액정 배향제, 배향막 및 액정 표시 소자 document_id A220623044888

본 발명은 액정 배향제, 액정 배향막 및 액정 표시 소자에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 러빙 처리를 행하지 않고, 편광 또는 비편광 방사선 조사에 의해 액정 배향능을 부여하는 것이 가능한, 액정 배향막의 형성에 이용되는 액정 배향제, 이러한 액정 배향막 및 이러한 액정 배향막을 갖는 액정 표시 소자에 관한 것이다. 종래, 양의 유전 이방성을 갖는 네마틱형 액정을, 액정 배향막을 갖는 투명 전극 부착 기판 사이에 샌드위치 구조로 하고, 필요에 따라 액정 분자의 장축이 기판 사이에서 0 내지 360도 연속적으로 비틀어지도록 하여 이루어진, TN(Twisted Nematic)형, STN(Super Twisted Nematic)형, IPS(In Plane Switching)형 등의 액정 셀을 갖는 액정 표시 소자가 알려져 있다(일본 특허 공개 (소)56-91277호 공보 및 일본 특허 공개 (평)1-120528호 공보 참조). 이러한 액정 셀에 있어서는, 액정을 기판면에 대하여 소정 방향으로 배향시키기 위해, 기판 표면에 액정 배향막을 설치할 필요가 있다. 이 액정 배향막은, 통상적으로, 기판 표면에 형성된 유기막 표면을 레이온 등의 포재로 한 방향으로 문지르는 방법(러빙법)에 의해 형성된다. 그러나, 액정 배향막의 형성을 러빙 처리에 의해 행하면, 공정 내에서 먼지가 발생하거나, 쉽게 정전기가 발생하기 때문에, 배향막 표면에 먼지가 부착되어 표시 불량 발생의 원인이 된다는 문제가 있었다. 특히 TFT(Thin Film Transistor) 소자를 갖는 기판의 경우에는, 발생한 정전기에 의해 TFT 소자의 회로 파괴가 발생하여, 수율 저하의 원인이 된다는 문제도 있었다. 또한, 향후 점점 더 고정밀화되는 액정 표시 소자에 있어서는, 화소의 고밀도화에 따라 기판 표면에 요철이 생기기 때문에, 균일하게 러빙 처리를 행하는 것이 과제로 된다. 액정 셀에서의 액정을 배향시키는 별도의 수단으로서, 기판 표면에 형성한 폴리비닐신나메이트, 폴리이미드, 아조벤젠 유도체 등의 감광성 박막에 편광 또는 비편광 방사선을 조사함으로써 액정 배향능을 부여하는 광 배향법이 알려져 있다. 이 방법에 따르면, 정전기나 먼지를 발생시키지 않고, 균일한 액정 배향을 실현할 수 있다(일본 특허 공개 (평)6-287453호 공보, 일본 특허 공개 (평)10-251646호 공보, 일본 특허 공개 (평)11-2815호 공보, 일본 특허 공개 (평)11-152475호 공보, 일본 특허 공개 제2000-144136호 공보, 일본 특허 공개 제2000-319510호 공보, 일본 특허 공개 제2000-281724호 공보, 일본 특허 공개 (평)9-297313호 공보, 일본 특허 공개 제2003-307736호 공보, 일본 특허 공개 제2004-163646호 공보 및 일본 특허 공개 제2002-250924호 공보 참조). 그런데, TN(Twisted Nematic)형, STN(Super Twisted Nematic)형 등의 액정 셀에 있어서, 액정 배향막은, 액정 분자를 기판면에 대하여 소정의 각도로 경사 배향시키는 프리틸트 각(pretilt angle) 특성을 가질 필요가 있다. 광 배향법에 의해 액정 배향막을 형성하는 경우에 있어서, 프리틸트 각은 통상적으로 조사하는 방사선의 기판면으로의 입사 방향을 기판 법선으로부터 경사시킴으로써 부여된다. 또한, 상기와 별도의 액정 표시 소자의 동작 모드로서, 음의 유전 이방성을 갖는 액정 분자를 기판에 수직으로 배향시키는 수직(호메오트로픽) 배향 모드도 알려져 있다. 이 동작 모드에서는, 기판 사이에 전압을 인가하여 액정 분자가 기판에 평행한 방향을 향하여 기울어질 때, 액정 분자가 기판 법선 방향으로부터 기판면 내의 한 방향을 향해 기울어지도록 할 필요가 있다. 이를 위한 수단으로서, 예를 들면, 기판 표면에 돌기를 설치하는 방법, 투명 전극에 스트라이프를 설치하는 방법, 러빙 배향막을 이용함으로써 액정 분자를 기판 법선 방향으로부터 기판면 내의 한 방향을 향하여 약간 기울게 두는(프리틸트시키는) 방법 등이 제안되었다. 상기 광 배향법은, 수직 배향 모드의 액정 셀에 있어서 액정 분자의 기울기 방향을 제어하는 방법으로서도 유용하다는 것이 알려져 있다. 즉, 광 배향법에 의해 배향 규제력 및 프리틸트 각을 부여한 수직 배향막을 사용함으로써, 전압 인가시 액정 분자의 기울기 방향을 균일하게 제어할 수 있는 것이 알려져 있다(일본 특허 공개 제2003-307736호 공보, 일본 특허 공개 제2004-163646호 공보, 일본 특허 공개 제2004-83810호 공보, 일본 특허 공개 (평)9-211468호 공보 및 일본 특허 공개 제2003-114437호 공보 참조). 이와 같이, 상기 광 배향법에 의해 제조한 액정 배향막은 각종 액정 표시 소자에 유효하게 적용될 수 있다. 그러나, 종래의 광 배향막에는, 큰 프리틸트 각을 얻는 데 필요한 방사선 조사량이 많다는 문제가 있었다. 예를 들면, 아조벤젠 유도체를 함유하는 광 배향막에 있어서는, 충분한 프리틸트 각을 얻기 위해, 그 광축이 기판 법선으로부터 경사된 방사선을 1 J/cm2 이상 조사해야 한다는 것이 보고되어 있다(일본 특허 공개 제2002-250924호 공보, 일본 특허 공개 제2004-83810호 공보, 문헌 [J. of the SID 11/3, 2003 p.579] 참조).