JPH0255329A - 液晶配向方法 - 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、液晶配向方法に関し、特に高画質液晶デイス
プレーに適した液晶配向方法に関するものである。

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（Ｔｗｌｓｔｅｄ　Ｎｅｍａｔｌｃ　）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で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
一方向にラビングしたものが実用化されている。

また最近はＴＮ液晶にはない高速応答性およびメモリー
性を特徴とする強誘電液晶表示素子がＮ。

Ａ、クラーク（Ｎ　、Ａ　、Ｃ１ａｒｋ）とＳ、　　Ｔ
、　　ラガウォール（Ｓ、Ｔ　、Ｌａｇｅｒｗａｌｌ）
らによって米国特許第４３１１ｉ７９２４号明細書で提
案されているが、この強誘電液晶を配向させることはＴ
Ｎ液晶を配向させる場合よりも困難である。すなわち表
示素子は表示面全面にわたる均一なモノドメインを必要
とするが、強誘電性を示す液晶相（主にスメクティック
Ｃ相）はネマティック相に比べより結晶に近いため転位
や回位等の構造欠陥を起こしやすい。従って均一モノド
メインを得るのが困難であり現在は均一配向の実現にむ
けて多くの研究開発がなされている。

発明が解決しようとする課題 本発明における課題は、液晶の配向を表示素子全面にわ
たって均一にすることである。

課題を解決するための手段 液晶を挟持してなる液晶表示素子における、前記液晶に
接する側の少なくとも一方の表面に、２分子膜を作成す
る工程と、前記２分子膜の膜中に重合性低分子を導入す
る工程と、前記重合性低分子を高分子フィルム化する工
程を用いて形成した薄膜の表面に液晶を接触させる。

作用 液晶の配向は配向膜表面の分子と配向膜に接する液晶間
での相互作用によって実現されると思われる。本発明で
は基体の種類にかかわらず液晶と接する表面に高分子フ
ィルムを作成するため、その高分子フィルム表面が液晶
分子と密接な相互作用をするため液晶が配向すると思わ
れる。

実施例 本発明の液晶配向方法は、液晶を挟持してなる液晶表示
素子で基板表面の配向処理を必要とする液晶表示素子に
適用できる。すなわち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ＧＨ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液晶を用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に対し
ても適用できるが、均一配向制御が困難な強誘電液晶表
示素子について最も効果をあられす。

図は本発明の液晶配向方法の一実施例のプロセスを示す
図である。以下本発明の液晶配向方法を図により説明す
る。

１はｐＨを調製した水、２は透明基板、３は２分子膜、
４は高分子化したフィルム、５は液晶である。２分子膜
３は親水性部分が膜表面に向いている場合と疎水性部分
が膜表面に向いている場合があるが、膜の安定性などか
ら親水性部分が膜表面に向いている場合が良好である。

したがって透明基板２表面は親水性である方が好ましく
、２分子膜３作成から高分子化したフィルム４作成工程
までは水系溶媒中で行う方が好ましい。

まず（Ａ）に示すようにｐＨを調製した水１中に透明基
板２を導入し、界面活性剤を溶解する。透明基板２の表
面は極性が強ければ強いほど良好で５１０２、Ｔｌ０２
Ｎ　　Ａ１２０ａなどの金属酸化物や表面に水酸基を有
する高分子フィルム、酸素プラズマ処理をした表面など
をもちいることができる。また界面活性剤の種類に関し
ては、陽イオン界面活性剤、陰イオン界面活性剤、非イ
オン界面活性剤のどれをもちいても構わない。ただしｐ
ｌを適切な値に調製しておき、界面活性剤をｃｍｃ　　
（臨界ミセル濃度）以下の濃度に溶解する。ＣｍＱ以下
の濃度に保つことで極性の強い基板上に界面活性剤の２
分子膜が形成され、水中にはミセルが存在しない状態に
なる。つぎに（Ｂ）に示すようにその水中に重合性低分
子を重合開始剤と共に適当な溶媒（エタノールなど）に
溶解して導入する。本発明でもちいることのできる重合
性低分子はラジカル重合性の疎水性分子が好ましくスチ
レン、α−メチルスチレン、ジビニルベンゼン、メタク
リル酸メチル、酢酸ビニルが好ましい。重合開始剤につ
いてはアゾビスイソブチロニトリルや過酸化ベンゾイル
が重合反応に広く用いられており使いやすいが、これら
に限定するものではない。つづいて加熱して重合を開始
させ（Ｃ）に示すように高分子フィルム化する。

反応時間の制御により重合度を制御することが可能なこ
とは一般の重合反応と同様である。また光照射により重
合を開始させてもよい。さらにイオン交換水で基板をリ
ンスすることで２分子膜３を除去する。

最後に（Ｄ）に示すようにこの高分子化したフィルム４
と液晶５を接触させるが、この工程に関しては、高分子
化したフィルム４作成面を向かい合わせて適当な間隔を
とって挟持した透明基板１間に毛細管現象を利用して液
晶を注入する方法、透明基板１の高分子化したフィルム
４作成面に液晶５を印刷したのちこの透明基板を貼り合
わせる方法など公知の方法を利用できる。

以下に具体的な実施例で説明する。

実施例１〜５ 厚さ１．ｌｍｍ−辺５０ｍｍのコーニング社製＃７０５
９タイプガラス基板上にピッチ１００μｍで幅６２．５
μｍのストライプ状電極をＩＴＯをスパッタすることに
よって得た。この基板上に付着している不純物をアセト
ンを溶媒として洗浄した。つづいてイオン交換処理を施
した蒸留水で基板を洗浄した。つづいて酸素プラズマ処
理装置で基板上の有機物を除去したのちこの基板を以下
に示す組成の水溶液中に投入した。

水溶液組成 ラウリルサルフェートナトリウム塩（シグマ社製）・・
・・・・２５０ｍｇ 蒸留水・・・・１５０ｍ１ 塩酸によりｐＨ４に調製 さらにつづいてスチレン５９　ｍｇ、　　アゾビスイソ
ブチロニトリル０．１ｍｇをこの水溶液中に導入し２４
時間放置した。つぎにこの水溶液を６０°Ｃで２０分加
熱してスチレンを重合させたのち０℃に冷却して重合を
終了させた。エリプソメータをもちいて測定した膜厚は
４０Ａであった。

このようにして作成した薄膜を有するガラス基板に対し
てナイロン不織布をもちいて一定方向にこすってラビン
グ処理をおこなった。

このラビング処理した一対のガラス基板を上下のラビン
グ方向が平行になるように重ねあわせ、注入口以外の部
分をシールしたのちチッソ０薄製強誘電液晶ＣＳ−１０
１４を加熱して等方相とし、減圧下で注入口から注入し
た。そののち注入口をエポキシ樹脂で封止して実施例１
のセルを作成した。

以下第１表に示す通りに２分子膜材料、重合性低分子の
種類の異なる実施例１から５の液晶表示セルを作成した
。なおここで重合開始剤はすべてアゾビスイソブチロニ
トリルをもちいた。

第１表 成した。

第２表 但し、ＳＤＳはラウリルサルフェートナトリウム塩、Ｃ
ＴＡＢはセチルトリブチルアンモニウムの略 比較例１〜３ 実施例１〜５と同様の基板をもちい、配向膜として第２
表に示す材料を塗布し加熱乾燥後ラビングした。さらに
実施例と同様にチッソ＋Ｅ製強誘電液晶ｃ　ｓ　−１０
１４を減圧注入して液晶表示セルを作液晶表示素子動作
試験 以上の実施例および比較例で作成した液晶表示素子につ
いてクロスニコル下で観察しながら上下の電極間に±Ｉ
ＯＶの矩形波パルスをかけてそのときの透過光量の変化
からコントラストを測定した。

また顕微鏡観察に関しては９０％以上均一モノドメイン
の場合を◎、８０％以上を０１６０％以上を△、６０％
未満×とした。結果を第３表に示す。この結果より、実
施例の液晶表示素子のコントラストは比較例の液晶表示
素子のコントラストより高く、このことから実施例の方
が比較例よりも液晶の配向が良好であるといえる。

第３表 第 ７図は本発明の液晶配向方法の一実施例におけるプロセ
スを示す断面図である。

１・φｅｐｌを調製した水 ２・・・透明基板 ３拳・０２分子膜 ４・・・高分子化したフィルム ５・争・液晶 代理人の氏名　弁理士　粟野重孝　はか１名発明の効果 本発明の液晶配向方法をもちいることによって液晶表示
パネルの全面均一配向を実現できる。

【図面の簡単な説明】

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）液晶を挟持してなる液晶表示素子における、液晶
   に接する側の少なくとも一方の表面に、２分子膜を作成
   する工程と、前記２分子膜の膜中に重合性低分子を導入
   する工程と、前記２分子膜の膜中で前記重合性低分子を
   高分子フィルム化する工程を用いて形成した薄膜の表面
   に液晶を接触させることを特徴とする液晶配向方法。
2. （２）２分子膜を形成する材料がラウリルサルフェート
   ナトリウム塩よりなることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の液晶配向方法。
3. （３）高分子フィルム化する工程の後、表面の２分子膜
   材料を取り除く工程を含むことを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の液晶配向方法。