(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の配向膜が形成された第一の基板と、
第二の配向膜が形成された第二の基板と、
前記第一の配向膜と前記第二の配向膜との間に配置された液晶層であって、カイラル剤を含む液晶層と、
前記第一の基板又は前記第二の基板に設けられた駆動電極であって、前記駆動電極が設けられた基板に対して水平方向の電場を印加する駆動電極と
を備え、
前記液晶層は、前記電場の印加状態において、前記第二の配向膜側では、液晶分子の配向方向が初期配向方向に維持されていると共に、前記第一の配向膜側では、液晶分子の配向方向が前記電場に応じた方向に変化し、
前記第一の配向膜のアンカリング力が、前記液晶層の螺旋誘起力と弾性力との合計よりも大きく、前記電場の非印加状態において、前記第一の配向膜側の液晶分子の配向方向が初期配向方向に復元され、
前記第一の配向膜は、前記電場を印加したときの前記液晶分子の配向方向を前記初期配向方向に拘束するアンカリング力が、前記第二の配向膜よりも小さい、液晶表示素子。
【請求項２】
前記第一の配向膜が凹凸形状を有する、請求項１に記載の液晶表示素子。
【請求項３】
前記第一の基板が凹凸形状を有する、請求項１又は２に記載の液晶表示素子。
【請求項４】
第一の配向膜が形成された第一の基板と、
第二の配向膜が形成された第二の基板と、
前記第一の配向膜と前記第二の配向膜との間に配置された液晶層であって、カイラル剤を含む液晶層と、
前記第二の基板に設けられた駆動電極であって、前記第二の基板に対して水平方向の電場を印加する駆動電極と
を備え、
前記液晶層は、前記電場の印加状態において、前記第二の配向膜側では、液晶分子の配向方向が初期配向方向に維持されていると共に、前記第一の配向膜側では、液晶分子の配向方向が前記電場に応じた方向に変化し、
前記第一の配向膜のアンカリング力が、前記液晶層の螺旋誘起力と弾性力との合計よりも大きく、前記電場の非印加状態において、前記第一の配向膜側の液晶分子の配向方向が初期配向方向に復元され、
前記第一の基板と前記第一の配向膜との間に凹凸形状を形成するための電極が形成され、
前記第一の配向膜は、前記電場を印加したときの前記液晶分子の配向方向を前記初期配向方向に拘束するアンカリング力が、前記第二の配向膜よりも小さい、液晶表示素子。
【請求項５】
前記第一の配向膜に形成された凹凸形状が傾斜面を有する、請求項２〜４のいずれか一項に記載の液晶表示素子。
【請求項６】
前記液晶層は、前記電場の非印加状態において、前記第二の配向膜側から前記第一の配向膜側に向かって前記液晶分子が螺旋状に配列されている、請求項１〜５のいずれか一項に記載の液晶表示素子。
【請求項７】
前記カイラル剤は、前記電場の非印加状態において、前記第二の配向膜側における前記液晶分子の初期配向方向に対し、前記第一の配向膜側における前記液晶分子の初期配向方向が９０°捻れるように含有されている、請求項１〜６のいずれか一項に記載の液晶表示素子。
【請求項８】
前記第一の配向膜において前記液晶分子の配向方向を前記初期配向方向に拘束するための配向処理方向と、前記第二の配向膜において前記液晶分子の配向方向を拘束するための配向処理方向とが、互いに直交している、請求項１〜７のいずれか一項に記載の液晶表示素子。
【請求項９】
電場の非印加状態における前記第一の配向膜近傍の前記液晶分子の配向方向が、前記カイラル剤の捩れ力によって決定される請求項１〜８のいずれか一項に記載の液晶表示素子。
【請求項１０】
前記第一の基板側に設けられた第一の偏光板と、前記第二の基板側に設けられた第二の偏光板とをさらに備え、
前記第一の偏光板の透過軸方向と前記第二の偏光板の透過軸方向とが互いに平行とされ、前記第一の偏光板の透過軸方向が、前記第二の配向膜における前記初期配向方向と平行又は直交している請求項１〜９のいずれか一項に記載の液晶表示素子。
【請求項１１】
前記第一の基板側に設けられた第一の偏光板と、前記第二の基板側に設けられた第二の偏光板とをさらに備え、
前記第一の偏光板の透過軸方向と前記第二の偏光板の透過軸方向とが互いに直交し、前記第一の偏光板の透過軸方向が、前記第二の配向膜における前記初期配向方向と平行又は直交している請求項１〜９のいずれか一項に記載の液晶表示素子。
【請求項１２】
前記電場の印加状態において、前記第二の配向膜側から前記第一の配向膜側に向けて、前記液晶層の前記初期配向方向に対する前記液晶分子の配向方向の変位角度が漸次大きくなる、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の液晶表示素子。
【請求項１３】
前記第一の配向膜側に位置する前記液晶分子と、前記第二の配向膜側に位置する前記液晶分子とで、所定電圧を印加することによって生成される前記電場による前記液晶分子の前記初期配向方向に対する配向方向の変位角度の差が、０°以上９０°以下である、請求項１２に記載の液晶表示素子。
【請求項１４】
前記第一の配向膜として、前記第一の基板にポリマーブラシが形成されている、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の液晶表示素子。
【請求項１５】
前記駆動電極が、前記第一の基板または前記第二の基板面に配置された複数の電極線からなり、
前記電場の非印加時において、前記第二の基板側における前記液晶分子の配向方向が、前記電極線が連続する方向に平行または直交している、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の液晶表示素子。
【請求項１６】
前記駆動電極が、前記第一の基板または前記第二の基板に配置された複数の電極線からなり、
前記電場の非印加時において、前記第二の基板側における前記液晶分子の配向方向が、前記電極線が連続する方向に対して傾斜している、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の液晶表示素子。
【請求項１７】
前記液晶分子の誘電率異方性が負である請求項１〜１６のいずれか一項に記載の液晶表示素子。
【請求項１８】
前記液晶分子の誘電率異方性が正である、請求項１〜１６のいずれか一項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、液晶表示素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示素子の駆動方式として、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）、ＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）、ＦＬＣ（Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ）などの方式がある。このうち、ＩＰＳ方式は、２枚の基板間に挟持された液晶層に対し、基板表面に平行な方向（横方向）の電場を印加することで、液晶分子の配向方向を変化させ、表示を行っている。このようなＩＰＳ方式の液晶表示素子は、視覚特性に優れ、携帯電話、テレビジョンなどをはじめとする幅広い機器に適用されている。
【０００３】
既存の液晶表示素子では、液晶層に電場を印加しない状態において、液晶分子が所定の方向に沿って配列されるように液晶分子の配向方向が強制されている。
液晶分子の配向方向を強制する方法としては、基板上にポリイミドなどからなる配向膜を形成し、レーヨンや綿などの布によって配向膜の表面を所定の方向に擦る方法（ラビング法）や、偏光紫外線を照射してポリイミド膜表面に異方性を発生させる手法（光配向法）などが採用されている。これらの処理により、液晶分子は基板表面に強く束縛され、一定方向に配向する。
【０００４】
一方、外場（電場、磁場など）によって液晶分子の配向方向を任意の方向に向け、その状態を維持する（メモリーする）方法も提案されている。このような動作を実現するためには、基板表面の配向強制力（アンカリング力）を低減する必要がある。このようなアンカリング力を低減する技術として、特許文献１では、平坦化処理を施した基板にポリマーブラシを形成し、この基板間に液晶を挟持した液晶セルにおいて、ポリマーブラシと液晶との共存部のＴｇ（ガラス転移温度）よりも高く且つ共存部の形状を自由に変動させ得る温度に加熱することにより、ゼロ面アンカリング状態を実現している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−２１５４２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
既存の液晶表示素子では、液晶層の液晶分子は、電場の印加を停止すると、電場によって変位した液晶分子の配向が元の配向状態、すなわち、初期配向方向に回復する。例えば、ラビング法や光配向法を用いて形成された配向膜で液晶分子に強い拘束力（アンカリング力）を付与することによって液晶分子を一定方向に配向した構成では、電場の印加を停止すると、液晶分子は、配向膜の強い拘束力によって変位した液晶分子の配向が迅速に元の配向状態に戻る。他方、電場を印加する場合、液晶分子は一定方向に直ぐに配向せず、閾値以上の電場を印加してはじめて液晶分子の配向方向が変化し始めるため、駆動電圧をある程度高くする必要がある。
【０００７】
これに対して、特許文献１に記載の方法によって形成された配向膜は、液晶分子の拘束力が弱いため、液晶分子の配向が元の配向状態に回復するのに時間がかかり、表示応答性が低い。また、液晶分子の螺旋ピッチは、温度などの外的要因によって変化することがあるため、液晶分子の配向が元の配向状態に回復し難い上、コントラスト比（ＣＲ）も低下する。
【０００８】
さらに、従来のＩＰＳ方式の液晶表示素子の透過率は、液晶層の屈折率異方性、セルギャップ、及び光の波長などの様々な要因と密接に関連しており、それらの最適値を求めることにより、理想的には５０％の透過率を達成することができる。しかしながら、現実的には、駆動電圧、応答時間、歩留まりなどの要因も考慮して決定する必要があり、実用的なＩＰＳ方式の液晶表示素子の透過率は、理想値の半分程度まで低下してしまう。
【０００９】
本発明は、駆動電圧が低く、且つ透過率、表示応答性及びＣＲが高い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】
【００１０】
本発明は、第一の配向膜が形成された第一の基板と、
第二の配向膜が形成された第二の基板と、
前記第一の配向膜と前記第二の配向膜との間に配置された液晶層であって、カイラル剤を含む液晶層と、
前記第一の基板又は前記第二の基板に設けられた駆動電極であって、前記第一の基板及び前記第二の基板に対して水平方向の電場を印加する駆動電極と
を備え、
前記液晶層は、前記電場の印加状態において、前記第二の配向膜側では、液晶分子の配向方向が初期配向方向に維持されていると共に、前記第一の配向膜側では、液晶分子の配向方向が前記電場に応じた方向に変化し、
前記第一の配向膜のアンカリング力が、前記液晶層の螺旋誘起力と弾性力との合計よりも大きく、前記電場の非印加状態において、前記第一の配向膜側の液晶分子の配向方向が初期配向方向に復元される、液晶表示素子である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、本発明は、駆動電圧が低く、且つ透過率、表示応答性及びＣＲが高い液晶表示素子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施の形態１として示した液晶ディスプレイの概略構成を示す断面図である。
【図２】実施の形態１として示した液晶ディスプレイの液晶パネルにおいて、誘電率異方性が正の液晶を用い、電場の印加状態における液晶分子の配向方向の分布を示す図である。
【図３】実施の形態１として示した液晶ディスプレイの液晶パネルにおいて、誘電率異方性が正の液晶を用い、電場の非印加状態における電極線と第一の配向膜近傍の液晶分子の配向方向との関係を示す図である。
【図４】実施の形態１として示した液晶ディスプレイの液晶パネルにおいて、誘電率異方性が正の液晶を用い、電場の印加状態における電極線と液晶分子の配向方向との関係を示す図である。
【図５】弱アンカリング配向膜として基板に形成したポリマーブラシの例を示す断面図である。
【図６】実施の形態２として示した液晶ディスプレイの液晶パネルにおいて、誘電率異方性が正の液晶を用い、電場の非印加状態における電極線と第一の配向膜近傍の液晶分子の配向方向との関係を示す図である。
【図７】実施の形態２として示した液晶ディスプレイの液晶パネルにおいて、誘電率異方性が正の液晶を用い、電場の印加状態における電極線と第一の配向膜近傍の液晶分子の配向方向との関係の他の例を示す図である。
【図８】実施の形態３として示した液晶ディスプレイの液晶パネルにおいて、誘電率異方性が正の液晶を用い、電場の非印加状態における電極線と第一の配向膜近傍の液晶分子の配向方向との関係を示す図である。
【図９】実施の形態３として示した液晶ディスプレイの液晶パネルにおいて、誘電率異方性が正の液晶を用い、電場の印加状態における電極線と第一の配向膜近傍の液晶分子の配向方向との関係の他の例を示す図である。
【図１０】実施の形態４として示した液晶ディスプレイの概略構成を示す断面図である。
【図１１】実施の形態４として示した液晶ディスプレイの液晶パネルにおいて、誘電率異方性が負の液晶を用い、電場の印加状態における液晶分子の配向方向の分布を示す図である。
【図１２】実施の形態４として示した液晶ディスプレイの液晶パネルにおいて、誘電率異方性が負の液晶を用い、電場の非印加状態における電極線と第一の配向膜近傍の液晶分子の配向方向との関係を示す図である。
【図１３】実施の形態４として示した液晶ディスプレイの液晶パネルにおいて、誘電率異方性が負の液晶を用い、電場の印加状態における電極線と液晶分子の配向方向との関係を示す図である。
【図１４】実施の形態５として示した液晶ディスプレイの液晶パネルにおいて、誘電率異方性が負の液晶を用い、電場の非印加状態における電極線と第一の配向膜近傍の液晶分子の配向方向との関係を示す図である。
【図１５】実施の形態５として示した液晶ディスプレイの液晶パネルにおいて、誘電率異方性が負の液晶を用い、電場の印加状態における電極線と第一の配向膜近傍の液晶分子の配向方向との関係の他の例を示す図である。
【図１６】実施の形態６として示した液晶ディスプレイの液晶パネルにおいて、誘電率異方性が負の液晶を用い、電場の非印加状態における電極線と第一の配向膜近傍の液晶分子の配向方向との関係を示す図である。
【図１７】実施の形態６として示した液晶ディスプレイの液晶パネルにおいて、誘電率異方性が負の液晶を用い、電場の印加状態における電極線と第一の配向膜近傍の液晶分子の配向方向との関係の他の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
実施の形態１．
以下、本発明の実施の形態１について図面を参照して詳細に説明する。
液晶には、誘電率異方性が正であるポジティブ型と、誘電率異方性が負であるネガティブ型とが存在する。ポジティブ型の液晶は、誘電的性質が液晶分子の長軸方向に大きく、長軸方向に直交する方向に小さい。ネガティブ型は、誘電的性質が液晶分子の長軸方向に小さく、長軸方向に直交する方向に大きい。本実施の形態では、液晶として、ポジティブ型の液晶を用いた事例を挙げて説明する。
【００１４】
また、液晶分子の配向方向を制御するための配向膜として、液晶分子の配向方向を拘束する力が強い強アンカリング配向膜と、液晶分子の配向方向を拘束する力が弱い弱アンカリング配向膜とがある。本発明は、互いに対向する配向膜の一方に強アンカリング配向膜を採用し、他方に弱アンカリング配向膜を採用した片面弱アンカリング形式を対象とする。ここで、本明細書において「強アンカリング配向膜」とは、極角方向のアンカリングエネルギー及び方位角方向のアンカリングエネルギーがいずれも１０−３Ｊ／ｍ２以上の配向膜のことを意味する。また、「弱アンカリング配向膜」とは、極角方向のアンカリングエネルギー及び方位角方向のアンカリングエネルギーの少なくとも１つが３×１０−４Ｊ／ｍ２以下の配向膜のことを意味する。
【００１５】
図１は、本発明の実施の形態１として示した液晶ディスプレイの概略構成を示す断面図である。図２は、実施の形態１として示した液晶ディスプレイの液晶パネルにおいて、誘電率異方性が正の液晶を用い、電場の印加状態における液晶分子の配向方向の分布を示す図である。図３は、実施の形態１として示した液晶ディスプレイの液晶パネルにおいて、誘電率異方性が正の液晶を用い、電場の非印加状態における電極線と第一の配向膜近傍の液晶分子の配向方向との関係を示す図である。図４は、実施の形態１として示した液晶ディスプレイの液晶パネルにおいて、誘電率異方性が正の液晶を用い、電場の印加状態における電極線と液晶分子の配向方向との関係を示す図である。
図１、図２に示すように、液晶ディスプレイ１０は、液晶パネル（液晶表示素子）１１と、液晶パネル１１に光を提供するバックライトユニット１２とを備えている。
【００１６】
バックライトユニット１２は、液晶パネル１１の裏面に設けられた光源（図示無し）から入力される光を、液晶パネル１１の裏面１１ｒ側から表面１１ｆ側に向けて均一に照射する。バックライトユニット１２は、例えば、その一側端部に設けられた光源（図示無し）から入力される光を、液晶パネル１１の表面１１ｆと平行な方向に伝搬するとともに、伝搬した光を液晶パネル１１の裏面１１ｒ側から表面１１ｆ側に向けて照射する、いわゆるエッジライト型のものを用いることができる。また、バックライトユニット１２は、液晶パネル１１の裏面１１ｒ側に設けられた光源から入力される光を液晶パネル１１の裏面１１ｒ側から表面１１ｆ側に向けて照射する、いわゆる直下型のものを用いることもできる。
【００１７】
液晶パネル１１は、基板（第二の基板）１３Ａ，基板（第一の基板）１３Ｂと、偏光板（第一の偏光板）１４Ａ，偏光板（第二の偏光板）１４Ｂと、駆動電極１５と、強アンカリング配向膜（第二の配向膜）１６と、弱アンカリング配向膜（第一の配向膜）１７と、液晶層１８とを備えている。
【００１８】
基板１３Ａ，１３Ｂは、それぞれガラス、又は樹脂などの基板からなり、所定の間隔を空けて互いに平行に配置されている。
【００１９】
偏光板１４Ａは、バックライトユニット１２側に配置された基板１３Ａにおいて、バックライトユニット１２に対向する側、又はバックライトユニット１２とは反対側に設けられている。
偏光板１４Ｂは、バックライトユニット１２から離間した側に配置された基板１３Ｂにおいて、バックライトユニット１２とは反対側、又はバックライトユニット１２に対向する側に設けられている。
これら偏光板１４Ａ，１４Ｂは、その透過軸方向が、互いに平行となるように配置されている。例えば、一方の偏光板１４Ａの透過軸方向、及び他方の偏光板１４Ｂの透過軸方向は、基板１３Ｂに沿った方向Ｘに設定されている。
【００２０】
駆動電極１５は、基板１３Ａ又は１３Ｂに設けられている。この実施の形態では、駆動電極１５は、バックライトユニット１２側の基板１３Ａにおいて、バックライトユニット１２から離間した側に設けられている。
駆動電極１５は、基板１３Ａの表面に沿って、複数本の電極線２０Ａが並設されることで形成されている。ここで、図３に示すように、各電極線２０Ａは、その長軸方向が、例えば基板１３Ａの表面に平行な面内で方向Ｙに沿って延びるよう直線状に形成されている。駆動電極１５は、このような電極線２０Ａが、基板１３Ａの表面に平行な面内で方向Ｙに直交する方向Ｘに沿って、一定間隔ごとに並設されている。
【００２１】
図２、図４に示すように、このような駆動電極１５においては、駆動電極１５の各電極線２０Ａに予め設定した電圧を印加すると、互いに隣接する電極線２０Ａ間で、これら互いに隣接する電極線２０Ａ同士を結ぶ方向、すなわち、この実施の形態では、基板１３Ｂに平行な方向Ｘの電場Ｅが生成される。
【００２２】
強アンカリング配向膜１６は、基板１３Ａ又は１３Ｂに設けられている。この実施の形態では、強アンカリング配向膜１６は、バックライトユニット１２側の基板１３Ａにおいて、バックライトユニット１２から離間した側に形成されている。強アンカリング配向膜１６は、液晶層１８の液晶分子Ｌｐを、その長軸方向が、基板１３Ａ，１３Ｂの表面に平行な面内の所定の配向方向（図１では方向Ｘ）にほぼ一致させるように初期配向方向が設定されている。
【００２３】
弱アンカリング配向膜１７は、基板１３Ａ又は１３Ｂに設けられている。この実施の形態では、弱アンカリング配向膜１７は、バックライトユニット１２から離間した側の基板１３Ｂにおいて、バックライトユニット１２に対向する側に形成されている。
弱アンカリング配向膜１７は、液晶層１８の液晶分子Ｌｐを、その長軸方向が、基板１３Ａ，１３Ｂの表面に平行な面内で、強アンカリング配向膜１６における初期配向方向（図１では方向Ｘ）に直交する方向（図１では方向Ｙ）にほぼ一致させるように初期配向方向が設定されている。
【００２４】
液晶層１８は、強アンカリング配向膜１６と弱アンカリング配向膜１７との間に設けられている。液晶層１８は、ポジティブ型の液晶組成物を用いて形成されており、液晶層１８には多数の液晶分子Ｌｐが含有されている。
ポジティブ型の液晶組成物としては、特に限定されず、当該技術分野において公知のものを用いることができる。その中でも、本実施の形態に用いるのに適したポジティブ型の液晶組成物は、下記の一般式（１）〜（６）で表される化合物のうち、好ましくは２種以上、より好ましくは３種以上、さらに好ましくは４種以上、特に好ましくは５種以上を含有する。また、ポジティブ型の液晶組成物における下記の一般式（１）〜（６）で表される化合物の合計含有量は、７５質量％以上であることが好ましい。
【００２５】
【化１】
0006779002.tif 000002
【００２６】
上記の一般式（１）〜（６）中、Ｒ１及びＲ２は、同一でも異なっていてもよく、炭素数１〜５のアルキル基又は炭素数２〜５のアルケニル基を表し；Ｒ３及びＲ４は、同一でも異なっていてもよく、炭素数１〜５のアルキル基又は炭素数４〜５のアルケニル基を表し；Ｒ５は、炭素数１〜５のアルキル基を表す。
液晶層１８は、駆動電極１５を構成する各電極線２０Ａに電圧を印加することによって生じる電場Ｅにより、液晶分子Ｌｐの配向方向が変化して駆動される。このようにして液晶分子Ｌｐの配向が変化することによって、液晶層１８は、バックライトユニット１２から供給される光を部分的に透過したり遮断したりすることで、表示画像を生成する。
【００２７】
また、この液晶層１８は、電場Ｅの印加を停止したときに、駆動電極１５によって印加された電場Ｅによって配向方向が変わった液晶分子Ｌｐの向きを、電場Ｅが印加されていない初期状態に戻すための復元力を付与するため、カイラル剤（光学活性物質）を含有する。
液晶層１８がカイラル剤を含有することにより、液晶層１８では、電場Ｅの非印加状態において、強アンカリング配向膜１６側から弱アンカリング配向膜１７側に向かって、強アンカリング配向膜１６側における液晶分子Ｌｐの長軸方向の配向方向に対する液晶分子Ｌｐの配向方向の変位量が漸次大きくなり、螺旋状に捩れた配向状態となる。具体的には、電場Ｅの非印加状態において、液晶層１８の液晶分子Ｌｐが、強アンカリング配向膜１６側から弱アンカリング配向膜１７側に向けて、９０°ツイストした配向状態になるように、カイラル剤を含有させるのが好ましい。
【００２８】
ここで、強アンカリング配向膜１６と弱アンカリング配向膜１７とは、液晶分子Ｌｐの配向方向を拘束する配向拘束力が互いに異なる。
すなわち、図２に示すように、強アンカリング配向膜１６は、電圧が印加されて電場Ｅが生成されても、液晶層１８において強アンカリング配向膜１６側の液晶分子Ｌｐが、その長軸方向を、基板１３Ａ，１３Ｂの表面に沿った面内で、強アンカリング配向膜１６の配向処理方向（方向Ｘ）にほぼ一致させた初期配向状態を維持する。
これに対し、弱アンカリング配向膜１７では、電圧が印加されることで電場Ｅが生成されたときに、印加電圧が閾値電圧以上となると、液晶層１８の弱アンカリング配向膜１７側において、液晶分子Ｌｐが弱アンカリング配向膜１７の拘束から離脱する。そして、液晶分子Ｌｐの配向方向は、印加電圧の大きさに応じ、基板１３Ａ，１３Ｂの表面に平行な面内で、初期配向方向（図２では方向Ｙ）から変化する。
【００２９】
このように、液晶層１８の液晶分子Ｌｐは、電場Ｅが印加されたときに、液晶層１８の強アンカリング配向膜１６側では、液晶分子Ｌｐが強アンカリング配向膜１６による配向強制力（拘束力）を受けたまま、その配向方向を維持するのに対し、弱アンカリング配向膜１７側では、弱アンカリング配向膜１７による配向強制力（拘束力）を脱して液晶分子Ｌｐの配向方向が変化する。
【００３０】
その結果、液晶層１８においては、強アンカリング配向膜１６側と弱アンカリング配向膜１７側とでは、閾値以上の電場Ｅを印加したときの液晶分子Ｌｐの初期配向方向に対する配向方向の変位量が異なる。具体的には、印加電場Ｅの大きさが大きくなるにしたがい、弱アンカリング配向膜１７近傍の液晶分子Ｌｐの初期配向方向に対する配向方向の変位量が漸次大きくなる。これにより、初期配向状態では強アンカリング配向膜１６側から弱アンカリング配向膜１７側に向けて、液晶分子Ｌｐが螺旋状に捩れていた配向状態に対し、弱アンカリング配向膜１７側における液晶分子Ｌｐの初期配向状態に対する配向方向の捻れ角が小さくなる。電場強度がある一定値に達すると、弱アンカリング配向膜１７近傍の液晶分子Ｌｐは、電場Ｅの方向に平行な方向に配向する。すなわち、強アンカリング配向膜１６側から弱アンカリング配向膜１７側に向けて、配向方向が電場Ｅの方向に平行な方向（図２では方向Ｘ）に沿って一様となる。
【００３１】
ところで、上記の電圧非印加時における液晶層１８の配向状態は、ＴＮ方式における電圧非印加時の液晶の配向状態と同様である。従って、ΔｎＰ≫λ（Δｎは液晶の屈折率異方性、Ｐは液晶のヘリカルピッチ、λは光の波長）、すなわち、モーガン条件（Ｍｏｕｇａｉｎ  Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ）を満たすよう、液晶パネル１１の光学設計を行えば、液晶層１８に旋光能効果を生じさせることが可能となる。
【００３２】
また、ＴＮ方式の液晶パネルにおける光の透過率Ｔを与える式として、以下のＧｏｏｃｈ-Ｔａｒｒｙの式（１）が知られている。
【００３３】
【数１】
0006779002.tif 000003
【００３４】
ここで、ｕ＝ｄΔｎ／λ・π／θで、ｄはセルギャップ（液晶層１８の厚さ）、θは液晶分子Ｌｐの捩れ角であり、本実施の形態では、電圧非印加時における強アンカリング配向膜１６側の液晶分子と弱アンカリング配向膜１７側の液晶分子の配向方向の角度の差に相当する。なお、本実施の形態では、θ＝π／２であるので、ｕ＝２ｄΔｎ／λである。
【００３５】
液晶パネル１１では、ポジティブ型の液晶分子Ｌｐを用い、偏光板１４Ａと偏光板１４Ｂとを、それぞれの透過軸方向が互いに平行なパラレルニコルに配置し、偏光板１４Ａの透過軸方向が、電場Ｅの非印加状態における液晶分子Ｌｐの配向方向を規制するための強アンカリング配向膜１６に対する配向処理方向（図１では方向Ｘ）と一致するように設定される。
【００３６】
図１に示すように、電場Ｅの非印加状態では、液晶分子Ｌｐは、上記したように強アンカリング配向膜１６側においては、初期配向状態が、液晶分子Ｌｐの長軸方向が強アンカリング配向膜１６の配向処理方向（図１では方向Ｘ）に沿う。これに対し、弱アンカリング配向膜１７側では、液晶分子Ｌｐの長軸方向が、弱アンカリング配向膜１７の配向処理方向（図１では方向Ｙ）に沿う。仮に、弱アンカリング配向膜１７の規制力がゼロに近い場合には、弱アンカリング配向膜１７に配向処理を行っても、初期配向方向を記憶させることができない。その場合でも、液晶層１８の液晶分子Ｌｐが、強アンカリング配向膜１６側から弱アンカリング配向膜１７側に向けて、９０°ツイストするように、カイラル剤の量が調整されているため、弱アンカリング配向膜１７側では、液晶分子Ｌｐの長軸方向が強アンカリング配向膜１６の配向処理方向と直交する方向（図１では方向Ｙ）に沿う。このとき、液晶パネル１１の光学条件を、モーガン条件を満たし、且つ式（１）が最小値を取るように設計することで、液晶層１８に入射した直線偏光は、偏光状態を維持したまま偏光面が９０°回転（旋光）して、液晶パネル１１から出射する。このとき、液晶パネル１１からの出射光の偏光方向と偏光板１４Ｂの透過軸方向が直交するため、液晶パネル１１からの出射光の大部分が偏光板１４Ｂに吸収され、液晶パネル１１からの出射光量を最小にすることができる。これにより、本実施の形態におけるコントラスト比を最大にすることができる。ここで、一般に、セルギャップｄが大きくなると、応答速度の低下が生じるため、液晶パネルの光学設計は、式（１）が最小値を取る複数の条件の中から、いわゆる、ファーストミニマム条件を選択するのが好ましい。
【００３７】
一方、図２に示すように、電場Ｅの印加状態では、液晶分子Ｌｐは、上記したように強アンカリング配向膜１６側においては、長軸方向が強アンカリング配向膜１６の配向処理方向（図２では方向Ｘ）に沿った初期配向状態を維持する。これに対し、弱アンカリング配向膜１７側では、閾値以上の電場Ｅの印加により、液晶分子Ｌｐの配向方向は基板１３Ｂに平行な面内で変化し始め、電場強度がある一定値に達したときに、液晶分子Ｌｐの長軸方向が電場Ｅに平行な方向、すなわち基板１３Ｂに平行な方向Ｘに沿うようになる。これにより、液晶分子Ｌｐは、強アンカリング配向膜１６に対する配向処理方向（図２では方向Ｘ）に配向するため、液晶層１８に入射した直線偏光は、偏光状態及び偏光面を維持したまま、液晶パネル１１から出射する。このとき、液晶層１８に入射した直線偏光の偏光方向（図２では方向Ｘ）と偏光板１４Ｂの透過軸方向（図２では方向Ｘ）が一致しているため、バックライトユニット１２側からの大部分の光は偏光板１４Ｂを透過することができる。
【００３８】
また、電場Ｅの印加状態を非印加状態に変えると、液晶層１８の液晶分子Ｌｐは、カイラル剤によって付与された復元力（弾性力）により、液晶分子Ｌｐの配向方向が、図１に示したような螺旋状の初期配向状態に戻る。ここで、強アンカリング配向膜１６側では、液晶分子Ｌｐの長軸方向が強アンカリング配向膜１６の配向処理方向（図１では方向Ｘ）に沿った状態を維持する。これに対し、液晶層１８の弱アンカリング配向膜１７側では、カイラル剤によって付与された復元力（弾性力）により、液晶分子Ｌｐの長軸方向が弱アンカリング配向膜１７の配向処理方向（図２では方向Ｙ）に沿うように配向方向が変位する。これにより、液晶分子Ｌｐは、強アンカリング配向膜１６側から弱アンカリング配向膜１７側に向かって、長軸方向の配向角度の変位量が漸次大きくなり、螺旋状に捩れた状態に戻す。
【００３９】
ただし、カイラル剤によって付与された液晶分子Ｌｐの螺旋ピッチは、温度などの外的要因によって変化することがある。そのため、液晶層１８の弱アンカリング配向膜１７側では、電場Ｅの印加状態を非印加状態に変えた場合に、液晶分子Ｌｐの配向が初期配向状態に戻り難いことがある。液晶分子Ｌｐの配向が初期配向状態に戻らない場合、光漏れが生じるため、コントラスト比が低下してしまう。
そこで、本実施の形態では、弱アンカリング配向膜１７のアンカリング力を、液晶層１８の螺旋誘起力と弾性力との合計よりも大きくする。このような弱アンカリング配向膜１７のアンカリング力の制御を行うことにより、温度などの外的要因の影響を受けても、電場Ｅの非印加状態において、弱アンカリング配向膜１７のアンカリング力によって弱アンカリング配向膜１７側の液晶分子Ｌｐの配向方向を初期配向方向に安定して復元させることができる。
【００４０】
弱アンカリング配向膜１７のアンカリング力を、液晶層１８の螺旋誘起力と弾性力との合計よりも大きくする方法としては、特に限定されないが、図１及び２に示すように、弱アンカリング配向膜１７に凹凸形状を形成すればよい。このような凹凸形状を形成することにより、弱アンカリング配向膜１７側の液晶分子Ｌｐが適度に固定されるため、電場Ｅの印加状態を非印加状態に変えた場合に、液晶分子Ｌｐの配向が初期配向状態に戻り易くなる。
凹凸形状の形成方法としては、特に限定されないが、ラビング法や光配向法等によって弱アンカリング配向膜１７を処理することによって形成することができる。また、凹凸形状を有する基板１３Ｂを用い、その上に弱アンカリング配向膜１７を形成してもよい。さらに、基板１３Ｂと弱アンカリング配向膜１７との間に電極を形成することにより、その上に形成される弱アンカリング配向膜１７を形成してもよい。
【００４１】
また、弱アンカリング配向膜１７に形成する凹凸形状は、傾斜面を有することが好ましい。傾斜面を有する凹凸形状を形成することにより、弱アンカリング配向膜１７側の液晶分子Ｌｐを初期配向状態に安定して復元させ易くなる。傾斜面の角度としては、特に限定されないが、基板１３Ｂの法線方向に対して、一般に２５°以下、好ましくは１５°以下、より好ましくは３°〜１０°とすることが好ましい。
傾斜面の形成方法としては、特に限定されないが、任意の角度で弱アンカリング配向膜１７に対して斜めから、ラビング法や光配向法などの処理を行えばよい。
【００４２】
上記のように、本実施の形態の液晶パネル１１では、ポジティブ型の液晶分子Ｌｐを用い、偏光板１４Ａと偏光板１４Ｂとをパラレルニコルに配置し、偏光板１４Ａの透過軸方向が、電場Ｅの非印加状態における液晶分子Ｌｐの配向方向を規制するための強アンカリング配向膜１６に対する配向処理方向と一致する（図１では方向Ｘ）ように設定されている。そして、液晶層１８の液晶分子Ｌｐは、カイラル剤により、強アンカリング配向膜１６側から弱アンカリング配向膜１７側に向けて、螺旋状に捩れた初期配向状態とされている。
このような構成において、電場Ｅを非印加の状態では、図１に示すように、バックライトユニット１２側から偏光板１４Ａを通過した光は、液晶層１８において液晶分子Ｌｐの配向方向の螺旋状分布に沿って偏光面が変化し、反対側の偏光板１４Ｂに吸収される。
【００４３】
また、図２に示すように、閾値以上の所定の電場Ｅを液晶パネル１１に印加すると、印加電場Ｅの大きさが大きくなるに従い、弱アンカリング配向膜１７近傍の液晶分子Ｌｐの初期配向方向に対する配向方向の変位量が漸次大きくなる。印加される電場Ｅの強度がある一定値に達したときに、液晶層１８の液晶分子Ｌｐは、強アンカリング配向膜１６における配向処理方向（図２では方向Ｘ）に沿った方向に配向する。このとき、弱アンカリング配向膜１７近傍の液晶分子Ｌｐは、強アンカリング配向膜１６における配向処理方向に一様に配向しても略一様に配向してもよい。弱アンカリング配向膜１７近傍の液晶分子Ｌｐの配向方向は、特に限定されないが、液晶分子Ｌｐの初期配向方向に対する配向方向の変位角度の差が好ましくは０°〜９０°、より好ましくは４５°〜９０°、さらに好ましくは４５°〜８９°、特に好ましくは６０°〜８９°である。また、弱アンカリング配向膜１７近傍の液晶分子Ｌｐは、チルト角を有していてもよい。チルト角は、特に限定されないが、好ましくは１°〜３０°、より好ましくは１°〜２０°、さらに好ましくは１°〜１５°、特に好ましくは１°〜１０°である。このような液晶分子Ｌｐの配向により、バックライトユニット１２側から偏光板１４Ａを通過した光は反対側の偏光板１４Ｂを透過する。
すなわち、液晶パネル１１では、液晶の駆動方式として、液晶分子Ｌｐを基板１３Ａ，１３Ｂの表面に沿った面内で変位させるＩＰＳ駆動方式を採用する一方、旋光性を利用して、光のオン・オフ制御を行う。
【００４４】
ところで、上記したような強アンカリング配向膜１６は、例えば、以下のようにして形成する。まず、基板１３Ａ上にポリイミドなどからなる配向膜を形成する。その後、レーヨンや綿などからなる布を巻いたローラーを、回転数及びローラーと基板１３Ａとの距離を一定に保った状態で回転させ、配向膜の表面を所定の方向に擦る（ラビング法）。あるいは、偏光紫外線を照射してポリイミドからなる配向膜の表面に異方性を発生させる（光配向法）。これらのラビング法、光配向法等によって配向方向が設定された、強アンカリング配向膜１６は、液晶分子Ｌｐに対し、弱アンカリング配向膜１７よりも強い配向強制力を付与する。
【００４５】
弱アンカリング配向膜１７としては、例えば、ポリマーブラシで形成したものを用いることができる。ポリマーブラシは、一端が基板１３Ｂ表面に固定され、他端が基板１３Ｂの表面から離間する方向に延びたグラフトポリマー鎖により形成される。このようなグラフトポリマー鎖は、基板１３Ｂ側から延伸させるようにして生成してもよいし、予め所定長を有したポリマー鎖を、基板１３Ｂに付着させてもよい。弱アンカリング配向膜１７の初期配向方向は、ラビング法、偏光照射、無偏光斜め照射などの公知の手法により、決定してもよい。
【００４６】
以下に、ポリマーブラシの具体的な一例を示す。
ポリマーブラシは、例えば、次の一般式（Ａ）で表される。
【００４７】
【化２】
0006779002.tif 000004
【００４８】
一般式（Ａ）において、ＸはＨ又はＣＨ３であり、ｍは正の整数であって、ポリマーブラシのＴｇ（ガラス転移温度）が−５℃以下であるものである。
【００４９】
図５は、弱アンカリング配向膜として基板に形成したポリマーブラシの例を示す断面図である。
図５に示すように、液晶分子Ｌｐは、基板１３Ｂ上に形成されたポリマーブラシ２の表層部分に浸透しており、液晶分子Ｌｐと接したポリマーブラシ２の表層部分は膨潤している（図中では、膨潤した状態は示していない）。
【００５０】
本明細書においては、液晶分子Ｌｐが浸透したポリマーブラシ２の部分を共存部４として表し、液晶分子Ｌｐが浸透していないポリマーブラシ２の部分をポリマーブラシ層３として表す。なお、図５では、本発明を理解し易くする観点から、共存部４とポリマーブラシ層３とを明確に区別して表したが、実際には、共存部４とポリマーブラシ層３との境界を区別することは難しい。
【００５１】
上記したようなポリマーブラシ２を用いることにより、共存部４のＴｇ（ガラス転移温度）が、常温よりもかなり低い温度になるので、常温において、共存部４の形状を自由に変動させることができる。そのため、共存部４と液晶分子Ｌｐとの界面において共存部４の状態が変化し、基板１３Ｂに対して水平方向に液晶分子Ｌｐを配向強制しつつ、面内ではいずれの方向にも配向強制力をもたない状態（ゼロ面アンカリング状態）を実現することができる。
【００５２】
共存部４のＴｇは、使用するポリマーブラシ２及び液晶分子Ｌｐの種類によって異なるため、一義的に定義することはできないが、一般に、ポリマーブラシ２単独のＴｇに比べて低くなる。また、共存部４のＴｇは、ポリマーブラシ２に対する液晶分子Ｌｐの浸透の程度（すなわち、ポリマーブラシ２と液晶分子Ｌｐとの割合）によっても変化する。具体的には、共存部４において、液晶分子Ｌｐの割合が多い液晶分子Ｌｐ側の共存部４はＴｇが低く、液晶分子Ｌｐの割合が少ないポリマーブラシ層３側の共存部４はＴｇが高くなる。
【００５３】
しかしながら、ポリマーブラシ２として、上記一般式（Ａ）で表され、一般式（Ａ）において、ＸはＨ又はＣＨ３であり、ｍは正の整数であって、ポリマーブラシのＴｇが−５℃以下であるものを用いることにより、共存部４のＴｇを、常温よりも十分低い温度にすることができるので、常温において、基板１３Ｂの表面に対して水平な面内に液晶分子Ｌｐを配向強制しつつ、面内ではいずれの方向にも配向強制力をもたない状態（ゼロ面アンカリング状態）を実現することができる。
【００５４】
基板１３Ｂの表面は必要に応じて、平坦化処理を行っても良い。平坦化処理としては、特に限定されず、当該技術分野において公知の方法を用いて行うことができる。平坦化処理の例としては、基板１３Ｂの表面に平坦化膜を形成する方法が挙げられ、例えば、ＵＶ硬化性の透明樹脂などを基板１３Ｂの表面に塗布してＵＶ硬化すればよい。
【００５５】
基板１３Ｂの例としては、アレイ基板及び対向基板が挙げられる。
アレイ基板の例としては、アクティブマトリックスアレイ基板が挙げられる。このアクティブマトリックスアレイ基板は、一般的に、ガラス基板上にゲート配線及びソース配線がマトリックス状に配置されており、その交点部分に、薄層トランジスタ（ＴＦＴ：Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）などのアクティブ素子が形成され、このアクティブ素子に画素電極が接続されたものである。
【００５６】
また、対向基板の例としては、カラーフィルタ基板が挙げられる。このカラーフィルタ基板は、一般的に、ガラス基板上に、不要な光の漏れを防止するためにブラックマトリックスを形成した後、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の着色層をパターン形成し、必要に応じて保護膜を形成したものである。これらの基板１３Ｂを用いる場合、基板１３Ｂの表面に透明樹脂を塗布して硬化し、平坦化膜を形成してもよい。
【００５７】
基板１３Ｂ上に形成されるポリマーブラシ２としては、上記一般式（Ａ）で表され、一般式（Ａ）において、ＸはＨ又はＣＨ３であり、ｍは正の整数であって、ポリマーブラシのＴｇが−５℃以下であるものを用いることができる。ここで、ポリマーブラシ２は、多数のグラフトポリマー鎖が高密度で基板１３Ｂ表面に対して垂直方向に伸張した構造を有するのが好ましい。
【００５８】
一般的に、一端が基板１３Ｂ表面に固定されたグラフトポリマー鎖は、グラフト密度が低いと、糸まり状の縮んだ構造をとるが、ポリマーブラシ２は、グラフト密度が高いため、隣接したグラフトポリマー鎖の相互作用（立体反発）により、基板１３Ｂ表面に対して垂直方向に伸張した構造をとる。
【００５９】
本明細書において「高密度」とは、隣接するグラフトポリマー鎖間で立体反発が生じる程度に密集したグラフトポリマー鎖の密度を意味し、一般的に０．１本／ｎｍ２以上、好ましくは０．１〜１．２本／ｎｍ２の密度である。また、本明細書において「グラフトポリマー鎖の密度」とは、単位面積（ｎｍ２）あたりの基板１３Ｂ表面上に形成されたグラフトポリマー鎖の本数を意味する。
なお、ポリマーブラシ２は、多数のグラフトポリマー鎖が上記に示した「高密度」よりも低い密度で設けられたものであってもよい。
【００６０】
ポリマーブラシ２は、基板１３Ｂの表面上でポリマーブラシ２の層を形成する。このポリマーブラシ２の層の厚さは、特に限定されないが、一般に数十ｎｍ、具体的には１ｎｍ以上１００ｎｍ未満、好ましくは１０ｎｍ〜８０ｎｍ、より好ましくは１０ｎｍ〜６０ｎｍ、さらに好ましくは１０ｎｍ〜５０ｎｍ、またさらに好ましくは１０ｎｍ〜４０ｎｍ、特に好ましくは１０ｎｍ〜３０ｎｍ、最も好ましくは１５ｎｍ〜２５ｎｍである。また、このポリマーブラシ２の層にはサイズ排除効果があり、一定の大きさの物質はポリマーブラシ２の層を通過することはできない。そのため、ポリマーブラシ２の層の厚さを薄くしても、下地から液晶分子Ｌｐへの不純物の侵入を防止することができる。
【００６１】
ポリマーブラシ２の形成方法としては、特に限定されず、当該技術分野において公知の方法を用いて行うことができる。具体的には、ポリマーブラシ２は、ラジカル重合性モノマーをリビングラジカル重合させることにより形成することができる。ここで、本明細書において「リビングラジカル重合」とは、ラジカル重合反応において、連鎖移動反応及び停止反応が実質的に起こらず、ラジカル重合性モノマーが反応し尽くした後も連鎖成長末端が活性を保持する重合反応のことを意味する。
【００６２】
この重合反応では、重合反応終了後でも生成重合体の末端に重合活性を保持しており、ラジカル重合性モノマーを加えると再び重合反応を開始させることができる。また、リビングラジカル重合は、ラジカル重合性モノマーと重合開始剤との濃度比を調節することによって任意の平均分子量をもつ重合体の合成ができ、そして、生成する重合体の分子量分布が極めて狭いなどの特徴がある。
【００６３】
リビングラジカル重合の代表例は、原子移動ラジカル重合（ＡＴＲＰ：Ａｔｏｍ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｒａｄｉｃａｌ  Ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ）である。例えば、重合開始剤の存在下で、ハロゲン化銅／リガンド錯体を用いてラジカル重合性モノマーの原子移動リビングラジカル重合を行う。高分子末端ハロゲンをハロゲン化銅／リガンド錯体が引き抜くことにより可逆的に成長する成長ラジカルにラジカル重合性モノマーが付加して進行し、十分な頻度での可逆的活性化・不活性化により分子量分布が規制される。
【００６４】
リビングラジカル重合に用いられるラジカル重合性モノマーは、有機ラジカルの存在下でラジカル重合を行うことが可能な不飽和結合を有するものであり、例えば、ｔ−ブチルメタクリレート、ヘキシルメタクリレート、２−エチルヘキシルメタクリレート、ノニルメタクリレート、ラウリルメタクリレート、ｎ−オクチルメタクリレートなどのメタクリレート系モノマー；ｔ−ブチルアクリレート、ヘキシルアクリレート、２−エチルヘキシルアクリレート、ノニルアクリレート、ベンジルアクリレート、ラウリルアクリレート、ｎ−オクチルアクリレートなどのアクリレート系モノマー；スチレン、スチレン誘導体（例えば、ｏ−、ｍ−、ｐ−メトキシスチレン、ｏ−、ｍ−、ｐ−ｔ−ブトキシスチレン、ｏ−、ｍ−、ｐ−クロロメチルスチレンなど）、ビニルエステル類（例えば、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、安息香酸ビニル、酢酸ビニルなど）、ビニルケトン類（例えば、ビニルメチルケトン、ビニルヘキシルケトン、メチルイソプロペニルケトンなど）、Ｎ−ビニル化合物（例えば、Ｎ−ビニルピロリドン、Ｎ−ビニルピロール、Ｎ−ビニルカルバゾール、Ｎ−ビニルインドールなど）、（メタ）アクリル酸誘導体（例えば、アクリロニトリル、メタアクリロニトリル、アクリルアミド、イソプロピルアクリルアミド、メタクリルアミドなど）、ハロゲン化ビニル類（例えば、塩化ビニル、塩化ビニリデン、テトラクロロエチレン、ヘキサクロロプレン、フッ化ビニルなど）などのビニルモノマーが挙げられる。これらの各種ラジカル重合性モノマーは、単独で使用しても、２種以上を併用してもよい。
【００６５】
重合開始剤としては、特に限定されず、リビングラジカル重合で一般的に公知のものを使用することができる。重合開始剤の例としては、ｐ−クロロメチルスチレン、α−ジクロロキシレン、α，α−ジクロロキシレン、α，α−ジブロモキシレン、ヘキサキス（α−ブロモメチル）ベンゼン、塩化ベンジル、臭化ベンジル、１−ブロモ−１−フェニルエタン、１−クロロ−１−フェニルエタンなどのベンジルハロゲン化物；プロピル−２−ブロモプロピオネート、メチル−２−クロロプロピオネート、エチル−２−クロロプロピオネート、メチル−２−ブロモプロピオネート、エチル−２−ブロモイソブチレート（ＥＢＩＢ）などのα位がハロゲン化されたカルボン酸；ｐ−トルエンスルホニルクロリド（ＴｓＣｌ）などのトシルハロゲン化物；テトラクロロメタン、トリブロモメタン、１−ビニルエチルクロリド、１−ビニルエチルブロミドなどのアルキルハロゲン化物；ジメチルリン酸クロリドなどのリン酸エステルのハロゲン誘導体が挙げられる。これらの各種重合開始剤は、単独で使用しても、２種以上を併用してもよい。
【００６６】
ハロゲン化銅／リガンド錯体を与えるハロゲン化銅としては、特に限定されず、リビングラジカル重合で一般的に公知のものを使用することができる。ハロゲン化銅の例としては、ＣｕＢｒ、ＣｕＣｌ、ＣｕＩなどが挙げられる。これらの各種ハロゲン化銅は、単独で使用しても、２種以上を併用してもよい。
【００６７】
ハロゲン化銅／リガンド錯体を与えるリガンド化合物としては、特に限定されず、リビングラジカル重合で一般的に公知のものを使用することができる。リガンド化合物の例としては、トリフェニルホスファン、４，４’−ジノニル−２，２’−ジピリジン（ｄＮｂｉｐｙ）、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’Ｎ”−ペンタメチルジエチレントリアミン、１，１，４，７，１０，１０−ヘキサメチルトリエチレンテトラアミンなどが挙げられる。これらの各種リガンド化合物は、単独で使用しても、２種以上を併用してもよい。
【００６８】
ラジカル重合性モノマー、重合開始剤、ハロゲン化銅及びリガンド化合物の量は、使用する原料の種類に応じて適宜調節すればよいが、一般的に、重合開始剤１ｍｏｌに対して、ラジカル重合性モノマーが５ｍｏｌ〜１０，０００ｍｏｌ、好ましくは５０ｍｏｌ〜５，０００ｍｏｌ、ハロゲン化銅が０．１ｍｏｌ〜１００ｍｏｌ、好ましくは０．５ｍｏｌ〜１００ｍｏｌ、リガンド化合物が０．２ｍｏｌ〜２００ｍｏｌ、好ましくは１．０ｍｏｌ〜２００ｍｏｌである。
【００６９】
リビングラジカル重合は、通常、無溶媒で行うが、リビングラジカル重合で一般的に使用される溶媒を使用してもよい。使用可能な溶媒としては、例えば、ベンゼン、トルエン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、アセトン、クロロホルム、四塩化炭素、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、酢酸エチル、トリフルオロメチルベンゼンなどの有機溶媒；水、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ｎ−ブタノール、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、１−メトキシ−２−プロパノールなどの水性溶媒が挙げられる。これらの各種溶媒は、単独で使用しても、２種以上を併用してもよい。また、溶媒の量は、使用する原料の種類に応じて適宜調節すればよいが、一般的にラジカル重合性モノマー１ｇに対して、溶媒が０．０１ｍＬ〜１００ｍＬ、好ましくは０．０５ｍＬ〜１０ｍＬである。
【００７０】
リビングラジカル重合は、上記の原料を含むポリマーブラシ形成用溶液中に基板１３Ｂを浸漬、または基板１３Ｂに上記の原料を含むポリマーブラシ形成用溶液を塗布し、加熱することによって行うことができる。加熱条件は、特に限定されることはなく、使用する原料などに応じて適宜調節すればよい。一般的に、加熱温度は６０℃〜１５０℃である。また、加熱時間は０．１時間〜８０時間、好ましくは０．１時間〜５０時間、より好ましくは０．１時間〜３０時間、さらに好ましくは０．１時間〜２５時間、特に好ましくは０．１時間〜１０時間である。この重合反応は、一般的に常圧で行われるが、加圧又は減圧しても構わない。なお、基板１３Ｂは、必要に応じて、ポリマーブラシ２の形成前に洗浄を行ってもよい。
【００７１】
リビングラジカル重合により形成されるポリマーブラシ２の分子量は、反応温度、反応時間や使用する原料の種類や量によって調整可能であるが、数平均分子量が一般的に５００〜１，０００，０００、好ましくは１，０００〜５００，０００、より好ましくは５，０００〜２００，０００、特に好ましくは１０，０００〜２００，０００のポリマーブラシ２を形成することができる。また、ポリマーブラシ２の分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）は、一般的に１．０５〜２．０、好ましくは１．０５〜１．６、より好ましくは１．０５〜１．４、特に好ましくは１．０５〜１．２５の間に制御することができる。
【００７２】
ポリマーブラシ２は、基板１３Ｂとポリマーブラシ２との間の固着性を高める観点から、必要に応じて、固定化膜を介して基板１３Ｂの表面上に形成してもよい。固定化膜としては、基板１３Ｂ及びポリマーブラシ２との固着性に優れたものであれば特に限定されることはなく、リビングラジカル重合で一般的に公知のものを使用することができる。固定化膜の例としては、次の一般式（Ｂ）で表されるアルコキシシラン化合物から形成される膜が挙げられる。
【００７３】
【化３】
0006779002.tif 000005
【００７４】
一般式（Ｂ）において、Ｒ１はそれぞれ独立してＣ１〜Ｃ３のアルキル基、好ましくはメチル基又はエチル基であり、Ｒ２はそれぞれ独立してメチル基又はエチル基であり、Ｘはハロゲン原子、好ましくはＢｒであり、ｎは３〜１０の整数、より好ましくは４〜８の整数である。
【００７５】
固定化膜には、ポリマーブラシ２が共有結合していることが好ましい。固定化膜とポリマーブラシ２とが結合力の強い共有結合で結ばれていれば、ポリマーブラシ２の剥がれを十分に防止することができる。その結果、液晶パネル１１の特性が低下する可能性が低くなり、液晶パネル１１の信頼性が向上する。
【００７６】
固定化膜の形成方法は、特に限定されず、使用する材料に応じて適宜設定すればよい。例えば、固定化膜形成用溶液に基板１３Ｂを浸漬させたり、あるいは、基板１３Ｂに上記の固定化膜形成用溶液を塗布後、乾燥させることによって固定化膜を形成することができる。ここで、所定の部分に固定化膜を形成させるために、固定化膜を形成させない部分にマスキングを施してもよい。また、基板１３Ｂは、必要に応じて、固定化膜の形成前に洗浄を行ってもよい。
【００７７】
基板１３Ａと、ポリマーブラシ２を形成した基板１３Ｂとの間に、液晶分子Ｌｐおよびカイラル剤を含む液晶材料を注入する方法としては、特に限定されず、毛細管現象を利用した真空注入法、液晶滴下注入法（ＯＤＦ：Ｏｎｅ  Ｄｒｏｐ  Ｆｉｌｌｉｎｇ）などの公知の方法を用いることができる。例えば、毛細管現象を利用した真空注入法を用いる場合には、次のようにして行えばよい。
【００７８】
まず、一方の基板１３Ａ上に公知の方法によって駆動電極１５を形成する。他方の基板１３Ｂ上には、フォトリソグラフィーなどの公知の方法によってスペーサーを形成した後、固定化膜（必要な場合）及びポリマーブラシ２を形成する。ここで、必要に応じて、基板１３Ｂ上（スペーサー部以外）に平坦化膜などを形成することによって平坦化し、その上に固定化膜（必要な場合）及びポリマーブラシ２を形成してもよい。
【００７９】
次に、一方の基板１３Ａを洗浄して乾燥させた後、シール材を塗布し、他方の基板１３Ｂと重ね合わせ、加熱又はＵＶ照射などによってシール材を硬化させて接着する。ここで、シール材の一部には、液晶分子Ｌｐおよびカイラル剤を含む液晶材料を注入するための注入口を開けておく必要がある。次に、注入口から真空注入法によって基板１３Ａ，１３Ｂの間に、液晶分子Ｌｐおよびカイラル剤を含む液晶材料を注入した後、注入口を封止する。
【００８０】
本発明において用いられる液晶分子Ｌｐとしては、特に限定されず、当該技術分野において公知のものを用いることができる。その中でも、液晶分子Ｌｐとしては、液晶分子ＬｐのＮＩ点（Ｎ相からＩ相への相転移温度）が共存部４のＴｇよりも高いものが好ましい。
【００８１】
また、カイラル剤としては、特に限定されず、当該技術分野において公知のものを用いることができる。
【００８２】
上述したように、液晶パネル１１によれば、弱アンカリング配向膜１７が形成された基板１３Ｂと、強アンカリング配向膜１６が形成された基板１３Ａと、弱アンカリング配向膜１７と強アンカリング配向膜１６との間に配置された液晶層１８と、基板１３Ａ又は基板１３Ｂに設けられ、液晶分子Ｌｐに電場Ｅを印加する駆動電極１５とを備えており、液晶層１８は、液晶分子Ｌｐを電場Ｅの非印加状態における初期配向状態に復元させるカイラル剤を含有する。そして、駆動電極１５で生成した電場Ｅによって配向方向を変位させた液晶分子Ｌｐを、カイラル剤によって付与される復元力によって初期配向状態に戻すことによって、液晶分子Ｌｐの駆動を高速化することが可能となる。これにより、液晶パネル１１における表示応答性を高めることが可能となる。また、液晶分子Ｌｐを初期状態に戻すための消費電力を抑えることもできる。
【００８３】
また、弱アンカリング配向膜１７のアンカリング力を、弱アンカリング配向膜１７に凹凸形状を形成するなどの方法により、液晶層１８の螺旋誘起力と弾性力との合計よりも大きくしている。そのため、温度などの外的要因の影響を受けても、電場Ｅの非印加状態において、弱アンカリング配向膜１７のアンカリング力によって弱アンカリング配向膜１７側の液晶分子Ｌｐの配向方向を初期配向方向に安定して復元させることができる。これにより、液晶パネル１１におけるコントラスト比を高めることが可能になる。
【００８４】
また、弱アンカリング配向膜１７は、電場Ｅを印加したときの液晶分子Ｌｐの配向方向を拘束するアンカリング力が、強アンカリング配向膜１６よりも小さい。そして、電場Ｅを印加した状態で、印加電場Ｅの大きさが大きくなるにつれて、弱アンカリング配向膜１７近傍の液晶分子Ｌｐの初期配向状態に対する配向方向の変位量が漸次大きくなる。これにより、弱アンカリング配向膜１７側の液晶分子Ｌｐの配向方向を変化させるのに十分な所定の電圧を印加すれば、液晶パネル１１の液晶層１８が駆動され、表示を行うことができる。したがって、低電圧で液晶分子Ｌｐを駆動することができる。
また、上記構成によれば、電場Ｅの非印加状態では、光が、液晶分子Ｌｐの配向に沿って変化し、偏光板１４Ｂでほぼ全ての光が吸収され、透過率はほぼゼロとなる。一方、一定値以上の電場Ｅを印加した状態では、液晶層１８は電場方向に平行な方向で一様配向し、液晶パネル１１に入射した光は、ほぼ全量が偏光板１４Ｂを透過するため、透過率及びコントラスト比の高い表示を行うことが可能となる。
【００８５】
実施の形態２．
次に、本発明にかかる液晶表示素子の実施の形態２について説明する。なお、以下に説明する実施の形態２においては、上記の実施の形態１と共通する構成については図中に同符号を付してその説明を省略する。この実施の形態２では、上記の実施の形態１に対し、駆動電極１５における電極線２０Ｂの配置が異なる。
図６は、実施の形態２として示した液晶ディスプレイの液晶パネルにおいて、誘電率異方性が正の液晶を用い、電場の非印加状態における電極線と第一の配向膜近傍の液晶分子の配向方向との関係を示す図である。図７は、前記実施の形態２として示した液晶ディスプレイの液晶パネルにおいて、誘電率異方性が正の液晶を用い、電場印加状態における電極線と第一の配向膜近傍の液晶分子の配向方向との関係の他の例を示す図である。
【００８６】
図６に示すように、この実施の形態２において、駆動電極１５は、基板１３Ａの表面に沿って、複数本の電極線２０Ｂが並設されることで形成されている。ここで、各電極線２０Ｂは、その長軸方向を、例えば、基板１３Ａに沿った方向Ｙに対して傾斜させて形成されている。駆動電極１５は、このような電極線２０Ｂが、基板１３Ａに沿った方向Ｙに直交する方向Ｘに沿って、一定間隔ごとに並設されることで形成されている。
【００８７】
図１に示すように、液晶層１８では、電場Ｅの非印加状態において、ポジティブ型の液晶分子Ｌｐは、カイラル剤の添加により、強アンカリング配向膜１６側から弱アンカリング配向膜１７側に向けて、螺旋状に捩れた初期配向状態となる。この状態で、強アンカリング配向膜１６側では、液晶分子Ｌｐは、強アンカリング配向膜１６における配向処理方向（方向Ｘ）に沿って配向されている。これに対し、図６に示すように、弱アンカリング配向膜１７側では、駆動電極１５において互いに隣接する電極線２０Ｂ，２０Ｂ間で、電場Ｅの非印加状態で、ポジティブ型の液晶分子Ｌｐは、弱アンカリング配向膜１７側における配向処理方向（方向Ｙ）に沿って配向されている。
【００８８】
液晶層１８において、ポジティブ型の液晶分子Ｌｐは、電場Ｅを印加しても、強アンカリング配向膜１６側においては液晶分子Ｌｐの長軸方向が強アンカリング配向膜１６の配向処理方向（方向Ｘ）に沿った初期配向状態を維持する。一方、図７に示すように、弱アンカリング配向膜１７側では、印加された電場Ｅにより、液晶分子Ｌｐは基板１３Ｂに平行な面内で配向角度が変位し、電場強度がある一定値に達したときに、その長軸方向が電場Ｅに平行な方向、すなわち電極線２０Ｂに直交する方向に沿うように配向する。このとき、弱アンカリング配向膜１７近傍の液晶分子Ｌｐは、強アンカリング配向膜１６における配向処理方向に一様に配向しても略一様に配向してもよい。弱アンカリング配向膜１７近傍の液晶分子Ｌｐの配向方向は、特に限定されないが、液晶分子Ｌｐの初期配向方向に対する配向方向の変位角度の差が好ましくは０°〜９０°、より好ましくは４５°〜９０°、さらに好ましくは４５°〜８９°、特に好ましくは６０°〜８９°である。また、弱アンカリング配向膜１７近傍の液晶分子Ｌｐは、その長軸方向が電場Ｅに平行な方向に完全に配向している必要はなく、チルト角を有していてもよい。チルト角は、特に限定されないが、好ましくは１°〜３０°、より好ましくは１°〜２０°、さらに好ましくは１°〜１５°、特に好ましくは１°〜１０°である。
【００８９】
このような駆動電極１５を備える本実施の形態の液晶パネル１１においても、駆動電極１５で生成した電場Ｅによって配向方向を変位させた液晶分子Ｌｐを、電場Ｅの印加を停止したときに、カイラル剤によって付与された復元力により螺旋状の初期配向状態に戻すことによって、液晶分子Ｌｐの駆動を高速化することが可能となる。これにより、液晶パネル１１における表示応答性を高めることが可能となる。また、本実施の形態では、弱アンカリング配向膜１７側の液晶分子Ｌｐの配向方向が電場Ｅに平行となった際、液晶分子Ｌｐの配向方向と偏光板１４Ｂの透過軸方向とが完全に一致しないため、第１実施形態に示した構成よりも最大透過率は若干低下するが、従来のＩＰＳ方式の液晶パネルよりも高い最大透過率を実現することが可能となる。
【００９０】
実施の形態３．
次に、本発明にかかる液晶表示素子の実施の形態３について説明する。なお、以下に説明する実施の形態３においては、上記の実施の形態１及び２と共通する構成については図中に同符号を付してその説明を省略する。この実施の形態３では、上記実施の形態１及び２に対し、駆動電極１５における電極線２０Ｃの配置が異なる。
図８は、実施の形態３として示した液晶ディスプレイの液晶パネルにおいて、誘電率異方性が正の液晶を用い、電場の非印加状態における電極線と第一の配向膜近傍の液晶分子の配向方向との関係を示す図である。図９は、前記実施の形態３として示した液晶ディスプレイの液晶パネルにおいて、誘電率異方性が正の液晶を用い、電場の印加状態における電極線と第一の配向膜近傍の液晶分子の配向方向との関係の他の例を示す図である。
【００９１】
図８に示すように、この実施の形態３において、駆動電極１５は、基板１３Ａの表面に沿って、複数本の電極線２０Ｃが並設されることで形成されている。ここで、各電極線２０Ｃは、各画素において、基板１３Ａに沿った方向Ｙに対して所定角度αだけ傾斜した第一傾斜部２０ａと、方向Ｙに対し所定角度−αだけ傾斜した第二傾斜部２０ｂとが、長軸方向である方向Ｙにおいて連続する「く」字状をなしている。駆動電極１５は、このような電極線２０Ｃが、基板１３Ａに沿った方向Ｙに直交する方向Ｘに沿って、一定間隔ごとに並設されることで形成されている。
【００９２】
このような駆動電極１５においては、互いに隣接する電極線２０Ｃ，２０Ｃ間で、電場Ｅの非印加状態で、ポジティブ型の液晶分子Ｌｐは、強アンカリング配向膜１６における配向処理方向（方向Ｘ）に沿って配向されている。
【００９３】
図１に示すように、液晶層１８においては、電場Ｅの非印加状態で、ポジティブ型の液晶分子Ｌｐは、カイラル剤の添加により、強アンカリング配向膜１６側から弱アンカリング配向膜１７側に向けて、螺旋状に捩れた初期配向状態となる。この状態で、強アンカリング配向膜１６側では、液晶分子Ｌｐは、強アンカリング配向膜１６における配向処理方向（方向Ｘ）に沿って配向されている。これに対し、図８に示すように、弱アンカリング配向膜１７側では、駆動電極１５において互いに隣接する電極線２０Ｂ，２０Ｂ間で、電場Ｅの非印加状態で、ポジティブ型の液晶分子Ｌｐは、弱アンカリング配向膜１７側における配向処理方向（方向Ｙ）に沿って配向されている。
【００９４】
液晶層１８において、ポジティブ型の液晶分子Ｌｐは、電場Ｅを印加しても、強アンカリング配向膜１６側においては液晶分子Ｌｐの長軸方向が強アンカリング配向膜１６の配向処理方向（方向Ｘ）に沿った初期配向状態を維持する。一方、図９に示すように、弱アンカリング配向膜１７側では、印加された電場Ｅにより、液晶分子Ｌｐは基板１３Ｂに平行な面内で配向角度が変位し、電場Ｅの強度がある一定値に達したときに、その長軸方向が第一傾斜部２０ａ、第二傾斜部２０ｂに直交するように配向する。具体的には、電場Ｅを印加したときに、第一傾斜部２０ａ，２０ａ間では、液晶分子Ｌｐは第一傾斜部２０ａに直交し、第二傾斜部２０ｂ，２０ｂ間では、液晶分子Ｌｐは第二傾斜部２０ｂに直交するように配向する。このとき、弱アンカリング配向膜１７近傍の液晶分子Ｌｐの配向は、一様配向であっても略一様配向であってもよい。弱アンカリング配向膜１７近傍の液晶分子Ｌｐの配向方向は、特に限定されないが、液晶分子Ｌｐの初期配向方向に対する配向方向の変位角度の差が好ましくは０°〜９０°、より好ましくは４５°〜９０°、さらに好ましくは４５°〜８９°、特に好ましくは６０°〜８９°である。また、弱アンカリング配向膜１７近傍の液晶分子Ｌｐは、チルト角を有していてもよい。チルト角は、特に限定されないが、好ましくは１°〜３０°、より好ましくは１°〜２０°、さらに好ましくは１°〜１５°、特に好ましくは１°〜１０°である。
ここで、駆動電極１５において、電極線２０Ｃは、各画素において「く」字状に屈曲している。したがって、電場Ｅを印加したときに、方向Ｘに対し、角度αだけ傾斜した液晶分子Ｌｐと、角度−αだけ傾斜した液晶分子Ｌｐとが混在して画像を形成する。その結果、液晶パネル１１を、パネル表面に対して傾斜した斜め方向から見た場合の画像劣化を抑えることができる。
【００９５】
このような駆動電極１５を備える本実施の形態の液晶パネル１１においても、駆動電極１５で生成した電場Ｅによって配向方向を変位させた液晶分子Ｌｐを、電場Ｅの印加を停止したときに、カイラル剤によって付与された復元力により螺旋状の初期配向状態に戻すことによって、液晶分子Ｌｐの駆動を高速化することが可能となる。これにより、液晶パネル１１における表示応答性を高めることが可能となる。また、本実施の形態では、弱アンカリング配向膜１７側の液晶分子Ｌｐの配向方向が電場Ｅに平行となった際、液晶分子Ｌｐの配向方向と偏光板１４Ｂの透過軸方向とが完全に一致しないため、第１実施形態に示した構成よりも最大透過率は若干低下するが、従来のＩＰＳ方式の液晶パネルよりも高い最大透過率を実現することが可能となる。
【００９６】
実施の形態４．
次に、本発明にかかる液晶表示素子の実施の形態４について説明する。なお、以下に説明する実施の形態４においては、上記の実施の形態１〜３と共通する構成については図中に同符号を付してその説明を省略する。この実施の形態４では、上記の実施の形態１と同様の駆動電極１５を備え、ネガティブ型の液晶分子Ｌｎを駆動する。
図１０は、本発明の実施の形態４として示した液晶ディスプレイの概略構成を示す断面図である。図１１は、前記実施の形態４として示した液晶ディスプレイの液晶パネルにおいて、誘電率異方性が負の液晶を用い、電場を印加した状態における液晶分子の配向方向の分布を示す図である。図１２は、前記実施の形態４として示した液晶ディスプレイの液晶パネルにおいて、誘電率異方性が負の液晶を用い、電場を印加しない状態における電極線と第一の配向膜近傍の液晶分子の配向方向との関係を示す図である。図１３は、前記実施の形態４として示した液晶ディスプレイの液晶パネルにおいて、誘電率異方性が負の液晶を用い、電場を印加した状態における電極線と液晶分子の配向方向との関係を示す図である。
【００９７】
図１０、図１１に示すように、この実施の形態において、偏光板１４Ａと偏光板１４Ｂはパラレルニコルに配置され、偏光板１４Ａおよび偏光板１４Ｂの透過軸方向が、それぞれ方向Ｙに沿うよう設定されている。
【００９８】
駆動電極１５は、基板１３Ａの表面に沿って、複数本の電極線２０Ａが並設されることで形成されている。図１２、図１３に示すように、各電極線２０Ａは、その長軸方向が、例えば基板１３Ａの表面に平行な面内で方向Ｙに沿って延びるよう直線状に形成されている。駆動電極１５は、このような電極線２０Ａが、基板１３Ａの表面に平行な面内で方向Ｙに直交する方向Ｘに沿って、一定間隔ごとに並設されている。
【００９９】
液晶層１８の液晶分子Ｌｎは、誘電率異方性が負であり、誘電的性質が長軸方向に小さく、長軸方向に直交する方向に大きいネガティブ型である。
液晶層１８は、ネガティブ型の液晶組成物を用いて形成されており、液晶層１８には多数の液晶分子Ｌｎが含有されている。
ネガティブ型の液晶組成物としては、特に限定されず、当該技術分野において公知のものを用いることができる。その中でも、本実施の形態に用いるのに適したネガティブ型の液晶組成物は、下記の一般式（７）〜（１１）で表される化合物のうち、好ましくは２種以上、より好ましくは３種以上、さらに好ましくは４種以上、特に好ましくは５種を含有する。また、ネガティブ型の液晶組成物における下記の一般式（７）〜（１１）で表される化合物の合計含有量は、７５質量％以上であることが好ましい。
【０１００】
【化４】
0006779002.tif 000006
【０１０１】
上記の一般式（７）〜（１１）中、Ｒ１及びＲ２は、同一でも異なっていてもよく、炭素数１〜５のアルキル基又は炭素数２〜５のアルケニル基を表し；Ｒ３及びＲ４は、同一でも異なっていてもよく、炭素数１〜５のアルキル基又は炭素数４〜５のアルケニル基を表す。
図１０に示すように、ネガティブ型の液晶分子Ｌｎを用いる場合、電場Ｅの非印加状態で液晶分子Ｌｎの配向方向を規制するための強アンカリング配向膜１６の配向処理方向を、各電極線２０Ａの長軸方向と平行な方向（図１０では方向Ｙ）とする。また、弱アンカリング配向膜１７の配向処理方向を、強アンカリング配向膜１６の配向処理方向に直交する方向（図１０では方向Ｘ）とする。
また、液晶層１８は、電場Ｅの非印加状態で液晶分子Ｌｎを強アンカリング配向膜１６側から弱アンカリング配向膜１７側に向かって螺旋状に配向（初期配向状態）させるとともに、電場Ｅの印加を解除したときに螺旋状の初期配向状態に復元させる復元力を付与するカイラル剤を含有する。
【０１０２】
これにより、図１０に示すように、液晶層１８のネガティブ型の液晶分子Ｌｎは、強アンカリング配向膜１６側においては、その長軸方向を、強アンカリング配向膜１６の配向処理方向（図１０では方向Ｙ）にほぼ一致させて配向されている。一方、弱アンカリング配向膜１７側においては、その長軸方向を、弱アンカリング配向膜１７の配向処理方向（図１０では方向Ｘ）にほぼ一致させて配向されている。
これにより、この実施の形態における液晶ディスプレイ１０は、電場Ｅの非印加状態において、バックライトユニット１２側から偏光板１４Ａを通過した光が、液晶分子Ｌｎの配向方向の分布に沿って偏光面が変化し、ほぼ全ての光が反対側の偏光板１４Ｂに吸収される。
【０１０３】
図１１に示すように、ネガティブ型の液晶分子Ｌｎは、電場Ｅを印加しても、上記したように強アンカリング配向膜１６側においては、長軸方向が強アンカリング配向膜１６の配向処理方向に沿った初期配向状態（方向Ｙ）を維持する。一方、図１１、図１３に示すように、弱アンカリング配向膜１７側では、印加された電場Ｅにより、液晶分子Ｌｎは基板１３Ｂに平行な面内で配向角度が変位し、電場強度がある一定値に達したときに、その長軸方向が電場Ｅに直交する方向、すなわち基板１３Ｂに平行な方向Ｙに沿うように配向する。このとき、弱アンカリング配向膜１７近傍の液晶分子Ｌｎは、強アンカリング配向膜１６における配向処理方向（方向Ｙ）に一様に配向しても略一様に配向してもよい。弱アンカリング配向膜１７近傍の液晶分子Ｌｎの配向方向は、特に限定されないが、液晶分子Ｌｎの初期配向方向に対する配向方向の変位角度の差が好ましくは０°〜９０°、より好ましくは４５°〜９０°、さらに好ましくは４５°〜８９°、特に好ましくは６０°〜８９°である。また、弱アンカリング配向膜１７近傍の液晶分子Ｌｎは、チルト角を有していてもよい。チルト角は、特に限定されないが、好ましくは１°〜３０°、より好ましくは１°〜２０°、さらに好ましくは１°〜１５°、特に好ましくは１°〜１０°である。
上記のようにして、電場Ｅを印加した状態では、印加電場Ｅの大きさが大きくなるに従い、弱アンカリング配向膜１７近傍の液晶分子Ｌｎの初期配向状態に対する配向方向の変位量が漸次大きくなる。更に、一定値以上の電場を印加したとき、弱アンカリング配向膜１７側における液晶分子Ｌｎの配向方向（方向Ｙ）は電場Ｅと直交する方向となり、強アンカリング配向膜１６側から弱アンカリング配向膜１７側に向けて、液晶層１８の液晶分子Ｌｎの配向方向が一様となる。これにより、バックライトユニット１２側からの光が液晶パネル１１を透過するようになる。
【０１０４】
また、電場Ｅの印加状態から電場Ｅの非印加状態に変えると、液晶層１８の液晶分子Ｌｎは、カイラル剤によって付与された復元力により、液晶分子Ｌｎの配向方向が、図１０に示したような螺旋状の初期配向状態に戻る。すなわち、強アンカリング配向膜１６側においては、液晶分子Ｌｎの長軸方向が強アンカリング配向膜１６の配向処理方向（図１０では方向Ｙ）に沿った状態を維持する。これに対し、液晶層１８の弱アンカリング配向膜１７側においては、液晶分子Ｌｎの長軸方向が弱アンカリング配向膜１７の配向処理方向（図１０では方向Ｘ）に沿うように配向方向が変位する。これにより、液晶分子Ｌｎが、強アンカリング配向膜１６側から弱アンカリング配向膜１７側に向かって、長軸方向の配向角度の変位量が漸次大きくなり、螺旋状に捩れた初期配向状態に戻る。
【０１０５】
このような駆動電極１５を備える本実施の形態の液晶パネル１１においても、駆動電極１５で生成した電場Ｅによって配向方向を変位させた液晶分子Ｌｎを、カイラル剤によって付与される復元力によって初期配向状態に復元させることによって、液晶分子Ｌｎの駆動を高速化することが可能となる。これにより、液晶パネル１１における表示応答性を高めることが可能となる。また、液晶分子Ｌｎを初期状態に戻すために消費電力を抑えることができる。
【０１０６】
実施の形態５．
次に、本発明にかかる液晶表示素子の実施の形態５について説明する。なお、以下に説明する実施の形態５においては、上記の実施の形態１〜４と共通する構成については図中に同符号を付してその説明を省略する。この実施の形態５では、上記実施の形態２と同様の駆動電極１５を備え、ネガティブ型の液晶分子Ｌｎを駆動する。
図１４は、実施の形態５として示した液晶ディスプレイの液晶パネルにおいて、誘電率異方性が負の液晶を用い、電場の印加状態における電極線と第一の配向膜近傍の液晶分子の配向方向との関係を示す図である。図１５は、前記実施の形態５として示した液晶ディスプレイの液晶パネルにおいて、誘電率異方性が負の液晶を用い、電場の印加状態における電極線と第一の配向膜近傍の液晶分子の配向方向との関係の他の例を示す図である。
【０１０７】
この実施の形態において、一方の偏光板１４Ａ、偏光板１４Ｂの透過軸方向は、上記の実施の形態４と同様、それぞれ方向Ｙに沿うよう設定されている。
【０１０８】
図１４に示すように、駆動電極１５は、基板１３Ａの表面に沿って、複数本の電極線２０Ｂが並設されることで形成されている。各電極線２０Ｂは、その長軸方向を、例えば、基板１３Ａに沿った方向Ｙに対して傾斜させて形成されている。駆動電極１５は、このような電極線２０Ｂが、基板１３Ａに沿った方向Ｙに直交する方向Ｘに沿って、一定間隔ごとに並設されることで形成されている。
【０１０９】
図１０に示すように、液晶層１８においては、電場Ｅの非印加状態で、液晶分子Ｌｎは、カイラル剤の添加により、強アンカリング配向膜１６側から弱アンカリング配向膜１７側に向けて螺旋状に捩れた初期配向状態となる。この状態で、強アンカリング配向膜１６側では、液晶分子Ｌｎは、強アンカリング配向膜１６における配向処理方向（方向Ｙ）に沿って配向されている。これに対し、図１４に示すように、弱アンカリング配向膜１７側では、駆動電極１５において互いに隣接する電極線２０Ｂ，２０Ｂ間で、電場Ｅを非印加の状態で、ネガティブ型の液晶分子Ｌｎは、弱アンカリング配向膜１７側における配向処理方向（方向Ｘ）に沿って配向されている。
【０１１０】
液晶層１８において、ネガティブ型の液晶分子Ｌｎは、電場Ｅを印加しても、強アンカリング配向膜１６側においては液晶分子Ｌｎの長軸方向が強アンカリング配向膜１６の配向処理方向（方向Ｙ）に沿った初期配向状態を維持する。一方、図１５に示すように、弱アンカリング配向膜１７側においては、印加された電場Ｅにより、液晶分子Ｌｎは基板１３Ｂに平行な面内で配向角度が変位し、電場強度がある一定値に達したときに、その長軸方向が電場Ｅに直交する方向、すなわち電極線２０Ｂに平行な方向に沿うように配向する。このとき、弱アンカリング配向膜１７近傍の液晶分子Ｌｎは、電場Ｅに直交する方向に一様に配向しても略一様に配向してもよい。弱アンカリング配向膜１７近傍の液晶分子Ｌｎの配向方向は、特に限定されないが、液晶分子Ｌｎの初期配向方向に対する配向方向の変位角度の差が好ましくは０°〜９０°、より好ましくは４５°〜９０°、さらに好ましくは４５°〜８９°、特に好ましくは６０°〜８９°である。また、弱アンカリング配向膜１７近傍の液晶分子Ｌｎは、チルト角を有していてもよい。チルト角は、特に限定されないが、好ましくは１°〜３０°、より好ましくは１°〜２０°、さらに好ましくは１°〜１５°、特に好ましくは１°〜１０°である。
【０１１１】
このような駆動電極１５を備える本実施の形態の液晶パネル１１においても、駆動電極１５で生成した電場Ｅによって配向方向を変位させた液晶分子Ｌｎを、カイラル剤によって付与される復元力によって初期配向状態に復元させることによって、液晶分子Ｌｎの駆動を高速化することが可能となる。これにより、液晶パネル１１における表示応答性を高めることが可能となる。また、液晶分子Ｌｎを初期状態に戻すための消費電力を抑えることができる。また、本実施の形態では、弱アンカリング配向膜１７側の液晶分子Ｌｎの配向方向が電場Ｅに垂直となった際、液晶分子Ｌｎの配向方向と偏光板１４Ｂの透過軸方向とが完全に一致しないため、第４実施形態に示した構成よりも最大透過率は若干低下するが、従来のＩＰＳ方式の液晶パネルよりも高い最大透過率を実現することが可能となる。
【０１１２】
実施の形態６．
次に、本発明にかかる液晶表示素子の実施の形態６について説明する。なお、以下に説明する実施の形態６においては、上記の実施の形態１〜５と共通する構成については図中に同符号を付してその説明を省略する。この実施の形態６では、上記の実施の形態３と同様の駆動電極１５を備え、ネガティブ型の液晶分子Ｌｎを駆動する。
図１６は、実施の形態６として示した液晶ディスプレイの液晶パネルにおいて、誘電率異方性が負の液晶を用い、電場の印加状態における電極線と第一の配向膜近傍の液晶分子の配向方向との関係を示す図である。図１７は、前記実施の形態６として示した液晶ディスプレイの液晶パネルにおいて、誘電率異方性が負の液晶を用い、電場の印加状態における電極線と第一の配向膜近傍の液晶分子の配向方向との関係の他の例を示す図である。
【０１１３】
この実施の形態において、一方の偏光板１４Ａ、偏光板１４Ｂの透過軸方向は、上記の実施の形態４と同様、それぞれ方向Ｙに沿うよう設定されている。
【０１１４】
図１６に示すように、駆動電極１５は、基板１３Ａの表面に沿って、複数本の電極線２０Ｃが並設されることで形成されている。各電極線２０Ｃは、各画素において、基板１３Ａに沿った方向Ｙに対して所定角度αだけ傾斜した第一傾斜部２０ａと、方向Ｙに対し所定角度−αだけ傾斜した第二傾斜部２０ｂとが、長軸方向である方向Ｙにおいて連続する「く」字状をなしている。駆動電極１５は、このような電極線２０Ｃが、基板１３Ａに沿った方向Ｙに直交する方向Ｘに沿って、一定間隔ごとに並設されることで形成されている。
【０１１５】
図１０に示すように、液晶層１８においては、電場Ｅの非印加状態で、液晶分子Ｌｎは、カイラル剤の添加により、強アンカリング配向膜１６側から弱アンカリング配向膜１７側に向けて、螺旋状に捩れた初期配向状態となる。この状態で、強アンカリング配向膜１６側では、液晶分子Ｌｎは、強アンカリング配向膜１６における配向処理方向（方向Ｙ）に沿って配向されている。これに対し、図１６に示すように、弱アンカリング配向膜１７側では、駆動電極１５において互いに隣接する電極線２０Ｂ，２０Ｂ間で、電場Ｅを非印加の状態で、ネガティブ型の液晶分子Ｌｎは、弱アンカリング配向膜１７側における配向処理方向（方向Ｘ）に沿って配向されている。
【０１１６】
液晶層１８において、ネガティブ型の液晶分子Ｌｎは、電場Ｅを印加しても、強アンカリング配向膜１６側においては液晶分子Ｌｎの長軸方向が強アンカリング配向膜１６の配向処理方向（方向Ｙ）に沿った初期配向状態を維持する。一方、図１７に示すように、弱アンカリング配向膜１７側では、印加された電場Ｅにより、液晶分子Ｌｎは基板１３Ｂに平行な面内で配向角度が変位し、電場強度がある一定値に達したときに、その長軸方向が第一傾斜部２０ａ、第二傾斜部２０ｂに平行となるように配向する。具体的には、電場Ｅを印加したときに、第一傾斜部２０ａ，２０ａ間では、液晶分子Ｌｎは第一傾斜部２０ａに平行となり、第二傾斜部２０ｂ，２０ｂ間では、液晶分子Ｌｎは第二傾斜部２０ｂに平行となるように配向する。このとき、弱アンカリング配向膜１７近傍の液晶分子Ｌｎの配向は、一様配向であっても略一様配向であってもよい。弱アンカリング配向膜１７近傍の液晶分子Ｌｎの配向方向は、特に限定されないが、液晶分子Ｌｎの初期配向方向に対する配向方向の変位角度の差が好ましくは０°〜９０°、より好ましくは４５°〜９０°、さらに好ましくは４５°〜８９°、特に好ましくは６０°〜８９°である。また、弱アンカリング配向膜１７近傍の液晶分子Ｌｎは、チルト角を有していてもよい。チルト角は、特に限定されないが、好ましくは１°〜３０°、より好ましくは１°〜２０°、さらに好ましくは１°〜１５°、特に好ましくは１°〜１０°である。
ここで、駆動電極１５において、電極線２０Ｃは、各画素において「く」字状に屈曲している。したがって、電場Ｅを印加したときに、互いに異なる２種類の角度に傾斜した液晶分子Ｌｎが混在して画像を形成する。その結果、液晶パネル１１を、パネル表面に対して傾斜した斜め方向から見た場合の画像劣化を抑えることができる。
【０１１７】
このような駆動電極１５を備える本実施の形態の液晶パネル１１においても、駆動電極１５で生成した電場Ｅによって配向方向を変位させた液晶分子Ｌｎを、カイラル剤によって付与される復元力によって初期配向状態に復元させることによって、液晶分子Ｌｎの駆動を高速化することが可能となる。これにより、液晶パネル１１における表示応答性を高めることが可能となる。また、液晶分子Ｌｎを初期状態に戻すための消費電力を抑えることができる。
また、本実施の形態では、弱アンカリング配向膜１７側の液晶分子Ｌｎの配向方向が電場Ｅに垂直となった際、液晶分子Ｌｎの配向方向と偏光板１４Ｂの透過軸方向とが完全に一致しないため、実施の形態４に示した構成よりも最大透過率は若干低下するが、従来のＩＰＳ方式の液晶パネルよりも高い最大透過率を実現することが可能となる。
【０１１８】
以上、本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明したが、当該技術分野における通常の知識を有する者であればこれから様々な変形及び均等な実施の形態が可能である。
よって、本発明の権利範囲はこれに限定されるものではなく、特許請求の範囲で定義される本発明の基本概念を用いた当業者の様々な変形や改良形態も本発明に含まれる。
【０１１９】
例えば、上記の実施の形態では、強アンカリング配向膜１６、弱アンカリング配向膜１７について、それぞれ具体的な形成方法を例示したが、これに限らない。すなわち、強アンカリング配向膜１６と弱アンカリング配向膜１７とで、電場Ｅを付与したときの、液晶分子Ｌｐ、Ｌｎの配向方向を矯正する配向強制力が互いに異なるのであれば、強アンカリング配向膜１６、弱アンカリング配向膜１７は、それぞれ、他のいかなる方法、材料で形成してもよい。
【０１２０】
また、カイラル剤には左巻き螺旋と右巻き螺旋を誘起するものが存在するが、そのいずれを用いても良い。
【０１２１】
また、上記の実施の形態では、強アンカリング配向膜１６をバックライトユニット１２側に配置し、弱アンカリング配向膜１７をバックライトユニット１２から離間した側に配置したが、これに限らない。強アンカリング配向膜１６をバックライトユニット１２から離間した側に配置し、弱アンカリング配向膜１７をバックライトユニット１２側に配置してもよい。
【０１２２】
駆動電極１５についても、バックライトユニット１２側に限らず、その反対側に配置してもよい。
【０１２３】
また、実施の形態１〜６においては、偏光板１４Ａと偏光板１４Ｂをパラレルニコルに配置し、偏光板１４Ａの透過軸方向が、電場Ｅの非印加状態での液晶分子Ｌの配向方向を規制するための強アンカリング配向膜１６に対する配向処理方向と、一致する場合の例を示したが、偏光板１４Ａの透過軸方向を、電場Ｅの非印加状態での液晶分子Ｌの配向方向を規制するための強アンカリング配向膜１６に対する配向処理方向と、直交させても良い。
【０１２４】
さらには、上記の実施の形態では、電圧非印加時に表示が暗く、電圧印加時に明るくなる、いわゆる、ノーマリーブラック型の液晶パネル１１について説明を行ったが、これに限らない。液晶パネル１１を、電圧非印加時に表示が明るく、電圧印加時に暗くなる、いわゆる、ノーマリーホワイト型の構成としてもよい。
【符号の説明】
【０１２５】
２  ポリマーブラシ、３  ポリマーブラシ層、４  共存部、７  幾何学的凹凸構造、１０  液晶ディスプレイ、１１  液晶パネル（液晶表示素子）、１１ｆ  表面、１１ｒ  裏面、１２  バックライトユニット、１３Ａ  基板（第二の基板）、１３Ｂ  基板（第一の基板）、１４Ａ  偏光板（第一の偏光板）、１４Ｂ  偏光板（第二の偏光板）、１５  駆動電極、１６  強アンカリング配向膜（第二の配向膜）、１７  弱アンカリング配向膜（第一の配向膜）、１８  液晶層、２０  電極線、２０ａ  第一傾斜部、２０ｂ  第二傾斜部、２１  電極線、Ｅ  電場、Ｌ  液晶分子。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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