JP3400358B2 - Liquid crystal alignment film, method of manufacturing the same, liquid crystal display device using the same, and method of manufacturing the same - Google Patents

Liquid crystal alignment film, method of manufacturing the same, liquid crystal display device using the same, and method of manufacturing the same

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JP3400358B2
JP3400358B2 JP23036198A JP23036198A JP3400358B2 JP 3400358 B2 JP3400358 B2 JP 3400358B2 JP 23036198 A JP23036198 A JP 23036198A JP 23036198 A JP23036198 A JP 23036198A JP 3400358 B2 JP3400358 B2 JP 3400358B2
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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、液晶配向膜とその
製造方法およびそれを用いた液晶表示装置とその製造方
法に関するものである。さらに詳しくは、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用いる液晶配向膜およびその製造
方法およびそれを用いた液晶表示装置とその製造方法に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal alignment film, a method for manufacturing the same, a liquid crystal display device using the same, and a method for manufacturing the same. More specifically, the present invention relates to a liquid crystal alignment film used for a flat display panel using a liquid crystal for displaying a television (TV) image, a computer image, etc., a manufacturing method thereof, a liquid crystal display device using the same, and a manufacturing method thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】カラー液晶表示素子は、一般にマトリッ
クス状に配置された透明電極とこの透明電極の上に形成
された液晶配向膜とを有する一対の基板を、液晶配向膜
面を内側にして一定の間隙を持たせて対向させ、この間
隙内に液晶が封入された構造をしている。
2. Description of the Related Art Generally, a color liquid crystal display element has a pair of substrates each having a transparent electrode arranged in a matrix and a liquid crystal alignment film formed on the transparent electrode, and a liquid crystal alignment film surface facing inside. It has a structure in which liquid crystal is sealed in the gap with the gap facing each other.

【0003】具体的には、例えば画素電極と薄膜トラン
ジスタ(TFT)アレイとが形成された第1のガラス基
板と、複数個の赤青緑のカラーフィルターが形成され、
さらにその上に共通透明電極が形成された第2のガラス
基板のそれぞれの表面に高分子被膜を形成し、この被膜
面にラビングを施して液晶配向性を付与する。次いで、
被膜面(液晶配向膜面)を内側にしてスペーサを介在さ
せた状態で対向させ、基板の周縁を接着して空セル(パ
ネル構造体)となす。この空セル内にツイストネマチッ
ク(TN)などの液晶を注入し密閉して液晶表示素子を
構成する。
Specifically, for example, a first glass substrate on which a pixel electrode and a thin film transistor (TFT) array are formed, and a plurality of red, blue and green color filters are formed.
Further, a polymer film is formed on each surface of the second glass substrate on which the common transparent electrode is formed, and the film surface is rubbed to impart liquid crystal orientation. Then
The coated surface (liquid crystal alignment film surface) is faced to the inside with a spacer interposed, and the substrates are opposed to each other, and the peripheral edges of the substrates are bonded to form an empty cell (panel structure). Liquid crystal such as twisted nematic (TN) is injected into the empty cell and hermetically sealed to form a liquid crystal display element.

【0004】更に、上記液晶表示素子の両外面に偏向板
を配置し、第1電極の外側にバックライトを配置するこ
とにより光学表示装置としての液晶表示装置を構成す
る。
Further, the liquid crystal display device as an optical display device is constructed by disposing the deflection plates on both outer surfaces of the liquid crystal display element and disposing the backlight on the outside of the first electrode.

【0005】この構造の液晶表示装置は、電極間電圧を
TFTでON/OFFし液晶の配向状態を変化させるこ
とにより光透過を制御して、任意の映像を表示しようと
するものであるので、無印加時における液晶の配向状態
を規制する配向膜は、表示性能を左右する極めて重要な
役割を担っている。
The liquid crystal display device having this structure is intended to display an arbitrary image by controlling the light transmission by changing the alignment state of the liquid crystal by turning ON / OFF the voltage between electrodes by the TFT. The alignment film that controls the alignment state of the liquid crystal when no voltage is applied plays an extremely important role in controlling display performance.

【0006】ところで、従来より液晶配向膜としては、
液晶との親和性や耐熱性、基板密着性等に優れることか
ら、従来よりポリイミド膜が広く使用されている。そし
て、その作製方法として、ポリイミドの前駆体ポリマー
であるポリアミック酸をキシレン等の有機溶剤に溶解し
た溶液を基板上に回転塗布した後、これを焼成してポリ
アミック酸をイミド化してポリイミド膜となす方法と、
ポリイミド自身をDMF(N,N−ジメチルホルムアミ
ド)、DMAc(ジメチルアセトアミド)、ブチルセロ
ソルブアセテート、N−メチル−2−ピロリドン等の有
機溶剤に溶解した溶液を基板上に回転塗布した後、溶剤
を蒸発させて被膜となす方法が用いられている。しか
し、ポリイミド膜は、次のような課題を有しており、液
晶配向膜として十分満足できるものではない。すなわ
ち、
By the way, conventionally, as a liquid crystal alignment film,
Polyimide films have been widely used from the past because of their excellent affinity with liquid crystals, heat resistance, and substrate adhesion. Then, as its manufacturing method, a solution of a polyamic acid that is a precursor polymer of polyimide dissolved in an organic solvent such as xylene is spin-coated on a substrate, and then baked to imidize the polyamic acid to form a polyimide film. Method and
A solution of polyimide itself dissolved in an organic solvent such as DMF (N, N-dimethylformamide), DMAc (dimethylacetamide), butyl cellosolve acetate, and N-methyl-2-pyrrolidone is spin-coated on a substrate, and then the solvent is evaporated. The method of forming a coating is used. However, the polyimide film has the following problems and is not sufficiently satisfactory as a liquid crystal alignment film. That is,

【0007】(1)前駆体物質であるポリアミック酸を
用いる製法は、イミド化を十分に行うために250゜C
以上の高温で焼成する必要がある。またポリイミド自体
を用いる製法においても、ポリイミドを溶解させる適当
な低沸点溶剤が存在しないため、溶剤除去に際してかな
りの温度を必要とする。具体的には、ポリイミドを溶解
させる溶剤として上記したDMF、DMAc、ブチルセ
ロソルブアセテート、N−メチル−2−ピロリドン等の
有機溶剤が使用できるが、いずれの溶剤も沸点が高く
(それぞれ153℃、165℃、192℃、202
℃)、また可燃性であるので、製膜時に防爆に配慮しつ
つ溶剤を高温で蒸発乾燥させる必要がある。このような
ことから、ポリイミド膜の作製には、加熱のために特別
の装置を必要とし、その分、製造コストが高くなる。ま
た、加熱によりTFTなどの回路が損傷される恐れもあ
る。
(1) The production method using a precursor substance, polyamic acid, is carried out at 250 ° C. for sufficient imidization.
It is necessary to bake at the above high temperature. Even in the production method using the polyimide itself, there is no suitable low-boiling point solvent for dissolving the polyimide, so that a considerable temperature is required for removing the solvent. Specifically, organic solvents such as DMF, DMAc, butyl cellosolve acetate, and N-methyl-2-pyrrolidone described above can be used as the solvent for dissolving the polyimide, but both solvents have high boiling points (153 ° C. and 165 ° C., respectively). , 192 ° C, 202
Since it is flammable, it is necessary to evaporate and dry the solvent at a high temperature while taking explosion protection into consideration during film formation. For this reason, a special apparatus for heating is required to manufacture the polyimide film, and the manufacturing cost increases accordingly. Further, there is a possibility that the circuits such as the TFT may be damaged by heating.

【0008】(2)また、ポリイミドは製膜性が十分で
ないので、薄くて均一な膜厚の被膜を作製しにくい。こ
のため、膜厚の不均一に原因する表示ムラが発生し、ま
た厚い被膜が絶縁膜として作用するので、低電圧駆動の
液晶表示素子を実現しにくという問題もある。
(2) Further, since the film forming property of polyimide is not sufficient, it is difficult to form a thin film having a uniform film thickness. For this reason, display unevenness is caused due to non-uniformity of the film thickness, and the thick coating film acts as an insulating film, which makes it difficult to realize a low-voltage driven liquid crystal display element.

【0009】(3)さらに上記に加えて、配向性を付与
するためのラビング操作において次のような問題が生じ
る。被膜に凹凸があると凹部が擦れず、特に大面積の
パネルであると均一に擦れないため、配向欠陥の発生、
表示ムラの発生、表示焼き付き等の問題が生じる。ま
た配向膜上に静電気が発生し、この静電気がTFTの機
能を低下させる原因になる。更にラビング材(綿布
等)からゴミが発生し、このゴミが表示ムラや基板間隙
を変化させたりする原因となる。
(3) In addition to the above, the following problems occur in the rubbing operation for imparting orientation. When the coating film has irregularities, the concave portions do not rub, and particularly when the panel has a large area, it does not rub evenly.
Problems such as uneven display and image sticking occur. In addition, static electricity is generated on the alignment film, which causes the function of the TFT to deteriorate. Further, dust is generated from the rubbing material (cotton cloth or the like), and this dust causes display unevenness or changes in the substrate gap.

【0010】一方、ラビング方式における上述のような
問題点を解消することを目的として、非接触式の配向方
式が種々提案されている。例えば特開平5−53118
号公報では、基板上に感光性組成物の層を形成し、露光
および熱処理により組成物層に所定パターンの溝を形成
し、この溝によって配向性を付与する技術が提案されて
いる。しかし、この技術は、溝の形成のために大きな光
エネルギーを必要とする。また、均一な溝を形成し難い
ために、表示ムラの発生等の問題が生じる。また配向規
制力も十分でない。
On the other hand, various non-contact type alignment methods have been proposed for the purpose of solving the above problems in the rubbing method. For example, JP-A-5-53118
In the publication, a technique is proposed in which a layer of a photosensitive composition is formed on a substrate, a groove having a predetermined pattern is formed in the composition layer by exposure and heat treatment, and orientation is imparted by the groove. However, this technique requires a large amount of light energy to form the groove. Further, since it is difficult to form a uniform groove, problems such as uneven display occur. Moreover, the orientation regulating force is not sufficient.

【0011】また、特開平7−72483号公報では、
ポリイミドもしくはポリイミド前駆体を含む配向膜形成
用化合物層に直線偏光光を照射してポリイミド等を重合
することにより、配向性を付与する技術が提案されてい
る。しかし、この技術は、有機高分子であるポリイミド
を用いるものであるので、厚い膜厚が液晶駆動電圧の上
昇を招くという課題を解消できない。また、配向膜の基
板に対する固定力が十分でないという問題もある。
Further, in Japanese Patent Laid-Open No. 7-72483,
A technique has been proposed in which a compound layer for forming an alignment film containing a polyimide or a polyimide precursor is irradiated with linearly polarized light to polymerize the polyimide or the like, thereby providing orientation. However, since this technique uses polyimide, which is an organic polymer, the problem that a thick film thickness causes an increase in liquid crystal drive voltage cannot be solved. There is also a problem that the fixing force of the alignment film to the substrate is not sufficient.

【0012】また、特開平7−318942号公報で
は、高分子構造を有する配向膜に斜めから光照射し、配
向膜の分子鎖に新たな結合または分解反応を起こさせて
配向性を有する分子構造となす技術が提案されている。
しかし、この技術もポリイミドやポリビニルアルコー
ル、ポリスチレンなどの有機高分子からなる配向膜を対
象としている。したがって、この技術では膜厚が厚い、
基板固定力が小さい等の上述した課題を解消できない。
またこの技術は、プレチルト角を付与するために配向膜
に対し斜めから光照射することを必須とするが、斜めか
ら正確に光照射するためには精度の高い光照射装置を必
要とするので、その分、生産コストが上昇する。
Further, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-318942, an alignment film having a polymer structure is obliquely irradiated with light to cause a new bond or a decomposition reaction in a molecular chain of the alignment film to have a molecular structure having an alignment property. Technology has been proposed.
However, this technique also targets an alignment film made of an organic polymer such as polyimide, polyvinyl alcohol, or polystyrene. Therefore, this technique has a large film thickness,
The above-mentioned problems such as a small substrate fixing force cannot be solved.
In addition, this technique requires that the alignment film be obliquely irradiated with light in order to provide a pretilt angle, but a highly accurate light irradiation device is required for accurate oblique irradiation. The production cost increases accordingly.

【0013】他方、ツイストネマチックモードなどの液
晶表示素子においては、従来より視野角が狭いというこ
とが問題とされており、この課題を解決するための方法
として、例えば特開平5−173135号公報では、配
向膜をある方向にラビングし、さらに当該部分をレジス
トで被覆した後、逆方向にラビングする方法を繰り返す
ことにより、液晶の配向方向を異ならせた複数の領域を
形成する方法が提案されている。しかし、ラビング法
(接触式)方法において液晶配向方向の異なる複数の区
画を形成するには、分割した区画毎にマスキングを施し
てラビングするという煩雑な作業を繰り返さなければな
らない。このため、この技術によると、配向膜の生産効
率が大幅に低下するとともに、ゴミの発生等の問題が一
層深刻な問題となる。
On the other hand, in a liquid crystal display device of twisted nematic mode or the like, it has been a problem that the viewing angle is narrower than before, and as a method for solving this problem, for example, in Japanese Patent Laid-Open No. 5-173135. , A method of forming a plurality of regions with different alignment directions of liquid crystal by repeating a method of rubbing the alignment film in a certain direction, further coating the portion with a resist, and then rubbing in the opposite direction is proposed. There is. However, in order to form a plurality of sections having different liquid crystal alignment directions by the rubbing method (contact type) method, it is necessary to repeat the complicated work of masking each divided section and rubbing. Therefore, according to this technique, the production efficiency of the alignment film is significantly reduced, and the problem of dust generation is a serious problem.

【0014】これに対し、特開平5−53118号公報
等の上記各技術を応用して、液晶の配向方向を異ならせ
た複数の領域を形成することも可能である。しかし、上
記各技術は上述のごとく膜厚が厚い、基板固定力が十分
でない等の課題を有しているので、これらの技術を用い
てもやはり十分に満足し得る液晶配向膜を提供できな
い。
On the other hand, it is also possible to form a plurality of regions in which the alignment directions of the liquid crystal are different by applying the above-mentioned respective techniques of Japanese Patent Laid-Open No. 53118/1993. However, since each of the above techniques has problems such as a large film thickness and insufficient substrate fixing force as described above, it is still impossible to provide a sufficiently satisfactory liquid crystal alignment film even by using these techniques.

【0015】ところで、本発明者らは、特開平3−79
13号公報において、ナノメータレベルの膜厚の配向膜
を生産性よく製造できる技術を提案した。この技術は、
シラン系界面活性剤を基板面に化学吸着させてなる単分
子膜を配向膜として利用するものである。この技術によ
ると、基板上に結合固定した状態の極めて薄い透明な被
膜を容易かつ効率的に形成でき、しかもラビングを施さ
なくとも液晶分子に対し或る程度の配向規制力を有する
配向膜を提供できる。しかしながら、この技術は、配向
の熱的安定性や配向規制力の強さ等に関し未だ改善の余
地を残している。
By the way, the inventors of the present invention disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 3-79.
In Japanese Patent Laid-Open No. 13 (1994), a technique capable of producing an alignment film having a film thickness of nanometer level with high productivity is proposed. This technology
A monomolecular film obtained by chemically adsorbing a silane-based surfactant on the surface of a substrate is used as an alignment film. According to this technology, it is possible to easily and efficiently form an extremely thin transparent film bonded and fixed on a substrate, and to provide an alignment film having a certain degree of alignment control force on liquid crystal molecules without rubbing. it can. However, this technique still has room for improvement in terms of thermal stability of orientation and strength of orientation regulating force.

【0016】[0016]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記した問
題点を一挙に解消しようとするものであり、本発明の目
的は、ナノメータレベルの極めて薄い薄膜で、基板に均
一かつ強力に固定でき、配向の熱安定性や配向規制力に
優れるとともに広い視野角を持ち、しかも生産性よく製
造できる新規な液晶配向膜とそのような液晶配向膜を用
いた液晶表示素子を提供することにある。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention is intended to solve the above problems all at once, and an object of the present invention is to form a very thin thin film of nanometer level, which can be uniformly and strongly fixed to a substrate. Another object of the present invention is to provide a novel liquid crystal alignment film which is excellent in thermal stability of alignment and alignment regulating force, has a wide viewing angle, and can be manufactured with high productivity, and a liquid crystal display device using such a liquid crystal alignment film.

【0017】[0017]

【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、基板の表面に形成される単
分子膜状の被膜であって、前記単分子膜を構成する物質
が、前記基板の表面に、直接又は他の被膜を介して結合
固定され、かつ所定の方向に配向された状態で架橋結合
されていることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the liquid crystal alignment film of the present invention is a monomolecular film-like film formed on the surface of a substrate, wherein the substance forming the monomolecular film is It is characterized in that it is bonded and fixed to the surface of the substrate directly or through another coating, and is cross-linked in the state of being oriented in a predetermined direction.

【0018】本発明の液晶配向膜においては、単分子膜
を構成する前駆物質(化学吸着物質)が、下記式(化
6)(ただし、R1 及びR2 はそれぞれ水素又は炭素数
1〜3のアルキル基若しくは炭素数1〜3のアルコキシ
基を表す)で示される基とSiとを含み、前記前駆物質
が前記(化6)で示される基の炭素−炭素二重結合の部
分で架橋結合されて配向性を有する単分子状の被膜を形
成している。
In the liquid crystal alignment film of the present invention, the precursor substance (chemisorption substance) forming the monomolecular film is represented by the following formula (Chemical Formula 6) (wherein R 1 and R 2 are each hydrogen or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms). A group or a group represented by an alkoxy group having 1 to 3 carbon atoms) and Si, and the precursor is crosslinked at the carbon-carbon double bond portion of the group represented by the above (Chemical Formula 6). A monomolecular film having orientation is formed.

【0019】[0019]

【化6】 [Chemical 6]

【0020】ここで、本発明の液晶配向膜の前駆物質で
ある化学吸着物質は、上記化6で表される基を含むもの
であることを特徴とするが、化6における炭素数1〜3
のアルキル基としては、−CH3 、−C2 5 、−C3
7 基を挙げることができ、炭素数1〜3のアルコキシ
基としては、−OCH3 、−OC2 5 、−OC3 7
基を挙げることができる。
Here, the precursor of the liquid crystal alignment film of the present invention is
A certain chemisorbed substance contains a group represented by the above chemical formula 6.
The number of carbon atoms in the chemical formula 6 is 1 to 3
The alkyl group of is —CH3, -C2HFive, -C3
H7Examples of the group include alkoxy having 1 to 3 carbon atoms.
As the group, -OCH3, -OC2HFive, -OC3H 7
A group can be mentioned.

【0021】また本発明の液晶配向膜においては、前記
単分子膜状の被膜を構成する物質が、下記式(化7)
(ただし、nは1から14の整数を表す)、下記式(化
8)、(ただし、nは1から14の整数、Rは炭素数1
から14のアルキル基、又はフェニル基を表す)、下記
式(化9)(ただし、nは1から14の整数、Rは炭素
数1から14のアルキル基、又はフェニル基を表す)、
及び下記式(化10)(ただし、nは1から14の整
数、Rは炭素数1から14のアルキル基、又はフェニル
基を表す)から選ばれる少なくとも一つの式で示される
化学結合単位を含むことが好ましい。これらの化学結合
単位を含んでいると、単分子膜が液晶に対する配向作用
が大きく都合がよい。
In the liquid crystal alignment film of the present invention, the substance constituting the monomolecular film is represented by the following formula (Formula 7).
(However, n represents an integer of 1 to 14), the following formula (Formula 8), (where n is an integer of 1 to 14 and R is a carbon number 1).
To 14 alkyl groups or phenyl groups), the following formula (Formula 9) (wherein n represents an integer of 1 to 14 and R represents an alkyl group of 1 to 14 carbon atoms or a phenyl group),
And a chemical bond unit represented by the following formula (Chemical Formula 10) (wherein n represents an integer of 1 to 14 and R represents an alkyl group having 1 to 14 carbon atoms or a phenyl group). It is preferable. The inclusion of these chemical bond units is convenient because the monomolecular film has a large orientation effect on the liquid crystal.

【0022】[0022]

【化7】 [Chemical 7]

【0023】[0023]

【化8】 [Chemical 8]

【0024】[0024]

【化9】 [Chemical 9]

【0025】[0025]

【化10】 [Chemical 10]

【0026】製造方法としては、前記(化1)で示され
る基とSiとを有する第1のシラン系化学吸着物質と非
水系の溶媒とから作製した化学吸着液を基板に接触さ
せ、前記化学吸着物質の構成分子の一端を基板表面に化
学吸着させることにより、基板表面に結合固定された単
分子膜状の被膜を形成する第1の工程と、前記基板表面
に紫外線又は遠紫外線を照射することにより、吸着分子
相互を前記(化1)で示される基のビニル基部分の結合
手を介して架橋結合する第2の工程とを含む、製造方法
が採用できる。
As a manufacturing method, a chemical adsorption liquid prepared from a first silane-based chemical adsorption substance having a group represented by the above (Chemical formula 1) and Si and a non-aqueous solvent is brought into contact with a substrate, and the chemical The first step of forming a monomolecular film-like film that is bonded and fixed to the substrate surface by chemically adsorbing one end of the constituent molecules of the adsorbed substance to the substrate surface, and irradiating the substrate surface with ultraviolet rays or far ultraviolet rays. Thus, the production method can be adopted, which includes a second step of cross-linking the adsorbed molecules with each other through a bond of the vinyl group portion of the group represented by the above (Chemical formula 1).

【0027】この場合の、前記第1の工程の後に、有機
溶剤で洗浄する工程と、所望の方向に基板を立てて液切
りを行い、液切り方向に前記基板に結合固定された分子
を一次配向させる工程とを有し、前記第2の工程におい
て、前記(化6)で示される基を特定の方向に沿って架
橋結合させると、より配向作用が安定な単分子膜状の液
晶配向膜を提供できる。
In this case, after the first step, a step of washing with an organic solvent is performed, and a substrate is erected in a desired direction to drain the liquid, and molecules bound to and fixed to the substrate are primarily removed in the liquid draining direction. A liquid crystal alignment film in the form of a monomolecular film, which has a more stable alignment action when the group represented by (Chemical Formula 6) is cross-linked along a specific direction in the second process. Can be provided.

【0028】また、紫外線又は遠紫外線の照射を、偏光
板、又は表面に0.1〜0.3μm程度の溝傷を多数有
する透明板を介して行うと、偏光方向あるいはラビング
方向に沿って単分子膜を構成する物質を架橋結合させる
ことができる。
When irradiation with ultraviolet rays or deep ultraviolet rays is carried out through a polarizing plate or a transparent plate having a large number of groove scratches of about 0.1 to 0.3 μm on the surface, it is irradiated along the polarization direction or the rubbing direction. The substances constituting the molecular film can be crosslinked.

【0029】さらに、紫外線又は遠紫外線の照射時に、
偏光板、又は表面をラビングした透明板に、パターン状
のマスクを重ねて露光する工程を1回以上行うことによ
り、同一面内の配向膜内で、画素毎にパターン状の配向
方向の異なる部分を複数箇所設けることができる。ま
た、この手法を用いると、1画素を分割した小区画ごと
に配向方向を異ならせたマルチドメインタイプの液晶配
向膜を生産性よく製造できる。
Furthermore, at the time of irradiation with ultraviolet rays or deep ultraviolet rays,
By performing a step of exposing a patterned mask on a polarizing plate or a transparent plate whose surface has been rubbed, and performing the exposure once or more, in the alignment film in the same plane, a portion where the patterned alignment direction is different for each pixel Can be provided at a plurality of locations. Further, when this method is used, a multi-domain type liquid crystal alignment film in which the alignment direction is made different for each small section into which one pixel is divided can be manufactured with high productivity.

【0030】また、前記第1の工程において、前記第1
のシラン系化学吸着物質と、第1のシラン系化学吸着物
質とは分子長が異なる第2のシラン系化学吸着物質と
を、所定の比率で混合して前記化学吸着液を作製し、単
分子膜を作製すれば、第1のシラン系化学吸着物質の光
重合度を制御できて都合がよい。
In the first step, the first
And a second silane-based chemical adsorbent having a molecular length different from that of the first silane-based chemical adsorbent are mixed at a predetermined ratio to prepare the chemisorbed liquid, and a single molecule is prepared. It is convenient to form a film because the degree of photopolymerization of the first silane-based chemical adsorbent can be controlled.

【0031】さらにまた、前記第2のシラン系化学吸着
物質は、第1のシラン系化学吸着物質に比べて分子長が
短いものを使用すると、重合性基の密度が制御でき、光
重合度を制御する上でより好都合である。
Furthermore, when the second silane-based chemical adsorbent has a shorter molecular length than the first silane-based chemical adsorbent, the density of the polymerizable groups can be controlled and the degree of photopolymerization can be controlled. It is more convenient to control.

【0032】一方、あらかじめマトリックス状に載置さ
れた第1の電極群を有する第1の基板を、直接または任
意の薄膜を形成した後、炭素鎖を含み前記炭素鎖の末端
あるいは一部に前記(化6)で示される基とSiとを含
んでいる第1のシラン系化学吸着物質を用いて作製した
化学吸着液に接触させ、前記化学吸着液中の前記化学吸
着物質分子と基板表面とを化学反応させ、前記化学吸着
物質分子を基板表面に一端で結合固定する第1の工程
と、有機溶剤で洗浄後、さらに所望の方向に基板を立て
て液切りを行い、液切り方向に前記固定された分子を予
備配向させる第2の工程と、紫外線又は遠紫外線を照射
して前記(化6)で示される基を特定の方向に沿って重
合し架橋させる第3の工程と、前記第1の電極群を有す
る第1の基板と第2の基板、又は第2の電極叉は電極群
を有する第2の基板を、電極面を内側にして所定の間隙
を保ちつつ位置合わせして接着固定する第4の工程と、
前記第1と第2の基板の間に所定の液晶を注入する第5
の工程とを含む製造方法により、液晶が、2つの対向す
る電極に挟まれている液晶表示装置であって、液晶配向
膜が単分子膜状であり、かつ、膜を構成する物質が所定
の方向に沿って重合され、2つの対向する電極の形成さ
れた基板のうち、少なくとも一方の基板の電極側表面に
直接又は他の被膜を介して間接に形成されて液晶が前記
2つの対向する電極に前記配向膜を介して挟まれている
ことを特徴とする製造方法により液晶表示装置が提供で
きる。
On the other hand, the first substrate having the first electrode group placed in advance in a matrix form is directly or after forming an arbitrary thin film, and then the above-mentioned carbon chain is contained at the terminal or part of the carbon chain. The chemical adsorption substance molecule in the chemical adsorption liquid and the substrate surface are brought into contact with the chemical adsorption liquid prepared by using the first silane-based chemical adsorption substance containing the group represented by (Chemical Formula 6) and Si. In the first step of chemically reacting and chemically fixing the chemically adsorbed substance molecules on the surface of the substrate at one end, and after washing with an organic solvent, the substrate is further erected in a desired direction and drained, A second step of pre-orienting the fixed molecule; a third step of irradiating with ultraviolet rays or deep ultraviolet rays to polymerize and crosslink the group represented by the above (Chemical Formula 6) along a specific direction; A first substrate having a first electrode group and a second substrate Substrate, or the second electrode or the second substrate having an electrode group, and the fourth step of the electrode surface inside bonded and fixed in alignment while maintaining a predetermined gap,
A fifth aspect of injecting a predetermined liquid crystal between the first and second substrates
A liquid crystal display device in which liquid crystal is sandwiched between two electrodes facing each other, wherein the liquid crystal alignment film has a monomolecular film shape, and a substance forming the film has a predetermined thickness. Liquid crystal is polymerized along the direction and is directly or indirectly formed on the electrode-side surface of at least one of the substrates on which two opposing electrodes are formed so that liquid crystals are formed on the two opposing electrodes. A liquid crystal display device can be provided by a manufacturing method characterized in that the liquid crystal display device is sandwiched by the above-mentioned alignment film.

【0033】このとき、前記液晶配向膜を構成する物質
が、前記(化6)で示される基とSiとを含み、前記
(化6)で示される基の炭素−炭素二重結合の部分で架
橋結合されていると、ツイストネマチック(TN)型液
晶を配向させる作用が大きい。
At this time, the substance forming the liquid crystal alignment film contains the group represented by the above (Chemical formula 6) and Si, and is a carbon-carbon double bond portion of the group represented by the above (Chemical formula 6). When cross-linked, it has a great effect of orienting the twisted nematic (TN) type liquid crystal.

【0034】また、対向させる2つの電極の形成された
基板表面に、それぞれ前記被膜を液晶配向膜として形成
しておくと、さらに配向安定性に優れた液晶表示装置と
なる。もっとも、片方のみの基板表面に前記被膜を液晶
配向膜として形成するようにしてもよい。
Further, when the above-mentioned coating is formed as a liquid crystal alignment film on each of the surfaces of the substrate on which two electrodes facing each other are formed, a liquid crystal display device further excellent in alignment stability can be obtained. However, the coating film may be formed as a liquid crystal alignment film on the surface of only one of the substrates.

【0035】さらにまた、紫外線又は遠紫外線照射を行
う第3の工程において、偏光板にパターン状のマスクを
重ねて露光する工程を行い、同一面内の配向膜内で画素
毎にパターン状の配向方向の異なる部分を複数箇所設け
ておくと、表示視野特性が広い液晶表示装置を提供でき
る。また、この方法は、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(IP
S)方式の液晶表示装置に対しても、ラビングが不要で
あるため極めて有効である。
Further, in the third step of irradiating with ultraviolet rays or far ultraviolet rays, a step of exposing a polarizing plate with a patterned mask is performed, and the patterned alignment is performed for each pixel in the alignment film in the same plane. By providing a plurality of portions having different directions, it is possible to provide a liquid crystal display device having a wide display visual field characteristic. In addition, this method uses in-plane switching (IP) in which opposing electrodes are formed on the surface of one substrate.
Even for the S) type liquid crystal display device, it is extremely effective because rubbing is unnecessary.

【0036】[0036]

【発明の実施の形態】本発明では、基板を、前記(化
6)で示される基とSiとを有する第1のシラン系化学
吸着物質と非水系の溶媒とから作製した化学吸着液に接
触させ、前記化学吸着物質の分子と基板表面とを化学反
応させることにより、前記化学吸着物質分子を、基板表
面に一端で結合固定して単分子膜を作製する第1の工程
と、前記基板表面に紫外線又は遠紫外線を照射すること
により、前記(化6)で示される基を光重合させる第2
の工程と含む製造方法を用いて、基板の表面に形成され
る単分子膜状の被膜であって、前記単分子膜を構成する
物質が、前記基板の表面に、所定の方向に配向された状
態で重合されていることを特徴としており、所定の方向
に液晶の配向規制力を有する新規な液晶配向膜を提供す
る。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION In the present invention, a substrate is brought into contact with a chemical adsorption liquid prepared from a first silane-based chemical adsorption substance having a group represented by the above (Chemical Formula 6) and Si and a non-aqueous solvent. And chemically reacting the molecule of the chemical adsorbent with the surface of the substrate to bond and fix the molecule of the chemical adsorbent to the surface of the substrate at one end to form a monomolecular film; and the surface of the substrate. By irradiating the group represented by the above-mentioned (Chemical Formula 6) by irradiating the group with UV rays or deep UV rays.
Which is a monomolecular film formed on the surface of the substrate by using the manufacturing method including the step of, and the substance constituting the monomolecular film is oriented in a predetermined direction on the surface of the substrate. A novel liquid crystal alignment film, which is characterized by being polymerized in a state, has a liquid crystal alignment regulating force in a predetermined direction.

【0037】また、マトリックス状に載置された第1の
電極群を有する第1の基板に直接、または基板面に任意
の薄膜を形成した後、炭素鎖を含み前記炭素鎖の末端あ
るいは一部に前記(化1)で示される基とSiとを有す
る第1のシラン系化学吸着物質を用いて作製した化学吸
着液に接触させ、前記化学吸着物質と基板表面とを化学
反応させ、前記化学吸着物質基板表面に結合固定する第
1の工程と、基板面を有機溶剤で洗浄後、所望の方向に
基板を立てて液切りを行い、液切り方向に前記固定され
た分子を予備配向させる第2の工程と、紫外線又は遠紫
外線を照射して下記(化1)で示される基の炭素・炭素
二重結合部分の結合手を介して吸着分子相互を特定の方
向に沿って架橋結合する第3の工程と、前記第1の基板
と、対向電極を有することある第2の基板を、電極面を
内側にして所定の間隙を保ちつつ位置合わせして接着固
定する第4の工程と、前記第1と第2の基板の間に所定
の液晶を注入する第5の工程とを備える製造方法によ
り、表示性能に優れた液晶表示素子を生産性よく提供す
る。
Further, after forming an arbitrary thin film directly on the first substrate having the first electrode group mounted on the matrix or on the surface of the substrate, the carbon chain is contained and the end or part of the carbon chain is contained. Is brought into contact with a chemical adsorbent prepared by using a first silane-based chemical adsorbent having a group represented by (Chemical Formula 1) and Si, and the chemical adsorbent and the substrate surface are chemically reacted, A first step of binding and fixing the adsorbent substance to the substrate surface, and a step of washing the substrate surface with an organic solvent, standing the substrate in a desired direction and draining it, and pre-orienting the immobilized molecules in the draining direction. The second step is to irradiate ultraviolet rays or far ultraviolet rays to cross-link the adsorbed molecules along a specific direction through the bonds of the carbon-carbon double bond portion of the group represented by the following (Chemical formula 1). 3 step, the first substrate, and the counter electrode A fourth step of aligning and adhering the sometimes-occurring second substrate with the electrode surface inside and maintaining a predetermined gap, and injecting a predetermined liquid crystal between the first and second substrates. And a fifth step for providing a liquid crystal display element having excellent display performance with high productivity.

【0038】[0038]

【実施例】以下、実施例を用いて本発明をさらに具体的
に説明する。 (実施例1)以下、本発明の第1の実施例を図1から図
6を参照しながら説明する。
EXAMPLES The present invention will be described in more detail below with reference to examples. (Embodiment 1) Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

【0039】表面に透明電極の形成されたガラス基板1
(表面に水酸基を多数含む)を準備し、あらかじめよく
洗浄脱脂する。次に、前記基板を、炭素鎖を含み前記炭
素鎖の末端あるいは一部に上記(化6)で示される基と
Siとを含んでいるクロロシラン系化学吸着物質とし
て、下記式(化11)(この物質は、図1に示す如く、
240〜370nmに感光ピークがある。)で示される
化合物を、1重量%程度の濃度で非水系の溶媒に溶かし
て化学吸着溶液を調整した。
A glass substrate 1 having a transparent electrode formed on its surface
Prepare (containing a large number of hydroxyl groups on the surface) and wash and degrease well in advance. Next, the above substrate is used as a chlorosilane-based chemisorption material containing a carbon chain and containing the group represented by the above (Chemical formula 6) and Si at the terminal or part of the carbon chain, and the following chemical formula (Chemical formula 11) This material, as shown in Figure 1,
There is a photosensitivity peak at 240 to 370 nm. The compound represented by (4) was dissolved in a non-aqueous solvent at a concentration of about 1% by weight to prepare a chemisorption solution.

【0040】[0040]

【化11】 [Chemical 11]

【0041】本実施例では、非水系溶媒として、良く脱
水したヘキサデカンを用いた。このようにして調製され
た溶液を吸着溶液2とし、この吸着溶液2の中に、乾燥
雰囲気中(相対湿度30%以下)で前記基板1を1時間
程度浸漬(塗布しても良い)した(図2)。その後、液
から引き上げて、水を含まない非水系の溶媒として、良
く脱水したn−ヘキサン3で洗浄した後、基板を所望の
方向に立てた状態で洗浄液より引き上げて洗浄液を液切
りし、水分を含む空気中に暴露した(図3)。前記の一
連の工程で、前記クロロシラン系化学吸着物質の塩化ケ
イ素基と前記基板表面の水酸基との間で脱塩酸反応が生
じ、下記式(化12)で示される結合が生成され、さら
に、空気中の水分と反応して、下記式(化13)で示さ
れる結合が生成された。
In this example, well-dehydrated hexadecane was used as the non-aqueous solvent. The solution thus prepared was used as the adsorption solution 2, and the substrate 1 was immersed (applied) in the adsorption solution 2 for about 1 hour in a dry atmosphere (relative humidity of 30% or less) ( (Fig. 2). Then, after pulling up from the liquid and washing with well-dehydrated n-hexane 3 as a non-aqueous solvent containing no water, the substrate is pulled up from the washing liquid while standing in a desired direction to drain the washing liquid to remove water. It was exposed to air containing (Fig. 3). In the series of steps described above, a dehydrochlorination reaction occurs between the silicon chloride group of the chlorosilane-based chemical adsorbent and the hydroxyl group on the surface of the substrate to form a bond represented by the following formula (Formula 12). The bond represented by the following formula (Formula 13) was formed by reacting with the water content.

【0042】[0042]

【化12】 [Chemical 12]

【0043】[0043]

【化13】 [Chemical 13]

【0044】このとき、さらに、n−ヘキサンやクロロ
ホルム等の非水系の有機溶剤で洗浄して、所望の方向に
基板を立てて液切りを行うと、液切り方向に前記固定さ
れた分子を一次配向させることができる。
At this time, when the substrate is further washed with a non-aqueous organic solvent such as n-hexane or chloroform, the substrate is erected in a desired direction to drain the liquid, the fixed molecules are primarily removed in the liquid draining direction. It can be oriented.

【0045】以上の処理により、前記化学吸着物質が基
板と反応してなる化学吸着単分子膜4が、基板表面の水
酸基が含まれていた部分に、シロキサンの共有結合を介
して化学結合した状態で結合され、結合された分子は液
切り引き上げ方向5と反対方向にある程度配向して約2
nmの膜厚で形成された(図4)。
By the above treatment, the chemisorption monomolecular film 4 formed by the reaction of the chemisorption substance with the substrate is chemically bonded to the portion of the substrate surface containing the hydroxyl group through the covalent bond of siloxane. And the bound molecules are oriented to a direction opposite to the liquid draining and pulling direction 5 to some extent, and about 2
It was formed with a film thickness of nm (FIG. 4).

【0046】その後さらに、この状態の基板を2種類用
い、液切り引き上げ方向5とほぼ平行方向に偏光方向6
が向くように偏光板(HNP´B)7(ポラロイド社
製)を基板に重ねてセットし、500Wの超高圧水銀灯
の365nm(i線)の紫外光8(偏光膜透過後2.6
mW/cm2 )を用いて100mJ照射した(図5、図
中、9は透明電極を表わす。)。
Thereafter, two kinds of substrates in this state are used, and the polarization direction 6 is set in a direction substantially parallel to the liquid draining and pulling direction 5.
A polarizing plate (HNP'B) 7 (manufactured by Polaroid Co., Ltd.) is placed on the substrate so that the light is oriented, and ultraviolet light 8 of 365 nm (i line) of a 500 W ultra-high pressure mercury lamp (2.6 after passing through the polarizing film is used).
mW / cm @ 2) was used to irradiate 100 mJ (FIG. 5, 9 in the figure represents a transparent electrode).

【0047】その後、FTIRを用いて吸着された分子
の異方性を調べると、前記感光基が光重合されてビニル
基の吸収がなくなっていた。すなわち、下記式(化1
4)の結合が生成された。
Then, when the anisotropy of the adsorbed molecule was examined by FTIR, it was found that the photosensitive group was photopolymerized and the absorption of vinyl group was lost. That is, the following formula (Formula 1
The bond of 4) was generated.

【0048】[0048]

【化14】 [Chemical 14]

【0049】また、結合の方向は定かでなかったが、偏
光方向と垂直方向で明らかに吸収が異なっていた。この
ことは、前記単分子膜を構成する物質が前記基板表面に
結合固定され、所定の方向に沿って図6に示したように
前記感光性基の部分で光重合されていることを示してい
る。
Although the binding direction was not clear, the absorption was clearly different between the polarization direction and the vertical direction. This indicates that the substance forming the monolayer is bonded and fixed on the surface of the substrate and photopolymerized along the predetermined direction at the photosensitive group portion as shown in FIG. There is.

【0050】そこでさらに、この状態の基板2枚を用
い、化学吸着膜が向かい合うように組み合わせて、偏光
方向は平行で液切り方向が反対になるように、すなわち
アンチパラレルになるようにセットし20ミクロンギヤ
ップの液晶セルを組み立て、ネマチック液晶(ZLI4
792;メルク社製)を注入して配向状態を確認する
と、注入した液晶分子は偏光方向と90°交差した方向
に沿って基板に対しておよそプレチルト角2.5゜で配
向していた。
Therefore, two substrates in this state are used and combined so that the chemisorption films face each other, and set so that the polarization directions are parallel and the draining directions are opposite, that is, antiparallel. Assembled a micron gap liquid crystal cell, and made a nematic liquid crystal (ZLI4
792; manufactured by Merck & Co., Inc.) was injected to confirm the alignment state, and the injected liquid crystal molecules were aligned with the substrate at a pretilt angle of 2.5 ° along a direction intersecting with the polarization direction by 90 °.

【0051】なお、このとき照射部の吸着分子の配向方
向を一方向に揃えるためには、洗浄液切り引き上げ方向
5と偏光方向とを完全に90゜で交差するのではなく、
多少、好ましくは数度以上ずらす必要がある。この場
合、最大、洗浄液切り方向と平行になるように偏光方向
6を合わせても良い。もし万一完全に90゜に交差させ
れば、個々の分子が2方向に向いてしまう場合がある。
At this time, in order to align the alignment direction of the adsorbed molecules in the irradiation part in one direction, the washing liquid cutting and pulling direction 5 and the polarization direction do not completely intersect each other at 90 °.
It is necessary to shift a little, preferably several degrees or more. In this case, the polarization direction 6 may be aligned so as to be parallel to the cleaning liquid draining direction at the maximum. If they intersect at 90 ° completely, the individual molecules may face in two directions.

【0052】ここで、選択的に配向方向を変えたい場合
には、露光時偏光板にパターン状のマスクを重ねて10
0〜200mJのエネルギーで365nmの波長の紫外
線を照射すると、照射された部分のみ配向方向が変化
し、同一面内の配向膜内でパターン状に配向方向の異な
る部分、すなわち、洗浄液切り引き上げ方向5と偏光方
向6にそれぞれ沿って液晶が配向する部分を複数箇所設
けることができた。さらに、所望のマスクを偏光板に重
ねて同様の条件で露光する工程を複数回行うと、きわめ
て容易にパターン状に複数の配向方向の異なる単分子膜
状の液晶配向膜を作製できた。すなわち、一つの絵素が
マルチドメイン配向された液晶表示装置を提供できた。
Here, when it is desired to selectively change the orientation direction, a patterned mask is overlaid on the polarizing plate at the time of exposure.
When an ultraviolet ray having a wavelength of 365 nm is irradiated with an energy of 0 to 200 mJ, the orientation direction changes only in the irradiated portion, and the portion having different orientation directions in a pattern in the orientation film in the same plane, that is, the cleaning liquid cutting-up direction 5 It was possible to provide a plurality of portions where the liquid crystal is aligned along the polarization directions 6 and 6, respectively. Furthermore, when a desired mask was placed on a polarizing plate and exposed to light under the same conditions a plurality of times, a plurality of monomolecular liquid crystal alignment films having different alignment directions could be produced very easily in a pattern. That is, it was possible to provide a liquid crystal display device in which one picture element was multi-domain aligned.

【0053】なお、本実施例では、洗浄用の水を含まな
い溶媒として、アルキル基を含む炭化水素系のn−ヘキ
サンを用いたが、これ以外にも、水を含まず化学吸着物
質を溶かす溶媒ならどのような溶媒でも使用することが
できる。たとえばこれ以外にも、フッ化炭素基、塩化炭
素基またはシロキサン基を含む溶媒、例えば、フレオン
113、クロロホルムやヘキサメチルジシロキサン等を
それぞれ用いることができた。
In this example, a hydrocarbon-based n-hexane containing an alkyl group was used as a water-free solvent for washing, but other than this, water is not contained and the chemisorbed substance is dissolved. Any solvent can be used as long as it is a solvent. For example, other than this, a solvent containing a fluorocarbon group, a carbon chloride group, or a siloxane group, such as Freon 113, chloroform, or hexamethyldisiloxane can be used.

【0054】また、本実施例のように、下記式(化1
5)で示される化学結合単位を含んでいる液晶配向膜で
は、特にツイストネマチック型液晶に対する配向効果が
高いが、それ以外に、同様に被膜を形成できる物質とし
て、下記の式(化16)で示される物質が同様に適用で
きた。
Further, as in this embodiment, the following formula (Formula 1)
The liquid crystal alignment film containing the chemical bond unit represented by 5) has a particularly high alignment effect on the twisted nematic liquid crystal, but other than that, as a substance capable of forming a film similarly, the following formula (Formula 16) is used. The indicated substances were applicable as well.

【0055】[0055]

【化15】 [Chemical 15]

【0056】[0056]

【化16】 [Chemical 16]

【0057】(式中、nは1から14の整数を表す) またこのとき、化学吸着液作製用の非水系の有機溶媒と
しては、アルキル基、フッ化炭素基または塩化炭素基ま
たはシロキサン基を含む溶媒が利用できた。
(In the formula, n represents an integer of 1 to 14) At this time, as the non-aqueous organic solvent for preparing the chemical adsorption liquid, an alkyl group, a fluorocarbon group, a carbon chloride group or a siloxane group is used. A solvent containing was available.

【0058】(実施例2)実施例1で説明した条件にお
いて、前記(化6)で示される感光性の基とSiとを含
んでいる化学吸着物質として、実施例で用いた物質の代
わりに、下記式(化17)(この物質は、図7に示す如
く、240〜290nmに感光ピークがある。)で示さ
れる物質を用い、0.3μmの砥粒でラビングして、
0.1〜0.3μmの溝傷が多数形成されたアクリル板
を基板に重ねてセットし、500Wの超高圧水銀灯の2
54nmの遠紫外光(アクリル板透過後2.1mW/c
m2 )を用いて80mJ照射した以外は同様の実験を行
った。
(Example 2) Under the conditions described in Example 1, instead of the substance used in the example, a chemical adsorption substance containing the photosensitive group represented by the above (Chemical Formula 6) and Si was used. Using the substance represented by the following formula (Chemical Formula 17) (this substance has a photosensitivity peak at 240 to 290 nm as shown in FIG. 7) and rubbing with an abrasive grain of 0.3 μm,
Acrylic plate with a large number of 0.1-0.3 μm groove scratches was placed on the substrate and set,
Far-ultraviolet light of 54 nm (2.1 mW / c after transmitting acrylic plate
The same experiment was carried out except that 80 mJ was irradiated using m2).

【0059】[0059]

【化17】 [Chemical 17]

【0060】さらに、この状態の基板2枚を用い、化学
吸着膜が向かい合うように組み合わせて、アンチパラレ
ルになるようにセットし、20ミクロンギヤップの液晶
セルを組み立て、ネマチック液晶(ZLI4792;メ
ルク社製)を注入して配向状態を確認すると、注入した
液晶分子は偏光方向と90°交差した方向に沿って基板
に対しておよそプレチルト角4゜で配向していた。
Further, using two substrates in this state, the chemisorption films were assembled so as to face each other and set so as to be anti-parallel, and a 20 micron gearup liquid crystal cell was assembled, and a nematic liquid crystal (ZLI4792; manufactured by Merck Ltd.) was assembled. ) Was injected to confirm the alignment state, the injected liquid crystal molecules were aligned at a pretilt angle of 4 ° with respect to the substrate along a direction intersecting the polarization direction by 90 °.

【0061】なお、前記物質と同様に被膜を形成できる
物質として、下記式(化18)で示される物質、
As a substance capable of forming a film in the same manner as the above substance, a substance represented by the following formula (Formula 18),

【0062】[0062]

【化18】 [Chemical 18]

【0063】(式中、nは1から14の整数、Rは炭素
数1から14のアルキル基、又はフェニル基を表す。但
しnとRの炭素数の合計は1から26である。) 又は、下記式(化19)で示される物質、
(In the formula, n represents an integer of 1 to 14, R represents an alkyl group having 1 to 14 carbon atoms, or a phenyl group. However, the total number of carbon atoms of n and R is 1 to 26) or , A substance represented by the following formula (Formula 19),

【0064】[0064]

【化19】 [Chemical 19]

【0065】(式中、nは1から14の整数、Rは炭素
数1から14のアルキル基、又はフェニル基を表す。但
しnとRの炭素数の合計は1から26である。) 又は、下記式(化20)で示される物質を用いることが
できる。
(In the formula, n represents an integer of 1 to 14, R represents an alkyl group having 1 to 14 carbon atoms, or a phenyl group. However, the total number of carbon atoms of n and R is 1 to 26) or A substance represented by the following formula (Formula 20) can be used.

【0066】[0066]

【化20】 [Chemical 20]

【0067】(式中、nは1から14の整数、Rは炭素
数1から14のアルキル基、又はフェニル基を表す。但
しnとRの炭素数の合計は1から26である。) より具体的には、下記式、(化21)、(化22)、
(化23)、(化24)、(化25)に示される物質
が、露光量は異なったが同様に適用できた。
(In the formula, n represents an integer of 1 to 14, R represents an alkyl group having 1 to 14 carbon atoms, or a phenyl group. However, the total number of carbon atoms of n and R is 1 to 26.) Specifically, the following formulas (formula 21), (formula 22),
The substances represented by (Chemical formula 23), (Chemical formula 24) and (Chemical formula 25) were applicable in the same manner although the exposure dose was different.

【0068】[0068]

【化21】 [Chemical 21]

【0069】(この物質は240〜280nmに感光ピ
ークがある。)
(This substance has a photosensitivity peak at 240 to 280 nm.)

【0070】[0070]

【化22】 [Chemical formula 22]

【0071】(この物質は240〜290nmに感光ピ
ークがある。)
(This substance has a photosensitivity peak at 240 to 290 nm.)

【0072】[0072]

【化23】 [Chemical formula 23]

【0073】(この物質は240〜310nmに感光ピ
ークがある。)
(This substance has a photosensitivity peak at 240 to 310 nm.)

【0074】[0074]

【化24】 [Chemical formula 24]

【0075】(この物質は240〜330nmに感光ピ
ークがある。)
(This substance has a photosensitivity peak at 240 to 330 nm.)

【0076】[0076]

【化25】 [Chemical 25]

【0077】(この物質は240〜330nmに感光ピ
ークがある。) (実施例3)実施例1で説明した条件において、クロロ
シラン系化学吸着物質として、前記(化11)で示され
る物質と、下記式(化26)で示される物質とを等モル
比で混合し、1重量%程度の濃度で非水系の溶媒に溶か
して化学吸着溶液を調整した他は同様の実験を行った。
(This substance has a photosensitivity peak at 240 to 330 nm.) (Example 3) Under the conditions described in Example 1, as a chlorosilane-based chemical adsorbent, A similar experiment was conducted except that the substance represented by the formula (Formula 26) was mixed at an equimolar ratio, and the chemisorption solution was prepared by dissolving the substance in a non-aqueous solvent at a concentration of about 1% by weight.

【0078】[0078]

【化26】 [Chemical formula 26]

【0079】その結果、前記2種類のクロロシラン系化
学吸着物質の塩化ケイ素基と前記基板表面の水酸基との
間でそれぞれ脱塩酸反応が生じ、さらに、空気中の水分
と反応することにより、前記(化13)及び下記(化2
7)の結合をほぼ1:1で含む単分子膜10が形成され
た。
As a result, a dehydrochlorination reaction occurs between the silicon chloride groups of the two types of chlorosilane-based chemical adsorbents and the hydroxyl groups on the surface of the substrate, and further reacts with moisture in the air, thereby Chemical formula 13) and the following (chemical formula 2)
A monomolecular film 10 containing the bond of 7) at a ratio of about 1: 1 was formed.

【0080】[0080]

【化27】 [Chemical 27]

【0081】その後さらに、この状態の基板を2種類用
い、液切り引き上げ方向とほぼ平行方向に偏光方向が向
くように偏光板(HNP´B)(ポラロイド社製)を基
板に重ねてセットし、500Wの超高圧水銀灯の365
nm(i線)の紫外光(偏光膜透過後2.6mW/cm
2 )を用いて70mJ照射した。
Thereafter, two kinds of substrates in this state were used, and a polarizing plate (HNP'B) (manufactured by Polaroid Co., Ltd.) was set on the substrates so that the polarization direction was oriented substantially parallel to the liquid draining and pulling direction, 365 of the super high pressure mercury lamp of 500W
nm (i-line) ultraviolet light (2.6 mW / cm after passing through the polarizing film)
2) was used to irradiate 70 mJ.

【0082】その後、FTIRを用いて吸着された分子
の異方性を調べると、実施例1と同様に前記感光基が光
重合されてビニル基の吸収がなくなっていた。また、結
合の方向は定かでなかったが、偏光方向と垂直方向で明
らかに吸収が異なっていた。このことは前記単分子膜を
構成する物質が前記基板表面に結合固定され、所定の方
向に沿って図8に示したように前記感光性基の部分で光
重合された単分子膜10’が形成されていること示して
いる。
Then, when the anisotropy of the adsorbed molecule was examined by FTIR, it was found that the photosensitive group was photopolymerized and absorption of the vinyl group was lost as in Example 1. Although the binding direction was not clear, the absorption was clearly different between the polarization direction and the perpendicular direction. This means that the substance constituting the monomolecular film is bonded and fixed to the surface of the substrate, and the monomolecular film 10 'photopolymerized at the photosensitive group portion along a predetermined direction as shown in FIG. It has been formed.

【0083】次に、この状態の基板2枚を用い、化学吸
着膜が向かい合うように組み合わせて、偏光方向は平行
で液切り方向が反対になるように、すなわちアンチパラ
レルになるようにセットし20ミクロンギヤップの液晶
セルを組み立て、ネマチック液晶(ZLI4792;メ
ルク社製)を注入して配向状態を確認すると、注入した
液晶分子は偏光方向と90度交差した方向に沿って基板
に対しておよそプレチルト角1.5゜で配向していた。
このことは、光重合された分子が実施例1に比べてより
傾いていることを示している。なお、この膜の方が、実
施例1で得られた膜に比べて配向規制力は大きかった。
Next, two substrates in this state are used and combined so that the chemical adsorption films face each other, and set so that the polarization directions are parallel and the liquid draining directions are opposite, that is, antiparallel. After assembling a micron gap liquid crystal cell and injecting nematic liquid crystal (ZLI4792; manufactured by Merck) to confirm the alignment state, the injected liquid crystal molecules have a pretilt angle of about 90 ° with the substrate along the direction intersecting 90 ° with the polarization direction. It was oriented at 1.5 °.
This indicates that the photopolymerized molecules are more tilted than in Example 1. Note that this film had a larger orientation regulating force than the film obtained in Example 1.

【0084】(実施例4)次に、上記液晶配向膜を用い
て実際に液晶表示デバイスを製造しようとする場合の製
造プロセスについて図9を用いて説明する。
(Embodiment 4) Next, a manufacturing process in the case of actually manufacturing a liquid crystal display device using the liquid crystal alignment film will be described with reference to FIG.

【0085】まず、図9に示すように、マトリックス状
に載置された第1の電極群11とこの電極を駆動するト
ランジスター群12を有する第1の基板13上、および
第1の電極群と対向するように載置したカラーフィルタ
ー群14と第2の電極15を有する第2の基板16上
に、実施例1と同様の手順にしたがって、調製した化学
吸着液を塗布し同様の化学吸着単分子膜を作製した。
First, as shown in FIG. 9, on a first substrate 13 having a first electrode group 11 mounted in a matrix and a transistor group 12 driving the electrodes, and a first electrode group. According to the same procedure as in Example 1, the prepared chemical adsorption liquid was applied onto the second substrate 16 having the color filter group 14 and the second electrode 15 placed so as to face each other, and the same chemical adsorption unit was applied. A molecular film was prepared.

【0086】その結果、実施例1と同様に電極パターン
に沿って再配向した液晶配向膜27が作製できた。次
に、前記第1と第2の基板13、16を電極が対向する
ように位置合わせしてスペーサー18と接着剤19でお
よそ5ミクロンのギャップで配光方向が90度ツイスト
したセルを作成した。その後、前記第1と第2の基板に
前記TN液晶(ZLI4792;メルク社製)20を注
入した後、偏光板21、22を組み合わせて表示素子を
完成した。このとき注入された液晶のプレチルト角は
2.3°であった。
As a result, the liquid crystal alignment film 27 realigned along the electrode pattern as in Example 1 could be produced. Next, the first and second substrates 13 and 16 were aligned so that the electrodes face each other, and a spacer 18 and an adhesive 19 were used to form a cell in which the light distribution direction was twisted by 90 degrees with a gap of about 5 microns. . After that, the TN liquid crystal (ZLI4792; manufactured by Merck & Co., Inc.) 20 was injected into the first and second substrates, and then polarizing plates 21 and 22 were combined to complete a display element. The pretilt angle of the liquid crystal injected at this time was 2.3 °.

【0087】この様なデバイスは、バックライト23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で矢印Aの方向に映像を表示でき
た。 (実施例5)実施例3における単分子膜製膜後、実施例
1と同様の条件で前記偏光板に各々の画素を市松状に4
分割するパターン状のマスクを重ねて露光する工程を1
回行うと、同一画素内でパターン状に配向方向の異なる
部分を4箇所設けることができた。そして、この配向膜
を形成した基板を用いることにより、従来、左右60
゜、上20゜、下50゜であった液晶表示装置の視野角
を、左右60゜、上下50゜と大幅に改善することがで
きた。
Such a device was able to display an image in the direction of arrow A by driving each transistor using a video signal while illuminating the entire surface with the backlight 23. (Example 5) After forming the monomolecular film in Example 3, each pixel was formed in a checkered pattern on the polarizing plate under the same conditions as in Example 1.
1 step of overlapping and exposing the pattern mask to be divided
When it was repeated, four portions having different alignment directions could be provided in a pattern in the same pixel. Then, by using the substrate on which this alignment film is formed, it is possible to obtain the right and left 60
The viewing angle of the liquid crystal display device, which was 20 ° above, 20 ° above and 50 ° below, was significantly improved to 60 ° left and right and 50 ° up and down.

【0088】なお、ここで対向させる2つの電極の形成
された基板表面に、それぞれ前記被膜を配向膜として形
成しておくと、さらに配向安定性に優れた液晶表示装置
となった。また、対向する電極が片方の基板表面に形成
されている、すなわちインプレーンスイッチング(IP
S)方式の液晶表示装置に対しても、ラビングが不要で
あるため極めて有効であった。
By forming the above-mentioned coating as an alignment film on each of the surfaces of the substrates on which two electrodes opposed to each other were formed, a liquid crystal display device having further excellent alignment stability was obtained. In addition, opposing electrodes are formed on the surface of one of the substrates, that is, in-plane switching (IP
Even for the S) type liquid crystal display device, it was extremely effective because rubbing was unnecessary.

【0089】また、上記実施例1および2では、露光に
用いる光としてそれぞれ紫外線(超高圧水銀灯のi線)
である365nmおよび遠紫外線である254nm光を
用いたが、膜物質の光の吸収度合いに応じて可視光の4
36nmおよび405nmやKrFエキシマレーザーで
得られる遠紫外線の248nmの光を用いることも可能
である。特に、248nmや254nmの光は大部分の
物質に吸収され易いためエネルギー配向効率が高い。
Further, in the above-mentioned Examples 1 and 2, the ultraviolet rays (i-line of the ultra-high pressure mercury lamp) were used as the light used for the exposure, respectively.
The light having a wavelength of 365 nm and the light having a wavelength of 254 nm, which is deep ultraviolet light, are used.
It is also possible to use far-ultraviolet light of 248 nm obtained with a 36 nm and 405 nm or a KrF excimer laser. In particular, light of 248 nm and 254 nm is easily absorbed by most substances, so that energy alignment efficiency is high.

【0090】また、化学吸着物質としては本実施例で使
用したクロロシラン系化学吸着物質のような塩化ケイ素
基を含む物質の代わりに、アルコキシシリル基やイソシ
アネートシリル基を含む物質も使用できた。この場合
も、高度に配向した膜が得られた。
As the chemical adsorbent, a substance containing an alkoxysilyl group or an isocyanate silyl group could be used instead of the substance containing a silicon chloride group such as the chlorosilane-based chemical adsorbent used in this example. Again, highly oriented films were obtained.

【0091】[0091]

【発明の効果】以上説明した通り、本発明の液晶配向膜
は、従来のものに比べて格段に均一で薄く、注入される
液晶の配向方向が遠紫外線や紫外線を用いた光重合照射
により制御され、プレチルト角度が光重合された単分子
膜の組成で制御された新規かつ熱安定性が高い配向膜で
あり、本発明の製造方法によれば、前記液晶配向膜を提
供することができるという効果がある。
As described above, the liquid crystal alignment film of the present invention is remarkably uniform and thin as compared with the conventional one, and the alignment direction of the injected liquid crystal is controlled by far ultraviolet rays or photopolymerization irradiation using ultraviolet rays. The pretilt angle is a novel and highly thermal stable alignment film in which the composition of the photopolymerized monomolecular film is controlled. According to the manufacturing method of the present invention, the liquid crystal alignment film can be provided. effective.

【0092】また、単分子膜製膜工程後に、偏光板にパ
ターン状のマスクを重ねて露光する工程を複数回行う
と、同一面内の配向膜内でパターン状の配向方向のみ異
なる部分を複数箇所設けることができ、従来のようなラ
ビングでは難しかった個々の画素の配向が複数種に分割
されたマルチドメインの液晶表示装置を効率良く合理的
に作製できる。
Further, after the monomolecular film forming step, if the step of exposing the polarizing plate with a patterned mask is repeated a plurality of times, a plurality of portions of the oriented film in the same plane which are different only in the oriented direction of the patterned shape are formed. A multi-domain liquid crystal display device, in which the orientation of each pixel is divided into a plurality of types, which has been difficult with conventional rubbing, can be efficiently and rationally produced.

【0093】さらにまた、このような配向膜は、基板表
面に共有結合を介して強固に結合されているため、極め
て高信頼な液晶表示装置を提供できる。
Furthermore, since such an alignment film is firmly bonded to the surface of the substrate through a covalent bond, it is possible to provide an extremely highly reliable liquid crystal display device.

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

【図1】 本発明の実施例1において使用したクロロシ
ラン系化学吸着物質(化11)の紫外吸収スペクトルを
示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing an ultraviolet absorption spectrum of a chlorosilane-based chemical adsorbent (Chemical Formula 11) used in Example 1 of the present invention.

【図2】 本発明の実施例1における単分子膜状の液晶
配向膜作製に用いる化学吸着工程を説明するための断面
概念図である。
FIG. 2 is a conceptual sectional view for explaining a chemical adsorption step used for producing a monomolecular liquid crystal alignment film in Example 1 of the present invention.

【図3】 本発明の実施例1における単分子膜状の液晶
配向膜作製の洗浄工程を説明するための断面概念図であ
る。
FIG. 3 is a conceptual cross-sectional view for explaining a cleaning step for producing a monomolecular liquid crystal alignment film in Example 1 of the present invention.

【図4】 本発明の実施例1において、溶媒洗浄後の単
分子膜状の液晶配向膜内における分子の配向状態を説明
するために、断面を分子レベルまで拡大した概念図であ
る。
FIG. 4 is a conceptual diagram in which a cross section is enlarged to a molecular level in order to explain an alignment state of molecules in a monomolecular liquid crystal alignment film after solvent washing in Example 1 of the present invention.

【図5】 本発明の実施例1において、偏光露光により
吸着された分子を再配向重合させるために用いた露光工
程の概念図である。
FIG. 5 is a conceptual diagram of an exposure process used to re-orientate and polymerize molecules adsorbed by polarized light exposure in Example 1 of the present invention.

【図6】 本発明の実施例1において、偏光露光後の単
分子膜状の液晶配向膜内における分子の重合状態を説明
するために、分子レベルまで拡大した概念図である。
FIG. 6 is a conceptual diagram enlarged to a molecular level in order to explain a polymerization state of molecules in a monomolecular liquid crystal alignment film after polarized light exposure in Example 1 of the present invention.

【図7】 本発明の実施例2において使用したクロロシ
ラン系化学吸着物質(化17)の紫外吸収スペクトルを
示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing an ultraviolet absorption spectrum of a chlorosilane-based chemical adsorbent (Chemical Formula 17) used in Example 2 of the present invention.

【図8】 本発明の実施例3において、偏光露光後の単
分子膜状の液晶配向膜内における分子の重合状態を説明
するために、分子レベルまで拡大した概念図である。
FIG. 8 is a conceptual diagram enlarged to a molecular level in order to explain a polymerization state of molecules in a monomolecular liquid crystal alignment film after polarized light exposure in Example 3 of the present invention.

【図9】 本発明の実施例4における液晶表示装置製造
を説明するための断面概念図である。
FIG. 9 is a conceptual cross-sectional view for explaining the manufacture of the liquid crystal display device according to the fourth embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 基板 2 化学吸着液 3 洗浄用非水系溶媒 4 1次配向された化学吸着単分子膜 4´ 光重合された化学吸着単分子膜 5 洗浄液からの引き上げ方向 6 偏光方向 7 偏光膜 8 UV照射光 9 透明電極 10´ 光重合された化学吸着単分子膜 11 第1の電極群 12 トランジスタ群 13 第1の基板 14 カラーフィルター群 15 第2の電極 16 第2の基板 17 液晶配向膜 18 スペーサー 19 接着剤 20 液晶 21,12 偏光板 23 バックライト 1 substrate 2 Chemical adsorption liquid 3 Non-aqueous solvent for cleaning 4 Primary-oriented chemisorption monolayer 4'Photopolymerized chemisorption monolayer 5 Lifting direction from the cleaning liquid 6 Polarization direction 7 Polarizing film 8 UV irradiation light 9 Transparent electrode 10 'Photopolymerized chemisorption monolayer 11 First electrode group 12 transistor group 13 First substrate 14 color filter group 15 Second electrode 16 Second substrate 17 Liquid crystal alignment film 18 Spacer 19 adhesive 20 liquid crystal 21,12 Polarizer 23 Backlight

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平7−72483(JP,A) 特開 平4−356020(JP,A) 特開 昭62−209415(JP,A) 特開 平2−214731(JP,A) 特開 昭56−24320(JP,A) 特開 平5−178865(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02F 1/1337 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-7-72483 (JP, A) JP-A-4-356020 (JP, A) JP-A-62-209415 (JP, A) JP-A-2- 214731 (JP, A) JP 56-24320 (JP, A) JP 5-178865 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) G02F 1/1337

Claims (15)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 下記式(化1)で示される基とSiとを
含む化学吸着物質が、基板の表面に、直接又は他の被膜
を介して化学吸着により結合固定され、かつ当該化学吸
着された分子同士が所定方向に配向された状態で炭素−
炭素二重結合部分で架橋結合されてなる単分子膜状の皮
膜からなる液晶配向膜。 【化1】 (ただし、R1 及びR2 はそれぞれ水素又は炭素数1〜
3のアルキル基若しくは炭素数1〜3のアルコキシ基を
表す)
1. A chemical adsorbate comprising a base and a Si represented by the following formula (Formula 1) is, on the surface of the substrate, is coupled and fixed by chemisorption directly or via another film, and the chemical absorption
When the attached molecules are aligned in a predetermined direction, carbon-
A liquid crystal alignment film composed of a monomolecular film formed by cross-linking at a carbon double bond portion. [Chemical 1] (However, R1 and R2 are each hydrogen or a carbon number of 1 to
3 represents an alkyl group or an alkoxy group having 1 to 3 carbon atoms)
【請求項2】 前記被膜を構成する物質は、下記式(化
2)(ただし、nは1から14の整数を表す)、下記式
(化3)、(ただし、nは1から14の整数、Rは炭素
数1から14のアルキル基、又はフェニル基を表す)、
下記式(化4)(ただし、nは1から14の整数、Rは
炭素数1から14のアルキル基、又はフェニル基を表
す)、及び下記式(化5)(ただし、nは1から14の
整数、Rは炭素数1から14のアルキル基、又はフェニ
ル基を表す)から選ばれる少なくとも一つの式で示され
る化学結合単位を含む、請求項1に記載の液晶配向膜。 【化2】 【化3】 【化4】 【化5】
2. The substance constituting the coating is represented by the following formula (Formula 2) (where n represents an integer of 1 to 14), the following formula (Formula 3), (where n is an integer of 1 to 14). , R represents an alkyl group having 1 to 14 carbon atoms, or a phenyl group),
The following formula (Formula 4) (where n is an integer from 1 to 14 and R is an alkyl group having 1 to 14 carbon atoms or a phenyl group), and the following formula (Formula 5) (where n is from 1 to 14) The liquid crystal alignment film according to claim 1, comprising a chemical bond unit represented by at least one formula selected from an integer of 1 and R is an alkyl group having 1 to 14 carbon atoms or a phenyl group. [Chemical 2] [Chemical 3] [Chemical 4] [Chemical 5]
【請求項3】 下記(化28)で示される基とSiとを
有する第1のシラン系化学吸着物質と非水系の溶媒とか
ら作製した化学吸着液を基板に接触させ、前記化学吸着
物質の構成分子の一端を基板表面に化学吸着させること
により、基板表面に結合固定された単分子膜状の被膜を
形成する第1の工程と、前記基板表面に紫外線又は遠紫
外線を照射することにより、吸着分子相互を前記(化2
8)で示される基のビニル基部分の結合手を介して架橋
結合する第2の工程とを含む、ことを特徴とする液晶配
向膜の製造方法。 【化28】 (ただし、R1 及びR2 はそれぞれ水素又は炭素数1〜
3のアルキル基若しくは炭素数1〜3のアルコキシ基を
表す)
Wherein contacting a chemisorption solution prepared from the first silane-based chemical adsorbate and a nonaqueous solvent having a proximal and a Si represented by the following (Formula 28) to the substrate, the chemical adsorption material By chemically adsorbing one end of the constituent molecule to the substrate surface, a first step of forming a monomolecular film coating bonded and fixed to the substrate surface, and by irradiating the substrate surface with ultraviolet rays or far ultraviolet rays, The adsorbed molecules are defined as
8) A second step of cross-linking via a bond of a vinyl group portion of the group shown in 8). [Chemical 28] (However, R1 and R2 are each hydrogen or a carbon number of 1 to
3 represents an alkyl group or an alkoxy group having 1 to 3 carbon atoms)
【請求項4】 前記第1の工程の後に、有機溶剤で洗浄
する工程と、所望の方向に基板を立てて液切りを行い、
前記結合固定された分子を一次配向させる工程とを有
し、前記第2の工程において、前記(化28)で示され
る基を特定の方向に沿って架橋反応させる、請求項
記載の液晶配向膜の製造方法。
4. After the first step, a step of washing with an organic solvent, and standing up the substrate in a desired direction to drain the liquid,
4. The liquid crystal according to claim 3 , further comprising a step of primary-aligning the bond-fixed molecule, wherein in the second step, the group represented by the chemical formula 28 is cross-linked along a specific direction. Alignment film manufacturing method.
【請求項5】 紫外線又は遠紫外線の照射を、偏光板、
又は表面に0.1〜0.3μm程度の溝傷を多数有する
透明板を介して行う、 請求項またはに記載の液晶配向膜の製造方法。
5. A polarizing plate for irradiating ultraviolet rays or far ultraviolet rays
Alternatively, the method for producing a liquid crystal alignment film according to claim 3 or 4 , which is performed through a transparent plate having a large number of groove scratches of about 0.1 to 0.3 µm on the surface.
【請求項6】 紫外線又は遠紫外線の照射時に、偏光
板、又は表面をラビングした透明板に、パターン状のマ
スクを重ねて露光する工程を行い、同一面内の配向膜内
で、画素毎にパターン状の配向方向の異なる部分を複数
箇所設ける、 請求項からのいずれかに記載の液晶配向膜の製造方
法。
6. A step of exposing a polarizing plate or a transparent plate whose surface has been rubbed with a patterned mask while irradiating with ultraviolet rays or far ultraviolet rays, and performing exposure, and in an alignment film in the same plane, each pixel is exposed. the different parts of the patterned alignment direction are provided a plurality of places, the manufacturing method of the liquid crystal alignment film according to any of claims 3 to 5.
【請求項7】 前記第1の工程において、前記第1のシ
ラン系化学吸着物質と、第1のシラン系化学吸着物質と
は分子長が異なる第2のシラン系化学吸着物質とを、所
定の比率で混合して前記化学吸着液を作製する、 請求項からのいずれかに記載の液晶配向膜の製造方
法。
7. In the first step, the first silane-based chemisorbed substance and a second silane-based chemisorbed substance having a molecular length different from that of the first silane-based chemisorbed substance are predetermined. were mixed in a ratio to produce the chemical adsorption solution, a method of manufacturing a liquid crystal alignment film according to any of claims 3 to 6.
【請求項8】 前記第2のシラン系化学吸着物質は、第
1のシラン系化学吸着物質に比べて分子長が短い、 請求項に記載の液晶配向膜の製造方法。
8. The method for producing a liquid crystal alignment film according to claim 7 , wherein the second silane-based chemical adsorbent has a shorter molecular length than the first silane-based chemical adsorbent.
【請求項9】 対向する一対の基板と、前記一対の基板
のうち少なくとも電極を有する基板の表面に形成された
液晶配向膜と、前記対向する一対の基板の間隙に収容さ
れた液晶とを備える液晶表示素子において、 上記液晶配向膜は、下記式(化29)で示される基とS
iとを含む化学吸着物質が、基板の表面に、直接又は他
の被膜を介して化学吸着により結合固定され、かつ当該
化学吸着された分子同士が所定方向に配向された状態で
炭素−炭素二重結合部分で架橋結合されてなる単分子膜
状の皮膜からなる、 ことを特徴とする液晶表示素子。 【化29】 (ただし、R1 及びR2 はそれぞれ水素又は炭素数1〜
3のアルキル基若しくは炭素数1〜3のアルコキシ基を
表す)
9. A pair of opposed substrates, a liquid crystal alignment film formed on the surface of at least an electrode of the pair of substrates, and a liquid crystal housed in a gap between the pair of opposed substrates. In the liquid crystal display device, the liquid crystal alignment film comprises a group represented by the following formula (Formula 29) and S
The chemisorbed material containing i and
Is bound and fixed by chemisorption through the film of
In the state that the chemisorbed molecules are oriented in a predetermined direction
Monomolecular film formed by cross-linking at a carbon-carbon double bond part
A liquid crystal display device characterized by comprising a film-like film . [Chemical 29] (However, R1 and R2 are each hydrogen or a carbon number of 1 to
3 represents an alkyl group or an alkoxy group having 1 to 3 carbon atoms)
【請求項10】 対向する一対の基板の内側面にそれぞ
れ電極が形成されており、両基板表面のそれぞれに前記
液晶配向膜が形成されている、 請求項に記載の液晶表示装置。
10. The liquid crystal display device according to claim 9 , wherein an electrode is formed on each of inner surfaces of a pair of opposed substrates, and the liquid crystal alignment film is formed on each surface of both substrates.
【請求項11】 基板表面の前記液晶配向膜は、パター
ン状に形成された配向方向の異なる部分を有している、 請求項9または10に記載の液晶表示装置。
11. The liquid crystal display device according to claim 9 , wherein the liquid crystal alignment film on the surface of the substrate has portions formed in a pattern and having different alignment directions.
【請求項12】 一対の電極が片方の基板表面に形成さ
れている、 請求項9ないし11の何れかに記載の液晶表示装置。
12. The liquid crystal display device according to claim 9 , wherein a pair of electrodes is formed on the surface of one of the substrates.
【請求項13】 マトリックス状に載置された第1の電
極群を有する第1の基板に直接、または基板面に任意の
薄膜を形成した後、炭素鎖を含み前記炭素鎖の末端ある
いは一部に下記(化30)で示される基とSiとを有す
る第1のシラン系化学吸着物質を用いて作製した化学吸
着液に接触させ、前記化学吸着物質と基板表面とを化学
反応させ、前記化学吸着物質基板表面に結合固定する第
1の工程と、 基板面を有機溶剤で洗浄後、所望の方向に基板を立てて
液切りを行い、液切り方向に前記固定された分子を予備
配向させる第2の工程と、 紫外線又は遠紫外線を照射して下記(化30)で示され
る基の炭素・炭素二重結合部分の結合手を介して吸着分
子相互を特定の方向に沿って架橋結合する第3の工程
と、 前記第1の基板と、対向電極を有することある第2の基
板を、電極面を内側にして所定の間隙を保ちつつ位置合
わせして接着固定する第4の工程と、 前記第1と第2の基板の間に所定の液晶を注入する第5
の工程とを備えることを特徴とする液晶表示装置の製造
方法。 【化30】 ただし、化30におけるR1 及びR2 はそれぞれ水素
又は炭素数1〜3のアルキル基若しくは炭素数1〜3の
アルコキシ基を表す。)
13. A first substrate having a first electrode group mounted in a matrix form, or after forming an arbitrary thin film on the surface of the substrate, containing a carbon chain and terminating or part of the carbon chain. Is brought into contact with a chemical adsorbent prepared by using a first silane-based chemical adsorbent having a group represented by the following (Chemical Formula 30) and Si to chemically react the chemical adsorbent with the substrate surface, The first step of binding and fixing the adsorbent substance to the substrate surface, and the step of washing the substrate surface with an organic solvent, standing the substrate in a desired direction and draining the liquid, and pre-orienting the fixed molecules in the liquid draining direction. The second step is to irradiate ultraviolet rays or far ultraviolet rays to cross-link the adsorbed molecules along a specific direction through the bonds of the carbon-carbon double bond part of the group represented by the following (Chemical formula 30). 3 step, the first substrate, and the counter electrode A fourth step of aligning and adhering a second substrate which may be present with the electrode surface inside and maintaining a predetermined gap, and injecting a predetermined liquid crystal between the first and second substrates. 5th to do
And a step of manufacturing the liquid crystal display device. [Chemical 30] ( However, R1 and R2 in Chemical formula 30 are each hydrogen.
Or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms or 1 to 3 carbon atoms
Represents an alkoxy group. )
【請求項14】 前記第3の工程において、偏光板にパ
ターン状のマスクを重ねて露光する工程を行い、同一面
内の配向膜内で画素毎に配向方向の異なる部分を複数箇
所設けることを特徴とする、 請求項1に記載の液晶表示装置の製造方法。
14. In the third step, the step of exposing a polarizing plate with a patterned mask is performed, and a plurality of portions having different alignment directions are provided for each pixel in the alignment film in the same plane. wherein, the method according to claim 1 3.
【請求項15】 前記配向方向の異なる部分を、パター
ン状に形成することを特徴とする、 請求項1に記載の液晶表示装置の製造方法。
The 15. different portions of the alignment direction, and forming a pattern, a method of manufacturing a liquid crystal display device according to claim 1 4.
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