WO2008062744A1

WO2008062744A1 - Elément d'affichage à cristaux liquides

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Publication number: WO2008062744A1
Application number: PCT/JP2007/072353
Authority: WO
Inventors: Naoko Sawatari; Masato Okabe
Original assignee: Dai Nippon Printing Co., Ltd.
Priority date: 2006-11-24
Filing date: 2007-11-19
Publication date: 2008-05-29
Also published as: US8130358B2; CN101542373B; US20100053525A1; KR101160734B1; JP5076458B2; JP2008129529A; KR20090083944A; CN101542373A

Description

明細書

液晶表示素子

技術分野

[0001] 本発明は、自発分極を有する単安定型の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!/、つた特徴から、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力、これらはネマチック液晶を用いて!/、るために、液晶材料の応答速度が数 ms〜数十 msと遅ぐ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 μ sオーダーと極めて短ぐ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ゥオルにより提唱された電圧無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 14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!/、と!/、う問題を抱えて!/、る。

[0004] 近年、電圧無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 14下段）。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)—カイラルスメタチック 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 13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)相一力イラルスメタチック C (SmC * )相と相変化し、 SmA相を経由して S mC*相を示す材料がある（図 13下段)。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、後者の SmA相を経由する相系列を持つものが大半である。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

[0006] また、近年、カラー液晶表示素子の開発が活発に行われている。カラー表示を実現する方法としては、一般にカラーフィルタ方式とフィールドシーケンシャルカラー方式がある。カラーフィルタ方式は、バックライトとして白色光源を用い、 R'G'Bのマイクロカラーフィルタを各画素に付随させることによりカラー表示を実現させるものである。これに対し、フィールドシーケンシャルカラー方式は、バックライトを R'G'B 'R'G'B- - - と時間的に切り替え、それに同期させて強誘電性液晶の白黒シャッターを開閉し、網膜の残像効果により色を時間的に混合させ、これによりカラー表示を実現させるものである。このフィールドシーケンシャルカラー方式は、 1画素でカラー表示ができ、透過率の低いカラーフィルタを用いなくてすむので、明るく高精細なカラー表示が可能となり、低消費電力および低コストを実現することができる点で有用である。

[0007] フィールドシーケンシャルカラー方式は 1画素を時間分割するものであるので、良好な動画表示特性を得るためには白黒シャッターとしての液晶が高速応答性を有していることが必要である。強誘電性液晶を用いればこの課題を解決することができる。この際に用いられる強誘電性液晶としては、上述したようにアナログ変調による階調表示を可能とし、高精細なカラー表示を実現するために、単安定性を示すものであることが特に望ましい。また、単安定性を示す強誘電性液晶には、正負両極性の電圧に応答するもの（図 14下段右）と、正負いずれかの極性の電圧のみに応答するもの（図 14下段左）がある。中でも、薄膜トランジスタ (TFT)素子を用いて強誘電性液晶を駆動させる場合には、正負いずれかの極性の電圧に応答するものの方力自発分極による反転電流の影響が少な!/、ため、特に好まし!/、。

[0008] ここで、 TFT素子を用いたフィールドシーケンシャルカラー方式による液晶表示素子の駆動シーケンスの一例を図 15に示す。図 15において、液晶表示素子への印加電圧を 0〜土 V (V)として、正の極性の電圧でデータ書込み走査を行い、負の極性の電圧でデータ消去走査を行うとする。そして、単安定性を示し、正負いずれかの極性の電圧にのみ応答する強誘電性液晶を用いたとする。

[0009] 単安定性を示し、正負いずれかの極性の電圧にのみ応答する強誘電性液晶の応答としては、図 12に例示するように、正の極性の電圧で応答して明状態となる場合（図 12 (a) )と、負の極性の電圧で応答して明状態となる場合（図 12 (b) )とがある。したがって、図 15に示すように、図 12 (a)の応答（液晶応答 1)を示す強誘電性液晶を用いた場合は正の極性の電圧を印加したときに明状態となり、図 12 (b)の応答（液晶応答 2)を示す強誘電性液晶を用いた場合は負の極性の電圧を印加したときに明状態となる。

[0010] TFT素子を用いた強誘電性液晶の駆動は、 TFT基板に対向する共通電極基板の共通電極に一定の電圧を印加し、 TFT基板の各画素の画素電極に電圧を印加することで行う。ここで、共通電極に対して、画素電極の電圧が相対的に高い場合を正の極性の電圧印加、画素電極の電圧が相対的に低い場合を負の極性の電圧印加とす強誘電性液晶として、正の極性の電圧のみに応答するものを用いた場合にも電荷のバランスをとるため、正の極性の電圧印加（書き込み）と負の極性の電圧印加（消去）を交互に行う。 TFT素子を用いた場合、全ての画素に同時に電圧を書き込むことはできないため、 1ライン毎に走査する。そのため、 1ライン目の書き込みと Lライン目の書き込みはタイミングがずれる。消去についても同様で、図 15に示す例では、全てのラインの書き込みが終了した後に、 1ライン目から消去を行う。

さらにフィールドシーケンシャルカラー方式では、書き込みと消去をバックライトの点滅に同期させて行う。図 15において、 + (R)とは R (赤色）のバックライトに同期させて書込み走査（正の極性の電圧印カロ）したことを示し、 - (R)とは Rのバックライトに同期させて消去走査 (負の極性の電圧印カロ）したことを示す。同様に、 + (G)、一（G)、 + (B)、—（B)についても、それぞれ G (緑色）、 B (青色）のバックライトに同期させて走查したことを示す。

[0011] このようにフィールドシーケンシャルカラー方式では、バックライトの R'G'B' の時間的な切り替えに同期させて、書込み走査および消去走査を行い、強誘電性液晶を応答させるので、 Rのバックライトに同期させて走査する際には、液晶応答 1を示す強誘電性液晶を用いた場合は、 1ライン目の書込み走査（+ (R) )および Lライン目の書込み走査（+ (R) )のいずれにおいても、 Rのバックライトの点灯中に明状態となる。一方、液晶応答 2を示す強誘電性液晶を用いた場合は、 1ライン目と Lライン目とで書込み走査（+ (R) )および消去走査（一（R) )が時間的にずれるので、 Rのバックライトに同期させた Lライン目の消去走査（一（R) )によって、 Gのバックライトの点灯時に明状態となってしまう（図 15の太枠)。また、 Gのバックライトに同期させて走査する際には、 Gのバックライトに同期させた Lライン目の消去走査（一 (G) )によって、 Bのバックライトの点灯時に明状態となってしまう（図 15の太枠)。

なお、図 15おいて、明（R)とは R (赤色）のバックライトに同期させた走査によって明状態となることを示し、暗とは R (赤色） 'G (緑色） ·Β (青色）のそれぞれのバックライトに同期させた走査によって喑状態となることを示す。また同様に、明（G)、明（Β)についても、それぞれ G (緑色）、 Β (青色）のバックライトに同期させた走査によって明状態となることを示す。

[0012] 通常の液晶表示装置では、正の極性の電圧および負の極性の電圧のいずれで、書込み走査を行うか、消去走査を行うかは決まっており、容易に変更することはできないので、上述した不具合を回避するには、単安定性を示す強誘電性液晶が応答する電圧の極性を、印加電圧の極性に合わせる必要がある。この強誘電性液晶の応答性は、強誘電性液晶の自発分極の向きで決まるため、自発分極の向きを制御することができれば、強誘電性液晶が応答する電圧の極性を制御することができる。

[0013] 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 13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。このため、様々な配向処理方法が検討されて!/、る。

[0014] 例えば、ダブルドメインを改善する方法として、液晶セルをコレステリック相以上の温度に加熱し、直流電圧を印加したまま徐々に冷却する電界印加徐冷法が知られている（非特許文献 2参照）。この電界印加徐冷法を用いた場合には、印加する電界の向きにより自発分極の向きを制御すること力 Sできる。し力もながら、この方法では、再度相転移点以上に温度が上がると配向乱れが生じてしまい、また、製造工程が複雑になり、画素電極の間の電界が作用しない部分で配向乱れが発生する等の問題がある

〇

[0015] また、強誘電性液晶を単安定化する方法として、上下の配向膜として光配向膜を用い、これらの光配向膜にそれぞれ異なる組成の材料を用いる方法が提案されて!/、る ( 特許文献 1、特許文献 2および特許文献 3参照）。この方法において、上下の光配向膜に異なる組成の材料を用いることにより良好な配向状態が得られる理由は明らかではないが、上下の光配向膜のそれぞれと強誘電性液晶との相互作用の相違によるものと考えられている。し力もながら、この方法により得られる液晶表示素子では、実際に駆動してみなければ強誘電性液晶の自発分極の向きを知ることができな!/、。

[0016] さらに、強誘電性液晶を単安定化する他の方法として、上下の配向膜のいずれか一方に、反応性液晶を塗布して配向させ固定化することにより固定化液晶層（反応性液晶層）を形成し、この固定化液晶層を配向膜として作用させる方法が提案されている（特許文献 4参照）。この方法では、反応性液晶が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、上下の配向膜の一方に固定化液晶層を形成することにより、ダブルドメイン等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。し力もながら、この方法により得られる液晶表示素子においても、実際に駆動してみなければ強誘電性液晶の自発分極の向きを知ることができない。

[0017] 特許文献 1 :特開 2005— 208353号公報

特許文献 2：特開 2005— 234549号公報

特許文献 3：特開 2005— 234550号公報

特許文献 4 :特開 2005— 258428号公報

非特許文献 1 : ΝΟΝΑΚΑ， Τ·， LI, J., OGAWA, A., HORNUNG, Β·， SCHMIDT, W.，

WINGEN, R.， and DUBAL, Η·， 1999， Liq. Cryst., 26， 1599.

非特許文献 2 : PATEL, J., and GOODBY, J. W.， 1986， J. Appl. Phys., 59， 2355. 発明の開示発明が解決しょうとする課題

[0018] 本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、単安定性を示す強誘電性液晶を用いた液晶表示素子にぉレ、て、強誘電性液晶の自発分極の向きを制御することが可能な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

[0019] 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電極層と、上記第 1電極層上に形成され、ラビング膜である第 1配向膜とを有する第 1配向処理基板、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、光二量化反応を生じることにより配向膜に異方性を付与する光二量化型材料を用いた光配向膜である第 2配向膜とを有する第 2配向処理基板を、上記第 1配向膜と上記第 2配向膜とが対向するように配置し、上記第 1配向膜と上記第 2配向膜との間に強誘電性液晶を挟持してなる液晶表示素子であって、上記強誘電性液晶が、単安定性を示し、かつ、上記第 2電極層が負極となるように電圧を印加したときに、上記強誘電性液晶の分子方向が上記第 1配向処理基板面に対して平行に上記強誘電性液晶のチルト角の約 2倍変化するものであることを特徴とする液晶表示素子を提供する。

[0020] 本発明によれば、ラビング膜である第 1配向膜と、光二量化型材料を用いた光配向膜である第 2配向膜とでは、ラビング膜である第 1配向膜側に、強誘電性液晶の自発分極が向く傾向にあることを利用して、強誘電性液晶の自発分極の向きを制御し、強誘電性液晶の配向を単安定化させることが可能である。したがって、上述の背景技術の欄に記載したような不具合を回避することができる。

[0021] 上記発明においては、上記ラビング膜がポリイミドを含有することが好ましい。

[0022] また本発明においては、上記第 1配向処理基板が、上記第 1基材上に形成された薄膜トランジスタ (TFT)を有する TFT基板であり、上記第 2配向処理基板が、上記第 2電極層が共通電極である共通電極基板であることが好ましい。このような構成とすることにより、 TFT素子のスィッチがオフのときにゲート電極付近で光漏れが発生するのを防ぐことができるからである。

[0023] さらに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イスプレイが可能となるからである。

[0024] 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!/、。上記強誘電性液晶は単安定性を示すので階調表示が可能であり、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、視野角が広ぐ明るく高精細なカラー動画表示を実現できる力である。

発明の効果

[0025] 本発明においては、第 1配向膜にラビング膜を用い、また第 2配向膜に光二量化型材料を用いた光配向膜を用いることにより、ラビング膜である第 1配向膜側に、強誘電性液晶の自発分極が向く傾向にあることを利用して、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という効果を奏する。

図面の簡単な説明

[0026] [図 1]液晶分子の挙動を示す模式図である。

[図 2]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 3]強誘電性液晶の配向状態の一例を示す模式図である。

[図 4]強誘電性液晶の配向状態の他の例を示す模式図である。

[図 5]強誘電性液晶の自発分極を示す模式図である。

[図 6]強誘電性液晶の配向状態の他の例を示す模式図である。

[図 7]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 8]フィールドシーケンシャルカラー方式による液晶表示素子の駆動シーケンスを示す図である。

[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]強誘電性液晶の配向状態の他の例を示す模式図である。

[図 11]強誘電性液晶の配向状態の他の例を示す模式図である。

[図 12]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 13]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。園 14]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 15]フィールドシーケンシャルカラー方式による液晶表示素子の駆動シーケンスを示す図である。

符号の説明

1 ·· • 欲晶分子

2 ·· • 液晶表示素子

3 ·· • 第 1基材

4 ·· • 第 1電極層

5 ·· • 第 1配向膜

6 ·· • 第 1配向処理基板

10 ··· 液晶層

13 … 第 2基材

14 ·· 第 2電極層

15 ·· 第 2配向膜

16 ··· 第 2配向処理基板

z · · · 層法線

Ps - ·· 自発分極

Θ · ·· チルト角

発明を実施するための最良の形態

[0028] 本発明者らは、強誘電性液晶の自発分極の向きについて調べるため、以下に示す実験を行った。

[0029] まず、ラビング膜と光二量化型材料を用いた光配向膜との間に強誘電性液晶が挟持された液晶表示素子を作製した。

ITO電極が形成されたガラス基板上に、ポリイミド（日産化学工業社製、商品名： SE -5291)を印刷し、ラビング処理することにより配向膜を形成した。また、 ITO電極が形成されたガラス基板上に、光二量化型材料 (Rolic technologies社製、商品名： ROP1 03)の 2質量⁰ /₀シクロペンタノン溶液をスピンコートし、 130°Cで 15分間乾燥させた後、直線偏光紫外線を約 lOOmj/cm²照射し、配向処理を行った。 [0030] 一方の基板に 1 · 5 a mのビーズスぺーサを散布し、他方の基板にシール剤をシールディスペンサーで塗布した。次いで、両基板をそれぞれの配向処理方向が平行になるように対向させ、熱圧着を行い、空の液晶セルを作製した。

次に、強誘電性液晶 (商品名： R2301、 AZエレクトロニックマテリアルズ社製)を用い、注入口上部に強誘電性液晶を付着させ、オーブンを用いて、 N相一等方相転移温度より 10°C〜20°C高い温度で注入を行い、ゆっくりと常温に戻した。

[0031] 第 2配向処理基板の電極が負極になるように電圧を印加すると、強誘電性液晶の分子方向がチルト角の約 2倍変化した。強誘電性液晶の分子方向がチルト角の約 2 倍変化したものは全体の約 83 %であつた。

[0032] また、ポリイミドおよび光二量化型材料の種類や組み合わせを変えて、上記と同様に、ラビング膜と光二量化型材料を用いた光配向膜との間に強誘電性液晶が挟持された液晶表示素子を作製したところ、上記と同様の結果が得られた。

[0033] 次に、一対の光二量化型材料を用いた光配向膜間に強誘電性液晶が挟持された液晶表示素子を作製した。

ITO電極が形成された 2枚のガラス基板上に、それぞれ光二量化型材料 (Rolic tec hnologies社製、商品名： ROP103)の 2質量％シクロペンタノン溶液をスピンコートし、 130°Cで 15分間乾燥させた後、直線偏光紫外線を約 lOOmj/cm²照射し、配向処理を行った。

[0034] 一方の基板に 1. 5 a mのビーズスぺーサを散布し、他方の基板にシール剤をシールディスペンサーで塗布した。次いで、両基板をそれぞれの配向処理方向が平行になるように対向させ、熱圧着を行い、空の液晶セルを作製した。

[0035] 一方の基板の電極が負極になるように電圧を印加すると、一部の強誘電性液晶の分子方向はチルト角の約 2倍変化した力 S、一部の強誘電性液晶の分子方向は変化しな力、つた。強誘電性液晶の分子方向がチルト角の約 2倍変化したものは全体の約 50%であった。 [0036] また、上記と同様して、一対のラビング膜間に強誘電性液晶が挟持された液晶表示素子を作製したところ、上記と同様の結果が得られた。

[0037] 上述の実験の結果から、本発明者らは、一方の配向膜にラビング膜を用い、他方の配向膜に光二量化型材料を用いた光配向膜を用いると、ラビング膜側に、強誘電性液晶の自発分極が向く傾向があるとの知見を得た。

[0038] 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基材と、上記第 1基材上に形成された第 1電極層と、上記第 1電極層上に形成され、ラビング膜である第 1配向膜とを有する第 1配向処理基板、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、光二量化反応を生じることにより配向膜に異方性を付与する光二量化型材料を用いた光配向膜である第 2配向膜とを有する第 2配向処理基板を、上記第 1配向膜と上記第 2配向膜とが対向するように配置し、上記第 1配向膜と上記第 2配向膜との間に強誘電性液晶を挟持してなる液晶表示素子であって、上記強誘電性液晶が、単安定性を示し、かつ、上記第 2電極層が負極となるように電圧を印加したときに、上記強誘電性液晶の分子方向が上記第 1配向処理基板面に対して平行に上記強誘電性液晶のチルト角の約 2倍変化するものであることを特徴とするものである。

[0039] 本発明に用いられる強誘電性液晶は、上述したように、単安定性を示し、かつ、第 2電極層が負極となるように電圧を印加したときに、強誘電性液晶の分子方向が上記第 1配向処理基板面に対して平行に上記強誘電性液晶のチルト角の約 2倍変化するものである。

[0040] 強誘電性液晶は、図 1に例示するように、液晶分子 1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 1の層法線 zに対する傾き角をチルト角 Θという。

[0041] 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 1に示すように、液晶分子 1 は層法線 zに対しチルト角士 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力電圧無印加時に液晶分子 1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。

[0042] 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 2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 2に例示する液晶表示素子 2においては、第 1基材 3上に第 1電極層 4および第 1配向膜 5が順に形成された第 1配向処理基板 6と、第 2基材 13上に第 2電極層 14および第 2配向膜 1 5が順に形成された第 2配向処理基板 16とが対向しており、第 1配向処理基板 6の第 1配向膜 5と第 2配向処理基板 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。また、第 1配向膜 5は、ラビング膜であり、第 2配向膜 15は、光二量化型材料を用いた光配向膜である。さらに、第 1配向膜 5および第 2 配向膜 15は、それぞれの配向処理方向が平行になるように配置されている。

[0043] 上述の実験結果から、第 1配向膜にラビング膜を用い、第 2配向膜に光二量化型材料を用いた光配向膜を用いると、ラビング膜である第 1配向膜側に、強誘電性液晶の自発分極が向く傾向にあることがわかった。これは、強誘電性液晶と、第 1配向膜表面および第 2配向膜表面との相互作用である、極性表面相互作用が影響しているものと考えられる。

[0044] 本発明に用いられる強誘電性液晶の配向状態の一例を図 3に示す。上述の実験結果から、ラビング膜である第 1配向膜と、光二量化型材料を用いた光配向膜である第 2配向膜とでは、第 2配向膜の方が相対的に正の極性が強い傾向にあるため、電圧無印加状態では、図 3に例示するように、極性表面相互作用によって、液晶分子 1 の自発分極 Psが第 1配向膜 5側を向く傾向にある。なお、図 3において、第 1基材ぉよび第 2基材は省略されており、強誘電性液晶については液晶分子を示している。

[0045] また、図 4に例示するように、第 1電極層 4が正極（+ )、第 2電極層 14が負極（一）となるように電圧を印加すると、印加電圧の極性の影響により、液晶分子 1の自発分極 Psは第 2配向膜 15側を向くようになる。なお、図 4において、第 1基材および第 2基材は省略されている。

さらに、第 1電極層が負極（一）、第 2電極層が正極（+ )となるように電圧を印加すると、印加電圧の極性の影響によって、図 3に例示するように、液晶分子 1の自発分極 Psは第 1配向膜 5側を向くようになる。この場合、自発分極の向きは、電圧無印加状態と同様になる。

自発分極の向きがこのような方向になるのは、自発分極の向きが、強誘電性液晶の分極と配向膜の分極または電圧の極性とが電気的につり合う方向になるため、液晶分子が電気的に安定な状態になるからである。

[0046] 電圧無印加状態あるいは第 2電極層への正の極性の電圧印加状態（図 3)から、第 2電極層への負の極性の電圧印加状態（図 4)としたとき、この印加電圧の負の極性と、液晶分子の自発分極の負の極性との反発によって、図 5に例示するように、液晶分子 1が角度約 2 Θ回転する。すなわち、第 2電極層が負極となるように電圧を印加したときに、強誘電性液晶の分子方向が、第 1配向処理基板面に対して平行に、強誘電性液晶のチルト角 Θの約 2倍変化するのである。

[0047] このように本発明においては、第 1配向膜側に、強誘電性液晶の自発分極が向く傾向にあることを利用して、液晶分子の自発分極の向きを制御することが可能である。

[0048] 一般に、強誘電性液晶を用いた液晶表示素子では、対向する 2つの配向膜は、それぞれの配向処理方向が平行になるように配置される。例えば図 2に示す液晶表示素子においては、電圧無印加状態では、図 6 (a)に例示するように液晶分子 1が第 1 配向膜および第 2配向膜の配向処理方向 dに沿って配向し、一様な配向状態となる。また、第 1電極層が正極（+ )、第 2電極層が負極（一）となるように電圧を印加すると、図 6 (b)に例示するように印加電圧の極性の影響によって自発分極 Psの向きが反転する。この場合も、液晶分子 1は一様な配向状態となる。さらに、第 1電極層が負極 (―)、第 2電極層が正極（+ )となるように電圧を印加すると、図 6 (a)に例示するように印加電圧の極性の影響によって自発分極 Psの向きが反転する。この場合、液晶分子 1は電圧無印加状態と同様の配向状態となる。

なお、図 6 (a)は、図 3の上面からの液晶分子の配向状態を示す模式図であり、自発分極 Psは紙面手前から奥方向に向いている（図 6 (a)中の X印）。また、図 6 (b)は、図 4の上面からの液晶分子の配向状態を示す模式図であり、自発分極 Psは紙面奥力、ら手前方向に向いている（図 6 (b)中の ·印）。

[0049] 本発明においては、上述したように自発分極の向きを制御することができるので、配向欠陥を生じることなぐ強誘電性液晶の配向を単安定化させることができる。すなわち、強誘電性液晶が単安定性を示すのである。また、電界印加徐冷法によらずに、強誘電性液晶を配向させるので、相転移温度以上に昇温してもその配向を維持し、配向欠陥の発生を抑制することができるとレ、う利点を有する。

[0050] 第 2電極層が負極となるように電圧を印加したとき、強誘電性液晶の分子方向がチノレト角の約 2倍変化するものは 70%以上存在することが好ましぐより好ましくは 80% 以上、さらに好ましくは 90%以上、最も好ましくは 95%以上である。上記範囲であれば、良好なコントラスト比を得ることができるからである。

[0051] なお、上記の比率は、次のようにして測定すること力 Sできる。

例えば図 7に示すように、第 1基材 3上に第 1電極層 4および第 1配向膜 5が積層された第 1配向処理基板 6と、第 2基材 13上に第 2電極層 14および第 2配向膜 15が積層された第 2配向処理基板 16との間に、強誘電性液晶を含む液晶層 10が形成された液晶表示素子にお!/、て、第 1配向処理基板 6および第 2配向処理基板 16の外側にそれぞれ偏光板 17aおよび 17bを設け、偏光板 17a側から光が入射し、偏光板 17 b側から光が出射するものとする。 2枚の偏光板 17aおよび 17bは、それぞれの偏光軸が略垂直に、かつ、偏光板 17aの偏光軸と第 1配向膜 5の配向処理方向（液晶分子の配向方向）とが略平行になるように配置されている。

[0052] 電圧無印加状態では、偏光板 17aを透過した直線偏光と液晶分子の配向方向とが一致するため、液晶分子の屈折率異方性が発現されず、偏光板 17aを透過した直線偏光はそのまま液晶分子を通過し、偏光板 17bにより遮断され、喑状態となる。一方、電圧印加状態では、液晶分子がコーン上を移動し、偏光板 17aを透過した直線偏光と液晶分子の配向方向とが所定の角度を持つようになるため、偏光板 17aを透過した直線偏光は液晶分子の複屈折により楕円偏光となる。この楕円偏光のうち、偏光板 17bの偏光軸と一致する直線偏光のみが偏光板 17bを透過し、明状態となる。

[0053] このため、第 2電極層が負極となるように電圧を印加したとき、強誘電性液晶の分子方向がチルト角の約 2倍変化すると明状態が得られる。一方、第 2電極層が負極となるように電圧を印加したとき、例えば強誘電性液晶の分子方向が変化しないものが部分的に存在する場合には、部分的に喑状態が得られる。したがって、電圧印加時に得られる白黒（明暗)表示の白'黒の面積比から、第 1電極層が負極となるように電圧を印加したときに強誘電性液晶の分子方向がチルト角の約 2倍変化するものの比率を算出すること力できる。

[0054] また、上記のように偏光板が設けられた液晶表示素子においては、電圧無印加状態および第 1電極層への負の極性の電圧印加状態のときに喑状態、第 1電極層への正の極性の電圧印加状態のときに明状態となる。したがって、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した場合には、図 8に例示するように、例えば G (緑色）のバックライトの点灯時に R (赤色）のバックライトに同期させた走査によつて明状態となるのを回避することが可能である。

なお、図 8中の記号等については、図 15に示した記号等と同様である。

[0055] ここで、一般に、 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ヱブロン構造を有し、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!/、。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。

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。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才卬制すること力 Sでさる。

[0056] 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ぐ定量的な配向処理の制御ができる点で有用である。さらに、光二量化型材料は、光配向膜に用いられる他の材料、例えば光異性化型材料と比較して、露光感度が高!/、と!/、う利点を有する。

[0057] 本発明においては、第 1配向膜にラビング膜、第 2配向膜に光二量化型材料を用いた光配向膜を用いるので、第 2配向膜への異方性の付与が容易であり、ジグザグ欠陥やヘアピン欠陥等の配向欠陥のない液晶表示素子を得ることができる。

[0058] 本発明の液晶表示素子は、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により駆動することができる。この場合、第 1配向処理基板が、第 1基材上に形成された TFTを有する TFT基板であり、第 2配向処理基板が、第 2電極層が共通電極である共通電極基板であることが好ましい。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概略斜視図を示す。

[0059] 図 9に例示する液晶表示素子 2は、第 1基材 3上に TFT素子 25がマトリックス状に配置された TFT基板（第 1配向処理基板） 6と、第 2基材 13上に共通電極（第 2電極層） 14が形成された共通電極基板（第 2配向処理基板） 16とを有するものである。 TF T基板（第 1配向処理基板） 6には、ゲート電極 24x、ソース電極 24yおよび画素電極 (第 1電極層） 4が形成されている。ゲート電極 24xおよびソース電極 24yはそれぞれ縦横に配列しており、ゲート電極 24xおよびソース電極 24yに信号を加えることにより TFT素子 25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 24x およびソース電極 24y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 24xの信号とソース電極 24yの信号とは独立に動作することができる。ゲート電極 24xおよびソース電極 24y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 25および画素電極（第 1電極層） 4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 9において、液晶層および第 1配向膜は省略されている。

[0060] 上記の液晶表示素子においては、例えばゲート電極を 30V程度の高電位にすると TFT素子のスィッチがオンになり、ソース電極によって信号電圧が強誘電性液晶に加えられ、ゲート電極を 10V程度の低電位にすると TFT素子のスィッチがオフになる。スィッチオフ状態では、図 10に例示するように、共通電極（第 2電極層） 14およびゲート電極 24x間には、共通電極（第 2電極層） 14側が正になるように電圧が印加される。このスィッチオフ状態のとき、強誘電性液晶は動作しないので、その画素は喑状態となる。

本発明においては、上述したように電圧無印加状態では、極性表面相互作用によつて液晶分子の自発分極が第 1配向処理基板側を向く傾向にある。すなわち、スイツチオフ状態のとき、図 10に例示するように、液晶分子 1の自発分極 Psが TFT基板（第 1配向処理基板） 6側を向く。したがって、自発分極の向きは、共通電極（第 2電極層） 14およびゲート電極 24x間に印加された電圧の影響を受けることがない。一方、例えば電圧無印加状態にて自発分極が共通電極基板（第 2配向処理基板）側を向く場合には、スィッチオフ状態のときに共通電極およびゲート電極間に印加された電圧の影響によって、ゲート電極が設けられている領域付近で自発分極の向きが反転してしまう。そうすると、ゲート電極が設けられている領域付近では、スィッチがオフであるにもかかわらず、強誘電性液晶が動作して光漏れが生じる。

これに対し、上述したように本発明においては、自発分極の向きは、共通電極およびゲート電極間に印加された電圧の影響を受けないので、光漏れが生じることがない。したがって本発明においては、自発分極の向きを制御し、第 2配向処理基板を共通電極基板とすることにより、ゲート電極付近の光漏れを防止することができる。

[0061] 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。

[0062] 1.強誘電性液晶

本発明に用いられる強誘電性液晶は、単安定性を示し、かつ、第 2電極層が負極となるように電圧を印加したときに、強誘電性液晶の分子方向が第 1配向処理基板面に対して平行に強誘電性液晶のチルト角の約 2倍変化するものである。

[0063] なお、「第 2電極層が負極となるように電圧を印加したときに、強誘電性液晶の分子方向が第 1配向処理基板面に対して強誘電性液晶のチルト角 Θの約 2倍変化する」とは、電圧無印加時に液晶分子がコーン上のひとつの状態で安定化しており、第 2 電極層が負極となるように電圧を印加したときに、液晶分子が単安定化状態からコーン上の一方の側に傾き、第 2電極層が正極となるように電圧を印加したときに、液晶分子が、単安定化状態を維持するか、または単安定化状態から第 2電極層が負極となるように電圧を印加したときとは逆側に傾き、第 2電極層が負極となるように電圧を印加したときの、液晶分子の単安定化状態からの傾斜角が、第 2電極層が正極となるように電圧を印加したときの、液晶分子の単安定化状態からの傾斜角よりも大きいことをいう。

[0064] 図 11は、単安定性を示す強誘電性液晶の配向状態の一例を示す模式図である。

図 11 (a)は電圧無印加の場合、図 11 (b)は第 2電極層が負極となるように電圧を印カロした場合、図 11 (c)は第 2電極層が正極となるように電圧を印加した場合をそれぞれ示す。電圧無印加の場合、液晶分子 1は、コーン上のひとつの状態で安定化している（図 11 (a) )。第 2電極層が負極となるように電圧を印加した場合、液晶分子 1は、安定化している状態 (破線)から一方の側に傾図 11 (b) )。また、第 2電極層が正極となるように電圧を印加したときに、液晶分子 1は、安定化している状態 (破線)から第 2電極層が負極となるように電圧を印加したときとは逆側に傾く（図 11 (c) )。このとき、第 2電極層が負極となるように電圧を印加したときの傾斜角 δは、第 2電極層が正極となるように電圧を印加したときの傾斜角 ωよりも大きい。なお、図 11において、 d は配向処理方向、 zは層法線を示す。

[0065] 第 2電極層が負極となるように電圧を印加したとき、液晶分子は、印加電圧の大きさに応じた角度で、単安定化状態からコーン上の一方の側に傾く。また、強誘電性液晶では、図 11 (a)に例示するように、位置 Α (液晶分子 1の方向）と、位置 B (配向処理方向 d)と、位置 Cとが、必ずしも一致するわけではない。そのため、図 11 (b)に例示するように、第 2電極層が負極となるように電圧を印加したときの最大の傾斜角 δ は、チルト角 Θの約 2倍（角度 2 Θ )となる。

[0066] 例えば図 5に示すように、液晶分子 1の方向は、第 1配向処理基板面に対して平行に、チルト角 Θの約 2倍（角度 2 Θ )変化するのである力 S、ここでチルト角 Θの約 2倍変化するとは、 2 θ〜2 Θ— 5。変化する場合をいう。

[0067] なお、強誘電性液晶の分子方向が第 1配向処理基板面に対して平行に変化した角度は、 7火のようにして測定すること力 Sできる。まず、偏光板をクロスニコルに配置した偏光顕微鏡および液晶表示素子を、一方の偏光板の偏光軸と液晶層の液晶分子の配向方向とが平行になるように配置し、この位置を基準とする。電圧を印加すると液晶分子が偏光軸と所定の角度を持つようになるため、一方の偏光板を透過した偏光が他方の偏光板を透過して明状態となる。この電圧を印加した状態で液晶表示素子を回転させ喑状態にする。そして、このときの液晶表示素子を回転させた角度を測定する。液晶表示素子を回転させた角度が、強誘電性液晶の分子方向が第 1配向処理基板面に対して平行に変化した角度である。

[0068] 上述したように、第 2電極層が負極となるように電圧を印加したとき、液晶分子は、印加電圧の大きさに応じた角度で、単安定化状態からコーン上の一方の側に傾くので、実際に液晶表示素子を駆動している際、第 2電極層が負極となるように電圧を印カロしたときに、液晶分子の方向がチルト角の約 2倍変化するわけではない。

[0069] このような強誘電性液晶として具体的には、例えば図 12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。）特性を示す強誘電性液晶が用いられる。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力でき、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。

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。

[0070] 強誘電性液晶の相系列は、カイラルスメタチック 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)—カイラルスメタチック C相（SmC*)と相変化するもの、ネマチック相（N)—力イラルスメタチック C相 (SmC*)と相変化するもの、ネマチック相（N)—スメタチック A相 (SmA)—カイラルスメタチック 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)—スメタチック 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。

[0071] 一般に、図 13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つ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 13上段に例示するような SmA相を経由しな!/、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、このような配向欠陥を生じさせることなぐ強誘電性液晶の配向を単安定化することができるのである。

[0072] 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力 Sできる。 [0073] 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。

[0074] 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相力も 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力 S、低粘度で SmC相を示しやすいノン力ィラルな液晶（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。

[0075] 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力できる。例えば、下記一般式：

Ra Q¹ X¹ （Q² Y¹) Q³ Rb

m

(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、アルカノィルォキシ基またはアルコキシカルボニルォキシ基であり、 Q Q²および Q³はそれぞれ、 1 , 4 フエ二レン基、 1 , 4ーシクロへキシレン基、ピリジン 2, 5 ジィノレ基、ピラジン 2, 5 ジィノレ基、ピリダジン 3, 6 ジィル基、 1 , 3 ジォキサン 2, 5 ジィル基であり、これらの基はハロゲン原子、水酸基、シァノ基等の置換基を有していてもよぐ X¹および Y¹はそれぞれ、 COO— — OCO— -CH O— -OCH -CH CH C≡C—または単結合であ

2 2 2 2

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。

[0076] 上記ホスト液晶に添加する光学活性物質としては、自発分極が大きぐ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ぐ一般に S mC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、 0¹ Q² Q³は上記一般式と同じ意味を表し、 Za Zbおよび Zcは COO OCO— -CH O— -OCH -CH CH C≡C CH = N

2 2 2 2

— N = N— — N (→0) =N— — C ( =〇）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、アルカノィルォキシ基またはアルコキシカルボニルォキシ基であり、 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、アルカノィルォキシ基またはアルコキシカルボニルォキシ基であり、 Rcおよび Rdはハロゲン原子、シァノ基、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。

[0077] 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。

[0078] 単安定性を示す強誘電性液晶を用いた液晶表示素子にお!/、ては、透過率は、電圧を印加したときの液晶分子の傾斜角に依存する。正負いずれかの電圧を印加すると液晶分子がコーン上を傾くので、例えば図 12に示すように印加電圧の大きさに応じて液晶分子の傾斜角が変化して透過率が変化する。このとき、液晶分子の単安定状態からの傾斜角力 5° の場合に透過率が最大になる。

したがって、高い透過率を実現するためには、実際の駆動時に第 2電極層が負極となるように電圧を印加した場合に、液晶分子の単安定状態からの傾斜角が 45° になり得る強誘電性液晶を用いることが好まし!/、。

例えば、図 11に示すような液晶分子の単安定状態からの最大の傾斜角 δ力 5° よりも大き!/、強誘電性液晶を用いた場合には、実際に液晶表示素子を駆動してレ、る際、第 2電極層が負極となるように電圧を印加したときに、液晶分子の単安定状態からの傾斜角を 45° とすること力 Sできる。上述したように、実際の駆動時に第 2電極層が負極となるように電圧を印加した場合に、液晶分子の方向がチルト角の約 2倍変化するわけではな!/、からである。

[0079] 本発明においては、第 1配向膜と第 2配向膜との間に上記強誘電性液晶が挟持され、液晶層が構成される。

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レ、てもよ!/、。このような化合物としては、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一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。

[0080] 重合性モノマーの重合物に用いられる重合性モノマーとしては、重合反応により重合物を生じる化合物であれば特に限定されるものではなぐ加熱処理により重合反応を生じる熱硬化性樹脂モノマー、および活性放射線の照射により重合反応を生じる活性放射線硬化性樹脂モノマーを挙げることができる。中でも、活性放射線硬化性樹脂モノマーを用いることが好ましい。熱硬化性樹脂モノマーを用いる場合は、重合反応を生じさせるために加温処理をすることが必要であるので、このような加温処理により強誘電性液晶の規則的な配列が損なわれたり、相転移が誘起されてしまったりするおそれがある。一方、活性放射線硬化性樹脂モノマーを用いる場合は、このようなおそれがなぐ重合反応が生じることによって強誘電性液晶の配列が害されることが少ないからである。

[0081] 活性放射線硬化性樹脂モノマーとしては、電子線の照射により重合反応を生じる電子線硬化性樹脂モノマー、および光照射により重合反応を生じる光硬化性樹脂モノマーを挙げること力 Sできる。中でも、光硬化性樹脂モノマーを用いることが好ましい

。光硬化性樹脂モノマーを用いることにより、製造工程を簡略化できるからである。

[0082] 光硬化性樹脂モノマーとしては、波長が 150nm〜500nmの範囲内の光を照射することにより、重合反応を生じるものであれば特に限定されるものではない。中でも波長力 50nm〜450nmの範囲内、特に 300nm〜400nmの範囲内の光を照射することにより重合反応を生じる紫外線硬化性樹脂モノマーを用いることが好ましい。照射装置の容易性等の面において利点を有するからである。

[0083] 紫外線硬化性樹脂モノマーが有する重合性官能基は、上記波長領域の紫外線照射により、重合反応を生じるものであれば特に限定されるものではない。特に、アタリレート基を有する紫外線硬化型樹脂モノマーを用いることが好ましい。 [0084] また、紫外線硬化性樹脂モノマーは、一分子中に一つの重合性官能基を有する単官能性モノマーであってもよぐまた、一分子中に二つ以上の重合性官能基を有する多官能性モノマーであってもよい。中でも、多官能性モノマーを用いることが好ましい。多官能性モノマーを用いることにより、より強いポリマーネットワークを形成することができるため、分子間力および配向膜界面におけるポリマーネットワークを強化することができる。これにより、温度変化による強誘電性液晶の配列の乱れを抑制することができる。

[0085] 多官能性モノマーの中でも、分子の両末端に重合性官能基を有する 2官能性モノマーが好ましく用いられる。分子の両端に重合性官能基を有することにより、ポリマー同士の間隔が広いポリマーネットワークを形成することができ、重合性モノマーの重合物を含むことによる強誘電性液晶の駆動電圧の低下を防止できるからである。

[0086] また、紫外線硬化性樹脂モノマーの中でも、液晶性を発現する紫外線硬化性液晶モノマーを用いることが好ましレ、。このような紫外線硬化性液晶モノマーが好ましレヽ理由は次の通りである。すなわち、紫外線硬化性液晶モノマーは液晶性を示すことから、配向膜の配向規制力により規則的に配列することができる。このため、紫外線硬化性液晶モノマーを、規則的に配列した後に重合反応を生じさせることにより、規則的な配列状態を維持したまま固定化することができる。このような規則的な配列状態を有する重合物が存在することにより、強誘電性液晶の配向安定性を向上させることができ、優れた耐熱性および耐衝撃性を得ることができる。

[0087] 紫外線硬化性液晶モノマーが示す液晶相としては、特に限定されるものではなぐ例えば、 N相、 SmA相、 SmC相を挙げること力 Sできる。

[0088] 本発明に用いられる紫外線硬化性液晶モノマーとしては、例えば、下記式 (1)〜(3) に示す化合物を挙げることができる。

[0089] [化 1]

[0090] 上記式 (1)，(2)において、 A、 B、 D、 Eおよび Fはベンゼン、シクロへ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、またはシァノ基のいずれであってもよい。さらに、分子鎖末端のアタリロイルォキシ基と Aまたは Dとは、炭素数 3〜6のアルキレン基等の結合基を介して結合してレ、てもよレ、。

[0091] また、上記式 (3)おいて、 Yは、水素、炭素数 1〜20のアルキル、炭素数 1〜20のァノレケニノレ、炭素数 1〜20のアルキルォキシ、炭素数 1〜20のアルキルォキシカルボ二ノレ、ホノレミノレ、 g l〜20( ァノレキノレ^ 7ノレボニノレ、 g l〜20( ァノレキノレ^ 7ノレボニルォキシ、ハロゲン、シァノまたはニトロを表す。

[0092] 上記の中でも、好適に用いられるものとして、下記式の化合物を例示することができ

[0093] [化 2] H₂C=CHCOO

H₂C=CHCOO- -COOC5HH

[0094] [化 3]

2 HCCC〇0H=

2cC HHCOO=.

2 HcCCOOH=. 2CCC〇 HH0=-

[0096] また、上記重合性モノマーは、単独で用いてもよぐ 2種以上を組み合わせて用いてもよい。 2種以上の異なる重合性モノマーを用いる場合には、例えば、上記式で示される紫外線硬化性液晶モノマーと他の紫外線硬化性樹脂モノマーとを用いることができる。

[0097] 重合性モノマーとして紫外線硬化性液晶モノマーを用いた場合、重合性モノマーの重合物としては、主鎖に液晶性を示す原子団を有することにより主鎖が液晶性を示す主鎖液晶型重合物であってもよぐ側鎖に液晶性を示す原子団を有することにより側鎖が液晶性を示す側鎖液晶型重合物であってもよ!/、。中でも、重合性モノマーの重合物が側鎖液晶型重合物であることが好ましい。液晶性を示す原子団が側鎖に存在することにより、この原子団の自由度が高くなるため、液晶性を示す原子団が配向しやすくなるからである。また、その結果として強誘電性液晶の配向安定性を向上させること力 Sでさるカゝらである。

[0098] 液晶層中における重合性モノマーの重合物の存在量は、強誘電性液晶の配列安定性を所望の程度にできる範囲内であれば特に限定されないが、通常、液晶層中に 0. 5質量％〜30質量％の範囲内が好ましぐより好ましくは 1質量％〜20質量％、さらに好ましくは 1質量％〜； 10質量％の範囲内である。上記範囲よりも多いと、駆動電圧の増加や、応答速度の低下を生じる場合があるからである。また、上記範囲よりも少ないと強誘電性液晶の配列安定性が不十分となり、液晶表示素子の耐熱性ゃ耐衝撃性を損なってしまう可能性があるからである。

ここで、液晶層中における重合性モノマーの重合物の存在量は、液晶層中の単分子液晶を溶剤で洗!/、流した後、残存する重合性モノマーの重合物の重量を電子天秤で測量することによって求めた残存量と、上記液晶層の総質量とから算出することができる。

[0099] 本発明にお!/、ては、強誘電性液晶が単安定性を示すものであるので、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であり、電圧変調により階調制御が可能な液晶表示素子を得ることができる。

[0100] 液晶層の厚みは、 1. 2 ^ 111-3. 0 mの範囲内であることが好ましぐより好ましくは 1. 3〃m〜2. 5〃 m、さらに好ましくは 1. 4〃m〜2. 0〃 m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《なる可能性があるからである。上記液晶層の厚みは、ビーズスぺーサ、柱状スぺーサ、隔壁等により調整することができる。

[0101] 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力でき、例えば真空注入方式、液晶滴下方式等を用いることができる。真空注入方式では、例えばあらかじめ第 1配向処理基板および第 2配向処理基板を用いて作製した液晶セルに、加温することによって等方性液体とした強誘電性液晶を、キヤ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力 Sでさる。

また液晶滴下方式では、例えば第 2配向処理基板の第 2配向膜上に、加温した強誘電性液晶を滴下し、第 1配向処理基板の周縁部にシール剤を塗布し、減圧下で第 1配向処理基板および第 2配向処理基板を重ね合わせ、シール剤を介して接着させることにより ί夜晶層を形成すること力 Sできる。 [0102] 2.第 1配向処理基板

本発明に用いられる第 1配向処理基板は、第 1基材と、この第 1基材上に形成された第 1電極層と、この第 1電極層上に形成され、ラビング膜である第 1配向膜とを有するものである。以下、第 1配向処理基板における各構成について説明する。

[0103] (1)第 1配向膜

本発明に用いられる第 1配向膜は、第 1電極層上に形成されるものであり、ラビング膜である。

[0104] 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ぐ例えば、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、ポリビュルアルコール、ポリウレタン等を挙げること力 S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。

[0105] 中でも、ラビング膜が、ポリイミドを含有することが好ましぐ特にポリアミック酸を脱水閉環 (イミド化）させたポリイミドを含有することが好ましレ、。

[0106] ポリアミック酸は、ジァミン化合物と酸二無水物とを反応させることにより合成することができる。

ポリアミック酸を合成する際に用いられるジァミン化合物としては、脂環式ジァミン、炭素環式芳香族ジァミン類、複素環式ジァミン類、脂肪族ジァミン、芳香族ジァミンが例示される。

[0107] 脂環式ジァミンとしては、例えば、 1 , 4ージアミノシクロへキサン、 1 , 3—ジアミノシクロへキサン、 4, 4 'ージアミノジシクロへキシノレメタン、 4, 4 'ージアミノー 3, 3，ージメチルジシクロへキサン、イソホロンジァミン等が挙げられる。

[0108] 炭素環式芳香族ジァミン類としては、例えば、 o フエ二レンジァミン、 m—フエユレンジァミン、 p フエ二レンジァミン、ジァミノトルエン類（具体的には、 2, 4 ジアミノトルェン）、 1 , 4ージアミノー 2—メトキシベンゼン、ジアミノキシレン類（具体的には、 1 , 3 ジアミノー 2, 4 ジメチルベンゼン）、 1 , 3 ジアミノー 4 クロ口ベンゼン、 1 , 4 —ジァミノ一 2, 5—ジクロロベンゼン、 1 , 4—ジァミノ一 4—イソプロピルベンゼン、 2, 2'—ビス（4 ァミノフエ二ノレ）プロパン、 4, 4'—ジアミノジフエニルメタン、 2, 2'—ジアミノスチルベン、 4, 4'ージアミノスチルベン、 4, 4'ージアミノジフエニルエーテル、 4, 4'ージフエ二ルチオエーテル、 4, 4'ージアミノジフエニルスルホン、 3, 3'—ジァミノジフエニルスルホン、 4, 4'ージァミノ安息香酸フエニルエステル、 4, 4'ージァミノベンゾフエノン、 4, 4'—ジァミノベンジル、ビス（4—ァミノフエ二ノレ）ホスフィンォキシド、ビス（3—ァミノフエ二ノレ）スルホン、ビス（4—ァミノフエ二ノレ）フエニルホスフィンォキシド、ビス（4ーァミノフエ二ノレ）シクロへキシルホスフィンォキシド、 N, N—ビス（4 ァミノフエニル） N フエニルァミン、 N, N ビス（4—ァミンフエニル） N メチノレァミン、 4, 4'—ジァミノジフエニル尿素、 1 , 8—ジァミノナフタレン、 1 , 5—ジアミノナフタレン、 1 , 5 ジァミノアントラキノン、ジァミノフルオレン類（具体的には、 2, 6 ジァミノフルオレン）、ビス（4—ァミノフエ二ノレ）ジェチルシラン、ビス（4—ァミノフエ二ノレ）ジメチルシラン、 3, 4'—ジアミノジフエニルエーテル、ベンジジン、 2, 2' ジメチノレベンジジン、 2, 2 ビス [4一（4一アミノフエノキシ）フエ二ノレ]プロパン、ビス [4一（4 —アミノフエノキシ）フエ二ノレ]スルホン、 4, 4'—ビス（4—アミノフエノキシ）ビフエニル、 2, 2 ビス [4— (4 アミノフエノキシ）フエ二ノレ]へキサフルォロプロパン、 1 , 4 ビス（4 アミノフエノキシ）ベンゼン、 1 , 3—ビス（4 アミノフエノキシ）ベンゼン等が挙げられる。

[0109] 複素環式ジァミン類としては、例えば、 2, 6 ジァミノピリジン、 2, 4 ジァミノピリジン、 2, 4 ジアミノー s トリアジン、 2, 5 ジアミノジベンゾフラン、 2, 7 ジァミノ力ノレバゾール、 3, 6 ジァミノカルバゾール、 3, 7 ジアミノフエノチアジン、 2, 5 ジァミノ一 1 , 3, 4 チアジアゾール、 2, 4 ジァミノ一 6 フエニル一 s トリアジン等が挙げられる。

[0110] 脂肪族ジァミンとしては、例えば、 1 , 2—ジアミノエタン、 1 , 3—ジァミノプロパン、 1 , 4ージアミノブタン、 1 , 5—ジァミノペンタン、 1 , 6—ジァミノへキサン、 1 , 8—ジアミノオクタン、 1 , 10 ジァミノデカン、 1 , 3—ジアミノー 2, 2 ジメチルプロパン、 1 , 6 ージアミノー 2, 5 ジメチルへキサン、 1 , 5 ジアミノー 2, 4 ジメチルヘプタン、 1 , 7 ジアミノー 3 メチルヘプタン、 1 , 9ージアミノー 5 メチルノナン、 2, 11—ジアミノドデカン、 1 , 12—ジアミノォクタデカン、 1 , 2—ビス（3—ァミノプロポキシ）エタン等が挙げられる。

[0111] 芳香族ジァミンとしては、例えば、下記式の構造で表される長鎖アルキルもしくはパ一フルォロ基を有するものなどが挙げられる。

[0112] [化 5] H₂

[0113] ここで、上記式において、は、炭素数 5以上、好ましくは炭素数 5〜20の長鎖ァルキル基もしくは長鎖アルキル基もしくはパーフルォロアルキル基を含む 1価有機基を示す。

[0114] また、ポリアミック酸を合成する際に原料として用いられる酸二無水物としては、芳香族酸二無水物、脂環式酸二無水物が例示される。

[0115] 芳香族酸二無水物としては、例えば、ピロメリット酸二無水物、 3, 3', 4, 4'ービフェニルテトラカルボン酸二無水物、 2, 2', 3, 3' ビフエニルテトラカルボン酸二無水物、 2, 3, 3', 4 ーヒ、、フエ二ノレテ卜ラ力ノレボン酸二無水物、 3, 3', 4, 4 一べンゾ、フエノンテトラカルボン酸二無水物、 2, 3, 3', 4'一べンゾフエノンテトラカルボン酸二無水物、ビス（3, 4—ジカルボキシフエニル）エーテル二無水物、ビス（3, 4—ジカルポキシフエニル）スルホン二無水物、 1, 2, 5, 6 ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、 2, 3, 6, 7 ナフタレンテトラカルボン酸二無水物等が挙げられる。

[0116] 脂環式酸二無水物としては、例えば、 1, 2, 3, 4 シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、 1, 2, 3, 4 シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物、 2, 3, 4, 5 テトラヒドロフランテトラカルボン酸二無水物、 1 , 2, 4, 5 シクロへキサンテトラカルボン酸二無水物、 3, 4—ジカルボキシー 1ーシクロへキシルコハク酸二無水物、 3, 4—ジカルポキシー 1, 2, 3, 4 テトラヒドロー 1 ナフタレンコハク酸二無水物、ビシクロ [3, 3, 0]オクタン 2, 4, 6, 8 テトラカルボン酸二無水物等が挙げられる。

[0117] これらの酸二無水物は、単独で用いてもよぐ 2種以上を組み合わせて用いてもよい。ポリマーの透明性の観点から、脂環式酸二無水物を用いることが好ましい。

[0118] また、ポリアミック酸は、上述のジァミン化合物と酸二無水物とを有機溶剤の存在下で、 20°C〜； 150°C、好ましくは 0°C〜80°Cにおいて、 30分〜 24時間、好ましくは 1 時間〜 10時間反応させることによって合成することができる。 [0119] ポリアミック酸を用いてポリイミドの膜を得る方法としては、ポリアミック酸を成膜した後に、加熱もしくは触媒によって全部または部分的に脱水閉環 (イミド化）させる方法、あるいは、ポリアミック酸を加熱もしくは触媒によって全部または部分的に脱水閉環 (イミド化）させ、可溶性ポリイミドとした後に、この可溶性ポリイミドを成膜する方法が挙げられる。中でも、ポリアミック酸をイミド化して得られる可溶性ポリイミドは保存安定性に優れるため、可溶性ポリイミドを成膜する方法が好まし!/、。

[0120] ポリアミック酸を可溶性ポリイミドとするためのイミド化反応を行う方法としては、ポリアミック酸溶液をそのまま加熱する熱イミド化、ポリアミック酸溶液に触媒を添加してイミド化を行う化学的イミド化などが挙げられる。中でも、比較的低温でイミド化反応が進行する化学的イミド化の方力、得られる可溶性ポリイミドの分子量低下が起こりにくく好ましい。

[0121] 化学的イミド化反応は、ポリアミック酸を有機溶媒中において、ァミック酸基の 0. 5 〜30モノレ倍、好ましくは；!〜 20モル倍の塩基触媒と、ァミック酸基の 0. 5〜50モル倍、好ましくは 1〜30モル倍の酸無水物の存在下で、 20°C〜250°C、好ましくは 0 °C〜200°Cの温度において、 1時間〜 100時間反応させると好ましい。塩基触媒や酸無水物の量が少ないと反応が十分に進行せず、また多すぎると反応終了後に完全に除去することが困難となるからである。

[0122] 化学的イミド化反応の際に用いる塩基触媒としては、ピリジン、トリェチルァミン、トリメチルァミン、トリブチルァミン、トリオクチルァミン等が例示できる。中でも、ピリジンは反応を進行させるのに適度な塩基性を持っために好ましい。

また、酸無水物としては、無水酢酸、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸などが例示できる。中でも、無水酢酸を用いると反応終了後の精製が容易となるために好ましい。

[0123] イミド化反応を行う際の有機溶媒としては、ポリアミック酸合成時に用いる溶媒を使用すること力 Sでさる。

[0124] 化学的イミド化によるイミド化率は、触媒量と反応温度を調節することにより制御すること力 Sできる。中でも、上記イミド化率は、全ポリアミック酸のモル数の 0. 1 %〜99% が好ましぐ 5%〜90%がより好ましぐ 30%〜70%がさらに好ましい。イミド化率が低すぎると保存安定性が悪くなり、高すぎると溶解性が悪く析出してしまう場合がある力である。

[0125] また、ラビング膜としては、日産化学工業 (株)製の「SE-5291」、「SE_7992」が好ましく用いられる。

[0126] ラビング処理方法としては、第 1電極層上に上記の材料を塗布して硬化させ、得られた膜をラビング布で一定方向に擦ることにより配向膜に異方性を付与する方法を用いること力 Sでさる。

[0127] 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。

[0128] また、ラビング膜の厚みは、 lnm〜1000nm程度で設定され、好ましくは 50nm〜 lOOnmの範囲内である。

[0129] ラビング布としては、例えば、ナイロン樹脂、ビュル樹脂、レーヨン、綿等の繊維で構成されるものを用いること力できる。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、配向膜に異方性が付与される。

[0130] (2)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が、第 1配向処理基板の第 1電極層および第 2配向処理基板の第 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、酸化インジゥム錫 (ITO)等が好ましく挙げられる。

[0131] 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、第 1配向処理基板および第 2配向処理基板のうち、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、他方にはゲート電極とソース電極をマトリックス状に配列し、ゲート電極とソース電極で囲まれた部分に TFT素子および画素電極を設ける。

[0132] 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。

[0133] (3)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ぐ例えば、ガラス板、プラスチック板などが好ましく挙げられる。

[0134] (⁴)その他の構成

本発明における第 1配向処理基板にお!/、ては、第 1基材上に隔壁が形成されてレ、てもよ!/、。第 2配向処理基板にぉレ、て第 2基材上に隔壁が形成されて!/、る場合には

、第 1配向処理基板において第 1基材上には隔壁が形成されない。すなわち、第 1配向処理基板に隔壁が形成されていてもよぐ第 2配向処理基板に隔壁が形成されていてもよい。

[0135] 隔壁の材料は、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、隔壁の材料としては、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ユングが容易であるからである。

[0136] 隔壁の形成方法としては、所定の位置に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ぐ一般的なパターユ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一法、インクジェット法、スクリーン印刷法等が挙げられる。

[0137] 隔壁は複数形成されるものであり、複数の隔壁が所定の位置に規則的に形成されていること力 S好ましく、特に略平行に等間隔で形成されていることが好ましい。液晶滴下方式により液晶表示素子を作製する場合には、複数の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。

[0138] また、隔壁の配置としては、特に限定されるものではな!/、が、非画素領域に隔壁が形成されていることが好ましい。隔壁付近では強誘電性液晶の配向不良が生じやす V、ので、画像表示に影響のなレ、非画素領域に隔壁が形成されて!/、ること力 S好ましレヽ力、らである。例えば第 1配向処理基板力 STFT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、隔壁を配置することができる。

[0139] 複数の隔壁はパターン状に形成される力例えば隔壁がストライプ状に形成されていてもよく、マトリックス状に形成されていてもよぐ枠状に形成されていてもよい。隔壁がマトリックス状に形成されている場合には、耐衝撃性を向上させることができる。また、隔壁が枠状に形成されている場合であって、液晶滴下方式により液晶表示素子を作製する場合には、第 1基材の周縁部に枠状の隔壁を形成して、枠状の隔壁の外周にシール剤を塗布することにより、強誘電性液晶と未硬化状態のシール剤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。

[0140] さらに、隔壁がストライプ状に形成されている場合であって、液晶滴下方式により液晶表示素子を作製する場合には、ストライプ状の隔壁の長手方向が第 1配向膜の配向処理方向に対して略垂直になるように隔壁が形成されていることが好ましい。強誘電性液晶をストライプ状の隔壁に沿って塗布することにより、強誘電性液晶が第 1配向膜の配向処理方向に対して略平行に流動するように誘起することができ、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からである。

[0141] なお、「略垂直」とは、ストライプ状の隔壁の長手方向と、第 1配向膜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° ± 1° の範囲であることが好ましい。上記の角度は、偏光顕微鏡を用いて、液晶分子の配向方向（第 1配向膜の配向処理方向）およびストライプ状の隔壁の長手方向を観察することによって測定することカできる。

[0142] 隔壁のピッチは、 100 μ m〜； 10mm程度とされ、好ましくは 200 μ m〜； ί · 5mmの範囲内、より好ましくは 1. 0mm〜5. Ommの範囲内である。隔壁のピッチが上記範囲より狭いと、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、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力 S、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、隔壁のピッチとは、隣接する隔壁の中心部から中心部までの距離をいう。

[0143] また、隔壁の幅は、 1 μ m〜20 μ m程度とされ、好ましくは 2 μ m〜10 μ mの範囲内、より好ましくは 5 〜； 10 の範囲内である。第 1基材の周縁部に枠状の隔壁が形成されている場合には、この枠状の隔壁の幅は、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ぐ具体的には 10 m〜3mm程度とされ、好ましくは 10 μ m〜； 1mmの範囲内、より好ましくは 10 μ m〜500 μ mの範囲内である。隔壁の幅が上記範囲より広いと、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つて良好な画像表示が得られない場合があり、また、隔壁の幅が上記範囲より狭いと、隔壁の形成が困難となる場合があるからである。

[0144] さらに、隔壁の高さは、通常、セルギャップと同程度とされる。

[0145] なお、上記隔壁のピッチ、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。

[0146] 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ぐ液晶表示素子の大きさによって適宜選択される。

[0147] 隔壁は第 1基材上に形成されていればその形成位置としては特に限定されるものではなぐ例えば、第 1基材上に隔壁が形成されていてもよぐ第 1電極層上に隔壁が形成されていればよい。

[0148] また、本発明における第 1配向処理基板においては、第 1基材上に柱状スぺーサが形成されて!/、てもよ!/、。第 2配向処理基板にぉレ、て第 2基材上に柱状スぺーサが形成されている場合には、第 1配向処理基板において第 1基材上には柱状スぺーサが形成されない。すなわち、第 1配向処理基板に柱状スぺーサが形成されていてもよく、第 2配向処理基板に柱状スぺーサが形成されて!/、てもよレ、。

[0149] 柱状スぺーサの材料は、一般に液晶表示素子の柱状スぺーサに用いられる材料を使用すること力できる。具体的には、柱状スぺーサの材料としては、樹脂を挙げること力 S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ユングが容易であるからである。

[0150] 柱状スぺーサの形成方法としては、所定の位置に柱状スぺ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ぐ一般的なパターユング方法を適用すること力 Sでき、例えば、フォトリソグラフィ一法、インクジェット法、スクリーン印刷法等が挙げられる。

[0151] 柱状スぺーサは複数形成されるものであり、複数の柱状スぺーサは所定の位置に規則的に形成されて!/、ること力 S好ましく、特に等間隔で形成されて!/、ることが好ましレヽ。液晶滴下方式により液晶表示素子を作製する場合には、複数の柱状スぺーサ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。

[0152] 柱状スぺーサのピッチは、 100 H m〜 3mm程度とすることができ、好ましくは 200

111〜1. 5mmの範囲内、より好ましくは 300 m〜； 1. Ommの範囲内である。柱状スぺーサのピッチが上記範囲より狭いと、柱状スぺーサ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、柱状スぺーサ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力所望の耐衝撃性が得られな力、つたり、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、柱状スぺーサのピッチとは、隣接する柱状スぺーサの中心部から中心部までの距離をいう。

[0153] また、柱状スぺーサの大きさとしては、例えば柱状スぺーサが円柱形状である場合、底面の直径が 1 μ m〜； 100 μ m程度とされ、好ましくは 2 μ m〜50 μ mの範囲内、より好ましくは 5 m〜20 mの範囲内である。柱状スぺーサの大きさが上記範囲より大きいと、柱状スぺーサ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、柱状スぺーサの大きさが上記範囲より小さいと、柱状スぺーサの形成が困難となる場合があるからである。

[0154] さらに、柱状スぺーサの高さは、通常、セルギャップと同程度とされる。

[0155] なお、上記柱状スぺーサのピッチ、大きさおよび高さは、走査型電子顕微鏡（SEM )を用いて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。

[0156] 柱状スぺーサの形状としては、例えば、円柱形状、角柱形状、截頭錐体形状等を挙げること力 Sでさる。

[0157] また、柱状スぺーサの配置としては、特に限定されるものではないが、非画素領域に柱状スぺーサが形成されてレ、ることが好ましレ、。柱状スぺーサ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柱状スぺーサが形成されていることが好ましいからである。例えば第 1配向処理基板が 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、柱状スぺーサを配置することができる。 [0158] 柱状スぺーサの数としては、複数であれば特に限定されるものではなぐ液晶表示素子の大きさによって適宜選択される。

[0159] 柱状スぺーサは第 1基材上に形成されていればその形成位置としては特に限定されるものではなぐ例えば、第 1基材上に柱状スぺーサが形成されていてもよぐ第 1 電極層上に柱状スぺーサが形成されて!/、てもよ!/、。

[0160] 本発明における第 1配向処理基板おいては、第 1基材上に着色層が形成されていてもよ!/、。第 2配向処理基板にぉレ、て第 2基材上に着色層が形成されて!/、る場合には、第 1配向処理基板において第 1基材上には着色層が形成されない。すなわち、第 1配向処理基板に着色層が形成されていてもよぐ第 2配向処理基板に着色層が形成されていてもよい。

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。

[0161] 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。

[0162] 3.第 2配向処理基板

本発明に用いられる第 2配向処理基板は、第 2基材と、この第 2基材上に形成された第 2電極層と、この第 2電極層上に形成され、光二量化反応を生じることにより配向膜に異方性を付与する光二量化型材料を用いた光配向膜である第 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、およびその他の構成については、上記第 1配向処理基板における第 1基材、第 1電極層、およびその他の構成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 2配向処理基板における第 2配向膜について説明する。

[0163] (1)第 2配向膜

本発明に用いられる第 2配向膜は、第 2電極層上に形成されるものであり、光二量化反応を生じることにより配向膜に異方性を付与する光二量化型材料を用いた光配向膜である。 [0164] 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、配向膜に異方性を付与することができるものである。光二量化型材料は、露光感度が高ぐ材料選択の幅が広いという利点を有している。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ぐ定量的な配向処理の制御ができる点で有用である。

[0165] 本発明に用いられる光二量化型材料としては、光二量化反応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、配向膜に容易に異方十生を付与すること力 Sでさるカゝらである。

[0166] 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、側鎖としてケィ皮酸エステル、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。

[0167] これらの中でも光二量化反応性化合物としては、側鎖としてケィ皮酸エステル、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、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。

[0168] 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 V、ものであることが好まし!/、。

[0169] 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カ好ましく、 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、ゲノレパーミエーシヨンクロマトダラフィ（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、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、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。

[0170] 二量化反応性ポリマーとしては、下記式 (4)で表される化合物を例示することができ [0171] [化 6]

[0172] 上記式 (4)にお!/、て、 M¹¹および M¹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、アタリレート、メタタリレート、 2—クロ口アタリレート、アタリノレアミド、メタクリノレアミド、 2—クロ口アクリルアミド、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、メタクリロ二トリル、メタタリレート、メチルメタタリレート、ヒドロキシアルキルアタリレートまたはヒドロキシアルキルメタタ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≤l , 0≤y< lであり、かつ、 x + y= l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、スぺーサー単位を表す。

[0173] R¹は— A¹— (Z¹— B¹) — Z² で表される基であり、 R²は— A¹— (Z¹— B¹) — Z³—

z z 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、ピリジン一 2, 5 ジィノレ、ピリミジン一 2, 5 ジィノレ、 1 , 4 シクロへキシレン、 1 , 3 ジォキサン一 2, 5 ジィル、または置換基を有していてもよい 1 , 4 フエ二レンを表す。また、 Z¹および Z²は、それぞれ独立して、共有単結合、—CH—CH —CH O

2 2 2 -OCH CONR RNCO COO または OOC を表す。 R

2

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、シァノ、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、ケィ皮酸エステル、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。

[0174] このような二量化反応性ポリマーとしては、具体的に下記式 (5)〜(8)で表される化合物を挙げること力 Sでさる。

[0175] [化 7]

ン、共有単結合、ジィル、ジィル、シレン、または一 2, 5—ジィル一は共有単結合

[0176] また、上記二量化反応性ポリマーとして、より具体的には下記式 (9)〜(12)で表される化合物を挙げることができる。

[0177] [化 8]

[0178] 光二量化反応性化合物としては、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。

[0179] 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!/、範囲内で添加剤を含んで!/、てもよ!/、。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。

[0180] 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ぐ 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）されなレヽ場合があり、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。

[0181] 光二量化型材料が光二量化反応を生じる光の波長領域は、紫外光城の範囲内、すなわち 10nm〜400nmの範囲内であることが好ましぐ 250nm〜380nmの範囲内であることがより好ましい。

[0182] 次に、光配向処理方法について説明する。まず、第 2電極層上に、上述の光二量化型材料を有機溶剤で希釈した第 2配向膜形成用塗工液を塗布し、乾燥させる。

[0183] 第 2配向膜形成用塗工液中の光二量化反応性化合物の含有量は、 0. 05質量％〜； 10質量％の範囲内であることが好ましぐ 0. 2質量％〜2質量％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、塗工液の粘度が高くなるので均一な塗膜を形成しに《なるからである。

[0184] 第 2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力 Sでさる。

[0185] 上記第 2配向膜形成用塗工液を塗布して得られる膜の厚みは、 lnm〜； !OOOnm の範囲内であることが好ましぐより好ましくは 3nm〜； !OOnm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、逆に膜の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。

[0186] 得られた膜は、偏光を制御した光を照射することにより、光二量化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〜40 Onmの範囲内であることが好ましぐより好ましくは 250nm〜380nmの範囲内である。また、偏光方向は、光二量化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。

[0187] 4.その他の構成

本発明の液晶表示素子は、図 7に例示するように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ぐ一般に液晶表示素子の偏光板として用いられて!/ヽるものを使用すること力 Sできる。

[0188] 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力 s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!/、る。本発明によれば、上述したように、フィールドシーケンシャルカラー方式により駆動させた場合の不具合を回避することが可能である。

[0189] また、本発明の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ぐ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つてもよい。

[0190] 本発明の液晶表示素子の駆動方法としては、薄膜トランジスタ (TFT)を用いたァ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。

[0191] 本発明においては、第 1配向処理基板が TFT基板、第 2配向処理基板が共通電極基板であってもよぐ第 1配向処理基板が共通電極基板、第 2配向処理基板が TF Tであってもよい。中でも、第 1配向処理基板力 STFT基板、第 2配向処理基板が共通電極基板であることが好まし!/、。

[0192] 例えば図 9に示す液晶表示素子において、ゲート電極 24xを 30V程度の高電位にすると TFT素子 25のスィッチがオンになり、ソース電極 24yによって信号電圧が強誘電性液晶に加えられ、ゲート電極 24xを— 10V程度の低電位にすると TFT素子 25 のスィッチがオフになる。スィッチオフ状態では、図 10に例示するように、共通電極（第 2電極層） 14およびゲート電極 24x間には、共通電極（第 2電極層） 14側が正になるように電圧が印加される。このスィッチオフ状態のとき、強誘電性液晶は動作しないので、その画素は喑状態となる。

本発明においては、電圧無印加状態では、極性表面相互作用によって液晶分子の自発分極が第 1配向処理基板側を向く傾向にある。すなわち、スィッチオフ状態のとき、図 10に例示するように、液晶分子 1の自発分極 Psが TFT基板（第 1配向処理基板） 6側を向く。したがって、自発分極の向きは、共通電極（第 2電極層） 14およびゲート電極 24x間に印加された電圧の影響を受けることがない。一方、例えば電圧無印加状態にて自発分極が共通電極基板（第 2配向処理基板）側を向く場合には、スィッチオフ状態のときに共通電極およびゲート電極間に印加された電圧の影響によって、ゲート電極が設けられている領域付近で自発分極の向きが反転してしまう。そうすると、ゲート電極が設けられている領域付近では、スィッチがオフであるにもかかわらず、強誘電性液晶が動作して光漏れが生じる。

これに対し、上述したように本発明においては、自発分極の向きは、共通電極およびゲート電極間に印加された電圧の影響を受けないので、光漏れが生じることがない。したがって本発明においては、自発分極の向きを制御し、第 1配向処理基板を T FT基板、第 2配向処理基板を共通電極基板とすることにより、ゲート電極付近の光漏れを防止することができる。

[0193] 本発明に用いられる強誘電性液晶は、上述したように、第 2電極層が負極となるように電圧を印加したときに、強誘電性液晶の分子方向が第 1配向処理基板面に対して平行に強誘電性液晶のチルト角の約 2倍変化するものである。

仮に、共通電極に対して、画素電極の電圧が相対的に高い場合を正の極性の電圧印加、画素電極の電圧が相対的に低い場合を負の極性の電圧印加とする。このように定義すると、第 1配向処理基板が共通電極基板、第 2配向処理基板力 STFT基板である場合には、強誘電性液晶は、共通電極に対して画素電極の電圧が相対的に低い、すなわち負の極性の電圧印加のときに、強誘電性液晶の分子方向が第 1配向処理基板面に対して平行に強誘電性液晶のチルト角の約 2倍変化することになる。また、第 1配向処理基板力 ττ基板、第 2配向処理基板が共通電極基板である場合には、強誘電性液晶は、共通電極に対して画素電極の電圧が相対的に高い、すなわち正の極性の電圧印加のときに、強誘電性液晶の分子方向が第 1配向処理基板面に対して平行に強誘電性液晶のチルト角の約 2倍変化することになる。

[0194] また、本発明の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。

[0195] 6.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は、液晶表示素子の製造方法として一般に用いられる方法により製造することができる。例えば、真空注入方式、液晶滴下方式等を用いることができる。以下、本発明の液晶表示素子の製造方法の一例として、 TFT素子を用いたァクテイブマトリックス方式の液晶表示素子の製造方法について説明する。

[0196] 真空注入方式では、まず、第 2基材上に真空蒸着法により透明導電膜を形成し、全面共通電極とする。さらに、共通電極上に光二量化型材料を塗布し、光配向処理を施して第 2配向膜を形成し、第 2配向処理基板とする。また、第 1基材上には、導電膜をマトリックス状にパターユングすることによりゲート電極およびソース電極を形成し、透明導電膜をパターユングすることにより画素電極を形成し、 TFT素子を設置する。さらに、ゲート電極、ソース電極、 TFT素子および画素電極上にポリイミドを塗布し、ラビング処理を施して第 1配向膜を形成し、第 1配向処理基板とする。

次いで、第 1配向処理基板の第 1配向膜上にスぺーサとしてビーズを分散させ、周囲にシール剤を塗布する。第 1配向処理基板および第 2配向処理基板を、第 1配向膜および第 2配向膜の配向処理方向が略平行になるように対向させ、貼り合わせ、熱圧着させる。そして、注入口からキヤ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。

[0197] また液晶滴下方式では、まず、第 2基材上に真空蒸着法により透明導電膜を成膜し、全面共通電極とする。次いで、共通電極層上に、フォトリソグラフィ一法により隔壁をパターン状に形成する。次いで、共通電極および隔壁の上に光二量化型材料を塗布し、光配向処理を施して、第 2配向膜を形成し、第 2配向処理基板とする。また、第 1基材上には、導電膜をマトリックス状にパターユングすることによりゲート電極およびソース電極を形成し、透明導電膜をパターユングすることにより画素電極を形成し、 TFT素子を設置する。さらに、ゲート電極、ソース電極、 TFT素子および画素電極上にポリイミドを塗布し、ラビング処理を施して第 1配向膜を形成し、第 1配向処理基板とする。

次に、第 2配向処理基板の第 2配向膜上に、インクジェット法により強誘電性液晶を等方性液体の状態で吐出する。また、第 1配向処理基板の周囲にシール剤を塗布する。次いで、第 1配向処理基板および第 2配向処理基板を、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、第 1配向膜および第 2配向膜の配向処理方向が略平行になるように対向させ、減圧下で重ね合わせて、シール剤を介して接着させる。その後、液晶セルを常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ことができる。

[0198] 強誘電性液晶を配向させる際、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。

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

V、状態で重合性モノマーを重合させることが好ましレ、。

[0199] さらに、上述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てもよい。

[0200] 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

[0201] 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。

[実施例 1]

ITO電極が形成された 2枚のガラス基板をよく洗浄し、このうち 1枚のガラス基板上に、光二量化型材料（Rolic technologies社製、商品名： ROP103)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°Cで 15分間乾燥させた後、直線偏光紫外線を約 lOOmj/cm²照射し、配向処理を行った。また、もう一方の基板にポリイミド（日産化学工業社製、商品名： SE-5291)を印刷し、ラビング処理することにより配向膜を形成した。

[0202] 一方の基板に 1. 5 a mのビーズスぺーサを散布し、他方の基板にシール剤をシールディスペンサーで塗布した。次いで、両基板をそれぞれの配向処理方向が平行になるように対向させ、熱圧着を行い、空の液晶セルを作製した。 [0203] 次に、強誘電性液晶 (商品名： R2301、 AZエレクトロニックマテリアルズ社製)を用い、注入口上部に強誘電性液晶を付着させ、オーブンを用いて、 N相一等方相転移温度より 10°C〜20°C高い温度で注入を行い、ゆっくりと常温に戻した。

[0204] 得られた液晶表示素子では、パネル内のダブルドメインの存在比率がおおよそ 83：

17であり、光二量化型材料を用いた光配向膜が形成されている基板の電極が負極となるように電圧を印加したときに、約 83%の領域にて強誘電性液晶の分子方向が基板面に対して平行に強誘電性液晶のチルト角の約 2倍変化した。

[0205] [実施例 2]

ITO電極が形成された 2枚のガラス基板をよく洗浄し、このうち 1枚のガラス基板上に、光二量化型材料（Rolic technologies社製、商品名： ROP103)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°Cで 15分間乾燥させた後、直線偏光紫外線を約 lOOmj/cm²照射し、配向処理を行った。また、もう一方の基板にポリイミド（日産化学工業社製、商品名： SE-7992)を印刷し、ラビング処理することにより配向膜を形成した。

[0206] 一方の基板に 1. 5 a mのビーズスぺーサを散布し、他方の基板にシール剤をシールディスペンサーで塗布した。次いで、両基板をそれぞれの配向処理方向が平行になるように対向させ、熱圧着を行い、空の液晶セルを作製した。

[0207] 次に、強誘電性液晶 (商品名： R2301、 AZエレクトロニックマテリアルズ社製)を用い、注入口上部に強誘電性液晶を付着させ、オーブンを用いて、 N相一等方相転移温度より 10°C〜20°C高い温度で注入を行い、ゆっくりと常温に戻した。

[0208] 得られた液晶表示素子では、パネル内のダブルドメインの存在比率がおおよそ 92：

8であり、光二量化型材料を用いた光配向膜が形成されている基板の電極が負極となるように電圧を印加したときに、約 92%の領域にて強誘電性液晶の分子方向が基板面に対して平行に強誘電性液晶のチルト角の約 2倍変化した。

[0209] [比較例 1]

ITO電極が形成された 2枚のガラス基板をよく洗浄し、この 2枚のガラス基板上に、それぞれ光二量化型材料（Rolic technologies社製、商品名： ROP103)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°Cで 15分間乾燥させた後、直線偏光紫外線を約 lOOmj/cm²照射し、配向処理を行った。

[0210] 一方の基板に 1. 5 mのビーズスぺーサを散布し、他方の基板にシール剤をシールディスペンサーで塗布した。次いで、両基板をそれぞれの配向処理方向が平行になるように対向させ、熱圧着を行い、空の液晶セルを作製した。

次に、強誘電性液晶 (商品名： R2301、 AZエレクトロニックマテリアルズ社製)を用い

、注入口上部に強誘電性液晶を付着させ、オーブンを用いて、 N相一等方相転移温度より 10°C〜20°C高い温度で注入を行い、ゆっくりと常温に戻した。

[0211] 得られた液晶表示素子では、パネル内のダブルドメインの存在比率がおおよそ 50：

50であり、一方の基板の電極が負極となるように電圧を印加したときに、約 50%の領域にて強誘電性液晶の分子方向が基板面に対して平行に強誘電性液晶のチルト角の約 2倍変化した。

[0212] [比較例 2]

ITO電極が形成された 2枚のガラス基板をよく洗浄し、この 2枚のガラス基板上に、ポリイミド（日産化学工業社製、商品名： SE-5291)を印刷し、ラビング処理することにより配向膜を形成した。

[0213] 一方の基板に 1. 5 mのビーズスぺーサを散布し、他方の基板にシール剤をシールディスペンサーで塗布した。次いで、両基板をそれぞれの配向処理方向が平行になるように対向させ、熱圧着を行い、空の液晶セルを作製した。

[0214] 得られた液晶表示素子では、パネル内のダブルドメインの存在比率がおおよそ 50：

Claims

請求の範囲

[1] 第 1基材と、前記第 1基材上に形成された第 1電極層と、前記第 1電極層上に形成され、ラビング膜である第 1配向膜とを有する第 1配向処理基板、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、光二量化反応を生じることにより配向膜に異方性を付与する光二量化型材料を用いた光配向膜である第 2配向膜とを有する第 2配向処理基板を、前記第 1配向膜と前記第 2配向膜とが対向するように配置し、前記第 1配向膜と前記第 2配向膜との間に強誘電性液晶を挟持してなる液晶表示素子であって、

前記強誘電性液晶が、単安定性を示し、かつ、前記第 2電極層が負極となるように電圧を印加したときに、前記強誘電性液晶の分子方向が前記第 1配向処理基板面に対して平行に前記強誘電性液晶のチルト角の約 2倍変化するものであることを特徴とする液晶表示素子。

[2] 前記ラビング膜がポリイミドを含有することを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の液晶表示素子。

[3] 前記第 1配向処理基板が、前記第 1基材上に形成された薄膜トランジスタ (TFT)を有する TFT基板であり、前記第 2配向処理基板が、前記第 2電極層が共通電極である共通電極基板であることを特徴とする請求の範囲第 1項または第 2項に記載の液晶表示素子。

[4] 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の範囲第 1項から第 3項までのいずれかに記載の液晶表示素子。

[5] 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の範囲第 1項から第 4項までのいずれかに記載の液晶表示素子。