(57)【要約】【課題】微小で高精度のセルギャップ内に単安定性の強誘電性液晶を均一なモノドメイン配向で備えた液晶表示素子を提供する。【解決手段】少なくとも一方の基板に配向膜を備えた一対の基板間に注入されカイラルスメクチックＣ相を有する単安定状態を示す液晶物質からなる液晶層と、この液晶層に電界を印加するための電極とを備え、基板間に障壁を同一の方向に延設して複数備えるとともに、スペーサを備え、単安定状態における液晶物質の分子方向が障壁の延設方向と略同一であるものとした。【選択図】  図２
2006003789.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一方の基板に配向膜を備えた一対の基板と、該基板間に注入されカイラルスメクチックＣ相を有する単安定状態を示す液晶物質からなる液晶層と、該液晶層に電界を印加するための電極とを備えた液晶表示素子において、
基板間に障壁を同一の方向に延設して複数備えるとともに、スペーサを備え、前記液晶物質は単安定状態における分子方向が前記障壁の延設方向と略同一であることを特徴とする液晶表示素子。
【請求項２】
隣り合う前記障壁のピッチは０．５〜３ｍｍの範囲であることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示素子。
【請求項３】
前記スペーサは柱状凸部であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の液晶表示素子。
【請求項４】
前記障壁と前記柱状凸部は同一材質であることを特徴とする請求項３に記載の液晶表示素子。
【請求項５】
前記障壁と前記柱状凸部が一体化されてい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】
前記障壁と前記柱状凸部は同時形成されたものであることを特徴とする請求項４または請求項５に記載の液晶表示素子。
【請求項７】
前記障壁は、基板間距離の５０〜１００％を占めることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の液晶表示素子。
【請求項８】
前記液晶物質の単安定状態における分子方向と、前記障壁の延設方向の差は０〜５°の範囲内であることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の液晶表示素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液晶表示素子に係り、特に単安定性の強誘電性液晶を用いた液晶表示素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、表示装置として液晶表示素子が広く使用されており、この液晶表示素子としては、画素毎にスイッチング素子を有するＴＦＴ（薄膜トランジスタ）基板を用いたアクティブマトリクス駆動方式であるＴＦＴ−ＴＮ(Twisted Nematic)方式が主流となっている。また、近年は、液晶表示素子の欠点であった視野角の狭さを改善するため、ＩＰＳモード、ＭＶＡモード等が開発されるとともに、携帯電話やＰＤＡ等のモバイル機器の表示や、パソコンのモニタから、液晶ＴＶモニタへ市場が拡大している。しかし、例えば、ＴＶモニタとして用いられる場合の問題点として、動画を表示する際に、液晶の応答速度が遅いため、動きの速い映像の表示において尾を引いてしまう場合があり、高速化が大きな課題となっていた。
【０００３】
一方、強誘電性液晶は、自発分極を有し高速度応答が可能である。強誘電性液晶は、クラークとラガーウォルらによって提唱された非電界印加時に２つの安定状態をもち、メモリー性を有する双安定性のものが広く知られており、これを利用して単純マトリックス駆動による動画表示を行なう液晶表示素子が開発された。このような双安定性の強誘電性液晶を用いたものとして、一対の基板をストライプ状の隔壁構造物を介して接合し、一軸配向処理の方向と隔壁の方向を略平行とした上下基板により形成された微小空間に液晶を封じ込めた液晶ディスプレイ等が報告されている（特許文献１、２）。また、隔壁の方向と層法線方向とがなす角を５０±２０°とすることにより、双安定性の強誘電性液晶に生じる層法線方向の液晶割れを防止した液晶パネル体が報告されている（特許文献３）。しかし、双安定性の強誘電性液晶は階調表示が難しく、高品位の画像表示が困難なことから、上述のＴＦＴ基板の実用化に伴い、注目されなくなった。
【０００４】
これに対して、電圧非印加時の状態が一つの状態で安定している単安定性の強誘電性液晶は、電圧変化によりアナログ的な階調表示が可能で、ＴＦＴによる駆動に適していることから、近年注目されている（非特許文献１）。この単安定性の強誘電性液晶は、通常、降温過程でコレステリック相から、スメクチックＡ相を経由せずに、直接カイラルスメクチックＣ相（ＳｍＣ＊）に相転移する液晶物質を使用する。
また、液晶表示素子は、一般的に、透明電極や配向膜を備えた透明基板を微小なセルギャップを介して対向させ、このセルギャップ内に液晶を封入した基本構造を有している。セルギャップは、使用する液晶に対応して所望の大きさで高い精度を確保する必要があり、強誘電性液晶を使用した液晶表示素子では、上記のセルギャップが２μｍ以下となっている。このような微小なセルギャップを高精度で確保するために、基板間にビーズ、柱状凸部等のスペーサを配設することが行なわれている。
【０００５】
しかしながら、上記の単安定性の強誘電性液晶は、セルギャップに封入した状態での均一配向が難しく、層法線方向が異なる領域（ダブルドメイン）が発生し、駆動時に白黒反転した表示になるという問題がある。
このようなダブルドメインを無くしてモノドメインにする方法として、液晶をセルギャップ内に注入した後、コレステリック（Ｃｈ）相以上に温度を上げ、直流電圧を印加しながら降温する電界印加徐冷法（非特許文献２）が知られている。
また、モノドメインを得る他の方法として、上下の配向膜の一方にラビング処理を施した配向膜、他方に光配向処理を施した配向膜を配設する方法（特許文献４）が知られている。
【０００６】
さらに、強誘電性液晶を単安定状態とする方法として、例えば、強誘電性液晶中に重合性のモノマーおよび／またはオリゴマーを少量添加し、直流電界または交流電界を印加しながら重合させる高分子安定化法（特許文献５）が知られている。
【特許文献１】特開平７−３１８９１２号公報
【特許文献２】特開平７−１５９７９２号公報
【特許文献３】特開２０００−６６１７６号公報
【特許文献４】特開２００３−５２２３号公報
【特許文献５】特開平９−２１１４６３号公報
【非特許文献１】Ｌiquid Ｃrystals, 1999, Vol. 26, No.11,1599-1602
【非特許文献２】Ｊ．Ａppl. Ｐhys., 1986, Vol. 59, No.7,2355-2360
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、ダブルドメインを無くしてモノドメインにする上述の電界印加徐冷法は、製造プロセスが複雑であり、また、一度モノドメインが得られても、相転移点以上に温度が上がると配向が乱れ、再びダブルドメインが現れるため、安定性に欠け実用的ではないという問題があった。また、上述の高分子安定化法は、プロセスが複雑で、駆動電圧が高くなるという問題があった。さらに、上述のラビング／光配向膜を用いる方法では、表示素子の面積が大きくなると、全体に亘って均一にモノドメイン配向を得ることが困難であるという問題があった。
【０００８】
また、上述の双安定性の強誘電性液晶を用いた液晶パネル体を単に利用しても、単安定化された強誘電性液晶のモノドメイン配向を得ることは困難であった。
上記のような問題は表示面積が大きくなる程より顕著となる。
本発明は、上記のような実情に鑑みてなされたものであり、微小で高精度のセルギャップ内に単安定性の強誘電性液晶を均一なモノドメイン配向で備えた液晶表示素子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
このような目的を達成するために、本発明は、少なくとも一方の基板に配向膜を備えた一対の基板と、該基板間に注入されカイラルスメクチックＣ相を有する単安定状態を示す液晶物質からなる液晶層と、該液晶層に電界を印加するための電極とを備えた液晶表示素子において、基板間に障壁を同一の方向に延設して複数備えるとともに、スペーサを備え、前記液晶物質は単安定状態における分子方向が前記障壁の延設方向と略同一であるような構成とした。
本発明の他の態様として、隣り合う前記障壁のピッチは０．５〜３ｍｍの範囲であるような構成とした。
【００１０】
本発明の他の態様として、前記スペーサは柱状凸部であるような構成とした。
本発明の他の態様として、前記障壁と前記柱状凸部は同一材質であるような構成とした。
本発明の他の態様として、前記障壁と前記柱状凸部が一体化されているような構成とした。
本発明の他の態様として、前記障壁と前記柱状凸部は同時形成されたものであるような構成とした。
本発明の他の態様として、前記障壁は、基板間距離の５０〜１００％を占めるような構成とした。
また、前記液晶物質の単安定状態における分子方向と、前記障壁の延設方向の差は０〜５°の範囲内であるような構成とした。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、液晶層内に延設された複数の障壁が存在することと、この障壁の延設方向が単安定状態における液晶物質の分子方向と略同一であることにより、基板間に注入された液晶物質は配向欠陥の少ないモノドメイン配向の単安定性の強誘電性液晶層となり、高品質な画像表示が可能であるとともに、製造段階での障壁と画素電極との位置合せを行なう必要がなく、工程管理が簡便である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は本発明の液晶表示素子の一実施形態であるフィールドシーケンシャル方式の液晶表示素子を示す概略断面図であり、図２は図１に示される本発明の液晶表示素子を説明するための平面図である。図１および図２において、液晶表示素子１は、画素電極基板２と共通電極基板３とが対向して配設され、両基板間に形成されたセルギャップに注入された液晶物質からなる液晶層４を備え、画素電極基板２の外側にはバックライト６が配設されている。そして、画素電極基板２と共通電極基板３の間には、幅が１〜３μｍの範囲である複数の障壁５と、スペーサである複数の柱状凸部７を備えている。
【００１３】
尚、図２は、共通電極基板３側からの平面図であり、障壁５と柱状凸部７のみを残して共通電極基板３を取り去った状態を示している。また、図２では、画素電極基板２の後述する配向膜１７は示していない。
画素電極基板２は、基材１１の一方の面に偏光フィルム１２を備え、他方の面に画素電極１３、この画素電極１３に接続されたスイッチング素子であるＴＦＴ（薄膜トランジスタ）１４、ＴＦＴ１４に接続された走査線１５、信号線１６を備え、これらを覆うように配向膜１７を備えている。
【００１４】
また、共通電極基板３は、基材２１の一方の面に偏光フィルム２２を備え、他方の面に共通電極２３を備え、この共通電極２３上にピッチＰで延設した複数の障壁５と、スペーサである複数の柱状凸部７と、配向膜２４とを備えている。図示例では、複数の障壁５は信号線１６と平行（図２の矢印ａ方向）に延設されており、この延設方向は、単安定状態における液晶物質の分子方向と略同一である。
【００１５】
上記の基材１１、２１としては、石英ガラス、パイレックスガラス、合成石英板等の可撓性のない透明なリジッド材、あるいは、透明樹脂フィルム、光学用樹脂板等の可撓性を有する透明なフレキシブル材、こられの複合材を使用することができる。基材１１，２１の厚みは、材料、液晶表示素子の使用状況等を考慮して設定することができ、例えば、０．１〜１．０ｍｍ程度とすることができる。
また、画素電極１３、共通電極２３は、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ）等、および、その合金等を用いて、スパッタリング法、真空蒸着法、ＣＶＤ法等の一般的な成膜方法により形成することができる。このような電極の厚みは、０．０５〜０．２μｍの範囲で適宜設定することができる。
【００１６】
また、上記の配向膜１７、２４は、一軸配向処理が施されており、画素電極基板２と共通電極基板３は、各配向膜１７、２４の配向方向が互いに略平行となるように対向している。配向膜１７、２４の一軸配向処理は、光配向処理が好ましく、ラビング処理では、障壁５の近傍における配向処理が十分に行なえず、配向不良を生じ易くなる。このような配向不良は、黒表示の際の光漏れの原因となり、画像コントラストの低下を来たし好ましくない。尚、本発明の液晶表示素子では、上記の配向膜１７、２４が同じ配向膜、例えば、光配向処理を施した配向膜であってもよく、また、配向膜１７、２４が異なる配向膜（使用する材料および／または配向処理方法が異なる配向膜）であってもよい。さらに、配向膜を画素電極基板２と共通電極基板３のいずれか一方に備えるものであってもよい。
光配向処理を施す配向膜としては、例えば、下記一般式（１）に示す光二量化型配向膜を使用することができる。
【００１７】
【化１】
2006003789.tif 000003
【００１８】
上記一般式（１）において、Ｒ1は−Ａ−(Ｚ1−Ｂ)z−Ｚ2−で表される基であり、Ｒ2は−Ａ−(Ｚ1−Ｂ)z−Ｚ3−で表される基である。ここで、ＡおよびＢ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。Ｃ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、シンナモイル基等が挙げられる。ｊおよびｋは、それぞれ独立して、０または１である。
【００１９】
上記の一般式（１）で示される光二量化型配向膜の中で、より好ましいものとして、下記の構造式１〜４で示されるものを挙げることができる。
【００２０】
【化２】
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【００２１】
上記の構造式１〜４において、Ｒ11は−Ａ1−（Ｚ11−Ｂ1）t−Ｚ12−を表し、Ａ1およびＢ1は、１，４−フェニレン、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、または１，３−ジオキサン−２，５−ジイルを表す。また、Ｚ11およびＺ12は、それぞれ独立して、共有単結合、−ＣＨ2−ＣＨ2−、−ＣＨ2Ｏ−、−ＣＯＯ−、または−ＯＯＣ−を表す。ｔは、０〜４の整数である。ｎは４〜３００００の整数である。
【００２２】
また、光配向処理を施す配向膜として、例えば、下記の構造式５〜７で示す光異性化型配向膜も使用することができる。
【００２３】
【化３】
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【００２４】
共通電極基板３の共通電極２３上に延設された障壁５は、画素電極基板２と共通電極基板３との間に形成されたセルギャップに注入された液晶物質を、配向欠陥の少ないモノドメイン配向の単安定性の強誘電性液晶層とするための部材である。この障壁５の幅Ｗは１〜３μｍ、好ましくは１．５〜２．５μｍの範囲とすることができ、障壁５の幅Ｗの幅が１μｍ未満であると、障壁５の強度が不充分となり、３μｍを超えると、障壁５が原因となる表示画面におけるライン状の欠陥が顕著となり、画像品質の低下を来たす。障壁５の幅Ｗを上記の範囲に設定することにより、画素中に障壁５が存在しても欠陥として認識され難くなり、高品質な画像表示が可能である。
【００２５】
隣り合う障壁５のピッチＰは０．５〜３ｍｍ、好ましくは０．８〜２．５ｍｍの範囲とすることができ、障壁５のピッチＰが０．５ｍｍ未満であると、障壁５が原因となる表示画面におけるライン状の欠陥が多くなり、画像品質の低下を来たし、また、３ｍｍを超えると、注入された液晶物質の均一な配向が困難となる。
【００２６】
このような障壁５の高さは、画素電極基板２と共通電極基板３とのセルギャップ（基板間距離）の設定値に対応して設定することができ、セルギャップの５０〜１００％となるように設定することができる。障壁５の高さがセルギャップの５０％未満であると、配向欠陥が生じ易く、液晶層４を均一なモノドメイン配向の強誘電性液晶層とすることができない。本発明の液晶表示素子１では、画素電極基板２と共通電極基板３とのセルギャップを高い精度で確保するために、基板間にビーズ、柱状凸部等のスペーサを配設することができ、また、障壁５の高さをセルギャップの１００％に設定してスペーサの作用を兼ねさせることもできる。
【００２７】
尚、図示例では、説明を容易とするために、画素電極１３等と障壁５との位置や寸法の関係は便宜的に示してある。図示例では、画素電極１３の配列４本毎に１本の障壁５が矢印ａ方向に延設されているが、例えば、画素電極１３の配列ピッチが１２８μｍで、障壁５のピッチＰが１．５ｍｍである場合には、画素電極１３の配列約１２本毎に１本の障壁５が存在することになる。
【００２８】
上記の障壁５は、例えば、２Ｐ（Photo Polymerization）法、フォトリソグラフィー法等の公知の方法により形成することができる。２Ｐ法では、例えば、エチレングリコール（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、プロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ポリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ヘキサングリコールジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、グリセリンジ（メタ）アクリレート、グリセリントリジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパンジ（メタ）アクリレート、１，４−ブタンジオールジアクリレート、ペンタエリスリトール（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレート等のモノマー、ウレタンアクリレート、エポキシアクリレート、ポリエステルアクリレート、エポキシ、ビニルエーテル、ポリエン・チオール系等のオリゴマー、光二量化反応を起こすポリビニル桂皮酸系樹脂等の光架橋型ポリマー等を基材２1上に塗布し、障壁形成用の原版を塗布膜に圧着した状態で紫外線を照射して硬化させ、その後、原版を剥離することにより障壁５を形成する。また、フォトリソグラフィー法では、上述の２Ｐ法で例示したような材料を基材２1上に塗布し、障壁形成用の所望のフォトマスクを介して塗布膜を露光し、その後、現像することにより障壁５を形成する。特に２Ｐ法は幅が２μｍ以下の極めて薄い障壁を形成するのに適している。尚、上記の（メタ）アクリレートとは、アクリレートあるいはメタクリレートを意味する。
【００２９】
また、液晶表示素子１を構成する柱状凸部７は、画素電極基板２と共通電極基板３との間に高い精度で所定のセルギャップを形成するためのものであり、高さは１．２〜３μｍの範囲で適宜設定することができる。この柱状凸部７の形状は、円柱形状、截頭円錐形状、角柱形状、截頭角柱形状等、特に制限はされず、配設密度は１ｍｍ平方に１〜２０個程度とすることができる。この柱状凸部７も、２Ｐ法、フォトリソグラフィー法等の公知の方法により形成することができ、上述の障壁５と同一の材質であってもよい。障壁５と柱状凸部７を同一材質とすることにより、両者の熱挙動が同じものとなり、液晶表示素子内での応力集中が抑制され好ましい。また、上述の障壁５と柱状凸部７を同じ形成方法により同時に形成することにより、工程をより簡便なものとすることができる。
【００３０】
液晶表示素子１を構成する液晶層４の液晶物質は、液体相でセルギャップに注入され、コレステリック相から、スメクチックＡ相を経由せずに、直接カイラルスメクチックＣ相（ＳｍＣ＊）に相転移されたものである。この液晶物質の単安定状態における分子方向を、上述の障壁５の延設方向に対して略平行、好ましくは分子方向と障壁５の延設方向の差を０〜５°の範囲とすることにより、障壁５の作用によって、液晶物質は電界無印加状態で分子軸が均一にモノドメイン配向した単安定状態をとる。尚、本発明では、層法線方向が同じ領域の面積が全面積に占める割合が９５％以上である場合を「均一にモノドメイン配向した単安定状態」とする。このように、単安定状態における液晶物質の分子方向を障壁５の延設方向に対して略平行とするには、使用する液晶物質に応じて配向膜１７、２４の一軸配向の方向を適宜設定すればよい。
【００３１】
液晶表示素子１を構成するバックライト６は、例えば、画素電極基板２と対向するように赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各色を発光するＬＥＤを複数配設し、これらと画素電極基板２との間に光拡散板を配置したものとすることができる。また、画素電極基板２と対向するよう光拡散板のみを配置し、Ｒ、Ｇ、ＢのＬＥＤを光拡散板の側端部に導光板を介して配設したものとしてもよい。
【００３２】
本発明の液晶表示素子１では、基板間にスペーサとして柱状凸部を配設しているが、ビーズ等の他のスペーサを配設してもよく、２種以上のスペーサを組み合わせて配設してもよい。
また、本発明では、図３に示すように、障壁５の延設方向に沿って柱状凸部７が一体的に設けられたものとしてもよい。このように障壁５と柱状凸部７とを一体化することにより、障壁５の幅を極めて小さくしても、障壁５の強度を確保することができる。このような柱状凸部７と一体化された障壁５の材料、形成方法は、上述の障壁５の説明と同様である。尚、この場合も、障壁５と一体化されていない柱状凸部やビーズ等をスペーサとして基板間に配設してもよい。
【００３３】
上述の実施形態では、障壁５および柱状凸部７は共通電極基板３の共通電極２３上に設けられているが、共に画素電極基板２の画素電極1３上等に設けてもよく、また、一方を画素電極基板２に設け、他方を共通電極基板３に設けてもよい。また、障壁５の延設方向（図２の矢印ａ方向）は信号線１６と平行であるが、信号線１６に対して所望の角度で交叉するように障壁５を延設してもよい。
また、液晶層４は、液晶物質を液体相でセルギャップに注入する方法の他に、障壁５を形成した共通電極基板３上に所定量の液晶物質を液体相で滴下し、その後、真空中で画素電極基板２を接合することにより形成してもよい。この場合、障壁５の高さを、セルギャップの１００％未満、５０％以上に設定することにより、滴下する液晶物質の総量を管理するのみでよく、各障壁で区画された個々の領域内に滴下する液晶物質量の制御が不要であり、工程管理が容易となる。
【００３４】
上述の実施形態は、バックライトとしてＲ、Ｇ、Ｂを個別の光源（ＬＥＤ）として使用したものであるが、Ｒ、Ｇ、Ｂを連続的に切り換えて発光可能な光源をバックライトとして使用してもよい。また、本発明の液晶表示素子の方式は、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、カラーフィルタを用いてカラー表示を行なう液晶表示素子であってもよい。
【００３５】
また、本発明の液晶表示素子では、液晶物質と接触する面の平坦性を得るために、ＴＦＴ１４、走査線１５、信号線１６上にオーバーコート層を設け、このオーバーコート層を介して配向膜を形成することが好ましい。オーバーコート層の材料としては、透明（可視光透過率５０％以上）材料により形成することができる。具体的には、アクリレート系、メタクリレート系の反応性ビニル基を有する光硬化型樹脂、熱硬化型樹脂や、ポリシロキサン等の透明酸化物を使用することができる。また、透明樹脂として、ポリメチルメタクリレート、ポリアクリレート、ポリカーボネート、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ポリ塩化ビニル樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、アルキド樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、マレイン酸樹脂、ポリアミド樹脂等を使用することができる。
【００３６】
オーバーコートの形成は、上記の樹脂材料が液体の場合、スピンコート、ロールコート、キャストコート等の方法で塗布して成膜し、光硬化型樹脂は紫外線照射後に必要に応じて熱硬化させ、熱硬化型樹脂は成膜後そのまま硬化させる。また、使用材料がフィルム状に成形されている場合、直接、あるいは、粘着剤を介して貼着することができる。このようなオーバーコート層の厚みは、例えば、０．１μｍ以下で設定することが好ましい。
【実施例】
【００３７】
次に、より具体的な実施例を示して本発明を更に詳細に説明する。
［実施例１］
表面に酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）薄膜を形成した２枚のガラス基板を準備した。上記のガラス基板の１枚のＩＴＯ薄膜上に、感光性樹脂材料（ＪＳＲ（株）製  ＮＮ７８０）をスピンコート法（２０００r.p.m.、１０秒間）により塗布し、真空乾燥を行い、ホットプレートで９０℃、３分間乾燥を行なった。その後、フォトリソグラフィー法により幅１．５μｍ、ピッチ１ｍｍのストライプ状にパターニングした後、１０μｍ角の柱状凸部を配設密度４（個／ｍｍ平方）でパターニングし、２７０℃で３０分間焼成した。これにより高さ１．５μｍの障壁と柱状凸部をガラス基板のＩＴＯ薄膜上に形成した。次いで、障壁、柱状凸部が形成されたＩＴＯ薄膜上に、感光性樹脂材料（ＪＳＲ（株）製  ＮＮ７８０）を酢酸三メトキシブチル（溶媒）で１０倍に希釈して調製した塗布液を、スピンコート法（２０００r.p.m.、１０秒間）により塗布し、真空乾燥を行い、ホットプレートで９０℃、３分間乾燥を行ない、紫外線照射後、２３０℃、３０分間焼成し、厚さ１５０ｎｍのオーバーコート層を形成して、共通電極基板を得た。
【００３８】
また、他のガラス基板上に、走査線としてのｘ電極（線幅８μｍ）、および、これに直交する方向に信号線としてのｙ電極（線幅８μｍ）を、それぞれピッチ１０２μｍで形成した。また、ｘ電極とｙ電極で囲まれた画素領域に、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）薄膜からなる画素電極とＴＦＴスイッチング素子を形成した。画素電極の幅は５５μｍとした。次いで、画素電極を覆うようにガラス基板全面に、感光性樹脂材料（ＪＳＲ（株）製  ＮＮ７８０）を酢酸三メトキシブチル（溶媒）で１０倍に希釈して調製した塗布液を、スピンコート法（２０００r.p.m.、１０秒間）により塗布し、真空乾燥を行い、ホットプレートで９０℃、３分間乾燥を行ない、紫外線照射後、２３０℃、３０分間焼成し、厚さ１５０ｎｍのオーバーコート層を形成して、画素電極基板を得た。
【００３９】
次いで、上述のように作製した両基板のオーバーコート層上に、下記の構造式Ａで示される化合物Ａをシクロペンタノンに溶解（２重量％）した配向膜用塗布液をスピンコート法（４０００r.p.m.、３０秒間）により塗布し、オーブンで１８０℃、１０分間乾燥を行なった。
【００４０】
【化４】
2006003789.tif 000006
【００４１】
その後、偏光紫外線光で１００ｍＪ露光して光配向処理を施し、配向膜を形成した。尚、この光配向処理は、配向方向の異なる６種の処理（ガラス基板が偏光に対して−５°、０°、５°、１５°、２５°、４０°となる方向から照射する６種の処理）を設定した。
次に、障壁を形成していないガラス基板の周縁部にシール材を塗布し、障壁を形成したガラス基板との関係が、上記の偏光紫外線照射方向と平行かつアンチパラレルの状態となるように両基板を対向させ、熱圧着した。その結果、共通電極の障壁と柱状凸部は画素電極上に存在するものとなった。
【００４２】
次いで、両ガラス基板のセルギャップ内に液晶を注入するための注入口を、障壁の延設方向の一端に設け、この注入口の上部に、液晶物質（クラリアント社製  Ｒ２３０１）を付着し、真空オーブンを用いて、ネマチック相−等方転移温度より２０℃高い温度でセルギャップ内に注入した。注入後、液晶物質を徐冷して常温に戻して、液晶表示素子を得た。
これにより６種の試料を作製した。これらの各試料について、液晶の分子方向を測定（クロスニコルに配置した２枚の偏光板の間に試料を配置し、試料を回転して、最も暗くなる方向が分子の配向方向を示す）した結果、障壁の延設方向と液晶物質の分子方向との差は、各試料において、０°、５°、１０°、２０°、３０°、４５°であった。
【００４３】
また、各試料の液晶層の配向状態を偏光顕微鏡により観察した結果、障壁の延設方向と液晶物質の分子方向との差が０°、５°の試料において、液晶層が均一なモノドメイン配向の単安定性の強誘電性液晶であることが確認された。尚、層法線方向が同じ領域の面積が全面積に占める割合が９５％以上である場合を「均一なモノドメイン配向の単安定性の強誘電性液晶」とし、上記の２点の試料では、層法線方向が同じ領域の占有面積が９８％であった。
また、上記の２種の試料（障壁の延設方向と液晶物質の分子方向との差が０°、５°の試料）の画素電極基板の走査線および信号線に、ＴＦＴスイッチング素子駆動のための電圧印加を行なった。すなわち、画素電極に＋５Ｖおよび−５Ｖの矩形電圧を１８０Ｈｚの周波数で印加したところ、全面にわたって均一な表示が得られた。また、同様に、画素電極に＋３Ｖ、−３Ｖの矩形電圧を１８０Ｈｚの周波数で印加した場合も、全面にわたって均一な表示が得られた。
【００４４】
しかし、障壁の延設方向と液晶物質の分子方向との差が１０°の試料では、一部にダブルドメイン配向がみられ（層法線方向が同じ領域の占有面積が８５％）、２０°、３０°、４５°の各試料では、液晶層がダブルドメイン配向（層法線方向が同じ領域の占有面積が７０％以下）であった。また、これらの試料の画素電極に＋５Ｖおよび−５Ｖの矩形電圧を１８０Ｈｚの周波数で印加した場合、特に表示上の異常はみられなかったが、＋３Ｖおよび−３Ｖの矩形電圧を１８０Ｈｚの周波数で印加したところ、ダブルドメインの境界部分で、白いスジ状の欠陥が多数観測された。
【００４５】
［実施例２］
障壁と柱状凸部の形成を以下のように行なった他は、実施例１と同様にして、液晶表示素子を作製した。但し、光配向処理は、障壁の延設方向と液晶物質の分子方向との差が０°となる条件に設定した。
障壁と柱状凸部の形成は、まず、ガラス基板のＩＴＯ薄膜上に、感光性樹脂材料（ＪＳＲ（株）製  ＮＮ７８０）をスピンコート法（２０００r.p.m.、１０秒間）により塗布し、真空乾燥を行い、ホットプレートで９０℃、３分間乾燥を行なった。その後、フォトリソグラフィー法により幅１．５μｍ、ピッチ１ｍｍのストライプと、１０μｍ角の柱状凸部（配設密度４（個／ｍｍ平方））とをパターニングし、２３０℃で３０分間焼成した。これにより高さ１．５μｍの障壁と柱状凸部をガラス基板のＩＴＯ薄膜上に形成した。
【００４６】
上述のように作製した液晶表示素子のセルギャップ内に形成された液晶層は、均一なモノドメイン配向（層法線方向が同じ領域の占有面積が９８％）の単安定性の強誘電性液晶であることが確認された。
また、上記の試料の画素電極に＋５Ｖおよび−５Ｖの矩形電圧を１８０Ｈｚの周波数で印加したところ、全面にわたって均一な表示が得られた。さらに、同様に、画素電極に＋３Ｖ、−３Ｖの矩形電圧を１８０Ｈｚの周波数で印加した場合も、全面にわたって均一な表示が得られた。
【００４７】
［実施例３］
障壁と柱状凸部の形成を以下のように行なった他は、実施例１と同様にして、液晶表示素子を作製した。但し、光配向処理は、障壁の延設方向と液晶物質の分子方向との差が０°となる条件に設定した。
障壁と柱状凸部の形成は、まず、ガラス基板のＩＴＯ薄膜上に、感光性樹脂材料（ＪＳＲ（株）製  ＮＮ７８０）をスピンコート法（２０００r.p.m.、１０秒間）により塗布し、真空乾燥を行い、ホットプレートで９０℃、３分間乾燥を行なった。その後、フォトリソグラフィー法により、図３に示すように、幅１．５μｍ、ピッチ１ｍｍのストライプ上に、半径５μｍの柱状凸部（配設密度４（個／ｍｍ平方））を同時にパターニングし、２７０℃で３０分間焼成した。これにより柱状凸部と一体となった高さ１．５μｍの障壁をガラス基板のＩＴＯ薄膜上に形成した。
【００４８】
上述のように作製した液晶表示素子のセルギャップ内に形成された液晶層は、均一なモノドメイン配向（層法線方向が同じ領域の占有面積が９８％）の単安定性の強誘電性液晶であることが確認された。
また、上記の試料の画素電極に＋５Ｖおよび−５Ｖの矩形電圧を１８０Ｈｚの周波数で印加したところ、全面にわたって均一な表示が得られた。さらに、同様に、画素電極に＋３Ｖ、−３Ｖの矩形電圧を１８０Ｈｚの周波数で印加した場合も、全面にわたって均一な表示が得られた。
【００４９】
［比較例］
障壁の厚みを４μｍとした他は、実施例１と同様にして、液晶表示素子を作製した。但し、光配向処理は、障壁の延設方向と液晶物質の分子方向との差が０°となる条件に設定した。
上述のように作製した液晶表示素子のセルギャップ内に形成された液晶層は、均一なモノドメイン配向（層法線方向が同じ領域の占有面積が９８％）の単安定性の強誘電性液晶であることが確認された。
しかし、上記の試料の画素電極に＋５Ｖおよび−５Ｖの矩形電圧を１８０Ｈｚの周波数で印加したところ、ストライプ状のムラが観察された。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明は単安定性の強誘電性液晶を有する液晶表示素子に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の液晶表示素子の一実施形態であるフィールドシーケンシャル方式の液晶表示素子を示す概略断面図である。
【図２】図１に示される本発明の液晶表示素子を説明するための平面図である。
【図３】本発明の液晶表示素子を構成する障壁の他の例を示す部分斜視図である。
【符号の説明】
【００５２】
１…液晶表示素子
２…画素電極基板
３…共通電極基板
４…液晶層
５…障壁
６…バックライト
７…柱状凸部
１１，２１…基材
１２，２２…偏光フィルム
１３…画素電極
１４…ＴＦＴ
１５…走査線
１６…信号線
１７，２４…配向膜
２３…共通電極
【図１】
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【図２】
2006003789.tif 000008
【図３】
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