JPH028292B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、液晶素子の配向処理方法に係わり、
特に垂直配向処理方法に関する。 最近の液晶表示素子の多様化の動きとして、素
子のカラー化が挙げられる。カラー化が可能な液
晶表示素子としては、電界複屈折型液晶表示素子
（ECB）、ハイブリツト配向型ネマチツク液晶表
示素子（HAN）のように、液晶の複屈折性を電
気的に制御することによつてカラー表示するタイ
プと、ゲスト−ホスト型液晶表示素子（GH）の
ように、二色性色素の吸光度の異方性を利用した
タイプがある。いずれのタイプにおいても、液晶
分子の長軸を少なくとも一方の基板表面に対して
垂直配向させなければならない。例えば、ECB
については誘電異方性Δεが負であるネマチツク
液晶を両方の基板に対して、分子長軸を垂直に配
向させる必要があり、HANについては、Δεが正
でも負であつても、一方の基板に対して分子長軸
を垂直にしなければならない。また、GHはΔεが
負であるネマチツク液晶をホスト液晶とするとき
には、垂直配向が必要となる。相転位型GHにつ
いては、駆動電圧の低電圧化の手段としても少な
くとも片面は垂直配向が好ましい。このように、
特に液晶表示素子のカラー化の方面で、液晶の安
定的な垂直配向処理技術が望まれてる。 従来、垂直配向処理としていくつかの方法が提
案されている。例えば、クロム酸などによる酸処
理、フツ素系界面活性剤のコーテイング、フツ素
系樹脂のコーテイング、アルキルシランカツプリ
ング剤による表面処理などがある。しかしなが
ら、クロム酸による酸処理は、基板のガラス面
と、SnO₂やIn₂O₃などの電極面とに対する処理効
果が不均一であるうえ、公害面でも好ましくない
ものである。フツ素系界面活性剤のコーテイング
及びフツ素系樹脂のコーテイングは、垂直配向の
均一性はほぼ良好であるが、素子の周辺シール部
の接着強度が非常に弱く、信頼性に問題がある。
また、特開昭50−50947号公報等に示されている
アルキルシランカツプリング剤の場合は、経時変
化による耐久性が悪く長期にわたる均一な配向は
得られない。 また、特開昭53−129062号公報には、有機チタ
ン化合物にリン化合物を配合したものを主成分と
する薄膜を配向膜として使用する技術が開示され
ている。しかしながら、これはラビング等により
水平配向処理されるものであり、垂直配向処理す
るものではない。 そこで、本発明は上述した従来の垂直配向処理
方法の欠点を解決し、経時変化等による耐久性の
優れた新規な垂直配向処理方法を提供することを
目的とする。 本発明の液晶素子の垂直配向処理方法は、液晶
素子を構成する透明電極基板の液晶と接する表面
に、次式(1)に示す有機チタン化合物を主成分とし
さらに次式(2)に示すテトラアルキルチタネートが
添加された混合溶液を塗布し、加熱乾燥処理によ
つて配向膜を形成したことを特徴とする。 （C_oH_2o+1COO）_xTi（OR）_4-x (1) Ｒ：アルキル基 ｎ：３以上 ｘ：１〜３ Ti（OR）₄ (2) Ｒ：アルキル基 なお、塗布の方法としては、基板表面に浸漬
法、スプレー法、スピンナー法等が使用される。 また、上記(1)式に示す有機チタン化合物として
は、イソプロピルトリヘプタノイルチタネート、
ジイソプロピルジヘキサノイルチタネート、イソ
プロピルトリステアロイルチタネート、トリイソ
プロピルステアロイルチタネートなどのチタンア
シレートがある。 また、電極表面との密着性を向上させるための
添加剤としては、テトラプロピルチタネート、テ
トラブチルチタネート、テトラオクチルチタネー
ト、などのテトラアルキルチタネートが効果的で
ある。このテトラアルキルチタネートの添加は、
主成分である有機チタン化合物を基板に対して多
分子層に形成したい場合にも効果がある。有機チ
タン化合物の非加水分解基の末端炭化水素の長さ
は、炭素数が３個未満だと、周辺シール部との接
着力は非常に弱い、通常炭素数は６個〜20個であ
ればシールの接着性及び垂直配向性は良好なもの
が得られる。 上述した加水分解性有機チタン化合物は、適当
な溶媒に溶解希釈して使用することができる。用
いられる溶媒は、メタノール、エタノール、イソ
プロパノールなどのアルコール類、ヘキサンなど
の石油系溶媒、ベンゼン、トルエン、キシレンな
どの芳香族系溶媒、塩素系溶媒、フツ素系溶媒の
いずれも選択可能なものである。基板表面への塗
布方法は、浸漬法、スプレー法などのいずれも適
用可能である。加熱乾燥処理は、約40℃〜300℃
の範囲で処理でき、通常は80℃〜150℃で10秒〜
30分で良い。該処理後は必要によつてはリンスを
しても良い。特にモノアルコキシタイプは多分子
層になりにくく、リンスをしたほうが、配向品質
を向上させる。 以上述べたように、本発明は容易な方法を用い
ることにあつて垂直配向処理が可能となる。以下
に実施例を上げ詳述する。 実施例 １ SnO₂を透明電極とする液晶表示用基板を、0.5
％イソプロピルトリオクタノイルチタネートと
0.1％テトラブチルチタネートのイソプロピルア
ルコール溶液中に、60秒間浸漬し、オーブン中で
120℃10分間加熱処理した２枚の電極基板をギヤ
ツプが10μｍになるように、エポキシ系接剤を用
い周辺をシールしてセルを作成した後、ビフエニ
ル系液晶を封入し、前後に偏光板を介して観察し
たところ、均一な垂直配向を示した。エージング
試験においても120℃で500時間以上、80℃90％
RHで300時間以上電極上及び電極以外の部位と
も外観変化は生じなかつた。また、シール部の接
着強度は充分なものであつた。 実施例 ２ In₂O₃を透明電極とする液晶表示用基板を、1.0
％ジイソプロピルジヘキサノイルチタネートと
0.5％テトラプロピルチタネートのメチルアルコ
ール溶液中に30秒間浸漬し、オーブン中で140℃
20分間加熱処理した。この様に処理した２枚の電
極基板を実施例１と同様にセル化した後、実施例
１と同様の方法で評価したところ、電極上及び電
極以外の部位とも全く均一な垂直配向を示し、ま
たシール強度においても剥離強度はガラス製基板
が破壊するほど充分な強度が得られた。 比較例 １ 実施例１と同様に液晶表示用基板を、1.0％イ
ソプロピルトリオクタノイルチタネートのイソプ
ロピルアルコール溶液中で浸漬処理した後、実施
例１と同様の方法でパネルを作成した。初期は全
面均一に垂直配向していたが、120℃・100時間経
過後に電極上に配向不良が生じた。 比較例 ２ 実施例１と同様の電極基板を、0.5％ジメチル
ジメトキシシランのイソプロピルアルコール溶液
に60秒間浸漬し、オーブン中で100℃20分間加熱
処理した後、実施例１と同様の方法でパネルを作
成した。初期は全面に垂直配向したが120℃・20
時間経過後に電極上に配向不良が生じた。また、
周辺シール部の接着力が極端に弱くパネルに外力
を加えたら、パネルから液晶が漏れ実際上使用困
難なものであつた。 なお、上記の他に式(1)に示す有機チタン化合物
に、式(2)に示すテトラアルキルチタネートを添加
した場合と未添加（有機チタン化合物単独）の場
合の特性比較した結果を以下の表に示す。

【表】 上述の如く、本発明によればIn₂O₃電極、SnO₂
電極などの電極材質を問わず、優れた耐久性を有
する配向膜が得られる。したがつて、長期にわた
り均一で安定した垂直配向膜が実現できる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 液晶素子を構成する透明電極基板の液晶と接
   する表面に、次式(1)に示す有機チタン化合物を主
   成分としさらに次式(2)に示すテトラアルキルチタ
   ネートが添加された混合溶液を塗布し、加熱乾操
   処理によつて配向膜を形成したことを特徴とする
   液晶素子の垂直配向処理方法。 （C_oH_2o+1COO）_xTi（OR）_4-x (1) Ｒ：アルキル基 ｎ：３以上 ｘ：１〜３ Ti（OR）₄ (2) Ｒ：アルキル基