(57)【要約】【課題】  本発明は、強誘電性液晶を用いた液晶表示素子において、強誘電性液晶として、降温過程においてスメクチックＡ相を経由してカイラルスメクチックＣ相を発現する材料を用い、単安定性の動作モードを示す液晶表示素子を提供することを主目的とする。【解決手段】  本発明は、基板と電極層と配向膜とを有する２枚の配向基板を、上記配向膜が対向するよう配置し、上記配向基板間に強誘電性液晶を狭持してなる液晶表示素子において、上記２枚の配向膜のうち少なくとも一方の対向面上に反応性液晶を固定化してなる反応性液晶層を設けることにより、上記目的を達成するものである。【選択図】      図１
2005258429.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１基板と、前記第１基板上に形成された電極層と、前記電極層上に形成された第１配向膜と、前記第１配向膜上に形成され、反応性液晶を固定化してなる反応性液晶層とを有する反応性液晶側基板、および、第２基板と、前記第２基板上に形成された電極層と、前記電極層上に形成された第２配向膜とを有する対向基板を、前記反応性液晶側基板の反応性液晶層と前記対向基板の第２配向膜とが向かい合うように配置し、前記反応性液晶側基板および前記対向基板間に強誘電性液晶を狭持してなる液晶表示素子であって、
前記強誘電性液晶は、降温過程においてスメクチックＡ相を経由してカイラルスメクチックＣ相を発現し、かつ、前記カイラルスメクチックＣ相において単安定性を示すものであることを特徴とする液晶表示素子。
【請求項２】
前記第２配向膜上に、反応性液晶を固定化してなる第２反応性液晶層が形成されており、前記反応性液晶層を構成する反応性液晶および前記第２反応性液晶層を構成する反応性液晶は、異なる組成であることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示素子。
【請求項３】
前記反応性液晶は、ネマチック相を発現するものであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の液晶表示素子。
【請求項４】
前記反応性液晶は、重合性液晶モノマーを有することを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれかの請求項に記載の液晶表示素子。
【請求項５】
前記重合性液晶モノマーは、モノアクリレートモノマーまたはジアクリレートモノマーであることを特徴とする請求項４に記載の液晶表示素子。
【請求項６】
前記ジアクリレートモノマーは、下記式（１）で表される化合物であることを特徴とする請求項５に記載の液晶表示素子。
【化１】
2005258429.tif 000016
（ここで、式中のＸ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し、ｍは２〜２０の範囲内の整数を表す。）
【請求項７】
前記ジアクリレートモノマーは、下記式（２）で表される化合物であることを特徴とする請求項５に記載の液晶表示素子。
【化２】
2005258429.tif 000017
（ここで、式中の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−を表し、ｍは０または１を表し、ｎは２〜８の範囲内の整数を表す。）
【請求項８】
前記第１配向膜および前記第２配向膜が、光配向膜であることを特徴とする請求項１から請求項７までのいずれかの請求項に記載の液晶表示素子。
【請求項９】
前記光配向膜の構成材料が、光反応を生じることにより前記光配向膜に異方性を付与する光反応型の材料、または光異性化反応を生じることにより前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光異性化型の材料であることを特徴とする請求項１から請求項８でのいずれかの請求項に記載の液晶表示素子。
【請求項１０】
前記強誘電性液晶が単一相を構成するものであることを特徴とする請求項１から請求項９までのいずれかの請求項に記載の液晶表示素子。
【請求項１１】
薄膜トランジスタを用いたアクティブマトリックス方式により駆動させるものであることを特徴とする請求項１から請求項１０までのいずれかの請求項に記載の液晶表示素子。
【請求項１２】
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ものであることを特徴とする請求項１から請求項１１までのいずれかの請求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、強誘電性液晶を用いた液晶表示素子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に薄膜トランジスタ（以下、これを「ＴＦＴ素子」とする場合がある。）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と遅く動画表示に充分対応しているとはいえない。
【０００３】
一方、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。強誘電性液晶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が広く知られているが（図４）、明、暗の２状態でのスイッチングに限られ、メモリー性を有するものの、階調表示ができないという問題を抱えている。
【０００４】
近年、電圧非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。）強誘電性液晶が、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を可能とするものとして注目されている（非特許文献１、図４）。
【０００５】
このような単安定性を示す液晶材料としては、一般に、降温過程においてコレステリック相（Ｃｈ）−カイラルスメクチックＣ（ＳｍＣ＊）相と相変化し、スメクチックＡ（ＳｍＡ）相を経由しない強誘電性液晶が用いられている。
【０００６】
一方、強誘電性液晶としては、降温過程においてＣｈ−ＳｍＡ−ＳｍＣ＊と相変化し、ＳｍＡ相を経由してＳｍＣ＊相を示す材料があり、現在報告されている強誘電性液晶材料の中では、前者のＳｍＡ相を経由しない材料に比べて、このような相系列を持つものが大半である。しかしながら、このような相系列を持つ強誘電性液晶は、通常、１層法線に対して二つの安定状態を有し、双安定性を示すことが知られている（図５）。
【０００７】
このような強誘電性液晶を単安定化する方法としては、高分子安定化法がある。高分子安定化法は、配向処理を施した液晶セルに紫外線硬化型モノマーを混入した強誘電性液晶を注入し、直流または交流の電圧を印加した状態で、紫外線照射を行い、高分子化させることにより安定化させる方法であるが、製造プロセスが複雑になり、また、駆動電圧が高くなるという問題がある。
【０００８】
一般に、液晶の配向処理技術としては、配向膜を用いるものがあり、その方法としてはラビング法と光配向法とがある。ラビング法は、ポリイミド膜をコートした基板をラビング処理してポリイミド高分子鎖をラビング方向に配向させ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り、ネマチック液晶の配向制御に優れており、一般に工業的にも用いられている技術である。しかしながら、この方法では静電気や塵の発生、ラビング条件の違いによる配向規制力やチルト角の不均一、大面積処理時のムラなどの問題があり、ネマチック液晶に比べて分子の秩序性が高いために配向制御が難しく、配向欠陥の生じやすい強誘電性液晶の配向処理法には適していない。
【０００９】
これに対し、光配向法は、高分子または単分子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）を生じさせて高分子膜または単分子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。この方法は、ラビング法の問題点である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が、この方法を用いても本質的に双安定性を示す強誘電性液晶を用いて単安定性の動作モードを実現した報告例はこれまでのところ見当たらない。このため、階調表示を可能とすることにより、カラーフィルター方式やフィールドシーケンシャルカラー方式により高精細なカラー表示を実現するためには、強誘電性液晶の材料選択の幅が狭く、多様な要求特性に応じることが困難であった。
【００１０】
【非特許文献１】NONAKA, T., LI, J., OGAWA, A., HORNUNG, B., SCHMIDT, W.,  WINGEN, R., and DUBAL, H., 1999, Liq. Cryst., 26, 1599.
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、強誘電性液晶を用いた液晶表示素子において、強誘電性液晶として、降温過程においてスメクチックＡ相を経由してカイラルスメクチックＣ相を発現する材料を用い、単安定性の動作モードを示す液晶表示素子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】
【００１２】
本発明者らは、上記実情に鑑み鋭意検討した結果、強誘電性液晶の配向を制御する２枚の配向膜のうち少なくとも一方の対向面上に、反応性液晶を固定化してなる反応性液晶層を設けることにより、上記のような相系列を有する強誘電性液晶が単安定性の動作モードを示すことを見出し、本発明を完成させた。
【００１３】
すなわち、本発明においては、第１基板と、上記第１基板上に形成された電極層と、上記電極層上に形成された第１配向膜と、上記第１配向膜上に形成され、反応性液晶を固定化してなる反応性液晶層とを有する反応性液晶側基板、および、第２基板と、上記第２基板上に形成された電極層と、上記電極層上に形成された第２配向膜とを有する対向基板を、上記反応性液晶側基板の反応性液晶層と上記対向基板の第２配向膜とが向かい合うように配置し、上記反応性液晶側基板および上記対向基板間に強誘電性液晶を狭持してなる液晶表示素子であって、
上記強誘電性液晶は、降温過程においてスメクチックＡ相を経由してカイラルスメクチックＣ相を発現し、かつ、上記カイラルスメクチックＣ相において単安定性を示すものであることを特徴とする液晶表示素子を提供する。
【００１４】
本発明によれば、上記反応性液晶層は、上記第１配向膜上に固定化されてなるものであるので、反応性液晶層は強誘電性液晶を配向させるための配向膜として機能することができる。また、上記反応性液晶は、強誘電性液晶と構造が比較的類似していることから、強誘電性液晶との相互作用が強くなり、配向膜のみを用いた場合よりも効果的に強誘電性液晶の配向を制御することができる。本発明は、このような反応性液晶層を設けることにより、ジグザグ欠陥やヘアピン欠陥等の配向欠陥を生じることなく、降温過程においてＳｍＡ相を経由してＳｍＣ＊相を発現する強誘電性液晶を用いて単安定性の動作モードを実現することができる。また本発明は、電界印加徐冷法によらずに、配向膜および反応性液晶を用いて配向を制御するものであるので、相転移点以上に昇温してもその配向を維持し、配向乱れの発生を抑制することができるという利点を有する。
【００１５】
上記発明においては、上記第２配向膜上に、反応性液晶を固定化してなる第２反応性液晶層が形成されており、上記反応性液晶層を構成する反応性液晶および上記第２反応性液晶層を構成する反応性液晶は、異なる組成であることが好ましい。
【００１６】
第２配向膜の対向面上にも反応性液晶を固定化してなる第２反応性液晶層が形成されることにより、上述した反応性液晶層を形成することにより得られる効果をさらに高めることができ、より効果的に強誘電性液晶の配向を制御することができるからである。また、上記反応性液晶層を構成する反応性液晶および上記第２反応性液晶層を構成する反応性液晶が異なる組成であることにより、ジグザグ欠陥やヘアピン欠陥等の配向欠陥の発生を抑制し、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。
【００１７】
上記発明においては、上記反応性液晶は、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。
【００１８】
また上記発明においては、上記反応性液晶は、重合性液晶モノマーを有することが好ましい。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。
【００１９】
さらに上記発明においては、上記重合性液晶モノマーは、モノアクリレートモノマーまたはジアクリレートモノマーであることが好ましい。モノアクリレートモノマーまたは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。
【００２０】
またさらに上記発明においては、上記ジアクリレートモノマーは、下記式（１）で表される化合物であることが好ましい。
【００２１】
【化１】
2005258429.tif 000003
【００２２】
（ここで、式中のＸ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し、ｍは２〜２０の範囲内の整数を表す。）
【００２３】
さらに上記発明においては、上記ジアクリレートモノマーは、下記式（２）で表される化合物であることが好ましい。
【００２４】
【化２】
2005258429.tif 000004
【００２５】
（ここで、式中の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−を表し、ｍは０または１を表し、ｎは２〜８の範囲内の整数を表す。）
【００２６】
さらにまた上記発明においては、上記第１配向膜および上記第２配向膜は、光配向膜であることが好ましい。光配向膜を形成する際の光配向処理は、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だからである。
【００２７】
さらに上記発明においては、上記光配向膜の構成材料は、光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反応型の材料、または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光異性化型の材料であることが好ましい。このような材料を用いることにより、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。
【００２８】
またさらに上記発明においては、上記強誘電性液晶は単一相を構成するものであることが好ましい。本発明においては、単一相の強誘電性液晶を用いても良好な配向を得ることができ、配向を制御するために、高分子安定化法などの手法を用いる必要がなく、製造プロセスが容易となり、駆動電圧を低くすることができることから、単一相を構成する強誘電性液晶を用いることにより、本発明の効果がより顕著となるからである。
【００２９】
本発明の液晶表示素子は、薄膜トランジスタを用いたアクティブマトリックス方式により駆動させるものであることが好ましい。ＴＦＴ素子を用いたアクティブマトリックス方式を採用することにより、目的の画素を確実に点灯、消灯できるため高品質なディスプレイが可能となるからである。さらに、一方の基板上にＴＦＴ素子をマトリックス状に配置してなるＴＦＴ基板と、他方の基板上の表示部全域に共通電極を形成してなる共通電極基板とを組み合わせ、上記共通電極基板の共通電極と基板との間にＴＦＴ素子のマトリックス配置させたマイクロカラーフィルターを形成し、カラー液晶表示素子として用いることもできる。
【００３０】
また、本発明の液晶表示素子は、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ものであることが好ましい。上記液晶表示素子は、応答速度が速く、配向欠陥を生じることなく強誘電性液晶を配向させることができるので、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ことにより、低消費電力かつ低コストで、視野角が広く、明るく高精細なカラー動画表示を実現することができるからである。
【発明の効果】
【００３１】
本発明の液晶表示素子は、降温過程においてＳｍＡ相を経由してＳｍＣ＊相を発現する強誘電性液晶を用いて単安定性の動作モードを実現することができるという効果を奏する。本発明の液晶表示素子はこのような効果を奏するものであるので、階調表示を可能とし、視野角が広く、高精細なカラー動画表示を得ることができる点で有用である。また本発明によれば、このような液晶表示素子に使用できる強誘電性液晶の材料選択の幅が広がり、種々の要求特性に応じられるという利点を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、本発明の液晶表示素子について詳細に説明する。本発明の液晶表示素子は、第１基板と、上記第１基板上に形成された電極層と、上記電極層上に形成された第１配向膜と、上記第１配向膜上に形成され、反応性液晶を固定化してなる反応性液晶層とを有する反応性液晶側基板、および、第２基板と、上記第２基板上に形成された電極層と、上記電極層上に形成された第２配向膜とを有する対向基板を、上記反応性液晶側基板の反応性液晶層と上記対向基板の第２配向膜とが向かい合うように配置し、上記反応性液晶側基板および上記対向基板間に強誘電性液晶を狭持してなる液晶表示素子であって、
上記強誘電性液晶は、降温過程においてスメクチックＡ相を経由してカイラルスメクチックＣ相を発現し、かつ、上記カイラルスメクチックＣ相において単安定性を示すものであることを特徴としている。
【００３３】
ここで単安定性を示すとは、上述したように電圧非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状態をいうものである。より具体的に説明すると、図３に示すように、強誘電性液晶分子８は層法線に対しチルト角±θだけ傾く二つの安定状態を有し、この二つの安定状態間をコーン上に動作することができるが、電圧非印加時に強誘電性液晶分子８が上記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。
【００３４】
このような本発明の液晶表示素子について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の液晶表示素子の一例を示す概略断面図である。図１に示すように、本発明の液晶表示素子は、第１基板１ａと、この第１基板１ａ上に形成された電極層２ａと、電極層２ａ上に形成された第１配向膜３ａと、第１配向膜３ａ上に形成された反応性液晶層４とを有する反応性液晶側基板１１、および、第２基板１ｂと、第２基板１ｂ上に形成された電極層２ｂと、電極層２ｂ上に形成された第２配向膜３ｂとを有する対向基板１２を有している。さらに、反応性液晶側基板１１の反応性液晶層４と対向基板１２の第２配向膜３ｂとの間には強誘電性液晶が挟持され、液晶層５が構成されている。
【００３５】
本発明においては、反応性液晶層４は第１配向膜３ａ上に形成されていることから、反応性液晶層４を構成する反応性液晶は上記第１配向膜３ａにより配向しており、この反応性液晶を例えば紫外線により重合させて反応性液晶の配向状態を固定化することにより反応性液晶層４が形成されている。このように、反応性液晶層４は反応性液晶の配向状態が固定化されているものであるので、液晶層５を構成する強誘電性液晶を配向させる配向膜としての作用を有することとなる。さらに、反応性液晶層を構成する反応性液晶は、強誘電性液晶と構造が比較的類似していることから、強誘電性液晶との相互作用が強くなるため、配向膜のみを用いた場合よりも効果的に配向を制御することができる。
【００３６】
本発明の液晶表示素子は、このように第１配向膜の対向面上に反応性液晶層を形成することにより、降温過程においてＳｍＡ相を経由してＳｍＣ＊相へと相変化する強誘電性液晶を用いて単安定性の動作モードを実現するものである。このような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ものであるが、本発明によればこのような配向欠陥を生じさせることなく強誘電性液晶を配向させることができるので、光漏れによるコントラストの低下を防止することができるという利点を有する。また、本発明は電界印加徐冷方式を用いないで強誘電性液晶を配向させるものであるので、電界印加徐冷法の問題点である相転移点以上に昇温することによる配向乱れが生じにくく、配向安定性に優れているという利点を有している。
【００３７】
また、本発明の液晶表示素子は、例えば図１に示すように、第１基板１ａおよび第２基板１ｂの外側には偏光板６ａ、６ｂが設けられていてもよく、これにより入射光が直線偏光となり液晶分子の配向方向に偏光した光のみを透過させることができる。液晶層５として、単安定性の動作モードを示す強誘電性液晶を用いることにより、印加電圧により透過光量を制御することにより階調表示が可能となる。
【００３８】
さらに、本発明の液晶表示素子は、例えば図２に示すように、対向基板１２を薄膜トランジスタ（ＴＦＴ素子）７がマトリックス状に配置されたＴＦＴ基板とし、反応性液晶側基板１１を共通電極８ａが全域に形成された共通電極基板として、この２つの基板を組み合わせたものであることが好ましい。このようなＴＦＴ素子を用いたアクティブマトリックス方式の液晶表示素子について以下に説明する。
【００３９】
図２において、反応性液晶側基板１１は、電極層が共通電極８ａであり、共通電極基板となっており、一方、対向基板１２は電極層がｘ電極８ｂ、ｙ電極８ｃおよび画素電極８ｄから構成され、ＴＦＴ基板となっている。このような液晶表示素子において、ｘ電極８ｂおよびｙ電極８ｃはそれぞれ縦横に配列しているものであり、これらの電極に信号を加えることによりＴＦＴ素子７を作動させ、強誘電性液晶を駆動させることができる。ｘ電極８ｂおよびｙ電極８ｃ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、ｘ電極８ｂの信号とｙ電極８ｃの信号とは独立に動作することができる。ｘ電極８ｂおよびｙ電極８ｃにより囲まれた部分は、本発明の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ＴＦＴ素子７および画素電極８ｄが形成されている。本発明の液晶表示素子では、ｘ電極８ｂおよびｙ電極８ｃに順次信号電圧を加えることにより、各画素のＴＦＴ素子７を動作させることができる。なお、図２においては液晶層および第２配向膜を省略している。
【００４０】
このような本発明の液晶表示素子は、カラーフィルター方式またはフィールドシーケンシャルカラー方式を採用することによりカラー液晶表示素子として用いることができる。例えば、カラーフィルター方式を採用する場合には、上記共通電極８ａと第１基板１ａとの間にＴＦＴ素子をマトリックス状に配置させたマイクロカラーフィルターを形成すればよい。
【００４１】
なお、図２においては共通電極８ａが形成されている側を反応性液晶側基板１１、ＴＦＴ素子７や画素電極８ｄ等が形成されている側を対向基板１２としているが、本発明の液晶表示素子はこのような構成に限定されるものではなく、共通電極が形成されている側を対向基板とし、ＴＦＴ素子や画素電極等が形成されている側を反応性液晶側基板としてもよい。このような本発明の液晶表示素子の各構成部材について以下に詳細に説明する。
【００４２】
１．液晶表示素子の構成部材
（１）反応性液晶側基板
まず、反応性液晶側基板について説明する。本発明における反応性液晶側基板は、第１基板と、第１基板上に形成された電極層と、この電極層上に形成された第１配向膜と、この第１配向膜上に形成された反応性液晶層とを有するものである。以下、このような反応性液晶側基板の各構成について説明する。
【００４３】
（ｉ）反応性液晶層
本発明に用いられる反応性液晶層は、第１配向膜上に形成され、反応性液晶を固定化してなるものである。この反応性液晶は、第１配向膜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が形成される。このように本発明においては、反応性液晶層は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、強誘電性液晶を配向させるための配向膜として機能することができる。また、反応性液晶層は固定化されているため、相転移点以上に昇温しても配向乱れを生じることがなく、配向安定性に優れているという利点を有する。さらに、反応性液晶は強誘電性液晶と構造が比較的類似しており、強誘電性液晶との相互作用が強くなるため、配向膜のみを用いた場合よりも効果的に強誘電性液晶の配向を制御することができる。
【００４４】
このような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、液晶層の中でも配向制御が比較的容易であるからである。
【００４５】
また、反応性液晶は、重合性液晶材料を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、本発明においては、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。
【００４６】
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はされなく、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。
【００４７】
モノアクリレートモノマーとしては、例えば下記式で表される化合物を例示することができる。
【００４８】
【化３】
2005258429.tif 000005
【００４９】
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。
【００５０】
また、ジアクリレートモノマーとしては、例えば下記式に示すような化合物を挙げることができる。
【００５１】
【化４】
2005258429.tif 000006
【００５２】
【化５】
2005258429.tif 000007
【００５３】
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。
【００５４】
さらに、ジアクリレートモノマーとしては、例えば下記式に示すような化合物を挙げることもできる。
【００５５】
【化６】
2005258429.tif 000008
【００５６】
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。
【００５７】
本発明においては、中でも上記式（１）および上記式（２）で表される化合物が好適に用いられる。また、上記式（１）に示す化合物の場合、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。
【００５８】
本発明に用いられる重合性液晶モノマーは、上記の中でもジアクリレートモノマーであることが好ましい。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。
【００５９】
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。本発明において、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。
【００６０】
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。
【００６１】
本発明に用いることができる光重合開始剤としては、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。
【００６２】
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。
【００６３】
上記のような反応性液晶を固定化してなる反応性液晶層の厚みは１ｎｍ〜１０００ｎｍの範囲内であることが好ましく、より好ましくは１０ｎｍ〜２００ｎｍの範囲内である。反応性液晶層が上記範囲を超えて厚くなると必要以上の異方性が生じてしまい、また上記範囲より薄いと所定の異方性が得られない場合があるからである。したがって、反応性液晶層の厚みは、必要な異方性に準じて決定すればよい。
【００６４】
次に、反応性液晶層の形成方法について説明する。反応性液晶層は、第１配向膜上に上記反応性液晶を含む反応性液晶層用塗工液を塗布し、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。
【００６５】
また、反応性液晶層用塗工液を塗布するのではなく、ドライフィルム等をあらかじめ形成し、これを第１配向膜上に積層する方法も用いることができるが、本発明においては、反応性液晶を溶媒に溶解させて反応性液晶層用塗工液を調製し、これを第１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。この方法は、工程上比較的簡便であるからである。
【００６６】
上記反応性液晶層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、かつ第１配向膜の配向能を阻害しないものであれば特に限定はされない。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等の１種または２種以上が使用可能である。
【００６７】
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、上述したように第１配向膜が侵食されたりする場合がある。しかしながら、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、炭化水素類と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。反応性液晶層用塗工液の濃度は、反応性液晶の溶解性や、形成しようとする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１〜６０重量％、好ましくは３〜４０重量％の範囲で調整される。
【００６８】
さらに、上記反応性液晶層用塗工液には、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等が挙げられる。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。
【００６９】
このような反応性液晶層用塗工液を塗布する方法としては、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、カーテンコート法(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、押し出しコート法等が挙げられる。
【００７０】
また、上記反応性液晶層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。
【００７１】
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、第１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。
【００７２】
上述したように、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い、必要であれば重合性液晶材料内に光重合開始剤が含まれていてもよい。
【００７３】
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２５０〜４５０、さらに好ましくは３００〜４００ｎｍの照射光が用いられる。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
なお、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。
【００７８】
（ii）第１配向膜
次に、本発明に用いられる第１配向膜について説明する。本発明に用いられる第１配向膜は、上記反応性液晶を配向させることができ、さらに上記反応性液晶の配向状態を固定化する際に悪影響を及ぼさないものであれば特に限定されない。例えばラビング処理、光配向処理等を施したものを用いることができるが、本発明においては光配向処理を施した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。
【００７９】
なお、光配向膜の構成材料、および光配向処理方法等に関しては、後述する対向基板の第２配向膜の欄に記載するため、ここでの説明は省略する。
【００８０】
（iii）第１基板
本発明に用いられる第１基板は、一般に液晶表示素子の基板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、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。上記第１基板の表面粗さ（ＲＳＭ値）は、１０ｎｍ以下であることが好ましく、より好ましくは３ｎｍ以下、さらに好ましくは１ｎｍ以下の範囲内である。なお、本発明において上記表面粗さは、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ：ＡＴＯＭＩＣ  ＦＯＲＣＥ  ＭＩＣＲＯＳＣＯＰＥ）により測定することができる。
【００８１】
（iv）電極層
本発明に用いられる電極層は、一般に液晶表示素子の電極層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が、少なくとも一方が透明導電体で形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。特に、ＴＦＴ素子を用いたアクティブマトリックス方式の液晶表示素子とする場合には、第１電極層および第２電極層のうち一方を上記透明導電体で形成される全面共通電極とし、他方をｘ電極とｙ電極をマトリックス状に配列し、ｘ電極とｙ電極で囲まれた部分にＴＦＴ素子および画素電極を配置することが好ましい。この場合に、画素電極、ＴＦＴ素子、ｘ電極およびｙ電極により形成される電極層の凹凸部の差は、０．２μｍ以下であることが好ましい。電極層の凹凸部の差が０．２μｍを超えると、配向乱れを生じやすいからである。
【００８２】
上記電極は、上記基板上にＣＶＤ法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等の蒸着方法により透明導電膜を形成することができ、これをマトリックス状にパターニングすることによりｘ電極およびｙ電極を形成することができる。
【００８３】
（２）対向基板
次に、本発明に用いられる対向基板について説明する。本発明における対向基板は、第２基板と、この第２基板上に形成された電極層と、この電極層上に形成された第２配向膜とを有するものである。以下、このような対向基板の各構成について説明するが、第２基板については上記反応性液晶側基板の第１基板の欄で、電極層については上記反応性液晶側基板の電極層の欄で説明したものと同じものを用いることができるので、ここでの説明は省略する。
【００８４】
（ｉ）第２配向膜
本発明に用いられる第２配向膜としては、強誘電性液晶を配向させることができるものであれば特に限定はされない。このような第２配向膜としては、例えばラビング処理、光配向処理等を施したものを用いることができるが、本発明においては光配向処理を施した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。以下、このような光配向膜について説明する。
【００８５】
（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。
【００８６】
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、強誘電性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く、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反応型の材料とに分けることができる。なお、上記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、それぞれについて説明する。
【００８７】
（光反応型）
まず、光反応型の構成材料について説明する。上述したように、光反応型の構成材料とは、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構成材料としては、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。
【００８８】
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。一方、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。
【００８９】
このような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。
【００９０】
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。
【００９１】
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。
【００９２】
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。
【００９３】
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。
【００９４】
二量化反応性ポリマーとしては、下記式で表される化合物を例示することができる。
【００９５】
【化７】
2005258429.tif 000009
【００９６】
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。
【００９７】
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。
【００９８】
このような二量化反応性ポリマーとして、より好ましくは、下記式で表される化合物を挙げることができる。
【００９９】
【化８】
2005258429.tif 000010
【０１００】
上記二量化反応性ポリマーの中でも、下記式で表される化合物１〜４の少なくとも一つであることが特に好ましい。
【０１０１】
【化９】
2005258429.tif 000011
【０１０２】
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。
【０１０３】
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。
【０１０４】
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。
【０１０５】
なお、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。
【０１０６】
次に、上記光反応型の材料を用いた場合の光配向処理方法について説明する。本発明において、光配向処理方法は、光配向膜に異方性を付与す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く、例えば、電極層が設けられた基板の液晶層と対向する面上に、上述した光配向膜の構成材料を有機溶剤で希釈した塗工液をコーティングし、乾燥させることにより行うことができる。この場合に、塗工液中の光二量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。光二量化反応性化合物の含有量が小さすぎると、配向膜に適度な異方性を付与することが困難となり、逆に大きすぎると、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。
【０１０７】
コーティング法としては、スピンコーティング法、ロールコーティング法、ロッドバーコーティング法、スプレーコーティング法、エアナイフコーティング法、スロットダイコーティング法、ワイヤーバーコーティング法などを用いることができる。
【０１０８】
上記構成材料をコーティングすることにより得られる高分子膜の厚みは１ｎｍ〜２００ｎｍの範囲内であることが好ましく、３ｎｍ〜１００ｎｍの範囲内であることがより好ましい。上記高分子膜の厚みが小さすぎると十分な光配列性が得られない場合があり、逆に厚みがありすぎても液晶分子が配向乱れを生じる場合があり、また、コスト的に好ましくないからである。
【０１０９】
得られた高分子膜は、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。
【０１１０】
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が、強誘電性液晶の配向状態を良好なものとすることができることから、基板面に対して斜め０°〜４５°の範囲内とすることが好ましく、２０°〜４５°の範囲内とすることがより好ましい。
【０１１１】
（光異性化型）
次に、光異性化型の材料について説明する。ここでいう光異性化型の材料とは、上述したように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り、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。
【０１１２】
このような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。
【０１１３】
このような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。
【０１１４】
このような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強誘電性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。
【０１１５】
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。
【０１１６】
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。
【０１１７】
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。
【０１１８】
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、用いられる強誘電性液晶の種類に応じて、適宜選択することができる。
【０１１９】
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。
【０１２０】
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。
【０１２１】
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。
【０１２２】
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。
【０１２３】
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。
【０１２４】
【化１０】
2005258429.tif 000012
【０１２５】
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。
【０１２６】
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、下記式で表される化合物を挙げることができる。
【０１２７】
【化１１】
2005258429.tif 000013
【０１２８】
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、下記式で表される化合物を挙げることができる。
【０１２９】
【化１２】
2005258429.tif 000014
【０１３０】
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。
【０１３１】
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。
【０１３２】
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。
【０１３３】
このような光異性化型の材料を用いた場合の光配向処理は、上記光反応型の材料を用いた場合と同様の方法で行うことができるが、この場合に、塗工液中の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％〜５重量％の範囲内であることがより好ましい。また、光異性化型の場合には、無偏光紫外線斜方を照射することにより光配向処理を行うこともできる。光の照射方向は、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が、強誘電性液晶の配向状態を良好なものとすることができることから、基板面に対して斜め１０°〜４５°の範囲内とすることが好ましく、３０°〜４５°の範囲内とすることがより好ましい。さらに、光異性化反応性化合物として、上述したような重合性モノマーを用いる場合には、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。
【０１３４】
（ii）第２反応性液晶層
本発明においては、上記第２配向膜上に、反応性液晶を固定化してなる第２反応性液晶層が形成されていてもよい。この場合、上記反応性液晶側基板の反応性液晶層を構成する反応性液晶と、対向基板の第２反応性液晶層を構成する反応性液晶とは、異なる組成であることが好ましい。  第２配向膜の対向面上にも反応性液晶を固定化してなる第２反応性液晶層が形成されることにより、上述した反応性液晶層を形成することにより得られる効果をさらに高めることができ、より効果的に強誘電性液晶の配向を制御することができるからである。また、上記反応性液晶層を構成する反応性液晶および上記第２反応性液晶層を構成する反応性液晶が異なる組成であることにより、ジグザグ欠陥やヘアピン欠陥等の配向欠陥の発生を抑制し、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。
【０１３５】
なお、第２反応性液晶層に用いられる反応性液晶、および第２反応性液晶層の形成方法等については、上述した「（１）反応性液晶側基板  （ｉ）反応性液晶層」の欄に記載したものと同様である。
【０１３６】
本発明においては、上述した重合性モノマーの重合性官能基や置換基を種々選択することにより、上記反応性液晶層を構成する反応性液晶および上記第２反応性液晶層を構成する反応性液晶の組成を異なるものとすることができる。この場合に、上記２つの反応性液晶に用いられる重合性モノマーの重合性官能基は同じであっても異なっていてもよい。また本発明においては、重合性モノマーを２種以上組み合わせて用いることもでき、それらの組み合わせを変えることによっても、組成を変化させることが可能である。さらに、同一の組み合わせを用いる場合でも、それぞれの重合性モノマーの含有量を変化させることにより、組成を異なるものとすることができる。
【０１３７】
（３）液晶層
次に、液晶層について説明する。本発明に用いられる液晶層は、強誘電性液晶を、上記反応性液晶側基板と上記対向基板とに狭持することにより構成されるものである。
【０１３８】
（強誘電性液晶）
本発明に用いられる強誘電性液晶は、降温過程においてＳｍＡ相を経由してＳｍＣ＊相を発現し、かつ、ＳｍＣ＊相において単安定性を示す材料である。強誘電性液晶の相系列は、降温過程においてＳｍＡ相を経由してＳｍＣ＊相を示すものであれば特に限定されるものではなく、これらの液晶相の高温側または低温側に他の液晶相を示すものであってもよい。これらの中でも、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＊相を発現する材料を用いることが好ましい。このような強誘電性液晶としては、一般に知られる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。
【０１３９】
また、このような強誘電性液晶としては、ＳｍＣ＊相を示す単一の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。
【０１４０】
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。
【０１４１】
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、Ｒａ、Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３は上記一般式と同じ意味を表し、ＺａおよびＺｂ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。
【０１４２】
また、本発明に用いられる強誘電性液晶としては、単一相を構成するものであることが好ましい。ここで、単一相を構成するとは、高分子安定化法などのように、ポリマーネットワークが形成されていないことをいう。このように単一相の強誘電性液晶を用いることにより、製造プロセスが容易となり、駆動電圧を低くすることができるという利点がある。
【０１４３】
本発明に用いられる強誘電性液晶として、具体的には、クラリアント社製「ＦＥＬＩＸＭ４８５１−１００」などが挙げられる。
【０１４４】
（液晶層）
このような強誘電性液晶で構成される液晶層の厚みは、１．２μｍ〜３．０μｍの範囲内であることが好ましく、１．３μｍ〜２．５μｍの範囲内であることがより好ましく、１．４μｍ〜２．０μｍの範囲内であることがさらに好ましい。液晶層の厚みが小さすぎるとコントラストが下がる場合があり、逆に厚みがありすぎても配向しにくい場合があるからである。
【０１４５】
このような液晶層の形成方法としては、一般に液晶セルの作製方法として用いられる方法を使用することができる。例えば、あらかじめ基板上に電極層を形成し、上記光配向膜を設けて作製した液晶セルに、上記強誘電性液晶を加温することにより等方性液体とし、キャピラリー効果を利用して注入し、接着剤で封鎖することにより液晶層を形成することができる。上記液晶層の厚みは、ビーズなどのスペーサーにより調整することができる。
【０１４６】
（４）偏光板
本発明に用いられる偏光板としては、光の波動のうち特定方向のみを透過させるものであれば特に限定されるものではなく、一般に液晶表示素子の偏光板として用いられているものを使用することができる。
【０１４７】
２．液晶表示素子の製造方法
次に、本発明の液晶表示素子の製造方法について説明する。本発明の液晶表示素子の製造方法としては、一般に液晶表示素子の製造方法として公知の方法を用いることができ、特に限定されるものではない。以下、本発明の液晶表示素子の製造方法の一例として、ＴＦＴ素子を用いたアクティブマトリックス方式の液晶表示素子とする場合を例に挙げて説明する。
【０１４８】
まず、第１基板上に上述した蒸着方法により透明導電膜を形成し、全面共通電極とする。一方、第２基板上には、透明導電膜をマトリックス状にパターニングすることによりｘ電極、ｙ電極を形成し、スイッチング素子および画素電極を設置する。
【０１４９】
次に、このようにして第１基板および第２基板上に形成された電極層上に、それぞれ第１配向膜および第２配向膜の構成材料をコーティングし、必要に応じて配向処理を施し、第１配向膜および第２配向膜を形成する。第１配向膜上にはさらに、重合性液晶材料を含み、かつ、ネマチック相を示す反応性液晶をコーティングし、紫外線等により固定化して反応性液晶層を形成する。
【０１５０】
このようにして形成された反応性液晶層または第２配向膜のいずれか一方の表面に、スペーサーとしてビーズを分散させ、周囲にシール剤を塗布し、反応性液晶側基板と対向基板とを、反応性液晶側基板の反応性液晶層と対向基板の第２配向膜とが向かい合うように貼り合わせ、熱圧着させる。熱圧着後は、注入口からキャピラリー効果を利用して強誘電性液晶を等方性液体の状態で注入し、注入口を紫外線硬化樹脂等により封鎖する。その後、強誘電性液晶は徐冷することにより配向させることができる。このようにして得られた液晶セルの上下に偏光板を貼り付けることにより本発明の液晶表示素子を得ることができる。
【０１５１】
３．液晶表示素子の用途
上述したように本発明の液晶表示素子は、降温過程においてＳｍＡ相を経由してＳｍＣ＊相を発現する強誘電性液晶材料を用いて、単安定性の動作モードを実現することができるものであり、階調表示を可能とし、強誘電性液晶の材料選択の幅も広がることから、多様な要求特性に応じた液晶表示素子を得ることができる。特に、本発明の液晶表示素子は、カラーフィルター方式またはフィールドシーケンシャルカラー方式を採用することによりカラー液晶表示素子として好適である。本発明の液晶表示素子は、ジグザグ欠陥やヘアピン欠陥などの配向欠陥を生じることなく強誘電性液晶を配向させることができるので、光漏れによるコントラスト比の低下を防止することができ、また、広視野角で、高速応答性を有し、高精細なカラー表示を実現することができるからである。
【０１５２】
中でも、本発明の液晶表示素子は、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ものであることが好ましい。このフィールドシーケンシャルカラー方式は、赤緑青の三色のＬＥＤの点滅に同期させて液晶をオン・オフさせることで、カラーフィルターを用いないでカラー表示を可能とするものであり、低消費電力かつ低コストで、視野角が広く、明るく高精細なカラー動画表示を実現することができるからである。また、強誘電性液晶として、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ハーフＶ字駆動する材料を用いることにより、暗部動作時（白黒シャッター閉口時）の光漏れを少なくすることができ、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、そ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、明るいカラー液晶表示素子を得ることができるからである。
【０１５３】
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】
【０１５４】
以下に実施例を示し、本発明をさらに詳細に説明する。なお、光二量化反応性ポリマーとしては下記式で表される化合物Ａを用い、光異性化反応性化合物としては下記式で表される化合物Ｂを用いた。また、反応性液晶に用いられる重合性液晶モノマーとしては下記式で表される化合物Ｃ、化合物Ｄおよび化合物Ｅを用いた。
【０１５５】
【化１３】
2005258429.tif 000015
【０１５６】
（実施例１）
シクロペンタノンに溶解した２重量％の化合物Ａの溶液をＩＴＯコーティングされた２枚のガラス基板に回転数４０００ｒｐｍで３０秒間スピンコーティングした。その後、オーブンで１８０℃、１０分間乾燥後、偏光紫外線で１００ｍＪ／ｃｍ２露光した。さらに、片方の基板にシクロペンタノンに溶解した２重量％の化合物Ｃの溶液を４０００ｒｐｍで３０秒間スピンコーティングして積層し、５５℃で３分間乾燥させた後、無偏光紫外線を５５℃で１０００ｍＪ／ｃｍ２露光した。その後、片方のガラス基板に、１．５μｍのスペーサーを散布し、もう片方の基板にシール材を塗布し、基板を偏光紫外線照射方向と平行かつアンチパラレルの状態に組み立て、熱圧着を行った。液晶は「ＦＥＬＩＸ４８５１−１００」（クラリアント社製）を用い、注入口上部に液晶を付着し、オーブンを用いて、ネマチック相−等方相転移温度より１０℃〜２０℃高い温度で注入を行い、ゆっくりと常温に戻したところモノドメインが得られ、単安定性を示した。
【０１５７】
（比較例１）
シクロペンタノンに溶解した２重量％の化合物Ａの溶液をＩＴＯコーティングされた２枚のガラス基板に回転数４０００ｒｐｍで３０秒間スピンコーティングした。その後、オーブンで１８０℃、１０分間乾燥後、偏光紫外線で１００ｍＪ／ｃｍ２露光した。片方の基板には１．５μｍのスペーサーを散布し、もう片方の基板にシール材を塗布した。その後基板を偏光紫外線照射方向と平行かつアンチパラレルの状態に組み立て、熱圧着を行った。上記「ＦＥＬＩＸ４８５１−１００」を用いて実施例１と同様の方法で注入を行い、ゆっくりと常温に戻したところ、配向欠陥が発生し、双安定性状態を示した。
【０１５８】
（実施例２）
Ｎ−ブチル−２−ピロリジノンと２−ブトキシエタノール（５０：５０ｗ％）に溶解した１重量％の化合物Ｂの溶液をＩＴＯコーティングされた２枚のガラス基板に回転数４０００ｒｐｍで３０秒間スピンコーティングした。その後、オーブンで１００℃、１分間乾燥後、偏光紫外線で５０００ｍＪ／ｃｍ２露光した。さらに、片方の基板にシクロペンタノンに溶解した２重量％の化合物Ｃの溶液を４０００ｒｐｍで３０秒間スピンコーティングして積層し、５５℃で３分間乾燥させた後、無偏光紫外線を５５℃で１０００ｍＪ／ｃｍ２露光した。その後、片方のガラス基板に１．５μｍのスペーサーを散布し、もう片方の基板にシール材を塗布し、基板を偏光紫外線照射方向と平行かつアンチパラレルの状態に組み立て、熱圧着を行った。上記「ＦＥＬＩＸ４８５１−１００」を用いて実施例１と同様の方法で注入を行い、ゆっくりと常温に戻したところ、モノドメインが得られ、単安定性を示した。
【０１５９】
（比較例２）
Ｎ−ブチル−２−ピロリジノンと２−ブトキシエタノール（５０：５０ｗ％）に溶解した１重量％の化合物Ｂの溶液をＩＴＯコーティングされた２枚のガラス基板に回転数４０００ｒｐｍで３０秒間スピンコーティングした。その後、オーブンで１００℃、１分間乾燥後、偏光紫外線で５０００ｍＪ／ｃｍ２露光した。片方のガラス基板に１．５μｍのスペーサーを散布し、もう片方の基板にシール材を塗布し、基板を偏光紫外線照射方向と平行かつアンチパラレルの状態に組み立て、熱圧着を行った。上記「ＦＥＬＩＸ４８５１−１００」を用いて実施例１と同様の方法で注入を行い、ゆっくりと常温に戻したところ、配向欠陥が発生し、双安定性状態を示した。
【０１６０】
（実施例３）
シクロペンタノンに溶解した２重量％の化合物Ａの溶液をＩＴＯコーティングされた２枚のガラス基板に回転数４０００ｒｐｍで３０秒間スピンコーティングした。その後、オーブンで１８０℃、１０分間乾燥後、偏光紫外線で１００ｍＪ／ｃｍ２露光した。さらに、片方の基板にシクロペンタノンに溶解した２重量％の化合物Ｃの溶液を、もう片方の基板にはシクロペンタノンに溶解した２重量％の化合物Ｄの溶液を４０００ｒｐｍで３０秒間スピンコーティングして積層し、５５℃で３分間乾燥させた後、無偏光紫外線を５５℃で１０００ｍＪ／ｃｍ２露光した。その後、片方のガラス基板に、１．５μｍのスペーサーを散布し、もう片方の基板にシール材を塗布し、基板を偏光紫外線照射方向と平行かつアンチパラレルの状態に組み立て、熱圧着を行った。上記「ＦＥＬＩＸ４８５１−１００」を用いて実施例１と同様の方法で注入を行い、ゆっくりと常温に戻したところ、モノドメインが得られ、単安定性を示した。
【０１６１】
（実施例４）
シクロペンタノンに溶解した２重量％の化合物Ａの溶液をＩＴＯでコーティングされた２枚のガラス基板に回転数４０００ｒｐｍで３０秒スピンコーティングした。オーブンで１８０℃、１０分間乾燥させた後、偏光紫外線を２５℃で基板面に対して３０°の角度より１００ｍＪ／ｃｍ２露光した。さらに、片方の基板にシクロペンタノンに溶解した２重量％の化合物Ｅの溶液を回転数４０００ｒｐｍで３０秒スピンコーティングして積層し、５５℃で３分間乾燥させた後、無偏光紫外線を５５℃で１０００ｍＪ／ｃｍ２露光した。その後、上記に示した方法でセルを組み、液晶を注入し、ゆっくりと常温に戻したところ、配向欠陥のないモノドメイン配向が得られた。
【０１６２】
（実施例５）
日産化学工業（株）製のポリイミド「ＲＮ１１９９」をＩＴＯでコーティングされた２枚のガラス基板に回転数４０００ｒｐｍで３０秒スピンコーティングした。オーブンで１８０℃、１０分間乾燥させた後、偏光紫外線を２５℃で１００Ｊ／ｃｍ２露光した。さらに、片方の基板にシクロペンタノンに溶解した２重量％の化合物Ｅの溶液を回転数４０００ｒｐｍで３０秒スピンコーティングして積層し、５５℃で３分間乾燥させた後、無偏光紫外線を５５℃で１０００ｍＪ／ｃｍ２露光した。その後、上記に示した方法でセルを組み、液晶を注入し、ゆっくりと常温に戻したところ、配向欠陥のないモノドメイン配向が得られた。
【０１６３】
（比較例３）
配向膜の材料としては、日産化学工業（株）製のポリイミド「ＲＮ１１９９」を用い、ＩＴＯでコーティングされた２枚のガラス基板に回転数４０００ｒｐｍで３０秒スピンコーティングした。オーブンで１８０℃、１０分間乾燥させた後、偏光紫外線を２５℃で１００Ｊ／ｃｍ２露光した。その後、上記に示した方法でセルを組み、液晶を注入し、ゆっくりと常温に戻したところ、モノドメイン配向は得られず、ダブルドメインやジグザグ欠陥、ヘアピン欠陥などの配向欠陥が発生した。
【０１６４】
（実施例６）
シクロペンタノンに溶解した２重量％の化合物Ａの溶液をＩＴＯでコーティングされた２枚のガラス基板に回転数４０００ｒｐｍで３０秒スピンコーティングした。オーブンで１８０℃、１０分間乾燥させた後、偏光紫外線を２５℃で基板面に対して３０°の角度より１００ｍＪ／ｃｍ２露光した。さらに、片方の基板にシクロペンタノンに溶解した２重量％の化合物Ｃの溶液を、もう片方の基板にはシクロペンタノンに溶解した２重量％の化合物Ｅの溶液を回転数４０００ｒｐｍで３０秒スピンコーティングして積層し、５５℃で３分間乾燥させた後、無偏光紫外線を５５℃で１０００ｍＪ／ｃｍ２露光した。その後、上記に示した方法でセルを組み、液晶を注入し、ゆっくりと常温に戻したところ、配向欠陥のないモノドメイン配向が得られた。
【図面の簡単な説明】
【０１６５】
【図１】本発明の液晶表示素子の一例を示す概略断面図である。
【図２】本発明の液晶表示素子の一例を示す概略斜視図である。
【図３】強誘電性液晶分子の挙動を示す模式図である。
【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】強誘電性液晶の有する相系列の相違による配向欠陥の違いを示した図である。
【符号の説明】
【０１６６】
１ａ  …  第１基板
１ｂ  …  第２基板
２ａ、２ｂ  …  電極層
３ａ  …  第１配向膜
３ｂ  …  第２配向膜
４  …  反応性液晶層
５  …  液晶層
６ａ、６ｂ  …  偏光板
７  …  薄膜トランジスタ（ＴＦＴ素子）
８ａ  …  共通電極
８ｂ  …  ｘ電極
８ｃ  …  ｙ電極
８ｄ  …  画素電極
１１  …  反応性液晶側基板
１２  …  対向基板
【図１】
2005258429.tif 000018
【図２】
2005258429.tif 000019
【図３】
2005258429.tif 000020
【図４】
2005258429.tif 000021
【図５】
2005258429.tif 000022