JPH05158043A - Liquid crystal element - Google Patents

Liquid crystal element

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JPH05158043A
JPH05158043A JP3319385A JP31938591A JPH05158043A JP H05158043 A JPH05158043 A JP H05158043A JP 3319385 A JP3319385 A JP 3319385A JP 31938591 A JP31938591 A JP 31938591A JP H05158043 A JPH05158043 A JP H05158043A
Authority
JP
Japan
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group
carbon atoms
film
liquid crystal
repeating unit
Prior art date
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Pending
Application number
JP3319385A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Makoto Murata
誠 村田
Keiichi Yoshida
恵一 吉田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
Original Assignee
Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
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Publication date
Application filed by Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd filed Critical Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To obtain uniform, flawless and good orientation property by providing a liq. crystal oriented film consisting of a Langmuir-Blodgett's film in >=1 layer on the thin film of a specified org. high molecular substance. CONSTITUTION:The thin film consisting of an org. high molecular substance soluble in gamma-butylolactone by >=10wt.%, having a repeating unit shown by the formula and having 200Angstrom to 10mum thickness is formed. A liq. crystal oriented film consisting of the Langmuir-Blodgett' s film in >=1 layer is furnished thereon. In the formula, R<1> is a tetravalent group having at least two carbon atoms, and R<2> is a bivalent group having at least two carbon atoms. Consequently, defective orientation is not caused even when a substrate having a step of several thousand Angstrom to several mum such as a substrate on which a thin-film transistor of amorphous Si is formed, the substrate layer is easily formed, and an oriented film having uniform, flawless and good orientation property is formed without applying post treatment such as lapping.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は新規な下地層のうえにラ
ングミュア−ブロジエット膜からなる液晶配向膜を設け
た液晶素子に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal device having a novel underlayer and a liquid crystal alignment film composed of a Langmuir-Brogliet film.

【0002】[0002]

【従来の技術】時計やテレビなど液晶を用いた平面ディ
スプレイが広く使われるようになっている。
2. Description of the Related Art Flat displays using liquid crystals such as watches and televisions have come into wide use.

【0003】このような平面ディスプレイに使用される
液晶表示素子には、従来、SiO2 、Auなどの斜方蒸
着法や基板上にポリイミド系高分子樹脂を塗布したのち
布などで一定方向にラビングする方法(ラビング法)な
どにより形成した配向膜を有する液晶表示素子が使用さ
れている。
Liquid crystal display devices used in such flat displays have conventionally been rubbed in a fixed direction with a cloth or the like after applying an oblique vapor deposition method using SiO 2 , Au or the like or applying a polyimide polymer resin on a substrate. A liquid crystal display element having an alignment film formed by the method (rubbing method) is used.

【0004】前記配向膜を斜方蒸着法により形成する
と、液晶に所定のプレチルト角を与えるのに大変有利な
配向膜がえられるが、反面、真空蒸着法であるため、10
-5torr程度の高真空が必要であり、また基板を傾斜しな
ければならないため、量産性に乏しいという欠点を有し
ている。
When the alignment film is formed by the oblique vapor deposition method, an alignment film which is very advantageous for giving a predetermined pretilt angle to the liquid crystal can be obtained.
Since it requires a high vacuum of about -5 torr and the substrate must be tilted, it has the drawback of poor mass productivity.

【0005】一方、ラビング法により形成すると、ラビ
ング時に発生するごみや静電気が悪影響を与えるという
欠点がある。
On the other hand, the rubbing method has a drawback that dust and static electricity generated during rubbing have a bad influence.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】従来の技術のこのよう
な問題を解決するため、ラングミュア−ブロジエット膜
(以下、LB膜ともいう)を液晶配向膜として用いるこ
とによって、均一で非常に欠陥が少なく、かつラビング
なしで良好な配向性を有する液晶配向膜をうることにつ
いての提案もなされているが、この方法によるばあいに
は、LB膜の生産性が他の薄膜形成法に比較して低く、
また、液晶を配向させる能力を有するLB膜の積層層数
が少ないときには、アモルファスSiの薄膜トランジス
タ(TFT)が形成された基板上のように数千Å〜数μ
mの段差をもつ基板上で段差部分の配向不良がおこりや
すいという問題がある。
In order to solve such a problem of the prior art, by using a Langmuir-Brogget film (hereinafter, also referred to as an LB film) as a liquid crystal alignment film, it is uniform and has very few defects. Moreover, it has been proposed to obtain a liquid crystal alignment film having a good alignment property without rubbing, but in this method, the productivity of the LB film is lower than that of other thin film forming methods. ,
In addition, when the number of laminated layers of LB films having the ability to align liquid crystals is small, it is several thousand Å to several μ as on a substrate on which an amorphous Si thin film transistor (TFT) is formed.
There is a problem that a defective alignment is likely to occur on a substrate having a step of m.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明は前記LB膜を用
いたばあいの問題を解決するためになされたものであ
り、γ−ブチロラクトンに対して10%(重量%、以下同
様)以上可溶な一般式(1) :
The present invention has been made in order to solve the problem of the case where the LB film is used, and is soluble in γ-butyrolactone in an amount of 10% (% by weight, hereinafter the same) or more. General formula (1):

【0008】[0008]

【化4】 [Chemical 4]

【0009】(式中、R1 は少なくとも2個の炭素原子
を有する4価の基、R2 は少なくとも2個の炭素原子を
有する2価の基)で表わされる繰返し単位を有する有機
高分子物質からなる厚さ200 Å〜10μmの薄膜の上に、
1層以上積層してえられたラングミュア−ブロジエット
膜からなる液晶配向膜が設けられたことを特徴とする液
晶素子に関する。
An organic polymer substance having a repeating unit represented by the formula: wherein R 1 is a tetravalent group having at least 2 carbon atoms and R 2 is a divalent group having at least 2 carbon atoms. On a thin film with a thickness of 200 Å to 10 μm
The present invention relates to a liquid crystal device characterized in that a liquid crystal alignment film composed of a Langmuir-Brogliet film obtained by laminating one or more layers is provided.

【0010】[0010]

【実施例】本発明では、γ−ブチロラクトンに対して10
%以上、好ましくは20%以上可溶な一般式(1) :
EXAMPLE In the present invention, 10 is used for γ-butyrolactone.
% Or more, preferably 20% or more of the general formula (1):

【0011】[0011]

【化5】 [Chemical 5]

【0012】で表わされる繰り返し単位を有する有機高
分子物質が使用される。
An organic polymer substance having a repeating unit represented by the following is used.

【0013】前記有機高分子物質がγ−ブチロラクトン
に対して10%未満しか可溶でないばあいには、膜の形成
性がわるくなり均一な膜がえられにくくなる。
If the organic polymer is less than 10% soluble in γ-butyrolactone, the film forming property becomes poor and it becomes difficult to obtain a uniform film.

【0014】前記一般式(1) において、R1 は少なくと
も2個、好ましくは5〜20個の炭素原子を有する4価の
基である。炭素原子数が2個未満ではえられる有機高分
子物質の耐熱性が乏しくなる。
In the above general formula (1), R 1 is a tetravalent group having at least 2, preferably 5 to 20 carbon atoms. When the number of carbon atoms is less than 2, the heat resistance of the obtained organic polymer substance becomes poor.

【0015】前記R1 の具体例としては、たとえば、Specific examples of R 1 include, for example,

【0016】[0016]

【化6】 [Chemical 6]

【0017】などがあげられる。And the like.

【0018】前記R2 は少なくとも2個、好ましくは5
〜20個の炭素原子を有する2価の基である。炭素原子数
が2個未満ではえられる有機高分子物質の耐熱性が乏し
くなる。
R 2 is at least 2, preferably 5
A divalent group having 20 carbon atoms. When the number of carbon atoms is less than 2, the heat resistance of the obtained organic polymer substance becomes poor.

【0019】前記R2 の具体例としては、たとえば、Specific examples of R 2 include, for example,

【0020】[0020]

【化7】 [Chemical 7]

【0021】などがあげられる。And the like.

【0022】前記繰り返し単位の具体例としては、たと
えば
Specific examples of the repeating unit include, for example,

【0023】[0023]

【化8】 [Chemical 8]

【0024】などがあげられる。And the like.

【0025】前記有機高分子物質の固有粘度(ηinh
ln(ηrel )/C、C=0.5g/dl、30℃、DMF中)
は0.05dl/g 以上であるのが好ましく、0.05〜5dl/g
であるのがさらに好ましい。固有粘度が0.05dl/g未満
では耐熱性が低下する傾向があり、5dl/g をこえると
γ−ブチロラクトンへの溶解性が低下する傾向がある。
Intrinsic viscosity of the organic polymer (η inh =
ln (η rel ) / C, C = 0.5 g / dl, 30 ° C. in DMF)
Is preferably 0.05 dl / g or more, 0.05 to 5 dl / g
Is more preferable. If the intrinsic viscosity is less than 0.05 dl / g, the heat resistance tends to decrease, and if it exceeds 5 dl / g, the solubility in γ-butyrolactone tends to decrease.

【0026】前記有機高分子物質が用いられることによ
って基板の表面の平滑性が向上し、LB膜の成膜性がい
ちじるしく向上するという効果がえられる。
By using the organic polymer substance, the smoothness of the surface of the substrate is improved, and the film forming property of the LB film is significantly improved.

【0027】本発明では、たとえばガラス基板などの上
に設けられた数千Å〜数μmの段差を有する透明電極層
上に、前記有機高分子物質からなる薄膜が設けられる。
In the present invention, a thin film made of the organic polymer material is provided on a transparent electrode layer having a step of several thousand Å to several μm provided on a glass substrate or the like.

【0028】前記薄膜の厚さとしては通常 200Å〜10μ
mであり、好ましくは 500Å〜1μmである。前記膜厚
が200 Å未満では基板の表面の平滑化が不充分となり、
10μmをこえると液晶素子を組み立てたとき、液晶に充
分な電圧を印加することができなくなる。
The thickness of the thin film is usually 200Å-10 μm.
m, preferably 500 Å to 1 μm. If the film thickness is less than 200 Å, smoothing of the surface of the substrate becomes insufficient,
If it exceeds 10 μm, a sufficient voltage cannot be applied to the liquid crystal when the liquid crystal element is assembled.

【0029】前記薄膜の形成方法としては、前記有機高
分子物質を濃度が10%以上になるような適当な濃度でγ
−ブチロラクトンに溶解したのち透明電極上に塗布する
方法などの方法があげられるが、これらの方法に限定さ
れるものではない。
As a method for forming the thin film, the organic polymer substance is mixed at an appropriate concentration such that the concentration is 10% or more.
Examples of the method include a method in which it is dissolved in butyrolactone and then applied on a transparent electrode, but the method is not limited to these methods.

【0030】前記塗布法としては、たとえばスピンコー
ト法、印刷法、ディッピング法、ロールコーター法など
の方法があげられ、とくに限定はないが、スピンコート
法、印刷法が均一な膜厚を有する薄膜を形成する点から
好ましい。また、塗布時に用いられる溶媒として、N−
メチル−2−ピロリドン、N,N´−ジメチルアセトア
ミド、N,N´−ジメチルホルムアミド、ジメチルスル
ホキシドなどの溶媒が用いられてもよい。
Examples of the coating method include spin coating method, printing method, dipping method, roll coater method and the like, and there is no particular limitation, but spin coating method and printing method are thin films having a uniform film thickness. From the viewpoint of forming Further, as a solvent used at the time of coating, N-
A solvent such as methyl-2-pyrrolidone, N, N'-dimethylacetamide, N, N'-dimethylformamide, dimethylsulfoxide may be used.

【0031】本発明では前記薄膜上に、1層以上積層し
てえられたLB膜からなる液晶配向膜が設けられる。
In the present invention, a liquid crystal alignment film composed of an LB film obtained by laminating one or more layers is provided on the thin film.

【0032】前記LB膜は、たとえば一般式(2) :The LB film has, for example, the general formula (2):

【0033】[0033]

【化9】 [Chemical 9]

【0034】などで表わされる繰り返し単位を有する両
親媒性高分子物質から形成された膜である。
A film formed from an amphipathic polymer having a repeating unit represented by

【0035】前記両親媒性高分子物質は、水面上に展開
することにより単分子膜にすることができ、これを単分
子膜として積層することができ、一般式(2)で表わされ
る繰り返し単位を有する両親媒性高分子物質は、積層し
たものを熱処理して一般式(4) :
The amphiphilic polymer substance can be formed into a monomolecular film by spreading it on the water surface, and this can be laminated as a monomolecular film, and the repeating unit represented by the general formula (2) can be used. The amphiphilic polymer substance having a general formula (4):

【0036】[0036]

【化10】 [Chemical 10]

【0037】で表わされる繰返し単位を有するポリイミ
ドにすることができる。
A polyimide having a repeating unit represented by

【0038】前記一般式(2) においてR3 は少なくとも
2個、好ましくは5〜20個の炭素原子を含有する4価の
基であり、芳香族の基であってもよく、環状脂肪族の基
であってもよく、芳香族の基と脂肪族の基との結合した
基であってもよく、さらにはこれらの基が炭素数1〜30
の脂肪族の基、環状脂肪族の基または芳香族の基と脂肪
族の基とが結合した基で置換された基や、さらに、それ
らの基がハロゲン原子、ニトロ基、アミノ基、シアノ
基、メトキシ基、アセトキシ基などの1価の基や該1価
の基が−O−、−COO−、−NHCO−、−CO−、
−S−、−CSS−、−NHCS−、−CS−などの結
合した基で置換され誘導体となった基であってもよい。
これらのうちでは、R3 が少なくとも6個の炭素原子を
有するベンゼノイド不飽和によって特徴づけられた基で
あるのが、耐熱性、耐薬品性や機械的特性などの点から
好ましい。
In the above general formula (2), R 3 is a tetravalent group containing at least 2, preferably 5 to 20 carbon atoms, which may be an aromatic group or a cycloaliphatic group. It may be a group, may be a group in which an aromatic group and an aliphatic group are bonded, and further, these groups have 1 to 30 carbon atoms.
A group substituted with an aliphatic group, a cycloaliphatic group or a group in which an aromatic group and an aliphatic group are bonded, and further, those groups are a halogen atom, a nitro group, an amino group or a cyano group. , A methoxy group, an acetoxy group, and the like, or a monovalent group such as -O-, -COO-, -NHCO-, -CO-,
It may be a group which is substituted with a bonded group such as -S-, -CSS-, -NHCS-, and -CS- to become a derivative.
Of these, R 3 is preferably a group characterized by benzenoid unsaturation having at least 6 carbon atoms from the viewpoint of heat resistance, chemical resistance, mechanical properties and the like.

【0039】前記ベンゼノイド不飽和とは、炭素環式化
合物の構造に関してキノイド構造と対比して用いられる
術語で、普通の芳香族化合物に含まれる炭素環と同じ形
の構造をいう。
The benzenoid unsaturation is a term used in comparison with a quinoid structure for the structure of a carbocyclic compound, and refers to a structure having the same shape as the carbocycle contained in a common aromatic compound.

【0040】[0040]

【化11】 [Chemical 11]

【0041】前記のごときR3 の具体例としては、たと
えば、
Specific examples of R 3 as described above include, for example:

【0042】[0042]

【化12】 [Chemical 12]

【0043】などがあげられる。And the like.

【0044】R3 の4個の結合手、すなわち一般式(2)
で表わされる繰返し単位において
Four bonds of R 3 , that is, the general formula (2)
In the repeating unit represented by

【0045】[0045]

【化13】 [Chemical 13]

【0046】が結合する手の位置には限定はないが、4
個の結合手のうち、2価の結合手と1価の結合手とがR
3 を構成する隣接する2個の炭素原子に存在すると、前
記両親媒性高分子物質(ポリイミド前駆体)を用いて形
成した膜などをポリイミド化する際に、5員環を形成し
やすくイミド化しやすくなるため好ましい。
There is no limitation on the position of the hand that is joined by
Of the individual bonds, the divalent bond and the monovalent bond are R
When it is present in two adjacent carbon atoms constituting 3 , it is easy to form a 5-membered ring and imidized when a film formed using the amphiphilic polymer substance (polyimide precursor) is polyimidized. It is preferable because it becomes easy.

【0047】一般式(2) においてR4 は、少なくとも2
個の炭素原子を含有する2価の基であり、芳香族の基で
あってもよく、脂肪族の基であってもよく、環状脂肪族
の基であってもよく、芳香族の基と脂肪族の基との結合
した基であってもよく、これらの2価の基が炭素数1〜
30の脂肪族の基、環状脂肪族の基または芳香族の基と脂
肪族の基とが結合した基で置換された基や、さらにそれ
らの基がハロゲン原子、ニトロ基、アミノ基、シアノ
基、メトキシ基、アセトキシ基などの1価の基やこれら
の1価の基が−O−、−COO−、−NHCO−、−C
O−、−S−、−CSS−、−NHCS−、−CS−な
どに結合した基で置換された基であってもよい。これら
のうちでは、R4 が少なくとも6個の炭素原子を有する
ベンゼノイド不飽和によって特徴づけられた基であるの
が、耐熱性、耐薬品性や機械的特性などの点から好まし
い。
In the general formula (2), R 4 is at least 2
A divalent group containing 1 carbon atom, which may be an aromatic group, an aliphatic group, a cycloaliphatic group, or an aromatic group. It may be a group bonded to an aliphatic group, and these divalent groups have 1 to 1 carbon atoms.
30 aliphatic groups, cycloaliphatic groups or groups substituted with a group in which an aromatic group and an aliphatic group are bonded, or a group in which these groups are a halogen atom, a nitro group, an amino group or a cyano group , Monovalent groups such as methoxy group and acetoxy group and these monovalent groups are -O-, -COO-, -NHCO-, -C.
It may be a group substituted with a group bonded to O-, -S-, -CSS-, -NHCS-, -CS- and the like. Of these, R 4 is preferably a group characterized by benzenoid unsaturation having at least 6 carbon atoms from the viewpoint of heat resistance, chemical resistance, mechanical properties, and the like.

【0048】前記のごときR4 の好ましい具体例として
は、たとえば
Specific preferred examples of R 4 as described above include, for example,

【0049】[0049]

【化14】 [Chemical 14]

【0050】(R10およびR11はいずれも炭素原子数1
〜30のアルキルまたはアリール基))などがあげられ
る。
(R 10 and R 11 are both C 1
~ 30 alkyl or aryl groups)) and the like.

【0051】一般式(2) においてR5 、R6 、R7 およ
びR8 はいずれも炭素数1〜30、好ましくは1〜22の1
価の脂肪族の基、炭素数3〜30、好ましくは3〜22の1
価の環状脂肪族の基、炭素数6〜30、好ましくは6〜22
の1価の芳香族の基、これらの基が相互に組合わさって
できた1価の基、これらの基がハロゲン原子、ニトロ
基、アミノ基、シアノ基、メトキシ基、アセトキシ基で
置換されそれらの基の誘導体となった基または水素原子
である。ただし、前記R5 、R6 、R7 、R8 のうちの
少なくとも1個は、一般式(5) :
In the general formula (2), R 5 , R 6 , R 7 and R 8 are all 1 to 30 carbon atoms, preferably 1 to 22 carbon atoms.
Valent aliphatic group, 1 to 3 to 30 carbon atoms, preferably 3 to 22 carbon atoms
Valent cycloaliphatic group having 6 to 30 carbon atoms, preferably 6 to 22 carbon atoms
A monovalent aromatic group, a monovalent group formed by combining these groups with each other, those groups substituted with a halogen atom, a nitro group, an amino group, a cyano group, a methoxy group or an acetoxy group, Is a group or a hydrogen atom which is a derivative of the group. However, at least one of R 5 , R 6 , R 7 , and R 8 is represented by the general formula (5):

【0052】[0052]

【化15】 [Chemical 15]

【0053】(式中、R3 、R4 は前記と同じ)で表わ
されるポリアミック酸単位に疎水性を付与し、水面上に
安定な凝縮膜を形成して、薄膜電極を有するガラス基板
上に累積するためには炭素原子数12〜30、好ましくは16
〜22の前記の基であることが好ましい。
Hydrophobicity is imparted to the polyamic acid unit represented by the formula (wherein R 3 and R 4 are the same as above) to form a stable condensed film on the water surface, and the polyamic acid unit is formed on a glass substrate having a thin film electrode. 12-30 carbon atoms, preferably 16 carbon atoms, to accumulate
It is preferable that the above groups are ˜22.

【0054】前記のごときR5 、R6 、R7 、R8 の水
素原子以外の基の具体例としては、たとえば
Specific examples of the groups other than the hydrogen atom of R 5 , R 6 , R 7 and R 8 as described above include, for example,

【0055】[0055]

【化16】 [Chemical 16]

【0056】(以上のnはいずれも12〜30、好ましくは
16〜22)などがあげられる。これらのうち、本発明の目
的を達成するためには、CH3 (CH2 n-1 −で表わ
される直鎖アルキル基を利用するのが性能的にもコスト
的にも好ましい。また、ハロゲン原子、ニトロ基、アミ
ノ基、シアノ基、メトキシ基、アセトキシ基などのう
ち、フッ素原子により疎水性は水素原子と比べ飛躍的に
改善されるので、フッ素原子を含むものを使用するのが
好ましい。
(All of the above n are 12 to 30, preferably
16-22) and so on. Of these, in order to achieve the object of the present invention, it is preferable to use a straight chain alkyl group represented by CH 3 (CH 2 ) n-1- , in terms of performance and cost. In addition, among the halogen atom, nitro group, amino group, cyano group, methoxy group, acetoxy group, etc., since the hydrophobic property is dramatically improved by the fluorine atom as compared with the hydrogen atom, it is necessary to use the one containing the fluorine atom. Is preferred.

【0057】前記一般式(2) で表わされる繰り返し単位
の具体例としては、たとえば
Specific examples of the repeating unit represented by the general formula (2) include, for example,

【0058】[0058]

【化17】 [Chemical 17]

【0059】などがあげられる。And the like.

【0060】両親媒性高分子物質が前記一般式(2) で表
わされる繰り返し単位を有する両親媒性高分子物質のば
あいには、数平均分子量は2000〜300000、さらには2000
〜30000 であるのが好ましい。前記数平均分子量が、20
00〜300000の範囲をはずれると、LB膜を作製したとき
の強度が低すぎたり、粘度が高すぎてLB膜の作製がう
まくいかないといった問題が生じる傾向がある。
In the case where the amphiphilic polymer substance has a repeating unit represented by the above general formula (2), the number average molecular weight is 2000 to 300,000, more preferably 2000.
It is preferably ˜30,000. The number average molecular weight is 20
If the value is out of the range of 00 to 300,000, there is a tendency that the strength when the LB film is formed is too low, or that the viscosity is too high and the LB film is not successfully produced.

【0061】本発明では、前記一般式(1) で表わされる
繰り返し単位からなる有機高分子物質から形成された薄
膜上に、前記両親媒性高分子物質から形成される液晶配
向膜を設けるのが、電極層が形成された基板上の段差部
分の液晶配向欠陥を解消するという点から好ましい。
In the present invention, the liquid crystal alignment film formed of the amphiphilic polymer substance is provided on the thin film formed of the organic polymer substance composed of the repeating unit represented by the general formula (1). It is preferable from the viewpoint of eliminating the liquid crystal alignment defect in the step portion on the substrate on which the electrode layer is formed.

【0062】また、前記薄膜を形成する有機高分子物質
とLB膜を形成する両親媒性高分子物質の骨格とが類似
しているほど、付着性がよくなり、配向膜として好まし
い特性を有するLB膜の形成が容易に行なわれる。
Further, the more similar the skeleton of the amphiphilic polymer substance forming the LB film and the skeleton of the amphiphilic polymer substance forming the LB film, the better the adhesion and the LB having the preferable properties as the alignment film. The film is easily formed.

【0063】なお、前記両親媒性高分子物質には、長鎖
脂肪酸や長鎖アルコールのような公知のラングミュア−
ブロジェット膜材料が混入されていてもよい。
The amphipathic polymer substance may be a known Langmuir-type long-chain fatty acid or long-chain alcohol.
Blodgett film material may be mixed.

【0064】前記LB膜の積層数は1層以上、好ましく
は1〜3層である。
The number of laminated LB films is 1 or more, preferably 1 to 3.

【0065】前記LB膜の積層方法としては、垂直浸漬
法(LB法)、水平付着法、回転円筒法などがあげられ
る。このうち、積層時に単分子膜の流動配向を生じさせ
る垂直浸漬法が、とくに好ましい。
Examples of the method for laminating the LB film include a vertical dipping method (LB method), a horizontal attachment method, a rotating cylinder method and the like. Among these, the vertical dipping method that causes the flow orientation of the monomolecular film during lamination is particularly preferable.

【0066】前記LB膜が積層されたのち、通常、たと
えば一般式(2) で表わされる繰り返し単位を有する高分
子物質を用いたばあいには、該材料に環化反応を起こさ
せるため、配向膜形成ののち液晶素子組立工程でかかる
温度以上で、配向膜材料が分解する温度以下の温度によ
る熱処理、具体的には150 〜450 ℃、好ましくは150〜2
50 ℃の温度で10分〜3時間熱処理が施される。
After the LB film is laminated, usually, when a polymer substance having a repeating unit represented by the general formula (2) is used, the orientation of the polymer substance is increased in order to cause a cyclization reaction. After film formation, heat treatment at a temperature higher than that required in the liquid crystal element assembly process and lower than the temperature at which the alignment film material decomposes, specifically 150 to 450 ° C, preferably 150 to 2
Heat treatment is performed at a temperature of 50 ° C. for 10 minutes to 3 hours.

【0067】このようにして形成された液晶配向膜は、
従来の物理的もしくは物理化学的な処理を施して形成さ
れた処理層(配向膜)と同程度に、液晶の配向性を制御
する能力を有している。
The liquid crystal alignment film thus formed is
It has the ability to control the orientation of liquid crystals to the same extent as a conventional treatment layer (orientation film) formed by physical or physicochemical treatment.

【0068】本発明の液晶素子は、通常、前記配向膜が
形成された基板の透明電極層が形成されている側の面に
シール樹脂を印刷したのち、もう1枚の前記の膜が形成
された基板をLB膜形成時の基板の引上げ方向が互いに
直角方向となるようにして重ねて加圧加熱して接着し、
液晶を注入封止するなどすることによりうることができ
る。
In the liquid crystal element of the present invention, usually, a sealing resin is printed on the surface of the substrate on which the alignment film is formed, on which the transparent electrode layer is formed, and then another film is formed. The substrates are stacked so that the pulling directions of the substrates at the time of forming the LB film are perpendicular to each other, and the substrates are pressed and heated to be bonded together.
It can be obtained by injecting and sealing liquid crystal.

【0069】本発明の液晶素子は、前記のようにLB膜
を配向膜にしているので配向膜がラビングなどの処理を
施さずに、均一で無欠陥かつ良好な配向性を有する。ま
た、液晶を配向させる能力を有するLB膜を積層する基
板が、たとえばアモルファスSiの薄膜トランジスタ
(TFT)が形成されたガラス基板上のように数千Å〜
数μmの段差を有するものであっても、下地層として前
記一般式(1) で表わされる繰り返し単位を有する高分子
物質から形成された薄膜が設けられているので、その段
差部分での配向不良が生じない。また、下地層としてγ
−ブチロラクトンに10%以上溶ける一般式(1) で表わさ
れる物質を用いることにより、積層数が3層以下という
ようなばあいでも良好な性能の配向膜が形成され、LB
膜を液晶配向膜として使用するばあいの生産性の低さが
改善される。
Since the liquid crystal element of the present invention uses the LB film as the alignment film as described above, the alignment film has a uniform, defect-free and good alignment property without being subjected to a treatment such as rubbing. In addition, the substrate on which the LB film having the ability to align the liquid crystal is laminated is, for example, several thousand Å like a glass substrate on which a thin film transistor (TFT) of amorphous Si is formed.
Even if it has a step of several μm, a thin film made of a polymer substance having the repeating unit represented by the general formula (1) is provided as an underlayer, so that the alignment failure at the step is caused. Does not occur. In addition, γ as the underlayer
-By using a substance represented by the general formula (1) which is soluble in butyrolactone in an amount of 10% or more, an alignment film having good performance is formed even when the number of laminated layers is 3 or less.
The low productivity when the film is used as a liquid crystal alignment film is improved.

【0070】つぎに、実施例により、本発明の液晶素子
を詳細に説明するが、本発明はかかる実施例のみに限定
されるものではない。
Next, the liquid crystal element of the present invention will be described in detail with reference to Examples, but the present invention is not limited to such Examples.

【0071】実施例1 約1μmの段差を有するアモルファスSiのTFTが形
成されたガラス基板上と、ITOおよびブラック・マト
リックスが形成されたガラス基板上とに、式:
Example 1 On a glass substrate on which an amorphous Si TFT having a step of about 1 μm was formed and on a glass substrate on which ITO and a black matrix were formed, the formula:

【0072】[0072]

【化18】 [Chemical 18]

【0073】で表わされる繰り返し単位からなる固有粘
度ηinh = 0.7dl/g のポリイミドの10%γ−ブチロラ
クトン溶液をスピンコート法により塗布したのち、200
℃で1時間の熱処理を行ない、ポリイミド薄膜を形成し
た。
A 10% γ-butyrolactone solution of polyimide having an intrinsic viscosity η inh = 0.7 dl / g consisting of repeating units represented by
The polyimide thin film was formed by performing a heat treatment at 1 ° C. for 1 hour.

【0074】ついで、前記2種の基板上のポリイミド薄
膜上にピロメリット酸ジステアリルエステルの酸クロラ
イドとパラフェニレンジアミンとを反応させてえられた
式:
Then, a formula obtained by reacting acid chloride of pyromellitic acid distearyl ester with para-phenylenediamine on the polyimide thin films on the two types of substrates:

【0075】[0075]

【化19】 [Chemical 19]

【0076】で表わされる繰り返し単位からなる分子量
4000のポリイミド前駆体を、ラングミュア−ブロジエッ
ト法(LB法)により、3層累積し、200 ℃で1時間熱
処理した。この熱処理により、該ポリイミド前駆体は50
%の割合で式:
Molecular weight consisting of repeating units represented by
Three thousand layers of 4000 polyimide precursors were accumulated by the Langmuir-Bloget method (LB method) and heat-treated at 200 ° C. for 1 hour. By this heat treatment, the polyimide precursor becomes 50
Formula as a percentage:

【0077】[0077]

【化20】 [Chemical 20]

【0078】で表わされる繰り返し単位のようなポリイ
ミドとなって、LB膜は、液晶のように極性の強い物質
によっておかされないという良好な耐薬品性と200 ℃と
いう耐熱性を有するようになった。
By becoming a polyimide like the repeating unit represented by, the LB film has good chemical resistance that it is not affected by a substance having a strong polarity such as liquid crystal, and heat resistance of 200 ° C.

【0079】ついで、前記2種の基板を用意し、一方の
基板の透明電極層を形成した側の面にシール樹脂とし
て、直径5μmのプラスチックビーズを分散させた酸無
水物硬化型エポキシ樹脂を1辺のみ辺の中央部に5mm長
を残して他の全周に1mm幅で印刷したうえで、2枚の基
板のLB膜形成時の基板の引上げ方向が互いに直角方向
となるように透明電極を対向させた状態で1kg/cm2
圧力で加圧し、140 ℃で3時間加熱して硬化接着し、前
記LB膜が形成された2枚の基板間の間隔が5μmのセ
ルを形成した。接着後、減圧下で、前記開口部からネマ
テック液晶(メルク社製、商品名ZLI1565 )を注入し
た。注入ののち、開口部を市販の酸無水物硬化型エポキ
シ樹脂で固着し、液晶を封止してTN型液晶セルを完成
した。完成した液晶セルを一旦100 ℃まで加熱してから
徐々に冷却して初期配向させることにより、基板の段差
部分も含めて全面的に均一で無欠陥かつ良好な配向状態
のセルがえられた。
Next, the above-mentioned two types of substrates were prepared, and an acid anhydride-curable epoxy resin in which plastic beads having a diameter of 5 μm were dispersed was used as a sealing resin on the surface of one substrate on which the transparent electrode layer was formed. Only the sides are printed with a width of 1 mm on the entire circumference while leaving a length of 5 mm in the center of the side, and transparent electrodes are placed so that the pulling directions of the substrates when forming the LB film of two substrates are perpendicular to each other. While facing each other, the pressure was applied at a pressure of 1 kg / cm 2 , and the mixture was heated and cured at 140 ° C. for 3 hours to be cured and adhered to form a cell having a gap of 5 μm between the two substrates having the LB film formed thereon. After the adhesion, nematic liquid crystal (manufactured by Merck & Co., trade name ZLI1565) was injected from the opening under reduced pressure. After the injection, the opening was fixed with a commercially available acid anhydride-curable epoxy resin and the liquid crystal was sealed to complete a TN type liquid crystal cell. By heating the completed liquid crystal cell once to 100 ° C. and then gradually cooling it for initial alignment, a cell having a uniform and defect-free alignment state was obtained over the entire surface including the stepped portion of the substrate.

【0080】[0080]

【発明の効果】本発明の液晶素子は、基板としてアモル
ファスSiのTFTが形成された基板のように数千Å〜
数μmの段差をもつ基板を用いたばあいでも、下地層を
設けたのち液晶配向膜を設けるため、配向不良が生じな
い。また、下地層としてγ−ブチロラクトンに溶解しや
すいポリイミドを使用するため下地層の形成は容易で、
その特性も良好である。さらに、配向膜としてLB膜を
使用するため、均一で無欠陥かつ良好な配向性を有する
配向膜を、ラビングなどの後処理を施さずに形成するこ
とができる。
The liquid crystal element of the present invention has a thickness of several thousand Å like a substrate on which an amorphous Si TFT is formed.
Even when a substrate having a step of several μm is used, since the liquid crystal alignment film is provided after the underlayer is provided, no alignment failure occurs. Further, since the polyimide that is easily dissolved in γ-butyrolactone is used as the underlayer, the formation of the underlayer is easy,
Its characteristics are also good. Furthermore, since the LB film is used as the alignment film, it is possible to form a uniform alignment film having no defects and good alignment properties without performing post-treatment such as rubbing.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 γ−ブチロラクトンに対して10重量%以
上可溶な一般式(1): 【化1】 (式中、R1 は少なくとも2個の炭素原子を有する4価
の基、R2 は少なくとも2個の炭素原子を有する2価の
基)で表わされる繰返し単位を有する有機高分子物質か
らなる厚さ200 Å〜10μmの薄膜の上に、1層以上積層
してえられたラングミュア−ブロジエット膜からなる液
晶配向膜が設けられたことを特徴とする液晶素子。
1. A general formula (1) soluble in 10% by weight or more in γ-butyrolactone: (Wherein R 1 is a tetravalent group having at least 2 carbon atoms and R 2 is a divalent group having at least 2 carbon atoms) and is composed of an organic polymer substance having a repeating unit. A liquid crystal device comprising a thin film having a thickness of 200 Å to 10 μm and a liquid crystal alignment film made of a Langmuir-Brogliet film obtained by laminating one or more layers.
【請求項2】 前記ラングミュア−ブロジエット膜が、
一般式(2) : 【化2】 (式中、R3 は少なくとも2個の炭素原子を有する4価
の基、R4 は少なくとも2個の炭素原子を有する2価の
基、R5 、R6 、R7 およびR8 は炭素数1〜30の1価
の脂肪族の基、炭素数3〜30の1価の環状脂肪族の基ま
たは炭素数6〜30の1価の芳香族の基(これらは相互に
組合わさっていてもよく、ハロゲン原子、ニトロ基、ア
ミノ基、シアノ基、メトキシ基、アセトキシ基で置換さ
れていてもよい)または水素原子であり、R5 、R6
7 およびR8 のうちの少なくとも1つは、炭素数12〜
30の1価の脂肪族、炭素数12〜30の1価の環状脂肪族ま
たは炭素数12〜30の1価の芳香族の基(これらは相互に
組合わさっていてもよく、ハロゲン原子、ニトロ基、ア
ミノ基、シアノ基、メトキシ基、アセトキシ基で置換さ
れていてもよい)である)で表わされる繰返し単位を有
する両親媒性高分子物質からなる膜である請求項1記載
の液晶素子。
2. The Langmuir-Broggett membrane comprises:
General formula (2): (In the formula, R 3 is a tetravalent group having at least 2 carbon atoms, R 4 is a divalent group having at least 2 carbon atoms, and R 5 , R 6 , R 7 and R 8 are carbon atoms. A monovalent aliphatic group having 1 to 30 carbon atoms, a monovalent cycloaliphatic group having 3 to 30 carbon atoms, or a monovalent aromatic group having 6 to 30 carbon atoms (these may be combined with each other. A halogen atom, a nitro group, an amino group, a cyano group, a methoxy group, an acetoxy group) or a hydrogen atom, and R 5 , R 6 ,
At least one of R 7 and R 8 has 12 to 12 carbon atoms.
30 monovalent aliphatic groups, C 12-30 monovalent cycloaliphatic groups or C 12-30 monovalent aromatic groups (which may be combined with each other, such as a halogen atom and a nitro group). Group, an amino group, a cyano group, a methoxy group, and an acetoxy group)), which is a film made of an amphiphilic polymer substance having a repeating unit represented by the formula).
【請求項3】 一般式(1) で表わされる繰り返し単位が
一般式(3): 【化3】 (式中、R2 は前記と同じ)で表わされる繰返し単位で
ある請求項1記載の液晶素子。
3. The repeating unit represented by the general formula (1) is represented by the general formula (3): The liquid crystal element according to claim 1, which is a repeating unit represented by the formula (wherein R 2 is the same as above).
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