(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１基板及び第２基板と、
該第１基板及び第２基板のうち、少なくとも一つの基板上に形成されたシンナモイル(cinnamoyl)誘導体からなるグループから選択される感光反応部を有するポリエチレンイミン(polyethyleneimine)からなる第１配向膜と、
前記第１基板と第２基板との間に形成された液晶層とから構成されることを特徴とする液晶表示素子。
【請求項２】
前記シンナモイル(cinnamoyl)誘導体が、H、F、Cl、CN、NO2、CH3、OCH3、CF3、OCF3、CnH2n+1-xFx(n=1〜10、x=0〜2n+1)、OCnH2n+1-xFx (n=1〜10、x=0〜2n+1)、C6H5-xFx(n=1〜10、x=0〜5)、C6H4OCnH(2n+1)-xFx(n=1〜10、x=0〜2n+1)からなるグループから選択される少なくとも１つの材料を含むことを特徴とする請求項１記載の液晶表示素子。
【請求項３】
前記ポリエチレンイミン(polyethyleneimine)が、
【化１】
0003952662.tif 000009
であることを特徴とする請求項１記載の液晶表示素子。
ここで、R1は、
【化２】
0003952662.tif 000010
(X1及びX2は、H、F、Cl、CN、NO2、CH3-xFx(x=0〜3)、k=0〜1、Yは、H、F、Cl、CN、NO2、CF3、OCF3、CnH2n+1-xFx、OCnH2n+1-xFx (n=1〜10 x=0〜2n+1))からなるグループからそれぞれ選択される。)、R2、R3、R4、R5は、H、F、Cl、CN、NO2、CF3、OCF3、CnH2n+1-xFx、OCnH2n+1-xFx(n=1〜10、x=0〜2n+1)からなるグループから選択される。
【請求項４】
前記ポリエチレンイミン(polyethyleneimine)が、前記感光反応部との間に、スペーサを具備することを特徴とする請求項１記載の液晶表示素子。
【請求項５】
前記スペーサが、(CH2)mO、(CH2)mN、(CH2)m(m=0〜10)からなるグループから選択されることを特徴とする請求項４記載の液晶表示素子。
【請求項６】
前記感光反応部が、シンナモイル(cinnamoyl)誘導体からなるグループから選択される材料を含むことを特徴とする請求項４記載の液晶表示素子。
【請求項７】
前記シンナモイル(cinnamoyl)誘導体が、H、F、Cl、CN、NO2、CH3、OCH3、CF3、OCF3、CnH2n+1-xFx(n=1〜10、x=0〜2n+1)、OCnH2n+1-xFx (n=1〜10、x=0〜2n+1)、C6H5-xFx(n=1〜10、x=0〜5)、C6H4OCnH2n+1-xFx(n=1〜10、x=0〜2n+1)からなるグループから選択される少なくとも１つの材料を含むことを特徴とする請求項６記載の液晶表示素子。
【請求項８】
前記ポリエチレンイミン(polyethyleneimine)が、
【化３】
0003952662.tif 000011
であることを特徴とする請求項４記載の液晶表示素子。
ここで、S(スペーサ)は、(CH2)mO、(CH2)mN、(CH2)m (m=0〜10)、R1は、
【化４】
0003952662.tif 000012
(X1及びX2は、H、F、Cl、CN、NO2、CH3-xFx(x=0〜3)からなるグループからそれぞれ選択され、kは0〜1、Yは、H、F、Cl、CN、NO2、CF3、OCF3、CnH2n+1-xFx、OCnH2n+1-xFx (n=1〜10 x=0〜2n+1)からなるグループから選択される。)、R2、R3、R4、R5は、H、F、Cl、CN、NO2、CF3、OCF3、CnH2n+1-xFx、OCnH2n+1-xFx(n=1〜10、x=0〜2n+1)からなるグループから選択される。
【請求項９】
前記第１配向膜が形成された基板とは異なる基板上に、第２配向膜をさらに具備することを特徴とする請求項１記載の液晶表示素子。
【請求項１０】
前記第２配向膜を構成する物質が、ピラノース(pyranose)高分子、フラノース(furanose)高分子、PVCN(polyvinylcinnamate)、PSCN(polysiloxanecinnamate)、PVA(polyvinylalcohol)、ポリアミド(polyamide)、ポリイミド(polyimide)、ポリアミド酸(polyamic acid)及びSiO2からなるグループから選択されることを特徴とする請求項９記載の液晶表示素子。
【請求項１１】
前記第１配向膜又は第２配向膜が、少なくとも２つの領域に分割され、前記液晶層の液晶分子が、各領域において互いに異なった駆動特性を示すことを特徴とする請求項９記載の液晶表示素子。
【請求項１２】
前記第１配向膜又は第２配向膜が、少なくとも２つの部分に分割され、前記液晶層の液晶分子が、各部分において互いに異なった配向特性を示すことを特徴とする請求項９記載の液晶表示素子。
【請求項１３】
前記液晶層を構成する液晶が、陽の誘電率異方性を有する液晶であることを特徴とする請求項１記載の液晶表示素子。
【請求項１４】
前記液晶層を構成する液晶が、陰の誘電率異方性を有する液晶であることを特徴とする請求項１記載の液晶表示素子。
【請求項１５】
前記液晶層を構成する液晶が前記１基板又は第２基板との基板面に対して水平配向されることを特徴とする請求項１記載の液晶表示素子。
【請求項１６】
前記液晶層を構成する液晶が前記１基板又は第２基板との基板面に対して垂直配向されることを特徴とする請求項１記載の液晶表示素子。
【請求項１７】
前記液晶層を構成する液晶が前記１基板又は第２基板との基板面に対して傾斜配向されることを特徴とする請求項１記載の液晶表示素子。
【請求項１８】
前記液晶層を構成する液晶が前記１基板又は第２基板との基板面に対してツイスト配向されることを特徴とする請求項１記載の液晶表示素子。
【請求項１９】
前記液晶層を構成する液晶が、前記第１基板又は第２基板の内のいずれかの一方の基板の表面に対して水平配向され、もう一方の基板の表面に対して垂直配向されることを特徴とする請求項１記載の液晶表示素子。
【請求項２０】
前記感光反応部が、光重合反応性を有する反応部であることを特徴とする請求項１記載の液晶表示素子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示素子に関するものであって、特に感光性を有する材料からなる配向膜を採用した液晶表示素子に関するものである。
【０００２】
一般に、液晶(LC)は、異方性(anisotropy)分子を含有する液体である。液晶分子の長軸の平均方向はディレクターと称される。液晶内でのディレクターの分布は、基板上のアンカリングエネルギー(anchoring energy)により決められ、液晶の表面エネルギーとアンカリングエネルギーとの最小値に相当するディレクターにより特徴づけられる。ディレクターは、液晶表示素子(LCD)の作動中に生じる電界により、再配列される。液晶表示素子の基本単位は、２つの基板とその間の液晶とで構成される。
【０００３】
一般に、均一な輝度と高いコントラスト比を得るためには、液晶セル内において液晶分子を均一に配向することが必要である。液晶分子の単一の、又は、モノドメイン(mono-domain)の水平な配向を得るために、高分子を使用する多様な技術が提案されている。特に、ポリイミド(polyimide)、ポリシロキサン(polysiloxane)系の材料が、品質及び耐熱性において優れていることが知られている。
【０００４】
モノドメインの液晶セルを得るための配向方法として用いられる最も一般的な技術には、高分子の表面に微細溝を形成することが含まれる。これは強いアンカリング特性を有していて、安定した配向を提供する。前記技術をラビング法(rubbing method)と称する。このラビング法は、高分子をコーティングした基板を布で擦るといった簡単な方法で、大面積化と高速処理とが可能であり、工業的に広く利用されている方法である。
【０００５】
しかしながら、前記ラビング法は、いくつかの決定的な欠陥をもっている。
即ち、前記ラビング工程では、配向布(ラビング布)と配向膜との摩擦の強さによって、配向膜に形成される微細溝の形態が変わるので、液晶分子の配列が不均一となって位相歪曲(phase distortion)と光散乱(light scattering)とが発生する。また、高分子の表面をラビングすることによって発生する静電気(ESD; Electrostatic Discharge)は、アクティブマトリクスの液晶表示素子にゴミを発生させる原因となり、結果的に歩留りが低下し、基板が破損する不都合が生じる。さらに、各領域を異なるように配向すべく、局部的に選択された領域を配向することは、工程が極めて複雑となる。
【０００６】
前記ラビング法の問題点を解決するため、高分子を光重合するために感光性高分子に照射される偏光された紫外光を利用する光配向処理方法(photo-aligning method)が提案されているであって、液晶分子の配向は、光の照射による配向膜の光重合反応(photopolymerization)に起因する(A.Dyadyusha, V. Kozenkov et al., Ukr. Fiz. Zhurn., 36(1991)1059 ; W. M. Gibbons et al., Nature, 351(1991)49 ; M. Schadt et al., Jpn. J. Appl. Phys., 31(1992)2155 ; T. Ya. Marusii, Yu. A. Reznikov, Mol. Mat., 3(1993)161 ; EP 0525478 ; US patent No.5,538,823 - Polyvinyl-fluoro cinnamate patent)。感光性高分子の配向能力は、紫外光の照射により誘起される該感光性高分子の異方性によって決定される。
【０００７】
前記光配向法は、光配向物質が塗布された基板に直線偏光された紫外線を照射して配向膜に配向方向を付与するものである。このような光配向法に用いられる光配向膜は、主にPVCN(polyvinyl cinnamate)系の高分子であって、直線偏光された紫外線が照射されることによって、紫外線エネルギーにより高分子の間に発生する架橋(cross-linking)により、新たに光重合された光配向膜となる。
【０００８】
前記光高分子の方向、即ち、光配向膜の配向方向は、直線偏光された紫外線の偏光方向に対して、特定の方向を持つようになる。この光高分子の方向に従って光配向膜の配向方向が決められる。前記光配向膜のプリチルト角は、照射された紫外線の入射方向および照射エネルギーによって決められる。言い換えると、光配向膜に照射される紫外線の偏光方向と照射エネルギーによって、配向膜のプリチルト角方向とプリチルト角とが決められる。
【０００９】
また、前記のように紫外線を用いて配向方向を付与する光配向においては、ＬＣＤの各領域に対して偏光板が任意の角度に回転される。その後、紫外線の照射に応じて、偏光方向が変更され、配向方向が各々異なる多数のドメインを有するマルチドメインＬＣＤセルが形成される。
【００１０】
しかしながら、この光配向法は、例えば、広範囲に適用することが不可能である等の問題点を持っている。一番大きな問題は、前記配向膜を構成する光配向材料の低い感光性によって、異方性及び耐熱性が低下するということである。
【００１１】
従来技術を使用した紫外光照射は、約5分〜10分の長時間を要する。低い感光性および弱い異方性は、最終的な光配向膜のアンカリングエネルギー(anchoring energy)を弱くする。さらに、液晶パネルへの液晶の注入は、高温で行われることが必要である。低い耐熱性は、基板間への注入の際の液晶におけるリプルパターンとして観測される痕跡効果(flowing effect)を基板上に生ずる。さらに、液晶の配向不均一によるディスクリネーション(disclination)も解決すべき課題として残っている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前記した従来技術の問題点を解決するためのものであって、優れた耐熱性及び感光性を有する液晶配向膜を含む液晶表示素子を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明に係る液晶表示素子は、第１基板及び第２基板と、該第１基板及び第２基板のうち、少なくとも一つの基板上に形成されたポリエチレンイミン(polyethyleneimine)を含む第１配向膜と、前記第１基板と第２基板との間に形成された液晶層とからなる。
【００１４】
前記ポリエチレンイミン(polyethyleneimine)は、
【化５】
0003952662.tif 000002
である。
【００１５】
ここで、R1は、
【化６】
0003952662.tif 000003
(X1及びX2は、H、F、Cl、CN、NO2、CH3-xFx(x=0〜3)からなるグループからそれぞれ選択され、kは0〜1、Yは、H、F、Cl、CN、NO2、CF3、OCF3、CnH2n+1-xFx、OCnH(2n+1)-xFx(n=1〜10、x=0〜2n+1)からなるグループから選択される。)、R2、R3、R4、R5は、H、F、Cl、CN、NO2、CF3、OCF3、CnH2n+1-xFx、OCnH2n+1-xFx(n=1〜10、x=0〜2n+1)からなるグループから選択されるものである。
【００１６】
また、前記ポリエチレンイミン(polyethyleneimine)は、
【化７】
0003952662.tif 000004
である。
【００１７】
ここで、S(スペーサ)は、(CH2)mO、(CH2)mN、(CH2)m (m=0〜10)、R1は、
【化８】
0003952662.tif 000005
(X1及びX2は、 H、F、Cl、CN、NO2、CH3-xFx(x=0〜3)からなるグループからそれぞれ選択され、kは0〜1、Yは、H、F、Cl、CN、NO2、CF3、OCF3、CnH2n+1-xFx、OCnH2n+1-xFx(n=1〜10、x=0〜2n+1)からなるグループから選択される。)、R2、R3、R4、R5は、H、F、Cl、CN、NO2、CF3、OCF3、CnH2n+1-xFx、OCnH2n+1-xFx(n=1〜10、x=0〜2n+1)からなるグループから選択されるものである。
【００１８】
本発明の液晶表示素子は、陽の誘電率異方性を有する液晶を用いて優れた水平配向を提供することと共に、陰の誘電率異方性を有する液晶を用いて優れた垂直配向を提供する。
【００１９】
そして、本発明の液晶表示素子は、前記第１配向膜が形成されている基板と他の基板との間に、第２配向膜をさらに形成し、前記第２配向膜を構成する物質は、ピラノース(pyranose)高分子、フラノース(furanose)高分子、PVCN(polyvinylcinnamate)、PSCN(polysiloxanecinnamate)、PVA(polyvinylalcohol)、ポリアミド(polyamide)、ポリイミド(polyimide)、ポリアミド酸(polyamic acid)及びSiO2からなるグループから選択される。
【００２０】
前記第１配向膜又は第２配向膜は、液晶層内の液晶分子を各領域で異なる駆動形態とするように、少なくとも２つの領域に分割され、第１配向膜又は第２配向膜は、液晶そうないの液晶分子を各部分で異なる配列形態とするように、少なくとも２つの部分に分割されている。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施例による垂直配向液晶表示素子の電圧と透過率の関係のグラフであり、図２は、本発明の一実施例による水平配向液晶表示素子の電圧と透過率の関係のグラフである
【００２２】
本発明の実施形態による光配向物質は、液晶表示素子のための光配向膜の感度を向上し、液晶の耐熱性アンカリングを得るために、光配向膜としてポリエチレンイミンシンナメイト(polyethyleneimine cinnamate ; PECN)を用いる。この発明における使用に適したPECNのいくつかの異なる形態が、種々の置換比率を有するポリエチレンイミンとシンナモイルクロライドとの誘導体として得られる。
【００２３】
桂皮酸は最初に、ベンズアルデヒドとマロン酸とをピリジンおよびピペリジン内で反応させることにより準備される。桂皮酸は、その後、シンナモイルクロライド誘導体を生成するために、塩化チモニルと反応させられる。PECNは、最終的に、非活性溶媒(クロロポルム、ニトロベンゼン、クロロベンゼン等)内で、PECとシンナモイルクロライドとの誘導体とを反応させることにより合成される。反応の混合物をメタノールにて稀釈及び濾過し、真空で乾燥した後、振動製粉機(vibrating mill)にて粉砕すると、PECNが得られる。
このPECNは、液晶配向において優れた水平又は垂直配向を提供し、特に、垂直配向は電圧印加の際に方位角異方性を表す。
【００２４】
この発明の実施形態によりPECNを用いて配向膜を形成する方法は、次の段階から構成される。
ガラス基板上にPECN溶液を準備してスピン―コーティングし、乾燥及び熱処理して配向膜を形成する。そして、前記配向膜に偏光された紫外線を照射してPECN配向物質に異方性を誘導する。前述のように得られたガラス基板を合着した後、ネマチック又は等方性相の温度で液晶を注入してセルを製作する。
【００２５】
［垂直モード液晶表示素子の垂直配向形成］
１．基板上におけるPECN配向膜の形成
ポリエチレンイミン４−ペントキシシンナメイトをジクロロエータンに50g/1の濃度で溶解させ、その溶液をガラス基板上に滴下させた後、回転速度2000rpmで10〜30秒間、遠心力を作用させながら、スピン―コーティングする。その結果、0.1μｍの膜が形成され、前記基板の溶媒を除去するために100℃で１時間の間に即座に乾燥させる。
【００２６】
２．光配向処理
前記PECN膜が形成された基板に、水銀ランプから出る偏光された紫外線を250〜500Wで照射する。直線偏光された光は、石英レンズとグラン−トムソンプリズムを通過させて得られ、配向膜上で光の強度(Io)は10mW/cm2である。
【００２７】
光照射は２回実施される。第１照射は紫外線を基板に垂直に照射し、前記紫外線の偏光方向は基板の一側に垂直である。照射時間は5〜60分である。第２照射は紫外線を基板に対して45°の傾斜角度で照射し、紫外光の偏光方向は、第１の紫外線照射の偏光方向に対して回転されている。照射時間は0〜30秒である。
【００２８】
３．セルの貼り合わせ及び液晶注入
前述のような方法で得られた２つの基板を5〜6μｍのスペーサでセルギャップを維持しながら貼り合わせる。次に、陰の誘電率異方性を有する液晶を相転移温度TNI( Nematic-Isotropic phase transition temperature)以上で毛細管圧によって注入させる。注入した直後、セル内の状態は、種々の段階を経て、10分以内で平衡状態となる。最終的に、液晶セルは優れた垂直配向を表し、光配向処理をしなかった領域がある場合には、前記領域内でも垂直配向を観察することができる。
【００２９】
PECN膜はその表面に異方性を有し、これは電圧が印加されると現れる。即ち、電界が生成されると、傾斜照射の方向に反する方向に、ＬＣディレクターが均一に傾き、電界の作用で液晶方向子が、照射光の偏光方向と垂直な方向に平行に配列される。
【００３０】
図１は、この発明の実施形態に係る垂直配向液晶表示素子における電圧と透過度特性との関係を示すグラフである。前記液晶セルは、黒背景白表示(Normally Black Mode)であり、電圧が印加されると方向子は照射光の傾斜方向に反する方向に傾いて光が透過する。前記電圧と透過特性のグラフから、前記セルが時間及び温度変化に対して安定であることが分かる。
【００３１】
したがって、本発明の配向膜の構成物質は液晶方向子の均一な配向を提供し、方向子の傾斜方向は紫外線の入射方向によって決められる。これによって、配向方向が互い異なる種々の領域に構成されているマルチルドメイン構造を生成することができ、高いコントラスト比と広視野角との特性を有する液晶表示素子の製造が可能となる。
【００３２】
［TN(twisted nematic)モード液晶表示素子の水平配向形成］
１．基板上におけるPECN配向膜の形成
ポリエチレンイミン４−プルオロシンナメイトをジクロロエータンに50g/1の濃度で溶解させ、その溶液をガラス基板上に滴下させた後、回転速度2000rpmで10〜30秒間、遠心力を作用させながらスピン―コーティングする。その結果、0.1μｍの膜が形成され、前記基板の溶媒を除去するために100℃で１時間の間に即座に乾燥される。
【００３３】
２．光配向処理
前記PECN膜が形成された基板に、水銀ランプから出る偏光された紫外線を、250〜500Wで照射する。直線偏光された光は石英レンズとグラン−トムソンプリズムを通過させて得られた。配向膜上での光の強度(Io)は10mW/cm2である。
前記紫外線を基板に垂直に照射し、紫外線の偏光方向(EUV)は基板の一側に垂直である。照射時間は5〜15分である。
【００３４】
３．セルの貼り合わせ及び液晶注入
前述のような方法で得られた基板とラビング処理をしたポリイミド(polyimide)から形成された他の基板でセルを構成する。
前記ラビング処理された配向膜のラビング方向及び表面液晶方向子の配向方向は基板の長軸に平行である。前記基板表面のプリチルト角(θPI)は約1°であり、液晶方向子に対する強いアンカリングエネルギーを提供する。
【００３５】
前記基板を5〜6μｍのスペーサでセルギャップを維持しながら貼り合わせる。次に、陽の誘電率異方性を有する液晶(LC ZLI 4801)を等方性相、即ち、90℃で注入させる。
【００３６】
前記液晶セルにおいて、PECN配向膜は、優れた水平配向を提供する。入射光の偏光方向を基板の長軸に対して平行にすると、良好な90°ツイスト構造が得られる反面、入射光の偏光方向を基板の長軸に対して垂直にすると、水平構造を表す。これは、配向軸が紫外線の偏光方向に垂直であることを表し、配向物質は液晶に対する強いアンカリングを提供する。
図２に表した電圧と透過度の特性より、前記セルが時間及び温度変化に対して安定であることが分かる。
【００３７】
これまでの記述より、本発明の配向物質は、全て光配向処理に適用することができると証明された。例えば、PECNは偏光された光として２回照射する工程のみならず、非偏光された光で１回傾斜照射することによっても配向処理ができる。さらに、傾斜照射は液晶の傾斜配向を誘導し、照射時間、熱処理及びスビン―コーティング媒介変数はアンカリングエネルギー及びプリチルト角を制御する。
【００３８】
【実施例】
次に、本発明の好ましい実施例を詳細に説明する。これらの実施例は、ただ例証のためのものだけであり、本発明を以下に説明する条件、物質又は装置に限定するものではない。
【００３９】
(実施例 1) : 4-フルオロ桂皮酸の合成
0.1molの4-フルオロベンズアルデヒド、0.15molのマロン酸及び0.1mlのピペリジン混合物をピリジン30mlに入れて10時間加熱した後、冷却し、10%濃度の塩酸150mlで処理する。その沈澱物はろ過し、エタノールに結晶化させる。４−フルオロ桂皮酸の歩留りは68%であり、融解点(m.p.)は211℃である。
【００４０】
前記と同一の方法で、3-フルオロ桂皮酸(3-Fluorocinnamic acid)、2-フルオロ桂皮酸(2-Fluorocinnamic acid)、3-クロロ桂皮酸(3-Chlorocinnamic acid)、2-メチル桂皮酸(2-Methylcinnamic acid)、4-クロロ桂皮酸(4-Chlorocinnamic acid)、4-フェニル桂皮酸(4-Phenylcinnamic acid)、4-メトキシ桂皮酸(4-Methoxycinnamic acid)、4-ペントキシ桂皮酸(4-Pentoxycinnamic acid)、4-ヘプチロキシ桂皮酸(4-Heptyloxycinnamic acid)、4-ノニロキシ桂皮酸(4-Nonyloxycinnamic acid)、4-(4-ペントキシフェニル）桂皮酸(4-(4-Pentoxyphenyl)cinnamic acid)、4-トリフルオロメトキシ桂皮酸(4-Trifluoromethoxycinnamic acid)、4-トリフルオロメチル桂皮酸(4-Trifluoromethylcinnamic acid)、4-ペンチル桂皮酸(4-Pentylcinnamic acid)、4-メトキシ-3-フルオロ桂皮酸(4-Methoxy-3-fluorocinnamic acid)等の化合物が得られる。
【００４１】
(実施例 2) : ポリエチレンイミンシンナメイトの合成
0.05molのシンナモイルクロライド(桂皮酸、過量のThionylchloride及び触媒dimethylformamideから得られる)、0.04molのポリエチレンイミン及び0.06molのピリジン混合物を40mlのクロロホルムに入れて20℃で24時間の間維持した後、冷却し、メタノールで稀釈する。その生成物はろ過し、メタノール及び水で洗浄し、真空で乾燥した後、振動ミルで粉砕する。セルロースシンナメイトの最終の歩留りは約60〜90%である。薄膜クロマトグラフィー(TLC ; thin film chromatography)の結果から、生成物内には桂皮酸が残っていないことを確認する。
【００４２】
(実施例 3) : ヒドロキシエチルレイタィド ポリエチレンイミン(hydroxyethylated polyethyleneimine)の合成
0.05molのシンナモイルクロライド(桂皮酸、過量のThionylchloride及び触媒dimethylformamideから得られる)、0.01molのヒドロキシエチルレイタィド ポリエチレンイミン及び0.06molのピリジン混合物を20mlのニトロベンゼンに入れて80℃で24時間の間維持した後、冷却し、メタノールで稀釈する。その生成物はろ過し、メタノール及び水で洗浄し、真空で乾燥した後、振動ミルで粉砕する。最終の歩留りは約60〜90%である。生成物は薄膜クロマトグラフィー(TLC ; thin film chromatography)の結果から桂皮酸が残っていないことを確認する。
【００４３】
本発明の一実施例による合成のメカニズムを以下に表した。
【化９】
0003952662.tif 000006
【００４４】
ここで、X1及びX2は、H、F、Cl、CH3、OCH3 からなるグループから、それぞれ選択され、k は0〜1、Yは、H、F、Cl、CN、CF3、OCF3、CnH2n+1、OCnH2n+1(n=1〜10)である。
【００４５】
前記物質以外にも、前記シンナモイル(cinnamoyl)誘導体をH、F、CI、CN、NO2、CH3、OCH3、CF3、OCF3、CnH(2n+1)-xFx(n=1〜10, x=0〜2n+1)、OCnH(2n+1)-xFx(n=1〜10、x=0〜2n+1)、C6H5-xFx(n=1〜10、x=0〜5)、C6H4OCnH(2n+1)-xFx(n=1〜10, x=0〜2n+1)を含有するものとすることもできる。
【００４６】
また、前記ポリエチレンイミン(polyethyleneimine)を、
【化１０】
0003952662.tif 000007
とすることもできる。
【００４７】
ここで、R1は、
【化１１】
0003952662.tif 000008
、(X1及びX2は、H、F、Cl、CN、NO2、CH3-xFx(x=0〜3)からなるグループから選択され、kは0〜1、Yは、H、F、Cl、CN、NO2、CF3、OCF3、CnH(2n+1)-xFx、OCnH(2n+1)-xFx(n=1〜10 x=0〜2n+1)からなるグループから選択される。)、R2、R3、R4、R5はH、F、Cl、CN、NO2、CF3、OCF3、CnH(2n+1)-xFx、OCnH(2n+1)-xFx(n=1〜10、x=0〜2n+1)からなるグループから選択される。
【００４８】
スペーサは、前記ポリエチレンイミン(polyethyleneimine)と前記シンナモイル(感光反応部)との間に包含され、(CH2)mO、(CH2)mN、(CH2)m(m=0〜10)からなるグループから選択される。
【００４９】
本発明の配向膜を採用した液晶表示素子は、第１基板及び第２基板と、該第１基板上に形成された薄膜トランジスター(TFT)と、該薄膜トランジスターと第１基板の全体に形成された第１配向膜と、前記第２基板上に形成された第２配向膜と、前記第１基板と第２基板の間に注入された液晶層とから構成される。
【００５０】
前記第１配向膜及び／又は第２配向膜には光を少なくとも１回照射して、配向方向及びプリチルト角を同時に決定し、それによる液晶の配向安定性を確保する。このような光配向方法に用いられる光としては、紫外線領域の光が好適である。非偏光、直線偏光、又は部分偏光された光を使用することは好ましくない。
【００５１】
前記第１基板及び第２基板のうち、いずれかの一つの基板を前記方法で配向処理し、もう一つの基板は配向処理をしなくてもよい。両基板を光配向処理する場合には、配向膜を構成する配向物質として、ポリアミド(polyamide)又はポリイミド(polyimide)系の化合物などの物質で構成してラビング配向することができる。なお、前記配向膜を感光反応性のある物質、即ち、PVCN(polyvinylcinnamate)又はPSCN(polysiloxanecinnamate)系の化合物などの物質で構成して光配向することも可能である。
【００５２】
そして、前記液晶層において、液晶層を構成する液晶分子の長軸が、前記第１基板及び第２基板の基板面に対して、平行に配向される水平配向(homogeneous alignment)、又は垂直に配向される垂直配向(homeotropic alignment)が可能であり、前記第１基板又は第２基板の基板面に対して、特定の角をなしながら配向される傾斜配向(tilted alignment)や、ツイストに配向されるツイスト配向(twisted alignment)、第１基板又は第２基板の中、いずれかの一つの基板の基板面に対して水平に配向され、もう一つの基板の基板面に対して垂直に配向される（水平−垂直）ハイブリッド配向(hybrid alignment)等、どのような形態の配向及びモードにも適用可能である。
【００５３】
この際、本発明の液晶表示素子は、前記第１配向膜及び／又は第２配向膜を、２つ以上の領域に分割することにより、2ドメインの液晶表示素子、4ドメインの液晶表示素子などのマルチドメインの液晶表示素子を具現することができる。
【００５４】
【発明の効果】
本発明の液晶表示素子は、強い極性及び剛性率を有する光配向物質として配向膜を形成することによって優れた耐熱性、光反応性、光配向性及び粘着性を有する。なお、垂直又は水平配向等種々のモードにも効果的に適用できるため、マルチドメイン形成が容易である。
【００５５】
さらに、主鎖と感光反応部との間にスペーサを含有したPECNである場合、プリチルト制御が容易であり、このために、傾斜及び水平配向に特に優れた配向能力を示す。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施例による垂直配向液晶表示素子の電圧と透過率の関係のグラフを示す図である。
【図２】  本発明の一実施例による水平配向液晶表示素子の電圧と透過率の関係のグラフを示す図である。
【図１】
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【図２】
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