JP2002062531A - Method for aligning liquid crystal molecule - Google Patents

Method for aligning liquid crystal molecule

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JP2002062531A
JP2002062531A JP2000246283A JP2000246283A JP2002062531A JP 2002062531 A JP2002062531 A JP 2002062531A JP 2000246283 A JP2000246283 A JP 2000246283A JP 2000246283 A JP2000246283 A JP 2000246283A JP 2002062531 A JP2002062531 A JP 2002062531A
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crystal molecules
quaternary ammonium
ammonium salt
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Japanese (ja)
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Naoyuki Nishikawa
尚之 西川
Masataka Ogawa
雅隆 小川
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Fuji Photo Film Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To align liquid crystal molecules while controlling alignment tilt angle. SOLUTION: In a method for aligning the liquid crystal molecules by coating a substrate with a coating liquid for an alignment layer and forming the alignment layer and by coating the alignment layer with a coating liquid containing the liquid crystal molecules and forming a liquid crystal layer, a quaternary ammonium salt is added to the coating liquid for the alignment layer and the tilt angle of the liquid crystal molecules are controlled by an action of the quaternary ammonium salt.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、配向傾斜角を制御
しながら液晶分子を配向させる方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for aligning liquid crystal molecules while controlling an alignment tilt angle.

【0002】[0002]

【従来の技術】液晶性化合物は液晶層において液体のよ
うな流動性と結晶のような規則的な分子配列を併せ持つ
性質を示すことから様々な分野で応用展開が期待されて
おり、その分子配列の制御は液晶ディスプレイに代表さ
れる液晶デバイスへの工学的応用に欠かせないものとな
っている。特に、プレチルト角をはじめとする傾斜角の
制御は現在の液晶配向技術の重要な課題の一つとなって
いる。
2. Description of the Related Art Since liquid crystal compounds exhibit both liquid-like fluidity and crystal-like regular molecular arrangement in a liquid crystal layer, they are expected to be applied in various fields. Control is indispensable for engineering application to liquid crystal devices represented by liquid crystal displays. In particular, control of the tilt angle including the pretilt angle is one of the important issues of the current liquid crystal alignment technology.

【0003】液晶の分子配向は代表的なものとして、
1)ホメオトロピック配向、2)ホモジニアス配向、
3)ティルト配向、4)ハイブリッド配向、5)ツイス
ド配向、6)プレーナ配向、7)フォーカルコニック配
向の7種が知られており、詳しくは「液晶の基礎と応
用」、工業調査会出版(1991年)に記載されてい
る。
[0003] The molecular orientation of liquid crystal is a typical one.
1) homeotropic alignment, 2) homogeneous alignment,
Three types are known: 3) tilt alignment, 4) hybrid alignment, 5) twisted alignment, 6) planar alignment, and 7) focal conic alignment. For more details, "Basic and Application of Liquid Crystal", Industrial Research Institute Publishing (1991) Year).

【0004】一般に、どんな種類の配向が得られるか
は、用いる液晶が決まれば基板表面にどんな配向処理が
施されるかで決定する。配向処理には様々な方法が提案
されており、これらは液晶の基礎と応用」、工業調査会
出版(1991年)に詳しく記載されている。例えば、
垂直、あるいは平行配向させる方法として、Appl. Phy
s. Lett.誌、第27巻、268頁(1975年)、 App
l. Phys. Lett.誌、第29巻、67頁(1976年)、
Appl. Phys. Lett.誌、第22巻、111頁(1973
年)等にはカルボン酸クロム錯体や有機シラン等の配向
剤を基板面に化学吸着させる方法、 応用物理誌、第4
3巻、18頁(1974年)、 Phys. Rev.Lett.誌、第
25巻、67頁(1976年)等には配向剤を基板面に
物理吸着させる方法、Appl. Phys. Lett.誌、第24
巻、297頁(1974年)等には低分子量物質をプラ
ズマ放電で基板面に重合付着させる方法、J. Appl. Phy
s.誌、第47、1270頁(1976年)等には高分子
量物質を高電界の作用で基板面に重合付着させる方法が
開示されている。次に、傾斜平行配向させる方法として
Appl. Phys. Lett.誌、第25巻、479頁(1974
年)等には基板面に斜めの角度から酸化珪素等の酸化物
を蒸着させる斜め蒸着法が、傾斜垂直配向させる方法と
して前記の斜め蒸着法と垂直配向剤を併用する方法が開
示されている。傾斜垂直配向させる方法としては、他に
基板面を回転させながら斜めの角度から酸化珪素等の酸
化物を蒸着させる斜め蒸着法が第6回液晶討論会要旨
集、96頁(1980年)に開示されている。この方法
では、一定の傾斜配向角を有する安定した配向は得られ
るものの工業的に製造するには生産性が悪く、大面積化
が困難であるなどの問題が生じる。
In general, what kind of alignment can be obtained depends on what kind of alignment treatment is to be performed on the substrate surface if the liquid crystal to be used is determined. Various methods have been proposed for the alignment treatment, which are described in detail in "Basics and Applications of Liquid Crystals", published by the Industrial Research Institute (1991). For example,
Appl. Phy for vertical or parallel orientation
s. Lett., 27, 268 (1975), App
l. Phys. Lett., Vol. 29, p. 67 (1976),
Appl. Phys. Lett., Vol. 22, p. 111 (1973)
), A method of chemically adsorbing an aligning agent such as a chromium carboxylate complex or an organic silane onto a substrate surface, Journal of Applied Physics,
3, 18 (1974), Phys. Rev. Lett., Vol. 25, p. 67 (1976), and the like, a method of physically adsorbing an aligning agent on a substrate surface, Appl. Phys. Lett., 24th
Vol., 297 (1974), etc., a method of polymerizing a low molecular weight substance onto a substrate surface by plasma discharge, J. Appl. Phy.
s., 47, 1270 (1976) discloses a method of polymerizing a high molecular weight substance onto a substrate surface by the action of a high electric field. Next, as a method of tilting parallel alignment
Appl. Phys. Lett., 25, 479 (1974)
For example, the oblique deposition method of depositing an oxide such as silicon oxide on a substrate surface from an oblique angle is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-146572. . As another method for oblique vertical alignment, an oblique vapor deposition method in which an oxide such as silicon oxide is vapor-deposited from an oblique angle while rotating the substrate surface is disclosed in the 6th Meeting of the Liquid Crystal Symposium, p. 96 (1980). Have been. According to this method, although stable orientation having a certain tilt orientation angle can be obtained, there are problems such as low productivity for industrial production and difficulty in increasing the area.

【0005】分子を配向させる手法としては基板表面に
有機被膜をもうけ、その表面を綿、ナイロン、ポリエス
テル等の布で一定方向にラビングし、ラビング方向に液
晶分子を配向させる方法がある。この方法は、比較的容
易に安定した配向が得られるため、工業的には専らこの
方法が採用されている。有機膜としては、ポリビニルア
ルコール、ポリオキシエチレン、ポリアミド、ポリイミ
ド等が挙げられるが、化学的安定性、熱的安定性等の点
からポリイミドが最も一般的に使用されている。この様
な液晶配向膜では、用いる配向膜により液晶分子の傾斜
角が変わることが知られている。例えば、特開平5−4
3687号、同8−12759号、同8−220541
号、同8−220542号、同9−143196号、同
9−230354号、同9−278724号、同10−
45690号、同10−123532号には傾斜配向可
能な種々の配向膜が開示されている。しかし、傾斜角は
配向膜自身の性質に依存するものであり、その角度を容
易に調整できるものではなかった。また、光により液晶
分子の配向を制御する方法も知られている。例えば、機
能材料、第17巻、13頁(1997年)には、光によ
り傾斜角を制御できる様々な配向膜が記載されている。
しかしながら、これらの手法は、偏光照射や偏光紫外線
照射を用いる必要があったり、傾斜角の調整に偏光の入
射角を変える変化させる必要があったり、必ずしも容易
に傾斜角を制御できるものではなかった。
As a method of aligning molecules, there is a method of forming an organic film on the substrate surface, rubbing the surface with a cloth such as cotton, nylon, polyester or the like in a certain direction, and aligning the liquid crystal molecules in the rubbing direction. In this method, a stable orientation can be obtained relatively easily, and therefore, this method is exclusively used industrially. Examples of the organic film include polyvinyl alcohol, polyoxyethylene, polyamide, and polyimide. Among them, polyimide is most commonly used in terms of chemical stability, thermal stability, and the like. In such a liquid crystal alignment film, it is known that the tilt angle of liquid crystal molecules changes depending on the alignment film used. For example, JP-A-5-4
Nos. 3687, 8-12759 and 8-220541
Nos. 8-220542, 9-143196, 9-230354, 9-278724, and 10-
Nos. 45690 and 10-123532 disclose various alignment films capable of tilt alignment. However, the tilt angle depends on the properties of the alignment film itself, and the angle cannot be easily adjusted. A method of controlling the alignment of liquid crystal molecules by light is also known. For example, in Functional Materials, Vol. 17, p. 13 (1997), various alignment films whose tilt angle can be controlled by light are described.
However, these methods need to use polarized light irradiation or polarized ultraviolet light irradiation, need to change the incident angle of polarized light to adjust the inclination angle, and cannot always control the inclination angle easily. .

【0006】以上のように様々な配向技術が提案され、
液晶性化合物を傾斜配向させる技術も開示されている。
しかしながら、傾斜角の制御という観点からはいずれも
十分ではなく、容易に液晶性化合物の配列傾斜角を制御
できる方法の開発が望まれていた。
As described above, various orientation techniques have been proposed.
A technique for tilt-aligning a liquid crystal compound has also been disclosed.
However, none of them is sufficient from the viewpoint of controlling the tilt angle, and there has been a demand for the development of a method capable of easily controlling the tilt angle of the liquid crystal compound.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、液晶
性化合物の配向傾斜角を容易に制御することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to easily control the tilt angle of the liquid crystal compound.

【0008】[0008]

【発明が解決するための手段】本発明は、下記(1)〜
(7)の液晶分子の配向方法を提供する。 (1)基板上に、配向膜の塗布液を塗布して配向膜を形
成し、そして、配向膜上に、液晶分子を含む塗布液を塗
布して液晶層を形成し、液晶分子を配向させる方法であ
って、配向膜の塗布液に四級アンモニウム塩を添加し、
四級アンモニウム塩の作用により液晶分子の傾斜角を制
御することを特徴とする液晶分子の配向方法。 (2)四級アンモニウム塩が、7乃至44の総炭素原子
数を有する(1)に記載の液晶分子の配向方法。 (3)四級アンモニウム塩が、下記式(I)で表される
(1)に記載の液晶分子の配向方法:
The present invention provides the following (1) to
(7) A method for aligning liquid crystal molecules is provided. (1) A coating liquid for an alignment film is applied on a substrate to form an alignment film, and a coating liquid containing liquid crystal molecules is applied on the alignment film to form a liquid crystal layer and align the liquid crystal molecules. A method, wherein a quaternary ammonium salt is added to the coating liquid for the alignment film,
A method for aligning liquid crystal molecules, wherein the tilt angle of liquid crystal molecules is controlled by the action of a quaternary ammonium salt. (2) The method for aligning liquid crystal molecules according to (1), wherein the quaternary ammonium salt has a total number of carbon atoms of 7 to 44. (3) The method for aligning liquid crystal molecules according to (1), wherein the quaternary ammonium salt is represented by the following formula (I):

【0009】[0009]

【化2】 Embedded image

【0010】[式中、R1 は、炭素原子数が4乃至20
の脂肪族基であり;R2 、R3 およびR4 は、それぞれ
独立に、炭素原子数が1乃至8の脂肪族基であるか、あ
るいは、R2 とR3 とが結合して含窒素複素環を形成
し;そして、Xは、アニオンである]。 (4)式(I)において、R1 が、炭素原子数が4乃至
20のアルキル基または炭素原子数が4乃至20のハロ
ゲン置換アルキル基であり;R2 、R3 およびR4 は、
それぞれ独立に、炭素原子数が1乃至8のアルキル基で
ある(3)に記載の液晶分子の配向方法。 (5)四級アンモニウム塩を、液晶分子に対するモル比
で1/1000乃至250/1000の範囲で用いる
(1)に記載の液晶分子の配向方法。 (6)液晶分子がディスコティック液晶分子である
(1)に記載の液晶分子の配向方法。 (7)液晶分子がトリフェニレン核を有する(1)に記
載の液晶分子の配向方法。
Wherein R 1 has 4 to 20 carbon atoms.
R 2 , R 3 and R 4 are each independently an aliphatic group having 1 to 8 carbon atoms or a nitrogen-containing group wherein R 2 and R 3 are bonded to each other; Forming a heterocycle; and X is an anion]. (4) In the formula (I), R 1 is an alkyl group having 4 to 20 carbon atoms or a halogen-substituted alkyl group having 4 to 20 carbon atoms; R 2 , R 3 and R 4 are
(3) The method for aligning liquid crystal molecules according to (3), which is independently an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms. (5) The method for aligning liquid crystal molecules according to (1), wherein the quaternary ammonium salt is used in a molar ratio to the liquid crystal molecules in the range of 1/1000 to 250/1000. (6) The method for aligning liquid crystal molecules according to (1), wherein the liquid crystal molecules are discotic liquid crystal molecules. (7) The method for aligning liquid crystal molecules according to (1), wherein the liquid crystal molecules have a triphenylene nucleus.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】本明細書において、基板とは液晶
層をのせる材料、あるいは液晶セルの構成要素となる液
晶層をはさむ材料を示す。具体的には、トリアセチルセ
ルロース(TAC)フイルム、 ポリエチレンナフタレ
ート(PEN)フイルムのようなポリマーフイルムを用
いる。また、ガラス板、ITO基板、カラーフィルター
基板、水晶板、シリコンウェファー、偏光板を、基板と
して用いることができる。基板には、配向層、透明電極
(ITO)、カラーフィルター層、ブラックマトリック
ス、薄膜トランジスタを設けてもよい。また、電極パタ
ーン形成や前記に記すようなラビング処理、偏光UB照
射などの配向処理を行ってもよい。用いる基板は単独で
も一対でもよく、一対で用いる場合は必要に応じてスペ
ーサー、シール剤等を用いてもよい。本明細書におい
て、液晶層に隣接する層とは、基板と液晶層の間に位置
する層のうち、最も液晶層に近い層であることが好まし
い。液晶層に隣接する層は、配向膜あるいは透明電極と
しての機能を有していてもよい。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In this specification, a substrate refers to a material for mounting a liquid crystal layer or a material for sandwiching a liquid crystal layer which is a component of a liquid crystal cell. Specifically, a polymer film such as a triacetyl cellulose (TAC) film or a polyethylene naphthalate (PEN) film is used. In addition, a glass plate, an ITO substrate, a color filter substrate, a quartz plate, a silicon wafer, and a polarizing plate can be used as the substrate. The substrate may be provided with an alignment layer, a transparent electrode (ITO), a color filter layer, a black matrix, and a thin film transistor. Further, an alignment process such as the formation of an electrode pattern, the rubbing process described above, and the irradiation of polarized UB may be performed. A single substrate or a pair of substrates may be used. When a pair is used, a spacer, a sealant, or the like may be used as necessary. In this specification, the layer adjacent to the liquid crystal layer is preferably a layer closest to the liquid crystal layer among layers located between the substrate and the liquid crystal layer. The layer adjacent to the liquid crystal layer may have a function as an alignment film or a transparent electrode.

【0012】液晶層は主に液晶分子で構成される。液晶
分子としては、ディスコティック液晶分子、棒状液晶分
子、コレステリック液晶分子が好ましい。ディスコテッ
ク液晶性分子が特に好ましい。ディスコテック液晶分子
は、トリフェニレン核を有することが好ましい。二種類
以上の液晶性分子を併用してもよい。液晶層には、液晶
分子以外の成分(例、色素、二色色素、高分子、重合
剤、増感剤、相転移温度低下材、安定剤)を添加しても
よい。液晶層を基板上に設ける方法としては、周知の方
法が採用される。塗布する方式としては、公知の方法、
例えばカーテンコーティング法、押し出しコーティング
法、ロールコーティング法、スピンコーティング法、デ
ィップコーティング法、バーコーティング法、スプレー
コーティング法、スライドコーティング法、印刷コーテ
ィング法等が採用される。この時、基板は前記のような
必要な処理、配向層をはじめとする必要な層、部位を設
けてもよい。液晶分子を基板間に注入する方法として
は、ディスペンサー方式、ベルジャー法などの一般的な
方法が採用される。また、基板に液晶層を塗布し、別の
基板、あるいは別の液晶層を塗布した基板を併せてもよ
い。
The liquid crystal layer is mainly composed of liquid crystal molecules. As the liquid crystal molecules, discotic liquid crystal molecules, rod-like liquid crystal molecules, and cholesteric liquid crystal molecules are preferable. Discotech liquid crystalline molecules are particularly preferred. The discotec liquid crystal molecules preferably have a triphenylene nucleus. Two or more liquid crystal molecules may be used in combination. Components other than liquid crystal molecules (eg, dyes, dichroic dyes, polymers, polymerizers, sensitizers, phase transition temperature lowering materials, stabilizers) may be added to the liquid crystal layer. As a method for providing the liquid crystal layer on the substrate, a known method is employed. As a method of applying, a known method,
For example, curtain coating, extrusion coating, roll coating, spin coating, dip coating, bar coating, spray coating, slide coating, print coating, and the like are employed. At this time, the substrate may be provided with necessary layers and portions including the necessary processing and alignment layers as described above. As a method of injecting liquid crystal molecules between the substrates, a general method such as a dispenser method or a bell jar method is employed. Further, a liquid crystal layer may be applied to a substrate, and another substrate or a substrate to which another liquid crystal layer is applied may be combined.

【0013】本発明では、四級アンモニウム塩を配向膜
の塗布液に添加して、四級アンモニウム塩の作用により
液晶分子の傾斜角を制御する。四級アンモニウム塩を配
向膜の塗布液に添加すると、一般に液晶分子の傾斜角が
上昇する。その結果として、液晶分子の傾斜角を制御す
ることができる。四級アンモニウム塩のピリジニウム環
は、7乃至44の総炭素原子数を有することが好まし
い。四級アンモニウム構造の窒素原子には、四個の脂肪
族基が結合していることが好ましい。脂肪族基には、ア
ルキル基、置換アルキル基、アルケニル基、置換アルケ
ニル基、アルキニル基および置換アルキニル基が含まれ
る。脂肪族基は、環状構造を有しててもよい。鎖状脂肪
族基は分岐を有していてもよい。脂肪族基の置換基の例
には、アリール基、アルコキシ基、アルキルチオ基、ア
ミド基、アシル基、アシルオキシ基、アルコキシカルボ
ニル基、カルボキシル、ハロゲン原子、アルコキシアル
キル基、アルキルオキシオキシカルボニルアルキル基、
2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,
8,8,8−ペンタデカフルオロオクチルオキシカルボ
ニルエチルが含まれる。四級アンモニウム塩の対イオン
となる陰イオンの例には、フッ素イオン、塩素イオン、
臭素イオン、ヨウ素イオン、ベンゼンスルホニウムイオ
ンおよびパラトルエンスルホニウムイオンが含まれる。
下記式(I)で表される四級アンモニウム塩が、好まし
い。
In the present invention, the tilt angle of the liquid crystal molecules is controlled by adding a quaternary ammonium salt to the coating solution for the alignment film and by the action of the quaternary ammonium salt. When a quaternary ammonium salt is added to a coating solution for an alignment film, the tilt angle of liquid crystal molecules generally increases. As a result, the tilt angle of the liquid crystal molecules can be controlled. The pyridinium ring of the quaternary ammonium salt preferably has a total carbon number of 7 to 44. It is preferable that four aliphatic groups are bonded to the nitrogen atom of the quaternary ammonium structure. Aliphatic groups include alkyl groups, substituted alkyl groups, alkenyl groups, substituted alkenyl groups, alkynyl groups, and substituted alkynyl groups. The aliphatic group may have a cyclic structure. The chain aliphatic group may have a branch. Examples of the substituent of the aliphatic group include an aryl group, an alkoxy group, an alkylthio group, an amide group, an acyl group, an acyloxy group, an alkoxycarbonyl group, a carboxyl, a halogen atom, an alkoxyalkyl group, an alkyloxyoxycarbonylalkyl group,
2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,
8,8,8-Pentadecafluorooctyloxycarbonylethyl is included. Examples of the anion serving as the counter ion of the quaternary ammonium salt include a fluorine ion, a chloride ion,
Includes bromide, iodine, benzenesulfonium and paratoluenesulfonium ions.
A quaternary ammonium salt represented by the following formula (I) is preferred.

【0014】[0014]

【化3】 Embedded image

【0015】式(I)において、R1 は、炭素原子数が
4乃至20の脂肪族基である。脂肪族基には、アルキル
基、置換アルキル基、アルケニル基、置換アルケニル
基、アルキニル基および置換アルキニル基が含まれる。
脂肪族基は、環状構造を有しててもよい。環状脂肪族基
には、ステロイド構造を有する基も含まれる。鎖状脂肪
族基は分岐を有していてもよい。脂肪族基の置換基の例
には、アリール基、アルコキシ基、アルキルチオ基、ア
ミド基、アシル基、アシルオキシ基、アルコキシカルボ
ニル基、カルボキシル、ハロゲン原子、アルコキシアル
キル基、アルキルオキシオキシカルボニルアルキル基、
2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,
8,8,8−ペンタデカフルオロオクチルオキシカルボ
ニルエチルが含まれる。
In the formula (I), R 1 is an aliphatic group having 4 to 20 carbon atoms. Aliphatic groups include alkyl groups, substituted alkyl groups, alkenyl groups, substituted alkenyl groups, alkynyl groups, and substituted alkynyl groups.
The aliphatic group may have a cyclic structure. The cycloaliphatic group includes a group having a steroid structure. The chain aliphatic group may have a branch. Examples of the substituent of the aliphatic group include an aryl group, an alkoxy group, an alkylthio group, an amide group, an acyl group, an acyloxy group, an alkoxycarbonyl group, a carboxyl, a halogen atom, an alkoxyalkyl group, an alkyloxyoxycarbonylalkyl group,
2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,
8,8,8-Pentadecafluorooctyloxycarbonylethyl is included.

【0016】式(I)において、R2 、R3 およびR4
は、それぞれ独立に、炭素原子数が1乃至8の脂肪族基
であるか、あるいは、R2 とR3 とが結合して含窒素複
素環を形成する。脂肪族基は、アルキル基、置換アルキ
ル基、アルケニル基、置換アルケニル基、アルキニル基
および置換アルキニル基を含む。環状脂肪族基よりも鎖
状脂肪族基の方が好ましい。R2 、R3 およびR4 は、
それぞれ独立に、アルキル基、置換アルキル基、アルケ
ニル基または置換アルケニル基であることが好ましく、
アルキル基または置換アルキル基であることがさらに好
ましく、アルキル基またはハロゲン置換アルキル基であ
ることが最も好ましい。R2 、R3 およびR4 の炭素原
子数は、1乃至7であることが好ましく、1乃至5であ
ることがさらに好ましく、1乃至4であることが最も好
ましい。脂肪族基の例には、メチル、エチル、n−プロ
ピル、イソプロピル、シクロプロピル、n−ブチル、se
c-ブチル、t−ブチル基、シクロブチル基、シクロプロ
ピルメチル、n−ペンチル、ネオペンチル、n−ヘキシ
ル、シクロヘキシルおよびn−ヘプチルが含まれる。R
2 とR3 とが結合して形成する含窒素複素環は、5員環
または6員環であることが好ましい。
In the formula (I), R 2 , R 3 and R 4
Is independently an aliphatic group having 1 to 8 carbon atoms, or R 2 and R 3 are combined to form a nitrogen-containing heterocyclic ring. Aliphatic groups include alkyl groups, substituted alkyl groups, alkenyl groups, substituted alkenyl groups, alkynyl groups, and substituted alkynyl groups. A chain aliphatic group is preferred over a cyclic aliphatic group. R 2 , R 3 and R 4 are
Each independently, preferably an alkyl group, a substituted alkyl group, an alkenyl group or a substituted alkenyl group,
It is more preferably an alkyl group or a substituted alkyl group, and most preferably an alkyl group or a halogen-substituted alkyl group. The number of carbon atoms of R 2 , R 3 and R 4 is preferably 1 to 7, more preferably 1 to 5, and most preferably 1 to 4. Examples of aliphatic groups include methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, cyclopropyl, n-butyl, se.
Includes c-butyl, t-butyl, cyclobutyl, cyclopropylmethyl, n-pentyl, neopentyl, n-hexyl, cyclohexyl and n-heptyl. R
The nitrogen-containing heterocyclic ring formed by combining 2 and R 3 is preferably a 5- or 6-membered ring.

【0017】式(I)において、Xは、アニオンであ
る。アニオンの例には、塩素イオン、臭素イオン、ヨウ
素イオン、p−トルエンスルホニウムイオンおよびベン
ゼンスルホニウムイオンが含まれる。以下に、四級アン
モニウム塩の例を示す。
In the formula (I), X is an anion. Examples of anions include chloride, bromine, iodine, p-toluenesulfonium and benzenesulfonium. Below, the example of a quaternary ammonium salt is shown.

【0018】[0018]

【化4】 Embedded image

【0019】[0019]

【化5】 Embedded image

【0020】四級アンモニウム塩は、配向膜の塗布液に
添加する。添加量は、液晶分子に対してモル比で1/1
000から250/1000の範囲であることが好まし
い。
The quaternary ammonium salt is added to the coating solution for the alignment film. The addition amount is 1/1 in a molar ratio to the liquid crystal molecules.
It is preferably in the range of 000 to 250/1000.

【0021】[0021]

【実施例】[実施例1] (液晶傾斜角制御能の評価)市販の配向膜塗布液(サン
エバーSE−610、日産化学(株)製)に、四級アン
モニウム塩を0.3重量%添加した。四級アンモニウム
塩(3)を添加した塗布液を、ガラス基板上に#4のバ
ーコーターを用いて塗布し、乾燥して、ラビング処理を
行い、配向膜を形成した。メチルエチルケトン400重
量部に下記のディスコティック液晶化合物(DLC)1
00重量部およびセルロースアセテートブチレート1重
量部を溶解して、液晶層塗布液を調製した。塗布液を、
配向膜上にスピンコート法で塗布した後、室温で乾燥し
た。形成した液晶層を200℃に加熱した後、130℃
で液晶化合物を配向させ、その状態で基板を急速に室温
まで冷却して配向状態を固定した。液晶層を偏光顕微鏡
で観察し、ディスコティック液晶性化合物がラビング方
向に対して平行かつ均一(モノドメイン)に配向してい
ることを確認した。結晶回転法により基板に対する平均
傾斜角を求めたところ、四級アンモニウム塩(3)の添
加によって、液晶分子の配向傾斜角が上昇していること
を確認した。
[Example 1] (Evaluation of liquid crystal tilt angle controllability) 0.3% by weight of a quaternary ammonium salt was added to a commercially available coating liquid for an alignment film (San Ever SE-610, manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.). did. The coating solution to which the quaternary ammonium salt (3) was added was applied on a glass substrate using a # 4 bar coater, dried, and rubbed to form an alignment film. The following discotic liquid crystal compound (DLC) 1 was added to 400 parts by weight of methyl ethyl ketone.
Then, 00 parts by weight and 1 part by weight of cellulose acetate butyrate were dissolved to prepare a liquid crystal layer coating solution. Apply the coating solution
After being applied on the alignment film by a spin coating method, it was dried at room temperature. After heating the formed liquid crystal layer to 200 ° C.,
Then, the liquid crystal compound was aligned, and in that state, the substrate was rapidly cooled to room temperature to fix the alignment state. The liquid crystal layer was observed with a polarizing microscope, and it was confirmed that the discotic liquid crystalline compound was aligned parallel to the rubbing direction and uniformly (monodomain). When the average tilt angle with respect to the substrate was determined by the crystal rotation method, it was confirmed that the addition of the quaternary ammonium salt (3) increased the alignment tilt angle of the liquid crystal molecules.

【0022】[0022]

【化6】 Embedded image

【0023】[実施例2〜8]配向膜塗布液に添加する
四級アンモニウム塩の種類と添加量を、第1表に示すよ
うに変更した以外は、実施例1と同様にして液晶分子の
配向傾斜角を測定した。結果を第1表に示す。
Examples 2 to 8 In the same manner as in Example 1 except that the kind and amount of the quaternary ammonium salt added to the coating solution for the alignment film were changed as shown in Table 1, The orientation tilt angle was measured. The results are shown in Table 1.

【0024】[0024]

【表1】 第1表 ──────────────────────────────────── 試料 四級アンモニウム塩 添加量 平均傾斜角 ──────────────────────────────────── 実施例1 (3) 0.3重量% 10度 実施例2 (3) 0.5重量% 12度 実施例3 (4) 0.3重量% 12度 実施例4 (4) 0.5重量% 16度 実施例5 (5) 0.3重量% 11度 実施例6 (5) 0.5重量% 13度 実施例7 (6) 0.3重量% 11度 実施例8 (6) 0.5重量% 15度 ────────────────────────────────────[Table 1] Table 1 ──────────────────────────────────── Sample Quaternary ammonium salt addition amount Average tilt angle Example 1 (3) 0.3% by weight 10 degrees Example 2 (3) 0.5% by weight 12 degrees Example 3 (4) 0.3% by weight 12 degrees Example 4 (4) 0.5% by weight 16 degrees Example 5 (5) 0.3 % By weight 11 degrees Example 6 (5) 0.5% by weight 13 degrees Example 7 (6) 0.3% by weight 11 degrees Example 8 (6) 0.5% by weight 15 degrees ─────────────────────────────

【0025】[比較例1] (液晶傾斜角制御能の評価)市販の配向膜塗布液(サン
エバーSE−610、日産化学(株)製)をガラス基板
上に#4のバーコーターを用いて塗布し、乾燥して、ラ
ビング処理を行い、配向膜を形成した。メチルエチルケ
トン400重量部に実施例1で用いたディスコティック
液晶化合物(DLC)100重量部およびセルロースア
セテートブチレート1重量部を溶解して、液晶層塗布液
を調製した。塗布液を、配向膜上にスピンコート法で塗
布した後、室温で乾燥した。形成した液晶層を200℃
に加熱した後、130℃で液晶化合物を配向させ、その
状態で基板を急速に室温まで冷却して配向状態を固定し
た。液晶層を偏光顕微鏡で観察したところ、ディスコテ
ィック液晶性化合物はデュアルドメインとなり、均一な
配向状態ではなかった。
[Comparative Example 1] (Evaluation of liquid crystal tilt angle controllability) A commercially available coating liquid for an alignment film (Sanever SE-610, manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.) was applied on a glass substrate using a # 4 bar coater. Then, the resultant was dried and subjected to a rubbing treatment to form an alignment film. 100 parts by weight of the discotic liquid crystal compound (DLC) used in Example 1 and 1 part by weight of cellulose acetate butyrate were dissolved in 400 parts by weight of methyl ethyl ketone to prepare a liquid crystal layer coating solution. The coating liquid was applied on the alignment film by spin coating, and then dried at room temperature. 200 ° C. for the formed liquid crystal layer
Then, the liquid crystal compound was aligned at 130 ° C., and in that state, the substrate was rapidly cooled to room temperature to fix the alignment state. Observation of the liquid crystal layer with a polarizing microscope revealed that the discotic liquid crystal compound had dual domains and was not in a uniform alignment state.

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板上に、配向膜の塗布液を塗布して配
向膜を形成し、そして、配向膜上に、液晶分子を含む塗
布液を塗布して液晶層を形成し、液晶分子を配向させる
方法であって、配向膜の塗布液に四級アンモニウム塩を
添加し、四級アンモニウム塩の作用により液晶分子の傾
斜角を制御することを特徴とする液晶分子の配向方法。
An alignment film is coated on a substrate to form an alignment film, and a coating solution containing liquid crystal molecules is coated on the alignment film to form a liquid crystal layer. A method for aligning liquid crystal molecules, comprising adding a quaternary ammonium salt to a coating liquid for an alignment film, and controlling the tilt angle of the liquid crystal molecules by the action of the quaternary ammonium salt.
【請求項2】 四級アンモニウム塩が、7乃至44の総
炭素原子数を有する請求項1に記載の液晶分子の配向方
法。
2. The method for aligning liquid crystal molecules according to claim 1, wherein the quaternary ammonium salt has a total number of carbon atoms of 7 to 44.
【請求項3】 四級アンモニウム塩が、下記式(I)で
表される請求項1に記載の液晶分子の配向方法: 【化1】 [式中、R1 は、炭素原子数が4乃至20の脂肪族基で
あり;R2 、R3 およびR4 は、それぞれ独立に、炭素
原子数が1乃至8の脂肪族基であるか、あるいは、R2
とR3 とが結合して含窒素複素環を形成し;そして、X
は、アニオンである]。
3. The method for aligning liquid crystal molecules according to claim 1, wherein the quaternary ammonium salt is represented by the following formula (I): [Wherein, R 1 is an aliphatic group having 4 to 20 carbon atoms; R 2 , R 3 and R 4 are each independently an aliphatic group having 1 to 8 carbon atoms. Or R 2
And R 3 combine to form a nitrogen-containing heterocyclic ring;
Is an anion.
【請求項4】 式(I)において、R1 が、炭素原子数
が4乃至20のアルキル基または炭素原子数が4乃至2
0のハロゲン置換アルキル基であり;R2 、R3 および
4 は、それぞれ独立に、炭素原子数が1乃至8のアル
キル基である請求項3に記載の液晶分子の配向方法。
4. In the formula (I), R 1 is an alkyl group having 4 to 20 carbon atoms or 4 to 2 carbon atoms.
4. The method for aligning liquid crystal molecules according to claim 3, wherein R 2 , R 3 and R 4 are each independently an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms.
【請求項5】 四級アンモニウム塩を、液晶分子に対す
るモル比で1/1000乃至250/1000の範囲で
用いる請求項1に記載の液晶分子の配向方法。
5. The method for aligning liquid crystal molecules according to claim 1, wherein the quaternary ammonium salt is used in a molar ratio to the liquid crystal molecules in the range of 1/1000 to 250/1000.
【請求項6】 液晶分子がディスコティック液晶分子で
ある請求項1に記載の液晶分子の配向方法。
6. The method according to claim 1, wherein the liquid crystal molecules are discotic liquid crystal molecules.
【請求項7】 液晶分子がトリフェニレン核を有する請
求項1に記載の液晶分子の配向方法。
7. The method according to claim 1, wherein the liquid crystal molecules have a triphenylene nucleus.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7097888B2 (en) 2003-12-15 2006-08-29 Eastman Kodak Company Aligned liquid crystal layer containing azolium salts and process for increasing the tilt
US7217445B2 (en) 2003-12-15 2007-05-15 Nitto Denko Corporation Aligned liquid crystal layer containing Lewis acids and process for increasing the tilt

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