JP2001066605A - Liquid crystal alignment layer, its manufacture and liquid crystal display device - Google Patents
Liquid crystal alignment layer, its manufacture and liquid crystal display deviceInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、感光性の重合体の膜
に、光を照射することによって、液晶パネルに封入した
液晶の配向を促進する膜を提供し、液晶ディスプレイの
製造方法の改良に役立つものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention provides a film for promoting the orientation of liquid crystal encapsulated in a liquid crystal panel by irradiating a light on a photosensitive polymer film, thereby improving a method of manufacturing a liquid crystal display. It is useful for.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、液晶パネルに封入した液晶を配向
させるには、図3に示すような、基板(31)に塗布し
たポリイミドなどの高分子化合物(32)の表面をナイ
ロンやポリエステル繊維を植毛した布(34)を巻きつ
けたドラム(33)で擦るラビング処理などの方法によ
り作製された液晶配向膜が利用されてきた。また、この
ようなラビング処理は、液晶パネルの製造工程におい
て、微細な埃や静電気によるTFT素子の破壊の原因とな
ることから、最近では、ビニルシンナメート系ポリマ
ー、アゾ系ポリマー、カルコン系ポリマーなどの塗膜
に、直線偏光を照射することによって液晶配向機能を付
与する光配向技術も提案されてきている。2. Description of the Related Art Conventionally, in order to align a liquid crystal sealed in a liquid crystal panel, as shown in FIG. 3, a surface of a polymer compound (32) such as polyimide applied to a substrate (31) is coated with nylon or polyester fibers. A liquid crystal alignment film produced by a method such as a rubbing treatment of rubbing with a drum (33) around which a planted cloth (34) is wound has been used. In addition, since such rubbing treatment may cause TFT elements to be destroyed by fine dust or static electricity in the liquid crystal panel manufacturing process, recently, vinyl cinnamate polymers, azo polymers, chalcone polymers, etc. There has been proposed an optical alignment technique for imparting a liquid crystal alignment function by irradiating a linearly polarized light to a coating film.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】植毛した布で高分子化
合物表面を物理的に擦るラビング処理は、上記のような
微細な埃や静電気による放電の原因となり、液晶パネル
の製造工程において問題となる他、基板内全面において
液晶の配向方向は一定一方向のみに限られており、基板
内に液晶の配向方向が異なる領域を形成することができ
ないことも問題である。これに対し、ビニルシンナメー
ト系ポリマー、アゾ系ポリマー、カルコン系ポリマーな
どの塗膜に、直線偏光を照射することによって液晶配向
機能を付与する光配向技術は、非接触で液晶配向機能を
付与できるため、微細な埃や静電気による放電がなく、
マスク露光を用いることにより、基板内に液晶の配向方
向が異なる領域を形成することも可能である。しかしな
がら、これまで報告されている材料では、液晶配向機能
を付与するのに大きな照射エネルギが必要である。例え
ば、ポリビニルシンナメートでは、良好な配向膜とする
には20〜30J/cm2のエネルギ量が必要であるこ
とが液晶学会討論会予稿集 3D15(1998)で報
告されている。また、アゾ系ポリマーでも、〜1000
mJ/cm2のエネルギ量が必要であることが液晶学会
討論会予稿集 2B05(1998)で示されている。
このような材料を用いた場合、液晶パネルの製造工程に
おいて、大面積のマザーガラスを一括で照射すると、照
射エネルギ密度が低くなり、配向処理時間が長くなって
しまう。これに対し、光源を大型化して照射エネルギ密
度を高めることもできるが、光照射装置が大掛かりにな
り実用的でないなどの問題点があった。The rubbing treatment in which the surface of the polymer compound is physically rubbed with a planted cloth causes discharge as described above due to fine dust and static electricity, and poses a problem in a liquid crystal panel manufacturing process. In addition, the orientation direction of the liquid crystal is limited to one fixed direction over the entire surface in the substrate, and there is a problem that a region in which the orientation direction of the liquid crystal is different cannot be formed in the substrate. On the other hand, a photo-alignment technique that imparts a liquid crystal alignment function by irradiating linearly polarized light to a coating film of a vinyl cinnamate-based polymer, an azo-based polymer, or a chalcone-based polymer can provide the liquid crystal alignment function without contact. Therefore, there is no discharge due to fine dust or static electricity,
By using the mask exposure, it is possible to form regions in the substrate where the liquid crystal orientation directions are different. However, the materials reported so far require a large irradiation energy to provide a liquid crystal alignment function. For example, it has been reported in polyvinyl crystal cinnamate that an energy amount of 20 to 30 J / cm 2 is required to form a good alignment film in 3D15 (1998) of the Liquid Crystal Society of Japan. In addition, even with azo-based polymers,
The necessity of an energy amount of mJ / cm 2 is shown in the proceedings of the Liquid Crystal Society of Japan, 2B05 (1998).
When such a material is used, in a manufacturing process of a liquid crystal panel, if a large area of mother glass is irradiated collectively, the irradiation energy density becomes low and the alignment processing time becomes long. On the other hand, it is possible to increase the irradiation energy density by increasing the size of the light source, but there is a problem that the light irradiation device becomes large-sized and is not practical.
【0004】[0004]
【課題を解決する手段】前記の問題に鑑み、本発明で
は、化学式1または化学式2または化学式3または化学
式4で表される構造を有する共に、少なくとも化学式5
または化学式6で表される構造を側鎖に含み、主鎖が炭
化水素、アクリレート、メタクリレート、シロキサンな
どである化学式7で表される単独重合体または共重合体
を用いた液晶配向膜およびその製造方法を提供する。In view of the above-mentioned problems, the present invention has a structure represented by Chemical Formula 1, Chemical Formula 2, Chemical Formula 3, or Chemical Formula 4 and at least Chemical Formula 5
Alternatively, a liquid crystal alignment film using a homopolymer or a copolymer represented by Chemical Formula 7, wherein the structure represented by Chemical Formula 6 is included in a side chain, and the main chain is a hydrocarbon, acrylate, methacrylate, siloxane, or the like, and production thereof Provide a way.
【化8】 但し、x:y=100〜0:0〜100、n=1〜1
2、m=1〜12、j=1〜12、X,Y=none、−CO
O、−OCO−、−N=N−、−C=C−or−C6H4−、W1,W2=
化学式1または化学式2または化学式3または化学式4
で表される構造である。Embedded image However, x: y = 100-0: 0-100, n = 1-1
2, m = 1 to 12, j = 1 to 12, X, Y = none, -CO
O, -OCO -, - N = N -, - C = C-or-C 6 H 4 -, W 1, W 2 =
Formula 1 or Formula 2 or Formula 3 or Formula 4
It is a structure represented by
【0005】該重合体は側鎖に、液晶性高分子に多用さ
れるメソゲン成分と、シンナミリデン(または、その誘
導体)基を含有する化学式1または化学式2または化学
式3または化学式4で示される構造を有する感光性基を
含み、該重合体の塗布膜に基板法線方向に対し斜め方向
から非偏性の光(以下、「自然光」と称する)、もしく
は、直線偏光または部分偏光を照射することにより、光
架橋しプレチルト角を発現する液晶配向膜を形成し得
る。この光架橋は、化学式3、−R1〜−R9=−Hで示さ
れるシンナミリデンアセチル基では、反応式1で示すシ
クロブタン結合を形成する2量化反応により架橋が進行
すると考えられている。この解決手段により、ラビング
処理における微細な埃や静電気による放電の発生、一定
方向のみの配向が解決されるのみならず、ビニルシンナ
メート系ポリマー、アゾ系ポリマー、カルコン系ポリマ
ーなどの材料を用いた光配向技術における、配向処理時
間が長くなる、大掛かりな光照射装置が必要となるなど
の従来技術の問題点が解決される。The polymer has, in a side chain, a mesogen component frequently used in a liquid crystalline polymer and a structure represented by Chemical Formula 1, Chemical Formula 2, Chemical Formula 3, or Chemical Formula 4 containing a cinnamylidene (or derivative thereof) group. By irradiating a non-polarized light (hereinafter, referred to as “natural light”) or a linearly polarized light or a partially polarized light to a coating film of the polymer from a diagonal direction to a normal direction of the substrate. In addition, a liquid crystal alignment film exhibiting a pretilt angle by photocrosslinking can be formed. The photocrosslinking formula 3, in cinnamylideneacetyl group represented by -R 1 ~-R 9 = -H , believed crosslinking proceeds by dimerization reaction to form a cyclobutane bond shown in Scheme 1 . This solution not only solves the occurrence of discharge due to fine dust and static electricity in the rubbing process, but also the orientation in only one direction, and uses materials such as vinyl cinnamate-based polymer, azo-based polymer, and chalcone-based polymer. The problems of the prior art, such as a longer alignment processing time and a need for a large-scale light irradiation device in the optical alignment technology, are solved.
【0006】[0006]
【化9】 反応式1中に記した長方形は、重合体の主鎖と感光基を
つなぐ、メソゲン成分を含む分子鎖である。Embedded image The rectangle described in Reaction Formula 1 is a molecular chain containing a mesogen component, which connects the polymer main chain and the photosensitive group.
【0007】[0007]
【発明の実施の形態】以下に、本発明の詳細を説明す
る。化学式7で示される単独重合体または共重合体は、
液晶性高分子のメソゲン成分として多用されているビフ
ェニル、ターフェニル、フェニルベンゾエート、アゾベ
ンゼンなどの置換基と、シンナミリデン(または、その
誘導体)基を含有する化学式1または化学式2または化
学式3または化学式4で示される構造を有する感光性基
を結合した構造の側鎖を含む、炭化水素、アクリレー
ト、メタクリレート、シロキサンなどの構造を主鎖とす
る重合体である。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The details of the present invention will be described below. The homopolymer or copolymer represented by Chemical Formula 7 is
Formula 1, Formula 2, Formula 3, or Formula 4 containing a substituent such as biphenyl, terphenyl, phenylbenzoate, or azobenzene, which is frequently used as a mesogen component of a liquid crystalline polymer, and a cinnamylidene (or a derivative thereof) group. It is a polymer having a main chain of a structure such as hydrocarbon, acrylate, methacrylate, siloxane, etc., containing a side chain of a structure having a photosensitive group having the structure shown.
【0008】同様な構造の感光性基を有する材料とし
て、シンナミリデン酢酸クロリドをポリビニルアルコー
ルと反応させて合成した感光性樹脂が、H.Tankaらによ
って、Journal of Polymer Science:Polymer Chemistr
y Edition,10,3279(1972)に報告されて
いる。この感光性樹脂は、フォトレジスト用材料として
提案され、高い感光性を示すとされている。このような
材料を、そのまま液晶配向膜材料に用いることも考えら
れるが、液晶表示に欠かせないプレチルト角を発現する
ことができない。また、このようなシンナミリデン(ま
たは、その誘導体)基などの感光性基を液晶配向膜に用
いたという事例は全くない。As a material having a photosensitive group having a similar structure, a photosensitive resin synthesized by reacting cinnamylidene acetic acid chloride with polyvinyl alcohol is disclosed by H. Tanka et al. In Journal of Polymer Science: Polymer Chemistr.
y Edition, 10, 3279 (1972). This photosensitive resin has been proposed as a material for photoresist and is said to exhibit high photosensitivity. Such a material may be used as it is for a liquid crystal alignment film material, but it cannot exhibit a pretilt angle indispensable for liquid crystal display. Further, there is no case in which a photosensitive group such as a cinnamylidene (or a derivative thereof) group is used for a liquid crystal alignment film.
【0009】本発明の重合体の溶液を基板上に塗布(ス
ピンコートないしキャスト)して製膜した重合体塗布膜
は、製膜時には無配向であり、化学式5または化学式6
で示される側鎖部は特定方向を向いていない。しかし、
該膜の基板法線方向に対し斜め方向から自然光、もしく
は、直線偏光または部分偏光を照射の光を照射すると、
照射した光の進行方向とその垂直方向、もしくは、照射
した直線偏光または部分偏光の電界振動が大きい方向と
その垂直方向で、化学式1または化学式2または化学式
3または化学式4で示される構造を含有する感光性基の
2量化率に差が生じ、結果として膜が異方性となる。こ
の異方性の膜に、液晶分子が接触すると、膜との相互作
用により液晶分子が配向するようになる。この2量化反
応を進めるには、化学式1または化学式2または化学式
3または化学式4で表される感光性基の部分が反応し得
る波長の光の照射を要する。この波長は、化学式1また
は化学式2または化学式3または化学式4で示された−
R1〜−R9の種類によっても異なるが、一般に200−5
00nmであり、中でも250−450nmの有効性が
高い場合が多い。A polymer coating film formed by applying (spin coating or casting) a solution of the polymer of the present invention on a substrate is non-oriented at the time of film formation, and is represented by Formula 5 or Formula 6.
Are not oriented in a specific direction. But,
When irradiating natural light from an oblique direction with respect to the substrate normal direction of the film, or irradiation of linearly polarized light or partially polarized light,
It contains a structure represented by Chemical Formula 1, Chemical Formula 2, Chemical Formula 3, or Chemical Formula 4 in the traveling direction of the irradiated light and its vertical direction, or in the direction in which the irradiated linearly polarized light or partial polarized light has large electric field oscillation and its perpendicular direction. A difference occurs in the dimerization ratio of the photosensitive group, and as a result, the film becomes anisotropic. When liquid crystal molecules come into contact with the anisotropic film, the liquid crystal molecules are oriented by the interaction with the film. In order to proceed with the dimerization reaction, it is necessary to irradiate light having a wavelength at which the portion of the photosensitive group represented by Chemical Formula 1, Chemical Formula 2, Chemical Formula 3, or Chemical Formula 4 can react. This wavelength is represented by Formula 1 or Formula 2 or Formula 3 or Formula 4-
Although it varies depending on the type of R 1 to R 9 , it is generally 200-5
00 nm, and in particular, the effectiveness of 250-450 nm is often high.
【0010】本発明の重合体は、比較的少ない照射エネ
ルギ量で液晶配向機能を付与できることが実験により確
認された。これは、該重合体が、同様な構造を持つ桂皮
酸基の場合と比較して、より長波長域まで光吸収が延
び、感光性が向上しているためと考えられる。図4に、
化学式7において、W1=化学式3、x:y=100:
0、n=6、m=2、X=none、−R1〜−R8=−H、−R
9=−CNの本発明の重合体と、同様な構造でα−シアノ
シンナミリデンアセチル基を桂皮酸基で置換えた比較用
の重合体での分光吸収スペクトルを示す。後者の光吸収
末端が330nm付近であるのに対し、本発明の重合体
は、420nm付近まで光吸収末端が延びていることが
分かる。Experiments have confirmed that the polymer of the present invention can impart a liquid crystal alignment function with a relatively small amount of irradiation energy. This is presumably because light absorption is extended to a longer wavelength region and the photosensitivity is improved as compared with the case where the polymer is a cinnamic acid group having a similar structure. In FIG.
In chemical formula 7, W 1 = chemical formula 3, x: y = 100:
0, n = 6, m = 2, X = none, -R 1 ~-R 8 = -H, -R
9 shows spectral absorption spectra of a polymer of the present invention in which 9 = -CN and a comparative polymer in which α-cyanocinnamylideneacetyl group is substituted with a cinnamic acid group in the same structure. It can be seen that the latter has a light absorption end near 330 nm, whereas the polymer of the present invention has a light absorption end extending to around 420 nm.
【0011】これら2つの重合体で、高圧水銀ランプを
用いた場合の、液晶配向機能を付与するのに要する照射
エネルギ量を図5に示す。これらの重合体は、照射エネ
ルギ量の増加とともに、液晶分子のプレチルト角が90
°から減少し0°に近づくが、同様な構造でα−シアノ
シンナミリデンアセチル基を桂皮酸基で置換えた比較用
の重合体では、プレチルト角が5°以下になるのに、1
500mJ/cm2程度と推定されるのに対し、本発明
の重合体では、250mJ/cm2で達成できる。FIG. 5 shows the amount of irradiation energy required to impart a liquid crystal alignment function when a high-pressure mercury lamp is used with these two polymers. These polymers have a pretilt angle of liquid crystal molecules of 90 with increasing irradiation energy.
From 0 ° to approach 0 °, but in the comparative polymer in which α-cyanocinnamylideneacetyl group was substituted by cinnamic acid group with the same structure, the pretilt angle was 5 ° or less, but 1 ° C.
While it is estimated to be about 500 mJ / cm 2 , the polymer of the present invention can achieve this at 250 mJ / cm 2 .
【0012】このように、本発明の重合体を用いた液晶
配向膜およびその製造法では、基板法線方向に対し斜め
方向より自然光、もしくは、直線偏光性または部分偏光
性の光を照射することにより、プレチルト角を有する液
晶配向機能の付与が可能であることから、物理的に基板
表面を擦るなどの工程を必要としないため、静電気、埃
などを発生することがない。更に、比較的少ない照射エ
ネルギ量で液晶配向機能が発現することから、配向処理
時間を長くすることなく、液晶表示装置に有効な液晶配
向膜を提供できる。As described above, in the liquid crystal alignment film using the polymer of the present invention and the method for producing the same, the natural light or the linearly or partially polarized light is irradiated from a direction oblique to the substrate normal direction. Accordingly, since a liquid crystal alignment function having a pretilt angle can be provided, a step of physically rubbing the substrate surface is not required, so that static electricity, dust, and the like are not generated. Furthermore, since the liquid crystal alignment function is developed with a relatively small amount of irradiation energy, an effective liquid crystal alignment film for a liquid crystal display device can be provided without lengthening the alignment processing time.
【0013】本発明の重合体の合成方法を以下に示す。 (重合体1)4,4’−ビフェニルジオールと2−クロ
ロエタノールを、アルカリ条件下で加熱することによ
り、4−ヒドロキシ−4’−ヒドロキシエトキシビフェ
ニルを合成した。この生成物に、アルカリ条件下で1,
6−ジブロモヘキサンを反応させ、4−(6−ブロモヘ
キシルオキシ)−4’−ヒドロキシエトキシビフェニル
を合成した。次いで、リチウムメタクリレートを反応さ
せ、4−ヒドロキシエトキシ−4’−(6’−ビフェニ
ルオキシヘキシル)メタクリレートを合成した。この生
成物をテトラヒドロフラン中に溶解し、反応開始剤とし
てAIBN(アゾビスイソブチロニトリル)を添加して重合
することにより側鎖末端に水酸基を有する重合体を得
た。これとは別に、シンナミリデン酢酸と塩化チオニル
を反応させ合成したシンナミリデン酢酸クロリドを、前
記側鎖末端に水酸基を有する重合体とテトラヒドロフラ
ン中で反応させることにより、化学式8に示される重合
体1を得た。The method for synthesizing the polymer of the present invention is described below. (Polymer 1) 4-Hydroxy-4'-hydroxyethoxybiphenyl was synthesized by heating 4,4'-biphenyldiol and 2-chloroethanol under alkaline conditions. This product is added under alkaline conditions with 1,
6-Dibromohexane was reacted to synthesize 4- (6-bromohexyloxy) -4′-hydroxyethoxybiphenyl. Next, lithium methacrylate was reacted to synthesize 4-hydroxyethoxy-4 ′-(6′-biphenyloxyhexyl) methacrylate. This product was dissolved in tetrahydrofuran, and AIBN (azobisisobutyronitrile) was added as a reaction initiator and polymerized to obtain a polymer having a hydroxyl group at a side chain terminal. Separately, cinnamylidene acetic acid and thionyl chloride were reacted to synthesize cinnamylidene acetic acid chloride in tetrahydrofuran with the polymer having a hydroxyl group at the side chain terminal, thereby obtaining a polymer 1 represented by Chemical Formula 8. .
【化10】 Embedded image
【0014】(重合体2)4,4’−ビフェニルジオー
ルと2−クロロエタノールを、アルカリ条件下で加熱す
ることにより、4−ヒドロキシ−4’−ヒドロキシエト
キシビフェニルを合成した。この生成物に、アルカリ条
件下で1,6−ジブロモヘキサンを反応させ、4−(6
−ブロモヘキシルオキシ)−4’−ヒドロキシエトキシ
ビフェニルを合成した。次いで、リチウムメタクリレー
トを反応させ、4−ヒドロキシエトキシ−4’−(6’
−ビフェニルオキシヘキシル)メタクリレートを合成し
た。この生成物をテトラヒドロフラン中に溶解し、反応
開始剤としてAIBN(アゾビスイソブチロニトリル)を添
加して重合することにより側鎖末端に水酸基を有する重
合体を得た。これとは別に、α−シアノシンナミリデン
酢酸と塩化チオニルを反応させ合成したα−シアノシン
ナミリデン酢酸クロリドを、前記側鎖末端に水酸基を有
する重合体とテトラヒドロフラン中で反応させることに
より、化学式9に示される重合体2を得た。(Polymer 2) 4,4'-biphenyldiol and 2-chloroethanol were heated under alkaline conditions to synthesize 4-hydroxy-4'-hydroxyethoxybiphenyl. This product was reacted with 1,6-dibromohexane under alkaline conditions to obtain 4- (6
-Bromohexyloxy) -4'-hydroxyethoxybiphenyl was synthesized. Next, lithium methacrylate was reacted to give 4-hydroxyethoxy-4 ′-(6 ′).
-Biphenyloxyhexyl) methacrylate was synthesized. This product was dissolved in tetrahydrofuran, and AIBN (azobisisobutyronitrile) was added as a reaction initiator and polymerized to obtain a polymer having a hydroxyl group at a side chain terminal. Separately, α-cyanocinnamylidene acetic acid and thionyl chloride are reacted with each other to react α-cyanocinnamylidene acetic acid chloride with a polymer having a hydroxyl group at the side chain terminal in tetrahydrofuran, thereby obtaining a chemical formula. Polymer 2 shown in No. 9 was obtained.
【化11】 Embedded image
【0015】比較例として用いた、同様な構造でシンナ
ミリデンアセチル基を桂皮酸基で置換えた重合体の合成
方法を示す。 (重合体3)4,4’−ビフェニルジオールと2−クロ
ロエタノールを、アルカリ条件下で加熱することによ
り、4−ヒドロキシ−4’−ヒドロキシエトキシビフェ
ニルを合成した。この生成物に、アルカリ条件下で1,
6−ジブロモヘキサンを反応させ、4−(6−ブロモヘ
キシルオキシ)−4’−ヒドロキシエトキシビフェニル
を合成した。次いで、リチウムメタクリレートを反応さ
せ、4−ヒドロキシエトキシ−4’−(6’−ビフェニ
ルオキシヘキシル)メタクリレートを合成した。最後
に、塩基性の条件下において、塩化シンナモイルを加
え、単量体を得た。この単量体をテトラヒドロフラン中
に溶解し、反応開始剤としてAIBN(アゾビスイソブチロ
ニトリル)を添加して重合することにより化学式10に
示される重合体3を得た。A method for synthesizing a polymer having a cinnamylidene acetyl group substituted by a cinnamic acid group having a similar structure and used as a comparative example will be described. (Polymer 3) 4,4′-biphenyldiol and 2-chloroethanol were heated under alkaline conditions to synthesize 4-hydroxy-4′-hydroxyethoxybiphenyl. This product is added under alkaline conditions with 1,
6-Dibromohexane was reacted to synthesize 4- (6-bromohexyloxy) -4′-hydroxyethoxybiphenyl. Next, lithium methacrylate was reacted to synthesize 4-hydroxyethoxy-4 ′-(6′-biphenyloxyhexyl) methacrylate. Finally, cinnamoyl chloride was added under basic conditions to obtain a monomer. This monomer was dissolved in tetrahydrofuran, and AIBN (azobisisobutyronitrile) was added as a reaction initiator to polymerize, thereby obtaining a polymer 3 represented by Chemical Formula 10.
【化12】 Embedded image
【0016】[0016]
【実施例】図1、図2には、本発明の重合体を用いた液
晶配向膜の製造方法(装置)を示す。電源(12)、
(22)によって励起された紫外線ランプ(11)、
(21)で発生した非偏光(16)、(26)を、光学
素子(13)(例えばグランテーラープリズム)を介し
て、偏光紫外線(17)に変換し、基板(15)上に塗
布された樹脂膜(14)に照射するか(基板法線方向か
ら照射すると限定するものではない)、光学素子を介す
ることなく、基板(25)上に塗布された樹脂膜(2
4)に照射する。1 and 2 show a method (apparatus) for producing a liquid crystal alignment film using the polymer of the present invention. Power supply (12),
An ultraviolet lamp (11) excited by (22),
The non-polarized light (16) and (26) generated in (21) was converted into polarized ultraviolet light (17) via an optical element (13) (for example, a Glan-Taylor prism), and applied to the substrate (15). Irradiation to the resin film (14) (irradiation from the normal direction of the substrate is not limited) or resin film (2) applied on the substrate (25) without passing through an optical element
4) Irradiate.
【0017】(実施例1) 重合体1をクロロホルムに
溶解し、ITO(インジウム錫酸化物)で覆った基板上に
約100nmの厚さでスピンコートした。この基板を水
平面に対して30度傾くように配置し、グランテーラー
プリズムを用いて直線偏光に変換した紫外線2.5mW
/cm2を、水平面に対し垂直方向から室温で180秒
間照射した。このような基板を2枚作製して液晶E7
〔メルクジャパン(株)製〕を充填することにより、厚
さ4.5μmのTN型液晶セルを組み立てた。この液晶セ
ルを直交ニコル、で観察したところ、液晶分子の配向が
確認され、プレチルト角は、7.5°であった。このTN
型液晶セルの駆動電圧は2Vであった。Example 1 Polymer 1 was dissolved in chloroform and spin-coated to a thickness of about 100 nm on a substrate covered with ITO (indium tin oxide). This substrate was arranged so as to be inclined by 30 degrees with respect to the horizontal plane, and was converted to linearly polarized light using a Glan-Taylor prism.
/ Cm 2 for 180 seconds at room temperature from the direction perpendicular to the horizontal plane. A liquid crystal E7 is prepared by fabricating two such substrates.
By filling with [Merck Japan Ltd.], a TN type liquid crystal cell having a thickness of 4.5 μm was assembled. Observation of the liquid crystal cell by crossed Nicols revealed that the liquid crystal molecules were aligned, and the pretilt angle was 7.5 °. This TN
The driving voltage of the liquid crystal cell was 2V.
【0018】(実施例2) 重合体2をクロロホルムに
溶解し、ITO(インジウム錫酸化物)で覆った基板上に
約100nmの厚さでスピンコートした。この基板を水
平面に対して30度傾くように配置し、グランテーラー
プリズムを用いて直線偏光に変換した紫外線2.5mW
/cm2を、水平面に対し垂直方向から室温で100秒
間照射した。このような基板を2枚作製して液晶E7
〔メルクジャパン(株)製〕を充填することにより、厚
さ4.5μmのTN型液晶セルを組み立てた。この液晶セ
ルを直交ニコル、で観察したところ、液晶分子の配向が
確認され、プレチルト角は、5.0°であった。このTN
型液晶セルの駆動電圧は2Vであった。Example 2 Polymer 2 was dissolved in chloroform and spin-coated to a thickness of about 100 nm on a substrate covered with ITO (indium tin oxide). This substrate was arranged so as to be inclined by 30 degrees with respect to the horizontal plane, and was converted to linearly polarized light using a Glan-Taylor prism.
/ Cm 2 from the direction perpendicular to the horizontal plane at room temperature for 100 seconds. A liquid crystal E7 is prepared by fabricating two such substrates.
By filling with [Merck Japan Ltd.], a TN type liquid crystal cell having a thickness of 4.5 μm was assembled. Observation of the liquid crystal cell by crossed Nicols confirmed that the liquid crystal molecules were aligned, and the pretilt angle was 5.0 °. This TN
The driving voltage of the liquid crystal cell was 2V.
【0019】(比較例1) 重合体3をクロロホルムに
溶解し、ITO(インジウム錫酸化物)で覆った基板上に
約100nmの厚さでスピンコートした。この基板を水
平面に対して30度傾くように配置し、グランテーラー
プリズムを用いて直線偏光に変換した紫外線2.5mW
/cm2を、水平面に対し垂直方向から室温で100秒
間照射した。このような基板を2枚作製して液晶E7
〔メルクジャパン(株)製〕を充填することにより、厚
さ4.5μmのTN型液晶セルの組み立てを試みたが、こ
の液晶セルでは、液晶分子はホメオトロピック配向に近
く(プレチルト角:80°)、TN型液晶セルを作製する
ことはできなかった。一方、基板を水平面に対して30
度傾くように配置し、グランテーラープリズムを用いて
直線偏光に変換した紫外線2.5mW/cm2を、水平
面に対し垂直方向から室温で500秒間照射した基板を
用いた場合、プレチルト角は8.0°であり、TN型液晶
セルを作製することができた。Comparative Example 1 Polymer 3 was dissolved in chloroform, and spin-coated to a thickness of about 100 nm on a substrate covered with ITO (indium tin oxide). This substrate was arranged so as to be inclined by 30 degrees with respect to the horizontal plane, and was converted to linearly polarized light using a Glan-Taylor prism.
/ Cm 2 from the direction perpendicular to the horizontal plane at room temperature for 100 seconds. A liquid crystal E7 is prepared by fabricating two such substrates.
An attempt was made to assemble a TN type liquid crystal cell having a thickness of 4.5 μm by filling with [Merck Japan Co., Ltd.]. In this liquid crystal cell, liquid crystal molecules were close to homeotropic alignment (pretilt angle: 80 °). ), A TN type liquid crystal cell could not be produced. On the other hand, the substrate is
When the substrate is irradiated with 2.5 mW / cm 2 of ultraviolet light converted into linearly polarized light using a Glan-Taylor prism from the direction perpendicular to the horizontal plane at room temperature for 500 seconds, the pretilt angle is 8. It was 0 °, and a TN type liquid crystal cell could be produced.
【0020】[0020]
【発明の効果】以上に記述したように、本発明の重合体
を用いた液晶配向膜およびその製造法によれば、基板法
線方向に対して斜め方向から自然光、もしくは、直線偏
光性または部分偏光性の光を照射することにより、プレ
チルト角を有する液晶配向機能の付与が可能であること
から、物理的に基板表面を擦るなどの工程が不要で、静
電気、埃などを発生することがないため、液晶ディスプ
レイの組立工程で生じる欠陥が著しく低減される。ま
た、比較的少ない照射エネルギ量で液晶配向機能が発現
することから、配向処理時間を長くすることなく、液晶
表示装置に有効な液晶配向膜を提供できる。As described above, according to the liquid crystal alignment film using the polymer of the present invention and the method for producing the same, natural light or linearly polarized light or partial light is obliquely oblique to the substrate normal direction. By irradiating the polarizing light, a liquid crystal alignment function having a pretilt angle can be provided, so that a process such as physically rubbing the substrate surface is unnecessary, and no static electricity, dust, etc. are generated. Therefore, defects generated in the assembly process of the liquid crystal display are significantly reduced. Further, since the liquid crystal alignment function is exhibited with a relatively small amount of irradiation energy, an effective liquid crystal alignment film for a liquid crystal display device can be provided without lengthening the alignment processing time.
【図1】本発明の重合体を用いた液晶配向膜の製造方法
を示す概念図(偏光照射時)FIG. 1 is a conceptual diagram showing a method for producing a liquid crystal alignment film using a polymer of the present invention (at the time of irradiation with polarized light).
【図2】本発明の重合体を用いた液晶配向膜の製造方法
を示す概念図(自然光照射時)FIG. 2 is a conceptual diagram showing a method for producing a liquid crystal alignment film using the polymer of the present invention (at the time of natural light irradiation).
【図3】従来の液晶配向膜の製造方法を示す例図FIG. 3 is an example diagram showing a conventional method for manufacturing a liquid crystal alignment film.
【図4】本発明の重合体と比較用の重合体の分光吸収ス
ペクトルFIG. 4 shows spectral absorption spectra of a polymer of the present invention and a polymer for comparison.
【図5】本発明の重合体と比較用の重合体の光照射エネ
ルギ量によるプレチルト角の変化FIG. 5 shows a change in pretilt angle of the polymer of the present invention and a polymer for comparison with the amount of light irradiation energy.
11、21・・・紫外線ランプ 12,22・・・電源 13・・・・・・光学素子(グランテーラープリズム) 14、24・・・樹脂膜(重合体) 15、25・・・基板 16、26・・・非偏光 17・・・・・・偏光紫外線 11, 21 ... ultraviolet lamp 12, 22 ... power supply 13 ... optical element (Glan-Taylor prism) 14, 24 ... resin film (polymer) 15, 25 ... substrate 16, 26: unpolarized light 17: polarized ultraviolet light
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2H025 AA00 AB14 AB20 AC01 AD01 BC04 BC05 FA03 2H090 HB13Y HC05 JB02 KA05 LA16 MA11 MB14 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page F term (reference) 2H025 AA00 AB14 AB20 AC01 AD01 BC04 BC05 FA03 2H090 HB13Y HC05 JB02 KA05 LA16 MA11 MB14
Claims (5)
または化学式4で表される構造を有する重合体を基板上
に塗布する工程および、塗布された重合体に光照射する
操作を含む工程で、作製されることを特徴とする、液晶
配向膜および、その製造方法。 【化1】 【化2】 【化3】 【化4】 但し、−R1〜−R5=−H、ハロゲン基、またはメトキシ
基などのアルキルオキシ基、更に−R6〜−R9=−H、−C
N、フェニル基、フェノキシ基、メチル基などのアルキ
ル基、またはメトキシ基などのアルキルオキシ基であ
る。1. Chemical formula 1, chemical formula 2, or chemical formula 3.
Or a step of applying a polymer having a structure represented by Chemical Formula 4 onto a substrate, and a step including an operation of irradiating the applied polymer with light, characterized in that the liquid crystal alignment film and Its manufacturing method. Embedded image Embedded image Embedded image Embedded image However, -R 1 ~-R 5 = -H, alkyl group such as a halogen group or a methoxy group, further -R 6 ~-R 9 = -H , -C
It is an alkyl group such as N, a phenyl group, a phenoxy group, a methyl group, or an alkyloxy group such as a methoxy group.
2または化学式3または化学式4で表される構造W1、
W2を含む化学式5または化学式6で表される構造を側
鎖に有し、主鎖が炭化水素、アクリレート、メタクリレ
ート、シロキサンなどである化学式7の単独重合体また
は共重合体を基板上に塗布する工程および、塗布された
重合体に光照射する操作を含む工程で、作製されること
を特徴とする、液晶配向膜および、その製造方法。 【化5】 【化6】 【化7】 但し、x:y=100〜0:0〜100、n=1〜1
2、m=1〜12、j=1〜12、X,Y=none、−CO
O、−OCO−、−N=N−、−C=C−or−C6H4−、W1,W2=
化学式1または化学式2または化学式3または化学式4
で表される構造である。2. The structure W 1 represented by the chemical formula 1 or the chemical formula 2 or the chemical formula 3 or the chemical formula 4 according to claim 1 ,
A homopolymer or copolymer of Formula 7 having a structure represented by Formula 5 or Formula 6 containing W 2 in a side chain and having a main chain of hydrocarbon, acrylate, methacrylate, siloxane, or the like is applied on a substrate. A liquid crystal alignment film and a method for producing the same, characterized in that the film is produced in a step of performing a step of irradiating the applied polymer with light. Embedded image Embedded image Embedded image However, x: y = 100-0: 0-100, n = 1-1
2, m = 1 to 12, j = 1 to 12, X, Y = none, -CO
O, -OCO -, - N = N -, - C = C-or-C 6 H 4 -, W 1, W 2 =
Formula 1 or Formula 2 or Formula 3 or Formula 4
It is a structure represented by
独重合体または共重合体を基板上に塗布する工程およ
び、塗布された重合体に基板法線方向に対し斜め方向よ
り光照射する操作を含む工程で、作製されることを特徴
とする、液晶配向膜および、その製造方法。3. A step of applying a homopolymer or a copolymer represented by the chemical formula 7 according to claim 2 on a substrate, and irradiating the applied polymer with light obliquely to a direction normal to the substrate. A liquid crystal alignment film and a method of manufacturing the same, characterized in that the film is manufactured in a step including an operation of performing the following steps.
独重合体または共重合体を基板上に塗布する工程およ
び、塗布された重合体に基板法線方向に対し斜め方向よ
り直線偏光または部分偏光を照射する操作を含む工程
で、作製されることを特徴とする、液晶配向膜および、
その製造方法。4. A step of applying a homopolymer or a copolymer represented by the chemical formula 7 according to claim 2 on a substrate, and linearly polarizing the applied polymer obliquely with respect to a normal direction of the substrate. Or, in a step including an operation of irradiating partial polarization, characterized by being produced, a liquid crystal alignment film,
Its manufacturing method.
または請求項4に記載の製造方法により製造された液晶
配向膜により液晶を配向させた液晶表示装置。5. The method according to claim 1, 2 or 3.
A liquid crystal display device in which a liquid crystal is aligned by a liquid crystal alignment film manufactured by the manufacturing method according to claim 4.
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---|---|---|---|
JP24242199A JP2001066605A (en) | 1999-08-30 | 1999-08-30 | Liquid crystal alignment layer, its manufacture and liquid crystal display device |
TW089100508A TW500747B (en) | 1999-01-19 | 2000-01-14 | Alignment layer and a liquid crystal display using the same |
US09/484,698 US6696114B1 (en) | 1999-01-19 | 2000-01-18 | Alignment layer and a liquid crystal display using the same |
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Publication Number | Publication Date |
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US7598419B2 (en) | 2004-03-26 | 2009-10-06 | Hsc Research And Development Limited Partnership | Compounds for modulating cell proliferation |
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-
1999
- 1999-08-30 JP JP24242199A patent/JP2001066605A/en active Pending
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CN102934012A (en) * | 2010-03-31 | 2013-02-13 | 日产化学工业株式会社 | Liquid crystal aligning agent, liquid crystal alignment film and liquid crystal display element |
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