[发明专利]薄膜形成用化学吸附物质和其制造方法及其用途

说明书

                    技术领域

本发明涉及可以在基体表面上进行化学吸附而形成薄膜的化学吸附物质及其制造方法，更详细地说，涉及主要作为液晶取向膜用的被膜材料而使用的薄膜形成用化学吸附物质及其制造方法。另外，本发明还涉及采用该薄膜形成用化学吸附物质的有机薄膜及其制造方法。本发明还涉及液晶取向膜及其制造方法，采用该膜的液晶显示装置及其制造方法，更详细地说，涉及使用显示电视(TV)图像及计算机图像等的液晶的平面显示板所用的液晶取向膜及其制造方法，以及，使用该膜的液晶显示装置。

                    背景技术

近年来，作为实现信息机器小型、轻量化的手段之一是液晶显示元件的飞快普及，而且，在使作为其重要部件的液晶取向膜取向处理的代表性方法，可以举出摩擦处理法。然而，在该摩擦处理法中，还存在着由于细小尘埃的发生及摩擦条纹而使显示质量下降等各种问题，为了避免这些问题的发生，人们探讨一种采用光取向处理法等不进行摩擦取向处理的方法。

作为上述光取向处理法，已知有，例如，对聚酰亚胺及聚乙烯醇等聚合物构成的取向膜照射偏振紫外光进行取向处理的方法。还有，并不局限于聚酰亚胺等聚合物。对由化学吸附单分子膜构成的取向膜进行光取向处理的方法已有报导(特愿平8-224219号)。该取向机理是通过照射偏振光使构成膜的吸附分子再取向，由此，使液晶分子沿着偏振光方向取向。

然而，在取向膜由聚合物构成的场合，除其表面部分外，聚合物分子复杂络合成为紧密歪斜的结构。因此，只不过是膜表面的聚合物分子的前端部的突出部分，可能与液晶分子的取向有关。然而，侧链的取向方向也是不确定的，有助于取向的官能基未必就露出表面。因此，影响液晶分子取向的部分的密度比单分子膜明显低，难以得到充分的取向规制力。另外，由聚合物构成的取向膜，因为膜的厚度厚，具有绝缘性，阻碍了光透过及用于驱动液晶分子的电场，也是个问题。

与此相反，采用由化学吸附单分子膜构成的取向膜，有助于液晶分子取向的官能基几乎完全露出膜表面，所以，可以确保充分的取向规制力。然而，由于是单分子膜状的所以与聚合物构成的取向膜相比，膜的厚度薄，另外，由于是化学吸附在基板表面上，所以密贴性也优异。

因此，早先一般由聚合物构成的取向膜，得不到充分的定性规制力，另外，由于膜的厚度厚，从绝缘性这一点看也有问题。为了解决这些问题，早先开发出一种由化学吸附单分子膜构成的取向膜。

由这种化学吸附单分子膜构成的取向膜，对解决上述问题是相当有用的，然而，构成膜的吸附分子只不过是简单地在偏振光方向取向排列，如加热到高温，取向稳定性降低。因此，还希望开发出取向热稳定性优良的适用的单分子膜状的取向膜。

可是，以往的液晶显示装置具有的构造是，把具有配置成矩阵状的透明电极和该透明电极上形成的液晶取向膜的一对基板，以液晶取向膜面作为内侧，并保持一定间隙地对置着，在其间隙内封入液晶。以彩色液晶显示装置作为一例，说明其一般的制造方法。象素电极和薄膜晶体管(TFT)阵列形成的第1玻璃基板，和数个红蓝绿的彩色滤色器形成的，并且，在其上面通用透明电极形成的第2玻璃基板的各个表面上形成高分子被膜，在该被膜面上进行摩擦，赋予液晶取向性。然后，以被膜面作内侧，在中间介入隔离片的状态下对置着，粘结基板的周边，构成空腔(显示板结构体)。

在该空腔内注入扭转向列型(TN)等液晶，加以密封，构成液晶显示元件，并且，在该元件的两个外表面配置偏振片，同时，在第1玻璃基板的外侧，配置背照光，制成作为光学显示元件的液晶显示装置。

在上述结构的液晶显示装置中，采用转换元件TFT控制电极间电压，改变液晶的取向状态，用象素单元把光透过进行ON/OFF，以显示任意的图像。因此，在规制未加电压时的液晶取向状态的取向膜，承担直接左右装置的显示性能的极其重要的作用。

作为上述液晶取向膜的被膜材料，此前广泛采用聚酰亚胺膜。其理由是，因为聚酰亚胺膜与液晶的亲和性及耐热性与基板的密合性等优异。作为聚酰亚胺膜的制造方法，是把作为聚酰亚胺的前体聚合物的聚酰胺酸溶于二甲苯等有机溶剂中的溶液旋转涂布在基板上后，将其烘烤固化把聚酰胺酸进行酰亚胺化，制成聚酰亚胺膜的方法；和聚酰亚胺本身溶于DMF(N,N-二甲基甲酰胺)、DMAc(二甲基乙酰胺)、丁基溶纤剂乙酸酯、N-甲基-2-吡咯烷酮等有机溶剂中的溶液，旋转涂布在基板上后，使溶剂蒸发形成被膜的方法。然而，这样制成的聚酰亚胺膜，具有下列问题。