JP3334812B2 - シラン系化学吸着化合物及びそれを用いた液晶配向膜並びに液晶表示装置 - Google Patents

シラン系化学吸着化合物及びそれを用いた液晶配向膜並びに液晶表示装置

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JP3334812B2
JP3334812B2 JP01343493A JP1343493A JP3334812B2 JP 3334812 B2 JP3334812 B2 JP 3334812B2 JP 01343493 A JP01343493 A JP 01343493A JP 1343493 A JP1343493 A JP 1343493A JP 3334812 B2 JP3334812 B2 JP 3334812B2
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Fujifilm Wako Pure Chemical Corp
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    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、シラン系化学吸着化合
物およびそれを用いた液晶配向膜並びに液晶表示装置に
関するものである。
【０００２】さらに詳しくは、ＴＶ画像やコンピュータ
ー画像等を表示する液晶を用いた平面表示パネルに用い
る液晶配向膜用シラン系化学吸着化合物および配向膜並
びにそれを用いた液晶表示装置に関するものである。
【０００３】
【従来の技術】液晶表示装置には、液晶組成物に電界を
かけて正常に動作させるため、電極表面と液晶組成物と
の間に配向膜を設けることが必要である。この配向膜
は、モノクロ液晶素子、カラー液晶素子など一般的な液
晶素子に必要なものである。
【０００４】以下カラー液晶表示パネルを例にとって説
明する。従来のカラー液晶表示パネルは、マトリックス
状に配置された対向電極を形成した２つの基板の間にポ
リビニールアルコールやポリイミドをスピナーで塗布
（遠心スピンコーティング）して形成した液晶配向膜を
介して液晶を封入した装置が一般的であった。
【０００５】例えば図６のように、あらかじめ第１のガ
ラス基板１上に画素電極２を持ったＴＦＴ（thin film
transistor）アレイ３を形成したものと、第２のガラス
基板４上に複数個の赤青緑のカラーフィルター５が形成
され、さらにその上に共通透明電極６が形成されたも
の、それぞれにポリビニールアルコールやポリイミドな
どをスピナーを用いて塗布形成し、ラビングを行って液
晶配向膜７を形成し、スペーサー８を介して対向して接
着剤９でパネルの周囲を封止して組立てた後、液晶１０
を注入し、パネルの裏表に偏光板１１、１２を設置しバ
ックライト光１３を照射しながら、ＴＦＴを動作させ矢
印Ａの方向にカラー画像を表示する構造である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
配向膜の作製は、ポリビニールアルコールやポリイミド
等の樹脂を有機溶媒に溶解させ回転塗布法などを用いて
塗布形成した後、フェルト布等を用いてラビング処理を
行う方法が用いられていたため、大面積パネル（例えば
１４インチディスプレイ）では配向膜の均一コーティン
グが難しく、また回転塗布では塗布厚が数ミクロン程度
にもなり、強誘電性液晶のような１０００オングストロ
ーム程度の厚みの配向膜を必要とする表示パネルでは、
性能が大幅に低下してしまうという大きな課題があっ
た。より具体的には、前記樹脂成分を薄く均一厚さに塗
布することが困難な上、ラビング処理を均一圧力で行う
ことは困難であり、しかもガラス基板に僅かの凸凹があ
ったり、前記樹脂成分の膜厚にムラがあると、凹部がラ
ビングできないという課題があった。
【０００７】さらにラビングを行う際の静電気の発生に
より、液晶素子の中にMOS-FET を組み込み、表示特性の
改善を目指すアクティブマトリックス表示方式では、駆
動用のTFT を破壊するなどの問題点が発生する。
【０００８】また配向膜の表面構造に起因する液晶分子
の強いアンカリングのため、応答速度が遅れるだけでな
く、強誘電性液晶素子における双安定を十分に得ること
はできなかった。
【０００９】本発明は、前記従来技術の問題点を解決す
るもので、従来のラビング処理による生じる問題点解決
するのみならず、応答速度を速くし、強誘電性液晶素子
における双安定性を得ることができる液晶配向膜用のシ
ラン系化学吸着化合物及び液晶配向膜ならびに液晶表示
装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
本発明は、前記一般式（化１）［式中、Ｒは炭素数２〜
１０のアルキル基またはＲ1ＯＣＨ2−（但し、Ｒ1は炭
素数１〜１０のアルキル基を表す。）を表し、Ａは、−
ＣＨ2Ｏ−、−Ｏ−、または−ＯＣＯ−を表し、Ｘは一
般式（化２）、（化３）、（化４）または（化５）で示
される官能基を表し、Ｙは一般式（化２）、（化３）ま
たは（化６）で示される官能基を表し、Ｂは−Ｏ−また
は単結合を表し、Ｃ*は光学活性炭素を表し、ｍは２〜
１２の整数を表す。］で示されるシラン系化学吸着化合
物である。
【００１１】次に本発明の液晶配向膜は、前記一般式
（化７）で示される分子［式中、Ｒは炭素数２〜１０の
アルキル基またはＲ1ＯＣＨ2−（但し、Ｒ1は炭素数１
〜１０のアルキル基を表す。）を表し、Ａは、−ＣＨ2
Ｏ−、−Ｏ−、または−ＯＣＯ−を表し、Ｘは前記一般
式（化２）、（化３）、（化４）または（化５）で示さ
れる官能基を表し、Ｙは前記一般式（化２）、（化３）
または（化６）で示される官能基を表し、Ｂは−Ｏ−ま
たは単結合を表し、Ｃ*は光学活性炭素を表し、ｍは２
〜１２の整数を表す。］と、下記一般式（化８）［式
中、Ｒ’は炭素数１〜５のアルキル基を表し、Ｚは単結
合または−Ｏ−を表す。］で示される分子とが１：０か
ら１：１０の混合比で基材表面に化学吸着された単分子
膜を含むという構成を備えたものである。
【００１２】次に本発明の液晶表示装置は、前記一般式
（化７）で示される分子と、前記一般式（化８）で示さ
れる分子とが１：０から１：１０の混合比で化学吸着さ
れた単分子膜を含む液晶配向膜を有する基板を、前記液
晶配向膜が内側になるように２つ対向させ、その間に液
晶を存在させたという構成を備えたものである。
【００１３】
【作用】本発明は液晶の配向膜として浸漬により形成し
た強誘電性液晶部分を有する単分子膜を用い、ラビング
を用いないことを特徴とするため、従来のラビング法に
より生じる問題点はすべて解決される。つまり、静電気
の発生によるTFT の破壊は起こらず、基板表面が凸凹で
あっても配向膜形成は容易である。また吸着分子の強誘
電性液晶部分が、自発分極を有しているため、電場印加
時に吸着分子がつまり配向膜自身が、液晶分子と共に特
定方向に傾く。さらに、本発明のシラン系化学吸着化合
物は、強誘電性液晶部分とＳｉ原子が酸素原子を介して
結合しているため、基体に吸着したシラン系化学吸着化
合物が酸素原子のまわりで自由回転しやすい。そのた
め、従来のように基板表面（配向膜表面）に液晶分子が
強くアンカリングされないので応答速度が非常に速くな
り、強誘電性液晶素子における双安定性も十分に得るこ
とができる。
【００１４】
【実施例】以下、実施例を用いて本発明をさらに具体的
に説明する。本発明にかかる化合物の具体例としては下
記の化合物が挙げられるが勿論これらに限定されるもの
ではない。
【００１５】
【化９】
【００１６】
【化１０】
【００１７】本発明にかかる一般式（化１）で表される
化合物は、例えば以下のようにして合成することができ
る。まず、前記の具体例で挙げた化合物の中、（化９の
（ａ）〜（ｄ））については図１に示す方法で合成する
ことができる。すなわち、ジオール化合物１４の水酸基
をベンジル基、次いでトシル基で保護した後、塩基存在
下で例えばｐ−ヒドロキシ安息香酸エステル等と反応し
てベンジル保護されたｐ−置換安息香酸化合物１５容易
に得られる。一方、光学活性の２−メチルアルカノール
１６の水酸基をトシル基で保護した後、例えばヒドロキ
ノン等と反応させるとｐ位に光学活性基を有するアルコ
キシフェノール化合物１７が得られる。
【００１８】次いで前記の化合物１５と化合物１７とを
ＤＣＣ存在下、エステル化し次いで接触還元してベンジ
ル基を脱離させた後、トリエチルアミン等の塩基存在下
で四塩化ケイ素と反応させることにより容易に所望の化
合物が得られる。
【００１９】また、前記具体例で挙げた具体例の中、
（化１０の（ａ）〜（ｏ））については図２に示す方法
で合成することができる。光学活性の乳酸エチル１８を
ＬｉＡｌＨ4 で還元、水酸基の一つをトシル基で保護
し、アルキルエーテル化した後、加水分解してトシル基
を脱離し光学活性のアルコキシアルカノール化合物１９
が得られる。これに例えばｐ−ヒドロキシ安息香酸エス
テル等２０をベンジル化、加水分解して得たｐ−ベンジ
ル安息香酸化合物２１とをＤＣＣ存在下縮合してエステ
ル体２２とした後、接触還元してベンジル基を脱離させ
てｐ位に光学活性のアルコキシアルコキシカルボニル基
を有するフェノール化合物２３を容易に得ることができ
る。
【００２０】このフェノール化合物２０と、前記の合成
ルート（Ａ）で記載された化合物１５とをＤＣＣ存在下
エステル化し、接触還元、次いで塩基存在下、四塩化ケ
イ素と反応することにより容易に所望の化合物を得るこ
とができる。
【００２１】化合物１４、１６、１８または２０につい
ては既知化合物であり市販品または一般的な合成化学手
法で容易に得ることができる。このようにして合成され
たシラン系化学吸着化合物は例えば吸着剤として用い液
晶の配向膜として用いることができる。以下、この吸着
剤を用いた液晶の配向膜の製造方法に関して例を挙げて
説明する。
【００２２】本発明のシラン系化学吸着化合物を１．０
〜１．０×１０-5mol/l 程度の濃度で非水系溶媒に溶解
する。非水系溶媒としては、例えば８０容量％ｎ−ヘキ
サデカン、１２容量％四塩化炭素、８容量％クロロホル
ム溶液である。この様にして化学吸着剤を調製し、例え
ば、図３に示したよく乾燥したガラスや石英等の親水性
の基板２４を浸漬する。
【００２３】このとき前記基板は表面が親水性であり、
表面には−ＯＨ基、−ＮＨ基，＞ＮＨ2 基または−ＳＨ
基等のような活性水素が含まれている。従ってＳｉＣｌ
3 基と−ＯＨ基、−ＮＨ基または−ＳＨ基のとのいずれ
かが脱塩酸反応して−ＳｉＯ−結合、または−ＳｉＮ＜
結合等の共有結合が生成される。例えば基板表面に−Ｏ
Ｈ基が存在する場合の反応は、下記の反応式（化１１）
のようになる。
【００２４】
【化１１】
【００２５】次いでクロロホルム等の非水系溶液を用い
て未反応物を洗浄・除去し、次に水と反応させると、下
記の反応式（化１２）のように未反応のクロル基が水酸
基に置換される。
【００２６】
【化１２】
【００２７】次に乾燥することにより脱水し、下記の反
応式（化１３）のように単分子吸着膜２５が基板表面に
一層形成される。
【００２８】
【化１３】
【００２９】従ってこのような配向膜の形成された基板
に液晶が接すると、液晶２６の分子は、単分子吸着膜２
７の隙間に入り込み、全体として液晶の配向角度が制御
される。また、液晶セル作製後の電場印加時には、吸着
分子が分子長軸に対して垂直な方向に自発分極を有して
いるため、図４に示すように配向膜自体が傾き、それに
ともない液晶が傾くため応答速度が非常に速い液晶素子
が得られる。この時、本発明のシラン系化学吸着化合物
は強誘電性液晶部分とＳｉ原子が酸素原子を介して結合
していることからこの部分で自由回転をしやすく膜自身
が傾き易いことが特徴である。
【００３０】さらに、このような配向膜を用いて、液晶
表示装置を作製する場合、図５に示した一例に基づき説
明する。あらかじめマトリックス状に載置された第一の
電極群２８と、この電極を駆動するトランジスター群２
９を有する第一の基板３０上と、第一の電極群と対向す
るようにカラーフィルター群３１と、第二の電極３２を
有する第二の基板３３とを用意する。
【００３１】これらの基板３０と基板３３をそれぞれ本
発明のシラン系化学吸着化合物を有する非水系の有機溶
媒中（例えばパラフィン類を用いれば、長い分子の配向
を効率よく制御することができ、特にn-ヘキサデカン
は、その効果が著しい。）に浸漬し、シラン系化学吸着
化合物を吸着させ、それぞれの基板表面に直接化学吸着
化合物のシリコンと基板表面の自然酸化膜とを化学結合
させて、液晶配向膜３４を作製する。
【００３２】なお基板３０及び基板３３の表面に例えば
ＳｉＯ2 等の薄膜を、例えばCVD 法やスパッタ法を用い
て形成して用いてもよく、また、例えばポリビニルアル
コール、ゼラチン等の親水性高分子を塗布してもよい。
【００３３】シラン系化学吸着化合物を化学結合させた
第一の基板３０と第二の基板３３とをそれぞれ電極が対
向するように位置合わせして、互いの基板にスペーサー
３５で間隙を設け、接着剤３６で固定する。
【００３４】このようにして形成された間隙に所定の液
晶３７を注入する。その後、偏光板３８、３９を組み合
わせて完成する。このようなデバイスでは、バックライ
ト４０を全面に照射しながら、ビデオ信号を用いて各々
のトランジスターを駆動すれば、矢印Ａの方向に映像を
表示できる。
【００３５】なお本発明によれば、配向膜の製造工程で
ラビングは必ずしも必要ではないが、ラビングは行って
もよいことは勿論である。 実施例１ 4-(4- トリクロロシロキシ) ブトキシ安息香酸 (S)-4-
(2- メチル) ブトキシフェニルの合成を以下の（１）〜
（８）の合成法に従って合成した。 （１）p-トルエンスルホン酸 (s)-2-メチルブチルの合
成 (s)-2-メチル-1- ブタノール40.0ｇ(0.45mole)をピリジ
ン280ml に溶解させ、10℃以下に冷却し、p-トルエンス
ルホニルクロリド104.0g(0.55mole)を5 ℃〜10℃で滴下
した後、室温で8 時間撹拌した。反応後氷水300ml 中に
注入し、塩化メチレン150ml で2 回抽出し、有機層を水
洗（200ml ×3 ）した後、無水硫酸マグネシウムで乾燥
した。乾燥剤を濾別し、溶剤留去して残渣のp-トルエン
スルホン酸 (s)-2-メチルブチル109gを淡黄色油状物と
して得た。得られた生成物の分析結果は次の通りであ
る。 ［α］D 25＝＋５．４°（Ｃ＝２．０，ＣＨ2 Ｃｌ2 ）1 ＨＮＭＲ δ ppm (CDCl3 ): 0.83(3H,t,J=7.8Hz, Ｃ
Ｈ 3 ＣＨ2 −）、0.87(3H,d,J=7.0Hz,ＣＨ 3 ＣＨ−）、
1.04〜1.47(2H,m,ＣＨ3 ＣＨ 2 −）、1.62〜1.78(1H,m,
−ＣＨ−）、2.45(3H,s,ＣＨ 3 Ａｒ−）、3.82〜3.88(2
H,m,−ＣＨＣＨ 2Ｏ−）、7.34(2H,d,J=7.8Hz,Ａｒ 3-H,
5-H）、7.78(2H,d,J=7.8Hz,Ａｒ 2-H,6-H）。 ＩＲ(Neat）νcm-1:2990,1605。 （２）(S)-4-(2- メチル) ブトキシフェノールの合成 ハイドロキノン49.5g (0.45mole)及び水酸化ナトリウム
18.0g (0.45mole)をエタノール400ml 中に懸濁し、76℃
に加温して溶解させた後、上記（１）で得たp-トルエン
スルホン酸 (s)-2-メチルブチル100g (0.41mole) のエ
タノール(200ml) 溶液を70〜76℃で滴下し、次いで撹拌
還流を17時間行った。反応後、濃縮し残渣を6N塩酸300m
l 中に注入、塩化メチレン150ml で2 回抽出、有機層を
水洗(150ml×2)し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。
乾燥剤を濾別した後、溶剤留去し、残渣油状物(58g) を
カラムクロマトグラフィ［充填剤：ワコーゲルC-200
（和光純薬工業（株）製）、溶離液：n-ヘキサン／酢酸
エチル＝10／1 ］により精製して(S)-4-(2- メチル) ブ
トキシフェノール32.4g を橙黄色油状物として得た。得
られた生成物の分析結果は次の通りである。 ［α］D 25＝＋１０．９°（Ｃ＝２．０，ＣＨＣｌ3 ）1 ＨＮＭＲ δ ppm (CDCl3 ): 0.93(3H,t,J=7.3Hz, Ｃ
Ｈ 3 ＣＨ2 −）、0.99(3H,d,J=6.8Hz,ＣＨ 3 ＣＨ−）、
1.13〜1.61(2H,m,ＣＨ3 ＣＨ 2 −）、1.70〜1.89(1H,m,
−ＣＨ−）、3.61〜3.79(2H,m,−ＣＨＣＨ 2 Ｏ−）、4.
58(1H,s,Ａｒ−ＯＨ）、6.72〜6.81(4H,m,Ａｒ−Ｏ
Ｈ）。 ＩＲ(Neat）νcm-1:3400,3040,2970,2890。 （３）4-ベンジルオキシブタノールの合成 60% 水素化ナトリウム33.3g (0.83mole)を乾燥テトラヒ
ドロフラン150ml 中に懸濁し、1,4-ブタンジオール75g
(0.83mole) を40±5 ℃で滴下した後、50〜55℃で1 時
間撹拌した。次いでベンジルクロリド105.3g(0.83mole)
を55〜60℃で滴下し、75〜80℃で3 時間撹拌反応した。
冷却後、反応液を希塩酸150ml 中に注入し酢酸エチル抽
出(100ml×2)、有機層を水洗(150ml×3)した後無水硫酸
マグネシウムで乾燥した。乾燥剤を濾別し、溶剤留去し
残渣の油状物(147g)をカラムクロマトグラフィ［充填
剤：ワコーゲルC-200 （和光純薬工業（株）製）、溶離
液：n-ヘキサン／アセトン＝1 ／0 →1/1 ］により精製
して4-ベンジルオキシブタノール104gを淡黄色油状物と
して得た。得られた生成物の分析結果は次の通りであ
る。
【００３６】1ＨＮＭＲ δ ppm (CDCl3 ): 1.58 〜1.7
8(4H,m,−ＯＣＨ2 ＣＨ 2 ＣＨ 2 ＣＨ2ＯＨ）、2.00〜2.
30(1H,bs, −ＯＨ）、3.45〜3.72(4H,m,−ＯＣＨ 2ＣＨ2
ＣＨ2ＣＨ 2 ＯＨ）、4.51(2H,s,ＡｒＣＨ 2 Ｏ−）、7.1
8〜7.38(5H,m,ＡｒＨ）。 ＩＲ(Neat）νcm-1:3400,3070,2890,2810。 （４）p-トルエンスルホン酸 4-ベンジルオキシブチル
の合成 上記（３）で得た4-ベンジルオキシブタノール25.0g(0.
14mole) をピリジン85mlに溶解し、10℃以下でp-トルエ
ンスルホニルクロリド34.0g(0.18mole) を滴下し、次い
で室温で4 時間撹拌した。反応後氷水200ml 中に注入、
塩化メチレン抽出(100ml×2)、有機層を水洗(100ml×2)
後、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。乾燥剤を濾別
後、溶剤留去して残渣のp-トルエンスルホン酸 4-ベン
ジルオキシブチル45g を淡黄色油状物として得た。得ら
れた生成物の分析結果は次の通りである。
【００３７】1ＨＮＭＲ δ ppm (CDCl3 ): 1.55 〜1.7
9(4H,m,−ＯＣＨ2 ＣＨ 2 ＣＨ 2 ＣＨ2ＯＨ）、2.44(3H,
s,ＡｒＣＨ 3 ）、3.42(2H,t,J=5.7Hz,ＡｒＣＨ2 ＯＣＨ
2 −）、4.05(2H,t,J=5.7Hz,−ＣＨ 2 Ｏ−）、4.44(2H,
s,ＡｒＣＨ 2 Ｏ−）、7.23〜7.35(7H,m,ＡｒＨ及びＡｒ
3-H,5-H）、7.77（2H,d,J=8.1Hz, Ａｒ 2-H,6-H）。 ＩＲ(Neat）νcm-1:3400,3070,2950,2880。 （５）4-(4- ベンジルオキシ) ブトキシ安息香酸の合成 4-ヒドロキシ安息香酸エチル14.9g(89.7mmole)、水酸化
ナトリウム4.0g(100mmole)をエタノール100ml 中に懸濁
し、76℃に加温して溶解させた後、上記（４）で得たp-
トルエンスルホン酸 4-ベンジルオキシブチル30.0g(8
9.7mmole)のエタノール(50ml)溶液を70〜76℃で滴下
し、次いで8 時間撹拌還流した。室温まで冷却後、9%水
酸化ナトリウム水溶液55.0g(124mmol)を注入し、1 時間
撹拌還流した。冷却後濃塩酸50mlを注入し、溶剤留去し
残渣に酢酸エチル(200ml) 及び水(100ml) を加え撹拌、
静置し有機層を分取し、水洗(100ml×3)した後、無水硫
酸マグネシウムで乾燥した。乾燥剤を濾別後、溶剤留去
し残渣30g をn-ヘキサン100mlで十分洗浄、減圧乾燥し
て4-(4- ベンジルオキシ) ブトキシ安息香酸を白色粉末
結晶として得た。得られた生成物の分析結果は次の通り
である。 融点： ８１〜８３℃1 ＨＮＭＲ δ ppm (CDCl3 ): 1.74 〜1.97(4H,m,−Ｏ
ＣＨ2 ＣＨ 2 ＣＨ 2 ＣＨ2Ｏ−）、3.55(2H,t,J=6.2Hz,
ＡｒＣＨ2 ＯＣＨ 2 −）、4.05(2H,t,J=6.2Hz,−ＣＨ2
ＣＨ 2 Ｏ−）、4.52(2H,s,ＡｒＣＨ 2 Ｏ−）、6.90(2H,
d,J=8.9Hz,Ａｒ 3-H,5-H ）、7.20〜7.45（5H,m, Ａｒ
Ｈ）、8.03(2H,d,J=8.9Hz,Ａｒ2-H,6-H)。 ＩＲ(KBr）νcm-1:2980,2890,1690 。 （６）4-(4- ベンジルオキシ) ブトキシ安息香酸 (S)-
4-(2- メチル) ブトキシフェニルの合成 上記(5) で得た4-(4- ベンジルオキシ) ブトキシ安息香
酸25.0g(83,2mmole)、上記(2) で得た(S)-4-(2- メチ
ル) ブトキシフェノール15.0g(83.2mmole)、N,N'-ジシ
クロヘキシルカルボジイミド18.9g(91.6mmole)及び4-ジ
メチルアミノピリジン1.5gを塩化メチレン130ml に溶解
させ、5 時間室温で撹拌した。析出晶を濾別し、溶剤留
去し残渣51g をカラムクロマトグラフィ［充填剤：ワコ
ーゲルC-200 （和光純薬工業（株）製）、溶離液：n-ヘ
キサン／酢酸エチル＝10／1 ］分離、次いでエタノール
から再結晶して4-(4- ベンジルオキシ) ブトキシ安息香
酸(S)-4-(2- メチル) ブトキシフェニル23.0g を白色結
晶として得た。得られた生成物の分析結果は次の通りで
ある。 融点： ５６〜６０℃ ［α］D 25＝＋５．９°（Ｃ＝２．０，ＣＨＣｌ3 ）1 ＨＮＭＲ δ ppm (CDCl3 ): 0.95(3H,t,J=7.6Hz, Ｃ
Ｈ 3 ＣＨ2 −）、1.02(3H,d,J=7.0Hz,ＣＨ 3 ＣＨ−）、
1.17〜1.65(2H,m,ＣＨ 3 ＣＨ 2 −）、1.75〜2.00(5H,m,
−ＣＨ−及び−ＯＣＨ2 ＣＨ 2 ＣＨ 2 ＣＨ2 Ｏ−）、3.
56(2H,t,J=5.7Hz,ＡｒＣＨ2 ＯＣＨ 2 −）、3.73〜3.82
(2H,m,ＣＨＣＨ 2 Ｏ−）、4.06(2H,t,J=5.7Hz,−ＣＨ 2
Ｏ−）、4.53(2H,s,ＡｒＣＨ 2 Ｏ−）、6.91(J2H,d,J=
8.6Hz, Ａｒ3´-H,5´-H）、6.94（2H,d,J=8.6Hz, Ａｒ
3-H,5-H）、7.08(2H,d,J=8.6Hz,Ａｒ 2´-H,6´-H) 、
7.21〜7.37(5H,m,ＡｒＨ）、8.11(2H,d,J=8.6Hz,2-H,6-
H)。ＩＲ(KBr）νcm-1:2940,2870,1730 。 （７）4-(4- ヒドロキシ) ブトキシ安息香酸 (S)-4-(2
- メチル) ブトキシフェニルの合成 上記（６）で得た4-(4- ベンジルオキシ) ブトキシ安息
香酸 (S)-4-(2- メチル) ブトキシフェニル10.3g(22.3
mmole)をテトラヒドロフラン200ml に溶解させ、これに
ラネーニッケル50g を加えて40±3 ℃で6 時間常圧還元
した。反応後、触媒を濾別し、溶剤留去し残渣7.7gをカ
ラム分離［充填剤：ワコーゲルC-200 （和光純薬工業
（株）製）、溶離液：n-ヘキサン／酢酸エチル＝10／1
→0/1 ］し、更にn-ヘキサンから再結晶して4-(4- ヒド
ロキシ) ブトキシ安息香酸 (S)-4-(2- メチル) ブトキ
シフェニル3.33g を白色結晶として得た。得られた生成
物の分析結果は次の通りである。 融点： ８１〜８３℃ ［α］D 25＝＋５．８°（Ｃ＝２．０，ＣＨＣｌ3 ）1 ＨＮＭＲ δ ppm (CDCl3 ): 0.95(3H,t,J=7.3Hz, Ｃ
Ｈ 3 ＣＨ2 −）、1.02(3H,d,J=7.0Hz,ＣＨ 3 ＣＨ−）、
1.15〜2.00(8H,m,−ＯＣＨ2 ＣＨ 2 ＣＨ 2 ＣＨ2ＯＨ及
び−ＣＨ 2 ＣＨ）、3.67〜3.87(4H,m,−ＣＨ 2 ＯＨ−及
びＡｒＯＣＨ 2 −）、4.10(2H,t,J=6.2Hz,ＣＨ 2 Ｏ
−）、6.92(2H,d,J=8.6Hz,Ａｒ 3´-H,5´-H）、6.96(2
H,d,J=8.6Hz,Ａｒ 3-H,5-H）、7.08(2H,d,J=8.6Hz,Ａｒ
2´-H,6´-H)、8.12(2H,d,J=8.6Hz,Ａｒ 2-H,6-H) 。 ＩＲ(KBr）νcm-1:3260,2940,2880,1730。 （８）4-(4- トリクロロシロキシ) ブトキシ安息香酸
(S)-4-(2- メチル) ブトキシフェニルの合成 窒素気流中、上記（７）で得た4-(4- ヒドロキシ) ブト
キシ安息香酸 (S)-4-(2- メチル) ブトキシフェニル2.
98g(8mmole) 、四塩化ケイ素1.36g(8mmole) 及びヨード
トリメチルシラン12.0mgを四塩化炭素60mlに溶解さ、10
℃以下でトリエチルアミン0.81g(8mmole) の四塩化炭素
(10ml)溶液を滴下した。次いで室温下、2 時間撹拌反応
した。反応後、析出物を濾別し、四塩化炭素で洗浄して
8mmole／80mlの4-(4- トリクロロシロキシ) ブトキシ安
息香酸 (S)-4-(2- メチル) ブトキシフェニル四塩化炭
素溶液を無色透明液体として得た。得られた生成物の分
析結果は次の通りである。
【００３８】1ＨＮＭＲ δ ppm(CCl4 ): 0.96(3H,t,J=
7.3Hz, ＣＨ 3 ＣＨ2 −）、1.02(3H,d,J=7.0Hz,ＣＨ 3
ＣＨ−）、1.15〜1.97(7H,m,ＣＨ3 ＣＨ 2 ＣＨ −及び
−ＯＣＨ 2 ＣＨ 2 ＣＨ 2 ＣＨ2 Ｏ−）、3.62〜4.12(6H,
m,−ＯＣＨ 2 ＣＨ2 ＣＨ2 ＣＨ 2Ｏ−及び−ＯＣ
Ｈ 2 ）、6.76〜7.07(6H,m,Ａｒ 2´-H,3´-H,5´-H,6´
-H,3-H,5-H）、8.00〜8.15(2H,m,Ａｒ 2-H,6-H）。 ＩＲ(Neat）νcm-1: 2960,1740 。
【００３９】実施例２ 本発明のシラン系化学吸着化合物を例えば液晶配向膜と
して用いた実施例を以下説明する。
【００４０】4-(4- トリクロロシロキシ) ブトキシ安息
香酸 (S)-4-(2- メチル) ブトキシフェニルを１．０容
量％の濃度で混合溶媒に溶かし化学吸着剤を調製した。
前記混合溶媒は、８０容量の％ｎ−ヘキサデカン、１２
容量％の四塩化炭素、８容量％のクロロホルム溶液とし
た。前記のようにして得た化学吸着剤の中に表面にＩＴ
Ｏ電極を有したよく乾燥したガラスの基板を２枚浸漬
し、脱塩化水素反応を行わせた。その後クロロホルムで
洗浄し、未反応物を洗浄・除去した。次に水洗を行っ
た。このようにして化学吸着膜の形成されたガラス基板
２枚を電極部分が向かい合うようにして互いの基板にス
ペーサーで間隙を設け、液晶を注入する。このようにし
て作製した液晶セルは電場無印加時にはモノドメインな
ホメオトロピック配向を示し、また電場印加時には均一
な配向性を示した。
【００４１】実施例３ 本発明の液晶配向膜を用いて、液晶表示装置を作製する
実施例を図５を参照にして以下に説明する。
【００４２】あらかじめマトリックス状に載置された第
一の電極群２８と、この電極を駆動するトランジスター
群２９を有する第一の基板３０上と、第一の電極群と対
向するようにカラーフィルター群３１と、第二の電極３
２を有する第二の基板３３とを用意する。
【００４３】これらの基板３０と基板３３をそれぞれ本
実施例の4-(4- トリクロロシロキシ) ブトキシ安息香酸
(S)-4-(2- メチル) ブトキシフェニルを１．０容量％
の濃度で溶かした混合溶媒（８０容量％のｎ−ヘキサデ
カン、１２容量％の四塩化炭素、８容量％のクロロホル
ム溶液）に浸漬し、シラン系化学吸着化合物を吸着さ
せ、それぞれの基板表面に直接化学吸着化合物のシリコ
ンと基板表面の自然酸化膜とを化学結合させて、液晶配
向膜３４を作製する。
【００４４】シラン系化学吸着化合物を化学結合させた
第一の基板３０と第二の基板３３とをそれぞれ電極が対
向するように位置合わせして、互いの基板にスペーサー
３５で間隙を設け、接着剤３６で固定する。このように
して形成された間隙に液晶３７を注入する。その後、偏
光板３８、３９を組み合わせて完成する。このようなデ
バイスでは、バックライト４０を全面に照射しながら、
ビデオ信号を用いて各々のトランジスターを駆動する
と、矢印Ａの方向に映像を表示できた。
【００４５】
【発明の効果】以上のように本発明は、液晶配向膜とし
て用いるシラン系化学吸着化合物に関するもので、配向
膜に自発分極を有するシラン系化学吸着化合物を用いて
いることより、ラビング処理を必要としないため、従来
のラビング処理における問題点をすべて解決するだけで
なく、液晶の応答速度を速くし、強誘電性液晶素子にお
ける双安定性を得ることができるという優れたものであ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のシラン系化学吸着化合物の合成ルート
図
【図２】本発明のシラン系化学吸着化合物の合成ルート
図
【図３】本発明の一実施例の液晶配向膜の概念断面図
【図４】本発明の一実施例の液晶配向膜の電場印加時の
概念断面図
【図５】本発明の一実施例の液晶表示装置の断面図
【図６】従来の液晶表示装置の断面図
【符号の説明】
１ 基板 ２ 電極 ３ ＴＦＴアレイ ４ 基板 ５ カラーフィルター ６ 透明電極 ７ 液晶配向膜 ８ スペーサー ９ 接着剤 １０ 液晶 １１ 偏光板 １２ 偏光板 １３ バックライト光 １４ ジオール化合物 １５ 安息香酸化合物 １６ 光学活性アルコール １７ アルコキシフェノール化合物 １８ 光学活性乳酸エチル １９ アルコキシアルカノール化合物 ２０ ｐ−ヒドロキシ安息香酸エステル ２１ ｐ−ベンジル安息香酸化合物 ２２ エステル化合物 ２３ フェノール化合物 ２４ 基板 ２５ 本発明の配向膜 ２６ 液晶分子 ２７ 電場印加時の本発明の配向膜 ２８ 電極 ２９ ＴＦＴアレイ ３０ 基板 ３１ カラーフィルター ３２ 透明電極 ３３ 基板 ３４ 本発明の配向膜 ３５ スペーサー ３６ 接着剤 ３７ 液晶 ３８ 偏光板 ３９ 偏光板 ４０ バックライト光
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小川 一文 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 浦野 文良 埼玉県川越市的場1633番地 和光純薬工 業株式会社 東京研究所内 (72)発明者 木村 卓博 埼玉県川越市的場1633番地 和光純薬工 業株式会社 東京研究所内 審査官 藤森 知郎 (56)参考文献 特開 平６−73179（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−144491（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−268785（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) ＣＡ（ＳＴＮ) ＣＡＯＬＤ（ＳＴＮ) ＲＥＧＩＳＴＲＹ（ＳＴＮ)

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】下記一般式（化１）［式中、Ｒは炭素数２
    〜１０のアルキル基またはＲ1ＯＣＨ2−（但し、Ｒ1は
    炭素数１〜１０のアルキル基を表す。）を表し、Ａは、
    −ＣＨ2Ｏ−、−Ｏ−、または−ＯＣＯ−を表し、Ｘは
    一般式（化２）、（化３）、（化４）または（化５）で
    示される官能基を表し、Ｙは一般式（化２）、（化３）
    または（化６）で示される官能基を表し、Ｂは−Ｏ−ま
    たは単結合を表し、Ｃ*は光学活性炭素を表し、ｍは２
    〜１２の整数を表す。］で示されるシラン系化学吸着化
    合物。 【化１】 【化２】 【化３】 【化４】 【化５】 【化６】
  2. 【請求項２】下記一般式（化７）で示される分子［式
    中、Ｒは炭素数２〜１０のアルキル基またはＲ1ＯＣＨ2
    −（但し、Ｒ1は炭素数１〜１０のアルキル基を表
    す。）を表し、Ａは、−ＣＨ2Ｏ−、−Ｏ−、または−
    ＯＣＯ−を表し、Ｘは前記一般式（化２）、（化３）、
    （化４）または（化５）で示される官能基を表し、Ｙは
    前記一般式（化２）、（化３）または（化６）で示され
    る官能基を表し、Ｂは−Ｏ−または単結合を表し、Ｃ*
    は光学活性炭素を表し、ｍは２〜１２の整数を表す。］
    と、下記一般式（化８）［式中、Ｒ’は炭素数１〜５の
    アルキル基を表し、Ｚは単結合または−Ｏ−を表す。］
    で示される分子とが１：０から１：１０の混合比で基材
    表面に化学吸着された単分子膜を含む液晶配向膜。 【化７】 【化８】
  3. 【請求項３】前記一般式（化７）で示される分子と、前
    記一般式（化８）で示される分子とが１：０から１：１
    ０の混合比で化学吸着された単分子膜を含む液晶配向膜
    を有する基板を、前記液晶配向膜が内側になるように２
    つ対向させ、その間に液晶を存在させた液晶表示装置。
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