JPH10153783A - Liquid crystal-oriented film, its manufacture, liquid crystal display device using the same and its manufacture - Google Patents

Liquid crystal-oriented film, its manufacture, liquid crystal display device using the same and its manufacture

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JPH10153783A
JPH10153783A JP19763397A JP19763397A JPH10153783A JP H10153783 A JPH10153783 A JP H10153783A JP 19763397 A JP19763397 A JP 19763397A JP 19763397 A JP19763397 A JP 19763397A JP H10153783 A JPH10153783 A JP H10153783A
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liquid crystal
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film
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alignment film
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Kazufumi Ogawa
小川  一文
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y30/00Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing a uniform and thin oriented film to be used in a liquid crystal display panel with a high efficiency without necessitating a rubbing treatment, by using a molecular absorption method, thereby forming the liquid crystal-oriented film, and a method for manufacturing the display panel using the same. SOLUTION: A positive resist containing a blended photosensing agent of a naphthoquinone diazido-system consisting essentially of a novolak resin as a resin inductive to energy beams (a photosensitive film, for example), is applied in a thickness of 0.1 to 0.2μm on the surface of a glass substrate 1, on which a transparent electrode is formed, and dried to form a photosensitive film. Next, the film is exposed with ultraviolet rays (365nm) by using a mask 3, and moisture in air is allowed to react with the resist at an exposure part 2 to form a -COOH radical. Then, CH3 (CH2 )18 SiCl3 is brought to dehydrochlorination reaction to form a chemical absorption monomolecular film 6 including carbon chains 8 of the monomolecular film to be a liquid crystal-oriented film.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶を用いた画像
表示装置およびその製造方法に関するものである。さら
に詳しくは、テレビジョン(TV)画像やコンピュータ
画像等を表示する液晶を用いた平面表示パネルに用いる
液晶配向膜およびその製造方法およびそれを用いた液晶
表示装置とその製造方法に関するものである。
[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to an image display device using a liquid crystal and a method of manufacturing the same. More specifically, the present invention relates to a liquid crystal alignment film used for a flat display panel using a liquid crystal for displaying a television (TV) image, a computer image, and the like, a method for manufacturing the same, a liquid crystal display device using the same, and a method for manufacturing the same.

【0002】[0002]

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

【0003】例えば、予め第1のガラス基板上に画素電
極を持った薄膜トランジスタ(TFT)アレイを形成し
たものと、第2のガラス基板上に複数個の赤青緑のカラ
ーフィルターが形成され、さらにその上に共通透明電極
が形されたもの、それぞれの電極面にポリビニルアルコ
ールやポリイミド溶液をスピナーを用いて塗布して被膜
形成した後、ラビングを行って液晶配向膜を形成し、ス
ペーサーを介して任意のギャップで対向するように接着
組み立てた後、液晶(ツイストネマチック(TN)等)
を注入しパネル構造を形成した後、パネルの裏表に偏光
板を設置し、裏面よりバックライトを照射しながら、T
FTを動作させカラー画像を表示するデバイスが提案さ
れている。
For example, a thin-film transistor (TFT) array having pixel electrodes formed on a first glass substrate in advance, and a plurality of red-blue-green color filters are formed on a second glass substrate. After forming a film by applying a polyvinyl alcohol or polyimide solution to each electrode surface using a spinner, forming a film, then rubbing to form a liquid crystal alignment film, and via a spacer Liquid crystal (twisted nematic (TN), etc.) after bonding and assembling so as to face each other at an arbitrary gap
Is injected to form a panel structure, polarizing plates are installed on the front and back of the panel, and T
A device that operates an FT to display a color image has been proposed.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
配向膜の作成は、ポリビニルアルコールやポリイミドを
有機溶媒に溶解させ、回転塗布法などを用いて塗布形成
した後、フェルト布等を用いてラビングを行なう方法が
用いられていたため、表面段差部や大面積パネル(例え
ば14インチディスプレイ)では配向膜の均一性が悪い
という大きな問題があった。また、ラビングを行うた
め、TFTに欠陥を生じたり、ラビングすることにより
発生するゴミが表示欠陥を生じる原因にもなっていた。
However, in the conventional method of forming an alignment film, polyvinyl alcohol or polyimide is dissolved in an organic solvent, coated by a spin coating method or the like, and then rubbed with a felt cloth or the like. Because of the use of such a method, there is a major problem that the uniformity of the alignment film is poor in a surface step portion or a large area panel (for example, a 14-inch display). Further, rubbing causes defects in the TFTs, and dust generated by rubbing also causes display defects.

【0005】本発明は、前記従来の問題を解決するた
め、従来のようなラビング処理を必要とせず、液晶表示
パネルにおいて使用される配向膜を高能率で均一且つ薄
く作成する方法およびそれを用いた表示パネルを製造す
る方法を提供することを目的とする。
According to the present invention, there is provided a method of forming an alignment film used in a liquid crystal display panel with high efficiency, uniformity and thinness without the need for a conventional rubbing treatment. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a display panel.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成する、本
発明の第1番目の液晶配向膜は、直鎖状の炭素鎖および
Siを持つシラン系界面活性剤が、所定の基板表面に形
成されたエネルギービーム照射によって活性水素を含む
官能基を生成するエネルギービーム感応性の樹脂膜を介
して化学吸着され、かつ前記直鎖状の炭素鎖が特定の方
向に配向している被膜であることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the first liquid crystal alignment film of the present invention comprises a silane surfactant having a linear carbon chain and Si formed on a predetermined substrate surface. A film that is chemically adsorbed through an energy beam-sensitive resin film that generates a functional group containing active hydrogen by irradiated energy beam irradiation, and wherein the linear carbon chain is oriented in a specific direction. It is characterized by.

【0007】前記液晶配向膜においては、界面活性剤よ
りなる被膜が、筋状のパターンで前記基板表面に共役結
合を介してエネルギービーム感応性の樹脂膜に固定され
ていることが好ましい。これにより、一軸配向性に優れ
た液晶配向膜を得ることができる。
In the liquid crystal alignment film, it is preferable that a film made of a surfactant is fixed to the energy beam sensitive resin film via a conjugate bond on the substrate surface in a streak pattern. Thereby, a liquid crystal alignment film having excellent uniaxial alignment can be obtained.

【0008】また前記液晶配向膜においては、前記固定
された界面活性剤よりなる被膜が、シロキサン結合を有
する被膜を介してエネルギービーム感応性の樹脂膜に固
定されていることが好ましい。これにより、耐剥離性、
すなわち密着性が向上して好都合である。
In the liquid crystal alignment film, it is preferable that the fixed film of the surfactant is fixed to an energy beam-sensitive resin film via a film having a siloxane bond. Thereby, peeling resistance,
That is, the adhesiveness is advantageously improved.

【0009】また前記液晶配向膜においては、シラン系
界面活性剤が、直鎖状炭化水素基とクロロシリル基を含
むクロロシラン系の界面活性剤であることが好ましい。
シラン系界面活性剤としては、分子末端にクロロシリル
基(SiCl)やアルコキシシリル基(SiOA、Aは
アルキル基)やイソシアネートシリル基(SiNCO)
を含む物質を用いることができるが、中でもクロロシラ
ン系の界面活性剤を用いると、基材にシロキサン結合を
介して共有結合した配向膜を効率良く、容易に作製でき
る。
In the liquid crystal alignment film, it is preferable that the silane-based surfactant is a chlorosilane-based surfactant containing a linear hydrocarbon group and a chlorosilyl group.
Examples of the silane-based surfactant include a chlorosilyl group (SiCl), an alkoxysilyl group (SiOA, A is an alkyl group) and an isocyanatesilyl group (SiNCO) at the molecular terminal.
In particular, when a chlorosilane-based surfactant is used, an alignment film covalently bonded to a substrate via a siloxane bond can be efficiently and easily formed.

【0010】また前記液晶配向膜においては、クロロシ
ラン系の界面活性剤の直鎖状炭化水素基の一部が、少な
くともフッ素原子で置換されていることが好ましい。こ
れにより、配向膜としての臨界表面エネルギーを小さく
でき、従って液晶の応答性能を向上できて好都合であ
る。
In the liquid crystal alignment film, it is preferable that at least a part of the linear hydrocarbon group of the chlorosilane-based surfactant is substituted with a fluorine atom. As a result, the critical surface energy of the alignment film can be reduced, and the response performance of the liquid crystal can be improved, which is advantageous.

【0011】また前記液晶配向膜においては、直鎖状炭
化水素基とクロロシリル基を含むクロロシラン系の界面
活性剤として分子長の異なる複数種のクロロシラン系界
面活性剤を混合して用いることが好ましい。これによ
り、分子レベルで表面が凸凹な被膜を形成することがで
き、分子レベルで液晶の配向角(プレチルト角)を制御
できる液晶配向膜となる。
In the liquid crystal alignment film, it is preferable to use a mixture of a plurality of chlorosilane-based surfactants having different molecular lengths as a chlorosilane-based surfactant containing a linear hydrocarbon group and a chlorosilyl group. This makes it possible to form a film having an uneven surface at the molecular level, and to provide a liquid crystal alignment film capable of controlling the alignment angle (pretilt angle) of the liquid crystal at the molecular level.

【0012】本発明の第2番目の液晶配向膜は、所望の
電極を形成した基板表面に形成された単分子膜状の被膜
であって、前記被膜を構成する分子が所望の傾きを有し
且つ特定の方向に向きを揃えて前記基板表面に一端で結
合固定されていることを特徴とする。
The second liquid crystal alignment film of the present invention is a monomolecular film formed on the surface of a substrate on which a desired electrode is formed, and the molecules constituting the film have a desired inclination. Further, it is characterized in that it is fixed to one end of the substrate surface at one end in a specific direction.

【0013】前記液晶配向膜においては、分子の所望の
傾きが、基板に被膜を構成する分子を共有結合により固
定した後、前記分子を有機溶剤で洗浄後さらに所望の方
向に基板を立てて液切りにより形成したものであること
が好ましい。
In the liquid crystal alignment film, the desired inclination of the molecules is determined by immobilizing the molecules constituting the coating on the substrate by covalent bonds, washing the molecules with an organic solvent, and further raising the substrate in a desired direction. It is preferably formed by cutting.

【0014】また前記液晶配向膜においては、被膜を構
成する分子が炭素鎖またはシロキサン結合鎖を含んでい
ることが好ましい。これにより、被膜の配向性を向上で
きて都合がよい。
In the liquid crystal alignment film, it is preferable that molecules constituting the film include a carbon chain or a siloxane bond chain. This is advantageous because the orientation of the coating can be improved.

【0015】また前記液晶配向膜においては、炭素鎖の
一部の炭素が光学活性を有することが好ましい。これに
より、光照射にて被膜の配向性を向上する上でさらに都
合がよい。
Further, in the liquid crystal alignment film, it is preferable that a part of the carbon in the carbon chain has optical activity. This is more convenient for improving the orientation of the coating by light irradiation.

【0016】また前記液晶配向膜においては、被膜を構
成する分子の両端にSiを含んでいることが好ましい。
これにより、被膜を基板に強固に結合できて好都合であ
る。また前記液晶配向膜においては、被膜を構成する分
子が、分子長の異なる複数種の化学吸着分子が混合され
て形成され、かつ固定された被膜が分子長さレベルで凸
凹であることが好ましい。これにより、液晶のチルト角
を制御する上で都合がよい。
The liquid crystal alignment film preferably contains Si at both ends of molecules constituting the film.
This is advantageous because the coating can be firmly bonded to the substrate. Further, in the liquid crystal alignment film, it is preferable that molecules constituting the film are formed by mixing a plurality of types of chemisorbed molecules having different molecular lengths, and the fixed film is uneven at the molecular length level. This is convenient for controlling the tilt angle of the liquid crystal.

【0017】本発明の第3番目の液晶配向膜は、所望の
電極を形成した基板表面に形成された単分子膜状の被膜
であり、前記被膜を構成する分子が炭素鎖またはシロキ
サン結合鎖を含み、前記炭素鎖またはシロキサン結合鎖
の少なくとも一部に被膜の表面エネルギーを制御する官
能基を少なくとも一つ含んでいることを特徴とする。こ
のような液晶配向膜を作製することにより、従来のよう
なラビングを用いなくとも、配向膜の臨界表面エネルギ
ーを制御して、注入される液晶のプレチルト角度を制御
でき且つ液晶を任意の方向に配向させ得る機能を有する
配向膜を提供できる。
The third liquid crystal alignment film of the present invention is a monomolecular film formed on the surface of the substrate on which a desired electrode is formed, and the molecules constituting the film have carbon chains or siloxane bonding chains. Wherein at least a part of the carbon chain or the siloxane bond chain contains at least one functional group for controlling the surface energy of the coating. By preparing such a liquid crystal alignment film, it is possible to control the pretilt angle of the injected liquid crystal and control the liquid crystal in an arbitrary direction by controlling the critical surface energy of the alignment film without using the conventional rubbing. An alignment film having a function of enabling alignment can be provided.

【0018】前記液晶配向膜においては、被膜を構成す
る分子として臨界表面エネルギーの異なる複数種のシリ
コン系界面活性剤を混合して用い、固定された被膜が所
望の臨界表面エネルギー値になるよう制御されているこ
とが好ましい。これにより、液晶のプレチルト角を制御
する上で都合がよい。
In the liquid crystal alignment film, a plurality of types of silicon-based surfactants having different critical surface energies are mixed and used as molecules constituting the coating, and the fixed coating is controlled to have a desired critical surface energy value. It is preferred that This is convenient for controlling the pretilt angle of the liquid crystal.

【0019】また前記液晶配向膜においては、表面エネ
ルギーを制御する官能基として、3フッ化炭素基(−C
3)、メチル基(−CH3)、ビニル基(−CH=CH
2)、アリル基(−CH=CH−)、アセチレン基(炭
素−炭素の3重結合)、フェニル基(−C65)、アリ
ール基(−C64−)、ハロゲン原子、アルコキシ基
(−OR;Rはアルキル基を表す、とくに炭素数1〜3
の範囲のアルキル基が好ましい。)、シアノ基(−C
N)、アミノ基(−NH2)、水酸基(−OH)、カル
ボニル基(=CO)、エステル基(−COO−)及びカ
ルボキシル基(−COOH)から選ばれる少なくとも一
つの有機基を用いることが好ましい。これにより、臨界
表面エネルギーの制御を容易に行える。
In the liquid crystal alignment film, a carbon trifluoride group (-C
F 3 ), methyl group (—CH 3 ), vinyl group (—CH−CH)
2), an allyl group (-CH = CH-), an acetylene group (carbon - triple bond of carbon), a phenyl group (-C 6 H 5), an aryl group (-C 6 H 4 -), a halogen atom, an alkoxy A group (—OR; R represents an alkyl group;
Are preferred. ), Cyano group (-C
N), an amino group (—NH 2 ), a hydroxyl group (—OH), a carbonyl group (= CO), an ester group (—COO—) and a carboxyl group (—COOH). preferable. This makes it possible to easily control the critical surface energy.

【0020】また前記液晶配向膜においては、被膜を構
成する分子の末端にSiを含ませておくことが好まし
い。これにより、基板表面への分子の固定がきわめて容
易になる。
In the liquid crystal alignment film, it is preferable to include Si at the terminal of the molecule constituting the film. This makes it very easy to fix molecules to the substrate surface.

【0021】また前記液晶配向膜においては、被膜の臨
界表面エネルギーを15mN/m〜56mN/mの間で
所望の値に制御しておくことが好ましい。これにより、
注入する液晶のプレチルト角を0〜90度の範囲で任意
に制御できる。
In the liquid crystal alignment film, it is preferable to control the critical surface energy of the coating to a desired value between 15 mN / m and 56 mN / m. This allows
The pretilt angle of the liquid crystal to be injected can be arbitrarily controlled within the range of 0 to 90 degrees.

【0022】次に本発明の第1番目の液晶配向膜の製造
方法は、電極の形成された所定の基板表面に、直接また
は任意の薄膜を介して間接的に、エネルギービームによ
って活性水素を含む官能基を生成するエネルギービーム
感応性の樹脂膜を塗布形成する工程と、前記樹脂膜の表
面を任意のパターンでエネルギービームを照射する工程
と、前記照射された樹脂膜を直鎖状の炭素鎖およびSi
基を持つシラン系界面活性剤を含む化学吸着液に接触さ
せた後、前記樹脂膜を溶かさない溶剤で洗浄することに
より、前記照射された部分に選択的に前記界面活性剤よ
りなる単分子膜を1層形成し、且つ前記界面活性剤分子
中の直鎖状の炭素鎖を配向固定する工程を含むものであ
る。
Next, in the first method of manufacturing a liquid crystal alignment film of the present invention, active hydrogen is directly or indirectly applied via an arbitrary thin film to an predetermined substrate surface on which an electrode is formed by an energy beam. A step of applying and forming an energy beam-sensitive resin film for generating a functional group, a step of irradiating the surface of the resin film with an energy beam in an arbitrary pattern, and a step of forming the irradiated resin film into a linear carbon chain. And Si
After contacting with a chemisorption solution containing a silane-based surfactant having a group, the resin film is washed with a solvent that does not dissolve, thereby selectively irradiating the irradiated portion with a monomolecular film made of the surfactant. Is formed in one layer, and a linear carbon chain in the surfactant molecule is oriented and fixed.

【0023】前記方法においては、エネルギービームが
電子線、X線、または波長100nm〜1μmの光から
選ばれる少なくとも一つであることが好ましい。とくに
紫外線を使用することが好ましい。
In the above method, it is preferable that the energy beam is at least one selected from an electron beam, an X-ray, and light having a wavelength of 100 nm to 1 μm. It is particularly preferable to use ultraviolet rays.

【0024】また前記方法においては、化学吸着液が、
少なくとも直鎖状炭素鎖とクロロシリル基を含むクロロ
シラン系の界面活性剤とエネルギービーム感応性樹脂膜
を損なわない溶剤を含んでいることが好ましい。これに
より、下地の感光性薄膜を損なうことがないので好都合
である。
In the above method, the chemical adsorption liquid may be
It is preferable to include a chlorosilane-based surfactant containing at least a linear carbon chain and a chlorosilyl group, and a solvent that does not damage the energy beam-sensitive resin film. This is advantageous because the underlying photosensitive thin film is not damaged.

【0025】また前記方法においては、エネルギービー
ムが紫外線、可視光線及び赤外線から選ばれる少なくと
も一つの光であり、エネルギービーム感応性の樹脂膜が
感光性樹脂膜であることが好ましい。これにより、液晶
配向膜の製造が極めて容易になる。
In the above method, it is preferable that the energy beam is at least one light selected from ultraviolet light, visible light and infrared light, and the resin film sensitive to the energy beam is a photosensitive resin film. Thereby, the production of the liquid crystal alignment film becomes extremely easy.

【0026】前記方法においては、感光性の樹脂膜が、
前記式(化1)基、(化2)基及び(化3)基から選ば
れる少なくとも一つの有機基を含むポリマー膜又はモノ
マー膜であることが好ましい。これらのポリマーを用い
ると、エネルギービームとして紫外線が利用可能なので
好都合である。
In the above method, the photosensitive resin film is
It is preferable that the film is a polymer film or a monomer film containing at least one organic group selected from the groups represented by the formulas (1), (2) and (3). Use of these polymers is advantageous because ultraviolet light can be used as an energy beam.

【0027】また、吸着形成される界面活性剤に、特定
の液晶例えばネマティック液晶や強誘電性液晶を結合し
て組み込んでおくと、極めて配向制御性がよい配向膜が
得られる。
Further, when a specific liquid crystal, for example, a nematic liquid crystal or a ferroelectric liquid crystal is combined and incorporated into a surfactant to be formed by adsorption, an alignment film having extremely excellent alignment controllability can be obtained.

【0028】前記方法においては、非水系溶媒としてふ
っ化炭素基を含む溶媒を用いることが好ましい。これに
より、感光性の下地基材を損なうことがないので好都合
である。
In the above method, it is preferable to use a solvent containing a carbon fluoride group as the non-aqueous solvent. This is advantageous because the photosensitive base material is not damaged.

【0029】本発明の第2番目の液晶配向膜の製造方法
は、電極を形成した基板を化学吸着液に接触させ、前記
吸着液中の界面活性剤分子と基板表面とを化学反応させ
前記界面活性剤分子を基板表面に一端で結合固定する工
程と、有機溶剤で洗浄後さらに所望の方向に基板を立て
て液切りを行い液切り方向に前記固定された分子を配向
させる工程を含む単分子膜状の液晶配向膜の製造方法で
ある。
According to a second method for producing a liquid crystal alignment film of the present invention, the substrate on which the electrodes are formed is brought into contact with a chemical adsorption solution, and the surfactant molecules in the adsorption solution are chemically reacted with the substrate surface. A single molecule comprising a step of binding and fixing the activator molecule to the substrate surface at one end, and a step of washing the substrate with an organic solvent, further erecting the substrate in a desired direction, draining the liquid, and orienting the fixed molecule in the draining direction. This is a method for producing a film-like liquid crystal alignment film.

【0030】前記方法においては、固定分子を配向させ
た後、さらに偏光板を介して所望の方向に偏光した光で
露光して前記界面活性剤分子の向きを所望の傾きを有し
た状態で特定の方向に揃える工程を含むことが好まし
い。
In the above-mentioned method, after the fixed molecules are oriented, they are further exposed to light polarized in a desired direction through a polarizing plate to specify the direction of the surfactant molecules in a state having a desired inclination. It is preferable to include a step of aligning in the direction of.

【0031】また前記方法においては、界面活性剤とし
て、直鎖状炭化水素基またはシロキサン結合鎖とクロロ
シリル基、またはアルコキシシリル基またはイソシアネ
ートシリル基を含むシラン系の界面活性剤を用いること
が好ましい。これにより、効率よく単分子膜状の液晶配
向膜を製造できる。
In the above method, it is preferable to use a silane-based surfactant containing a linear hydrocarbon group or a siloxane bonding chain and a chlorosilyl group, or an alkoxysilyl group or an isocyanatesilyl group. This makes it possible to efficiently produce a monomolecular liquid crystal alignment film.

【0032】また前記方法においては、直鎖状炭化水素
基またはシロキサン結合鎖とクロロシリル基、またはア
ルコキシシリル基またはイソシアネートシリル基を含む
シラン系の界面活性剤として分子長の異なる複数種のシ
ラン系界面活性剤を混合して用いることが好ましい。こ
れにより、吸着固定された分子の配向角すなわち、注入
した液晶のプレチルト角を制御する上で都合がよい。
In the above method, a silane-based surfactant containing a linear hydrocarbon group or a siloxane-bonded chain and a chlorosilyl group, an alkoxysilyl group or an isocyanatesilyl group may be used as a silane-based surfactant having different molecular lengths. It is preferable to use a mixture of activators. This is convenient for controlling the orientation angle of the molecules adsorbed and fixed, that is, the pretilt angle of the injected liquid crystal.

【0033】また前記方法においては、炭化水素基の一
部の炭素が光学活性を有することが好ましい。これによ
り、光照射による再配向の際効率よく配向制御できて都
合がよい。
In the above method, it is preferable that some carbons of the hydrocarbon group have optical activity. Thereby, the orientation can be efficiently controlled at the time of re-alignment by light irradiation, which is convenient.

【0034】また前記方法においては、炭化水素基また
はシロキサン結合鎖の末端にハロゲン原子またはメチル
基(−CH3)、フェニル基(−C65)、シアノ基
(−CN)、水酸基(−OH)、カルボキシル基(−C
OOH)、アミノ基(−NH2)、またはトリふっ化炭
素基(−CF3)を含んでいることが好ましい。これに
より、被膜の表面エネルギーを制御できる。
Further in the method is a hydrocarbon group or a terminal halogen atom or a methyl group of the siloxane bond chain (-CH 3), phenyl group (-C 6 H 5), a cyano group (-CN), hydroxyl group (- OH), carboxyl group (-C
OOH), preferably it contains an amino group (-NH 2), or tri fluorocarbon group (-CF 3). Thereby, the surface energy of the coating can be controlled.

【0035】また前記方法においては、露光に用いる光
が、436nm、405nm、365nm、254nm
及び248nmから選ばれる少なくとも一つの波長光で
あることが好ましい。露光に用いる光としては被膜に吸
収される波長の光であれば何でも良いが、前記波長光を
用いると、大部分の被膜に吸収されるので都合がよい。
In the above method, the light used for exposure is 436 nm, 405 nm, 365 nm, 254 nm.
And at least one wavelength selected from 248 nm and 248 nm. The light used for exposure may be any light having a wavelength that is absorbed by the film, but the use of the light having the wavelength is convenient because most of the film absorbs the light.

【0036】また前記方法においては、界面活性剤とし
て、直鎖状炭化水素基またはシロキサン結合鎖とクロロ
シリル基またはイソシアネートシリル基を含むシラン系
の界面活性剤を用い、洗浄有機溶媒として水を含まない
非水系の有機溶媒を用いることが好ましい。これらを用
いると、未反応物の界面活性剤を完全に除去する上で都
合がよい。なおこのとき、直鎖状炭化水素基またはシロ
キサン結合鎖にそれぞれビニル基(>C=C<)やアセ
チレン結合基(炭素−炭素の三重結合基)等の感光性反
応基を組み込み、光配向時に前記感光性基を光反応させ
架橋または重合させると、得られる単分子膜の耐熱性を
向上できる。
In the above method, a silane-based surfactant containing a linear hydrocarbon group or a siloxane bonding chain and a chlorosilyl or isocyanatesilyl group is used as the surfactant, and water is not used as a washing organic solvent. It is preferable to use a non-aqueous organic solvent. The use of these is convenient for completely removing the unreacted surfactant. At this time, a photosensitive reactive group such as a vinyl group (> C = C <) or an acetylene bonding group (a carbon-carbon triple bonding group) is incorporated into the linear hydrocarbon group or the siloxane bonding chain, respectively, and at the time of photo-alignment. When the photosensitive group is photoreacted and crosslinked or polymerized, the heat resistance of the resulting monomolecular film can be improved.

【0037】また前記方法においては、非水系の有機溶
媒として、アルキル基、ふっ化炭素基または塩化炭素基
またはシロキサン基を含む溶媒を用いることが好まし
い。これを用いると、脱水が極めて容易であるので効率
がよい。
In the above method, a solvent containing an alkyl group, a carbon fluoride group, a carbon chloride group or a siloxane group is preferably used as the non-aqueous organic solvent. When this is used, dehydration is extremely easy and efficiency is high.

【0038】また前記方法においては、界面活性剤分子
を一端で固定する工程の前に、多数のSiO基を含む被
膜を形成し、この膜を介して単分子膜状の被膜を形成す
ることが好ましい。これにより、品質の安定した被膜が
得られる。
In the above method, before the step of fixing the surfactant molecules at one end, a coating containing a large number of SiO groups is formed, and a monomolecular coating is formed through this coating. preferable. Thereby, a film with stable quality can be obtained.

【0039】本発明の第3番目の液晶配向膜の製造方法
は、電極を形成した基板を、炭素鎖またはシロキサン結
合鎖を含み且つ前記炭素鎖またはシロキサン結合鎖の少
なくとも一部に被膜の表面エネルギーを制御する官能基
を少なくとも一つ含んでいるシラン系界面活性剤を用い
て作製した化学吸着液に接触させ前記吸着液中の界面活
性剤分子と基板表面とを化学反応させ前記界面活性剤分
子を基板表面に一端で結合固定する工程を含むものであ
る。
According to a third method for producing a liquid crystal alignment film of the present invention, the substrate on which the electrode is formed is formed by bonding a carbon chain or a siloxane bonding chain to at least a part of the carbon chain or the siloxane bonding chain. Contact with a chemical adsorption solution prepared using a silane-based surfactant containing at least one functional group for controlling the surfactant molecule to chemically react the surfactant molecules in the adsorption solution with the substrate surface. Is fixed to the substrate surface at one end.

【0040】前記方法においては、界面活性剤として直
鎖状炭素鎖またはシロキサン結合鎖とクロロシリル基、
またはアルコキシシリルン基またはイソシアネートシリ
ル基を含むシラン系の界面活性剤を用いることが好まし
い。
In the above method, a linear carbon chain or a siloxane bonding chain and a chlorosilyl group are used as surfactants.
Alternatively, a silane-based surfactant containing an alkoxysilyl group or an isocyanate silyl group is preferably used.

【0041】また前記方法においては、界面活性剤とし
て臨界表面エネルギーの異なる複数種のシリコン系界面
活性剤を混合して用いることが好ましい。これにより、
被膜の臨界表面エネルギーをより細かく制御できる。
In the above method, it is preferable to use a mixture of a plurality of types of silicon-based surfactants having different critical surface energies. This allows
The critical surface energy of the coating can be more finely controlled.

【0042】また前記方法においては、炭素鎖またはシ
ロキサン結合鎖の末端または主鎖内、あるいは側鎖に3
フッ化炭素基(−CF3)、メチル基(−CH3)、ビニ
ル基(−CH=CH2)、アリル基(−CH=CH
−)、アセチレン基(炭素−炭素の3重結合)、フェニ
ル基(−C65)、アリール基(−C64−)、ハロゲ
ン原子、アルコキシ基(−OR;Rはアルキル基を表
す、とくに炭素数1〜3の範囲のアルキル基が好まし
い。)、シアノ基(−CN)、アミノ基(−NH2)、
水酸基(−OH)、カルボニル基(=CO)、エステル
基(−COO−)及びカルボキシル基(−COOH)か
ら選ばれる少なくとも一つの有機基を組み込むことが好
ましい。これによっても、被膜の臨界表面エネルギーを
より細かく制御できる。
In the above-mentioned method, 3 carbon atoms may be added to the terminal or main chain of the carbon chain or the siloxane bonding chain, or to the side chain.
Fluorocarbon group (-CF 3), a methyl group (-CH 3), a vinyl group (-CH = CH 2), allyl (-CH = CH
-), an acetylene group (carbon - triple bond of carbon), a phenyl group (-C 6 H 5), an aryl group (-C 6 H 4 -), a halogen atom, an alkoxy group (-OR; with R is an alkyl group Represents, in particular, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms.), A cyano group (—CN), an amino group (—NH 2 ),
It is preferable to incorporate at least one organic group selected from a hydroxyl group (—OH), a carbonyl group (= CO), an ester group (—COO—), and a carboxyl group (—COOH). This also allows fine control of the critical surface energy of the coating.

【0043】また前記方法においては、界面活性剤分子
を基板表面に一端で結合固定する工程の後に、有機溶剤
で洗浄して、さらに所望の方向に基板を立てて液切りを
行い、液切り方向に前記固定された分子を配向させる工
程を行うことが好ましい。これにより、注入した液晶の
チルト方向をも制御できる。
In the above method, after the step of binding and fixing the surfactant molecules to the surface of the substrate at one end, the substrate is washed with an organic solvent, the substrate is set up in a desired direction, and the liquid is drained. Preferably, a step of orienting the fixed molecules is performed. Thereby, the tilt direction of the injected liquid crystal can also be controlled.

【0044】また前記方法においては、分子を配向させ
る工程を行った後、さらに偏光膜を介して露光して前記
配向された分子を所望の方向に再配向させることが好ま
しい。これにより、より配向性能を向上できる。
In the above method, it is preferable that after performing the step of aligning the molecules, the molecules are further exposed through a polarizing film to reorient the aligned molecules in a desired direction. Thereby, the alignment performance can be further improved.

【0045】また前記方法においては、界面活性剤とし
て直鎖状炭素鎖またはシロキサン結合鎖とクロロシリル
基またはイソシアネートシリル基を含むシラン系の界面
活性剤を用い、洗浄有機溶媒として水を含まない非水系
の有機溶媒を用いることが好ましい。これにより、より
欠陥の少ない単分子膜状の液晶配向膜を提供できる。
In the above method, a silane-based surfactant containing a linear carbon chain or a siloxane bonding chain and a chlorosilyl group or an isocyanatesilyl group is used as a surfactant, and a water-free non-aqueous surfactant is used as a washing organic solvent. It is preferable to use the organic solvent of Thus, a monomolecular liquid crystal alignment film having fewer defects can be provided.

【0046】このとき、非水系の有機溶媒として、アル
キル基、フッ化炭素基または塩化炭素基またはシロキサ
ン基を含む溶媒を用いると液切りに都合がよい。また前
記方法においては、界面活性剤分子を一端で固定する工
程の前に、多数のSiO基を含む被膜を形成する工程を
行い、この膜を介して単分子膜状の被膜を形成すること
が好ましい。これにより、より密度の高い単分子膜状の
液晶配向膜を提供できる。
At this time, if a solvent containing an alkyl group, a fluorocarbon group, a carbon chloride group or a siloxane group is used as the non-aqueous organic solvent, it is convenient to drain the liquid. Further, in the above method, before the step of fixing the surfactant molecules at one end, a step of forming a film containing a large number of SiO groups is performed, and a monomolecular film-like film is formed through the film. preferable. Thereby, a higher-density monomolecular liquid crystal alignment film can be provided.

【0047】次に本発明の第1番目の液晶表示装置は、
一対の基板と、その表面の電極と、その表面の配向膜が
この順序に形成され、液晶が前記2つの対向する電極に
前記配向膜を介して挟まれている液晶表示装置であっ
て、前記少なくとも一方の配向膜は、直鎖状の炭素鎖を
持つシラン系界面活性剤が、エネルギービーム照射によ
って活性水素を含む官能基を生成するエネルギービーム
感応性の被膜を介して化学吸着され、かつ前記直鎖状の
炭素鎖が特定の方向に配向している被膜であることを特
徴とする。
Next, the first liquid crystal display device of the present invention is:
A liquid crystal display device in which a pair of substrates, an electrode on the surface thereof, and an alignment film on the surface are formed in this order, and a liquid crystal is sandwiched between the two opposing electrodes via the alignment film, At least one alignment film, a silane-based surfactant having a linear carbon chain is chemically adsorbed via an energy beam-sensitive coating that generates a functional group containing active hydrogen by energy beam irradiation, and The coating is characterized in that the straight carbon chains are oriented in a specific direction.

【0048】本発明の第2番目の液晶表示装置は、直鎖
状の炭素鎖またはシロキサン結合鎖を持つシラン系界面
活性剤よりなる単分子膜状の被膜で、且つ前記被膜を構
成する分子が所望の傾きを有し且つ特定の方向に向きを
揃えて基板表面に一端で結合固定されている被膜が液晶
用の配向膜として2つの対向させる電極の形成された基
板表面の少なくとも一方の基板の電極側表面に直接また
は他の被膜を介して間接に形成されており、液晶が前記
2つの対向する電極に前記配向膜を介して挟まれている
という構成を備えたものである。
The second liquid crystal display device of the present invention is a monomolecular film made of a silane-based surfactant having a linear carbon chain or a siloxane bond, and the molecules constituting the film are formed of a monomolecular film. A coating having a desired inclination and aligned and fixed at one end to the substrate surface in a specific direction is provided on at least one of the substrate surfaces on which two facing electrodes are formed as an alignment film for liquid crystal. It is formed directly on the electrode side surface or indirectly via another coating, and has a configuration in which liquid crystal is sandwiched between the two opposed electrodes via the alignment film.

【0049】前記液晶表示装置においては、対向させる
2つの電極の形成された基板表面にそれぞれ前記被膜が
配向膜として形成されていることが好ましい。これによ
り、注入する液晶に対する配向規制力を向上する上で都
合が良い。
In the liquid crystal display device, it is preferable that the coating is formed as an alignment film on the surface of the substrate on which the two electrodes facing each other are formed. This is convenient for improving the alignment regulating force for the injected liquid crystal.

【0050】また前記液晶表示装置においては、基板表
面の被膜がパターン状の配向方向の異なる部分を複数箇
所含んでいることが好ましい。これにより、マルチドメ
イン配向の液晶表示装置を容易に提供できる。
In the liquid crystal display device, it is preferable that the coating on the substrate surface includes a plurality of portions having different pattern-like orientation directions. Thereby, a liquid crystal display device with multi-domain alignment can be easily provided.

【0051】また前記液晶表示装置においては、対抗す
る電極が片方の基板表面に形成されているIPS方式
(面内スイッチ方式あるいは横方向駆動方式)に用いる
ことが好ましい。これにより、視野角を大幅に改善でき
て好都合である。
Further, in the liquid crystal display device, it is preferable to use an IPS method (an in-plane switch method or a lateral drive method) in which opposing electrodes are formed on one substrate surface. This is advantageous in that the viewing angle can be greatly improved.

【0052】本発明の第3番目の液晶表示装置は、炭素
鎖またはシロキサン結合鎖を含み、前記炭素鎖またはシ
ロキサン結合鎖の少なくとも一部に被膜の表面エネルギ
ーを制御する官能基を少なくとも一つ含んでいる分子で
構成された被膜が、液晶用の配向膜として2つの対向さ
せる電極の形成された基板表面の少なくとも一方の基板
の電極側表面に直接または他の被膜を介して間接に形成
されており、液晶が前記2つの対向する電極に前記配向
膜を介して挟まれているという構成を備えたものであ
る。このような液晶表示装置を作製することにより、従
来のようなラビングを用いなくとも、配向膜の臨界表面
エネルギーを制御して、注入された液晶のプレチルト角
度が制御され且つ液晶が任意の方向に配向された液晶表
示装置を提供できる。
A third liquid crystal display device according to the present invention includes a carbon chain or a siloxane bonding chain, and at least a part of the carbon chain or the siloxane bonding chain includes at least one functional group for controlling the surface energy of the coating. Is formed on the electrode side surface of at least one of the substrate surfaces on which two opposed electrodes are formed as an alignment film for liquid crystal, directly or indirectly via another film. And the liquid crystal is sandwiched between the two opposing electrodes via the alignment film. By manufacturing such a liquid crystal display device, the pretilt angle of the injected liquid crystal can be controlled and the liquid crystal can be moved in an arbitrary direction by controlling the critical surface energy of the alignment film without using the conventional rubbing. An aligned liquid crystal display device can be provided.

【0053】前記液晶表示装置においては、対向させる
2つの電極の形成された基板表面にそれぞれ前記被膜を
配向膜として形成しておくとよりコントラストの高い液
晶表示装置を提供できる。
In the liquid crystal display device, a liquid crystal display device having a higher contrast can be provided by forming the coating as an alignment film on the surface of the substrate on which the two electrodes facing each other are formed.

【0054】また前記液晶表示装置においては、基板表
面の被膜にパターン状の配向方向の異なる部分を複数箇
所作り込んでおくと表示視野角を大幅に改良できて好都
合である。
In the liquid crystal display device, it is convenient to form a plurality of portions having different pattern orientation directions in the coating on the substrate surface, since the display viewing angle can be greatly improved.

【0055】また前記液晶表示装置においては、対向す
る電極が片方の基板表面にそれぞれ形成されている面内
スイッチ(IPS)タイプの表示素子にも有効に利用可
能である。
Further, in the liquid crystal display device, the present invention can be effectively used for an in-plane switch (IPS) type display element in which opposing electrodes are formed on one substrate surface.

【0056】次に本発明の第1番目の液晶表示装置の製
造方法は、あらかじめマトリックス状に載置された第1
の電極群を有する第1の基板上に、直接または任意の薄
膜を介して間接的に、エネルギービームによって活性水
素を含む官能基を生成するエネルギービーム感応性の樹
脂膜を塗布形成する工程と、前記樹脂膜の表面を任意の
パターンでエネルギービーム照射する工程と、前記照射
された樹脂膜付き基板を直鎖状の炭素鎖およびSiを持
つシラン系界面活性剤を含む化学吸着液に接触させた
後、前記樹脂膜を溶かさない溶剤で洗浄することによ
り、前記照射された部分に選択的に前記界面活性剤より
なる単分子膜を1層形成し、且つ前記直鎖状の炭素鎖を
配向固定する工程と、前記第1の電極群を有する第1の
基板と第2の電極または電極群を有する第2の基板を、
それぞれの電極が対向するように所定の間隙を保ちつつ
位置合わせして接着固定する工程と、前記第1と第2の
基板の間に所定の液晶を注入する工程を含むことを特徴
とする。
Next, the first method of manufacturing a liquid crystal display device according to the present invention will be described.
Coating and forming an energy beam-sensitive resin film for generating a functional group containing active hydrogen by an energy beam directly or indirectly through an arbitrary thin film on a first substrate having an electrode group of Irradiating the surface of the resin film with an energy beam in an arbitrary pattern, and contacting the irradiated substrate with the resin film with a chemisorption liquid containing a silane-based surfactant having a linear carbon chain and Si. Thereafter, by washing with a solvent that does not dissolve the resin film, one layer of a monomolecular film composed of the surfactant is selectively formed on the irradiated portion, and the alignment of the linear carbon chains is fixed. And a first substrate having the first electrode group and a second substrate having a second electrode or an electrode group.
The method includes a step of positioning and bonding and fixing a predetermined gap so that the electrodes face each other, and a step of injecting a predetermined liquid crystal between the first and second substrates.

【0057】本発明の第2番目の液晶表示装置の製造方
法は、あらかじめマトリックス状に載置された第1の電
極群を有する第1の基板を直接または任意の薄膜を形成
した後化学吸着液に接触させ前記吸着液中の界面活性剤
分子と基板表面とを化学反応させ前記界面活性剤分子を
基板表面に一端で結合固定する工程と、有機溶剤で洗浄
後さらに所望の方向に基板を立てて液切りを行い液切り
方向に前記固定された分子を配向させる工程と、さらに
偏光板を介して所望の方向に偏光した光で露光して前記
界面活性剤分子の向きを所望の傾きを有した状態で特定
の方向に揃える工程と、前記第1の電極群を有する第1
の基板と第2の基板、または第2の電極又は電極群を有
する第2の基板を、電極面を内側にして所定の間隙を保
ちつつ位置合わせして接着固定する工程と、前記第1と
第2の基板の間に所定の液晶を注入する工程を含むとい
う構成を備えたものである。
A second method of manufacturing a liquid crystal display device according to the present invention is a method of manufacturing a liquid crystal display device, wherein a first substrate having a first electrode group placed in a matrix is formed directly or after forming an arbitrary thin film. A step of chemically reacting the surfactant molecules in the adsorbent with the substrate surface and bonding and fixing the surfactant molecules to the substrate surface at one end, and further erecting the substrate in a desired direction after washing with an organic solvent. A step of aligning the fixed molecules in a draining direction by performing liquid draining, and further exposing the surface of the surfactant molecule to a desired inclination by exposing to light polarized in a desired direction through a polarizing plate. Aligning in a specific direction in a state where the first electrode group
A substrate and a second substrate, or a second substrate having a second electrode or electrode group, positioning and bonding and fixing the electrode surface inside while maintaining a predetermined gap; and The method includes a step of injecting a predetermined liquid crystal between the second substrates.

【0058】前記方法においては、偏光板を介して所望
の方向に偏光した光で露光して前記結合された界面活性
剤分子の向きを所望の傾きを有した状態で特定の方向に
揃える工程において、前記偏光板にパターン状のマスク
を重ねて露光する工程を複数回行うと、同一面内の配向
膜内でパターン状の配向方向の異なる部分を複数箇所設
けた、いわゆるマルチドメイン配向の液晶表示装置を提
供する上で都合がよい。
In the above method, the step of aligning the direction of the bound surfactant molecules in a specific direction with a desired inclination by exposing to light polarized in a desired direction through a polarizing plate is performed. When the step of exposing the polarizing plate with a patterned mask is performed a plurality of times, a so-called multi-domain liquid crystal display is provided in which a plurality of portions having different patterned orientations are provided in an alignment film in the same plane. It is convenient in providing the device.

【0059】本発明の第3番目の液晶表示装置の製造方
法は、あらかじめマトリックス状に載置された第1の電
極群を有する第1の基板を直接または任意の薄膜を形成
した後、炭素鎖またはシロキサン結合鎖を含み、前記炭
素鎖またはシロキサン結合鎖の少なくとも一部に被膜の
表面エネルギーを制御する官能基を少なくとも一つ含ん
でいるシラン系界面活性剤を用いて作製した化学吸着液
に接触させ前記吸着液中の界面活性剤分子と基板表面と
を化学反応させ前記界面活性剤分子を基板表面に一端で
結合固定する工程と、有機溶剤で洗浄後さらに所望の方
向に基板を立てて液切りを行い液切り方向に前記固定さ
れた分子を配向させる工程と、前記第1の電極群を有す
る第1の基板と第2の基板、または第2の電極又は電極
群を有する第2の基板を、電極面を内側にして所定の間
隙を保ちつつ位置合わせして接着固定する工程と、前記
第1と第2の基板の間に所定の液晶を注入する工程を含
むという構成を備えたものである。この方法により、効
率よく液晶表示装置を製造できる。
In a third method of manufacturing a liquid crystal display device according to the present invention, a first substrate having a first electrode group mounted in a matrix is formed directly or after forming an arbitrary thin film, and then a carbon chain is formed. Or contact with a chemisorption solution prepared using a silane-based surfactant containing a siloxane-bonded chain and at least a part of the carbon chain or the siloxane-bonded chain containing at least one functional group that controls the surface energy of the coating. A step of chemically reacting the surfactant molecules in the adsorbent with the substrate surface to bond and fix the surfactant molecules at one end to the substrate surface, and after washing with an organic solvent, further raising the substrate in a desired direction to form a liquid. Slicing and orienting the fixed molecules in a draining direction, and a first substrate and a second substrate having the first electrode group, or a second electrode having a second electrode or electrode group. A step of aligning and bonding the plate while keeping a predetermined gap with the electrode surface inside, and a step of injecting a predetermined liquid crystal between the first and second substrates. Things. According to this method, a liquid crystal display device can be manufactured efficiently.

【0060】前記方法においては、固定された分子を配
向させる工程の後、さらに偏光板を介して所望の方向に
偏光した光で露光して前記界面活性剤分子の向きを所望
の傾きを有した状態で特定の方向に揃える工程を行うこ
とが好ましい。これより配向特性の優れた液晶表示装置
を実現できる。
In the above method, after the step of orienting the fixed molecule, the surface of the surfactant molecule has a desired inclination by further exposing through a polarizing plate with light polarized in a desired direction. It is preferable to perform a process of aligning in a specific direction in the state. Thus, a liquid crystal display device having excellent alignment characteristics can be realized.

【0061】また前記方法においては、偏光板を介して
所望の方向に偏光した光で露光して前記結合された界面
活性剤分子の向きを所望の傾きを有した状態で特定の方
向に揃える工程において、前記偏光板にパターン状のマ
スクを重ねて露光する工程を複数回行い、同一面内の配
向膜内でパターン状の配向方向の異なる部分を複数箇所
設けると、マルチドメイン配向した液晶表示装置を提供
できる。
Further, in the above method, a step of exposing the bonded surfactant molecules to a specific direction with a desired inclination by exposing to light having a desired direction through a polarizing plate. In the liquid crystal display device having a multi-domain orientation, a plurality of steps of overlapping and exposing a patterned mask on the polarizing plate are performed, and a plurality of portions having different patterned orientation directions are provided in an orientation film in the same plane. Can be provided.

【0062】[0062]

【発明の実施の形態】本発明の一実施の形態の第1番目
の液晶配向膜は、電極の形成された所定の基板表面に、
直接または任意の薄膜を介して間接的に、エネルギービ
ームによって活性水素を含む官能基を生成するエネルギ
ービーム感応性の樹脂膜を塗布形成する工程と、前記樹
脂膜の表面を任意のパターンでエネルギービームを照射
する工程と、前記照射された樹脂膜を直鎖状の炭素鎖お
よびSi基を持つシラン系界面活性剤を含む化学吸着液
に接触させた後、前記樹脂膜を溶かさない溶剤で洗浄す
ることにより、前記照射された部分に選択的に前記界面
活性剤よりなる単分子膜を1層形成し、且つ前記界面活
性剤分子中の直鎖状の炭素鎖を配向固定する工程を用い
て製造する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A first liquid crystal alignment film according to an embodiment of the present invention is formed on a predetermined substrate surface on which an electrode is formed.
Directly or indirectly through an arbitrary thin film, applying and forming an energy beam-sensitive resin film for generating a functional group containing active hydrogen by an energy beam; and forming an energy beam on the surface of the resin film in an arbitrary pattern. And contacting the irradiated resin film with a chemisorption solution containing a silane-based surfactant having a linear carbon chain and a Si group, followed by washing with a solvent that does not dissolve the resin film Thereby, a monomolecular film composed of the surfactant is selectively formed in one layer on the irradiated portion, and the linear carbon chain in the surfactant molecule is oriented and fixed to produce a monolayer. I do.

【0063】また、本発明の一実施の形態の第1番目の
液晶表示装置は、あらかじめマトリックス状に載置され
た第1の電極群を有する第1の基板上に、直接または任
意の薄膜を介して間接的に、エネルギービームによって
活性水素を含む官能基を生成するエネルギービーム感応
性の樹脂膜を塗布形成する工程と、前記樹脂膜の表面を
任意のパターンでエネルギービーム照射する工程と、前
記照射された樹脂膜付き基板を直鎖状の炭素鎖およびS
iを持つシラン系界面活性剤を含む化学吸着液に接触さ
せた後、前記樹脂膜を溶かさない溶剤で洗浄することに
より、前記照射された部分に選択的に前記界面活性剤よ
りなる単分子膜を1層形成し、且つ前記直鎖状の炭素鎖
を配向固定する工程と、前記第1の電極群を有する第1
の基板と第2の電極または電極群を有する第2の基板
を、それぞれの電極が対向するように所定の間隙を保ち
つつ位置合わせして接着固定する工程と、前記第1と第
2の基板の間に所定の液晶を注入する工程を用いて製造
する。
Further, the first liquid crystal display device according to one embodiment of the present invention is a method in which a thin film is directly or arbitrarily formed on a first substrate having a first electrode group mounted in a matrix. Indirectly through the step of applying and forming an energy beam-sensitive resin film that generates a functional group containing active hydrogen by an energy beam, and the step of irradiating the surface of the resin film with an energy beam in an arbitrary pattern; The irradiated substrate with a resin film is converted into a linear carbon chain and S
After contacting with a chemical adsorption solution containing a silane-based surfactant having i, the monomolecular film composed of the surfactant is selectively applied to the irradiated portion by washing with a solvent that does not dissolve the resin film. Forming a single layer and fixing the orientation of the linear carbon chain; and forming a first electrode group having the first electrode group.
Bonding and fixing a substrate and a second substrate having a second electrode or an electrode group while maintaining a predetermined gap so that the respective electrodes face each other; and bonding and fixing the first and second substrates. It is manufactured using a process of injecting a predetermined liquid crystal during the process.

【0064】本発明の一実施の形態の第2番目の液晶配
向膜は、少なくとも、電極を形成した基板を化学吸着液
に接触させ前記吸着液中の界面活性剤分子と基板表面と
を化学反応させ前記界面活性剤分子を基板表面に一端で
結合固定する工程と、有機溶剤で洗浄後さらに所望の方
向に基板を立てて液切りを行い液切り方向に前記固定さ
れた分子を一次配向させる工程と、さらに偏光板を介し
て所望の方向に偏光した光で露光して前記界面活性剤分
子の向きを所望の傾きを有した状態で特定の方向に揃え
る工程とで作製する。
The second liquid crystal alignment film according to one embodiment of the present invention comprises the steps of: bringing at least the substrate on which the electrodes are formed into contact with a chemical adsorption solution to cause a chemical reaction between the surfactant molecules in the adsorption solution and the substrate surface; And fixing the surfactant molecules to the substrate surface at one end, and after washing with an organic solvent, further raising the substrate in a desired direction to perform liquid drainage, and primary aligning the fixed molecules in the liquid drainage direction. And a step of exposing the surfactant molecules to a specific direction with a desired inclination by exposing to light polarized in a desired direction through a polarizing plate.

【0065】また、本発明の一実施の形態の第2番目の
液晶表示装置は、少なくとも、あらかじめマトリックス
状に載置された第1の電極群を有する第1の基板を直接
または任意の薄膜を形成した後化学吸着液に接触させ前
記吸着液中の界面活性剤分子と基板表面とを化学反応さ
せ前記界面活性剤分子を基板表面に一端で結合固定する
工程と、有機溶剤で洗浄後さらに所望の方向に基板を立
てて液切りを行い、液切り方向に前記固定された分子を
配向させる工程と、さらに偏光板を介して所望の方向に
偏光した光で露光して前記界面活性剤分子の向きを所望
の傾きを有した状態で特定の方向に揃える工程と、前記
第1の電極群を有する第1の基板と第2の電極又は電極
群を有する第2の基板を、電極面を内側にして所定の間
隙を保ちつつ位置合わせして接着固定する工程と、前記
第1と第2の基板の間に所定の液晶を注入する工程とで
製造する。
Further, the second liquid crystal display device according to one embodiment of the present invention comprises a method in which at least a first substrate having a first electrode group previously mounted in a matrix is directly or arbitrary thin film-formed. After the formation, a step of contacting the surfactant molecule in the adsorption solution with the chemical adsorption solution to chemically react the surfactant molecule with the substrate surface and bonding and fixing the surfactant molecule to the substrate surface at one end, and further desired after washing with an organic solvent The substrate is set up in the direction of drainage to perform liquid drainage, and the step of aligning the fixed molecules in the liquid drainage direction, and further exposing the surfactant molecules by light polarized in a desired direction through a polarizing plate. Aligning the direction to a specific direction with a desired inclination, and placing the first substrate having the first electrode group and the second substrate having the second electrode or the electrode group with the electrode surface inside. While maintaining the specified gap A step of bonding and fixing to Align, prepared in the step of injecting a predetermined liquid crystal between the first and second substrates.

【0066】本発明の一実施の形態の第3番目の液晶配
向膜は、少なくとも、電極を形成した基板を、炭素鎖ま
たはシロキサン結合鎖を含み、前記炭素鎖またはシロキ
サン結合鎖の少なくとも一部に被膜の表面エネルギーを
制御する官能基を少なくとも一つ含んでいるシラン系界
面活性剤を用いて作製した化学吸着液に接触させ前記吸
着液中の界面活性剤分子と基板表面とを化学反応させ前
記界面活性剤分子を基板表面に一端で結合固定する工程
を用いて製造する。
A third liquid crystal alignment film according to an embodiment of the present invention includes a substrate on which an electrode is formed, at least including a carbon chain or a siloxane bond, and at least a part of the carbon or siloxane bond. The silane-based surfactant containing at least one functional group that controls the surface energy of the coating is brought into contact with a chemical adsorption solution prepared by using a silane-based surfactant to chemically react surfactant molecules in the adsorption solution with the substrate surface. It is manufactured using a process in which surfactant molecules are bonded and fixed to the substrate surface at one end.

【0067】また、本発明の一実施の形態の第3番目の
液晶表示装置は、あらかじめマトリックス状に載置され
た第1の電極群を有する第1の基板を直接または任意の
薄膜を形成した後、炭素鎖またはシロキサン結合鎖を含
み、前記炭素鎖またはシロキサン結合鎖の少なくとも一
部に被膜の表面エネルギーを制御する官能基を少なくと
も一つ含んでいるシラン系界面活性剤を用いて作製した
化学吸着液に接触させ前記吸着液中の界面活性剤分子と
基板表面とを化学反応させ前記界面活性剤分子を基板表
面に一端で結合固定する工程と、有機溶剤で洗浄後さら
に所望の方向に基板を立てて液切りを行い液切り方向に
前記固定された分子を配向させる工程と、前記第1の電
極群を有する第1の基板と第2の基板、または第2の電
極又は電極群を有する第2の基板を、電極面を内側にし
て所定の間隙を保ちつつ位置合わせして接着固定する工
程と、前記第1と第2の基板の間に所定の液晶を注入す
る工程とを用いて製造する。
In a third liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention, a first substrate having a first electrode group mounted in a matrix is formed directly or in an arbitrary thin film. Then, a chemical compound prepared using a silane-based surfactant containing a carbon chain or a siloxane-bonded chain, wherein at least a part of the carbon chain or the siloxane-bonded chain contains at least one functional group that controls the surface energy of the film. A step of causing the surfactant molecules in the adsorbent to come into contact with the adsorbent to cause a chemical reaction with the substrate surface to bond and fix the surfactant molecules at one end to the substrate surface; Erecting the liquid and orienting the fixed molecules in a liquid draining direction; and providing a first substrate and a second substrate having the first electrode group, or a second electrode or an electrode group. A step of aligning and bonding the second substrate with the electrode surface inside while maintaining a predetermined gap, and a step of injecting a predetermined liquid crystal between the first and second substrates. Manufacturing.

【0068】[0068]

【実施例】以下実施例を用いて本発明をさらに具体的に
説明する。 (実施例1)まず、図1に示すように、透明電極を形成
したガラス基板1の表面に、エネルギービーム感応性の
樹脂(この場合は感光性の樹脂)として、ノボラック樹
脂を主成分とし前記式(化1)基を含むナフトキノンジ
アジド系の感光剤が配合されたポジレジスト、(例え
ば、東京応化製OFPR800やOFPR5000、あ
るいはシプレー社製AZ1400やAZ5200、また
はナフトキノンジアジド基を含むモノマーよりなる単分
子膜でも良い)を0.1〜0.2μmの厚みで塗布乾燥
し、感光性膜2を形成した。次に、所望のパターンのマ
スク3を用いて紫外線(365nm)で100mJ/c
2 程度の露光をした。そうすると、露光部2´では、
空気中の水分とレジストが反応して、下記式(化4)で
表わされる反応が進行した。
The present invention will be described more specifically with reference to the following examples. (Example 1) First, as shown in FIG. 1, on a surface of a glass substrate 1 on which a transparent electrode was formed, a novolak resin as a main component was used as an energy beam-sensitive resin (in this case, a photosensitive resin). A positive resist containing a naphthoquinonediazide-based photosensitizer containing a group represented by the formula (Formula 1) (for example, OFPR800 or OFPR5000 manufactured by Tokyo Ohka, or AZ1400 or AZ5200 manufactured by Shipley Co., Ltd., or a single molecule composed of a monomer containing a naphthoquinonediazide group) (A film may be used) to a thickness of 0.1 to 0.2 μm and dried to form a photosensitive film 2. Next, using a mask 3 having a desired pattern, ultraviolet rays (365 nm) are used at 100 mJ / c.
Exposure of about m 2 was performed. Then, in the exposure unit 2 ',
The moisture in the air reacted with the resist, and the reaction represented by the following formula (Formula 4) proceeded.

【0069】[0069]

【化4】 Embedded image

【0070】ここで、露光で生じた−COOH基は活性
水素を含むので−SiCl基と縮合(脱塩化水素反応)
する。そこで、直鎖状炭化水素基及びSiを含むシラン
系界面活性剤(以下、化学吸着化合物という)として、
CH3(CH218SiCl3 を用い、1重量%程度の濃
度で非水系の溶媒に溶かして化学吸着液を調整した。非
水系溶媒としては、アフルード(旭ガラス製、フッ素系
溶媒)溶液を用いた。この溶媒は、ポジレジストに対し
て不活性であるため、接触しても前記レジスト被膜を損
なうことがない。このようにして調製された溶液を吸着
溶液とし、この吸着溶液の中に、乾燥雰囲気中(相対湿
度30%以下)で、前記露光された基板4を5分間程度
浸漬した。その後、液から引き上げて、フッ素系の非水
系溶媒(例えばフロリナートPF5080(スリーエム
商品名)で洗浄した(この溶媒も、ポジレジストに対し
て不活性であるため、接触しても前記レジスト被膜を損
なうことがない。)と、基板表面の露光された部分は−
COOH(カルボキシル基)5が多数含まれているので
(図2、なお図2は図1のA部の拡大図)、炭化水素基
及びクロロシリル基を含む物質のSiCl基と前記カル
ボキシル基とで脱塩酸反応が生じ、露光部に選択的に、
下記式(化5)の結合が生成された。尚、線幅とピッチ
は0.3μmであった。
Here, since the —COOH group generated by the exposure contains active hydrogen, it condenses with the —SiCl group (dehydrochlorination reaction).
I do. Therefore, as a silane-based surfactant containing a linear hydrocarbon group and Si (hereinafter, referred to as a chemisorbed compound),
Using CH 3 (CH 2 ) 18 SiCl 3 , a chemical adsorption solution was prepared by dissolving it in a non-aqueous solvent at a concentration of about 1% by weight. As a non-aqueous solvent, an Aflud (available from Asahi Glass, a fluorinated solvent) solution was used. Since this solvent is inactive with respect to the positive resist, the solvent does not damage the resist film even when contacted. The solution thus prepared was used as an adsorption solution, and the exposed substrate 4 was immersed in the adsorption solution for about 5 minutes in a dry atmosphere (at a relative humidity of 30% or less). Thereafter, the solution is taken out of the solution and washed with a fluorine-based non-aqueous solvent (for example, Fluorinert PF5080 (trade name of 3M)). Since this solvent is also inactive with respect to the positive resist, the resist film is damaged even if contacted. And the exposed portion of the substrate surface is-
Since a large number of COOH (carboxyl groups) 5 are contained (FIG. 2; FIG. 2 is an enlarged view of part A in FIG. 1), the SiCl groups of the substance containing a hydrocarbon group and a chlorosilyl group and the carboxyl groups are removed. Hydrochloric acid reaction occurs, selectively in the exposed area,
The bond of the following formula (Formula 5) was produced. The line width and the pitch were 0.3 μm.

【0071】[0071]

【化5】 Embedded image

【0072】以上の処理により、炭化水素を含む化学吸
着単分子膜6が露光された部分に選択的にシロキサンの
共有結合を介して化学結合した状態で約25オングスト
ローム(2.5nm)の膜厚で形成され、処理部は親油
性となった。なお、このとき化学吸着膜中の直鎖状炭素
鎖は基板に対してほぼ垂直に配向していた(図3、なお
図3は図1のA部の拡大図)。さらに、このときの化学
吸着膜の臨界表面エネルギーは20mN/mであった。
With the above processing, a film thickness of about 25 angstroms (2.5 nm) is obtained in a state where the chemically adsorbed monomolecular film 6 containing hydrocarbons is selectively chemically bonded via siloxane covalent bonds to the exposed portions. And the treated part became lipophilic. At this time, the linear carbon chains in the chemisorption film were oriented almost perpendicular to the substrate (FIG. 3, where FIG. 3 is an enlarged view of a portion A in FIG. 1). Further, the critical surface energy of the chemisorption film at this time was 20 mN / m.

【0073】そこでこの状態の基板2枚を用い、化学吸
着膜が向かい合うように組み合わせて、20ミクロンギ
ヤップの液晶セルを組み立て、ネマチック液晶(ZLI
4792;メルク社製)を注入して配向状態を確認し
た。すると、注入した液晶分子が化学吸着された分子に
沿って基板に対してほぼ垂直に配向することが確認でき
た。すなわち、この単分子膜は、液晶に対して垂直配向
作用を示した。なお、このとき露光されていない部分は
単分子膜が形成されてないため液晶は配向せずにランダ
ムになった。すなわち、この様な配向膜の形成された基
板に液晶が接すると、図4に示すように液晶の分子7は
単分子吸着膜の長い炭素鎖8の間隙に一部入り込み、全
体として液晶の配向が制御された。一方、単分子膜の無
い部分、すなわち、露光されなかった部分では、この様
な配向規制力がないため、液晶分子7´はバラバラであ
り配向しなかった。
Then, a liquid crystal cell having a 20 micron gap was assembled by using two substrates in this state and combining them so that the chemisorption films faced each other.
(4792; manufactured by Merck & Co.) was injected to confirm the alignment state. Then, it was confirmed that the injected liquid crystal molecules were aligned almost perpendicularly to the substrate along the chemisorbed molecules. That is, the monomolecular film exhibited a vertical alignment effect on the liquid crystal. At this time, the liquid crystal did not align and became random because the monomolecular film was not formed in the unexposed portion. That is, when the liquid crystal comes into contact with the substrate on which such an alignment film is formed, the liquid crystal molecules 7 partially enter the gaps between the long carbon chains 8 of the monomolecular adsorption film as shown in FIG. Was controlled. On the other hand, in a portion having no monomolecular film, that is, in a portion which was not exposed, such liquid crystal molecules 7 'were not aligned and aligned because there was no such alignment regulating force.

【0074】なおここで、化学吸着化合物である前記界
面活性剤の代わりに、所定の比率で混合された複数種の
シラン系界面活性剤(例えば、直鎖状の炭素鎖長の異な
るもの2つ)を混合して同時に化学吸着させた場合、単
分子膜内に分子レベルの空隙が生成されて、それに沿っ
て液晶分子が配向するため組成を変えることで液晶の配
向角を制御できることが確かめられた。すなわち、直鎖
状の長い炭素鎖の一部が任意の置換基で他の一端がトリ
クロロシリル基のシラン系界面活性剤と短い炭素鎖の一
部が任意の置換基で他の一端がトリクロロシリル基のシ
ラン系界面活性剤を所定の比率で混合し、吸着形成を行
えば配向特性を変化させることも可能であった。
Here, instead of the above-mentioned surfactant which is a chemisorbed compound, plural kinds of silane-based surfactants mixed at a predetermined ratio (for example, two kinds of silane-based surfactants having different linear carbon chain lengths) are used. ) Is mixed and chemisorbed at the same time, voids at the molecular level are generated in the monomolecular film, and the liquid crystal molecules are aligned along the gap. Therefore, it has been confirmed that the orientation angle of the liquid crystal can be controlled by changing the composition. Was. That is, a portion of a long linear carbon chain is an arbitrary substituent and the other end is a silane-based surfactant having a trichlorosilyl group, and a portion of a short carbon chain is an arbitrary substituent and the other end is a trichlorosilyl group. It was also possible to change the orientation characteristics by mixing the silane-based surfactants in a predetermined ratio and forming an adsorption.

【0075】また、置換基の一部に封入する液晶と類似
の液晶分子(例えば、ネマティック液晶部)を結合した
重合性基を含むシラン系界面活性剤および短い炭素鎖と
重合性基を持つシラン系界面活性剤を所定の比率で混合
し、前記方法と同様に吸着形成し重合を行えば、封入す
る特定の液晶に対して特に配向特性の優れた配向膜が得
られた。特に、封入する液晶類似分子が強誘電液晶であ
る場合は、強誘電液晶部を持ったシラン系界面活性剤と
短い炭素鎖を持つシラン系界面活性剤を所定の比率で吸
着形成すれば、応答速度の優れた単分子吸着膜状配向膜
を作成できた。強誘電液晶としては、アゾメチン系また
はアゾキシ系またはエステル系を用いることが出来た。
Further, a silane-based surfactant containing a polymerizable group having a liquid crystal molecule similar to the liquid crystal encapsulated in a part of the substituent (eg, a nematic liquid crystal part) and a silane having a short carbon chain and a polymerizable group. When the system surfactants were mixed at a predetermined ratio, adsorption was formed and polymerization was performed in the same manner as in the above method, an alignment film having particularly excellent alignment characteristics with respect to the specific liquid crystal to be sealed was obtained. In particular, when the liquid crystal-like molecules to be encapsulated are ferroelectric liquid crystals, if a silane-based surfactant having a ferroelectric liquid crystal part and a silane-based surfactant having a short carbon chain are adsorbed and formed at a predetermined ratio, the response will be improved. A monomolecular adsorption film-like alignment film with excellent speed was produced. As the ferroelectric liquid crystal, an azomethine-based, azoxy-based, or ester-based liquid crystal could be used.

【0076】化学吸着用の材料としては、−OH基に対
して結合性を有する基(例えば、クロロシリル基、イソ
シアネートシリル基、アルコキシシリル基等)を含んで
いれば、実施例1で示したシラン系界面活性剤に限定さ
れるものではない。
As the material for chemical adsorption, if a group having a binding property to an —OH group (for example, chlorosilyl group, isocyanatesilyl group, alkoxysilyl group, etc.) is contained, the silane shown in Example 1 can be used. It is not limited to a surfactant.

【0077】例えば、直鎖状のハイドロカーボン鎖の一
部にF(フッ素)を含むシラン界面活性剤CF3-(C
2)m-C=C-(CH2)n-SiCl3(m:整数で0〜8。
n:整数で10〜25程度が最も扱いやすい)、または
CF3-(CF2)p-(CH2)m-C=C-(CH2)n-SiCl
3(p:整数で0〜7。m:整数で0〜4。n:整数で1〜
8)等を用いても、配向作用のある単分子吸着膜を製造
できた。CF3-(CH2)m-C=C-(CH2)n-SiCl3
用いた場合の化学吸着膜の臨界表面エネルギーは15m
N/m、CF3-(CF2)p-(CH2)m-C=C-(CH2)n-S
iCl3 を用い場合の化学吸着膜の臨界表面エネルギー
は8mN/mであり、特に、F原子を導入すれば、配向
膜の表面エネルギーを小さくでき液晶の応答特性を改善
できた。尚、化学吸着膜(単分子膜)のない部分(樹脂
表面)の臨界表面エネルギーは25mN/mであった。
For example, a silane surfactant CF 3- (C) containing F (fluorine) in a part of a linear hydrocarbon chain
H 2) m -C = C- ( CH 2) n -SiCl 3 (m: 0~8 integer.
n: an integer of about 10 to 25 is easiest to treat) or CF 3- (CF 2 ) p- (CH 2 ) m -C = C- (CH 2 ) n -SiCl
3 (p: an integer of 0 to 7; m: an integer of 0 to 4; n: an integer of 1 to 1
Even when 8) and the like were used, a monomolecular adsorption film having an orientation effect could be produced. The critical surface energy of the chemically adsorbed film when CF 3- (CH 2 ) m -C = C- (CH 2 ) n -SiCl 3 is used is 15 m
N / m, CF 3 - ( CF 2) p - (CH 2) m -C = C- (CH 2) n -S
The critical surface energy of the chemically adsorbed film when iCl 3 was used was 8 mN / m. In particular, when F atoms were introduced, the surface energy of the alignment film could be reduced and the response characteristics of the liquid crystal could be improved. In addition, the critical surface energy of the portion (resin surface) where there is no chemical adsorption film (monomolecular film) was 25 mN / m.

【0078】なお、ナフトキノンジアジドを含むノボラ
ックレジスト以外にも、各種エネルギービーム照射によ
り活性水素を生じる官能基を有するレジスト(ポリマー
膜)や界面活性剤(モノマー膜)ならどのようなもので
も使用可能である。
In addition to the novolak resist containing naphthoquinonediazide, any resist (polymer film) or surfactant (monomer film) having a functional group capable of generating active hydrogen upon irradiation with various energy beams can be used. is there.

【0079】例えば、前記式(化2)基を含む下記式
(化6)のポリマーやモノマー、前記式(化3)基を含
む下記式(化7)のポリマーやモノマーなどが使用可能
である。
For example, a polymer or monomer of the following formula (Chemical Formula 6) containing the group of the above Formula (Chemical Formula 2), a polymer or monomer of the following Formula (Chemical Formula 7) containing the group of the above Formula (Chemical Formula 3) can be used. .

【0080】[0080]

【化6】 Embedded image

【0081】[0081]

【化7】 Embedded image

【0082】なお、ここで、前記式(化2)基は、紫外
線で脱炭酸反応が進行しさらに空気中の水分と反応し
て、次のような活性水素を含むアミノ基を生成する下記
反応式(化8)が進行する。
Here, the above-mentioned formula (Chemical Formula 2) reacts with a decarboxylation reaction by ultraviolet rays and further reacts with moisture in the air to form an amino group containing active hydrogen as shown below. Equation (Formula 8) proceeds.

【0083】[0083]

【化8】 Embedded image

【0084】一方、前記式(化3)基は、紫外線で分解
して、次のような活性水素を含むスルホン酸基を生成す
る下記反応式(化9)が進行する。
On the other hand, the above formula (Chemical Formula 3) is decomposed by ultraviolet rays, and the following reaction formula (Chemical Formula 9) for generating the following sulfonic acid group containing active hydrogen proceeds.

【0085】[0085]

【化9】 Embedded image

【0086】さらにまた、上記実施例では、炭化水素系
界面活性剤としてCH3(CH218SiCl3を用いた
が、上記のもの以外にも下記式の化合物等が利用でき
た。 CH3(CH2nSiCl3 (nは整数で7〜24が好
ましい。) CH3(CH2pSi(CH32(CH2qSiCl
3(p,qは整数で0〜10が好ましい。) CH3COO(CH2mSiCl3 (mは整数で7〜2
4が好ましい。) さらに、炭化水素系界面活性剤の代わりに、フッ化炭素
系界面活性剤、例えば、CF3(CF27(CH22
iCl3、CF3CH2O(CH215SiCl3、CF
3(CH22Si(CH32(CH215SiCl3、F
(CF24(CH2 2Si(CH32(CH29SiC
3、F(CF28(CH22Si(CH32(CH2
9SiCl3、CF3COO(CH215SiCl3、CF3
(CF25(CH22SiCl3 等が利用できた。
Further, in the above embodiment, the hydrocarbon-based
CH as surfactantThree(CHTwo)18SiClThreeUsing
However, in addition to the above, compounds of the following formulas can be used.
Was. CHThree(CHTwo)nSiClThree (N is an integer and preferably 7 to 24
Good. ) CHThree(CHTwo)pSi (CHThree)Two(CHTwo)qSiCl
Three(P and q are preferably integers of 0 to 10.) CHThreeCOO (CHTwo)mSiClThree (M is an integer of 7 to 2
4 is preferred. In addition, instead of hydrocarbon surfactants, fluorocarbons
-Based surfactant, for example, CFThree(CFTwo)7(CHTwo)TwoS
iClThree, CFThreeCHTwoO (CHTwo)FifteenSiClThree, CF
Three(CHTwo)TwoSi (CHThree)Two(CHTwo)FifteenSiClThree, F
(CFTwo)Four(CHTwo) TwoSi (CHThree)Two(CHTwo)9SiC
lThree, F (CFTwo)8(CHTwo)TwoSi (CHThree)Two(CHTwo)
9SiClThree, CFThreeCOO (CHTwo)FifteenSiClThree, CFThree
(CFTwo)Five(CHTwo)TwoSiClThree Etc. were available.

【0087】(実施例1−2)実施例1において、全面
露光後に、シラン系界面活性剤として、末端に被膜の表
面エネルギーを制御する官能基を一つ組み込んだ直鎖状
炭化水素基及びSiを含むCH3(CH214SiCl3
とNC(CH214SiCl3(モル比で1:1に混合し
て用いた)を用いた他は同様の実験を行った。
(Example 1-2) In Example 1, after the entire surface exposure, a linear hydrocarbon group containing one functional group for controlling the surface energy of the film and Si as a silane-based surfactant were added. CH 3 (CH 2 ) 14 SiCl 3 containing
The same experiment was conducted except that and NC (CH 2 ) 14 SiCl 3 (used in a molar ratio of 1: 1) were used.

【0088】その結果、前記クロロシラン系界面活性剤
が反応してなる化学吸着単分子膜が、露光により基板表
面に生成された水酸基の部分に選択的にシロキサンの共
有結合を介して化学結合した状態で約1.5nmの膜厚
で単分子膜状に形成された。なお、このとき化学吸着膜
の臨界表面エネルギーは約27mN/mであった。
As a result, the state in which the chemically adsorbed monomolecular film formed by the reaction of the chlorosilane-based surfactant is selectively chemically bonded via a siloxane covalent bond to the hydroxyl group formed on the substrate surface by exposure. Was formed into a monomolecular film with a thickness of about 1.5 nm. At this time, the critical surface energy of the chemisorption film was about 27 mN / m.

【0089】さらに、この状態の基板2枚を用い、化学
吸着膜が向かい合うように組み合わせて、アンチパラレ
ル配向するように20ミクロンギャップの液晶セルを組
み立て、ネマチック液晶(ZLI4792;メルク社
製)を注入して単分子膜を形成した部分の配向状態を確
認すると、注入した液晶分子が化学吸着された分子に沿
って基板に対しておよそプレチルト角65゜で洗浄液か
ら引き上げた方向と反対方向にほぼ配向していた。
Further, using two substrates in this state, a liquid crystal cell having a 20-micron gap was assembled so as to be antiparallel aligned by combining the chemical adsorption films to face each other, and a nematic liquid crystal (ZLI4792; manufactured by Merck) was injected. When the alignment state of the portion where the monomolecular film was formed was confirmed, the injected liquid crystal molecules were substantially aligned with the chemically adsorbed molecules at a pretilt angle of about 65 ° with respect to the substrate in a direction opposite to the direction pulled up from the cleaning solution. Was.

【0090】このとき、CH3(CH214SiCl3
NC(CH214SiCl3の組成を1:0〜0:1(好
ましくは10:1〜1:50)で変えると、臨界表面エ
ネルギーは20mN/mから29mN/mに変化し、そ
れぞれプレチルト角は90゜から40゜の範囲で任意に
制御できた。さらに、化学吸着化合物としてフッ素を含
む界面活性剤、例えば、CF3(CF25(CH22
iCl3を添加して行くと臨界表面エネルギーは15m
N/mまで小さくできた。
At this time, when the composition of CH 3 (CH 2 ) 14 SiCl 3 and NC (CH 2 ) 14 SiCl 3 is changed from 1: 0 to 0: 1 (preferably from 10: 1 to 1:50), the critical The surface energy changed from 20 mN / m to 29 mN / m, and the pretilt angle could be controlled arbitrarily in the range of 90 ° to 40 °. Further, a surfactant containing fluorine as a chemisorption compound, for example, CF 3 (CF 2 ) 5 (CH 2 ) 2 S
As iCl 3 is added, the critical surface energy becomes 15 m
N / m.

【0091】(実施例2)まず、表面に画素電極を持っ
たTFTアレイを形成したガラス基板21表面にノボラ
ック樹脂を主成分とし、前記式(化1)基を含むナフト
キノンジアジド系の感光剤が配合されたポジレジスト2
2、(例えばシプレー社製、AZ1400)を0.1〜
0.2μmの厚みで塗布乾燥して成膜した。尚、このと
きの被膜の臨界表面エネルギーは28mN/mであっ
た。次に、画素を個々に2分割するようなホトマスク2
3(このとき、画素分割用のマスクに、吸着膜分子の配
向性向上のため偏光板や回折格子を重ねて用いても良
い)を用いて435nmの光を100mJ/cm2 で露
光した(図5)。そうすると、露光部22’では、空気
中の水分とレジストが反応して、前記式(化4)で表わ
される反応が進行した。このとき、露光で生じた−CO
OH基25は活性水素を含むので(図6、なお図6は図
5のB部の部分拡大図)、SiCl基と脱塩化水素反応
した。
(Example 2) First, a naphthoquinonediazide-based sensitizer containing a novolak resin as a main component and a group represented by the above formula (1) was formed on the surface of a glass substrate 21 on which a TFT array having pixel electrodes on the surface was formed. Positive resist 2
2, 0.1 (for example, AZ1400 manufactured by Shipley)
It was applied and dried to a thickness of 0.2 μm to form a film. At this time, the critical surface energy of the coating was 28 mN / m. Next, a photomask 2 that divides each pixel into two parts
3 (at this time, a polarizing plate or a diffraction grating may be superimposed on a mask for pixel division to improve the orientation of the adsorption film molecules) at 100 mJ / cm 2 with light of 435 nm (see FIG. 5). Then, in the exposed portion 22 ', the moisture in the air reacted with the resist, and the reaction represented by the formula (Formula 4) proceeded. At this time, -CO generated by the exposure
Since the OH group 25 contains active hydrogen (FIG. 6, and FIG. 6 is a partially enlarged view of a portion B in FIG. 5), a dehydrochlorination reaction occurred with the SiCl group.

【0092】そこで、炭化水素基及びクロロシリル基を
含む物質を混ぜた非水系の溶媒、例えば、CH3(C
213SiCl3 を、1重量%程度の濃度でアフルー
ド(旭ガラス製、フッ素系溶媒)に溶かして吸着液を調
製し、乾燥雰囲気中(相対湿度30%以下)で前記露光
された基板24を5分間程度浸漬した。
Therefore, a non-aqueous solvent mixed with a substance containing a hydrocarbon group and a chlorosilyl group, for example, CH 3 (C
H 2 ) 13 SiCl 3 was dissolved at a concentration of about 1% by weight in afluid (made by Asahi Glass, a fluorinated solvent) to prepare an adsorbent, and the exposed substrate was dried in a dry atmosphere (relative humidity 30% or less). 24 was immersed for about 5 minutes.

【0093】その後、液から引き上げて、フッ素系の溶
媒(例えばフロリナートPF5080(スリーエム商品
名)で洗浄すると、基板表面の露光された部分は−CO
OH(カルボキシル基)が多数含まれているので、炭化
水素基及びクロロシリル基を含む物質のSiCl基と前
記カルボキシル基が脱塩酸反応して露光部に選択的に、
下記式(化10)で示される結合が生成され、炭化水素
基を含む化学吸着膜26が露光された部分に選択的に化
学結合した状態で約15オングストローム(1.5n
m)の膜厚で形成され(図7、なお図7は図5のB部の
部分拡大図)、処理部は撥水撥油性となった。
Thereafter, the substrate is taken out of the solution and washed with a fluorine-based solvent (for example, Fluorinert PF5080 (trade name of 3M)).
Since a large amount of OH (carboxyl group) is contained, the SiCl group of the substance containing a hydrocarbon group and a chlorosilyl group and the carboxyl group are subjected to a dehydrochlorination reaction, and selectively exposed to the exposed portion.
The bond represented by the following formula (Formula 10) is formed, and the chemical adsorption film 26 containing a hydrocarbon group is selectively chemically bonded to the exposed portion to about 15 angstroms (1.5 n).
m) (FIG. 7; FIG. 7 is a partially enlarged view of portion B in FIG. 5), and the treated portion became water and oil repellent.

【0094】[0094]

【化10】 Embedded image

【0095】さらに、未露光部を全面露光(マスクを用
いて露光してもよい)した(図8)後、第2の吸着試
薬、例えば、CH3(CH29SiCl3とCH3SiC
3とをモル比で1:5で溶かして前記と同濃度に調製
した吸着液に5分程度浸漬した。その後液から引き上げ
て、フッ素系の溶媒(例えばフロリナートPF5080
(スリーエム商品名))で洗浄すると、基板表面の2回
目に露光された部分は−COOH(カルボキシル基)が
多数含まれているので、CH3(CH29SiCl3とC
3SiCl3のSiCl基と前記カルボキシル基が脱塩
酸反応して露光部に選択的に、炭化水素基を含む化学吸
着膜27が露光された部分に選択的に化学結合した状態
で約10オングストローム(1.0nm)程度の膜厚で
形成された(図9)。このとき、第1回目に化学吸着さ
れた部分はもはや活性基がなく単分子膜が形成されてい
るので、2回目の吸着は全く生じない。したがって、1
画素内で第1回目に露光され化学吸着された部分26と
配向が異なる部分27が形成された。なお、露光時、マ
スクに偏光板や回折格子を重ねて露光するとそれぞれ吸
着分子が筋状に配向した単分子膜を選択的に形成でき
た。さらに、このときの単分子膜の臨界表面エネルギー
は20mN/mであった。
Further, after the entire unexposed portion is exposed (may be exposed using a mask) (FIG. 8), a second adsorption reagent, for example, CH 3 (CH 2 ) 9 SiCl 3 and CH 3 SiC is used.
l 3 and 1 at the molar ratio: was immersed for about 5 minutes adsorption solution prepared in the same concentration dissolved in 5. Thereafter, the solution is pulled up from the solution, and a fluorine-based solvent (eg, Fluorinert PF5080)
And washed with (3M trade name)), since the second time exposed portions of the substrate surface includes -COOH (carboxyl group) is a number, CH 3 (CH 2) 9 SiCl 3 and C
The SiCl group of H 3 SiCl 3 and the carboxyl group are subjected to a dehydrochlorination reaction to selectively cause a chemical adsorption film 27 containing a hydrocarbon group, which is selectively bonded to the exposed portion, to be selectively bonded to the exposed portion at about 10 angstroms. (1.0 nm) (FIG. 9). At this time, since the first chemically adsorbed portion no longer has an active group and a monomolecular film is formed, the second adsorption does not occur at all. Therefore, 1
A portion 27 having a different orientation from the first exposed and chemically adsorbed portion 26 in the pixel was formed. At the time of exposure, when a polarizing plate or a diffraction grating was overlaid on the mask and exposed, a monomolecular film in which the adsorbed molecules were aligned in a streak shape could be selectively formed. Further, the critical surface energy of the monomolecular film at this time was 20 mN / m.

【0096】そこで次に、基板28を2枚を用い、化学
吸着膜が向かい合うように組み合わせて、20ミクロン
ギヤップの液晶セルを組み立て、ネマチック液晶(ZL
I4792;メルク社製)を注入して配向状態を確認す
ると、1画素内で注入した液晶分子が化学吸着された分
子に沿って基板に対してほぼ垂直に配向した部分と斜め
に配向した部分を有するマルチドメインになることが確
認できた。すなわち、この場合は、画素部が2分割され
ているので液晶の配向ドメインが2分割された配向膜が
作製できた。
Then, a liquid crystal cell having a 20 micron gap was assembled by using two substrates 28 and assembling them so that the chemisorption films faced each other.
I4792 (manufactured by Merck & Co.) was injected to check the alignment state. When the liquid crystal molecules injected in one pixel were aligned almost vertically and obliquely with respect to the substrate along the chemisorbed molecules. It can be confirmed that the multi-domain has the same. That is, in this case, since the pixel portion was divided into two, an alignment film in which the alignment domain of the liquid crystal was divided into two could be produced.

【0097】なお、分割数を増やしたい場合には、マス
クを用いた露光吸着工程を所望の回数だけ繰り返して行
えばよい。 (実施例3)実施例1に於て、露光後で直鎖状炭化水素
基を含む分子の化学吸着を行う工程の前に、クロロシリ
ル基を複数個含む化合物を溶かして作製した吸着溶液
に、ドライ雰囲気中で浸漬した。すると、レジスト表面
に生成されたカルボキシル基に含まれた水酸基とクロロ
シリル基を複数個含む化合物のクロロシリル基が脱塩酸
反応した。その後、さらに水と反応させると残ったクロ
ロシリル基が水酸基に変化して、表面に水酸基を多数含
む化学吸着膜が形成された。
When the number of divisions is to be increased, the exposure and suction step using a mask may be repeated a desired number of times. (Example 3) In Example 1, after the exposure and before the step of chemically adsorbing a molecule containing a linear hydrocarbon group, an adsorption solution prepared by dissolving a compound containing a plurality of chlorosilyl groups was used. It was immersed in a dry atmosphere. Then, the chlorosilyl group of the compound containing a plurality of chlorosilyl groups and the hydroxyl group contained in the carboxyl group formed on the resist surface was subjected to a dehydrochlorination reaction. After that, when the chlorosilyl group was further reacted with water, the remaining chlorosilyl groups were changed to hydroxyl groups, and a chemically adsorbed film containing many hydroxyl groups was formed on the surface.

【0098】たとえば、クロル基を複数個含むシリル化
合物としてSiCl4 を用いフロリナートFC40(ス
リーエム商品名)に溶かして吸着液を作製し、露光され
た基板を浸漬すれば、露光されているレジスト32´部
分は、−COOH基が形成されているので、表面で脱塩
酸反応が生じ下記式(化11)及び/または(化12)
が形成され、クロロシラン分子が−SiO−結合を介し
て基板表面にパターン状に固定された。
For example, if SiCl 4 is used as a silyl compound containing a plurality of chloro groups and dissolved in Fluorinert FC40 (trade name of 3M) to prepare an adsorbent, and the exposed substrate is immersed, the exposed resist 32 ′ is exposed. Since a -COOH group is formed in the portion, a dehydrochlorination reaction occurs on the surface, and the following formula (Chem. 11) and / or (Chem. 12)
Was formed, and the chlorosilane molecules were fixed in a pattern on the substrate surface via the -SiO- bond.

【0099】[0099]

【化11】 Embedded image

【0100】[0100]

【化12】 Embedded image

【0101】その後、非水系の溶媒例えばフロリナート
FX3252(スリーエム商品名)で洗浄すると、レジ
ストと反応していないSiCl4 分子は除去され、さら
に水と反応させると、表面に下記式(化13)及び(化
14)で示されるシロキサン単分子吸着膜33が得られ
た(図10)。
Thereafter, when the substrate was washed with a non-aqueous solvent such as Fluorinert FX3252 (trade name of 3M), SiCl 4 molecules that had not reacted with the resist were removed, and when they were further reacted with water, the surface represented by the following formula (Formula 13) A siloxane monomolecular adsorption film 33 represented by (Formula 14) was obtained (FIG. 10).

【0102】[0102]

【化13】 Embedded image

【0103】[0103]

【化14】 Embedded image

【0104】なお、このとき非水系の溶媒例えばフロリ
ナートFX3252(スリーエム商品名)で洗浄する工
程を省けば、ポリシロキサン化学吸着膜が形成された。
また、このときできたシロキサン単分子膜33はレジス
トとは−SiO−の化学結合を介して完全に結合されて
いるので剥がれることが全く無かった。さらにまた、得
られた単分子膜は表面にSiOH結合を数多く持つ。当
初の−COOH基の約2〜3倍程度の数が生成された。
この状態での処理部は、極めて親水性が高かった。そこ
で、この状態で、実施例1と同様の炭化水素基を含む物
質の化学吸着工程を行うと、図1と同様の炭化水素を含
む化学吸着単分子膜が露光された部分に選択的に前記シ
ロキサン単分子膜を介してシロキサンの共有結合で化学
結合した状態で約25オングストローム(2.5nm)
の膜厚で形成された。このとき、基材表面の吸着サイト
(この場合はOH基)は、実施例1に比べて約2〜3倍
程度と多いため、実施例1の場合に比べより吸着分子密
度を大きくできた。また、処理部は親油性となった。な
お、このときの化学吸着膜中の分子は密度は異なるが図
3と同様に基板に対してほぼ垂直に配向していた。
At this time, if the step of washing with a non-aqueous solvent such as Fluorinert FX3252 (trade name of 3M) was omitted, a polysiloxane chemically adsorbed film was formed.
In addition, the siloxane monomolecular film 33 formed at this time was completely bonded to the resist through the chemical bond of -SiO-, and thus did not peel off at all. Furthermore, the obtained monomolecular film has many SiOH bonds on the surface. About 2-3 times the number of original -COOH groups was produced.
The treated part in this state had extremely high hydrophilicity. Therefore, in this state, when the same chemical adsorption step of a substance containing a hydrocarbon group as in Example 1 is performed, the same part as that in FIG. Approximately 25 angstroms (2.5 nm) with siloxane covalently bonded through a siloxane monolayer
It was formed with a film thickness of. At this time, since the number of adsorption sites (OH groups in this case) on the surface of the base material was about 2 to 3 times as large as that of Example 1, the adsorbed molecular density could be larger than that of Example 1. Also, the processing unit became lipophilic. The molecules in the chemically adsorbed film at this time had different densities, but were oriented almost perpendicular to the substrate as in FIG.

【0105】そこでこの状態の基板2枚を用い、化学吸
着膜が向かい合うように組み合わせて、20ミクロンギ
ヤップの液晶セルを組み立て、ネマチック液晶(ZLI
4792;メルク社製)を注入して配向状態を確認する
と、注入した液晶分子が化学吸着された分子に沿って基
板に対してほぼ垂直に配向することが確認できた。すな
わち、この単分子膜も、液晶に対して垂直配向作用を示
した。なお、このとき露光されていない部分では、液晶
は配向しなかった。
Then, a liquid crystal cell having a 20 micron gap was assembled by using two substrates in this state and combining them so that the chemical adsorption films faced each other.
When the alignment state was confirmed by injecting 4792 (manufactured by Merck & Co.), it was confirmed that the injected liquid crystal molecules were aligned almost perpendicularly to the substrate along the chemisorbed molecules. That is, this monomolecular film also exhibited a vertical alignment effect on the liquid crystal. At this time, the liquid crystal was not aligned in the portion not exposed.

【0106】なお、クロル基を複数個含むシリル化合物
として、前記SiCl4以外に、例えば、Cl-(SiC
2O)2-SiCl3、またはSiHCl3、SiH2Cl
2、さらに、Cl-(SiCl2O)n-SiCl3(nは整
数)が利用できた。
[0106] As silyl compound containing a plurality of chloro groups, in addition to the SiCl 4, for example, Cl @ - (SiC
l 2 O) 2 -SiCl 3 , or SiHCl 3 , SiH 2 Cl
2, further, Cl- (SiCl 2 O) n -SiCl 3 (n is an integer) is available.

【0107】(実施例4)次に、上記液晶配向膜を用い
て実際に液晶表示デバイスを製造しようとする場合の製
造プロセスについて図11を用いて説明する。
(Embodiment 4) Next, a manufacturing process for actually manufacturing a liquid crystal display device using the liquid crystal alignment film will be described with reference to FIG.

【0108】まず、あらかじめ前記式(化1)で示され
るエネルギービーム感応性基を含む樹脂をエチルセロソ
ルブアセテートに5重量%に希釈して調製した感光液
(例えばAZ1400等のノボラック系ポジレジストで
も良い)を作製し、図11に示すように、マトリックス
状に載置された第1の電極群41とこの電極を駆動する
トランジスター群42を有する第1の基板43上、およ
び第1の電極群と対向するように載置したカラーフィル
ター群44と第2の電極45を有する第2の基板46上
の両方の電極上に、それぞれ回転塗布法を用いて塗布
し、実施例1と同様に感光性樹脂被膜(ノボラック系ポ
ジレジスト膜)を形成した。その後、100℃で10分
間加熱してある程度溶媒を除去した後、1000本/m
mの回折格子(偏光板を用いても良い)をマスクとして
用い、電極パターンと格子が平行になるようセットし
て、垂直方向より500Wの超高圧水銀灯を用いて43
5nm(g線)の波長の光(マスク通過後28mJ/c
2)を5秒照射して前記感光性のノボラック系ポジレ
ジスト中のナフトキノンジアジドを反応させると、露光
量に比例して露光部に−COOH基が生成された。そこ
で、実施例1と同様に化学吸着プロセスを行うと、電極
パターンに沿って直鎖状の炭化水素基が配向した液晶配
向膜47が作製できた。次に、前記第1と第2の基板4
3、46を対向するように位置合わせしてスペーサー4
8と接着剤49でおよそ5ミクロンのギャップで固定し
た。その後、前記第1と第2の基板に前記TN液晶50
を注入した後、偏光板51、52を組み合わせて表示素
子を完成した。
First, a photosensitive solution (for example, a novolak positive resist such as AZ1400) prepared by previously diluting a resin containing an energy beam sensitive group represented by the above formula (Formula 1) to 5% by weight in ethyl cellosolve acetate may be used. 11), as shown in FIG. 11, on a first substrate 43 having a first electrode group 41 placed in a matrix and a transistor group 42 for driving this electrode, and a first electrode group. Each of the two electrodes on the second substrate 46 having the color filter group 44 and the second electrode 45 placed so as to face each other is applied using a spin coating method, and the photosensitive material is applied in the same manner as in Example 1. A resin film (a novolak-based positive resist film) was formed. Then, after heating at 100 ° C. for 10 minutes to remove the solvent to a certain extent, 1000 fibers / m 2
The electrode pattern and the grating were set parallel to each other using a diffraction grating (a polarizing plate may be used) as a mask, and an ultra-high pressure mercury lamp of 500 W from the vertical direction was used.
Light with a wavelength of 5 nm (g-line) (28 mJ / c after passing through the mask)
m 2 ) was irradiated for 5 seconds to react the naphthoquinonediazide in the photosensitive novolak-based positive resist, and a —COOH group was generated in the exposed portion in proportion to the exposure amount. Thus, when a chemical adsorption process was performed in the same manner as in Example 1, a liquid crystal alignment film 47 in which linear hydrocarbon groups were aligned along the electrode pattern could be produced. Next, the first and second substrates 4
3 and 46 are aligned so as to face each other,
8 and an adhesive 49 were used to fix them with a gap of about 5 microns. Thereafter, the TN liquid crystal 50 is placed on the first and second substrates.
Was injected, and the display element was completed by combining the polarizing plates 51 and 52.

【0109】この様なデバイスは、バックライト53を
全面に照射しながら、ビデオ信号を用いて各々のトラン
ジスタを駆動することで矢印Aの方向に映像を表示でき
た。 (実施例5)表面に透明電極の形成されたガラス基板6
1(表面に水酸基を多数含む)を準備し、あらかじめよ
く洗浄脱脂する。次に、炭素鎖として直鎖状炭化水素基
及びSiを含むシラン系界面活性剤(以下、化学吸着化
合物という)、CN(CH2)1 4SiCl3とCH3SiC
3(モル比で1:10に混合して用いた)を用い、1
重量%の濃度で非水系の溶媒に溶かして化学吸着溶液を
調整した。非水系溶媒としては、良く脱水したヘキサデ
カンを用いた。このようにして調製された溶液を吸着溶
液62とし、この吸着溶液62の中に、乾燥雰囲気中
(相対湿度30%以下)で前記基板61を50分間程度
浸漬(塗布しても良い)した(図12)。その後、液か
ら引き上げて、良く脱水した非水系の溶媒であるn−ヘ
キサン63で洗浄した後、基板を所望の方向に立てた状
態で洗浄液より引き上げて液切りし水分を含む空気中に
暴露した(図13)。矢印65は引き上げ方向である。
前記の一連の工程で、前記クロロシラン系界面活性剤の
SiCl基と前記基板表面の水酸基とで脱塩酸反応が生
じ、下記式(化15および16)の結合が生成された。
さらに、空気中の水分と反応して式(化17及び18)
の結合が生成された。
In such a device, an image can be displayed in the direction of arrow A by driving each transistor using a video signal while irradiating the backlight 53 to the entire surface. (Example 5) Glass substrate 6 having a transparent electrode formed on the surface
1 (containing many hydroxyl groups on the surface) is prepared and thoroughly washed and degreased in advance. Then, silane-based surfactant comprising a linear hydrocarbon group and Si as a carbon chain (hereinafter, referred to as chemisorption compound), CN (CH 2) 1 4 SiCl 3 and CH 3 SiC
l 3 (used in a molar ratio of 1:10),
A chemisorption solution was prepared by dissolving in a non-aqueous solvent at a concentration of% by weight. Well-dehydrated hexadecane was used as the non-aqueous solvent. The solution thus prepared was used as an adsorption solution 62, and the substrate 61 was immersed (may be coated) in the adsorption solution 62 for about 50 minutes in a dry atmosphere (relative humidity 30% or less) ( (FIG. 12). Thereafter, the substrate was pulled up from the liquid, washed with n-hexane 63, which is a well-dehydrated non-aqueous solvent, and then the substrate was pulled up from the cleaning liquid while standing in a desired direction, drained, and exposed to air containing moisture. (FIG. 13). Arrow 65 is the pulling direction.
In the above series of steps, a dehydrochlorination reaction occurred between the SiCl group of the chlorosilane-based surfactant and the hydroxyl group on the substrate surface, and a bond represented by the following formulas (Formulas 15 and 16) was generated.
Further, it reacts with the moisture in the air to obtain the formula (Formula 17 and 18)
A bond was generated.

【0110】[0110]

【化15】 Embedded image

【0111】[0111]

【化16】 Embedded image

【0112】[0112]

【化17】 Embedded image

【0113】[0113]

【化18】 Embedded image

【0114】以上の処理により、前記クロロシラン系界
面活性剤が反応してなる化学吸着単分子膜64が基板表
面の水酸基が含まれていた部分にシロキサンの共有結合
を介して化学結合した状態で約1nmの膜厚で単分子膜
状に形成された。なお、このとき化学吸着膜中のCN
(CH214Si−の直鎖状炭素鎖はチルト角約20゜
で洗浄液から引き上げた方向65と反対方向にほぼ配向
していた(図14)。すなわち吸着固定された分子の向
きが概ね一次配向していた。ここで、チルト角の制御
は、CN(CH214SiCl3とCH3SiCl3の組成
を1:0〜0:1(好ましくは10:1〜1:50)で
変えることにより0゜から90゜の範囲で任意に制御で
きた。このとき、膜を選択的に形成したい場合には、印
刷機を用いて所望のパターンで基板表面61に吸着液6
2を印刷しても良い。また、あらかじめ基板表面をレジ
ストで選択的に覆って置いた後、化学吸着工程を行って
からレジストを除いてもよい。なお、この場合化学吸着
された膜は、有機溶媒では剥がれることがないので、有
機溶媒で溶解除去できるレジストを使用する。
By the above treatment, the chemically adsorbed monomolecular film 64 formed by the reaction of the chlorosilane-based surfactant is chemically bonded to the portion of the substrate surface containing the hydroxyl group through the covalent bond of siloxane. It was formed into a monomolecular film with a thickness of 1 nm. At this time, CN in the chemically adsorbed film
The (CH 2 ) 14 Si— straight-chain carbon chain was almost oriented at a tilt angle of about 20 ° in a direction opposite to the direction 65 pulled up from the cleaning solution (FIG. 14). That is, the direction of the molecules immobilized by adsorption was substantially primary. Here, the tilt angle is controlled from 0 ° by changing the composition of CN (CH 2 ) 14 SiCl 3 and CH 3 SiCl 3 from 1: 0 to 0: 1 (preferably 10: 1 to 1:50). Arbitrary control was possible in the range of 90 °. At this time, if it is desired to selectively form a film, the adsorbing liquid 6 is applied to the substrate surface 61 in a desired pattern using a printing machine.
2 may be printed. Alternatively, after the substrate surface is selectively covered with a resist in advance, the resist may be removed after performing a chemical adsorption step. In this case, since the chemically adsorbed film does not peel off with an organic solvent, a resist that can be dissolved and removed with an organic solvent is used.

【0115】(実施例6)前記実施例5で得られた基板
を用い、引き上げ方向とほぼ直交する方向に偏光方向が
向くように偏光板(HNP´B)66(ポラロイド社
製)を基板に重ねてセットし、超高圧水銀灯の365n
m(i線)の光67を100mJ/cm2 照射した。な
お、このとき、吸着分子の配向方向を一方向に揃えるた
めには、完全に90゜で交差するのではなく、多少、好
ましくは数度以上ずらす必要がある(最大、液切り方向
と平行になるように偏光方向を合わせても良い)。もし
完全に90゜に交差させれば、個々の分子が2方向に向
いてしまう場合がある(図15)。図15において矢印
73は偏光方向である。
(Example 6) Using the substrate obtained in Example 5, a polarizing plate (HNP'B) 66 (manufactured by Polaroid) was applied to the substrate so that the polarization direction was substantially perpendicular to the pulling direction. 365n of super high pressure mercury lamp
m (i-line) light 67 was irradiated at 100 mJ / cm 2 . At this time, in order to align the orientation directions of the adsorbed molecules in one direction, it is necessary to shift the orientation slightly, preferably several degrees or more, instead of completely intersecting at 90 ° (maximum, parallel to the draining direction). The polarization direction may be adjusted so as to be as follows). If they completely cross at 90 °, individual molecules may be oriented in two directions (FIG. 15). In FIG. 15, an arrow 73 indicates the polarization direction.

【0116】その後、前記化学吸着単分子膜64´中の
直鎖状炭素鎖の配向方向を調べるとチルト角は変わらな
かったが配向方向68は引き上げ方向とほぼ直行する方
向に変化し、しかも配向ばらつきも一次配向時より改善
されていた(図16、17)。図中、69は透明電極を
表す。
Thereafter, when the orientation direction of the linear carbon chain in the chemisorption monomolecular film 64 'was examined, the tilt angle did not change, but the orientation direction 68 changed in a direction almost perpendicular to the pulling direction. The variation was also improved from that at the time of primary orientation (FIGS. 16 and 17). In the figure, 69 represents a transparent electrode.

【0117】ここで、選択的に配向方向を変えたい場合
には、所望のマスクを偏光板に重ねて露光する工程を複
数回行うことできわめて容易にパターン状に配向方向の
異なる単分子膜状の液晶配向膜を作製できた。
Here, when it is desired to selectively change the orientation direction, a step of overlapping a desired mask on a polarizing plate and exposing the same is performed a plurality of times, so that it is extremely easy to form a monomolecular film having a different orientation in a pattern. Was prepared.

【0118】本実施例では、洗浄用の水を含まない溶媒
として、アルキル基を含む炭化水素系のn−ヘキサンを
用いたが、これ以外にも、水を含まず界面活性剤を溶か
す溶媒なら何でも使用可能である。たとえばこれ以外に
も、フッ化炭素基、塩化炭素基またはシロキサン基を含
む溶媒、例えば、フレオン113やクロロホルムやヘキ
サメチルジシロキサン等をそれぞれ用いることができ
た。
In this example, a hydrocarbon-based n-hexane containing an alkyl group was used as a water-free solvent for washing. However, any other solvent that does not contain water and dissolves a surfactant can be used. Anything can be used. For example, in addition to this, a solvent containing a fluorocarbon group, a carbon chloride group, or a siloxane group, for example, Freon 113, chloroform, hexamethyldisiloxane, or the like could be used.

【0119】(実施例7)実施例5において、シラン系
界面活性剤として、末端に被膜の表面エネルギーを制御
する官能基を一つ組み込んだ直鎖状炭化水素基及びSi
を含むCH3(CH214SiCl3とNC(CH214
iCl3(モル比で1:1に混合して用いた)を用いた
他は同様の実験を行った。
(Example 7) In Example 5, as a silane-based surfactant, a linear hydrocarbon group incorporating one functional group for controlling the surface energy of the film at the terminal and Si
And CH 3 (CH 2) 14 SiCl 3 containing NC (CH 2) 14 S
The same experiment was performed except that iCl 3 (mixed at a molar ratio of 1: 1) was used.

【0120】その結果、前記クロロシラン系界面活性剤
が反応してなる化学吸着単分子膜が基板表面の水酸基が
生成された部分に選択的にシロキサンの共有結合を介し
て化学結合した状態で約1.5nmの膜厚で単分子膜状
に形成された。なお、このとき化学吸着膜の臨界表面エ
ネルギーは約27mN/mであった。
As a result, the chemically adsorbed monomolecular film formed by the reaction of the chlorosilane-based surfactant is selectively bonded to the portion of the substrate surface where the hydroxyl group has been formed, selectively through a siloxane covalent bond. It was formed into a monomolecular film with a thickness of 0.5 nm. At this time, the critical surface energy of the chemisorption film was about 27 mN / m.

【0121】さらに、この状態の基板2枚を用い、化学
吸着膜が向かい合うように組み合わせて、アンチパラレ
ル配向するように20ミクロンギャップの液晶セルを組
み立て、ネマチック液晶(ZLI4792;メルク社
製)を注入して単分子膜を形成した部分の配向状態を確
認すると、注入した液晶分子が化学吸着された分子に沿
って基板に対しておよそプレチルト角65゜で洗浄液か
ら引き上げた方向と反対方向にほぼ配向していた。
Further, using two substrates in this state, a liquid crystal cell having a gap of 20 μm was assembled by combining the chemical adsorption films so as to face each other, and anti-parallel alignment was performed, and a nematic liquid crystal (ZLI4792, manufactured by Merck) was injected. When the alignment state of the portion where the monomolecular film was formed was confirmed, the injected liquid crystal molecules were substantially aligned with the chemically adsorbed molecules at a pretilt angle of about 65 ° with respect to the substrate in a direction opposite to the direction pulled up from the cleaning solution. Was.

【0122】このとき、CH3(CH214SiCl3
NC(CH214SiCl3の組成を1:0〜0:1(好
ましくは10:1〜1:50)で変えると、臨界表面エ
ネルギーは20mN/mから29mN/mに変化し、そ
れぞれプレチルト角は90゜から40゜の範囲で任意に
制御できた。さらに、化学吸着化合物としてフッ素を含
む界面活性剤、例えば、CF3(CF25(CH22
iCl3を添加して行くと臨界表面エネルギーは15m
N/mまで小さくできた。
At this time, when the composition of CH 3 (CH 2 ) 14 SiCl 3 and NC (CH 2 ) 14 SiCl 3 is changed from 1: 0 to 0: 1 (preferably 10: 1 to 1:50), the critical The surface energy changed from 20 mN / m to 29 mN / m, and the pretilt angle could be controlled arbitrarily in the range of 90 ° to 40 °. Further, a surfactant containing fluorine as a chemisorption compound, for example, CF 3 (CF 2 ) 5 (CH 2 ) 2 S
As iCl 3 is added, the critical surface energy becomes 15 m
N / m.

【0123】(実施例8)実施例5に於て、炭素鎖やシ
ロキサン結合鎖を含む界面活性剤分子の化学吸着を行う
工程の前に、クロロシリル基を複数個含む化合物を溶か
して作製した吸着溶液を作り、ドライ雰囲気中で浸漬し
た。すると、基板表面に含まれた水酸基とクロロシリル
基を複数個含む化合物のクロロシリル基が脱塩酸反応し
た。その後、さらに水と反応させると残ったクロロシリ
ル基が水酸基に変化して、表面に水酸基を多数含む化学
吸着膜が形成された。
(Example 8) In Example 5, before the step of chemically adsorbing a surfactant molecule containing a carbon chain or a siloxane bond chain, the adsorption prepared by dissolving a compound containing a plurality of chlorosilyl groups. A solution was made and immersed in a dry atmosphere. Then, the chlorosilyl group of the compound containing a plurality of hydroxyl groups and chlorosilyl groups contained in the substrate surface was subjected to a dehydrochlorination reaction. After that, when the chlorosilyl group was further reacted with water, the remaining chlorosilyl groups were changed to hydroxyl groups, and a chemically adsorbed film containing many hydroxyl groups was formed on the surface.

【0124】たとえば、クロル基を複数個含むシリル化
合物としてSiCl4 を用いn−オクタンに溶かして吸
着液を作製し、乾燥雰囲気中で基板を浸漬すれば、表面
には−OH基が含まれているので、界面で脱塩酸反応が
生じ下記式(化19)及び/または(化20)が形成さ
れ、クロロシラン分子71が−SiO−結合を介して基
板表面に固定された。
For example, if SiCl 4 is used as a silyl compound containing a plurality of chloro groups and dissolved in n-octane to prepare an adsorbent, and the substrate is immersed in a dry atmosphere, the surface contains —OH groups. Therefore, a dehydrochlorination reaction occurred at the interface, and the following formulas (Formula 19) and / or (Formula 20) were formed, and the chlorosilane molecule 71 was fixed to the substrate surface via a -SiO- bond.

【0125】[0125]

【化19】 Embedded image

【0126】[0126]

【化20】 Embedded image

【0127】その後、非水系の溶媒例えばクロロホルム
で洗浄すると、基板と反応していない余分のSiCl4
分子は除去される(図18)。さらに空気中に取りだし
水と反応させると、表面に下記式(化21)及び/また
は(化22)で示される多数のSiO結合を含むシロキ
サン単分子吸着膜72が得られた(図19)。
Thereafter, when the substrate is washed with a non-aqueous solvent such as chloroform, excess SiCl 4 not reacting with the substrate is obtained.
The molecules are removed (FIG. 18). Further, when taken out into the air and reacted with water, a siloxane monomolecular adsorption film 72 containing a large number of SiO bonds represented by the following formulas (Formula 21) and / or (Formula 22) on the surface was obtained (FIG. 19).

【0128】[0128]

【化21】 Embedded image

【0129】[0129]

【化22】 Embedded image

【0130】なお、このとき非水系の溶媒例えばクロロ
ホルムで洗浄する工程を省けば、ポリシロキサン化学吸
着膜が形成された。なお、このときできたシロキサン単
分子膜72は基板とは−SiO−の化学結合を介して完
全に結合されているので剥がれることが全く無い。ま
た、得られた単分子膜は表面にSiOH結合を数多く持
つ。当初の−OH基の約2〜3倍程度の数が生成され
た。この状態での処理部は、極めて親水性が高かった。
そこで、この状態で、実施例5と同様の界面活性剤を用
い化学吸着工程を行うと、図12と同様の界面活性剤が
反応してなる炭素鎖を含む化学吸着単分子膜が前記シロ
キサン単分子膜を介してシロキサンの共有結合で化学結
合した状態で約1nmの膜厚で形成された。このとき、
界面活性剤の吸着前の基材表面の吸着サイト(この場合
はOH基)は、実施例5に比べて約2〜3倍程度と多い
ため、実施例5の場合に比べより吸着分子密度を大きく
できた。また、処理部は親油性となった。なお、このと
きの化学吸着膜中の分子密度は異なるが引き上げ方向と
反対方向、すなわち液切り方向に配向していた。
At this time, if the step of washing with a non-aqueous solvent such as chloroform was omitted, a polysiloxane chemically adsorbed film was formed. Since the siloxane monomolecular film 72 formed at this time is completely bonded to the substrate via the chemical bond of -SiO-, it does not peel off at all. Moreover, the obtained monomolecular film has many SiOH bonds on the surface. About 2-3 times the number of original -OH groups was produced. The treated part in this state had extremely high hydrophilicity.
Then, in this state, when the chemical adsorption step is performed using the same surfactant as in Example 5, the chemically adsorbed monomolecular film containing the carbon chain formed by the reaction of the same surfactant as in FIG. The film was formed with a thickness of about 1 nm in a state where the siloxane was chemically bonded through a molecular film through a covalent bond. At this time,
The number of adsorption sites (OH groups in this case) on the surface of the base material before the surfactant is adsorbed is about 2 to 3 times as large as in Example 5, so that the adsorbed molecular density is higher than in Example 5. It was big. Also, the processing unit became lipophilic. Although the molecular density in the chemisorption film at this time was different, it was oriented in the direction opposite to the pulling direction, that is, in the liquid draining direction.

【0131】次に、この状態の基板を用い、引き上げ方
向とほぼ直交する方向に偏光方向が向くように偏光板を
基板に重ねて、KrFエキシマーレーザーの248nm
の光を80mJ/cm2 照射した。その後、前記化学吸
着単分子膜中の直鎖状炭素鎖の配向方向を調べるとチル
ト角は25゜と多少大きくなっていたが配向方向は引き
上げ方向とほぼ直行する方向に変化し、しかも配向ばら
つきも改善されていた。
Next, using the substrate in this state, a polarizing plate is superposed on the substrate so that the polarization direction is oriented in a direction substantially perpendicular to the pulling direction, and a KrF excimer laser of 248 nm is used.
Of 80 mJ / cm 2 was applied. Thereafter, when the orientation direction of the linear carbon chain in the chemisorption monomolecular film was examined, the tilt angle was slightly large at 25 °, but the orientation direction changed to a direction almost perpendicular to the pulling direction, and furthermore, the alignment variation was observed. Had also been improved.

【0132】そこでこの状態の基板2枚を用い、化学吸
着膜が向かい合うように組み合わせて、アンチパラレル
配向するように20ミクロンギヤップの液晶セルを組み
立て、ネマチック液晶(ZLI4792;メルク社製)
を注入して配向状態を確認すると、注入した液晶分子が
化学吸着された分子に沿って基板に対して約25゜で配
向することが確認できた。
Thus, a liquid crystal cell having a 20-micron gap was assembled by using two substrates in this state and combining them so that the chemisorption films faced each other so as to perform antiparallel alignment, and a nematic liquid crystal (ZLI4792; manufactured by Merck) was used.
Was injected to confirm the alignment state, it was confirmed that the injected liquid crystal molecules were aligned at about 25 ° with respect to the substrate along the chemisorbed molecules.

【0133】なお、クロル基を複数個含むシリル化合物
として、前記SiCl4以外に、例えば、Cl−(Si
Cl2O)2−SiCl3、またはSiHCl3、SiH2
Cl2、さらに、Cl−(SiCl2O)n−SiCl
3(nは整数)が利用できた。
[0133] As silyl compound containing a plurality of chloro groups, in addition to the SiCl 4, for example, Cl @ - (Si
Cl 2 O) 2 -SiCl 3 or SiHCl 3, SiH 2,
Cl 2 , and further, Cl- (SiCl 2 O) n -SiCl
3 (n is an integer) were available.

【0134】(実施例9)次に、上記液晶配向膜を用い
て実際に液晶表示デバイスを製造しようとする場合の製
造プロセスについて図20を用いて説明する。
(Embodiment 9) Next, a manufacturing process for actually manufacturing a liquid crystal display device using the liquid crystal alignment film will be described with reference to FIG.

【0135】まず、図20に示すように、マトリックス
状に載置された第1の電極群81とこの電極を駆動する
トランジスター群82を有する第1の基板83上、およ
び第1の電極群と対向するように載置したカラーフィル
ター群84と第2の電極85を有する第2の基板86上
に、それぞれ回転塗布法を用いて化学吸着液を塗布し、
実施例5と同様に化学吸着膜を形成した。その後、偏光
板HNP´B(ポラロイド社製)を用い、電極パターン
と偏光方向が平行になるようセットして、垂直方向より
500Wの超高圧水銀灯を用いて365nm(i線)の
波長の光(偏光板通過後3.6mJ/cm2・s)を2
0秒照射した。すると、実施例5と同様に電極パターン
に沿って直鎖状の炭化水素基が再配向した液晶配向膜8
7が作製できた。次に、前記第1と第2の基板83、8
6を電極が対向するように位置合わせしてスペーサー8
8と接着剤89でおよそ5ミクロンのギャップで固定し
た。その後、前記第1と第2の基板に前記TN液晶90
を注入した後、偏光板91、92を組み合わせて表示素
子を完成した。
First, as shown in FIG. 20, a first electrode group 81 placed in a matrix and a first substrate 83 having a transistor group 82 for driving the electrodes, and a first electrode group 81 On a second substrate 86 having a color filter group 84 and a second electrode 85 placed so as to face each other, a chemical adsorption liquid is applied using a spin coating method, respectively.
A chemically adsorbed film was formed in the same manner as in Example 5. Then, using a polarizing plate HNP'B (manufactured by Polaroid), the electrode pattern and the polarization direction were set parallel to each other, and an ultrahigh-pressure mercury lamp of 500 W from the vertical direction was used to emit light having a wavelength of 365 nm (i-line). 3.6 mJ / cm 2 · s) after passing through the polarizing plate
Irradiated for 0 seconds. Then, similarly to the fifth embodiment, the liquid crystal alignment film 8 in which the linear hydrocarbon groups are realigned along the electrode pattern.
7 was produced. Next, the first and second substrates 83, 8
6 so that the electrodes face each other,
8 and an adhesive 89 were used to fix the gap of about 5 microns. Thereafter, the TN liquid crystal 90 is placed on the first and second substrates.
Was injected, and the display device was completed by combining the polarizing plates 91 and 92.

【0136】この様なデバイスは、バックライト93を
全面に照射しながら、ビデオ信号を用いて各々のトラン
ジスタを駆動することで矢印Aの方向に映像を表示でき
た。 (実施例10)実施例9における、光再配向工程におい
て、前記偏光板に各々の画素を市松状に4分割するパタ
ーン状のマスクを重ねて露光する工程を2回行うと、同
一画素内でパターン状に配向方向の異なる部分を4箇所
設けることができた。そして、この配向膜を形成した基
板を用いると液晶表示装置の視野角を大幅に改善でき
た。
In such a device, an image can be displayed in the direction of arrow A by driving each transistor using a video signal while illuminating the entire surface of the backlight 93. (Embodiment 10) In the light reorienting step in Embodiment 9, if the step of overlapping and exposing a pattern-like mask for dividing each pixel into four in a checkered manner on the polarizing plate is performed twice, the same pixel can be obtained. Four portions having different orientation directions could be provided in a pattern. When the substrate on which the alignment film was formed was used, the viewing angle of the liquid crystal display device could be greatly improved.

【0137】(実施例11)化学吸着化合物として、C
3(CH218SiCl3とCH3(CH23SiCl3
(モル比で1:1に混合して用いた)を用い、それぞれ
1重量%程度の濃度で非水系の溶媒に溶かして化学吸着
溶液を調整した。このとき非水系溶媒としては、良く脱
水したヘキサデカンを用いた。このようにして調製され
た溶液を吸着溶液とし、実施例5と同様に、乾燥雰囲気
中(相対湿度30%以下)で電極の形成された基板を1
時間程度浸漬した。その後、液から引き上げて、良く脱
水した水を含まない非水系の溶媒であるn−ヘキサンで
洗浄した後、基板を所望の方向に立てた状態で図13と
同様に洗浄液より引き上げて液切りし水分を含む空気中
に暴露した。
Example 11 As a chemisorbed compound, C
H 3 (CH 2 ) 18 SiCl 3 and CH 3 (CH 2 ) 3 SiCl 3
(Used in a molar ratio of 1: 1) was dissolved in a non-aqueous solvent at a concentration of about 1% by weight to prepare a chemisorption solution. At this time, well-dehydrated hexadecane was used as the non-aqueous solvent. The solution thus prepared was used as an adsorption solution, and the substrate on which the electrodes were formed was dried in a dry atmosphere (30% or less relative humidity) in the same manner as in Example 5.
It was immersed for about an hour. Thereafter, the substrate is pulled up from the liquid, washed with n-hexane, which is a non-aqueous solvent not containing water that has been well dehydrated, and then pulled up from the cleaning liquid as in FIG. Exposure to moist air.

【0138】その後、一次配向の状況を調べるためにF
TIRを用いて分析した。結果を図21及び22に示
す。図21及び22より明らかなように、引き上げ方向
に対して垂直方向に測定した吸収スペクトル(図21)
と引き上げ方向に対して平行方向に測定した吸収スペク
トル(図22)とで吸収パターンが異なっている。図2
1では、CH2 の非対称伸縮振動に起因した2930c
-1の吸収強度がCH2の対称伸縮振動に起因した28
57cm-1の吸収強度の2倍になっているが、図22で
は、CH2 の非対称伸縮振動に起因した2929cm-1
の吸収強度がCH 2 の対称伸縮振動に起因した2859
cm-1の吸収強度のおよそ1.7倍になっている。ま
た、2930cm-1の吸収ピークがレッドシフトし、2
857cm-1の吸収ピークがブルーシフトしている。こ
のことは、吸着固定された分子の炭化水素鎖が引き上げ
方向に平行、すなわち液切り方向に配向していることを
示している。
Thereafter, in order to examine the state of the primary orientation, F
Analysis was performed using TIR. The results are shown in FIGS.
You. 21 and 22, the lifting direction
Absorption spectrum measured in the direction perpendicular to (FIG. 21)
And absorption spectrum measured in the direction parallel to the lifting direction
The absorption pattern differs from that of the torr (FIG. 22). FIG.
In 1, CHTwo 2930c caused by asymmetric stretching vibration of
m-1Absorption intensity of CHTwo28 due to the symmetric stretching vibration of
57cm-1Is twice the absorption intensity of
Is CHTwo 2929cm caused by asymmetric stretching vibration of-1
Absorption intensity of CH Two 2859 due to symmetric stretching vibration of
cm-1Is about 1.7 times the absorption intensity. Ma
2930cm-1Red shift of the absorption peak of
857cm-1Is blue-shifted. This
It means that the hydrocarbon chains of the molecules fixed
Parallel to the direction, that is, oriented in the draining direction.
Is shown.

【0139】さらに、この状態の基板2枚を用い、化学
吸着膜が向かい合うように組み合わせて、アンチパラレ
ル配向するように20ミクロンギャップの液晶セルを組
み立て、ネマチック液晶(ZLI4792;メルク社
製)を注入し偏光板を用いて配向状態を確認すると、注
入した液晶分子は液切り方向、すなわち洗浄液から引き
上げた方向と反対方向に配向していた。さらに、クロス
ニコルに組み合わせた2枚の偏光板に前記セルを挟み、
電極に20ボルト印加した場合と印加しない場合、すな
わちオンオフでの光透過率を測定すると358のコント
ラストが得られた。このことは、引き上げ配向工程だけ
でも実用レベルの配向性能が得られることを示してい
る。
Further, using two substrates in this state, a liquid crystal cell having a 20-micron gap was assembled by combining the chemical adsorption films so as to face each other, and anti-parallel alignment was performed, and a nematic liquid crystal (ZLI4792; manufactured by Merck) was injected. When the alignment state was confirmed using a polarizing plate, the injected liquid crystal molecules were aligned in the liquid draining direction, that is, the direction opposite to the direction pulled up from the cleaning liquid. Furthermore, the cell is sandwiched between two polarizing plates combined in crossed Nicols,
When the light transmittance was measured when the electrode was applied with 20 volts and when the voltage was not applied, that is, on and off, a contrast of 358 was obtained. This indicates that a practical level of alignment performance can be obtained only by the pulling alignment step.

【0140】なお、上記の実施例6、8、9、10で
は、露光に用いる光として超高圧水銀灯のi線である3
65nmの光やKrFエキシマレーザーで得られる24
8nmの光を用いたが、膜物質の光の吸収度合いに応じ
て436nm、405nm、254nmの光を用いるこ
とも可能である。特に、248nmや254nmの光は
大部分の物質に吸収され易いため配向効率が高い。
In the above Examples 6, 8, 9 and 10, the light used for exposure is i-line of an ultra-high pressure mercury lamp.
24 obtained by 65 nm light or KrF excimer laser
Although the light of 8 nm is used, it is also possible to use light of 436 nm, 405 nm, and 254 nm according to the degree of light absorption of the film material. In particular, light of 248 nm or 254 nm is easily absorbed by most substances, and thus has high alignment efficiency.

【0141】また、直鎖状炭化水素基またはシロキサン
結合鎖とクロロシリル基、またはアルコキシシリル基ま
たはイソシアネートシリル基を含むシラン系の界面活性
剤として、分子端にシアノ基と他の一端にクロロシリル
基を含んだクロロシラン系界面活性剤とメチル基とクロ
ロシリル基を含んだクロロシラン系界面活性剤を混合し
て用いた、すなわち分子長の異なる2種のクロロシラン
系界面活性剤を混合して用いた例を示したが、本発明で
はこれらに限定されるものではなく、以下に示したよう
な炭化水素基の末端にハロゲン原子またはメチル基(−
CH3)、フェニル基(−C65)、シアノ基(−C
N)、またはトリふっ化炭素基(−CF3)を含んでい
るクロロシラン系界面活性剤や、分子内の炭化水素基の
一部の炭素が光学活性を有するクロロシラン系界面活性
剤(特にこの場合には効率よく配向できた)が使用でき
た。
As a silane-based surfactant containing a linear hydrocarbon group or a siloxane bonding chain and a chlorosilyl group, or an alkoxysilyl group or an isocyanatesilyl group, a cyano group at the molecular end and a chlorosilyl group at the other end. Shown below is an example in which a mixed chlorosilane-based surfactant containing a methyl group and a chlorosilyl group was used in combination with two chlorosilane-based surfactants having different molecular lengths. However, the present invention is not limited to these, and a halogen atom or a methyl group (-
CH 3 ), phenyl group (—C 6 H 5 ), cyano group (—C
N) or a chlorosilane-based surfactant containing a carbon trifluoride group (—CF 3 ) or a chlorosilane-based surfactant in which some of the carbon atoms in the hydrocarbon groups in the molecule have optical activity (particularly in this case) Could be efficiently oriented).

【0142】なお、Ha(CH2nSiCl3 (Haは
塩素、臭素、ヨウ素、ふっ素等のハロゲン原子を表し、
nは整数で1〜24が好ましい。)で示されるクロロシ
ラン系界面活性剤も使用できる。さらに下記の化合物も
使用できる。 (1)CH3(CH2nSiCl3 (nは整数で0〜2
4が好ましい。) (2)CH3(CH2pSi(CH32(CH2qSi
Cl3(p,qは整数で0〜10が好ましい。) (3)CH3COO(CH2mSiCl3(mは整数で7
〜24が好ましい。) (4)C65(CH2nSiCl3(nは整数で0〜2
4が好ましい。) (5)CN(CH2nSiCl3(nは整数で0〜24
が好ましい。) (6)Cl3Si(CH2nSiCl3(nは整数で3〜
24が好ましい。) (7)Cl3Si(CH22(CF2n(CH22Si
Cl3(nは整数で1〜10が好ましい。) (8)Br(CH28SiCl3 (9)CH3(CH217SiCl3 (10)CH3(CH25Si(CH32(CH28Si
Cl3 (11)CH3COO(CH214SiCl3 (12)C65(CH28SiCl3 (13)CN(CH214SiCl3 (14)Cl3Si(CH28SiCl3 (15)Cl3Si(CH22(CF24(CH22Si
Cl3 (16)Cl3Si(CH22(CF26(CH22Si
Cl3 (17)CF3CF3(CF27(CH22SiCl3 (18)CF3CF3CH2O(CH215Si(CH32
l (19)CF3CF3(CH22Si(CH32(CH2
15SiCl3 (20)F(CCF3(CF24(CH22Si(CH3
2(CH29SiCl3 (21)F(CF28(CH22Si(CH32(C
29SiCl3 (22)CF3COO(CH215SiCH3Cl2 (23)CF3(CF25(CH22SiCl3 (24)CH3CH2CHC*3CH2OCO(CH210
iCl3 (25)CH3CH2CHC*H3CH2OCOC6H4OCOC6H4O(CH2)5SiCl3 前記化学式において、C*は光学活性の炭素を示す。
Ha (CH 2 ) n SiCl 3 (Ha represents a halogen atom such as chlorine, bromine, iodine, fluorine, etc.)
n is an integer and preferably 1 to 24. A chlorosilane-based surfactant represented by ()) can also be used. Further, the following compounds can be used. (1) CH 3 (CH 2 ) n SiCl 3 (n is an integer of 0 to 2)
4 is preferred. (2) CH 3 (CH 2 ) p Si (CH 3 ) 2 (CH 2 ) q Si
Cl 3 (p and q are preferably integers of 0 to 10.) (3) CH 3 COO (CH 2 ) m SiCl 3 (m is an integer of 7
To 24 are preferable. ) (4) C 6 H 5 (CH 2) n SiCl 3 (n is an integer from 0 to 2
4 is preferred. (5) CN (CH 2 ) n SiCl 3 (n is an integer of 0 to 24)
Is preferred. ) (6) Cl 3 Si ( CH 2) n SiCl 3 (n is 3 to an integer
24 is preferred. (7) Cl 3 Si (CH 2 ) 2 (CF 2 ) n (CH 2 ) 2 Si
Cl 3 (n is preferably an integer of 1 to 10.) (8) Br (CH 2 ) 8 SiCl 3 (9) CH 3 (CH 2 ) 17 SiCl 3 (10) CH 3 (CH 2 ) 5 Si (CH) 3 ) 2 (CH 2 ) 8 Si
Cl 3 (11) CH 3 COO (CH 2) 14 SiCl 3 (12) C 6 H 5 (CH 2) 8 SiCl 3 (13) CN (CH 2) 14 SiCl 3 (14) Cl 3 Si (CH 2) 8 SiCl 3 (15) Cl 3 Si (CH 2) 2 (CF 2) 4 (CH 2) 2 Si
Cl 3 (16) Cl 3 Si (CH 2 ) 2 (CF 2 ) 6 (CH 2 ) 2 Si
Cl 3 (17) CF 3 CF 3 (CF 2) 7 (CH 2) 2 SiCl 3 (18) CF 3 CF 3 CH 2 O (CH 2) 15 Si (CH 3) 2 C
l (19) CF 3 CF 3 (CH 2 ) 2 Si (CH 3 ) 2 (CH 2 )
15 SiCl 3 (20) F (CCF 3 (CF 2 ) 4 (CH 2 ) 2 Si (CH 3 )
2 (CH 2) 9 SiCl 3 (21) F (CF 2) 8 (CH 2) 2 Si (CH 3) 2 (C
H 2) 9 SiCl 3 (22 ) CF 3 COO (CH 2) 15 SiCH 3 Cl 2 (23) CF 3 (CF 2) 5 (CH 2) 2 SiCl 3 (24) CH 3 CH 2 CHC * H 3 CH 2 OCO (CH 2 ) 10 S
iCl 3 (25) CH 3 CH 2 CHC * H 3 CH 2 OCOC 6 H 4 OCOC 6 H 4 O (CH 2 ) 5 SiCl 3 In the above chemical formula, C * represents optically active carbon.

【0143】また、シロキサン結合鎖とクロロシリル
基、またはアルコキシシリル基またはイソシアネートシ
リル基を含む以下のものが使用できた。(この場合も、
高度に配向した膜が得られた。) (26)ClSi(CH3)2OSi(CH3)2OSi(CH3)2OSi(CH3)2Cl (27)Cl3SiOSi(CH3)2OSi(CH3)2OSi(CH3)2OSi(CH3)2OSi
Cl3 さらにクロロシラン系界面活性剤以外に、以下に示した
ようなアルコキシシリル基またはイソシアネートシリル
基を含むシラン系の界面活性剤が使用できた。 (28)Ha(CH2nSi(OCH33(Haは塩素、
臭素、要素、ふっ素等のハロゲン原子を表し、nは整数
で1〜24が好ましい。) (29)CH3(CH2nSi(NCO)3(nは整数で0
〜24が好ましい。) (30)CH3(CH2pSi(CH32(CH2qSi
(OCH33(p,qは整数で0〜10が好ましい。) (31)HOOC(CH2)mSi(OCH3)3(mは整数で7
〜24が好ましい。) (32)H2N(CH2mSi(OCH33(mは整数で
7〜24が好ましい。) (33)C65(CH2nSi(NCO)3(nは整数で
0〜24が好ましい。) (34)CN(CH2nSi(OC253(nは整数で
0〜24が好ましい。) (実施例12)表面に透明電極の形成されたガラス基板
101(表面に水酸基を多数含む)を準備し、あらかじ
めよく洗浄脱脂する。次に、末端に被膜の表面エネルギ
ーを制御する官能基を一つ組み込んだ直鎖状炭化水素基
及びSiを含むシラン系界面活性剤(以下、化学吸着化
合物ともいう)、CH3(CH214SiCl3とNC
(CH214SiCl3(モル比で1:1に混合して用い
た)を用い、1重量%程度の濃度で非水系の溶媒に溶か
して化学吸着溶液を調整した。非水系溶媒としては、良
く脱水したヘキサデカンを用いた。このようにして調製
された溶液を吸着溶液102とし、この吸着溶液102
の中に、乾燥雰囲気中(相対湿度30%以下)で前記基
板101を1時間程度浸漬(塗布しても良い)した(図
23)。その後、液から引き上げて、良く脱水した水を
含まない非水系の溶媒であるn−ヘキサン103で洗浄
した後、基板を所望の方向に立てた状態で洗浄液より引
き上げて液切りし水分を含む空気中に暴露した(図2
4)。前記の一連の工程で、前記クロロシラン系界面活
性剤のSiCl基と前記基板表面の水酸基とで脱塩酸反
応が生じ、下記式(化23および24)の結合が生成さ
れた。さらに、空気中の水分と反応して式(化25及び
26)の結合が生成された。
The following compounds containing a siloxane bond chain and a chlorosilyl group, or an alkoxysilyl group or an isocyanatesilyl group could be used. (Also in this case,
A highly oriented film was obtained. ) (26) ClSi (CH 3 ) 2 OSi (CH 3) 2 OSi (CH 3) 2 OSi (CH 3) 2 Cl (27) Cl 3 SiOSi (CH 3) 2 OSi (CH 3) 2 OSi (CH 3 ) 2 OSi (CH 3 ) 2 OSi
In addition to Cl 3 and chlorosilane-based surfactants, the following silane-based surfactants containing an alkoxysilyl group or an isocyanatesilyl group could be used. (28) Ha (CH 2 ) n Si (OCH 3 ) 3 (Ha is chlorine,
Represents a halogen atom such as bromine, element, fluorine, etc., and n is preferably an integer of 1 to 24. (29) CH 3 (CH 2 ) n Si (NCO) 3 (n is an integer of 0
To 24 are preferable. ) (30) CH 3 (CH 2 ) p Si (CH 3 ) 2 (CH 2 ) q Si
(OCH 3 ) 3 (p and q are preferably integers from 0 to 10.) (31) HOOC (CH 2 ) m Si (OCH 3 ) 3 (m is an integer of 7
To 24 are preferable. ) (32) H 2 N ( CH 2) m Si (OCH 3) 3 (m is 7-24 in integer preferred.) (33) C 6 H 5 (CH 2) n Si (NCO) 3 (n is (34) CN (CH 2 ) n Si (OC 2 H 5 ) 3 (n is preferably an integer from 0 to 24) (Example 12) A transparent electrode is formed on the surface. A prepared glass substrate 101 (containing a large number of hydroxyl groups on the surface) is prepared and thoroughly cleaned and degreased in advance. Next, a silane-based surfactant containing a linear hydrocarbon group incorporating one functional group for controlling the surface energy of the film at the terminal and Si (hereinafter, also referred to as a chemisorbed compound), CH 3 (CH 2 ) 14 SiCl 3 and NC
Using (CH 2 ) 14 SiCl 3 (mixed at a molar ratio of 1: 1), the solution was dissolved in a non-aqueous solvent at a concentration of about 1% by weight to prepare a chemisorption solution. Well-dehydrated hexadecane was used as the non-aqueous solvent. The solution thus prepared is referred to as an adsorption solution 102, and the adsorption solution 102
The substrate 101 was immersed (may be applied) for about one hour in a dry atmosphere (relative humidity 30% or less) (FIG. 23). Thereafter, the substrate is pulled up from the liquid, washed with n-hexane 103 which is a non-aqueous solvent not containing water which has been well dehydrated, and then pulled up from the cleaning liquid in a state where the substrate is set in a desired direction. (Figure 2)
4). In the above series of steps, a dehydrochlorination reaction occurred between the SiCl group of the chlorosilane-based surfactant and the hydroxyl group on the substrate surface, and a bond represented by the following formulas (Formulas 23 and 24) was generated. Further, the reaction with the moisture in the air produced the bond of the formula (Formulas 25 and 26).

【0144】[0144]

【化23】 Embedded image

【0145】[0145]

【化24】 Embedded image

【0146】[0146]

【化25】 Embedded image

【0147】[0147]

【化26】 Embedded image

【0148】以上の処理により、前記クロロシラン系界
面活性剤が反応してなる化学吸着単分子膜104が基板
表面の水酸基が含まれていた部分にシロキサンの共有結
合を介して化学結合した状態で約1.5nmの膜厚で単
分子膜状に形成された。なお、このとき化学吸着膜の臨
界表面エネルギーは約27mN/mであった。
By the above treatment, the chemically adsorbed monomolecular film 104 formed by the reaction of the chlorosilane-based surfactant is chemically bonded to a portion of the substrate surface containing a hydroxyl group through a siloxane covalent bond. It was formed into a monomolecular film with a thickness of 1.5 nm. At this time, the critical surface energy of the chemisorption film was about 27 mN / m.

【0149】さらに、この状態の基板2枚を用い、化学
吸着膜が向かい合うように組み合わせて、アンチパラレ
ル配向するように20ミクロンギヤップの液晶セルを組
み立て、ネマチック液晶(ZLI4792;メルク社
製)を注入して配向状態を確認すると、注入した液晶分
子が化学吸着された分子に沿って基板に対しておよそプ
レチルト角65゜で洗浄液から引き上げた方向105と
反対方向にほぼ配向していた(図25)。
Further, a liquid crystal cell having a 20 micron gap was assembled by using two substrates in this state and combining them so that the chemical adsorption films faced each other, and anti-parallel alignment was performed, and a nematic liquid crystal (ZLI4792; manufactured by Merck) was injected. When the alignment state was confirmed, the injected liquid crystal molecules were substantially aligned along the chemically adsorbed molecules at a pretilt angle of about 65 ° with respect to the substrate in the direction opposite to the direction 105 pulled up from the cleaning liquid (FIG. 25). .

【0150】このとき、CH3(CH214SiCl3
NC(CH214SiCl3の組成を1:0〜0:1(好
ましくは10:1〜1:50)で変えると、臨界表面エ
ネルギーは20mN/mから29mN/mに変化し、そ
れぞれプレチルト角は90゜から40゜の範囲で任意に
制御できた。さらに、化学吸着化合物としてフッ素を含
む界面活性剤、例えば、CF3(CF25(CH22
iCl3を添加して行くと臨界表面エネルギーは15m
N/mまで小さくできた。
At this time, when the composition of CH 3 (CH 2 ) 14 SiCl 3 and NC (CH 2 ) 14 SiCl 3 is changed from 1: 0 to 0: 1 (preferably 10: 1 to 1:50), the critical The surface energy changed from 20 mN / m to 29 mN / m, and the pretilt angle could be controlled arbitrarily in the range of 90 ° to 40 °. Further, a surfactant containing fluorine as a chemisorption compound, for example, CF 3 (CF 2 ) 5 (CH 2 ) 2 S
As iCl 3 is added, the critical surface energy becomes 15 m
N / m.

【0151】なお、膜を選択的に形成したい場合には、
印刷機を用いて所望のパターンで基板表面101に吸着
液102を印刷する方法が利用できた。また、あらかじ
め基板表面をレジストで選択的に覆って置いた後、化学
吸着工程を行ってからレジストを除く方法も利用でき
る。ただし、この場合、化学吸着された膜は、有機溶媒
では決して剥がれることがないので、有機溶媒で溶解除
去出きるレジストを使用する。
When it is desired to selectively form a film,
A method of printing the adsorption liquid 102 on the substrate surface 101 in a desired pattern using a printing machine was available. Alternatively, a method in which the substrate surface is selectively covered with a resist in advance and then the resist is removed after performing a chemical adsorption step. However, in this case, the chemically adsorbed film is never peeled off with an organic solvent, so a resist that can be dissolved and removed with an organic solvent is used.

【0152】以上のように、この実施例では、得られる
膜の臨界表面エネルギーが異なり、且つ炭素鎖長が−
(CH214−と同じ長さのシラン系界面活性剤を用い
たが、炭素鎖長の長さが異なる(例えば、−(CH2n
−;nは1から30の範囲の整数)界面活性剤を混合し
て用いれば、さらに配向規制力を高められた。
As described above, in this embodiment, the obtained films have different critical surface energies and a carbon chain length of −
A silane-based surfactant having the same length as (CH 2 ) 14- was used, but the length of the carbon chain length was different (for example,-(CH 2 ) n
-; N is an integer in the range of 1 to 30) When a surfactant was used in combination, the alignment regulating force was further increased.

【0153】次に、この状態の基板を2種類用い、引き
上げ方向105とほぼ直交する方向に偏光方向113が
向くように偏光板(HNP´ B)106(ポラロイド
社製)を基板に重ねてセットし、500Wの超高圧水銀
灯の365nm(i線)の光107(偏光膜透過後3.
6mW/cm2)を用いて50mJ照射した。
Next, using two types of substrates in this state, a polarizing plate (HNP'B) 106 (manufactured by Polaroid) is set on the substrate so that the polarization direction 113 is oriented in a direction substantially perpendicular to the pulling direction 105. Then, light 107 of 365 nm (i-line) from a 500 W ultra-high pressure mercury lamp (3.
6 mW / cm 2 ) and 50 mJ.

【0154】なおこのとき、吸着分子の配向方向を一方
向に揃えるためには、完全に90゜で交差するのではな
く、多少、好ましくは数度以上ずらす必要がある。この
場合、最大、液切り方向と平行になるように偏光方向1
13を合わせても良い。もし万一完全に90゜に交差さ
せれば、個々の分子が2方向に向いてしまう場合がある
(図26)。その後、前記化学吸着単分子膜104’中
の直鎖状炭素鎖の配向方向を調べると臨界表面エネルギ
ーとチルト角は変わらなかったが配向方向108は偏光
方向113とほぼ平行方向に変化し、しかも配向ばらつ
きも一次配向時より改善されていた(図27〜28)。
図中、109は透明電極を表わす。
At this time, in order to align the orientation directions of the adsorbed molecules in one direction, it is necessary to shift the orientation slightly, preferably several degrees or more, instead of completely intersecting at 90 °. In this case, the polarization direction 1 is set to be at most parallel to the draining direction.
13 may be combined. If they completely cross at 90 °, individual molecules may be oriented in two directions (FIG. 26). Thereafter, when the orientation direction of the linear carbon chain in the chemisorption monomolecular film 104 ′ was examined, the critical surface energy and the tilt angle did not change, but the orientation direction 108 changed almost parallel to the polarization direction 113, and The orientation variation was also improved from that at the time of the primary orientation (FIGS. 27 to 28).
In the figure, 109 represents a transparent electrode.

【0155】ここで、選択的に配向方向を変えたい場合
には、所望のマスクを偏光板に重ねて露光する工程を複
数回行うことできわめて容易にパターン状に配向方向の
異なる単分子膜状の液晶配向膜を作製できた。
Here, when it is desired to selectively change the orientation direction, a step of superposing a desired mask on a polarizing plate and exposing the same is performed a plurality of times, thereby making it very easy to form a monomolecular film having a different orientation in a pattern. Was prepared.

【0156】本実施例では、洗浄用の水を含まない溶媒
として、アルキル基を含む炭化水素系のn−ヘキサンを
用いたが、これ以外にも、水を含まず界面活性剤を溶か
す溶媒ならどのような溶媒でも使用可能である。たとえ
ばこれ以外にも、フッ化炭素基、塩化炭素基またはシロ
キサン基を含む溶媒、例えば、フレオン113やクロロ
ホルムやヘキサメチルジシロキサン等をそれぞれ用いる
ことができた。
In the present embodiment, a hydrocarbon-based n-hexane containing an alkyl group was used as a water-free solvent for washing. However, any other solvent that does not contain water and dissolves a surfactant can be used. Any solvent can be used. For example, in addition to this, a solvent containing a fluorocarbon group, a carbon chloride group, or a siloxane group, for example, Freon 113, chloroform, hexamethyldisiloxane, or the like could be used.

【0157】(実施例13)実施例12に於て、炭素鎖
やシロキサン結合鎖を含む界面活性剤分子の化学吸着を
行う工程の前に、クロロシリル基を複数個含む化合物を
溶かして作製した吸着溶液を作り、ドライ雰囲気中で浸
漬した。すると、基板表面に含まれた水酸基とクロロシ
リル基を複数個含む化合物のクロロシリル基が脱塩酸反
応した。その後、さらに水と反応させると残ったクロロ
シリル基が水酸基に変化して、表面に水酸基を多数含む
化学吸着膜が形成された。
(Example 13) [0157] In Example 12, prior to the step of chemically adsorbing a surfactant molecule containing a carbon chain or a siloxane bond chain, the adsorption prepared by dissolving a compound containing a plurality of chlorosilyl groups. A solution was made and immersed in a dry atmosphere. Then, the chlorosilyl group of the compound containing a plurality of hydroxyl groups and chlorosilyl groups contained in the substrate surface was subjected to a dehydrochlorination reaction. After that, when the chlorosilyl group was further reacted with water, the remaining chlorosilyl groups were changed to hydroxyl groups, and a chemically adsorbed film containing many hydroxyl groups was formed on the surface.

【0158】たとえば、クロル基を複数個含むシリル化
合物としてSiCl4 を用いn−オクタンに溶かして吸
着液を作製し、乾燥雰囲気中で基板を浸漬すれば、表面
にはーOH基が含まれているので、界面で脱塩酸反応が
生じ下記式(化27)及び/または(化28)が形成さ
れ、クロロシラン分子111が−SiO−結合を介して
基板表面に固定される。
For example, if SiCl 4 is used as a silyl compound containing a plurality of chloro groups and dissolved in n-octane to prepare an adsorbent, and the substrate is immersed in a dry atmosphere, the surface contains —OH groups. Therefore, a dehydrochlorination reaction occurs at the interface, and the following formulas (Formula 27) and / or (Formula 28) are formed, and the chlorosilane molecule 111 is fixed to the substrate surface via a -SiO- bond.

【0159】[0159]

【化27】 Embedded image

【0160】[0160]

【化28】 Embedded image

【0161】その後、非水系の溶媒例えばクロロホルム
で洗浄すると、基板と反応していない余分のSiCl4
分子は除去される(図29)。さらに空気中に取りだし
水と反応させると、表面に下記式(化29)及び/また
は(化30)で示される多数のSiO結合を含むシロキ
サン単分子吸着膜112が得られた(図30)。
Thereafter, when the substrate is washed with a non-aqueous solvent such as chloroform, excess SiCl 4 not reacting with the substrate is obtained.
The molecules are removed (FIG. 29). Further, when taken out into the air and reacted with water, a siloxane monomolecular adsorption film 112 containing a large number of SiO bonds represented by the following formulas (Formula 29) and / or (Formula 30) on the surface was obtained (FIG. 30).

【0162】[0162]

【化29】 Embedded image

【0163】[0163]

【化30】 Embedded image

【0164】なお、このとき非水系の溶媒例えばクロロ
ホルムで洗浄する工程を省けば、ポリシロキサン化学吸
着膜が形成された。なお、このときできたシロキサン単
分子膜112は基板とは−SiO−の化学結合を介して
完全に結合されているので剥がれることが無い。また、
得られた単分子膜は表面にSiOH結合を数多く持つ。
当初の−OH基の約2〜3倍程度の数が生成された。こ
の状態での処理部は、極めて親水性が高かった。そこ
で、この状態で、実施例12と同様の界面活性剤を用い
化学吸着工程を行うと、図23と同様の界面活性剤が反
応してなる炭素鎖を含む化学吸着単分子膜が前記シロキ
サン単分子膜112を介してシロキサンの共有結合で化
学結合した状態で約1.5nmの膜厚で形成された。こ
のとき、界面活性剤の吸着前の基材表面の吸着サイト
(この場合はOH基)は、実施例12に比べて約2〜3
倍程度と多いため、実施例12の場合に比べより吸着分
子密度を大きくできた。また、処理部は親油性となっ
た。なお、このときの化学吸着膜中の分子密度は異なる
が引き上げ方向と反対方向、すなわち液切り方向に配向
していた。
In this case, if the step of washing with a non-aqueous solvent such as chloroform was omitted, a polysiloxane chemically adsorbed film was formed. Since the siloxane monomolecular film 112 formed at this time is completely bonded to the substrate via a chemical bond of —SiO—, it does not peel off. Also,
The obtained monomolecular film has many SiOH bonds on the surface.
About 2-3 times the number of original -OH groups was produced. The treated part in this state had extremely high hydrophilicity. Therefore, in this state, when the chemical adsorption step is performed using the same surfactant as in Example 12, the chemically adsorbed monomolecular film containing the carbon chain formed by the reaction of the same surfactant as in FIG. The film was formed to have a thickness of about 1.5 nm in a state of being chemically bonded by siloxane covalent bonds via the molecular film 112. At this time, the adsorption site (OH group in this case) on the surface of the base material before the surfactant was adsorbed was about 2 to 3 compared to Example 12.
Since the number was twice as large, the density of adsorbed molecules could be increased as compared with the case of Example 12. Also, the processing unit became lipophilic. Although the molecular density in the chemisorption film at this time was different, it was oriented in the direction opposite to the pulling direction, that is, in the liquid draining direction.

【0165】次に、この状態の基板を用い、引き上げ方
向とほぼ直交する方向に偏光方向が向くように偏光板を
基板に重ねて、KrFエキシマーレーザーの248nm
の光を80mJ照射した。その後、前記化学吸着単分子
膜中の直鎖状炭素鎖の配向方向を調べるとチルト角は8
7゜と多少大きくなっていたが配向方向は引き上げ方向
とほぼ直行する方向に変化し、しかも配向ばらつきも改
善されていた。なお、このときの臨界表面エネルギーは
28mN/mであった。
Next, using the substrate in this state, a polarizing plate is superposed on the substrate so that the polarization direction is oriented in a direction substantially perpendicular to the pulling direction, and a KrF excimer laser of 248 nm is used.
Was irradiated at 80 mJ. After that, when the orientation direction of the linear carbon chain in the chemisorption monomolecular film was examined, the tilt angle was 8
Although it was slightly larger at 7 °, the orientation direction changed to a direction almost perpendicular to the pulling-up direction, and the orientation variation was also improved. The critical surface energy at this time was 28 mN / m.

【0166】そこでこの状態の基板2枚を用い、化学吸
着膜が向かい合うように組み合わせて、アンチパラレル
配向するように20ミクロンギヤップの液晶セルを組み
立て、ネマチック液晶(ZLI4792;メルク社製)
を注入して配向状態を確認すると、注入した液晶分子が
化学吸着された分子に沿って基板に対してプレチルト角
約46゜で配向することが確認できた。
Therefore, a liquid crystal cell having a 20-micron gap was assembled by using two substrates in this state and combining them so that the chemisorption films faced each other so as to perform anti-parallel alignment, and a nematic liquid crystal (ZLI4792; manufactured by Merck) was used.
Was injected, and the alignment state was confirmed. It was confirmed that the injected liquid crystal molecules were aligned with the substrate at a pretilt angle of about 46 ° along the chemisorbed molecules.

【0167】なお、クロル基を複数個含むシリル化合物
として、前記SiCl4以外に、例えば、Cl−(Si
Cl2O)2−SiCl3、またはSiHCl3、SiH2
Cl2、さらに、Cl−(SiCl2O)n−SiCl
3(nは整数)が利用できた。
[0167] As silyl compound containing a plurality of chloro groups, in addition to the SiCl 4, for example, Cl @ - (Si
Cl 2 O) 2 -SiCl 3 or SiHCl 3, SiH 2,
Cl 2 , and further, Cl- (SiCl 2 O) n -SiCl
3 (n is an integer) were available.

【0168】(実施例14)実施例12に於て、化学吸
着物質としてCH3(CH214SiCl3とNC(C
32(CH214SiCl3の代わりに、ClSi(C
32OSi(CH32OSi(CH32OSi(CH
32ClとCH3(CH214SiCl3を1:0〜0:
1の間で混合して用いた場合、臨界表面エネルギーは混
合比に応じて35mN/mから21mN/mの範囲で制
御できた。さらに、セルを組立同様の液晶を注入すると
プレチルト角は5度から90度の範囲で制御できた。
(Example 14) In Example 12, CH 3 (CH 2 ) 14 SiCl 3 and NC (C
Instead of H 3 ) 2 (CH 2 ) 14 SiCl 3 , ClSi (C
H 3) 2 OSi (CH 3 ) 2 OSi (CH 3) 2 OSi (CH
3) 2 Cl and CH 3 and (CH 2) 14 SiCl 3 1 : 0~0:
When used as a mixture between 1, the critical surface energy could be controlled in the range of 35 mN / m to 21 mN / m depending on the mixing ratio. Further, when a liquid crystal was injected as in the case of assembling the cell, the pretilt angle could be controlled in the range of 5 to 90 degrees.

【0169】なお、直鎖状のシロキサン結合鎖を含んだ
ClSi(CH32OSi(CH32OSi(CH32
OSi(CH32Clと直鎖状の炭化水素鎖を含んだC
3(CH214SiCl3を所望の比率で混合して用い
て被膜を作製すると、表面に下記式(化31)および
(化32)で示される分子を混合比率に応じて含む化学
吸着単分子膜が得られた。
Incidentally, ClSi (CH 3 ) 2 OSi (CH 3 ) 2 OSi (CH 3 ) 2 containing a linear siloxane bonding chain
OSi (CH 3 ) 2 Cl and C containing linear hydrocarbon chains
When a film is prepared by mixing H 3 (CH 2 ) 14 SiCl 3 at a desired ratio, a chemical adsorption containing molecules represented by the following formulas (Formula 31) and (Formula 32) on the surface according to the mixture ratio is obtained. A monolayer was obtained.

【0170】[0170]

【化31】 Embedded image

【0171】[0171]

【化32】 Embedded image

【0172】(実施例15)実施例12に於て、化学吸
着物質としてCH3(CH214SiCl3とNC(C
32(CH214SiCl3の代わりに、HOOC(C
216Si(OCH33とBr(CH28Si(OC
33を1:0〜0:1の間で混合して用い、化学吸着
時に100℃で2時間還流した。この場合には、臨界表
面エネルギーは混合比に応じて56mN/mから31m
N/mの範囲で制御できた。さらに、セルを組立後同様
の液晶を注入するとプレチルト角は0度から28度の範
囲で制御できた。
(Example 15) In Example 12, CH 3 (CH 2 ) 14 SiCl 3 and NC (C
Instead of H 3 ) 2 (CH 2 ) 14 SiCl 3 , HOOC (C
H 2 ) 16 Si (OCH 3 ) 3 and Br (CH 2 ) 8 Si (OC
The H 3) 3 1: 0~0: used by mixing among 1, and refluxed for 2 hours at 100 ° C. during chemisorption. In this case, the critical surface energy is from 56 mN / m to 31 m depending on the mixing ratio.
Control was possible in the range of N / m. Further, when the same liquid crystal was injected after the cell was assembled, the pretilt angle could be controlled in the range of 0 to 28 degrees.

【0173】(実施例16)実施例12に於て、化学吸
着物質としてCH3(CH214SiCl3とNC(C
32(CH214SiCl3の代わりに、CH3CH2
*HCH3CH2OCO(CH210SiCl3(ただし、
*は不整炭素)とCH3SiCl3とを1:0〜1:2
0の間で混合して用い同様の配向膜を作製した。この場
合には、臨界表面エネルギーは混合比に応じて36mN
/mから41mN/mの範囲で制御できた。さらに、セ
ルを組立後同様の液晶を注入するとプレチルト角は3度
から0.1度の範囲で制御できた。
(Example 16) In Example 12, CH 3 (CH 2 ) 14 SiCl 3 and NC (C
H 3 ) 2 (CH 2 ) 14 Instead of SiCl 3 , CH 3 CH 2 C
* HCH 3 CH 2 OCO (CH 2 ) 10 SiCl 3 (however,
C * is an asymmetric carbon) and CH 3 SiCl 3 1: 0~1: 2
A similar alignment film was prepared using a mixture between 0. In this case, the critical surface energy is 36 mN depending on the mixing ratio.
/ M to 41 mN / m. Further, when the same liquid crystal was injected after the cell was assembled, the pretilt angle could be controlled in the range of 3 degrees to 0.1 degrees.

【0174】(実施例17)次に、上記液晶配向膜を用
いて実際に液晶表示デバイスを製造しようとする場合の
製造プロセスについて図31を用いて説明する。
(Embodiment 17) Next, a manufacturing process in the case of actually manufacturing a liquid crystal display device using the above liquid crystal alignment film will be described with reference to FIG.

【0175】まず、図31に示すように、マトリックス
状に載置された第1の電極群121とこの電極を駆動す
るトランジスター群122を有する第1の基板123
上、および第1の電極群と対向するように載置したカラ
ーフィルター群124と第2の電極125を有する第2
の基板126上に、実施例16と同様の手順にしたがっ
て、調製した化学吸着液を塗布し、臨界表面エネルギー
が36mN/mの化学吸着単分子膜を作製した。
First, as shown in FIG. 31, a first substrate 123 having a first electrode group 121 mounted in a matrix and a transistor group 122 driving the electrodes.
A second filter having a color filter group 124 and a second electrode 125 mounted on the upper electrode and opposed to the first electrode group;
According to the same procedure as in Example 16, the prepared chemisorption liquid was applied onto the substrate 126 of No. 16 to produce a chemisorption monomolecular film having a critical surface energy of 36 mN / m.

【0176】その後、偏光板HNP´ B(ポラロイド
社製)を用い、電極パターンと偏光方向が平行になるよ
うセットして、垂直方向より500Wの超高圧水銀灯を
用いて365nm(i線)の波長の光(偏光板通過後
3.6mJ/cm2)を20秒照射した。その結果、実
施例16と同様に電極パターンに沿って直鎖状の炭化水
素基が再配向した臨界表面エネルギーが37mN/mの
液晶配向膜127が作製できた。次に、前記第1と第2
の基板123、126を電極が対向するように位置合わ
せしてスペーサー128と接着剤129でおよそ5ミク
ロンのギャップで固定した。その後、前記第1と第2の
基板に前記TN液晶130を注入した後、偏光板13
1、132を組み合わせて表示素子を完成した。このと
き注入された液晶のプレチルト角は3度であった。
Thereafter, a polarizing plate HNP'B (manufactured by Polaroid) was set so that the polarization direction was parallel to the electrode pattern, and the wavelength of 365 nm (i-line) was measured using a 500 W ultra-high pressure mercury lamp from the vertical direction. (3.6 mJ / cm 2 after passing through the polarizing plate) for 20 seconds. As a result, a liquid crystal alignment film 127 having a critical surface energy of 37 mN / m in which linear hydrocarbon groups were realigned along the electrode pattern as in Example 16 was produced. Next, the first and second
The substrates 123 and 126 were aligned so that the electrodes faced each other, and fixed with a spacer 128 and an adhesive 129 with a gap of about 5 μm. Then, after injecting the TN liquid crystal 130 into the first and second substrates, the polarizing plate 13 is formed.
The display element was completed by combining Nos. 1 and 132. At this time, the pretilt angle of the injected liquid crystal was 3 degrees.

【0177】この様なデバイスは、バックライト133
を全面に照射しながら、ビデオ信号を用いて各々のトラ
ンジスタを駆動することで矢印Aの方向に映像を表示で
きた。
[0177] Such a device includes a backlight 133.
By driving each transistor using a video signal while illuminating the entire surface, an image could be displayed in the direction of arrow A.

【0178】(実施例18)実施例17における、光再
配向工程において、前記偏光板に各々の画素を市松状に
4分割するパターン状のマスクを重ねて露光する工程を
2回行うと、同一画素内でパターン状に配向方向の異な
る部分を4箇所設けることができた。そして、この配向
膜を形成した基板を用いると液晶表示装置の視野角を大
幅に改善できた。
(Embodiment 18) In the light reorienting step in Embodiment 17, if the step of overlapping and exposing a pattern-like mask for dividing each pixel into four in a checkered manner on the polarizing plate is performed twice, the same result can be obtained. Four portions having different alignment directions could be provided in a pattern in the pixel. When the substrate on which the alignment film was formed was used, the viewing angle of the liquid crystal display device could be greatly improved.

【0179】なお、上記の実施例12〜18では、露光
に用いる光として超高圧水銀灯のi線である365nm
の光やKrFエキシマレーザーで得られる248nmの
光を用いたが、膜物質の光の吸収度合いに応じて436
nm、405nm、254nmの光を用いることも可能
である。特に、248nmや254nmの光は大部分の
物質に吸収され易いため配向効率が高い。
In Examples 12 to 18 described above, the light used for exposure was 365 nm, which is the i-line of an extra-high pressure mercury lamp.
Or 248 nm light obtained with a KrF excimer laser was used, but depending on the degree of light absorption of the film material, 436 nm was used.
nm, 405 nm, and 254 nm can also be used. In particular, light of 248 nm or 254 nm is easily absorbed by most substances, and thus has high alignment efficiency.

【0180】また、直鎖状炭化水素基またはシロキサン
結合鎖とクロロシリル基、またはアルコキシシリル基ま
たはイソシアネートシリル基を含むシラン系の界面活性
剤として、分子端にシアノ基と他の一端にクロロシリル
基を含んだクロロシラン系界面活性剤とメチル基とクロ
ロシリル基を含んだクロロシラン系界面活性剤を混合し
て用いた、すなわち表面エネルギーの異なる膜となる2
種のクロロシラン系界面活性剤を混合して用いた例を示
したが、本願発明ではこれらに限定されるものではな
く、表面エネルギーの異なる各種界面活性剤を組み合わ
せて、各種表面エネルギーの異なる配向膜を作製でき
た。例えば、以下に示したような炭化水素基の末端に3
フッ化炭素基(−CF3)、メチル基(−CH3)、ビニ
ル基(−CH=CH2)、アリル基(−CH=CH
−)、アセチレン基(炭素−炭素の3重結合)、フェニ
ル基(−C65)、アリール基(−C64−)、ハロゲ
ン原子、アルコキシ基(−OR;Rはアルキル基を表
す、とくに炭素数1〜3の範囲のアルキル基が好まし
い。)、シアノ基(−CN)、アミノ基(−NH2)、
水酸基(−OH)、カルボニル基(=CO)、エステル
基(−COO−)及びカルボキシル基(−COOH)か
ら選ばれる少なくとも一つの有機基、あるいは光学活性
を有する炭化水素基で置換されたクロロシラン系界面活
性剤が使用できた。
As a silane-based surfactant containing a linear hydrocarbon group or a siloxane bond chain and a chlorosilyl group, or an alkoxysilyl group or an isocyanatesilyl group, a cyano group at the molecular end and a chlorosilyl group at the other end. A mixture of chlorosilane-based surfactants containing chlorosilane-based surfactants and chlorosilane-based surfactants containing methyl and chlorosilyl groups was used, that is, films having different surface energies 2
Examples in which various kinds of chlorosilane-based surfactants are used in combination are shown. However, the present invention is not limited to these, and various surfactants having different surface energies are combined to form alignment films having different surface energies. Could be produced. For example, at the terminal of a hydrocarbon group as shown below, 3
Fluorocarbon group (-CF 3), a methyl group (-CH 3), a vinyl group (-CH = CH 2), allyl (-CH = CH
-), an acetylene group (carbon - triple bond of carbon), a phenyl group (-C 6 H 5), an aryl group (-C 6 H 4 -), a halogen atom, an alkoxy group (-OR; with R is an alkyl group Represents, in particular, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms.), A cyano group (—CN), an amino group (—NH 2 ),
Chlorosilanes substituted with at least one organic group selected from a hydroxyl group (-OH), a carbonyl group (= CO), an ester group (-COO-) and a carboxyl group (-COOH), or an optically active hydrocarbon group Surfactant could be used.

【0181】なお、Ha(CH2nSiCl3 (Haは
塩素、臭素、ヨウ素、ふっ素等のハロゲン原子を表し、
nは整数で1〜24が好ましい。)で示されるクロロシ
ラン系界面活性剤も使用できる。さらに下記の一般式で
示される化合物も使用できる。 (1) CH3(CH2)nSiCl3 (nは整数で0〜24が好まし
い。) (2) CH3(CH2)pSi(CH3)2(CH2)qSiCl3(p,qは整数で0
〜10が好ましい。) (3) CH3COO(CH2)mSiCl3(mは整数で7〜24が好まし
い。) (4) C6H5(CH2)nSiCl3(nは整数で0〜24が好まし
い。) (5) CN(CH2)nSiCl3(nは整数で0〜24が好まし
い。) (6) Cl3Si(CH2)nSiCl3(nは整数で3〜24が好まし
い。) (7) Cl3Si(CH2)2(CF2)n(CH2)2SiCl3(nは整数で1〜1
0が好ましい。) さらにクロロシラン系界面活性剤以外に、以下に示した
ようなアルコキシシリル基またはイソシアネートシリル
基を含むシラン系の界面活性剤が使用できた。 (8) Ha(CH2)nSi(OCH3)3(Haは塩素、臭素、ヨウ素、
ふっ素等のハロゲン原子を表し、nは整数で1〜24が
好ましい。) (9) CH3(CH2)nSi(NCO)3(nは整数で0〜24が好まし
い。) (10) CH3(CH2)pSi(CH3)2(CH2)qSi(OCH3)3(p,qは整
数で0〜10が好ましい。) (11) HOOC(CH2)mSi(OCH3)3(mは整数で7〜24
が好ましい。) (12) H2N(CH2)mSi(OCH3)3(mは整数で7〜24が好ま
しい。) (13) C6H5(CH2)nSi(NCO)3(nは整数で0〜24が好ま
しい。) (14) CN(CH2)nSi(OC2H5)3(nは整数で0〜24が好ま
しい。) より具体的には下記の化合物も使用できる。 (1) Br(CH2)8SiCl3 (2) CH2=CH(CH2)17SiCl3 (3) CH3(CH2)8-CO-(CH2)10SiCl3 (4) CH3(CH2)5-COO-(CH2)10SiCl3 (5) CH3(CH2)8-Si(CH3)2-(CH2)10SiCl3 (6) CH3(CH2)17SiCl3 (7) CH3(CH2)5Si(CH3)2(CH2)8SiCl3 (8) CH3COO(CH2)14SiCl3 (9) C6H5(CH2)8SiCl3 (10) CN(CH2)14SiCl3 (11) Cl3Si(CH2)8SiCl3 (12) Cl3Si(CH2)2(CF2)4(CH2)2SiCl3 (13) Cl3Si(CH2)2(CF2)6(CH2)2SiCl3 (14) CF3CF2(CF2)7(CH2)2SiCl3 (15) (CF3)2CHO(CH2)15Si(CH3)2Cl (16) CF3CF2(CH2)2Si(CH3)2(CH2)15SiCl3 (17) CF3(CF2)4(CH2)2Si(CH3)2(CH2)9SiCl3 (18) CF3(CF2)7(CH2)2Si(CH3)2(CH2)9SiCl3 (19) CF3COO(CH2)15SiCH3Cl2 (20) CF3(CF2)5(CH2)2SiCl3 (21) CH3CH2CHC*H3CH2OCO(CH2)10SiCl3 (C*は光学活性
の不整炭素を示す。) (22) CH3CH2CHC*H3CH2OCOC6H4OCOC6H4O(CH2)5SiCl3 (23) 下記式(化33)で示される化合物
Incidentally, Ha (CH 2 ) n SiCl 3 (Ha represents a halogen atom such as chlorine, bromine, iodine, fluorine, etc.)
n is an integer and preferably 1 to 24. A chlorosilane-based surfactant represented by ()) can also be used. Further, compounds represented by the following general formula can also be used. (1) CH 3 (CH 2 ) n SiCl 3 (n is preferably an integer from 0 to 24) (2) CH 3 (CH 2 ) p Si (CH 3 ) 2 (CH 2 ) q SiCl 3 (p, q is an integer 0
To 10 are preferred. ) (3) CH 3 COO ( CH 2) m SiCl 3 (m is 7-24 in integer preferred.) (4) C 6 H 5 (CH 2) n SiCl 3 (n is 0-24 preferably an integer (5) CN (CH 2 ) n SiCl 3 (n is an integer of preferably 0 to 24) (6) Cl 3 Si (CH 2 ) n SiCl 3 (n is an integer of 3 to 24 is preferable) (7) Cl 3 Si (CH 2 ) 2 (CF 2 ) n (CH 2 ) 2 SiCl 3 (n is an integer of 1 to 1
0 is preferred. In addition to the chlorosilane-based surfactants, the following silane-based surfactants containing an alkoxysilyl group or an isocyanatesilyl group could be used. (8) Ha (CH 2 ) n Si (OCH 3 ) 3 (Ha is chlorine, bromine, iodine,
Represents a halogen atom such as fluorine, and n is preferably an integer of 1 to 24. (9) CH 3 (CH 2 ) n Si (NCO) 3 (n is preferably an integer of 0 to 24) (10) CH 3 (CH 2 ) p Si (CH 3 ) 2 (CH 2 ) q Si (OCH 3 ) 3 (p and q are preferably integers of 0 to 10.) (11) HOOC (CH 2 ) m Si (OCH 3 ) 3 (m is an integer of 7 to 24)
Is preferred. ) (12) H 2 N ( CH 2) m Si (OCH 3) 3 (m is 7-24 in integer preferred.) (13) C 6 H 5 (CH 2) n Si (NCO) 3 (n is (14) CN (CH 2 ) n Si (OC 2 H 5 ) 3 (n is preferably an integer from 0 to 24) More specifically, the following compounds can also be used. (1) Br (CH 2 ) 8 SiCl 3 (2) CH 2 = CH (CH 2 ) 17 SiCl 3 (3) CH 3 (CH 2 ) 8 -CO- (CH 2 ) 10 SiCl 3 (4) CH 3 (CH 2 ) 5 -COO- (CH 2 ) 10 SiCl 3 (5) CH 3 (CH 2 ) 8 -Si (CH 3 ) 2- (CH 2 ) 10 SiCl 3 (6) CH 3 (CH 2 ) 17 SiCl 3 (7) CH 3 (CH 2 ) 5 Si (CH 3 ) 2 (CH 2 ) 8 SiCl 3 (8) CH 3 COO (CH 2 ) 14 SiCl 3 (9) C 6 H 5 (CH 2 ) 8 SiCl 3 (10) CN (CH 2 ) 14 SiCl 3 (11) Cl 3 Si (CH 2 ) 8 SiCl 3 (12) Cl 3 Si (CH 2 ) 2 (CF 2 ) 4 (CH 2 ) 2 SiCl 3 ( 13) Cl 3 Si (CH 2 ) 2 (CF 2 ) 6 (CH 2 ) 2 SiCl 3 (14) CF 3 CF 2 (CF 2 ) 7 (CH 2 ) 2 SiCl 3 (15) (CF 3 ) 2 CHO (CH 2 ) 15 Si (CH 3 ) 2 Cl (16) CF 3 CF 2 (CH 2 ) 2 Si (CH 3 ) 2 (CH 2 ) 15 SiCl 3 (17) CF 3 (CF 2 ) 4 (CH 2 ) 2 Si (CH 3 ) 2 (CH 2 ) 9 SiCl 3 (18) CF 3 (CF 2 ) 7 (CH 2 ) 2 Si (CH 3 ) 2 (CH 2 ) 9 SiCl 3 (19) CF 3 COO ( CH 2 ) 15 SiCH 3 Cl 2 (20) CF 3 (CF 2 ) 5 (CH 2 ) 2 SiCl 3 (21) CH 3 CH 2 CHC * H 3 CH 2 OCO (CH 2 ) 10 SiCl 3 (C * is shows the asymmetric carbon of the optically active.) (22) CH 3 CH 2 CHC * H 3 CH 2 OCOC 6 H 4 OCOC 6 H 4 O (CH 2) 5 SiCl 3 (23) the following formula (formula 3 Compounds represented by)

【0182】[0182]

【化33】 Embedded image

【0183】(24) 下記式(化34)で示される化合物(24) Compound represented by the following formula (Formula 34)

【0184】[0184]

【化34】 Embedded image

【0185】また、シロキサン結合鎖とクロロシリル
基、またはアルコキシシラン基またはイソシアネートシ
ラン基を含む以下のものが使用できた。この場合も、高
度に配向した膜が得られた。 (25) ClSi(CH3)2OSi(CH3)2OSi(CH3)2OSi(CH3)2Cl (26) Cl3SiOSi(CH3)2OSi(CH3)2OSi(CH3)2OSi(CH3)2OSiC
l3
The following compounds containing a siloxane bonding chain and a chlorosilyl group, or an alkoxysilane group or an isocyanatesilane group could be used. Also in this case, a highly oriented film was obtained. (25) ClSi (CH 3) 2 OSi (CH 3) 2 OSi (CH 3) 2 OSi (CH 3) 2 Cl (26) Cl 3 SiOSi (CH 3) 2 OSi (CH 3) 2 OSi (CH 3) 2 OSi (CH 3 ) 2 OSiC
l 3

【0186】[0186]

【発明の効果】以上説明したとおり、本発明の第1番目
の液晶配向膜は、ラビングを必要とせず、高能率で均一
且つ薄い配向膜を所望のパターンで作製できる効果があ
る。
As described above, the first liquid crystal alignment film of the present invention has an effect that a highly efficient, uniform and thin alignment film can be formed in a desired pattern without requiring rubbing.

【0187】また、液晶配向膜の製造に、電極表面にシ
ラン界面活性剤を露光パターンに沿って単分子膜状に1
層化学吸着させる方法を用いた前記工程を複数回用いる
ことにより、従来のようなラビングでは難しかった、個
々の画素の配向が複数種に分割されたマルチドメインの
液晶配向膜を極めて容易に作製できる効果がある。
In the production of the liquid crystal alignment film, a silane surfactant was applied to the electrode surface in a monomolecular film form along the exposure pattern.
By using the above-described process using the layer chemical adsorption method a plurality of times, a multi-domain liquid crystal alignment film in which the alignment of individual pixels is divided into a plurality of types, which has been difficult with conventional rubbing, can be produced very easily. effective.

【0188】さらにまた、このような液晶配向膜を用い
ることで、従来のようなラビング工程で発生していた欠
陥の生じる機会がなくなり、歩留まりが高く極めて低コ
スト高信頼で且つ広視野角表示が可能な液晶表示装置を
提供できる効果がある。
Further, by using such a liquid crystal alignment film, there is no chance of occurrence of a defect which has occurred in the conventional rubbing step, and the yield is high, the cost is very low, the reliability is high, and a wide viewing angle display is achieved. There is an effect that a possible liquid crystal display device can be provided.

【0189】なお、吸着形成された配向膜は、特定の液
晶例えばネマティック液晶や強誘電液晶を結合を組み込
むことも可能なため、極めて配向制御性がよい。以上説
明した通り、本発明の第2番目の液晶配向膜は、従来の
ようなラビングを用いなくとも、液晶のプレチルト角度
を制御でき且つ任意の方向に配向され得る機能を有する
配向膜を高能率で均一且つ薄く提供できる効果がある。
Note that the alignment film formed by adsorption can incorporate a specific liquid crystal, for example, a nematic liquid crystal or a ferroelectric liquid crystal, and thus has extremely good alignment controllability. As described above, the second liquid crystal alignment film of the present invention can control the pretilt angle of the liquid crystal and can align the liquid crystal in any direction without using the conventional rubbing. This has the effect that it can be provided uniformly and thinly.

【0190】また本発明の液晶配向膜の製造方法は、被
膜を構成する分子が特定の方向に向きを揃えて基板表面
に一端で結合固定されている密着強度が格段に優れた配
向膜をきわめて効率よく提供できる効果を有する。
Further, the method for producing a liquid crystal alignment film of the present invention provides an alignment film having extremely excellent adhesion strength in which molecules constituting a coating film are aligned in a specific direction and fixed to one end of a substrate surface at one end. It has the effect that it can be provided efficiently.

【0191】また、液晶配向膜の製造時に、偏光板にパ
ターン状のマスクを重ねて露光する工程を複数回行う
と、同一面内の配向膜内でパターン状の配向方向の異な
る部分を複数箇所設けることができ、従来のようなラビ
ングでは難しかった、個々の画素の配向が複数種に分割
されたマルチドメインの液晶表示装置を極めて容易に作
製できる効果がある。
In the production of a liquid crystal alignment film, if a process of exposing a polarizing plate with a patterned mask is performed a plurality of times, a plurality of portions having different patterned orientations in the alignment film in the same plane are formed. This is advantageous in that a multi-domain liquid crystal display device in which the alignment of individual pixels is divided into a plurality of types, which is difficult with conventional rubbing, can be manufactured very easily.

【0192】さらにまた、このような液晶配向膜を用い
ることで、従来のようなラビング工程で発生していた欠
陥の生じる機会がなくなり、歩留まりが高く極めて低コ
スト高信頼で且つ広視野角表示が可能な液晶表示装置を
提供できる効果がある。
Furthermore, by using such a liquid crystal alignment film, there is no chance of occurrence of a defect which has occurred in the conventional rubbing step, and the yield is high, the cost is very low, the reliability is high, and a wide viewing angle display is achieved. There is an effect that a possible liquid crystal display device can be provided.

【0193】なお、吸着形成された配向膜は、特定の液
晶例えばネマティック液晶や強誘電液晶を結合を組み込
むことも可能なため、極めて配向制御性を良くできる。
以上説明した通り、本発明の第3番目の液晶配向膜は、
従来のようなラビングを用いなくとも、配向膜の臨界表
面エネルギーを制御して、注入される液晶のプレチルト
角度を制御でき且つ液晶を任意の方向に配向させ得る機
能を有する配向膜を効率よく合理的に提供できる効果が
ある。
The alignment film formed by adsorption can incorporate a specific liquid crystal, such as a nematic liquid crystal or a ferroelectric liquid crystal, so that the alignment controllability can be extremely improved.
As described above, the third liquid crystal alignment film of the present invention is:
Even without using conventional rubbing, it is possible to control the critical surface energy of the alignment film, control the pretilt angle of the injected liquid crystal, and efficiently provide an alignment film having a function of aligning the liquid crystal in an arbitrary direction. There is an effect that can be provided.

【0194】また、液晶配向膜の製造時に、偏光板にパ
ターン状のマスクを重ねて露光する工程を複数回行う
と、同一面内の配向膜内でパターン状の配向方向のみ異
なる部分を複数箇所設けることができ、従来のようなラ
ビングでは難しかった個々の画素の配向が複数種に分割
されたマルチドメインの液晶表示装置を効率良く合理的
に作製できる。
In the production of the liquid crystal alignment film, if the process of exposing the polarizing plate with a patterned mask is performed a plurality of times, a plurality of portions in the alignment film in the same plane that differ only in the patterned alignment direction are formed. This makes it possible to efficiently and rationally manufacture a multi-domain liquid crystal display device in which the orientation of individual pixels is divided into a plurality of types, which has been difficult with conventional rubbing.

【0195】さらにまた、このような液晶配向膜を用い
ることで、従来のようなラビング工程で発生していた欠
陥の生じる機会がなくなり所望のチルト角が得られ、歩
留まりが高く極めて低コスト高信頼で且つ広視野角表示
が可能な液晶表示装置を提供できる。
Further, by using such a liquid crystal alignment film, there is no chance of occurrence of a defect which has occurred in the conventional rubbing step, a desired tilt angle can be obtained, and the yield is high, the cost is extremely low, and the reliability is low. And a liquid crystal display device capable of displaying a wide viewing angle.

【0196】なお、吸着形成された配向膜は、特定の表
面エネルギーを有する液晶例えばネマティック液晶や強
誘電液晶を結合を組み込むことも可能なため、配向方向
およびチルト角の制御のみならず配向規制力の大きな配
向膜を効率良く合理的に作製できる。
Since the alignment film formed by adsorption can incorporate a liquid crystal having a specific surface energy, such as a nematic liquid crystal or a ferroelectric liquid crystal, not only the control of the alignment direction and the tilt angle but also the alignment control force. Can be efficiently and rationally produced.

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

【図1】 本発明の実施例1における液晶配向膜作製の
露光工程を説明するための断面概念図。
FIG. 1 is a conceptual cross-sectional view for explaining an exposure step for producing a liquid crystal alignment film in Example 1 of the present invention.

【図2】 図1のAの部分を分子レベルまで拡大した概
念図であり、露光によって基板表面に形成された−CO
OH基部分を示す。
FIG. 2 is a conceptual diagram in which a portion A in FIG. 1 is enlarged to a molecular level, and illustrates a -CO formed on a substrate surface by exposure.
Shows the OH group part.

【図3】 図1のAの部分を分子レベルまで拡大した概
念図であり、化学吸着膜が形成された親油性の表面部分
を示す。
FIG. 3 is a conceptual diagram in which a portion A in FIG. 1 is enlarged to a molecular level, and shows a lipophilic surface portion on which a chemically adsorbed film is formed.

【図4】 本発明の実施例1で作製した液晶配向膜を用
いて作製した液晶セル内の液晶の配向状態を表す断面概
念図。
FIG. 4 is a conceptual cross-sectional view illustrating a liquid crystal alignment state in a liquid crystal cell manufactured using the liquid crystal alignment film manufactured in Example 1 of the present invention.

【図5】 本発明の実施例2における液晶配向膜作製の
露光工程を説明するための断面概念図。
FIG. 5 is a conceptual cross-sectional view for explaining an exposure step for producing a liquid crystal alignment film in Example 2 of the present invention.

【図6】 図5のBの部分を分子レベルまで拡大した概
念図であり、露光によって基板表面に形成された−CO
OH基部分を示す。
FIG. 6 is a conceptual diagram in which a portion B in FIG. 5 is enlarged to a molecular level, and shows -CO formed on a substrate surface by exposure.
Shows the OH group part.

【図7】 同図5のBの部分を分子レベルまで拡大した
概念図であり、化学吸着膜が形成された親油性の表面部
分を示す。
FIG. 7 is a conceptual diagram in which the portion B in FIG. 5 is enlarged to the molecular level, and shows a lipophilic surface portion on which a chemically adsorbed film is formed.

【図8】 本発明の実施例3における第2回目の露光に
より新たにカルボキシル基を生成する工程を説明するた
めの図。
FIG. 8 is a view for explaining a step of newly generating a carboxyl group by the second exposure in Example 3 of the present invention.

【図9】 実施例3における配向の異なる化学吸着膜が
2種形成された状態を説明するために用いた液晶配向膜
の断面概念図。
FIG. 9 is a conceptual cross-sectional view of a liquid crystal alignment film used to explain a state in which two types of chemically adsorbed films having different alignments are formed in Example 3.

【図10】 本発明の実施例4におけるシロキサン単分
子膜の形成された状態を説明するために分子レベルまで
拡大した断面概念図。
FIG. 10 is a conceptual sectional view enlarged to a molecular level for explaining a state in which a siloxane monomolecular film is formed in Example 4 of the present invention.

【図11】 本発明の実施例4において液晶表示装置製
造を説明するための断面概念図。
FIG. 11 is a conceptual cross-sectional view for explaining the manufacture of a liquid crystal display device in Embodiment 4 of the present invention.

【図12】 本発明の実施例5における単分子膜状の液
晶配向膜作製に用いる化学吸着工程を説明するための断
面概念図。
FIG. 12 is a conceptual cross-sectional view illustrating a chemical adsorption step used for producing a monomolecular liquid crystal alignment film in Example 5 of the present invention.

【図13】 同、単分子膜状の液晶配向膜作製の洗浄工
程を説明するための断面概念図。
FIG. 13 is a conceptual cross-sectional view for explaining a cleaning step for producing a monomolecular liquid crystal alignment film.

【図14】 同、溶媒洗浄後の単分子膜状の液晶配向膜
内の分子配向状態を説明するために断面を分子レベルま
で拡大した概念図。
FIG. 14 is a conceptual diagram in which a cross section is enlarged to a molecular level in order to explain a molecular alignment state in a monomolecular liquid crystal alignment film after solvent washing.

【図15】 本発明の実施例6における光露光により吸
着された分子を再配向させるために用いた露光工程の概
念図。
FIG. 15 is a conceptual diagram of an exposure step used to reorient molecules adsorbed by light exposure in Example 6 of the present invention.

【図16】 同、光配向後の単分子膜状の液晶配向膜内
の分子配向状態を説明するための概念図。
FIG. 16 is a conceptual diagram for explaining a molecular alignment state in a monomolecular liquid crystal alignment film after photo alignment.

【図17】 同、光配向後の化学吸着単分子膜の分子配
向状態を説明するために断面を分子レベルまで拡大した
概念図。
FIG. 17 is a conceptual diagram in which a cross section is enlarged to a molecular level in order to explain a molecular alignment state of a chemically adsorbed monomolecular film after photoalignment.

【図18】 本発明の実施例8におけるクロロシラン単
分子膜の形成された状態(空気中の水分との反応前)を
説明するために分子レベルまで拡大した断面概念図。
FIG. 18 is a conceptual cross-sectional view enlarged to a molecular level to explain a state in which a chlorosilane monomolecular film is formed (before reaction with moisture in the air) in Example 8 of the present invention.

【図19】 本発明の実施例8におけるシロキサン単分
子膜の形成された状態を説明するために分子レベルまで
拡大した断面概念図。
FIG. 19 is a conceptual sectional view enlarged to a molecular level for explaining a state in which a siloxane monomolecular film is formed in Example 8 of the present invention.

【図20】 本発明の実施例9において液晶表示装置製
造を説明するための断面概念図。
FIG. 20 is a conceptual cross-sectional view for explaining manufacturing of a liquid crystal display device in Example 9 of the present invention.

【図21】 本発明の実施例11において引き上げ方向
に対して垂直方向に測定したFTIRの吸収スペクトル
を示す。
FIG. 21 shows an FTIR absorption spectrum measured in a direction perpendicular to the pulling direction in Example 11 of the present invention.

【図22】 本発明の実施例11において引き上げ方向
に対して平行方向に測定したFTIRの吸収スペクトル
を示す。
FIG. 22 shows an FTIR absorption spectrum measured in a direction parallel to the pulling-up direction in Example 11 of the present invention.

【図23】 本発明の実施例12における単分子膜状の
液晶配向膜作製に用いる化学吸着工程を説明するための
断面概念図。
FIG. 23 is a conceptual cross-sectional view for explaining a chemical adsorption step used for producing a monomolecular liquid crystal alignment film in Example 12 of the present invention.

【図24】 単分子膜状の液晶配向膜作製の洗浄工程を
説明するための断面概念図。
FIG. 24 is a conceptual cross-sectional view for explaining a cleaning step of manufacturing a monomolecular liquid crystal alignment film.

【図25】 溶媒洗浄後の単分子膜状の液晶配向膜内の
分子配向状態を説明するために断面を分子レベルまで拡
大した概念図。
FIG. 25 is a conceptual diagram in which a cross section is enlarged to a molecular level in order to explain a molecular alignment state in a monomolecular liquid crystal alignment film after solvent washing.

【図26】 光露光により吸着された分子を再配向させ
るために用いた露光工程の概念図。
FIG. 26 is a conceptual diagram of an exposure step used to reorient molecules adsorbed by light exposure.

【図27】 光配向後の単分子膜状の液晶配向膜内の分
子配向状態を説明するための概念図。
FIG. 27 is a conceptual diagram for explaining a molecular alignment state in a monomolecular liquid crystal alignment film after optical alignment.

【図28】 光配向後の化学吸着単分子膜の分子配向状
態を説明するために断面を分子レベルまで拡大した概念
図。
FIG. 28 is a conceptual diagram in which a cross section is enlarged to a molecular level in order to explain a molecular alignment state of a chemisorption monomolecular film after photo-alignment.

【図29】 本発明の実施例13におけるクロロシラン
単分子膜の形成された状態(空気中の水分との反応前)
を説明するために分子レベルまで拡大した断面概念図。
FIG. 29 shows a state in which a chlorosilane monomolecular film is formed in Example 13 of the present invention (before reaction with moisture in the air).
FIG. 2 is a conceptual cross-sectional view enlarged to a molecular level in order to explain FIG.

【図30】 本発明の実施例13におけるシロキサン単
分子膜の形成された状態を説明するために分子レベルま
で拡大した断面概念図。
FIG. 30 is a conceptual sectional view enlarged to a molecular level to explain a state in which a siloxane monomolecular film is formed in Example 13 of the present invention.

【図31】 本発明の実施例14において液晶表示装置
製造を説明するための断面概念図。
FIG. 31 is a conceptual sectional view for explaining the production of a liquid crystal display device in Example 14 of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,21 電極の形成された基板 2,2´,22,22´,32´ レジスト 3,23 マスク 4,24 露光されたレジストを持つ基板 5,25 カルボキシル基 6,26,27 親油性化学吸着単分子膜 7,7´ 液晶分子 8 単分子膜の炭素鎖 28 マルチドメイン用配向膜の形成された基板 33 親水性単分子膜 41 第1の電極群 42 トランジスタ群 43 第1の基板 44 カラーフィルター群 45 第2の電極 46 第2の基板 47 液晶配向膜 48 スペーサー 49 接着剤 50 液晶 51,52 偏光板 53 バックライト 61 基板 62 化学吸着液 63 洗浄用非水系溶媒 64 1次配向された化学吸着単分子膜 64´再配向された化学吸着単分子膜 65 洗浄液からの引き上げ方向 66 偏光膜 67 照射光 68 再配向方向 69 透明電極 71 クロロシラン分子 72 シロキサン単分子膜 73 偏光方向 81 第1の電極群 82 トランジスタ群 83 第1の基板 84 カラーフィルター群 85 第2の電極 86 第2の基板 87 液晶配向膜 88 スペーサー 89 接着剤 90 液晶 91,92 偏光板 93 バックライト 101 基板 102 化学吸着液 103 洗浄用非水系溶媒 104 1次配向された化学吸着単分子膜 104´ 再配向された化学吸着単分子膜 105 洗浄液からの引き上げ方向 106 偏光膜 107 照射光 108 再配向方向 109 透明電極 111 クロロシラン分子 112 シロキサン単分子膜 113 偏光方向 121 第1の電極群 122 トランジスタ群 123 第1の基板 124 カラーフィルター群 125 第2の電極 126 第2の基板 127 液晶配向膜 128 スペーサー 129 接着剤 130 液晶 131,132 偏光板 133 バックライト 1,21 Substrate on which electrodes are formed 2,2 ', 22,22', 32 'Resist 3,23 Mask 4,24 Substrate with exposed resist 5,25 Carboxyl group 6,26,27 Lipophilic chemisorption Monomolecular film 7, 7 'Liquid crystal molecule 8 Carbon chain of monomolecular film 28 Substrate on which multi-domain alignment film is formed 33 Hydrophilic monomolecular film 41 First electrode group 42 Transistor group 43 First substrate 44 Color filter Group 45 Second electrode 46 Second substrate 47 Liquid crystal alignment film 48 Spacer 49 Adhesive 50 Liquid crystal 51, 52 Polarizing plate 53 Backlight 61 Substrate 62 Chemical adsorption liquid 63 Nonaqueous solvent for cleaning 64 Primary chemically adsorbed Monomolecular film 64 ′ Reoriented chemisorption monomolecular film 65 Pulling direction from cleaning solution 66 Polarizing film 67 Irradiation light 68 Reorientation direction 69 Transparent electrode 71 Chlorosilane molecule 72 Siloxane monomolecular film 73 Polarization direction 81 First electrode group 82 Transistor group 83 First substrate 84 Color filter group 85 Second electrode 86 Second substrate 87 Liquid crystal alignment film 88 Spacer 89 Adhesive 90 Liquid crystal Reference Signs 91, 92 Polarizing plate 93 Backlight 101 Substrate 102 Chemical adsorption liquid 103 Nonaqueous solvent for cleaning 104 Primary chemically adsorbed monomolecular film 104 'Reoriented chemical adsorption monomolecular film 105 Pulling up direction from cleaning liquid 106 Polarized light Film 107 Irradiation light 108 Reorientation direction 109 Transparent electrode 111 Chlorosilane molecule 112 Siloxane monomolecular film 113 Polarization direction 121 First electrode group 122 Transistor group 123 First substrate 124 Color filter group 125 Second electrode 126 Second substrate 127 Liquid crystal alignment film 28 spacer 129 adhesive 130 LCD 131 polarizer 133 Backlight

Claims (57)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 直鎖状の炭素鎖およびSiを持つシラン
系界面活性剤が、所定の基板表面に形成されたエネルギ
ービーム照射によって活性水素を含む官能基を生成する
エネルギービーム感応性の樹脂膜を介して化学吸着さ
れ、かつ前記直鎖状の炭素鎖が特定の方向に配向してい
る被膜である液晶配向膜。
An energy beam-sensitive resin film in which a silane-based surfactant having a linear carbon chain and Si forms a functional group containing active hydrogen upon irradiation of an energy beam formed on a predetermined substrate surface. A liquid crystal alignment film, which is a film that is chemisorbed through a film and in which the linear carbon chain is oriented in a specific direction.
【請求項2】 前記界面活性剤よりなる被膜が、筋状の
パターンで前記基板表面に共役結合を介してエネルギー
ビーム感応性の樹脂膜に固定されている請求項1に記載
の液晶配向膜。
2. The liquid crystal alignment film according to claim 1, wherein the film made of the surfactant is fixed to the energy beam-sensitive resin film via a conjugate bond on the surface of the substrate in a streak pattern.
【請求項3】 前記固定された界面活性剤よりなる被膜
が、シロキサン結合を有する被膜を介してエネルギービ
ーム感応性の樹脂膜に固定されている請求項2に記載の
液晶配向膜。
3. The liquid crystal alignment film according to claim 2, wherein the film made of the fixed surfactant is fixed to an energy beam-sensitive resin film via a film having a siloxane bond.
【請求項4】 シラン系界面活性剤が、直鎖状炭化水素
基とクロロシリル基を含むクロロシラン系の界面活性剤
である請求項1〜3のいずれかに記載の液晶配向膜。
4. The liquid crystal alignment film according to claim 1, wherein the silane-based surfactant is a chlorosilane-based surfactant containing a linear hydrocarbon group and a chlorosilyl group.
【請求項5】 クロロシラン系の界面活性剤の直鎖状炭
化水素基の水素の一部が、少なくともフッ素原子で置換
されている請求項4に記載の液晶配向膜。
5. The liquid crystal alignment film according to claim 4, wherein a part of the hydrogen of the linear hydrocarbon group of the chlorosilane-based surfactant is substituted with at least a fluorine atom.
【請求項6】 直鎖状炭化水素基とクロロシリル基を含
むクロロシラン系の界面活性剤として分子長の異なる複
数種のクロロシラン系界面活性剤を混合して用いた請求
項4または5に記載の液晶配向膜。
6. The liquid crystal according to claim 4, wherein a mixture of a plurality of chlorosilane-based surfactants having different molecular lengths is used as the chlorosilane-based surfactant containing a linear hydrocarbon group and a chlorosilyl group. Alignment film.
【請求項7】 所望の電極を形成した基板表面に形成さ
れた単分子膜状の被膜であって、前記被膜を構成する分
子が所望の傾きを有し且つ特定の方向に向きを揃えて前
記基板表面に一端で結合固定されていることを特徴とし
た液晶配向膜。
7. A monomolecular film-like film formed on a substrate surface on which a desired electrode is formed, wherein the molecules constituting the film have a desired inclination and are oriented in a specific direction. A liquid crystal alignment film characterized by being fixedly bonded at one end to a substrate surface.
【請求項8】 分子の所望の傾きが、基板に被膜を構成
する分子を共有結合により固定した後、前記分子を有機
溶剤で洗浄後さらに所望の方向に基板を立てて液切りに
より形成したものである請求項7に記載の液晶配向膜。
8. The desired inclination of a molecule is formed by immobilizing a molecule constituting a film on a substrate by a covalent bond, washing the molecule with an organic solvent, and further standing the substrate in a desired direction to form a liquid. The liquid crystal alignment film according to claim 7, which is:
【請求項9】 被膜を構成する分子が炭素鎖またはシロ
キサン結合鎖を含んでいる請求項7または8に記載の液
晶配向膜。
9. The liquid crystal alignment film according to claim 7, wherein the molecules constituting the coating include a carbon chain or a siloxane bond chain.
【請求項10】 炭素鎖の一部の炭素が光学活性を有す
る請求項9に記載の液晶配向膜。
10. The liquid crystal alignment film according to claim 9, wherein a part of carbon in the carbon chain has optical activity.
【請求項11】 被膜を構成する分子の両端にSiを含
んでいる請求項7〜10のいずれかに記載の液晶配向
膜。
11. The liquid crystal alignment film according to claim 7, wherein Si is contained at both ends of molecules constituting the film.
【請求項12】 被膜を構成する分子が、分子長の異な
る複数種の化学吸着分子が混合されて形成され、かつ固
定された被膜が分子長さレベルで凸凹である請求項7〜
11のいずれかに記載の液晶配向膜。
12. The film according to claim 7, wherein the molecules constituting the film are formed by mixing a plurality of types of chemisorbed molecules having different molecular lengths, and the fixed film is uneven at the molecular length level.
12. The liquid crystal alignment film according to any of 11.
【請求項13】 所望の電極を形成した基板表面に形成
された単分子膜状の被膜であり、前記被膜を構成する分
子が炭素鎖またはシロキサン結合鎖を含み、前記炭素鎖
またはシロキサン結合鎖の少なくとも一部に被膜の表面
エネルギーを制御する官能基を少なくとも一つ含んでい
ることを特徴とする液晶配向膜。
13. A monomolecular film formed on the surface of a substrate on which a desired electrode is formed, wherein the molecules constituting the film include a carbon chain or a siloxane bond, and A liquid crystal alignment film, characterized in that at least a part thereof contains at least one functional group for controlling the surface energy of the film.
【請求項14】 被膜を構成する分子として臨界表面エ
ネルギーの異なる複数種のシラン系界面活性剤を混合し
て用い、固定された被膜が所望の臨界表面エネルギー値
を示すように制御されている請求項13に記載の液晶配
向膜。
14. A method in which a plurality of types of silane-based surfactants having different critical surface energies are mixed and used as molecules constituting the coating, and the fixed coating is controlled so as to exhibit a desired critical surface energy value. Item 14. A liquid crystal alignment film according to item 13.
【請求項15】 表面エネルギーを制御する官能基が、
3フッ化炭素基(−CF3)、メチル基(−CH3)、ビ
ニル基(−CH=CH2)、アリル基(−CH=CH
−)、アセチレン基(炭素−炭素の3重結合)、フェニ
ル基(−C65)、アリール基(−C64−)、ハロゲ
ン原子、アルコキシ基(−OR;Rはアルキル基を表
す)、シアノ基(−CN)、アミノ基(−NH2)、水
酸基(−OH)、カルボニル基(=CO)、エステル基
(−COO−)及びカルボキシル基(−COOH)から
選ばれる少なくとも一つの有機基である請求項13また
は14に記載の液晶配向膜。
15. The functional group for controlling surface energy,
3 fluorocarbon group (-CF 3), a methyl group (-CH 3), a vinyl group (-CH = CH 2), allyl (-CH = CH
-), an acetylene group (carbon - triple bond of carbon), a phenyl group (-C 6 H 5), an aryl group (-C 6 H 4 -), a halogen atom, an alkoxy group (-OR; with R is an alkyl group represented), a cyano group (-CN), amino group (-NH 2), a hydroxyl group (-OH), a carbonyl group (= CO), at least a selected from an ester group (-COO-) and a carboxyl group (-COOH) The liquid crystal alignment film according to claim 13 or 14, which is one organic group.
【請求項16】 被膜を構成する分子の末端にSiを含
んでいる請求項13〜15のいずれかに記載の液晶配向
膜。
16. The liquid crystal alignment film according to claim 13, wherein the terminal of the molecule constituting the film contains Si.
【請求項17】 被膜の臨界表面エネルギーが15mN
/m〜56mN/mの間の所望の値に制御されている請
求項13〜16のいずれかに記載の液晶配向膜。
17. The film has a critical surface energy of 15 mN.
The liquid crystal alignment film according to any one of claims 13 to 16, wherein the liquid crystal alignment film is controlled to a desired value between / m and 56 mN / m.
【請求項18】 電極の形成された所定の基板表面に、
直接または任意の薄膜を介して間接的に、エネルギービ
ームによって活性水素を含む官能基を生成するエネルギ
ービーム感応性の樹脂膜を塗布形成する工程と、前記樹
脂膜の表面を任意のパターンでエネルギービームを照射
する工程と、前記照射された樹脂膜を直鎖状の炭素鎖お
よびSi基を持つシラン系界面活性剤を含む化学吸着液
に接触させた後、前記樹脂膜を溶かさない溶剤で洗浄す
ることにより、前記照射された部分に選択的に前記界面
活性剤よりなる単分子膜を1層形成し、且つ前記界面活
性剤分子中の直鎖状の炭素鎖を配向固定する工程を含む
液晶配向膜の製造方法。
18. The method according to claim 18, wherein the surface of the predetermined substrate on which the electrodes are formed is
Directly or indirectly through an arbitrary thin film, applying and forming an energy beam-sensitive resin film for generating a functional group containing active hydrogen by an energy beam; and forming an energy beam on the surface of the resin film in an arbitrary pattern. And contacting the irradiated resin film with a chemisorption solution containing a silane-based surfactant having a linear carbon chain and a Si group, followed by washing with a solvent that does not dissolve the resin film A liquid crystal alignment comprising a step of selectively forming one layer of a monomolecular film made of the surfactant in the irradiated portion and fixing a linear carbon chain in the surfactant molecule. Manufacturing method of membrane.
【請求項19】 エネルギービームが電子線、X線、ま
たは波長100nm〜1μmの光から選ばれる少なくと
も一つである請求項18に記載の液晶配向膜の製造方
法。
19. The method for manufacturing a liquid crystal alignment film according to claim 18, wherein the energy beam is at least one selected from an electron beam, an X-ray, and light having a wavelength of 100 nm to 1 μm.
【請求項20】 化学吸着液が、少なくとも直鎖状炭素
鎖とクロロシリル基を含むクロロシラン系の界面活性剤
とエネルギービーム感応性樹脂膜を損なわない溶剤を含
んでいる請求項19に記載の液晶配向膜の製造方法。
20. The liquid crystal alignment according to claim 19, wherein the chemical adsorption liquid contains a chlorosilane-based surfactant containing at least a linear carbon chain and a chlorosilyl group, and a solvent that does not damage the energy beam-sensitive resin film. Manufacturing method of membrane.
【請求項21】 エネルギービームが紫外線、可視光線
及び赤外線から選ばれる少なくとも一つの光であり、エ
ネルギービーム感応性の樹脂膜が感光性樹脂膜である請
求項19または20に記載の液晶配向膜の製造方法。
21. The liquid crystal alignment film according to claim 19, wherein the energy beam is at least one light selected from ultraviolet light, visible light and infrared light, and the energy beam-sensitive resin film is a photosensitive resin film. Production method.
【請求項22】 感光性の樹脂膜が、下記式(化1)
基、(化2)基及び(化3)基から選ばれる少なくとも
一つの有機基を含むポリマー膜又はモノマー膜である請
求項21に記載の液晶配向膜の製造方法。 【化1】 【化2】 【化3】
22. A photosensitive resin film represented by the following formula (Formula 1)
22. The method for producing a liquid crystal alignment film according to claim 21, wherein the method is a polymer film or a monomer film containing at least one organic group selected from a group represented by the following formulas. Embedded image Embedded image Embedded image
【請求項23】 非水系溶媒としてふっ化炭素基を含む
溶媒を用いる請求項18〜22のいずれかに記載の液晶
配向膜の製造方法。
23. The method for producing a liquid crystal alignment film according to claim 18, wherein a solvent containing a carbon fluoride group is used as the non-aqueous solvent.
【請求項24】 電極を形成した基板を化学吸着液に接
触させ、前記吸着液中の界面活性剤分子と基板表面とを
化学反応させ前記界面活性剤分子を基板表面に一端で結
合固定する工程と、有機溶剤で洗浄後さらに所望の方向
に基板を立てて液切りを行い液切り方向に前記固定され
た分子を配向させる工程を含む単分子膜状の液晶配向膜
の製造方法。
24. A step of bringing a substrate on which electrodes are formed into contact with a chemical adsorption solution to cause a chemical reaction between surfactant molecules in the adsorption solution and the substrate surface to bond and fix the surfactant molecules to the substrate surface at one end. A method of producing a monomolecular liquid crystal alignment film, comprising the steps of: washing the substrate with an organic solvent; further erecting the substrate in a desired direction; and draining the liquid; and aligning the fixed molecules in the draining direction.
【請求項25】 分子を配向させた後、さらに偏光板を
介して所望の方向に偏光した光で露光して前記界面活性
剤分子の向きを所望の傾きを有した状態で特定の方向に
揃える工程を含む請求項24に記載の単分子膜状の液晶
配向膜の製造方法。
25. After aligning the molecules, the molecules are further exposed to light polarized in a desired direction through a polarizing plate to align the direction of the surfactant molecules in a specific direction with a desired inclination. The method for producing a monomolecular liquid crystal alignment film according to claim 24, comprising a step.
【請求項26】 界面活性剤として、直鎖状炭化水素基
またはシロキサン結合鎖とクロロシリル基、またはアル
コキシシリル基またはイソシアネートシリル基を含むシ
ラン系の界面活性剤を用いる請求項24または25に記
載の単分子膜状の液晶配向膜の製造方法。
26. The method according to claim 24, wherein a silane-based surfactant containing a linear hydrocarbon group or a siloxane bond chain and a chlorosilyl group, or an alkoxysilyl group or an isocyanatesilyl group is used as the surfactant. A method for producing a monomolecular liquid crystal alignment film.
【請求項27】 直鎖状炭化水素基またはシロキサン結
合鎖とクロロシリル基、またはアルコキシシリル基また
はイソシアネートシリル基を含むシラン系の界面活性剤
として分子長の異なる複数種のシラン系界面活性剤を混
合して用いる請求項26に記載の単分子膜状の液晶配向
膜の製造方法。
27. A mixture of a plurality of silane-based surfactants having different molecular lengths as a silane-based surfactant containing a linear hydrocarbon group or a siloxane-bonded chain and a chlorosilyl group, an alkoxysilyl group or an isocyanatesilyl group. The method for producing a monomolecular liquid crystal alignment film according to claim 26, which is used as a liquid crystal alignment film.
【請求項28】 炭化水素基の一部の炭素が光学活性を
有する請求項26または27に記載の単分子膜状の液晶
配向膜の製造方法。
28. The method for producing a monomolecular liquid crystal alignment film according to claim 26, wherein a part of carbons of the hydrocarbon group has optical activity.
【請求項29】 炭化水素基またはシロキサン結合鎖の
末端にハロゲン原子またはメチル基(−CH3)、フェ
ニル基(−C65)、シアノ基(−CN)、水酸基(−
OH)、カルボキシル基(−COOH)、アミノ基(−
NH2)、またはトリふっ化炭素基(−CF3)を含んで
いる請求項26〜28のいずれかに記載の単分子膜状の
液晶配向膜の製造方法。
29. hydrocarbon group or terminal halogen atom or a methyl group of the siloxane bond chain (-CH 3), phenyl group (-C 6 H 5), a cyano group (-CN), hydroxyl group (-
OH), carboxyl group (-COOH), amino group (-
NH 2), or the method of manufacturing a monomolecular film-like liquid crystal alignment film according to any one of claims 26 to 28 which contains birds fluorocarbon group (-CF 3).
【請求項30】 露光に用いる光が、436nm、40
5nm、365nm、254nm及び248nmから選
ばれる少なくとも一つの波長光である請求項25に記載
の単分子膜状の液晶配向膜の製造方法。
30. Light used for exposure is 436 nm, 40
The method for producing a monomolecular liquid crystal alignment film according to claim 25, wherein the light is at least one wavelength selected from 5 nm, 365 nm, 254 nm, and 248 nm.
【請求項31】 界面活性剤として、直鎖状炭化水素基
またはシロキサン結合鎖とクロロシリル基またはイソシ
アネートシリル基を含むシラン系の界面活性剤を用い、
洗浄有機溶媒として水を含まない非水系の有機溶媒を用
いる請求項26〜30のいずれかに記載の単分子膜状の
液晶配向膜の製造方法。
31. A silane-based surfactant containing a linear hydrocarbon group or a siloxane bonding chain and a chlorosilyl group or an isocyanatesilyl group is used as the surfactant.
31. The method for producing a monomolecular liquid crystal alignment film according to claim 26, wherein a non-aqueous organic solvent containing no water is used as the washing organic solvent.
【請求項32】 非水系の有機溶媒として、アルキル
基、ふっ化炭素基または塩化炭素基またはシロキサン基
を含む溶媒を用いる請求項31に記載の単分子膜状の液
晶配向膜の製造方法。
32. The method for producing a monomolecular liquid crystal alignment film according to claim 31, wherein a solvent containing an alkyl group, a carbon fluoride group, a carbon chloride group or a siloxane group is used as the non-aqueous organic solvent.
【請求項33】 界面活性剤分子を一端で固定する工程
の前に、多数のSiO基を含む被膜を形成し、この膜を
介して単分子膜状の被膜を形成する請求項24〜32の
いずれかに記載の単分子膜状の液晶配向膜の製造方法。
33. The method according to claim 24, wherein a film containing a large number of SiO groups is formed before the step of fixing the surfactant molecules at one end, and a monomolecular film is formed through the film. A method for producing a monomolecular liquid crystal alignment film according to any one of the above.
【請求項34】 電極を形成した基板を、炭素鎖または
シロキサン結合鎖を含み、前記炭素鎖またはシロキサン
結合鎖の少なくとも一部に被膜の表面エネルギーを制御
する官能基を少なくとも一つ含んでいるシラン系界面活
性剤を用いて作製した化学吸着液に接触させ前記吸着液
中の界面活性剤分子と基板表面とを化学反応させ前記界
面活性剤分子を基板表面に一端で結合固定する工程を含
むことを特徴とする単分子膜状の液晶配向膜の製造方
法。
34. A silane wherein a substrate on which an electrode is formed includes a carbon chain or a siloxane bonding chain, and at least a part of the carbon chain or the siloxane bonding chain includes at least one functional group for controlling the surface energy of the coating. Contacting the surface of the substrate with a chemically adsorbed liquid prepared using a surfactant to chemically react the surfactant molecules in the adsorbed liquid with the surface of the substrate. A method for producing a monomolecular liquid crystal alignment film, characterized in that:
【請求項35】 界面活性剤として直鎖状炭素鎖または
シロキサン結合鎖とクロロシリル基またはアルコキシシ
リル基またはイソシアネートシリル基を含むシラン系の
界面活性剤を用いた請求項34に記載の単分子膜状の液
晶配向膜の製造方法。
35. The monomolecular film according to claim 34, wherein a silane-based surfactant containing a linear carbon chain or a siloxane bond chain and a chlorosilyl group, an alkoxysilyl group or an isocyanatesilyl group is used as the surfactant. Method for producing liquid crystal alignment film.
【請求項36】 界面活性剤として臨界表面エネルギー
の異なる複数種のシリコン系界面活性剤を混合して用い
る請求項34または35に記載の単分子膜状の液晶配向
膜の製造方法。
36. The method for producing a monomolecular liquid crystal alignment film according to claim 34, wherein a mixture of a plurality of silicon-based surfactants having different critical surface energies is used as the surfactant.
【請求項37】 炭素鎖またはシロキサン結合鎖の末端
または一部に3フッ化炭素基(−CF3)、メチル基
(−CH3)、ビニル基(−CH=CH2)、アリル基
(−CH=CH−)、アセチレン基(炭素−炭素の3重
結合)、フェニル基(−C65)、アリール基(−C6
4−)、ハロゲン原子、アルコキシ基(−OR;Rは
アルキル基を表す)、シアノ基(−CN)、アミノ基
(−NH2)、水酸基(−OH)、カルボニル基(=C
O)、エステル基(−COO−)及びカルボキシル基
(−COOH)から選ばれる少なくとも一つの有機基で
ある請求項34〜36のいずれかに記載の単分子膜状の
液晶配向膜の製造方法。
37. A carbon trifluoride group (—CF 3 ), a methyl group (—CH 3 ), a vinyl group (—CH = CH 2 ), an allyl group (— CH = CH-), an acetylene group (carbon - triple bond of carbon), a phenyl group (-C 6 H 5), an aryl group (-C 6
H 4 —), a halogen atom, an alkoxy group (—OR; R represents an alkyl group), a cyano group (—CN), an amino group (—NH 2 ), a hydroxyl group (—OH), a carbonyl group (= C
The method for producing a monomolecular liquid crystal alignment film according to any one of claims 34 to 36, wherein the method is at least one organic group selected from O), an ester group (-COO-), and a carboxyl group (-COOH).
【請求項38】 界面活性剤分子を基板表面に一端で結
合固定する工程の後に、有機溶剤で洗浄して、さらに所
望の方向に基板を立てて液切りを行い、液切り方向に前
記固定された分子を配向させる請求項34〜37のいず
れかに記載の単分子膜状の液晶配向膜の製造方法。
38. After the step of binding and fixing the surfactant molecules to the substrate surface at one end, the substrate is washed with an organic solvent, and further, the substrate is set up in a desired direction and drained. The method for producing a monomolecular liquid crystal alignment film according to any one of claims 34 to 37, wherein the molecules are aligned.
【請求項39】 分子を配向させた後、さらに偏光膜を
介して露光して前記配向された分子を所望の方向に再配
向させる請求項38に記載の単分子膜状の液晶配向膜の
製造方法。
39. The method for producing a monomolecular liquid crystal alignment film according to claim 38, wherein after the molecules are aligned, the molecules are further exposed through a polarizing film to reorient the aligned molecules in a desired direction. Method.
【請求項40】 界面活性剤として直鎖状炭素鎖または
シロキサン結合鎖とクロロシリル基またはイソシアネー
トシラン基を含むシラン系の界面活性剤を用い、洗浄有
機溶媒として水を含まない非水系の有機溶媒を用いた請
求項38または39に記載の単分子膜状の液晶配向膜の
製造方法。
40. A silane-based surfactant containing a linear carbon chain or a siloxane bond chain and a chlorosilyl group or an isocyanate silane group as a surfactant, and a non-aqueous organic solvent containing no water as a washing organic solvent. The method for producing a monomolecular liquid crystal alignment film according to claim 38 or 39, wherein the method is used.
【請求項41】 非水系の有機溶媒として、アルキル
基、ふっ化炭素基または塩化炭素基またはシロキサン基
を含む溶媒を用いた請求項40に記載の単分子膜状の液
晶配向膜の製造方法。
41. The method for producing a monomolecular liquid crystal alignment film according to claim 40, wherein a solvent containing an alkyl group, a carbon fluoride group, a carbon chloride group or a siloxane group is used as the non-aqueous organic solvent.
【請求項42】 界面活性剤分子を一端で固定する工程
の前に、多数のSiO基を含む被膜を形成する工程を行
い、この膜を介して単分子膜状の被膜を形成する請求項
34〜41のいずれかに記載の単分子膜状の液晶配向膜
の製造方法。
42. A step of forming a film containing a large number of SiO groups before the step of fixing the surfactant molecules at one end, and forming a monomolecular film through this film. 42. The method for producing a monomolecular liquid crystal alignment film according to any one of items 41 to 41.
【請求項43】 一対の基板と、その表面の電極と、そ
の表面の配向膜がこの順序に形成され、液晶が前記2つ
の対向する電極に前記配向膜を介して挟まれている液晶
表示装置であって、 前記少なくとも一方の配向膜は、直鎖状の炭素鎖を持つ
シラン系界面活性剤が、エネルギービーム照射によって
活性水素を含む官能基を生成するエネルギービーム感応
性の被膜を介して化学吸着され、かつ前記直鎖状の炭素
鎖が特定の方向に配向している被膜であることを特徴と
する液晶表示装置。
43. A liquid crystal display device in which a pair of substrates, an electrode on the surface thereof, and an alignment film on the surface are formed in this order, and a liquid crystal is sandwiched between the two opposing electrodes via the alignment film. The at least one alignment film is formed by forming a silane-based surfactant having a linear carbon chain through an energy beam-sensitive film that generates a functional group containing active hydrogen by energy beam irradiation. A liquid crystal display device, wherein the film is adsorbed and the linear carbon chain is oriented in a specific direction.
【請求項44】 直鎖状の炭素鎖またはシロキサン結合
鎖を持つシラン系界面活性剤よりなる単分子膜状の被膜
で、且つ前記被膜を構成する分子が所望の傾きを有し且
つ特定の方向に向きを揃えて基板表面に一端で結合固定
されている被膜が液晶用の配向膜として2つの対向させ
る電極の形成された基板表面の少なくとも一方の基板の
電極側表面に直接または他の被膜を介して間接に形成さ
れており、液晶が前記2つの対向する電極に前記配向膜
を介して挟まれている液晶表示装置。
44. A monomolecular film formed of a silane-based surfactant having a linear carbon chain or a siloxane-bonded chain, wherein the molecules constituting the film have a desired inclination and a specific direction. The coating fixed and fixed at one end to the substrate surface in the same direction as the alignment film for liquid crystal is directly or another coating on the electrode side surface of at least one of the substrate surfaces on which the two facing electrodes are formed. A liquid crystal display device in which a liquid crystal is interposed between the two opposing electrodes via the alignment film.
【請求項45】 対向させる2つの電極の形成された基
板表面にそれぞれ前記被膜が配向膜として形成されてい
る請求項44に記載の液晶表示装置。
45. The liquid crystal display device according to claim 44, wherein the coating is formed as an alignment film on the surface of the substrate on which the two electrodes facing each other are formed.
【請求項46】 基板表面の被膜がパターン状の配向方
向の異なる部分を複数箇所含んでいる請求項44または
45に記載の液晶表示装置。
46. The liquid crystal display device according to claim 44, wherein the coating on the surface of the substrate includes a plurality of portions having a pattern orientation different from each other.
【請求項47】 対抗する電極が片方の基板表面に形成
されている請求項44に記載の液晶表示装置。
47. The liquid crystal display device according to claim 44, wherein the opposing electrode is formed on the surface of one of the substrates.
【請求項48】 炭素鎖またはシロキサン結合鎖を含
み、前記炭素鎖またはシロキサン結合鎖の少なくとも一
部に被膜の表面エネルギーを制御する官能基を少なくと
も一つ含んでいる分子で構成された被膜が、液晶用の配
向膜として2つの対向させる電極の形成された基板表面
の少なくとも一方の基板の電極側表面に直接または他の
被膜を介して間接に形成されており、液晶が前記2つの
対向する電極に前記配向膜を介して挟まれていることを
特徴とする液晶表示装置。
48. A coating comprising a molecule comprising a carbon chain or a siloxane bonding chain, wherein at least a part of the carbon chain or the siloxane bonding chain contains at least one functional group that controls the surface energy of the coating, A liquid crystal alignment film is formed directly or indirectly via another coating on at least one of the substrate surfaces on which two opposed electrodes are formed as an alignment film for liquid crystal, and the liquid crystal is formed on the two opposed electrodes. A liquid crystal display device, wherein the liquid crystal display device is interposed between the liquid crystal display device and the liquid crystal display device.
【請求項49】 対向させる2つの電極の形成された基
板表面にそれぞれ前記被膜が配向膜として形成されてい
る請求項48に記載の液晶表示装置。
49. The liquid crystal display device according to claim 48, wherein each of the coatings is formed as an alignment film on the surface of the substrate on which the two electrodes facing each other are formed.
【請求項50】 基板表面の被膜がパターン状の配向方
向の異なる部分を複数箇所含んでいる請求項48または
49に記載の液晶表示装置。
50. The liquid crystal display device according to claim 48, wherein the film on the surface of the substrate includes a plurality of portions having different pattern-like orientation directions.
【請求項51】 対向する電極が片方の基板表面に形成
されている請求項48に記載の液晶表示装置。
51. The liquid crystal display device according to claim 48, wherein the opposing electrodes are formed on one substrate surface.
【請求項52】 あらかじめマトリックス状に載置され
た第1の電極群を有する第1の基板上に、直接または任
意の薄膜を介して間接的に、エネルギービームによって
活性水素を含む官能基を生成するエネルギービーム感応
性の樹脂膜を塗布形成する工程と、前記樹脂膜の表面を
任意のパターンでエネルギービーム照射する工程と、前
記照射された樹脂膜付き基板を直鎖状の炭素鎖およびS
iを持つシラン系界面活性剤を含む化学吸着液に接触さ
せた後、前記樹脂膜を溶かさない溶剤で洗浄することに
より、前記照射された部分に選択的に前記界面活性剤よ
りなる単分子膜を1層形成し、且つ前記直鎖状の炭素鎖
を配向固定する工程と、前記第1の電極群を有する第1
の基板と第2の電極または電極群を有する第2の基板
を、それぞれの電極が対向するように所定の間隙を保ち
つつ位置合わせして接着固定する工程と、前記第1と第
2の基板の間に所定の液晶を注入する工程を含むことを
特徴とした液晶表示装置の製造方法。
52. A functional group containing active hydrogen is generated by an energy beam directly or indirectly through an arbitrary thin film on a first substrate having a first electrode group mounted in a matrix in advance. Applying an energy beam sensitive resin film to the substrate, irradiating the surface of the resin film with an energy beam in an arbitrary pattern, and applying a linear carbon chain and S
After contacting with a chemical adsorption solution containing a silane-based surfactant having i, the monomolecular film composed of the surfactant is selectively applied to the irradiated portion by washing with a solvent that does not dissolve the resin film. Forming a single layer and fixing the orientation of the linear carbon chain; and forming a first electrode group having the first electrode group.
Bonding and fixing a substrate and a second substrate having a second electrode or an electrode group while maintaining a predetermined gap so that the respective electrodes face each other; and bonding and fixing the first and second substrates. And a step of injecting a predetermined liquid crystal between them.
【請求項53】 あらかじめマトリックス状に載置され
た第1の電極群を有する第1の基板を直接または任意の
薄膜を形成した後化学吸着液に接触させ前記吸着液中の
界面活性剤分子と基板表面とを化学反応させ前記界面活
性剤分子を基板表面に一端で結合固定する工程と、有機
溶剤で洗浄後さらに所望の方向に基板を立てて液切りを
行い液切り方向に前記固定された分子を配向させる工程
と、さらに偏光板を介して所望の方向に偏光した光で露
光して前記界面活性剤分子の向きを所望の傾きを有した
状態で特定の方向に揃える工程と、前記第1の電極群を
有する第1の基板と第2の基板、または第2の電極又は
電極群を有する第2の基板を、電極面を内側にして所定
の間隙を保ちつつ位置合わせして接着固定する工程と、
前記第1と第2の基板の間に所定の液晶を注入する工程
を含む液晶表示装置の製造方法。
53. A first substrate having a first electrode group previously placed in a matrix form, directly or after forming an arbitrary thin film, is brought into contact with a chemical adsorption solution to cause the surfactant molecules in the adsorption solution to contact with the chemical adsorption solution. A step of chemically reacting with the substrate surface to bond and fix the surfactant molecule to the substrate surface at one end; and further, after washing with an organic solvent, the substrate is erected in a desired direction, drained, and the liquid is fixed in the draining direction. Aligning the molecules, and further aligning the surfactant molecules in a specific direction with a desired inclination by exposing to light polarized in a desired direction through a polarizing plate; and The first substrate having one electrode group and the second substrate, or the second substrate having the second electrode or the electrode group, are aligned and fixed while maintaining a predetermined gap with the electrode surface inside. The process of
A method for manufacturing a liquid crystal display device, comprising a step of injecting a predetermined liquid crystal between the first and second substrates.
【請求項54】 偏光板を介して所望の方向に偏光した
光で露光して前記結合された界面活性剤分子の向きを所
望の傾きを有した状態で特定の方向に揃える工程におい
て、前記偏光板にパターン状のマスクを重ねて露光する
工程を複数回行い、同一面内の配向膜内でパターン状の
配向方向の異なる部分を複数箇所設けた請求項53に記
載の液晶表示装置の製造方法。
54. A step of exposing the bonded surfactant molecules to a specific direction with a desired inclination by exposing to light with light polarized in a desired direction through a polarizing plate. 54. The method for manufacturing a liquid crystal display device according to claim 53, wherein the step of exposing a pattern-shaped mask on the plate is performed a plurality of times, and a plurality of portions having different pattern-shaped alignment directions are provided in the alignment film in the same plane. .
【請求項55】 あらかじめマトリックス状に載置され
た第1の電極群を有する第1の基板を直接または任意の
薄膜を形成した後、炭素鎖またはシロキサン結合鎖を含
み、前記炭素鎖またはシロキサン結合鎖の少なくとも一
部に被膜の表面エネルギーを制御する官能基を少なくと
も一つ含んでいるシラン系界面活性剤を用いて作製した
化学吸着液に接触させ前記吸着液中の界面活性剤分子と
基板表面とを化学反応させ前記界面活性剤分子を基板表
面に一端で結合固定する工程と、有機溶剤で洗浄後さら
に所望の方向に基板を立てて液切りを行い液切り方向に
前記固定された分子を配向させる工程と、前記第1の電
極群を有する第1の基板と第2の基板、または第2の電
極又は電極群を有する第2の基板を、電極面を内側にし
て所定の間隙を保ちつつ位置合わせして接着固定する工
程と、前記第1と第2の基板の間に所定の液晶を注入す
る工程を含むことを特徴とした液晶表示装置の製造方
法。
55. A method of forming a first substrate having a first electrode group mounted in a matrix form directly or after forming an arbitrary thin film, comprising a carbon chain or a siloxane-bonded chain; A surfactant is prepared by using a silane-based surfactant containing at least a functional group that controls the surface energy of the coating on at least a part of the chain. And chemically fixing the surfactant molecules at one end to the substrate surface, and after washing with an organic solvent, further erecting the substrate in a desired direction and draining the liquid to remove the fixed molecules in the draining direction. Orienting the first substrate and the second substrate having the first electrode group, or the second substrate having the second electrode or the electrode group, by keeping a predetermined gap with the electrode surface inside. A method of manufacturing a liquid crystal display device, comprising the steps of: aligning and fixing while positioning; and injecting a predetermined liquid crystal between the first and second substrates.
【請求項56】 固定された分子を配向させる工程の
後、さらに偏光板を介して所望の方向に偏光した光で露
光して前記界面活性剤分子の向きを所望の傾きを有した
状態で特定の方向に揃える工程を行う請求項55に記載
の液晶表示装置の製造方法。
56. After the step of orienting the fixed molecule, the surface of the surfactant molecule is specified in a state having a desired inclination by further exposing through a polarizing plate with light polarized in a desired direction. The method for manufacturing a liquid crystal display device according to claim 55, wherein a step of aligning the liquid crystal display device is performed.
【請求項57】 偏光板を介して所望の方向に偏光した
光で露光して前記結合された界面活性剤分子の向きを所
望の傾きを有した状態で特定の方向に揃える工程におい
て、前記偏光板にパターン状のマスクを重ねて露光する
工程を複数回行い、同一面内の配向膜内でパターン状の
配向方向の異なる部分を複数箇所設けた請求項56に記
載の液晶表示装置の製造方法。
57. A step of exposing with light polarized in a desired direction through a polarizing plate to align the direction of the bound surfactant molecules in a specific direction with a desired inclination, 57. The method for manufacturing a liquid crystal display device according to claim 56, wherein a step of exposing a pattern-shaped mask on the plate is performed a plurality of times, and a plurality of portions having different pattern-shaped alignment directions are provided in the alignment film in the same plane. .
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