JP3301960B2 - Liquid crystal alignment film, method for manufacturing liquid crystal alignment film, liquid crystal display device, and method for manufacturing liquid crystal display device - Google Patents

Liquid crystal alignment film, method for manufacturing liquid crystal alignment film, liquid crystal display device, and method for manufacturing liquid crystal display device

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JP3301960B2
JP3301960B2 JP8711098A JP8711098A JP3301960B2 JP 3301960 B2 JP3301960 B2 JP 3301960B2 JP 8711098 A JP8711098 A JP 8711098A JP 8711098 A JP8711098 A JP 8711098A JP 3301960 B2 JP3301960 B2 JP 3301960B2
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尚子 武部
小川  一文
忠 大竹
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    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y30/00Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To produce a liquid crystal alignment film having high density, good uniformity and excellent orientation stability. SOLUTION: A substrate 1 having an inorg. siloxane polymer film 3 formed on the surface of the electrode side is prepared, and the polymer film 3 is brought into contact with a silane-based surfactant containing straight carbon chains or straight siloxane bonding chains and photosensitive groups 7a to cause chemical reaction. Therefore, one end of the surfactant molecule is chemically bonded to the surface of the polymer film 3 to form a monomolecular coating film. Then the film is cleaned with a nonwater org. solvent, and the substrate 1 is drawn as tilted in a specified direction from the cleaning liquid to dewater the liquid and dried. Thus, the molecules are oriented in the dewatering direction. Then the film is irradiated with polarized UV rays 11 according to the pattern to produce a liquid crystal alignment film 71, 73.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶配向膜、液晶
配向膜の製造方法、液晶表示装置及び液晶表示装置の製
造方法に関する。さらに詳しくは、例えば、テレビジョ
ン(TV)画像やコンピュータ画像等を表示する液晶を
用いた平面表示パネルに使用する液晶配向膜、液晶配向
膜の製造方法、液晶表示装置及び液晶表示装置の製造方
法に関する。
The present invention relates to a liquid crystal alignment film, a method for manufacturing a liquid crystal alignment film, a liquid crystal display device, and a method for manufacturing a liquid crystal display device. More specifically, for example, a liquid crystal alignment film used for a flat display panel using a liquid crystal for displaying a television (TV) image, a computer image, and the like, a method of manufacturing the liquid crystal alignment film, a liquid crystal display device, and a method of manufacturing the liquid crystal display device About.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、カラー液晶表示パネルは、マトリ
ックス状に配置された対向する電極が形成された二つの
基板の間に、ポリビニルアルコールやポリイミド溶液等
をスピナー等で回転塗布して形成した液晶配向膜を介し
て液晶を封入した装置が一般的であった。
2. Description of the Related Art Conventionally, a color liquid crystal display panel is formed by spin-coating a polyvinyl alcohol, a polyimide solution or the like with a spinner or the like between two substrates having opposed electrodes arranged in a matrix. A device in which liquid crystal is sealed through an alignment film has been generally used.

【0003】前記装置としては、以下に示すようにして
作製されるデバイスが一般的によく知られている。例え
ば、予め第1のガラス基板上に画素電極を有する薄膜ト
ランジスタ(TFT)アレイが形成されたものと、第2
のガラス基板上に複数個の赤青緑のカラーフィルターと
共通透明電極とがこの順序で積層形成されたものとを用
意する。そして、それぞれの電極側表面にポリビニルア
ルコールやポリイミド溶液等をスピナーを用いて塗布し
て被膜を形成した後、ラビングを行なって液晶配向膜を
形成する。前記両基板をスペーサーを介して一定のギャ
ップを保つ状態で組み立て接着固定した後、液晶(ツイ
ストネマティック(TN)等)を注入してパネル構造を
形成する。そして、前記パネルの裏表に偏光板を設置
し、裏面よりバックライトを照射しながら、TFTを動
作させることによって、カラー画像を表示させることが
できる。
As the apparatus, a device manufactured as described below is generally well known. For example, a thin film transistor (TFT) array having pixel electrodes formed on a first glass substrate in advance,
A plurality of red-blue-green color filters and a common transparent electrode laminated in this order on the glass substrate are prepared. Then, a polyvinyl alcohol or polyimide solution or the like is applied to each electrode side surface using a spinner to form a film, and then rubbing is performed to form a liquid crystal alignment film. After assembling and fixing the two substrates via a spacer while maintaining a certain gap, a liquid crystal (twisted nematic (TN) or the like) is injected to form a panel structure. Then, by installing a polarizing plate on the front and back of the panel and operating the TFT while irradiating the backlight from the back, a color image can be displayed.

【0004】従来の液晶配向膜の作成は、先に述べたよ
うに、ポリビニルアルコールやポリイミド等を有機溶媒
に溶解させ、これを回転塗布法等により基板に塗布し被
膜を形成した後、フェルト布等を用いてラビングを行な
う、いわゆるラビング方法が用いられていた。しかし、
この方法では、表面段差部や大面積パネル(例えば14
インチディスプレイ)では、液晶配向膜の均一性が悪い
という問題があった。また、ラビングを行うためTFT
に欠陥が生じたり、ラビングすることにより発生するゴ
ミが表示欠陥を生じる原因にもなっていた。そこで現
在、液晶配向膜の作成には、シラン系界面活性剤を基板
表面に結合させ、且つパターン状に配向させる、いわゆ
るラビングフリー方法が検討されている。しかしなが
ら、この液晶配向膜の作製は、基板表面の親水性に依存
するためSiN3膜や酸化インジウム膜(ITO膜)と
いった疎水性の基板表面においては形成することが困難
であった。
As described above, a conventional liquid crystal alignment film is formed by dissolving polyvinyl alcohol, polyimide, or the like in an organic solvent, applying the solution to a substrate by a spin coating method or the like to form a film, and then applying a felt cloth. A so-called rubbing method has been used in which rubbing is performed by using such a method. But,
In this method, a surface step or a large area panel (for example, 14
Inch display), there is a problem that the uniformity of the liquid crystal alignment film is poor. Also, TFT for rubbing
Of the display, and dust generated by rubbing also causes display defects. Therefore, at present, a so-called rubbing-free method for binding a silane-based surfactant to the substrate surface and aligning it in a pattern is being studied for the preparation of a liquid crystal alignment film. However, since the production of the liquid crystal alignment film depends on the hydrophilicity of the substrate surface, it is difficult to form the liquid crystal alignment film on a hydrophobic substrate surface such as a SiN 3 film or an indium oxide film (ITO film).

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明の目的
は、液晶配向膜を構成する分子が高密度であり、均一性
が良く、前記分子の配向安定性に優れた、ラビングを行
わずに形成される液晶配向膜、液晶配向膜の製造方法、
液晶表示装置及び液晶表示装置の製造方法を提供するこ
とである。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a liquid crystal alignment film having a high density, a high uniformity, a high alignment stability of the molecules, and a rubbing process. Liquid crystal alignment film to be formed, method for manufacturing liquid crystal alignment film,
An object of the present invention is to provide a liquid crystal display device and a method of manufacturing the liquid crystal display device.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明の液晶配向膜は、基板の電極側表面に形成さ
れる単分子膜状の被膜であり、前記電極側表面上に無機
シロキサンポリマー膜を介して形成され、前記被膜を構
成する分子の一端が前記ポリマー膜表面に化学結合して
いるという構成を有する。
In order to achieve the above object, the liquid crystal alignment film of the present invention is a monomolecular film formed on the electrode side surface of a substrate, and an inorganic siloxane film is formed on the electrode side surface. It has a configuration in which one end of a molecule formed through a polymer film and constituting the coating film is chemically bonded to the surface of the polymer film.

【0007】このように、本発明の液晶配向膜は、ラビ
ングを行うことなく形成することができ、前記基板上に
前記ポリマー膜を介して形成されているため、従来の液
晶配向膜に比べて、前記液晶配向膜を構成する分子が高
密度に前記ポリマー膜に化学結合しており、均一性がよ
く、また前記分子の配向規制力の安定性が優れている。
なお、本発明において、単分子膜状の被膜(以下「単分
子膜」ともいう)とは、いわゆる単分子膜の他に、大部
分が単分子膜であるが部分的に分子が積層している被膜
も含む。
As described above, the liquid crystal alignment film of the present invention can be formed without performing rubbing, and is formed on the substrate via the polymer film. The molecules constituting the liquid crystal alignment film are chemically bonded to the polymer film at a high density, the uniformity is good, and the stability of the alignment regulating force of the molecules is excellent.
In the present invention, a monomolecular film (hereinafter also referred to as a “monomolecular film”) is a so-called monomolecular film, most of which is a monomolecular film, but is formed by partially laminating molecules. Including coatings.

【0008】本発明の液晶配向膜において、前記単分子
膜状の被膜を構成する化学結合した分子が、一方向に配
向し、前記分子同士が重合していることが好ましい。
In the liquid crystal alignment film of the present invention, it is preferable that chemically bonded molecules constituting the monomolecular film are aligned in one direction, and the molecules are polymerized.

【0009】本発明の液晶配向膜において、前記単分子
膜状の被膜を構成する化学結合した分子が、パターン状
に異なる複数の方向に配向し、前記化学結合した分子同
士が重合していることが好ましい。前記パターン状に配
向するとは、例えば、パターン状に二方向に配向する場
合、一つの画素内を二分割し、一方の配向方向を0゜方
向とした時、他の配向方向を前記配向方向に対して18
0゜にする場合等がある。
In the liquid crystal alignment film of the present invention, the chemically bonded molecules constituting the monomolecular film are oriented in a plurality of different directions in a pattern, and the chemically bonded molecules are polymerized. Is preferred. The orientation in the pattern shape means, for example, in the case of orientation in two directions in a pattern shape, one pixel is divided into two, and one orientation direction is set to 0 ° direction, and the other orientation direction is set to the orientation direction. 18 for
For example, it may be 0 °.

【0010】本発明の液晶配向膜において、前記単分子
膜状の被膜を構成する化学結合した分子が、感光性基
と、直鎖状炭素鎖または直鎖状シロキサン結合鎖と、ケ
イ素とを含み、前記化学結合した分子同士が前記感光性
基部で重合していることが好ましい。このように前記分
子同士が前記感光性基部で重合することにより、前記単
分子膜の配向安定性が優れる。
In the liquid crystal alignment film of the present invention, the chemically bonded molecules constituting the monomolecular film include a photosensitive group, a linear carbon chain or a linear siloxane bonded chain, and silicon. Preferably, the chemically bonded molecules are polymerized at the photosensitive base. By polymerizing the molecules at the photosensitive base in this way, the alignment stability of the monomolecular film is excellent.

【0011】本発明の液晶配向膜において、前記単分子
膜状の被膜が、化学結合した長さの異なる複数種の分子
で構成され、前記化学結合した分子のうち少なくとも一
種類の分子が感光性基を含み、前記複数種の分子が所定
の方向に配向し、かつ前記化学結合した分子同士が前記
感光性基部で重合することにより前記配向が固定されて
いることが好ましい。前記分子により前記単分子膜が構
成されることにより、前記単分子膜が、液晶分子の配向
角度を制御でき、また重合しているため配向安定性に優
れる。
In the liquid crystal alignment film of the present invention, the monomolecular film is composed of a plurality of chemically bonded molecules of different lengths, and at least one of the chemically bonded molecules is photosensitive. It is preferable that the molecules include a group, the plurality of types of molecules are oriented in a predetermined direction, and the orientation is fixed by polymerizing the chemically bonded molecules at the photosensitive base. When the monomolecular film is composed of the molecules, the monomolecular film can control the alignment angle of liquid crystal molecules, and is excellent in alignment stability because it is polymerized.

【0012】本発明の液晶配向膜において、前記単分子
膜状の被膜を構成する長さの異なる複数種の化学結合し
た分子が、直鎖状炭素鎖または直鎖状シロキサン結合鎖
を含み、前記分子の長さが前記炭素鎖または前記シロキ
サン結合鎖により制御され、かつ前記分子の混合比を変
えることによりまたは相対的に短い分子の長さを変える
ことにより、最も長い前記分子の基板に対する傾きが一
定の角度に制御されていることが好ましい。
In the liquid crystal alignment film of the present invention, the plurality of chemically bonded molecules having different lengths constituting the monomolecular film include a linear carbon chain or a linear siloxane bonded chain, The length of the molecule is controlled by the carbon chain or the siloxane bond chain, and by changing the mixing ratio of the molecule or by changing the length of the relatively short molecule, the inclination of the longest molecule relative to the substrate is reduced. It is preferable that the angle is controlled to be constant.

【0013】本発明の液晶配向膜において、前記単分子
膜状の被膜を構成する化学結合した分子が、その末端に
ケイ素を含むことが好ましい。これにより前記単分子膜
は、高い耐剥離性を有することができる。
In the liquid crystal alignment film of the present invention, it is preferable that the chemically bonded molecules constituting the monomolecular film include silicon at its terminal. Thereby, the monomolecular film can have high peeling resistance.

【0014】次に、本発明の液晶配向膜の製造方法は、
電極側表面上に無機シロキサンポリマー膜が形成された
基板を準備し、直鎖状炭素鎖または直鎖状シロキサン結
合鎖と感光性基とを含むシラン系界面活性剤を前記ポリ
マー膜に接触させて化学反応を生起させることにより前
記界面活性剤分子の一端を前記ポリマー膜表面に化学結
合させて、単分子膜状の被膜を形成する工程を有する。
この製造方法によれば、前記基板上に前もって前記ポリ
マー膜が形成されているため、前記基板上の親水性が向
上しており、液晶配向膜が形成され易い。このため、ラ
ビング法によらず、液晶配向膜を構成する分子が高密度
であり、均一性に優れた液晶配向膜を得ることができ
る。
Next, the method for producing a liquid crystal alignment film of the present invention is as follows.
Prepare a substrate having an inorganic siloxane polymer film formed on the electrode side surface, and contact a silane surfactant containing a linear carbon chain or a linear siloxane bond chain and a photosensitive group with the polymer film. A step of chemically bonding one end of the surfactant molecule to the surface of the polymer film by causing a chemical reaction to form a monomolecular film.
According to this manufacturing method, since the polymer film is formed on the substrate in advance, the hydrophilicity on the substrate is improved, and the liquid crystal alignment film is easily formed. Therefore, regardless of the rubbing method, it is possible to obtain a liquid crystal alignment film having a high density of molecules constituting the liquid crystal alignment film and excellent uniformity.

【0015】本発明の液晶配向膜の製造方法において、
無機クロロシラン剤を用いて前記無機シロキサンポリマ
ー膜を形成することが好ましい。
In the method for producing a liquid crystal alignment film according to the present invention,
Preferably, the inorganic siloxane polymer film is formed using an inorganic chlorosilane agent.

【0016】本発明の液晶配向膜の製造方法において、
前記シラン系界面活性剤分子の一端を前記無機シロキサ
ンポリマー膜に化学結合させた後、非水系有機溶媒を用
いて洗浄し、所定の方向に基板を向けた状態で洗浄液か
ら引き上げ、液切り乾燥することにより前記化学結合し
た界面活性剤分子を前記液切り方向に配向させた後、こ
れにパターン状の偏光を照射する工程を有することが好
ましい。前記製造方法によれば、前記液晶配向膜を構成
する分子が所定の方向に配向され、かつ前記分子同士が
重合することにより前記配向が固定された液晶配向膜を
得ることができる。
In the method for producing a liquid crystal alignment film according to the present invention,
After one end of the silane-based surfactant molecule is chemically bonded to the inorganic siloxane polymer film, it is washed with a non-aqueous organic solvent, pulled up from the washing liquid with the substrate oriented in a predetermined direction, and drained and dried. It is preferable that the method further includes a step of irradiating the chemically bonded surfactant molecules in the liquid draining direction, and then irradiating the molecules with patterned polarized light. According to the manufacturing method, it is possible to obtain a liquid crystal alignment film in which the molecules constituting the liquid crystal alignment film are aligned in a predetermined direction, and the alignment is fixed by polymerization of the molecules.

【0017】また、前記工程を少なくとも二回以上行う
ことも好ましい。この製造方法によれば、前記液晶配向
膜を構成する分子が、パターン状に異なる複数の方向に
配向され、前記分子同士が重合された液晶配向膜を得る
ことができる。
It is also preferable to carry out the above step at least twice. According to this manufacturing method, it is possible to obtain a liquid crystal alignment film in which molecules constituting the liquid crystal alignment film are aligned in a plurality of different directions in a pattern, and the molecules are polymerized.

【0018】また、本発明の液晶配向膜の製造方法にお
いて、さらにパターン状の偏光照射を少なくとも二回以
上行うことも好ましい。
Further, in the method for producing a liquid crystal alignment film of the present invention, it is preferable that irradiation of polarized light in a pattern is performed at least twice or more.

【0019】本発明の液晶配向膜の製造方法において、
前記無機クロロシラン剤として、下記の一般式(1)で
表される無機クロロシラン剤を用いることが好ましい。 Cl(SiCl2O)n−SiCl3 ・・・(1) 前記一般式(1)において、前記nは、0、1、2また
は3である。また、前記一般式(1)で表される前記無
機クロロシラン剤を二種類以上用いることも好ましい。
In the method for producing a liquid crystal alignment film according to the present invention,
It is preferable to use an inorganic chlorosilane agent represented by the following general formula (1) as the inorganic chlorosilane agent. Cl (SiCl 2 O) n-SiCl 3 (1) In the general formula (1), n is 0, 1, 2, or 3. It is also preferable to use two or more kinds of the inorganic chlorosilane agents represented by the general formula (1).

【0020】本発明の液晶配向膜の製造方法において、
前記シラン系界面活性剤として、分子の長さの異なる二
種類以上のシラン系界面活性剤を混合して用い、前記二
種類以上のシラン系界面活性剤の混合比を変えることに
より、化学結合した最も長いシラン系界面活性剤分子の
基板に対する傾きを一定の角度に制御することが好まし
い。
In the method for producing a liquid crystal alignment film according to the present invention,
As the silane-based surfactant, two or more kinds of silane-based surfactants having different molecular lengths were mixed and used, and the chemical bonding was performed by changing a mixing ratio of the two or more silane-based surfactants. It is preferable to control the inclination of the longest silane-based surfactant molecule with respect to the substrate to a certain angle.

【0021】本発明の液晶配向膜の製造方法において、
前記シラン系界面活性剤が、感光性基と、直鎖状炭素鎖
及び直鎖状シロキサン結合鎖の少なくとも一つの鎖と、
クロロシリル基、アルコキシシリル基及びイソシアネー
トシリル基からなる群から選択される少なくとも一つの
基とを含むことが好ましい。
In the method for producing a liquid crystal alignment film according to the present invention,
The silane-based surfactant has a photosensitive group, at least one of a linear carbon chain and a linear siloxane bonding chain,
It preferably contains at least one group selected from the group consisting of a chlorosilyl group, an alkoxysilyl group and an isocyanatesilyl group.

【0022】本発明の液晶配向膜の製造方法において、
前記直鎖状炭素鎖及び直鎖状シロキサン結合鎖の少なく
とも一つの鎖の長さを変えることにより、化学結合した
前記シラン系界面活性剤分子の分子長を変化させ、化学
結合した最も長いシラン系界面活性剤分子の基板に対す
る傾きを制御することが好ましい。
In the method for producing a liquid crystal alignment film of the present invention,
By changing the length of at least one of the linear carbon chain and the linear siloxane-bonded chain, the molecular length of the chemically bonded silane-based surfactant molecule is changed, and the longest chemically bonded silane-based It is preferable to control the inclination of the surfactant molecules with respect to the substrate.

【0023】本発明の液晶配向膜の製造方法において、
前記直鎖状炭素鎖または直鎖状シロキサン結合鎖の末端
もしくは一部が、トリフルオロメチル基、メチル基、ビ
ニル基、アリル基、エチニル基、フェニル基、アリール
基、ハロゲン基、アルコキシ基、シアノ基、アミノ基、
水酸基、カルボニル基、エステル基及びカルボキシル基
からなる群から選択される少なくとも一つの基を含むこ
とが好ましい。これにより、さらに広範囲に液晶分子の
プレチルト角を制御することができる。
In the method for producing a liquid crystal alignment film of the present invention,
The terminal or a part of the linear carbon chain or the linear siloxane bonding chain has a trifluoromethyl group, a methyl group, a vinyl group, an allyl group, an ethynyl group, a phenyl group, an aryl group, a halogen group, an alkoxy group, a cyano group. Group, amino group,
It preferably contains at least one group selected from the group consisting of a hydroxyl group, a carbonyl group, an ester group and a carboxyl group. As a result, the pretilt angle of the liquid crystal molecules can be controlled over a wider range.

【0024】本発明の液晶配向膜の製造方法において、
前記非水系有機溶媒が、アルキル基、フッ化炭素基、塩
化炭素基及びシロキサン基からなる群から選択される少
なくとも一つの基を含むことが好ましい。前記有機溶媒
を用いることにより、汚れのない液晶配向膜を提供でき
る。
In the method for producing a liquid crystal alignment film according to the present invention,
It is preferable that the non-aqueous organic solvent contains at least one group selected from the group consisting of an alkyl group, a fluorocarbon group, a carbon chloride group and a siloxane group. By using the organic solvent, a liquid crystal alignment film without contamination can be provided.

【0025】次に、本発明の液晶表示装置は、二つの対
向する基板の間に、液晶配向膜を介して液晶が挟持さ
れ、少なくとも一つの前記基板の電極側表面に前記液晶
配向膜が無機シロキサンポリマー膜を介して形成され、
前記液晶配向膜は、これを構成する化学結合した分子同
士が重合した単分子膜状の被膜であり、前記分子の一端
が前記ポリマー膜に化学結合している。
Next, in the liquid crystal display device of the present invention, the liquid crystal is sandwiched between two opposing substrates via a liquid crystal alignment film, and the liquid crystal alignment film is formed on at least one of the substrates on the electrode side. Formed through a siloxane polymer film,
The liquid crystal alignment film is a monomolecular film in which chemically bonded molecules constituting the liquid crystal alignment film are polymerized, and one end of the molecule is chemically bonded to the polymer film.

【0026】本発明の液晶表示装置において、電極を備
える二つの対向する基板のそれぞれの電極側表面に、無
機シロキサンポリマー膜が形成され、これを介して単分
子膜状の液晶配向膜がそれぞれ形成されていることが好
ましい。この液晶表示装置は、表示特性に優れる。
In the liquid crystal display device of the present invention, an inorganic siloxane polymer film is formed on each of the electrode-side surfaces of two opposing substrates provided with electrodes, and a monomolecular liquid crystal alignment film is formed through each of the inorganic siloxane polymer films. It is preferred that This liquid crystal display device has excellent display characteristics.

【0027】本発明の液晶表示装置において、液晶配向
膜が、パターン状に異なる配向で形成されており、前記
液晶配向膜に接触する液晶分子の配向方向またはチルト
角が、パターン毎に制御されているマルチドメイン型液
晶表示装置であることが好ましい。
In the liquid crystal display device of the present invention, the liquid crystal alignment films are formed with different orientations in a pattern, and the alignment direction or tilt angle of the liquid crystal molecules in contact with the liquid crystal alignment film is controlled for each pattern. It is preferable to use a multi-domain liquid crystal display device.

【0028】本発明の液晶表示装置において、対向する
電極が、片方の基板表面に形成されているインプレーン
スイッチング(IPS)型液晶表示装置であることが好
ましい。この液晶表示装置は、視野角特性に優れる。
In the liquid crystal display device of the present invention, it is preferable that the opposing electrode is an in-plane switching (IPS) type liquid crystal display device formed on one substrate surface. This liquid crystal display device has excellent viewing angle characteristics.

【0029】次に、本発明の液晶表示装置の製造方法
は、マトリックス状に載置された第1の電極群を備える
第1の基板の電極側表面に無機シロキサンポリマー膜を
形成した後、直鎖状炭素鎖または直鎖状シロキサン結合
鎖と感光性基とを含むシラン系界面活性剤を前記ポリマ
ー膜に接触させ、前記界面活性剤分子と前記ポリマー膜
表面とを化学反応させることにより前記界面活性剤分子
の一端を前記ポリマー膜表面に化学結合させて単分子膜
状の被膜を形成する工程と、前記第1の電極群を備える
第1の基板と第2の基板、または前記第1の電極群を備
える第1の基板と第2の電極もしくは電極群を備える第
2の基板とをそれぞれの電極側表面を内側にして所定の
間隙を保った状態で対向させて接着固定し、前記第1と
第2の基板との間に液晶組成物を注入する工程とを有す
る。
Next, according to the method of manufacturing a liquid crystal display device of the present invention, an inorganic siloxane polymer film is formed on the electrode side surface of a first substrate having a first electrode group placed in a matrix, A silane-based surfactant containing a linear carbon chain or a linear siloxane bond chain and a photosensitive group is brought into contact with the polymer film, and the surfactant molecule is chemically reacted with the polymer film surface to form the interface. A step of chemically bonding one end of an activator molecule to the surface of the polymer film to form a monomolecular film, a first substrate and a second substrate provided with the first electrode group, or the first substrate; The first substrate provided with the electrode group and the second substrate provided with the second electrode or the electrode group are adhered and fixed by facing each other with the respective electrode-side surfaces being inside with a predetermined gap therebetween, and Between the first and second substrates And a step of injecting the eutectic composition.

【0030】本発明の液晶表示装置の製造方法におい
て、先の液晶配向膜の製造方法と同様に、無機クロロシ
ラン剤を用いて前記無機シロキサンポリマー膜を形成す
ることが好ましい。
In the method of manufacturing a liquid crystal display device according to the present invention, it is preferable to form the inorganic siloxane polymer film using an inorganic chlorosilane agent, as in the method of manufacturing the liquid crystal alignment film.

【0031】本発明の液晶表示装置の製造方法におい
て、前記シラン系界面活性剤分子の一端を前記無機シロ
キサンポリマー膜に化学結合させた後、非水系有機溶媒
を用いて洗浄し、所定の方向に基板を向けた状態で洗浄
液から引き上げ、液切り乾燥することにより前記化学結
合した界面活性剤分子を前記液切り方向に配向させる工
程を有することが好ましい。
In the method of manufacturing a liquid crystal display device according to the present invention, one end of the silane-based surfactant molecule is chemically bonded to the inorganic siloxane polymer film, and then washed with a non-aqueous organic solvent, and It is preferable that the method further includes a step of pulling out the cleaning liquid with the substrate facing and draining and drying the liquid so as to orient the chemically bonded surfactant molecules in the liquid draining direction.

【0032】本発明の液晶表示装置の製造方法におい
て、化学結合したシラン系界面活性剤分子を液切り方向
に配向させた後、パターン状の偏光を複数回照射するこ
とにより、前記単分子膜状の被膜を構成する前記化学結
合した界面活性剤分子を二箇所以上で異なる方向に配向
させる工程を有するマルチドメイン型液晶表示装置の製
造方法であることが好ましい。
In the method of manufacturing a liquid crystal display device according to the present invention, the silane-based surfactant molecules that are chemically bonded are oriented in a draining direction, and then irradiated with patterned polarized light a plurality of times to form the monomolecular film. Preferably, the method is a method for manufacturing a multi-domain liquid crystal display device, which comprises a step of orienting the chemically bonded surfactant molecules constituting the coating film in two or more places in different directions.

【0033】本発明の液晶表示装置の製造方法におい
て、第1の電極群を備える第1の基板及び第2の電極ま
たは電極群を備える第2の基板の各表面の液晶配向膜
を、各ドメインにおいて45〜110゜または180〜
270゜ねじれ配向するように形成するツイストネマテ
ィック(TN)型またはスーパーツイストネマティック
(STN)型マルチドメイン液晶表示装置の製造方法で
あることが好ましい。これにより視野角特性に優れた装
置を提供できる。
In the method of manufacturing a liquid crystal display device according to the present invention, the liquid crystal alignment film on each surface of the first substrate provided with the first electrode group and the second substrate provided with the second electrode or the electrode group is formed by each domain. 45-110 ° or 180-
It is preferable to use a method for manufacturing a twisted nematic (TN) type or super twisted nematic (STN) type multi-domain liquid crystal display device formed to have a 270 ° twist alignment. This makes it possible to provide a device having excellent viewing angle characteristics.

【0034】本発明の液晶表示装置の製造方法におい
て、対向する電極が片方の基板表面に形成されているI
PS型TFTアレイ基板を第1の電極群を有する第1の
基板として用いるIPS型液晶表示装置の製造方法であ
ることが好ましい。これにより、視野角特性に優れた液
晶表示装置を提供できる。
In the method of manufacturing a liquid crystal display device according to the present invention, the opposing electrodes are formed on one substrate surface.
It is preferable that the method is a method for manufacturing an IPS-type liquid crystal display device using a PS-type TFT array substrate as a first substrate having a first electrode group. Thus, a liquid crystal display device having excellent viewing angle characteristics can be provided.

【0035】本発明の液晶表示装置の製造方法におい
て、前記無機シロキサンポリマー膜を形成する際に、前
記無機クロロシラン剤を含有する有機溶媒を基板表面に
塗布し、前記有機溶媒を蒸発させた後水と反応させるこ
とが好ましい。
In the method of manufacturing a liquid crystal display device according to the present invention, when forming the inorganic siloxane polymer film, an organic solvent containing the inorganic chlorosilane agent is applied to the substrate surface, and the organic solvent is evaporated. Is preferably reacted.

【0036】[0036]

【発明の実施の形態】本発明の液晶配向膜は、例えば、
以下に示すようにして製造できる。まず、電極側表面上
に無機シロキサンポリマー膜が形成された基板を準備
し、直鎖状炭素鎖または直鎖状シロキサン結合鎖と感光
性基とを含むシラン系界面活性剤を前記ポリマー膜に接
触させて化学反応を生起させることにより前記界面活性
剤分子の一端を前記ポリマー膜表面に化学結合させて、
単分子膜を形成する。そして、前記分子の一端を前記ポ
リマー膜表面に化学結合させた後、形成した前記単分子
膜を非水系有機溶媒を用いて洗浄し、所定の方向に基板
を向けた状態で洗浄液から引き上げ、液切り乾燥するこ
とにより前記分子を前記液切り方向に配向させた後、こ
れにパターン状の偏光を照射する工程を行う。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The liquid crystal alignment film of the present invention is, for example,
It can be manufactured as shown below. First, a substrate having an inorganic siloxane polymer film formed on the electrode side surface is prepared, and a silane-based surfactant containing a linear carbon chain or a linear siloxane bond chain and a photosensitive group is brought into contact with the polymer film. Causing a chemical reaction to cause one end of the surfactant molecule to chemically bond to the polymer membrane surface,
Form a monolayer. Then, after one end of the molecule is chemically bonded to the surface of the polymer film, the formed monomolecular film is washed using a non-aqueous organic solvent, pulled up from the washing solution with the substrate oriented in a predetermined direction, and After the molecules are oriented in the draining direction by cutting and drying, a step of irradiating the molecules with patterned polarized light is performed.

【0037】前記工程は、前記単分子膜を構成する分子
を所定の方向に配向させ、前記分子同士を重合させるた
めのものである。前記配向は、パターン状に異なる複数
の方向に行うことが好ましく、特に好ましくは異なる2
〜4方向である。パターン状に異なる複数の方向に配向
させる方法としては、以下に示す二つの方法ある。一方
は、前記工程を2回以上行う方法であり、2〜4回行う
ことが好ましい。他方は、前記引き上げ液切り乾燥を1
回行うのに対して、前記パターン状の偏光照射を2回以
上行う方法であり、前記偏光照射は、2〜4回行うこと
が好ましい。これらの工程を行うことにより、前記単分
子膜を構成する分子がパターン状に異なる複数方向に配
向され、さらに前記分子同士が重合することにより前記
配向が固定された、配向安定性に優れた高性能である液
晶配向膜を得ることができる。また、前記引き上げ液切
り乾燥及びパターン状の偏光照射をそれぞれ1回行う場
合、前記分子が一方向に配向された高品質の液晶配向膜
を得ることができる。
The above step is for orienting molecules constituting the monomolecular film in a predetermined direction and polymerizing the molecules. The orientation is preferably performed in a plurality of directions different from each other in a pattern, particularly preferably different directions.
4 directions. The following two methods are used as a method for orienting in a plurality of different directions in a pattern. One is a method in which the above step is performed two or more times, and it is preferable to perform the step two to four times. On the other hand, 1
This is a method in which the pattern-like polarized light irradiation is performed two or more times, whereas the polarized light irradiation is preferably performed two to four times. By performing these steps, the molecules constituting the monomolecular film are oriented in a plurality of different directions in a pattern, and the orientation is fixed by further polymerizing the molecules. A liquid crystal alignment film having high performance can be obtained. In addition, in the case where the lifting liquid drainage drying and the pattern-shaped polarized light irradiation are each performed once, a high-quality liquid crystal alignment film in which the molecules are aligned in one direction can be obtained.

【0038】前記シラン系界面活性剤としては、先に述
べたように、感光性基と、直鎖状炭素鎖及び直鎖状シロ
キサン結合鎖から選択される少なくとも一つの鎖と、ク
ロロシリル基、アルコキシシリル基及びイソシアネート
シリル基から選択される少なくとも一つの基とを含むシ
ラン系界面活性剤を用いることが好ましい。前記感光性
基としては、例えば、シンナモイル基、カルコン基、メ
タクリロイル基等があげられる。
As described above, the silane-based surfactant includes a photosensitive group, at least one chain selected from a linear carbon chain and a linear siloxane bond chain, a chlorosilyl group, It is preferable to use a silane-based surfactant containing at least one group selected from a silyl group and an isocyanatesilyl group. Examples of the photosensitive group include a cinnamoyl group, a chalcone group, and a methacryloyl group.

【0039】先に述べたように、前記シラン系界面活性
剤として、分子の長さが異なる二種類以上のシラン系界
面活性剤を混合して用い、前記二種類以上のシラン系界
面活性剤の混合比を変えることにより、最も長いシラン
系界面活性剤の基板に対する傾きを一定の角度に制御す
ることが好ましい。前記混合比(重量比)は、それらの
分子長に応じて適宜決定されるが、例えば、最も分子が
長い界面活性剤:最も分子が短い界面活性剤=10:1
〜1:10の重量比の範囲で混合することが好ましい。
前記角度は、前記基板に対して0〜30゜または80〜
90゜が好ましい。また、先に述べたように、前記直鎖
状炭素鎖及び直鎖状シロキサン結合鎖から選ばれる少な
くとも一つの分子鎖の長さを変えることで、分子長を変
化させ、最も長い分子の基板に対する傾きを制御するこ
とも好ましい。
As described above, a mixture of two or more silane-based surfactants having different molecular lengths is used as the silane-based surfactant. It is preferable to control the inclination of the longest silane-based surfactant with respect to the substrate to a constant angle by changing the mixing ratio. The mixing ratio (weight ratio) is appropriately determined according to their molecular length. For example, the surfactant having the longest molecule: the surfactant having the shortest molecule = 10: 1.
It is preferable to mix in a weight ratio range of 1 : 1: 10.
The angle is 0 to 30 degrees or 80 to the substrate.
90 ° is preferred. Further, as described above, by changing the length of at least one molecular chain selected from the linear carbon chain and the linear siloxane bond chain, the molecular length is changed, and the longest molecule with respect to the substrate is changed. It is also preferable to control the inclination.

【0040】先に述べたように、本発明の液晶配向膜
は、前記単分子膜を構成する長さの異なる複数種の分子
が、直鎖状炭素鎖または直鎖状シロキサン結合鎖を含
み、前記分子の長さが前記炭素鎖または前記シロキサン
結合鎖により制御され、かつ前記分子の混合比を変える
ことにより、最も長い分子の基板に対する傾きが一定の
角度に制御されていることが好ましい。前記角度は、先
に述べたのと同様に、前記基板に対して0から30°ま
たは80から90°の範囲が特に好ましい。
As described above, in the liquid crystal alignment film of the present invention, a plurality of types of molecules having different lengths constituting the monomolecular film include a linear carbon chain or a linear siloxane bond chain. Preferably, the length of the molecule is controlled by the carbon chain or the siloxane bond chain, and the inclination of the longest molecule with respect to the substrate is controlled to a constant angle by changing the mixing ratio of the molecule. The angle is particularly preferably in the range of 0 to 30 ° or 80 to 90 ° with respect to the substrate, as described above.

【0041】前記分子の長さは特に限定されないが、相
対的に短い分子とは、通常、炭素数が1から18の範囲
の長さの分子であり、相対的に長い分子とは、通常、炭
素数が14から28の範囲の長さの分子のことをいう。
なお、前記両分子の長さを示す炭素数の範囲に重複部分
があるのは、前記複数種の分子間における相対的な長さ
を表すためであり、例えば、炭素数16である分子は、
一方の分子の炭素数が18の場合、相対的に短い分子と
なり、また一方の分子の炭素数が14である場合には、
相対的に長い分子となる。
The length of the molecule is not particularly limited, but a relatively short molecule is usually a molecule having a length of 1 to 18 carbon atoms, and a relatively long molecule is usually A molecule having a length in the range of 14 to 28 carbon atoms.
The reason why there is an overlap in the range of the number of carbon atoms indicating the length of both molecules is to indicate the relative length between the plurality of types of molecules. For example, a molecule having 16 carbon atoms is
When one molecule has 18 carbon atoms, it is a relatively short molecule, and when one molecule has 14 carbon atoms,
It is a relatively long molecule.

【0042】前記長い分子と短い分子の混合比(重量
比)は、前記両者の分子長により適宜決定されるが、前
記長い分子:短い分子=10:1〜1:10の重量比の
範囲で混合されることが好ましい。
The mixing ratio (weight ratio) of the long molecule and the short molecule is appropriately determined depending on the molecular length of the two molecules, and the mixing ratio of the long molecule to the short molecule = 10: 1 to 1:10. Preferably, they are mixed.

【0043】また、前記ポリマー膜の厚みは、0.5〜
50nmの範囲が好ましく、特に好ましくは1〜5nm
の範囲である。また、前記液晶配向膜の厚みは、0.5
〜3nmの範囲が好ましく、特に好ましくは1〜2.5
nmの範囲である。
The thickness of the polymer film is 0.5 to
A range of 50 nm is preferred, and particularly preferred is 1 to 5 nm.
Range. The thickness of the liquid crystal alignment film is 0.5
Is preferably in the range of 1 to 3 nm, particularly preferably 1 to 2.5 nm.
nm range.

【0044】次に、本発明の液晶表示装置は、例えば以
下のようにして製造できる。マトリックス状に載置され
た第1の電極群を備える第1の基板の電極側表面に無機
シロキサンポリマー膜を形成した後、直鎖状炭素鎖また
は直鎖状シロキサン結合鎖と感光性基とを含むシラン系
界面活性剤を前記ポリマー膜に接触させ、前記界面活性
剤分子と前記ポリマー膜表面とを化学反応させることに
より前記界面活性剤分子の一端を前記ポリマー膜表面に
化学結合させて単分子膜を形成する。その後、前記基板
を非水系有機溶媒を用いて洗浄し、所定の方向に前記基
板を向けた状態で、前記有機溶媒から引き上げ、液切り
乾燥し、前記引き上げ方向の反対方向に前記単分子膜を
配向させる。そして、これに偏光板を備えた露光用マス
クを重ね、偏光照射を行うことにより、前記単分子膜を
構成する分子を再配向し、前記分子同士を重合させる。
以後、必要に応じて、前述と同様にして、前記基板を前
記有機溶媒を用いて洗浄し、前記有機溶媒から引き上げ
て前記分子を配向させ、偏光照射により光重合を行う一
連の工程を2回以上行ってもよい。また、前述の液晶配
向膜の製造方法と同様に前記液切り引き上げ乾燥を1回
行うのに対し、前記偏光照射を2回以上行ってもよい。
これにより、前記分子をパターン状に異なる複数の方向
に配向させることができる。
Next, the liquid crystal display device of the present invention can be manufactured, for example, as follows. After forming an inorganic siloxane polymer film on the electrode side surface of a first substrate having a first electrode group placed in a matrix, a linear carbon chain or a linear siloxane bond chain and a photosensitive group are formed. A silane-based surfactant containing a single molecule by contacting one end of the surfactant molecule with the polymer film surface by causing a chemical reaction between the surfactant molecule and the polymer film surface. Form a film. Thereafter, the substrate is washed with a non-aqueous organic solvent, and the substrate is oriented in a predetermined direction, pulled up from the organic solvent, drained and dried, and the monomolecular film is removed in a direction opposite to the pulling direction. Orient. Then, an exposure mask provided with a polarizing plate is superposed thereon, and polarized light irradiation is performed to reorient the molecules constituting the monomolecular film and polymerize the molecules.
Thereafter, if necessary, in the same manner as described above, the substrate is washed with the organic solvent, pulled up from the organic solvent, the molecules are oriented, and a series of steps of performing photopolymerization by polarized light irradiation twice. The above may be performed. In addition, in the same manner as in the above-described method for manufacturing a liquid crystal alignment film, the liquid drainage, pull-up and drying may be performed once, whereas the polarized light irradiation may be performed two or more times.
Thereby, the molecules can be oriented in a plurality of different directions in a pattern.

【0045】そして、前記第1の電極群を備える第1の
基板と第2の基板、または前記第1の電極群を備える第
1の基板と第2の電極もしくは電極群を備える第2の基
板とをそれぞれの電極側表面を内側にして所定の間隙を
保った状態で対向させ、スペーサーと接着剤とを用いて
接着固定し、液晶セルを作製する。この液晶セルの前記
両基板の間に液晶を注入し、偏光板を前記両基板の外側
に配置する。
A first substrate and a second substrate provided with the first electrode group, or a first substrate provided with the first electrode group and a second substrate provided with the second electrode or the electrode group Are opposed to each other with a predetermined gap being maintained with their respective electrode-side surfaces facing inward, and are adhered and fixed using a spacer and an adhesive to produce a liquid crystal cell. Liquid crystal is injected between the two substrates of the liquid crystal cell, and a polarizing plate is disposed outside the two substrates.

【0046】[0046]

【実施例】次に、実施例を用いて、図1から図12に基
づき、本発明をさらに具体的に説明する。
Next, the present invention will be described in more detail with reference to FIGS.

【0047】(実施例1)図1及び図2に示すようにし
て、基板上に無機シロキサンポリマー膜を形成した。ま
ず、表面に透明(ITO)電極が形成されたガラス基板
1を準備し、これをあらかじめよく洗浄脱脂した。そし
て、前記電極を含めた前記基板1表面全面を覆うよう
に、乾燥雰囲気(湿度5%)中で、前記基板1を無機ク
ロロシラン剤を含有する溶液中に1分間ディップした。
前記溶液は、一般式Cl3SiOSiCl3で表される無
機クロロシラン剤を3重量%程度の濃度になるよう、よ
く脱水された非水系有機溶媒(ヘキサメチルジシロキサ
ン(bp.100℃))に溶解して調製した。前記溶液
の適用可能な濃度は、通常、0.1〜50重量%の範囲
であり、その中でも前記濃度1〜5重量%の範囲が最も
適していた。そして、前記溶液から前記基板1を取り出
し、乾燥雰囲気(湿度5%程度)中で前記非水系有機溶
媒を蒸発させた。その結果、無機クロロシラン膜2が前
記基板1表面に形成された。図1において、2は無機ク
ロロシラン膜を示す。
Example 1 As shown in FIGS. 1 and 2, an inorganic siloxane polymer film was formed on a substrate. First, a glass substrate 1 having a transparent (ITO) electrode formed on its surface was prepared, and this was thoroughly washed and degreased in advance. Then, the substrate 1 was dipped in a solution containing an inorganic chlorosilane agent for 1 minute in a dry atmosphere (5% humidity) so as to cover the entire surface of the substrate 1 including the electrodes.
The solution is prepared by dissolving an inorganic chlorosilane agent represented by the general formula Cl 3 SiOSiCl 3 in a well-dehydrated non-aqueous organic solvent (hexamethyldisiloxane (bp. 100 ° C.)) to a concentration of about 3% by weight. Prepared. The applicable concentration of the solution is typically in the range of 0.1 to 50% by weight, with the range of 1 to 5% by weight being most suitable. Then, the substrate 1 was taken out of the solution, and the non-aqueous organic solvent was evaporated in a dry atmosphere (about 5% humidity). As a result, an inorganic chlorosilane film 2 was formed on the surface of the substrate 1. In FIG. 1, reference numeral 2 denotes an inorganic chlorosilane film.

【0048】その後、さらに前記基板1を水分を含む空
気中に暴露することにより、前記基板表面の前記無機ク
ロロシラン剤を水分と反応させ、図2に示すように、前
記基板1のITO電極側表面を覆うようにして、多数の
水酸基を持つ無機シロキサンポリマー膜3を形成した。
Thereafter, the inorganic chlorosilane agent on the surface of the substrate 1 is reacted with moisture by further exposing the substrate 1 to air containing moisture, and as shown in FIG. To form an inorganic siloxane polymer film 3 having a large number of hydroxyl groups.

【0049】なお、前記無機クロロシラン剤として、一
般式Cl3SiOSiCl3で表されるものの他に、一般
式SiCl4、(SiCl2O)2SiCl3または(Si
Cl 2O)3SiCl3 で表されるものも使用できた。こ
れらの中でも一般式(SiCl2O)2SiCl3 または
(SiCl2O)3SiCl3 で表される無機クロロシラ
ン剤を用いた場合、前記電極側表面に水酸基を増やす効
果がより大きいことが確認できた。
As the inorganic chlorosilane agent, one
General formula ClThreeSiOSiClThreeIn addition to those represented by
Formula SiClFour, (SiClTwoO)TwoSiClThreeOr (Si
Cl TwoO)ThreeSiClThree Can also be used. This
Among them, the general formula (SiClTwoO)TwoSiClThree Or
(SiClTwoO)ThreeSiClThree Inorganic chlorosila represented by
When a surfactant is used, the effect of increasing hydroxyl groups on the electrode side surface is improved.
It was confirmed that the fruits were larger.

【0050】次に、図3、図4、図5に示すようにし
て、前記基板1上に単分子膜を形成し、かつ前記単分子
膜を構成する分子を配向させた。図3に示すように、乾
燥雰囲気(相対湿度30%以下)中で、前記基板1を化
学吸着液4に1時間程度浸漬した。また、前記化学吸着
液4は前記基板1に直接塗布しても良い。前記化学吸着
液4は、感光性基と、直鎖状炭素鎖と、ケイ素とを含む
下記の一般式(2)で表されるシラン系界面活性剤(化
学吸着物質)を、1重量%程度の濃度になるよう、よく
脱水された非水系有機溶媒(ヘキサデカン)に溶解して
調整した。前記直鎖状炭素鎖としては、炭化水素基等で
良い。
Next, as shown in FIGS. 3, 4 and 5, a monomolecular film was formed on the substrate 1, and molecules constituting the monomolecular film were oriented. As shown in FIG. 3, the substrate 1 was immersed in a chemical adsorption solution 4 for about one hour in a dry atmosphere (relative humidity 30% or less). Further, the chemical adsorption liquid 4 may be applied directly to the substrate 1. The chemical adsorption liquid 4 contains about 1% by weight of a silane-based surfactant (chemically-adsorbed substance) containing a photosensitive group, a linear carbon chain, and silicon and represented by the following general formula (2). The concentration was adjusted by dissolving in a well-dehydrated non-aqueous organic solvent (hexadecane). The linear carbon chain may be a hydrocarbon group or the like.

【0051】[0051]

【化1】 Embedded image

【0052】その後、前記化学吸着液4から前記基板1
を取り出して、図4に示すように、よく脱水された非水
系有機溶媒(n−ヘキサン)5で10分程度の洗浄を3
回行った後、前記基板1を所定の方向に向けた状態で、
前記洗浄液5から矢印6の方向(1回目の引き上げ方
向)に引き上げて液切りした。さらに、前記基板1を水
分を含む空気中に暴露し、図5に示すように、前記ポリ
マー膜3に化学吸着した前記界面活性剤分子を水と反応
させ、単分子膜7を約1.8nmの厚みで形成した。同
図中において、7bは、前記単分子膜を構成する前記界
面活性剤分子を示し、前記7aは、前記界面活性剤分子
の感光性基であるシンナモイル基を模式的に示したもの
である。
Thereafter, the substrate 1 is removed from the chemical adsorption liquid 4.
And washed with a well-dehydrated non-aqueous organic solvent (n-hexane) 5 for about 10 minutes as shown in FIG.
After the rotation, the substrate 1 is oriented in a predetermined direction,
The cleaning solution 5 was pulled up in the direction of arrow 6 (first pulling-up direction) and drained. Further, the substrate 1 is exposed to air containing water, and as shown in FIG. 5, the surfactant molecules chemically adsorbed on the polymer film 3 are reacted with water to form a monomolecular film 7 of about 1.8 nm. Formed with a thickness of In the figure, 7b shows the surfactant molecules constituting the monomolecular film, and 7a schematically shows a cinnamoyl group which is a photosensitive group of the surfactant molecules.

【0053】なお、フーリエ変換赤外分光法(FTI
R)分析により、同図に示すように前記単分子膜7を構
成する前記界面活性剤分子は、前記基板1表面に形成さ
れた前記ポリマー膜3表面の水酸基部分と、前記界面活
性剤のシロキサンとの共有結合により前記ポリマー膜3
に化学結合され、かつ前記洗浄液5からの引き上げ方向
6と反対方向すなわち液切り方向に予備配向されていた
ことを確認した。
Incidentally, Fourier transform infrared spectroscopy (FTI)
R) According to the analysis, as shown in the figure, the surfactant molecules constituting the monomolecular film 7 are composed of a hydroxyl group on the surface of the polymer film 3 formed on the surface of the substrate 1 and siloxane of the surfactant. Polymer film 3 by covalent bonding with
And was pre-oriented in the direction opposite to the pulling direction 6 from the cleaning liquid 5, that is, in the draining direction.

【0054】また、前述の一連の工程において、前記基
板1表面では、前記界面活性剤のトリクロロシリル基
(−SiCl3)と前記ポリマー膜の水酸基との間で脱
塩酸反応が生じ、下記の一般式(3)の結合が生成され
た。なお、下記式(3)において、nは0を含む整数で
あり、Xは前記基板1を示す。
In the above series of steps, a dehydrochlorination reaction occurs between the trichlorosilyl group (—SiCl 3 ) of the surfactant and the hydroxyl group of the polymer film on the surface of the substrate 1, and The bond of equation (3) was created. In the following formula (3), n is an integer including 0, and X indicates the substrate 1.

【0055】[0055]

【化2】 Embedded image

【0056】続いて、前記界面活性剤と空気中水分との
反応により下記の一般式(4)の結合が生成された。な
お、下記式(4)において、nは0を含む整数であり、
Xは前記基板1を示す。
Subsequently, a bond represented by the following general formula (4) was formed by a reaction between the surfactant and moisture in the air. In the following formula (4), n is an integer including 0,
X indicates the substrate 1.

【0057】[0057]

【化3】 Embedded image

【0058】次に、図6から図10に示すようにして、
単分子膜の再配向処理及び配向固定処理を行った。図6
及び図7に示すように、部分的に遮光するマスク8aと
偏光板8(HNP’B、ポラロイド社製、以下同じ)と
を重ねて構成された第1の露光用ホトマスクを準備し、
偏光方向9が前記1回目の引き上げ方向6とほぼ平行に
なるよう前記ホトマスクを前記単分子膜7の上に重ね合
わせた。前記両者の重ね合わせは、完全に平行に合わせ
ても良いし、例えば、引き上げ方向6に対して3°ずら
して合わせてもよい。そして、これに超高圧水銀灯を用
いて365nmの紫外光(UV光)11を100mJ/
cm2になるよう照射した(1回目の偏光照射)。図6
において、10は、基板1上に形成されたITO電極を
表し、図5と同一部分には同一の符号を付している。ま
た、図7において、図5及び図6と同一部分には同一の
符号を付している。
Next, as shown in FIGS. 6 to 10,
The monomolecular film was subjected to a reorientation treatment and an orientation fixing treatment. FIG.
As shown in FIG. 7, a first exposure photomask constituted by overlapping a partially shielded mask 8a and a polarizing plate 8 (HNP′B, manufactured by Polaroid, the same applies hereinafter) is prepared.
The photomask was superimposed on the monomolecular film 7 so that the polarization direction 9 was substantially parallel to the first pull-up direction 6. The superimposition of the two may be performed completely in parallel, or may be performed by, for example, being shifted by 3 ° with respect to the lifting direction 6. Then, an ultra-high pressure mercury lamp was used to apply 365 m of ultraviolet light (UV light) 11 at 100 mJ /
cm 2 (first irradiation of polarized light). FIG.
In the figure, reference numeral 10 denotes an ITO electrode formed on the substrate 1, and the same parts as those in FIG. In FIG. 7, the same parts as those in FIGS. 5 and 6 are denoted by the same reference numerals.

【0059】なお、FTIR分析により、前記単分子膜
71では、偏光されたUV光11の照射により、前記単
分子膜を構成する分子が1回目の偏光方向9に再配向さ
れると共に、光重合が進行し、前記分子間で下記の一般
式(5)の結合が生成され、図7に示すように、前記単
分子膜の偏光照射部分71において、前記分子同士が感
光性基部7aで重合されたことを確認した。なお、下記
式(5)において、nは0を含む整数であり、Xは前記
基板1、Y及びZは前記感光性基部と重合する他の前記
分子をそれぞれ示す。
According to the FTIR analysis, the monomolecular film 71 is irradiated with the polarized UV light 11 so that the molecules constituting the monomolecular film are reoriented in the first polarization direction 9 and the photopolymerization is performed. Proceeds to form a bond represented by the following general formula (5) between the molecules, and as shown in FIG. 7, in the polarized light irradiation portion 71 of the monomolecular film, the molecules are polymerized by the photosensitive base 7a. I confirmed that. In the following formula (5), n is an integer including 0, X is the substrate 1, and Y and Z are the other molecules that polymerize with the photosensitive base.

【0060】[0060]

【化4】 Embedded image

【0061】その後、もう一度前記洗浄液5に前記基板
1を約5分間浸漬し、前記1回目の引き上げ方向6の反
対方向61(2回目の引き上げ方向)に前記基板1を引
き上げ、液切りした。FTIR分析により、図8に示す
ように、前述の1回目の偏光照射により重合された前記
単分子膜71には全く変化が見られなかったが、遮光さ
れたため重合されていない単分子膜72は、前記2回目
の引き上げ方向61と反対方向である液切り方向に予備
再配向されていたことを確認した。図8において、図7
と同一部分には同一の符号を付している。
Thereafter, the substrate 1 was immersed again in the cleaning liquid 5 for about 5 minutes, and the substrate 1 was pulled up in a direction 61 (second pulling direction) opposite to the first pulling direction 6 and drained. According to the FTIR analysis, as shown in FIG. 8, the monomolecular film 71 polymerized by the first polarized light irradiation did not show any change. It was confirmed that preliminary reorientation was performed in the draining direction opposite to the second pulling-up direction 61. In FIG. 8, FIG.
The same reference numerals are given to the same parts as.

【0062】続いて、図9に示すように、1回目の偏光
照射が行われた単分子膜71を遮光するためのマスク8
aと偏光板81とを重ねて構成された第2の露光用ホト
マスクを準備し、偏光方向が2回目の引き上げ方向61
とほぼ平行になるように前記ホトマスクを単分子膜上に
重ね合わせた。前記両者の重ね合わせは、完全に平行に
合わせても良いし、例えば、前記引き上げ方向61に対
して3°ずらして合わせてもよい。そして、先に述べた
のと同様にして2回目の偏光照射を行った。図中の11
はUV光、73は2回目に偏光照射された単分子膜をそ
れぞれ示し、図7及び図8と同一部分には同一の符号を
付している。
Subsequently, as shown in FIG. 9, a mask 8 for shielding the monomolecular film 71 on which the first polarized light irradiation has been performed from light is performed.
a and a polarizing plate 81 are overlapped to prepare a second photomask for exposure, and the polarization direction is set to the second pulling-up direction 61.
The photomask was superimposed on the monomolecular film so as to be substantially parallel to the above. The two may be overlapped completely in parallel, or may be shifted by 3 ° with respect to the pulling-up direction 61, for example. Then, the second polarized light irradiation was performed in the same manner as described above. 11 in the figure
Denotes UV light, and 73 denotes a monomolecular film which has been irradiated with polarized light for the second time, and the same parts as those in FIGS. 7 and 8 are denoted by the same reference numerals.

【0063】FTIR分析により、図10に示すよう
に、1回目の偏光照射後と同様に、2回目に偏光照射さ
れた単分子膜73は、前記単分子膜を構成する分子が2
回目のUV照射の偏光方向91に再配向されると共に、
光重合が進行したことを確認した。図10において、図
6、図8、図9と同一部分には、同一の符号を付してい
る。また、単分子膜71及び73上の矢印は、それぞれ
のドメインにおける配向方向を示しており、それぞれ前
記偏光方向9及び91と平行であった。なお、前記重合
により前記分子間において、前記一般式(4)と同様の
結合が生成され、図9に示すように、2回目の偏光照射
がされた単分子膜73は、その感光性基7aで重合して
いることを確認した。
According to the FTIR analysis, as shown in FIG. 10, the monomolecular film 73 which was subjected to the second polarized light irradiation was the same as that after the first polarized light irradiation.
While being reoriented in the polarization direction 91 of the second UV irradiation,
It was confirmed that the photopolymerization had progressed. 10, the same parts as those in FIGS. 6, 8, and 9 are denoted by the same reference numerals. The arrows on the monomolecular films 71 and 73 indicate the orientation direction in each domain, and were parallel to the polarization directions 9 and 91, respectively. In addition, the same bond as in the general formula (4) is generated between the molecules by the polymerization, and as shown in FIG. 9, the monomolecular film 73 that has been subjected to the second polarized light irradiation has the photosensitive group 7a Was confirmed to be polymerized.

【0064】次に、前記単分子膜が形成された前記基板
2枚を用い、前記両単分子膜が向かい合うように組み合
わせ、それぞれの露光部分がアンチパラレル配向になる
ように20μmのギャップを保った状態で接着固定し、
液晶セルを組み立てた。そして、これにネマティック液
晶ZLI4792(メルク社製、以下同じ)を注入し、
前記液晶分子の配向状態を確認した。その結果、ディス
クリネーションが全くなく、前記液晶分子がセル内で均
一に配向された液晶テストセルが得られた。また、注入
した液晶分子は、前記単分子膜を構成する分子に沿っ
て、それぞれの前記基板に対しプレチルト角が約1゜で
あり、また洗浄液5からの引き上げ方向6、61とそれ
ぞれの反対方向で、且つ偏光方向9、91とそれぞれ平
行方向に配向していた。なお、この結果は、FTIR分
析の結果と一致した。
Next, using the two substrates on which the monomolecular films were formed, the two monomolecular films were combined so as to face each other, and a gap of 20 μm was maintained so that each exposed portion had antiparallel orientation. Adhesively fixed in the state,
The liquid crystal cell was assembled. Then, a nematic liquid crystal ZLI4792 (manufactured by Merck, the same applies hereinafter) is injected into this,
The alignment state of the liquid crystal molecules was confirmed. As a result, a liquid crystal test cell having no disclination and having the liquid crystal molecules uniformly aligned in the cell was obtained. The injected liquid crystal molecules have a pretilt angle of about 1 ° with respect to each of the substrates along the molecules constituting the monomolecular film, and the directions of pulling up from the cleaning liquid 5 and the directions opposite to the directions 61 and 61, respectively. And oriented parallel to the polarization directions 9 and 91, respectively. This result was consistent with the result of the FTIR analysis.

【0065】以上のように、本実施例では、基板の表面
に無機シロキサンポリマー膜を形成し、前記基板表面上
の水酸基を増やすことにより、液晶配向膜を高密度に形
成することができた。その上、前記液晶配向膜を構成す
る物質の組成を変えずに、洗浄液からの引き上げ方向及
びUV照射の偏光方向を変えることにより単分子膜を配
向させ、注入する液晶の配向方向を制御することができ
た。
As described above, in this example, a liquid crystal alignment film could be formed at a high density by forming an inorganic siloxane polymer film on the surface of a substrate and increasing the number of hydroxyl groups on the surface of the substrate. In addition, without changing the composition of the material constituting the liquid crystal alignment film, the monomolecular film is aligned by changing the pulling direction from the cleaning liquid and the polarization direction of UV irradiation, and the alignment direction of the injected liquid crystal is controlled. Was completed.

【0066】なお、液晶配向膜である前記単分子膜を構
成する分子の末端がケイ素を含んでいると、耐剥離性の
高い液晶配向膜を製造するのに適していた。また、前記
シラン系界面活性剤として、クロロシリル基の代わり
に、アルコキシシリル基及びイソシアネートシリル基の
少なくとも一方の基を含む物質を用いても同様の液晶配
向膜を製造することができた。
It should be noted that if the terminal of the molecule constituting the monomolecular film as the liquid crystal alignment film contains silicon, it is suitable for producing a liquid crystal alignment film having high peel resistance. Also, a similar liquid crystal alignment film could be produced by using a substance containing at least one of an alkoxysilyl group and an isocyanate silyl group instead of the chlorosilyl group as the silane-based surfactant.

【0067】また、トリフルオロメチル基、メチル基、
ビニル基、アリル基、エチニル基、フェニル基、アリー
ル基、ハロゲン基、アルコキシ基、シアノ基、アミノ
基、水酸基、カルボニル基、エステル基及びカルボキシ
ル基からなる群から選択される少なくとも一つの基を末
端または一部に含む直鎖状炭素鎖を使用することによ
り、前記基に応じて液晶分子のプレチルト角が変化し、
広範囲にプレチルト角を制御することができた。これ
は、直鎖状シロキサン結合鎖においても、前記基を含む
ことにより同様の結果が得られた。
Further, a trifluoromethyl group, a methyl group,
Terminate at least one group selected from the group consisting of vinyl, allyl, ethynyl, phenyl, aryl, halogen, alkoxy, cyano, amino, hydroxyl, carbonyl, ester and carboxyl groups Or by using a linear carbon chain contained in part, the pretilt angle of the liquid crystal molecules changes according to the group,
The pretilt angle could be controlled over a wide range. The same result was obtained in the linear siloxane bonding chain by including the above group.

【0068】さらに、また、前記非水系有機溶媒とし
て、アルキル基、フッ化炭素基、塩化炭素基及びシロキ
サン基から選択される少なくとも一つの基を含む溶媒を
用いることにより、配向制御性に優れた液晶配向膜を製
造できた。
Further, by using a solvent containing at least one group selected from an alkyl group, a fluorocarbon group, a carbon chloride group and a siloxane group as the non-aqueous organic solvent, the alignment controllability is excellent. A liquid crystal alignment film was manufactured.

【0069】(比較例1)無機シロキサンポリマー膜を
形成する工程を省いた他は、実施例1と同様にして液晶
配向膜の配向性能を評価した。その結果、ITO電極上
にディスクリネーションが多数発生し、良質の液晶配向
膜を形成することができなかった。これは、前記ITO
電極の表面に活性水素(この場合−OH基)が少ないこ
とが原因であると考えられる。
Comparative Example 1 The alignment performance of the liquid crystal alignment film was evaluated in the same manner as in Example 1, except that the step of forming the inorganic siloxane polymer film was omitted. As a result, many disclinations occurred on the ITO electrode, and a high-quality liquid crystal alignment film could not be formed. This is based on the ITO
It is considered that the reason is that the active hydrogen (in this case, -OH group) is small on the surface of the electrode.

【0070】(実施例2)前記一般式(2)及び一般式
CH3(CH218SiCl3で表される二つの化学吸着
物質を重量比1:0.1及び1:0.2の2つの混合比
で混合して用いた他は、実施例1と同様にして液晶配向
膜の配向性能を評価した。その結果、前記前者の重量比
(1:0.1)で混合した化学吸着物質を使用した場
合、得られた液晶配向膜を用いて作製された液晶セルに
おいて、注入した液晶分子は、実施例1と同様に、それ
ぞれのドメインで逆方向に配向しており、前記液晶分子
のプレチルト角はそれぞれ1.5°及び1.4°を示し
た。また、前記後者の重量比(1:0.2)で混合した
化学吸着物質を用いた場合も同様に、注入した液晶分子
は、それぞれのドメインで逆方向に配向しており、前記
液晶分子のプレチルト角はそれぞれ2.1°及び2.3
°を示した。
(Example 2) Two chemisorbed substances represented by the above general formula (2) and the general formula CH 3 (CH 2 ) 18 SiCl 3 were mixed at a weight ratio of 1: 0.1 and 1: 0.2. The alignment performance of the liquid crystal alignment film was evaluated in the same manner as in Example 1 except that the two liquids were mixed at two mixing ratios. As a result, in the case where the chemisorbed substance mixed at the former weight ratio (1: 0.1) is used, in the liquid crystal cell manufactured by using the obtained liquid crystal alignment film, the injected liquid crystal molecules are the same as those of Example 1. Similarly to 1, the liquid crystal molecules were oriented in the opposite directions in each domain, and the pretilt angles of the liquid crystal molecules were 1.5 ° and 1.4 °, respectively. Similarly, in the case of using the latter chemisorbed substance mixed at a weight ratio (1: 0.2), the injected liquid crystal molecules are similarly oriented in the respective domains in the opposite directions, and The pretilt angles are 2.1 ° and 2.3, respectively.
°.

【0071】このように、単分子膜の形成において、単
分子膜を構成する分子が分子の長さが異なる2種類の分
子であって、前記分子の内少なくとも1種類の分子が感
光性基を有しており、単分子膜形成後、所定の方向に配
向され、かつ前記分子同士が前記感光性基で重合して
も、液晶配向膜の機能を有することが確認できた。さら
に、前記化学吸着物質の組成及び混合比を変えることに
より注入する液晶分子のプレチルト角度を任意に制御す
ることができた。
As described above, in the formation of a monomolecular film, the molecules constituting the monomolecular film are two types of molecules having different molecular lengths, and at least one of the molecules has a photosensitive group. Thus, it was confirmed that, even after the monomolecular film was formed, the film was oriented in a predetermined direction, and even if the molecules were polymerized by the photosensitive group, they had the function of a liquid crystal alignment film. Furthermore, the pretilt angle of the injected liquid crystal molecules could be controlled arbitrarily by changing the composition and the mixing ratio of the chemisorbed substance.

【0072】前記単分子膜を構成する分子として直鎖状
炭素鎖の代わりに直鎖状シロキサン結合鎖を含む化学吸
着物質を用いても、プレチルト角は異なるが、同様の機
能を有する液晶配向膜を得ることができた。また、クロ
ロシリル基の変わりに、アルコキシシリル基及びイソシ
アネートシリル基の少なくとも一方を含むシラン系界面
活性剤を用いても、ほぼ同様の液晶配向膜が得られた。
Even when a chemisorbed substance containing a linear siloxane bond chain is used as a molecule constituting the monomolecular film instead of a linear carbon chain, the liquid crystal alignment film having the same function, although the pretilt angle is different. Could be obtained. In addition, even when a silane-based surfactant containing at least one of an alkoxysilyl group and an isocyanatesilyl group was used instead of the chlorosilyl group, almost the same liquid crystal alignment film was obtained.

【0073】(実施例3)前記一般式(2)及び一般式
CH3(CH222SiCl3で表される二つの化学吸着
物質を重量比1:0.1の割合で、前記式(2)及び一
般式CH3(CH214SiCl3で表される二つの化学
吸着物質を重量比1:0.1の割合でそれぞれ混合して
用いた他は、実施例1と同様にして液晶配向膜の配向性
能を評価した。その結果、前記前者の混合物を用いた場
合、前述の実施例と同様に、注入した液晶分子は、それ
ぞれのドメインで逆方向に配向しており、前記液晶分子
のプレチルト角はそれぞれ1.1°を示した。また、前
記後者の混合物も同様に、注入した液晶分子は、それぞ
れのドメインで逆方向に配向しており、前記液晶分子の
プレチルト角はそれぞれ0.8°を示した。このよう
に、前記化学吸着物質の組成及び混合比を変えずに、そ
の分子の長さを変えることによっても、注入する液晶分
子のプレチルト角度を任意に制御できた。
Example 3 Two chemical adsorbents represented by the general formula (2) and the general formula CH 3 (CH 2 ) 22 SiCl 3 were mixed at a weight ratio of 1: 0.1 to the above formula ( 2) In the same manner as in Example 1, except that two chemisorbents represented by the general formula CH 3 (CH 2 ) 14 SiCl 3 were used by mixing them in a weight ratio of 1: 0.1. The alignment performance of the liquid crystal alignment film was evaluated. As a result, when the former mixture was used, the injected liquid crystal molecules were oriented in the opposite direction in each domain, as in the above-described embodiment, and the pretilt angles of the liquid crystal molecules were 1.1 °, respectively. showed that. Similarly, in the latter mixture, the injected liquid crystal molecules were oriented in the opposite directions in the respective domains, and the pretilt angles of the liquid crystal molecules were 0.8 °, respectively. As described above, the pretilt angle of the injected liquid crystal molecules could be arbitrarily controlled by changing the length of the chemisorbed substance without changing the composition and the mixing ratio.

【0074】(実施例4)前記一般式(2)と一般式C
3(CF27(CH22SiCl3で表される二つの化
学吸着物質を重量比1:0.1の割合で混合して用いた
他は、実施例1と同様にして液晶配向膜の配向性能を評
価した。その結果、前述の実施例と同様に、注入した液
晶分子は、それぞれのドメインで逆方向に配向してお
り、前記液晶分子のプレチルト角は89°を示した。こ
のように、フルオロ基を含む前記化学吸着物質を混合し
て用いることにより、基板に対し垂直(ホメオトロピッ
ク)配向する液晶配向膜を容易に製造できることが確認
できた。
Example 4 The general formula (2) and the general formula C
A liquid crystal was prepared in the same manner as in Example 1, except that two chemisorbed substances represented by F 3 (CF 2 ) 7 (CH 2 ) 2 SiCl 3 were mixed at a weight ratio of 1: 0.1. The alignment performance of the alignment film was evaluated. As a result, the injected liquid crystal molecules were oriented in the opposite directions in each domain, as in the above-described example, and the pretilt angle of the liquid crystal molecules was 89 °. As described above, it was confirmed that a liquid crystal alignment film that is vertically (homeotropic) aligned with respect to the substrate can be easily manufactured by mixing and using the chemisorbing substance containing a fluoro group.

【0075】(実施例5)前記液晶配向膜を用いて、実
際に液晶表示デバイスを製造する場合の製造プロセスに
ついて図11を用いて説明する。
Embodiment 5 A manufacturing process for actually manufacturing a liquid crystal display device using the liquid crystal alignment film will be described with reference to FIG.

【0076】まず、図11に示すように、複数個の電極
12がマトリックス状に載置された第1の電極群とこの
電極群を駆動するトランジスタ13とを有する第1の基
板14上に、実施例1と同様の手順にしたがって無機シ
ロキサンポリマー膜を形成し、これに予め実施例1と同
様にして調製した化学吸着液を塗布して単分子膜を前記
電極側表面の全面にわたり形成した。
First, as shown in FIG. 11, on a first substrate 14 having a first electrode group on which a plurality of electrodes 12 are mounted in a matrix and a transistor 13 for driving this electrode group, An inorganic siloxane polymer film was formed according to the same procedure as in Example 1, and a chemical adsorption solution previously prepared in the same manner as in Example 1 was applied to form a monomolecular film over the entire surface on the electrode side.

【0077】そして、前記基板14を非水系有機溶媒で
あるクロロホルムを用いて洗浄し、ゲートベースライン
方向に前記基板14を向けた状態で、前記洗浄液から引
き上げ、液切り乾燥し、前記単分子膜を構成する分子を
1回目の引き上げ方向の反対方向(液切り方向)に配向
させた。続いて、前記電極群の各電極12上の単分子膜
をそれぞれ市松状に4分割し、その第一の分割部分のみ
開口した遮光パターンを有するマスクと偏光板とを重ね
て構成された前述同様の露光用マスクを、前記引き上げ
方向と偏光方向とが平行になるようにして、前記基板1
4の単分子膜上に位置合わせした。そして、前記基板1
4の垂直方向から500W超高圧水銀灯を用いて365
nm(i線)のUV光(偏光板通過後3.6mJ/cm
2)を45秒間偏光照射した(1回目の偏光照射)。な
お、前記4分割した電極12上の単分子膜は、以下に示
すように、残りの第2、第3、第4の分割部分に分け
て、順に偏光照射していった。
Then, the substrate 14 is washed with chloroform, which is a non-aqueous organic solvent. With the substrate 14 facing the gate base line, the substrate 14 is pulled up from the cleaning solution, drained and dried, and the monomolecular film is dried. Were oriented in the direction opposite to the first pulling-up direction (draining direction). Subsequently, the monomolecular film on each electrode 12 of the electrode group is divided into four in a checkered pattern, and a mask having a light-shielding pattern having an opening only in the first divided part and a polarizing plate are overlapped with each other as described above. The exposure mask is set so that the pulling direction and the polarization direction are parallel to each other.
4 was aligned on the monolayer. And the substrate 1
4 from the vertical direction using a 500 W ultra-high pressure mercury lamp
nm (i-line) UV light (3.6 mJ / cm after passing through a polarizing plate)
2 ) was irradiated with polarized light for 45 seconds (first polarized light irradiation). The monomolecular film on the electrode 12 divided into four parts was divided into the remaining second, third and fourth divided parts and irradiated with polarized light in order as shown below.

【0078】さらに、この基板14を再度前記洗浄液に
5分間浸漬し、1回目の引き上げ方向の反対方向に引き
上げた後乾燥し、前記単分子膜のうち未露光部分を2回
目の液切り方向に配向させた。そして、前述と同様にし
て、前記第2の分割部分に、前記露光用マスクを位置合
わせし、1回目の偏光照射と同様にして2回目の照射を
行った。
Further, the substrate 14 is immersed again in the cleaning liquid for 5 minutes, pulled up in the direction opposite to the first pulling-up direction, and dried, and the unexposed portion of the monomolecular film is removed in the second draining direction. Oriented. Then, the exposure mask was aligned with the second divided portion in the same manner as described above, and the second irradiation was performed in the same manner as the first polarized light irradiation.

【0079】さらにもう一度、前記基板を同洗浄液に5
分間浸漬し、1回目及び2回目の液切り方向と直交する
方向に引き上げた後乾燥し、前記単分子膜のうち未露光
部分を3回目の液切り方向に配向させた。そして、前述
と同様にして、前記第3の分割部分に、前記露光用マス
クを位置合わせし、前述の偏光照射と同様にして3回目
の偏光照射を行った。
Further, once again, the substrate was added to the same cleaning solution for 5 minutes.
The film was dipped for 1 minute, pulled up in a direction perpendicular to the first and second liquid draining directions, and then dried. The unexposed portion of the monomolecular film was oriented in the third liquid draining direction. Then, the exposure mask was aligned with the third divided portion in the same manner as described above, and the third polarized light irradiation was performed in the same manner as the polarized light irradiation.

【0080】最後にもう一度、前記基板を同洗浄液に5
分間浸漬し、3回目の液切り方向と反対方向に引き上げ
た後乾燥し、前記単分子膜のうち未露光部分を4回目の
液切り方向に配向させた。そして、前述と同様にして、
前記第4の分割部分に、前記露光用マスクを位置合わせ
し、前述の偏光照射と同様にして4回目の偏光照射を行
った。その結果、図12に示すように、それぞれの電極
12上において、4分割されたドメインがそれぞれ90
゜ずつ異なる方向に配向した液晶配向膜18を作製する
ことができた。同図中の25はゲートベースラインの方
向、26は液晶配向膜のドメイン毎の配向方向をそれぞ
れ表す。他方、前述と同様の方法で、4分割した画素の
ドメインが前記液晶配向膜18に対し、それぞれアンチ
パラレル配向する液晶配向膜181を、カラーフィルタ
ー15及び第2の電極16を有する第2の基板17表面
に作製した。図11において、前記カラーフィルター1
5を構成する緑、青、赤のカラーフィルター部は、それ
ぞれ記号G,B、Rで示した。
Lastly, once again, the substrate was placed in the same cleaning solution for 5 minutes.
The film was immersed for a minute, pulled up in the direction opposite to the third drainage direction, and dried, and the unexposed portion of the monomolecular film was oriented in the fourth drainage direction. And, as above,
The exposure mask was aligned with the fourth divided portion, and the fourth polarized light irradiation was performed in the same manner as the polarized light irradiation. As a result, as shown in FIG.
Thus, a liquid crystal alignment film 18 oriented in different directions by ゜ could be produced. In the figure, 25 indicates the direction of the gate base line, and 26 indicates the alignment direction of each domain of the liquid crystal alignment film. On the other hand, in the same manner as described above, a liquid crystal alignment film 181 in which the domains of the four divided pixels are anti-parallel aligned with respect to the liquid crystal alignment film 18 is formed on the second substrate having the color filter 15 and the second electrode 16. 17 surfaces. In FIG. 11, the color filter 1
The green, blue, and red color filter portions constituting No. 5 are indicated by symbols G, B, and R, respectively.

【0081】次に、前記第1と第2の基板14、17が
それぞれ有している電極12、16が対向するように位
置合わせして、前記両基板14、17をスペーサー19
と接着剤20とを用いて約5μmのギャップを保つ状態
で接着固定し、液晶セルを作製した。そして、前記第1
と第2の基板14、17上のそれぞれの液晶配向膜1
8、181の間に前記ネマチック液晶21を注入し、前
記液晶セルの両表面に偏光板22、23を組み合わせて
マルチドメイン型液晶表示装置を作製した。
Next, the electrodes 12 and 16 of the first and second substrates 14 and 17 are positioned so as to face each other, and the substrates 14 and 17 are
And an adhesive 20 were used to adhere and fix while maintaining a gap of about 5 μm, thereby producing a liquid crystal cell. And the first
And the respective liquid crystal alignment films 1 on the second substrates 14 and 17
8 and 181, the nematic liquid crystal 21 was injected, and polarizing plates 22 and 23 were combined on both surfaces of the liquid crystal cell to produce a multi-domain liquid crystal display device.

【0082】その結果、前記液晶分子のプレチルト角
は、どのドメインもほぼ1°であった。また、その配向
方向は、図12に示すように、液晶配向膜のドメイン毎
にそれぞれ90°ずれていた。図11に示すように、こ
の様なデバイスは、バックライト24を全面に照射しな
がらビデオ信号を用いて各々のトランジスタを駆動する
ことにより、矢印Aの方向に映像を表示できた。また、
このときの視野角は、左右上下とも140度程度まで確
保できた。
As a result, the pretilt angle of the liquid crystal molecules was almost 1 ° in each domain. Further, as shown in FIG. 12, the alignment direction was shifted by 90 ° for each domain of the liquid crystal alignment film. As shown in FIG. 11, such a device was able to display an image in the direction of arrow A by driving each transistor using a video signal while irradiating the backlight 24 over the entire surface. Also,
The viewing angle at this time could be secured up to about 140 degrees in the left, right, up, and down directions.

【0083】前記液晶表示デバイスの製造において、前
記第1の基板14に対向させる前記第2の基板17上の
液晶配向膜181におけるドメイン毎の配向方向を、前
記第1の基板14上の液晶配向膜18の配向方向とそれ
ぞれ90°ねじれた方向になるよう前記両液晶配向膜1
8、181を位置合わせすることにより、TN型マルチ
ドメイン液晶表示装置を作製できた。また、前記第1及
び第2の基板14、17表面の各液晶配向膜18、18
1におけるドメイン毎の配向方向を、それぞれ45〜1
10°(90°を除く)又は180〜270°ねじれた
方向になるように前記両液晶配向膜18、181を位置
合わせすることににより、STN型マルチドメイン液晶
表示装置を作製できた。また、対向する電極が片方の基
板表面に形成されているIPS型TFTアレイを第1の
基板として用い、2分割型のマルチドメイン液晶配向膜
を形成した場合、IPSマルチドメイン型液晶表示装置
を作製できた。
In the manufacture of the liquid crystal display device, the alignment direction of each domain in the liquid crystal alignment film 181 on the second substrate 17 facing the first substrate 14 is changed by the liquid crystal alignment on the first substrate 14. The two liquid crystal alignment films 1 are oriented such that they are respectively twisted by 90 ° with the alignment direction of the film 18.
By aligning 8,181, a TN-type multi-domain liquid crystal display device could be manufactured. The liquid crystal alignment films 18 and 18 on the surfaces of the first and second substrates 14 and 17 are also provided.
1, the orientation direction of each domain is 45-1
By positioning the two liquid crystal alignment films 18 and 181 in a direction of being twisted by 10 ° (excluding 90 °) or 180 to 270 °, an STN-type multi-domain liquid crystal display device could be manufactured. When an IPS-type TFT array in which opposing electrodes are formed on one substrate surface is used as a first substrate and a two-divided multi-domain liquid crystal alignment film is formed, an IPS multi-domain liquid crystal display device is manufactured. did it.

【0084】なお、前記実施例では、露光に用いる光と
して超高圧水銀灯のi線である365nmのUV光を用
いたが、液晶配向膜を構成する物質の光の吸収度合いに
応じて436nm、405nm、254nmの光やKr
Fエキシマレーザーで得られる248nmの光を用いる
ことも可能である。特に、248nm及び254nmの
光は、大部分の物質に吸収され易いため配向効率が高
い。
In the above-described embodiment, 365-nm UV light, which is i-line of an extra-high pressure mercury lamp, is used as light for exposure. However, 436 nm and 405 nm are used in accordance with the degree of light absorption of the substance constituting the liquid crystal alignment film. 254nm light or Kr
It is also possible to use 248 nm light obtained with an F excimer laser. In particular, light of 248 nm and 254 nm has high alignment efficiency because it is easily absorbed by most substances.

【0085】また、化学吸着物質内に、感光性基、直鎖
状炭素鎖、直鎖状シロキサン結合鎖及びケイ素以外に、
さらに特定の表面エネルギーを有するネマティック液晶
構造や強誘電液晶構造を組み込んでおくことで、さらに
配向規制力を高めることも可能であった。
Further, in addition to a photosensitive group, a linear carbon chain, a linear siloxane bond chain and silicon,
Further, by incorporating a nematic liquid crystal structure or a ferroelectric liquid crystal structure having a specific surface energy, it was possible to further increase the alignment regulating force.

【0086】[0086]

【発明の効果】以上のように、本発明の液晶配向膜は、
これを構成する分子が高密度であり、均一性がよく、前
記分子の配向安定性に優れている。また、本発明の液晶
配向膜の製造方法によると、従来のようなラビング工程
で発生していた欠陥が生じることもなく、効率よく高性
能の本発明の液晶配向膜を製造できる。このような液晶
配向膜は、特定の表面エネルギーを有するネマティック
液晶や強誘電液晶を組み込むことも可能であり、また本
発明の液晶配向膜を用いた本発明の液晶表示装置は、所
定のチルト角に制御された、極めて低コストで信頼性の
高い広視野角表示が可能である。
As described above, the liquid crystal alignment film of the present invention has
The molecules constituting this are high in density, good in uniformity, and excellent in the orientation stability of the molecules. Further, according to the method for producing a liquid crystal alignment film of the present invention, a high-performance liquid crystal alignment film of the present invention can be efficiently produced without causing the defects generated in the conventional rubbing step. Such a liquid crystal alignment film can incorporate a nematic liquid crystal or a ferroelectric liquid crystal having a specific surface energy, and the liquid crystal display device of the present invention using the liquid crystal alignment film of the present invention has a predetermined tilt angle. , Extremely low cost and highly reliable wide viewing angle display is possible.

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

【図1】本発明の一実施例において、基板を無機クロロ
シラン剤により処理した状態を示す模式図である。
FIG. 1 is a schematic view showing a state where a substrate is treated with an inorganic chlorosilane agent in one embodiment of the present invention.

【図2】前記実施例において、無機シロキサンポリマー
膜の形成を示す模式図である。
FIG. 2 is a schematic view showing the formation of an inorganic siloxane polymer film in the example.

【図3】前記実施例において、基板を化学吸着液に浸漬
した状態を示す断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a state in which the substrate is immersed in a chemical adsorption solution in the embodiment.

【図4】前記実施例において、基板を洗浄し、洗浄液か
ら前記基板を引き上げる配向処理の状態を示す断面図で
ある。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a state of an alignment process in which the substrate is cleaned and the substrate is pulled up from a cleaning liquid in the embodiment.

【図5】前記実施例において、基板表面に形成された単
分子膜の分子配向状態を示す模式図である。
FIG. 5 is a schematic view showing a molecular orientation state of a monomolecular film formed on a substrate surface in the example.

【図6】前記実施例において、光配向処理を示す模式図
である。
FIG. 6 is a schematic view showing a photo-alignment treatment in the embodiment.

【図7】前記実施例において、1回目の光配向処理を示
す模式図である。
FIG. 7 is a schematic diagram showing a first photo-alignment treatment in the embodiment.

【図8】前記実施例において、2回目の配向処理を示す
模式図である。
FIG. 8 is a schematic view showing a second alignment process in the embodiment.

【図9】前記実施例において、2回目の光配向処理を示
す模式図である。
FIG. 9 is a schematic view showing a second photo-alignment treatment in the above embodiment.

【図10】前記実施例において、2回の光配向を行った
単分子膜の分子配向の状態を示す模式図である。
FIG. 10 is a schematic diagram showing the state of molecular orientation of a monomolecular film that has been subjected to photoalignment twice in the above example.

【図11】本発明のその他の実施例において作製された
液晶表示装置の断面図である。
FIG. 11 is a sectional view of a liquid crystal display device manufactured in another embodiment of the present invention.

【図12】本発明の前記実施例において、4分割マルチ
ドメイン画素の液晶配向方向を示す模式図である。
FIG. 12 is a schematic diagram showing a liquid crystal alignment direction of a four-divided multi-domain pixel in the embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 基板 2 無機クロロシラン膜 3 無機シロキサンポリマー膜 4 化学吸着液 5 洗浄用非水系有機溶媒 6 1回目の引き上げ方向 61 2回目の引き上げ方向 7 単分子膜 7a 感光性基部 7b 界面活性剤分子 71 1回目の光重合された単分子膜 72 2回目の予備配向された単分子膜 73 2回目の光重合された単分子膜 8、81 偏光板 8a 遮光マスク 9、91 偏光方向 10 透明(ITO)電極 11 UV光 12 電極 13 トランジスタ 14 第1の基板 15 カラーフィルター 16 第2の電極 17 第2の基板 18、181 液晶配向膜 19 スペーサー 20 接着剤 21 液晶 22、23 偏光板 24 バックライト 25 ゲートベースラインの方向 26 配向方向 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Substrate 2 Inorganic chlorosilane film 3 Inorganic siloxane polymer film 4 Chemical adsorption solution 5 Nonaqueous organic solvent for washing 6 First pulling direction 61 Second pulling direction 7 Monomolecular film 7a Photosensitive base 7b Surfactant molecule 71 First time 72 Photopolymerized monomolecular film 72 Second pre-oriented monomolecular film 73 Second photopolymerized monomolecular film 8, 81 Polarizer 8a Light-shielding mask 9, 91 Polarization direction 10 Transparent (ITO) electrode 11 UV light 12 electrode 13 transistor 14 first substrate 15 color filter 16 second electrode 17 second substrate 18, 181 liquid crystal alignment film 19 spacer 20 adhesive 21 liquid crystal 22, 23 polarizing plate 24 backlight 25 gate base line Direction 26 Orientation direction

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 野村 幸生 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 平7−114029(JP,A) 特開 平6−230394(JP,A) 特開 平4−356020(JP,A) 特開 平3−7913(JP,A) 特開 平4−13115(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02F 1/1337 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Yukio Nomura 1006 Kazuma Kadoma, Kadoma City, Osaka Prefecture Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. (56) References JP-A-7-114029 (JP, A) JP-A-Heisei 6- 230394 (JP, A) JP-A-4-356020 (JP, A) JP-A-3-7913 (JP, A) JP-A-4-13115 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. 7 , DB name) G02F 1/1337

Claims (30)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 基板の電極側表面に形成される単分子膜
状の被膜であり、前記電極側表面上に無機シロキサンポ
リマー膜を介して形成され、前記被膜を構成するケイ素
を含む分子の一端が前記ポリマー膜表面に化学結合して
いる液晶配向膜。
1. A monomolecular film-like film formed on an electrode side surface of a substrate, wherein said silicon film is formed on said electrode side surface via an inorganic siloxane polymer film and comprises said film.
A liquid crystal alignment film in which one end of a molecule containing is chemically bonded to the surface of the polymer film.
【請求項2】 単分子膜状の被膜を構成する化学結合し
た分子が、一方向に配向し、前記分子同士が重合してい
る請求項1記載の液晶配向膜。
2. The liquid crystal alignment film according to claim 1, wherein the chemically bonded molecules constituting the monomolecular film are aligned in one direction, and the molecules are polymerized.
【請求項3】 単分子膜状の被膜を構成する化学結合し
た分子が、パターン状に異なる複数の方向に配向し、前
記化学結合した分子同士が重合している請求項1記載の
液晶配向膜。
3. The liquid crystal alignment film according to claim 1, wherein the chemically bonded molecules constituting the monomolecular film are oriented in a plurality of different directions in a pattern, and the chemically bonded molecules are polymerized. .
【請求項4】 単分子膜状の被膜を構成する化学結合し
た分子が、感光性基と、直鎖状炭素鎖または直鎖状シロ
キサン結合鎖と、ケイ素とを含み、前記化学結合した分
子同士が前記感光性基部で重合している請求項2または
3記載の液晶配向膜。
4. The chemically bonded molecules constituting a monomolecular film include a photosensitive group, a linear carbon chain or a linear siloxane bonded chain, and silicon, and the chemically bonded molecules are separated from each other. 4. The liquid crystal alignment film according to claim 2, wherein the polymer is polymerized at the photosensitive base.
【請求項5】 単分子膜状の被膜が、化学結合した長さ
の異なる複数種の分子で構成され、前記化学結合した分
子のうち少なくとも一種類の分子が感光性基を含み、前
記複数種の分子が所定の方向に配向し、かつ前記化学結
合した分子同士が前記感光性基部で重合することにより
前記配向が固定されている請求項1〜3のいずれか一項
に記載の液晶配向膜。
5. A monomolecular film-like coating comprising a plurality of types of chemically bonded molecules having different lengths, wherein at least one of the chemically bonded molecules contains a photosensitive group, and The liquid crystal alignment film according to any one of claims 1 to 3, wherein the molecules are oriented in a predetermined direction, and the molecules that are chemically bonded to each other are fixed by polymerizing in the photosensitive base. .
【請求項6】 単分子状の被膜を構成する長さの異なる
複数種の化学結合した分子が、直鎖状炭素鎖または直鎖
状シロキサン結合鎖を含み、前記分子の長さが前記炭素
鎖または前記シロキサン結合鎖により制御され、かつ前
記分子の混合比を変えることによりまたは相対的に短い
分子の長さを変えることにより、最も長い前記分子の基
板に対する傾きが一定の角度に制御されている請求項5
記載の液晶配向膜。
6. A plurality of chemically bonded molecules having different lengths constituting a monomolecular film include a linear carbon chain or a linear siloxane bonded chain, and the length of the molecule is the carbon chain. Alternatively, the inclination of the longest molecule with respect to the substrate is controlled to a constant angle by controlling the siloxane bond chain and changing the mixing ratio of the molecules or changing the length of the relatively short molecules. Claim 5
The liquid crystal alignment film as described in the above.
【請求項7】 単分子膜状の被膜を構成する化学結合し
た分子が、その末端にケイ素を含む請求項1〜6のいず
れか一項に記載の液晶配向膜。
7. The liquid crystal alignment film according to claim 1, wherein the chemically bonded molecule constituting the monomolecular film contains silicon at its terminal.
【請求項8】 電極側表面上に無機シロキサンポリマー
膜が形成された基板を準備し、直鎖状炭素鎖または直鎖
状シロキサン結合鎖と感光性基とを含むシラン系界面活
性剤を前記ポリマー膜に接触させて化学反応を生起させ
ることにより、ケイ素を含む前記界面活性剤分子の一端
を前記ポリマー膜表面に化学結合させて、単分子膜状の
被膜を形成する液晶配向膜の製造方法。
8. A substrate having an inorganic siloxane polymer film formed on an electrode side surface is prepared, and a silane-based surfactant containing a linear carbon chain or a linear siloxane bond chain and a photosensitive group is added to the polymer. A method for producing a liquid crystal alignment film in which one end of the above- mentioned surfactant molecule containing silicon is chemically bonded to the surface of the above-mentioned polymer film by causing a chemical reaction to occur in contact with the film to form a monomolecular film.
【請求項9】 無機クロロシラン剤を用いて無機シロキ
サンポリマー膜を形成する請求項8記載の液晶配向膜の
製造方法。
9. The method according to claim 8, wherein the inorganic siloxane polymer film is formed using an inorganic chlorosilane agent.
【請求項10】 シラン系界面活性剤分子の一端を無機
シロキサンポリマー膜に化学結合させた後、非水系有機
溶媒を用いて洗浄し、所定の方向に基板を向けた状態で
洗浄液から引き上げ、液切り乾燥することにより前記化
学結合した界面活性剤分子を前記液切り方向に配向させ
た後、これにパターン状の偏光を照射する工程を有する
請求項8または9記載の液晶配向膜の製造方法。
10. After chemically bonding one end of a silane-based surfactant molecule to an inorganic siloxane polymer film, washing is performed using a non-aqueous organic solvent, and the substrate is oriented in a predetermined direction. The method for producing a liquid crystal alignment film according to claim 8 or 9, further comprising a step of aligning the chemically bonded surfactant molecules in the liquid draining direction by cutting and drying, and irradiating the liquid crystal with patterned polarized light.
【請求項11】 請求項10記載の工程を少なくとも二
回行う液晶配向膜の製造方法。
11. A method for producing a liquid crystal alignment film, wherein the step according to claim 10 is performed at least twice.
【請求項12】 パターン状の偏光照射を少なくとも二
回行う請求項10または11記載の液晶配向膜の製造方
法。
12. The method for producing a liquid crystal alignment film according to claim 10, wherein irradiation of polarized light in a pattern is performed at least twice.
【請求項13】 無機クロロシラン剤として、下記の一
般式(1)で表される無機クロロシラン剤を用いる請求
項9〜12のいずれか一項に記載の液晶配向膜の製造方
法。 Cl(SiCl2O)n−SiCl3 ・・・(1) 前記一般式(1)において、前記nは、0、1、2また
は3である。
13. The method for producing a liquid crystal alignment film according to claim 9, wherein an inorganic chlorosilane agent represented by the following general formula (1) is used as the inorganic chlorosilane agent. Cl (SiCl 2 O) n-SiCl 3 (1) In the general formula (1), n is 0, 1, 2, or 3.
【請求項14】 無機クロロシラン剤として、下記の一
般式(1)で表される無機クロロシラン剤を二種類以上
用いる請求項9〜12のいずれか一項に記載の液晶配向
膜の製造方法。 Cl(SiCl2O)n−SiCl3 ・・・(1) 前記一般式(1)において、前記nは、0、1、2また
は3である。
14. The method for producing a liquid crystal alignment film according to claim 9, wherein two or more kinds of inorganic chlorosilane agents represented by the following general formula (1) are used as the inorganic chlorosilane agent. Cl (SiCl 2 O) n-SiCl 3 (1) In the general formula (1), n is 0, 1, 2, or 3.
【請求項15】 シラン系界面活性剤として、分子の長
さの異なる二種類以上のシラン系界面活性剤を混合して
用い、前記二種類以上のシラン系界面活性剤の混合比を
変えることにより、化学結合した最も長いシラン系界面
活性剤分子の基板に対する傾きを一定の角度に制御する
請求項8〜14のいずれか一項に記載の液晶配向膜の製
造方法。
15. As a silane-based surfactant, two or more silane-based surfactants having different molecular lengths are mixed and used, and the mixing ratio of the two or more silane-based surfactants is changed. The method for producing a liquid crystal alignment film according to any one of claims 8 to 14, wherein the inclination of the longest chemically bonded silane-based surfactant molecule with respect to the substrate is controlled at a constant angle.
【請求項16】 シラン系界面活性剤が、感光性基と、
直鎖状炭素鎖及び直鎖状シロキサン結合鎖の少なくとも
一つの鎖と、クロロシリル基、アルコキシシリル基及び
イソシアネートシリル基からなる群から選択される少な
くとも一つの基とを含む請求項8〜15のいずれか一項
に記載の液晶配向膜の製造方法。
16. A silane-based surfactant comprising: a photosensitive group;
16. The method according to claim 8, comprising at least one of a linear carbon chain and a linear siloxane bonding chain, and at least one group selected from the group consisting of a chlorosilyl group, an alkoxysilyl group and an isocyanatesilyl group. The method for producing a liquid crystal alignment film according to claim 1.
【請求項17】 直鎖状炭素鎖及び直鎖状シロキサン結
合鎖の少なくとも一つの鎖の長さを変えることにより、
化学結合したシラン系界面活性剤分子の分子長を変化さ
せ、化学結合した最も長いシラン系界面活性剤分子の基
板に対する傾きを制御する請求項8〜16のいずれか一
項に記載の液晶配向膜の製造方法。
17. By changing the length of at least one of the linear carbon chain and the linear siloxane bonding chain,
The liquid crystal alignment film according to any one of claims 8 to 16, wherein the molecular length of the chemically bonded silane-based surfactant molecule is changed to control the inclination of the longest chemically bonded silane-based surfactant molecule with respect to the substrate. Manufacturing method.
【請求項18】 直鎖状炭素鎖または直鎖状シロキサン
結合鎖の末端もしくは一部が、トリフルオロメチル基、
メチル基、ビニル基、アリル基、エチニル基、フェニル
基、アリール基、ハロゲン基、アルコキシ基、シアノ
基、アミノ基、水酸基、カルボニル基、エステル基及び
カルボキシル基からなる群から選択される少なくとも一
つの基を含む請求項8〜17のいずれか一項に記載の液
晶配向膜の製造方法。
18. A terminal or a part of a linear carbon chain or a linear siloxane bonding chain is a trifluoromethyl group,
At least one selected from the group consisting of methyl, vinyl, allyl, ethynyl, phenyl, aryl, halogen, alkoxy, cyano, amino, hydroxyl, carbonyl, ester and carboxyl groups The method for producing a liquid crystal alignment film according to any one of claims 8 to 17, comprising a group.
【請求項19】 非水系有機溶媒が、アルキル基、フッ
化炭素基、塩化炭素基及びシロキサン基からなる群から
選択される少なくとも一つの基を含む請求項10〜18
のいずれか一項に記載の液晶配向膜の製造方法。
19. The non-aqueous organic solvent contains at least one group selected from the group consisting of an alkyl group, a fluorocarbon group, a carbon chloride group and a siloxane group.
The method for producing a liquid crystal alignment film according to any one of the above.
【請求項20】 二つの対向する基板の間に、液晶配向
膜を介して液晶が挟持され、少なくとも一つの前記基板
の電極側表面に前記液晶配向膜が無機シロキサンポリマ
ー膜を介して形成され、前記液晶配向膜は、これを構成
する化学結合したケイ素を含む分子同士が重合した単分
子膜状の被膜であり、前記分子の一端が前記ポリマー膜
に化学結合している液晶表示装置。
20. A liquid crystal is sandwiched between two opposing substrates via a liquid crystal alignment film, and the liquid crystal alignment film is formed on an electrode side surface of at least one of the substrates via an inorganic siloxane polymer film, The liquid crystal display device, wherein the liquid crystal alignment film is a monomolecular film formed by polymerization of molecules containing chemically bonded silicon constituting the liquid crystal alignment film, and one end of the molecule is chemically bonded to the polymer film.
【請求項21】 電極を備える二つの対向する基板のそ
れぞれの電極側表面に、無機シロキサンポリマー膜が形
成され、これを介して単分子膜状の液晶配向膜がそれぞ
れ形成されている請求項20記載の液晶表示装置。
21. An inorganic siloxane polymer film is formed on each electrode-side surface of two opposing substrates provided with electrodes, and a monomolecular liquid crystal alignment film is formed via each of the inorganic siloxane polymer films. The liquid crystal display device according to the above.
【請求項22】 請求項20または21記載の液晶表示
装置であって、液晶配向膜が、パターン状に異なる配向
で形成されており、前記液晶配向膜に接触する液晶分子
の配向方向またはチルト角が、パターン毎に制御されて
いるマルチドメイン型液晶表示装置。
22. The liquid crystal display device according to claim 20, wherein the liquid crystal alignment film is formed with different alignments in a pattern, and the alignment direction or tilt angle of the liquid crystal molecules in contact with the liquid crystal alignment film. Is a multi-domain liquid crystal display device controlled for each pattern.
【請求項23】 請求項20記載の液晶表示装置であっ
て、対向する電極が、片方の基板表面に形成されている
インプレーンスイッチング型液晶表示装置。
23. The in-plane switching type liquid crystal display device according to claim 20, wherein the opposing electrodes are formed on one substrate surface.
【請求項24】 マトリックス状に載置された第1の電
極群を備える第1の基板の電極側表面に無機シロキサン
ポリマー膜を形成した後、直鎖状炭素鎖または直鎖状シ
ロキサン結合鎖と感光性基とを含むシラン系界面活性剤
を前記ポリマー膜に接触させ、ケイ素を含む前記界面活
性剤分子と前記ポリマー膜表面とを化学反応させること
により前記界面活性剤分子の一端を前記ポリマー膜表面
に化学結合させて単分子膜状の被膜を形成する工程と、
前記第1の電極群を備える第1の基板と第2の基板、ま
たは前記第1の電極群を備える第1の基板と第2の電極
もしくは電極群を備える第2の基板とをそれぞれの電極
側表面を内側にして所定の間隙を保った状態で対向させ
て接着固定し、前記第1と第2の基板との間に液晶組成
物を注入する工程とを有する液晶表示装置の製造方法。
24. After forming an inorganic siloxane polymer film on an electrode-side surface of a first substrate having a first electrode group placed in a matrix, the first substrate has a linear carbon chain or a linear siloxane bond chain. A silane-based surfactant containing a photosensitive group is brought into contact with the polymer film, and one end of the surfactant molecule is formed by chemically reacting the surfactant molecule containing silicon with the polymer film surface. A step of forming a monomolecular film by chemically bonding to the surface,
A first substrate and a second substrate provided with the first electrode group, or a first substrate provided with the first electrode group and a second substrate provided with the second electrode or the electrode group, respectively. Adhering and fixing the liquid crystal composition with the side surfaces facing inward while keeping a predetermined gap therebetween, and injecting a liquid crystal composition between the first and second substrates.
【請求項25】 無機クロロシラン剤を用いて無機シロ
キサンポリマー膜を形成する請求項24記載の液晶表示
装置の製造方法。
25. The method according to claim 24, wherein the inorganic siloxane polymer film is formed using an inorganic chlorosilane agent.
【請求項26】 シラン系界面活性剤分子の一端を無機
シロキサンポリマー膜に化学結合させた後、非水系有機
溶媒を用いて洗浄し、所定の方向に基板を向けた状態で
洗浄液から引き上げ、液切り乾燥することにより前記化
学結合した界面活性剤分子を前記液切り方向に配向させ
る工程を有する請求項24または25記載の液晶表示装
置の製造方法。
26. After chemically bonding one end of a silane-based surfactant molecule to an inorganic siloxane polymer film, the substrate is washed with a non-aqueous organic solvent, and pulled up from the cleaning solution with the substrate oriented in a predetermined direction. 26. The method for manufacturing a liquid crystal display device according to claim 24, further comprising a step of aligning the chemically bonded surfactant molecules in the draining direction by cutting and drying.
【請求項27】 請求項26記載の液晶表示装置の製造
方法であって、化学結合したシラン系界面活性剤分子を
液切り方向に配向させた後、パターン状の偏光を複数回
照射することにより、前記単分子膜状の被膜を構成する
前記化学結合した界面活性剤分子を二箇所以上で異なる
方向に配向させる工程を有するマルチドメイン型液晶表
示装置の製造方法。
27. The method for manufacturing a liquid crystal display device according to claim 26, wherein after the chemically bonded silane-based surfactant molecules are oriented in a draining direction, a pattern of polarized light is irradiated a plurality of times. And a step of aligning the chemically bonded surfactant molecules constituting the monomolecular film in different directions at two or more locations.
【請求項28】 請求項24〜27のいずれか一項に記
載の液晶表示装置の製造方法であって、第1の電極群を
備える第1の基板及び第2の電極または電極群を備える
第2の基板の各表面の液晶配向膜を、各ドメインにおい
て45〜110゜または180〜270゜ねじれ配向す
るように形成するTN型またはSTN型マルチドメイン
液晶表示装置の製造方法。
28. The method for manufacturing a liquid crystal display device according to claim 24, wherein the first substrate provided with the first electrode group and the second substrate provided with the second electrode or the electrode group are provided. 2. A method of manufacturing a TN-type or STN-type multi-domain liquid crystal display device, wherein a liquid crystal alignment film on each surface of a substrate of No. 2 is formed to be twisted at 45 to 110 ° or 180 to 270 ° in each domain.
【請求項29】 請求項24〜27のいずれか一項に記
載の液晶表示装置の製造方法であって、対向する電極が
片方の基板表面に形成されているインプレーンスイッチ
ング型TFTアレイ基板を第1の電極群を有する第1の
基板として用いるインプレーンスイッチング型液晶表示
装置の製造方法。
29. The method for manufacturing a liquid crystal display device according to claim 24, wherein the in-plane switching TFT array substrate in which opposing electrodes are formed on one of the substrate surfaces. A method for manufacturing an in-plane switching type liquid crystal display device used as a first substrate having one electrode group.
【請求項30】 無機シロキサンポリマー膜を形成する
工程において、無機クロロシラン剤を含有する有機溶媒
を基板表面に塗布し、前記有機溶媒を蒸発させた後水と
反応させる請求項24〜29のいずれか一項に記載の液
晶表示装置の製造方法。
30. The method according to claim 24, wherein, in the step of forming the inorganic siloxane polymer film, an organic solvent containing an inorganic chlorosilane agent is applied to the surface of the substrate, and the organic solvent is evaporated and then reacted with water. A method for manufacturing the liquid crystal display device according to claim 1.
JP8711098A 1998-03-31 1998-03-31 Liquid crystal alignment film, method for manufacturing liquid crystal alignment film, liquid crystal display device, and method for manufacturing liquid crystal display device Expired - Lifetime JP3301960B2 (en)

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