JPH0210327A - 液晶配向膜およびその製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、液晶表示素子の配向膜およびその製造法に関
するものである。特に基板に対する液晶の傾き角が小さ
い素子に用いる配向膜およびその製造法に関する。

従来の技術 液晶表示素子は、一般に２枚の透明基板と前記透明基板
に挟持された液晶と前記透明基板上に形成された透明電
極あるいは駆動素子とさらに前記透明電極あるいは駆動
素子上に形成された配向膜を主な構成要素としている。

従来の液晶表示素子は主にネマティック液晶を用い、Ｔ
Ｎ（Ｔｗｉｓｔｅｄ　Ｎｅｍａｔｉｃ　）方式によって
画像表示をおこなっている。この場合ネマティック液晶
の分子長軸方向は平均的には電界無印加時には基板と平
行て配向膜によって規制される方向へ向いている。配向
膜としてはポリイミド薄膜を一方向ζこラビングしたも
のがもちいられてきた。市１反のポリイミド配向膜は、
液晶と基板のなす角（ブレチルト角）が５度以下である
。またハイチルト用配向膜も市販されているが、これは
ポリイミド樹脂に垂直配向性を有する長鎖アルキル基を
導入したものである。この長鎖アルキル基の導入方法は
ポリイミド樹脂に長鎖アルキル基を混合する方法やポリ
イミド樹脂の前駆体としてのジアミン成分に長鎖アルキ
ル基をもつジアミンを、用いている。

一方アルキル鎖を有する処理剤で表面処理をした場合、
たとえばステアリルトリメトキシシランでカラス基板を
処理した場合、液晶は基板に対して垂直配向することが
知られている。

なお液晶を電界無印加時に平行配向させる液晶表示素子
で好ましいプレチルト角は一般に２５度以下といわれて
いる。

発明が解決しようとする課題 そこで、アルキル基で表面処理した配向膜をもちいて、
基板に対する液晶のプレチルト角が出来るだけ小ざいこ
とが望ましい。

本発明は、そのような要望を満足する液晶配向膜及びそ
の製造法を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段 請求項１の本発明は、ンα晶配向膜として液晶と接する
面に直鎖のアルキル基を有し、その鎖長が炭素数８以下
あるいは１６以上であるような液晶配向膜によって、上
記目的を特徴する 請求項３０本発明は、請求項１の前記液晶配向膜が、表
面に水酸基を有する薄膜上にアルキルシリル化合物を反
応させることによって作成されることによって、上記目
的を達成する。

作用 本発明の配向膜表面の直鎖アルキル基は、液晶物質と相
互作用する。発明者らはその相互作用の程度がアルキル
鎖長によって大きく異なることを新しく見いだした。す
なわちアルキル鎖長が８以下の短い場合は、下地の膜の
ラビング効果の影響をうけてプレチルトが小さくなる。

またアルキル鎖長が１６以上の長い場合にはアルキル鎖
自体のラビング効果によりプレチルトが小さくなる。ア
ルキル鎖長が８と１６の中間の場合液晶のプレチルトが
大きくなる。すなわち液晶のプレチルト角を小さくする
ためにはアルキル鎖長８以下あるいは１６以上にすれば
よいことになる。本発明は、このようなメカニズムに基
づいて効果を発揮する。

実施例 以下に、本発明の詳細な説明する。

本発明の液晶配向膜は液晶と接する面に直鎖のアルキル
基を有し、その鎖長が炭素数８以下あるいは１６以上で
ある。このアルキル基は表面にのみ存在すれば液晶配向
に効果がある。従って種々の表面処理方法をもちいるこ
とができるが、このようなアルキル基を構成単位として
含む高分子膜をもちいてもよい。また表面処理方法とし
ては、ラングミュアーブロジエ）ＩＢ）法、真空蒸着法
、カップリング剤処理法等公知の方法を用いることがで
きる。これらの方法のうち、高分子膜表面をカップリン
グ剤で処理するものが最も簡便である。この場合カップ
リング反応は、高分子膜表面の水酸基に対してアルキル
トリクロロシランを反応させる方法が室温で処理できる
ため好ましい。

水酸基を表面に有する高分子膜としてはポリビニルアル
コール、ポリアクリル酸、デンプン、セルロース、水溶
性ナイロンまたはこれらのポリエチレンとの共重合体等
のはじめから水酸基を分子中に有している物質だけでは
なく、ポリエチレン、ポリスチレン等の物質をプラズマ
処理することここよって表面に水酸基を導入しても構わ
ない。またこれらの高分子膜の膜厚は特に制限はないが
、あまり薄すぎると高分子膜を作成する基板表面の凹凸
によって液晶配向が乱れる可能性があるため、１００Ａ
以上が望ましい。

特にポリビニルアルコールはスピンコードにより容易に
膜を作成できるため実用上好ましい。

またこの液晶配向膜をもちいた表示素子の種別としては
、ネマティック液晶を用いたＴＮ液晶表示素子、ネマテ
ィック液晶またはコレステリック液晶と染料を用いたＧ
）ｌ液晶表示素子、カイラル成分を含んだネマティック
液晶を用いたＳＢＥ液晶表示素子、カイラルスメクティ
ックＣ液晶をもちいた強誘電液晶表示素子等、初期配列
として基板に平行に液晶を配向させる方式の素子であれ
ばどのような種類の液晶表示素子を用いることもできる
。

このアルキルトリクロロシランをもちいて基板上に液晶
配向膜を形成する場合、スピンコード法、デイツプ法、
印刷法、蒸着法等種々の公知の塗布法を用いることがで
きるが、デイツプ法が最も容易である。またこの配向膜
形成時に基板上に残った余分のアルキルトリクロロシラ
ンは、クロロホルム等で基板を洗浄することによって取
り除いておくほうがよい。

次に、具体的な実施例に基づき本発明を説明する。

なお以下の実施例ではネマティック液晶表示素子を作成
したが、本発明はこれに限定するわけではなく、初期に
基板に平行に配向させる液晶表示素子であれば適用可能
である。

実施例１〜１２ 厚さ１．１ｍｍのコーニング社製＄７０５９タイプガラ
ス基板上に直径５０ｍｌ１１の円形電極ＩＴＯをスパッ
タすることによって得た。この基板上にポリビニルアル
コール（株りラレ製ＰＶＡ１１７）膜またはポリカーボ
ネート（ＰＣ）膜をスピンコードにより作成した。ポリ
カーボネート膜のみプラズマアッシャ−をもちいて酸素
を１０１００５ｅの流衰で系内に導入しながら０．６ｔ
ｏｒｒの真空度で基板温度を５０℃に設定して出力５０
０Ｗで５分間処理した。この膜の赤外分光スペクトルを
測定した結果、プラズマ処理前にはなかった水酸基の存
在を確認した。

次に第１表に示すアルキルトリクロロシランの四塩化炭
素溶液にこの基板を浸せきしたのちクロロホルムで洗浄
して表面処理を行ない、実施例１〜１２の液晶配向膜を
得た。

（以下余白） 第１表 比較例１〜８ 実施例１〜１２と同様の基板を用い、液晶配向膜を作成
した。

第２表 （以下余白） プレチルト角測定 プレチルト角を測定するために以下に示すように液晶セ
ルを作成した。

実施例または比較例で作成した配向膜を有する基板の配
向膜面を一方向にラビングし、このラビングした一対の
基板を１６Ｉ１ｍのスペーサを介して上下のラビング方
向が逆Ｗ行になるように重ね合わせ、注入口以外の部分
をシールしたのち、チッソ石油化学（株）製すクソン（
ＬＩＸＯＮ）９１５０ネマテイツク液晶を注入した。そ
ののち注入口を封止して液晶セルを作成した。

これらのンα品セルについて液晶の電気容量の異方性ま
たは屈折率の異方性をもちいて液晶のプレチルト角を測
定した。その結果を第３表に示す。

（以下余白） 発明の詳細 な説明したように本発明の液晶配向膜は、液晶と接する
面に直鎖のアルキル基を有しその鎖長が炭素数８以下あ
るいは１６以上のものを用いることによって、プレチル
ト角を小さくすることができる。

代理人の氏名　井理士　中尾敏男　はか１名第３表

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）液晶と接する面に直鎖のアルキル基を有し、その
   鎖長が炭素数８以下あるいは１６以上であることを特徴
   とする液晶配向膜。 （２）液晶配向膜が、アルキルシリル基を含むことを特
   徴とする請求項１の液晶配向膜。（３）請求項１の前記
   液晶配向膜が、表面に水酸基を有する薄膜上にアルキル
   シリル化合物を反応させることによって作成されること
   を特徴とする液晶配向膜の製造法。 （４）表面に水酸基を有する前記薄膜が、ポリビニルア
   ルコールよりなることを特徴とする請求項３記載の液晶
   配向膜の製造法。 （５）アルキルシリル化合物がアルキルトリクロロシラ
   ンあるいはアルキルトリエトキシシランであることを特
   徴とする請求項３又は４記載の液晶配向膜の製造法。