DE69528947T2

DE69528947T2 - Behandlungsverfahren zur Ausrichtung von Flussigkristallmolekülen und Flussigkristallanzeigevorrichtung

Info

Publication number: DE69528947T2
Application number: DE69528947T
Authority: DE
Inventors: Toyohiko Abe; Hideyuki Endo; Yoshio Miyamoto
Original assignee: Nissan Chemical Corp
Current assignee: Nissan Chemical Corp
Priority date: 1994-09-30
Filing date: 1995-09-25
Publication date: 2003-07-03
Anticipated expiration: 2015-09-26
Also published as: US5607732A; JPH08101393A; TW420766B; EP0704743A1; EP0704743B1; DE69528947D1; KR960011521A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Behandlungs-Verfahren zum Ausrichten von Flüssigkristall-Molekülen und eine dieses Verfahren anwendende Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung. Mehr im Besonderen bezieht sie sich auf ein Behandlungs-Verfahren zum Ausrichten von Flüssigkristall-Molekülen, das zum Ausrichten von Flüssigkristall-Molekülen ohne Reibbehandlung in der Lage ist, und das vom industriellen Standpunkt ausgezeichnet in der Produktivität ist, sowie auf eine dieses Verfahren anwendende Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung.
Eine Flüssigkristall-Anzeigevortichtung ist eine Anzeigevorrichtung, die eine elektrooptische Änderung von Flüssigkristall nutzt, und als Vorrichtung ist sie klein in der Größe und leicht im Gewicht und hat die Eigenschaft, dass der Energieverbrauch gering ist. Aufgrund solcher Eigenschaften wurde sie in den letzten Jahren als eine Anzeigevorrichtung für verschiedene Anzeigen bemerkenswert entwickelt. Von diesen ist eine Feldeffekt-Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung vom verdrehten nematischen Typ (TN-Typ) ein typisches Beispiel, bei dem ein nematischer Flüssigkristall mit einer positiven dielektrischen Anisotropie benützt wird, und Flüssigkristall-Moleküle parallel mit Substraten an entsprechenden Grenzflächen des gegenüberliegenden Paares von Elektroden-Substraten ausgerichtet sind, und die beiden Substrate derart zusammengebaut sind, dass die Ausrichtungs-Richtungen der Flüssigkristall-Moleküle wechselseitig senkrecht zueinander liegen. Mit einer solchen TN-Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung ist es wichtig, dass die langen axialen Richtungen der Flüssigkristall-Moleküle gleichmäßig parallel mit der Oberfläche der Substrate ausgerichtet sind. Bisher waren zwei Verfahren als typische Ausrichtungs-Behandlungs-Verfahren zum Ausrichten von Flüssigkristall-Molekülen bekannt.
Das erste Verfahren ist ein Verfahren, bei dem eine anorganische Substanz, wie Siliciumoxid, schräg auf ein Substrat aufgedampft wird, um einen anorganischen Film auf dem Substrat zu bilden, sodass die Flüssigkristall-Moleküle in der Richtung der Dampfabscheidung ausgerichtet sind. Nach diesem Verfahren kann eine stabilisierte Ausrichtung sicher erhalten werden. Die Wirksamkeit ist jedoch vom Standpunkt des Erhalts der gleichmäßigen Ausrichtung über die gesamte Oberfläche eines großen Substrates dürftig, und dieses Verfahren wird nur in einem industriellen Maßstab benutzt.
Das zweite Verfahren ist ein Verfahren, bei dem ein organischer Überzugsfilm auf einer Substrat-Oberfläche gebildet und dessen Oberfläche in einer gewissen Richtung mit einem Tuch aus, z. B. Baumwolle, Nylon, Polyester oder Ähnlichem, gerieben wird, sodass die Flüssigkristall- Moleküle in der Reibrichtung ausgerichtet sind. Nach diesem Verfahren kann eine stabilisierte gleichmäßige Ausrichtung relativ leicht erhalten werden, und das Verfahren ist ausgezeichnet in der Produktivität. Dieses Verfahren wird daher am häufigsten für den industriellen Zweck benützt. Als der organische Film kann, z. B., Polyvinylalkohol, Polyoxyethylen, Polyamid oder Polyimid erwähnt werden. Polyimid, das chemisch und thermisch am ausgezeichnetsten ist, wird jedoch üblicherweise von dem Standpunkt eingesetzt, dass es genügend Stabilität und Haltbarkeit für die industrielle Massenproduktion aufweist.
Das Behandlungs-Verfahren zur Ausrichtung durch Reiben von Polyimid war ein industriell brauchbares Verfahren, das einfach und ausgezeichnet in der Produktivität ist. Als die Forderung nach hoher Leistungsfähigkeit und Kompliziertheit der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung immer mehr zunahm, wurden neue Anzeigesysteme zum Erfüllen solcher Forderungen entwickelt und dabei hinsichtlich des Reibverfahrens auf verschiedene Probleme hingewiesen. So kann, z. B., ein STN (superverdrehtes nematisches) System, bei dem der Verdrehungswinkel der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung vom TN-Typ zugenommen hat, ein AM (aktives Matrix) System, bei dem Schaltelemente für individuelle Elektroden gebildet sind, ein FLC (ferroelektrisches) System, das ferroelektrische Flüssigkristalle benutzt, und ein AFLC (antiferroelektrisches) System erwähnt werden, das antiferroelektrische Fiüssigkristalle benützt. Im STN-System ist der Kontrast hoch, wodurch Kratzer auf der Oberfläche des Ausrichtungs-Films, die durch Reiben verursacht werden, Anzeigefehler sind. Bei dem AM-System bricht die mechanische Kraft oder die statische Elektrizität aufgrund des Reibens die Schaltelemente, oder durch Reiben gebildeter Staub ergibt Anzeigefehler. Bei dem FLC- oder AFLC-System ist es schwierig, sowohl ein rasches Ansprechen als auch eine gleichmäßige Ausrichtung smektischer Flüssigkristalle durch einfache Reibbehandlung zu erzielen. Es wurden daher verschiedene Probleme des Reibverfahrens deutlich gemacht.
Zum Zweck der Lösung solcher Probleme wurde ein sogenanntes "reibungsloses" Ausrichtungs-Verfahren zum Ausrichten von Flüssigkristall-Molekülen ohne Reiben untersucht, und es wurden verschiedene Verfahren vorgeschlagen. So wurden, z. B., ein Verfahren, bei dem fotochrome Moleküle in die Oberfläche des Ausrichtungsfilms eingeführt wurden, sodass die Moleküle an der Oberfläche des Ausrichtungsfilms durch Licht ausgerichtet werden (JP-OS 2844/1992), ein Verfahren, bei dem ein LB-Film (ein Langmuir-Blodgett-Film) zum Ausrichten von Molekülketten, die den Ausrichtungsfilm bilden, benutzt wurde (S. Kobayashi et al., Jpn. J. Appl. Phys. 27, 475 (1988)), ein Verfahren, bei dem die Ausrichtung durch Pressen eines Ausrichtungsfilms auf ein Substrat übertragen wurde, das vorher einer Ausrichtungs-Behandlung unterworfen worden war (JP-OS 43458/1994) untersucht. Keines von diesen ist jedoch als ein Ersatz für das Reibverfahren qualifiziert, wenn die industrielle Produktivität in Betracht gezogen wird.
Es wurden verschiedene Verfahren vorgeschlagen, bei denen periodisch konkave und konvexe Bereiche künstlich auf der Oberfläche eines Ausrichtungsfilmes gebildet würden, sodass die Flüssigkristall-Moleküle entlang diesen konkaven und konvexen Bereichen ausgerichtet sind. Das einfachste Verfahren dafür ist ein Verfahren, bei dem vorher eine Nachbildung hergestellt wird, die periodische konkave und konvexe Bereiche aufweist, und beidem ein thermoplastischer Film erhitzt und aufgepresst wird, um die konkaven und konvexen Bereiche auf den Film zu übertragen (JP-OS 172320/1992, 296820/1092 und 311926/1992). Nach diesem Verfahren ist es sicher möglich, wirksam einen Film mit periodischen konkaven und konvexen Bereichen auf seiner Oberfläche herzustellen. Es war jedoch unmöglich, praktische Zuverlässigkeit durch einen Polyimidfilm zu erhalten, der für das Reibverfahren benutzt wird. Ein Verfahren zum Bilden periodischer konkaver und konvexer Bereiche auf einer Filmoberfläche wurde vorgeschlagen, bei dem energiereiches Licht, wie ein Elektronenstrahl (JP-OS 97130/1992), ein α-Strahl (JP-OS 19836/1990), ein Röntgenstrahl (JP-OS 2515/1990) oder ein Eximer-Laser (JP-OS 53513/ 1993) auf den hoch zuverlässigen Polyimidfilm gestrahlt wird, um periodische konkave und konvexe Bereiche auf der Filmoberfläche zu bilden. Der Gebrauch einer solchen Quelle für energiereiches Licht kann jedoch nicht als ein effizientes Verfahren zur Ausrichtungs-Behandlung angesehen werden, wenn die industrielle Produktivität derart in Betracht gezogen wird, das die Ausrichtungs-Behandlung kontinuierlich gleichmäßig über die gesamte Oberfläche eines großen Substrates ausgeführt wird.
Andererseits kann ein fotolithographisches Verfahren als ein effizientes Verfahren zum Bilden periodischer konvexer und konkaver Bereiche auf der Oberfläche eines hoch zuverlässigen Polyimidfilms erwähnt werden. Polyimid wird als ein isolierender Film für Halbleiter aufgrund der ausgezeichneten elektrischen Charakteristika und der hohen isolierenden Eigenschaften benutzt. In den letzten Jahren wurde sogenanntes fotoempfindliches Polyimid entwickelt, bei dem das Polyimid selbst fotohärtbare Eigenschaften aufweist. Dies ist ein Versuch, periodische konkave und konvexe Bereiche durch ein fotolithographisches Verfahren unter Einsatz eines fotohärtbaren Polyimids zu bilden. Nach diesem Verfahren können konkave und konvexe Bereiche sicher auf der Oberfläche des Polyimidfilms gebildet werden. Dieses fotohärtbare Polyimid ist jedoch wie ein isolierender Film zu entwickeln. Die Charakteristika zum Ausrichten der Flüssigkristall-Moleküle sind daher unangemessen und es war notwendig, eine Pufferschicht aufzubringen (JP-OS 245224/1992). Folglich wurde das Verfahren komplex und es kann kein effizientes Verfahren für eine Ausrichtungs-Behandlung sein, die ein Ersatz für das Reibverfahren sein kann, wenn die industrielle Produktivität in Betracht gezogen wird.
Die vorliegende Erfindung wurde zur Lösung dieser Probleme gemacht und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Ausrichtungs-Behandlung durch ein industriell brauchbares Verfahren, das einfach und ausgezeichnet in der Produktivität ist, sowie eine diese benutzende Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung zu schaffen.
Die vorliegende Erfindung schafft ein Behandlungs-Verfahren zum Ausrichten von Flüssigkristall-Molekülen, wie in Anspruch 1 zitiert.
Weiter schafft die vorliegende Erfindung eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung, wie in Anspruch 6 zitiert.
In der beigefügten Zeichnung ist
Fig. 1 ein Muster der Maske,
Fig. 2 eine diagrammartige Ansicht, die die periodischen konkaven und konvexen Bereiche auf der Oberfläche des Polyimidfilms zeigt, wie durch ein Elektronenmikroskop betrachtet,
Fig. 3 eine graphische Darstellung von Eigenschaften, die die Änderung der Durchlässigkeit durch Rotation einer Flüssigkristallzelle zeigt.
Im folgenden wird die vorliegende Erfindung detailliert beschrieben.
Die Erfinder haben vorher festfestellt, dass das Polyimid der Formel (I) der vorliegenden Erfindung ein Polyimid mit ausgezeichneter Transparenz ist (JP-PS 11615/1990, die der US-PS 5,053,480 entspricht) und beim Anwenden der Reibbehandlung darauf und Einsatz als ein Flüssigkristall-Ausrichtungsfilm, hat er ausgezeichnete Ausrichtungs-Eigenschaften (JP-PS 33010/ 1992). Weiter wurde berichtet, dass einige der Polyimide mit einer Struktur der Formel (I) durch Bestrahlung mit ultravioletten Strahlen zur Bildung eines vorbestimmten Musters in der Lage sind (JP-OS 135449/1990, die der US-PS 4,877,718 entspricht).
Es ist daher durch ein einfaches Verfahren, bei dem dieses Polyimid mit Ultraviolett- Strahlen bestrahlt wird, gefolgt vom Eintauchen in eine Entwicklungs-Flüssigkeit und dann eine Spül-Flüssigkeit, möglich, periodische konkave und konvexe Bereiche auf der Oberfläche zu bilden, und Flüssigkristall-Moleküle auf einer solchen konkav-konvexen Oberfläche auszurichten, wodurch es möglich ist, eine sehr zuverlässige Ausrichtung zu erhalten, die für den praktischen Gebrauch dauerhaft ist, ohne dass eine Reibbehandlung ausgeführt wird.
Das Polyimid der Formel (I) kann nach dem in der JP-PS 11615/1990 (die der US-PS 5,053,480 entspricht) offenbarten Verfahren erhalten werden. Dabei werden 1,2,3,4-Cyclobutantetracarbonsäuredianhydrid und ein Diamin einer Polykondensations-Reaktion in einem Lösungsmittel bei einem wahlweisen molaren Verhältnis von 0,5 bis 2, vorzugsweise von 0,9 bis 1,1, unterworfen, um eine Polyimid-Vorstufe (Polyamidsäure) zu erhalten, die in ein Imid umgewandelt wird. Das hier eingesetzte Diamin ist gewöhnlich ein aromatisches Diamin, vorzugsweise ein aromatisches Diamin mit einem Heteroatom. Als spezifische Beispiele dafür können Diaminodiphenylether, 1,4-Bis(4-aminophenoxy)benzol, 4,4'-Bis(aminophenoxy)diphenylsulfon, 2,2-Bis[4(4-aminophenoxy)phenyl]propan und 4,4'-Diaminodiphenylsulfon als typische Beispiele erwähnt werden.
Als das in der vorliegenden Erfindung einzusetzende Polyimid ist es bevorzugt, das im Polyimid der Formel (I) die zweiwertige organische Gruppe R eine aromatische Kohlenwasserstoffgruppe ist. Die aromatische Kohlenwasserstoffgruppe ist vorzugsweise eine aromatische Kohlenwasserstoffgruppe mit mindestens einer verbindenden Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus -SO-, -S-, -SO&sub2;- und -O- als einer verbindenden Gruppe eines aromatischen Ringes in der aromatischen Kohlenwasserstoffgruppe, und als der aromatische Ring wird ein Benzolring bevorzugt.
Die Temperatur für die Polykondensations-Reaktion kann bei einem wahlweisen Niveau von -20ºC bis 150ºC ausgewählt werden. Die Temperatur liegt jedoch vorzugsweise in einem Bereich von -5ºC bis 100ºC. Das Lösungsmittel für die Polymerisation ist nicht besonders beschränkt, solange es in der Lage ist, die resultierende Polyamidsäure zu lösen. Typische Beispiele schließen N,N-Dimethylformamid, N,N-Dimethylacetamid, N-Methylpyrrolidon, N-Methylcaprolactam, Dimethylsulffoxid, Tetramethylharnstoff, Pyridin, Dimethylsulfon, Hexamethylphosphoramid und Butyrolacton ein. Diese Lösungsmittel können allein oder in Kombination als eine Mischung eingesetzt werden.
Selbst ein Lösungsmittel, das die Polyamidsäure nicht löst, kann zu dem obigen Lösungsmittel innerhalb eines Bereiches hinzugegeben werden, in dem die Polyamidsäure gelöst wird.
Ein Verfahren zum Bilden eines Polyimidfilms durch Aufbringen der erhaltenen Polyamidsäure auf das Substrat wird nach dem in der JP-PS 33010/1992 offenbarten Verfahren ausgeführt. Dabei wird eine Lösung der oben erwähnten Polyimid-Vorstufe auf ein Substrat aufgebracht und dann zum Entfernen des Lösungsmittels und zum Ausführen des Dehydratations- Ringschlusses bei der Polyimid-Vorstufe erhitzt, um einen gleichmäßigen Polyimidfilm auf dem Substrat zu bilden. Diese Heiztemperatur kann bei einem wahlweisen Niveau von 150ºC bis 400ºC ausgewählt werden.
In einem Falle, bei dem das resultierende Polyimid in einem Lösungsmittel löslich ist, kann eine Polyimid-Lösung, wie sie ist, aufgebracht und dann das Lösungsmittel verdampft werden, um einen Polyimidfilm zu bilden.
Das Überzugsverfahren ist nicht besonders eingeschränkt, und es kann ein Verfahren, wie Eintauchen, Überziehen, Drucken oder Sprühen benutzt werden.
In der vorliegenden Erfindung kann das Verfahren des Bestrahlens des Polyimidfilms mit ultraviloletten Strahlen mit einer räumlichen Verteilung der Bestrahlungsintensität durch eine Maske, gefolgt vom Eintauchen in eine Entwicklungs-Flüssigkeit und dann in eine Spülflüssigkeit zur Bildung periodischer konkaver und konvexer Bereiche auf der Oberfläche des Polyimidfilms gemäß einem Verfahren zum Bilden einer gemusterten isolierenden Schicht ausgeführt werden, wie in der JP-OS 135449/1990 gezeigt (die der US-PS 4,877,718 entspricht). Die zu benutzenden ultravioletten Strahlen können von irgendeiner Lichtquelle stammen, solange die Lichtquelle einen Wellenlängenbereich von 200 nm bis 400 nm aufweist, und es kann beispielsweise eine Hochdruck-Quecksilberlampe, eine Superhochdruck-Quecksilberlampe, eine Xenonlampe und ein DrF-Eximerlaser als typische Beispiele erwähnt werden. Eine Hochdruck- Quecksilberlampe ist unter Berücksichtigung der industriellen Produktivität am üblichsten.
Durch Anwenden solcher Ultraviolett-Strahlen durch eine Maske mit einem vorbestimmten Muster wird der Polyimidfilm mit den ultravioletten Strahlen mit einer räumlichen Verteilung der Bestrahlungs-Intensität bestrahlt, wodurch lösliche exponierte Regionen und nicht exponierte Regionen im Film gebildet werden. Die exponierten Regionen werden durch ein Lösungsmittel aufgelöst und entfernt und gereinigt zur Bildung konkaver und kovexer Bereiche auf der Oberfläche des Polyimids.
Ein aprotisches stark polares organisches Lösungsmittel ist als das organische Lösungsmittel zum Auflösen und Entfernen der exponierten Regionen, d. h., als die entwickelnde Flüssigkeit, bevorzugt. Spezifische Beispiele eines solchen Lösungsmittels schließen N-Methyl-2- pyrrolidon, N,N-Dimethylformamid, N,N-Dimethylacetamid, Dimethylsulfoxid, 1,3-Dimethyl-2- imidazolidinon, γ-Butyrolacton, Diacetonalkohol, Ethylenglykolmonomethylether, Ethylenglykolmonoethylether, Diethylenglykolmonomethylether, Diethylenglykolmorioethylether, Ethylenglykolmonomethyletheracetat und Propylencarbonat ein. Besonders bevorzugte organische Lösungsmittel sind N-Methyl-2-pyrrolidon, N,N-Dimethylformamid, N,N-Dimethylacetamid, γ-Butyrolacton, Diacetonalkohol und Ethylenglykolmonomethylether. Als die Spülflüssigkeit (reinigende Flüssigkeit) wird gewöhnlich Wasser benutzt.
Die Gestalt der konkaven und konvexen Bereiche auf der Oberfläche des Polyimidfilms kann in Abhängigkeit vom Musterbild der eingesetzten Maske, der Intensitätsverteilung der benutzten Ultraviolett-Strahlen und der Entwicklungs-Bedingungen zum Auflösen und Entfernen der exponierten Regionen mittels eines Lösungsmittels zum Entwickeln des Musterbildes in weitem Rahmen variiert werden. In Abhängigkeit vom Musterbild der Maske können periodische konkave und konvexe Bereiche mit verschiedenen Richtungen in der gleichen Ebene des Polyimidfilms gebildet werden.
Durch In-Berührung-bringen von Flüssigkristall mit dem Polyimidfilm mit so auf der Oberfläche des Films gebildeten periodischen konkaven und konvexen Bereichen ist es möglich, die Flüssigkristall-Moleküle entlang den konkaven und konvexen Bereichen auszurichten.
Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung detaillierter unter Bezugnahme auf Beispiele beschrieben. Es sollte jedoch klar sein, dass die vorliegende Erfindung in keiner Weise auf solche spezifischen Beispiele beschränkt ist.

BEISPIELE 1 bis 5

Bildung eines Polyimidfilms

41,0 g (0,1 mol) 2,2-Bis[4-(4-aminophenoxy)phenyl]propan und 19,6 g (0,1 mol) 1,2,3,4- Cyclobutantetracarbonsäuredianhydrid wurden in 343,5 g N-Methylpyrrolidon (im Folgenden einfach als NMP bezeichnet) bei Raumtemperatur 10 Stunden lang umgesetzt, um eine Polyimid-Vorstufen (Polyamidsäure)-Lösung zu erhalten. Die Viskositätszahl der erhaltenen Polyimid-Vostufe betrug 0,98 dt/g (Konzentration: 0,5/df, 30ºC in NMP).
Diese Lösung wurde mit NMP zu einem Gesamtfeststoffgehalt von 7 Gew.-% verdünnt und dann durch Schleuderüberziehen auf ein Glassubstrat von 60 mm · 70 mm · 1,2 mm bei 3.500 U/min aufgebracht und dann 10 Minuten bei 80ºC und eine Stunde bei 250ºC wärmebehandelt, um einen Polyimidharzfilm mit einer Dicke von 1 um zu bilden.

Bildung von konkaven und konvexen Bereichen auf der Oberfläche des Films

Es wurden zwei mit so erhaltenen Polyimidharzfilmen überzogene Glassubstrate hergestellt. Die entsprechenden Polyimidfilme wurden für in Tabelle 1 angegebene Zeitdauern einer Hochdruck-Quecksilberlampe mit einer Abgabe von 300 W durch eine Expositionsmaske bestrahlt, beider Linien L (exponierte Abschnitte) und Räume S (Lichtabschirmungs-Abschnitte) in Schlitzformen, wie in Fig. 1 identifiziert, in Tabelle 1 angegebene Mustergrößen aufwiesen. Die, wie oben beschrieben, behandelten Substrate wurden für eine vorbestimmte Zeitdauer in N- Methylpyrrolidon zur Entwicklung eingetaucht und weiter für 5 Minuten in reines Wasser zur Reinigung. Die Oberfläche der Substrate wurde durch ein Rasterelektronenmikroskop inspiziert, wobei periodische konkave und konvexe Bereiche, wie in Fig. 2 gezeigt, auf der Oberfläche der Polyimidfilme beobachtet wurden. Die Breite und Tiefe solcher konkaven und konvexen Bereiche wurde nach dem Stylus-Verfahren (Talystep) gemessen, wobei bestätigt wurde, dass die Streifenmuster, wie in Tabelle 1 gezeigt, die den entsprechenden Maskenmustern, den Expositions- und Entwicklungs-Bedingungen entsprachen, auf der Oberfläche der Polyimidfilme gebildet wurden. In gleicher Weise wurden Beispiele 2 bis 5 unter den in Tabelle 1 angegebenen Bedingungen ausgeführt.
Bezugnehmend auf Fig. 1 und 2, zeigt Bezugsziffer 1 den Lichtabschirmungs-Abschnitt, Ziffer 2 den Polyimidfilm, Ziffer 3 das Glassubstrat, Symbol L die Breite des Lichtabschirmungs-Abschnittes, Symbol S die Breite des exponierten Abschnittes, Symbol x den Abstand zwischen benachbarten konvexen Bereichen und Symbol y die Höhe der konvexen Bereiche.

Ausrichtung von Flüssigkristall-Molekülen

Zwei Substrate mit darauf gebildeten Streifenmustern wurden mit einem Abstandshalter von 6 um dazwischen miteinander verbunden, sodass die entsprechenden Polyimid-Seitenflächen innen und die Richtungen der Streifen parallel zueinander lagen, um eine Zelle zu erhalten, und Flüssigkristall (ZLI-2293, hergestellt durch Merck Co.) wurde unter Vakuum injiziert. Diese Zelle wurde unter gekreuzten Nicolschen Prismen eines Polyrisations-Mikroskops rotiert, wobei der Unterschied von Helligkeit und Dunkelheit, wie in Fig. 3 gezeigt, beobachtet wurde. Aus diesem Unterschied der Helligkeit und Dunkelheit wurde die Flüssigkristall-Ausrichtung bewertet. In gleicher Weise wurden Beispiele 2 bis 5 unter den in Tabelle 1 angegebenen Bedingungen ausgeführt.

VERGLEICHSBEISPIEL 1

In der gleichen Weise wie in den Beispielen wurden Polyimidfilme auf Glassubstraten gebildet, und einer Reibbehandlung mit einem Nylontuch ohne Ausführen der Behandlung zur Ausbildung konkaver und konvexer Bereiche auf der Filmoberfläche, wie in den Beispielen, unterworfen. Dann wurde die Flüssigkristall-Ausrichtung in der gleichen Weise wie in den Beispielen bewertet, und die Resultate waren, wie durch die gestrichelte Linie in Fig. 3 gezeigt.
Mit Bezug auf Fig. 3 repräsentiert O Beispiel 1, Beispiel 2, Beispiel 3, Beispiel 4, Beispiel 5 und --- Vergleichsbeispiel 1.
Aus diesen Resultaten wurde bestätigt, dass durch die Ausrichtungs-Behandlung der Beispiele eine Ausrichtung äquivalent der erhalten wurde, die durch Reibbehandlung im Vergleichsbeispiel erhalten wurde. Tabelle 1 Mustergestalten
Durch Behandeln eines Polyimids mit einer gewissen spezifischen Struktur nach einem einfachen fotolithographischen Verfahren ist es möglich, ein hoch zuverlässige Ausrichtung zu erhalten, die für praktische Zwecke brauchbar ist, ohne dass eine Reibbehandlung ausgeführt wird.

Claims

1. Behandlungs-Verfahren zum Ausrichten von Flüssigkristall-Molekülen, umfassend

(i) Bilden eines Polyimidfilms, der durch eine wiederkehrende Einheit der Formel (I) repräsentiert ist:

auf einem Substrat, wobei R eine zweiwertige organische Gruppe ist,

(ii) Bestrahlen des Films mit Ultraviolett-Strahlen mit einer räumlichen Verteilung der Bestrahlungs-Intensität durch eine Maske,

(iii) Eintauchen desselben in eine entwickelnde Flüssigkeit und dann in eine spülende Flüssigkeit zur Bildung periodischer konkaver und konvexer Bereiche auf der Oberfläche des Polyimidfilms, wobei der Abstand zwischen benachbarten konvexen Bereichen zwischen 2 bis 6 um beträgt, und

(iv) Ausrichten von Flüssigkristall-Molekülen auf der konkav-konvexen Oberfläche.

2. Behandlungs-Verfahren zum Ausrichten von Flüssigkristall-Molekülen gemäß Anspruch. 1, worin die zweiwertige organische Gruppe R eine aromatische Kohlenwasserstoffgruppe ist.

3. Behandlungs-Verfahren zum Ausrichten von Flüssigkristall-Molekülen nach Anspruch 2, worin die aromatische Kohlenwasserstoffgruppe eine aromatische Kohlenwasserstoffgruppe mit mindestens einer verbindenden Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus -SO-, -S-, -SO&sub2;- und -O-, als eine verbindende Gruppe eines aromatischen Ringes aufweist.

4. Behandlungs-Verfahren zum Ausrichten von Flüssigkristall-Molekülen nach Anspruch 1, worin die entwickelnde Flüssigkeit ein aprotisches, stark polares organisches Lösungsmittel ist.

5. Behandlungs-Verfahren zum Ausrichten von Flüssigkristall-Molekülen nach Anspruch 1, worin die entwickelnde Flüssigkeit mindestens eine ausgewählt aus der Gruppe ist, bestehend aus N-Methyl-2-pyrrolidon, N,N-Dimethylformamid, N,N-Dimethylacetaid, Dimethylsulfoxid, 1,3-Dimethyl-2-imidazolidinon, γ-Butyrolacton, Diacetonalkohol, Ethylenglykolmonomethylether, Ethylenglykolmonoethylether, Diethylenglykolmonomethylether, Diethylenglykolmonoethylether, Ethylenglykolmonomethyletheracetat und Propylencarbonat.

6. Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung mit Flüssigkristallmolekülen sandwichartig zwischen einem Paar von Substraten, die darauf ausgebildete Elektroden aufweisen, wobei auf mindestens einem der Substrate eine Ausrichtungsschicht abgeschieden ist, wobei die Ausrichtungsschicht periodische konkave und konvexe Bereiche aufweist, der Abstand zwischen konvexen Bereichen zwischen 2 und 6 um beträgt, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausrichtungsschicht hergestellt ist aus einem Polyimidfilm, der durch eine wiederkehrende Einheit der Formel (I) repräsentiert ist:

worin Reine zweiwertige organische Gruppe ist, der Film mit ultravioletten Strahlen mit einer räumlichen Verteilung der Strahlungs-Intensität durch eine Maske bestrahlt ist und dann in eine entwickelnde Flüssigkeit und dann in eine spülende Flüssigkeit zur Bildung periodischer konkaver und konvexer Bereiche auf der Oberfläche des Polyimidfilms eingetaucht ist und die Flüssigkristall- Moleküle auf der konkav-konvexen Oberfläche ausgerichtet sind.