液晶表示素子および液晶表示装置
【課題】応答特性を確保すると共にコントラストを向上させることが可能な液晶表示素子を提供する。
【解決手段】複数のスリット２１が設けられた画素電極２０Ｂを有するＴＦＴ基板２０と、負の誘電率異方性を示す液晶分子４１を含む液晶層４０と、ＴＦＴ基板２０と液晶層４０を介して対向すると共に、画素電極２０Ｂと対向する領域全体に設けられた対向電極３０Ｂを有するＣＦ基板３０とを備えている。ＣＦ基板３０の側に位置する液晶分子４１Ｂは、ＴＦＴ基板２０の側に位置する液晶分子４１Ａよりも大きなプレチルトを有している。
【解決手段】複数のスリット２１が設けられた画素電極２０Ｂを有するＴＦＴ基板２０と、負の誘電率異方性を示す液晶分子４１を含む液晶層４０と、ＴＦＴ基板２０と液晶層４０を介して対向すると共に、画素電極２０Ｂと対向する領域全体に設けられた対向電極３０Ｂを有するＣＦ基板３０とを備えている。ＣＦ基板３０の側に位置する液晶分子４１Ｂは、ＴＦＴ基板２０の側に位置する液晶分子４１Ａよりも大きなプレチルトを有している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＶＡモードで表示を行う液晶表示素子およびこの液晶表示素子を備えた液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶テレビやノート型パソコン、カーナビゲーション等の表示モニタとして、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ；Liquid Crystal Display）が多く用いられている。液晶ディスプレイは、そのパネル基板間での分子配列によって様々な表示モード（方式）に分類され、例えば、電圧をかけない状態での液晶分子がねじれて配向してなるＴＮ（Twisted Nematic ；ねじれネマティック）モードがよく知られている。このＴＮモードでは、液晶分子が正の誘電率異方性、すなわち分子の長軸方向の誘電率が短軸方向に比べて大きい性質を有しており、基板の面に対して平行な面内において液晶分子の配向方位を順次回転させつつ、基板の面に垂直な方向に整列させた構造となっている。
【０００３】
この一方で、電圧をかけない状態での液晶分子が、基板の面に対して垂直に配向してなるＶＡ（Vertical Alignment）モードに対する注目が高まっている。垂直配向型のＶＡモードでは、液晶分子が負の誘電率異方性、すなわち分子の長軸方向の誘電率が短軸方向に比べて小さい性質を有しており、ＴＮモードに比べて広視野角を実現できる。
【０００４】
このようなＶＡモードの液晶ディスプレイでは、電圧が印加されると、基板に対して垂直に配向していた液晶分子が、負の誘電率異方性により、基板に対して平行な方向に倒れる（起き上がる）ように応答して、光を透過させる構成となっている。ところが、基板に対して垂直方向に配向した液晶分子の倒れる方向は任意であるため、電圧印加により液晶分子の配向が乱れ、電圧に対する応答特性を悪化させる要因となっていた。
【０００５】
そこで、電圧に応答して倒れる方向の規制手段として、基板の対向面側に所定の構造を有するポリマーを形成し、液晶分子を基板と垂直な方向から特定の方向に傾けて配向させる（いわゆるプレチルトを付与する）技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。このような構成により、電圧印加時の液晶分子の倒れる方向を予め定めておくことができ、電圧に対する応答特性を向上させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−１７７４０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１の構成では、駆動していない（黒表示）状態においても液晶分子が基板法線に対して僅かに傾いて配向しているので、電圧に対する応答速度が改善される一方で、黒表示の際に僅かに光を透過してしまい、コントラストが低下するという問題がある。このため、電圧に対する応答速度を良好に維持しつつ、コントラストを向上させることのできる液晶表示素子の実現が望まれている。
【０００８】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、応答特性を確保すると共にコントラストを向上させることのできる液晶表示素子および液晶表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の液晶表示素子は、第１電極を有する第１基板と、負の誘電率異方性を示す液晶分子を含む液晶層と、液晶層を介して第１基板と対向すると共に、第１電極と対向する第２電極を有する第２基板とを備え、第１電極だけ、あるいは、第１および第２電極の双方に、電界に歪みを発生させる構造が設けられ、第２基板の側に位置する液晶分子は、第１基板の側に位置する液晶分子よりも大きなプレチルトを有し、ＶＡモードで表示を行うものである。また、本発明の液晶表示装置は、上記した本発明の液晶表示素子と同様の素子を用いたものである。
【００１０】
なお、「電界に歪みを発生させる構造」とは、両電極間に電圧が印加されると、その構造が設けられた電極の少なくとも近傍において、基板面に対して平行方向において電位強度の不均一な分布が生じることにより、歪んだ電界を発生させるもののことをいう。また、「プレチルト」とは、液晶層に対して電場を印加していない状態において、基板の法線に対する液晶分子の基準となる軸方向の角度のことをいう。
【００１１】
本発明の液晶表示素子あるいは液晶表示装置では、第１電極だけ、あるいは、第１および第２電極の双方に、電界に歪みを発生させる構造が設けられている。これにより、両電極の間に駆動電圧が印加されると、第１基板側だけ、あるいは、第１および第２基板側の双方において、その基板面に対して平行方向に電位の不均一な分布が発生して電界に歪みが生じる。この結果、基板面に対して斜め方向の成分を含む電場が液晶層に印加されることになる。この際、液晶層では、少なくとも第２基板の側に位置する液晶分子が０°より大きなプレチルトを有するため、駆動電圧に対する液晶分子の応答速度が向上する。また、液晶層において、第１基板の側に位置する液晶分子は、第２基板の側に位置する液晶分子よりも小さなプレチルトを有するため、非駆動状態（黒表示状態）における光の透過量が低減される。
【００１２】
本発明の液晶表示素子では、第１電極だけ、あるいは、第１および第２電極の双方に、複数のスリットが設けられていてもよい。または、第１電極だけ、あるいは、第１および第２電極の双方は、導電体層と、その導電体層の液晶層側の面に設けられると共に誘電体により構成された複数の突起とを有していてもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の液晶表示素子あるいは液晶表示装置によれば、第１電極だけ、あるいは、第１および第２電極の双方に、電界に歪みを発生させる構造が設けられている。また、第２基板の側に位置する液晶分子は、第１基板の側に位置する液晶分子よりも大きなプレチルトを有している。これにより、例えば、双方の基板の側に位置する液晶分子のプレチルトが０°の場合や、双方の基板の側に位置する液晶分子のプレチルトが０°よりも大きくかつ同じ大きさの場合と比較して、応答特性を確保すると共にコントラストを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明における第１の実施の形態に係る液晶表示素子の断面模式図である。
【図２】図１に示した画素電極の平面構成を表す模式図である。
【図３】液晶分子のプレチルトを説明するための模式図である。
【図４】図１に示した液晶表示素子の製造方法を説明するためのフローチャートである。
【図５】図１に示した液晶表示素子の製造方法を説明するための断面模式図である。
【図６】図５に続く工程を説明するための断面模式図である。
【図７】図１に示した液晶表示素子を備えた液晶表示装置の回路構成図である。
【図８】図２のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿った断面において液晶層に生じる電位の分布を表す模式図である。
【図９】第１の実施の形態における液晶表示素子の他の断面模式図である。
【図１０】図９に示した画素電極および対向電極の平面構成を表す模式図である。
【図１１】図９の他の構成例に係る液晶表示素子の断面模式図である。
【図１２】第２の実施の形態に係る液晶表示素子の断面構成図である。
【図１３】図１２に示した画素電極の平面構成を表す模式図である。
【図１４】図１３のＸＩＶ−ＸＩＶ線に沿った断面において液晶層に生じる電位の分布を表す模式図である。
【図１５】図１２の他の構成例に係る液晶表示素子の断面模式図（Ａ）およびその画素電極の平面模式図（Ｂ）である。
【図１６】第２の実施の形態における液晶表示素子の他の断面模式図である。
【図１７】実施例１，２および比較例１〜４における印加電圧と応答時間との関係を表した特性図である。
【図１８】実施例１，２および比較例１〜４におけるコントラストを表した特性図である。
【図１９】実施例３，４および比較例５，６における応答時間を表した特性図である。
【図２０】従来の液晶表示素子におけるスリット電極近傍の液晶分子の動きを説明するための斜視図である。
【図２１】実施例１０〜１５および比較例７〜１２における印加電圧と立ち上がり応答時間との関係を表す特性図である。
【図２２】実施例１０〜１５および比較例７〜１２における印加電圧と立ち下がり応答時間との関係を表す特性図である。
【図２３】実施例１０〜１５および比較例７〜１２における印加電圧とコントラストとの関係を表す特性図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．第１の実施の形態（ＶＡモードの液晶表示素子および液晶表示装置の一例）
（１−１）液晶表示素子の構成
（１−２）液晶表示素子の製造方法
（１−３）液晶表示装置の構成
（１−４）液晶表示素子の他の構成等
２．第２の実施の形態（他の液晶表示素子および液晶表示装置の例）
（２−１）液晶表示素子の構成等
（２−２）液晶表示素子の他の構成等
３．変形例
【００１６】
＜１．第１の実施の形態（ＶＡモードの液晶表示素子および液晶表示装置の一例）＞
［（１−１）液晶表示素子の構成］
図１は本発明の第１の実施の形態に係る液晶表示素子の断面を模式的に表し、図２は図１中の画素電極の平面構成を模式的に表している。なお、図１は図２中のＩ−Ｉ線に沿った断面に対応している。この液晶表示素子の表示モードは垂直配向（ＶＡ）モードである。この液晶表示素子は、複数の画素１０を有し、ＴＦＴ（Thin Film Transistor；薄膜トランジスタ）基板２０とＣＦ（Color Filter；カラーフィルタ）基板３０との間に、配向膜２２，３２を介して液晶分子４１を含む液晶層４０が設けられたものである。この液晶表示素子はいわゆる透過型であり、図１では、駆動電圧が印加されていない非駆動状態を表している。
【００１７】
ＴＦＴ基板２０は、ガラス基板２０ＡのＣＦ基板３０と対向する側の表面に、例えば、マトリクス状に複数の画素電極２０Ｂが画素１０ごとに配置されたものである。さらに、ＴＦＴ基板２０には、複数の画素電極２０Ｂをそれぞれ駆動するためのＴＦＴスイッチング素子や、これらＴＦＴスイッチング素子に接続されるゲート線およびソース線等（図示せず）が設けられている。
【００１８】
画素電極２０Ｂは、例えばＩＴＯ（インジウム錫酸化物）等の透明性を有する材料により構成されている。図２に示したように、画素電極２０Ｂには、各画素内において、所定のパターンで複数のスリット２１（電極の形成されない部分）が液晶層４０に対して印加される電界に歪みを発生させる構造として設けられている。複数のスリット２１により、画素電極２０Ｂは、基部２０Ｂ１と、基部２０Ｂ１と一端が接続すると共にＴＦＴ基板２０の面内方向に向かって延在する複数の線状部分２０Ｂ２とからなり、いわゆる魚の骨状の構造を有している。このように複数のスリット２１が設けられていることにより、駆動電圧が印加されると、基部２０Ｂ１および線状部分２０Ｂ２からのみ電界が発せられるため、後述するようにガラス基板２０Ａ面に対して平行方向において電位の不均一な分布が発生して電界（電場）に歪みが生じる。これによって、液晶分子４１の長軸方向に対して斜めの電場が付与され、画素１０内に配向方向の異なる領域が形成（配向分割）されるため、視野角特性が向上する。すなわち、画素電極２０Ｂによって発生される電界の歪みが、駆動電圧印加時における液晶分子４１の配向を規制することになる。なお、図２の画素電極２０Ｂでは、基部２０Ｂ１によって分割された４つの領域で駆動電圧印加時における液晶分子４１の配向方位が異なるようになる。
【００１９】
スリット２１の形成パターンとしては、例えば、ストライプ状やＶ字状など任意であり、画素電極２０Ｂに設けられたスリット２１の幅Ｓやその数、または線状部分２０Ｂ２の幅Ｌなどは任意に設定可能である。中でも、スリット２１の幅Ｓは１μｍ以上２０μｍ以下であると共に、線状部分２０Ｂ２の幅Ｌは１μｍ以上２０μｍ以下であることが好ましい。これにより、駆動電圧が印加された場合、液晶分子４１全体が良好に配向するための斜め電場が付与されやすくなり、その上、画素電極２０Ｂの加工が容易になるため、十分な歩留まりを確保することができる。具体的には、幅Ｓおよび幅Ｌが１μｍよりも狭いと、画素電極２０Ｂの形成が難しくなり、十分な歩留まりを確保することが難しくなる。一方、幅Ｓおよび幅Ｌが２０μｍよりも広いと、駆動電圧を印加した場合に画素電極２０Ｂと対向電極３０Ｂとの間に良好な斜め電界が生じにくくなり、液晶分子４１全体の配向がわずかに乱れやすくなる。特に、幅Ｓが２μｍ以上１０μｍ以下であると共に、幅Ｌは２μｍ以上１０μｍ以下であることが好ましく、幅Ｓおよび幅Ｌが４μｍであることがより好ましい。十分な歩留まりが確保されるうえ、駆動電圧が印加された場合の液晶分子４１全体の配向がより良好になるからである。
【００２０】
ＣＦ基板３０は、ガラス基板３０ＡのＴＦＴ基板２０と対向する側の表面に、例えば、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のフィルタがストライプ状に設けられたカラーフィルタ（図示せず）と、有効表示領域のほぼ全面に亘って対向電極３０Ｂとが配置されたものである。すなわち、対向電極３０Ｂは、ＣＦ基板３０の画素電極２０Ｂ（スリット２１の形成領域を含む）と対向する領域全体に設けられている。このため、駆動電圧が印加されると、液晶層４０の対向電極３０Ｂ近傍では、電位がほぼ均一に分布して発生するため、電界にほとんど歪みが生じにくくなっている。対向電極３０Ｂは、画素電極２０Ｂと同様に、例えばＩＴＯ等の透明性を有する材料により構成されている。
【００２１】
配向膜２２は、ＴＦＴ基板２０の液晶層４０側の表面に画素電極２０Ｂおよびスリット２１を覆うように設けられている。配向膜３２は、ＣＦ基板３０の液晶層４０側の表面に対向電極３０Ｂを覆うように設けられている。これらの配向膜２２，３２は、液晶分子４１の配向を規制するものであり、これにより液晶分子４１は、全体として、その長軸方向（ダイレクタ）がガラス基板２０Ａ，３０Ａに対してほぼ垂直になるように配向している。
【００２２】
配向膜２２は、その近傍の液晶分子４１（４１Ａ）を基板面に対して垂直方向に配向させるようになっている。すなわち、配向膜２２は、垂直配向膜であり、垂直配向剤により構成されている。この垂直配向剤としては、例えば、ポリイミドやポリシロキサンなどの高分子化合物が挙げられ、これらの高分子化合物は、例えば、後述するように、液晶分子４１を基板面に対して垂直方向に配向させるための構造（以下、垂直配向誘起構造部という）を含んでいる。なお、ここでの「垂直方向」とは、基板面に対して、わずかに傾斜した方向を含むことを排除するものではなく、基板面に対して９０°の方向の他に、概ね垂直方向あるいはほぼ垂直方向という意味を含んでいる。
【００２３】
配向膜３２も、配向膜２２と同様に液晶分子４１の配向を規制するものであり、ここでは、その近傍の液晶分子４１（４１Ｂ）に対して０°よりも大きいプレチルトを付与する機能を有している。配向膜３２は、架橋性官能基、重合性官能基あるいは感光性官能基（以下、架橋性官能基等ともいう。）を有する高分子化合物がそれらの官能基を介して反応（架橋、重合あるいは感光）したもの（以下、配向処理後化合物という）の１種あるいは２種以上を含んでいる。ここで、架橋性官能基とは、架橋構造（橋かけ構造）を形成することが可能な基を意味し、より具体的には、例えば、二量化することが可能な基である。重合性官能基とは、２つ以上の官能基が逐次重合することが可能な基を意味する。感光性官能基とは、エネルギー線を吸収することが可能な基を意味し、そのエネルギー線は、例えば、紫外線、Ｘ線あるいは電子線などである。配向処理後化合物は、主鎖および側鎖を有する高分子化合物の１種あるいは２種以上を含む状態で配向膜３２を形成したのち、液晶層４０を設け、次いで電場または磁場を印加しながら側鎖に含まれる架橋性官能基等を反応（架橋等）させることにより生成されたものである。このように生成された配向処理後化合物が配向膜３２中に含まれることにより、配向膜３２近傍の液晶分子４１（４１Ｂ）に対して０°よりも大きいプレチルトを付与できるため、応答速度が向上し、表示特性が向上する。
【００２４】
反応（架橋、重合あるいは感光）する前の主鎖および側鎖を有する高分子化合物、すなわち架橋性官能基、重合性官能基あるいは感光性官能基を有する高分子化合物（以下、配向処理前化合物という）としては、主鎖として耐熱性が高い構造を含むものが好ましい。これにより、液晶表示素子では、高温環境下に曝されても、配向膜３２中の配向処理後化合物が液晶分子４１に対する配向規制能を維持するため、コントラストなどの表示特性や応答特性が良好に維持され、信頼性が確保される。このため、主鎖としては、繰り返し単位中にイミド結合を含むものが好ましい。主鎖中にイミド結合を含む配向処理前化合物としては、例えば、式（１）で表されるポリイミド構造を含む高分子化合物が挙げられる。式（１）に示したポリイミド構造を含む高分子化合物では、式（１）に示したポリイミド構造のうちの１種から構成されていてもよいし、複数種がランダムに連結して含まれていてもよいし、式（１）に示した構造の他に、他の構造を含んでいてもよい。
【００２５】
【化１】
（Ｒ１は４価の有機基であり、Ｒ２は２価の有機基である。ｎ１は１以上の整数である。）
【００２６】
式（１）中で説明したＲ１およびＲ２は、炭素を含んで構成された４価あるいは２価の基であれば任意であるが、Ｒ１およびＲ２のうちのいずれか一方に、側鎖としての架橋性官能基あるいは重合性官能基を含んでいることが好ましい。配向処理後化合物において、十分な配向規制能が得られ易いからである。
【００２７】
また、配向処理前化合物では、側鎖は、主鎖に複数結合しており、その複数の側鎖のうちの少なくとも１つが架橋性官能基あるいは重合性官能基を含んでいれば任意である。すなわち、配向処理前化合物は、架橋性等を有する側鎖の他に、架橋性等を示さない側鎖を含んでいてもよい。架橋性官能基等を含む側鎖は、１種であってもよいし、複数種であってもよい。架橋性官能基あるいは重合性官能基は、液晶層４０を形成したのちに、架橋反応あるいは重合反応が可能な官能基であれば任意であり、光反応によって架橋構造等を形成する基であってもよいし、熱反応によって架橋構造等を形成する基であってもよい。中でも、光反応によって架橋構造等を形成する、光反応性の架橋性官能基等が好ましい。液晶分子４１の配向を所定の方向に規制し易く、良好な表示特性を有する液晶表示素子の製造を容易にするからである。
【００２８】
光反応性の架橋性官能基は、感光性を有する感光基であり、例えば、光二量化感光基である。この光反応性の架橋性官能基としては、例えば、カルコン、シンナメート、シンナモイル、クマリン、マレイミド、ベンゾフェノン、ノルボルネンあるいはオリザノールのうちのいずれか１種の構造を含む基が挙げられる。これらのうち、カルコン、シンナメートあるいはシンナモイルの構造を含む基としては、例えば式（２）で表される基が挙げられる。式（２）に示した基を含む側鎖を有する配向処理前化合物が架橋すると、例えば、式（３）に示した構造が形成される。すなわち、式（２）に示した基を含む高分子化合物から生成された配向処理後化合物は、シクロブタン骨格を有する式（３）に示した構造を含む。なお、例えば、マレイミドなどの光反応性の架橋性官能基は、場合によっては、光二量化反応だけでなく、重合反応も示す。このため、配向処理後化合物について、架橋性官能基あるいは重合性官能基を有する高分子化合物が架橋等した化合物であることを説明している。
【００２９】
【化２】
（Ｒ３は芳香族環を含む２価の基であり、Ｒ４は環構造を含む１価の基であり、Ｒ５は水素基、またはアルキル基あるいはその誘導体である。）
【００３０】
【化３】
（Ｒ３は芳香族環を含む２価の基であり、Ｒ４は環構造を含む１価の基であり、Ｒ５は水素基、またはアルキル基あるいはその誘導体である。）
【００３１】
式（２）中で説明したＲ３は、ベンゼン環などの芳香族環を含む２価の基であれば任意であり、芳香族環の他に、カルボニル基、エーテル結合、エステル結合あるいは炭化水素基を含んでいてもよい。また、式（２）中で説明したＲ４は、環構造を含む１価の基であれば任意であり、環構造の他に、カルボニル基、エーテル結合、エステル結合、炭化水素基あるいはハロゲン基などを含んでいてもよい。Ｒ４が有する環構造としては、骨格を構成する元素として炭素を含む環であれば任意であり、その環構造としては、例えば、芳香族環、複素環あるいは脂肪族環、またはそれらの連結あるいは縮合した環構造などが挙げられる。式（２）中で説明したＲ５は、水素基、またはアルキル基あるいはその誘導体であれば任意である。ここでの「誘導体」とは、アルキル基が有する水素基の一部あるいは全部がハロゲン基などの置換基により置換された基のことをいう。また、Ｒ５として導入されるアルキル基としては、その炭素数は任意である。Ｒ５としては、水素基あるいはメチル基が好ましい。良好な架橋反応性が得られるからである。
【００３２】
式（３）中で説明したＲ３同士は互いに同一であってもよいし、異なっていてもよい。このことは式（３）中のＲ４同士およびＲ５同士についても同様である。式（３）中のＲ３、Ｒ４およびＲ５としては、例えば、上記した式（２）中のＲ３、Ｒ４およびＲ５と同様のものが挙げられる。
【００３３】
式（２）に示した基としては、例えば、式（２−１）〜式（２−３１）で表される基が挙げられる。なお、式（２）に示した構造を有する基であれば、式（２−１）〜式（２−３１）に示した基に限定されない。
【００３４】
【化４】
【００３５】
【化５】
【００３６】
【化６】
【００３７】
【化７】
【００３８】
配向処理前化合物は、垂直配向誘起構造部を含んでいることが好ましい。配向膜３２が配向処理後化合物とは別に垂直配向誘起構造部を有する化合物（いわゆる通常の垂直配向剤）を含まなくても液晶分子４１全体としての配向を規制可能になるからである。その上、垂直配向誘起構造部を有する化合物を別に含む場合よりも、液晶層４０に対する配向規制機能をより均一に発揮できる配向膜３２が形成され易いからである。垂直配向誘起構造部は、配向処理前化合物においては、主鎖に含まれていてもよいし、側鎖に含まれていてもよく、双方に含まれていてもよい。また、配向処理前化合物が上記した式（１）に示したポリイミド構造を含む場合には、Ｒ２として垂直配向誘起構造部を含む構造（繰り返し単位）と、Ｒ２として架橋性官能基を含む構造（繰り返し単位）との２種の構造を含んでいることが好ましい。容易に入手可能であるからである。なお、垂直配向誘起構造部は、配向処理前化合物に含まれていれば、配向処理後化合物においても含まれている。
【００３９】
垂直配向誘起構造部としては、例えば、炭素数１０以上のアルキル基、炭素数１０以上のハロゲン化アルキル基、炭素数１０以上のアルコキシ基、炭素数１０以上のハロゲン化アルコキシ基あるいは環構造を含む有機基などが挙げられる。具体的には、垂直配向誘起構造部を含む構造としては、例えば、式（４−１）〜式（４−６）で表される構造などが挙げられる。
【００４０】
【化８】
（Ｙ１は炭素数１０以上のアルキル基、炭素数１０以上のアルコキシ基あるいは環構造を含む１価の有機基である。Ｙ２〜Ｙ１５は水素基、炭素数１０以上のアルキル基、炭素数１０以上のアルコキシ基あるいは環構造を含む１価の有機基であり、Ｙ２およびＹ３のうちの少なくとも一方、Ｙ４〜Ｙ６のうちの少なくとも１つ、Ｙ７およびＹ８のうちの少なくとも一方、Ｙ９〜Ｙ１２のうちの少なくとも１つ、およびＹ１３〜Ｙ１５のうちの少なくとも１つは、炭素数１０以上のアルキル基、炭素数１０以上のアルコキシ基あるいは環構造を含む１価の有機基である。ただし、Ｙ１１およびＹ１２は結合して環構造を形成してもよい。）
【００４１】
また、垂直配向誘起構造部としての環構造を含む１価の有機基としては、例えば、式（５−１）〜式（５−２３）で表される基などが挙げられる。垂直配向誘起構造部としての環構造を含む２価の有機基としては、例えば、式（６−１）〜式（６−７）で表される基などが挙げられる。
【００４２】
【化９】
（ａ１〜ａ３は０以上２１以下の整数である。）
【００４３】
【化１０】
【００４４】
【化１１】
（ａ１は０以上２１以下の整数である。）
【００４５】
【化１２】
【００４６】
なお、垂直配向誘起構造部は、液晶分子４１を基板面に対して垂直方向に配列させるように機能する構造を含んでいれば、上記した基に限定されない。
【００４７】
配向処理前化合物は、架橋性官能基あるいは重合性官能基の他に、更に式（７）で表される基を有していることが好ましい。式（７）に示した基は液晶分子４１に対して沿うように動くことができるため、配向処理前化合物が架橋等する際に、式（７）に示した基が液晶分子４１の配向方向に沿った状態で架橋性官能基等と一緒に固定されるからである。この固定された式（７）に示した基により、液晶分子４１の配向を所定の方向により規制しやすくなるため、良好な表示特性を有する液晶表示素子の製造をより容易にすることができる。
【００４８】
−Ｒ１１−Ｒ１２−Ｒ１３ ・・・・・・（７）
（Ｒ１１は、炭素数が１以上であると共にエーテル基あるいはエステル基を含む直鎖状または分岐状の２価の有機基であり、配向処理前化合物あるいは配向処理後化合物の主鎖に結合している。または、Ｒ１１は、エーテル、エステル、エーテルエステル、アセタール、ケタール、ヘミアセタールおよびヘミケタールのうちの少なくとも１種の結合基であり、配向処理前化合物あるいは配向処理後化合物の主鎖に結合している。Ｒ１２は複数の環構造を含む２価の有機基であり、その環構造を構成する原子のうちの１つはＲ１１に結合している。Ｒ１３は水素基、ハロゲン基、アルキル基、アルコキシル基あるいはカーボネート基を有する１価の基またはそれらの誘導体である。）
【００４９】
式（７）中のＲ１１は、Ｒ１２およびＲ１３を主鎖に固定すると共にＲ１２およびＲ１３が液晶分子４１に沿うように自由に動きやすくするためのスペーサ部分として機能するための部位であり、Ｒ１１としては、例えば、アルキレン基などが挙げられる。このアルキレン基は、途中の炭素原子間にエーテル結合を有していてもよく、そのエーテル結合を有する箇所は、１箇所でもよいし、２箇所以上でもよい。また、Ｒ１１は、カルボニル基またはカーボネート基を有していてもよい。Ｒ１１の炭素数は、６以上であることがより好ましい。式（７）に示した基が液晶分子４１と相互作用するため、その液晶分子４１に対して沿いやすくなるからである。この炭素数は、Ｒ１１の長さが液晶分子４１の末端鎖の長さとほぼ同等となるように決定されることが好ましい。式（７）中のＲ１２は、一般的なネマティック液晶分子に含まれる環構造（コア部位）に沿う部分である。Ｒ１２としては、例えば、１，４−フェニレン基、１，４−シクロヘキシレン基、ピリミジン−２，５−ジイル基、１，６−ナフタレン基、ステロイド骨格を有する２価の基またはそれらの誘導体などのように、液晶分子に含まれる環構造と同様の基あるいは骨格が挙げられる。ここでの「誘導体」とは、上記した一連の基に１または２以上の置換基が導入された基である。式（７）中のＲ１３は、液晶分子の末端鎖に沿う部分であり、Ｒ１３としては、例えば、アルキレン基またはハロゲン化アルキレン基などが挙げられる。ただし、ハロゲン化アルキレン基では、アルキレン基のうちの少なくとも１つの水素基がハロゲン基に置換されていればよく、そのハロゲン基の種類は、任意である。アルキレン基またはハロゲン化アルキレン基は、途中の炭素原子間にエーテル結合を有していてもよく、そのエーテル結合を有する箇所は、１箇所でもよいし、２箇所以上でもよい。また、Ｒ１３は、カルボニル基またはカーボネート基を有していてもよい。Ｒ１３の炭素数は、Ｒ１１と同様の理由により、６以上であることがより好ましい。
【００５０】
具体的には、式（７）に示した基としては、例えば、式（７−１）〜式（７−１２）で表される１価の基などが挙げられる。
【００５１】
【化１３】
【００５２】
【化１４】
【００５３】
なお、式（７）に示した基は、液晶分子４１に対して沿うように動くことができれば、上記した基に限定されない。
【００５４】
また、上記した架橋性官能基は、式（８）で表される基でもよい。架橋する部位の他に、液晶分子４１に沿う部位と自由に動くことができる部位とを有するため、架橋性官能基の液晶分子４１に対して沿う部位が液晶分子４１により沿った状態で固定できるからである。これにより、液晶分子４１の配向を所定の方向により規制しやすくなるため、良好な表示特性を有する液晶表示素子の製造をより容易にすることができる。
【００５５】
−Ｒ２１−Ｒ２２−Ｒ２３−Ｒ２４ ・・・・・・（８）
（Ｒ２１は、炭素数が１以上２０以下、好ましくは３以上１２以下であると共にエーテル基あるいはエステル基を含む直鎖状または分岐状の２価の有機基であり、配向処理前化合物あるいは配向処理後化合物の主鎖に結合している。または、Ｒ２１は、エーテル、エステル、エーテルエステル、アセタール、ケタール、ヘミアセタールおよびヘミケタールのうちの少なくとも１種の結合基であり、配向処理前化合物あるいは配向処理後化合物の主鎖に結合している。Ｒ２２はカルコン、シンナメート、シンナモイル、クマリン、マレイミド、ベンゾフェノン、ノルボルネン、オリザノール、キトサン、アクリロイル、メタクリロイル、ビニル、エポキシおよびオキセタンのうちのいずれか１種の構造を含む２価の基、またはエチニレン基である。Ｒ２３は複数の環構造を含む２価の有機基である。Ｒ２４は水素基、ハロゲン基、アルキル基、アルコキシル基あるいはカーボネート基を有する１価の基またはそれらの誘導体である。）
【００５６】
式（８）中のＲ２１は、自由に動くことができる構造部であり、そのＲ２１としては、例えば、式（７）中のＲ１１について説明した基が挙げられる。式（８）に示した基では、Ｒ２１を軸としてＲ２２〜Ｒ２４が動きやすいため、Ｒ２３およびＲ２４が液晶分子４１に対して沿いやすくなっている。Ｒ２１の炭素数は、６以上１０以下であることがより好ましい。この炭素数は、Ｒ２１の長さが液晶分子４１の末端鎖の長さとほぼ同等となるように決定されることが好ましい。式（８）中のＲ２２は、架橋性官能基を有する構造部である。この架橋性官能基は、上記したように、光反応によって架橋構造を形成する基であってもよいし、熱反応によって架橋構造を形成する基であってもよい。式（８）中のＲ２３は、液晶分子４１のコア部位に対して沿うことができる構造部であり、そのＲ２３としては、例えば、式（７）中のＲ１２について説明した基などが挙げられる。式（８）中のＲ２４は、液晶分子４１の末端鎖に沿う部位であり、そのＲ２４としては、例えば、式（７）中のＲ１３について説明した基などが挙げられる。
【００５７】
具体的には、式（８）に示した基としては、例えば、式（８−１）〜式（８−１１）で表される１価の基などが挙げられる。
【００５８】
【化１５】
（ｎは３以上２０以下の整数である。）
【００５９】
【化１６】
【００６０】
なお、式（８）に示した基は、上記した４つの構造部（Ｒ２１〜Ｒ２４）を有していれば、上記した基に限定されない。
【００６１】
配向処理後化合物は、未反応の架橋性官能基等を含んでいてもよいが、駆動中に反応した場合に液晶分子４１の配向を乱すおそれがあるため、未反応の架橋性官能基等は、少ないほうが好ましい。配向処理後化合物が未反応の架橋性官能基等を含んでいるか否かは、例えば、液晶表示素子を解体して、配向膜３２を透過型または反射型のＦＴ−ＩＲ（フーリエ変換赤外分光光度計）で分析することにより確認することができる。具体的には、まず、液晶表示素子を解体し、配向膜３２の表面を有機溶媒等により洗浄する。こののち、配向膜３２をＦＴ−ＩＲで分析することによって、例えば、式（２）中に示した架橋構造等を形成する二重結合が配向膜３２中に残留していれば、その二重結合に由来する吸収スペクトルが得られることとなり、確認することができる。
【００６２】
また、配向膜３２は、上記した配向処理後化合物の他に、他の垂直配向剤を含んでいてもよい。他の垂直配向剤としては、垂直配向誘起構造部を有するポリイミドや、垂直配向誘起構造部を有するポリシロキサン等の配向膜２２を構成する垂直配向剤と同じものなどが挙げられる。
【００６３】
液晶層４０は、垂直配向型の液晶分子４１を含んでいる。液晶分子４１は、例えば、互いに直交する長軸および短軸をそれぞれ中心軸として回転対称な形状をなし、負の誘電率異方性を示すものである。なお、誘電率異方性（Δε）は、Δε＝ε／／−ε⊥で求められる。ε／／とは、液晶分子４１の長軸方向の誘電率であり、ε⊥とは、液晶分子４１の短軸方向の誘電率である。
【００６４】
液晶分子４１は、配向膜２２との界面近傍において、配向膜２２に保持された液晶分子４１Ａと、配向膜３２との界面近傍において配向膜３２に保持された液晶分子４１Ｂと、それら以外の液晶分子４１Ｃとに分類することができる。液晶分子４１Ｃは、液晶層４０の厚み方向における中間領域に位置し、駆動電圧がオフの状態において、液晶分子４１Ｃの長軸方向（ダイレクタ）がガラス基板２０Ａ，３０Ａに対してほぼ垂直になるように配列している。ここで駆動電圧がオンになると、液晶分子４１Ｃのダイレクタがガラス基板２０Ａ，３０Ａに対して平行になるように傾いて配向する。このような挙動は、液晶分子４１Ｃにおいて、長軸方向の誘電率ε／／が短軸方向の誘電率ε⊥よりも小さいという性質を有することに起因している。液晶分子４１Ａ，４１Ｂも同様の性質を有することから、駆動電圧のオン・オフの状態変化に応じて基本的には液晶分子４１Ｃと同様の挙動を示す。ただし、駆動電圧がオフの状態において、液晶分子４１Ａは配向膜２２によって、そのダイレクタがガラス基板２０Ａ，３０Ａの法線方向と同じ方向を向いた姿勢をとる。すなわち、液晶分子４１Ａは配向膜２２によってプレチルトθ１が０°となっている。その一方で、液晶分子４１Ｂは、駆動電圧がオフの状態において配向膜３２によって０°よりも大きなプレチルトθ２が付与される。これにより、液晶分子４１Ｂは、画素電極２０Ｂの中心から外側に基部２０Ｂ１および線状部分２０Ｂ２の延在方向に向かって、そのダイレクタがガラス基板２０Ａ，３０Ａの法線方向から傾斜した姿勢となる。なお、ここでいう「保持される」とは、配向膜２２，３２と液晶分子４１Ａ，４１Ｂとが固着せずに、液晶分子４１の配向を規制していることを表している。また、「プレチルトθ（θ１，θ２）」とは、図３に示したように、ガラス基板２０Ａ，３０Ａの表面に垂直な方向（法線方向）をＺとした場合に、駆動電圧がオフの状態で、Ｚ方向に対する液晶分子４１（４１Ａ〜４１Ｃ）のダイレクタＤの角度をいい、その角度は０°を含むものとする。
【００６５】
すなわち、液晶層４０では、液晶分子４１Ｂのプレチルトθ２は液晶分子４１Ａのプレチルトθ１よりも大きくなっており、ここではプレチルトθ１が０°、プレチルトθ２が０°よりも大きな値を有している。これにより、プレチルトθ１，θ２の双方が０°である場合や、プレチルトθ１が０°よりも大きく、かつプレチルトθ２が０°である場合よりも、駆動電圧の印加に対する応答速度が向上すると共に、プレチルトθ１，θ２の双方が０°である場合とほぼ同等のコントラストが得られる。その上、プレチルトθ１，θ２の双方が０°よりも大きい角度（θ１，θ２＞０°）の場合と同等の応答速度が得られる。よって、応答特性が向上しつつ、黒表示の際の光の透過量が低減するため、コントラストを向上させることができる。この場合、プレチルトθ２は、０°よりも大きく１０°以下であることがより望ましい。十分な応答特性が得られると共に、コントラストがより向上するからである。中でも、プレチルトθ２は１°以上４°以下であることが好ましい。これにより、優れた応答特性が確保されると共に、特にコントラストが向上する。具体的には、プレチルトθ２が上記の範囲内であることにより、プレチルトθ２が１°未満の場合よりも、駆動電圧を印加した際の液晶分子４１の応答速度（駆動状態にした際の応答速度＝立ち上がりの応答速度）が速くなる。また、プレチルトθ２が４°超の場合よりも駆動電圧を印加したのち非駆動状態にした際の液晶分子４１の応答速度（立ち下がりの応答速度）が速くなり、その上、黒表示の際の光の透過量がより低減する。
【００６６】
［（１−２）液晶表示素子の製造方法］
次に、上記の液晶表示素子の製造方法について、図４に表したフローチャートと共に、図５，図６に表した断面模式図を参照して説明する。なお、図５，図６では、簡略化のため、画素１０の一部についてのみ示す。
【００６７】
最初に、ＴＦＴ基板２０の表面に配向膜２２を形成すると共に、ＣＦ基板３０の表面に配向膜３２を形成する（ステップＳ１０１）。
【００６８】
具体的には、まず、ガラス基板２０Ａの表面に、所定のスリット２１のパターンが形成された画素電極２０Ｂを例えばマトリクス状に設けることにより、ＴＦＴ基板２０を作製する。続いて、画素電極２０Ｂおよびスリット２１を覆うように、溶剤に溶解あるいは分散させた垂直配向剤を含む配向剤料をＴＦＴ基板２０に塗布あるいは印刷したのち、加熱処理をする。これにより、塗布あるいは印刷された配向材料に含まれる溶剤が蒸発し、配向膜２２が形成される。こののち、必要に応じて、ラビングなどの処理を施してもよい。
【００６９】
また、カラーフィルタが形成されたガラス基板３０Ａのカラーフィルタ上に対向電極３０Ｂを設けることにより、ＣＦ基板３０を作製する。続いて、例えば、配向処理前化合物、または配向処理前化合物となる高分子化合物前駆体と、溶剤と、必要に応じて垂直配向剤とを混合することにより、液状の配向材料を調製する。
【００７０】
高分子化合物前駆体としては、例えば、架橋性官能基あるいは重合性官能基を側鎖として有する高分子化合物が式（１）に示したポリイミド構造を含む場合には、架橋性官能基あるいは重合性官能基を有するポリアミック酸が挙げられる。高分子化合物前駆体としてのポリアミック酸は、例えば、ジアミン化合物とテトラカルボン酸二無水物とを反応させて合成される。ここで用いるジアミン化合物およびテトラカルボン酸二無水物の少なくとも一方が架橋性官能基あるいは重合性官能基を有している。ジアミン化合物としては、例えば、式（Ａ−１）〜式（Ａ−２１）で表される架橋性官能基を有する化合物が挙げられ、テトラカルボン酸二無水物としては、式（Ａ−２２）〜式（Ａ−３１）で表される架橋性官能基を有する化合物が挙げられる。
【００７１】
【化１７】
【００７２】
【化１８】
（Ｘ１〜Ｘ４は単結合あるいは２価の有機基である。）
【００７３】
【化１９】
（Ｘ５〜Ｘ７は単結合あるいは２価の有機基である。）
【００７４】
【化２０】
【００７５】
【化２１】
【００７６】
【化２２】
【００７７】
また、配向処理前化合物が垂直配向誘起構造部を含むように高分子化合物前駆体としてのポリアミック酸を合成する場合には、上記の架橋性官能基を有する化合物の他に、ジアミン化合物として式（Ｂ−１）〜式（Ｂ−３６）で表される垂直配向誘起構造部を有する化合物や、テトラカルボン酸二無水物として式（Ｂ−３７）〜式（Ｂ−３９）で表される垂直配向誘起構造部を有する化合物を用いてもよい。
【００７８】
【化２３】
【００７９】
【化２４】
【００８０】
【化２５】
（ａ４〜ａ６は０以上２１以下の整数である。）
【００８１】
【化２６】
（ａ４は０以上２１以下の整数である。）
【００８２】
【化２７】
（ａ４は０以上２１以下の整数である。）
【００８３】
【化２８】
【００８４】
【化２９】
【００８５】
また、配向処理前化合物が架橋性官能基と一緒に式（７）に示した基を有するように高分子化合物前駆体としてのポリアミック酸を合成する場合には、上記の架橋性官能基を有する化合物の他に、ジアミン化合物として式（Ｃ−１）〜式（Ｃ−２４）で表される液晶分子４１に対して沿うことができる基を有する化合物を用いてもよい。
【００８６】
【化３０】
【００８７】
【化３１】
【００８８】
【化３２】
【００８９】
【化３３】
【００９０】
また、配向処理前化合物が式（８）に示した基を有するように高分子化合物前駆体としてのポリアミック酸を合成する場合には、上記の架橋性官能基を有する化合物の代わりに、ジアミン化合物として式（Ｄ−１）〜式（Ｄ−１２）で表される液晶分子４１に対して沿うことができる架橋性官能基を有する化合物を用いてもよい。
【００９１】
【化３４】
【００９２】
【化３５】
（ｎは３以上２０以下の整数である。）
【００９３】
さらに、配向処理前化合物が式（１）中のＲ２として垂直配向誘起構造部を含む構造と架橋性官能基を含む構造との２種の構造を含むように高分子化合物前駆体としてのポリアミック酸を合成する場合には、例えば、次のようにジアミン化合物およびテトラカルボン酸二無水物を選択する。すなわち、式（Ａ−１）〜式（Ａ−２１）に示した架橋性官能基を有する化合物のうちの少なくとも１種と、式（Ｂ−１）〜式（Ｂ−３９）に示した垂直配向誘起構造部を有する化合物のうちの少なくとも１種と、式（Ｅ−１）〜式（Ｅ−２８）で表されるテトラカルボン酸二無水物のうちの少なくとも１種とを用いる。なお、式（Ｅ−２３）中のＲ３１およびＲ３２は、同じ基でもよいし、異なる基でもよい。また、ハロゲン基の種類は、任意である。
【００９４】
【化３６】
【００９５】
【化３７】
【００９６】
【化３８】
（Ｒ３１，Ｒ３２はアルキル基、アルコキシル基またはハロゲン基である。）
【００９７】
また、配向処理前化合物が式（１）中のＲ２として式（７）に示した基を含む構造と架橋性官能基を含む構造との２種の構造を含むように高分子化合物前駆体としてのポリアミック酸を合成する場合には、例えば、次のようにジアミン化合物およびテトラカルボン酸二無水物を選択する。すなわち、式（Ａ−１）〜式（Ａ−２１）に示した架橋性官能基を有する化合物のうちの少なくとも１種と、式（Ｃ−１）〜式（Ｃ−２４）に示した化合物のうちの少なくとも１種と、式（Ｅ−１）〜式（Ｅ−２８）に示したテトラカルボン酸二無水物のうちの少なくとも１種とを用いる。
【００９８】
また、配向処理前化合物が式（１）中のＲ２として式（８）に示した基を含む構造を含むように高分子化合物前駆体としてのポリアミック酸を合成する場合には、例えば、次のようにジアミン化合物およびテトラカルボン酸二無水物を選択する。すなわち、式（Ｄ−１）〜式（Ｄ−１２）に示した架橋性官能基を有する化合物のうちの少なくとも１種と、式（Ｅ−１）〜式（Ｅ−２８）で表されるテトラカルボン酸二無水物のうちの少なくとも１種とを用いる。
【００９９】
配向材料中における配向処理前化合物あるいは高分子化合物前駆体の含有量は、１重量％以上３０重量％以下であるのが好ましく、３重量％以上１０重量％以下であるのがより好ましい。また、配向材料には、必要に応じて、光重合開始剤などを混合するようにしてもよい。
【０１００】
続いて、調整した配向材料を、ＣＦ基板３０に対向電極３０Ｂを覆うように塗布あるいは印刷したのち、加熱処理をする。加熱処理の温度は、８０℃以上が好ましく、１５０℃以上２００℃以下がより好ましい。また、加熱処理は、加熱温度を段階的に変化させてもよい。これにより、塗布あるいは印刷された配向材料に含まれる溶剤が蒸発し、架橋性官能基を側鎖として有する高分子化合物（配向処理前化合物）を含む配向膜３２が形成される。こののち、必要に応じて、ラビングなどの処理を施してもよい。
【０１０１】
次に、ＴＦＴ基板２０とＣＦ基板３０とを配向膜２２と配向膜３２とが対向するように配置し、配向膜２２と配向膜３２との間に、液晶分子４１を含む液晶層４０を封止する（ステップＳ１０２）。具体的には、ＴＦＴ基板２０あるいはＣＦ基板３０のどちらか一方の、配向膜２２，３２の形成されている面に対して、セルギャップを確保するためのスペーサ突起物、例えばプラスチックビーズ等を散布すると共に、例えばスクリーン印刷法によりエポキシ接着剤等を用いて、シール部を印刷する。こののち、図５に示したように、ＴＦＴ基板２０とＣＦ基板３０とを、配向膜２２，３２が対向するように、スペーサ突起物およびシール部を介して貼り合わせ、液晶分子４１を含む液晶材料を注入する。その後、加熱するなどしてシール部の硬化を行うことにより液晶材料をＴＦＴ基板２０とＣＦ基板３０との間に封止する。図５は、配向膜２２および配向膜３２の間に封止された液晶層４０の断面構成を表している。
【０１０２】
次に、図６（Ａ）に示したように、画素電極２０Ｂと対向電極３０Ｂとの間に、電圧印加手段１を用いて、電圧Ｖ１を印加する（ステップＳ１０３）。電圧Ｖ１は、例えば、５〜４０（Ｖ）の大きさで印加するようにする。これにより、ガラス基板２０Ａ，３０Ａの表面に対して所定の角度をなす方向の電場（電界）が生じ、液晶分子４１がガラス基板２０Ａ，３０Ａの垂直方向から所定方向に傾いて配向することとなる。このときの電圧Ｖ１の大きさと、後述の工程で液晶分子４１Ｂに付与されるプレチルトθ２とは、相関するため、電圧Ｖ１の大きさを適宜調節することにより、液晶分子４１Ｂのプレチルトθ２の大きさを制御することが可能である。
【０１０３】
さらに、図６（Ｂ）に示したように、電圧Ｖ１を印加した状態のまま、紫外光ＵＶを、例えばＴＦＴ基板２０の外側から配向膜３２に対して照射することにより配向膜３２中の高分子化合物が有する架橋性官能基を反応させ、高分子化合物を架橋させる（ステップＳ１０４）。この結果、配向膜３２中において配向処理後化合物が形成され、非駆動状態において、液晶層４０における配向膜３２との界面近傍に位置する液晶分子４１Ｂに０°よりも大きなプレチルトθ２が付与される。紫外光ＵＶとしては、波長３００ｎｍ〜３６５ｎｍ程度の光成分を多く含む紫外光が好ましい。短波長域の光成分を多く含む紫外光を用いると、液晶分子４１が光分解し、劣化するおそれがあるからである。なお、ここでは、紫外光ＵＶをＴＦＴ基板２０の外側から照射したが、ＣＦ基板３０の外側から照射してもよく、ＴＦＴ基板２０およびＣＦ基板３０の双方の基板の外側から照射してもよい。この場合には、透過率が高い方の基板側から紫外光ＵＶを照射することが好ましい。また、ＣＦ基板３０の外側から紫外光ＵＶを照射した場合には、紫外光ＵＶの波長域によっては、カラーフィルタに吸収されて架橋反応しにくくなるおそれがあるため、ＴＦＴ基板２０の外側から照射するほうが好ましい。
【０１０４】
以上の工程により、図１に示した液晶表示素子が完成する。
【０１０５】
［（１−３）液晶表示装置の構成］
次に、図７を参照して、上記した液晶表示素子を備えた液晶表示装置の構成について説明する。図７は、図１に示した液晶表示素子を備えた液晶表示装置の回路構成を表している。
【０１０６】
図７の液晶表示装置は、表示領域６０内に設けられた複数の画素１０を有する液晶表示素子を含んで構成されている。この液晶表示装置では、表示領域６０の周囲において、ソースドライバ６１およびゲートドライバ６２と、ソースドライバ６１およびゲートドライバ６２を制御するタイミングコントローラ６３と、ソースドライバ６１およびゲートドライバ６２に電力を供給する電源回路６４とが設けられている。
【０１０７】
表示領域６０は、映像が表示される領域であり、複数の画素１０がマトリックス状に配列されることにより映像を表示可能に構成された領域である。なお、図７では、複数の画素１０を含む表示領域６０を示しているほか、４つの画素１０に対応する領域を別途拡大して示している。
【０１０８】
表示領域６０では、行方向に複数のソース線７１が配列されていると共に列方向に複数のゲート線７２が配列されており、それらのソース線７１およびゲート線７２が互いに交差する位置に画素１０がそれぞれ配置されている。各画素１０は、画素電極２０Ｂおよび液晶層４０と共にトランジスタ１２１およびキャパシタ１２２を含んで構成されている。各トランジスタ１２１では、ソース電極がソース線７１に接続され、ゲート電極がゲート線７２に接続され、ドレイン電極がキャパシタ１２２および画素電極２０Ｂに接続されている。各ソース線７１は、ソースドライバ６１に接続されており、そのソースドライバ６１から画像信号が供給されるようになっている。各ゲート線７２は、ゲートドライバ６２に接続されており、そのゲートドライバ６２から走査信号が順次供給されるようになっている。
【０１０９】
ソースドライバ６１およびゲートドライバ６２は、複数の画素１０の中から特定の画素１０を選択するものである。
【０１１０】
タイミングコントローラ６３は、例えば、画像信号（例えば、赤、緑、青に対応するＲＧＢの各映像信号）と、ソースドライバ６１の動作を制御するためのソースドライバ制御信号とをソースドライバ６１に出力する。また、タイミングコントローラ６３は、例えば、ゲートドライバ６２の動作を制御するためのゲートドライバ制御信号をゲートドライバ６２に出力する。ソースドライバ制御信号としては、例えば、水平同期信号、スタートパルス信号あるいはソースドライバ用のクロック信号などが挙げられる。ゲートドライバ制御信号としては、例えば、垂直同期信号や、ゲートドライバ用のクロック信号などが挙げられる。
【０１１１】
この液晶表示装置では、以下の要領で画素電極２０Ｂと対向電極３０Ｂとの間に駆動電圧を印加することにより、映像が表示される。具体的には、ソースドライバ６１が、タイミングコントローラ６３からのソースドライバ制御信号の入力により、同じくタイミングコントローラ６３から入力された画像信号に基づいて所定のソース線７１に個別の画像信号を供給する。これと共に、ゲートドライバ６２が、タイミングコントローラ６３からのゲートドライバ制御信号の入力により所定のタイミングでゲート線７２に走査信号を順次供給する。これにより、画像信号が供給されたソース線７１と走査信号が供給されたゲート線７２との交差点に位置する画素１０が選択され、その画素１０に駆動電圧が印加されることとなる。
【０１１２】
選択された画素１０では、駆動電圧が印加されると、画素電極２０Ｂと対向電極３０Ｂとの間に、例えば図８に示したように電位差が生じる。図８は図２中のＶIII−ＶIII線に沿った断面において駆動電圧印加時における液晶層４０の電位分布を模式的に表している。詳細には、画素電極２０Ｂ側では、基部２０Ｂ１および線状部分２０Ｂ２から電界が発せられるため、複数のスリット２１によってガラス基板２０Ａ面に対して平行方向において電位（電場）の強度に不均一な分布が生じる。すなわち、画素電極２０Ｂ側では、スリット２１により電界に歪みが発生する。この基板面に対して平行方向における画素電極２０Ｂ側の電位の不均一な強度分布は、対向電極３０Ｂが画素電極２０Ｂと対向する領域全体に設けられているため、対向電極３０Ｂ側に近づくにつれて電位の分布の不均一性が小さくなり、対向電極３０Ｂ近傍においてその分布はほぼ均一になっている。この画素電極２０Ｂ側の電位の不均一な強度分布によって、ガラス基板２０Ａ，３０Ａ面に対して斜め方向の成分を含む電場が液晶層４０に印加されることになる。
【０１１３】
このような画素電極２０Ｂと対向電極３０Ｂとの間の電位差に応じて液晶層４０に含まれる液晶分子４１の配向状態が変化する。具体的には、液晶層４０では、図１に示した駆動電圧の印加前の状態から、駆動電圧が印加されることにより、配向膜３２の近傍に位置する液晶分子４１Ｂと共にその他の液晶分子４１Ａ，４１Ｃが液晶分子４１Ｂの傾き方向に倒れることとなる。その結果、液晶分子４１がＴＦＴ基板２０およびＣＦ基板３０に対してほぼ水平（平行）となる姿勢をとるように応答する。これにより、液晶層４０の光学的特性が変化し、液晶表示素子への入射光が変調された射出光となり、その射出光に基づいて階調表現されることで、映像が表示される。
【０１１４】
次に、本実施の形態の液晶表示素子および液晶表示装置の作用効果について、従来の液晶表示素子および液晶表示装置と比較して説明する。
【０１１５】
０°よりもの大きなプレチルトを付与するための処理（以下、単にプレチルト処理という）が全く施されていない従来の液晶表示素子およびそれを備えた液晶表示装置では、上記した画素電極２０Ｂと同様に電界の歪みによって液晶分子の配向を規制するためのスリットが設けられた電極（以下、スリット電極という）を有する基板を用いたとしても、駆動電圧が印加されると、基板に対して垂直方向に配向していた液晶分子は、そのダイレクタが基板の面内方向において任意の方位を向くように倒れる。
【０１１６】
具体的には、図２０に示したように、スリット電極２００近傍の液晶分子４１０は、スリット２１０近傍の液晶分子４１０Ａと、スリット電極２００の線状部分２００Ａ近傍の液晶分子４１０Ｂとに分類され、駆動電圧が印加されると、液晶分子４１０Ａ，４１０Ｂはそれぞれが異なる方位に向かって倒れるものと考えられる。スリット２１０近傍の液晶分子４１０Ａは、線状部分２００Ａのエッジ部Ｅから生じる斜め電界により、スリット２１０の幅方向（方向Ｓ１，Ｓ２）に倒れる。この際、線状部分２００Ａ近傍の液晶分子４１０Ｂは、線状部分２００Ａの延在方向（方向Ｌ１）に沿って倒れ、そのダイレクタが方向Ｌ１に沿った状態で配向する。こののち、方向Ｓ１，Ｓ２に倒れた液晶分子４１０Ａは、液晶分子４１０Ｂの配向と揃うように、そのダイレクタが方向Ｌ１と平行になるように回転し、配向する。すなわち、駆動電圧が印加されると、線状部分２００Ａ近傍の液晶分子４１０Ｂは、そのダイレクタが方向Ｌ１と平行になるように倒れて配向する一方で、スリット２１０近傍の液晶分子４１０Ａは、そのダイレクタが方向Ｌ１と平行になるように、ねじれて回転しながら倒れて配向する。なお、本実施の形態の液晶表示素子と同様に、画素電極をスリット電極、対向電極をスリットが形成されていない電極（以下、ベタ電極という）とした場合、対向電極側では、電界の斜め成分が少なくなるため、その近傍の液晶分子はダイレクタが任意の方位を向くように倒れたのち、スリット電極の線状部分の延在方向（図２０に示したＬ１方向に対応する）に配向することとなる。このように駆動電圧に応答した液晶分子では、各液晶分子のダイレクタの方位がぶれた状態となり、全体としての配向に乱れが生じる。これにより、液晶分子が駆動電圧に対応した所定の配向をとるまでの応答速度が低くなるため、表示性が劣化し、その結果、応答特性を悪化させる。
【０１１７】
また、他の従来の液晶表示素子および液晶表示装置では、両基板の近傍に位置する液晶分子に対して０°よりも大きなプレチルトが同じ角度で付与されている。プレチルト処理が施されていることにより、プレチルト処理が施されていない従来の液晶表示素子と比較して、駆動電圧に応答する液晶分子全体としての配向の乱れが抑制されるため、応答速度が向上する。しかしながら、この液晶表示素子では、非駆動状態（黒表示状態）においても液晶分子が基板法線に対して僅かに傾いて配向しているので、応答速度が改善される一方で、黒表示の際に僅かに光を透過してしまい、コントラストが低下する。また、この液晶表示素子の製造方法では、光重合性を有するモノマー等を含む液晶材料を用いて液晶層を形成したのち、そのモノマーを含んだ状態で、液晶層中の液晶分子を所定の配向にしながら、光照射してモノマーを重合させる。このようにして形成されたポリマーが、液晶分子に対して０°よりも大きなプレチルトを付与する。ところが、製造された液晶表示素子では、未反応の光重合性のモノマーが、液晶層中に残留し、信頼性を低下させる。また、未反応のモノマーを少なくするためには、光照射時間を長くする必要があり、製造にかかる時間（タクト）が長くなる。
【０１１８】
これに対して、本実施の形態の液晶表示素子および液晶表示装置では、ＴＦＴ基板２０は電界に歪みを発生させる構造として複数のスリット２１が設けられた画素電極２０Ｂを有し、ＣＦ基板３０は画素電極２０Ｂと対向する領域全体に設けられた対向電極３０Ｂを有している。ＴＦＴ基板２０側に位置する液晶分子４１Ａは、ガラス基板２０Ａ，３０Ａに対して垂直方向に配向し、ＣＦ基板３０側に位置する液晶分子４１Ｂは、プレチルトθ２（θ２＞０°）を有している。液晶分子４１Ｂがプレチルトθ２を有することにより、駆動電圧に対する応答速度が向上し、液晶分子４１Ａがガラス基板２０Ａ，３０Ａに対して垂直方向に配向していることにより、黒表示状態における光の透過量が低減される。よって、プレチルト処理が施されていない従来の液晶表示素子や、両基板の近傍に位置する液晶分子に対して０°よりも大きなプレチルトが付与されている他の従来の液晶表示素子と比較して、応答特性を確保すると共にコントラストを向上させることができる。
【０１１９】
この場合、配向膜３２は、架橋性官能基等を側鎖として有する高分子化合物が架橋等した配向処理後化合物を含み、この配向処理後化合物により、液晶分子４１Ｂにプレチルトθ２を付与する。このため、上記したようにモノマーが添加された液晶材料を用いて液晶層４０を形成しなくても、配向膜３２が液晶分子４１Ｂに対してプレチルトθ２を付与することができるため、信頼性を向上させることができる。さらに、タクトが長くなることも抑制することができる。さらに、ラビング処理といった液晶分子に対するプレチルトを付与する従来の技術を用いなくても、良好に液晶分子４１Ｂに対してプレチルトθ２を付与できる。このため、ラビング処理の問題点である、配向膜に傷が付くラビング傷によるコントラストの低下や、ラビング時の静電気による配線の断線や、異物による信頼性の低下などが生じることもない。
【０１２０】
ここで、参考例として、複数のスリットが設けられた画素電極（スリット電極）を有する基板側に位置する液晶分子に０°よりも大きなプレチルトが付与され、その画素電極と対向する領域全体に設けられた対向電極（ベタ電極）を有する基板側に位置する液晶分子が基板面に対して垂直に配向している液晶表示素子について説明する。参考例の液晶表示素子では、画素電極近傍に位置する液晶分子は、０°よりも大きなプレチルトが付与されているため、駆動電圧に対する応答速度は、プレチルト処理が施されていない場合（上記した従来の液晶表示素子）と比較して速くなる。ところが、この画素電極近傍の液晶分子は、０°よりも大きなプレチルトが付与されていても、駆動電圧が印加されると図２０に示した場合と同様に動作するものと考えられる。この結果、駆動電圧に応答した液晶分子では、全体としての配向に乱れが生じることになるため、十分な応答速度が得られにくくなる。この駆動電圧印加時における液晶分子全体としての配向の乱れは、特に、高い駆動電圧を印加した場合に顕著に生じる。また、参考例の液晶表示素子において、例えば上記した配向膜３２の配向剤料を用いて本実施の形態と同様に画素電極近傍の液晶分子に対してプレチルト処理を施したとしても、スリット近傍と画素電極の線状部分近傍とで液晶分子の倒れる動きが異なるため、そのプレチルトの傾き方向も任意の方向になりやすくなる。これによっても、十分な応答特性が得られにくくなる上、黒表示状態における液晶分子全体の配向の乱れの要因となるため、コントラストが低下する。
【０１２１】
これに対して、本実施の形態では、ＣＦ基板３０側に位置する液晶分子４１Ｂに対して配向膜３２がプレチルトθ２を付与している。これにより、液晶分子４１Ｂのプレチルトθ２の傾き方向は揃いやすくなるため、参考例と比較して、駆動電圧印加時および非駆動時における液晶分子４１全体としての配向の乱れが生じにくくなり、応答特性およびコントラストを向上させることができる。特に、液晶分子４１Ａに０°よりも大きなプレチルトを付与するよりも、液晶分子４１Ｂにプレチルトθ２を付与したほうが、液晶分子４１Ｂに対するアンカリング効果が強く発揮されやすくなるため、駆動電圧を印加したのち非駆動状態にした場合の液晶分子４１の応答速度（立ち下がりの応答速度）も速くなる。
【０１２２】
［（１−４）液晶表示素子の他の構成］
図９は本実施の形態に係る液晶表示素子の他の構成を表しており、図１に対応する断面を示している。図１０は図９中の画素電極（Ａ）および対向電極（Ｂ）の主要部の平面構成を模式的に表している。なお、図９は図１０（Ａ），（Ｂ）中のＩＸ−ＩＸ線に沿った断面に対応している。この液晶表示素子は、ＴＦＴ基板２０に設けられた画素電極２０ＢおよびＣＦ基板３０に設けられた対向電極３０Ｂの構成が異なることを除き、図１に示した液晶表示素子と同様の構成を有している。ここでは、画素電極２０Ｂにスリット２１が設けられているだけでなく、対向電極３０にもスリット３１が設けられている。
【０１２３】
図１０（Ａ）に示したように、画素電極２０Ｂには、各画素内において、ＴＦＴ基板２０の面内において斜め方向（長手方向に対して傾いた方向）に延在する複数のスリット２１が設けられている。複数のスリット２１のうち、一部のスリット２１の形成パターンはＶ字状であり、それ以外のスリット２１は、Ｖ字状のスリット２１に対して平行に配列されている。ただし、画素電極２０Ｂのうち、Ｖ字状のスリット２１の内側には、液晶分子４１の配向を制御するための窪み２２が設けられている。このように複数のスリット２１が設けられていることにより、上記したように、駆動電圧が印加されると電界に歪みが生じる。なお、スリット２１の幅Ｓやその数、または画素電極２０Ｂ（スリット２１が設けられていない部分）の幅Ｌなどは任意に設定可能である。中でも、幅Ｓは２μｍ以上１０μｍ以下であると共に、幅Ｌは３０μｍ以上１８０μｍ以下であることが好ましい。
【０１２４】
図１０（Ｂ）に示したように、対向電極３０Ｂには、各画素内において、ＣＦ基板３０の面内において斜め方向に延在する複数のスリット３１が設けられている。このスリット３１の形成パターン（スリット３１の幅Ｓを含む）は、例えば、画素電極２０Ｂに設けられているスリット２１の形成パターンと同様である。これに伴い、配向膜３２は、ＣＦ基板３０の液晶層４０側の表面に、対向電極３０Ｂおよびスリット３１を覆うように設けられている。
【０１２５】
画素電極２０Ｂに設けられているスリット２１と対向電極３０Ｂに設けられているスリット３１との位置関係は、特に限定されない。すなわち、スリット２１，３１の位置は、図９および図１０に示したように、ＴＦＴ基板２０およびＣＦ基板３０の基板面内においてずれていてもよいし、一致していてもよい。スリット２１，３１が存在していれば、それらの位置関係によらず、電界に歪みが生じるからである。なお、スリット２１，３１の位置がずれているとは、スリット２１，３１同士が液晶層４０を介して対向していないことを意味している。一方、スリット２１，３１の位置が一致しているとは、スリット２１，３１同士が液相層４０を介して対向していることを意味している。
【０１２６】
中でも、図９および図１０に示したように、スリット２１，３１の位置はずれていることが好ましい。電界に歪みが生じやすくなるため、液晶分子４１の長軸方向に対して斜めの電場が付与されやすくなるからである。なお、図１０（Ａ）では、対向電極３０Ｂに設けられているスリット３１を破線で示していると共に、図１０（Ｂ）では、画素電極２０Ｂに設けられているスリット２１を破線で示している。図１０（Ａ），（Ｂ）において網掛けした領域は、画素電極２０Ｂ（スリット２１が設けられている部分）と対向電極３０Ｂ（スリット３１が設けられていない部分）とが重なっている領域を表している。
【０１２７】
なお、スリット２１，３１の位置が一致している場合には、スリット２１の幅Ｓとスリット３１の幅Ｓとが異なっていることが好ましい。画素電極２０Ｂおよび対向電極３０Ｂにおける端部（エッジ）同士の位置がずれるため、液晶分子４１に対して斜めの電場が付与されやすくなるからである。この場合には、スリット２１の幅Ｓがスリット３１の幅Ｓより広くてもよいし、その逆でもよいし、両者の態様が混在していてもよい。中でも、図１１に示したように、スリット２１，３１同士の幅Ｓの大小関係が交互に逆転していることが好ましい。液晶分子４１に対して斜めの電場が均等に付与されやすくなるからである。
【０１２８】
この液晶表示素子は、図１および図２に示した画素電極２０Ｂおよび対向電極３０Ｂに代えて、図９および図１０に示した画素電極２０Ｂおよび対向電極３０Ｂを用いることを除き、図１に示した液晶表示素子と同様に製造することができると共に、図７に示した液晶表示装置に適用することができる。
【０１２９】
この液晶表示素子および液晶表示装置では、ＴＦＴ基板２０は電界に歪みを発生させる構造として複数のスリット２１が設けられた画素電極２０Ｂを有し、ＣＦ基板３０は同様に複数のスリット３１が設けられた対向電極３０Ｂを有している。ＴＦＴ基板２０側に位置する液晶分子４１Ａは、ガラス基板２０Ａ，３０Ａに対して垂直方向に配向し、ＣＦ基板３０側に位置する液晶分子４１Ｂは、プレチルトθ２（θ２＞０°）を有している。これにより、画素電極２０Ｂだけに複数のスリット２１が設けられている場合と同様に、駆動電圧に対する応答速度が向上すると共に、黒表示状態における光の透過量が低減される。よって、応答特性を確保すると共にコントラストを向上させることができる。
【０１３０】
特に、画素電極２０Ｂに複数のスリット２１が設けられているだけでなく、対向電極３０Ｂにも複数のスリット３１が設けられているため、画素電極２０Ｂだけに複数のスリット２１が設けられている場合よりも、液晶分子４１に対して斜めの電場が付与されやすくなる。よって、応答特性をより向上させることができる。
【０１３１】
ここで説明した液晶表示素子および液晶表示装置に関する上記以外の作用および効果は、画素電極２０Ｂだけに複数のスリット２１が設けられている場合と同様である。
【０１３２】
次に、本発明の他の実施の形態および変形例を説明するが、上記第１の実施の形態と共通の構成要素については、同一の符号を付して説明は省略する。
【０１３３】
＜２．第２の実施の形態（他の液晶表示素子および液晶表示装置の例）＞
［（２−１）液晶表示素子の構成等］
図１２は本発明の第２の実施の形態に係る液晶表示素子の断面構成を模式的に表し、図１３は図１２に示した画素電極の平面構成を模式的に表している。なお、図１２は図１３中のＸＩＩ−ＸＩＩ線に沿った断面に対応している。図１４は図１３中のＸＩＶ−ＸＩＶ線に沿った断面において駆動電圧印加時における液晶層の電位分布を模式的に表している。本実施の形態では、ＴＦＴ基板５０に設けられた画素電極５０Ｂの構成が異なることを除き、上記した実施の形態と同様の構成を有している。
【０１３４】
ＴＦＴ基板５０は、ガラス基板５０ＡのＣＦ基板３０と対向する側の表面に、例えば、マトリクス状に複数の画素電極５０Ｂが画素１０ごとに配置されている。さらに、ＴＦＴ基板５０には、ＴＦＴ基板２０と同様に、複数の画素電極５０Ｂをそれぞれ駆動するためのＴＦＴスイッチング素子や、これらＴＦＴスイッチング素子に接続されるゲート線およびソース線等（図示せず）が設けられている。
【０１３５】
画素電極５０Ｂは、ガラス基板５０Ａ側から順に、各画素１０内においてほぼ全面に設けられた導電層５０Ｂ１と、所定のパターンで導電層５０Ｂ１を部分的に覆うように設けられた複数の突起５０Ｂ２とを有している。導電層５０Ｂ１はＩＴＯ等の透明性を有する導電材料により構成され、突起５０Ｂ２は１種あるいは２種以上の誘電体により構成されている。これにより、駆動電圧が印加されると、導電層５０Ｂ１の露出面（突起５０Ｂ２に覆われていない領域）において突起５０Ｂ２に覆われた領域よりも強い電界が発せられるため、画素電極５０Ｂ近傍では、ガラス基板５０Ａ面と平行方向において電位の強度に不均一な分布が生じて、電界に歪みが発生する。この電界の歪みによって液晶分子４１の長軸方向に対して斜めの電場が付与される。
【０１３６】
突起５０Ｂ２の形成パターンは、特に限定されるものではない。例えば、各突起５０Ｂ２の幅方向の断面形状は、三角形でもよいし、矩形でもよく、断面の輪郭が丸みを帯びていてもよい。また、例えば、各突起５０Ｂ２の平面形状は、直線状でもよいし、Ｖ字状でもよい。さらに、例えば、複数の突起５０Ｂ２がストライプ状や、導電層５０Ｂ１の中心からその表面に対して平行方向に向かって放射状に配置されていてもよい。図１３では、各突起５０Ｂ２は、その幅方向の断面形状が三角形であると共に、導電層５０Ｂ１の液晶層４０側の表面に平面形状がＶ字状に延在し、複数の突起５０Ｂ２それぞれが離間して所定の間隔Ｓ１０で配置されている。これにより、導電層５０Ｂ１の露出面の長手方向が異なる４つの領域が形成されため、駆動電圧印加時における液晶分子４１の配向が異なる領域が形成される。すなわち、画素電極５０Ｂによって発生される電界の歪みも、駆動電圧印加時における液晶分子４１の配向を規制することになる。
【０１３７】
突起５０Ｂ２の幅Ｌ１０および高さやその数、または突起５０Ｂ２の間隔（導電層５０Ｂ１の露出面の幅）Ｓ１０などは任意に設定可能である。中でも、突起５０Ｂ２の幅Ｌ１０は１μｍ以上２０μｍ以下であると共に、突起５０Ｂ２の間隔Ｓ１０は１μｍ以上２０μｍ以下であることが好ましい。これにより、駆動電圧が印加された場合、液晶分子４１全体が良好に配向するための斜め電場が付与されやすくなり、その上、突起５０Ｂ２の加工が容易になるため、十分な歩留まりを確保することができる。具体的には、幅Ｌ１０および間隔Ｓ１０が１μｍよりも狭いと、突起５０Ｂ２の形成が難しくなり、十分な歩留まりを確保することが難しくなる。一方、幅Ｌ１０および間隔Ｓ１０が２０μｍよりも広いと、駆動電圧を印加した場合に画素電極５０Ｂと対向電極３０Ｂとの間に良好な斜め電界が生じにくくなり、液晶分子４１全体の配向がわずかに乱れやすくなる。特に、幅Ｌ１０が２μｍ以上１０μｍ以下であると共に、間隔Ｓ１０は２μｍ以上１０μｍ以下であることが好ましく、幅Ｌ１０および間隔Ｓ１０は４μｍであることがより好ましい。十分な歩留まりが確保されるうえ、駆動電圧が印加された場合の液晶分子４１全体の配向がより良好になるからである。
【０１３８】
また、突起５０Ｂ２の高さは０．２μｍ以上１μｍ以下であることが好ましい。その範囲内において、より優れた応答特性およびコントラストが得られるからである。具体的には、突起５０Ｂ２の高さが０．２μｍ未満であると、０．２μｍ以上の場合と比較して、駆動電圧印加時において電界の歪みが十分に発生しにくくなり、応答特性が低下しやすくなる。また、突起５０Ｂ２の高さが１μｍ超であると、１μｍ以下の場合と比較して、配向膜２２の表面に大きな凹凸が生じやすくなり、液晶分子４１Ａのプレチルトθ１が０°よりも大きくなりやすくなるため、黒表示時の光の透過量が多くなるおそれがあり、コントラストが低下しやすくなる。
【０１３９】
突起５０Ｂ２は誘電体により構成されていてもよいが、突起５０Ｂ２が誘電体として機能すれば（すなわち、絶縁性を有していれば）、誘電体以外の物質を含んでいてもよい。突起５０Ｂ２に含まれる誘電体としては、例えば、無機系絶縁材料や有機系絶縁材料などが挙げられる。これらの材料は多孔質系（ポーラス系）であってもよいし、多孔質ではなくてもよい。無機系材料としては、例えば、以下の材料が挙げられる。酸化ケイ素（ＳｉＯ2 （比誘電率≒４〜５、耐熱温度＞１０００℃））、フッ素含有酸化ケイ素（ＳｉＯＦ：ＦＳＧ（比誘電率＝３．４〜３．６、耐熱温度＞７５０℃））、窒化ケイ素（Ｓｉ3 Ｎ4 （比誘電率≒６））、ホウケイ酸ガラス（ＳｉＯ2 −Ｂ2 Ｏ3 〜ＳｉＯＢ：ＢＳＧ（比誘電率＝３．５〜３．７））、Ｓｉ−Ｈ含有酸化ケイ素（ＨＳＱ（比誘電率＝２．８〜３．０または＜２．０、耐熱温度≒４００℃））あるいは多孔質シリカ（炭素を含む酸化ケイ素（比誘電率＜３．０））などである。有機系材料としては、例えば、以下の材料が挙げられる。カーボン含有酸化ケイ素（ＳｉＯＣ（比誘電率＝２．７〜２．９、耐熱温度≒７００℃））、メチル基含有酸化ケイ素（ＭＳＱ（比誘電率＝２．７〜２．９、耐熱温度≒７００℃））あるいは多孔質メチル基含有酸化ケイ素（多孔質ＭＳＱ（比誘電率＝２．４〜２．７））などの酸化ケイ素系材料や、ポリテトラフルオロエチレンなどのフッ素樹脂（比誘電率＝２．０〜２．４）、ポリイミド（比誘電率＝３．０〜３．５、耐熱温度≒４５０℃）、ポリアリルエーテル（比誘電率≒２．８、耐熱温度＞４００℃）あるいはパリレン系高分子（比誘電率＝２．７〜３．０、耐熱温度≒４００℃）などの有機ポリマー材料や、フッ素がドープされたアモルファスカーボン（比誘電率＜２．５）などである。また、誘電体は、フォトレジスト材料や印刷レジスト材料であってもよい。
【０１４０】
より具体的な誘電体としては、以下の材料が挙げられる。カーボン含有酸化ケイ素としては、例えば、日立化成工業株式会社製のＨＳＧ−Ｒ７（非誘電率＝２．８、耐熱温度＝６５０℃）、Applied Materials,Inc社製のＢｌａｃｋ Ｄｉａｍｏｎｄ（比誘電率＝２．４〜３．０、耐熱温度＝４５０℃）、日立開発株式会社製のｐ−ＭＴＥＳ（比誘電率＝３．２）、Novellus Systems,Inc社製のＣＯＲＡＬ（比誘電率＝２．４〜２．７、耐熱温度＝５００℃）あるいは日本エー・エス・エム株式会社製のＡｕｒｏｒａ（比誘電率＝２．７、耐熱温度＝４５０℃）などが挙げられる。メチル基含有酸化ケイ素としては、例えば、東京応化工業株式会社製のＯＣＤＴ−９（比誘電率＝２．７、耐熱温度＝６００℃）、ＪＳＲ株式会社製のＬＫＤ−Ｔ２００（比誘電率＝２．５〜２．７、耐熱温度＝４５０℃）、Honeywell Electronic Materials社製のＨＯＳＰ（比誘電率＝２．５、耐熱温度＝５５０℃）、日立化成工業株式会社製のＨＳＧ−ＲＺ２５（比誘電率＝２．５、耐熱温度＝６５０℃）、東京応化工業株式会社製のＯＣＬＴ−３１（比誘電率＝２．３、耐熱温度＝５００℃）あるいはＪＳＲ株式会社製のＬＫＤ−Ｔ４００（比誘電率＝２．０〜２．２、耐熱温度＝４５０℃）などが挙げられる。多孔質メチル基含有酸化ケイ素としては、例えば、日立化成工業株式会社製のＨＳＧ−６２１１Ｘ（比誘電率＝２．４、耐熱温度＝６５０℃）あるいはＨＳＧ−６２１０Ｘ（比誘電率＝２．１、耐熱温度＝６５０℃）、旭化成工業株式会社製のＡＬＣＡＰ−Ｓ、比誘電率＝１．８〜２．３、耐熱温度＝４５０℃）、東京応化工業株式会社製のＯＣＬＴ−７７（比誘電率＝１．９〜２．２、耐熱温度＝６００℃）または株式会社神戸製鋼所製のｓｉｌｉｃａ ａｅｒｏｇｅｌ（比誘電率＝１．１〜１．４）などが挙げられる。有機ポリマー材料としては、例えば、The Dow Chemical Co 社製のＳｉＬＫ（非誘電率＝２，７、耐熱温度＞４９０℃、絶縁破壊耐圧＝４．０〜５．０ＭＶ／Ｖｍ）あるいはHoneywell Electronic Materials社製のＦＬＡＲＥ（ポリアリルエーテル系材料、非誘電率＝２．８、耐熱温度＞４００℃）などが挙げられる。多孔質有機系材料としては、上記の他に、Air Productsand Chemicals,Inc 社製のＰｏｌｙＥＬＫ（比誘電率＜２、耐熱温度＝４９０℃）なども挙げられる。
【０１４１】
突起５０Ｂ２を構成する誘電体は、液晶分子４１全体における誘電率ε⊥よりも小さい誘電率を有しているものが好ましい。駆動電圧印加時において液晶分子４１の配向がより良好になり、より優れた応答特性が得られるからである。具体的には、誘電体の誘電率が液晶分子４１の誘電率ε⊥以上であると、駆動電圧印加時において液晶分子４１の配向に乱れが生じやすくなる。
【０１４２】
また、突起５０Ｂ２を構成する誘電体は、フォトレジスト材料や印刷レジスト材料であることが好ましい。製造工程を簡略化することができるからである。その上、セルギャップを確保するためのスペーサ突起物を一緒に形成することができるため、より製造工程を簡略化することができる。突起５０Ｂ２とスペーサ突起物とを一緒に形成する場合には、誘電体はポジ型感光性樹脂であることが望ましい。
【０１４３】
本実施の形態の液晶表示素子は、ＴＦＴ基板５０の形成方法が異なることを除き、第１の実施の形態の液晶表示素子と同様に製造することができると共に、液晶表示装置に適用することができる。
【０１４４】
ＴＦＴ基板５０を形成する場合には、まず、例えば、ガラス基板５０Ａの表面に、導電層５０Ｂ１を例えばマトリクス状に設ける。続いて、塗布法や熱ＣＶＤ（chemical vapor deposition ）法あるいはプラズマＣＶＤ法などにより、導電層５０Ｂ１を覆うように誘電体膜を形成する。次いで、誘電体膜上にフォトリソグラフィ法などにより所定のレジストパターンを形成したのち、そのレジストパターンをマスクとして、例えばイオンエッチングすることにより、誘電体膜を選択的に除去する。最後に、レジストパターンを除去することにより、複数の突起５０Ｂ２が形成され、ＴＦＴ基板５０が作製される。
【０１４５】
本実施の形態においても、第１の実施の形態と同様の要領で画素１０が選択される。選択された画素１０では、駆動電圧が印加されると、画素電極５０Ｂと対向電極３０Ｂとの間に、例えば図１４に示したように電位差が生じる。詳細には、画素電極５０Ｂ側では、導電層５０Ｂ１から発せられた電界が複数の突起５０Ｂ２によって、ガラス基板５０Ａ面に対して平行方向において電位の強度に不均一な分布が生じる。すなわち、画素電極５０Ｂ側では、導電層５０Ｂ１の液晶層側に設けられた突起５０Ｂ２が誘電体により構成されることによって電界に歪みが発生する。この基板面に対して平行方向における画素電極５０Ｂ側の電位の不均一な強度分布も、対向電極３０Ｂが画素電極５０Ｂと対向する領域全体に設けられているため、対向電極３０Ｂ側に近づくにつれて電位の強度分布の不均一性が小さくなり、対向電極３０Ｂ近傍では電位はほぼ均一に分布するようになっている。この画素電極５０Ｂ側の不均一な電位の分布によって、ガラス基板５０Ａ，３０Ａの面内方向に対して斜め方向の成分を含む電場が液晶層４０に印加されることになる。
【０１４６】
このような画素電極５０Ｂと対向電極３０Ｂとの間の電位差に応じて液晶層４０に含まれる液晶分子４１の配向状態が第１の実施の形態と同様に変化し、液晶表示素子への入射光が変調された射出光となり、その射出光に基づいて階調表現されることで、映像が表示される。
【０１４７】
本実施の形態の液晶表示素子および液晶表示装置では、ＴＦＴ基板５０は、電界に歪みを発生させる構造として導電層５０Ｂ１上に設けられた複数の突起５０Ｂ２を有する画素電極５０Ｂを備え、ＣＦ基板３０は、画素電極５０Ｂと対向する領域全体に設けられた対向電極３０Ｂを有している。ＴＦＴ基板５０側に位置する液晶分子４１Ａは、ガラス基板５０Ａ，３０Ａに対して垂直方向に配向している。ＣＦ基板３０側に位置する液晶分子４１Ｂは、プレチルトθ２（θ２＞０°）を有している。液晶分子４１Ｂがプレチルトθ２を有することにより、駆動電圧に対する応答速度が向上し、液晶分子４１Ａがガラス基板５０Ａ，３０Ａに対して垂直方向に配向していることにより、黒表示状態における光の透過量が低減される。よって、本実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様に、プレチルト処理が施されていない従来の液晶表示素子や、両基板の近傍に位置する液晶分子に対して０°よりも大きなプレチルトが付与されている他の従来の液晶表示素子と比較して、応答特性を確保すると共にコントラストを向上させることができる。本実施の形態における他の作用効果は、第１の実施の形態と同様である。
【０１４８】
なお、本実施の形態では、各突起５０Ｂ２は、その幅方向の断面形状が三角形であると共に、導電層５０Ｂ１の液晶層４０側の表面に平面形状がＶ字状に延在し、複数の突起５０Ｂ２それぞれが離間して所定の間隔Ｓ１０で配置されていたが、これに限られない。例えば、図１５（Ａ），（Ｂ）に示したように、各突起５０Ｂ３は、その幅方向の断面形状が矩形であると共に、導電層５０Ｂ１の液晶層４０側の表面に平面形状が直線状に延在し、複数の突起５０Ｂ３それぞれが離間して所定の間隔Ｓ１０でストライプ状に配置されていてもよい。この場合においても、本実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。なお、図１５（Ａ）は図１２に示した液晶表示素子の変形例の断面構成を模式的に表し、図１５（Ｂ）は図１５（Ａ）に示した画素電極の平面構成を模式的に表している。
【０１４９】
［（２−２）液晶表示素子の他の構成等］
図１６は本実施の形態に係る液晶表示素子の他の構成を表しており、図１２に対応する断面を示している。この液晶表示素子は、ＣＦ基板３０に代えてＣＦ基板８０を備えることを除き、図１２に示した液晶表示素子と同様の構成を有している。ここでは、ＣＦ基板８０は、ＴＦＴ基板５０と同様に、ガラス基板３０Ａ側から順に導電層８０Ｂ１および複数の突起８０Ｂ２を有している。
【０１５０】
ＣＦ基板８０が有する導電層８０Ｂ１および複数の突起８０Ｂ２は、それぞれＴＦＴ基板５０が有する導電層５０Ｂ１および複数の突起８０Ｂ２と同様の構成を有している。これにより、上記したように、駆動電圧が印加されると電界に歪みが発生するため、液晶分子４１の長軸方向に対して斜めの電場が付与される。なお、突起８０Ｂ２の形成パターンは、特に限定されないが、例えば、突起５０Ｂ２の形成パターンと同様（図１３に示したＶ字状）である。これに伴い、配向膜３２は、ＣＦ基板８０の液晶層４０側の表面に、導電層８０Ｂ１および複数の突起８０Ｂ２を覆うように設けられている。
【０１５１】
画素電極５０Ｂが有する複数の突起５０Ｂ２と対向電極８０Ｂが有する複数の突起８０Ｂ２との位置関係は、特に限定されない。すなわち、突起５０Ｂ２，８０Ｂ２の位置は、ＴＦＴ基板２０およびＣＦ基板３０の基板面内においてずれていてもよいし、一致していてもよい。突起５０Ｂ２，８０Ｂ２の位置関係によらず、電界に歪みが生じるからである。
【０１５２】
中でも、図１６に示したように、突起５０Ｂ２，８０Ｂ２の位置はずれていることが好ましい。上記した実施の形態においてスリット２１，３１の位置をずらした場合と同様に、電界に歪みが生じやすくなるため、液晶分子４１の長軸方向に対して斜めの電場が付与されやすくなるからである。
【０１５３】
この液晶表示素子は、図１２に示したＣＦ基板３０に代えて、図１６に示したＣＦ基板８０を用いることを除き、図１２に示した液晶表示素子と同様に製造することができると共に、図７に示した液晶表示装置に適用することができる。
【０１５４】
この液晶表示素子および液晶表示装置では、ＴＦＴ基板５０は、電界に歪みを発生させる構造として導電層５０Ｂ１上に設けられた複数の突起５０Ｂ２を有する画素電極５０Ｂを備えている。ＣＦ基板８０は、ＴＦＴ基板５０と同様に、導電層８０Ｂ１上に設けられた複数の突起８０Ｂ２を有する対向電極８０Ｂを備えている。ＴＦＴ基板８０側に位置する液晶分子４１Ａは、ガラス基板５０Ａ，３０Ａに対して垂直方向に配向している。ＣＦ基板３０側に位置する液晶分子４１Ｂは、プレチルトθ２（θ２＞０°）を有している。これにより、画素電極５０Ｂだけが導電層５０Ｂ１および複数の突起５０Ｂ２を有する場合と同様に、駆動電圧に対する応答速度が向上すると共に、黒表示状態における光の透過量が低減される。よって、応答特性を確保すると共にコントラストを向上させることができる。
【０１５５】
特に、画素電極５０Ｂが導電層５０Ｂ１および複数の突起５０Ｂ２を有するだけでなく、対向電極８０Ｂも導電層８０Ｂ１および複数の突起８０Ｂ２を有しているため、前者よりも後者において、液晶分子４１に対して斜めの電場が付与されやすくなる。よって、応答特性をより向上させることができる。
【０１５６】
ここで説明した液晶表示素子および液晶表示装置に関する上記以外の作用および効果は、画素電極５０Ｂだけが導電層５０Ｂ１および複数の突起５０Ｂ２を有する場合と同様である。
【０１５７】
＜３．変形例＞
（３−１．変形例１）
上記した第１および第２の実施の形態では、液晶分子４１Ａのプレチルトθ１が０°としたが、プレチルトθ１は、液晶分子４１Ｂのプレチルトθ２よりも小さくなっていればよい。この場合には、液晶表示素子は、例えば以下のように製造することができる。まず、上記したステップＳ１０１において、配向膜３２を形成する際に用いた配向剤料と同様の材料を用いて配向膜２２を形成する。次に、液晶層４０中に、例えば、紫外線吸収剤を含ませて封止する。続いて、画素電極２０Ｂ（５０Ｂ）と対向電極３０Ｂとの間に所定の電圧を印加してＴＦＴ基板２０（５０）側から紫外線を照射して配向膜２２中の配向処理前化合物を架橋させる。この際、液晶層４０中に、紫外線吸収剤が含まれていることにより、ＴＦＴ基板２０（５０）側から入射した紫外線は、液晶層４０中の紫外線吸収剤に吸収され、ＣＦ基板３０側にはほとんど到達しないこととなる。このため、配向膜２２中において配向処理後化合物が生成される。続いて、上記の所定の電圧とは、異なる電圧を画素電極２０Ｂ（５０Ｂ）と対向電極３０Ｂとの間に印加し、ＣＦ基板３０側から紫外線を照射して配向膜３２中の配向処理前化合物を反応させ、配向処理後化合物を形成する。これにより、ＴＦＴ基板２０（５０）側から紫外線を照射する場合に印加する電圧と、ＣＦ基板３０側から紫外線を照射する場合に印加する電圧とに応じて、配向膜２２，３２の近傍に位置する液晶分子４１Ａ，４１Ｂのプレチルトθ１，θ２を設定可能となる。よって、プレチルトθ１を０°よりも大きく、プレチルトθ２よりも小さくすることができる。この場合においても、プレチルト処理が施されていない場合や、両基板の近傍に位置する液晶分子に対して同じ大きさのプレチルトが付与されている場合や、プレチルトθ１がプレチルトθ２よりも大きい場合と比較して、応答特性を確保すると共にコントラストを向上させることができる。
【０１５８】
（３−２．変形例２）
また、第１および第２の実施の形態ならびに変形例１では、画素電極２０Ｂ（５０Ｂ）を有するＴＦＴ基板２０（５０）の対向基板として、カラーフィルタを有するＣＦ基板３０を用いたが、ＴＦＴ基板２０（５０）にＴＦＴスイッチング等と共にカラーフィルタを備えるようにし、対向基板をガラス基板３０Ａに対向電極３０Ｂを設けたものとしてもよい。これにより、対向電極３０Ｂを有する基板の形成工程が簡素化するため、製造コストを低く抑えることができる。また、配向膜３２中の配向処理前化合物を反応させて液晶分子４１Ｂに対してプレチルトθ２を付与する際に、対向電極３０Ｂを有する基板の側から紫外線を照射すれば、ＣＦ基板３０を用いた場合のカラーフィルタによる紫外線の吸収や、ＴＦＴ基板２０（５０）の外側から紫外線を照射した場合のＴＦＴスイッチング素子等による未照射領域の発生を抑えることができる。よって、配向膜３２中における未反応の架橋性官能基を少なくすることができるため、信頼性をさらに向上させることができる。
【０１５９】
（３−３．変形例３）
さらに、第１および第２の実施の形態ならびに変形例１，２では、主に、ポリイミド構造を含む主鎖を有する配向処理前化合物を含有する配向膜３２を用いた場合について説明したが、配向処理前化合物が有する主鎖は、ポリイミド構造を含むものに限定されるものではない。例えば、主鎖が、ポリシロキサン構造、ポリアクリレート構造、ポリメタクリレート構造、マレインイミド重合体構造、スチレン重合体構造、スチレン／マレインイミド重合体構造、ポリサカライド構造またはポリビニルアルコール構造などを含んでいてもよい。中でも、ポリシロキサン構造を含む主鎖を有する配向処理前化合物が好ましい。上記したポリイミド構造を含む高分子化合物と同様の効果が得られるからである。ポリシロキサン構造を含む主鎖を有する配向処理前化合物としては、例えば、式（９）で表されるポリシラン構造を含む高分子化合物が挙げられる。式（９）中で説明したＲ４０およびＲ４１は、炭素を含んで構成された１価の基であれば任意であるが、Ｒ４０およびＲ４１のうちのいずれか一方に、側鎖としての架橋性官能基を含んでいることが好ましい。配向処理後化合物において、十分な配向規制能が得られ易いからである。この場合における架橋性官能基としては、上記した式（２）に示した基などが挙げられる。
【０１６０】
【化３９】
（Ｒ４０およびＲ４１は１価の有機基である。ｍ１は１以上の整数である。）
【実施例】
【０１６１】
以下、本発明の具体的な実施例について説明する。
【０１６２】
（実施例１）
以下の手順により、図１に示した液晶表示素子を作製した。
【０１６３】
まず、ＴＦＴ基板２０およびＣＦ基板３０を用意した。ＴＦＴ基板２０としては、厚さ０．７ｍｍのガラス基板２０Ａの一面側に、スリット２１の幅１０μｍ、線状部分２０Ｂ２の幅１０μｍのスリットパターンを有するＩＴＯからなる画素電極２０Ｂが形成されたものを用いた。また、ＣＦ基板３０としては、カラーフィルタが形成された厚さ０．７ｍｍのガラス基板３０Ａのカラーフィルタ上に、ＩＴＯからなる対向電極３０Ｂが形成されたものを用いた。続いて、ＴＦＴ基板２０の上に３．５μｍのスペーサ突起物を形成した。
【０１６４】
続いて、ＴＦＴ基板２０の画素電極２０Ｂ側の表面に、スピンコーターを用いて垂直配向剤を含む配向材料（ＪＳＲ株式会社製ＡＬ１Ｈ６５９）を塗布したのち、塗布膜を８０℃のホットプレートで８０秒間乾燥させた。続いて、ＴＦＴ基板２０を、窒素雰囲気下２００℃のオーブンで１時間加熱した。これにより、配向膜２２を形成した。
【０１６５】
また、配向膜３２を形成した。この場合、まず、配向剤料を調製した。最初にジアミン化合物である、式（Ｄ−６）に示した架橋性官能基を有する化合物と式（Ｆ−１）に示した化合物と、式（Ｅ−２）に示したテトラカルボン酸二無水物とをモル比（式（Ｄ−６）：式（Ｆ−１）：式（Ｅ−１））で２５：２５：５０となるようにＮ−メチル−２−ピロリドンに溶解させた。続いて、この溶液を６０℃で６時間反応させたのち、反応後の溶液に対して、大過剰の純水を注いで反応生成物を沈殿させた。続いて、沈殿した固形物を分離したのち、純水で洗浄し、減圧下４０℃で１５時間乾燥させ、これにより高分子化合物前駆体であるポリアミック酸が合成された。最後に、得られたポリアミック酸をＮ−メチル−２−ピロリドンに溶解させたのち、ポリアミック酸溶液を０．２μｍのフィルタでろ過した。
【０１６６】
【化４０】
【０１６７】
続いて、ＣＦ基板３０の対向電極３０Ｂ側の表面に、スピンコーターを用いて調整した配向材料を塗布したのち、塗布膜を乾燥および加熱することにより、配向膜３２を形成した。この場合、塗布膜の乾燥条件および加熱条件は、配向膜２２を形成する際の条件と同様にした。
【０１６８】
次に、ＣＦ基板３０上の画素部周縁に紫外線硬化樹脂を塗布することによりシールを形成し、これに囲まれた部分に、ネガ型液晶であるＭＬＣ−７０２９（メルク社製：ε⊥＝７．２，ε／／＝３．６）からなる液晶材料を滴下注入した。こののち、画素電極２０Ｂと対向電極３０Ｂとが対向するようにＴＦＴ基板２０とＣＦ基板３０とを貼り合わせ、シールを硬化させた。続いて、１２０℃のオーブンで１時間加熱し、シールを完全に硬化させた。これにより、液晶層４０が封止され、液晶セルが完成した。
【０１６９】
次に、液晶セルに対して、実行値電圧２０Ｖの矩形波の交流電界（６０Ｈｚ）を印加した状態で、ＴＦＴ基板２０の外側から波長３００ｎｍの紫外光を２０ｍＷ／ｃｍ2 で照射し、配向膜３２中の配向処理前化合物を反応させた。これによりＣＦ基板３０上に配向処理後化合物を含む配向膜３２を形成した。以上により、ＴＦＴ基板２０側の液晶分子４１Ａが基板面に対して垂直配向（プレチルトθ１＝０°）すると共に、ＣＦ基板３０側の液晶分子４１Ｂがプレチルトθ２を有する図１に示した液晶表示素子が完成した。最後に、液晶表示素子の外側に、吸収軸が直交するように一対の偏光板を貼り付けた。
【０１７０】
ここで、完成した液晶表示素子についてチルト角測定装置（株式会社大塚電子製；ＲＥＴＳ−１００）を用いて、プレチルトθ１，θ２を測定したところ、θ１＝０°，θ２＝１±０．３°であった。
【０１７１】
（実施例２）
液晶セルに対して矩形波の交流電界を印加する際に、実行値電圧を４０Ｖにしたことを除き、実施例１と同様の手順を経た。この液晶表示素子についても実施例１と同様にプレチルトθ１，θ２を測定したところ、θ１＝０°，θ２＝１．５±０．３°であった。
【０１７２】
（比較例１）
配向膜２２を形成する際に上記の架橋性官能基を有する高分子化合物前駆体を含む配向剤料を用いると共に、配向膜３２を形成する際に上記の垂直配向剤を含む配向剤料を用いたことを除き、実施例１と同様の手順を経た。この液晶表示素子についても実施例１と同様にプレチルトθ１，θ２を測定したところ、θ１＝１±０．３°，θ２＝０°であった。
【０１７３】
（比較例２）
液晶セルに対して矩形波の交流電界を印加する際に、実行値電圧を４０Ｖにしたことを除き、比較例１と同様の手順を経た。この液晶表示素子についても実施例１と同様にプレチルトθ１，θ２を測定したところ、θ１＝１．５±０．３°，θ２＝０°であった。
【０１７４】
（比較例３）
配向膜２２を形成する際に、垂直配向剤を含む配向材料に代えて、上記の架橋性官能基を有する高分子化合物前駆体を含む配向剤料を用いたことを除き、実施例１と同様の手順を経た。この液晶表示素子についても実施例１と同様にプレチルトθ１，θ２を測定したところ、いずれも１±０．３°（＝θ１＝θ２）であった。
【０１７５】
（比較例４）
液晶セルに対して矩形波の交流電界を印加する際に、実行値電圧を４０Ｖにしたことを除き、比較例３と同様の手順を経た。この液晶表示素子についても実施例１と同様にプレチルトθ１，θ２を測定したところ、いずれも１．５±０．３°（＝θ１＝θ２）であった。
【０１７６】
これらの実施例１，２および比較例１〜４の液晶表示素子について、駆動電圧に対する応答時間およびコントラストを測定した。応答時間の結果を図１７、コントラストの結果を図１８に示す。
【０１７７】
応答時間を測定する際には、測定装置としてＬＣＤ５２００（大塚電子株式会社製）を用いて、画素電極２０Ｂと対向電極３０Ｂとの間に、駆動電圧（４Ｖ〜７．５Ｖ）を印加し、輝度１０％からその駆動電圧に応じた階調の９０％の輝度となるまでの時間を測定した。
【０１７８】
コントラストを測定する際には、暗室内にて、液晶表示素子のＴＦＴ基板２０の外側から白色光を照射し、駆動電圧無印加時および駆動電圧７．５Ｖ印加時におけるＣＦ基板３０側に射出される光の輝度を測定した。これにより、コントラスト＝（駆動電圧無印加時の輝度（暗状態））／（駆動電圧７．５Ｖ印加時の輝度（明状態））を算出した。輝度を測定する際には、測定装置としてＣＳ−２０００（コニカミノルタ株式会社製）を用いた。
【０１７９】
図１７および図１８に示したように、実施例１，２では、比較例１，２と比較して、６．５Ｖ以上の駆動電圧に対する応答時間が著しく短くなり、コントラストは高くなった。また、実施例１，２では、比較例３，４と比較して駆動電圧に対する応答時間がほぼ同等であったが、コントラストは著しく高くなった。
【０１８０】
これらの結果は、複数のスリット２１が設けられた画素電極２０Ｂを有するＴＦＴ基板２０と、スリットが形成されていない対向電極３０Ｂ（ベタ電極）を有するＣＦ基板３０とを備えたＶＡモードの液晶表示素子において、以下のことを表している。すなわち、ＴＦＴ基板２０側の液晶分子４１Ａが基板面に対して垂直配向（プレチルトθ１＝０°）すると共に、ＣＦ基板３０側の液晶分子４１Ｂがプレチルトθ２（＞０°）を有することにより、プレチルトθ１，θ２が０°よりも大きい同じ角度を有する場合と比較して、非駆動状態（黒表示時）において、光の透過率を低減することができる。また、プレチルトθ１が０°よりも大きく、プレチルトθ２が０°である場合と比較して、駆動電圧印加時および黒表示時における液晶分子４１全体としての配向の乱れを抑制することができる。
【０１８１】
このことから、本実施例のＶＡモードの液晶表示素子では、ＴＦＴ基板２０側の液晶分子４１Ａが基板面に対して垂直配向（プレチルトθ１＝０°）すると共に、ＣＦ基板３０側の液晶分子４１Ｂがプレチルトθ２（＞０°）を有することにより、プレチルトθ２の大きさに依存することなく、応答特性を確保すると共にコントラストを向上させることができることが確認された。
【０１８２】
（実施例３）
ＴＦＴ基板２０に代えてＴＦＴ基板５０を用いたことを除き、実施例１と同様の手順により、図１５に示した液晶表示素子を作製したのち、液晶表示素子の外側に、吸収軸が直交するように一対の偏光板を貼り付けた。ＴＦＴ基板５０を作製する場合には、厚さ０．７ｍｍガラス基板５０Ａの一面側に、マトリックス状にＩＴＯからなる導電層５０Ｂ１を形成した。続いて、導電層５０Ｂ１上に、誘電体であるシプレイ社製のフォトレジストＳ１８０８（誘電率＝約４）を用いて、厚さ０．２μｍ、幅Ｌ１０＝４μｍの突起５０Ｂ３を間隔Ｓ１０＝４μｍでストライプ状に形成した。
【０１８３】
この液晶表示素子についても実施例１と同様にプレチルトθ１，θ２を測定したところ、θ１＝０°，θ２＝１±０．３°であった。
【０１８４】
（実施例４）
液晶セルに対して矩形波の交流電界を印加する際に、実行値電圧を４０Ｖにしたことを除き、実施例３と同様の手順を経た。この液晶表示素子についても実施例３と同様にプレチルトθ１，θ２を測定したところ、θ１＝０°，θ２＝１．５±０．３°であった。
【０１８５】
（比較例５）
配向膜２２を形成する際に上記の架橋性官能基を有する高分子化合物前駆体を含む配向剤料を用いると共に、配向膜３２を形成する際に上記の垂直配向剤を含む配向剤料を用いたことを除き、実施例３と同様の手順を経た。この液晶表示素子についても実施例３と同様にプレチルトθ１，θ２を測定したところ、θ１＝１±０．３°，θ２＝０°であった。
【０１８６】
（比較例６）
液晶セルに対して矩形波の交流電界を印加する際に、実行値電圧を４０Ｖにしたことを除き、比較例５と同様の手順を経た。この液晶表示素子についても実施例３と同様にプレチルトθ１，θ２を測定したところ、θ１＝１．５±０．３°，θ２＝０°であった。
【０１８７】
これらの実施例３，４および比較例５，６の液晶表示素子について、７．５Ｖの駆動電圧を印加した際の応答時間を実施例１，２と同様に測定したところ、図１９に示した結果を得た。
【０１８８】
図１９に示したように、実施例３，４では、比較例５，６と比較して、７．５Ｖの駆動電圧に対する応答時間が著しく短くなった。この結果は、電界に歪みを発生させる構造として複数の突起５０Ｂ３が設けられた画素電極５０Ｂを有する液晶表示素子においても、複数のスリット２１が設けられた画素電極２０Ｂを有する液晶表示素子と同様の特性が得られることを表している。
【０１８９】
このことから、本実施例のＶＡモードの液晶表示素子では、ＴＦＴ基板５０側の液晶分子４１Ａが基板面に対して垂直配向（プレチルトθ１＝０°）すると共に、ＣＦ基板３０側の液晶分子４１Ｂがプレチルトθ２（＞０°）を有することにより、プレチルトθ２の大きさに依存することなく、応答特性を確保すると共にコントラストを向上させることができることが確認された。
【０１９０】
（実施例５〜９）
突起５０Ｂ３を構成する誘電体として表１に示した誘電率を有するものを用いたことを除き、実施例３と同様の手順を経た。この場合、誘電体としては、フォトレジスト材料である、ＪＳＲ株式会社製ＬＫＤ−Ｔ４００（実施例５）、日立開発株式会社製ｐ−ＭＴＥＳ（実施例６）あるいはシプレイ社製Ｓ１８０８（実施例７）を用いた。また、無機系材料である酸化ケイ素（ＳｉＯ2 ）（実施例８）あるいは窒化ケイ素（Ｓｉ3 Ｎ4 ）（実施例９）を用いた。なお、実施例８，９では、導電層５０Ｂ１上に、プラズマＣＶＤ法（ＳｉＨ4 −ＮＨ3 系；実施例８）あるいは熱ＣＶＤ法（ＳｉＨ4 −ＮＨ3 系；実施例９）により誘電体膜を形成したのち、エッチングして実施例３と同様の突起５０Ｂ３をパターン形成した。
【０１９１】
これらの実施例５〜９の液晶表示素子について、駆動電圧印加時の液晶の配向を評価したところ、表１に示した結果を得た。液晶の配向を評価する際には、駆動電圧を０Ｖから５Ｖおよび７Ｖまでゆっくり上昇させて、液晶の配向を観察し、画素内の配向不良に起因する暗線がほとんど観察されなかった場合には「ＡＡ」、その暗線がごくわずかに観察された場合には「Ａ」、その暗線がわずかに観察された場合には「Ｂ」として評価した。
【０１９２】
【表１】
【０１９３】
表１に示したように、液晶分子４１全体における誘電率ε⊥よりも小さい誘電率の誘電体を用いて突起５０Ｂ３を形成した実施例５〜９では、駆動電圧印加時の液晶分子４１の配向が良好であった。中でも、実施例５〜８では、実施例９よりも、液晶分子４１の配向が良好であった。
【０１９４】
このことから、本実施例のＶＡモードの液晶表示素子では、突起５０Ｂ３を構成する誘電体が液晶分子４１全体における誘電率ε⊥よりも小さい誘電率を有することにより、より優れた液晶の配向性が得られることから、優れた応答特性が得られることが確認された。
【０１９５】
（実施例１０）
以下の手順により、図９に示した液晶表示素子を作製した。
【０１９６】
まず、ＴＦＴ基板２０およびＣＦ基板３０を用意した。ＴＦＴ基板２０としては、厚さ０．７ｍｍのガラス基板２０Ａの一面側に、スリット２１の幅およびピッチがそれぞれ５μｍおよび６５μｍであるスリットパターンを有するＩＴＯからなる画素電極２０Ｂ（スリット２１が設けられていない部分の幅６０μｍ）が形成されたものを用いた。また、ＣＦ基板３０としては、カラーフィルタが形成された厚さ０．７ｍｍのガラス基板３０Ａのカラーフィルタ上に、スリット３１の幅およびピッチがそれぞれ５μｍおよび６５μｍであるスリットパターンを有するＩＴＯからなる対向電極３０Ｂ（スリット３１が設けられていない部分の幅６０μｍ）が形成されたものを用いた。続いて、ＴＦＴ基板２０の上に３．５μｍのスペーサ突起物を形成した。
【０１９７】
続いて、ＴＦＴ基板２０の画素電極２０Ｂ側の表面に、スピンコーターを用いて垂直配向剤を含む配向材料（ＪＳＲ株式会社製ＡＬ１Ｈ６５９）を塗布したのち、塗布膜を８０℃のホットプレートで８０秒間乾燥させた。続いて、ＴＦＴ基板２０を、窒素雰囲気下２００℃のオーブンで１時間加熱した。これにより、配向膜２２を形成した。
【０１９８】
また、配向膜３２を形成した。この場合、まず、配向剤料を調製した。最初にジアミン化合物である、式（Ａ−６）に示した架橋性官能基を有する化合物と、式（Ｂ−４）に示した垂直配向有機構造部を有する化合物と、式（Ｅ−２）に示したテトラカルボン酸二無水物と、式（Ｆ−１）に示した化合物とをモル比（式（Ａ−６）：式（Ｂ−４）：式（Ｅ−２）：式（Ｆ−１））で２５：５：５０：２０となるようにＮ−メチル−２−ピロリドンに溶解させた。続いて、この溶液を６０℃で６時間反応させたのち、反応後の溶液に対して、大過剰の純水を注いで反応生成物を沈殿させた。続いて、沈殿した固形物を分離したのち、純水で洗浄し、減圧下４０℃で１５時間乾燥させ、これにより高分子化合物前駆体であるポリアミック酸が合成された。最後に、得られたポリアミック酸をＮ−メチル−２−ピロリドンに溶解させたのち（固形分濃度３重量％）、ポリアミック酸溶液を０．２μｍのフィルタでろ過した。
【０１９９】
続いて、ＣＦ基板３０の対向電極３０Ｂ側の表面に、スピンコーターを用いて調整した配向材料を塗布したのち、塗布膜を乾燥および加熱することにより、配向膜３２を形成した。この場合、塗布膜の乾燥条件および加熱条件は、配向膜２２を形成する際の条件と同様にした。
【０２００】
次に、ＣＦ基板３０上の画素部周縁に紫外線硬化樹脂を塗布することによりシールを形成し、これに囲まれた部分に、ネガ型液晶であるＭＬＣ−７０２９（メルク社製：ε⊥＝７．２，ε／／＝３．６）からなる液晶材料を滴下注入した。こののち、画素電極２０Ｂと対向電極３０Ｂとが対向するようにＴＦＴ基板２０とＣＦ基板３０とを貼り合わせ、シールを硬化させた。続いて、１２０℃のオーブンで１時間加熱し、シールを完全に硬化させた。これにより、液晶層４０が封止され、液晶セルが完成した。
【０２０１】
次に、液晶セルに対して、実行値電圧１０Ｖの矩形波の交流電界（６０Ｈｚ）を印加した状態で、ＴＦＴ基板２０の外側から波長３６５ｎｍの紫外光を５００ｍＪで照射し、配向膜３２中の配向処理前化合物を反応させた。これによりＣＦ基板３０上に配向処理後化合物を含む配向膜３２を形成した。以上により、ＴＦＴ基板２０側の液晶分子４１Ａが基板面に対して垂直配向（プレチルトθ１＝０°）すると共に、ＣＦ基板３０側の液晶分子４１Ｂがプレチルトθ２を有する図９に示した液晶表示素子が完成した。最後に、液晶表示素子の外側に、吸収軸が直交するように一対の偏光板を貼り付けた。
【０２０２】
ここで、完成した液晶表示素子についてチルト角測定装置（株式会社大塚電子製；ＲＥＴＳ−１００）を用いて、プレチルトθ１，θ２を測定したところ、θ１＝０°，θ２＝１±０．３°であった。
【０２０３】
（実施例１１）
液晶セルに対して矩形波の交流電界を印加する際に、実行値電圧を２０Ｖにしたことを除き、実施例１０と同様の手順を経た。この液晶表示素子についても実施例１０と同様にプレチルトθ１，θ２を測定したところ、θ１＝０°，θ２＝１．５±０．３°であった。
【０２０４】
（実施例１２）
液晶セルに対して矩形波の交流電界を印加する際に、実行値電圧を３０Ｖにしたことを除き、実施例１０と同様の手順を経た。この液晶表示素子についても実施例１０と同様にプレチルトθ１，θ２を測定したところ、θ１＝０°，θ２＝２．５±０．３°であった。
【０２０５】
（比較例７）
配向膜２２を形成する際に、垂直配向剤を含む配向材料に代えて、上記の架橋性官能基を有する高分子化合物前駆体を含む配向剤料を用いたことを除き、実施例１０と同様の手順を経た。この液晶表示素子についても実施例１０と同様にプレチルトθ１，θ２を測定したところ、いずれも１±０．３°（＝θ１＝θ２）であった。
【０２０６】
（比較例８）
液晶セルに対して矩形波の交流電界を印加する際に、実行値電圧を２０Ｖにしたことを除き、比較例７と同様の手順を経た。この液晶表示素子についても実施例１０と同様にプレチルトθ１，θ２を測定したところ、いずれも１．５±０．３°（＝θ１＝θ２）であった。
【０２０７】
（比較例９）
液晶セルに対して矩形波の交流電界を印加する際に、実行値電圧を３０Ｖにしたことを除き、比較例７と同様の手順を経た。この液晶表示素子についても実施例１０と同様にプレチルトθ１，θ２を測定したところ、いずれも２．５±０．３°（＝θ１＝θ２）であった。
【０２０８】
（実施例１３〜１５）
配向膜３２の形成材料を変更したことを除き、実施例１０〜１２と同様の手順を経た。配向膜３２を形成する場合には、式（Ａ−２０）に示した架橋性官能基を有する化合物と、式（Ｂ−４）に示した垂直配向有機構造部を有する化合物と、式（Ｃ−１）に示した化合物と、式（Ｅ−２）に示したテトラカルボン酸二無水物と、式（Ｆ−１）に示した化合物とをモル比（式（Ａ−２０）：式（Ｂ−４）：式（Ｃ−１）：式（Ｅ−２）：式（Ｆ−１））で１５：５：１０：５０：２０となるようにＮ−メチル−２−ピロリドンに溶解させた。これ以外の手順は、実施例１０〜１２と同様である。プレチルトθ１，θ２を測定したところ、実施例１３ではθ１＝０°，θ２＝１±０．３°、実施例１４ではθ１＝０°，θ２＝１．６±０．３°、実施例１５ではθ１＝０°，θ２＝２．７±０．３°であった。
【０２０９】
（比較例１０〜１２）
実施例１３〜１５と同様の配向膜３２を形成したことを除き、比較例７〜９と同様の手順を経た。プレチルトθ１，θ２を測定したところ、比較例１０ではθ１＝θ２＝１±０．３°、比較例１１ではθ１＝θ２＝１．６±０．３°、比較例１２ではθ１＝θ２＝２．７±０．３°であった。
【０２１０】
これらの実施例１０〜１５および比較例７〜１２の液晶表示素子について、駆動電圧に対する応答時間（立ち上がり応答時間および立ち下がり応答時間）およびコントラストを測定した。立ち上がり応答時間の結果を図２１、立ち下がり応答時間の結果を図２２、コントラストの結果を図２３に示す。応答時間およびコントラストの測定方法は、実施例１〜９および比較例１〜６と同様である。なお、実施例１〜４および比較例１〜６において測定した応答時間は、立ち上がり応答時間と立ち下がり応答時間との和である。
【０２１１】
図２１〜図２３に示したように、実施例１０〜１５では、比較例７〜１２と比較して、立ち上がり応答時間がほぼ維持されたまま立ち下がり応答時間が著しく短くなると共に、コントラストが高くなった。
【０２１２】
これらの結果は、画素電極２０Ｂに複数のスリット２１が設けられていると共に対向電極３０Ｂに複数のスリット３１が設けられている場合においても、画素電極２０Ｂだけに複数のスリット２１が設けられている場合と同様の利点が得られることを表している。すなわち、ＴＦＴ基板２０側の液晶分子４１Ａが基板面に対して垂直配向（プレチルトθ１＝０°）すると共に、ＣＦ基板３０側の液晶分子４１Ｂがプレチルトθ２（＞０°）を有することにより、非駆動状態（黒表示時）において光の透過率を低減することができると共に、駆動電圧印加時および黒表示時における液晶分子４１全体としての配向の乱れを抑制することができる。よって、応答特性を確保すると共にコントラストを向上させることができることが確認された。
【０２１３】
以上、実施の形態、その変形例および実施例を挙げて本発明を説明したが、本発明はこれらの実施の形態等に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、上記実施の形態等では透過型の液晶表示素子およびそれを搭載した液晶表示装置について説明するようにしたが、本発明では必ずしもこれに限られるものではなく、例えば、反射型のものとしてもよい。反射型とした場合には、画素電極がアルミニウムなどの光反射性を有する電極材料により構成される。
【符号の説明】
【０２１４】
１…電圧印加手段、１０…画素、２０，５０…ＴＦＴ基板、３０…ＣＦ基板、２０Ａ，３０Ａ，５０Ａ…ガラス基板、２０Ｂ，５０Ｂ，８０Ｂ…画素電極、２０Ｂ１…基部、２０Ｂ２…線状部分、３０Ｂ…対向電極、２１，３１…スリット、２２，３２…配向膜、４０…液晶層、４１（４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ）…液晶分子、５０Ｂ１，８０Ｂ１…導電層、５０Ｂ２，５０Ｂ３，８０Ｂ２…突起、６０…表示領域、６１…ソースドライバ、６２…ゲートドライバ、６３…タイミングコントローラ、６４…電源回路、７１…ソース線、７２…ゲート線。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＶＡモードで表示を行う液晶表示素子およびこの液晶表示素子を備えた液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶テレビやノート型パソコン、カーナビゲーション等の表示モニタとして、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ；Liquid Crystal Display）が多く用いられている。液晶ディスプレイは、そのパネル基板間での分子配列によって様々な表示モード（方式）に分類され、例えば、電圧をかけない状態での液晶分子がねじれて配向してなるＴＮ（Twisted Nematic ；ねじれネマティック）モードがよく知られている。このＴＮモードでは、液晶分子が正の誘電率異方性、すなわち分子の長軸方向の誘電率が短軸方向に比べて大きい性質を有しており、基板の面に対して平行な面内において液晶分子の配向方位を順次回転させつつ、基板の面に垂直な方向に整列させた構造となっている。
【０００３】
この一方で、電圧をかけない状態での液晶分子が、基板の面に対して垂直に配向してなるＶＡ（Vertical Alignment）モードに対する注目が高まっている。垂直配向型のＶＡモードでは、液晶分子が負の誘電率異方性、すなわち分子の長軸方向の誘電率が短軸方向に比べて小さい性質を有しており、ＴＮモードに比べて広視野角を実現できる。
【０００４】
このようなＶＡモードの液晶ディスプレイでは、電圧が印加されると、基板に対して垂直に配向していた液晶分子が、負の誘電率異方性により、基板に対して平行な方向に倒れる（起き上がる）ように応答して、光を透過させる構成となっている。ところが、基板に対して垂直方向に配向した液晶分子の倒れる方向は任意であるため、電圧印加により液晶分子の配向が乱れ、電圧に対する応答特性を悪化させる要因となっていた。
【０００５】
そこで、電圧に応答して倒れる方向の規制手段として、基板の対向面側に所定の構造を有するポリマーを形成し、液晶分子を基板と垂直な方向から特定の方向に傾けて配向させる（いわゆるプレチルトを付与する）技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。このような構成により、電圧印加時の液晶分子の倒れる方向を予め定めておくことができ、電圧に対する応答特性を向上させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−１７７４０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１の構成では、駆動していない（黒表示）状態においても液晶分子が基板法線に対して僅かに傾いて配向しているので、電圧に対する応答速度が改善される一方で、黒表示の際に僅かに光を透過してしまい、コントラストが低下するという問題がある。このため、電圧に対する応答速度を良好に維持しつつ、コントラストを向上させることのできる液晶表示素子の実現が望まれている。
【０００８】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、応答特性を確保すると共にコントラストを向上させることのできる液晶表示素子および液晶表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の液晶表示素子は、第１電極を有する第１基板と、負の誘電率異方性を示す液晶分子を含む液晶層と、液晶層を介して第１基板と対向すると共に、第１電極と対向する第２電極を有する第２基板とを備え、第１電極だけ、あるいは、第１および第２電極の双方に、電界に歪みを発生させる構造が設けられ、第２基板の側に位置する液晶分子は、第１基板の側に位置する液晶分子よりも大きなプレチルトを有し、ＶＡモードで表示を行うものである。また、本発明の液晶表示装置は、上記した本発明の液晶表示素子と同様の素子を用いたものである。
【００１０】
なお、「電界に歪みを発生させる構造」とは、両電極間に電圧が印加されると、その構造が設けられた電極の少なくとも近傍において、基板面に対して平行方向において電位強度の不均一な分布が生じることにより、歪んだ電界を発生させるもののことをいう。また、「プレチルト」とは、液晶層に対して電場を印加していない状態において、基板の法線に対する液晶分子の基準となる軸方向の角度のことをいう。
【００１１】
本発明の液晶表示素子あるいは液晶表示装置では、第１電極だけ、あるいは、第１および第２電極の双方に、電界に歪みを発生させる構造が設けられている。これにより、両電極の間に駆動電圧が印加されると、第１基板側だけ、あるいは、第１および第２基板側の双方において、その基板面に対して平行方向に電位の不均一な分布が発生して電界に歪みが生じる。この結果、基板面に対して斜め方向の成分を含む電場が液晶層に印加されることになる。この際、液晶層では、少なくとも第２基板の側に位置する液晶分子が０°より大きなプレチルトを有するため、駆動電圧に対する液晶分子の応答速度が向上する。また、液晶層において、第１基板の側に位置する液晶分子は、第２基板の側に位置する液晶分子よりも小さなプレチルトを有するため、非駆動状態（黒表示状態）における光の透過量が低減される。
【００１２】
本発明の液晶表示素子では、第１電極だけ、あるいは、第１および第２電極の双方に、複数のスリットが設けられていてもよい。または、第１電極だけ、あるいは、第１および第２電極の双方は、導電体層と、その導電体層の液晶層側の面に設けられると共に誘電体により構成された複数の突起とを有していてもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の液晶表示素子あるいは液晶表示装置によれば、第１電極だけ、あるいは、第１および第２電極の双方に、電界に歪みを発生させる構造が設けられている。また、第２基板の側に位置する液晶分子は、第１基板の側に位置する液晶分子よりも大きなプレチルトを有している。これにより、例えば、双方の基板の側に位置する液晶分子のプレチルトが０°の場合や、双方の基板の側に位置する液晶分子のプレチルトが０°よりも大きくかつ同じ大きさの場合と比較して、応答特性を確保すると共にコントラストを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明における第１の実施の形態に係る液晶表示素子の断面模式図である。
【図２】図１に示した画素電極の平面構成を表す模式図である。
【図３】液晶分子のプレチルトを説明するための模式図である。
【図４】図１に示した液晶表示素子の製造方法を説明するためのフローチャートである。
【図５】図１に示した液晶表示素子の製造方法を説明するための断面模式図である。
【図６】図５に続く工程を説明するための断面模式図である。
【図７】図１に示した液晶表示素子を備えた液晶表示装置の回路構成図である。
【図８】図２のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿った断面において液晶層に生じる電位の分布を表す模式図である。
【図９】第１の実施の形態における液晶表示素子の他の断面模式図である。
【図１０】図９に示した画素電極および対向電極の平面構成を表す模式図である。
【図１１】図９の他の構成例に係る液晶表示素子の断面模式図である。
【図１２】第２の実施の形態に係る液晶表示素子の断面構成図である。
【図１３】図１２に示した画素電極の平面構成を表す模式図である。
【図１４】図１３のＸＩＶ−ＸＩＶ線に沿った断面において液晶層に生じる電位の分布を表す模式図である。
【図１５】図１２の他の構成例に係る液晶表示素子の断面模式図（Ａ）およびその画素電極の平面模式図（Ｂ）である。
【図１６】第２の実施の形態における液晶表示素子の他の断面模式図である。
【図１７】実施例１，２および比較例１〜４における印加電圧と応答時間との関係を表した特性図である。
【図１８】実施例１，２および比較例１〜４におけるコントラストを表した特性図である。
【図１９】実施例３，４および比較例５，６における応答時間を表した特性図である。
【図２０】従来の液晶表示素子におけるスリット電極近傍の液晶分子の動きを説明するための斜視図である。
【図２１】実施例１０〜１５および比較例７〜１２における印加電圧と立ち上がり応答時間との関係を表す特性図である。
【図２２】実施例１０〜１５および比較例７〜１２における印加電圧と立ち下がり応答時間との関係を表す特性図である。
【図２３】実施例１０〜１５および比較例７〜１２における印加電圧とコントラストとの関係を表す特性図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．第１の実施の形態（ＶＡモードの液晶表示素子および液晶表示装置の一例）
（１−１）液晶表示素子の構成
（１−２）液晶表示素子の製造方法
（１−３）液晶表示装置の構成
（１−４）液晶表示素子の他の構成等
２．第２の実施の形態（他の液晶表示素子および液晶表示装置の例）
（２−１）液晶表示素子の構成等
（２−２）液晶表示素子の他の構成等
３．変形例
【００１６】
＜１．第１の実施の形態（ＶＡモードの液晶表示素子および液晶表示装置の一例）＞
［（１−１）液晶表示素子の構成］
図１は本発明の第１の実施の形態に係る液晶表示素子の断面を模式的に表し、図２は図１中の画素電極の平面構成を模式的に表している。なお、図１は図２中のＩ−Ｉ線に沿った断面に対応している。この液晶表示素子の表示モードは垂直配向（ＶＡ）モードである。この液晶表示素子は、複数の画素１０を有し、ＴＦＴ（Thin Film Transistor；薄膜トランジスタ）基板２０とＣＦ（Color Filter；カラーフィルタ）基板３０との間に、配向膜２２，３２を介して液晶分子４１を含む液晶層４０が設けられたものである。この液晶表示素子はいわゆる透過型であり、図１では、駆動電圧が印加されていない非駆動状態を表している。
【００１７】
ＴＦＴ基板２０は、ガラス基板２０ＡのＣＦ基板３０と対向する側の表面に、例えば、マトリクス状に複数の画素電極２０Ｂが画素１０ごとに配置されたものである。さらに、ＴＦＴ基板２０には、複数の画素電極２０Ｂをそれぞれ駆動するためのＴＦＴスイッチング素子や、これらＴＦＴスイッチング素子に接続されるゲート線およびソース線等（図示せず）が設けられている。
【００１８】
画素電極２０Ｂは、例えばＩＴＯ（インジウム錫酸化物）等の透明性を有する材料により構成されている。図２に示したように、画素電極２０Ｂには、各画素内において、所定のパターンで複数のスリット２１（電極の形成されない部分）が液晶層４０に対して印加される電界に歪みを発生させる構造として設けられている。複数のスリット２１により、画素電極２０Ｂは、基部２０Ｂ１と、基部２０Ｂ１と一端が接続すると共にＴＦＴ基板２０の面内方向に向かって延在する複数の線状部分２０Ｂ２とからなり、いわゆる魚の骨状の構造を有している。このように複数のスリット２１が設けられていることにより、駆動電圧が印加されると、基部２０Ｂ１および線状部分２０Ｂ２からのみ電界が発せられるため、後述するようにガラス基板２０Ａ面に対して平行方向において電位の不均一な分布が発生して電界（電場）に歪みが生じる。これによって、液晶分子４１の長軸方向に対して斜めの電場が付与され、画素１０内に配向方向の異なる領域が形成（配向分割）されるため、視野角特性が向上する。すなわち、画素電極２０Ｂによって発生される電界の歪みが、駆動電圧印加時における液晶分子４１の配向を規制することになる。なお、図２の画素電極２０Ｂでは、基部２０Ｂ１によって分割された４つの領域で駆動電圧印加時における液晶分子４１の配向方位が異なるようになる。
【００１９】
スリット２１の形成パターンとしては、例えば、ストライプ状やＶ字状など任意であり、画素電極２０Ｂに設けられたスリット２１の幅Ｓやその数、または線状部分２０Ｂ２の幅Ｌなどは任意に設定可能である。中でも、スリット２１の幅Ｓは１μｍ以上２０μｍ以下であると共に、線状部分２０Ｂ２の幅Ｌは１μｍ以上２０μｍ以下であることが好ましい。これにより、駆動電圧が印加された場合、液晶分子４１全体が良好に配向するための斜め電場が付与されやすくなり、その上、画素電極２０Ｂの加工が容易になるため、十分な歩留まりを確保することができる。具体的には、幅Ｓおよび幅Ｌが１μｍよりも狭いと、画素電極２０Ｂの形成が難しくなり、十分な歩留まりを確保することが難しくなる。一方、幅Ｓおよび幅Ｌが２０μｍよりも広いと、駆動電圧を印加した場合に画素電極２０Ｂと対向電極３０Ｂとの間に良好な斜め電界が生じにくくなり、液晶分子４１全体の配向がわずかに乱れやすくなる。特に、幅Ｓが２μｍ以上１０μｍ以下であると共に、幅Ｌは２μｍ以上１０μｍ以下であることが好ましく、幅Ｓおよび幅Ｌが４μｍであることがより好ましい。十分な歩留まりが確保されるうえ、駆動電圧が印加された場合の液晶分子４１全体の配向がより良好になるからである。
【００２０】
ＣＦ基板３０は、ガラス基板３０ＡのＴＦＴ基板２０と対向する側の表面に、例えば、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のフィルタがストライプ状に設けられたカラーフィルタ（図示せず）と、有効表示領域のほぼ全面に亘って対向電極３０Ｂとが配置されたものである。すなわち、対向電極３０Ｂは、ＣＦ基板３０の画素電極２０Ｂ（スリット２１の形成領域を含む）と対向する領域全体に設けられている。このため、駆動電圧が印加されると、液晶層４０の対向電極３０Ｂ近傍では、電位がほぼ均一に分布して発生するため、電界にほとんど歪みが生じにくくなっている。対向電極３０Ｂは、画素電極２０Ｂと同様に、例えばＩＴＯ等の透明性を有する材料により構成されている。
【００２１】
配向膜２２は、ＴＦＴ基板２０の液晶層４０側の表面に画素電極２０Ｂおよびスリット２１を覆うように設けられている。配向膜３２は、ＣＦ基板３０の液晶層４０側の表面に対向電極３０Ｂを覆うように設けられている。これらの配向膜２２，３２は、液晶分子４１の配向を規制するものであり、これにより液晶分子４１は、全体として、その長軸方向（ダイレクタ）がガラス基板２０Ａ，３０Ａに対してほぼ垂直になるように配向している。
【００２２】
配向膜２２は、その近傍の液晶分子４１（４１Ａ）を基板面に対して垂直方向に配向させるようになっている。すなわち、配向膜２２は、垂直配向膜であり、垂直配向剤により構成されている。この垂直配向剤としては、例えば、ポリイミドやポリシロキサンなどの高分子化合物が挙げられ、これらの高分子化合物は、例えば、後述するように、液晶分子４１を基板面に対して垂直方向に配向させるための構造（以下、垂直配向誘起構造部という）を含んでいる。なお、ここでの「垂直方向」とは、基板面に対して、わずかに傾斜した方向を含むことを排除するものではなく、基板面に対して９０°の方向の他に、概ね垂直方向あるいはほぼ垂直方向という意味を含んでいる。
【００２３】
配向膜３２も、配向膜２２と同様に液晶分子４１の配向を規制するものであり、ここでは、その近傍の液晶分子４１（４１Ｂ）に対して０°よりも大きいプレチルトを付与する機能を有している。配向膜３２は、架橋性官能基、重合性官能基あるいは感光性官能基（以下、架橋性官能基等ともいう。）を有する高分子化合物がそれらの官能基を介して反応（架橋、重合あるいは感光）したもの（以下、配向処理後化合物という）の１種あるいは２種以上を含んでいる。ここで、架橋性官能基とは、架橋構造（橋かけ構造）を形成することが可能な基を意味し、より具体的には、例えば、二量化することが可能な基である。重合性官能基とは、２つ以上の官能基が逐次重合することが可能な基を意味する。感光性官能基とは、エネルギー線を吸収することが可能な基を意味し、そのエネルギー線は、例えば、紫外線、Ｘ線あるいは電子線などである。配向処理後化合物は、主鎖および側鎖を有する高分子化合物の１種あるいは２種以上を含む状態で配向膜３２を形成したのち、液晶層４０を設け、次いで電場または磁場を印加しながら側鎖に含まれる架橋性官能基等を反応（架橋等）させることにより生成されたものである。このように生成された配向処理後化合物が配向膜３２中に含まれることにより、配向膜３２近傍の液晶分子４１（４１Ｂ）に対して０°よりも大きいプレチルトを付与できるため、応答速度が向上し、表示特性が向上する。
【００２４】
反応（架橋、重合あるいは感光）する前の主鎖および側鎖を有する高分子化合物、すなわち架橋性官能基、重合性官能基あるいは感光性官能基を有する高分子化合物（以下、配向処理前化合物という）としては、主鎖として耐熱性が高い構造を含むものが好ましい。これにより、液晶表示素子では、高温環境下に曝されても、配向膜３２中の配向処理後化合物が液晶分子４１に対する配向規制能を維持するため、コントラストなどの表示特性や応答特性が良好に維持され、信頼性が確保される。このため、主鎖としては、繰り返し単位中にイミド結合を含むものが好ましい。主鎖中にイミド結合を含む配向処理前化合物としては、例えば、式（１）で表されるポリイミド構造を含む高分子化合物が挙げられる。式（１）に示したポリイミド構造を含む高分子化合物では、式（１）に示したポリイミド構造のうちの１種から構成されていてもよいし、複数種がランダムに連結して含まれていてもよいし、式（１）に示した構造の他に、他の構造を含んでいてもよい。
【００２５】
【化１】
（Ｒ１は４価の有機基であり、Ｒ２は２価の有機基である。ｎ１は１以上の整数である。）
【００２６】
式（１）中で説明したＲ１およびＲ２は、炭素を含んで構成された４価あるいは２価の基であれば任意であるが、Ｒ１およびＲ２のうちのいずれか一方に、側鎖としての架橋性官能基あるいは重合性官能基を含んでいることが好ましい。配向処理後化合物において、十分な配向規制能が得られ易いからである。
【００２７】
また、配向処理前化合物では、側鎖は、主鎖に複数結合しており、その複数の側鎖のうちの少なくとも１つが架橋性官能基あるいは重合性官能基を含んでいれば任意である。すなわち、配向処理前化合物は、架橋性等を有する側鎖の他に、架橋性等を示さない側鎖を含んでいてもよい。架橋性官能基等を含む側鎖は、１種であってもよいし、複数種であってもよい。架橋性官能基あるいは重合性官能基は、液晶層４０を形成したのちに、架橋反応あるいは重合反応が可能な官能基であれば任意であり、光反応によって架橋構造等を形成する基であってもよいし、熱反応によって架橋構造等を形成する基であってもよい。中でも、光反応によって架橋構造等を形成する、光反応性の架橋性官能基等が好ましい。液晶分子４１の配向を所定の方向に規制し易く、良好な表示特性を有する液晶表示素子の製造を容易にするからである。
【００２８】
光反応性の架橋性官能基は、感光性を有する感光基であり、例えば、光二量化感光基である。この光反応性の架橋性官能基としては、例えば、カルコン、シンナメート、シンナモイル、クマリン、マレイミド、ベンゾフェノン、ノルボルネンあるいはオリザノールのうちのいずれか１種の構造を含む基が挙げられる。これらのうち、カルコン、シンナメートあるいはシンナモイルの構造を含む基としては、例えば式（２）で表される基が挙げられる。式（２）に示した基を含む側鎖を有する配向処理前化合物が架橋すると、例えば、式（３）に示した構造が形成される。すなわち、式（２）に示した基を含む高分子化合物から生成された配向処理後化合物は、シクロブタン骨格を有する式（３）に示した構造を含む。なお、例えば、マレイミドなどの光反応性の架橋性官能基は、場合によっては、光二量化反応だけでなく、重合反応も示す。このため、配向処理後化合物について、架橋性官能基あるいは重合性官能基を有する高分子化合物が架橋等した化合物であることを説明している。
【００２９】
【化２】
（Ｒ３は芳香族環を含む２価の基であり、Ｒ４は環構造を含む１価の基であり、Ｒ５は水素基、またはアルキル基あるいはその誘導体である。）
【００３０】
【化３】
（Ｒ３は芳香族環を含む２価の基であり、Ｒ４は環構造を含む１価の基であり、Ｒ５は水素基、またはアルキル基あるいはその誘導体である。）
【００３１】
式（２）中で説明したＲ３は、ベンゼン環などの芳香族環を含む２価の基であれば任意であり、芳香族環の他に、カルボニル基、エーテル結合、エステル結合あるいは炭化水素基を含んでいてもよい。また、式（２）中で説明したＲ４は、環構造を含む１価の基であれば任意であり、環構造の他に、カルボニル基、エーテル結合、エステル結合、炭化水素基あるいはハロゲン基などを含んでいてもよい。Ｒ４が有する環構造としては、骨格を構成する元素として炭素を含む環であれば任意であり、その環構造としては、例えば、芳香族環、複素環あるいは脂肪族環、またはそれらの連結あるいは縮合した環構造などが挙げられる。式（２）中で説明したＲ５は、水素基、またはアルキル基あるいはその誘導体であれば任意である。ここでの「誘導体」とは、アルキル基が有する水素基の一部あるいは全部がハロゲン基などの置換基により置換された基のことをいう。また、Ｒ５として導入されるアルキル基としては、その炭素数は任意である。Ｒ５としては、水素基あるいはメチル基が好ましい。良好な架橋反応性が得られるからである。
【００３２】
式（３）中で説明したＲ３同士は互いに同一であってもよいし、異なっていてもよい。このことは式（３）中のＲ４同士およびＲ５同士についても同様である。式（３）中のＲ３、Ｒ４およびＲ５としては、例えば、上記した式（２）中のＲ３、Ｒ４およびＲ５と同様のものが挙げられる。
【００３３】
式（２）に示した基としては、例えば、式（２−１）〜式（２−３１）で表される基が挙げられる。なお、式（２）に示した構造を有する基であれば、式（２−１）〜式（２−３１）に示した基に限定されない。
【００３４】
【化４】
【００３５】
【化５】
【００３６】
【化６】
【００３７】
【化７】
【００３８】
配向処理前化合物は、垂直配向誘起構造部を含んでいることが好ましい。配向膜３２が配向処理後化合物とは別に垂直配向誘起構造部を有する化合物（いわゆる通常の垂直配向剤）を含まなくても液晶分子４１全体としての配向を規制可能になるからである。その上、垂直配向誘起構造部を有する化合物を別に含む場合よりも、液晶層４０に対する配向規制機能をより均一に発揮できる配向膜３２が形成され易いからである。垂直配向誘起構造部は、配向処理前化合物においては、主鎖に含まれていてもよいし、側鎖に含まれていてもよく、双方に含まれていてもよい。また、配向処理前化合物が上記した式（１）に示したポリイミド構造を含む場合には、Ｒ２として垂直配向誘起構造部を含む構造（繰り返し単位）と、Ｒ２として架橋性官能基を含む構造（繰り返し単位）との２種の構造を含んでいることが好ましい。容易に入手可能であるからである。なお、垂直配向誘起構造部は、配向処理前化合物に含まれていれば、配向処理後化合物においても含まれている。
【００３９】
垂直配向誘起構造部としては、例えば、炭素数１０以上のアルキル基、炭素数１０以上のハロゲン化アルキル基、炭素数１０以上のアルコキシ基、炭素数１０以上のハロゲン化アルコキシ基あるいは環構造を含む有機基などが挙げられる。具体的には、垂直配向誘起構造部を含む構造としては、例えば、式（４−１）〜式（４−６）で表される構造などが挙げられる。
【００４０】
【化８】
（Ｙ１は炭素数１０以上のアルキル基、炭素数１０以上のアルコキシ基あるいは環構造を含む１価の有機基である。Ｙ２〜Ｙ１５は水素基、炭素数１０以上のアルキル基、炭素数１０以上のアルコキシ基あるいは環構造を含む１価の有機基であり、Ｙ２およびＹ３のうちの少なくとも一方、Ｙ４〜Ｙ６のうちの少なくとも１つ、Ｙ７およびＹ８のうちの少なくとも一方、Ｙ９〜Ｙ１２のうちの少なくとも１つ、およびＹ１３〜Ｙ１５のうちの少なくとも１つは、炭素数１０以上のアルキル基、炭素数１０以上のアルコキシ基あるいは環構造を含む１価の有機基である。ただし、Ｙ１１およびＹ１２は結合して環構造を形成してもよい。）
【００４１】
また、垂直配向誘起構造部としての環構造を含む１価の有機基としては、例えば、式（５−１）〜式（５−２３）で表される基などが挙げられる。垂直配向誘起構造部としての環構造を含む２価の有機基としては、例えば、式（６−１）〜式（６−７）で表される基などが挙げられる。
【００４２】
【化９】
（ａ１〜ａ３は０以上２１以下の整数である。）
【００４３】
【化１０】
【００４４】
【化１１】
（ａ１は０以上２１以下の整数である。）
【００４５】
【化１２】
【００４６】
なお、垂直配向誘起構造部は、液晶分子４１を基板面に対して垂直方向に配列させるように機能する構造を含んでいれば、上記した基に限定されない。
【００４７】
配向処理前化合物は、架橋性官能基あるいは重合性官能基の他に、更に式（７）で表される基を有していることが好ましい。式（７）に示した基は液晶分子４１に対して沿うように動くことができるため、配向処理前化合物が架橋等する際に、式（７）に示した基が液晶分子４１の配向方向に沿った状態で架橋性官能基等と一緒に固定されるからである。この固定された式（７）に示した基により、液晶分子４１の配向を所定の方向により規制しやすくなるため、良好な表示特性を有する液晶表示素子の製造をより容易にすることができる。
【００４８】
−Ｒ１１−Ｒ１２−Ｒ１３ ・・・・・・（７）
（Ｒ１１は、炭素数が１以上であると共にエーテル基あるいはエステル基を含む直鎖状または分岐状の２価の有機基であり、配向処理前化合物あるいは配向処理後化合物の主鎖に結合している。または、Ｒ１１は、エーテル、エステル、エーテルエステル、アセタール、ケタール、ヘミアセタールおよびヘミケタールのうちの少なくとも１種の結合基であり、配向処理前化合物あるいは配向処理後化合物の主鎖に結合している。Ｒ１２は複数の環構造を含む２価の有機基であり、その環構造を構成する原子のうちの１つはＲ１１に結合している。Ｒ１３は水素基、ハロゲン基、アルキル基、アルコキシル基あるいはカーボネート基を有する１価の基またはそれらの誘導体である。）
【００４９】
式（７）中のＲ１１は、Ｒ１２およびＲ１３を主鎖に固定すると共にＲ１２およびＲ１３が液晶分子４１に沿うように自由に動きやすくするためのスペーサ部分として機能するための部位であり、Ｒ１１としては、例えば、アルキレン基などが挙げられる。このアルキレン基は、途中の炭素原子間にエーテル結合を有していてもよく、そのエーテル結合を有する箇所は、１箇所でもよいし、２箇所以上でもよい。また、Ｒ１１は、カルボニル基またはカーボネート基を有していてもよい。Ｒ１１の炭素数は、６以上であることがより好ましい。式（７）に示した基が液晶分子４１と相互作用するため、その液晶分子４１に対して沿いやすくなるからである。この炭素数は、Ｒ１１の長さが液晶分子４１の末端鎖の長さとほぼ同等となるように決定されることが好ましい。式（７）中のＲ１２は、一般的なネマティック液晶分子に含まれる環構造（コア部位）に沿う部分である。Ｒ１２としては、例えば、１，４−フェニレン基、１，４−シクロヘキシレン基、ピリミジン−２，５−ジイル基、１，６−ナフタレン基、ステロイド骨格を有する２価の基またはそれらの誘導体などのように、液晶分子に含まれる環構造と同様の基あるいは骨格が挙げられる。ここでの「誘導体」とは、上記した一連の基に１または２以上の置換基が導入された基である。式（７）中のＲ１３は、液晶分子の末端鎖に沿う部分であり、Ｒ１３としては、例えば、アルキレン基またはハロゲン化アルキレン基などが挙げられる。ただし、ハロゲン化アルキレン基では、アルキレン基のうちの少なくとも１つの水素基がハロゲン基に置換されていればよく、そのハロゲン基の種類は、任意である。アルキレン基またはハロゲン化アルキレン基は、途中の炭素原子間にエーテル結合を有していてもよく、そのエーテル結合を有する箇所は、１箇所でもよいし、２箇所以上でもよい。また、Ｒ１３は、カルボニル基またはカーボネート基を有していてもよい。Ｒ１３の炭素数は、Ｒ１１と同様の理由により、６以上であることがより好ましい。
【００５０】
具体的には、式（７）に示した基としては、例えば、式（７−１）〜式（７−１２）で表される１価の基などが挙げられる。
【００５１】
【化１３】
【００５２】
【化１４】
【００５３】
なお、式（７）に示した基は、液晶分子４１に対して沿うように動くことができれば、上記した基に限定されない。
【００５４】
また、上記した架橋性官能基は、式（８）で表される基でもよい。架橋する部位の他に、液晶分子４１に沿う部位と自由に動くことができる部位とを有するため、架橋性官能基の液晶分子４１に対して沿う部位が液晶分子４１により沿った状態で固定できるからである。これにより、液晶分子４１の配向を所定の方向により規制しやすくなるため、良好な表示特性を有する液晶表示素子の製造をより容易にすることができる。
【００５５】
−Ｒ２１−Ｒ２２−Ｒ２３−Ｒ２４ ・・・・・・（８）
（Ｒ２１は、炭素数が１以上２０以下、好ましくは３以上１２以下であると共にエーテル基あるいはエステル基を含む直鎖状または分岐状の２価の有機基であり、配向処理前化合物あるいは配向処理後化合物の主鎖に結合している。または、Ｒ２１は、エーテル、エステル、エーテルエステル、アセタール、ケタール、ヘミアセタールおよびヘミケタールのうちの少なくとも１種の結合基であり、配向処理前化合物あるいは配向処理後化合物の主鎖に結合している。Ｒ２２はカルコン、シンナメート、シンナモイル、クマリン、マレイミド、ベンゾフェノン、ノルボルネン、オリザノール、キトサン、アクリロイル、メタクリロイル、ビニル、エポキシおよびオキセタンのうちのいずれか１種の構造を含む２価の基、またはエチニレン基である。Ｒ２３は複数の環構造を含む２価の有機基である。Ｒ２４は水素基、ハロゲン基、アルキル基、アルコキシル基あるいはカーボネート基を有する１価の基またはそれらの誘導体である。）
【００５６】
式（８）中のＲ２１は、自由に動くことができる構造部であり、そのＲ２１としては、例えば、式（７）中のＲ１１について説明した基が挙げられる。式（８）に示した基では、Ｒ２１を軸としてＲ２２〜Ｒ２４が動きやすいため、Ｒ２３およびＲ２４が液晶分子４１に対して沿いやすくなっている。Ｒ２１の炭素数は、６以上１０以下であることがより好ましい。この炭素数は、Ｒ２１の長さが液晶分子４１の末端鎖の長さとほぼ同等となるように決定されることが好ましい。式（８）中のＲ２２は、架橋性官能基を有する構造部である。この架橋性官能基は、上記したように、光反応によって架橋構造を形成する基であってもよいし、熱反応によって架橋構造を形成する基であってもよい。式（８）中のＲ２３は、液晶分子４１のコア部位に対して沿うことができる構造部であり、そのＲ２３としては、例えば、式（７）中のＲ１２について説明した基などが挙げられる。式（８）中のＲ２４は、液晶分子４１の末端鎖に沿う部位であり、そのＲ２４としては、例えば、式（７）中のＲ１３について説明した基などが挙げられる。
【００５７】
具体的には、式（８）に示した基としては、例えば、式（８−１）〜式（８−１１）で表される１価の基などが挙げられる。
【００５８】
【化１５】
（ｎは３以上２０以下の整数である。）
【００５９】
【化１６】
【００６０】
なお、式（８）に示した基は、上記した４つの構造部（Ｒ２１〜Ｒ２４）を有していれば、上記した基に限定されない。
【００６１】
配向処理後化合物は、未反応の架橋性官能基等を含んでいてもよいが、駆動中に反応した場合に液晶分子４１の配向を乱すおそれがあるため、未反応の架橋性官能基等は、少ないほうが好ましい。配向処理後化合物が未反応の架橋性官能基等を含んでいるか否かは、例えば、液晶表示素子を解体して、配向膜３２を透過型または反射型のＦＴ−ＩＲ（フーリエ変換赤外分光光度計）で分析することにより確認することができる。具体的には、まず、液晶表示素子を解体し、配向膜３２の表面を有機溶媒等により洗浄する。こののち、配向膜３２をＦＴ−ＩＲで分析することによって、例えば、式（２）中に示した架橋構造等を形成する二重結合が配向膜３２中に残留していれば、その二重結合に由来する吸収スペクトルが得られることとなり、確認することができる。
【００６２】
また、配向膜３２は、上記した配向処理後化合物の他に、他の垂直配向剤を含んでいてもよい。他の垂直配向剤としては、垂直配向誘起構造部を有するポリイミドや、垂直配向誘起構造部を有するポリシロキサン等の配向膜２２を構成する垂直配向剤と同じものなどが挙げられる。
【００６３】
液晶層４０は、垂直配向型の液晶分子４１を含んでいる。液晶分子４１は、例えば、互いに直交する長軸および短軸をそれぞれ中心軸として回転対称な形状をなし、負の誘電率異方性を示すものである。なお、誘電率異方性（Δε）は、Δε＝ε／／−ε⊥で求められる。ε／／とは、液晶分子４１の長軸方向の誘電率であり、ε⊥とは、液晶分子４１の短軸方向の誘電率である。
【００６４】
液晶分子４１は、配向膜２２との界面近傍において、配向膜２２に保持された液晶分子４１Ａと、配向膜３２との界面近傍において配向膜３２に保持された液晶分子４１Ｂと、それら以外の液晶分子４１Ｃとに分類することができる。液晶分子４１Ｃは、液晶層４０の厚み方向における中間領域に位置し、駆動電圧がオフの状態において、液晶分子４１Ｃの長軸方向（ダイレクタ）がガラス基板２０Ａ，３０Ａに対してほぼ垂直になるように配列している。ここで駆動電圧がオンになると、液晶分子４１Ｃのダイレクタがガラス基板２０Ａ，３０Ａに対して平行になるように傾いて配向する。このような挙動は、液晶分子４１Ｃにおいて、長軸方向の誘電率ε／／が短軸方向の誘電率ε⊥よりも小さいという性質を有することに起因している。液晶分子４１Ａ，４１Ｂも同様の性質を有することから、駆動電圧のオン・オフの状態変化に応じて基本的には液晶分子４１Ｃと同様の挙動を示す。ただし、駆動電圧がオフの状態において、液晶分子４１Ａは配向膜２２によって、そのダイレクタがガラス基板２０Ａ，３０Ａの法線方向と同じ方向を向いた姿勢をとる。すなわち、液晶分子４１Ａは配向膜２２によってプレチルトθ１が０°となっている。その一方で、液晶分子４１Ｂは、駆動電圧がオフの状態において配向膜３２によって０°よりも大きなプレチルトθ２が付与される。これにより、液晶分子４１Ｂは、画素電極２０Ｂの中心から外側に基部２０Ｂ１および線状部分２０Ｂ２の延在方向に向かって、そのダイレクタがガラス基板２０Ａ，３０Ａの法線方向から傾斜した姿勢となる。なお、ここでいう「保持される」とは、配向膜２２，３２と液晶分子４１Ａ，４１Ｂとが固着せずに、液晶分子４１の配向を規制していることを表している。また、「プレチルトθ（θ１，θ２）」とは、図３に示したように、ガラス基板２０Ａ，３０Ａの表面に垂直な方向（法線方向）をＺとした場合に、駆動電圧がオフの状態で、Ｚ方向に対する液晶分子４１（４１Ａ〜４１Ｃ）のダイレクタＤの角度をいい、その角度は０°を含むものとする。
【００６５】
すなわち、液晶層４０では、液晶分子４１Ｂのプレチルトθ２は液晶分子４１Ａのプレチルトθ１よりも大きくなっており、ここではプレチルトθ１が０°、プレチルトθ２が０°よりも大きな値を有している。これにより、プレチルトθ１，θ２の双方が０°である場合や、プレチルトθ１が０°よりも大きく、かつプレチルトθ２が０°である場合よりも、駆動電圧の印加に対する応答速度が向上すると共に、プレチルトθ１，θ２の双方が０°である場合とほぼ同等のコントラストが得られる。その上、プレチルトθ１，θ２の双方が０°よりも大きい角度（θ１，θ２＞０°）の場合と同等の応答速度が得られる。よって、応答特性が向上しつつ、黒表示の際の光の透過量が低減するため、コントラストを向上させることができる。この場合、プレチルトθ２は、０°よりも大きく１０°以下であることがより望ましい。十分な応答特性が得られると共に、コントラストがより向上するからである。中でも、プレチルトθ２は１°以上４°以下であることが好ましい。これにより、優れた応答特性が確保されると共に、特にコントラストが向上する。具体的には、プレチルトθ２が上記の範囲内であることにより、プレチルトθ２が１°未満の場合よりも、駆動電圧を印加した際の液晶分子４１の応答速度（駆動状態にした際の応答速度＝立ち上がりの応答速度）が速くなる。また、プレチルトθ２が４°超の場合よりも駆動電圧を印加したのち非駆動状態にした際の液晶分子４１の応答速度（立ち下がりの応答速度）が速くなり、その上、黒表示の際の光の透過量がより低減する。
【００６６】
［（１−２）液晶表示素子の製造方法］
次に、上記の液晶表示素子の製造方法について、図４に表したフローチャートと共に、図５，図６に表した断面模式図を参照して説明する。なお、図５，図６では、簡略化のため、画素１０の一部についてのみ示す。
【００６７】
最初に、ＴＦＴ基板２０の表面に配向膜２２を形成すると共に、ＣＦ基板３０の表面に配向膜３２を形成する（ステップＳ１０１）。
【００６８】
具体的には、まず、ガラス基板２０Ａの表面に、所定のスリット２１のパターンが形成された画素電極２０Ｂを例えばマトリクス状に設けることにより、ＴＦＴ基板２０を作製する。続いて、画素電極２０Ｂおよびスリット２１を覆うように、溶剤に溶解あるいは分散させた垂直配向剤を含む配向剤料をＴＦＴ基板２０に塗布あるいは印刷したのち、加熱処理をする。これにより、塗布あるいは印刷された配向材料に含まれる溶剤が蒸発し、配向膜２２が形成される。こののち、必要に応じて、ラビングなどの処理を施してもよい。
【００６９】
また、カラーフィルタが形成されたガラス基板３０Ａのカラーフィルタ上に対向電極３０Ｂを設けることにより、ＣＦ基板３０を作製する。続いて、例えば、配向処理前化合物、または配向処理前化合物となる高分子化合物前駆体と、溶剤と、必要に応じて垂直配向剤とを混合することにより、液状の配向材料を調製する。
【００７０】
高分子化合物前駆体としては、例えば、架橋性官能基あるいは重合性官能基を側鎖として有する高分子化合物が式（１）に示したポリイミド構造を含む場合には、架橋性官能基あるいは重合性官能基を有するポリアミック酸が挙げられる。高分子化合物前駆体としてのポリアミック酸は、例えば、ジアミン化合物とテトラカルボン酸二無水物とを反応させて合成される。ここで用いるジアミン化合物およびテトラカルボン酸二無水物の少なくとも一方が架橋性官能基あるいは重合性官能基を有している。ジアミン化合物としては、例えば、式（Ａ−１）〜式（Ａ−２１）で表される架橋性官能基を有する化合物が挙げられ、テトラカルボン酸二無水物としては、式（Ａ−２２）〜式（Ａ−３１）で表される架橋性官能基を有する化合物が挙げられる。
【００７１】
【化１７】
【００７２】
【化１８】
（Ｘ１〜Ｘ４は単結合あるいは２価の有機基である。）
【００７３】
【化１９】
（Ｘ５〜Ｘ７は単結合あるいは２価の有機基である。）
【００７４】
【化２０】
【００７５】
【化２１】
【００７６】
【化２２】
【００７７】
また、配向処理前化合物が垂直配向誘起構造部を含むように高分子化合物前駆体としてのポリアミック酸を合成する場合には、上記の架橋性官能基を有する化合物の他に、ジアミン化合物として式（Ｂ−１）〜式（Ｂ−３６）で表される垂直配向誘起構造部を有する化合物や、テトラカルボン酸二無水物として式（Ｂ−３７）〜式（Ｂ−３９）で表される垂直配向誘起構造部を有する化合物を用いてもよい。
【００７８】
【化２３】
【００７９】
【化２４】
【００８０】
【化２５】
（ａ４〜ａ６は０以上２１以下の整数である。）
【００８１】
【化２６】
（ａ４は０以上２１以下の整数である。）
【００８２】
【化２７】
（ａ４は０以上２１以下の整数である。）
【００８３】
【化２８】
【００８４】
【化２９】
【００８５】
また、配向処理前化合物が架橋性官能基と一緒に式（７）に示した基を有するように高分子化合物前駆体としてのポリアミック酸を合成する場合には、上記の架橋性官能基を有する化合物の他に、ジアミン化合物として式（Ｃ−１）〜式（Ｃ−２４）で表される液晶分子４１に対して沿うことができる基を有する化合物を用いてもよい。
【００８６】
【化３０】
【００８７】
【化３１】
【００８８】
【化３２】
【００８９】
【化３３】
【００９０】
また、配向処理前化合物が式（８）に示した基を有するように高分子化合物前駆体としてのポリアミック酸を合成する場合には、上記の架橋性官能基を有する化合物の代わりに、ジアミン化合物として式（Ｄ−１）〜式（Ｄ−１２）で表される液晶分子４１に対して沿うことができる架橋性官能基を有する化合物を用いてもよい。
【００９１】
【化３４】
【００９２】
【化３５】
（ｎは３以上２０以下の整数である。）
【００９３】
さらに、配向処理前化合物が式（１）中のＲ２として垂直配向誘起構造部を含む構造と架橋性官能基を含む構造との２種の構造を含むように高分子化合物前駆体としてのポリアミック酸を合成する場合には、例えば、次のようにジアミン化合物およびテトラカルボン酸二無水物を選択する。すなわち、式（Ａ−１）〜式（Ａ−２１）に示した架橋性官能基を有する化合物のうちの少なくとも１種と、式（Ｂ−１）〜式（Ｂ−３９）に示した垂直配向誘起構造部を有する化合物のうちの少なくとも１種と、式（Ｅ−１）〜式（Ｅ−２８）で表されるテトラカルボン酸二無水物のうちの少なくとも１種とを用いる。なお、式（Ｅ−２３）中のＲ３１およびＲ３２は、同じ基でもよいし、異なる基でもよい。また、ハロゲン基の種類は、任意である。
【００９４】
【化３６】
【００９５】
【化３７】
【００９６】
【化３８】
（Ｒ３１，Ｒ３２はアルキル基、アルコキシル基またはハロゲン基である。）
【００９７】
また、配向処理前化合物が式（１）中のＲ２として式（７）に示した基を含む構造と架橋性官能基を含む構造との２種の構造を含むように高分子化合物前駆体としてのポリアミック酸を合成する場合には、例えば、次のようにジアミン化合物およびテトラカルボン酸二無水物を選択する。すなわち、式（Ａ−１）〜式（Ａ−２１）に示した架橋性官能基を有する化合物のうちの少なくとも１種と、式（Ｃ−１）〜式（Ｃ−２４）に示した化合物のうちの少なくとも１種と、式（Ｅ−１）〜式（Ｅ−２８）に示したテトラカルボン酸二無水物のうちの少なくとも１種とを用いる。
【００９８】
また、配向処理前化合物が式（１）中のＲ２として式（８）に示した基を含む構造を含むように高分子化合物前駆体としてのポリアミック酸を合成する場合には、例えば、次のようにジアミン化合物およびテトラカルボン酸二無水物を選択する。すなわち、式（Ｄ−１）〜式（Ｄ−１２）に示した架橋性官能基を有する化合物のうちの少なくとも１種と、式（Ｅ−１）〜式（Ｅ−２８）で表されるテトラカルボン酸二無水物のうちの少なくとも１種とを用いる。
【００９９】
配向材料中における配向処理前化合物あるいは高分子化合物前駆体の含有量は、１重量％以上３０重量％以下であるのが好ましく、３重量％以上１０重量％以下であるのがより好ましい。また、配向材料には、必要に応じて、光重合開始剤などを混合するようにしてもよい。
【０１００】
続いて、調整した配向材料を、ＣＦ基板３０に対向電極３０Ｂを覆うように塗布あるいは印刷したのち、加熱処理をする。加熱処理の温度は、８０℃以上が好ましく、１５０℃以上２００℃以下がより好ましい。また、加熱処理は、加熱温度を段階的に変化させてもよい。これにより、塗布あるいは印刷された配向材料に含まれる溶剤が蒸発し、架橋性官能基を側鎖として有する高分子化合物（配向処理前化合物）を含む配向膜３２が形成される。こののち、必要に応じて、ラビングなどの処理を施してもよい。
【０１０１】
次に、ＴＦＴ基板２０とＣＦ基板３０とを配向膜２２と配向膜３２とが対向するように配置し、配向膜２２と配向膜３２との間に、液晶分子４１を含む液晶層４０を封止する（ステップＳ１０２）。具体的には、ＴＦＴ基板２０あるいはＣＦ基板３０のどちらか一方の、配向膜２２，３２の形成されている面に対して、セルギャップを確保するためのスペーサ突起物、例えばプラスチックビーズ等を散布すると共に、例えばスクリーン印刷法によりエポキシ接着剤等を用いて、シール部を印刷する。こののち、図５に示したように、ＴＦＴ基板２０とＣＦ基板３０とを、配向膜２２，３２が対向するように、スペーサ突起物およびシール部を介して貼り合わせ、液晶分子４１を含む液晶材料を注入する。その後、加熱するなどしてシール部の硬化を行うことにより液晶材料をＴＦＴ基板２０とＣＦ基板３０との間に封止する。図５は、配向膜２２および配向膜３２の間に封止された液晶層４０の断面構成を表している。
【０１０２】
次に、図６（Ａ）に示したように、画素電極２０Ｂと対向電極３０Ｂとの間に、電圧印加手段１を用いて、電圧Ｖ１を印加する（ステップＳ１０３）。電圧Ｖ１は、例えば、５〜４０（Ｖ）の大きさで印加するようにする。これにより、ガラス基板２０Ａ，３０Ａの表面に対して所定の角度をなす方向の電場（電界）が生じ、液晶分子４１がガラス基板２０Ａ，３０Ａの垂直方向から所定方向に傾いて配向することとなる。このときの電圧Ｖ１の大きさと、後述の工程で液晶分子４１Ｂに付与されるプレチルトθ２とは、相関するため、電圧Ｖ１の大きさを適宜調節することにより、液晶分子４１Ｂのプレチルトθ２の大きさを制御することが可能である。
【０１０３】
さらに、図６（Ｂ）に示したように、電圧Ｖ１を印加した状態のまま、紫外光ＵＶを、例えばＴＦＴ基板２０の外側から配向膜３２に対して照射することにより配向膜３２中の高分子化合物が有する架橋性官能基を反応させ、高分子化合物を架橋させる（ステップＳ１０４）。この結果、配向膜３２中において配向処理後化合物が形成され、非駆動状態において、液晶層４０における配向膜３２との界面近傍に位置する液晶分子４１Ｂに０°よりも大きなプレチルトθ２が付与される。紫外光ＵＶとしては、波長３００ｎｍ〜３６５ｎｍ程度の光成分を多く含む紫外光が好ましい。短波長域の光成分を多く含む紫外光を用いると、液晶分子４１が光分解し、劣化するおそれがあるからである。なお、ここでは、紫外光ＵＶをＴＦＴ基板２０の外側から照射したが、ＣＦ基板３０の外側から照射してもよく、ＴＦＴ基板２０およびＣＦ基板３０の双方の基板の外側から照射してもよい。この場合には、透過率が高い方の基板側から紫外光ＵＶを照射することが好ましい。また、ＣＦ基板３０の外側から紫外光ＵＶを照射した場合には、紫外光ＵＶの波長域によっては、カラーフィルタに吸収されて架橋反応しにくくなるおそれがあるため、ＴＦＴ基板２０の外側から照射するほうが好ましい。
【０１０４】
以上の工程により、図１に示した液晶表示素子が完成する。
【０１０５】
［（１−３）液晶表示装置の構成］
次に、図７を参照して、上記した液晶表示素子を備えた液晶表示装置の構成について説明する。図７は、図１に示した液晶表示素子を備えた液晶表示装置の回路構成を表している。
【０１０６】
図７の液晶表示装置は、表示領域６０内に設けられた複数の画素１０を有する液晶表示素子を含んで構成されている。この液晶表示装置では、表示領域６０の周囲において、ソースドライバ６１およびゲートドライバ６２と、ソースドライバ６１およびゲートドライバ６２を制御するタイミングコントローラ６３と、ソースドライバ６１およびゲートドライバ６２に電力を供給する電源回路６４とが設けられている。
【０１０７】
表示領域６０は、映像が表示される領域であり、複数の画素１０がマトリックス状に配列されることにより映像を表示可能に構成された領域である。なお、図７では、複数の画素１０を含む表示領域６０を示しているほか、４つの画素１０に対応する領域を別途拡大して示している。
【０１０８】
表示領域６０では、行方向に複数のソース線７１が配列されていると共に列方向に複数のゲート線７２が配列されており、それらのソース線７１およびゲート線７２が互いに交差する位置に画素１０がそれぞれ配置されている。各画素１０は、画素電極２０Ｂおよび液晶層４０と共にトランジスタ１２１およびキャパシタ１２２を含んで構成されている。各トランジスタ１２１では、ソース電極がソース線７１に接続され、ゲート電極がゲート線７２に接続され、ドレイン電極がキャパシタ１２２および画素電極２０Ｂに接続されている。各ソース線７１は、ソースドライバ６１に接続されており、そのソースドライバ６１から画像信号が供給されるようになっている。各ゲート線７２は、ゲートドライバ６２に接続されており、そのゲートドライバ６２から走査信号が順次供給されるようになっている。
【０１０９】
ソースドライバ６１およびゲートドライバ６２は、複数の画素１０の中から特定の画素１０を選択するものである。
【０１１０】
タイミングコントローラ６３は、例えば、画像信号（例えば、赤、緑、青に対応するＲＧＢの各映像信号）と、ソースドライバ６１の動作を制御するためのソースドライバ制御信号とをソースドライバ６１に出力する。また、タイミングコントローラ６３は、例えば、ゲートドライバ６２の動作を制御するためのゲートドライバ制御信号をゲートドライバ６２に出力する。ソースドライバ制御信号としては、例えば、水平同期信号、スタートパルス信号あるいはソースドライバ用のクロック信号などが挙げられる。ゲートドライバ制御信号としては、例えば、垂直同期信号や、ゲートドライバ用のクロック信号などが挙げられる。
【０１１１】
この液晶表示装置では、以下の要領で画素電極２０Ｂと対向電極３０Ｂとの間に駆動電圧を印加することにより、映像が表示される。具体的には、ソースドライバ６１が、タイミングコントローラ６３からのソースドライバ制御信号の入力により、同じくタイミングコントローラ６３から入力された画像信号に基づいて所定のソース線７１に個別の画像信号を供給する。これと共に、ゲートドライバ６２が、タイミングコントローラ６３からのゲートドライバ制御信号の入力により所定のタイミングでゲート線７２に走査信号を順次供給する。これにより、画像信号が供給されたソース線７１と走査信号が供給されたゲート線７２との交差点に位置する画素１０が選択され、その画素１０に駆動電圧が印加されることとなる。
【０１１２】
選択された画素１０では、駆動電圧が印加されると、画素電極２０Ｂと対向電極３０Ｂとの間に、例えば図８に示したように電位差が生じる。図８は図２中のＶIII−ＶIII線に沿った断面において駆動電圧印加時における液晶層４０の電位分布を模式的に表している。詳細には、画素電極２０Ｂ側では、基部２０Ｂ１および線状部分２０Ｂ２から電界が発せられるため、複数のスリット２１によってガラス基板２０Ａ面に対して平行方向において電位（電場）の強度に不均一な分布が生じる。すなわち、画素電極２０Ｂ側では、スリット２１により電界に歪みが発生する。この基板面に対して平行方向における画素電極２０Ｂ側の電位の不均一な強度分布は、対向電極３０Ｂが画素電極２０Ｂと対向する領域全体に設けられているため、対向電極３０Ｂ側に近づくにつれて電位の分布の不均一性が小さくなり、対向電極３０Ｂ近傍においてその分布はほぼ均一になっている。この画素電極２０Ｂ側の電位の不均一な強度分布によって、ガラス基板２０Ａ，３０Ａ面に対して斜め方向の成分を含む電場が液晶層４０に印加されることになる。
【０１１３】
このような画素電極２０Ｂと対向電極３０Ｂとの間の電位差に応じて液晶層４０に含まれる液晶分子４１の配向状態が変化する。具体的には、液晶層４０では、図１に示した駆動電圧の印加前の状態から、駆動電圧が印加されることにより、配向膜３２の近傍に位置する液晶分子４１Ｂと共にその他の液晶分子４１Ａ，４１Ｃが液晶分子４１Ｂの傾き方向に倒れることとなる。その結果、液晶分子４１がＴＦＴ基板２０およびＣＦ基板３０に対してほぼ水平（平行）となる姿勢をとるように応答する。これにより、液晶層４０の光学的特性が変化し、液晶表示素子への入射光が変調された射出光となり、その射出光に基づいて階調表現されることで、映像が表示される。
【０１１４】
次に、本実施の形態の液晶表示素子および液晶表示装置の作用効果について、従来の液晶表示素子および液晶表示装置と比較して説明する。
【０１１５】
０°よりもの大きなプレチルトを付与するための処理（以下、単にプレチルト処理という）が全く施されていない従来の液晶表示素子およびそれを備えた液晶表示装置では、上記した画素電極２０Ｂと同様に電界の歪みによって液晶分子の配向を規制するためのスリットが設けられた電極（以下、スリット電極という）を有する基板を用いたとしても、駆動電圧が印加されると、基板に対して垂直方向に配向していた液晶分子は、そのダイレクタが基板の面内方向において任意の方位を向くように倒れる。
【０１１６】
具体的には、図２０に示したように、スリット電極２００近傍の液晶分子４１０は、スリット２１０近傍の液晶分子４１０Ａと、スリット電極２００の線状部分２００Ａ近傍の液晶分子４１０Ｂとに分類され、駆動電圧が印加されると、液晶分子４１０Ａ，４１０Ｂはそれぞれが異なる方位に向かって倒れるものと考えられる。スリット２１０近傍の液晶分子４１０Ａは、線状部分２００Ａのエッジ部Ｅから生じる斜め電界により、スリット２１０の幅方向（方向Ｓ１，Ｓ２）に倒れる。この際、線状部分２００Ａ近傍の液晶分子４１０Ｂは、線状部分２００Ａの延在方向（方向Ｌ１）に沿って倒れ、そのダイレクタが方向Ｌ１に沿った状態で配向する。こののち、方向Ｓ１，Ｓ２に倒れた液晶分子４１０Ａは、液晶分子４１０Ｂの配向と揃うように、そのダイレクタが方向Ｌ１と平行になるように回転し、配向する。すなわち、駆動電圧が印加されると、線状部分２００Ａ近傍の液晶分子４１０Ｂは、そのダイレクタが方向Ｌ１と平行になるように倒れて配向する一方で、スリット２１０近傍の液晶分子４１０Ａは、そのダイレクタが方向Ｌ１と平行になるように、ねじれて回転しながら倒れて配向する。なお、本実施の形態の液晶表示素子と同様に、画素電極をスリット電極、対向電極をスリットが形成されていない電極（以下、ベタ電極という）とした場合、対向電極側では、電界の斜め成分が少なくなるため、その近傍の液晶分子はダイレクタが任意の方位を向くように倒れたのち、スリット電極の線状部分の延在方向（図２０に示したＬ１方向に対応する）に配向することとなる。このように駆動電圧に応答した液晶分子では、各液晶分子のダイレクタの方位がぶれた状態となり、全体としての配向に乱れが生じる。これにより、液晶分子が駆動電圧に対応した所定の配向をとるまでの応答速度が低くなるため、表示性が劣化し、その結果、応答特性を悪化させる。
【０１１７】
また、他の従来の液晶表示素子および液晶表示装置では、両基板の近傍に位置する液晶分子に対して０°よりも大きなプレチルトが同じ角度で付与されている。プレチルト処理が施されていることにより、プレチルト処理が施されていない従来の液晶表示素子と比較して、駆動電圧に応答する液晶分子全体としての配向の乱れが抑制されるため、応答速度が向上する。しかしながら、この液晶表示素子では、非駆動状態（黒表示状態）においても液晶分子が基板法線に対して僅かに傾いて配向しているので、応答速度が改善される一方で、黒表示の際に僅かに光を透過してしまい、コントラストが低下する。また、この液晶表示素子の製造方法では、光重合性を有するモノマー等を含む液晶材料を用いて液晶層を形成したのち、そのモノマーを含んだ状態で、液晶層中の液晶分子を所定の配向にしながら、光照射してモノマーを重合させる。このようにして形成されたポリマーが、液晶分子に対して０°よりも大きなプレチルトを付与する。ところが、製造された液晶表示素子では、未反応の光重合性のモノマーが、液晶層中に残留し、信頼性を低下させる。また、未反応のモノマーを少なくするためには、光照射時間を長くする必要があり、製造にかかる時間（タクト）が長くなる。
【０１１８】
これに対して、本実施の形態の液晶表示素子および液晶表示装置では、ＴＦＴ基板２０は電界に歪みを発生させる構造として複数のスリット２１が設けられた画素電極２０Ｂを有し、ＣＦ基板３０は画素電極２０Ｂと対向する領域全体に設けられた対向電極３０Ｂを有している。ＴＦＴ基板２０側に位置する液晶分子４１Ａは、ガラス基板２０Ａ，３０Ａに対して垂直方向に配向し、ＣＦ基板３０側に位置する液晶分子４１Ｂは、プレチルトθ２（θ２＞０°）を有している。液晶分子４１Ｂがプレチルトθ２を有することにより、駆動電圧に対する応答速度が向上し、液晶分子４１Ａがガラス基板２０Ａ，３０Ａに対して垂直方向に配向していることにより、黒表示状態における光の透過量が低減される。よって、プレチルト処理が施されていない従来の液晶表示素子や、両基板の近傍に位置する液晶分子に対して０°よりも大きなプレチルトが付与されている他の従来の液晶表示素子と比較して、応答特性を確保すると共にコントラストを向上させることができる。
【０１１９】
この場合、配向膜３２は、架橋性官能基等を側鎖として有する高分子化合物が架橋等した配向処理後化合物を含み、この配向処理後化合物により、液晶分子４１Ｂにプレチルトθ２を付与する。このため、上記したようにモノマーが添加された液晶材料を用いて液晶層４０を形成しなくても、配向膜３２が液晶分子４１Ｂに対してプレチルトθ２を付与することができるため、信頼性を向上させることができる。さらに、タクトが長くなることも抑制することができる。さらに、ラビング処理といった液晶分子に対するプレチルトを付与する従来の技術を用いなくても、良好に液晶分子４１Ｂに対してプレチルトθ２を付与できる。このため、ラビング処理の問題点である、配向膜に傷が付くラビング傷によるコントラストの低下や、ラビング時の静電気による配線の断線や、異物による信頼性の低下などが生じることもない。
【０１２０】
ここで、参考例として、複数のスリットが設けられた画素電極（スリット電極）を有する基板側に位置する液晶分子に０°よりも大きなプレチルトが付与され、その画素電極と対向する領域全体に設けられた対向電極（ベタ電極）を有する基板側に位置する液晶分子が基板面に対して垂直に配向している液晶表示素子について説明する。参考例の液晶表示素子では、画素電極近傍に位置する液晶分子は、０°よりも大きなプレチルトが付与されているため、駆動電圧に対する応答速度は、プレチルト処理が施されていない場合（上記した従来の液晶表示素子）と比較して速くなる。ところが、この画素電極近傍の液晶分子は、０°よりも大きなプレチルトが付与されていても、駆動電圧が印加されると図２０に示した場合と同様に動作するものと考えられる。この結果、駆動電圧に応答した液晶分子では、全体としての配向に乱れが生じることになるため、十分な応答速度が得られにくくなる。この駆動電圧印加時における液晶分子全体としての配向の乱れは、特に、高い駆動電圧を印加した場合に顕著に生じる。また、参考例の液晶表示素子において、例えば上記した配向膜３２の配向剤料を用いて本実施の形態と同様に画素電極近傍の液晶分子に対してプレチルト処理を施したとしても、スリット近傍と画素電極の線状部分近傍とで液晶分子の倒れる動きが異なるため、そのプレチルトの傾き方向も任意の方向になりやすくなる。これによっても、十分な応答特性が得られにくくなる上、黒表示状態における液晶分子全体の配向の乱れの要因となるため、コントラストが低下する。
【０１２１】
これに対して、本実施の形態では、ＣＦ基板３０側に位置する液晶分子４１Ｂに対して配向膜３２がプレチルトθ２を付与している。これにより、液晶分子４１Ｂのプレチルトθ２の傾き方向は揃いやすくなるため、参考例と比較して、駆動電圧印加時および非駆動時における液晶分子４１全体としての配向の乱れが生じにくくなり、応答特性およびコントラストを向上させることができる。特に、液晶分子４１Ａに０°よりも大きなプレチルトを付与するよりも、液晶分子４１Ｂにプレチルトθ２を付与したほうが、液晶分子４１Ｂに対するアンカリング効果が強く発揮されやすくなるため、駆動電圧を印加したのち非駆動状態にした場合の液晶分子４１の応答速度（立ち下がりの応答速度）も速くなる。
【０１２２】
［（１−４）液晶表示素子の他の構成］
図９は本実施の形態に係る液晶表示素子の他の構成を表しており、図１に対応する断面を示している。図１０は図９中の画素電極（Ａ）および対向電極（Ｂ）の主要部の平面構成を模式的に表している。なお、図９は図１０（Ａ），（Ｂ）中のＩＸ−ＩＸ線に沿った断面に対応している。この液晶表示素子は、ＴＦＴ基板２０に設けられた画素電極２０ＢおよびＣＦ基板３０に設けられた対向電極３０Ｂの構成が異なることを除き、図１に示した液晶表示素子と同様の構成を有している。ここでは、画素電極２０Ｂにスリット２１が設けられているだけでなく、対向電極３０にもスリット３１が設けられている。
【０１２３】
図１０（Ａ）に示したように、画素電極２０Ｂには、各画素内において、ＴＦＴ基板２０の面内において斜め方向（長手方向に対して傾いた方向）に延在する複数のスリット２１が設けられている。複数のスリット２１のうち、一部のスリット２１の形成パターンはＶ字状であり、それ以外のスリット２１は、Ｖ字状のスリット２１に対して平行に配列されている。ただし、画素電極２０Ｂのうち、Ｖ字状のスリット２１の内側には、液晶分子４１の配向を制御するための窪み２２が設けられている。このように複数のスリット２１が設けられていることにより、上記したように、駆動電圧が印加されると電界に歪みが生じる。なお、スリット２１の幅Ｓやその数、または画素電極２０Ｂ（スリット２１が設けられていない部分）の幅Ｌなどは任意に設定可能である。中でも、幅Ｓは２μｍ以上１０μｍ以下であると共に、幅Ｌは３０μｍ以上１８０μｍ以下であることが好ましい。
【０１２４】
図１０（Ｂ）に示したように、対向電極３０Ｂには、各画素内において、ＣＦ基板３０の面内において斜め方向に延在する複数のスリット３１が設けられている。このスリット３１の形成パターン（スリット３１の幅Ｓを含む）は、例えば、画素電極２０Ｂに設けられているスリット２１の形成パターンと同様である。これに伴い、配向膜３２は、ＣＦ基板３０の液晶層４０側の表面に、対向電極３０Ｂおよびスリット３１を覆うように設けられている。
【０１２５】
画素電極２０Ｂに設けられているスリット２１と対向電極３０Ｂに設けられているスリット３１との位置関係は、特に限定されない。すなわち、スリット２１，３１の位置は、図９および図１０に示したように、ＴＦＴ基板２０およびＣＦ基板３０の基板面内においてずれていてもよいし、一致していてもよい。スリット２１，３１が存在していれば、それらの位置関係によらず、電界に歪みが生じるからである。なお、スリット２１，３１の位置がずれているとは、スリット２１，３１同士が液晶層４０を介して対向していないことを意味している。一方、スリット２１，３１の位置が一致しているとは、スリット２１，３１同士が液相層４０を介して対向していることを意味している。
【０１２６】
中でも、図９および図１０に示したように、スリット２１，３１の位置はずれていることが好ましい。電界に歪みが生じやすくなるため、液晶分子４１の長軸方向に対して斜めの電場が付与されやすくなるからである。なお、図１０（Ａ）では、対向電極３０Ｂに設けられているスリット３１を破線で示していると共に、図１０（Ｂ）では、画素電極２０Ｂに設けられているスリット２１を破線で示している。図１０（Ａ），（Ｂ）において網掛けした領域は、画素電極２０Ｂ（スリット２１が設けられている部分）と対向電極３０Ｂ（スリット３１が設けられていない部分）とが重なっている領域を表している。
【０１２７】
なお、スリット２１，３１の位置が一致している場合には、スリット２１の幅Ｓとスリット３１の幅Ｓとが異なっていることが好ましい。画素電極２０Ｂおよび対向電極３０Ｂにおける端部（エッジ）同士の位置がずれるため、液晶分子４１に対して斜めの電場が付与されやすくなるからである。この場合には、スリット２１の幅Ｓがスリット３１の幅Ｓより広くてもよいし、その逆でもよいし、両者の態様が混在していてもよい。中でも、図１１に示したように、スリット２１，３１同士の幅Ｓの大小関係が交互に逆転していることが好ましい。液晶分子４１に対して斜めの電場が均等に付与されやすくなるからである。
【０１２８】
この液晶表示素子は、図１および図２に示した画素電極２０Ｂおよび対向電極３０Ｂに代えて、図９および図１０に示した画素電極２０Ｂおよび対向電極３０Ｂを用いることを除き、図１に示した液晶表示素子と同様に製造することができると共に、図７に示した液晶表示装置に適用することができる。
【０１２９】
この液晶表示素子および液晶表示装置では、ＴＦＴ基板２０は電界に歪みを発生させる構造として複数のスリット２１が設けられた画素電極２０Ｂを有し、ＣＦ基板３０は同様に複数のスリット３１が設けられた対向電極３０Ｂを有している。ＴＦＴ基板２０側に位置する液晶分子４１Ａは、ガラス基板２０Ａ，３０Ａに対して垂直方向に配向し、ＣＦ基板３０側に位置する液晶分子４１Ｂは、プレチルトθ２（θ２＞０°）を有している。これにより、画素電極２０Ｂだけに複数のスリット２１が設けられている場合と同様に、駆動電圧に対する応答速度が向上すると共に、黒表示状態における光の透過量が低減される。よって、応答特性を確保すると共にコントラストを向上させることができる。
【０１３０】
特に、画素電極２０Ｂに複数のスリット２１が設けられているだけでなく、対向電極３０Ｂにも複数のスリット３１が設けられているため、画素電極２０Ｂだけに複数のスリット２１が設けられている場合よりも、液晶分子４１に対して斜めの電場が付与されやすくなる。よって、応答特性をより向上させることができる。
【０１３１】
ここで説明した液晶表示素子および液晶表示装置に関する上記以外の作用および効果は、画素電極２０Ｂだけに複数のスリット２１が設けられている場合と同様である。
【０１３２】
次に、本発明の他の実施の形態および変形例を説明するが、上記第１の実施の形態と共通の構成要素については、同一の符号を付して説明は省略する。
【０１３３】
＜２．第２の実施の形態（他の液晶表示素子および液晶表示装置の例）＞
［（２−１）液晶表示素子の構成等］
図１２は本発明の第２の実施の形態に係る液晶表示素子の断面構成を模式的に表し、図１３は図１２に示した画素電極の平面構成を模式的に表している。なお、図１２は図１３中のＸＩＩ−ＸＩＩ線に沿った断面に対応している。図１４は図１３中のＸＩＶ−ＸＩＶ線に沿った断面において駆動電圧印加時における液晶層の電位分布を模式的に表している。本実施の形態では、ＴＦＴ基板５０に設けられた画素電極５０Ｂの構成が異なることを除き、上記した実施の形態と同様の構成を有している。
【０１３４】
ＴＦＴ基板５０は、ガラス基板５０ＡのＣＦ基板３０と対向する側の表面に、例えば、マトリクス状に複数の画素電極５０Ｂが画素１０ごとに配置されている。さらに、ＴＦＴ基板５０には、ＴＦＴ基板２０と同様に、複数の画素電極５０Ｂをそれぞれ駆動するためのＴＦＴスイッチング素子や、これらＴＦＴスイッチング素子に接続されるゲート線およびソース線等（図示せず）が設けられている。
【０１３５】
画素電極５０Ｂは、ガラス基板５０Ａ側から順に、各画素１０内においてほぼ全面に設けられた導電層５０Ｂ１と、所定のパターンで導電層５０Ｂ１を部分的に覆うように設けられた複数の突起５０Ｂ２とを有している。導電層５０Ｂ１はＩＴＯ等の透明性を有する導電材料により構成され、突起５０Ｂ２は１種あるいは２種以上の誘電体により構成されている。これにより、駆動電圧が印加されると、導電層５０Ｂ１の露出面（突起５０Ｂ２に覆われていない領域）において突起５０Ｂ２に覆われた領域よりも強い電界が発せられるため、画素電極５０Ｂ近傍では、ガラス基板５０Ａ面と平行方向において電位の強度に不均一な分布が生じて、電界に歪みが発生する。この電界の歪みによって液晶分子４１の長軸方向に対して斜めの電場が付与される。
【０１３６】
突起５０Ｂ２の形成パターンは、特に限定されるものではない。例えば、各突起５０Ｂ２の幅方向の断面形状は、三角形でもよいし、矩形でもよく、断面の輪郭が丸みを帯びていてもよい。また、例えば、各突起５０Ｂ２の平面形状は、直線状でもよいし、Ｖ字状でもよい。さらに、例えば、複数の突起５０Ｂ２がストライプ状や、導電層５０Ｂ１の中心からその表面に対して平行方向に向かって放射状に配置されていてもよい。図１３では、各突起５０Ｂ２は、その幅方向の断面形状が三角形であると共に、導電層５０Ｂ１の液晶層４０側の表面に平面形状がＶ字状に延在し、複数の突起５０Ｂ２それぞれが離間して所定の間隔Ｓ１０で配置されている。これにより、導電層５０Ｂ１の露出面の長手方向が異なる４つの領域が形成されため、駆動電圧印加時における液晶分子４１の配向が異なる領域が形成される。すなわち、画素電極５０Ｂによって発生される電界の歪みも、駆動電圧印加時における液晶分子４１の配向を規制することになる。
【０１３７】
突起５０Ｂ２の幅Ｌ１０および高さやその数、または突起５０Ｂ２の間隔（導電層５０Ｂ１の露出面の幅）Ｓ１０などは任意に設定可能である。中でも、突起５０Ｂ２の幅Ｌ１０は１μｍ以上２０μｍ以下であると共に、突起５０Ｂ２の間隔Ｓ１０は１μｍ以上２０μｍ以下であることが好ましい。これにより、駆動電圧が印加された場合、液晶分子４１全体が良好に配向するための斜め電場が付与されやすくなり、その上、突起５０Ｂ２の加工が容易になるため、十分な歩留まりを確保することができる。具体的には、幅Ｌ１０および間隔Ｓ１０が１μｍよりも狭いと、突起５０Ｂ２の形成が難しくなり、十分な歩留まりを確保することが難しくなる。一方、幅Ｌ１０および間隔Ｓ１０が２０μｍよりも広いと、駆動電圧を印加した場合に画素電極５０Ｂと対向電極３０Ｂとの間に良好な斜め電界が生じにくくなり、液晶分子４１全体の配向がわずかに乱れやすくなる。特に、幅Ｌ１０が２μｍ以上１０μｍ以下であると共に、間隔Ｓ１０は２μｍ以上１０μｍ以下であることが好ましく、幅Ｌ１０および間隔Ｓ１０は４μｍであることがより好ましい。十分な歩留まりが確保されるうえ、駆動電圧が印加された場合の液晶分子４１全体の配向がより良好になるからである。
【０１３８】
また、突起５０Ｂ２の高さは０．２μｍ以上１μｍ以下であることが好ましい。その範囲内において、より優れた応答特性およびコントラストが得られるからである。具体的には、突起５０Ｂ２の高さが０．２μｍ未満であると、０．２μｍ以上の場合と比較して、駆動電圧印加時において電界の歪みが十分に発生しにくくなり、応答特性が低下しやすくなる。また、突起５０Ｂ２の高さが１μｍ超であると、１μｍ以下の場合と比較して、配向膜２２の表面に大きな凹凸が生じやすくなり、液晶分子４１Ａのプレチルトθ１が０°よりも大きくなりやすくなるため、黒表示時の光の透過量が多くなるおそれがあり、コントラストが低下しやすくなる。
【０１３９】
突起５０Ｂ２は誘電体により構成されていてもよいが、突起５０Ｂ２が誘電体として機能すれば（すなわち、絶縁性を有していれば）、誘電体以外の物質を含んでいてもよい。突起５０Ｂ２に含まれる誘電体としては、例えば、無機系絶縁材料や有機系絶縁材料などが挙げられる。これらの材料は多孔質系（ポーラス系）であってもよいし、多孔質ではなくてもよい。無機系材料としては、例えば、以下の材料が挙げられる。酸化ケイ素（ＳｉＯ2 （比誘電率≒４〜５、耐熱温度＞１０００℃））、フッ素含有酸化ケイ素（ＳｉＯＦ：ＦＳＧ（比誘電率＝３．４〜３．６、耐熱温度＞７５０℃））、窒化ケイ素（Ｓｉ3 Ｎ4 （比誘電率≒６））、ホウケイ酸ガラス（ＳｉＯ2 −Ｂ2 Ｏ3 〜ＳｉＯＢ：ＢＳＧ（比誘電率＝３．５〜３．７））、Ｓｉ−Ｈ含有酸化ケイ素（ＨＳＱ（比誘電率＝２．８〜３．０または＜２．０、耐熱温度≒４００℃））あるいは多孔質シリカ（炭素を含む酸化ケイ素（比誘電率＜３．０））などである。有機系材料としては、例えば、以下の材料が挙げられる。カーボン含有酸化ケイ素（ＳｉＯＣ（比誘電率＝２．７〜２．９、耐熱温度≒７００℃））、メチル基含有酸化ケイ素（ＭＳＱ（比誘電率＝２．７〜２．９、耐熱温度≒７００℃））あるいは多孔質メチル基含有酸化ケイ素（多孔質ＭＳＱ（比誘電率＝２．４〜２．７））などの酸化ケイ素系材料や、ポリテトラフルオロエチレンなどのフッ素樹脂（比誘電率＝２．０〜２．４）、ポリイミド（比誘電率＝３．０〜３．５、耐熱温度≒４５０℃）、ポリアリルエーテル（比誘電率≒２．８、耐熱温度＞４００℃）あるいはパリレン系高分子（比誘電率＝２．７〜３．０、耐熱温度≒４００℃）などの有機ポリマー材料や、フッ素がドープされたアモルファスカーボン（比誘電率＜２．５）などである。また、誘電体は、フォトレジスト材料や印刷レジスト材料であってもよい。
【０１４０】
より具体的な誘電体としては、以下の材料が挙げられる。カーボン含有酸化ケイ素としては、例えば、日立化成工業株式会社製のＨＳＧ−Ｒ７（非誘電率＝２．８、耐熱温度＝６５０℃）、Applied Materials,Inc社製のＢｌａｃｋ Ｄｉａｍｏｎｄ（比誘電率＝２．４〜３．０、耐熱温度＝４５０℃）、日立開発株式会社製のｐ−ＭＴＥＳ（比誘電率＝３．２）、Novellus Systems,Inc社製のＣＯＲＡＬ（比誘電率＝２．４〜２．７、耐熱温度＝５００℃）あるいは日本エー・エス・エム株式会社製のＡｕｒｏｒａ（比誘電率＝２．７、耐熱温度＝４５０℃）などが挙げられる。メチル基含有酸化ケイ素としては、例えば、東京応化工業株式会社製のＯＣＤＴ−９（比誘電率＝２．７、耐熱温度＝６００℃）、ＪＳＲ株式会社製のＬＫＤ−Ｔ２００（比誘電率＝２．５〜２．７、耐熱温度＝４５０℃）、Honeywell Electronic Materials社製のＨＯＳＰ（比誘電率＝２．５、耐熱温度＝５５０℃）、日立化成工業株式会社製のＨＳＧ−ＲＺ２５（比誘電率＝２．５、耐熱温度＝６５０℃）、東京応化工業株式会社製のＯＣＬＴ−３１（比誘電率＝２．３、耐熱温度＝５００℃）あるいはＪＳＲ株式会社製のＬＫＤ−Ｔ４００（比誘電率＝２．０〜２．２、耐熱温度＝４５０℃）などが挙げられる。多孔質メチル基含有酸化ケイ素としては、例えば、日立化成工業株式会社製のＨＳＧ−６２１１Ｘ（比誘電率＝２．４、耐熱温度＝６５０℃）あるいはＨＳＧ−６２１０Ｘ（比誘電率＝２．１、耐熱温度＝６５０℃）、旭化成工業株式会社製のＡＬＣＡＰ−Ｓ、比誘電率＝１．８〜２．３、耐熱温度＝４５０℃）、東京応化工業株式会社製のＯＣＬＴ−７７（比誘電率＝１．９〜２．２、耐熱温度＝６００℃）または株式会社神戸製鋼所製のｓｉｌｉｃａ ａｅｒｏｇｅｌ（比誘電率＝１．１〜１．４）などが挙げられる。有機ポリマー材料としては、例えば、The Dow Chemical Co 社製のＳｉＬＫ（非誘電率＝２，７、耐熱温度＞４９０℃、絶縁破壊耐圧＝４．０〜５．０ＭＶ／Ｖｍ）あるいはHoneywell Electronic Materials社製のＦＬＡＲＥ（ポリアリルエーテル系材料、非誘電率＝２．８、耐熱温度＞４００℃）などが挙げられる。多孔質有機系材料としては、上記の他に、Air Productsand Chemicals,Inc 社製のＰｏｌｙＥＬＫ（比誘電率＜２、耐熱温度＝４９０℃）なども挙げられる。
【０１４１】
突起５０Ｂ２を構成する誘電体は、液晶分子４１全体における誘電率ε⊥よりも小さい誘電率を有しているものが好ましい。駆動電圧印加時において液晶分子４１の配向がより良好になり、より優れた応答特性が得られるからである。具体的には、誘電体の誘電率が液晶分子４１の誘電率ε⊥以上であると、駆動電圧印加時において液晶分子４１の配向に乱れが生じやすくなる。
【０１４２】
また、突起５０Ｂ２を構成する誘電体は、フォトレジスト材料や印刷レジスト材料であることが好ましい。製造工程を簡略化することができるからである。その上、セルギャップを確保するためのスペーサ突起物を一緒に形成することができるため、より製造工程を簡略化することができる。突起５０Ｂ２とスペーサ突起物とを一緒に形成する場合には、誘電体はポジ型感光性樹脂であることが望ましい。
【０１４３】
本実施の形態の液晶表示素子は、ＴＦＴ基板５０の形成方法が異なることを除き、第１の実施の形態の液晶表示素子と同様に製造することができると共に、液晶表示装置に適用することができる。
【０１４４】
ＴＦＴ基板５０を形成する場合には、まず、例えば、ガラス基板５０Ａの表面に、導電層５０Ｂ１を例えばマトリクス状に設ける。続いて、塗布法や熱ＣＶＤ（chemical vapor deposition ）法あるいはプラズマＣＶＤ法などにより、導電層５０Ｂ１を覆うように誘電体膜を形成する。次いで、誘電体膜上にフォトリソグラフィ法などにより所定のレジストパターンを形成したのち、そのレジストパターンをマスクとして、例えばイオンエッチングすることにより、誘電体膜を選択的に除去する。最後に、レジストパターンを除去することにより、複数の突起５０Ｂ２が形成され、ＴＦＴ基板５０が作製される。
【０１４５】
本実施の形態においても、第１の実施の形態と同様の要領で画素１０が選択される。選択された画素１０では、駆動電圧が印加されると、画素電極５０Ｂと対向電極３０Ｂとの間に、例えば図１４に示したように電位差が生じる。詳細には、画素電極５０Ｂ側では、導電層５０Ｂ１から発せられた電界が複数の突起５０Ｂ２によって、ガラス基板５０Ａ面に対して平行方向において電位の強度に不均一な分布が生じる。すなわち、画素電極５０Ｂ側では、導電層５０Ｂ１の液晶層側に設けられた突起５０Ｂ２が誘電体により構成されることによって電界に歪みが発生する。この基板面に対して平行方向における画素電極５０Ｂ側の電位の不均一な強度分布も、対向電極３０Ｂが画素電極５０Ｂと対向する領域全体に設けられているため、対向電極３０Ｂ側に近づくにつれて電位の強度分布の不均一性が小さくなり、対向電極３０Ｂ近傍では電位はほぼ均一に分布するようになっている。この画素電極５０Ｂ側の不均一な電位の分布によって、ガラス基板５０Ａ，３０Ａの面内方向に対して斜め方向の成分を含む電場が液晶層４０に印加されることになる。
【０１４６】
このような画素電極５０Ｂと対向電極３０Ｂとの間の電位差に応じて液晶層４０に含まれる液晶分子４１の配向状態が第１の実施の形態と同様に変化し、液晶表示素子への入射光が変調された射出光となり、その射出光に基づいて階調表現されることで、映像が表示される。
【０１４７】
本実施の形態の液晶表示素子および液晶表示装置では、ＴＦＴ基板５０は、電界に歪みを発生させる構造として導電層５０Ｂ１上に設けられた複数の突起５０Ｂ２を有する画素電極５０Ｂを備え、ＣＦ基板３０は、画素電極５０Ｂと対向する領域全体に設けられた対向電極３０Ｂを有している。ＴＦＴ基板５０側に位置する液晶分子４１Ａは、ガラス基板５０Ａ，３０Ａに対して垂直方向に配向している。ＣＦ基板３０側に位置する液晶分子４１Ｂは、プレチルトθ２（θ２＞０°）を有している。液晶分子４１Ｂがプレチルトθ２を有することにより、駆動電圧に対する応答速度が向上し、液晶分子４１Ａがガラス基板５０Ａ，３０Ａに対して垂直方向に配向していることにより、黒表示状態における光の透過量が低減される。よって、本実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様に、プレチルト処理が施されていない従来の液晶表示素子や、両基板の近傍に位置する液晶分子に対して０°よりも大きなプレチルトが付与されている他の従来の液晶表示素子と比較して、応答特性を確保すると共にコントラストを向上させることができる。本実施の形態における他の作用効果は、第１の実施の形態と同様である。
【０１４８】
なお、本実施の形態では、各突起５０Ｂ２は、その幅方向の断面形状が三角形であると共に、導電層５０Ｂ１の液晶層４０側の表面に平面形状がＶ字状に延在し、複数の突起５０Ｂ２それぞれが離間して所定の間隔Ｓ１０で配置されていたが、これに限られない。例えば、図１５（Ａ），（Ｂ）に示したように、各突起５０Ｂ３は、その幅方向の断面形状が矩形であると共に、導電層５０Ｂ１の液晶層４０側の表面に平面形状が直線状に延在し、複数の突起５０Ｂ３それぞれが離間して所定の間隔Ｓ１０でストライプ状に配置されていてもよい。この場合においても、本実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。なお、図１５（Ａ）は図１２に示した液晶表示素子の変形例の断面構成を模式的に表し、図１５（Ｂ）は図１５（Ａ）に示した画素電極の平面構成を模式的に表している。
【０１４９】
［（２−２）液晶表示素子の他の構成等］
図１６は本実施の形態に係る液晶表示素子の他の構成を表しており、図１２に対応する断面を示している。この液晶表示素子は、ＣＦ基板３０に代えてＣＦ基板８０を備えることを除き、図１２に示した液晶表示素子と同様の構成を有している。ここでは、ＣＦ基板８０は、ＴＦＴ基板５０と同様に、ガラス基板３０Ａ側から順に導電層８０Ｂ１および複数の突起８０Ｂ２を有している。
【０１５０】
ＣＦ基板８０が有する導電層８０Ｂ１および複数の突起８０Ｂ２は、それぞれＴＦＴ基板５０が有する導電層５０Ｂ１および複数の突起８０Ｂ２と同様の構成を有している。これにより、上記したように、駆動電圧が印加されると電界に歪みが発生するため、液晶分子４１の長軸方向に対して斜めの電場が付与される。なお、突起８０Ｂ２の形成パターンは、特に限定されないが、例えば、突起５０Ｂ２の形成パターンと同様（図１３に示したＶ字状）である。これに伴い、配向膜３２は、ＣＦ基板８０の液晶層４０側の表面に、導電層８０Ｂ１および複数の突起８０Ｂ２を覆うように設けられている。
【０１５１】
画素電極５０Ｂが有する複数の突起５０Ｂ２と対向電極８０Ｂが有する複数の突起８０Ｂ２との位置関係は、特に限定されない。すなわち、突起５０Ｂ２，８０Ｂ２の位置は、ＴＦＴ基板２０およびＣＦ基板３０の基板面内においてずれていてもよいし、一致していてもよい。突起５０Ｂ２，８０Ｂ２の位置関係によらず、電界に歪みが生じるからである。
【０１５２】
中でも、図１６に示したように、突起５０Ｂ２，８０Ｂ２の位置はずれていることが好ましい。上記した実施の形態においてスリット２１，３１の位置をずらした場合と同様に、電界に歪みが生じやすくなるため、液晶分子４１の長軸方向に対して斜めの電場が付与されやすくなるからである。
【０１５３】
この液晶表示素子は、図１２に示したＣＦ基板３０に代えて、図１６に示したＣＦ基板８０を用いることを除き、図１２に示した液晶表示素子と同様に製造することができると共に、図７に示した液晶表示装置に適用することができる。
【０１５４】
この液晶表示素子および液晶表示装置では、ＴＦＴ基板５０は、電界に歪みを発生させる構造として導電層５０Ｂ１上に設けられた複数の突起５０Ｂ２を有する画素電極５０Ｂを備えている。ＣＦ基板８０は、ＴＦＴ基板５０と同様に、導電層８０Ｂ１上に設けられた複数の突起８０Ｂ２を有する対向電極８０Ｂを備えている。ＴＦＴ基板８０側に位置する液晶分子４１Ａは、ガラス基板５０Ａ，３０Ａに対して垂直方向に配向している。ＣＦ基板３０側に位置する液晶分子４１Ｂは、プレチルトθ２（θ２＞０°）を有している。これにより、画素電極５０Ｂだけが導電層５０Ｂ１および複数の突起５０Ｂ２を有する場合と同様に、駆動電圧に対する応答速度が向上すると共に、黒表示状態における光の透過量が低減される。よって、応答特性を確保すると共にコントラストを向上させることができる。
【０１５５】
特に、画素電極５０Ｂが導電層５０Ｂ１および複数の突起５０Ｂ２を有するだけでなく、対向電極８０Ｂも導電層８０Ｂ１および複数の突起８０Ｂ２を有しているため、前者よりも後者において、液晶分子４１に対して斜めの電場が付与されやすくなる。よって、応答特性をより向上させることができる。
【０１５６】
ここで説明した液晶表示素子および液晶表示装置に関する上記以外の作用および効果は、画素電極５０Ｂだけが導電層５０Ｂ１および複数の突起５０Ｂ２を有する場合と同様である。
【０１５７】
＜３．変形例＞
（３−１．変形例１）
上記した第１および第２の実施の形態では、液晶分子４１Ａのプレチルトθ１が０°としたが、プレチルトθ１は、液晶分子４１Ｂのプレチルトθ２よりも小さくなっていればよい。この場合には、液晶表示素子は、例えば以下のように製造することができる。まず、上記したステップＳ１０１において、配向膜３２を形成する際に用いた配向剤料と同様の材料を用いて配向膜２２を形成する。次に、液晶層４０中に、例えば、紫外線吸収剤を含ませて封止する。続いて、画素電極２０Ｂ（５０Ｂ）と対向電極３０Ｂとの間に所定の電圧を印加してＴＦＴ基板２０（５０）側から紫外線を照射して配向膜２２中の配向処理前化合物を架橋させる。この際、液晶層４０中に、紫外線吸収剤が含まれていることにより、ＴＦＴ基板２０（５０）側から入射した紫外線は、液晶層４０中の紫外線吸収剤に吸収され、ＣＦ基板３０側にはほとんど到達しないこととなる。このため、配向膜２２中において配向処理後化合物が生成される。続いて、上記の所定の電圧とは、異なる電圧を画素電極２０Ｂ（５０Ｂ）と対向電極３０Ｂとの間に印加し、ＣＦ基板３０側から紫外線を照射して配向膜３２中の配向処理前化合物を反応させ、配向処理後化合物を形成する。これにより、ＴＦＴ基板２０（５０）側から紫外線を照射する場合に印加する電圧と、ＣＦ基板３０側から紫外線を照射する場合に印加する電圧とに応じて、配向膜２２，３２の近傍に位置する液晶分子４１Ａ，４１Ｂのプレチルトθ１，θ２を設定可能となる。よって、プレチルトθ１を０°よりも大きく、プレチルトθ２よりも小さくすることができる。この場合においても、プレチルト処理が施されていない場合や、両基板の近傍に位置する液晶分子に対して同じ大きさのプレチルトが付与されている場合や、プレチルトθ１がプレチルトθ２よりも大きい場合と比較して、応答特性を確保すると共にコントラストを向上させることができる。
【０１５８】
（３−２．変形例２）
また、第１および第２の実施の形態ならびに変形例１では、画素電極２０Ｂ（５０Ｂ）を有するＴＦＴ基板２０（５０）の対向基板として、カラーフィルタを有するＣＦ基板３０を用いたが、ＴＦＴ基板２０（５０）にＴＦＴスイッチング等と共にカラーフィルタを備えるようにし、対向基板をガラス基板３０Ａに対向電極３０Ｂを設けたものとしてもよい。これにより、対向電極３０Ｂを有する基板の形成工程が簡素化するため、製造コストを低く抑えることができる。また、配向膜３２中の配向処理前化合物を反応させて液晶分子４１Ｂに対してプレチルトθ２を付与する際に、対向電極３０Ｂを有する基板の側から紫外線を照射すれば、ＣＦ基板３０を用いた場合のカラーフィルタによる紫外線の吸収や、ＴＦＴ基板２０（５０）の外側から紫外線を照射した場合のＴＦＴスイッチング素子等による未照射領域の発生を抑えることができる。よって、配向膜３２中における未反応の架橋性官能基を少なくすることができるため、信頼性をさらに向上させることができる。
【０１５９】
（３−３．変形例３）
さらに、第１および第２の実施の形態ならびに変形例１，２では、主に、ポリイミド構造を含む主鎖を有する配向処理前化合物を含有する配向膜３２を用いた場合について説明したが、配向処理前化合物が有する主鎖は、ポリイミド構造を含むものに限定されるものではない。例えば、主鎖が、ポリシロキサン構造、ポリアクリレート構造、ポリメタクリレート構造、マレインイミド重合体構造、スチレン重合体構造、スチレン／マレインイミド重合体構造、ポリサカライド構造またはポリビニルアルコール構造などを含んでいてもよい。中でも、ポリシロキサン構造を含む主鎖を有する配向処理前化合物が好ましい。上記したポリイミド構造を含む高分子化合物と同様の効果が得られるからである。ポリシロキサン構造を含む主鎖を有する配向処理前化合物としては、例えば、式（９）で表されるポリシラン構造を含む高分子化合物が挙げられる。式（９）中で説明したＲ４０およびＲ４１は、炭素を含んで構成された１価の基であれば任意であるが、Ｒ４０およびＲ４１のうちのいずれか一方に、側鎖としての架橋性官能基を含んでいることが好ましい。配向処理後化合物において、十分な配向規制能が得られ易いからである。この場合における架橋性官能基としては、上記した式（２）に示した基などが挙げられる。
【０１６０】
【化３９】
（Ｒ４０およびＲ４１は１価の有機基である。ｍ１は１以上の整数である。）
【実施例】
【０１６１】
以下、本発明の具体的な実施例について説明する。
【０１６２】
（実施例１）
以下の手順により、図１に示した液晶表示素子を作製した。
【０１６３】
まず、ＴＦＴ基板２０およびＣＦ基板３０を用意した。ＴＦＴ基板２０としては、厚さ０．７ｍｍのガラス基板２０Ａの一面側に、スリット２１の幅１０μｍ、線状部分２０Ｂ２の幅１０μｍのスリットパターンを有するＩＴＯからなる画素電極２０Ｂが形成されたものを用いた。また、ＣＦ基板３０としては、カラーフィルタが形成された厚さ０．７ｍｍのガラス基板３０Ａのカラーフィルタ上に、ＩＴＯからなる対向電極３０Ｂが形成されたものを用いた。続いて、ＴＦＴ基板２０の上に３．５μｍのスペーサ突起物を形成した。
【０１６４】
続いて、ＴＦＴ基板２０の画素電極２０Ｂ側の表面に、スピンコーターを用いて垂直配向剤を含む配向材料（ＪＳＲ株式会社製ＡＬ１Ｈ６５９）を塗布したのち、塗布膜を８０℃のホットプレートで８０秒間乾燥させた。続いて、ＴＦＴ基板２０を、窒素雰囲気下２００℃のオーブンで１時間加熱した。これにより、配向膜２２を形成した。
【０１６５】
また、配向膜３２を形成した。この場合、まず、配向剤料を調製した。最初にジアミン化合物である、式（Ｄ−６）に示した架橋性官能基を有する化合物と式（Ｆ−１）に示した化合物と、式（Ｅ−２）に示したテトラカルボン酸二無水物とをモル比（式（Ｄ−６）：式（Ｆ−１）：式（Ｅ−１））で２５：２５：５０となるようにＮ−メチル−２−ピロリドンに溶解させた。続いて、この溶液を６０℃で６時間反応させたのち、反応後の溶液に対して、大過剰の純水を注いで反応生成物を沈殿させた。続いて、沈殿した固形物を分離したのち、純水で洗浄し、減圧下４０℃で１５時間乾燥させ、これにより高分子化合物前駆体であるポリアミック酸が合成された。最後に、得られたポリアミック酸をＮ−メチル−２−ピロリドンに溶解させたのち、ポリアミック酸溶液を０．２μｍのフィルタでろ過した。
【０１６６】
【化４０】
【０１６７】
続いて、ＣＦ基板３０の対向電極３０Ｂ側の表面に、スピンコーターを用いて調整した配向材料を塗布したのち、塗布膜を乾燥および加熱することにより、配向膜３２を形成した。この場合、塗布膜の乾燥条件および加熱条件は、配向膜２２を形成する際の条件と同様にした。
【０１６８】
次に、ＣＦ基板３０上の画素部周縁に紫外線硬化樹脂を塗布することによりシールを形成し、これに囲まれた部分に、ネガ型液晶であるＭＬＣ−７０２９（メルク社製：ε⊥＝７．２，ε／／＝３．６）からなる液晶材料を滴下注入した。こののち、画素電極２０Ｂと対向電極３０Ｂとが対向するようにＴＦＴ基板２０とＣＦ基板３０とを貼り合わせ、シールを硬化させた。続いて、１２０℃のオーブンで１時間加熱し、シールを完全に硬化させた。これにより、液晶層４０が封止され、液晶セルが完成した。
【０１６９】
次に、液晶セルに対して、実行値電圧２０Ｖの矩形波の交流電界（６０Ｈｚ）を印加した状態で、ＴＦＴ基板２０の外側から波長３００ｎｍの紫外光を２０ｍＷ／ｃｍ2 で照射し、配向膜３２中の配向処理前化合物を反応させた。これによりＣＦ基板３０上に配向処理後化合物を含む配向膜３２を形成した。以上により、ＴＦＴ基板２０側の液晶分子４１Ａが基板面に対して垂直配向（プレチルトθ１＝０°）すると共に、ＣＦ基板３０側の液晶分子４１Ｂがプレチルトθ２を有する図１に示した液晶表示素子が完成した。最後に、液晶表示素子の外側に、吸収軸が直交するように一対の偏光板を貼り付けた。
【０１７０】
ここで、完成した液晶表示素子についてチルト角測定装置（株式会社大塚電子製；ＲＥＴＳ−１００）を用いて、プレチルトθ１，θ２を測定したところ、θ１＝０°，θ２＝１±０．３°であった。
【０１７１】
（実施例２）
液晶セルに対して矩形波の交流電界を印加する際に、実行値電圧を４０Ｖにしたことを除き、実施例１と同様の手順を経た。この液晶表示素子についても実施例１と同様にプレチルトθ１，θ２を測定したところ、θ１＝０°，θ２＝１．５±０．３°であった。
【０１７２】
（比較例１）
配向膜２２を形成する際に上記の架橋性官能基を有する高分子化合物前駆体を含む配向剤料を用いると共に、配向膜３２を形成する際に上記の垂直配向剤を含む配向剤料を用いたことを除き、実施例１と同様の手順を経た。この液晶表示素子についても実施例１と同様にプレチルトθ１，θ２を測定したところ、θ１＝１±０．３°，θ２＝０°であった。
【０１７３】
（比較例２）
液晶セルに対して矩形波の交流電界を印加する際に、実行値電圧を４０Ｖにしたことを除き、比較例１と同様の手順を経た。この液晶表示素子についても実施例１と同様にプレチルトθ１，θ２を測定したところ、θ１＝１．５±０．３°，θ２＝０°であった。
【０１７４】
（比較例３）
配向膜２２を形成する際に、垂直配向剤を含む配向材料に代えて、上記の架橋性官能基を有する高分子化合物前駆体を含む配向剤料を用いたことを除き、実施例１と同様の手順を経た。この液晶表示素子についても実施例１と同様にプレチルトθ１，θ２を測定したところ、いずれも１±０．３°（＝θ１＝θ２）であった。
【０１７５】
（比較例４）
液晶セルに対して矩形波の交流電界を印加する際に、実行値電圧を４０Ｖにしたことを除き、比較例３と同様の手順を経た。この液晶表示素子についても実施例１と同様にプレチルトθ１，θ２を測定したところ、いずれも１．５±０．３°（＝θ１＝θ２）であった。
【０１７６】
これらの実施例１，２および比較例１〜４の液晶表示素子について、駆動電圧に対する応答時間およびコントラストを測定した。応答時間の結果を図１７、コントラストの結果を図１８に示す。
【０１７７】
応答時間を測定する際には、測定装置としてＬＣＤ５２００（大塚電子株式会社製）を用いて、画素電極２０Ｂと対向電極３０Ｂとの間に、駆動電圧（４Ｖ〜７．５Ｖ）を印加し、輝度１０％からその駆動電圧に応じた階調の９０％の輝度となるまでの時間を測定した。
【０１７８】
コントラストを測定する際には、暗室内にて、液晶表示素子のＴＦＴ基板２０の外側から白色光を照射し、駆動電圧無印加時および駆動電圧７．５Ｖ印加時におけるＣＦ基板３０側に射出される光の輝度を測定した。これにより、コントラスト＝（駆動電圧無印加時の輝度（暗状態））／（駆動電圧７．５Ｖ印加時の輝度（明状態））を算出した。輝度を測定する際には、測定装置としてＣＳ−２０００（コニカミノルタ株式会社製）を用いた。
【０１７９】
図１７および図１８に示したように、実施例１，２では、比較例１，２と比較して、６．５Ｖ以上の駆動電圧に対する応答時間が著しく短くなり、コントラストは高くなった。また、実施例１，２では、比較例３，４と比較して駆動電圧に対する応答時間がほぼ同等であったが、コントラストは著しく高くなった。
【０１８０】
これらの結果は、複数のスリット２１が設けられた画素電極２０Ｂを有するＴＦＴ基板２０と、スリットが形成されていない対向電極３０Ｂ（ベタ電極）を有するＣＦ基板３０とを備えたＶＡモードの液晶表示素子において、以下のことを表している。すなわち、ＴＦＴ基板２０側の液晶分子４１Ａが基板面に対して垂直配向（プレチルトθ１＝０°）すると共に、ＣＦ基板３０側の液晶分子４１Ｂがプレチルトθ２（＞０°）を有することにより、プレチルトθ１，θ２が０°よりも大きい同じ角度を有する場合と比較して、非駆動状態（黒表示時）において、光の透過率を低減することができる。また、プレチルトθ１が０°よりも大きく、プレチルトθ２が０°である場合と比較して、駆動電圧印加時および黒表示時における液晶分子４１全体としての配向の乱れを抑制することができる。
【０１８１】
このことから、本実施例のＶＡモードの液晶表示素子では、ＴＦＴ基板２０側の液晶分子４１Ａが基板面に対して垂直配向（プレチルトθ１＝０°）すると共に、ＣＦ基板３０側の液晶分子４１Ｂがプレチルトθ２（＞０°）を有することにより、プレチルトθ２の大きさに依存することなく、応答特性を確保すると共にコントラストを向上させることができることが確認された。
【０１８２】
（実施例３）
ＴＦＴ基板２０に代えてＴＦＴ基板５０を用いたことを除き、実施例１と同様の手順により、図１５に示した液晶表示素子を作製したのち、液晶表示素子の外側に、吸収軸が直交するように一対の偏光板を貼り付けた。ＴＦＴ基板５０を作製する場合には、厚さ０．７ｍｍガラス基板５０Ａの一面側に、マトリックス状にＩＴＯからなる導電層５０Ｂ１を形成した。続いて、導電層５０Ｂ１上に、誘電体であるシプレイ社製のフォトレジストＳ１８０８（誘電率＝約４）を用いて、厚さ０．２μｍ、幅Ｌ１０＝４μｍの突起５０Ｂ３を間隔Ｓ１０＝４μｍでストライプ状に形成した。
【０１８３】
この液晶表示素子についても実施例１と同様にプレチルトθ１，θ２を測定したところ、θ１＝０°，θ２＝１±０．３°であった。
【０１８４】
（実施例４）
液晶セルに対して矩形波の交流電界を印加する際に、実行値電圧を４０Ｖにしたことを除き、実施例３と同様の手順を経た。この液晶表示素子についても実施例３と同様にプレチルトθ１，θ２を測定したところ、θ１＝０°，θ２＝１．５±０．３°であった。
【０１８５】
（比較例５）
配向膜２２を形成する際に上記の架橋性官能基を有する高分子化合物前駆体を含む配向剤料を用いると共に、配向膜３２を形成する際に上記の垂直配向剤を含む配向剤料を用いたことを除き、実施例３と同様の手順を経た。この液晶表示素子についても実施例３と同様にプレチルトθ１，θ２を測定したところ、θ１＝１±０．３°，θ２＝０°であった。
【０１８６】
（比較例６）
液晶セルに対して矩形波の交流電界を印加する際に、実行値電圧を４０Ｖにしたことを除き、比較例５と同様の手順を経た。この液晶表示素子についても実施例３と同様にプレチルトθ１，θ２を測定したところ、θ１＝１．５±０．３°，θ２＝０°であった。
【０１８７】
これらの実施例３，４および比較例５，６の液晶表示素子について、７．５Ｖの駆動電圧を印加した際の応答時間を実施例１，２と同様に測定したところ、図１９に示した結果を得た。
【０１８８】
図１９に示したように、実施例３，４では、比較例５，６と比較して、７．５Ｖの駆動電圧に対する応答時間が著しく短くなった。この結果は、電界に歪みを発生させる構造として複数の突起５０Ｂ３が設けられた画素電極５０Ｂを有する液晶表示素子においても、複数のスリット２１が設けられた画素電極２０Ｂを有する液晶表示素子と同様の特性が得られることを表している。
【０１８９】
このことから、本実施例のＶＡモードの液晶表示素子では、ＴＦＴ基板５０側の液晶分子４１Ａが基板面に対して垂直配向（プレチルトθ１＝０°）すると共に、ＣＦ基板３０側の液晶分子４１Ｂがプレチルトθ２（＞０°）を有することにより、プレチルトθ２の大きさに依存することなく、応答特性を確保すると共にコントラストを向上させることができることが確認された。
【０１９０】
（実施例５〜９）
突起５０Ｂ３を構成する誘電体として表１に示した誘電率を有するものを用いたことを除き、実施例３と同様の手順を経た。この場合、誘電体としては、フォトレジスト材料である、ＪＳＲ株式会社製ＬＫＤ−Ｔ４００（実施例５）、日立開発株式会社製ｐ−ＭＴＥＳ（実施例６）あるいはシプレイ社製Ｓ１８０８（実施例７）を用いた。また、無機系材料である酸化ケイ素（ＳｉＯ2 ）（実施例８）あるいは窒化ケイ素（Ｓｉ3 Ｎ4 ）（実施例９）を用いた。なお、実施例８，９では、導電層５０Ｂ１上に、プラズマＣＶＤ法（ＳｉＨ4 −ＮＨ3 系；実施例８）あるいは熱ＣＶＤ法（ＳｉＨ4 −ＮＨ3 系；実施例９）により誘電体膜を形成したのち、エッチングして実施例３と同様の突起５０Ｂ３をパターン形成した。
【０１９１】
これらの実施例５〜９の液晶表示素子について、駆動電圧印加時の液晶の配向を評価したところ、表１に示した結果を得た。液晶の配向を評価する際には、駆動電圧を０Ｖから５Ｖおよび７Ｖまでゆっくり上昇させて、液晶の配向を観察し、画素内の配向不良に起因する暗線がほとんど観察されなかった場合には「ＡＡ」、その暗線がごくわずかに観察された場合には「Ａ」、その暗線がわずかに観察された場合には「Ｂ」として評価した。
【０１９２】
【表１】
【０１９３】
表１に示したように、液晶分子４１全体における誘電率ε⊥よりも小さい誘電率の誘電体を用いて突起５０Ｂ３を形成した実施例５〜９では、駆動電圧印加時の液晶分子４１の配向が良好であった。中でも、実施例５〜８では、実施例９よりも、液晶分子４１の配向が良好であった。
【０１９４】
このことから、本実施例のＶＡモードの液晶表示素子では、突起５０Ｂ３を構成する誘電体が液晶分子４１全体における誘電率ε⊥よりも小さい誘電率を有することにより、より優れた液晶の配向性が得られることから、優れた応答特性が得られることが確認された。
【０１９５】
（実施例１０）
以下の手順により、図９に示した液晶表示素子を作製した。
【０１９６】
まず、ＴＦＴ基板２０およびＣＦ基板３０を用意した。ＴＦＴ基板２０としては、厚さ０．７ｍｍのガラス基板２０Ａの一面側に、スリット２１の幅およびピッチがそれぞれ５μｍおよび６５μｍであるスリットパターンを有するＩＴＯからなる画素電極２０Ｂ（スリット２１が設けられていない部分の幅６０μｍ）が形成されたものを用いた。また、ＣＦ基板３０としては、カラーフィルタが形成された厚さ０．７ｍｍのガラス基板３０Ａのカラーフィルタ上に、スリット３１の幅およびピッチがそれぞれ５μｍおよび６５μｍであるスリットパターンを有するＩＴＯからなる対向電極３０Ｂ（スリット３１が設けられていない部分の幅６０μｍ）が形成されたものを用いた。続いて、ＴＦＴ基板２０の上に３．５μｍのスペーサ突起物を形成した。
【０１９７】
続いて、ＴＦＴ基板２０の画素電極２０Ｂ側の表面に、スピンコーターを用いて垂直配向剤を含む配向材料（ＪＳＲ株式会社製ＡＬ１Ｈ６５９）を塗布したのち、塗布膜を８０℃のホットプレートで８０秒間乾燥させた。続いて、ＴＦＴ基板２０を、窒素雰囲気下２００℃のオーブンで１時間加熱した。これにより、配向膜２２を形成した。
【０１９８】
また、配向膜３２を形成した。この場合、まず、配向剤料を調製した。最初にジアミン化合物である、式（Ａ−６）に示した架橋性官能基を有する化合物と、式（Ｂ−４）に示した垂直配向有機構造部を有する化合物と、式（Ｅ−２）に示したテトラカルボン酸二無水物と、式（Ｆ−１）に示した化合物とをモル比（式（Ａ−６）：式（Ｂ−４）：式（Ｅ−２）：式（Ｆ−１））で２５：５：５０：２０となるようにＮ−メチル−２−ピロリドンに溶解させた。続いて、この溶液を６０℃で６時間反応させたのち、反応後の溶液に対して、大過剰の純水を注いで反応生成物を沈殿させた。続いて、沈殿した固形物を分離したのち、純水で洗浄し、減圧下４０℃で１５時間乾燥させ、これにより高分子化合物前駆体であるポリアミック酸が合成された。最後に、得られたポリアミック酸をＮ−メチル−２−ピロリドンに溶解させたのち（固形分濃度３重量％）、ポリアミック酸溶液を０．２μｍのフィルタでろ過した。
【０１９９】
続いて、ＣＦ基板３０の対向電極３０Ｂ側の表面に、スピンコーターを用いて調整した配向材料を塗布したのち、塗布膜を乾燥および加熱することにより、配向膜３２を形成した。この場合、塗布膜の乾燥条件および加熱条件は、配向膜２２を形成する際の条件と同様にした。
【０２００】
次に、ＣＦ基板３０上の画素部周縁に紫外線硬化樹脂を塗布することによりシールを形成し、これに囲まれた部分に、ネガ型液晶であるＭＬＣ−７０２９（メルク社製：ε⊥＝７．２，ε／／＝３．６）からなる液晶材料を滴下注入した。こののち、画素電極２０Ｂと対向電極３０Ｂとが対向するようにＴＦＴ基板２０とＣＦ基板３０とを貼り合わせ、シールを硬化させた。続いて、１２０℃のオーブンで１時間加熱し、シールを完全に硬化させた。これにより、液晶層４０が封止され、液晶セルが完成した。
【０２０１】
次に、液晶セルに対して、実行値電圧１０Ｖの矩形波の交流電界（６０Ｈｚ）を印加した状態で、ＴＦＴ基板２０の外側から波長３６５ｎｍの紫外光を５００ｍＪで照射し、配向膜３２中の配向処理前化合物を反応させた。これによりＣＦ基板３０上に配向処理後化合物を含む配向膜３２を形成した。以上により、ＴＦＴ基板２０側の液晶分子４１Ａが基板面に対して垂直配向（プレチルトθ１＝０°）すると共に、ＣＦ基板３０側の液晶分子４１Ｂがプレチルトθ２を有する図９に示した液晶表示素子が完成した。最後に、液晶表示素子の外側に、吸収軸が直交するように一対の偏光板を貼り付けた。
【０２０２】
ここで、完成した液晶表示素子についてチルト角測定装置（株式会社大塚電子製；ＲＥＴＳ−１００）を用いて、プレチルトθ１，θ２を測定したところ、θ１＝０°，θ２＝１±０．３°であった。
【０２０３】
（実施例１１）
液晶セルに対して矩形波の交流電界を印加する際に、実行値電圧を２０Ｖにしたことを除き、実施例１０と同様の手順を経た。この液晶表示素子についても実施例１０と同様にプレチルトθ１，θ２を測定したところ、θ１＝０°，θ２＝１．５±０．３°であった。
【０２０４】
（実施例１２）
液晶セルに対して矩形波の交流電界を印加する際に、実行値電圧を３０Ｖにしたことを除き、実施例１０と同様の手順を経た。この液晶表示素子についても実施例１０と同様にプレチルトθ１，θ２を測定したところ、θ１＝０°，θ２＝２．５±０．３°であった。
【０２０５】
（比較例７）
配向膜２２を形成する際に、垂直配向剤を含む配向材料に代えて、上記の架橋性官能基を有する高分子化合物前駆体を含む配向剤料を用いたことを除き、実施例１０と同様の手順を経た。この液晶表示素子についても実施例１０と同様にプレチルトθ１，θ２を測定したところ、いずれも１±０．３°（＝θ１＝θ２）であった。
【０２０６】
（比較例８）
液晶セルに対して矩形波の交流電界を印加する際に、実行値電圧を２０Ｖにしたことを除き、比較例７と同様の手順を経た。この液晶表示素子についても実施例１０と同様にプレチルトθ１，θ２を測定したところ、いずれも１．５±０．３°（＝θ１＝θ２）であった。
【０２０７】
（比較例９）
液晶セルに対して矩形波の交流電界を印加する際に、実行値電圧を３０Ｖにしたことを除き、比較例７と同様の手順を経た。この液晶表示素子についても実施例１０と同様にプレチルトθ１，θ２を測定したところ、いずれも２．５±０．３°（＝θ１＝θ２）であった。
【０２０８】
（実施例１３〜１５）
配向膜３２の形成材料を変更したことを除き、実施例１０〜１２と同様の手順を経た。配向膜３２を形成する場合には、式（Ａ−２０）に示した架橋性官能基を有する化合物と、式（Ｂ−４）に示した垂直配向有機構造部を有する化合物と、式（Ｃ−１）に示した化合物と、式（Ｅ−２）に示したテトラカルボン酸二無水物と、式（Ｆ−１）に示した化合物とをモル比（式（Ａ−２０）：式（Ｂ−４）：式（Ｃ−１）：式（Ｅ−２）：式（Ｆ−１））で１５：５：１０：５０：２０となるようにＮ−メチル−２−ピロリドンに溶解させた。これ以外の手順は、実施例１０〜１２と同様である。プレチルトθ１，θ２を測定したところ、実施例１３ではθ１＝０°，θ２＝１±０．３°、実施例１４ではθ１＝０°，θ２＝１．６±０．３°、実施例１５ではθ１＝０°，θ２＝２．７±０．３°であった。
【０２０９】
（比較例１０〜１２）
実施例１３〜１５と同様の配向膜３２を形成したことを除き、比較例７〜９と同様の手順を経た。プレチルトθ１，θ２を測定したところ、比較例１０ではθ１＝θ２＝１±０．３°、比較例１１ではθ１＝θ２＝１．６±０．３°、比較例１２ではθ１＝θ２＝２．７±０．３°であった。
【０２１０】
これらの実施例１０〜１５および比較例７〜１２の液晶表示素子について、駆動電圧に対する応答時間（立ち上がり応答時間および立ち下がり応答時間）およびコントラストを測定した。立ち上がり応答時間の結果を図２１、立ち下がり応答時間の結果を図２２、コントラストの結果を図２３に示す。応答時間およびコントラストの測定方法は、実施例１〜９および比較例１〜６と同様である。なお、実施例１〜４および比較例１〜６において測定した応答時間は、立ち上がり応答時間と立ち下がり応答時間との和である。
【０２１１】
図２１〜図２３に示したように、実施例１０〜１５では、比較例７〜１２と比較して、立ち上がり応答時間がほぼ維持されたまま立ち下がり応答時間が著しく短くなると共に、コントラストが高くなった。
【０２１２】
これらの結果は、画素電極２０Ｂに複数のスリット２１が設けられていると共に対向電極３０Ｂに複数のスリット３１が設けられている場合においても、画素電極２０Ｂだけに複数のスリット２１が設けられている場合と同様の利点が得られることを表している。すなわち、ＴＦＴ基板２０側の液晶分子４１Ａが基板面に対して垂直配向（プレチルトθ１＝０°）すると共に、ＣＦ基板３０側の液晶分子４１Ｂがプレチルトθ２（＞０°）を有することにより、非駆動状態（黒表示時）において光の透過率を低減することができると共に、駆動電圧印加時および黒表示時における液晶分子４１全体としての配向の乱れを抑制することができる。よって、応答特性を確保すると共にコントラストを向上させることができることが確認された。
【０２１３】
以上、実施の形態、その変形例および実施例を挙げて本発明を説明したが、本発明はこれらの実施の形態等に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、上記実施の形態等では透過型の液晶表示素子およびそれを搭載した液晶表示装置について説明するようにしたが、本発明では必ずしもこれに限られるものではなく、例えば、反射型のものとしてもよい。反射型とした場合には、画素電極がアルミニウムなどの光反射性を有する電極材料により構成される。
【符号の説明】
【０２１４】
１…電圧印加手段、１０…画素、２０，５０…ＴＦＴ基板、３０…ＣＦ基板、２０Ａ，３０Ａ，５０Ａ…ガラス基板、２０Ｂ，５０Ｂ，８０Ｂ…画素電極、２０Ｂ１…基部、２０Ｂ２…線状部分、３０Ｂ…対向電極、２１，３１…スリット、２２，３２…配向膜、４０…液晶層、４１（４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ）…液晶分子、５０Ｂ１，８０Ｂ１…導電層、５０Ｂ２，５０Ｂ３，８０Ｂ２…突起、６０…表示領域、６１…ソースドライバ、６２…ゲートドライバ、６３…タイミングコントローラ、６４…電源回路、７１…ソース線、７２…ゲート線。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１電極を有する第１基板と、
負の誘電率異方性を示す液晶分子を含む液晶層と、
前記液晶層を介して前記第１基板と対向すると共に、前記第１電極と対向する第２電極を有する第２基板と、
を備え、
前記第１電極だけ、あるいは、前記第１および第２電極の双方に、電界に歪みを発生させる構造が設けられ、
前記第２基板の側に位置する液晶分子は、前記第１基板の側に位置する液晶分子よりも大きなプレチルトを有し、
ＶＡモードで表示を行う、
液晶表示素子。
【請求項２】
前記第１電極だけ、あるいは、前記第１および第２電極の双方に、複数のスリットが設けられている、請求項１記載の液晶表示素子。
【請求項３】
前記第１および第２電極の双方に複数のスリットが設けられ、
前記第１電極に設けられたスリットの位置と前記第２電極に設けられたスリットの位置とは、前記第１および第２基板の基板面内においてずれている、
請求項２記載の液晶表示素子。
【請求項４】
前記第１電極だけに複数のスリットが設けられ、
前記第２電極は、前記第１電極（前記スリットの形成領域を含む）と対向する領域全体に設けられている、
請求項２記載の液晶表示素子。
【請求項５】
前記第１基板の側に位置する液晶分子は、基板面に対して垂直に配向している、請求項１記載の液晶表示素子。
【請求項６】
前記第１基板は、前記第１電極を駆動する半導体素子と、カラーフィルタとを備える、請求項１記載の液晶表示素子。
【請求項７】
前記第１基板および第２基板と前記液晶層との間に、一対の配向膜を有し、
前記第２基板の側の配向膜は、架橋性官能基、重合性官能基あるいは感光性官能基を側鎖として有する高分子化合物がそれらの官能基を介して反応した化合物を含み、
前記反応した化合物が、前記第２基板の側に位置する液晶分子にプレチルトを付与する、
請求項５記載の液晶表示素子。
【請求項８】
前記高分子化合物は、主鎖の繰り返し単位中にイミド結合を含む、請求項７記載の液晶表示素子。
【請求項９】
前記高分子化合物は、液晶分子に対して垂直配向を誘起する基を有する、請求項７記載の液晶表示素子。
【請求項１０】
前記第２基板の側に位置する前記液晶分子のプレチルトは、０°より大きく１０°以下である、請求項１記載の液晶表示素子。
【請求項１１】
前記第１電極だけ、あるいは、前記第１および第２電極の双方は、導電体層と、前記導電体層の前記液晶層側の面に設けられると共に誘電体により構成された複数の突起とを有する、請求項１記載の液晶表示素子。
【請求項１２】
前記第１および第２電極の双方に、前記導電体層および前記複数の突起が設けられ、
前記第１電極に設けられた突起の位置と前記第２電極に設けられた突起の位置とは、前記第１および第２基板の基板面内においてずれている、
請求項１１記載の液晶表示素子。
【請求項１３】
前記第１電極だけに、前記導電体層および前記複数の突起が設けられ、
前記第２電極は、前記第１電極と対向する領域全体に設けられている、
請求項１１記載の液晶表示素子。
【請求項１４】
前記複数の突起は、それぞれ離間して前記導電体層上に延在している、請求項１１記載の液晶表示素子。
【請求項１５】
前記誘電体は、前記液晶分子の誘電率ε⊥よりも小さい誘電率を有する、請求項１１記載の液晶表示素子。
【請求項１６】
前記第１基板の側に位置する液晶分子は、基板面に対して垂直に配向している、請求項１１記載の液晶表示素子。
【請求項１７】
前記第１基板は、前記第１電極を駆動する半導体素子と、カラーフィルタとを備える、請求項１１記載の液晶表示素子。
【請求項１８】
第１電極を有する第１基板と、負の誘電率異方性を示す液晶分子を含む液晶層と、前記液晶層を介して前記第１基板と対向すると共に前記第１電極と対向する第２電極を有する第２基板と、を有するＶＡモードで表示を行う液晶表示素子を備え、
前記第１電極だけ、あるいは、前記第１および第２電極の双方に、電界に歪みを発生させる構造が設けられ、
前記第２基板の側に位置する液晶分子は、前記第１基板の側に位置する液晶分子よりも大きなプレチルトを有する
液晶表示装置。
【請求項１９】
前記第１電極だけ、あるいは、前記第１および第２電極の双方に、複数のスリットが設けられている、請求項１８記載の液晶表示装置。
【請求項２０】
前記第１電極だけ、あるいは、前記第１および第２電極の双方は、導電体層と、前記導電体層の前記液晶層側の面に設けられると共に誘電体により構成された複数の突起とを有する、請求項１８記載の液晶表示装置。
【請求項１】
第１電極を有する第１基板と、
負の誘電率異方性を示す液晶分子を含む液晶層と、
前記液晶層を介して前記第１基板と対向すると共に、前記第１電極と対向する第２電極を有する第２基板と、
を備え、
前記第１電極だけ、あるいは、前記第１および第２電極の双方に、電界に歪みを発生させる構造が設けられ、
前記第２基板の側に位置する液晶分子は、前記第１基板の側に位置する液晶分子よりも大きなプレチルトを有し、
ＶＡモードで表示を行う、
液晶表示素子。
【請求項２】
前記第１電極だけ、あるいは、前記第１および第２電極の双方に、複数のスリットが設けられている、請求項１記載の液晶表示素子。
【請求項３】
前記第１および第２電極の双方に複数のスリットが設けられ、
前記第１電極に設けられたスリットの位置と前記第２電極に設けられたスリットの位置とは、前記第１および第２基板の基板面内においてずれている、
請求項２記載の液晶表示素子。
【請求項４】
前記第１電極だけに複数のスリットが設けられ、
前記第２電極は、前記第１電極（前記スリットの形成領域を含む）と対向する領域全体に設けられている、
請求項２記載の液晶表示素子。
【請求項５】
前記第１基板の側に位置する液晶分子は、基板面に対して垂直に配向している、請求項１記載の液晶表示素子。
【請求項６】
前記第１基板は、前記第１電極を駆動する半導体素子と、カラーフィルタとを備える、請求項１記載の液晶表示素子。
【請求項７】
前記第１基板および第２基板と前記液晶層との間に、一対の配向膜を有し、
前記第２基板の側の配向膜は、架橋性官能基、重合性官能基あるいは感光性官能基を側鎖として有する高分子化合物がそれらの官能基を介して反応した化合物を含み、
前記反応した化合物が、前記第２基板の側に位置する液晶分子にプレチルトを付与する、
請求項５記載の液晶表示素子。
【請求項８】
前記高分子化合物は、主鎖の繰り返し単位中にイミド結合を含む、請求項７記載の液晶表示素子。
【請求項９】
前記高分子化合物は、液晶分子に対して垂直配向を誘起する基を有する、請求項７記載の液晶表示素子。
【請求項１０】
前記第２基板の側に位置する前記液晶分子のプレチルトは、０°より大きく１０°以下である、請求項１記載の液晶表示素子。
【請求項１１】
前記第１電極だけ、あるいは、前記第１および第２電極の双方は、導電体層と、前記導電体層の前記液晶層側の面に設けられると共に誘電体により構成された複数の突起とを有する、請求項１記載の液晶表示素子。
【請求項１２】
前記第１および第２電極の双方に、前記導電体層および前記複数の突起が設けられ、
前記第１電極に設けられた突起の位置と前記第２電極に設けられた突起の位置とは、前記第１および第２基板の基板面内においてずれている、
請求項１１記載の液晶表示素子。
【請求項１３】
前記第１電極だけに、前記導電体層および前記複数の突起が設けられ、
前記第２電極は、前記第１電極と対向する領域全体に設けられている、
請求項１１記載の液晶表示素子。
【請求項１４】
前記複数の突起は、それぞれ離間して前記導電体層上に延在している、請求項１１記載の液晶表示素子。
【請求項１５】
前記誘電体は、前記液晶分子の誘電率ε⊥よりも小さい誘電率を有する、請求項１１記載の液晶表示素子。
【請求項１６】
前記第１基板の側に位置する液晶分子は、基板面に対して垂直に配向している、請求項１１記載の液晶表示素子。
【請求項１７】
前記第１基板は、前記第１電極を駆動する半導体素子と、カラーフィルタとを備える、請求項１１記載の液晶表示素子。
【請求項１８】
第１電極を有する第１基板と、負の誘電率異方性を示す液晶分子を含む液晶層と、前記液晶層を介して前記第１基板と対向すると共に前記第１電極と対向する第２電極を有する第２基板と、を有するＶＡモードで表示を行う液晶表示素子を備え、
前記第１電極だけ、あるいは、前記第１および第２電極の双方に、電界に歪みを発生させる構造が設けられ、
前記第２基板の側に位置する液晶分子は、前記第１基板の側に位置する液晶分子よりも大きなプレチルトを有する
液晶表示装置。
【請求項１９】
前記第１電極だけ、あるいは、前記第１および第２電極の双方に、複数のスリットが設けられている、請求項１８記載の液晶表示装置。
【請求項２０】
前記第１電極だけ、あるいは、前記第１および第２電極の双方は、導電体層と、前記導電体層の前記液晶層側の面に設けられると共に誘電体により構成された複数の突起とを有する、請求項１８記載の液晶表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【公開番号】特開２０１２−３２７５２（Ｐ２０１２−３２７５２Ａ）
【公開日】平成２４年２月１６日（２０１２．２．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２４９６２７（Ｐ２０１０−２４９６２７）
【出願日】平成２２年１１月８日（２０１０．１１．８）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年２月１６日（２０１２．２．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月８日（２０１０．１１．８）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
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