【０１３３】
ＴＦＴ基板１は、図１および図７に例示するように、基材２と、基材２上に形成されたゲート線３と、ゲート線３を覆うように形成されたゲート絶縁層４と、ゲート絶縁層４上に形成されたオーバーコート層６と、オーバーコート層６上にゲート線３と交差するように形成されたソース線７と、オーバーコート層６上に形成された画素電極８と、基材２上に形成されたＴＦＴ１０とを有している。
また、ＴＦＴ１０は、図７に例示するように、基材２上に形成され、ゲート線３に接続されたゲート電極１３と、ゲート電極１３を覆うように上記ゲート絶縁層４と連続して形成されたＴＦＴ用ゲート絶縁層１４と、ＴＦＴ用ゲート絶縁層１４上に形成された半導体層１５と、ＴＦＴ用ゲート絶縁層１４および半導体層１５の上に上記オーバーコート層６と連続して形成されたＴＦＴ用オーバーコート層１６と、ＴＦＴ用オーバーコート層１６上に形成され、ソース線７に接続され、半導体層１５にソース電極用コンタクトホールｈ１を介して接続されたソース電極１７と、ＴＦＴ用オーバーコート層１６上に形成され、画素電極８に接続され、半導体層１５に透明電極用コンタクトホールｈ２を介して接続された透明電極１８とを有している。
【０１３４】
一方、対向基板３１においては、図７に例示するように、第２基材３２上に第２電極３８が形成され、第２電極３８上に第２配向膜３９が形成されている。
【０１３５】
本発明によれば、上述のＴＦＴ基板を用いるので、配向処理むらの発生を抑制し、液晶の配向不良の発生を抑制することができ、表示むらやコントラストの低下を低減することができる。すなわち、表示品質が良好であり、コントラストが高い液晶表示素子とすることができる。
また、上述のＴＦＴ基板を用いるので、蓄積容量を減らし充電時間を短くすることができるとともに、ゲート電極に電圧をかけやすくすることができる。
【０１３６】
なお、ＴＦＴ基板については、上記「Ａ．ＴＦＴ基板」の項に詳しく記載したので、ここでの説明は省略する。以下、本発明の液晶表示素子における他の構成について説明する。
【０１３７】
１．液晶層
本発明における液晶層は、ＴＦＴ基板の配向膜と対向基板の第２配向膜との間に形成されるものであり、液晶材料を含むものである。
【０１３８】
液晶層に用いられる液晶材料としては、ＴＦＴ基板の配向膜および対向基板の第２配向膜の配向規制力によって規則的に配列することができ、液晶表示素子においてスイッチング機能を果たす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、一般的に液晶表示素子に用いられている液晶材料を用いることができる。
【０１３９】
中でも、液晶材料として、強誘電性液晶を用いることが好ましい。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い。そのため、配向処理むらがあると、ジグザグ欠陥、ヘアピン欠陥、ダブルドメイン等と呼ばれる配向欠陥が生じやすくなる。これに対し、本発明においては、配向処理むらの発生を抑制することができるので、強誘電性液晶に特有の配向欠陥の発生も抑制することができる。
以下、強誘電性液晶について説明する。
【０１４０】
本発明に用いられる強誘電性液晶は、カイラルスメクチックＣ相（ＳｍＣ＊）を発現するものであれば特に限定されるものではない。例えば、相系列が、降温過程において、ネマチック相（Ｎ）−コレステリック相（Ｃｈ）−カイラルスメクチックＣ相（ＳｍＣ＊）と相変化するもの、ネマチック相（Ｎ）−カイラルスメクチックＣ相（ＳｍＣ＊）と相変化するもの、ネマチック相（Ｎ）−スメクチックＡ相（ＳｍＡ）−カイラルスメクチックＣ相（ＳｍＣ＊）と相変化するもの、ネマチック相（Ｎ）−コレステリック相（Ｃｈ）−スメクチックＡ相（ＳｍＡ）−カイラルスメクチックＣ相（ＳｍＣ＊）と相変化するもの、などを挙げることができる。
【０１４１】
本発明の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、強誘電性液晶として単安定性を示すもの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、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。
【０１４２】
強誘電性液晶は、図８に例示するように、液晶分子３０ａ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３０ａの層法線ｚに対する傾き角をチルト角θという。
【０１４３】
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。具体的に説明すると、図８に示すように、液晶分子３０ａ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が、電圧無印加時に液晶分子３０ａが上記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。
【０１４４】
単安定性を示す強誘電性液晶の中でも、例えば図９に示すような、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、half-V shaped switching（以下、ハーフＶ字型スイッチングと称する。）特性を示すものが特に好ましい。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。
なお、「ハーフＶ字型スイッチング特性」とは、印加電圧に対する光透過率が非対称な電気光学特性をいう。
【０１４５】
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。
【０１４６】
特に、Ｃｈ相からＳｍＡ相を経由しないでＳｍＣ＊相を発現する液晶材料は、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る。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。
【０１４７】
また、ＳｍＡ相を経由する液晶材料としては、材料選択の幅が広いことから、Ｃｈ相からＳｍＡ相を経由してＳｍＣ＊相を発現するものが好ましい。この場合、ＳｍＣ＊相を示す単一の液晶材料を用いることもできるが、低粘度でＳｍＣ相を示しやすいノンカイラルな液晶（以下、ホスト液晶とする場合がある。）に、それ自身ではＳｍＣ相を示さないが大きな自発分極と適当な螺旋ピッチを誘起する光学活性物質を少量添加することにより、上記のような相系列を示す液晶材料が、低粘度であり、より速い応答性を実現できることから好ましい。
【０１４８】
なお、ホスト液晶およびホスト液晶に添加する光学活性物質については、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と同様である。
【０１４９】
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。
【０１５０】
液晶層には、上記の強誘電性液晶の他に、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化合物が含有されていてもよい。この化合物としては、重合性モノマーの重合物を挙げることができる。液晶層中にこのような重合性モノマーの重合物が含有されることにより、上記液晶材料の配列がいわゆる「高分子安定化」され、配向安定性に優れた液晶表示素子を得ることができる。
【０１５１】
なお、重合性モノマーの重合物については、特開２００６−３２３２１７号公報に記載のものと同様である。
【０１５２】
液晶層の厚みは、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。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、逆に液晶層の厚みが厚すぎると液晶が配向しにくくなる可能性があるからである。上記液晶層の厚みは、ビーズスペーサ、カラムスペーサ、隔壁等により調整することができる。
【０１５３】
２．対向基板
本発明における対向基板は、第２基材上に第２電極および第２配向膜が順次積層されたものであり、上記ＴＦＴ基板に対して上記配向膜および上記第２配向膜が対向するように配置されるものである。
【０１５４】
なお、第２基材については、ＴＦＴ基板における基材と同様であるので、ここでの説明は省略する。以下、対向基板における他の構成について説明する。
【０１５５】
（１）第２配向膜
第２配向膜は、液晶材料に対して配向規制力を有するものである。第２配向膜としては、液晶を配向させることができるものであればよく、例えば、ラビング処理された配向膜、光配向膜、反応性液晶を配向させるための反応性液晶用配向膜と反応性液晶が固定化された固定化液晶層とが積層されたもの、などを挙げることができる。
なお、ラビング処理された配向膜および光配向膜については、「Ａ．ＴＦＴ基板」の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。以下、反応性液晶用配向膜および固定化液晶層、ならびに、ＴＦＴ基板の配向膜および対向基板の第２配向膜の構成材料の組成について説明する。
【０１５６】
（ｉ）反応性液晶用配向膜および固定化液晶層
第２配向膜は、第２基材上に形成された反応性液晶用配向膜と、この反応性液晶用配向膜上に形成され、反応液晶を固定化してなる固定化液晶層とからなるものであってもよい。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。そのため、固定化液晶層に反応性液晶用配向膜の配向規制力を付与することができ、固定化液晶層を液晶を配向させるための配向膜として作用させることができる。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、液晶層を構成する液晶と構造が比較的類似しており、液晶との相互作用が強くなるため、単一層の配向膜を用いた場合よりも効果的に液晶の配向を制御することができる。以下、反応性液晶用配向膜および固定化液晶層に分けて説明する。
【０１５７】
（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、反応性液晶を固定化してなるものである。
【０１５８】
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であるからである。
【０１５９】
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。
【０１６０】
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。
【０１６１】
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と同様である。
【０１６２】
本発明においては、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。
【０１６３】
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。
【０１６４】
さらに本発明においては、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からである。光重合開始剤としては、例えば、特開２００５−２５８４２８号公報に記載されているような光重合開始剤を用いることができる。また、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。
【０１６５】
このような光重合開始剤の添加量としては、一般的には０．０１〜２０質量％、好ましくは０．１〜１０質量％、より好ましくは０．５〜５質量％の範囲で上記反応性液晶に添加することができる。
【０１６６】
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。
【０１６７】
次に、固定化液晶層の形成方法について説明する。固定化液晶層は、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し、配向処理を行い、上記反応性液晶の配向状態を固定化することにより形成することができる。
【０１６８】
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、これを反応性液晶用配向膜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用いることが好ましい。
【０１６９】
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。
【０１７０】
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。
【０１７１】
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。
【０１７２】
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。
【０１７３】
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。
【０１７４】
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。
【０１７５】
本発明においては、上述したように塗布された反応性液晶を、反応性液晶用配向膜により配向させて液晶規則性を有する状態とする。すなわち、反応性液晶にネマチック相を発現させる。これは、通常はＮ−Ｉ転移点以下で熱処理する方法等の方法により行われる。ここで、Ｎ−Ｉ転移点とは、液晶相から等方相へ転移する温度を示すものである。
【０１７６】
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。
【０１７７】
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、波長が１５０ｎｍ〜５００ｎｍ、好ましくは２５０ｎｍ〜４５０ｎｍ、さらに好ましくは３００ｎｍ〜４００ｎｍの照射光が用いられる。
【０１７８】
本発明においては、光重合開始剤が紫外線でラジカルを発生し、重合性液晶材料がラジカル重合するような重合性液晶材料に対して、紫外線を活性放射線として照射する方法が好ましい方法であるといえる。活性放射線として紫外線を用いる方法は、既に確立された技術であることから、用いる光重合開始剤を含めて、本発明への応用が容易であるからである。
【０１７９】
この照射光の光源としては、低圧水銀ランプ（殺菌ランプ、蛍光ケミカルランプ、ブラックライト）、高圧放電ランプ（高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ）、ショートアーク放電ランプ（超高圧水銀ランプ、キセノンランプ、水銀キセノンランプ）などが例示できる。なかでもメタルハライドランプ、キセノンランプ、高圧水銀ランプ等の使用が推奨される。また、照射強度は、反応性液晶の組成や光重合開始剤の多寡によって適宜調整されて照射される。
【０１８０】
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。
【０１８１】
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。
【０１８２】
（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、上述のラビング処理された配向膜、光配向膜等を用いることができる。
【０１８３】
（ii）ＴＦＴ基板の配向膜および対向基板の第２配向膜の構成材料の組成
ＴＦＴ基板の配向膜および対向基板の第２配向膜にそれぞれ用いられる材料の組み合わせとしては、特に限定されるものではないが、液晶層に強誘電性液晶を用いる場合には、配向膜および第２配向膜の構成材料が互いに異なる組成を有するものであることが好ましい。配向膜および第２配向膜を互いに異なる組成を有する材料を用いて形成することにより、それぞれの材料に応じて配向膜表面および第２配向膜表面の極性を異ならせることができる。これにより、強誘電性液晶および配向膜の極性表面相互作用と、強誘電性液晶および第２配向膜の極性表面相互作用とが異なるものとなるため、配向膜および第２配向膜の表面極性を考慮して材料を適宜選択することによって、ジグザグ欠陥、ヘアピン欠陥、ダブルドメイン等の配向欠陥の発生を抑制することができるからである。
【０１８４】
特に、ＳｍＡ相を経由しない相系列を有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）が発生しやすいが、配向膜および第２配向膜の構成材料を互いに異なる組成を有するものとすることにより、ダブルドメインの発生を効果的に抑制することができる。その結果、モノドメイン配向を得ることができる。
【０１８５】
配向膜および第２配向膜の構成材料の組成を異なるものとするには、例えば、一方を光配向膜、他方をラビング処理された配向膜とする、あるいは、配向膜を光配向膜またはラビング処理された配向膜とし、第２配向膜を反応性液晶用配向膜と固定化液晶層とが積層されたものとすればよい。また、両方をラビング処理された配向膜として、ラビング処理された配向膜の構成材料の組成を異なるものとする、あるいは、両方を光配向膜として、光配向膜の構成材料の組成を異なるものとすることによって、配向膜および第２配向膜の構成材料の組成を異なるものとすることができる。
【０１８６】
配向膜および第２配向膜が光配向膜である場合、例えば一方の光配向膜に光異性化型材料を用い、他方の光配向膜に光反応型材料を用いることにより、光配向膜の構成材料の組成を異なるものとすることができる。
【０１８７】
配向膜および第２配向膜が光異性化型材料を用いた光配向膜である場合、光異性化反応性化合物の中から、要求特性に応じて、シス−トランス異性化反応性骨格や置換基を種々選択することにより、光配向膜の構成材料の組成を異なるものとすることができる。さらに、添加剤の添加量を変えることによって、組成を変化させることもできる。
【０１８８】
配向膜および第２配向膜が光反応型材料を用いた光配向膜である場合、光二量化反応性化合物、例えば光二量化反応性ポリマーを種々選択することにより、光配向膜の構成材料の組成を異なるものとすることができる。さらに、添加剤の添加量を変えることによって、組成を変化させることもできる。
【０１８９】
配向膜および第２配向膜に用いられる材料の組み合わせとしては、上述の中でも、一方を光二量化型材料を用いた光配向膜とし、他方を光異性化型材料を用いた光配向膜とする、一方を光二量化型材料を用いた光配向膜とし、他方をラビング処理された配向膜とする、一方を光異性化型材料を用いた光配向膜とし、他方をラビング処理された配向膜とする、あるいは、配向膜を光配向膜またはラビング処理された配向膜とし、第２配向膜を反応性液晶用配向膜と固定化液晶層とが積層されたものとすることが好ましい。光二量化型材料を用いた光配向膜は、光異性化型材料を用いた光配向膜よりも相対的に正の極性が強い傾向にあるため、この組み合わせの場合には、極性表面相互作用によって、強誘電性液晶の自発分極の負極が光二量化型材料を用いた光配向膜側を向く傾向にある。光二量化型材料を用いた光配向膜は、ラビング処理された配向膜よりも相対的に正の極性が強い傾向にあるため、極性表面相互作用によって、強誘電性液晶の自発分極の負極が光二量化型材料を用いた光配向膜側を向く傾向にある。ラビング処理された配向膜は、光異性化型材料を用いた光配向膜よりも相対的に正の極性が強い傾向にあるため、極性表面相互作用によって、強誘電性液晶の自発分極の負極がラビング処理された配向膜側を向く傾向にある。固定化液晶層は、光配向膜またはラビング処理された配向膜よりも相対的に正の極性が強い傾向にあるため、極性表面相互作用によって、強誘電性液晶の自発分極の負極が固定化液晶層側を向く傾向にある。このような組み合わせの場合には、強誘電性液晶の自発分極の向きを制御することができ、配向欠陥の発生を効果的に抑制することができる。
【０１９０】
特に、配向膜を光二量化型材料を用いた光配向膜とし、第２配向膜を光異性化型材料を用いた光配向膜とする、配向膜を光二量化型材料を用いた光配向膜とし、第２配向膜をラビング処理された配向膜とする、あるいは、配向膜をラビング処理された配向膜とし、第２配向膜を光異性化型材料を用いた光配向膜とすることが好ましい。
本発明の液晶表示素子を作製する際に、ＴＦＴ基板の配向膜上に強誘電性液晶を滴下する場合には、強誘電性液晶が滴下されたＴＦＴ基板側に、強誘電性液晶の自発分極の負極が向く傾向がある。また、上述したように、光二量化型材料を用いた光配向膜は、光異性化型材料を用いた光配向膜よりも相対的に正の極性が強い傾向があり、光二量化型材料を用いた光配向膜は、ラビング処理された配向膜よりも相対的に正の極性が強い傾向があり、ラビング処理された配向膜は、光異性化型材料を用いた光配向膜よりも相対的に正の極性が強い傾向がある。そのため、配向欠陥を効果的に抑制するには、配向膜および第２配向膜に用いられる材料の組み合わせを上記とすることが好ましいのである。
【０１９１】
（２）第２電極
第２電極としては、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。第２電極には、例えば、酸化インジウム、酸化錫、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）等が用いられる。
第２電極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。
【０１９２】
（３）その他の構成
対向基板においては、第２基材上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とすることができる。
着色層としては、一般にカラーフィルタの着色層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い。
着色層の形成方法としては、一般的なカラーフィルタにおける着色層を形成する方法を用いることができ、例えば、顔料分散法（カラーレジスト法、エッチング法）、印刷法、インクジェット法などを用いることができる。
【０１９３】
対向基板は、ＴＦＴ基板に対して配向膜および第２配向膜が対向するように配置されていればよいが、通常、ＴＦＴ基板における配向膜の配向処理による液晶分子の配向方向と、対向基板における第２配向膜の配向処理による液晶分子の配向方向とが所定の関係となるように配置される。この所定の関係は、用いる液晶の種類に応じて適宜選択される。
例えば、液晶としてネマチック液晶を用い、ツイストネマチック（ＴＮ）モードで液晶表示素子を駆動する場合には、ＴＦＴ基板における配向膜の配向処理による液晶分子の配向方向と、対向基板における第２配向膜の配向処理による液晶分子の配向方向とが垂直になるように、ＴＦＴ基板および対向基板が配置される。この場合、具体的には、ＴＦＴ基板におけるラビング処理方向と、対向基板におけるラビング処理方向とが垂直になるように、ＴＦＴ基板および対向基板が配置される。
また例えば、液晶として強誘電性液晶を用いる場合には、ＴＦＴ基板における配向膜の配向処理による液晶分子の配向方向と、対向基板における第２配向膜の配向処理による液晶分子の配向方向とが平行になるように、ＴＦＴ基板および対向基板が配置される。この場合、具体的には、ＴＦＴ基板におけるラビング処理方向と、対向基板におけるラビング処理方向とが平行になるように、ＴＦＴ基板および対向基板が配置される。
【０１９４】
Ｃ．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、液晶層の形成方法により、２つの実施態様に分けることができる。以下、各実施態様に分けて説明する。
【０１９５】
１．第１実施態様
本発明の液晶表示素子の製造方法の第１実施態様は、上述のＴＦＴ基板の配向膜上に、ソース線の長手方向に対して垂直または平行に、直線状に液晶を滴下する液晶滴下工程と、上記液晶が滴下されたＴＦＴ基板、および、第２基材上に第２電極および第２配向膜が順次積層された対向基板を貼り合わせる基板貼り合わせ工程と、上記ＴＦＴ基板および上記対向基板の間に充填された上記液晶を配列させる液晶配列工程とを有することを特徴とするものである。
【０１９６】
本実施態様の液晶表示素子の製造方法について図面を参照しながら説明する。図１０は本実施態様の液晶表示素子の製造方法の一例を示す工程図である。
本実施態様の液晶表示素子の製造方法においては、まず、ゲート線３、ソース線７、画素電極８、およびＴＦＴ１０等が形成された基材上に配向膜形成用層１９を形成し、この配向膜形成用層１９に、ソース線７の長手方向５１に対して平行にラビング処理を行う（図１０(a)、配向膜形成工程）。この場合、ソース線７の長手方向５１と配向処理方向（ラビング処理方向）５２ａとは平行になる。
【０１９７】
次に、上記の配向膜形成工程にて形成された配向膜９上に、ソース線７の長手方向５１に対して垂直に、等方相の状態の液晶３０ｂを連点状に滴下する（図１０(b)、液晶滴下工程）。すなわち、液晶３０ｂの滴下方向５４を、ソース線７の長手方向５１に対して垂直に設定する。
【０１９８】
なお、ソース線の長手方向に対して垂直に液晶を滴下するとは、ソース線の長手方向と液晶の滴下方向とのなす角度が９０°±１°であることをいう。
また、液晶の滴下方向とは、液晶を滴下しながら走査する方向をいう。
【０１９９】
次に、液晶の滴下後、ＴＦＴ基板１上に液晶封入領域を囲むようにシール材４１を枠状に形成する（図１１）。次いで、図示しないが、液晶が滴下され、さらにシール材が形成されたＴＦＴ基板と、第２基材上に第２電極および第２配向膜がこの順に積層された対向基板とを、配向膜および第２配向膜が対向するように配置し、ＴＦＴ基板および対向基板の間を十分に減圧し、減圧下でＴＦＴ基板および対向基板を重ね合わせる。この際、液晶がＴＦＴ基板および対向基板の間に充填される。次いで、シール材を加熱して硬化させ、ＴＦＴ基板および対向基板を貼り合わせる（基板貼り合わせ工程）。
【０２００】
次に、室温まで徐冷することにより、ＴＦＴ基板および対向基板の間に充填された液晶を配列させる（液晶配列工程）。
【０２０１】
ラビング処理を行う場合、液晶分子は、ラビング処理方向に沿って配向するので、図１０(b)に例示するように、配向処理（ラビング処理）による液晶分子の配向方向５３ａは、配向処理方向（ラビング処理方向）５２ａに対して平行になる。この場合、液晶３０ｂが配向膜９上を流動する際に、液晶３０ｂの滴下方向５４に対して垂直に流動する傾向がある。すなわち、液晶３０ｂの流動方向５５が、配向処理（ラビング処理）による液晶分子の配向方向５３ａに対して平行になる。これにより、液晶の流動に起因する配向乱れの発生を抑制することができる。その結果、配向乱れがなく、コントラストが高い液晶表示素子を得ることができる。
【０２０２】
一方、滴下された液晶の流動方向と、配向処理による液晶分子の配向方向とが一致しない場合には、配向乱れが生じ、その結果、コントラストの低下や表示むらが生じるおそれがある。
【０２０３】
本実施態様においては、上述のＴＦＴ基板を用いることにより、配向処理むらの発生を抑制するとともに、ソース線の長手方向に対して垂直に液晶を滴下することにより、配向乱れの発生を抑制することができる。したがって、表示品質に優れ、高コントラストの液晶表示素子を得ることができる。
また、上述のＴＦＴ基板を用いるので、蓄積容量を減らし充電時間を短くすることができ、フィールドシーケンシャル方式により駆動するのに好適な液晶表示素子を得ることができる。
【０２０４】
なお、上記の例においては、配向処理としてラビング処理を行う場合を説明したが、光配向処理を行う場合についても説明する。
【０２０５】
まず、光配向処理を行う場合であって、光二量化型材料を用いた配向膜を用い、光二量化反応を利用して膜に異方性を付与する場合について説明する。この場合、上記のラビング処理を行う場合と同様に、はじめに、ゲート線３、ソース線７、画素電極８、およびＴＦＴ１０等が形成された基材上に配向膜形成用層１９を形成し、この配向膜形成用層１９に、ソース線７の長手方向５１に対して平行に光を照射し、光配向処理を行う（図１０(a)、配向膜形成工程）。この場合、ソース線７の長手方向５１と配向処理方向（光の照射方向）５２ａとは平行になる。
次いで、上記の配向膜形成工程にて形成された配向膜９上に、ソース線７の長手方向５１に対して垂直に、等方相の状態の液晶３０ｂを連点状に滴下する（図１０(b)、液晶滴下工程）。すなわち、液晶３０ｂの滴下方向５４を、ソース線７の長手方向５１に対して垂直に設定する。
次いで、液晶の滴下後、ＴＦＴ基板１上に液晶封入領域を囲むようにシール材４１を枠状に形成する（図１１）。続いて、図示しないが、減圧下でＴＦＴ基板および対向基板を重ね合わせ、シール材を加熱して硬化させ、ＴＦＴ基板および対向基板を貼り合わせる（基板貼り合わせ工程）。
その後、室温まで徐冷することにより、ＴＦＴ基板および対向基板の間に充填された液晶を配列させる（液晶配列工程）。
【０２０６】
光配向処理を行う場合であって、光二量化型材料を用いた配向膜を用い、光二量化反応を利用して膜に異方性を付与する場合、液晶分子は、光の照射方向に対して平行に配向するので、図１０(b)に例示するように、配向処理（光配向処理）による液晶分子の配向方向５３ａは、配向処理方向（光の照射方向）５２ａに対して平行になる。この場合、液晶３０ｂが配向膜９上を流動する際に、液晶３０ｂの滴下方向５４に対して垂直に流動する傾向がある。すなわち、液晶３０ｂの流動方向５５が、配向処理（光配向処理）による液晶分子の配向方向５３ａに対して平行になる。これにより、液晶の流動に起因する配向乱れの発生を抑制することができる。その結果、配向乱れがなく、コントラストが高い液晶表示素子を得ることができる。
【０２０７】
次に、光配向処理を行う場合であって、光異性化型材料を用いた配向膜を用い、光異性化反応を利用して膜に異方性を付与する場合について説明する。この場合、まず、ゲート線３、ソース線７、画素電極８、およびＴＦＴ１０等が形成された基材上に配向膜形成用層１９を形成し、この配向膜形成用層１９に、ソース線７の長手方向５１に対して平行に光を照射し、光配向処理を行う（図１２(a)、配向膜形成工程）。この場合、ソース線７の長手方向５１と配向処理方向（光の照射方向）５２ｂとは平行になる。
次に、上記の配向膜形成工程にて形成された配向膜９上に、ソース線７の長手方向５１に対して平行に、等方相の状態の液晶３０ｂを連点状に滴下する（図１２(b)、液晶滴下工程）。すなわち、液晶３０ｂの滴下方向５４を、ソース線７の長手方向５１に対して平行に設定する。
【０２０８】
なお、ソース線の長手方向に対して平行に液晶を滴下するとは、ソース線の長手方向と液晶の滴下方向とのなす角度が０°±２°であることをいう。
また、液晶の滴下方向とは、液晶を滴下しながら走査する方向をいう。
【０２０９】
次に、液晶の滴下後、ＴＦＴ基板１上に液晶封入領域を囲むようにシール材４１を枠状に形成する（図１１）。次いで、図示しないが、減圧下でＴＦＴ基板および対向基板を重ね合わせ、シール材を加熱して硬化させ、ＴＦＴ基板および対向基板を貼り合わせる（基板貼り合わせ工程）。
その後、室温まで徐冷することにより、ＴＦＴ基板および対向基板の間に充填された液晶を配列させる（液晶配列工程）。
【０２１０】
光配向処理を行う場合であって、光異性化型材料を用いた配向膜を用い、光異性化反応を利用して膜に異方性を付与する場合、液晶分子は、光の照射方向に対して垂直に配向するので、図１２(b)に例示するように、配向処理（光配向処理）による液晶分子の配向方向５３ｂは、配向処理方向（光の照射方向）５２ｂに対して垂直になる。この場合、液晶３０ｂが配向膜９上を流動する際に、液晶３０ｂの滴下方向５４に対して垂直に流動する傾向がある。すなわち、液晶３０ｂの流動方向５５が、配向処理（光配向処理）による液晶分子の配向方向５３ｂに対して平行になる。これにより、液晶の流動に起因する配向乱れの発生を抑制することができる。その結果、配向乱れがなく、コントラストが高い液晶表示素子を得ることができる。
【０２１１】
以下、本実施態様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。
【０２１２】
（１）液晶滴下工程
本実施態様における液晶滴下工程は、上述のＴＦＴ基板の配向膜上に、ソース線の長手方向に対して垂直または平行に、直線状に液晶を滴下する工程である。
【０２１３】
なお、ＴＦＴ基板については、上記「Ａ．ＴＦＴ基板」の項に詳しく記載したので、ここでの説明は省略する。また、液晶については、上記「Ｂ．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。
【０２１４】
液晶の滴下方向は、ソース線の長手方向に対して垂直または平行であればよい。中でも、ＴＦＴ基板の配向膜を形成する際にラビング処理を行う場合には、液晶の滴下方向は、ソース線の長手方向に対して垂直であり、かつ、ラビング処理方向に対しても垂直であることが好ましい。また、ＴＦＴ基板の配向膜を形成する際に、光二量化反応を利用して光配向処理を行う場合には、液晶の滴下方向は、ソース線の長手方向に対して垂直であり、かつ、光の照射方向に対しても垂直であることが好ましい。一方、ＴＦＴ基板の配向膜を形成する際に、光異性化反応を利用して光配向処理を行う場合には、液晶の滴下方向は、ソース線の長手方向に対して平行であり、かつ、光の照射方向に対して平行であることが好ましい。
【０２１５】
液晶を滴下する方法としては、所定量の液晶を直線状に滴下できる方法であれば特に限定されるものではなく、一般的に液晶滴下（One Drop Fill；OFD）方式等によって液晶を滴下する際に用いられている方法を用いることができる。具体的には、インクジェットヘッドを用いて液晶を滴下するインクジェット法や、ディスペンサーを用いて液晶を滴下するディスペンサー法等の吐出法を挙げることができる。また、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等も用いることができる。
【０２１６】
中でも、インクジェット法を用いることが好ましい。インクジェット法を用いることによって、液晶の塗布量が数十ピコリットル単位で制御でき、少量を塗布できるので、液晶を連点状に滴下することができるからである。液晶を連点状に滴下することにより、液晶が液晶の滴下方向に流動するのを抑制し、配向処理による液晶分子の配向方向に流動するのを促進することができる。
インクジェット法としては、一般的にODF方式等によって液晶を滴下する際に用いられる方法と同様とすることができる。
【０２１７】
また、液晶を滴下する際には、図１０(b)および図１２(b)に例示するように、液晶３０ｂを連点状に滴下することが好ましい。上述したように、液晶を連点状に滴下することにより、液晶が液晶の滴下方向に流動するのを抑制し、配向処理による液晶分子の配向方向に流動するのを促進することができるからである。さらに、理由は明らかではないが、液晶を不連続の点状に滴下する場合と比較して、液晶を連点状に滴下する場合では、流動した液晶が接触した界面での配向乱れが生じにくい。
【０２１８】
さらに、液晶を滴下する位置としては、液晶が封入可能な所定量で滴下されていれば特に限定されるものではない。
【０２１９】
（２）基板貼り合わせ工程
本実施態様における基板貼り合わせ工程は、上記液晶が滴下されたＴＦＴ基板、および、第２基材上に第２電極および第２配向膜が順次積層された対向基板を貼り合わせる工程である。
【０２２０】
なお、対向基板については、上記「Ｂ．液晶表示素子」の項に記載したので、ここでの説明は省略する。
【０２２１】
液晶が滴下されたＴＦＴ基板と対向基板とを貼り合わせる方法としては、所定の減圧条件下において両基板を貼り合わせ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く、一般的に液晶表示素子を製造する際に、基板を貼り合わせる方法を用いることができる。具体的には、ＴＦＴ基板および対向基板の少なくともいずれか一方の基板上に、シール材を形成し、シール材を介してＴＦＴ基板および対向基板を貼り合わせる方法を用いることができる。
【０２２２】
通常、ＴＦＴ基板と対向基板とは減圧雰囲気下にて貼り合わされるが、このときの減圧の程度としては、ＴＦＴ基板と対向基板とを貼り合わせた後に、両基板の間に気泡が封入されない程度であれば特に限定されるものではない。
【０２２３】
（３）液晶配列工程
本実施態様における液晶配列工程は、上記ＴＦＴ基板および上記対向基板の間に充填された上記液晶を配列させる工程である。
【０２２４】
液晶を配列させる方法としては、液晶を所望の液晶相の状態にできる方法であれば特に限定されるものではない。このような方法としては、通常、液晶を、液晶がネマチック相または等方相を示す温度に加温し、封入された強誘電性液晶を冷却することにより所望の液晶相の状態とする方法が用いられる。
【０２２５】
液晶として強誘電性液晶を用いる場合、強誘電性液晶はカイラルスメクチックＣ（ＳｍＣ＊）相の状態で液晶表示素子のスイッチング機能を果たすものであるため、本工程は強誘電性液晶をＳｍＣ＊相の状態にする工程となる。
この場合、強誘電性液晶を配列させる方法としては、強誘電性液晶をＳｍＣ＊相の状態にできる方法であれば特に限定されるものではなく、通常、強誘電性液晶を、強誘電性液晶がネマチック相または等方相を示す温度に加温し、封入された強誘電性液晶を冷却することによりＳｍＣ＊相の状態とする方法が用いられる。
【０２２６】
（４）その他の工程
本実施態様の液晶表示素子の製造方法は、上記の液晶滴下工程および基板貼り合わせ工程の他に、ＴＦＴ基板を調製するＴＦＴ基板調製工程や、対向基板を調製する対向基板調製工程を有していてもよい。
なお、ＴＦＴ基板を構成する各部材の形成方法については、上記「Ａ．ＴＦＴ基板」の項に詳しく記載し、また、対向基板を構成する各部材の形成方法については、上記「Ｂ．液晶表示素子」の項に記載したので、ここでの説明は省略する。
【０２２７】
２．第２実施態様
本発明の液晶表示素子の製造方法の第２実施態様は、上述のＴＦＴ基板、および、第２基材上に第２電極および第２配向膜が順次積層された対向基板を貼り合わせる基板貼り合わせ工程と、上記ＴＦＴ基板および上記対向基板の間に、ソース線の長手方向に対して平行または垂直に、液晶を注入する液晶注入工程と、上記ＴＦＴ基板および上記対向基板の間に充填された上記液晶を配列させる液晶配列工程とを有することを特徴とするものである。
【０２２８】
本実施態様の液晶表示素子の製造方法について図面を参照しながら説明する。図１３は本実施態様の液晶表示素子の製造方法の一例を示す工程図である。なお、図１３(b)においては簡略化のため対向基板を省略している。
本実施態様の液晶表示素子の製造方法においては、まず、ゲート線３、ソース線７、画素電極８、およびＴＦＴ１０等が形成された基材上に配向膜形成用層１９を形成し、この配向膜形成用層１９に、ソース線７の長手方向５１に対して平行にラビング処理を行う（図１３(a)、配向膜形成工程）。この場合、ソース線７の長手方向５１と配向処理方向（ラビング処理方向）５２ａとは平行になる。
【０２２９】
次に、図示しないが、上記の配向膜形成工程にて配向膜が形成されたＴＦＴ基板上に、注入口となる部分を除いて液晶封入領域を囲むようにシール材を形成する。次いで、ＴＦＴ基板と、第２基材上に第２電極および第２配向膜がこの順に積層された対向基板とを、配向膜および第２配向膜が対向するように配置し、ＴＦＴ基板および対向基板を貼り合わせる（基板貼り合わせ工程）。
【０２３０】
次に、ＴＦＴ基板および対向基板の間に、注入口から、ソース線７の長手方向５１に対して平行に、等方相の状態の液晶３０ｂを注入する（図１３(b)、液晶注入工程）。すなわち、液晶３０ｂの注入方向５６を、ソース線７の長手方向５１に対して平行に設定する。
【０２３１】
なお、ソース線の長手方向に対して平行に液晶を注入するとは、ソース線の長手方向と液晶の注入方向とのなす角度が０°±２°であることをいう。
また、液晶の注入方向とは、液晶が注入される方向をいう。具体的に、図１３(b)においては、図面の下方に注入口が存在し、図面の下方から上方に向かって液晶が注入される。
【０２３２】
次に、図示しないが、注入口を接着剤で封止する。
その後、室温まで徐冷することにより、ＴＦＴ基板および対向基板の間に封入された液晶を配列させる（液晶配列工程）。
【０２３３】
ラビング処理を行う場合、液晶分子は、ラビング処理方向に沿って配向するので、図１３(b)に例示するように、配向処理（ラビング処理）による液晶分子の配向方向５３ａは、配向処理方向（ラビング処理方向）５２ａに対して平行になる。この場合、ソース線７の長手方向５１に対して平行に液晶３０ｂを注入し、ソース線７の長手方向５１に対して平行にラビング処理を行うので、液晶３０ｂの注入方向５６、すなわち液晶の流動方向が、配向処理（ラビング処理）による液晶分子の配向方向５３ａに対して平行になる。これにより、液晶の流動に起因する配向乱れの発生を抑制することができる。その結果、配向乱れがなく、コントラストが高い液晶表示素子を得ることができる。
【０２３４】
一方、液晶の注入方向、すなわち液晶の流動方向と、配向処理による液晶分子の配向方向とが一致しない場合には、配向乱れが生じ、その結果、コントラストの低下や表示むらが生じるおそれがある。
【０２３５】
本実施態様においては、上述のＴＦＴ基板を用いることにより、配向処理むらの発生を抑制するとともに、ソース線の長手方向に対して平行に液晶を注入することにより、配向乱れの発生を抑制することができる。したがって、表示品質に優れ、高コントラストの液晶表示素子を得ることができる。
また、上述のＴＦＴ基板を用いるので、蓄積容量を減らし充電時間を短くすることができ、フィールドシーケンシャル方式により駆動するのに好適な液晶表示素子を得ることができる。
【０２３６】
なお、上記の例においては、配向処理としてラビング処理を行う場合を説明したが、光配向処理を行う場合についても説明する。
【０２３７】
まず、光配向処理を行う場合であって、光二量化型材料を用いた配向膜を用い、光二量化反応を利用して膜に異方性を付与する場合について説明する。この場合、上記のラビング処理を行う場合と同様に、はじめに、ゲート線３、ソース線７、画素電極８、およびＴＦＴ１０等が形成された基材上に配向膜形成用層１９を形成し、この配向膜形成用層１９に、ソース線７の長手方向５１に対して平行に光を照射し、光配向処理を行う（図１３(a)、配向膜形成工程）。この場合、ソース線７の長手方向５１と配向処理方向（光の照射方向）５２ａとは平行になる。
次に、図示しないが、上記の配向膜形成工程にて配向膜が形成されたＴＦＴ基板上に、注入口となる部分を除いて液晶封入領域を囲むようにシール材を形成し、ＴＦＴ基板と対向基板とを、配向膜および第２配向膜が対向するように配置し、ＴＦＴ基板および対向基板を貼り合わせる（基板貼り合わせ工程）。
次に、ＴＦＴ基板および対向基板の間に、注入口から、ソース線７の長手方向５１に対して平行に、等方相の状態の液晶３０ｂを注入する（図１３(b)、液晶注入工程）。すなわち、液晶３０ｂの注入方向５６を、ソース線７の長手方向５１に対して平行に設定する。
次に、図示しないが、注入口を接着剤で封止する。
その後、室温まで徐冷することにより、ＴＦＴ基板および対向基板の間に封入された液晶を配列させる（液晶配列工程）。
【０２３８】
光配向処理を行う場合であって、光二量化型材料を用いた配向膜を用い、光二量化反応を利用して膜に異方性を付与する場合、液晶分子は、光の照射方向に対して平行に配向するので、図１３(b)に例示するように、配向処理（光配向処理）による液晶分子の配向方向５３ａは、配向処理方向（光の照射方向）５２ａに対して平行になる。この場合、ソース線７の長手方向５１に対して平行に液晶３０ｂを注入し、ソース線７の長手方向５１に対して平行に光を照射するので、液晶３０ｂの注入方向５６、すなわち液晶の流動方向が、配向処理（光配向処理）による液晶分子の配向方向５３ａに対して平行になる。これにより、液晶の流動に起因する配向乱れの発生を抑制することができる。その結果、配向乱れがなく、コントラストが高い液晶表示素子を得ることができる。
【０２３９】
次に、光配向処理を行う場合であって、光異性化型材料を用いた配向膜を用い、光異性化反応を利用して膜に異方性を付与する場合について説明する。この場合、まず、ゲート線３、ソース線７、画素電極８、およびＴＦＴ１０等が形成された基材上に配向膜形成用層１９を形成し、この配向膜形成用層１９に、ソース線７の長手方向５１に対して平行に光を照射し、光配向処理を行う（図１４(a)、配向膜形成工程）。この場合、ソース線７の長手方向５１と配向処理方向（光の照射方向）５２ｂとは平行になる。
次に、図示しないが、上記の配向膜形成工程にて配向膜が形成されたＴＦＴ基板上に、注入口となる部分を除いて液晶封入領域を囲むようにシール材を形成し、ＴＦＴ基板と対向基板とを、配向膜および第２配向膜が対向するように配置し、ＴＦＴ基板および対向基板を貼り合わせる（基板貼り合わせ工程）。
次に、ＴＦＴ基板および対向基板の間に、注入口から、ソース線７の長手方向５１に対して垂直に、等方相の状態の液晶３０ｂを注入する（図１４(b)、液晶注入工程）。すなわち、液晶３０ｂの注入方向５６を、ソース線７の長手方向５１に対して垂直に設定する。
【０２４０】
なお、ソース線の長手方向に対して垂直に液晶を注入するとは、ソース線の長手方向と液晶の注入方向とのなす角度が９０°±１°であることをいう。
また、液晶の注入方向とは、液晶が注入される方向をいう。具体的に、図１４(b)においては、図面の左方に注入口が存在し、図面の左方から右方に向かって液晶が注入される。
【０２４１】
次に、図示しないが、注入口を接着剤で封止する。
その後、室温まで徐冷することにより、ＴＦＴ基板および対向基板の間に封入された液晶を配列させる（液晶配列工程）。
【０２４２】
光配向処理を行う場合であって、光異性化型材料を用いた配向膜を用い、光異性化反応を利用して膜に異方性を付与する場合、液晶分子は、光の照射方向に対して垂直に配向するので、図１４(b)に例示するように、配向処理（光配向処理）による液晶分子の配向方向５３ｂは、配向処理方向（光の照射方向）５２ｂに対して垂直になる。この場合、ソース線７の長手方向５１に対して垂直に液晶３０ｂを注入し、ソース線７の長手方向５１に対して平行に光を照射するので、液晶３０ｂの注入方向５６、すなわち液晶の流動方向が、配向処理（光配向処理）による液晶分子の配向方向５３ｂに対して平行になる。これにより、液晶の流動に起因する配向乱れの発生を抑制することができる。その結果、配向乱れがなく、コントラストが高い液晶表示素子を得ることができる。
【０２４３】
なお、液晶配列工程およびその他の工程については、上記第１実施態様と同様であるので、ここでの説明は省略する。以下、本実施態様の液晶表示素子の製造方法における他の工程について説明する。
【０２４４】
（１）基板貼り合わせ工程
本実施態様における基板貼り合わせ工程は、上述のＴＦＴ基板、および、第２基材上に第２電極および第２配向膜が順次積層された対向基板を貼り合わせる工程である。
【０２４５】
なお、ＴＦＴ基板については、上記「Ａ．ＴＦＴ基板」の項に詳しく記載し、対向基板については、上記「Ｂ．液晶表示素子」の項に記載したので、ここでの説明は省略する。
また、ＴＦＴ基板と対向基板とを貼り合わせる方法等については、上記第１実施態様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。
【０２４６】
（２）液晶注入工程
本実施態様における液晶注入工程は、上記ＴＦＴ基板および上記対向基板の間に、ソース線の長手方向に対して平行または垂直に、液晶を注入する工程である。
【０２４７】
なお、液晶については、上記「Ｂ．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。
【０２４８】
液晶の注入方向は、ソース線の長手方向に対して平行または垂直であればよい。中でも、ＴＦＴ基板の配向膜を形成する際にラビング処理を行う場合には、液晶の注入方向は、ソース線の長手方向に対して平行であり、かつ、ラビング処理方向に対しても平行であることが好ましい。また、ＴＦＴ基板の配向膜を形成する際に、光二量化反応を利用して光配向処理を行う場合には、液晶の注入方向は、ソース線の長手方向に対して平行であり、かつ、光の照射方向に対しても平行であることが好ましい。一方、ＴＦＴ基板の配向膜を形成する際に、光異性化反応を利用して光配向処理を行う場合には、液晶の注入方向は、ソース線の長手方向に対して垂直であり、かつ、光の照射方向に対して垂直であることが好ましい。
【０２４９】
液晶を注入する方法としては、ＴＦＴ基板および対向基板の間に所定量の液晶を封入できる方法であり、かつ、一定方向に液晶を注入できる方法できる方法であれば特に限定されるものではない。
【０２５０】
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】
【０２５１】
以下、実施例を示し、本発明をより具体的に説明する。
［実施例］
１．ＴＦＴ基板の作製
（ゲート電極およびゲート線形成工程）
まず、大きさ１５０ｍｍ×１５０ｍｍ×０．７ｍｍのガラス基板表面に、ゲート電極およびゲート線形状の開口部を有するメタルマスクを配置した後、膜厚１００ｎｍのクロム膜を成膜した。次いで、膜厚２００ｎｍのアルミニウム膜を蒸着し、ゲート電極およびゲート線を形成した。蒸着の際の真空度は、１×１０４Ｐａとし、蒸着速度は約１Å／ｓｅｃとした。
【０２５２】
（ゲート絶縁層形成工程）
次に、上記基板にゲート絶縁層としてフォトレジスト（アクリル系ネガレジスト）をスピンコートした。このときのスピンコートは、８００ｒｐｍで１０ｓｅｃ保持させた。その後、基板を８０℃で３分乾燥させた後、３５０ｍＪ／ｃｍ２でパターン露光した。次いで、ゲート電極およびゲート線の上に位置するゲート絶縁層以外の部分を除去するために現像工程を行い、その後、２００℃のオーブンで３０分乾燥させた。
【０２５３】
（半導体層形成工程）
上記ゲート電極およびゲート線が形成された側の基板の表面に、半導体層形状の開口部を有するメタルマスクを配置した後、膜厚５０ｎｍのシリコン系半導体からなる半導体層を蒸着した。
【０２５４】
（遮光部形成工程）
次に、上記基板に遮光部としてＢＭフォトレジスト（カーボン系ネガレジスト）をスピンコートした。このときのスピンコートは、８００ｒｐｍで１０ｓｅｃ保持させた。その後、基板を８０℃で３分乾燥させた後、１００ｍＪ／ｃｍ２でパターン露光した。次いで、半導体層上に位置する部分以外のレジストと、ソース電極および画素電極への導通を確保する為のスルーホール部分のレジストとを除去するために現像工程を行い、その後、２００℃のオーブンで３０分乾燥させた。この時、スルーホールの距離（チャネル長）は５０μｍであった。
【０２５５】
（オーバーコート層形成工程）
次に、上記基板にオーバーコート層としてフォトレジスト（アクリル系ネガレジスト）をスピンコートした。このときのスピンコートは、８００ｒｐｍで１０ｓｅｃ保持させた。その後、基板を８０℃で３分乾燥させた後、３５０ｍＪ／ｃｍ２でパターン露光した。次いで、遮光部および半導体層の上に位置する部分のレジストをパターン除去するために現像工程を行い、その後、２００℃のオーブンで３０分乾燥させた。
【０２５６】
（ソース電極およびソース線形成工程）
次に、オーバーコート層形成後の基板表面に、ソース電極およびソース線形状の開口部を有するメタルマスクを配置した後、膜厚２００ｎｍのクロム膜を成膜し、ソース電極およびソース線を形成した。
【０２５７】
（画素電極および透明電極形成工程）
次に、ソース電極およびソース線形成後の基板表面に、画素電極および透明電極形状の開口部を有するメタルマスクを配置した後、膜厚１５０ｎｍのＩＴＯ膜を成膜し、画素電極および透明電極を形成した。
【０２５８】
２．配向膜形成工程
洗浄したＴＦＴ基板にアクリル系ネガレジストを回転数１５００ｒｐｍで３０秒スピンコーティングし、その後、柱状のパターンに露光・現像することで、高さ１．５μｍの柱状スペーサーを形成した。
その後、ＳＥ５１０(日産化学工業株式会社)の溶液をＴＦＴ基板に回転数１０００ｒｐｍで３０秒スピンコーティングした。オーブンで２００℃、６０分間乾燥させた後、ソース線の方向と同じ方向にラビング処理を行った。
【０２５９】
３．対向基板の作製
ＩＴＯでコーティングされたガラス基板に、シクロペンタノンに溶解した２重量％のＲＯＰ−１０３溶液（ＲＯＬＩＣ  ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ社）を回転数１０００ｒｐｍで３０秒スピンコーティングした。オーブンで１８０℃、１０分間乾燥させた後、偏光紫外線を２５℃で１００ｍＪ／ｃｍ２露光した。その後、シクロペンタノンに溶解した２重量％のＲＯＦ−５１０１（ＲＯＬＩＣ  ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ社）の溶液を回転数１０００ｒｐｍで３０秒スピンコーティングして積層し、５５℃で３分間乾燥させた後、無偏光紫外線を５５℃で１０００ｍＪ／ｃｍ２露光した。
その後、基板を配向処理方向の平行の状態に組み立て、熱圧着を行い、パネルを作製した。液晶は「Ｒ２３０１」（ＡＺ  エレクトロニックマテリアルズ社製）を用い、注入口上部に液晶を付着し、オーブンを用いて、ネマチック相−等方相転移温度より１０℃〜２０℃高い温度で注入を行い、ゆっくりと常温に戻した。
その際、ソース線付近での光り抜けは見られず、コントラストは４００:１であった。
【０２６０】
［比較例］
オーバーコート層を形成しない以外は、実施例と同様にパネルを作製し、評価を行った。
その際、ソース線付近での光り抜けは見られなかったが、ゲート線付近で線状に光り抜けが見られ、コントラストは１８０：１であった。
【符号の説明】
【０２６１】
１  …  ＴＦＴ基板
２  …  基材
３  …  ゲート線
４  …  ゲート絶縁層
６  …  オーバーコート層
７  …  ソース線
８  …  画素電極
９  …  配向膜
１０  …  ＴＦＴ
１３  …  ゲート電極
１４  …  ＴＦＴ用ゲート絶縁層
１５  …  半導体層
１６  …  ＴＦＴ用オーバーコート層
１７  …  ソース電極
１８  …  透明電極
２１ａ、２１ｂ  …  遮光部
３０ｂ  …  液晶
５１  …  ソース線の長手方向
５２ａ、５２ｂ  …  配向処理方向
５３ａ、５３ｂ  …  配向処理による液晶分子の配向方向
５４  …  液晶の滴下方向
５６  …  液晶の注入方向
ｈ１  …  ソース電極用コンタクトホール
ｈ２  …  透明電極用コンタクトホール
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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