JPH04240620A - 液晶配向膜 - Google Patents

液晶配向膜

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JPH04240620A
JPH04240620A JP3007007A JP700791A JPH04240620A JP H04240620 A JPH04240620 A JP H04240620A JP 3007007 A JP3007007 A JP 3007007A JP 700791 A JP700791 A JP 700791A JP H04240620 A JPH04240620 A JP H04240620A
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JP
Japan
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liquid crystal
film
crystal alignment
organic
alignment film
Prior art date
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Pending
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JP3007007A
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English (en)
Inventor
Hiroshi Yamazoe
山添 博司
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、液晶素子に関する。特
に液晶素子の特性に影響する液晶分子の配向に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より液晶素子は両基板の間隙に液晶
組成物を充填して得ることができる。この際、一般的に
使われる配向膜は、ラビングされる、すなわち主鎖を延
伸されたポリイミド系単体から構成されることが多い。
【0003】なお、液晶分子の配向膜の概念は、佐々木
昭夫編、「液晶エレクトロニクスの基礎と応用」に詳し
い。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ネマティック液晶素子
、強誘電性液晶素子において、配向膜近傍の液晶分子の
配向が均一でなく、従って、均一な液晶素子の表示が困
難なことが多い。
【0005】これは、配向の従来技術では、配向膜近傍
の液晶分子の配向の均一性には限界があることを示して
いる。
【0006】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明の液晶配向膜は対向する電極基板の間に液晶
を封入してなる液晶素子に設けられた液晶配向膜であっ
て、これが電極基板、有機樹脂膜、極薄の有機低分子か
らなる層をこの順に積層してなることを特徴とするもの
である。
【0007】極薄、望ましくは単分子層程度の有機低分
子からなる層を形成するには、有機樹脂膜の表面に有機
低分子を吸着または、前記表面に存在する官能基と有機
低分子を反応させるのが望ましい。
【0008】なお、前記有機低分子が、アミン化合物が
望ましい。特に1級アミン化合物がより望ましい。前記
有機樹脂膜の表面に前記有機低分子を吸着または、前記
表面に存在する官能基と前記有機低分子を反応させる方
法としては、この1級アミン化合物のガス(蒸気)に晒
すことが望ましく、この場合、1級アミンとしては、ベ
ンジルアミンやシクロヘキシルアミンが望ましい(蒸気
圧が高いという意味で)。
【0009】有機樹脂膜としては、少なくとも、ラビン
グされたポリイミド膜、ラビングされたポリアミド膜、
ラビングされたポリアクリロニトリル膜、ラビングされ
たポリパラバン酸樹脂膜が望ましい。
【0010】使用される液晶材料としては、ネマティッ
ク液晶、あるいは強誘電性液晶が適当である。
【0011】帯電防止剤を含有したポリアクリロニトリ
ルからなる層を形成し、更にこれをラビングし、更に垂
直配向剤を層表面に吸着させてなるものを、前述の有機
樹脂膜として用いることが、スーパー・ツウィスティッ
ド・ネマティック・モード(STN)や、サーフィス・
スタビライズド・フェロエレクトリック・リキド・クリ
スタル・モード(SSFLC)にかなり効果的である。
【0012】さらに、帯電防止剤を含有したポリパラバ
ン酸樹脂からなる層を形成し、更にこれをラビングし、
更に垂直配向剤を層表面に吸着させてなるものを、前述
の有機樹脂膜として用いることが、STNや、SSFL
Cにかなり効果的である。
【0013】なお、ラビング操作は、層を構成する巨大
分子の主鎖を延伸することである。これは、複屈折測定
で明かにされている。
【0014】
【作用】現在のラビング法、すなわち繊維束を使って摩
擦により有機樹脂膜を延伸する時、ミクロにはなかなか
均一な延伸が不可能と思われる。実際には、この延伸で
それに接した液晶分子の並びの方向性を賦与する。液晶
分子の並びの自由度として、さらに有機樹脂膜界面での
プレティルト角というパラメータがある。
【0015】界面での有機樹脂膜分子と液晶分子の相互
作用が、液晶分子の並びを決定していると思われるが、
これは互いの分子の永久双極子ないし誘起双極子の電気
的相互作用(いわゆる分散力)に由来すると思われる。
【0016】現在のラビング法による、液晶分子の並べ
方には、均一性において欠ける所があると思われる。す
なわち、ミクロにまで考えると、界面での有機樹脂膜分
子の性状を制御することは困難と思われる。
【0017】筆者は、有機樹脂膜表面と液晶分子を直接
、接せさせず、間に緩衝的に理想的には単分子層の異種
分子層を介在させ、結果的に有機樹脂膜と液晶分子の相
互作用を均一化させようとするものである。
【0018】有機低分子としては、イオン性の強い、す
なわち永久双極子モーメントの大きい、1級アミンが効
果的であることは理解される。また有機樹脂膜としても
、シアノ基や、ケトン基、カルボキシル基等がかなりの
密度有するのが望ましい。
【0019】
【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。
【0020】図1はこの発明の実施例によって得られる
液晶素子を示す断面図である。同図において、1、2は
例えば、透明ガラスからなる第1及び第2基板、3、4
は主面上の、例えばITO膜からなる矩形状の透明な導
電電極、5、6は有機樹脂膜、7、8は有機低分子から
なる層、9は液晶層である。5と7、6と8は液晶配向
膜10と11を構成する。
【0021】(実施例1)ナイロン6・6樹脂をメタク
レゾールに溶解させ、2%のナイロン6・6ワニスを得
、更にポリアクリロ樹脂(PAN)をノーマル・メティ
ル・ピロリドン(NMP)に溶解させ、2%のPANワ
ニスを得た。ポリパラバン酸樹脂(商品名ソルラック)
のNMP溶液を、東燃石油化学から入手した。これを更
にNMPで希釈して、2%のワニスを得た。
【0022】おのおのを、基材としての微細加工された
ITO電極3、4を有するガラス基板1、2の主面にス
ピナーで塗布し、加熱した(加熱温度は約150℃で約
20分)。膜厚は約400nmであった。
【0023】次に、通常のラビング処理をした。ガラス
基板1と2を主面が対向するように、所定の間隙となる
ように貼り合わせる。シール樹脂は約150℃、3時間
で硬化可能なエポキシ樹脂を用いた。次に、常温でシク
ロヘキシルアミンのガスに48時間晒した。これは、密
閉した容器にシクロヘキシルアミン溶液と前記貼り合わ
せたガラス基板とを共存させた。すなわち、濃厚なシク
ロヘキシルアミンのガス雰囲気中に前記貼り合わせたガ
ラス基板を置いたわけである。
【0024】次に、ネマティック液晶組成物を前記間隙
に充填する。かくて、液晶素子が得られる。前記ITO
電極に電圧を印加し、偏光板で挟んで観察する。
【0025】前記液晶素子の表示特性の均一性は、それ
ぞれにおいて、従来に比べて格段に優れたものであった
【0026】(実施例2)日産化学(株)製、ポリイミ
ド・ワニス、SE−4140を入手した。これを専用溶
媒で2%に希釈、実施例1と同様に、ラビング及びガラ
ス基板の貼り合わせを行った。つぎに、この貼り合わせ
たガラス基板をベンジルアミンのガスに24時間晒した
。この時、ベンジルアミン溶液を90℃に保ったことを
除いて、実施例1と同様にした。
【0027】次に実施例1と同様にネマティック液晶組
成物を前記間隙に充填する。かくて、液晶素子が得られ
る。前記ITO電極に電圧を印加し、偏光板で挟んで観
察する。
【0028】前記液晶素子の表示特性の均一性は、それ
ぞれにおいて、従来に比べて格段に優れたものであった
【0029】(実施例3)ポリアクリロニトリル(PA
N)を、0.7%となるように、ノーマル・メティル・
ピロリドン(NMP)に加える。次に約80℃に全体を
加温し、PANを溶解させる。この後、直ちに冷却する
。このようにして得られた新鮮な溶液を使用するべきで
ある。古いものは、NMPとPANとの溶媒和が進む。
【0030】帯電防止剤として、商品名エレタットSを
一方社(株)から、エレガン−264Pを日本油脂(株
)から、ダスパー−125Bをミヨシ油脂(株)から入
手した。これらをあらかじめ、NMPに溶解させておい
た。前記溶液に、帯電防止剤そのものが、0.0000
3%含むように添加し、よく攪拌した。かくて、それぞ
れの帯電防止剤を含む3種のPAN溶液が得られた。
【0031】このおのおのの溶液を、基材としての微細
加工されたITO電極3、4を有するガラス基板1、2
の主面にスピナーで塗布し、加熱した(加熱温度は約1
50℃で約20分)。膜厚は約10nmとした。かくて
、3種の樹脂膜を有する基板が得られる。
【0032】以後の処理は3種の基板共通に行った。通
常のラビング処理をした。但し、ラビングに使用するラ
ビング布の繊維の摩擦による静電帯電を軽減するよう工
夫する必要があった。次に、このラビングされた樹脂面
に垂直配向剤、ZLI−3334(メルク社製)をスピ
ナーで塗布した。この垂直配向剤を約0.01%に薄め
て使用した。かくて3種の有機樹脂膜が得られる。
【0033】液晶分子の交差角が250°となるように
、ガラス基板1と2を主面が対向するように、所定の間
隙となるように同種の基板同志、貼り合わせる。シール
樹脂は紫外線硬化用樹脂を用いた。なお、硬化の際の紫
外線照射の際は、シール以外の部位は厳重にマスクした
。次に、常温でシクロヘキシルアミンのガスに48時間
晒した。これは、密閉した容器にシクロヘキシルアミン
溶液と前記貼り合わせたガラス基板とを共存させた。 すなわち、濃厚なシクロヘキシルアミンのガス雰囲気中
に前記貼り合わせたガラス基板を置いたわけである。
【0034】ネマティック液晶組成物を前記間隙に充填
する。かくて液晶素子が得られる。前記ITO電極に電
圧を印加し、これを偏光板で挟んで液晶素子の光学変化
の均一性等、評価した。従来のものに比べて、均一性は
約30%向上した。帯電防止剤にエレタットSを用いた
ものが最も結果がよかった。
【0035】次に、3種の基板各々同志、ラビング方向
が反平行となるよう、ガラス基板1と2を主面が対向す
るように、所定の間隙となるように貼り合わせる。シー
ル樹脂は約150℃、3時間で硬化可能なエポキシ樹脂
を用いた。次に、常温でシクロヘキシルアミンのガスに
48時間晒した。これは、密閉した容器にシクロヘキシ
ルアミン溶液と前記貼り合わせたガラス基板とを共存さ
せた。すなわち、濃厚なシクロヘキシルアミンのガス雰
囲気中に前記貼り合わせたガラス基板を置いたわけであ
る。
【0036】次に、強誘電性液晶組成物を前記間隙に充
填する。かくて、液晶素子が得られる。前記ITO電極
に電圧を印加し、偏光板で挟んで観察する。
【0037】初期配向はすべて、ユニフォーム配向であ
った。ジグザグ欠陥も僅少であった。従来、この状態を
得られても、電圧を印加すると、ツイスト配向が優勢と
なり、コントラストを著るしく低下させる。ところが、
本実施例では、電圧を印加しても、安定な双安定ユニフ
ォーム配向を得た。必然的に、コントラストも従来に比
べて、大幅に改善された。
【0038】また、双安定ユニフォーム配向について、
十分な信頼性を得ることが出来た。これは、従来全く期
待し得なかったことである。
【0039】(実施例4)帯電防止剤として、商品名エ
レタットSを一方社(株)から、エレガン−264Pを
日本油脂(株)から、ダスパー−125Bをミヨシ油脂
(株)から入手した。実施例1と同様に、前記ポリパラ
バン酸樹脂を約0.7%含むように、NMP溶液を調合
した。この溶液は新鮮なものを使う必要がある。前記溶
液に、帯電防止剤そのものが、0.00003%含むよ
うに添加し、よく攪拌した。かくて、それぞれの帯電防
止剤を含む3種のポリパラバン酸樹脂溶液が得られた。
【0040】なお、帯電防止剤を0.0001%以上に
すると、結果は好ましくない方向に向かう。
【0041】このおのおのの溶液を、基材としての微細
加工されたITO電極3、4を有するガラス基板1、2
の主面にスピナーで塗布し、加熱した(加熱温度は約1
5℃で約20分)。膜厚は約10nmとした。かくて、
3種の樹脂膜を有する基板が得られる。
【0042】以後の処理は3種の基板共通に行った。通
常のラビング処理をした。但し、ラビングに使用するラ
ビング布の繊維の摩擦による静電帯電を軽減するよう工
夫する必要があった。次に、このラビングされた樹脂面
に垂直配向剤、ZLI−3334(メルク社製)をスピ
ナーで塗布した。この垂直配向剤を約0.01%に薄め
て使用した。かくて3種の有機樹脂膜が得られる。
【0043】液晶分子の交差角が250°となるように
、ガラス基板1と2を主面が対向するように、所定の間
隙となるように同種の基板同志、貼り合わせる。シール
樹脂は紫外線硬化用樹脂を用いた。なお、硬化の際の紫
外線照射の際は、シール以外の部位は厳重にマスクした
。次に、常温でシクロヘキシルアミンのガスに48時間
晒した。これは、密閉した容器にシクロヘキシルアミン
溶液と前記貼り合わせたガラス基板とを共存させた。 すなわち、濃厚なシクロヘキシルアミンのガス雰囲気中
に前記貼り合わせたガラス基板を置いたわけである。
【0044】ネマティック液晶組成物を前記間隙に充填
する。かくて液晶素子が得られる。前記ITO電極に電
圧を印加し、これを偏光板で挟んで液晶パネルの光学変
化の均一性等、評価した。従来のものに比べて、均一性
は約30%向上した。帯電防止剤にエレタットSを用い
たものが最も結果がよかった。
【0045】次に、3種の基板各々同志、ラビング方向
が反平行となるよう、ガラス基板1と2を主面が対向す
るように、所定の間隙となるように貼り合わせる。シー
ル樹脂は約150℃、3時間で硬化可能なエポキシ樹脂
を用いた。次に、常温でシクロヘキシルアミンのガスに
48時間晒した。これは、密閉した容器にシクロヘキシ
ルアミン溶液と前記貼り合わせたガラス基板とを共存さ
せた。すなわち、濃厚なシクロヘキシルアミンのガス雰
囲気中に前記貼り合わせたガラス基板を置いたわけであ
る。
【0046】次に、強誘電性液晶組成物を前記間隙に充
填する。かくて、液晶素子が得られる。前記ITO電極
に電圧を印加し、偏光板で挟んで観察する。
【0047】初期配向はすべて、ユニフォーム配向であ
った。ジグザグ欠陥も僅少であった。従来、この状態を
得られても、電圧を印加すると、ツイスト配向が優勢と
なり、コントラストを著るしく低下させる。ところが、
本実施例では、電圧を印加しても、安定な双安定ユニフ
ォーム配向を得た。必然的に、コントラストも従来に比
べて、大幅に改善された。
【0048】また、双安定ユニフォーム配向について、
十分な信頼性を得ることが出来た。これは、従来全く期
待し得なかったことである。
【0049】
【発明の効果】以上本発明は、適当な処理により、優れ
た液晶素子を得ることが出来、産業に貢献するところ大
である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例によって得られる液晶素子の概
略断面図である。
【符号の説明】
1、2  第1及び第2基板 3、4  ITO膜からなる矩形状の透明な導電電極5
、6  有機樹脂膜 7、8  有機低分子からなる層 9  液晶層 10、11  液晶配向膜

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  対向する電極基板の間に液晶を封入し
    てなる液晶素子に設けられた液晶配向膜であって、これ
    が電極基板の上に、有機樹脂膜、極薄の有機低分子から
    なる層をこの順に積層してなることを特徴とする液晶配
    向膜。
  2. 【請求項2】  対向する電極基板の間に液晶を封入し
    てなる液晶素子に設けられた液晶配向膜であって、それ
    が有機樹脂膜の表面に有機低分子を吸着または、前記表
    面に存在する官能基と有機低分子を反応させることを特
    徴とする請求項1記載の液晶配向膜の製法。
  3. 【請求項3】  有機低分子が、アミン化合物であるこ
    とを特徴とする請求項1記載の液晶配向膜。
  4. 【請求項4】  有機樹脂膜が、ラビングされたポリイ
    ミド膜、ラビングされたポリアミド膜、ラビングされた
    ポリアクリロニトリル膜、ラビングされたポリパラバン
    酸樹脂膜からなることを特徴とする請求項1記載の液晶
    配向膜。
  5. 【請求項5】  液晶がネマティック液晶、あるいは強
    誘電性液晶であることを特徴とする請求項1記載の液晶
    配向膜。
  6. 【請求項6】  有機樹脂膜が、帯電防止剤を含有した
    ポリアクリロニトリルからなる層を形成し、更にこれを
    ラビングし、更に垂直配向剤を層表面に吸着させてなる
    ことを特徴とする請求項1記載の液晶配向膜。
  7. 【請求項7】  有機樹脂膜が、帯電防止剤を含有した
    ポリパラバン酸樹脂からなる層を形成し、更にこれをラ
    ビングし、更に垂直配向剤を層表面に吸着させてなるこ
    とを特徴とする請求項1記載の液晶配向膜。
  8. 【請求項8】  有機低分子を有機樹脂膜に吸着させる
    か、反応させるかにおいて、前記有機低分子のガスに前
    記有機樹脂膜を晒すことを特徴とする請求項1記載の液
    晶配向膜の製法。
  9. 【請求項9】  有機低分子が1級アミンであることを
    特徴とする請求項3記載の液晶配向膜。
  10. 【請求項10】  有機低分子が、ベンジルアミン、ま
    たはシクロヘキシルアミンであることを特徴とする請求
    項9記載の液晶配向膜。
JP3007007A 1991-01-24 1991-01-24 液晶配向膜 Pending JPH04240620A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013200511A (ja) * 2012-03-26 2013-10-03 Jnc Corp 高配向、高プレチルト角を与える光配向膜、およびこれを用いた液晶表示素子
CN109976017A (zh) * 2019-04-10 2019-07-05 深圳市华星光电半导体显示技术有限公司 显示面板及其制作方法

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