(57)【要約】【課題】安定なＲ（リバース）−ＴＮ状態を有してＲＴＮモードを実現する液晶表示素子およびその製造方法を提供する。【解決手段】液晶表示素子１は、第１の方向に配向処理された第１の基板２と、第１の基板２側の法線方向から見て、第１の方向に対して第１の回り方向に７０°〜１１０°の角度をなす第２の方向に配向処理された第２の基板３と、その基板間で第１の回り方向に沿って捻じれて液晶分子４がツイスト配向するようされた液晶層５とを有する。液晶層５は、液晶分子４に、第１の基板２側の法線方向から見て、第１の基板２から第２の基板３に向かう方向に沿って、第１の回り方向とは逆の第２の回り方向に旋回性を付与するカイラル物質を含むと共に、液晶分子４の上述したツイスト配向のための配向手段を含む。配向手段は、重合性物質を液晶層５中で重合させた重合体であり、重合体層１０を形成する。【選択図】図１
2014021182.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の方向に配向処理された第１の基板と、
前記第１の基板と対向配置され、前記第１の基板側の法線方向から見て、前記第１の方向に対して第１の回り方向に７０°〜１１０°の角度をなす第２の方向に配向処理された第２の基板と、
前記第１の基板と前記第２の基板との間で、前記第１の回り方向に沿って捻じれて、液晶分子がツイスト配向するように配置された液晶層とを有する液晶表示素子であって、
前記液晶層は、カイラル物質と配向手段とを含み、
前記カイラル物質は、前記液晶層の液晶分子に、前記第１の基板側の法線方向から見て、前記第１の基板から前記第２の基板に向かう方向に沿って、前記第１の回り方向とは逆の第２の回り方向に旋回性を付与するものであり、
前記配向手段は、前記第１の回り方向に沿って捻じれる前記液晶分子の前記ツイスト配向のためのものであることを特徴とする液晶表示素子。
【請求項２】
前記液晶層は、前記第１の基板と前記第２の基板との間で前記第１の回り方向に沿って捻じれるラセン方向を備え、
前記第１の基板および前記第２の基板の表面での前記液晶分子のチルト方向が前記ラセン方向と整合し、前記液晶層の中央部の前記液晶分子が前記チルト方向にチルトするよう構成されたことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示素子。
【請求項３】
前記液晶層は、１０°以下のプレチルト角を有することを特徴とする請求項１または２に記載の液晶表示素子。
【請求項４】
前記配向手段は、前記液晶層に重合性物質を含ませて、前記第１の基板と前記第２の基板との間に配置し、前記第１の基板と前記第２の基板との間に電圧を印加して前記ツイスト配向をさせてから、該重合性物質を重合させて形成されたものであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の液晶表示素子。
【請求項５】
前記配向手段の形成に用いられる前記重合性物質は、光重合性の重合性物質であることを特徴とする請求項４に記載の液晶表示素子。
【請求項６】
前記第１の基板と前記第２の基板との間に印加される電圧は、前記液晶層の前記液晶分子の前記第１の回り方向に沿って捻じれる前記ツイスト配向を形成する電圧であることを特徴とする請求項２または３に記載の液晶表示素子。
【請求項７】
第１の方向に配向処理された第１の基板と、前記第１の基板側の法線方向から見て、前記第１の方向に対して第１の回り方向に７０°〜１１０°の角度をなす第２の方向に配向処理された第２の基板との間に、液晶層であって、液晶分子と、前記第１の基板側の法線方向から見て、前記第１の基板から前記第２の基板に向かう方向に沿って、前記第１の回り方向とは逆の第２の回り方向に旋回性を前記液晶分子に付与するカイラル物質と、重合性物質とを含む液晶層を配置する工程と、
前記第１の基板と前記第２の基板との間に電圧を印加する電圧印加工程と、
前記第１の基板と前記第２の基板との間に配置された前記液晶層中の前記重合性物質を重合させる重合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８】
前記電圧印加工程で印加される電圧は、前記第１の基板と前記第２の基板との間で、前記液晶層の前記液晶分子が前記第１の回り方向に沿って捻じれて、ツイスト配向を形成する電圧であることを特徴とする請求項７に記載の液晶表示素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示素子および液晶表示素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示素子は、観察者の側に配置される透明な基板と、この透明な基板に対向して観察者とは反対側に配置される基板との間に、液晶層が挟持されて構成される。液晶表示素子の液晶層は、例えば、ネマチック相の液晶（以下、ネマチック液晶とも言う。）から形成できる。各基板の液晶層側の面には、例えば、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ：酸化インジウム錫）等の透明導電材料からなる、パターニングされた電極を設けることができる。各基板上の電極と液晶層との間には、液晶層の均一な初期配向を実現する液晶配向膜を設けることが好ましい。そして、液晶表示素子では、パターニングされた電極間に印加される電界に応じて、液晶層が初期の状態から配向変化する。液晶表示素子は、その液晶層の配向変化を利用し、液晶層を透過する光を制御し、画像の表示を行っている。
【０００３】
液晶表示素子は、薄型、高解像度、および低駆動電圧等の特徴を備え、表示用の素子として広く用いられるようになっている。
こうした液晶表示素子は、液晶層の初期配向状態および電圧印加時の液晶動作の違い等から、いくつかの（動作）モードに分類される。例えば、液晶表示素子は、初期配向として９０°ツイスト配向されたネマチック液晶を一対の基板間に挟持し、基板間への電圧印加によって液晶層を垂直配向するよう動作させるＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）モードの液晶表示素子が知られている。
【０００４】
ＴＮモード液晶表示素子は、低電圧駆動とともに高い信頼性を有し、応答特性やコントラスト比等の表示特性のバランスにも優れ、現在最も多用されている液晶表示素子の１つである。ＴＮモード液晶表示素子は、画素毎にＴＦＴ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）等のスイッチング素子を設けたアクティブマトリクス表示装置への適用が可能であり、例えば、液晶モニタの他、自動車のインストルメントパネル等いわゆる車載用途にも用いられている。
【０００５】
近年、このようなＴＮモード液晶表示素子に対し、さらなる低電圧化や高表示品位化を可能とする技術が検討されている。
【０００６】
特許文献１および特許文献２には、液晶層を挟持する一対の基板のそれぞれに設けられた配向膜の配向処理の方向を組み合わせて、通常のＴＮ配向状態を形成するときの液晶層の自発捻じれ方向に対して、反対方向の捻じれ方向を誘起するラセン（螺旋）ピッチの光学活性物質（カイラル物質）をその液晶層に含有させ、その液晶層が、スプレイ配向状態ではない、通常のＴＮ配向状態を形成する、新しいＴＮモード液晶表示素子が開示されている。この液晶表示素子は、ＲＴＮ（Ｒｅｖｅｒｓｅ  Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）モード液晶表示素子等と称される。そして、このＲＴＮモード液晶表示素子は、従来のＴＮモード液晶表示に比べ、駆動電圧等において優れた特性を有するとされ、今後の発展が大いに期待されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−８９１１号公報
【特許文献２】特開２０１１−１６４２７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
図５は、ＲＴＮモードのＲ（リバース）−ＴＮ状態の形成を説明する図であり、図５（ａ）は通常のＴＮ状態を説明する図であり、図５（ｂ）はスプレイ配向するスプレイＴＮ状態を説明する図であり、図５（ｃ）はＲ−ＴＮ状態を説明する図である。
【０００９】
ＲＴＮモード液晶表示素子のＲ（リバース）−ＴＮ状態は、図５（ａ）〜図５（ｃ）に示すように、通常、スプレイＴＮ状態を経て形成される。
【００１０】
図５（ａ）に示すように、一対の基板１００、１０１のそれぞれの表面に設けられた配向膜(図示されない）の配向処理の方向を好適に組み合わせ、ネマチック液晶からなる液晶層１０４を挟持する。それぞれの基板１００、１０１の表面での液晶層１０４の液晶分子のチルト方向は、液晶層１０４のラセン方向と整合し、液晶層１０４の中央部分にある液晶分子が所定のチルト角を持って配向する。そして、基板１００、１０１の間に、液晶層１０４の自発捻じれによる通常のＴＮ配向状態が形成される。
【００１１】
そして、図５（ｂ）に示すように、通常のＴＮ配向状態を形成するときの液晶層１０４の自発捻じれ方向に対して、反対方向の捻じれ方向を誘起する光学活性物質（カイラル物質）を液晶層１０４に含有させることにより、液晶層１０４がスプレイ配向するスプレイＴＮ状態が形成される。スプレイ配向状態では、それぞれの基板１００、１０１の表面での液晶層１０４の液晶分子のチルト方向が、液晶層１０４のラセン方向と整合しない。そのため、液晶層１０４の中央部の液晶分子は、図５（ａ）に示すような所定のチルト角を持った配向を示すことができない。
【００１２】
そして、図５（ｃ）に示すように、スプレイＴＮ状態に十分な高電圧を印加することにより液晶層１０４に配向歪みが発生し、スプレイＴＮ状態の液晶層１０４の捻じれが反転し、ＴＮ配向状態の液晶層１０４の自発捻じれと同様のＲ（リバース）−ＴＮ状態へと転移する。
【００１３】
しかしながら、電圧印加状態ではＲ（リバース）−ＴＮ状態が安定であるものの、電圧無印加状態ではスプレイＴＮ状態の方が安定な状態となりやすい。そのため、Ｒ−ＴＮ状態を安定化するためには、基板と液晶層との界面の液晶分子のチルト角を大きくする必要がある。例えば、特許文献１に示されるように、１０度以上の高チルト状態を作らなければならない。しかし、このような高チルト状態は、配向膜の配向処理法として通常用いられるラビング法では、液晶分子の配向の均一性を得にくいという問題があった。また、ＲＴＮモード液晶表示素子は、こうした高チルト状態となるため、マルチプレックス特性が悪いという欠点を有していた。
【００１４】
図５（ｃ）に示すＲ（リバース）−ＴＮ状態は、チルト角が１０度以下では、カイラル物質の逆捻じれの力もあって、駆動電圧無印加時および低い駆動電圧印加時において、スプレイＴＮ状態に戻ってしまう。すなわち、Ｒ（リバース）−ＴＮ状態は、安定的ではなく、マルチプレックス特性と両立しないという問題があった。
【００１５】
そこで、ＲＴＮモード液晶表示素子では、１０度以下の低いチルト角であっても、安定なＲ（リバース）−ＴＮ状態を実現する技術が求められている。
【００１６】
本発明は、こうした点に鑑みてなされたものである。すなわち、本発明の目的は、安定なＲ（リバース）−ＴＮ状態を有してＲＴＮモードを実現する液晶表示素子を提供することである。
【００１７】
そして特に、本発明の目的は、ラビング法で実現できる１０度以下の低いチルト角でも安定なＲ（リバース）−ＴＮ状態を有するＲＴＮモードの液晶表示素子を提供することである。
【００１８】
また、本発明の目的は、安定なＲ（リバース）−ＴＮ状態を有するＲＴＮモードの液晶表示素子を製造する製造方法を提供することである。
【００１９】
そして特に、本発明の目的は、ラビング法で実現できる１０度以下の低いチルト角でも安定なＲ（リバース）−ＴＮ状態を有するＲＴＮモードの液晶表示素子を製造する製造方法を提供することである。
【００２０】
本発明の他の目的および利点は、以下の記載から明らかとなるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明の第１の態様は、第１の方向に配向処理された第１の基板と、
その第１の基板と対向配置され、第１の基板側の法線方向から見て、第１の方向に対して第１の回り方向に７０°〜１１０°の角度をなす第２の方向に配向処理された第２の基板と、
第１の基板と第２の基板との間で、第１の回り方向に沿って捻じれて、液晶分子がツイスト配向するように配置された液晶層とを有する液晶表示素子であって、
液晶層は、カイラル物質と配向手段とを含み、
カイラル物質は、液晶層の液晶分子に、第１の基板側の法線方向から見て、第１の基板から第２の基板に向かう方向に沿って、第１の回り方向とは逆の第２の回り方向に旋回性を付与するものであり、
配向手段は、第１の回り方向に沿って捻じれる液晶分子のツイスト配向のためのものであることを特徴とする液晶表示素子に関する。
【００２２】
本発明の第１の態様において、液晶層は、第１の基板と第２の基板との間で第１の回り方向に沿って捻じれるラセン方向を備え、
第１の基板および第２の基板の表面での液晶分子のチルト方向がそのラセン方向と整合し、液晶層の中央部の液晶分子がそのチルト方向にチルトするよう構成されることが好ましい。
【００２３】
本発明の第１の態様において、液晶層は、１０°以下のプレチルト角を有することが好ましい。
【００２４】
本発明の第１の態様において、配向手段は、液晶層に重合性物質を含ませて、第１の基板と第２の基板との間に配置し、その第１の基板と第２の基板との間に電圧を印加して上述したツイスト配向をさせてから、その重合性物質を重合させて形成されたものであることが好ましい。
【００２５】
本発明の第１の態様において、配向手段の形成に用いられる重合性物質は、光重合性の重合性物質であることが好ましい。
【００２６】
本発明の第１の態様において、第１の基板と第２の基板との間に印加される電圧は、液晶層の液晶分子の第１の回り方向に沿って捻じれる上述のツイスト配向を形成する電圧であることが好ましい。
【００２７】
本発明の第２の態様は、第１の方向に配向処理された第１の基板と、その第１の基板側の法線方向から見て、その第１の方向に対して第１の回り方向に７０°〜１１０°の角度をなす第２の方向に配向処理された第２の基板との間に、液晶層であって、液晶分子と、第１の基板側の法線方向から見て、第１の基板から第２の基板に向かう方向に沿って、第１の回り方向とは逆の第２の回り方向に旋回性をその液晶分子に付与するカイラル物質と、重合性物質とを含む液晶層を配置する工程と、
第１の基板と第２の基板との間に電圧を印加する電圧印加工程と、
第１の基板と第２の基板との間に配置された液晶層中の重合性物質を重合させる重合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に関する。
【００２８】
本発明の第２の態様において、電圧印加工程で印加される電圧は、第１の基板と第２の基板との間で、液晶層の液晶分子が第１の回り方向に沿って捻じれて、ツイスト配向を形成する電圧であることが好ましい。
【発明の効果】
【００２９】
本発明の第１の態様によれば、安定なＲ（リバース）−ＴＮ状態を有してＲＴＮモードを実現する液晶表示素子が提供される。
【００３０】
本発明の第２の態様によれば、安定なＲ（リバース）−ＴＮ状態を有するＲＴＮモードの液晶表示素子を製造するその製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の第１実施形態の液晶表示素子の模式的な断面図である。
【図２】本発明の第２実施形態の液晶表示素子の製造方法の液晶層形成工程によって、基板間に挟持された液晶層の状態を模式的に説明する断面図である。
【図３】本実施形態の液晶表示素子のＲ−ＴＮ状態の形成を模式的に説明する断面図である。
【図４】本発明の実施例の液晶表示素子の印加電圧と光透過率との関係を、比較例と比較して示すグラフである。
【図５】ＲＴＮモードのＲ（リバース）−ＴＮ状態の形成を説明する図であり、（ａ）は通常のＴＮ状態を説明する図であり、（ｂ）はスプレイ配向するスプレイＴＮ状態を説明する図であり、（ｃ）はＲ−ＴＮ状態を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
本発明者らは、ＲＴＮモードにおいて、不安定なＲ（リバース）−ＴＮ状態（以下、単に、Ｒ−ＴＮ状態とも言う。）を安定化させる検討を行った。そして、本発明者らは、液晶層中に、Ｒ−ＴＮ状態を安定化させるための配向手段を含有させる技術が有効であることを見出し、本発明をするに至った。以下、適宜図面を参照し、本発明の実施形態である、ＲＴＮモードを実現した液晶表示素子について説明する。
【００３３】
実施形態１．
図１は、本発明の第１実施形態である液晶表示素子の模式的な断面図である。
【００３４】
図１に示すように、本発明の第１実施形態である液晶表示素子１は、第１の基板２と、その第１の基板２に対向するように配置された第２の基板３とを有し、液晶分子４により構成される液晶層５をそれらの基板間に挟持して構成される。液晶層５の厚みは、１μｍ〜１０μｍとすることができる。そして、生産性や応答特性等も考慮して、液晶層５の厚みは、３μｍ〜７μｍとすることがより好ましい。
【００３５】
第１の基板２および第２の基板３は、光透過性のガラス基板や樹脂基板を用いて構成することができる。ガラス基板の場合、強度と光透過性とを考慮し、その厚みは、０．１ｍｍ〜３ｍｍとすることが好ましい。
【００３６】
第１の基板２の液晶層５側の面には、液晶分子４を所望とする方向に配向するための配向膜６が設けられており、配向膜６は、所定方向である第１の方向に配向処理されている。そして、後述するように、プレチルト角が１０°以下、さらに好ましくは５°以下になるように配向処理の条件を選ばれる。
【００３７】
第１の基板２に対向配置される第２の基板３の液晶層５側の面には、配向膜６と同様、液晶分子４を所望の方向に配向するための配向膜７が設けられている。配向膜７は、第１の基板２側の法線方向から見て、上述した第１の方向に対して、好ましくは、第１の回り方向に７０°〜１１０°の角度をなす第２の方向に配向処理される。
尚、第１の回り方向としては、右方向と左方向のいずれとすることも可能である。
【００３８】
第１の基板２の配向膜６と第２の基板３の配向膜７において、上述したような配向処理を行い、それらの間に液晶層５を挟持することで、液晶層５が後述するカイラル物質を含有しない場合に、第１の回り方向に７０°〜１１０°の角度のツイスト配向を、液晶分子４の自発的な捻じれにより得ることができる。すなわち、液晶層５は、第１の回り方向に沿って捻じれて旋回する、第１のラセン方向のラセン構造を備える。液晶層５における第１のラセン方向は、第１の基板２および第２の基板３の表面での液晶分子４のチルト方向と整合するラセン方向であり、液晶層５はその中央部の液晶分子４が一定方向のチルトを与えられた状態を示す。
【００３９】
そして、配向膜７は、第１の回り方向に９０°の角度をなす第２の方向に配向処理されることがより好ましい。すなわち、第１の基板２上の配向膜６と第２の基板３上の配向膜７とは、互いに直交する方向に配向処理されていることがより好ましい。このような状態を形成することで、後に説明する偏光板の効果と併せて、高いコントラスト比の表示が可能な液晶表示素子１を提供することができる。
【００４０】
配向膜６、７は、いずれも公知の材料から構成することができ、例えば、ポリイミド材料やアクリル材料等から構成することができる。また、それらの配向処理についても、公知の方法を用いることができ、ラビング処理や光配向処理等を利用することができる。その場合、液晶層５の液晶分子のプレチルト角は、液晶表示素子１において好適なマルチプレックス性を実現できる１０°以下が好ましく、５°〜０．５°であることがより好ましい。
【００４１】
また、第１の基板２には、配向膜６より下層側に、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ：酸化インジウム錫）等の透明導電材料からなる電極（図示されない）を配設することが好ましい。同様に、第２の基板３には、配向膜７より下層側に、ＩＴＯ等の透明導電材料からなる電極（図示されない）を配設することが好ましい。電極がＩＴＯからなる場合、その厚みは、導電特性と光透過性等を考慮して、１０ｎｍ〜５００ｎｍとすることが好ましい。
【００４２】
第１の基板２上の電極および第２の基板３上の電極は、それぞれ所望のパターニングを行って用いることができる。そして、それらパターニングされた電極の形状は、所望とする表示のパターンに対応する。電極が、上述したＩＴＯから形成される場合、公知のフォトリソグラフィ技術を利用してそのパターニングを行うことができる。液晶表示素子１は、この一対の電極を用い、第１の基板２と第２の基板３との間の液晶層５に電圧を印加することができる。
【００４３】
液晶層５は、その液晶分子４とともにカイラル物質（図示されない）および重合性物質を含む液晶組成物を用いて形成される。尚、後述するように、液晶組成物に含有される重合性物質は、液晶層５中に含有された後、重合されて重合体となり、重合体として液晶層５と配向膜６、７との界面に沈着し、液晶層５の配向を制御する。液晶組成物に含有される重合性物質の含有量は、液晶層５中に重合体に起因するドメインを形成しない、０．３重量％〜５重量％が好ましく、０．５重量％〜２重量％とすることで、界面に沈着した重合体が均一な厚みとなりやすく、誘電体としてマルチプレックス性を十分確保する観点から、より好ましい。
【００４４】
そして、その重合体は、液晶分子４とともにその重合体が混在された重合体層１０を形成し、基板表面に沈着する。本実施形態の液晶表示素子１において、液晶層５中の重合体は、液晶分子４の配向状態に作用し、Ｒ−ＴＮ状態を安定的に実現するための、液晶層５中の配向手段となる。
【００４５】
液晶組成物の調製に用いられる液晶材料は、単一の液晶化合物からなる必要はなく、２種以上の液晶化合物や、後述するカイラル物質や重合性物質を除く、液晶化合物以外の物質を含んだ混合物であってもよい。
【００４６】
液晶材料が上述した混合物である場合、液晶材料の特性、例えば、等方性液体に相転移する際の相転移温度、粘度、屈折率異方性（Δｎ）、誘電率異方性（Δε）、および後述する重合性物質の溶解度等を配慮して、調製されることが好ましい。そして、特に、液晶材料は、正の誘電異方性を有するものが好ましい。
【００４７】
液晶材料の調製に用いる液晶化合物としては、例えば、４−置換安息香酸４−置換フェニルエステル、４−置換シクロヘキサンカルボン酸４−置換フェニルエステル、４−置換シクロヘキサンカルボン酸４’−置換−４−ビフェニリルエステル、４−（４−置換シクロヘキサンカルボニルオキシ）安息香酸４−置換フェニルエステル、４−（４−置換シクロヘキシル）安息香酸４−置換フェニルエステル、４−（４−置換シクロヘキシル）安息香酸４−置換シクロヘキシルエステル、４−置換４’−置換ビフェニル、１−（４−置換フェニル）−４−置換シクロヘキサン、４−置換４’’置換ターフェニル、１−（４’−置換−４−ビフェニリル）−４−置換シクロヘキサン、２−（４−置換フェニル）５−置換ピリミジン等と称されるもの等が挙げられる。
【００４８】
液晶組成物に含有されるカイラル物質としては、カイラルネマチック液晶およびコレステリック液晶として知られる化合物を用いることができる。
カイラルネマチック液晶としては、例えば、４’−（光学活性（以下略）２−メチルブチル）−４−シアノビフェニル、４’−（３−メチルペンチル）−４−シアノビフェニル、４’−（２−メチルブトキシ）−４−シアノビフェニル、４−（２−メチルブチル）安息香酸４−シアノフェニルエステル、４−（２−メチルブトキシ）安息香酸４−シアノフェニルエステル、４−（２−メチルブトキシ）安息香酸４’−シアノ−４−ビフェニリルエステル、４−（２−メチルブトキシ）安息香酸４’−シアノ−４−ビフェニリルエステル、４−（ｐ−２ーメチルブチルフェニル）−４’−シアノビフェニル、４−（２−メチルブチル）シクロヘキサンカルボン酸４’−シアノ−４−ビフェニリルエステル、４−アルコキシ−４’−（２−メチルブチル）アゾキシベンゼン、４−アルキルフェニル安息香酸２−メチルブチルエステル、４−アルコキシフェニル安息香酸２−メチルブチルエステル等を挙げることができる。
【００４９】
コレステリック液晶としては、塩化コレステロール、脂肪酸コレステロールエステル、ノナン酸コレステロール、酢酸コレステロール、炭酸アルキルコレステロールエステル、炭酸メチルコレステロール、炭酸エチルコレステロール、安息香酸コレステロール、安息香酸Δ５，６−コレステン−３β−オール、ｐ（又はｏ，ｍ）−置換安息香酸コレステロールエステル、ｐ−メトキシ安息香酸コレステロール、ｐ−アミノ安息香酸コレステロール、フェニル脂肪酸およびその誘導体のコレステロールエステル、ｐ−アミノケイ皮酸コレステロール、シトステロールエステル、酪酸シトエステル、安息香酸（またはその誘導体）のコレスタノールエステル、安息香酸コレスタノール、安息香酸のコレスタジエンエステル等を挙げることができる。
【００５０】
そして、カイラル物質は、液晶層５の液晶分子４に、第１の基板２側の法線方向から見て、第１の基板２から第２の基板３に向かう方向に沿って、第１の回り方向とは逆の第２の回り方向に旋回性を付与するものが選択されて、用いられる。すなわち、第１の回り方向が右方向である場合、カイラル物質は、液晶層５の液晶分子４に、左方向に旋回性を付与するものが選択される。同様に、第１の回り方向が左方向である場合、カイラル物質は、液晶層５の液晶分子４に、右方向に旋回性を付与するものが選択される。このとき、液晶層５において、第２の回り方向に旋回性が付与された場合、ラセン方向は上述した第１のラセン方向と逆方向の第２のラセン方向となる。そのため、液晶表示素子１では、第１の基板２および第２の基板３の表面での液晶分子４のチルト方向と整合せず、その結果、液晶層５は、その中央部の液晶分子４が一定方向のチルトを与えられた状態を示すことができない。
【００５１】
カイラル物質の含有により液晶組成物に誘起されるラセン構造のピッチ、すなわちカイラルピッチ（Ｐ）は、Ｒ−ＴＮ状態の安定性を考慮して、設定されることが好ましい。カイラルピッチ（Ｐ）は、カイラル物質およびその添加量の選択により決めることができる。その場合、カイラルピッチ（Ｐ）と液晶層５の厚みである第１の基板２と第２の基板３との間の距離（ギャップ）（ｄ）との比（ｄ／ｐ）は、０．０２〜０．５となるように設定されることが好ましい。
【００５２】
液晶組成物に含有され、液晶層５に含まれ、その後、重合されて重合体となる重合性物質としては、熱重合性化合物および光重合性化合物を用いることができる。熱重合性化合物を用いる場合には、液晶組成物が液晶相から等方相に転移するときの相転移温度以下で重合する化合物の選択が好ましい。そして、液晶表示素子１の製造の容易さと、得られる配向手段の配向性能の良さを考慮して、光重合性の重合性化合物を用いることがより好ましい。
【００５３】
光重合性化合物を用いる場合は、重合速度を速めるために、光重合開始剤を併用し、光重合性化合物とともに添加して用いてもよい。特に、ラジカル種により光重合可能な光重合開始剤であれば、信頼性に優れた液晶表示素子を製造することができる。
【００５４】
また、光重合性化合物を用いる場合には、例えば、光重合性ビニル系化合物を使用することが好ましい。
【００５５】
光重合性ビニル系化合物は、光二量化するものと、より高次に高分子化するものとに分けることができ、それぞれを用いることできる。前者は、その分子構造内にシンナモイル基やシンナミリデン基を有するものが多く、例えば、ポリケイ皮酸ビニル等を挙げることができる。後者は、その化合物自体の他、その化合物からなるオリゴマーが光により活性化されて、相互に、または、他の構造の光重合性ビニル系化合物（モノマー、オリゴマーおよびポリマーを含む。）と重合するものである。
【００５６】
光硬化性ビニル系化合物であって、重合して高分子化するものとしては、アクリロイル系、アリル系、スピラン系、ビニルベンゼン系の化合物（それらのオリゴマーおよびポリマーを含む。）等が挙げられる。
【００５７】
光硬化性ビニル系化合物であって、重合して高分子化するものの例としては、モノアクリレート、モノメタクリレート、ジアクリレート、ジメタクリレート、Ｎ−置換アクリルアミド、Ｎ−ビニルピロリドン、スチレンおよびその誘導体、ポリオールアクリレート、ポリエステルアクリレート、ウレタンアクリレート、エポキシアクリレート、シリコーンアクリレート、フルオロアルキルアクリレート、ポリブタジエン骨格を有するポリアクリレート、イソシアヌル酸骨格を有するポリアクリレート、ヒダントイン骨格を有するアクリレート、不飽和シクロアセタール等に代表される単官能および多官能ビニル基を有する化合物を挙げることができる。
【００５８】
本実施形態では、以上で例示した多様な光硬化性ビニル系化合物を使用できるが、アクリロイル系化合物を使用することが特に好ましい。アクリロイル系化合物は、光重合反応性に優れて光反応時間が短く、また、光重合処理後に得られる重合体が、所望とする優れた配向手段として機能する。そして、図１の液晶層５中において、その重合体に由来するドメインの形成が少なく、優れた表示品位の液晶表示素子１を製造することができる。
【００５９】
尚、アクリロイル系化合物のアクリロイル基は、α位、β位の水素原子がフェニル基、アルキル基、ハロゲン原子、シアノ基等で置換されていてもよい。
【００６０】
好ましいアクロイル系化合物の具体例としては、例えば、国際公開（ＷＯ）第２００８／１２３２３５号パンフレット等に記載される重合性アクリレート化合物を挙げることができる。
【００６１】
そして、特に好ましいアクロイル系化合物として、液晶性メソゲン構造の末端にアクリル基またはメタクリル基を有する化合物を挙げることができる。そして、例えば、下記式（１）および下記式（２）の化合物を挙げることができる。
【００６２】
【化１】
2014021182.tif 000003
【００６３】
上記式（１）中、Ｒ１およびＲ２は、それぞれ独立して、単結合または炭素数１〜１５のアルキレン基（そのアルキレン基中に存在する１個または２個以上のメチレン基は、酸素原子が相互に直接結合しないものとして、それぞれ独立に酸素原子、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−または−ＯＣＯ−で置換されていても良く、そのアルキレン基中に存在する１個または２個以上の水素原子はそれぞれ独立にフッ素原子、メチル基またはエチル基で置換されていても良い。）を表す。
上記式（１）中、Ｒ３およびＲ４は、それぞれ独立して、水素原子またはメチル基を表す。
【００６４】
【化２】
2014021182.tif 000004
【００６５】
上記式（２）中、Ｒ１１およびＲ１２は、それぞれ独立して、単結合または炭素数１〜１５のアルキレン基（そのアルキレン基中に存在する１個または２個以上のメチレン基は、酸素原子が相互に直接結合しないものとして、それぞれ独立に酸素原子、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−または−ＯＣＯ−で置換されていても良く、そのアルキレン基中に存在する１個または２個以上の水素原子はそれぞれ独立にフッ素原子、メチル基またはエチル基で置換されていても良い。）を表す。
上記式（２）中、Ｒ１３およびＲ１４は、それぞれ独立して、水素原子またはメチル基を表す。
【００６６】
上記式（１）および上記式（２）の化合物は、分子内にビフェニル骨格を有し、所謂、剛直な構造を備え、重合体を形成して、Ｒ−ＴＮ状態の安定化に好適な配向手段を提供できる。
【００６７】
尚、本実施形態において、重合性物質に熱重合性化合物を用いて熱重合された重合体を液晶層中に配置する場合には、重合体として、グアナミン樹脂、ビスマレイミド・トリアジン樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フラン樹脂、ポリイミド、ポリウレタン、ポリジアリルフタレート、ポリビニルエステル、メラミン樹脂、ユリア樹脂、イソブチレン−無水マレイン酸共重合体、エポキシ樹脂、ＤＦＫ樹脂、キシレン樹脂、クマロン樹脂、ケトン樹脂、ポリエチレンオキシド、ポリ塩化ビニリデンラテックス、ポリテルペン、ポリビニルアルコール、ポリビニルエーテル、ポリビニルブチラート、ポリビニルホルマール、ポリプロピオン酸ビニル、マレイン酸樹脂、シリコーン等の中から選択して用いることができる。
【００６８】
本実施形態において、重合性化合物は、１種を単独で用いて液晶組成物に含有させることもでき、複数種類を混合して用いて液晶組成物に含有させることもできる。
また、図１の液晶層５を形成する液晶組成物は、カイラル物質および重合性物質の他、架橋剤、界面活性剤、希釈剤、増粘剤、消泡剤、接着性付与剤、安定剤、吸収剤、色素、重合促進剤、連鎖移動剤、重合禁止剤等を含んでいてもよい。
【００６９】
以上のように、本実施形態の液晶表示素子１の液晶層５は、その液晶分子４とともにカイラル物質および重合性物質を含む液晶組成物を用いて形成される。そして、液晶組成物に含有される重合性物質は、液晶表示素子１の製造に際し、一旦、液晶層５の中に含有される。そして、液晶層５の液晶分子４において、所望とする配向状態が形成された後、その状態で重合されて重合体となり、重合体の状態で液晶層５に含有されることになる。すなわち、図１に示すように、その重合体は、液晶分子４とともに互いが混ざり合った重合体層１０を、第１の基板２および第２の基板３の近傍を含む領域に形成する。そして、重合体は、その状態で液晶層５中に配置される。
【００７０】
液晶表示素子１は、液晶層５を、第１の方向に配向処理された第１の基板２と第１の基板２側の法線方向から見て、第１の方向に対して第１の回り方向に７０°〜１１０°の角度、例えば、９０°の角度をなす第２の方向に配向処理された第２の基板３とに挟持して構成されたものである。一方、液晶層５には、液晶層５の液晶分子４に、第１の基板２側の法線方向から見て、第１の基板２から第２の基板３に向かう方向に沿って、第１の回り方向とは逆の第２の回り方向に旋回性を付与するカイラル物質が含有されている。
【００７１】
したがって、本実施形態の液晶表示素子１において、仮に上述の重合体が無い場合、Ｒ−ＴＮ状態を安定的に実現することはできない構成となっている。
【００７２】
そのため、本実施形態の液晶表示素子１は、液晶層５中、特に配向膜の近傍に重合体を配置している。この液晶層５中の重合体は、液晶層５の液晶分子４の第１の回り方向に沿って捻じれるツイスト配向を実現した状態で、重合性化合物を重合して形成されたものである。したがって、液晶層５中の重合体は、液晶層５の液晶分子４に作用し、液晶分子４の第１の回り方向に沿って捻じれるツイスト配向の状態、すなわち、Ｒ−ＴＮ状態を安定化させるように機能する。液晶層５中の重合体は、Ｒ−ＴＮ状態を安定的に実現するための、液晶層５中の配向手段となる。
【００７３】
こうした配向手段を備える本実施形態の液晶表示素子１は、Ｒ−ＴＮ状態を安定的に実現することができ、安定なＲ−ＴＮ状態を備えた、ＲＴＮモードの液晶表示素子を提供することができる。
【００７４】
次に、本発明の第２の実施形態として、本発明の実施形態の液晶表示素子の製造方法について、適宜、上述した図１の液晶表示素子１を例として用い、図面を参照しながらより詳細に説明する。したがって、液晶表示素子１の構成要素については、同じ符号を付して説明を行う。
【００７５】
実施形態２．
本発明の第２実施形態の液晶表示素子の製造方法は、次の第１〜第３の３つの工程を主要な工程として含む。
【００７６】
第１の工程は、第１の方向に配向処理された第１の基板と、第１の基板側の法線方向から見て、その第１の方向に対して第１の回り方向に７０°〜１１０°の角度をなす第２の方向に配向処理された第２の基板との間に、液晶分子からなり、その第１の基板側の法線方向から見て、その第１の基板からその第２の基板に向かう方向に沿って、その第１の回り方向とは逆の第２の回り方向に旋回性を液晶分子に付与するカイラル物質と、重合性物質とを含む液晶層を配置する液晶層形成工程である。
【００７７】
第２の工程は、第１の基板と第２の基板との間に電圧を印加する電圧印加工程である。  
【００７８】
第３の工程は、第１の基板と第２の基板との間に配置された液晶層中の重合性物質を重合させる重合工程である。
以下、上述の３工程について、それぞれ説明する。
【００７９】
図２は、本実施形態の液晶表示素子の製造方法の液晶層形成工程によって、基板間に挟持された液晶層の状態を模式的に説明する断面図である。
【００８０】
液晶層形成工程では、上述した第１の基板２と第２の基板３とを準備し、上述した液晶組成物をそれらの基板間に導入し、液晶層５を第１の基板２と第２の基板３との間に配置する。液晶組成物には、上述したように、カイラル物質、および、０．３重量％〜５重量％、好ましくは０．５重量％〜２重量％の重合性物質が含有されている。したがって、液晶層５中には、その含有量で、重合性物質１１が含まれることになる。
【００８１】
液晶層形成工程で準備される第１の基板２は、その液晶層５側の面に配向膜６を有し、配向膜６は、第１の方向に配向処理されている。
第２の基板３も、その液晶層５側の面に配向膜７が設けられている。第２の基板３上の配向膜７は、第１の基板２側の法線方向から見て、その第１の方向に対して第１の回り方向に７０°〜１１０°の角度をなす第２の方向に配向処理されている。配向処理は、１０°以下、好ましくは、５°以下の低いプレチルト角が液晶層５で発現するように行われる。
【００８２】
第１の基板２および第２の基板３には、配向膜６、７の下層側に、上述したように、例えば、ＩＴＯからなる電極（図示されない）が形成されている。
【００８３】
配向膜６、７の形成は、第１の基板２および第２の基板３上に電極を形成した後、その電極を覆うようにして配向膜形成材料を塗布して行う。配向膜形成材料の塗布は、例えば、スピンコード法や、フレキソ印刷を用いて行う。インクジェット印刷を用いてもよい。配向膜材料としては、液晶分子４において低プレチルト角を発現させることができる、ＴＮモード液晶表示素子用の水平配向膜形成材料を用いることが好ましい。この水平配向膜形成材料は市販の材料を利用することができる。
【００８４】
配向膜材料を塗布した第１の基板２および第２の基板３を、例えば、ホットプレート上に乗せ、５０℃〜１２０℃の温度で１分間〜１０分間の仮焼成（プリベーク）を行う。次いで、例えば、オーブンを用い、２００℃〜３００℃の温度で、３０分間〜１時間程度の本焼成を行う。こうして、電極を覆う配向膜６、７を形成する。
【００８５】
次に、配向膜６、７の配向処理を行う。配向処理は、公知のラビング処理によって行うことができる。ラビング処理は、木綿やナイロンやポリエステル等からなるラビング布を巻いた円筒状のロールを高速に回転させ、配向膜表面を擦る処理であり、これにより配向膜６、７に接する液晶分子４を一方向に並べる（配向する）ことができる。
このとき、ラビング方向に配向する液晶分子４は、ラビング方向にプレチルト角を有して配向するが、プレチルト角としては、１０°以下、好ましくは、０．５°〜５°に設定されることが好ましい。
【００８６】
第１の基板２と第２の基板３との間のギャップ（ｄ）、すなわち、基板間距離は、液晶層５の厚みを決めるが、液晶層５の液晶分子４の応答性能や、液晶表示素子１の生産性を考慮して、１μｍ〜１５μｍとすることが好ましく、４μｍ〜８μｍとすることがより好ましい。
【００８７】
第１の基板２と第２の基板３との間のギャップ（ｄ）を一定に保つため、一方の基板面上にギャップコントロール材（図２中では図示されない。）を散布することが好ましい。ギャップコントロール材（スペーサとも称される。）には、例えば、粒径６μｍ等、所望とする液晶層５の厚みを実現する粒径を備えた、シリカ系材料等を使用することができる。シリカ系のスペーサは、乾式散布法によって分散散布することができる。シリカ系の材料の他、ボール状の樹脂スペーサを用いることもできる。
【００８８】
もう一方の基板面上にはシール材を印刷し、シールパターンを形成する。シール材は熱硬化性のものを用いることができ、スクリーン印刷法やディスペンサを用いた方法により印刷することができる。
【００８９】
次に、第１の基板２と第２の基板３とを重ね合わせ、互いに貼り合わせる。その場合、第１の基板２と第２の基板３とを所定の位置で重ね合わせ、プレスした状態で熱処理を施しシール材を硬化させる。このとき、重ね合わせは、上述したように、第１の基板２の配向処理の方向（第１の方向）と、第２の基板の配向処理の方向（第２の方向）とが、第１の基板２の法線方向から見て、その第１の方向を基準にして、第１の回り方向に７０°〜１１０°、好ましくは、９０°の角度となるように行われる。このとき、第１の回り方向は、第１の方向を基準にして、右方向とすることができ、また、左方向とすることもできる。その後、例えば、ホットプレス法を用い、１５０℃程度で加熱してシール材の熱硬化を行う。尚、図２において、シール材は図示を省略する。以下の図面でも同様である。
【００９０】
こうして形成された、所謂、空セル状態の第１の基板２と第２の基板３との間に、例えば、真空注入法を用い、上述した液晶組成物を注入する。液晶組成物には、上述したように、液晶分子４の他、カイラル物質および重合性化合物が含有されている。カイラル物質は、上述したように、液晶層５の液晶分子４に、第１の基板２側の法線方向から見て、第１の基板２から第２の基板３に向かう方向に沿って、第１の回り方向とは逆の第２の回り方向に旋回性を付与するものである。液晶組成物のカイラルピッチ（Ｐ）は、例えば、基板間のギャップ（ｄ）との比（ｄ／ｐ）が、０．０２〜０．５となるように設定される。
【００９１】
次に、液晶組成物の注入を行った注入口を、例えば、紫外線（ＵＶ）硬化タイプの封止剤で封止し、液晶表示素子１ａを得る。尚、封止剤による封止は、後述する電圧印加工程の後に行ってもよい。
【００９２】
こうして製造された液晶表示素子１ａは、図２に示すように、液晶層５中の上述したカイラル物質の効果によって液晶分子４が、第１の基板２側の法線方向から見て、第１の基板２から第２の基板３に向かう方向に沿って、第１の回り方向とは逆の第２の回り方向にツイスト配向（スプレイ配向）する、スプレイＴＮ状態となる。スプレイＴＮ状態では、第１の基板２および第２の基板３のそれぞれの表面での液晶層５の液晶分子４のチルト方向が、液晶層５のラセン方向と整合しない。そのため、液晶層５の中央部の液晶分子は、次に説明する図３に示すような、所定のチルト角を持った配向を示すことができない。
【００９３】
図３は、本実施形態の液晶表示素子のＲ−ＴＮ状態の形成を模式的に説明する断面図である。
【００９４】
上述した液晶層形成工程の後、電圧印加工程では、スプレイＴＮ状態を示すように製造された液晶表示素子１ａを用い、図３で矢印によって模式的に示されるように、第１の基板２と第２の基板３との間に電圧１２を印加する。そして、図２の液晶表示素子１ａにおけるスプレイＴＮ状態を解消して、新たにＲ−ＴＮ状態の液晶表示素子１ｂを製造する。Ｒ−ＴＮ状態の液晶表示素子１ｂは、液晶分子４が、第１の基板２側の法線方向から見て、第１の基板２から第２の基板３に向かう方向に沿って、第１の回り方向にツイスト配向する状態となる。そして、このＲ−ＴＮ状態では、第１の基板２および第２の基板３のそれぞれの表面での液晶層５の液晶分子４のチルト方向が、液晶層５のラセン方向と整合し、液晶層５の中央部の液晶分子４は、図３に示すような、所定のチルト角を持った配向を示す。
【００９５】
印加される電圧１２は、液晶表示素子１ｂの面内で均一にＲ−ＴＮ状態が形成される値の電圧とすることが好ましい。すなわち、液晶表示素子１ｂの面内で均一に、液晶層５の液晶分子４の、第１の回り方向に沿って捻じれるツイスト配向を形成する電圧とすることが好ましい。印加電圧波形は、例えば、周波数１ｋＨｚの矩形波とすることができる。
電圧１２の印加の方法としては、初めに、所定の期間、スプレイＴＮ状態の解消に必要な十分に高い高電圧を印加し、その後、より低い低電圧を印加してＲ−ＴＮ状態を形成する２段階の電圧印加方法をとることができる。
【００９６】
このとき、電圧１２の印加は、液晶表示素子１ｂの全面に対して行われることが好ましい。そして、第１の基板２および第２の基板３の有する電極のパターンによっては、全面への電圧１２の印加が困難となる場合がある。その場合、液晶表示素子１ｂの全面点灯のために、第１の基板２および第２の基板３に電圧印加工程用の追加の電極を設けることや、第１の基板２および第２の基板３の各外側に外部電極を押し付けて電圧１２を印加し、全面点灯を実現すること等が可能である。
【００９７】
次に、重合工程では、上述したＲ−ＴＮ状態の液晶表示素子１ｂを用い、上述したＲ−ＴＮ状態を形成する電圧１２を印加しながら、第１の基板２と第２の基板３との間に配置された液晶層５中の重合性物質１１を重合させる。そして、図１に示す本実施形態の液晶表示素子１を製造する。
【００９８】
図２および図３に示す、液晶層５中の重合成物質１１が、光重合性である場合、その重合は露光によって行う。そして、露光は、例えば、高圧水銀灯を用いた紫外線照射装置を用い、紫外線を照射して行うことができる。その場合、露光時間は、例えば、１０分間〜１時間程度とすることができる。露光時間が短いと、重合性物質１１の所望とする重合が実現できず、後述するＲ−ＴＮ状態の安定化効果が十分なものとはならない。また、露光時間が長すぎると製造される液晶表示素子１の生産性が低下してしまう。尚、図１に示すように、基板２、３の双方に表面に重合体層１０を効率よく配置させるために、紫外線の照射は両基板側から行うことが好ましい。
【００９９】
重合性物質１１の重合の後、液晶層５には、図１に示すように、重合体による重合体層１０が形成されることになる。重合体層１０の重合体は、液晶層５の液晶分子４に作用し、そのＲ−ＴＮ状態を安定化させる配向手段となる。すなわち、液晶表示素子１の液晶層５は、重合体を含むことにより、液晶分子４の第１の回り方向に沿って捻じれるツイスト配向のための配向手段を有することになる。
【０１００】
こうして製造された、図１の液晶表示素子１は、安定なＲ−ＴＮ状態を有するＲＴＮモードの液晶表示素子となる。そして、液晶表示素子１は、Ｒ−ＴＮ状態が安定的に実現されることで、マルチプレックス駆動に好適な液晶表示素子となる。
【０１０１】
また、製造された液晶表示素子１は、必要な場合、液晶組成物の相転移温度以上となるように、６０℃〜１５０℃の温度で加熱を行うエージング処理を行い、液晶層５の液晶分子４の配向を整えるようにする。次いで、必要な洗浄等の処理を行った後に、第１の基板２と第２の基板３の液晶層５と反対側の面にそれぞれ、偏光板（図示されな）を貼付する。２枚の偏光板は、クロスニコルに配置し、ノーマリホワイトモードを実現する。こうして、液晶表示素子１は、ノーマリホワイトのＲＴＮモードの液晶表示素子となる。
【実施例】
【０１０２】
以下、実施例に基づいて本発明の実施形態をより具体的に説明する。しかし、本発明はこれらの実施例により何ら限定されるものではない。
【０１０３】
上述した本実施形態の液晶表示素子の製造方法に従い、上述した液晶表示素子１と同様の構造の本実施例の液晶表示素子の製造を行った。
【０１０４】
はじめに、誘電異方性が＋１２．９であるネマチック液晶材料を用い、微量のカイラル物質と、重合性化合物を１．５重量％、および重合開始剤を０．０１５重量％添加し、ラセン方向が右で、２０μｍのラセンピッチ（ｐ）を有する液晶組成物を準備した。カイラル物質には、液晶分子に右ラセン方向の捻じれを誘起するＲ−８１１を用いた。重合性物質には、下記式で示す、液晶性メソゲン構造の各末端にアクリル基を備えた、ジアクリレートを用いた。
【０１０５】
【化３】
2014021182.tif 000005
【０１０６】
そして、その液晶組成物を、ｄ／ｐが０．３となるように、ギャップ（ｄ）を６μｍとした、水平配向膜およびＩＴＯ電極付きの一対のガラス基板間に挟持した。ガラス基板上の水平配向膜はラビング処理が施されており、ガラス基板間に、プレチルト角が２°で９０°ツイスト配向する液晶層を形成した。このとき、一対の基板上の水平配向膜は、液晶層が９０°ツイストするとともに、液晶層のラセン方向が左ラセンに好適となるようチルト方向が設定され、配向処理が施されている。
【０１０７】
その後、ＩＴＯ電極を用いてガラス基板間の液晶層に、Ｒ−ＴＮ状態が面内で均一に形成される電圧を印加した。具体的な電圧印加の条件としては、周波数１ｋＨｚの矩形波を用い、１０Ｖの電圧を１分間印加することによりＲ−ＴＮ状態を形成した後、そのＲ−ＴＮ状態が保たれる２．５Ｖを印加した。
【０１０８】
次いで、電圧（２．５Ｖ）を印加したままＲ−ＴＮ状態を維持し、その状態で波長３５２ｎｍの紫外線を４．７Ｊ／ｃｍ２の照射量で照射した。そして、一対のガラス基板を挟持するように、外側からクロスニコル配置された一対の偏光板を設けて、ノーマリホワイトのＲＴＮモードの液晶表示素子を製造した。
【０１０９】
液晶組成物が、ラセン方向が左で１００μｍのラセンピッチを有し（ｄ／ｐ＝０．０６）、重合性化合物を含有せず、電圧印加と露光を行わなかったこと以外は、上記実施例と同様にして、比較例となるノーマリホワイトの液晶表示素子を製造した。
【０１１０】
実施例および比較例の液晶表示素子を用い、電気光学特性（電圧−透過率特性）を評価した。印加電圧波形は、周波数１ｋＨｚの矩形波とした。
【０１１１】
図４は、本発明の実施例の液晶表示素子の印加電圧と光透過率との関係を、比較例と比較して示すグラフである。
【０１１２】
図４に示す、実線の電圧−透過率曲線が実施例の液晶表示素子の評価結果を示し、破線の電圧−透過率曲線が比較例の液晶表示素子の評価結果を示す。
【０１１３】
図４に示すように、実施例の液晶表示素子の電気光学特性と比較例の電気光学特性は大きな違いがあり、実施例の液晶表示素子は、比較例に比べ、低い電圧によって駆動できることがわかった。すなわち、実施例の液晶表示素子は、低電圧化されていることが分かった。Ｒ−ＴＮ状態の安定的な実現により、本実施例の液晶表示素子は低電圧化できたものと解される。
【０１１４】
次に、実施例の液晶表示素子および比較例の液晶表示素子を用い、形成されたＲ−ＴＮ状態の安定性を評価した。
その評価方法は、液晶表示素子にＲ−ＴＮ状態が形成されている状態で、２．５Ｖ〜０Ｖ（電圧無印加）の電圧を印加し、そのＲ−ＴＮ状態の維持が可能であるか否かを評価した。
【０１１５】
評価における電圧の印加の条件は、２．５Ｖ、２．２Ｖ、２．０Ｖ、１．５Ｖ、１．０Ｖ、０．５Ｖ、０Ｖ（電圧無印加）の７条件とした。
【０１１６】
重合体による配向手段を有しない、従来のＲＴＮモード液晶表示素子においては、Ｒ−ＴＮ状態の安定性が乏しい。そのため、従来のＲＴＮモード液晶表示素子は、電圧無印加状態および低い電圧の印加状態で、Ｒ−ＴＮ状態を保持し続けることは困難であることが知られている。したがって、比較的高い電圧印加の状態から、電圧無印加の状態または低電圧印加の状態の液晶表示素子を評価することによって、形成されたＲ−ＴＮ状態の安定性を評価することができる。
【０１１７】
その結果、本実施例の液晶表示素子は、各電圧の印加状態で、形成されたＲ−ＴＮ状態が安定かつ面内均一に保持されることが分かった。特に、電圧無印加の状態でも、Ｒ−ＴＮ状態が保持されることが分かった。
【０１１８】
一方、比較例である液晶表示素子は、２．５Ｖを印加した状態では、面内で均一なＲ−ＴＮ状態が保持されたものの、２．２Ｖおよび２．０Ｖの印加時には、液晶表示素子の面内のエッジ部分にスプレイＴＮ状態の形成が見られた。そして、１．５Ｖの印加状態では、スプレイＴＮ状態の形成領域の拡大が見られ、１．０Ｖの印加状態では、面内の半分の領域がスプレイＴＮ状態の領域となった。さらに、０．５Ｖ印加状態および電圧無印加状態では、Ｒ−ＴＮ状態の領域は小さくなり、面内のほとんどの領域がスプレイＴＮ状態を形成した。
【０１１９】
以上の評価結果から、本実施例の液晶表示素子のＲ−ＴＮ状態は優れた安定性を有することが分かった。すなわち、本実施例の液晶表示素子は、安定性の高いＲ−ＴＮ状態を有するＲＴＮモード液晶表示素子を実現していることがわかった。こうしたＲ−ＴＮ状態の安定化効果は、液晶層中の、重合体である配向手段の効果によるものと解される。
【０１２０】
尚、本発明は上記した各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内において、種々変形して実施することができる。
【０１２１】
例えば、本発明の液晶表示素子は、カラーフィルタを設け、カラーフィルタを備えたカラー液晶表示素子を構成することができる。
また、本発明の液晶表示素子は、各画素にＴＦＴ等のスイッチング素子を設け、低電圧駆動が可能なアクティブマトリクス型の液晶表示素子とすることも可能である。
【符号の説明】
【０１２２】
１、１ａ、１ｂ    液晶表示素子
２    第１の基板
３    第２の基板
４    液晶分子
５、１０４    液晶層
６、７    配向膜
１０    重合体層
１１    重合性物質
１２    電圧
１００、１０１    基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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