JPH1048633A - Liquid crystal element and its production as well as apparatus for producing oriented film used for this production process - Google Patents

Liquid crystal element and its production as well as apparatus for producing oriented film used for this production process

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JPH1048633A
JPH1048633A JP22074396A JP22074396A JPH1048633A JP H1048633 A JPH1048633 A JP H1048633A JP 22074396 A JP22074396 A JP 22074396A JP 22074396 A JP22074396 A JP 22074396A JP H1048633 A JPH1048633 A JP H1048633A
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JP
Japan
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liquid crystal
independently
monomolecular film
region
integer
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Withdrawn
Application number
JP22074396A
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Japanese (ja)
Inventor
Takashi Moriyama
孝志 森山
Etsuro Kishi
悦朗 貴志
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • 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 make it possible to form oriented films having high anisotropy and to produce a liquid crystal element having excellent surface characteristics free from orientation defects by a clean process with good yield by developing and compressing a monomolecular film forming material on a liquid surface and laminating this material on a substrate, thereby forming the oriented films. SOLUTION: The monomolecular film forming material is developed and compressed on the liquid surface and is laminated on a pair of substrates 11a, 11b having electrodes on their respective opposite surface sides, by which the oriented films 14a, 14b are formed at the time of producing the liquid crystal element which is formed by holding a liquid crystal compsn. exhibiting a chiral smectic phase between these substrates and has the oriented films 14a, 14b on at least one of electrodes 12a, 12b. In such a case, the liquid crystal element is provided with shorting preventive films 13a, 13b at need between the oriented films 14a, 14b and the transparent electrodes 12a, 12b. The upper and lower substrates are stuck to each other by using a sealing material 15 via bead spacers 16, such as silica beads, by which a cell is constituted. The liquid crystals are injected into this cell by utilizing capillarity.

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、フラットパネルデ
ィスプレイ、プロジェクションディスプレイ、プリンタ
等に用いられるライトバルブに使用される液晶素子とそ
の製造方法に関し、さらに、本発明の液晶素子の特徴的
な構成である配向制御膜を構成する単分子膜の製造装置
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal element used for a light valve used in a flat panel display, a projection display, a printer, and the like, and a method for manufacturing the same. The present invention relates to an apparatus for producing a monomolecular film constituting a certain orientation control film.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、広範に用いられている液晶素子と
して、例えばエム・シャット(M.Schadt)とダ
ブリュー・ヘルフリッヒ(W.Helfrich)著、
アプライド・フィジックス・レターズ(Applied
Physics Letters)第18巻、第4号
(1971年2月15日発行)第127頁〜第128頁
において示されたツイステッドネマティック(Twis
ted Nematic)液晶を用いたものが知られて
いる。また、代表的な液晶素子として知られているもの
に単純マトリクスタイプの液晶素子がある。このタイプ
は、素子作製が容易であり、コスト面で有意性がある。
しかしながら、画素密度を高くしたマトリクス電極構造
を用いた時分割駆動の時、クロストークが発生するとい
う問題があるため、画素数が制限されていた。また、応
答速度が10msec以上と遅いため、ディスプレイと
しての用途が制限されていた。近年このような単純マト
リクスタイプの素子に対してTFT(Thin Fil
m Transistor)を用いた液晶素子の開発が
行なわれている。このタイプは、一つ一つの画素にトラ
ンジスタを作製するため、クロストークや応答速度の問
題は解決される反面、大面積になればなるほど不良画素
なく液晶素子を作製することが困難になり、歩留を良く
するためには多大なコストが発生する。
2. Description of the Related Art Conventionally, widely used liquid crystal elements are described, for example, by M. Schadt and W. Helfrich.
Applied Physics Letters (Applied
Physics Letters, Vol. 18, No. 4 (published Feb. 15, 1971), pp. 127-128, Twisted Nematic (Twis)
A liquid crystal using a ted nematic liquid crystal is known. Further, a simple matrix type liquid crystal element is known as a typical liquid crystal element. This type is easy to fabricate the element and is significant in cost.
However, in the case of time-division driving using a matrix electrode structure with a high pixel density, there is a problem that crosstalk occurs, so that the number of pixels has been limited. Further, since the response speed is as slow as 10 msec or more, the use as a display is limited. In recent years, a TFT (Thin Fil) has been applied to such a simple matrix type element.
m Transistor) is being developed. In this type, a transistor is manufactured for each pixel, so that the problems of crosstalk and response speed are solved.However, the larger the area, the more difficult it is to manufacture a liquid crystal element without defective pixels. Greater costs are incurred for better retention.

【0003】このような従来型の液晶素子の欠点を改善
するものとして、双安定性を有する液晶素子がクラーク
(Clark)及びラガウェル(Lagerwall)
により提案されている(特開昭56−107216号公
報、米国特許第4367924号明細書)。この双安定
性を有する液晶素子には、一般にカイラルスメクティッ
クC相を有する強誘電性液晶が用いられている。このカ
イラルスメクティック液晶は、自発分極により反転スイ
ッチングを行なうため、非常に速い応答速度からなる上
に薄いセルにおいてメモリ性のある双安定状態を発現さ
せることができる。さらに視野角特性にも優れているこ
とから、高速、高精細、大面積の表示素子或いはライト
バルブとして適していると考えられる。また、最近で
は、チャンダニ、竹添らにより3つの安定状態を有する
カイラルスメクティック反強誘電性液晶素子も提案され
ている(Japanese Journal of A
pplied Physics、第27巻、1988年
L729頁)。
In order to improve the disadvantages of the conventional liquid crystal device, a liquid crystal device having bistability is disclosed in Clark and Lagerwell.
(JP-A-56-107216, U.S. Pat. No. 4,367,924). In general, a ferroelectric liquid crystal having a chiral smectic C phase is used for a liquid crystal device having this bistability. Since this chiral smectic liquid crystal performs inversion switching by spontaneous polarization, it has a very fast response speed and can exhibit a bistable state with memory properties in a thin cell. Further, since it has excellent viewing angle characteristics, it is considered to be suitable as a high-speed, high-definition, large-area display element or light valve. Recently, a chiral smectic antiferroelectric liquid crystal device having three stable states has also been proposed by Chandani, Takezoe et al. (Japanese Journal of A).
Applied Physics, Vol. 27, 1988, L729).

【0004】カイラルスメクティック液晶素子において
は、例えば「強誘電液晶の構造と物性」(福田敦夫、竹
添秀男著、1990年、コロナ社発行)に記載されてい
るように、ジグザグ状の配向欠陥が発生してコントラス
トを著しく低下させるという問題があった。この欠陥
は、上下基板間に挟持されたカイラルスメクティック液
晶の層状構造が2種類のシェブロン構造を形成している
ことに起因している。最近このような欠点を持つシェブ
ロン構造を解消し、ブックシェルフといわれる層状構造
或いはそれに近い構造を現出させ、高コントラストな良
好な液晶素子を実現しようという動きがある(例えば
「次世代液晶ディスプレイと液晶材料」福田敦夫編、1
992年、(株)シーエムシー発行)。
In a chiral smectic liquid crystal element, for example, as described in “Structure and Physical Properties of Ferroelectric Liquid Crystal” (Atsuo Fukuda and Hideo Takezoe, 1990, published by Corona Co., Ltd.), zigzag alignment defects occur. As a result, there is a problem that the contrast is significantly reduced. This defect is attributable to the fact that the layered structure of the chiral smectic liquid crystal sandwiched between the upper and lower substrates forms two types of chevron structures. Recently, there has been a movement to eliminate the chevron structure having such a drawback and to realize a layered structure called a bookshelf or a structure similar thereto, thereby realizing a high-contrast good liquid crystal element (for example, "Next-generation liquid crystal display and Liquid crystal materials, edited by Atsuo Fukuda, 1
Published by CMC Co., Ltd. in 992).

【0005】ブックシェルフ或いはそれに近い構造を現
出する液晶材料として、パーフルオロエーテル側鎖を持
つ液晶性化合物(米国特許第5262082号明細書、
国際出願特許WO93/22396,1993年第4回
強誘電液晶国際会議P−46,Marc D.Radc
liffeら)が開示されている。この液晶は、電場等
の外部場を用いずともブックシェルフ或いはそれに近い
層傾き角の小さな構造を現出することができ、高速、高
精細、大面積の液晶素子、表示装置に適している。
A liquid crystal material having a perfluoroether side chain (US Pat. No. 5,262,082,
International Patent Application WO93 / 22396, 1993 Fourth International Conference on Ferroelectric Liquid Crystal P-46, Marc D. Radc
life et al.) are disclosed. This liquid crystal can exhibit a bookshelf or a structure with a small layer tilt angle close to the bookshelf without using an external field such as an electric field, and is suitable for high-speed, high-definition, large-area liquid crystal elements and display devices.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】一般にカイラルスメク
ティック液晶を配向させるには、表面にポリイミド(P
I)、ポリビニルアルコール(PVA)、ポリアミド
(PA)等の水平配向性、或いは傾斜配向性の高分子膜
を形成し、ほぼ同一方向にラビング処理した一対の基板
を用いる。このラビング処理によって液晶が均一な配向
を得られるメカニズムに関しては、未だに明確にされて
いない部分が多いが、配向膜である高分子膜の分子鎖が
異方性を有していることが重要であることは様々な手法
で確かめられている(例えばM.F.Tonyeら、N
ature.vol374.20,APRIL,p70
9,1995)。ラビング法は、高分子膜に充分な異方
性を与えるという点で非常に優れており、また簡便な方
法である。しかしこの手法では膜の表面汚染や、膜の剥
れによる液晶の配向欠陥が生じる、或いは本来クリーン
プロセスであるべき液晶素子の生産工程において塵が発
生するなどの問題がある。
Generally, to align a chiral smectic liquid crystal, a polyimide (P
I) A pair of substrates formed by forming a polymer film of horizontal orientation or inclined orientation such as polyvinyl alcohol (PVA) or polyamide (PA), and rubbing in substantially the same direction is used. The mechanism by which the rubbing treatment can achieve uniform alignment of the liquid crystal has not yet been clarified in many parts, but it is important that the molecular chains of the polymer film as the alignment film have anisotropy. Some have been confirmed in various ways (eg, MF Tonye et al., N.
ature. vol374.20, APRIL, p70
9, 1995). The rubbing method is very excellent in giving sufficient anisotropy to the polymer film, and is a simple method. However, this method has problems such as surface contamination of the film, alignment defects of the liquid crystal due to peeling of the film, and generation of dust in the production process of the liquid crystal element which should be a clean process.

【0007】これに対し、ラングミュア−ブロジェット
法(以下LB法と記す)は、いわゆるラビングレスプロ
セスで、汚染物質の混入や膜の剥れを回避することでき
るという点で注目されている。しかしながら、LB法で
形成された配向膜は、カイラルスメクティック液晶に対
して充分な一軸配向性を付与することができないことが
多く、特に、コレステリック相(Ch)を持たず、等方
相(Iso.)→スメクティックA相(SmA)→カイ
ラルスメクティックC相(SmC* )転移をする液晶を
用いた場合には、Iso.→SmA転移の際に、バトネ
に対して充分な一軸性を付与することができないため
に、配向欠陥等を生じ、均一な配向が得られないことが
多い。これはLB法で形成された配向膜の異方性がラビ
ングと比較して小さいことが主たる原因と考えられる。
On the other hand, the Langmuir-Blodgett method (hereinafter referred to as the LB method) has attracted attention in that it is a so-called rubbing-less process that can avoid contamination and peeling of a film. However, the orientation film formed by the LB method often cannot impart sufficient uniaxial orientation to the chiral smectic liquid crystal, and particularly has no cholesteric phase (Ch) and isotropic phase (Iso. ) → Smectic A phase (SmA) → Chiral smectic C phase (SmC * ) When using a liquid crystal, Iso. → At the time of SmA transition, since sufficient uniaxiality cannot be imparted to batone, alignment defects and the like are generated, and uniform alignment is often not obtained. This is considered to be mainly because the anisotropy of the alignment film formed by the LB method is smaller than that of the rubbing.

【0008】本発明の目的は、上記問題を解決し、LB
法を用いて、より異方性の高い配向膜を形成し、配向欠
陥のない優れた表示特性を持った液晶素子を、極めてク
リーンなプロセスで歩留良く生産することにある。
[0008] An object of the present invention is to solve the above-mentioned problem and to provide an LB
An object of the present invention is to produce a liquid crystal element having excellent display characteristics without alignment defects by forming an alignment film having higher anisotropy by using the method, with a very clean process and a good yield.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明の第1は、それぞ
れ対向面側に電極を有する一対の基板間にカイラルスメ
クティック相を呈する液晶組成物を挟持してなり、少な
くとも一方の電極上に配向膜を有する液晶素子の製造方
法であって、液面に単分子膜形成材料を展開、圧縮し、
基板上に積層して上記配向膜を形成する工程を有するこ
とを特徴とする液晶素子の製造方法である。
According to a first aspect of the present invention, a liquid crystal composition exhibiting a chiral smectic phase is sandwiched between a pair of substrates each having an electrode on the opposite surface side, and an alignment is provided on at least one electrode. A method for manufacturing a liquid crystal element having a film, wherein a material for forming a monomolecular film is developed and compressed on a liquid surface,
A method for manufacturing a liquid crystal element, comprising a step of forming the alignment film by laminating on a substrate.

【0010】また本発明の第2は、上記製造方法に用い
る装置であって、単分子膜形成材料を液面に展開する展
開領域と、該液面上に展開された前記単分子膜形成材料
を圧縮することで単分子膜とする圧縮領域と、該単分子
膜を基板上に積層させる積層領域と、前記展開領域から
前記圧縮領域を経由して前記積層領域へ液体を定常的に
流す機構と、を有する水槽と、前記単分子膜形成材料の
展開速度を制御することにより、展開された単分子膜形
成材料の表面圧を所定の値に保持する表面圧制御ループ
と、前記水槽に流入する液体の量を調節することによ
り、前記積層領域の水位を所定の値に保持する水位制御
ループと、前記積層領域内の単分子膜を水面上でバリア
によって機械的に圧縮するための圧縮制御ループと、を
有することを特徴とする配向膜製造装置である。
[0010] A second aspect of the present invention is an apparatus used in the above manufacturing method, wherein a developing region for developing the monomolecular film forming material on a liquid surface, and the monomolecular film forming material developed on the liquid surface are provided. A compression region that is a monomolecular film by compressing a monolayer, a lamination region for laminating the monomolecular film on a substrate, and a mechanism for constantly flowing a liquid from the development region to the lamination region via the compression region. And a surface pressure control loop for controlling the developing speed of the monomolecular film forming material to maintain the surface pressure of the developed monomolecular film forming material at a predetermined value, and flowing into the water tank. A water level control loop for maintaining the water level of the stacking region at a predetermined value by adjusting the amount of liquid to be applied, and a compression control for mechanically compressing the monomolecular film in the stacking region by a barrier on the water surface. And a loop That is an orientation film manufacturing equipment.

【0011】さらに本発明の第3は、上記製造方法によ
り製造される液晶素子であって、それぞれ対向面側に電
極を有する一対の基板間にカイラルスメクティック相を
呈する液晶組成物を挟持してなり、少なくとも一方の電
極上に単分子膜からなる配向膜を有することを特徴とす
る液晶素子である。
A third aspect of the present invention is a liquid crystal device manufactured by the above manufacturing method, wherein a liquid crystal composition exhibiting a chiral smectic phase is sandwiched between a pair of substrates each having an electrode on the opposite surface side. And a liquid crystal element having an alignment film made of a monomolecular film on at least one electrode.

【0012】本発明は、Chを持たないカイラルスメク
ティック液晶の均一配向を得る際に効果を有するもので
あるが、Chを有するカイラルスメクティック液晶にお
いても配向均一性を向上し得るものである。
Although the present invention is effective in obtaining a uniform alignment of a chiral smectic liquid crystal having no Ch, it can also improve the alignment uniformity of a chiral smectic liquid crystal having a Ch.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】図1に本発明の液晶素子の一例の
断面図を示した。図中、10は液晶層、11a、11b
はガラス基板、12a、12bは透明電極、14a、1
4bは配向膜であり、配向膜14a、14bと透明電極
12a、12bとの間にはそれぞれショート防止膜13
a、13bが必要に応じて設けられる。上下基板はシリ
カビーズ等のビーズスペーサ16を介してシール材15
を用いて貼り合わせられ、セルが構成されて、毛細管現
象等を利用して液晶が注入されている。上記透明電極1
2a、12bとしてはIn23 、SnO2 或いはIT
O(Indium Tin Oxide)等の薄膜が用
いられる。
FIG. 1 is a sectional view showing an example of the liquid crystal device of the present invention. In the figure, 10 is a liquid crystal layer, 11a and 11b.
Is a glass substrate, 12a and 12b are transparent electrodes, 14a and 1
Reference numeral 4b denotes an alignment film, and between the alignment films 14a and 14b and the transparent electrodes 12a and 12b, a short-circuit prevention film 13
a and 13b are provided as needed. The upper and lower substrates are sealed with a sealing material 15 through bead spacers 16 such as silica beads.
Are bonded together to form a cell, and a liquid crystal is injected by utilizing a capillary phenomenon or the like. The above transparent electrode 1
As 2a and 12b, In 2 O 3 , SnO 2 or IT
A thin film such as O (Indium Tin Oxide) is used.

【0014】本発明において、用いる液晶組成物として
は、好ましくはフルオロカーボン末端部分及び炭化水素
末端部分を有し、該両末端部分が中心核によって結合さ
れ、スメクティック中間相又は潜在的スメクティック中
間相を持つフッ素含有液晶化合物を含有するものが望ま
しい。
In the present invention, the liquid crystal composition to be used preferably has a terminal portion of a fluorocarbon and a terminal portion of a hydrocarbon, and both terminal portions are bound by a central nucleus and have a smectic intermediate phase or a potential smectic intermediate phase. Those containing a fluorine-containing liquid crystal compound are desirable.

【0015】前記フッ素含有液晶化合物としては、フル
オロカーボン末端部分が、−D1−Cxa2xa−Xで表わ
される基、(但し、上記式中xaは1〜20であり、X
は−H又は−Fを表わし、D1は、−CO−O−(C
2ra−、−O−(CH2ra−、−(CH2ra−、
−O−SO2−、−SO2−、−SO2−(CH2ra−、
−O−(CH2ra−O−(CH2rb−、−(CH2
ra−N(Cpa2pa+1)−SO2−、又は−(CH2ra
−N(Cpa2pa+1)−CO−を表わす。ra及びrb
は、独立に1〜20であり、paは0〜4である。)、
或いは、−D2−(Cxb2xb−O)za−Cya2ya+1
表わされる基、(但し、上記式中xbはそれぞれの(C
xb2xb−O)に独立に1〜10であり、yaは、1〜
10であり、zaは1〜10であり、D2は、−CO−
O−Crc2rc、−O−Crc2rc−、−Crc2rc−、
−O−(Csa2sa−O)ta−Crd2rd−、−O−SO
2−、−SO2−、−SO2−Crc2rc−、−Crc2rc
−N(Cpb2pb+1)−SO2−、−Crc2rc−N(C
pb2pb+1)−CO−、単結合から選ばれ、rc及びr
dはそれぞれ独立に1〜20であり、saはそれぞれの
(Csa2sa−O)に独立に1〜10であり、taは1
〜6であり、pbは0〜4である。)であるような化合
物を用いることができる。
In the fluorine-containing liquid crystal compound, the terminal portion of the fluorocarbon is a group represented by -D 1 -C xa F 2xa -X (provided that xa is 1 to 20;
It represents -H or -F, D 1 is, -CO-O- (C
H 2) ra -, - O- (CH 2) ra -, - (CH 2) ra -,
-O-SO 2 -, - SO 2 -, - SO 2 - (CH 2) ra -,
-O- (CH 2) ra -O- ( CH 2) rb -, - (CH 2)
ra -N (C pa H 2pa + 1) -SO 2 -, or - (CH 2) ra
-N (C pa H 2pa + 1 ) represents the -CO-. ra and rb
Is independently 1 to 20, and pa is 0 to 4. ),
Alternatively, a group represented by -D 2- (C xb F 2xb -O) za -C ya F 2ya + 1 (where xb is each of (C
xb F 2xb -O) is independently 1 to 10, and ya is 1 to
10, za is 1 to 10, and D 2 is -CO-
O-C rc H 2rc, -O -C rc H 2rc -, - C rc H 2rc -,
-O- (C sa H 2sa -O) ta -C rd H 2rd -, - O-SO
2 -, - SO 2 -, - SO 2 -C rc H 2rc -, - C rc H 2rc
-N (C pb H 2pb + 1 ) -SO 2 -, - C rc H 2rc -N (C
pb H 2pb + 1) -CO-, selected from a single bond, rc and r
d is independently 1 to 20, sa is independently 1 to 10 for each (C sa H 2sa -O), and ta is 1
And pb is 0-4. ) Can be used.

【0016】特に好ましくは、下記一般式(I)、或い
は(II)で表わされるフッ素含有液晶化合物を用いる
ことができる。
Particularly preferably, a fluorine-containing liquid crystal compound represented by the following general formula (I) or (II) can be used.

【0017】[0017]

【化3】 を表わす。Embedded image Represents

【0018】ga、ha、iaは独立に0〜3の整数
(但し、ga+ha+iaは少なくとも2である)を表
わす。
Ga, ha and ia each independently represent an integer of 0 to 3 (provided that ga + ha + ia is at least 2).

【0019】夫々のL1とL2は独立に、単結合、−CO
−O−、−O−CO−、−COS−、−S−CO−、−
CO−Se−、−Se−CO−、−CO−Te−、−T
e−CO−、−CH2CH2−、−CH=CH−、−C≡
C−、−CH=N−、−N=CH−、−CH2−O−、
−O−CH2−、−CO−又は−O−を表わす。
Each of L 1 and L 2 is independently a single bond, -CO
-O-, -O-CO-, -COS-, -S-CO-,-
CO-Se-, -Se-CO-, -CO-Te-, -T
e-CO -, - CH 2 CH 2 -, - CH = CH -, - C≡
C -, - CH = N - , - N = CH -, - CH 2 -O-,
-O-CH 2 -, - CO- or represent -O-.

【0020】夫々のX1、Y1、Z1はA1、A2、A3の置
換基であり、独立に−H、−Cl、−F、−Br、−
I、−OH、−OCH3、−CH3、−CN、又は−NO
2を表わし、夫々のja、ma、naは独立に0〜4の
整数を表わす。
Each of X 1 , Y 1 and Z 1 is a substituent of A 1 , A 2 and A 3 and independently represents —H, —Cl, —F, —Br,
I, -OH, -OCH 3, -CH 3, -CN, or -NO
2 and each of ja, ma and na independently represents an integer of 0-4.

【0021】J1は、−CO−O−(CH2ra−、−O
−(CH2ra−、−(CH2ra−、−O−SO2−、
−SO2−、−SO2−(CH2ra−、−O−(CH2
ra−O−(CH2rb−、−(CH2ra−N(Cpa
2pa+1)−SO2−、又は−(CH2ra−N(Cpa
2pa+1)−CO−を表わす。ra及びrbは、独立に1
〜20であり、paは0〜4である。
J 1 is —CO—O— (CH 2 ) ra —, —O
- (CH 2) ra -, - (CH 2) ra -, - O-SO 2 -,
-SO 2 -, - SO 2 - (CH 2) ra -, - O- (CH 2)
ra -O- (CH 2) rb - , - (CH 2) ra -N (C pa H
2pa + 1) -SO 2 -, or - (CH 2) ra -N ( C pa H
2pa + 1 ) represents -CO-. ra and rb are independently 1
-20 and pa is 0-4.

【0022】R1は、−O−Cqa2qa−O−Cqb
2qb+1、−Cqa2qa−O−Cqb2qb+1、−Cqa2qa
3、−O−Cqa2qa−R3、−CO−O−Cqa2qa
3、又は−O−CO−Cqa2qa−R3を表わし、直鎖
状、分岐状のいずれであっても良い(但し、R3は、−
O−CO−Cqb2qb+1、−CO−O−Cqb2qb+1、−
H、−Cl、−F、−CF3、−NO2、−CNを表わ
し、qa及びqbは独立に1〜20である)。
R 1 is -OC qa H 2qa -OC qb H
2qb + 1, -C qa H 2qa -O-C qb H 2qb + 1, -C qa H 2qa -
R 3, -O-C qa H 2qa -R 3, -CO-O-C qa H 2qa -
R 3 or —O—CO—C qa H 2qa —R 3 , which may be linear or branched (where R 3 is-
O-CO-C qb H 2qb + 1, -CO-O-C qb H 2qb + 1, -
H, -Cl, -F, -CF 3 , -NO 2, represents a -CN, qa and qb are 20 independently).

【0023】R2はCxa2xa−Xを表わす(Xは−H又
は−Fを表わし、xaは1〜20の整数である)。
R 2 represents C xa F 2xa -X (X represents -H or -F, and xa is an integer of 1 to 20).

【0024】[0024]

【化4】 を表わす。Embedded image Represents

【0025】gb、hb、ibはそれぞれ独立に0〜3
の整数(但し、gb+hb+ibは少なくとも2であ
る)を表わす。
Gb, hb and ib are each independently 0 to 3
(Where gb + hb + ib is at least 2).

【0026】夫々のL3、L4は独立に、単結合、−CO
−O−、−O−CO−、−CO−S−、−S−CO−、
−CO−Se−、−Se−CO−、−CO−Te−、−
Te−CO−、−(CH2CH2ka−(kaは1〜
4)、−CH=CH−、−C≡C−、−CH=N−、−
N=CH−、−CH2−O−、−O−CH2−、−CO−
又は−O−を表わす。
Each of L 3 and L 4 is independently a single bond, -CO
-O-, -O-CO-, -CO-S-, -S-CO-,
-CO-Se-, -Se-CO-, -CO-Te-,-
Te-CO -, - (CH 2 CH 2) ka - (ka is 1
4), -CH = CH-, -C≡C-, -CH = N-,-
N = CH -, - CH 2 -O -, - O-CH 2 -, - CO-
Or -O-.

【0027】夫々のX2、Y2、Z2はA4、A5、A6の置
換基であり、独立に−H、−Cl、−F、−Br、−
I、−OH、−OCH3、−CH3、−CF3、−O−C
3、−CN、又は−NO2を表わし、夫々のjb、m
b、nbは独立に0〜4の整数を表わす。
Each of X 2 , Y 2 , and Z 2 is a substituent of A 4 , A 5 , and A 6 and independently represents —H, —Cl, —F, —Br, —
I, -OH, -OCH 3, -CH 3, -CF 3, -O-C
F 3 , —CN, or —NO 2 , and each jb, m
b and nb each independently represent an integer of 0 to 4;

【0028】J2は、−CO−O−Crc2rc−、−O−
rc2rc−、−Crc2rc−、−O−(Csa2sa
O)ta−Crd2rd−、−O−SO2−、−SO2−、−
SO2−Crc2rc−、−Crc2rc−N(Cpb2pb+1
−SO2−、−Crc2rc−N(Cpb2pb+1)−CO−
であり、rc及びrdは独立に1〜20であり、saは
それぞれの(Csa2sa−O)に独立に1〜10であ
り、taは1〜6であり、pbは0〜4である。
J 2 is —CO—O—C rc H 2rc —, —O—
C rc H 2rc -, - C rc H 2rc -, - O- (C sa H 2sa -
O) ta -C rd H 2rd- , -O -SO 2- , -SO 2 -,-
SO 2 -C rc H 2rc -, - C rc H 2rc -N (C pb H 2pb + 1)
-SO 2 -, - C rc H 2rc -N (C pb H 2pb + 1) -CO-
Where rc and rd are independently 1-20, sa is independently 1-10 for each (C sa H 2sa -O), ta is 1-6, pb is 0-4. is there.

【0029】R4は、−O−(Cqc2qc−O)wa−Cqd
2qd+1、−(Cqc2qc−O)wa−Cqd2qd+1、−C
qc2qc−R6、−O−Cqc2qc−R6、−CO−O−C
qc2qc−R6、又は−O−CO−Cqc2qc−R6を表わ
し、直鎖状、分岐状のいずれであっても良い(但し、R
6は−O−CO−Cqd2qd+1、−CO−O−Cqd
2qd+1、−Cl、−F、−CF3、−NO2、−CN、又
は−Hを表わし、qc及びqdは独立に1〜20の整
数、waは1〜10の整数である)。
[0029] R 4 is, -O- (C qc H 2qc -O ) wa -C qd
H 2qd + 1, - (C qc H 2qc -O) wa -C qd H 2qd + 1, -C
qc H 2qc -R 6 , -OC qc H 2qc -R 6 , -CO- OC
qc H 2qc -R 6, or represents -O-CO-C qc H 2qc -R 6, linear, may be either branched (Here, R
6 is -O-CO-C qd H 2qd + 1, -CO-O-C qd H
2qd + 1, -Cl, -F, -CF 3, -NO 2, represents -CN, or -H, qc and qd are independently an integer of 1 to 20, the wa is an integer of 1 to 10).

【0030】R5は、(Cxb2xb−O)za−Cya
2ya+1で表わされる(但し、上記式中xbはそれぞれの
(Cxb2xb−O)に独立に1〜10であり、yaは1
〜10であり、zaは1〜10である)。
R 5 is (C xb F 2xb -O) za -C ya F
2ya + 1 is represented by (wherein, the formula xb is 1 to 10 independently of each (C xb F 2xb -O), ya is 1
And za is 1-10).

【0031】上記一般式(I)で表わされる化合物は、
特開平2−142753号公報、米国特許第5,08
2,587号に記載の方法によって得ることができる。
かかる化合物の具体例を以下に列挙する。
The compound represented by the above general formula (I) is
JP-A-2-142755, U.S. Pat.
2,587.
Specific examples of such compounds are listed below.

【0032】[0032]

【化5】 Embedded image

【0033】[0033]

【化6】 Embedded image

【0034】[0034]

【化7】 Embedded image

【0035】[0035]

【化8】 Embedded image

【0036】[0036]

【化9】 Embedded image

【0037】[0037]

【化10】 Embedded image

【0038】[0038]

【化11】 Embedded image

【0039】[0039]

【化12】 Embedded image

【0040】[0040]

【化13】 Embedded image

【0041】[0041]

【化14】 Embedded image

【0042】[0042]

【化15】 Embedded image

【0043】[0043]

【化16】 Embedded image

【0044】上記一般式(II)で表わされる化合物
は、国際公開WO93/22396、特表平7−506
368号公報に記載の方法によって得ることができる。
かかる化合物の具体例を以下に列挙する。
The compound represented by the above general formula (II) is described in WO 93/22396, JP-T-Hei 7-506.
368 can be obtained.
Specific examples of such compounds are listed below.

【0045】[0045]

【化17】 Embedded image

【0046】[0046]

【化18】 Embedded image

【0047】[0047]

【化19】 Embedded image

【0048】[0048]

【化20】 Embedded image

【0049】[0049]

【化21】 さらにその他の構成成分としての、パーフルオロカーボ
ン鎖を持たない、いわゆるハイドロカーボンタイプの液
晶性化合物の具体例として、以下の構造のものがあげら
れるが本発明はこれらに限定されるものではない。
Embedded image Further, specific examples of so-called hydrocarbon type liquid crystal compounds having no perfluorocarbon chain as other components include those having the following structures, but the present invention is not limited thereto.

【0050】[0050]

【化22】 Embedded image

【0051】[0051]

【化23】 Embedded image

【0052】[0052]

【化24】 Embedded image

【0053】[0053]

【化25】 Embedded image

【0054】[0054]

【化26】 Embedded image

【0055】さらにカイラル化合物の具体例としては以
下の構造のものがあげられるが本発明はこれらに限定さ
れるものではない。
Further, specific examples of the chiral compound include those having the following structures, but the present invention is not limited thereto.

【0056】[0056]

【化27】 Embedded image

【0057】[0057]

【化28】 Embedded image

【0058】[0058]

【化29】 Embedded image

【0059】[0059]

【化30】 Embedded image

【0060】[0060]

【化31】 Embedded image

【0061】[0061]

【化32】 Embedded image

【0062】[0062]

【化33】 Embedded image

【0063】[0063]

【表1】 [Table 1]

【0064】[0064]

【表2】 [Table 2]

【0065】[0065]

【表3】 [Table 3]

【0066】[0066]

【表4】 [Table 4]

【0067】[0067]

【表5】 [Table 5]

【0068】[0068]

【化34】 Embedded image

【0069】[0069]

【化35】 Embedded image

【0070】本発明において、カイラルスメクティック
液晶組成物中には、その他の化合物、例えば染料、顔
料、酸化防止剤、紫外線吸収材等の添加物を含有するこ
とが可能である。
In the present invention, the chiral smectic liquid crystal composition may contain other compounds, for example, additives such as dyes, pigments, antioxidants, and ultraviolet absorbers.

【0071】また本発明においては、上記一般式
(I)、(II)で表わされる化合物を含有するカイラ
ルスメクティック液晶組成物は、一般的に液晶相として
SmAとSmCを示すが、Chを持たないため、均一な
一軸配向を得るために、非対称の配向膜構成をとること
が好ましい。
In the present invention, the chiral smectic liquid crystal composition containing the compounds represented by the above general formulas (I) and (II) generally shows SmA and SmC as liquid crystal phases, but does not have Ch. Therefore, in order to obtain uniform uniaxial alignment, it is preferable to adopt an asymmetric alignment film configuration.

【0072】次に、本発明の製造方法及び該製造方法に
かかる配向膜製造装置について説明する。
Next, the production method of the present invention and an apparatus for producing an alignment film according to the production method will be described.

【0073】図2は、本発明の配向膜製造装置である単
分子膜累積装置の概略断面図である。この装置の水槽2
4は、大略3つの領域、即ち展開領域S、圧縮領域C、
及び積層領域Dから構成された流路を有し、領域Sから
C、Dの方向へ連続的に純水が流れており、その際水位
が一定に保たれるように純水25は循環、または排除さ
れている。
FIG. 2 is a schematic sectional view of a monomolecular film accumulating apparatus which is an apparatus for producing an alignment film according to the present invention. Water tank 2 of this device
Reference numeral 4 denotes roughly three areas, that is, an expansion area S, a compression area C,
And pure water flows continuously from the region S in the directions of C and D, and the pure water 25 circulates so that the water level is kept constant. Or have been excluded.

【0074】先ず、領域Sにおいて、ノズル21より最
終的に膜を形成する材料を含有する溶液が、流れる純水
の水面上に滴下されて分散し、膜材料が水槽上に展開さ
れる。
First, in the region S, a solution containing a material for finally forming a film from the nozzle 21 is dropped and dispersed on the surface of pure water flowing, and the film material is spread on the water tank.

【0075】続いて、膜材料溶液中の溶媒が蒸発する
(または純水中に溶け込む)と共に展開された膜材料分
子は水流に沿って連続的に領域Cに移動する。この領域
において、膜材料が圧縮され、領域Dに達した時点で水
面上に単分子膜が形成される。領域Cは水流に沿ってわ
ずかに下り勾配になるように構成されている。領域Dで
は、水面に対して垂直方向への移動機構に接続した基板
22が矢印に示すように繰り返し昇降され、該基板の表
面に単分子膜が連続的に堆積されてLB膜が得られる。
Subsequently, as the solvent in the membrane material solution evaporates (or dissolves in pure water), the developed membrane material molecules move to the region C continuously along the water flow. In this region, the film material is compressed, and when reaching the region D, a monomolecular film is formed on the water surface. The area C is configured to have a slight downward gradient along the water flow. In the region D, the substrate 22 connected to the moving mechanism in the direction perpendicular to the water surface is repeatedly moved up and down as indicated by the arrow, and a monomolecular film is continuously deposited on the surface of the substrate to obtain an LB film.

【0076】上記装置において、領域Sに両親媒性高分
子23を展開すると、高分子鎖は領域Cにおいて徐々に
圧縮される。その際、既に圧縮された単分子膜の端部に
対して高分子鎖が平行になる傾向に有り、領域Dにおい
て図3に示すような一軸性を有するLB膜が形成され
る。
In the above apparatus, when the amphiphilic polymer 23 is developed in the region S, the polymer chain is gradually compressed in the region C. At that time, the polymer chains tend to be parallel to the ends of the already compressed monomolecular film, and a uniaxial LB film as shown in FIG.

【0077】本発明者等は、上記操作によって得られる
LB膜が、基板の引き上げ方向に対して大略直行した方
向に一軸性を帯びていることを確認した。これは、基板
の昇降速度に対して水流の流速が速いために、高分子鎖
が流水方向へ力を受けて移動し、基板の昇降方向とは直
行する方向に異方性を発現することが原因であると考え
られる。
The present inventors have confirmed that the LB film obtained by the above operation has uniaxiality in a direction substantially perpendicular to the substrate pulling direction. This is because the flow velocity of the water flow is faster than the vertical movement speed of the substrate, so that the polymer chains move under the force of flowing water and move, and anisotropy is developed in the direction perpendicular to the vertical direction of the substrate. Probable cause.

【0078】この結果を受けて、水面上の単分子膜の異
方性と基板の昇降時に発現する異方性の相乗効果を期待
して、本発明者等は、以下に示すような工夫を加え、本
発明の単分子膜製造装置を構成した。即ち、図4の概略
平面図で示されるように、単分子膜の表面圧と水位の制
御ループと共に、積層領域D内の単分子膜を水面上でバ
リア31〜33によって機械的に圧縮する制御ループを
設けたものである。
In view of this result, the present inventors anticipated a synergistic effect of the anisotropy of the monomolecular film on the water surface and the anisotropy developed when the substrate was raised and lowered, and the present inventors made the following contrivances. In addition, an apparatus for producing a monomolecular film according to the present invention was configured. That is, as shown in the schematic plan view of FIG. 4, together with the control loop of the surface pressure and the water level of the monomolecular film, the control of mechanically compressing the monomolecular film in the laminated region D on the water surface by the barriers 31 to 33. It is provided with a loop.

【0079】本装置においては、バリア31と32を設
けた状態で、前述と同様に領域Dに単分子膜を形成す
る。この状態でさらにバリア33を垂直方向への移動機
構によって静かに領域D内の水面上に着水させた後、水
流を停止する。この状態では、バリア31〜33で囲ま
れた領域内に単分子膜があり、その一軸性は保たれてい
る。さらに水流は停止しており、単分子膜が流水からの
力を受けることはない。つまり、水流による表面圧制御
ループから、バリア31〜33によるメカニカルな圧縮
制御ループに完全に移行することになる。
In the present apparatus, a monomolecular film is formed in the region D in a state where the barriers 31 and 32 are provided, as described above. In this state, after the barrier 33 is gently landed on the water surface in the area D by the vertical moving mechanism, the water flow is stopped. In this state, there is a monomolecular film in a region surrounded by the barriers 31 to 33, and its uniaxiality is maintained. Furthermore, the water flow is stopped, and the monomolecular film does not receive the force from the flowing water. In other words, the control completely shifts from the surface pressure control loop by the water flow to the mechanical compression control loop by the barriers 31 to 33.

【0080】バリア31〜33に囲まれた領域内で、バ
リア31、32のみをそれぞれ矢印方向へ移動させるこ
とで所定の表面圧を保持しながら、繰り返し基板を昇降
させる。この時水面上の単分子膜はその一軸性を失うこ
となく基板の引き上げ方向に平行に配向した状態で基板
に累積されるため、非常に異方性の高い単分子累積膜が
得られ、この単分子累積膜を配向膜として用いることに
より、液晶の均一な配向が得られる。
The substrate is repeatedly moved up and down while maintaining a predetermined surface pressure by moving only the barriers 31 and 32 in the directions indicated by the arrows in the region surrounded by the barriers 31 to 33. At this time, the monomolecular film on the water surface is accumulated on the substrate in a state of being oriented in parallel with the pulling direction of the substrate without losing its uniaxiality, so that a monomolecular cumulative film having a very high anisotropy is obtained. By using the monomolecular accumulation film as the alignment film, uniform alignment of the liquid crystal can be obtained.

【0081】[0081]

【実施例】【Example】

[実施例]透明電極としてスパッタ法により70nmの
膜厚のアモルファスITOを形成した一対のガラス基板
を用意した。このアモルファスITOの平均表面粗さは
約2nmであり、非常に平坦である。この基板上にLB
膜の吸着性を高めるための疎水処理として、ODA(オ
クタデシルアミン)をLB法によって1層成膜した。
[Example] A pair of glass substrates on which amorphous ITO having a thickness of 70 nm was formed as a transparent electrode by a sputtering method was prepared. The average surface roughness of this amorphous ITO is about 2 nm, and it is very flat. LB on this substrate
One layer of ODA (octadecylamine) was formed by an LB method as a hydrophobic treatment for improving the adsorptivity of the film.

【0082】次にポリイミドの前駆体であるポリアミッ
ク酸LP64(東レ社製)をNMP(N−メチルピロリ
ドン)に1mMとなるように溶解した。さらに、ジメチ
ルヘキサデシルアミンをNMPに2mMになるように溶
解し、前記LP64溶液と当量混合することで両親媒性
のポリイミド前駆体を得た。この前駆体を図2及び図4
に示した単分子膜累積装置の領域Sに静かに展開し、累
積表面圧が30mN/mになるように水流を調整した。
バリア33を静かに設置すると同時に水流を停止し、バ
リア31、32を適宜移動させることによって単分子膜
の表面圧を保持しながら、上記基板を昇降させて単分子
膜を累積した。
Next, a polyamic acid LP64 (manufactured by Toray Industries, Inc.) as a polyimide precursor was dissolved in NMP (N-methylpyrrolidone) to a concentration of 1 mM. Further, dimethylhexadecylamine was dissolved in NMP to a concentration of 2 mM and mixed with the LP64 solution in an equivalent amount to obtain an amphiphilic polyimide precursor. This precursor is shown in FIGS.
And the water flow was adjusted so that the accumulated surface pressure became 30 mN / m.
While the barrier 33 was gently installed, the water flow was stopped and the barriers 31 and 32 were appropriately moved to maintain the surface pressure of the monolayer, and the substrate was raised and lowered to accumulate the monolayer.

【0083】上記単分子膜を累積した基板を350℃の
オーブン中で60分間熱処理することで、ポリアミック
酸を熱イミド化し、ポリイミド水平配向膜を得た。この
基板表面に平均粒径2.0μmのシリカビーズを0.0
1重量%で分散させたIPA(イソプロピルアルコー
ル)溶液を1500rpm、10秒の条件でスピン塗布
し、分散密度100個/mm2 で散布した。
The substrate on which the monomolecular film was accumulated was heat-treated in an oven at 350 ° C. for 60 minutes to thermally imidize the polyamic acid to obtain a polyimide horizontal alignment film. A silica bead having an average particle size of 2.0 μm
An IPA (isopropyl alcohol) solution dispersed at 1% by weight was spin-coated at 1500 rpm for 10 seconds, and dispersed at a dispersion density of 100 / mm 2 .

【0084】他方の透明電極上には、シランカップリン
グ剤ODSE(チッソ社製)を0.5重量%にエタノー
ルで希釈した溶液を、2000rpm、20秒間でスピ
ンコートし、90℃で5分間仮乾燥後、180℃で1時
間乾燥した。その後、熱硬化型の液状接着剤を印刷法に
より塗工した。
On the other transparent electrode, a solution obtained by diluting a silane coupling agent ODSE (manufactured by Chisso) with ethanol to 0.5% by weight was spin-coated at 2000 rpm for 20 seconds, and temporarily baked at 90 ° C. for 5 minutes. After drying, it was dried at 180 ° C. for 1 hour. Thereafter, a thermosetting liquid adhesive was applied by a printing method.

【0085】こうして得られた2枚の基板を対向して貼
り合わせ、150℃のオーブン中で90分間接着剤を熱
硬化させることで液晶セルを構成した。
The two substrates thus obtained were bonded to face each other, and the adhesive was thermally cured in an oven at 150 ° C. for 90 minutes to form a liquid crystal cell.

【0086】本実施例で用いた液晶組成物を下記に示
す。
The liquid crystal composition used in this example is shown below.

【0087】[0087]

【化36】 Embedded image

【0088】上記液晶組成物を、Iso.温度(90
℃)で前記液晶セルに注入し、メトラー社製のFP80
HT温度コントローラで制御されたFP82ホットステ
ージ上に乗せ、Iso.からSmAを介してSmC*
で徐冷することによって相転移させ、液晶素子とした。
この液晶素子の配向は非常に均一であり、表示素子とし
ての要求を充分に満たすものであった。
The above liquid crystal composition was prepared using Iso. Temperature (90
C.) into the liquid crystal cell, and a Mettler FP80
Place on the FP82 hot stage controlled by the HT temperature controller, From SmC to SmC * via SmA to cause a phase transition to obtain a liquid crystal element.
The orientation of the liquid crystal element was very uniform, and sufficiently satisfied the requirements as a display element.

【0089】次に、本実施例で得られた配向膜の異方性
の評価として、偏光FT−IRによる二色比の測定を行
なった。この時、1720cm-1のC=O結合の伸縮振
動に関して、基板の昇降方向に対して平行の偏光に対す
る吸光度A‖と垂直方向の偏光に対する吸光度A⊥から
二色比(A⊥/A‖)を求めた。その結果二色比は2.
7という値が得られ、基板の昇降方向に沿った高い異方
性を有していることが分かった。この高い異方性によっ
て、本実施例の液晶素子の均一な配向が得られた者と考
えられる。
Next, as an evaluation of the anisotropy of the alignment film obtained in this example, the dichroic ratio was measured by polarized light FT-IR. At this time, regarding the stretching vibration of the C = O bond at 1720 cm −1, the dichroic ratio (A⊥ / A‖) is obtained from the absorbance A‖ for the polarized light parallel to the vertical direction of the substrate and the absorbance A⊥ for the polarized light in the vertical direction. I asked. As a result, the dichroic ratio was 2.
A value of 7 was obtained, indicating that the substrate had high anisotropy along the vertical direction of the substrate. It is considered that this high anisotropy resulted in uniform alignment of the liquid crystal element of this example.

【0090】[比較例]図5に示すような単分子膜累積
装置を用いて単分子膜を成膜した。この装置は最も一般
的に用いられているタイプで、静水面上に膜材料を展開
した後、バリア51、52を用いて膜を圧縮するもので
ある。図中、53は単分子膜、54は表面圧モニター、
55は基板、56は純水、57は水槽である。該装置に
おいては、水面上の膜は全く等方的であり、基板の昇降
によってのみ異方性が発現する。この装置を用いて、実
施例1と同様の配向膜を形成し、二色比を測定したとこ
ろ、その値は1.6であった。また、実施例1と同様の
液晶セルを構成し、液晶の配向性を調べたところ、配向
欠陥が見られ、均一な配向を得ることができなかった。
Comparative Example A monomolecular film was formed using a monomolecular film accumulator as shown in FIG. This device is the most commonly used type, in which a film material is spread on a still water surface, and then the film is compressed using barriers 51 and 52. In the figure, 53 is a monomolecular film, 54 is a surface pressure monitor,
55 is a substrate, 56 is pure water, and 57 is a water tank. In this apparatus, the film on the water surface is completely isotropic, and anisotropy is expressed only by raising and lowering the substrate. Using this apparatus, an alignment film similar to that of Example 1 was formed, and the dichroic ratio was measured. The value was 1.6. Further, the same liquid crystal cell as that of Example 1 was formed, and the alignment of the liquid crystal was examined. As a result, alignment defects were observed, and uniform alignment could not be obtained.

【0091】[0091]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
良好な一軸性を有する配向膜を塵を発生させることなく
形成することができ、均一に液晶が配向した液晶素子を
歩留良く提供することができる。
As described above, according to the present invention,
An alignment film having good uniaxiality can be formed without generating dust, and a liquid crystal element in which liquid crystal is uniformly aligned can be provided with high yield.

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

【図1】本発明の液晶素子の一例の概略断面図である。FIG. 1 is a schematic sectional view of one example of a liquid crystal element of the present invention.

【図2】本発明の配向膜製造装置の一例の概略断面図で
ある。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of one example of an alignment film manufacturing apparatus of the present invention.

【図3】単分子膜形成材料の高分子が水流によって配列
する様子を示す平面図である。
FIG. 3 is a plan view showing a state in which polymers of a monomolecular film forming material are arranged by a water flow.

【図4】図2に示した本発明の配向膜製造装置の概略平
面図である。
FIG. 4 is a schematic plan view of the alignment film manufacturing apparatus of the present invention shown in FIG.

【図5】一般の単分子膜累積装置の概略断面図である。FIG. 5 is a schematic sectional view of a general monomolecular film accumulating apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11a、11b 基板 12a、12b 透明電極 13a、13b ショート防止膜 14a、14b 配向膜 15 シール材 16 ビーズスペーサ 21 ノズル 22 基板 23 両親媒性高分子 24 水槽 25 純水 31〜33、51、52 バリア 53 単分子膜 54 表面圧モニター 55 基板 56 純水 57 水槽 11a, 11b Substrate 12a, 12b Transparent electrode 13a, 13b Short prevention film 14a, 14b Alignment film 15 Seal material 16 Bead spacer 21 Nozzle 22 Substrate 23 Amphiphilic polymer 24 Water tank 25 Pure water 31-33, 51, 52 Barrier 53 Monomolecular film 54 Surface pressure monitor 55 Substrate 56 Pure water 57 Water tank

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 それぞれ対向面側に電極を有する一対の
基板間にカイラルスメクティック相を呈する液晶組成物
を挟持してなり、少なくとも一方の電極上に配向膜を有
する液晶素子の製造方法であって、液面に単分子膜形成
材料を展開、圧縮し、基板上に積層して上記配向膜を形
成する工程を有することを特徴とする液晶素子の製造方
法。
1. A method for producing a liquid crystal element comprising a liquid crystal composition exhibiting a chiral smectic phase sandwiched between a pair of substrates each having an electrode on the opposite surface side, and having an alignment film on at least one of the electrodes. A method of developing a monomolecular film forming material on a liquid surface, compressing the material, and laminating the material on a substrate to form the alignment film.
【請求項2】 請求項1記載の製造方法に用いる装置で
あって、単分子膜形成材料を液面に展開する展開領域
と、該液面上に展開された前記単分子膜形成材料を圧縮
することで単分子膜とする圧縮領域と、該単分子膜を基
板上に積層させる積層領域と、前記展開領域から前記圧
縮領域を経由して前記積層領域へ液体を定常的に流す機
構と、を有する水槽と、前記単分子膜形成材料の展開速
度を制御することにより、展開された単分子膜形成材料
の表面圧を所定の値に保持する表面圧制御ループと、前
記水槽に流入する液体の量を調節することにより、前記
積層領域の水位を所定の値に保持する水位制御ループ
と、前記積層領域内の単分子膜を水面上でバリアによっ
て機械的に圧縮するための圧縮制御ループと、を有する
ことを特徴とする配向膜製造装置。
2. An apparatus used in the manufacturing method according to claim 1, wherein a developing region for developing the material for forming a monomolecular film on a liquid surface and a material for compressing the material for forming a monomolecular film developed on the liquid surface are compressed. A compression region to be a monomolecular film, a lamination region for laminating the monomolecular film on the substrate, a mechanism for constantly flowing a liquid from the development region to the lamination region via the compression region, A water tank having a surface pressure control loop for controlling the developing speed of the monomolecular film forming material to maintain the surface pressure of the developed monomolecular film forming material at a predetermined value, and a liquid flowing into the water tank. By adjusting the amount of, a water level control loop that keeps the water level of the stacking region at a predetermined value, and a compression control loop for mechanically compressing a monomolecular film in the stacking region by a barrier on the water surface Alignment film characterized by having Manufacturing equipment.
【請求項3】 請求項1記載の製造方法により製造され
る液晶素子であって、それぞれ対向面側に電極を有する
一対の基板間にカイラルスメクティック相を呈する液晶
組成物を挟持してなり、少なくとも一方の電極上に単分
子膜からなる配向膜を有することを特徴とする液晶素
子。
3. A liquid crystal device manufactured by the manufacturing method according to claim 1, wherein a liquid crystal composition exhibiting a chiral smectic phase is sandwiched between a pair of substrates each having an electrode on an opposite surface side, and A liquid crystal element having an alignment film made of a monomolecular film on one electrode.
【請求項4】 前記液晶組成物が、フルオロカーボン末
端部分及び炭化水素末端部分を有し、該両末端部分が中
心核によって結合され、スメクティック中間相又は潜在
的スメクティック中間相を持つフッ素含有液晶化合物を
含有する請求項3記載の液晶素子。
4. A fluorine-containing liquid crystal compound having a fluorocarbon terminal portion and a hydrocarbon terminal portion, wherein both terminal portions are bound by a central nucleus and having a smectic intermediate phase or a potential smectic intermediate phase. The liquid crystal device according to claim 3, further comprising:
【請求項5】 前記フッ素含有液晶化合物におけるフル
オロカーボン末端部分が、−D1−Cxa2xa−Xで表わ
される基である請求項4記載の液晶素子。(但し、上記
式中xaは1〜20であり、Xは−H又は−Fを表わ
し、D1は、−CO−O−(CH2ra−、−O−(CH
2ra−、−(CH2ra−、−O−SO2−、−SO
2−、−SO2−(CH2ra−、−O−(CH2ra−O
−(CH2rb−、−(CH2ra−N(Cpa2pa+1
−SO2−、又は−(CH2ra−N(Cpa2pa+1)−
CO−を表わす。ra及びrbは、独立に1〜20であ
り、paは0〜4である。)
5. The liquid crystal device according to claim 4, wherein the terminal portion of the fluorocarbon in the fluorine-containing liquid crystal compound is a group represented by -D 1 -C xa F 2xa -X. (However, the formula xa is 1 to 20, X represents -H or -F, D 1 is, -CO-O- (CH 2) ra -, - O- (CH
2) ra -, - (CH 2) ra -, - O-SO 2 -, - SO
2 -, - SO 2 - ( CH 2) ra -, - O- (CH 2) ra -O
- (CH 2) rb -, - (CH 2) ra -N (C pa H 2pa + 1)
-SO 2- or- (CH 2 ) ra -N (C pa H 2pa + 1 )-
Represents CO-. ra and rb are independently 1-20, and pa is 0-4. )
【請求項6】 前記フッ素含有液晶化合物におけるフル
オロカーボン末端部分が、−D2−(Cxb2xb−O)za
−Cya2ya+1で表わされる基である請求項4記載の液
晶素子。(但し、上記式中xbはそれぞれの(Cxb
2xb−O)に独立に1〜10であり、yaは、1〜10
であり、zaは1〜10であり、D2は、−CO−O−
rc2rc−、−O−Crc2rc−、−Crc2rc−、−
O−(Csa2sa−O)ta−Crd2rd−、−O−SO2
−、−SO2−、−SO2−Crc2rc−、−Crc2rc
N(Cpb2pb+1)−SO2−、−Crc2rc−N(Cpb
2pb+1)−CO−、単結合から選ばれ、rc及びrd
はそれぞれ独立に1〜20であり、saはそれぞれの
(Csa2sa−O)に独立に1〜10であり、taは1
〜6であり、pbは0〜4である。)
6. The fluorocarbon terminal in the fluorine-containing liquid crystal compound is -D 2- (C xb F 2xb -O) za
-C ya F 2ya + 1 liquid crystal device according to claim 4, wherein a group represented by. (However, in the above formula, xb is the respective (C xb F
2xb- O) independently represents 1 to 10, and ya represents 1 to 10
And za is 1 to 10, and D 2 is -CO-O-
C rc H 2rc -, - O -C rc H 2rc -, - C rc H 2rc -, -
O- (C sa H 2sa -O) ta -C rd H 2rd -, - O-SO 2
-, - SO 2 -, - SO 2 -C rc H 2rc -, - C rc H 2rc -
N (C pb H 2pb + 1 ) -SO 2 -, - C rc H 2rc -N (C pb
H2pb + 1 ) -CO-, a single bond, rc and rd
Is independently 1 to 20, sa is independently 1 to 10 for each (C sa H 2sa -O), and ta is 1
And pb is 0-4. )
【請求項7】 前記フッ素含有液晶化合物が、下記一般
式(I)で表わされる請求項4記載の液晶素子。 【化1】 を表わす。ga、ha、iaは独立に0〜3の整数(但
し、ga+ha+iaは少なくとも2である)を表わ
す。夫々のL1とL2は独立に、単結合、−CO−O−、
−O−CO−、−COS−、−S−CO−、−CO−S
e−、−Se−CO−、−CO−Te−、−Te−CO
−、−CH2CH2−、−CH=CH−、−C≡C−、−
CH=N−、−N=CH−、−CH2−O−、−O−C
2−、−CO−又は−O−を表わす。夫々のX1
1、Z1はA1、A2、A3の置換基であり、独立に−
H、−Cl、−F、−Br、−I、−OH、−OC
3、−CH3、−CN、又は−NO2を表わし、夫々の
ja、ma、naは独立に0〜4の整数を表わす。J1
は、−CO−O−(CH2ra−、−O−(CH2
ra−、−(CH2ra−、−O−SO2−、−SO2−、
−SO2−(CH2ra−、−O−(CH2ra−O−
(CH2rb−、−(CH2ra−N(Cpa2pa+1)−
SO2−、又は−(CH2ra−N(Cpa2pa+1)−C
O−を表わす。ra及びrbは、独立に1〜20であ
り、paは0〜4である。R1は、−O−Cqa2qa−O
−Cqb2qb+1、−Cqa2qa−O−Cqb2qb+1、−C
qa2qa−R3、−O−Cqa2qa−R3、−CO−O−C
qa2qa−R3、又は−O−CO−Cqa2qa−R3を表わ
し、直鎖状、分岐状のいずれであっても良い(但し、R
3は、−O−CO−Cqb2qb+1、−CO−O−Cqb
2qb+1、−H、−Cl、−F、−CF3、−NO2、−C
Nを表わし、qa及びqbは独立に1〜20である)。
2はCxa2xa−Xを表わす(Xは−H又は−Fを表わ
し、xaは1〜20の整数である)。〕
7. The liquid crystal device according to claim 4, wherein the fluorine-containing liquid crystal compound is represented by the following general formula (I). Embedded image Represents ga, ha, and ia each independently represent an integer of 0 to 3 (provided that ga + ha + ia is at least 2). Each L 1 and L 2 is independently a single bond, —CO—O—,
-O-CO-, -COS-, -S-CO-, -CO-S
e-, -Se-CO-, -CO-Te-, -Te-CO
-, - CH 2 CH 2 - , - CH = CH -, - C≡C -, -
CH = N -, - N = CH -, - CH 2 -O -, - O-C
Represents H 2 —, —CO— or —O—. Each X 1 ,
Y 1 and Z 1 are substituents of A 1 , A 2 and A 3 , and independently
H, -Cl, -F, -Br, -I, -OH, -OC
Represents H 3 , —CH 3 , —CN, or —NO 2 , and each of ja, ma, and na independently represents an integer of 0 to 4. J 1
Is, -CO-O- (CH 2) ra -, - O- (CH 2)
ra -, - (CH 2) ra -, - O-SO 2 -, - SO 2 -,
-SO 2 - (CH 2) ra -, - O- (CH 2) ra -O-
(CH 2 ) rb -,-(CH 2 ) ra -N (C pa H 2pa + 1 )-
SO 2 — or — (CH 2 ) ra —N (C pa H 2pa + 1 ) —C
Represents O-. ra and rb are independently 1-20, and pa is 0-4. R 1 is -OC qa H 2qa -O
-C qb H 2qb + 1 , -C qa H 2qa -OC qb H 2qb + 1 , -C
qa H 2qa -R 3 , -OC qa H 2qa -R 3 , -CO- OC
qa H 2qa -R 3, or represents -O-CO-C qa H 2qa -R 3, linear, may be either branched (Here, R
3, -O-CO-C qb H 2qb + 1, -CO-O-C qb H
2qb + 1, -H, -Cl, -F, -CF 3, -NO 2, -C
N, and qa and qb are independently 1-20).
R 2 represents a C xa F 2xa -X (X represents -H or -F, xa is an integer of 1 to 20). ]
【請求項8】 前記フッ素含有液晶化合物が、下記一般
式(II)で表わされる請求項4記載の液晶素子。 【化2】 を表わす。gb、hb、ibはそれぞれ独立に0〜3の
整数(但し、gb+hb+ibは少なくとも2である)
を表わす。夫々のL3、L4は独立に、単結合、−CO−
O−、−O−CO−、−CO−S−、−S−CO−、−
CO−Se−、−Se−CO−、−CO−Te−、−T
e−CO−、−(CH2CH2ka−(kaは1〜4)、
−CH=CH−、−C≡C−、−CH=N−、−N=C
H−、−CH2−O−、−O−CH2−、−CO−又は−
O−を表わす。夫々のX2、Y2、Z2はA4、A5、A6
置換基であり、独立に−H、−Cl、−F、−Br、−
I、−OH、−OCH3、−CH3、−CF3、−OC
3、−CN、又は−NO2を表わし、夫々のjb、m
b、nbは独立に0〜4の整数を表わす。J2は、−C
O−O−Crc2rc−、−O−Crc2rc−、−Crc
2rc−、−O−(Csa2sa−O)ta−Crd2rd−、−
O−SO2−、−SO2−、−SO2−Crc2rc−、−C
rc2rc−N(Cpb2pb+1)−SO2−、−Crc2rc
N(Cpb2pb+1)−CO−であり、rc及びrdは独
立に1〜20であり、saはそれぞれの(Csa2sa
O)に独立に1〜10であり、taは1〜6であり、p
bは0〜4である。R4は、−O−(Cqc2qc−O)wa
−Cqd2qd+1、−(Cqc2qc−O)wa−C
qd2qd+1、−Cqc2qc−R6、−O−Cqc2qc
6、−CO−O−Cqc2qc−R6、又は−O−CO−
qc2qc−R6を表わし、直鎖状、分岐状のいずれであ
っても良い(但し、R6は−O−CO−Cqd2qd+1、−
CO−O−Cqd2qd+1、−Cl、−F、−CF3、−N
2、−CN、又は−Hを表わし、qc及びqdは独立
に1〜20の整数、waは1〜10の整数である)。R
5は、(Cxb2xb−O)za−Cya2ya+1で表わされる
(但し、上記式中xbはそれぞれの(Cxb2xb−O)
に独立に1〜10であり、yaは1〜10であり、za
は1〜10である)。〕
8. The liquid crystal device according to claim 4, wherein the fluorine-containing liquid crystal compound is represented by the following general formula (II). Embedded image Represents gb, hb, and ib are each independently an integer of 0 to 3 (however, gb + hb + ib is at least 2)
Represents L 3 and L 4 are each independently a single bond, -CO-
O-, -O-CO-, -CO-S-, -S-CO-,-
CO-Se-, -Se-CO-, -CO-Te-, -T
e-CO -, - (CH 2 CH 2) ka - (ka is 1 to 4),
-CH = CH-, -C≡C-, -CH = N-, -N = C
H -, - CH 2 -O - , - O-CH 2 -, - CO- or -
Represents O-. Each of X 2 , Y 2 , and Z 2 is a substituent of A 4 , A 5 , and A 6 and independently represents —H, —Cl, —F, —Br, —
I, -OH, -OCH 3, -CH 3, -CF 3, -OC
F 3 , —CN, or —NO 2 , and each jb, m
b and nb each independently represent an integer of 0 to 4; J 2 is, -C
O-O-C rc H 2rc -, - O-C rc H 2rc -, - C rc H
2rc -, - O- (C sa H 2sa -O) ta -C rd H 2rd -, -
O-SO 2 -, - SO 2 -, - SO 2 -C rc H 2rc -, - C
rc H 2rc -N (C pb H 2pb + 1 ) -SO 2- , -C rc H 2rc-
N (C pb H 2pb + 1 ) —CO—, rc and rd are independently 1 to 20, and sa is the respective (C sa H 2sa −).
O) independently from 1 to 10, ta from 1 to 6, p
b is 0-4. R 4 is, -O- (C qc H 2qc -O ) wa
-C qd H 2qd + 1, - (C qc H 2qc -O) wa -C
qd H 2qd + 1 , -C qc H 2qc -R 6 , -OC qc H 2qc-
R 6 , -CO- OC qc H 2qc -R 6 , or -O-CO-
C qc H 2qc -R 6 represents a linear, it may be either branched (wherein, R 6 is -O-CO-C qd H 2qd + 1, -
CO-O-C qd H 2qd + 1, -Cl, -F, -CF 3, -N
Represents O 2 , —CN, or —H, qc and qd are each independently an integer of 1 to 20, and wa is an integer of 1 to 10). R
5, (C xb F 2xb -O) represented by za -C ya F 2ya + 1 (where the above formula xb is each (C xb F 2xb -O)
Is independently 1 to 10, ya is 1 to 10, za
Is 1 to 10.) ]
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