JPH03253821A - 液晶表示素子 - 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】 ） 産還ｍ狙走顆 本発明は、新しい液晶配向膜を有する液晶表示素子に関
するものである。

炎来生技歪 時計やテレビなど液晶を使った平面デイスプレィが広く
使われるようになっているが、従来５ｉｎ２゜Ａｕ等の
斜方蒸着法、または、基板上にポリイミド系高分子樹脂
を塗布した後、布等で一定方向にラビングする等で形成
した配向膜を用いて液晶を配向させ液晶表示素子を得て
いる。

シよ゛と　る　　占 しかしながら、斜方蒸着法は、液晶に所定のプレチルト
角を与えるのに大変有利であるが、反面真空蒸着である
ため、１０−５ｔｏｒｒ位の高真空が必要であり、また
、蒸着工程が複雑で大面積化が難しく量産性に乏しいと
いう欠点を有している。

ラビング法も、大面積での均一性に問題がありラビング
により発生するゴミや静電気が悪影響を与えるという欠
点がある。

このような従来技術によらないで液晶を配向させること
か出来る配向方法が望まれていた。

。　占　ゞ　るための 上記問題点を解決するために本発明は、下式で表わされ
る繰返し単位を有する両親媒性高分子物質を （式中、Ｒ＋　は少なくとも２個の炭素原子を含有する
４価の基、 Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５およびＲ６は脂肪族、環状脂肪族もし
くは芳香族（これらが相互に組合わさっていてもよい）
の炭素数１〜３０の１価の基（これらの基がハロゲン原
子、ニトロ基、アミノ基、シアノ基、メトキシ基、アセ
トキシ基で置換されていてもよい）または水素原子であ
り、Ｒ３、Ｒ４Ｒ５およびＲ６の少なくとも１個は炭素
数１２〜３０好ましくは１４〜２２の基である。

ｘ、ｙは比率を表わし、０〈×≦０．７．０、３≦Ｙ＜
１、Ｘ＋Ｙ＝１である。）水面上に展開することにより
得られる単分子膜を、少なくとも電極層を形成した基板
上に１層以上積層した後、閉環反応がおこるような熱処
理を施してこれを液晶の配向を制御する配向膜として液
晶表示素子を構成した。

該両親媒性高分子物質は、−船釣に知られている共重合
法、例えばランダム共重合法、ブロック共重合法、グラ
フト共重合法により得られる物質である。

在足 本発明の上記の構成により、均一で欠陥が少なく且つラ
ビングなしで良好な配向性を有する液晶配向膜が得られ
る。

さらに、種々のχ、Ｙの値を選ぶことにより、広い範囲
で液晶配向膜の表面張力を操作することが可能であり、
液晶表示素子の表示品位を向上させることが可能である
。

夫嵐班 本発明の液晶表示素子について説明する。

第１図は、本発明の液晶表示素子の概略を示す断面図で
ある。

基板（１）の表面に透明電極のパターン（２）と絶縁膜
（３）が形成されており、その表面に液晶配向膜（４）
がラングミニアプロジェット法で作製される。こうして
作られた２枚の基板がスペーサー（５）により間隔を保
たれ接着される。そして注入口（６）から液晶表示物質
が間隔中に注入され液晶層（７）が形成されたものが液
晶表示素子である。

絶縁膜（３）は必須ではないがＩＴ○などの透明電極の
表面をシリコン酸化物などでコーティングしておくこと
が好ましい。

本発明の単分子膜を作製するために用いられる両親媒性
高分子物質は ってもよく、さらにはこれらの基が組合わさった基であ
ってもよい。しかし、Ｒ１が少なくとも６個の炭素類を
有するベンゼノイド不飽和によって特徴づけられた基で
ある場合には、耐熱性、耐薬品性および機械的特性など
の点から好ましい。

前記のごときＲ１の具体例としては、例えば、（式中、
Ｒ１は少なくとも２個の炭素原子を含有する４価の基、 Ｒ３、Ｒａ　、Ｒ５およびＲ６は脂肪族、環状脂肪族も
しくは芳香族（これらが相互に組合わさっていてもよい
）の炭素数１〜３０の１価の基（これらの基がハロゲン
原子、ニトロ基、ア果）基、シアノ基、メトキシ基、ア
セトキシ基で置換されていてもよい）または水素原子で
あり、Ｒ３、Ｒ４Ｒ５およびＲ６の少なくとも１個は炭
素数１２〜３０好ましくは１４〜２２の基である。

ｘＳｙは比率を表わし、０〈×≦０．７．０．３≦Ｙ＜
１．Ｘ＋Ｙ＝１である。）の繰返し単位をもち、Ｒ１は
少なくとも２個の炭素原子を含有する、好ましくは５〜
２０個の炭素原子を含有する４価の基であり、芳香族の
基であってもよく、脂肪族の基であってもよく、環状脂
肪族の基であなどがあげられる。

これらのうち、疎水性を与えるＲ３およびＲ４がカルボ
ン酸のエステルとしてバラ位にあるような構造のものが
好ましい。

我々が既に特開昭６２−１２９３１７に提案しているよ
うに原料の酸成分であるピロメリット酸のジエステルに
は下記のように２つの異性体が存在し く以下余白） メタ体　　　　　　　　　　パラ体 これから合成される両親媒性高分子物質はこの２つの異
性体を含む共重合体となる。我々は液晶の配向性を改善
するために鋭意検討した結果、疎水性を与えるＲ３およ
びＲ４がカルボン酸のエステルとしてパラ位にあるもの
を使用することによって液晶の配向性が改善することを
見出し、特願平１−１８９１３７に提案した。

Ｒ３およびＲ４は先に定義された基であるが、さらに具
体的には ＣＨ３（ＣＨｔ　）；；−＋　　　　（ＣＨ３）ｚ　Ｃ
Ｈ（ＣＨｚ）τ−３（ＣＨａ）ｚ　Ｃ（ＣＨｚ）Ｗ−ａ （以上のｎは、いずれも１２〜３０．好ましくは１４〜
２２）などがあげられる。

疎水性附与のためにはＣＨｚ（ＣＨｚ：ｌ；−＋で表わ
される直鎖アルキル基を利用するのが、性能的にもコス
ト的にも最も望ましい。

共重合比Ｘについては、Ｘが０．７を越えると得られる
液晶素子の液晶の配向性が低下し、好ましくない。

単分子膜の作製方法としては特に限定はないが、累積時
流動配向がおこる方法がのぞましく、垂直浸漬法は望ま
しい実施態様の１つである。

この際、長鎖脂肪酸や長鎖アルコールのような公知のラ
ングミュア・プロジェット膜材料や、我々が先に特開昭
６３−２１８７２８に提案している高分子ＬＢ膜材料を
混合して使用してもよい。

また、単分子膜を累積する前に、基板に表面処理を施す
ことも本発明の望ましい実施態様である。

本発明のもう１つの要件は熱処理を施すことであるが、
望ましくは不活性ガスの流通下、閉環反応がおこるよう
な温度に加熱しておこなわれ、１８０°Ｃ以上４００°
Ｃ程度までの温度が採用される。

温度が高いほど、閉環率が高くなる。この熱処理によっ
て良好な配向性が実現され、製膜のときに混合したよう
な低分子物質も除かれて液晶配向膜の耐薬品性、耐熱性
も向上する。

１ ２ 本発明により、上記した構成によってラビング処理を施
さずに、均一で欠陥が少なく良好な配向性を有する液晶
配向膜を得ることができ、この液晶配向膜を用いて液晶
が良好に配向した表示品位の高い液晶表示素子を得るこ
とができ、ＴＮ液晶のみならずＳＴＮ液晶、強誘電液晶
にも使用することができる。

実施例１ ガラス基板の片側にパターンを形成したマスクを用いて
ＩＴＯを２００ｎｍの厚さに、真空蒸着した。次いで、
ＩＴＯの電極上に絶縁膜として、シリコン酸化物の膜を
真空蒸着法を用いて１１００ｎの厚さに形成した。

一方、ピロメリット酸無水物とステアリルアルコールの
反応により作製したピロメリット酸ジステアリルエステ
ル異性体混合物を塩化メチレンでソックスレー抽出し、
パラ体を白色固体として、メタ体を抽出溶液中に分離し
た。

さらにエタノールで再結晶して、それぞれを精製した。

パラ位のピロメリット酸ジステアリルエステルの酸クロ
ライド１０ｍｍｏｌとバラフェニレンジアミン３　ｍｍ
ｏｌを反応させた後に、さらに２，２”−ビス（４−ア
ミノフェノキシフェニル）へキサフルオロプロパン２ｎ
ｎｎｏｌを反応させて得られる両親媒性高分子のをジメ
チルアセドアくド、クロロホルムの混合溶媒に溶解し、
これを用いて前記のＩＴＯを蒸着したガラス基板上に垂
直浸漬法で１１層累積した。更にＬＢ膜を形成したガラ
ス基板を２００°Ｃで１時間、窒素流通下熱処理した。

この熱処理によって完全ではないが閉環反応が進んでの
は下式のようなボリイ旦ドとなって非常に良好な耐薬品
性、耐熱性を有するようになる。

（以下余白） ３ ４ 前記の同一処理ガラス基板を２枚用意し、２枚の基板の
ＬＢ膜膜形待時基板の引上げ方向が互いに直角方向とな
るようにセルを構威し、一方の基板の透明電極層を形成
した面にシール樹脂として、直径８μｍのプラスチック
ビーズを分散した酸無水物硬化型エポキシ樹脂を１辺の
み辺の中央部に５ｍ長を残して他の全周に１肋幅で印刷
したうえで、透明電極を対向させた状態で加圧し、１４
０°Ｃで３時間加熱して硬化接着した。接着後、減圧下
で、前記開口部からネマティック液晶（メルク社製　商
品名ＺＬ１１５６５）を注入した。注入後、開口部を市
販の酸無水物硬化型エポキシ樹脂で固着し、液晶を封止
してＴＮ型液晶セルを完成した。完成した液晶セルを一
旦１００°Ｃまで加熱してから徐々に冷却して初期配向
させることにより、均一で欠陥が少なく良好な配向状態
のセルが得られた。

比較例１ 実施例１と同じように、パラ位のピロメリット酸ジステ
アリルエステルの酸クロライド１０ｍｍｏｌと２，２′
−ビス（４−アミノフェノキシフェニル）へキサフルオ
ロプロパン８ｍｍｏｌを反応させた後に、さらにパラフ
ェニレンジアミン２ｍｍｏ＋を反応させて得られる両親
媒性高分子を用いてＴＮ型液晶セルを作製した。

実施例１にくらべて配向に乱れがあり、配向性は劣って
いた。

５ ６ 実施例２ 実施例１と同しように、パラ位のピロメリット酸ジステ
アリルエステルの酸クロライドｌＱｍｍｏｌに対して、
２．６−ジアミツアントラキノン８ｍｍｏｌと２，２″
−ビス（４−アミノフェノキシフェニル）へキサフルオ
ロプロパン２　ｍｍｏｌを反応させて得られる両親媒性
高分子を用いてＴＮ型液晶セルを作製した。

実施例１と同様、均一で欠陥が少なく良好な配向状態の
セルが得られた。

発班坐盟来 以上のように少なくとも本発明の両親媒性物質を含む材
料を水面上に展開することにより得られる単分子膜を、
少なくとも電極を形成した基板上に１層以上積層した後
、閉環反応がおこるような熱処理を施して液晶の配向を
制御する配向膜とすることにより均一で欠陥が少なく且
つラビングなしで良好な配向性を有する液晶配向膜が得
られ、これを用いて表示品位の高い液晶表示素子を得る
ことが出来る。

４、

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の液晶表示素子の概略図である。 １は基板、２は透明電極、３は絶縁膜、４は液晶配向膜
、５はスペーサー、６は注入口、７は液晶層である。 ７ ８ 手続補正書 補正の内容 −」

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）下式で表わされる繰返し単位を有する両親媒性高
   分子物質を （式中、Ｒ＾１は少なくとも２個の炭素原子を含有する
   ４価の基、 Ｒ＾２は▲数式、化学式、表等があります▼または▲数
   式、化学式、表等があります▼、Ｒ＾３、Ｒ＾４、Ｒ＾
   ５およびＲ＾６は脂肪族、環状脂肪族もしくは芳香族（
   これらが相互に組合わさっていてもよい）の炭素数１〜
   ３０の１価の基（これらの基がハロゲン原子、ニトロ基
   、アミノ基、シアノ基、メトキシ基、アセトキシ基で置
   換されていてもよい）または水素原子であり、Ｒ＾３、
   Ｒ＾４、Ｒ＾５およびＲ＾６の少なくとも１個は炭素数
   １２〜３０の基であり、Ｘ、Ｙは比率を表わし、 ０＜Ｘ≦０．７、０．３≦Ｙ＜１、Ｘ＋Ｙ＝１である。 ）水面上に展開することにより得られる単分子膜を、少
   なくとも電極層を形成した基板上に１層以上積層した後
   、閉環反応がおこるような熱処理を施した薄膜を含む液
   晶表示素子。