(57)【要約】【課題】片側Ｖ字モード液晶素子のコントラスト改善。【解決手段】ＭＤＬ化時の冷却において、ゾーンクーリングを行うことでバトネの形成を一方向にそろえることで単安定位置を面内で均一にする。その結果、黒輝度が下がりコントラストが向上する。【選択図】　　　　図１
2004078099.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定間隙を開けた状態に一対の基板を配置する工程と、これら一対の少なくとも一方の基板に対し一軸配向処理を施す工程と、これら一対の基板の間隙にカイラルスメクチック液晶を配置する工程と、該カイラルスメクチック液晶を挟み込むと共に複数の画素を構成するように一対の電極を配置する工程と、アクティブ素子を各画素毎に一方の電極に接続した状態に配置する工程と、からなる液晶素子の製造方法において、
前記カイラルスメクチック液晶が、高温側より、等方性液体相（ＩＳＯ．）−コレステリック相（Ｃｈ）−カイラルスメクチックＣ相（ＳｍＣ＊）、又は、等方性液体相（ＩＳＯ．）−カイラルスメクチックＣ相（ＳｍＣ＊）、の相転移系列を示す液晶であって、
コレステリック相（Ｃｈ）−カイラルスメクチックＣ相（ＳｍＣ＊）又は等方性液体相（ＩＳＯ．）−カイラルスメクチックＣ相（ＳｍＣ＊）の相転移温度よりも高い温度から該相転移温度よりも低い温度にまで降温させる工程をもち、
前記降温工程において、前記基板面内において一方の端から他方の端にかけて温度勾配が存在することを特徴とする液晶素子の製造方法。
【請求項２】
前記降温工程において、液晶素子面内における温度が前記相転移温度である点の移動速度が５×１０−３ｍ／ｓである工程を特徴とする前記請求１記載の液晶素子の製造方法。
【請求項３】
前記降温工程において、液晶素子面内における温度が前記相転移温度である点の移動速度が０．２５×１０−３ｍ／ｓである工程を特徴とする前記請求１記載の液晶素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カイラルスメクチック液晶を備えた液晶素子の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
（１）従来、液晶素子にはネマチック液晶が用いられていたが、このネマチック液晶の場合、応答速度が遅いという問題があった。以下、その点について詳述する。
【０００３】
従来、ネマチック液晶を用いた液晶素子としては、アクティブマトリクス型のもの（すなわち、一つ一つの画素にトランジスタのような能動素子を配置したタイプのもの）の開発が行われている。
【０００４】
このアクティブマトリクス型液晶素子に用いられるネマチック液晶のモードとして、ツイステッドネマチック（Ｔｗｉｓｔｅｄ　Ｎｅｍａｔｉｃ）モードが広く知られている。なお、該モードの詳細は「たとえばエム・シャット（Ｍ．Ｓｃｈａｄｔ）とダブリユー・ヘルフリッヒ（ｗ．Ｈｅｌｆｒｉｃｈ）著Ａｐｐｌｉｅｄ　Ｐｈｙｓｉｃｓ　Ｌｅｔｔｅｒｓ第１８巻、第４号（１９７１年２月１５日発行）第１２７頁から１２８頁」において示されている。
【０００５】
しかしながら、このようなツイステッドネマチックモードで［ＴＮモード］は液晶の応答速度が数十ｍｓと遅いため、ビデオレートに対応できず、動画像表示には適さないという問題があった。
【０００６】
（２）このようなネマチック液晶と異なり、強誘電性液晶や反強誘電性液晶等のスメクチック液晶は、自発分極による反転スイッチングを行うために応答速度を速くできることから、次世代のディスプレイ等への適用が期待されている。以下、該液晶について説明する。
【０００７】
液晶が双安定性を示す素子（ＳＳＦＬＣ／Ｓｕｒｆａｃｅ　Ｓｔａｂｉｌｉｚｅｄ　ＦＬＣ）がクラーク（Ｃｌａｒｋ）およびラガウェル（Ｌａｇｅｒｗａｌｌ）により提案されている（特開昭５６−１０７２１６号公報、米国特許第４３６７９２４号明細書）。この双安定性を示す液晶としては、一般にカイラルスメクチックＣ相を示す強誘電性液晶が用いられている。この強誘電性液晶では、電圧印加の際に液晶分子の自発分極に電圧が作用し分子の反転スイッチングがなされるため、非常に速い応答速度が得られる上にメモリー性のある双安定状態を発現させることができる。さらに視野角特性も優れていることから、高速、高精細、大面積の表示素子あるいはライトバルブとして適していると考えられる。
【０００８】
ここで、双安定性強誘電液晶を用いた液晶素子（ＳＳＦＬＣ）について図３に沿って簡単に説明する。図中の符号１２４及び１２５は偏光子を示し、符号１２４ａ及び１２５ａはそれぞれの偏光軸の方位を示す。符号１２２は液晶素子を示し、その液晶平均分子軸は、印加される電圧の極性に応じて１２２ａ又は１２２ｂに示す位置を選択的に取るようになっている。ここで、液晶平均分子軸とは、厳密には液晶層による屈折率楕円体の液晶層面内での高屈折率軸または低屈折率軸のいずれかを示すものとする。
【０００９】
いま、液晶平均分子軸が１２２ａにあった場合、偏光子１２４を通過してきた光線は、偏光状態を保ったまま液晶素子１２２を通過し偏光子１２５に到達するが、偏光子１２５の偏光方向１２５ａと光線の偏光方向１２２ａとは直交するため、光線は偏光子１２５を通過することができずに黒状態を呈する。これに対して、液晶平均分子軸が１２２ｂにあった場合は、偏光子１２４を通過してきた光線は、液晶パネル１２２の複屈折特性により偏光回転して符号１２５ａに示す方位を取り、そのまま偏光子１２５を透過して白状態を呈する。なお、このときの透過率は、
ｓｉｎ２　（２θ）・ｓｉｎ２　（π・Δｎｄ／λ）
で表される（『液晶デバイスハンドブック（日本学術振興会第１４２委員会編）』参照）。ここで、θはカイラルスメクチック液晶のコーン角であり、Δｎは液晶の複屈折、ｄは基板間距離、入は光線の波長である。表示素子の設計においては、人間の比視感度曲線のピーク波長である５５０ｎｍ付近の波長が用いられることが多い。これはこの波長域が人間の感じる光強度及びコントラストにもっとも影響するためである。このさい、透過率の極大条件より液晶パネルのリタデーション量Δｎ・ｄは、５５０ｎｍの半分に設定されるのが好ましい。
【００１０】
また、最近では、上述のような双安定性を示す強誘電性液晶の他に、３安定性状態を示す反強誘電性液晶が注目されている。この反強誘電性液晶も、強誘電性液晶と同様に、液晶分子の自発分極への作用により分子の反転スイッチングがなされるため、非常に速い応答速度が得られる。この液晶材料は、電圧無印加時には液晶分子は互いの自発分極を打ち消し合うような分子配列構造をとるため、電圧を印加しない状態では自発分極は存在しないことが特徴となっている。
【００１１】
一方、上述のように複数の安定状態を示すのではなくて、安定状態を１つしか示さないカイラルスメクチック液晶がある（特願平１０−１１７１４５号）。この液晶は、
・電圧を印加しない状態では液晶の平均分子軸は単安定状態の位置を取り、
・一方の極性の電圧を印加した場合には、該平均分子軸は印加電圧の大きさに応じた角度で単安定化された位置から一方の側にチルトし、
・他方の極性の電圧を印加した場合には、平均分子軸は逆側にチルトする、
ようになっている。該液晶は、印加電圧に応じてチルト角（平均分子軸がチルトする角度）が変化する特性を利用して階調表示に利用されている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のカイラルスメクチック液晶（特願平１０−１１７１４５号）においては、前記単安定状態の方向に面内方向のむらが存在するという問題があった。このため、偏光子の方向を、平均的な単安定状態の方向に合わせた場合に、各々の微小領域において光りぬけが生じ、コントラストが低下するという問題があった。
【００１３】
本発明者が、上記現象（局所的に単安定状態の方向のむらが生じてしまう現象）の発生原因を確認すべく、アクティブ素子を持たない単画素の液晶パネルを作製した。電圧を印加しない状態での液晶の単安定状態の位置をそろえるために、コレステリック相をとる温度からカイラルスメクチック相をとる温度まで液晶パネルを冷却する過程において直流電圧を印加し、相転移付近の様子を観察したところ、相転移温度付近においてカイラルスメクチック相をとる部分（バトネ）が複数生じ、徐々にラビング方向に向けて成長していく様が観察された。さらに液晶パネルを冷却していったところ、異なるバトネが成長してできた領域がそれぞれ単安定位置に微妙な差異がある領域となることが確認された。
【００１４】
そこで、本発明は、単安定位置の方向の面内ムラを防止する液晶素子の製造方法を提供することを目的とするものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、所定間隙を開けた状態に一対の基板を配置する工程と、これら一対の少なくとも一方の基板に対し一軸配向処理を施す工程と、これら一対の基板の間隙にカイラルスメクチック液晶を配置する工程と、該カイラルスメクチック液晶を挟み込むと共に複数の画素を構成するように一対の電極を配置する工程と、アクティブ素子を各画素毎に一方の電極に接続した状態に配置する工程と、からなる液晶素子の製造方法において、前記カイラルスメクチック液晶が、高温側より、等方性液体相（ＩＳＯ．）−コレステリック相（Ｃｈ）−カイラルスメクチックＣ相（ＳｍＣ＊）、又は、等方性液体相（ＩＳＯ．）−カイラルスメクチックＣ相（ＳｍＣ＊）、の相転移系列を示す液晶であって、コレステリック相（Ｃｈ）−カイラルスメクチックＣ相（ＳｍＣ＊）又は等方性液体相（ＩＳＯ．）−カイラルスメクチックＣ相（ＳｍＣ＊）の相転移温度よりも高い温度から該相転移温度よりも低い温度にまで降温させる工程をもち、前記降温工程において、前記基板面内において一方の端から他方の端にかけて温度勾配が存在することを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図１及び図２を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
【００１７】
（１）まず、本実施の形態にて製造され駆動される液晶素子の全体構成について図１を参照して説明する。
【００１８】
本実施の形態に係る液晶素子は、図１に示すように、所定間隙を開けた状態に配置された一対の基板１ａ，１ｂと、これら一対の基板１ａ，１ｂの間隙に配置されたカイラルスメクチック液晶２と、複数の画素を構成すると共に該カイラルスメクチック液晶２を挟み込むように配置された一対の電極３ａ，３ｂと、これらの一対の電極のいずれか一方（図１では電極３ｂ）に接続された状態で各画素毎に配置された複数のアクティブ素子４と、を備えており、前記一対の電極３ａ，３ｂを介して前記カイラルスメクチック液晶２に電圧を印加することにより駆動されるように構成されている。
【００１９】
なお、カイラルスメクチック液晶２としては、高温側より、等方性液体相（ＩＳＯ．）−コレステリック相（Ｃｈ）−カイラルスメクチックＣ相（ＳｍＣ＊）、又は、等方性液体相（ＩＳＯ．）−カイラルスメクチックＣ相（ＳｍＣ＊）、の相転移系列を示すものを用いる。なお、かかる液晶２は、電圧を印加していない状態で液晶分子が仮想コーンのエッジ、或いは仮想コーンの内側の位置で安定化する状態で用いると良い。
【００２０】
（２）次に、本実施の形態に係る液晶素子の製造方法について説明する。
【００２１】
上述した液晶素子を製造するに際しては、
・所定間隙を開けた状態に一対の基板１ａ，１ｂを配置する工程と、
・これら一対の基板１ａ，１ｂの間隙にカイラルスメクチック液晶２を配置する工程と、
・該カイラルスメクチック液晶２を挟み込むと共に複数の画素を構成するように一対の電極３ａ，３ｂを配置する工程と、
・アクティブ素子４を各画素毎に一方の電極３ｂに接続した状態に配置する工程と、
を適切な順序で実施する。
【００２２】
その後、コレステリック相（Ｃｈ）−カイラルスメクチックＣ相（ＳｍＣ＊）又は等方性液体相（ＩＳＯ．）−カイラルスメクチックＣ相（ＳｍＣ＊）の相転移温度よりも高い温度から前記相転移温度よりも低い温度まで冷却する工程を実施する。この際、液晶素子の一方の端から他方の端にかけて温度勾配が存在する形で実施する。
【００２３】
実施の方法に関しては、熱源の上に置いた液晶素子を徐々に熱源の上から押し出し、端部より徐々に冷却されるようにしてもよい。また、液晶素子の一方の端と、他方の端をそれぞれ別の熱源の上に置き、それぞれの熱源の温度を制御した形で温度を下げることで温度勾配を保ちつつ冷却してもよい。
【００２４】
温度勾配の量と冷却速度は、液晶素子面内において前記相転移温度をとる場所が冷却過程中に５．０×１０−３ｍ／ｓ以下の速度で移動する組み合わせにするとよい。より好ましくは、０．２５×１０−３ｍ／ｓ以下の速度で移動する組み合わせにするとよい。
【００２５】
（３）次に、液晶素子の詳細構造について説明する。
【００２６】
（３−１）カイラルスメクチック液晶２について説明する。
【００２７】
本実施の形態にて用いるカイラルスメクチック液晶２としては、上述のような相転移系列のもの、すなわち、高温側より、等方性液体相（ＩＳＯ．）−コレステリック相（Ｃｈ）−カイラルスメクチックＣ相（ＳｍＣ＊）、又は、等方性液体相（ＩＳＯ．）−カイラルスメクチックＣ相（ＳｍＣ＊）、の相転移系列を示すものを用いれば良いが、具体的には、次の（１）〜（４）に示す化合物を挙げることができる。
（１）
【００２８】
【化１】
2004078099.tif 000003
【００２９】
Ｒ１，Ｒ２：炭素原子数が１〜２０である置換基を有していてもよい直鎖または分岐状のアルキル基
Ｘ１，Ｘ２：単結合、Ｏ、ＣＯＯ、ＯＯＣ
Ｙ１，Ｙ２，Ｙ３，Ｙ４：ＨまたはＦ
ｎ：０または１
（２）
【００３０】
【化２】
2004078099.tif 000004
【００３１】
Ｒ１，Ｒ２：炭素原子数が１〜２０である置換基を有していてもよい直鎖または分岐状のアルキル基
Ｘ１，Ｘ２：単結合、Ｏ、ＣＯＯ、ＯＯＣ
Ｙ１，Ｙ２，Ｙ３，Ｙ４：ＨまたはＦ
（３）
【００３２】
【化３】
2004078099.tif 000005
【００３３】
Ｒ１，Ｒ２：炭素原子数が１〜２０である置換基を有していてもよい直鎖または分岐状のアルキル基
Ｘ１，Ｘ２：単結合、Ｏ、ＣＯＯ、ＯＯＣ
Ｙ１，Ｙ２，Ｙ３，Ｙ４：ＨまたはＦ
（４）
【００３４】
【化４】
2004078099.tif 000006
【００３５】
Ｒ１，Ｒ２：炭素原子数が１〜２０である置換基を有していてもよい直鎖または分岐状のアルキル基
Ｘ１，Ｘ２：単結合、Ｏ、ＣＯＯ、ＯＯＣ
Ｙ１，Ｙ２，Ｙ３，Ｙ４：ＨまたはＦ
ところで、本実施の形態では、カイラルスメクチック液晶２については、その液晶材料の組成を調整し、更に液晶材料の処理や素子構成、例えば配向制御膜５ａ，５ｂの材料、処理条件等を適宜設定することにより、駆動電圧が印加されていない場合には、該液晶の平均分子軸（液晶分子）が単安定化されている配向状態を示し、一の極性の駆動電圧が印加されて駆動される場合には、液晶分子の平均分子軸が駆動電圧の大きさに応じた角度で前記単安定化された位置から一方の側にチルトし、他方の極性（前記一の極性に対する逆極性をいう。以下、同じ）の電圧が印加されている場合には、液晶分子の平均分子軸が駆動電圧の大きさに応じた角度で前記単安定化された位置から他方の側（すなわち、前記一の極性の電圧を印加したときにチルトする側とは反対の側）にチルトする、ような特性を示すようにすると良い。つまり、本実施の形態に用いる液晶２は、カイラルスメクチック液晶本来のメモリ性（双安定性）が消失されたものであって、チルト角の大きさを印加電圧によって連続的に制御することができ、それに伴って液晶素子の光量も連続的に変化させることができ、階調表示を可能とするものである。この場合、前記一の極性の駆動電圧を印加することによって最大チルト状態とした場合におけるチルト角は、前記他の極性の電圧を印加することによって最大チルト状態とした場合におけるチルト角と異ならせると良い。例えば、該他の極性の電圧を印加した場合、該電圧の大きさにかかわらず、液晶の平均分子軸がほとんどチルトしないような特性にしても良い。
【００３６】
（３−２）次に、カイラルスメクチック液晶２以外の各構成部材等について説明する。
【００３７】
上述した基板１ａ，１ｂには、ガラスやプラスチック等の透明性の高い材料を用いれば良い。
【００３８】
また、電極３ａ，３ｂには、Ｉｎ２Ｏ３やＩＴＯ（インジウム・ティン・オキサイド）等の材料を用いれば良く、これらの電極３ａ，３ｂはそれぞれの基板１ａ，１ｂに形成すると良い。なお、アクティブ素子４を接続する方の電極３ｂは、ドット状にマトリクス状に配置し、他方の電極３ａは、基板１ａのほぼ全面（或いは特定の領域）に形成すると良い。さらに、アクティブ素子４としては、ＴＦＴやＭＩＭ（Ｍｅｔａｌ−Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ−Ｍｅｔａｌ）等を用いれば良い。図１上ではＴＦＴ素子を例として図示する。
【００３９】
また、カイラルスメクチック液晶２に接する位置には、その配向状態を制御するために一軸配向処理を施した配向制御膜５ａ，５ｂを配置すると良い。かかる配向制御膜５ａ，５ｂとしては、
＊ポリイミド、ポリイミドアミド、ポリアミド、ポリビニルアルコール等の有機材料からなる溶液を塗布して膜を形成し、該膜の表面にラビング処理を施したものや、
＊ＳｉＯ等の酸化物や窒化物からなる無機材料を基板１ａ，１ｂに斜め方向から所定の角度で蒸着させて形成した斜方蒸着膜、
＊紫外線照射等によって一軸配向規制力を発生しうる光配向膜を用いたもの、を挙げることができる。なお、この配向制御膜５ａ，５ｂの材質や一軸配向処理の条件等により、液晶分子のプレチルト角（すなわち、配向制御膜５ａ，５ｂの界面近傍において液晶分子が配向制御膜５ａ，５ｂに対してなす角度）が調整される。
【００４０】
このような配向制御膜５ａ，５ｂは、カイラルスメクチック液晶２の両側に配置してそれらの両方に一軸配向処理を施せば良く、その場合における一軸配向処理方向（特にラビング方向）の関係は、用いる液晶材料を考慮して、
＊アンチパラレル（両一軸配向処理方向が平行かつ逆方向）、
＊パラレル（両一軸配向処理方向が平行かつ同方向）、
＊４５°以下の範囲でクロスする関係、
のいずれかになるように設定すれば良い。なお、４５°以下の範囲でクロスする関係とは、２つのベクトル（一軸配向処理方向を示すベクトル）が４５°以下の範囲内でクロスする場合であって、それぞれのベクトル方向が同方向（正確には、４５°以下の角度ズレを有する。）である場合や、それぞれのベクトル方向が逆方向である場合の両方を挙げることができる。そして、互いのベクトルの交差角度（狭い方の交差角度）の値が４５°以下で且つ０°に近いような場合は、それぞれのベクトルの関係が実質的にアンチパラレル乃至パラレルの関係とみなしてもよい。また、上述のアンチパラレル或いはパラレルの関係もそれぞれベクトル同士が必ず平行である以外に、例えば数°程度ずれているような場合でも実質的にアンチパラレル乃至パラレルの関係とみなしてもよい。本明細書において配向制御膜とは、一軸配向処理された膜以外に、液晶に直接接触されることによって液晶の配向に何らかの影響を与える膜のことを言う。なお、両側の配向制御膜に一軸配向処理を施さなくても、片側の配向制御膜のみに一軸配向処理を施しても良い。
【００４１】
さらに、基板１ａ，１ｂの間隙には、シリカビーズ等からなるスペーサー（不図示）を配置して、かかるスペーサーによってその間隙寸法を規定するようにしてもよい。なお、間隙寸法は、液晶材料を考慮して最適範囲になるように調整すれば良いが、均一な一軸配向性を達成させたり、電圧が印加されていない状態での液晶分子の平均分子軸を配向処理軸Ｒの平均方向の軸と実質的に一致させるために、０．３〜１０μｍの範囲に設定することが好ましい。
【００４２】
またさらに、基板１ａ，１ｂの間隙にエポキシ樹脂等からなる接着粒子（不図示）を分散配置して、両基板１ａ，１ｂの接着性や、液晶素子の耐衝撃性を向上させると良い。
【００４３】
さらに、液晶素子は、透過型としても良く、反射型としても良い。なお、透過型の場合には両方の基板１ａ，１ｂを透明にする必要があり、反射型の場合には、基板１ａ，１ｂの一方に光を反射させる機能を付与する必要がある。ここで、光を反射させる機能を付与する方法としては、
＊反射板や反射膜を、基板１ａ又は１ｂとは別体に設ける方法や、
＊基板１ａ又は１ｂ自体を反射部材で形成する方法や、
等を挙げることができる。ここで、透過型の液晶素子の場合には両方の基板１ａ，１ｂに偏光板を（それらの偏光軸が互いに直交するように）配置すれば良く、反射型の液晶素子の場合には少なくとも一方の基板１ａ又は１ｂに偏光板を設ければ良い。
【００４４】
（３−３）次にＴＦＴ素子をアクティブ素子として用いた場合の詳細な構造について説明する。
【００４５】
図１の基板１ｂの側には、図２に示すように、ゲート線Ｇ１，Ｇ２，…が図示横方向に多数配置され、ゲート線Ｇ１，Ｇ２，…とは絶縁された状態のソース線Ｓ１，Ｓ２，…が図示縦方向に多数配置されている。そして、これらのゲート線Ｇ１，Ｇ２，…及びソース線Ｓ１，Ｓ２，…の各交点の画素には、アクティブ素子としての薄膜トランジスタ（アモルファスＳｉＴＦＴ）４や、ＩＴＯ膜等の透明導電膜からなる画素電極３ｂ及び保持容量電極６等が配置されている。
【００４６】
このうち、アモルファスＳｉＴＦＴ４は、図１に示すように、ゲート電極４２と、窒化シリコン（ＳｉＮｘ）からなる絶縁膜（ゲート絶緑膜）４３と、半導体層であるａ−Ｓｉ層４４やｎ＋ａ−Ｓｉ層４５，４６と、ソース電極４７と、ドレイン電極４８と、チャネルを保護するチャネル保護膜４９と、によって構成されている。すなわち、ガラス基板１ｂには各画素毎にゲート電極４２が形成され、該ゲート電極４２の表面は絶縁膜４３にて覆われ、絶縁膜４３の表面であってゲート電極４２を形成した位置にはａ−Ｓｉ層４４が形成されている。また、このａ−Ｓｉ層４４の表面には、互いに離間するようにｎ＋ａ−Ｓｉ層４５，４６が形成されており、各ｎ＋ａ−Ｓｉ層４５，４６にはソース電極４７やドレイン電極４８が互いに離間した状態に形成されている。さらに、これらのａ−Ｓｉ層４４や電極４７，４８を覆うようにチャネル保護膜４９が形成されている。
【００４７】
そして、ＴＦＴ４のゲート電極４２は上述したゲート線Ｇ１，Ｇ２，…を介して走査信号ドライバ７に接続され、ＴＦＴ４のソース電極４７はソース線Ｓ１，Ｓ２，…を介して情報信号ドライバ８に接続され、ＴＦＴ４のドレイン電極４８は画素電極３ｂに接続されている。
【００４８】
ところで、上述した保持容量電極６はガラス基板１ｂの表面に形成されており、上述した絶縁膜４３は、この保持容量電極６及びガラス基板１ｂを覆う位置まで形成され、上述したソース電極４７や画素電極３ｂはこの絶縁膜４３の表面に形成されている。これにより、保持容量電極６と画素電極３ｂとは、絶縁膜４３を挟んだ状態に配置されることとなり、これらによって、液晶２と並列の形で設けられた保持容量Ｃｓが構成されることとなる。なお、この保持容量電極６は、面積を大きくした場合における開口率低下を防止するため、透明なＩＴＯによって形成すると良い。
【００４９】
また、図１に示すように、上述したＴＦＴ４や画素電極３ｂの表面には配向制御膜５ｂが形成されており、その表面には一軸配向処理（ラビング処理）が施されている。
【００５０】
さらに、これらのガラス基板１ａ，１ｂの間隙であって、画素電極３ｂと共通電極３ａとの間には、自発分極を有するカイラルスメクチック液晶２が配置されていて、液晶容量Ｃｌｃが構成されることとなる。
【００５１】
また、このような液晶素子の両側には、互いに偏光軸が直交した関係にある一対の偏光板（不図示）が配置されている。
【００５２】
なお、図１に示す液晶素子ではアモルファスＳｉＴＦＴを用いているが、もちろんこれに限る必要はなく、多結晶Ｓｉ（Ｐ−Ｓｉ）ＴＦＴや単結晶Ｓｉ（Ｃ−Ｓｉ）ＴＦＴを用いても良い。
【００５３】
（３−４）次に、上述した液晶素子Ｐの駆動方法（通常の画像表示を行う場合の駆動方法）の一例について説明する。
【００５４】
上述した液晶素子においては、走査信号ドライバ７から各ゲート線Ｇ１，Ｇ２，…にはゲート電圧が線順次に印加され、ＴＦＴ４はゲート電圧が印加されることによってオン状態となる。
【００５５】
一方、ゲート電圧の印加に同期して、情報信号ドライバ８からソース線Ｓ１，Ｓ２，…にはソース電圧（各画素に書き込む情報に応じた情報信号電圧）が印加される。したがって、ＴＦＴ４がオン状態にある画素では、ソース電圧がＴＦＴ４及び画素電極３ｂを介して液晶２に印加され、液晶２のスイッチングが画素単位で行われる。
【００５６】
そして、このような駆動を一定期間（フレーム期間）毎に繰り返し、画像の書き換えを行うようになっている。
【００５７】
ところで、コレステリック相からカイラルスメクチックＣ相へと相転移する相転移過程を詳細に偏光顕微鏡観測したとき、スメクチックＡ相と酷似した配向状態が観測される場合がある。しかしながら本発明に使用される素子の本質はスメクチック層の法線方向と一軸配向処理方向とが大きく異なっており電圧無印加時に安定な分子位置がラビング方向に近い位置にあることである。つまり、こうした関係の層形成方向が実現されている場合には上記スメクチックＡ相的な液晶相は配向には寄与しないこととなるため、本願においてはこうした材料についてもスメクチックＡ相を含まない材料と定義する。
【００５８】
（４）次に、本実施の形態の効果について説明する。
【００５９】
本実施の形態によれば、初めに液晶の相転移温度まで冷却された液晶素子の一方の端で発生したバトネが、液晶素子の他方の端に向かって一様に順次成長していく。このため単安定位置むらが生じるということはない。それにより黒状態での光りぬけを抑えることが出来、良好なコントラストを得ることが出来る。
【００６０】
【実施例】
以下、実施例に沿って本発明を更に詳細に説明する。
【００６１】
（１）液晶組成物の調製
まず、下記液晶性化合物を、それぞれの右側に併記した重量比率で混合し液晶組成物ＬＣ−１を調製した。
【００６２】
【化５】
2004078099.tif 000007
【００６３】
上記液晶組成物ＬＣの物性パラメータを以下に示す。
【００６４】
８６．３　　６１．２　　−７．２
相転移温度（℃）：ＩＳＯ．　→　Ｃｈ　→　ＳｍＣ＊　→　Ｃｒｙ
自発分極（３０℃）：Ｐｓ＝２．９ｎＣ／ｃｍ２
ＳｍＣ＊相でのらせんピッチ（３０℃）：２０μｍ以上
（２）　単画素液晶セルの作製
本実施例では、本発明の効果を確認するための単画素液晶セルを作製した。なお、この単画素液晶セルは、所定間隙を開けた状態に配置された一対のガラス基板を備えたものであって、各ガラス基板の表面には透明電極が形成され、各透明電極を覆うように配向膜が形成され、基板間隙にはカイラルスメクチック液晶が配置されたものであって、透明電極をマトリクス化せずに１つの画素を構成させたものである。
【００６５】
この単画素液晶セルを作製するに当たっては、２枚のガラス基板（厚さ１．１ｍｍ）の表面に７００Å厚のＩＴＯ膜（透明電極）を形成した。そして、各透明電極を覆うように、市販のＴＦＴ用配向膜（日産化学社製のＳＥ７９９２）をスピンコート法により塗布し、その後、８０℃の温度で５分間の前乾燥を行ない、さらに２００℃で１時間加熱焼成を施し膜厚１５０Åのポリイミド被膜（配向膜）を得た。
【００６６】
続いて、それぞれのポリイミド膜に対して一軸配向処理としてナイロン布によるラビング処理を施した。このラビング処理には、外周面にナイロン（ＮＦ−７７／帝人製）を貼り付けた径１０ｃｍのラビングロールを用い、押し込み量を０．７ｍｍとし、送り速度を１０ｃｍ／ｓｅｃとし、回転数を１０００ｒｐｍとし、送り回数を４回とした。
【００６７】
その後、一方の基板上にはスペーサーとしてのシリカビーズ（平均粒径１．５μｍ）を散布し、ラビング処理方向が互いに反平行（アンチパラレル）となるように２枚の基板を貼り合わせた。そして、基板間隙に液晶組成物ＬＣ−１をＣｈ相の温度で注入し、単画素液晶セルを作製した。
【００６８】
このような単画素液晶セルを２個作製した。一方の液晶セルに対して、基板の片側の端部にＩＴＯヒータをとりつけ端部より面内方向に向かって熱が伝わるようにし、コレステリック液晶層を示す温度まで加熱した。このあと、ＩＴＯヒータの温度を下げ、カイラルスメクチック液晶層を示す温度まで冷却した。この際、−２Ｖの直流オフセット電圧を印加した。冷却中の液晶層の様子を偏光光学顕微鏡により目視観察したところ、コレステリック相からカイラルスメクチック相への転移は端部のある一部分より始まり、面内方向に向かって一様に広がっていった。この際、コレステリック相を示す部分とカイラルスメクチック層を示す部分の境界は、０．２５ｘ１０−３ｍ／ｓの速度で移動するのが観察された。
【００６９】
もう一方の液晶セルに対しては、メトラートレド社製ホットステージを用いて面内に一様な温度勾配を設けずにコレステリック液晶層を示す温度まで加熱した。その後、ホットステージの温度を下げカイラルスメクチック液晶層を示す温度まで冷却した。この際、−２Ｖの直流オフセット電圧を印加した。この様子を偏光光学顕微鏡により観察したところ、セル内の複数の点を起点として相転移が生じるのを確認した。
【００７０】
このようにして作成した２個の単画素液晶セルの配向をニコン社製偏光光学顕微鏡ＢＸ５０を用いて観察したところ、温度勾配を維持したまま冷却したセル中の平均分子位置はセル全面で均一であったが、温度勾配を設けずに冷却したセル中の平均分子位置は不ぞろいであった。
【００７１】
また、浜松フォトニクス社製フォトマルシステムを前述光学顕微鏡に接続し、コントラストを測定したところ、温度勾配を維持したまま冷却したセルのコントラストは２００であったが、温度勾配を設けずに冷却したセルのコントラストは１３０程度であり、冷却時の面内の温度勾配によってコントラストが上昇していることが確認できた。
【００７２】
（３）アクティブマトリクス型液晶パネルの作製
次に、図１及び図２に示すアクティブマトリクス型液晶パネル（液晶素子）を作成した。
【００７３】
なお、基板１ａ，１ｂには厚さ１．１ｍｍのガラス基板を用い、それらには透明電極３ａ，３ｂを形成した。また、一方のガラス基板１ａにはＲＧＢのカラーフィルター（不図示）を形成した。そして、画面サイズは１０．４インチとし、画素数は８００×６００とした。
【００７４】
さらに、アクティブ素子４にはａ−ＳｉＴＦＴを用い、該ＴＦＴ４のゲート絶縁膜４３には窒化シリコン膜を用いた。
【００７５】
また、配向制御膜５ａ，５ｂは、ポリイミド膜にて形成した。具体的には、市販のＴＦＴ用配向膜（日産化学社製のＳＥ７９９２）をスピンコート法により電極３ａ，３ｂを覆うように塗布し、その後、８０℃の温度で５分間の前乾燥を行ない、さらに２００℃の温度で１時間の加熱焼成を施すことによって形成し、その膜厚を１５０Åとした。なお、これらの配向制御膜５ａ，５ｂには、ナイロン布によるラビング処理（一軸配向処理）を施した。このラビング処理には、外周面にコットン布を貼り合わせた径１０ｃｍのラビングロールを用い、押し込み量を０．７ｍｍ、送り速度を１０ｃｍ／ｓｅｃとし、回転数を１０００ｒｐｍ、送り回数を４回とした。
【００７６】
続いて、一方の基板上には、平均粒径１．５μｍのシリカビーズ（スペーサー）を散布し、各基板１ａ，１ｂのラビング処理方向が互いにアンチパラレルとなるように貼り合わせ、均一な基板間隙のセルを得た。
【００７７】
このようなプロセスで作製したセルに液晶組成物ＬＣ−１をＣｈ相の温度で注入し液晶パネルを作製した。
【００７８】
次に、２台並べたホットプレートの上に厚さ５ｍｍのガラス板をのせ、その上に作成した液晶パネルＰをのせた。ホットプレートの温度はそれぞれ７０℃から６５℃の温度勾配がパネル面内に生じるように設定された。
【００７９】
その後、液晶がカイラルスメクチック液晶相を示す温度まで温度勾配を保ちつつ、液晶がＣｈ相からＳｍＣ＊相に相転移する際に−２Ｖのオフセット電圧（直流電圧）を印加した。
【００８０】
以上の方法により温度勾配を保ちつつ冷却を施した液晶セルＰに特定の画像（白黒市松模様等）を４時間程度表示した。その後、全画面黒画像、全画面中間調画像、全画面白画像を表示したが、先の特定の画像に対応する焼き付きパターンは確認されなかった。これは前述の単画素液晶セルにおいて確認された平均分子軸位置の均一化によるものと思われる。
【００８１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、温度勾配を保ちつつ冷却を施したことにより、コレステリック−カイラルスメクチック転移後の平均分子軸位置を均一にすることが出来る。したがって、黒表示状態での偏光子の光軸と分子軸位置を面内のあらゆる点で一致させることが出来、コントラストの向上が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によって作製される液晶パネルの構造を示す断面図。
【図２】電極の形状等を示す平面図。
【図３】強誘電性液晶を用いた液晶素子の駆動原理等を説明するための分解斜視図。
【符号の説明】
１ａ，１ｂ　基板
２　カイラルスメクチック液晶
３ａ　共通電極
３ｂ　画素電極
【図１】
2004078099.tif 000008
【図２】
2004078099.tif 000009
【図３】
2004078099.tif 000010