(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１基材上に第１電極層および第１配向膜がこの順に積層された液晶側基板の前記第１配向膜上に、強誘電性液晶を塗布し、前記液晶側基板を前記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加熱し、前記液晶側基板の前記第１配向膜上を前記強誘電性液晶を流動させる液晶塗布工程と、
前記強誘電性液晶が塗布された液晶側基板、および、第２基材上に第２電極層が形成された対向基板を貼り合せる基板貼り合せ工程とを有し、
前記強誘電性液晶が、スメクチックＡ相を経由しない相系列を有し、単安定性を示し、ＨＶ字型スイッチング（ｈａｌｆ−Ｖ  ｓｈａｐｅｄ  ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）特性を示すものであり、
前記強誘電性液晶が、前記第１電極層が負極となるように電圧を印加したときに、前記強誘電性液晶の分子方向が前記液晶側基板面に対して平行に前記強誘電性液晶のチルト角の約２倍変化するものであることを特徴とする液晶表示素子の製造方法。
【請求項２】
前記液晶塗布工程前に、前記液晶側基板を調製する液晶側基板調製工程を行い、
前記液晶側基板調製工程が、前記第１配向膜上に反応性液晶を固定化してなる反応性液晶層を形成する反応性液晶層形成工程を有し、
前記液晶塗布工程にて、前記反応性液晶層上に前記強誘電性液晶を塗布することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示素子の製造方法。
【請求項３】
前記第１配向膜がラビング処理されたラビング膜であることを特徴とする請求項２に記載の液晶表示素子の製造方法。
【請求項４】
前記液晶塗布工程前に、前記液晶側基板を調製する液晶側基板調製工程を行い、
前記液晶側基板調製工程が、前記第１電極層上に前記第１配向膜を形成する第１配向膜形成工程を有し、前記第１配向膜形成工程にて、光配向処理により前記第１配向膜を形成することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示素子の製造方法。
【請求項５】
前記液晶塗布工程前に、前記液晶側基板を調製する液晶側基板調製工程を行い、
前記液晶側基板調製工程が、前記第１基材上に隔壁を形成する隔壁形成工程と、前記隔壁および前記第１電極層が形成された第１基材上に前記第１配向膜を形成する第１配向膜形成工程とを有す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液晶表示素子の製造方法。
【請求項６】
前記基板貼り合せ工程前に、前記対向基板を調製する対向基板調製工程を行い、
前記対向基板調製工程が、前記第２電極層上に第２配向膜を形成する第２配向膜形成工程を有することを特徴とする請求項１から請求項５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７】
前記第２配向膜形成工程にて、光配向処理により第２配向膜を形成することを特徴とする請求項６に記載の液晶表示素子の製造方法。
【請求項８】
前記液晶塗布工程にて、前記強誘電性液晶を、当該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、前記液晶側基板を室温に設定した後に、前記第１配向膜上に前記強誘電性液晶を吐出法によって塗布することを特徴とする請求項１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】
前記吐出法がインクジェット法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の製造方法。
【請求項１０】
第１基材と、前記第１基材上に形成された第１電極層および隔壁と、前記第１電極層および隔壁の上に形成された第１配向膜と、前記第１配向膜上に形成され、反応性液晶を固定化してなる反応性液晶層とを有する液晶側基板、
第２基材と、前記第２基材上に形成された第２電極層と、前記第２電極層上に形成され、光二量化型材料または光異性化型材料を含有する光配向膜である第２配向膜とを有する対向基板、および
前記液晶側基板の反応性液晶層と前記対向基板の第２配向膜との間に形成され、強誘電性液晶を含む液晶層
を有し、
前記隔壁がマトリックス状または枠状に形成されており、
前記強誘電性液晶が、スメクチックＡ相を経由しない相系列を有し、単安定性を示し、ＨＶ字型スイッチング（ｈａｌｆ−Ｖ  ｓｈａｐｅｄ  ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）特性を示すものであり、
前記強誘電性液晶が、前記第１電極層が負極となるように電圧を印加したときに、前記強誘電性液晶の分子方向が前記液晶側基板面に対して平行に前記強誘電性液晶のチルト角の約２倍変化するものであることを特徴とする液晶表示素子。
【請求項１１】
前記第１配向膜がラビング処理されたラビング膜であることを特徴とする請求項１０に記載の液晶表示素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自発分極を有する単安定型の強誘電性液晶を用いた液晶表示素子の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示素子は薄型で低消費電力などといった特徴から、大型ディスプレイから携帯情報端末までその用途を広げており、その開発が活発に行われている。これまで液晶表示素子は、ＴＮ方式、ＳＴＮのマルチプレックス駆動、ＴＮに薄層トランジスタ（ＴＦＴ）を用いたアクティブマトリックス駆動等が開発され実用化されているが、これらはネマチック液晶を用いているために、液晶材料の応答速度が数ｍｓ〜数十ｍｓと遅く、動画表示に充分対応しているとはいえない。
【０００３】
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。強誘電性液晶はクラークおよびラガーウォルにより提唱された電圧無印加時に安定状態を二つ有する双安定性のものが広く知られているが（図２０上段）、明、暗の２状態でのスイッチングに限られ、メモリー性を有するものの、階調表示ができないという問題を抱えている。
【０００４】
近年、電圧無印加時の液晶層の状態がひとつの状態で安定化している（以下、これを「単安定」と称する。）強誘電性液晶が、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を可能とするものとして注目されている（非特許文献１参照、図２０下段）。単安定性を示す液晶としては、一般に、降温過程においてコレステリック相（Ｃｈ）−カイラルスメクチックＣ（ＳｍＣ＊）相と相変化し、スメクチックＡ（ＳｍＡ）相を経由しない強誘電性液晶が用いられる（図１３上段）。
【０００５】
一方、強誘電性液晶としては、降温過程においてコレステリック相（Ｃｈ）−スメクチックＡ（ＳｍＡ）相−カイラルスメクチックＣ（ＳｍＣ＊）相と相変化し、ＳｍＡ相を経由してＳｍＣ＊相を示す材料がある。現在報告されている強誘電性液晶材料の中では、前者のＳｍＡ相を経由しない材料に比べて、後者のＳｍＡ相を経由する相系列を持つものが大半である。後者のＳｍＡ相を経由する相系列を持つ強誘電性液晶は、通常、１層法線に対して二つの安定状態を有し（図１３下段）、双安定性を示すことが知られている。
【０００６】
また、近年、カラー液晶表示素子の開発が活発に行われている。カラー表示を実現する方法としては、一般にカラーフィルタ方式とフィールドシーケンシャルカラー方式がある。カラーフィルタ方式は、バックライトとして白色光源を用い、Ｒ・Ｇ・Ｂのマイクロカラーフィルタを各画素に付随させることによりカラー表示を実現させるものである。これに対し、フィールドシーケンシャルカラー方式は、バックライトをＲ・Ｇ・Ｂ・Ｒ・Ｇ・Ｂ…と時間的に切り替え、それに同期させて強誘電性液晶の白黒シャッターを開閉し、網膜の残像効果により色を時間的に混合させ、これによりカラー表示を実現させるものである。このフィールドシーケンシャルカラー方式は、１画素でカラー表示ができ、透過率の低いカラーフィルタを用いなくてすむので、明るく高精細なカラー表示が可能となり、低消費電力および低コストを実現することができる点で有用である。
【０００７】
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る。強誘電性液晶を用いればこの課題を解決することができる。この際に用いられる強誘電性液晶としては、上述したようにアナログ変調による階調表示を可能とし、高精細なカラー表示を実現するために、単安定性を示すものであることが特に望ましい。また、単安定性を示す強誘電性液晶には、正負両極性の電圧に応答するもの（図２０下段右）と、正負いずれかの極性の電圧のみに応答するもの（図２０下段左）がある。中でも、薄膜トランジスタ(ＴＦＴ)素子を用いて強誘電性液晶を駆動させる場合には、正負いずれかの極性の電圧に応答するものの方が、自発分極による反転電流の影響が少ないため、特に好ましい。
【０００８】
ここで、ＴＦＴ素子を用いたフィールドシーケンシャルカラー方式による液晶表示素子の駆動シーケンスの一例を図２１に示す。図２１において、液晶表示素子への印加電圧を０〜±Ｖ（Ｖ）として、正の極性の電圧でデータ書込み走査を行い、負の極性の電圧でデータ消去走査を行うとする。そして、単安定性を示し、正負いずれかの極性の電圧にのみ応答する強誘電性液晶を用いたとする。
【０００９】
単安定性を示し、正負いずれかの極性の電圧にのみ応答する強誘電性液晶の応答としては、図１２に例示するように、正の極性の電圧で応答して明状態となる場合（図１２（ａ））と、負の極性の電圧で応答して明状態となる場合（図１２（ｂ））とがある。したがって、図２１に示すように、図１２（ａ）の応答（液晶応答１）を示す強誘電性液晶を用いた場合は正の極性の電圧を印加したときに明状態となり、図１２（ｂ）の応答（液晶応答２）を示す強誘電性液晶を用いた場合は負の極性の電圧を印加したときに明状態となる。
【００１０】
ＴＦＴ素子を用いた強誘電性液晶の駆動は、ＴＦＴ基板に対向する共通電極基板の共通電極に一定の電圧を印加し、ＴＦＴ基板の各画素の画素電極に電圧を印加することで行う。ここで、共通電極に対して、画素電極の電圧が相対的に高い場合を正の極性の電圧印加、画素電極の電圧が相対的に低い場合を負の極性の電圧印加とする。
強誘電性液晶として、正の極性の電圧のみに応答するものを用いた場合にも電荷のバランスをとるため、正の極性の電圧印加（書き込み）と負の極性の電圧印加（消去）を交互に行う。ＴＦＴ素子を用いた場合、全ての画素に同時に電圧を書き込むことはできないため、１ライン毎に走査する。そのため、１ライン目の書き込みとＬライン目の書き込みはタイミングがずれる。消去についても同様で、図２１に示す例では、全てのラインの書き込みが終了した後に、１ライン目から消去を行う。
さらにフィールドシーケンシャルカラー方式では、書き込みと消去をバックライトの点滅に同期させて行う。図２１において、＋（Ｒ）とはＲ（赤色）のバックライトに同期させて書込み走査（正の極性の電圧印加）したことを示し、−（Ｒ）とはＲのバックライトに同期させて消去走査（負の極性の電圧印加）したことを示す。同様に、＋（Ｇ）、−（Ｇ）、＋（Ｂ）、−（Ｂ）についても、それぞれＧ（緑色）、Ｂ（青色）のバックライトに同期させて走査したことを示す。
【００１１】
このようにフィールドシーケンシャルカラー方式では、バックライトのＲ・Ｇ・Ｂ…の時間的な切り替えに同期させて、書込み走査および消去走査を行い、強誘電性液晶を応答させるので、Ｒのバックライトに同期させて走査する際には、液晶応答１を示す強誘電性液晶を用いた場合は、１ライン目の書込み走査（＋（Ｒ））およびＬライン目の書込み走査（＋（Ｒ））のいずれにおいても、Ｒのバックライトの点灯中に明状態となる。一方、液晶応答２を示す強誘電性液晶を用いた場合は、１ライン目とＬライン目とで書込み走査（＋（Ｒ））および消去走査（−（Ｒ））が時間的にずれるので、Ｒのバックライトに同期させたＬライン目の消去走査（−（Ｒ））によって、Ｇのバックライトの点灯時に明状態となってしまう（図２１の太枠）。また、Ｇのバックライトに同期させて走査する際には、Ｇのバックライトに同期させたＬライン目の消去走査（−（Ｇ））によって、Ｂのバックライトの点灯時に明状態となってしまう（図２１の太枠）。
なお、図２１おいて、明（Ｒ）とはＲ（赤色）のバックライトに同期させた走査によって明状態となることを示し、暗とはＲ（赤色）・Ｇ（緑色）・Ｂ（青色）のそれぞれのバックライトに同期させた走査によって暗状態となることを示す。また同様に、明（Ｇ）、明（Ｂ）についても、それぞれＧ（緑色）、Ｂ（青色）のバックライトに同期させた走査によって明状態となることを示す。
【００１２】
通常の液晶表示装置では、正の極性の電圧および負の極性の電圧のいずれで、書込み走査を行うか、消去走査を行うかは決まっており、容易に変更することはできないので、上述した不具合を回避するには、単安定性を示す強誘電性液晶が応答する電圧の極性を、印加電圧の極性に合わせる必要がある。この強誘電性液晶の応答性は、強誘電性液晶の自発分極の向きで決まるため、自発分極の向きを制御することができれば、強誘電性液晶が応答する電圧の極性を制御することができる。
【００１３】
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。特に、ＳｍＡ相を経由しない強誘電性液晶は、層法線方向の異なる二つの領域（以下、これを「ダブルドメイン」と称する。）が発生する（図１３上段）。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り、大きな問題となる。このため、様々な配向処理方法が検討されている。
【００１４】
例えば、ダブルドメインを改善する方法として、液晶セルをコレステリック相以上の温度に加熱し、直流電圧を印加したまま徐々に冷却する電界印加徐冷法が知られている（非特許文献２参照）。この電界印加徐冷法を用いた場合には、印加する電界の向きにより自発分極の向きを制御することができる。しかしながら、この方法では、再度相転移点以上に温度が上がると配向乱れが生じてしまい、また、製造工程が複雑になり、画素電極の間の電界が作用しない部分で配向乱れが発生する等の問題がある。
【００１５】
また、強誘電性液晶を単安定化する方法として、上下の配向膜として光配向膜を用い、これらの光配向膜にそれぞれ異なる組成の材料を用いる方法が提案されている（特許文献１、特許文献２および特許文献３参照）。この方法において、上下の光配向膜に異なる組成の材料を用いることにより良好な配向状態が得られる理由は明らかではないが、上下の光配向膜のそれぞれと強誘電性液晶との相互作用の相違によるものと考えられている。しかしながら、この方法により得られる液晶表示素子では、実際に駆動してみなければ強誘電性液晶の自発分極の向きを知ることができない。
【００１６】
さらに、強誘電性液晶を単安定化する他の方法として、上下の配向膜のいずれか一方に、反応性液晶を塗布して配向させ固定化することにより反応性液晶層を形成し、この反応性液晶層を配向膜として作用させる方法が提案されている（特許文献４参照）。この方法では、反応性液晶が強誘電性液晶と構造が比較的類似していることから、強誘電性液晶との相互作用が強くなるため、配向膜のみを用いた場合よりも効果的に配向を制御することができ、上下の配向膜の一方に反応性液晶層を形成することにより、ダブルドメイン等の配向欠陥を生じることなく強誘電性液晶を配向させることができる。しかしながら、この方法により得られる液晶表示素子においても、実際に駆動してみなければ強誘電性液晶の自発分極の向きを知ることができない。
【００１７】
【特許文献１】特開２００５−２０８３５３号公報
【特許文献２】特開２００５−２３４５４９号公報
【特許文献３】特開２００５−２３４５５０号公報
【特許文献４】特開２００５−２５８４２８号公報
【非特許文献１】NONAKA, T., LI, J., OGAWA, A., HORNUNG, B., SCHMIDT, W.,  WINGEN, R., and DUBAL, H., 1999, Liq. Cryst., 26, 1599.
【非特許文献２】PATEL, J., and GOODBY, J. W., 1986, J. Appl. Phys., 59, 2355.
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、単安定性を示す強誘電性液晶を用いた場合に、強誘電性液晶の自発分極の向きを制御することが可能な液晶表示素子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】
【００１９】
上記目的を達成するために、本発明は、第１基材上に第１電極層および第１配向膜がこの順に積層された液晶側基板の上記第１配向膜上に、強誘電性液晶を塗布する液晶塗布工程と、上記強誘電性液晶が塗布された液晶側基板、および、第２基材上に第２電極層が形成された対向基板を貼り合せる基板貼り合せ工程とを有し、上記強誘電性液晶が、単安定性を示し、かつ、上記第１電極層が負極となるように電圧を印加したときに、上記強誘電性液晶の分子方向が上記液晶側基板面に対して平行に上記強誘電性液晶のチルト角の約２倍変化するものであ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。
【００２０】
本発明によれば、強誘電性液晶が塗布されなかった対向基板側に、強誘電性液晶の自発分極が向く傾向にあることを利用して、強誘電性液晶の自発分極の向きを制御し、強誘電性液晶の配向を単安定化させることが可能である。したがって、上述の背景技術の欄に記載したような不具合を回避することができる。
【００２１】
上記発明においては、上記液晶塗布工程前に、上記液晶側基板を調製する液晶側基板調製工程を行い、上記液晶側基板調製工程が、上記第１配向膜上に反応性液晶を固定化してなる反応性液晶層を形成する反応性液晶層形成工程を有し、上記液晶塗布工程にて、上記反応性液晶層上に上記強誘電性液晶を塗布することが好ましい。第１配向膜上に反応性液晶層を形成することにより、反応性液晶を第１配向膜によって配向させ、反応性液晶層を強誘電性液晶を配向させる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、強誘電性液晶と構造が比較的類似していることから、強誘電性液晶との相互作用が強く、強誘電性液晶の自発分極の向きを効果的に制御することができる。
【００２２】
この場合、上記第１配向膜がラビング処理されたラビング膜であることが好ましい。第１配向膜にラビング膜を用いることにより、ジグザグ欠陥やヘアピン欠陥の発生を効果的に抑制することができるからである。
【００２３】
また本発明においては、上記液晶塗布工程前に、上記液晶側基板を調製する液晶側基板調製工程を行い、上記液晶側基板調製工程が、上記第１電極層上に上記第１配向膜を形成する第１配向膜形成工程を有し、上記第１配向膜形成工程にて、光配向処理により上記第１配向膜を形成することも好ましい。第１配向膜が光配向処理されたものである場合には、強誘電性液晶の自発分極の向きを効果的に制御することができるからである。また、光配向処理は、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からである。
【００２４】
さらに本発明においては、上記液晶塗布工程前に、上記液晶側基板を調製する液晶側基板調製工程を行い、上記液晶側基板調製工程が、上記第１基材上に隔壁を形成する隔壁形成工程と、上記隔壁および上記第１電極層が形成された第１基材上に上記第１配向膜を形成する第１配向膜形成工程とを有することが好ましい。液晶塗布工程にて、隔壁が形成された液晶側基板に強誘電性液晶を塗布することにより、第１配向膜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を短くすることができ、流動した強誘電性液晶の接触界面で配向乱れが生じるのを防ぐことができるからである。また、隔壁が形成された液晶側基板に強誘電性液晶を塗布することにより、塗布むらを防ぐことができ、塗布むらによる配向むらの発生を抑制することができるからである。
【００２５】
また本発明においては、上記基板貼り合せ工程前に、上記対向基板を調製する対向基板調製工程を行い、上記対向基板調製工程が、上記第２電極層上に第２配向膜を形成する第２配向膜形成工程を有することが好ましい。対向基板に第２配向膜を形成した場合には、第１配向膜と第２配向膜との間に強誘電性液晶が挟持されることになるため、強誘電性液晶の配向が安定するからである。
【００２６】
この場合、上記第２配向膜形成工程にて、光配向処理により上記第２配向膜を形成することが好ましい。上述したように、光配向処理は、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からである。
【００２７】
さらに本発明においては、上記液晶塗布工程にて、上記強誘電性液晶を、この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、上記液晶側基板を室温に設定した後に、上記第１配向膜上に上記強誘電性液晶を吐出法によって塗布することが好ましい。このように強誘電性液晶を塗布することにより、強誘電性液晶を安定して吐出することができ、また液晶塗布時の強誘電性液晶の劣化を抑えることができ、さらには強誘電性液晶が第１配向膜上を流動する際の配向乱れを抑制することができるからである。
【００２８】
この際、上記吐出法がインクジェット法であることが好ましい。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、強誘電性液晶が第１配向膜上を流動する際の配向乱れを効果的に抑制することができるからである。
【００２９】
また本発明は、第１基材と、上記第１基材上に形成された第１電極層および隔壁と、上記第１電極層および隔壁の上に形成された第１配向膜と、上記第１配向膜上に形成され、反応性液晶を固定化してなる反応性液晶層とを有する液晶側基板、第２基材と、上記第２基材上に形成された第２電極層と、上記第２電極層上に形成され、光二量化型材料または光異性化型材料を含有する光配向膜である第２配向膜とを有する対向基板、および上記液晶側基板の反応性液晶層と上記対向基板の第２配向膜との間に形成され、強誘電性液晶を含む液晶層を有し、上記強誘電性液晶が、単安定性を示し、かつ、上記第１電極層が負極となるように電圧を印加したときに、上記強誘電性液晶の分子方向が上記液晶側基板面に対して平行に上記強誘電性液晶のチルト角の約２倍変化するものであることを特徴とする液晶表示素子を提供する。
【００３０】
本発明によれば、液晶側基板に隔壁が形成されており、このような本発明の液晶表示素子を作製する際には、液晶側基板と対向基板との位置合わせが容易であること等から、通常、隔壁が形成されている液晶側基板に強誘電性液晶が塗布される。したがって、上述したように、強誘電性液晶が塗布されなかった対向基板側に強誘電性液晶の自発分極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可能である。また本発明によれば、液晶側基板では第１配向膜上に反応性液晶層が形成されており、対向基板では第２配向膜が所定の光配向膜であるので、強誘電性液晶の自発分極の向きを効果的に制御することができる。
【００３１】
上記発明においては、上記第１配向膜がラビング処理されたラビング膜であることが好ましい。第１配向膜にラビング膜を用いることにより、ジグザグ欠陥やヘアピン欠陥の発生を効果的に抑制することができるからである。
【発明の効果】
【００３２】
本発明においては、液晶側基板の第１配向膜上に強誘電性液晶を塗布することにより、強誘電性液晶が塗布されなかった対向基板側に、強誘電性液晶の自発分極が向く傾向にあることを利用して、強誘電性液晶の自発分極の向きを制御することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
本発明者らは、強誘電性液晶の自発分極の向きについて調べるため、以下に示す実験を行った。
【００３４】
まず、液晶滴下方式により、一対の配向膜間に強誘電性液晶が挟持された液晶表示素子を作製した。
ＩＴＯ電極が形成された２枚のガラス基板上に、それぞれ光二量化反応型の配向性材料（Rolic technologies 社製、商品名：ROP103）の２質量％シクロペンタノン溶液を、回転数１５００ｒｐｍで１５秒間スピンコーティングし、ホットプレートで１３０℃、１５分間乾燥させた後、偏光紫外線を２５℃で１００ｍＪ／ｃｍ２照射して配向処理を行った。
【００３５】
次に、一方の基板（本実験において、液晶側基板とする。）上に、強誘電性液晶（ＡＺエレクトロニックマテリアルズ社製、商品名：R2301）を等方相の状態で、インクジェット法により塗布した。次いで、この液晶側基板の周縁部に、紫外線加熱硬化型シール剤（協立化学産業株式会社製、商品名：ＷＯＲＬＤ  ＲＯＣＫ  ７１８）を、シールディスペンサーを用いて塗布した。
【００３６】
次に、真空チャンバー内に配置したホットプレートを１１０℃に加熱して、このホットプレート上に、強誘電性液晶が塗布された液晶側基板を置いた。次いで、他方の基板（本実験において、対向基板とする。）を、１１０℃に加熱した吸着プレートで吸着し、液晶側基板および対向基板をそれぞれの配向膜の配向処理方向が平行になるように対向させた。続いて、両基板間が十分減圧になるように、真空チャンバーの排気を行った状態で、両基板を密着させ、一定の圧力をかけた後、真空チャンバー内を常圧に戻した。次いで、紫外線を１Ｊ／ｃｍ２照射して紫外線硬化型シール剤を硬化させ、両基板を接着させた。次に、液晶セルを室温まで徐冷することによって強誘電性液晶を配向させ、液晶表示素子を作製した。
【００３７】
液晶側基板の電極が負極になるように電圧を印加すると、強誘電性液晶の分子方向がチルト角の約２倍変化した。強誘電性液晶の分子方向がチルト角の約２倍変化したものは全体の約７５％であった。
【００３８】
また、配向性材料の種類や組み合わせを変えて、上記と同様に、液晶滴下方式により一対の配向膜間に強誘電性液晶が挟持された液晶表示素子を作製したところ、上記と同様の結果が得られた。
【００３９】
次に、真空注入方式により、一対の配向膜間に強誘電性液晶が挟持された液晶表示素子を作製した。
ＩＴＯ電極が形成された２枚のガラス基板上に、それぞれ光二量化反応型の配向性材料（Rolic technologies 社製、商品名：ROP103）の２質量％シクロペンタノン溶液を、回転数１５００ｒｐｍで１５秒間スピンコーティングし、ホットプレートで１３０℃、１５分間乾燥させた後、偏光紫外線を２５℃で１００ｍＪ／ｃｍ２照射して配向処理を行った。
【００４０】
次に、一方の基板の周縁部に、紫外線加熱硬化型シール剤（協立化学産業株式会社製、商品名：ＷＯＲＬＤ  ＲＯＣＫ  ７１８）を、シールディスペンサーを用いて塗布した。次いで、２枚の基板をそれぞれの配向膜の配向処理方向が平行になるように対向させ、熱圧着を行って、空の液晶セルを得た。
次に、空の液晶セルに、強誘電性液晶（ＡＺエレクトロニックマテリアルズ社製、商品名：R2301）を等方相の状態で注入した。次いで、液晶セルを室温まで徐冷することによって強誘電性液晶を配向させ、液晶表示素子を作製した。
【００４１】
一方の基板の電極が負極になるように電圧を印加すると、一部の強誘電性液晶の分子方向はチルト角の約２倍変化したが、一部の強誘電性液晶の分子方向は変化しなかった。強誘電性液晶の分子方向がチルト角の約２倍変化したものは全体の約５０％であった。
【００４２】
また、配向性材料の種類や組み合わせを変えて、上記と同様に、真空注入方式により一対の配向膜間に強誘電性液晶が挟持された液晶表示素子を作製したところ、強誘電性液晶の分子方向がチルト角の約２倍変化したものが、全体の約５０％であったもの、全体の約７０％以上であったもの、全体の約３０％未満であったものなど、様々な結果が得られた。
【００４３】
上述の実験の結果から、本発明者らは、液晶滴下方式により液晶表示素子を作製すると、強誘電性液晶が塗布されなかった基板側に、強誘電性液晶の自発分極が向く傾向があるとの知見を得た。
【００４４】
以下、本発明の液晶表示素子の製造方法および液晶表示素子について、詳細に説明する。
【００４５】
Ａ．液晶表示素子の製造方法
本発明の液晶表示素子の製造方法は、第１基材上に第１電極層および第１配向膜がこの順に積層された液晶側基板の上記第１配向膜上に、強誘電性液晶を塗布する液晶塗布工程と、上記強誘電性液晶が塗布された液晶側基板、および、第２基材上に第２電極層が形成された対向基板を貼り合せる基板貼り合せ工程とを有し、上記強誘電性液晶が、単安定性を示し、かつ、上記第１電極層が負極となるように電圧を印加したときに、上記強誘電性液晶の分子方向が上記液晶側基板面に対して平行に上記強誘電性液晶のチルト角の約２倍変化するものであることを特徴とするものである。
【００４６】
本発明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１は、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。
まず、第１電極層３が形成された第１基材上２に第１配向膜４を形成して、液晶側基板１を準備する（図１（ａ））。
【００４７】
次いで、強誘電性液晶５をこの強誘電性液晶が等方相を示す温度（例えば１００℃）まで加温し、インクジェット装置を用いて、第１配向膜４上に強誘電性液晶５を等方相の状態で塗布する（図１（ｂ）、液晶塗布工程）。この際、図２に例示するように、強誘電性液晶５を連点状に、かつストライプ状に塗布する。このとき、強誘電性液晶５は等方相を示す温度（例えば１００℃）に加温されているが、液晶側基板は室温に設定されているので、強誘電性液晶の温度よりも液晶側基板の温度の方が低い。そのため、液晶側基板上に塗布された強誘電性液晶は冷やされる。一般に、液晶は温度が低くなるにつれて粘度が高くなる。よって、液晶側基板上に塗布された強誘電性液晶は冷やされて、粘度が高くなり、流動しなくなる。
【００４８】
次に、第１配向膜４上にシール剤６を塗布する（図１（ｃ））。この際、図２に例示するように、シール剤６を第１基材２の周縁部に、かつ強誘電性液晶５が塗布された領域の外周を囲むように塗布する。なお、図２において、第１電極層および第１配向膜は省略されている。
【００４９】
次に、図１（ｄ）に示すように、第２電極層１３が形成された第２基材１２上に第２配向膜１４を形成して、対向基板１１を準備する。次いで、強誘電性液晶５が塗布された液晶側基板１を、強誘電性液晶が等方相を示す温度（例えば１００℃）まで加熱する。これにより、液晶側基板１上に塗布された強誘電性液晶５は加温されて、等方相の状態となり、粘度が低くなって第１配向膜４上を流動する。続いて、強誘電性液晶５が塗布された液晶側基板１と、対向基板１１とを、第１配向膜４および第２配向膜１４の配向処理方向が略平行になるように対向させる。
次に、図１（ｅ）に示すように、液晶側基板１および対向基板１１の間を十分減圧し、減圧下で液晶側基板１および対向基板１１を重ね合わせ、所定の圧力２１を加えてセルギャップを均一にする。続いて、常圧に戻すことで、液晶側基板１および対向基板１１の間にさらに圧力を加える。次いで、シール剤６が塗布された領域に紫外線２２を照射してシール剤６を硬化させ、液晶側基板１および対向基板１１を接着させる（基板貼り合せ工程）。
【００５０】
その後、図示しないが、室温まで徐冷することにより、封入された強誘電性液晶を配向させる。
【００５１】
本発明に用いられる強誘電性液晶は、単安定性を示し、かつ、第１電極層が負極となるように電圧を印加したときに、強誘電性液晶の分子方向が上記液晶側基板面に対して平行に上記強誘電性液晶のチルト角の約２倍変化するものである。
【００５２】
強誘電性液晶は、図３に例示するように、液晶分子１５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１５の層法線ｚに対する傾き角をチルト角θという。
【００５３】
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３に示すように、液晶分子１５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１５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。
【００５４】
上述の実験結果から、液晶側基板上に強誘電性液晶を塗布した後、液晶側基板および対向基板を貼り合せて液晶表示素子を作製すると、強誘電性液晶が塗布されなかった対向基板側に、強誘電性液晶の自発分極が向く傾向にあることがわかった。これは、強誘電性液晶と、強誘電性液晶が塗布された第１配向膜表面との相互作用である、極性表面相互作用が影響しているものと考えられる。例えば、図１（ｂ）に示すように液晶側基板１の第１配向膜４上に強誘電性液晶５を塗布した後、液晶側基板１を強誘電性液晶が等方相を示す温度に加熱すると、図１（ｄ）に示すように強誘電性液晶５が等方相の状態となって第１配向膜４上を流動する。このとき、第１配向膜４上を等方相の状態で流動した強誘電性液晶５は、第１配向膜４および空気（図示せず）に接触している。第１配向膜と空気とでは、第１配向膜の方が正の極性が強いと考えられる。そのため、図４に例示するように、極性表面相互作用によって、液晶分子１５の自発分極Ｐｓが第１配向膜４の反対側を向くと思料される。なお、図４において、第１基材および第１電極層は省略されており、強誘電性液晶については液晶分子を示している。
【００５５】
また、液晶側基板および対向基板を貼り合せる際には、例えば液晶側基板および対向基板を強誘電性液晶が等方相を示す温度（例えば１００℃）に加熱し、液晶側基板および対向基板を貼り合せた後は、強誘電性液晶を室温まで除冷して配向させる。このとき、強誘電性液晶の自発分極の向きに、強誘電性液晶と対向基板の第２配向膜との極性表面相互作用も影響するのではないかと懸念される。しかしながら、強誘電性液晶が等方相の状態で第１配向膜上を流動して、強誘電性液晶の自発分極が第１配向膜の反対側を向いた後は、液晶側基板および対向基板の貼り合せ時や強誘電性液晶の配向時等において、強誘電性液晶が自発分極の向きを反転させるほどの作用を受けることはないと考えられる。そのため、基板貼り合せ工程後においても、自発分極の向きが維持されるものと思料される。
【００５６】
以上のことから、本発明により得られる液晶表示素子において、電圧無印加状態では、図５に例示するように、液晶分子１５の自発分極Ｐｓが第１配向膜４の反対側、すなわち第２配向膜１４側を向くと思料される。なお、図５において、第１基材および第２基材は省略されている。
【００５７】
また、本発明により得られる液晶表示素子において、図６に例示するように、第１電極層３が負極（−）、第２電極層１３が正極（＋）となるように電圧を印加すると、印加電圧の極性の影響により、液晶分子１５の自発分極Ｐｓは第１配向膜４側を向くようになる。なお、図６において、第１基材および第２基材は省略されている。
【００５８】
さらに、第１電極層が正極（＋）、第２電極層が負極（−）となるように電圧を印加すると、印加電圧の極性の影響によって、図５に例示するように、液晶分子１５の自発分極Ｐｓは第２配向膜１４側を向くようになる。この場合、自発分極の向きは、電圧無印加状態と同様になる。
【００５９】
電圧無印加状態あるいは第１電極層への正の極性の電圧印加状態（図５）から、第１電極層への負の極性の電圧印加状態（図６）としたとき、この印加電圧の負の極性と、液晶分子の自発分極の負の極性との反発によって、図７に例示するように、液晶分子１５が角度約２θ回転する。すなわち、第１電極層が負極となるように電圧を印加したときに、強誘電性液晶の分子方向が、液晶側基板面に対して平行に、強誘電性液晶のチルト角θの約２倍変化するのである。
【００６０】
このように本発明においては、第１配向膜の反対側、すなわち強誘電性液晶が塗布されなかった対向基板側に、強誘電性液晶の自発分極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可能である。
【００６１】
一般に、強誘電性液晶を用いた液晶表示素子では、対向する２つの配向膜は、それぞれの配向処理方向が平行になるように配置される。例えば図５に示す液晶表示素子においては、電圧無印加状態では、図８（ａ）に例示するように液晶分子１５が第１配向膜および第２配向膜の配向処理方向ｄに沿って配向し、一様な配向状態となる。また、第１電極層が負極（−）、第２電極層が正極（＋）となるように電圧を印加すると、図８（ｂ）に例示するように印加電圧の極性の影響によって自発分極Ｐｓの向きが反転する。この場合も、液晶分子１５は一様な配向状態となる。さらに、第１電極層が正極（＋）、第２電極層が負極（−）となるように電圧を印加すると、図８（ａ）に例示するように印加電圧の極性の影響によって自発分極Ｐｓの向きが反転する。この場合、液晶分子１５は電圧無印加状態と同様の配向状態となる。
なお、図８（ａ）は、図５の上面からの液晶分子の配向状態を示す模式図であり、自発分極Ｐｓは紙面奥から手前方向に向いている（図８（ａ）中の●印）。また、図８（ｂ）は、図６の上面からの液晶分子の配向状態を示す模式図であり、自発分極Ｐｓは紙面手前から奥方向に向いている（図８（ｂ）中の×印）。
【００６２】
本発明においては、上述したように自発分極の向きを制御することができるので、配向欠陥を生じることなく、強誘電性液晶の配向を単安定化させることができる。すなわち、強誘電性液晶が単安定性を示すのである。また、電界印加徐冷法によらずに、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できるという利点を有する。
【００６３】
なお、上記の説明では、対向基板に第２配向膜が形成されている場合を例にしているが、これに限定されるものではなく、対向基板には第２配向膜が形成されていなくてもよい。対向基板が第２基材上に第２電極層が形成されたものであり、第２配向膜を有さない場合においても、液晶側基板の第１配向膜上に強誘電性液晶を塗布し、強誘電性液晶が等方相の状態となって第１配向膜上を流動したときには、極性表面相互作用によって、強誘電性液晶の自発分極が第１配向膜の反対側を向く。したがって、強誘電性液晶の自発分極の向きを制御することができ、配向欠陥を生じることなく、強誘電性液晶の配向を単安定化させることができる。
【００６４】
第１電極層が負極となるように電圧を印加したとき、強誘電性液晶の分子方向がチルト角の約２倍変化するものは８０％以上存在することが好ましく、より好ましくは９０％以上、さらに好ましくは９５％以上である。上記範囲であれば、良好なコントラスト比を得ることができるからである。
【００６５】
なお、上記の比率は、次のようにして測定することができる。
例えば図９に示すように、第１基材２上に第１電極層３および第１配向膜４が積層された液晶側基板１と、第２基材１２上に第２電極層１３および第２配向膜１４が積層された対向基板１１との間に、強誘電性液晶５が挟持された液晶表示素子において、液晶側基板１および対向基板１１の外側にそれぞれ偏光板１７ａおよび１７ｂを設け、偏光板１７ａ側から光が入射し、偏光板１７ｂ側から光が出射するものとする。２枚の偏光板１７ａおよび１７ｂは、それぞれの偏光軸が略垂直に、かつ、偏光板１７ａの偏光軸と第１配向膜４の配向処理方向（液晶分子の配向方向）とが略平行になるように配置されている。
【００６６】
電圧無印加状態では、偏光板１７ａを透過した直線偏光と液晶分子の配向方向とが一致するため、液晶分子の屈折率異方性が発現されず、偏光板１７ａを透過した直線偏光はそのまま液晶分子を通過し、偏光板１７ｂにより遮断され、暗状態となる。一方、電圧印加状態では、液晶分子がコーン上を移動し、偏光板１７ａを透過した直線偏光と液晶分子の配向方向とが所定の角度を持つようになるため、偏光板１７ａを透過した直線偏光は液晶分子の複屈折により楕円偏光となる。この楕円偏光のうち、偏光板１７ｂの偏光軸と一致する直線偏光のみが偏光板１７ｂを透過し、明状態となる。
【００６７】
このため、第１電極層が負極となるように電圧を印加したとき、強誘電性液晶の分子方向がチルト角の約２倍変化すると明状態が得られる。一方、第１電極層が負極となるように電圧を印加したとき、例えば強誘電性液晶の分子方向が変化しないものが部分的に存在する場合には、部分的に暗状態が得られる。したがって、電圧印加時に得られる白黒（明暗）表示の白・黒の面積比から、第１電極層が負極となるように電圧を印加したときに強誘電性液晶の分子方向がチルト角の約２倍変化するものの比率を算出することができる。
【００６８】
また、上記のように偏光板が設けられた液晶表示素子においては、電圧無印加状態および第２電極層への負の極性の電圧印加状態のときに暗状態、第２電極層への正の極性の電圧印加状態のときに明状態となる。したがって、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した場合には、図１０に例示するように、例えばＧ（緑色）のバックライトの点灯時にＲ（赤色）のバックライトに同期させた走査によって明状態となるのを回避することが可能である。
なお、図１０中の記号等については、図２１に示した記号等と同様である。
【００６９】
本発明の液晶表示素子の製造方法は、液晶塗布工程と基板貼り合せ工程とを有していればよいが、液晶塗布工程前に、第１基材上に第１電極層および第１配向膜がこの順に積層された液晶側基板を調製する液晶側基板調製工程、および、第２基材上に第２電極層が形成された対向基板を調製する対向基板調製工程を行ってもよい。
以下、本発明に用いられる強誘電性液晶、および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。
【００７０】
１．強誘電性液晶
本発明に用いられる強誘電性液晶は、単安定性を示し、かつ、第１電極層が負極となるように電圧を印加したときに、強誘電性液晶の分子方向が液晶側基板面に対して平行に強誘電性液晶のチルト角の約２倍変化するものである。
【００７１】
なお、「第１電極層が負極となるように電圧を印加したときに、強誘電性液晶の分子方向が液晶側基板面に対して強誘電性液晶のチルト角θの約２倍変化する」とは、電圧無印加時に液晶分子がコーン上のひとつの状態で安定化しており、第１電極層が負極となるように電圧を印加したときに、液晶分子が単安定化状態からコーン上の一方の側に傾き、第１電極層が正極となるように電圧を印加したときに、液晶分子が、単安定化状態を維持するか、または単安定化状態から第１電極層が負極となるように電圧を印加したときとは逆側に傾き、第１電極層が負極となるように電圧を印加したときの、液晶分子の単安定化状態からの傾斜角が、第１電極層が正極となるように電圧を印加したときの、液晶分子の単安定化状態からの傾斜角よりも大きいことをいう。
【００７２】
図１１は、単安定性を示す強誘電性液晶の配向状態の一例を示す模式図である。図１１（ａ）は電圧無印加の場合、図１１（ｂ）は第１電極層が負極となるように電圧を印加した場合、図１１（ｃ）は第１電極層が正極となるように電圧を印加した場合をそれぞれ示す。電圧無印加の場合、液晶分子１５は、コーン上のひとつの状態で安定化している（図１１（ａ））。第１電極層が負極となるように電圧を印加した場合、液晶分子１５は、安定化している状態（破線）から一方の側に傾く（図１１（ｂ））。また、第１電極層が正極となるように電圧を印加したときに、液晶分子１５は、安定化している状態（破線）から第１電極層が負極となるように電圧を印加したときとは逆側に傾く（図１１（ｃ））。このとき、第１電極層が負極となるように電圧を印加したときの傾斜角δは、第１電極層が正極となるように電圧を印加したときの傾斜角ωよりも大きい。なお、図１１において、ｄは配向処理方向、ｚは層法線を示す。
【００７３】
第１電極層が負極となるように電圧を印加したとき、液晶分子は、印加電圧の大きさに応じた角度で、単安定化状態からコーン上の一方の側に傾く。また、強誘電性液晶では、図１１（ａ）に例示するように、位置Ａ（液晶分子１５の方向）と、位置Ｂ（配向処理方向ｄ）と、位置Ｃとが、必ずしも一致するわけではない。そのため、図１１（ｂ）に例示するように、第１電極層が負極となるように電圧を印加したときの最大の傾斜角δは、チルト角θの約２倍（角度２θ）となる。
【００７４】
例えば図７に示すように、液晶分子１５の方向は、液晶側基板面に対して平行に、チルト角θの約２倍（角度２θ）変化するのであるが、ここでチルト角θの約２倍変化するとは、２θ〜２θ−５°変化する場合をいう。
【００７５】
なお、強誘電性液晶の分子方向が液晶側基板面に対して平行に変化した角度は、次のようにして測定することができる。まず、偏光板をクロスニコルに配置した偏光顕微鏡および液晶表示素子を、一方の偏光板の偏光軸と液晶層の液晶分子の配向方向とが平行になるように配置し、この位置を基準とする。電圧を印加すると液晶分子が偏光軸と所定の角度を持つようになるため、一方の偏光板を透過した偏光が他方の偏光板を透過して明状態となる。この電圧を印加した状態で液晶表示素子を回転させ暗状態にする。そして、このときの液晶表示素子を回転させた角度を測定する。液晶表示素子を回転させた角度が、強誘電性液晶の分子方向が液晶側基板面に対して平行に変化した角度である。
【００７６】
上述したように、第１電極層が負極となるように電圧を印加したとき、液晶分子は、印加電圧の大きさに応じた角度で、単安定化状態からコーン上の一方の側に傾くので、実際に液晶表示素子を駆動している際、第１電極層が負極となるように電圧を印加したときに、液晶分子の方向がチルト角の約２倍変化するわけではない。
【００７７】
このような強誘電性液晶として具体的には、例えば図１２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、ＨＶ字型スイッチングと称する。）特性を示す強誘電性液晶が用いられる。このようなＨＶ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。
なお、「ＨＶ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。
【００７８】
強誘電性液晶の相系列は、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。
【００７９】
一般に、図１３下段に例示するようなＳｍＡ相を経由する相系列を有する強誘電性液晶は、相変化の過程において、スメクチック層の層間隔が縮まり、その体積変化を補償するためにスメクチック層が曲がったシェブロン構造を有し、この曲げの方向によって液晶分子の長軸方向が異なるドメインが形成され、その境界面にジグザグ欠陥やヘアピン欠陥と呼ばれる配向欠陥が発生しやすい。また一般に、図１３上段に例示するような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。本発明においては、このような配向欠陥を生じさせることなく、強誘電性液晶の配向を単安定化することができるのである。
【００８０】
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。
【００８１】
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、ＨＶ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。
【００８２】
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。
【００８３】
上記ホスト液晶としては、広い温度範囲でＳｍＣ相を示す材料であることが好ましく、一般に強誘電性液晶のホスト液晶として知られているものであれば特に限定されることなく使用することができる。例えば、下記一般式：
Ｒａ−Ｑ１−Ｘ１−（Ｑ２−Ｙ１）ｍ−Ｑ３−Ｒｂ
（式中、ＲａおよびＲｂはそれぞれ、直鎖状もしくは分岐状のアルキル基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、アルカノイルオキシ基またはアルコキシカルボニルオキシ基であり、Ｑ１、Ｑ２およびＱ３はそれぞれ、１，４−フェニレン基、１，４−シクロヘキシレン基、ピリジン−２，５−ジイル基、ピラジン−２，５−ジイル基、ピリダジン−３，６−ジイル基、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル基であり、これらの基はハロゲン原子、水酸基、シアノ基等の置換基を有していてもよく、Ｘ１およびＹ１はそれぞれ、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−Ｃ≡Ｃ−または単結合であり、ｍは０または１である。）で表される化合物を使用することができる。ホスト液晶としては、上記化合物を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。
【００８４】
上記ホスト液晶に添加する光学活性物質としては、自発分極が大きく、適当な螺旋ピッチを誘起する能力を持った材料であれば特に限定されるものではなく、一般にＳｍＣ相を示す液晶組成物に添加する材料として知られるものを使用することができる。特に少量の添加量で大きな自発分極を誘起できる材料であることが好ましい。このような光学活性物質としては、例えば、下記一般式：
Ｒｃ−Ｑ１−Ｚａ−Ｑ２−Ｚｂ−Ｑ３−Ｚｃ−Ｒｄ
（式中、Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３は上記一般式と同じ意味を表し、Ｚａ、ＺｂおよびＺｃは−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ＝Ｎ−、−Ｎ＝Ｎ−、−Ｎ（→Ｏ）＝Ｎ−、−Ｃ（＝Ｏ）Ｓ−または単結合であり、Ｒｃは不斉炭素原子を有していてもよい直鎖状もしくは分岐状のアルキル基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、アルカノイルオキシ基またはアルコキシカルボニルオキシ基であり、Ｒｄは不斉炭素原子を有する直鎖状もしくは分岐状のアルキル基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、アルカノイルオキシ基またはアルコキシカルボニルオキシ基であり、ＲｃおよびＲｄはハロゲン原子、シアノ基、水酸基で置換されていてもよい。）で表される化合物を使用することができる。光学活性物質としては、上記化合物を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】
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。
【００８６】
単安定性を示す強誘電性液晶を用いた液晶表示素子においては、透過率は、電圧を印加したときの液晶分子の傾斜角に依存する。正負いずれかの電圧を印加すると液晶分子がコーン上を傾くので、例えば図１２に示すように印加電圧の大きさに応じて液晶分子の傾斜角が変化して透過率が変化する。このとき、液晶分子の単安定状態からの傾斜角が４５°の場合に透過率が最大になる。
したがって、高い透過率を実現するためには、実際の駆動時に第１電極層が負極となるように電圧を印加した場合に、液晶分子の単安定状態からの傾斜角が４５°になり得る強誘電性液晶を用いることが好ましい。
例えば、図１１に示すような液晶分子の単安定状態からの最大の傾斜角δが４５°よりも大きい強誘電性液晶を用いた場合には、実際に液晶表示素子を駆動している際、第１電極層が負極となるように電圧を印加したときに、液晶分子の単安定状態からの傾斜角を４５°とすることができる。上述したように、実際の駆動時に第１電極層が負極となるように電圧を印加した場合に、液晶分子の方向がチルト角の約２倍変化するわけではないからである。
【００８７】
強誘電性液晶には、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化合物を添加することができる。この化合物としては、重合性モノマーを挙げることができる。強誘電性液晶に重合性モノマーを添加し、基板貼り合せ工程後に、この重合性モノマーを重合させることにより、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。
【００８８】
重合性モノマーとしては、重合反応により重合物を生じる化合物であれば特に限定されるものではなく、加熱処理により重合反応を生じる熱硬化性樹脂モノマー、および活性放射線の照射により重合反応を生じる活性放射線硬化性樹脂モノマーを挙げることができる。中でも、活性放射線硬化性樹脂モノマーを用いることが好ましい。熱硬化性樹脂モノマーを用いる場合は、重合反応を生じさせるために加温処理をすることが必要であるので、このような加温処理により強誘電性液晶の規則的な配列が損なわれたり、相転移が誘起されてしまったりするおそれがある。一方、活性放射線硬化性樹脂モノマーを用いる場合は、このようなおそれがなく、重合反応が生じることによって強誘電性液晶の配列が害されることが少ないからである。
【００８９】
活性放射線硬化性樹脂モノマーとしては、電子線の照射により重合反応を生じる電子線硬化性樹脂モノマー、および光照射により重合反応を生じる光硬化性樹脂モノマーを挙げることができる。中でも、光硬化性樹脂モノマーを用いることが好ましい。光硬化性樹脂モノマーを用いることにより、製造工程を簡略化できるからである。
【００９０】
光硬化性樹脂モノマーとしては、波長が１５０ｎｍ〜５００ｎｍの範囲内の光を照射することにより、重合反応を生じるものであれば特に限定されるものではない。中でも波長が２５０ｎｍ〜４５０ｎｍの範囲内、特に３００ｎｍ〜４００ｎｍの範囲内の光を照射することにより重合反応を生じる紫外線硬化性樹脂モノマーを用いることが好ましい。照射装置の容易性等の面において利点を有するからである。
【００９１】
紫外線硬化性樹脂モノマーが有する重合性官能基は、上記波長領域の紫外線照射により、重合反応を生じるものであれば特に限定されるものではない。特に、アクリレート基を有する紫外線硬化型樹脂モノマーを用いることが好ましい。
【００９２】
また、紫外線硬化性樹脂モノマーは、一分子中に一つの重合性官能基を有する単官能性モノマーであってもよく、また、一分子中に二つ以上の重合性官能基を有する多官能性モノマーであってもよい。中でも、多官能性モノマーを用いることが好ましい。多官能性モノマーを用いることにより、より強いポリマーネットワークを形成することができるため、分子間力および配向膜界面におけるポリマーネットワークを強化することができる。これにより、温度変化による強誘電性液晶の配列の乱れを抑制することができる。
【００９３】
多官能性モノマーの中でも、分子の両末端に重合性官能基を有する２官能性モノマーが好ましく用いられる。分子の両端に重合性官能基を有することにより、ポリマー同士の間隔が広いポリマーネットワークを形成することができ、重合性モノマーの重合物を含むことによる強誘電性液晶の駆動電圧の低下を防止できるからである。
【００９４】
また、紫外線硬化性樹脂モノマーの中でも、液晶性を発現する紫外線硬化性液晶モノマーを用いることが好ましい。このような紫外線硬化性液晶モノマーが好ましい理由は次の通りである。すなわち、紫外線硬化性液晶モノマーは液晶性を示すことから、配向膜の配向規制力により規則的に配列することができる。このため、紫外線硬化性液晶モノマーを、規則的に配列した後に重合反応を生じさせることにより、規則的な配列状態を維持したまま固定化することができる。このような規則的な配列状態を有する重合物が存在することにより、強誘電性液晶の配向安定性を向上させることができ、優れた耐熱性および耐衝撃性を得ることができる。
【００９５】
紫外線硬化性液晶モノマーが示す液晶相としては、特に限定されるものではなく、例えば、Ｎ相、ＳｍＡ相、ＳｍＣ相を挙げることができる。
【００９６】
本発明に用いられる紫外線硬化性液晶モノマーとしては、例えば、下記式(1)〜(3)に示す化合物を挙げることができる。
【００９７】
【化１】
0005391538.tif 000002
【００９８】
上記式(1),(2)において、Ａ、Ｂ、Ｄ、ＥおよびＦはベンゼン、シクロヘキサンまたはピリミジンを表し、これらはハロゲン等の置換基を有していてもよい。また、ＡおよびＢ、あるいはＤおよびＥは、アセチレン基、メチレン基、エステル基等の結合基を介して結合していてもよい。Ｍ１およびＭ２は、水素原子、炭素数３〜９のアルキル基、炭素数３〜９のアルコキシカルボニル基、またはシアノ基のいずれであってもよい。さらに、分子鎖末端のアクリロイルオキシ基とＡまたはＤとは、炭素数３〜６のアルキレン基等の結合基を介して結合していてもよい。
【００９９】
また、上記式(3)おいて、Ｙは、水素、炭素数１〜２０のアルキル、炭素数１〜２０のアルケニル、炭素数１〜２０のアルキルオキシ、炭素数１〜２０のアルキルオキシカルボニル、ホルミル、炭素数１〜２０のアルキルカルボニル、炭素数１〜２０のアルキルカルボニルオキシ、ハロゲン、シアノまたはニトロを表す。
【０１００】
上記の中でも、好適に用いられるものとして、下記式の化合物を例示することができる。
【０１０１】
【化２】
0005391538.tif 000003
【０１０２】
【化３】
0005391538.tif 000004
【０１０３】
【化４】
0005391538.tif 000005
【０１０４】
また、上記重合性モノマーは、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。２種以上の異なる重合性モノマーを用いる場合には、例えば、上記式で示される紫外線硬化性液晶モノマーと他の紫外線硬化性樹脂モノマーとを用いることができる。
【０１０５】
重合性モノマーとして紫外線硬化性液晶モノマーを用いた場合、重合性モノマーを重合させることにより得られる重合物としては、主鎖に液晶性を示す原子団を有することにより主鎖が液晶性を示す主鎖液晶型重合物であってもよく、側鎖に液晶性を示す原子団を有することにより側鎖が液晶性を示す側鎖液晶型重合物であってもよい。中でも、重合性モノマーの重合物が側鎖液晶型重合物であることが好ましい。液晶性を示す原子団が側鎖に存在することにより、この原子団の自由度が高くなるため、液晶性を示す原子団が配向しやすくなるからである。また、その結果として強誘電性液晶の配向安定性を向上させることができるからである。
【０１０６】
重合性モノマーの添加量としては、強誘電性液晶の配向安定性を所望の程度にできる範囲内であれば特に限定されるものではないが、強誘電性液晶および重合性モノマーの全質量に対して、０．５質量％〜３０質量％の範囲内が好ましく、より好ましくは１質量％〜２０質量％の範囲内、さらに好ましくは１質量％〜１０質量％の範囲内である。重合性モノマーの添加量が上記範囲よりも多いと、強誘電性液晶の駆動電圧が増加したり、応答速度が低下したりする場合があるからである。また、重合性モノマーの添加量が上記範囲よりも少ないと、強誘電性液晶の配向安定性が不十分となり、耐熱性や耐衝撃性が低下する可能性があるからである。
【０１０７】
本発明においては、強誘電性液晶が単安定性を示すものであるので、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による駆動が可能であり、電圧変調により階調制御が可能な液晶表示素子を得ることができる。
【０１０８】
２．液晶側基板調製工程
本発明においては、第１基材上に第１電極層および第１配向膜がこの順に積層された液晶側基板を調製する液晶側基板調製工程を行ってもよい。液晶側基板調製工程は、第１電極層が形成された第１基材上に第１配向膜を形成する第１配向膜形成工程を有していればよいが、さらに、第１配向膜上に反応性液晶を固定化してなる反応性液晶層を形成する反応性液晶層形成工程を有していることが好ましい。また、第１基材上に隔壁を形成する隔壁形成工程を有していることも好ましい。この場合には、隔壁形成工程後に第１配向膜形成工程が行われる。
以下、液晶側基板調製工程における各工程について説明する。
【０１０９】
（１）第１配向膜形成工程
本発明における第１配向膜形成工程は、第１電極層が形成された第１基材上に第１配向膜を形成する工程である。
【０１１０】
第１配向膜の形成方法としては、上記強誘電性液晶を配向させることが可能な第１配向膜が得られる方法であれば特に限定されるものではない。例えば、第１電極層上に膜を形成し、この膜にラビング処理、光配向処理等を施して第１配向膜を形成することができる。
【０１１１】
第１配向膜が光配向処理されたものである場合には、強誘電性液晶の自発分極の向きを効果的に制御することができる。また、光配向処理は、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。
【０１１２】
一方、第１配向膜がラビング処理されたラビング膜である場合には、ジグザグ欠陥やヘアピン欠陥の発生を効果的に抑制することができる。
一般に、ＳｍＡ相を経由する相系列を有する強誘電性液晶は、相変化の過程において、スメクチック層の層間隔が縮まり、その体積変化を補償するためにスメクチック層が曲がったシェブロン構造を有し、この曲げの方向によって液晶分子の長軸方向が異なるドメインが形成され、その境界面にジグザグ欠陥やヘアピン欠陥と呼ばれる配向欠陥が発生しやすい。このジグザグ欠陥やヘアピン欠陥の発生を防ぐためには、プレチルト角を大きくすることが有効である。
ラビング膜では比較的高いプレチルト角を実現することができる。したがって、第１配向膜をラビング膜とすることにより、ジグザグ欠陥やヘアピン欠陥の発生を効果的に抑制することができるのである。
【０１１３】
中でも、後述の反応性液晶層形成工程を行わない場合には、光配向処理によって第１配向膜を形成することが好ましい。上述したように、第１配向膜が光配向処理されたものである場合には、強誘電性液晶の自発分極の向きを効果的に制御することができるからである。
【０１１４】
また、後述の反応性液晶層形成工程を行う場合には、第１配向膜がラビング処理されたラビング膜であることが好ましい。ラビング膜上に反応性液晶層を形成する場合、ラビング膜の配向規制力によって反応性液晶が配向するため、ラビング膜上に形成された反応性液晶層でも、ラビング膜と同様に、比較的高いプレチルト角を実現することができる。したがって、第１配向膜がラビング膜であり、ラビング膜上に反応性液晶層を形成する場合には、ジグザグ欠陥やヘアピン欠陥の発生を効果的に抑制することができる。
【０１１５】
以下、光配向処理により第１配向膜を形成する方法およびラビング処理により第１配向膜を形成する方法について説明する。
【０１１６】
（ｉ）光配向処理
光配向処理により第１配向膜を形成する場合には、第１電極層上に光配向性材料を塗布して塗膜を形成し、この塗膜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）を生じさせて塗膜に異方性を付与することにより、第１配向膜を形成することができる。
【０１１７】
本発明に用いられる光配向性材料としては、光を照射して光励起反応を生じることにより、強誘電性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。この光配向性材料としては、大きく、光反応を生じることにより配向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配向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ついて説明する。
【０１１８】
（光反応型材料）
本発明に用いられる光反応型材料としては、光反応を生じることにより配向膜に異方性を付与するものであれば特に限定されるものではないが、光二量化反応または光分解反応を生じることにより配向膜に異方性を付与するものであることが好ましい。
【０１１９】
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、配向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、配向膜に異方性を付与することができるものである。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配向膜に異方性を付与する光二量化型材料を用いることがより好ましい。
【０１２０】
光二量化型材料としては、光二量化反応により配向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、配向膜に容易に異方性を付与することができるからである。
【０１２１】
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。
【０１２２】
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、配向膜に容易に異方性を付与することができるからである。
【０１２３】
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。
【０１２４】
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、配向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、第１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。
【０１２５】
二量化反応性ポリマーとしては、下記式(4)で表される化合物を例示することができる。
【０１２６】
【化５】
0005391538.tif 000006
【０１２７】
上記式(4)において、Ｍ１１およびＭ１２は、それぞれ独立して、単重合体または共重合体の単量体単位を表す。例えば、エチレン、アクリレート、メタクリレート、２−クロロアクリレート、アクリルアミド、メタクリルアミド、２−クロロアクリルアミド、スチレン誘導体、マレイン酸誘導体、シロキサンなどが挙げられる。Ｍ１２としては、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、メタクリレート、メチルメタクリレート、ヒドロキシアルキルアクリレートまたはヒドロキシアルキルメタクリレートであってもよい。ｘおよびｙは、共重合体とした場合の各単量体単位のモル比を表すものであり、それぞれ、０＜ｘ≦１、０≦ｙ＜１であり、かつ、ｘ＋ｙ＝１を満たす数である。ｎは４〜３０，０００の整数を表す。Ｄ１およびＤ２は、スペーサー単位を表す。
【０１２８】
Ｒ１は−Ａ１−（Ｚ１−Ｂ１）ｚ−Ｚ２−で表される基であり、Ｒ２は−Ａ１−（Ｚ１−Ｂ１）ｚ−Ｚ３−で表される基である。ここで、Ａ１およびＢ１は、それぞれ独立して、共有単結合、ピリジン−２，５−ジイル、ピリミジン−２，５−ジイル、１，４−シクロヘキシレン、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル、または置換基を有していてもよい１，４−フェニレンを表す。また、Ｚ１およびＺ２は、それぞれ独立して、共有単結合、−ＣＨ２−ＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＯＮＲ−、−ＲＮＣＯ−、−ＣＯＯ−または−ＯＯＣ−を表す。Ｒは、水素原子または低級アルキル基であり、Ｚ３は、水素原子、置換基を有していてもよい、炭素数１〜１２のアルキルまたはアルコキシ、シアノ、ニトロ、ハロゲンである。ｚは、０〜４の整数である。Ｅ１は、光二量化反応部位を表し、例えば、ケイ皮酸エステル、クマリン、キノリン、カルコン基、シンナモイル基などが挙げられる。ｊおよびｋは、それぞれ独立して、０または１である。
【０１２９】
このような二量化反応性ポリマーとしては、具体的に下記式(5)〜(8)で表される化合物を挙げることができる。
【０１３０】
【化６】
0005391538.tif 000007
【０１３１】
また、上記二量化反応性ポリマーとして、より具体的には下記式(9)〜(12)で表される化合物を挙げることができる。
【０１３２】
【化７】
0005391538.tif 000008
【０１３３】
光二量化反応性化合物としては、上述した化合物の中から、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。
【０１３４】
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、第１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。
【０１３５】
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。
【０１３６】
一方、光分解反応を利用した光分解型材料としては、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。
【０１３７】
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。
【０１３８】
（光異性化型材料）
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配向膜に異方性を付与するものであれば特に限定されるものではないが、光異性化反応を生じることにより配向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、それにより配向膜に容易に異方性を付与することができるからである。
【０１３９】
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、配向膜に容易に異方性を付与することができるからである。
【０１４０】
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、それにより配向膜に異方性を付与することができるからである。
【０１４１】
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強誘電性液晶の種類に応じて適宜選択すればよいが、光照射により配向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、配向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。
【０１４２】
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。
【０１４３】
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。
【０１４４】
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、強誘電性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。
【０１４５】
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、用いられる強誘電性液晶の種類に応じて、適宜選択することができる。
【０１４６】
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。
【０１４７】
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、配向膜に付与される異方性の効果がより大きなものとなり、強誘電性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。
【０１４８】
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。
【０１４９】
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、強誘電性液晶の配向制御に特に適しているからである。
【０１５０】
以下、アゾベンゼン骨格が光異性化反応を生じることにより配向膜に異方性を付与できる理由について説明する。まず、アゾベンゼン骨格に、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。
【０１５１】
【化８】
0005391538.tif 000009
【０１５２】
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、この現象を利用することにより、アゾベンゼン骨格の配向方向を揃え、配向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ことができるのである。
【０１５３】
このような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、例えば、下記式(13)で表される化合物を挙げることができる。
【０１５４】
【化９】
0005391538.tif 000010
【０１５５】
上記式(13)において、Ｒ４１は各々独立して、ヒドロキシ基を表す。Ｒ４２は−（Ａ４１−Ｂ４１−Ａ４１）ｍ−（Ｄ４１）ｎ−で表される連結基を表し、Ｒ４３は（Ｄ４１）ｎ−（Ａ４１−Ｂ４１−Ａ４１）ｍ−で表される連結基を表す。ここで、Ａ４１は二価の炭化水素基を表し、Ｂ４１は−Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＯＮＨ−、−ＮＨＣＯ−、−ＮＨＣＯＯ−または−ＯＣＯＮＨ−を表し、ｍは０〜３の整数を表す。Ｄ４１は、ｍが０のとき二価の炭化水素基を表し、ｍが１〜３の整数のとき−Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＯＮＨ−、−ＮＨＣＯ−、−ＮＨＣＯＯ−または−ＯＣＯＮＨ−を表し、ｎは０または１を表す。Ｒ４４は各々独立して、ハロゲン原子、カルボキシ基、ハロゲン化メチル基、ハロゲン化メトキシ基、シアノ基、ニトロ基、メトキシ基またはメトキシカルボニル基を表す。ただし、カルボキシ基はアルカリ金属と塩を形成していてもよい。Ｒ４５は各々独立して、カルボキシ基、スルホ基、ニトロ基、アミノ基またはヒドロキシ基を表す。ただし、カルボキシ基またはスルホ基はアルカリ金属と塩を形成していてもよい。
【０１５６】
上記式(13)で表される化合物の具体例としては、下記式(14)〜(17)で表される化合物を挙げることができる。
【０１５７】
【化１０】
0005391538.tif 000011
【０１５８】
また、上記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、例えば、下記式(18)で表される化合物を挙げることができる。
【０１５９】
【化１１】
0005391538.tif 000012
【０１６０】
上記式(18)において、Ｒ５１は各々独立して、（メタ）アクリロイルオキシ基、（メタ）アクリルアミド基、ビニルオキシ基、ビニルオキシカルボニル基、ビニルイミノカルボニル基、ビニルイミノカルボニルオキシ基、ビニル基、イソプロペニルオキシ基、イソプロペニルオキシカルボニル基、イソプロペニルイミノカルボニル基、イソプロペニルイミノカルボニルオキシ基、イソプロペニル基またはエポキシ基を表す。Ｒ５２は−（Ａ５１−Ｂ５１−Ａ５１）ｍ−（Ｄ５１）ｎ−で表される連結基を表し、Ｒ５３は（Ｄ５１）ｎ−（Ａ５１−Ｂ５１−Ａ５１）ｍ−で表される連結基を表す。ここで、Ａ５１は二価の炭化水素基を表し、Ｂ５１は−Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＯＮＨ−、−ＮＨＣＯ−、−ＮＨＣＯＯ−または−ＯＣＯＮＨ−を表し、ｍは０〜３の整数を表す。Ｄ５１は、ｍが０のとき二価の炭化水素基を表し、ｍが１〜３の整数のとき−Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＯＮＨ−、−ＮＨＣＯ−、−ＮＨＣＯＯ−または−ＯＣＯＮＨ−を表し、ｎは０または１を表す。Ｒ５４は各々独立して、ハロゲン原子、カルボキシ基、ハロゲン化メチル基、ハロゲン化メトキシ基、シアノ基、ニトロ基、メトキシ基またはメトキシカルボニル基を表す。ただし、カルボキシ基はアルカリ金属と塩を形成していてもよい。Ｒ５５は各々独立して、カルボキシ基、スルホ基、ニトロ基、アミノ基またはヒドロキシ基を表す。ただし、カルボキシ基またはスルホ基はアルカリ金属と塩を形成していてもよい。
【０１６１】
上記式(18)で表される化合物の具体例としては、下記式(19)〜(22)で表される化合物を挙げることができる。
【０１６２】
【化１２】
0005391538.tif 000013
【０１６３】
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。
【０１６４】
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。
【０１６５】
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。
【０１６６】
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。
【０１６７】
（光配向処理方法）
次に、光配向処理方法について説明する。まず、第１電極層上に、上述の光配向性材料を有機溶剤で希釈した第１配向膜形成用塗工液を塗布し、乾燥させる。
【０１６８】
第１配向膜形成用塗工液中の光二量化反応性化合物または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、配向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。
【０１６９】
第１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。
【０１７０】
上記第１配向膜形成用塗工液を塗布して得られる膜の厚みは、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。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。
【０１７１】
得られた膜は、偏光を制御した光を照射することにより、光励起反応を生じさせて異方性を付与することができる。照射する光の波長領域は、用いられる配向膜の構成材料に応じて適宜選択すればよいが、紫外光域の範囲内、すなわち１００ｎｍ〜４００ｎｍの範囲内であることが好ましく、より好ましくは２５０ｎｍ〜３８０ｎｍの範囲内である。また、偏光方向は、上記光励起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。
【０１７２】
さらに、光配向性材料として、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。
【０１７３】
（ii）ラビング処理
ラビング処理方法としては、第１電極層上にラビング配向性材料を塗布して硬化させ、得られた膜をラビング布で一定方向に擦ることにより配向膜に異方性を付与する方法を用いることができる。
【０１７４】
ラビング膜に用いられるラビング配向性材料としては、ラビング処理により配向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、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。
【０１７５】
中でも、ラビング膜が、ポリイミドを含有することが好ましく、特にポリアミック酸を脱水閉環（イミド化）させたポリイミドを含有することが好ましい。
【０１７６】
ポリアミック酸は、ジアミン化合物と酸二無水物とを反応させることにより合成することができる。
ポリアミック酸を合成する際に用いられるジアミン化合物としては、脂環式ジアミン、炭素環式芳香族ジアミン類、複素環式ジアミン類、脂肪族ジアミン、芳香族ジアミンが例示される。
【０１７７】
脂環式ジアミンとしては、例えば、１，４−ジアミノシクロヘキサン、１，３−ジアミノシクロヘキサン、４，４´−ジアミノジシクロヘキシルメタン、４，４´−ジアミノ−３，３´−ジメチルジシクロヘキサン、イソホロンジアミン等が挙げられる。
【０１７８】
炭素環式芳香族ジアミン類としては、例えば、ｏ−フェニレンジアミン、ｍ−フェニレンジアミン、ｐ−フェニレンジアミン、ジアミノトルエン類（具体的には、２，４−ジアミノトルエン）、１，４−ジアミノ−２−メトキシベンゼン、ジアミノキシレン類（具体的には、１，３−ジアミノ−２，４−ジメチルベンゼン）、１，３−ジアミノ−４−クロロベンゼン、１，４−ジアミノ−２，５−ジクロロベンゼン、１，４−ジアミノ−４−イソプロピルベンゼン、２，２´−ビス（４−アミノフェニル）プロパン、４，４´−ジアミノジフェニルメタン、２，２´−ジアミノスチルベン、４，４´−ジアミノスチルベン、４，４´−ジアミノジフェニルエーテル、４，４´−ジフェニルチオエーテル、４，４´−ジアミノジフェニルスルホン、３，３´−ジアミノジフェニルスルホン、４，４´−ジアミノ安息香酸フェニルエステル、４，４´−ジアミノベンゾフェノン、４，４´−ジアミノベンジル、ビス（４−アミノフェニル）ホスフィンオキシド、ビス（３−アミノフェニル）スルホン、ビス（４−アミノフェニル）フェニルホスフィンオキシド、ビス（４−アミノフェニル）シクロヘキシルホスフィンオキシド、Ｎ，Ｎ−ビス（４−アミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミン、Ｎ，Ｎ−ビス（４−アミンフェニル）−Ｎ−メチルアミン、４，４´−ジアミノジフェニル尿素、１，８−ジアミノナフタレン、１，５−ジアミノナフタレン、１，５−ジアミノアントラキノン、ジアミノフルオレン類（具体的には、２，６−ジアミノフルオレン）、ビス（４−アミノフェニル）ジエチルシラン、ビス（４−アミノフェニル）ジメチルシラン、３，４´−ジアミノジフェニルエーテル、ベンジジン、２，２´−ジメチルベンジジン、２，２−ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］プロパン、ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］スルホン、４，４´−ビス（４−アミノフェノキシ）ビフェニル、２，２−ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］ヘキサフルオロプロパン、１，４−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼン、１，３−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼン等が挙げられる。
【０１７９】
複素環式ジアミン類としては、例えば、２，６−ジアミノピリジン、２，４−ジアミノピリジン、２，４−ジアミノ−ｓ−トリアジン、２，５−ジアミノジベンゾフラン、２，７−ジアミノカルバゾール、３，６−ジアミノカルバゾール、３，７−ジアミノフェノチアジン、２，５−ジアミノ−１，３，４−チアジアゾール、２，４−ジアミノ−６−フェニル−ｓ−トリアジン等が挙げられる。
【０１８０】
脂肪族ジアミンとしては、例えば、１，２−ジアミノエタン、１，３−ジアミノプロパン、１，４−ジアミノブタン、１，５−ジアミノペンタン、１，６−ジアミノヘキサン、１，８−ジアミノオクタン、１，１０−ジアミノデカン、１，３−ジアミノ−２，２−ジメチルプロパン、１，６−ジアミノ−２，５−ジメチルヘキサン、１，５−ジアミノ−２，４−ジメチルヘプタン、１，７−ジアミノ−３−メチルヘプタン、１，９−ジアミノ−５−メチルノナン、２，１１−ジアミノドデカン、１，１２−ジアミノオクタデカン、１，２−ビス（３−アミノプロポキシ）エタン等が挙げられる。
【０１８１】
芳香族ジアミンとしては、例えば、下記式の構造で表される長鎖アルキルもしくはパーフルオロ基を有するものなどが挙げられる。
【０１８２】
【化１３】
0005391538.tif 000014
【０１８３】
ここで、上記式において、Ｒ２１は、炭素数５以上、好ましくは炭素数５〜２０の長鎖アルキル基もしくは長鎖アルキル基もしくはパーフルオロアルキル基を含む１価有機基を示す。
【０１８４】
また、ポリアミック酸を合成する際に原料として用いられる酸二無水物としては、芳香族酸二無水物、脂環式酸二無水物が例示される。
【０１８５】
芳香族酸二無水物としては、例えば、ピロメリット酸二無水物、３，３´，４，４´−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、２，２´，３，３´−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、２，３，３´，４´−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、３，３´，４，４´−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、２，３，３´，４´−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）エーテル二無水物、ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）スルホン二無水物、１，２，５，６−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、２，３，６，７−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物等が挙げられる。
【０１８６】
脂環式酸二無水物としては、例えば、１，２，３，４−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、１，２，３，４−シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物、２，３，４，５−テトラヒドロフランテトラカルボン酸二無水物、１，２，４，５−シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物、３，４−ジカルボキシ−１−シクロヘキシルコハク酸二無水物、３，４−ジカルボキシ−１，２，３，４−テトラヒドロ−１−ナフタレンコハク酸二無水物、ビシクロ［３，３，０］オクタン−２，４，６，８−テトラカルボン酸二無水物等が挙げられる。
【０１８７】
これらの酸二無水物は、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。ポリマーの透明性の観点から、脂環式酸二無水物を用いることが好ましい。
【０１８８】
また、ポリアミック酸は、上述のジアミン化合物と酸二無水物とを有機溶剤の存在下で、−２０℃〜１５０℃、好ましくは０℃〜８０℃において、３０分〜２４時間、好ましくは１時間〜１０時間反応させることによって合成することができる。
【０１８９】
ポリアミック酸を用いてポリイミドの膜を得る方法としては、ポリアミック酸を成膜した後に、加熱もしくは触媒によって全部または部分的に脱水閉環（イミド化）させる方法、あるいは、ポリアミック酸を加熱もしくは触媒によって全部または部分的に脱水閉環（イミド化）させ、可溶性ポリイミドとした後に、この可溶性ポリイミドを成膜する方法が挙げられる。中でも、ポリアミック酸をイミド化して得られる可溶性ポリイミドは保存安定性に優れるため、可溶性ポリイミドを成膜する方法が好ましい。
【０１９０】
ポリアミック酸を可溶性ポリイミドとするためのイミド化反応を行う方法としては、ポリアミック酸溶液をそのまま加熱する熱イミド化、ポリアミック酸溶液に触媒を添加してイミド化を行う化学的イミド化などが挙げられる。中でも、比較的低温でイミド化反応が進行する化学的イミド化の方が、得られる可溶性ポリイミドの分子量低下が起こりにくく好ましい。
【０１９１】
化学的イミド化反応は、ポリアミック酸を有機溶媒中において、アミック酸基の０．５〜３０モル倍、好ましくは１〜２０モル倍の塩基触媒と、アミック酸基の０．５〜５０モル倍、好ましくは１〜３０モル倍の酸無水物の存在下で、−２０℃〜２５０℃、好ましくは０℃〜２００℃の温度において、１時間〜１００時間反応させると好ましい。塩基触媒や酸無水物の量が少ないと反応が十分に進行せず、また多すぎると反応終了後に完全に除去することが困難となるからである。
【０１９２】
化学的イミド化反応の際に用いる塩基触媒としては、ピリジン、トリエチルアミン、トリメチルアミン、トリブチルアミン、トリオクチルアミン等が例示できる。中でも、ピリジンは反応を進行させるのに適度な塩基性を持つために好ましい。
また、酸無水物としては、無水酢酸、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸などが例示できる。中でも、無水酢酸を用いると反応終了後の精製が容易となるために好ましい。
【０１９３】
イミド化反応を行う際の有機溶媒としては、ポリアミック酸合成時に用いる溶媒を使用することができる。
【０１９４】
化学的イミド化によるイミド化率は、触媒量と反応温度を調節することにより制御することができる。中でも、上記イミド化率は、全ポリアミック酸のモル数の０．１％〜９９％が好ましく、５％〜９０％がより好ましく、３０％〜７０％がさらに好ましい。イミド化率が低すぎると保存安定性が悪くなり、高すぎると溶解性が悪く析出してしまう場合があるからである。
【０１９５】
また、ラビング膜の材料としては、日産化学工業（株）製の「SE-5291」、「SE-7992」、「SE-7492」が好ましく用いられる。
【０１９６】
上記ラビング配向性材料の塗布方法としては、例えば、ロールコート法、ロッドバーコート法、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。
【０１９７】
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ラビング配向性材料を用いた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、配向膜に異方性が付与される。
【０１９８】
ラビング膜の厚みは、１ｎｍ〜１０００ｎｍ程度で設定され、好ましくは５０ｎｍ〜１００ｎｍの範囲内である。
【０１９９】
（iii）第１基材
本発明に用いられる第１基材は、一般に液晶表示素子の基材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。
【０２００】
（iv）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、液晶側基板の第１電極層および対向基板の第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。
【０２０１】
本発明により得られる液晶表示素子を、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、液晶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。
【０２０２】
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。
【０２０３】
（２）反応性液晶層形成工程
本発明における液晶側基板調製工程は、第１配向膜上に反応性液晶を固定化してなる反応性液晶層を形成する反応性液晶層形成工程を有することが好ましい。第１配向膜上に反応性液晶層を形成する際には、第１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、反応性液晶層に第１配向膜の配向規制力を付与することができ、反応性液晶層を強誘電性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、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、強誘電性液晶の自発分極の向きを効果的に制御することができる。
【０２０４】
液晶側基板調製工程にて、反応性液晶層形成工程を行う場合には、後述の液晶塗布工程にて、反応性液晶層上に強誘電性液晶を塗布する。
【０２０５】
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。
【０２０６】
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できるからである。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も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。
【０２０７】
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。
【０２０８】
モノアクリレートモノマーとしては、下記式(1),(2)で表される化合物を例示することができる。
【０２０９】
【化１４】
0005391538.tif 000015
【０２１０】
上記式(1),(2)において、Ａ、Ｂ、Ｄ、ＥおよびＦはベンゼン、シクロヘキサンまたはピリミジンを表し、これらはハロゲン等の置換基を有していてもよい。また、ＡおよびＢ、あるいはＤおよびＥは、アセチレン基、メチレン基、エステル基等の結合基を介して結合していてもよい。Ｍ１およびＭ２は、水素原子、炭素数３〜９のアルキル基、炭素数３〜９のアルコキシカルボニル基、またはシアノ基のいずれであってもよい。さらに、分子鎖末端のアクリロイルオキシ基とＡまたはＤとは、炭素数３〜６のアルキレン基等のスペーサーを介して結合していてもよい。
【０２１１】
また、ジアクリレートモノマーとしては、例えば下記式(23)に示す化合物を挙げることができる。
【０２１２】
【化１５】
0005391538.tif 000016
【０２１３】
上記式(23)において、Ｚ３１およびＺ３２は、各々独立して直接結合している−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−Ｏ−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＯＯ−、−ＯＣＯＣＨ２ＣＨ２−を表し、Ｒ３１、Ｒ３２およびＲ３３は、各々独立して水素または炭素数１〜５のアルキルを表す。また、ｋおよびｍは０または１を表し、ｎは２〜８の範囲内の整数を表す。Ｒ３１、Ｒ３２およびＲ３３は、ｋ＝１の場合、各々独立して炭素数１〜５のアルキルであり、ｋ＝０の場合、各々独立して水素または炭素数１〜５のアルキルであることが好ましい。このＲ３１、Ｒ３２およびＲ３３は、互いに同じであってもよい。
【０２１４】
また、上記式(23)で表される化合物の具体例としては、下記式(24)に示す化合物を挙げることができる。
【０２１５】
【化１６】
0005391538.tif 000017
【０２１６】
上記式(24)において、Ｚ２１およびＺ２２は、各々独立して直接結合している−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−Ｏ−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＯＯ−、−ＯＣＯＣＨ２ＣＨ２−を表す。また、ｍは０または１を表し、ｎは２〜８の範囲内の整数を表す。
【０２１７】
また、ジアクリレートモノマーとしては、例えば下記式(25),(3)に示す化合物も挙げることができる。
【０２１８】
【化１７】
0005391538.tif 000018
【０２１９】
上記式(25),(3)において、ＸおよびＹは、水素、炭素数１〜２０のアルキル、炭素数１〜２０のアルケニル、炭素数１〜２０のアルキルオキシ、炭素数１〜２０のアルキルオキシカルボニル、ホルミル、炭素数１〜２０のアルキルカルボニル、炭素数１〜２０のアルキルカルボニルオキシ、ハロゲン、シアノまたはニトロを表す。また、ｍは２〜２０の範囲内の整数を表す。また、上記式(25)において、Ｘは、炭素数１〜２０のアルキルオキシカルボニル、メチルまたは塩素であることが好ましく、中でも炭素数１〜２０のアルキルオキシカルボニル、特にＣＨ３（ＣＨ２）４ＯＣＯであることが好ましい。
【０２２０】
上記の中でも、上記式(23),(25)で表される化合物が好ましく用いられる。特に、上記式(25)で表される化合物が好適である。具体的には、旭電化工業株式会社製の「アデカキラコール PLC-7183」、「アデカキラコール PLC-7209」、「アデカキラコール PLC-7218」などを挙げることができる。
【０２２１】
また、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。
【０２２２】
上述の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。
【０２２３】
さらに、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。
【０２２４】
光重合開始剤としては、例えば、ベンジル（ビベンゾイルとも言う）、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾフェノン、ベンゾイル安息香酸、ベンゾイル安息香酸メチル、４−ベンゾイル−４´−メチルジフェニルサルファイド、ベンジルメチルケタール、ジメチルアミノメチルベンゾエート、２−ｎ−ブトキシエチル−４−ジメチルアミノベンゾエート、ｐ−ジメチルアミノ安息香酸イソアミル、３，３´−ジメチル−４−メトキシベンゾフェノン、メチロベンゾイルフォーメート、２−メチル−１−（４−（メチルチオ）フェニル）−２−モルフォリノプロパン−１−オン、２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルフォリノフェニル）−ブタン−１−オン、１−（４−ドデシルフェニル）−２−ヒドロキシ−２−メチルプロパン−１−オン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン、１−（４−イソプロピルフェニル）−２−ヒドロキシ−２−メチルプロパン−１−オン、２−クロロチオキサントン、２，４−ジエチルチオキサントン２，４−ジイソプロピルチオキサントン、２，４−ジメチルチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、１−クロロ−４−プロポキシチオキサントン等を挙げることができる。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。
【０２２５】
また、光重合開始剤の添加量としては、０．０１〜２０質量％程度、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。
【０２２６】
本発明においては、第１配向膜上に、上記反応性液晶を含有する反応性液晶層形成用塗工液を塗布し、配向処理を行い、反応性液晶の配向状態を固定化することにより反応性液晶層を形成することができる。また、ドライフィルム等を予め形成し、これを第１配向膜上に積層することにより反応性液晶層を形成してもよい。中でも、工程が簡便である点で、反応性液晶層形成用塗工液を塗布する方法が好ましい。
【０２２７】
反応性液晶層形成用塗工液は、反応性液晶を溶媒に溶解もしくは分散させることにより調製することができる。
反応性液晶層形成用塗工液に用いられる溶媒としては、上記反応性液晶等を溶解もしくは分散させることができ、かつ第１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、ベンゼン、トルエン、キシレン、ｎ−ブチルベンゼン、ジエチルベンゼン、テトラリン等の炭化水素類；メトキシベンゼン、１，２−ジメトキシベンゼン、ジエチレングリコールジメチルエーテル等のエーテル類；アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、２，４−ペンタンジオン等のケトン類；酢酸エチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、γ−ブチロラクトン等のエステル類；２−ピロリドン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等のアミド系溶媒；ｔ−ブチルアルコール、ジアセトンアルコール、グリセリン、モノアセチン、エチレングリコール、トリエチレングリコール、ヘキシレングリコール等のアルコール類；フェノール、パラクロロフェノール等のフェノール類；メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート等のセロソルブ類；などを挙げることができる。これらの溶媒は、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
【０２２８】
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、上述したように第１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。上記の溶媒の中で、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ものは、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。
【０２２９】
反応性液晶層形成用塗工液の固形分濃度は、反応性液晶の溶解性や、反応性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０．１〜４０質量％、好ましくは１〜２０質量％の範囲で調整される。反応性液晶層形成用塗工液の固形分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、逆に反応性液晶層形成用塗工液の固形分濃度が上記範囲より高いと、反応性液晶層形成用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場合があるからである。
【０２３０】
さらに、上記反応性液晶層形成用塗工液には、本発明の目的を損なわない範囲内で、下記に示すような化合物を添加することができる。添加できる化合物としては、例えば、多価アルコールと１塩基酸または多塩基酸を縮合して得られるポリエステルプレポリマーに、（メタ）アクリル酸を反応させて得られるポリエステル（メタ）アクリレート；ポリオール基と２個のイソシアネート基を持つ化合物を互いに反応させた後、その反応生成物に（メタ）アクリル酸を反応させて得られるポリウレタン（メタ）アクリレート；ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、ポリカルボン酸ポリグリシジルエステル、ポリオールポリグリシジルエーテル、脂肪族または脂環式エポキシ樹脂、アミンエポキシ樹脂、トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、ジヒドロキシベンゼン型エポキシ樹脂等のエポキシ樹脂と、（メタ）アクリル酸を反応させて得られるエポキシ（メタ）アクリレート等の光重合性化合物；アクリル基やメタクリル基を有する光重合性の液晶性化合物；などが挙げられる。
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、得られる反応性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。
【０２３１】
反応性液晶層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、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。
【０２３２】
また、上記反応性液晶層形成用塗工液を塗布した後は、溶媒を除去する。溶媒を除去する方法としては、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が挙げられる。
【０２３３】
反応性液晶層形成用塗工液の塗布後は、塗布された反応性液晶を、第１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、ネマチック相から等方相へ転移する温度（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。
【０２３４】
上述したように、反応性液晶は重合性液晶材料を含有するものであり、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。
【０２３５】
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、紫外線または可視光が使用され、波長が１５０〜５００ｎｍ、好ましくは２５０〜４５０ｎｍ、さらに好ましくは３００〜４００ｎｍの照射光が用いられる。
【０２３６】
中でも、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。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。
【０２３７】
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。
【０２３８】
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。
【０２３９】
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。
【０２４０】
また、反応性液晶層の厚みは、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。反応性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、また反応性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。
【０２４１】
（３）隔壁・スペーサ形成工程
本発明における液晶側基板調製工程においては、第１配向膜形成工程前に、第１基材上に隔壁またはスペーサを形成する隔壁・スペーサ形成工程を行ってもよい。
【０２４２】
後述するように、第２基材上に隔壁またはスペーサを形成する隔壁・スペーサ形成工程を行う場合には、第１基材上に隔壁またはスペーサを形成する隔壁・スペーサ形成工程は行わない。すなわち、液晶側基板に隔壁またはスペーサを形成してもよく、対向基板に隔壁またはスペーサを形成してもよい。
中でも、隔壁を形成する場合には、液晶側基板に隔壁を形成することが好ましい。後述の液晶塗布工程にて、隔壁が形成された液晶側基板に強誘電性液晶を塗布することにより、第１配向膜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を短くすることができ、流動した強誘電性液晶の接触界面で配向乱れが生じるのを防ぐことができるからである。また、隔壁が形成された液晶側基板に強誘電性液晶を塗布することにより、塗布むらを防ぐことができ、塗布むらによる配向むらの発生を抑制することができるからである。
以下、隔壁形成工程およびスペーサ形成工程にわけて説明する。
【０２４３】
（ｉ）隔壁形成工程
本発明における液晶側基板調製工程は、上述の理由から、第１基材上に隔壁を形成する隔壁形成工程を有することが好ましい。
【０２４４】
隔壁の材料は、一般に液晶表示素子の隔壁に用いられる材料を使用することができる。具体的には、隔壁の材料としては、樹脂を挙げることができ、中でも感光性樹脂が好ましく用いられる。感光性樹脂はパターニングが容易であるからである。この感光性樹脂としては、一般に液晶表示素子の隔壁に用いられる感光性樹脂を使用することができる。
【０２４５】
隔壁の形成方法としては、所定の位置に隔壁を形成することが可能な方法であれば特に限定されるものではなく、一般的なパターニング方法を適用することができ、例えば、フォトリソグラフィー法、インクジェット法、スクリーン印刷法等が挙げられる。
【０２４６】
隔壁は複数形成されるものであり、複数の隔壁を所定の位置に規則的に形成することが好ましく、特に略平行に等間隔で形成することが好ましい。複数の隔壁の形成位置が無秩序であると、強誘電性液晶の塗布量を正確に制御することが困難となる場合があるからである。
【０２４７】
また、隔壁の形成位置としては、特に限定されるものではないが、非画素領域に隔壁を形成することが好ましい。隔壁付近では強誘電性液晶の配向不良が生じやすいので、画像表示に影響のない非画素領域に隔壁が形成されていることが好ましいからである。例えば液晶側基板がＴＦＴ基板である場合には、マトリックス状に形成されたゲート電極およびソース電極上に、隔壁を配置することができる。
【０２４８】
複数の隔壁はパターン状に形成されるが、例えば隔壁をストライプ状に形成してもよく、マトリックス状に形成してもよく、枠状に形成してもよい。隔壁をマトリックス状に形成する場合には、耐衝撃性を向上させることができる。また、隔壁を枠状に形成する場合には、図１４に例示するように、第１基材２の周縁部に枠状の隔壁８ｂを形成して、枠状の隔壁８ｂの外周にシール剤６を塗布することにより、強誘電性液晶５と未硬化状態のシール剤６とが接触するのを防ぎ、シール剤中の不純物等の混入によって強誘電性液晶の特性が劣化するのを回避することができる。なお、図１４においてはストライプ状の隔壁８ａも形成されている。
【０２４９】
隔壁のピッチは、１００μｍ〜１０ｍｍ程度とされ、好ましくは２００μｍ〜１．５ｍｍの範囲内、より好ましくは１．０ｍｍ〜５．０ｍｍの範囲内である。隔壁のピッチが上記範囲より狭いと、隔壁付近での強誘電性液晶の配向不良によって表示品位が低下する可能性があるからである。逆に、隔壁のピッチが上記範囲より広いと、液晶表示素子の大きさによって異なるが、所望の耐衝撃性が得られなかったり、セルギャップを一定に保つことが困難になったりする場合があるからである。なお、隔壁のピッチとは、隣接する隔壁の中心部から中心部までの距離をいう。
【０２５０】
また、隔壁の幅は、１μｍ〜２０μｍ程度とされ、好ましくは２μｍ〜１０μｍの範囲内、より好ましくは５μｍ〜１０μｍの範囲内である。図１４に例示するように、第１基材２の周縁部に枠状の隔壁８ｂを形成する場合には、この枠状の隔壁の幅は、強誘電性液晶と未硬化状態のシール剤との接触を防ぐことが可能な幅であればよく、具体的には１０μｍ〜３ｍｍ程度とされ、好ましくは１０μｍ〜１ｍｍの範囲内、より好ましくは１０μｍ〜５００μｍの範囲内である。隔壁の幅が上記範囲より広いと、隔壁が画素領域にも設けられることになり、有効画素面積が狭くなって良好な画像表示が得られない場合があり、また、隔壁の幅が上記範囲より狭いと、隔壁の形成が困難となる場合があるからである。
【０２５１】
さらに、隔壁の高さは、通常、セルギャップと同程度とされる。
【０２５２】
なお、上記隔壁のピッチ、幅および高さは、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて隔壁の断面を観察することによって測定することができる。
【０２５３】
隔壁の数としては、複数であれば特に限定されるものではなく、液晶表示素子の大きさによって適宜選択される。
【０２５４】
隔壁形成工程は、第１配向膜形成工程前に行われればよく、第１基材上に隔壁を形成してもよく、第１電極層上に隔壁を形成してもよい。すなわち、第１基材上に、隔壁および第１電極層の順に形成してもよく、第１電極層および隔壁の順に形成してもよい。
【０２５５】
（ii）スペーサ形成工程
本発明における液晶側基板調製工程は、第１基材上にスペーサを形成するスペーサ形成工程を有していてもよい。
【０２５６】
スペーサの材料は、一般に液晶表示素子のスペーサに用いられる材料を使用することができる。具体的には、スペーサの材料としては、樹脂を挙げることができ、中でも感光性樹脂が好ましく用いられる。感光性樹脂はパターニングが容易であるからである。この感光性樹脂としては、一般に液晶表示素子のスペーサに用いられる感光性樹脂を使用することができる。
【０２５７】
スペーサの形成方法としては、所定の位置にスペーサを形成することが可能な方法であれば特に限定されるものではなく、一般的なパターニング方法を適用することができ、例えば、フォトリソグラフィー法、インクジェット法、スクリーン印刷法等が挙げられる。
【０２５８】
また、スペーサも複数形成されるものであり、複数のスペーサは所定の位置に規則的に形成されていることが好ましく、特に等間隔で形成されていることが好ましい。複数のスペーサの形成位置が無秩序であると、強誘電性液晶の塗布量を正確に制御することが困難となる場合があるからである。
【０２５９】
スペーサのピッチは、１００μｍ〜３ｍｍ程度とすることができ、好ましくは２００μｍ〜１．５ｍｍの範囲内、より好ましくは３００μｍ〜１．０ｍｍの範囲内である。スペーサのピッチが上記範囲より狭いと、スペーサ付近での強誘電性液晶の配向不良によって表示品位が低下する可能性があるからである。逆に、スペーサのピッチが上記範囲より広いと、液晶表示素子の大きさによって異なるが、所望の耐衝撃性が得られなかったり、セルギャップを一定に保つことが困難になったりする場合があるからである。なお、スペーサのピッチとは、隣接するスペーサの中心部から中心部までの距離をいう。
【０２６０】
また、スペーサの大きさとしては、例えばスペーサが円柱形状である場合、底面の直径が１μｍ〜１００μｍ程度とされ、好ましくは２μｍ〜５０μｍの範囲内、より好ましくは５μｍ〜２０μｍの範囲内である。スペーサの大きさが上記範囲より大きいと、スペーサが画素領域にも設けられることになり、有効画素面積が狭くなって良好な画像表示が得られない場合があり、また、スペーサの大きさが上記範囲より小さいと、スペーサの形成が困難となる場合があるからである。
【０２６１】
さらに、スペーサの高さは、通常、セルギャップと同程度とされる。
【０２６２】
なお、上記スペーサのピッチ、大きさおよび高さは、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて隔壁の断面を観察することによって測定することができる。
【０２６３】
スペーサの形状としては、例えば、円柱形状、角柱形状、截頭錐体形状等を挙げることができる。
【０２６４】
また、スペーサの形成位置としては、特に限定されるものではないが、非画素領域にスペーサが形成されていることが好ましい。スペーサ付近では強誘電性液晶の配向不良が生じやすいので、画像表示に影響のない非画素領域にスペーサが形成されていることが好ましいからである。例えば液晶側基板がＴＦＴ基板である場合には、マトリックス状に形成されたゲート電極およびソース電極上に、スペーサを配置することができる。
【０２６５】
スペーサの数としては、複数であれば特に限定されるものではなく、液晶表示素子の大きさによって適宜選択される。
【０２６６】
スペーサ形成工程は、第１配向膜形成工程前に行われればよく、第１基材上にスペーサを形成してもよく、第１電極層上にスペーサを形成してもよい。すなわち、第１基材上に、スペーサおよび第１電極層の順に形成してもよく、第１電極層およびスペーサの順に形成してもよい。
【０２６７】
（４）着色層形成工程
本発明における液晶側基板調製工程おいては、第１配向膜形成工程前に、第１基材上に着色層を形成する着色層形成工程を行ってもよい。後述するように、第２基材上に着色層を形成する着色層形成工程を行う場合には、第１基材上に着色層を形成する着色層形成工程は行わない。すなわち、液晶側基板に着色層を形成してもよく、対向基板に着色層を形成してもよい。
着色層を形成した場合には、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。
【０２６８】
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。
【０２６９】
３．対向基板調製工程
本発明においては、第２基材上に第２電極層が形成された対向基板を調製する対向基板調製工程を行ってもよい。この対向基板調製工程は、第２電極層が形成された第２基材上に第２配向膜を形成する第２配向膜形成工程を有することが好ましい。本発明の液晶表示素子の製造方法において、第２配向膜は、強誘電性液晶の自発分極の向きの制御には寄与しないと考えられるが、第１配向膜および第２電極層の間に強誘電性液晶を挟持させる場合と比較して、第１配向膜および第２配向膜の間に強誘電性液晶を挟持させる場合には、強誘電性液晶の配向が安定するからである。
【０２７０】
また、対向基板調製工程においては、第２配向膜形成工程前に、第２基材上に隔壁またはスペーサを形成する隔壁・スペーサ形成工程を行ってもよく、また第２基材上に着色層を形成する着色層形成工程を行ってもよい。なお、隔壁・スペーサ形成工程および着色層形成工程については、上記液晶側基板調製工程に記載した隔壁・スペーサ形成工程および着色層形成工程とそれぞれ同様であるので、ここでの説明は省略する。
以下、第２配向膜形成工程について説明する。
【０２７１】
（１）第２配向膜形成工程
本発明における第２配向膜形成工程は、第２電極層が形成された第２基材上に第２配向膜を形成する工程である。
【０２７２】
第２配向膜の形成方法としては、上記強誘電性液晶を配向させることが可能な第２配向膜が得られる方法であれば特に限定されるものではない。例えば、第２電極層上に膜を形成し、この膜にラビング処理、光配向処理等を施して第２配向膜を形成することができる。中でも、光配向処理によって第２配向膜を形成することが好ましい。光配向処理は、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からである。
【０２７３】
なお、光配向処理により第２配向膜を形成する方法については、上記の光配向処理により第１配向膜を形成する方法と同様であるので、ここでの説明は省略する。
【０２７４】
第１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、特に限定されるものではないが、第１配向膜および第２配向膜に用いられる材料が、互いに異なる組成を有することが好ましい。第１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第１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、強誘電性液晶と第１配向膜との極性表面相互作用、および、強誘電性液晶と第２配向膜との極性表面相互作用が異なるものとなるため、第１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、強誘電性液晶の自発分極を効果的に第２配向膜側に向かせることができる。
【０２７５】
強誘電性液晶の自発分極を効果的に第２配向膜側に向かせるためには、第１配向膜の方が第２配向膜よりも相対的に正の極性が大きくなるように、第１配向膜および第２配向膜に用いる材料を選択することが好ましい。一方、本発明においては、強誘電性液晶が塗布された第１配向膜の反対側、すなわち第２配向膜側に強誘電性液晶の自発分極が向くので、第２配向膜の方が第１配向膜よりも相対的に正の極性が大きい場合であっても、強誘電性液晶の自発分極を第２配向膜側に向かせることができる。
【０２７６】
強誘電性液晶と第１配向膜表面および第２配向膜表面との相互作用である、極性表面相互作用は、印加電圧に対する強誘電性液晶の自発分極の向きの変化を調べることによって評価することができる。
【０２７７】
まず、真空注入方式により、第１配向膜および第２配向膜の間に強誘電性液晶が挟持された被評価液晶表示素子を作製する。
次に、この被評価液晶表示素子を用いて、印加電圧に対する強誘電性液晶の自発分極の向きの変化を調べる。
例えば、図１５（ａ）に示すように第２配向膜１４の方が第１配向膜４よりも相対的に正の極性が大きい場合、電圧無印加状態では、液晶分子１５は分子の正極が第１配向膜４側を向くように配列し、自発分極Ｐｓが第１配向膜４側を向く。この場合、第１電極層３が負極、第２電極層１３が正極となるように電圧を印加しても、自発分極Ｐｓの向きは変化しないが、第１電極層３が正極、第２電極層１３が負極となるように電圧を印加すると、自発分極Ｐｓの向きが反転する。
一方、図１５（ｂ）に示すように第１配向膜４の方が第２配向膜１４よりも相対的に正の極性が大きい場合、電圧無印加状態では、液晶分子１５は分子の正極が第２配向膜１４側を向くように配列し、自発分極Ｐｓが第２配向膜１４側を向く。この場合、第１電極層３が正極、第２電極層１３が負極となるように電圧を印加しても、自発分極Ｐｓの向きは変化しないが、第１電極層３が負極、第２電極層１３が正極となるように電圧を印加すると、自発分極Ｐｓの向きが反転する。
自発分極の向きがこのような方向になるのは、自発分極の向きが、強誘電性液晶の分極と配向膜の分極または電圧の極性とが電気的につり合う方向になるため、液晶分子が電気的に安定な状態になるからである。
【０２７８】
したがって、第１電極層が正極、第２電極層が負極となるように電圧を印加した場合に、自発分極の向きが反転するものは、第２配向膜の方が第１配向膜よりも相対的に正の極性が大きいといえる。一方、第１電極層が負極、第２電極層が正極となるように電圧を印加した場合に、自発分極の向きが反転するものは、第１配向膜の方が第２配向膜よりも相対的に正の極性が大きいといえる。
【０２７９】
しかしながら、所定の電圧を印加したときに、すべての強誘電性液晶が自発分極の向きが反転するわけではない。そこで、被評価液晶表示素子をクロスニコルに配置した２枚の偏光板の間に配置し、電圧を印加しないで暗状態とした後、この状態で第１電極層が正極、第２電極層が負極となるように電圧を印加することにより、強誘電性液晶がコーン上を回転し、被評価液晶表示素子の表示面積の５１％以上が明状態となる場合には、第２配向膜の方が第１配向膜よりも相対的に正の極性が大きいとする。また、被評価液晶表示素子をクロスニコルに配置した２枚の偏光板の間に配置し、電圧を印加しないで暗状態とした後、この状態で第１電極層が負極、第２電極層が正極となるように電圧を印加することにより、強誘電性液晶がコーン上を回転し、被評価液晶表示素子の表示面積の５１％以上が明状態となる場合には、第１配向膜の方が第２配向膜よりも相対的に正の極性が大きいとする。
【０２８０】
なお、所定の電圧を印加することにより被評価液晶表示素子の表示面積の５１％以上が明状態となることは、例えば電圧印加時の被評価液晶表示素子の表示状態を偏光顕微鏡で観察して、白黒（明暗）表示の白・黒の面積を求め、明状態の比率を算出することにより確認することができる。
【０２８１】
第１配向膜および第２配向膜に用いる材料の組成を異なるものとするには、例えば、一方に光配向性材料、他方にラビング配向性材料を用いる、あるいは、第１配向膜および第２配向膜に互いに組成の異なるラビング配向性材料を用いる、あるいは、第１配向膜および第２配向膜に互いに組成の異なる光配向性材料を用いればよい。また、第１配向膜および第２配向膜に互いに組成の異なる光配向性材料を用いる場合には、例えば、一方に光異性化型材料、他方に光反応型材料を用いる、あるいは、第１配向膜および第２配向膜に互いに組成の異なる光異性化型材料を用いる、あるいは、第１配向膜および第２配向膜に互いに組成の異なる光反応型材料を用いればよい。
【０２８２】
第１配向膜および第２配向膜に互いに組成の異なる光異性化型材料を用いる場合には、上述した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、光異性化型材料の組成を異なるものとすることができる。また、上述した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。
また、第１配向膜および第２配向膜に互いに組成の異なる光反応型材料を用いる場合であって、光反応型材料として光二量化型材料を用いる場合には、上述した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、光二量化型材料の組成を異なるものとすることができる。さらに、上述した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。
【０２８３】
特に、強誘電性液晶の自発分極を効果的に第２配向膜側に向かせるためには、第１配向膜上に反応性液晶層を形成することが好ましい。上述したように極性表面相互作用を評価すると、反応性液晶層は、光配向性材料やラビング配向性材料を用いた配向膜よりも相対的に正の極性が大きくなる傾向があるからである。
【０２８４】
さらには、第１配向膜上に反応性液晶を形成し、第２配向膜を光二量化型材料または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。上述したように極性表面相互作用を評価すると、反応性液晶層と、光二量化型材料または光異性化型材料を用いた光配向膜とでは、相対的な極性の差が比較的大きくなると考えられるからである。
【０２８５】
４．液晶塗布工程
本発明における液晶塗布工程は、第１基材上に第１電極層および第１配向膜がこの順に積層された液晶側基板の上記第１配向膜上に、強誘電性液晶を塗布する工程である。
【０２８６】
液晶側基板の第１配向膜上に強誘電性液晶を塗布する際には、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、後述の強誘電性液晶の塗布方法によって適宜選択される。
【０２８７】
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。
【０２８８】
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。
【０２８９】
また、強誘電性液晶の塗布方法として吐出法を用いる場合、強誘電性液晶の粘度が３０ｍＰａ・ｓ以下、中でも１０ｍＰａ・ｓ〜２０ｍＰａ・ｓの範囲内となるように強誘電性液晶を加温することが好ましい。強誘電性液晶の粘度が高すぎると、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。
【０２９０】
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。
【０２９１】
また、液晶側基板の第１配向膜上に強誘電性液晶を塗布する際、液晶側基板を加熱してもよく加熱しなくてもよい。この液晶側基板の温度は、強誘電性液晶の塗布方法によって適宜選択される。
【０２９２】
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、液晶側基板を加熱してもよく加熱しなくてもよい。中でも、液晶側基板を加熱しないことが好ましい。すなわち、液晶側基板の温度を室温に設定することが好ましい。液晶側基板を加熱しないことにより、液晶塗布工程での強誘電性液晶の劣化を抑制することができるからである。また、液晶側基板を加熱しなくてもよいため、コストを削減することもできるからである。
なお、室温とは、１５℃〜３０℃程度をいう。
【０２９３】
液晶側基板を加熱する場合には、この液晶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等方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、液晶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。通常、液晶側基板の温度は、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５℃〜１０℃高めに設定される。
【０２９４】
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、液晶側基板を加熱しないことが好ましい。液晶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。
【０２９５】
強誘電性液晶の塗布方法としては、強誘電性液晶を第１配向膜上または反応性液晶層上に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。第１配向膜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。
【０２９６】
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。
【０２９７】
５．基板貼り合せ工程
本発明における基板貼り合せ工程は、強誘電性液晶が塗布された液晶側基板、および、第２基材上に第２電極層が形成された対向基板を貼り合せる工程である。
【０２９８】
液晶側基板および対向基板を貼り合せる前には、液晶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する。図２に例示するように、通常、シール剤６は、強誘電性液晶５が塗布された領域の外周を囲むように枠状に塗布される。また、図１４に例示するように、液晶側基板または対向基板に枠状の隔壁８ｂが設けられている場合には、枠状の隔壁８ｂの外周を囲むようにシール剤６を塗布する。
【０２９９】
また、シール剤を液晶側基板に塗布する場合には、シール剤を第１基材上に塗布してもよく、第１配向膜上に塗布してもよい。第１基材上にシール剤を塗布した場合には、液晶側基板および対向基板の密着性を高めることができる。シール剤を第１基材上に塗布する場合には、第１基材の周縁部に第１配向膜が形成されないように、第１配向膜をパターン状に形成する。一方、シール剤を対向基板に塗布する場合においても、シール剤を第２基材上に塗布してもよく、第２配向膜上に塗布してもよい。
【０３００】
シール剤は、隔壁またはスペーサとの関係において、隔壁またはスペーサが形成された基板に塗布してもよく、隔壁またはスペーサが形成されていない基板に塗布してもよく、両方の基板に塗布してもよい。また、シール剤は、強誘電性液晶との関係において、強誘電性液晶が塗布された液晶側基板に塗布してもよく、強誘電性液晶が塗布されていない対向基板に塗布してもよく、両方の基板に塗布してもよい。いずれの場合においても、液晶側基板および対向基板を重ね合わせたときに、強誘電性液晶が塗布された領域の外周がシール剤で囲まれるように、シール剤を塗布する。
【０３０１】
また、シール剤を液晶側基板に塗布する場合、液晶側基板に強誘電性液晶を塗布する前にシール剤を塗布してもよく、液晶側基板に強誘電性液晶を塗布した後にシール剤を塗布してもよい。
【０３０２】
シール剤としては、一般に液晶表示素子に用いられるシール剤を使用することができ、例えば熱硬化性樹脂および紫外線硬化性樹脂が挙げられる。
【０３０３】
シール剤の塗布方法としては、所定の位置にシール剤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く、例えば、ディスペンサー法、スクリーン印刷法等が挙げられる。
【０３０４】
このようにシール剤を塗布した後は、液晶側基板および対向基板を重ね合わせる。液晶側基板および対向基板を重ね合わせる際には、第１配向膜および第２配向膜の配向処理方向が略平行になるように、液晶側基板および対向基板を対向させる。
【０３０５】
また、液晶側基板および対向基板を重ね合わせる際には、液晶側基板および対向基板を加熱する。液晶側基板および対向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、中でも、強誘電性液晶が等方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、液晶側基板および対向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。通常、液晶側基板および対向基板の温度は、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５℃〜１０℃高めに設定される。
【０３０６】
また、強誘電性液晶の粘度が３０ｍＰａ・ｓ以下、中でも１０ｍＰａ・ｓ〜２０ｍＰａ・ｓの範囲内となるように液晶側基板および対向基板を加熱することが好ましい。強誘電性液晶の粘度が高すぎると、第１配向膜上を強誘電性液晶が流動しにくくなるからである。
【０３０７】
第１配向膜上に、強誘電性液晶を溶剤で希釈した強誘電性液晶溶液を印刷法により塗布した場合には、上記の液晶側基板の加熱時に、溶剤を除去することができる。
【０３０８】
さらに、液晶側基板および対向基板を重ね合わせる際には、チャンバー内を排気して、液晶側基板および対向基板間を十分に減圧することが好ましい。これにより、液晶セル内に空隙が残るのを防ぐことができる。
このように液晶側基板および対向基板を対向させた後は、減圧下で液晶側基板および対向基板を重ね合わせ、セルギャップが均一になるように一定の圧力を加える。そして、チャンバー内を常圧に戻すことにより、液晶側基板および対向基板間にさらに圧力を加える。これにより、セルギャップをより均一にすることができる。このようにして液晶側基板および対向基板がシール剤を介して圧着される。
【０３０９】
液晶側基板および対向基板を重ね合わせた後は、シール剤を硬化させて、液晶側基板および対向基板を貼り合せる。
シール剤の硬化方法としては、用いるシール剤の種類によって異なるものであり、例えば紫外線を照射する方法、加熱する方法などが挙げられる。この際、通常は、液晶側基板および対向基板を重ね合わせたときの圧力を保持したままシール剤を硬化させる。
【０３１０】
液晶側基板および対向基板を貼り合せた後は、液晶側基板および対向基板間に封入された強誘電性液晶を配向させる。具体的には、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。上述したように、液晶側基板および対向基板は所定の温度に加熱され、それにより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。
【０３１１】
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。
【０３１２】
また、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。
【０３１３】
また、重合性モノマーを重合させる際には、強誘電性液晶で構成される液晶層に電圧を印加してもよく電圧を印加しなくてもよいが、中でも、液晶層に電圧を印加しない状態で重合性モノマーを重合させることが好ましい。
【０３１４】
強誘電性液晶で構成される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。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。
【０３１５】
６．液晶表示素子の駆動方法
本発明により得られる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。本発明によれば、上述したように、フィールドシーケンシャルカラー方式により駆動させた場合の不具合を回避することが可能である。
【０３１６】
また、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。
【０３１７】
さらに、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。
【０３１８】
図１６にＴＦＴを用いたアクティブマトリックス方式の液晶表示素子の一例を示す。図１６に例示する液晶表示素子は、第１基材２上にＴＦＴ素子２１が配置されたＴＦＴ基板（液晶側基板）１と、第２基材１２上に共通電極（第２電極層）１３および第２配向膜１４が形成された共通電極基板（対向基板）１１とを有するものである。ＴＦＴ基板（液晶側基板）１には、ゲート電極２２ｘ、ソース電極２２ｙおよび画素電極（第１電極層）３が形成されている。ゲート電極２２ｘおよびソース電極２２ｙはそれぞれ縦横に配列しており、ゲート電極２２ｘおよびソース電極２２ｙに信号を加えることによりＴＦＴ素子２１を作動させ、強誘電性液晶を駆動させることができる。ゲート電極２２ｘおよびソース電極２２ｙが交差した部分は、図示しないが絶縁層で絶縁されており、ゲート電極２２ｘの信号とソース電極２２ｙの信号とは独立に動作することができる。ゲート電極２２ｘおよびソース電極２２ｙにより囲まれた部分は、液晶表示素子を駆動する最小単位である画素であり、各画素には少なくとも１つ以上のＴＦＴ素子２１および画素電極（第１電極層）３が形成されている。そして、ゲート電極およびソース電極に順次信号電圧を加えることにより、各画素のＴＦＴ素子を動作させることができる。なお、図１６において、液晶層および第１配向膜は省略されている。
【０３１９】
上記の例においては、液晶側基板がＴＦＴ基板であり、対向基板が共通電極基板であるが、これに限定されるものではなく、液晶側基板が共通電極基板であり、対向基板がＴＦＴ基板であってもよい。
【０３２０】
中でも、液晶側基板が共通電極基板であり、対向基板がＴＦＴ基板であることが好ましい。
図１７にＴＦＴを用いたアクティブマトリックス方式の液晶表示素子の他の例を示す。図１７に例示する液晶表示素子は、第１基材２上に共通電極（第１電極層）３、第１配向膜４および反応性液晶層４´が形成された共通電極基板（液晶側基板）１と、第２基材１２上にＴＦＴ素子２１が配置されたＴＦＴ基板（対向基板）１１とを有するものである。ＴＦＴ基板（対向基板）１１には、ゲート電極２２ｘ、ソース電極２２ｙおよび画素電極（第２電極層）１３が形成されている。ゲート電極２２ｘおよびソース電極２２ｙはそれぞれ縦横に配列しており、ゲート電極２２ｘおよびソース電極２２ｙに信号を加えることによりＴＦＴ素子２１を作動させ、強誘電性液晶を駆動させることができる。ゲート電極２２ｘおよびソース電極２２ｙが交差した部分は、図示しないが絶縁層で絶縁されており、ゲート電極２２ｘの信号とソース電極２２ｙの信号とは独立に動作することができる。ゲート電極２２ｘおよびソース電極２２ｙにより囲まれた部分は、液晶表示素子を駆動する最小単位である画素であり、各画素には少なくとも１つ以上のＴＦＴ素子２１および画素電極（第２電極層）１３が形成されている。そして、ゲート電極およびソース電極に順次信号電圧を加えることにより、各画素のＴＦＴ素子を動作させることができる。なお、図１７において、液晶層および第２配向膜は省略されている。
【０３２１】
図１７に例示する液晶表示素子においては、例えばゲート電極を３０Ｖ程度の高電位にするとＴＦＴ素子のスイッチがオンになり、ソース電極によって信号電圧が強誘電性液晶に加えられ、ゲート電極を−１０Ｖ程度の低電位にするとＴＦＴ素子のスイッチがオフになる。スイッチオフ状態では、図１８に例示するように、共通電極（第１電極層）３およびゲート電極２２ｘ間には、共通電極（第１電極層）３側が正になるように電圧が印加される。このスイッチオフ状態のとき、強誘電性液晶は動作しないので、その画素は暗状態となる。
本発明においては、上述したように電圧無印加状態では、極性表面相互作用によって液晶分子の自発分極が対向基板側を向く。すなわち、スイッチオフ状態のとき、図１８に例示するように、液晶分子１５の自発分極ＰｓがＴＦＴ基板（対向基板）１１側を向く。したがって、自発分極の向きは、共通電極（第１電極層）３およびゲート電極２２ｘ間に印加された電圧の影響を受けることがない。
一方、例えば電圧無印加状態にて自発分極が共通電極基板（液晶側基板）側を向く場合には、スイッチオフ状態のときに共通電極およびゲート電極間に印加された電圧の影響によって、ゲート電極が設けられている領域付近で自発分極の向きが反転してしまう。そうすると、ゲート電極が設けられている領域付近では、スイッチがオフであるにもかかわらず、強誘電性液晶が動作して光漏れが生じる。
これに対し、上述したように本発明においては、自発分極の向きは、共通電極およびゲート電極間に印加された電圧の影響を受けないので、光漏れが生じることがない。したがって、自発分極の向きを制御し、強誘電性液晶が塗布された液晶側基板を共通電極基板とすることにより、ゲート電極付近の光漏れを防止することができる。
【０３２２】
仮に、共通電極に対して、画素電極の電圧が相対的に高い場合を正の極性の電圧印加、画素電極の電圧が相対的に低い場合を負の極性の電圧印加とする。このように定義すると、液晶側基板がＴＦＴ基板である場合には、強誘電性液晶は、共通電極に対して画素電極の電圧が相対的に低い、すなわち負の極性の電圧印加のときに、強誘電性液晶の分子方向が液晶側基板に対して平行に強誘電性液晶のチルト角の約２倍変化することになる。また、液晶側基板が共通電極基板である場合には、強誘電性液晶は、共通電極に対して画素電極の電圧が相対的に高い、すなわち正の極性の電圧印加のときに、強誘電性液晶の分子方向が液晶側基板に対して平行に強誘電性液晶のチルト角の約２倍変化することになる。
【０３２３】
また、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。
【０３２４】
Ｂ．液晶表示素子
本発明の液晶表示素子は、第１基材と、上記第１基材上に形成された第１電極層および隔壁と、上記第１電極層および隔壁の上に形成された第１配向膜と、上記第１配向膜上に形成され、反応性液晶を固定化してなる反応性液晶層とを有する液晶側基板、第２基材と、上記第２基材上に形成された第２電極層と、上記第２電極層上に形成され、光二量化型材料または光異性化型材料を含有する光配向膜である第２配向膜とを有する対向基板、および上記液晶側基板の反応性液晶層と上記対向基板の第２配向膜との間に形成され、強誘電性液晶を含む液晶層を有し、上記強誘電性液晶が、単安定性を示し、かつ、上記第１電極層が負極となるように電圧を印加したときに、上記強誘電性液晶の分子方向が上記液晶側基板面に対して平行に上記強誘電性液晶のチルト角の約２倍変化するものであることを特徴とするものである。
【０３２５】
なお、「単安定性を示す」こと、および「第１電極層が負極となるように電圧を印加したときに、強誘電性液晶の分子方向が液晶側基板面に対して平行に強誘電性液晶のチルト角の約２倍変化する」ことについては、上記「Ａ．液晶表示素子の製造方法」に記載したのと同様である。
【０３２６】
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１９は、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１９に例示するように、液晶表示素子は、第１基材２と、この第１基材２上に形成された第１電極層３と、この第１電極層３上に形成された隔壁８と、第１電極層３および隔壁８の上に形成された第１配向膜４と、この第１配向膜４上に形成された反応性液晶層４´とを有する液晶側基板１、および、第２基材１２と、この第２基材１２上に形成された第２電極層１３と、この第２電極層１３上に形成された第２配向膜１４とを有する対向基板１１を有している。これらの液晶側基板１および対向基板１１の間には、強誘電性液晶が挟持され、液晶層５´が構成されている。また、対向基板１１の第２配向膜１４は、光二量化型材料または光異性化型材料を含有する光配向膜となっている。さらに、液晶層５中の強誘電性液晶は、単安定性を示し、かつ、液晶側基板１の第１電極層３が負極となるように電圧を印加したときに、強誘電性液晶の分子方向が液晶側基板１１面に対して平行に強誘電性液晶のチルト角の約２倍変化するものとなっている。
【０３２７】
本発明においては、液晶側基板に隔壁が形成されている。このような本発明の液晶表示素子を作製する際には、液晶側基板と対向基板との位置合わせが容易であること等から、通常、隔壁が形成されている液晶側基板に強誘電性液晶が塗布される。
上記「Ａ．液晶表示素子の製造方法」にて説明したように、強誘電性液晶の自発分極は、強誘電性液晶が塗布されなかった対向基板側に向く傾向にある。本発明においては、このことを利用して、液晶分子の自発分極の向きを制御することが可能である。
また、液晶側基板では第１配向膜上に反応性液晶層が形成されており、対向基板では第２配向膜が所定の光配向膜であるので、上記「Ａ．液晶表示素子の製造方法」にて説明したように、強誘電性液晶の自発分極の向きを効果的に対向基板側（光配向膜側）に向かせることができる。
したがって本発明においては、液晶側基板にて、隔壁が形成され、第１配向膜上に反応性液晶層が形成されており、対向基板にて、第２配向膜が所定の光配向膜であることにより、液晶分子の自発分極の向きを制御することができ、配向欠陥を生じることなく、強誘電性液晶の配向を単安定化させることができる。
【０３２８】
なお、液晶表示素子の各構成については、上記「Ａ．液晶表示素子の製造方法」に記載したので、ここでの説明は省略する。
【０３２９】
また、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】
【０３３０】
以下に実施例および比較例を示し、本発明をさらに詳細に説明する。
【０３３１】
（液晶表示素子用基板１の作製）
ＩＴＯ電極が形成されたガラス基板をよく洗浄し、このガラス基板上に透明レジスト（商品名：ＮＮ７８０、ＪＳＲ社製）をスピンコートして、減圧乾燥し、９０℃で３分間プリベークを行った。次いで、１００ｍＪ／ｃｍ２の紫外線でマスク露光し、無機アルカリ溶液で現像を行い、２３０℃で３０分間ポストベークを行った。これにより、高さ１．５μｍの柱状スペーサを形成した。
次に、上記柱状スペーサを形成した基板上に、光二量化反応型の光配向膜材料（商品名：ＲＯＰ-１０２、ロリックテクノロジー社製）の２質量％シクロペンタノン溶液をスピンコートし、１３０℃で１０分間乾燥した後、直線偏光紫外線を約１００ｍＪ／ｃｍ２照射し、配向処理を行った。
【０３３２】
（液晶表示素子用基板２の作製）
ＩＴＯ電極が形成されたガラス基板をよく洗浄し、このガラス基板上に、光二量化反応型の光配向膜材料（商品名：ＲＯＰ-１０２、ロリックテクノロジー社製）の２質量％シクロペンタノン溶液をスピンコートし、１３０℃で１０分間乾燥した後、直線紫外線偏光を約１００ｍＪ／ｃｍ２照射し、配向処理を行った。
【０３３３】
（液晶表示素子用基板３の作製）
ＩＴＯ電極が形成されたガラス基板をよく洗浄し、このガラス基板上に透明レジスト（商品名：ＮＮ７８０、ＪＳＲ社製）をスピンコートして、減圧乾燥し、９０℃で３分間プリベークを行った。次いで、１００ｍＪ／ｃｍ２の紫外線でマスク露光し、無機アルカリ溶液で現像を行い、２３０℃で３０分間ポストベークを行った。これにより、高さ１．５μｍの柱状スペーサを形成した。
次に、上記柱状スペーサを形成した基板上に、光二量化反応型の光配向膜材料（商品名：ＲＯＰ-１０３、ロリックテクノロジー社製）の２質量％シクロペンタノン溶液をスピンコートし、１３０℃で１０分間乾燥した後、直線偏光紫外線を約１００ｍＪ／ｃｍ２照射し、配向処理を行った。さらに、重合性液晶（商品名：ＲＯＦ-５１０１、ロリックテクノロジー社製）の２質量％シクロペンタノン溶液をスピンコートして積層し、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。
【０３３４】
（液晶表示素子用基板４の作製）
ＩＴＯ電極が形成されたガラス基板をよく洗浄し、このガラス基板上に透明レジスト（商品名：ＮＮ７８０、ＪＳＲ社製）をスピンコートして、減圧乾燥し、９０℃で３分間プリベークを行った。次いで、１００ｍＪ／ｃｍ２の紫外線でマスク露光し、無機アルカリ溶液で現像を行い、２３０℃で３０分間ポストベークを行った。これにより、高さ１．５μｍの柱状スペーサを形成した。
次に、上記柱状スペーサを形成した基板上に、光二量化反応型の光配向膜材料（商品名：ＲＯＰ-１０３、ロリックテクノロジー社製）の２質量％シクロペンタノン溶液をスピンコートし、１３０℃で１０分間乾燥した後、直線偏光紫外線を約１００ｍＪ／ｃｍ２照射し、配向処理を行った。
【０３３５】
（液晶表示素子用基板５の作製）
ＩＴＯ電極が形成されたガラス基板をよく洗浄し、このガラス基板上に、光異性化反応型の光配向膜材料（商品名：ＬＩＡ０１、大日本インキ社製）をスピンコートし、１００℃で３分間乾燥した後、直線紫外線偏光を約１０００ｍＪ／ｃｍ２照射し、配向処理を行った。
【０３３６】
［実施例１］
液晶表示素子用基板１上にインクジェット装置を用いて強誘電性液晶(商品名：Ｒ２３０１、ＡＺエレクトロニックマテリアルズ社製)を塗布した。このとき、インクジェット装置のヘッドを強誘電性液晶のＮ相−等方相転移温度より２０℃高い温度に加熱し、液晶表示素子用基板１の温度を室温に設定した。
【０３３７】
次に、液晶表示素子用基板１にシール剤を塗布した。真空チャンバー内に配置したホットプレートを１１０℃に加熱して、このホットプレート上にシール剤を塗布した液晶表示素子用基板１を配置した。次に、液晶表示素子用基板２を、吸着プレートで吸着し、液晶表示素子用基板１および液晶表示素子用基板２をそれぞれの配向処理方向が平行になるように対向させた。そして、真空チャンバー内が１０Ｔｏｒｒになるように排気を行った状態で、両基板を密着させ、一定の圧力をかけた後、真空チャンバー内を常圧に戻した。その後、強誘電性液晶を室温まで徐冷することにより、液晶表示素子を作製した。
【０３３８】
得られた液晶表示素子では、パネル内のダブルドメインの存在比率が７５：２５であり、液晶表示素子用基板１が負極となるように電圧を印加したときに、７５％の領域にて強誘電性液晶の分子方向が液晶表示素子用基板１の面に対して平行に強誘電性液晶のチルト角の約２倍変化した。
【０３３９】
［比較例１］
液晶表示素子用基板１にシール剤を塗布した。次に、シール剤を塗布した液晶表示素子用基板１と液晶表示素子用基板２とを、それぞれの配向処理方向が平行になるように対向させ、熱圧着を行い、空の液晶セルを作製した。
次に、強誘電性液晶（Ｒ２３０１、ＡＺエレクトロニックマテリアルズ社製）を注入口上部に付着し、オーブンを用いて、Ｎ相−等方相転移温度より１０℃〜２０℃高い温度で注入を行い、ゆっくりと室温に戻した。
【０３４０】
得られた液晶表示素子では、パネル内のダブルドメインの存在比率が５１：４９であり、液晶表示素子用基板１が負極となるように電圧を印加したときに、５１％の領域にて強誘電性液晶の分子方向が液晶表示素子用基板１の面に対して平行に強誘電性液晶のチルト角の約２倍変化した。
【０３４１】
［実施例２］
液晶表示素子用基板３上にインクジェット装置を用いて強誘電性液晶(商品名：Ｒ２３０１、ＡＺエレクトロニックマテリアルズ社製)を塗布した。このとき、インクジェット装置のヘッドを強誘電性液晶のＮ相−等方相転移温度より２０℃高い温度に加熱し、液晶表示素子用基板３の温度を室温に設定した。
【０３４２】
次に、液晶表示素子用基板３にシール剤を塗布した。真空チャンバー内に配置したホットプレートを１１０℃に加熱して、このホットプレート上にシール剤を塗布した液晶表示素子用基板３を配置した。次に、液晶表示素子用基板２を、吸着プレートで吸着し、液晶表示素子用基板３および液晶表示素子用基板２をそれぞれの配向処理方向が平行になるように対向させた。そして、真空チャンバー内が１０Ｔｏｒｒになるように排気を行った状態で、両基板を密着させ、一定の圧力をかけた後、真空チャンバー内を常圧に戻した。その後、強誘電性液晶を室温まで徐冷することにより、液晶表示素子を作製した。
【０３４３】
得られた液晶表示素子では、パネルの９８％の領域にて強誘電性液晶の分子方向が液晶表示素子用基板３の面に対して平行に強誘電性液晶のチルト角の約２倍変化した。
【０３４４】
［実施例３］
液晶表示素子用基板４上にインクジェット装置を用いて強誘電性液晶(商品名：Ｒ２３０１、ＡＺエレクトロニックマテリアルズ社製)を塗布した。このとき、インクジェット装置のヘッドを強誘電性液晶のＮ相−等方相転移温度より２０℃高い温度に加熱し、液晶表示素子用基板４の温度を室温に設定した。
【０３４５】
次に、液晶表示素子用基板４にシール剤を塗布した。真空チャンバー内に配置したホットプレートを１１０℃に加熱して、このホットプレート上にシール剤を塗布した液晶表示素子用基板４を配置した。次に、液晶表示素子用基板２を、吸着プレートで吸着し、液晶表示素子用基板４および液晶表示素子用基板２をそれぞれの配向処理方向が平行になるように対向させた。そして、真空チャンバー内が１０Ｔｏｒｒになるように排気を行った状態で、両基板を密着させ、一定の圧力をかけた後、真空チャンバー内を常圧に戻した。その後、強誘電性液晶を室温まで徐冷することにより、液晶表示素子を作製した。
【０３４６】
得られた液晶表示素子では、パネルの９７％の領域にて強誘電性液晶の分子方向が液晶表示素子用基板４の面に対して平行に強誘電性液晶のチルト角の約２倍変化した。
【０３４７】
［実施例４］
液晶表示素子用基板４上にインクジェット装置を用いて強誘電性液晶(商品名：Ｒ２３０１、ＡＺエレクトロニックマテリアルズ社製)を塗布した。このとき、インクジェット装置のヘッドを強誘電性液晶のＮ相−等方相転移温度より２０℃高い温度に加熱し、液晶表示素子用基板４の温度を室温に設定した。
【０３４８】
次に、液晶表示素子用基板４にシール剤を塗布した。真空チャンバー内に配置したホットプレートを１１０℃に加熱して、このホットプレート上にシール剤を塗布した液晶表示素子用基板４を配置した。次に、液晶表示素子用基板５を、吸着プレートで吸着し、液晶表示素子用基板４および液晶表示素子用基板５をそれぞれの配向処理方向が平行になるように対向させた。そして、真空チャンバー内が１０Ｔｏｒｒになるように排気を行った状態で、両基板を密着させ、一定の圧力をかけた後、真空チャンバー内を常圧に戻した。その後、強誘電性液晶を室温まで徐冷することにより、液晶表示素子を作製した。
【０３４９】
得られた液晶表示素子では、パネルの９９％の領域にて強誘電性液晶の分子方向が液晶表示素子用基板４の面に対して平行に強誘電性液晶のチルト角の約２倍変化した。
【０３５０】
［実施例５］
ＩＴＯ電極が形成されたガラス基板をよく洗浄し、このガラス基板上に透明レジスト（商品名：ＮＮ７８０、ＪＳＲ社製）をスピンコートして、減圧乾燥し、９０℃で３分間プリベークを行った。次いで、１００ｍＪ／ｃｍ2の紫外線でマスク露光し、無機アルカリ溶液で現像を行い、２３０℃で３０分間ポストベークを行った。これにより、高さ１．５μｍ、幅１０μｍ、間隔２ｍｍの隔壁を形成した。
次に、上記隔壁を形成した基板上に、光二量化反応型の光配向膜材料（商品名：ＲＯＰ-１０３、ロリックテクノロジー社製）の２質量％シクロペンタノン溶液をスピンコートし、１３０℃で１０分間乾燥した後、直線偏光紫外線を約１００ｍＪ／ｃｍ2照射し、配向処理を行った。さらに、重合性液晶（商品名：ＲＯＦ-５１０１、ロリックテクノロジー社製）の２質量％シクロペンタノン溶液をスピンコートして積層し、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、液晶表示素子用基板６を作製した。
【０３５１】
また、ＩＴＯ電極が形成されたガラス基板をよく洗浄し、このガラス基板上に、光二量化反応型の光配向膜材料（商品名：ＲＯＰ-１０２、ロリックテクノロジー社製）の２質量％シクロペンタノン溶液をスピンコートし、１３０℃で１０分間乾燥した後、直線紫外線偏光を約１００ｍＪ／ｃｍ2照射し、配向処理を行い、液晶表示素子用基板７を作製した。
【０３５２】
液晶表示素子用基板６上にインクジェット装置を用いて強誘電性液晶(商品名：Ｒ２３０１、ＡＺエレクトロニックマテリアルズ社製)を塗布した。このとき、インクジェット装置のヘッドを強誘電性液晶のＮ相−等方相転移温度より２０℃高い温度に加熱した。
次に、液晶表示素子用基板６にシール剤を塗布した。真空チャンバー内に配置したホットプレートを１１０℃に加熱して、このホットプレート上にシール剤を塗布した液晶表示素子用基板６を配置した。次に、液晶表示素子用基板７を、吸着プレートで吸着し、液晶表示素子用基板６および液晶表示素子用基板７を、それぞれの配向処理方向が平行になるように対向させた。そして、真空チャンバー内が１０Ｔｏｒｒになるように排気を行った状態で、両基板を密着させ、一定の圧力をかけた後、真空チャンバー内を常圧に戻した。その後、強誘電性液晶を室温まで徐冷することにより、液晶表示素子を作製した。
【０３５３】
得られた液晶表示素子では、パネルの９９％の領域にて強誘電性液晶の分子方向が液晶表示素子用基板６の面に対して平行に強誘電性液晶のチルト角の約２倍変化した。また、パネル内に塗布ムラは現れず、パネルのコントラストは３００：１であった。
【０３５４】
［実施例６］
実施例５において、強誘電性液晶を、液晶表示素子用基板７の側に塗布した以外は、実施例５と同様にして液晶表示素子を作製した。
【０３５５】
得られた液晶表示素子では、パネルの９９％の領域にて強誘電性液晶の分子方向が液晶表示素子用基板７の面に対して平行に強誘電性液晶のチルト角の約２倍変化した。しかしながら、パネル内には塗布された液晶同士が衝突してできたと考えられる塗布ムラが発生した。このとき、パネルのコントラストは８０：１であった。
実施例５，６から、隔壁が形成された液晶表示素子用基板側に強誘電性液晶を塗布することで、塗布ムラの発生が抑制されることがわかった。
【０３５６】
［実施例７］
ＩＴＯ電極が形成されたガラス基板をよく洗浄し、このガラス基板上に透明レジスト（商品名：ＮＮ７８０、ＪＳＲ社製）をスピンコートして、減圧乾燥し、９０℃で３分間プリベークを行った。次いで、１００ｍＪ／ｃｍ2の紫外線でマスク露光し、無機アルカリ溶液で現像を行い、２３０℃で３０分間ポストベークを行った。これにより、高さ１．５μｍ、幅１０μｍ、間隔２ｍｍの隔壁を形成した。
次に、上記隔壁を形成した基板上に、ポリイミド配向膜材料（商品名：ＰＩＡ-Ｘ７７１、チッソ石油化学社製）溶液をスピンコートし、２００℃で３０分間乾燥した後、ラビング処理を行った。さらに、重合性液晶（商品名：ＲＯＦ-５１０１、ロリックテクノロジー社製）の２質量％シクロペンタノン溶液をスピンコートして積層し、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、液晶表示素子用基板８を作製した。
【０３５７】
また、ＩＴＯ電極が形成されたガラス基板をよく洗浄し、このガラス基板上に、光二量化反応型の光配向膜材料（商品名：ＲＯＰ-１０２、ロリックテクノロジー社製）の２質量％シクロペンタノン溶液をスピンコートし、１３０℃で１０分間乾燥した後、直線紫外線偏光を約１００ｍＪ／ｃｍ2照射し、配向処理を行い、液晶表示素子用基板９を作製した。
【０３５８】
液晶表示素子用基板８上にインクジェット装置を用いて強誘電性液晶(商品名：Ｒ２３０１、ＡＺエレクトロニックマテリアルズ社製)を塗布した。このとき、インクジェット装置のヘッドを強誘電性液晶のＮ相−等方相転移温度より２０℃高い温度に加熱した。
次に、液晶表示素子用基板８にシール剤を塗布した。真空チャンバー内に配置したホットプレートを１１０℃に加熱して、このホットプレート上にシール剤を塗布した液晶表示素子用基板８を配置した。次に、液晶表示素子用基板９を、吸着プレートで吸着し、液晶表示素子用基板８および液晶表示素子用基板９を、それぞれの配向処理方向が平行になるように対向させた。そして、真空チャンバー内が１０Ｔｏｒｒになるように排気を行った状態で、両基板を密着させ、一定の圧力をかけた後、真空チャンバー内を常圧に戻した。その後、強誘電性液晶を室温まで徐冷することにより、液晶表示素子を作製した。
【０３５９】
得られた液晶表示素子では、パネルの９９％の領域にて強誘電性液晶の分子方向が液晶表示素子用基板８の面に対して平行に強誘電性液晶のチルト角の約２倍変化した。また、パネルの中に塗布ムラ・ジグザグ欠陥は現れず、パネルのコントラストは５００：１であった。
【０３６０】
［実施例８］
実施例７において、液晶表示素子用基板８におけるラビング膜のかわりに、光二量化反応型の光配向膜材料（商品名：ＲＯＰ-１０３、ロリックテクノロジー社製）を用いて光配向膜を形成した以外は、実施例７と同様にして液晶表示素子を作製した。
【０３６１】
得られた液晶表示素子では、パネルの９９％の領域にて強誘電性液晶の分子方向が液晶表示素子用基板８の面に対して平行に強誘電性液晶のチルト角の約２倍変化した。しかしながら、パネル内にジグザグ欠陥が発生し、パネルのコントラストは３００：１であった。
実施例７，８から、ラビング膜上に重合性液晶を用いた反応性液晶層を形成することで、ジグザグ欠陥の発生が抑制されることがわかった。
【図面の簡単な説明】
【０３６２】
【図１】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２】本発明における液晶塗布工程の一例を示す図である。
【図３】液晶分子の挙動を示す模式図である。
【図４】強誘電性液晶の配向状態の一例を示す模式図である。
【図５】強誘電性液晶の配向状態の他の例を示す模式図である。
【図６】強誘電性液晶の配向状態の他の例を示す模式図である。
【図７】強誘電性液晶の自発分極を示す説明図である。
【図８】強誘電性液晶の配向状態の他の例を示す模式図である。
【図９】本発明の液晶表示素子の製造方法により得られる液晶表示素子の一例を示す概略断面図である。
【図１０】フィールドシーケンシャルカラー方式による液晶表示素子の駆動シーケンスを示す図である。
【図１１】強誘電性液晶の配向状態の他の例を示す模式図である。
【図１２】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１３】強誘電性液晶の有する相系列の相違による配向の違いを示した図である。
【図１４】本発明における液晶塗布工程の他の例を示す図である。
【図１５】強誘電性液晶の自発分極を示す説明図である。
【図１６】本発明の液晶表示素子の製造方法により得られる液晶表示素子の一例を示す概略斜視図である。
【図１７】本発明の液晶表示素子の製造方法により得られる液晶表示素子の他の例を示す概略斜視図である。
【図１８】強誘電性液晶の自発分極を示す説明図である。
【図１９】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２０】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２１】フィールドシーケンシャルカラー方式による液晶表示素子の駆動シーケンスを示す図である。
【符号の説明】
【０３６３】
１  …  液晶側基板
２  …  第１基材
３  …  第１電極層
４  …  第１配向膜
４´  …  反応性液晶層
５  …  強誘電性液晶
５´  …  液晶層
６  …  シール剤
８  …  隔壁
１１  …  対向基板
１２  …  第２基材
１３  …  第２電極層
１４  …  第２配向膜
１５  …  液晶分子
ｚ  …  層法線
Ｐｓ  …  自発分極
【図１】
0005391538.tif 000019
【図２】
0005391538.tif 000020
【図３】
0005391538.tif 000021
【図４】
0005391538.tif 000022
【図５】
0005391538.tif 000023
【図６】
0005391538.tif 000024
【図７】
0005391538.tif 000025
【図８】
0005391538.tif 000026
【図９】
0005391538.tif 000027
【図１０】
0005391538.tif 000028
【図１１】
0005391538.tif 000029
【図１２】
0005391538.tif 000030
【図１３】
0005391538.tif 000031
【図１４】
0005391538.tif 000032
【図１５】
0005391538.tif 000033
【図１６】
0005391538.tif 000034
【図１７】
0005391538.tif 000035
【図１８】
0005391538.tif 000036
【図１９】
0005391538.tif 000037
【図２０】
0005391538.tif 000038
【図２１】
0005391538.tif 000039