JP4679972B2 - Liquid crystal display element and manufacturing method thereof - Google Patents

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Description

本発明は、強誘電性液晶を用いた液晶表示素子およびその製造方法に関するものである。   The present invention relates to a liquid crystal display element using a ferroelectric liquid crystal and a manufacturing method thereof.

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

一方、強誘電性液晶(FLC)は、応答速度がμsオーダーと極めて短く、高速デバイスに適した液晶である。このような強誘電性液晶としては、クラークおよびラガーウォルにより提唱された電圧非印加時に安定状態を二つ有する双安定性のものが広く知られているが、明、暗の2状態でのスイッチングに限られ、メモリー性を有するものの、階調表示ができないという問題を抱えている。   On the other hand, the ferroelectric liquid crystal (FLC) is a liquid crystal suitable for a high-speed device because the response speed is as short as μs order. As such a ferroelectric liquid crystal, a bistable one having two stable states when no voltage is applied, which is proposed by Clark and Lagerwol, is widely known, but for switching in two states of light and dark. Although it has limited memory characteristics, it has a problem that gradation display cannot be performed.

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

強誘電性液晶を単安定化する方法としては、液晶材料中に紫外線硬化型モノマーを添加し、セルに注入後、交流または直流電圧を印加しながら紫外線照射を行い、硬化させて液晶の配向を安定化させる高分子安定化法が知られている。また、相系列にスメクチックA相を持たず、降温過程でネマチック相からコレステリック相を経て直接カイラルスメクチックC相に相転移する強誘電性液晶をコレステリック相−ネマチック相の相転移点より高温に昇温した後、徐冷することで強誘電性液晶を単安定化する方法が知られている。   As a method for mono-stabilizing the ferroelectric liquid crystal, an ultraviolet curable monomer is added to the liquid crystal material, injected into the cell, and then irradiated with ultraviolet light while applying an alternating current or direct current voltage to cure and align the liquid crystal. Polymer stabilization methods for stabilizing are known. In addition, the ferroelectric liquid crystal that does not have a smectic A phase in the phase series and directly undergoes a phase transition from a nematic phase to a chiral smectic C phase in the temperature lowering process is raised to a temperature higher than the cholesteric phase-nematic phase transition point. Then, a method of mono-stabilizing the ferroelectric liquid crystal by slow cooling is known.

しかしながら、上記高分子安定化法ではプロセスが煩雑になり、駆動電圧が高くなる等の問題がある。また、高分子安定化法を用いない後者の方法では、層法線方向の異なる二つのドメイン(以下、「ダブルドメイン」と称する場合がある。)が形成されやすく、駆動時に白黒反転した表示になり大きな問題となる。このダブルドメインは、電圧を印加しながら徐冷する電界印加徐冷法によりモノドメイン化する方法が知られているが(非特許文献2)、強誘電性液晶が再び相転移点より高温になると、配向が乱れてしまうという問題があり、実用性が低い。   However, the polymer stabilization method has problems such as a complicated process and a high driving voltage. In the latter method that does not use the polymer stabilization method, two domains having different layer normal directions (hereinafter sometimes referred to as “double domains”) are easily formed, and the display is reversed in black and white during driving. It becomes a big problem. This double domain is known to be monodomain by an electric field applied slow cooling method that slowly cools while applying a voltage (Non-Patent Document 2). However, when the ferroelectric liquid crystal becomes higher than the phase transition point again, it is aligned. There is a problem that is disturbed, and practicality is low.

一般に、液晶を配向させる技術としては、ラビング法、光配向法等がある。ラビング法はコーティングしたポリイミド表面を擦ることにより配向能を付与するものであるが、大面積処理時の均一性が難しく、また、静電気や塵埃を発生する等の問題がある。一方、光配向法は、光配向性を有する化合物に紫外線等を照射して分子を特定方向に配列させ、配向能を付与するものであり、静電気や塵の発生がなく、定量的な配向処理の制御ができる点で有用であるが、露光プロセスが必要なことから装置コストがかかるという問題がある。   In general, techniques for aligning liquid crystals include a rubbing method and a photo-alignment method. The rubbing method imparts orientation ability by rubbing the coated polyimide surface, but there are problems such as difficulty in uniformity during large area processing and generation of static electricity and dust. On the other hand, the photo-alignment method irradiates a compound having photo-alignment property with ultraviolet rays and the like to arrange molecules in a specific direction and imparts alignment ability. However, there is a problem that the apparatus cost is increased because an exposure process is required.

NONAKA, T., LI, J., OGAWA, A., HORNUNG, B., SCHMIDT, W., WINGEN, R., and DUBAL, H., 1999, Liq. Cryst., 26, 1599.NONAKA, T., LI, J., OGAWA, A., HORNUNG, B., SCHMIDT, W., WINGEN, R., and DUBAL, H., 1999, Liq. Cryst., 26, 1599. PATEL, J., and GOODBY, J. W., 1986, J. Appl. Phys., 59, 2355.PATEL, J., and GOODBY, J. W., 1986, J. Appl. Phys., 59, 2355.

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、強誘電性液晶を用いた液晶表示素子において、ラビング処理や光配向処理などの配向処理を要することなく、簡便な方法により強誘電性液晶の配向を制御することのできる液晶表示素子を提供することを主目的としている。   The present invention has been made in view of the above problems, and in a liquid crystal display element using a ferroelectric liquid crystal, a ferroelectric liquid crystal can be obtained by a simple method without requiring an alignment treatment such as a rubbing treatment or a photo-alignment treatment. The main object is to provide a liquid crystal display element capable of controlling the orientation of the liquid crystal.

本発明者等は、上記実情に鑑み鋭意検討した結果、強誘電性液晶の配向を制御する配向層として、板状分子の自己組織化を利用することにより、ラビング処理や光配向処理などの配向処理を行わなくても、簡便な方法で強誘電性液晶の配向を制御することができることを見いだし、本発明を完成させた。   As a result of intensive investigations in view of the above circumstances, the present inventors have made use of self-organization of plate-like molecules as an alignment layer for controlling the alignment of ferroelectric liquid crystal, thereby providing alignment such as rubbing treatment and photo-alignment treatment. It has been found that the alignment of the ferroelectric liquid crystal can be controlled by a simple method without performing the treatment, and the present invention has been completed.

すなわち、本発明においては、第1基材と、上記第1基材上に形成された第1電極層と、上記第1電極層上に形成された第1配向層とを有する第1配向基板、および、第2基材と、上記第2基材上に形成された第2電極層と、上記第2電極層上に形成された第2配向層とを有する第2配向基板を、上記第1配向層と上記第2配向層とが対向するように配置し、上記第1配向層と上記第2配向層との間に強誘電性液晶を挟持してなる液晶表示素子であって、
上記第1配向層および上記第2配向層のうち少なくとも一方は、板状分子が、上記板状分子の法線方向が基板の一定方向を向いて積み重なったカラム構造を有するカラムナー配向層であることを特徴とする液晶表示素子を提供するものである。
That is, in the present invention, a first alignment substrate having a first substrate, a first electrode layer formed on the first substrate, and a first alignment layer formed on the first electrode layer. And a second alignment substrate having a second substrate, a second electrode layer formed on the second substrate, and a second alignment layer formed on the second electrode layer. A liquid crystal display element, wherein the first alignment layer and the second alignment layer are arranged to face each other, and a ferroelectric liquid crystal is sandwiched between the first alignment layer and the second alignment layer;
At least one of the first alignment layer and the second alignment layer is a columnar alignment layer having a column structure in which plate-like molecules are stacked with the normal direction of the plate-like molecules facing a certain direction of the substrate. The liquid crystal display element characterized by the above is provided.

本発明の液晶表示素子は、強誘電性液晶の配向を制御するために設けられる第1配向層および第2配向層のうち少なくとも一方の配向層を、板状分子が一定方向に積み重なって構成されるカラム構造を有するカラムナー配向層とすることにより、ラビング処理や光配向処理を要することなく、簡便な方法により強誘電性液晶を配向させることができるものである。   The liquid crystal display element of the present invention is configured by stacking at least one of a first alignment layer and a second alignment layer provided in order to control the alignment of a ferroelectric liquid crystal in a certain direction. By using a columnar alignment layer having a column structure, the ferroelectric liquid crystal can be aligned by a simple method without requiring a rubbing process or a photo-alignment process.

このような本発明の液晶表示素子としては、上記第1配向層および上記第2配向層が上記カラムナー配向層であり、上記第1配向層の板状分子の法線方向と上記第2配向層の板状分子の法線方向とが略平行に配置され、上記第1配向層および上記第2配向層の構成材料が相互に異なる組成を有するものであることが好ましい。本発明においては第1配向層および第2配向層をカラムナー配向層とすることにより、簡便な方法で強誘電性液晶を配向させることができるものであるが、さらに第1配向層および第2配向層の構成材料を相互に異なる組成のものとすることにより、配向欠陥を生じにくく、強誘電性液晶の配向安定性が優れたものとなるからである。特にスメクチックA相(SmA)を経由しない相転移系列を示す強誘電性液晶を用いた場合、ダブルドメインの発生を抑制することができる。   In such a liquid crystal display element of the present invention, the first alignment layer and the second alignment layer are the columnar alignment layers, and the normal direction of the plate-like molecules of the first alignment layer and the second alignment layer It is preferable that the normal directions of the plate-like molecules are arranged substantially parallel to each other, and the constituent materials of the first alignment layer and the second alignment layer have different compositions. In the present invention, by using the first alignment layer and the second alignment layer as columnar alignment layers, the ferroelectric liquid crystal can be aligned by a simple method, but the first alignment layer and the second alignment layer are further provided. This is because by making the constituent materials of the layers different from each other, alignment defects are hardly generated and the alignment stability of the ferroelectric liquid crystal is excellent. In particular, when a ferroelectric liquid crystal exhibiting a phase transition series that does not pass through a smectic A phase (SmA) is used, generation of double domains can be suppressed.

また、本発明の液晶表示素子の他の態様としては、上記第1配向層および上記第2配向層が上記カラムナー配向層であり、上記第1配向層の板状分子の法線方向と上記第2配向層の板状分子の法線方向とが略垂直に配置され、上記第1配向層または上記第2配向層の対向面上に、重合性液晶材料を含み、かつ、ネマチック相を示す反応性液晶を固定化してなる反応性液晶層を有するものとすることができる。このように第1配向層および第2配向層をカラムナー配向層とし、これらを略垂直に配置し、一方の配向層の対向面上に上記反応性液晶層を設けることにより、上記のような配向欠陥を生じることなく、簡便な方法で強誘電性液晶を配向させることができる。   In another aspect of the liquid crystal display element of the present invention, the first alignment layer and the second alignment layer are the columnar alignment layers, and the normal direction of the plate-like molecules of the first alignment layer and the first alignment layer A reaction in which the normal direction of the plate-like molecules of the two-alignment layer is arranged substantially perpendicularly and contains a polymerizable liquid crystal material on the opposite surface of the first alignment layer or the second alignment layer and exhibits a nematic phase. It is possible to have a reactive liquid crystal layer formed by fixing a functional liquid crystal. In this way, the first alignment layer and the second alignment layer are columnar alignment layers, which are arranged substantially vertically, and the above-mentioned reactive liquid crystal layer is provided on the opposite surface of one alignment layer, thereby aligning as described above. The ferroelectric liquid crystal can be aligned by a simple method without causing defects.

さらに、本発明の液晶表示素子の他の態様としては、上記第1配向層が上記カラムナー配向層であり、上記第2配向層が光配向膜であってもよい。このように第1配向層および第2配向層のうち一方の配向層をカラムナー配向層とし、他方の配向層を光配向膜とすることにより、配向処理工程数を少なくして、上記のような配向欠陥を生じることなく、強誘電性液晶を配向させることができる。   Furthermore, as another aspect of the liquid crystal display element of the present invention, the first alignment layer may be the columnar alignment layer, and the second alignment layer may be a photo-alignment film. As described above, one of the first alignment layer and the second alignment layer is a columnar alignment layer, and the other alignment layer is a photo-alignment film, thereby reducing the number of alignment processing steps as described above. The ferroelectric liquid crystal can be aligned without causing alignment defects.

このような光配向膜の構成材料としては、光反応を生じることにより上記光配向膜に異方性を付与する光反応型の材料または光異性化反応を生じることにより上記光配向膜に異方性を付与する光異性化反応型の材料であることが好ましい。これらの材料を用いることにより、光配向膜に容易に異方性が付与できるからである。   As a constituent material of such a photo-alignment film, a photo-reactive material that imparts anisotropy to the photo-alignment film by causing a photoreaction or an anisotropic to the photo-alignment film by causing a photoisomerization reaction It is preferable that the material is a photoisomerization reaction type material that imparts properties. This is because anisotropy can be easily imparted to the photo-alignment film by using these materials.

このような本発明の液晶表示素子において、上記カラムナー配向層は、表面に所定の幅を有する凹部または凸部がパターン状に形成された樹脂層と、上記樹脂層の凹部に沿って形成された上記カラム構造とを有するものであってもよい。上記カラム構造が上記樹脂層の凹部に沿って形成されていることにより、カラム構造を一定方向に揃えて容易に配列させることができるからである。   In such a liquid crystal display element of the present invention, the columnar alignment layer is formed along a resin layer in which concave portions or convex portions having a predetermined width are formed on the surface, and along the concave portions of the resin layer. It may have the above column structure. This is because the column structure can be easily arranged in a certain direction by forming the column structure along the concave portion of the resin layer.

また、このようなカラムナー配向層を構成する上記板状分子は、水溶液中でリオトロピック液晶相を示すものであることが好ましい。このような板状分子は、水溶液中で自己組織化によりカラム構造を形成し、リオトロピック液晶相を示すので、この板状分子を含有するカラムナー配向層形成用塗工液を塗布することにより、カラム構造を容易に配向させることができるからである。また、上記板状分子が水溶性であることにより、上記カラム構造を固定化するための固定化処理が容易となるからである。   Moreover, it is preferable that the plate-like molecule constituting such a columnar alignment layer exhibits a lyotropic liquid crystal phase in an aqueous solution. Such a plate-like molecule forms a column structure by self-organization in an aqueous solution and exhibits a lyotropic liquid crystal phase. Therefore, by applying a columnar alignment layer-forming coating solution containing this plate-like molecule, This is because the structure can be easily oriented. Moreover, it is because the immobilization process for immobilizing the column structure is facilitated because the plate-like molecules are water-soluble.

このような本発明の液晶表示素子において、上記強誘電性液晶は、単安定性の駆動特性を示すものであることが好ましい。強誘電性液晶が単安定性の駆動特性を示すものであることにより、階調表示が可能となり、高精細なカラー表示の液晶表示素子を得ることができるからである。   In such a liquid crystal display device of the present invention, the ferroelectric liquid crystal preferably exhibits monostable driving characteristics. This is because when the ferroelectric liquid crystal exhibits monostable driving characteristics, gradation display is possible and a liquid crystal display element with high-definition color display can be obtained.

また、上記強誘電性液晶は、降温過程においてスメクチックA相を経由しない相転移系列を示すものであることが好ましい。このような相転移系列を示す強誘電性液晶は、単安定性の駆動特性を示す傾向にあり、このような強誘電性液晶を用いることにより高精細なカラー表示の液晶表示素子を得ることが容易となるからである。   The ferroelectric liquid crystal preferably exhibits a phase transition series that does not pass through the smectic A phase in the temperature lowering process. Ferroelectric liquid crystals exhibiting such phase transition series tend to exhibit monostable driving characteristics, and by using such ferroelectric liquid crystals, it is possible to obtain a liquid crystal display element with high-definition color display. This is because it becomes easy.

このような本発明の液晶表示素子は、上記第1電極層または上記第2電極層に薄膜トランジスタ(TFT素子)を有し、アクティブマトリックス駆動するものであることが好ましい。TFT素子を用いたアクティブマトリックス方式を採用することにより、目的の画素を確実に点灯、消灯できるため、高品質なディスプレイが可能となるからである。さらに、一方の基材上にTFT素子をマトリックス状に配置してなるTFT基板と、他方の基材上の表示部全域に共通電極を形成してなる共通電極基板とを組み合わせ、上記共通電極基板の共通電極と基材との間にTFT素子のマトリックス状に配置させたマイクロカラーフィルターを形成し、カラー表示の液晶表示素子として用いることもできる。   Such a liquid crystal display element of the present invention preferably has a thin film transistor (TFT element) in the first electrode layer or the second electrode layer and is driven by an active matrix. This is because by adopting an active matrix system using a TFT element, a target pixel can be reliably turned on and off, and a high-quality display becomes possible. Further, a TFT substrate in which TFT elements are arranged in a matrix on one base material and a common electrode substrate in which a common electrode is formed on the entire display portion on the other base material are combined, and the common electrode substrate A micro color filter arranged in a matrix of TFT elements can be formed between the common electrode and the substrate, and can be used as a liquid crystal display element for color display.

また、上記本発明の液晶表示素子は、フィールドシーケンシャルカラー方式により駆動させることにも適している。本発明の液晶表示素子は、応答速度が速く、配向欠陥を生じることなく強誘電性液晶を配向させることができるので、フィールドシーケンシャルカラー方式により駆動させることにより、低消費電力かつ低コストで、視野角が広く、明るく高精細なカラー動画表示を得ることができる。   The liquid crystal display element of the present invention is also suitable for being driven by a field sequential color system. Since the liquid crystal display element of the present invention has a high response speed and can align the ferroelectric liquid crystal without causing alignment defects, it can be driven by the field sequential color system, thereby reducing the power consumption and the cost. Bright, high-definition color video display with wide corners can be obtained.

また本発明は、上記液晶表示素子の製造方法であって、上記カラムナー配向層の形成において、基材上に、カラムナー配向層形成用塗工液を塗布して塗膜を形成する塗膜形成工程と、上記塗膜を乾燥する乾燥工程と、上記乾燥した塗膜を疎水化処理して固定化する固定化処理工程とを有することを特徴とする液晶表示素子の製造方法を提供するものである。   The present invention is also a method for producing the liquid crystal display element, wherein in the formation of the columnar alignment layer, a coating film forming step of forming a coating film by applying a coating liquid for forming a columnar alignment layer on a substrate. And a method for producing a liquid crystal display element, comprising: a drying step for drying the coating film; and a fixing treatment step for hydrophobizing and fixing the dried coating film. .

このような本発明の製造方法によれば、カラムナー配向層形成用塗工液を塗布し、簡単な後処理を行うだけで、配向処理を要することなく、強誘電性液晶の配向を制御することができる液晶表示素子を容易に製造することができる。また、このように固定化処理工程を設けることにより、板状分子からなるカラム構造が固定化され、強誘電性液晶の配向安定性に優れた液晶表示素子を得ることができる。   According to such a production method of the present invention, the orientation of the ferroelectric liquid crystal can be controlled without applying an alignment treatment by applying a columnar alignment layer forming coating solution and performing a simple post-treatment. The liquid crystal display element which can be manufactured can be manufactured easily. Further, by providing the immobilization treatment step in this manner, a column structure made of plate-like molecules is immobilized, and a liquid crystal display element excellent in the alignment stability of the ferroelectric liquid crystal can be obtained.

本発明によれば、強誘電性液晶の配向を制御する配向層として、板状分子が、上記板状分子の法線方向が基板の一定方向を向いて積み重なったカラム構造を有するカラムナー配向層を用いることにより、ラビング処理や光配向処理などの配向処理を要することなく、簡便な方法で強誘電性液晶を配向させることができる。   According to the present invention, as an alignment layer for controlling the alignment of the ferroelectric liquid crystal, a columnar alignment layer having a column structure in which plate molecules are stacked with the normal direction of the plate molecules facing a certain direction of the substrate is provided. By using it, the ferroelectric liquid crystal can be aligned by a simple method without requiring alignment treatment such as rubbing treatment or photo-alignment treatment.

本発明は、液晶表示素子およびその製造方法を提供するものである。以下、本発明の液晶表示素子およびその製造方法について、それぞれ説明する。   The present invention provides a liquid crystal display element and a method for manufacturing the same. Hereinafter, the liquid crystal display element of the present invention and the manufacturing method thereof will be described.

A.液晶表示素子
はじめに、本発明の液晶表示素子について説明する。本発明の液晶表示素子は、第1基材と、上記第1基材上に形成された第1電極層と、上記第1電極層上に形成された第1配向層とを有する第1配向基板、および、第2基材と、上記第2基材上に形成された第2電極層と、上記第2電極層上に形成された第2配向層とを有する第2配向基板を、上記第1配向層と前記第2配向層とが対向するように配置し、上記第1配向層と上記第2配向層との間に強誘電性液晶を挟持してなる液晶表示素子であって、
上記第1配向層および上記第2配向層のうち少なくとも一方は、板状分子が、上記板状分子の法線方向が基板の一定方向を向いて積み重なったカラム構造を有するカラムナー配向層であることを特徴としている。
A. Liquid Crystal Display Element First, the liquid crystal display element of the present invention will be described. The liquid crystal display element of the present invention has a first alignment having a first substrate, a first electrode layer formed on the first substrate, and a first alignment layer formed on the first electrode layer. A second alignment substrate comprising: a substrate; a second substrate; a second electrode layer formed on the second substrate; and a second alignment layer formed on the second electrode layer. A liquid crystal display device, wherein the first alignment layer and the second alignment layer are arranged to face each other, and a ferroelectric liquid crystal is sandwiched between the first alignment layer and the second alignment layer,
At least one of the first alignment layer and the second alignment layer is a columnar alignment layer having a column structure in which plate-like molecules are stacked with the normal direction of the plate-like molecules facing a certain direction of the substrate. It is characterized by.

このような本発明の液晶表示素子について図面を参照しながら説明する。図1は、本発明の液晶表示素子の一例を示す概略断面図である。図1(a)に示すように、本発明の液晶表示素子においては、第1基材1aと、上記第1基材1a上に形成された第1電極層2aと、上記第1電極層2a上に形成された第1配向層3aとを有する第1配向基板11が形成されており、また、第2基材1bと、上記第2基材1b上に形成された第2電極層2bと、上記第2電極層2b上に形成された第2配向層3bとを有する第2配向基板12が形成されており、この第1配向基板11と第2配向基板12は、第1配向層3aと第2配向層3bとが向かい合うように配置されている。また、第1配向層3a、第2配向層3b間には強誘電性液晶が挟持され、液晶層5が構成されている。   Such a liquid crystal display element of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of the liquid crystal display element of the present invention. As shown in FIG. 1A, in the liquid crystal display element of the present invention, a first base material 1a, a first electrode layer 2a formed on the first base material 1a, and the first electrode layer 2a. A first alignment substrate 11 having a first alignment layer 3a formed thereon is formed, a second substrate 1b, a second electrode layer 2b formed on the second substrate 1b, A second alignment substrate 12 having a second alignment layer 3b formed on the second electrode layer 2b is formed. The first alignment substrate 11 and the second alignment substrate 12 are formed of the first alignment layer 3a. And the second alignment layer 3b are arranged to face each other. In addition, a ferroelectric liquid crystal is sandwiched between the first alignment layer 3a and the second alignment layer 3b to form the liquid crystal layer 5.

このような本発明の液晶表示素子において、上記第1配向層および第2配向層のうち少なくとも一方は、カラムナー配向層である。図2(a)は、本発明に用いられる板状分子のモデル構造と法線方向を示した図であり、図2(b)は、本発明に用いられるカラムナー配向層の概略斜視図である。図2(b)に示すように、このカラムナー配向層においては、板状分子aは、表面に所定の幅を有する凹部または凸部がパターン状に形成された樹脂層cの凹部に沿って、板状分子aの法線方向nが基板の一定方向を向いて積層してカラム構造bを形成し、このようなカラム構造bが複数配列してカラムナー配向層を構成している。本発明においては、カラムナー配向層はこのように板状分子aが配列して構成されるものであるため、カラムナー配向層の有する複数のカラム構造bのカラムの軸方向は、基板の一定方向を向いており、これらのカラム構造bと強誘電性液晶との相互作用により強誘電性液晶の配向を制御するものである。   In such a liquid crystal display element of the present invention, at least one of the first alignment layer and the second alignment layer is a columnar alignment layer. FIG. 2A is a diagram showing a model structure and normal direction of a plate-like molecule used in the present invention, and FIG. 2B is a schematic perspective view of a columnar alignment layer used in the present invention. . As shown in FIG. 2 (b), in this columnar alignment layer, the plate-like molecules a are along the concave portions of the resin layer c in which concave portions or convex portions having a predetermined width are formed in a pattern on the surface. A column structure b is formed by stacking the normal direction n of the plate-like molecules a in a certain direction of the substrate, and a plurality of such column structures b are arranged to form a columnar alignment layer. In the present invention, since the columnar alignment layer is configured by arranging the plate-like molecules a in this way, the axial direction of the columns of the plurality of column structures b included in the columnar alignment layer is a certain direction of the substrate. The orientation of the ferroelectric liquid crystal is controlled by the interaction between the column structure b and the ferroelectric liquid crystal.

本発明の液晶表示素子は、このように第1配向層および第2配向層のうち少なくとも一方を、カラムナー配向層とすることにより、ラビング処理や光配向処理などの配向処理を要することなく、簡便な方法で強誘電性液晶を配向させることができるものである。   In the liquid crystal display element of the present invention, by using at least one of the first alignment layer and the second alignment layer as a columnar alignment layer, an alignment process such as a rubbing process or a photo-alignment process is not required. It is possible to align the ferroelectric liquid crystal by various methods.

このような本発明の液晶表示素子においては、上記各層間に配向制御能を高める目的や接着性を高める目的で、他の層を有していてもよい。例えば、図1(b)に示すように、第2配向層3b上に、重合性液晶材料を含み、かつ、ネマチック相を示す反応性液晶を固定化してなる反応性液晶層6を形成することもできる。このような反応性液晶層6は、第2配向層上に固定化されてなるものであるので、第2配向層によって反応性液晶層に異方性が付与されることとなり、それにより強誘電性液晶を配向させるための配向膜として機能するものである。   Such a liquid crystal display element of the present invention may have other layers for the purpose of enhancing the alignment control ability and the adhesiveness between the respective layers. For example, as shown in FIG. 1B, a reactive liquid crystal layer 6 including a polymerizable liquid crystal material and having a reactive liquid crystal exhibiting a nematic phase fixed thereon is formed on the second alignment layer 3b. You can also. Since such a reactive liquid crystal layer 6 is fixed on the second alignment layer, anisotropy is imparted to the reactive liquid crystal layer by the second alignment layer, thereby causing ferroelectricity. It functions as an alignment film for aligning the crystalline liquid crystal.

また、上記基材1a、1bの外側には偏光板4a、4bが設けられていてもよく、これにより入射光が直線偏光となり液晶分子の配向方向に偏光した光のみを透過させることができる。例えば液晶層5を構成する強誘電性液晶が単安定性の駆動特性を示すものである場合には、印加電圧により透過光量を制御することにより階調表示が可能となる。   Further, polarizing plates 4a and 4b may be provided outside the base materials 1a and 1b, so that only incident light becomes linearly polarized light and is polarized in the alignment direction of the liquid crystal molecules. For example, when the ferroelectric liquid crystal constituting the liquid crystal layer 5 exhibits monostable drive characteristics, gradation display is possible by controlling the amount of transmitted light by the applied voltage.

このような本発明の液晶表示素子は、例えば図4および図5に示すように、一方の基板を薄膜トランジスタ(TFT素子)がマトリックス状に配置されたTFT基板とし、他方の基板を共通電極が全域に形成された共通電極基板として、これらを組み合わせ、アクティブマトリックス駆動するものであることが好ましい。このように本発明の液晶表示素子がアクティブマトリックス駆動するものであることにより、目的の画素を確実に点灯、消灯できるため、高品質なディスプレイを得ることができるからである。このようなTFT素子を用いたアクティブマトリックス駆動の液晶表示素子について以下に説明する。   In such a liquid crystal display element of the present invention, for example, as shown in FIGS. 4 and 5, one substrate is a TFT substrate in which thin film transistors (TFT elements) are arranged in a matrix, and the other substrate has a common electrode in the entire region. It is preferable that the common electrode substrates formed in the above are combined to drive the active matrix. As described above, since the liquid crystal display element of the present invention is driven in an active matrix, the target pixel can be reliably turned on and off, so that a high-quality display can be obtained. An active matrix driving liquid crystal display element using such a TFT element will be described below.

図4は本発明の液晶表示素子の一例を示す概略斜視図であり、図5はその概略断面図である。図4においては、一方の基板は第1電極層2aが共通電極であり、共通電極基板となっており、一方、対向基板は第2電極層2bがx電極2c、y電極2dおよび画素電極2eから構成され、TFT基板となっている。このような液晶表示素子において、x電極2cおよびy電極2dはそれぞれ縦横に配列しているものであり、これらの電極に信号を加えることによりTFT素子7を作動させ、強誘電性液晶を駆動させることができる。x電極2cおよびy電極2dが交差した部分は、図示しないが絶縁層で絶縁されており、x電極2cの信号とy電極2dの信号は独立に動作することができる。x電極2cおよびy電極2dにより囲まれた部分は、本発明の液晶表示素子を駆動する最小単位である画素であり、各画素には少なくとも1つ以上のTFT素子7および画素電極2eが形成されている。本発明の液晶表示素子では、x電極2cおよびy電極2dに順次信号電圧を加えることにより、各画素のTFT素子7を動作させることができる。   FIG. 4 is a schematic perspective view showing an example of the liquid crystal display element of the present invention, and FIG. 5 is a schematic cross-sectional view thereof. In FIG. 4, the first electrode layer 2a is a common electrode substrate in one substrate, and the second electrode layer 2b in the counter substrate is an x electrode 2c, a y electrode 2d, and a pixel electrode 2e. This is a TFT substrate. In such a liquid crystal display element, the x electrode 2c and the y electrode 2d are respectively arranged vertically and horizontally, and the TFT element 7 is operated by applying a signal to these electrodes to drive the ferroelectric liquid crystal. be able to. A portion where the x electrode 2c and the y electrode 2d intersect is insulated by an insulating layer (not shown), and the signal of the x electrode 2c and the signal of the y electrode 2d can operate independently. A portion surrounded by the x electrode 2c and the y electrode 2d is a pixel which is a minimum unit for driving the liquid crystal display element of the present invention, and at least one TFT element 7 and a pixel electrode 2e are formed in each pixel. ing. In the liquid crystal display element of the present invention, the TFT element 7 of each pixel can be operated by sequentially applying a signal voltage to the x electrode 2c and the y electrode 2d.

このような本発明の液晶表示素子は、カラーフィルター方式またはフィールドシーケンシャルカラー方式を採用することによりカラー液晶表示素子として用いることができるが、中でも、フィールドシーケンシャルカラー方式により駆動させるものであることが好ましい。フィールドシーケンシャルカラー方式は、赤緑青の三色のLEDの点滅に同期させて液晶をオン・オフさせることで、カラーフィルターを用いないでカラー表示を可能とするものであり、低消費電力かつ低コストで、視野角が広く、明るく高精細なカラー動画表示を実現することができるからである。   Such a liquid crystal display element of the present invention can be used as a color liquid crystal display element by adopting a color filter system or a field sequential color system, and among them, it is preferable that the liquid crystal display element is driven by a field sequential color system. . The field sequential color system enables color display without using a color filter by turning on and off the liquid crystal in synchronization with the blinking of the three red, green, and blue LEDs, and has low power consumption and low cost. This is because a bright and high-definition color moving image display with a wide viewing angle can be realized.

この場合に、強誘電性液晶としては、単安定性の駆動特性を示すものであることが好ましいが、特に、正負いずれかの電圧を印加したときにのみ液晶分子が動作するハーフV字駆動するものであることがより好ましい。強誘電性液晶としてこのような材料を用いることにより、暗部動作時(白黒シャッター閉口時)の光漏れを少なくすることができ、白黒シャッターとしての開口時間を十分に長くとることができ、それにより時間的に切り替えられる各色をより明るく表示することができ、明るいカラー液晶表示素子が得られるからである。   In this case, the ferroelectric liquid crystal preferably exhibits monostable driving characteristics, but in particular, half V-shaped driving in which liquid crystal molecules operate only when a positive or negative voltage is applied. More preferably. By using such a material as the ferroelectric liquid crystal, it is possible to reduce light leakage at the time of dark part operation (when the black and white shutter is closed), and it is possible to take a sufficiently long opening time as a black and white shutter. This is because each color that can be switched over time can be displayed brighter, and a bright color liquid crystal display element can be obtained.

一方、カラーフィルター方式を採用することにより、カラー液晶表示素子とする場合には、上記共通電極である第1電極層2aと基板1aとの間にTFT素子7のマトリックス状に配置させたマイクロカラーフィルターを形成すればよい。   On the other hand, when a color liquid crystal display element is adopted by adopting a color filter system, a micro color arranged in a matrix of TFT elements 7 between the first electrode layer 2a, which is the common electrode, and the substrate 1a. A filter may be formed.

本発明の液晶表示素子は、上述したような構成を有するものであれば特に限定されるものではないが、好ましい態様として、上記第1配向層および上記第2配向層が上記カラムナー配向層であり、上記第1配向層の板状分子の法線方向と上記第2配向層の板状分子の法線方向とが略平行に配置され、上記第1配向層および上記第2配向層の構成材料が相互に異なる組成を有するものであることを特徴とする第1の態様と、上記第1配向層および上記第2配向層が上記カラムナー配向層であり、上記第1配向層の板状分子の法線方向と上記第2配向層の板状分子の法線方向とが略垂直に配置され、上記第1配向層または上記第2配向層の対向面上に、重合性液晶材料を含み、かつ、ネマチック相を示す反応性液晶を固定化してなる反応性液晶層を有するものであることを特徴とする第2の態様と、上記第1配向層が上記カラムナー配向層であり、上記第2配向層が光配向膜であることを特徴とする第3の態様とが挙げられる。以下、各態様について詳細に説明する。   The liquid crystal display element of the present invention is not particularly limited as long as it has the above-described configuration, but as a preferred embodiment, the first alignment layer and the second alignment layer are the columnar alignment layers. The normal direction of the plate-like molecules of the first alignment layer and the normal direction of the plate-like molecules of the second alignment layer are arranged substantially in parallel, and the constituent materials of the first alignment layer and the second alignment layer Having the composition different from each other, the first alignment layer and the second alignment layer are the columnar alignment layer, and the plate-like molecules of the first alignment layer The normal direction and the normal direction of the plate-like molecules of the second alignment layer are arranged substantially perpendicularly, and a polymerizable liquid crystal material is included on the opposing surface of the first alignment layer or the second alignment layer, and Reactive liquid crystal layer formed by fixing a reactive liquid crystal exhibiting a nematic phase And a third aspect characterized in that the first alignment layer is the columnar alignment layer, and the second alignment layer is a photo-alignment film. Can be mentioned. Hereinafter, each aspect will be described in detail.

1.第1の態様
まず、本発明の液晶表示素子の第1の態様について説明する。第1の態様の液晶表示素子は、上記第1配向層および上記第2配向層が上記カラムナー配向層であり、上記第1配向層の板状分子の法線方向と上記第2配向層の板状分子の法線方向とが略平行に配置され、上記第1配向層および上記第2配向層の構成材料が相互に異なる組成を有するものであることを特徴とするものである。
1. First Aspect First, a first aspect of the liquid crystal display element of the present invention will be described. In the liquid crystal display element of the first aspect, the first alignment layer and the second alignment layer are the columnar alignment layers, the normal direction of the plate-like molecules of the first alignment layer, and the plate of the second alignment layer The normal direction of the molecular molecules is arranged substantially parallel to each other, and the constituent materials of the first alignment layer and the second alignment layer have different compositions from each other.

このような第1の態様の液晶表示素子について以下に説明する。図1(a)は、本発明の第1の態様の液晶表示素子の一例を示すものであり、図中、第1配向層3aおよび第2配向層3bは上記カラムナー配向層である。本態様においては、このように第1配向層および第2配向層を上記カラムナー配向層とすることにより、ラビング処理や光配向処理を要することなく、簡便な方法で強誘電性液晶を配向させるものである。   The liquid crystal display element according to the first aspect will be described below. FIG. 1A shows an example of the liquid crystal display element according to the first aspect of the present invention. In the drawing, the first alignment layer 3a and the second alignment layer 3b are the columnar alignment layers. In this embodiment, the first alignment layer and the second alignment layer are formed as the columnar alignment layer as described above, and the ferroelectric liquid crystal is aligned by a simple method without requiring a rubbing process or a photo-alignment process. It is.

これら第1配向層および第2配向層は、図3(a)に示すように、上記第1配向層3aの板状分子の法線方向と上記第2配向層3bの板状分子の法線方向とが略平行となるように配置されている。ここで「略平行」とは、上記第1配向層3aの板状分子の法線方向と上記第2配向層3bの板状分子の法線方向とがなす角度θが0°〜5°の範囲内となることをいうものである。この角度θは、0°〜1°の範囲内であることが好ましい。この角度θは小さくなるほど、カラムナー配向層の配向能が高くなり、強誘電性液晶の配向を効果的に制御することができるからである。   As shown in FIG. 3A, the first alignment layer and the second alignment layer are composed of the normal direction of the plate-like molecule of the first alignment layer 3a and the normal line of the plate-like molecule of the second alignment layer 3b. It arrange | positions so that a direction may become substantially parallel. Here, “substantially parallel” means that the angle θ formed by the normal direction of the plate-like molecules of the first alignment layer 3a and the normal direction of the plate-like molecules of the second alignment layer 3b is 0 ° to 5 °. It means to be within the range. This angle θ is preferably in the range of 0 ° to 1 °. This is because as the angle θ decreases, the alignment ability of the columnar alignment layer increases, and the alignment of the ferroelectric liquid crystal can be effectively controlled.

さらに、第1配向層および第2配向層の構成材料は、相互に同一であっても異なっていてもよいものではあるが、本態様においては第1配向層および第2配向層の構成材料は相互に異なる組成を有するものとされている。このように第1配向層および第2配向層の構成材料の組成を変えることにより、これらの配向層と強誘電性液晶との相互作用が強められ、配向欠陥を生じにくくなるためである。特にスメクチックA相(SmA)を経由しない相転移系列を示す強誘電性液晶を用いた場合は、ダブルドメインの発生を抑制することができるため、これにより強誘電性液晶のモノドメイン配向を得るようにしている。以下、本態様の各構成部材および製造方法について説明する。   Furthermore, the constituent materials of the first alignment layer and the second alignment layer may be the same or different from each other, but in this embodiment, the constituent materials of the first alignment layer and the second alignment layer are The compositions are different from each other. This is because by changing the composition of the constituent materials of the first alignment layer and the second alignment layer in this manner, the interaction between these alignment layers and the ferroelectric liquid crystal is strengthened, and alignment defects are less likely to occur. In particular, when a ferroelectric liquid crystal exhibiting a phase transition series that does not pass through a smectic A phase (SmA) is used, generation of double domains can be suppressed, so that it is possible to obtain monodomain alignment of the ferroelectric liquid crystal. I have to. Hereinafter, each component and manufacturing method of this aspect will be described.

(1)各構成部材
a.第1配向層および第2配向層
まず、本発明の第1の態様の液晶表示素子に用いられる第1配向層および第2配向層について説明する。
(1) Each component a. First alignment layer and second alignment layer First, the first alignment layer and the second alignment layer used in the liquid crystal display element of the first aspect of the present invention will be described.

第1の態様において、第1配向層および第2配向層は、配向能を有し、かつ、板状分子が、上記板状分子の法線方向が基板の一定方向を向いて積み重なったカラム構造を有するカラムナー配向層であり、第1配向層および第2配向層に用いられるカラムナー配向層の構成材料は相互に異なる組成を有している。   In the first aspect, the first alignment layer and the second alignment layer have a columnar structure in which the first alignment layer and the second alignment layer have alignment ability and the normal direction of the plate molecule is directed to a certain direction of the substrate. The constituent materials of the columnar alignment layer used for the first alignment layer and the second alignment layer have different compositions from each other.

本態様に用いられるカラムナー配向層は、板状分子の法線方向が基板の一定方向を向いて積み重なったカラム構造を有するものであり、この板状分子からなるカラム構造と強誘電性液晶との相互作用により、強誘電性液晶を配向させるものである。このようなカラムナー配向層は、ラビング処理や光配向処理などの配向処理を行わなくても、強誘電性液晶の配向を制御する配向能を有するものであり、製造プロセスが簡便であり、装置コストがかからないという利点を有している。   The columnar alignment layer used in this embodiment has a column structure in which the normal direction of the plate molecules is stacked so as to face a certain direction of the substrate, and the column structure composed of the plate molecules and the ferroelectric liquid crystal The ferroelectric liquid crystal is aligned by the interaction. Such a columnar alignment layer has an alignment ability to control the alignment of the ferroelectric liquid crystal without performing an alignment process such as a rubbing process or a photo-alignment process, has a simple manufacturing process, and an apparatus cost. It has the advantage that it does not start.

このようなカラムナー配向層は、配向能を有し、かつ、上記のようなカラム構造を有するものであれば特に限定されるものではなく、カラム構造が形成されている単層であってもよく、表面に所定の幅を有する凹部または凸部がパターン状に形成された樹脂層と、上記樹脂層の凹部に沿って形成された板状分子からなるカラム構造とを有するものであってもよい。例えばカラムナー配向層が樹脂層とカラム構造とを有する場合は、カラム構造が樹脂層の凹部に沿って形成されていることにより、カラム構造を一定方向に揃えて容易に配列させることができるという利点を有する。このように、カラムナー配向層は、凹部または凸部のパターンを有する樹脂層上に板状分子からなるカラム構造が形成されているものであってもよい。一方、カラムナー配向層がカラム構造が形成されている単層である場合は、カラムナー配向層形成用塗工液を例えばせん断応力がかかる方法で塗布することにより、カラム構造を一定方向に揃えて容易に配列させることができ、より簡便にカラムナー配向層を形成できるという利点を有する。以下、これらカラム構造および樹脂層について説明する。   Such a columnar alignment layer is not particularly limited as long as it has alignment ability and has the above column structure, and may be a single layer in which the column structure is formed. The resin layer may have a concave or convex portion having a predetermined width on the surface, and a column structure made of plate-like molecules formed along the concave portion of the resin layer. . For example, when the columnar alignment layer has a resin layer and a column structure, the column structure is formed along the recess of the resin layer, so that the column structure can be easily arranged in a certain direction. Have Thus, the columnar alignment layer may be one in which a column structure made of plate-like molecules is formed on a resin layer having a concave or convex pattern. On the other hand, when the columnar alignment layer is a single layer in which the column structure is formed, it is easy to align the column structure in a certain direction by applying the columnar alignment layer forming coating solution by, for example, a method in which shear stress is applied. The columnar alignment layer can be more easily formed. Hereinafter, the column structure and the resin layer will be described.

(カラム構造)
まず、カラムナー配向層を構成するカラム構造について説明する。本態様に用いられるカラム構造は、上記樹脂層の凹部または凸部のパターン上に形成されるものであり、このカラム構造は、板状分子が、その法線方向が基板の一定方向を向いて積層することにより構成される。
(Column structure)
First, the column structure constituting the columnar alignment layer will be described. The column structure used in this embodiment is formed on the concave or convex pattern of the resin layer, and this column structure has a plate-like molecule whose normal direction is directed to a certain direction of the substrate. It is configured by stacking.

ここで「板状分子」とは、少なくとも複数の芳香環構造を有し、分子のコア部分が平面状に配置されているものをいう。   Here, the “plate-like molecule” refers to a molecule having at least a plurality of aromatic ring structures and a molecular core portion arranged in a plane.

本態様に用いられる板状分子としては、柱状に積層することによりカラム構造を形成することができるものであれば特に限定されない。   The plate-like molecule used in this embodiment is not particularly limited as long as it can form a column structure by stacking in a columnar shape.

このような板状分子としては、例えばスルホン酸基等の親水性基を有する板状分子、または長鎖のアルキル基等の疎水性基を有する板状分子が挙げられるが、中でも、親水性基を有する板状分子であることが好ましい。親水性基を有する板状分子は、この親水性基が小さく、隣接するカラム構造同士の距離が近いため、容易にカラム構造を配列させることができるからである。また、塗布、乾燥後にスルホン酸基等の親水部を中和して水に難溶もしくは不溶とすることで固定化処理が容易となるからである。   Examples of such a plate-like molecule include a plate-like molecule having a hydrophilic group such as a sulfonic acid group, or a plate-like molecule having a hydrophobic group such as a long-chain alkyl group. A plate-like molecule having This is because the plate-like molecule having a hydrophilic group has a small hydrophilic group and the distance between adjacent column structures is short, so that the column structures can be easily arranged. Moreover, it is because the immobilization treatment is facilitated by neutralizing hydrophilic portions such as sulfonic acid groups after application and drying to make them insoluble or insoluble in water.

上記親水性基としては、スルホン酸基、スルホン酸ナトリウム基、スルホン酸アンモニウム基、スルホン酸リチウム基、スルホン酸カリウム基等のスルホン酸系の親水性基、カルボキシル基、カルボン酸ナトリウム基、カルボン酸アンモニウム基、カルボン酸リチウム基、カルボン酸カリウム基等のカルボン酸系の親水性基、水酸基、アミノ基などが挙げられる。これらの中でも、スルホン酸系の親水性基であることが好ましい。   Examples of the hydrophilic group include a sulfonic acid group such as a sulfonic acid group, a sodium sulfonate group, an ammonium sulfonate group, a lithium sulfonate group, and a potassium sulfonate group, a carboxyl group, a sodium carboxylate group, and a carboxylic acid. Examples thereof include carboxylic acid-based hydrophilic groups such as ammonium group, lithium carboxylate group, and potassium carboxylate group, hydroxyl groups, and amino groups. Among these, a sulfonic acid-based hydrophilic group is preferable.

ここで、板状分子がカラム構造を形成していることは、カラムナー配向層をX線回折装置を用いて測定することにより確認することができる。   Here, it can be confirmed that the plate-like molecules form a column structure by measuring the columnar alignment layer using an X-ray diffractometer.

本態様に用いられる板状分子としては、上記の中でも、溶液中でカラム構造を形成し、リオトロピック液晶相を示すものであることが好ましい。このように溶液中でリオトロピック液晶相を示す板状分子は自己組織化力が高いからである。例えば溶液中でリオトロピック液晶相を示す板状分子を含有するカラムナー配向層形成用塗工液を塗布することにより、板状分子の自己組織化を利用してカラム構造を容易に配向させることができる。   Among the above, the plate-like molecules used in this embodiment preferably form a column structure in a solution and exhibit a lyotropic liquid crystal phase. This is because the plate-like molecules exhibiting the lyotropic liquid crystal phase in the solution have a high self-organizing power. For example, by applying a coating liquid for forming a columnar alignment layer containing a plate-like molecule exhibiting a lyotropic liquid crystal phase in a solution, the column structure can be easily aligned using self-organization of the plate-like molecule. .

このような溶液中でリオトロピック液晶相を示す板状分子としては、水溶液中でリオトロピック液晶相を示す板状分子、または有機溶媒中でリオトロピック液晶相を示す板状分子が挙げられる。上記の溶液の種類は、上記板状分子の置換基によって異なるものであり、板状分子がスルホン酸基等の親水性基を有する場合は水溶液が用いられ、長鎖のアルキル基等の疎水性基を有する場合は有機溶媒が用いられる。   Examples of the plate-like molecule that exhibits a lyotropic liquid crystal phase in such a solution include a plate-like molecule that exhibits a lyotropic liquid crystal phase in an aqueous solution, or a plate-like molecule that exhibits a lyotropic liquid crystal phase in an organic solvent. The type of the solution differs depending on the substituent of the plate molecule, and when the plate molecule has a hydrophilic group such as a sulfonic acid group, an aqueous solution is used, and a hydrophobic property such as a long chain alkyl group. When it has a group, an organic solvent is used.

本態様においては、中でも、水溶液中でカラム構造を形成し、リオトロピック液晶相を示す板状分子を用いることが好ましい。このような板状分子は、水溶液中で自己組織化によりカラム構造を形成し、リオトロピック液晶相を示すので、この板状分子を含有するカラムナー配向層形成用塗工液を塗布することにより、カラム構造を容易に配向させることができるからである。さらに、上記板状分子が水溶性であることにより、上記カラム構造を固定化するための固定化処理が容易となるからである。   In this embodiment, it is particularly preferable to use a plate-like molecule that forms a column structure in an aqueous solution and exhibits a lyotropic liquid crystal phase. Such a plate-like molecule forms a column structure by self-organization in an aqueous solution and exhibits a lyotropic liquid crystal phase. Therefore, by applying a columnar alignment layer-forming coating solution containing this plate-like molecule, This is because the structure can be easily oriented. Furthermore, because the plate-like molecule is water-soluble, an immobilization process for immobilizing the column structure is facilitated.

このような板状分子は、二色性を有していてもよく、有していないものでもよい。例えば、二色性を有さない板状分子を用いる場合は、得られるカラムナー配向層が偏光能を持たないため、偏光板との配置を考慮する必要がないという利点がある。一方、板状分子として、二色性を有する材料を用いる場合には、偏光板の偏光方向と板状分子の法線方向とを略平行に配置すればよい。このように配置することにより、カラムナー配向層の有する偏光能のために、偏光板の偏光機能を阻害することがないからである。   Such a plate-like molecule may or may not have dichroism. For example, when a plate-like molecule having no dichroism is used, there is an advantage that it is not necessary to consider the arrangement with a polarizing plate because the obtained columnar alignment layer does not have polarizing ability. On the other hand, when a dichroic material is used as the plate-like molecule, the polarization direction of the polarizing plate and the normal direction of the plate-like molecule may be arranged substantially in parallel. This is because the polarizing function of the polarizing plate is not hindered due to the polarizing ability of the columnar alignment layer.

上述したような水溶液中でカラム構造を形成し、リオトロピック液晶相を示すものであり、かつ二色性を有する板状分子の具体例としては、下記化学式で示される物質が挙げられる。   Specific examples of the plate-like molecule that forms a column structure in the aqueous solution as described above, exhibits a lyotropic liquid crystal phase, and has dichroism include a substance represented by the following chemical formula.

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上記各化学式中のアルキル基は、炭素原子1〜4個を有するものであることが好ましい。また、上記各化学式中のハロゲンとしては、Cl、Brであることが好ましい。さらに、上記各化学式中のカチオンとしては、H、Li、Na、K、CsまたはNH が挙げられる。 The alkyl group in each chemical formula is preferably one having 1 to 4 carbon atoms. The halogen in each chemical formula is preferably Cl or Br. Further, as the cation in the above formula, H +, Li +, Na +, K +, Cs + or NH 4 + and the like.

本態様に用いられる二色性を有する板状分子としては、上記の物質の中でも上記化学式I〜Vで表される物質が好適に用いられる。   As the dichroic molecule having dichroism used in this embodiment, among the above substances, substances represented by the above chemical formulas I to V are preferably used.

さらに、二色性を有する板状分子を含有する材料としては、例えばOptiva社製の「N015」、「Y105」などを挙げることができる。   Furthermore, examples of the material containing a plate-like molecule having dichroism include “N015” and “Y105” manufactured by Optiva.

また、上記板状分子としては、上述したようなリオトロピック液晶相を示すものに限定されるものではなく、サーモトロピック液晶相を示すものであってもよい。   Further, the plate-like molecules are not limited to those showing a lyotropic liquid crystal phase as described above, and may show a thermotropic liquid crystal phase.

上記物質は1種単独でも、2種以上を組み合わせて用いることもでき、本態様においては、これらの物質の中から要求特性に応じて適宜選択することにより、第1配向層および第2配向層の構成材料を相互に異なる組成を有するものとすることができる。上記物質の2種以上を組み合わせて用いる場合には、組み合わせを変化させることによっても組成を変えることができるし、同じ組み合わせを用いても、各物質の添加量を変化させることによって組成を変えることができる。   The above substances can be used alone or in combination of two or more. In this embodiment, the first alignment layer and the second alignment layer can be selected appropriately from these substances according to the required characteristics. These constituent materials can have different compositions. When two or more of the above substances are used in combination, the composition can be changed by changing the combination, or the composition can be changed by changing the amount of each substance added even if the same combination is used. Can do.

(樹脂層)
次に、本態様に用いられる樹脂層について説明する。本態様に用いられる樹脂層は、上述したように、所定の幅を有する凹部または凸部がパターン状に形成されたものである。このような凹部または凸部のパターンの形状は、板状分子が上記カラム構造を形成することが可能となるものであれば特に限定されるものではないが、中でもストライプ状に一定の間隔で凹部または凸部が規則的に形成されているパターンであることが好ましい。
(Resin layer)
Next, the resin layer used in this embodiment will be described. As described above, the resin layer used in this aspect has a pattern in which concave portions or convex portions having a predetermined width are formed. The shape of the pattern of such recesses or projections is not particularly limited as long as the plate-like molecules can form the column structure, but the recesses are formed at regular intervals in a stripe shape. Or it is preferable that it is a pattern in which the convex part is formed regularly.

上記凹部の幅としては、使用される板状分子の種類等により異なるものではあるが、通常0.1μm〜10μmの範囲内、好ましくは0.2μm〜1μmの範囲内、特に0.2μm〜0.4μmの範囲内とすることが好ましい。凹部の幅を上記範囲よりも狭く形成するのは製造法的に困難であり、逆に凹部の幅を広くし過ぎるとカラム構造を配列させることが困難となる場合があるからである。   The width of the concave portion varies depending on the type of plate-like molecule used, but is usually within a range of 0.1 μm to 10 μm, preferably within a range of 0.2 μm to 1 μm, particularly 0.2 μm to 0 μm. It is preferable to be within the range of 4 μm. This is because it is difficult for the manufacturing method to make the width of the concave portion narrower than the above range, and conversely, if the width of the concave portion is too wide, it may be difficult to arrange the column structure.

また、凹部の深さは、0.05μm〜1μmの範囲内、中でも0.1μm〜0.2μmの範囲内であることがより好ましい。凹部の深さが浅すぎるとカラム構造を構成する板状分子を配向させる機能が低くなり、凹部が深すぎると強誘電性液晶の配向に悪影響を及ぼす可能性がある。   The depth of the recess is more preferably in the range of 0.05 μm to 1 μm, and more preferably in the range of 0.1 μm to 0.2 μm. If the depth of the recess is too shallow, the function of aligning the plate-like molecules constituting the column structure is lowered, and if the recess is too deep, the orientation of the ferroelectric liquid crystal may be adversely affected.

ここで上記凹部がストライプ状に形成される際の間隔は、使用される板状分子の種類等により異なるものではあるが、通常、隣接する凹部の端と凹部の端との間隔、すなわち凸部の幅が可視光の波長の半分以下とされ、好ましくは0.05μm〜2μmの範囲内、より好ましくは0.1μm〜1μmの範囲内、特に0.1μm〜0.2μmの範囲内であることが好ましい。隣接する凹部の間隔を狭く形成するのは製造法的に難しく、広くし過ぎるとカラム構造を配列させることが難しくなるからである。また、隣接する凹部の間隔が光の波長に近い値であると、光の回折により、光学的に色付き等の問題がある。   Here, the interval at which the recesses are formed in a stripe shape varies depending on the type of plate-like molecule used, but usually the interval between the ends of the adjacent recesses and the ends of the recesses, that is, the protrusions. Is not more than half of the wavelength of visible light, preferably in the range of 0.05 μm to 2 μm, more preferably in the range of 0.1 μm to 1 μm, especially in the range of 0.1 μm to 0.2 μm. Is preferred. This is because it is difficult to make the interval between adjacent concave portions narrow in terms of the manufacturing method, and if it is too wide, it is difficult to arrange the column structure. Further, if the interval between adjacent concave portions is a value close to the wavelength of light, there is a problem of optical coloring due to light diffraction.

また、上記凹部のピッチとしては、後述する板状分子の種類等により適宜選択されるものであるが、通常0.1μm〜10μmの範囲内、好ましくは0.2μm〜1μmの範囲内、特に0.2μm〜0.4μmの範囲内とすることが好ましい。凹部のピッチを上記範囲よりも狭く形成するのは製造法的に困難であり、逆に凹部のピッチを広くし過ぎるとカラム構造を配列させることが困難となる場合があるからである。ここで、凹部のピッチとは、隣接する凹部の中心から凹部の中心までの距離をいうこととする。   The pitch of the recesses is appropriately selected depending on the type of plate-like molecule described later, but is usually in the range of 0.1 μm to 10 μm, preferably in the range of 0.2 μm to 1 μm, particularly 0. It is preferable to be within the range of 2 μm to 0.4 μm. This is because it is difficult for the manufacturing method to form the pitch of the recesses narrower than the above range, and conversely, if the pitch of the recesses is too wide, it may be difficult to arrange the column structure. Here, the pitch of the recesses means the distance from the center of the adjacent recesses to the center of the recesses.

上記樹脂層の凹部の断面形状としては特に限定されるものではなく、矩形であってもよく、台形等、その他の形状であってもよい。本発明においては、中でも凹部の断面形状が矩形であることが、カラム構造を容易に一定方向に整列して配向させることが可能となる面から好ましい。   The cross-sectional shape of the concave portion of the resin layer is not particularly limited, and may be a rectangle or other shapes such as a trapezoid. In the present invention, it is particularly preferable that the recess has a rectangular cross-sectional shape from the viewpoint that the column structure can be easily aligned and oriented in a certain direction.

このような凹部または凸部を有する樹脂層は、例えば目的とする凹部の形状と対称である凸部を表面に有する凹部形成用基板と、この凹部形成用基板と硬化性樹脂組成物を挟んで硬化させることにより上記樹脂層を形成する凹部形成用基材とを準備し、上記凹部形成用基板と、硬化性樹脂組成物が塗布された上記凹部形成用基材とを、上記硬化性樹脂組成物を挟んで重ね合わせ、上記硬化性樹脂組成物を硬化させた後、上記凹部形成用基板を剥離することにより形成することができる。   The resin layer having such a recess or projection is, for example, a substrate for forming a recess having a projection that is symmetrical to the shape of the target recess, and sandwiching the substrate for forming the recess and the curable resin composition. A recess-forming substrate for forming the resin layer by curing is prepared, and the recess-forming substrate and the recess-forming substrate coated with the curable resin composition are used as the curable resin composition. It can form by peeling the said board | substrate for recessed part formation, after superposing | stacking an object and hardening the said curable resin composition.

このような硬化性樹脂組成物に用いられる硬化性樹脂としては、例えば不飽和ポリエステル、メラミン、エポキシ、ポリエステル(メタ)アクリレート、ウレタン(メタ)アクリレート、エポキシ(メタ)アクリレート、ポリエーテル(メタ)アクリレート、ポリオール(メタ)アクリレート、メラミン(メタ)アクリレート、もしくはトリアジン系アクリレート等の硬化性樹脂を単独または混合して用いることができる。また、上記樹脂組成物は、熱硬化性樹脂または紫外線硬化性樹脂であってもよく、またこれらを組み合わせたものであってもよい。   Examples of the curable resin used in such a curable resin composition include unsaturated polyester, melamine, epoxy, polyester (meth) acrylate, urethane (meth) acrylate, epoxy (meth) acrylate, and polyether (meth) acrylate. A curable resin such as polyol (meth) acrylate, melamine (meth) acrylate, or triazine acrylate may be used alone or in combination. The resin composition may be a thermosetting resin or an ultraviolet curable resin, or may be a combination of these.

また、上記樹脂組成物には、必要に応じて硬化剤や、光重合開始剤等、各種添加剤を加えたものであってもよく、また上記凹部形成用基材に塗布するために、溶剤やモノマー等を用いて粘度を調整したものとしてもよい。   In addition, the resin composition may be added with various additives such as a curing agent and a photopolymerization initiator, if necessary, and a solvent for applying to the substrate for forming a recess. It is also possible to adjust the viscosity using a monomer or the like.

上記樹脂層の膜厚としては、通常、凹部が形成されている部分の厚みが1μm以下とされ、好ましくは0.2μm以下とされる。凹部が形成されている部分の厚みが厚すぎると、本発明の液晶表示素子が重厚となる可能性があるからである。また、液晶表示素子の薄型化を考慮すると凹部が形成されている部分の厚みは薄い方が好ましいが、薄すぎるものを形成するのは困難であることから、凹部が形成されている部分の厚みは通常0.1μm以上とされる。   As the film thickness of the resin layer, the thickness of the portion where the recess is formed is usually 1 μm or less, preferably 0.2 μm or less. It is because the liquid crystal display element of this invention may become heavy when the thickness of the part in which the recessed part is formed is too thick. In consideration of thinning of the liquid crystal display element, it is preferable that the thickness of the portion where the recess is formed is thin. However, since it is difficult to form a too thin portion, the thickness of the portion where the recess is formed. Is usually 0.1 μm or more.

ここで、本発明においては、通常、このような凹凸構造を複製する場合、形成された樹脂層表面は撥水性が高くなる可能性があるが、上記樹脂層上にカラムナー配向層形成用塗工液が塗布されることから、上記樹脂層は親水性であることが好ましい。したがって、上記樹脂層上に親水性層が設けられていてもよく、また上記樹脂層表面が親水化処理されたものであってもよい。上記樹脂層の表面を親液性となるように表面処理する方法としては、アルゴンや水などを利用したプラズマ処理による親液性表面処理等が挙げられ、また樹脂層上に形成する親液性層としては、例えばテトラエトキシシランのゾルゲル法によるシリカ膜等を挙げることができる。   Here, in the present invention, when such a concavo-convex structure is replicated, the surface of the formed resin layer may have high water repellency, but the columnar alignment layer-forming coating is formed on the resin layer. Since the liquid is applied, the resin layer is preferably hydrophilic. Therefore, a hydrophilic layer may be provided on the resin layer, or the surface of the resin layer may be subjected to a hydrophilic treatment. Examples of the surface treatment so as to make the surface of the resin layer lyophilic include lyophilic surface treatment by plasma treatment using argon or water, and the lyophilic property formed on the resin layer. Examples of the layer include a silica film formed by a sol-gel method of tetraethoxysilane.

(カラムナー配向層)
本態様に用いられる上記カラムナー配向層の厚みは、液晶表示素子の要求特性に応じて異なるものであり、また、カラムナー配向層がカラム構造のみを有する場合、およびカラム構造と樹脂層とを有する場合によっても異なるものである。例えば、カラムナー配向層がカラム構造のみを有する場合、このカラムナー配向層の厚みとしては、通常2nm〜1000nmの範囲内が好ましく、5nm〜500nmの範囲内がより好ましく、10nm〜300nmの範囲内がさらに好ましい。厚みが薄すぎるカラムナー配向層を形成するのは困難であり、一方、カラムナー配向層の厚みが厚すぎると、表面近傍で配向乱れを生じる場合があり、コスト的にも好ましくないからである。
(Columnar alignment layer)
The thickness of the columnar alignment layer used in this embodiment varies depending on the required characteristics of the liquid crystal display element, and the columnar alignment layer has only a column structure, and has a column structure and a resin layer. It is also different. For example, when the columnar alignment layer has only a column structure, the thickness of the columnar alignment layer is usually preferably in the range of 2 nm to 1000 nm, more preferably in the range of 5 nm to 500 nm, and further in the range of 10 nm to 300 nm. preferable. It is difficult to form a columnar alignment layer that is too thin. On the other hand, if the columnar alignment layer is too thick, alignment disturbance may occur in the vicinity of the surface, which is not preferable in terms of cost.

また、上記カラムナー配向層の透過率は、全域にわたって、40%以上であることが好ましく、80%以上であることがより好ましい。なお、上記透過率は、トプコン社製分光放射計(型式:SR−3)によって測定することができる。   The transmittance of the columnar alignment layer is preferably 40% or more, more preferably 80% or more over the entire region. The transmittance can be measured with a spectroradiometer (model: SR-3) manufactured by Topcon Corporation.

このようなカラムナー配向層は、上記板状分子を溶媒中に添加してなるカラムナー配向層形成用塗工液中で、上記板状分子からなるカラム構造を形成させ、この塗工液を塗布することで、カラム構造を維持した状態で基板上に形成することができる。カラムナー配向層の製造方法については、後述する「B.液晶表示素子の製造方法」の項で詳しく説明するので、ここでの記載は省略する。   Such a columnar alignment layer forms a column structure composed of the plate-like molecules in a columnar alignment layer-forming coating solution obtained by adding the plate-like molecules in a solvent, and applies this coating solution. Thus, it can be formed on the substrate while maintaining the column structure. The method for producing the columnar alignment layer will be described in detail in the section “B. Method for producing a liquid crystal display element” described later, and therefore description thereof is omitted here.

b.液晶層
次に、本発明の第1の態様に用いられる液晶層について説明する。本態様に用いられる液晶層は、上述した2つのカラムナー配向層間に強誘電性液晶を充填させることにより構成されるものである。以下、このような強誘電性液晶について説明する。
b. Next, the liquid crystal layer used in the first aspect of the present invention will be described. The liquid crystal layer used in this embodiment is configured by filling a ferroelectric liquid crystal between the two columnar alignment layers described above. Hereinafter, such a ferroelectric liquid crystal will be described.

(強誘電性液晶)
本態様に用いられる強誘電性液晶としては、カイラルスメクチックC(SmC)相を発現するものであれば特に限定されるものではなく、降温過程において、コレステリック(Ch)相−スメクチックA(SmA)相−カイラルスメクチックC(SmC)相と相変化する材料を用いることもでき、Ch相−SmC相と相変化し、SmA相を経由しない材料を用いることもできる。中でも本態様に用いられる強誘電性液晶としては、後者のSmA相を経由しない相転移系列を示すものであることが好ましい。このような相転移系列を示す強誘電性液晶は、単安定性の駆動特性を示す傾向にあり、このように単安定性の駆動特性を示す材料を用いることにより、階調表示が可能となり、高精細なカラー表示の液晶表示素子を得ることが容易となるからである。
(Ferroelectric liquid crystal)
The ferroelectric liquid crystal used in this embodiment is not particularly limited as long as it exhibits a chiral smectic C (SmC * ) phase. In the temperature lowering process, the cholesteric (Ch) phase-smectic A (SmA) A material that changes phase with the phase-chiral smectic C (SmC * ) phase can be used, and a material that changes phase with the Ch phase-SmC * phase and does not pass through the SmA phase can also be used. Among them, the ferroelectric liquid crystal used in this embodiment preferably exhibits a phase transition series that does not pass through the latter SmA phase. Ferroelectric liquid crystals exhibiting such a phase transition series tend to exhibit monostable driving characteristics, and by using a material exhibiting monostable driving characteristics in this way, gradation display becomes possible. This is because it becomes easy to obtain a liquid crystal display element with high-definition color display.

なかでも、本態様の液晶表示素子を、フィールドシーケンシャルカラー方式により駆動させる場合には、本態様に用いられる強誘電性液晶としては、上記のような単安定性の駆動特性を示す強誘電性液晶の中でも、正負いずれかの電圧を印加したときにのみ液晶分子が動作するハーフV字駆動する強誘電性液晶を用いることが好ましい。このような特性を有する強誘電性液晶を用いることにより、白黒シャッターの開口時間を長くとることができ、明るいカラー表示の液晶表示素子を得ることができるからである。   In particular, when the liquid crystal display element of this embodiment is driven by a field sequential color method, the ferroelectric liquid crystal used in this embodiment is a ferroelectric liquid crystal exhibiting monostable driving characteristics as described above. Among them, it is preferable to use a ferroelectric liquid crystal driven by half V-shape in which liquid crystal molecules operate only when a positive or negative voltage is applied. This is because by using the ferroelectric liquid crystal having such characteristics, the opening time of the black-and-white shutter can be increased, and a bright color liquid crystal display element can be obtained.

さらに、本態様に用いられる強誘電性液晶としては、単一相を構成するものであることが好ましい。単一相を構成するとは、高分子安定化法などのように、ポリマーネットワークが形成されていないことをいうものであり、このように、単一相の強誘電性液晶を用いることにより、製造プロセスが容易となり、駆動電圧を低くすることができるからである。
なお、後述するように、本態様に用いられる液晶層においては、ポリマーネットワークが形成されていてもよい。
Furthermore, the ferroelectric liquid crystal used in this embodiment preferably constitutes a single phase. Constructing a single phase means that a polymer network is not formed as in the polymer stabilization method and the like, and thus using a single-phase ferroelectric liquid crystal, This is because the process becomes easy and the drive voltage can be lowered.
As will be described later, a polymer network may be formed in the liquid crystal layer used in this embodiment.

このような強誘電性液晶の具体例としては、AZエレクトロニックマテリアルズ社より販売されている「R2301」、「FELIX−3206」が挙げられる。   Specific examples of such ferroelectric liquid crystal include “R2301” and “FELIX-3206” sold by AZ Electronic Materials.

(液晶層)
上述したような強誘電性液晶により構成される上記液晶層の厚みは、1.2μm〜3.0μmの範囲内であることが好ましく、より好ましくは1.3μm〜2.5μm、さらに好ましくは1.4μm〜2.0μmの範囲内である。液晶層の厚みが薄すぎるとコントラストが低下するおそれがあり、逆に液晶層の厚みが厚すぎると強誘電性液晶が配向しにくくなる可能性があるからである。
(Liquid crystal layer)
The thickness of the liquid crystal layer composed of the ferroelectric liquid crystal as described above is preferably in the range of 1.2 μm to 3.0 μm, more preferably 1.3 μm to 2.5 μm, still more preferably 1. Within the range of 4 μm to 2.0 μm. This is because if the thickness of the liquid crystal layer is too thin, the contrast may be lowered. Conversely, if the thickness of the liquid crystal layer is too thick, the ferroelectric liquid crystal may be difficult to align.

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

本態様に用いられる液晶層においては、ポリマーネットワークが形成されていてもよい。すなわち、液晶層には、重合性モノマーの重合物が含有されていてもよい。これにより、強誘電性液晶の配列をより安定化することができるからである。   In the liquid crystal layer used in this embodiment, a polymer network may be formed. That is, the liquid crystal layer may contain a polymerized polymerizable monomer. This is because the alignment of the ferroelectric liquid crystal can be further stabilized.

上記重合性モノマーの重合物に用いられる重合性モノマーとしては、重合反応により重合物を生じる化合物であれば特に限定されない。このような重合性モノマーとしては、加熱処理により重合反応を生じる熱硬化性樹脂モノマー、および活性放射線の照射により重合反応を生じる活性放射線硬化性樹脂モノマーを挙げることができる。なかでも本発明においては活性放射線硬化性樹脂モノマーを用いることが好ましい。熱硬化性樹脂モノマーは重合反応を生じさせるために加温処理をすることが必要であるため、このような加温処理により上記強誘電性液晶の規則的な配列が損なわれたり、相転移が誘起されてしまう恐れがある。一方、活性放射線硬化性樹脂モノマーではこのような恐れが無く、重合反応が生じることによって強誘電性液晶の配列が害されることが少ないからである。   The polymerizable monomer used in the polymerized product of the polymerizable monomer is not particularly limited as long as it is a compound that generates a polymer by a polymerization reaction. Examples of such a polymerizable monomer include a thermosetting resin monomer that causes a polymerization reaction by heat treatment, and an actinic radiation curable resin monomer that causes a polymerization reaction by irradiation with actinic radiation. In particular, in the present invention, it is preferable to use an actinic radiation curable resin monomer. Since the thermosetting resin monomer needs to be heated in order to cause a polymerization reaction, such a heating treatment damages the regular alignment of the ferroelectric liquid crystal or causes phase transition. There is a risk of being induced. On the other hand, the active radiation curable resin monomer does not have such a fear, and the alignment of the ferroelectric liquid crystal is rarely damaged by the polymerization reaction.

上記活性放射線硬化性樹脂モノマーとしては、電子線の照射により重合反応を生じる電子線硬化性樹脂モノマー、および光照射により光硬化性樹脂モノマーを挙げることができる。なかでも本発明においては、光硬化性樹脂モノマーを用いることが好ましい。光硬化性樹脂モノマーを用いることにより、本態様の液晶表示素子の製造方法を簡略化することができるからである。   Examples of the actinic radiation curable resin monomer include an electron beam curable resin monomer that undergoes a polymerization reaction upon irradiation with an electron beam, and a photocurable resin monomer upon irradiation with light. Among these, in the present invention, it is preferable to use a photocurable resin monomer. It is because the manufacturing method of the liquid crystal display element of this aspect can be simplified by using a photocurable resin monomer.

上記光硬化性樹脂モノマーとしては、波長が150nm〜500nmの範囲内の光を照射することにより、重合反応を生じるものであれば特に限定されない。なかでも本発明おいては、波長が250nm〜450nmの範囲内、特に300nm〜400nmの範囲内の光を照射することにより重合反応を生じる紫外線硬化性樹脂モノマーを用いることが好ましい。照射装置の容易性等の面において利点を有するからである。   The photo-curable resin monomer is not particularly limited as long as it causes a polymerization reaction when irradiated with light having a wavelength in the range of 150 nm to 500 nm. In particular, in the present invention, it is preferable to use an ultraviolet curable resin monomer that undergoes a polymerization reaction when irradiated with light having a wavelength in the range of 250 nm to 450 nm, particularly in the range of 300 nm to 400 nm. This is because it has advantages in terms of the ease of the irradiation apparatus.

上記紫外線硬化性樹脂モノマーが有する重合性官能基は、上記波長領域の紫外線照射により、重合反応を生じるものであれば特に限定されない。本態様においては、アクリレート基を有する紫外線硬化型樹脂モノマーを用いることが好ましい。   The polymerizable functional group possessed by the ultraviolet curable resin monomer is not particularly limited as long as it causes a polymerization reaction when irradiated with ultraviolet rays in the wavelength region. In this embodiment, it is preferable to use an ultraviolet curable resin monomer having an acrylate group.

上記紫外線硬化性樹脂モノマーは、一分子中に一つの重合性官能基を有する単官能性モノマーであってもよく、また、一分子中に二以上の重合性官能基を有する多官能性モノマーであってもよい。なかでも本態様においては、多官能性モノマーを用いることが好ましい。多官能性モノマーを用いることにより、上記液晶層においてより強いポリマーネットワークを形成することが可能になるため、分子間力および第1配向層界面におけるポリマーネットワークを強化することができる。したがって、多官能性モノマーを用いることにより、液晶層の温度変化によって上記強誘電性液晶の配列が乱れることを抑制することができるからである。   The UV curable resin monomer may be a monofunctional monomer having one polymerizable functional group in one molecule, or a polyfunctional monomer having two or more polymerizable functional groups in one molecule. There may be. In particular, in this embodiment, it is preferable to use a polyfunctional monomer. By using a polyfunctional monomer, it becomes possible to form a stronger polymer network in the liquid crystal layer, so that the intermolecular force and the polymer network at the interface of the first alignment layer can be strengthened. Therefore, by using a polyfunctional monomer, it is possible to prevent the alignment of the ferroelectric liquid crystal from being disturbed by the temperature change of the liquid crystal layer.

本態様においては、上記多官能性モノマーの中でも分子の両末端に重合性官能基を有する2官能性モノマーであることが好ましい。分子の両端に上記官能基を有することにより、ポリマー同士の間隔が広いポリマーネットワークを形成することができるため、液晶層に重合性モノマーの重合物を含むことによる強誘電性液晶の駆動電圧の低下を防止できるからである。   In this embodiment, among the polyfunctional monomers, a bifunctional monomer having a polymerizable functional group at both ends of the molecule is preferable. By having the above functional groups at both ends of the molecule, a polymer network with a wide interval between the polymers can be formed, so that the driving voltage of the ferroelectric liquid crystal is reduced by including a polymer of a polymerizable monomer in the liquid crystal layer. It is because it can prevent.

本態様においては、上記紫外線硬化性樹脂モノマーのなかでも、液晶性を発現する紫外線硬化性液晶モノマーを用いることが好ましい。このような紫外線硬化性液晶モノマーが好ましい理由は次の通りである。すなわち、紫外線硬化性液晶モノマーは液晶性を示すことから、上記第1配向層または第2配向層の配向規制力により規則的に配列することができる。したがって、紫外線硬化性液晶モノマーを規則的に配列した後に、重合反応を生じさせることにより、上記液晶層中に、規則的な配列状態を維持したまま固定化することが可能になる。このような規則的な配列状態を有する重合物が液晶層中に存在することにより、上記強誘電性液晶の配列安定性を向上することができるため、本態様の液晶表示素子を耐熱性や耐衝撃性に優れたものにできるからである。   In this embodiment, it is preferable to use an ultraviolet curable liquid crystal monomer that exhibits liquid crystallinity among the ultraviolet curable resin monomers. The reason why such an ultraviolet curable liquid crystal monomer is preferable is as follows. That is, since the ultraviolet curable liquid crystal monomer exhibits liquid crystallinity, it can be regularly arranged by the alignment regulating force of the first alignment layer or the second alignment layer. Therefore, after the ultraviolet curable liquid crystal monomer is regularly arranged and then a polymerization reaction is caused, it can be fixed in the liquid crystal layer while maintaining the regular arrangement state. Since the polymer having such a regular alignment state is present in the liquid crystal layer, the alignment stability of the ferroelectric liquid crystal can be improved. It is because it can be made excellent in impact.

上記紫外線硬化性液晶モノマーが示す液晶相としては、特に限定されず、例えばネマチック相、SmA相、SmC相を挙げることができる。   The liquid crystal phase exhibited by the ultraviolet curable liquid crystal monomer is not particularly limited, and examples thereof include a nematic phase, an SmA phase, and an SmC phase.

本発明に用いられる上記紫外線硬化性液晶モノマーとしては、例えば、下記式に示す化合物を挙げることができる。   As said ultraviolet curable liquid crystal monomer used for this invention, the compound shown to a following formula can be mentioned, for example.

Figure 0004679972
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上記式において、A、B、D、EおよびFはベンゼン、シクロヘキサンまたはピリミジンを表し、これらはハロゲン等の置換基を有していてもよい。また、AおよびB、あるいはDおよびEは、アセチレン基、メチレン基、エステル基等の結合基を介して結合していてもよい。MおよびMは、水素原子、炭素数3〜9のアルキル基、炭素数3〜9のアルコキシカルボニル基、またはシアノ基のいずれであってもよい。さらに、分子鎖末端のアクリロイルオキシ基とAまたはDとは、炭素数3〜6のアルキレン基等のスペーサーを介して結合していてもよい。 In the above formula, A, B, D, E and F represent benzene, cyclohexane or pyrimidine, and these may have a substituent such as halogen. A and B, or D and E may be bonded via a bonding group such as an acetylene group, a methylene group, or an ester group. M 1 and M 2 may be any of a hydrogen atom, an alkyl group having 3 to 9 carbon atoms, an alkoxycarbonyl group having 3 to 9 carbon atoms, or a cyano group. Furthermore, the acryloyloxy group at the end of the molecular chain and A or D may be bonded via a spacer such as an alkylene group having 3 to 6 carbon atoms.

Figure 0004679972
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上記式において、Yは、水素、炭素数1〜20のアルキル、炭素数1〜20のアルケニル、炭素数1〜20のアルキルオキシ、炭素数1〜20のアルキルオキシカルボニル、ホルミル、炭素数1〜20のアルキルカルボニル、炭素数1〜20のアルキルカルボニルオキシ、ハロゲン、シアノまたはニトロを表す。   In the above formula, Y is hydrogen, alkyl having 1 to 20 carbon atoms, alkenyl having 1 to 20 carbon atoms, alkyloxy having 1 to 20 carbon atoms, alkyloxycarbonyl having 1 to 20 carbon atoms, formyl, 1 to 1 carbon atoms. It represents 20 alkylcarbonyl, C1-20 alkylcarbonyloxy, halogen, cyano or nitro.

上記式で示される化合物のなかでも、本発明において好適に用いられる具体的な化合物としては、下記式の化合物を例示することができる。   Among the compounds represented by the above formula, specific compounds that can be suitably used in the present invention include compounds represented by the following formula.

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本態様に用いられる重合性モノマーの重合物は、単一の重合性モノマーの重合物であっても良く、また2以上の異なる重合性モノマーの重合物であっても良い。2以上の異なる重合性モノマーの重合物とする場合は、例えば、上記紫外線硬化性液晶モノマーと他の紫外線硬化性樹脂モノマーとの重合物を例示することができる。   The polymer of the polymerizable monomer used in this embodiment may be a polymer of a single polymerizable monomer, or may be a polymer of two or more different polymerizable monomers. When it is set as the polymer of two or more different polymerizable monomers, the polymer of the said ultraviolet curable liquid crystal monomer and another ultraviolet curable resin monomer can be illustrated, for example.

重合性モノマーとして上記紫外線硬化性液晶モノマーを用いた場合、本発明に用いられる重合性モノマーの重合物としては、主鎖に液晶性を示す原子団を有することにより主鎖が液晶性を示す主鎖液晶型重合物であっても良く、また側鎖に液晶性を示す原子団を有することにより側鎖が液晶性を示す側鎖液晶型重合物であっても良い。なかでも本態様においては、側鎖液晶型重合物であることが好ましい。液晶性を示す原子団が側鎖に存在することにより当該原子団の自由度が高くなるため、液晶層において液晶性を示す原子団が配向しやすくなるからである。また、その結果として液晶層中の強誘電性液晶の配向安定性を向上することができるからである。   When the above-mentioned UV curable liquid crystal monomer is used as the polymerizable monomer, the polymer of the polymerizable monomer used in the present invention has a main chain exhibiting liquid crystallinity by having an atomic group exhibiting liquid crystallinity in the main chain. It may be a chain liquid crystal polymer, or may be a side chain liquid crystal polymer in which the side chain exhibits liquid crystallinity by having an atomic group exhibiting liquid crystallinity in the side chain. In particular, in this embodiment, a side chain liquid crystal polymer is preferable. This is because the presence of an atomic group exhibiting liquid crystallinity in the side chain increases the degree of freedom of the atomic group, so that the atomic group exhibiting liquid crystallinity is easily aligned in the liquid crystal layer. Further, as a result, the alignment stability of the ferroelectric liquid crystal in the liquid crystal layer can be improved.

上記液晶層中における重合性モノマーの重合物の存在量は、上記強誘電性液晶の配列安定性を所望の程度にできる範囲内であれば特に限定されないが、通常、液晶層中に0.5質量%〜30質量%の範囲内が好ましく、特に1質量%〜20質量%の範囲内が好ましく、中でも1質量%〜10質量%の範囲内であることが好ましい。上記範囲よりも多いと、上記強誘電性液晶の駆動電圧の増加や、応答速度の低下を生じる場合があるからである。また、上記範囲よりも少ないと上記強誘電性液晶の配列安定性が不十分となり、本態様の液晶表示素子の耐熱性や耐衝撃性を損なってしまう可能性があるからである。
ここで、液晶層中における重合性モノマーの重合物の存在量は、液晶層中の単分子液晶を溶剤で洗い流した後、残存する重合性モノマーの重合物の重量を電子天秤で測量することによって求めた残存量と、上記液晶層の総質量とから算出することができる。
The amount of the polymerized polymerizable monomer in the liquid crystal layer is not particularly limited as long as it is within a range in which the alignment stability of the ferroelectric liquid crystal can be set to a desired level, but usually 0.5% in the liquid crystal layer. The mass is preferably in the range of 30% by mass to 30% by mass, particularly preferably in the range of 1% by mass to 20% by mass, and particularly preferably in the range of 1% by mass to 10% by mass. This is because if it exceeds the above range, the driving voltage of the ferroelectric liquid crystal may increase or the response speed may decrease. On the other hand, if the amount is less than the above range, the alignment stability of the ferroelectric liquid crystal becomes insufficient, and the heat resistance and impact resistance of the liquid crystal display element of this embodiment may be impaired.
Here, the abundance of the polymerizable monomer polymer in the liquid crystal layer is determined by measuring the weight of the remaining polymerizable monomer polymer with an electronic balance after washing the monomolecular liquid crystal in the liquid crystal layer with a solvent. It can be calculated from the obtained remaining amount and the total mass of the liquid crystal layer.

本態様に用いられる液晶層には、本発明の目的を損なわない範囲で他の化合物を含んでもよい。このような他の化合物としては、未反応の重合性モノマー、光重合開始剤、反応開始剤、および反応禁止剤等を挙げることができる。   The liquid crystal layer used in this embodiment may contain other compounds as long as the object of the present invention is not impaired. Examples of such other compounds include unreacted polymerizable monomers, photopolymerization initiators, reaction initiators, and reaction inhibitors.

c.第1基材および第2基材
本態様に用いられる第1基材および第2基材としては、一般に液晶表示素子の基材として用いられるものであれば特に限定されるものではなく、例えばガラス板、プラスチック板などが好ましく挙げられる。本態様に用いられる基材の表面粗さ(RSM値)は、10nm以下であることが好ましく、より好ましくは3nm以下、さらに好ましくは1nm以下の範囲内である。なお、上記表面粗さは、原子間力顕微鏡(AFM)を用いて測定した値とする。
c. 1st base material and 2nd base material It will not specifically limit if it is generally used as a base material of a liquid crystal display element as a 1st base material and a 2nd base material used for this aspect, For example, glass A board, a plastic board, etc. are mentioned preferably. The surface roughness (RSM value) of the substrate used in this embodiment is preferably 10 nm or less, more preferably 3 nm or less, and further preferably 1 nm or less. The surface roughness is a value measured using an atomic force microscope (AFM).

d.第1電極層および第2電極層
本態様に用いられる第1電極層および第2電極層は、強誘電性液晶に信号電圧を加えることにより、強誘電性液晶を駆動させるものである。
d. First electrode layer and second electrode layer The first electrode layer and the second electrode layer used in the present embodiment are for driving the ferroelectric liquid crystal by applying a signal voltage to the ferroelectric liquid crystal.

このような第1電極層および第2電極層としては、一般に液晶表示素子の電極層として用いられているものであれば特に限定されるものではないが、少なくとも一方が透明導電体で形成されることが好ましい。透明導電体材料としては、酸化インジウム、酸化錫、酸化インジウム錫(ITO)等が好ましく挙げられる。   The first electrode layer and the second electrode layer are not particularly limited as long as they are generally used as an electrode layer of a liquid crystal display element, but at least one is formed of a transparent conductor. It is preferable. Preferred examples of the transparent conductor material include indium oxide, tin oxide, indium tin oxide (ITO), and the like.

本発明の液晶表示素子をTFT素子を用いてアクティブマトリックス駆動するものとする場合には、第1電極層および第2電極層のうち一方を上記透明導電体で形成される全面共通電極とし、他方をx電極とy電極をマトリックス状に配列し、x電極とy電極で囲まれた部分にTFT素子および画素電極を配置することが好ましい。   When the liquid crystal display element of the present invention is to be driven in an active matrix using a TFT element, one of the first electrode layer and the second electrode layer is a whole surface common electrode formed of the transparent conductor, and the other It is preferable that the x electrode and the y electrode are arranged in a matrix and the TFT element and the pixel electrode are arranged in a portion surrounded by the x electrode and the y electrode.

これらの電極のうち全面共通電極とされる透明導電膜は、上記基板上にCVD法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等の蒸着方法により形成することができる。また、x電極およびy電極は、クロム、アルミニウム等の金属の導電膜を上記の蒸着方法により形成し、これをマトリックス状にパターニングすることにより形成することができる。パターニング方法としては、フォトリソグラフィ法等の一般的な方法を用いることができる。   Among these electrodes, the transparent conductive film which is used as a common electrode on the entire surface can be formed on the substrate by a vapor deposition method such as a CVD method, a sputtering method, or an ion plating method. Further, the x electrode and the y electrode can be formed by forming a conductive film of a metal such as chromium or aluminum by the above-described vapor deposition method and patterning it in a matrix. As the patterning method, a general method such as a photolithography method can be used.

e.偏光板
次に、本態様に用いられる偏光板について説明する。本態様に用いられる偏光板は、上述した第1基材および第2基材の外側に設けられるものであり、入射光を直線偏光とし、液晶分子の配向方向に偏光した光のみを透過する機能を有するものである。
e. Next, the polarizing plate used in this embodiment will be described. The polarizing plate used in this embodiment is provided outside the first base material and the second base material described above, and has a function of transmitting only light polarized in the alignment direction of liquid crystal molecules with linearly polarized incident light. It is what has.

本態様に用いられる偏光板としては、光の波動のうち特定方向のみを透過させるものであれば特に限定されるものではなく、一般に液晶表示素子の偏光板として公知のものを使用することができる。   The polarizing plate used in this embodiment is not particularly limited as long as it transmits only a specific direction in the wave of light, and generally known polarizing plates for liquid crystal display elements can be used. .

(2)液晶表示素子の製造方法
このような第1の態様の液晶表示素子の製造方法について以下に説明する。本態様の液晶表示素子は、液晶表示素子の製造方法として一般に公知の方法により製造することができる。
(2) Manufacturing method of liquid crystal display element The manufacturing method of the liquid crystal display element of such a 1st aspect is demonstrated below. The liquid crystal display element of this embodiment can be produced by a generally known method as a method for producing a liquid crystal display element.

ここでは、本態様の液晶表示素子の製造方法の一例として、TFT素子を用いたアクティブマトリックス方式の液晶表示素子の製造方法の一例について説明する。   Here, an example of a manufacturing method of an active matrix type liquid crystal display element using a TFT element will be described as an example of a manufacturing method of the liquid crystal display element of this embodiment.

まず、第1基材上に上述した蒸着方法により透明導電膜を形成し、全面共通電極である第1電極層を形成する。一方、第2基材上には、導電膜をマトリックス状にパターニングすることによりx電極、y電極を形成し、スイッチング素子および画素電極を設置して第2電極層とする。
次に、このようにして形成された第1電極層および第2電極層上に、後述する方法によりカラムナー配向層を形成し、形成されたカラムナー配向層のうち一方にスペーサーとしてビーズを分散させ、周囲にシール剤を塗布して2枚の基板をカラムナー配向層が対向するように貼り合わせ、熱圧着させる。こうして得られた液晶セルの注入口からキャピラリー効果を利用して強誘電性液晶を加熱して等方相またはネマチック相の状態で注入し、注入口を紫外線硬化樹脂等により封鎖する。その後、強誘電性液晶は徐冷することにより配向させ、液晶層を形成する。上記第1基材および第2基材の外側には偏光板を貼り付け、このようにして第1の態様の液晶表示素子を得ることができる。
First, a transparent conductive film is formed on the first base material by the vapor deposition method described above, and a first electrode layer that is a common electrode on the entire surface is formed. On the other hand, an x electrode and a y electrode are formed on the second substrate by patterning a conductive film in a matrix, and a switching element and a pixel electrode are provided to form a second electrode layer.
Next, a columnar alignment layer is formed on the first electrode layer and the second electrode layer thus formed by a method described later, and beads are dispersed as a spacer in one of the formed columnar alignment layers. A sealant is applied to the periphery, and the two substrates are bonded together so that the columnar alignment layers face each other, and are thermocompression bonded. The ferroelectric liquid crystal is heated from the injection port of the liquid crystal cell thus obtained by using the capillary effect and injected in an isotropic or nematic phase, and the injection port is sealed with an ultraviolet curable resin or the like. Thereafter, the ferroelectric liquid crystal is aligned by slow cooling to form a liquid crystal layer. A polarizing plate is attached to the outside of the first base material and the second base material, and thus the liquid crystal display element of the first aspect can be obtained.

また本態様においては、高分子安定化法を用いて液晶表示素子を作製することができる。この場合、第1配向基板および第2配向基板間に強誘電性液晶と重合性モノマーとを含む液晶層形成用組成物を封入する液晶封入工程と、強誘電性液晶をカイラルスメクチックC相の状態とする液晶配向工程と、強誘電性液晶がカイラルスメクチックC相の状態で重合性モノマーを重合する重合工程とにより、液晶層を形成することができる。   In this embodiment, a liquid crystal display element can be manufactured using a polymer stabilization method. In this case, a liquid crystal sealing step of sealing a liquid crystal layer forming composition containing a ferroelectric liquid crystal and a polymerizable monomer between the first alignment substrate and the second alignment substrate, and the ferroelectric liquid crystal in a chiral smectic C phase state The liquid crystal layer can be formed by the liquid crystal alignment step and the polymerization step of polymerizing the polymerizable monomer in the state where the ferroelectric liquid crystal is in the chiral smectic C phase.

上記液晶封入工程において、強誘電性液晶と重合性モノマーとを含む液晶層形成用組成物を封入する方法としては、特に限定されるものではない。例えば、あらかじめ第1配向基板および第2配向基板を用いて作製した液晶セルに、液晶層形成用組成物を加温することによって液晶層形成用組成物中の強誘電性液晶を等方性液体とし、注入口からキャピラリー効果を利用して注入することにより封入することができる。この場合、注入口は接着剤で封鎖される。
この際、液晶層形成用組成物中に含まれる重合性モノマーの量は、液晶層を形成した後に、強誘電性液晶の配列安定化するのに必要な量に応じて任意に決定すればよい。なかでも本発明においては、液晶層形成用組成物中0.5質量%〜30質量%の範囲内が好ましく、特に1質量%〜20質量%の範囲内が好ましく、なかでも1質量%〜10質量%の範囲内が好ましい。重合性モノマーの含有量が上記範囲よりも多いと、液晶層を形成した後に強誘電性液晶の駆動電圧が高くなってしまい、液晶表示素子の性能を害する可能性があるからである。また、上記範囲よりも低いと、強誘電性液晶の配列安定化が不十分となる結果、液晶表示素子の耐熱性、耐衝撃性等が低下してしまう可能性があるからである。
また、液晶層形成用組成物を封入する際には、強誘電性液晶をカイラルスメクチックC相からネマチック相への転移温度以上に加温する。温度は、カイラルスメクチックC相からネマチック相への転移温度以上であればよいが、通常、強誘電性液晶は等方相またはネマチック相の状態となるように加温される。具体的な温度としては、強誘電性液晶の種類によって異なり、適宜選択される。
In the liquid crystal encapsulating step, the method for encapsulating the liquid crystal layer forming composition containing the ferroelectric liquid crystal and the polymerizable monomer is not particularly limited. For example, the ferroelectric liquid crystal in the composition for forming a liquid crystal layer is heated by heating the composition for forming a liquid crystal layer in a liquid crystal cell prepared using the first alignment substrate and the second alignment substrate in advance. And can be sealed by injecting from the inlet using the capillary effect. In this case, the inlet is sealed with an adhesive.
At this time, the amount of the polymerizable monomer contained in the composition for forming a liquid crystal layer may be arbitrarily determined according to the amount necessary for stabilizing the alignment of the ferroelectric liquid crystal after the liquid crystal layer is formed. . Especially in this invention, the inside of the range of 0.5 mass%-30 mass% is preferable in the composition for liquid-crystal layer formation, Especially the inside of the range of 1 mass%-20 mass% is preferable, and 1 mass%-10 especially Within the range of mass% is preferable. This is because if the content of the polymerizable monomer is larger than the above range, the driving voltage of the ferroelectric liquid crystal becomes high after the liquid crystal layer is formed, which may impair the performance of the liquid crystal display element. On the other hand, if it is lower than the above range, the alignment stability of the ferroelectric liquid crystal becomes insufficient, and as a result, the heat resistance, impact resistance, etc. of the liquid crystal display element may be lowered.
Further, when the composition for forming a liquid crystal layer is encapsulated, the ferroelectric liquid crystal is heated to a temperature higher than the transition temperature from the chiral smectic C phase to the nematic phase. The temperature may be equal to or higher than the transition temperature from the chiral smectic C phase to the nematic phase, but usually the ferroelectric liquid crystal is heated so as to be in an isotropic phase or a nematic phase. The specific temperature differs depending on the type of ferroelectric liquid crystal and is appropriately selected.

次に、液晶配向工程においては、封入された強誘電性液晶を冷却する。この際、強誘電性液晶は、通常、室温(25℃程度)になるまで徐冷される。
また、重合工程において、上記重合性モノマーを重合する方法としては、重合性モノマーの種類に応じて任意に決定すればよく、例えば、重合性モノマーとして紫外線硬化性樹脂モノマーを用いた場合は、紫外線照射により重合させることができる。
Next, in the liquid crystal alignment step, the encapsulated ferroelectric liquid crystal is cooled. At this time, the ferroelectric liquid crystal is usually gradually cooled to room temperature (about 25 ° C.).
In the polymerization step, the method for polymerizing the polymerizable monomer may be arbitrarily determined according to the type of the polymerizable monomer. For example, when an ultraviolet curable resin monomer is used as the polymerizable monomer, ultraviolet It can be polymerized by irradiation.

このような重合性モノマーの重合は、液晶層に電圧を印加した状態で行ってもよく、電圧を印加しない状態で行ってもよいが、本態様においては液晶層に電圧を印加しない状態で行うことが好ましい。電圧を印加しない状態で重合することにより、製造プロセスがより簡略になるからである。   Such polymerization of the polymerizable monomer may be performed with a voltage applied to the liquid crystal layer, or may be performed without applying a voltage, but in this embodiment, it is performed with no voltage applied to the liquid crystal layer. It is preferable. This is because the production process is further simplified by polymerization in the state where no voltage is applied.

2.第2の態様
次に、本発明の液晶表示素子の第2の態様について説明する。第2の態様の液晶表示素子は、上記第1配向層および上記第2配向層が上記カラムナー配向層であり、上記第1配向層の板状分子の法線方向と上記第2配向層の板状分子の法線方向とが略垂直に配置され、上記第1配向層または上記第2配向層の対向面上に、重合性液晶材料を含み、かつ、ネマチック相を示す反応性液晶を固定化してなる反応性液晶層を有するものであることを特徴とするものである。
2. Second Aspect Next, a second aspect of the liquid crystal display element of the present invention will be described. In the liquid crystal display element of the second aspect, the first alignment layer and the second alignment layer are the columnar alignment layer, the normal direction of the plate-like molecules of the first alignment layer, and the plate of the second alignment layer Reactive liquid crystal that is arranged substantially perpendicular to the normal direction of the molecule-like molecule and contains a polymerizable liquid crystal material and exhibits a nematic phase is fixed on the opposing surface of the first alignment layer or the second alignment layer. It is characterized by having a reactive liquid crystal layer.

このような第2の態様の液晶表示素子について以下に説明する。図1(b)は、本発明の第2の態様の液晶表示素子の一例を示すものであり、図中、第1配向層3aおよび第2配向層3bは上記カラムナー配向層である。本態様においては、このように第1配向層および第2配向層を上記カラムナー配向層とすることにより、ラビング処理や光配向処理を要することなく、簡便な方法で強誘電性液晶を配向させるものである。   The liquid crystal display element according to the second aspect will be described below. FIG. 1B shows an example of the liquid crystal display element according to the second aspect of the present invention. In the drawing, the first alignment layer 3a and the second alignment layer 3b are the columnar alignment layers. In this embodiment, the first alignment layer and the second alignment layer are formed as the columnar alignment layer as described above, and the ferroelectric liquid crystal is aligned by a simple method without requiring a rubbing process or a photo-alignment process. It is.

これらの配向層は、図3(b)に示すように、上記第1配向層3aの板状分子の法線方向と上記第2配向層3bの板状分子の法線方向とが略垂直に配置されている。ここで「略垂直」とは、上記第1配向層3aの板状分子の法線方向と上記第2配向層3bの板状分子の法線方向とがなす角度θが90°±5°の範囲となることをいうものである。この角度θは、90°±1°の範囲であることが好ましい。   As shown in FIG. 3B, these alignment layers are substantially perpendicular to the normal direction of the plate molecules of the first alignment layer 3a and the normal direction of the plate molecules of the second alignment layer 3b. Is arranged. Here, “substantially perpendicular” means that the angle θ formed by the normal direction of the plate-like molecules of the first alignment layer 3a and the normal direction of the plate-like molecules of the second alignment layer 3b is 90 ° ± 5 °. It means to be a range. This angle θ is preferably in the range of 90 ° ± 1 °.

さらに本態様においては、上記第2配向層3b上には、重合性液晶材料を含み、かつ、ネマチック相を示す反応性液晶を固定化してなる反応性液晶層6が形成されている。この反応性液晶層6は、上記第2配向層3b上に固定化されてなるものであり、第2配向層3bにより反応性液晶層6に異方性が付与されるので、それにより強誘電性液晶を配向させるための配向膜として機能するものである。この場合に、第1配向層の板状分子の法線方向および第2配向層の板状分子の法線方向が略垂直に配置された第1配向層および第2配向層の配向方向は、この反応性液晶層を介することにより、略平行に変化することから、液晶層に用いられる強誘電性液晶の配向を制御することができる。さらに、上記反応性液晶は、強誘電性液晶と構造が比較的類似していることから、強誘電性液晶との相互作用が強く、効果的に強誘電性液晶の配向を制御することができる。また、第1配向層および第2配向層の構成材料が相互に等しい組成を有する場合であっても、いずれか一方の配向層上に反応性液晶層を設けることにより、強誘電性液晶を挟んで上下の層が異なるものとなり、それぞれの層と強誘電性液晶との相互作用が異なるので、配向欠陥が形成されることなく強誘電性液晶を配向させることができる。特にスメクチックA相(SmA)を経由しない相転移系列を示す強誘電性液晶を用いた場合にはダブルドメインの発生を抑制することができ、強誘電性液晶のモノドメイン配向が得られるのである。   Furthermore, in this embodiment, a reactive liquid crystal layer 6 is formed on the second alignment layer 3b by immobilizing a reactive liquid crystal containing a polymerizable liquid crystal material and exhibiting a nematic phase. The reactive liquid crystal layer 6 is fixed on the second alignment layer 3b, and anisotropy is imparted to the reactive liquid crystal layer 6 by the second alignment layer 3b. It functions as an alignment film for aligning the crystalline liquid crystal. In this case, the alignment direction of the first alignment layer and the second alignment layer in which the normal direction of the plate-like molecules of the first alignment layer and the normal direction of the plate-like molecules of the second alignment layer are arranged substantially perpendicularly are: By passing through this reactive liquid crystal layer, the liquid crystal layer changes in substantially parallel, so that the orientation of the ferroelectric liquid crystal used in the liquid crystal layer can be controlled. Furthermore, since the reactive liquid crystal is relatively similar in structure to the ferroelectric liquid crystal, it has a strong interaction with the ferroelectric liquid crystal and can effectively control the alignment of the ferroelectric liquid crystal. . Even when the constituent materials of the first alignment layer and the second alignment layer have the same composition, the ferroelectric liquid crystal is sandwiched by providing a reactive liquid crystal layer on one of the alignment layers. Thus, the upper and lower layers are different, and the interaction between each layer and the ferroelectric liquid crystal is different, so that the ferroelectric liquid crystal can be aligned without forming alignment defects. In particular, when a ferroelectric liquid crystal exhibiting a phase transition series that does not pass through a smectic A phase (SmA) is used, generation of double domains can be suppressed, and monodomain alignment of the ferroelectric liquid crystal can be obtained.

なお、図1(b)において、上記反応性液晶層6は第2配向層3b上に形成されているが、本態様において、上記反応性液晶層6は、第1配向層3aまたは第2配向層3bのいずれか一方に形成されていればよく、第1配向層3a上に形成されていてもよい。   In FIG. 1B, the reactive liquid crystal layer 6 is formed on the second alignment layer 3b. In this embodiment, the reactive liquid crystal layer 6 is formed by the first alignment layer 3a or the second alignment layer. It may be formed on any one of the layers 3b, and may be formed on the first alignment layer 3a.

このような本態様の各構成部材および製造方法について以下に説明するが、本態様に用いられる液晶層、第1基材、第2基材、第1電極層、第2電極層および偏光板は、第1の態様の項で述べたものと同じである。また、本態様の製造方法については、第1配向層または第2配向層上に反応性液晶層を設けることを除いて、第1の態様の項で述べた方法と同様にして行うことができるので、これらの説明については省略する。以下、本態様に用いられる第1配向層、第2配向層および反応性液晶層について説明する。   Each constituent member and manufacturing method of this embodiment will be described below. The liquid crystal layer, the first substrate, the second substrate, the first electrode layer, the second electrode layer, and the polarizing plate used in this embodiment are as follows. The same as described in the section of the first aspect. In addition, the manufacturing method of this embodiment can be performed in the same manner as the method described in the section of the first embodiment except that a reactive liquid crystal layer is provided on the first alignment layer or the second alignment layer. Therefore, these descriptions are omitted. Hereinafter, the first alignment layer, the second alignment layer, and the reactive liquid crystal layer used in this embodiment will be described.

a.第1配向層および第2配向層
本態様において、第1配向層および第2配向層はカラムナー配向層であり、カラムナー配向層については、上記第1の態様で述べたものと同じであり、ここでの説明は省略するが、本態様においては、第1配向層および第2配向層の構成材料は相互に異なるものであっても、全く同じものであっても構わない。
a. First alignment layer and second alignment layer In this embodiment, the first alignment layer and the second alignment layer are columnar alignment layers, and the columnar alignment layer is the same as that described in the first embodiment. However, in this embodiment, the constituent materials of the first alignment layer and the second alignment layer may be different from each other or may be exactly the same.

b.反応性液晶層
本態様に用いられる反応性液晶層は、重合性液晶材料を含み、かつ、ネマチック相を示す反応性液晶を固定化してなるものである。このような反応性液晶は、下地となる第1配向層または第2配向層により配向しており、例えば紫外線を照射して反応性液晶を重合させ、その配向状態を固定化することにより反応性液晶層が形成される。このように本態様においては、反応性液晶層が第1配向層または第2配向層上に固定化されており、第1配向層または第2配向層によって反応性液晶層に異方性が付与されるため、反応性液晶層は強誘電性液晶を配向させるための配向膜として機能することができる。
b. Reactive liquid crystal layer The reactive liquid crystal layer used in this embodiment is formed by immobilizing reactive liquid crystal containing a polymerizable liquid crystal material and exhibiting a nematic phase. Such a reactive liquid crystal is aligned by the first alignment layer or the second alignment layer serving as a base. For example, the reactive liquid crystal is polymerized by irradiating ultraviolet rays, and the reactivity is fixed by fixing the alignment state. A liquid crystal layer is formed. As described above, in this embodiment, the reactive liquid crystal layer is fixed on the first alignment layer or the second alignment layer, and the first alignment layer or the second alignment layer imparts anisotropy to the reactive liquid crystal layer. Therefore, the reactive liquid crystal layer can function as an alignment film for aligning the ferroelectric liquid crystal.

また、上記反応性液晶層は、このように第1配向層または第2配向層に固定化されているため、強誘電性液晶を相転移点より高温に昇温しても配向乱れが生じにくく、配向安定性に優れたものである。   In addition, since the reactive liquid crystal layer is fixed to the first alignment layer or the second alignment layer in this way, alignment disorder hardly occurs even when the temperature of the ferroelectric liquid crystal is raised to a temperature higher than the phase transition point. It is excellent in alignment stability.

さらに、このような反応性液晶層に用いられる反応性液晶は、強誘電性液晶と構造が比較的類似しており、強誘電性液晶との相互作用が強いため、強誘電性液晶の配向を効果的に制御することができるという利点を有する。   Furthermore, the reactive liquid crystal used in such a reactive liquid crystal layer is relatively similar in structure to the ferroelectric liquid crystal and has a strong interaction with the ferroelectric liquid crystal. It has the advantage that it can be controlled effectively.

(反応性液晶)
以下、このような反応性液晶層に用いられる反応性液晶について説明する。本態様に用いられる反応性液晶は、第1配向層または第2配向層のいずれかに固定化されることにより反応性液晶層を構成するものであり、重合性液晶材料を含み、かつ、ネマチック相を示すものである。このネマチック相は、液晶相の中でも配向制御が比較的容易であり、このように反応性液晶としてネマチック相を示すものを用いることにより、下地となる第1配向層または第2配向層によって反応性液晶層に容易に異方性を付与することができる。また、反応性液晶が重合性液晶材料を含むことにより、反応性液晶の配向状態を固定化することができる。
(Reactive liquid crystal)
Hereinafter, the reactive liquid crystal used for such a reactive liquid crystal layer will be described. The reactive liquid crystal used in this embodiment constitutes the reactive liquid crystal layer by being fixed to either the first alignment layer or the second alignment layer, includes a polymerizable liquid crystal material, and is nematic. Phase. This nematic phase is relatively easy to control the alignment among the liquid crystal phases. Thus, by using the reactive liquid crystal exhibiting the nematic phase, the first alignment layer or the second alignment layer serving as a base is reactive. Anisotropy can be easily imparted to the liquid crystal layer. Further, the reactive liquid crystal contains a polymerizable liquid crystal material, so that the alignment state of the reactive liquid crystal can be fixed.

重合性液晶材料としては、重合性液晶モノマー、重合性液晶オリゴマーおよび重合性液晶ポリマーのいずれかを用いることができるが、本態様においては、重合性液晶モノマーが好適に用いられる。重合性液晶モノマーは、他の重合性液晶材料、すなわち重合性液晶オリゴマーや重合性液晶ポリマーと比較して、より低温で配向が可能であり、かつ配向に際しての感度も高く、容易に配向させることができるからである。   As the polymerizable liquid crystal material, any of a polymerizable liquid crystal monomer, a polymerizable liquid crystal oligomer, and a polymerizable liquid crystal polymer can be used. In this embodiment, a polymerizable liquid crystal monomer is preferably used. The polymerizable liquid crystal monomer can be aligned at a lower temperature than other polymerizable liquid crystal materials, that is, a polymerizable liquid crystal oligomer and a polymerizable liquid crystal polymer, and has high sensitivity in alignment, and can be easily aligned. Because you can.

上記重合性液晶モノマーとしては、重合性官能基を有する液晶モノマーであれば特に限定されなく、例えばモノアクリレートモノマー、ジアクリレートモノマー等が挙げられる。また、これらの重合性液晶モノマーは単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。   The polymerizable liquid crystal monomer is not particularly limited as long as it is a liquid crystal monomer having a polymerizable functional group, and examples thereof include a monoacrylate monomer and a diacrylate monomer. These polymerizable liquid crystal monomers may be used alone or in combination of two or more.

モノアクリレートモノマーとしては、例えば下記式で表される化合物を例示することができる。   As a monoacrylate monomer, the compound represented, for example by a following formula can be illustrated.

Figure 0004679972
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上記式において、A、B、D、EおよびFはベンゼン、シクロヘキサンまたはピリミジンを表し、これらはハロゲン等の置換基を有していてもよい。また、AおよびB、あるいはDおよびEは、アセチレン基、メチレン基、エステル基等の結合基を介して結合していてもよい。MおよびMは、水素原子、炭素数3〜9のアルキル基、炭素数3〜9のアルコキシカルボニル基、またはシアノ基のいずれであってもよい。さらに、分子鎖末端のアクリロイルオキシ基とAまたはDとは、炭素数3〜6のアルキレン基等のスペーサーを介して結合していてもよい。 In the above formula, A, B, D, E and F represent benzene, cyclohexane or pyrimidine, and these may have a substituent such as halogen. A and B, or D and E may be bonded via a bonding group such as an acetylene group, a methylene group, or an ester group. M 1 and M 2 may be any of a hydrogen atom, an alkyl group having 3 to 9 carbon atoms, an alkoxycarbonyl group having 3 to 9 carbon atoms, or a cyano group. Furthermore, the acryloyloxy group at the end of the molecular chain and A or D may be bonded via a spacer such as an alkylene group having 3 to 6 carbon atoms.

また、ジアクリレートモノマーとしては、例えば下記式に示すような化合物を挙げることができる。   Moreover, as a diacrylate monomer, the compound as shown to a following formula can be mentioned, for example.

Figure 0004679972
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上記式において、XおよびYは、水素、炭素数1〜20のアルキル、炭素数1〜20のアルケニル、炭素数1〜20のアルキルオキシ、炭素数1〜20のアルキルオキシカルボニル、ホルミル、炭素数1〜20のアルキルカルボニル、炭素数1〜20のアルキルカルボニルオキシ、ハロゲン、シアノまたはニトロを表す。また、mは2〜20の範囲内の整数を表す。Xとしては、炭素数1〜20のアルキルオキシカルボニル、メチルまたは塩素であることが好ましく、中でも、炭素数1〜20のアルキルオキシカルボニル、特にCH(CHOCOであることが好ましい。 In the above formula, X and Y are hydrogen, alkyl having 1 to 20 carbons, alkenyl having 1 to 20 carbons, alkyloxy having 1 to 20 carbons, alkyloxycarbonyl having 1 to 20 carbons, formyl, carbon number 1-20 alkylcarbonyl, C1-C20 alkylcarbonyloxy, halogen, cyano or nitro is represented. M represents an integer in the range of 2-20. X is preferably an alkyloxycarbonyl having 1 to 20 carbon atoms, methyl or chlorine, and among them, an alkyloxycarbonyl having 1 to 20 carbon atoms, particularly CH 3 (CH 2 ) 4 OCO is preferable.

さらに、ジアクリレートモノマーとしては、例えば下記式に示すような化合物を挙げることができる。   Furthermore, examples of the diacrylate monomer include compounds represented by the following formula.

Figure 0004679972
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上記式において、Z31およびZ32は、各々独立して直接結合している−COO−、−OCO−、−O−、−CHCH−、−CH=CH−、−C≡C−、−OCH−、−CHO−、−CHCHCOO−、−OCOCHCH−を表し、R31は水素または炭素数1〜5のアルキルを表す。また、kおよびmは0または1を表し、nは2〜8の範囲内の整数を表す。
また、上記式(3)で表される化合物の具体例としては、下記式に示す化合物を挙げることができる。
In the above formula, Z 31 and Z 32 are each independently independently directly bonded —COO—, —OCO—, —O—, —CH 2 CH 2 —, —CH═CH—, —C≡C—. , -OCH 2 -, - CH 2 O -, - CH 2 CH 2 COO -, - OCOCH 2 CH 2 - represents, R 31 represents an alkyl of 1 to 5 hydrogen or carbon. K and m represent 0 or 1, and n represents an integer in the range of 2 to 8.
In addition, specific examples of the compound represented by the above formula (3) include compounds represented by the following formula.

Figure 0004679972
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上記式において、Z21およびZ22は、各々独立して直接結合している−COO−、−OCO−、−O−、−CHCH−、−CH=CH−、−C≡C−、−OCH−、−CHO−、−CHCHCOO−、−OCOCHCH−を表す。また、mは0または1を表し、nは2〜8の範囲内の整数を表す。 In the above formula, Z 21 and Z 22 are each independently directly bonded —COO—, —OCO—, —O—, —CH 2 CH 2 —, —CH═CH—, —C≡C—. , -OCH 2 -, - CH 2 O -, - CH 2 CH 2 COO -, - OCOCH 2 CH 2 - represents a. M represents 0 or 1, and n represents an integer in the range of 2-8.

本態様においては、中でも、上記式(1)または(3)で表される化合物が好適に用いられる。上記式(3)で表される化合物を含有する反応性液晶としては、例えば旭電化工業株式会社製の「アデカキラコール PLC-7183」、「アデカキラコール PLC-7209」などを挙げることができる。また、アクリレートモノマーを含有する反応性液晶としては、例えばRolic technologies 社製の「ROF-5101」、「ROF-5102」などが挙げられる。   Especially in this aspect, the compound represented by the said Formula (1) or (3) is used suitably. Examples of the reactive liquid crystal containing the compound represented by the above formula (3) include “Adeka Kiracol PLC-7183” and “Adeka Kiracol PLC-7209” manufactured by Asahi Denka Kogyo Co., Ltd. . Examples of the reactive liquid crystal containing an acrylate monomer include “ROF-5101” and “ROF-5102” manufactured by Rolic technologies.

本態様に用いられる重合性液晶モノマーは、上記の中でもジアクリレートモノマーであることが好ましい。ジアクリレートモノマーは、配向状態を良好に維持したまま容易に重合させることができるからである。   Among the above, the polymerizable liquid crystal monomer used in this embodiment is preferably a diacrylate monomer. This is because the diacrylate monomer can be easily polymerized while maintaining the orientation state in a good state.

上述した重合性液晶モノマーはそれ自体がネマチック相を発現するものでなくてもよい。本態様において、これらの重合性液晶モノマーは上述したように2種以上を混合して用いてもよいものであり、これらを混合した組成物すなわち反応性液晶が、ネマチック相を発現するものであればよい。   The polymerizable liquid crystal monomer described above does not have to exhibit a nematic phase. In this embodiment, these polymerizable liquid crystal monomers may be used as a mixture of two or more kinds as described above, and the composition in which these are mixed, that is, the reactive liquid crystal exhibits a nematic phase. That's fine.

さらに本態様においては、必要に応じて上記反応性液晶に光重合開始剤や重合禁止剤を添加してもよい。例えば、電子線照射により重合性液晶材料を重合させる際には、光重合開始剤が不要な場合はあるが、一般的に用いられている例えば紫外線照射による重合の場合においては、通常光重合開始剤が重合促進のために用いられるからである。   Furthermore, in this aspect, you may add a photoinitiator and a polymerization inhibitor to the said reactive liquid crystal as needed. For example, when polymerizing a polymerizable liquid crystal material by electron beam irradiation, a photopolymerization initiator may not be necessary, but in the case of polymerization by, for example, ultraviolet irradiation, usually photopolymerization is started. This is because the agent is used for promoting the polymerization.

本態様に用いることができる光重合開始剤としては、ベンジル(ビベンゾイルともいう)、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾフェノン、ベンゾイル安息香酸、ベンゾイル安息香酸メチル、4−ベンゾイル−4´−メチルジフェニルサルファイド、ベンジルメチルケタール、ジメチルアミノメチルベンゾエート、2−n−ブトキシエチル−4−ジメチルアミノベンゾエート、p−ジメチルアミノ安息香酸イソアミル、3,3´−ジメチル−4−メトキシベンゾフェノン、メチロベンゾイルフォーメート、2−メチル−1−(4−(メチルチオ)フェニル)−2−モルフォリノプロパン−1−オン、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタン−1−オン、1−(4−ドデシルフェニル)−2−ヒドロキシ−2−メチルプロパン−1−オン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、1−(4−イソプロピルフェニル)−2−ヒドロキシ−2−メチルプロパン−1−オン、2−クロロチオキサントン、2,4−ジエチルチオキサントン2,4−ジイソプロピルチオキサントン、2,4−ジメチルチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、1−クロロ−4−プロポキシチオキサントン等を挙げることができる。なお、光重合開始剤の他に増感剤を、本態様の目的が損なわれない範囲で添加することも可能である。   Photopolymerization initiators that can be used in this embodiment include benzyl (also called bibenzoyl), benzoin isobutyl ether, benzoin isopropyl ether, benzophenone, benzoylbenzoic acid, methyl benzoylbenzoate, 4-benzoyl-4′-methyldiphenyl sulfide. Benzylmethyl ketal, dimethylaminomethylbenzoate, 2-n-butoxyethyl-4-dimethylaminobenzoate, isoamyl p-dimethylaminobenzoate, 3,3′-dimethyl-4-methoxybenzophenone, methylobenzoyl formate, 2 -Methyl-1- (4- (methylthio) phenyl) -2-morpholinopropan-1-one, 2-benzyl-2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) -butan-1-one, -(4- Dodecylphenyl) -2-hydroxy-2-methylpropan-1-one, 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone, 2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-one, 1- (4-isopropylphenyl)- 2-hydroxy-2-methylpropan-1-one, 2-chlorothioxanthone, 2,4-diethylthioxanthone 2,4-diisopropylthioxanthone, 2,4-dimethylthioxanthone, isopropylthioxanthone, 1-chloro-4-propoxythioxanthone, etc. Can be mentioned. In addition to the photopolymerization initiator, it is also possible to add a sensitizer as long as the purpose of this embodiment is not impaired.

このような光重合開始剤の添加量としては、一般的には0.01〜20重量%、好ましくは0.1〜10重量%、より好ましくは0.5〜5重量%の範囲で上記反応性液晶に添加することができる。   The amount of the photopolymerization initiator added is generally 0.01 to 20% by weight, preferably 0.1 to 10% by weight, more preferably 0.5 to 5% by weight. It can be added to the liquid crystal.

(反応性液晶層)
上記のような反応性液晶を固定化してなる反応性液晶層の厚みは1nm〜1000nmの範囲内であることが好ましく、より好ましくは3nm〜100nmの範囲内である。反応性液晶層が上記範囲を超えて厚くなると必要以上の異方性が生じてしまい、また上記範囲より薄いと所定の異方性が得られない場合があるからである。したがって、反応性液晶層の厚みは、必要な異方性に準じて決定すればよい。
(Reactive liquid crystal layer)
The thickness of the reactive liquid crystal layer formed by fixing the reactive liquid crystal as described above is preferably in the range of 1 nm to 1000 nm, and more preferably in the range of 3 nm to 100 nm. This is because if the reactive liquid crystal layer is thicker than the above range, anisotropy more than necessary occurs, and if it is thinner than the above range, the predetermined anisotropy may not be obtained. Therefore, the thickness of the reactive liquid crystal layer may be determined according to the required anisotropy.

次に、反応性液晶層の形成方法について説明する。反応性液晶層は、第1配向層または第2配向層上に上記反応性液晶を含む反応性液晶層形成用塗工液を塗布し、配向処理を行い、上記反応性液晶の配向状態を固定化することにより形成することができる。   Next, a method for forming the reactive liquid crystal layer will be described. The reactive liquid crystal layer applies a reactive liquid crystal layer-forming coating liquid containing the reactive liquid crystal on the first alignment layer or the second alignment layer, performs an alignment treatment, and fixes the alignment state of the reactive liquid crystal. Can be formed.

また、反応性液晶層形成用塗工液を塗布するのではなく、ドライフィルム等をあらかじめ形成し、これを第1配向層または第2配向層上に積層する方法も用いることができるが、本態様においては、反応性液晶を溶媒に溶解させて反応性液晶層形成用塗工液を調製し、これを第1配向層または第2配向層上に塗布し、溶媒を除去する方法を用いることが好ましい。この方法は、工程上比較的簡便であるからである。   Further, instead of applying a coating liquid for forming a reactive liquid crystal layer, a method of forming a dry film or the like in advance and laminating it on the first alignment layer or the second alignment layer can also be used. In the embodiment, a method is used in which a reactive liquid crystal is dissolved in a solvent to prepare a coating liquid for forming a reactive liquid crystal layer, which is applied onto the first alignment layer or the second alignment layer, and the solvent is removed. Is preferred. This is because this method is relatively simple in terms of steps.

上記反応性液晶層形成用塗工液に用いる溶媒としては、上記反応性液晶等を溶解することができ、かつ上記カラムナー配向層の配向能を阻害しないものであれば特に限定されない。例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン、n−ブチルベンゼン、ジエチルベンゼン、テトラリン等の炭化水素類;メトキシベンゼン、1,2−ジメトキシベンゼン、ジエチレングリコールジメチルエーテル等のエーテル類;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、2,4−ペンタンジオン等のケトン類;酢酸エチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、γ−ブチロラクトン等のエステル類;2−ピロリドン、N−メチル−2−ピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等のアミド系溶媒;クロロホルム、ジクロロメタン、四塩化炭素、ジクロロエタン、テトラクロロエタン、トリトリクロロエチレン、テトラクロロエチレン、クロロベンゼン、オルソジクロロベンゼン等のハロゲン系溶媒;t−ブチルアルコール、ジアセトンアルコール、グリセリン、モノアセチン、エチレングリコール、トリエチレングリコール、ヘキシレングリコール等のアルコール類;フェノール、パラクロロフェノール等のフェノール類;メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート等のセロソルブ類等の1種または2種以上が使用可能である。   The solvent used in the coating liquid for forming the reactive liquid crystal layer is not particularly limited as long as it can dissolve the reactive liquid crystal and the like and does not inhibit the alignment ability of the columnar alignment layer. For example, hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene, n-butylbenzene, diethylbenzene and tetralin; ethers such as methoxybenzene, 1,2-dimethoxybenzene and diethylene glycol dimethyl ether; acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclohexanone, 2 Ketones such as 1,4-pentanedione; esters such as ethyl acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, γ-butyrolactone; 2-pyrrolidone, N-methyl-2-pyrrolidone, dimethylformamide, dimethyl Amide solvents such as acetamide; chloroform, dichloromethane, carbon tetrachloride, dichloroethane, tetrachloroethane, tritrichloroethylene, tetra Halogen-based solvents such as chloroethylene, chlorobenzene and orthodichlorobenzene; alcohols such as t-butyl alcohol, diacetone alcohol, glycerin, monoacetin, ethylene glycol, triethylene glycol and hexylene glycol; phenols such as phenol and parachlorophenol; One type or two or more types of cellosolves such as methyl cellosolve, ethyl cellosolve, butyl cellosolve, and ethylene glycol monomethyl ether acetate can be used.

また、単一種の溶媒を使用しただけでは、上記反応性液晶等の溶解性が不十分であったり、カラムナー配向層が侵食されたりする場合があるが、2種以上の溶媒を混合使用することにより、この不都合を回避することができる。上記の溶媒の中にあって、単独溶媒として好ましいものは、炭化水素類とグリコールモノエーテルアセテート系溶媒であり、混合溶媒として好ましいものは、エーテル類またはケトン類と、グリコール系溶媒との混合系である。反応性液晶層形成用塗工液の濃度は、反応性液晶の溶解性や、形成しようとする反応性液晶層の厚みに依存するため一概には規定できないが、通常は1〜60重量%、好ましくは3〜40重量%の範囲で調整される。   In addition, the use of a single type of solvent may result in insufficient solubility of the reactive liquid crystal or the like, or the columnar alignment layer may be eroded. Therefore, this inconvenience can be avoided. Among the above-mentioned solvents, preferred as a single solvent are hydrocarbons and glycol monoether acetate solvent, and preferred as a mixed solvent is a mixed system of ethers or ketones and glycol solvent. It is. The concentration of the coating liquid for forming the reactive liquid crystal layer cannot be defined unconditionally because it depends on the solubility of the reactive liquid crystal and the thickness of the reactive liquid crystal layer to be formed, but usually 1 to 60% by weight, Preferably, it is adjusted in the range of 3 to 40% by weight.

さらに、上記反応性液晶層形成用塗工液には、本態様の目的を損なわない範囲内で、下記に示すような化合物を添加することができる。添加できる化合物としては、例えば、多価アルコールと1塩基酸または多塩基酸を縮合して得られるポリエステルプレポリマーに、(メタ)アクリル酸を反応させて得られるポリエステル(メタ)アクリレート;ポリオール基と2個のイソシアネート基を持つ化合物を互いに反応させた後、その反応生成物に(メタ)アクリル酸を反応させて得られるポリウレタン(メタ)アクリレート;ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、ポリカルボン酸ポリグリシジルエステル、ポリオールポリグリシジルエーテル、脂肪族または脂環式エポキシ樹脂、アミンエポキシ樹脂、トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、ジヒドロキシベンゼン型エポキシ樹脂等のエポキシ樹脂と、(メタ)アクリル酸を反応させて得られるエポキシ(メタ)アクリレート等の光重合性化合物;アクリル基やメタクリル基を有する光重合性の液晶性化合物等が挙げられる。上記反応性液晶に対するこれら化合物の添加量は、本態様の目的が損なわれない範囲で選択される。これらの化合物の添加により、反応性液晶の硬化性が向上し、得られる反応性液晶層の機械強度が増大し、またその安定性が改善される。   Furthermore, the following compounds can be added to the reactive liquid crystal layer-forming coating solution as long as the purpose of this embodiment is not impaired. Examples of compounds that can be added include polyester (meth) acrylate obtained by reacting (meth) acrylic acid with a polyester prepolymer obtained by condensing polyhydric alcohol and monobasic acid or polybasic acid; A polyurethane (meth) acrylate obtained by reacting a compound having two isocyanate groups with each other and then reacting the reaction product with (meth) acrylic acid; bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, novolak Type epoxy resins, polycarboxylic acid polyglycidyl esters, polyol polyglycidyl ethers, aliphatic or cycloaliphatic epoxy resins, amine epoxy resins, triphenolmethane type epoxy resins, dihydroxybenzene type epoxy resins and the like (meth) Acry Photopolymerizable compound in epoxy (meth) acrylate obtained by reacting an acid; photopolymerizable liquid crystal compound having an acryl group or methacryl group and the like. The amount of these compounds added to the reactive liquid crystal is selected within a range that does not impair the purpose of this embodiment. Addition of these compounds improves the curability of the reactive liquid crystal, increases the mechanical strength of the resulting reactive liquid crystal layer, and improves its stability.

このような反応性液晶層形成用塗工液を塗布する方法としては、スピンコート法、ロールコート法、プリント法、ディップコート法、カーテンコート法(ダイコート法)、キャスティング法、バーコート法、ブレードコート法、スプレーコート法、グラビアコート法、リバースコート法、押し出しコート法等が挙げられる。   As a method for applying such a coating liquid for forming a reactive liquid crystal layer, a spin coating method, a roll coating method, a printing method, a dip coating method, a curtain coating method (die coating method), a casting method, a bar coating method, a blade Examples thereof include a coating method, a spray coating method, a gravure coating method, a reverse coating method, and an extrusion coating method.

また、上記反応性液晶層形成用塗工液を塗布した後は、溶媒を除去するのであるが、この溶媒の除去は、例えば、減圧除去もしくは加熱除去、さらにはこれらを組み合わせる方法等により行われる。   In addition, the solvent is removed after the reactive liquid crystal layer forming coating solution is applied, and the removal of the solvent is performed by, for example, removal under reduced pressure or removal by heating, or a combination thereof. .

本態様においては、上述したように塗布された反応性液晶を、カラムナー配向層により配向させて液晶規則性を有する状態とする。すなわち、反応性液晶にネマチック相を発現させる。これは、通常はN−I転移点以下で熱処理する方法等の方法により行われる。ここで、N−I転移点とは、液晶相から等方相へ転移する温度を示すものである。   In this embodiment, the reactive liquid crystal applied as described above is aligned by the columnar alignment layer to have a liquid crystal regularity. That is, a nematic phase is developed in the reactive liquid crystal. This is usually performed by a method such as a method of performing a heat treatment below the NI transition point. Here, the NI transition point indicates the temperature at which the liquid crystal phase transitions to the isotropic phase.

上述したように、反応性液晶は重合性液晶材料を含むものであり、このような重合性液晶材料の配向状態を固定化するには、重合を活性化する活性放射線を照射する方法が用いられる。ここでいう活性放射線とは、重合性液晶材料に対して重合を起こさせる能力がある放射線をいい、必要であれば重合性液晶材料内に光重合開始剤が含まれていてもよい。   As described above, the reactive liquid crystal contains a polymerizable liquid crystal material, and in order to fix the alignment state of such a polymerizable liquid crystal material, a method of irradiating active radiation that activates polymerization is used. . The active radiation as used herein refers to radiation capable of causing polymerization of the polymerizable liquid crystal material. If necessary, a photopolymerization initiator may be included in the polymerizable liquid crystal material.

このような活性放射線としては、重合性液晶材料を重合させることが可能な放射線であれば特に限定されるものではないが、通常は装置の容易性等の観点から紫外光または可視光線が使用され、波長が150〜500nm、好ましくは250〜450nm、さらに好ましくは300〜400nmの照射光が用いられる。   The actinic radiation is not particularly limited as long as it is a radiation capable of polymerizing the polymerizable liquid crystal material, but usually ultraviolet light or visible light is used from the viewpoint of the ease of the apparatus. Irradiation light having a wavelength of 150 to 500 nm, preferably 250 to 450 nm, and more preferably 300 to 400 nm is used.

本態様においては、光重合開始剤が紫外線でラジカルを発生し、重合性液晶材料がラジカル重合するような重合性液晶材料に対して、紫外線を活性放射線として照射する方法が好ましい方法であるといえる。活性放射線として紫外線を用いる方法は、既に確立された技術であることから、用いる光重合開始剤を含めて、本態様への応用が容易であるからである。   In this embodiment, it can be said that a preferable method is to irradiate a polymerizable liquid crystal material in which the photopolymerization initiator generates radicals with ultraviolet rays and radically polymerizes the polymerizable liquid crystal material with ultraviolet rays as active radiation. . This is because the method using ultraviolet rays as the actinic radiation is an already established technique, and therefore it can be easily applied to this embodiment including the photopolymerization initiator to be used.

この照射光の光源としては、低圧水銀ランプ(殺菌ランプ、蛍光ケミカルランプ、ブラックライト)、高圧放電ランプ(高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ)、ショートアーク放電ランプ(超高圧水銀ランプ、キセノンランプ、水銀キセノンランプ)などが例示できる。なかでもメタルハライドランプ、キセノンランプ、高圧水銀ランプ等の使用が推奨される。また、照射強度は、反応性液晶の組成や光重合開始剤の多寡によって適宜調整されて照射される。   As the light source of this irradiation light, low pressure mercury lamp (sterilization lamp, fluorescent chemical lamp, black light), high pressure discharge lamp (high pressure mercury lamp, metal halide lamp), short arc discharge lamp (super high pressure mercury lamp, xenon lamp, mercury xenon) Lamp). In particular, the use of metal halide lamps, xenon lamps, high-pressure mercury lamps, etc. is recommended. The irradiation intensity is appropriately adjusted according to the composition of the reactive liquid crystal and the amount of photopolymerization initiator.

このような活性照射線の照射は、上記重合性液晶材料が液晶相となる温度条件で行ってもよく、また液晶相となる温度より低い温度で行ってもよい。一旦液晶相となった重合性液晶材料は、その後温度を低下させても、配向状態が急に乱れることはないからである。   Such irradiation with active radiation may be performed under a temperature condition in which the polymerizable liquid crystal material becomes a liquid crystal phase, or may be performed at a temperature lower than the temperature at which the liquid crystal phase is formed. This is because the alignment state of the polymerizable liquid crystal material once in the liquid crystal phase is not disturbed suddenly even if the temperature is lowered thereafter.

なお、重合性液晶材料の配向状態を固定化する方法としては、上記の活性放射線を照射する方法以外にも、加熱して重合性液晶材料を重合させる方法も用いることができる。   As a method for fixing the alignment state of the polymerizable liquid crystal material, in addition to the method of irradiating the active radiation, a method of polymerizing the polymerizable liquid crystal material by heating can also be used.

3.第3の態様
次に、本発明の液晶表示素子の第3の態様について説明する。第3の態様の液晶表示素子は、上記第1配向層が上記カラムナー配向層であり、上記第2配向層が光配向膜であることを特徴とするものである。
3. Third Aspect Next, a third aspect of the liquid crystal display element of the present invention will be described. The liquid crystal display element according to the third aspect is characterized in that the first alignment layer is the columnar alignment layer and the second alignment layer is a photo-alignment film.

このような第3の態様の液晶表示素子について以下に説明する。図1(a)は、本発明の第3の態様の液晶表示素子の一例を示すものであり、図中、第1配向層3aは、上記カラムナー配向層であり、第2配向層3bが光配向膜であり、図3(a)に示すように、上記第1配向層3aの板状分子の法線方向と上記第2配向層3bの配向方向とが略平行に配置されていることにより、配向処理を簡略化して、配向欠陥を生じることなく、強誘電性液晶のモノドメイン配向を得るものである。なお「略平行」の定義は、第1の態様で説明したものと同じである。   The liquid crystal display element according to the third aspect will be described below. FIG. 1A shows an example of a liquid crystal display element according to the third aspect of the present invention. In the drawing, the first alignment layer 3a is the columnar alignment layer, and the second alignment layer 3b is light. As shown in FIG. 3 (a), the normal direction of the plate-like molecules of the first alignment layer 3a and the alignment direction of the second alignment layer 3b are arranged substantially in parallel as shown in FIG. This simplifies the alignment process and obtains the monodomain alignment of the ferroelectric liquid crystal without causing alignment defects. The definition of “substantially parallel” is the same as that described in the first embodiment.

以下、本態様の各構成部材および製造方法について説明するが、本態様に用いられる第1配向層はカラムナー配向層であり、このカラムナー配向層については、第1の態様の項で述べたものと同じであるのでここでの説明は省略する。また、本態様に用いられる液晶層、第1基材、第2基材、第1電極層、第2電極層および偏光板は第1の態様の項で説明したものと同じものを使用することができ、さらに本態様の製造方法については、第2配向層をラビング配向膜または光配向膜とすることを除いて第1の態様の項で述べた方法と同様であるので、これらの説明は省略する。以下、本態様に用いられる第2配向層について説明する。   Hereinafter, although each structural member and manufacturing method of this aspect are demonstrated, the 1st orientation layer used for this aspect is a columnar orientation layer, About this columnar orientation layer, what was described in the term of the 1st aspect Since it is the same, description here is abbreviate | omitted. In addition, the liquid crystal layer, the first base material, the second base material, the first electrode layer, the second electrode layer, and the polarizing plate used in this aspect should be the same as those described in the first aspect. Further, the manufacturing method of this embodiment is the same as the method described in the section of the first embodiment except that the second alignment layer is a rubbing alignment film or a photo-alignment film. Omitted. Hereinafter, the second alignment layer used in this embodiment will be described.

a.第2配向層
本態様に用いられる第2配向層は、第1配向層とともに強誘電性液晶を挟持して強誘電性液晶の配向を制御する機能を有するものであり、本態様においてこの第2配向層は光配向膜である。
a. Second alignment layer The second alignment layer used in this embodiment has a function of controlling the alignment of the ferroelectric liquid crystal by sandwiching the ferroelectric liquid crystal together with the first alignment layer. The alignment layer is a photo-alignment film.

本態様に用いられる光配向膜としては、一般に液晶表示素子に用いられるものであれば特に限定されるものではなく、後述する光配向膜の構成材料を塗布した基板に偏光を制御した光を照射し、光励起反応(分解、異性化、二量化)を生じさせて得られた膜に異方性を付与することによりその膜上の液晶分子を配向させるものである。   The photo-alignment film used in this embodiment is not particularly limited as long as it is generally used for a liquid crystal display element, and the substrate on which a constituent material of the photo-alignment film described later is applied is irradiated with light whose polarization is controlled. Then, anisotropy is imparted to the film obtained by causing a photoexcitation reaction (decomposition, isomerization, dimerization) to align liquid crystal molecules on the film.

このような光配向膜の構成材料は、光を照射して光励起反応を生じることにより、強誘電性液晶を配向させる効果(光配列性:photoaligning)を有するものであれば特に限定されるものではなく、このような材料としては、大きく、光反応を生じることにより光配向膜に異方性を付与する光反応型の材料と、光異性化反応を生じることにより光配向膜に異方性を付与する光異性化反応型の材料とに分けることができる。なお、上記光配向膜の構成材料が光励起反応を生じる光の波長領域は、紫外光域の範囲内、すなわち10nm〜400nmの範囲内であることが好ましく、250nm〜380nmの範囲内であることがより好ましい。以下、それぞれについて説明する。   The constituent material of such a photo-alignment film is not particularly limited as long as it has an effect of aligning ferroelectric liquid crystals (photo-alignment) by irradiating light and causing a photoexcitation reaction. However, such a material is large, and a photoreactive material that imparts anisotropy to the photoalignment film by causing a photoreaction, and an anisotropy in the photoalignment film by causing a photoisomerization reaction. It can be divided into the photoisomerization reaction type material to be provided. In addition, the wavelength region of light in which the constituent material of the photo-alignment film causes a photoexcitation reaction is preferably in the ultraviolet region, that is, in the range of 10 nm to 400 nm, and preferably in the range of 250 nm to 380 nm. More preferred. Each will be described below.

(光反応型)
まず、光反応型の構成材料について説明する。上述したように、光反応型の構成材料とは、光反応を生じることにより光配向膜に異方性を付与する材料である。本態様に用いられる光反応型の構成材料としては、このような特性を有するものであれば特に限定されるものではないが、中でも光二量化反応または光分解反応を生じることにより上記光配向膜に異方性を付与する材料であることが好ましい。
(Photoreactive type)
First, a photoreactive component material will be described. As described above, the photoreactive component material is a material that imparts anisotropy to the photoalignment film by causing a photoreaction. The photo-reactive constituent material used in this embodiment is not particularly limited as long as it has such characteristics, but among them, the photo-alignment film is formed by causing a photodimerization reaction or a photodecomposition reaction. A material that imparts anisotropy is preferred.

ここで、光二量化反応とは、光照射により偏光方向に配向した反応部位がラジカル重合して分子2個が重合する反応をいい、この反応により偏光方向の配向を安定化し、光配向膜に異方性を付与することができるものである。一方、光分解反応とは、光照射により偏光方向に配向したポリイミドなどの分子鎖を分解する反応をいい、この反応により偏光方向に垂直な方向に配向した分子鎖を残し、光配向膜に異方性を付与することができるものである。本態様においては、これらの光反応型の材料の中でも、露光感度が高く、材料選択の幅が広いことから、光二量化反応により光配向膜に異方性を付与する材料を用いることがより好ましい。   Here, the photodimerization reaction refers to a reaction in which a reaction site oriented in the polarization direction by light irradiation undergoes radical polymerization and two molecules are polymerized. This reaction stabilizes the orientation in the polarization direction and makes the photo-alignment film different. It is possible to impart directionality. On the other hand, the photodecomposition reaction is a reaction that decomposes molecular chains such as polyimide oriented in the polarization direction by light irradiation. This reaction leaves a molecular chain oriented in the direction perpendicular to the polarization direction, and is different from the photo-alignment film. It is possible to impart directionality. In this embodiment, among these photoreactive materials, it is more preferable to use a material that imparts anisotropy to the photoalignment film by a photodimerization reaction because of high exposure sensitivity and a wide range of material selection. .

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

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

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

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

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

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

Figure 0004679972
Figure 0004679972

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

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

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

Figure 0004679972
Figure 0004679972

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

Figure 0004679972
Figure 0004679972

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

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

重合開始剤または重合禁止剤は、一般に公知の化合物の中から、光二量化反応性化合物の種類によって適宜選択して用いればよい。重合開始剤または重合禁止剤の添加量は、光二量化反応性化合物に対し、0.001重量%〜20重量%の範囲内であることが好ましく、0.1重量%〜5重量%の範囲内であることがより好ましい。   The polymerization initiator or polymerization inhibitor may be appropriately selected from generally known compounds according to the type of the photodimerization reactive compound. The addition amount of the polymerization initiator or the polymerization inhibitor is preferably in the range of 0.001% by weight to 20% by weight, and in the range of 0.1% by weight to 5% by weight with respect to the photodimerization reactive compound. It is more preferable that

なお、光分解反応を利用した光反応型の材料としては、例えば日産化学工業(株)製のポリイミド「RN1199」などを挙げることができる。また、光二量化反応を利用した光反応型の材料としては、例えばRolic technologies社製の「ROP102」や「ROP103」などを挙げることができる。   In addition, as a photoreactive type material using a photodecomposition reaction, the polyimide "RN1199" by Nissan Chemical Industries Ltd. etc. can be mentioned, for example. Examples of the photoreactive material using photodimerization reaction include “ROP102” and “ROP103” manufactured by Rolic technologies.

次に、上記光反応型の材料を用いた場合の光配向処理方法について説明する。本態様において、光配向処理方法は、光配向膜に異方性を付与することができるものであれば特に限定されるものではなく、例えば電極層が設けられた基板の液晶層と対向する面上に、上述した光配向膜の構成材料を有機溶剤で希釈した塗工液をコーティングし、乾燥させることにより行うことができる。この場合に、塗工液中の光二量化反応性化合物の含有量は、0.05重量%〜10重量%の範囲内であることが好ましく、0.2重量%〜2重量%の範囲内であることがより好ましい。光二量化反応性化合物の含有量が小さすぎると、配向膜に適度な異方性を付与することが困難となり、逆に大きすぎると、塗工液の粘度が高くなるので均一な塗膜を形成しにくくなるからである。   Next, a photo-alignment processing method using the photoreactive material will be described. In this embodiment, the photo-alignment treatment method is not particularly limited as long as anisotropy can be imparted to the photo-alignment film. For example, the surface facing the liquid crystal layer of the substrate provided with the electrode layer The coating material obtained by diluting the constituent material of the photo-alignment film described above with an organic solvent may be coated and dried. In this case, the content of the photodimerization reactive compound in the coating liquid is preferably in the range of 0.05% by weight to 10% by weight, and in the range of 0.2% by weight to 2% by weight. More preferably. If the content of the photodimerization reactive compound is too small, it will be difficult to impart adequate anisotropy to the alignment film. Conversely, if the content is too large, the viscosity of the coating solution will increase, and a uniform coating will be formed. Because it becomes difficult to do.

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

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

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

偏光方向は、上記光励起反応を生じさせることができるものであれば特に限定されるものではないが、強誘電性液晶の配向状態を良好なものとすることができることから、基板面に対して略垂直であることが好ましい。   The polarization direction is not particularly limited as long as it can cause the above-described photoexcitation reaction. However, since the alignment state of the ferroelectric liquid crystal can be improved, the polarization direction is substantially the same as the substrate surface. Preferably it is vertical.

(光異性化型)
次に、光異性化型の材料について説明する。本態様において、光異性化型の材料とは、上述したように、光異性化反応を生じることにより光配向膜に異方性を付与する材料であり、このような特性を有する材料であれば特に限定されるものではないが、光異性化反応を生じることにより上記光配向膜に異方性を付与する光異性化反応性化合物を含むものであることがより好ましい。このような光異性化反応性化合物を含むことにより、光照射により、複数の異性体のうち安定な異性体が増加し、それにより光配向膜に異方性を付与することができるからである。
(Photoisomerization type)
Next, the photoisomerization type material will be described. In this embodiment, the photoisomerization type material is a material that imparts anisotropy to the photo-alignment film by causing a photoisomerization reaction as described above, and any material having such characteristics can be used. Although not particularly limited, it is more preferable to include a photoisomerization reactive compound that imparts anisotropy to the photoalignment film by causing a photoisomerization reaction. By including such a photoisomerization-reactive compound, a stable isomer among a plurality of isomers is increased by light irradiation, whereby anisotropy can be imparted to the photo-alignment film. .

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

このような光異性化反応性化合物が生じる光異性化反応としては、シス−トランス異性化反応であることが好ましい。光照射によりシス体またはトランス体のいずれかの異性体が増加し、それにより光配向膜に異方性を付与することができるからである。   The photoisomerization reaction that produces such a photoisomerization-reactive compound is preferably a cis-trans isomerization reaction. This is because either the cis isomer or the trans isomer is increased by light irradiation, whereby anisotropy can be imparted to the photo-alignment film.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

以下、アゾベンゼン骨格が光異性化反応を生じることにより光配向膜に異方性を付与できる理由について説明する。まず、アゾベンゼン骨格に、直線偏光紫外光を照射すると、下記式に示されるように、分子長軸が偏光方向に配向しているトランス体のアゾベンゼン骨格が、シス体に変化する。   Hereinafter, the reason why an anisotropy can be imparted to the photo-alignment film by causing the azobenzene skeleton to undergo a photoisomerization reaction will be described. First, when the azobenzene skeleton is irradiated with linearly polarized ultraviolet light, the trans azobenzene skeleton having the molecular long axis oriented in the polarization direction is changed to a cis isomer as shown in the following formula.

Figure 0004679972
Figure 0004679972

アゾベンゼン骨格のシス体は、トランス体に比べて化学的に不安定であるため、熱的にまたは可視光を吸収してトランス体に戻るが、このとき、上記式の左のトランス体になるか右のトランス体になるかは同じ確率で起こる。そのため、紫外光を吸収し続けると、右側のトランス体の割合が増加し、アゾベンゼン骨格の平均配向方向は紫外光の偏光方向に対して垂直になる。本態様においては、この現象を利用することにより、アゾベンゼン骨格の配向方向を揃え、光配向膜に異方性を付与し、その膜上の液晶分子の配向を制御することができるのである。   Since the cis isomer of the azobenzene skeleton is chemically unstable compared to the trans isomer, it thermally or absorbs visible light and returns to the trans isomer. Whether to become the right transformer body occurs with the same probability. Therefore, if the ultraviolet light is continuously absorbed, the ratio of the right-side trans isomer increases, and the average orientation direction of the azobenzene skeleton becomes perpendicular to the polarization direction of the ultraviolet light. In this embodiment, by utilizing this phenomenon, the alignment direction of the azobenzene skeleton is aligned, anisotropy is imparted to the photo-alignment film, and the alignment of liquid crystal molecules on the film can be controlled.

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

Figure 0004679972
Figure 0004679972

上記式中、R21は各々独立して、ヒドロキシ基を表す。R22は−(A21−B21−A21−(D21−で表される連結基を表し、R23は(D21−(A21−B21−A21−で表される連結基を表す。ここで、A21は二価の炭化水素基を表し、B21は−O−、−COO−、−OCO−、−CONH−、−NHCO−、−NHCOO−または−OCONH−を表し、mは0〜3の整数を表す。D21は、mが0のとき二価の炭化水素基を表し、mが1〜3の整数のとき−O−、−COO−、−OCO−、−CONH−、−NHCO−、−NHCOO−または−OCONH−を表し、nは0または1を表す。R24は各々独立して、ハロゲン原子、カルボキシ基、ハロゲン化メチル基、ハロゲン化メトキシ基、シアノ基、ニトロ基、メトキシ基またはメトキシカルボニル基を表す。ただし、カルボキシ基はアルカリ金属と塩を形成していてもよい。R25は各々独立して、カルボキシ基、スルホ基、ニトロ基、アミノ基またはヒドロキシ基を表す。ただし、カルボキシ基またはスルホ基はアルカリ金属と塩を形成していてもよい。 In the above formula, each R 21 independently represents a hydroxy group. R 22 is - (A 21 -B 21 -A 21 ) m - (D 21) n - represents a linking group represented by, R 23 is (D 21) n - (A 21 -B 21 -A 21) m represents a linking group represented by-. Here, A 21 represents a divalent hydrocarbon group, B 21 represents —O—, —COO—, —OCO—, —CONH—, —NHCO—, —NHCOO— or —OCONH—, and m represents Represents an integer of 0 to 3; D 21 represents a divalent hydrocarbon group when m is 0, and —O—, —COO—, —OCO—, —CONH—, —NHCO—, —NHCOO— when m is an integer of 1 to 3. Alternatively, -OCONH- is represented, and n represents 0 or 1. R 24 each independently represents a halogen atom, a carboxy group, a halogenated methyl group, a halogenated methoxy group, a cyano group, a nitro group, a methoxy group or a methoxycarbonyl group. However, the carboxy group may form a salt with an alkali metal. R 25 each independently represents a carboxy group, a sulfo group, a nitro group, an amino group or a hydroxy group. However, the carboxy group or the sulfo group may form a salt with the alkali metal.

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

Figure 0004679972
Figure 0004679972

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

Figure 0004679972
Figure 0004679972

上記式中、R31は各々独立して、(メタ)アクリロイルオキシ基、(メタ)アクリルアミド基、ビニルオキシ基、ビニルオキシカルボニル基、ビニルイミノカルボニル基、ビニルイミノカルボニルオキシ基、ビニル基、イソプロペニルオキシ基、イソプロペニルオキシカルボニル基、イソプロペニルイミノカルボニル基、イソプロペニルイミノカルボニルオキシ基、イソプロペニル基またはエポキシ基を表す。R32は−(A31−B31−A31−(D31−で表される連結基を表し、R33は(D31−(A31−B31−A31−で表される連結基を表す。ここで、A31は二価の炭化水素基を表し、B31は−O−、−COO−、−OCO−、−CONH−、−NHCO−、−NHCOO−または−OCONH−を表し、mは0〜3の整数を表す。D31は、mが0のとき二価の炭化水素基を表し、mが1〜3の整数のとき−O−、−COO−、−OCO−、−CONH−、−NHCO−、−NHCOO−または−OCONH−を表し、nは0または1を表す。R34は各々独立して、ハロゲン原子、カルボキシ基、ハロゲン化メチル基、ハロゲン化メトキシ基、シアノ基、ニトロ基、メトキシ基またはメトキシカルボニル基を表す。ただし、カルボキシ基はアルカリ金属と塩を形成していてもよい。R35は各々独立して、カルボキシ基、スルホ基、ニトロ基、アミノ基またはヒドロキシ基を表す。ただし、カルボキシ基またはスルホ基はアルカリ金属と塩を形成していてもよい。 In the above formula, each R 31 is independently (meth) acryloyloxy group, (meth) acrylamide group, vinyloxy group, vinyloxycarbonyl group, vinyliminocarbonyl group, vinyliminocarbonyloxy group, vinyl group, isopropenyloxy. Represents a group, isopropenyloxycarbonyl group, isopropenyliminocarbonyl group, isopropenyliminocarbonyloxy group, isopropenyl group or epoxy group. R 32 is - (A 31 -B 31 -A 31 ) m - (D 31) n - represents a linking group represented by, R 33 is (D 31) n - (A 31 -B 31 -A 31) m represents a linking group represented by-. Here, A 31 represents a divalent hydrocarbon group, B 31 represents —O—, —COO—, —OCO—, —CONH—, —NHCO—, —NHCOO— or —OCONH—, and m represents Represents an integer of 0 to 3; D 31 represents a divalent hydrocarbon group when m is 0, and —O—, —COO—, —OCO—, —CONH—, —NHCO—, —NHCOO— when m is an integer of 1 to 3. Alternatively, -OCONH- is represented, and n represents 0 or 1. R 34 each independently represents a halogen atom, a carboxy group, a halogenated methyl group, a halogenated methoxy group, a cyano group, a nitro group, a methoxy group or a methoxycarbonyl group. However, the carboxy group may form a salt with an alkali metal. Each R 35 independently represents a carboxy group, a sulfo group, a nitro group, an amino group or a hydroxy group. However, the carboxy group or the sulfo group may form a salt with the alkali metal.

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

Figure 0004679972
Figure 0004679972

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

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

重合開始剤または重合禁止剤は、一般に公知の化合物の中から、光異性化反応性化合物の種類によって適宜選択して用いればよい。重合開始剤または重合禁止剤の添加量は、光異性化反応性化合物に対し、0.001重量%〜20重量%の範囲内であることが好ましく、0.1重量%〜5重量%の範囲内であることがより好ましい。   The polymerization initiator or polymerization inhibitor may be appropriately selected from generally known compounds according to the type of photoisomerization reactive compound. The addition amount of the polymerization initiator or the polymerization inhibitor is preferably in the range of 0.001% by weight to 20% by weight, and in the range of 0.1% by weight to 5% by weight with respect to the photoisomerization reactive compound. More preferably, it is within.

このような光異性化型の材料を用いた場合の光配向処理は、上記光反応型の材料を用いた場合と同様の方法で行うことができるが、この場合に、塗工液中の光異性化反応性化合物の含有量は、0.05重量%〜10重量%の範囲内であることが好ましく、0.2重量%〜5重量%の範囲内であることがより好ましい。
また、光異性化型の場合には、無偏光紫外線斜方を照射することにより光配向処理を行うこともできる。光の照射方向は、上記光励起反応を生じさせることができるものであれば特に限定されるものではないが、強誘電性液晶の配向状態を良好なものとすることができることから、基板面に対して斜め10°〜45°の範囲内とすることが好ましく、30°〜45°の範囲内とすることがより好ましく、最も好ましくは45°である。
さらに、光異性化反応性化合物として、上述したような重合性モノマーを用いる場合には、光配向処理を行った後、加熱することにより、ポリマー化し、光配向膜に付与された異方性を安定化することができる。
The photo-alignment treatment when such a photoisomerization type material is used can be performed by the same method as that when the photoreaction type material is used, but in this case, the light in the coating liquid is used. The content of the isomerization reactive compound is preferably in the range of 0.05% by weight to 10% by weight, and more preferably in the range of 0.2% by weight to 5% by weight.
In the case of the photoisomerization type, photo-alignment treatment can also be performed by irradiating non-polarized ultraviolet oblique. The light irradiation direction is not particularly limited as long as it can cause the above-described photoexcitation reaction. However, since the alignment state of the ferroelectric liquid crystal can be made favorable, The angle is preferably within the range of 10 ° to 45 °, more preferably within the range of 30 ° to 45 °, and most preferably 45 °.
Further, when the polymerizable monomer as described above is used as the photoisomerization reactive compound, it is polymerized by heating after the photo-alignment treatment, and the anisotropy imparted to the photo-alignment film is increased. Can be stabilized.

B.液晶表示素子の製造方法
次に、本発明の液晶表示素子の製造方法について説明する。本発明の液晶表示素子の製造方法は、上記「A.液晶表示素子」の項で説明した本発明の液晶表示素子の製造方法であって、上記カラムナー配向層の形成において、基材上に、カラムナー配向層形成用塗工液を塗布して塗膜を形成する塗膜形成工程と、上記塗膜を乾燥する乾燥工程と、上記乾燥した塗膜を疎水化処理して固定化する固定化処理工程とを有するものである。
B. Next, a method for manufacturing a liquid crystal display element of the present invention will be described. The method for producing a liquid crystal display element of the present invention is the method for producing a liquid crystal display element of the present invention described in the above section “A. Liquid crystal display element”. In the formation of the columnar alignment layer, A coating film forming process for forming a coating film by applying a coating liquid for forming a columnar alignment layer, a drying process for drying the coating film, and an immobilization process for hydrophobizing and fixing the dried coating film It has a process.

このように本発明においては、カラムナー配向層の形成において、基材上に、板状分子を含有するカラムナー配向層形成用塗工液を塗布することにより塗膜を形成し、この塗膜を乾燥させた後、この塗膜を疎水化処理して固定化することにより、ラビング配向処理や光配向処理などの配向処理を要することなく、簡便な方法で強誘電性液晶の配向を制御することのできるカラムナー配向層を形成するものである。   Thus, in the present invention, in the formation of the columnar alignment layer, a coating film is formed by applying a coating liquid for forming a columnar alignment layer containing a plate-like molecule on the substrate, and this coating film is dried. After that, the coating film is hydrophobized and fixed, so that the orientation of the ferroelectric liquid crystal can be controlled by a simple method without requiring an orientation treatment such as a rubbing orientation treatment or a photo-alignment treatment. A columnar alignment layer that can be formed is formed.

また本発明においては、上記のような固定化処理工程を設けることにより、上記基材上に形成された板状分子の有する親水性基を疎水化し、板状分子からなるカラム構造が固定化されるため、強誘電性液晶の配向安定性に優れた液晶表示素子を得ることができる。   Further, in the present invention, by providing the above-described immobilization treatment step, the hydrophilic group of the plate molecule formed on the substrate is hydrophobized, and the column structure composed of the plate molecule is fixed. Therefore, a liquid crystal display element excellent in the alignment stability of the ferroelectric liquid crystal can be obtained.

本発明においては、上記「A.液晶表示素子」の項で記載したように、カラムナー配向層は、カラム構造が形成された単層であってもよく、表面に所定の幅を有する凹部または凸部がパターン状に形成された樹脂層と、この樹脂層の凹部に沿って形成されたカラム構造とを有するものであってもよい。この際、カラム構造が形成された単層であるカラムナー配向層を形成するには、基材上にカラムナー配向層形成用塗工液を塗布することになり、一方、樹脂層とカラム構造とを有するカラムナー配向層を形成するには、まず基材上に樹脂層を形成し、この樹脂層上にカラムナー配向層形成用塗工液を塗布することになる。いずれの場合においても、ラビング配向処理や光配向処理などの配向処理を要することなく、カラムナー配向層形成用塗工液を塗布することにより、板状分子の自己組織化を利用してカラム構造を配向させることができるので、ロールトゥロールプロセスによるカラムナー配向層の形成が可能であり、製造効率を向上させることができる。   In the present invention, as described in the above section “A. Liquid crystal display element”, the columnar alignment layer may be a single layer in which a column structure is formed, and has a concave or convex surface having a predetermined width on the surface. The portion may have a resin layer formed in a pattern and a column structure formed along the concave portion of the resin layer. At this time, in order to form a columnar alignment layer that is a single layer in which a column structure is formed, a columnar alignment layer forming coating solution is applied on the substrate, while the resin layer and the column structure are separated. In order to form the columnar alignment layer, the resin layer is first formed on the substrate, and the columnar alignment layer forming coating solution is applied on the resin layer. In any case, the column structure is formed by applying the columnar alignment layer forming coating liquid without applying an alignment treatment such as a rubbing alignment treatment or a photo-alignment treatment. Since it can be aligned, a columnar alignment layer can be formed by a roll-to-roll process, and the production efficiency can be improved.

このような本発明の液晶表示素子の製造方法について以下に説明するが、本発明の方法は、上述したようにカラムナー配向層の形成に特徴を有するものであり、その他の構成部材の形成方法については、上記「A.液晶表示素子」の項で説明したものと同様にして行うことができるので、ここでの記載は省略する。以下、本発明に用いられるカラムナー配向層の形成方法について説明する。   The manufacturing method of the liquid crystal display element of the present invention will be described below. The method of the present invention is characterized by the formation of the columnar alignment layer as described above. Can be performed in the same manner as described in the above section “A. Liquid crystal display element”, and thus description thereof is omitted here. Hereinafter, a method for forming the columnar alignment layer used in the present invention will be described.

上述したように、本発明に用いられるカラムナー配向層の形成方法は、基材上に、カラムナー配向層形成用塗工液を塗布して塗膜を形成する塗膜形成工程と、上記塗膜を乾燥する乾燥工程と、上記乾燥した塗膜を疎水化処理して固定化する固定化処理工程とを有するものである。以下、各工程について説明する。   As described above, the columnar alignment layer forming method used in the present invention includes a coating film forming step of applying a coating liquid for forming a columnar alignment layer on a base material to form a coating film, and the above coating film. It has a drying process which dries, and an immobilization process which hydrophobizes and fixes the dried coating film. Hereinafter, each step will be described.

(1)塗膜形成工程
まず、塗膜形成工程について説明する。本工程においては、基材上にカラムナー配向層形成用塗工液を塗布して塗膜を形成する。以下、本工程に用いられるカラムナー配向層形成用塗工液およびその塗布方法について説明する。
(1) Coating film formation process First, a coating film formation process is demonstrated. In this step, a coating solution is formed by applying a coating liquid for forming a columnar alignment layer on the substrate. Hereinafter, the columnar alignment layer forming coating solution used in this step and the coating method thereof will be described.

(カラムナー配向層形成用塗工液)
まず本工程に用いられるカラムナー配向層形成用塗工液について説明する。本工程に用いられるカラムナー配向層形成用塗工液は、板状分子を水等の溶媒に分散または溶解したものである。板状分子を分散または溶解する溶媒は、板状分子に対して不活性なものであれば特に限定されるものではなく、上記板状分子に導入された置換基によって適宜選択される。例えばスルホン酸基等の親水性基が導入されている場合は、溶媒としては水が用いられる。一方、長鎖のアルキル基等の疎水基が導入されている場合は、有機溶媒が用いられる。
(Coating liquid for forming columnar alignment layer)
First, the columnar alignment layer forming coating solution used in this step will be described. The columnar alignment layer forming coating solution used in this step is obtained by dispersing or dissolving plate-like molecules in a solvent such as water. The solvent for dispersing or dissolving the plate molecule is not particularly limited as long as it is inert to the plate molecule, and is appropriately selected depending on the substituent introduced into the plate molecule. For example, when a hydrophilic group such as a sulfonic acid group is introduced, water is used as the solvent. On the other hand, when a hydrophobic group such as a long-chain alkyl group is introduced, an organic solvent is used.

また、上記カラムナー配向層形成用塗工液には、上記板状分子の他に、液晶材料を含有していてもよい。例えば、板状分子が配向しにくいものであったとしても、液晶材料を配向させることにより、この液晶材料の配向方向に沿って板状分子を配向させることができるからである。上記液晶材料としては、一般に配向層を形成するために用いることができる液晶材料を使用することができる。また、上記液晶材料と板状分子との液晶組成物は、リオトロピック液晶相を示すものであっても、サーモトロピック液晶相を示すものであってもよいが、通常はサーモトロピック液晶相を示すものが用いられる。   Moreover, the columnar alignment layer forming coating solution may contain a liquid crystal material in addition to the plate-like molecules. For example, even if the plate-like molecules are difficult to align, the plate-like molecules can be aligned along the alignment direction of the liquid crystal material by aligning the liquid crystal material. As the liquid crystal material, a liquid crystal material that can be generally used for forming an alignment layer can be used. Further, the liquid crystal composition of the liquid crystal material and the plate-like molecule may show a lyotropic liquid crystal phase or a thermotropic liquid crystal phase, but usually shows a thermotropic liquid crystal phase. Is used.

上記カラムナー配向層形成用塗工液には、さらに必要に応じて例えばポリエチレングリコール等の界面活性剤等の各種添加剤を含有していてもよい。   The columnar alignment layer forming coating solution may further contain various additives such as a surfactant such as polyethylene glycol, if necessary.

上記の中でも、本態様においては、カラムナー配向層形成用塗工液が水系であることが好ましい。水系のカラムナー配向層形成用塗工液を用いることにより、取り扱いが容易となるからである。   Among the above, in this embodiment, the columnar alignment layer forming coating solution is preferably aqueous. This is because use of an aqueous columnar alignment layer forming coating solution facilitates handling.

なお、カラムナー配向層形成用塗工液に用いられる板状分子は、上記「A.液晶表示素子」の項で説明した通りであるので、ここでの記載は省略する。   The plate-like molecules used in the columnar alignment layer-forming coating solution are as described in the above section “A. Liquid crystal display element”, and thus description thereof is omitted here.

(カラムナー配向層形成用塗工液の塗布方法)
次に、このようなカラムナー配向層形成用塗工液を上記基材上に塗布するための塗布方法について説明する。本工程において、上記カラムナー配向層形成用塗工液の塗布方法としては、上記板状分子の法線方向が一定方向に揃うように配列させることができるものであれば特に限定されるものではない。例えば、マイヤーバーコート、グラビアコート、ダイコート、ディップコート、スプレーコート等の各種塗装方法や、スクリーン印刷法やインクジェット法等を用いることが可能である。この塗布方法は、カラム構造を上記「A.液晶表示素子」の項で説明した基材のような平面上に形成するか、あるいは表面に凹部または凸部がパターン状に形成された樹脂層のような凹凸面上に形成するかによって適宜決定することができる。
(Coating method for coating liquid for forming columnar alignment layer)
Next, a coating method for coating such a columnar alignment layer forming coating solution on the substrate will be described. In this step, the method for applying the columnar alignment layer forming coating solution is not particularly limited as long as the normal direction of the plate-like molecules can be aligned in a certain direction. . For example, various coating methods such as Mayer bar coating, gravure coating, die coating, dip coating, and spray coating, screen printing methods, ink jet methods, and the like can be used. In this coating method, the column structure is formed on a flat surface such as the substrate described in the above section “A. Liquid crystal display element”, or a resin layer in which concave or convex portions are formed in a pattern on the surface. It can be determined appropriately depending on whether it is formed on such an uneven surface.

例えば、カラム構造を基材上に形成する場合は、上記の中でもせん断応力がかかる塗布方法を用いることが好ましい。このようにせん断応力がかかる塗布方法を用いることによりカラム構造の形成が容易となるからである。せん断応力がかかる塗布方法としては、例えば、マイヤーバーコート、スロットダイコート、スライドコート等が挙げられ、中でも、スロットダイコートを用いることが好ましい。   For example, when a column structure is formed on a substrate, it is preferable to use a coating method in which shear stress is applied. This is because the column structure can be easily formed by using a coating method in which shear stress is applied. Examples of the application method in which shear stress is applied include Mayer bar coating, slot die coating, and slide coating. Among these, it is preferable to use slot die coating.

一方、カラム構造を表面に凹部または凸部がパターン状に形成された樹脂層上に形成する場合は、せん断応力のかからない塗布方法を用い、樹脂層上の凹凸形状に沿ってカラム構造が形成されることが好ましい。この場合、塗布方法としては、インクジェット法、スプレーコート、ディップコート、フレキソ印刷法を好ましく用いることができ、中でも、インクジェット法がより好ましい。   On the other hand, when the column structure is formed on a resin layer having concave or convex portions formed on the surface, the column structure is formed along the uneven shape on the resin layer by using a coating method that does not apply shear stress. It is preferable. In this case, as an application method, an inkjet method, a spray coating, a dip coating, or a flexographic printing method can be preferably used, and among these, an inkjet method is more preferable.

(2)乾燥工程
次に、上述のようにして形成された塗膜中に含有される溶媒を蒸発させて塗膜を乾燥する乾燥工程について説明する。本発明においては、この乾燥工程を設けることにより、後述する固定化処理工程を円滑に行うようにしている。
(2) Drying process Next, the drying process of evaporating the solvent contained in the coating film formed as described above to dry the coating film will be described. In the present invention, by providing this drying process, an immobilization process described later is smoothly performed.

本工程に用いられる乾燥方法としては、塗膜上に形成されたカラム構造を破壊したり、上記樹脂層の有する凹部または凸部のパターンを変形させたりするものでなければ特に限定されるものではなく、一般的に溶媒の乾燥に用いられている方法、例えば加熱乾燥、常温乾燥、凍結乾燥、遠赤外乾燥等を用いることができる。   The drying method used in this step is not particularly limited as long as it does not destroy the column structure formed on the coating film or deform the concave or convex pattern of the resin layer. In addition, a method generally used for drying a solvent, for example, heat drying, room temperature drying, freeze drying, far infrared drying, or the like can be used.

(3)固定化処理工程
次に、本発明においては、板状分子の有する親水性基を疎水化処理し、板状分子を水に不溶もしくは難溶とし、板状分子からなるカラム構造を固定化する固定化処理工程を行う。このような固定化処理工程を設けることにより、形成されたカラムナー配向層に耐水性を付与することができ、このようにして得られる液晶表示素子は、空気中の湿気等によりカラム構造が乱れることがなく、強誘電性液晶の配向安定性に優れたものとすることができる。
(3) Immobilization treatment step Next, in the present invention, the hydrophilic group of the plate molecule is hydrophobized to make the plate molecule insoluble or sparingly soluble in water, thereby fixing the column structure composed of the plate molecule. An immobilization process is performed. By providing such an immobilization treatment step, it is possible to impart water resistance to the formed columnar alignment layer, and the liquid crystal display element thus obtained has a disordered column structure due to moisture in the air or the like. Therefore, the alignment stability of the ferroelectric liquid crystal can be excellent.

本工程に用いられる疎水化処理液としては、板状分子の有する親水性基を疎水化するものであり、板状分子に対して不活性であり、板状分子からなるカラム構造を破壊するものでなければ特に限定されるものではなく、用いられる板状分子の親水性基により異なるものであるが、隣接する板状分子間で架橋を形成できるものであることが好ましい。   The hydrophobizing solution used in this step is to hydrophilize the hydrophilic group of the plate molecule, is inert to the plate molecule, and destroys the column structure composed of the plate molecule. Otherwise, it is not particularly limited, and it varies depending on the hydrophilic group of the plate molecule used, but it is preferable that a bridge can be formed between adjacent plate molecules.

このような疎水化処理液としては、具体的には、バリウム塩、カルシウム塩、マグネシウム塩などのアルカリ土類金属塩の水溶液を用いることができ、塩化バリウム水溶液、塩化カルシウム水溶液、塩化マグネシウム水溶液等が挙げられる。例えば板状分子がSONH基を有する場合、このSONH基のスルホン酸イオンと、バリウムイオンとが結合することにより、隣接する板状分子が架橋され、カラム構造が固定化されるのである。 As such a hydrophobizing treatment solution, specifically, an aqueous solution of an alkaline earth metal salt such as barium salt, calcium salt, magnesium salt can be used, such as an aqueous solution of barium chloride, an aqueous solution of calcium chloride, an aqueous solution of magnesium chloride, etc. Is mentioned. For example, when the plate molecule has an SO 3 NH 4 group, the sulfonate ion of this SO 3 NH 4 group and the barium ion are bonded to each other to cross-link adjacent plate molecules and immobilize the column structure. It is.

また、疎水化処理方法としては、上記親水性の置換基を疎水化できる方法であれば特に限定されるものではなく、上記カラムナー配向層形成用塗工液を乾燥させた後、上記疎水化処理液を塗布する方法、上記疎水化処理液に浸漬する方法などが挙げられる。この疎水化処理液の塗布後または浸漬後は、洗浄および乾燥することにより、カラムナー配向層とすることができる。   The hydrophobizing treatment method is not particularly limited as long as the hydrophilic substituent can be hydrophobized. The hydrophobizing treatment is performed after drying the columnar alignment layer forming coating solution. Examples thereof include a method of applying a liquid and a method of immersing in the hydrophobizing treatment liquid. After application or immersion of the hydrophobizing solution, the columnar alignment layer can be formed by washing and drying.

一方、上記板状分子が長鎖のアルキル基を有する場合は、板状分子のコア部分あるいはアルキル側鎖の一部に重合性基を導入し、この重合性基を重合させることにより、板状分子を線状または網目状に架橋させ、配向状態を固定化することができる。   On the other hand, when the plate-like molecule has a long-chain alkyl group, a polymerizable group is introduced into the core part of the plate-like molecule or a part of the alkyl side chain, and this polymerizable group is polymerized to form a plate-like molecule. The molecules can be cross-linked in a linear or network form to fix the alignment state.

さらに、上記カラムナー配向層形成用塗工液が液晶材料を含有する場合は、この液晶材料を重合させることによっても板状分子の配向状態を固定化することができる。この場合、上記液晶材料は重合性基を有している必要がある。   Furthermore, when the columnar alignment layer forming coating liquid contains a liquid crystal material, the alignment state of the plate-like molecules can be fixed by polymerizing the liquid crystal material. In this case, the liquid crystal material needs to have a polymerizable group.

本発明は、このようにカラムナー配向層形成用塗工液を塗布して簡単な後処理を行うだけで容易にカラムナー配向層を形成することができる。また、カラム構造が固定化されるため、強誘電性液晶の配向安定性に優れた液晶表示素子を製造することができる。   In the present invention, the columnar alignment layer can be easily formed by simply applying the coating liquid for forming the columnar alignment layer and performing simple post-treatment. In addition, since the column structure is fixed, a liquid crystal display element excellent in the alignment stability of the ferroelectric liquid crystal can be manufactured.

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

以下に実施例を示し、本発明をさらに詳細に説明する。   The following examples illustrate the present invention in more detail.

[実施例1]
(第1配向基板の作製)
よく洗浄したITO電極付きガラス基板のITO膜上に、下記化学式(A)で表される板状分子の12%水溶液をスロットダイコーターを用いて塗布し、乾燥後、15%の塩化バリウム水溶液に約1秒間浸漬させた。さらに洗浄して、再度乾燥し、0.1μm厚のカラムナー配向層を有する第1配向基板を得た。
[Example 1]
(Preparation of first alignment substrate)
A 12% aqueous solution of a plate-like molecule represented by the following chemical formula (A) is applied onto a well-cleaned glass substrate with an ITO electrode using a slot die coater, dried, and then applied to a 15% barium chloride aqueous solution. It was immersed for about 1 second. Further, it was washed and dried again to obtain a first alignment substrate having a columnar alignment layer having a thickness of 0.1 μm.

Figure 0004679972
Figure 0004679972

(第2配向基板の作製)
板状分子として、下記化学式(B)で表される化合物を用いた以外は、上記の方法と同様にして0.2μm厚のカラムナー配向層を有する第2配向基板を得た。
(Production of second alignment substrate)
A second alignment substrate having a 0.2 μm-thick columnar alignment layer was obtained in the same manner as in the above method except that the compound represented by the following chemical formula (B) was used as the plate-like molecule.

Figure 0004679972
Figure 0004679972

(液晶層の形成)
上記第1配向基板のカラムナー配向層上に1.5μm径のビーズスペーサーを散布し、上記第2配向基板のカラムナー配向層上にシールディスペンサーを用いてシール材を塗布し、第1配向基板のカラムナー配向層の板状分子の法線方向と第2配向基板のカラムナー配向層の板状分子の法線方向とが平行になるように、かつ互いのカラムナー配向層が向かい合うように、第1配向基板および第2配向基板を配置して貼り合わせた。150℃で約1時間熱圧着を行い、試験用セルを作製した。この試験用セルに、強誘電性液晶(AZエレクトロニックマテリアルズ社製、R2301)を約100℃の温度条件で注入し徐冷したところ、モノドメインの均一な配向が得られた。
(Formation of liquid crystal layer)
A bead spacer having a diameter of 1.5 μm is dispersed on the columnar alignment layer of the first alignment substrate, a sealant is applied onto the columnar alignment layer of the second alignment substrate using a seal dispenser, and the columner of the first alignment substrate is applied. The first alignment substrate so that the normal direction of the plate-like molecules of the alignment layer is parallel to the normal direction of the plate-like molecules of the columnar alignment layer of the second alignment substrate, and the columnar alignment layers of each other face each other. And the 2nd orientation board | substrate was arrange | positioned and bonded together. Thermocompression bonding was performed at 150 ° C. for about 1 hour to prepare a test cell. When ferroelectric liquid crystal (manufactured by AZ Electronic Materials, R2301) was injected into this test cell under a temperature condition of about 100 ° C. and cooled slowly, uniform alignment of monodomains was obtained.

[実施例2]
(第1配向基板の作製)
よく洗浄したITO電極付きガラス基板のITO膜上に、上記化学式(A)で表される板状分子の12%水溶液をスロットダイコーターを用いて塗布し、乾燥後、15%の塩化バリウム水溶液に約1秒間浸漬させた。さらに洗浄して、再度乾燥し、0.1μm厚のカラムナー配向層を形成した。
このカラムナー配向層上に、下記化学式(C)で表される反応性液晶の濃度が2重量%となるようにシクロペンタノンに溶解させた溶液を、4000rpmで30秒間スピンコーティングした。55℃で3分間乾燥させた後、無偏光紫外線を55℃で1000mJ/cm照射し、反応性液晶層を形成して、第1配向基板を得た。
[Example 2]
(Preparation of first alignment substrate)
A 12% aqueous solution of a plate-like molecule represented by the above chemical formula (A) is applied onto the ITO film of a glass substrate with an ITO electrode that has been thoroughly cleaned using a slot die coater, and after drying, it is applied to a 15% barium chloride aqueous solution. It was immersed for about 1 second. Further, it was washed and dried again to form a columnar alignment layer having a thickness of 0.1 μm.
On this columnar alignment layer, a solution dissolved in cyclopentanone so that the concentration of the reactive liquid crystal represented by the following chemical formula (C) was 2% by weight was spin-coated at 4000 rpm for 30 seconds. After drying at 55 ° C. for 3 minutes, non-polarized ultraviolet rays were irradiated at 1000 ° C./cm 2 at 55 ° C. to form a reactive liquid crystal layer to obtain a first alignment substrate.

Figure 0004679972
Figure 0004679972

(第2配向基板の作製)
実施例1と同様にして、0.2μm厚のカラムナー配向層を有する第2配向基板を得た。
(Production of second alignment substrate)
In the same manner as in Example 1, a second alignment substrate having a columnar alignment layer having a thickness of 0.2 μm was obtained.

(液晶層の形成)
上記第1配向基板の反応性液晶層上に1.5μm径のビーズスペーサーを散布し、上記第2配向基板のカラムナー配向層上にシールディスペンサーを用いてシール材を塗布し、第1配向基板のカラムナー配向層の板状分子の法線方向と第2配向基板のカラムナー配向層の板状分子の法線方向とが直交するように、かつ反応性液晶層およびカラムナー配向層が向かい合うように、第1配向基板および第2配向基板を配置して貼り合わせた。150℃で約1時間熱圧着を行い、試験用セルを作製した。この試験用セルに、強誘電性液晶(AZエレクトロニックマテリアルズ社製、R2301)を約100℃の温度条件で注入し徐冷したところ、モノドメインの均一な配向が得られた。
(Formation of liquid crystal layer)
A bead spacer having a diameter of 1.5 μm is dispersed on the reactive liquid crystal layer of the first alignment substrate, a sealing material is applied onto the columnar alignment layer of the second alignment substrate using a seal dispenser, and the first alignment substrate The normal direction of the plate molecule of the columnar alignment layer and the normal direction of the plate molecule of the columnar alignment layer of the second alignment substrate are orthogonal to each other, and the reactive liquid crystal layer and the columnar alignment layer are opposed to each other. The first alignment substrate and the second alignment substrate were disposed and bonded together. Thermocompression bonding was performed at 150 ° C. for about 1 hour to prepare a test cell. When ferroelectric liquid crystal (manufactured by AZ Electronic Materials, R2301) was injected into this test cell under a temperature condition of about 100 ° C. and cooled slowly, uniform alignment of monodomains was obtained.

[実施例3]
(第1配向基板の作製)
実施例1と同様にして、0.1μm厚のカラムナー配向層を有する第1配向基板を得た。
[Example 3]
(Preparation of first alignment substrate)
In the same manner as in Example 1, a first alignment substrate having a columnar alignment layer having a thickness of 0.1 μm was obtained.

(第2配向基板の作製)
よく洗浄したITO電極付きガラス基板のITO膜上に、下記化学式(D)で表される光二量化反応性化合物の濃度が2重量%となるようにシクロペンタノンに溶解させた溶液を、4000rpmで30秒間スピンコーティングした。180℃で10分間乾燥させた後、偏光紫外線を100mJ/cm照射し、光配向膜を形成して、第1配向基板を得た。
(Production of second alignment substrate)
A solution dissolved in cyclopentanone at 4000 rpm so that the concentration of the photodimerization reactive compound represented by the following chemical formula (D) is 2% by weight on the ITO film of the glass substrate with an ITO electrode that has been thoroughly cleaned. Spin coated for 30 seconds. After drying at 180 ° C. for 10 minutes, 100 mJ / cm 2 of polarized ultraviolet rays were irradiated to form a photo-alignment film to obtain a first alignment substrate.

Figure 0004679972
Figure 0004679972

(液晶層の形成)
上記第1配向基板のカラムナー配向層上に1.5μm径のビーズスペーサーを散布し、上記第2配向基板の光配向膜上にシールディスペンサーを用いてシール材を塗布し、第1配向基板のカラムナー配向層の板状分子の法線方向と第2配向基板の光配向膜の配向方向とが平行になるように、かつカラムナー配向層および光配向膜が向かい合うように、第1配向基板および第2配向基板を配置して貼り合わせた。150℃で約1時間熱圧着を行い、試験用セルを作製した。この試験用セルに、強誘電性液晶(AZエレクトロニックマテリアルズ社製、R2301)を約100℃の温度条件で注入し徐冷したところ、モノドメインの均一な配向が得られた。
(Formation of liquid crystal layer)
A bead spacer having a diameter of 1.5 μm is dispersed on the columnar alignment layer of the first alignment substrate, a sealant is applied on the photo-alignment film of the second alignment substrate using a seal dispenser, and the columner of the first alignment substrate is applied. The first alignment substrate and the second alignment substrate are arranged so that the normal direction of the plate-like molecules of the alignment layer is parallel to the alignment direction of the photo-alignment film of the second alignment substrate, and the columnar alignment layer and the photo-alignment film face each other. An alignment substrate was placed and bonded. Thermocompression bonding was performed at 150 ° C. for about 1 hour to prepare a test cell. When ferroelectric liquid crystal (manufactured by AZ Electronic Materials, R2301) was injected into this test cell under a temperature condition of about 100 ° C. and gradually cooled, uniform monodomain alignment was obtained.

[実施例4]
(第1配向基板の作製)
よく洗浄したITO電極付きガラス基板のITO膜上に、下記組成の紫外線硬化性アクリレート樹脂組成物をスピンコートし、これに電子ビーム描画法により凹凸を形成した凹部形成用基板をのせ、100kg/cmの加重を1分間かけた。この状態で、紫外光を100mJ/cm照射し、さらに凹部形成用基板を剥離した後、紫外光を3000mJ/cm照射し、幅0.2μm、ピッチ0.4μm、深さ0.2μmのストライプ状の凹部パターンを形成した。これにプラズマ処理を加えることで、表面の親水化処理を行った。
[Example 4]
(Preparation of first alignment substrate)
A UV-curable acrylate resin composition having the following composition is spin-coated on a well-cleaned glass substrate with an ITO electrode, and a recess-forming substrate on which irregularities are formed by an electron beam drawing method is placed on the ITO film. A weight of 2 was applied for 1 minute. In this state, the ultraviolet light irradiating 100 mJ / cm 2, further after peeling the recess-forming substrate, the ultraviolet light 3000 mJ / cm 2 was irradiated, width 0.2 [mu] m, pitch 0.4 .mu.m, a depth of 0.2 [mu] m A striped concave pattern was formed. The surface was hydrophilized by adding a plasma treatment thereto.

<紫外線硬化性アクリレート樹脂組成物>
・ゴーセラックUV−7500B(日本合成化薬社製) 40重量部
・1,6−ヘキサンジオールアクリレート(日本化薬社製) 35重量部
・ペンタエリスリトールアクリレート(東亜合成化学社製) 21重量部
・1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン
(チバスペシャルティケミカルズ社製) 2重量部
・ベンゾフェノン(日本化薬社製) 2重量部
<Ultraviolet curable acrylate resin composition>
・ Goserac UV-7500B (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.) 40 parts by weight ・ 1,6-hexanediol acrylate (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.) 35 parts by weight ・ Pentaerythritol acrylate (manufactured by Toagosei Co., Ltd.) 21 parts by weight -Hydroxycyclohexyl phenyl ketone (Ciba Specialty Chemicals) 2 parts by weight-Benzophenone (Nippon Kayaku Co., Ltd.) 2 parts by weight

上記凹部パターン上に、上記化学式(A)で表される板状分子の12%水溶液をインクジェットを用いて塗布し、乾燥後、15%の塩化バリウム水溶液に約1秒間浸漬させた。さらに洗浄して、再度乾燥し、カラム構造からなる部分の厚みが0.1μmとなるカラムナー配向層を形成し、第1配向基板を得た。   A 12% aqueous solution of a plate-like molecule represented by the chemical formula (A) was applied onto the concave pattern using an ink jet, dried, and then immersed in a 15% aqueous barium chloride solution for about 1 second. Further, it was washed and dried again to form a columnar alignment layer having a column structure having a thickness of 0.1 μm to obtain a first alignment substrate.

(第2配向基板の作製)
実施例1と同様にして、0.2μm厚のカラムナー配向層を有する第2配向基板を得た。
(Production of second alignment substrate)
In the same manner as in Example 1, a second alignment substrate having a columnar alignment layer having a thickness of 0.2 μm was obtained.

(液晶層の形成)
上記第1配向基板のカラムナー配向層上に1.5μm径のビーズスペーサーを散布し、上記第2配向基板のカラムナー配向層上にシールディスペンサーを用いてシール材を塗布し、第1配向基板のカラムナー配向層の板状分子の法線方向と第2配向基板のカラムナー配向層の板状分子の法線方向とが平行になるように、かつ互いのカラムナー配向層が向かい合うように、第1配向基板および第2配向基板を配置して貼り合わせた。150℃で約1時間熱圧着を行い、試験用セルを作製した。この試験用セルに、強誘電性液晶(AZエレクトロニックマテリアルズ社製、R2301)を約100℃の温度条件で注入し徐冷したところ、モノドメインの均一な配向が得られた。
(Formation of liquid crystal layer)
A bead spacer having a diameter of 1.5 μm is dispersed on the columnar alignment layer of the first alignment substrate, a sealant is applied onto the columnar alignment layer of the second alignment substrate using a seal dispenser, and the columner of the first alignment substrate is applied. The first alignment substrate so that the normal direction of the plate-like molecules of the alignment layer is parallel to the normal direction of the plate-like molecules of the columnar alignment layer of the second alignment substrate, and the columnar alignment layers of each other face each other. And the 2nd orientation board | substrate was arrange | positioned and bonded together. Thermocompression bonding was performed at 150 ° C. for about 1 hour to prepare a test cell. When ferroelectric liquid crystal (manufactured by AZ Electronic Materials, R2301) was injected into this test cell under a temperature condition of about 100 ° C. and cooled slowly, uniform alignment of monodomains was obtained.

[実施例5]
実施例1と同様の条件にて、試験用セルを作製した。この試験用セルに、強誘電性液晶(AZエレクトロニックマテリアルズ社製、R2301)に重合性モノマー(大日本インキ化学工業株式会社製、UCL−001)を5質量%混合した液晶を、約100℃の温度条件で注入し徐冷した。その後、無偏光紫外線を約1000mJ/cm露光して上記重合性モノマーを重合させた。このようにして得られた液晶表示素子では、モノドメインの均一な配向が得られた。
[Example 5]
A test cell was produced under the same conditions as in Example 1. A liquid crystal prepared by mixing 5% by mass of a polymerizable monomer (manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc., UCL-001) with a ferroelectric liquid crystal (manufactured by AZ Electronic Materials, R2301) was added to the test cell at about 100 ° C. The mixture was poured and slowly cooled. Thereafter, non-polarized ultraviolet rays were exposed to about 1000 mJ / cm 2 to polymerize the polymerizable monomer. In the liquid crystal display device thus obtained, uniform alignment of monodomains was obtained.

本発明の液晶表示素子の一例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows an example of the liquid crystal display element of this invention. 本発明に用いられる板状分子およびカラムナー配向層のカラム構造を説明する図である。It is a figure explaining the column structure of the plate-like molecule | numerator and columnar alignment layer which are used for this invention. 本発明に用いられる第1配向層および第2配向層の配置を説明する図である。It is a figure explaining arrangement | positioning of the 1st orientation layer and 2nd orientation layer which are used for this invention. 本発明の液晶表示素子の一例を示す概略斜視図である。It is a schematic perspective view which shows an example of the liquid crystal display element of this invention. 本発明の液晶表示素子の一例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows an example of the liquid crystal display element of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1a … 第1基材 1b … 第2基材
2a … 第1電極層 2b … 第2電極層
2c … x電極 2d … y電極
2e … 画素電極 3a … 第1配向層
3b … 第2配向層 4a、4b … 偏光板
5 … 液晶層 6 … 反応性液晶層
7 … TFT素子 11 … 第1配向基板
12 … 第2配向基板 a … 板状分子
b … カラム構造 c … 樹脂層
n … 法線方向
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1a ... 1st base material 1b ... 2nd base material 2a ... 1st electrode layer 2b ... 2nd electrode layer 2c ... x electrode 2d ... y electrode 2e ... Pixel electrode 3a ... 1st orientation layer 3b ... 2nd orientation layer 4a, 4b ... Polarizing plate 5 ... Liquid crystal layer 6 ... Reactive liquid crystal layer 7 ... TFT element 11 ... First alignment substrate 12 ... Second alignment substrate a ... Plate-like molecule b ... Column structure c ... Resin layer n ... Normal direction

Claims (11)

第1基材と、前記第1基材上に形成された第1電極層と、前記第1電極層上に形成された第1配向層とを有する第1配向基板、および、第2基材と、前記第2基材上に形成された第2電極層と、前記第2電極層上に形成された第2配向層とを有する第2配向基板を、前記第1配向層と前記第2配向層とが対向するように配置し、前記第1配向層と前記第2配向層との間に強誘電性液晶を挟持してなり、前記第1配向層および前記第2配向層のうち少なくとも一方は、板状分子が、前記板状分子の法線方向が基板の一定方向を向いて積み重なったカラム構造を有するカラムナー配向層である液晶表示素子であって、
前記第1配向層および前記第2配向層が前記カラムナー配向層であり、前記第1配向層の板状分子の法線方向と前記第2配向層の板状分子の法線方向とが略平行に配置され、前記第1配向層および前記第2配向層の構成材料が相互に異なる組成を有するものであることを特徴とする液晶表示素子。
A first alignment substrate having a first substrate, a first electrode layer formed on the first substrate, and a first alignment layer formed on the first electrode layer, and a second substrate A second alignment substrate comprising: a second electrode layer formed on the second substrate; and a second alignment layer formed on the second electrode layer; and the first alignment layer and the second alignment layer. The first alignment layer and the second alignment layer are arranged so as to face each other, and a ferroelectric liquid crystal is sandwiched between the first alignment layer and the second alignment layer, and at least of the first alignment layer and the second alignment layer. One is a liquid crystal display element in which the plate-like molecule is a columnar alignment layer having a column structure in which the normal direction of the plate-like molecule is stacked so as to face a certain direction of the substrate,
The first alignment layer and the second alignment layer are the columnar alignment layers, and the normal direction of the plate molecules of the first alignment layer and the normal direction of the plate molecules of the second alignment layer are substantially parallel. disposed, the liquid crystal display device you wherein the constituent material of the first alignment layer and the second alignment layer are those having a different composition from each other.
第1基材と、前記第1基材上に形成された第1電極層と、前記第1電極層上に形成された第1配向層とを有する第1配向基板、および、第2基材と、前記第2基材上に形成された第2電極層と、前記第2電極層上に形成された第2配向層とを有する第2配向基板を、前記第1配向層と前記第2配向層とが対向するように配置し、前記第1配向層と前記第2配向層との間に強誘電性液晶を挟持してなり、前記第1配向層および前記第2配向層のうち少なくとも一方は、板状分子が、前記板状分子の法線方向が基板の一定方向を向いて積み重なったカラム構造を有するカラムナー配向層である液晶表示素子であって、
前記第1配向層および前記第2配向層が前記カラムナー配向層であり、前記第1配向層の板状分子の法線方向と前記第2配向層の板状分子の法線方向とが略垂直に配置され、前記第1配向層または前記第2配向層の対向面上に、重合性液晶材料を含み、かつ、ネマチック相を示す反応性液晶を固定化してなる反応性液晶層を有するものであることを特徴とする液晶表示素子。
A first alignment substrate having a first substrate, a first electrode layer formed on the first substrate, and a first alignment layer formed on the first electrode layer, and a second substrate A second alignment substrate comprising: a second electrode layer formed on the second substrate; and a second alignment layer formed on the second electrode layer; and the first alignment layer and the second alignment layer. The first alignment layer and the second alignment layer are arranged so as to face each other, and a ferroelectric liquid crystal is sandwiched between the first alignment layer and the second alignment layer, and at least of the first alignment layer and the second alignment layer. One is a liquid crystal display element in which the plate-like molecule is a columnar alignment layer having a column structure in which the normal direction of the plate-like molecule is stacked so as to face a certain direction of the substrate,
The first alignment layer and the second alignment layer are the columnar alignment layers, and the normal direction of the plate molecules of the first alignment layer and the normal direction of the plate molecules of the second alignment layer are substantially perpendicular. And having a reactive liquid crystal layer formed by fixing a reactive liquid crystal containing a polymerizable liquid crystal material and exhibiting a nematic phase on the opposing surface of the first alignment layer or the second alignment layer. liquid crystal display elements you wherein there.
第1基材と、前記第1基材上に形成された第1電極層と、前記第1電極層上に形成された第1配向層とを有する第1配向基板、および、第2基材と、前記第2基材上に形成された第2電極層と、前記第2電極層上に形成された第2配向層とを有する第2配向基板を、前記第1配向層と前記第2配向層とが対向するように配置し、前記第1配向層と前記第2配向層との間に強誘電性液晶を挟持してなり、前記第1配向層および前記第2配向層のうち少なくとも一方は、板状分子が、前記板状分子の法線方向が基板の一定方向を向いて積み重なったカラム構造を有するカラムナー配向層である液晶表示素子であって、
前記第1配向層が前記カラムナー配向層であり、前記第2配向層が光配向膜であることを特徴とする液晶表示素子。
A first alignment substrate having a first substrate, a first electrode layer formed on the first substrate, and a first alignment layer formed on the first electrode layer, and a second substrate A second alignment substrate comprising: a second electrode layer formed on the second substrate; and a second alignment layer formed on the second electrode layer; and the first alignment layer and the second alignment layer. The first alignment layer and the second alignment layer are arranged so as to face each other, and a ferroelectric liquid crystal is sandwiched between the first alignment layer and the second alignment layer, and at least of the first alignment layer and the second alignment layer. One is a liquid crystal display element in which the plate-like molecule is a columnar alignment layer having a column structure in which the normal direction of the plate-like molecule is stacked so as to face a certain direction of the substrate,
The first alignment layer is the columnar alignment layer, you and said second alignment layer is a photo alignment layer liquid crystal display device.
前記光配向膜の構成材料が、光反応を生じることにより前記光配向膜に異方性を付与する光反応型の材料または光異性化反応を生じることにより前記光配向膜に異方性を付与する光異性化反応型の材料であることを特徴とする請求項に記載の液晶表示素子。 The constituent material of the photo-alignment film is a photo-reactive material that imparts anisotropy to the photo-alignment film by causing a photoreaction or anisotropy to the photo-alignment film by causing a photoisomerization reaction The liquid crystal display element according to claim 3 , wherein the liquid crystal display element is a photoisomerization reaction type material. 前記カラムナー配向層は、表面に所定の幅を有する凹部または凸部がパターン状に形成された樹脂層と、前記樹脂層の凹部に沿って形成された前記カラム構造とを有することを特徴とする請求項1から請求項までのいずれかの請求項に記載の液晶表示素子。 The columnar alignment layer has a resin layer in which concave portions or convex portions having a predetermined width are formed in a pattern on the surface, and the column structure formed along the concave portions of the resin layer. The liquid crystal display element according to any one of claims 1 to 4 . 前記板状分子は、水溶液中でリオトロピック液晶相を示すものであることを特徴とする請求項1から請求項までのいずれかの請求項に記載の液晶表示素子。 The liquid crystal display element according to any one of claims 1 to 5 , wherein the plate-like molecules exhibit a lyotropic liquid crystal phase in an aqueous solution. 前記強誘電性液晶は、単安定性の駆動特性を示すものであることを特徴とする請求項1から請求項までのいずれかの請求項に記載の液晶表示素子。 The ferroelectric liquid crystal, the liquid crystal display device according to any one of claims from claim 1, characterized in that shows the monostable drive characteristics to claim 6. 前記強誘電性液晶は、降温過程においてスメクチックA相を経由しない相転移系列を示すものであることを特徴とする請求項1から請求項までのいずれかの請求項に記載の液晶表示素子。 The ferroelectric liquid crystal, the liquid crystal display device according to any one of claims of claims 1 to 7, characterized in that indicate the phase transition series which does not pass through the smectic A phase in the cooling process. 前記第1電極層または前記第2電極層に薄膜トランジスタを有し、アクティブマトリックス駆動するものであることを特徴とする請求項1から請求項までのいずれかの請求項に記載の液晶表示素子。 The liquid crystal display element according to any one of claims 1 to 8, wherein the first electrode layer or the second electrode layer includes a thin film transistor and is driven by an active matrix. フィールドシーケンシャルカラー方式により駆動させるものであることを特徴とする請求項1から請求項までのいずれかの請求項に記載の液晶表示素子。 The liquid crystal display element according to any one of claims 1 to 9 , wherein the liquid crystal display element is driven by a field sequential color system. 請求項1から請求項10までのいずれかの請求項に記載の液晶表示素子の製造方法であって、前記カラムナー配向層の形成において、基材上に、カラムナー配向層形成用塗工液を塗布して塗膜を形成する塗膜形成工程と、前記塗膜を乾燥する乾燥工程と、前記乾燥した塗膜を疎水化処理して固定化する固定化処理工程とを有することを特徴とする液晶表示素子の製造方法。 It is a manufacturing method of the liquid crystal display element of any one of Claim 1- Claim 10 , Comprising: In formation of the said columnar alignment layer, the coating liquid for columnar alignment layer formation is apply | coated on a base material. A coating film forming step for forming a coating film, a drying step for drying the coating film, and an immobilization processing step for hydrophobizing and fixing the dried coating film. A method for manufacturing a display element.
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