專利名稱：定向膜、形成定向膜的方法、液晶板和電子設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種定向膜(取向膜)、一種形成定向膜的方法、一種液晶板和電子設(shè)備，并且更具體而言，涉及一種有機膜、一種形成定向膜的方法、一種配備有定向膜的液晶板，以及配備有液晶板的電子設(shè)備。
背景技術(shù)：
已知有投影圖像在屏幕上的投影型顯示裝置。在大多數(shù)這類投影型顯示裝置中，將液晶板用于形成圖像。
這種液晶板通常具有定向膜(取向膜)，定向膜被設(shè)置用來呈現(xiàn)一個預(yù)定的預(yù)傾角，以將液晶分子定向或取向在固定的方向上。至于制備這種定向膜的方法，已知例如這樣一種方法，其中將由高分子化合物如聚酰亞胺組成的并且形成在襯底上的薄膜通過用人造纖維的織物等在一個方向上摩擦薄膜而進行摩擦處理(參見，例如JP-A No.H10-161133)。
但是，由高分子化合物如聚酰亞胺形成的定向膜由于各種因素如使用的環(huán)境、使用的時間等可能引起光惡化。當這種光惡化發(fā)生時，形成定向膜、液晶層等的材料容易分解，并且其分解產(chǎn)物可能不利地影響液晶的性能。此外，在摩擦處理中，產(chǎn)生靜電，并且還產(chǎn)生灰塵，從而降低液晶板的可靠性。
為了解決這類問題，嘗試采用由無機材料形成的定向膜。通常，由傾斜氣相沉積法來形成這類無機定向膜。
與由有機材料形成的定向膜相比，這種有機定向膜具有優(yōu)良的耐光性和耐熱性，但反過來，具有其取向液晶分子的能力低的問題。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明概述本發(fā)明是考慮到上面所述的問題作出的。因此，本發(fā)明的一個目的在于提供一種具有優(yōu)異耐光性和優(yōu)異取向特性(即，調(diào)節(jié)液晶材料的取向狀態(tài)的功能)的定向膜(取向膜)。此外，本發(fā)明還有一個目的在于提供一種制造所述定向膜的方法，該方法能夠有效地制造這種定向膜。此外，本發(fā)明還有一個目的在于提供一種配備有這種定向膜的液晶板，和配備有液晶板的電子設(shè)備。
為了達到上面所述的目的，本發(fā)明涉及一種用于控制液晶分子定向(取向)的定向膜。該定向膜主要由有機硅材料形成，并且所述的有機硅材料在其分子中具有至少一種用于提高與液晶分子親合力的親合力賦予基和至少一種用于控制液晶分子取向的取向特性賦予基。
這使得可以提供一種有優(yōu)異耐光性和優(yōu)異取向特性(即，調(diào)節(jié)液晶材料的取向狀態(tài)的功能)的定向膜。
在根據(jù)本發(fā)明的定向膜中，優(yōu)選所述的親合力賦予基是選自包含乙烯基、烷撐基和氰基烷基的組中的至少一種。
由于這些基團可以有效提高與液晶分子的親合力，所以可以以更穩(wěn)定的方式定向液晶分子，從而提高取向特性。
此外，根據(jù)本發(fā)明的定向膜中，還優(yōu)選所述的取向特性賦予基是選自包含苯基、取代的苯基、苯基-烷基、取代的苯基-烷基和含有3至12個碳原子的支鏈烷基的組中的至少一種。
這種基團的使用可以有效地將液晶分子的預(yù)傾角設(shè)置為所需要的角度，從而可以顯示更優(yōu)異的取向特性。
此外，根據(jù)本發(fā)明的定向膜中，還優(yōu)選所述的有機硅材料含有作為其主要組分的含有親合力賦予基和取向特性賦予基的聚硅氧烷材料。
這也使得可以提供具有優(yōu)異耐光性和優(yōu)異取向特性的定向膜。
在這種情況下，優(yōu)選所述的聚硅氧烷材料包括具有籠形結(jié)構(gòu)或部分裂開的籠形結(jié)構(gòu)的有機聚倍半硅氧烷。
這也使得可以提供具有更優(yōu)異耐光性和更優(yōu)異取向特性的定向膜。
此外，根據(jù)本發(fā)明的定向膜中，還優(yōu)選所述的聚硅氧烷材料是通過烷氧基硅烷的縮聚形成的。
這使得可以容易地制備所述的聚硅氧烷材料。
在這種情況下，優(yōu)選所述的烷氧基硅烷包括兩種或更多種具有不同組成的烷氧基硅烷化合物。
這使得可以容易地調(diào)節(jié)在構(gòu)成定向膜的有機硅材料中的親合力賦予基和取向特性賦予基的存在比率。
在這種情況下，優(yōu)選所述具有不同組成的烷氧基硅烷化合物包括含有親合力賦予基的烷氧基硅烷化合物和含有取向特性賦予基的烷氧基硅烷化合物。
這也使得可以容易地調(diào)節(jié)在構(gòu)成所述定向膜的有機硅材料中的親合力賦予基和取向特性賦予基的存在比率。
此外，根據(jù)本發(fā)明的定向膜中，還優(yōu)選所述的有機硅材料的重均分子量為500至50,000。
這使得可以獲得具有光學(xué)和物理穩(wěn)定性的定向膜。
本發(fā)明的另一方面涉及一種形成權(quán)利要求1中限定的定向膜的方法。該方法包括以下步驟制備襯底；制備定向膜形成液，所述的定向膜形成液含有用于形成所述有機硅材料的材料，所述的材料含有作為其主要組分的含有親合力賦予基和取向特性賦予基的聚硅氧烷材料；將所述的定向膜形成液涂布至襯底上；并且將所涂布的含有所述聚硅氧烷材料的定向膜形成液固化，以在襯底上形成所述的定向膜。
根據(jù)上面所述的定向膜形成方法，可以有效地形成具有優(yōu)異耐光性和優(yōu)異取向特性的定向膜。
在上面所述的定向膜形成方法中，優(yōu)選所述的聚硅氧烷材料是通過烷氧基硅烷的縮聚形成的，并且含有至少一種有助于所述定向膜形成液的固化反應(yīng)的固化反應(yīng)基。
這使得可以改善定向膜形成液的膜形成特性。結(jié)果，可以形成具有物理穩(wěn)定性的定向膜。
在這種情況下，優(yōu)選所述的固化反應(yīng)基是選自包含環(huán)氧丙氧基-烷基、脂環(huán)族環(huán)氧基-烷基、丙烯?；⒓谆；?、苯乙烯基和苯乙烯基-烷基的組中的至少一種。
這些基團的使用可以容易地形成穩(wěn)定的定向膜。
在上面所述的定向膜形成方法中，優(yōu)選所述定向膜形成液的固化反應(yīng)是通過熱處理和/或能量光線輻照處理以固化所述聚硅氧烷材料的固化反應(yīng)基來進行的。
這也使得可以容易地形成穩(wěn)定的定向膜。
本發(fā)明的另一個方面涉及一種液晶板，其包含液晶層，其具有兩個面；一對定向膜，其分別接觸所述液晶層的兩個面，每個定向膜是由權(quán)利要求1中限定的定向膜形成的；和一對電極，其提供給該對定向膜，所述的電極不面對所述的液晶層。
這種液晶板具有優(yōu)異的耐光性和優(yōu)異的取向特性。
本發(fā)明再一方面涉及電子設(shè)備，其配備有由權(quán)利要求14所限定的液晶板。
這種電子設(shè)備具有高的可靠性。
本發(fā)明的這些和其它目的、結(jié)構(gòu)和益處將從下面參考附圖進行的發(fā)明詳述及其實施例中更加明白。


圖1是顯示本發(fā)明第一實施方案的液晶板的縱向剖面示意圖。
圖2是顯示本發(fā)明第二實施方案的液晶板的縱向剖面示意圖。
圖3是移動型(或筆計本型)個人計算機的透視圖，所述的個人計算機是本發(fā)明電子設(shè)備的一個實例。
圖4是便攜式電話(包括個人手持電話系統(tǒng)(PHS))的透視圖，所述的電話是本發(fā)明電子設(shè)備的另一個實例。
圖5是數(shù)碼照相機的透視圖，所述的數(shù)碼照相機是本發(fā)明電子設(shè)備的另一個實例。
圖6是示意性地顯示本發(fā)明的電子設(shè)備(投影型顯示裝置)的光學(xué)系統(tǒng)的視圖。
具體實施例方式
發(fā)明詳述以下，本發(fā)明將參考附圖詳細地描述。
在解釋定向膜(取向膜)和形成定向膜(取向膜)的方法之前，將首先解釋根據(jù)本發(fā)明的液晶板。
圖1是顯示本發(fā)明第一實施方案的液晶板的縱向剖面示意圖。
如圖1所示，液晶板1A包括液晶層2、定向膜(取向膜)3A和4A、用作電極的透明導(dǎo)電膜5和6、偏振膜7A和8A和襯底9和10。
液晶層2主要由液晶材料形成。
形成液晶層2的液晶材料可以是任何液晶材料，如向列型液晶或近晶型液晶，只要可以取向液晶材料即可。但是，在TN-型液晶板的情況下，優(yōu)選形成向列型液晶的液晶材料。液晶材料的實例包括苯基環(huán)己烷衍生物液晶、聯(lián)苯衍生物液晶、乙烯基環(huán)己烷衍生物液晶、三聯(lián)苯衍生物液晶、苯基醚衍生物液晶、苯基酯衍生物液晶、雙環(huán)己烷衍生物液晶、azometin衍生物液晶、氧化偶氮基衍生物液晶、嘧啶衍生物液晶、二噁烷衍生物液晶和立方烷衍生物液晶，等。液晶材料還包括通過將氟取代基如一氟基、二氟基、三氟基、三氟甲基或三氟甲氧基引入至向列型液晶分子而得到液晶分子。
將定向膜3A和4A安置在液晶層2的兩個表面上。
將定向膜3A形成在稍后描述的由透明導(dǎo)電膜5和襯底9組成的基體100上。將定向膜4A形成在稍后描述的由透明導(dǎo)電膜6和襯底10組成的基體101上。即，提供一個定向膜與每個電極接觸。
定向膜3A和4A具有調(diào)節(jié)形成液晶層2的液晶材料(液晶分子)的取向狀態(tài)(在沒有施加電壓時)的功能。
這些定向膜3A和4A是由例如下面所述的方法(即，根據(jù)本發(fā)明形成定向膜的方法)形成的，并且它們主要是由有機硅材料形成的。
有機硅材料是聚硅氧烷和有機化合物的復(fù)合材料，并且它與其它有機材料相比具有優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性。因此，與常規(guī)的由有機材料形成的定向膜相比，本發(fā)明的定向膜可以具有優(yōu)異的耐光性。
特別是，在本發(fā)明中，作為構(gòu)成定向膜的有機硅材料，使用在其分子中包括至少一種用于提高與上面所述的液晶材料(液晶分子)親合力的親合力賦予基和至少一種用于控制液晶分子取向的取向特性賦予基的有機硅材料，并且這是本發(fā)明的特征。
在這點上，應(yīng)當注意的是與現(xiàn)有技術(shù)由有機材料形成的定向膜相比，由無機材料形成的定向膜具有優(yōu)良的耐光性。但是，另一方面，這種由無機材料形成的定向膜與液晶分子的親合力低，所以存在它難以調(diào)節(jié)液晶分子取向狀態(tài)的問題，即定向膜取向液晶分子的能力低。
但是，如上所述，作為構(gòu)成定向膜的有機硅材料，本發(fā)明使用在其分子中包括至少一種用于提高與上面所述的液晶材料(液晶分子)親合力的親合力賦予基和至少一種用于控制液晶分子取向的取向特性賦予基的有機硅材料，從而提高與液晶分子的親合力，所以可以將液晶分子拉向定向膜，從而容易地調(diào)節(jié)液晶分子的取向狀態(tài)。這使得取向特性賦予基可以調(diào)節(jié)液晶分子的取向狀態(tài)，從而取向液晶分子，以具有所需要的預(yù)傾角。由此結(jié)果，可以提供具有優(yōu)異取向特性(即，調(diào)節(jié)液晶材料的取向狀態(tài)的功能)以及優(yōu)異的耐光性的定向膜。此外，由于還改善了與透明電極的粘合力，所以也改善了最終得到的電子設(shè)備的可靠性。
在有機硅材料僅含有親合力賦予基或取向特性賦予基中任一種的情況下，不能得到這些益處。
即，在有機硅材料僅含有親合力賦予基的情況下，可以將液晶分子拉向定向膜的表面，但是難以將液晶分子取向在預(yù)定的方向上。另一方面，在有機硅材料僅含有取向特性賦予基的情況下，難以充分地將液晶分子拉向定向膜的表面，原因在于與液晶分子的親合力低，從而難以調(diào)節(jié)液晶分子的定向狀態(tài)。
親合力賦予基的實例包括乙烯基、烷撐基、氰基烷基、苯基、取代的苯基、亞烷基等。
在這些基團中，可以優(yōu)選將乙烯基、烷撐基、亞烷基和氰基烷基用作包括在構(gòu)成定向膜3A和4A的有機硅材料中的親合力賦予基。有機硅材料可以含有這些基團的至少一種或兩種或更多種作為其親合力賦予基。這使得可以更有效地提高與液晶分子的親合力，所以可以以更穩(wěn)定的狀態(tài)定向液晶分子，從而改善其取向特性。
此外，取向特性賦予基的實例包括苯基、取代的苯基、苯基-烷基、取代的苯基-烷基、含有3至12個碳原子的支鏈烷基等。
在此實施方案中，優(yōu)選構(gòu)成定向膜3A和4A的有機硅材料含有這些基團的至少一種或兩種或多種作為取向特性賦予基。這使得可以更適宜地將液晶分子的取向方向定向，從而顯示更優(yōu)異的取向特性。
在上面所述的基團中，特別優(yōu)選將苯基、取代的苯基、苯基-烷基和取代的苯基-烷基用作有機硅材料。由于這些基團的使用可以提高與液晶分子的親合力，所以可以以穩(wěn)定的狀態(tài)定向液晶分子，從而可以具有更優(yōu)異的取向特性。
至于上面所述的有機硅材料，優(yōu)選使用具有籠形結(jié)構(gòu)或部分裂開的籠形結(jié)構(gòu)的有機聚倍半硅氧烷。這種材料的使用使得可以以仲裁的方式改變親合力和取向特性之間的相對豐度(相對存在比率)。此外，還可以得到具有高耐熱性和高可見光透射性能的定向膜。
此外，優(yōu)選有機硅材料的重均分子量為500至50,000，更優(yōu)選為700至50,000。這使得可以得到光學(xué)和物理性質(zhì)穩(wěn)定的定向膜。
此外，優(yōu)選定向膜3A和4A的平均厚度為0.01至10μm，更優(yōu)選為0.01至0.1μm，并且再更優(yōu)選為0.02至0.05μm。如果定向膜的平均厚度低于下限值，可能的情況是根據(jù)有機硅材料的組成等，不能充分地顯示作為定向膜的功能。另一方面，如果定向膜的平均厚度超過上限，驅(qū)動電壓也因此提高，因而有不能驅(qū)動TFT的可能性，這取決于其種類。
將透明導(dǎo)電膜5安置在定向膜3A的外表面上，即定向膜3A與其面對液晶層2的表面相對的表面上。類似地，將透明導(dǎo)電膜6安置在定向膜4A的外表面上，即定向膜4A與其面對液晶層2的表面相對的表面上。
透明導(dǎo)電膜5和6在電流在它們之間流動時具有驅(qū)動液晶層2液晶分子(改變其取向)的功能。
對于透明導(dǎo)電膜5和6之間電流流動的控制是通過控制供應(yīng)自與透明導(dǎo)電膜連接的控制電路(圖中未顯示)的電流來進行的。
透明導(dǎo)電膜5和6具有導(dǎo)電性，并且是由例如銦錫氧化物(ITO)或氧化錫(SnO2)形成的。
將襯底9安置在透明導(dǎo)電膜5的外表面上，即，在透明導(dǎo)電膜5與其面對定向膜3A的表面相反的表面上。類似地，將襯底10安置在透明導(dǎo)電膜6的外表面上，即，在透明導(dǎo)電膜6與其面對定向膜4A的表面相反的表面上。
襯底9和10具有支撐如上所述的液晶層2、定向膜3A和4A和透明導(dǎo)電膜5和6，以及稍后描述的偏振膜7A和8A的功能。對用于形成襯底9和10的材料沒有特別限制。材料的實例包括玻璃如石英玻璃和塑料材料如聚對苯二甲酸乙二醇酯。在這些材料中，特別是，優(yōu)選由玻璃如石英玻璃形成的材料。這使得可以得到更不容易翹曲或彎曲并且具有優(yōu)異穩(wěn)定性的液晶板。在這點上，應(yīng)當注意的是，從圖1中省略了密封材料、配線等。
將偏振膜(片式偏振器或偏光膜)7A安置在襯底9的外表面上，即，在襯底9與其面對透明導(dǎo)電膜5的表面相反的表面上。類似地，將偏振膜(片式偏振器或偏光膜)8A安置在襯底10的外表面上，即，在襯底10與其面對透明導(dǎo)電膜6的表面相反的表面上。
形成偏振膜7A和8A的組成材料的實例包括聚乙烯醇(PVA)等。這些偏振膜可以是通過將碘摻雜在上面所述的組成材料中而得到的材料形成的。
此外，至于偏振膜7A和8A，還可以使用通過將由上面所述的材料形成的膜在單軸方向上拉伸而得到的膜。
通過使用這種偏振膜7A和8A，可以更加確保地通過調(diào)節(jié)在透明導(dǎo)電膜5和6之間流動的電流的量來進行透光度的控制。
通常根據(jù)無機定向膜3A和4A各自的取向方向來確定偏振膜7A和8A各自偏振軸的方向。
接著，將解釋根據(jù)本發(fā)明形成定向膜的方法。
在這點上，應(yīng)當注意的是，以下將對于本發(fā)明一種形成定向膜的方法的示例情況來進行描述，其中所述的定向膜是由具有籠形結(jié)構(gòu)或部分裂開的籠形結(jié)構(gòu)的有機聚倍半硅氧烷構(gòu)成的。
該實施方案的形成定向膜的方法包括以下步驟用于通過兩種或更多種具有不同組成的烷氧基硅烷化合物的縮聚來制備聚倍半硅氧烷(聚硅氧烷)材料的聚倍半硅氧烷材料制備步驟；用于制備含有所得到的聚倍半硅氧烷材料的定向膜形成液的定向膜形成液制備步驟；向基材上涂布得到的定向膜形成液以形成涂布層的涂布層形成步驟；和用于固化所形成的涂布層的固化步驟。
<聚倍半硅氧烷材料制備步驟>
(1)首先，制備多種烷氧基硅烷化合物。多種烷氧基硅烷化合物包括含有親合力賦予基的烷氧基硅烷化合物、含有取向特性賦予基的烷氧基硅烷化合物和含有固化反應(yīng)基的烷氧基硅烷化合物，所述的固化反應(yīng)基在形成稍后描述的涂布層時有助于固化反應(yīng)。制備這些烷氧基硅烷化合物，使得在最終得到的定向膜中官能團如親合力賦予基和取向特性賦予基等的相對存在比率成為所需要的比率，其中確定烷氧基硅烷化合物的比率，以對應(yīng)于所需要的比率。
通過使用多種烷氧基硅烷化合物，可以容易地調(diào)節(jié)在構(gòu)成定向膜的有機硅材料中的親合力賦予基和取向特性賦予基的相對存在比率。
含有親合力賦予基的烷氧基硅烷化合物的實例包括乙烯基三甲氧基硅烷、3-氰基丙基三乙氧基硅烷、烯丙基三甲氧基硅烷、烯丙基三甲氧基硅烷、烯丙基三異丙氧基硅烷、丁烯基三甲氧基硅烷、丁烯基三乙氧基硅烷、丁烯基三異丙氧基硅烷、2-氰基乙基三甲氧基硅烷、2-氰基乙基三乙氧基硅烷、2-氰基乙基三異丙氧基硅烷、3-氰基丙基三乙氧基硅烷、3-氰基丙基三異丙氧基硅烷、(3-氰基丁基)甲基三甲氧基硅烷、(3-氰基丁基)乙基三甲氧基硅烷、(3-氰基丁基)甲基三異丙氧基硅烷等。
此外，含有取向特性賦予基的烷氧基硅烷化合物的實例包括苯基三甲氧基硅烷、異丁基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、苯基三異丙氧基硅烷、異丁基三乙氧基硅烷、異丁基三異丙氧基硅烷、異丙基三甲氧基硅烷、異丙基三乙氧基硅烷、異丙基三異丙氧基硅烷、苯乙基三甲氧基硅烷、苯乙基三乙氧基硅烷、苯乙基三異丙氧基硅烷等。
固化反應(yīng)基是具有通過在預(yù)定的條件下固化反應(yīng)基相互反應(yīng)而固化涂布層的功能的官能團。通過使用含有這種固化反應(yīng)基的烷氧基硅烷化合物，可以改善定向膜形成液的涂布層形成性能(預(yù)涂布性能)。結(jié)果，可以形成具有穩(wěn)定物理性能的定向膜。
這種固化反應(yīng)基的實例包括環(huán)氧丙氧基-烷基、脂環(huán)族環(huán)氧基-烷基、丙烯?；榛?、甲基丙烯?；榛?、乙烯基、烷撐基、亞烷基、苯乙烯基和苯乙烯基-烷基等。
在這些固化反應(yīng)基中，優(yōu)選使用環(huán)氧丙氧基-烷基、脂環(huán)族環(huán)氧基-烷基和甲基丙烯?；榛Ｍㄟ^使用含有這種官能團的烷氧基硅烷化合物，可以有效地形成穩(wěn)定的定向膜。
含有這種固化反應(yīng)基的烷氧基硅烷化合物的實例包括3-環(huán)氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷、2-(3，4-環(huán)氧環(huán)己基)乙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷等。
(2)接著，以預(yù)定的混合比率將上面所述的多種烷氧基硅烷化合物、水和稀釋溶劑(如果需要)相互混合，得到其混合物。這種稀釋溶劑的典型實例包括醇類如甲醇、乙醇、異丙醇等，醚類如二乙醚、四氫呋喃(THF)等，酮類如丙酮、甲基異丁基酮等，和烴類如甲苯等。
(3)接著，將水解用催化劑如酸催化劑、堿催化劑等加入至由此得到的混合物，其中將混合物攪拌?？梢詫⑦@些催化劑預(yù)先加入至用于反應(yīng)的溶劑或水中。
這種酸催化劑(包括固體酸催化劑)的實例包括無機酸如硫酸、硝酸、磷酸，和有機酸如有機磺酸(例如苯磺酸、對甲苯磺酸、萘磺酸鹽、甲磺酸、乙磺酸等)。
此外，這種堿催化劑的實例包括無機堿如氨、氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉、碳酸鉀等，和有機堿如三胺(例如，三甲胺、三乙胺、三丁胺、三乙醇胺、吡啶等)，氫氧化四烷基銨、膽堿等。在這些堿中，優(yōu)選使用氫氧化鈉、氫氧化鉀和氫氧化四烷基銨，因為它們具有作為堿的高活性并且在處理后容易去除。
(4)在加入水解催化劑后，在攪拌下將混合物加熱至預(yù)定溫度，從而引起烷氧基硅烷化合物的縮聚反應(yīng)。
預(yù)定溫度(反應(yīng)溫度)優(yōu)選為5至140℃，并且優(yōu)選為30至60℃。如果反應(yīng)溫度過高，存在固化反應(yīng)基相互反應(yīng)的情況。另一方面，如果反應(yīng)溫度太低，反應(yīng)的進行變得顯著地慢。
此外，優(yōu)選反應(yīng)時間為1至48小時，并且更優(yōu)選為3至18小時。如果反應(yīng)時間太長，存在固化反應(yīng)基相互反應(yīng)的情況。另一方面，如果反應(yīng)時間太短，反應(yīng)未完成。
(5)接著，如果需要，進行其它處理如中和、稀釋溶劑的去除、干燥等。
通過如上所述的方法，可以得到具有籠形結(jié)構(gòu)或部分裂開的籠形結(jié)構(gòu)的聚倍半硅氧烷材料(即，聚硅氧烷材料)。
<定向膜形成液制備步驟>
然后，制備含有在上面所述的步驟中得到的聚倍半硅氧烷材料的定向膜形成液(取向膜形成液)。
在這點上，應(yīng)當注意的是，可以將在上面所述的步驟中得到的聚倍半硅氧烷材料原樣用于定向膜形成液，或者如果需要，可以將任何溶劑等加入其中。此外，如果需要，可以將固化劑(聚合引發(fā)劑)加入至定向膜形成液中。通過使用這種定向膜形成液，可以容易地進行涂布層(其稍后詳細描述)的固化。
這種固化劑的實例包括光聚合引發(fā)劑如二苯甲酮、1-羥基環(huán)己基苯基酮、(噻吩氧基苯基)二苯锍六氟磷酸鹽、雙(二苯锍)二苯基硫醚六氟磷酸鹽等，和熱聚合引發(fā)劑如偶氮二異丁腈、偶氮二甲基丁腈等。這些固化劑可以單獨使用或它們的兩種或更多種組合使用。
此外，如果需要，可以將定向膜形成液進行過濾處理。這使得可以除去在定向膜形成液中含有雜質(zhì)，從而可以有效地形成具有均勻厚度的定向膜。
<涂布層形成步驟>
然后，將在上面所述的步驟中得到的定向膜形成液涂覆在基材(基材100和101)上，形成由定向膜形成液形成的涂布層。
至于將定向膜形成液涂覆在基材上的方法，可以采用各種方法，如凹版涂布法、棒涂法、噴涂法、旋涂法、刀涂法、輥涂法、口模式涂布法等。
<固化步驟>
將由此形成的涂布層固化，形成定向膜(定向膜3A和4A)?？梢酝ㄟ^熱處理、能量光線輻照處理等來進行涂布層的固化。能量光線的實例包括可見光線、紫外線、放射線、紅外線等。
通過進行這種處理，使上面所述的固化反應(yīng)基通過自由基聚合、陽離子聚合、縮聚等而相互聚合，從而將涂布層固化形成定向膜。結(jié)果，可以得到用于電子器件的襯底，所述的襯底由基材和形成在基材上的定向膜組成。
在這點上，優(yōu)選在將用于形成涂布層的定向膜形成液中含有的水分和/或溶劑除去之后，即，在對涂布層進行干燥處理之后，進行涂布層的固化。這使得可以有效地形成具有均勻膜厚度的定向膜。
備選地，可以通過兩個步驟來進行涂布層的固化，所述的兩個步驟包括通過能量光線的輻照進行的涂布層初步固化和在初步固化后通過熱處理進行的二次固化。即，涂布層在其由相對低能量預(yù)固化后可以完全固化。這使得可以有效地形成具有均勻膜厚度的定向膜。
此外，可以在涂布層的固化之后進行摩擦處理。這使得可以得到具有更優(yōu)異取向特性的定向膜。
以下，將進行關(guān)于本發(fā)明液晶板第二實施方案的描述。
圖2是顯示本發(fā)明第二實施方案中液晶板的縱向剖面示意圖。以下將主要解釋在圖2中所示的液晶板1B與第一實施方案中的液晶板的不同，并且省略對與第一實施方案相同的那些項目的解釋。
如圖2所示，液晶板(TFT液晶板)1B包括TFT襯底(液晶驅(qū)動襯底)17、與TFT襯底17結(jié)合的定向膜3B、液晶板用相對襯底12、與液晶板用相對襯底12結(jié)合的定向膜4B、填充在定向膜3B和定向膜4B之間間隙中的由液晶組成的液晶層2、與TFT襯底(液晶驅(qū)動襯底)17外表面，即TFT襯底17與其面對定向膜3B的表面相反的表面，結(jié)合的偏振膜7B，和與液晶板用相對襯底12外表面，即液晶板用相對襯底12與其面對定向膜4B的表面相反的表面，結(jié)合的偏振膜8B。
定向膜3B和4B是由與第一實施方案形成定向膜3A和4A的方法(本發(fā)明形成定向膜的方法)相同的方法形成的。偏振膜7B和8B分別與第一實施方案的偏振膜7A和8A相同。
液晶板用相對襯底12包括微透鏡襯底11、提供在微透鏡襯底11的表面層114上并且其中形成開口131的黑底13，和提供在表面層114上以覆蓋黑底13的透明導(dǎo)電膜(普通電極)14。
微透鏡襯底11包括具有微透鏡用凹面部分的襯底(第一襯底)111和表面層(第二襯底)114，在襯底111中形成多個(大量)凹面部分(微透鏡用凹面部分)，每個凹面部分具有凹面彎曲的表面，所述的表面層114通過樹脂層(粘合劑層)115與其中形成有凹面部分112的具有微透鏡用凹面部分的襯底111的表面結(jié)合。在樹脂層115中，用填充在凹面部分112中的樹脂形成微透鏡113。
具有微透鏡用凹面部分的襯底111是由平面狀基材(透明襯底)制造的。將多個(大量)凹面部分112形成在具有微透鏡用凹面部分的襯底111的表面上?？梢杂筛墒轿g刻方法、濕式蝕刻方法等使用掩模來形成凹面部分112。
具有微透鏡用凹面部分的襯底111是由玻璃等形成的。
在這點上，優(yōu)選基材的熱膨脹系數(shù)基本上等于玻璃襯底171的熱膨脹系數(shù)(例如，基材和玻璃襯底171的熱膨脹系數(shù)的比率為約1/10至10)。因此，在得到的液晶板中，可以有效地防止在溫度變化時由熱膨脹系數(shù)的差別引起的翹曲、彎曲、剝離等。
從這種觀點考慮，優(yōu)選具有微透鏡用凹面部分的襯底111和玻璃襯底171是由同種材料形成的。因此，可以有效地防止在溫度變化時由熱膨脹系數(shù)的差別引起的翹曲、彎曲、剝離等。
特別是，當將微透鏡襯底11用于由高溫多晶硅制成的TFT液晶板時，優(yōu)選具有微透鏡用凹面部分的襯底111是由石英玻璃形成的。TFT液晶板含有作為液晶驅(qū)動襯底的TFT襯底。對于這種TFT襯底，優(yōu)選使用其特性由于制造時的環(huán)境而更不容易改變的石英玻璃。這使得通過由石英玻璃形成具有微透鏡用凹面部分的襯底111，可以得到具有優(yōu)異穩(wěn)定性的TFT液晶板，其中更不容易發(fā)生翹曲、彎曲等。
在具有微透鏡用凹面部分的襯底111的上表面上提供覆蓋凹面部分112的樹脂層(粘合劑層)115。
凹面部分112填充有用于形成樹脂層115的材料，由此形成微透鏡113。
這可以用折射指數(shù)高于形成具有微透鏡用凹面部分的襯底111的材料的折射指數(shù)的樹脂(粘合劑)來形成樹脂層115?？梢赃m宜地用丙烯酸類樹脂、環(huán)氧樹脂、紫外線固化樹脂如丙烯酸環(huán)氧樹脂等來形成樹脂層115。
在樹脂層115的上表面上提供平坦表面層114。
可以用玻璃形成表面層(玻璃層)114。在這種情況下，優(yōu)選表面層114的熱膨脹系數(shù)基本上等于具有微透鏡用凹面部分的襯底111的熱膨脹系數(shù)(例如，表面層114和具有微透鏡用凹面部分的襯底111的熱膨脹系數(shù)的比率為約1/10至10)。因此，可以有效地防止由具有微透鏡用凹面部分的襯底111和表面層114之間的熱膨脹系數(shù)的差別引起的翹曲、彎曲、剝離等。當具有微透鏡用凹面部分的襯底111和表面層114是由同種材料形成時，更有效地獲得這種效果。
當將微透鏡襯底11用于液晶板時，從得到必要的光學(xué)特性考慮，通常將表面層114的厚度設(shè)置為約5至1000μm，更優(yōu)選設(shè)置為約10至150μm。
還可以用陶瓷來形成表面層(屏蔽層)114。可以使用的陶瓷的實例包括氮化物陶瓷如AlN、SiN、TiN和BN，氧化陶瓷如Al2O3和TiO2，和碳化物陶瓷如WC、TiC、ZrC和TaC。當表面層114是由陶瓷形成的時，對表面層114的厚度沒有特別限制。但是，優(yōu)選將表面層114的厚度設(shè)置為約20nm至20μm，更優(yōu)選設(shè)置為約40nm至1μm。在這點上，應(yīng)當注意的是，這種表面層114如果它不是必須的，則可以省略。
黑底13具有高的光封鎖性能，并且是由金屬如Cr、Al、Al合金、Ni、Zn或Ti或其中分散有碳或鈦的樹脂形成的。
透明導(dǎo)電膜14具有導(dǎo)電性并且是由銦錫氧化物(ITO)、氧化銦(IO)或氧化錫(SnO2)等形成的。
TFT襯底17是用于驅(qū)動液晶層2的液晶的襯底，并且包括玻璃襯底171、提供在玻璃襯底171上并且以矩陣形式安置的多個(大量)像素電極172，以及對應(yīng)于各個像素電極172的多個(大量)薄膜晶體管(TFT)173。圖2中，未顯示密封材料、配線等。
由于上面所述的原因，優(yōu)選玻璃襯底171是由石英玻璃形成的。
像素電極172在透明導(dǎo)電膜(普通電極)14和像素電極172之間進行充電和放電，從而驅(qū)動液晶層2的液晶。像素電極172是由例如與透明導(dǎo)電膜14的材料相同的材料形成的。
將薄膜晶體管173與對應(yīng)于并且提供在薄膜晶體管173附近的像素電極172連接。將薄膜晶體管173與控制電路(圖中未顯示)連接并且控制供應(yīng)至像素電極172的電流。因此，像素電極172的充電和放電得到控制。
將定向膜3B與TFT襯底17的像素電極172結(jié)合。將定向膜4B與液晶板用相對襯底12的透明導(dǎo)電膜14結(jié)合。即，提供一個定向膜與每個電極接觸。
液晶層2是由液晶材料(液晶分子)形成的。液晶分子的取向，即，液晶的取向，響應(yīng)像素電極172的充電和放電而改變。
在這種液晶板1B中，通常，一個微透鏡113、對應(yīng)于微透鏡113光軸Q的黑底13的一個開口131、一個像素電極172和連接像素電極172的一個薄膜晶體管173對應(yīng)于一個像素。
從液晶板用相對襯底12側(cè)入射來的入射光L通過具有微透鏡用凹面部分的襯底111，并且透射通過樹脂層115、表面層114、黑底13的開口131、透明導(dǎo)電膜14、液晶層2、像素電極172和玻璃襯底171，同時，當入射光L通過微透鏡113時被聚光。這里，由于在微透鏡襯底11的入射側(cè)上提供偏振膜8B，當入射光L透射通過液晶層2時，入射光改變?yōu)榫€性偏振光。在那種情況下，與液晶層2液晶分子的取向狀態(tài)相結(jié)合，來控制入射光L的偏振方向。因此，通過偏振膜7B，可以通過透射入射光L來控制發(fā)射光的亮度，所述的入射光L透射通過液晶板1B。
如上所述，液晶板1B具有微透鏡113，并且已經(jīng)通過微透鏡113的入射光L被聚光，并且通過黑底13的開口131。另一方面，在黑底13未形成開口131的部分中，入射光L被封鎖。因此，在液晶板1B中，防止了不需要的光從像素以外的部分泄漏，并且在像素部分中的入射光L的衰減受到控制。因此，液晶板1B在像素部分具有高的透光率。
可以通過下面的方法制造液晶板1B分別在由已知的方法制造的TFT襯底17和液晶板用相對襯底12上，形成定向膜3B和4B，然后，通過密封材料(圖中未顯示)將TFT襯底17和液晶板用相對襯底12結(jié)合，由通過TFT襯底17和液晶板用相對襯底12結(jié)合而形成的間隙部分的填充孔，將液晶注入至該間隙部分，然后關(guān)閉該填充孔。
在液晶板1B中，將TFT襯底用作液晶驅(qū)動襯底。但是，也可以將不同于TFT襯底的液晶驅(qū)動襯底如TFD襯底、STN襯底等用于液晶驅(qū)動襯底。
可以適宜地將如上所述包括定向膜的液晶板用于具有強光源的液晶板和室外應(yīng)用的液晶板。
以下，將在圖3至5中所示的實施方案的基礎(chǔ)上，詳細解釋包括上面所述液晶板1A的電子設(shè)備(液晶顯示裝置)。
圖3是移動型(或筆計本型)個人計算機的透視圖，所述的個人計算機是本發(fā)明電子設(shè)備的一個實例。
在該圖中，個人計算機1100包括主體單元1104，所述的主體單元1104包括鍵盤1102和顯示單元1106。支撐顯示單元1106使其能夠通過鉸鏈結(jié)構(gòu)而相對于主體單元1104旋轉(zhuǎn)移動。
在個人計算機1100中，顯示單元1106包括液晶板1A和圖中未顯示的背光?？梢酝ㄟ^將來自背光的光透射通過液晶板1A來顯示圖像(信息)。
圖4是便攜式電話(包括個人手持電話系統(tǒng)(PHS))的透視圖，所述的電話是本發(fā)明電子設(shè)備的另一個實例。
在該圖中，便攜式電話1200包括許多操作按鈕1202、聽筒1204和話筒1206，以及液晶板1A和圖中未顯示的背光。
圖5是數(shù)碼照相機的透視圖，所述的數(shù)碼照相機是本發(fā)明電子設(shè)備的另一個實例。在該圖中，也簡要地顯示了與外部裝置的連接。
普通的照相機曝光具有主題光學(xué)圖像的銀鹽攝影膠片。另一方面，數(shù)碼照相機1300用成像裝置如電荷耦合器件(CCD)將主題的光學(xué)圖像進行光電轉(zhuǎn)換，以生成成像信號(圖像信號)。
在數(shù)碼照相機1300機殼(殼體)1302的背面上提供液晶板1A和背光(圖中未顯示)。數(shù)碼照相機1300在由CCD產(chǎn)生的成像信號的基礎(chǔ)上進行顯示。液晶板1A起著用于顯示作為電子圖像的主題的取景器的功能。
將電路板1308設(shè)置在機殼的里面。將可以儲存成像信號的存儲器設(shè)置在電路板1308上。
將包括光學(xué)透鏡(成像光學(xué)系統(tǒng))、CCD等的光接收單元1304提供在機殼1302的正面(在圖中所示的結(jié)構(gòu)中，在背面)。
當攝影者檢查顯示在液晶板1A上的主題圖像并且按下快門按鈕1306時，此時CCD的成像信號被傳遞至并且儲存于電路板1308的存儲器中。
在數(shù)碼照相機1300中，將視頻信號輸出端1312和用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)妮斎?輸出端1314提供在機殼1302一側(cè)。如此圖中所示，如果需要，將電視監(jiān)視器1430和個人計算機1440分別連接至視頻信號輸出端1312和用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)妮斎?輸出端1314上。此外，按照預(yù)定的操作，將儲存在電路板1308存儲器中的成像信號輸出至電視監(jiān)視器1430和個人計算機1440。
接著，作為本發(fā)明的電子設(shè)備的一個實例，將解釋使用液晶板1B的電子設(shè)備(液晶投影儀)。
圖6是示意性地顯示本發(fā)明的電子設(shè)備(投影型顯示裝置)的光學(xué)系統(tǒng)的視圖。
如該圖中所示，投影型顯示裝置300包括光源301、包括多個積分器透鏡的照明光學(xué)系統(tǒng)、包括多個分色鏡等的分色光學(xué)系統(tǒng)(光導(dǎo)光學(xué)系統(tǒng))、對應(yīng)于紅色的液晶光閥(液晶光閘陣列)(紅色用)24、對應(yīng)于綠色的液晶光閥(液晶光閘陣列)(綠色用)25、對應(yīng)于藍色的液晶光閥(液晶光閘陣列)(藍色用)26、其上形成有用于僅反射紅光的分色鏡表面211和用于僅反射藍光的分色鏡表面212的分色棱鏡(合色光學(xué)系統(tǒng))21，和投影透鏡(投影光學(xué)系統(tǒng))22。
照明光學(xué)系統(tǒng)包括積分器透鏡302和303。分色光學(xué)系統(tǒng)包括鏡304、306和309、反射藍光和綠光(僅透射紅光)的分色鏡305、僅反射綠光的分色鏡307、僅反射藍光的分色鏡308(或反射藍光的鏡)，和聚光透鏡310、311、312、313和314。
液晶光閥25包括液晶板1B。液晶光閥24和26具有與液晶光閥25相同的結(jié)構(gòu)。在液晶光閥24、25和26中包括的液晶板1B分別與驅(qū)動電路(圖中未顯示)連接。
在投影型顯示裝置300中，分色棱鏡21和投影棱鏡22構(gòu)成光學(xué)組20。光學(xué)組20和固定地提供在分色棱鏡21上的液晶光閥24、25和26構(gòu)成顯示單元23。
以下，將解釋投影型顯示裝置300的操作。
發(fā)射自光源301的白光(白光束)透射通過積分器透鏡302和303。這種白光的光強度(亮度分布)由積分器透鏡302和302而均勻化。在此情況下，優(yōu)選發(fā)射自光源301的白光是具有相對大光強度的白光。這可以使在屏幕320上形成的圖像更清楚。投影型顯示裝置300中，由于使用具有優(yōu)異耐光性的液晶板1B，所以即使發(fā)射自光源301的光的強度大時，也獲得優(yōu)良的長期穩(wěn)定性。
透射通過積分器透鏡302和303的白光通過鏡304反射至圖6中的左側(cè)。反射光中的藍光(B)和綠光(G)被分色鏡305反射至圖6中的下側(cè)，并且反射光中的紅光(R)透射通過分色鏡305。
透射通過分色鏡305的紅光被鏡306反射至圖6中的下側(cè)。由聚光透鏡310將反射光成形，使其入射在紅色用液晶光閥24上。
分色鏡305反射的藍光和綠光中的綠光被分色鏡307反射至圖6中的左側(cè)。藍光透射通過分色鏡307。
分色鏡307反射的綠光由聚光透鏡311成形，并且使其入射在綠光用液晶光閥25上。
透射通過分色鏡307的藍光被分色鏡(或鏡)308反射至圖6中的左側(cè)。反射光由鏡309反射至圖6中的上側(cè)。藍光由聚光透鏡312、313和314成形，并且使其入射在藍光用液晶光閥26上。
如此，將發(fā)射至光源301的白光分離成為紅、綠和藍三原色，分別導(dǎo)向相應(yīng)的液晶光閥，并且使其在其上入射。
在此情況下，將在液晶光閥24中包括的液晶板1B的各個像素(薄膜晶體管173以及與此連接的像素電極172)進行切換控制(ON/OFF)，即由基于紅色用圖像信號操作的驅(qū)動電路(驅(qū)動單元)進行調(diào)制。
類似地，使綠光和藍光分別入射在液晶光閥25和26上，并且由相應(yīng)的液晶板1B調(diào)制。因此，形成了綠光用圖像和藍光用圖像。在此情況下，將液晶光閥25中包括的液晶板1B的各個像素用基于綠色用圖像信號操作的驅(qū)動電路來進行切換控制。此外，將液晶光閥26中包括的液晶板1B的各個像素用基于藍色用圖像信號操作的驅(qū)動電路來進行切換控制。
因此，分別由液晶光閥24、25和26來調(diào)制紅光、綠光和藍光，并且形成紅光用圖像、綠光用圖像和藍光用圖像。
使由液晶光閥24形成的紅光用圖像，即來自液晶光閥24的紅光從表面213入射在分色棱鏡21上，在分色鏡表面211上反射至圖6中的左側(cè)，透射通過分色鏡表面212，然后從發(fā)射表面216發(fā)射。
使由液晶光閥25形成的綠光用圖像，即來自液晶光閥25的綠光從表面214入射在分色棱鏡21上，透射通過分色鏡表面211和212，然后從發(fā)射表面216發(fā)射。
使由液晶光閥26形成的藍光用圖像，即來自液晶光閥26的藍紅光從表面215入射在分色棱鏡21上，在分色鏡表面212上反射至圖6中的左側(cè)，透射通過分色鏡表面211，然后從發(fā)射表面216發(fā)射。
如此，將來自液晶光閥24、25和26的相應(yīng)顏色的光，即由液晶光閥24、25和26形成的相應(yīng)圖像通過分色棱鏡21合并。因此，形成彩色圖像。將該圖像由投影棱鏡22投影(放大和投影)在設(shè)置在預(yù)定位置的屏幕320上。
除了上面所述的圖3中的個人計算機(移動式個人計算機)、圖4中的便攜式電話、圖5中的數(shù)碼照相機和圖6中的投影型顯示裝置以外，本發(fā)明的電子設(shè)備的實例包括電視、攝像機、取景器型和監(jiān)視器直接觀看型磁帶錄像機、汽車導(dǎo)航裝置、尋呼機、電子筆記本(包括帶有通信功能的電子筆記本)、電子辭典、電子計算器、電子游戲裝置、文字處理器、工作站、可視電話、犯罪預(yù)防用電視監(jiān)視器、電子雙筒望遠鏡、POS終端、包括觸摸板的設(shè)備(例如金融機構(gòu)的自動取款機和自動售票器)、醫(yī)療設(shè)備(例如電子溫度計、血壓計、血糖計、心電圖顯示裝置、超聲波診斷裝置和內(nèi)窺鏡用顯示裝置)、魚群探測器、各種測量設(shè)備、計量設(shè)備類(例如，車輛、飛機、船舶的計量設(shè)備類)及飛行模擬裝置。不言而喻，本發(fā)明的液晶板可以用作這些各種電子器件和設(shè)備的顯示單元和監(jiān)視單元。
在圖中所示的實施方案的基礎(chǔ)上，對本發(fā)明進行了解釋。但是，本發(fā)明不限于這些實施方案。
例如，在本發(fā)明形成定向膜的方法中，可以加入一個或兩個或更多個任意目的的步驟。此外，例如，在本發(fā)明電子設(shè)備用的襯底、液晶板和電子設(shè)備中，相應(yīng)單元或組件的結(jié)構(gòu)可以用顯示相同功能的任何結(jié)構(gòu)來代替。此外，還可以加入任意的結(jié)構(gòu)。
在第二實施方案的解釋中，投影型顯示裝置(電子設(shè)備)具有三個液晶板，并且將本發(fā)明的液晶板用于這些液晶板的全部中。但是，至少一個液晶板是由本發(fā)明的液晶板構(gòu)成的就足夠了。在此情況下，優(yōu)選將本發(fā)明用于藍光用液晶光閥的液晶板。
此外，盡管上面所述的實施方案是基于烷氧基硅烷化合物含有固化反應(yīng)基的情況描述的，但是，不是必須要使用這種含有固化反應(yīng)基的烷氧基硅烷化合物。
此外，盡管上面所述的實施方案是基于使用多種烷氧基硅烷化合物的情況描述的，但是，本發(fā)明不限于這種情況。例如，可以使用含有其中存在親合力賦予基和取向特性賦予基的分子的烷氧基硅烷化合物。
實施例<液晶板的制造>
根據(jù)下面描述制造圖2中所示的液晶板。
(實施例1)首先，如下所述制造微透鏡襯底。
制備厚度為約1.2mm的未處理石英玻璃襯底(透明襯底)，然后將其浸漬于85℃溫度的清潔液(硫酸和過氧化氫水溶液的混合液)中，并且進行清潔。如此，將石英玻璃襯底的表面凈化。
然后，由CVD法分別在石英玻璃襯底的表面和背面形成厚度為0.4μm的多晶硅膜。
接著，在由此形成的多晶硅膜上，形成對應(yīng)于將要形成凹面部分的開口。
這是如下所述進行的。首先，在多晶硅膜上，形成具有將要形成的凹面部分的圖案的抗蝕劑層。接著，對多晶硅膜進行用CF氣體的干式蝕刻，以形成開口。然后，去除抗蝕劑層。
接著，將石英玻璃襯底浸漬于蝕刻液(10重量％氟酸+10重量％甘油的混合水溶液)中120分鐘，進行濕式蝕刻(30℃的蝕刻溫度)，以在石英玻璃襯底上形成凹面部分。
然后，將石英玻璃襯底浸漬于15重量％的氫氧化四甲銨水溶液中，以除去形成在石英玻璃襯底表面和背面上的多晶硅膜。如此，得到微透鏡用具有凹面部分的襯底。
然后，將紫外線(UV)固化性丙烯酸光學(xué)粘合劑(其折射率為1.60)無氣泡地涂覆至其中形成有凹面部分的具有微透鏡用凹面部分的襯底表面。將由石英玻璃制成的蓋玻璃(表面層)與光學(xué)粘合劑結(jié)合。在光學(xué)粘合劑上輻照紫外線，以硬化光學(xué)粘合劑，從而獲得層壓構(gòu)件。
然后，研磨和磨蝕蓋玻璃至具有50μm的厚度，從而得到微透鏡襯底。
在由此得到的微透鏡襯底中，樹脂層的厚度為12μm。
對于如上所述得到的微透鏡襯底，使用濺射法和光刻法形成厚度為0.16μm的形成有開口的光封鎖膜(Cr膜)，即黑底，其中開口在對應(yīng)于蓋玻璃的微透鏡的位置處。此外，由濺射法在黑底上形成厚度為0.15μm的ITO膜(透明導(dǎo)電膜)，以制造液晶板用相對襯底。
接著，在如此獲得的液晶板用相對襯底的透明導(dǎo)電膜上，如下所述形成定向膜。
首先，制備5.3重量份含有乙烯基作為親合力賦予基的乙烯基三甲氧基硅烷、4.8重量份含有苯基作為取向特性賦予基的苯基三甲氧基硅烷、14.2重量份含有環(huán)氧丙氧基烷基的3-環(huán)氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷、533重量份的四氫呋喃和22.5重量份1N的氫氧化鈉。
將這些組分放置于容量為1升的三頸燒瓶中，然后將其在60℃的溫度加熱攪拌3小時。然后，將燒瓶中的組分冷卻至室溫，然后向其中加入22.5重量份1N的鹽酸，以將其中和，由此得到混合物1。
然后，使用蒸發(fā)器將混合物1中的四氫呋喃去除，得到混合物2。
然后，使用50重量份甲苯，將混合物2中含有的聚硅氧烷(即，具有籠形結(jié)構(gòu)的聚倍半硅氧烷)從混合物2中提取出來，得到提取物。
接著，使用50重量份的蒸餾水和50重量份飽和鹽水清洗由此得到的提取物，然后去除蒸餾水和飽和鹽水，并且使用無水硫酸鎂將提取物中殘留的水分進行脫水。
接著，使用蒸發(fā)器，從已經(jīng)清洗和脫水的提取物中去除甲苯，并且在3.3Pa的減壓氣氛下，去除聚硅氧烷中含有的低沸點物質(zhì)，從而得到聚硅烷氧材料。
然后，將0.10重量份由此得到的聚硅烷氧材料與1.90重量份溶劑(二甘醇乙基醚乙酸酯)混合，得到混合物3。
接著，使用孔徑大小為0.2μm的過濾器對由此得到的混合物3進行過濾，以除去混合物3中含有的雜質(zhì)。
接著，0.001重量份50重量％作為固化劑的碳酸丙撐酯加入至由此得到的混合物3中，得到定向膜形成液，其中碳酸丙撐酯是通過將(噻吩氧基苯基)二苯锍六氟磷酸鹽和雙(二苯锍)二苯基硫醚六氟磷酸鹽混合而得到的。
接著，使用旋涂器將由此得到的定向膜形成液涂布至液晶板用相對襯底的透明導(dǎo)電膜上，從而形成涂布層。
然后，在使用150℃溫度加熱的電熱板將由此得到的涂布層干燥3分鐘之后，使用金屬氫氧化物燈(metal hydrate lamp)用射線輻照涂布層3分鐘，以使其預(yù)固化。然后，將涂布層在200℃的溫度加熱3小時，以使其完全固化。
接著，對固化的涂布層進行摩擦處理，由此得到定向膜。
由此形成的定向膜的膜厚度為0.2μm，并且在構(gòu)成定向膜的有機硅材料的一個分子中，含有親合力賦予基的硅單元的比率為29摩爾％，含有取向特性賦予基的硅單元的比率為21摩爾％。當用于形成定向膜的有機硅材料是合成的時，這些值基本上與原料組分的比率相同。此外，有機硅材料的重均分子量為1,800。
以如上所述相同的方式，也在分開制備的TFT襯底(由石英玻璃制成)的表面上形成定向膜。
將其上形成有定向膜的液晶板用相對襯底和將其上形成有定向膜的TFT襯底通過密封材料結(jié)合。進行該結(jié)合，以將定向膜的取向方向移動90°，使得形成液晶層的液晶分子扭向左邊。
其后，將液晶(由Merk Ltd.制造MJ99247)從在定向膜之間形成的間隙部分的填充孔中注入至間隙部分。然后，關(guān)閉填充孔。形成的液晶層的厚度為約3μm。
然后，通過分別將偏振膜8B和偏振膜7B結(jié)合在液晶板用相對襯底的外表面和TFT襯底的外表面上，來制造具有圖2中所示的結(jié)構(gòu)的TFT液晶板。至于偏振膜，使用通過在單軸方向上拉伸由聚乙烯醇(PVA)形成的膜而得到的偏振膜。分別基于定向膜3B和定向膜4B的取向方向確定偏振膜7B和偏振膜8B的結(jié)合方向。結(jié)合偏振膜7B和偏振膜8B，使得在施加電壓時透射入射光，而不施加電壓時，不透射入射光。
由此制造的液晶板的預(yù)傾角為3°至7°。
(實施例2至5)在實施例2至5每個中，以與實施例1相同的方式制造液晶板，不同之處在于使用表1中所示的烷氧基硅烷化合物作為烷氧基硅烷化合物來形成定向膜，并且將每種烷氧基硅烷化合物的量如表1中所示進行改變。
(實施例6至8)在實施例6至8每個中，以與實施例1相同的方式制造液晶板，不同之處在于使用表1中所示的烷氧基硅烷化合物作為烷氧基硅烷化合物來形成定向膜，將每種烷氧基硅烷化合物的量如表1中所示進行改變，并且將二苯甲酮用作固化劑。
(比較例1)以與實施例1相同的方式制造液晶板，不同之處在于制備聚酰亞胺樹脂(PI)(由Japan Synthetic Rubber Corporation制造AL6256)的溶液，由旋涂法在液晶板用相對襯底的透明導(dǎo)體膜上形成平均厚度為0.05μm的膜，并且對膜進行摩擦處理，使其預(yù)傾角為2°至3°，以形成定向膜。在此比較例1中，當進行摩擦處理時，產(chǎn)生似灰塵的物質(zhì)。
(比較例2)以與實施例3相同的方式制造液晶板，不同之處在于不使用乙烯基三甲氧基硅烷，并且將每種烷氧基硅烷的混合量如表中所示進行改變。
(比較例3)以與實施例3相同的方式制造液晶板，不同之處在于不使用異丁基三甲氧基硅烷，并且將每種烷氧基硅烷的混合量如表中所示進行改變。
<液晶板的評估>
對于實施例1至8和比較例1至3中制造的每種液晶板，連續(xù)地測量透光率。通過在其中不施加電壓的狀態(tài)下，將相應(yīng)的液晶板放在50℃的溫度下并且用光束強度為151m/mm2的白光輻照，進行透光率的測量。
至于液晶板的評估，用比較例1中制造的液晶板從白光開始輻照直到與初始透光率相比透光率下降50％的時間(耐光時間)作為參考，以如下所述的四個標準來評估液晶板。
A與比較例1中的相比，耐光時間為5倍或更大。
B與比較例1中的相比，耐光時間為2倍或更大且小于5倍。
C與比較例1中的相比，耐光時間為1倍或更大且小于2倍。
D耐光時間劣于比較例1的。
表1中，以有組織的方法顯示液晶板的評估結(jié)果，組織在一起的有用于形成定向膜的烷氧基硅烷化合物的種類、其混合量、形成定向膜的條件、每種定向膜的平均厚度、每種液晶板中的預(yù)傾角。
表1，每種烷氧基硅烷化合物是使用縮寫如下表示的乙烯基三甲氧基硅烷VI烯丙基三甲氧基硅烷AL3-氰基丙基三乙氧基硅烷CN苯基三甲氧基硅烷PH異丁基三甲氧基硅烷IB3-環(huán)氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷GL2-(3，4-環(huán)氧環(huán)己基)乙基三甲氧基硅烷EP3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷MA
表1

如從表1中明顯的是，與比較例1中的液晶板相比，本發(fā)明的液晶板顯示優(yōu)異的耐光性。
此外，在本發(fā)明的液晶板中，得到了足夠的預(yù)傾角，并且可以確保調(diào)節(jié)液晶分子的取向狀態(tài)。但是，在比較例2和3中的液晶板中，沒有得到足夠的預(yù)傾角，因此難以調(diào)節(jié)液晶分子的取向狀態(tài)。
<液晶投影儀(電子設(shè)備)的評估>
使用實施例1至8和比較例1至3每一個中制造的TFT液晶板，裝配具有圖6所示結(jié)構(gòu)的液晶投影儀(電子設(shè)備)。將每個液晶投影儀連續(xù)地驅(qū)動5000小時。
至于液晶投影儀的評估，觀察在驅(qū)動后立即的投影圖像和驅(qū)動后5000小時的投影圖像，并且以如下所述的四個標準評估投影圖像清晰度。
A觀察到清楚的投影圖像。
B觀察到基本上清楚的投影圖像。
C觀察到清晰度稍差的投影圖像。
D觀察到不清楚的投影圖像。
結(jié)果示于表2中。
表2

如從表2清楚的是，即使在使用本發(fā)明液晶板制造的液晶投影儀(電子設(shè)備)連續(xù)地長時間驅(qū)動時，也得到了清楚的投影圖像。
另一方面，在使用比較例1的液晶板制造的液晶投影儀中，投影圖像的清晰度隨著驅(qū)動時間的流逝而顯著地下降。認為這是因為在初始階段液晶分子的取向被定向，但定向膜由于長時間驅(qū)動而惡化。結(jié)果，液晶分子的取向特性下降。在使用比較例3的液晶板制造的液晶投影儀中，在驅(qū)動的初始階段不能得到清楚的投影圖像。認為這是因為定向膜的取向特性原來就低。
當制造包括本發(fā)明液晶板的個人計算機、便攜式電話和數(shù)碼照相機并且進行相同的評估時，得到了相同的結(jié)果。
由這些結(jié)果可見，本發(fā)明的液晶板和電子設(shè)備具有優(yōu)異的耐光性，并且即使在長時間使用液晶板和電子設(shè)備時，也保持穩(wěn)定的特性。
最后，應(yīng)當注意的是，盡管在上面顯示了本發(fā)明一些優(yōu)選的實施方案并且進行了詳細描述，應(yīng)當理解的是可以在不離開后附權(quán)利要求的范圍下在其中進行各種變化和修改。
權(quán)利要求
1.一種用于控制液晶分子取向的定向膜，所述的定向膜主要由有機硅材料形成，其中所述的有機硅材料在其分子中包括至少一種用于提高與液晶分子親合力的親合力賦予基和至少一種用于控制液晶分子取向的取向特性賦予基。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定向膜，其中所述的親合力賦予基是選自包含乙烯基、烷撐基和氰基烷基的組中的至少一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定向膜，其中所述的取向特性賦予基是選自包含苯基、取代的苯基、苯基-烷基、取代的苯基-烷基和含有3至12個碳原子的支鏈烷基的組中的至少一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定向膜，其中所述的有機硅材料含有作為其主要組分的含有親合力賦予基和取向特性賦予基的聚硅氧烷材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的定向膜，其中所述的聚硅氧烷材料包括具有籠形結(jié)構(gòu)或部分裂開的籠形結(jié)構(gòu)的有機聚倍半硅氧烷。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的定向膜，其中所述的聚硅氧烷材料是通過烷氧基硅烷的縮聚形成的。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的定向膜形成方法，其中所述的烷氧基硅烷包括兩種或更多種具有不同組成的烷氧基硅烷化合物。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的定向膜形成方法，其中所述具有不同組成的烷氧基硅烷化合物包括含有親合力賦予基的烷氧基硅烷化合物和含有取向特性賦予基的烷氧基硅烷化合物。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定向膜，其中所述的有機硅材料的重均分子量為500至50,000。
10.一種形成權(quán)利要求1中限定的定向膜的方法，該方法包括以下步驟制備襯底；制備定向膜形成液，所述的定向膜形成液含有用于形成所述有機硅材料的材料，所述的材料含有作為其主要組分的含有親合力賦予基和取向特性賦予基的聚硅氧烷材料；將所述的定向膜形成液涂布至襯底上；并且將所涂布的含有所述聚硅氧烷材料的定向膜形成液固化，以在襯底上形成所述的定向膜。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的定向膜形成方法，其中所述的聚硅氧烷材料是通過烷氧基硅烷的縮聚形成的，并且含有至少一種有助于所述定向膜形成液的固化反應(yīng)的固化反應(yīng)基。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的定向膜形成方法，其中所述的固化反應(yīng)基是選自包含環(huán)氧丙氧基-烷基、脂環(huán)族環(huán)氧基-烷基、丙烯?；⒓谆；?、苯乙烯基和苯乙烯基-烷基的組中的至少一種。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的定向膜形成方法，其中所述定向膜形成液的固化是通過熱處理和/或能量光線輻照處理以固化所述聚硅氧烷材料的固化反應(yīng)基來進行的。
14.一種液晶板，其包含液晶層，其具有兩個面；一對定向膜，其分別接觸所述液晶層的兩個面，每個定向膜是由權(quán)利要求1中限定的定向膜形成的；和一對電極，其提供給該對定向膜，所述的電極不面對所述的液晶層。
15.電子設(shè)備，其配備有由權(quán)利要求14所限定的液晶板。
全文摘要
一種用于控制液晶分子取向的定向膜是由有機硅材料形成的，所述的有機硅材料在其分子中包括用于提高與液晶分子親合力的親合力賦予基和用于控制液晶分子取向的取向特性賦予基。所述親合力賦予基是選自包含乙烯基、烷撐基和氰基烷基的基團中的至少一種，并且所述取向特性賦予基是選自包含苯基、取代的苯基、苯基－烷基、取代的苯基－烷基、含有3至12個碳原子的支鏈烷基的基團中的至少一種。優(yōu)選地，所述的有機硅材料包括具有籠形結(jié)構(gòu)或部分裂開的籠形結(jié)構(gòu)的有機聚倍半硅氧烷。還提供一種形成定向膜的方法，并且還提供具有所述定向膜的液晶板和配備有所述液晶板的電子設(shè)備。
文檔編號G02F1/1333GK1841166SQ200610068309
公開日2006年10月4日 申請日期2006年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月29日
發(fā)明者黑澤龍一 申請人:精工愛普生株式會社