JP2002023169A - Liquid crystal display device, liquid crystal cell and method for manufacturing the same - Google Patents

Liquid crystal display device, liquid crystal cell and method for manufacturing the same

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JP2002023169A
JP2002023169A JP2001192418A JP2001192418A JP2002023169A JP 2002023169 A JP2002023169 A JP 2002023169A JP 2001192418 A JP2001192418 A JP 2001192418A JP 2001192418 A JP2001192418 A JP 2001192418A JP 2002023169 A JP2002023169 A JP 2002023169A
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transparent conductive
conductive material
layer
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スティーブン・バッチウォルター
Dimitrios Dimitracopoulos Christos
クリストス・ディミトリオス・ディミトラコポーラス
Lee Kan-Ukku
カン−ウック・リー
Alan Rien Shui-Chii
シュイ−チー・アラン・リエン
Parasshuozaman Sanpasu
サンパス・パラッシュオザマン
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To impart vertical alignment and domain formation to a homeotropic pixel element of a liquid crystal display technique by using a technique to form a self-organizing monomolecular film. SOLUTION: A substituted silane compound such as octadecyl silane is applied to a transparent conductive layer surface of such as indium tin oxide as a hydrolysable alcoholic solution and a molecular layer with thickness of essentially one molecule (the monomolecular film) is formed via a baking temperature cycle. One terminal group of the monomolecular film is bonded to the indium tin oxide surface and the other terminal group functions so as to influence molecular alignment and domain formation of a liquid crystal material.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶ディスプレイ
に関して、特に自己組織化単分子膜の配向を利用したホ
メオトロピック・ピクセル・セルを使用することで視野
角を大きくした液晶ディスプレイの製造に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal display, and more particularly to a liquid crystal display having a wide viewing angle by using a homeotropic pixel cell utilizing the orientation of a self-assembled monolayer.

【0002】[0002]

【従来の技術】フラット・パネルとして構成することの
できる液晶ディスプレイは、コンピュータ産業をはじ
め、情報の表示を伴う産業でますます重要になってい
る。この種のディスプレイは、軽量化、小型化、そして
最終的には情報表示コストの削減の可能性がある点で他
に類をみない。
BACKGROUND OF THE INVENTION Liquid crystal displays that can be configured as flat panels are becoming increasingly important in industries that involve the display of information, such as the computer industry. This type of display is unique in that it has the potential to be lighter, smaller, and ultimately lower in information display costs.

【0003】しかし、従来技術には、ディスプレイを見
る側の移動範囲の問題がある。ディスプレイにおいて
は、液晶内の分子の向きによってピクセル位置の信号に
応答して各ピクセルの光が液晶を通過するかどうか決ま
る。見る側の移動範囲は、表示品質が保たれた状態で
は、各液晶ピクセルにおいて信号がないときに液晶を通
る光をアセンブリがどのくらい遮断できるか、また信号
があるとき光をどのくらいよく通すかに関係する。
[0003] However, the prior art has a problem of a moving range on the side of viewing the display. In a display, the orientation of the molecules in the liquid crystal determines whether light from each pixel passes through the liquid crystal in response to a signal at the pixel location. The viewing range is related to how much the assembly can block the light passing through the liquid crystal when there is no signal at each liquid crystal pixel and how well the light can pass when there is a signal at each liquid crystal pixel while maintaining the display quality. I do.

【0004】現在の技術の関心は、ディスプレイ・アセ
ンブリにおいて、垂直整合した(ホメオトロピックと呼
ばれる)液晶ポリマ材料を、実質的に平行な透明導体担
持面間のピクセルに使用することにある。印加信号のな
いとき、ポリマ分子は表面に対して垂直に揃い、液晶に
はドメイン形成を行う特定の要因が与えられる。
[0004] An interest in current technology is the use of vertically aligned (called homeotropic) liquid crystal polymer material in display assemblies for pixels between substantially parallel transparent conductor carrying surfaces. In the absence of an applied signal, the polymer molecules are aligned perpendicular to the surface, and the liquid crystal is given certain factors that cause domain formation.

【0005】A.LienとR.Johnによる米国特許第530
9264号では、電極のカットアウトにより生じるフリ
ンジ・フィールドを利用して液晶ディスプレイ(LC
D)にマルチ・ドメインを与え、従来のLCDの視野角
を改良する方法が説明されている。A.Lienによる米国
特許第5907380号は、従来のLCDの視野角を改
良するため、フリンジ・フィールドとポリマ壁(リッ
ジ)によりマルチ・ドメイン液晶ディスプレイ(LC
D)を形成する方法について説明している。これらマル
チ・ドメイン・ホメオトロピック液晶ディスプレイで
は、ホメオトロピック(垂直整合)ポリマが液晶層とし
て用いられ、液晶層に電圧が印加されていないとき液晶
分子が表面に対して垂直に揃う。
A. Lien and R. US Patent No. 530 by John
No. 9264 discloses a liquid crystal display (LC) utilizing a fringe field generated by electrode cutout.
D) is described how to provide multi-domains to improve the viewing angle of conventional LCDs. A. U.S. Pat. No. 5,907,380 to Lien discloses a multi-domain liquid crystal display (LC) with fringe fields and polymer walls (ridges) to improve the viewing angle of conventional LCDs.
The method of forming D) is described. In these multi-domain homeotropic liquid crystal displays, a homeotropic (vertical alignment) polymer is used as the liquid crystal layer, and when no voltage is applied to the liquid crystal layer, the liquid crystal molecules are aligned perpendicular to the surface.

【0006】しかし、従来技術ではそのような配向ポリ
マ層の付着とマルチ・ドメイン化の技術の適用は、複数
のステップ、及び付着、硬化、ラビング等の多少複雑な
プロセスを伴い、従ってアライメント層付着プロセスの
簡素化とそのコストの削減が重要になるという問題があ
る。
However, in the prior art, the application of such oriented polymer layer deposition and multi-domain techniques involves multiple steps and a somewhat complicated process of deposition, curing, rubbing, etc. There is a problem that it is important to simplify the process and reduce its cost.

【0007】前記の例で、関連する界面が潤滑膜、生体
膜として用いられる全く異なる技術では、製造プロセス
の自己組織化の結果としての規則構造で支持された有機
分子の単分子層を形成するプロセスについての報告があ
る。
In the above example, a completely different technique in which the relevant interface is used as a lubricating film, a biological film, forms a monolayer of organic molecules supported in an ordered structure as a result of the self-assembly of the manufacturing process. There is a report on the process.

【0008】R.G.NuzzoとD.L.AllaraによりJournal
of American Chemical Society vol.105、pp.4481-
3、1983に報告されている例では、実質的に有機分子の
単層である自己組織化単分子膜に固体表面に選択的に吸
着される末端基があると説明されている。固体は通常、
無機物質または金属である。
[0008] R. G. Nuzzo and D. L. Journal by Allara
of American Chemical Society vol. 105, pp. 4481-
3, 1983, describes that a self-assembled monolayer, which is essentially a monolayer of organic molecules, has terminal groups that are selectively adsorbed to the solid surface. Solids are usually
Inorganic substances or metals.

【0009】同様な文献のまた別の例では、金に吸着し
たチオールの自己組織化単分子膜に、全てのトランス配
置のあるメチレン(CH2)基を持つ規則構造が見られ
る。J.SagivによりJournal of American Chemical Soc
iety vol.102、pp.92-98、1980に報告されている例で
は、加水分解したn−オクタデシルトリクロロシランを
用い、n-オクタデシルシランの自己組織化単分子膜がガ
ラス表面に製造されている。C.R.KesselとS.Granick
によるLangmuir、vol 7、pp.532-538、1991に報告され
た例では、n−オクタデシルトリメトキシシランを加水
分解することによって、規則性の良好な単分子膜が劈開
マイカ上に形成される。
[0009] In another example of the same literature, a self-assembled monolayer of thiol adsorbed on gold has a regular structure having methylene (CH2) groups with all trans configurations. J. Journal of American Chemical Soc by Sagiv
society vol. 102, pp. In the examples reported in 92-98 and 1980, a self-assembled monolayer of n-octadecylsilane is produced on a glass surface using hydrolyzed n-octadecyltrichlorosilane. C. R. Kessel and S.M. Granick
Langmuir, vol 7, pp. In the examples reported in 532-538, 1991, a monomolecular film having good regularity is formed on the cleaved mica by hydrolyzing n-octadecyltrimethoxysilane.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明では、自己組織化
単分子膜の形成技術により、ホメオトロピック・ピクセ
ル要素の垂直アライメントとドメイン形成が、液晶タイ
プのディスプレイ技術に与えられる。オクタデシルシラ
ン等のシラン化合物は、酸化インジウム・スズ(IT
O)等の透明導電層表面に適切な形で適用し、ベーク温
度サイクルにかけると一端が酸化インジウム・スズ表面
に結合し、結合した分子のもう一端が液晶の分子配向に
影響するように機能する、分子の実質的な単分子膜を形
成する。
SUMMARY OF THE INVENTION In the present invention, vertical alignment and domain formation of homeotropic pixel elements is provided to liquid crystal type display technology by the technique of forming a self-assembled monolayer. Silane compounds such as octadecylsilane are available from indium tin oxide (IT
When applied to the surface of a transparent conductive layer such as O) in an appropriate form and subjected to a bake temperature cycle, one end is bonded to the indium tin oxide surface and the other end of the bonded molecule functions to affect the molecular alignment of the liquid crystal. To form a substantially monolayer of molecules.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】図1を参照する。本発明を採用し
て、従来のアクティブ・マトリックス液晶ディスプレイ
構成を従来の液晶ディスプレイ・デバイスに形成すると
きの基板の平面図が示してある。図では、最初に2行3
列の6つのピクセル電極26が形成される。これはディ
スプレイのピクセル下に位置する。ピクセルは、ゲート
・ライン32とデータ・ライン31の間に従来の構成で
形成される。薄膜トランジスタ(TFT)等のアクティ
ブ・マトリックス要素を図2に示す。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Referring to FIG. A plan view of a substrate when employing the present invention to form a conventional active matrix liquid crystal display configuration into a conventional liquid crystal display device is shown. In the figure, first 2 rows 3
Six pixel electrodes 26 in a column are formed. It is located below the pixel of the display. Pixels are formed between gate line 32 and data line 31 in a conventional configuration. FIG. 2 shows an active matrix element such as a thin film transistor (TFT).

【0012】図1と図2を参照する。図2は、電極と液
晶物質が配置された液晶ディスプレイ構造を図1のA−
Aの方向から見た一部断面の拡大図で、自己組織化単分
子膜技術の適用を示す。図2のアレイは、ガラス等の透
明物質の基板材22と支持材24を示す。2つの部材2
2及び24は、互いに高精度で平行になるように配置さ
れる。通常、部材22及び24は互いに約1μm乃至約
20μm離隔され、それらの間の空間を閉じるため端部
(図示せず)が密閉される。基板材22上には、液晶デ
ィスプレイのピクセルを画設するピクセル電極膜26の
アレイが付着される。電極膜26のない特定領域の基板
材22上にはまた、ダイオード、薄膜トランジスタ(T
FT)等の半導体デバイス30が付着される。慣例で
は、TFT30は各ピクセルに1つ以上である。TFT
30はそれぞれ、導電ゲート・ライン32(図1)と導
電データ・ライン31(図1及び図2)により制御さ
れ、ラインは通常、各TFT30のソース電極が対応す
る1つの電極膜26に電気的に接続されることを除い
て、電極26に電気的に接続されるように、基板材22
上に付着される。ゲート・ライン32(図2には図示せ
ず)とデータ・ライン31はまた、交差領域で互いに電
気的に絶縁される。支持材24上には通常、カラー・マ
トリックス層23が付着される。カラー・マトリックス
層23は通常、ブラック・マトリックス物質23−1が
R、G、またはBのカラー・マトリックス物質23−2
と交互になっている。ブラック・マトリックス物質23
−1は、周囲の入射光に対してデバイスをブロックし、
ピクセル領域の外部から光が漏れるのを防ぐため、TF
T30、データ・ライン31及びゲート・ライン32の
反対側に付着される。カラー・マトリックス物質23−
2はピクセル電極26の反対側に付着される。また通
常、カラー・マトリックス層23上に連続電極28が形
成される。連続電極28は好適には酸化インジウム・ス
ズ(ITO)等の導電物質の透明薄膜から形成される。
Referring to FIG. 1 and FIG. FIG. 2 shows a liquid crystal display structure in which electrodes and a liquid crystal material are arranged, as shown in FIG.
FIG. 3 is an enlarged view of a partial cross section viewed from the direction A, showing the application of the self-assembled monolayer technique. The array of FIG. 2 shows a substrate 22 and a support 24 of a transparent material such as glass. Two members 2
2 and 24 are arranged to be parallel to each other with high precision. Typically, members 22 and 24 are separated from each other by about 1 μm to about 20 μm, and their ends (not shown) are sealed to close the space therebetween. An array of pixel electrode films 26 that define the pixels of the liquid crystal display are deposited on the substrate material 22. A diode and a thin film transistor (T
A semiconductor device 30 such as FT) is attached. By convention, there is one or more TFTs 30 for each pixel. TFT
Each of the TFTs 30 is controlled by a conductive gate line 32 (FIG. 1) and a conductive data line 31 (FIGS. 1 and 2), the lines typically being electrically connected to one electrode film 26 to which the source electrode of each TFT 30 corresponds. The substrate material 22 is electrically connected to the electrode 26 except that it is connected to
Attached on top. Gate line 32 (not shown in FIG. 2) and data line 31 are also electrically isolated from one another at the intersection area. A color matrix layer 23 is typically deposited on the support 24. The color matrix layer 23 is usually composed of an R, G, or B color matrix material 23-2.
And are alternating. Black matrix substance 23
-1 blocks the device against ambient incident light,
To prevent light from leaking out of the pixel area, TF
Attached to the other side of T30, data line 31 and gate line 32. Color matrix material 23-
2 is attached to the opposite side of the pixel electrode 26. Usually, a continuous electrode 28 is formed on the color matrix layer 23. The continuous electrode 28 is preferably formed from a transparent thin film of a conductive material such as indium tin oxide (ITO).

【0013】液晶物質36は部材22及び24間の空間
を埋める。用途によっては、液晶物質の性質が、液晶デ
ィスプレイ20の動作モードに応じて変化する。
The liquid crystal material 36 fills the space between the members 22 and 24. In some applications, the properties of the liquid crystal material change according to the operating mode of the liquid crystal display 20.

【0014】本発明に従い、液晶物質36と接触する内
側表面は、電極26及び28間のセル・ギャップで物質
36の液晶分子を垂直方向に揃え、少なくとも1つのド
メイン形成を行わせるように機能する規則分子構造の層
である配向層38及び40の少なくとも1つでコーティ
ングされる。
According to the present invention, the inner surface in contact with the liquid crystal material 36 functions to vertically align the liquid crystal molecules of the material 36 at the cell gap between the electrodes 26 and 28 and to effect at least one domain formation. It is coated with at least one of the alignment layers 38 and 40 which is a layer having an ordered molecular structure.

【0015】ホメオトロピック液晶の分子配向を図3及
び図4に示す。
The molecular orientation of the homeotropic liquid crystal is shown in FIGS.

【0016】図3を参照する。少なくとも部材26及び
28近傍での液晶分子50の配向は、ピクセル電極26
と電極28間に電界が印加されない(ΔV=0)とき、
分子50の長軸が対応する部材26及び28の表面にほ
ぼ垂直になるように揃う。分子には、基板の法線に対し
て通常は1度乃至15度の小さいプレチルト角(pretil
t angle)がある。
Referring to FIG. The alignment of the liquid crystal molecules 50 at least in the vicinity of the members 26 and 28
When no electric field is applied between the electrode and the electrode 28 (ΔV = 0),
The long axes of the molecules 50 are aligned so as to be substantially perpendicular to the surfaces of the corresponding members 26 and 28. The molecules have a small pretilt angle (typically 1 to 15 degrees with respect to the substrate normal).
t angle).

【0017】図4を参照する。部材26及び28表面間
に電界が印加されたとき(ΔV≠0)、液晶分子の少な
くとも層の部分51は、部材26及び28表面にほぼ平
行の方向に配向する。
Referring to FIG. When an electric field is applied between the surfaces of the members 26 and 28 (ΔV ≠ 0), at least the layer portion 51 of the liquid crystal molecules is oriented in a direction substantially parallel to the surfaces of the members 26 and 28.

【0018】本発明に従い、自己組織化単分子膜技術を
液晶ディスプレイ技術に応用する際、単分子層を形成す
る自己組織化物質は、液晶ディスプレイ技術に用いられ
得る透明層物質を形成するように選択させる。この物質
は、溶媒に懸濁でき、この懸濁は、ディップまたはスピ
ンによる付着操作の影響を受け、表面張力により厚みが
決まり、またそこで通常の時間/温度変化プロセス枠内
で溶媒を除去できるという相互依存基準を満足する。
When applying the self-assembled monolayer technology to the liquid crystal display technology according to the present invention, the self-assembled material forming the monolayer forms a transparent layer material that can be used in the liquid crystal display technology. Let me choose. This substance can be suspended in a solvent, which is affected by the dip or spin attachment operation, whose thickness is determined by the surface tension, where it can be removed within the normal time / temperature change process window. Meet the interdependence criteria.

【0019】当該技術のこの段階で、透明導電材に最も
よく用いられるのは酸化インジウム・スズである。良好
な媒体はアルコールである。
At this stage in the art, the most commonly used transparent conductive material is indium tin oxide. A good medium is alcohol.

【0020】媒体にアルコールを用い、加水分解したと
き2つの化合物に解離し、1つは透明導電物質と良く反
応し、ディップまたはスピンにより、均一な薄膜が得ら
れ、酸化インジウム・スズ表面に自己組織化単分子膜を
形成するとき、約100℃の温度サイクルでかなり長い
時間反応するシラン化合物が存在する。
When an alcohol is used as a medium and hydrolyzed, the compound dissociates into two compounds, one of which reacts well with a transparent conductive material, and a uniform thin film is obtained by dip or spin. When forming an assembled monolayer, there are silane compounds that react for a relatively long time at a temperature cycle of about 100 ° C.

【0021】シラン化合物はR−Si Xの置換体を
含む。Rはアルキル基、XはCl、OCH及びOC
よりなるグループの1つである。アルキル基は通常
12個乃至22個の炭素原子を含む。
The silane compound contains a substituent of R—Si X 3 . R is an alkyl group, X is Cl, OCH 3 and OC 2
It is one of the group consisting of H 5. Alkyl groups usually contain from 12 to 22 carbon atoms.

【0022】本発明では次のプロセス例を採用する。図
1乃至図4を参照する。酸化インジウム・スズを用いた
透明層28上に、配向層38及び40の製造するステッ
プでは、OTMSとして知られる物質、n−オクタデシ
ルトリメトキシシランが、イソプロパノールと水の混合
液またはエタノール中、n−オクタデシルトリヒドロキ
シシランに加水分解され、上に酸化インジウム・スズ層
のある基板へのディップによりコーティングされる。コ
ーティングされた基板は次に、80℃で10分乃至30
分ベーク処理される。ベーク処理時、n−オクタデシル
シランのシラン分子末端基は、酸化インジウム・スズ層
表面に拘束されるが、n−オクタデシルシランのメチル
分子末端基は表面から離れる方向に配向し、n−オクタ
デシル分子は表面にほぼ垂直な方向に配向する。n−オ
クタデシルシランのメチレン基の配置は全てトランスで
ある。
In the present invention, the following process example is adopted. Please refer to FIG. 1 to FIG. In the step of manufacturing the alignment layers 38 and 40 on the transparent layer 28 using indium tin oxide, a substance known as OTMS, n-octadecyltrimethoxysilane, is mixed with n-octadecyltrimethoxysilane in a mixed solution of isopropanol and water or ethanol. Hydrolyzed to octadecyltrihydroxysilane and coated by dipping on a substrate with an indium tin oxide layer on top. The coated substrate is then treated at 80 ° C. for 10 minutes to 30 minutes.
Bake for a minute. At the time of baking, the silane molecule end group of n-octadecylsilane is bound to the surface of the indium tin oxide layer, but the methyl molecule end group of n-octadecylsilane is oriented away from the surface, and the n-octadecyl molecule is Orient in a direction substantially perpendicular to the surface. The configuration of all methylene groups in n-octadecylsilane is trans.

【0023】n−オクタデシル鎖は高密度か低密度のい
ずれかである。低密度の自己組織化n−オクタデシルシ
ラン単分子膜は、液晶物質の特にネマチック型のホメオ
トロピック・アライメントを生じることが観察されてい
る。
The n-octadecyl chain is either high or low density. It has been observed that low-density self-assembled n-octadecylsilane monolayers produce a homeotropic alignment of liquid crystal materials, especially in the nematic form.

【0024】図1乃至図3を参照する。部材22及び2
4の外部表面にはそれぞれ光補償膜42及び44を付着
することができる。最後に偏光膜46及び48をそれぞ
れ補償膜42及び44上に塗布することができ、補償膜
はその場合は用いられるが、それぞれ部材22及び24
に塗布すると用いられない。
Please refer to FIG. 1 to FIG. Members 22 and 2
Light compensating films 42 and 44 can be attached to the outer surface of 4, respectively. Finally, polarizing films 46 and 48 can be applied on the compensating films 42 and 44, respectively, and the compensating films are used in that case, but the members 22 and 24, respectively.
Not used when applied to

【0025】図1及び図2に示した従来の液晶ディスプ
レイは、基板22側面のアレイ下に位置し、支持材24
側面上から見える光源(図示せず)により照射される。
本発明は、透過光や反射光の液晶ディスプレイ技術に適
用することができる。
The conventional liquid crystal display shown in FIGS. 1 and 2 is located below the array on the side of the substrate 22 and has a support member 24.
It is illuminated by a light source (not shown) visible from the side.
INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be applied to transmitted light or reflected light liquid crystal display technology.

【0026】液晶セルは通常、ピクセル領域とセル・ギ
ャップに特徴がある。あるセルのピクセル領域は、図1
及び図2に示すように、セルのピクセル電極膜26パタ
ーンの幅Wと長さLにより定義される。またセル・ギャ
ップは図2に示すように層38及び40間の距離により
定義される。
Liquid crystal cells are usually characterized by a pixel area and a cell gap. The pixel area of a cell is shown in FIG.
As shown in FIG. 2, the width W and the length L of the pattern of the pixel electrode film 26 of the cell are defined. Also, the cell gap is defined by the distance between layers 38 and 40 as shown in FIG.

【0027】ホメオトロピック液晶セルには、負の誘電
異方性を示す液晶物質が必要である。このような物質の
例としてE.Merck社(ドイツ、ダームシュタット)のZL
I-4788やZLI-2857がある(米EM Industriesを通して入
手可能)。
A homeotropic liquid crystal cell requires a liquid crystal material having a negative dielectric anisotropy. Examples of such materials include E.I. ZL from Merck (Darmstadt, Germany)
There are I-4788 and ZLI-2857 (available through EM Industries, USA).

【0028】これまでの技術では、ホメオトロピック・
セルの液晶分子の配向は通常、ポリイミド等の磨耗反応
物質(abrasion responsive material)の配向層を電極
に隣接したセル・ギャップに配置し、通常は製造時に手
動で行われるラビング・ステップを行うことによって得
られている。このようなラビングの例は、K-W.Leeらに
よる"Microscopic Molecular Reorientation of Alignm
ent Layer Polymer Surfaces Induced by Rubbing and
its Effects on LC Pretilt Angles"、Macromolecule
s、Vol.29、Number 27、Pages 8894-8899に説明されて
いる。
In the conventional technology, homeotropic
The alignment of the liquid crystal molecules in the cell is typically accomplished by placing an alignment layer of an abrasion responsive material, such as polyimide, in the cell gap adjacent to the electrodes and performing a rubbing step, which is usually performed manually during manufacturing. Have been obtained. Examples of such rubbing are described in KW. "Microscopic Molecular Reorientation of Alignm by Lee et al.
ent Layer Polymer Surfaces Induced by Rubbing and
its Effects on LC Pretilt Angles ", Macromolecule
s, Vol. 29, Number 27, Pages 8894-8899.

【0029】本発明により得られる貴重なメリットは、
配向層38及び40によって、分子構造の自己組織化が
可能になり、よってこれまでのようなラビング式の操作
の必要がなくなることである。
The valuable advantages obtained by the present invention are:
The orientation layers 38 and 40 allow the self-assembly of the molecular structure, thus eliminating the need for a conventional rubbing operation.

【0030】自己組織化単分子膜技術は、米国特許第5
309264号及び同第5907380号に説明されて
いるように、先に示した従来技術のフリンジ技術ととも
に、また同フリンジ技術を改良するように適用できるこ
とも明らかである。
The self-assembled monolayer technique is disclosed in US Pat.
It is also apparent that it can be applied in conjunction with, and to improve upon, the prior art fringe techniques described above, as described in 309264 and 5907380.

【0031】どのような製造プロセスでも、自己組織化
単分子膜技術を採用することは、構造変更と配向層の適
用プロセスを除いて、現行技術とほとんど同じである。
The adoption of the self-assembled monolayer technology in any manufacturing process is almost the same as the current technology except for the process of changing the structure and applying the alignment layer.

【0032】周知の通り、ホメオトロピック液晶セルは
通常、補償膜を用いることで、液晶ディスプレイ・パネ
ルを基板に垂直な方向以外の方向に透過する暗状態の光
の漏れを少なくする。最適な結果を得るには、液晶ディ
スプレイ・セルの液晶物質層の厚みと、液晶ディスプレ
イ物質の普通屈折率と異常屈折率の差との積を、補償膜
の総厚みと、補償膜の普通屈折率と異常屈折率の差との
積と等しくするか、これに近づける。
As is well known, homeotropic liquid crystal cells typically use a compensation film to reduce the leakage of dark state light transmitted through the liquid crystal display panel in directions other than perpendicular to the substrate. For best results, the product of the thickness of the liquid crystal material layer of the liquid crystal display cell and the difference between the ordinary refractive index and the extraordinary refractive index of the liquid crystal display material should be determined by the total thickness of the compensation film and the ordinary refractive index of the compensation film. Equal to or close to the product of the index and the extraordinary refractive index difference.

【0033】次の例からわかるように、本発明の原理の
応用には様々な変形があることは明らかである。
As will be seen from the following examples, it is clear that there are various variations in the application of the principles of the present invention.

【0034】1例として、酸化インジウム・スズ等の透
明導電層を持つ基板を自己組織化単分子膜前駆物質のア
ルコール溶液にディップする。OTMSと呼ばれる物
質、n−オクタデシルトリメトキシシランと、HTMS
と呼ばれるn−ヘキサデシルトリエトキシシランは、イ
ソプロパノールと水の溶媒またはエタノールで混合する
ことによって、それぞれn−オクタデシルトリヒドロキ
シシランとn−ヘキサデシルトリヒドロキシシランに加
水分解することができる。OTMSまたはHTMSの濃
度は0.1容量%乃至1.0容量%である。部分的また
は完全に加水分解した溶液は、ディップまたはスピンに
より基板上の酸化インジウム・スズ層に適用することが
できる。基板の酸化インジウム・スズは85℃で10分
乃至30分ベーク処理する。次に、95−463型仕様
を満足する負の誘電異方性を持つネマチック液晶物質を
2つの基板の間にサンドイッチ式に配置する。各基板に
は酸化インジウム・スズがコーティングされ、その上に
自己組織化配向層がある。ここで、上部と下部に配置し
た2つの偏光子を透過する光を観察することによって、
液晶の垂直アライメントの品質を確認することができ
る。サンドイッチ・アセンブリにホメオトロピック・ア
ライメントがある場合、光はブロックされる。
As an example, a substrate having a transparent conductive layer such as indium tin oxide is dipped in an alcohol solution of a self-assembled monomolecular film precursor. A substance called OTMS, n-octadecyltrimethoxysilane, and HTMS
N-hexadecyltriethoxysilane, which is referred to as, can be hydrolyzed to n-octadecyltrihydroxysilane and n-hexadecyltrihydroxysilane, respectively, by mixing with isopropanol and a water solvent or ethanol. The concentration of OTMS or HTMS is between 0.1% and 1.0% by volume. The partially or completely hydrolyzed solution can be applied to the indium tin oxide layer on the substrate by dipping or spinning. The substrate is baked at 85 ° C. for 10 to 30 minutes. Next, a nematic liquid crystal material having negative dielectric anisotropy satisfying the 95-463 type specification is sandwiched between the two substrates. Each substrate is coated with indium tin oxide and has a self-assembled alignment layer thereon. Here, by observing the light transmitted through the two polarizers arranged at the top and bottom,
The quality of the vertical alignment of the liquid crystal can be confirmed. If the sandwich assembly has homeotropic alignment, light is blocked.

【0035】他の例として、酸化インジウム・スズをコ
ーティングしたガラスを、クロロホルム等の有機溶媒で
最初に脱脂するステップを含め、数ステップで洗浄す
る。洗浄の後、10分間、ガラス基板各面のUVオゾン
処理を行い、既存の有機汚染物を取り除く。次に基板を
脱イオン水で完全にリンスする。基板はこれにより完全
に湿気を帯びる。これは表面に有機汚染物がないことを
示す。ガラス基板を清浄窒素で乾燥させ、100℃のオ
ーブンに1時間放置する。その後、酸化インジウム・ス
ズ表面に水の結合単分子膜が得られる。次にエタノール
のOTMS溶液を作成する。
As another example, the glass coated with indium tin oxide is washed in several steps, including the step of first degreasing with an organic solvent such as chloroform. After cleaning, each surface of the glass substrate is subjected to UV ozone treatment for 10 minutes to remove existing organic contaminants. Next, the substrate is thoroughly rinsed with deionized water. The substrate is thereby completely moistened. This indicates that the surface is free of organic contaminants. The glass substrate is dried with clean nitrogen and left in an oven at 100 ° C. for 1 hour. Thereafter, a water-bound monomolecular film is obtained on the surface of the indium tin oxide. Next, an OTMS solution of ethanol is prepared.

【0036】アルコール溶液中の前駆体の濃度が0.0
1容量%乃至5.0容量%のとき良好な結果が得られ
る。好適な濃度は3.59%v/vである。
When the concentration of the precursor in the alcohol solution is 0.0
Good results are obtained with 1% to 5.0% by volume. A preferred concentration is 3.59% v / v.

【0037】時間の長さを変えてスピン・コーティング
とディップ付着を行うことで良好な結果が得られる。
Good results are obtained by performing spin coating and dip deposition for varying lengths of time.

【0038】酸化インジウム・スズ表面にOTMSを付
着した後、クロロホルムへの浸漬或いは脱イオン水での
リンスを含む洗浄ステップも行える。基板はその後清浄
窒素で乾燥させる。
After depositing the OTMS on the surface of the indium tin oxide, a washing step including immersion in chloroform or rinsing with deionized water can also be performed. The substrate is then dried with clean nitrogen.

【0039】スピンを行う場合、酸化インジウム・スズ
をコーティングしたガラス基板をスピナ・ヘッドに置い
て約2mlの溶液を適用し、そのまま約3分放置した後
にスピンを行う。
When spinning, a glass substrate coated with indium tin oxide is placed on a spinner head, and about 2 ml of a solution is applied.

【0040】酸化インジウム・スズをコーティングし、
溶液を付着した基板は、次に清浄窒素で乾燥させ、10
0℃で1時間ベーク処理する。この時間は、酸化インジ
ウム・スズ上に、液晶分子の良好な垂直配向を誘発する
ように機能する自己組織化単分子膜を生成するのに十分
である。
Coating with indium tin oxide,
The substrate to which the solution was attached was then dried with clean nitrogen and dried.
Bake at 0 ° C. for 1 hour. This time is sufficient to produce a self-assembled monolayer on indium tin oxide that functions to induce good vertical alignment of the liquid crystal molecules.

【0041】この製造プロセスでは、溶液濃度3.59
%v/v近傍で一定の柔軟性と高品質が得られる。その
際、ディップ時間と濃度の相関が観察されている。
In this manufacturing process, the solution concentration was 3.59.
Constant flexibility and high quality are obtained near% v / v. At that time, a correlation between the dip time and the concentration was observed.

【0042】垂直アライメントの程度と品質は、セルの
上下に配置した2つの交差偏光子を通る光を観察するこ
とによって評価することができる。完全ホメオトロピッ
ク・アライメントの場合、光はブロックされる。分子に
不規則性または誤った方向性(misorientation)がある
と、光は交差偏光子を透過する。
The degree and quality of vertical alignment can be evaluated by observing light passing through two crossed polarizers located above and below the cell. For perfect homeotropic alignment, light is blocked. If a molecule has irregularities or misorientation, light will pass through the crossed polarizer.

【0043】まとめとして、本発明の構成に関して以下
の事項を開示する。
In summary, the following matters are disclosed regarding the configuration of the present invention.

【0044】(1) 信号に反応して整合可能な分子を
有し、実質的に平行な第1及び第2の透明導電材それぞ
れの表面間に位置する液晶物質を通過する光の伝達が、
該透明導電材間に印加された信号に応答して変化する、
液晶表示装置において、前記第1及び第2の透明導電材
と前記液晶物質の間の少なくとも一方の間に前記透明導
電材と隣接して位置する、少なくとも1つの配向層を含
み、前記配向層は、原子の第1及び第2の末端基を有す
る細長い分子の少なくとも1つの層を有し、前記細長い
分子の層の各分子の前記第1末端基は、前記隣接した透
明導電材の表面に化学結合を有し、前記第2末端基を有
する細長い分子はそれぞれ、前記表面に本質的に垂直
に、前記液晶物質の方向に延びた、液晶表示装置。 (2) 前記透明導電材は酸化インジウム・スズであ
り、前記細長い分子は置換したシラン化合物である、
(1)記載の液晶表示装置。 (3) 前記置換したシラン化合物はR−Si X
含み、Rはアルキル基、XはCl、OCH及びOC
よりなるグループに含まれる、(2)記載の液晶表
示装置。 (4) 信号に反応して整合可能な分子を有し、実質的
に平行な第1及び第2の透明導電材それぞれの表面間に
位置する液晶物質を通過する光の伝達が、該透明導電材
間に印加された信号に応答して変化する、液晶表示装置
において、前記第1及び第2の透明導電材と前記液晶物
質の間の少なくとも一方の間に前記透明導電材と隣接し
て位置する、単分子膜配向部材を含み、前記配向部材
は、前記液晶の前記整合可能な分子を前記透明導電材表
面に実質的に垂直な方向に配向し、前記整合可能な分子
に優先ドメイン(preferential domain)を与えるよう
に機能する、液晶表示装置。 (5) 液晶ディスプレイ・ピクセル領域内のセルであ
って、第1及び第2の実質的に平行な透明導電材表面そ
れぞれの間に位置し、信号に応答して整合可能な分子を
有する液晶物質を通過する光の伝達が、該透明導電材間
に印加された信号に応答して変化する、セルにおいて、
前記第1及び第2の透明導電材と前記液晶物質の間の少
なくとも一方の間に前記透明導電材と隣接して位置し、
一端は前記隣接した透明導電材の表面に結合し、もう一
端は前記液晶に延びた、置換されたシラン分子の単分子
膜、を含む、セル。 (6) 分子配向がアライメント層に実質的に垂直であ
り、少なくとも1つの優先ドメインを有する液晶物質の
層を含むホメオトロピック液晶表示装置を製造する、方
法であって、露出面を有する第1透明導電材を支持基板
上に配置するステップと、前記第1透明導電材の前記露
出面に、細長い分子を有し、前記第1透明導電材に対し
て該細長い分子の単分子膜を形成する化合物の溶液によ
り、薄膜を適用するステップと、前記溶液から溶媒を除
去し、前記薄膜の前記化合物を前記第1透明導電材と結
合させるように、前記基板の、前記第1透明導電材と前
記薄膜の組み合わせを一定の時間と温度でベーク処理す
るステップと、約20μm厚の液晶物質層の第1面を前
記ベーク処理した組み合わせの露出面に配置するステッ
プと、第2透明導電材を前記液晶物質の前記層の残りの
第2面に配置するステップとを含む、方法。 (7) 前記方法は、露出面を有する第2透明導電材を
支持基板上に配置するステップと、前記第2透明導電材
の前記露出面に、細長い分子を有し、前記第2透明導電
材に対して該細長い分子の単分子膜を形成する化合物の
溶液により、薄膜を適用するステップと、前記溶液から
溶媒を除去し、前記薄膜の前記化合物を前記第2透明導
電材と結合させるように、前記基板の、前記第2透明導
電材と前記薄膜の組み合わせを一定の時間と温度でベー
ク処理するステップと、前記液晶物質層が第1透明電導
材と第2透明電導材の間に配置されるステップとを含
む、(6)記載の方法。 (8) 前記第1透明導電物質は酸化インジウム・スズ
である、(6)記載の方法。 (9) 前記薄膜適用ステップは、浸漬とスピン・コー
ティングよりなるプロセス・グループから選択される、
(8)記載の方法。 (10) 前記溶媒はアルコールを含むである、(9)
記載の方法。 (11) 前記支持基板はガラスである、(10)記載
の方法。 (12) 前記薄膜適用ステップの前記化合物は、R−
Si Xであらわされるシラン化合物のグループから
選択され、Rはアルキル基、XはCl、OCH及びO
よりなるグループから選択される、(6)記載
の方法。 (13) 分子配向が配向層に実質的に垂直であり、少
なくとも1つの優先ドメインを有する液晶物質の層を含
むホメオトロピック液晶ピクセルを有する液晶表示装置
を製造する方法であって、露出面を有する酸化インジウ
ム・スズの層を支持基板上に配置するステップと、加水
分解されていることにより1つの末端基で酸化インジウ
ム・スズと優先的反応性を有する置換されたシラン化合
物の溶液であって、アルコールと水との混合液を溶媒と
する溶液による薄膜を、前記露出面に適用するステップ
と、前記第1透明導電材と前記薄膜の組み合わせを一定
の時間と温度でベーク処理し、前記溶媒を除去すること
によって前記シラン化合物の末端基が前記露出面におい
て前記酸化インジウム・スズと結合して略単分子膜を形
成するステップと、前記ベーク処理した組み合わせの露
出面に約20μm厚の液晶物質層の第1面を配置するス
テップと、前記液晶物質の第2面に第2透明導電材を配
置するステップと を含む、方法。 (14) 前記シラン化合物はR−Si Xであり、
Rはアルキル基、XはCl、OCH及びOC
りなるグループに含まれる、(13)記載の方法。 (15) 前記基板はガラスである、(14)記載の方
法。 (16) 前記アルコール溶媒はイソプロパノールであ
る、(15)記載の方法。 (17) 前記置換されたシラン化合物の濃度は0.0
1容量%乃至5.0容量%である、(16)記載の方
法。 (18) 前記液晶はネマチック型である、(17)記
載の方法。
(1) Light transmission through a liquid crystal material having molecules that can be matched in response to a signal and located between substantially parallel surfaces of the first and second transparent conductive materials, respectively,
Changes in response to a signal applied between the transparent conductive materials,
In a liquid crystal display device, at least one alignment layer positioned adjacent to the transparent conductive material between at least one of the first and second transparent conductive materials and the liquid crystal material, wherein the alignment layer is Having at least one layer of elongate molecules having first and second end groups of atoms, wherein the first end groups of each molecule of the layer of elongate molecules are chemically attached to the surface of the adjacent transparent conductive material. A liquid crystal display, wherein each of the elongated molecules having a bond and having the second end group extends in a direction of the liquid crystal material, essentially perpendicular to the surface. (2) the transparent conductive material is indium tin oxide, and the elongated molecule is a substituted silane compound;
The liquid crystal display device according to (1). (3) said substituted silane compound comprises R-Si X 3, R is an alkyl group, X is Cl, OCH 3 and OC 2
In the group consisting of H 5, (2) liquid crystal display device according. (4) Light transmission through a liquid crystal material having molecules that can be matched in response to a signal and located between respective surfaces of the first and second transparent conductive materials substantially parallel to each other is performed by the transparent conductive material. In a liquid crystal display device, which changes in response to a signal applied between materials, a position adjacent to the transparent conductive material between at least one of the first and second transparent conductive materials and the liquid crystal material. A monolayer alignment member, wherein the alignment member aligns the alignable molecules of the liquid crystal in a direction substantially perpendicular to the transparent conductive material surface, and gives the alignable molecules preferential domains. domain), a liquid crystal display that functions to provide (5) A cell in a liquid crystal display pixel area, wherein the liquid crystal material has molecules which are located between each of the first and second substantially parallel transparent conductive material surfaces and can be aligned in response to a signal. Wherein the transmission of light through the cell changes in response to a signal applied between the transparent conductive materials,
Being located adjacent to the transparent conductive material between at least one of the first and second transparent conductive materials and the liquid crystal material,
A cell having one end bonded to the surface of the adjacent transparent conductive material and the other end extending to the liquid crystal and comprising a monolayer of substituted silane molecules. (6) A method of manufacturing a homeotropic liquid crystal display device having a layer of liquid crystal material having a molecular orientation substantially perpendicular to an alignment layer and having at least one preferred domain, wherein the first transparent film has an exposed surface. Disposing a conductive material on a supporting substrate; and a compound having elongated molecules on the exposed surface of the first transparent conductive material, forming a monomolecular film of the elongated molecules on the first transparent conductive material. Applying a thin film with said solution, removing said solvent from said solution and bonding said compound of said thin film with said first transparent conductive material, said first transparent conductive material and said thin film of said substrate. Baking for a predetermined time and temperature for a combination of: a) placing a first surface of a liquid crystal material layer having a thickness of about 20 μm on an exposed surface of the bake-treated combination; The and placing the second surface remaining of the layer of said liquid crystal material, method. (7) The method, comprising: disposing a second transparent conductive material having an exposed surface on a support substrate; and having an elongated molecule on the exposed surface of the second transparent conductive material; Applying a thin film with a solution of a compound that forms a monomolecular film of the elongated molecules, and removing the solvent from the solution to bind the compound of the thin film with the second transparent conductive material. Baking the combination of the second transparent conductive material and the thin film on the substrate for a certain time and at a predetermined temperature; and disposing the liquid crystal material layer between the first transparent conductive material and the second transparent conductive material. (6). (8) The method according to (6), wherein the first transparent conductive material is indium tin oxide. (9) the thin film applying step is selected from a process group consisting of dipping and spin coating;
(8) The method according to the above. (10) The solvent contains an alcohol, (9)
The described method. (11) The method according to (10), wherein the support substrate is glass. (12) In the thin film applying step, the compound is R-
Si is selected from the group of silane compounds represented by X 3 , R is an alkyl group, X is Cl, OCH 3 and O
The method according to (6), wherein the method is selected from the group consisting of C 2 H 5 . (13) A method for manufacturing a liquid crystal display device having a homeotropic liquid crystal pixel having a molecular alignment substantially perpendicular to an alignment layer and including a layer of a liquid crystal material having at least one preferential domain, the device having an exposed surface. Disposing a layer of indium tin oxide on a support substrate, and a solution of a substituted silane compound that has been hydrolyzed to have preferential reactivity with indium tin oxide at one end group, Applying a thin film of a solution having a mixed solution of alcohol and water as a solvent to the exposed surface, and baking the combination of the first transparent conductive material and the thin film for a certain time and at a predetermined temperature; Removing the terminal group of the silane compound on the exposed surface to bond with the indium tin oxide to form a substantially monomolecular film; Disposing a first surface of a liquid crystal material layer having a thickness of about 20 μm on an exposed surface of the baked combination; and disposing a second transparent conductive material on a second surface of the liquid crystal material. (14) the silane compound is R-Si X 3,
The method according to (13), wherein R is an alkyl group, and X is in a group consisting of Cl, OCH 3 and OC 2 H 5 . (15) The method according to (14), wherein the substrate is glass. (16) The method according to (15), wherein the alcohol solvent is isopropanol. (17) The concentration of the substituted silane compound is 0.0
(16) The method according to (16), wherein the content is 1% by volume to 5.0% by volume. (18) The method according to (17), wherein the liquid crystal is a nematic type.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】従来の交差型アクティブ・マトリックスLCD
構造を形成する際の基板の上面図である。
FIG. 1 shows a conventional cross-type active matrix LCD.
FIG. 4 is a top view of a substrate when a structure is formed.

【図2】電極と液晶物質が配置された液晶ディスプレイ
構造の図1のA−Aの方向から見た一部断面の拡大図で
ある。
FIG. 2 is an enlarged view of a partial cross section of a liquid crystal display structure in which electrodes and a liquid crystal material are arranged, as viewed from a direction AA in FIG.

【図3】ホメオトロピック液晶セルの液晶分子の配向を
示す図である。
FIG. 3 is a view showing the orientation of liquid crystal molecules in a homeotropic liquid crystal cell.

【図4】ホメオトロピック液晶セルの液晶分子の配向を
示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing the orientation of liquid crystal molecules in a homeotropic liquid crystal cell.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

20 液晶ディスプレイ 22 基板材 23 カラー・マトリックス層 24 支持材 26、28 電極 30 半導体デバイス 31 導電データ・ライン 32 導電ゲート・ライン 36 液晶物質 38、40 配向層 42、44 補償膜 46、48 偏光膜 50、51 液晶分子 Reference Signs List 20 liquid crystal display 22 substrate material 23 color matrix layer 24 support material 26, 28 electrode 30 semiconductor device 31 conductive data line 32 conductive gate line 36 liquid crystal material 38, 40 alignment layer 42, 44 compensation film 46, 48 polarizing film 50 , 51 liquid crystal molecules

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 スティーブン・バッチウォルター アメリカ合衆国12533、ニューヨーク州ポ ープウエル・ジャンクション、コーチ・ラ ンターン・ドライブ 9 (72)発明者 クリストス・ディミトリオス・ディミトラ コポーラス アメリカ合衆国10604、ニューヨーク州ウ エスト・ハリソン、レイク・ストリート 791 (72)発明者 カン−ウック・リー アメリカ合衆国10598、ニューヨーク州ヨ ークタウン・ハイツ、チェストナット・コ −ト 393 (72)発明者 シュイ−チー・アラン・リエン アメリカ合衆国10510、ニューヨーク州ブ ライアクリフ・マノー、ピー・ポンド・レ ーン 19 (72)発明者 サンパス・パラッシュオザマン アメリカ合衆国10598、ニューヨーク州ヨ ークタウン・ハイツ、ラボイー・コート 2075 Fターム(参考) 2H090 HB12Y HC07 HC08 HD14 LA01 MA01 MA07 2H092 HA04 PA01 PA02  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Stephen Batchwalter, USA 12533, Popwell Junction, NY, Coach Lantern Drive 9 (72) Inventor Christos Dimitrios Dimitra Coporus United States 10604, U, NY Est Harrison, Lake Street 791 (72) Inventor Can-Uck Lee, United States 10598; Yorktown Heights, New York, Chestnut Court 393 (72) Inventor Shuicy Alan Lien United States 10510, Briarcliff Manor, New York, Pea Pond Lane 19 (72) Inventor Sampath Parash Ozaman The United States 10598, New York Yo Kutaun Heights, Raboi Court 2075 F-term (reference) 2H090 HB12Y HC07 HC08 HD14 LA01 MA01 MA07 2H092 HA04 PA01 PA02

Claims (18)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】信号に反応して整合可能な分子を有し、実
質的に平行な第1及び第2の透明導電材それぞれの表面
間に位置する液晶物質を通過する光の伝達が、該透明導
電材間に印加された信号に応答して変化する、液晶表示
装置において、 前記第1及び第2の透明導電材と前記液晶物質の間の少
なくとも一方の間に前記透明導電材と隣接して位置す
る、少なくとも1つの配向層を含み、 前記配向層は、第1及び第2の末端基を有する細長い分
子の少なくとも1つの層を有し、 前記細長い分子の層の各分子の前記第1末端基は、前記
隣接した透明導電材の表面に化学結合を有し、 前記第2末端基を有する細長い分子はそれぞれ、前記表
面に本質的に垂直に、前記液晶物質の方向に延びた、液
晶表示装置。
1. The method of claim 1, wherein the transmission of light through a liquid crystal material having molecules that can be aligned in response to a signal and located between substantially parallel surfaces of the first and second transparent conductive materials, respectively. A liquid crystal display device that changes in response to a signal applied between transparent conductive materials, wherein the transparent conductive material is adjacent to at least one of between the first and second transparent conductive materials and the liquid crystal material. At least one alignment layer, the alignment layer having at least one layer of elongated molecules having first and second end groups, the first of each molecule of the layer of elongated molecules being A terminal group having a chemical bond to a surface of the adjacent transparent conductive material, and each of the elongated molecules having the second terminal group extending in a direction of the liquid crystal material substantially perpendicular to the surface. Display device.
【請求項2】前記透明導電材は酸化インジウム・スズで
あり、前記細長い分子は置換したシラン化合物である、
請求項1記載の液晶表示装置。
2. The method according to claim 1, wherein the transparent conductive material is indium tin oxide, and the elongated molecules are substituted silane compounds.
The liquid crystal display device according to claim 1.
【請求項3】前記置換したシラン化合物はR−Si X
を含み、Rはアルキル基、XはCl、OCH及びO
よりなるグループに含まれる、請求項2記載の
液晶表示装置。
3. The substituted silane compound is R-Si X
3 , R is an alkyl group, X is Cl, OCH 3 and O
In the group consisting of C 2 H 5, a liquid crystal display device according to claim 2.
【請求項4】信号に反応して整合可能な分子を有し、実
質的に平行な第1及び第2の透明導電材それぞれの表面
間に位置する液晶物質を通過する光の伝達が、該透明導
電材間に印加された信号に応答して変化する、液晶表示
装置において、 前記第1及び第2の透明導電材と前記液晶物質の間の少
なくとも一方の間に前記透明導電材と隣接して位置す
る、単分子膜配向部材を含み、 前記配向部材は、前記液晶の前記整合可能な分子を前記
透明導電材表面に実質的に垂直な方向に配向し、前記整
合可能な分子に優先ドメイン(preferential domain)
を与えるように機能する、液晶表示装置。
4. Transmission of light through a liquid crystal material having molecules that can be matched in response to a signal and located between surfaces of substantially parallel first and second transparent conductive materials, respectively. A liquid crystal display device that changes in response to a signal applied between transparent conductive materials, wherein the transparent conductive material is adjacent to at least one of between the first and second transparent conductive materials and the liquid crystal material. A monolayer alignment member, wherein the alignment member aligns the alignable molecules of the liquid crystal in a direction substantially perpendicular to a surface of the transparent conductive material and preferentially domains the alignable molecules. (Preferential domain)
A liquid crystal display device that functions to give
【請求項5】第1及び第2の実質的に平行な透明導電材
表面それぞれの間に位置し、信号に応答して整合可能な
分子を有する液晶物質を通過する光の伝達が、該透明導
電材間に印加された信号に応答して変化する、液晶セル
において、 前記第1及び第2の透明導電材と前記液晶物質の間の少
なくとも一方の間に前記透明導電材と隣接して位置し、
一端は前記隣接した透明導電材の表面に結合し、もう一
端は前記液晶に延びた、置換されたシラン分子の単分子
膜、 を含む、セル。
5. The transmission of light through a liquid crystal material having molecules which can be aligned in response to a signal and located between each of the first and second substantially parallel transparent conductive material surfaces, wherein the light transmission comprises a transparent material. A liquid crystal cell that changes in response to a signal applied between conductive materials, wherein the liquid crystal cell is positioned adjacent to the transparent conductive material between at least one of the first and second transparent conductive materials and the liquid crystal material. And
A cell coupled to the surface of the adjacent transparent conductive material at one end and a monolayer of substituted silane molecules extending to the liquid crystal.
【請求項6】分子配向がアライメント層に実質的に垂直
であり、少なくとも1つの優先ドメインを有する液晶物
質の層を含むホメオトロピック液晶表示装置を製造す
る、方法であって、 露出面を有する第1透明導電材を支持基板上に配置する
ステップと、 前記第1透明導電材の前記露出面に、細長い分子を有
し、前記第1透明導電材に対して該細長い分子の単分子
膜を形成する化合物の溶液により、薄膜を適用するステ
ップと、 前記溶液から溶媒を除去し、前記薄膜の前記化合物を前
記第1透明導電材と結合させるように、前記基板の、前
記第1透明導電材と前記薄膜の組み合わせを一定の時間
と温度でベーク処理するステップと、 約20μm厚の液晶物質層の第1面を前記ベーク処理し
た組み合わせの露出面に配置するステップと、 第2透明導電材を前記液晶物質の前記層の残りの第2面
に配置するステップとを含む、方法。
6. A method for manufacturing a homeotropic liquid crystal display device having a layer of liquid crystal material having a molecular orientation substantially perpendicular to the alignment layer and having at least one preferred domain, the method comprising: (1) disposing a transparent conductive material on a supporting substrate; forming elongated molecules on the exposed surface of the first transparent conductive material, and forming a monomolecular film of the elongated molecules on the first transparent conductive material; Applying a thin film with a solution of the compound to be removed, removing the solvent from the solution and bonding the first transparent conductive material with the first transparent conductive material so as to bond the compound of the thin film with the first transparent conductive material. Baking the combination of thin films for a predetermined time and temperature; placing a first surface of a liquid crystal material layer having a thickness of about 20 μm on an exposed surface of the baked combination; Disposing a transparent conductive material on the remaining second surface of said layer of said liquid crystal material.
【請求項7】前記方法は、 露出面を有する第2透明導電材を支持基板上に配置する
ステップと、 前記第2透明導電材の前記露出面に、細長い分子を有
し、前記第2透明導電材に対して該細長い分子の単分子
膜を形成する化合物の溶液により、薄膜を適用するステ
ップと、 前記溶液から溶媒を除去し、前記薄膜の前記化合物を前
記第2透明導電材と結合させるように、前記基板の、前
記第2透明導電材と前記薄膜の組み合わせを一定の時間
と温度でベーク処理するステップと、 前記液晶物質層が第1透明電導材と第2透明電導材の間
に配置されるステップとを含む、請求項6記載の方法。
7. The method according to claim 1, further comprising the steps of: disposing a second transparent conductive material having an exposed surface on a support substrate; and having an elongated molecule on the exposed surface of the second transparent conductive material; Applying a thin film to the conductive material with a solution of a compound that forms the monolayer of the elongated molecule; removing the solvent from the solution to bind the compound of the thin film to the second transparent conductive material Baking the combination of the second transparent conductive material and the thin film on the substrate for a certain period of time and at a predetermined temperature, wherein the liquid crystal material layer is disposed between the first transparent conductive material and the second transparent conductive material. Disposing.
【請求項8】前記第1透明導電物質は酸化インジウム・
スズである、請求項6記載の方法。
8. The method of claim 1, wherein the first transparent conductive material is indium oxide.
7. The method according to claim 6, wherein the method is tin.
【請求項9】前記薄膜適用ステップは、浸漬とスピン・
コーティングよりなるプロセス・グループから選択され
る、請求項8記載の方法。
9. The method of claim 1, wherein the step of applying a thin film includes immersing and spinning.
9. The method of claim 8, wherein the method is selected from a process group consisting of a coating.
【請求項10】前記溶媒はアルコールを含むである、請
求項9記載の方法。
10. The method of claim 9, wherein said solvent comprises an alcohol.
【請求項11】前記支持基板はガラスである、請求項1
0記載の方法。
11. The apparatus according to claim 1, wherein said support substrate is glass.
0. The method of claim 0.
【請求項12】前記薄膜適用ステップの前記化合物は、
R−Si Xであらわされれるシラン化合物のグルー
プから選択され、Rはアルキル基、XはCl、OCH
及びOCよりなるグループから選択される、請求
項6記載の方法。
12. The compound of the step of applying a thin film,
Selected from the group of silane compounds represented by R—Si X 3 , where R is an alkyl group, X is Cl, OCH 3
And OC 2 H 5 is selected from from consisting group, The method of claim 6 wherein.
【請求項13】分子配向が配向層に実質的に垂直であ
り、少なくとも1つの優先ドメインを有する液晶物質の
層を含むホメオトロピック液晶ピクセルを有する液晶表
示装置を製造する方法であって、 露出面を有する酸化インジウム・スズの層を支持基板上
に配置するステップと、 加水分解されていることにより1つの末端基で酸化イン
ジウム・スズと優先的反応性を有する置換されたシラン
化合物の溶液であって、アルコールと水との混合液を溶
媒とする溶液による薄膜を、前記露出面に適用するステ
ップと、 前記第1透明導電材と前記薄膜の組み合わせを一定の時
間と温度でベーク処理し、前記溶媒を除去することによ
って前記シラン化合物の末端基が前記露出面において前
記酸化インジウム・スズと結合して略単分子膜を形成す
るステップと、 前記ベーク処理した組み合わせの露出面に約20μm厚
の液晶物質層の第1面を配置するステップと、 前記液晶物質の第2面に第2透明導電材を配置するステ
ップと を含む、方法。
13. A method of manufacturing a liquid crystal display having homeotropic liquid crystal pixels, wherein the molecular alignment is substantially perpendicular to the alignment layer and includes a layer of liquid crystal material having at least one preferred domain, comprising: Disposing a layer of indium tin oxide having on the support substrate a solution of the substituted silane compound that has been hydrolyzed to have preferential reactivity with indium tin oxide at one end group. Applying a thin film of a solution containing a mixed solution of alcohol and water as a solvent to the exposed surface, and baking the combination of the first transparent conductive material and the thin film for a predetermined time and temperature, By removing the solvent, the terminal group of the silane compound is bonded to the indium tin oxide on the exposed surface to form a substantially monomolecular film. And disposing a first surface of a liquid crystal material layer having a thickness of about 20 μm on an exposed surface of the baked combination; and disposing a second transparent conductive material on a second surface of the liquid crystal material. Method.
【請求項14】前記シラン化合物はR−Si Xであ
り、Rはアルキル基、XはCl、OCH及びOC
よりなるグループに含まれる、請求項13記載の方
法。
14. The silane compound is R—Si X 3 , R is an alkyl group, X is Cl, OCH 3 and OC 2 H.
5 in the group consisting of The method of claim 13, wherein.
【請求項15】前記基板はガラスである、請求項14記
載の方法。
15. The method of claim 14, wherein said substrate is glass.
【請求項16】前記アルコール溶媒はイソプロパノール
である、請求項15記載の方法。
16. The method according to claim 15, wherein said alcohol solvent is isopropanol.
【請求項17】前記置換されたシラン化合物の濃度は
0.01容量%乃至5.0容量%である、請求項16記
載の方法。
17. The method of claim 16, wherein the concentration of the substituted silane compound is between 0.01% and 5.0% by volume.
【請求項18】前記液晶はネマチック型である、請求項
17記載の方法。
18. The method according to claim 17, wherein said liquid crystal is a nematic type.
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