JP2001249364A - 液晶素子の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 配向欠陥の発生等を防止する。 【解決手段】 液晶パネルＰ_１を製造するに際して、一
対のガラス基板１ａ，１ｂの間隙にカイラルスメクチッ
ク液晶２を注入した時点で、液晶２が等方性液体相（Ｉ
ＳＯ．）又はコレステリック相（Ｃｈ）を発現するまで
昇温し、その後、カイラルスメクチックＣ相（Ｓｍ
Ｃ^＊）に相転移するまで降温する。そして、その層転移
の後のカイラルスメクチック液晶２に、 Ｐｓ・Ｅ_ｒｍｓ．＞１５［（ｎＣ／ｃｍ^２）・（Ｖ／μ
ｍ）］ 但し、Ｐｓは前記カイラルスメクチック液晶の自発分極
値なる実効値電界Ｅ_ｒｍｓ．の初期電圧を少なくとも１
秒以上印加する。これにより、液晶の配向欠陥等が防止
される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、フラットパネルデ
ィスプレイ、プロジェクションディスプレイ、プリンタ
ー等に用いられるライトバルブに使用される液晶素子の
製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、一つ一つの画素にトランジスタの
ようなスイッチング素子を配置したアクティブマトリク
ス型液晶パネルとしてはネマチック液晶を用いたものが
あり、様々なモードで使用されている。

【０００３】例えば、広汎に用いられている代表的なモ
ードとしてツイステッドネマチック（Ｔｗｉｓｔｅｄ
Ｎｅｍａｔｉｃ）モードがあり、該モードについては、
「エム・シャット（Ｍ．Ｓｃｈａｄｔ）とダブリュー・
ヘルフリッヒ（Ｗ．Ｈｅｌｆｒｉｃｈ）著、Ａｐｐｌｉ
ｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ、第１８巻、第
４号（１９７１年２月１５日発行）、第１２７頁から１
２８頁」に開示されている。

【０００４】また、従来型液晶パネルの欠点である視野
角特性を改善するものとして、横方向電界を利用したイ
ンプレインスイッチング（Ｉｎ−Ｐｌａｉｎ Ｓｗｉｔ
ｃｈｉｎｇ）モードや、垂直配向（Ｖｅｒｔｉｃａｌ
Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モードが最近発表されている。

【０００５】ところで、上述のようなネマチック液晶を
用いた場合には応答速度が遅いという問題点があり、近
年は、そのような問題点のないカイラルスメクチック液
晶を用いた液晶パネルが注目されている。以下、カイラ
ルスメクチック液晶を用いた液晶パネルの一例について
説明する（特願平１０−１７７１４５号参照）。

【０００６】この液晶パネルでは、カイラルスメクチッ
ク液晶として、高温側より、 ＊ 等方性液体相（ＩＳＯ．）−コレステリック相（Ｃ
ｈ）−カイラルスメクチックＣ相（ＳｍＣ^＊）、又は、 ＊ 等方性液体相（ＩＳＯ．）−カイラルスメクチック
Ｃ相（ＳｍＣ^＊）、の相転移系列を示す液晶を、仮想コ
ーンのエッジより内側の位置で安定化するように調整し
て用いており、かかる液晶を一対の基板間に注入した後
の冷却過程において（正確には、Ｃｈ−ＳｍＣ^＊相転移
の際、又はＩＳＯ−ＳｍＣ^＊相転移の際に）液晶２にＤ
Ｃ電圧を印加するなどして層方向を一方向に均一化させ
ている。この液晶パネルは、応答速度が速いという効果
を有するほか、階調制御が可能であって、動画質に優
れ、高輝度であって量産性に優れるという特徴を有して
いる。また、この液晶パネルは、自発分極値を小さくで
き、スイッチング素子とのマッチングが良いものとなっ
ている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した液
晶パネルにおいて両基板のラビング方向をパラレル（す
なわち、平行かつ同一方向）とし、液晶をシェブロン構
造とするには、液晶をＣ２配向状態にしておくことが望
ましいが、液晶全体をＣ２配向状態にすることは極めて
困難であって、通常はＣ１配向状態が一部に出現し、そ
れに伴ってジグザグ欠陥が発生していた。

【０００８】なお、プレチルト角を小さくできる配向制
御膜を用いることによってＣ１配向とＣ２配向との間の
特性差を緩和する方法もあるが、プレチルト角を完全に
ゼロにしなければそのような効果は得られず、電圧−透
過率特性の面内ばらつきの原因となっていた。

【０００９】このような面内ばらつきを低減し、パネル
全面にわたって均一なスイッチング特性を得る方法とし
て、プレチルト角を小さくできる配向制御膜を用いる
他、配向規制力が所定範囲内になるように該配向制御膜
にラビング処理を施す方法がある（特開２０００−２７
５６８５号参照）。しかし、かかる方法を用いた場合、
黒を表示しようとしても若干の光漏れが生じてしまい、
コントラストが低下するという問題があった。

【００１０】一方、上述の（特開２０００−２７５６８
５号）液晶パネルではいわゆるマイクロドメインスイッ
チングによって階調表示を行っている。このような階調
表示を拡大表示系に用いる場合（すなわち、拡大投射系
を用いたプロジェクター型液晶パネルや、ビューファイ
ンダや、ヘッドマウント型液晶パネルに用いる場合）に
は、例え各マイクロドメインのサイズが小さくても（例
えば、楕円系或いは長方形であるマイクロドメインの短
径が１０μｍ以下であっても）マイクロドメイン自体が
拡大表示されてしまうため、画質の劣化が生じ、特に、
画像にざらつき感を生じさせてしまうという問題があっ
た。また、そのような拡大表示がされない直視型の液晶
パネルであっても、画素ピッチが１００μｍ以下となる
ような高精細のものにおいては、１画素内における階調
表示能を保証できないという問題があった。

【００１１】そこで、本発明は、配向欠陥の発生を防止
する液晶素子の製造方法を提供することを目的とするも
のである。

【００１２】また本発明は、コントラストの低下を防止
する液晶素子の製造方法を提供することを目的とするも
のである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は上記事情を考慮
してなされたものであり、所定間隙を開けた状態に一対
の基板を配置する工程と、これら一対の基板の間隙にカ
イラルスメクチック液晶を配置する工程と、該カイラル
スメクチック液晶を挟み込むように一対の電極を配置す
る工程と、を実施して液晶素子を製造する液晶素子の製
造方法において、前記カイラルスメクチック液晶を配向
させるための一軸性配向処理を、該配向処理の方向がア
ンチパラレルになると共に少なくとも一方の基板のプレ
チルト角が４度以上になるように前記一対の基板にそれ
ぞれ施し、前記カイラルスメクチック液晶が、高温側よ
り、等方性液体相（ＩＳＯ．）−コレステリック相（Ｃ
ｈ）−カイラルスメクチックＣ相（ＳｍＣ^＊）、又は、
等方性液体相（ＩＳＯ．）−カイラルスメクチックＣ相
（ＳｍＣ^＊）の相転移系列を示す液晶であって、前記一
対の基板の間隙に配置された状態で等方性液体相（ＩＳ
Ｏ．）又はコレステリック相（Ｃｈ）を発現するまで昇
温され、その後、カイラルスメクチックＣ相（Ｓｍ
Ｃ^＊）に相転移するまで降温され、前記カイラルスメク
チックＣ相（ＳｍＣ^＊）を示す温度において、カイラル
スメクチック液晶に、前記一対の電極を介して初期電圧
を少なくとも１秒以上印加し、かつ、前記初期電圧の実
効値電界Ｅ_ｒｍｓ．を、 Ｐｓ・Ｅ_ｒｍｓ．＞１５［（ｎＣ／ｃｍ^２）・（Ｖ／μ
ｍ）］ 但し、Ｐｓは前記カイラルスメクチック液晶の自発分極
値とした、ことを特徴とする。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図１乃至図６を参照して、
本発明の実施の形態について説明する。 （１）まず、本実施の形態に係る液晶素子の構成につい
て図１及び図２を参照して説明する。

【００１５】本実施の形態に係る液晶素子は、図１や図
２に符号Ｐ_１及びＰ_２で示すように、所定間隙を開けた
状態に配置された一対の基板１ａ，１ｂと、これら一対
の基板１ａ，１ｂの間隙に配置されたカイラルスメクチ
ック液晶２と、該カイラルスメクチック液晶２を挟み込
むように配置された一対の電極３ａ，３ｂと、を備えて
おり、該液晶素子は、前記一対の電極３ａ，３ｂを介し
て前記カイラルスメクチック液晶２に電圧（駆動電圧）
を印加することにより駆動されるようになっている。

【００１６】ところで、前記一対の基板１ａ，１ｂに
は、前記カイラルスメクチック液晶２を配向させるため
の一軸性配向処理がそれぞれ施されているが、該配向処
理の方向は互いにアンチパラレル（平行かつ逆方向）と
なるように、かつ、少なくとも一方の基板の１ａ又は１
ｂのプレチルト角が４°以上５０°未満、より好ましく
は４°以上３０°未満になるように設定されている。

【００１７】なお、本明細書におけるプレチルト角と
は、コレステリック相（Ｃｈ）を有するカイラルスメク
チック液晶の場合にはコレステリック相（Ｃｈ）の下限
温度でのものをいい、コレステリック相（Ｃｈ）を有さ
ないカイラルスメクチック液晶の場合にはカイラルスメ
クチックＣ相（ＳｍＣ^＊）の上限温度のものをいうもの
とする。これは、降温過程において初めて層構造が形成
される際の層傾斜角に影響を及ぼすプレチルト角の値が
最も重要だからである。なお、プレチルト角は上述のよ
うな温度（すなわち、コレステリック相（Ｃｈ）の下限
温度や、カイラルスメクチックＣ相（ＳｍＣ^＊）の上限
温度）で測定することが好ましいが、プレチルト角の温
度依存性が極めて小さいような場合には、上述の温度以
外の温度にて測定しても良い。また、上述のようなプレ
チルト角の測定は、実際の製品に用いるカイラルスメク
チック液晶について行うことが好ましいが、類似の組成
比を有する液晶材料を用意して、その液晶のプレチルト
角を測定しても良い。

【００１８】ここで、本実施の形態にて用いるカイラル
スメクチック液晶２としては、 ＊ 駆動電圧が印加されていない場合には、液晶分子の
平均分子軸が単安定化された配向状態を示し、 ＊ 一の極性の駆動電圧が印加されて駆動される場合に
は、液晶分子の平均分子軸が駆動電圧の大きさに応じた
角度で前記単安定化された位置から一方の側にチルト
し、 ＊ 他の極性（前記一の極性に対する逆極性をいう。以
下、同じ）の駆動電圧が印加されている場合には、液晶
分子の平均分子軸が駆動電圧の大きさに応じた角度で前
記単安定化された位置から他方の側（すなわち、前記一
の極性の駆動電圧を印加したときにチルトする側とは反
対の側）にチルトする、液晶を挙げることができる。つ
まり、本実施の形態に用いる液晶２は、カイラルスメク
チック液晶本来のメモリ性（双安定性）が消失されたも
のであって、チルト角の大きさを印加電圧によって連続
的に制御することができ、それに伴って液晶素子の光量
も連続的に変化させることができ、階調表示を可能とす
るものである。

【００１９】この場合、前記一の極性の駆動電圧を印加
することによって最大チルト状態とした場合におけるチ
ルト角は、前記他の極性の駆動電圧を印加することによ
って最大チルト状態とした場合におけるチルト角と異な
らせると良く、前記一の極性の駆動電圧を印加すること
によって最大チルト状態とした場合におけるチルト角
は、前記他の極性の駆動電圧を印加することによって最
大チルト状態とした場合におけるチルト角の５倍以上の
大きさにすると良い。

【００２０】また、前記他の極性の駆動電圧を印加する
ことによって最大チルト状態とした場合におけるチルト
角が実質的に０°であるようにしてもよい。また、前
記、他の極性の駆動電圧を印加することによって最大チ
ルト状態とした場合におけるチルト角が実質的に０°で
あるようにしても良い。

【００２１】図５は、液晶に印加される電圧値と電圧を
印加された液晶の透過率の関係（すなわち、印加電圧と
液晶透過率との関係）を表すグラフである。図５に示す
グラフは、駆動電圧Ｖを前記一方の極性である場合を正
とし、前記他方の極性である場合を負とした場合のグラ
フである。

【００２２】駆動電圧が正の場合、駆動電圧値が０の場
合から駆動電圧の値が増加するにつれて液晶の透過率値
が緩やかなカーブを描いて増加する。そして、駆動電圧
値がＶｘにおいて最大透過率値Ｔｘを示す。

【００２３】また、駆動電圧が負の場合、駆動電圧値が
０の場合から駆動電圧値の絶対値が０より大きいと透過
率値が緩やかなカーブを描いて増加する。そして、駆動
電圧値が−Ｖｘにおいて駆動電圧が負の場合における最
大透過率値Ｔｙを示す。

【００２４】そして、この最大透過率値Ｔｘと比べて最
大透過率値Ｔｙは非常に小さい値である。上述した「前
記一の極性の駆動電圧を印加することによって最大チル
ト状態とした場合」とは、図５で言うところの透過率Ｔ
ｘを示す場合のことであり、また、「前記他の極性の駆
動電圧を印加することによって最大チルト状態とした場
合同様に」とは、図５で言うところの透過率Ｔｙを示す
場合のことである。

【００２５】そして、上述の「前記他の極性の駆動電圧
を印加することによって最大チルト状態とした場合にお
けるチルト角が実質的に０°であるようにしても良い」
ということは、図５の駆動電圧が負の極性である場合、
負の極性である駆動電圧が液晶に印加された場合、液晶
のチルト角が０°であり、その結果Ｔｙの値がほぼ０で
あるような場合を意味する。なお、本実施の形態で説明
している最大チルト角とは４５°以下の角度のことを意
味する。因みに、４５°を超える最大チルト角の場合に
は、その最大チルト角において透過率が最大とはならな
い。

【００２６】なお、本実施の形態にて用いるカイラルス
メクチック液晶２としては、高温側より、 ＊ 等方性液体相（ＩＳＯ．）−コレステリック相（Ｃ
ｈ）−カイラルスメクチックＣ相（ＳｍＣ^＊）、又は、 ＊ 等方性液体相（ＩＳＯ．）−カイラルスメクチック
Ｃ相（ＳｍＣ^＊）、の相転移系列を示すものを挙げるこ
とができる。即ち、本実施の形態の液晶は高温側の相か
らカイラルスメクチックＣ相（ＳｍＣ^＊）へ相転移する
途中でＤＳＣ（示差走査熱量測定；ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ
ｉａｌ ｓｃａｎｎｉｎｇ ｃａｌｏｒｉｍｅｔｅｒ）
ではスメクチックＡ相（ＳｍＡ）の存在が確認されなか
ったものである。なお、かかる液晶２は、駆動電圧を印
加していない状態で液晶分子が仮想コーンのエッジより
内側の位置で安定化する状態で用いると良い。

【００２７】（２）次に、本実施の形態に用いるカイラ
ルスメクチック液晶２について説明する。

【００２８】このようなカイラルスメクチック液晶２
は、ビフェニル骨格やフェニルシクロヘキサンエステル
骨格やフェニルピリミジン骨格等を有する炭化水素系液
晶材料、ナフタレン系液晶材料、ポリフッ素系液晶材料
を適宜選択して調整すれば良い。

【００２９】以下、このようなカイラルスメクチック液
晶を構成する化合物として好適なものを具体的に示す。

【００３０】

【化１】

【００３１】

【化２】

【００３２】なお、前記カイラルスメクチック液晶２の
バルク状態でのらせんピッチはセル厚（基板１ａ，１ｂ
の間隙）の２倍より長くすると良い。

【００３３】（３）次に、液晶素子Ｐ_１，Ｐ_２の各構成
部材等について説明する。

【００３４】上述した基板１ａ，１ｂには、ガラスやプ
ラスチック等の透明性の高い材料を用いれば良い。

【００３５】また、電極３ａ，３ｂには、Ｉｎ_２Ｏ_３や
ＩＴＯ（インジウム・ティン・オキサイド）等の材料を
用いれば良く、これらの電極３ａ，３ｂはそれぞれの基
板１ａ，１ｂに形成すると良い。

【００３６】さらに、各電極３ａ，３ｂの表面には、こ
れらの電極間のショートを防止するための絶緑膜５ａ，
５ｂを形成すると良く（図１には絶縁膜５ｂのみ図示、
図２には両方の絶緑膜５ａ，５ｂを図示）、かかる絶緑
膜５ａ，５ｂは、ＳｉＯ_２、ＴｉＯ_２、Ｔａ_２Ｏ_５等に
て形成すれば良い。

【００３７】また、カイラルスメクチック液晶２に接す
る位置には、その配向状態を制御するために一軸配向処
理を施した配向制御膜６ａ，６ｂを配置すると良い。か
かる配向制御膜６ａ，６ｂとしては、 ＊ ポリイミド、ポリイミドアミド、ポリアミド、ポリ
ビニルアルコール等の有機材料からなる溶液を塗布して
膜を形成し、該膜の表面にラビング処理を施したもの
や、 ＊ ＳｉＯ等の酸化物や窒化物からなる無機材料を基板
１ａ，１ｂに斜め方向から所定の角度で蒸着させて形成
した斜方蒸着膜、を挙げることができる。なお、この配
向制御膜６ａ，６ｂの材質や一軸配向処理の条件等によ
り、液晶分子のプレチルト角（すなわち、配向制御膜６
ａ，６ｂの界面近傍において液晶分子が配向制御膜６
ａ，６ｂに対してなす角度）が調整される。

【００３８】また、このような配向制御膜６ａ，６ｂ
は、カイラルスメクチック液晶２の両側に配置してそれ
らの両方に一軸配向処理を施せば良く、その場合におけ
る一軸配向処理方向（特にラビング方向）の関係は、用
いる液晶材料を考慮して、 ＊ アンチパラレル（両一軸配向処理方向が平行かつ逆
方向）、 ＊ ４５°以下の範囲でクロスする関係、のいずれかに
なるように設定すれば良い。

【００３９】さらに、基板１ａ，１ｂの間隙には、シリ
カビーズ等からなるスペーサー（図２の符号８参照）を
配置して、かかるスペーサー８によってその間隙寸法を
規定するようにしてもよい。なお、間隙寸法は、液晶材
料に応じて調整すれば良いが、均一な一軸配向性を達成
させたり、駆動電圧が印加されていない状態での液晶分
子の平均分子軸を配向処理軸Ｒの平均方向の軸と実質的
に一致させるために、０．３〜１０μｍの範囲に設定す
ることが好ましい。

【００４０】またさらに、基板１ａ，１ｂの間隙にエポ
キシ樹脂等からなる接着粒子（不図示）を分散配置し
て、両基板１ａ，１ｂの接着性や、液晶素子Ｐ_１，Ｐ_２
の耐衝撃性を向上させると良い。

【００４１】さらに、液晶素子Ｐ_１，Ｐ_２は、透過型と
しても良く、反射型としても良い。なお、透過型の場合
には両基板１ａ，１ｂを透明にする必要があり、反射型
の場合には、基板１ａ，１ｂの一方に光を反射させる機
能を付与する必要がある。ここで、光を反射させる機能
を付与する方法としては、 ＊ 反射板や反射膜を、基板とは別体に設ける方法や、 ＊ 基板自体を反射部材で形成する方法や、 等を挙げることができる。

【００４２】また、透過型の液晶素子の場合には両方の
基板に偏光板を（それらの偏光軸が互いに直交するよう
に）配置すれば良く、反射型の液晶素子の場合には少な
くとも一方の基板に偏光板を設ければ良い。

【００４３】さらに、本発明に係る液晶素子Ｐ_１，Ｐ_２
は単純マトリクス型としてもアクティブマトリクス型と
しても良いが、単純マトリクス型にする場合には電極３
ａ，３ｂをストライプ状に形成して互いに交差するよう
に配置すれば良く、アクティブマトリクス型にする場合
には一方の電極３ａ又は３ｂをドット状にマトリクス状
に配置し、各電極にスイッチング素子４を接続し、他方
の電極３ｂ又は３ａを基板全面或は一部に形成すると良
い。なお、スイッチング素子４としては、ＴＦＴやＭＩ
Ｍ（Ｍｅｔａｌ−Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ−Ｍｅｔａｌ）等
を用いれば良い。

【００４４】またさらに、上述した液晶素子Ｐ_１，Ｐ_２
を用いてカラー表示を行うようにしても良い。このよう
なカラー表示を行う方法としては、 ＊ 各画素にカラーフィルターを配置する方法や、 ＊ そのようなカラーフィルターを用いず、液晶素子に
対して異なる色の光を順次照射すると共に該光の照射に
同期させて画像を変更する方法（いわゆるフィールドシ
ーケンシャル方式）、を挙げることができる。

【００４５】ところで、上述のような階調表示を行うに
は、少なくともいずれか一方の電極３ａ，３ｂに駆動回
路（図３の符号２１参照）を接続して階調信号を供給す
ると良い。

【００４６】（４）次に、ＴＦＴを用いたアクティブマ
トリクス型液晶素子Ｐ_１の構成の一例を、図１及び図３
を参照して説明する。

【００４７】図に示す液晶素子Ｐ_１は、所定間隙を開け
た状態に配置した一対のガラス基板１ａ，１ｂ、を備え
ており、一方のガラス基板１ａの全面には、均一な厚み
の共通電極３ａが形成され、共通電極３ａの表面には配
向制御膜６ａが形成されている。

【００４８】また、他方のガラス基板１ｂの側には、図
３に示すように、ゲート線Ｇ_１，Ｇ _２，…が図示Ｘ方向
に多数配置され、ゲート線Ｇ_１，Ｇ_２，…とは絶縁され
た状態のソース線Ｓ_１，Ｓ_２，…が図示Ｙ方向に多数配
置されている。そして、これらのゲート線Ｇ_１，Ｇ_２，
…及びソース線Ｓ_１，Ｓ_２，…の各交点の画素には、ス
イッチング素子としての薄膜トランジスタ（アモルファ
スＳｉＴＦＴ）４や、ＩＴＯ膜等の透明導電膜からなる
画素電極３ｂ及び保持容量電極７等が配置されている。

【００４９】このうち、アモルファスＳｉＴＦＴ４は、
図１に示すように、ゲート電極１０と、窒化シリコン
（ＳｉＮｘ）からなる絶縁膜（ゲート絶緑膜）５ｂと、
半導体層であるａ−Ｓｉ層１１やｎ^＋ａ−Ｓｉ層１２，
１３と、ソース電極１４と、ドレイン電極１５と、チャ
ネルを保護するチャネル保護膜１６と、によって構成さ
れている。すなわち、ガラス基板１ｂには各画素毎にゲ
ート電極１０が形成され、該ゲート電極１０の表面は絶
縁膜５ｂにて覆われ、絶縁膜５ｂの表面であってゲート
電極１０を形成した位置にはａ−Ｓｉ層１１が形成され
ている。また、このａ−Ｓｉ層１１の表面には、互いに
離間するようにｎ^＋ａ−Ｓｉ層１２，１３が形成されて
おり、各ｎ^＋ａ−Ｓｉ層１２，１３にはソース電極１４
やドレイン電極１５が互いに離間した状態に形成されて
いる。さらに、これらのａ−Ｓｉ層１１や電極１４，１
５を覆うようにチャネル保護膜１６が形成されている。

【００５０】そして、ＴＦＴ４のゲート電極１０は上述
したゲート線Ｇ_１，Ｇ_２，…を介して走査信号ドライバ
２０に接続され、ＴＦＴ４のソース電極１４はソース線
Ｓ_１，Ｓ_２，…を介して情報信号ドライバ２１に接続さ
れ、ＴＦＴ４のドレイン電極１５は画素電極３ｂに接続
されている。

【００５１】ところで、上述した保持容量電極７はガラ
ス基板１ｂの表面に形成されており、上述した絶縁膜５
ｂは、この保持容量電極７及びガラス基板１ｂを覆う位
置まで形成され、上述したソース電極１４や画素電極３
ｂはこの絶縁膜５ｂの表面に形成されている。これによ
り、保持容量電極７と画素電極３ｂとは、絶縁膜５ｂを
挟んだ状態に配置されることとなり、これらによって、
液晶２と並列の形で設けられた保持容量Ｃｓが構成され
ることとなる（図４参照）。なお、この保持容量電極７
は、面積を大きくした場合における開口率低下を防止す
るため、透明なＩＴＯによって形成すると良い。

【００５２】また、図１に示すように、上述したＴＦＴ
４や画素電極３ｂの表面には配向制御膜６ｂが形成され
ており、その表面には一軸配向処理（ラビング処理）が
施されている。

【００５３】さらに、これらのガラス基板１ａ，１ｂの
間隙であって、画素電極３ｂと共通電極３ａとの間に
は、自発分極を有するカイラルスメクチック液晶２が配
置されていて、液晶容量Ｃｌｃが構成されることとなる
（図４参照）。

【００５４】また、このような液晶素子Ｐ_１の両側に
は、互いに偏光軸が直交した関係にある一対の偏光板
（不図示）が配置されている。

【００５５】なお、図１に示す液晶素子Ｐ_１ではアモル
ファスＳｉＴＦＴ４を用いているが、もちろんこれに限
る必要はなく、多結晶Ｓｉ（ｐ−Ｓｉ）ＴＦＴを用いて
も良い。

【００５６】（５）次に、上述した液晶素子Ｐ_１の駆動
方法の一例について説明する。

【００５７】上述した液晶素子Ｐ_１においては、走査信
号ドライバ２０から各ゲート線Ｇ_１，Ｇ_２，…にはゲー
ト電圧が線順次に印加され、ＴＦＴ４はゲート電圧が印
加されることによってオン状態となる。

【００５８】一方、ゲート電圧の印加に同期して、情報
信号ドライバ２１からソース線Ｓ_１，Ｓ_２，…にはソー
ス電圧（各画素に書き込む情報に応じた情報信号電圧）
が印加される。したがって、ＴＦＴ４がオン状態にある
画素では、ソース電圧がＴＦＴ４及び画素電極３ｂを介
して液晶２に印加され、液晶２のスイッチングが画素単
位で行われる。

【００５９】そして、このような駆動を一定期間（フレ
ーム期間）毎に繰り返し、画像の書き換えを行うように
なっている。

【００６０】(６）なお、図６に示すように、１つのフ
レーム期間Ｆ_０を複数のフィールド期間Ｆ_１，Ｆ_２，…
に分割し、各フィールド期間Ｆ_１，Ｆ_２，…でそれぞれ
画像書き換えを行うようにしてもよい。以下、その駆動
方法について説明する。

【００６１】ここで、図６は、各フレーム期間Ｆ_０を２
つのフィールド期間Ｆ_１，Ｆ_２に分割した例を示す図で
あり、同図（ａ）は、ある１本のゲート線Ｇ_ｉにゲート
電圧Ｖｇが印加される様子を示す図、同図（ｂ）は、あ
る１本のソース線Ｓ_ｊにソース電圧Ｖｓが印加される様
子を示す図、同図（ｃ）は、これらゲート線Ｇ_ｉ及びソ
ース線Ｓ_ｊの交差部の画素（すなわち、液晶２）に駆動
電圧Ｖpixが印加される様子を示す図、同図（ｄ）は、
当該画素における透過光量の変化を示す図である。な
お、液晶２には、図５に示す特性のものを用いている。

【００６２】いま、ある１本のゲート線Ｇ_ｉに一定期間
（選択期間Ｔon）だけゲート電圧Ｖｇが印加され（同図
（ａ）参照）、ある１本のソース線Ｓ_ｊには、ゲート電
圧Ｖｇの印加に同期した選択期間Ｔonに、共通電極３ａ
の電位Ｖｃを基準電位としたソース電圧Ｖｓ（＝＋Ｖ
ｘ）が印加される（同図（ｂ）参照）。すると、当該画
素のＴＦＴ４はゲート電圧Ｖｇの印加によってオンさ
れ、ソース電圧ＶｘがＴＦＴ４及び画素電極３ｂを介し
て印加されて液晶容量Ｃｌｃ及び保持容量Ｃｓの充電が
なされる。

【００６３】ところで、選択期間Ｔon以外の非選択期間
Ｔoffには、ゲート電圧Ｖｇは他のゲート線Ｇ_１，
Ｇ_２，…に印加されていて同図（ａ）に示すゲート線Ｇ
_ｉには印加されず、当該画素のＴＦＴ４はオフとなる。
したがって、液晶容量Ｃｌｃ及び保持容量Ｃｓは、この
間、充電された電荷を保持することとなる（同図（ｃ）
参照）。これにより、１フィールド期間Ｆ_１を通じて液
晶２には駆動電圧Ｖpix（＝＋Ｖｘ）が印加され続ける
こととなり、ほぼ同じ透過光量Ｔｘが維持されることと
なる（同図（ｄ）参照）。ここで、選択期間Ｔonが比較
的短い場合には、液晶容量Ｃｌｃ及び保持容量Ｃｓへの
充電及び液晶２のスイッチングは非選択期間Ｔoffに行
われる。かかる場合は、自発分極の反転によって充電さ
れた電荷が相殺され、液晶２に印加される駆動電圧Ｖpi
xは同図（ｃ）のように＋ＶｘよりＶｄだけ小さい値を
取る。

【００６４】次のフィールド期間Ｆ_２においては、上述
したゲート線Ｇ_ｉには再びゲート電圧Ｖｇが印加され
（同図（ａ）参照）、これと同期してソース線Ｓ_ｊに
は、先のものとは逆極性のソース電圧−Ｖｘが印加され
る（同図（ｂ）参照）。これによって、ソース電圧−Ｖ
ｘが液晶容量Ｃｌｃ及び保持容量Ｃｓに充電されると共
に、非選択期間Ｔoffにおいてはその電荷が保持される
（同図（ｃ）参照）。これにより、１フィールド期間Ｆ
_２を通じて液晶２には駆動電圧Ｖpix（＝−Ｖｘ）が印
加され続けることとなり、ほぼ同じ透過光量Ｔｙが維持
されることとなる（同図（ｄ）参照）。ここで、選択期
間Ｔonが比較的短い場合には、液晶容量Ｃｌｃ及び保持
容量Ｃｓへの充電及び液晶２のスイッチングは非選択期
間Ｔoffに行われる。かかる場合は、自発分極の反転に
よって充電された電荷が相殺され、液晶２に印加される
駆動電圧Ｖpixは図６（ｃ）のように−ＶｘよりＶｄだ
け大きい値を取る。

【００６５】ところで、図６に示す駆動方法によれば、
各フィールド期間Ｆ_１，Ｆ_２単位で印加電圧の大きさに
応じて液晶２がスイッチングされ、各フィールド期間Ｆ
_１，Ｆ_２単位で異なる階調表示状態（透過光量Ｔｘ，Ｔ
ｙ）が得られ、フレ−ム期間Ｆ０の全体でそれらＴｘ，
Ｔｙを平均した透過光量が得られる。

【００６６】なお、２番目のフィールド期間Ｆ_２におけ
る透過光量Ｔｙは、Ｔｘよりかなり小さくてほぼ０レベ
ルであり、フレ−ム期間全体の透過光量は、上述のよう
な透過光量の平均化によって最初のフィールド期間Ｆ_１
の透過光量に比べて低下することとなる。したがって、
実際の駆動においては、フレ−ム期間全体で得たい透過
光量（表示画像の階調）に基づいて、最初のフィールド
期間Ｆ_１の透過光量Ｔｘを（表示階調よりも高めに）決
定し、該透過光量Ｔｘを得るような駆動電圧Ｖｘを印加
すれば良い。

【００６７】なお、上述のように駆動した場合、奇数フ
ィールド期間（例えばＦ_１）では正極性の駆動電圧（＋
Ｖｘ）が液晶２に印加され、偶数フィールド期間（例え
ばＦ _２）では負極性の駆動電圧（−Ｖｘ）が液晶２に印
加されることとなるため、液晶２に実際に印加される駆
動電圧が時間的に交流化され、液晶２の劣化が防止され
る。

【００６８】また、最初のフィールド期間Ｆ_１において
は高輝度表示を行い、次のフィールド期間Ｆ_２では低輝
度表示を行うため、時間開口率が５０％以下程度とな
る。したがって、かかる液晶素子で動画像を表示した場
合、その画質が良好なものとなる。

【００６９】（７）次に、本実施の形態に係る液晶素子
の製造方法について説明する。

【００７０】上述の液晶素子を製造するに際しては、 ＊ 所定間隙を開けた状態に一対の基板１ａ，１ｂを配
置する工程と、 ＊ これら一対の基板１ａ，１ｂの間隙にカイラルスメ
クチック液晶２を配置する工程と、 ＊ 該カイラルスメクチック液晶２を挟み込むように一
対の電極３ａ，３ｂを配置する工程と、 ＊ 前記カイラルスメクチック液晶２を配向させるため
の一軸性配向処理を、前記一対の基板１ａ，１ｂにそれ
ぞれ施す工程と、を適切な順序で実施する。

【００７１】そして、前記一対の基板１ａ，１ｂに挟持
された状態の前記カイラルスメクチック液晶２が等方性
液体相（ＩＳＯ．）又はコレステリック相（Ｃｈ）を発
現するまで昇温し、その後、カイラルスメクチックＣ相
（ＳｍＣ^＊）に相転移するまで降温する。また、カイラ
ルスメクチックＣ相（ＳｍＣ^＊）を示す温度において、
前記カイラルスメクチック液晶２には、前記一対の電極
３ａ，３ｂを介して電圧（製造された液晶素子に画像を
表示させるために印加する駆動電圧と区別するために党
初期電圧媒とする）を少なくとも１秒以上印加する。

【００７２】なお、この初期電圧には、実効値電界Ｅ
_ｒｍｓ．が、 Ｐｓ・Ｅ_ｒｍｓ．＞１５［（ｎＣ／ｃｍ^２）・（Ｖ／μ
ｍ）］ 但し、Ｐｓは前記カイラルスメクチック液晶の自発分極
値となるものを用いれば良く、その電圧値が経時的に変
化するもの（例えば、正弦波、三角波、のこぎり波等）
を用いれば良い。

【００７３】一方、等方性液体相（ＩＳＯ．）やコレス
テリック相（Ｃｈ）からカイラルスメクチックＣ相（Ｓ
ｍＣ^＊）に相転移する際の前記カイラルスメクチック液
晶２に、ＤＣ成分を含む電圧を印加しても良い。この電
圧のＤＣ成分は１〜１０Ｖとすれば良く、該電圧印加
は、カイラルスメクチックＣ相（ＳｍＣ^＊）に相転移す
る際の温度（Ｔｃ）の±５℃の温度範囲にあるときに行
えば良い。

【００７４】（８）次に、本実施の形態の作用について
説明する。

【００７５】本実施の形態と違ってプレチルト角が小さ
な液晶素子の場合には、スメクチック相へと層転移した
直後（層が形成された直後）の状態においてカイラルス
メクチック液晶にはブックシェルフ構造が形成されてい
ると考えられる。その後の降温過程において層間隔が減
少し、層が基板法線方向から傾いた構造へと変化する。
そして、シェブロン構造となった場合にはＣ１配向やＣ
２配向が形成される。

【００７６】また、配向規制力を適宜調整した場合に
は、Ｃｈ相−ＳｍＣ^＊の相転移直後はブックシェルフ構
造が形成されているものの、その後の降温過程において
層間隔が減少し層が基板法線方向から傾いた構造へと変
化する際に、シェブロンではなく斜めブックシェルフ構
造を形成するものと推察される。そして、その際の層傾
斜角の変化過程において生じる層構造の微妙な不均一性
がストライプテクスチャーとして観測されるものと思わ
れる。

【００７７】これに対して、本実施の形態によれば、カ
イラルスメクチック液晶２は、冷却過程における相転移
の初期の段階（すなわち、スメクチック相へ相転移した
直後）から斜めブックシェルフ構造を形成し始める。こ
のため、液晶２には、不均一な層構造は発生しにくく、
ストライプテクスチャーは発生しにくい。

【００７８】また、プレチルト角が４度以上であって、
カイラルスメクチック液晶２には上述のように初期電圧
を印加するため、仮に多少のストライプテクスチャーが
発生したとしても消滅させることができる。なお、本発
明者が実験したところ、プレチルト角が４度未満と小さ
い場合には、初期電圧を印加してもストライプテクスチ
ャーは消滅しなかった。初期電圧印加によってストライ
プテクスチャーを消滅させるには、そもそも層構造の不
均一性が発生しづらいような構成とすることが重要であ
ると考えられる。

【００７９】なお本実施形態でいうところの初期電圧と
は、ＳｍＣ^＊への降温直後に印加されるものであっても
よく、あるいは一旦降温した後再配向のため加熱冷却し
た後に印加されるものでもよい。あるいはまたＳｍＣ^＊
へ降温したから実際に製品として指標するまでの間に印
加されるものでもよく、その場合はＳｍＣ^＊に降温して
からライン欠陥の有無を調べるための駆動評価がおこな
われ、その後にその初期電圧印加を行う場合でもよい。

【００８０】また本実施形態の初期電圧の実効値電界は
ＰｓとＥ_ｒｍｓとの積で求められ、その値が１５より大
きい値であるが、これはＰｓが０でないことを意味す
る。つまり液晶素子に直流電圧たとえばオフセット電圧
（ＤＣ）が加えられる工程では、液晶がＰｓ値を持たな
いので実効値電界の値は１５より大きくなるということ
は無く、そのような工程は本実施形態で言うところの初
期電圧を印加する工程とは区別される。

【００８１】（９）次に、本実施の形態の効果について
説明する。

【００８２】本実施の形態によれば、液晶の層構造が均
一な液晶素子を製造することができ、配向欠陥の発生や
面内ムラの発生を防止できる。

【００８３】また、プレチルト角を小さくする必要がな
いため、コントラストの低下も防止できる。

【００８４】さらに、マイクロドメインスイッチングに
よる階調表示を行わないため、プロジェクター型やビュ
ーファインダに用いて好適な液晶素子を得ることができ
る。

【００８５】また、本実施の形態によれば、応答速度の
速い液晶素子を得ることができる。

【００８６】

【実施例】以下、実施例に沿って本発明を更に詳細に説
明する。

【００８７】〈実施例〉 （液晶組成物の調製） まず、下記液晶性化合物を、それぞれの右側に併記した
重量比率で混合し液晶組成物ＬＣを調製した。

【００８８】

【化３】

【００８９】上記液晶組成物ＬＣの物性パラメータを以
下に示す。

【００９０】 測定装置としてＰｅｒｋｉｎ Ｅｌｍｅｒ社製のＤＳＣ
Ｐｙｒｉｓ１を用いた。測定条件は１００℃で１分間
保持した後、５℃／ｍｉｎで−３０℃まで降温し、その
後−３０℃で５分間保持した後、５℃／ｍｉｎで１００
℃まで昇温して測定した。 自発分極（３０℃）：Ｐｓ＝２．９ｎＣ／ｃｍ^２ コーン角（３０℃）：Θ＝２３．３°（１００Ｈｚ，±
１２．５Ｖ、基板間隙は１．４μｍ） δ（３０℃）：２１．６° ＳｍＣ^＊相でのらせんピッチ（３０℃）：２０μｍ以上

【００９１】（液晶セルの作製）まず、厚さ１．１ｍｍ
の一対のガラス基板１ａ，１ｂのそれぞれに、透明電極
として７００ÅのＩＴＯ膜（インジウム・ティン・オキ
サイド膜）３ａ，３ｂを形成した。なお、この透明電極
３ａ，３ｂのパターニングは行わず、液晶セルを単画素
とした。

【００９２】該基板の透明電極３ａ，３ｂ上に、日本合
成ゴム社製のＪＡＬＳ２０２２をスピンコート法により
塗布し、その後、８０℃の温度で５分間の前乾燥を行な
い、さらに２００℃の温度で１時間の加熱焼成を施し、
膜厚１５０Åのポリイミド被膜６ａ，６ｂを得た（１Å
＝１０^−１０ｍ）。

【００９３】続いて、当該基板上のポリイミド膜６ａ，
６ｂに対して、ナイロン布によるラビング処理（一軸配
向処理）を施した。このラビング処理には、外周面にナ
イロン（ＮＦ−７７／帝人（株）製）を貼り合わせた径
１０ｃｍのラビングロールを用い、押し込み量を０．３
ｍｍ、送り速度を１０ｃｍ／ｓｅｃとし、回転数を１０
００ｒｐｍ、送り回数を４回とした。

【００９４】続いて、一方の基板上には、平均粒径１．
５μｍのシリカビーズ（スペーサー）８を散布し、各基
板のラビング処理方向が互いにアンチパラレルとなるよ
うに対向させ、均一な基板間隙のセル（単画素の空セ
ル）を得た。

【００９５】このようなプロセスで作製したセルに液晶
組成物ＬＣをＣｈ相の温度で注入し、液晶がカイラルス
メクチック液晶相を示す温度まで徐冷し、液晶がＣｈ相
からＳｍＣ^＊相に相転移する際に−５Ｖのオフセット電
圧（ＤＣ）を印加し、液晶パネルを作製した。ＤＣ印加
条件は、Ｔｃに対してプラスマイナス２℃で、１℃／分
で降温させた。

【００９６】かかる液晶パネルについて、下記の事項に
ついての評価を行った。

【００９７】１．配向状態 上述のようにして作成した液晶パネルについて、室温
（３０℃）かつ電圧を印加しない状態で偏光顕微鏡観察
を行い、液晶の配向状態を観察した。

【００９８】その結果、液晶パネルの全面でストライプ
状のテクスチャーが形成されており、このストライプテ
クスチャーの平均長手方向と一軸配向処理方向とのなす
角が約３°であることが分かった。また、それぞれのス
トライプテクスチャーについてさらに詳細な観察を行っ
たところ、それぞれのストライプ状の領域で最暗軸が微
妙に異なっており、最暗軸の分布としては約４°の幅を
持って存在していることが分かった。なお、層法線方向
はパネル全面で一方向に揃っていた。

【００９９】２．矩形波電圧を印加した場合の光学応答 上述のように作成した液晶パネルをフォトマルチプライ
ヤー付き偏光顕微鏡にセットし、６０Ｈｚの矩形波電圧
を印加して光学レベルを測定した。なお、電圧は、±５
Ｖの範囲内で適宜調整しながら印加することとした。ま
た、液晶パネルは、クロスニコル下とし、電圧無印加状
態で暗視野となるように偏光軸を配置した。

【０１００】その結果、正極性の電圧を印加した場合に
は、白状態へと液晶分子が反転した微小領域が複数出現
し、この電圧を徐々に大きくしていくと各微小領域が大
きくなっていくことが分かった。また、負極性の電圧を
印加した場合には、同じ絶対値の正極性電圧を印加した
場合の１／１０程度の光学応答が確認された。さらに、
正負いずれの極性の電圧を印加した場合でも、液晶パネ
ルの光学応答は前状態履歴の影響は受けずに安定した表
示状態（中間調状態）が得られることが分かった。とこ
ろで、正極性及び負極性の電圧を連続的に印加した場合
には、正極性電圧による光学応答と負極性電圧による光
学応答とを平均したものが視覚的に認識されることとな
るが、その場合においても、前状態履歴の影響を受けな
い表示状態（中間調状態）が得られることとなる。

【０１０１】また、１０〜５０℃の温度範囲において±
５Ｖの矩形波電圧を印加してコントラストを測定したと
ころ、最低値は１０℃の１２０と良好であった。

【０１０２】３．強電界印加処理による変化 上述のようにして矩形波印加用液晶パネルとは別途同様
に作成した液晶パネルに３０℃の温度下で三角波電圧
（最大値が±１８Ｖ、周波数が１Ｈｚ）を１０秒間印加
して、該電圧を印加する前後での配向状態を観察したと
ころ、降温直後に発生していたストライプテクスチャー
は完全に消滅し、パネル全面が、極めて均一であって、
微小領域の出現を伴わないドメインレススイッチングを
行う領域へと変化した。なお、印加した電圧の実効値Ｅ
_ｒｍｓ．は、 Ｐｓ・Ｅ_ｒｍｓ．＝１７．４［（ｎＣ／ｃｍ^２）・（Ｖ
／μｍ）］ を満足する値とした。その後、１０〜５０℃の温度範囲
において±５Ｖの矩形波電圧を印加して上述と同様のコ
ントラスト測定を行ったところ、最低値は１０℃の２０
０とさらに良好となった。

【０１０３】これに対して、比較として実施例と同様の
液晶パネルを別途用意し、最大値が±１２ｖ（つまり、
Ｐｓ・Ｅ_ｒｍｓ．が１５よりも小さい、すなわちＰｓ・
Ｅ_{ｒ ｍｓ．}＝１１.６［（ｎＣ／ｃｍ^２）・（Ｖ／μ
ｍ）］）で周波数が１Ｈｚの三角波電圧を１０秒間印加
した場合には、電圧印加前後で配向状態の変化は何ら観
察されなかった。

【０１０４】なお本実施例ではさらに先述の実施例にお
いて用意した液晶パネルと同様の液晶パネルを別途用意
し、三角波電圧の代わりに正弦波電圧や矩形波電圧を印
加したところ、正弦波電圧の場合には同様の効果が得ら
れるが、矩形波電圧の場合には、同様の効果を得るには
電圧値を高める必要があることが分かった。

【０１０５】つまり正弦波は三角波とほぼ同じＰｓＥ値
で同等の効果があることがわかった。また矩形波の場合
はＰｓ・Ｅ値がある一定の値より大きめ値で同等の効果
を得ることがわかった。矩形波の場合はたとえば正弦波
や三角波におけるＰｓ・Ｅ値よりもおよそ２０％あるい
はそれ以上高い値のＰｓ・Ｅ値とすると正弦波や三角波
と同等の効果を得ることができることがわかった。

【０１０６】（プレチルト角測定用セルの作製）平均粒
径が９μｍのシリカビーズ８を用いた以外は、上述した
液晶セルと同様のセル（ラビング処理方向がアンチパラ
レルのセル）を作成した。その後、このセルに上述した
液晶ＬＣを注入し、該液晶ＬＣがコレステリック相を示
す温度（具体的には６２℃）に昇温し、クリスタルロー
テーション法（Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，ｖ
ｏｌ．１１９（１９８０）Ｎｏ．１０、Ｓｈｏｒｔ Ｎ
ｏｔｅｓ ２０１３）にてプレチルト角を測定した。そ
の測定の結果、プレチルト角は７．０°であることが分
かった。つまり、実施例の液晶セルのプレチルト角もほ
ぼ７．０°であるとみなせる。

【０１０７】ここで、クリスタルローテーション法によ
るプレチルト角測定方法について簡単に説明する。

【０１０８】プレチルト角の測定に際しては、液晶パネ
ルを上下基板に垂直且つ配向処理軸（ラビング軸）を含
む面で回転させながら、回転軸と４５°の角度をなす偏
光面を持つヘリウム・ネオンレーザー光を回転軸に垂直
な方向から照射し、その反射側で入射偏光面と平行な透
過軸を持つ偏光板を通してフォトダイオードで透過光強
度を測定する。そして、干渉によってできた透過光強度
のスペクトルに対し、理論曲線、下式とフィッティング
を行うシミュレーションによりプレチルト角αを求める
ことができる。

【０１０９】

【数１】

【０１１０】〈比較例１〉 （液晶セルの作製）本比較例においても、上記実施例と
ほぼ同様の液晶パネルを作成した。但し、配向制御膜６
ａ，６ｂは、市販のＴＦＴ用配向膜（日産化学社製のＳ
Ｅ７９９２）を用いて、上記実施例の配向制御膜よりも
薄い５０Åの厚さに形成した。また、スペーサー８とし
ては、平均粒径２．０μｍのシリカビーズを用いた。な
お、ガラス基板１ａ，１ｂの厚さや、透明電極３ａ，３
ｂの厚さ及び材質や、配向制御膜６ａ，６ｂの形成方法
及びラビング方法や、液晶２の材質及び注入方法は上記
実施例と同様とした。

【０１１１】また、上記実施例と同様の方法でプレチル
ト角測定用セルを作製してプレチルト角を測定したとこ
ろ、２．０度であった。つまり、比較例の液晶セルのプ
レチルト角もほぼ２．０°であるとみなせる。

【０１１２】さらに、本比較例にて作製した液晶パネル
についても上記実施例と同様の評価を行ったところ、下
記のようになった。

【０１１３】１．配向状態 上記実施例と同様の方法によって液晶の配向状態を観察
したところ、パネル全体の約５０％の領域にストライプ
状のテクスチャーが形成されており、このストライプテ
クスチャーの平均長手方向と一軸配向処理方向とのなす
角が約３°であることが分かった。

【０１１４】また、それぞれのストライプテクスチャー
についてさらに詳細な観察を行ったところ、それぞれの
ストライプ状の領域で最暗軸が微妙に異なっており、最
暗軸の分布としては約４°の幅を持って存在しているこ
とが分かった。なお、層法線方向はパネル全面で一方向
に揃っていた。

【０１１５】２．矩形波電圧を印加した場合の光学応答 上記実施例と同様の方法によって光学レベルを測定した
ところ、ストライプテクスチャーが発生している部分に
ついては上記実施例と同様であった。すなわち、正極性
の電圧を印加した場合には、白状態へと液晶分子が反転
した微小領域が複数出現し、この電圧を徐々に大きくし
ていくと各微小領域が大きくなっていくことが観察され
た。また、負極性の電圧を印加した場合には、同じ絶対
値の正極性電圧を印加した場合の１／１０程度の光学応
答が確認された。さらに、正負いずれの極性の電圧を印
加した場合でも、液晶パネルの光学応答は前状態履歴の
影響は受けずに安定した表示状態（中間調状態）が得ら
れることが確認された。

【０１１６】一方、ストライプテクスチャーが発生して
いない部分では、配向状態は極めて均一であって、上述
のような微小領域が発生せずにドメインレススイッチン
グとなっていることが確認できた。また、負極性の電圧
を印加した場合には、同じ絶対値の正極性電圧を印加し
た場合の１／１０程度の光学応答が確認された。

【０１１７】さらに、１０〜５０℃の温度範囲において
±５Ｖの矩形波電圧を印加してコントラストを測定した
ところ、最低値は１０℃の９０であった。

【０１１８】３．強電界印加処理による変化 上記実施例と同様の方法によって三角波電圧（最大値が
±１８Ｖ、周波数が１Ｈｚ）を１０秒間印加して、該電
圧を印加する前後での配向状態を観察したところ、該電
圧を印加する前後での配向状態を観察したが、何ら変化
は観察されなかった。このときＰｓ・Ｅ_ｒｍｓ．＝１
３.１［（ｎＣ／ｃｍ^２）・（Ｖ／μｍ）］である。

【０１１９】その後、１０〜５０℃の温度範囲において
±５Ｖの矩形波電圧を印加して上述と同様のコントラス
ト測定を行ったところ、最低値は１０℃の９０であり変
化は無かった。

【０１２０】〈比較例２〉比較例２は比較例１と比べて
液晶セルの作成においては、平均粒径が１.５μｍのシ
リカビーズを用い、強電界印加処理においては、Ｐｓ・
Ｅ_ｒｍｓ．＝１７.４［（ｎＣ／ｃｍ^２）・（Ｖ／μ
ｍ）］である点が異なるだけでその他は比較例１と同じ
である。

【０１２１】（液晶セルの作製）本比較例においても、
上記実施例とほぼ同様の液晶パネルを作成した。但し、
配向制御膜６ａ，６ｂは、市販のＴＦＴ用配向膜（日産
化学社製のＳＥ７９９２）を用いて、上記実施例の配向
制御膜よりも薄い５０Åの厚さに形成した。また、スペ
ーサー８としては、平均粒径１.５μｍのシリカビーズ
を用いた。なお、ガラス基板１ａ，１ｂの厚さや、透明
電極３ａ，３ｂの厚さ及び材質や、配向制御膜６ａ，６
ｂの形成方法及びラビング方法や、液晶２の材質及び注
入方法は上記実施例と同様とした。

【０１２２】また、上記実施例と同様の方法でプレチル
ト角測定用セルを作製してプレチルト角を測定したとこ
ろ、２．０°であった。つまり、比較例の液晶セルのプ
レチルト角もほぼ２．０°であるとみなせる。

【０１２３】さらに、本比較例にて作製した液晶パネル
についても上記実施例と同様の評価を行ったところ、下
記のようになった。

【０１２４】１．配向状態 上記実施例と同様の方法によって液晶の配向状態を観察
したところ、パネル全体の約５０％の領域にストライプ
状のテクスチャーが形成されており、このストライプテ
クスチャーの平均長手方向と一軸配向処理方向とのなす
角が約３°であることが分かった。

【０１２５】また、それぞれのストライプテクスチャー
についてさらに詳細な観察を行ったところ、それぞれの
ストライプ状の領域で最暗軸が微妙に異なっており、最
暗軸の分布としては約４°の幅を持って存在しているこ
とが分かった。なお、層法線方向はパネル全面で一方向
に揃っていた。

【０１２６】２．矩形波電圧を印加した場合の光学応答 上記実施例と同様の方法によって光学レベルを測定した
ところ、ストライプテクスチャーが発生している部分に
ついては上記実施例と同様であった。すなわち、正極性
の電圧を印加した場合には、白状態へと液晶分子が反転
した微小領域が複数出現し、この電圧を徐々に大きくし
ていくと各微小領域が大きくなっていくことが観察され
た。また、負極性の電圧を印加した場合には、同じ絶対
値の正極性電圧を印加した場合の１／１０程度の光学応
答が確認された。さらに、正負いずれの極性の電圧を印
加した場合でも、液晶パネルの光学応答は前状態履歴の
影響は受けずに安定した表示状態（中間調状態）が得ら
れることが確認された。

【０１２７】一方、ストライプテクスチャーが発生して
いない部分では、配向状態は極めて均一であって、上述
のような微小領域が発生せずにドメインレススイッチン
グとなっていることが確認できた。また、負極性の電圧
を印加した場合には、同じ絶対値の正極性電圧を印加し
た場合の１／１０程度の光学応答が確認された。

【０１２８】さらに、１０〜５０℃の温度範囲において
±５Ｖの矩形波電圧を印加してコントラストを測定した
ところ、最低値は１０℃の９０であった。

【０１２９】３．強電界印加処理による変化 上記実施例と同様の方法によって三角波電圧（最大値が
±１８Ｖ、周波数が１Ｈｚ）を１０秒間印加して、該電
圧を印加する前後での配向状態を観察したところ、該電
圧を印加する前後での配向状態を観察したが、何ら変化
は観察されなかった。このときの外部電場は、Ｐｓ・Ｅ
_ｒｍｓ．＝１７.４［（ｎＣ／ｃｍ^２）・（Ｖ／μ
ｍ）］である。

【０１３０】その後、１０〜５０℃の温度範囲において
±５Ｖの矩形波電圧を印加して上述と同様のコントラス
ト測定を行ったところ、最低値は１０℃の９０であり変
化は無かった。

【０１３１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
液晶の層構造が均一な液晶素子を製造することができ、
配向欠陥の発生や面内ムラの発生を防止できる。

【０１３２】また、プレチルト角を小さくする必要がな
いため、コントラストの低下も防止できる。

【０１３３】さらに、マイクロドメインスイッチングに
よる階調表示を行わないため、プロジェクター型やビュ
ーファインダに用いて好適な液晶素子を得ることができ
る。

【０１３４】また、本発明によれば、応答速度の速い液
晶素子を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にて製造される液晶素子の構造の一例を
示す断面図。

【図２】本発明にて製造される液晶素子の構造の他の例
を示す断面図。

【図３】本発明にて製造される液晶素子の構造の一例を
示す平面図。

【図４】素子構造の等価回路を示す図。

【図５】本発明に用いる液晶の電圧−透過率特性の一例
を示す線図。

【図６】液晶素子の駆動方法の一例を説明するための
図。

【符号の説明】

１ａ，１ｂ ガラス基板（基板） ２ カイラルスメクチック液晶 ３ａ，３ｂ 電極 Ｐ_１，Ｐ_２ 液晶パネル（液晶素子） ２１ 情報信号ドライバ（駆動回路）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H088 GA04 HA03 HA06 JA17 KA12 KA13 KA14 KA20 LA07 MA02 MA13 2H090 HB03Y HB04Y HB07Y HB08Y HD14 KA14 MA11 MB01 MB06 2H093 NA51 NA53 ND01 ND12

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定間隙を開けた状態に一対の基板を配
   置する工程と、これら一対の基板の間隙にカイラルスメ
   クチック液晶を配置する工程と、該カイラルスメクチッ
   ク液晶を挟み込むように一対の電極を配置する工程と、
   を実施して液晶素子を製造する液晶素子の製造方法にお
   いて、 前記カイラルスメクチック液晶を配向させるための一軸
   性配向処理を、該配向処理の方向がアンチパラレルにな
   ると共に少なくとも一方の基板のプレチルト角が４度以
   上になるように前記一対の基板にそれぞれ施し、 前記カイラルスメクチック液晶が、高温側より、等方性
   液体相（ＩＳＯ．）−コレステリック相（Ｃｈ）−カイ
   ラルスメクチックＣ相（ＳｍＣ^＊）、又は、等方性液体
   相（ＩＳＯ．）−カイラルスメクチックＣ相（Ｓｍ
   Ｃ^＊）の相転移系列を示す液晶であって、前記一対の基
   板の間隙に配置された状態で等方性液体相（ＩＳＯ．）
   又はコレステリック相（Ｃｈ）を発現するまで昇温さ
   れ、その後、カイラルスメクチックＣ相（ＳｍＣ^＊）に
   相転移するまで降温され、 前記カイラルスメクチックＣ相（ＳｍＣ^＊）を示す温度
   において、カイラルスメクチック液晶に、前記一対の電
   極を介して初期電圧を少なくとも１秒以上印加し、か
   つ、 前記初期電圧の実効値電界Ｅ_ｒｍｓ．を、 Ｐｓ・Ｅ_ｒｍｓ．＞１５［（ｎＣ／ｃｍ^２）・（Ｖ／μ
   ｍ）］ 但し、Ｐｓは前記カイラルスメクチック液晶の自発分極
   値とした、 ことを特徴とする液晶素子の製造方法。
2. 【請求項２】 前記初期電圧は、その電圧値が経時的に
   変化する、 ことを特徴とする請求項１に記載の液晶素子の製造方
   法。
3. 【請求項３】 前記カイラルスメクチック液晶がカイラ
   ルスメクチックＣ相（ＳｍＣ^＊）に相転移する温度の±
   ５℃の温度範囲にあるときに、該カイラルスメクチック
   液晶にＤＣ成分を含む電圧を印加する、 ことを特徴とする請求項１又は２に記載の液晶素子の製
   造方法。
4. 【請求項４】 前記電圧のＤＣ成分が１〜１０Ｖであ
   る、 ことを特徴とする請求項３に記載の液晶素子の製造方
   法。
5. 【請求項５】 前記カイラルスメクチック液晶は、 駆動電圧が印加されていない場合には、液晶分子の平均
   分子軸が単安定化された配向状態を示し、 一の極性の駆動電圧が印加されている場合には、液晶分
   子の平均分子軸が駆動電圧の大きさに応じた角度で前記
   単安定化された位置から一方の側にチルトし、 他の極性の駆動電圧が印加されている場合には、液晶分
   子の平均分子軸が駆動電圧の大きさに応じた角度で前記
   単安定化された位置から他方の側にチルトする、 ような液晶である前記請求項１乃至４のいずれか１項に
   記載の液晶素子の製造方法。
6. 【請求項６】 前記一の極性の駆動電圧を印加すること
   によって最大チルト状態とした場合におけるチルト角
   が、前記他の極性の駆動電圧を印加することによって最
   大チルト状態とした場合におけるチルト角と異なる、 ことを特徴とする請求項５に記載の液晶素子の製造方
   法。
7. 【請求項７】 前記一の極性の駆動電圧を印加すること
   によって最大チルト状態とした場合におけるチルト角
   が、前記他の極性の駆動電圧を印加することによって最
   大チルト状態とした場合におけるチルト角の５倍以上の
   大きさである、 ことを特徴とする請求項６に記載の液晶素子の製造方
   法。
8. 【請求項８】 前記一対の電極のいずれか一方に駆動回
   路を接続して階調信号を供給する、 ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載
   の液晶素子の製造方法。
9. 【請求項９】 前記カイラルスメクチック液晶のバルク
   状態でのらせんピッチは、前記基板の間隙の２倍以上で
   ある、 ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載
   の液晶素子の製造方法。