WO2013015178A1 - 液晶デバイスおよび電子機器並びに液晶デバイスの製造方法 - Google Patents

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optical modulation
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blue phase
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忠 大竹
櫻井　猛久
安宏 那須
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シャープ株式会社
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    • G02F1/13793—Blue phases

Definitions

  • the present invention relates to a liquid crystal device capable of ensuring a high voltage holding ratio and a method for manufacturing the same.
  • the liquid crystal display element has an advantage that it is thin, lightweight and consumes less power among various display elements. For this reason, it is widely used in image display devices such as TVs (televisions) and monitors, and image display devices provided in information terminals such as word processors and OA (Office Automation) devices such as personal computers, video cameras, digital cameras, and mobile phones. It is used.
  • the liquid crystal display element has a problem that the response speed is slower than that of a CRT (cold cathode ray tube) or other flat panel display.
  • the blue phase is a liquid crystal phase that appears between a chiral nematic phase having a relatively short helical pitch and an isotropic phase.
  • the blue phase is macroscopically isotropic, but microscopically nematic. Therefore, it is nematic while being colorless and transparent.
  • This property brings about the advantages that a wide viewing angle, high contrast, and high speed response can be obtained, and that no alignment treatment is required.
  • Non-Patent Document 1 by performing the polymer stabilization treatment, the expression temperature of the blue phase, which was conventionally about 1 ° C., can be expanded to 60 ° C. or more.
  • HIROTSUGU KIKUCH 4 others, “Polymer-stabilized liquid bluephases”, nature materials, VOL 1, SEPTEMBER 2002, p.64-68
  • Patent Documents 3 and 4 and Non-Patent Document 1 a conventional polymer-stabilized Blue phase (hereinafter referred to as “PSBP”) in which a polymer network is introduced into a blue phase liquid crystal has a voltage holding.
  • the rate (VHR) is low.
  • a liquid crystal material used for a liquid crystal display device requires a VHR of about 98% or more. Otherwise, there is a disadvantage that writing at a frame rate is not sufficient.
  • the conventional PSBP cell was able to obtain only 80% VHR, for example, in VHR measurement at 60HZ, 1V, and 25 ° C.
  • VHR is lowered because an impurity component that causes a decrease in VHR diffuses from the substrate sandwiching the PSBP layer made of PSBP into the PSBP layer.
  • the orientation processing layer may be formed on the board
  • Patent Documents 1 and 2 form a blue phase cell by injecting a blue phase liquid crystal into a cell in which an alignment layer is formed.
  • a voltage for driving a liquid crystal display element is reduced by forming an alignment treatment layer to promote alignment of liquid crystal molecules.
  • VHR is improved by the alignment treatment layer. Rather, since the alignment treatment layer is formed before the blue phase liquid crystal is injected into the cell and exposed to the outside air, it is likely that the impurity component is easily taken in and the VHR is likely to be lowered.
  • Patent Documents 1 to 4 and Non-Patent Document 1 do not particularly mention VHR.
  • Patent Document 5 As a method for maintaining a high VHR other than the blue phase, for example, a method described in Patent Document 5 is known.
  • the monomer added to the liquid crystal is polymerized at the substrate interface to form a thin polymer layer, and the alignment regulating power of the liquid crystal molecules is strengthened by the interaction between the steroid skeleton on the surface of the polymer layer and the liquid crystal. Holds high VHR.
  • Patent Document 5 can be applied only to a system in which liquid crystal molecules can interact with a specific functional group on the surface of the polymer layer, and the applicable system is limited.
  • Patent Document 5 a special functional group called a steroid skeleton is used as the functional group.
  • liquid crystal molecule is a blue phase liquid crystal molecule
  • the polymer layer can be formed by depositing the polymer on the substrate interface as in Patent Document 5
  • the functional group on the surface of the polymer layer is mutually interacted.
  • the liquid crystal molecules that should act are not present in a state where they can interact with this functional group.
  • liquid crystal molecules do not exist as a simple substance.
  • liquid crystal molecules are incorporated in a cylinder called a double twist cylinder (double twisted structure), and this cylinder has a cubic crystal structure.
  • the blue phase liquid crystal molecules are incorporated in the cubic crystal structure. For this reason, there is no individual blue phase liquid crystal molecule that can freely interact.
  • Patent Document 5 cannot be applied to the blue phase liquid crystal.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a liquid crystal device such as a liquid crystal display element, an electronic apparatus, and a method for manufacturing the electronic device, which can ensure a high voltage holding ratio. It is in.
  • a liquid crystal device includes an optical modulation layer that optically modulates by applying an electric field, and a pair of optical modulation layer holding members that sandwich the optical modulation layer.
  • a liquid crystal component exhibiting a blue phase and a non-liquid crystal component
  • the non-liquid crystal component is an optical modulator of at least one of the pair of optical modulation layer holding members rather than a central portion in the thickness direction of the optical modulation layer.
  • the liquid crystal component is more unevenly distributed on the layer holding member side, and the liquid crystal component is more unevenly distributed in the central portion in the thickness direction of the optical modulation layer than at least one of the pair of optical modulation layer holding members. It is characterized by being.
  • the non-liquid crystal component unevenly distributed on the optical modulation layer holding member side causes the optical modulation layer holding member to be centered in the thickness direction of the optical modulation layer where the liquid crystal component is unevenly distributed.
  • Blocks the diffusion of the voltage retention rate-decreasing substance derived from the impurities that is, the impurity component that diffuses from the optical modulation layer holding member, such as impurities attached to the optical modulation layer holding member. be able to. Therefore, a liquid crystal device such as a liquid crystal display element that can ensure a high voltage holding ratio can be provided.
  • an electronic apparatus is characterized by including the liquid crystal device according to the present invention.
  • the electronic apparatus can ensure a high voltage holding ratio by including the liquid crystal device.
  • a method for producing a liquid crystal device includes a liquid crystal mixture including at least a liquid crystal material exhibiting a blue phase and a non-liquid crystal component including a polymerizable monomer, from a pair of optical modulation layer holding members.
  • the liquid crystal mixture is held at a temperature at which the liquid crystal material exhibits a blue phase, and a polymerization reaction of the polymerizable monomer is started in a state where the non-liquid crystal component is unevenly distributed in the thickness direction of the cell. It is characterized by that.
  • the liquid crystal material is maintained at a blue phase temperature indicating a blue phase, and the polymerization reaction of the polymerizable monomer is started in a state where the non-liquid crystal component is unevenly distributed in the thickness direction of the cell, thereby including a polymer.
  • the non-liquid crystal component is more unevenly distributed on at least one of the pair of optical modulation layer holding members than the center portion in the thickness direction of the optical modulation layer, and the liquid crystal component is the pair of optical modulation layers. It is possible to obtain a liquid crystal device that is more unevenly distributed in the central portion in the thickness direction of the optical modulation layer than at least one of the modulation layer holding members.
  • the optical modulation layer sandwiched between the pair of optical modulation phase holding members includes a liquid crystal component exhibiting a blue phase and a non-liquid crystal component. It is unevenly distributed in at least one of the pair of optical modulation layer holding members from the central portion in the thickness direction of the optical modulation layer.
  • the non-liquid crystal component unevenly distributed on the optical modulation layer holding member side holds the voltage derived from the optical modulation layer holding member at the central portion in the thickness direction of the optical modulation layer in which a large amount of the liquid crystal component is unevenly distributed. It is possible to block the diffusion of the rate lowering factor substance. Therefore, a liquid crystal device such as a liquid crystal display element that can ensure a high voltage holding ratio can be provided.
  • the liquid crystal mixture is held at a blue phase temperature at which the liquid crystal material exhibits a blue phase, and the non-liquid crystal is formed in the thickness direction of the cell.
  • the polymerization reaction of the polymerizable monomer is started in a state where the components are unevenly distributed.
  • the non-liquid crystal component containing the polymer is closer to at least one of the pair of optical modulation layer holding members than the center portion in the thickness direction of the optical modulation layer. It is possible to obtain a liquid crystal device in which the liquid crystal component is unevenly distributed and the liquid crystal component is more unevenly distributed in the central portion in the thickness direction of the optical modulation layer than at least one of the pair of optical modulation layer holding members. it can.
  • FIG. 1 is an exploded sectional view schematically showing an example of a schematic configuration of a liquid crystal display device according to a first exemplary embodiment of the present invention. It is a top view which shows the electrode structure of the PSBP cell shown in FIG. (A)-(c) is a figure which shows typically the microscopic structure of a blue phase, respectively.
  • (A) * (b) is sectional drawing which shows the preparation methods of a PSBP cell in order of a process.
  • the distance from the substrate surface of one glass substrate toward the PSBP layer obtained by confocal microscopic Raman spectroscopy, the absorption peak intensity derived from liquid crystal, the absorption peak intensity derived from the monomer, and the absorption peak intensity derived from the polymer It is a graph which shows a relationship.
  • the distance from the substrate surface of one glass substrate toward the PSBP layer obtained by confocal microscopic Raman spectroscopy, the absorption peak intensity derived from liquid crystal, the absorption peak intensity derived from the monomer, and the absorption peak intensity derived from the polymer It is a graph which shows a relationship. It is sectional drawing which shows typically schematic structure of the principal part of the liquid crystal display element in the liquid crystal display device concerning Embodiment 2 of this invention.
  • the liquid crystal device has a configuration in which a medium layer including a liquid crystal material exhibiting a blue phase and a non-liquid crystal component is sandwiched between a pair of substrates.
  • liquid crystal display element in which the medium layer is an optical modulation layer and performs display by optical modulation will be described as an example.
  • a liquid crystal display device will be described as an example of an electronic apparatus including the liquid crystal device.
  • FIG. 2 is an exploded cross-sectional view schematically showing an example of a schematic configuration of the liquid crystal display device according to the present exemplary embodiment.
  • the liquid crystal display device 1 includes a liquid crystal display element 2 (display element), a drive circuit 3, and a backlight 4 (illumination device). Note that the configurations of the drive circuit 3 and the backlight 4 are the same as the conventional ones. Therefore, the description of these configurations is omitted.
  • the liquid crystal display element 2 includes a polymer-stabilized blue phase cell (hereinafter referred to as “PSBP cell”) 5 as a liquid crystal cell.
  • PSBP cell polymer-stabilized blue phase cell
  • Polarizing plates 6 and 7 are provided outside the PSBP cell 5 so as to sandwich the PSBP cell 5. Between the PSBP cell 5 and the polarizing plates 6 and 7, at least one of the retardation films 8 and 9 may be provided as necessary, as indicated by a two-dot chain line in FIG.
  • the polarizing plates 6 and 7 are disposed, for example, so that the transmission axis directions of the polarizing plates 6 and 7 are orthogonal to each other and form 45 degrees with the electric field application direction.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a schematic configuration of a main part of a liquid crystal display element 2 in a liquid crystal display device 1 according to the present embodiment.
  • FIG. 1 shows a schematic configuration of the PSBP cell 5 in the liquid crystal display element 2.
  • the PSBP cell 5 includes a pair of substrates 10 and 20 (a first substrate and a second substrate) as shown in FIGS. 1 and 2. At least one of the pair of substrates 10 and 20 is transparent, and the transparent substrate is used as a substrate on the display surface side.
  • the PSBP cell 5 has a configuration in which a polymer-stabilized blue phase liquid crystal layer (hereinafter referred to as “PSBP layer”) 30 is sandwiched between the pair of substrates 10 and 20 as an optical modulation layer that optically modulates by applying an electric field. have.
  • PSBP layer polymer-stabilized blue phase liquid crystal layer
  • the optical modulation layer functions as a display medium layer that performs display by the optical modulation.
  • a polymer-stabilized blue phase liquid crystal (PSBP liquid crystal) that induces optical anisotropy by applying an electric field is used as a display medium will be described as an example.
  • the substrates 10 and 20 are respectively provided with insulating substrates 11 and 21 such as glass substrates as optical modulation layer holding means.
  • a pair of electrodes 12 and 13 (as an electric field applying means for applying an electric field to the PSBP layer 30 is provided on the surface of one insulating substrate 11 facing the other insulating substrate 21.
  • a first electrode and a second electrode are provided on the surface of one insulating substrate 11 facing the other insulating substrate 21.
  • FIG. 3 is a plan view showing an electrode structure of the PSBP cell 5 shown in FIG.
  • the electrodes 12 and 13 are comb-like electrodes, respectively.
  • the stem electrodes 12 b and 13 b stem line
  • the branch electrodes 12 a and 13 a branch line
  • It consists of and.
  • the electrodes 12 and 13 are alternately arranged opposite to each other on the insulating substrate 11 so that the respective branch electrodes 12a and 13a mesh with each other in plan view.
  • Each of the branch electrodes 12a and 13a may be linear as shown in FIG. 3, or may be formed in a V shape or a zigzag shape.
  • FIG. 1 and 2 show cross sections of the branch electrodes 12a and 13a as cross sections of the electrodes 12 and 13, respectively.
  • the number of teeth (branch electrodes 12a and 13a) of the electrodes 12 and 13 provided in one pixel is not particularly limited, and is determined based on the relationship between the pixel pitch and L / S.
  • L indicates the electrode width of each of the branch electrodes 12a and 13a
  • S indicates the electrode interval between the adjacent branch electrodes 12a and 13a, that is, the width of the space between the adjacent branch electrodes 12a and 13a.
  • the pixel pitch, L / S, and the thickness of the electrodes 12 and 13 are not particularly limited.
  • a switching element such as a TFT (thin film transistor) that switches ON (ON) / OFF (OFF) of an electric field applied to the electrodes 12 and 13 is used.
  • TFT thin film transistor
  • One electrode 12 (first electrode) of the electrodes 12 and 13 functions as a pixel electrode.
  • the electrode 12 is a drain electrode (not shown) and is connected to a signal line and a switching element such as a TFT (not shown), and a signal corresponding to the video signal is applied.
  • the other electrode 13 (second electrode) functions as a common electrode.
  • the electrodes 12 and 13 apply a lateral electric field (transverse electric field) generated between the electrodes 12 and 13 and substantially parallel to the substrate surface of the substrates 10 and 20 to the PSBP layer 30.
  • the electrodes 12 and 13 are transparent electrode materials such as ITO (indium tin oxide) and IZO (indium zinc oxide) are suitably used.
  • the electrodes 12 and 13 are not necessarily transparent electrodes, and may be made of metal electrodes such as aluminum.
  • the electrodes 12 and 13 may be formed of the same electrode material, or may be formed of different electrode materials.
  • the formation method of the electrodes 12 and 13 is not particularly limited, and a conventionally known method can be used.
  • one of the insulating substrates 11 and 21 is provided with a color filter and a black matrix for each color such as R (red), G (green), and B (blue) as necessary. It may be.
  • the PSBP layer 30 includes a non-liquid crystal component and a liquid crystal component exhibiting a blue phase (hereinafter referred to as “blue phase liquid crystal”).
  • the non-liquid crystal component and the blue phase liquid crystal are unevenly distributed in the thickness direction of the PSBP layer 30.
  • the non-liquid crystal component is present more in the vicinity of at least one of the substrates 10 and 20 in the cell thickness direction of the PSBP cell 5 than in the central portion (that is, the central portion in the thickness direction of the PSBP layer 30).
  • the blue phase liquid crystal is present more in the central portion in the cell thickness direction of the PSBP cell 5 than in the vicinity of at least one of the substrates 10 and 20.
  • blue phase liquid crystal a layer having a relatively large amount of blue phase liquid crystal in the cell thickness direction and a relatively small amount of non-liquid crystal component in the cell thickness direction (hereinafter referred to as “blue phase liquid crystal”). 31 (first layer, liquid crystal component rich layer) is formed.
  • the blue layer liquid crystal exists as a PSBP liquid crystal that has been subjected to polymer stabilization treatment and into which a polymer network has been introduced.
  • the portion between at least one of the substrates 10 and 20 and the blue phase liquid crystal rich layer 31 has a relatively large amount of non-liquid crystal components in the cell thickness direction of the PSBP cell 5, and is relatively in the cell thickness direction.
  • a layer hereinafter referred to as a “non-liquid crystal component rich layer” 32 (second layer) with little blue phase liquid crystal is formed.
  • the blue phase liquid crystal rich layer 31 is a non-liquid crystal component poor layer having relatively few non-liquid crystal components in the cell thickness direction of the PSBP cell 5 as described above. Further, the non-liquid crystal component rich layer 32 is a blue phase liquid crystal poor layer with relatively little blue phase liquid crystal in the cell thickness direction of the PSBP cell 5.
  • the ratio of the blue phase liquid crystal in the PSBP layer 30 is extremely large as described later. Therefore, in the non-liquid crystal component rich layer 32, it is desirable that the non-liquid crystal component is the main component, but the non-liquid crystal component is not necessarily the main component.
  • Both the non-liquid crystal component rich layer 32 and the blue phase liquid crystal rich layer 31 include a liquid crystal component and a non-liquid crystal component.
  • the ratio of the non-liquid crystal component to the liquid crystal component is higher than that of the blue phase liquid crystal rich layer 31. There should be more. In other words, in the non-liquid crystal component rich layer 32, it is sufficient that the ratio of the liquid crystal component to the non-liquid crystal component is smaller than that in the blue phase liquid crystal rich layer 31.
  • the non-liquid crystal component is present more in the vicinity of at least one of the substrates 10 and 20 than in the central portion in the cell thickness direction of the PSBP cell 5, and in the vicinity of at least one of the substrates 10 and 20.
  • the formation of the non-liquid crystal component rich layer 32 in the portion can be confirmed by performing microscopic Raman spectroscopic analysis.
  • the non-liquid crystal component rich layer 32 and the blue phase liquid crystal rich layer 31 both include a liquid crystal component and a non-liquid crystal component, and the non-liquid crystal component rich layer 32 absorbs the non-liquid crystal component more than the blue phase liquid crystal rich layer 31.
  • the ratio of the absorption peak intensity derived from the liquid crystal to the peak intensity may be small.
  • the absorption peak intensity derived from the non-liquid crystal component and the absorption peak intensity derived from the liquid crystal indicate the absorption peak intensity obtained from the non-liquid crystal component and the absorption peak intensity obtained from the liquid crystal component, respectively.
  • the ratio of the absorption peak intensity derived from the liquid crystal to the absorption peak intensity derived from the non-liquid crystal component should be small in the vicinity of the substrates 10 and 20 and large in the central portion of the PSBP cell 5 in the cell thickness direction.
  • This combination indicates that non-liquid crystal components are gathered more in the vicinity of the substrates 10 and 20.
  • FIG. 1 shows an example in which a non-liquid crystal component rich layer 32 is formed between the blue phase liquid crystal rich layer and the substrates 10 and 20, specifically, at the interface portion of the PSBP layer 30 with the substrates 10 and 20. Is shown.
  • the non-liquid crystal component includes monomers such as polymerizable monomers remaining unreacted in the polymer stabilization treatment for introducing the polymer network into the blue phase liquid crystal, and polymerizable monomers for introducing the polymer network into the blue phase liquid crystal.
  • monomers such as polymerizable monomers remaining unreacted in the polymer stabilization treatment for introducing the polymer network into the blue phase liquid crystal, and polymerizable monomers for introducing the polymer network into the blue phase liquid crystal.
  • Polymerizable monomer-derived compounds derived from polymerizable monomers such as polymers generated by polymerization reactions, oligomers that are not as grown as polymers, monomers for introducing polymer networks (monomers that contain at least polymerizable monomers), etc.
  • a compound obtained from a polymerizable monomer that is, a compound containing a part of the polymerizable monomer).
  • the non-liquid crystal component in the non-liquid crystal component rich layer 32 is a non-liquid crystal component required for forming a BSBP liquid crystal in which a polyphase is introduced into a blue phase liquid crystal, and includes at least a polymerizable monomer-derived compound containing a polymer. Contains.
  • the blue phase is a phase that appears in a narrow temperature range (usually about 1 ° C.) between the chiral nematic phase and the isotropic phase.
  • the PSBP layer 30 is formed by, for example, applying UV (ultraviolet) light to the PSBP material in a state where the PSBP material (liquid crystal mixture) for forming the PSBP layer 30 is maintained at a temperature (BP temperature) at which the liquid crystal component exhibits a blue phase. It is formed by performing a polymerization reaction (curing reaction) by irradiation or the like.
  • the PSBP material contains a liquid crystal component, a chiral agent, a monomer, and a polymerization initiator.
  • a chiral agent is not necessarily required.
  • the liquid crystal component is not particularly limited as long as it is a liquid crystal material exhibiting a blue phase (blue phase liquid crystal), and thermotropic liquid crystal, low molecular liquid crystal, polymer liquid crystal, ferroelectric liquid crystal, Various liquid crystal materials such as antiferroelectric liquid crystal can be used.
  • the liquid crystal material exhibiting a blue phase refers to a liquid crystal material that exhibits a blue phase within a certain temperature range.
  • the liquid crystal device according to the present embodiment is a display element as described above, a liquid crystal material that exhibits a blue phase at a display temperature is used as the blue phase liquid crystal.
  • the blue phase may be a cholesteric blue phase or a smectic blue phase.
  • the cholesteric blue phase and smectic blue phase which are blue phases, are found in liquid crystal materials having a cholesteric phase or smectic phase having a relatively short helical pitch of 500 nm or less.
  • All of the blue phase liquid crystals have a highly symmetric structure and have an order below the wavelength of visible light, so they are almost transparent materials. An effect occurs.
  • a blue phase liquid crystal is optically substantially isotropic, and the liquid crystal molecules are directed in the electric field direction when an electric field is applied, so that the lattice is distorted and optical anisotropy is exhibited.
  • the blue phase liquid crystal for example, a mixed liquid crystal (liquid crystal composition) of “JC1041” (trade name, manufactured by Chisso Corporation) and “5CB” (4-cyano-4′-pentylbiphenyl, nematic liquid crystal) Etc.
  • JC1041 trade name, manufactured by Chisso Corporation
  • 5CB 4-cyano-4′-pentylbiphenyl, nematic liquid crystal
  • the present invention is not limited to this.
  • various liquid crystal materials exhibiting a blue phase described in Patent Documents 1 to 4 and Non-Patent Document 1 can be used.
  • the chiral agent forms a twist cylinder and is used to develop a blue phase.
  • the blue phase has a defect order (disclination) less than the optical wavelength, as will be described later.
  • This defect structure of disclination is due to the fact that adjacent molecules are greatly twisted.
  • a liquid crystal exhibiting a blue phase needs to exhibit chirality in order to develop a large twisted structure.
  • an optically active molecule that is compatible with nematic liquid crystal molecules capable of exhibiting a blue phase in a certain temperature range and forms a twist structure when mixed is suitable.
  • the chiral agent is not particularly limited as long as it is a substance exhibiting chirality.
  • Monomers are used to form polymer networks. Therefore, as the monomer, a monomer containing a polymerizable monomer for forming a polymer network is used.
  • the polymerizable monomer is preferably at least a photopolymerizable monomer, but is not limited thereto.
  • the monomer-derived compound (monomer or a compound obtained from the monomer, that is, a compound including a part of the monomer) is present in the disclination line in the cubic structure of the blue phase, as described later, in addition to being present in the vicinity of the substrate.
  • the polymerizable monomer is present in the disclination line and is polymerized, whereby the blue phase is stabilized in a wide temperature range.
  • this polymerization process needs to be performed within a specified temperature range, that is, within a blue phase temperature range (BP temperature range).
  • a photopolymerizable monomer is preferably used as the monomer (at least a polymerizable monomer).
  • a thermopolymerizable monomer can be used.
  • the photopolymerizable monomer includes compounds having a photoreactive functional group such as an acryl group, an acryloyl group, a methacryl group, and a methacryloyl group.
  • a photoreactive functional group such as an acryl group, an acryloyl group, a methacryl group, and a methacryloyl group.
  • An example of such a photopolymerizable monomer includes n-dodecyl acrylate.
  • the polymerization initiator is used to initiate a polymerization reaction, that is, a monomer polymerization reaction.
  • the polymerization initiator may be used according to the type of monomer, and may be a photopolymerization initiator or a thermal polymerization initiator.
  • a molecule that is compatible with nematic liquid crystal molecules capable of exhibiting a blue phase in a certain temperature range and generates radical species upon irradiation with UV light is preferable.
  • a molecule that is compatible with nematic liquid crystal molecules capable of exhibiting a blue phase, and that generates radical species upon heating is the same as a photopolymerization initiator.
  • polymerization initiator examples include photopolymerization initiators such as 2,2-dimethyloxy-2-phenylacetophenone.
  • examples of the chiral agent, the monomer, and the polymerization initiator are not limited thereto, and for example, compounds similar to those exemplified in Patent Documents 3 and 4 and Non-Patent Document 1 can be used.
  • the blending ratio of each material in the PSBP material is, for example, preferably in the range of 50 to 95 wt% for the liquid crystal component, more preferably in the range of 70 to 90 wt%, and still more preferably in the range of 75 to 85 wt%. is there.
  • the monomer particularly the polymerizable monomer, is preferably in the range of 3 to 20 wt%, more preferably in the range of 5 to 15 wt%, and still more preferably in the range of 7 to 12 wt%.
  • the chiral agent is preferably in the range of 3 to 20 wt%, more preferably in the range of 5 to 15 wt%, and still more preferably in the range of 7 to 12 wt%.
  • the polymerization initiator is preferably in the range of 0.01 to 3 wt%, more preferably in the range of 0.1 to 1 wt%, and still more preferably in the range of 0.2 to 0.7 wt%. is there.
  • the total of each component of the PSBP material (that is, the total of these liquid crystal components, chiral agents, monomers, polymerization initiators, and other non-liquid crystal components) is 100%.
  • the liquid crystal component is set to about 80 wt%, the chiral agent and the polymerizable monomer are combined to be about 20 wt%, and the polymerization initiator is set to a very small amount.
  • the chiral agent in the non-liquid crystal component is too small, the chiral pitch is enlarged, the selective reflection wavelength is increased, and when it reaches the visible light region, it is not colorless, resulting in practical inconvenience.
  • the blending ratio of the liquid crystal component and each non-liquid crystal component in these PSBP materials depends on the type of monomer, the structure of the substrates 10 and 20 including the electrode structure, the type of the insulating substrates 11 and 21, and the like. What is necessary is just to set suitably so that VHR may be obtained, and it does not specifically limit.
  • the blue phase is macroscopically isotropic but microscopically nematic, and therefore nematic, while being colorless and transparent. This property produces the advantages of wide viewing angle, high contrast, and high speed, and the advantage that alignment processing is unnecessary.
  • the blue phase liquid crystal is isotropic when no electric field is applied or when an electric field is applied, there is no viewing angle dependency, and a wide viewing angle can be realized and a high contrast can be obtained. it can. Further, since it is isotropic when no electric field is applied or when an electric field is applied, it is not necessary to control the alignment, and an alignment film is unnecessary.
  • FIG. 4 are diagrams each schematically showing a microscopic structure of a blue phase.
  • (a) in FIG. 4 is a diagram showing the basic structure of the blue phase
  • (b) in FIG. 4 is a diagram showing the position of the disclination line
  • (c) in FIG. It is a figure which shows the position of a polymer network.
  • the microscopic structure of the blue phase is a self-organized combination of chiral nematic phase cylinders called double twist cylinders (double twisted structure). It has a cubic crystal structure of body-centered cubic.
  • the cylinder part in this cubic structure contains liquid crystal and a chiral agent.
  • the disclination line is said to contain a monomer and a polymerization initiator.
  • the liquid crystal is present in a random alignment state, and the monomer and the polymerization initiator are exchanged.
  • a monomer and a polymerization initiator aggregate may be used in the disclination line to indicate this change.
  • the way of forming the polymer network is controlled by controlling the replacement of the monomer.
  • 5 (a) and 5 (b) are cross-sectional views showing a method of manufacturing the PSBP cell 5 in the order of steps.
  • an empty cell in which the PSBP layer 30 is not sandwiched between the substrates 10 and 20 is prepared and sealed by injecting a PSBP material into the empty cell.
  • the method of encapsulating the PSBP material in the empty cell is not particularly limited.
  • the PSBP material may be dropped onto one of the substrates 10 and 20 on which the sealing material is formed by the dropping method, and then the substrates 10 and 20 may be bonded together, and the substrates 10 and 20 are bonded together with the sealing material in advance. Thereafter, the PSBP material may be sealed by vacuum injection.
  • UV light is irradiated to promote the polymerization reaction, thereby stabilizing the polymer. I do.
  • the polymerization reaction may be performed under atmospheric pressure or in a reduced pressure atmosphere.
  • the amount of monomer replacement can be controlled by changing the holding time of the BP temperature after the PSBP material is sealed in an empty cell and the BP temperature is reached.
  • the holding time is not sufficient (that is, the holding time is short and the time for replacing the monomer in the disclination line is not sufficient)
  • the proportion of the monomer existing outside the cubic structure increases. Therefore, when the PSBP material is irradiated with UV light in this state, the ratio of the polymer, oligomer, unreacted monomer, and the like in the vicinity of the substrate increases as compared with the central layer in the thickness direction of the PSBP layer 30.
  • the blue phase liquid crystal rich layer 31 is formed in the central portion of the PSBP cell 5 in the cell thickness direction, while the non-liquid crystal is formed in a portion between at least one of the substrates 10 and 20 and the blue phase liquid crystal rich layer 31.
  • the component rich layer 32 is formed.
  • Patent Documents 3 and 4 and Non-Patent Document 1 using PSBP liquid crystal there is no particular mention of the retention time of the blue phase, and there is no technical idea that non-liquid crystal components are unevenly distributed in the cell thickness direction.
  • the standing time from when the PSBP material reaches the BP temperature until irradiation with UV light (that is, the holding time of the BP temperature until the polymerization reaction is started) is included in this reaction system.
  • the holding time of the BP temperature until the polymerization reaction is started is included in this reaction system.
  • it is preferably within 10 minutes, more preferably within 3 minutes.
  • the holding time is appropriately set according to the composition of the PSBP material so that the non-liquid crystal component rich layer 32 is formed in the vicinity of the substrates 10 and 20, that is, the interface portion of the PSBP layer 30 with the substrates 10 and 20. What is necessary is not limited to the above time.
  • the non-liquid crystal component rich layer 32 forms a dense layer mainly composed of a polymer and an oligomer.
  • the non-liquid crystal component rich layer 32 is mixed with the PSBP layer 30 (that is, the blue phase liquid crystal rich layer 31) at the center of the cell by heating. It is not a so-called fluidized layer.
  • the non-liquid crystal component rich layer 32 is formed in the portion between at least one of the substrates 10 and 20 and the blue phase liquid crystal rich layer 31, so that the non-liquid crystal component rich layer 32 causes the substrate.
  • the diffusion of the VHR lowering substance that is, the impurity component diffused from the substrate, such as impurities adhering to the substrate, which causes the VHR lowering factor
  • the blue phase liquid crystal rich layer 31 can be blocked.
  • high VHR of the PSBP cell 5 can be achieved.
  • the non-liquid crystal component rich layer 32 is gelled or solidified.
  • the non-liquid crystal component rich layer 32 is mainly gelled, and has a strong tendency to be solidified particularly in a portion where the liquid crystal component is small. For this reason, the non-liquid crystal component rich layer 32 is formed of, for example, a gelled layer that is partially solidified.
  • the non-liquid crystal component rich layer 32 may be formed in the vicinity of both the substrates 10 and 20, or may be formed only in the vicinity of one of the substrates 10 and 20. However, as shown in FIG. 1 and FIG. 5B, higher VHR can be achieved if the non-liquid crystal component rich layer 32 is formed in the vicinity of both the substrates 10 and 20.
  • the non-liquid crystal component rich layer 32 has a thickness of about 1.5 ⁇ m, but is preferably in the range of 0.5 to 1.5 ⁇ m, more preferably in the range of 0.5 to 1 ⁇ m. is there.
  • the liquid crystal display device 1 can obtain a sufficient blocking effect (barrier effect) against the diffusion of the VHR lowering substance without increasing the voltage. be able to.
  • liquid crystal molecules do not exist as a single substance, but are taken in a cylinder called a double twist cylinder, and this cylinder has a cubic crystal structure.
  • Blue phase liquid crystal molecules are incorporated in the cubic crystal structure, and there are no individual blue phase liquid crystal molecules that can interact freely.
  • the liquid crystal molecules do not use the individual interaction with the functional group of the thin film layer on the substrate as in Patent Document 5, but the non-liquid crystal component rich layer 32 as described above is used in the VHR.
  • this embodiment does not ensure a high VHR by enhancing the interaction between the polymer layer formed at the substrate interface and the liquid crystal.
  • Patent Document 5 the polymer layer is formed on the substrate, whereas in this embodiment, the non-liquid crystal component rich layer 32 containing the polymer is formed on the substrate.
  • a non-liquid crystal component is also present in the PSBP layer 30. That is, in the PSBP cell 5 according to the present embodiment, the non-liquid crystal component is present not only in the non-liquid crystal component rich layer 32 but also in the blue phase liquid crystal rich layer 31.
  • the non-liquid crystal component in the blue phase liquid crystal rich layer 31 is mainly present in a state of being aggregated in a discrete line in the cubic structure of the blue phase.
  • the amount of the non-liquid crystal component in the non-liquid crystal component rich layer 32 and the blue phase liquid crystal rich layer 31 can be controlled in the manufacturing process by devising the manufacturing conditions as described above.
  • Patent Document 5 an unreacted monomer is present in the liquid crystal layer, but a polymer is hardly present. This is because the monomer is excluded from the liquid crystal layer in the process of polymerization and aggregates at the substrate interface.
  • an alignment treatment layer (alignment film) is formed by injecting a mixture of a liquid crystal and a monomer into an empty cell and then polymerizing by a photoreaction. In the PSBP cell 5, alignment is performed.
  • the membrane is not necessary in principle.
  • the non-liquid crystal component rich layer 32 uses a blocking effect that blocks the entry of the VHR lowering factor into the blue phase liquid crystal rich layer 31 as described above.
  • This is a new method.
  • the monomer is added in a state where the non-liquid crystal component is unevenly distributed on the substrate side from the central portion in the thickness direction of the cell, in other words, in the state where the non-liquid crystal component including the monomer is deposited on the substrate interface.
  • the present inventors have found a method for forming a non-liquid crystal component rich layer 32 at the substrate interface by polymerization.
  • examples of the VHR lowering factor substance that causes the VHR lowering include impurities attached to the substrate in the cell manufacturing process and the like.
  • impurities include organic ionic impurities and metal ions.
  • the liquid crystal display element 2 is formed by adhering polarizing plates 6 and 7 to the PSBP cell 5 through retardation plates 8 and 9 as necessary as shown in FIG.
  • the polarizing plates 6 and 7 are arranged, for example, so that the transmission axis directions of the polarizing plates 6 and 7 are orthogonal to each other and form 45 degrees with the electric field application direction.
  • the liquid crystal display element 2 according to the present embodiment can be used for a liquid crystal display device as shown in FIG. 2, for example.
  • the liquid crystal display element 2 according to the present embodiment includes, for example, a TV (television) device (TV receiver), a monitor, a digital camera, a video camera, a digital photo frame, a digital signage, which includes a liquid crystal display device. It can be suitably used as a display (display panel) for various electronic devices such as a theater system, a TV conference system, a mobile phone, a portable game machine, an electronic dictionary, an electronic shelf label, an electronic musical instrument, a clock, an electronic book, and digital paper. .
  • the present embodiment is not limited to this.
  • a liquid crystal device according to the present embodiment besides a display application, for example, it can be suitably used as an optical element such as an optical shutter, for example, a visual field control screen such as a building window or a show window, an illumination device, or the like. .
  • a liquid crystal material used for a liquid crystal display device requires a VHR of about 98% or more. Otherwise, there is a disadvantage that writing at a frame rate is not sufficiently performed.
  • VHR if VHR is low, drive voltage increases, power consumption increases, contrast decreases, and reliability decreases.
  • the pair of substrates 10 and 20 includes a glass substrate (insulating substrate) as an optical modulation layer holding unit (optical modulation layer holding member) as an example. explained.
  • the present embodiment is not limited to this.
  • the optical modulation layer holding means may be any insulating base material (insulating member) having insulating properties, and is not necessarily a glass substrate.
  • insulating base material insulating member
  • a quartz substrate, a ceramic substrate, a plastic substrate, or the like may be used. Good.
  • the insulating substrate is not necessarily a substrate, and may be, for example, an insulating sheet having insulating properties.
  • one of the insulating base materials in the pair of substrates 10 and 20 may be a transparent insulating base material.
  • PSBP liquid crystal that induces optical anisotropy by applying an electric field is used as a display medium.
  • this embodiment is not limited to this.
  • PSBP liquid crystal in which the optical anisotropy disappears by application of an electric field and becomes isotropic may be used.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view schematically showing a schematic configuration of a main part of the liquid crystal display element 2 in the liquid crystal display device 1 according to the present embodiment.
  • FIG. 8 shows a schematic configuration of the PSBP cell 5 in the liquid crystal display element 2 according to the present embodiment.
  • the PSBP cell 5 has an interface between the substrates 10 and 20 and the PSBP layer 30 (specifically, an interface between the substrates 10 and 20 and the non-liquid crystal component rich layer 32).
  • the second embodiment is different from the first embodiment in that alignment films 14 and 22 are provided.
  • the substrate 10 shown in FIG. 8 covers a pair of electrodes 12 and 13 (first electrode and second electrode) on an insulating substrate 11 (optical modulation layer holding means) made of, for example, a glass substrate.
  • the alignment film 14 is formed on the entire surface of the insulating substrate 11 facing the PSBP layer 30.
  • the substrate 20 has a configuration in which an alignment film 22 is formed on the entire surface of the insulating substrate 11 facing the PSBP layer 30 on an insulating substrate 21 (optical modulation layer holding means) made of, for example, a glass substrate. .
  • a conventionally well-known alignment film can be used as an alignment film.
  • the alignment film is not provided in the PSBP layer 30 and does not include a liquid crystal component. Therefore, it is distinguished from the non-liquid crystal component rich layer 32 according to the present embodiment, and is clearly different.
  • the PSBP cell 5 does not require an alignment film in principle.
  • an alignment film is formed in advance on the surface of the substrate 10 or 20, that is, the interface with the PSBP layer 30 in the substrate 10 or 20, for example, to increase the contrast or reduce the voltage. Driving can be achieved.
  • Example 1 First, as shown in FIGS. 1 and 5 (a) and (b), a glass substrate is used as the insulating substrate 11, and a comb-like electrode made of ITO is used as the electrodes 12 and 13 on the glass substrate.
  • a glass substrate similar to the insulating substrate 11 was used as the substrate 20. Note that no alignment film was formed on the substrates 10 and 20.
  • spacers are dispersedly arranged on one of the substrates 10 and 20, while a sealing material (not shown) is formed on the other substrate, and both the substrates 10 and 20 are bonded to produce an empty cell. did.
  • the cell gap was 12.5 ⁇ m.
  • a polymer stabilization treatment was performed by UV irradiation for 1 minute at an illuminance of 20 mW / cm 2 while maintaining the PSBP material at the BP temperature under atmospheric pressure.
  • the BP temperature maintained before UV irradiation was set to 0.5 ° C. higher than the chiral nematic phase-isotropic phase transition temperature (transition point).
  • the standing time from when the PSBP material reached the BP temperature until irradiation with UV light was 3 minutes.
  • PSBP cell 5 was subjected to confocal microscopic Raman spectroscopy and VHR measurement.
  • confocal microscopic Raman spectroscopy a micro laser Raman spectroscope “Nicolet AlmegaXR” manufactured by Thermo Scientific (confocal mode, depth resolution (using a 100 ⁇ objective and a 50 ⁇ m pinhole): 2 ⁇ m) was used.
  • the polymer and the blue phase liquid crystal are unevenly distributed in the thickness direction of the PSBP layer 30 so as to draw mutually opposite graphs (reverse curves).
  • the PSBP cell 5 obtained in this example has more non-liquid crystal components (polymer, unreacted monomer, etc.) in the thickness direction near the glass substrate than in the central portion.
  • the presence was confirmed by confocal microscopic Raman spectroscopy.
  • VHR of the PSBP cell 5 obtained in this example was measured (1 V, 60 Hz, 25 ° C.), it was 99.1%.
  • the reason why the high VHR was obtained in this way is that there are more non-liquid crystal components in the vicinity of the glass substrate, most of which is a polymer, and the polymer layer is in the vicinity of the glass substrate. This is probably because the diffusion of impurity components from the glass substrate could be prevented.
  • Example 1 A PSBP cell 5 was produced in the same manner as in Example 1, except that the standing time (BP temperature holding time) until irradiation with UV light was changed from 3 minutes to 5 minutes. Thereafter, the obtained PSBP cell 5 was subjected to confocal microscopic Raman spectroscopy and VHR measurement in the same manner as in Example 1.
  • VHR of the PSBP cell 5 obtained in this comparative example was measured (1 V, 60 Hz, 25 ° C.), it was 80.5%.
  • Example 2 A PSBP cell 5 was produced in the same manner as in Example 1 except that the standing time (BP temperature holding time) until irradiation with UV light was changed from 3 minutes to 1 minute. Thereafter, the obtained PSBP cell 5 was subjected to confocal microscopic Raman spectroscopy and VHR measurement in the same manner as in Example 1.
  • Table 4 shows the polymer origin when the distance from the substrate surface of one glass substrate toward the PSBP layer 30 obtained by confocal microscopic Raman spectroscopy in Examples 1 and 2 and Comparative Example 1 is 1 ⁇ m and 4 ⁇ m. It shows the relationship between the retention time (absorption peak intensity derived from the absorption peak strength / polymer liquid crystal from) specific absorption peak intensity derived from the liquid crystal (absorption wavelength 2200 cm -1) for the absorption peak intensity (absorption wavelength 1500 cm -1) of .
  • the PSBP cell 5 obtained in Examples 1 and 2 has a liquid crystal-derived absorption peak intensity / polymer-derived absorption peak intensity when the distance from the substrate surface of one glass substrate is 1 ⁇ m. It is small and large when it is 4 ⁇ m.
  • the ratio of absorption peak intensity derived from liquid crystal / absorption peak intensity derived from polymer is small in the vicinity of the substrate surface and should be a large combination in the central portion of the PSBP cell 5 in the thickness direction. That's fine. This combination shows that more non-liquid crystal components are gathered near the substrate.
  • the VHR for each holding time was 98.6% at a holding time of 1 minute, 99.1% at a holding time of 3 minutes, and 80.5% at a holding time of 5 minutes. From this, it can be seen that when the holding time is 1 minute or 3 minutes, the VHR is clearly higher than when the holding time is 5 minutes. Therefore, it can be seen that the effect of increasing the VHR can be obtained by shortening the holding time.
  • Example 3 A bath filled with a PSBP material similar to that in Example 1 was placed on the bottom surface in the pressure-resistant chamber, and an empty cell similar to that in Example 1 was placed in contact with the hot plate above it. In this state, the empty cell was heated in the pressure-resistant chamber under reduced pressure (about 10 ⁇ 3 MPa) at 70 ° C. for 1 hour.
  • the temperature in the pressure-resistant chamber is returned to room temperature, and after filling the pressure-resistant chamber with dry air, the empty cell is lowered and the inlet of the empty cell is brought into contact with the bath filled with the PSBP material.
  • the PSBP material was injected into the empty cell.
  • the BP temperature holding time was set to 3 minutes as in Example 1, and then UV irradiation was performed for 1 minute at an illuminance of 20 mW / cm 2 .
  • a liquid crystal device includes an optical modulation layer that optically modulates by applying an electric field, and a pair of optical modulation layer holding members that sandwich the optical modulation layer. Includes a liquid crystal component exhibiting a blue phase and a non-liquid crystal component, and the non-liquid crystal component is an optical modulator of at least one of the pair of optical modulation layer holding members rather than a central portion in the thickness direction of the optical modulation layer.
  • the liquid crystal component is more unevenly distributed on the layer holding member side, and the liquid crystal component is more unevenly distributed in the central portion in the thickness direction of the optical modulation layer than at least one of the pair of optical modulation layer holding members.
  • the non-liquid crystal component unevenly distributed on the optical modulation layer holding member side causes the optical modulation layer holding member to be centered in the thickness direction of the optical modulation layer where the liquid crystal component is unevenly distributed.
  • Blocks the diffusion of the voltage retention rate-decreasing substance derived from the impurities that is, the impurity component that diffuses from the optical modulation layer holding member, such as impurities attached to the optical modulation layer holding member. be able to. Therefore, a liquid crystal device such as a liquid crystal display element that can ensure a high voltage holding ratio can be provided.
  • non-liquid crystal component examples include a non-liquid crystal component including at least a compound derived from a polymerizable monomer including a polymer.
  • non-liquid crystal component for example, a monomer such as a polymerizable monomer left unreacted in the polymer stabilization treatment for introducing the polymer network into the blue phase liquid crystal, or a polymer network into the blue phase liquid crystal.
  • a polymerizable monomer such as a polymer produced by a polymerization reaction of a polymerizable monomer, an oligomer not growing as much as a polymer, a monomer for introducing a polymer network (a monomer containing at least a polymerizable monomer), and the like
  • a monomer for introducing a polymer network a monomer containing at least a polymerizable monomer
  • examples thereof include a compound (a compound obtained from a polymerizable monomer or a polymerizable monomer, that is, a compound containing a part of the polymerizable monomer).
  • the polymerizable monomer is preferably a photopolymerizable monomer.
  • the monomer-derived compound (monomer or a compound obtained from the monomer, that is, a compound containing a part of the monomer) is present in the vicinity of the optical modulation layer holding member (interface portion of the optical modulation layer with the optical modulation layer holding member). It must also be present in the disclination line in the blue phase cubic structure.
  • the polymerizable monomer is present in the disclination line and is polymerized, whereby the blue phase is stabilized in a wide temperature range.
  • a photopolymerizable monomer is preferably used as the monomer (at least a polymerizable monomer).
  • the non-liquid crystal component holds at least one optical modulation layer of the pair of optical modulation layer holding members in order to enhance a blocking effect that blocks diffusion of a VHR lowering factor substance derived from the optical modulation layer holding member. It is preferable that a layer containing a large amount of non-liquid crystal components is formed on the member side.
  • the optical modulation layer has a ratio of the liquid crystal component to the non-liquid crystal component on the side of at least one of the pair of optical modulation layer holding members in the optical modulation layer, and the optical modulation layer has a ratio of the liquid crystal component to the non-liquid crystal component.
  • a non-liquid crystal component rich layer that is smaller than the central portion in the thickness direction, and the ratio of the liquid crystal component to the non-liquid crystal component in the central portion in the thickness direction of the optical modulation layer is a member of the pair of optical modulation layer holding members It is preferable to have a liquid crystal component rich layer larger than at least one optical modulation layer holding member side.
  • the liquid crystal component rich layer is a polymer-stabilized blue layer liquid crystal in which a polymer network is introduced into a blue phase liquid crystal in order to enhance a blocking effect that blocks diffusion of a VHR lowering factor substance derived from the optical modulation layer holding member. It is preferable that the non-liquid crystal component rich layer has a non-liquid crystal component as a main component.
  • the non-liquid crystal component rich layer is preferably gelled or solidified.
  • the non-liquid crystal component rich layer is not a so-called fluid layer that is mixed with the liquid crystal component rich layer, but is gelled or solidified, thereby deriving from the optical modulation layer holding member.
  • a high blocking effect on the diffusion of the VHR lowering factor can be obtained.
  • the non-liquid crystal component rich layer is mainly gelled and has a strong tendency to be solidified particularly in a portion where the liquid crystal component is small.
  • the non-liquid crystal component rich layer is, for example, a gelled layer that is partially solidified.
  • the non-liquid crystal component rich layer is formed at an interface portion of the optical modulation layer with the pair of optical modulation layer holding members, and the liquid crystal component rich layer is sandwiched between the non-liquid crystal component rich layers. Preferably it is.
  • examples of the liquid crystal device include a display element.
  • an electronic apparatus includes the liquid crystal device according to one embodiment of the present invention.
  • the electronic apparatus can ensure a high voltage holding ratio by including the liquid crystal device.
  • a method for manufacturing a liquid crystal device includes a liquid crystal mixture including at least a liquid crystal material exhibiting a blue phase and a non-liquid crystal component including a polymerizable monomer. After enclosing in a cell made of a member, the liquid crystal mixture is maintained at a temperature at which the liquid crystal material exhibits a blue phase, and the polymerization monomer is polymerized in a state where the non-liquid crystal component is unevenly distributed in the thickness direction of the cell. Start.
  • the liquid crystal material is maintained at a blue phase temperature indicating a blue phase, and the polymerization reaction of the polymerizable monomer is started in a state where the non-liquid crystal component is unevenly distributed in the thickness direction of the cell, thereby including a polymer.
  • the non-liquid crystal component is more unevenly distributed on at least one of the pair of optical modulation layer holding members than the center portion in the thickness direction of the optical modulation layer, and the liquid crystal component is the pair of optical modulation layers. It is possible to obtain a liquid crystal device that is more unevenly distributed in the central portion in the thickness direction of the optical modulation layer than at least one of the modulation layer holding members.
  • the liquid crystal mixture is maintained at a temperature at which the liquid crystal material exhibits a blue phase, and then the liquid crystal component of the blue phase disclination line is a non-liquid crystal component containing the polymerizable monomer. It is preferable to start the polymerization reaction of the polymerizable monomer before complete replacement.
  • the exchange amount of the liquid crystal component and the monomer in the blue phase disclination line can be controlled by sealing the liquid crystal mixture in the cell and changing the holding time of the BP temperature after reaching the blue phase temperature.
  • the holding time is not sufficient (that is, the holding time is short and the time for replacing the monomer in the disclination line is not sufficient)
  • the proportion of the monomer existing outside the cubic structure increases. Therefore, when the polymerization reaction of the polymerizable monomer is started by irradiating light to the liquid crystal mixture in this state, the non-liquid crystal containing the polymer is closer to the substrate than the central portion in the thickness direction of the cell. The proportion of ingredients increases.
  • the liquid crystal device of the present invention includes, for example, a liquid crystal display device, and a TV device, a monitor, a digital camera, a video camera, a digital photo frame, a digital signage, a theater system, a TV conference system, a mobile phone, including the liquid crystal display device, It can be suitably used for display elements in various electronic devices such as portable game machines, electronic dictionaries, electronic shelf labels, electronic musical instruments, watches, electronic books, and digital paper.
  • Liquid crystal display device electronic equipment
  • Liquid crystal display elements display elements, liquid crystal devices
  • Drive circuit Backlight
  • PSBP cell cell
  • polarizing plate polarizing plate
  • retardation plate 9 retardation plate 10
  • substrate 11 insulating substrate 12 electrode 12a branch electrode 12b trunk electrode 13 electrode 13a branch electrode 13b trunk electrode 14 alignment film 20 substrate 21 insulating substrate 22 alignment film 30
  • PSBP layer Optical modulation layer
  • Blue phase liquid crystal rich layer liquid crystal component rich layer

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Abstract

　液晶デバイスは、ＰＳＢＰ層（３０）と基板（１０・２０）とを備えている。ＰＳＢＰ層（３０）は、ブルー相を示す液晶成分と、非液晶成分とを含み、非液晶成分は、ＰＳＢＰ層（３０）の厚み方向における中心部分よりも、基板（１０・２０）のうち少なくとも一方の基板側に多く偏在し、液晶成分は、基板（１０・２０）のうち少なくとも一方の基板側よりも、ＰＳＢＰ層（３０）の厚み方向における中心部分に多く偏在している。

Description

液晶デバイスおよび電子機器並びに液晶デバイスの製造方法
　本発明は、高い電圧保持率を確保することができる液晶デバイスおよびその製造方法に関するものである。
　液晶表示素子は、各種表示素子のなかでも薄型で軽量かつ消費電力が小さいといった利点を有している。このため、ＴＶ（テレビジョン）やモニタ等の画像表示装置や、ワープロ、パーソナルコンピュータ等のＯＡ（Office Automation）機器、ビデオカメラ、デジタルカメラ、携帯電話機等の情報端末に備えられる画像表示装置に広く用いられている。
　一方で、液晶表示素子は、ＣＲＴ（冷陰極線管）や他のフラットパネルディスプレイと比較して、応答速度が遅いという問題点を有している。
　そこで、応答速度を向上させるために、様々な表示方式が提案されている。そのなかの一つに、ブルー相を示す液晶(以下、「ブルー相液晶」と記す）を用いるモードがある（例えば、特許文献１、２参照）。
　ブルー相は、螺旋ピッチの比較的短いカイラルネマチック相と等方相との間で出現する液晶相である。
　ブルー相は、巨視的には等方相であるが、微視的にはネマチック性を有している。このため、無色透明でありながら、ネマチック性を示す。
　この性質は、広視野角、高コントラスト、高速応答性が得られるとともに、配向処理が不要になるというメリットを生む。
　しかしながら、ブルー相は、カイラルネマチック相と等方相との間の狭い温度範囲（通常１℃程度）でしか出現しないため、精密な温度制御を必要とする。
　そこで、ブルー相液晶にポリマーネットワークを導入するポリマー安定化処理を行うことで、液晶のダイナミクスは維持しながら、出現温度範囲を拡大する試みがなされている（例えば特許文献３、４、および非特許文献１参照）。
　非特許文献１によると、ポリマー安定化処理を行うことで、従来１℃程度であったブルー相の発現温度を、６０℃以上に広げることができる。
日本国公開特許公報「特開２００１－２４９３６３号公報（２００１年９月１４日公開）」 日本国公開特許公報「特開２００５－２２７７５９号公報（２００５年８月２５日公開）」 日本国公開特許公報「特開２０１０－２５０３０６号公報（２０１０年１１月４日公開）」 日本国公開特許公報「特開２００５－３３６４７７号公報（２００５年１２月８日公開）」 日本国公開特許公報「特開２００４－３０２０６１号公報（２００４年１０月２８日公開）」
HIROTSUGU KIKUCH、外４名，"Polymer-stabilized liquid bluephases"，nature materials，VOL 1，SEPTEMBER 2002，p.64-68
　しかしながら、特許文献３、４および非特許文献１のようにブルー相液晶にポリマーネットワークが導入された従来のポリマー安定化ブルー相（Polymer Stabilized Blue Phase：以下、「ＰＳＢＰ」と記す）は、電圧保持率（ＶＨＲ）が低いという問題点を有している。
　通常、液晶表示装置に供される液晶材料には、９８％程度以上のＶＨＲが必要であり、そうでない場合、フレームレートでの書き込みが十分にされないという不都合が生じる。
　しかしながら、本願発明者らの検討によれば、従来のＰＳＢＰセルは、例えば６０ＨＺ、１Ｖ、２５℃のＶＨＲ測定において、８０％のＶＨＲしか得ることができなかった。
　この原因としては、ＰＳＢＰからなるＰＳＢＰ層を挟持する基板から、ＶＨＲの低下要因となる不純物成分がＰＳＢＰ層に拡散してくるために、ＶＨＲが低下してしまうことが挙げられる。
　なお、ＰＳＢＰセルではないが、特許文献１、２のように、基板上に配向処理層が形成されている場合もある。
　特許文献１、２は、配向処理層を形成したセルに、ブルー相液晶を注入して、ブルー相セルを形成するものである。特許文献１、２では、配向処理層を形成して液晶分子の配向を促進することで、液晶表示素子の駆動の低電圧化を図っている。
　しかしながら、配向処理層によりＶＨＲが向上したという報告はない。むしろ、セルにブルー相液晶を注入する前に配向処理層が形成され、外気にさらされるため、不純物成分を取り込み易くなり、ＶＨＲが低下する可能性が高い。
　したがって、仮に、予め基板に配向処理層を形成してなる空セルに、ＰＳＢＰ材料を注入してＰＳＢＰセルを作製したとしても、やはり注入前に配向処理層が外気に触れることになるので、空セルにブルー相液晶を注入する場合と同様に、ＶＨＲは低下してしまう。
　何れにしても、特許文献１～４および非特許文献１では、ＶＨＲについては特に言及していない。
　なお、ブルー相以外で高いＶＨＲを保持する方法としては、例えば特許文献５に記載の方法が知られている。
　特許文献５では、液晶に添加したモノマーを基板界面でポリマー化させて薄膜のポリマー層を形成し、このポリマー層表面のステロイド骨格と液晶との相互作用で液晶分子の配向規制力を強化して高ＶＨＲを保持している。
　しかしながら、特許文献５に記載の方法は、液晶分子が、ポリマー層表面の特定の官能基と相互作用できる系にのみ適用が可能であり、適用できる系が限定されている。
　しかも、特許文献５では、上記官能基として、ステロイド骨格という特殊な官能基が用いられている。
　また、液晶分子がブルー相液晶分子である場合、仮に、特許文献５のようにポリマーを基板界面に析出させてポリマー層を形成することができたとしても、このポリマー層表面の官能基と相互作用するはずの液晶分子が、この官能基と相互作用できる状態で存在していない。
　ブルー相では液晶分子は単体として存在するわけではない。ブルー相では、液晶分子は、ダブルツイストシリンダー（二重ねじれ構造）と称されるシリンダーの中に取り込まれており、さらにこのシリンダーはキュービック結晶構造をとっている。
　言い換えれば、ブルー相液晶分子は、キュービック結晶構造内に取り込まれている。このため、自由に相互作用できる個別のブルー相液晶分子は存在していない。
　したがって、特許文献５に記載の方法をブルー相液晶に適用することはできない。
　本願発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、高い電圧保持率を確保することができる、液晶表示素子等の液晶デバイスおよび電子機器並びに電子デバイスの製造方法を提供することにある。
　本発明にかかる液晶デバイスは、上記課題を解決するために、電界の印加により光学変調する光学変調層と、該光学変調層を挟持する一対の光学変調層保持部材とを備え、上記光学変調層は、ブルー相を示す液晶成分と、非液晶成分とを含み、上記非液晶成分は、上記光学変調層の厚み方向における中心部分よりも上記一対の光学変調層保持部材のうち少なくとも一方の光学変調層保持部材側に多く偏在し、上記液晶成分は、上記一対の光学変調層保持部材のうち少なくとも一方の光学変調層保持部材側よりも上記光学変調層の厚み方向における中心部分に多く偏在していることを特徴としている。
　上記の構成によれば、上記光学変調層保持部材側に偏在した非液晶成分によって、上記液晶成分が多く偏在している上記光学変調層の厚み方向における中心部分に、上記光学変調層保持部材に由来する電圧保持率低下要因物質（つまり、上記光学変調層保持部材に付着した不純物等、上記光学変調層保持部材から拡散される、ＶＨＲの低下要因となる不純物成分）が拡散することをブロックすることができる。したがって、高い電圧保持率を確保することができる、液晶表示素子等の液晶デバイスを提供することができる。
　また、本発明にかかる電子機器は、本発明にかかる上記液晶デバイスを備えていることを特徴としている。
　上記の構成によれば、上記電子機器は、上記液晶デバイスを備えていることで、高い電圧保持率を確保することができる。
　本発明にかかる液晶デバイスの製造方法は、上記課題を解決するために、ブルー相を示す液晶材料と重合性モノマーを含む非液晶成分とを少なくとも含む液晶混合物を、一対の光学変調層保持部材からなるセルに封入した後、上記液晶混合物を、上記液晶材料がブルー相を示す温度に保持し、上記セルの厚み方向に上記非液晶成分が偏在した状態で上記重合性モノマーの重合反応を開始することを特徴としている。
　このように上記液晶材料がブルー相を示すブルー相温度に保持して、上記セルの厚み方向に上記非液晶成分が偏在した状態で上記重合性モノマーの重合反応を開始することで、ポリマーを含む非液晶成分が、上記光学変調層の厚み方向における中心部分よりも上記一対の光学変調層保持部材のうち少なくとも一方の光学変調層保持部材側に多く偏在し、上記液晶成分が、上記一対の光学変調層保持部材のうち少なくとも一方の光学変調層保持部材側よりも上記光学変調層の厚み方向における中心部分に多く偏在する液晶デバイスを得ることができる。
　したがって、上記の方法によれば、高い電圧保持率を確保することができる液晶デバイスを得ることができる。
　本発明にかかる液晶デバイスは、以上のように、一対の光学変調相保持部材で挟持された光学変調層が、ブルー相を示す液晶成分と、非液晶成分とを含み、非液晶成分が、上記光学変調層の厚み方向における中心部分よりも、上記一対の光学変調層保持部材のうち少なくとも一方の光学変調層保持部材に偏在している。
　このため、上記光学変調層保持部材側に偏在した非液晶成分によって、上記液晶成分が多く偏在している上記光学変調層の厚み方向における中心部分に、上記光学変調層保持部材に由来する電圧保持率低下要因物質が拡散することをブロックすることができる。したがって、高い電圧保持率を確保することができる、液晶表示素子等の液晶デバイスを提供することができる。
　また、本発明にかかる液晶デバイスの製造方法によれば、以上のように、上記液晶混合物を、上記液晶材料がブルー相を示すブルー相温度に保持して、上記セルの厚み方向に上記非液晶成分が偏在した状態で上記重合性モノマーの重合反応を開始する。
　このため、上記の方法によれば、ポリマーを含む非液晶成分が、上記光学変調層の厚み方向における中心部分よりも上記一対の光学変調層保持部材のうち少なくとも一方の光学変調層保持部材側に多く偏在し、上記液晶成分が、上記一対の光学変調層保持部材のうち少なくとも一方の光学変調層保持部材側よりも上記光学変調層の厚み方向における中心部分に多く偏在する液晶デバイスを得ることができる。
　したがって、上記の方法によれば、高い電圧保持率を確保することができる液晶デバイスを得ることができる。
本発明の実施の形態１にかかる液晶表示装置における液晶表示素子の要部の概略構成を模式的に示す断面図である。 本発明の実施の形態１にかかる液晶表示装置の概略構成の一例を模式的に示す分解断面図である。 図１に示すＰＳＢＰセルの電極構造を示す平面図である。 （ａ）～（ｃ）は、それぞれ、ブルー相の微視的構造を模式的に示す図である。 （ａ）・（ｂ）は、ＰＳＢＰセルの作製方法を、工程順に示す断面図である。 共焦点顕微ラマン分光により得られた、ＰＳＢＰ層に向かう、一方のガラス基板の基板面からの距離と、液晶由来の吸収ピーク強度、モノマー由来の吸収ピーク強度、およびポリマー由来の吸収ピーク強度との関係を示すグラフである。 共焦点顕微ラマン分光により得られた、ＰＳＢＰ層に向かう、一方のガラス基板の基板面からの距離と、液晶由来の吸収ピーク強度、モノマー由来の吸収ピーク強度、およびポリマー由来の吸収ピーク強度との関係を示すグラフである。 本発明の実施の形態２にかかる液晶表示装置における液晶表示素子の要部の概略構成を模式的に示す断面図である。
　以下、本発明の実施の一形態について、詳細に説明する。
　〔実施の形態１〕
　本実施の形態について、図１～図７に基づいて説明すれば、以下の通りである。
　本実施の形態にかかる液晶デバイスは、ブルー相を示す液晶材料と非液晶成分とを含む媒質層が、一対の基板間に挟持された構成を有している。
　以下、本実施の形態では、上記液晶デバイスの一例として、上記媒質層が光学変調層であり、光学変調により表示を行う液晶表示素子（表示素子）を例に挙げて説明する。また、上記液晶デバイスを備えた電子機器の一例として、液晶表示装置を例に挙げて説明する。
　＜液晶表示装置および液晶表示素子の概略構成＞
　図２は、本実施の形態にかかる液晶表示装置の概略構成の一例を模式的に示す分解断面図である。
　図２に示すように、本実施の形態にかかる液晶表示装置１は、液晶表示素子２（表示素子）、駆動回路３、およびバックライト４（照明装置）を備えている。なお、駆動回路３およびバックライト４の構成は従来と同じである。したがって、これらの構成については、その説明を省略する。
　本実施の形態にかかる液晶表示素子２は、液晶セルとして、ポリマー安定化ブルー相セル（以下、「ＰＳＢＰセル」と記す）５を備えている。
　ＰＳＢＰセル５の外側には、ＰＳＢＰセル５を挟むように偏光板６・７がそれぞれ設けられている。ＰＳＢＰセル５と偏光板６・７との間には、図２に二点鎖線で示すように、必要に応じて、位相差板８・９のうち少なくとも一方が設けられていてもよい。
　偏光板６・７は、例えば、偏光板６・７の透過軸方位が互いに直交し、かつ、電界印加方向と４５度をなすように配置されている。
　＜ＰＳＢＰセル５の概略構成＞
　次に、ＰＳＢＰセル５の概略構成について説明する。
　図１は、本実施の形態にかかる液晶表示装置１における液晶表示素子２の要部の概略構成を模式的に示す断面図である。図１は、液晶表示素子２におけるＰＳＢＰセル５の概略構成を示している。
　ＰＳＢＰセル５は、図１および図２に示すように、一対の基板１０・２０（第１の基板および第２の基板）を備えている。これら一対の基板１０・２０のうち少なくとも一方の基板は透明であり、該透明な基板が、表示面側の基板として使用される。
　ＰＳＢＰセル５は、これら一対の基板１０・２０間に、電界の印加により光学変調する光学変調層として、ポリマー安定化ブルー相液晶層（以下、「ＰＳＢＰ層」と記す）３０が挟持された構成を有している。
　なお、本実施の形態では、上記光学変調層は、上記光学変調により表示を行う表示媒質層として機能する。以下、本実施の形態では、表示媒質に、電界の印加により光学異方性を誘起するポリマー安定化ブルー相液晶（ＰＳＢＰ液晶）を用いる場合を例に挙げて説明する。
　＜基板１０・２０＞
　基板１０・２０は、それぞれ、光学変調層保持手段として、ガラス基板等の絶縁基板１１・２１を備えている。
　また、これら絶縁基板１１・２１のうち、一方の絶縁基板１１における他方の絶縁基板２１との対向面上には、ＰＳＢＰ層３０に電界を印加する電界印加手段として、対の電極１２・１３（第１の電極および第２の電極）が設けられている。
　図３は、図１に示すＰＳＢＰセル５の電極構造を示す平面図である。
　電極１２・１３は、図３に示すように、それぞれ、櫛歯状の電極であり、幹電極１２ｂ・１３ｂ（幹ライン）と、幹電極１２ｂ・１３ｂから延びる枝電極１２ａ・１３ａ（分岐ライン）とで構成されている。
　電極１２・１３は、平面視でそれぞれの枝電極１２ａ・１３ａ同士が互いに噛み合うように、絶縁基板１１上に互いに対向して交互に配置されている。
　各枝電極１２ａ・１３ａは、それぞれ、図３に示すように直線状であってもよく、Ｖ字状あるいはジグザグ状に形成されていてもよい。
　図１および図２は、電極１２・１３の断面として、それぞれ、枝電極１２ａ・１３ａの断面が図示されている。
　１つの画素内に設けられる電極１２・１３の歯（枝電極１２ａ・１３ａ）の数は特に限定されず、画素ピッチと、Ｌ／Ｓとの関係等において決定される。ここで、Ｌは、各枝電極１２ａ・１３ａの電極幅を示し、Ｓは、隣り合う枝電極１２ａ・１３ａ間の電極間隔、すなわち、隣り合う枝電極１２ａ・１３ａ間のスペースの幅を示す。なお、画素ピッチ、Ｌ／Ｓ、電極１２・１３の厚みは、特に限定されるものではない。
　液晶表示素子２を例えばアクティブマトリクス駆動の表示装置に適用する場合には、電極１２・１３に印加する電界のＯＮ（オン）／ＯＦＦ（オフ）を切り替える、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）等のスイッチング素子を用いる。
　電極１２・１３のうち一方の電極１２（第１の電極）は画素電極として機能する。電極１２は、図示しないドレイン電極で、信号線および図示しないＴＦＴ等のスイッチング素子に接続されており、映像信号に応じた信号が印加される。また、他方の電極１３（第２の電極）は共通電極として機能する。
　電極１２・１３は、これら電極１２・１３間に発生する、基板１０・２０の基板面に略平行な横向きの電界（横電界）を、ＰＳＢＰ層３０に印加する。
　これら電極１２・１３には、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）、ＩＺＯ（インジウム亜鉛酸化物）等の透明電極材料が好適に用いられる。但し、図２に示すように、基板１０をバックライト４側の基板として用いる場合、電極１２・１３は必ずしも透明電極である必要はなく、例えばアルミニウム等の金属電極からなっていてもよい。また、これら電極１２・１３は、互いに同じ電極材料にて形成されていてもよく、それぞれ異なる電極材料にて形成されていてもよい。電極１２・１３の形成方法は特に限定されるものではなく、従来公知の方法を使用することができる。
　また、図示はしないが、絶縁基板１１・２１の何れか一方には、必要に応じて、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）等の各色のカラーフィルタおよびブラックマトリクスが設けられていてもよい。
　＜ＰＳＢＰ層３０の構成＞
　ＰＳＢＰ層３０には、非液晶成分と、ブルー相を示す液晶成分（以下、「ブルー相液晶」と記す）とが含まれている。
　非液晶成分およびブルー相液晶は、ＰＳＢＰ層３０の厚み方向にそれぞれ偏在している。
　非液晶成分は、ＰＳＢＰセル５のセル厚方向において、中心部分（つまり、ＰＳＢＰ層３０の厚み方向の中心部分）よりも基板１０・２０のうち少なくとも一方の基板の近傍部分により多く存在している。
　一方、ブルー相液晶は、ＰＳＢＰセル５のセル厚方向において、基板１０・２０のうち少なくとも一方の基板の近傍部分よりも、中心部分により多く存在している。
　このため、ＰＳＢＰセル５のセル厚方向中心部分には、該セル厚方向において相対的にブルー相液晶が多く、該セル厚方向において相対的に非液晶成分が少ない層（以下、「ブルー相液晶リッチ層」と記す）３１（第１の層、液晶成分リッチ層）が形成されている。なお、本実施の形態において、ブルー層液晶は、ポリマー安定化処理が施され、ポリマーネットワークが導入されたＰＳＢＰ液晶として存在している。
　また、基板１０・２０のうち少なくとも一方の基板とブルー相液晶リッチ層３１との間の部分には、ＰＳＢＰセル５のセル厚方向において相対的に非液晶成分が多く、該セル厚方向において相対的にブルー相液晶が少ない層（以下、「非液晶成分リッチ層」と記す）３２（第２の層）が形成されている。
　なお、ブルー相液晶リッチ層３１は、上記したように、ＰＳＢＰセル５のセル厚方向において相対的に非液晶成分が少ない非液晶成分プア層である。また、非液晶成分リッチ層３２は、ＰＳＢＰセル５のセル厚方向において相対的にブルー相液晶が少ないブルー相液晶プア層である。
　なお、ＰＳＢＰ層３０においてブルー相液晶が占める割合は、後述するように極めて多い。したがって、非液晶成分リッチ層３２では、非液晶成分が主成分であることが望ましいが、必ずしも非液晶成分が主成分である必要はない。
　非液晶成分リッチ層３２およびブルー相液晶リッチ層３１は、ともに液晶成分および非液晶成分を含み、非液晶成分リッチ層３２では、ブルー相液晶リッチ層３１よりも、液晶成分に対する非液晶成分の割合が多ければよい。言い換えれば、非液晶成分リッチ層３２では、ブルー相液晶リッチ層３１よりも、非液晶成分に対する液晶成分の割合が少なければよい。
　なお、非液晶成分が、ＰＳＢＰセル５のセル厚方向において、中心部分よりも基板１０・２０のうち少なくとも一方の基板の近傍部分により多く存在し、基板１０・２０のうち少なくとも一方の基板の近傍部分に非液晶成分リッチ層３２が形成されていることは、顕微ラマン分光分析を行うことで確認することができる。
　したがって、非液晶成分リッチ層３２およびブルー相液晶リッチ層３１は、ともに液晶成分および非液晶成分を含み、非液晶成分リッチ層３２では、ブルー相液晶リッチ層３１よりも、非液晶成分由来の吸収ピーク強度に対する液晶由来の吸収ピーク強度の比（液晶由来の吸収ピーク強度／非液晶成分由来の吸収ピーク強度）が小さければよい。
　なお、ここで、非液晶成分由来の吸収ピーク強度および液晶由来の吸収ピーク強度とは、それぞれ、非液晶成分によって得られる吸収ピーク強度、および、液晶成分によって得られる吸収ピーク強度を示す。
　理想的には、非液晶成分由来の吸収ピーク強度に対する液晶由来の吸収ピーク強度の比が、基板１０・２０の近傍部分で小さく、ＰＳＢＰセル５のセル厚方向中心部分で大きくなればよい。
　この組み合わせの場合、基板１０・２０の近傍部分に非液晶成分がより集まっていることを示している。
　図１は、ブルー相液晶リッチ層と基板１０・２０との間、具体的には、ＰＳＢＰ層３０における基板１０・２０との界面部分に、それぞれ非液晶成分リッチ層３２が形成されている例を示している。
　上記非液晶成分は、ブルー相液晶にポリマーネットワークを導入するためのポリマー安定化処理において未反応で残った、重合性モノマー等のモノマー、ブルー相液晶にポリマーネットワークを導入するための重合性モノマーの重合反応により生成したポリマー、ポリマーほど成長していないオリゴマー等、ポリマーネットワークを導入するためのモノマー（少なくとも重合性モノマーを含むモノマー）等、重合性モノマーに由来する重合性モノマー由来化合物（重合性モノマーまたは重合性モノマーから得られる化合物、つまり、重合性モノマーの一部を含む化合物）を含んでいる。
　すなわち、非液晶成分リッチ層３２における非液晶成分は、ブルー相液晶にポリーネットワークが導入されたＢＳＢＰ液晶の形成に必要とされる非液晶成分であり、ポリマーを含む、重合性モノマー由来化合物を少なくとも含んでいる。
　前記したように、ブルー相とは、カイラルネマチック相と等方相との間の狭い温度範囲（通常１℃程度）で出現する相である。このブルー相を示すブルー相液晶にポリマーネットワークを導入してＰＳＢＰを形成することで、液晶のダイナミクスを維持しながら、ブルー相が出現する温度範囲を拡大することができる。
　ＰＳＢＰ層３０は、ＰＳＢＰ層３０を形成するためのＰＳＢＰ材料（液晶混合物）を、液晶成分がブルー相を示す温度（ＢＰ温度）に保持した状態で、該ＰＳＢＰ材料に例えばＵＶ（紫外線）光を照射する等してポリマー化反応（硬化反応）を行うことで形成される。
　＜ＰＳＢＰ材料＞
　ＰＳＢＰ材料は、液晶成分、カイラル剤、モノマー、重合開始剤を含んでいる。但し、液晶成分がカイラル性を示し、単独でブルー相を発現する材料である場合には、必ずしもカイラル剤は必要ではない。
　これらＰＳＢＰ材料のうち、液晶成分は、ブルー相を示す液晶材料（ブルー相液晶）であれば、特に限定されるものではなく、サーモトロピック液晶、低分子液晶、高分子液晶、強誘電性液晶、反強誘電性液晶等の各種液晶材料を用いることができる。
　なお、ここで、ブルー相を示す液晶材料（ブルー相液晶）とは、ある温度範囲内でブルー相を発現する液晶材料を示す。本実施の形態にかかる液晶デバイスが上記したように表示素子である場合、ブルー相液晶としては、表示温度でブルー相を示す液晶材料が用いられる。
　なお、上記ブルー相としては、コレステリックブルー相であってもよく、スメクチックブルー相であってもよい。
　ブルー相であるコレステリックブルー相およびスメクチックブルー相は、螺旋ピッチが５００ｎｍ以下とピッチの比較的短いコレステリック相またはスメクチック相を有する液晶材料にみられる。
　ブルー相液晶は、何れも、高い対称性の構造を有し、可視光の波長以下の秩序を有しているため、ほぼ透明な物質であり、電界印加によって配向秩序が変化して光学的変調作用が生じる。例えば、ブルー相液晶は、光学的に概ね等方性を示し、電界印加によって液晶分子が電界方向に向こうとするために格子が歪み、光学的異方性を発現する。
　ブルー相液晶の一例としては、例えば、「ＪＣ１０４１」（商品名、チッソ社製混合液晶）と「５ＣＢ」（４－シアノ－４’－ペンチルビフェニル、ネマチック液晶）との混合液晶（液晶組成物）等が挙げられる。しかしながら、これに限定されるものではなく、例えば、特許文献１～４および非特許文献１に記載された、ブルー相を示す各種液晶材料を使用することができる。
　カイラル剤は、ツイストシリンダーを形成し、ブルー相を発現させるために使用される。
　ブルー相は、後述するように光学波長未満の欠陥秩序（ディスクリネーション）を有している。このディスクリネーションの欠陥構造は、隣り合う分子が大きく捩れていることに起因していている。
　このため、ブルー相を示す液晶は、大きなねじれ構造を発現させるためにカイラル性を示す必要がある。大きな捩れ構造を発現させるためには、上記したようにＰＳＢＰ材料にカイラル剤を加えることが好ましい。
　また、液晶成分にカイラル剤を添加しておくことで、左捩れまたは右捩れの何れか一方の捩れを得ることができる。カイラル剤が添加されたＰＳＢＰ材料では、カイラル剤の自発的捩れ方向に起因した一方向の捩れによって、入射した光に旋光性が生じるので、効率良く光を取り出すことが可能となる。
　カイラル剤としては、ある温度範囲においてブルー相を示し得るネマチック液晶分子と相溶性があり、混合することでツイスト構造を形成する光学活性分子が好適である。カイラル剤としては、カイラル性を示す物質であれば、特に限定されるものではないが、一例としては、例えば、２，５－ビス－[４’－（ヘキシルオキシ）－フェニル－４－カルボニル]－１，４；３，６－ジアンハイドライド－Ｄ－ソルビトール（2,5-bis-[4’-(hexyloxy)-phenyl-4-carbonyl]-1,4;3,6-dianhydride-D-sorbitol）等が挙げられる。
　モノマーは、ポリマーネットワークの形成に使用される。したがって、上記モノマーとしては、ポリマーネットワークを形成するための重合性モノマーを含むモノマーが用いられる。重合性モノマーとしては、少なくとも光重合性モノマーが好適ではあるが、これに限定されない。
　モノマー由来化合物（モノマーまたはモノマーから得られる化合物、つまり、モノマーの一部を含む化合物）は、基板近傍に存在する以外に、後述するように、ブルー相のキュービック構造内のディスクリネーションライン中にも存在する必要がある。重合性モノマーがディスクリネーションライン中に存在し、ポリマー化することで、ブルー相が広い温度範囲で安定化されることになる。
　したがって、このポリマー化のプロセスは、規定の温度範囲内で、つまり、ブルー相温度範囲（ＢＰ温度範囲）内で行う必要がある。このため、モノマー（少なくとも重合性モノマー）としては、光重合性モノマーが好適に用いられる。但し、ＢＰ温度範囲内で重合が可能である場合には、熱重合性モノマーを使用することができる。
　なお、光重合性モノマーとしては、アクリル基、アクリロイル基、メタクリル基、メタクリロイル基等の光反応性官能基を有する化合物が挙げられる。このような光重合性モノマーの一例としては、例えば、ｎ－ドデシルアクリレート等が挙げられる。
　重合開始剤は、ポリマー化反応、すなわち、モノマーの重合反応を開始するために使用される。
　重合開始剤は、モノマーの種類に応じて使用すればよく、光重合開始剤であってもよく、熱重合開始剤であってもよい。
　光重合開始剤の場合、ある温度範囲においてブルー相を示し得るネマチック液晶分子と相溶性があり、ＵＶ光の照射によりラジカル種が発生する分子が好適である。
　熱重合開始剤の場合、光重合開始剤と同様の、ブルー相を示し得るネマチック液晶分子との相溶性があり、加熱によりラジカル種が発生する分子が好適である。
　重合開始剤の一例としては、例えば、２，２－ジメチルオキシ－２－フェニルアセトフェノン等の光重合開始剤が挙げられる。
　但し、カイラル剤、モノマー、重合開始剤の例示はこれに限定されるものではなく、例えば、特許文献３、４および非特許文献１等に例示の化合物と同様の化合物を用いることができる。
　ＰＳＢＰ材料における各材料の配合割合は、例えば、液晶成分は５０～９５ｗｔ％の範囲内であることが好ましく、より好ましくは７０～９０ｗｔ％の範囲内、さらに好ましくは７５～８５ｗｔ％の範囲内である。
　また、モノマー、特に重合性モノマーは、３～２０ｗｔ％の範囲内であることが好ましく、より好ましくは５～１５ｗｔ％の範囲内、さらに好ましくは７～１２ｗｔ％の範囲内である。
　カイラル剤を添加する場合、カイラル剤は、３～２０ｗｔ％の範囲内であることが好ましく、より好ましくは５～１５ｗｔ％の範囲内、さらに好ましくは７～１２ｗｔ％の範囲内である。
　また、重合開始剤は、０．０１～３ｗｔ％の範囲内であることが好ましく、より好ましくは０．１～１ｗｔ％の範囲内、さらに好ましくは０．２～０．７ｗｔ％の範囲内である。
　但し、ＰＳＢＰ材料の各成分の合計（すなわち、これら液晶成分、カイラル剤、モノマー、および重合開始剤等の非液晶成分の合計）は１００％とする。
　なお、一般的には、液晶成分が８０ｗｔ％程度、カイラル剤と重合性モノマーとを合わせて２０ｗｔ％弱程度、重合開始剤が極微量に設定される。
　非液晶成分が多くなりすぎると、液晶部分の秩序度が低下し、Kerr（カー）係数が小さくなることに繋がるため、駆動電圧が上昇してしまう不都合が生じる。
　また、非液晶成分のうちモノマーが少なくなりすぎると、ブルー相を安定化させる効果が低下するため、使用可能な温度範囲、つまり、ＢＰ温度範囲が狭くなるため、実用上不都合が生じる。
　また、非液晶成分のうちカイラル剤が少なくなりすぎると、カイラルピッチが拡大し、選択反射波長が増大し、可視光域にまで達すると無色ではなくなるため、実用上不都合が生じる。
　但し、これらＰＳＢＰ材料における液晶成分および各非液晶成分の配合割合は、モノマーの種類や、電極構造等を含めた基板１０・２０の構造、絶縁基板１１・２１の種類等に応じて、所望のＶＨＲが得られるように適宜設定すればよく、特に限定されるものではない。
　＜ＰＳＢＰの構造＞
　次に、ＰＳＢＰの構造について説明する。
　ブルー相は、巨視的には等方性だが、微視的にはネマチック性を有しており、そのために無色透明でありながらネマチック性を示す。この性質は、広視野角、高コントラスト、高速というメリットを生むとともに、配向処理が不要になるというメリットを生む。
　ブルー相液晶を用いるモードでは、電界無印加時と電界印加時とにおける屈折率楕円体の形状の変化を利用して表示を行うため、液晶固有の粘度が応答速度に大きく影響するといった問題がない。このため、高速応答を実現することができる。
　また、ブルー相液晶は、電界無印加時または電界印加時に等方性を有しているため、視野角依存性がなく、広視野角化を実現することができるとともに、高コントラストを得ることができる。また、電界無印加時または電界印加時に等方性を有しているため、配向を制御する必要がなく、配向膜が不要である。
　図４の（ａ）～（ｃ）は、それぞれ、ブルー相の微視的構造を模式的に示す図である。ここで、図４の（ａ）は、ブルー相の基本構造を示す図であり、図４の（ｂ）は、ディスクリネーションラインの位置を示す図であり、図４の（ｃ）は、ポリマーネットワークの位置を示す図である。
　ブルー相の微視的構造は、図４の（ａ）に示すように、ダブルツイストシリンダー（二重ねじれ構造）と称されるカイラルネマチック相のシリンダーが自己組織的に会合し、面心立方もしくは体心立方のキュービック結晶構造をとっている。
　このキュービック構造内には、図４の（ｂ）に示すように、決まった位置にディスクリネーションラインが形成されている。
　このキュービック構造内のシリンダー部分には液晶とカイラル剤とが含まれていると言われている。また、ディスクリネーションラインにはモノマーと重合開始剤とが含まれていると言われている。
　この状態でＰＳＢＰ材料に例えばＵＶ光を照射すると、モノマーの重合反応が起こり、図４の（ｃ）に示すように、ディスクリネーションライン部分にポリマーが形成される。これにより、ＰＳＢＰでは、ディスクリネーションが熱的に安定化され、キュービック構造が温度変化に対して強くなることで、ブルー相が安定化されると言われている。
　このディスクリネーションラインにおいては、最初、液晶がランダム配向状態で存在しているところに、モノマーと重合開始剤とが入れ替わって入ってくる。
　なお、この入れ替わりを指して、ディスクリネーションラインにモノマーと重合開始剤とが凝集するという表現が用いられている場合もある。
　本実施の形態では、ＰＳＢＰセル５を作製時に、このモノマーの入れ替わりを制御することで、ポリマーネットワークの形成の仕方を制御する。
　＜ＰＳＢＰセル５の作製方法＞
　次に、ＰＳＢＰセル５の作製方法について説明する。
　図５の（ａ）・（ｂ）は、ＰＳＢＰセル５の作製方法を、工程順に示す断面図である。
　まず、図５の（ａ）に示すように、基板１０・２０間にＰＳＢＰ層３０が挟持されていない空セルを準備し、この空セルにＰＳＢＰ材料を注入する等して封入する。
　なお、空セルにＰＳＢＰ材料を封入する方法は特に限定されるものではない。基板１０・２０のうちシール材が形成された一方の基板に、ＰＳＢＰ材料を滴下法により滴下した後、基板１０・２０を貼り合わせてもよく、基板１０・２０を予めシール材で貼り合わせた後、真空注入法によりＰＳＢＰ材料を封入してもよい。
　一般的に、モノマーは、程度が小さい場合も含め、揮発性を有する場合が多い。このため、真空注入は、モノマーの揮発を考慮して行う必要がある。例えば、モノマーの揮発分を想定して、モノマーを多めに添加しておく等の方法が考えられる。そこで、空セルにＰＳＢＰ材料を注入するに際しては、滴下注入法を用いることが好ましい。
　次に、図５の（ｂ）に示すように、ＰＳＢＰ材料が封入されたセルを、ＢＰ温度に保持した状態で、例えばＵＶ光を照射してポリマー化反応を促すことにより、ポリマー安定化処理を行う。なお、ポリマー化反応は、大気圧下で行われてもよく、減圧雰囲気下で行われてもよい。
　モノマーの入れ替わり量は、ＰＳＢＰ材料を空セルに封入し、ＢＰ温度に達した後、ＢＰ温度の保持時間を変えることで制御することができる。
　このとき、保持時間を十分にとらない場合（つまり、保持時間が短く、ディスクリネーションラインにおけるモノマーの入れ替わりの時間を十分に取らない場合）、モノマーがキュービック構造外に存在する割合が高まる。したがって、この状態でＰＳＢＰ材料にＵＶ光を照射すると、ＰＳＢＰ層３０の厚み方向の中心層に比べて、基板近傍の方が、ポリマー、オリゴマー、未反応のモノマー等の割合が多くなる。
　言い換えれば、本実施の形態では、ディスクリネーションラインが、完全に、モノマー等の非液晶成分で入れ替わる前、つまり、ディスクリネートライン内に液晶成分が残っている間に、ＰＳＢＰ材料に例えばＵＶ光を照射してポリマー化反応を開始させる。
　これにより、ＰＳＢＰセル５のセル厚方向中心部分にブルー相液晶リッチ層３１が形成される一方、基板１０・２０のうち少なくとも一方の基板とブルー相液晶リッチ層３１との間の部分に非液晶成分リッチ層３２が形成される。
　ＰＳＢＰ液晶を用いた特許文献３、４および非特許文献１では、ブルー相の保持時間については特に言及はなく、セル厚方向に非液晶成分を偏在させるという技術思想もない。
　本実施の形態によれば、ＰＳＢＰ材料がＢＰ温度に達してからＵＶ光を照射するまでの放置時間（すなわち、ポリマー化反応を開始させるまでのＢＰ温度の保持時間）は、この反応系に含まれる各成分にもよるが、概ね１０分以内が好ましく、より好ましくは３分以内である。
　但し、上記保持時間は、基板１０・２０近傍、すなわち、ＰＳＢＰ層３０における基板１０・２０との界面部分に非液晶成分リッチ層３２が形成されるように、ＰＳＢＰ材料の組成に応じて適宜設定すればよく、上記時間内にのみ限定されるものではない。
　＜非液晶成分リッチ層３２とＶＨＲとの関係＞
　非液晶成分リッチ層３２は、ポリマーおよびオリゴマーを主成分とする密な層を形成しており、例えば、加熱により、セル中心部分のＰＳＢＰ層３０（すなわち、ブルー相液晶リッチ層３１）と混合してしまうようないわゆる流動性のある層ではない。
　このため、基板１０・２０のうち少なくとも一方の基板とブルー相液晶リッチ層３１との間の部分に非液晶成分リッチ層３２が形成されていることで、非液晶成分リッチ層３２によって、基板由来のＶＨＲ低下要因物質（つまり、基板に付着した不純物等、基板から拡散される、ＶＨＲの低下要因となる不純物成分）のブルー相液晶リッチ層３１への拡散をブロックすることができる。この結果、ＰＳＢＰセル５の高ＶＨＲを図ることができる。
　なお、非液晶成分リッチ層３２は、ゲル化または固化している。非液晶成分リッチ層３２は、主にゲル化しており、特に液晶成分が少ない部分では固化している傾向が強い。このため、非液晶成分リッチ層３２は、例えば、部分的に固化しているゲル化層からなっている。
　非液晶成分リッチ層３２は、両基板１０・２０の近傍に形成されてもよく、基板１０・２０のうち一方の基板の近傍だけに形成されても構わない。しかしながら、図１および図５の（ｂ）に示すように、両基板１０・２０の近傍に非液晶成分リッチ層３２が形成されている方が、より高ＶＨＲ化を図ることができる。
　なお、非液晶成分リッチ層３２の厚みは、１．５μｍ程度あれば十分であるが、好ましくは０．５～１．５μｍの範囲内であり、より好ましくは０．５～１μｍの範囲内である。
　これは、非液晶成分リッチ層３２の厚みが薄すぎると、上述したブロック効果が低減され、厚すぎると高電圧化してしまうためである。言い換えれば、非液晶成分リッチ層３２の厚みを上記範囲内に設定することで、液晶表示装置１が高電圧化することなく、ＶＨＲ低下要因物質の拡散に対する十分なブロック効果（バリア効果）を得ることができる。
　前記したように、ブルー相では液晶分子は単体として存在するわけではなく、ダブルツイストシリンダーと称されるシリンダーの中に取り込まれており、さらにこのシリンダーはキュービック結晶構造をとっている。
　ブルー相液晶分子は、キュービック結晶構造内に取り込まれており、自由に相互作用できる個別のブルー相液晶分子は存在していない。
　このため、特許文献５に記載の方法をブルー相液晶に適用することはできないし、特許文献５に記載の方法をブルー相に適用しただけでは、容易には高ＶＨＲ化を図ることはできない。
　本実施の形態では、特許文献５のように液晶分子が基板上の薄膜層の官能基と個々に相互作用することを利用するのではなく、上記したように非液晶成分リッチ層３２で、ＶＨＲの低下要因となる、基板由来のＶＨＲ低下要因物質の拡散をブロックしている。
　すなわち、本実施の形態は、基板界面に形成したポリマー層と液晶との相互作用を強化することで高ＶＨＲを確保するものではない。
　さらに言えば、特許文献５は、基板上にポリマー層が形成されているのに対し、本実施の形態では、基板上にポリマーを含む非液晶成分リッチ層３２が形成されている点で、両者は一見類似しているとも言える。
　しかしながら、本実施の形態にかかるＰＳＢＰセル５は、非液晶成分がＰＳＢＰ層３０内にも存在している。すなわち、本実施の形態にかかるＰＳＢＰセル５において、非液晶成分は、非液晶成分リッチ層３２内のみならず、ブルー相液晶リッチ層３１内にも存在している。ブルー相液晶リッチ層３１における非液晶成分は、ブルー相のキュービック構造内のディスクリラインに凝集した状態で主に存在している。
　非液晶成分リッチ層３２およびブルー相液晶リッチ層３１内の非液晶成分は、製造プロセスにおいて、前記したように製造条件を工夫することで、各層内での存在量を制御できる。
　一方、特許文献５では、液晶層内に未反応のモノマーは存在しているものの、ポリマーはほとんど存在していない。これは、ポリマー化が進行する過程においてモノマーが液晶層から排除され、基板界面に凝集するためである。
　また、特許文献５は、液晶とモノマーとの混合物を空セルに注入した後、光反応によりポリマー化することで配向処理層（配向膜）を形成するものであるが、ＰＳＢＰセル５において、配向膜は、原理上、必要ではない。
　したがって、ブルー相液晶、特に上記したようにＰＳＢＰ液晶を用いたＰＳＢＰセル５の高ＶＨＲを確保するためには、特許文献５に見られるようなポリマー層表面の官能基と液晶分子との相互作用に依存しない、従来にない新たな発想が必要になる。
　そこで本願発明者らが鋭意検討した結果、見出したのが、上記したように非液晶成分リッチ層３２でＶＨＲ低下要因物質のブルー相液晶リッチ層３１への侵入をブロックするブロック効果を使う、という新たな手法である。そして、この手法を実現するために、セルの厚み方向中心部分よりも基板側に非液晶成分が偏在した状態、言い換えれば、基板界面に、モノマーを含む非液晶成分が析出した状態で、モノマーを重合させることで、基板界面に非液晶成分リッチ層３２を形成する方法を見出した。
　なお、ＶＨＲの低下要因となるＶＨＲ低下要因物質としては、例えば、セルの製造過程等において基板に付着した不純物等が挙げられる。このような不純物としては、例えば、有機系イオン性不純物や金属系イオン等が挙げられる。
　＜液晶表示素子２の作製方法＞
　液晶表示素子２は、上記ＰＳＢＰセル５に、図１に示すように必要に応じて位相差板８・９を介して偏光板６・７を貼り合わせることにより形成される。
　偏光板６・７は、例えば、該偏光板６・７の透過軸方位が互いに直交し、かつ、電界印加方向と４５度をなすように配置される。
　＜液晶デバイスおよび電子機器＞
　本実施の形態にかかる液晶表示素子２は、例えば、図２に示すように、液晶表示装置に用いることができる。また、本実施の形態にかかる液晶表示素子２は、例えば、液晶表示装置を備えた、ＴＶ（テレビジョン）装置（ＴＶ受信機）、モニタ、デジタルカメラ、ビデオカメラ、デジタルフォトフレーム、デジタルサイネージ、シアターシステム、ＴＶ会議システム、携帯電話機、携帯型ゲーム機、電子辞書、電子棚札、電子楽器、時計、電子書籍、デジタルペーパー等の各種電子機器のディスプレイ（表示パネル）として好適に用いることができる。
　但し、本実施の形態はこれに限定されるものではない。本実施の形態にかかる液晶デバイスとしては、ディスプレイ用途以外にも、例えば光シャッタ等の光学素子として、例えば、建物の窓やショーウィンドウ等の視野制御スクリーン、照明装置等に好適に用いることができる。
　前記したように、通常、液晶表示装置に供される液晶材料には、９８％程度以上のＶＨＲが必要であり、そうでない場合、フレームレートでの書き込みが十分にされないという不都合が生じる。
　また、ＶＨＲが低いと、駆動電圧の上昇、消費電力の増加、コントラストの低下、信頼性の低下を引き起こす。
　本実施の形態によれば、ＶＨＲが高く、そのような問題を招来しない、信頼性の高い電子デバイス並びに電子機器を得ることができる。
　＜変形例＞
　前記したように、本実施の形態では、一対の基板１０・２０が、光学変調層保持手段（光学変調層保持部材）として、それぞれガラス基板（絶縁基板）を備えている場合を例に挙げて説明した。しかしながら、本実施の形態はこれに限定されるものではない。
　上記光学変調層保持手段としては、絶縁性を有する絶縁基材（絶縁部材）であればよく、必ずしもガラス基板である必要はなく、例えば、石英基板、セラミック基板、あるいはプラスチック基板等であってもよい。
　また、上記絶縁基板としては、必ずしも基板である必要もなく、例えば絶縁性を有する絶縁シートであってもよい。
　また、前記したように、一対の基板１０・２０は、その少なくとも一方が透明であればよい。したがって、一対の基板１０・２０における絶縁基材のうち一方が透明の絶縁基材であればよい。
　また、本実施の形態では、表示媒質に、電界の印加により光学異方性を誘起するＰＳＢＰ液晶を用いる場合を例に挙げて説明したが、本実施の形態はこれに限定されるものではなく、電界の印加により光学異方性が消失して等方相となるＰＳＢＰ液晶を用いても構わない。
　〔実施の形態２〕
　本実施の形態について、図８に基づいて説明すれば、以下の通りである。
　なお、本実施の形態では、主に、実施の形態１との相違点について説明するものとし、実施の形態１で用いた構成要素と同一の機能を有する構成要素には同一の番号を付し、その説明を省略する。
　図８は、本実施の形態にかかる液晶表示装置１における液晶表示素子２の要部の概略構成を模式的に示す断面図である。図８は、本実施の形態にかかる液晶表示素子２におけるＰＳＢＰセル５の概略構成を示している。
　本実施の形態にかかるＰＳＢＰセル５は、図８に示すように、基板１０・２０におけるＰＳＢＰ層３０との界面（具体的には、基板１０・２０と非液晶成分リッチ層３２との界面）に、それぞれ配向膜１４・２２が設けられている点で、実施の形態１と異なっている。
　具体的には、図８に示す基板１０は、例えばガラス基板からなる絶縁基板１１（光学変調層保持手段）上に、対の電極１２・１３（第１の電極および第２の電極）を覆うように、絶縁基板１１におけるＰＳＢＰ層３０との対向面全面に配向膜１４が形成された構成を有している。また、基板２０は、例えばガラス基板からなる絶縁基板２１（光学変調層保持手段）上に、絶縁基板１１におけるＰＳＢＰ層３０との対向面全面に配向膜２２が形成された構成を有している。
　なお、配向膜としては、従来公知の配向膜を使用することができる。なお、配向膜は、ＰＳＢＰ層３０内に設けられるものではなく、液晶成分を含まない。したがって、本実施の形態にかかる非液晶成分リッチ層３２とは区別されるものであり、明らかに異なるものである。
　ＰＳＢＰセル５では、前記したように、原理上、配向膜を必要としない。しかしながら、空セルを形成する際に、基板１０・２０の表面、すなわち、基板１０・２０におけるＰＳＢＰ層３０との界面に、予め配向膜を形成しておくことで、例えば高コントラスト化や低電圧駆動化を図ることができる。
　以下、本実施の形態について、実施例および比較例を用いて具体的に説明する。
　〔実施例１〕
　まず、図１および図５の（ａ）・（ｂ）に示すように、絶縁基板１１としてガラス基板を使用し、該ガラス基板上に、電極１２・１３として、ＩＴＯからなる櫛歯電極を、厚み＝１０００Å、電極幅Ｌ＝４μｍ、電極間隔Ｓ＝１２．０μｍにて形成することで基板１０を作製した。
　一方、基板２０には、絶縁基板１１と同様のガラス基板を用いた。なお、基板１０・２０には、配向膜は形成しなかった。
　次に、基板１０・２０のうち一方の基板上に図示しないスペーサを分散配置する一方、他方の基板に図示しないシール材を形成し、両基板１０・２０を貼り合わせることにより、空セルを作製した。なお、セルギャップは、１２．５μｍとした。
　その後、上記空セルに、表１に示す組成を有するＰＳＢＰ材料を真空注入法にて封入した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　続いて、大気圧下、上記ＰＳＢＰ材料をＢＰ温度に保持した状態で、２０ｍＷ／ｃｍ２の照度で、１分間、ＵＶ照射することにより、ポリマー安定化処理を行った。なお、ＵＶ照射前に保持するＢＰ温度は、カイラルネマチック相－等方相転移温度（転移点）よりも０．５℃と高い温度とした。また、ＰＳＢＰ材料がＢＰ温度に達してからＵＶ光を照射するまでの放置時間（すなわち、ポリマー化反応を開始させるまでのＢＰ温度の保持時間）は３分とした。
　次いで、得られたＰＳＢＰセル５に対し、共焦点顕微ラマン分光を行うとともに、ＶＨＲ測定を行った。
　共焦点顕微ラマン分光には、サーモサイエンティフィック社製の顕微レーザラマン分光装置「Ｎｉｃｏｌｅｔ　ＡｌｍｅｇａＸＲ」（共焦点モード、深さ方向分解能（１００倍対物鏡および５０μｍピンホール使用）：２μｍ）を使用した。
　また、ＶＨＲ測定器には、東陽テクニカ社製の「液晶物性測定システム６２５４型」を使用した。
　共焦点顕微ラマン分光により得られた、ＰＳＢＰ層３０に向かう、一方のガラス基板の基板面からの距離と、液晶由来の吸収ピーク強度（吸収波長２２００ｃｍ－１）、モノマー由来の吸収ピーク強度（吸収波長１６５０ｃｍ－１）、およびポリマー由来の吸収ピーク強度（吸収波長１５００ｃｍ－１）との関係を、表２および図６に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　図６から判るように、上記ＰＳＢＰセル５において、ポリマーおよびブルー相液晶は、ＰＳＢＰ層３０の厚み方向に、互いに逆向きのグラフ（逆カーブ）を描くように、それぞれ偏在している。
　表２および図６に示すように、本実施例で得られたＰＳＢＰセル５は、その厚み方向において、中心部分よりもガラス基板近傍に、非液晶成分（ポリマー、未反応モノマー等）がより多く存在することが、共焦点顕微ラマン分光により確認された。
　これは、キュービック構造内のディスクリネーションラインにおける液晶成分と非液晶成分との交換が十分に行われず、キュービック構造外にモノマーの一部が相分離し、その結果として、ガラス基板近傍に非液晶成分が集まったまま、ＵＶ照射によりポリマー化したことによると考えられる。
　また、本実施例で得られたＰＳＢＰセル５のＶＨＲを測定（１Ｖ、６０Ｈｚ、２５℃）したところ、９９．１％であった。
　このように高ＶＨＲが得られた要因は、表２および図６に示すように、ガラス基板近傍に非液晶成分がより多く存在し、その多くの部分はポリマーとなり、ガラス基板近傍にポリマー層が形成されたことにより、ガラス基板からの不純物成分の拡散が防止できたためと考えられる。
　〔比較例１〕
　ＵＶ光を照射するまでの放置時間（ＢＰ温度の保持時間）を、３分から５分に変更した以外は、実施例１と同様にしてＰＳＢＰセル５を作製した。その後、得られたＰＳＢＰセル５に対し、実施例１と同様にして、共焦点顕微ラマン分光を行うとともに、ＶＨＲ測定を行った。
　共焦点顕微ラマン分光により得られた、ＰＳＢＰ層３０に向かう、一方のガラス基板の基板面からの距離と、液晶由来の吸収ピーク強度（吸収波長２２００ｃｍ－１）、モノマー由来の吸収ピーク強度（吸収波長１６５０ｃｍ－１）、およびポリマー由来の吸収ピーク強度（吸収波長１５００ｃｍ－１）との関係を、表３および図７に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　表３および図７に示すように、保持時間を長くすると、ＰＳＢＰセル５の厚さ方向において、液晶成分と非液晶成分とが均一に存在することが、共焦点顕微ラマン分光により確認された。
　また、本比較例で得られたＰＳＢＰセル５のＶＨＲを測定（１Ｖ、６０Ｈｚ、２５℃）したところ、８０．５％であった。
　このことから、実施例１のように、ポリマー化反応を開始するまでのＢＰ点の保持時間が短い方が、高いＶＨＲを得ることができることが確認された。
　〔実施例２〕
　ＵＶ光を照射するまでの放置時間（ＢＰ温度の保持時間）を、３分から１分に変更した以外は、実施例１と同様にしてＰＳＢＰセル５を作製した。その後、得られたＰＳＢＰセル５に対し、実施例１と同様にして、共焦点顕微ラマン分光を行うとともに、ＶＨＲ測定を行った。
　表４に、実施例１、２および比較例１において共焦点顕微ラマン分光により得られた、ＰＳＢＰ層３０に向かう、一方のガラス基板の基板面からの距離が１μｍおよび４μｍのときの、ポリマー由来の吸収ピーク強度（吸収波長１５００ｃｍ－１）に対する液晶由来の吸収ピーク強度（吸収波長２２００ｃｍ－１）の比（液晶由来の吸収ピーク強度／ポリマー由来の吸収ピーク強度）と保持時間との関係を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
　表４に示すように、実施例１、２で得られたＰＳＢＰセル５は、液晶由来の吸収ピーク強度／ポリマー由来の吸収ピーク強度が、一方のガラス基板の基板面からの距離が１μｍのときに小さく、４μｍのときに大きい。
　このことからも判るように、理想的には、液晶由来の吸収ピーク強度／ポリマー由来の吸収ピーク強度の比は、基板面近傍で小さく、ＰＳＢＰセル５の厚み方向の中心部分で大きい組み合わせになればよい。この組み合わせの場合、基板近傍に非液晶成分がより集まっていることを示している。
　また、表４に示すように、各保持時間に対するＶＨＲは、保持時間１分で９８．６％、保持時間３分で９９．１％、保持時間５分で８０．５％となった。このことから、保持時間が５分のときと比べて、保持時間が１分もしくは３分の場合は、明らかに高ＶＨＲ化してことが判る。したがって、保持時間を短くすることで高ＶＨＲ化の効果が得られることが判る。
　なお、表４に示す結果において、厳密に見れば保持時間が３分の場合の方が１分の場合よりも僅かに高ＶＨＲ化しているのは、モノマーの硬化度が高いためと考えられる。
　〔実施例３〕
　耐圧チャンバ内の底面に、実施例１と同様のＰＳＢＰ材料を満たした浴を置き、その上方に、実施例１と同様の空セルを、ホットプレートと接触させて、立てた状態で配置した。この状態で、上記空セルを、上記耐圧チャンバ内で、減圧下（約１０－３ＭＰａ）、７０℃で１時間加熱した。
　その後、耐圧チャンバ内の温度を室温に戻し、乾燥空気を上記耐圧チャンバに充填してから、上記空セルを下方に下げて、上記ＰＳＢＰ材料を満たした浴に、上記空セルの注入口を接触させて、該空セルに、上記ＰＳＢＰ材料を注入した。
　その後、実施例１と同様にＢＰ温度の保持時間を３分とした後、２０ｍＷ／ｃｍ２の照度で、１分間、ＵＶ照射を行った。
　続いて、本実施例で得られたＰＳＢＰセル５のＶＨＲを測定（１Ｖ、６０Ｈｚ、２５℃）したところ、９９．２％であった。
　このＶＨＲの結果は、実施例１の結果と大差なかったと判断できるが、その理由は以下のように考えられる。つまり、一般的な液晶セルの場合、液晶注入前に減圧下で基板に加熱処理を施すことにより、空セル内の基板表面に存在する吸着水やその他不純物、特に、シール剤から発生した揮発成分等が除去される効果があり、これによってＶＨＲが上昇することが知られている。
　しかしながら、本実施例では、減圧加熱処理による基板の事前処理の効果がほとんどなかったことから、これは基板表面の状態が、ＰＳＢＰ層３０に直接影響を与えないことを意味していると考えられる。つまり、非液晶成分リッチ層３２が存在することが、基板表面の影響をブルー相液晶リッチ層３１に与えない効果があることを示していると考えられる。
　＜要点概要＞
　以上のように、本発明の一態様にかかる液晶デバイスは、電界の印加により光学変調する光学変調層と、該光学変調層を挟持する一対の光学変調層保持部材とを備え、上記光学変調層は、ブルー相を示す液晶成分と、非液晶成分とを含み、上記非液晶成分は、上記光学変調層の厚み方向における中心部分よりも上記一対の光学変調層保持部材のうち少なくとも一方の光学変調層保持部材側に多く偏在し、上記液晶成分は、上記一対の光学変調層保持部材のうち少なくとも一方の光学変調層保持部材側よりも上記光学変調層の厚み方向における中心部分に多く偏在している。
　上記の構成によれば、上記光学変調層保持部材側に偏在した非液晶成分によって、上記液晶成分が多く偏在している上記光学変調層の厚み方向における中心部分に、上記光学変調層保持部材に由来する電圧保持率低下要因物質（つまり、上記光学変調層保持部材に付着した不純物等、上記光学変調層保持部材から拡散される、ＶＨＲの低下要因となる不純物成分）が拡散することをブロックすることができる。したがって、高い電圧保持率を確保することができる、液晶表示素子等の液晶デバイスを提供することができる。
　上記非液晶成分としては、ポリマーを含む、重合性モノマーに由来する化合物を少なくとも含む非液晶成分が挙げられる。
　すなわち、上記非液晶成分としては、例えば、ブルー相液晶にポリマーネットワークを導入するためのポリマー安定化処理において未反応で残った、重合性モノマー等のモノマー、ブルー相液晶にポリマーネットワークを導入するための重合性モノマーの重合反応により生成したポリマー、ポリマーほど成長していないオリゴマー等、ポリマーネットワークを導入するためのモノマー（少なくとも重合性モノマーを含むモノマー）等、重合性モノマーに由来する重合性モノマー由来化合物（重合性モノマーまたは重合性モノマーから得られる化合物、つまり、重合性モノマーの一部を含む化合物）が挙げられる。
　上記重合性モノマーは、光重合性モノマーであることが好ましい。
　モノマー由来化合物（モノマーまたはモノマーから得られる化合物、つまり、モノマーの一部を含む化合物）は、光学変調層保持部材近傍（光学変調層における光学変調層保持部材との界面部分）に存在する以外に、ブルー相のキュービック構造内のディスクリネーションライン中にも存在する必要がある。重合性モノマーがディスクリネーションライン中に存在し、ポリマー化することで、ブルー相が広い温度範囲で安定化されることになる。
　したがって、光重合性モノマーのポリマー化のプロセスは、上記液晶成分がブルー相を示すブルー相温度範囲内で行う必要がある。このため、上記モノマー（少なくとも重合性モノマー）としては、光重合性モノマーが好適に用いられる。
　また、上記非液晶成分は、上記光学変調層保持部材に由来するＶＨＲ低下要因物質の拡散をブロックするブロック効果を高めるために、上記一対の光学変調層保持部材のうち少なくとも一方の光学変調層保持部材側に、非液晶成分が多く存在する層を形成していることが好ましい。
　すなわち、上記光学変調層は、上記光学変調層における上記一対の光学変調層保持部材のうち少なくとも一方の光学変調層保持部材側に、上記非液晶成分に対する液晶成分の比が、上記光学変調層の厚み方向の中心部分よりも小さい非液晶成分リッチ層を有し、上記光学変調層の厚み方向野中心部分に、上記非液晶成分に対する液晶成分の比が、上記一対の光学変調層保持部材のうち少なくとも一方の光学変調層保持部材側よりも大きい液晶成分リッチ層を有していることが好ましい。
　また、上記液晶成分リッチ層は、上記光学変調層保持部材に由来するＶＨＲ低下要因物質の拡散をブロックするブロック効果を高めるために、ブルー相液晶にポリマーネットワークが導入されたポリマー安定化ブルー層液晶を主成分とし、上記非液晶成分リッチ層は、非液晶成分を主成分としていることが好ましい。
　上記非液晶成分リッチ層は、ゲル化または固化していることが好ましい。
　このように、上記非液晶成分リッチ層が、液晶成分リッチ層と混合してしまうようないわゆる流動性のある層ではなく、ゲル化または固化していることで、上記光学変調層保持部材に由来するＶＨＲ低下要因物質の拡散に対する高いブロック効果を得ることができる。
　なお、非液晶成分リッチ層は、主にゲル化しており、特に液晶成分が少ない部分では固化している傾向が強い。
　したがって、上記非液晶成分リッチ層は、例えば、部分的に固化しているゲル化層である。
　また、上記非液晶成分リッチ層は、上記光学変調層における上記一対の光学変調層保持部材との界面部分に形成されており、上記液晶成分リッチ層は、上記非液晶成分リッチ層で挟まれていることが好ましい。
　これにより、上記光学変調層保持部材に由来するＶＨＲ低下要因物質の拡散に対するブロック効果をより一層高めることができる。
　前記したように、上記液晶デバイスとしては、例えば表示素子が挙げられる。
　また、以上のように、本発明の一態様にかかる電子機器は、本発明の一態様にかかる上記液晶デバイスを備えている。
　上記の構成によれば、上記電子機器は、上記液晶デバイスを備えていることで、高い電圧保持率を確保することができる。
　また、以上のように、本発明の一態様にかかる液晶デバイスの製造方法は、ブルー相を示す液晶材料と重合性モノマーを含む非液晶成分とを少なくとも含む液晶混合物を、一対の光学変調層保持部材からなるセルに封入した後、上記液晶混合物を、上記液晶材料がブルー相を示す温度に保持し、上記セルの厚み方向に上記非液晶成分が偏在した状態で上記重合性モノマーの重合反応を開始する。
　このように上記液晶材料がブルー相を示すブルー相温度に保持して、上記セルの厚み方向に上記非液晶成分が偏在した状態で上記重合性モノマーの重合反応を開始することで、ポリマーを含む非液晶成分が、上記光学変調層の厚み方向における中心部分よりも上記一対の光学変調層保持部材のうち少なくとも一方の光学変調層保持部材側に多く偏在し、上記液晶成分が、上記一対の光学変調層保持部材のうち少なくとも一方の光学変調層保持部材側よりも上記光学変調層の厚み方向における中心部分に多く偏在する液晶デバイスを得ることができる。
　したがって、上記の方法によれば、高い電圧保持率を確保することができる液晶デバイスを得ることができる。
　また、上記液晶デバイスの製造方法では、上記液晶混合物を、上記液晶材料がブルー相を示す温度に保持した後、ブルー相のディスクリネーションラインの液晶成分が上記重合性モノマーを含む非液晶成分と完全に入れ替わる前に上記重合性モノマーの重合反応を開始することが好ましい。
　ブルー相のディスクリネーションラインの液晶成分とモノマーの入れ替わり量は、上記液晶混合物を上記セルに封入し、ブルー相温度に達した後、ＢＰ温度の保持時間を変えることで制御することができる。
　このとき、保持時間を十分にとらない場合（つまり、保持時間が短く、ディスクリネーションラインにおけるモノマーの入れ替わりの時間を十分に取らない場合）、モノマーがキュービック構造外に存在する割合が高まる。したがって、この状態で上記液晶混合物に光を照射する等して上記重合性モノマーの重合反応を開始すると、上記セルの厚み方向の中心部分に比べて、基板近傍の方が、ポリマーを含む非液晶成分の割合が多くなる。
　したがって、上記の方法によれば、高い電圧保持率を確保することができる液晶デバイスを得ることができる。
　本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
　本発明の液晶デバイスは、例えば、液晶表示装置、並びに、液晶表示装置を備えた、ＴＶ装置、モニタ、デジタルカメラ、ビデオカメラ、デジタルフォトフレーム、デジタルサイネージ、シアターシステム、ＴＶ会議システム、携帯電話機、携帯型ゲーム機、電子辞書、電子棚札、電子楽器、時計、電子書籍、デジタルペーパー等の各種電子機器における表示素子等に好適に用いることができる。
　　１　　液晶表示装置（電子機器）
　　２　　液晶表示素子（表示素子、液晶デバイス）
　　３　　駆動回路
　　４　　バックライト
　　５　　ＰＳＢＰセル（セル）
　　６　　偏光板
　　７　　偏光板
　　８　　位相差板
　　９　　位相差板
　１０　　基板
　１１　　絶縁基板
　１２　　電極
　１２ａ　枝電極
　１２ｂ　幹電極
　１３　　電極
　１３ａ　枝電極
　１３ｂ　幹電極
　１４　　配向膜
　２０　　基板
　２１　　絶縁基板
　２２　　配向膜
　３０　　ＰＳＢＰ層（光学変調層）
　３１　　ブルー相液晶リッチ層（液晶成分リッチ層）
　３２　　非液晶成分リッチ層

Claims (12)

  1. 　電界の印加により光学変調する光学変調層と、該光学変調層を挟持する一対の光学変調層保持部材とを備え、
    　上記光学変調層は、ブルー相を示す液晶成分と、非液晶成分とを含み、
    　上記非液晶成分は、上記光学変調層の厚み方向における中心部分よりも上記一対の光学変調層保持部材のうち少なくとも一方の光学変調層保持部材側に多く偏在し、
    　上記液晶成分は、上記一対の光学変調層保持部材のうち少なくとも一方の光学変調層保持部材側よりも上記光学変調層の厚み方向における中心部分に多く偏在していることを特徴とする液晶デバイス。
  2. 　上記非液晶成分は、ポリマーを含む、重合性モノマーに由来する化合物を少なくとも含んでいることを特徴とする請求項１に記載の液晶デバイス。
  3. 　上記重合性モノマーは、光重合性モノマーであることを特徴とする請求項２に記載の液晶デバイス。
  4. 　上記光学変調層は、
    　上記光学変調層における上記一対の光学変調層保持部材のうち少なくとも一方の光学変調層保持部材側に、上記非液晶成分に対する液晶成分の比が、上記光学変調層の厚み方向の中心部分よりも小さい非液晶成分リッチ層を有し、
    　上記光学変調層の厚み方向野中心部分に、上記非液晶成分に対する液晶成分の比が、上記一対の光学変調層保持部材のうち少なくとも一方の光学変調層保持部材側よりも大きい液晶成分リッチ層を有していることを特徴とする請求項１～３の何れか１項に記載の液晶デバイス。
  5. 　上記液晶成分リッチ層は、ブルー相液晶にポリマーネットワークが導入されたポリマー安定化ブルー層液晶を主成分とし、上記非液晶成分リッチ層は、非液晶成分を主成分としていることを特徴とする請求項４に記載の液晶デバイス。
  6. 　上記非液晶成分リッチ層は、ゲル化または固化していることを特徴とする請求項４または５に記載の液晶デバイス。
  7. 　上記非液晶成分リッチ層は、部分的に固化しているゲル化層であることを特徴とする請求項６に記載の液晶デバイス。
  8. 　上記非液晶成分リッチ層は、上記光学変調層における上記一対の光学変調層保持部材との界面部分に形成されており、上記液晶成分リッチ層は、上記非液晶成分リッチ層で挟まれていることを特徴とする請求項４～７の何れか１項に記載の液晶デバイス。
  9. 　表示素子であることを特徴とする請求１～８の何れか１項に記載の液晶デバイス。
  10. 　請求項１～９の何れか１項に記載の液晶デバイスを備えていることを特徴とする電子機器。
  11. 　ブルー相を示す液晶材料と重合性モノマーを含む非液晶成分とを含む液晶混合物を、一対の光学変調層保持部材からなるセルに封入した後、上記液晶混合物を、上記液晶材料がブルー相を示す温度に保持し、上記セルの厚み方向に上記非液晶成分が偏在した状態で上記重合性モノマーの重合反応を開始することを特徴とする液晶デバイスの製造方法。
  12. 　上記液晶混合物を、上記液晶材料がブルー相を示す温度に保持した後、ブルー相のディスクリネーションラインの液晶成分が上記重合性モノマーを含む非液晶成分と完全に入れ替わる前に上記重合性モノマーの重合反応を開始することを特徴とする請求項１１に記載の液晶デバイスの製造方法。
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