特許 6192926 液晶用の配向膜製造方法、液晶素子の製造方法、液晶素子

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6192926

(24)【登録日】2017年8月18日

(45)【発行日】2017年9月6日

(54)【発明の名称】液晶用の配向膜製造方法、液晶素子の製造方法、液晶素子

(51)【国際特許分類】

   G02F 1/1337 20060101AFI20170828BHJP

【ＦＩ】

   G02F1/1337 505

【請求項の数】5

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2012-267023(P2012-267023)

(22)【出願日】2012年12月6日

(65)【公開番号】特開2014-115314(P2014-115314A)

(43)【公開日】2014年6月26日

【審査請求日】2015年11月18日

(73)【特許権者】

【識別番号】000002303

【氏名又は名称】スタンレー電気株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001184

【氏名又は名称】特許業務法人むつきパートナーズ

(72)【発明者】

【氏名】都甲 康夫

(72)【発明者】

【氏名】工藤 幸寛

(72)【発明者】

【氏名】内田 裕大

(72)【発明者】

【氏名】高橋 泰樹

【審査官】 廣田 かおり

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−２８２１５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５７−１６４７１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１１３０４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１１３０５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−０００９９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００８／００１８８４１（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０２Ｆ １／１３３７

Ｇ０２Ｆ １／１３

Ｂ０５Ｄ １／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

対向配置された第１基板と第２基板と、
前記第１基板と前記第２基板の少なくとも一方の一面側を部分的に覆うようにして設けられた複数の導電膜と、
前記複数の導電膜の各々の少なくとも一部を覆うようにして設けられた第１配向膜と、
前記第１基板と前記第２基板の間に設けられた液晶層と、
前記複数の導電膜と重なる領域及びその周辺領域を覆うように設けられた第２配向膜と、
を含み、
前記第１配向膜は、前記複数の導電膜の各々ごとに異なる種類のものであり、
前記第１配向膜は、前記複数の導電膜の各々との間に前記第２配向膜を挟んで設けられている、
液晶素子。

【請求項2】

前記第１配向膜は、複数の微細な配向膜片が不規則に積み重なった構造を有する、
請求項１に記載の液晶素子。

【請求項3】

前記複数の導電膜の各々は、前記液晶層に電界を与えるための画素電極である、
請求項１に記載の液晶素子。

【請求項4】

基板上に液晶用の配向膜を製造するための方法であって、
基板上に、当該基板の一面側を部分的に覆う形状の複数の導電膜を形成する第１工程と、
前記基板の前記複数の導電膜の各々ごとに、当該各導電膜と配向膜の材料液との間に相対的に電位差を与えながら前記材料液を放出することにより前記材料液を霧状にして当該霧状の材料液を前記基板の前記複数の導電膜の各々の少なくとも一部と重なる領域に対して選択的に散布する第２工程と、
散布された前記材料液を固化させることにより第１配向膜を形成する第３工程と、
を含み、
前記第１工程の後であって前記第２工程の前に、前記複数の導電膜と重なる領域及びその周辺領域を覆う第２配向膜を形成する第４工程を更に含む、
液晶用の配向膜製造方法。

【請求項5】

第１基板と第２基板の少なくとも一方の一面側に配向膜を形成する配向膜形成工程と、
前記第１基板と前記第２基板を対向配置させる基板配置工程と、
前記第１基板と前記第２基板の間に液晶層を形成する液晶層形成工程と、
を含み、
前記配向膜形成工程が請求項４に記載の製造方法を用いて行われる、
液晶素子の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、新規な構造の配向膜を備える液晶素子並びにその配向膜等の製造技術に関する。

【背景技術】

【0002】

液晶用配向膜の製造技術の１つとして、エレクトロスプレー技術を用いたものが提案されている。例えば、特開２０１０−２８２１６号公報（特許文献１）には、材料液と基板との間に相対的に電位差を生じさせた状態で材料液を放出することによりこの材料液を霧状にして基板の一面に散布し、これを固化することにより、基板の一面に配向膜を形成する技術が開示されている。また、特開２０１２−１１３０４９号公報（特許文献２）には、第１材料液と基板との間に相対的に電位差を生じさせた状態で第１材料液を放出することによりこの第１材料液を霧状にして基板の一面に散布するとともに、第２材料液と基板との間に相対的に電位差を生じさせた状態で第２材料液を放出することによりこの第２材料液を霧状にして基板の一面に散布し、これらを固化することにより、基板の一面に配向膜を形成する技術が開示されている。これらの技術によれば、比較的に簡素な構成の装置により種々の配向膜の材料液を自由に選択して、プレティルト角を広範囲に設定できる配向膜を形成することが可能になる。

【0003】

ところで、上記した各先行例はいずれも基板面の全体に対して一律に霧状の材料液を散布して配向膜を得るものであるが、散布した材料液を基板面の全体で均一に堆積させるのが難しいため、配向膜の均一性という点で改良の余地がある。また、材料液の散布量を多くすると下地が隠れてしまうため、広範囲なプレティルト角を得ることが難しくなるという点でも改良の余地がある。

【0004】

また、上記した各先行例においては、基板面の場所によって異なる配向規制力を発揮するような配向膜を形成することも難しかった。具体的には、例えば基板面内の場所によって液晶分子に付与されるプレティルト角の大きさが異なる配向膜を形成することや、あるいは基板面内の場所によって液晶分子の配向方向が異なる配向膜を形成することなどは困難であった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１０−２８２１６号公報

【特許文献2】特開２０１２−１１３０４９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明に係る具体的態様は、新たな構造の配向膜を用いた新規な液晶素子を提供することを目的の１つとする。
また、本発明に係る具体的態様は、上記課題を解決し得るエレクトロスプレー技術を利用した新たな配向膜の製造技術を提供することを目的の１つとする。
さらに、本発明に係る具体的態様は、上記の新たな配向膜の製造技術を用いた液晶素子の製造技術を提供することを目的の１つとする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明に係る一態様の液晶素子は、（ａ）対向配置された第１基板と第２基板と、（ｂ）第１基板と第２基板の少なくとも一方の一面側を部分的に覆うようにして設けられた複数の導電膜と、（ｃ）複数の導電膜の少なくとも一部を覆うようにして設けられた第１配向膜と、（ｄ）第１基板と第２基板の間に設けられた液晶層と、（ｅ）複数の導電膜と重なる領域及びその周辺領域を覆うように設けられた第２配向膜と、を含み、（ｆ）第１配向膜は、複数の導電膜の各々ごとに異なる種類のものであり、（ｇ）第１配向膜は、複数の導電膜の各々との間に第２配向膜を挟んで設けられている、液晶素子である

【0008】

上記構成によれば、基板上の複数の導電膜の各位置に対応して選択的にそれぞれ異なる種類の配向膜が設けられ、これらの配向膜によって液晶層を配向させることが可能な液晶素子が得られる。また、複数の導電膜と重なる領域とその周辺領域で液晶層を異なる状態に配向させることができるため、多様な配向制御が可能となる。

【0011】

上記の液晶素子において、例えば第１配向膜は、複数の微細な配向膜片が不規則に積み重なった構造を有する。

【0012】

このような構造の配向膜であれば、例えば後述する製造方法によって導電膜の位置に対応して選択的に形成することが可能である。

【0013】

上記の液晶素子においては、複数の導電膜の各々が液晶層に電界を与えるための画素電極であってもよい。

【0014】

それにより、構成の簡素化が可能となる。

【0015】

本発明に係る一態様の液晶用の配向膜製造方法は、基板上に液晶用の配向膜を製造するための方法であって、（ａ）基板上に、当該基板の一面側を部分的に覆う形状の複数の導電膜を形成する第１工程と、（ｂ）基板の複数の導電膜の各々ごとに、当該各導電膜と配向膜の材料液との間に相対的に電位差を与えながら材料液を放出することにより材料液を霧状にして当該霧状の材料液を基板の複数の導電膜の各々の少なくとも一部と重なる領域に対して選択的に散布する第２工程と、（ｃ）散布された材料液を固化させることにより第１配向膜を形成する第３工程を含み、（ｄ）第１工程の後であって第２工程の前に、導電膜と重なる領域及びその周辺領域を覆う第２配向膜を形成する第４工程を更に含む、液晶用の配向膜製造方法である。

【0016】

上記方法によれば、基板上の複数の導電膜が設けられた領域に対してそれぞれ選択的に材料液を散布することができるので、その領域に均一性の高い配向膜を製造することができる。また、導電膜に対応する領域とそれ以外の領域とで異なる配向規制力を発揮させることもできる。また、互いに分離した複数の導電膜を設けていることにより、それぞれの導電膜に対応して異なる種類の配向膜を形成することも可能となる。また、比較的簡単な工程により基板面内において異なる種類の配向膜を容易に形成することが可能となる。

【0019】

本発明に係る一態様の液晶素子の製造方法は、（ａ）第１基板と第２基板の少なくとも一方の一面側に配向膜を形成する配向膜形成工程と、（ｂ）第１基板と第２基板を対向配置させる基板配置工程と、（ｃ）第１基板と第２基板の間に液晶層を形成する液晶層形成工程を含み、（ｄ）配向膜形成工程が上記した配向膜製造方法を用いて行われる、液晶素子の製造方法である。

【0020】

上記方法によれば、均一性の高い配向膜を有する液晶素子を製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】図１は、エレクトロスプレー技術を利用した配向膜の形成方法を模式的に示した図である。

【図2】図２（Ａ）および図２（Ｂ）は、本実施形態のエレクトロスプレー堆積法における好適な散布電圧について説明するための図である。

【図3】図３は、エレクトロスプレー堆積法を用いた配向膜の製造装置の構成例を示す図である。

【図4】図４（Ａ）〜図４（Ｃ）は、本実施形態による配向膜の製造方法の一例を示す模式的な断面図である。

【図5】図５は、一実施形態の液晶素子（液晶表示装置）の構成を模式的に示す断面図である。

【図6】図６（Ａ）は、電極構造の一例を示す模式的な平面図である。図６（Ｂ）は、電極構造の他の一例を示す模式的な平面図である。

【図7】図７（Ａ）〜図７（Ｃ）は、それぞれ実施例の液晶素子の偏光顕微鏡による観察像を示す図である。

【図8】図８（Ａ）〜図８（Ｃ）は、メモリー性を有する液晶素子における適用例を説明するための模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下に、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

【0023】

図１は、エレクトロスプレー技術を利用した配向膜の形成方法を模式的に示した図である。図１に示すように、基板１０１の一面には、予め所定形状にパターニングされた電極１０２が設けられている。このような基板１０１の一面とキャピラリー（毛細管）１００との距離を適宜（例えば、数ｃｍ程度）に確保し、キャピラリー１００と基板１０１の間に電圧印加装置１０４を用いて高電圧（例えば数ｋＶの直流電圧）を印加しながら、配向膜の材料液（以下「配向膜液」という。）１０３をキャピラリー１００の先端に供給する。それにより、キャピラリー１００から吐出される配向膜液１０３はプラスの電位を帯びた状態の液体粒子となる。この電位を帯びた液体粒子は、電気的に反発しながら細かく分裂して拡がり、霧状の微小液滴（霧状体）１０５となる。この微小液滴１０５がマイナスに帯電した基板１０１に引き寄せられ、主に基板１０１の電極１０２上に付着する。その後、基板１０１に到達した微小液滴１０５に対して適宜熱処理等を与えて膜化（固化）させることにより、多数の微細な配向膜片を含んで構成された配向膜が電極１０２上に形成される。

【0024】

ここで、きれいに液滴を散布するためには配向膜液の粘度が低いことが望ましい。そのため、例えばテトラヒドロフラン、アセトニロリル、アセトン、エタノール、ＩＰＡ等の溶剤によって配向材を希釈して配向膜液を調製することが望ましい。希釈用の溶剤としては、基本的には沸点が低く、揮発性の高い材料が望ましい。エレクトロスプレー堆積法により散布する際には非常に細かな液滴となるが、基板に向かって飛んでいる間にアセトンなどの有機溶媒は蒸発するものと考えられる。従って、ここで用いる希釈用の溶剤は、揮発性が高ければ何を選んでも液晶分子の配向性には大きな影響を与えないと考えられる。

【0025】

このような方法（以下「エレクトロスプレー堆積法」という）を使って配向膜を製造する方法の主な利点は以下の通りである。
（ａ）ナノオーダーの微細な液滴を散布可能
（ｂ）常温常圧で成膜可能
（ｃ）ドライプロセスで成膜可能
（ｄ）装置構成が比較的に簡素（単純）
（ｅ）成膜可能な材料が多い
（ｆ）成膜に必要な材料が少量で済む

【0026】

図２は、本実施形態のエレクトロスプレー堆積法における好適な散布電圧について説明するための図である。図２（Ａ）はキャピラリーと基板の間の電圧（電極間電圧）と全イオン量との関係を示す。図示のように、電極間電圧をしきい値電圧より２００Ｖ程度高い電圧としたときが安定電圧である場合が多い。図２（Ｂ）に示すように、この電極間電圧の大きさにより配向膜液の散布モードが変化する。電極間電圧が相対的に低い時には比較的に液滴サイズが大きくなるマイクロドロッピングモードとなり、電極間電圧が大きくなるにつれて液適サイズが均一で微小となるコーンジェットモードが表れ、次いで液滴サイズの均一性が低下したマルチジェットモードとなる。

【0027】

図３は、エレクトロスプレー堆積法を用いた配向膜の製造装置の構成例を示す図である。図３に示す配向膜の製造装置は、配向膜液を内部に保持するための円筒状等のシリンジ（筒）１１０とこのシリンジ１１０の一端に設けられたキャピラリー１００と、配向膜を形成する対象となる基板１０１を保持する絶縁性の基板ホルダー（基板固定手段）１１１と、キャピラリー１００と基板１０１の間に電圧を印加するための電圧印加装置（高圧直流電源）１０４を備える。基板ホルダー１１１は、基板１０１上の電極に接地電位を与えることが可能に構成されている。これにより、キャピラリー１００と電極の間にのみ電圧を印加することができる。また、基板ホルダー１１１は、キャピラリー１００と基板１０１の距離を調整することができるように構成されている。また、基板ホルダー１１１は、キャピラリー１００に対する基板１０１の相対的な位置を移動可能に構成されていてもよい。例えば、基板１０１を一方向に搬送しながら配向膜液を塗布することにより、膜厚の均一性を向上させることができる。この場合、搬送速度は例えば１０ｍｍ／分程度とすることができる。

【0028】

図４（Ａ）〜図４（Ｃ）は、本実施形態による配向膜の製造方法の一例を示す模式的な断面図である。図４（Ａ）に示すように、ガラス基板等の基板１０１の一面上に所定パターンの電極１０２を形成する。具体的には、例えばＩＴＯ（インジウム錫酸化物）膜などの導電膜を基板１０１の一面上に成膜し、あるいは予めＩＴＯ膜等の導電膜が全面に成膜された基板１０１を用意する。そして、この導電膜をフォトリソグラフィ技術により所望形状にパターニングする。次に、図４（Ｂ）に示すように、基板１０１の一面上に電極１０２を覆うようにして配向膜１０６を形成する。具体的には、例えば基板１０１上に配向膜液をスピンコート法などで塗布し、所定条件にて焼成することにより配向膜１０６が形成される。配向膜１０６は、例えば水平配向膜または垂直配向膜である。形成された配向膜１０６に対して、ラビング処理等の配向処理を施してもよい。次に、図４（Ｃ）に示すように、例えば上記した配向膜の製造装置を用いてエレクトロスプレー堆積法により配向膜１０７を形成する。各配向膜１０７は、図示のように電極１０２のパターンと対応した位置に選択的に形成される。各配向膜１０７は、微細な配向膜片が凝集した構造となる。なお、上記では配向膜１０６の形成後にラビング処理等の配向処理を行うと説明したが、配向膜１０７の形成後に配向処理を行ってもよいし、各配向膜１０６、１０７を形成するごとに配向処理を行ってもよい。

【0029】

次に、上記したエレクトロスプレー堆積法によって形成される配向膜を適用可能な液晶表示素子について説明する。

【0030】

図５は、一実施形態の液晶素子（液晶表示装置）の構成を模式的に示す断面図である。図５に示す液晶素子は、第１基板１１と第２基板１２の間に液晶層１７を介在させた基本構成を有する。第１基板１１の外側には第１偏光板２１が配置され、第２基板１２の外側には第２偏光板２２が配置されている。以下、さらに詳細に液晶素子の構造を説明する。なお、液晶層１７の周囲を封止するシール材等の部材については図示および説明を省略する。

【0031】

第１基板１１および第２基板１２は、それぞれ、例えばガラス基板、プラスチック基板等の透明基板である。図示のように、第１基板１１と第２基板１２は互いの一面が対向するようにして、所定の間隙（例えば数μｍ）を設けて貼り合わされている。なお、図示を省略するが、いずれかの基板上に薄膜トランジスタ等のスイッチング素子が形成されていてもよい。

【0032】

第１電極１３は、第１基板１１の一面側に設けられている。また、第２電極１４は、第２基板５５の一面側に設けられている。第１電極１３および第２電極１４は、それぞれ、例えばインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）などの透明導電膜を適宜パターニングすることによって構成されている。

【0033】

配向膜１５は、第１基板１１の一面側に第１電極１３を覆うようにして設けられている。配向膜１６は、第２基板１２の一面側に第２電極１４を覆うようにして設けられている。これらの配向膜１５、１６は、例えばスピンコート法などによって配向膜液を塗布し、それを焼成することによって形成される。各配向膜１５、１６は、例えば水平配向膜である。

【0034】

配向膜１８は、第１基板１１の一面側において配向膜１５に重ねて設けられている。この配向膜１８は、第１電極１３のパターンと対応した位置に設けられている。配向膜１９は、第２基板１２の一面側において配向膜１６に重ねて設けられている。この配向膜１９は、第２電極１４のパターンと対応した位置に設けられている。これらの配向膜１８、１９は、上記したエレクトロスプレー堆積法によって形成される配向膜であり、それぞれ、例えば垂直配向膜である。

【0035】

液晶層１７は、第１基板１１と第２基板１２の相互間に設けられている。液晶層１７を構成する液晶材料の誘電率異方性Δεは正（Δε＞０）であっても負（Δε＜０）であってもよい。

【0036】

図６（Ａ）は、電極構造の一例を示す模式的な平面図である。例えば、第１電極１３は図中の左右方向に延在するストライプ状の電極であり、第２電極１４は図中の上下方向に延在するストライプ状の電極である。この場合、第１電極１３と第２電極１４の交差する各領域が画素部５０となる。すなわち、本例の液晶表示装置は、複数の画素部５０がマトリクス状に配置された単純マトリクス型の液晶表示装置である。このような電極構造を有する場合には、例えば下地としての各配向膜１５、１６（図５参照）を形成し、さらに上記したエレクトロスプレー堆積法により第１電極１３と第２電極１４の各々と重畳する領域に各配向膜１８、１９を形成する。

【0037】

このとき、例えば、各配向膜１５、１６として液晶分子に与えるプレティルト角が少し大きい配向膜（水平配向膜または垂直配向膜）を形成し、各配向膜１８、１９として液晶分子に与えるプレティルト角が相対的に少し小さい配向膜（水平配向膜または垂直配向膜）を形成することができる。それにより、画素部５０とそれ以外の領域でプレティルト角を異なる大きさに設定できるため、いわゆるオフセグ見えを抑制することが可能になる。

【0038】

詳細には、一般に単純マトリクス型の液晶表示装置では、オフ画素であってもオフ電圧が印加されるため、電極が存在しない領域（背景領域）とオフ画素（オフセグ）で透過率に差が生じ、オフ画素が視認されてしまうという問題がある。これに対して、上記のように電極が存在しない領域にはプレティルト角の相対的に高い配向膜を設け、電極の存在する領域にはプレティルト角の相対的に低い配向膜を設けることで、背景領域とオフ画素の透過率の差をより少なくし、オフセグ見えを抑制することができる。

【0039】

また、この方法によれば駆動電圧を全体的に高くすることもできるため、オン画素の透過率をより高くすることができるというメリットもある。この場合、引き回し線部分はプレティルト角が相対的に低くオフ電圧でも動作しないため、なるべく細く目立たなくすることが望ましい。このような対応は、水平配向膜を用いて誘電率異方性が正の液晶材料を配向させる動作モード（ＴＮ、ＳＴＮ等）、もしくは垂直配向膜を用いて誘電率異方性が負の液晶材料を配向させる動作モードに適用することができる。

【0040】

図６（Ｂ）は、電極構造の他の一例を示す模式的な平面図である。本例の液晶表示装置は、図中の左右方向に延在する複数のゲート線６０と図中の上下方向に延在する複数のソース線６１と、それらの交差する位置に設けられた複数の薄膜トランジスタ６２を有するアクティブマトリクス型の液晶表示装置である。そして、各第２電極１４は１つの薄膜トランジスタ６２に接続されて画素電極として機能する。なお、第１電極１３（図５参照）は各第２電極１４と対向するように第１基板１１の一面全体に設けられている。このような電極構造を有する場合には、例えば下地としての各配向膜１５、１６（例えば水平配向膜）を形成し、さらに上記したエレクトロスプレー堆積法により各第２電極１４と重畳する領域に配向膜１９（例えば垂直配向膜）を形成する。なお、この場合、配向膜１８は省略される。

【0041】

このとき、各第２電極１４は個別に選択して電圧を印加することが可能であるため、画素ごとに異なる種類の配向膜を設けることも可能である。さらに、それぞれが薄膜トランジスタ等のスイッチング素子と接続された複数のサブ画素電極を含んで１つの画素部が構成されている場合には、その画素部の中でサブ画素電極ごとに異なる配向膜を設けることも可能である。また、例えば、各配向膜１５、１６として垂直配向膜を設け、その上に各第２電極１４と重なる位置に水平配向膜を設けることもできる。その場合、第１偏光板２１と第２偏光板２２をクロスニコル配置とすれば、電極間の透過光を黒色にすることができるため、いわゆるブラックマトリクスと同等な機能を実現することができる。この場合、従来は成膜精度の都合上、ブラックマトリクスはその端部がいくらか画像部の電極に重なるように形成されるためにその重なり領域の分だけ開口率が低下していたが、本実施形態の場合には原理上、画素部の電極以外の領域だけでブラックマトリクスの機能を発揮できるため、従来に比べて開口率を向上することができる。

【0042】

なお、上記した単純マトリクス型およびアクティブマトリクス型のいずれにおいても、配向処理の方向に対して液晶分子の並ぶ方向が異なる配向膜を塗り分けることで、画素ごとに視角特性が異なる液晶表示装置を安価に製造することができる。それにより、観察者の見る方向によって異なる情報を表示するマルチ視角表示を実現することができる。

【0043】

（実施例）
次に、本発明を適用した液晶素子の実施例について説明する。

【0044】

ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）膜が形成された一対のガラス基板を用意する。ＩＴＯ膜の厚さは１５００Å、ガラス基板の厚さは０．７ｍｍであり材質は無アルカリガラスである。これらのガラス基板を洗浄し、ＩＴＯ膜を一般的なフォトリソグラフィ工程およびエッチング工程によりパターニングする。ここでは、エッチング方法として第二塩化鉄を用いたウェットエッチングを用いた。一対のガラス基板のうちの一方には、ＩＴＯ膜をパターニングすることにより、後のエレクトロスプレー堆積法による配向膜形成に対応した電極を形成した。

【0045】

次に、一対のガラス基板のうち、エレクトロスプレー堆積法による配向膜形成に対応した電極を有するガラス基板には水平配向膜の材料液をスピンコートにより塗布し、１００℃・１０分間の条件で仮焼成し、その後２５０℃・６０分間の条件で本焼成した。同様に、他方のガラス基板には垂直配向膜の材料液をスピンコートにより塗布し、１００℃・１０分間の条件で仮焼成し、その後２２０℃・６０分間の条件で本焼成した。その後、両方のガラス基板の各配向膜に対してラビング処理を行った。

【0046】

次に、水平配向膜を設けたガラス基板に、エレクトロスプレー堆積法によって垂直配向膜を形成した。具体的には、垂直配向膜の材料液と溶剤（テトラヒドロフランとアセトニトリルを６：４で混合したもの）の混合液をエレクトロスプレー堆積法に適した配向膜製造装置（図３参照）によって塗布した。散布した混合液（配向膜液）については、１００℃・１０分間の条件で仮焼成し、その後２２０℃・６０分間の条件で本焼成した。

【0047】

エレクトロスプレー堆積法の実施にあたっては、キャピラリーとガラス基板の相互間距離（電極間距離）は４〜８ｃｍとし、これらの間に３．０〜４．２ｋＶの電圧を印加し、散布時間は１５〜３０分間に設定した。キャピラリーの外径は１５０μｍ、内径は５０μｍである。なお、キャピラリー先端をガラス基板の中央と相対させず、わずかに（〜数ｃｍ）両者の相対的位置をずらすことにより、垂直配向膜の材料液と溶剤の混合液をより均一に散布できた。また、キャピラリーとガラス基板の相互間距離はより大きく設定するほうが混合液をより均一に散布できた。

【0048】

次に、一対のガラス基板の貼り合わせを行った。基板間距離を一定に保つため、一方のガラス基板上にギャップコントロール材を乾式散布法にて散布した。ギャップコントロール材としては粒径６μｍの真し球を用いたが、プラスチックボール等を用いてもよい。また、他方のガラス基板上にはメインシール（および導通材）を形成した。ここでのメインシールの形成にはスクリーン印刷法を用いたが、ディスペンサ等を用いてもよい。シール剤としては熱硬化性のものを用いたが、光硬化性のものや光・熱併用型のものであってもよい。また、シール剤には粒径６μｍのグラスファイバーを混入した。また、Ａｕボールなどを含む導通材を所定の位置に印刷した。ここでは上記したシール材に、グラスファイバーの粒径よりも１μｍ程度ずつ大きな粒径を有するＡｕボールを混入したものを導通材としてスクリーン印刷した。なお、導通材は他方のガラス基板上に印刷してもよい。その後、一対のガラス基板を所定位置で重ね合わせてセル化し、プレスした状態で熱処理によりシール剤を硬化させた。ここではホットプレス法（１５０℃焼成）にて熱硬化を行った。

【0049】

次に、セル化した一対のガラス基板の間隙に真空注入法によって液晶材料を注入し、注入口をエンドシール剤によって封止した。これにより一対のガラス基板の間に液晶層が形成された。その後、液晶層の配向を整えるために、液晶材料の相転移温度以上にセルを加熱した。ここでは、オーブンにより１２０℃・３０分間の熱処理を行った。

【0050】

次に、洗剤や有機溶剤によってセルを洗浄し、一対のガラス基板の各外側に偏光板を貼り合わせた。以上により液晶素子が完成した。

【0051】

図７（Ａ）〜図７（Ｃ）は、それぞれ実施例の液晶素子の偏光顕微鏡による観察像を示す図である。図７（Ａ）はエレクトロスプレー堆積法に用いる電極の幅を５０μｍとした場合の観察像であり、図７（Ｂ）はエレクトロスプレー堆積法に用いる電極の幅を２００μｍとした場合の観察像であり、図７（Ｃ）はエレクトロスプレー堆積法に用いる電極の幅を２５０μｍとした場合の観察像である。いずれの図においても「Ａ，Ｐ」は偏光板の透過軸方向を示し、「Ｒ」はラビング方向を示している。また、各図において図中で黒色に見えている部分が電極の設けられた領域である。各図に示すように、電極の存在する領域に対して選択的に垂直配向膜を形成できており、それ以外の領域は下地の水平配向膜が露出していることが分かる。なお、ここでは代表的な観察像を示したが、これら以外にも電極の配置ピッチを変更した液晶素子を形成してそれらを観察したところ、少なくとも２５μｍ〜４００μｍの配置ピッチの範囲内において、電極の存在する領域に対して選択的に垂直配向膜を形成できることを確認した。

【0052】

なお、本発明は上述した実施形態等の内容に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々に変形して実施をすることが可能である。例えば、上記した実施形態による液晶素子（あるいは液晶表示装置）の構造並びに製造方法は、特開２０１１−１０７３７６号公報等の特許文献に開示される２つの配向状態間の遷移を利用した新規なツイストネマティック型液晶素子のようなメモリー性を有する液晶素子（あるいは液晶表示装置）にも適用することが可能である。

【0053】

図８（Ａ）〜図８（Ｃ）は、メモリー性を有する液晶素子における適用例を説明するための模式図である。上記のようなメモリー性を有する液晶素子においては配向状態間を遷移させた後の保持時間をより長くするために高分子安定化処理を行う場合があるが、液晶層内に高分子ネットワークを形成するための紫外線照射工程が増加するという不都合がある。また、電極内に他の配向状態が存在するために特性に影響を与えるという不都合もある。これに対して、図８（Ａ）に示すように、上基板２０１の電極２０３および下基板２０２の電極２０４と重なる領域に上記のような方法によって選択的に配向膜を形成することで、電極の存在する領域とそれ以外の領域とで液晶層２０７の配向状態を変えることができる。この場合、図８（Ｂ）に示すように各電極２０３、２０４を介して液晶層２０７に電圧を印加することによって液晶層２０７の各電極２０３、２０４に挟まれた領域の配向状態を遷移させた後、電圧印加を解除すると、図８（Ｃ）に示すように配向状態の遷移した領域のみその配向状態を維持する。各電極２０３、２０４の形成領域以外の領域には予め保持したい配向状態に対応する配向膜を形成しておくことで、特性に影響することはない。

【符号の説明】

【0054】

１１：第１基板
１２：第２基板
１３：第１電極
１４：第２電極
１５、１６、１８、１９：配向膜
１７：液晶層
２１：第１偏光板
２２：第２偏光板
１００：キャピラリー
１０１：基板
１０２：電極
１０３：配向膜液
１０４：電圧印加装置
１０５：微小液滴（霧状体）
１０６、１０７：配向膜
１１０：シリンジ
１１１：基板ホルダー

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】