JP2005258430A - Liquid crystal display element - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid crystal display element using a ferroelectric liquid crystal, which takes on a monostable mode of operation by using a material exhibiting a chiral smectic C phase via a smectic A phase in a temperature lowering process as the ferroelectric liquid crystal. <P>SOLUTION: There is provided the liquid crystal display element which is characterized by comprising the ferroelectric liquid crystal interposed between two substrates, electrodes and optical alignment films respectively and sequentially formed on mutually opposite faces of the substrates, wherein components of the optical alignment films interposing the ferroelectric liquid crystal are different from each other in composition and the ferroelectric liquid crystal exhibits the chiral smectic C phase via the smectic A phase in the temperature lowering process and further exhibits monostability in the chiral smectic C phase. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、強誘電性液晶を用いた液晶表示素子に関するものであり、より詳しくは光配向膜を用いて強誘電性液晶の配向を制御した液晶表示素子に関する。   The present invention relates to a liquid crystal display element using ferroelectric liquid crystal, and more particularly to a liquid crystal display element in which the alignment of ferroelectric liquid crystal is controlled using a photo-alignment film.

液晶表示素子は薄型で低消費電力などといった特徴から、大型ディスプレイから携帯情報端末までその用途を広げており、その開発が活発に行われている。これまで液晶表示素子は、TN方式、STNのマルチプレックス駆動、TNに薄層トランジスタ(TFT)を用いたアクティブマトリックス駆動等が開発され実用化されているが、これらはネマチック液晶を用いているために、液晶材料の応答速度が数ms〜数十msと遅く動画表示に充分対応しているとはいえない。   Liquid crystal display elements have been widely used from large displays to portable information terminals because of their thinness and low power consumption, and their development is actively underway. So far, liquid crystal display elements have been developed and put to practical use, such as TN mode, STN multiplex drive, and active matrix drive using thin layer transistors (TFTs) for TN, but these use nematic liquid crystals. In addition, the response speed of the liquid crystal material is as slow as several ms to several tens of ms, and it cannot be said that it is sufficiently compatible with moving image display.

強誘電性液晶(FLC)は、応答速度がμsオーダーと極めて短く、高速デバイスに適した液晶である。強誘電性液晶はクラークおよびラガーウォルにより提唱された電圧非印加時に安定状態を二つ有する双安定性のものが広く知られているが(図4)、明、暗の2状態でのスイッチングに限られ、メモリー性を有するものの、階調表示ができないという問題を抱えている。   Ferroelectric liquid crystal (FLC) is a liquid crystal suitable for high-speed devices because its response speed is as short as μs order. Ferroelectric liquid crystal is widely known as a bistable one proposed by Clark and Lagerwol, which has two stable states when no voltage is applied (FIG. 4), but is limited to switching in two states, light and dark. However, although it has a memory property, it has a problem that gradation display cannot be performed.

近年、電圧非印加時の液晶層の状態がひとつの状態で安定化している(以下、これを「単安定」と称する。)強誘電性液晶が、電圧変化により液晶のダイレクタ(分子軸の傾き)を連続的に変化させ透過光度をアナログ変調することで階調表示を可能とするものとして注目されている(非特許文献1、図4)。   In recent years, the state of a liquid crystal layer when a voltage is not applied has been stabilized in one state (hereinafter referred to as “monostable”). ) Is continuously changed and the transmitted light intensity is analog-modulated so that gradation display is possible (Non-Patent Document 1, FIG. 4).

単安定性を示す液晶としては、通常、降温過程においてコレステリック相(Ch)−カイラルスメクチックC(SmC)相と相変化し、スメクチックA(SmA)相を経由しない強誘電性液晶が用いられる。 As the liquid crystal exhibiting monostability, a ferroelectric liquid crystal that changes phase with the cholesteric phase (Ch) -chiral smectic C (SmC * ) phase in the temperature lowering process and does not pass through the smectic A (SmA) phase is usually used.

一方、強誘電性液晶としては、降温過程においてCh−SmA−SmCと相変化し、SmA相を経由してSmC相を示す材料があり、現在報告されている強誘電性液晶材料の中では、前者のSmA相を経由しない材料に比べて、このような相系列を持つものが大半であるが、このような相系列を持つ強誘電性液晶は、通常、1層法線に対して二つの安定状態を有し、双安定性を示すことが知られている(図5)。 On the other hand, as a ferroelectric liquid crystal, there is a material that changes phase with Ch-SmA-SmC * in the temperature lowering process and exhibits an SmC * phase via an SmA phase. Among the ferroelectric liquid crystal materials currently reported, Then, compared with the former material that does not pass through the SmA phase, most of them have such a phase sequence. However, a ferroelectric liquid crystal having such a phase sequence is generally used with respect to a single-layer normal. It is known to have two stable states and exhibit bistability (FIG. 5).

このような強誘電性液晶を単安定化する方法としては、高分子安定化法がある。高分子安定化法は、配向処理を施した液晶セルに紫外線硬化型モノマーを混入した強誘電性液晶を注入し、直流または交流の電圧を印加した状態で、紫外線照射を行い、高分子化させることにより安定化させる方法であるが、製造プロセスが複雑になり、また、駆動電圧が高くなるという問題がある。   As a method for monostabilizing such a ferroelectric liquid crystal, there is a polymer stabilization method. In the polymer stabilization method, a ferroelectric liquid crystal mixed with an ultraviolet curable monomer is injected into an alignment-treated liquid crystal cell, and the polymer is polymerized by irradiating with ultraviolet rays while a DC or AC voltage is applied. However, there are problems in that the manufacturing process becomes complicated and the drive voltage increases.

また一般に、液晶の配向処理技術としては、配向膜を用いるものがあり、その方法としてはラビング法と光配向法とがある。ラビング法は、ポリイミド膜をコートした基板をラビング処理してポリイミド高分子鎖をラビング方向に配向させることによりその膜上の液晶分子を配向させるものであり、ネマチック液晶の配向制御に優れており、一般に工業的にも用いられている技術である。しかしながら、この方法では静電気や塵の発生、ラビング条件の違いによる配向規制力やチルト角の不均一、大面積処理時のムラなどの問題があり、ネマチック液晶に比べて分子の秩序性が高いために配向制御が難しく、配向欠陥の生じやすい強誘電性液晶の配向処理法には適していない。   In general, as a liquid crystal alignment treatment technique, there is a technique using an alignment film, which includes a rubbing method and a photo alignment method. The rubbing method is to orient the liquid crystal molecules on the film by orienting the polyimide polymer chain in the rubbing direction by rubbing the substrate coated with the polyimide film, and is excellent in the alignment control of the nematic liquid crystal, In general, this technique is also used industrially. However, this method has problems such as generation of static electricity and dust, non-uniform orientation control force and tilt angle due to differences in rubbing conditions, and unevenness during large-area processing, and molecular ordering is higher than nematic liquid crystals. However, it is difficult to control the alignment and is not suitable for the alignment treatment method of the ferroelectric liquid crystal in which alignment defects are easily generated.

上記ラビング法に代わる非接触配向法として光配向法がある。光配向法は、高分子または単分子に偏光を制御した光を照射し、光励起反応(分解、異性化、二量化)を生じさせて高分子膜または単分子膜に異方性を付与することによりその膜上の液晶分子を配向させるものである。この方法は、ラビング法の問題点である静電気や塵の発生がなく、定量的な配向処理の制御ができる点で有用である。しかしながら、この方法を用いても本質的に双安定性を有する強誘電性液晶を用いて単安定性の動作モードを実現した報告例はこれまでのところ見当たらない。   As a non-contact alignment method replacing the rubbing method, there is a photo alignment method. The photo-alignment method irradiates a polymer or monomolecule with light with controlled polarization and causes photoexcitation reaction (decomposition, isomerization, dimerization) to impart anisotropy to the polymer or monomolecular film. This aligns the liquid crystal molecules on the film. This method is useful in that there is no generation of static electricity or dust, which is a problem of the rubbing method, and it is possible to quantitatively control the alignment treatment. However, no report has been found so far in which a monostable operation mode is realized using a ferroelectric liquid crystal having essentially bistability even when this method is used.

一方、このように強誘電性液晶が単安定性を示す場合にはメモリー性を持たないため、画素ごとにトランジスタやダイオードなどの能動素子を付加したアクティブマトリックス駆動が適している。中でも、能動素子としてTFT素子を用いたアクティブマトリックス方式を採用すると、目的の画素を確実に点灯、消灯できるため高品質なディスプレイが可能となる点で有用である。   On the other hand, when the ferroelectric liquid crystal exhibits monostability as described above, it does not have a memory property. Therefore, active matrix driving in which an active element such as a transistor or a diode is added to each pixel is suitable. In particular, the use of an active matrix system using a TFT element as an active element is useful in that a target pixel can be reliably turned on and off and a high-quality display can be achieved.

また、近年、カラー液晶表示素子の開発が活発に行われている。カラー表示を実現する方法としては、一般にカラーフィルター方式とフィールドシーケンシャルカラー方式がある。カラーフィルター方式は、バックライトとして白色光源を用い、R・G・Bのマイクロカラーフィルターを各画素に付随させることによりカラー表示を実現させるものである。これに対し、フィールドシーケンシャルカラー方式は、バックライトをR・G・B・R・G・B…と時間的に切り替え、それに同期させて強誘電性液晶の白黒シャッターを開閉し、網膜の残像効果により色を時間的に混合させ、これによりカラー表示を実現させるものである。このフィールドシーケンシャルカラー方式は、1画素でカラー表示ができ、透過率の低いカラーフィルターを用いなくてすむので、明るく高精細なカラー表示が可能となり、低消費電力および低コストを実現することができる点で有用である。   In recent years, color liquid crystal display elements have been actively developed. As a method for realizing color display, there are generally a color filter method and a field sequential color method. The color filter system realizes color display by using a white light source as a backlight and attaching R, G, B micro color filters to each pixel. On the other hand, the field sequential color system switches the backlight to R, G, B, R, G, B ... in time, and opens and closes the black and white shutter of the ferroelectric liquid crystal to synchronize with it, and the afterimage effect of the retina Thus, the colors are mixed temporally to realize color display. In this field sequential color system, color display is possible with one pixel, and it is not necessary to use a color filter with low transmittance, so that bright and high-definition color display is possible, and low power consumption and low cost can be realized. Useful in terms.

しかしながら、フィールドシーケンシャルカラー方式は1画素を時間分割するものであるので、良好な動画表示特性を得るためには白黒シャッターとしての液晶が高速応答性を有していることが必要である。強誘電性液晶を用いればこの課題は解決しうるが、上述のように強誘電性液晶は配向欠陥が生じやすいという問題がある。さらに、強誘電性液晶としては、上述したようにアナログ変調による階調表示を可能とし、高精細なカラー表示を実現するために単安定性の動作モードを示すものであることが望ましい。しかしながら、単安定性を示す強誘電性液晶材料は限られており、強誘電性液晶の材料選択の幅が狭く、多様な要求特性に応じることが難しく、実用化には至っていない。
NONAKA, T., LI, J., OGAWA, A., HORNUNG, B., SCHMIDT, W., WINGEN, R., and DUBAL, H., 1999, Liq. Cryst., 26, 1599.
However, since the field sequential color system divides one pixel in time, in order to obtain good moving image display characteristics, it is necessary that the liquid crystal as a black and white shutter has high-speed response. Although this problem can be solved by using a ferroelectric liquid crystal, the ferroelectric liquid crystal has a problem that alignment defects are likely to occur as described above. Further, as described above, it is desirable that the ferroelectric liquid crystal display a monostable operation mode in order to enable gradation display by analog modulation as described above and realize high-definition color display. However, the ferroelectric liquid crystal materials exhibiting monostability are limited, the range of material selection of the ferroelectric liquid crystal is narrow, it is difficult to meet various required characteristics, and it has not been put into practical use.
NONAKA, T., LI, J., OGAWA, A., HORNUNG, B., SCHMIDT, W., WINGEN, R., and DUBAL, H., 1999, Liq. Cryst., 26, 1599.

本発明は、強誘電性液晶を用いた液晶表示素子において、強誘電性液晶として、降温過程においてスメクチックA相を経由してカイラルスメクチックC相を発現する材料を用い、単安定性の動作モードを示す液晶表示素子を提供することを主目的とする。   The present invention relates to a liquid crystal display element using a ferroelectric liquid crystal, and uses a material that develops a chiral smectic C phase as a ferroelectric liquid crystal via a smectic A phase in the temperature lowering process. It is a main object to provide the liquid crystal display element shown.

本発明者らは、上記実情に鑑み鋭意検討した結果、2枚の基板の対向面上にそれぞれ光配向膜を形成し、上記光配向膜の材料として相互に異なる組成のものを用いることにより、上述したような相系列を有する強誘電性液晶が単安定性の動作モードを示すことを見出し、本発明を完成させた。   As a result of intensive studies in view of the above circumstances, the present inventors formed photo-alignment films on the opposing surfaces of the two substrates, respectively, and by using materials having different compositions as the materials of the photo-alignment films, The present inventors have found that a ferroelectric liquid crystal having a phase sequence as described above exhibits a monostable operation mode.

すなわち、本発明においては、第1基板と、上記第1基板上に設けられた電極層と、上記電極層上に形成された第1光配向膜とを有する第1光配向処理基板、および、第2基板と、上記第2基板上に設けられた電極層と、上記電極層上に形成された第2光配向膜とを有する第2光配向処理基板を、上記第1光配向膜と上記第2光配向膜とが対向するように配置し、上記第1光配向膜と上記第2光配向膜との間に強誘電性液晶を狭持してなる液晶表示素子であって、
上記第1光配向膜および上記第2光配向膜の構成材料が相互に異なる組成を有するものであり、
上記強誘電性液晶が、降温過程においてスメクチックA相を経由してカイラルスメクチックC相を発現し、かつ、上記カイラルスメクチックC相において単安定性を示すものであることを特徴とする液晶表示素子を提供するものである。
That is, in the present invention, a first photo-alignment processing substrate having a first substrate, an electrode layer provided on the first substrate, and a first photo-alignment film formed on the electrode layer, and A second photo-alignment processing substrate having a second substrate, an electrode layer provided on the second substrate, and a second photo-alignment film formed on the electrode layer, the first photo-alignment film and the above-mentioned A liquid crystal display element that is disposed so as to face the second photo-alignment film and sandwiches a ferroelectric liquid crystal between the first photo-alignment film and the second photo-alignment film,
The constituent materials of the first photo-alignment film and the second photo-alignment film have different compositions from each other,
A liquid crystal display element characterized in that the ferroelectric liquid crystal exhibits a chiral smectic C phase via a smectic A phase in the temperature lowering process and exhibits monostability in the chiral smectic C phase. It is to provide.

本発明の液晶表示素子は、第1光配向膜および第2光配向膜が強誘電性液晶を挟んで異なる組成を有するものを用いることにより、降温過程においてSmA相を経由してSmC相を示す強誘電性液晶を用いて単安定性の動作モードを実現することができるという効果を奏する。 In the liquid crystal display device of the present invention, the first photo-alignment film and the second photo-alignment film have different compositions across the ferroelectric liquid crystal, so that the SmC * phase is changed via the SmA phase in the temperature lowering process. The monostable operation mode can be realized by using the ferroelectric liquid crystal shown.

上記第1光配向膜の構成材料は、光反応を生じることにより上記光配向膜に異方性を付与する光反応型の材料であり、上記第2光配向膜の構成材料が、光異性化反応を生じることにより上記光配向膜に異方性を付与する光異性化反応性化合物を含む光異性化型の材料であることが好ましい。または、上記第1光配向膜および上記第2光配向膜の構成材料は、光反応を生じることにより上記光配向膜に異方性を付与する光反応型の材料であることが好ましい。このような材料の組み合わせを用いることにより、強誘電性液晶の配向制御能をより高めることができるからである。   The constituent material of the first photo-alignment film is a photoreactive material that imparts anisotropy to the photo-alignment film by causing a photoreaction, and the constituent material of the second photo-alignment film is photoisomerized. A photoisomerization type material containing a photoisomerization reactive compound that imparts anisotropy to the photoalignment film by causing a reaction is preferable. Alternatively, the constituent material of the first photo-alignment film and the second photo-alignment film is preferably a photoreactive material that imparts anisotropy to the photo-alignment film by causing a photoreaction. This is because the use of such a combination of materials can further enhance the alignment control ability of the ferroelectric liquid crystal.

上記光反応型の材料において、上記光反応は、光二量化反応または光分解反応であることが好ましい。これらの光反応を利用することにより、光配向膜への異方性の付与がより容易となるからである。   In the photoreactive material, the photoreaction is preferably a photodimerization reaction or a photolysis reaction. This is because by using these photoreactions, it becomes easier to impart anisotropy to the photo-alignment film.

また、上記第1光配向膜および上記第2光配向膜の構成材料を上記光反応型の材料とする場合には、上記第1光配向膜の構成材料は、光二量化反応を生じることにより上記光配向膜に異方性を付与する光反応型の材料であり、上記第2光配向膜の構成材料は、光分解反応を生じることにより上記光配向膜に異方性を付与する光反応型の材料であることが好ましい。   Further, when the constituent material of the first photo-alignment film and the second photo-alignment film is the photoreactive material, the constituent material of the first photo-alignment film causes the photodimerization reaction to It is a photoreactive material that imparts anisotropy to the photoalignment film, and the constituent material of the second photoalignment film is a photoreactive type that imparts anisotropy to the photoalignment film by causing a photodecomposition reaction. It is preferable that it is material.

上記光二量化反応を生じることにより上記光配向膜に異方性を付与する光反応型の材料は、ラジカル重合性の官能基を有し、かつ、偏光方向により吸収を異にする二色性を有する光二量化反応性化合物を含むことが好ましい。偏光方向に配向した反応部位をラジカル重合することにより、上記光配向膜に容易に異方性を付与することができるからである。   The photoreactive material that imparts anisotropy to the photoalignment film by causing the photodimerization reaction has a dichroism having a radical polymerizable functional group and different absorption depending on the polarization direction. It is preferable to contain the photodimerization reactive compound which has. This is because anisotropy can be easily imparted to the photo-alignment film by radical polymerization of the reaction sites aligned in the polarization direction.

上記光二量化反応性化合物は、側鎖としてケイ皮酸エステル、クマリンまたはキノリンのいずれかを含む二量化反応性ポリマーであることが好ましい。偏光方向に平行に配向したα、β不飽和ケトンの二重結合が反応部位となってラジカル重合することにより、上記光配向膜に容易に異方性を付与することができるからである。   The photodimerization reactive compound is preferably a dimerization reactive polymer containing any one of cinnamate ester, coumarin, and quinoline as a side chain. This is because anisotropy can be easily imparted to the photo-alignment film by radical polymerization of α and β unsaturated ketone double bonds aligned parallel to the polarization direction as reaction sites.

上記光二量化反応性化合物は、下記式で表される二量化反応性ポリマーの少なくとも一つであることが好ましい。   The photodimerization reactive compound is preferably at least one of dimerization reactive polymers represented by the following formula.

Figure 2005258430
Figure 2005258430

上記二量化反応性ポリマーは、反応に必要なエネルギーが少なく、R11やR12の部分に適した官能基を選択することが可能となるからである。 This is because the dimerization reactive polymer requires less energy for the reaction, and it is possible to select a functional group suitable for the R 11 and R 12 moieties.

上記光異性化反応性化合物は、偏光方向により吸収を異にする二色性を有し、かつ、光照射により光異性化反応を生じるものであることが好ましい。このような特性を有する光異性化反応性化合物の偏光方向に配向した反応部位の異性化を生じさせることにより、上記光配向膜に容易に異方性を付与することができるからである。   The photoisomerization-reactive compound preferably has a dichroism that varies in absorption depending on the polarization direction, and generates a photoisomerization reaction upon irradiation with light. This is because anisotropy can be easily imparted to the photo-alignment film by causing isomerization of the reaction site oriented in the polarization direction of the photoisomerization-reactive compound having such characteristics.

上記光異性化反応性化合物において、上記光異性化反応はシス−トランス異性化反応であることが好ましい。光照射によりシス体またはトランス体のいずれかの異性体が増加し、それにより光配向膜に異方性を付与することができるからである。   In the photoisomerization-reactive compound, the photoisomerization reaction is preferably a cis-trans isomerization reaction. This is because either the cis isomer or the trans isomer is increased by light irradiation, whereby anisotropy can be imparted to the photo-alignment film.

上記光異性化反応性化合物は、分子内にアゾベンゼン骨格を有する化合物であることが好ましい。アゾベンゼン骨格は、光照射によりシス−トランス異性化反応を生じるので、光配向膜の構成材料として、分子内にアゾベンゼン骨格を有する化合物を含むことにより、光配向膜に容易に異方性を付与することができるからである。また、アゾベンゼン骨格を有することにより光配向膜に付与される異方性が、強誘電性液晶の配向制御に特に適しているからである。   The photoisomerization reactive compound is preferably a compound having an azobenzene skeleton in the molecule. Since the azobenzene skeleton causes a cis-trans isomerization reaction by light irradiation, anisotropy is easily imparted to the photo-alignment film by including a compound having an azobenzene skeleton in the molecule as a constituent material of the photo-alignment film. Because it can. Further, the anisotropy imparted to the photo-alignment film by having the azobenzene skeleton is particularly suitable for the alignment control of the ferroelectric liquid crystal.

上記光異性化反応性化合物は、下記式で表されるアゾベンゼン骨格を側鎖として有する単分子化合物の少なくとも一つであることが好ましい。   The photoisomerization reactive compound is preferably at least one monomolecular compound having an azobenzene skeleton represented by the following formula as a side chain.

Figure 2005258430
Figure 2005258430

上記式中、R21はそれぞれ独立して、ヒドロキシル基を表す。R22は、−(α−β−α)−(γ)−で表される連結基を表し、R23は、−(γ)−(α−β−α)−で表される連結基を表す。ここで、αは2価の炭化水素基を表し、βは、−O−、−CO−O−、−OCO−、−CONH−、−NHCO−、−NHCO−O−、または−OCONH−を表し、gは0〜3の整数を表す。γは、gが0のとき、二価の炭化水素基を表し、gが1〜3の整数のとき、−O−、−CO−O−、−OCO−、−CONH−、−NHCO−、−NHCO−O−、または−OCONH−を表し、hは0または1を表す。R24はそれぞれ独立して、ハロゲン原子、カルボキシル基、ハロゲン化メチル基、ハロゲン化メトキシ基、シアノ基、ニトロ基、メトキシ基、またはメトキシカルボニル基を表す。ただし、カルボキシル基はアルカリ金属と塩を形成していてもよい。R25は、それぞれ独立して、カルボキシル基、スルホ基、ニトロ基、アミノ基、またはヒドロキシル基を表す。ただし、カルボキシル基、またはスルホ基はアルカリ金属と塩を形成していてもよい。 In the above formula, each R 21 independently represents a hydroxyl group. R 22 represents a linking group represented by-(α-β-α) g- (γ) h- , and R 23 is represented by-(γ) h- (α-β-α) g-. Represents a linking group. Here, α represents a divalent hydrocarbon group, and β represents —O—, —CO—O—, —OCO—, —CONH—, —NHCO—, —NHCO—O—, or —OCONH—. And g represents an integer of 0 to 3. γ represents a divalent hydrocarbon group when g is 0, and when g is an integer of 1 to 3, —O—, —CO—O—, —OCO—, —CONH—, —NHCO—, —NHCO—O— or —OCONH— is represented, and h represents 0 or 1. R 24 each independently represents a halogen atom, a carboxyl group, a halogenated methyl group, a halogenated methoxy group, a cyano group, a nitro group, a methoxy group, or a methoxycarbonyl group. However, the carboxyl group may form a salt with an alkali metal. R 25 each independently represents a carboxyl group, a sulfo group, a nitro group, an amino group, or a hydroxyl group. However, the carboxyl group or the sulfo group may form a salt with the alkali metal.

上記光異性化反応性化合物は、アゾベンゼン骨格を側鎖として有する重合性モノマーであることが好ましい。光配向膜の構成材料としてアゾベンゼン骨格を側鎖として有する重合性モノマーを含むことにより、光配向膜に容易に異方性を付与することができ、その異方性を安定化することができるからである。   The photoisomerization reactive compound is preferably a polymerizable monomer having an azobenzene skeleton as a side chain. By including a polymerizable monomer having an azobenzene skeleton as a side chain as a constituent material of the photo-alignment film, anisotropy can be easily imparted to the photo-alignment film, and the anisotropy can be stabilized. It is.

上記光異性化反応性化合物は、下記式で表されるアゾベンゼン骨格を側鎖として有する重合性モノマーの少なくとも一つであることが好ましい。   The photoisomerizable compound is preferably at least one polymerizable monomer having an azobenzene skeleton represented by the following formula as a side chain.

Figure 2005258430
Figure 2005258430

上記式中、R31はそれぞれ独立して、(メタ)アクリロイルオキシ基、(メタ)アクリルアミド基、ビニルオキシ基、ビニルオキシカルボニル基、ビニルイミノカルボニル基、ビニルイミノカルボニルオキシ基、ビニル基、イソプロペニルオキシ基、イソプロペニルオキシカルボニル基、イソプロペニルイミノカルボニル基、イソプロペニルイミノカルボニルオキシ基、イソプロペニル基、またはエポキシ基を表す。R32は、−(α−β−α)−(γ)−で表される連結基を表し、R33は、−(γ)−(α−β−α)−で表される連結基を表す。ここで、αは2価の炭化水素基を表し、βは、−O−、−CO−O−、−OCO−、−CONH−、−NHCO−、−NHCO−O−、または−OCONH−を表し、gは0〜3の整数を表す。γは、gが0のとき、二価の炭化水素基を表し、gが1〜3の整数のとき、−O−、−CO−O−、−OCO−、−CONH−、−NHCO−、−NHCO−O−、または−OCONH−を表し、hは0または1を表す。R34はそれぞれ独立して、ハロゲン原子、カルボキシル基、ハロゲン化メチル基、ハロゲン化メトキシ基、シアノ基、ニトロ基、メトキシ基、またはメトキシカルボニル基を表す。ただし、カルボキシル基はアルカリ金属と塩を形成していてもよい。R25は、それぞれ独立して、カルボキシル基、スルホ基、ニトロ基、アミノ基、またはヒドロキシル基を表す。ただし、カルボキシル基、またはスルホ基はアルカリ金属と塩を形成していてもよい。 In the above formula, each R 31 is independently (meth) acryloyloxy group, (meth) acrylamide group, vinyloxy group, vinyloxycarbonyl group, vinyliminocarbonyl group, vinyliminocarbonyloxy group, vinyl group, isopropenyloxy. Represents a group, isopropenyloxycarbonyl group, isopropenyliminocarbonyl group, isopropenyliminocarbonyloxy group, isopropenyl group, or epoxy group. R 32 represents a linking group represented by-(α-β-α) g- (γ) h- , and R 33 is represented by-(γ) h- (α-β-α) g-. Represents a linking group. Here, α represents a divalent hydrocarbon group, and β represents —O—, —CO—O—, —OCO—, —CONH—, —NHCO—, —NHCO—O—, or —OCONH—. And g represents an integer of 0 to 3. γ represents a divalent hydrocarbon group when g is 0, and when g is an integer of 1 to 3, —O—, —CO—O—, —OCO—, —CONH—, —NHCO—, —NHCO—O— or —OCONH— is represented, and h represents 0 or 1. R 34 each independently represents a halogen atom, a carboxyl group, a halogenated methyl group, a halogenated methoxy group, a cyano group, a nitro group, a methoxy group, or a methoxycarbonyl group. However, the carboxyl group may form a salt with an alkali metal. R 25 each independently represents a carboxyl group, a sulfo group, a nitro group, an amino group, or a hydroxyl group. However, the carboxyl group or the sulfo group may form a salt with the alkali metal.

上記強誘電性液晶は、単一相を構成するものであることが好ましい。本発明の液晶表示素子は、単一相の強誘電性液晶を用いても良好な配向を得ることができ、配向を制御するために、高分子安定化法などの手法を用いる必要がなく、製造プロセスが容易となり、駆動電圧を低くすることができるという利点を有する。   The ferroelectric liquid crystal preferably constitutes a single phase. The liquid crystal display element of the present invention can obtain a good alignment even when a single-phase ferroelectric liquid crystal is used, and it is not necessary to use a technique such as a polymer stabilization method in order to control the alignment. The manufacturing process is facilitated and the driving voltage can be lowered.

上記液晶表示素子は、薄膜トランジスタ(TFT)を用いたアクティブマトリックス方式により駆動させるものであることが好ましい。TFT素子を用いたアクティブマトリックス方式を採用することにより、目的の画素を確実に点灯、消灯できるため高品質なディスプレイが可能となるからである。さらに、一方の基板上にTFT素子をマトリックス状に配置してなるTFT基板と、他方の基板上の表示部全域に共通電極を形成してなる共通電極基板とを組み合わせ、上記共通電極基板の共通電極と基板との間にTFT素子のマトリックス状に配置させたマイクロカラーフィルターを形成し、カラー液晶表示素子として用いることもできる。   The liquid crystal display element is preferably driven by an active matrix method using a thin film transistor (TFT). This is because by adopting an active matrix system using a TFT element, a target pixel can be reliably turned on and off, so that a high-quality display is possible. Furthermore, a TFT substrate in which TFT elements are arranged in a matrix on one substrate and a common electrode substrate in which a common electrode is formed over the entire display portion on the other substrate are combined, and the common electrode substrate is shared. A micro color filter arranged in a matrix of TFT elements may be formed between the electrode and the substrate, and used as a color liquid crystal display element.

また、上記液晶表示素子は、フィールドシーケンシャルカラー方式により駆動させるものであることが好ましい。上記液晶表示素子は、応答速度が速く、配向欠陥を生じることなく強誘電性液晶を配向させることができ、さらには単安定性の動作モードを示すことから階調表示が可能となる。そのため、フィールドシーケンシャルカラー方式により駆動させることにより、低消費電力かつ低コストで、視野角が広く、明るく高精細なカラー動画表示を実現できるからである。   The liquid crystal display element is preferably driven by a field sequential color system. The liquid crystal display element has a high response speed, can align the ferroelectric liquid crystal without causing alignment defects, and further exhibits a monostable operation mode, thereby enabling gradation display. For this reason, driving by the field sequential color system can realize bright and high-definition color moving image display with low power consumption and low cost, a wide viewing angle, and the like.

本発明の液晶表示素子は、降温過程においてSmA相を経由してSmC相を発現する強誘電性液晶を用いて単安定性の動作モードを実現することができるという効果を奏する。本発明の液晶表示素子はこのような効果を奏するものであるので、階調表示を可能とし、視野角が広く、高精細なカラー動画表示を得ることができる点で有用である。また本発明によれば、このような液晶表示素子に使用できる強誘電性液晶の材料選択の幅が広がり、多様な要求特性に応じられるという利点を有する。 The liquid crystal display element of the present invention has an effect that a monostable operation mode can be realized by using a ferroelectric liquid crystal that expresses an SmC * phase via an SmA phase in a temperature lowering process. Since the liquid crystal display element of the present invention has such effects, it is useful in that gradation display is possible, a viewing angle is wide, and a high-definition color moving image display can be obtained. Further, according to the present invention, there is an advantage that the range of selection of the material of the ferroelectric liquid crystal that can be used for such a liquid crystal display element is widened to meet various required characteristics.

以下、本発明の液晶表示素子について詳細に説明する。本発明の液晶表示素子は、第1基板と、上記第1基板上に設けられた電極層と、上記電極層上に形成された第1光配向膜とを有する第1光配向処理基板、および、第2基板と、上記第2基板上に設けられた電極層と、上記電極層上に形成された第2光配向膜とを有する第2光配向処理基板を、上記第1光配向膜と上記第2光配向膜とが対向するように配置し、上記第1光配向膜と上記第2光配向膜との間に強誘電性液晶を狭持してなる液晶表示素子であって、
上記第1光配向膜および上記第2光配向膜の構成材料が相互に異なる組成を有するものであり、
上記強誘電性液晶が、降温過程においてスメクチックA相を経由してカイラルスメクチックC相を発現し、かつ、上記カイラルスメクチックC相において単安定性を示すものであることを特徴としている。ここで単安定性を示すとは、上述したように電圧非印加時の液晶層の状態がひとつの状態で安定化している状態をいうものである。より具体的に説明すると、図3に示すように、強誘電性液晶分子8は層法線に対しチルト角±θだけ傾く二つの安定状態を有し、この二つの安定状態間をコーン上に動作することができるが、電圧非印加時に強誘電性液晶分子8が上記コーン上のいずれかひとつの状態で安定化している状態をいう。
Hereinafter, the liquid crystal display element of the present invention will be described in detail. A liquid crystal display element of the present invention includes a first photo-alignment processing substrate having a first substrate, an electrode layer provided on the first substrate, and a first photo-alignment film formed on the electrode layer, and A second photo-alignment-treated substrate having a second substrate, an electrode layer provided on the second substrate, and a second photo-alignment film formed on the electrode layer, and the first photo-alignment film A liquid crystal display element that is disposed so as to face the second photo-alignment film and sandwiches a ferroelectric liquid crystal between the first photo-alignment film and the second photo-alignment film,
The constituent materials of the first photo-alignment film and the second photo-alignment film have different compositions from each other,
The ferroelectric liquid crystal is characterized in that it exhibits a chiral smectic C phase via a smectic A phase in the temperature lowering process and exhibits monostability in the chiral smectic C phase. Here, “monostable” refers to a state in which the state of the liquid crystal layer when no voltage is applied is stabilized in one state as described above. More specifically, as shown in FIG. 3, the ferroelectric liquid crystal molecules 8 have two stable states tilted by a tilt angle ± θ with respect to the layer normal, and the two stable states are placed on a cone. Although it can operate, it means a state in which the ferroelectric liquid crystal molecules 8 are stabilized in any one state on the cone when no voltage is applied.

このような本発明の液晶表示素子について図面を参照しながら説明する。図1は本発明の液晶表示素子の一例を示す概略斜視図であり、図2は概略断面図である。図に示すように、基板4aに共通電極3aが設けられ、対向基板4b上にはx電極3b、y電極3c、画素電極3dが設けられており、これらの電極が構成する電極層の内側には光配向膜2a、2bが形成されている。上記光配向膜2a、2b間には強誘電性液晶が狭持され、液晶層1が構成される。なお、図1においては光配向膜2a、2bを省略している。   Such a liquid crystal display element of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic perspective view showing an example of the liquid crystal display element of the present invention, and FIG. 2 is a schematic sectional view. As shown in the figure, a common electrode 3a is provided on the substrate 4a, and an x electrode 3b, a y electrode 3c, and a pixel electrode 3d are provided on the counter substrate 4b, and these electrodes are formed inside the electrode layer. Are formed with photo-alignment films 2a and 2b. A ferroelectric liquid crystal is sandwiched between the photo-alignment films 2a and 2b to form a liquid crystal layer 1. In FIG. 1, the photo-alignment films 2a and 2b are omitted.

上記基板4a、4bの外側には偏光板5a、5bが設けられていてもよく、これにより入射光が直線偏光となり液晶分子の配向方向に偏光した光のみを透過させることができる。上記偏光板5aと5bは、偏光方向が90°ねじれて配置されている。これにより、電圧非印加状態と印加状態における液晶分子の光軸の方向や複屈折率の大きさを制御し、強誘電性液晶分子を白黒シャッターとして用いることにより、明状態と暗状態をつくることができる。例えば、電圧非印加状態では、偏光板5aを液晶分子の配向と揃うように設置することにより、偏光板5aを透過した光は、偏光方向を90°回転することができず、偏光板5bにより遮断され、暗状態となる。これに対し、電圧印加状態では、電圧により液晶分子の方向が変化し、初期状態から角度θだけ回転することにより、光の偏光方向が90°ねじれて偏光板5bを透過し、明状態となる。そして、印加電圧により透過光量を制御することにより階調表示が可能となる。   Polarizing plates 5a and 5b may be provided outside the substrates 4a and 4b, so that incident light becomes linearly polarized light and only light polarized in the alignment direction of liquid crystal molecules can be transmitted. The polarizing plates 5a and 5b are arranged with the polarization direction twisted by 90 °. This controls the direction of the optical axis of the liquid crystal molecules and the magnitude of the birefringence in the voltage non-applied state and the applied state, and creates a bright state and a dark state by using the ferroelectric liquid crystal molecules as a black and white shutter. Can do. For example, when no voltage is applied, the polarizing plate 5a is placed so as to be aligned with the orientation of the liquid crystal molecules, so that the light transmitted through the polarizing plate 5a cannot rotate the polarization direction by 90 °, and the polarizing plate 5b It is cut off and darkened. On the other hand, in the voltage application state, the direction of the liquid crystal molecules changes depending on the voltage, and by rotating by an angle θ from the initial state, the polarization direction of the light is twisted by 90 ° and transmitted through the polarizing plate 5b to become a bright state. . Then, gradation display is possible by controlling the amount of transmitted light by the applied voltage.

本発明の液晶表示素子は、このように上下の基板の対向面上にそれぞれ光配向膜を有しており、上記光配向膜が強誘電性液晶を挟んで互いに異なる組成の材料を用いて構成されていることにより、降温過程においてSmA相を経由してSmC相へと相変化する強誘電性液晶を用いて単安定性の動作モードを実現することができる。このような相系列を有する強誘電性液晶は、相変化の過程において、スメクチック層の層間隔が縮まり、その体積変化を補償するためにスメクチック層が曲がったシェブロン構造を有し、この曲げの方向によって液晶分子の長軸方向が異なるドメインが形成され、その境界面にジグザグ欠陥やヘアピン欠陥と呼ばれる配向欠陥が発生しやすいものであるが、本発明によればこのような配向欠陥を生じさせることなく強誘電性液晶を配向させることができるので、光漏れによるコントラストの低下を防止することができるという利点を有する。 The liquid crystal display element of the present invention thus has a photo-alignment film on each of the opposing surfaces of the upper and lower substrates, and the photo-alignment film is composed of materials having different compositions with a ferroelectric liquid crystal in between. Thus, a monostable operation mode can be realized by using a ferroelectric liquid crystal that changes in phase to the SmC * phase via the SmA phase in the temperature lowering process. The ferroelectric liquid crystal having such a phase series has a chevron structure in which the smectic layer is shortened in order to compensate for the volume change in the process of the phase change, and the bending direction of the smectic layer is compensated. Due to the formation of domains with different major axis directions of liquid crystal molecules, alignment defects such as zigzag defects and hairpin defects are likely to occur at the boundary surface. According to the present invention, such alignment defects are generated. Therefore, the ferroelectric liquid crystal can be aligned without any problem, so that it is possible to prevent a decrease in contrast due to light leakage.

また、本発明の液晶表示素子は、例えば図1に示すように、一方の基板を薄膜トランジスタ(TFT素子)がマトリックス状に配置されたTFT基板とし、他方の基板を共通電極が全域に形成された共通電極基板として、この2つの基板を組み合わせたものであることが好ましい。このようなTFT素子を用いたアクティブマトリックス方式の液晶表示素子について以下に説明する。   In the liquid crystal display element of the present invention, for example, as shown in FIG. 1, one substrate is a TFT substrate in which thin film transistors (TFT elements) are arranged in a matrix, and the other substrate is formed with a common electrode over the entire area. The common electrode substrate is preferably a combination of these two substrates. An active matrix liquid crystal display element using such a TFT element will be described below.

図1においては、一方の基板は電極が共通電極3aであり、共通電極基板となっており、一方、対向基板は電極がx電極3b、y電極3cおよび画素電極3dから構成され、TFT基板となっている。このような液晶表示素子において、x電極3bおよびy電極3cはそれぞれ縦横に配列しているものであり、これらの電極に信号を加えることによりTFT素子7を作動させ、強誘電性液晶を駆動させることができる。x電極3bおよびy電極3cが交差した部分は、図示しないが絶縁層で絶縁されており、x電極3bの信号とy電極3cの信号は独立に動作することができる。x電極3bおよびy電極3cにより囲まれた部分は、本発明の液晶表示素子を駆動する最小単位である画素であり、各画素には少なくとも1つ以上のTFT素子7および画素電極3dが形成されている。本発明の液晶表示素子では、x電極3bおよびy電極3cに順次信号電圧を加えることにより、各画素のTFT素子7を動作させることができる。   In FIG. 1, one of the substrates is a common electrode substrate whose electrode is a common electrode 3a, while the counter substrate is composed of an x electrode 3b, a y electrode 3c and a pixel electrode 3d, It has become. In such a liquid crystal display element, the x electrode 3b and the y electrode 3c are arranged vertically and horizontally, and a signal is applied to these electrodes to operate the TFT element 7 to drive the ferroelectric liquid crystal. be able to. A portion where the x electrode 3b and the y electrode 3c intersect with each other is insulated by an insulating layer (not shown), and the signal of the x electrode 3b and the signal of the y electrode 3c can operate independently. A portion surrounded by the x electrode 3b and the y electrode 3c is a pixel which is a minimum unit for driving the liquid crystal display element of the present invention, and at least one TFT element 7 and a pixel electrode 3d are formed in each pixel. ing. In the liquid crystal display element of the present invention, the TFT element 7 of each pixel can be operated by sequentially applying a signal voltage to the x electrode 3b and the y electrode 3c.

さらに、本発明の液晶表示素子は、上記共通電極3aと基板4aとの間にTFT素子7をマトリックス状に配置させたマイクロカラーフィルターを形成し、カラー液晶表示素子として用いることもできる。このような本発明の液晶表示素子の各構成部材について以下に詳細に説明する。   Furthermore, the liquid crystal display element of the present invention can be used as a color liquid crystal display element by forming a micro color filter in which TFT elements 7 are arranged in a matrix between the common electrode 3a and the substrate 4a. Each component of the liquid crystal display element of the present invention will be described in detail below.

1.液晶表示素子の構成部材
(1)光配向膜
光配向膜は、後述する光配向膜の構成材料をコートした基板に偏光を制御した光を照射し、光励起反応(分解、異性化、二量化)を生じさせて得られた膜に異方性を付与することによりその膜上の液晶分子を配向させるものである。
1. Constituent members of liquid crystal display element (1) Photo-alignment film The photo-alignment film irradiates the substrate coated with the constituent material of the photo-alignment film described later with light controlled in polarization, and photoexcitation reaction (decomposition, isomerization, dimerization) The liquid crystal molecules on the film are aligned by imparting anisotropy to the film obtained by generating the film.

本発明に用いられる光配向膜の構成材料は、光を照射して光励起反応を生じることにより、強誘電性液晶を配向させる効果(光配列性:photoaligning)を有するものであれば特に限定されるものではなく、このような材料としては、大きく、分子の形状のみが変化し可逆的な配向変化が可能な光異性化型と、分子そのものが変化する光反応型とに分けることができる。本発明においては、第1光配向膜と第2光配向膜の構成材料の組成が相互に異なるものであれば特に限定されるものではなく、光反応型と光異性化型とを組み合わせてもよいし、光反応型または光異性化型のいずれかの材料を用いて上下の光配向膜の組成を変化させることもできる。   The constituent material of the photo-alignment film used in the present invention is particularly limited as long as it has the effect of aligning the ferroelectric liquid crystal (photo-alignment) by irradiating light and causing a photoexcitation reaction. However, such materials can be broadly divided into photoisomerization types in which only the molecular shape changes and reversible orientation changes are possible, and photoreaction types in which the molecules themselves change. In the present invention, there is no particular limitation as long as the composition of the constituent materials of the first photo-alignment film and the second photo-alignment film is different from each other. The photoreactive type and the photoisomerization type may be combined. Alternatively, the composition of the upper and lower photo-alignment films can be changed by using either a photoreactive type or a photoisomerization type material.

これらの中でも、第1の態様としては、上記第1光配向膜の構成材料が、光反応を生じることにより上記光配向膜に異方性を付与する光反応型の材料であり、上記第2光配向膜の構成材料が、光異性化反応を生じることにより上記光配向膜に異方性を付与する光異性化反応性化合物を含む光異性化型の材料であることが好ましい。また、第2の態様としては、上記第1光配向膜および上記第2光配向膜の構成材料が、光反応を生じることにより上記光配向膜に異方性を付与する光反応型の材料であることが好ましい。これらの材料の組み合わせを用いることにより、強誘電性液晶の配向制御能をより高めることができる。なお、上記光配向膜の構成材料が光励起反応を生じる光の波長領域は、紫外光域の範囲内、すなわち10nm〜400nmの範囲内であることが好ましく、250nm〜380nmの範囲内であることがより好ましい。以下、第1の態様および第2の態様の第1光配向膜と第2光配向膜についてそれぞれ説明する。   Among these, as a first aspect, the constituent material of the first photo-alignment film is a photoreactive material that imparts anisotropy to the photo-alignment film by causing a photoreaction. The constituent material of the photo-alignment film is preferably a photoisomerization-type material containing a photoisomerization-reactive compound that imparts anisotropy to the photo-alignment film by causing a photoisomerization reaction. As a second aspect, the constituent material of the first photo-alignment film and the second photo-alignment film is a photoreactive material that imparts anisotropy to the photo-alignment film by causing a photoreaction. Preferably there is. By using a combination of these materials, the alignment control ability of the ferroelectric liquid crystal can be further enhanced. In addition, the wavelength region of light in which the constituent material of the photo-alignment film causes a photoexcitation reaction is preferably in the ultraviolet region, that is, in the range of 10 nm to 400 nm, and preferably in the range of 250 nm to 380 nm. More preferred. Hereinafter, the first photoalignment film and the second photoalignment film of the first mode and the second mode will be described, respectively.

a.第1の態様
(第1光配向膜)
上述したように、本態様に用いられる第1光配向膜は、光反応を生じることにより上記光配向膜に異方性を付与する光反応型の材料であることが好ましい。
a. 1st aspect (1st photo-alignment film)
As described above, the first photo-alignment film used in this embodiment is preferably a photoreactive material that imparts anisotropy to the photo-alignment film by causing a photoreaction.

上記光反応は、光照射により分子そのものが変化し、光配向膜の光配列性に異方性を付与することができるものであれば特に限定されるものではないが、光配向膜への異方性の付与がより容易となることから、光二量化反応または光分解反応であることが好ましい。ここで、光二量化反応とは、光照射により偏光方向に配向した反応部位がラジカル重合して分子2個が重合する反応をいう。この反応により偏光方向の配向を安定化し、光配向膜に異方性を付与することができる。一方、光分解反応とは、光照射により偏光方向に配向したポリイミドなどの分子鎖を分解する反応をいう。この反応により偏光方向に垂直な方向に配向した分子鎖を残し、光配向膜に異方性を付与することができる。光分解反応を利用した光反応型の材料としては、例えば日産化学工業(株)製のポリイミド「RN1199」などを挙げることができる。これらの光反応型の材料のうち本態様においては、露光感度が高く、材料選択の幅が広いことから、光二量化反応により光配向膜に異方性を付与する材料を用いることがより好ましい。   The photoreaction is not particularly limited as long as the molecule itself is changed by light irradiation and anisotropy can be imparted to the photoalignment property of the photoalignment film. Since it is easier to impart directionality, it is preferably a photodimerization reaction or a photolysis reaction. Here, the photodimerization reaction refers to a reaction in which two reaction molecules oriented in the polarization direction by light irradiation undergo radical polymerization and two molecules are polymerized. By this reaction, the alignment in the polarization direction can be stabilized and anisotropy can be imparted to the photo-alignment film. On the other hand, the photolysis reaction refers to a reaction that decomposes molecular chains such as polyimide oriented in the polarization direction by light irradiation. This reaction leaves molecular chains aligned in the direction perpendicular to the polarization direction, and can provide anisotropy to the photo-alignment film. Examples of the photoreactive material utilizing photolysis reaction include polyimide “RN1199” manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd. Among these photoreactive materials, in this embodiment, it is more preferable to use a material that imparts anisotropy to the photoalignment film by a photodimerization reaction because of high exposure sensitivity and wide selection of materials.

光二量化反応を利用した光反応型の材料としては、光二量化反応により光配向膜に異方性を付与することができる材料であれば特に限定されるものではないが、ラジカル重合性の官能基を有し、かつ、偏光方向により吸収を異にする二色性を有する光二量化反応性化合物を含むことが好ましい。偏光方向に配向した反応部位をラジカル重合することにより、光二量化反応性化合物の配向が安定化し、光配向膜に容易に異方性を付与することができるからである。   The photoreactive material utilizing the photodimerization reaction is not particularly limited as long as it is a material that can impart anisotropy to the photoalignment film by the photodimerization reaction, but it is a radical polymerizable functional group. It is preferable to include a photodimerization reactive compound having dichroism that has different absorption depending on the polarization direction. This is because by radical polymerization of the reaction site oriented in the polarization direction, the orientation of the photodimerization reactive compound is stabilized and anisotropy can be easily imparted to the photo-alignment film.

このような特性を有する光二量化反応性化合物としては、側鎖としてケイ皮酸エステル、クマリン、キノリン、カルコン基およびシンナモイル基から選ばれる少なくとも1種の反応部位を有する二量化反応性ポリマーを挙げることができる。   Examples of the photodimerization reactive compound having such characteristics include a dimerization reactive polymer having at least one reactive site selected from cinnamate ester, coumarin, quinoline, chalcone group and cinnamoyl group as a side chain. Can do.

これらのなかでも光二量化反応性化合物としては、側鎖としてケイ皮酸エステル、クマリンまたはキノリンのいずれかを含む二量化反応性ポリマーであることが好ましい。偏光方向に配向したα、β不飽和ケトンの二重結合が反応部位となってラジカル重合することにより、光配向膜に容易に異方性を付与することができるからである。   Among these, the photodimerization reactive compound is preferably a dimerization reactive polymer containing any one of cinnamate ester, coumarin and quinoline as a side chain. This is because anisotropy can be easily imparted to the photo-alignment film by radical polymerization of α and β unsaturated ketone double bonds aligned in the polarization direction as reaction sites.

上記二量化反応性ポリマーの主鎖としては、ポリマー主鎖として一般に知られているものであれば特に限定されるものではないが、芳香族炭化水素基などの、上記側鎖の反応部位同士の相互作用を妨げるようなπ電子を多く含む置換基を有していないものであることが好ましい。   The main chain of the dimerization reactive polymer is not particularly limited as long as it is generally known as a polymer main chain, but the reaction sites of the side chains such as aromatic hydrocarbon groups are not limited. It is preferable that it does not have a substituent containing a lot of π electrons that hinders the interaction.

上記二量化反応性ポリマーの重量平均分子量は、特に限定されるものではないが、5,000〜40,000の範囲内であることが好ましく、より好ましくは10,000〜20,000の範囲内である。なお、重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)法により測定することができる。上記二量化反応性ポリマーの重量平均分子量が小さすぎると、光配向膜に適度な異方性を付与することができない場合がある。逆に、大きすぎると、光配向膜形成時の塗工液の粘度が高くなり、均一な塗膜を形成しにくい場合がある。   The weight average molecular weight of the dimerization reactive polymer is not particularly limited, but is preferably in the range of 5,000 to 40,000, more preferably in the range of 10,000 to 20,000. It is. The weight average molecular weight can be measured by a gel permeation chromatography (GPC) method. If the weight-average molecular weight of the dimerization reactive polymer is too small, it may not be possible to impart appropriate anisotropy to the photo-alignment film. On the other hand, if it is too large, the viscosity of the coating liquid at the time of forming the photo-alignment film becomes high and it may be difficult to form a uniform coating film.

二量化反応性ポリマーとしては、下記式(1)で表される化合物を例示することができる。   As a dimerization reactive polymer, the compound represented by following formula (1) can be illustrated.

Figure 2005258430
Figure 2005258430

上記式(1)において、MおよびMは、それぞれ独立して、単重合体または共重合体の単量体単位を表す。例えば、エチレン、アクリレート、メタクリレート、2−クロロアクリレート、アクリルアミド、メタクリルアミド、2−クロロアクリルアミド、スチレン誘導体、マレイン酸誘導体、シロキサンなどが挙げられる。Mとしては、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、メタクリレート、メチルメタクリレート、ヒドロキシアルキルアクリレートまたはヒドロキシアルキルメタクリレートであってもよい。xおよびyは、共重合体とした場合の各単量体単位のモル比を表すものであり、それぞれ、0<x≦1、0≦y<1であり、かつ、x+y=1を満たす数である。nは4〜30,000の整数を表す。DおよびDは、スペーサー単位を表す。 In the above formula (1), M 1 and M 2 each independently represent a monomer unit of a monopolymer or a copolymer. Examples thereof include ethylene, acrylate, methacrylate, 2-chloroacrylate, acrylamide, methacrylamide, 2-chloroacrylamide, styrene derivatives, maleic acid derivatives, and siloxane. M 2 may be acrylonitrile, methacrylonitrile, methacrylate, methyl methacrylate, hydroxyalkyl acrylate or hydroxyalkyl methacrylate. x and y represent the molar ratio of each monomer unit in the case of a copolymer, and are numbers satisfying 0 <x ≦ 1, 0 ≦ y <1 and satisfying x + y = 1, respectively. It is. n represents an integer of 4 to 30,000. D 1 and D 2 represent a spacer unit.

は−A−(Z−B)−Z−で表される基であり、Rは−A−(Z−B)−Z−で表される基である。ここで、AおよびBは、それぞれ独立して、共有単結合、ピリジン−2,5−ジイル、ピリミジン−2,5−ジイル、1,4−シクロヘキシレン、1,3−ジオキサン−2,5−ジイル、または置換基を有していてもよい1,4−フェニレンを表す。また、ZおよびZは、それぞれ独立して、共有単結合、−CH−CH−、−CHO−、−OCH−、−CONR−、−RNCO−、−COO−または−OOC−を表す。Rは、水素原子または低級アルキル基であり、Zは、水素原子、置換基を有していてもよい、炭素数1〜12のアルキルまたはアルコキシ、シアノ、ニトロ、ハロゲンである。zは、0〜4の整数である。Eは、光二量化反応部位を表し、例えば、ケイ皮酸エステル、クマリン、キノリン、カルコン基、シンナモイル基などが挙げられる。jおよびkは、それぞれ独立して、0または1である。 R 1 is a group represented by -A- (Z 1 -B) z -Z 2- , and R 2 is a group represented by -A- (Z 1 -B) z -Z 3- . Here, A and B are each independently a covalent single bond, pyridine-2,5-diyl, pyrimidine-2,5-diyl, 1,4-cyclohexylene, 1,3-dioxane-2,5- Diyl or 1,4-phenylene which may have a substituent is represented. Z 1 and Z 2 are each independently a covalent single bond, —CH 2 —CH 2 —, —CH 2 O—, —OCH 2 —, —CONR—, —RNCO—, —COO— or — Represents OOC-. R is a hydrogen atom or a lower alkyl group, and Z 3 is a hydrogen atom or an alkyl or alkoxy having 1 to 12 carbon atoms, which may have a substituent, cyano, nitro, or halogen. z is an integer of 0-4. E represents a photodimerization reaction site, and examples thereof include cinnamic acid ester, coumarin, quinoline, chalcone group, cinnamoyl group and the like. j and k are each independently 0 or 1.

このような二量化反応性ポリマーとして、より好ましくは、下記式で表される化合物を挙げることができる。   As such a dimerization reactive polymer, More preferably, the compound represented by a following formula can be mentioned.

Figure 2005258430
Figure 2005258430

上記二量化反応性ポリマーの中でも、下記式で表される化合物1〜4の少なくとも一つであることが特に好ましい。   Among the dimerization reactive polymers, at least one of compounds 1 to 4 represented by the following formula is particularly preferable.

Figure 2005258430
Figure 2005258430

本態様においては、光二量化反応性化合物として、上述した化合物の中から、要求特性に応じて光二量化反応部位や置換基を種々選択することができる。また、光二量化反応性化合物は、1種単独でも2種以上を組み合わせて用いることもできる。   In this embodiment, as the photodimerization reactive compound, various photodimerization reaction sites and substituents can be selected from the above-mentioned compounds according to required characteristics. Moreover, the photodimerization reactive compound can also be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.

また、光二量化反応を利用した光反応型の材料としては、上記光二量化反応性化合物のほか、光配向膜の光配列性を妨げない範囲内で添加剤を含んでいてもよい。上記添加剤としては、重合開始剤、重合禁止剤などが挙げられる。   In addition to the photodimerization reactive compound, the photoreactive material using photodimerization reaction may contain an additive within a range that does not interfere with the photoalignment property of the photoalignment film. Examples of the additive include a polymerization initiator and a polymerization inhibitor.

重合開始剤または重合禁止剤は、一般に公知の化合物の中から、光二量化反応性化合物の種類によって適宜選択して用いればよい。重合開始剤または重合禁止剤の添加量は、光二量化反応性化合物に対し、0.001重量%〜20重量%の範囲内であることが好ましく、0.1重量%〜5重量%の範囲内であることがより好ましい。重合開始剤または重合禁止剤の添加量が小さすぎると重合が開始(禁止)されない場合があり、逆に大きすぎると、反応が阻害される場合があるからである。   The polymerization initiator or polymerization inhibitor may be appropriately selected from generally known compounds according to the type of the photodimerization reactive compound. The addition amount of the polymerization initiator or the polymerization inhibitor is preferably in the range of 0.001% by weight to 20% by weight, and in the range of 0.1% by weight to 5% by weight with respect to the photodimerization reactive compound. It is more preferable that This is because if the addition amount of the polymerization initiator or polymerization inhibitor is too small, the polymerization may not be started (prohibited), whereas if too large, the reaction may be inhibited.

次に、光配向処理方法について説明する。まず、電極が設けられた基板の液晶層と対向する面上に、上述した光配向膜の構成材料を有機溶剤で希釈した塗工液をコーティングし、乾燥させる。この場合に、塗工液中の光二量化反応性化合物の含有量は、0.05重量%〜10重量%の範囲内であることが好ましく、0.2重量%〜2重量%の範囲内であることがより好ましい。光二量化反応性化合物の含有量が小さすぎると、配向膜に適度な異方性を付与することが困難となり、逆に大きすぎると、塗工液の粘度が高くなるので均一な塗膜を形成しにくくなるからである。   Next, the photo-alignment processing method will be described. First, a coating liquid obtained by diluting the constituent material of the above-described photo-alignment film with an organic solvent is coated on the surface of the substrate provided with the electrodes that faces the liquid crystal layer, and dried. In this case, the content of the photodimerization reactive compound in the coating liquid is preferably in the range of 0.05% by weight to 10% by weight, and in the range of 0.2% by weight to 2% by weight. More preferably. If the content of the photodimerization reactive compound is too small, it will be difficult to impart adequate anisotropy to the alignment film. Conversely, if the content is too large, the viscosity of the coating solution will increase, and a uniform coating will be formed. Because it becomes difficult to do.

コーティング法としては、スピンコーティング法、ロールコーティング法、ロッドバーコーティング法、スプレーコーティング法、エアナイフコーティング法、スロットダイコーティング法、ワイヤーバーコーティング法などを用いることができる。   As the coating method, a spin coating method, a roll coating method, a rod bar coating method, a spray coating method, an air knife coating method, a slot die coating method, a wire bar coating method, or the like can be used.

上記構成材料をコーティングすることにより得られる高分子膜の厚みは1nm〜200nmの範囲内であることが好ましく、3nm〜100nmの範囲内であることがより好ましい。上記高分子膜の厚みが小さすぎると十分な光配列性が得られない場合があり、逆に厚みがありすぎても液晶分子が配向乱れを生じる場合があり、また、コスト的に好ましくないからである。   The thickness of the polymer film obtained by coating the constituent materials is preferably in the range of 1 nm to 200 nm, and more preferably in the range of 3 nm to 100 nm. If the thickness of the polymer film is too small, sufficient optical alignment may not be obtained. Conversely, if the thickness is too large, liquid crystal molecules may be disturbed in alignment, and this is not preferable in terms of cost. It is.

得られた高分子膜は、偏光を制御した光を照射することにより、光励起反応を生じさせて異方性を付与することができる。照射する光の波長領域は、用いられる光配向膜の構成材料に応じて適宜選択すればよいが、紫外光域の範囲内、すなわち100nm〜400nmの範囲内であることが好ましく、より好ましくは250nm〜380nmの範囲内である。   The obtained polymer film can impart anisotropy by causing a photoexcitation reaction by irradiating light with controlled polarization. The wavelength range of the light to be irradiated may be appropriately selected according to the constituent material of the photo-alignment film to be used, but is preferably in the ultraviolet light range, that is, in the range of 100 nm to 400 nm, more preferably 250 nm. Within the range of ˜380 nm.

偏光方向は、上記光励起反応を生じさせることができるものであれば特に限定されるものではないが、強誘電性液晶の配向状態を良好なものとすることができることから基板面に対して斜め0°〜45°の範囲内とすることが好ましく、より好ましくは20°〜45°の範囲内とする。   The polarization direction is not particularly limited as long as it can cause the above-described photoexcitation reaction. However, since the alignment state of the ferroelectric liquid crystal can be made favorable, the polarization direction is oblique to the substrate surface. It is preferable to be in the range of ° to 45 °, more preferably in the range of 20 ° to 45 °.

(第2光配向膜)
次に、第1の態様に用いられる第2光配向膜について説明する。上述したように、本態様に用いられる第2光配向膜は、光異性化反応を生じることにより上記光配向膜に異方性を付与する光異性化反応性化合物を含む光異性化型の材料であることが好ましい。ここで、光異性化反応とは、光照射により単一の化合物が他の異性体に変化する現象をいう。このような光異性化型の材料を用いることにより、光照射により、複数の異性体のうち安定な異性体が増加し、それにより光配向膜に容易に異方性を付与することができる。
(Second photo-alignment film)
Next, the second photo-alignment film used in the first aspect will be described. As described above, the second photo-alignment film used in this embodiment is a photoisomerization-type material containing a photoisomerization-reactive compound that imparts anisotropy to the photo-alignment film by causing a photoisomerization reaction. It is preferable that Here, the photoisomerization reaction refers to a phenomenon in which a single compound changes to another isomer by light irradiation. By using such a photoisomerization type material, a stable isomer among a plurality of isomers is increased by light irradiation, whereby anisotropy can be easily imparted to the photo-alignment film.

光異性化反応性化合物としては、光異性化反応により光配向膜に異方性を付与することができる材料であれば特に限定されるものではないが、偏光方向により吸収を異にする二色性を有し、かつ、光照射により光異性化反応を生じるものであることが好ましい。このような特性を有する光異性化反応性化合物の偏光方向に配向した反応部位の異性化を生じさせることにより、上記光配向膜に容易に異方性を付与することができる。   The photoisomerization-reactive compound is not particularly limited as long as it is a material that can impart anisotropy to the photo-alignment film by a photoisomerization reaction. It is preferable that the photoisomerization reaction is caused by light irradiation. Anisotropy can be easily imparted to the photo-alignment film by causing isomerization of the reaction site oriented in the polarization direction of the photoisomerization-reactive compound having such characteristics.

上記光異性化反応性化合物において、上記光異性化反応は、シス−トランス異性化反応であることが好ましい。光照射によりシス体またはトランス体のいずれかの異性体が増加し、それにより光配向膜に異方性を付与することができるからである。   In the photoisomerization reactive compound, the photoisomerization reaction is preferably a cis-trans isomerization reaction. This is because either the cis isomer or the trans isomer is increased by light irradiation, whereby anisotropy can be imparted to the photo-alignment film.

光異性化反応性化合物としては、単分子化合物、または、光もしくは熱により重合する重合性モノマーを挙げることができる。これらは、用いられる強誘電性液晶の種類に応じて適宜選択すればよいが、光照射により光配向膜に異方性を付与した後、ポリマー化することにより、その異方性を安定化することができることから、重合性モノマーを用いることが好ましい。このような重合性モノマーのなかでも、光配向膜に異方性を付与した後、その異方性を良好な状態に維持したまま容易にポリマー化できることから、アクリレートモノマー、メタクリレートモノマーであることが好ましい。   Examples of the photoisomerization-reactive compound include a monomolecular compound and a polymerizable monomer that is polymerized by light or heat. These may be appropriately selected according to the type of the ferroelectric liquid crystal to be used. However, the anisotropy is imparted to the photo-alignment film by light irradiation and then polymerized to stabilize the anisotropy. Therefore, it is preferable to use a polymerizable monomer. Among such polymerizable monomers, after anisotropy is imparted to the photo-alignment film, it can be easily polymerized while maintaining the anisotropy in a good state, so that it is an acrylate monomer or a methacrylate monomer. preferable.

上記重合性モノマーは、単官能のモノマーであっても、多官能のモノマーであってもよいが、ポリマー化による光配向膜の異方性がより安定なものとなることから、2官能のモノマーであることが好ましい。   The polymerizable monomer may be a monofunctional monomer or a polyfunctional monomer. However, since the anisotropy of the photo-alignment film due to polymerization becomes more stable, the bifunctional monomer It is preferable that

このような光異性化反応性化合物としては、具体的には、アゾベンゼン骨格やスチルベン骨格などのシス−トランス異性化反応性骨格を有する化合物を挙げることができる。   Specific examples of such a photoisomerization-reactive compound include compounds having a cis-trans isomerization-reactive skeleton such as an azobenzene skeleton or a stilbene skeleton.

この場合に、分子内に含まれるシス−トランス異性化反応性骨格の数は、1つであっても2つ以上であってもよいが、強誘電性液晶の配向制御が容易となることから、2つであることが好ましい。   In this case, the number of cis-trans isomerization reactive skeletons contained in the molecule may be one or two or more, but the alignment control of the ferroelectric liquid crystal becomes easy. Two are preferable.

上記シス−トランス異性化反応性骨格は、液晶分子との相互作用をより高めるために置換基を有していてもよい。置換基は、液晶分子との相互作用を高めることができ、かつ、シス−トランス異性化反応性骨格の配向を妨げないものであれば特に限定されるものではなく、例えば、カルボキシル基、スルホン酸ナトリウム基、水酸基などが挙げられる。これらの構造は、用いられる強誘電性液晶の種類に応じて、適宜選択することができる。   The cis-trans isomerization reactive skeleton may have a substituent in order to further enhance the interaction with the liquid crystal molecules. The substituent is not particularly limited as long as it can enhance the interaction with the liquid crystal molecules and does not interfere with the orientation of the cis-trans isomerization reactive skeleton, and examples thereof include a carboxyl group and a sulfonic acid. A sodium group, a hydroxyl group, etc. are mentioned. These structures can be appropriately selected depending on the type of ferroelectric liquid crystal used.

また、光異性化反応性化合物としては、分子内にシス−トランス異性化反応性骨格以外にも、液晶分子との相互作用をより高められるように、芳香族炭化水素基などのπ電子が多く含まれる基を有していてもよく、シス−トランス異性化反応性骨格と芳香族炭化水素基は、結合基を介して結合していてもよい。結合基は、液晶分子との相互作用を高められるものであれば特に限定されるものではなく、例えば、−COO−、−OCO−、−O−、−C≡C−、−CH−CH−、−CHO−、−OCH−などが挙げられる。 In addition to the cis-trans isomerization reactive skeleton, the photoisomerization reactive compound contains many π electrons such as aromatic hydrocarbon groups so that the interaction with the liquid crystal molecules can be further enhanced. It may have an included group, and the cis-trans isomerization reactive skeleton and the aromatic hydrocarbon group may be bonded via a bonding group. The bonding group is not particularly limited as long as it can enhance the interaction with the liquid crystal molecule. For example, —COO—, —OCO—, —O—, —C≡C—, —CH 2 —CH 2- , —CH 2 O—, —OCH 2 — and the like can be mentioned.

なお、光異性化反応性化合物として、重合性モノマーを用いる場合には、上記シス−トランス異性化反応性骨格を、側鎖として有していることが好ましい。上記シス−トランス異性化反応性骨格を側鎖として有していることにより、光配向膜に付与される異方性の効果がより大きなものとなり、強誘電性液晶の配向制御に特に適したものとなるからである。この場合に、前述した分子内に含まれる芳香族炭化水素基や結合基は、液晶分子との相互作用が高められるように、シス−トランス異性化反応性骨格と共に、側鎖に含まれていることが好ましい。   In addition, when using a polymerizable monomer as a photoisomerization reactive compound, it is preferable to have the said cis-trans isomerization reactive skeleton as a side chain. By having the cis-trans isomerization reactive skeleton as a side chain, the effect of anisotropy imparted to the photo-alignment film becomes larger, and is particularly suitable for controlling the alignment of ferroelectric liquid crystals Because it becomes. In this case, the aromatic hydrocarbon group or bonding group contained in the molecule is contained in the side chain together with the cis-trans isomerization reactive skeleton so that the interaction with the liquid crystal molecule is enhanced. It is preferable.

また、上記重合性モノマーの側鎖には、シス−トランス異性化反応性骨格が配向しやすくなるように、アルキレン基などの脂肪族炭化水素基をスペーサーとして有していてもよい。   Further, the side chain of the polymerizable monomer may have an aliphatic hydrocarbon group such as an alkylene group as a spacer so that the cis-trans isomerization reactive skeleton can be easily oriented.

上述したような単分子化合物または重合性モノマーの光異性化反応性化合物の中でも、光異性化反応性化合物としては、分子内にアゾベンゼン骨格を有する化合物であることが好ましい。アゾベンゼン骨格は、π電子を多く含むため、液晶分子との相互作用が高く、強誘電性液晶の配向制御に特に適しているからである。   Among the photoisomerization reactive compounds of the monomolecular compound or polymerizable monomer as described above, the photoisomerization reactive compound is preferably a compound having an azobenzene skeleton in the molecule. This is because the azobenzene skeleton contains a lot of π electrons, and thus has a high interaction with liquid crystal molecules and is particularly suitable for controlling the alignment of ferroelectric liquid crystals.

アゾベンゼン骨格は、直線偏光紫外光を照射すると、下記式(2)に示されるように、分子長軸が偏光方向に配向しているトランス体のアゾベンゼン骨格が、シス体に変化する。   When the azobenzene skeleton is irradiated with linearly polarized ultraviolet light, as shown in the following formula (2), the trans azobenzene skeleton in which the molecular major axis is oriented in the polarization direction changes to a cis isomer.

Figure 2005258430
Figure 2005258430

アゾベンゼン骨格のシス体は、トランス体に比べて化学的に不安定であるため、熱的にまたは可視光を吸収してトランス体に戻るが、このとき、上記式(2)の左のトランス体になるか右のトランス体になるかは同じ確率で起こる。そのため、紫外光を吸収し続けると、右側のトランス体の割合が増加し、アゾベンゼン骨格の平均配向方向は紫外光の偏光方向に対して垂直になる。本発明においては、この現象を利用してアゾベンゼン骨格の配向方向を揃え、光配向膜に異方性を付与し、その膜上の液晶分子の配向を制御する。   Since the cis isomer of the azobenzene skeleton is chemically unstable compared to the trans isomer, the cis isomer of the azobenzene skeleton is thermally or absorbs visible light and returns to the trans isomer, but at this time, the left trans isomer of the above formula (2) It becomes with the same probability whether it becomes or the right transformer. Therefore, if the ultraviolet light is continuously absorbed, the ratio of the right-side trans isomer increases, and the average orientation direction of the azobenzene skeleton becomes perpendicular to the polarization direction of the ultraviolet light. In the present invention, this phenomenon is utilized to align the orientation direction of the azobenzene skeleton, impart anisotropy to the photo-alignment film, and control the orientation of liquid crystal molecules on the film.

上記分子内にアゾベンゼン骨格を有する化合物のうち、単分子化合物としては、例えば、下記式で表される化合物を挙げることができる。   Among the compounds having an azobenzene skeleton in the molecule, examples of the monomolecular compound include compounds represented by the following formula.

Figure 2005258430
Figure 2005258430

上記式中、R21はそれぞれ独立して、ヒドロキシル基を表す。R22は、−(α−β−α)−(γ)−で表される連結基を表し、R23は、−(γ)−(α−β−α)−で表される連結基を表す。ここで、αは2価の炭化水素基を表し、βは、−O−、−CO−O−、−OCO−、−CONH−、−NHCO−、−NHCO−O−、または−OCONH−を表し、gは0〜3の整数を表す。γは、gが0のとき、二価の炭化水素基を表し、gが1〜3の整数のとき、−O−、−CO−O−、−OCO−、−CONH−、−NHCO−、−NHCO−O−、または−OCONH−を表し、hは0または1を表す。R24はそれぞれ独立して、ハロゲン原子、カルボキシル基、ハロゲン化メチル基、ハロゲン化メトキシ基、シアノ基、ニトロ基、メトキシ基、またはメトキシカルボニル基を表す。ただし、カルボキシル基はアルカリ金属と塩を形成していてもよい。R25は、それぞれ独立して、カルボキシル基、スルホ基、ニトロ基、アミノ基、またはヒドロキシル基を表す。ただし、カルボキシル基、またはスルホ基はアルカリ金属と塩を形成していてもよい。 In the above formula, each R 21 independently represents a hydroxyl group. R 22 represents a linking group represented by-(α-β-α) g- (γ) h- , and R 23 is represented by-(γ) h- (α-β-α) g-. Represents a linking group. Here, α represents a divalent hydrocarbon group, and β represents —O—, —CO—O—, —OCO—, —CONH—, —NHCO—, —NHCO—O—, or —OCONH—. And g represents an integer of 0 to 3. γ represents a divalent hydrocarbon group when g is 0, and when g is an integer of 1 to 3, —O—, —CO—O—, —OCO—, —CONH—, —NHCO—, —NHCO—O— or —OCONH— is represented, and h represents 0 or 1. R 24 each independently represents a halogen atom, a carboxyl group, a halogenated methyl group, a halogenated methoxy group, a cyano group, a nitro group, a methoxy group, or a methoxycarbonyl group. However, the carboxyl group may form a salt with an alkali metal. R 25 each independently represents a carboxyl group, a sulfo group, a nitro group, an amino group, or a hydroxyl group. However, the carboxyl group or the sulfo group may form a salt with the alkali metal.

上記式で表される化合物の具体例としては、下記式の化合物を挙げることができる。   Specific examples of the compound represented by the above formula include compounds represented by the following formula.

Figure 2005258430
Figure 2005258430

また、上記アゾベンゼン骨格を側鎖として有する重合性モノマーとしては、例えば、下記式で表される化合物を挙げることができる。   Moreover, as a polymerizable monomer which has the said azobenzene skeleton as a side chain, the compound represented by a following formula can be mentioned, for example.

Figure 2005258430
Figure 2005258430

上記式中、R31はそれぞれ独立して、(メタ)アクリロイルオキシ基、(メタ)アクリルアミド基、ビニルオキシ基、ビニルオキシカルボニル基、ビニルイミノカルボニル基、ビニルイミノカルボニルオキシ基、ビニル基、イソプロペニルオキシ基、イソプロペニルオキシカルボニル基、イソプロペニルイミノカルボニル基、イソプロペニルイミノカルボニルオキシ基、イソプロペニル基、またはエポキシ基を表す。R32は、−(α−β−α)−(γ)−で表される連結基を表し、R33は、−(γ)−(α−β−α)−で表される連結基を表す。ここで、αは2価の炭化水素基を表し、βは、−O−、−CO−O−、−OCO−、−CONH−、−NHCO−、−NHCO−O−、または−OCONH−を表し、gは0〜3の整数を表す。γは、gが0のとき、二価の炭化水素基を表し、gが1〜3の整数のとき、−O−、−CO−O−、−OCO−、−CONH−、−NHCO−、−NHCO−O−、または−OCONH−を表し、hは0または1を表す。R34はそれぞれ独立して、ハロゲン原子、カルボキシル基、ハロゲン化メチル基、ハロゲン化メトキシ基、シアノ基、ニトロ基、メトキシ基、またはメトキシカルボニル基を表す。ただし、カルボキシル基はアルカリ金属と塩を形成していてもよい。R25は、それぞれ独立して、カルボキシル基、スルホ基、ニトロ基、アミノ基、またはヒドロキシル基を表す。ただし、カルボキシル基、またはスルホ基はアルカリ金属と塩を形成していてもよい。 In the above formula, each R 31 is independently (meth) acryloyloxy group, (meth) acrylamide group, vinyloxy group, vinyloxycarbonyl group, vinyliminocarbonyl group, vinyliminocarbonyloxy group, vinyl group, isopropenyloxy. Represents a group, isopropenyloxycarbonyl group, isopropenyliminocarbonyl group, isopropenyliminocarbonyloxy group, isopropenyl group, or epoxy group. R 32 represents a linking group represented by-(α-β-α) g- (γ) h- , and R 33 is represented by-(γ) h- (α-β-α) g-. Represents a linking group. Here, α represents a divalent hydrocarbon group, and β represents —O—, —CO—O—, —OCO—, —CONH—, —NHCO—, —NHCO—O—, or —OCONH—. And g represents an integer of 0 to 3. γ represents a divalent hydrocarbon group when g is 0, and when g is an integer of 1 to 3, —O—, —CO—O—, —OCO—, —CONH—, —NHCO—, —NHCO—O— or —OCONH— is represented, and h represents 0 or 1. R 34 each independently represents a halogen atom, a carboxyl group, a halogenated methyl group, a halogenated methoxy group, a cyano group, a nitro group, a methoxy group, or a methoxycarbonyl group. However, the carboxyl group may form a salt with an alkali metal. R 25 each independently represents a carboxyl group, a sulfo group, a nitro group, an amino group, or a hydroxyl group. However, the carboxyl group or the sulfo group may form a salt with the alkali metal.

上記式で表される化合物の具体例としては、下記式の化合物を挙げることができる。   Specific examples of the compound represented by the above formula include compounds represented by the following formula.

Figure 2005258430
Figure 2005258430

本態様においては、上記光異性化反応性化合物の中から、要求特性に応じて、シス−トランス異性化反応性骨格や置換基を種々選択することができる。また、上記光異性化反応性化合物は、1種単独でも2種以上を組み合わせて用いることもできる。   In this embodiment, various cis-trans isomerization reactive skeletons and substituents can be selected from the photoisomerization reactive compounds according to required characteristics. Moreover, the said photoisomerization reaction compound can also be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.

本態様に用いられる第2光配向膜の構成材料としては、上記光異性化反応性化合物のほか、光配向膜の光配列性を妨げない範囲内で添加剤を含んでいてもよい。上記光異性化反応性化合物として重合性モノマーを用いる場合には、添加剤としては、重合開始剤、重合禁止剤などが挙げられる。   As a constituent material of the second photo-alignment film used in this embodiment, in addition to the above-mentioned photoisomerization-reactive compound, an additive may be included within a range that does not interfere with the photo-alignment property of the photo-alignment film. When a polymerizable monomer is used as the photoisomerization reactive compound, examples of the additive include a polymerization initiator and a polymerization inhibitor.

重合開始剤または重合禁止剤は、一般に公知の化合物の中から、光異性化反応性化合物の種類によって適宜選択して用いればよい。重合開始剤または重合禁止剤の添加量は、光異性化反応性化合物に対し、0.001重量%〜20重量%の範囲内であることが好ましく、0.1重量%〜5重量%の範囲内であることがより好ましい。重合開始剤または重合禁止剤の添加量が小さすぎると重合が開始(禁止)されない場合があり、逆に大きすぎると、反応が阻害される場合があるからである。   The polymerization initiator or polymerization inhibitor may be appropriately selected from generally known compounds according to the type of photoisomerization reactive compound. The addition amount of the polymerization initiator or the polymerization inhibitor is preferably in the range of 0.001% by weight to 20% by weight, and in the range of 0.1% by weight to 5% by weight with respect to the photoisomerization reactive compound. More preferably, it is within. This is because if the addition amount of the polymerization initiator or polymerization inhibitor is too small, the polymerization may not be started (prohibited), whereas if too large, the reaction may be inhibited.

このような第2光配向膜の光配向処理方法については、上記第1光配向膜において述べた方法と同様にして行うことができるが、この場合に、塗工液中の光異性化反応性化合物の含有量は、0.05重量%〜10重量%の範囲内であることが好ましく、0.2重量%〜5重量%の範囲内であることがより好ましい。また、第2光配向膜においては、無偏光紫外線斜方を照射することにより光配向処理を行うこともできる。光の照射方向は、上記光励起反応を生じさせることができるものであれば特に限定されるものではないが、強誘電性液晶の配向状態を良好なものとすることができることから、基板面に対して斜め10°〜45°の範囲内とすることが好ましく、より好ましくは30°〜45°の範囲内とする。さらに、光異性化反応性化合物として、上述したような重合性モノマーを用いる場合には、第1光配向膜で述べた方法と同様にして光配向処理を行った後、加熱することにより、ポリマー化し、光配向膜に付与された異方性を安定化することができる。   Such a photo-alignment treatment method for the second photo-alignment film can be carried out in the same manner as described in the first photo-alignment film. In this case, the photoisomerization reactivity in the coating liquid is used. The content of the compound is preferably in the range of 0.05% by weight to 10% by weight, and more preferably in the range of 0.2% by weight to 5% by weight. In the second photo-alignment film, the photo-alignment process can also be performed by irradiating non-polarized ultraviolet rays obliquely. The light irradiation direction is not particularly limited as long as it can cause the above-described photoexcitation reaction. However, since the alignment state of the ferroelectric liquid crystal can be made favorable, The angle is preferably within the range of 10 ° to 45 °, more preferably within the range of 30 ° to 45 °. Furthermore, when the polymerizable monomer as described above is used as the photoisomerization-reactive compound, after performing the photo-alignment treatment in the same manner as described in the first photo-alignment film, the polymer is obtained by heating. And anisotropy imparted to the photo-alignment film can be stabilized.

B.第2の態様
第2の態様において、第1光配向膜および第2光配向膜の構成材料として好適に用いられる光反応型の材料としては、第1の態様の「第1光配向膜」において述べたものと同じであるので、ここでの説明は省略する。中でも、本態様においては、第1光配向膜の構成材料が、光二量化反応を生じることにより上記光配向膜に異方性を付与する光反応型の材料であり、第2光配向膜の構成材料が、光分解反応を生じることにより上記光配向膜に異方性を付与する光反応型の材料であることが好ましい。これらの材料の組み合わせが、強誘電性液晶の配向制御に特に適しており、ジグザグ欠陥やヘアピン欠陥等の配向欠陥を生じることなく強誘電性液晶を配向させることができ、単安定性の動作モードを示す液晶表示素子とすることができるからである。
B. Second Aspect In the second aspect, as the photoreactive material suitably used as the constituent material of the first photo-alignment film and the second photo-alignment film, the “first photo-alignment film” in the first aspect Since it is the same as what was described, description here is abbreviate | omitted. Among these, in this embodiment, the constituent material of the first photo-alignment film is a photoreactive material that imparts anisotropy to the photo-alignment film by causing a photodimerization reaction, and the configuration of the second photo-alignment film The material is preferably a photoreactive material that imparts anisotropy to the photoalignment film by causing a photodecomposition reaction. The combination of these materials is particularly suitable for controlling the alignment of ferroelectric liquid crystals, and can align ferroelectric liquid crystals without causing alignment defects such as zigzag defects and hairpin defects. It is because it can be set as the liquid crystal display element which shows.

(2)液晶層
本発明に用いられる液晶層は、強誘電性液晶を上記光配向膜により狭持させることにより構成されている。本発明において、上記強誘電性液晶は、降温過程においてSmA相を経由してSmC相を発現し、かつ、SmC相において単安定性を示す材料である。
(2) Liquid Crystal Layer The liquid crystal layer used in the present invention is constituted by sandwiching a ferroelectric liquid crystal with the photo-alignment film. In the present invention, the ferroelectric liquid crystal is a material that expresses the SmC * phase via the SmA phase in the temperature lowering process and exhibits monostability in the SmC * phase.

本発明に用いられる強誘電性液晶の相系列は、降温過程においてSmA相を経由してSmC相を示すものであれば特に限定されるものではなく、これらの液晶相の高温側または低温側に他の液晶相を示すものであってもよい。これらの中でも、材料選択の幅が広いことから、Ch相からSmA相を経由してSmC相を発現する材料を用いることが好ましい。このような強誘電性液晶としては、一般に知られる材料の中から要求特性に応じて種々選択することができる。 The phase series of the ferroelectric liquid crystal used in the present invention is not particularly limited as long as it exhibits the SmC * phase via the SmA phase in the temperature lowering process, and the high temperature side or the low temperature side of these liquid crystal phases. Other liquid crystal phases may be exhibited. Among these, since the range of material selection is wide, it is preferable to use a material that expresses the SmC * phase from the Ch phase via the SmA phase. Such a ferroelectric liquid crystal can be variously selected from commonly known materials according to required characteristics.

また、このような強誘電性液晶としては、SmC相を示す単一の材料を用いることもできるが、低粘度でSmC相を示しやすいノンカイラルな液晶(以下、ホスト液晶とする場合がある。)に、それ自身ではSmC相を示さないが大きな自発分極と適当な螺旋ピッチを誘起する光学活性物質を少量添加することにより、上記のような相系列を示す材料が、低粘度であり、より速い応答性を実現できることから好ましい。 In addition, as such a ferroelectric liquid crystal, a single material exhibiting an SmC * phase can be used, but there is a case where a non-chiral liquid crystal (hereinafter referred to as a host liquid crystal) having a low viscosity and easily exhibiting an SmC phase. In addition, by adding a small amount of an optically active substance that does not exhibit an SmC phase by itself but induces large spontaneous polarization and an appropriate helical pitch, a material exhibiting the above phase sequence has a low viscosity, and more It is preferable because fast response can be realized.

また、本発明に用いられる強誘電性液晶としては、単一相を構成するものであることが好ましい。ここで単一相を構成するとは、高分子安定化法などのように、ポリマーネットワークが形成されていないことをいう。このように単一相の強誘電性液晶を用いることにより、製造プロセスが容易となり、駆動電圧を低くすることができるという利点がある。   The ferroelectric liquid crystal used in the present invention preferably constitutes a single phase. Here, constituting a single phase means that a polymer network is not formed as in the polymer stabilization method. By using a single-phase ferroelectric liquid crystal as described above, there are advantages that the manufacturing process becomes easy and the driving voltage can be lowered.

ホスト液晶としては、広い温度範囲でSmC相を示す材料であることが好ましく、一般に強誘電性液晶のホスト液晶として知られているものであれば特に限定されることなく使用することができる。例えば、下記一般式:
Ra−Q−X−(Q−Y)−Q−Rb
(式中、RaおよびRbはそれぞれ、直鎖状もしくは分岐状のアルキル基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、アルカノイルオキシ基またはアルコキシカルボニルオキシ基であり、Q、QおよびQはそれぞれ、1,4−フェニレン基、1,4−シクロヘキシレン基、ピリジン−2,5−ジイル基、ピラジン−2,5−ジイル基、ピリダジン−3,6−ジイル基、1,3−ジオキサン−2,5−ジイル基であり、これらの基はハロゲン原子、水酸基、シアノ基等の置換基を有していてもよく、XおよびYはそれぞれ、−COO−、−OCO−、−CHO−、−OCH−、−CHCH−、−C≡C−または単結合であり、mは0または1である。)で表される化合物を使用することができる。ホスト液晶としては、上記化合物を1種単独でも2種以上を組み合わせて用いることもできる。
The host liquid crystal is preferably a material exhibiting an SmC phase in a wide temperature range, and can be used without particular limitation as long as it is generally known as a host liquid crystal of a ferroelectric liquid crystal. For example, the general formula:
Ra-Q 1 -X- (Q 2 -Y) m -Q 3 -Rb
(In the formula, Ra and Rb are each a linear or branched alkyl group, alkoxy group, alkoxycarbonyl group, alkanoyloxy group or alkoxycarbonyloxy group, and Q 1 , Q 2 and Q 3 are each 1 , 4-phenylene group, 1,4-cyclohexylene group, pyridine-2,5-diyl group, pyrazine-2,5-diyl group, pyridazine-3,6-diyl group, 1,3-dioxane-2,5 -Diyl group, and these groups may have a substituent such as a halogen atom, a hydroxyl group, a cyano group, and X and Y are -COO-, -OCO-, -CH 2 O-,- OCH 2 —, —CH 2 CH 2 —, —C≡C—, or a single bond, and m is 0 or 1.) can be used. As the host liquid crystal, the above compounds can be used alone or in combination of two or more.

上記ホスト液晶に添加する光学活性物質としては、自発分極が大きく、適当な螺旋ピッチを誘起する能力を持った材料であれば特に限定されるものではなく、一般にSmC相を示す液晶組成物に添加する材料として知られるものを使用することができる。特に少量の添加量で大きな自発分極を誘起できる材料であることが好ましい。このような光学活性物質としては、例えば、下記一般式:
Rc−Q−Za−Q−Zb−Q−Zc−Rd
(式中、Ra、Q、Q、Qは上記一般式と同じ意味を表し、ZaおよびZbは−COO−、−OCO−、−CHO−、−OCH−、−CHCH−、−C≡C−、−CH=N−、−N=N−、−N(→O)=N−、−C(=O)S−または単結合であり、Rcは不斉炭素原子を有していてもよい直鎖状もしくは分岐状のアルキル基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、アルカノイルオキシ基またはアルコキシカルボニルオキシ基であり、Rdは不斉炭素原子を有する直鎖状もしくは分岐状のアルキル基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、アルカノイルオキシ基またはアルコキシカルボニルオキシ基であり、RcおよびRdはハロゲン原子、シアノ基、水酸基で置換されていてもよい。)で表される化合物を使用することができる。光学活性物質としては、上記化合物を1種単独でも2種以上を組み合わせて用いることもできる。
The optically active substance added to the host liquid crystal is not particularly limited as long as it is a material having a large spontaneous polarization and the ability to induce an appropriate helical pitch, and is generally added to a liquid crystal composition exhibiting an SmC phase. Any known material can be used. In particular, a material that can induce large spontaneous polarization with a small addition amount is preferable. Examples of such an optically active substance include the following general formula:
Rc-Q 1 -Za-Q 2 -Zb-Q 3 -Zc-Rd
(In the formula, Ra, Q 1 , Q 2 and Q 3 represent the same meaning as in the above general formula, and Za and Zb are —COO—, —OCO—, —CH 2 O—, —OCH 2 —, —CH 2, respectively. CH 2 —, —C≡C—, —CH═N—, —N═N—, —N (→ O) ═N—, —C (═O) S— or a single bond, and Rc is asymmetric. A linear or branched alkyl group which may have a carbon atom, an alkoxy group, an alkoxycarbonyl group, an alkanoyloxy group or an alkoxycarbonyloxy group, wherein Rd is a linear or branched group having an asymmetric carbon atom; And an alkyl group, an alkoxy group, an alkoxycarbonyl group, an alkanoyloxy group or an alkoxycarbonyloxy group, and Rc and Rd may be substituted with a halogen atom, a cyano group or a hydroxyl group. Can be used. As the optically active substance, the above compounds may be used alone or in combination of two or more.

本発明に用いられる強誘電性液晶としては、具体的には、クラリアント社製「FELIXM4851−100」などが挙げられる。   Specific examples of the ferroelectric liquid crystal used in the present invention include “FELIXM4851-100” manufactured by Clariant.

上記強誘電性液晶で構成される液晶層の厚みは、1.2μm〜3.0μmの範囲内であることが好ましく、より好ましくは1.3μm〜2.5μm、さらに好ましくは1.4μm〜2.0μmの範囲内である。液晶層の厚みが小さすぎるとコントラストが下がる場合があり、逆に厚みがありすぎても配向しにくい場合があるからである。   The thickness of the liquid crystal layer composed of the ferroelectric liquid crystal is preferably in the range of 1.2 μm to 3.0 μm, more preferably 1.3 μm to 2.5 μm, still more preferably 1.4 μm to 2 μm. Within the range of 0.0 μm. This is because if the thickness of the liquid crystal layer is too small, the contrast may decrease. Conversely, if the thickness is too large, alignment may be difficult.

液晶層の形成方法としては、一般に液晶セルの作製方法として用いられる方法を使用することができる。例えば、あらかじめ基板上に電極を形成し、上記光配向膜を設けて作成した液晶セルに、上記強誘電性液晶を加温することにより等方性液体とし、キャピラリー効果を利用して注入し、接着剤で封鎖することにより液晶層を形成することができる。上記液晶層の厚みは、ビーズなどのスペーサーにより調整することができる。   As a method for forming the liquid crystal layer, a method generally used as a method for manufacturing a liquid crystal cell can be used. For example, an isotropic liquid is formed by heating the ferroelectric liquid crystal into a liquid crystal cell formed by previously forming an electrode on a substrate and providing the photo-alignment film, and is injected using the capillary effect. A liquid crystal layer can be formed by sealing with an adhesive. The thickness of the liquid crystal layer can be adjusted by a spacer such as beads.

(3)基板
本発明に用いる基板は、一般に液晶表示素子の基板として用いられるものであれば特に限定されるものではなく、例えばガラス板、プラスチック板などが好ましく挙げられる。上記基板の表面粗さ(RSM値)は、10nm以下であることが好ましく、より好ましくは3nm以下、さらに好ましくは1nm以下の範囲内である。なお、本発明において上記表面粗さは、原子間力顕微鏡(AFM:ATOMIC FORCE MICROSCOPE)により測定することができる。
(3) Substrate The substrate used in the present invention is not particularly limited as long as it is generally used as a substrate for a liquid crystal display element, and preferred examples include a glass plate and a plastic plate. The surface roughness (RSM value) of the substrate is preferably 10 nm or less, more preferably 3 nm or less, and further preferably 1 nm or less. In the present invention, the surface roughness can be measured by an atomic force microscope (AFM: ATOMIC FORCE MICROSCOPE).

(4)電極層
本発明に用いる電極層は、一般に液晶表示素子の電極層として用いられているものであれば特に限定されるものではないが、少なくとも一方が透明導電体で形成されることが好ましい。透明導電体材料としては、酸化インジウム、酸化錫、酸化インジウム錫(ITO)等が好ましく挙げられる。本発明の液晶表示素子を、TFT素子を用いたアクティブマトリックス方式の液晶表示素子とする場合には、上下の電極層のうち一方を上記透明導電体で形成される全面共通電極とし、他方をx電極とy電極をマトリックス状に配列し、x電極とy電極で囲まれた部分にTFT素子および画素電極を配置する。この場合に、画素電極、TFT素子、x電極およびy電極により形成される電極層の凹凸部の差は、0.2μm以下であることが好ましい。電極層の凹凸部の差が0.2μmを超えると、配向乱れを生じやすいからである。
(4) Electrode layer Although the electrode layer used for this invention will not be specifically limited if it is generally used as an electrode layer of a liquid crystal display element, At least one may be formed with a transparent conductor. preferable. Preferred examples of the transparent conductor material include indium oxide, tin oxide, indium tin oxide (ITO), and the like. When the liquid crystal display element of the present invention is an active matrix type liquid crystal display element using a TFT element, one of the upper and lower electrode layers is an entire surface common electrode formed of the transparent conductor, and the other is x The electrode and the y electrode are arranged in a matrix, and the TFT element and the pixel electrode are arranged in a portion surrounded by the x electrode and the y electrode. In this case, it is preferable that the difference between the uneven portions of the electrode layer formed by the pixel electrode, the TFT element, the x electrode, and the y electrode is 0.2 μm or less. This is because if the difference between the concave and convex portions of the electrode layer exceeds 0.2 μm, alignment disorder is likely to occur.

上記電極層は、上記基板上にCVD法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等の蒸着方法により透明導電膜を形成することができ、これをマトリックス状にパターニングすることによりx電極およびy電極を得ることができる。   As the electrode layer, a transparent conductive film can be formed on the substrate by a vapor deposition method such as a CVD method, a sputtering method, or an ion plating method, and an x electrode and a y electrode are obtained by patterning this in a matrix. be able to.

(5)偏光板
本発明に用いる偏光板は、光の波動のうち特定方向のみを透過させるものであれば特に限定されるものではなく、一般に液晶表示素子の偏光板として用いられているものを使用することができる。
(5) Polarizing plate The polarizing plate used in the present invention is not particularly limited as long as it transmits only a specific direction in the wave of light, and is generally used as a polarizing plate of a liquid crystal display element. Can be used.

2.液晶表示素子の製造方法
本発明の液晶表示素子は、液晶表示素子の製造方法として一般に用いられる方法により製造することができる。以下、本発明の液晶表示素子の製造方法の一例として、TFT素子を用いたアクティブマトリックス方式の液晶表示素子の製造方法について説明する。まず、一方の基板上に上述した蒸着方法により透明導電膜を形成し、全面共通電極とする。他方の基板上には、透明導電膜をマトリックス状にパターニングすることによりx電極、y電極を形成し、スイッチング素子および画素電極を設置する。
2. Method for Manufacturing Liquid Crystal Display Element The liquid crystal display element of the present invention can be manufactured by a method generally used as a method for manufacturing a liquid crystal display element. Hereinafter, as an example of a method for manufacturing a liquid crystal display element of the present invention, a method for manufacturing an active matrix liquid crystal display element using TFT elements will be described. First, a transparent conductive film is formed on one substrate by the above-described vapor deposition method to form a common electrode on the entire surface. On the other substrate, an x electrode and a y electrode are formed by patterning a transparent conductive film in a matrix, and a switching element and a pixel electrode are provided.

次に、電極が形成された2枚の基板上にそれぞれ組成の異なる光配向膜材料をコーティングし、光配向処理を施して光配向膜を形成する。このようにして形成された光配向膜のうち一方の配向膜上にスペーサーとしてビーズを分散させ、周囲にシール剤を塗布して2枚の基板を光配向膜が対向するように貼り合わせ、熱圧着させる。そして、注入口からキャピラリー効果を利用して強誘電性液晶を等方性液体の状態で注入し、注入口を紫外線硬化樹脂等により封鎖する。その後、強誘電性液晶は徐冷することにより配向させることができる。このようにして得られた液晶セルの上下に偏光板を貼り付けることにより本発明の液晶表示素子を得ることができる。   Next, a photo-alignment film material having a different composition is coated on the two substrates on which the electrodes are formed, and a photo-alignment process is performed to form a photo-alignment film. Beads are dispersed as spacers on one of the photo-alignment films formed in this way, spacers are applied to the periphery, and the two substrates are bonded so that the photo-alignment films face each other. Crimp. Then, the ferroelectric liquid crystal is injected in an isotropic liquid state using the capillary effect from the injection port, and the injection port is sealed with an ultraviolet curable resin or the like. Thereafter, the ferroelectric liquid crystal can be aligned by slow cooling. Thus, the liquid crystal display element of this invention can be obtained by sticking a polarizing plate on the upper and lower sides of the obtained liquid crystal cell.

3.液晶表示素子の用途
本発明の液晶表示素子は、カラーフィルター方式またはフィールドシーケンシャルカラー方式を採用することによりカラー液晶表示素子として用いることができる。本発明の液晶表示素子を用いたカラー液晶表示素子は、ジグザグ欠陥やヘアピン欠陥などの配向欠陥を生じることなく強誘電性液晶を配向させることができるので、光漏れによるコントラスト比の低下を防止することができる。また、本発明の液晶表示素子において強誘電性液晶は単安定性を示すものであり、アナログ変調による階調表示を可能とし、視野角が広く、高速応答性を有し、高精細なカラー表示を実現することができる。中でも、本発明の液晶表示素子は、フィールドシーケンシャルカラー方式により駆動させることが好ましい。フィールドシーケンシャルカラー方式を採用することにより、低消費電力かつ低コストであり、明るいカラー表示を得ることができるからである。
3. Application of Liquid Crystal Display Element The liquid crystal display element of the present invention can be used as a color liquid crystal display element by adopting a color filter system or a field sequential color system. The color liquid crystal display element using the liquid crystal display element of the present invention can align the ferroelectric liquid crystal without causing alignment defects such as zigzag defects and hairpin defects, thereby preventing a decrease in contrast ratio due to light leakage. be able to. In the liquid crystal display element of the present invention, the ferroelectric liquid crystal exhibits monostability, enables gradation display by analog modulation, has a wide viewing angle, has high-speed response, and high-definition color display. Can be realized. Especially, it is preferable to drive the liquid crystal display element of this invention by a field sequential color system. This is because by adopting the field sequential color system, it is possible to obtain a bright color display with low power consumption and low cost.

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。   The present invention is not limited to the above embodiment. The above-described embodiment is an exemplification, and the present invention has substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention, and any device that exhibits the same function and effect is the present invention. It is included in the technical scope of the invention.

以下に実施例を示し、本発明をさらに詳細に説明する。なお、光二量化反応性ポリマーとしては下記式で表される化合物1〜4を用い、光異性化反応性化合物としては下記式で表される化合物i〜vを用いた。   The following examples illustrate the present invention in more detail. In addition, the compounds 1-4 represented by a following formula were used as a photodimerization reactive polymer, and the compounds i-v represented by a following formula were used as a photoisomerization reactive compound.

Figure 2005258430
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Figure 2005258430
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(実施例1)
シクロペンタノンに溶解した2重量%の化合物1の溶液とN−メチル−2−ピロリジノンと2−n−ブトキシエタノール(50:50w%)に溶解した1重量%の化合物vの溶液をそれぞれITOでコーティングされた2枚のガラス基板に回転数4000rpmで30秒間スピンコーティングした。化合物1の溶液をスピンコーティングした基板については、オーブンで180℃、10分間乾燥後、偏光紫外線を25℃で基板面に対して30°の角度より100mJ/cm露光し、化合物vの溶液をスピンコーティングした基板については、オーブンで100℃、1分間乾燥させた後、偏光紫外線を25℃で1000mJ/cm露光した後、窒素雰囲気下150℃で1時間加熱した。片方の基板に1.5μmのスペーサーを散布し、もう片方の基板にシール材をシールディスペンサーで塗布した。その後、基板を偏光紫外線照射方向と平行で且つアンチパラレルの状態に組み立て、熱圧着を行った。液晶は「FELIXM4851−100」(クラリアント社製)を用い、注入口上部に液晶を付着しオーブンを用いて、ネマチック相−等方相転移温度より10℃〜20℃高い温度で注入を行い、ゆっくりと常温に戻したところ、配向欠陥のないモノドメイン相が得られた。
(Example 1)
A solution of 2% by weight of Compound 1 dissolved in cyclopentanone and a solution of 1% by weight of Compound v dissolved in N-methyl-2-pyrrolidinone and 2-n-butoxyethanol (50:50 w%) were each made of ITO. Two coated glass substrates were spin-coated at 4000 rpm for 30 seconds. The substrate coated with the compound 1 solution was spin-dried in an oven at 180 ° C. for 10 minutes, and then exposed to polarized ultraviolet rays at 25 ° C. at an angle of 30 ° with respect to the substrate surface at 100 mJ / cm 2 to give the compound v solution. The spin-coated substrate was dried in an oven at 100 ° C. for 1 minute, and then exposed to polarized ultraviolet rays at 25 ° C. for 1000 mJ / cm 2 and then heated at 150 ° C. for 1 hour in a nitrogen atmosphere. A spacer of 1.5 μm was sprayed on one substrate, and a sealing material was applied to the other substrate with a seal dispenser. Thereafter, the substrate was assembled in an antiparallel state parallel to the direction of polarized ultraviolet light irradiation, and thermocompression bonding was performed. Use "FELIXM4851-100" (manufactured by Clariant) as the liquid crystal, apply the liquid crystal to the top of the injection port, and use an oven to inject at a temperature 10 ° C to 20 ° C higher than the nematic phase-isotropic phase transition temperature. When the temperature was returned to room temperature, a monodomain phase free from alignment defects was obtained.

(実施例2)
シクロペンタノンに溶解した2重量%の化合物1の溶液と日産化学工業(株)製のポリイミド「RN1199」をそれぞれITOでコーティングされた2枚のガラス基板に回転数4000rpmで30秒間スピンコーティングした。ポリイミド「RN1199」をスピンコーティングした基板については、100J/cm偏光紫外光にて露光した以外は、上記実施例1と同様にしてセルを組み、液晶を注入したところ、配向欠陥のないモノドメイン相が得られた。
(Example 2)
A solution of 2% by weight of Compound 1 dissolved in cyclopentanone and a polyimide “RN1199” manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd. were each spin-coated at a rotational speed of 4000 rpm for 30 seconds on two glass substrates coated with ITO. For a substrate coated with polyimide “RN1199”, except that the substrate was exposed to 100 J / cm 2 polarized ultraviolet light, a cell was assembled in the same manner as in Example 1 above, and liquid crystal was injected. A phase was obtained.

(比較例1)
シクロペンタノンに溶解した2重量%の化合物1の溶液をITOでコーティングされた2枚のガラス基板に回転数4000rpmで30秒間スピンコーティングした。さらに上記実施例1と同様の条件で露光乾燥し、セル組みを行ったところ、モノドメイン相は得られず、ジグザグ欠陥、ヘアピン欠陥などの配向欠陥が発生した。
(Comparative Example 1)
A solution of 2% by weight of Compound 1 dissolved in cyclopentanone was spin-coated on two glass substrates coated with ITO at a rotational speed of 4000 rpm for 30 seconds. Further, when exposure drying was performed under the same conditions as in Example 1 and cell assembly was performed, a monodomain phase was not obtained, and alignment defects such as zigzag defects and hairpin defects occurred.

(比較例2)
N−メチル−2−ピロリジノンと2−ブトキシエタノール(50:50w%)に溶解した1重量%の化合物vの溶液をITOでコーティングされた2枚のガラス基板に回転数4000rpmで30秒間スピンコーティングした。さらに上記実施例1と同様の条件で露光乾燥し、セル組みを行ったところ、モノドメイン相は得られず、ジグザグ欠陥、ヘアピン欠陥などの配向欠陥が発生した。
(Comparative Example 2)
A solution of 1% by weight of compound v dissolved in N-methyl-2-pyrrolidinone and 2-butoxyethanol (50:50 w%) was spin-coated on two glass substrates coated with ITO at a rotational speed of 4000 rpm for 30 seconds. . Further, when exposure drying was performed under the same conditions as in Example 1 and cell assembly was performed, a monodomain phase was not obtained, and alignment defects such as zigzag defects and hairpin defects occurred.

(実施例3)
シクロペンタノンに溶解した2重量%の化合物1の溶液とN−メチル−2−ピロリジノンと2−n−ブトキシエタノール(50:50w%)に溶解した1重量%の化合物iの溶液をそれぞれITOでコーティングされた2枚のガラス基板に回転数4000rpmで30秒間スピンコーティングした。化合物1の溶液をスピンコーティングした基板については、オーブンで180℃、10分間乾燥後、偏光紫外線を25℃で基板面に対して30°の角度より100mJ/cm露光し、化合物iの溶液をスピンコーティングした基板については、オーブンで100℃、1分間乾燥させた後、偏光紫外線を25℃で1000mJ/cm露光した。片方の基板に1.5μmのスペーサーを散布し、もう片方の基板にシール材をシールディスペンサーで塗布した。その後、基板を偏光紫外線照射方向と平行で且つアンチパラレルの状態に組み立て、熱圧着を行った。液晶は「R2301」(クラリアント社製)を用い、注入口上部に液晶を付着しオーブンを用いて、ネマチック相−等方相転移温度より10℃〜20℃高い温度で注入を行ない、ゆっくりと常温に戻したところ、配向欠陥のないモノドメイン相が得られた。
(Example 3)
A solution of 2% by weight of Compound 1 dissolved in cyclopentanone and a solution of 1% by weight of Compound i dissolved in N-methyl-2-pyrrolidinone and 2-n-butoxyethanol (50:50 w%) were each made of ITO. Two coated glass substrates were spin-coated at 4000 rpm for 30 seconds. The substrate coated with the compound 1 solution was spin-dried in an oven at 180 ° C. for 10 minutes, and then exposed to polarized UV light at 25 ° C. at an angle of 30 ° with respect to the substrate surface at 100 mJ / cm 2 to give the compound i solution. The spin-coated substrate was dried in an oven at 100 ° C. for 1 minute, and then exposed to polarized ultraviolet rays at 25 ° C. for 1000 mJ / cm 2 . A spacer of 1.5 μm was sprayed on one substrate, and a sealing material was applied to the other substrate with a seal dispenser. Thereafter, the substrate was assembled in an antiparallel state parallel to the direction of polarized ultraviolet light irradiation, and thermocompression bonding was performed. The liquid crystal is “R2301” (manufactured by Clariant). The liquid crystal is attached to the upper part of the injection port and injected using an oven at a temperature 10 to 20 ° C. higher than the nematic phase-isotropic phase transition temperature. As a result, a monodomain phase free from alignment defects was obtained.

(比較例3)
N−メチル−2−ピロリジノンと2−n−ブトキシエタノール(50:50w%)に溶解した2重量%の化合物iの溶液をITOでコーティングされた2枚のガラス基板に回転数4000rpmで30秒間スピンコーティングした。さらに上記の条件で乾燥し露光処理した後にセルを組み、液晶を注入したところモノドメイン相は得られず、ダブルドメインやジグザグ欠陥、ヘアピン欠陥などの配向欠陥が発生した。
(Comparative Example 3)
A solution of 2% by weight of compound i dissolved in N-methyl-2-pyrrolidinone and 2-n-butoxyethanol (50:50 w%) is spun on two glass substrates coated with ITO at a rotational speed of 4000 rpm for 30 seconds. Coated. Further, after drying and exposure processing under the above conditions, the cells were assembled and liquid crystal was injected. As a result, a monodomain phase was not obtained, and alignment defects such as double domains, zigzag defects, and hairpin defects occurred.

(実施例4)
実施例3における化合物1の替わりに化合物2を用いた以外は、実施例3と同様にしたところ、配向欠陥のないモノドメイン相が得られた。
Example 4
A monodomain phase having no alignment defect was obtained in the same manner as in Example 3 except that Compound 2 was used instead of Compound 1 in Example 3.

(実施例5)
実施例3における化合物1の替わりに化合物3を用いた以外は、実施例3と同様にしたところ、配向欠陥のないモノドメイン相が得られた。
(Example 5)
A monodomain phase having no alignment defect was obtained in the same manner as in Example 3 except that Compound 3 was used instead of Compound 1 in Example 3.

(実施例6)
実施例3における化合物1の替わりに化合物4を用いた以外は、実施例3と同様にしたところ、配向欠陥のないモノドメイン相が得られた。
(Example 6)
A monodomain phase having no alignment defect was obtained in the same manner as in Example 3 except that Compound 4 was used instead of Compound 1 in Example 3.

(実施例7)
実施例3における化合物iの替わりに化合物iiを用いた以外は、実施例3と同様にしたところ、配向欠陥のないモノドメイン相が得られた。
(Example 7)
A monodomain phase having no alignment defect was obtained in the same manner as in Example 3 except that Compound ii was used instead of Compound i in Example 3.

(実施例8)
シクロペンタノンに溶解した2重量%の化合物1の溶液とN−メチル−2−ピロリジノンと2−n−ブトキシエタノール(50:50w%)に溶解した1重量%の化合物iiiの溶液をそれぞれITOでコーティングされた2枚のガラス基板に回転数4000rpmで30秒間スピンコーティングした。化合物1の溶液をスピンコーティングした基板については、オーブンで180℃、10分間乾燥後、偏光紫外線を25℃で基板面に対して30°の角度より100mJ/cm露光し、化合物iiiの溶液をスピンコーティングした基板については、オーブンで100℃、1分間乾燥させた後、偏光紫外線を25℃で1000mJ/cm露光した後、窒素雰囲気下150℃で1時間加熱した。片方の基板に1.5μmのスペーサーを散布し、もう片方の基板にシール材をシールディスペンサーで塗布した。その後、基板を偏光紫外線照射方向と平行で且つアンチパラレルの状態に組み立て、熱圧着を行った。液晶は「R2301」(クラリアント社製)を用い、注入口上部に液晶を付着しオーブンを用いて、ネマチック相−等方相転移温度より10℃〜20℃高い温度で注入を行ない、ゆっくりと常温に戻したところ、配向欠陥のないモノドメイン相が得られた。
(Example 8)
A solution of 2% by weight of Compound 1 dissolved in cyclopentanone and a solution of 1% by weight of Compound iii dissolved in N-methyl-2-pyrrolidinone and 2-n-butoxyethanol (50:50 w%) were each made of ITO. Two coated glass substrates were spin-coated at 4000 rpm for 30 seconds. The substrate coated with the compound 1 solution was spin-dried in an oven at 180 ° C. for 10 minutes, and then exposed to polarized ultraviolet rays at 25 ° C. at an angle of 30 ° with respect to the substrate surface at 100 mJ / cm 2 to give the compound iii solution. The spin-coated substrate was dried in an oven at 100 ° C. for 1 minute, and then exposed to polarized ultraviolet rays at 25 ° C. for 1000 mJ / cm 2 and then heated at 150 ° C. for 1 hour in a nitrogen atmosphere. A spacer of 1.5 μm was sprayed on one substrate, and a sealing material was applied to the other substrate with a seal dispenser. Thereafter, the substrate was assembled in an antiparallel state parallel to the direction of polarized ultraviolet light irradiation, and thermocompression bonding was performed. The liquid crystal is “R2301” (manufactured by Clariant). The liquid crystal is attached to the upper part of the injection port and injected using an oven at a temperature 10 to 20 ° C. higher than the nematic phase-isotropic phase transition temperature. As a result, a monodomain phase free from alignment defects was obtained.

(実施例9)
実施例8における化合物iiiの替わりに化合物ivを用いた以外は、実施例8と同様にしたところ、配向欠陥のないモノドメイン相が得られた。
Example 9
A monodomain phase having no alignment defect was obtained in the same manner as in Example 8 except that Compound iv was used instead of Compound iii in Example 8.

本発明の液晶表示素子の一例を示す概略斜視図である。It is a schematic perspective view which shows an example of the liquid crystal display element of this invention. 本発明の液晶表示素子の一例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows an example of the liquid crystal display element of this invention. 強誘電性液晶分子の挙動を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the behavior of a ferroelectric liquid crystal molecule. 強誘電性液晶の印加電圧に対する透過率の変化を示したグラフである。It is the graph which showed the change of the transmittance | permeability with respect to the applied voltage of a ferroelectric liquid crystal. 強誘電性液晶の有する相系列の相違による配向欠陥の違いを示した図である。It is the figure which showed the difference in the orientation defect by the difference in the phase sequence which a ferroelectric liquid crystal has.

符号の説明Explanation of symbols

1 … 液晶層
2a、2b … 光配向膜
3a … 共通電極
3b … x電極
3c … y電極
3d … 画素電極
4a、4b … 基板
5a、5b … 偏光板
7 … TFT素子
8 … 強誘電性液晶分子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Liquid crystal layer 2a, 2b ... Photo-alignment film | membrane 3a ... Common electrode 3b ... X electrode 3c ... Y electrode 3d ... Pixel electrode 4a, 4b ... Substrate 5a, 5b ... Polarizing plate 7 ... TFT element 8 ... Ferroelectric liquid crystal molecule

Claims (17)

第1基板と、前記第1基板上に設けられた電極層と、前記電極層上に形成された第1光配向膜とを有する第1光配向処理基板、および、第2基板と、前記第2基板上に設けられた電極層と、前記電極層上に形成された第2光配向膜とを有する第2光配向処理基板を、前記第1光配向膜と前記第2光配向膜とが対向するように配置し、前記第1光配向膜と前記第2光配向膜との間に強誘電性液晶を狭持してなる液晶表示素子であって、
前記第1光配向膜および前記第2光配向膜の構成材料が相互に異なる組成を有するものであり、
前記強誘電性液晶が、降温過程においてスメクチックA相を経由してカイラルスメクチックC相を発現し、かつ、前記カイラルスメクチックC相において単安定性を示すものであることを特徴とする液晶表示素子。
A first photo-alignment processing substrate having a first substrate, an electrode layer provided on the first substrate, and a first photo-alignment film formed on the electrode layer; a second substrate; A second photo-alignment processing substrate having an electrode layer provided on two substrates and a second photo-alignment film formed on the electrode layer, wherein the first photo-alignment film and the second photo-alignment film are A liquid crystal display element that is arranged so as to face each other and sandwich a ferroelectric liquid crystal between the first photo-alignment film and the second photo-alignment film,
The constituent materials of the first photo-alignment film and the second photo-alignment film have different compositions from each other,
A liquid crystal display element, wherein the ferroelectric liquid crystal exhibits a chiral smectic C phase via a smectic A phase in a temperature lowering process and exhibits monostability in the chiral smectic C phase.
前記第1光配向膜の構成材料が、光反応を生じることにより前記光配向膜に異方性を付与する光反応型の材料であり、前記第2光配向膜の構成材料が、光異性化反応を生じることにより前記光配向膜に異方性を付与する光異性化反応性化合物を含む光異性化型の材料であることを特徴とする請求項1に記載の液晶表示素子。 The constituent material of the first photo-alignment film is a photoreactive material that imparts anisotropy to the photo-alignment film by causing a photoreaction, and the constituent material of the second photo-alignment film is photoisomerized 2. The liquid crystal display element according to claim 1, wherein the liquid crystal display element is a photoisomerization type material containing a photoisomerization reactive compound that imparts anisotropy to the photoalignment film by causing a reaction. 前記光異性化反応性化合物が、偏光方向により吸収を異にする二色性を有し、かつ、光照射により光異性化反応を生じるものであることを特徴とする請求項2に記載の液晶表示素子。 3. The liquid crystal according to claim 2, wherein the photoisomerization reactive compound has dichroism that makes absorption different depending on a polarization direction, and causes a photoisomerization reaction by light irradiation. 4. Display element. 前記光異性化反応が、シス−トランス異性化反応であることを特徴とする請求項2または請求項3に記載の液晶表示素子。 4. The liquid crystal display element according to claim 2, wherein the photoisomerization reaction is a cis-trans isomerization reaction. 前記光異性化反応性化合物が、分子内にアゾベンゼン骨格を有する化合物であることを特徴とする請求項2から請求項4までのいずれかの請求項に記載の液晶表示素子。 5. The liquid crystal display element according to claim 2, wherein the photoisomerization reactive compound is a compound having an azobenzene skeleton in a molecule. 前記光異性化反応性化合物が、下記式で表されるアゾベンゼン骨格を側鎖として有する単分子化合物であることを特徴とする請求項2から請求項5までのいずれかの請求項に記載の液晶表示素子。
Figure 2005258430
(上記式中、R21はそれぞれ独立して、ヒドロキシル基を表す。R22は、−(α−β−α)−(γ)−で表される連結基を表し、R23は、−(γ)−(α−β−α)−で表される連結基を表す。ここで、αは2価の炭化水素基を表し、βは、−O−、−CO−O−、−OCO−、−CONH−、−NHCO−、−NHCO−O−、または−OCONH−を表し、gは0〜3の整数を表す。γは、gが0のとき、二価の炭化水素基を表し、gが1〜3の整数のとき、−O−、−CO−O−、−OCO−、−CONH−、−NHCO−、−NHCO−O−、または−OCONH−を表し、hは0または1を表す。R24はそれぞれ独立して、ハロゲン原子、カルボキシル基、ハロゲン化メチル基、ハロゲン化メトキシ基、シアノ基、ニトロ基、メトキシ基、またはメトキシカルボニル基を表す。ただし、カルボキシル基はアルカリ金属と塩を形成していてもよい。R25は、それぞれ独立して、カルボキシル基、スルホ基、ニトロ基、アミノ基、またはヒドロキシル基を表す。ただし、カルボキシル基、またはスルホ基はアルカリ金属と塩を形成していてもよい。)
The liquid crystal according to any one of claims 2 to 5, wherein the photoisomerization-reactive compound is a monomolecular compound having an azobenzene skeleton represented by the following formula as a side chain. Display element.
Figure 2005258430
(In the above formula, each R 21 independently represents a hydroxyl group. R 22 represents a linking group represented by-(α-β-α) g- (γ) h- , and R 23 represents -(Γ) h- (α-β-α) g -represents a linking group, where α represents a divalent hydrocarbon group, and β represents -O-, -CO-O-. , -OCO-, -CONH-, -NHCO-, -NHCO-O-, or -OCONH-, and g represents an integer of 0 to 3. γ is a divalent hydrocarbon when g is 0. And when g is an integer of 1 to 3, it represents -O-, -CO-O-, -OCO-, -CONH-, -NHCO-, -NHCO-O-, or -OCONH-, h independently each .R 24 represents 0 or 1, a halogen atom, a carboxyl group, a halogenated methyl group, halogenated methoxy group, a cyano group A nitro group, a methoxy group or a methoxycarbonyl group. However, the carboxyl group of the alkali metal and good .R 25 also form a salt are each independently a carboxyl group, a sulfo group, a nitro group, an amino group Or a hydroxyl group, provided that a carboxyl group or a sulfo group may form a salt with an alkali metal.)
前記光異性化反応性化合物が、アゾベンゼン骨格を側鎖として有する重合性モノマーであることを特徴とする請求項2から請求項6までのいずれかの請求項に記載の液晶表示素子。 The liquid crystal display element according to any one of claims 2 to 6, wherein the photoisomerization-reactive compound is a polymerizable monomer having an azobenzene skeleton as a side chain. 前記光異性化反応性化合物が、下記式で表されるアゾベンゼン骨格を側鎖として有する重合性モノマーであることを特徴とする請求項2から請求項7までのいずれかの請求項に記載の液晶表示素子。
Figure 2005258430
(上記式中、R31はそれぞれ独立して、(メタ)アクリロイルオキシ基、(メタ)アクリルアミド基、ビニルオキシ基、ビニルオキシカルボニル基、ビニルイミノカルボニル基、ビニルイミノカルボニルオキシ基、ビニル基、イソプロペニルオキシ基、イソプロペニルオキシカルボニル基、イソプロペニルイミノカルボニル基、イソプロペニルイミノカルボニルオキシ基、イソプロペニル基、またはエポキシ基を表す。R32は、−(α−β−α)−(γ)−で表される連結基を表し、R33は、−(γ)−(α−β−α)−で表される連結基を表す。ここで、αは2価の炭化水素基を表し、βは、−O−、−CO−O−、−OCO−、−CONH−、−NHCO−、−NHCO−O−、または−OCONH−を表し、gは0〜3の整数を表す。γは、gが0のとき、二価の炭化水素基を表し、gが1〜3の整数のとき、−O−、−CO−O−、−OCO−、−CONH−、−NHCO−、−NHCO−O−、または−OCONH−を表し、hは0または1を表す。R34はそれぞれ独立して、ハロゲン原子、カルボキシル基、ハロゲン化メチル基、ハロゲン化メトキシ基、シアノ基、ニトロ基、メトキシ基、またはメトキシカルボニル基を表す。ただし、カルボキシル基はアルカリ金属と塩を形成していてもよい。R25は、それぞれ独立して、カルボキシル基、スルホ基、ニトロ基、アミノ基、またはヒドロキシル基を表す。ただし、カルボキシル基、またはスルホ基はアルカリ金属と塩を形成していてもよい。)
The liquid crystal according to any one of claims 2 to 7, wherein the photoisomerization-reactive compound is a polymerizable monomer having an azobenzene skeleton represented by the following formula as a side chain. Display element.
Figure 2005258430
(In the above formula, each R 31 is independently (meth) acryloyloxy group, (meth) acrylamide group, vinyloxy group, vinyloxycarbonyl group, vinyliminocarbonyl group, vinyliminocarbonyloxy group, vinyl group, isopropenyl. An oxy group, an isopropenyloxycarbonyl group, an isopropenyliminocarbonyl group, an isopropenyliminocarbonyloxy group, an isopropenyl group, or an epoxy group, and R 32 represents — (α-β-α) g- (γ) h. - represents a linking group represented by, R 33 represents - a represents a linking group represented here, alpha is a divalent hydrocarbon group - (γ) h - (α -β-α) g. Β represents —O—, —CO—O—, —OCO—, —CONH—, —NHCO—, —NHCO—O—, or —OCONH—, and g represents an integer of 0-3. Γ represents a divalent hydrocarbon group when g is 0, and when g is an integer of 1 to 3, —O—, —CO—O—, —OCO—, —CONH—, — NHCO-, -NHCO-O-, or -OCONH- represents h or 0 or 1. R 34 independently represents a halogen atom, a carboxyl group, a halogenated methyl group, a halogenated methoxy group, or a cyano group. , A nitro group, a methoxy group, or a methoxycarbonyl group, provided that the carboxyl group may form a salt with an alkali metal, and each R 25 independently represents a carboxyl group, a sulfo group, a nitro group, or an amino group. Represents a group or a hydroxyl group, provided that a carboxyl group or a sulfo group may form a salt with an alkali metal.)
前記第1光配向膜および前記第2光配向膜の構成材料が、光反応を生じることにより前記光配向膜に異方性を付与する光反応型の材料であることを特徴とする請求項1に記載の液晶表示素子。 2. The constituent material of the first photo-alignment film and the second photo-alignment film is a photo-reactive material that imparts anisotropy to the photo-alignment film by causing a photoreaction. The liquid crystal display element as described in. 前記第1光配向膜の構成材料が、光二量化反応を生じることにより前記光配向膜に異方性を付与する光反応型の材料であり、前記第2光配向膜の構成材料が、光分解反応を生じることにより前記光配向膜に異方性を付与する光反応型の材料であることを特徴とする請求項9に記載の液晶表示素子。 The constituent material of the first photo-alignment film is a photoreactive material that imparts anisotropy to the photo-alignment film by causing a photodimerization reaction, and the constituent material of the second photo-alignment film is photodecomposition The liquid crystal display element according to claim 9, wherein the liquid crystal display element is a photoreactive material that imparts anisotropy to the photoalignment film by causing a reaction. 前記光反応が、光二量化反応または光分解反応であることを特徴とする請求項2から請求項9までのいずれかの請求項に記載の液晶表示素子。 The liquid crystal display element according to any one of claims 2 to 9, wherein the photoreaction is a photodimerization reaction or a photodecomposition reaction. 前記光二量化反応を生じることにより前記光配向膜に異方性を付与する光反応型の材料が、ラジカル重合性の官能基を有し、かつ、偏光方向により吸収を異にする二色性を有する光二量化反応性化合物を含むことを特徴とする請求項11に記載の液晶表示素子。 The photoreactive material that imparts anisotropy to the photo-alignment film by causing the photodimerization reaction has a dichroism having a radical polymerizable functional group and different absorption depending on the polarization direction. The liquid crystal display element according to claim 11, further comprising a photodimerization reactive compound. 前記光二量化反応性化合物が、側鎖としてケイ皮酸エステル、クマリンまたはキノリンのいずれかを含む二量化反応性ポリマーであることを特徴とする請求項12に記載の液晶表示素子。 The liquid crystal display element according to claim 12, wherein the photodimerization reactive compound is a dimerization reactive polymer containing any of cinnamate, coumarin, or quinoline as a side chain. 前記光二量化反応性化合物が、下記式で表される二量化反応性ポリマーの少なくとも一つであることを特徴とする請求項12または請求項13に記載の液晶表示素子。
Figure 2005258430
The liquid crystal display element according to claim 12, wherein the photodimerization reactive compound is at least one of dimerization reactive polymers represented by the following formula.
Figure 2005258430
前記強誘電性液晶が単一相を構成するものであることを特徴とする請求項1から請求項14までのいずれかの請求項に記載の液晶表示素子。 The liquid crystal display element according to any one of claims 1 to 14, wherein the ferroelectric liquid crystal constitutes a single phase. 薄膜トランジスタを用いたアクティブマトリックス方式により駆動させるものであることを特徴とする請求項1から請求項15までのいずれかの請求項に記載の液晶表示素子。 16. The liquid crystal display element according to claim 1, wherein the liquid crystal display element is driven by an active matrix system using a thin film transistor. フィールドシーケンシャルカラー方式により駆動させるものであることを特徴とする請求項1から請求項16までのいずれかの請求項に記載の液晶表示素子。
The liquid crystal display element according to any one of claims 1 to 16, wherein the liquid crystal display element is driven by a field sequential color system.
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