CN1841166A - 定向膜、形成定向膜的方法、液晶板和电子设备 - Google Patents

定向膜、形成定向膜的方法、液晶板和电子设备 Download PDF

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Abstract

一种用于控制液晶分子取向的定向膜是由有机硅材料形成的，所述的有机硅材料在其分子中包括用于提高与液晶分子亲合力的亲合力赋予基和用于控制液晶分子取向的取向特性赋予基。所述亲合力赋予基是选自包含乙烯基、烷撑基和氰基烷基的基团中的至少一种，并且所述取向特性赋予基是选自包含苯基、取代的苯基、苯基－烷基、取代的苯基－烷基、含有3至12个碳原子的支链烷基的基团中的至少一种。优选地，所述的有机硅材料包括具有笼形结构或部分裂开的笼形结构的有机聚倍半硅氧烷。还提供一种形成定向膜的方法，并且还提供具有所述定向膜的液晶板和配备有所述液晶板的电子设备。

Description

定向膜、形成定向膜的方法、液晶板和电子设备
交叉引用
于2005年3月29日提交的日本专利申请No.2005-096285的全部内容明确地结合在此作为参考。
技术领域
本发明涉及一种定向膜(取向膜)、一种形成定向膜的方法、一种液晶板和电子设备，并且更具体而言，涉及一种有机膜、一种形成定向膜的方法、一种配备有定向膜的液晶板，以及配备有液晶板的电子设备。
背景技术
已知有投影图像在屏幕上的投影型显示装置。在大多数这类投影型显示装置中，将液晶板用于形成图像。
这种液晶板通常具有定向膜(取向膜)，定向膜被设置用来呈现一个预定的预倾角，以将液晶分子定向或取向在固定的方向上。至于制备这种定向膜的方法，已知例如这样一种方法，其中将由高分子化合物如聚酰亚胺组成的并且形成在衬底上的薄膜通过用人造纤维的织物等在一个方向上摩擦薄膜而进行摩擦处理(参见，例如JP-A No.H10-161133)。
但是，由高分子化合物如聚酰亚胺形成的定向膜由于各种因素如使用的环境、使用的时间等可能引起光恶化。当这种光恶化发生时，形成定向膜、液晶层等的材料容易分解，并且其分解产物可能不利地影响液晶的性能。此外，在摩擦处理中，产生静电，并且还产生灰尘，从而降低液晶板的可靠性。
为了解决这类问题，尝试采用由无机材料形成的定向膜。通常，由倾斜气相沉积法来形成这类无机定向膜。
与由有机材料形成的定向膜相比，这种有机定向膜具有优良的耐光性和耐热性，但反过来，具有其取向液晶分子的能力低的问题。
发明内容
发明概述
本发明是考虑到上面所述的问题作出的。因此，本发明的一个目的在于提供一种具有优异耐光性和优异取向特性(即，调节液晶材料的取向状态的功能)的定向膜(取向膜)。此外，本发明还有一个目的在于提供一种制造所述定向膜的方法，该方法能够有效地制造这种定向膜。此外，本发明还有一个目的在于提供一种配备有这种定向膜的液晶板，和配备有液晶板的电子设备。
为了达到上面所述的目的，本发明涉及一种用于控制液晶分子定向(取向)的定向膜。该定向膜主要由有机硅材料形成，并且所述的有机硅材料在其分子中具有至少一种用于提高与液晶分子亲合力的亲合力赋予基和至少一种用于控制液晶分子取向的取向特性赋予基。
这使得可以提供一种有优异耐光性和优异取向特性(即，调节液晶材料的取向状态的功能)的定向膜。
在根据本发明的定向膜中，优选所述的亲合力赋予基是选自包含乙烯基、烷撑基和氰基烷基的组中的至少一种。
由于这些基团可以有效提高与液晶分子的亲合力，所以可以以更稳定的方式定向液晶分子，从而提高取向特性。
此外，根据本发明的定向膜中，还优选所述的取向特性赋予基是选自包含苯基、取代的苯基、苯基-烷基、取代的苯基-烷基和含有3至12个碳原子的支链烷基的组中的至少一种。
这种基团的使用可以有效地将液晶分子的预倾角设置为所需要的角度，从而可以显示更优异的取向特性。
此外，根据本发明的定向膜中，还优选所述的有机硅材料含有作为其主要组分的含有亲合力赋予基和取向特性赋予基的聚硅氧烷材料。
这也使得可以提供具有优异耐光性和优异取向特性的定向膜。
在这种情况下，优选所述的聚硅氧烷材料包括具有笼形结构或部分裂开的笼形结构的有机聚倍半硅氧烷。
这也使得可以提供具有更优异耐光性和更优异取向特性的定向膜。
此外，根据本发明的定向膜中，还优选所述的聚硅氧烷材料是通过烷氧基硅烷的缩聚形成的。
这使得可以容易地制备所述的聚硅氧烷材料。
在这种情况下，优选所述的烷氧基硅烷包括两种或更多种具有不同组成的烷氧基硅烷化合物。
这使得可以容易地调节在构成定向膜的有机硅材料中的亲合力赋予基和取向特性赋予基的存在比率。
在这种情况下，优选所述具有不同组成的烷氧基硅烷化合物包括含有亲合力赋予基的烷氧基硅烷化合物和含有取向特性赋予基的烷氧基硅烷化合物。
这也使得可以容易地调节在构成所述定向膜的有机硅材料中的亲合力赋予基和取向特性赋予基的存在比率。
此外，根据本发明的定向膜中，还优选所述的有机硅材料的重均分子量为500至50,000。
这使得可以获得具有光学和物理稳定性的定向膜。
本发明的另一方面涉及一种形成权利要求1中限定的定向膜的方法。该方法包括以下步骤：
制备衬底；
制备定向膜形成液，所述的定向膜形成液含有用于形成所述有机硅材料的材料，所述的材料含有作为其主要组分的含有亲合力赋予基和取向特性赋予基的聚硅氧烷材料；
将所述的定向膜形成液涂布至衬底上；并且
将所涂布的含有所述聚硅氧烷材料的定向膜形成液固化，以在衬底上形成所述的定向膜。
根据上面所述的定向膜形成方法，可以有效地形成具有优异耐光性和优异取向特性的定向膜。
在上面所述的定向膜形成方法中，优选所述的聚硅氧烷材料是通过烷氧基硅烷的缩聚形成的，并且含有至少一种有助于所述定向膜形成液的固化反应的固化反应基。
这使得可以改善定向膜形成液的膜形成特性。结果，可以形成具有物理稳定性的定向膜。
在这种情况下，优选所述的固化反应基是选自包含环氧丙氧基-烷基、脂环族环氧基-烷基、丙烯酰基、甲基丙烯酰基、苯乙烯基和苯乙烯基-烷基的组中的至少一种。
这些基团的使用可以容易地形成稳定的定向膜。
在上面所述的定向膜形成方法中，优选所述定向膜形成液的固化反应是通过热处理和/或能量光线辐照处理以固化所述聚硅氧烷材料的固化反应基来进行的。
这也使得可以容易地形成稳定的定向膜。
本发明的另一个方面涉及一种液晶板，其包含：
液晶层，其具有两个面；
一对定向膜，其分别接触所述液晶层的两个面，每个定向膜是由权利要求1中限定的定向膜形成的；和
一对电极，其提供给该对定向膜，所述的电极不面对所述的液晶层。
这种液晶板具有优异的耐光性和优异的取向特性。
本发明再一方面涉及电子设备，其配备有由权利要求14所限定的液晶板。
这种电子设备具有高的可靠性。
本发明的这些和其它目的、结构和益处将从下面参考附图进行的发明详述及其实施例中更加明白。
附图说明
图1是显示本发明第一实施方案的液晶板的纵向剖面示意图。
图2是显示本发明第二实施方案的液晶板的纵向剖面示意图。
图3是移动型(或笔计本型)个人计算机的透视图，所述的个人计算机是本发明电子设备的一个实例。
图4是便携式电话(包括个人手持电话系统(PHS))的透视图，所述的电话是本发明电子设备的另一个实例。
图5是数码照相机的透视图，所述的数码照相机是本发明电子设备的另一个实例。
图6是示意性地显示本发明的电子设备(投影型显示装置)的光学系统的视图。
具体实施方式
发明详述
以下，本发明将参考附图详细地描述。
在解释定向膜(取向膜)和形成定向膜(取向膜)的方法之前，将首先解释根据本发明的液晶板。
图1是显示本发明第一实施方案的液晶板的纵向剖面示意图。
如图1所示，液晶板1A包括液晶层2、定向膜(取向膜)3A和4A、用作电极的透明导电膜5和6、偏振膜7A和8A和衬底9和10。
液晶层2主要由液晶材料形成。
形成液晶层2的液晶材料可以是任何液晶材料，如向列型液晶或近晶型液晶，只要可以取向液晶材料即可。但是，在TN-型液晶板的情况下，优选形成向列型液晶的液晶材料。液晶材料的实例包括：苯基环己烷衍生物液晶、联苯衍生物液晶、乙烯基环己烷衍生物液晶、三联苯衍生物液晶、苯基醚衍生物液晶、苯基酯衍生物液晶、双环己烷衍生物液晶、azometin衍生物液晶、氧化偶氮基衍生物液晶、嘧啶衍生物液晶、二噁烷衍生物液晶和立方烷衍生物液晶，等。液晶材料还包括通过将氟取代基如一氟基、二氟基、三氟基、三氟甲基或三氟甲氧基引入至向列型液晶分子而得到液晶分子。
将定向膜3A和4A安置在液晶层2的两个表面上。
将定向膜3A形成在稍后描述的由透明导电膜5和衬底9组成的基体100上。将定向膜4A形成在稍后描述的由透明导电膜6和衬底10组成的基体101上。即，提供一个定向膜与每个电极接触。
定向膜3A和4A具有调节形成液晶层2的液晶材料(液晶分子)的取向状态(在没有施加电压时)的功能。
这些定向膜3A和4A是由例如下面所述的方法(即，根据本发明形成定向膜的方法)形成的，并且它们主要是由有机硅材料形成的。
有机硅材料是聚硅氧烷和有机化合物的复合材料，并且它与其它有机材料相比具有优良的化学稳定性。因此，与常规的由有机材料形成的定向膜相比，本发明的定向膜可以具有优异的耐光性。
特别是，在本发明中，作为构成定向膜的有机硅材料，使用在其分子中包括至少一种用于提高与上面所述的液晶材料(液晶分子)亲合力的亲合力赋予基和至少一种用于控制液晶分子取向的取向特性赋予基的有机硅材料，并且这是本发明的特征。
在这点上，应当注意的是与现有技术由有机材料形成的定向膜相比，由无机材料形成的定向膜具有优良的耐光性。但是，另一方面，这种由无机材料形成的定向膜与液晶分子的亲合力低，所以存在它难以调节液晶分子取向状态的问题，即定向膜取向液晶分子的能力低。
但是，如上所述，作为构成定向膜的有机硅材料，本发明使用在其分子中包括至少一种用于提高与上面所述的液晶材料(液晶分子)亲合力的亲合力赋予基和至少一种用于控制液晶分子取向的取向特性赋予基的有机硅材料，从而提高与液晶分子的亲合力，所以可以将液晶分子拉向定向膜，从而容易地调节液晶分子的取向状态。这使得取向特性赋予基可以调节液晶分子的取向状态，从而取向液晶分子，以具有所需要的预倾角。由此结果，可以提供具有优异取向特性(即，调节液晶材料的取向状态的功能)以及优异的耐光性的定向膜。此外，由于还改善了与透明电极的粘合力，所以也改善了最终得到的电子设备的可靠性。
在有机硅材料仅含有亲合力赋予基或取向特性赋予基中任一种的情况下，不能得到这些益处。
即，在有机硅材料仅含有亲合力赋予基的情况下，可以将液晶分子拉向定向膜的表面，但是难以将液晶分子取向在预定的方向上。另一方面，在有机硅材料仅含有取向特性赋予基的情况下，难以充分地将液晶分子拉向定向膜的表面，原因在于与液晶分子的亲合力低，从而难以调节液晶分子的定向状态。
亲合力赋予基的实例包括：乙烯基、烷撑基、氰基烷基、苯基、取代的苯基、亚烷基等。
在这些基团中，可以优选将乙烯基、烷撑基、亚烷基和氰基烷基用作包括在构成定向膜3A和4A的有机硅材料中的亲合力赋予基。有机硅材料可以含有这些基团的至少一种或两种或更多种作为其亲合力赋予基。这使得可以更有效地提高与液晶分子的亲合力，所以可以以更稳定的状态定向液晶分子，从而改善其取向特性。
此外，取向特性赋予基的实例包括苯基、取代的苯基、苯基-烷基、取代的苯基-烷基、含有3至12个碳原子的支链烷基等。
在此实施方案中，优选构成定向膜3A和4A的有机硅材料含有这些基团的至少一种或两种或多种作为取向特性赋予基。这使得可以更适宜地将液晶分子的取向方向定向，从而显示更优异的取向特性。
在上面所述的基团中，特别优选将苯基、取代的苯基、苯基-烷基和取代的苯基-烷基用作有机硅材料。由于这些基团的使用可以提高与液晶分子的亲合力，所以可以以稳定的状态定向液晶分子，从而可以具有更优异的取向特性。
至于上面所述的有机硅材料，优选使用具有笼形结构或部分裂开的笼形结构的有机聚倍半硅氧烷。这种材料的使用使得可以以仲裁的方式改变亲合力和取向特性之间的相对丰度(相对存在比率)。此外，还可以得到具有高耐热性和高可见光透射性能的定向膜。
此外，优选有机硅材料的重均分子量为500至50,000，更优选为700至50,000。这使得可以得到光学和物理性质稳定的定向膜。
此外，优选定向膜3A和4A的平均厚度为0.01至10μm，更优选为0.01至0.1μm，并且再更优选为0.02至0.05μm。如果定向膜的平均厚度低于下限值，可能的情况是根据有机硅材料的组成等，不能充分地显示作为定向膜的功能。另一方面，如果定向膜的平均厚度超过上限，驱动电压也因此提高，因而有不能驱动TFT的可能性，这取决于其种类。
将透明导电膜5安置在定向膜3A的外表面上，即定向膜3A与其面对液晶层2的表面相对的表面上。类似地，将透明导电膜6安置在定向膜4A的外表面上，即定向膜4A与其面对液晶层2的表面相对的表面上。
透明导电膜5和6在电流在它们之间流动时具有驱动液晶层2液晶分子(改变其取向)的功能。
对于透明导电膜5和6之间电流流动的控制是通过控制供应自与透明导电膜连接的控制电路(图中未显示)的电流来进行的。
透明导电膜5和6具有导电性，并且是由例如铟锡氧化物(ITO)或氧化锡(SnO2)形成的。
将衬底9安置在透明导电膜5的外表面上，即，在透明导电膜5与其面对定向膜3A的表面相反的表面上。类似地，将衬底10安置在透明导电膜6的外表面上，即，在透明导电膜6与其面对定向膜4A的表面相反的表面上。
衬底9和10具有支撑如上所述的液晶层2、定向膜3A和4A和透明导电膜5和6，以及稍后描述的偏振膜7A和8A的功能。对用于形成衬底9和10的材料没有特别限制。材料的实例包括玻璃如石英玻璃和塑料材料如聚对苯二甲酸乙二醇酯。在这些材料中，特别是，优选由玻璃如石英玻璃形成的材料。这使得可以得到更不容易翘曲或弯曲并且具有优异稳定性的液晶板。在这点上，应当注意的是，从图1中省略了密封材料、配线等。
将偏振膜(片式偏振器或偏光膜)7A安置在衬底9的外表面上，即，在衬底9与其面对透明导电膜5的表面相反的表面上。类似地，将偏振膜(片式偏振器或偏光膜)8A安置在衬底10的外表面上，即，在衬底10与其面对透明导电膜6的表面相反的表面上。
形成偏振膜7A和8A的组成材料的实例包括聚乙烯醇(PVA)等。这些偏振膜可以是通过将碘掺杂在上面所述的组成材料中而得到的材料形成的。
此外，至于偏振膜7A和8A，还可以使用通过将由上面所述的材料形成的膜在单轴方向上拉伸而得到的膜。
通过使用这种偏振膜7A和8A，可以更加确保地通过调节在透明导电膜5和6之间流动的电流的量来进行透光度的控制。
通常根据无机定向膜3A和4A各自的取向方向来确定偏振膜7A和8A各自偏振轴的方向。
接着，将解释根据本发明形成定向膜的方法。
在这点上，应当注意的是，以下将对于本发明一种形成定向膜的方法的示例情况来进行描述，其中所述的定向膜是由具有笼形结构或部分裂开的笼形结构的有机聚倍半硅氧烷构成的。
该实施方案的形成定向膜的方法包括以下步骤：用于通过两种或更多种具有不同组成的烷氧基硅烷化合物的缩聚来制备聚倍半硅氧烷(聚硅氧烷)材料的聚倍半硅氧烷材料制备步骤；用于制备含有所得到的聚倍半硅氧烷材料的定向膜形成液的定向膜形成液制备步骤；向基材上涂布得到的定向膜形成液以形成涂布层的涂布层形成步骤；和用于固化所形成的涂布层的固化步骤。
<聚倍半硅氧烷材料制备步骤>
(1)首先，制备多种烷氧基硅烷化合物。多种烷氧基硅烷化合物包括：含有亲合力赋予基的烷氧基硅烷化合物、含有取向特性赋予基的烷氧基硅烷化合物和含有固化反应基的烷氧基硅烷化合物，所述的固化反应基在形成稍后描述的涂布层时有助于固化反应。制备这些烷氧基硅烷化合物，使得在最终得到的定向膜中官能团如亲合力赋予基和取向特性赋予基等的相对存在比率成为所需要的比率，其中确定烷氧基硅烷化合物的比率，以对应于所需要的比率。
通过使用多种烷氧基硅烷化合物，可以容易地调节在构成定向膜的有机硅材料中的亲合力赋予基和取向特性赋予基的相对存在比率。
含有亲合力赋予基的烷氧基硅烷化合物的实例包括：乙烯基三甲氧基硅烷、3-氰基丙基三乙氧基硅烷、烯丙基三甲氧基硅烷、烯丙基三甲氧基硅烷、烯丙基三异丙氧基硅烷、丁烯基三甲氧基硅烷、丁烯基三乙氧基硅烷、丁烯基三异丙氧基硅烷、2-氰基乙基三甲氧基硅烷、2-氰基乙基三乙氧基硅烷、2-氰基乙基三异丙氧基硅烷、3-氰基丙基三乙氧基硅烷、3-氰基丙基三异丙氧基硅烷、(3-氰基丁基)甲基三甲氧基硅烷、(3-氰基丁基)乙基三甲氧基硅烷、(3-氰基丁基)甲基三异丙氧基硅烷等。
此外，含有取向特性赋予基的烷氧基硅烷化合物的实例包括：苯基三甲氧基硅烷、异丁基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、苯基三异丙氧基硅烷、异丁基三乙氧基硅烷、异丁基三异丙氧基硅烷、异丙基三甲氧基硅烷、异丙基三乙氧基硅烷、异丙基三异丙氧基硅烷、苯乙基三甲氧基硅烷、苯乙基三乙氧基硅烷、苯乙基三异丙氧基硅烷等。
固化反应基是具有通过在预定的条件下固化反应基相互反应而固化涂布层的功能的官能团。通过使用含有这种固化反应基的烷氧基硅烷化合物，可以改善定向膜形成液的涂布层形成性能(预涂布性能)。结果，可以形成具有稳定物理性能的定向膜。
这种固化反应基的实例包括：环氧丙氧基-烷基、脂环族环氧基-烷基、丙烯酰基烷基、甲基丙烯酰基烷基、乙烯基、烷撑基、亚烷基、苯乙烯基和苯乙烯基-烷基等。
在这些固化反应基中，优选使用环氧丙氧基-烷基、脂环族环氧基-烷基和甲基丙烯酰基烷基。通过使用含有这种官能团的烷氧基硅烷化合物，可以有效地形成稳定的定向膜。
含有这种固化反应基的烷氧基硅烷化合物的实例包括：3-环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷、2-(3，4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷等。
(2)接着，以预定的混合比率将上面所述的多种烷氧基硅烷化合物、水和稀释溶剂(如果需要)相互混合，得到其混合物。这种稀释溶剂的典型实例包括醇类如甲醇、乙醇、异丙醇等，醚类如二乙醚、四氢呋喃(THF)等，酮类如丙酮、甲基异丁基酮等，和烃类如甲苯等。
(3)接着，将水解用催化剂如酸催化剂、碱催化剂等加入至由此得到的混合物，其中将混合物搅拌。可以将这些催化剂预先加入至用于反应的溶剂或水中。
这种酸催化剂(包括固体酸催化剂)的实例包括：无机酸如硫酸、硝酸、磷酸，和有机酸如有机磺酸(例如苯磺酸、对甲苯磺酸、萘磺酸盐、甲磺酸、乙磺酸等)。
此外，这种碱催化剂的实例包括：无机碱如氨、氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾等，和有机碱如三胺(例如，三甲胺、三乙胺、三丁胺、三乙醇胺、吡啶等)，氢氧化四烷基铵、胆碱等。在这些碱中，优选使用氢氧化钠、氢氧化钾和氢氧化四烷基铵，因为它们具有作为碱的高活性并且在处理后容易去除。
(4)在加入水解催化剂后，在搅拌下将混合物加热至预定温度，从而引起烷氧基硅烷化合物的缩聚反应。
预定温度(反应温度)优选为5至140℃，并且优选为30至60℃。如果反应温度过高，存在固化反应基相互反应的情况。另一方面，如果反应温度太低，反应的进行变得显著地慢。
此外，优选反应时间为1至48小时，并且更优选为3至18小时。如果反应时间太长，存在固化反应基相互反应的情况。另一方面，如果反应时间太短，反应未完成。
(5)接着，如果需要，进行其它处理如中和、稀释溶剂的去除、干燥等。
通过如上所述的方法，可以得到具有笼形结构或部分裂开的笼形结构的聚倍半硅氧烷材料(即，聚硅氧烷材料)。
<定向膜形成液制备步骤>
然后，制备含有在上面所述的步骤中得到的聚倍半硅氧烷材料的定向膜形成液(取向膜形成液)。
在这点上，应当注意的是，可以将在上面所述的步骤中得到的聚倍半硅氧烷材料原样用于定向膜形成液，或者如果需要，可以将任何溶剂等加入其中。此外，如果需要，可以将固化剂(聚合引发剂)加入至定向膜形成液中。通过使用这种定向膜形成液，可以容易地进行涂布层(其稍后详细描述)的固化。
这种固化剂的实例包括光聚合引发剂如二苯甲酮、1-羟基环己基苯基酮、(噻吩氧基苯基)二苯锍六氟磷酸盐、双(二苯锍)二苯基硫醚六氟磷酸盐等，和热聚合引发剂如偶氮二异丁腈、偶氮二甲基丁腈等。这些固化剂可以单独使用或它们的两种或更多种组合使用。
此外，如果需要，可以将定向膜形成液进行过滤处理。这使得可以除去在定向膜形成液中含有杂质，从而可以有效地形成具有均匀厚度的定向膜。
<涂布层形成步骤>
然后，将在上面所述的步骤中得到的定向膜形成液涂覆在基材(基材100和101)上，形成由定向膜形成液形成的涂布层。
至于将定向膜形成液涂覆在基材上的方法，可以采用各种方法，如凹版涂布法、棒涂法、喷涂法、旋涂法、刀涂法、辊涂法、口模式涂布法等。
<固化步骤>
将由此形成的涂布层固化，形成定向膜(定向膜3A和4A)。可以通过热处理、能量光线辐照处理等来进行涂布层的固化。能量光线的实例包括可见光线、紫外线、放射线、红外线等。
通过进行这种处理，使上面所述的固化反应基通过自由基聚合、阳离子聚合、缩聚等而相互聚合，从而将涂布层固化形成定向膜。结果，可以得到用于电子器件的衬底，所述的衬底由基材和形成在基材上的定向膜组成。
在这点上，优选在将用于形成涂布层的定向膜形成液中含有的水分和/或溶剂除去之后，即，在对涂布层进行干燥处理之后，进行涂布层的固化。这使得可以有效地形成具有均匀膜厚度的定向膜。
备选地，可以通过两个步骤来进行涂布层的固化，所述的两个步骤包括通过能量光线的辐照进行的涂布层初步固化和在初步固化后通过热处理进行的二次固化。即，涂布层在其由相对低能量预固化后可以完全固化。这使得可以有效地形成具有均匀膜厚度的定向膜。
此外，可以在涂布层的固化之后进行摩擦处理。这使得可以得到具有更优异取向特性的定向膜。
以下，将进行关于本发明液晶板第二实施方案的描述。
图2是显示本发明第二实施方案中液晶板的纵向剖面示意图。以下将主要解释在图2中所示的液晶板1B与第一实施方案中的液晶板的不同，并且省略对与第一实施方案相同的那些项目的解释。
如图2所示，液晶板(TFT液晶板)1B包括：TFT衬底(液晶驱动衬底)17、与TFT衬底17结合的定向膜3B、液晶板用相对衬底12、与液晶板用相对衬底12结合的定向膜4B、填充在定向膜3B和定向膜4B之间间隙中的由液晶组成的液晶层2、与TFT衬底(液晶驱动衬底)17外表面，即TFT衬底17与其面对定向膜3B的表面相反的表面，结合的偏振膜7B，和与液晶板用相对衬底12外表面，即液晶板用相对衬底12与其面对定向膜4B的表面相反的表面，结合的偏振膜8B。
定向膜3B和4B是由与第一实施方案形成定向膜3A和4A的方法(本发明形成定向膜的方法)相同的方法形成的。偏振膜7B和8B分别与第一实施方案的偏振膜7A和8A相同。
液晶板用相对衬底12包括：微透镜衬底11、提供在微透镜衬底11的表面层114上并且其中形成开口131的黑底13，和提供在表面层114上以覆盖黑底13的透明导电膜(普通电极)14。
微透镜衬底11包括具有微透镜用凹面部分的衬底(第一衬底)111和表面层(第二衬底)114，在衬底111中形成多个(大量)凹面部分(微透镜用凹面部分)，每个凹面部分具有凹面弯曲的表面，所述的表面层114通过树脂层(粘合剂层)115与其中形成有凹面部分112的具有微透镜用凹面部分的衬底111的表面结合。在树脂层115中，用填充在凹面部分112中的树脂形成微透镜113。
具有微透镜用凹面部分的衬底111是由平面状基材(透明衬底)制造的。将多个(大量)凹面部分112形成在具有微透镜用凹面部分的衬底111的表面上。可以由干式蚀刻方法、湿式蚀刻方法等使用掩模来形成凹面部分112。
具有微透镜用凹面部分的衬底111是由玻璃等形成的。
在这点上，优选基材的热膨胀系数基本上等于玻璃衬底171的热膨胀系数(例如，基材和玻璃衬底171的热膨胀系数的比率为约1/10至10)。因此，在得到的液晶板中，可以有效地防止在温度变化时由热膨胀系数的差别引起的翘曲、弯曲、剥离等。
从这种观点考虑，优选具有微透镜用凹面部分的衬底111和玻璃衬底171是由同种材料形成的。因此，可以有效地防止在温度变化时由热膨胀系数的差别引起的翘曲、弯曲、剥离等。
特别是，当将微透镜衬底11用于由高温多晶硅制成的TFT液晶板时，优选具有微透镜用凹面部分的衬底111是由石英玻璃形成的。TFT液晶板含有作为液晶驱动衬底的TFT衬底。对于这种TFT衬底，优选使用其特性由于制造时的环境而更不容易改变的石英玻璃。这使得通过由石英玻璃形成具有微透镜用凹面部分的衬底111，可以得到具有优异稳定性的TFT液晶板，其中更不容易发生翘曲、弯曲等。
在具有微透镜用凹面部分的衬底111的上表面上提供覆盖凹面部分112的树脂层(粘合剂层)115。
凹面部分112填充有用于形成树脂层115的材料，由此形成微透镜113。
这可以用折射指数高于形成具有微透镜用凹面部分的衬底111的材料的折射指数的树脂(粘合剂)来形成树脂层115。可以适宜地用丙烯酸类树脂、环氧树脂、紫外线固化树脂如丙烯酸环氧树脂等来形成树脂层115。
在树脂层115的上表面上提供平坦表面层114。
可以用玻璃形成表面层(玻璃层)114。在这种情况下，优选表面层114的热膨胀系数基本上等于具有微透镜用凹面部分的衬底111的热膨胀系数(例如，表面层114和具有微透镜用凹面部分的衬底111的热膨胀系数的比率为约1/10至10)。因此，可以有效地防止由具有微透镜用凹面部分的衬底111和表面层114之间的热膨胀系数的差别引起的翘曲、弯曲、剥离等。当具有微透镜用凹面部分的衬底111和表面层114是由同种材料形成时，更有效地获得这种效果。
当将微透镜衬底11用于液晶板时，从得到必要的光学特性考虑，通常将表面层114的厚度设置为约5至1000μm，更优选设置为约10至150μm。
还可以用陶瓷来形成表面层(屏蔽层)114。可以使用的陶瓷的实例包括：氮化物陶瓷如AlN、SiN、TiN和BN，氧化陶瓷如Al2O3和TiO2，和碳化物陶瓷如WC、TiC、ZrC和TaC。当表面层114是由陶瓷形成的时，对表面层114的厚度没有特别限制。但是，优选将表面层114的厚度设置为约20nm至20μm，更优选设置为约40nm至1μm。在这点上，应当注意的是，这种表面层114如果它不是必须的，则可以省略。
黑底13具有高的光封锁性能，并且是由金属如Cr、Al、Al合金、Ni、Zn或Ti或其中分散有碳或钛的树脂形成的。
透明导电膜14具有导电性并且是由铟锡氧化物(ITO)、氧化铟(IO)或氧化锡(SnO2)等形成的。
TFT衬底17是用于驱动液晶层2的液晶的衬底，并且包括：玻璃衬底171、提供在玻璃衬底171上并且以矩阵形式安置的多个(大量)像素电极172，以及对应于各个像素电极172的多个(大量)薄膜晶体管(TFT)173。图2中，未显示密封材料、配线等。
由于上面所述的原因，优选玻璃衬底171是由石英玻璃形成的。
像素电极172在透明导电膜(普通电极)14和像素电极172之间进行充电和放电，从而驱动液晶层2的液晶。像素电极172是由例如与透明导电膜14的材料相同的材料形成的。
将薄膜晶体管173与对应于并且提供在薄膜晶体管173附近的像素电极172连接。将薄膜晶体管173与控制电路(图中未显示)连接并且控制供应至像素电极172的电流。因此，像素电极172的充电和放电得到控制。
将定向膜3B与TFT衬底17的像素电极172结合。将定向膜4B与液晶板用相对衬底12的透明导电膜14结合。即，提供一个定向膜与每个电极接触。
液晶层2是由液晶材料(液晶分子)形成的。液晶分子的取向，即，液晶的取向，响应像素电极172的充电和放电而改变。
在这种液晶板1B中，通常，一个微透镜113、对应于微透镜113光轴Q的黑底13的一个开口131、一个像素电极172和连接像素电极172的一个薄膜晶体管173对应于一个像素。
从液晶板用相对衬底12侧入射来的入射光L通过具有微透镜用凹面部分的衬底111，并且透射通过树脂层115、表面层114、黑底13的开口131、透明导电膜14、液晶层2、像素电极172和玻璃衬底171，同时，当入射光L通过微透镜113时被聚光。这里，由于在微透镜衬底11的入射侧上提供偏振膜8B，当入射光L透射通过液晶层2时，入射光改变为线性偏振光。在那种情况下，与液晶层2液晶分子的取向状态相结合，来控制入射光L的偏振方向。因此，通过偏振膜7B，可以通过透射入射光L来控制发射光的亮度，所述的入射光L透射通过液晶板1B。
如上所述，液晶板1B具有微透镜113，并且已经通过微透镜113的入射光L被聚光，并且通过黑底13的开口131。另一方面，在黑底13未形成开口131的部分中，入射光L被封锁。因此，在液晶板1B中，防止了不需要的光从像素以外的部分泄漏，并且在像素部分中的入射光L的衰减受到控制。因此，液晶板1B在像素部分具有高的透光率。
可以通过下面的方法制造液晶板1B：分别在由已知的方法制造的TFT衬底17和液晶板用相对衬底12上，形成定向膜3B和4B，然后，通过密封材料(图中未显示)将TFT衬底17和液晶板用相对衬底12结合，由通过TFT衬底17和液晶板用相对衬底12结合而形成的间隙部分的填充孔，将液晶注入至该间隙部分，然后关闭该填充孔。
在液晶板1B中，将TFT衬底用作液晶驱动衬底。但是，也可以将不同于TFT衬底的液晶驱动衬底如TFD衬底、STN衬底等用于液晶驱动衬底。
可以适宜地将如上所述包括定向膜的液晶板用于具有强光源的液晶板和室外应用的液晶板。
以下，将在图3至5中所示的实施方案的基础上，详细解释包括上面所述液晶板1A的电子设备(液晶显示装置)。
图3是移动型(或笔计本型)个人计算机的透视图，所述的个人计算机是本发明电子设备的一个实例。
在该图中，个人计算机1100包括主体单元1104，所述的主体单元1104包括键盘1102和显示单元1106。支撑显示单元1106使其能够通过铰链结构而相对于主体单元1104旋转移动。
在个人计算机1100中，显示单元1106包括液晶板1A和图中未显示的背光。可以通过将来自背光的光透射通过液晶板1A来显示图像(信息)。
图4是便携式电话(包括个人手持电话系统(PHS))的透视图，所述的电话是本发明电子设备的另一个实例。
在该图中，便携式电话1200包括许多操作按钮1202、听筒1204和话筒1206，以及液晶板1A和图中未显示的背光。
图5是数码照相机的透视图，所述的数码照相机是本发明电子设备的另一个实例。在该图中，也简要地显示了与外部装置的连接。
普通的照相机曝光具有主题光学图像的银盐摄影胶片。另一方面，数码照相机1300用成像装置如电荷耦合器件(CCD)将主题的光学图像进行光电转换，以生成成像信号(图像信号)。
在数码照相机1300机壳(壳体)1302的背面上提供液晶板1A和背光(图中未显示)。数码照相机1300在由CCD产生的成像信号的基础上进行显示。液晶板1A起着用于显示作为电子图像的主题的取景器的功能。
将电路板1308设置在机壳的里面。将可以储存成像信号的存储器设置在电路板1308上。
将包括光学透镜(成像光学系统)、CCD等的光接收单元1304提供在机壳1302的正面(在图中所示的结构中，在背面)。
当摄影者检查显示在液晶板1A上的主题图像并且按下快门按钮1306时，此时CCD的成像信号被传递至并且储存于电路板1308的存储器中。
在数码照相机1300中，将视频信号输出端1312和用于数据传输的输入/输出端1314提供在机壳1302一侧。如此图中所示，如果需要，将电视监视器1430和个人计算机1440分别连接至视频信号输出端1312和用于数据传输的输入/输出端1314上。此外，按照预定的操作，将储存在电路板1308存储器中的成像信号输出至电视监视器1430和个人计算机1440。
接着，作为本发明的电子设备的一个实例，将解释使用液晶板1B的电子设备(液晶投影仪)。
图6是示意性地显示本发明的电子设备(投影型显示装置)的光学系统的视图。
如该图中所示，投影型显示装置300包括：光源301、包括多个积分器透镜的照明光学系统、包括多个分色镜等的分色光学系统(光导光学系统)、对应于红色的液晶光阀(液晶光闸阵列)(红色用)24、对应于绿色的液晶光阀(液晶光闸阵列)(绿色用)25、对应于蓝色的液晶光阀(液晶光闸阵列)(蓝色用)26、其上形成有用于仅反射红光的分色镜表面211和用于仅反射蓝光的分色镜表面212的分色棱镜(合色光学系统)21，和投影透镜(投影光学系统)22。
照明光学系统包括积分器透镜302和303。分色光学系统包括镜304、306和309、反射蓝光和绿光(仅透射红光)的分色镜305、仅反射绿光的分色镜307、仅反射蓝光的分色镜308(或反射蓝光的镜)，和聚光透镜310、311、312、313和314。
液晶光阀25包括液晶板1B。液晶光阀24和26具有与液晶光阀25相同的结构。在液晶光阀24、25和26中包括的液晶板1B分别与驱动电路(图中未显示)连接。
在投影型显示装置300中，分色棱镜21和投影棱镜22构成光学组20。光学组20和固定地提供在分色棱镜21上的液晶光阀24、25和26构成显示单元23。
以下，将解释投影型显示装置300的操作。
发射自光源301的白光(白光束)透射通过积分器透镜302和303。这种白光的光强度(亮度分布)由积分器透镜302和302而均匀化。在此情况下，优选发射自光源301的白光是具有相对大光强度的白光。这可以使在屏幕320上形成的图像更清楚。投影型显示装置300中，由于使用具有优异耐光性的液晶板1B，所以即使发射自光源301的光的强度大时，也获得优良的长期稳定性。
透射通过积分器透镜302和303的白光通过镜304反射至图6中的左侧。反射光中的蓝光(B)和绿光(G)被分色镜305反射至图6中的下侧，并且反射光中的红光(R)透射通过分色镜305。
透射通过分色镜305的红光被镜306反射至图6中的下侧。由聚光透镜310将反射光成形，使其入射在红色用液晶光阀24上。
分色镜305反射的蓝光和绿光中的绿光被分色镜307反射至图6中的左侧。蓝光透射通过分色镜307。
分色镜307反射的绿光由聚光透镜311成形，并且使其入射在绿光用液晶光阀25上。
透射通过分色镜307的蓝光被分色镜(或镜)308反射至图6中的左侧。反射光由镜309反射至图6中的上侧。蓝光由聚光透镜312、313和314成形，并且使其入射在蓝光用液晶光阀26上。
如此，将发射至光源301的白光分离成为红、绿和蓝三原色，分别导向相应的液晶光阀，并且使其在其上入射。
在此情况下，将在液晶光阀24中包括的液晶板1B的各个像素(薄膜晶体管173以及与此连接的像素电极172)进行切换控制(ON/OFF)，即由基于红色用图像信号操作的驱动电路(驱动单元)进行调制。
类似地，使绿光和蓝光分别入射在液晶光阀25和26上，并且由相应的液晶板1B调制。因此，形成了绿光用图像和蓝光用图像。在此情况下，将液晶光阀25中包括的液晶板1B的各个像素用基于绿色用图像信号操作的驱动电路来进行切换控制。此外，将液晶光阀26中包括的液晶板1B的各个像素用基于蓝色用图像信号操作的驱动电路来进行切换控制。
因此，分别由液晶光阀24、25和26来调制红光、绿光和蓝光，并且形成红光用图像、绿光用图像和蓝光用图像。
使由液晶光阀24形成的红光用图像，即来自液晶光阀24的红光从表面213入射在分色棱镜21上，在分色镜表面211上反射至图6中的左侧，透射通过分色镜表面212，然后从发射表面216发射。
使由液晶光阀25形成的绿光用图像，即来自液晶光阀25的绿光从表面214入射在分色棱镜21上，透射通过分色镜表面211和212，然后从发射表面216发射。
使由液晶光阀26形成的蓝光用图像，即来自液晶光阀26的蓝红光从表面215入射在分色棱镜21上，在分色镜表面212上反射至图6中的左侧，透射通过分色镜表面211，然后从发射表面216发射。
如此，将来自液晶光阀24、25和26的相应颜色的光，即由液晶光阀24、25和26形成的相应图像通过分色棱镜21合并。因此，形成彩色图像。将该图像由投影棱镜22投影(放大和投影)在设置在预定位置的屏幕320上。
除了上面所述的图3中的个人计算机(移动式个人计算机)、图4中的便携式电话、图5中的数码照相机和图6中的投影型显示装置以外，本发明的电子设备的实例包括：电视、摄像机、取景器型和监视器直接观看型磁带录像机、汽车导航装置、寻呼机、电子笔记本(包括带有通信功能的电子笔记本)、电子辞典、电子计算器、电子游戏装置、文字处理器、工作站、可视电话、犯罪预防用电视监视器、电子双筒望远镜、POS终端、包括触摸板的设备(例如金融机构的自动取款机和自动售票器)、医疗设备(例如电子温度计、血压计、血糖计、心电图显示装置、超声波诊断装置和内窥镜用显示装置)、鱼群探测器、各种测量设备、计量设备类(例如，车辆、飞机、船舶的计量设备类)及飞行模拟装置。不言而喻，本发明的液晶板可以用作这些各种电子器件和设备的显示单元和监视单元。
在图中所示的实施方案的基础上，对本发明进行了解释。但是，本发明不限于这些实施方案。
例如，在本发明形成定向膜的方法中，可以加入一个或两个或更多个任意目的的步骤。此外，例如，在本发明电子设备用的衬底、液晶板和电子设备中，相应单元或组件的结构可以用显示相同功能的任何结构来代替。此外，还可以加入任意的结构。
在第二实施方案的解释中，投影型显示装置(电子设备)具有三个液晶板，并且将本发明的液晶板用于这些液晶板的全部中。但是，至少一个液晶板是由本发明的液晶板构成的就足够了。在此情况下，优选将本发明用于蓝光用液晶光阀的液晶板。
此外，尽管上面所述的实施方案是基于烷氧基硅烷化合物含有固化反应基的情况描述的，但是，不是必须要使用这种含有固化反应基的烷氧基硅烷化合物。
此外，尽管上面所述的实施方案是基于使用多种烷氧基硅烷化合物的情况描述的，但是，本发明不限于这种情况。例如，可以使用含有其中存在亲合力赋予基和取向特性赋予基的分子的烷氧基硅烷化合物。
实施例
<液晶板的制造>
根据下面描述制造图2中所示的液晶板。
(实施例1)
首先，如下所述制造微透镜衬底。
制备厚度为约1.2mm的未处理石英玻璃衬底(透明衬底)，然后将其浸渍于85℃温度的清洁液(硫酸和过氧化氢水溶液的混合液)中，并且进行清洁。如此，将石英玻璃衬底的表面净化。
然后，由CVD法分别在石英玻璃衬底的表面和背面形成厚度为0.4μm的多晶硅膜。
接着，在由此形成的多晶硅膜上，形成对应于将要形成凹面部分的开口。
这是如下所述进行的。首先，在多晶硅膜上，形成具有将要形成的凹面部分的图案的抗蚀剂层。接着，对多晶硅膜进行用CF气体的干式蚀刻，以形成开口。然后，去除抗蚀剂层。
接着，将石英玻璃衬底浸渍于蚀刻液(10重量％氟酸+10重量％甘油的混合水溶液)中120分钟，进行湿式蚀刻(30℃的蚀刻温度)，以在石英玻璃衬底上形成凹面部分。
然后，将石英玻璃衬底浸渍于15重量％的氢氧化四甲铵水溶液中，以除去形成在石英玻璃衬底表面和背面上的多晶硅膜。如此，得到微透镜用具有凹面部分的衬底。
然后，将紫外线(UV)固化性丙烯酸光学粘合剂(其折射率为1.60)无气泡地涂覆至其中形成有凹面部分的具有微透镜用凹面部分的衬底表面。将由石英玻璃制成的盖玻璃(表面层)与光学粘合剂结合。在光学粘合剂上辐照紫外线，以硬化光学粘合剂，从而获得层压构件。
然后，研磨和磨蚀盖玻璃至具有50μm的厚度，从而得到微透镜衬底。
在由此得到的微透镜衬底中，树脂层的厚度为12μm。
对于如上所述得到的微透镜衬底，使用溅射法和光刻法形成厚度为0.16μm的形成有开口的光封锁膜(Cr膜)，即黑底，其中开口在对应于盖玻璃的微透镜的位置处。此外，由溅射法在黑底上形成厚度为0.15μm的ITO膜(透明导电膜)，以制造液晶板用相对衬底。
接着，在如此获得的液晶板用相对衬底的透明导电膜上，如下所述形成定向膜。
首先，制备5.3重量份含有乙烯基作为亲合力赋予基的乙烯基三甲氧基硅烷、4.8重量份含有苯基作为取向特性赋予基的苯基三甲氧基硅烷、14.2重量份含有环氧丙氧基烷基的3-环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷、533重量份的四氢呋喃和22.5重量份1N的氢氧化钠。
将这些组分放置于容量为1升的三颈烧瓶中，然后将其在60℃的温度加热搅拌3小时。然后，将烧瓶中的组分冷却至室温，然后向其中加入22.5重量份1N的盐酸，以将其中和，由此得到混合物1。
然后，使用蒸发器将混合物1中的四氢呋喃去除，得到混合物2。
然后，使用50重量份甲苯，将混合物2中含有的聚硅氧烷(即，具有笼形结构的聚倍半硅氧烷)从混合物2中提取出来，得到提取物。
接着，使用50重量份的蒸馏水和50重量份饱和盐水清洗由此得到的提取物，然后去除蒸馏水和饱和盐水，并且使用无水硫酸镁将提取物中残留的水分进行脱水。
接着，使用蒸发器，从已经清洗和脱水的提取物中去除甲苯，并且在3.3Pa的减压气氛下，去除聚硅氧烷中含有的低沸点物质，从而得到聚硅烷氧材料。
然后，将0.10重量份由此得到的聚硅烷氧材料与1.90重量份溶剂(二甘醇乙基醚乙酸酯)混合，得到混合物3。
接着，使用孔径大小为0.2μm的过滤器对由此得到的混合物3进行过滤，以除去混合物3中含有的杂质。
接着，0.001重量份50重量％作为固化剂的碳酸丙撑酯加入至由此得到的混合物3中，得到定向膜形成液，其中碳酸丙撑酯是通过将(噻吩氧基苯基)二苯锍六氟磷酸盐和双(二苯锍)二苯基硫醚六氟磷酸盐混合而得到的。
接着，使用旋涂器将由此得到的定向膜形成液涂布至液晶板用相对衬底的透明导电膜上，从而形成涂布层。
然后，在使用150℃温度加热的电热板将由此得到的涂布层干燥3分钟之后，使用金属氢氧化物灯(metal hydrate lamp)用射线辐照涂布层3分钟，以使其预固化。然后，将涂布层在200℃的温度加热3小时，以使其完全固化。
接着，对固化的涂布层进行摩擦处理，由此得到定向膜。
由此形成的定向膜的膜厚度为0.2μm，并且在构成定向膜的有机硅材料的一个分子中，含有亲合力赋予基的硅单元的比率为29摩尔％，含有取向特性赋予基的硅单元的比率为21摩尔％。当用于形成定向膜的有机硅材料是合成的时，这些值基本上与原料组分的比率相同。此外，有机硅材料的重均分子量为1,800。
以如上所述相同的方式，也在分开制备的TFT衬底(由石英玻璃制成)的表面上形成定向膜。
将其上形成有定向膜的液晶板用相对衬底和将其上形成有定向膜的TFT衬底通过密封材料结合。进行该结合，以将定向膜的取向方向移动90°，使得形成液晶层的液晶分子扭向左边。
其后，将液晶(由Merk Ltd.制造：MJ99247)从在定向膜之间形成的间隙部分的填充孔中注入至间隙部分。然后，关闭填充孔。形成的液晶层的厚度为约3μm。
然后，通过分别将偏振膜8B和偏振膜7B结合在液晶板用相对衬底的外表面和TFT衬底的外表面上，来制造具有图2中所示的结构的TFT液晶板。至于偏振膜，使用通过在单轴方向上拉伸由聚乙烯醇(PVA)形成的膜而得到的偏振膜。分别基于定向膜3B和定向膜4B的取向方向确定偏振膜7B和偏振膜8B的结合方向。结合偏振膜7B和偏振膜8B，使得在施加电压时透射入射光，而不施加电压时，不透射入射光。
由此制造的液晶板的预倾角为3°至7°。
(实施例2至5)
在实施例2至5每个中，以与实施例1相同的方式制造液晶板，不同之处在于：使用表1中所示的烷氧基硅烷化合物作为烷氧基硅烷化合物来形成定向膜，并且将每种烷氧基硅烷化合物的量如表1中所示进行改变。
(实施例6至8)
在实施例6至8每个中，以与实施例1相同的方式制造液晶板，不同之处在于：使用表1中所示的烷氧基硅烷化合物作为烷氧基硅烷化合物来形成定向膜，将每种烷氧基硅烷化合物的量如表1中所示进行改变，并且将二苯甲酮用作固化剂。
(比较例1)
以与实施例1相同的方式制造液晶板，不同之处在于：制备聚酰亚胺树脂(PI)(由Japan Synthetic Rubber Corporation制造：AL6256)的溶液，由旋涂法在液晶板用相对衬底的透明导体膜上形成平均厚度为0.05μm的膜，并且对膜进行摩擦处理，使其预倾角为2°至3°，以形成定向膜。在此比较例1中，当进行摩擦处理时，产生似灰尘的物质。
(比较例2)
以与实施例3相同的方式制造液晶板，不同之处在于：不使用乙烯基三甲氧基硅烷，并且将每种烷氧基硅烷的混合量如表中所示进行改变。
(比较例3)
以与实施例3相同的方式制造液晶板，不同之处在于：不使用异丁基三甲氧基硅烷，并且将每种烷氧基硅烷的混合量如表中所示进行改变。
<液晶板的评估>
对于实施例1至8和比较例1至3中制造的每种液晶板，连续地测量透光率。通过在其中不施加电压的状态下，将相应的液晶板放在50℃的温度下并且用光束强度为151m/mm2的白光辐照，进行透光率的测量。
至于液晶板的评估，用比较例1中制造的液晶板从白光开始辐照直到与初始透光率相比透光率下降50％的时间(耐光时间)作为参考，以如下所述的四个标准来评估液晶板。
A：与比较例1中的相比，耐光时间为5倍或更大。
B：与比较例1中的相比，耐光时间为2倍或更大且小于5倍。
C：与比较例1中的相比，耐光时间为1倍或更大且小于2倍。
D：耐光时间劣于比较例1的。
表1中，以有组织的方法显示液晶板的评估结果，组织在一起的有：用于形成定向膜的烷氧基硅烷化合物的种类、其混合量、形成定向膜的条件、每种定向膜的平均厚度、每种液晶板中的预倾角。
表1，每种烷氧基硅烷化合物是使用缩写如下表示的：
乙烯基三甲氧基硅烷：VI
烯丙基三甲氧基硅烷：AL
3-氰基丙基三乙氧基硅烷：CN
苯基三甲氧基硅烷：PH
异丁基三甲氧基硅烷：IB
3-环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷：GL
2-(3，4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷：EP
3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷：MA
                                                                 表1
                     烷氧基硅烷化合物    烷氧基硅烷的缩聚   有机硅材料的Mw   取向膜的平均厚度[μm] 预倾角[°] 耐光性
亲合力赋予基    取向特性赋予基 固化反应基
种类   混合量(重量份)   种类   混合量(重量份) 种类   混合量(重量份)   反应温度   反应时间
  实施例1   VI   5.3   PH   4.8   GL   14.2   60   3   1800   0.2   3～7   A
  实施例2   CN   8.3   IB   3.9   GL   14.2   60   3   1500   0.2   3～7   A
  实施例3   VI   5.3   IB   3.9   GL   14.2   60   3   1600   0.2   3～7   A
  实施例4   VI   5.3   PH   4.8   EP   14.8   60   3   2000   0.2   3～7   A
  实施例5   VI   5.3   IB   3.9   EP   14.8   60   3   2500   0.2   3～7   A
  实施例6   VI   5.3   PH   4.8   MA   14.9   60   3   1800   0.2   3～7   A
  实施例7   CN   8.3   IB   3.9   MA   14.9   60   3   1500   0.2   3～7   A
  实施例8   VI   5.3   IB   3.9   MA   14.9   60   3   1400   0.2   3～7   A
  比较例1   -   -   -   -   -   -   -   -   -   0.05   2～3   -
  比较例2   -   -   IB   3.9   GL   14.2   60   3   1600   0.2   1～2   C
  比较例3   VI   5.3   -   -   GL   14.2   60   3   1600   0.2   1～2   C
如从表1中明显的是，与比较例1中的液晶板相比，本发明的液晶板显示优异的耐光性。
此外，在本发明的液晶板中，得到了足够的预倾角，并且可以确保调节液晶分子的取向状态。但是，在比较例2和3中的液晶板中，没有得到足够的预倾角，因此难以调节液晶分子的取向状态。
<液晶投影仪(电子设备)的评估>
使用实施例1至8和比较例1至3每一个中制造的TFT液晶板，装配具有图6所示结构的液晶投影仪(电子设备)。将每个液晶投影仪连续地驱动5000小时。
至于液晶投影仪的评估，观察在驱动后立即的投影图像和驱动后5000小时的投影图像，并且以如下所述的四个标准评估投影图像清晰度。
A：观察到清楚的投影图像。
B：观察到基本上清楚的投影图像。
C：观察到清晰度稍差的投影图像。
D：观察到不清楚的投影图像。
结果示于表2中。
                          表2
                投影图像的清晰度
  驱动后立即的投影图像   驱动后5000小时的投影图像
 实施例1   A   A
 实施例2   A   A
 实施例3   A   A
 实施例4   A   A
 实施例5   A   A
 实施例6   A   A
 实施例7   A   A
 实施例8   A   A
 比较例1   A   D
 比较例2   D   D
 比较例3   D   D
如从表2清楚的是，即使在使用本发明液晶板制造的液晶投影仪(电子设备)连续地长时间驱动时，也得到了清楚的投影图像。
另一方面，在使用比较例1的液晶板制造的液晶投影仪中，投影图像的清晰度随着驱动时间的流逝而显著地下降。认为这是因为在初始阶段液晶分子的取向被定向，但定向膜由于长时间驱动而恶化。结果，液晶分子的取向特性下降。在使用比较例3的液晶板制造的液晶投影仪中，在驱动的初始阶段不能得到清楚的投影图像。认为这是因为定向膜的取向特性原来就低。
当制造包括本发明液晶板的个人计算机、便携式电话和数码照相机并且进行相同的评估时，得到了相同的结果。
由这些结果可见，本发明的液晶板和电子设备具有优异的耐光性，并且即使在长时间使用液晶板和电子设备时，也保持稳定的特性。
最后，应当注意的是，尽管在上面显示了本发明一些优选的实施方案并且进行了详细描述，应当理解的是可以在不离开后附权利要求的范围下在其中进行各种变化和修改。

Claims (15)

1.一种用于控制液晶分子取向的定向膜，所述的定向膜主要由有机硅材料形成，其中所述的有机硅材料在其分子中包括至少一种用于提高与液晶分子亲合力的亲合力赋予基和至少一种用于控制液晶分子取向的取向特性赋予基。
2.根据权利要求1所述的定向膜，其中所述的亲合力赋予基是选自包含乙烯基、烷撑基和氰基烷基的组中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的定向膜，其中所述的取向特性赋予基是选自包含苯基、取代的苯基、苯基-烷基、取代的苯基-烷基和含有3至12个碳原子的支链烷基的组中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的定向膜，其中所述的有机硅材料含有作为其主要组分的含有亲合力赋予基和取向特性赋予基的聚硅氧烷材料。
5.根据权利要求4所述的定向膜，其中所述的聚硅氧烷材料包括具有笼形结构或部分裂开的笼形结构的有机聚倍半硅氧烷。
6.根据权利要求4所述的定向膜，其中所述的聚硅氧烷材料是通过烷氧基硅烷的缩聚形成的。
7.根据权利要求6所述的定向膜形成方法，其中所述的烷氧基硅烷包括两种或更多种具有不同组成的烷氧基硅烷化合物。
8.根据权利要求7所述的定向膜形成方法，其中所述具有不同组成的烷氧基硅烷化合物包括含有亲合力赋予基的烷氧基硅烷化合物和含有取向特性赋予基的烷氧基硅烷化合物。
9.根据权利要求1所述的定向膜，其中所述的有机硅材料的重均分子量为500至50,000。
10.一种形成权利要求1中限定的定向膜的方法，该方法包括以下步骤：
制备衬底；
制备定向膜形成液，所述的定向膜形成液含有用于形成所述有机硅材料的材料，所述的材料含有作为其主要组分的含有亲合力赋予基和取向特性赋予基的聚硅氧烷材料；
将所述的定向膜形成液涂布至衬底上；并且
将所涂布的含有所述聚硅氧烷材料的定向膜形成液固化，以在衬底上形成所述的定向膜。
11.根据权利要求10所述的定向膜形成方法，其中所述的聚硅氧烷材料是通过烷氧基硅烷的缩聚形成的，并且含有至少一种有助于所述定向膜形成液的固化反应的固化反应基。
12.根据权利要求11所述的定向膜形成方法，其中所述的固化反应基是选自包含环氧丙氧基-烷基、脂环族环氧基-烷基、丙烯酰基、甲基丙烯酰基、苯乙烯基和苯乙烯基-烷基的组中的至少一种。
13.根据权利要求11所述的定向膜形成方法，其中所述定向膜形成液的固化是通过热处理和/或能量光线辐照处理以固化所述聚硅氧烷材料的固化反应基来进行的。
14.一种液晶板，其包含：
液晶层，其具有两个面；
一对定向膜，其分别接触所述液晶层的两个面，每个定向膜是由权利要求1中限定的定向膜形成的；和
一对电极，其提供给该对定向膜，所述的电极不面对所述的液晶层。
15.电子设备，其配备有由权利要求14所限定的液晶板。
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