JP5391538B2 - Manufacturing method of liquid crystal display element - Google Patents

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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の製造方法に関するものである。   The present invention relates to a method of manufacturing a liquid crystal display element using monostable ferroelectric liquid crystal having spontaneous polarization.

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。   Liquid crystal display elements have been widely used from large displays to portable information terminals because of their thinness and low power consumption, and their development is actively underway. So far, liquid crystal display elements have been developed and put to practical use, such as TN mode, STN multiplex drive, and active matrix drive using thin layer transistors (TFTs) for TN, but these use nematic liquid crystals. In addition, the response speed of the liquid crystal material is as slow as several ms to several tens of ms, and it cannot be said that it is sufficiently compatible with moving image display.

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20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。   Ferroelectric liquid crystal (FLC) is a liquid crystal suitable for high-speed devices because its response speed is as short as μs order. Ferroelectric liquid crystals proposed by Clark and Lagerwol are widely known to be bistable having two stable states when no voltage is applied (FIG. 20 top), but for switching in two states, bright and dark. Although it has limited memory characteristics, it has a problem that gradation display cannot be performed.

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20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13上段)。 In recent years, the state of the liquid crystal layer when no voltage is applied is stabilized in a single state (hereinafter referred to as “monostable”). ) Is continuously changed, and the transmitted light intensity is analog-modulated so that gradation display is possible (see Non-Patent Document 1, lower part of FIG. 20). As the liquid crystal exhibiting monostability, generally, a ferroelectric liquid crystal that changes phase with the cholesteric phase (Ch) -chiral smectic C (SmC * ) phase in the temperature lowering process and does not pass through the smectic A (SmA) phase is used ( FIG. 13 top).

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相を示す材料がある。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(図13下段)、双安定性を示すことが知られている。 On the other hand, the ferroelectric liquid crystal is a material that changes in phase with a cholesteric phase (Ch) -smectic A (SmA) phase-chiral smectic C (SmC * ) phase in the temperature lowering process and exhibits an SmC * phase via the SmA phase. There is. Most of the ferroelectric liquid crystal materials currently reported have a phase series that passes through the latter SmA phase compared to the former material that does not pass through the SmA phase. It is known that a ferroelectric liquid crystal having a phase sequence passing through the latter SmA phase usually has two stable states with respect to a single-layer normal (lower stage in FIG. 13) and exhibits bistability. .

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。   In recent years, color liquid crystal display elements have been actively developed. As a method for realizing color display, there are generally a color filter method and a field sequential color method. In the color filter system, a white light source is used as a backlight, and color display is realized by attaching R, G, B micro color filters to each pixel. On the other hand, the field sequential color system switches the backlight to R, G, B, R, G, B ... in time, and opens and closes the black and white shutter of the ferroelectric liquid crystal to synchronize with it, and the afterimage effect of the retina Thus, the colors are mixed temporally to realize color display. In this field sequential color system, color display is possible with one pixel, and it is not necessary to use a color filter with low transmittance. Therefore, bright and high-definition color display is possible, and low power consumption and low cost can be realized. Useful in terms.

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20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20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が、自発分極による反転電流の影響が少ないため、特に好ましい。   In the field sequential color system, one pixel is time-divided, so that a liquid crystal as a black and white shutter needs to have high-speed response in order to obtain good moving image display characteristics. If a ferroelectric liquid crystal is used, this problem can be solved. As the ferroelectric liquid crystal used in this case, it is particularly desirable that the ferroelectric liquid crystal exhibits monostability in order to enable gradation display by analog modulation as described above and to realize high-definition color display. In addition, there are two types of ferroelectric liquid crystal exhibiting monostability, one that responds to positive and negative polarities (lower right in FIG. 20) and one that responds only to positive and negative polarities (lower left in FIG. 20). is there. In particular, when a ferroelectric liquid crystal is driven using a thin film transistor (TFT) element, it is particularly preferable to respond to a voltage of either positive or negative polarity because the influence of reversal current due to spontaneous polarization is small.

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21に示す。図21において、液晶表示素子への印加電圧を0〜±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。   Here, FIG. 21 shows an example of a driving sequence of a liquid crystal display element by a field sequential color method using TFT elements. In FIG. 21, it is assumed that the voltage applied to the liquid crystal display element is 0 to ± V (V), data writing scanning is performed with a positive polarity voltage, and data erasing scanning is performed with a negative polarity voltage. It is assumed that a ferroelectric liquid crystal that exhibits monostability and responds only to a positive or negative voltage is used.

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21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。   As a response of the ferroelectric liquid crystal which shows monostability and responds only to a voltage of either positive or negative polarity, as illustrated in FIG. 12 (a)) and a case where a bright state is obtained in response to a negative polarity voltage (FIG. 12 (b)). Therefore, as shown in FIG. 21, when the ferroelectric liquid crystal showing the response (liquid crystal response 1) of FIG. 12A is used, a bright state is obtained when a positive polarity voltage is applied, and FIG. When a ferroelectric liquid crystal exhibiting a response (liquid crystal response 2) is used, a bright state is obtained when a negative polarity voltage is applied.

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る。
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21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21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(正の極性の電圧印加)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(負の極性の電圧印加)したことを示す。同様に、+(G)、−(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査したことを示す。
The ferroelectric liquid crystal using the TFT element is driven by applying a constant voltage to the common electrode of the common electrode substrate facing the TFT substrate and applying a voltage to the pixel electrode of each pixel of the TFT substrate. Here, when the pixel electrode voltage is relatively high with respect to the common electrode, a positive polarity voltage application is applied, and when the pixel electrode voltage is relatively low, a negative polarity voltage application is applied.
When using a ferroelectric liquid crystal that responds only to positive polarity voltage, positive polarity voltage application (writing) and negative polarity voltage application (erasing) are alternated to balance the charge. To do. When a TFT element is used, voltage cannot be written to all pixels at the same time, so scanning is performed for each line. Therefore, the writing of the first line and the writing of the L line are out of timing. The same applies to erasure. In the example shown in FIG. 21, erasure is performed from the first line after writing of all lines is completed.
Further, in the field sequential color method, writing and erasing are performed in synchronization with the flashing of the backlight. In FIG. 21, + (R) indicates that the writing scan (application of a positive polarity voltage) is performed in synchronization with the R (red) backlight, and-(R) indicates that synchronization with the R backlight. This indicates that erase scanning (application of a negative polarity voltage) was performed. Similarly, + (G), − (G), + (B), and − (B) indicate that scanning is performed in synchronization with the backlights of G (green) and B (blue), respectively.

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(−(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(−(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21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(−(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21の太枠)。
なお、図21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)・B(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暗状態となることを示す。また同様に、明(G)、明(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た走査によって明状態となることを示す。
As described above, in the field sequential color system, the ferroelectric liquid crystal is made to respond by performing the write scan and the erase scan in synchronization with the temporal switching of the backlight R, G, B. When scanning in synchronism, if a ferroelectric liquid crystal showing a liquid crystal response 1 is used, the writing scan of the first line (+ (R)) and the writing scan of the L line (+ (R)) are performed. In any case, a bright state is obtained while the R backlight is lit. On the other hand, when the ferroelectric liquid crystal showing the liquid crystal response 2 is used, the write scan (+ (R)) and the erase scan (− (R)) are shifted in time between the first line and the L line. The erase scan (-(R)) on the L-th line synchronized with the R backlight results in a bright state when the G backlight is turned on (thick frame in FIG. 21). Further, when scanning in synchronization with the G backlight, the L-line erasing scan (-(G)) synchronized with the G backlight results in a bright state when the B backlight is turned on. (Thick frame in FIG. 21).
In FIG. 21, bright (R) indicates that a bright state is achieved by scanning synchronized with an R (red) backlight, and dark indicates R (red), G (green), and B (blue). ) Indicates a dark state by scanning synchronized with each backlight. Similarly, bright (G) and bright (B) are also shown to be in a bright state by scanning synchronized with G (green) and B (blue) backlights, respectively.

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。   In a normal liquid crystal display device, it is determined which of the positive polarity voltage and the negative polarity voltage is used for writing scanning or erasing scanning and cannot be easily changed. In order to avoid this, it is necessary to match the polarity of the voltage to which the ferroelectric liquid crystal exhibiting monostability responds to the polarity of the applied voltage. Since the response of the ferroelectric liquid crystal is determined by the direction of spontaneous polarization of the ferroelectric liquid crystal, the polarity of the voltage to which the ferroelectric liquid crystal responds can be controlled if the direction of spontaneous polarization can be controlled. .

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いる。   Ferroelectric liquid crystals are difficult to align because they have higher molecular ordering than nematic liquid crystals. In particular, in a ferroelectric liquid crystal that does not pass through the SmA phase, two regions having different layer normal directions (hereinafter referred to as “double domain”) are generated (the upper part of FIG. 13). Such a double domain becomes a serious problem because black-and-white inversion is displayed during driving. For this reason, various alignment processing methods have been studied.

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ができる。しかしながら、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。   For example, as a method for improving the double domain, an electric field applied slow cooling method is known in which a liquid crystal cell is heated to a temperature equal to or higher than the cholesteric phase and gradually cooled while a DC voltage is applied (see Non-Patent Document 2). When this electric field application annealing method is used, the direction of spontaneous polarization can be controlled by the direction of the applied electric field. However, in this method, if the temperature rises again above the phase transition point, alignment disturbance occurs, and the manufacturing process becomes complicated, and alignment disturbance occurs in a portion where the electric field between the pixel electrodes does not act. There's a problem.

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いる(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。しかしながら、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い。   Further, as a method for monostabilizing the ferroelectric liquid crystal, a method is proposed in which photo-alignment films are used as upper and lower alignment films, and materials having different compositions are used for these photo-alignment films (Patent Document 1, Patent). Reference 2 and Patent Document 3). In this method, the reason why a good alignment state can be obtained by using materials having different compositions for the upper and lower photo-alignment films is not clear, but the interaction between the upper and lower photo-alignment films and the ferroelectric liquid crystal is different. It is thought to be due to. However, in the liquid crystal display element obtained by this method, the direction of spontaneous polarization of the ferroelectric liquid crystal cannot be known unless it is actually driven.

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反応性液晶層を形成し、この反応性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反応性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。しかしながら、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。   Furthermore, as another method for monostabilizing the ferroelectric liquid crystal, a reactive liquid crystal layer is formed on one of the upper and lower alignment films by applying and aligning the reactive liquid crystal, and this reaction is performed. Has been proposed (see Patent Document 4). In this method, the reactive liquid crystal is relatively similar in structure to the ferroelectric liquid crystal, so that the interaction with the ferroelectric liquid crystal becomes stronger, so that the alignment is more effective than when only the alignment film is used. By forming the reactive liquid crystal layer on one of the upper and lower alignment films, the ferroelectric liquid crystal can be aligned without causing alignment defects such as double domains. However, even in the liquid crystal display element obtained by this method, the direction of spontaneous polarization of the ferroelectric liquid crystal cannot be known unless it is actually driven.

特開2005−208353号公報JP 2005-208353 A 特開2005−234549号公報JP 2005-234549 A 特開2005−234550号公報JP 2005-234550 A 特開2005−258428号公報JP 2005-258428 A NONAKA, T., LI, J., OGAWA, A., HORNUNG, B., SCHMIDT, W., WINGEN, R., and DUBAL, H., 1999, Liq. Cryst., 26, 1599.NONAKA, T., LI, J., OGAWA, A., HORNUNG, B., SCHMIDT, W., WINGEN, R., and DUBAL, H., 1999, Liq. Cryst., 26, 1599. PATEL, J., and GOODBY, J. W., 1986, J. Appl. Phys., 59, 2355.PATEL, J., and GOODBY, J. W., 1986, J. Appl. Phys., 59, 2355.

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場合に、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の製造方法を提供することを主目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and a liquid crystal display element capable of controlling the direction of spontaneous polarization of a ferroelectric liquid crystal when a ferroelectric liquid crystal exhibiting monostability is used. The main purpose is to provide a manufacturing method.

上記目的を達成するために、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電極層が形成された対向基板を貼り合せる基板貼り合せ工程とを有し、上記強誘電性液晶が、単安定性を示し、かつ、上記第1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液晶側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の製造方法を提供する。   In order to achieve the above object, the present invention provides a ferroelectric liquid crystal on the first alignment film of the liquid crystal side substrate in which the first electrode layer and the first alignment film are laminated in this order on the first base material. A liquid crystal coating step of coating, a liquid crystal side substrate coated with the ferroelectric liquid crystal, and a substrate bonding step of bonding a counter substrate having a second electrode layer formed on the second base material; When the ferroelectric liquid crystal exhibits monostability and a voltage is applied so that the first electrode layer is a negative electrode, the molecular direction of the ferroelectric liquid crystal is relative to the liquid crystal side substrate surface. There is provided a method for manufacturing a liquid crystal display element, characterized in that it changes in parallel approximately twice the tilt angle of the ferroelectric liquid crystal.

本発明によれば、強誘電性液晶が塗布されなかった対向基板側に、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。   According to the present invention, the direction of the spontaneous polarization of the ferroelectric liquid crystal is controlled by utilizing the tendency of the spontaneous polarization of the ferroelectric liquid crystal to be directed to the counter substrate side on which the ferroelectric liquid crystal is not applied. It is possible to monostabilize the alignment of the ferroelectric liquid crystal. Accordingly, it is possible to avoid problems as described in the background art section above.

上記発明においては、上記液晶塗布工程前に、上記液晶側基板を調製する液晶側基板調製工程を行い、上記液晶側基板調製工程が、上記第1配向膜上に反応性液晶を固定化してなる反応性液晶層を形成する反応性液晶層形成工程を有し、上記液晶塗布工程にて、上記反応性液晶層上に上記強誘電性液晶を塗布することが好ましい。第1配向膜上に反応性液晶層を形成することにより、反応性液晶を第1配向膜によって配向させ、反応性液晶層を強誘電性液晶を配向させる配向膜として作用させることができる。また、反応性液晶は、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、強誘電性液晶の自発分極の向きを効果的に制御することができる。   In the above invention, the liquid crystal side substrate preparation step for preparing the liquid crystal side substrate is performed before the liquid crystal application step, and the liquid crystal side substrate preparation step fixes the reactive liquid crystal on the first alignment film. It is preferable to have a reactive liquid crystal layer forming step of forming a reactive liquid crystal layer, and to apply the ferroelectric liquid crystal on the reactive liquid crystal layer in the liquid crystal application step. By forming the reactive liquid crystal layer on the first alignment film, the reactive liquid crystal can be aligned by the first alignment film, and the reactive liquid crystal layer can act as an alignment film for aligning the ferroelectric liquid crystal. In addition, reactive liquid crystals are relatively similar in structure to ferroelectric liquid crystals, so they interact strongly with ferroelectric liquid crystals and effectively control the direction of spontaneous polarization of ferroelectric liquid crystals. Can do.

この場合、上記第1配向膜がラビング処理されたラビング膜であることが好ましい。第1配向膜に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効果的に抑制することができるからである。   In this case, the first alignment film is preferably a rubbing film that has been subjected to a rubbing treatment. This is because the use of a rubbing film for the first alignment film can effectively suppress the occurrence of zigzag defects and hairpin defects.

また本発明においては、上記液晶塗布工程前に、上記液晶側基板を調製する液晶側基板調製工程を行い、上記液晶側基板調製工程が、上記第1電極層上に上記第1配向膜を形成する第1配向膜形成工程を有し、上記第1配向膜形成工程にて、光配向処理により上記第1配向膜を形成することも好ましい。第1配向膜が光配向処理されたものである場合には、強誘電性液晶の自発分極の向きを効果的に制御することができるからである。また、光配向処理は、非接触配向処理であることから静電気や塵の発生がなく、定量的な配向処理の制御ができるからである。   In the present invention, a liquid crystal side substrate preparation step for preparing the liquid crystal side substrate is performed before the liquid crystal application step, and the liquid crystal side substrate preparation step forms the first alignment film on the first electrode layer. It is also preferable to have a first alignment film forming step, and in the first alignment film forming step, the first alignment film is formed by a photo-alignment process. This is because, when the first alignment film is subjected to photo-alignment treatment, the direction of spontaneous polarization of the ferroelectric liquid crystal can be effectively controlled. In addition, since the photo-alignment process is a non-contact alignment process, there is no generation of static electricity or dust, and the quantitative alignment process can be controlled.

さらに本発明においては、上記液晶塗布工程前に、上記液晶側基板を調製する液晶側基板調製工程を行い、上記液晶側基板調製工程が、上記第1基材上に隔壁を形成する隔壁形成工程と、上記隔壁および上記第1電極層が形成された第1基材上に上記第1配向膜を形成する第1配向膜形成工程とを有することが好ましい。液晶塗布工程にて、隔壁が形成された液晶側基板に強誘電性液晶を塗布することにより、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を短くすることができ、流動した強誘電性液晶の接触界面で配向乱れが生じるのを防ぐことができるからである。また、隔壁が形成された液晶側基板に強誘電性液晶を塗布することにより、塗布むらを防ぐことができ、塗布むらによる配向むらの発生を抑制することができるからである。   Further, in the present invention, the liquid crystal side substrate preparation step for preparing the liquid crystal side substrate is performed before the liquid crystal application step, and the liquid crystal side substrate preparation step forms a partition wall on the first base material. And a first alignment film forming step of forming the first alignment film on the first base material on which the partition walls and the first electrode layer are formed. When the ferroelectric liquid crystal flows on the first alignment film in an isotropic phase state by applying the ferroelectric liquid crystal to the liquid crystal side substrate on which the partition walls are formed in the liquid crystal application step, the ferroelectricity This is because the flow distance of the liquid crystal can be shortened and alignment disorder can be prevented from occurring at the contact interface of the flowing ferroelectric liquid crystal. Further, by applying the ferroelectric liquid crystal to the liquid crystal side substrate on which the partition walls are formed, it is possible to prevent uneven application, and to suppress the occurrence of uneven alignment due to uneven application.

また本発明においては、上記基板貼り合せ工程前に、上記対向基板を調製する対向基板調製工程を行い、上記対向基板調製工程が、上記第2電極層上に第2配向膜を形成する第2配向膜形成工程を有することが好ましい。対向基板に第2配向膜を形成した場合には、第1配向膜と第2配向膜との間に強誘電性液晶が挟持されることになるため、強誘電性液晶の配向が安定するからである。   In the present invention, the counter substrate preparation step of preparing the counter substrate is performed before the substrate bonding step, and the counter substrate preparation step forms a second alignment film on the second electrode layer. It is preferable to have an alignment film forming step. When the second alignment film is formed on the counter substrate, since the ferroelectric liquid crystal is sandwiched between the first alignment film and the second alignment film, the alignment of the ferroelectric liquid crystal is stabilized. It is.

この場合、上記第2配向膜形成工程にて、光配向処理により上記第2配向膜を形成することが好ましい。上述したように、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からである。   In this case, it is preferable that the second alignment film is formed by a photo-alignment process in the second alignment film formation step. As described above, since the photo-alignment process is a non-contact alignment process, no static electricity or dust is generated, and the quantitative alignment process can be controlled.

さらに本発明においては、上記液晶塗布工程にて、上記強誘電性液晶を、この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温し、上記液晶側基板を室温に設定した後に、上記第1配向膜上に上記強誘電性液晶を吐出法によって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、強誘電性液晶を安定して吐出することができ、また液晶塗布時の強誘電性液晶の劣化を抑えることができ、さらには強誘電性液晶が第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。   Furthermore, in the present invention, after the ferroelectric liquid crystal is heated to a temperature at which the ferroelectric liquid crystal exhibits a nematic phase or an isotropic phase in the liquid crystal coating step, and the liquid crystal side substrate is set to room temperature. It is preferable to apply the ferroelectric liquid crystal on the first alignment film by a discharge method. By applying the ferroelectric liquid crystal in this way, the ferroelectric liquid crystal can be discharged stably, the deterioration of the ferroelectric liquid crystal during the liquid crystal application can be suppressed, and further the ferroelectric liquid crystal This is because it is possible to suppress alignment disturbance when flowing on the first alignment film.

この際、上記吐出法がインクジェット法であることが好ましい。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効果的に抑制することができるからである。   At this time, the discharge method is preferably an ink jet method. This is because, if the inkjet method is used, the ferroelectric liquid crystal can be applied in a continuous manner, and the alignment disorder when the ferroelectric liquid crystal flows on the first alignment film can be effectively suppressed. .

また本発明は、第1基材と、上記第1基材上に形成された第1電極層および隔壁と、上記第1電極層および隔壁の上に形成された第1配向膜と、上記第1配向膜上に形成され、反応性液晶を固定化してなる反応性液晶層とを有する液晶側基板、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、光二量化型材料または光異性化型材料を含有する光配向膜である第2配向膜とを有する対向基板、および上記液晶側基板の反応性液晶層と上記対向基板の第2配向膜との間に形成され、強誘電性液晶を含む液晶層を有し、上記強誘電性液晶が、単安定性を示し、かつ、上記第1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液晶側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。   The present invention also includes a first substrate, a first electrode layer and a partition formed on the first substrate, a first alignment film formed on the first electrode layer and the partition, and the first A liquid crystal side substrate having a reactive liquid crystal layer formed on one alignment film and fixing a reactive liquid crystal, a second base material, a second electrode layer formed on the second base material, and A counter substrate formed on the second electrode layer and having a second alignment film which is a photo-alignment film containing a photodimerization type material or a photoisomerization type material, and the reactive liquid crystal layer of the liquid crystal side substrate and the counter electrode A liquid crystal layer including a ferroelectric liquid crystal formed between the second alignment film of the substrate, the ferroelectric liquid crystal exhibiting monostability, and the first electrode layer serving as a negative electrode When a voltage is applied to the ferroelectric liquid crystal, the ferroelectric liquid crystal has a molecular direction parallel to the liquid crystal side substrate surface. To provide a liquid crystal display element, characterized in that the changed by about 2 times the tilt angle.

本発明によれば、液晶側基板に隔壁が形成されており、このような本発明の液晶表示素子を作製する際には、液晶側基板と対向基板との位置合わせが容易であること等から、通常、隔壁が形成されている液晶側基板に強誘電性液晶が塗布される。したがって、上述したように、強誘電性液晶が塗布されなかった対向基板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。また本発明によれば、液晶側基板では第1配向膜上に反応性液晶層が形成されており、対向基板では第2配向膜が所定の光配向膜であるので、強誘電性液晶の自発分極の向きを効果的に制御することができる。   According to the present invention, the partition is formed on the liquid crystal side substrate, and when the liquid crystal display element of the present invention is manufactured, the alignment between the liquid crystal side substrate and the counter substrate is easy. Usually, the ferroelectric liquid crystal is applied to the liquid crystal side substrate on which the partition walls are formed. Therefore, as described above, it is possible to control the direction of the spontaneous polarization of the liquid crystal molecules by utilizing the tendency of the spontaneous polarization of the ferroelectric liquid crystal to face the opposite substrate side on which the ferroelectric liquid crystal is not applied. Is possible. Further, according to the present invention, the reactive liquid crystal layer is formed on the first alignment film in the liquid crystal side substrate, and the second alignment film is the predetermined photo-alignment film in the counter substrate. The direction of polarization can be controlled effectively.

上記発明においては、上記第1配向膜がラビング処理されたラビング膜であることが好ましい。第1配向膜に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効果的に抑制することができるからである。   In the above invention, the first alignment film is preferably a rubbing film that has been subjected to a rubbing treatment. This is because the use of a rubbing film for the first alignment film can effectively suppress the occurrence of zigzag defects and hairpin defects.

本発明においては、液晶側基板の第1配向膜上に強誘電性液晶を塗布することにより、強誘電性液晶が塗布されなかった対向基板側に、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。   In the present invention, by applying the ferroelectric liquid crystal on the first alignment film of the liquid crystal side substrate, the spontaneous polarization of the ferroelectric liquid crystal tends to be directed to the counter substrate side where the ferroelectric liquid crystal is not applied. By utilizing this, there is an effect that the direction of spontaneous polarization of the ferroelectric liquid crystal can be controlled.

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。   In order to investigate the direction of spontaneous polarization of the ferroelectric liquid crystal, the inventors conducted the following experiment.

まず、液晶滴下方式により、一対の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、それぞれ光二量化反応型の配向性材料(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秒間スピンコーティングし、ホットプレートで130℃、15分間乾燥させた後、偏光紫外線を25℃で100mJ/cm照射して配向処理を行った。
First, a liquid crystal display element in which a ferroelectric liquid crystal was sandwiched between a pair of alignment films was manufactured by a liquid crystal dropping method.
A 2% by mass cyclopentanone solution of photo-dimerization reaction type orientation material (Rolic technologies, trade name: ROP103) is applied to two glass substrates on which ITO electrodes are formed for 15 seconds at a rotation speed of 1500 rpm. After spin coating and drying on a hot plate at 130 ° C. for 15 minutes, alignment treatment was performed by irradiation with polarized ultraviolet rays at 25 ° C. at 100 mJ / cm 2 .

次に、一方の基板(本実験において、液晶側基板とする。)上に、強誘電性液晶(AZエレクトロニックマテリアルズ社製、商品名:R2301)を等方相の状態で、インクジェット法により塗布した。次いで、この液晶側基板の周縁部に、紫外線加熱硬化型シール剤(協立化学産業株式会社製、商品名:WORLD ROCK 718)を、シールディスペンサーを用いて塗布した。   Next, a ferroelectric liquid crystal (manufactured by AZ Electronic Materials, trade name: R2301) is applied in an isotropic phase on one substrate (in this experiment, a liquid crystal side substrate) by an inkjet method. did. Next, an ultraviolet heat curable sealant (manufactured by Kyoritsu Kagaku Sangyo Co., Ltd., trade name: WORLD ROCK 718) was applied to the peripheral edge of the liquid crystal side substrate using a seal dispenser.

次に、真空チャンバー内に配置したホットプレートを110℃に加熱して、このホットプレート上に、強誘電性液晶が塗布された液晶側基板を置いた。次いで、他方の基板(本実験において、対向基板とする。)を、110℃に加熱した吸着プレートで吸着し、液晶側基板および対向基板をそれぞれの配向膜の配向処理方向が平行になるように対向させた。続いて、両基板間が十分減圧になるように、真空チャンバーの排気を行った状態で、両基板を密着させ、一定の圧力をかけた後、真空チャンバー内を常圧に戻した。次いで、紫外線を1J/cm照射して紫外線硬化型シール剤を硬化させ、両基板を接着させた。次に、液晶セルを室温まで徐冷することによって強誘電性液晶を配向させ、液晶表示素子を作製した。 Next, the hot plate disposed in the vacuum chamber was heated to 110 ° C., and the liquid crystal side substrate coated with the ferroelectric liquid crystal was placed on the hot plate. Next, the other substrate (referred to as a counter substrate in this experiment) is adsorbed by an adsorption plate heated to 110 ° C. so that the alignment processing directions of the alignment films of the liquid crystal side substrate and the counter substrate are parallel to each other. Opposed. Subsequently, both substrates were brought into close contact with each other in a state where the vacuum chamber was evacuated so that the pressure between the substrates was sufficiently reduced, and then the inside of the vacuum chamber was returned to normal pressure. Next, ultraviolet rays were irradiated at 1 J / cm 2 to cure the ultraviolet curable sealant, and both substrates were adhered. Next, the liquid crystal cell was gradually cooled to room temperature to align the ferroelectric liquid crystal, thereby producing a liquid crystal display element.

液晶側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75%であった。   When a voltage was applied so that the electrode of the liquid crystal side substrate was a negative electrode, the molecular direction of the ferroelectric liquid crystal changed about twice the tilt angle. About 75% of the ferroelectric liquid crystal molecules were changed in molecular direction by about twice the tilt angle.

また、配向性材料の種類や組み合わせを変えて、上記と同様に、液晶滴下方式により一対の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ところ、上記と同様の結果が得られた。   Further, when the liquid crystal display element in which the ferroelectric liquid crystal is sandwiched between the pair of alignment films by the liquid crystal dropping method as described above by changing the kinds and combinations of the alignment materials, the same result as above is obtained. Obtained.

次に、真空注入方式により、一対の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、それぞれ光二量化反応型の配向性材料(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秒間スピンコーティングし、ホットプレートで130℃、15分間乾燥させた後、偏光紫外線を25℃で100mJ/cm照射して配向処理を行った。
Next, a liquid crystal display element in which a ferroelectric liquid crystal was sandwiched between a pair of alignment films was fabricated by a vacuum injection method.
A 2% by mass cyclopentanone solution of photo-dimerization reaction type orientation material (Rolic technologies, trade name: ROP103) is applied to two glass substrates on which ITO electrodes are formed for 15 seconds at a rotation speed of 1500 rpm. After spin coating and drying on a hot plate at 130 ° C. for 15 minutes, alignment treatment was performed by irradiation with polarized ultraviolet rays at 25 ° C. at 100 mJ / cm 2 .

次に、一方の基板の周縁部に、紫外線加熱硬化型シール剤(協立化学産業株式会社製、商品名:WORLD ROCK 718)を、シールディスペンサーを用いて塗布した。次いで、2枚の基板をそれぞれの配向膜の配向処理方向が平行になるように対向させ、熱圧着を行って、空の液晶セルを得た。
次に、空の液晶セルに、強誘電性液晶(AZエレクトロニックマテリアルズ社製、商品名:R2301)を等方相の状態で注入した。次いで、液晶セルを室温まで徐冷することによって強誘電性液晶を配向させ、液晶表示素子を作製した。
Next, an ultraviolet heat curable sealant (manufactured by Kyoritsu Chemical Industry Co., Ltd., trade name: WARLD ROCK 718) was applied to the peripheral edge of one substrate using a seal dispenser. Next, the two substrates were opposed to each other so that the alignment treatment directions of the respective alignment films were parallel, and thermocompression bonding was performed to obtain an empty liquid crystal cell.
Next, a ferroelectric liquid crystal (manufactured by AZ Electronic Materials, trade name: R2301) was injected into the empty liquid crystal cell in an isotropic phase state. Next, the liquid crystal cell was gradually cooled to room temperature to align the ferroelectric liquid crystal, thereby producing a liquid crystal display element.

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倍変化したが、一部の強誘電性液晶の分子方向は変化しなかった。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。   When a voltage is applied so that the electrode of one substrate is a negative electrode, the molecular direction of some ferroelectric liquid crystals changes about twice the tilt angle, but the molecular direction of some ferroelectric liquid crystals changes. There wasn't. About 50% of the ferroelectric liquid crystal molecules were changed in molecular direction by about twice the tilt angle.

また、配向性材料の種類や組み合わせを変えて、上記と同様に、真空注入方式により一対の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ところ、強誘電性液晶の分子方向がチルト角の約2倍変化したものが、全体の約50%であったもの、全体の約70%以上であったもの、全体の約30%未満であったものなど、様々な結果が得られた。   In addition, by changing the types and combinations of the alignment materials, a liquid crystal display element in which a ferroelectric liquid crystal was sandwiched between a pair of alignment films by a vacuum injection method as described above was produced. Various results such as a direction whose direction changed about twice the tilt angle was about 50% of the whole, about 70% or more of the whole, and less than about 30% of the whole. Obtained.

上述の実験の結果から、本発明者らは、液晶滴下方式により液晶表示素子を作製すると、強誘電性液晶が塗布されなかった基板側に、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。   From the results of the above experiment, when the present inventors produce a liquid crystal display element by the liquid crystal dropping method, the spontaneous polarization of the ferroelectric liquid crystal tends to be directed toward the substrate side on which the ferroelectric liquid crystal is not applied. I got the knowledge.

以下、本発明の液晶表示素子の製造方法および液晶表示素子について、詳細に説明する。   Hereinafter, the manufacturing method of the liquid crystal display element and the liquid crystal display element of the present invention will be described in detail.

A.液晶表示素子の製造方法
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電極層が形成された対向基板を貼り合せる基板貼り合せ工程とを有し、上記強誘電性液晶が、単安定性を示し、かつ、上記第1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液晶側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。
A. Manufacturing method of liquid crystal display element The manufacturing method of the liquid crystal display element of the present invention is the above-mentioned first alignment film of the liquid crystal side substrate in which the first electrode layer and the first alignment film are laminated in this order on the first substrate. A liquid crystal coating process for coating ferroelectric liquid crystal, a liquid crystal side substrate coated with the ferroelectric liquid crystal, and a substrate bonding process for bonding a counter substrate having a second electrode layer formed on a second substrate. And the ferroelectric liquid crystal exhibits monostability, and when a voltage is applied so that the first electrode layer is a negative electrode, the molecular direction of the ferroelectric liquid crystal is the liquid crystal side. It is characterized in that it changes approximately twice the tilt angle of the ferroelectric liquid crystal in parallel with the substrate surface.

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電極層3が形成された第1基材上2に第1配向膜4を形成して、液晶側基板1を準備する(図1(a))。
The manufacturing method of the liquid crystal display element of this invention is demonstrated referring drawings. FIG. 1 is a process diagram showing an example of a method for producing a liquid crystal display element of the present invention.
First, the liquid crystal side substrate 1 is prepared by forming the first alignment film 4 on the first base material 2 on which the first electrode layer 3 is formed (FIG. 1A).

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(例えば100℃)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)。この際、図2に例示するように、強誘電性液晶5を連点状に、かつストライプ状に塗布する。このとき、強誘電性液晶5は等方相を示す温度(例えば100℃)に加温されているが、液晶側基板は室温に設定されているので、強誘電性液晶の温度よりも液晶側基板の温度の方が低い。そのため、液晶側基板上に塗布された強誘電性液晶は冷やされる。一般に、液晶は温度が低くなるにつれて粘度が高くなる。よって、液晶側基板上に塗布された強誘電性液晶は冷やされて、粘度が高くなり、流動しなくなる。   Next, the ferroelectric liquid crystal 5 is heated to a temperature at which the ferroelectric liquid crystal exhibits an isotropic phase (for example, 100 ° C.), and the ferroelectric liquid crystal 5 is formed on the first alignment film 4 by using an inkjet device. Application is performed in the state of a phase (FIG. 1B, liquid crystal application step). At this time, as illustrated in FIG. 2, the ferroelectric liquid crystal 5 is applied in the form of continuous dots and stripes. At this time, the ferroelectric liquid crystal 5 is heated to a temperature exhibiting an isotropic phase (for example, 100 ° C.), but the liquid crystal side substrate is set to room temperature, so that the liquid crystal side is higher than the temperature of the ferroelectric liquid crystal. The temperature of the substrate is lower. Therefore, the ferroelectric liquid crystal applied on the liquid crystal side substrate is cooled. In general, the viscosity of liquid crystals increases as the temperature decreases. Therefore, the ferroelectric liquid crystal applied on the liquid crystal side substrate is cooled to increase the viscosity and stop flowing.

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。   Next, a sealing agent 6 is applied on the first alignment film 4 (FIG. 1C). At this time, as illustrated in FIG. 2, the sealant 6 is applied to the peripheral portion of the first base material 2 so as to surround the outer periphery of the region where the ferroelectric liquid crystal 5 is applied. In FIG. 2, the first electrode layer and the first alignment film are omitted.

次に、図1(d)に示すように、第2電極層13が形成された第2基材12上に第2配向膜14を形成して、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、強誘電性液晶が等方相を示す温度(例えば100℃)まで加熱する。これにより、液晶側基板1上に塗布された強誘電性液晶5は加温されて、等方相の状態となり、粘度が低くなって第1配向膜4上を流動する。続いて、強誘電性液晶5が塗布された液晶側基板1と、対向基板11とを、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。
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を重ね合わせ、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)。
Next, as shown in FIG. 1D, the second alignment film 14 is formed on the second base material 12 on which the second electrode layer 13 is formed, and the counter substrate 11 is prepared. Next, the liquid crystal side substrate 1 coated with the ferroelectric liquid crystal 5 is heated to a temperature at which the ferroelectric liquid crystal exhibits an isotropic phase (for example, 100 ° C.). As a result, the ferroelectric liquid crystal 5 applied on the liquid crystal side substrate 1 is heated to be in an isotropic phase, and the viscosity is lowered to flow on the first alignment film 4. Subsequently, the liquid crystal side substrate 1 coated with the ferroelectric liquid crystal 5 and the counter substrate 11 are opposed so that the alignment treatment directions of the first alignment film 4 and the second alignment film 14 are substantially parallel.
Next, as shown in FIG. 1 (e), the liquid crystal side substrate 1 and the counter substrate 11 are sufficiently depressurized, the liquid crystal side substrate 1 and the counter substrate 11 are overlaid under a reduced pressure, and a predetermined pressure 21 is applied. Make the cell gap uniform. Subsequently, pressure is further applied between the liquid crystal side substrate 1 and the counter substrate 11 by returning to normal pressure. Next, the region 22 to which the sealant 6 is applied is irradiated with ultraviolet rays 22 to cure the sealant 6, and the liquid crystal side substrate 1 and the counter substrate 11 are bonded (substrate bonding step).

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。   Thereafter, although not shown, the sealed ferroelectric liquid crystal is aligned by slowly cooling to room temperature.

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上記液晶側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。   The ferroelectric liquid crystal used in the present invention exhibits monostability, and when a voltage is applied so that the first electrode layer is a negative electrode, the molecular direction of the ferroelectric liquid crystal is on the liquid crystal side substrate surface. On the other hand, it changes approximately twice the tilt angle of the ferroelectric liquid crystal in parallel.

強誘電性液晶は、図3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。   In the ferroelectric liquid crystal, as illustrated in FIG. 3, the liquid crystal molecules 15 are tilted from the layer normal z, and rotate along a cone ridge having a bottom surface perpendicular to the layer normal z. In such a cone, the tilt angle of the liquid crystal molecules 15 with respect to the layer normal z is referred to as a tilt angle θ.

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3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。   “Showing monostability” means a state in which the state of the ferroelectric liquid crystal when no voltage is applied is stabilized in one state. More specifically, as shown in FIG. 3, the liquid crystal molecules 15 can operate on a cone between two states inclined by a tilt angle ± θ with respect to the layer normal z. 15 is the state stabilized in any one state on the cone.

上述の実験結果から、液晶側基板上に強誘電性液晶を塗布した後、液晶側基板および対向基板を貼り合せて液晶表示素子を作製すると、強誘電性液晶が塗布されなかった対向基板側に、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、強誘電性液晶が塗布された第1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。例えば、図1(b)に示すように液晶側基板1の第1配向膜4上に強誘電性液晶5を塗布した後、液晶側基板1を強誘電性液晶が等方相を示す温度に加熱すると、図1(d)に示すように強誘電性液晶5が等方相の状態となって第1配向膜4上を流動する。このとき、第1配向膜4上を等方相の状態で流動した強誘電性液晶5は、第1配向膜4および空気(図示せず)に接触している。第1配向膜と空気とでは、第1配向膜の方が正の極性が強いと考えられる。そのため、図4に例示するように、極性表面相互作用によって、液晶分子15の自発分極Psが第1配向膜4の反対側を向くと思料される。なお、図4において、第1基材および第1電極層は省略されており、強誘電性液晶については液晶分子を示している。   From the above experimental results, after applying the ferroelectric liquid crystal on the liquid crystal side substrate, and then bonding the liquid crystal side substrate and the counter substrate to produce a liquid crystal display element, on the counter substrate side where the ferroelectric liquid crystal was not applied. It was found that the spontaneous polarization of the ferroelectric liquid crystal tends to be suitable. This is considered to be due to the influence of the polar surface interaction, which is the interaction between the ferroelectric liquid crystal and the first alignment film surface coated with the ferroelectric liquid crystal. For example, as shown in FIG. 1B, after applying the ferroelectric liquid crystal 5 on the first alignment film 4 of the liquid crystal side substrate 1, the liquid crystal side substrate 1 is brought to a temperature at which the ferroelectric liquid crystal exhibits an isotropic phase. When heated, the ferroelectric liquid crystal 5 enters an isotropic phase and flows on the first alignment film 4 as shown in FIG. At this time, the ferroelectric liquid crystal 5 that flows in an isotropic phase on the first alignment film 4 is in contact with the first alignment film 4 and air (not shown). It is considered that the first alignment film has a stronger positive polarity in the first alignment film and air. Therefore, as illustrated in FIG. 4, it is considered that the spontaneous polarization Ps of the liquid crystal molecules 15 faces the opposite side of the first alignment film 4 by the polar surface interaction. In FIG. 4, the first base material and the first electrode layer are omitted, and the liquid crystal molecules are shown for the ferroelectric liquid crystal.

また、液晶側基板および対向基板を貼り合せる際には、例えば液晶側基板および対向基板を強誘電性液晶が等方相を示す温度(例えば100℃)に加熱し、液晶側基板および対向基板を貼り合せた後は、強誘電性液晶を室温まで除冷して配向させる。このとき、強誘電性液晶の自発分極の向きに、強誘電性液晶と対向基板の第2配向膜との極性表面相互作用も影響するのではないかと懸念される。しかしながら、強誘電性液晶が等方相の状態で第1配向膜上を流動して、強誘電性液晶の自発分極が第1配向膜の反対側を向いた後は、液晶側基板および対向基板の貼り合せ時や強誘電性液晶の配向時等において、強誘電性液晶が自発分極の向きを反転させるほどの作用を受けることはないと考えられる。そのため、基板貼り合せ工程後においても、自発分極の向きが維持されるものと思料される。   When the liquid crystal side substrate and the counter substrate are bonded, for example, the liquid crystal side substrate and the counter substrate are heated to a temperature at which the ferroelectric liquid crystal exhibits an isotropic phase (for example, 100 ° C.). After bonding, the ferroelectric liquid crystal is cooled to room temperature and aligned. At this time, there is a concern that the polar surface interaction between the ferroelectric liquid crystal and the second alignment film of the counter substrate may also affect the direction of spontaneous polarization of the ferroelectric liquid crystal. However, after the ferroelectric liquid crystal flows over the first alignment film in an isotropic phase and the spontaneous polarization of the ferroelectric liquid crystal faces the opposite side of the first alignment film, the liquid crystal side substrate and the counter substrate It is considered that the ferroelectric liquid crystal is not affected so as to reverse the direction of the spontaneous polarization during the bonding of the liquid crystal and the alignment of the ferroelectric liquid crystal. Therefore, it is considered that the direction of spontaneous polarization is maintained even after the substrate bonding step.

以上のことから、本発明により得られる液晶表示素子において、電圧無印加状態では、図5に例示するように、液晶分子15の自発分極Psが第1配向膜4の反対側、すなわち第2配向膜14側を向くと思料される。なお、図5において、第1基材および第2基材は省略されている。   From the above, in the liquid crystal display element obtained by the present invention, when no voltage is applied, the spontaneous polarization Ps of the liquid crystal molecules 15 is opposite to the first alignment film 4, that is, the second alignment, as illustrated in FIG. It is thought that it faces the film 14 side. In FIG. 5, the first base material and the second base material are omitted.

また、本発明により得られる液晶表示素子において、図6に例示するように、第1電極層3が負極(−)、第2電極層13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り、液晶分子15の自発分極Psは第1配向膜4側を向くようになる。なお、図6において、第1基材および第2基材は省略されている。   Further, in the liquid crystal display element obtained by the present invention, as illustrated in FIG. 6, when a voltage is applied so that the first electrode layer 3 is a negative electrode (−) and the second electrode layer 13 is a positive electrode (+), Due to the influence of the polarity of the applied voltage, the spontaneous polarization Ps of the liquid crystal molecules 15 comes to face the first alignment film 4 side. In FIG. 6, the first base material and the second base material are omitted.

さらに、第1電極層が正極(+)、第2電極層が負極(−)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5に例示するように、液晶分子15の自発分極Psは第2配向膜14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。   Further, when a voltage is applied such that the first electrode layer is a positive electrode (+) and the second electrode layer is a negative electrode (−), the liquid crystal molecules 15 are affected by the polarity of the applied voltage, as illustrated in FIG. Spontaneous polarization Ps comes to face the second alignment film 14 side. In this case, the direction of spontaneous polarization is the same as that in the state where no voltage is applied.

電圧無印加状態あるいは第1電極層への正の極性の電圧印加状態(図5)から、第1電極層への負の極性の電圧印加状態(図6)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7に例示するように、液晶分子15が角度約2θ回転する。すなわち、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、液晶側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。   When a voltage is not applied or a voltage having a positive polarity applied to the first electrode layer (FIG. 5) is changed to a voltage having a negative polarity applied to the first electrode layer (FIG. 6), the negative voltage of the applied voltage is applied. 7 and the negative polarity of the spontaneous polarization of the liquid crystal molecules, the liquid crystal molecules 15 rotate about an angle of about 2θ as illustrated in FIG. That is, when a voltage is applied so that the first electrode layer is a negative electrode, the molecular direction of the ferroelectric liquid crystal is parallel to the liquid crystal side substrate surface and is approximately twice the tilt angle θ of the ferroelectric liquid crystal. It will change.

このように本発明においては、第1配向膜の反対側、すなわち強誘電性液晶が塗布されなかった対向基板側に、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。   As described above, the present invention utilizes the fact that the spontaneous polarization of the ferroelectric liquid crystal tends to be directed to the opposite side of the first alignment film, that is, the counter substrate side on which the ferroelectric liquid crystal is not applied. It is possible to control the direction of spontaneous polarization of the molecule.

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5に示す液晶表示素子においては、電圧無印加状態では、図8(a)に例示するように液晶分子15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8(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15は一様な配向状態となる。さらに、第1電極層が正極(+)、第2電極層が負極(−)となるように電圧を印加すると、図8(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15は電圧無印加状態と同様の配向状態となる。
なお、図8(a)は、図5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は紙面奥から手前方向に向いている(図8(a)中の●印)。また、図8(b)は、図6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8(b)中の×印)。
In general, in a liquid crystal display element using ferroelectric liquid crystal, two opposing alignment films are arranged so that their alignment treatment directions are parallel to each other. For example, in the liquid crystal display element shown in FIG. 5, when no voltage is applied, the liquid crystal molecules 15 are aligned along the alignment treatment direction d of the first alignment film and the second alignment film as illustrated in FIG. A uniform orientation state is obtained. When a voltage is applied so that the first electrode layer is a negative electrode (−) and the second electrode layer is a positive electrode (+), the spontaneous polarization Ps is caused by the influence of the polarity of the applied voltage as illustrated in FIG. 8B. The direction of is reversed. Also in this case, the liquid crystal molecules 15 are in a uniform alignment state. Furthermore, when a voltage is applied so that the first electrode layer is a positive electrode (+) and the second electrode layer is a negative electrode (−), the spontaneous polarization Ps is caused by the influence of the polarity of the applied voltage as illustrated in FIG. The direction of is reversed. In this case, the liquid crystal molecules 15 are in an alignment state similar to that in the state where no voltage is applied.
FIG. 8A is a schematic diagram showing the alignment state of the liquid crystal molecules from the upper surface of FIG. 5, and the spontaneous polarization Ps is directed from the back of the page to the near side (the mark ● in FIG. 8A). ). FIG. 8B is a schematic diagram showing the alignment state of the liquid crystal molecules from the upper surface of FIG. 6, and the spontaneous polarization Ps is directed from the front side to the back side of the drawing (the mark “X” in FIG. 8B). ).

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く、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いう利点を有する。   In the present invention, since the direction of spontaneous polarization can be controlled as described above, the alignment of the ferroelectric liquid crystal can be mono-stabilized without causing alignment defects. That is, the ferroelectric liquid crystal exhibits monostability. In addition, since the ferroelectric liquid crystal is aligned without using the method of slow cooling by applying an electric field, there is an advantage that the alignment can be maintained even when the temperature is raised above the phase transition temperature and the occurrence of alignment defects can be suppressed.

なお、上記の説明では、対向基板に第2配向膜が形成されている場合を例にしているが、これに限定されるものではなく、対向基板には第2配向膜が形成されていなくてもよい。対向基板が第2基材上に第2電極層が形成されたものであり、第2配向膜を有さない場合においても、液晶側基板の第1配向膜上に強誘電性液晶を塗布し、強誘電性液晶が等方相の状態となって第1配向膜上を流動したときには、極性表面相互作用によって、強誘電性液晶の自発分極が第1配向膜の反対側を向く。したがって、強誘電性液晶の自発分極の向きを制御することができ、配向欠陥を生じることなく、強誘電性液晶の配向を単安定化させることができる。   In the above description, the second alignment film is formed on the counter substrate as an example. However, the present invention is not limited to this, and the second alignment film is not formed on the counter substrate. Also good. Even when the counter substrate has the second electrode layer formed on the second substrate and does not have the second alignment film, the ferroelectric liquid crystal is applied on the first alignment film of the liquid crystal side substrate. When the ferroelectric liquid crystal is in an isotropic phase and flows on the first alignment film, the spontaneous polarization of the ferroelectric liquid crystal faces the opposite side of the first alignment film due to the polar surface interaction. Therefore, the direction of spontaneous polarization of the ferroelectric liquid crystal can be controlled, and the alignment of the ferroelectric liquid crystal can be mono-stabilized without causing alignment defects.

第1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倍変化するものは80%以上存在することが好ましく、より好ましくは90%以上、さらに好ましくは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。   When a voltage is applied so that the first electrode layer is a negative electrode, it is preferable that there are 80% or more, in which the molecular direction of the ferroelectric liquid crystal changes about twice the tilt angle, more preferably 90% or more, More preferably, it is 95% or more. This is because a favorable contrast ratio can be obtained within the above range.

なお、上記の比率は、次のようにして測定することができる。
例えば図9に示すように、第1基材2上に第1電極層3および第1配向膜4が積層された液晶側基板1と、第2基材12上に第2電極層13および第2配向膜14が積層された対向基板11との間に、強誘電性液晶5が挟持された液晶表示素子において、液晶側基板1および対向基板11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17b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4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。
In addition, said ratio can be measured as follows.
For example, as shown in FIG. 9, the liquid crystal side substrate 1 in which the first electrode layer 3 and the first alignment film 4 are laminated on the first substrate 2, and the second electrode layer 13 and the first substrate 12 on the second substrate 12. In the liquid crystal display element in which the ferroelectric liquid crystal 5 is sandwiched between the counter substrate 11 on which the two alignment films 14 are laminated, polarizing plates 17a and 17b are provided outside the liquid crystal side substrate 1 and the counter substrate 11, respectively. It is assumed that light is incident from the polarizing plate 17a side and light is emitted from the polarizing plate 17b side. The two polarizing plates 17a and 17b have their polarization axes substantially perpendicular to each other, and the polarization axis of the polarizing plate 17a and the alignment treatment direction (the alignment direction of the liquid crystal molecules) of the first alignment film 4 are substantially parallel. Are arranged as follows.

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、暗状態となる。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。   When no voltage is applied, the linearly polarized light transmitted through the polarizing plate 17a and the alignment direction of the liquid crystal molecules coincide with each other. Therefore, the refractive index anisotropy of the liquid crystal molecules does not appear, and the linearly polarized light transmitted through the polarizing plate 17a remains as it is. It passes through the molecules, is blocked by the polarizing plate 17b, and enters a dark state. On the other hand, in the voltage application state, the liquid crystal molecules move on the cone, and the linearly polarized light transmitted through the polarizing plate 17a and the alignment direction of the liquid crystal molecules have a predetermined angle. Therefore, the linearly polarized light transmitted through the polarizing plate 17a. Becomes elliptically polarized light due to the birefringence of the liquid crystal molecules. Of the elliptically polarized light, only linearly polarized light that coincides with the polarization axis of the polarizing plate 17b is transmitted through the polarizing plate 17b and becomes bright.

このため、第1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1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、部分的に暗状態が得られる。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ができる。   Therefore, when a voltage is applied so that the first electrode layer is a negative electrode, a bright state is obtained when the molecular direction of the ferroelectric liquid crystal changes approximately twice the tilt angle. On the other hand, when a voltage is applied so that the first electrode layer is a negative electrode, for example, when a portion of the ferroelectric liquid crystal whose molecular direction does not change partially exists, a dark state is partially obtained. Therefore, from the white / black area ratio of black and white (bright / dark) display obtained when the voltage is applied, the molecular direction of the ferroelectric liquid crystal is about 2 of the tilt angle when the voltage is applied so that the first electrode layer is a negative electrode. The ratio of what doubles can be calculated.

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2電極層への負の極性の電圧印加状態のときに暗状態、第2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10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って明状態となるのを回避することが可能である。
なお、図10中の記号等については、図21に示した記号等と同様である。
Further, in the liquid crystal display element provided with the polarizing plate as described above, the dark state is positive when the voltage is not applied and the negative polarity voltage is applied to the second electrode layer. The light state is obtained when the polarity voltage is applied. Therefore, when the liquid crystal display element is driven by the field sequential color system, as illustrated in FIG. 10, for example, when the G (green) backlight is turned on, the liquid crystal display element is brightened by scanning synchronized with the R (red) backlight. It is possible to avoid the state.
Note that the symbols and the like in FIG. 10 are the same as the symbols and the like shown in FIG.

本発明の液晶表示素子の製造方法は、液晶塗布工程と基板貼り合せ工程とを有していればよいが、液晶塗布工程前に、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を調製する液晶側基板調製工程、および、第2基材上に第2電極層が形成された対向基板を調製する対向基板調製工程を行ってもよい。
以下、本発明に用いられる強誘電性液晶、および本発明の液晶表示素子の製造方法における各工程について説明する。
The method for producing a liquid crystal display element of the present invention may have a liquid crystal coating process and a substrate bonding process, but before the liquid crystal coating process, the first electrode layer and the first alignment film on the first substrate. A liquid crystal side substrate preparing step for preparing a liquid crystal side substrate laminated in this order, and a counter substrate preparing step for preparing a counter substrate in which the second electrode layer is formed on the second base material may be performed.
Hereafter, each process in the manufacturing method of the ferroelectric liquid crystal used for this invention and the liquid crystal display element of this invention is demonstrated.

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液晶側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。
1. Ferroelectric liquid crystal The ferroelectric liquid crystal used in the present invention is monostable, and when a voltage is applied so that the first electrode layer is a negative electrode, the molecular direction of the ferroelectric liquid crystal is the liquid crystal side. It changes approximately twice the tilt angle of the ferroelectric liquid crystal in parallel with the substrate surface.

なお、「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液晶側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1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1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1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1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1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。   "When a voltage is applied so that the first electrode layer is a negative electrode, the molecular direction of the ferroelectric liquid crystal changes about twice the tilt angle θ of the ferroelectric liquid crystal with respect to the liquid crystal side substrate surface." Means that when no voltage is applied, the liquid crystal molecules are stabilized in one state on the cone, and when the voltage is applied so that the first electrode layer is a negative electrode, the liquid crystal molecules are moved from the mono-stabilized state on the cone. When a voltage is applied so that the first electrode layer is positive, the liquid crystal molecules maintain a mono-stabilized state or the first electrode layer becomes a negative electrode from the mono-stabilized state. Thus, the inclination angle from the mono-stabilized state of the liquid crystal molecules when the voltage is applied so that the first electrode layer is negative, and the first electrode layer is positive is positive. Than the tilt angle from the mono-stabilized state of the liquid crystal molecules when a voltage is applied so that It refers to hear.

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1電極層が負極となるように電圧を印加した場合、図11(c)は第1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15は、コーン上のひとつの状態で安定化している(図11(a))。第1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15は、安定化している状態(破線)から一方の側に傾く(図11(b))。また、第1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15は、安定化している状態(破線)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とは逆側に傾く(図11(c))。このとき、第1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1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。   FIG. 11 is a schematic diagram illustrating an example of the alignment state of a ferroelectric liquid crystal exhibiting monostability. 11A shows a case where no voltage is applied, FIG. 11B shows a case where a voltage is applied so that the first electrode layer becomes a negative electrode, and FIG. 11C shows a case where the first electrode layer becomes a positive electrode. A case where a voltage is applied is shown. When no voltage is applied, the liquid crystal molecules 15 are stabilized in one state on the cone (FIG. 11A). When a voltage is applied so that the first electrode layer is a negative electrode, the liquid crystal molecules 15 are tilted from the stabilized state (broken line) to one side (FIG. 11B). In addition, when a voltage is applied so that the first electrode layer becomes a positive electrode, the liquid crystal molecules 15 are in a state where a voltage is applied so that the first electrode layer becomes a negative electrode from a stabilized state (broken line). It tilts to the opposite side (FIG. 11 (c)). At this time, the inclination angle δ when the voltage is applied so that the first electrode layer becomes the negative electrode is larger than the inclination angle ω when the voltage is applied so that the first electrode layer becomes the positive electrode. In addition, in FIG. 11, d shows an orientation process direction and z shows a layer normal line.

第1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A(液晶分子15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1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2θ)となる。   When a voltage is applied so that the first electrode layer is a negative electrode, the liquid crystal molecules are inclined from the mono-stabilized state to one side on the cone at an angle corresponding to the magnitude of the applied voltage. Further, in the ferroelectric liquid crystal, as illustrated in FIG. 11A, the position A (the direction of the liquid crystal molecules 15), the position B (the alignment treatment direction d), and the position C do not necessarily match. Absent. Therefore, as illustrated in FIG. 11B, the maximum tilt angle δ when a voltage is applied so that the first electrode layer is a negative electrode is approximately twice the tilt angle θ (angle 2θ).

例えば図7に示すように、液晶分子15の方向は、液晶側基板面に対して平行に、チルト角θの約2倍(角度2θ)変化するのであるが、ここでチルト角θの約2倍変化するとは、2θ〜2θ−5°変化する場合をいう。   For example, as shown in FIG. 7, the direction of the liquid crystal molecules 15 changes approximately twice the tilt angle θ (angle 2θ) in parallel to the liquid crystal side substrate surface. Double change refers to the case of 2θ-2θ-5 ° change.

なお、強誘電性液晶の分子方向が液晶側基板面に対して平行に変化した角度は、次のようにして測定することができる。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暗状態にする。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液晶側基板面に対して平行に変化した角度である。   The angle at which the molecular direction of the ferroelectric liquid crystal changes in parallel to the liquid crystal side substrate surface can be measured as follows. First, a polarizing microscope and a liquid crystal display element in which polarizing plates are arranged in crossed Nicols are arranged so that the polarization axis of one polarizing plate and the alignment direction of liquid crystal molecules in the liquid crystal layer are parallel, and this position is used as a reference. . When a voltage is applied, the liquid crystal molecules come to have a predetermined angle with the polarization axis, so that the polarized light transmitted through one polarizing plate is transmitted through the other polarizing plate to be in a bright state. With this voltage applied, the liquid crystal display element is rotated to a dark state. And the angle which rotated the liquid crystal display element at this time is measured. The angle at which the liquid crystal display element is rotated is the angle at which the molecular direction of the ferroelectric liquid crystal changes in parallel to the liquid crystal side substrate surface.

上述したように、第1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1電極層が負極となるように電圧を印加したときに、液晶分子の方向がチルト角の約2倍変化するわけではない。   As described above, when a voltage is applied so that the first electrode layer is a negative electrode, the liquid crystal molecules are inclined from the mono-stabilized state to one side on the cone at an angle according to the magnitude of the applied voltage. When the liquid crystal display element is actually driven, the direction of the liquid crystal molecules does not change about twice the tilt angle when a voltage is applied so that the first electrode layer is a negative electrode.

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。
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。
Specifically, as such a ferroelectric liquid crystal, for example, half-V shaped switching (hereinafter referred to as HV-shaped switching) in which liquid crystal molecules operate only when a positive or negative voltage as shown in FIG. 12 is applied. A ferroelectric liquid crystal exhibiting characteristics is used. When the ferroelectric liquid crystal exhibiting such HV-shaped switching characteristics is used, the opening time as a black and white shutter can be made sufficiently long, whereby each color that can be temporally switched can be displayed brighter. A bright color liquid crystal display element can be realized.
The “HV-shaped switching characteristic” refers to an electro-optical characteristic in which the light transmittance with respect to an applied voltage is asymmetric.

強誘電性液晶の相系列は、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。 The phase series of the ferroelectric liquid crystal is not particularly limited as long as it exhibits a chiral smectic C phase (SmC * ). For example, the phase sequence changes in phase with the nematic phase (N) -cholesteric phase (Ch) -chiral smectic C phase (SmC * ) in the temperature lowering process, the nematic phase (N) -chiral smectic C phase (SmC * ) , Nematic phase (N) -smectic A phase (SmA) -chiral smectic C phase (SmC * ), phase change, nematic phase (N) -cholesteric phase (Ch) -smectic A phase (SmA ) -Chiral smectic C phase (SmC * ) and the like.

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13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、このような配向欠陥を生じさせることなく、強誘電性液晶の配向を単安定化することができるのである。   In general, a ferroelectric liquid crystal having a phase sequence passing through an SmA phase as illustrated in the lower part of FIG. 13 has a small distance between smectic layers in the process of phase change, and a smectic layer is used to compensate for the volume change. A domain having a bent chevron structure and different major axis directions of the liquid crystal molecules is formed depending on the bending direction, and alignment defects called zigzag defects and hairpin defects are likely to occur at the interface. In general, a ferroelectric liquid crystal having a phase sequence that does not pass through the SmA phase as illustrated in the upper part of FIG. 13 is likely to generate two regions (double domains) having different layer normal directions. In the present invention, the alignment of the ferroelectric liquid crystal can be mono-stabilized without causing such alignment defects.

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。   Such a ferroelectric liquid crystal can be variously selected from generally known liquid crystal materials according to required characteristics.

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。 In particular, a liquid crystal material that exhibits an SmC * phase from the Ch phase without passing through the SmA phase is suitable as a material that exhibits HV-shaped switching characteristics. Specifically, “R2301” manufactured by AZ Electronic Materials may be mentioned.

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。 In addition, as the liquid crystal material that passes through the SmA phase, a material that expresses the SmC * phase from the Ch phase through the SmA phase is preferable because of a wide range of material selection. In this case, a single liquid crystal material exhibiting an SmC * phase can be used, but a non-chiral liquid crystal (hereinafter sometimes referred to as a host liquid crystal) having a low viscosity and easily exhibiting an SmC phase is used. By adding a small amount of an optically active substance that does not show large spontaneous polarization and an appropriate helical pitch, the liquid crystal material showing the phase sequence as described above has low viscosity and can realize faster response. preferable.

上記ホスト液晶としては、広い温度範囲でSmC相を示す材料であることが好ましく、一般に強誘電性液晶のホスト液晶として知られているものであれば特に限定されることなく使用することができる。例えば、下記一般式:
Ra−Q−X−(Q−Y−Q−Rb
(式中、RaおよびRbはそれぞれ、直鎖状もしくは分岐状のアルキル基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、アルカノイルオキシ基またはアルコキシカルボニルオキシ基であり、Q、QおよびQはそれぞれ、1,4−フェニレン基、1,4−シクロヘキシレン基、ピリジン−2,5−ジイル基、ピラジン−2,5−ジイル基、ピリダジン−3,6−ジイル基、1,3−ジオキサン−2,5−ジイル基であり、これらの基はハロゲン原子、水酸基、シアノ基等の置換基を有していてもよく、XおよびYはそれぞれ、−COO−、−OCO−、−CHO−、−OCH−、−CHCH−、−C≡C−または単結合であり、mは0または1である。)で表される化合物を使用することができる。ホスト液晶としては、上記化合物を1種単独でも2種以上を組み合わせて用いることもできる。
The host liquid crystal is preferably a material exhibiting an SmC phase in a wide temperature range, and can be used without particular limitation as long as it is generally known as a host liquid crystal of a ferroelectric liquid crystal. For example, the general formula:
Ra-Q 1 -X 1 - ( Q 2 -Y 1) m -Q 3 -Rb
(In the formula, Ra and Rb are each a linear or branched alkyl group, alkoxy group, alkoxycarbonyl group, alkanoyloxy group or alkoxycarbonyloxy group, and Q 1 , Q 2 and Q 3 are each 1 , 4-phenylene group, 1,4-cyclohexylene group, pyridine-2,5-diyl group, pyrazine-2,5-diyl group, pyridazine-3,6-diyl group, 1,3-dioxane-2,5 -Diyl group, and these groups may have a substituent such as a halogen atom, a hydroxyl group, and a cyano group, and X 1 and Y 1 are each —COO—, —OCO—, —CH 2 O— , —OCH 2 —, —CH 2 CH 2 —, —C≡C—, or a single bond, and m is 0 or 1.). As the host liquid crystal, the above compounds can be used alone or in combination of two or more.

上記ホスト液晶に添加する光学活性物質としては、自発分極が大きく、適当な螺旋ピッチを誘起する能力を持った材料であれば特に限定されるものではなく、一般にSmC相を示す液晶組成物に添加する材料として知られるものを使用することができる。特に少量の添加量で大きな自発分極を誘起できる材料であることが好ましい。このような光学活性物質としては、例えば、下記一般式:
Rc−Q−Za−Q−Zb−Q−Zc−Rd
(式中、Q、Q、Qは上記一般式と同じ意味を表し、Za、ZbおよびZcは−COO−、−OCO−、−CHO−、−OCH−、−CHCH−、−C≡C−、−CH=N−、−N=N−、−N(→O)=N−、−C(=O)S−または単結合であり、Rcは不斉炭素原子を有していてもよい直鎖状もしくは分岐状のアルキル基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、アルカノイルオキシ基またはアルコキシカルボニルオキシ基であり、Rdは不斉炭素原子を有する直鎖状もしくは分岐状のアルキル基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、アルカノイルオキシ基またはアルコキシカルボニルオキシ基であり、RcおよびRdはハロゲン原子、シアノ基、水酸基で置換されていてもよい。)で表される化合物を使用することができる。光学活性物質としては、上記化合物を1種単独でも2種以上を組み合わせて用いることもできる。
The optically active substance added to the host liquid crystal is not particularly limited as long as it is a material having a large spontaneous polarization and the ability to induce an appropriate helical pitch, and is generally added to a liquid crystal composition exhibiting an SmC phase. Any known material can be used. In particular, a material that can induce large spontaneous polarization with a small addition amount is preferable. Examples of such an optically active substance include the following general formula:
Rc-Q 1 -Za-Q 2 -Zb-Q 3 -Zc-Rd
(In the formula, Q 1 , Q 2 and Q 3 represent the same meaning as in the above general formula, and Za, Zb and Zc are —COO—, —OCO—, —CH 2 O—, —OCH 2 —, —CH 2, respectively. CH 2 —, —C≡C—, —CH═N—, —N═N—, —N (→ O) ═N—, —C (═O) S— or a single bond, and Rc is asymmetric. A linear or branched alkyl group which may have a carbon atom, an alkoxy group, an alkoxycarbonyl group, an alkanoyloxy group or an alkoxycarbonyloxy group, wherein Rd is a linear or branched group having an asymmetric carbon atom; And an alkyl group, an alkoxy group, an alkoxycarbonyl group, an alkanoyloxy group or an alkoxycarbonyloxy group, and Rc and Rd may be substituted with a halogen atom, a cyano group or a hydroxyl group. Can be used. As the optically active substance, the above compounds may be used alone or in combination of two or more.

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。   Specific examples of the ferroelectric liquid crystal passing through the SmA phase include “FELIXM4851-100” manufactured by AZ Electronic Materials.

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いては、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が45°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1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い。
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が45°よりも大きい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いる際、第1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°とすることができる。上述したように、実際の駆動時に第1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いからである。
In a liquid crystal display element using a ferroelectric liquid crystal exhibiting monostability, the transmittance depends on the tilt angle of liquid crystal molecules when a voltage is applied. When either positive or negative voltage is applied, the liquid crystal molecules are tilted on the cone. Therefore, for example, as shown in FIG. 12, the tilt angle of the liquid crystal molecules changes according to the magnitude of the applied voltage, and the transmittance changes. At this time, the transmittance is maximized when the tilt angle of the liquid crystal molecules from the monostable state is 45 °.
Therefore, in order to realize high transmittance, when a voltage is applied so that the first electrode layer becomes a negative electrode during actual driving, the inclination angle of the liquid crystal molecules from a monostable state can be 45 °. It is preferable to use a dielectric liquid crystal.
For example, when a ferroelectric liquid crystal having a maximum tilt angle δ from a monostable state of liquid crystal molecules as shown in FIG. 11 is larger than 45 °, when the liquid crystal display element is actually driven, When a voltage is applied so that the first electrode layer is a negative electrode, the inclination angle of the liquid crystal molecules from the monostable state can be set to 45 °. As described above, when a voltage is applied so that the first electrode layer becomes a negative electrode during actual driving, the direction of the liquid crystal molecules does not change approximately twice the tilt angle.

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。   A compound having an arbitrary function can be added to the ferroelectric liquid crystal depending on the function required for the liquid crystal display element. Examples of this compound include polymerizable monomers. By adding a polymerizable monomer to the ferroelectric liquid crystal and polymerizing the polymerizable monomer after the substrate bonding step, the alignment of the ferroelectric liquid crystal is so-called “polymer stabilization”, and excellent alignment stability is achieved. It is because it is obtained.

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く、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く、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。   The polymerizable monomer is not particularly limited as long as it is a compound that generates a polymer by a polymerization reaction, and is a thermosetting resin monomer that generates a polymerization reaction by heat treatment, and active radiation that generates a polymerization reaction by irradiation with actinic radiation. A curable resin monomer can be mentioned. Among these, it is preferable to use an actinic radiation curable resin monomer. When a thermosetting resin monomer is used, it is necessary to perform a heating process in order to cause a polymerization reaction. Therefore, the regular arrangement of the ferroelectric liquid crystal is impaired by such a heating process, There is a risk of inducing a phase transition. On the other hand, when the actinic radiation curable resin monomer is used, there is no such fear, and the alignment of the ferroelectric liquid crystal is hardly harmed by the polymerization reaction.

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ができる。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。   Examples of the actinic radiation curable resin monomer include an electron beam curable resin monomer that undergoes a polymerization reaction upon irradiation with an electron beam, and a photocurable resin monomer that undergoes a polymerization reaction upon irradiation with light. Among these, it is preferable to use a photocurable resin monomer. It is because a manufacturing process can be simplified by using a photocurable resin monomer.

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。中でも波長が250nm〜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。   The photocurable resin monomer is not particularly limited as long as it causes a polymerization reaction when irradiated with light having a wavelength in the range of 150 nm to 500 nm. Among them, it is preferable to use an ultraviolet curable resin monomer that generates a polymerization reaction when irradiated with light having a wavelength in the range of 250 nm to 450 nm, particularly in the range of 300 nm to 400 nm. This is because it has advantages in terms of the ease of the irradiation apparatus.

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、アク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。   The polymerizable functional group possessed by the ultraviolet curable resin monomer is not particularly limited as long as it causes a polymerization reaction upon irradiation with ultraviolet rays in the above wavelength region. In particular, it is preferable to use an ultraviolet curable resin monomer having an acrylate group.

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く、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。   Further, the UV curable resin monomer may be a monofunctional monomer having one polymerizable functional group in one molecule, or a polyfunctional having two or more polymerizable functional groups in one molecule. It may be a monomer. Among these, it is preferable to use a polyfunctional monomer. By using a polyfunctional monomer, a stronger polymer network can be formed, so that the intermolecular force and the polymer network at the alignment film interface can be strengthened. Thereby, the disorder of the alignment of the ferroelectric liquid crystal due to the temperature change can be suppressed.

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。   Among the polyfunctional monomers, bifunctional monomers having a polymerizable functional group at both ends of the molecule are preferably used. By having a polymerizable functional group at both ends of the molecule, it is possible to form a polymer network with a wide interval between polymers, and to prevent a decrease in driving voltage of the ferroelectric liquid crystal due to the inclusion of a polymer of a polymerizable monomer. Because.

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い。このような紫外線硬化性液晶モノマーが好ましい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。   Of the ultraviolet curable resin monomers, it is preferable to use an ultraviolet curable liquid crystal monomer that exhibits liquid crystallinity. The reason why such an ultraviolet curable liquid crystal monomer is preferable is as follows. That is, since the ultraviolet curable liquid crystal monomer exhibits liquid crystallinity, it can be regularly arranged by the alignment regulating force of the alignment film. For this reason, the ultraviolet curable liquid crystal monomer can be fixed while maintaining the regular alignment state by causing a polymerization reaction after the ultraviolet light curable liquid crystal monomer is regularly arranged. By the presence of the polymer having such a regular alignment state, the alignment stability of the ferroelectric liquid crystal can be improved, and excellent heat resistance and impact resistance can be obtained.

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く、例えば、N相、SmA相、SmC相を挙げることができる。   The liquid crystal phase exhibited by the ultraviolet curable liquid crystal monomer is not particularly limited, and examples thereof include an N phase, an SmA phase, and an SmC phase.

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。   Examples of the ultraviolet curable liquid crystal monomer used in the present invention include compounds represented by the following formulas (1) to (3).

Figure 0005391538
Figure 0005391538

上記式(1),(2)において、A、B、D、EおよびFはベンゼン、シクロヘキサンまたはピリミジンを表し、これらはハロゲン等の置換基を有していてもよい。また、AおよびB、あるいはDおよびEは、アセチレン基、メチレン基、エステル基等の結合基を介して結合していてもよい。MおよびMは、水素原子、炭素数3〜9のアルキル基、炭素数3〜9のアルコキシカルボニル基、またはシアノ基のいずれであってもよい。さらに、分子鎖末端のアクリロイルオキシ基とAまたはDとは、炭素数3〜6のアルキレン基等の結合基を介して結合していてもよい。 In the above formulas (1) and (2), A, B, D, E and F represent benzene, cyclohexane or pyrimidine, and these may have a substituent such as halogen. A and B, or D and E may be bonded via a bonding group such as an acetylene group, a methylene group, or an ester group. M 1 and M 2 may be any of a hydrogen atom, an alkyl group having 3 to 9 carbon atoms, an alkoxycarbonyl group having 3 to 9 carbon atoms, or a cyano group. Further, the acryloyloxy group at the end of the molecular chain and A or D may be bonded via a bonding group such as an alkylene group having 3 to 6 carbon atoms.

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のアルケニル、炭素数1〜20のアルキルオキシ、炭素数1〜20のアルキルオキシカルボニル、ホルミル、炭素数1〜20のアルキルカルボニル、炭素数1〜20のアルキルカルボニルオキシ、ハロゲン、シアノまたはニトロを表す。   In the above formula (3), Y is hydrogen, alkyl having 1 to 20 carbons, alkenyl having 1 to 20 carbons, alkyloxy having 1 to 20 carbons, alkyloxycarbonyl having 1 to 20 carbons, It represents formyl, alkylcarbonyl having 1 to 20 carbons, alkylcarbonyloxy having 1 to 20 carbons, halogen, cyano or nitro.

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る。   Among the above, the compounds represented by the following formulas can be exemplified as those suitably used.

Figure 0005391538
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Figure 0005391538
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Figure 0005391538
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また、上記重合性モノマーは、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。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。   Moreover, the said polymerizable monomer may be used independently and may be used in combination of 2 or more type. When two or more different polymerizable monomers are used, for example, an ultraviolet curable liquid crystal monomer represented by the above formula and another ultraviolet curable resin monomer can be used.

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、重合性モノマーを重合させることにより得られる重合物としては、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く、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い。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ができるからである。   When an ultraviolet curable liquid crystal monomer is used as the polymerizable monomer, the polymer obtained by polymerizing the polymerizable monomer includes a main chain that exhibits liquid crystallinity by having an atomic group exhibiting liquid crystallinity in the main chain. It may be a chain liquid crystal polymer, or may be a side chain liquid crystal polymer in which the side chain exhibits liquid crystallinity by having an atomic group exhibiting liquid crystallinity in the side chain. Especially, it is preferable that the polymer of a polymerizable monomer is a side chain liquid crystal type polymer. This is because the presence of an atomic group exhibiting liquid crystallinity in the side chain increases the degree of freedom of the atomic group, so that the atomic group exhibiting liquid crystallinity is easily aligned. Further, as a result, the alignment stability of the ferroelectric liquid crystal can be improved.

重合性モノマーの添加量としては、強誘電性液晶の配向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るものではないが、強誘電性液晶および重合性モノマーの全質量に対して、0.5質量%〜30質量%の範囲内が好ましく、より好ましくは1質量%〜20質量%の範囲内、さらに好ましくは1質量%〜10質量%の範囲内である。重合性モノマーの添加量が上記範囲よりも多いと、強誘電性液晶の駆動電圧が増加したり、応答速度が低下したりする場合があるからである。また、重合性モノマーの添加量が上記範囲よりも少ないと、強誘電性液晶の配向安定性が不十分となり、耐熱性や耐衝撃性が低下する可能性があるからである。   The addition amount of the polymerizable monomer is not particularly limited as long as the alignment stability of the ferroelectric liquid crystal is within a desired range, but is not limited to the total mass of the ferroelectric liquid crystal and the polymerizable monomer. In the range of 0.5% by mass to 30% by mass, more preferably in the range of 1% by mass to 20% by mass, and still more preferably in the range of 1% by mass to 10% by mass. This is because if the addition amount of the polymerizable monomer is larger than the above range, the driving voltage of the ferroelectric liquid crystal may increase or the response speed may decrease. Further, when the addition amount of the polymerizable monomer is less than the above range, the alignment stability of the ferroelectric liquid crystal becomes insufficient, and the heat resistance and impact resistance may be lowered.

本発明においては、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。   In the present invention, since the ferroelectric liquid crystal exhibits monostability, a liquid crystal display element that can be driven by an active matrix method using a thin film transistor (TFT) and can control gradation by voltage modulation is provided. Can be obtained.

2.液晶側基板調製工程
本発明においては、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を調製する液晶側基板調製工程を行ってもよい。液晶側基板調製工程は、第1電極層が形成された第1基材上に第1配向膜を形成する第1配向膜形成工程を有していればよいが、さらに、第1配向膜上に反応性液晶を固定化してなる反応性液晶層を形成する反応性液晶層形成工程を有していることが好ましい。また、第1基材上に隔壁を形成する隔壁形成工程を有していることも好ましい。この場合には、隔壁形成工程後に第1配向膜形成工程が行われる。
以下、液晶側基板調製工程における各工程について説明する。
2. Liquid Crystal Side Substrate Preparation Step In the present invention, a liquid crystal side substrate preparation step of preparing a liquid crystal side substrate in which the first electrode layer and the first alignment film are laminated in this order on the first base material may be performed. The liquid crystal side substrate preparation step may include a first alignment film forming step for forming the first alignment film on the first base material on which the first electrode layer is formed, and further on the first alignment film. It is preferable to have a reactive liquid crystal layer forming step of forming a reactive liquid crystal layer formed by fixing the reactive liquid crystal. Moreover, it is also preferable to have the partition formation process which forms a partition on the 1st base material. In this case, the first alignment film forming step is performed after the partition wall forming step.
Hereinafter, each process in the liquid crystal side substrate preparation process will be described.

(1)第1配向膜形成工程
本発明における第1配向膜形成工程は、第1電極層が形成された第1基材上に第1配向膜を形成する工程である。
(1) First alignment film forming step The first alignment film forming step in the present invention is a step of forming the first alignment film on the first substrate on which the first electrode layer is formed.

第1配向膜の形成方法としては、上記強誘電性液晶を配向させることが可能な第1配向膜が得られる方法であれば特に限定されるものではない。例えば、第1電極層上に膜を形成し、この膜にラビング処理、光配向処理等を施して第1配向膜を形成することができる。   The method for forming the first alignment film is not particularly limited as long as the first alignment film capable of aligning the ferroelectric liquid crystal is obtained. For example, a first alignment film can be formed by forming a film on the first electrode layer and subjecting this film to rubbing treatment, photo-alignment treatment, or the like.

第1配向膜が光配向処理されたものである場合には、強誘電性液晶の自発分極の向きを効果的に制御することができる。また、光配向処理は、非接触配向処理であることから静電気や塵の発生がなく、定量的な配向処理の制御ができる点で有用である。   When the first alignment film is subjected to photo-alignment treatment, the direction of spontaneous polarization of the ferroelectric liquid crystal can be effectively controlled. In addition, since the photo-alignment process is a non-contact alignment process, there is no generation of static electricity or dust, and it is useful in that the quantitative alignment process can be controlled.

一方、第1配向膜がラビング処理されたラビング膜である場合には、ジグザグ欠陥やヘアピン欠陥の発生を効果的に抑制することができる。
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ェブロン構造を有し、この曲げの方向によって液晶分子の長軸方向が異なるドメインが形成され、その境界面にジグザグ欠陥やヘアピン欠陥と呼ばれる配向欠陥が発生しやすい。このジグザグ欠陥やヘアピン欠陥の発生を防ぐためには、プレチルト角を大きくすることが有効である。
ラビング膜では比較的高いプレチルト角を実現することができる。したがって、第1配向膜をラビング膜とすることにより、ジグザグ欠陥やヘアピン欠陥の発生を効果的に抑制することができるのである。
On the other hand, when the first alignment film is a rubbing film subjected to rubbing treatment, it is possible to effectively suppress the occurrence of zigzag defects and hairpin defects.
In general, a ferroelectric liquid crystal having a phase sequence passing through an SmA phase has a chevron structure in which a smectic layer is shrunk in order to compensate for the volume change in the process of phase change, and the smectic layer has a reduced interval. Domains having different major axis directions of liquid crystal molecules are formed depending on the bending direction, and alignment defects called zigzag defects and hairpin defects are likely to occur at the boundary surfaces. In order to prevent the occurrence of zigzag defects and hairpin defects, it is effective to increase the pretilt angle.
With the rubbing film, a relatively high pretilt angle can be realized. Therefore, the occurrence of zigzag defects and hairpin defects can be effectively suppressed by using the first alignment film as a rubbing film.

中でも、後述の反応性液晶層形成工程を行わない場合には、光配向処理によって第1配向膜を形成することが好ましい。上述したように、第1配向膜が光配向処理されたものである場合には、強誘電性液晶の自発分極の向きを効果的に制御することができるからである。   Especially, when not performing the below-mentioned reactive liquid crystal layer formation process, it is preferable to form a 1st alignment film by a photo-alignment process. This is because, as described above, when the first alignment film is subjected to photo-alignment treatment, the direction of spontaneous polarization of the ferroelectric liquid crystal can be effectively controlled.

また、後述の反応性液晶層形成工程を行う場合には、第1配向膜がラビング処理されたラビング膜であることが好ましい。ラビング膜上に反応性液晶層を形成する場合、ラビング膜の配向規制力によって反応性液晶が配向するため、ラビング膜上に形成された反応性液晶層でも、ラビング膜と同様に、比較的高いプレチルト角を実現することができる。したがって、第1配向膜がラビング膜であり、ラビング膜上に反応性液晶層を形成する場合には、ジグザグ欠陥やヘアピン欠陥の発生を効果的に抑制することができる。   Moreover, when performing the reactive liquid crystal layer formation process mentioned later, it is preferable that the 1st alignment film is a rubbing film by which the rubbing process was carried out. When the reactive liquid crystal layer is formed on the rubbing film, the reactive liquid crystal is aligned by the alignment regulating force of the rubbing film. A pretilt angle can be realized. Therefore, when the first alignment film is a rubbing film and a reactive liquid crystal layer is formed on the rubbing film, the occurrence of zigzag defects and hairpin defects can be effectively suppressed.

以下、光配向処理により第1配向膜を形成する方法およびラビング処理により第1配向膜を形成する方法について説明する。   Hereinafter, a method for forming the first alignment film by the photo-alignment process and a method for forming the first alignment film by the rubbing process will be described.

(i)光配向処理
光配向処理により第1配向膜を形成する場合には、第1電極層上に光配向性材料を塗布して塗膜を形成し、この塗膜に偏光を制御した光を照射し、光励起反応(分解、異性化、二量化)を生じさせて塗膜に異方性を付与することにより、第1配向膜を形成することができる。
(I) Photo-alignment treatment When the first alignment film is formed by the photo-alignment treatment, a photo-alignable material is applied on the first electrode layer to form a coating film, and light with polarization controlled on the coating film The first alignment film can be formed by causing photoexcitation reaction (decomposition, isomerization, dimerization) to impart anisotropy to the coating film.

本発明に用いられる光配向性材料としては、光を照射して光励起反応を生じることにより、強誘電性液晶を配向させる効果(光配列性:photoaligning)を有するものであれば特に限定されるものではない。この光配向性材料としては、大きく、光反応を生じることにより配向膜に異方性を付与する光反応型材料と、光異性化反応を生じることにより配向膜に異方性を付与する光異性化型材料とに分けることができる。
以下、光反応型材料および光異性化型材料について説明する。
The photo-alignment material used in the present invention is not particularly limited as long as it has an effect of aligning ferroelectric liquid crystals (photoalignment) by irradiating light and causing a photoexcitation reaction. is not. This photo-alignable material is largely divided into a photoreactive material that imparts anisotropy to the alignment film by causing a photoreaction, and a photoisomerism that imparts anisotropy to the alignment film by causing a photoisomerization reaction. It can be divided into chemical materials.
Hereinafter, the photoreactive material and the photoisomerizable material will be described.

(光反応型材料)
本発明に用いられる光反応型材料としては、光反応を生じることにより配向膜に異方性を付与するものであれば特に限定されるものではないが、光二量化反応または光分解反応を生じることにより配向膜に異方性を付与するものであることが好ましい。
(Photoreactive material)
The photoreactive material used in the present invention is not particularly limited as long as it imparts anisotropy to the alignment film by causing a photoreaction, but it causes a photodimerization reaction or a photodecomposition reaction. It is preferable that the alignment film is provided with anisotropy.

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。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、配向膜に異方性を付与することができるものである。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配向膜に異方性を付与する光二量化型材料を用いることがより好ましい。   Here, the photodimerization reaction refers to a reaction in which reaction sites aligned in the polarization direction by light irradiation undergo radical polymerization and two molecules are polymerized. This reaction stabilizes the alignment in the polarization direction and is anisotropic to the alignment film. It is possible to impart sex. The photodegradation reaction is a reaction that decomposes molecular chains such as polyimide oriented in the polarization direction by light irradiation. This reaction leaves molecular chains oriented in the direction perpendicular to the polarization direction, and is anisotropic to the alignment film. It is possible to impart sex. Among them, it is more preferable to use a photodimerization-type material that imparts anisotropy to the alignment film by a photodimerization reaction because of high exposure sensitivity and a wide range of material selection.

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性を付与することができるからである。   The photodimerization type material is not particularly limited as long as it can impart anisotropy to the alignment film by a photodimerization reaction, but has a radical polymerizable functional group and has a polarization direction. It is preferable to contain a photodimerization reactive compound having dichroism with different absorption. This is because by radical polymerization of the reaction site oriented in the polarization direction, the orientation of the photodimerization reactive compound is stabilized and anisotropy can be easily imparted to the orientation film.

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。   Examples of the photodimerization reactive compound having such characteristics include a dimerization reactive polymer having at least one reactive site selected from cinnamate ester, coumarin, quinoline, chalcone group and cinnamoyl group as a side chain. Can do.

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、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。   Among these, the photodimerization reactive compound is preferably a dimerization reactive polymer containing cinnamate, coumarin or quinoline as a side chain. This is because anisotropy can be easily imparted to the alignment film by radical polymerization of α and β unsaturated ketone double bonds aligned in the polarization direction as reaction sites.

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。   The main chain of the dimerization reactive polymer is not particularly limited as long as it is generally known as a polymer main chain, but the reaction sites of the side chains such as aromatic hydrocarbon groups are not limited. It is preferable that it does not have a substituent containing a lot of π electrons that hinders the interaction.

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、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、第1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。   The weight average molecular weight of the dimerization reactive polymer is not particularly limited, but is preferably in the range of 5,000 to 40,000, and is preferably in the range of 10,000 to 20,000. Is more preferable. The weight average molecular weight can be measured by a gel permeation chromatography (GPC) method. If the weight-average molecular weight of the dimerization reactive polymer is too small, it may not be possible to impart appropriate anisotropy to the alignment film. On the other hand, if it is too large, the viscosity of the coating liquid at the time of forming the first alignment film increases, and it may be difficult to form a uniform coating film.

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る。   An example of the dimerization reactive polymer is a compound represented by the following formula (4).

Figure 0005391538
Figure 0005391538

上記式(4)において、M11およびM12は、それぞれ独立して、単重合体または共重合体の単量体単位を表す。例えば、エチレン、アクリレート、メタクリレート、2−クロロアクリレート、アクリルアミド、メタクリルアミド、2−クロロアクリルアミド、スチレン誘導体、マレイン酸誘導体、シロキサンなどが挙げられる。M12としては、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、メタクリレート、メチルメタクリレート、ヒドロキシアルキルアクリレートまたはヒドロキシアルキルメタクリレートであってもよい。xおよびyは、共重合体とした場合の各単量体単位のモル比を表すものであり、それぞれ、0<x≦1、0≦y<1であり、かつ、x+y=1を満たす数である。nは4〜30,000の整数を表す。DおよびDは、スペーサー単位を表す。 In the above formula (4), M 11 and M 12 each independently represent a monomer unit of a homopolymer or a copolymer. Examples thereof include ethylene, acrylate, methacrylate, 2-chloroacrylate, acrylamide, methacrylamide, 2-chloroacrylamide, styrene derivatives, maleic acid derivatives, and siloxane. M 12 may be acrylonitrile, methacrylonitrile, methacrylate, methyl methacrylate, hydroxyalkyl acrylate or hydroxyalkyl methacrylate. x and y represent the molar ratio of each monomer unit in the case of a copolymer, and are numbers satisfying 0 <x ≦ 1, 0 ≦ y <1 and satisfying x + y = 1, respectively. It is. n represents an integer of 4 to 30,000. D 1 and D 2 represent spacer units.

は−A−(Z−B−Z−で表される基であり、Rは−A−(Z−B−Z−で表される基である。ここで、AおよびBは、それぞれ独立して、共有単結合、ピリジン−2,5−ジイル、ピリミジン−2,5−ジイル、1,4−シクロヘキシレン、1,3−ジオキサン−2,5−ジイル、または置換基を有していてもよい1,4−フェニレンを表す。また、ZおよびZは、それぞれ独立して、共有単結合、−CH−CH−、−CHO−、−OCH−、−CONR−、−RNCO−、−COO−または−OOC−を表す。Rは、水素原子または低級アルキル基であり、Zは、水素原子、置換基を有していてもよい、炭素数1〜12のアルキルまたはアルコキシ、シアノ、ニトロ、ハロゲンである。zは、0〜4の整数である。Eは、光二量化反応部位を表し、例えば、ケイ皮酸エステル、クマリン、キノリン、カルコン基、シンナモイル基などが挙げられる。jおよびkは、それぞれ独立して、0または1である。 R 1 is a group represented by -A 1- (Z 1 -B 1 ) z -Z 2- , and R 2 is represented by -A 1- (Z 1 -B 1 ) z -Z 3-. It is a group. Here, A 1 and B 1 are each independently a covalent single bond, pyridine-2,5-diyl, pyrimidine-2,5-diyl, 1,4-cyclohexylene, 1,3-dioxane-2, It represents 5-diyl or 1,4-phenylene which may have a substituent. Z 1 and Z 2 are each independently a covalent single bond, —CH 2 —CH 2 —, —CH 2 O—, —OCH 2 —, —CONR—, —RNCO—, —COO— or — Represents OOC-. R is a hydrogen atom or a lower alkyl group, and Z 3 is a hydrogen atom or an alkyl or alkoxy having 1 to 12 carbon atoms, which may have a substituent, cyano, nitro, or halogen. z is an integer of 0-4. E 1 represents a photodimerization reaction site, and examples thereof include cinnamic acid ester, coumarin, quinoline, chalcone group, cinnamoyl group and the like. j and k are each independently 0 or 1.

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ができる。   Specific examples of such a dimerization reactive polymer include compounds represented by the following formulas (5) to (8).

Figure 0005391538
Figure 0005391538

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。   More specific examples of the dimerization reactive polymer include compounds represented by the following formulas (9) to (12).

Figure 0005391538
Figure 0005391538

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。   As the photodimerization reactive compound, various photodimerization reaction sites and substituents can be selected from the above-mentioned compounds according to the required characteristics. Moreover, the photodimerization reactive compound can also be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.

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、第1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。   Moreover, the photodimerization-type material may contain the additive in the range which does not prevent the photo-alignment property of a 1st alignment film other than the said photodimerization reactive compound. Examples of the additive include a polymerization initiator and a polymerization inhibitor.

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。   The polymerization initiator or polymerization inhibitor may be appropriately selected from generally known compounds according to the type of the photodimerization reactive compound. The addition amount of the polymerization initiator or the polymerization inhibitor is preferably in the range of 0.001% by mass to 20% by mass, and in the range of 0.1% by mass to 5% by mass with respect to the photodimerization reactive compound. It is more preferable that This is because if the addition amount of the polymerization initiator or polymerization inhibitor is too small, the polymerization may not be started (prohibited), whereas if too large, the reaction may be inhibited.

一方、光分解反応を利用した光分解型材料としては、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。   On the other hand, examples of the photodecomposable material utilizing a photodecomposition reaction include polyimide “RN1199” manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.

光反応型材料が光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。   The wavelength region of light that causes photoreaction of the photoreactive material is preferably in the range of ultraviolet light, that is, in the range of 10 nm to 400 nm, and more preferably in the range of 250 nm to 380 nm.

(光異性化型材料)
本発明に用いられる光異性化型材料としては、光異性化反応を生じることにより配向膜に異方性を付与するもの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。
(Photoisomerization type material)
The photoisomerization type material used in the present invention is not particularly limited as long as it imparts anisotropy to the alignment film by causing a photoisomerization reaction, but it causes a photoisomerization reaction. It is preferable that it contains a photoisomerization reactive compound that imparts anisotropy to the alignment film. By including such a photoisomerization-reactive compound, a stable isomer among a plurality of isomers is increased by light irradiation, whereby anisotropy can be easily imparted to the alignment film. is there.

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、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。   The photoisomerization reactive compound is not particularly limited as long as it is a material having the above-mentioned characteristics, but has a dichroism that makes absorption different depending on the polarization direction, and can be irradiated by light irradiation. It is preferable that it causes an isomerization reaction. This is because anisotropy can be easily imparted to the alignment film by causing isomerization of the reaction site oriented in the polarization direction of the photoisomerization reactive compound having such characteristics.

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、それにより配向膜に異方性を付与することができるからである。   Further, the photoisomerization reaction in which the photoisomerization reactive compound is generated is preferably a cis-trans isomerization reaction. This is because isomers of either the cis form or the trans form are increased by light irradiation, whereby anisotropy can be imparted to the alignment film.

このような光異性化反応性化合物としては、単分子化合物、または、光もしくは熱により重合する重合性モノマーを挙げることができる。これらは用いられる強誘電性液晶の種類に応じて適宜選択すればよいが、光照射により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、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。   Examples of such photoisomerization-reactive compounds include monomolecular compounds and polymerizable monomers that are polymerized by light or heat. These may be selected as appropriate according to the type of ferroelectric liquid crystal used. However, it is possible to stabilize the anisotropy by polymerizing after imparting anisotropy to the alignment film by light irradiation. Since it can be performed, it is preferable to use a polymerizable monomer. Among such polymerizable monomers, an acrylate monomer and a methacrylate monomer are preferable because anisotropy is imparted to the alignment film and the polymer can be easily polymerized while maintaining the anisotropy in a good state.

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。   The polymerizable monomer may be a monofunctional monomer or a polyfunctional monomer. However, since the anisotropy of the alignment film due to polymerization becomes more stable, it is a bifunctional monomer. Preferably there is.

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。   Specific examples of such a photoisomerization-reactive compound include compounds having a cis-trans isomerization-reactive skeleton such as an azobenzene skeleton or a stilbene skeleton.

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。   In this case, the number of cis-trans isomerization reactive skeletons contained in the molecule may be one or two or more, but the alignment control of the ferroelectric liquid crystal becomes easy. Two are preferable.

上記シス−トランス異性化反応性骨格は、液晶分子との相互作用をより高めるために置換基を有していてもよい。置換基は、液晶分子との相互作用を高めることができ、かつ、シス−トランス異性化反応性骨格の配向を妨げないものであれば特に限定されるものではなく、例えば、カルボキシル基、スルホン酸ナトリウム基、水酸基などが挙げられる。これらの構造は、用いられる強誘電性液晶の種類に応じて、適宜選択することができる。   The cis-trans isomerization reactive skeleton may have a substituent in order to further enhance the interaction with the liquid crystal molecules. The substituent is not particularly limited as long as it can enhance the interaction with the liquid crystal molecules and does not interfere with the orientation of the cis-trans isomerization reactive skeleton, and examples thereof include a carboxyl group and a sulfonic acid. A sodium group, a hydroxyl group, etc. are mentioned. These structures can be appropriately selected depending on the type of ferroelectric liquid crystal used.

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−、−CH−CH−、−CHO−、−OCH−などが挙げられる。 In addition to the cis-trans isomerization reactive skeleton, the photoisomerization reactive compound contains many π electrons such as aromatic hydrocarbon groups so that the interaction with the liquid crystal molecules can be further enhanced. It may have an included group, and the cis-trans isomerization reactive skeleton and the aromatic hydrocarbon group may be bonded via a bonding group. The bonding group is not particularly limited as long as it can enhance the interaction with the liquid crystal molecule. For example, —COO—, —OCO—, —O—, —C≡C—, —CH 2 —CH 2- , —CH 2 O—, —OCH 2 — and the like can be mentioned.

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、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。   In addition, when using a polymerizable monomer as a photoisomerization reactive compound, it is preferable to have the said cis-trans isomerization reactive skeleton as a side chain. By having the cis-trans isomerization reactive skeleton as a side chain, the effect of anisotropy imparted to the alignment film becomes larger, and it is particularly suitable for controlling the alignment of ferroelectric liquid crystals. Because it becomes. In this case, the aromatic hydrocarbon group or bonding group contained in the molecule is contained in the side chain together with the cis-trans isomerization reactive skeleton so that the interaction with the liquid crystal molecule is enhanced. It is preferable.

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。   Further, the side chain of the polymerizable monomer may have an aliphatic hydrocarbon group such as an alkylene group as a spacer so that the cis-trans isomerization reactive skeleton can be easily oriented.

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。   Among the photoisomerization reactive compounds of the monomolecular compound or polymerizable monomer as described above, the photoisomerization reactive compound used in the present invention is preferably a compound having an azobenzene skeleton in the molecule. This is because the azobenzene skeleton contains a lot of π electrons, and thus has a high interaction with liquid crystal molecules and is particularly suitable for controlling the alignment of ferroelectric liquid crystals.

以下、アゾベンゼン骨格が光異性化反応を生じることにより配向膜に異方性を付与できる理由について説明する。まず、アゾベンゼン骨格に、直線偏光紫外光を照射すると、下記式に示されるように、分子長軸が偏光方向に配向しているトランス体のアゾベンゼン骨格が、シス体に変化する。   Hereinafter, the reason why the azobenzene skeleton can impart anisotropy to the alignment film by causing a photoisomerization reaction will be described. First, when the azobenzene skeleton is irradiated with linearly polarized ultraviolet light, the trans azobenzene skeleton having the molecular long axis oriented in the polarization direction is changed to a cis isomer as shown in the following formula.

Figure 0005391538
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アゾベンゼン骨格のシス体は、トランス体に比べて化学的に不安定であるため、熱的にまたは可視光を吸収してトランス体に戻るが、このとき、上記式の左のトランス体になるか右のトランス体になるかは同じ確率で起こる。そのため、紫外光を吸収し続けると、右側のトランス体の割合が増加し、アゾベンゼン骨格の平均配向方向は紫外光の偏光方向に対して垂直になる。本発明においては、この現象を利用することにより、アゾベンゼン骨格の配向方向を揃え、配向膜に異方性を付与し、その膜上の液晶分子の配向を制御することができるのである。   Since the cis isomer of the azobenzene skeleton is chemically unstable compared to the trans isomer, it thermally or absorbs visible light and returns to the trans isomer. Whether to become the right transformer body occurs with the same probability. Therefore, if the ultraviolet light is continuously absorbed, the ratio of the right-side trans isomer increases, and the average orientation direction of the azobenzene skeleton becomes perpendicular to the polarization direction of the ultraviolet light. In the present invention, by utilizing this phenomenon, the alignment direction of the azobenzene skeleton can be aligned, anisotropy can be imparted to the alignment film, and the alignment of liquid crystal molecules on the film can be controlled.

このような分子内にアゾベンゼン骨格を有する化合物のうち、単分子化合物としては、例えば、下記式(13)で表される化合物を挙げることができる。   Among such compounds having an azobenzene skeleton in the molecule, examples of the monomolecular compound include compounds represented by the following formula (13).

Figure 0005391538
Figure 0005391538

上記式(13)において、R41は各々独立して、ヒドロキシ基を表す。R42は−(A41−B41−A41−(D41−で表される連結基を表し、R43は(D41−(A41−B41−A41−で表される連結基を表す。ここで、A41は二価の炭化水素基を表し、B41は−O−、−COO−、−OCO−、−CONH−、−NHCO−、−NHCOO−または−OCONH−を表し、mは0〜3の整数を表す。D41は、mが0のとき二価の炭化水素基を表し、mが1〜3の整数のとき−O−、−COO−、−OCO−、−CONH−、−NHCO−、−NHCOO−または−OCONH−を表し、nは0または1を表す。R44は各々独立して、ハロゲン原子、カルボキシ基、ハロゲン化メチル基、ハロゲン化メトキシ基、シアノ基、ニトロ基、メトキシ基またはメトキシカルボニル基を表す。ただし、カルボキシ基はアルカリ金属と塩を形成していてもよい。R45は各々独立して、カルボキシ基、スルホ基、ニトロ基、アミノ基またはヒドロキシ基を表す。ただし、カルボキシ基またはスルホ基はアルカリ金属と塩を形成していてもよい。 In the above formula (13), R 41 each independently represents a hydroxy group. R 42 is - (A 41 -B 41 -A 41 ) m - (D 41) n - represents a linking group represented by, R 43 is (D 41) n - (A 41 -B 41 -A 41) m represents a linking group represented by-. Here, A 41 represents a divalent hydrocarbon group, B 41 represents —O—, —COO—, —OCO—, —CONH—, —NHCO—, —NHCOO— or —OCONH—, and m represents Represents an integer of 0 to 3; D 41 represents a divalent hydrocarbon group when m is 0, and —O—, —COO—, —OCO—, —CONH—, —NHCO—, —NHCOO— when m is an integer of 1 to 3. Alternatively, -OCONH- is represented, and n represents 0 or 1. R 44 each independently represents a halogen atom, a carboxy group, a halogenated methyl group, a halogenated methoxy group, a cyano group, a nitro group, a methoxy group or a methoxycarbonyl group. However, the carboxy group may form a salt with an alkali metal. R 45 each independently represents a carboxy group, a sulfo group, a nitro group, an amino group or a hydroxy group. However, the carboxy group or the sulfo group may form a salt with the alkali metal.

上記式(13)で表される化合物の具体例としては、下記式(14)〜(17)で表される化合物を挙げることができる。   Specific examples of the compound represented by the above formula (13) include compounds represented by the following formulas (14) to (17).

Figure 0005391538
Figure 0005391538

また、上記アゾベンゼン骨格を側鎖として有する重合性モノマーとしては、例えば、下記式(18)で表される化合物を挙げることができる。   Examples of the polymerizable monomer having the azobenzene skeleton as a side chain include compounds represented by the following formula (18).

Figure 0005391538
Figure 0005391538

上記式(18)において、R51は各々独立して、(メタ)アクリロイルオキシ基、(メタ)アクリルアミド基、ビニルオキシ基、ビニルオキシカルボニル基、ビニルイミノカルボニル基、ビニルイミノカルボニルオキシ基、ビニル基、イソプロペニルオキシ基、イソプロペニルオキシカルボニル基、イソプロペニルイミノカルボニル基、イソプロペニルイミノカルボニルオキシ基、イソプロペニル基またはエポキシ基を表す。R52は−(A51−B51−A51−(D51−で表される連結基を表し、R53は(D51−(A51−B51−A51−で表される連結基を表す。ここで、A51は二価の炭化水素基を表し、B51は−O−、−COO−、−OCO−、−CONH−、−NHCO−、−NHCOO−または−OCONH−を表し、mは0〜3の整数を表す。D51は、mが0のとき二価の炭化水素基を表し、mが1〜3の整数のとき−O−、−COO−、−OCO−、−CONH−、−NHCO−、−NHCOO−または−OCONH−を表し、nは0または1を表す。R54は各々独立して、ハロゲン原子、カルボキシ基、ハロゲン化メチル基、ハロゲン化メトキシ基、シアノ基、ニトロ基、メトキシ基またはメトキシカルボニル基を表す。ただし、カルボキシ基はアルカリ金属と塩を形成していてもよい。R55は各々独立して、カルボキシ基、スルホ基、ニトロ基、アミノ基またはヒドロキシ基を表す。ただし、カルボキシ基またはスルホ基はアルカリ金属と塩を形成していてもよい。 In the above formula (18), each R 51 is independently (meth) acryloyloxy group, (meth) acrylamide group, vinyloxy group, vinyloxycarbonyl group, vinyliminocarbonyl group, vinyliminocarbonyloxy group, vinyl group, An isopropenyloxy group, an isopropenyloxycarbonyl group, an isopropenyliminocarbonyl group, an isopropenyliminocarbonyloxy group, an isopropenyl group, or an epoxy group is represented. R 52 is - (A 51 -B 51 -A 51 ) m - (D 51) n - represents a linking group represented by, R 53 is (D 51) n - (A 51 -B 51 -A 51) m represents a linking group represented by-. Here, A 51 represents a divalent hydrocarbon group, B 51 represents —O—, —COO—, —OCO—, —CONH—, —NHCO—, —NHCOO— or —OCONH—, and m represents Represents an integer of 0 to 3; D 51 represents a divalent hydrocarbon group when m is 0, and when m is an integer of 1 to 3, —O—, —COO—, —OCO—, —CONH—, —NHCO—, —NHCOO— Alternatively, -OCONH- is represented, and n represents 0 or 1. R 54 each independently represents a halogen atom, a carboxy group, a halogenated methyl group, a halogenated methoxy group, a cyano group, a nitro group, a methoxy group or a methoxycarbonyl group. However, the carboxy group may form a salt with an alkali metal. R 55 each independently represents a carboxy group, a sulfo group, a nitro group, an amino group or a hydroxy group. However, the carboxy group or the sulfo group may form a salt with the alkali metal.

上記式(18)で表される化合物の具体例としては、下記式(19)〜(22)で表される化合物を挙げることができる。   Specific examples of the compound represented by the above formula (18) include compounds represented by the following formulas (19) to (22).

Figure 0005391538
Figure 0005391538

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。   In the present invention, various cis-trans isomerization reactive skeletons and substituents can be selected from such photoisomerization reactive compounds according to required characteristics. In addition, these photoisomerization reactive compounds can also be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.

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。   In addition to the photoisomerization reactive compound, the photoisomerization type material may contain an additive within a range that does not interfere with the photoalignment of the alignment film. When a polymerizable monomer is used as the photoisomerization reactive compound, examples of the additive include a polymerization initiator and a polymerization inhibitor.

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。   The polymerization initiator or polymerization inhibitor may be appropriately selected from generally known compounds according to the type of photoisomerization reactive compound. The addition amount of the polymerization initiator or polymerization inhibitor is preferably in the range of 0.001% by mass to 20% by mass, and in the range of 0.1% by mass to 5% by mass with respect to the photoisomerization reactive compound. More preferably, it is within. This is because if the addition amount of the polymerization initiator or polymerization inhibitor is too small, the polymerization may not be started (prohibited), whereas if too large, the reaction may be inhibited.

光異性化型材料が光異性化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。   The wavelength region of the light that causes the photoisomerization reaction of the photoisomerizable material is preferably in the ultraviolet light range, that is, in the range of 10 nm to 400 nm, and more preferably in the range of 250 nm to 380 nm. .

(光配向処理方法)
次に、光配向処理方法について説明する。まず、第1電極層上に、上述の光配向性材料を有機溶剤で希釈した第1配向膜形成用塗工液を塗布し、乾燥させる。
(Photo-alignment processing method)
Next, the photo-alignment processing method will be described. First, a first alignment film forming coating solution obtained by diluting the above-described photo-alignment material with an organic solvent is applied on the first electrode layer and dried.

第1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質量%〜10質量%の範囲内であることが好ましく、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くくなるからである。   The content of the photodimerization reactive compound or photoisomerization reactive compound in the first alignment film forming coating solution is preferably in the range of 0.05% by mass to 10% by mass, and 0.2% by mass. More preferably, it is in the range of% to 2% by mass. If the content is less than the above range, it will be difficult to impart appropriate anisotropy to the alignment film. Conversely, if the content is more than the above range, the viscosity of the coating liquid will increase, so a uniform coating film will be formed. It is because it becomes difficult to form.

第1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。   As a coating method of the first alignment film forming coating solution, for example, spin coating method, roll coating method, rod bar coating method, spray coating method, air knife coating method, slot die coating method, wire bar coating method, ink jet method, A flexographic printing method, a screen printing method, or the like can be used.

上記第1配向膜形成用塗工液を塗布して得られる膜の厚みは、1nm〜1000nmの範囲内であることが好ましく、より好ましくは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。   The thickness of the film obtained by applying the first alignment film forming coating solution is preferably in the range of 1 nm to 1000 nm, more preferably in the range of 3 nm to 100 nm. This is because if the film thickness is thinner than the above range, sufficient optical alignment may not be obtained, and conversely if the film thickness is thicker than the above range, it may be disadvantageous in terms of cost.

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。   The obtained film can impart anisotropy by causing a photoexcitation reaction by irradiating light with polarization controlled. The wavelength region of the light to be irradiated may be appropriately selected according to the constituent material of the alignment film to be used, but is preferably in the ultraviolet light range, that is, in the range of 100 nm to 400 nm, more preferably 250 nm to It is in the range of 380 nm. The polarization direction is not particularly limited as long as it can cause the photoexcitation reaction.

さらに、光配向性材料として、上記の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、配向膜に付与された異方性を安定化することができる。   Furthermore, when a polymerizable monomer is used as the photo-alignable material among the above photoisomerization-reactive compounds, it is polymerized by heating after being subjected to a photo-alignment treatment and applied to the alignment film. Anisotropy can be stabilized.

(ii)ラビング処理
ラビング処理方法としては、第1電極層上にラビング配向性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ができる。
(Ii) Rubbing treatment As a rubbing treatment method, a rubbing alignment material is applied on the first electrode layer and cured, and the obtained film is rubbed in a certain direction with a rubbing cloth to impart anisotropy to the alignment film. Can be used.

ラビング膜に用いられるラビング配向性材料としては、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、ポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリビニルアルコール、ポリウレタン等を挙げることができる。これらは、単独で用いてもよく2種以上を組み合わせて用いてもよい。   The rubbing alignment material used for the rubbing film is not particularly limited as long as it can impart anisotropy to the alignment film by rubbing treatment. For example, polyimide, polyamide, polyamideimide, polyether Examples include imide, polyvinyl alcohol, and polyurethane. These may be used alone or in combination of two or more.

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く、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い。   Especially, it is preferable that a rubbing film | membrane contains a polyimide, and it is especially preferable to contain the polyimide which carried out the dehydration ring closure (imidation) of the polyamic acid.

ポリアミック酸は、ジア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アミン化合物としては、脂環式ジアミン、炭素環式芳香族ジアミン類、複素環式ジアミン類、脂肪族ジアミン、芳香族ジアミンが例示される。
A polyamic acid can be synthesized by reacting a diamine compound with an acid dianhydride.
Examples of the diamine compound used when synthesizing the polyamic acid include alicyclic diamines, carbocyclic aromatic diamines, heterocyclic diamines, aliphatic diamines, and aromatic diamines.

脂環式ジアミンとしては、例えば、1,4−ジアミノシクロヘキサン、1,3−ジアミノシクロヘキサン、4,4´−ジアミノジシクロヘキシルメタン、4,4´−ジアミノ−3,3´−ジメチルジシクロヘキサン、イソホロンジアミン等が挙げられる。   Examples of the alicyclic diamine include 1,4-diaminocyclohexane, 1,3-diaminocyclohexane, 4,4′-diaminodicyclohexylmethane, 4,4′-diamino-3,3′-dimethyldicyclohexane, and isophorone diamine. Etc.

炭素環式芳香族ジアミン類としては、例えば、o−フェニレンジアミン、m−フェニレンジアミン、p−フェニレンジアミン、ジアミノトルエン類(具体的には、2,4−ジアミノトルエン)、1,4−ジアミノ−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−2,4−ジメチルベンゼン)、1,3−ジアミノ−4−クロロベンゼン、1,4−ジアミノ−2,5−ジクロロベンゼン、1,4−ジアミノ−4−イソプロピルベンゼン、2,2´−ビス(4−アミノフェニル)プロパン、4,4´−ジアミノジフェニルメタン、2,2´−ジアミノスチルベン、4,4´−ジアミノスチルベン、4,4´−ジアミノジフェニルエーテル、4,4´−ジフェニルチオエーテル、4,4´−ジアミノジフェニルスルホン、3,3´−ジアミノジフェニルスルホン、4,4´−ジアミノ安息香酸フェニルエステル、4,4´−ジアミノベンゾフェノン、4,4´−ジアミノベンジル、ビス(4−アミノフェニル)ホスフィンオキシド、ビス(3−アミノフェニル)スルホン、ビス(4−アミノフェニル)フェニルホスフィンオキシド、ビス(4−アミノフェニル)シクロヘキシルホスフィンオキシド、N,N−ビス(4−アミノフェニル)−N−フェニルアミン、N,N−ビス(4−アミンフェニル)−N−メチルアミン、4,4´−ジアミノジフェニル尿素、1,8−ジアミノナフタレン、1,5−ジアミノナフタレン、1,5−ジアミノアントラキノン、ジアミノフルオレン類(具体的には、2,6−ジアミノフルオレン)、ビス(4−アミノフェニル)ジエチルシラン、ビス(4−アミノフェニル)ジメチルシラン、3,4´−ジアミノジフェニルエーテル、ベンジジン、2,2´−ジメチルベンジジン、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、4,4´−ビス(4−アミノフェノキシ)ビフェニル、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパン、1,4−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン等が挙げられる。   Examples of the carbocyclic aromatic diamines include o-phenylenediamine, m-phenylenediamine, p-phenylenediamine, diaminotoluenes (specifically 2,4-diaminotoluene), 1,4-diamino- 2-methoxybenzene, diaminoxylenes (specifically 1,3-diamino-2,4-dimethylbenzene), 1,3-diamino-4-chlorobenzene, 1,4-diamino-2,5-dichlorobenzene 1,4-diamino-4-isopropylbenzene, 2,2′-bis (4-aminophenyl) propane, 4,4′-diaminodiphenylmethane, 2,2′-diaminostilbene, 4,4′-diaminostilbene, 4,4'-diaminodiphenyl ether, 4,4'-diphenylthioether, 4,4'-diaminodiphenyl sulfone, , 3'-diaminodiphenylsulfone, 4,4'-diaminobenzoic acid phenyl ester, 4,4'-diaminobenzophenone, 4,4'-diaminobenzyl, bis (4-aminophenyl) phosphine oxide, bis (3-amino Phenyl) sulfone, bis (4-aminophenyl) phenylphosphine oxide, bis (4-aminophenyl) cyclohexylphosphine oxide, N, N-bis (4-aminophenyl) -N-phenylamine, N, N-bis (4 -Aminephenyl) -N-methylamine, 4,4'-diaminodiphenylurea, 1,8-diaminonaphthalene, 1,5-diaminonaphthalene, 1,5-diaminoanthraquinone, diaminofluorenes (specifically, 2 , 6-Diaminofluorene), bis (4-aminophenyl) diethyl Lan, bis (4-aminophenyl) dimethylsilane, 3,4'-diaminodiphenyl ether, benzidine, 2,2'-dimethylbenzidine, 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] propane, bis [ 4- (4-aminophenoxy) phenyl] sulfone, 4,4′-bis (4-aminophenoxy) biphenyl, 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] hexafluoropropane, 1,4- Examples thereof include bis (4-aminophenoxy) benzene and 1,3-bis (4-aminophenoxy) benzene.

複素環式ジアミン類としては、例えば、2,6−ジアミノピリジン、2,4−ジアミノピリジン、2,4−ジアミノ−s−トリアジン、2,5−ジアミノジベンゾフラン、2,7−ジアミノカルバゾール、3,6−ジアミノカルバゾール、3,7−ジアミノフェノチアジン、2,5−ジアミノ−1,3,4−チアジアゾール、2,4−ジアミノ−6−フェニル−s−トリアジン等が挙げられる。   Examples of the heterocyclic diamines include 2,6-diaminopyridine, 2,4-diaminopyridine, 2,4-diamino-s-triazine, 2,5-diaminodibenzofuran, 2,7-diaminocarbazole, 3, Examples include 6-diaminocarbazole, 3,7-diaminophenothiazine, 2,5-diamino-1,3,4-thiadiazole, 2,4-diamino-6-phenyl-s-triazine.

脂肪族ジアミンとしては、例えば、1,2−ジアミノエタン、1,3−ジアミノプロパン、1,4−ジアミノブタン、1,5−ジアミノペンタン、1,6−ジアミノヘキサン、1,8−ジアミノオクタン、1,10−ジアミノデカン、1,3−ジアミノ−2,2−ジメチルプロパン、1,6−ジアミノ−2,5−ジメチルヘキサン、1,5−ジアミノ−2,4−ジメチルヘプタン、1,7−ジアミノ−3−メチルヘプタン、1,9−ジアミノ−5−メチルノナン、2,11−ジアミノドデカン、1,12−ジアミノオクタデカン、1,2−ビス(3−アミノプロポキシ)エタン等が挙げられる。   Examples of the aliphatic diamine include 1,2-diaminoethane, 1,3-diaminopropane, 1,4-diaminobutane, 1,5-diaminopentane, 1,6-diaminohexane, 1,8-diaminooctane, 1,10-diaminodecane, 1,3-diamino-2,2-dimethylpropane, 1,6-diamino-2,5-dimethylhexane, 1,5-diamino-2,4-dimethylheptane, 1,7- Examples include diamino-3-methylheptane, 1,9-diamino-5-methylnonane, 2,11-diaminododecane, 1,12-diaminooctadecane, 1,2-bis (3-aminopropoxy) ethane and the like.

芳香族ジアミンとしては、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ーフルオロ基を有するものなどが挙げられる。   Examples of the aromatic diamine include those having a long-chain alkyl or perfluoro group represented by the structure of the following formula.

Figure 0005391538
Figure 0005391538

ここで、上記式において、R21は、炭素数5以上、好ましくは炭素数5〜20の長鎖アルキル基もしくは長鎖アルキル基もしくはパーフルオロアルキル基を含む1価有機基を示す。 Here, in the above formula, R 21 represents a monovalent organic group containing a long-chain alkyl group, a long-chain alkyl group or a perfluoroalkyl group having 5 or more carbon atoms, preferably 5 to 20 carbon atoms.

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。   Examples of the acid dianhydride used as a raw material when synthesizing a polyamic acid include aromatic acid dianhydrides and alicyclic acid dianhydrides.

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´−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,2´,3,3´−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,3,3´,4´−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、3,3´,4,4´−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、2,3,3´,4´−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)エーテル二無水物、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)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。   Examples of aromatic dianhydrides include pyromellitic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, and 2,2 ′, 3,3′-biphenyltetracarboxylic acid. Dianhydride, 2,3,3 ′, 4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-benzophenonetetracarboxylic dianhydride, 2,3,3 ′, 4′- Benzophenonetetracarboxylic dianhydride, bis (3,4-dicarboxyphenyl) ether dianhydride, bis (3,4-dicarboxyphenyl) sulfone dianhydride, 1,2,5,6-naphthalenetetracarboxylic acid A dianhydride, 2,3,6,7-naphthalene tetracarboxylic dianhydride etc. are mentioned.

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−シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物、3,4−ジカルボキシ−1−シクロヘキシルコハク酸二無水物、3,4−ジカルボキシ−1,2,3,4−テトラヒドロ−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。   Examples of the alicyclic acid dianhydride include 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride, 1,2,3,4-cyclopentanetetracarboxylic dianhydride, 2,3,4 , 5-tetrahydrofurantetracarboxylic dianhydride, 1,2,4,5-cyclohexanetetracarboxylic dianhydride, 3,4-dicarboxy-1-cyclohexylsuccinic dianhydride, 3,4-dicarboxy- Examples include 1,2,3,4-tetrahydro-1-naphthalene succinic dianhydride, bicyclo [3,3,0] octane-2,4,6,8-tetracarboxylic dianhydride, and the like.

これらの酸二無水物は、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。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。   These acid dianhydrides may be used alone or in combination of two or more. From the viewpoint of polymer transparency, it is preferable to use an alicyclic acid dianhydride.

また、ポリアミック酸は、上述のジアミン化合物と酸二無水物とを有機溶剤の存在下で、−20℃〜150℃、好ましくは0℃〜80℃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。   The polyamic acid is a mixture of the above diamine compound and acid dianhydride in the presence of an organic solvent at −20 ° C. to 150 ° C., preferably 0 ° C. to 80 ° C., for 30 minutes to 24 hours, preferably 1 hour. It can synthesize | combine by making it react for 10 hours.

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い。   As a method of obtaining a polyimide film using polyamic acid, after polyamic acid is formed, all or part of the ring is dehydrated (imidized) by heating or a catalyst, or all polyamic acid is heated or by a catalyst. Alternatively, a method of forming a film after forming a soluble polyimide after partially dehydrating and ring-closing (imidizing) to form a soluble polyimide can be mentioned. Especially, since the soluble polyimide obtained by imidizing polyamic acid is excellent in storage stability, the method of forming a film of soluble polyimide is preferable.

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が、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。   Examples of a method for performing an imidization reaction for converting a polyamic acid into a soluble polyimide include thermal imidation in which a polyamic acid solution is heated as it is, and chemical imidation in which a catalyst is added to the polyamic acid solution to perform imidization. . Among these, the chemical imidation in which the imidization reaction proceeds at a relatively low temperature is preferable because the molecular weight of the resulting soluble polyimide is less likely to decrease.

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、アミック酸基の0.5〜30モル倍、好ましくは1〜20モル倍の塩基触媒と、アミック酸基の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℃〜250℃、好ましくは0℃〜200℃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。   In the chemical imidization reaction, polyamic acid in an organic solvent is 0.5 to 30 mol times, preferably 1 to 20 mol times the base catalyst of the amic acid group, and 0.5 to 50 mol times of the amic acid group. The reaction is preferably performed in the presence of 1 to 30 moles of acid anhydride at a temperature of -20 ° C to 250 ° C, preferably 0 ° C to 200 ° C for 1 hour to 100 hours. This is because if the amount of the base catalyst or acid anhydride is small, the reaction does not proceed sufficiently, and if it is too large, it is difficult to completely remove the reaction after the reaction is completed.

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、トリエチルアミン、トリメチルアミン、トリブチルアミン、トリオクチルア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つために好ましい。
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。
Examples of the base catalyst used in the chemical imidation reaction include pyridine, triethylamine, trimethylamine, tributylamine, and trioctylamine. Of these, pyridine is preferable because it has a basicity suitable for advancing the reaction.
Examples of the acid anhydride include acetic anhydride, trimellitic anhydride, pyromellitic anhydride, and the like. Among these, use of acetic anhydride is preferable because purification after completion of the reaction becomes easy.

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ができる。   As an organic solvent for performing the imidization reaction, a solvent used at the time of polyamic acid synthesis can be used.

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ができる。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%が好ましく、5%〜90%がより好ましく、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からである。   The imidization rate by chemical imidation can be controlled by adjusting the amount of catalyst and the reaction temperature. Among these, the imidation ratio is preferably 0.1% to 99%, more preferably 5% to 90%, and further preferably 30% to 70% of the number of moles of all polyamic acids. This is because if the imidization rate is too low, the storage stability is deteriorated, and if it is too high, the solubility is poor and may be precipitated.

また、ラビング膜の材料としては、日産化学工業(株)製の「SE-5291」、「SE-7992」、「SE-7492」が好ましく用いられる。   As the material for the rubbing film, “SE-5291”, “SE-7992”, and “SE-7492” manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd. are preferably used.

上記ラビング配向性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。   As a method for applying the rubbing alignment material, for example, a roll coating method, a rod bar coating method, a slot die coating method, a wire bar coating method, an ink jet method, a flexographic printing method, a screen printing method, or the like can be used.

ラビング布としては、例えば、ナイロン樹脂、ビニル樹脂、レーヨン、綿等の繊維で構成されるものを用いることができる。例えば、このようなラビング布を巻き付けたドラムを回転させながら上記ラビング配向性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。   As the rubbing cloth, for example, a cloth made of a fiber such as nylon resin, vinyl resin, rayon, or cotton can be used. For example, by rotating a drum wound with such a rubbing cloth and bringing it into contact with the surface of the film using the rubbing alignment material, fine grooves are formed in one direction on the film surface, and the alignment film is anisotropic. Sex is imparted.

ラビング膜の厚みは、1nm〜1000nm程度で設定され、好ましくは50nm〜100nmの範囲内である。   The thickness of the rubbing film is set to about 1 nm to 1000 nm, and preferably in the range of 50 nm to 100 nm.

(iii)第1基材
本発明に用いられる第1基材は、一般に液晶表示素子の基材として用いられるものであれば特に限定されるものではなく、例えば、ガラス板、プラスチック板などが好ましく挙げられる。
(Iii) 1st base material The 1st base material used for this invention will not be specifically limited if generally used as a base material of a liquid crystal display element, For example, a glass plate, a plastic plate, etc. are preferable. Can be mentioned.

(iv)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、液晶側基板の第1電極層および対向基板の第2電極層のうち少なくとも一方が透明導電体で形成されることが好ましい。透明導電体材料としては、酸化インジウム、酸化錫、酸化インジウム錫(ITO)等が好ましく挙げられる。
(Iv) First electrode layer The first electrode layer used in the present invention is not particularly limited as long as it is generally used as an electrode of a liquid crystal display element, but the first electrode layer of the liquid crystal side substrate. It is preferable that at least one of the second electrode layers of the counter substrate is formed of a transparent conductor. Preferred examples of the transparent conductor material include indium oxide, tin oxide, indium tin oxide (ITO), and the like.

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、液晶側基板および対向基板のうち、一方に上記透明導電体で形成される全面共通電極を設け、他方にはゲート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。   When the liquid crystal display element obtained by the present invention is driven by an active matrix method using TFTs, one of the liquid crystal side substrate and the counter substrate is provided with the entire surface common electrode formed of the transparent conductor, and the other The gate electrode and the source electrode are arranged in a matrix, and a TFT element and a pixel electrode are provided in a portion surrounded by the gate electrode and the source electrode.

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。   Examples of the method for forming the first electrode layer include chemical vapor deposition (CVD), physical vapor deposition (PVD) such as sputtering, ion plating, and vacuum deposition.

(2)反応性液晶層形成工程
本発明における液晶側基板調製工程は、第1配向膜上に反応性液晶を固定化してなる反応性液晶層を形成する反応性液晶層形成工程を有することが好ましい。第1配向膜上に反応性液晶層を形成する際には、第1配向膜によって反応性液晶を配向させ、例えば紫外線を照射して反応性液晶を重合させることにより反応性液晶の配向状態を固定化することができる。そのため、反応性液晶層に第1配向膜の配向規制力を付与することができ、反応性液晶層を強誘電性液晶を配向させるための配向膜として作用させることができる。また、反応性液晶は固定化されているため、温度等の影響を受けないという利点を有する。さらに、反応性液晶は、強誘電性液晶と構造が比較的類似しており、強誘電性液晶との相互作用が強くなるため、強誘電性液晶の自発分極の向きを効果的に制御することができる。
(2) Reactive liquid crystal layer forming step The liquid crystal side substrate preparing step in the present invention includes a reactive liquid crystal layer forming step of forming a reactive liquid crystal layer formed by fixing a reactive liquid crystal on the first alignment film. preferable. When the reactive liquid crystal layer is formed on the first alignment film, the reactive liquid crystal is aligned by the first alignment film, and the alignment state of the reactive liquid crystal is changed by, for example, irradiating ultraviolet rays to polymerize the reactive liquid crystal. Can be immobilized. Therefore, the first liquid crystal layer can be provided with the alignment regulating force of the first alignment film, and the reactive liquid crystal layer can act as an alignment film for aligning the ferroelectric liquid crystal. Further, since the reactive liquid crystal is fixed, it has an advantage that it is not affected by temperature or the like. In addition, reactive liquid crystals are relatively similar in structure to ferroelectric liquid crystals, and the interaction with ferroelectric liquid crystals becomes stronger, so that the direction of spontaneous polarization of ferroelectric liquid crystals can be controlled effectively. Can do.

液晶側基板調製工程にて、反応性液晶層形成工程を行う場合には、後述の液晶塗布工程にて、反応性液晶層上に強誘電性液晶を塗布する。   When the reactive liquid crystal layer forming step is performed in the liquid crystal side substrate preparing step, the ferroelectric liquid crystal is applied on the reactive liquid crystal layer in the liquid crystal applying step described later.

本発明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。   The reactive liquid crystal used in the present invention preferably exhibits a nematic phase. This is because the nematic phase is relatively easy to control the alignment among the liquid crystal phases.

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できるからである。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も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。   The reactive liquid crystal preferably contains a polymerizable liquid crystal material. This is because the alignment state of the reactive liquid crystal can be fixed. As the polymerizable liquid crystal material, any of a polymerizable liquid crystal monomer, a polymerizable liquid crystal oligomer, and a polymerizable liquid crystal polymer can be used, and among them, a polymerizable liquid crystal monomer is preferably used. The polymerizable liquid crystal monomer can be aligned at a lower temperature than other polymerizable liquid crystal materials, that is, a polymerizable liquid crystal oligomer and a polymerizable liquid crystal polymer, and has high sensitivity in alignment, and can be easily aligned. Because you can.

重合性液晶モノマーとしては、重合性官能基を有する液晶モノマーであれば特に限定されるものではなく、例えば、モノアクリレートモノマー、ジアクリレートモノマー等が挙げられる。また、これらの重合性液晶モノマーは単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。   The polymerizable liquid crystal monomer is not particularly limited as long as it is a liquid crystal monomer having a polymerizable functional group, and examples thereof include a monoacrylate monomer and a diacrylate monomer. These polymerizable liquid crystal monomers may be used alone or in combination of two or more.

モノアクリレートモノマーとしては、下記式(1),(2)で表される化合物を例示することができる。   Examples of the monoacrylate monomer include compounds represented by the following formulas (1) and (2).

Figure 0005391538
Figure 0005391538

上記式(1),(2)において、A、B、D、EおよびFはベンゼン、シクロヘキサンまたはピリミジンを表し、これらはハロゲン等の置換基を有していてもよい。また、AおよびB、あるいはDおよびEは、アセチレン基、メチレン基、エステル基等の結合基を介して結合していてもよい。MおよびMは、水素原子、炭素数3〜9のアルキル基、炭素数3〜9のアルコキシカルボニル基、またはシアノ基のいずれであってもよい。さらに、分子鎖末端のアクリロイルオキシ基とAまたはDとは、炭素数3〜6のアルキレン基等のスペーサーを介して結合していてもよい。 In the above formulas (1) and (2), A, B, D, E and F represent benzene, cyclohexane or pyrimidine, and these may have a substituent such as halogen. A and B, or D and E may be bonded via a bonding group such as an acetylene group, a methylene group, or an ester group. M 1 and M 2 may be any of a hydrogen atom, an alkyl group having 3 to 9 carbon atoms, an alkoxycarbonyl group having 3 to 9 carbon atoms, or a cyano group. Furthermore, the acryloyloxy group at the end of the molecular chain and A or D may be bonded via a spacer such as an alkylene group having 3 to 6 carbon atoms.

また、ジアクリレートモノマーとしては、例えば下記式(23)に示す化合物を挙げることができる。   Examples of the diacrylate monomer include a compound represented by the following formula (23).

Figure 0005391538
Figure 0005391538

上記式(23)において、Z31およびZ32は、各々独立して直接結合している−COO−、−OCO−、−O−、−CHCH−、−CH=CH−、−C≡C−、−OCH−、−CHO−、−CHCHCOO−、−OCOCHCH−を表し、R31、R32およびR33は、各々独立して水素または炭素数1〜5のアルキルを表す。また、kおよびmは0または1を表し、nは2〜8の範囲内の整数を表す。R31、R32およびR33は、k=1の場合、各々独立して炭素数1〜5のアルキルであり、k=0の場合、各々独立して水素または炭素数1〜5のアルキルであることが好ましい。このR31、R32およびR33は、互いに同じであってもよい。 In the above formula (23), Z 31 and Z 32 are each independently directly bonded —COO—, —OCO—, —O—, —CH 2 CH 2 —, —CH═CH—, —C ≡C—, —OCH 2 —, —CH 2 O—, —CH 2 CH 2 COO—, —OCOCH 2 CH 2 —, wherein R 31 , R 32 and R 33 each independently represent hydrogen or carbon number Represents 1-5 alkyl. K and m represent 0 or 1, and n represents an integer in the range of 2 to 8. R 31 , R 32 and R 33 are each independently alkyl having 1 to 5 carbons when k = 1, and each independently being hydrogen or alkyl having 1 to 5 carbons when k = 0. Preferably there is. R 31 , R 32 and R 33 may be the same as each other.

また、上記式(23)で表される化合物の具体例としては、下記式(24)に示す化合物を挙げることができる。   Specific examples of the compound represented by the above formula (23) include a compound represented by the following formula (24).

Figure 0005391538
Figure 0005391538

上記式(24)において、Z21およびZ22は、各々独立して直接結合している−COO−、−OCO−、−O−、−CHCH−、−CH=CH−、−C≡C−、−OCH−、−CHO−、−CHCHCOO−、−OCOCHCH−を表す。また、mは0または1を表し、nは2〜8の範囲内の整数を表す。 In the above formula (24), Z 21 and Z 22 are each independently directly bonded —COO—, —OCO—, —O—, —CH 2 CH 2 —, —CH═CH—, —C Represents ≡C—, —OCH 2 —, —CH 2 O—, —CH 2 CH 2 COO—, —OCOCH 2 CH 2 —. M represents 0 or 1, and n represents an integer in the range of 2-8.

また、ジアクリレートモノマーとしては、例えば下記式(25),(3)に示す化合物も挙げることができる。   Examples of the diacrylate monomer also include compounds represented by the following formulas (25) and (3).

Figure 0005391538
Figure 0005391538

上記式(25),(3)において、XおよびYは、水素、炭素数1〜20のアルキル、炭素数1〜20のアルケニル、炭素数1〜20のアルキルオキシ、炭素数1〜20のアルキルオキシカルボニル、ホルミル、炭素数1〜20のアルキルカルボニル、炭素数1〜20のアルキルカルボニルオキシ、ハロゲン、シアノまたはニトロを表す。また、mは2〜20の範囲内の整数を表す。また、上記式(25)において、Xは、炭素数1〜20のアルキルオキシカルボニル、メチルまたは塩素であることが好ましく、中でも炭素数1〜20のアルキルオキシカルボニル、特にCH(CHOCOであることが好ましい。 In the above formulas (25) and (3), X and Y are hydrogen, alkyl having 1 to 20 carbons, alkenyl having 1 to 20 carbons, alkyloxy having 1 to 20 carbons, or alkyl having 1 to 20 carbons. It represents oxycarbonyl, formyl, alkylcarbonyl having 1 to 20 carbons, alkylcarbonyloxy having 1 to 20 carbons, halogen, cyano or nitro. M represents an integer in the range of 2-20. In the above formula (25), X is preferably an alkyloxycarbonyl having 1 to 20 carbon atoms, methyl or chlorine, and especially an alkyloxycarbonyl having 1 to 20 carbon atoms, particularly CH 3 (CH 2 ) 4. OCO is preferred.

上記の中でも、上記式(23),(25)で表される化合物が好ましく用いられる。特に、上記式(25)で表される化合物が好適である。具体的には、旭電化工業株式会社製の「アデカキラコール PLC-7183」、「アデカキラコール PLC-7209」、「アデカキラコール PLC-7218」などを挙げることができる。   Among these, compounds represented by the above formulas (23) and (25) are preferably used. In particular, a compound represented by the above formula (25) is preferable. Specific examples include “Adeka Kiracol PLC-7183”, “Adeka Kiracol PLC-7209”, and “Adeka Kiracol PLC-7218” manufactured by Asahi Denka Kogyo Co., Ltd.

また、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。   Of the polymerizable liquid crystal monomers, diacrylate monomers are preferred. This is because the diacrylate monomer can be easily polymerized while maintaining the orientation state in a good state.

上述の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。   The polymerizable liquid crystal monomer described above may not be one that exhibits a nematic phase. These polymerizable liquid crystal monomers may be used as a mixture of two or more kinds as described above, because the composition in which these are mixed, that is, the reactive liquid crystal may exhibit a nematic phase. It is.

さらに、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。   Furthermore, you may add a photoinitiator, a polymerization inhibitor, etc. to the said reactive liquid crystal as needed. For example, when polymerizing a polymerizable liquid crystal material by electron beam irradiation, a photopolymerization initiator may not be necessary, but in the case of polymerization by, for example, ultraviolet irradiation, usually photopolymerization is started. An agent is used to promote polymerization.

光重合開始剤としては、例えば、ベンジル(ビベンゾイルとも言う)、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾフェノン、ベンゾイル安息香酸、ベンゾイル安息香酸メチル、4−ベンゾイル−4´−メチルジフェニルサルファイド、ベンジルメチルケタール、ジメチルアミノメチルベンゾエート、2−n−ブトキシエチル−4−ジメチルアミノベンゾエート、p−ジメチルアミノ安息香酸イソアミル、3,3´−ジメチル−4−メトキシベンゾフェノン、メチロベンゾイルフォーメート、2−メチル−1−(4−(メチルチオ)フェニル)−2−モルフォリノプロパン−1−オン、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタン−1−オン、1−(4−ドデシルフェニル)−2−ヒドロキシ−2−メチルプロパン−1−オン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、1−(4−イソプロピルフェニル)−2−ヒドロキシ−2−メチルプロパン−1−オン、2−クロロチオキサントン、2,4−ジエチルチオキサントン2,4−ジイソプロピルチオキサントン、2,4−ジメチルチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、1−クロロ−4−プロポキシチオキサントン等を挙げることができる。なお、光重合開始剤の他に増感剤を、本発明の目的が損なわれない範囲で添加することも可能である。   Examples of the photopolymerization initiator include benzyl (also referred to as bibenzoyl), benzoin isobutyl ether, benzoin isopropyl ether, benzophenone, benzoylbenzoic acid, methyl benzoylbenzoate, 4-benzoyl-4′-methyldiphenyl sulfide, benzylmethyl ketal, Dimethylaminomethyl benzoate, 2-n-butoxyethyl-4-dimethylaminobenzoate, isoamyl p-dimethylaminobenzoate, 3,3′-dimethyl-4-methoxybenzophenone, methylobenzoyl formate, 2-methyl-1- (4- (methylthio) phenyl) -2-morpholinopropan-1-one, 2-benzyl-2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) -butan-1-one, 1- (4-dodecyl) Phenyl) 2-hydroxy-2-methylpropan-1-one, 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone, 2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-one, 1- (4-isopropylphenyl) -2-hydroxy 2-methylpropan-1-one, 2-chlorothioxanthone, 2,4-diethylthioxanthone 2,4-diisopropylthioxanthone, 2,4-dimethylthioxanthone, isopropylthioxanthone, 1-chloro-4-propoxythioxanthone, etc. Can do. In addition to the photopolymerization initiator, it is also possible to add a sensitizer as long as the object of the present invention is not impaired.

また、光重合開始剤の添加量としては、0.01〜20質量%程度、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。   Moreover, as addition amount of a photoinitiator, it adds to the said reactive liquid crystal in the range of about 0.01-20 mass%, Preferably it is 0.1-10 mass%, More preferably, it is 0.5-5 mass%. can do.

本発明においては、第1配向膜上に、上記反応性液晶を含有する反応性液晶層形成用塗工液を塗布し、配向処理を行い、反応性液晶の配向状態を固定化することにより反応性液晶層を形成することができる。また、ドライフィルム等を予め形成し、これを第1配向膜上に積層することにより反応性液晶層を形成してもよい。中でも、工程が簡便である点で、反応性液晶層形成用塗工液を塗布する方法が好ましい。   In the present invention, the reactive liquid crystal layer-forming coating liquid containing the reactive liquid crystal is applied on the first alignment film, subjected to an alignment treatment, and the reaction is performed by fixing the alignment state of the reactive liquid crystal. A liquid crystal layer can be formed. Alternatively, a reactive liquid crystal layer may be formed by forming a dry film or the like in advance and laminating the film on the first alignment film. Especially, the method of apply | coating the coating liquid for reactive liquid crystal layer formation is preferable at the point with a simple process.

反応性液晶層形成用塗工液は、反応性液晶を溶媒に溶解もしくは分散させることにより調製することができる。
反応性液晶層形成用塗工液に用いられる溶媒としては、上記反応性液晶等を溶解もしくは分散させることができ、かつ第1配向膜の配向能を阻害しないものであれば特に限定されるものではない。このような溶媒としては、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン、n−ブチルベンゼン、ジエチルベンゼン、テトラリン等の炭化水素類;メトキシベンゼン、1,2−ジメトキシベンゼン、ジエチレングリコールジメチルエーテル等のエーテル類;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、2,4−ペンタンジオン等のケトン類;酢酸エチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、γ−ブチロラクトン等のエステル類;2−ピロリドン、N−メチル−2−ピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等のアミド系溶媒;t−ブチルアルコール、ジアセトンアルコール、グリセリン、モノアセチン、エチレングリコール、トリエチレングリコール、ヘキシレングリコール等のアルコール類;フェノール、パラクロロフェノール等のフェノール類;メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート等のセロソルブ類;などを挙げることができる。これらの溶媒は、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
The coating liquid for forming a reactive liquid crystal layer can be prepared by dissolving or dispersing reactive liquid crystals in a solvent.
The solvent used in the coating liquid for forming the reactive liquid crystal layer is not particularly limited as long as it can dissolve or disperse the reactive liquid crystal and the like and does not inhibit the alignment ability of the first alignment film. is not. Examples of such a solvent include hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene, n-butylbenzene, diethylbenzene, and tetralin; ethers such as methoxybenzene, 1,2-dimethoxybenzene, and diethylene glycol dimethyl ether; acetone, methyl ethyl ketone, Ketones such as methyl isobutyl ketone, cyclohexanone and 2,4-pentanedione; esters such as ethyl acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate and γ-butyrolactone; 2-pyrrolidone, N-methyl-2 Amide solvents such as pyrrolidone, dimethylformamide, dimethylacetamide; t-butyl alcohol, diacetone alcohol, glycerin, monoacetin, ethylene glyco Le, triethylene glycol, or hexylene glycol; phenols, phenol para chlorophenol and the like; methyl cellosolve, ethyl cellosolve, butyl cellosolve, cellosolve such as ethylene glycol monomethyl ether acetate; and the like. These solvents may be used alone or in combination of two or more.

また、単一種の溶媒を使用しただけでは、上記反応性液晶等の溶解性が不十分であったり、上述したように第1配向膜が侵食されたりする場合がある。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。上記の溶媒の中で、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ものは、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。   Further, if only a single type of solvent is used, the solubility of the reactive liquid crystal or the like may be insufficient, or the first alignment film may be eroded as described above. In this case, this inconvenience can be avoided by using a mixture of two or more solvents. Among the above-mentioned solvents, hydrocarbons and glycol monoether acetate solvents are preferable as the sole solvent, and mixed solvents of ethers or ketones and glycol solvents are preferable as the mixed solvent. .

反応性液晶層形成用塗工液の固形分濃度は、反応性液晶の溶解性や、反応性液晶層の厚みに依存するため一概には規定できないが、通常は0.1〜40質量%、好ましくは1〜20質量%の範囲で調整される。反応性液晶層形成用塗工液の固形分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、逆に反応性液晶層形成用塗工液の固形分濃度が上記範囲より高いと、反応性液晶層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場合があるからである。   The solid content concentration of the coating liquid for forming the reactive liquid crystal layer cannot be defined unconditionally because it depends on the solubility of the reactive liquid crystal and the thickness of the reactive liquid crystal layer, but usually 0.1 to 40% by mass, Preferably, it adjusts in the range of 1-20 mass%. If the solid content concentration of the reactive liquid crystal layer-forming coating liquid is lower than the above range, the reactive liquid crystal may be difficult to align. Conversely, the solid content concentration of the reactive liquid crystal layer forming coating liquid is within the above range. This is because if it is higher, the viscosity of the reactive liquid crystal layer-forming coating solution becomes high, and it may be difficult to form a uniform coating film.

さらに、上記反応性液晶層形成用塗工液には、本発明の目的を損なわない範囲内で、下記に示すような化合物を添加することができる。添加できる化合物としては、例えば、多価アルコールと1塩基酸または多塩基酸を縮合して得られるポリエステルプレポリマーに、(メタ)アクリル酸を反応させて得られるポリエステル(メタ)アクリレート;ポリオール基と2個のイソシアネート基を持つ化合物を互いに反応させた後、その反応生成物に(メタ)アクリル酸を反応させて得られるポリウレタン(メタ)アクリレート;ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、ポリカルボン酸ポリグリシジルエステル、ポリオールポリグリシジルエーテル、脂肪族または脂環式エポキシ樹脂、アミンエポキシ樹脂、トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、ジヒドロキシベンゼン型エポキシ樹脂等のエポキシ樹脂と、(メタ)アクリル酸を反応させて得られるエポキシ(メタ)アクリレート等の光重合性化合物;アクリル基やメタクリル基を有する光重合性の液晶性化合物;などが挙げられる。
上記反応性液晶に対するこれら化合物の添加量は、本発明の目的が損なわれない範囲で選択される。これらの化合物の添加により、反応性液晶の硬化性が向上し、得られる反応性液晶層の機械強度が増大し、またその安定性が改善される。
Furthermore, the following compounds can be added to the reactive liquid crystal layer-forming coating solution as long as the object of the present invention is not impaired. Examples of compounds that can be added include polyester (meth) acrylate obtained by reacting (meth) acrylic acid with a polyester prepolymer obtained by condensing polyhydric alcohol and monobasic acid or polybasic acid; A polyurethane (meth) acrylate obtained by reacting a compound having two isocyanate groups with each other and then reacting the reaction product with (meth) acrylic acid; bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, novolak Type epoxy resins, polycarboxylic acid polyglycidyl esters, polyol polyglycidyl ethers, aliphatic or cycloaliphatic epoxy resins, amine epoxy resins, triphenolmethane type epoxy resins, dihydroxybenzene type epoxy resins and the like (meth) Acry Photopolymerizable compound in epoxy (meth) acrylate obtained by reacting an acid; photopolymerizable liquid crystal compound having an acryl group and a methacryl group; and the like.
The amount of these compounds added to the reactive liquid crystal is selected within a range that does not impair the object of the present invention. Addition of these compounds improves the curability of the reactive liquid crystal, increases the mechanical strength of the resulting reactive liquid crystal layer, and improves its stability.

反応性液晶層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、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。   Examples of the application method of the coating liquid for forming the reactive liquid crystal layer include spin coating, roll coating, printing, dip coating, die coating, casting, bar coating, blade coating, spray coating, Examples thereof include a gravure coating method, a reverse coating method, an extrusion coating method, an ink jet method, a flexographic printing method, and a screen printing method.

また、上記反応性液晶層形成用塗工液を塗布した後は、溶媒を除去する。溶媒を除去する方法としては、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が挙げられる。   Moreover, after apply | coating the said coating liquid for reactive liquid crystal layer formation, a solvent is removed. Examples of the method for removing the solvent include removal under reduced pressure or heat removal, and a combination of these.

反応性液晶層形成用塗工液の塗布後は、塗布された反応性液晶を、第1配向膜により配向させて液晶規則性を有する状態とする。すなわち、反応性液晶にネマチック相を発現させる。これは、通常、ネマチック相から等方相へ転移する温度(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。   After application of the coating liquid for forming the reactive liquid crystal layer, the applied reactive liquid crystal is aligned by the first alignment film so as to have liquid crystal regularity. That is, a nematic phase is developed in the reactive liquid crystal. This is usually performed by a method such as a method of performing a heat treatment at a temperature lower than the temperature at which the nematic phase transitions to the isotropic phase (NI transition point).

上述したように、反応性液晶は重合性液晶材料を含有するものであり、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。   As described above, the reactive liquid crystal contains a polymerizable liquid crystal material, and a method of irradiating active radiation that activates polymerization is used to fix the alignment state of such a polymerizable liquid crystal material. It is done. The active radiation as used herein refers to radiation capable of causing polymerization of the polymerizable liquid crystal material. If necessary, a photopolymerization initiator may be included in the polymerizable liquid crystal material.

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、紫外線または可視光が使用され、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。   The actinic radiation is not particularly limited as long as it is a radiation capable of polymerizing the polymerizable liquid crystal material, but usually ultraviolet rays or visible light is used from the viewpoint of the ease of the apparatus. Irradiation light having a wavelength of 150 to 500 nm, preferably 250 to 450 nm, and more preferably 300 to 400 nm is used.

中でも、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。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。   Among them, a method of irradiating ultraviolet rays with active radiation to a polymerizable liquid crystal material in which the photopolymerization initiator generates radicals with ultraviolet rays and the polymerizable liquid crystal material undergoes radical polymerization is preferable. This is because the method using ultraviolet rays as actinic radiation is an already established technique, and therefore it can be easily applied to the present invention including the photopolymerization initiator to be used.

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。   As the light source of this irradiation light, low pressure mercury lamp (sterilization lamp, fluorescent chemical lamp, black light), high pressure discharge lamp (high pressure mercury lamp, metal halide lamp), short arc discharge lamp (super high pressure mercury lamp, xenon lamp, mercury xenon) Lamp). In particular, the use of metal halide lamps, xenon lamps, high-pressure mercury lamps, etc. is recommended. The irradiation intensity is appropriately adjusted according to the composition of the reactive liquid crystal and the amount of photopolymerization initiator.

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。   Such irradiation with active radiation may be performed under a temperature condition in which the polymerizable liquid crystal material becomes a liquid crystal phase, or may be performed at a temperature lower than the temperature at which the liquid crystal phase is formed. This is because the alignment state of the polymerizable liquid crystal material once in the liquid crystal phase is not disturbed suddenly even if the temperature is lowered thereafter.

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。   As a method for fixing the alignment state of the polymerizable liquid crystal material, in addition to the method of irradiating the active radiation, a method of polymerizing the polymerizable liquid crystal material by heating can also be used. As the reactive liquid crystal used in this case, it is preferable that the polymerizable liquid crystal monomer contained in the reactive liquid crystal is thermally polymerized below the NI transition point of the reactive liquid crystal.

また、反応性液晶層の厚みは、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。反応性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、また反応性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。   The thickness of the reactive liquid crystal layer is appropriately adjusted according to the target anisotropy, and can be set, for example, within a range of 1 nm to 1000 nm, preferably within a range of 3 nm to 100 nm. is there. This is because if the reactive liquid crystal layer is too thick, anisotropy more than necessary occurs, and if the reactive liquid crystal layer is too thin, the predetermined anisotropy may not be obtained.

(3)隔壁・スペーサ形成工程
本発明における液晶側基板調製工程においては、第1配向膜形成工程前に、第1基材上に隔壁またはスペーサを形成する隔壁・スペーサ形成工程を行ってもよい。
(3) Partition / Spacer Formation Step In the liquid crystal side substrate preparation step in the present invention, a partition / spacer formation step of forming a partition or spacer on the first substrate may be performed before the first alignment film formation step. .

後述するように、第2基材上に隔壁またはスペーサを形成する隔壁・スペーサ形成工程を行う場合には、第1基材上に隔壁またはスペーサを形成する隔壁・スペーサ形成工程は行わない。すなわち、液晶側基板に隔壁またはスペーサを形成してもよく、対向基板に隔壁またはスペーサを形成してもよい。
中でも、隔壁を形成する場合には、液晶側基板に隔壁を形成することが好ましい。後述の液晶塗布工程にて、隔壁が形成された液晶側基板に強誘電性液晶を塗布することにより、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を短くすることができ、流動した強誘電性液晶の接触界面で配向乱れが生じるのを防ぐことができるからである。また、隔壁が形成された液晶側基板に強誘電性液晶を塗布することにより、塗布むらを防ぐことができ、塗布むらによる配向むらの発生を抑制することができるからである。
以下、隔壁形成工程およびスペーサ形成工程にわけて説明する。
As will be described later, when the partition / spacer forming step for forming the partition or spacer on the second substrate is performed, the partition / spacer forming step for forming the partition or spacer on the first substrate is not performed. That is, a partition wall or a spacer may be formed on the liquid crystal side substrate, and a partition wall or a spacer may be formed on the counter substrate.
In particular, when the partition is formed, it is preferable to form the partition on the liquid crystal side substrate. When the ferroelectric liquid crystal flows on the first alignment film in an isotropic phase state by applying the ferroelectric liquid crystal to the liquid crystal side substrate on which the partition walls are formed in the liquid crystal application process described later. This is because the flow distance of the dielectric liquid crystal can be shortened, and alignment disorder can be prevented from occurring at the contact interface of the flowing ferroelectric liquid crystal. Further, by applying the ferroelectric liquid crystal to the liquid crystal side substrate on which the partition walls are formed, it is possible to prevent uneven application, and to suppress the occurrence of uneven alignment due to uneven application.
Hereinafter, the description will be divided into the partition wall forming step and the spacer forming step.

(i)隔壁形成工程
本発明における液晶側基板調製工程は、上述の理由から、第1基材上に隔壁を形成する隔壁形成工程を有することが好ましい。
(I) Partition Wall Formation Step The liquid crystal side substrate preparation step in the present invention preferably has a partition wall formation step of forming partition walls on the first base material for the reasons described above.

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ニングが容易であるからである。この感光性樹脂としては、一般に液晶表示素子の隔壁に用いられる感光性樹脂を使用することができる。   As a material for the partition wall, a material generally used for a partition wall of a liquid crystal display element can be used. Specifically, examples of the material for the partition include a resin, and among them, a photosensitive resin is preferably used. This is because the photosensitive resin is easy to pattern. As this photosensitive resin, the photosensitive resin generally used for the partition of a liquid crystal display element can be used.

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。   The method for forming the partition wall is not particularly limited as long as the partition wall can be formed at a predetermined position, and a general patterning method can be applied. For example, a photolithography method, an inkjet method Method, screen printing method and the like.

隔壁は複数形成されるものであり、複数の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。   A plurality of partition walls are formed, and it is preferable to form the plurality of partition walls regularly at predetermined positions, and it is particularly preferable to form the partition walls substantially in parallel at equal intervals. This is because if the formation positions of the plurality of partition walls are disordered, it may be difficult to accurately control the application amount of the ferroelectric liquid crystal.

また、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、非画素領域に隔壁を形成することが好ましい。隔壁付近では強誘電性液晶の配向不良が生じやすいので、画像表示に影響のない非画素領域に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、隔壁を配置することができる。   In addition, the formation position of the partition is not particularly limited, but it is preferable to form the partition in the non-pixel region. This is because the alignment defect of the ferroelectric liquid crystal tends to occur in the vicinity of the partition wall, and it is preferable that the partition wall is formed in a non-pixel region that does not affect image display. For example, when the liquid crystal side substrate is a TFT substrate, partition walls can be arranged on the gate electrode and the source electrode formed in a matrix.

複数の隔壁はパターン状に形成されるが、例えば隔壁をストライプ状に形成してもよく、マトリックス状に形成してもよく、枠状に形成してもよい。隔壁をマトリックス状に形成する場合には、耐衝撃性を向上させることができる。また、隔壁を枠状に形成する場合には、図14に例示するように、第1基材2の周縁部に枠状の隔壁8bを形成して、枠状の隔壁8bの外周にシール剤6を塗布することにより、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。なお、図14においてはストライプ状の隔壁8aも形成されている。   The plurality of partition walls are formed in a pattern shape. For example, the partition walls may be formed in a stripe shape, a matrix shape, or a frame shape. When the partition walls are formed in a matrix shape, impact resistance can be improved. When the partition walls are formed in a frame shape, as illustrated in FIG. 14, a frame-shaped partition wall 8b is formed on the peripheral edge of the first base material 2, and a sealant is formed on the outer periphery of the frame-shaped partition wall 8b. 6 prevents the ferroelectric liquid crystal 5 and the uncured sealant 6 from coming into contact with each other, and prevents the characteristics of the ferroelectric liquid crystal from deteriorating due to the mixing of impurities or the like in the sealant. be able to. In FIG. 14, a stripe-shaped partition wall 8a is also formed.

隔壁のピッチは、100μm〜10mm程度とされ、好ましくは200μm〜1.5mmの範囲内、より好ましくは1.0mm〜5.0mm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、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。   The pitch of the partition walls is about 100 μm to 10 mm, preferably in the range of 200 μm to 1.5 mm, more preferably in the range of 1.0 mm to 5.0 mm. This is because if the partition pitch is narrower than the above range, the display quality may be deteriorated due to poor alignment of the ferroelectric liquid crystal near the partition. On the contrary, if the partition pitch is wider than the above range, it may vary depending on the size of the liquid crystal display element, but the desired impact resistance may not be obtained, or it may be difficult to keep the cell gap constant. Because. In addition, the pitch of a partition means the distance from the center part of an adjacent partition to a center part.

また、隔壁の幅は、1μm〜20μm程度とされ、好ましくは2μm〜10μmの範囲内、より好ましくは5μm〜10μmの範囲内である。図14に例示するように、第1基材2の周縁部に枠状の隔壁8bを形成する場合には、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。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っ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。   Moreover, the width | variety of a partition shall be about 1 micrometer-20 micrometers, Preferably it exists in the range of 2 micrometers-10 micrometers, More preferably, it exists in the range of 5 micrometers-10 micrometers. As illustrated in FIG. 14, when the frame-shaped partition wall 8 b is formed on the peripheral portion of the first base material 2, the width of the frame-shaped partition wall is determined by the ferroelectric liquid crystal, the uncured sealant, It is sufficient that the width is such that the contact can be prevented. Specifically, the width is about 10 μm to 3 mm, preferably in the range of 10 μm to 1 mm, more preferably in the range of 10 μm to 500 μm. If the partition wall width is wider than the above range, the partition wall is also provided in the pixel region, the effective pixel area may become narrow, and a good image display may not be obtained, and the partition wall width is more than the above range. This is because if it is narrow, it may be difficult to form a partition wall.

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。   In addition, the height of the partition walls is usually about the same as the cell gap.

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。   Note that the pitch, width, and height of the partition walls can be measured by observing a cross section of the partition walls using a scanning electron microscope (SEM).

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。   The number of partition walls is not particularly limited as long as it is plural, and is appropriately selected depending on the size of the liquid crystal display element.

隔壁形成工程は、第1配向膜形成工程前に行われればよく、第1基材上に隔壁を形成してもよく、第1電極層上に隔壁を形成してもよい。すなわち、第1基材上に、隔壁および第1電極層の順に形成してもよく、第1電極層および隔壁の順に形成してもよい。   The partition forming step may be performed before the first alignment film forming step, and the partition may be formed on the first substrate, or the partition may be formed on the first electrode layer. That is, on the first base material, the partition and the first electrode layer may be formed in this order, or the first electrode layer and the partition may be formed in this order.

(ii)スペーサ形成工程
本発明における液晶側基板調製工程は、第1基材上にスペーサを形成するスペーサ形成工程を有していてもよい。
(Ii) Spacer formation process The liquid crystal side substrate preparation process in this invention may have the spacer formation process which forms a spacer on the 1st base material.

スペーサの材料は、一般に液晶表示素子のスペーサに用いられる材料を使用することができる。具体的には、スペーサの材料としては、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ニングが容易であるからである。この感光性樹脂としては、一般に液晶表示素子のスペーサに用いられる感光性樹脂を使用することができる。   As a material of the spacer, a material generally used for a spacer of a liquid crystal display element can be used. Specifically, examples of the material for the spacer include a resin, and among them, a photosensitive resin is preferably used. This is because the photosensitive resin is easy to pattern. As this photosensitive resin, the photosensitive resin generally used for the spacer of a liquid crystal display element can be used.

スペーサの形成方法としては、所定の位置にスペーサを形成することが可能な方法であれば特に限定されるものではなく、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。   The method for forming the spacer is not particularly limited as long as the spacer can be formed at a predetermined position, and a general patterning method can be applied. For example, a photolithography method, an inkjet method Method, screen printing method and the like.

また、スペーサも複数形成されるものであり、複数のスペーサは所定の位置に規則的に形成されていることが好ましく、特に等間隔で形成されていることが好ましい。複数のスペ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。   Further, a plurality of spacers are also formed, and the plurality of spacers are preferably formed regularly at predetermined positions, and particularly preferably formed at equal intervals. This is because if the formation positions of the plurality of spacers are disordered, it may be difficult to accurately control the application amount of the ferroelectric liquid crystal.

スペーサのピッチは、100μm〜3mm程度とすることができ、好ましくは200μm〜1.5mmの範囲内、より好ましくは300μm〜1.0mmの範囲内である。スペーサのピッチが上記範囲より狭いと、スペ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、スペ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、スペーサのピッチとは、隣接するスペーサの中心部から中心部までの距離をいう。   The pitch of the spacers can be about 100 μm to 3 mm, preferably in the range of 200 μm to 1.5 mm, more preferably in the range of 300 μm to 1.0 mm. This is because if the spacer pitch is narrower than the above range, the display quality may be deteriorated due to poor alignment of the ferroelectric liquid crystal near the spacer. On the contrary, if the spacer pitch is wider than the above range, it may vary depending on the size of the liquid crystal display element, but the desired impact resistance may not be obtained, or it may be difficult to keep the cell gap constant. Because. The spacer pitch refers to the distance from the center to the center of adjacent spacers.

また、スペーサの大きさとしては、例えばスペーサが円柱形状である場合、底面の直径が1μm〜100μm程度とされ、好ましくは2μm〜50μmの範囲内、より好ましくは5μm〜20μmの範囲内である。スペーサの大きさが上記範囲より大きいと、スペ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、スペーサの大きさが上記範囲より小さいと、スペーサの形成が困難となる場合があるからである。   As the size of the spacer, for example, when the spacer has a cylindrical shape, the diameter of the bottom surface is about 1 μm to 100 μm, preferably in the range of 2 μm to 50 μm, more preferably in the range of 5 μm to 20 μm. If the size of the spacer is larger than the above range, the spacer is also provided in the pixel region, the effective pixel area becomes narrow, and a good image display may not be obtained. If it is smaller than the range, it may be difficult to form the spacer.

さらに、スペーサの高さは、通常、セルギャップと同程度とされる。   In addition, the height of the spacer is usually the same as the cell gap.

なお、上記スペーサのピッチ、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。   Note that the pitch, size, and height of the spacer can be measured by observing the cross section of the partition wall using a scanning electron microscope (SEM).

スペ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ができる。   Examples of the shape of the spacer include a cylindrical shape, a prismatic shape, and a truncated cone shape.

また、スペーサの形成位置としては、特に限定されるものではないが、非画素領域にスペーサが形成されていることが好ましい。スペ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スペ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、スペーサを配置することができる。   Further, the position where the spacer is formed is not particularly limited, but it is preferable that the spacer is formed in the non-pixel region. This is because the alignment defect of the ferroelectric liquid crystal tends to occur near the spacer, and therefore it is preferable that the spacer is formed in a non-pixel region that does not affect image display. For example, when the liquid crystal side substrate is a TFT substrate, spacers can be disposed on the gate electrode and the source electrode formed in a matrix.

スペーサの数としては、複数であれば特に限定されるものではなく、液晶表示素子の大きさによって適宜選択される。   The number of spacers is not particularly limited as long as it is plural, and is appropriately selected depending on the size of the liquid crystal display element.

スペーサ形成工程は、第1配向膜形成工程前に行われればよく、第1基材上にスペーサを形成してもよく、第1電極層上にスペーサを形成してもよい。すなわち、第1基材上に、スペーサおよび第1電極層の順に形成してもよく、第1電極層およびスペーサの順に形成してもよい。   The spacer forming step may be performed before the first alignment film forming step, and the spacer may be formed on the first base material, or the spacer may be formed on the first electrode layer. That is, the spacer and the first electrode layer may be formed in this order on the first substrate, or the first electrode layer and the spacer may be formed in this order.

(4)着色層形成工程
本発明における液晶側基板調製工程おいては、第1配向膜形成工程前に、第1基材上に着色層を形成する着色層形成工程を行ってもよい。後述するように、第2基材上に着色層を形成する着色層形成工程を行う場合には、第1基材上に着色層を形成する着色層形成工程は行わない。すなわち、液晶側基板に着色層を形成してもよく、対向基板に着色層を形成してもよい。
着色層を形成した場合には、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。
(4) Colored layer formation process In the liquid crystal side substrate preparation process in this invention, you may perform the colored layer formation process which forms a colored layer on a 1st base material before a 1st alignment film formation process. As will be described later, when the colored layer forming step for forming the colored layer on the second substrate is performed, the colored layer forming step for forming the colored layer on the first substrate is not performed. That is, a colored layer may be formed on the liquid crystal side substrate, or a colored layer may be formed on the counter substrate.
When the colored layer is formed, a color filter type liquid crystal display element capable of realizing color display by the colored layer can be obtained.

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。   As a method for forming the colored layer, a method for forming a colored layer in a general color filter can be used. For example, a pigment dispersion method (color resist method, etching method), a printing method, an inkjet method, or the like can be used. it can.

3.対向基板調製工程
本発明においては、第2基材上に第2電極層が形成された対向基板を調製する対向基板調製工程を行ってもよい。この対向基板調製工程は、第2電極層が形成された第2基材上に第2配向膜を形成する第2配向膜形成工程を有することが好ましい。本発明の液晶表示素子の製造方法において、第2配向膜は、強誘電性液晶の自発分極の向きの制御には寄与しないと考えられるが、第1配向膜および第2電極層の間に強誘電性液晶を挟持させる場合と比較して、第1配向膜および第2配向膜の間に強誘電性液晶を挟持させる場合には、強誘電性液晶の配向が安定するからである。
3. Counter substrate preparation process In this invention, you may perform the counter substrate preparation process which prepares the counter substrate in which the 2nd electrode layer was formed on the 2nd base material. The counter substrate preparation step preferably includes a second alignment film forming step of forming a second alignment film on the second base material on which the second electrode layer is formed. In the method for manufacturing a liquid crystal display element of the present invention, the second alignment film is considered not to contribute to the control of the direction of spontaneous polarization of the ferroelectric liquid crystal, but is strong between the first alignment film and the second electrode layer. This is because the orientation of the ferroelectric liquid crystal is stabilized when the ferroelectric liquid crystal is sandwiched between the first alignment film and the second alignment film as compared with the case where the dielectric liquid crystal is sandwiched.

また、対向基板調製工程においては、第2配向膜形成工程前に、第2基材上に隔壁またはスペーサを形成する隔壁・スペーサ形成工程を行ってもよく、また第2基材上に着色層を形成する着色層形成工程を行ってもよい。なお、隔壁・スペーサ形成工程および着色層形成工程については、上記液晶側基板調製工程に記載した隔壁・スペーサ形成工程および着色層形成工程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配向膜形成工程について説明する。
In the counter substrate preparation step, a partition wall / spacer forming step for forming a partition wall or a spacer on the second base material may be performed before the second alignment film forming step, and a colored layer is formed on the second base material. You may perform the colored layer formation process which forms. The partition / spacer forming step and the colored layer forming step are the same as the partition / spacer forming step and the colored layer forming step described in the liquid crystal side substrate preparing step, respectively, and thus the description thereof is omitted here.
Hereinafter, the second alignment film forming step will be described.

(1)第2配向膜形成工程
本発明における第2配向膜形成工程は、第2電極層が形成された第2基材上に第2配向膜を形成する工程である。
(1) Second alignment film forming step The second alignment film forming step in the present invention is a step of forming the second alignment film on the second substrate on which the second electrode layer is formed.

第2配向膜の形成方法としては、上記強誘電性液晶を配向させることが可能な第2配向膜が得られる方法であれば特に限定されるものではない。例えば、第2電極層上に膜を形成し、この膜にラビング処理、光配向処理等を施して第2配向膜を形成することができる。中でも、光配向処理によって第2配向膜を形成することが好ましい。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。   The method for forming the second alignment film is not particularly limited as long as the second alignment film capable of aligning the ferroelectric liquid crystal is obtained. For example, a second alignment film can be formed by forming a film on the second electrode layer and subjecting this film to a rubbing process, a photo-alignment process, or the like. Among these, it is preferable to form the second alignment film by photo-alignment treatment. This is because the photo-alignment process is a non-contact alignment process and is useful in that there is no generation of static electricity or dust and quantitative control of the alignment process is possible.

なお、光配向処理により第2配向膜を形成する方法については、上記の光配向処理により第1配向膜を形成する方法と同様であるので、ここでの説明は省略する。   Note that the method for forming the second alignment film by the photo-alignment process is the same as the method for forming the first alignment film by the photo-alignment process, and a description thereof will be omitted here.

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配向膜に用いられる材料が、互いに異なる組成を有することが好ましい。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、強誘電性液晶の自発分極を効果的に第2配向膜側に向かせることができる。   A combination of materials used for the first alignment film and the second alignment film is not particularly limited, but the materials used for the first alignment film and the second alignment film preferably have different compositions from each other. . By forming the first alignment film and the second alignment film using materials having different compositions, the polarities of the first alignment film surface and the second alignment film surface can be made different depending on the respective materials. As a result, the polar surface interaction between the ferroelectric liquid crystal and the first alignment film and the polar surface interaction between the ferroelectric liquid crystal and the second alignment film are different, so that the first alignment film and the second alignment film By appropriately selecting the material in consideration of the surface polarity of the alignment film, the spontaneous polarization of the ferroelectric liquid crystal can be effectively directed toward the second alignment film.

強誘電性液晶の自発分極を効果的に第2配向膜側に向かせるためには、第1配向膜の方が第2配向膜よりも相対的に正の極性が大きくなるように、第1配向膜および第2配向膜に用いる材料を選択することが好ましい。一方、本発明においては、強誘電性液晶が塗布された第1配向膜の反対側、すなわち第2配向膜側に強誘電性液晶の自発分極が向くので、第2配向膜の方が第1配向膜よりも相対的に正の極性が大きい場合であっても、強誘電性液晶の自発分極を第2配向膜側に向かせることができる。   In order to effectively direct the spontaneous polarization of the ferroelectric liquid crystal toward the second alignment film, the first alignment film has a positive polarity larger than that of the second alignment film. It is preferable to select materials used for the alignment film and the second alignment film. On the other hand, in the present invention, since the spontaneous polarization of the ferroelectric liquid crystal is directed to the opposite side of the first alignment film coated with the ferroelectric liquid crystal, that is, the second alignment film side, the second alignment film is the first one. Even when the positive polarity is relatively larger than that of the alignment film, the spontaneous polarization of the ferroelectric liquid crystal can be directed to the second alignment film side.

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、極性表面相互作用は、印加電圧に対する強誘電性液晶の自発分極の向きの変化を調べることによって評価することができる。   The polar surface interaction, which is the interaction between the ferroelectric liquid crystal and the first alignment film surface and the second alignment film surface, is evaluated by examining the change in the direction of spontaneous polarization of the ferroelectric liquid crystal with respect to the applied voltage. Can do.

まず、真空注入方式により、第1配向膜および第2配向膜の間に強誘電性液晶が挟持された被評価液晶表示素子を作製する。
次に、この被評価液晶表示素子を用いて、印加電圧に対する強誘電性液晶の自発分極の向きの変化を調べる。
例えば、図15(a)に示すように第2配向膜14の方が第1配向膜4よりも相対的に正の極性が大きい場合、電圧無印加状態では、液晶分子15は分子の正極が第1配向膜4側を向くように配列し、自発分極Psが第1配向膜4側を向く。この場合、第1電極層3が負極、第2電極層13が正極となるように電圧を印加しても、自発分極Psの向きは変化しないが、第1電極層3が正極、第2電極層13が負極となるように電圧を印加すると、自発分極Psの向きが反転する。
一方、図15(b)に示すように第1配向膜4の方が第2配向膜14よりも相対的に正の極性が大きい場合、電圧無印加状態では、液晶分子15は分子の正極が第2配向膜14側を向くように配列し、自発分極Psが第2配向膜14側を向く。この場合、第1電極層3が正極、第2電極層13が負極となるように電圧を印加しても、自発分極Psの向きは変化しないが、第1電極層3が負極、第2電極層13が正極となるように電圧を印加すると、自発分極Psの向きが反転する。
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。
First, a liquid crystal display element to be evaluated in which a ferroelectric liquid crystal is sandwiched between a first alignment film and a second alignment film is manufactured by a vacuum injection method.
Next, a change in the direction of spontaneous polarization of the ferroelectric liquid crystal with respect to the applied voltage is examined using the liquid crystal display element to be evaluated.
For example, as shown in FIG. 15A, when the second alignment film 14 has a relatively positive polarity relative to the first alignment film 4, the liquid crystal molecules 15 have a molecular positive electrode when no voltage is applied. Arrangement is made so as to face the first alignment film 4 side, and the spontaneous polarization Ps faces the first alignment film 4 side. In this case, even if a voltage is applied so that the first electrode layer 3 is the negative electrode and the second electrode layer 13 is the positive electrode, the direction of the spontaneous polarization Ps does not change, but the first electrode layer 3 is the positive electrode and the second electrode. When a voltage is applied so that the layer 13 becomes a negative electrode, the direction of the spontaneous polarization Ps is reversed.
On the other hand, as shown in FIG. 15B, when the first alignment film 4 has a relatively positive polarity larger than that of the second alignment film 14, the liquid crystal molecules 15 have a molecular positive electrode when no voltage is applied. They are arranged so as to face the second alignment film 14 side, and the spontaneous polarization Ps faces the second alignment film 14 side. In this case, even if a voltage is applied so that the first electrode layer 3 is the positive electrode and the second electrode layer 13 is the negative electrode, the direction of the spontaneous polarization Ps does not change, but the first electrode layer 3 is the negative electrode and the second electrode. When a voltage is applied so that the layer 13 becomes a positive electrode, the direction of the spontaneous polarization Ps is reversed.
The direction of spontaneous polarization is such a direction because the direction of spontaneous polarization is the direction in which the polarization of the ferroelectric liquid crystal and the polarization of the alignment film or the polarity of the voltage are electrically balanced. This is because the state becomes stable.

したがって、第1電極層が正極、第2電極層が負極となるように電圧を印加した場合に、自発分極の向きが反転するものは、第2配向膜の方が第1配向膜よりも相対的に正の極性が大きいといえる。一方、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した場合に、自発分極の向きが反転するものは、第1配向膜の方が第2配向膜よりも相対的に正の極性が大きいといえる。   Therefore, when the voltage is applied so that the first electrode layer is a positive electrode and the second electrode layer is a negative electrode, the direction of the spontaneous polarization is reversed. The second alignment film is more relative to the first alignment film. It can be said that positive polarity is large. On the other hand, when the voltage is applied so that the first electrode layer is the negative electrode and the second electrode layer is the positive electrode, the direction of the spontaneous polarization is reversed. It can be said that positive polarity is large.

しかしながら、所定の電圧を印加したときに、すべての強誘電性液晶が自発分極の向きが反転するわけではない。そこで、被評価液晶表示素子をクロスニコルに配置した2枚の偏光板の間に配置し、電圧を印加しないで暗状態とした後、この状態で第1電極層が正極、第2電極層が負極となるように電圧を印加することにより、強誘電性液晶がコーン上を回転し、被評価液晶表示素子の表示面積の51%以上が明状態となる場合には、第2配向膜の方が第1配向膜よりも相対的に正の極性が大きいとする。また、被評価液晶表示素子をクロスニコルに配置した2枚の偏光板の間に配置し、電圧を印加しないで暗状態とした後、この状態で第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ことにより、強誘電性液晶がコーン上を回転し、被評価液晶表示素子の表示面積の51%以上が明状態となる場合には、第1配向膜の方が第2配向膜よりも相対的に正の極性が大きいとする。   However, not all ferroelectric liquid crystals reverse the direction of spontaneous polarization when a predetermined voltage is applied. Therefore, after placing the liquid crystal display element to be evaluated between two polarizing plates arranged in crossed Nicols and applying a voltage to the dark state, the first electrode layer is the positive electrode, the second electrode layer is the negative electrode, By applying a voltage so that the ferroelectric liquid crystal rotates on the cone and 51% or more of the display area of the liquid crystal display element to be evaluated is in a bright state, the second alignment film is more Assume that the positive polarity is relatively larger than that of one alignment film. In addition, the liquid crystal display element to be evaluated is placed between two polarizing plates arranged in a crossed Nicol state and darkened without applying voltage, and in this state, the first electrode layer is a negative electrode, and the second electrode layer is a positive electrode. When the ferroelectric liquid crystal rotates on the cone by applying a voltage so that 51% or more of the display area of the liquid crystal display element to be evaluated is in a bright state, the first alignment film is more Assume that the positive polarity is relatively larger than that of the bi-alignment film.

なお、所定の電圧を印加することにより被評価液晶表示素子の表示面積の51%以上が明状態となることは、例えば電圧印加時の被評価液晶表示素子の表示状態を偏光顕微鏡で観察して、白黒(明暗)表示の白・黒の面積を求め、明状態の比率を算出することにより確認することができる。   In addition, when a predetermined voltage is applied, 51% or more of the display area of the liquid crystal display element to be evaluated becomes bright. For example, the display state of the liquid crystal display element to be evaluated at the time of voltage application is observed with a polarizing microscope. This can be confirmed by obtaining the white / black area of black and white (bright / dark) display and calculating the ratio of the bright state.

第1配向膜および第2配向膜に用いる材料の組成を異なるものとするには、例えば、一方に光配向性材料、他方にラビング配向性材料を用いる、あるいは、第1配向膜および第2配向膜に互いに組成の異なるラビング配向性材料を用いる、あるいは、第1配向膜および第2配向膜に互いに組成の異なる光配向性材料を用いればよい。また、第1配向膜および第2配向膜に互いに組成の異なる光配向性材料を用いる場合には、例えば、一方に光異性化型材料、他方に光反応型材料を用いる、あるいは、第1配向膜および第2配向膜に互いに組成の異なる光異性化型材料を用いる、あるいは、第1配向膜および第2配向膜に互いに組成の異なる光反応型材料を用いればよい。   In order to make the compositions of the materials used for the first alignment film and the second alignment film different, for example, a photo-alignment material is used for one and a rubbing alignment material is used for the other, or the first alignment film and the second alignment film are used. Rubbing alignment materials having different compositions may be used for the film, or photoalignment materials having different compositions may be used for the first alignment film and the second alignment film. Further, when using photoalignable materials having different compositions for the first alignment film and the second alignment film, for example, a photoisomerizable material is used for one and a photoreactive material is used for the other, or the first alignment is used. Photoisomerizable materials having different compositions may be used for the film and the second alignment film, or photoreactive materials having different compositions may be used for the first alignment film and the second alignment film.

第1配向膜および第2配向膜に互いに組成の異なる光異性化型材料を用いる場合には、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、光異性化型材料の組成を異なるものとすることができる。また、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。
また、第1配向膜および第2配向膜に互いに組成の異なる光反応型材料を用いる場合であって、光反応型材料として光二量化型材料を用いる場合には、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、光二量化型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。
When photoisomerizable materials having different compositions are used for the first alignment film and the second alignment film, cis-trans isomerization reactivity is selected from the above-described photoisomerization reactive compounds according to required characteristics. By selecting various skeletons and substituents, the composition of the photoisomerizable material can be made different. Moreover, a composition can also be changed by changing the addition amount of the additive mentioned above.
Further, in the case of using photoreactive materials having different compositions for the first alignment film and the second alignment film, and using a photodimerization material as the photoreaction material, the photodimerization reactive compound described above, For example, the composition of the photodimerization type material can be made different by selecting various photodimerization reactive polymers. Furthermore, the composition can be changed by changing the amount of the additive described above.

特に、強誘電性液晶の自発分極を効果的に第2配向膜側に向かせるためには、第1配向膜上に反応性液晶層を形成することが好ましい。上述したように極性表面相互作用を評価すると、反応性液晶層は、光配向性材料やラビング配向性材料を用いた配向膜よりも相対的に正の極性が大きくなる傾向があるからである。   In particular, in order to effectively direct the spontaneous polarization of the ferroelectric liquid crystal toward the second alignment film, it is preferable to form a reactive liquid crystal layer on the first alignment film. This is because when the polar surface interaction is evaluated as described above, the reactive liquid crystal layer tends to have a relatively higher positive polarity than the alignment film using the photo-alignment material or the rubbing alignment material.

さらには、第1配向膜上に反応性液晶を形成し、第2配向膜を光二量化型材料または光異性化型材料を用いた光配向膜とすることが好ましい。上述したように極性表面相互作用を評価すると、反応性液晶層と、光二量化型材料または光異性化型材料を用いた光配向膜とでは、相対的な極性の差が比較的大きくなると考えられるからである。   Furthermore, it is preferable that reactive liquid crystal is formed on the first alignment film, and the second alignment film is a photo-alignment film using a photodimerization type material or a photoisomerization type material. When the polar surface interaction is evaluated as described above, it is considered that the relative polarity difference is relatively large between the reactive liquid crystal layer and the photo-alignment film using the photodimerization type material or the photoisomerization type material. Because.

4.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。
4). Liquid crystal coating process In the liquid crystal coating process of the present invention, a ferroelectric liquid crystal is coated on the first alignment film of the liquid crystal side substrate in which the first electrode layer and the first alignment film are laminated in this order on the first base material. It is a process to do.

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。   When applying the ferroelectric liquid crystal on the first alignment film of the liquid crystal side substrate, the ferroelectric liquid crystal may or may not be heated. The temperature of the ferroelectric liquid crystal is appropriately selected according to the ferroelectric liquid crystal coating method described later.

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。   For example, when a discharge method is used as a coating method of the ferroelectric liquid crystal, it is preferable that the ferroelectric liquid crystal is heated to a temperature at which the ferroelectric liquid crystal exhibits an isotropic phase or a nematic phase, and particularly the ferroelectric property. It is preferable that the liquid crystal is heated to a temperature exhibiting an isotropic phase. This is because if the ferroelectric liquid crystal is not heated, the viscosity of the ferroelectric liquid crystal is too high and the discharge nozzle is clogged, making it very difficult to stably discharge the ferroelectric liquid crystal.

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。   In the above case, the temperature of the ferroelectric liquid crystal is set to a temperature at which the ferroelectric liquid crystal exhibits an isotropic phase or a nematic phase. The specific temperature differs depending on the type of ferroelectric liquid crystal and is appropriately selected. Note that the upper limit of the temperature of the ferroelectric liquid crystal is a temperature at which the ferroelectric liquid crystal does not deteriorate. Usually, the temperature of the ferroelectric liquid crystal is set in the vicinity of the nematic phase-isotropic phase transition temperature, or is set to 0 ° C. to 10 ° C. higher than the nematic phase-isotropic phase transition temperature.

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。   In addition, when a discharge method is used as a coating method of the ferroelectric liquid crystal, the ferroelectric liquid crystal is heated so that the viscosity of the ferroelectric liquid crystal is 30 mPa · s or less, particularly in the range of 10 mPa · s to 20 mPa · s. It is preferable to do. This is because if the viscosity of the ferroelectric liquid crystal is too high, the discharge nozzle becomes clogged and it becomes very difficult to stably discharge the ferroelectric liquid crystal.

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。   On the other hand, when a coating method or a printing method is used as a method for applying the ferroelectric liquid crystal, it is preferable that the ferroelectric liquid crystal is not heated. When using a coating method or a printing method, it is preferable to use a ferroelectric liquid crystal solution obtained by diluting a ferroelectric liquid crystal with a solvent in order to improve the coating property. For this reason, when the ferroelectric liquid crystal solution is heated, the solvent in the ferroelectric liquid crystal solution is volatilized and it becomes very difficult to apply the ferroelectric liquid crystal.

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。   Further, when applying the ferroelectric liquid crystal on the first alignment film of the liquid crystal side substrate, the liquid crystal side substrate may or may not be heated. The temperature of the liquid crystal side substrate is appropriately selected depending on the application method of the ferroelectric liquid crystal.

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。中でも、液晶側基板を加熱しないことが好ましい。すなわち、液晶側基板の温度を室温に設定することが好ましい。液晶側基板を加熱しないことにより、液晶塗布工程での強誘電性液晶の劣化を抑制することができるからである。また、液晶側基板を加熱しなくてもよいため、コストを削減することもできるからである。
なお、室温とは、15℃〜30℃程度をいう。
For example, when a discharge method is used as a ferroelectric liquid crystal application method, the liquid crystal side substrate may or may not be heated. Among these, it is preferable not to heat the liquid crystal side substrate. That is, it is preferable to set the temperature of the liquid crystal side substrate to room temperature. This is because the deterioration of the ferroelectric liquid crystal in the liquid crystal application process can be suppressed by not heating the liquid crystal side substrate. Further, it is not necessary to heat the liquid crystal side substrate, so that the cost can be reduced.
In addition, room temperature means about 15 degreeC-30 degreeC.

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等方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。通常、液晶側基板の温度は、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5℃〜10℃高めに設定される。   When the liquid crystal side substrate is heated, the temperature of the liquid crystal side substrate is preferably set to a temperature at which the ferroelectric liquid crystal exhibits an isotropic phase or a nematic phase, and in particular, the ferroelectric liquid crystal has an isotropic phase. It is preferable to set to the temperature shown. The specific temperature differs depending on the type of ferroelectric liquid crystal and is appropriately selected. The upper limit of the temperature of the liquid crystal side substrate is a temperature at which the ferroelectric liquid crystal does not deteriorate. Usually, the temperature of the liquid crystal side substrate is set in the vicinity of the nematic phase-isotropic phase transition temperature, or is set 5 ° C. to 10 ° C. higher than the nematic phase-isotropic phase transition temperature.

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。   On the other hand, when a coating method or a printing method is used as a method for applying the ferroelectric liquid crystal, it is preferable not to heat the liquid crystal side substrate. This is because when the liquid crystal side substrate is heated, the solvent in the applied ferroelectric liquid crystal solution volatilizes, and the orientation of the ferroelectric liquid crystal may be disturbed.

強誘電性液晶の塗布方法としては、強誘電性液晶を第1配向膜上または反応性液晶層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。   The method for applying the ferroelectric liquid crystal is not particularly limited as long as it can apply a predetermined amount capable of enclosing the ferroelectric liquid crystal on the first alignment film or the reactive liquid crystal layer. In particular, it is preferable that the ferroelectric liquid crystal can be applied so that the ferroelectric liquid crystal hardly flows. If the flow distance of the ferroelectric liquid crystal is too long when the ferroelectric liquid crystal flows in an isotropic phase on the first alignment film, the alignment may be disturbed at the interface where the flowed ferroelectric liquid crystal contacts. Because there is.

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。   Examples of such a coating method include a discharge method such as an ink jet method and a dispenser method, a coating method such as a bar coating method and a slot die coating method, a printing method such as a flexographic printing method, a gravure printing method, an offset printing method, and a screen printing method. Law. Of these, the discharge method is preferable, and the inkjet method is particularly preferable. If the inkjet method is used, the ferroelectric liquid crystal can be applied in a continuous manner, so that the ferroelectric liquid crystal can be applied so as to shorten the flow distance, and at the contact interface of the flowed ferroelectric liquid crystal. This is because the occurrence of alignment disorder can be prevented.

5.基板貼り合せ工程
本発明における基板貼り合せ工程は、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電極層が形成された対向基板を貼り合せる工程である。
5. Substrate bonding step The substrate bonding step in the present invention is a step of bonding a liquid crystal side substrate coated with a ferroelectric liquid crystal and a counter substrate having a second electrode layer formed on a second base material.

液晶側基板および対向基板を貼り合せる前には、液晶側基板または対向基板の少なくともいずれか一方の周縁部にシール剤を塗布する。図2に例示するように、通常、シール剤6は、強誘電性液晶5が塗布された領域の外周を囲むように枠状に塗布される。また、図14に例示するように、液晶側基板または対向基板に枠状の隔壁8bが設けられている場合には、枠状の隔壁8bの外周を囲むようにシール剤6を塗布する。   Before the liquid crystal side substrate and the counter substrate are bonded together, a sealant is applied to the peripheral portion of at least one of the liquid crystal side substrate and the counter substrate. As illustrated in FIG. 2, the sealing agent 6 is normally applied in a frame shape so as to surround the outer periphery of the region where the ferroelectric liquid crystal 5 is applied. Further, as illustrated in FIG. 14, when a frame-shaped partition wall 8 b is provided on the liquid crystal side substrate or the counter substrate, the sealing agent 6 is applied so as to surround the outer periphery of the frame-shaped partition wall 8 b.

また、シール剤を液晶側基板に塗布する場合には、シール剤を第1基材上に塗布してもよく、第1配向膜上に塗布してもよい。第1基材上にシール剤を塗布した場合には、液晶側基板および対向基板の密着性を高めることができる。シール剤を第1基材上に塗布する場合には、第1基材の周縁部に第1配向膜が形成されないように、第1配向膜をパターン状に形成する。一方、シール剤を対向基板に塗布する場合においても、シール剤を第2基材上に塗布してもよく、第2配向膜上に塗布してもよい。   Moreover, when apply | coating a sealing agent to a liquid crystal side board | substrate, a sealing agent may be apply | coated on a 1st base material and you may apply | coat on a 1st orientation film. When a sealing agent is applied on the first base material, the adhesion between the liquid crystal side substrate and the counter substrate can be improved. When applying the sealing agent on the first substrate, the first alignment film is formed in a pattern so that the first alignment film is not formed on the peripheral edge of the first substrate. On the other hand, also when apply | coating a sealing agent to a counter substrate, a sealing agent may be apply | coated on a 2nd base material and you may apply | coat on a 2nd alignment film.

シール剤は、隔壁またはスペーサとの関係において、隔壁またはスペーサが形成された基板に塗布してもよく、隔壁またはスペーサが形成されていない基板に塗布してもよく、両方の基板に塗布してもよい。また、シール剤は、強誘電性液晶との関係において、強誘電性液晶が塗布された液晶側基板に塗布してもよく、強誘電性液晶が塗布されていない対向基板に塗布してもよく、両方の基板に塗布してもよい。いずれの場合においても、液晶側基板および対向基板を重ね合わせたときに、強誘電性液晶が塗布された領域の外周がシール剤で囲まれるように、シール剤を塗布する。   The sealing agent may be applied to the substrate on which the partition wall or spacer is formed in relation to the partition wall or spacer, or may be applied to the substrate on which the partition wall or spacer is not formed, or applied to both substrates. Also good. Further, the sealing agent may be applied to a liquid crystal side substrate coated with a ferroelectric liquid crystal or a counter substrate not coated with a ferroelectric liquid crystal in relation to the ferroelectric liquid crystal. , May be applied to both substrates. In any case, when the liquid crystal side substrate and the counter substrate are overlapped, the sealing agent is applied so that the outer periphery of the region where the ferroelectric liquid crystal is applied is surrounded by the sealing agent.

また、シール剤を液晶側基板に塗布する場合、液晶側基板に強誘電性液晶を塗布する前にシール剤を塗布してもよく、液晶側基板に強誘電性液晶を塗布した後にシール剤を塗布してもよい。   In addition, when applying the sealing agent to the liquid crystal side substrate, the sealing agent may be applied before applying the ferroelectric liquid crystal to the liquid crystal side substrate, or after applying the ferroelectric liquid crystal to the liquid crystal side substrate. It may be applied.

シール剤としては、一般に液晶表示素子に用いられるシール剤を使用することができ、例えば熱硬化性樹脂および紫外線硬化性樹脂が挙げられる。   As the sealing agent, sealing agents generally used for liquid crystal display elements can be used, and examples thereof include thermosetting resins and ultraviolet curable resins.

シール剤の塗布方法としては、所定の位置にシール剤を塗布することができる方法であれば特に限定されるものではなく、例えば、ディスペンサー法、スクリーン印刷法等が挙げられる。   The method for applying the sealing agent is not particularly limited as long as it can apply the sealing agent at a predetermined position, and examples thereof include a dispenser method and a screen printing method.

このようにシール剤を塗布した後は、液晶側基板および対向基板を重ね合わせる。液晶側基板および対向基板を重ね合わせる際には、第1配向膜および第2配向膜の配向処理方向が略平行になるように、液晶側基板および対向基板を対向させる。   After applying the sealant in this way, the liquid crystal side substrate and the counter substrate are overlaid. When the liquid crystal side substrate and the counter substrate are overlaid, the liquid crystal side substrate and the counter substrate are opposed so that the alignment processing directions of the first alignment film and the second alignment film are substantially parallel.

また、液晶側基板および対向基板を重ね合わせる際には、液晶側基板および対向基板を加熱する。液晶側基板および対向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、中でも、強誘電性液晶が等方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とされる。通常、液晶側基板および対向基板の温度は、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5℃〜10℃高めに設定される。   In addition, when the liquid crystal side substrate and the counter substrate are overlaid, the liquid crystal side substrate and the counter substrate are heated. The temperature of the liquid crystal side substrate and the counter substrate is preferably set to a temperature at which the ferroelectric liquid crystal exhibits an isotropic phase or a nematic phase. Among them, the temperature at which the ferroelectric liquid crystal exhibits an isotropic phase is preferably set. preferable. The specific temperature differs depending on the type of ferroelectric liquid crystal and is appropriately selected. The upper limit of the temperature of the liquid crystal side substrate and the counter substrate is set to a temperature at which the ferroelectric liquid crystal does not deteriorate. Usually, the temperature of the liquid crystal side substrate and the counter substrate is set in the vicinity of the nematic phase-isotropic phase transition temperature, or is set 5 ° C. to 10 ° C. higher than the nematic phase-isotropic phase transition temperature.

また、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液晶側基板および対向基板を加熱することが好ましい。強誘電性液晶の粘度が高すぎると、第1配向膜上を強誘電性液晶が流動しにくくなるからである。   In addition, it is preferable to heat the liquid crystal side substrate and the counter substrate so that the viscosity of the ferroelectric liquid crystal is 30 mPa · s or less, particularly in the range of 10 mPa · s to 20 mPa · s. This is because if the viscosity of the ferroelectric liquid crystal is too high, the ferroelectric liquid crystal hardly flows on the first alignment film.

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。   When a ferroelectric liquid crystal solution obtained by diluting a ferroelectric liquid crystal with a solvent is applied on the first alignment film by a printing method, the solvent can be removed when the liquid crystal side substrate is heated.

さらに、液晶側基板および対向基板を重ね合わせる際には、チャンバー内を排気して、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。
このように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わせ、セルギャップが均一になるように一定の圧力を加える。そして、チャンバー内を常圧に戻すことにより、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。
Further, when the liquid crystal side substrate and the counter substrate are overlaid, it is preferable that the chamber is evacuated to sufficiently reduce the pressure between the liquid crystal side substrate and the counter substrate. Thereby, it can prevent that a space | gap remains in a liquid crystal cell.
After the liquid crystal side substrate and the counter substrate are opposed to each other in this way, the liquid crystal side substrate and the counter substrate are superposed under reduced pressure, and a certain pressure is applied so that the cell gap becomes uniform. Then, by returning the inside of the chamber to normal pressure, further pressure is applied between the liquid crystal side substrate and the counter substrate. Thereby, a cell gap can be made more uniform. In this way, the liquid crystal side substrate and the counter substrate are pressure-bonded via the sealant.

液晶側基板および対向基板を重ね合わせた後は、シール剤を硬化させて、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わせたときの圧力を保持したままシール剤を硬化させる。
After the liquid crystal side substrate and the counter substrate are overlaid, the sealant is cured and the liquid crystal side substrate and the counter substrate are bonded.
The curing method of the sealing agent varies depending on the type of the sealing agent used, and examples thereof include a method of irradiating with ultraviolet rays and a method of heating. At this time, normally, the sealing agent is cured while maintaining the pressure when the liquid crystal side substrate and the counter substrate are overlapped.

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。 After the liquid crystal side substrate and the counter substrate are bonded together, the ferroelectric liquid crystal sealed between the liquid crystal side substrate and the counter substrate is aligned. Specifically, the ferroelectric liquid crystal is in a chiral smectic C (SmC * ) phase state. As described above, the liquid crystal side substrate and the counter substrate are heated to a predetermined temperature, whereby the ferroelectric liquid crystal is heated to be in a nematic phase or isotropic phase, for example. Can be brought into the SmC * phase state.

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。   When cooling the heated ferroelectric liquid crystal, the ferroelectric liquid crystal is usually gradually cooled to room temperature.

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。   When a polymerizable monomer is added to the ferroelectric liquid crystal, the polymerizable monomer is polymerized after aligning the ferroelectric liquid crystal. The polymerization method of the polymerizable monomer is appropriately selected according to the type of the polymerizable monomer. For example, when an ultraviolet curable resin monomer is used as the polymerizable monomer, the polymerizable monomer can be polymerized by ultraviolet irradiation. .

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。   Further, when polymerizing the polymerizable monomer, a voltage may or may not be applied to the liquid crystal layer composed of the ferroelectric liquid crystal, but no voltage is applied to the liquid crystal layer. It is preferable to polymerize a polymerizable monomer.

強誘電性液晶で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。   The thickness of the liquid crystal layer composed of ferroelectric liquid crystal is preferably in the range of 1.2 μm to 3.0 μm, more preferably 1.3 μm to 2.5 μm, and even more preferably 1.4 μm to 2 μm. Within the range of 0.0 μm. This is because if the thickness of the liquid crystal layer is too thin, the contrast may be lowered. Conversely, if the thickness of the liquid crystal layer is too thick, the ferroelectric liquid crystal may be difficult to align.

6.液晶表示素子の駆動方法
本発明により得られる液晶表示素子の駆動方法としては、強誘電性液晶の高速応答性を利用することができるので、1画素を時間分割し、良好な動画表示特性を得るために高速応答性を特に必要とするフィールドシーケンシャルカラー方式が適している。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。
6). Driving method of liquid crystal display element As a driving method of the liquid crystal display element obtained by the present invention, since the high-speed response of the ferroelectric liquid crystal can be used, one pixel is divided into time to obtain good moving image display characteristics. Therefore, a field sequential color system that requires high-speed response is suitable. According to the present invention, as described above, it is possible to avoid problems caused when driven by the field sequential color system.

また、液晶表示素子の駆動方法は、フィールドシーケンシャル方式に限定されるものではなく、着色層を用いてカラー表示を行う、カラーフィルタ方式であってもよい。   The driving method of the liquid crystal display element is not limited to the field sequential method, and may be a color filter method that performs color display using a colored layer.

さらに、液晶表示素子の駆動方法としては、薄膜トランジスタ(TFT)を用いたアクティブマトリックス方式が好ましい。TFTを用いたアクティブマトリックス方式を採用することにより、目的の画素を確実に点灯、消灯できるため高品質なディスプレイが可能となるからである。   Furthermore, as a driving method of the liquid crystal display element, an active matrix system using a thin film transistor (TFT) is preferable. This is because by adopting an active matrix system using TFTs, the target pixel can be reliably turned on and off, and a high-quality display becomes possible.

図16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16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16において、液晶層および第1配向膜は省略されている。   FIG. 16 shows an example of an active matrix liquid crystal display element using TFTs. The liquid crystal display element illustrated in FIG. 16 includes a TFT substrate (liquid crystal side substrate) 1 in which a TFT element 21 is disposed on a first base 2 and a common electrode (second electrode layer) 13 on a second base 12. And a common electrode substrate (counter substrate) 11 on which the second alignment film 14 is formed. On the TFT substrate (liquid crystal side substrate) 1, a gate electrode 22x, a source electrode 22y, and a pixel electrode (first electrode layer) 3 are formed. The gate electrode 22x and the source electrode 22y are arranged vertically and horizontally, respectively, and the TFT element 21 can be operated by applying a signal to the gate electrode 22x and the source electrode 22y to drive the ferroelectric liquid crystal. A portion where the gate electrode 22x and the source electrode 22y intersect is insulated by an insulating layer (not shown), and the signal of the gate electrode 22x and the signal of the source electrode 22y can operate independently. A portion surrounded by the gate electrode 22x and the source electrode 22y is a pixel which is a minimum unit for driving the liquid crystal display element. Each pixel includes at least one TFT element 21 and a pixel electrode (first electrode layer) 3. Is formed. Then, by sequentially applying a signal voltage to the gate electrode and the source electrode, the TFT element of each pixel can be operated. In FIG. 16, the liquid crystal layer and the first alignment film are omitted.

上記の例においては、液晶側基板がTFT基板であり、対向基板が共通電極基板であるが、これに限定されるものではなく、液晶側基板が共通電極基板であり、対向基板がTFT基板であってもよい。   In the above example, the liquid crystal side substrate is a TFT substrate and the counter substrate is a common electrode substrate. However, the present invention is not limited to this, and the liquid crystal side substrate is a common electrode substrate and the counter substrate is a TFT substrate. There may be.

中でも、液晶側基板が共通電極基板であり、対向基板がTFT基板であることが好ましい。
図17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他の例を示す。図17に例示する液晶表示素子は、第1基材2上に共通電極(第1電極層)3、第1配向膜4および反応性液晶層4´が形成された共通電極基板(液晶側基板)1と、第2基材12上にTFT素子21が配置されたTFT基板(対向基板)11とを有するものである。TFT基板(対向基板)11には、ゲート電極22x、ソース電極22yおよび画素電極(第2電極層)13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2電極層)13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17において、液晶層および第2配向膜は省略されている。
Among these, it is preferable that the liquid crystal side substrate is a common electrode substrate and the counter substrate is a TFT substrate.
FIG. 17 shows another example of an active matrix liquid crystal display element using TFTs. The liquid crystal display element illustrated in FIG. 17 includes a common electrode substrate (liquid crystal side substrate) in which a common electrode (first electrode layer) 3, a first alignment film 4 and a reactive liquid crystal layer 4 ′ are formed on a first base material 2. ) 1 and a TFT substrate (counter substrate) 11 in which the TFT element 21 is disposed on the second substrate 12. On the TFT substrate (counter substrate) 11, a gate electrode 22x, a source electrode 22y, and a pixel electrode (second electrode layer) 13 are formed. The gate electrode 22x and the source electrode 22y are arranged vertically and horizontally, respectively, and the TFT element 21 can be operated by applying a signal to the gate electrode 22x and the source electrode 22y to drive the ferroelectric liquid crystal. A portion where the gate electrode 22x and the source electrode 22y intersect is insulated by an insulating layer (not shown), and the signal of the gate electrode 22x and the signal of the source electrode 22y can operate independently. A portion surrounded by the gate electrode 22x and the source electrode 22y is a pixel which is a minimum unit for driving the liquid crystal display element. Each pixel includes at least one TFT element 21 and a pixel electrode (second electrode layer) 13. Is formed. Then, by sequentially applying a signal voltage to the gate electrode and the source electrode, the TFT element of each pixel can be operated. In FIG. 17, the liquid crystal layer and the second alignment film are omitted.

図17に例示する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素子のスイッチがオンになり、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素子のスイッチがオフになる。スイッチオフ状態では、図18に例示するように、共通電極(第1電極層)3およびゲート電極22x間には、共通電極(第1電極層)3側が正になるように電圧が印加される。このスイッチオフ状態のとき、強誘電性液晶は動作しないので、その画素は暗状態となる。
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って液晶分子の自発分極が対向基板側を向く。すなわち、スイッチオフ状態のとき、図18に例示するように、液晶分子15の自発分極PsがTFT基板(対向基板)11側を向く。したがって、自発分極の向きは、共通電極(第1電極層)3およびゲート電極22x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(液晶側基板)側を向く場合には、スイ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、スイ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、自発分極の向きを制御し、強誘電性液晶が塗布された液晶側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。
In the liquid crystal display element illustrated in FIG. 17, for example, when the gate electrode is set to a high potential of about 30 V, the TFT element is switched on, the signal voltage is applied to the ferroelectric liquid crystal by the source electrode, and the gate electrode is set to −10 V. When the potential is low, the TFT element is turned off. In the switch-off state, as illustrated in FIG. 18, a voltage is applied between the common electrode (first electrode layer) 3 and the gate electrode 22x so that the common electrode (first electrode layer) 3 side is positive. . Since the ferroelectric liquid crystal does not operate in this switch-off state, the pixel is in a dark state.
In the present invention, as described above, when no voltage is applied, the spontaneous polarization of the liquid crystal molecules is directed toward the counter substrate due to the polar surface interaction. That is, in the switch-off state, as illustrated in FIG. 18, the spontaneous polarization Ps of the liquid crystal molecules 15 faces the TFT substrate (counter substrate) 11 side. Therefore, the direction of spontaneous polarization is not affected by the voltage applied between the common electrode (first electrode layer) 3 and the gate electrode 22x.
On the other hand, for example, when the spontaneous polarization is directed to the common electrode substrate (liquid crystal side substrate) when no voltage is applied, the gate electrode is affected by the voltage applied between the common electrode and the gate electrode in the switch-off state. The direction of spontaneous polarization is reversed in the vicinity of the region where is provided. Then, in the vicinity of the region where the gate electrode is provided, the ferroelectric liquid crystal operates and light leakage occurs even though the switch is off.
On the other hand, as described above, in the present invention, the direction of spontaneous polarization is not affected by the voltage applied between the common electrode and the gate electrode, so that no light leakage occurs. Therefore, by controlling the direction of spontaneous polarization and using the liquid crystal side substrate coated with the ferroelectric liquid crystal as the common electrode substrate, light leakage near the gate electrode can be prevented.

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、液晶側基板がTFT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液晶側基板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、液晶側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液晶側基板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。   If the pixel electrode voltage is relatively high with respect to the common electrode, a positive polarity voltage application is assumed, and if the pixel electrode voltage is relatively low, a negative polarity voltage application is assumed. In this definition, when the liquid crystal side substrate is a TFT substrate, the ferroelectric liquid crystal has a relatively low voltage of the pixel electrode with respect to the common electrode, that is, when a negative polarity voltage is applied. The molecular direction of the ferroelectric liquid crystal changes approximately twice the tilt angle of the ferroelectric liquid crystal in parallel with the liquid crystal side substrate. In addition, when the liquid crystal side substrate is a common electrode substrate, the ferroelectric liquid crystal has a ferroelectric property when the voltage of the pixel electrode is relatively high with respect to the common electrode, that is, when a positive polarity voltage is applied. The molecular direction of the liquid crystal changes approximately twice the tilt angle of the ferroelectric liquid crystal in parallel with the liquid crystal side substrate.

また、液晶表示素子の駆動方法は、セグメント方式であってもよい。   The driving method of the liquid crystal display element may be a segment method.

B.液晶表示素子
本発明の液晶表示素子は、第1基材と、上記第1基材上に形成された第1電極層および隔壁と、上記第1電極層および隔壁の上に形成された第1配向膜と、上記第1配向膜上に形成され、反応性液晶を固定化してなる反応性液晶層とを有する液晶側基板、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、光二量化型材料または光異性化型材料を含有する光配向膜である第2配向膜とを有する対向基板、および上記液晶側基板の反応性液晶層と上記対向基板の第2配向膜との間に形成され、強誘電性液晶を含む液晶層を有し、上記強誘電性液晶が、単安定性を示し、かつ、上記第1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液晶側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。
B. Liquid crystal display element The liquid crystal display element of the present invention includes a first substrate, a first electrode layer and a partition formed on the first substrate, and a first formed on the first electrode layer and the partition. A liquid crystal side substrate having an alignment film and a reactive liquid crystal layer formed on the first alignment film and immobilizing reactive liquid crystals, a second substrate, and a second substrate formed on the second substrate. Reaction of counter substrate having two electrode layer and second alignment film which is formed on the second electrode layer and is a photo-alignment film containing a photodimerization type material or a photoisomerization type material, and the liquid crystal side substrate A liquid crystal layer including a ferroelectric liquid crystal formed between the conductive liquid crystal layer and the second alignment film of the counter substrate, wherein the ferroelectric liquid crystal exhibits monostability and the first electrode When a voltage is applied so that the layer is a negative electrode, the molecular direction of the ferroelectric liquid crystal is relative to the liquid crystal side substrate surface. In parallel, the ferroelectric liquid crystal changes about twice the tilt angle of the ferroelectric liquid crystal.

なお、「単安定性を示す」こと、および「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液晶側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」ことについては、上記「A.液晶表示素子の製造方法」に記載したのと同様である。   In addition, “showing monostability” and “when the voltage is applied so that the first electrode layer is a negative electrode, the molecular direction of the ferroelectric liquid crystal is in parallel with the liquid crystal side substrate surface. “It changes about twice the tilt angle of the liquid crystal” is the same as described in “A. Manufacturing method of liquid crystal display element”.

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19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19に例示するように、液晶表示素子は、第1基材2と、この第1基材2上に形成された第1電極層3と、この第1電極層3上に形成された隔壁8と、第1電極層3および隔壁8の上に形成された第1配向膜4と、この第1配向膜4上に形成された反応性液晶層4´とを有する液晶側基板1、および、第2基材12と、この第2基材12上に形成された第2電極層13と、この第2電極層13上に形成された第2配向膜14とを有する対向基板11を有している。これらの液晶側基板1および対向基板11の間には、強誘電性液晶が挟持され、液晶層5´が構成されている。また、対向基板11の第2配向膜14は、光二量化型材料または光異性化型材料を含有する光配向膜となっている。さらに、液晶層5中の強誘電性液晶は、単安定性を示し、かつ、液晶側基板1の第1電極層3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液晶側基板11面に対して平行に強誘電性液晶のチルト角の約2倍変化するものとなっている。
The liquid crystal display element of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 19 is a schematic cross-sectional view showing an example of the liquid crystal display element of the present invention.
As illustrated in FIG. 19, the liquid crystal display element includes a first base 2, a first electrode layer 3 formed on the first base 2, and a partition formed on the first electrode layer 3. 8, a liquid crystal side substrate 1 having a first alignment film 4 formed on the first electrode layer 3 and the partition wall 8, and a reactive liquid crystal layer 4 ′ formed on the first alignment film 4, and A counter substrate 11 having a second substrate 12, a second electrode layer 13 formed on the second substrate 12, and a second alignment film 14 formed on the second electrode layer 13. doing. A ferroelectric liquid crystal is sandwiched between the liquid crystal side substrate 1 and the counter substrate 11 to form a liquid crystal layer 5 ′. The second alignment film 14 of the counter substrate 11 is a photo-alignment film containing a photodimerization type material or a photoisomerization type material. Further, the ferroelectric liquid crystal in the liquid crystal layer 5 exhibits monostability, and when a voltage is applied so that the first electrode layer 3 of the liquid crystal side substrate 1 becomes a negative electrode, the molecules of the ferroelectric liquid crystal are displayed. The direction is parallel to the surface of the liquid crystal side substrate 11 and changes about twice the tilt angle of the ferroelectric liquid crystal.

本発明においては、液晶側基板に隔壁が形成されている。このような本発明の液晶表示素子を作製する際には、液晶側基板と対向基板との位置合わせが容易であること等から、通常、隔壁が形成されている液晶側基板に強誘電性液晶が塗布される。
上記「A.液晶表示素子の製造方法」にて説明したように、強誘電性液晶の自発分極は、強誘電性液晶が塗布されなかった対向基板側に向く傾向にある。本発明においては、このことを利用して、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。
また、液晶側基板では第1配向膜上に反応性液晶層が形成されており、対向基板では第2配向膜が所定の光配向膜であるので、上記「A.液晶表示素子の製造方法」にて説明したように、強誘電性液晶の自発分極の向きを効果的に対向基板側(光配向膜側)に向かせることができる。
したがって本発明においては、液晶側基板にて、隔壁が形成され、第1配向膜上に反応性液晶層が形成されており、対向基板にて、第2配向膜が所定の光配向膜であることにより、液晶分子の自発分極の向きを制御することができ、配向欠陥を生じることなく、強誘電性液晶の配向を単安定化させることができる。
In the present invention, the partition is formed on the liquid crystal side substrate. When producing such a liquid crystal display element of the present invention, the ferroelectric liquid crystal is usually applied to the liquid crystal side substrate on which the partition walls are formed because the alignment between the liquid crystal side substrate and the counter substrate is easy. Is applied.
As described above in “A. Manufacturing method of liquid crystal display element”, the spontaneous polarization of the ferroelectric liquid crystal tends to be directed to the counter substrate side on which the ferroelectric liquid crystal is not applied. In the present invention, this can be used to control the direction of spontaneous polarization of liquid crystal molecules.
Further, since the reactive liquid crystal layer is formed on the first alignment film in the liquid crystal side substrate and the second alignment film is a predetermined photo-alignment film in the counter substrate, the above-mentioned “A. Manufacturing method of liquid crystal display element”. As described in the above, the direction of spontaneous polarization of the ferroelectric liquid crystal can be effectively directed to the counter substrate side (photo-alignment film side).
Accordingly, in the present invention, the partition is formed on the liquid crystal side substrate, the reactive liquid crystal layer is formed on the first alignment film, and the second alignment film is the predetermined photo-alignment film on the counter substrate. As a result, the direction of spontaneous polarization of the liquid crystal molecules can be controlled, and the alignment of the ferroelectric liquid crystal can be mono-stabilized without causing alignment defects.

なお、液晶表示素子の各構成については、上記「A.液晶表示素子の製造方法」に記載したので、ここでの説明は省略する。   In addition, about each structure of the liquid crystal display element, since it described in the said "A. manufacturing method of a liquid crystal display element", description here is abbreviate | omitted.

また、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。   The present invention is not limited to the above embodiment. The above-described embodiment is an exemplification, and the present invention has substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention, and any device that exhibits the same function and effect is the present invention. It is included in the technical scope of the invention.

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。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples.

(液晶表示素子用基板1の作製)
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(商品名:NN780、JSR社製)をスピンコートして、減圧乾燥し、90℃で3分間プリベークを行った。次いで、100mJ/cm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、上記柱状スペーサを形成した基板上に、光二量化反応型の光配向膜材料(商品名:ROP-102、ロリックテクノロジー社製)の2質量%シクロペンタノン溶液をスピンコートし、130℃で10分間乾燥した後、直線偏光紫外線を約100mJ/cm照射し、配向処理を行った。
(Preparation of substrate 1 for liquid crystal display element)
The glass substrate on which the ITO electrode was formed was washed thoroughly, a transparent resist (trade name: NN780, manufactured by JSR) was spin coated on the glass substrate, dried under reduced pressure, and prebaked at 90 ° C. for 3 minutes. Subsequently, it exposed to a mask with 100 mJ / cm 2 ultraviolet rays, developed with an inorganic alkali solution, and post-baked at 230 ° C. for 30 minutes. Thereby, a columnar spacer having a height of 1.5 μm was formed.
Next, a 2% by mass cyclopentanone solution of a photodimerization reaction type photo-alignment film material (trade name: ROP-102, manufactured by Rorlic Technology Co., Ltd.) is spin-coated on the substrate on which the columnar spacers are formed, and 130 ° C. And dried for 10 minutes, and then irradiated with about 100 mJ / cm 2 of linearly polarized ultraviolet rays for alignment treatment.

(液晶表示素子用基板2の作製)
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、光二量化反応型の光配向膜材料(商品名:ROP-102、ロリックテクノロジー社製)の2質量%シクロペンタノン溶液をスピンコートし、130℃で10分間乾燥した後、直線紫外線偏光を約100mJ/cm照射し、配向処理を行った。
(Preparation of substrate 2 for liquid crystal display element)
The glass substrate on which the ITO electrode is formed is thoroughly washed, and a 2% by mass cyclopentanone solution of a photodimerization reaction type photo-alignment film material (trade name: ROP-102, manufactured by Roric Technology) is applied on the glass substrate. After spin-coating and drying at 130 ° C. for 10 minutes, alignment treatment was performed by irradiating with linear ultraviolet polarized light of about 100 mJ / cm 2 .

(液晶表示素子用基板3の作製)
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(商品名:NN780、JSR社製)をスピンコートして、減圧乾燥し、90℃で3分間プリベークを行った。次いで、100mJ/cm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、上記柱状スペーサを形成した基板上に、光二量化反応型の光配向膜材料(商品名:ROP-103、ロリックテクノロジー社製)の2質量%シクロペンタノン溶液をスピンコートし、130℃で10分間乾燥した後、直線偏光紫外線を約100mJ/cm照射し、配向処理を行った。さらに、重合性液晶(商品名:ROF-5101、ロリックテクノロジー社製)の2質量%シクロペンタノン溶液をスピンコートして積層し、55℃で3分間乾燥させた後、無偏光紫外線を55℃で1000mJ/cm露光した。
(Preparation of substrate 3 for liquid crystal display element)
The glass substrate on which the ITO electrode was formed was washed thoroughly, a transparent resist (trade name: NN780, manufactured by JSR) was spin coated on the glass substrate, dried under reduced pressure, and prebaked at 90 ° C. for 3 minutes. Subsequently, it exposed to a mask with 100 mJ / cm 2 ultraviolet rays, developed with an inorganic alkali solution, and post-baked at 230 ° C. for 30 minutes. Thereby, a columnar spacer having a height of 1.5 μm was formed.
Next, a 2% by mass cyclopentanone solution of a photodimerization reaction type photo-alignment film material (trade name: ROP-103, manufactured by Rorlic Technology Co., Ltd.) is spin-coated on the substrate on which the columnar spacers are formed, and the temperature is 130 ° C. And dried for 10 minutes, and then irradiated with about 100 mJ / cm 2 of linearly polarized ultraviolet rays for alignment treatment. Further, a 2% by mass cyclopentanone solution of polymerizable liquid crystal (trade name: ROF-5101, manufactured by Roric Technology) was spin-coated and dried at 55 ° C. for 3 minutes, and then non-polarized ultraviolet rays were applied at 55 ° C. And 1000 mJ / cm 2 exposure.

(液晶表示素子用基板4の作製)
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(商品名:NN780、JSR社製)をスピンコートして、減圧乾燥し、90℃で3分間プリベークを行った。次いで、100mJ/cm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、上記柱状スペーサを形成した基板上に、光二量化反応型の光配向膜材料(商品名:ROP-103、ロリックテクノロジー社製)の2質量%シクロペンタノン溶液をスピンコートし、130℃で10分間乾燥した後、直線偏光紫外線を約100mJ/cm照射し、配向処理を行った。
(Preparation of substrate 4 for liquid crystal display element)
The glass substrate on which the ITO electrode was formed was washed thoroughly, a transparent resist (trade name: NN780, manufactured by JSR) was spin coated on the glass substrate, dried under reduced pressure, and prebaked at 90 ° C. for 3 minutes. Subsequently, it exposed to a mask with 100 mJ / cm 2 ultraviolet rays, developed with an inorganic alkali solution, and post-baked at 230 ° C. for 30 minutes. Thereby, a columnar spacer having a height of 1.5 μm was formed.
Next, a 2% by mass cyclopentanone solution of a photodimerization reaction type photo-alignment film material (trade name: ROP-103, manufactured by Rorlic Technology Co., Ltd.) is spin-coated on the substrate on which the columnar spacers are formed, and the temperature is 130 ° C. And dried for 10 minutes, and then irradiated with about 100 mJ / cm 2 of linearly polarized ultraviolet rays for alignment treatment.

(液晶表示素子用基板5の作製)
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、光異性化反応型の光配向膜材料(商品名:LIA01、大日本インキ社製)をスピンコートし、100℃で3分間乾燥した後、直線紫外線偏光を約1000mJ/cm照射し、配向処理を行った。
(Preparation of substrate 5 for liquid crystal display element)
The glass substrate on which the ITO electrode is formed is thoroughly washed, and a photoisomerization reaction type photo-alignment film material (trade name: LIA01, manufactured by Dainippon Ink Co., Ltd.) is spin-coated on this glass substrate, and 3 ° C. After drying for a minute, alignment treatment was performed by irradiating with linear ultraviolet polarized light of about 1000 mJ / cm 2 .

[実施例1]
液晶表示素子用基板1上にインクジェット装置を用いて強誘電性液晶(商品名:R2301、AZエレクトロニックマテリアルズ社製)を塗布した。このとき、インクジェット装置のヘッドを強誘電性液晶のN相−等方相転移温度より20℃高い温度に加熱し、液晶表示素子用基板1の温度を室温に設定した。
[Example 1]
Ferroelectric liquid crystal (trade name: R2301, manufactured by AZ Electronic Materials) was applied on the liquid crystal display element substrate 1 using an inkjet apparatus. At this time, the head of the ink jet apparatus was heated to a temperature 20 ° C. higher than the N-phase-isotropic phase transition temperature of the ferroelectric liquid crystal, and the temperature of the liquid crystal display element substrate 1 was set to room temperature.

次に、液晶表示素子用基板1にシール剤を塗布した。真空チャンバー内に配置したホットプレートを110℃に加熱して、このホットプレート上にシール剤を塗布した液晶表示素子用基板1を配置した。次に、液晶表示素子用基板2を、吸着プレートで吸着し、液晶表示素子用基板1および液晶表示素子用基板2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た。そして、真空チャンバー内が10Torrになるように排気を行った状態で、両基板を密着させ、一定の圧力をかけた後、真空チャンバー内を常圧に戻した。その後、強誘電性液晶を室温まで徐冷することにより、液晶表示素子を作製した。   Next, a sealing agent was applied to the liquid crystal display element substrate 1. The hot plate placed in the vacuum chamber was heated to 110 ° C., and the liquid crystal display element substrate 1 coated with a sealant was placed on the hot plate. Next, the liquid crystal display element substrate 2 was adsorbed by an adsorption plate, and the liquid crystal display element substrate 1 and the liquid crystal display element substrate 2 were opposed to each other so that the respective alignment treatment directions were parallel. Then, the substrates were brought into close contact with each other in a state where evacuation was performed so that the inside of the vacuum chamber became 10 Torr, and after applying a certain pressure, the inside of the vacuum chamber was returned to normal pressure. Thereafter, the ferroelectric liquid crystal was gradually cooled to room temperature to produce a liquid crystal display element.

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75:25であり、液晶表示素子用基板1が負極となるように電圧を印加したときに、75%の領域にて強誘電性液晶の分子方向が液晶表示素子用基板1の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。   In the obtained liquid crystal display element, the abundance ratio of the double domain in the panel is 75:25, and when a voltage is applied so that the liquid crystal display element substrate 1 becomes a negative electrode, ferroelectricity is obtained in a region of 75%. The molecular direction of the liquid crystalline liquid crystal changed approximately twice the tilt angle of the ferroelectric liquid crystal parallel to the surface of the substrate 1 for the liquid crystal display element.

[比較例1]
液晶表示素子用基板1にシール剤を塗布した。次に、シール剤を塗布した液晶表示素子用基板1と液晶表示素子用基板2とを、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(R2301、AZエレクトロニックマテリアルズ社製)を注入口上部に付着し、オーブンを用いて、N相−等方相転移温度より10℃〜20℃高い温度で注入を行い、ゆっくりと室温に戻した。
[Comparative Example 1]
A sealing agent was applied to the liquid crystal display element substrate 1. Next, the liquid crystal display element substrate 1 and the liquid crystal display element substrate 2 coated with a sealant were opposed to each other so that the respective alignment treatment directions were parallel, and thermocompression bonding was performed to produce an empty liquid crystal cell. .
Next, a ferroelectric liquid crystal (R2301, manufactured by AZ Electronic Materials) is attached to the upper portion of the injection port, and injection is performed at a temperature 10 ° C. to 20 ° C. higher than the N phase-isotropic phase transition temperature using an oven. Slowly returned to room temperature.

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51:49であり、液晶表示素子用基板1が負極となるように電圧を印加したときに、51%の領域にて強誘電性液晶の分子方向が液晶表示素子用基板1の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。   In the obtained liquid crystal display element, the abundance ratio of the double domain in the panel is 51:49, and when a voltage is applied so that the liquid crystal display element substrate 1 becomes a negative electrode, ferroelectricity is generated in a region of 51%. The molecular direction of the liquid crystalline liquid crystal changed approximately twice the tilt angle of the ferroelectric liquid crystal parallel to the surface of the substrate 1 for the liquid crystal display element.

[実施例2]
液晶表示素子用基板3上にインクジェット装置を用いて強誘電性液晶(商品名:R2301、AZエレクトロニックマテリアルズ社製)を塗布した。このとき、インクジェット装置のヘッドを強誘電性液晶のN相−等方相転移温度より20℃高い温度に加熱し、液晶表示素子用基板3の温度を室温に設定した。
[Example 2]
Ferroelectric liquid crystal (trade name: R2301, manufactured by AZ Electronic Materials) was applied on the liquid crystal display element substrate 3 using an ink jet apparatus. At this time, the head of the ink jet apparatus was heated to a temperature 20 ° C. higher than the N-phase-isotropic phase transition temperature of the ferroelectric liquid crystal, and the temperature of the liquid crystal display element substrate 3 was set to room temperature.

次に、液晶表示素子用基板3にシール剤を塗布した。真空チャンバー内に配置したホットプレートを110℃に加熱して、このホットプレート上にシール剤を塗布した液晶表示素子用基板3を配置した。次に、液晶表示素子用基板2を、吸着プレートで吸着し、液晶表示素子用基板3および液晶表示素子用基板2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た。そして、真空チャンバー内が10Torrになるように排気を行った状態で、両基板を密着させ、一定の圧力をかけた後、真空チャンバー内を常圧に戻した。その後、強誘電性液晶を室温まで徐冷することにより、液晶表示素子を作製した。   Next, a sealing agent was applied to the liquid crystal display element substrate 3. A hot plate placed in a vacuum chamber was heated to 110 ° C., and a liquid crystal display element substrate 3 coated with a sealant was placed on the hot plate. Next, the liquid crystal display element substrate 2 was adsorbed by an adsorption plate, and the liquid crystal display element substrate 3 and the liquid crystal display element substrate 2 were opposed to each other so that their alignment treatment directions were parallel. Then, the substrates were brought into close contact with each other in a state where evacuation was performed so that the inside of the vacuum chamber became 10 Torr, and after applying a certain pressure, the inside of the vacuum chamber was returned to normal pressure. Thereafter, the ferroelectric liquid crystal was gradually cooled to room temperature to produce a liquid crystal display element.

得られた液晶表示素子では、パネルの98%の領域にて強誘電性液晶の分子方向が液晶表示素子用基板3の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。   In the obtained liquid crystal display element, the molecular direction of the ferroelectric liquid crystal changed approximately twice the tilt angle of the ferroelectric liquid crystal parallel to the surface of the liquid crystal display element substrate 3 in 98% of the panel. .

[実施例3]
液晶表示素子用基板4上にインクジェット装置を用いて強誘電性液晶(商品名:R2301、AZエレクトロニックマテリアルズ社製)を塗布した。このとき、インクジェット装置のヘッドを強誘電性液晶のN相−等方相転移温度より20℃高い温度に加熱し、液晶表示素子用基板4の温度を室温に設定した。
[Example 3]
Ferroelectric liquid crystal (trade name: R2301, manufactured by AZ Electronic Materials) was applied on the liquid crystal display element substrate 4 using an inkjet apparatus. At this time, the head of the inkjet apparatus was heated to a temperature 20 ° C. higher than the N-phase-isotropic phase transition temperature of the ferroelectric liquid crystal, and the temperature of the liquid crystal display element substrate 4 was set to room temperature.

次に、液晶表示素子用基板4にシール剤を塗布した。真空チャンバー内に配置したホットプレートを110℃に加熱して、このホットプレート上にシール剤を塗布した液晶表示素子用基板4を配置した。次に、液晶表示素子用基板2を、吸着プレートで吸着し、液晶表示素子用基板4および液晶表示素子用基板2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た。そして、真空チャンバー内が10Torrになるように排気を行った状態で、両基板を密着させ、一定の圧力をかけた後、真空チャンバー内を常圧に戻した。その後、強誘電性液晶を室温まで徐冷することにより、液晶表示素子を作製した。   Next, a sealing agent was applied to the liquid crystal display element substrate 4. A hot plate placed in a vacuum chamber was heated to 110 ° C., and a liquid crystal display element substrate 4 coated with a sealant was placed on the hot plate. Next, the liquid crystal display element substrate 2 was adsorbed by an adsorption plate, and the liquid crystal display element substrate 4 and the liquid crystal display element substrate 2 were opposed to each other so that their alignment treatment directions were parallel. Then, the substrates were brought into close contact with each other in a state where evacuation was performed so that the inside of the vacuum chamber became 10 Torr, and after applying a certain pressure, the inside of the vacuum chamber was returned to normal pressure. Thereafter, the ferroelectric liquid crystal was gradually cooled to room temperature to produce a liquid crystal display element.

得られた液晶表示素子では、パネルの97%の領域にて強誘電性液晶の分子方向が液晶表示素子用基板4の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。   In the obtained liquid crystal display element, the molecular direction of the ferroelectric liquid crystal changed approximately twice the tilt angle of the ferroelectric liquid crystal parallel to the surface of the substrate 4 for the liquid crystal display element in 97% of the panel. .

[実施例4]
液晶表示素子用基板4上にインクジェット装置を用いて強誘電性液晶(商品名:R2301、AZエレクトロニックマテリアルズ社製)を塗布した。このとき、インクジェット装置のヘッドを強誘電性液晶のN相−等方相転移温度より20℃高い温度に加熱し、液晶表示素子用基板4の温度を室温に設定した。
[Example 4]
Ferroelectric liquid crystal (trade name: R2301, manufactured by AZ Electronic Materials) was applied on the liquid crystal display element substrate 4 using an inkjet apparatus. At this time, the head of the inkjet apparatus was heated to a temperature 20 ° C. higher than the N-phase-isotropic phase transition temperature of the ferroelectric liquid crystal, and the temperature of the liquid crystal display element substrate 4 was set to room temperature.

次に、液晶表示素子用基板4にシール剤を塗布した。真空チャンバー内に配置したホットプレートを110℃に加熱して、このホットプレート上にシール剤を塗布した液晶表示素子用基板4を配置した。次に、液晶表示素子用基板5を、吸着プレートで吸着し、液晶表示素子用基板4および液晶表示素子用基板5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た。そして、真空チャンバー内が10Torrになるように排気を行った状態で、両基板を密着させ、一定の圧力をかけた後、真空チャンバー内を常圧に戻した。その後、強誘電性液晶を室温まで徐冷することにより、液晶表示素子を作製した。   Next, a sealing agent was applied to the liquid crystal display element substrate 4. A hot plate placed in a vacuum chamber was heated to 110 ° C., and a liquid crystal display element substrate 4 coated with a sealant was placed on the hot plate. Next, the liquid crystal display element substrate 5 was adsorbed by an adsorption plate, and the liquid crystal display element substrate 4 and the liquid crystal display element substrate 5 were opposed to each other so that the respective alignment treatment directions were parallel. Then, the substrates were brought into close contact with each other in a state where evacuation was performed so that the inside of the vacuum chamber became 10 Torr, and after applying a certain pressure, the inside of the vacuum chamber was returned to normal pressure. Thereafter, the ferroelectric liquid crystal was gradually cooled to room temperature to produce a liquid crystal display element.

得られた液晶表示素子では、パネルの99%の領域にて強誘電性液晶の分子方向が液晶表示素子用基板4の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。   In the obtained liquid crystal display element, the molecular direction of the ferroelectric liquid crystal changed approximately twice the tilt angle of the ferroelectric liquid crystal parallel to the surface of the liquid crystal display element substrate 4 in 99% of the panel. .

[実施例5]
ITO電極が形成されたガラス基板をよく洗浄し、このガラス基板上に透明レジスト(商品名:NN780、JSR社製)をスピンコートして、減圧乾燥し、90℃で3分間プリベークを行った。次いで、100mJ/cm2の紫外線でマスク露光し、無機アルカリ溶液で現像を行い、230℃で30分間ポストベークを行った。これにより、高さ1.5μm、幅10μm、間隔2mmの隔壁を形成した。
次に、上記隔壁を形成した基板上に、光二量化反応型の光配向膜材料(商品名:ROP-103、ロリックテクノロジー社製)の2質量%シクロペンタノン溶液をスピンコートし、130℃で10分間乾燥した後、直線偏光紫外線を約100mJ/cm2照射し、配向処理を行った。さらに、重合性液晶(商品名:ROF-5101、ロリックテクノロジー社製)の2質量%シクロペンタノン溶液をスピンコートして積層し、55℃で3分間乾燥させた後、無偏光紫外線を55℃で1000mJ/cm2露光し、液晶表示素子用基板6を作製した。
[Example 5]
The glass substrate on which the ITO electrode was formed was washed thoroughly, a transparent resist (trade name: NN780, manufactured by JSR) was spin coated on the glass substrate, dried under reduced pressure, and prebaked at 90 ° C. for 3 minutes. Subsequently, it exposed to a mask with 100 mJ / cm 2 ultraviolet rays, developed with an inorganic alkali solution, and post-baked at 230 ° C. for 30 minutes. Thereby, a partition wall having a height of 1.5 μm, a width of 10 μm, and an interval of 2 mm was formed.
Next, a 2% by mass cyclopentanone solution of a photodimerization reaction type photo-alignment film material (trade name: ROP-103, manufactured by Rorlic Technology Co., Ltd.) is spin-coated on the substrate on which the partition walls are formed, and is heated at 130 ° C. After drying for 10 minutes, alignment treatment was performed by irradiating with linearly polarized ultraviolet rays of about 100 mJ / cm 2 . Further, a 2% by mass cyclopentanone solution of polymerizable liquid crystal (trade name: ROF-5101, manufactured by Roric Technology) was spin-coated and dried at 55 ° C. for 3 minutes, and then non-polarized ultraviolet rays were applied at 55 ° C. Was exposed to 1000 mJ / cm 2 to prepare a liquid crystal display element substrate 6.

また、ITO電極が形成されたガラス基板をよく洗浄し、このガラス基板上に、光二量化反応型の光配向膜材料(商品名:ROP-102、ロリックテクノロジー社製)の2質量%シクロペンタノン溶液をスピンコートし、130℃で10分間乾燥した後、直線紫外線偏光を約100mJ/cm2照射し、配向処理を行い、液晶表示素子用基板7を作製した。 Further, the glass substrate on which the ITO electrode is formed is thoroughly washed, and a 2% by mass cyclopentanone of a photodimerization reaction type photo-alignment film material (trade name: ROP-102, manufactured by Rorlic Technology Co., Ltd.) is formed on the glass substrate. The solution was spin-coated, dried at 130 ° C. for 10 minutes, then irradiated with about 100 mJ / cm 2 of linear ultraviolet polarized light, and subjected to an alignment treatment, whereby a liquid crystal display element substrate 7 was produced.

液晶表示素子用基板6上にインクジェット装置を用いて強誘電性液晶(商品名:R2301、AZエレクトロニックマテリアルズ社製)を塗布した。このとき、インクジェット装置のヘッドを強誘電性液晶のN相−等方相転移温度より20℃高い温度に加熱した。
次に、液晶表示素子用基板6にシール剤を塗布した。真空チャンバー内に配置したホットプレートを110℃に加熱して、このホットプレート上にシール剤を塗布した液晶表示素子用基板6を配置した。次に、液晶表示素子用基板7を、吸着プレートで吸着し、液晶表示素子用基板6および液晶表示素子用基板7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た。そして、真空チャンバー内が10Torrになるように排気を行った状態で、両基板を密着させ、一定の圧力をかけた後、真空チャンバー内を常圧に戻した。その後、強誘電性液晶を室温まで徐冷することにより、液晶表示素子を作製した。
Ferroelectric liquid crystal (trade name: R2301, manufactured by AZ Electronic Materials) was applied on the liquid crystal display element substrate 6 using an ink jet apparatus. At this time, the head of the ink jet apparatus was heated to a temperature 20 ° C. higher than the N-phase isotropic phase transition temperature of the ferroelectric liquid crystal.
Next, a sealing agent was applied to the liquid crystal display element substrate 6. A hot plate placed in a vacuum chamber was heated to 110 ° C., and a liquid crystal display element substrate 6 coated with a sealant was placed on the hot plate. Next, the liquid crystal display element substrate 7 was adsorbed by an adsorption plate, and the liquid crystal display element substrate 6 and the liquid crystal display element substrate 7 were opposed to each other so that their alignment treatment directions were parallel. Then, the substrates were brought into close contact with each other in a state where evacuation was performed so that the inside of the vacuum chamber became 10 Torr, and after applying a certain pressure, the inside of the vacuum chamber was returned to normal pressure. Thereafter, the ferroelectric liquid crystal was gradually cooled to room temperature to produce a liquid crystal display element.

得られた液晶表示素子では、パネルの99%の領域にて強誘電性液晶の分子方向が液晶表示素子用基板6の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。また、パネル内に塗布ムラは現れず、パネルのコントラストは300:1であった。   In the obtained liquid crystal display element, the molecular direction of the ferroelectric liquid crystal changed approximately twice the tilt angle of the ferroelectric liquid crystal parallel to the surface of the liquid crystal display element substrate 6 in 99% of the panel. . Moreover, the coating nonuniformity did not appear in the panel, and the contrast of the panel was 300: 1.

[実施例6]
実施例5において、強誘電性液晶を、液晶表示素子用基板7の側に塗布した以外は、実施例5と同様にして液晶表示素子を作製した。
[Example 6]
In Example 5, a liquid crystal display element was produced in the same manner as in Example 5 except that the ferroelectric liquid crystal was applied to the liquid crystal display element substrate 7 side.

得られた液晶表示素子では、パネルの99%の領域にて強誘電性液晶の分子方向が液晶表示素子用基板7の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。しかしながら、パネル内には塗布された液晶同士が衝突してできたと考えられる塗布ムラが発生した。このとき、パネルのコントラストは80:1であった。
実施例5,6から、隔壁が形成された液晶表示素子用基板側に強誘電性液晶を塗布することで、塗布ムラの発生が抑制されることがわかった。
In the obtained liquid crystal display element, the molecular direction of the ferroelectric liquid crystal changed approximately twice the tilt angle of the ferroelectric liquid crystal in parallel with the surface of the substrate 7 for the liquid crystal display element in 99% of the panel. . However, coating unevenness, which was thought to have been caused by the collision of the applied liquid crystals, occurred in the panel. At this time, the contrast of the panel was 80: 1.
From Examples 5 and 6, it was found that the application of ferroelectric liquid crystal to the liquid crystal display element substrate side on which the partition walls were formed suppresses the occurrence of coating unevenness.

[実施例7]
ITO電極が形成されたガラス基板をよく洗浄し、このガラス基板上に透明レジスト(商品名:NN780、JSR社製)をスピンコートして、減圧乾燥し、90℃で3分間プリベークを行った。次いで、100mJ/cm2の紫外線でマスク露光し、無機アルカリ溶液で現像を行い、230℃で30分間ポストベークを行った。これにより、高さ1.5μm、幅10μm、間隔2mmの隔壁を形成した。
次に、上記隔壁を形成した基板上に、ポリイミド配向膜材料(商品名:PIA-X771、チッソ石油化学社製)溶液をスピンコートし、200℃で30分間乾燥した後、ラビング処理を行った。さらに、重合性液晶(商品名:ROF-5101、ロリックテクノロジー社製)の2質量%シクロペンタノン溶液をスピンコートして積層し、55℃で3分間乾燥させた後、無偏光紫外線を55℃で1000mJ/cm2露光し、液晶表示素子用基板8を作製した。
[Example 7]
The glass substrate on which the ITO electrode was formed was washed thoroughly, a transparent resist (trade name: NN780, manufactured by JSR) was spin coated on the glass substrate, dried under reduced pressure, and prebaked at 90 ° C. for 3 minutes. Subsequently, it exposed to a mask with 100 mJ / cm 2 ultraviolet rays, developed with an inorganic alkali solution, and post-baked at 230 ° C. for 30 minutes. Thereby, a partition wall having a height of 1.5 μm, a width of 10 μm, and an interval of 2 mm was formed.
Next, a polyimide alignment film material (trade name: PIA-X771, manufactured by Chisso Petrochemical Co., Ltd.) solution was spin-coated on the substrate on which the partition walls were formed, dried at 200 ° C. for 30 minutes, and then rubbed. . Further, a 2% by mass cyclopentanone solution of polymerizable liquid crystal (trade name: ROF-5101, manufactured by Roric Technology) was spin-coated and dried at 55 ° C. for 3 minutes, and then non-polarized ultraviolet rays were applied at 55 ° C. Was exposed to 1000 mJ / cm 2 to prepare a liquid crystal display element substrate 8.

また、ITO電極が形成されたガラス基板をよく洗浄し、このガラス基板上に、光二量化反応型の光配向膜材料(商品名:ROP-102、ロリックテクノロジー社製)の2質量%シクロペンタノン溶液をスピンコートし、130℃で10分間乾燥した後、直線紫外線偏光を約100mJ/cm2照射し、配向処理を行い、液晶表示素子用基板9を作製した。 Further, the glass substrate on which the ITO electrode is formed is thoroughly washed, and a 2% by mass cyclopentanone of a photodimerization reaction type photo-alignment film material (trade name: ROP-102, manufactured by Rorlic Technology Co., Ltd.) is formed on the glass substrate. The solution was spin-coated, dried at 130 ° C. for 10 minutes, then irradiated with about 100 mJ / cm 2 of linear ultraviolet polarized light, and subjected to an alignment treatment, thereby producing a substrate 9 for a liquid crystal display element.

液晶表示素子用基板8上にインクジェット装置を用いて強誘電性液晶(商品名:R2301、AZエレクトロニックマテリアルズ社製)を塗布した。このとき、インクジェット装置のヘッドを強誘電性液晶のN相−等方相転移温度より20℃高い温度に加熱した。
次に、液晶表示素子用基板8にシール剤を塗布した。真空チャンバー内に配置したホットプレートを110℃に加熱して、このホットプレート上にシール剤を塗布した液晶表示素子用基板8を配置した。次に、液晶表示素子用基板9を、吸着プレートで吸着し、液晶表示素子用基板8および液晶表示素子用基板9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た。そして、真空チャンバー内が10Torrになるように排気を行った状態で、両基板を密着させ、一定の圧力をかけた後、真空チャンバー内を常圧に戻した。その後、強誘電性液晶を室温まで徐冷することにより、液晶表示素子を作製した。
Ferroelectric liquid crystal (trade name: R2301, manufactured by AZ Electronic Materials) was applied on the liquid crystal display element substrate 8 using an ink jet apparatus. At this time, the head of the ink jet apparatus was heated to a temperature 20 ° C. higher than the N-phase isotropic phase transition temperature of the ferroelectric liquid crystal.
Next, a sealing agent was applied to the liquid crystal display element substrate 8. A hot plate placed in a vacuum chamber was heated to 110 ° C., and a liquid crystal display element substrate 8 coated with a sealant was placed on the hot plate. Next, the liquid crystal display element substrate 9 was adsorbed by an adsorption plate, and the liquid crystal display element substrate 8 and the liquid crystal display element substrate 9 were opposed to each other so that the respective alignment treatment directions were parallel. Then, the substrates were brought into close contact with each other in a state where evacuation was performed so that the inside of the vacuum chamber became 10 Torr, and after applying a certain pressure, the inside of the vacuum chamber was returned to normal pressure. Thereafter, the ferroelectric liquid crystal was gradually cooled to room temperature to produce a liquid crystal display element.

得られた液晶表示素子では、パネルの99%の領域にて強誘電性液晶の分子方向が液晶表示素子用基板8の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。また、パネルの中に塗布ムラ・ジグザグ欠陥は現れず、パネルのコントラストは500:1であった。   In the obtained liquid crystal display element, the molecular direction of the ferroelectric liquid crystal changed approximately twice the tilt angle of the ferroelectric liquid crystal parallel to the surface of the substrate 8 for the liquid crystal display element in 99% of the panel. . Further, no coating unevenness or zigzag defect appeared in the panel, and the contrast of the panel was 500: 1.

[実施例8]
実施例7において、液晶表示素子用基板8におけるラビング膜のかわりに、光二量化反応型の光配向膜材料(商品名:ROP-103、ロリックテクノロジー社製)を用いて光配向膜を形成した以外は、実施例7と同様にして液晶表示素子を作製した。
[Example 8]
In Example 7, in place of the rubbing film in the liquid crystal display element substrate 8, a photo-alignment film was formed using a photo-dimerization reaction type photo-alignment film material (trade name: ROP-103, manufactured by Lorrick Technology). Produced a liquid crystal display device in the same manner as in Example 7.

得られた液晶表示素子では、パネルの99%の領域にて強誘電性液晶の分子方向が液晶表示素子用基板8の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。しかしながら、パネル内にジグザグ欠陥が発生し、パネルのコントラストは300:1であった。
実施例7,8から、ラビング膜上に重合性液晶を用いた反応性液晶層を形成することで、ジグザグ欠陥の発生が抑制されることがわかった。
In the obtained liquid crystal display element, the molecular direction of the ferroelectric liquid crystal changed approximately twice the tilt angle of the ferroelectric liquid crystal parallel to the surface of the substrate 8 for the liquid crystal display element in 99% of the panel. . However, zigzag defects occurred in the panel and the panel contrast was 300: 1.
From Examples 7 and 8, it was found that the formation of zigzag defects was suppressed by forming a reactive liquid crystal layer using polymerizable liquid crystal on the rubbing film.

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。It is process drawing which shows an example of the manufacturing method of the liquid crystal display element of this invention. 本発明における液晶塗布工程の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the liquid-crystal application | coating process in this invention. 液晶分子の挙動を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the behavior of a liquid crystal molecule. 強誘電性液晶の配向状態の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the orientation state of a ferroelectric liquid crystal. 強誘電性液晶の配向状態の他の例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the other example of the orientation state of a ferroelectric liquid crystal. 強誘電性液晶の配向状態の他の例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the other example of the orientation state of a ferroelectric liquid crystal. 強誘電性液晶の自発分極を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the spontaneous polarization of a ferroelectric liquid crystal. 強誘電性液晶の配向状態の他の例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the other example of the orientation state of a ferroelectric liquid crystal. 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。It is a schematic sectional drawing which shows an example of the liquid crystal display element obtained by the manufacturing method of the liquid crystal display element of this invention. 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。It is a figure which shows the drive sequence of the liquid crystal display element by a field sequential color system. 強誘電性液晶の配向状態の他の例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the other example of the orientation state of a ferroelectric liquid crystal. 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。It is the graph which showed the change of the transmittance | permeability with respect to the applied voltage of a ferroelectric liquid crystal. 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。It is the figure which showed the difference in orientation by the difference in the phase sequence which a ferroelectric liquid crystal has. 本発明における液晶塗布工程の他の例を示す図である。It is a figure which shows the other example of the liquid-crystal application | coating process in this invention. 強誘電性液晶の自発分極を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the spontaneous polarization of a ferroelectric liquid crystal. 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斜視図である。It is a schematic perspective view which shows an example of the liquid crystal display element obtained by the manufacturing method of the liquid crystal display element of this invention. 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他の例を示す概略斜視図である。It is a schematic perspective view which shows the other example of the liquid crystal display element obtained by the manufacturing method of the liquid crystal display element of this invention. 強誘電性液晶の自発分極を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the spontaneous polarization of a ferroelectric liquid crystal. 本発明の液晶表示素子の一例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows an example of the liquid crystal display element of this invention. 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。It is the graph which showed the change of the transmittance | permeability with respect to the applied voltage of a ferroelectric liquid crystal. 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。It is a figure which shows the drive sequence of the liquid crystal display element by a field sequential color system.

符号の説明Explanation of symbols

1 … 液晶側基板
2 … 第1基材
3 … 第1電極層
4 … 第1配向膜
4´ … 反応性液晶層
5 … 強誘電性液晶
5´ … 液晶層
6 … シール剤
8 … 隔壁
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
Ps … 自発分極
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Liquid crystal side substrate 2 ... 1st base material 3 ... 1st electrode layer 4 ... 1st orientation film 4 '... Reactive liquid crystal layer 5 ... Ferroelectric liquid crystal 5' ... Liquid crystal layer 6 ... Sealing agent 8 ... Partition 11 ... Counter substrate 12 ... second base material 13 ... second electrode layer 14 ... second alignment film 15 ... liquid crystal molecule z ... layer normal line Ps ... spontaneous polarization

Claims (11)

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し、前記液晶側基板を前記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加熱し、前記液晶側基板の前記第1配向膜上を前記強誘電性液晶を流動させる液晶塗布工程と、
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電極層が形成された対向基板を貼り合せる基板貼り合せ工程とを有し、
前記強誘電性液晶が、スメクチックA相を経由しない相系列を有し、単安定性を示し、HV字型スイッチング(half−V shaped switching)特性を示すものであり、
前記強誘電性液晶が、前記第1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液晶側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の製造方法。
Ferroelectric liquid crystal is applied onto the first alignment film of the liquid crystal side substrate in which the first electrode layer and the first alignment film are laminated in this order on the first base material, and the liquid crystal side substrate is made to be the ferroelectric material. A liquid crystal coating step of heating the liquid crystal to a temperature exhibiting an isotropic phase or a nematic phase, and causing the ferroelectric liquid crystal to flow over the first alignment film of the liquid crystal side substrate ;
A liquid crystal side substrate coated with the ferroelectric liquid crystal, and a substrate laminating step of laminating a counter substrate having a second electrode layer formed on a second base material,
The ferroelectric liquid crystal has a phase sequence that does not pass through a smectic A phase, exhibits monostability, and exhibits HV-shaped switching (half-V shaped switching) characteristics,
When a voltage is applied to the ferroelectric liquid crystal so that the first electrode layer is a negative electrode, the molecular direction of the ferroelectric liquid crystal is parallel to the liquid crystal side substrate surface. A method for producing a liquid crystal display element, characterized in that the tilt angle changes about twice as much.
前記液晶塗布工程前に、前記液晶側基板を調製する液晶側基板調製工程を行い、
前記液晶側基板調製工程が、前記第1配向膜上に反応性液晶を固定化してなる反応性液晶層を形成する反応性液晶層形成工程を有し、
前記液晶塗布工程にて、前記反応性液晶層上に前記強誘電性液晶を塗布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。
Before the liquid crystal application step, perform a liquid crystal side substrate preparation step of preparing the liquid crystal side substrate,
The liquid crystal side substrate preparation step includes a reactive liquid crystal layer forming step of forming a reactive liquid crystal layer formed by fixing a reactive liquid crystal on the first alignment film,
The method for manufacturing a liquid crystal display element according to claim 1, wherein the ferroelectric liquid crystal is applied on the reactive liquid crystal layer in the liquid crystal application step.
前記第1配向膜がラビング処理されたラビング膜であ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。   The method for manufacturing a liquid crystal display element according to claim 2, wherein the first alignment film is a rubbing film that has been subjected to a rubbing treatment. 前記液晶塗布工程前に、前記液晶側基板を調製する液晶側基板調製工程を行い、
前記液晶側基板調製工程が、前記第1電極層上に前記第1配向膜を形成する第1配向膜形成工程を有し、前記第1配向膜形成工程にて、光配向処理により前記第1配向膜を形成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。
Before the liquid crystal application step, perform a liquid crystal side substrate preparation step of preparing the liquid crystal side substrate,
The liquid crystal side substrate preparing step includes a first alignment film forming step of forming the first alignment film on the first electrode layer, and the first alignment film forming step includes the first alignment film by a photo-alignment process. 2. The method for producing a liquid crystal display element according to claim 1, wherein an alignment film is formed.
前記液晶塗布工程前に、前記液晶側基板を調製する液晶側基板調製工程を行い、
前記液晶側基板調製工程が、前記第1基材上に隔壁を形成する隔壁形成工程と、前記隔壁および前記第1電極層が形成された第1基材上に前記第1配向膜を形成する第1配向膜形成工程とを有することを特徴とする請求項1から請求項4までのいずれかに記載の液晶表示素子の製造方法。
Before the liquid crystal application step, perform a liquid crystal side substrate preparation step of preparing the liquid crystal side substrate,
The liquid crystal side substrate preparation step includes a partition formation step of forming a partition on the first substrate, and forming the first alignment film on the first substrate on which the partition and the first electrode layer are formed. The method for producing a liquid crystal display element according to claim 1, further comprising a first alignment film forming step.
前記基板貼り合せ工程前に、前記対向基板を調製する対向基板調製工程を行い、
前記対向基板調製工程が、前記第2電極層上に第2配向膜を形成する第2配向膜形成工程を有することを特徴とする請求項1から請求項5までのいずれかに記載の液晶表示素子の製造方法。
Before the substrate bonding step, perform a counter substrate preparation step of preparing the counter substrate,
6. The liquid crystal display according to claim 1, wherein the counter substrate preparing step includes a second alignment film forming step of forming a second alignment film on the second electrode layer. Device manufacturing method.
前記第2配向膜形成工程にて、光配向処理により第2配向膜を形成することを特徴とする請求項6に記載の液晶表示素子の製造方法。   The method for manufacturing a liquid crystal display element according to claim 6, wherein in the second alignment film forming step, the second alignment film is formed by a photo-alignment process. 前記液晶塗布工程にて、前記強誘電性液晶を、当該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温し、前記液晶側基板を室温に設定した後に、前記第1配向膜上に前記強誘電性液晶を吐出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7までのいずれかに記載の液晶表示素子の製造方法。   In the liquid crystal application step, the ferroelectric liquid crystal is heated to a temperature at which the ferroelectric liquid crystal exhibits a nematic phase or an isotropic phase, and the liquid crystal side substrate is set to room temperature. The method of manufacturing a liquid crystal display element according to claim 1, wherein the ferroelectric liquid crystal is applied on the surface by a discharge method. 前記吐出法がインクジェット法であることを特徴とする請求項8に記載の液晶表示素子の製造方法。   The method for manufacturing a liquid crystal display element according to claim 8, wherein the discharge method is an inkjet method. 第1基材と、前記第1基材上に形成された第1電極層および隔壁と、前記第1電極層および隔壁の上に形成された第1配向膜と、前記第1配向膜上に形成され、反応性液晶を固定化してなる反応性液晶層とを有する液晶側基板、
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、光二量化型材料または光異性化型材料を含有する光配向膜である第2配向膜とを有する対向基板、および
前記液晶側基板の反応性液晶層と前記対向基板の第2配向膜との間に形成され、強誘電性液晶を含む液晶層
を有し、
前記隔壁がマトリックス状または枠状に形成されており、
前記強誘電性液晶が、スメクチックA相を経由しない相系列を有し、単安定性を示し、HV字型スイッチング(half−V shaped switching)特性を示すものであり、
前記強誘電性液晶が、前記第1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液晶側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。
A first base material, a first electrode layer and a partition formed on the first base, a first alignment film formed on the first electrode layer and the partition, and on the first alignment film A liquid crystal side substrate having a reactive liquid crystal layer formed and formed by immobilizing reactive liquid crystals,
A second alignment material, a second electrode layer formed on the second substrate, and a photo-alignment film formed on the second electrode layer and containing a photodimerization type material or a photoisomerization type material. A counter substrate having a second alignment film, and a liquid crystal layer formed between a reactive liquid crystal layer of the liquid crystal side substrate and a second alignment film of the counter substrate, and including a ferroelectric liquid crystal,
The partition walls are formed in a matrix shape or a frame shape,
The ferroelectric liquid crystal has a phase sequence that does not pass through a smectic A phase, exhibits monostability, and exhibits HV-shaped switching (half-V shaped switching) characteristics,
When a voltage is applied to the ferroelectric liquid crystal so that the first electrode layer is a negative electrode, the molecular direction of the ferroelectric liquid crystal is parallel to the liquid crystal side substrate surface. A liquid crystal display element characterized by changing about twice the tilt angle.
前記第1配向膜がラビング処理されたラビング膜であることを特徴とする請求項10に記載の液晶表示素子。   The liquid crystal display element according to claim 10, wherein the first alignment film is a rubbing film subjected to a rubbing process.
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