JPH02165119A - 液晶用配向膜の製法 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、高分子樹脂からなる液晶分子の配向膜の製法
に関する。

従来の技術 液晶分子の配向膜は、液晶デイスプレィには必須のもの
である。

前記配向膜としては、無機質の斜方蒸着膜、ラビングさ
れた有機樹脂膜等が使われる（例えば液晶エレクトロニ
クスの基礎と応用、佐々木　昭夫編）。

発明が解決しようとする課題 一般にラビング法が産業界では多用されている。

これには二つの問題がある。一つは、ラビング時に繊維
屑等の塵が出ることであり、もう一つは、液晶分子の捻
り角の大きいモード、すなわちスーパー・ツィスティッ
ド・ネマティック・モードでは、ラビング圧が軽く、密
度の高いラビングが必要となる。この条件を得るために
は、厳格な管理が必要となる。

さらに、スーパー・ツィスティッド・ネマティック・モ
ードを用いた大容量表示においては、液晶分子のブレ・
チルト角を大きくする必要がある。

今のところ、一致した考えはないが、プレ・チルト角と
しては、１５’〜２０°は欲しい、現在、配向膜材料と
して有機樹脂を用いた場合、ラビング法においては、再
現性と信軌性を考慮すると、約１０°が限度である。

これらの点を解決するものとして無機質の斜方蒸着膜が
あるが、しかしながら、これについては、装置が比較的
高価なこと、真空プロセスなのでプロセス・コストが高
くつくことに難がある。

また強誘電性液晶においては、まさしく液晶分子の配向
が重要である。

課題を解決するための手段 本発明は前述のような課題を解決するために、主鎖形液
晶ポリマーを、溶剤に溶解し、この溶液を基板に塗布す
る工程において、塗布時に、この溶液に一様な応力がか
かるようにし、さらに前記溶剤を蒸発させることを特徴
とする液晶用配向膜の製法を提供するものである。

さらに本発明は、主鎖形液晶ポリマーを、溶剤に溶解し
、この溶液を基板に塗布する工程において、塗布時とこ
れに続く前記溶剤の蒸発時に、基板に平行磁場がかかる
ようにすることを特徴とする液晶用配向膜の製法をも提
供するものである。

液晶ポリマーとは、融解点以上のある温度範囲でそのも
のが液晶状態をとるか（サーモトロピック液晶）、適当
な溶媒にこのものが高濃度に溶解した場合に液晶状態を
呈する（ライオドロピンク液晶）ポリマーを言う０本発
明は前記二種類のポリマーを含むものである。主鎖形液
晶ポリマーとは液晶形成に寄与する基、すなわちメソゲ
ン基が分子の主鎖にあたるものを指す。

前記溶液において、必ずしも、溶解した液晶ポリマーが
液晶状態であることを本発明は要求しない。

作用 ある状況で液晶状態を取り得るポリマーの分子はある程
度の剛直性を有する棒状分子であることが分かっている
。

基板表面全体に、一様に広がったこの様な液晶ポリマー
の分子は塗布時に応力がかかる時、分子が配向するのが
理解される。この上に液晶分子、この場合は低分子液晶
分子が来ると、相互作用により低分子液晶分子が配向す
る。この様な応力は、基板を溶液に浸漬し、一方向に引
き上げるとか、ブレード法で一方向に塗るとか、平版や
凹版で印刷するとかで実現される。

ポリマーの分子はある程度の剛直性を有する棒状分子で
ある以上、基板上に形成された溶剤に希釈されたポリマ
ー分子は、溶剤が蒸発するに従って濃縮され、液晶状態
に近い状態になると想定される。この想定はある程度首
肯されるものである。

この時、平行磁場があると、ポリマー分子は配向する。

磁場と基板との相対的な位置を選ぶことにより、結果と
して、任意の液晶分子のチルトが得られる。

かくて、塵の出ない、比較的制御性の良い、しかも低コ
ストの配向膜の製法が得られる。

実施例 以下、本発明の一実施例を説明する。

（実施例１） ユニチカ株式会社製の液晶ポリマー、ロッドランをトリ
フルオロ酢酸に濃度が約０．２％になる欅に溶解する。

次に、ガラス基板をこの溶液に浸漬し、基板の一端から
一方向に基板を溶液から引き上げる。更に、このままの
方向に保ったまま乾燥させる。この基板を複屈折計で測
ると、分子長軸が引き上げ方向に偏在しているのが分か
る。

次に、この様な基板を２枚用意し、配向した液晶ポリマ
ーの膜が約１０ミクロン隔てて対向するように、貼り合
わせ、この基板間に低分子ネマチック液晶を表面張力に
よりしみ込ませた。

低分子ネマチンク液晶の配向は良好であり、これによる
液晶パネルの特性も良好であった。

（実施例２） ユニチカ株式会社製の液晶ポリマー、ロッドランをトリ
フルオロ酢酸に濃度が約０．２％になる様に溶解する０
次に、ガラス基板をこの溶液に浸漬し、基板を水平に保
ち、溶液から引き上げる。更に、このままの方向に保っ
たまま乾燥させる。弓き上げと、乾燥時に、約４０にガ
ウスの平行磁場を基板に対して、約３０″″となる様に
印加する。

この基板を複屈折計で測ると、分子長軸が引き上げ方向
に偏在しているのが分かる。

次に、この様な基板を２枚用意し、配向した液晶ポリマ
ーの膜が約１０ミクロン隔てて対向するように、貼り合
わせ、この基板間に低分子ネマチック液晶を表面張力に
よりしみ込ませた。

磁場法によるチルト測定の結果、低分子ネマチック液晶
分子のプレチルトは約１５〜２０°であった。このよう
な高いプレチルトは現在のところ、斜方蒸着でしか、再
現性良く得られない。

低分子ネマチック液晶の配向は良好であり、これによる
液晶パネルの特性も良好であった。

（実施例３） デュポン社製のケプラー繊維、化学的にはポリ・パラ・
フェニレン・テレフタル・アラミド（以後、ＰＰＴＡと
称する）を、ヘキサ・メチル・ホスホル・アミド又の名
をヘキサ・メチル・リン酸・トリアミド（以後、ＨＭＰ
Ａと称する）とＮ−メチル・ピロリドン（以後、ＮＭＰ
と称する）の２：１の混液からなる溶媒に、加熱しつつ
、揺動して溶解させる。ＰＰＴＡのこの溶液での含有率
は約０．５％とする。なお、ＨＭＰＡの扱いには注意を
要する。なお、この溶液はこの含有率の近傍で液晶の挙
動を示さない。

この溶液に、よく洗浄し乾燥させたガラス基板を浸漬し
、その後所定の速度で引き上げて、基板表面にＰＰＴＡ
を含む前記溶液を付着せしめた。

次に、この基板を医療用のＮＭＲ−ＣＴ装置の平行磁場
中に磁場が基板と約４５゛の角度となるように設置し、
約２０にガウスの磁場に晒し続けた。このまま、ヒータ
ーでもって、基板を室温から約２６０°Ｃまで加熱し、
そのあと冷却した。この時、溶媒の性質から考えて、溶
媒はすべて揮発し、基板上にはＰＰＴＡのみからなる膜
が存在すると推測される。

この基板上の膜のＸ線回折測定の結果、若干の配向性が
認められた。このことは膜が配向したＰＰＴＡからなる
ことを示すものである。

次に、この様な基板を２枚用意し、配向したＰＰＴＡの
膜が約１０ミクロン隔てて対向するように、しかも配向
したＰＰＴＡの分子の主軸が平行となるように、貼り合
わせ、この基板間に低分子ネマチック液晶を表面張力に
よりしみ込ませた。

磁場法によるチルト測定の結果、低分子ネマチック液晶
分子のプレチルトは約３５〜３７°であった。このよう
な高いプレチルトは現在のところ、斜方蒸着でしか、再
現性良く得られない。

（実施例４） デュポン社製のケブラー繊維、化学的にはポリ・パラ・
フェニレン・テレフタル・アラミド（以後、ＰＰＴＡと
称する）を、ヘキサ・メチル・ホスホル・アミド叉の名
をヘキサ・メチル・リン酸トリアミド（以後、ＨＭＰＡ
と称する）とＮ−メチル・ピロリドン（以後、ＮＭＰと
称する）の２＝１の混液からなる溶媒に、加熱しつつ、
揺動して溶解させる。ＰＰＴＡのこの溶液での含有率は
約０．５％とする。なお、ＨＭＰＡの扱いには注意を要
する。なお、この溶液はこの含有率の近傍で液晶の挙動
を示さない。

この溶液に、よく洗浄し乾燥させたガラス基板を浸漬し
、その後基板の一端から所定の速度で引き上げて、その
ままの基板を斜めに保って、約２６０　’Ｃに保ち溶媒
を気化させ、基板表面にＰＰＴＡを含む膜を付着せしめ
た。

この基板上の膜のＸ線回折測定の結果、若干の配向性が
認められた。このことは膜が配向したＰＰＴＡからなる
ことを示すものである。

次に、この様な基板を２枚用意し、配向した液晶ポリマ
ーの膜が約１０ミクロン隔てて対向するように、貼り合
わせ、この基板間に低分子ネマチック液晶を表面張力に
よりしみ込ませた。

低分子ネマチック液晶の配向は良好であり、これによる
液晶パネルの特性も良好であった。

（実施例５） ポリ・パラ・フェニレン・ベンズ・ビス・オキサゾール
（以後、ＰＢＯと呼ぶ）は２，５−ジアミノ−１，４−
ベンゼン・ジオールとテレフタール酸クロリドとをポリ
・リン酸（ＰＰＡと称する）を重合溶媒烹縮合剤として
溶液重合させた。

また、ポリ°パラ・フェニレン・ベンズ・ビス・チアゾ
ール（以後、ＰＢＴと称する）は２．５−ジアミツー１
．４−ベンゼン・チオールとテレフクール酸クロリドと
を前述のように重縮合させた。

重縮合物を濾別し、洗浄後、メタンスルホン酸（以後Ｍ
ＳＡと称する）に重縮合物が約０．１％となるように溶
解させる。この溶液は液晶特有の挙動を示さなかった。

この溶液に、よく洗浄し乾燥させたガラス基板を浸漬し
、その後所定の速度で引き上げて、基板表面にＰＢＯま
たたはＰＢＴを含む前記溶液を付着せしめた。

次に、この基板を医療用のＮＭＲ−ＣＴ装置の平行磁場
中に磁場が基板と約３０°の角度となるように設置し、
約２０にガウスの磁場に晒し続けた。こ　のまま、ヒー
ターでもって、基板を室温から約１８０℃まで徐々に加
熱し、そのあと冷却した。この時、溶媒の性質から考え
て、溶媒はすべて揮発し、基板上にはＰＢＯまたはＰＢ
Ｔのみからなる膜が存在すると推測される。

この基板上の膜のＸ線回折測定の結果、若干の配向性が
認められた。このことは膜が配向したＰＢＯないしＰＢ
Ｔの分子からなることを示すものである。

次に、この欅な基板を２枚用意し、配向したＰＢＯまた
はＰＢＴの膜が約１０ミクロン隔てて対向するように、
しかも配向したＰＢＯないしＰＢＴの分子の主軸が平行
となるように、貼り合わせ、この基板間に低分子ネマチ
ック液晶を表面張力によりしみ込ませた。

磁場法によるチルト測定の結果、低分子ネマチック液晶
分子のプレチルトは約２５′であった。

このような高いプレチルトは現在のところ、斜方蒸着で
しか、再現性良く得られない。

（実施例６） サーモトロニツタ液晶ポリマーの例について述べる。ポ
リプラスチック社の液晶ポリマー、ベクトラＡ−９５０
を粉砕し、ペンタ・クロロ・フェノールと混練し、その
あと約２２０°Ｃに加熱、ベクトラＡ−９５０を完全に
ペンタ・クロロ・フェノールに溶解させてベクトラの溶
液を得る。

この溶液に、よく洗浄し乾燥させたかつ予熱されたガラ
ス基板を浸漬し、その後基板の一端から所定の速度で引
き上げて、そのままの基板を斜めに保って、約２５０°
Ｃに保ち溶媒を気化させ、基板表面にＰＰＴＡを含む膜
を付着せしめた。

この基板上の膜のＸ線回折測定の結果、若干の配向性が
認められた。このことは膜が配向したベクトラの分子か
らなることを示すものである。

次に、この様な基板を２枚用意し、配向した液晶ポリマ
ーの膜が約ｌＯミクロン隔てて対向するように、貼り合
わせ、この基板間に低分子ネマチック液晶を表面張力に
よりしみ込ませた。

低分子ネマチック液晶の配向は良好であり、これによる
液晶パネルの特性も良好であった。

発明の効果 以上の構成により、本発明は安定した液晶分子配向用膜
を得るための方法を提供するものであり、産業上の価値
は大なるものがある。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）主鎖形液晶ポリマーを、溶剤に溶解し、この溶液
   を基板に塗布する工程において、塗布時に、この溶液に
   一様な応力がかかるようにし、さらに前記溶剤を蒸発さ
   せることを特徴とする液晶用配向膜の製法。
2. （２）主鎖形液晶ポリマーを、溶剤に溶解し、この溶液
   を基板に塗布する工程において、塗布時とこれに続く前
   記溶剤の蒸発時に、基板に平行磁場がかかるようにする
   ことを特徴とする液晶用配向膜の製法。