JPH0740099B2 - 液晶配向方法 - Google Patents

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ィスプ
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、TN
（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もちいられてき
た。

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.
Clark）とS.T.ラガウォール（S.T.Lagerwall）らによっ
て米国特許第4367924号明細書で提案されているが、こ
の強誘電液晶の配向はTN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パネル全面にわたる均一
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 液晶に接する側の少なくとも一方の表面に、水酸基を有
する薄膜を作成する工程と、液晶物質のコアの部分を有
する化合物と表面水酸基とを反応させる工程をもちいて
液晶を配向させる。

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液晶物質
のコアの部分を結合させるため、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ようになり液晶が
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わす。

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は透明基板、２は水酸基を有する薄膜、３は液晶のコ
アの部分の薄膜である。本発明において透明基板１はガ
ラス、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリカーボネート
樹脂等透明なものであれば特に制限はない。

まず図の（Ａ）に示すように透明基板１上に水酸基を有
する薄膜２を作成する。水酸基を有する薄膜２はポリビ
ニルアルコール、プラズマ処理した透明高分子膜、Si
O₂、Al₂O₃、TiO₂、ITO等の金属酸化物膜および金属アル
コレートを用いて作成した薄膜等種々の薄膜を利用でき
るが、ポリビニルアルコールがその水酸基の反応性が高
く、好ましい。

次に図（Ｂ）に示すようにこの水酸基を有する薄膜２を
液晶のコアの部分を有する化合物と反応させ、液晶のコ
アの部分の薄膜３を作成する。液晶のコアの部分とは、
液晶の分子構造中、アルキル鎖ないしアルコキシ鎖より
なる末端基を除いた環状基および中央基の部分のかなり
の程度の剛直性を持つ部分を指す。たとえば以下に示す
構造が液晶のコアの部分である。

無論、配向膜として用いる液晶のコアの部分は実際に液
晶表示素子に封入している液晶と異なるものであっても
構わない。また水酸基を有する薄膜と液晶のコアの部分
を有する化合物との反応の形式はどのようなものでもか
まわない。すなわちエステル化反応、エーテル化反応、
アセタール化反応など多くの反応をもちいることができ
る。

最後に図（Ｃ）に示すように（Ａ）、（Ｂ）で処理をお
こなった面を液晶４と接触させるが、この工程に関して
は処理をおこなった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の処理面に液晶４を印刷し
たのちこの透明基板１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1.1mm一辺50mmのコーニング社製＃7059タイプガラ
ス基板上にピッチ100μｍで幅62.5μｍ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。

次にポリビニルアルコール（（株）クラレ製PVA117）の
2.5％水溶液を基板上にスピンコートして0.1μｍのポリ
ビニルアルコール薄膜を作成した。

さらに以下に示す処理液を70℃に加熱した溶液中にポリ
ビニルアルコール薄膜を有する薄膜を30分浸せきし実施
例１の液晶のコアの部分の薄膜を作成した。

処理液組成 ｐ−フェニルベンズアルデヒド 5g 硫酸 1g エタノール 100g 以下処理液中のアルデヒドを第１表に示すようにかえて
実施例１〜５の液晶のコアの部分の薄膜を作成した。

実施例６〜10 実施例１〜５と同様のITOパターンを有する基板をもち
いて以下の処理をおこなった。

ポリビニルアルコール（（株）クラレ製PVA117）の2.5
％水溶液を基板上にスピンコートして0.1μｍのポリビ
ニルアルコール薄膜を作成した。

さらに以下に示す処理液を50℃に加熱した溶液中にポリ
ビニルアルコール薄膜を有する薄膜を１時間浸せきし液
晶のコアの部分の薄膜を作成した。

処理液組成 ４−ビフェニルカルボニルクロリド 10g ジメチルホルムアミド 100g ピリジン 5g 以下処理液中の酸クロライドを第２表に示すようにかえ
て実施例６〜10の液晶のコアの部分の薄膜を作成した。

以上のように処理した基板に対して、ナイロン不織布を
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、チッソ（株）製強誘電
液晶CS−1014を加熱して等方相とし、減圧下で基板間に
注入し、実施例の液晶表示セルを作成した。

比較例１〜３ 実施例１〜10と同様の基板を用い、第３表に示す材料を
基板上に作成した。この基板をもちいて実施例１〜10と
同様にして比較例液晶表示セルを作成した。

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±10
V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○、
60％以上を△、60％未満×とした。結果を第４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。

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】

第１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……透明基板 ２……水酸基を有する薄膜 ３……液晶のコアの部分の薄膜 ４……液晶

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石原 將市 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 松尾 嘉浩 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】液晶に接する側の少なくとも一方の表面
   に、水酸基を有する薄膜を作成する工程と、液晶物質の
   コアの部分を有する化合物と前記水酸基とを反応させる
   工程とを含むことを特徴とする液晶配向方法。
2. 【請求項２】水酸基を有する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特許請求の範囲第１項記載
   の液晶配向方法。