(57)【要約】【課題】本発明は、柱状スペーサを有し、強誘電性液晶を用いた液晶表示素子において、配向乱れの生じ難い液晶表示素子およびそ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基材と、上記第１基材上に形成された第１電極層および複数の柱状スペーサと、上記第１電極層および柱状スペーサの上に形成された第１配向膜とを有するスペーサ側基板、ならびに、第２基材と、上記第２基材上に形成された第２電極層と、上記第２電極層上に形成された第２配向膜とを有する対向基板の間に強誘電性液晶を含む液晶層を挟持してなる液晶表示素子であって、上記第１配向膜の配向処理方向に延設された、幅１ｍｍ以上の部位であり、この部位内に、任意の上記柱状スペーサを結んで直線を描いたときに、平行な上記直線が３本以上近接して存在する規則性部位が、表示領域内に存在しないことを特徴とする液晶表示素子を提供する。【選択図】図２
2009181063.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１基材と、前記第１基材上に形成された第１電極層および複数の柱状スペーサと、前記第１電極層および柱状スペーサの上に形成された第１配向膜とを有するスペーサ側基板、および、第２基材と、前記第２基材上に形成された第２電極層と、前記第２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、前記第１配向膜と前記第２配向膜とが向かい合うように配置し、前記スペーサ側基板および前記対向基板間に強誘電性液晶を含む液晶層を挟持してなる液晶表示素子であって、
前記第１配向膜の配向処理方向に延設された、幅１ｍｍ以上の部位であり、当該部位内に、任意の前記柱状スペーサを結んで直線を描いたときに、平行な前記直線が３本以上近接して存在する規則性部位が、表示領域内に存在しないことを特徴とする液晶表示素子。
【請求項２】
前記平行な直線が、前記第１配向膜の配向処理方向に対して３０°〜６０°の範囲内の角度を有す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】
前記平行な直線のうち、隣接する前記直線間の距離が１ｍｍ以下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】
第１基材と、前記第１基材上に形成された第１電極層および複数の柱状スペーサと、前記第１電極層および柱状スペーサの上に形成された第１配向膜とを有するスペーサ側基板を調製するスペーサ側基板調製工程と、
第２基材と、前記第２基材上に形成された第２電極層と、前記第２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調製する対向基板調製工程と、
前記スペーサ側基板の前記第１配向膜上に強誘電性液晶を滴下する液晶滴下工程と、
前記強誘電性液晶が滴下されたスペーサ側基板および前記対向基板を減圧雰囲気下にて貼り合わせる基板貼り合わせ工程と、
前記強誘電性液晶を配列させる液晶配列工程と
を有する液晶表示素子の製造方法であって、
前記スペーサ側基板調製工程にて、前記第１配向膜の配向処理方向に延設された、幅１ｍｍ以上の部位であり、当該部位内に、任意の前記柱状スペーサを結んで直線を描いたときに、平行な前記直線が３本以上近接して存在する規則性部位が、表示領域内に存在しないように、前記柱状スペーサを形成することを特徴とする液晶表示素子の製造方法。
【請求項５】
前記液晶滴下工程にて、前記強誘電性液晶を直線状に等間隔の幅で滴下する場合に、前記規則性部位の幅が、前記強誘電性液晶を直線状に滴下する等間隔の幅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の製造方法。
【請求項６】
前記液晶滴下工程にて、インクジェット法により前記強誘電性液晶を滴下することを特徴とする請求項４または請求項５に記載の液晶表示素子の製造方法。
【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、柱状スペーサを有する液晶表示素子およびそ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、動画表示に充分対応しているとはいえない。
【０００３】
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り、近年注目されている。
一方で、強誘電性液晶は、ネマチック液晶に代表される他の液晶に比べて分子の秩序性が高いために配向が難しく、配向欠陥が発生しやすいという実用上の困難性が残っている。
【０００４】
一般的な液晶表示素子としては、例えば、一対の基板の間隙（セルギャップ）、すなわち液晶層の厚みを、一方の基板上に配置された複数の柱状スペーサにより規定するものが知られている。通常、この柱状スペーサは、所定のピッチで規則的に配置される。
【０００５】
しかしながら、上述したように、強誘電性液晶は分子の秩序性が高いために配向が難しく、柱状スペーサの近傍では配向乱れが生じやすいため、柱状スペーサが所定のピッチで規則的に配置されていると、柱状スペーサによって配向が乱れ、ストライプ状の表示むらが視認されてしまうという問題がある。
これは、一般に強誘電性液晶は、チルトしたスメクチック相を呈し、層構造を形成するものであり、液晶分子が層構造を形成する際に、柱状スペーサという構造物（凹凸）によって配向乱れ（配向欠陥ともいうことができる）が誘起されるため、柱状スペーサが配置されている直線上に沿って配向乱れが発生し、ストライプ状の表示むらが視認されてしまうものと思料される。
【０００６】
柱状スペーサの配置については、強誘電性液晶を用いるものではなく、ネマチック液晶を用いるものではあるが、柱状スペーサの近傍に生じる部分的な表示むらを目立たなくするために、複数の柱状スペーサをランダムに配置することが提案されている（例えば特許文献１参照）。このネマチック液晶の場合、柱状スペーサという構造物（凹凸）があることによって方位角方向の配向が乱れ、それにより、柱状スペーサの近傍のみ配向不良が生じるものと考えられる。
したがって、柱状スペーサによって生じる強誘電性液晶の配向乱れとネマチック液晶の配向不良とは、異なるものであるといえる。上述したように、強誘電性液晶は、ネマチック液晶等に比べて分子の秩序性が高いために配向が難しいという特有の問題があり、上記特許文献は、強誘電性液晶を用いた場合の問題を解決するものではない。
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−１７４９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、柱状スペーサを有し、強誘電性液晶を用いた液晶表示素子において、配向乱れの生じ難い液晶表示素子およびそ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】
一般に、強誘電性液晶はチルトしたスメクチック相を呈するものであり、層構造を形成しており、液晶分子の秩序性が高い。そのため、例えば、液晶分子の秩序性や層構造が、柱状スペーサの配置の規則性と何らかの関係を有する場合には、柱状スペーサが配置されている直線上に配向乱れが生じやすくなるものと思料される。そこで、本発明者らは、強誘電性液晶の配向乱れの発生と、複数の柱状スペーサが直線上に配置されていることとの関係に着目し、本発明に至ったのである。
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明は、第１基材と、上記第１基材上に形成された第１電極層および複数の柱状スペーサと、上記第１電極層および柱状スペーサの上に形成された第１配向膜とを有するスペーサ側基板、および、第２基材と、上記第２基材上に形成された第２電極層と、上記第２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、上記第１配向膜と上記第２配向膜とが向かい合うように配置し、上記スペーサ側基板および上記対向基板間に強誘電性液晶を含む液晶層を挟持してなる液晶表示素子であって、上記第１配向膜の配向処理方向に延設された、幅１ｍｍ以上の部位であり、この部位内に、任意の上記柱状スペーサを結んで直線を描いたときに、平行な上記直線が３本以上近接して存在する規則性部位が、表示領域内に存在しないことを特徴とする液晶表示素子を提供する。
【００１１】
本発明によれば、複数の柱状スペーサが上記の所定の規則性をもって配置された規則性部位が表示領域内に存在しないため、柱状スペーサによって生じる配向乱れを改善することができる。
【００１２】
上記発明においては、上記平行な直線が、上記第１配向膜の配向処理方向に対して３０°〜６０°の範囲内の角度を有することが好ましい。一般に、強誘電性液晶はチルトしたスメクチック相を呈し、層構造を形成しているものであり、層法線の配向処理方向に対する傾き（角度）に、規則性部位での平行な直線の配向処理方向に対する角度がほぼ一致すると、柱状スペーサが配置されている直線上に沿って配向乱れが生じやすくなると思料される。そのため、上記のような規則性部位が、表示領域内に存在しないことが好ましいのである。
【００１３】
また本発明においては、上記平行な直線のうち、隣接する上記直線間の距離が１ｍｍ以下であることが好ましい。隣接する直線間の距離が短いほど、柱状スペーサが配置されている直線上に沿って配向乱れが生じやすくなると思料される。そのため、上記のような規則性部位が、表示領域内に存在しないことが好ましいのである。
【００１４】
さらに本発明は、第１基材と、上記第１基材上に形成された第１電極層および複数の柱状スペーサと、上記第１電極層および柱状スペーサの上に形成された第１配向膜とを有するスペーサ側基板を調製するスペーサ側基板調製工程と、第２基材と、上記第２基材上に形成された第２電極層と、上記第２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調製する対向基板調製工程と、上記スペーサ側基板の上記第１配向膜上に強誘電性液晶を滴下する液晶滴下工程と、上記強誘電性液晶が滴下されたスペーサ側基板および上記対向基板を減圧雰囲気下にて貼り合わせる基板貼り合わせ工程と、上記強誘電性液晶を配列させる液晶配列工程とを有する液晶表示素子の製造方法であって、上記スペーサ側基板調製工程にて、上記第１配向膜の配向処理方向に延設された、幅１ｍｍ以上の部位であり、この部位内に、任意の上記柱状スペーサを結んで直線を描いたときに、平行な上記直線が３本以上近接して存在する規則性部位が、表示領域内に存在しないように、上記柱状スペーサを形成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。
【００１５】
本発明によれば、複数の柱状スペーサが上記の所定の規則性をもって配置された規則性部位が表示領域内に存在しないように、柱状スペーサを形成するため、柱状スペーサによって生じる配向乱れを改善することができる。
【００１６】
上記発明においては、上記液晶滴下工程にて、上記強誘電性液晶を直線状に等間隔の幅で滴下する場合に、上記規則性部位の幅が、上記強誘電性液晶を直線状に滴下する等間隔の幅であることが好ましい。規則性部位の幅が、強誘電性液晶を直線状に滴下する等間隔の幅であると、滴下された強誘電性液晶が接触し合う部位において強誘電性液晶の配列性が損なわれやすくなると思料される。そのため、強誘電性液晶を直線状に滴下する等間隔の幅をもつような規則性部位が、表示領域内に存在しないことが好ましいのである。
【００１７】
また本発明においては、上記液晶滴下工程にて、インクジェット法により上記強誘電性液晶を滴下することが好ましい。インクジェット法を用いることにより、良好な配列状態で強誘電性液晶をスペーサ側基板および対向基板間に封入することが可能となるからである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、複数の柱状スペーサが所定の規則性をもって配置された規則性部位が表示領域内に存在しないため、柱状スペーサによって生じる配向乱れを改善することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の液晶表示素子およびその製造方法について詳細に説明する。
【００２０】
Ａ．液晶表示素子
まず、本発明の液晶表示素子について説明する。
本発明の液晶表示素子は、第１基材と、上記第１基材上に形成された第１電極層および複数の柱状スペーサと、上記第１電極層および柱状スペーサの上に形成された第１配向膜とを有するスペーサ側基板、および、第２基材と、上記第２基材上に形成された第２電極層と、上記第２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、上記第１配向膜と上記第２配向膜とが向かい合うように配置し、上記スペーサ側基板および上記対向基板間に強誘電性液晶を含む液晶層を挟持してなる液晶表示素子であって、上記第１配向膜の配向処理方向に延設された、幅１ｍｍ以上の部位であり、この部位内に、任意の上記柱状スペーサを結んで直線を描いたときに、平行な上記直線が３本以上近接して存在する規則性部位が、表示領域内に存在しないことを特徴とするものである。
【００２１】
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り、図２は本発明の液晶表示素子における柱状スペーサの配置の一例を示す模式図である。
【００２２】
図１に例示するように、液晶表示素子１は、第１基材２と、第１基材２上に形成された第１電極層３と、第１電極層３上に形成された柱状スペーサ４と、第１電極層３および柱状スペーサ４の上に形成された第１配向膜５とを有するスペーサ側基板６、ならびに、第２基材１２と、第２基材１２上に形成された第２電極層１３と、第２電極層１３上に形成され第２配向膜１５とを有する対向基板１６を有しており、スペーサ側基板６の第１配向膜５と対向基板１６の第２配向膜１５との間には強誘電性液晶が挟持され、液晶層１０が構成されている。
【００２３】
また、図２に例示するように、柱状スペーサ４はランダムに配置されており、具体的には、第１配向膜の配向処理方向ｓに延設され、幅ｗが１ｍｍ以上の部位ｒであり、この部位ｒ内に、任意の柱状スペーサ４を結んで直線を描いたときに、平行な直線が３本以上近接して存在する規則性部位が、表示領域内に存在しないように配置されている。なお、図２においては、説明のために、第１配向膜の配向処理方向ｓに延設され、幅ｗが１ｍｍの部位ｒを、破線で示している。
【００２４】
なお、本発明において、第１配向膜の配向処理方向に延設された、幅１ｍｍ以上の部位とは、第１配向膜の配向処理方向に延設された部位で、かつ、幅１ｍｍ以上の部位をいう。
第１配向膜の配向処理方向に延設された部位とは、図２および図３に例示するように、第１配向膜の配向処理方向ｓに対して平行に延設された部位ｒ、Ｒをいう。
規則性部位は、第１配向膜の配向処理方向に延設された、幅１ｍｍ以上の部位であり、この幅とは、図２および図３に例示するように、第１配向膜の配向処理方向ｓに対して垂直に延びる長さ（幅ｗ）をいう。
また、任意の柱状スペーサを結んで直線を描くとは、ある１個の柱状スペーサの断面の中心点から他の柱状スペーサの断面の中心点までを直線で結ぶことをいう。任意の柱状スペーサを結んで直線を描く際、任意の２個の柱状スペーサを結んで直線を描いた場合に、その直線上に他の柱状スペーサが存在する場合には、３個以上の柱状スペーサを結んで直線を描いてもよい。すなわち、任意の柱状スペーサを結んだ直線には、２個の柱状スペーサを結ぶ直線だけでなく、３個以上の柱状スペーサを結ぶ直線が含まれる。
さらに、第１配向膜の配向処理方向に延設された、幅１ｍｍ以上の部位であり、この部位内に、任意の柱状スペーサを結んで直線を描いたときに、平行な直線が３本以上近接して存在する規則性部位とは、図３に例示するような部位Ｒをいう。この規則性部位（Ｒ）には、直線を構成する柱状スペーサ１０４が存在するものとする。なお、図３においては、説明のために、幅ｗを２ｍｍとしている。
また、表示領域とは、画像が表示される領域をいう。
【００２５】
本発明によれば、表示領域内に、上記の平行な直線が所定の本数以上近接して存在しないため、柱状スペーサによって生じる配向乱れを改善することができるものと思料される。したがって、強誘電性液晶を用いた場合であっても、表示品位に優れる液晶表示素子とすることが可能である。
【００２６】
以下、本発明の液晶表示素子における各構成について説明する。
【００２７】
１．スペーサ側基板
本発明におけるスペーサ側基板は、第１基材と、上記第１基材上に形成された第１電極層および複数の柱状スペーサと、上記第１電極層および柱状スペーサの上に形成された第１配向膜とを有するものである。
以下、スペーサ側基板の各構成について説明する。
【００２８】
（１）柱状スペーサ
本発明の液晶表示素子は複数の柱状スペーサを有しており、複数の柱状スペーサは、第１配向膜の配向処理方向に延設された、幅１ｍｍ以上の部位であり、この部位内に、任意の柱状スペーサを結んで直線を描いたときに、平行な直線が３本以上近接して存在する規則性部位が、表示領域内に存在しないように配置されている。
【００２９】
規則性部位を規定する幅ｗは１ｍｍ以上であり、好ましくは１ｍｍ〜５ｍｍの範囲内である。
【００３０】
また、規則性部位での平行な直線は、３本以上であればよい。平行な直線の本数が多いほど、柱状スペーサが規則的に配置されていることになるため、柱状スペーサが配置されている直線上に沿って配向乱れが発生しやすい。
【００３１】
さらに、規則性部位での平行な直線は、第１配向膜の配向処理方向に対して３０°〜６０°の範囲内の角度を有することが好ましい。一般に、強誘電性液晶はチルトしたスメクチック相を呈するものであり、層構造を形成している。図４上段に例示するように、強誘電性液晶のうち、相系列にスメクチックＡ（ＳｍＡ）相をもたないものは、層法線が配向処理方向（図４においてはラビング方向）に対して傾いている。この層法線の配向処理方向に対する傾き（角度）に、規則性部位での平行な直線の配向処理方向に対する角度がほぼ一致すると、柱状スペーサが配置されている直線上に沿って配向乱れが生じやすくなる。
なお、平行な直線の第１配向膜の配向処理方向に対する角度とは、図３に例示するように、第１配向膜の配向処理方向ｓに対しての直線の角度ｔをいう。
【００３２】
また、規則性部位での平行な直線のうち、隣接する直線間の距離が１ｍｍ以下であることが好ましい。隣接する直線間の距離が短いほど、柱状スペーサが配置されている直線上に沿って配向乱れが発生しやすくなる。
なお、隣接する直線間の距離とは、図３に例示するように、隣接する直線間の最短距離ｄをいう。
【００３３】
本発明においては、このような規則性部位が表示領域内に存在しないのである。なお、規則性部位が表示領域内に存在しないことは、液晶表示素子から対向基板を剥がした後、スペーサ側基板を顕微鏡を用いて観察することによって確認することができる。
【００３４】
規則性部位を表示領域内に存在しないようにするために、柱状スペーサの配置を予め決めておいてもよい。
【００３５】
柱状スペーサは、通常、非画素領域に配置される。柱状スペーサ付近で配向不良が生じた場合であっても、画像表示への影響を最小限に抑えることができるからである。
なお、非画素領域とは、ゲート線、ソース線、容量線等の配線や、ＴＦＴ素子が形成され、実質的に表示に寄与しない領域をいう。
【００３６】
柱状スペーサの形状としては、一般的な液晶表示素子の柱状スペーサの形状であれば特に限定されるものではなく、例えば、円柱状、角柱状等が挙げられる。
【００３７】
柱状スペーサの大きさとしては、柱状スペーサを非画素領域内に形成可能であれば特に限定されるものではないが、例えば柱状スペーサが円柱状である場合、断面の直径が５μｍ〜２０μｍ程度であることが好ましく、また例えば柱状スペーサが角柱状である場合、断面の一片が５μｍ〜２０μｍ程度であることが好ましい。断面の直径または一辺が小さすぎると、柱状スペーサの形成が困難であったり、セルギャップの保持が困難となったり、耐衝撃性が低下したりする場合があるからである。また、断面の直径または一辺が大きすぎると、非画素領域内に柱状スペーサを形成するのが困難となるからである。
なお、柱状スペーサの断面の直径または一辺は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて柱状スペーサの横断面を観察することによって測定することができる。
【００３８】
また、柱状スペーサの高さは、通常、セルギャップと同程度とされる。
なお、柱状スペーサの高さは、触針式粗さ計ディックタック（Ｖｅｓｃｏ社製）などで測定することができる。
【００３９】
柱状スペーサの数としては、セルギャップを保持することが可能な数であれば特に限定されるものではなく、液晶表示素子の大きさ等によって適宜選択される。具体的には、１個／ｍｍ2〜１０個／ｍｍ2の範囲内とすることができる。
【００４０】
柱状スペーサの形成材料としては、一般に液晶表示素子の柱状スペーサに用いられる材料を使用することができる。具体的には、柱状スペーサの形成材料としては、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。
【００４１】
また、柱状スペーサは、第１基材上に形成されていればよく、図１に例示するように柱状スペーサ４が第１電極層３上に形成されていてもよく、図５(a)に例示するように柱状スペーサ４が第１基材２上に形成されていてもよい。また、第１基材上に柱状スペーサが形成されている場合は、図５(b)に例示するように柱状スペーサ４と柱状スペーサのベース部分４´とが一体に形成されていてもよい。
【００４２】
（２）第１配向膜
本発明における第１配向膜は、第１電極層および柱状スペーサの上に形成されるものである。
【００４３】
第１配向膜としては、強誘電性液晶を配向させることが可能であれば特に限定されるものではなく、図１に例示するように、第１配向膜５が単一層の配向膜であってもよく、また図６に例示するように、第１配向膜５が、反応性液晶用配向膜５ａと、この反応性液晶用配向膜５ａ上に形成され、反応性液晶を固定化してなる固定化液晶層５ｂとが積層されたものであってもよい。以下、これらの２つの態様に分けて説明する。
【００４４】
（ｉ）第１態様
本態様の第１配向膜は、単一層の配向膜である。この配向膜としては、強誘電性液晶を配向させることが可能であれば特に限定されるものではないが、ラビング膜または光配向膜が好ましく用いられる。
一般に、図４下段に例示するようなスメクチックＡ（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。このジグザグ欠陥やヘアピン欠陥の発生を防ぐためには、プレチルト角を大きくすることが有効である。ラビング膜は、一般に、光配向膜に比べて、高いプレチルト角を実現することができる。したがって、ラビング膜を用いることにより、ジグザグ欠陥やヘアピン欠陥の発生を抑制することができる。
また、光配向膜は光配向処理されたものであり、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。
以下、光配向膜およびラビング膜について説明する。
【００４５】
（ａ）光配向膜
光配向膜は、後述する光配向性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。
【００４６】
本発明に用いられる光配向性材料は、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材料とに分けることができる。
【００４７】
なお、光反応型材料、光異性化型材料、および光配向膜のその他の点については、特開２００６−３５０３２２号公報、特開２００６−３２３２１４号公報、特開２００５−２５８４２９号公報、特開２００５−２５８４２８号公報等に記載のものと同様である。
【００４８】
（ｂ）ラビング膜
ラビング膜は、後述する材料を塗布した基板にラビング処理を施し、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。
【００４９】
ラビング膜に用いられる材料としては、ラビング処理により異方性を付与することが可能であれば特に限定されるものではなく、例えば、ポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリビニルアルコール、ポリウレタン等を挙げることができる。これらは、単独で用いてもよく２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００５０】
また、ラビング膜の厚みは、１ｎｍ〜１０００ｎｍ程度で設定され、好ましくは５０ｎｍ〜１００ｎｍの範囲内である。
【００５１】
（ii）第２態様
本態様の第１配向膜は、反応性液晶用配向膜と、この反応性液晶用配向膜上に形成され、反応性液晶を固定化してなる固定化液晶層とが積層されたものである。反応性液晶用配向膜上に固定化液晶層を形成する際には、反応性液晶用配向膜によって反応性液晶を配向させ、例えば紫外線を照射して反応性液晶を重合させることにより反応性液晶の配向状態を固定化することができる。そのため、固定化液晶層に反応性液晶用配向膜の配向規制力を付与することができ、固定化液晶層を強誘電性液晶を配向させるための配向膜として作用させることができる。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、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、単一層の配向膜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。
【００５２】
なお、反応性液晶用配向膜については、上記第１態様に記載の配向膜と同様であるので、ここでの説明は省略する。
また、反応性液晶および固定化液晶層のその他の点については、特開２００６−３５０３２２号公報、特開２００６−３２３２１４号公報、特開２００５−２５８４２９号公報、特開２００５−２５８４２８号公報等に記載の反応性液晶および反応性液晶層と同様である。
【００５３】
（３）第１電極層
本発明における第１電極層は、第１基材上に形成されるものである。
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が、スペーサ側基板の第１電極層および対向基板の第２電極層のうち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。
【００５４】
本発明により得られる液晶表示素子を、ＴＦＴを用いたアクティブマトリックス方式で駆動させる場合には、スペーサ側基板および対向基板のうち、一方に上記透明導電体で形成される全面共通電極を設け、他方にはゲート線とソース線をマトリックス状に配列し、ゲート線とソース線で囲まれた部分にＴＦＴ素子および画素電極を設ける。
【００５５】
第１電極層の形成方法としては、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）法などが挙げられる。
【００５６】
（４）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、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。
【００５７】
（５）その他の構成
本発明においては、第１基材上に着色層が形成されていてもよい。第２基材上に着色層が形成されている場合には、スペーサ側基板は着色層を有さない。すなわち、スペーサ側基板が着色層を有していてもよく、対向基板が着色層を有していてもよい。
着色層が形成されている場合には、着色層によってカラー表示を実現することができる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。
【００５８】
着色層の形成方法としては、一般的なカラーフィルタにおける着色層を形成する方法を用いることができ、例えば、顔料分散法（カラーレジスト法、エッチング法）、印刷法、インクジェット法などを用いることができる。
【００５９】
２．強誘電性液晶
本発明においては、スペーサ側基板の第１配向膜と、対向基板の第２配向膜との間に強誘電性液晶が挟持され、液晶層が構成されている。
【００６０】
本発明に用いられる強誘電性液晶は、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。例えば、相系列が、降温過程において、ネマチック相（Ｎ）−コレステリック相（Ｃｈ）−カイラルスメクチックＣ相（ＳｍＣ＊）と相変化するもの、ネマチック相（Ｎ）−カイラルスメクチックＣ相（ＳｍＣ＊）と相変化するもの、ネマチック相（Ｎ）−スメクチックＡ相（ＳｍＡ）−カイラルスメクチックＣ相（ＳｍＣ＊）と相変化するもの、ネマチック相（Ｎ）−コレステリック相（Ｃｈ）−スメクチックＡ相（ＳｍＡ）−カイラルスメクチックＣ相（ＳｍＣ＊）と相変化するもの、などを挙げることができる。
【００６１】
本発明の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、薄膜トランジスタ（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。
【００６２】
強誘電性液晶は、図７に例示するように、液晶分子３０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３０の層法線ｚに対する傾き角をチルト角θという。
【００６３】
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。具体的に説明すると、図７に示すように、液晶分子３０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が、電圧無印加時に液晶分子３０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。
【００６４】
単安定性を示す液晶材料の中でも、例えば図８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、ハーフＶ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。このようなハーフＶ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、「ハーフＶ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。
【００６５】
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。
【００６６】
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、ハーフＶ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。
【００６７】
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。
【００６８】
なお、ホスト液晶およびホスト液晶に添加する光学活性物質については、特開２００６−３５０３２２号公報、特開２００６−３２３２１４号公報、特開２００５−２５８４２９号公報、特開２００５−２５８４２８号公報等に記載のものと同様である。
【００６９】
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。
【００７０】
液晶層には、上記の強誘電性液晶の他に、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化合物が含有されていてもよい。この化合物としては、重合性モノマーの重合物を挙げることができる。液晶層中にこのような重合性モノマーの重合物が含有されることにより、上記液晶材料の配列がいわゆる「高分子安定化」され、配向安定性に優れた液晶表示素子を得ることができる。
【００７１】
なお、重合性モノマーの重合物については、特開２００６−３２３２１７号公報に記載のものと同様である。
【００７２】
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、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。上記液晶層の厚みは、柱状スペーサにより調整することができる。
【００７３】
３．対向基板
本発明における対向基板は、第２基材と、上記第２基材上に形成された第２電極層と、上記第２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。
なお、第２基材、第２電極層および第２配向膜については、上記スペーサ側基板における第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。
以下、第１配向膜および第２配向膜の構成材料の組成について説明する。
【００７４】
（１）第１配向膜および第２配向膜の構成材料の組成
第１配向膜および第２配向膜にそれぞれ用いられる材料の組み合わせとしては、特に限定されるものではないが、第１配向膜および第２配向膜の構成材料が、互いに異なる組成を有するものであることが好ましい。第１配向膜および第２配向膜を互いに異なる組成を有する材料を用いて形成することにより、それぞれの材料に応じて第１配向膜表面および第２配向膜表面の極性を異ならせることができる。これにより、強誘電性液晶および第１配向膜の極性表面相互作用と、強誘電性液晶および第２配向膜の極性表面相互作用とが異なるものとなるため、第１配向膜および第２配向膜の表面極性を考慮して材料を適宜選択することによって、ジグザグ欠陥、ヘアピン欠陥、ダブルドメイン等の配向欠陥の発生を抑制することができるからである。
【００７５】
一般に、図４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４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。第１配向膜および第２配向膜の構成材料を、互いに異なる組成を有するものとすることにより、このような配向欠陥の発生を抑制することができるのである。特に、ダブルドメインの発生を効果的に抑制することができ、モノドメイン配向を得ることができる。
【００７６】
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、他方をラビング膜とする、あるいは、一方を反応性液晶用配向膜と固定化液晶層とが積層されたもの、他方を光配向膜またはラビング膜とすればよい。また、両方をラビング膜として、ラビング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、あるいは、両方を反応性液晶用配向膜と固定化液晶層とが積層されたものとして、固定化液晶層の構成材料の組成を異なるものとすることによって、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。
【００７７】
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材料を用い、他方の光配向膜に光反応型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。
【００７８】
さらに、第１配向膜および第２配向膜が光異性化型材料を用いた光配向膜である場合、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、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。
【００７９】
またさらに、第１配向膜および第２配向膜が光反応型材料を用いた光配向膜である場合、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、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。
【００８０】
第１配向膜および第２配向膜に用いられる材料の組み合わせとしては、上述の中でも、一方を反応性液晶用配向膜と固定化液晶層とが積層されたものとし、他方を光配向膜またはラビング膜とする、あるいは、一方を光二量化型材料を用いた光配向膜とし、他方を光異性化型材料を用いた光配向膜とする、あるいは、一方を光二量化型材料を用いた光配向膜とし、他方をラビング膜とする、あるいは、一方を光異性化型材料を用いた光配向膜とし、他方をラビング膜とすることが好ましい。固定化液晶層は、光配向膜またはラビング膜よりも相対的に正の極性が強い傾向にある。そのため、この組み合わせの場合には、極性表面相互作用によって、強誘電性液晶の自発分極の負極が固定化液晶層側を向く傾向にある。また、光二量化型材料を用いた光配向膜は、光異性化型材料を用いた光配向膜よりも相対的に正の極性が強い傾向にあるため、この組み合わせの場合には、極性表面相互作用によって、強誘電性液晶の自発分極の負極が光二量化型材料を用いた光配向膜側を向く傾向にある。さらに、光二量化型材料を用いた光配向膜は、ラビング膜よりも相対的に正の極性が強い傾向にあるため、極性表面相互作用によって、強誘電性液晶の自発分極の負極が光二量化型材料を用いた光配向膜側を向く傾向にある。また、ラビング膜は、光異性化型材料を用いた光配向膜よりも相対的に正の極性が強い傾向にあるため、極性表面相互作用によって、強誘電性液晶の自発分極の負極がラビング膜側を向く傾向にある。このような組み合わせの場合には、強誘電性液晶の自発分極の向きを制御することができ、配向欠陥の発生を効果的に抑制することができる。
【００８１】
特に、第１配向膜を反応性液晶用配向膜と固定化液晶層とが積層されたものとし、第２配向膜を光配向膜またはラビング膜とする、あるいは、第１配向膜を光二量化型材料を用いた光配向膜とし、第２配向膜を光異性化型材料を用いた光配向膜とする、あるいは、第１配向膜を光二量化型材料を用いた光配向膜とし、第２配向膜をラビング膜とする、あるいは、第１配向膜をラビング膜とし、第２配向膜を光異性化型材料を用いた光配向膜とすることが好ましい。
本発明の液晶表示素子を作製する際に、スペーサ側基板の第１配向膜上に強誘電性液晶を滴下する場合には、強誘電性液晶が滴下されたスペーサ側基板側に、強誘電性液晶の自発分極の負極が向く傾向がある。また、上述したように、固定化液晶層は、光配向膜またはラビング膜よりも相対的に正の極性が強い傾向があり、光二量化型材料を用いた光配向膜は、光異性化型材料を用いた光配向膜よりも相対的に正の極性が強い傾向があり、光二量化型材料を用いた光配向膜は、ラビング膜よりも相対的に正の極性が強い傾向があり、ラビング膜は、光異性化型材料を用いた光配向膜よりも相対的に正の極性が強い傾向がある。そのため、配向欠陥を効果的に抑制するには、第１配向膜および第２配向膜に用いられる材料の組み合わせを上記とすることが好ましいのである。
【００８２】
４．その他の構成
本発明の液晶表示素子は、スペーサ側基板および対向基板の外側に、それぞれ偏光板を有していてもよい。
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。
【００８３】
５．液晶表示素子の駆動方法
本発明の液晶表示素子の駆動方法としては、強誘電性液晶の高速応答性を利用することができるので、１画素を時間分割し、良好な動画表示特性を得るために高速応答性を特に必要とするフィールドシーケンシャルカラー方式が適している。
【００８４】
また、液晶表示素子の駆動方法は、フィールドシーケンシャル方式に限定されるものではなく、着色層を用いてカラー表示を行う、カラーフィルタ方式であってもよい。
【００８５】
さらに、液晶表示素子の駆動方法としては、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を用いたアクティブマトリックス方式が好ましい。ＴＦＴ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。
【００８６】
図９に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。図９に例示する液晶表示素子１は、第１基材２上にＴＦＴ素子２３ｔが配置されたＴＦＴ基板（スペーサ側基板６）と、第２基材１２上に共通電極（第２電極層１３）および第２配向膜１５が形成された共通電極基板（対向基板１６）とを有するものである。ＴＦＴ基板（スペーサ側基板６）には、ゲート線２３ｘ、ソース線２３ｙ、ＴＦＴ素子２３ｔおよび画素電極２３ｐ（第１電極層３）が形成されている。ゲート線２３ｘおよびソース線２３ｙはそれぞれ縦横に配列しており、ゲート線２３ｘおよびソース線２３ｙに信号を加えることによりＴＦＴ素子２３ｔを作動させ、強誘電性液晶を駆動させることができる。ゲート線２３ｘおよびソース線２３ｙ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、ゲート線２３ｘの信号とソース線２３ｙの信号とは独立に動作することができる。ゲート線２３ｘおよびソース線２３ｙ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２０であり、各画素２０には少なくとも１つ以上のＴＦＴ素子２３ｔおよび画素電極２３ｐ（第１電極層３）が形成されている。そして、ゲート線およびソース線に順次信号電圧を加えることにより、各画素のＴＦＴ素子を動作させることができる。なお、図９において、柱状スペーサ、第１配向膜および液晶層は省略されている。
【００８７】
上記の例においては、スペーサ側基板がＴＦＴ基板であり、対向基板が共通電極基板であるが、これに限定されるものではなく、スペーサ側基板が共通電極基板であり、対向基板がＴＦＴ基板であってもよい。対向基板がＴＦＴ基板である場合には、対向基板に形成されたゲート線およびソース線の配置に合わせて、スペーサ側基板に柱状スペーサが配置される。
【００８８】
また、液晶表示素子の駆動方法は、セグメント方式であってもよい。
【００８９】
Ｂ．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は、第１基材と、上記第１基材上に形成された第１電極層および複数の柱状スペーサと、上記第１電極層および柱状スペーサの上に形成された第１配向膜とを有するスペーサ側基板を調製するスペーサ側基板調製工程と、第２基材と、上記第２基材上に形成された第２電極層と、上記第２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調製する対向基板調製工程と、上記スペーサ側基板の上記第１配向膜上に強誘電性液晶を滴下する液晶滴下工程と、上記強誘電性液晶が滴下されたスペーサ側基板および上記対向基板を減圧雰囲気下にて貼り合わせる基板貼り合わせ工程と、上記強誘電性液晶を配列させる液晶配列工程とを有する液晶表示素子の製造方法であって、上記スペーサ側基板調製工程にて、上記第１配向膜の配向処理方向に延設された、幅１ｍｍ以上の部位であり、この部位内に、任意の上記柱状スペーサを結んで直線を描いたときに、平行な上記直線が３本以上近接して存在する規則性部位が、表示領域内に存在しないように、上記柱状スペーサを形成することを特徴とするものである。
【００９０】
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１０は、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。まず、図１０(a)に例示するように、第１電極層３が形成された第１基材２上に感光性樹脂層を形成し、フォトマスクを介して露光し、現像して、柱状スペーサ４を形成する（柱状スペーサ形成工程）。この際、図１１に例示するように、第１配向膜の配向処理方向ｓに延設された、幅１ｍｍ以上の部位であり、この部位内に、任意の柱状スペーサを結んで直線を描いたときに、平行な直線が３本以上近接して存在する規則性部位が、表示領域内に存在しないように、柱状スペーサ４を形成する。
【００９１】
次いで、同じく図１０(a)に例示するように、第１電極層３および柱状スペーサ４の上に第１配向膜５を形成する（第１配向膜形成工程）。これにより、スペーサ側基板６が得られる（スペーサ側基板調製工程）。
【００９２】
次に、同じく図１０(a)に例示するように、第２電極層１３が形成された第２基材１２上に第２配向膜１５を形成する（第２配向膜形成工程）。これにより、対向基板１６が得られる（対向基板調製工程）。
【００９３】
次に、図１０(b)に例示するように、強誘電性液晶２６を等方相の状態でインクジェット法により吐出する。この際、図１１に例示するように、直線状に等間隔の幅（ｋ）で強誘電性液晶２６を滴下する（液晶滴下工程）。この滴下された強誘電性液晶２６は、図示しないが、第１配向膜５上を濡れ広がる。
【００９４】
次に、図示しないが、スペーサ側基板６の周縁部に、複数の柱状スペーサ４の外周を囲むようにシール剤を塗布する。
【００９５】
次に、同じく図１０(b)に例示するように、強誘電性液晶２６が滴下されたスペーサ側基板６と、対向基板１６とを、第１配向膜５および第２配向膜１５の配向処理方向が略平行になるように対向させる。
【００９６】
続いて、図１０(c)に例示するように、スペーサ側基板６および対向基板１６の間を十分減圧し、減圧下でスペーサ側基板６および対向基板１６を重ね合わせ、所定の圧力を加えて、スペーサ側基板６および対向基板１６間に強誘電性液晶２６を充填するとともに、セルギャップを均一にする。続いて、常圧に戻すことで、スペーサ側基板６および対向基板１６の間にさらに圧力を加える。次いで、図示しないが、シール剤が塗布された領域に紫外線を照射してシール剤を硬化させ、スペーサ側基板６および対向基板１６を接着させる（基板貼り合わせ工程）。
【００９７】
その後、図示しないが、室温まで徐冷することにより、封入された強誘電性液晶２６を配向させる（液晶配列工程）。
【００９８】
本発明によれば、複数の柱状スペーサが上記の所定の規則性をもって配置された規則性部位が表示領域内に存在しないように、柱状スペーサを形成するため、柱状スペーサによって生じる配向乱れを改善することができる。
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。
【００９９】
１．スペーサ側基板調製工程
本発明におけるスペーサ側基板調製工程は、第１基材と、上記第１基材上に形成された第１電極層および複数の柱状スペーサと、上記第１電極層および柱状スペーサの上に形成された第１配向膜とを有するスペーサ側基板を調製する工程であって、上記第１配向膜の配向処理方向に延設された、幅１ｍｍ以上の部位であり、この部位内に、任意の上記柱状スペーサを結んで直線を描いたときに、平行な上記直線が３本以上近接して存在する規則性部位が、表示領域内に存在しないように、上記柱状スペーサを形成する工程である。
【０１００】
本発明におけるスペーサ側基板調製工程は、通常、第１基材上に、上記規則性部位が、表示領域内に存在しないように、柱状スペーサを形成する柱状スペーサ形成工程と、第１電極層および柱状スペーサが形成された第１基材上に第１配向膜を形成する第１配向膜形成工程とを有する。
以下、スペーサ側基板調製工程における各工程について説明する。
【０１０１】
（１）柱状スペーサ形成工程
本発明における柱状スペーサ形成工程は、第１基材上に、上記規則性部位が、表示領域内に存在しないように、柱状スペーサを形成する工程である。
【０１０２】
規則性部位を規定する幅（ｗ）は、１ｍｍ以上であればよいが、後述の液晶滴下工程にて強誘電性液晶を直線状に等間隔の幅で滴下する場合、この強誘電性液晶を直線状に滴下する等間隔の幅であることが好ましい。
なお、強誘電性液晶を直線状に等間隔の幅で滴下する場合、この等間隔の幅とは、図１１に例示するように、直線状に滴下された強誘電性液晶２６の液滴の中心点から、他に直線状に滴下された強誘電性液晶２６の液滴の中心点までの距離ｋをいう。
直線状に滴下された強誘電性液晶２６は、図１２に例示するように、第１配向膜５上を矢印の方向に濡れ広がる傾向にある。この際、上記の等間隔の幅（ｋ）とほぼ同じ距離ｋ´だけ濡れ広がる傾向にある。そして、図１２に示すように例えば複数本の直線状に滴下された強誘電性液晶２６は、濡れ広がったときに、領域ｍ付近で接触することになるため、この濡れ広がった強誘電性液晶が接触する領域ｍ付近では、強誘電性液晶の配向乱れが生じやすくなる。そのため、領域ｍ付近に配置された柱状スペーサ４の近傍では、強誘電性液晶の配向乱れがさらに生じやすくなると考えられる。したがって、強誘電性液晶を直線状に滴下する等間隔の幅と同じ幅をもつ規則性部位が、表示領域内に存在すると、柱状スペーサが配置されている直線上に沿って配向乱れが発生しやすくなると想定される。そこで、本発明においては、このような規則性部位が表示領域内に存在しないように、柱状スペーサを形成するのである。
【０１０３】
なお、規則性部位のその他の点については、上記「Ａ．液晶表示素子  １．スペーサ側基板  （１）柱状スペーサ」の項に記載したので、ここでの説明は省略する。
【０１０４】
柱状スペーサの形成方法としては、上記の規則性部位が表示領域内に存在しないように柱状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い。柱状スペーサの形成方法には、一般的な柱状スペーサの形成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、転写法、インクジェット法、スクリーン印刷法等が挙げられる。
【０１０５】
柱状スペーサ形成工程は、第１配向膜形成工程前に行われればよく、第１基材上に柱状スペーサを形成してもよく、第１電極層上に柱状スペーサを形成してもよい。すなわち、第１基材上に、柱状スペーサ、および第１電極層の順に形成してもよく、第１電極層、および柱状スペーサの順に形成してもよい。
【０１０６】
なお、柱状スペーサのその他の点については、上記「Ａ．液晶表示素子  １．スペーサ側基板  （１）柱状スペーサ」の項に記載したので、ここでの説明は省略する。
【０１０７】
（２）第１配向膜形成工程
本発明における第１配向膜形成工程は、第１電極層および柱状スペーサが形成された第１基材上に第１配向膜を形成する工程である。
第１配向膜形成工程においては、単一層の配向膜を形成してもよく、また反応性液晶用配向膜を形成し、この反応性液晶用配向膜上に反応性液晶を固定化してなる固定化液晶層を形成してもよい。以下、これらの２つの態様に分けて説明する。
【０１０８】
（ｉ）第１態様
本態様の第１配向膜形成工程は、第１電極層および上記柱状スペーサが形成された第１基材上に第１配向膜を形成する工程であって、第１配向膜として単一層の配向膜を形成する工程である。
【０１０９】
第１配向膜の形成方法としては、上記強誘電性液晶を配向させることが可能な配向膜が得られる方法であれば特に限定されるものではなく、例えば、ラビング処理、光配向処理等が挙げられる。
一般に、ラビング膜は、光配向膜に比べて、高いプレチルト角を実現することができるため、ラビング処理を行うことにより、ジグザグ欠陥やヘアピン欠陥の発生を抑制することが可能な配向膜を得ることができる。
また、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。
以下、光配向処理およびラビング処理について説明する。
【０１１０】
（ａ）光配向処理
光配向処理によって光配向膜を形成する場合には、第１電極層上に光配向性材料を有機溶剤で希釈した第１配向膜形成用塗工液を塗布して、乾燥させ、得られた膜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）を生じさせて膜に異方性を付与することにより、光配向膜を形成することができる。
【０１１１】
なお、光配向処理については、特開２００６−３５０３２２号公報、特開２００６−３２３２１４号公報、特開２００５−２５８４２９号公報、特開２００５−２５８４２８号公報等に記載のものと同様である。
【０１１２】
（ｂ）ラビング処理
ラビング処理によってラビング膜を形成する場合には、第１電極層上に所定の材料を塗布して、得られた膜をラビング布で一定方向に擦ることにより膜に異方性を付与して、ラビング膜を形成することができる。
【０１１３】
上記材料の塗布方法としては、例えば、ロールコート法、ロッドバーコート法、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。
【０１１４】
ラビング布としては、例えば、ナイロン樹脂、ビニル樹脂、レーヨン、綿等の繊維で構成されるものを用いることができる。例えば、このようなラビング布を巻き付けたドラムを回転させながら上記の材料を用いた膜の表面に接触させることにより、膜表面に微細な溝が一方向に形成され、膜に異方性が付与される。
【０１１５】
なお、ラビング膜のその他の点については、上記「Ａ．液晶表示素子  １．スペーサ側基板  （２）第１配向膜」の項に記載したので、ここでの説明は省略する。
【０１１６】
（ii）第２態様
本態様の第１配向膜形成工程は、第１電極層および柱状スペーサが形成された第１基材上に第１配向膜を形成する工程であって、まず反応性液晶用配向膜を形成して、次いで反応性液晶用配向膜上に反応性液晶を固定化してなる固定化液晶層を形成する工程である。すなわち、第１配向膜として、反応性液晶用配向膜および固定化液晶層を積層形成する。
【０１１７】
反応性液晶用配向膜上に固定化液晶層を形成する際には、反応性液晶用配向膜によって反応性液晶を配向させ、例えば紫外線を照射して反応性液晶を重合させることにより反応性液晶の配向状態を固定化することができる。そのため、固定化液晶層に反応性液晶用配向膜の配向規制力を付与することができ、固定化液晶層を強誘電性液晶を配向させるための配向膜として作用させることができる。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、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、単一層の配向膜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。
【０１１８】
なお、反応性液晶用配向膜の形成方法については、上記第１態様に記載の第１配向膜の形成方法と同様であるので、ここでの説明は省略する。
また、固定化液晶層の形成方法については、特開２００６−３５０３２２号公報、特開２００６−３２３２１４号公報、特開２００５−２５８４２９号公報、特開２００５−２５８４２８号公報等に記載の反応性液晶層の形成方法と同様である。
【０１１９】
２．対向基板調製工程
本発明における対向基板調製工程は、第２基材上に第２電極層および第２配向膜が形成された対向基板を調製する工程である。
【０１２０】
通常、第２配向膜形成工程は、第２電極層が形成された第２基材上に第２配向膜を形成する第２配向膜形成工程を有する。なお、第２配向膜形成工程については、上記スペーサ側基板調製工程における第１配向膜形成工程と同様であるので、ここでの説明は省略する。
また、第１配向膜および第２配向膜に用いる材料については、上記「Ａ．液晶表示素子  ３．対向基板」の項に記載したので、ここでの説明は省略する。
【０１２１】
３．液晶滴下工程
本発明における液晶滴下工程は、スペーサ側基板の第１配向膜上に強誘電性液晶を滴下する工程である。
【０１２２】
スペーサ側基板の第１配向膜上に強誘電性液晶を滴下する際には、通常、強誘電性液晶を加温する。強誘電性液晶の温度としては、強誘電性液晶が等方相またはネマチック相を示す温度に設定する。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。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。通常、強誘電性液晶の温度は、ネマチック相−等方相転移温度付近に設定されるか、あるいは、ネマチック相−等方相転移温度よりも０℃〜１０℃高めに設定される。
【０１２３】
強誘電性液晶の滴下方法としては、柱状スペーサが形成された第１配向膜上に強誘電性液晶を滴下することでき、かつ、封入可能な所定量を滴下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。このような強誘電性液晶の滴下方法としては、例えば、インクジェット法、ディスペンサー法等の吐出法が挙げられる。中でも、インクジェット法が好ましい。インクジェット法であれば、強誘電性液晶を連点状に滴下することができるので、強誘電性液晶が第１配向膜上を濡れ広がる距離が短くなるように強誘電性液晶を滴下することができ、強誘電性液晶の接触界面で配列性が損なわれるのを抑制することができるからである。
【０１２４】
中でも、強誘電性液晶を直線状に等間隔の幅で滴下することが好ましい。強誘電性液晶を直線状に等間隔の幅で滴下する場合、強誘電性液晶を間欠的に点状に滴下する場合等と比較して、強誘電性液晶が第１配向膜上を濡れ広がる距離が短くなるように強誘電性液晶を滴下することができる。そのため、強誘電性液晶が接触し合う部位において配列性が損なわれるのを抑制し、良好な配列状態で強誘電性液晶をスペーサ側基板および対向基板間に封入することができる。
【０１２５】
また、強誘電性液晶を直線状に滴下する場合、その直線方向が、例えば第１配向膜の配向処理方向に対して略平行または略垂直となるように、強誘電性液晶を直線状に滴下することができる。
【０１２６】
なお、強誘電性液晶については、上記「Ａ．液晶表示素子  ２．強誘電性液晶」の項に記載したので、ここでの説明は省略する。
【０１２７】
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、強誘電性液晶が滴下されたスペーサ側基板および対向基板を減圧雰囲気下にて貼り合わせる工程である。
【０１２８】
スペーサ側基板および対向基板を貼り合わせる前には、通常、スペーサ側基板または対向基板の少なくともいずれか一方の周縁部にシール剤を塗布する。例えば、シール剤は、複数の柱状スペーサの外周を囲むように枠状に塗布される。
【０１２９】
また、シール剤をスペーサ側基板に塗布する場合には、シール剤を第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。第１基材上にシール剤を塗布した場合には、スペーサ側基板および対向基板の密着性を高めることができる。シール剤を第１基材上に塗布する場合には、第１基材の周縁部に第１配向膜が形成されないように、第１配向膜をパターン状に形成する。一方、シール剤を対向基板に塗布する場合においても、シール剤を第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。
【０１３０】
シール剤は、柱状スペーサとの関係において、柱状スペーサが形成されたスペーサ側基板に塗布してもよく、柱状スペーサが形成されていない対向基板に塗布してもよく、両方の基板に塗布してもよい。また、シール剤は、強誘電性液晶との関係において、強誘電性液晶が滴下されたスペーサ側基板に塗布してもよく、強誘電性液晶が滴下されていない対向基板に塗布してもよく、両方の基板に塗布してもよい。いずれの場合においても、スペーサ側基板および対向基板を重ね合わせたときに、柱状スペーサの外周が囲まれるように、シール剤を塗布する。
【０１３１】
また、シール剤をスペーサ側基板に塗布する場合、スペーサ側基板に強誘電性液晶を滴下する前にシール剤を塗布してもよく、スペーサ側基板に強誘電性液晶を滴下した後にシール剤を塗布してもよい。
【０１３２】
シール剤としては、一般に液晶表示素子に用いられるシール剤を使用することができ、例えば熱硬化性樹脂および紫外線硬化性樹脂が挙げられる。
【０１３３】
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できる方法であれば特に限定されるものではなく、例えば、ディスペンサー法、スクリーン印刷法等が挙げられる。
【０１３４】
このようにシール剤を塗布した後は、スペーサ側基板および対向基板を重ね合わせる。スペーサ側基板および対向基板を重ね合わせる際には、第１配向膜の配向処理方向および第２配向膜の配向処理方向が略平行になるように、スペーサ側基板および対向基板を対向させる。
【０１３５】
さらに、スペーサ側基板および対向基板を重ね合わせる際には、チャンバー内を排気して、スペーサ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。
このようにスペーサ側基板および対向基板を対向させた後は、減圧下でスペーサ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、スペーサ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。このようにしてスペーサ側基板および対向基板がシール剤を介して圧着される。
【０１３６】
スペーサ側基板および対向基板を重ね合わせた後は、シール剤を硬化させて、スペーサ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、スペーサ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させる。
【０１３７】
５．液晶配列工程
本発明における液晶配列工程は、強誘電性液晶を配列させる工程である。
スペーサ側基板および対向基板を貼り合せた後は、スペーサ側基板および対向基板間に封入された強誘電性液晶を配向させる。具体的には、強誘電性液晶をカイラルスメクチックＣ（ＳｍＣ＊）相の状態とする。上述したように、強誘電性液晶が加温されて例えばネマチック相または等方相の状態になっているので、この強誘電性液晶を冷却することによりＳｍＣ＊相の状態にすることができる。
【０１３８】
加温された強誘電性液晶を冷却する際には、通常、室温になるまで強誘電性液晶を徐冷する。
【０１３９】
また、強誘電性液晶に重合性モノマーが添加されている場合には、強誘電性液晶を配向させた後、重合性モノマーを重合させる。重合性モノマーの重合方法としては、重合性モノマーの種類に応じて適宜選択され、例えば、重合性モノマーとして紫外線硬化性樹脂モノマーを用いた場合は、紫外線照射により重合性モノマーを重合させることができる。
【０１４０】
また、重合性モノマーを重合させる際には、強誘電性液晶で構成される液晶層に電圧を印加してもよく電圧を印加しなくてもよいが、中でも、液晶層に電圧を印加しない状態で重合性モノマーを重合させることが好ましい。
【０１４１】
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】
【０１４２】
以下に実施例を示し、本発明をさらに詳細に説明する。
［実施例１］
まず、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、図１３に示すような配置で、角柱の断面の一辺が２０μｍ、高さが１．５μｍの柱状スペーサ４を形成した。この際、柱状スペーサの密度は５個／ｍｍ2とした。
【０１４３】
次いで、上記柱状スペーサを形成した基板上に、光二量化型材料（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、回転数１５００ｒｐｍで１５秒間スピンコートし、１３０℃で１０分間乾燥させた後、直線偏光紫外線を２５℃で約１００ｍＪ／ｃｍ2照射し、配向処理を行った。さらに、光二量化型材料を用いた光配向膜上に、重合性液晶材料（商品名：ROF-5101、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、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。これにより、スペーサ側基板を得た。
【０１４４】
次に、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、光二量化型材料（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、回転数１５００ｒｐｍで１５秒間スピンコートし、１３０℃で１５分間乾燥させた後、直線偏光紫外線を２５℃で約１００ｍＪ／ｃｍ2照射し、配向処理を行った。これにより、対向基板を得た。
【０１４５】
次いで、スペーサ側基板を室温（２３℃）に設定した１軸ステージ上に設置し、これを約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3600Hzの周波数で、１秒間、強誘電性液晶（ＡＺエレクトロニックマテリアルズ社製、商品名：R2301）を等方相の状態で吐出し、２ｍｍ間隔で複数本の直線状に強誘電性液晶を塗布した。
【０１４６】
次いで、このスペーサ側基板の周縁部に、紫外線加熱硬化型シール剤（協立化学産業株式会社製、商品名：WORLD ROCK 718）を、シールディスペンサーを用いて塗布した。
次に、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、強誘電性液晶が塗布されたスペーサ側基板を置いた。次いで、対向基板を１１０℃に加熱した吸着プレートで吸着し、スペーサ側基板および対向基板をそれぞれの配向膜の配向処理方向が平行になるように対向させた。続いて、両基板間が十分減圧になるように、真空チャンバーの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。次いで、紫外線を１Ｊ／ｃｍ2照射して紫外線硬化型シール剤を硬化させ、両基板を接着させた。次に、液晶セルを室温まで徐冷することによって強誘電性液晶を配向させた。
【０１４７】
この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均一なモノドメイン配向の単安定性の強誘電性液晶であることが確認された。また、図１４の写真に示すように、配向乱れはほとんど視認されなかった。
【０１４８】
［比較例１］
図１５に示すような配置で柱状スペーサ４を形成した以外は、実施例１と同じ条件で液晶表示素子を作製した。
この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、図１６の写真に示すように、連続した柱状スペーサ４の箇所で配向乱れが視認された。
【０１４９】
［比較例２］
図１７に示すような配置で柱状スペーサ４を形成した以外は、実施例１と同じ条件で液晶表示素子を作製した。
この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、図１８の写真に示すように、連続した柱状スペーサ４の箇所で配向乱れが視認された。
【０１５０】
［比較例３］
図１９に示すような配置で柱状スペーサ４を形成した以外は、実施例１と同じ条件で液晶表示素子を作製した。
この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、連続した柱状スペーサの箇所で配向乱れが視認された。
【図面の簡単な説明】
【０１５１】
【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における柱状スペーサの配置の一例を示す模式図である。
【図３】規則性部位の一例を示す模式図である。
【図４】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５】本発明の液晶表示素子の他の例を示す概略断面図である。
【図６】本発明の液晶表示素子の他の例を示す概略断面図である。
【図７】液晶分子の挙動を示す模式図である。
【図８】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９】本発明の液晶表示素子の他の例を示す概略斜視図である。
【図１０】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１１】本発明の液晶表示素子の製造方法におけるスペーサ側基板調製工程の一例を示す模式図である。
【図１２】本発明の液晶表示素子の製造方法におけるスペーサ側基板調製工程の他の例を示す模式図である。
【図１３】実施例１における柱状スペーサの配置を示す図である。
【図１４】実施例１における液晶表示素子の偏光顕微鏡写真である。
【図１５】比較例１における柱状スペーサの配置を示す図である。
【図１６】比較例１における液晶表示素子の偏光顕微鏡写真である。
【図１７】比較例２における柱状スペーサの配置を示す図である。
【図１８】比較例２における液晶表示素子の偏光顕微鏡写真である。
【図１９】比較例３における柱状スペーサの配置を示す図である。
【符号の説明】
【０１５２】
１  …  液晶表示素子
２  …  第１基材
３  …  第１電極層
４  …  柱状スペーサ
５  …  第１配向膜
６  …  スペーサ側基板
１０  …  液晶層
１２  …  第２基材
１３  …  第２電極層
１５  …  第２配向膜
１６  …  対向基板
２６  …  強誘電性液晶
【図１】
2009181063.tif 000003
【図２】
2009181063.tif 000004
【図３】
2009181063.tif 000005
【図４】
2009181063.tif 000006
【図５】
2009181063.tif 000007
【図６】
2009181063.tif 000008
【図７】
2009181063.tif 000009
【図８】
2009181063.tif 000010
【図９】
2009181063.tif 000011
【図１０】
2009181063.tif 000012
【図１１】
2009181063.tif 000013
【図１２】
2009181063.tif 000014
【図１３】
2009181063.tif 000015
【図１４】
2009181063.tif 000016
【図１５】
2009181063.tif 000017
【図１６】
2009181063.tif 000018
【図１７】
2009181063.tif 000019
【図１８】
2009181063.tif 000020
【図１９】
2009181063.tif 000021