(57)【要約】【課題】本発明は、歩留まりの高い、強誘電性液晶を用いた液晶滴下方式による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。【解決手段】本発明は、第１配向膜を有する液晶側基板を、上記強誘電性液晶がスメクチック相を示す温度に設定した後に、上記第１配向膜上に塗布された上記強誘電性液晶がスメクチック相状態となるように、上記第１配向膜上に上記強誘電性液晶を塗布する液晶塗布工程と、上記強誘電性液晶の塗布欠陥の有無を検査する検査工程と、上記検査工程にて塗布欠陥が検出された場合に、上記第１配向膜上の欠陥部分に上記強誘電性液晶を吐出法によって塗布する修正工程と、上記強誘電性液晶が塗布された液晶側基板、ならびに、第２配向膜を有する対向基板を貼り合わせる基板貼り合わせ工程とを有することを特徴とする液晶表示素子の製造方法を提供することにより、上記目的を達成する。【選択図】図１
2008096465.tif 000002
【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を、強誘電性液晶がスメクチック相を示す温度に設定した後に、前記液晶側基板の第１配向膜上に塗布された前記強誘電性液晶がスメクチック相状態となるように、前記第１配向膜上に強誘電性液晶を塗布する液晶塗布工程と、
前記強誘電性液晶の塗布欠陥の有無を検査する検査工程と、
前記検査工程にて塗布欠陥が検出された場合に、前記第１配向膜上の欠陥部分に前記強誘電性液晶を吐出法によって塗布する修正工程と、
前記強誘電性液晶が塗布された液晶側基板、ならびに、第２基材上に第２電極層および第２配向膜がこの順に積層された対向基板を貼り合わせる基板貼り合わせ工程と
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２】
前記液晶塗布工程にて、前記第１配向膜上に前記強誘電性液晶を塗布する前に、前記強誘電性液晶をネマチック相または等方相を示す温度に加温し、
前記強誘電性液晶の塗布方法が吐出法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の製造方法。
【請求項３】
前記強誘電性液晶の塗布方法がスクリーン印刷法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の製造方法。
【請求項４】
前記液晶側基板が共通電極基板であり、前記対向基板が薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）基板であることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれかに記載の液晶表示素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶滴下（One Drop Fill：ODF）方式による、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、動画表示に十分対応しているとはいえない。これに対し、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。
【０００３】
近年、液晶の封入方法として、液晶滴下方式が注目されている。これは、一対の基板の一方に液晶封入領域を囲むようにシール剤を塗布し、基板上に液晶を滴下し、次いで両基板間を十分に減圧した状態で両基板を重ね合わせ、シール剤を介して貼り合わせるというものである。液晶滴下方式は、真空注入方式に比べて、液晶封入工程に要する時間が大幅に短縮されるという利点を有する。
【０００４】
一般に、強誘電性液晶は、ネマチック液晶に比べて粘度が高い。そのため、強誘電性液晶を滴下する際には、あらかじめ強誘電性液晶が低粘度状態になる温度（強誘電性液晶がコレステリック相、ネマチック相または等方相の状態になる温度）に、強誘電性液晶を加温することが開示されている（例えば、特許文献１参照）。
また、このとき、強誘電性液晶を滴下する基板を、強誘電性液晶のネマチック相−等方相転移温度付近にあらかじめ加熱する、あるいは、スメクチックＡ相−コレステリック相転移温度より高くコレステリック相−等方相転移温度以下である温度にあらかじめ加熱することが開示されている（例えば、特許文献２および特許文献３参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開平６−１６０８７４号公報
【特許文献２】特開平６−１９４６１５号公報
【特許文献３】特開平１０−１８６３８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、液晶滴下方式では、基板上に強誘電性液晶を滴下する間中、強誘電性液晶が空気に曝されており、さらには強誘電性液晶が空気に曝された状態で加温されるため、強誘電性液晶が劣化するおそれがある。
【０００７】
また、この方式では、上述したように強誘電性液晶も基板も加熱されており、基板上に滴下された強誘電性液晶が等方相状態にある場合には、無色透明になる。このため、強誘電性液晶が基板上の所望の位置に滴下されたか否かを視認することが困難である。さらに、コレステリック相またはネマチック相の状態にある強誘電性液晶は、粘度が比較的低いために、滴下位置にとどまっておらず、濡れ拡がってしまうので、部分的に強誘電性液晶が滴下されていない領域があっても、その領域を正確に特定することが困難である。また、一般に透明液体の滴下不良を目視以外の手段で検査するには時間がかかるため、一方の基板上に強誘電性液晶を滴下し、２枚の基板を貼り合わせて、出来上がった液晶表示素子について欠陥を最終的に検査する場合が多い。このため、液晶表示素子の歩留まりが低下する。
【０００８】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、歩留まりの高い、強誘電性液晶を用いた液晶滴下方式による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】
【０００９】
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を、上記強誘電性液晶がスメクチック相を示す温度に設定した後に、上記液晶側基板の第１配向膜上に塗布された上記強誘電性液晶がスメクチック相状態となるように、上記第１配向膜上に上記強誘電性液晶を塗布する液晶塗布工程と、上記強誘電性液晶の塗布欠陥の有無を検査する検査工程と、上記検査工程にて塗布欠陥が検出された場合に、上記第１配向膜上の欠陥部分に上記強誘電性液晶を吐出法によって塗布する修正工程と、上記強誘電性液晶が塗布された液晶側基板、ならびに、第２基材上に第２電極層および第２配向膜がこの順に積層された対向基板を貼り合わせる基板貼り合わせ工程とを有することを特徴とする液晶表示素子の製造方法を提供する。
【００１０】
本発明によれば、液晶側基板を強誘電性液晶がスメクチック相を示す温度に設定するので、液晶側基板上に塗布された強誘電性液晶を瞬時にスメクチック相を示す温度まで冷やすことができる。また、基板上に塗布された直後の強誘電性液晶がスメクチック相状態にある場合には、強誘電性液晶が白濁しているため、強誘電性液晶の塗布欠陥を容易に検出することができる。さらに、塗布欠陥が検出された場合には、欠陥部分に強誘電性液晶を塗布して、塗布欠陥を修正することができる。これにより、歩留まりを向上させることが可能となる。
また一般に、スメクチック相状態の強誘電性液晶は粘度が比較的高いので、液晶側基板上に強誘電性液晶を塗布しても容易には濡れ拡がらない。このため、液晶塗布工程にて強誘電性液晶が空気に触れる面積を小さくすることができる。さらに一般に、強誘電性液晶がスメクチック相を示す温度は室温付近であるので、液晶側基板の温度を室温に設定することができる。したがって、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可能となる。
【００１１】
上記発明においては、上記液晶塗布工程にて、上記第１配向膜上に上記強誘電性液晶を塗布する前に、上記強誘電性液晶をネマチック相または等方相を示す温度に加温し、上記強誘電性液晶の塗布方法が吐出法であることが好ましい。吐出法を用いることにより、強誘電性液晶が流動する際に生じる配向乱れを効果的に抑制することができるからである。また、吐出法を用いる場合には、強誘電性液晶をネマチック相または等方相を示す温度に加温することにより、強誘電性液晶を安定して吐出することができる。
【００１２】
また上記発明においては、上記強誘電性液晶の塗布方法がスクリーン印刷法であってもよい。スクリーン印刷法を用いた場合にも、強誘電性液晶が流動する際に生じる配向乱れを効果的に抑制することができるからである。
【００１３】
さらに本発明においては、上記液晶側基板が共通電極基板であり、上記対向基板が薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴと略す場合がある。）基板であることが好ましい。共通電極基板はＴＦＴ基板よりも製造コストが安いため、液晶側基板が共通電極基板であれば、仮に強誘電性液晶の塗布欠陥があり修正不可能であったとしても、ロスコストを少なくすることができるからである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の液晶表示素子の製造方法について詳細に説明する。
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を、上記強誘電性液晶がスメクチック相を示す温度に設定した後に、上記液晶側基板の第１配向膜上に塗布された上記強誘電性液晶がスメクチック相状態となるように、上記第１配向膜上に上記強誘電性液晶を塗布する液晶塗布工程と、上記強誘電性液晶の塗布欠陥の有無を検査する検査工程と、上記検査工程にて塗布欠陥が検出された場合に、上記第１配向膜上の欠陥部分に上記強誘電性液晶を吐出法によって塗布する修正工程と、上記強誘電性液晶が塗布された液晶側基板、ならびに、第２基材上に第２電極層および第２配向膜がこの順に積層された対向基板を貼り合わせる基板貼り合わせ工程とを有することを特徴とするものである。
【００１５】
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〜図３は本発明の液晶表示素子の製造方法の一例を示す図であり、図２（ａ）は図１のＡ−Ａ線断面図であり、図２（ｂ）は図３のＢ−Ｂ線断面図である。
【００１６】
まず、図１および図２（ａ）に示すように、液晶側基板２ａを強誘電性液晶がスメクチック相を示す温度に設定し、また塗布される強誘電性液晶を強誘電性液晶が等方相を示す温度に加温して、インクジェット装置を用いて、液晶側基板２ａの第１配向膜７ａ上に強誘電性液晶３を連点状にストライプ状に塗布する（液晶塗布工程）。次に、図１に示すように、強誘電性液晶３の塗布欠陥の有無を検査する（検査工程）。
【００１７】
ここで、本発明に用いられる強誘電性液晶の相系列としては、例えば、降温過程において、等方相−ネマチック（Ｎ）相−コレステリック（Ｃｈ）相−カイラルスメクチックＣ（ＳｍＣ＊）相と相変化するもの、等方相−ネマチック（Ｎ）相−カイラルスメクチックＣ（ＳｍＣ＊）相と相変化するもの、等方相−ネマチック（Ｎ）相−スメクチックＡ（ＳｍＡ）相−カイラルスメクチックＣ（ＳｍＣ＊）相と相変化するもの、等方相−ネマチック（Ｎ）相−コレステリック（Ｃｈ）相−スメクチックＡ（ＳｍＡ）相−カイラルスメクチックＣ（ＳｍＣ＊）相と相変化するもの、などを挙げることができる。
【００１８】
なお、強誘電性液晶がスメクチック相を示す温度とは、強誘電性液晶がカイラルスメクチックＣ（ＳｍＣ＊）相、スメクチックＡ（ＳｍＡ）相等のスメクチック相を示す温度をいう。
【００１９】
上記の例においては、強誘電性液晶３は等方相を示す温度に加温されているが、液晶側基板２ａは強誘電性液晶がスメクチック相を示す温度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。また、強誘電性液晶がネマチック相を示す温度に加温されている場合においても、強誘電性液晶の温度よりも液晶側基板の温度の方が低くなる。このため、液晶側基板上に塗布された強誘電性液晶は瞬時に冷やされて、スメクチック相の状態となる。
【００２０】
一般に、等方相状態の強誘電性液晶は無色透明であるが、スメクチック相状態の強誘電性液晶は白濁している。本発明においては、液晶側基板上に塗布された強誘電性液晶は瞬時に冷やされてスメクチック相の状態になるので、液晶側基板の所望の位置に強誘電性液晶が塗布されたか否かを視認することが可能となる。例えば図１に示すように、強誘電性液晶３の塗布欠陥を目視等により容易に検出することができる。
【００２１】
次に、図１に示すように、強誘電性液晶３の塗布欠陥が検出された場合には、図３に示すように、強誘電性液晶を強誘電性液晶が等方相を示す温度に加温し、インクジェット装置を用いて、液晶側基板２ａ上の欠陥部分１１に強誘電性液晶３を吐出する（修正工程）。
【００２２】
本発明においては、上述したように、液晶側基板を強誘電性液晶がスメクチック相を示す温度に設定することにより、液晶側基板の所望の位置に強誘電性液晶が塗布されたか否かを視認することができるので、欠陥部分に強誘電性液晶を吐出することによって、塗布欠陥を容易に修正することができる。
このように、検査工程および修正工程を行うことにより、液晶表示素子の歩留まりを向上させることが可能である。
【００２３】
次に、強誘電性液晶の塗布後、図３および図２（ｂ）に示すように、液晶側基板２ａ上に液晶封入領域を囲むようにシール剤４を枠状に塗布する。
次に、図２（ｃ）に示すように、第１基材５ａ上に第１電極層６ａおよび第１配向膜７ａが積層され、強誘電性液晶３が塗布された液晶側基板２ａと、第２基材５ｂ上に第２電極層６ｂおよび第２配向膜７ｂが積層された対向基板２ｂとを、第１配向膜７ａおよび第２配向膜７ｂが対向するように配置する。この際、液晶側基板２ａおよび対向基板２ｂを、強誘電性液晶が等方相を示す温度まで加熱する。次いで、液晶側基板２ａおよび対向基板２ｂの間を十分に減圧し、図２（ｄ）に示すように、減圧下で液晶側基板２ａおよび対向基板２ｂを重ね合わせる。この際、強誘電性液晶は液晶側基板２ａおよび対向基板２ｂの間を濡れ拡がる。そして、液晶側基板２ａおよび対向基板２ｂに所定の圧力を加えてセルギャップを均一にし、常圧に戻すことでさらに圧力を加える。次いで、シール剤４を加熱して硬化させ、液晶側基板２ａおよび対向基板２ｂを貼り合わせる（基板貼り合わせ工程）。その後、室温まで徐冷することにより、封入された強誘電性液晶を配向させる。
【００２４】
一般に、液晶は温度が低くなるにつれて粘度が高くなる。例えば、等方相、ネマチック相またはコレステリック相の状態の強誘電性液晶は液状であり、スメクチック相状態の強誘電性液晶はペースト状である。本発明においては、液晶側基板上に塗布された強誘電性液晶は瞬時に冷やされてスメクチック相状態になり、粘度が高くなってペースト状になるので、容易には濡れ拡がらない。一方、従来では、強誘電性液晶および基板を、強誘電性液晶がコレステリック相、ネマチック相または等方相を示す温度に加熱していたため、基板上に塗布された強誘電性液晶は、粘度が低く液状であり、濡れ拡がりやすかった。したがって、本発明においては、従来の場合と比較して、液晶塗布工程にて強誘電性液晶が空気に触れる面積を小さくすることができる。
また一般に、強誘電性液晶は室温にてスメクチック相を示す。すなわち、本発明においては、液晶側基板の温度を室温に設定することができる。これに対し、一般に、強誘電性液晶がコレステリック相、ネマチック相または等方相を示す温度は室温よりも高い。
したがって、液晶側基板を強誘電性液晶がスメクチック相を示す温度に設定することにより、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可能となる。
以下、本発明の液晶表示素子の製造方法における各工程について説明する。
【００２５】
１．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を、上記強誘電性液晶がスメクチック相を示す温度に設定した後に、上記液晶側基板の第１配向膜上に塗布された上記強誘電性液晶がスメクチック相状態となるように、上記第１配向膜上に上記強誘電性液晶を塗布する工程である。
以下、強誘電性液晶、液晶側基板、および強誘電性液晶の塗布方法について説明する。
【００２６】
（１）強誘電性液晶
本発明に用いられる強誘電性液晶としては、カイラルスメクチックＣ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。強誘電性液晶の相系列としては、例えば、降温過程において、ネマチック（Ｎ）相−コレステリック（Ｃｈ）相−カイラルスメクチックＣ（ＳｍＣ＊）相と相変化するもの、ネマチック（Ｎ）相−カイラルスメクチックＣ（ＳｍＣ＊）相と相変化するもの、ネマチック（Ｎ）相−スメクチックＡ（ＳｍＡ）相−カイラルスメクチックＣ（ＳｍＣ＊）相と相変化するもの、ネマチック（Ｎ）相−コレステリック（Ｃｈ）相−スメクチックＡ（ＳｍＡ）相−カイラルスメクチックＣ（ＳｍＣ＊）相と相変化するもの、などを挙げることができる。
【００２７】
また、強誘電性液晶としては、クラークおよびラガーウォルにより提唱された電圧非印加時に安定状態を二つ有する双安定性のもの（図４上段）、および、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。）もの（図４下段、NONAKA, T., LI, J., OGAWA, A., HORNUNG, B., SCHMIDT, W., WINGEN, R., and DUBAL, H., 1999, Liq. Cryst., 26, 1599.）のいずれも用いることができる。中でも、単安定性を示す強誘電性液晶が好ましい。単安定性を示す強誘電性液晶を用いた場合には、電圧変化により液晶のダイレクタ（分子軸の傾き）を連続的に変化させ、透過光度をアナログ変調することで、階調表示が可能となるからである。
【００２８】
特に、液晶表示素子をフィールドシーケンシャルカラー方式により駆動させる場合には、単安定性を示す液晶材料を用いることが好ましい。単安定性を示す液晶材料を用いることにより、ＴＦＴを用いたアクティブマトリックス方式による駆動が可能になり、また、電圧変調により階調制御が可能になり、高精細で高品位の表示を実現することができるからである。
【００２９】
なお、「単安定性を示す」とは、電圧無印加時の強誘電性液晶の状態がひとつの状態で安定化している状態をいう。強誘電性液晶は、図５に例示するように、液晶分子１３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１３の層法線ｚに対する傾き角をチルト角θという。このように、液晶分子１３は層法線ｚに対しチルト角±θだけ傾く二つの状態間をコーン上に動作することができる。具体的に説明すると、単安定性を示すとは、電圧無印加時に液晶分子１３がコーン上のいずれかひとつの状態で安定化している状態をいう。
【００３０】
単安定性を示す液晶材料の中でも、例えば図４左下に示すような、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。）特性を示すものが特に好ましい。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からである。
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
また本発明においては、強誘電性液晶に任意の化合物を混合してもよい。任意の化合物としては、液晶表示素子に求められる機能に応じて任意の機能を備えるものを用いることができる。好適に用いられる化合物としては、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混合することにより、強誘電性液晶の配列をいわゆる「高分子安定化」することができ、優れた配向安定性が得られるからである。
【００３８】
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い。重合性モノマーとしては、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ため、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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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による駆動電圧の低下を防止できるからである。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
【化１】
2008096465.tif 000003
【００４８】
上記式（１）および（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。
【００４９】
また、上記式（３）において、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。
【００５０】
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。
【００５１】
【化２】
2008096465.tif 000004
【００５２】
【化３】
2008096465.tif 000005
【００５３】
【化４】
2008096465.tif 000006
【００５４】
上記重合性モノマーは、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。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併用してもよい。
【００５５】
強誘電性液晶に対する重合性モノマーの配合量としては、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ないが、強誘電性液晶および重合性モノマーの合計質量を１００質量％とした場合に、重合性モノマーの配合量が０．５質量％〜３０質量％の範囲内であることが好ましく、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。重合性モノマーの配合量が上記範囲よりも多いと、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、重合性モノマーの配合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。
【００５６】
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、紫外線硬化性液晶モノマーを重合させて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、側鎖液晶型重合物が好ましい。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。
【００５７】
本発明においては、第１配向膜上に強誘電性液晶を塗布する前に、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。
【００５８】
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Ｎ相を示す温度に加温することが好ましい。すなわち、強誘電性液晶をＮ相以上の温度に加温することが好ましい。例えば、降温過程において等方相−Ｎ相−Ｃｈ相−ＳｍＣ＊相と相変化する、あるいは、等方相−Ｎ相−Ｃｈ相−ＳｍＡ相−ＳｍＣ＊相と相変化する強誘電性液晶を用いた場合、Ｎ相−Ｃｈ相転移温度より高い温度に強誘電性液晶を加温することが好ましい。また、降温過程において等方相−Ｎ相−ＳｍＣ＊相と相変化する強誘電性液晶を用いた場合、Ｎ相−ＳｍＣ＊相転移温度より高い温度に強誘電性液晶を加温することが好ましい。さらに、降温過程において等方相−Ｎ相−ＳｍＡ相−ＳｍＣ＊相と相変化する強誘電性液晶を用いた場合、Ｎ相−ＳｍＡ相転移温度より高い温度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。
【００５９】
上記の場合には、特に、強誘電性液晶を強誘電性液晶が等方相を示す温度に加温することが好ましい。
【００６０】
強誘電性液晶の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。例えば、Ｎ相−Ｃｈ相転移温度、Ｎ相−ＳｍＣ＊相転移温度またはＮ相−ＳｍＡ相転移温度よりも１０℃〜２０℃程度高い温度、あるいは、Ｎ相−等方相転移温度付近、あるいは、Ｎ相−等方相転移温度よりも０℃〜１０℃高い温度に設定することができる。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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
一般に強誘電性液晶は室温付近でスメクチック相を示すので、上記の場合には、強誘電性液晶を強誘電性液晶がスメクチック相を示す温度に設定することが好ましいといえる。
【００６４】
（２）液晶側基板
本発明に用いられる液晶側基板は、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ものである。
以下、液晶側基板の各構成および液晶側基板の温度について説明する。
【００６５】
（ｉ）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、透明であっても不透明であってもよい。
例えば、ＴＦＴを用いたアクティブマトリックス方式の透過型液晶表示素子を作製する場合には、第１基材は透明とされる。また、ＴＦＴを用いたアクティブマトリックス方式の反射型液晶表示素子を作製する場合であって、液晶側基板が共通電極基板である場合も、第１基材は透明とされる。一方、ＴＦＴを用いたアクティブマトリックス方式の反射型液晶表示素子を作製する場合であって、液晶側基板がＴＦＴ基板である場合、第１基材には透明性は要求されない。
【００６６】
第１基材としては、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。
【００６７】
（ii）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。第１電極層は、透明であっても不透明であってもよく、画像表示面に応じて適宜選択される。液晶側基板が画像表示面となる場合は、第１電極層は透明であることが好ましく、透明導電体で構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。
【００６８】
また、例えば、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を作製する場合であって、液晶側基板がＴＦＴ基板である場合には、第１電極層は画素電極とされる。一方、液晶側基板が共通電極基板である場合には、第１電極層は共通電極とされる。
【００６９】
第１電極層の形成方法としては、例えば化学蒸着（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）法などを挙げることができる。
【００７０】
（iii）第１配向膜
本発明に用いられる第１配向膜は、強誘電性液晶の配向制御が可能なものであれば特に限定されるものではない。第１配向膜としては、例えばラビング処理を施したラビング配向膜や、光配向処理を施した光配向膜などを用いることができる。中でも、光配向膜を用いることが好ましい。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。
【００７１】
また、第１配向膜は、ラビング配向膜や光配向膜等と、反応性液晶を固定化してなる反応性液晶層とが積層されたものであってもよい。反応性液晶はラビング配向膜や光配向膜等により配向しており、例えば紫外線を照射して反応性液晶を重合させ、そ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。反応性液晶層は、このように反応性液晶の配向状態を固定化してなるものであるので、液晶を配向させる配向膜として機能する。また、反応性液晶は固定化されているため、温度等の影響を受けないという利点を有する。さらに、反応性液晶は、液晶と構造が比較的類似しており、液晶との相互作用が強いので、ラビング配向膜や光配向膜等のみを用いた場合よりも効果的に液晶の配向を制御することができる。
以下、光配向膜および反応性液晶層について説明する。
【００７２】
（光配向膜）
光配向膜は、後述する光配向膜の構成材料を塗布した基板に偏光を制御した光を照射し、光励起反応（分解、異性化、二量化）を生じさせて得られた膜に異方性を付与することによりその膜上の液晶分子を配向させるものである。
【００７３】
本発明に用いられる光配向膜の構成材料は、光を照射して光励起反応を生じることにより、液晶を配向させる効果（光配列性：photoaligning）を有するものであれば特に限定されるものではない。このような材料としては、大きく、光反応を生じることにより光配向膜に異方性を付与する光反応型の材料と、光異性化反応を生じることにより光配向膜に異方性を付与する光異性化型の材料とに分けることができる。
【００７４】
光配向膜の構成材料が光励起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。
以下、光反応型の材料および光異性化型の材料について説明する。
【００７５】
ａ．光反応型
光反応型の材料とは、光反応を生じることにより光配向膜に異方性を付与する材料である。本発明に用いられる光反応型の材料としては、このような特性を有するものであれば特に限定されるものではないが、これらの中でも、光二量化反応または光分解反応を生じることにより上記光配向膜に異方性を付与する材料であることが好ましい。
【００７６】
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、光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、光配向膜に異方性を付与することができるものである。本発明においては、これらの光反応型の材料の中でも、露光感度が高く、材料選択の幅が広いことから、光二量化反応により光配向膜に異方性を付与する材料を用いることがより好ましい。
【００７７】
光二量化反応を利用した光反応型の材料としては、光二量化反応により光配向膜に異方性を付与することができる材料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、光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。
【００７８】
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。
【００７９】
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、光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。
【００８０】
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。
【００８１】
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、光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、光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。
【００８２】
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。
【００８３】
【化５】
2008096465.tif 000007
【００８４】
上記式において、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。
【００８５】
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。
【００８６】
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（4-1）〜（4-4）で表される化合物を挙げることができる。
【００８７】
【化６】
2008096465.tif 000008
【００８８】
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（4-5）〜（4-8）で表される化合物を挙げることができる。
【００８９】
【化７】
2008096465.tif 000009
【００９０】
本発明においては、光二量化反応性化合物として、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。
【００９１】
また、光二量化反応を利用した光反応型の材料としては、上記光二量化反応性化合物のほか、光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。
【００９２】
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重量％〜２０重量％の範囲内であることが好ましく、０．１重量％〜５重量％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。
【００９３】
光分解反応を利用した光反応型の材料としては、例えば日産化学工業（株）製のポリイミド「ＲＮ１１９９」などを挙げることができる。また、光二量化反応を利用した光反応型の材料としては、例えばRolic technologies社製の「ＲＯＰ１０２」、「ＲＯＰ１０３」などを挙げることができる。
【００９４】
ｂ．光異性化型
光異性化型の材料とは、光異性化反応を生じることにより光配向膜に異方性を付与する材料である。本発明に用いられる光異性化型の材料としては、こ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、光異性化反応を生じることにより上記光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、それにより光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。
【００９５】
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、上記光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。
【００９６】
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、それにより光配向膜に異方性を付与することができるからである。
【００９７】
光異性化反応性化合物としては、単分子化合物、または、光もしくは熱により重合する重合性モノマーを挙げることができる。これらは用いられる液晶の種類に応じて適宜選択すればよいが、光照射により光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、光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。
【００９８】
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、ポリマー化による光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。
【００９９】
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。
【０１００】
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。
【０１０１】
上記シス−トランス異性化反応性骨格は、液晶分子との相互作用をより高めるために置換基を有していてもよい。置換基は、液晶分子との相互作用を高めることができ、かつ、シス−トランス異性化反応性骨格の配向を妨げないものであれば特に限定されるものではなく、例えば、カルボキシル基、スルホン酸ナトリウム基、水酸基などが挙げられる。これらの構造は、用いられる液晶の種類に応じて、適宜選択することができる。
【０１０２】
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。
【０１０３】
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、光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。
【０１０４】
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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
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光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。
【０１０７】
【化８】
2008096465.tif 000010
【０１０８】
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、光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。
【０１０９】
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（５）で表される化合物を挙げることができる。
【０１１０】
【化９】
2008096465.tif 000011
【０１１１】
上記式中、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。
【０１１２】
上記式で表される化合物の具体例としては、下記式（5-1）〜（5-4）に示す化合物を挙げることができる。
【０１１３】
【化１０】
2008096465.tif 000012
【０１１４】
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（６）で表される化合物を挙げることができる。
【０１１５】
【化１１】
2008096465.tif 000013
【０１１６】
上記式中、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。
【０１１７】
上記式で表される化合物の具体例としては、下記式（6-1）〜（6-4）に示す化合物を挙げることができる。
【０１１８】
【化１２】
2008096465.tif 000014
【０１１９】
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。
【０１２０】
本発明に用いられる光異性化型の材料としては、上記光異性化反応性化合物のほか、光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。
【０１２１】
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重量％〜２０重量％の範囲内であることが好ましく、０．１重量％〜５重量％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。
【０１２２】
ｃ．光配向膜の形成方法
本発明において光配向膜を形成するには、まず光配向膜の構成材料を有機溶剤で希釈した光配向膜形成用塗工液を塗布し、乾燥させる。この場合に、光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重量％〜１０重量％の範囲内であることが好ましく、０．２重量％〜２重量％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、光配向膜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からである。
【０１２３】
光配向膜形成用塗工液の塗布方法としては、例えばスピンコート法、ロールコート法、ロッドバーコート法、スプレーコート法、エアナイフコート法、スロットダイコート法、ワイヤーバーコート法、インクジェット法、フレキソ印刷法、スクリーン印刷法などを用いることができる。
【０１２４】
上記光配向膜形成用塗工液を塗布することにより得られる膜の厚みは、１ｎｍ〜２０００ｎｍ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。
【０１２５】
得られた膜には光配向処理を施すことによって異方性を付与する。具体的には、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、用いられる光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。
【０１２６】
さらに、光配向膜の構成材料として、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、光配向膜に付与された異方性を安定化することができる。
【０１２７】
（反応性液晶層）
本発明に用いられる反応性液晶層は、ラビング配向膜や光配向膜等の上に形成され、反応性液晶を固定化してなるものである。
【０１２８】
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。
【０１２９】
また、反応性液晶は、重合性液晶材料を含有することが好ましい。これにより、反応性液晶の配向状態を固定化することが可能になるからである。重合性液晶材料としては、重合性液晶モノマー、重合性液晶オリゴマー、および重合性液晶ポリマーのいずれかを用いることができるが、中でも、重合性液晶モノマーが好適に用いられる。重合性液晶モノマーは、他の重合性液晶材料、すなわち重合性液晶オリゴマーや重合性液晶ポリマーと比較して、より低温で配向が可能であり、かつ配向に際しての感度も高く、容易に配向させることができるからである。
【０１３０】
上記重合性液晶モノマーとしては、重合性官能基を有する液晶モノマーであれば特に限定されるものではなく、例えばモノアクリレートモノマー、ジアクリレートモノマー等が挙げられる。また、これらの重合性液晶モノマーは単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。
【０１３１】
モノアクリレートモノマーとしては、例えば下記式（１）および（２）で表される化合物を例示することができる。
【０１３２】
【化１３】
2008096465.tif 000015
【０１３３】
上記式において、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。
【０１３４】
ジアクリレートモノマーとしては、例えば下記式（７）および（３）に示す化合物を挙げることができる。
【０１３５】
【化１４】
2008096465.tif 000016
【０１３６】
上記式において、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。上記式（７）において、Ｘとしては、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。
【０１３７】
また、ジアクリレートモノマーとしては、例えば下記式（８）に示す化合物を挙げることができる。
【０１３８】
【化１５】
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【０１３９】
上記式において、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。
【０１４０】
上記式（８）で表される化合物の具体例としては、下記式（8-1）に示す化合物を挙げることができる。
【０１４１】
【化１６】
2008096465.tif 000018
【０１４２】
上記式において、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。
【０１４３】
本発明においては、上記の中でも、上記式（７）および（８）で表される化合物が好適に用いられる。上記式（８）で表される化合物として、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」などを挙げることができる。また、アクリレートモノマーとしては、例えばRolic technologies 社製の「ROF-5101」、「ROF-5102」なども挙げられる。
【０１４４】
また本発明においては、重合性液晶モノマーの中でも、ジアクリレートモノマーが好適である。ジアクリレートモノマーは、配向状態を良好に維持したまま容易に重合させることができるからである。
【０１４５】
上述した重合性液晶モノマーは、それ自体がネマチック相を発現するものでなくてもよい。これらの重合性液晶モノマーは、上述したように２種以上を混合して用いてもよいものであり、これらを混合した組成物すなわち反応性液晶が、ネマチック相を発現するものであればよいからである。
【０１４６】
さらに本発明においては、必要に応じて、上記反応性液晶に光重合開始剤や重合禁止剤等を添加してもよい。例えば、電子線照射により重合性液晶材料を重合させる際には、光重合開始剤が不要な場合はあるが、一般的に用いられている例えば紫外線照射による重合の場合においては、通常光重合開始剤が重合促進のために用いられるからである。
【０１４７】
本発明に用いることができる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。
【０１４８】
このような光重合開始剤の添加量としては、一般的には０．０１〜２０重量％、好ましくは０．１〜１０重量％、より好ましくは０．５〜５重量％の範囲で上記反応性液晶に添加することができる。
【０１４９】
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。
【０１５０】
反応性液晶層は、配向膜上に反応性液晶を含む反応性液晶層形成用塗工液を塗布し、配向処理を行い、上記反応性液晶の配向状態を固定化することにより形成することができる。また、反応性液晶層形成用塗工液を塗布するのではなく、ドライフィルム等を予め形成し、これを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。製造工程の簡便さの観点からは、反応性液晶を溶媒に溶解させて反応性液晶層形成用塗工液を調製し、これを配向膜上に塗布し、溶媒を除去する方法を用いることが好ましい。
【０１５１】
上記反応性液晶層形成用塗工液に用いる溶媒としては、上記反応性液晶等を溶解することができ、かつ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。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；などの１種または２種以上が使用可能である。
【０１５２】
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、配向膜が侵食されたりする場合がある。この場合には、２種以上の溶媒を混合使用することにより、この不都合を回避することができる。上記の溶媒のなかにあって、単独溶媒として好ましいものは、炭化水素類およびグリコールモノエーテルアセテート系溶媒であり、混合溶媒として好ましいのは、エーテル類またはケトン類と、グリコール系溶媒との混合系である。
【０１５３】
反応性液晶層形成用塗工液の濃度は、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重量％、好ましくは１〜２０重量％の範囲で調整される。反応性液晶層形成用塗工液の濃度が上記範囲より低いと、反応性液晶が配向しにくくなる場合があり、逆に反応性液晶層形成用塗工液の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。
【０１５４】
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。
【０１５５】
このような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。
【０１５６】
また、上記反応性液晶層形成用塗工液を塗布した後は、溶媒を除去するのであるが、この溶媒の除去は、例えば、減圧除去もしくは加熱除去、さらにはこれらを組み合わせる方法等により行われる。
【０１５７】
本発明においては、上述したように塗布された反応性液晶を、配向膜により配向させて液晶規則性を有する状態とする。すなわち、反応性液晶にネマチック相を発現させる。これは、通常はＮ−Ｉ転移点以下で熱処理する方法等の方法により行われる。ここで、Ｎ−Ｉ転移点とは、液晶相から等方相へ転移する温度を示すものである。
【０１５８】
反応性液晶は重合性液晶材料を有するものであり、このような重合性液晶材料の配向状態を固定化するには、重合を活性化する活性放射線を照射する方法が用いられる。ここでいう活性放射線とは、重合性液晶材料に対して重合を起こさせる能力がある放射線をいう。
【０１５９】
このような活性放射線としては、重合性液晶材料を重合させることが可能な放射線であれば特に限定されるものではないが、通常は装置の容易性等の観点から紫外光または可視光線が使用され、波長が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。
【０１６０】
本発明においては、光重合開始剤が紫外線でラジカルを発生し、重合性液晶材料がラジカル重合するような重合性液晶材料に対して、紫外線を活性放射線として照射する方法が好ましい方法であるといえる。活性放射線として紫外線を用いる方法は、既に確立された技術であることから、用いる光重合開始剤を含めて、本発明への応用が容易であるからである。
【０１６１】
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。
【０１６２】
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。
【０１６３】
また、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。
【０１６４】
（iv）スペーサ
本発明においては、液晶側基板にスペーサを形成してもよい。スペーサを形成することにより、外部衝撃に弱い強誘電性液晶の配向を安定に維持することができるからである。後述するように対向基板にスペーサを形成する場合には、液晶側基板にはスペーサを形成しなくてもよい。
【０１６５】
スペーサとしては、壁状スペーサ、柱状スペーサ、球状スペーサ等を挙げることができる。図７に例示するように液晶側基板２ａに壁状スペーサ８を形成した場合には、基板貼り合わせ工程にて、強誘電性液晶が微小な直線状空間に封じ込められ、流動可能な空間が規制されるので、強誘電性液晶の層構造を安定に保持できると考えられる。この場合、配向制御のために、壁状スペーサの長手方向と、第１配向膜の配向処理方向とが直交していることが好ましい。壁状スペーサの長手方向に対して略平行に液晶分子の流動が誘起されるため、強誘電性液晶の配向性をより向上させることができるからである。
【０１６６】
ここで、壁状スペーサの長手方向と、第１配向膜の配向処理方向とが直交しているとは、直線状隔壁の長手方向と、配向膜の配向処理方向とのなす角度が９０°±５°の範囲であることをいう。この角度は９０°±１°の範囲であることが好ましい。
なお、上記の角度は、偏光顕微鏡を用いて、液晶分子の配向方向（配向膜の配向処理方向）および直線状隔壁の長手方向を観察することによって測定することができる。
【０１６７】
液晶側基板には、複数のスペーサを形成することができ、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。複数のスペーサの形成位置が無秩序であると、強誘電性液晶を塗布する位置を調整するのが困難となる場合があるからである。
【０１６８】
スペーサのピッチとしては特に限定されるものではないが、例えば壁状スペーサの場合には、１００μｍ〜３ｍｍ程度とすることが好ましく、より好ましくは２００μｍ〜１．５ｍｍの範囲内、さらに好ましくは３００μｍ〜１．０ｍｍの範囲内である。壁状スペーサのピッチが上記範囲より狭いと、壁状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、壁状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、液晶層の厚み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、壁状スペーサのピッチとは、隣接する壁状スペーサの中心部から中心部までの距離をいう。
【０１６９】
また、スペーサの大きさとしては特に限定されるものではないが、例えば壁状スペーサの幅、柱状スペーサの底面の直径、および球状スペーサの直径は、１μｍ〜２０μｍ程度とすることが好ましく、より好ましくは２μｍ〜１０μｍの範囲内、さらに好ましくは５μｍ〜１０μｍの範囲内である。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るからである。また、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。
【０１７０】
さらに、スペーサの高さとしては、通常、液晶層の厚みと同程度とされる。
【０１７１】
なお、上記スペーサのピッチ、幅、直径および高さ等は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて直線状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。
【０１７２】
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、画素領域を避けてスペーサを形成することが好ましい。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領域にスペーサを形成することが好ましいからである。例えば、ストライプ状やマトリックス状に形成された第１電極層の開口部に、スペーサを形成することが好ましい。
【０１７３】
また、スペーサの形成位置としては、図８に例示するように第１電極層６ａ上にスペーサ（壁状スペーサ８）を形成してもよく、図９（ａ）に例示するように第１基材５ａ上にスペーサ（壁状スペーサ８）を形成してもよい。また、第１基材上にスペーサを形成する場合は、図９（ｂ）に例示するようにスペーサ（壁状スペーサ８）とベース部分８´とを一体に形成してもよい。
【０１７４】
スペーサの数としては、液晶表示素子の大きさによって適宜選択される。
【０１７５】
このようなスペーサの形成材料としては、一般に液晶表示素子のスペーサに用いられる材料を用いることができる。例えば、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。本発明に用いられる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ものであれば特に限定されるものではない。
【０１７６】
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法を適用することができる。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。
【０１７７】
（ｖ）着色層
本発明においては、液晶側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、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。後述するように対向基板に着色層を形成する場合には、液晶側基板には着色層を形成しない。
【０１７８】
本発明に用いられる着色層としては、一般にカラーフィルタの着色層として用いられるものであれば特に限定されるものではない。例えば、赤、緑または青の顔料を含有する着色層形成用組成物を用いて、着色層を形成することができる。
【０１７９】
着色層の形成方法としては、一般的な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。
【０１８０】
（vi）液晶側基板の温度
本発明においては、液晶側基板を、強誘電性液晶がスメクチック相を示す温度に設定する。すなわち、液晶側基板を、強誘電性液晶がＳｍＣ＊相またはＳｍＡ相を示す温度に設定する。例えば、降温過程において等方相−Ｎ相−Ｃｈ相−ＳｍＣ＊相と相変化する強誘電性液晶を用いた場合、Ｃｈ相−ＳｍＣ＊相転移温度より低い温度に液晶側基板を設定する。また、降温過程において等方相−Ｎ相−ＳｍＣ＊相と相変化する強誘電性液晶を用いた場合、Ｎ相−ＳｍＣ＊相転移温度より低い温度に液晶側基板を設定する。さらに、降温過程において等方相−Ｎ相−ＳｍＡ相−ＳｍＣ＊相と相変化する強誘電性液晶を用いた場合、Ｎ相−ＳｍＡ相転移温度より低い温度に液晶側基板を設定する。また、降温過程において等方相−Ｎ相−Ｃｈ相−ＳｍＡ相−ＳｍＣ＊相と相変化する強誘電性液晶を用いた場合、Ｃｈ相−ＳｍＡ相転移温度より低い温度に液晶側基板を設定する。
【０１８１】
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。通常は、液晶側基板を室温（１５℃〜３０℃程度）に設定する。
【０１８２】
（３）強誘電性液晶の塗布方法
本発明において、強誘電性液晶の塗布方法としては、液晶側基板の第１配向膜上に強誘電性液晶を封入可能な所定量で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。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。
【０１８３】
通常、強誘電性液晶はパターン状に塗布される。中でも、塗布された強誘電性液晶がほとんど流動しないようなパターン状に強誘電性液晶を塗布することが好ましく、特に強誘電性液晶をストライプ状に塗布することが好ましい。強誘電性液晶をストライプ状に塗布することにより、強誘電性液晶が流動する距離を短くすることができ、強誘電性液晶が流動する際に生じる配向乱れを抑制することが可能である。理由は明らかではないが、強誘電性液晶を間欠的にドット状に塗布する場合と比較して、強誘電性液晶を連続的にストライプ状に塗布する場合では、流動した強誘電性液晶が接触した界面での配向乱れが生じにくい。
【０１８４】
一般に、図６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６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。上述したように強誘電性液晶をストライプ状に塗布することによって、強誘電性液晶の流動による配向乱れを抑制することができ、上記のような配向欠陥の発生を抑制することができる。
【０１８５】
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等が挙げられる。中でも、吐出法およびスクリーン印刷法が好ましい。吐出法およびスクリーン印刷法であれば、強誘電性液晶が流動する際に生じる配向乱れを効果的に抑制することができるからである。
【０１８６】
さらには吐出法が好ましく、吐出法の中でもインクジェット法が特に好ましい。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。
【０１８７】
吐出する強誘電性液晶の液滴量は、１回の吐出当たり１ｐｌ〜１０００ｐｌの範囲内であることが好ましく、より好ましくは２ｐｌ〜２００ｐｌの範囲内、さらに好ましくは１０ｐｌ〜１００ｐｌの範囲内である。液適量が上記範囲よりも多いと、強誘電性液晶が流動する距離が長くなり、濡れ拡がる面積が大きくなるので、配向乱れが生じるおそれがある。また、液適量が上記範囲よりも少ないと、強誘電性液晶の塗布に要する時間が非常に長くなるからである。なお、従来では、基板上に強誘電性液晶を吐出する場合、吐出する強誘電性液晶の液滴量は、１回の吐出当たり１０ｎｇ程度であったので、上記範囲は比較的少ない液滴量であることがわかる。
【０１８８】
また、強誘電性液晶を塗布する位置としては、強誘電性液晶が封入可能な所定量で塗布されていれば特に限定されるものではない。
【０１８９】
上述したように、液晶側基板に壁状スペーサを形成する場合であって、壁状スペーサの長手方向と第１配向膜の配向処理方向とが直交している場合は、図７に例示するように、壁状スペーサ８に沿って強誘電性液晶３を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、第１配向膜の配向処理方向に沿って強誘電性液晶を流動させやすくなり、配向欠陥等の発生を効果的に抑制することができるからである。
【０１９０】
２．検査工程
本発明における検査工程は、強誘電性液晶の塗布欠陥の有無を検査する工程である。この検査工程では、図１に例示するように、強誘電性液晶３が塗布されるべき領域に塗布されていない場合には、塗布欠陥として検出される。
【０１９１】
塗布欠陥の検査方法としては、例えば、ＣＣＤ素子による方法、拡大した映像を目視により検査する方法等を挙げることができる。
【０１９２】
本発明においては、検査工程にて塗布欠陥が検出されなかった場合には、そのまま基板貼り合わせ工程に進むが、検査工程にて塗布欠陥が検出された場合には、修正工程に進み、修正工程後に基板貼り合わせ工程に進む。
【０１９３】
３．修正工程
本発明における修正工程は、上記検査工程にて塗布欠陥が検出された場合に、第１配向膜上の欠陥部分に強誘電性液晶を吐出法によって塗布する工程である。
【０１９４】
強誘電性液晶を第１配向膜上の欠陥部分に塗布する方法としては、吐出法であり、この欠陥部分のみに強誘電性液晶を塗布することが可能であれば特に限定されるものではない。このような塗布方法としては、例えば、インクジェット法、ディスペンサー法等を挙げることができる。
【０１９５】
４．基板貼り合わせ工程
本発明における基板貼り合わせ工程は、強誘電性液晶が塗布された液晶側基板、ならびに、第２基材上に第２電極層および第２配向膜がこの順に積層された対向基板を貼り合わせる工程である。
【０１９６】
液晶側基板および対向基板を貼り合わせるには、まず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上に液晶封入領域を囲むようにシール剤を塗布し、次いで液晶側基板および対向基板をシール剤を介して重ね合わせ、最後にシール剤を硬化させる。
以下、シール剤、対向基板、ならびに、液晶側基板および対向基板を貼り合わせる方法について説明する。
【０１９７】
（１）シール剤
本発明においては、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上に液晶封入領域を囲むようにシール剤を塗布する。すなわち、シール剤を、液晶側基板上に塗布してもよく、対向基板上に塗布してもよく、液晶側基板および対向基板の両方に塗布してもよい。
後述するように、液晶側基板または対向基板に枠状隔壁を形成する場合には、枠状隔壁の外周を囲むようにシール剤を塗布する。例えば図７に示すように、液晶側基板に枠状隔壁９を形成した場合、この枠状隔壁９の外周を囲むようにシール剤４を塗布する。
【０１９８】
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可能な方法であれば特に限定されるものではなく、例えば、インクジェット法、ディスペンサー法、スクリーン印刷法等が挙げられる。
【０１９９】
シール剤を塗布する位置としては、シール剤が液晶封入領域を囲むように連続して塗布され、かつ、強誘電性液晶が漏れないように液晶側基板および対向基板を貼り合わせることが可能であれば、特に限定されるものではない。シール剤を液晶側基板上に塗布する場合、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。また、シール剤を対向基板上に塗布する場合、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。通常は、液晶側基板または対向基板の周縁部にシール剤を塗布する。密着性の観点からは、第１基材または第２基材上にシール剤を塗布することが好ましい。この場合、第１基材または第２基材の周縁部に第１配向膜または第２配向膜をそれぞれ形成しないように、第１配向膜または第２配向膜をパターン状に形成する。
【０２００】
シール剤としては、一般に液晶表示素子に用いられるものを用いることができる。例えば、樹脂が挙げられ、熱硬化性樹脂および紫外線硬化性樹脂のいずれも用いることができる。中でも、シール剤としては、強誘電性液晶を汚染しないものを用いることが好ましい。
【０２０１】
（２）対向基板
本発明に用いられる対向基板は、第２基材上に第２電極層および第２配向膜がこの順に積層されたものである。
なお、第２基材、第２電極層および第２配向膜については、上記液晶側基板の第１基材、第１電極層および第１配向膜とそれぞれ同様であるので、ここでの説明は省略する。
【０２０２】
本発明においては、第１配向膜および第２配向膜の構成材料が強誘電性液晶を挟んで互いに異なる組成を有することが好ましい。これにより、ＳｍＡ相をもたない強誘電性液晶を用いた場合に、ダブルドメイン等の配向欠陥を生じさせることなく、強誘電性液晶のモノドメイン配向を得ることができるからである。
【０２０３】
第１配向膜および第２配向膜の構成材料の組成を異なるものとするには、例えば一方を光配向膜、他方をラビング配向膜とすればよい。また、両方をラビング配向膜として、ラビング配向膜の構成材料の組成を異なるものとする、あるいは、両方を光配向膜として、光配向膜の構成材料の組成を異なるものとすることもできる。
【０２０４】
また、第１配向膜および第２配向膜が光配向膜である場合、例えば一方の光配向膜に光異性化型の材料を用い、他方の光配向膜に光反応型の材料を用いることにより、光配向膜の構成材料の組成を異なるものとすることができる。
【０２０５】
第１配向膜および第２配向膜が光異性化型の材料を用いた光配向膜である場合、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、光配向膜の構成材料の組成を異なるものとすることができる。さらに、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。
【０２０６】
第１配向膜および第２配向膜が光反応型の材料を用いた光配向膜である場合、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、光配向膜の構成材料の組成を異なるものとすることができる。さらに、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。
【０２０７】
さらに、一方を光配向膜やラビング配向膜等の単層とし、他方を光配向膜やラビング配向膜等と反応性液晶層とを積層したものとすることにより、第１配向膜および第２配向膜の構成材料の組成を異なるものとすることができる。
【０２０８】
第１配向膜および第２配向膜が配向膜やラビング配向膜等と反応性液晶層とを積層したものである場合、上述した重合性液晶材料を種々選択することにより、反応性液晶層の構成材料の組成を異なるものとすることができる。
【０２０９】
本発明においては、対向基板にスペーサを形成してもよい。スペーサを形成することにより、耐衝撃性の高い液晶表示素子を得ることができる。上述したように液晶側基板にスペーサを形成する場合には、対向基板にはスペーサを形成しなくてもよい。
なお、スペーサについては、上記液晶側基板のスペーサと同様であるので、ここでの説明は省略する。
【０２１０】
（３）液晶側基板および対向基板を貼り合わせる方法
液晶側基板および対向基板は、液晶封入領域とシール剤とが所定の配置となり、かつ、液晶側基板の第１配向膜および対向基板の第２配向膜の配向処理方向が互いに略平行になるように対向させる。
【０２１１】
液晶側基板および対向基板を対向させる際には、液晶側基板および対向基板を、強誘電性液晶がネマチック相または等方相を示す温度に加熱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加熱することがより好ましい。液晶側基板および対向基板の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。例えば、Ｎ相−等方相転移温度付近、あるいは、Ｎ相−等方相転移温度よりも０℃〜２０℃程度高い温度、あるいは、Ｎ相−等方相転移温度よりも５℃〜１０℃程度高い温度などに設定することができる。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。
【０２１２】
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。
【０２１３】
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コーティング法や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。
【０２１４】
また、液晶側基板および対向基板を対向させる際には、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。
【０２１５】
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。
【０２１６】
次いで、シール剤を硬化させ、液晶側基板および対向基板を貼り合わせる。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する。
【０２１７】
強誘電性液晶から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。
【０２１８】
５．枠状隔壁形成工程
本発明においては、液晶側基板または対向基板に、液晶封入領域を囲むように、シール剤の内側に枠状隔壁を形成する枠状隔壁形成工程を行ってもよい。例えば、図７および図８（ａ）に示すように、液晶側基板２ａに枠状隔壁９を形成し、枠状隔壁９の周囲にシール剤４を塗布することができる。なお、図８（ａ）は図７のＣ−Ｃ線断面図である。図８（ｂ）および（ｃ）に例示するように、液晶側基板２ａ上に塗布された強誘電性液晶３は、基板貼り合わせ工程にて液晶側基板２ａおよび対向基板２ｂ間を流動する。この際、シール剤４の内側に枠状隔壁９を形成することにより、強誘電性液晶３と未硬化のシール剤４とが直接接触するのを回避することができる。これにより、未硬化のシール剤中の不純物や、シール剤を硬化させる際にシール剤から発生する揮発性物質等が強誘電性液晶中に混入するのを防ぐことができる。したがって、不純物等の混入による強誘電性液晶の特性の劣化を回避することが可能となる。
【０２１９】
枠状隔壁を形成する位置としては、枠状隔壁がシール剤の内側であって液晶封入領域を囲むように連続して形成されていれば、特に限定されるものではない。枠状隔壁を液晶側基板上に形成する場合、図８に例示するように第１電極層６ａ上に枠状隔壁９を形成してもよく、図９（ａ）に例示するように第１基材５ａ上に枠状隔壁９を形成してもよい。また、第１基材上に枠状隔壁を形成する場合、図９（ｂ）に例示するように枠状隔壁９とベース部分８´とを一体に形成してもよい。一方、図示しないが、枠状隔壁を対向基板上に形成する場合、第２電極層上に枠状隔壁を形成してもよく、第２基材上に枠状隔壁を形成してもよい。また、第２基材上に枠状隔壁を形成する場合、枠状隔壁とベース部分とを一体に形成してもよい。通常は、第１配向膜または第２配向膜の周縁部に枠状隔壁を形成する。
【０２２０】
枠状隔壁の幅としては、強誘電性液晶と未硬化のシール剤との接触を防ぐことが可能な幅であれば特に限定されるものではない。具体的には、枠状隔壁の幅は１０μｍ〜３ｍｍ程度とすることが好ましく、より好ましくは１０μｍ〜１ｍｍの範囲内、さらに好ましくは１０μｍ〜５００μｍの範囲内である。枠状隔壁の幅が上記範囲より広いと、枠状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り良好な画像表示が得られない場合があるからである。また、枠状隔壁の幅が上記範囲より狭いと、枠状隔壁の形成が困難となる場合があるからである。
【０２２１】
また、枠状隔壁の高さは、通常、液晶層の厚みと同程度とされる。これにより、強誘電性液晶と未硬化のシール剤とが接触するのを効果的に防止することができる。
【０２２２】
なお、上記枠状隔壁の幅および高さは、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて枠状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。
【０２２３】
このような枠状隔壁の形成材料は、一般に液晶表示素子の隔壁に用いられる材料を用いることができる。好ましくは、上記スペーサの形成材料と同一の材料が用いられる。これにより、枠状隔壁およびスペーサを同時に形成することができるからである。
【０２２４】
枠状隔壁の形成方法としては、所定の位置に枠状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法を適用することができる。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。
【０２２５】
枠状隔壁の形成は、通常、上記スペーサの形成と同時に行われる。パターニングの工程数を減らすことができるからである。枠状隔壁およびスペーサは別々の基板上に形成してもよいが、パターニングの観点から、同一の基板上に形成することが好ましい。
【０２２６】
６．液晶表示素子
本発明においては、例えば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を作製することができる。ＴＦＴを用いたアクティブマトリックス方式では、目的の画素を確実に点灯、消灯できるため高品質な画像表示が可能である。
【０２２７】
図１０は、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概略斜視図である。図１０に例示する液晶表示素子２０は、第２基材５ｂ上にＴＦＴ２１がマトリックス状に配置されたＴＦＴ基板（対向基板２ｂ）と、第１基材５ａ上に共通電極（第１電極層６ａ）が形成された共通電極基板（液晶側基板２ａ）とを有するものである。ＴＦＴ基板（対向基板２ｂ）には、画素電極（第２電極層６ｂ）、ゲート電極２２ｘ、ソース電極２２ｙおよびが形成されている。このような液晶表示素子２０において、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ＴＦＴ２１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ＴＦＴ２１および画素電極（第２電極層６ｂ）が形成されている。この液晶表示素子２０では、ゲート電極２２ｘおよびソース電極２２ｙに順次信号電圧を加えることにより、各画素のＴＦＴ２１を動作させることができる。
なお、図１０において、第１配向膜、第２配向膜および強誘電性液晶は省略されている。
【０２２８】
図１０に示す例においては、液晶側基板が共通電極基板であり、対向基板がＴＦＴ基板であるが、これに限定されるものではなく、液晶側基板は、共通電極基板であってもよく、ＴＦＴ基板であってもよい。中でも、液晶側基板は共通電極基板であることが好ましい。ＴＦＴ基板は、半導体層、ゲート電極、ソース電極、ドレイン電極および絶縁層等を有するＴＦＴが形成されているため、ＴＦＴ基板と共通電極基板とでは、共通電極基板の方が製造コストが安い。このため、液晶側基板が共通電極基板であれば、仮に強誘電性液晶の塗布欠陥があり修正不可能であったとしても、ロスコストを少なくすることができる。
【０２２９】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【実施例】
【０２３０】
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。
（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-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。
【０２３１】
（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。
【０２３２】
［実施例１］
液晶表示素子用基板１を室温（２３℃）に設定した１軸ステージ上に設置した。この液晶表示素子用基板１が置かれた１軸ステージを約６０ｍｍ／秒の速さで動かしながら、インクジェット装置(ダイマティック社製 SE-128)を用いて、約３，６００ヘルツの周波数で、１秒間、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)を滴下し、１ｍｍ間隔でストライプ状に強誘電性液晶を塗布した。この際、インクジェット装置では、６４個の吐出穴を有するインクジェットヘッドを約１００℃に加熱した。強誘電性液晶は、滴下時は等方相状態であると考えられるが、基板上に着弾した瞬間に室温まで冷却され、カイラルスメクチック相状態になると考えられる。実際に、基板上に滴下された強誘電性液晶は白色であり、白色のライン状のパターンが得られた。また、この基板をＣＣＤセンサを有する検査装置で検査したところ、塗布欠陥がないことを確認した。
【０２３３】
次に、強誘電性液晶を塗布した液晶表示素子用基板１上にシール剤を塗布した。次いで、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。
【０２３４】
作製した液晶表示素子をクロスニコルに配置した偏光板の間に配置して観察したところ、強誘電性液晶が均一に配向していることを確認した。
【０２３５】
［実施例２］
液晶表示素子用基板１を室温（２３℃）に設定した１軸ステージ上に設置した。次に、インクジェット装置におけるインクジェットヘッドの６４個の吐出穴のうち、１個の吐出穴のみ、０．１秒間休止させた以外は、実施例１と同様にして強誘電性液晶を滴下し、ストライプ状に強誘電性液晶を塗布した。この基板をＣＣＤセンサを有する検査装置で検査したところ、吐出を休止させた部分には、強誘電性液晶が約６ｍｍの長さで塗布されていないことを検出した。次に、この強誘電性液晶が塗布されていない部分に、１個の吐出穴のみを駆動させたインクジェットヘッドを用いて、ライン状に強誘電性液晶を塗布し、修正を行った。
【０２３６】
次に、強誘電性液晶を塗布した液晶表示素子用基板１上にシール剤を塗布し、実施例１と同様にして、液晶表示素子用基板１と液晶表示素子用基板２とを貼り合せ、液晶表示素子を作製した。
作製した液晶表示素子をクロスニコルに配置した偏光板の間に配置して観察したところ、強誘電性液晶が均一に配向していることを確認した。
【０２３７】
［比較例］
ホットプレートを１軸ステージ上に設置し、ホットプレートを１００℃に加熱して、このホットプレート上に液晶表示素子用基板１を配置した。次に、インクジェット装置におけるインクジェットヘッドの６４個の吐出穴のうち、１個の吐出穴のみ、０．１秒間休止させた以外は、実施例１と同様にして強誘電性液晶を滴下し、ストライプ状に強誘電性液晶を塗布した。
基板上に塗布された強誘電性液晶は濡れ拡がった。またそのとき、強誘電性液晶は透明であった。そのため、ＣＣＤセンサを有する検査装置を用いても、強誘電性液晶が塗布されていない部分を検出することができなかった。
【図面の簡単な説明】
【０２３８】
【図１】本発明の液晶表示素子の製造方法における液晶塗布工程および検査工程の一例を示す図である。
【図２】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３】本発明の液晶表示素子の製造方法における修正工程の一例を示す図である。
【図４】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５】液晶分子の挙動を示す模式図である。
【図６】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７】本発明の液晶表示素子の製造方法における液晶塗布工程の他の例を示す図である。
【図８】本発明の液晶表示素子の製造方法の他の例を示す工程図である。
【図９】本発明に用いられる液晶側基板の一例を示す概略断面図である。
【図１０】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。
【符号の説明】
【０２３９】
２ａ  …  液晶側基板
２ｂ  …  対向基板
３  …  強誘電性液晶
４  …  シール剤
５ａ  …  第１基材
５ｂ  …  第２基材
６ａ  …  第１電極層
６ｂ  …  第２電極層
７ａ  …  第１配向膜
７ｂ  …  第２配向膜
１１  …  欠陥部分
【図１】
2008096465.tif 000019
【図２】
2008096465.tif 000020
【図３】
2008096465.tif 000021
【図４】
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【図５】
2008096465.tif 000023
【図６】
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【図７】
2008096465.tif 000025
【図８】
2008096465.tif 000026
【図９】
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【図１０】
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