(57)【要約】【課題】本発明は、強誘電性液晶の配向欠陥の発生を抑制することが可能な液晶表示素子の製造方法を提供することを主目的とする。【解決手段】本発明は、第１基材上に第１電極層および第１配向膜がこの順に積層された液晶側基板の上記第１配向膜上に、強誘電性液晶を塗布する液晶塗布工程と、上記強誘電性液晶が塗布された液晶側基板、および、第２基材上に第２電極層および第２配向膜がこの順に積層された対向基板のうち、一方を上記強誘電性液晶がネマチック相を示す温度に加熱し、かつ、他方を上記強誘電性液晶がネマチック相または等方相を示す温度に加熱する加熱工程と、加熱した上記液晶側基板および上記対向基板を貼り合せる基板貼り合せ工程と、を有することを特徴とする液晶表示素子の製造方法を提供することにより、上記目的を達成するものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１基材上に第１電極層および第１配向膜がこの順に積層された液晶側基板の前記第１配向膜上に、強誘電性液晶を塗布する液晶塗布工程と、
前記強誘電性液晶が塗布された液晶側基板、および、第２基材上に第２電極層および第２配向膜がこの順に積層された対向基板のうち、一方を前記強誘電性液晶がネマチック相を示す温度に加熱し、かつ、他方を前記強誘電性液晶がネマチック相または等方相を示す温度に加熱する加熱工程と、
加熱した前記液晶側基板および前記対向基板を貼り合せる基板貼り合せ工程と、
を有することを特徴とする液晶表示素子の製造方法。
【請求項２】
前記加熱工程で、前記液晶側基板を前記強誘電性液晶がネマチック相を示す温度に加熱することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示素子の製造方法。
【請求項３】
前記加熱工程で、前記対向基板を前記強誘電性液晶が等方相を示す温度に加熱することを特徴とする請求項２に記載の液晶表示素子の製造方法。
【請求項４】
前記液晶塗布工程で、前記強誘電性液晶をインクジェット法によって塗布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の製造方法。
【請求項５】
前記第１配向膜および前記第２配向膜の構成材料が前記強誘電性液晶を挟んで互いに異なる組成を有するものであることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれかの請求項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た液晶表示素子の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示素子は薄型で低消費電力などといった特徴から、大型ディスプレイから携帯情報端末までその用途を広げており、その開発が活発に行われている。これまで液晶表示素子は、ＴＮ方式、ＳＴＮのマルチプレックス駆動、ＴＮに薄層トランジスタ（ＴＦＴ）を用いたアクティブマトリックス駆動等が開発され実用化されているが、これらはネマチック液晶を用いているために、液晶材料の応答速度が数ｍｓ〜数十ｍｓと遅く、動画表示に充分対応しているとはいえない。
【０００３】
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７上段）、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１参照、図７下段）。このような単安定性を示す液晶としては、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る（図３上段）。
【０００５】
一方、強誘電性液晶としては、降温過程においてコレステリック相（Ｃｈ）−スメクチックＡ（ＳｍＡ）相−カイラルスメクチックＣ（ＳｍＣ＊）相と相変化し、ＳｍＡ相を経由してＳｍＣ＊相を示す液晶材料がある（図３下段）。現在報告されている強誘電性液晶の中では、前者のＳｍＡ相を経由しない液晶材料に比べて、後者のＳｍＡ相を経由する相系列を持つ液晶材料が大半である。後者のＳｍＡ相を経由する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。
【０００６】
強誘電性液晶は、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が難しい。特に、ＳｍＡ相を経由しない強誘電性液晶は、層法線方向の異なる二つの領域（以下、これを「ダブルドメイン」と称する。）が発生する（図３上段）。このようなダブルドメインは、駆動時に白黒反転した表示になり、大きな問題となる。一方、ＳｍＡ相を経由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。このような欠陥は、光漏れによるコントラスト低下の原因になる。
【０００７】
近年、液晶の封入方法として、液晶滴下（One Drop Fill：ODF）方式が注目されている。これは、一対の基板の一方に液晶封入領域を囲むように枠状にシール剤を塗布し、基板上に液晶を滴下し、次いで両基板を、両基板間を十分に減圧した状態で重ね合せ、シール剤を介して接着させるというものである。液晶滴下方式は、従来の真空注入方式に比べて、液晶封入工程に要する時間が大幅に短縮されるという利点を有する。
【０００８】
しかしながら、上述したように強誘電性液晶を配向させることは困難であるために、強誘電性液晶を用いて上記液晶滴下方式によって液晶表示素子を作製すると、ダブルドメイン、ジグザグ欠陥、ヘアピン欠陥等の配向欠陥を生じる場合があった。
【０００９】
なお、ダブルドメイン、ジグザグ欠陥、ヘアピン欠陥等の配向欠陥を防ぐことを目的とするものではないが、液晶層中に気泡が入ることによって生じる配向欠陥を防ぐことを目的として、特許文献１〜特許文献３には、強誘電性液晶を滴下する際の温度を調整することが提案されている。
【００１０】
例えば特許文献１には、一般に、強誘電性液晶は、ネマチック液晶に比べて粘度が高いため、強誘電性液晶を滴下する際には、あらかじめ強誘電性液晶が低粘度状態になる温度（強誘電性液晶がコレステリック相、ネマチック相または等方相の状態になる温度）に、強誘電性液晶を加温することが開示されている。
また、例えば特許文献２および特許文献３には、強誘電性液晶を滴下する液晶側基板を、強誘電性液晶のネマチック相−等方相転移温度付近にあらかじめ加熱する、あるいは、スメクチックＡ相−コレステリック相転移温度より高くコレステリック相−等方相転移温度以下である温度にあらかじめ加熱することが開示されている。
【００１１】
【特許文献１】特開平６−１６０８７４号公報
【特許文献２】特開平６−１９４６１５号公報
【特許文献３】特開平１０−１８６３８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、強誘電性液晶の配向欠陥の発生を抑制することが可能な液晶表示素子の製造方法を提供することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明者らは、上記課題を解決すべく、鋭意検討を行った結果、上述した強誘電性液晶の配向欠陥の発生には、液晶側基板と対向基板とを貼り合せる際の液晶側基板の温度および対向基板の温度が影響していることを見出し、本発明に至った。
【００１４】
すなわち、本発明は、第１基材上に第１電極層および第１配向膜がこの順に積層された液晶側基板の上記第１配向膜上に、強誘電性液晶を塗布する液晶塗布工程と、上記強誘電性液晶が塗布された液晶側基板、および、第２基材上に第２電極層および第２配向膜がこの順に積層された対向基板のうち、一方を上記強誘電性液晶がネマチック相を示す温度に加熱し、かつ、他方を上記強誘電性液晶がネマチック相または等方相を示す温度に加熱する加熱工程と、加熱した上記液晶側基板および上記対向基板を貼り合せる基板貼り合せ工程と、を有することを特徴とする液晶表示素子の製造方法を提供する。
【００１５】
本発明によれば、液晶側基板および対向基板を貼り合わせる際に、液晶側基板および対向基板を所定の温度に加熱することで、配向欠陥の発生を抑制することができる。
【００１６】
本発明においては、上記加熱工程で、上記液晶側基板を上記強誘電性液晶がネマチック相を示す温度に加熱することが好ましい。またこのとき、上記対向基板を上記強誘電性液晶が等方相を示す温度に加熱することがより好ましい。これによって、配向欠陥の発生を効果的に抑制することができるからである。
【００１７】
また本発明においては、上記液晶塗布工程で、上記第１配向膜上に上記強誘電性液晶をインクジェット法によって塗布することが好ましい。インクジェット法であれば、強誘電性液晶を連点状に塗布することができ、強誘電性液晶が第１配向膜上を流動する際の配向乱れを抑制することができるからである。
【００１８】
本発明においては、上記第１配向膜および上記第２配向膜の構成材料が上記強誘電性液晶を挟んで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効果的に抑制することができるからである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明においては、貼り合せ時の液晶側基板および対向基板の温度を調整することによって、強誘電性液晶の配向欠陥の発生を抑制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】
【００２０】
以下、本発明の液晶表示素子の製造方法について、詳細に説明する。
本発明の液晶表示素子の製造方法は、第１基材上に第１電極層および第１配向膜がこの順に積層された液晶側基板の上記第１配向膜上に、強誘電性液晶を塗布する液晶塗布工程と、上記強誘電性液晶が塗布された液晶側基板、および、第２基材上に第２電極層および第２配向膜がこの順に積層された対向基板のうち、一方を上記強誘電性液晶がネマチック相を示す温度に加熱し、かつ、他方を上記強誘電性液晶がネマチック相または等方相を示す温度に加熱する加熱工程と、加熱した上記液晶側基板および上記対向基板を貼り合せる基板貼り合せ工程と、を有することを特徴とする製造方法である。
【００２１】
本発明の液晶表示素子の製造方法について図面を参照しながら説明する。図１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、第１基材２上に第１電極層３および第１配向膜４がこの順に形成された液晶側基板１を準備する（図１（ａ））。
【００２２】
次いで、強誘電性液晶５をこの強誘電性液晶が等方相を示す温度まで加温し、インクジェット装置を用いて、第１配向膜４上に強誘電性液晶５を等方相の状態で塗布する（図１（ｂ）、液晶塗布工程）。
【００２３】
次に、第１配向膜４上にシール剤６を塗布する（図１（ｃ））。この際、図２に例示するように、シール剤６を第１基材２の周縁部に、かつ強誘電性液晶５が塗布された領域の外周を囲むように塗布する。なお、図２において、第１電極層および第１配向膜は省略されている。
【００２４】
次に、図１（ｄ）に示すように、第２基材１２上に第２電極層１３および第２配向膜１４がこの順に積層された対向基板１１を準備する。次いで、強誘電性液晶５が塗布された液晶側基板１を、強誘電性液晶がネマチック相を示す温度まで加熱し、対向基板１１を強誘電性液晶がネマチック相または等方相を示す温度まで加熱する（図示せず）。このとき、液晶側基板を強誘電性液晶がネマチック相または等方相を示す温度まで加熱し、対向基板を強誘電性液晶がネマチック温度を示す温度まで加熱してもよい。
続いて、加熱された液晶側基板１および対向基板１１を、第１配向膜４および第２配向膜１４の配向処理方向が略平行になるように対向させる（図１（ｄ））。
次に、図１（ｅ）に示すように、液晶側基板１および対向基板１１の間を十分減圧し、減圧下で液晶側基板１および対向基板１１を重ね合せ、所定の圧力２１を加えてセルギャップを均一にする。続いて、常圧に戻すことで、液晶側基板１および対向基板１１の間にさらに圧力を加える。次いで、シール剤６が塗布された領域に紫外線２２を照射してシール剤６を硬化させ、液晶側基板１および対向基板１１を接着させる（基板貼り合せ工程）。
【００２５】
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を配向させる。
【００２６】
本発明によれば、液晶側基板および対向基板を貼り合わせる際に、液晶側基板および対向基板のうち、一方を上記強誘電性液晶がネマチック相を示す温度に加熱し、かつ、他方を強誘電性液晶がネマチック相または等方相を示す温度に加熱することによって、配向欠陥の発生を抑制することができる。
以下、各工程についてそれぞれ説明する。
【００２７】
１．液晶塗布工程
本発明における液晶塗布工程は、第１基材上に第１電極層および第１配向膜がこの順に積層された液晶側基板の上記第１配向膜上に、強誘電性液晶を塗布する工程である。
以下、本発明に用いられる強誘電性液晶、液晶側基板、および強誘電性液晶の塗布方法について説明する。
【００２８】
（１）強誘電性液晶
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。
【００２９】
一般に、図３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３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。本発明においては、液晶側基板および対向基板を貼り合わせる際に、液晶側基板および対向基板を所定の温度に加熱することによって、このような配向欠陥の発生を抑制することができる。
【００３０】
本発明に用いられる強誘電性液晶は、上記の中でも、ＳｍＡ相を経由しないものであることが好ましい。上述したように、ＳｍＡ相を経由しない強誘電性液晶は、ダブルドメイン等の配向欠陥を生じやすいが、上述したように液晶側基板および対向基板を貼り合わせる際に、液晶側基板および対向基板を所定の温度に加熱することによって、このような配向欠陥の発生を抑制することができるからである。
【００３１】
また、本発明により製造される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、強誘電性液晶として、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。
【００３２】
強誘電性液晶は、図４に例示するように、液晶分子１５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１５の層法線ｚに対する傾き角をチルト角θという。
【００３３】
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４に示すように、液晶分子１５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１５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】
単安定性を示す液晶材料の中でも、例えば図７左下に示すような、正負いずれかの電圧を印加したときにのみ液晶分子が動作する、ｈａｌｆ−Ｖ  ｓｈａｐｅｄ  ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ（以下、ＨＶ字型スイッチングと称する。）特性を示すものが特に好ましい。このようなＨＶ字型スイッチング特性を示す強誘電性液晶を用いると、白黒シャッターとしての開口時間を十分に長くとることができ、これにより時間的に切り替えられる各色をより明るく表示することができ、明るいカラー表示の液晶表示素子を実現することができるからである。
なお、「ＨＶ字型スイッチング特性」とは、印加電圧に対する光透過率が非対称な電気光学特性をいう。
【００３５】
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。
【００３６】
特に、Ｃｈ相からＳｍＡ相を経由しないでＳｍＣ＊相を発現する液晶材料は、ＨＶ字型スイッチング特性を示すものとして好適である。具体的には、ＡＺエレクトロニックマテリアルズ社製「Ｒ２３０１」が挙げられる。
【００３７】
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。
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。
【００３８】
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。
【００３９】
強誘電性液晶には、液晶表示素子に求められる機能に応じて任意の機能を備える化合物を添加することができる。この化合物としては、重合性モノマーを挙げることができる。強誘電性液晶に重合性モノマーを添加し、基板貼り合せ工程後に、この重合性モノマーを重合させることにより、強誘電性液晶の配列がいわゆる「高分子安定化」され、優れた配向安定性が得られるからである。
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。
【００４０】
（２）液晶側基板
本発明に用いられる液晶側基板は、第１基材上に第１電極層および第１配向膜がこの順に積層されたものである。
以下、液晶側基板の各構成について説明する。
【００４１】
（ｉ）第１基材
本発明に用いられる第１基材は、一般に液晶表示素子の基材として用いられるものであれば特に限定されるものではなく、透明であっても不透明であってもよい。
例えば、ＴＦＴを用いたアクティブマトリックス方式の透過型液晶表示素子を作製する場合には、第１基材は透明とされる。また、ＴＦＴを用いたアクティブマトリックス方式の反射型液晶表示素子を作製する場合であって、液晶側基板が共通電極基板である場合も、第１基材は透明とされる。一方、ＴＦＴを用いたアクティブマトリックス方式の反射型液晶表示素子を作製する場合であって、液晶側基板がＴＦＴ基板である場合、第１基材には透明性は要求されない。
【００４２】
第１基材としては、例えば、ガラス板、プラスチック板などが好ましく挙げられる。
【００４３】
（ii）第１電極層
本発明に用いられる第１電極層は、一般に液晶表示素子の電極として用いられているものであれば特に限定されるものではない。第１電極層は、透明であっても不透明であってもよく、画像表示面に応じて適宜選択される。液晶側基板が画像表示面となる場合は、第１電極層は透明であることが好ましく、透明導電体で構成されることが好ましい。透明導電体材料としては、酸化インジウム、酸化錫、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）等が好ましく挙げられる。
【００４４】
また、例えば、ＴＦＴを用いたアクティブマトリックス方式の液晶表示素子を作製する場合であって、液晶側基板がＴＦＴ基板である場合には、第１電極層は画素電極とされる。一方、液晶側基板が共通電極基板である場合には、第１電極層は共通電極とされる。
【００４５】
第１電極層の形成方法としては、例えば化学蒸着（ＣＶＤ）法や、スパッタリング法、イオンプレーティング法、真空蒸着法等の物理蒸着（ＰＶＤ）法などを挙げることができる。
【００４６】
（iii）第１配向膜
本発明に用いられる第１配向膜は、強誘電性液晶の配向制御が可能なものであれば特に限定されるものではない。第１配向膜としては、例えば、光配向処理を施した光配向膜；ラビング処理された配向膜；反応性液晶用配向膜と、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；などを用いることができる。
以下、光配向膜、ラビング処理された配向膜、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について説明する。
【００４７】
（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。
【００４８】
本発明においては、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。また、ラビング処理された配向膜や固定化液晶層に比べて、上記強誘電性液晶との親和性が高く、強誘電性液晶を均一に塗布することができるからである。
【００４９】
本発明に用いられる光配向膜の構成材料は、光を照射して光励起反応を生じることにより、液晶を配向させる効果（光配列性：photoaligning）を有するものであれば特に限定されるものではない。このような材料としては、大きく、光反応を生じることにより光配向膜に異方性を付与する光反応型の材料と、光異性化反応を生じることにより光配向膜に異方性を付与する光異性化型の材料とに分けることができる。
【００５０】
光配向膜の構成材料が光励起反応を生じる光の波長領域は、紫外光域の範囲内、すなわち１０ｎｍ〜４００ｎｍの範囲内であることが好ましく、２５０ｎｍ〜３８０ｎｍの範囲内であることがより好ましい。
以下、光反応型の材料および光異性化型の材料について説明する。
【００５１】
ａ．光反応型
光反応型の材料とは、光反応を生じることにより光配向膜に異方性を付与する材料である。本発明に用いられる光反応型の材料としては、このような特性を有するものであれば特に限定されるものではないが、これらの中でも、光二量化反応または光分解反応を生じることにより上記光配向膜に異方性を付与する材料であることが好ましい。
【００５２】
ここで、光二量化反応とは、光照射により偏光方向に配向した反応部位がラジカル重合して分子２個が重合する反応をいい、この反応により偏光方向の配向を安定化し、光配向膜に異方性を付与することができるものである。また、光分解反応とは、光照射により偏光方向に配向したポリイミドなどの分子鎖を分解する反応をいい、この反応により偏光方向に垂直な方向に配向した分子鎖を残し、光配向膜に異方性を付与することができるものである。本発明においては、これらの光反応型の材料の中でも、露光感度が高く、材料選択の幅が広いことから、光二量化反応により光配向膜に異方性を付与する材料を用いることがより好ましい。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
二量化反応性ポリマーとしては、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。
【００５９】
光二量化反応性化合物としては、上記化合物の中から、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。
【００６０】
また、光二量化型材料は、上記光二量化反応性化合物のほか、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。
【００６１】
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質量％〜２０質量％の範囲内であることが好ましく、０．１質量％〜５質量％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。
【００６２】
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種以上を組み合せて用いることもできる。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
ｂ．光異性化型
光異性化型の材料とは、光異性化反応を生じることにより光配向膜に異方性を付与する材料である。本発明に用いられる光異性化型の材料としては、このような特性を有する材料であれば特に限定されるものではないが、光異性化反応を生じることにより上記光配向膜に異方性を付与する光異性化反応性化合物を含むものであることが好ましい。このような光異性化反応性化合物を含むことにより、光照射により、複数の異性体のうち安定な異性体が増加し、それにより光配向膜に容易に異方性を付与することができるからである。
【００６７】
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。
【００６８】
また、光異性化反応性化合物が生じる光異性化反応としては、シス−トランス異性化反応であることが好ましい。光照射によりシス体またはトランス体のいずれかの異性体が増加し、それにより光配向膜に異方性を付与することができるからである。
【００６９】
光異性化反応性化合物としては、単分子化合物、または、光もしくは熱により重合する重合性モノマーを挙げることができる。これらは用いられる液晶の種類に応じて適宜選択すればよいが、光照射により光配向膜に異方性を付与した後、ポリマー化することにより、その異方性を安定化することができることから、重合性モノマーを用いることが好ましい。このような重合性モノマーの中でも、光配向膜に異方性を付与した後、その異方性を良好な状態に維持したまま容易にポリマー化できることから、アクリレートモノマー、メタクリレートモノマーであることが好ましい。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
上記シス−トランス異性化反応性骨格は、液晶分子との相互作用をより高めるために置換基を有していてもよい。置換基は、液晶分子との相互作用を高めることができ、かつ、シス−トランス異性化反応性骨格の配向を妨げないものであれば特に限定されるものではなく、例えば、カルボキシル基、スルホン酸ナトリウム基、水酸基などが挙げられる。これらの構造は、用いられる液晶の種類に応じて、適宜選択することができる。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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、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。
また、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、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。
【００７９】
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。
【００８０】
また、光異性化型材料は、上記光異性化反応性化合物のほか、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。
【００８１】
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質量％〜２０質量％の範囲内であることが好ましく、０．１質量％〜５質量％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。
【００８２】
ｃ．光配向膜の形成方法
本発明において光配向膜を形成するには、まず光配向膜の構成材料を有機溶剤で希釈した光配向膜形成用塗工液を塗布し、乾燥させる。この場合に、光配向膜形成用塗工液中の光二量化反応性化合物または光異性化反応性化合物の含有量は、０．０５重量％〜１０重量％の範囲内であることが好ましく、０．２重量％〜２重量％の範囲内であることがより好ましい。含有量が上記範囲より少ないと、配向膜に適度な異方性を付与することが困難となり、逆に含有量が上記範囲より多いと、光配向膜形成用塗工液の粘度が高くなるので均一な塗膜を形成しにくくなるからである。
【００８３】
光配向膜形成用塗工液の塗布方法としては、例えばスピンコート法、ロールコート法、ロッドバーコート法、スプレーコート法、エアナイフコート法、スロットダイコート法、ワイヤーバーコート法、インクジェット法、フレキソ印刷法、スクリーン印刷法などを用いることができる。
【００８４】
上記光配向膜形成用塗工液を塗布することにより得られる膜の厚みは、１ｎｍ〜２０００ｎｍの範囲内であることが好ましく、より好ましくは３ｎｍ〜１００ｎｍの範囲内である。膜の厚みが上記範囲より薄いと十分な光配列性を得ることができない可能性があり、逆に厚みが上記範囲より厚いとコスト的に不利になる場合があるからである。
【００８５】
得られた膜には光配向処理を施すことによって異方性を付与する。具体的には、偏光を制御した光を照射することにより、光励起反応を生じさせて異方性を付与することができる。照射する光の波長領域は、用いられる光配向膜の構成材料に応じて適宜選択すればよいが、紫外光域の範囲内、すなわち１００ｎｍ〜４００ｎｍの範囲内であることが好ましく、より好ましくは２５０ｎｍ〜３８０ｎｍの範囲内である。また、偏光方向は、上記光励起反応を生じさせることができるものであれば特に限定されるものではない。
【００８６】
さらに、光配向膜の構成材料として、光異性化反応性化合物の中でも重合性モノマーを用いた場合には、光配向処理を行った後、加熱することにより、ポリマー化し、光配向膜に付与された異方性を安定化することができる。
【００８７】
（ラビング処理された配向膜）
本発明に用いられるラビング処理された配向膜は、第１電極層上に後述の材料を塗布して膜状にし、これ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形成されたものである。
【００８８】
ラビング処理された配向膜に用いられる材料としては、ラビング処理により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、ナイロン、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種以上を組み合せて用いてもよい。
【００８９】
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。
【００９０】
また、ラビング処理された配向膜の厚みは、１ｎｍ〜１０００ｎｍ程度で設定され、好ましくは５０ｎｍ〜１００ｎｍの範囲内である。
【００９１】
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。
また、ラビング処理方法としては、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、配向膜に異方性が付与される。
【００９２】
（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）
反応性液晶はラビング処理された配向膜や光配向膜等により配向しており、例えば紫外線を照射して反応性液晶を重合させ、その配向状態を固定化することにより固定化液晶層を形成することができる。固定化液晶層は、このように反応性液晶の配向状態を固定化してなるものであるので、液晶を配向させる配向膜として機能する。また、反応性液晶は固定化されているため、温度等の影響を受けないという利点を有する。さらに、反応性液晶は、液晶と構造が比較的類似しており、液晶との相互作用が強いので、ラビング処理された配向膜や光配向膜等のみを用いた場合よりも効果的に液晶の配向を制御することができる。
【００９３】
ａ．固定化液晶層
固定化液晶層は、後述する反応性液晶用配向膜上に反応性液晶を固定化させてなるものである。本発明における固定化液晶層に用いられる反応性液晶としては、ネマチック相を発現するものであることが好ましい。ネマチック相は、液晶相の中でも配向制御が比較的容易であるからである。
【００９４】
また、反応性液晶は、重合性液晶材料を含有することが好ましい。これにより、反応性液晶の配向状態を固定化することが可能になるからである。重合性液晶材料としては、重合性液晶モノマー、重合性液晶オリゴマー、および重合性液晶ポリマーのいずれかを用いることができるが、中でも、重合性液晶モノマーが好適に用いられる。重合性液晶モノマーは、他の重合性液晶材料、すなわち重合性液晶オリゴマーや重合性液晶ポリマーと比較して、より低温で配向が可能であり、かつ配向に際しての感度も高く、容易に配向させることができるからである。
【００９５】
モノアクリレートモノマーおよびジアクリレートモノマーとしては、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。
【００９６】
本発明においては、重合性液晶モノマーの中でも、ジアクリレートモノマーが好適である。ジアクリレートモノマーは、配向状態を良好に維持したまま容易に重合させることができるからである。
【００９７】
上述した重合性液晶モノマーは、それ自体がネマチック相を発現するものでなくてもよい。これらの重合性液晶モノマーは、上述したように２種以上を混合して用いてもよいものであり、これらを混合した組成物すなわち反応性液晶が、ネマチック相を発現するものであればよいからである。
【００９８】
さらに本発明においては、必要に応じて、上記反応性液晶に光重合開始剤や重合禁止剤等を添加してもよい。例えば、電子線照射により重合性液晶材料を重合させる際には、光重合開始剤が不要な場合はあるが、一般的に用いられている例えば紫外線照射による重合の場合においては、通常光重合開始剤が重合促進のために用いられるからである。
【００９９】
本発明においては、必要に応じて、上記反応性液晶に光重合開始剤や重合禁止剤等を添加してもよい。例えば、電子線照射により重合性液晶材料を重合させる際には、光重合開始剤が不要な場合はあるが、一般的に用いられている例えば紫外線照射による重合の場合においては、通常光重合開始剤が重合促進のために用いられるからである。光重合開始剤としては、例えば、特開２００５−２５８４２８号公報に記載されているような光重合開始剤を用いることができる。また、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。
【０１００】
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質量％、好ましくは０．１〜１０質量％、より好ましくは０．５〜５質量％の範囲で上記反応性液晶に添加することができる。
【０１０１】
固定化液晶層の厚みは、目的とする異方性に応じて適宜調整されるものであり、例えば１ｎｍ〜１０００ｎｍの範囲内で設定することができ、好ましくは３ｎｍ〜１００ｎｍの範囲内である。固定化液晶層の厚みが厚すぎると必要以上の異方性が生じてしまい、また固定化液晶層の厚みが薄すぎると所定の異方性が得られない場合があるからである。
【０１０２】
次に、固定化液晶層の形成方法について説明する。固定化液晶層は、反応性液晶用配向膜上に上記反応性液晶を含む反応性液晶組成物を塗布し、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。
【０１０３】
また、反応性液晶組成物を塗布するのではなく、ドライフィルム等を予め形成し、これを反応性液晶用配向膜上に積層する方法も用いることができる。製造工程の簡便さの観点からは、反応性液晶を溶媒に溶解させて反応性液晶組成物を調製し、これを反応性液晶用配向膜上に塗布し、溶媒を除去する方法を用いることが好ましい。
【０１０４】
上記反応性液晶組成物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、かつ反応性液晶用配向膜の配向能を阻害しないものであれば特に限定されるものではない。このような溶媒としては、例えば、特開２００５−２５８４２８号公報に記載されているような溶媒を用いることができる。溶媒は、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
【０１０５】
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、上述したように反応性液晶用配向膜が侵食されたりする場合がある。この場合には、２種以上の溶媒を混合使用することにより、この不都合を回避することができる。上記の溶媒のなかにあって、単独溶媒として好ましいものは、炭化水素類およびグリコールモノエーテルアセテート系溶媒であり、混合溶媒として好ましいのは、エーテル類またはケトン類と、グリコール系溶媒との混合系である。
【０１０６】
反応性液晶組成物の濃度は、反応性液晶の溶解性や、固定化液晶層の厚みに依存するため一概には規定できないが、通常は０．１〜４０質量％、好ましくは１〜２０質量％の範囲で調整される。反応性液晶組成物の濃度が上記範囲より低いと、反応性液晶が配向しにくくなる場合があり、逆に反応性液晶組成物の濃度が上記範囲より高いと、反応性液晶組成物の粘度が高くなるので均一な塗膜を形成しにくくなる場合があるからである。
【０１０７】
さらに、上記反応性液晶組成物には、本発明の目的を損なわない範囲内で、例えば、特開２００５−２５８４２８号公報に記載されているような化合物を添加することができる。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、得られる固定化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。
【０１０８】
このような反応性液晶組成物を塗布する方法としては、例えばスピンコート法、ロールコート法、プリント法、ディップコート法、ダイコート法、キャスティング法、バーコート法、ブレードコート法、スプレーコート法、グラビアコート法、リバースコート法、押し出しコート法、インクジェット法、フレキソ印刷法、スクリーン印刷法等が挙げられる。
【０１０９】
また、上記反応性液晶組成物を塗布した後は、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。
【０１１０】
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、反応性液晶用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。
【０１１１】
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。
【０１１２】
このような活性放射線としては、重合性液晶材料を重合させることが可能な放射線であれば特に限定されるものではないが、通常は装置の容易性等の観点から紫外光または可視光線が使用され、波長が１５０〜５００ｎｍ、好ましくは２５０〜４５０ｎｍ、さらに好ましくは３００〜４００ｎｍの照射光が用いられる。
【０１１３】
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。
【０１１４】
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。
【０１１５】
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。
【０１１６】
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。この場合に用いられる反応性液晶としては、反応性液晶のＮ−Ｉ転移点以下で、反応性液晶に含有される重合性液晶モノマーが熱重合するものであることが好ましい。
【０１１７】
ｂ．反応性液晶用配向膜
本発明に用いられる反応性液晶用配向膜としては、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るものではない。反応性液晶用配向膜として、例えば、上述の光配向膜、ラビング処理された配向膜等を用いることができる。
【０１１８】
（iv）その他の構成
本発明に用いられる液晶側基板は、上述した第１基材、第１電極層、および第１配向膜の他にも、必要に応じた構成を有することができる。例えば、第１基材上に隔壁が形成されていてもよい。以下、隔壁について説明する。
【０１１９】
（隔壁）
本発明に用いられる隔壁は、第１基材上に複数形成されるものである。
隔壁としては、例えば直線状隔壁と枠状隔壁とが挙げられる。以下、直線状隔壁および枠状隔壁について説明する。
【０１２０】
ａ．直線状隔壁
本発明に用いられる隔壁としては、直線状隔壁であることが好ましい。直線状隔壁を形成することにより、耐衝撃性を向上させることができるからである。ＳｍＣ＊相は外部衝撃に非常に弱いため、耐衝撃性が高いことは強誘電性液晶を用いた液晶表示素子において有用である。
【０１２１】
本発明に用いられる液晶側基板に直線状隔壁を形成する場合には、上記第１配向膜を形成する際、直線状隔壁の長手方向に対して略垂直または略平行に第１配向膜に配向処理を施し、直線状隔壁の長手方向に対して略平行に強誘電性液晶を直線状に塗布する。直線状隔壁の長手方向と第１配向膜形成時での配向処理方向と強誘電性液晶の塗布方向とをこのような関係とすることにより、強誘電性液晶を第１配向膜形成時での配向処理方向に対して略垂直または略平行に直線状に塗布することができ、強誘電性液晶の配向性を向上させ、配向欠陥の発生を抑制することができる。
【０１２２】
例えば図５（ａ）に示すように、本発明に用いられる液晶側基板に直線状隔壁が形成されている場合であって、直線状隔壁８ａの長手方向ｍと第１配向膜形成時での配向処理方向ｄとのなす角度が略垂直である場合には、強誘電性液晶５を直線状隔壁８ａの長手方向ｍに対して略平行に直線状に塗布することにより、強誘電性液晶５を第１配向膜形成時での配向処理方向ｄに対して略垂直に直線状に塗布する、すなわち強誘電性液晶の塗布方向ｎと第１配向膜形成時での配向処理方向ｄとのなす角度を略垂直にすることができる。
【０１２３】
また例えば図５（ｂ）に示すように、直線状隔壁８ａの長手方向ｍと第１配向膜形成時での配向処理方向ｄとのなす角度が略平行である場合には、強誘電性液晶５を直線状隔壁８ａの長手方向ｍに対して略平行に直線状に塗布することにより、強誘電性液晶５を第１配向膜形成時での配向処理方向ｄに対して略平行に直線状に塗布する、すなわち強誘電性液晶の塗布方向ｎと第１配向膜形成時での配向処理方向ｄとのなす角度を略平行にすることができる。
【０１２４】
なお、直線状隔壁の長手方向に対して略垂直に配向処理を施すとは、直線状隔壁の長手方向と第１配向膜形成時での配向処理方向とのなす角度が９０°±５°の範囲であることをいい、この角度は９０°±２°の範囲であることが好ましい。また、直線状隔壁の長手方向に対して、略平行に配向処理を施すとは、直線状隔壁の長手方向と第１配向膜形成時での配向処理方向とのなす角度が０°±５°の範囲であることをいい、この角度は０°±２°の範囲であることが好ましい。
【０１２５】
直線状隔壁の形成材料としては、一般に液晶表示素子の隔壁に用いられる材料を使用することができる。具体的には、直線状隔壁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。
【０１２６】
直線状隔壁の形成方法としては、所定の位置に直線状隔壁を形成することが可能な方法であれば特に限定されるものではなく、一般的なパターニング方法を適用することができ、例えば、フォトリソグラフィー法、インクジェット法、スクリーン印刷法等が挙げられる。
【０１２７】
直線状隔壁は複数形成されるものであり、複数の直線状隔壁を所定の位置に規則的に形成することが好ましく、特に略平行に等間隔で形成することが好ましい。複数の直線状隔壁の形成位置が無秩序であると、強誘電性液晶の塗布量を正確に制御することが困難となる場合があるからである。
【０１２８】
また、直線状隔壁の形成位置としては、特に限定されるものではないが、非画素領域に直線状隔壁を形成することが好ましい。直線状隔壁付近では強誘電性液晶の配向不良が生じやすいので、画像表示に影響のない非画素領域に直線状隔壁が形成されていることが好ましいからである。例えば液晶側基板がＴＦＴ基板である場合には、マトリックス状に形成されたゲート電極およびソース電極上に、直線状隔壁を配置することができる。
【０１２９】
直線状隔壁のピッチは、１ｍｍ〜１０ｍｍ程度とされ、好ましくは１．０ｍｍ〜５．０ｍｍの範囲内、より好ましくは２．０ｍｍ〜３．０ｍｍの範囲内である。直線状隔壁のピッチが上記範囲より狭いと、直線状隔壁付近での強誘電性液晶の配向不良によって表示品位が低下する可能性があるからである。逆に、直線状隔壁のピッチが上記範囲より広いと、液晶表示素子の大きさによって異なるが、所望の耐衝撃性が得られなかったり、セルギャップを一定に保つことが困難になったりする場合があるからである。なお、直線状隔壁のピッチとは、隣接する直線状隔壁の中心部から中心部までの距離をいう。
【０１３０】
また、直線状隔壁の幅は、１μｍ〜５０μｍ程度とされ、好ましくは２μｍ〜３０μｍの範囲内、より好ましくは５μｍ〜２０μｍの範囲内である。直線状隔壁の幅が上記範囲より広いと、直線状隔壁が画素領域にも設けられることになり、有効画素面積が狭くなって良好な画像表示が得られない場合があり、また、直線状隔壁の幅が上記範囲より狭いと、直線状隔壁の形成が困難となる場合があるからである。
【０１３１】
さらに、直線状隔壁の高さは、通常、セルギャップと同程度とされる。
【０１３２】
なお、上記直線状隔壁のピッチ、幅および高さは、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて直線状隔壁の断面を観察することによって測定することができる。
【０１３３】
直線状隔壁の数としては、複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によって適宜選択される。
【０１３４】
直線状隔壁の形成は、第１配向膜を形成する前に行われればよく、第１基材上に直線状隔壁を形成してもよく、第１電極層上に直線状隔壁を形成してもよい。すなわち、第１基材上に、直線状隔壁、および第１電極層の順に形成してもよく、第１電極層、および直線状隔壁の順に形成してもよい。
【０１３５】
なお、対向基板の第２基材上に直線状隔壁が形成されている場合は、液晶側基板の第１基材上には直線状隔壁は形成されない。すなわち、液晶側基板に直線状隔壁が形成されていてもよく、対向基板に直線状隔壁が形成されていてもよい。
【０１３６】
ｂ．枠状隔壁
本発明に用いられる隔壁としては、枠状隔壁であってもよい。図５（ａ）および（ｂ）に例示するように、第１基材２の周縁部に枠状隔壁８ｂを形成することにより、枠状隔壁８ｂの外周にシール剤６を塗布する場合には、強誘電性液晶５と未硬化状態のシール剤６とが接触するのを防ぎ、シール剤中の不純物等の混入によって強誘電性液晶の特性が劣化するのを回避することができるからである。
【０１３７】
なお、枠状隔壁の形成材料、形成方法および形成位置等については、上記直線状隔壁の項に記載した直線状隔壁の形成材料、形成方法および形成位置等とそれぞれ同様であるので、ここでの説明は省略する。
【０１３８】
枠状隔壁の幅は、強誘電性液晶と未硬化状態のシール剤との接触を防ぐことが可能な幅であればよく、具体的には１０μｍ〜３ｍｍ程度とされ、好ましくは１０μｍ〜１ｍｍの範囲内、より好ましくは１０μｍ〜５００μｍの範囲内である。枠状隔壁の幅が上記範囲より広いと、枠状隔壁が画素領域にも設けられることになり、有効画素面積が狭くなって良好な画像表示が得られない場合があり、また、枠状隔壁の幅が上記範囲より狭いと、枠状隔壁の形成が困難となる場合があるからである。
【０１３９】
また、枠状隔壁の高さは、通常、セルギャップと同程度とされる。
【０１４０】
なお、上記枠状隔壁の幅および高さは、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて枠状隔壁の断面を観察することによって測定することができる。
【０１４１】
枠状隔壁の形成は、第１配向膜を形成する前に行われればよく、第１基材上に枠状隔壁を形成してもよく、第１電極層上に枠状隔壁を形成してもよい。すなわち、第１基材上に、枠状隔壁、および第１電極層の順に形成してもよく、第１電極層、および枠状隔壁の順に形成してもよい。
【０１４２】
なお、対向基板の第２基材上に枠状隔壁が形成されている場合には、液晶側基板の第１基材上には枠状隔壁は形成されない。すなわち、液晶側基板に枠状隔壁が形成されてもよく、対向基板に枠状隔壁が形成されてもよい。
【０１４３】
（３）強誘電性液晶の塗布方法
液晶側基板の第１配向膜上に強誘電性液晶を塗布する際には、強誘電性液晶を加温してもよく加温しなくてもよい。この強誘電性液晶の温度は、後述の強誘電性液晶の塗布方法によって適宜選択される。
【０１４４】
例えば、強誘電性液晶の塗布方法として吐出法を用いる場合には、強誘電性液晶をこの強誘電性液晶が等方相またはネマチック相を示す温度まで加温することが好ましく、特に強誘電性液晶が等方相を示す温度まで加温することが好ましい。強誘電性液晶を加温しないと、強誘電性液晶の粘度が高すぎて吐出ノズルがつまってしまい、強誘電性液晶を安定して吐出するのが非常に困難になるからである。
【０１４５】
上記の場合、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。
【０１４６】
また、強誘電性液晶の塗布方法として吐出法を用いる場合、強誘電性液晶の粘度が３０ｍＰａ・ｓ以下、中でも１０ｍＰａ・ｓ〜２０ｍＰａ・ｓの範囲内となるように強誘電性液晶を加温することが好ましい。強誘電性液晶の粘度が高すぎると、吐出ノズルがつまってしまい、強誘電性液晶を安定して吐出するのが非常に困難になるからである。
【０１４７】
一方、強誘電性液晶の塗布方法としてコーティング法や印刷法を用いる場合には、強誘電性液晶を加温しないことが好ましい。コーティング法や印刷法を用いる場合には、塗工性を向上させるために強誘電性液晶を溶剤で希釈した強誘電性液晶溶液を用いることが好ましい。そのため、強誘電性液晶溶液を加温すると、強誘電性液晶溶液中の溶剤が揮発してしまい、強誘電性液晶を塗布するのが非常に困難になるからである。
【０１４８】
また、液晶側基板の第１配向膜上に強誘電性液晶を塗布する際、液晶側基板を加熱してもよく加熱しなくてもよい。この液晶側基板の温度は、強誘電性液晶の塗布方法によって適宜選択される。
【０１４９】
例えば、強誘電性液晶の塗布方法として吐出法を用いる場合には、液晶側基板を加熱してもよく加熱しなくてもよい。
【０１５０】
液晶側基板を加熱する場合には、この液晶側基板の温度としては、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ことが好ましく、特に強誘電性液晶がネマチック相を示す温度に設定することが好ましい。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、液晶側基板の温度の上限は、強誘電性液晶が劣化するおそれのない温度とされる。
【０１５１】
一方、強誘電性液晶の塗布方法としてコーティング法や印刷法を用いる場合には、液晶側基板を加熱しないことが好ましい。液晶側基板を加熱すると、塗布された強誘電性液晶溶液中の溶剤が揮発してしまい、強誘電性液晶の配向が乱れるおそれがあるからである。
【０１５２】
強誘電性液晶の塗布方法としては、強誘電性液晶を第１配向膜上に封入可能な所定量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いが、中でも、強誘電性液晶がほとんど流動しないように強誘電性液晶を塗布することができる方法であることが好ましい。第１配向膜上を強誘電性液晶が等方相の状態で流動したときに、強誘電性液晶の流動距離が長すぎると、流動した強誘電性液晶が接触した界面で配向が乱れるおそれがあるからである。
【０１５３】
このような塗布方法としては、例えば、インクジェット法やディスペンサー法等の吐出法、バーコート法やスロットダイコート法等のコーティング法、フレキソ印刷法、グラビア印刷法、オフセット印刷法、スクリーン印刷法等の印刷法などが挙げられる。中でも吐出法が好ましく、特に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塗布することができるので、流動距離が短くなるように強誘電性液晶を塗布することができ、流動した強誘電性液晶の接触界面で配向乱れの発生を防ぐことができるからである。
【０１５４】
また例えば図５（ａ）に示すように、本発明に用いられる液晶側基板に直線状隔壁８ａが設けられる場合であって、直線状隔壁８ａの長手方向ｍと第１配向膜形成時での配向処理方向ｄとのなす角度が略垂直である場合には、強誘電性液晶５を直線状隔壁８ａの長手方向ｍに対して略平行に直線状に塗布することが好ましい。
また例えば図５（ｂ）に示すように、直線状隔壁８ａの長手方向ｍと第１配向膜形成時での配向処理方向ｄとのなす角度が略平行である場合には、強誘電性液晶５を直線状隔壁８ａの長手方向ｍに対して略平行に直線状に塗布することが好ましい。
このように、強誘電性液晶を塗布することにより、第１配向膜の配向処理方向に沿って強誘電性液晶を流動させやすくなり、配向欠陥の発生を効果的に抑制することができるからである。
【０１５５】
２．加熱工程
本発明における加熱工程は、上記強誘電性液晶が塗布された液晶側基板および第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のうち、一方を上記強誘電性液晶がネマチック相を示す温度に加熱し、かつ、他方を強誘電性液晶がネマチック相または等方相を示す温度に加熱する工程である。
【０１５６】
本工程においては、上記液晶側基板を上記強誘電性液晶がネマチック相を示す温度に加熱することが好ましい。またこのとき、上記対向基板を上記強誘電性液晶が等方相を示す温度に加熱することが好ましい。これによって、配向欠陥の発生を効果的に抑制することができる。
【０１５７】
本発明においては、上述した液晶塗布工程で液晶側基板を所定の温度に加熱した場合、加熱工程では液晶側基板の温度を所望の温度に保つように加熱することとする。
【０１５８】
以下、本発明に用いられる対向基板、および、液晶側基板および対向基板の加熱方法について説明する。
【０１５９】
（１）対向基板
本発明に用いられる対向基板は、第２基材上に第２電極層および第２配向膜が形成されたものである。
第２基材、第２電極層、および第２配向膜については、上述した液晶側基板の第１基材、第１電極層および第１配向膜と同様であるので、ここでの記載は省略する。
【０１６０】
本発明においては、上述した第１配向膜および第２配向膜の構成材料が上述した強誘電性液晶を挟んで互いに異なる組成を有することが好ましい。これにより、ＳｍＡ相をもたない強誘電性液晶を用いた場合に、ダブルドメイン等の配向欠陥を生じさせることなく、強誘電性液晶のモノドメイン配向を得ることができるからである。
以下、第１配向膜および第２配向膜の組み合せについて説明する。
【０１６１】
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、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、強誘電性液晶を挟んで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、強誘電性液晶と第１配向膜との極性表面相互作用、および、強誘電性液晶と第２配向膜との極性表面相互作用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。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。
【０１６２】
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、他方をラビング処理された配向膜とする；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処理された配向膜とすればよい。また、両方をラビング処理された配向膜として、ラビング処理された配向膜の構成材料の組成を異なるものとする；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。
【０１６３】
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、ラビング処理された配向膜とする；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；一方を光二量化型材料を用いた光配向膜とし、他方をラビング処理された配向膜とする；あるいは、一方を光異性化型材料を用いた光配向膜とし、他方をラビング処理された配向膜とすることが好ましい。
【０１６４】
固定化液晶層は、光配向膜、ラビング処理された配向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が、光配向膜、ラビング処理された配向膜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が、光異性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、ラビング処理された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が、ラビング処理された配向膜側を向く傾向にある。
また、ラビング処理された配向膜は、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、極性表面相互作用によって、強誘電性液晶の自発分極が、光異性化型材料を用いた光配向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るので、配向欠陥の発生を効果的に抑制することができる。
【０１６５】
本発明においては、強誘電性液晶の塗布性から第１配向膜は光配向膜であることが好ましい。この場合、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、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、第１配向膜を光配向膜とし、第２配向膜をラビング処理された配向膜または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にすればよい。
【０１６６】
第１配向膜および第２配向膜が光配向膜である場合、例えば一方の光配向膜に光異性化型の材料を用い、他方の光配向膜に光反応型の材料を用いることにより、光配向膜の構成材料の組成を異なるものとすることができる。
【０１６７】
第１配向膜および第２配向膜が光異性化型の材料を用いた光配向膜である場合、上述した光異性化反応性化合物の中から、要求特性に応じて、シス−トランス異性化反応性骨格や置換基を種々選択することにより、光配向膜の構成材料の組成を異なるものとすることができる。さらに、上述した添加剤の添加量を変えることによって、組成を変化させることもできる。
【０１６８】
第１配向膜および第２配向膜が光反応型の材料を用いた光配向膜である場合、上述した光二量化反応性化合物、例えば光二量化反応性ポリマーを種々選択することにより、光配向膜の構成材料の組成を異なるものとすることができる。さらに、上述した添加剤の添加量を変えることによって、組成を変化させることもできる。
【０１６９】
（２）加熱方法
液晶側基板および対向基板の加熱方法としては、ホットプレート上で加熱する方法、等が挙げられる。
【０１７０】
本発明においては、上記液晶側基板を上記強誘電性液晶がネマチック相を示す温度に加熱することが好ましい。また、このとき対向基板は、上記強誘電性液晶が等方相を示す温度に加熱することが好ましい。
【０１７１】
液晶側基板および対向基板の具体的な温度としては、強誘電性液晶の種類によって異なり、適宜選択される。
液晶側基板を強誘電性液晶がネマチック相を示す温度に加熱する場合、液晶側基板の具体的な温度としては、例えば、等方相（Ｉ）−ネマチック相（Ｎ）−カイラルスメクチックＣ相（ＳｍＣ＊）と相変化する強誘電性液晶を用いた場合には、ＳｍＣ＊相−Ｎ相転移温度とＮ相−Ｉ相転移温度との中間程度の温度に設定することができる。また例えば、等方相（Ｉ）−ネマチック相（Ｎ）−スメクチックＡ相（ＳｍＡ）と相変化する強誘電性液晶を用いた場合には、ＳｍＡ相−Ｎ相転移温度とＮ相−Ｉ相転移温度との中間程度の温度に設定することができる。
また、対向基板を強誘電性液晶が等方相を示す温度に加熱する場合、対向基板の具体的な温度としては、例えば、Ｎ相−Ｉ相転移温度よりも０℃〜２０℃程度高い温度に設定することができ、中でも、Ｎ相−Ｉ相転移温度よりも５℃〜１０℃程度高い温度などに設定することが好ましい。
液晶側基板および対向基板の温度の上限は、強誘電性液晶が劣化するおそれのない温度であればよいが、通常は、シール剤の硬化が始まる温度とする。シール剤は強誘電性液晶が劣化する前には硬化が始まり、シール剤が硬化してしまうと、液晶側基板および対向基板を貼り合わせて圧力をかけても、シール剤が潰れずにギャップの制御が困難になるからである。
【０１７２】
第１配向膜上に、強誘電性液晶を溶剤で希釈した強誘電性液晶溶液をコーティング法や印刷法により塗布した場合には、上記の液晶側基板の加熱時に、溶剤を除去することができる。
【０１７３】
３．基板貼り合せ工程
本発明に用いられる基板貼り合せ工程は、加熱した上記液晶側基板および上記対向基板を貼り合せる工程である。
ここで、本工程においては、上記液晶側基板および対向基板の加熱を止めて貼り合せを行ってもよいし、液晶側基板および対向基板の温度を維持するため、加熱を続けながら貼り合せを行ってもよいものとする。
通常は、液晶側基板および対向基板の温度を維持するため、加熱を続けながら貼り合せを行う。この場合、具体的には、基板貼り合わせ工程では、液晶側基板および対向基板の温度を精密に制御する必要があるため、液晶側基板および対向基板共に、温度制御されたホットプレートに密着固定した状態で貼り合わせを行う。このとき、各ホットプレートは温度が所望の温度に保たれるように加熱制御される。
【０１７４】
液晶側基板および対向基板を貼り合せるには、まず液晶側基板および対向基板の少なくともいずれか一方の上に液晶封入領域を囲むようにシール剤を塗布し、次いで液晶側基板および対向基板をシール剤を介して重ね合せ、最後にシール剤を硬化させる。
【０１７５】
この際、シール剤を液晶側基板上に塗布してもよく、対向基板上に塗布してもよく、液晶側基板および対向基板の両方に塗布してもよい。
後述するように、液晶側基板または対向基板に枠状隔壁を形成する場合には、枠状隔壁の外周を囲むようにシール剤を塗布する。例えば図５に示すように、液晶側基板に枠状隔壁８ｂを形成した場合、この枠状隔壁８ｂの外周を囲むようにシール剤６を塗布する。
【０１７６】
シール剤の塗布方法としては、所定の位置にシール剤を塗布することが可能な方法であれば特に限定されるものではなく、例えば、インクジェット法、ディスペンサー法、スクリーン印刷法等が挙げられる。
【０１７７】
シール剤を塗布する位置としては、シール剤が液晶封入領域を囲むように連続して塗布され、かつ、強誘電性液晶が漏れないように液晶側基板および対向基板を貼り合せることが可能であれば、特に限定されるものではない。シール剤を液晶側基板上に塗布する場合、第１基材上に塗布してもよく、第１配向膜上に塗布してもよい。また、シール剤を対向基板上に塗布する場合、第２基材上に塗布してもよく、第２配向膜上に塗布してもよい。通常は、液晶側基板または対向基板の周縁部にシール剤を塗布する。密着性の観点からは、第１基材または第２基材上にシール剤を塗布することが好ましい。この場合、第１基材または第２基材の周縁部に第１配向膜または第２配向膜をそれぞれ形成しないように、第１配向膜または第２配向膜をパターン状に形成する。
【０１７８】
シール剤としては、一般に液晶表示素子に用いられるものを用いることができる。例えば、樹脂が挙げられ、熱硬化性樹脂および紫外線硬化性樹脂のいずれも用いることができる。中でも、シール剤としては、強誘電性液晶を汚染しないものを用いることが好ましい。
【０１７９】
液晶側基板および対向基板は、液晶封入領域とシール剤とが所定の配置となり、かつ、液晶側基板の第１配向膜および対向基板の第２配向膜の配向処理方向が互いに略平行になるように対向させる。
【０１８０】
また、液晶側基板および対向基板を対向させる際には、チャンバー内を排気して、液晶側基板および対向基板間を十分に減圧することが好ましい。これにより、液晶セル内に空隙が残るのを防ぐことができる。
【０１８１】
液晶側基板および対向基板を対向させた後は、減圧下で液晶側基板および対向基板を重ね合せ、セルギャップが均一になるように一定の圧力を加える。そして、チャンバー内を常圧に戻すことにより、液晶側基板および対向基板間にさらに圧力を加える。これにより、セルギャップをより均一にすることができる。このようにして液晶側基板および対向基板がシール剤を介して圧着される。
【０１８２】
次いで、シール剤を硬化させ、液晶側基板および対向基板を貼り合せる。シール剤の硬化方法としては、用いるシール剤の種類によって異なるものであり、例えば紫外線を照射する方法、加熱する方法などが挙げられる。この際、通常は、液晶側基板および対向基板を重ね合せたときの圧力を保持したままシール剤を硬化する。
【０１８３】
強誘電性液晶から構成される液晶層の厚みとしては、１．２μｍ〜３．０μｍの範囲内であることが好ましく、より好ましくは１．３μｍ〜２．５μｍ、さらに好ましくは１．４μｍ〜２．０μｍの範囲内である。液晶層の厚みが薄すぎるとコントラストが低下するおそれがあり、逆に液晶層の厚みが厚すぎると強誘電性液晶が配向しにくくなる可能性があるからである。
【０１８４】
液晶側基板および対向基板を貼り合せた後は、液晶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、液晶側基板および対向基板は所定の温度に加熱され、それにより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。
【０１８５】
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。
【０１８６】
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。
【０１８７】
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。
【０１８８】
４．液晶表示素子
本発明においては、例えばＴＦＴを用いたアクティブマトリックス方式の液晶表示素子を作製することができる。ＴＦＴを用いたアクティブマトリックス方式では、目的の画素を確実に点灯、消灯できるため高品質な画像表示が可能である。
【０１８９】
図６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６に例示する液晶表示素子は、第１基材２上にＴＦＴ素子２１が配置されたＴＦＴ基板（液晶側基板１）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１４が形成された共通電極基板（対向基板１１）とを有するものである。ＴＦＴ基板（液晶側基板１）には、ゲート電極２２ｘ、ソース電極２２ｙおよび画素電極（第１電極層３）が形成されている。ゲート電極２２ｘおよびソース電極２２ｙはそれぞれ縦横に配列しており、ゲート電極２２ｘおよびソース電極２２ｙに信号を加えることによりＴＦＴ素子２１を作動させ、強誘電性液晶を駆動させることができる。ゲート電極２２ｘおよびソース電極２２ｙが交差した部分は、図示しないが絶縁層で絶縁されており、ゲート電極２２ｘの信号とソース電極２２ｙの信号とは独立に動作することができる。ゲート電極２２ｘおよびソース電極２２ｙにより囲まれた部分は、液晶表示素子を駆動する最小単位である画素であり、各画素には少なくとも１つ以上のＴＦＴ素子２１および画素電極（第１電極層３）が形成されている。そして、ゲート電極およびソース電極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６において、液晶層および第１配向膜は省略されている。
【０１９０】
図６に示す例においては、液晶側基板が共通電極基板であり、対向基板がＴＦＴ基板であるが、これに限定されるものではなく、液晶側基板は、共通電極基板であってもよく、ＴＦＴ基板であってもよい。中でも、液晶側基板は共通電極基板であることが好ましい。ＴＦＴ基板は、半導体層、ゲート電極、ソース電極、ドレイン電極および絶縁層等を有するＴＦＴが形成されているため、ＴＦＴ基板と共通電極基板とでは、共通電極基板の方が製造コストが安い。このため、液晶側基板が共通電極基板であれば、仮に強誘電性液晶の塗布欠陥があり修正不可能であったとしても、ロスコストを少なくすることができる。
【０１９１】
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】
【０１９２】
以下に実施例および比較例を示し、本発明をさらに詳細に説明する。
【０１９３】
１．液晶側基板の調製
ＩＴＯ電極が形成されたガラス基板をよく洗浄し、このガラス基板上に透明レジスト（ＪＳＲ社製、商品名：ＮＮ７８０）をスピンコートして、減圧乾燥し、９０℃で３分間プリベークを行った。次いで、１００ｍＪ／ｃｍ２の紫外線でマスク露光し、無機アルカリ溶液で現像を行い、２３０℃で３０分間ポストベークを行った。これにより、高さ１．５μｍの柱状スペーサを形成した。
次に、柱状スペーサが形成されたガラス基板上に、光配向膜材料（ＤＩＣ社製、商品名：ＬＩＡ０１）を回転数１０００ｒｐｍで２０秒間スピンコートし、１００℃で３分間乾燥した後、直線偏光紫外線を約１０００ｍＪ／ｃｍ２照射し、配向処理を行った。
【０１９４】
２．対向基板の調製
ＩＴＯ電極が形成されたガラス基板をよく洗浄し、このガラス基板上に、ポリイミド配向膜材料（日産化学工業社製、商品名：ＳＥ１９２５）を回転数１０００ｒｐｍで２０秒間スピンコートし、１００℃で３分間乾燥し、オーブンで２３０℃で１時間焼成したのちラビング処理を行った。
さらに、その上に重合性液晶（ＲＯＬＩＣ  テクノロジー社製、商品名：ＲＯＦ３６０４）を回転数１０００ｒｐｍで２０秒間スピンコートし、１００℃で３分間乾燥した後、非偏光紫外線を約１０００ｍＪ／ｃｍ２照射し、配向処理を行った。
【０１９５】
３．液晶塗布工程
調製した液晶側基板を自動移動可能なステージの上に載せ、２０ｍｍ／秒の速度でステージを移動させながら、フジフィルムディマテックス社製インクジェットヘッド（商品名：Spectra SE-128 AA）を用いて、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：R3218)を、１０００Ｈｚの周波数で吐出し、液晶側基板に強誘電性液晶を塗布した。このとき、インクジェットヘッドには加熱温度制御ユニットを取り付け、８５℃に温度を制御した。
【０１９６】
４．基板貼り合わせ工程
液晶側基板および対向基板を表１に示した温度にそれぞれ加熱し、基板の貼り合わせを行った。
また、表１中のＮ、Ｉ、ＳｍＣ＊はそれぞれ、Ｎ：強誘電性液晶がネマチック相（Ｎ相）を示す温度、Ｉ：強誘電性液晶が等方相（Ｉ相）を示す温度、ＳｍＣ＊：強誘電性液晶がカイラルスメクチックＣ相（ＳｍＣ＊相）を示す温度を示す。
【０１９７】
５．評価
上述のようにして作製した評価用液晶表示素子について、コントラストの評価を行った。コントラストはトプコンテクノハウス社製、色彩輝度計：ＢＭ−７Ａを用いて、オン（白）、オフ（黒）の輝度を測定し、その比から算出した。
結果を表１に示す。ここで、コントラストの評価については、◎：コントラスト値＞８５０、○：８００＜コントラスト値≦８５０、△：６００＜コントラスト値≦８００、×：６００≧コントラスト値とした。
【０１９８】
【表１】
2009251444.tif 000003
【図面の簡単な説明】
【０１９９】
【図１】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２】本発明における液晶塗布工程の一例を示す図である。
【図３】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４】液晶分子の挙動を示す模式図である。
【図５】本発明における液晶塗布工程の他の一例を示す図である。
【図６】本発明の液晶表示素子の製造方法により得られる液晶表示素子の一例を示す概略断面図である。
【図７】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。
【符号の説明】
【０２００】
１  …  液晶側基板
２  …  第１基材
３  …  第１電極層
４  …  第１配向膜
５  …  強誘電性液晶
６  …  シール剤
１１  …  対向基板
１２  …  第２基材
１３  …  第２電極層
１４  …  第２配向膜
１５  …  液晶分子
ｚ  …  層法線
【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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