JP3537709B2 - Liquid crystal alignment film and liquid crystal display device using the same - Google Patents

Liquid crystal alignment film and liquid crystal display device using the same

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JP3537709B2
JP3537709B2 JP19004399A JP19004399A JP3537709B2 JP 3537709 B2 JP3537709 B2 JP 3537709B2 JP 19004399 A JP19004399 A JP 19004399A JP 19004399 A JP19004399 A JP 19004399A JP 3537709 B2 JP3537709 B2 JP 3537709B2
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alignment film
crystal alignment
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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 provide liquid crystal alignment layer manufactured with a new chemical adsorption substance with excellent productivity, being uniformly and toughly fixed to a substrate, being excellent in thermal stability and controllability of aligmnent, besides being transparent and realizing a wide viewing angle and having layer thickness of a nanometer level and a liquid crystal display device utilizing the same. SOLUTION: The liquid crystal alignment layer incorporated in the liquid crystal display device is composed of a monolayer thin film consisting of adsorptive molecules having a chemical bond unit expressed by the formula chemically adsorbed to the substrate surface on which electrodes are formed with a siloxane bond. Furthermore, the pretilt angle and/or the pretilt azimuth of the liquid crystal molecules contained inside the cell gap are/is controlled by the incline of the long axis of the adsorptive molecules with respect to the substrate surface and/or its orientation bearing.

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、単分子層状の薄膜
を形成することのできる化学吸着物質を用いた液晶配向
膜およびこのような液晶配向膜を用いた液晶表示装置に
関する。
The present invention relates to a liquid crystal alignment film using a chemically adsorbed substance capable of forming a monomolecular thin film and a liquid crystal display device using such a liquid crystal alignment film.

【0002】[0002]

【従来の技術】液晶表示装置は、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。この一般的な製造方法をカ
ラー液晶表示装置を例にして説明する。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、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
板とを作製する。前記第1、2の基板の表面に液晶配向
性の被膜を形成し、この被膜にラビングを施して液晶配
向性を付与する。次いで、被膜面を内側にしてスペーサ
を介在させて両基板面を対向させ、基板の周縁を接着し
て空セル(パネル構造体)を構成する。
2. Description of the Related Art In a liquid crystal display device, a pair of substrates having transparent electrodes arranged in a matrix and a liquid crystal alignment film formed on the transparent electrodes is provided with a fixed gap with the liquid crystal alignment film surface inside. And a liquid crystal is sealed in the gap. This general manufacturing method will be described using a color liquid crystal display device as an example. A first glass substrate on which a pixel electrode and a thin film transistor (TFT) array are formed, and a second glass substrate on which a red-blue-green color filter is formed and on which a common transparent electrode is formed are manufactured. . A liquid crystal alignment film is formed on the surfaces of the first and second substrates, and the film is rubbed to impart liquid crystal alignment. Next, the two substrate surfaces are opposed to each other with a spacer interposed with the coating surface inside, and the periphery of the substrate is bonded to form an empty cell (panel structure).

【0003】この空セル内に例えばツイストネマチック
(TN)液晶を注入し密閉して液晶セルとなす。このセ
ルの両外面に偏向板を配置するとともに、第1電極の外
側にバックライトを配置して、光学表示装置としての液
晶表示装置を完成する。
[0003] For example, twisted nematic (TN) liquid crystal is injected into the empty cell and sealed to form a liquid crystal cell. A polarizing plate is arranged on both outer surfaces of the cell, and a backlight is arranged outside the first electrode to complete a liquid crystal display device as an optical display device.

【0004】上述のような構造の液晶表示装置では、ス
イッチング素子であるTFTで電極間電圧を制御して液
晶の配向状態を変化させ、画素単位で光透過をON/O
FFして、任意の映像を表示させる。よって、電圧無印
加時における液晶の配向状態を規制する配向膜は、装置
の表示性能を直接左右する極めて重要な役割を担ってい
る。
In the liquid crystal display device having the above-described structure, the inter-electrode voltage is controlled by the switching element TFT to change the alignment state of the liquid crystal, and the light transmission is turned on / off in pixel units.
FF to display any video. Therefore, the alignment film that regulates the alignment state of the liquid crystal when no voltage is applied plays an extremely important role that directly affects the display performance of the device.

【0005】ところで、液晶配向膜の被膜材料として
は、従来よりポリイミド膜が広く使用されている。この
理由は、ポリイミド膜は液晶との親和性や耐熱性、基板
密着性等に優れるからである。ポリイミド膜の作製方法
としては、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、このようにし
て作製されるポリイミド膜は、次のような問題点を有し
ている。
As a coating material for a liquid crystal alignment film, a polyimide film has been widely used conventionally. This is because the polyimide film is excellent in affinity with liquid crystal, heat resistance, substrate adhesion, and the like. As a method for producing a polyimide film, a solution obtained by dissolving a polyamic acid, which is a precursor polymer of a polyimide, in an organic solvent such as xylene is spin-coated on a substrate, and then baked to imidize the polyamic acid to obtain a polyimide film. Method, and polyimide itself with DMF (N, N-dimethylformamide), DMAc
(Dimethylacetamide), butyl cellosolve acetate, N-methyl-2-pyrrolidone, or another solution dissolved in an organic solvent is spin-coated on a substrate, and the solvent is evaporated to form a film. However, the polyimide film thus manufactured has the following problems.

【0006】(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。例えば、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 polyamic acid as a precursor substance requires a temperature of 250 ° C. to sufficiently perform imidization.
It is necessary to fire at the above high temperature. Also, in the production method using polyimide itself, since there is no suitable low boiling point solvent for dissolving the polyimide, a considerable temperature is required for removing the solvent. For example, 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, and all solvents have high boiling points (153 ° C., 165 ° C., and 192 ° C., respectively). , 202 ° C.) and flammable, so that it is necessary to evaporate and dry the solvent at a high temperature while taking into account explosion proof during film formation. From such a thing,
The production of the polyimide film requires a special apparatus for heating, and the production cost is accordingly increased. Further, a circuit such as a TFT may be damaged by the heating.

【0007】(2)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
表示装置を実現しにくい。
(2) Since polyimide has insufficient film-forming properties, it is difficult to form a thin and uniform film. For this reason, display unevenness occurs due to uneven film thickness, and a thick film acts as an insulating film. Therefore, it is difficult to realize a liquid crystal display device driven at low voltage.

【0008】(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。
(3) In addition to the above, the following problem occurs in a rubbing operation for imparting orientation. If the coating has irregularities, the concave portions do not rub, and especially if the panel has a large area, it does not rub uniformly. Therefore, problems such as generation of alignment defects, display unevenness, and display burn-in occur.

【0009】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。
[0009] Static electricity is generated on the alignment film, and this static electricity causes a decrease in the function of the TFT.

【0010】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。
Further, dust is generated from the rubbing material (such as cotton cloth), and the dust causes display unevenness and changes in the substrate gap.

【0011】他方、上述のようなラビング方式における
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。更に配向規制
力も十分でない。
On the other hand, a non-contact type alignment method has been proposed for the purpose of solving the above-mentioned problems in the rubbing method. For example, in JP-A-5-53118, a layer of a photosensitive composition is formed on a substrate, and a groove having a predetermined pattern is formed in the composition layer by exposure and heat treatment.
There has been proposed a technique for imparting orientation by using the grooves. However, this technique requires a large amount of light energy for forming the groove. Further, since it is difficult to form a uniform groove, problems such as display unevenness occur. Further, the alignment regulating force is not sufficient.

【0012】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。
In Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-72483,
A technique has been proposed in which a compound layer for forming an alignment film containing polyimide or a polyimide precursor is irradiated with linearly polarized light to polymerize polyimide or the like, thereby imparting orientation. However, since this technique uses polyimide which is an organic polymer, it cannot solve the problem that a thick film thickness causes an increase in liquid crystal driving voltage. There is also a problem that the fixing force of the alignment film to the substrate is not sufficient.

【0013】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。
In Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-318942, an alignment film having a polymer structure is irradiated with light obliquely to cause a new bond or a decomposition reaction to occur in a molecular chain of the alignment film, thereby giving 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, and polystyrene. Therefore, in this technique, the film thickness is large,
The above-mentioned problems, such as a small substrate fixing force, cannot be solved.
In addition, this technology irradiates the alignment film with light obliquely to give a pretilt angle, but requires a highly accurate light irradiator to accurately irradiate light obliquely. Rises.

【0014】更に、上記した種々の問題点に加え、ツイ
ストネマチックモードなどの液晶表示装置においては、
視野角が狭いという問題点がある。この問題点に対して
は、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という一連の操作を
繰り返すことにより、微小領域ごとに液晶の配向方向を
異ならせ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、ゴミの発生等に起因する
トラブルが一層深刻になる。
Further, in addition to the various problems described above, in a liquid crystal display device such as a twisted nematic mode,
There is a problem that the viewing angle is narrow. To cope with this problem, for example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 5-173135, a series of operations of rubbing the alignment film in a certain direction, coating the portion with a resist, and then rubbing in the opposite direction is repeated. A method has been proposed in which the alignment direction of the liquid crystal is made different for each minute region. However, in order to form a plurality of sections having different liquid crystal alignment directions in the rubbing method (contact type), a complicated operation of masking and rubbing each divided section must be repeated. For this reason, according to this technique, the production efficiency of the alignment film is greatly reduced, and troubles due to generation of dust and the like become more serious.

【0015】他方、非接触式の配向方式を応用して、液
晶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(特開平5−53118
号公報など)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 having different liquid crystal alignment directions by applying a non-contact type alignment system. However, each of the above techniques (Japanese Patent Laid-Open No. 5-53118)
However, as described above, there are problems such as a large film thickness and insufficient substrate fixing force. Therefore, even if these techniques are used, a liquid crystal alignment film that is sufficiently satisfactory cannot be provided.

【0016】以上を踏まえ、本発明者らは、先にナノメ
ータレベルの膜厚の新規な液晶配向膜を製造する技術を
提案した(特開平3−7913号公報)。この技術は、
シラン系化学吸着物質(界面活性剤ともいう)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
ものであるが、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
の強さ等に関し改善の余地を残していた。
Based on the above, the present inventors have previously proposed a technique for manufacturing a novel liquid crystal alignment film having a thickness of nanometer level (Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-7913). This technology is
A monomolecular film obtained by chemically adsorbing a silane-based chemically adsorbed substance (also referred to as a surfactant) on a substrate surface is used as an alignment film. According to this technique, an extremely thin film bonded and fixed on a substrate is used. A transparent film can be easily and efficiently formed, and an alignment film having a certain degree of alignment control force on liquid crystal molecules without rubbing can be provided. However, this technique leaves room for improvement with respect to the thermal stability of the orientation and the strength of the orientation regulating force.

【0017】[0017]

【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
いた液晶表示装置を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems at once, and an object of the present invention is to provide 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 has excellent thermal stability of alignment and alignment regulating power, 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.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の液晶配向膜は、電極の形成された基板表面に
直接または他の物質層を介してシロキサン結合により化
学吸着された吸着分子の集合群からなる液晶配向膜であ
って、前記吸着分子が、下記化9で表される特性基と−
O−Si結合基とを含むものであることを特徴とする。
In order to achieve the above object, a liquid crystal alignment film of the present invention comprises an adsorbed molecule chemically adsorbed on a substrate surface on which an electrode is formed, directly or through another material layer by a siloxane bond. Wherein the adsorbed molecule is a liquid crystal alignment film comprising a characteristic group represented by the following formula 9 and-
And an O-Si bonding group.

【0019】[0019]

【化9】 Embedded image

【0020】上記構成の液晶配向膜は、一端(−O−S
i結合基側)が基板に化学結合し、他端が基板面から離
れる方向に突出した状態で基板面に沿って配列した吸着
分子の集合群からなる。そして、上記化9で表される特
性基と−O−Si結合基とを含む吸着分子集合群では、
吸着分子の個々が化学結合により基板に強固に結着して
いるので被膜の剥離といった現象が生じない。また、こ
の吸着分子集合群では、吸着分子相互の隙間(谷間)に
液晶分子が入り込むことができ、この際、液晶分子の基
板に対する傾き(プレチルト角)や配向方位(プレチル
ト方位)は、吸着分子の基板に対する傾き及び/又は配
向方位(以下、これらを配向方向と総称する)に規制さ
れる。
The liquid crystal alignment film having the above structure has one end (-OS).
(i-bonding group side) is composed of a group of adsorbed molecules arranged along the substrate surface with the other end protruding away from the substrate surface while being chemically bonded to the substrate. Then, in the group of adsorbed molecules including the characteristic group represented by Chemical Formula 9 and the —O—Si bonding group,
Since each of the adsorbed molecules is firmly bound to the substrate by a chemical bond, a phenomenon such as peeling of the film does not occur. In this group of adsorbed molecules, liquid crystal molecules can enter gaps (valleys) between the adsorbed molecules. At this time, the tilt (pretilt angle) and orientation direction (pretilt direction) of the liquid crystal molecules with respect to the substrate are determined by the adsorbed molecule. Of the substrate with respect to the substrate and / or the orientation (hereinafter, these are collectively referred to as the orientation).

【0021】よって、上記構成によると、個々の吸着分
子が液晶分子に配向規制力を及ぼすことができる構造の
被膜からなる液晶配向膜が形成され、このような配向膜
は、膜厚との関係における配向効率が極めて高いととも
に、極薄の薄膜であるので、光透過性や耐久性に優れ
る。しかも電気抵抗膜としての作用が小さいので液晶駆
動のための電界を阻害しない。以上から、上記構成によ
ると、液晶表示装置の表示特性、例えば輝度やコントラ
スト比等を高めることができ、また低電圧で液晶を駆動
することのできる液晶配向膜を実現することができる。
Therefore, according to the above configuration, a liquid crystal alignment film having a structure in which individual adsorbed molecules can exert an alignment regulating force on the liquid crystal molecules is formed. Such an alignment film has a relationship with the film thickness. Is extremely high in alignment efficiency, and is an extremely thin film, so that it has excellent light transmittance and durability. In addition, since the function as the electric resistance film is small, the electric field for driving the liquid crystal is not hindered. As described above, according to the above configuration, it is possible to increase the display characteristics of the liquid crystal display device, such as the luminance and the contrast ratio, and to realize a liquid crystal alignment film capable of driving the liquid crystal at a low voltage.

【0022】上記構成の液晶配向膜における−O−Si
結合基と化9で表される特性基とを含む吸着分子として
は、例えば化10で表される化学構造を有するものが挙
げられる。化10の化合物からなる吸着分子であると、
分子長が適度であるので、液晶分子を配向規制するのに
都合がよい。また、Siを介して基板と強固に結合させ
ることができるとともに、Siを介して吸着分子同士を
強固に結合させることができるので、耐久性に優れた配
向膜が得られる。
In the liquid crystal alignment film having the above structure, -O-Si
Examples of the adsorbed molecule containing the bonding group and the characteristic group represented by Chemical Formula 9 include those having a chemical structure represented by Chemical Formula 10. An adsorbed molecule consisting of the compound of formula 10
Since the molecular length is appropriate, it is convenient for regulating the alignment of the liquid crystal molecules. Further, since the substrate can be firmly bonded to the substrate via Si and the adsorbed molecules can be strongly bonded to each other via Si, an alignment film having excellent durability can be obtained.

【0023】[0023]

【化10】 Embedded image

【0024】ここで、液晶配向性の面や架橋反応性の面
から吸着分子は適度な分子長さである必要があるが、炭
化水素記(CH2 )nのnが1〜20であれば、液晶配
向性の面や架橋反応性の面で都合がよい。但し、架橋反
応性の面からは、n=3〜16が好ましく、より好まし
くはn=5〜10とするのがよい。なぜなら、架橋反応
が効率よく進行するためには、吸着分子相互の炭素・炭
素二重結合部分の位置関係が重要であり、光感応部分が
接触ないし近接している必要があるが、nが小さくなる
と(例えば5未満になると)、吸着分子が基体に対して
立ち上がる割合または立ち上がる角度が小さくなる。つ
まり、基材に対し寝た状態の分子が多くなるので、炭素
炭素二重結合部分(光感応部分)における接触度合いが
減少し、架橋反応率が小さくなるからである。
Here, it is necessary that the adsorbed molecules have an appropriate molecular length in view of the liquid crystal orientation and cross-linking reactivity, but if n of hydrocarbon (CH 2 ) n is 1 to 20, This is convenient in terms of liquid crystal alignment and crosslinking reactivity. However, from the viewpoint of crosslinking reactivity, n is preferably 3 to 16, and more preferably, n is 5 to 10. Because, in order for the cross-linking reaction to proceed efficiently, the positional relationship between the carbon-carbon double bond portions of the adsorbed molecules is important, and the light-sensitive portions need to be in contact with or close to each other. When it becomes smaller (for example, when it is less than 5), the rising ratio or the rising angle of the adsorbed molecules with respect to the substrate becomes smaller. That is, since the number of molecules lying on the base material increases, the degree of contact at the carbon-carbon double bond portion (photosensitive portion) decreases, and the crosslinking reaction rate decreases.

【0025】その一方、nが大きくなると(例えば10
を越えると)、基材面との関係における分子の自由度が
大きくなりすぎ、この場合にも吸着分子同士の光感応部
分の接触度合いが低下する。よって、この場合も架橋反
応効率が低下するので、この結果として架橋率が小さい
被膜が形成されることになるからである。
On the other hand, when n increases (for example, 10
Is exceeded), the degree of freedom of the molecules in relation to the substrate surface becomes too large, and in this case also, the degree of contact between the adsorbed molecules and the light-sensitive portion is reduced. Therefore, also in this case, the efficiency of the crosslinking reaction is reduced, and as a result, a film having a small crosslinking rate is formed.

【0026】前記液晶配向膜を構成する吸着分子集合群
は、所定方向に配向させたものとすることができ、この
ようにすることにより、均一な液晶配向性が得られる。
The group of adsorbed molecules constituting the liquid crystal alignment film can be oriented in a predetermined direction, and by doing so, a uniform liquid crystal alignment can be obtained.

【0027】また、上記構成においては、隣合う分割領
域の吸着分子長軸の基板面に対する傾き及び/又は配向
方位を異なるものとすることができる。ここで、上記分
割領域とは、一画素が複数かつパターン状に分割された
微小領域をいうが、このように一画素が複数かつパター
ン状に分割された微小領域ごとに吸着分子の配向方向が
制御された所謂マルチドメインタイプの液晶配向膜とす
ると、各画素における透過光が角度の異なる複数の光の
束で構成されることになるので、表示における視野角依
存性が少なくなる。
Further, in the above configuration, the inclination and / or the orientation of the long axis of the adsorbed molecules of the adjacent divided regions with respect to the substrate surface can be different. Here, the above-mentioned divided region refers to a minute region in which one pixel is divided into a plurality and in a pattern, and the orientation direction of the adsorbed molecules is changed in each of the minute regions in which a pixel is divided into a plurality and in a pattern. In the case of a controlled so-called multi-domain type liquid crystal alignment film, transmitted light in each pixel is composed of a plurality of light fluxes having different angles, so that the viewing angle dependency in display is reduced.

【0028】また、上記構成においては、吸着分子集合
群の吸着分子相互が上記化9または化10に示された炭
素C’および/または炭素C”の結合手を介して架橋結
合された構成とすることができる。吸着分子同士が架橋
結合した吸着分子集合体では、吸着分子相互が架橋結合
により強固に固定されているので、吸着分子の傾きや配
向方位が擦りや熱などの外的刺激によって変化しない。
よって、信頼性の高い液晶配向膜が得られる。
Further, in the above structure, the adsorbed molecules of the group of adsorbed molecules are cross-linked via a bond of carbon C ′ and / or carbon C ″ shown in the above chemical formula 9 or chemical formula 10. In an adsorbed molecule assembly in which adsorbed molecules are cross-linked, since the adsorbed molecules are firmly fixed by cross-linking, the tilt or orientation of the adsorbed molecules may be affected by external stimuli such as rubbing or heat. It does not change.
Therefore, a highly reliable liquid crystal alignment film can be obtained.

【0029】また、上記構成においては、液晶配向膜の
膜厚を0.5nm以上、10nm未満とすることができ
る。この範囲の膜厚であると、膜厚との関係における配
向効率が高いとともに、無用に光透過や電界を阻害しな
い。よって、液晶配向膜としての有用性が一段と高ま
る。
In the above configuration, the thickness of the liquid crystal alignment film can be set to 0.5 nm or more and less than 10 nm. When the film thickness is in this range, the orientation efficiency in relation to the film thickness is high, and the light transmission and the electric field are not unnecessarily hindered. Therefore, the usefulness as a liquid crystal alignment film is further enhanced.

【0030】また、上記構成においては、液晶配向膜を
単分子層状の薄膜からなるものとすることができる。単
分子層状であると、吸着分子の個々が液晶分子の配向に
直接的に関与できるので、膜厚との関係からする液晶配
向効率が格段に向上する。
In the above configuration, the liquid crystal alignment film may be formed of a monomolecular thin film. In the case of a monomolecular layer, each of the adsorbed molecules can directly contribute to the alignment of the liquid crystal molecules, so that the liquid crystal alignment efficiency is significantly improved in relation to the film thickness.

【0031】次ぎに、本発明液晶配向膜の製造方法につ
いて説明する。本発明液晶配向膜の製造方法は、下記化
11で表される特性基と分子末端部分に−O−Si結合
基とを有する化学吸着物質を非水系溶剤に溶解して化学
吸着液を作製する工程と、前記化学吸着液を画素電極の
形成された基板面に接触させて化学吸着液中の化学吸着
物質を基板面にシロキサン結合させる化学吸着工程と、
前記化学吸着物質の結合した基板面を洗浄用の非水系溶
剤で洗浄し、しかる後に基板上の洗浄液を一定方向に液
切り乾燥する液切り乾燥工程と、を備えることを特徴と
する。
Next, a method for manufacturing the liquid crystal alignment film of the present invention will be described. In the method for producing a liquid crystal alignment film of the present invention, a chemisorption substance having a characteristic group represented by the following formula 11 and a —O—Si bonding group at a molecular terminal portion is dissolved in a nonaqueous solvent to prepare a chemisorption liquid. And a chemical adsorption step in which the chemical adsorption liquid is brought into contact with the substrate surface on which the pixel electrode is formed, and the chemical adsorption substance in the chemical adsorption liquid is siloxane-bonded to the substrate surface.
A step of cleaning the substrate surface to which the chemically adsorbed substance is bound with a non-aqueous solvent for cleaning, followed by draining and drying the cleaning liquid on the substrate in a predetermined direction.

【0032】[0032]

【化11】 Embedded image

【0033】上記製造方法は、更に前記液切り乾燥工程
の後に、基板面の吸着分子に紫外偏光光を照射して、前
記化11の炭素・炭素二重結合部分の結合手を介して吸
着分子相互を架橋結合させる紫外偏光光照射工程を備え
るものとすることができる。
In the above-mentioned production method, after the draining and drying step, the adsorbed molecules on the substrate surface are irradiated with ultraviolet polarized light, and the adsorbed molecules are bonded through the bond of the carbon-carbon double bond in the above formula (11). An ultraviolet polarized light irradiation step of cross-linking each other may be provided.

【0034】また、前記液切り乾燥工程と紫外偏光光照
射工程とからなる一連の配向処理工程を、前記紫外偏光
光照射工程の後、再び液切り乾燥工程に戻る方法で複数
回繰り返し、繰り返しごとに液切り乾燥方向を異ならせ
るとともに、紫外偏光光の照射領域と照射方向、または
照射領域と照射角度、または照射領域と照射方向と照射
角度を異ならせることにより、一画素に対応する領域を
複数かつパターン状に分割した分割領域ごとに吸着分子
長軸の基板面に対する傾き及び/又は配向方位を異なら
せる構成とすることができる。この構成によると、マル
チドメイン配向の液晶配向膜を確実かつ生産性よく製造
することができる。
Further, a series of alignment treatment steps including the liquid drainage drying step and the ultraviolet polarized light irradiation step are repeated a plurality of times by a method of returning to the liquid drainage drying step after the ultraviolet polarized light irradiation step. By changing the draining direction and drying direction, and changing the irradiation area and irradiation direction of UV polarized light, or the irradiation area and irradiation angle, or the irradiation area and irradiation direction and irradiation angle, a plurality of areas corresponding to one pixel can be obtained. In addition, it is possible to adopt a configuration in which the inclination and / or the orientation of the long axis of the adsorbed molecule with respect to the substrate surface is different for each of the divided regions divided in a pattern. According to this configuration, a multi-domain liquid crystal alignment film can be manufactured reliably and with high productivity.

【0035】また、前記洗浄用の非水系溶剤として、非
プロトン系溶剤を用い、未反応な化学吸着物質を基板面
から洗浄し除去して、単分子層状の薄膜となす構成とす
ることができる。
Further, an aprotic solvent may be used as the non-aqueous solvent for washing, and an unreacted chemically adsorbed substance may be washed and removed from the substrate surface to form a monomolecular thin film. .

【0036】また、前記洗浄用の非水系溶剤として、非
プロトン系溶剤とプロトン系溶剤の混合溶液を用いて未
反応な化学吸着物質を基板面から洗浄し除去して、単分
子層状の薄膜となす構成とすることができる。非プロト
ン系溶剤とプロトン系溶剤とを混合すると、化学吸着物
質に対する溶解能や蒸発速度を適度に調整できる点で好
ましい。
As a non-aqueous solvent for washing, unreacted chemisorbed substances are washed and removed from the substrate surface using a mixed solution of an aprotic solvent and a protic solvent to form a monomolecular thin film. A configuration can be adopted. Mixing an aprotic solvent and a protic solvent is preferred in that the solubility and the evaporation rate for the chemically adsorbed substance can be adjusted appropriately.

【0037】上記した各構成の意義を説明する。上記化
11で表される特性基と分子末端部分に−O−Si結合
基とを有する化学吸着物質の溶液を基板に接触させる
と、化学吸着物質が基板表面の親水性基にシロキサン結
合(化学吸着ともいう)してなる薄膜が形成される。こ
の薄膜は、吸着分子長軸方向の一端(−O−Si結合基
側)が基板面に結合し、他端が基板と離れる方向に配向
した吸着分子の集合群からなるが、このような吸着分子
集合群からなる薄膜であると、液晶分子が吸着分子相互
の隙間(谷間)に入り込むことができる。そして、隙間
に入り込んだ液晶分子の基板に対する傾きや配向方位
(これらを配向方向と総称する)は、吸着分子の基板に
対する配向方向に規制される。よって、吸着分子の配向
方向を規定することにより、液晶分子の配向方向を制御
できることになる。
The significance of each configuration described above will be described. When a solution of a chemically adsorbed substance having a characteristic group represented by the above formula (11) and a —O—Si bonding group at a molecular terminal portion is brought into contact with a substrate, the chemically adsorbed substance is bonded to a hydrophilic group on the substrate surface by a siloxane bond (chemical (Also referred to as adsorption) to form a thin film. This thin film is composed of a group of adsorbed molecules in which one end (-O-Si bonding group side) in the major axis direction of the adsorbed molecule is bonded to the substrate surface and the other end is oriented in a direction away from the substrate. When the thin film is composed of a group of molecular assemblies, liquid crystal molecules can enter gaps (valleys) between adsorbed molecules. Then, the inclination and the orientation of the liquid crystal molecules entering the gap with respect to the substrate (these are collectively referred to as the orientation directions) are regulated by the orientation of the adsorbed molecules with respect to the substrate. Therefore, by defining the orientation direction of the adsorbed molecules, the orientation direction of the liquid crystal molecules can be controlled.

【0038】他方、上記化11で表される特性基を有す
る化合物は、可視光領域で透明で化学的に安定である一
方、炭素・炭素二重結合部分の紫外光に対する感応性が
高いという特性を有する。よって、基板に化学吸着させ
た後、紫外光を照射することにより、炭素・炭素二重結
合部分を介して吸着分子同士を架橋結合することがで
き、この際、紫外偏光光を用いることにより架橋結合の
方向を偏光光の偏光方向に対応する一定の方向に制御す
ることができる。そして、偏光光の照射により基板面の
吸着分子が再配向され、この再配向は分子相互が架橋結
合されてなるものであるので、熱や擦り等の外部至刺激
によって変化しにくいものとなる。
On the other hand, the compound having the characteristic group represented by the above formula (11) is transparent in the visible light region and chemically stable, while the carbon-carbon double bond has high sensitivity to ultraviolet light. Having. Therefore, by adsorbing ultraviolet light after chemically adsorbing to the substrate, the adsorbed molecules can be cross-linked via the carbon-carbon double bond portion. At this time, the cross-linking is performed by using ultraviolet polarized light. The direction of coupling can be controlled to a fixed direction corresponding to the polarization direction of the polarized light. Then, the adsorbed molecules on the substrate surface are re-oriented by the irradiation of the polarized light, and since the re-orientation is formed by cross-linking of the molecules, it is hard to change by external stimuli such as heat and rubbing.

【0039】ここで、前記化11で表される特性基と分
子末端部分に−O−Si結合基とを有する化学吸着物質
としては、化12で表される化合物を用いることができ
る。化12で表される化合物であると、基板面に容易に
化学吸着させることができ、かつ結合が強固であるとと
もに、炭素・炭素二重結合部分の光感応性が高い。ま
た、この物質が化学吸着されてなる薄膜は、透明性や耐
久性に優れる。更にこの物質は、液晶分子を配向させる
のに都合がよい分子長を有している。以上から、化12
の化合物を用いる製造方法であると、好適な液晶配向膜
を生産性よく製造することができる。
Here, as the chemisorbing substance having the characteristic group represented by the above formula (11) and a —O—Si bonding group at a molecular terminal portion, a compound represented by the following formula (12) can be used. When the compound is represented by Chemical formula 12, the compound can be easily chemically adsorbed on the substrate surface, the bond is strong, and the photosensitivity of the carbon-carbon double bond portion is high. Further, a thin film obtained by chemically adsorbing this substance has excellent transparency and durability. In addition, this material has a molecular length that is convenient for aligning liquid crystal molecules. From the above,
In the production method using the compound of (1), a suitable liquid crystal alignment film can be produced with high productivity.

【0040】[0040]

【化12】 Embedded image

【0041】[0041]

【0042】上記製造方法の要部を更に説明する。上記
本発明製造方法にかかる液切り乾燥工程においては、先
ず洗浄操作により、過剰に存在する未吸着の化学吸着物
質を基板面から除去するとともに、液切り乾燥により洗
浄液を乾燥し除去する。この一連の操作により、吸着分
子が液切り乾燥方向に配向した単分子層状の薄膜を形成
することができる。但し、液切り乾燥による吸着分子の
配向状態は、再度の液切り乾燥によって変動するととも
に、外部刺激(例えば熱や擦り)によっても変化し易
い。よって、本明細書ではこの配向を仮配向と称する。
The main part of the above manufacturing method will be further described. In the draining and drying step according to the production method of the present invention, first, an excessively unadsorbed chemically adsorbed substance is removed from the substrate surface by a cleaning operation, and the cleaning liquid is dried and removed by draining and drying. Through this series of operations, a monomolecular layer-like thin film in which the adsorbed molecules are oriented in the direction of drainage and drying can be formed. However, the orientation state of the adsorbed molecules due to draining and drying varies due to again draining and drying, and also easily changes due to an external stimulus (for example, heat or rubbing). Therefore, in this specification, this orientation is referred to as temporary orientation.

【0043】ここで、液き切りの方法としては、例えば
洗浄液中に漬けた基板を所定の角度に立てて引き上げる
方法、または基板面に対し所定の方向から気流を当てる
方法等が挙げられる。
Here, examples of the draining method include a method of pulling up a substrate immersed in a cleaning liquid at a predetermined angle and a method of applying an air current to the substrate surface from a predetermined direction.

【0044】また、上記紫外偏光光照射工程において
は、仮配向させた薄膜面(吸着分子集合群)に紫外偏光
光を照射するが、化11で表される特性基を含む吸着分
子は光感応性が高い。よって、紫外偏光光の照射によ
り、炭素・炭素二重結合部分で分子相互が反応して、当
該炭素の結合手を介して吸着分子同士が偏光方向に対応
する一定方向に架橋結合する。ここで、偏光方向として
は上記仮配向方向と一致させてもよく、また仮配向方向
と異なる方向とすることもでき、いずれの場合において
も偏光光の照射により偏光方向に対応する一定方向に再
配向させることができる。但し、液切り方向と偏光方向
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のがよい。完全に90゜で交差させ
た場合、個々の分子がランダムな2方向に向いてしまう
恐れがあるからである。
In the step of irradiating the ultraviolet polarized light, the surface of the thin film (adsorbed molecule group) which has been temporarily oriented is irradiated with ultraviolet polarized light. High. Therefore, by irradiation with ultraviolet polarized light, molecules react with each other at the carbon-carbon double bond portion, and the adsorbed molecules are cross-linked to each other via a bond of the carbon in a certain direction corresponding to the polarization direction. Here, the polarization direction may be the same as the above-mentioned temporary alignment direction, or may be a direction different from the temporary alignment direction. It can be oriented. However, the draining direction and the polarization direction do not completely intersect at 90 °, but may be shifted slightly, preferably several degrees or more. This is because if they completely cross each other at 90 °, individual molecules may be oriented in two random directions.

【0045】なお、その理由が十分に明らかになってい
ないが、仮配向させた後に紫外偏光光を照射すると、架
橋結合が一定方向に円滑に進行し、紫外偏光光による配
向処理効果が高まることが実験的に確かめられている。
Although the reason has not been sufficiently clarified, when ultraviolet polarized light is irradiated after provisional alignment, cross-linking proceeds smoothly in a certain direction, and the alignment treatment effect by ultraviolet polarized light is enhanced. Has been confirmed experimentally.

【0046】また、本明細書では、上記仮配向と区別す
るため、紫外偏光光の照射による配向を再配向と称す
る。更に、基板に化学吸着した化合物分子を吸着分子と
称し、吸着前のものを化学吸着物質と称する。更に、基
板面に吸着分子が化学吸着してなる薄膜の厚みは、概ね
吸着分子の分子長(ナノメートルレベル)であることを
実験的に確認している。
In the present specification, the orientation by irradiation with ultraviolet polarized light is referred to as re-orientation in order to distinguish it from the above temporary orientation. Further, the compound molecules chemically adsorbed on the substrate are referred to as adsorbed molecules, and those before adsorption are referred to as chemisorbed substances. Furthermore, it has been experimentally confirmed that the thickness of the thin film obtained by chemically adsorbing the adsorbed molecules on the substrate surface is approximately the molecular length (nanometer level) of the adsorbed molecules.

【0047】ちなみに、本発明にかかる液晶配向膜と従
来の液晶配向膜との違いは次のようである。長い主鎖が
絡み合った状態で蜜に構成された従来の液晶配向膜(例
えば前記ポリアミドからなる高分子膜等)では、表面部
分のみが液晶の配向に寄与できるに過ぎないため、十分
な配向規制力を得難い。またラビングにより配向性を付
与する従来の配向膜では、熱や擦れ等の外部刺激が加わ
ると配向性が変化または劣化してしまう。更にポリアミ
ド等の高分子膜は、膜厚が厚く、しかも電気抵抗性が高
いので、光透過や液晶駆動における阻害要因となる。
The difference between the liquid crystal alignment film according to the present invention and the conventional liquid crystal alignment film is as follows. In a conventional liquid crystal alignment film (for example, a polymer film made of the above-mentioned polyamide) in which long main chains are entangled with each other, only the surface portion can contribute to the alignment of the liquid crystal. It is hard to gain strength. Further, in a conventional alignment film which imparts orientation by rubbing, the orientation changes or deteriorates when an external stimulus such as heat or rubbing is applied. Further, since a polymer film such as polyamide is thick and has high electric resistance, it becomes a hindrance factor in light transmission and liquid crystal driving.

【0048】他方、単分子層状の薄膜からなる液晶配向
膜であっても、吸着分子相互が架橋していない配向膜
は、配向安定性が不十分である。例えば上記した特開平
3−7913号公報に記載した化学吸着物質は、光反応
性基を有しないので、吸着分子相互を化学的に連結でき
ないので、この物質を用いてなる液晶配向膜は、200
℃前後の熱が加わると配向特性が劣化し易い。
On the other hand, even in the case of a liquid crystal alignment film composed of a monomolecular thin film, an alignment film in which adsorbed molecules are not cross-linked has insufficient alignment stability. For example, the chemisorbed substance described in JP-A-3-7913 described above does not have a photoreactive group and thus cannot chemically link the adsorbed molecules.
When heat of about ° C. is applied, the orientation characteristics are apt to deteriorate.

【0049】次ぎに、上記液晶配向膜を用いた本発明の
液晶表示装置について説明する。本発明液晶表示装置
は、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間に設けられたセルギャッ
プ内に収容された液晶と、を備える液晶表示装置におい
て、前記液晶配向膜が、電極の形成された基板面に直接
または他の物質層を介してシロキサン結合により化学吸
着されてなる吸着分子の集合群からなり、前記吸着分子
の集合群が、−O−Si結合基と化13で表される特性
基を含むことを特徴とする。
Next, a liquid crystal display device of the present invention using the above liquid crystal alignment film will be described. The liquid crystal display device of the present invention includes a pair of opposed substrates, a liquid crystal alignment film formed on a surface of at least an electrode substrate of the pair of substrates, and a cell gap provided between the opposed pair of substrates. And a liquid crystal accommodated in the liquid crystal display device, wherein the liquid crystal alignment film is a group of adsorbed molecules chemically adsorbed to the substrate surface on which electrodes are formed by siloxane bond directly or through another material layer. Wherein the group of adsorbed molecules includes a —O—Si bonding group and a characteristic group represented by Chemical Formula 13.

【0050】[0050]

【化13】 Embedded image

【0051】上記構成において、前記セルギャップ内に
収容された液晶分子のプレチルト角及び/又はプレチル
ト方位は、前記吸着分子の長軸の基板面に対する傾き及
び/又は配向方位により制御されている。
In the above configuration, the pretilt angle and / or pretilt direction of the liquid crystal molecules accommodated in the cell gap is controlled by the inclination and / or orientation direction of the major axis of the adsorbed molecules with respect to the substrate surface.

【0052】また、上記構成の液晶表示装置において
は、前記吸着分子の長軸の基板面に対する傾き及び/又
は配向方位を、一画素に対応する領域を複数かつパター
ン状に分割した隣合う分割領域ごとで異ならせた構成と
することができる。
In the liquid crystal display device having the above structure, the inclination and / or the orientation of the major axis of the adsorbed molecule with respect to the substrate surface can be determined by dividing the region corresponding to one pixel into a plurality of divided regions. The configuration may be different for each.

【0053】また、画素電極と対向電極とが同一基板上
に配置されるとともに、前記電極の配置された基板表面
に液晶配向膜が形成されてなるインプレーンスイッチン
グ型の液晶表示装置において、前記液晶配向膜が、電極
の形成された基板面に直接または他の物質層を介してシ
ロキサン結合により化学吸着されてなる吸着分子の集合
群からなり、前記吸着分子の集合群が、−O−Si結合
基と上記化13で表される特性基を含むものとすること
ができる。
Further, in the in-plane switching type liquid crystal display device in which a pixel electrode and a counter electrode are arranged on the same substrate and a liquid crystal alignment film is formed on a surface of the substrate on which the electrodes are arranged, The alignment film is composed of a group of adsorbed molecules which are chemically adsorbed by a siloxane bond directly or through another material layer to the substrate surface on which the electrodes are formed, and the group of adsorbed molecules is formed by -O-Si bond. And a characteristic group represented by the above formula (13).

【0054】また、上記液晶表示装置(インプレーンス
イッチング型を含む、以下同様)における前記セルギャ
ップ内に収容された液晶分子のプレチルト角及び/又は
プレチルト方位が、前記吸着分子の長軸の基板面に対す
る傾き及び/又は配向方位により制御された装置とする
ことができる。
In the liquid crystal display device (including the in-plane switching type, the same applies hereinafter), the pretilt angle and / or the pretilt direction of the liquid crystal molecules accommodated in the cell gap is determined by the long axis of the adsorbed molecules. And / or an apparatus controlled by the orientation.

【0055】また、前記液晶配向膜を構成する吸着分子
相互が、上記化13に示す炭素C’および/または炭素
C”の結合手を介して架橋結合されたものとすることが
できる。
Further, the adsorbed molecules constituting the liquid crystal alignment film may be cross-linked via a bond of carbon C ′ and / or carbon C ″ shown in the above formula (13).

【0056】また、上記化13に示す特性基と−O−S
i結合基とを有する吸着分子を、化14に示す構造のも
のとすることができる。
Further, the characteristic group represented by the above formula (13) and -OS
The adsorbed molecule having the i-bonding group may have the structure shown in Chemical formula 14.

【0057】[0057]

【化14】 Embedded image

【0058】また、前記液晶配向膜の膜厚を、0.5n
m以上、10nm未満とすることができる。
The liquid crystal alignment film has a thickness of 0.5 n
m or more and less than 10 nm.

【0059】また、前記液晶配向膜を、単分子層状の薄
膜とすることができる。単分子層状の極薄の薄膜である
と、液晶駆動のための電界を阻害する程度が極めて小さ
いとともに、光透過経路に配置しても光透過を阻害しな
い。よって、低電圧で駆動できかつ輝度に優れた液晶表
示装置が実現できる。
Further, the liquid crystal alignment film can be a monomolecular thin film. When the thin film is a monomolecular thin film, the degree of obstruction of the electric field for driving the liquid crystal is extremely small, and the light transmission is not impeded even if it is arranged in the light transmission path. Therefore, a liquid crystal display device which can be driven at a low voltage and has excellent luminance can be realized.

【0060】ところで、理想的な単分子層は、個々の構
成分子が基板面と沿って並び、分子の重なりがない層を
意味する。しかし、完全な単分子層を形成することは現
実的に容易ではないし、完全な単分子層でなくとも、本
発明の課題を十分に達成することができる。よって、本
発明でいう単分子層状の薄膜とは、概ね単分子層と認識
できる程度の薄膜でよい。例えば基板に吸着した吸着分
子の上に未吸着の分子が乗っかり複数分子層となった部
分があってもよく、また自らは直接基板に結合固定され
ていないが直接固定された分子に結合し、更には直接固
定されていない前記分子に更に他の分子が結合する形で
複数の分子が連なり、複数分子からなる層を形成するこ
とがあるが、本発明にいう単分子層状の薄膜には、この
ような複数分子からなる層を部分に含むものをも含む。
Incidentally, the ideal monomolecular layer means a layer in which individual constituent molecules are arranged along the substrate surface and there is no overlapping of the molecules. However, it is not practically easy to form a complete monolayer, and the subject of the present invention can be sufficiently achieved without a complete monolayer. Therefore, the monolayer-like thin film referred to in the present invention may be a thin film that can be recognized as a substantially monolayer. For example, there may be a part in which multiple molecules are formed by unadsorbed molecules riding on the adsorbed molecules adsorbed on the substrate, and themselves are not directly bonded and fixed to the substrate but are bonded to directly fixed molecules, Furthermore, a plurality of molecules may be connected in a form in which another molecule is bonded to the molecule that is not directly fixed, and a layer composed of a plurality of molecules may be formed.However, the monomolecular thin film according to the present invention includes: Also included are those that partially include such a layer composed of a plurality of molecules.

【0061】また上記では、1種類の化学吸着物質のみ
で組成された吸着分子の集合体を前提にして説明した
が、本発明にかかる吸着分子に他の吸着物質が混合され
たものであってもよい。
Although the above description has been made on the premise that an aggregate of adsorbed molecules is composed of only one kind of chemically adsorbed substance, the adsorbed molecule according to the present invention is mixed with another adsorbed substance. Is also good.

【0062】[0062]

【実施の形態】本発明の実施の形態を実施例に基づいて
具体的に説明する。 (実施例1)初めに、本実施の形態で使用した新規な化
学吸着物質の合成方法について説明する。 (1)化学吸着物質の合成 カルコン骨格とカルコン骨格のベンゼン環の4’位に結
合したカルボニル基とカルボニル基に結合したアルキル
基(CH2 6 とアルキル基の末端に結合した−O−S
i結合基とを有する化15で表されるクロロシラン系化
学吸着物質を、下記反応工程1〜4に従って合成した。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be specifically described based on examples. (Example 1) First, a method for synthesizing a novel chemisorbed substance used in the present embodiment will be described. (1) Synthesis of a chemisorbed substance: a chalcone skeleton, a carbonyl group bonded to the 4'-position of the benzene ring of the chalcone skeleton, an alkyl group (CH 2 ) 6 bonded to the carbonyl group, and -OS bonded to a terminal of the alkyl group.
A chlorosilane-based chemisorbed substance represented by Chemical Formula 15 having an i-bonding group was synthesized according to the following reaction steps 1 to 4.

【0063】[0063]

【化15】 Embedded image

【0064】反応工程1:5L反応コルベンにBenzalde
hyde97g(0.92mol) 、4-Acetylbenzoic acid150.
0g (0.92mol)、ピペリジン22.5g、酢酸22.5
ml、トルエン2.3Lを仕込み、110℃で5日間撹
拌して各成分を反応させた。
Reaction step 1: 5L reaction
Hyde 97 g (0.92 mol), 4-Acetylbenzoic acid 150.
0 g (0.92 mol), piperidine 22.5 g, acetic acid 22.5
Then, 2.3 L of toluene and 2.3 L of toluene were charged, and the components were reacted by stirring at 110 ° C. for 5 days.

【0065】上記反応液を室温まで冷却した後、この反
応液を1N塩酸7.5L中に注入して結晶を析出させ
た。この結晶を濾取した後、水、トルエン、クロロホル
ムで順次洗浄を行い、さらに約45℃のクロロホルム/
メタノール=10/1液で加熱洗浄した。この後、この
結晶を乾燥して、127.0gの4−Carboxychalcone
を得た(収率55.1%)。この反応式を図1(a)に
示した。
After cooling the reaction solution to room temperature, the reaction solution was poured into 7.5 L of 1N hydrochloric acid to precipitate crystals. After the crystals were collected by filtration, the crystals were washed successively with water, toluene and chloroform.
Washing with heating was carried out with methanol = 10/1 solution. Thereafter, the crystals were dried to obtain 127.0 g of 4-Carboxychalcone.
Was obtained (yield: 55.1%). This reaction formula is shown in FIG.

【0066】反応工程2:1Lの反応容器に、4-Carbox
ychalcone 80.0g( 0.32mol)、塩化チオニル37
7.7g (3.17mol)を仕込み、1時間加熱環流した。こ
の後、塩化チオニルを留去して、87.0gの4-(Chlor
ocarbonyl)-chalcone を得た(収率101%)。この反応式
を図1(b)に示した。
Reaction Step 2: 4-Carbox was placed in a 1 L reaction vessel.
80.0 g (0.32 mol) of ychalcone, thionyl chloride 37
7.7 g (3.17 mol) was charged and heated under reflux for 1 hour. Thereafter, thionyl chloride was distilled off, and 87.0 g of 4- (Chlor
ocarbonyl) -chalcone was obtained (101% yield). This reaction formula is shown in FIG.

【0067】反応工程3:アルゴン気流下、5L反応コ
ルベンにdry THF(乾燥テトラヒドロフラン)1.3
L、トリエチルアミン30.0g(0.30mol) 、1,6-Hexa
nediol70.0g(0.60mol) を仕込み、5℃以下に冷却
した。次いで、4-(Chlorocarbonyl)-chalcone 80.0
g (0.30mol)のdry THF300ml溶液を、反応液の
温度を5℃以下に保ちつつ40分かけて滴下した。
Reaction step 3: Dry THF (dry tetrahydrofuran) 1.3 in a 5 L reaction vessel under an argon stream.
L, triethylamine 30.0 g (0.30 mol), 1,6-Hexa
70.0 g (0.60 mol) of nediol was charged and cooled to 5 ° C. or less. Then, 4- (Chlorocarbonyl) -chalcone 80.0
g (0.30 mol) in 300 ml of dry THF was added dropwise over 40 minutes while maintaining the temperature of the reaction solution at 5 ° C. or lower.

【0068】その後、同温度でさらに1時間撹拌した
後、反応混合物を氷水1.5L中に注入し、1N塩酸を
用いてpH3に調整した。次いで、生成物を酢酸エチル
で抽出し、抽出液を1N塩酸と水で順次洗浄し、更に硫
酸マグネシウム脱水を行った。このようにして得られた
粗結晶をシリカゲルカラムで精製(移動相:n−ヘキサ
ン/酢酸エチル=2/1)し、さらに上記で精製した結
晶を酢酸エチルで再結晶した。
After stirring at the same temperature for another hour, the reaction mixture was poured into 1.5 L of ice water and adjusted to pH 3 with 1N hydrochloric acid. Next, the product was extracted with ethyl acetate, and the extract was washed with 1N hydrochloric acid and water in that order, and further dehydrated with magnesium sulfate. The thus obtained crude crystals were purified by a silica gel column (mobile phase: n-hexane / ethyl acetate = 2/1), and the crystals purified above were recrystallized from ethyl acetate.

【0069】これらの一連の処理により、39.4gの
(6-Hydroxyhexyl)chalcone-4-carboxylateを得た。収率
は37.3%であった。また、この物の純度を高速液体
クロマトグラフィーで調べたところ99%であった。こ
の反応の反応式を図1(c)に示した。
By a series of these processes, 39.4 g of
(6-Hydroxyhexyl) chalcone-4-carboxylate was obtained. The yield was 37.3%. The purity of the product was determined by high performance liquid chromatography and found to be 99%. The reaction equation of this reaction is shown in FIG.

【0070】反応工程4:アルゴン気流下、(6-Hydroxy
hexyl)chalcone-4-carboxylate25.0g(0.071mol)、
四塩化ケイ素100g(0.59mol) を300mL反応コル
ベンに仕込み、室温で2時間撹拌した。この後、過剰の
四塩化ケイ素を留去した。これにより、34.0gの最
終生成物を得た(収率98.6%)。この反応の反応式
を図1(d)に示した。
Reaction step 4: (6-Hydroxy
hexyl) chalcone-4-carboxylate 25.0 g (0.071 mol),
100 g (0.59 mol) of silicon tetrachloride was charged into a 300 mL reaction vessel, and stirred at room temperature for 2 hours. Thereafter, excess silicon tetrachloride was distilled off. This resulted in 34.0 g of the final product (98.6% yield). The reaction equation for this reaction is shown in FIG.

【0071】上記の各生成物については、赤外線吸収ス
ペクトル、MSスペクトル、 1HNMRスペクトルを測
定して解析した。その結果、目的とする化合物(化1
4)が得られていることを確認された。図2に 1HNM
Rスペクトルを示す。図2の各ピークは、最終生成物が
前記化14であることを裏付けている。
Each of the above products was analyzed by measuring its infrared absorption spectrum, MS spectrum and 1 H NMR spectrum. As a result, the target compound (Chem. 1)
It was confirmed that 4) was obtained. Fig. 2 shows 1 HNM
3 shows an R spectrum. Each peak in FIG. 2 confirms that the final product is the above-mentioned chemical formula 14.

【0072】上記最終生成物をクロロホルムに溶解し、
紫外・可視吸収スペクトルを測定した。その結果を図3
に示す。図3より、最終生成物は、可視光領域には吸収
ピークを有しない一方、紫外光領域である312nmに
第1の吸収ピークを有し、264nmに第2の吸収ピー
クを有していた。このことから、上記クロロシラン系化
学吸着物質は、可視光に対する感応性が低く、紫外光に
対する感応性が高い物質であることが判った。
The above final product is dissolved in chloroform,
Ultraviolet and visible absorption spectra were measured. The result is shown in FIG.
Shown in As shown in FIG. 3, the final product did not have an absorption peak in the visible light region, but had a first absorption peak in the ultraviolet light region at 312 nm and a second absorption peak in 264 nm. From this, it was found that the chlorosilane-based chemisorbed substance was a substance having low sensitivity to visible light and high sensitivity to ultraviolet light.

【0073】尚、 1HNMRスペクトル分析は日立製作
所製のR−1200、IRスペクトル分析は島津製作所
製のFTIR4300、UV/VISスペクトル分析は
島津製作所製のUV−240をそれぞれ用いて行った。
The 1 HNMR spectrum analysis was performed using R-1200 manufactured by Hitachi, Ltd., the IR spectrum analysis was performed using FTIR4300 manufactured by Shimadzu Corporation, and the UV / VIS spectrum analysis was performed using UV-240 manufactured by Shimadzu Corporation.

【0074】(2)液晶配向膜の作製 図4、図5を参照しながら液晶配向膜の作製方法につい
て説明する。表面に透明電極の形成されたガラス基板
(水酸基を多数含む)の表面をよく洗浄し脱脂して、ガ
ラス基板1となした。他方、良く脱水したシロキサン系
溶媒(信越化学社製、KF96L)とクロロホルムの混
合溶媒に、上記で合成したシラン系化学吸着物質を約1
重量%濃度に溶解した。この溶液を化学吸着液2とし
た。
(2) Production of Liquid Crystal Alignment Film A production method of the liquid crystal alignment film will be described with reference to FIGS. The surface of a glass substrate (containing a large number of hydroxyl groups) having a transparent electrode formed on the surface was thoroughly washed and degreased to obtain a glass substrate 1. On the other hand, about 1 part of the silane-based chemically adsorbed substance synthesized above was mixed with a mixed solvent of well-dehydrated siloxane-based solvent (KF96L, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) and chloroform.
Dissolved to a weight percent concentration. This solution was used as a chemical adsorption solution 2.

【0075】次いで、図4に示すようにして、相対湿度
30%以下の乾燥雰囲気中で化学吸着液2の中に基板1
を1時間程度浸漬した(A工程)。その後、図5に示す
ようにして、基板1を良く脱水したクロロホルム3(非
プロトン系溶媒)中に出し入れして基板表面を洗浄した
(B工程)。しかる後にこの基板1を矢印4方向に引き
上げ、乾燥雰囲気中でこの状態で垂直に立てて洗浄液を
液切り乾燥した(C工程)。次いで、基板1の表面を湿
度を含む空気(相対湿度50〜80%)に暴露した(D
工程)。
Then, as shown in FIG. 4, the substrate 1 was placed in the chemical adsorption solution 2 in a dry atmosphere having a relative humidity of 30% or less.
Was immersed for about 1 hour (Step A). Thereafter, as shown in FIG. 5, the substrate 1 was taken in and out of chloroform 3 (aprotic solvent) which had been well dehydrated to wash the substrate surface (step B). Thereafter, the substrate 1 was pulled up in the direction of arrow 4, and was erected vertically in this state in a dry atmosphere to drain and dry the cleaning liquid (Step C). Next, the surface of the substrate 1 was exposed to air containing humidity (50 to 80% relative humidity) (D
Process).

【0076】上記工程の化学的意義は次の通りである。
化学吸着液2に基板1を浸漬するA工程は、クロロシラ
ン系化学吸着物質のSiCl基と基板表面の水酸基とを
脱HCl反応させる工程である。この工程により、クロ
ロシラン系化学吸着物質が基板1の表面に強固に結合す
る。化学吸着液2から引き上げた基板1をクロロホルム
3で洗浄するB工程は、未反応な化学吸着物質を基板面
から除去するための工程である。この工程は、単分子層
状の薄膜を形成するのに必要な工程である。
The chemical significance of the above steps is as follows.
The step A of immersing the substrate 1 in the chemical adsorption liquid 2 is a step of dehydrochlorinating the SiCl group of the chlorosilane-based chemical adsorption substance with the hydroxyl group on the substrate surface. By this step, the chlorosilane-based chemically adsorbed substance is firmly bonded to the surface of the substrate 1. Step B, in which the substrate 1 pulled up from the chemical adsorption liquid 2 is washed with chloroform 3, is a step for removing unreacted chemical adsorption substances from the substrate surface. This step is necessary for forming a monomolecular thin film.

【0077】また上記洗浄後に行う液切り乾燥工程(C
工程)は、吸着分子を一定方向に配向させる工程であ
る。薄膜表面に洗浄液が残留している基板を一定方向に
立てて洗浄液を液切り乾燥すると、液切り乾燥方向に沿
って吸着分子が仮配向する。なお、図5の洗浄後に引き
上げた基板1をそのまま垂直に立てかけるときにおける
液切り乾燥方向は、矢印5の方向となる。
Further, the draining and drying step (C
Step) is a step of orienting the adsorbed molecules in a certain direction. When the substrate with the cleaning liquid remaining on the surface of the thin film is set up in a certain direction and the cleaning liquid is drained and dried, the adsorbed molecules are temporarily oriented along the drain drying direction. In addition, when the substrate 1 pulled up after the cleaning in FIG.

【0078】また液切り乾燥後の基板面を湿度を含む空
気に暴露するD工程は、SiCl基の残りのClを空気
中の水分と反応させる脱HCl反応工程である。この反
応により吸着分子同士がシロキサン結合することにな
る。
Step D of exposing the substrate surface after draining and drying to air containing humidity is a dehydrochlorination reaction step of reacting the remaining Cl of the SiCl group with moisture in the air. This reaction causes the adsorbed molecules to form siloxane bonds.

【0079】以上の一連の処理工程により、基板表面の
水酸基にクロロシラン系化学吸着物質がシロキサン結合
してなる単分子膜9(仮配向状態)を形成した。この単
分子膜9は、化16に示す化学結合単位により構成され
た単分子層状の薄膜である。なお、化学吸着液2中に基
板1を浸漬する方法に代えて、基板1の表面に化学吸着
液2を塗布する方法を採用してもよい。
By the above series of processing steps, a monomolecular film 9 (provisionally oriented state) in which a chlorosilane-based chemically adsorbed substance is siloxane-bonded to hydroxyl groups on the substrate surface was formed. This monomolecular film 9 is a monomolecular thin film composed of the chemical bond units shown in Chemical Formula 16. Instead of immersing the substrate 1 in the chemical adsorption liquid 2, a method of applying the chemical adsorption liquid 2 to the surface of the substrate 1 may be adopted.

【0080】[0080]

【化16】 Embedded image

【0081】上記で作製した単分子膜9の膜厚をエリプ
ソメーター(屈折率を1.45とする)で測定したとこ
ろ、約2、5nmであった。
The thickness of the monomolecular film 9 produced above was measured using an ellipsometer (with a refractive index of 1.45), and was about 2.5 nm.

【0082】また、単分子膜9の配向状態をテストセル
により調べた。テストセルは、単分子膜9付きの基板を
2枚作製し、各々の膜面を内側にし、液切り方向が反対
向き(アンチパラレルな状態)になるようにして約12
μmの間隙をとって重ね合わせ、周囲を封止した後、前
記間隙内にネマチック液晶(メルク (株) 社製ZL14
792)を注入する方法で作製した。そして、このセル
の両外側面に偏光板を配置し、一方面から可視光を透過
させ、他方面で透過光を観察する方法により液晶分子の
配向を調べた。その結果、液晶分子は液切り乾燥方向に
沿って配向していることが確認された。
The orientation state of the monomolecular film 9 was examined using a test cell. The test cell was prepared by fabricating two substrates with the monomolecular film 9, each with the film surface inside, and the liquid draining direction being opposite (antiparallel state).
After overlapping with a gap of μm and sealing the periphery, a nematic liquid crystal (ZL14 manufactured by Merck Ltd.) is filled in the gap.
792). Then, polarizing plates were arranged on both outer surfaces of the cell, and visible light was transmitted from one surface, and the orientation of liquid crystal molecules was examined by a method of observing the transmitted light on the other surface. As a result, it was confirmed that the liquid crystal molecules were oriented along the draining and drying direction.

【0083】〔偏光光の照射工程〕図6を参照しなが
ら、偏光光照射工程を説明する。図6中、5は液切り乾
燥法方向、6は紫外偏光光、7は偏光方向、8は透明電
極、9は吸着分子集合群(単分子膜)を示す。単分子膜
9に対する再配向処理は、図6に示すようにして行っ
た。すなわち、単分子膜9に対し偏光方向6が液切り方
向5とほぼ平行方向に向くようにグランティラー型偏光
子をセットし、500Wの高圧水銀灯の365nmの紫
外光8(偏光膜透過後2.1mW/cm2 )を480m
J照射する方法により行った。
[Polarized Light Irradiation Step] The polarized light irradiation step will be described with reference to FIG. In FIG. 6, reference numeral 5 denotes the direction of the drain-drying method, 6 denotes ultraviolet polarized light, 7 denotes the polarization direction, 8 denotes a transparent electrode, and 9 denotes a group of adsorbed molecules (monomolecular film). The reorientation treatment for the monomolecular film 9 was performed as shown in FIG. That is, a grantler-type polarizer is set so that the polarization direction 6 of the monomolecular film 9 is oriented substantially in parallel with the draining direction 5, and the UV light 8 of 365 nm from a 500 W high-pressure mercury lamp (2. 1mW / cm2) to 480m
J irradiation was performed.

【0084】次いで、上記で紫外光8を照射した単分子
膜の化学的性状を、FT−IR(Fourier transform in
frared spectroscopy)を用いて調べた。その結果、偏光
方向とこれに直交する方向とではIR吸収に差が認めら
れ、偏光方向におけるIR吸収がこれに直交する方向よ
りも顕著に減少していることが認められた。IR吸収の
減少は、カルコン骨格の感光基(炭素・炭素二重結合)
が偏光方向の光エネルギーを受けて架橋結合したことを
意味するので、この結果より紫外偏光光の照射により架
橋結合させることができることが確認された。
Next, the chemical properties of the monomolecular film irradiated with the ultraviolet light 8 were measured by FT-IR (Fourier transform in Fourier transform).
frared spectroscopy). As a result, a difference was observed in the IR absorption between the polarization direction and the direction perpendicular thereto, and it was recognized that the IR absorption in the polarization direction was significantly reduced as compared with the direction perpendicular thereto. The decrease in IR absorption is due to the photosensitive group of the chalcone skeleton (carbon-carbon double bond)
Means cross-linking by receiving light energy in the direction of polarization. From this result, it was confirmed that cross-linking was possible by irradiation with ultraviolet polarized light.

【0085】なお、FT−IR分析では、分子相互の結
合方向を明確にすることはできなかったが、吸着分子相
互が架橋結合すると、吸着分子相互の関係が立体構造的
に安定となることは明白である。よって、再配向処理後
の単分子膜(液晶配向膜)は、上記仮配向状態よりも安
定な配向状態となっていると考えられる。
Although the direction of bonding between molecules could not be clarified by FT-IR analysis, the cross-linking of the adsorbed molecules does not make the relationship between the adsorbed molecules sterically stable. It is obvious. Therefore, it is considered that the monomolecular film (liquid crystal alignment film) after the realignment treatment is in a more stable alignment state than the temporary alignment state.

【0086】また、再配向後の液晶配向膜付き基板を用
いて、上記テストセルと同様な手法で液晶セルを作製
し、この液晶セルを用いて液晶配向テストを行った。そ
の結果、電圧無印加時にはセル内を十分な光が透過した
が、電極に3Vの電圧を印加した状態では、光透過が阻
止された。このことは、電圧印加によりホモジニアス配
向がホメオトロピック配向に変化したことを意味する。
更に、光学的なクリスタルローテーション法を用いてプ
レチルト角を測定したところ、偏光方向に沿ってプレチ
ルト角約2゜で配向していた。
Further, a liquid crystal cell was prepared using the substrate with a liquid crystal alignment film after realignment in the same manner as in the above test cell, and a liquid crystal alignment test was performed using this liquid crystal cell. As a result, sufficient light was transmitted through the cell when no voltage was applied, but light transmission was blocked when a voltage of 3 V was applied to the electrode. This means that the homogeneous orientation has been changed to the homeotropic orientation by voltage application.
Further, when the pretilt angle was measured by using an optical crystal rotation method, the crystals were oriented at a pretilt angle of about 2 ° along the polarization direction.

【0087】以上の結果より、上記化16で表される化
学結合単位を有する吸着分子の集合群に、仮配向処理に
加え架橋結合を伴う再配向処理を施すと、電圧のON、
OFFによりコントラスト比の高い表示を実現できる極
薄の液晶配向膜が実現できることが確認できた。そして
この液晶配向膜は、吸着分子同士が一定方向に架橋結合
されていることが確認された。よって、配向特性が劣化
し難い。なお、吸着分子同士の架橋結合は、カルコン骨
格の炭素・炭素二重結合部分の結合手を介してなされる
ものである。
From the above results, when a group of adsorbed molecules having a chemical bond unit represented by the above formula (16) is subjected to a reorientation treatment involving a crosslinking bond in addition to the temporary alignment treatment, the ON and OFF of the voltage are obtained.
It was confirmed that an ultra-thin liquid crystal alignment film capable of realizing a display having a high contrast ratio can be realized by turning it off. In this liquid crystal alignment film, it was confirmed that the adsorbed molecules were cross-linked in a certain direction. Therefore, the alignment characteristics are unlikely to deteriorate. The cross-linking between the adsorbed molecules is performed through a bond of a carbon-carbon double bond of the chalcone skeleton.

【0088】(実施例2)実施例2では、マトリックス
状に画素電極が配置された基板を用い、上記実施例1と
同様な方法で液晶配向膜を形成し、この液晶配向膜付き
基板を用いて液晶表示装置を作製した。以下、図7を参
照しながら実施例2の液晶表示装置の製造プロセスを説
明する。
Example 2 In Example 2, a liquid crystal alignment film was formed in the same manner as in Example 1 using a substrate on which pixel electrodes were arranged in a matrix, and this substrate with a liquid crystal alignment film was used. Thus, a liquid crystal display device was manufactured. Hereinafter, the manufacturing process of the liquid crystal display device according to the second embodiment will be described with reference to FIG.

【0089】マトリックス状に配置された第1の透明電
極群21とこの電極を駆動するトランジスター群22を
有する第1の基板23上、およびカラーフィルター群2
4と第2の透明電極25(共通電極)を有する第2の基
板26上に、それぞれ実施例1と同様にして調製した化
学吸着液を接触させ、更に実施例1の場合と同様にして
液切り乾燥と偏光光照射の一連の処理を行って液晶配向
膜付き基板23、26を作製した。
On a first substrate 23 having a first transparent electrode group 21 arranged in a matrix and a transistor group 22 for driving this electrode, and a color filter group 2
4 and a second substrate 26 having a second transparent electrode 25 (common electrode) were brought into contact with a chemically adsorbed liquid prepared in the same manner as in Example 1, respectively. A series of processing of cutting and drying and irradiation of polarized light was performed to produce substrates 23 and 26 with a liquid crystal alignment film.

【0090】この液晶配向膜付き基板23、26の配向
膜の配向特性を、実施例1と同様にして調べたところ、
電極パターンに沿って再配向した液晶配向膜27が作製
できていた。そこで、この液晶配向膜付き基板23、2
6を、液晶配向膜の配向方向を90度ツイスト配向とな
るようにし、かつスペーサー28と接着剤29とで4.
5ミクロンのセルギャップを形成させて重ね合わせて液
晶セルを構成した。
The alignment characteristics of the alignment films of the substrates with liquid crystal alignment films 23 and 26 were examined in the same manner as in Example 1.
The liquid crystal alignment film 27 realigned along the electrode pattern was produced. Therefore, the substrates 23, 2
6, the orientation of the liquid crystal alignment film is set to a 90-degree twist orientation, and the spacer 28 and the adhesive 29 are used for 4.
A 5 micron cell gap was formed and superposed to form a liquid crystal cell.

【0091】次いで、上記セルギャップ内にTN液晶
(ZLI4792;メルク社製)30を注入してセルを
完全に密閉し、しかる後、偏光板31、32を組み合わ
せて液晶表示装置を完成した。
Next, a TN liquid crystal (ZLI4792; manufactured by Merck) 30 was injected into the cell gap to completely seal the cell. Thereafter, the polarizing plates 31 and 32 were combined to complete a liquid crystal display device.

【0092】上記液晶セルにおける液晶のプレチルト角
を測定したところ、5゜であった。また、上記装置の背
面からバックライト33を照射しながら、ビデオ信号を
用いて装置を駆動させたところ、矢印Aの方向に鮮明な
映像を表示できることが確認できた。
The pretilt angle of the liquid crystal in the above liquid crystal cell was 5 °. Further, when the device was driven using a video signal while irradiating the backlight 33 from the back of the device, it was confirmed that a clear image could be displayed in the direction of arrow A.

【0093】(実施例3)仮配向の後に行う紫外偏光光
の照射に際して、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1回の露光を行うこと
により、同一画素内でパターン状に配向方向の異なる分
割領域が4箇所設けられたマルチドメインタイプの液晶
配向膜を作製し、これ以外の条件については実施例2と
同様にして、実施例3にかかるマルチドメインタイプの
液晶表示装置を作製した。
(Example 3) At the time of irradiation with ultraviolet polarized light performed after the temporary alignment, the same pattern is obtained by superposing a pattern-like mask that divides each pixel into four in a checkered pattern on a polarizing plate and performing one exposure. A multi-domain type liquid crystal alignment film in which four divided regions having different alignment directions are formed in a pixel pattern in a pixel is manufactured, and the other conditions are the same as those of the second embodiment. A liquid crystal display device of the type was manufactured.

【0094】この表示装置を、上記実施例2と同様にし
てビデオ信号を用いて駆動したところ、実施例2の場合
に比較して視野角の広い画像を表示できることが確認で
きた。
When this display device was driven by using a video signal in the same manner as in the second embodiment, it was confirmed that an image having a wider viewing angle could be displayed as compared with the second embodiment.

【0095】(実施例4)1枚の基板の同一面に互いに
接触しない状態で櫛形状にかみ合った2つの櫛形電極を
配置し、さらにこれらの電極上に実施例1と同様にして
再配向処理済の液晶配向膜を形成した。そして、この液
晶配向膜付き基板に対向基板を重ね合わせ、常法に従っ
て液晶セルを構成してインプレーンスイッチング(IP
S)方式の液晶表示装置を作製した。
(Embodiment 4) Two comb-shaped electrodes which are engaged with each other in a comb shape without being in contact with each other on the same surface of one substrate, and a reorientation treatment is performed on these electrodes in the same manner as in Embodiment 1. A completed liquid crystal alignment film was formed. Then, an opposing substrate is superimposed on the substrate with a liquid crystal alignment film, and a liquid crystal cell is formed in accordance with a conventional method to perform in-plane switching (IP
An S) type liquid crystal display device was manufactured.

【0096】この液晶表示装置についても、上記実施例
2または3と同様にしてビデオ信号を用いて画像表示テ
ストを行った。その結果、視野角の広い画像が表示でき
ることが確認できた。
An image display test was also performed on this liquid crystal display device using video signals in the same manner as in Example 2 or 3. As a result, it was confirmed that an image having a wide viewing angle could be displayed.

【0097】〔その他の事項〕 (1)上記実施例2、3では、対向する一対の基板面に
液晶配向膜を形成したが、片方の基板面のみに液晶配向
膜を形成してもよい。ただし、対向する一対の基板面の
双方に本発明にかかる液晶配向膜を形成すると、配向安
定性が一層向上する。
[Other Matters] (1) In the second and third embodiments, the liquid crystal alignment film is formed on the pair of opposed substrate surfaces, but the liquid crystal alignment film may be formed on only one substrate surface. However, when the liquid crystal alignment film according to the present invention is formed on both of the pair of opposing substrate surfaces, the alignment stability is further improved.

【0098】(2)上記実施例1〜4では、紫外偏光光
として超高圧水銀灯の365nmの光を用いたが、この
波長の光に限られるものではない。化15に示した新規
な化学吸着物質は、図3に示すように、紫外光領域にお
ける吸収幅が広いので、各種の紫外光を使用できる。例
えば、436nm、405nm、254nmや、KrF
エキシマレーザーで得られる248nmの光を用いるこ
ともできる。
(2) In the above Examples 1 to 4, light of 365 nm from an extra-high pressure mercury lamp was used as ultraviolet polarized light, but the light is not limited to this wavelength. As shown in FIG. 3, the novel chemisorbed substance shown in Chemical formula 15 has a wide absorption range in an ultraviolet light region, so that various kinds of ultraviolet light can be used. For example, 436 nm, 405 nm, 254 nm, KrF
248 nm light obtained by an excimer laser can also be used.

【0099】(3)上記実施例3では、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1回の露
光を行ったが、この方法に代えて液切り乾燥工程と紫外
偏光光工程を複数回繰り返す方法を採用することができ
る。具体的には例えば次のようにすることができる。
(3) In the third embodiment, one exposure is performed by overlapping a pattern-like mask for dividing each pixel into four in a checkered pattern. A method in which the light step is repeated a plurality of times can be adopted. Specifically, for example, the following can be performed.

【0100】N回目(但しNは2以上の整数)における
液切り乾燥方向を、〔N−1〕回目までの液切り乾燥方
向と異ならせるとともに、N回目の液切り乾燥に続い行
うN回目の紫外偏光光の照射における基板上の照射領域
を、〔N−1〕回目までの照射領域と異ならせる。これ
により、1画素に対応する区画を複数かつパターン状に
分割した配向膜分割区画ごとに薄膜構成分子の長軸の基
板面に対する傾き及び/又は配向方位を異ならせること
ができる。なお、紫外偏光光の照射領域のみを変えて複
数回の照射を行うこともできるが、液切り乾燥工程と紫
外偏光光工程を繰り返す方法によると、架橋反応方向を
制御し易いので、配向特性や配向安定性に優れた配向膜
が得られる。
The direction of draining and drying in the Nth (where N is an integer of 2 or more) is different from the direction of draining and drying up to the [N-1] th, and the Nth draining and drying performed following the Nth draining and drying is performed. The irradiation area on the substrate in the irradiation of the ultraviolet polarized light is different from the irradiation area up to the [N-1] th irradiation. This makes it possible to make the inclination and / or the orientation of the long axis of the thin film constituent molecules with respect to the substrate surface different for each of the alignment film divided sections obtained by dividing the section corresponding to one pixel into a plurality of patterns. It should be noted that the irradiation can be performed a plurality of times while changing only the irradiation region of the ultraviolet polarized light.However, according to the method of repeating the drainage drying step and the ultraviolet polarized light step, it is easy to control the crosslinking reaction direction. An alignment film having excellent alignment stability can be obtained.

【0101】(4)上記実施例1〜4では、洗浄用溶剤
として、水を含まないクロロホルムを用いたが、洗浄溶
剤はこれに限られるものではない。これ以外にも、水を
含まず化学吸着物質を溶かす種々の溶剤を使用可能であ
り、例えば非プロトン系溶剤としては、クロロホルム等
の塩素系溶剤、ベンゼン、トルエン等の芳香族系溶剤、
γ−ブチルラクトン等のラクトン系溶剤、酢酸エチル等
のエステル系溶剤が使用可能である。またプロトン系溶
剤としては、メタノール、エタノール等のアルコール系
溶剤が使用可能である。
(4) In Examples 1 to 4, chloroform containing no water was used as the cleaning solvent, but the cleaning solvent is not limited to this. In addition, various solvents that do not contain water and dissolve the chemically adsorbed substance can be used.Examples of aprotic solvents include chlorine solvents such as chloroform, benzene, aromatic solvents such as toluene, and the like.
Lactone solvents such as γ-butyl lactone and ester solvents such as ethyl acetate can be used. As the proton solvent, an alcohol solvent such as methanol or ethanol can be used.

【0102】(5)本発明の液晶表示装置では、ネマチ
ック液晶、スメクチック液晶、ディスコチック液晶、強
誘電性液晶等の各種の液晶が使用できるが、前記化14
で表される吸着分子の集合群からなる本発明液晶配向膜
は、分子形状の面から特にツイストネマチック(TN)
型液晶に対する配向効果が高い。よって、本発明の液晶
表示装置では、好ましくはTN型液晶を使用して、90
°捩れ配向型の表示装置となすのがよい。なお、TN型
液晶としては、例えばビフェニル系、ターフェニル系、
アゾキシ系、シッフベース系、フェニルシクロヘキサン
系、ビフェニルシクロヘキサン系、エステル系、ピリミ
ジン系、ジオキサン系、ビシクロオクタン系、キュバン
系等が例示できる。
(5) In the liquid crystal display device of the present invention, various liquid crystals such as a nematic liquid crystal, a smectic liquid crystal, a discotic liquid crystal, and a ferroelectric liquid crystal can be used.
The liquid crystal alignment film of the present invention, which is composed of a group of adsorbed molecules represented by the formula:
High alignment effect on type liquid crystal. Therefore, in the liquid crystal display device of the present invention, it is preferable to use a TN type liquid crystal,
° It is preferable to form a twist-oriented display device. In addition, as the TN type liquid crystal, for example, biphenyl type, terphenyl type,
Examples thereof include azoxy, Schiff base, phenylcyclohexane, biphenylcyclohexane, ester, pyrimidine, dioxane, bicyclooctane, and cubane.

【0103】(6)上記実施例1〜4では、電極を有す
る基板の表面に直接、化学吸着物質を接触させる方法に
より基板表面に吸着分子集合群(薄膜)を形成したが、
予め電極を有する基板の表面に親水性基を有する下地層
(他の物質層)を形成し、この下地層を介して基板面に
化学吸着物質を化学結合させてもよい。この方法は、基
板面に親水性基が少ない場合に有効である。下地層とし
ては、表面にOH基、COOH基、NH2 基、NH基、
SH基等の親水性基を有する層を用いることができ、よ
り具体的にはSiO2 層やTiO2 層などを用いること
ができる。
(6) In the above Examples 1 to 4, the group of adsorbed molecules (thin film) was formed on the surface of the substrate having the electrodes by a method in which the surface of the substrate having the electrodes was brought into direct contact with the chemically adsorbed substance.
A base layer having a hydrophilic group (another substance layer) may be formed on the surface of the substrate having the electrodes in advance, and a chemically adsorbed substance may be chemically bonded to the substrate surface via the base layer. This method is effective when there are few hydrophilic groups on the substrate surface. As the underlayer, OH group, COOH group, NH 2 group, NH group,
A layer having a hydrophilic group such as an SH group can be used, and more specifically, a SiO 2 layer or a TiO 2 layer can be used.

【0104】[0104]

【発明の効果】以上に説明したように、本発明による
と、従来の有機高分子系の液晶配向膜に比べて格段に薄
く、配向ムラのない均一な液晶配向膜が提供できる。そ
して、この液晶配向膜は、吸着分子が電極表面に化学吸
着により強力に結合固定され、かつ吸着分子同志が架橋
結合された構造であるので、基板に対する密着性に優れ
るとともに、熱や擦り等の外部要因によって配向特性が
変化しない。しかも吸着分子の個々が液晶分子の配向制
御に関与するので、格段に優れた配向特性が得られる。
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a uniform liquid crystal alignment film that is much thinner than conventional organic polymer-based liquid crystal alignment films and has no alignment unevenness. The liquid crystal alignment film has a structure in which the adsorbed molecules are strongly bonded and fixed to the electrode surface by chemisorption, and the adsorbed molecules are cross-linked. The orientation characteristics do not change due to external factors. Moreover, since each of the adsorbed molecules contributes to the control of the alignment of the liquid crystal molecules, remarkably excellent alignment characteristics can be obtained.

【0105】更に、このような吸着分子の集合群からな
る単分子層状の薄膜は、可視光に対する透過性に優れる
ので光透過を阻害せず、また電気抵抗性が小さいので、
液晶駆動電界を阻害しないという、液晶配向膜として極
めて好都合な性質を有する。
Furthermore, a monomolecular layer-like thin film composed of such a group of adsorbed molecules is excellent in transparency to visible light and does not hinder light transmission, and has low electric resistance.
It has a very advantageous property as a liquid crystal alignment film that does not hinder the liquid crystal driving electric field.

【0106】また、本発明製造方法によると、液切り乾
燥と偏光光の照射という比較的簡便な手法により、パタ
ーン状に分割された分割区画ごとに配向方向が異なるマ
ルチドメインタイプの液晶配向膜を確実かつ効率よく製
造できる。そして、このような本発明にかかる液晶配向
膜を用いると、広視野角で高画質・高コントラストであ
り、しかも高速応答性にも優れたホメオトロピック配向
モードのマルチドメイン型の液晶表示装置を殆どコスト
増を伴うことなく実現することができる。
Further, according to the production method of the present invention, a multi-domain type liquid crystal alignment film having a different alignment direction for each of the divided sections in a pattern is formed by a relatively simple method of draining and drying and irradiation of polarized light. It can be manufactured reliably and efficiently. When the liquid crystal alignment film according to the present invention is used, a homeotropic alignment mode multi-domain liquid crystal display device having a wide viewing angle, high image quality, high contrast, and excellent high-speed response is almost used. This can be realized without increasing the cost.

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

【図1】本発明で使用する新規な化学吸着物質の合成方
法を説明するための化学反応式である。
FIG. 1 is a chemical reaction formula for explaining a method for synthesizing a novel chemisorbed substance used in the present invention.

【図2】上記化学反応式に基づいて合成した最終生成物
1HNMRスペクトルチャートである。
FIG. 2 is a 1 HNMR spectrum chart of a final product synthesized based on the above chemical reaction formula.

【図3】上記化学反応式に基づいて合成した最終生成物
の紫外・可視吸収スペクトルチャートである。
FIG. 3 is an ultraviolet-visible absorption spectrum chart of a final product synthesized based on the above chemical reaction formula.

【図4】化学吸着工程を説明するための概念図である。FIG. 4 is a conceptual diagram for explaining a chemical adsorption step.

【図5】洗浄工程を説明するための概念図である。FIG. 5 is a conceptual diagram for explaining a cleaning step.

【図6】紫外偏光光照射工程を説明するための概念図で
ある。
FIG. 6 is a conceptual diagram for explaining an ultraviolet polarized light irradiation step.

【図7】実施例2の液晶表示装置の断面を模式的に示し
た図である。
FIG. 7 is a diagram schematically showing a cross section of the liquid crystal display device of Example 2.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 基板 2 化学吸着液 3 洗浄液 4 洗浄液からの引き上げ方向 5 液切り乾燥方向 6 紫外偏光光 7 偏光方向 8 透明電極 9 単分子膜 21 第1の透明電極群 22 TFT群 23 第1の基板 24 カラーフィルター群 25 第2の透明電極 26 第2の基板 27 液晶配向膜 28 スペーサー 29 接着剤 30 液晶 31,32 偏光板 33 バックライト 1 substrate 2 Chemical adsorption liquid 3 Cleaning liquid 4 Direction of lifting from cleaning solution 5 Drying direction 6. Ultraviolet polarized light 7 Polarization direction 8 Transparent electrode 9 monomolecular film 21 First Transparent Electrode Group 22 TFT group 23 First substrate 24 color filters 25 Second transparent electrode 26 Second substrate 27 Liquid crystal alignment film 28 Spacer 29 adhesive 30 liquid crystal 31, 32 polarizing plate 33 Backlight

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 武部 尚子 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11−167114(JP,A) 国際公開99/006415(WO,A1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02F 1/13 - 1/141 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (72) Inventor Naoko Takebe 1006 Kazuma Kadoma, Kadoma City, Osaka Prefecture Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. (56) References JP-A-11-167114 (JP, A) International Publication 99/006415 (WO, A1) (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) G02F 1/13-1/141

Claims (23)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 電極の形成された基板表面に直接または
他の物質層を介してシロキサン結合により化学吸着され
た吸着分子の集合群からなる液晶配向膜であって、前記
吸着分子は、化1で表される特性基と分子末端部分に
iを分子末端側とする−O−Si結合基を有するもので
あることを特徴とする液晶配向膜。 【化1】
1. A liquid crystal alignment film comprising a group of adsorbed molecules chemically adsorbed by a siloxane bond directly or through another material layer on a substrate surface on which electrodes are formed, wherein the adsorbed molecules are S and the characteristic group represented by
A liquid crystal alignment film having a -O-Si bonding group having i as a molecular terminal . Embedded image
【請求項2】 化1で表される特性基と分子末端部分に
Siを分子末端側とする−O−Si結合基を有する前記
吸着分子は、化2で表される化合物であることを特徴と
する、 請求項1に記載の液晶配向膜。 【化2】
2. The method according to claim 1, wherein the characteristic group represented by the chemical formula 1 is
2. The liquid crystal alignment film according to claim 1, wherein the adsorbed molecule having a —O—Si bonding group having Si as a molecular terminal is a compound represented by Chemical Formula 2. 3. Embedded image
【請求項3】 前記液晶配向膜を構成する吸着分子集合
群は、所定方向に配向していることを特徴とする、 請求項1または2に記載の液晶配向膜。
3. The liquid crystal alignment film according to claim 1, wherein the group of adsorbed molecules forming the liquid crystal alignment film is oriented in a predetermined direction.
【請求項4】 前記液晶配向膜を構成する吸着分子集合
群は、隣合う分割領域の吸着分子長軸の基板面に対する
傾き及び/又は配向方位が異なり、前記分割領域は一画
素が複数かつパターン状に分割されたものであることを
特徴とする、請求項1または2に記載の液晶配向膜。
4. The group of adsorbed molecules constituting the liquid crystal alignment film has different inclinations and / or orientations of the long axes of the adsorbed molecules of adjacent divided regions with respect to the substrate surface, and the divided region has a plurality of pixels and a pattern. The liquid crystal alignment film according to claim 1, wherein the liquid crystal alignment film is divided into a shape.
【請求項5】 前記液晶配向膜を構成する吸着分子相互
は、上記化1または化2に示された炭素C’および/ま
たは炭素C”の結合手を介して架橋結合していることを
特徴とする、 請求項1乃至4のいずれかに記載の液晶配向膜。
5. The adsorbed molecules forming the liquid crystal alignment film are cross-linked via a bond of carbon C ′ and / or carbon C ″ shown in Chemical Formula 1 or Chemical Formula 2. The liquid crystal alignment film according to claim 1.
【請求項6】 前記液晶配向膜の膜厚は、0.5nm以
上、10nm未満であることを特徴とする、 請求項1乃至5のいずれかに記載の液晶配向膜。
6. The liquid crystal alignment film according to claim 1, wherein the thickness of the liquid crystal alignment film is not less than 0.5 nm and less than 10 nm.
【請求項7】 前記液晶配向膜は、単分子層状の薄膜で
あることを特徴とする、 請求項1乃至5のいずれかに記載の液晶配向膜。
7. The liquid crystal alignment film according to claim 1, wherein the liquid crystal alignment film is a monomolecular thin film.
【請求項8】 化3で表される特性基と分子末端部分に
Siを分子末端側とする−O−Si結合基とを有する化
学吸着物質を非水系溶剤に溶解して化学吸着液を作製す
る工程と、 前記化学吸着液を画素電極の形成された基板面に接触さ
せて化学吸着液中の化学吸着物質を基板面にシロキサン
結合させる化学吸着工程と、 前記化学吸着物質が結合した基板面を洗浄用の非水系溶
剤で洗浄し、しかる後に基板上の洗浄液を一定方向に液
切り乾燥する液切り乾燥工程と、 を備えることを特徴とする液晶配向膜の製造方法。 【化3】
8. A compound represented by the following formula 3
Dissolving a chemically adsorbed substance having a -O-Si bonding group having Si as a molecular terminal side in a non-aqueous solvent to prepare a chemically adsorbed liquid; and applying the chemically adsorbed liquid to a substrate surface on which a pixel electrode is formed. A chemical adsorption step in which the chemical adsorption substance in the chemical adsorption liquid is brought into contact with the substrate surface to form a siloxane bond, and the substrate surface to which the chemical adsorption substance is bonded is washed with a non-aqueous solvent for cleaning, and then the cleaning liquid on the substrate is removed. A method for draining and drying the liquid in a certain direction; and a method for producing a liquid crystal alignment film. Embedded image
【請求項9】 前記液切り乾燥工程の後に、基板面の吸
着分子に紫外偏光光を照射して、前記化3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架橋結合
させる紫外偏光光照射工程を備えることを特徴とする、 請求項8に記載の液晶配向膜の製造方法。
9. After the draining and drying step, the adsorbed molecules on the substrate surface are irradiated with ultraviolet polarized light to cross-link the adsorbed molecules via the bond of the carbon-carbon double bond portion of Chemical formula 3. The method for producing a liquid crystal alignment film according to claim 8, further comprising an ultraviolet polarized light irradiation step.
【請求項10】 前記液切り乾燥工程と紫外偏光光照射
工程とからなる一連の配向処理工程を、前記紫外偏光光
照射工程の後、再び液切り乾燥工程に戻る方法で、繰り
返しごとに液切り乾燥方向を異ならせるとともに、紫外
偏光光の照射領域と照射方向、または照射領域と照射角
度、または照射領域と照射方向と照射角度を異ならせ
て、複数回繰り返して行うことにより、一画素に対応す
る領域が複数かつパターン状に分割された分割領域ごと
に吸着分子長軸の基板面に対する傾き及び/又は配向方
位を異ならせることを特徴とする、 請求項9に記載の液晶配向膜の製造方法。
10. A method in which a series of alignment treatment steps including the liquid drainage drying step and the ultraviolet polarized light irradiation step are returned to the liquid drainage drying step after the ultraviolet polarized light irradiation step, and the liquid is drained every repetition. By changing the drying direction and changing the irradiation area and irradiation direction of ultraviolet polarized light, or the irradiation area and irradiation angle, or the irradiation area and irradiation direction and irradiation angle, it is possible to repeat one or more times to handle one pixel The method for producing a liquid crystal alignment film according to claim 9, wherein the inclination and / or the orientation of the long axis of the adsorbed molecule with respect to the substrate surface is different for each of the plurality of divided regions divided in a pattern. .
【請求項11】 前記洗浄用の非水系溶剤として、非プ
ロトン系溶剤を用い、未反応な化学吸着物質を基板面か
ら洗浄し除去して単分子層状の薄膜となすことを特徴と
する、 請求項8乃至10のいずれかに記載の液晶配向膜の製造
方法。
11. A non-aqueous solvent as the non-aqueous solvent for washing, wherein unreacted chemisorbed substances are washed and removed from the substrate surface to form a monomolecular thin film. Item 10. The method for producing a liquid crystal alignment film according to any one of Items 8 to 10.
【請求項12】 前記洗浄用の非水系溶剤として、非プ
ロトン系溶剤とプロトン系溶剤の混合溶液を用い、未反
応な化学吸着物質を基板面から洗浄し除去して単分子層
状の薄膜となすことを特徴とする、 請求項8乃至10のいずれかに記載の液晶配向膜の製造
方法。
12. A mixed solution of an aprotic solvent and a protic solvent is used as the nonaqueous solvent for washing, and unreacted chemisorbed substances are washed and removed from the substrate surface to form a monomolecular thin film. The method for producing a liquid crystal alignment film according to claim 8, wherein:
【請求項13】 前記化3で表される特性基と分子末端
部分にSiを分子末端側とする−O−Si結合基とを有
する化学吸着物質が、化4で表される化合物であること
を特徴とする、 請求項8〜12に記載の液晶配向膜の製造方法。 【化4】
13. A chemisorbed substance having a characteristic group represented by Chemical Formula 3 and a —O—Si bonding group having Si as a molecular terminal side at a molecular terminal portion is a compound represented by Chemical Formula 4. The method for producing a liquid crystal alignment film according to claim 8, wherein: Embedded image
【請求項14】 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間に設けられ
たセルギャップ内に収容された液晶と、を備える液晶表
示装置において、 前記液晶配向膜は、電極の形成された基板面に直接また
は他の物質層を介してシロキサン結合により化学吸着さ
れてなる吸着分子の集合群からなり、前記吸着分子は、
化5で表される特性基と分子末端部分にSiを分子末端
側とする−O−Si結合基を有するものであることを特
徴とする液晶表示装置。 【化5】
14. A pair of substrates facing each other, a liquid crystal alignment film formed on a surface of at least one of the pair of substrates having electrodes, and accommodated in a cell gap provided between the pair of substrates facing each other. A liquid crystal display device comprising: a group of adsorbed molecules that are chemically adsorbed by a siloxane bond directly or through another material layer to the substrate surface on which the electrodes are formed. The adsorbed molecule is
Si at the molecular end and the characteristic group represented by Chemical Formula 5
A liquid crystal display device having a -O-Si bonding group on the side . Embedded image
【請求項15】 化5で表される特性基と分子末端部分
Siを分子末端側とする−O−Si結合基を有する前
記吸着分子は、化6で表される化合物であることを特徴
とする、 請求項14に記載の液晶表示装置。 【化6】
15. The adsorbed molecule having a characteristic group represented by Chemical Formula 5 and an —O—Si bonding group having Si as a molecular terminal side at a molecular terminal portion is a compound represented by Chemical Formula 6. The liquid crystal display device according to claim 14. Embedded image
【請求項16】 前記セルギャップ内に収容された液晶
分子のプレチルト角及び/又はプレチルト方位は、前記
吸着分子の長軸の基板面に対する傾き及び/又は配向方
位により制御されていることを特徴とする、 請求項14または15に記載の液晶表示装置。
16. The method according to claim 16, wherein a pretilt angle and / or a pretilt direction of the liquid crystal molecules contained in the cell gap is controlled by a tilt and / or an orientation direction of a long axis of the adsorbed molecules with respect to a substrate surface. The liquid crystal display device according to claim 14.
【請求項17】 前記吸着分子の長軸の基板面に対する
傾き及び/又は配向方位は、一画素が複数かつパターン
状に分割された隣合う分割領域ごとで異なることを特徴
とする、 請求項16に記載の液晶表示装置。
17. The method according to claim 16, wherein the tilt and / or orientation of the major axis of the adsorbed molecule with respect to the substrate surface is different for each of a plurality of adjacent divided regions in which one pixel is divided in a pattern. 3. The liquid crystal display device according to 1.
【請求項18】 画素電極と対向電極とが同一基板上に
配置されるとともに、前記電極の配置された基板表面に
液晶配向膜が形成されてなるインプレーンスイッチング
型の液晶表示装置において、 前記液晶配向膜は、電極の形成された基板面に直接また
は他の物質層を介してシロキサン結合により化学吸着さ
れてなる吸着分子の集合群からなり、前記吸着分子は、
化7で表される特性基と分子末端部分にSiを分子末端
側とする−O−Si結合基を有するものであることを特
徴とする液晶表示装置。 【化7】
18. An in-plane switching type liquid crystal display device in which a pixel electrode and a counter electrode are disposed on the same substrate, and a liquid crystal alignment film is formed on a substrate surface on which the electrodes are disposed. The alignment film is composed of a group of adsorbed molecules that are chemically adsorbed by a siloxane bond directly or through another material layer to the substrate surface on which the electrodes are formed, and the adsorbed molecules are
Si at the molecular end and the characteristic group represented by Chemical formula 7
A liquid crystal display device having a -O-Si bonding group on the side . Embedded image
【請求項19】 化7で表される特性基と分子末端部分
Siを分子末端側とする−O−Si結合基を有する前
記吸着分子は、化8で表される化合物であることを特徴
とする、 請求項18に記載の液晶表示装置。 【化8】
19. The adsorbed molecule having a characteristic group represented by Chemical Formula 7 and an —O—Si bonding group having Si as a molecular terminal side at a molecular terminal portion is a compound represented by Chemical Formula 8. The liquid crystal display device according to claim 18, wherein: Embedded image
【請求項20】 前記セルギャップ内に収容された液晶
分子のプレチルト角及び/又はプレチルト方位は、前記
吸着分子の長軸の基板面に対する傾き及び/又は配向方
位により制御されていることを特徴とする、 請求項18または19に記載の液晶表示装置。
20. A pretilt angle and / or a pretilt orientation of liquid crystal molecules accommodated in the cell gap is controlled by an inclination and / or an orientation direction of a major axis of the adsorbed molecule with respect to a substrate surface. The liquid crystal display device according to claim 18.
【請求項21】 前記液晶配向膜を構成する吸着分子相
互は、前記化5、6、7、または8に示す炭素C’およ
び/または炭素C”の結合手を介して架橋結合されてい
ることを特徴とする、 請求項14乃至20のいずれかに記載の液晶表示装置。
21. The adsorbed molecules constituting the liquid crystal alignment film are cross-linked via a bond of carbon C ′ and / or carbon C ″ shown in Chemical Formula 5, 6, 7, or 8. The liquid crystal display device according to any one of claims 14 to 20, wherein:
【請求項22】 前記液晶配向膜の膜厚は、0.5nm
以上、10nm未満であることを特徴とする、 請求項21に記載の液晶表示装置。
22. The liquid crystal alignment film has a thickness of 0.5 nm.
22. The liquid crystal display device according to claim 21, wherein the thickness is less than 10 nm.
【請求項23】 前記液晶配向膜は、単分子層状の薄膜
であることを特徴とする、 請求項21に記載の液晶表示装置。
23. The liquid crystal display device according to claim 21, wherein the liquid crystal alignment film is a monomolecular thin film.
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