JPH022517A - 配向制御膜とそれを用いた液晶素子 - 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 本発明は配向制御膜とそれを用いた液晶素子に関するも
のである。

従来の技術 分子やその集合体等の配向を制御するための技術として
、液晶素子においては、ポリイミドやポリアミド等の高
分子を基板に塗布、乾燥し、その表面を織布等で擦１て
配向制御を行なうラビング処理を行なった配向制御膜が
主に用いられている。

また、このラビング処理を行なわない方法としては酸化
硅素等の斜方蒸＠法がある。さらに、非線形光学素子や
分子素子などにおいては分子等の配向制御の方法が＆″
α立されていない。

発明が解決しようとする課題 液晶素子において、分子等の配向を制御する方法の一つ
であるラビング処理は単純な方法であるため、低コスト
ではあるが、大面積化と画素数の増大が望まれるように
なると配向の均一性が不十分であるという課題を有して
いた。しかし、ポリイミドやポリアミド等の材料を法仮
に塗布しただけでは液晶は配向しない、一方、ラビング
処理を行なわずに液晶を配向させる斜方蒸着法によれば
良好な配向の液晶素子が製造できるが、蒸着工数が重荷
となり、大面積化と低コスト化の両立が困難であるとい
う課題を有していた。また、分子素子や非線形光学素子
などにおいては分子等の配向制御が必要であるにもかか
わらず、その方法が未だ、確立されていないという課題
を有していた。

課題を解決するための手段 上記課題を解決するために本発明の配向制御ｎ膜はその
主成分としてタンパク質を用いたものであり、液晶素子
は少なくとも一方の基板上にタンパり質を主成分とする
配向制御膜を備えたものである。

作用 本発明はタンパク質を主成分とする配向制御膜を用いる
ことで分子やその集合体等の配向を制御することが可能
となる。また、これを液晶素子に応用した場合には、ラ
ビング処理を行なった場合、配向の均一性が損なわれる
ことがない、さらに、ラビングなどの後処理を施さない
場合にも、均一な配向を容易に低コストで実現できる。

実施例 以下本発明の一実施例の配向制御膜とそれを用いた液晶
素子について、図面を参照しながら説明する。第１図は
本発明の配向制御膜を用いた液晶素子の概略を示す図で
ある。ガラスやプラスチックの基板ｌｌ上にインジウム
・錫酸化物よりなる透明電極層１２を形成し、その上に
配向制？Ｉｊ膜１３を形成後、シール樹脂１４を印刷し
、２枚の基板を貼合わせ、開口部より液晶１５を注入後
、開口部を１１止していわゆる液晶セルを完成した。

実施例１ ０．５ｇの牛血清アルブミンを４９９．５ｇの純水に溶
かし、Ｏ８１重景％の牛血清アルブミン水溶液を調製し
た０次いで、この水溶液に［ＴＯ電極のパターンを形成
したガラス基板を水面に対して垂直方向にゆっくりした
速度で降ろした。所望の部分まで浸漬したところで、し
ばらく静置し、再びゆっくりした速度でガラス基板を水
面に対して垂直方向に引き上げた。塗布の終わった基板
を１１０　’Ｃの電気炉に入れ、乾燥を行ない配向制御
膜を完成した。こうして生血清アルブミンの配向制御１
１２を形成したガラス基板を２枚用意し、その片方のＩ
ＴＯ電梅を形成した面に直径７μｍのガラス繊維を分散
した酸無水物硬化型エポキシ樹脂を１辺のみ辺の中央部
に５ｆｆＩＩ１幅を残して他の全周に０．２ｇｍ幅で印
刷した上で、２枚のガラス基板の配向制御膜形成時の引
き上げ方向が直角でかつ電極面を対向させた状態で加圧
し、１５０　’Ｃで５時間加熱して硬化接着した。接着
後、減圧下で開口部から液晶（メルク社製　商品名ＺＬ
［３２２５）を注入した。注入後、開口部を市販の酸無
水物硬化型エポキシ樹脂で封止していわゆるツィスティ
ッドネマチック（ＴＮ）型液晶セルを完成した。

第２図はＴＮ型液晶セルを示す図であり、２１は上側基
板、２２は下側基板で２３．２４はそれぞれの引き上げ
方向を示し、２５はシール樹脂である。完成したＴＮ型
液晶セルは配向ムラの無い良好な配向状態を示した。

実施例２ 牛血清アルブミンの塗膜を実施例１と同様に形成したガ
ラス基板を２枚用意し、その片方のＩＴＯ電極を形成し
た面に直径２μｍのガラス繊維を分散した酸無水物硬化
型エポキシ樹脂を１辺のみ辺の中央部に５Ｉｌｌｆｆ１
幅を残して他の全周に０．２閣幅で印刷した上で、２枚
のガラス基板の配向膜形成時の引き上げ方向が平行でか
つ電極面を対向させた状態で加圧し、１５０°Ｃで５時
間加熱して硬化接着した。接着後、減圧下で開口部から
液晶（メルク社製　商品名ＺＬ１３４１１１９）を注入
した。注入後、開口部を市販の酸無水物硬化型エポキシ
樹脂で１．１止した。さらに、封入した液晶が等吉相を
示す温度すなわら８０°Ｃ付近まで加熱し徐々に温度を
下げ、いわゆる強誘電性液晶セルを完成した。第３図は
強誘電性液晶セルを示す図であり、３１は上側基板、３
２は下側７５仮で３３．３４はそれぞれの引き上げ方向
を示し、３５はシール樹脂である。完成した強誘電性液
晶セルは配向ムラの無い良好な配向状態を示し、電圧印
加により、双安定性の６′在保された良好な電気光学特
性が得られた。

実施例３ ０．５ｇの牛血清アルブミンを４９９．５ｆｆの純水に
溶かし、０．１重世％の牛血清アルブミン水溶液をＡＰ
Ｉ製した０次いで、この水溶液をＩＴＯ電極のパターン
を形成したガラス基板に回転塗布を行なった。塗布の終
わった基板を１１０’Ｃの電気炉に入れ、乾燥を行なっ
た。乾燥後、ポリエステルの布を用いて単一方向にラビ
ング処理を行ない配向制御膜を完成した。こうして牛血
清アルブミンの配向制御Ｊ膜を形成したガラス基板を２
枚用意し、その片方のＩ　Ｔ　Ｏ’？？Ｉ極を形成した
面に直径７μｍのガラス繊維を分散した酸無水物硬化型
エポキシ樹脂を１辺のみ辺の中央部に５ｍｒ＠幅を残し
て他の全周に０．２Ｗａ幅で印刷した上で、２枚のガラ
ス基板のラビング処理方向が直角でかつ電極面を対向さ
せた状態で加圧し、１５０　’Ｃで５時間加熱して硬化
接着した。接着後、減圧下で開口部から液晶（メルク社
製　商品名ＺＬＩ３２２５）を注入した。注入後、開口
部を市販の酸無水物硬化型エポキシ樹脂で封止していわ
ゆるツィスティッドネマチック（ＴＮ）型液晶セルを完
成した。第２図はＴＮ型液晶セルを示す図であり、２１
は上側基板、２２は下側基板で２３．２４はそれぞれの
ラビング処理方向を示し、２５はシール樹脂である。完
成したＴＮ型液晶セルは配向ムラの無い良好な配向状態
を示した。

実施例４ 牛血１ｎアルブミンの配向膜１ｆｆｌｌ膜を実施例３と
同様にラビング処理を行なって形成したガラス基板を２
枚用意し、その片方のＩＴＯ電極を形成した面に直径２
μｍのガラス繊維を分散した酸無水物硬化型エポキシ樹
脂を１辺のみ辺の中央部に５ｍｍ幅を残して池の全周に
０．２ｍ幅で印刷した上で、２枚のガラス基板のラビン
グ処理方向が平行でかつ電極面を対向させた状態で加圧
し、１５０°Ｃで５時間加熱して硬化接着した。接着後
、減圧下で開口部から液晶（メルク社製　商品名ＺＬＩ
３４８９）を注入した。注入後、間口部を市販の酸無水
物硬化型エポキシ樹脂で封止した。さらに、封入した液
晶が等吉相を示す温度すなわち８０℃付近まで加熱し徐
々に温度を下げ、いわゆる強誘電性液晶セルを完成した
。第３図は強誘電性液晶セルを示す図であり、３１は上
側基板、３２は下側基板で３３３４はそれぞれのラビン
グ処理方向を示し、３５はシール樹脂である。完成した
強誘電性ン夜晶セルは配向ムラの無い良好な配向状態を
示し、電圧印加により、双安定性の確保された良好な電
気光学特性が得られた。

実施例５ ０．５ｇのＴ−グロブリンを４９９．５ｇの純水に？容
かし、０．１！ｔｆｆｆｉ％のＴ−グロブリン水ン容ン
夜を調製した０次いで、この水溶液にＩＴＯ電極のパタ
ーンを形成したガラス基板を水面に対して垂直方向にゆ
っくりした速度で降ろした。所望の部分まで浸漬したと
ころで、しばらく静止し、再びゆっくりした速度でガラ
ス基板を水面に対して垂直方向に引き上げた。塗布の終
わった基板を１１０°Ｃの電気炉に入れ、乾燥を行ない
配向制御膜を完成した。

こうしてＴ−グロブリンの塗膜を形成したガラス′）Ｉ
Ｓ板を２枚用意し、その片方のＩＴＯ電極を形成した面
に直径７μｍのガラス虱維を分散した酸無水物硬化型エ
ポキシ樹脂を１辺のみ辺の中央部に５ｍｍ幅を残して他
の全周に０．２順幅で印刷した上で、配向１１！、！塗
布時の引き上げ方向が直角でかつ電極面を対向させた状
態で加圧し、１５０°Ｃで５時間加熱して硬化接着した
。接着後、減圧下で開口部から液晶（メルク社製　商品
名ＺＬＩ３２２５）を注入した。注入後、開口部を市販
の酸無水物硬化型エポキシ樹脂で封止していわゆるツィ
スティッドネマチック（ＴＮ）型液晶セルを完成した。

第２図はＴＮ型液晶セルを示す図であり、２１は上側基
板、２２は下側基板で２３．２４はそれぞれの引き上げ
方向を示し、２５はシール樹脂である。完成した′ｒＮ
型液晶セルは配向ムラの無い良好な配向状態を示した。

実施例６ γ−グロブリンの塗膜を実施例５と同様に形成したガラ
ス基板を２枚用意し、その片方のＩＴＯ電極を形成した
面に直径２μＩｎのガラス繊維を分１１にシた酸無水物
硬化型エポキシ樹脂を１辺のみ辺の中央部に５鴫幅を残
して他の全周に０．２　ｗａ幅で印１１１１　した上で
、配向膜塗布時の引き上げ方向が平行でかつ電極面を対
向させた状態で加圧し、１５０　’Ｃで５時間加熱して
硬化接着した。接着後、減圧下で開口部から液晶（メル
ク社製　商品名ＺＬ１３４０９）を注入した。注入後、
開口部を市販の酸無水物硬化型エポキシ樹脂で封止した
。

さらに、封入した液晶が等吉相を示す温度すなわち８０
　’Ｃ付近まで加熱し徐々に温度を上げ、いわゆる強誘
電性液晶セルを完成した。第３図は強誘電性液晶セルを
示す図であり、３１は上側基板、３２は下側基板で３３
．３４はそれぞれの引き上げ方向を示し、３５はシール
樹脂である。完成した強誘電性液晶セルは配向ムラの無
い良好な配向状態を示し、電圧印加により、双安定性の
確保された良好な電気光学特性が得られた。

実施例７ ０．５ｇのγ−グロブリンを４９９．５ｇの純水に溶か
し、０．１１１（ｆｔｔ％のＴ−グロフ′リン水？容ン
夜を調製した０次いで、この水溶液をＩＴＯ電極のパタ
ーンを形成したガラス基板に回転塗布を行なった。

塗布の終わった基板を１１０″Ｃの電気炉に入れ、乾燥
を行なった。乾燥後、ポリエステルの布を用いて単一方
向にラビング処理を行ない配向制御膜を完成した。こう
してＴ−グロブリンの配向制御膜を形成したガラス基板
を２枚用意し、その片方のＩＴＯ電極を形成した面に直
径７μｍのガラス繊維を分散した酸無水物硬化型エポキ
シ樹脂を１辺のみ辺の中央部に５ｍｍ幅を残して他の全
周に０．２麺幅で印刷した上で、２枚のガラス基板のラ
ビング処理方向が直角でかつ電極面を対向させた状態で
加圧し、１５０°Ｃで５時間加熱して硬化接着した。接
着後、減圧下で開口部から液晶（メルク社製　商品名Ｚ
ＬＩ３２２５）を注入した。注入後、開口部を市販の酸
無水物硬化型エポキシ樹脂で封止していわゆるツィステ
ィッドネマチック（′ｒＮ）型液晶セルを完成した。第
２図はＴＮ型液晶セルを示す図であり、２１は上側基板
、２２は下側基板で２３．２４はそれぞれのラビング処
理方向を示し、２５はシール樹脂である。完成したＴＮ
型液晶セルは配向ムラの無い良好な配向状態を示した。

実施例８ γ−グロブリンの配向制御膜を実施例７と同様にラビン
グ処理を行なって形成したガラス基板を２枚用意し、そ
の片方のＩＴＯ電捲を形成した面に直径２μｍのガラス
繊維を分散した酸無水物硬化型エポキシ樹脂を１辺のみ
辺の中央部に５陶幅を残して他の全周に０．２ｎｕｉ幅
で印刷した上で、２枚のガラス基板のラビング処理方向
が直角でかつ電極面を対向させた状態で加圧し、１５０
°Ｃで５時間加熱して硬化接着した。接着後、減圧下で
開口部から液晶（メルク社製　商品名ＺＬ　Ｉ　３４８
９）を注入した。注入後、開口部を市販の酸無水物硬化
型エポキシ樹脂で封止した。さらに、封入した液晶が等
吉相を示す温度すなわち８０゛Ｃ付近まで加熱し徐々に
温度を上げ、いわゆる強誘電性液晶セルを完成した。第
３図は強誘電性液晶セルを示す図であり、３１は上側基
板、３２は下側基板で３３．３４はそれぞれのラビング
処理方向を示し、３５はシール樹脂である。完成した強
誘電性液晶セルは配向ムラの無い良好な配向状態を示し
、電圧印加により、双安定性の６１保された良好な電気
光学特性が得られた。

実施例９ ０．５ｇの卵白アルブミンを４９９．５ｇの純水に溶か
し、０．１　ｆｆｌｆｆｉ％の卵白アルブミン水ン容液
を調製した０次いで、この水溶液にＩ　Ｔ　Ｏ電ＪＪｉ
のパターンを形成したガラス基板を水面に対して垂直方
向にゆっくりした速度で降ろした。所望の部分まで浸漬
したところで、しばらく静置し、再びゆっくりした速度
でガラス基板を水面に対して垂直方向に引き上げた。塗
布の終わった基板を１１０’ｃの電気炉に入れ、乾燥を
行ない配向膜６０膜を完成した。

こうして卵白アルブミンのｌ　ｌｐＪを形成したガラス
基板を２枚用意し、その片方のＩＴＯ電掻を形成した面
に直径７μｍのガラス繊維を分散した酸無水物硬化型エ
ポキシ樹脂を１辺のみ辺の中央部に５ＩＩＩＩ１幅を残
して他の全周に０．２鴫幅で印刷した上で、配向膜塗布
時の引き上げ方向が直角でかつ電極面を対向させた状態
で加圧し、１５０°Ｃで５時間加熱して硬化接着した。

接着後、減圧下で開口部から液晶（メルク社製　商品名
ＺＬ１３２２５）を注入した。注入後、開口部を市販の
酸無水物硬化型エポキシ樹脂で封止していわゆるツィス
ティッドネマチック（ＴＮ）型液晶セルを完成した。

第２図はＴＮ型ｔ＆品セルを示す図であり、２１は上側
基板、２２は下側基板で２３．２４はそれぞれの引き上
げ方向を示し、２５はシール樹脂である。完成したＴＮ
型液晶セルは配向ムラの無い良好な配向状態を示した。

実施例１０ 卵白アルブミンの塗膜を実施例９と同様に形成したガラ
ス基板を２枚用意し、その片方のＩＴＯ電１ｔを形成し
た面に直径２μｍのガラス繊維を分散した酸無水物硬化
型エポキシ樹脂を１辺のみ辺の中央部に５−幅を残して
他の全周に０．２ｍｍ幅で印刷した上で、配向膜塗布時
の引き上げ方向が平行でかつ電極面を対向させた状態で
加圧し、１５０°Ｃで５時間加熱して硬化接着した。接
着後、減圧下で開口部から液晶（メルク社製商品名ＺＬ
Ｉ３４８９）を注入した。注入後、開口部を市販の酸無
水物硬化型エポキシ樹脂で封止した。さらに、封入した
液晶が等吉相を示す温度すなわら８０°Ｃ付近まで加熱
し徐々に温度を下げ、いわゆる強誘電性液晶セルを完成
した。第３図は強誘電性液晶セルを示す図であり、３１
は上側基板、３２は下側基板で３３．３４はそれぞれの
引き上げ方向を示し、３５はシール樹脂である。完成し
た強誘電性液晶セルは配向ムラの無い良好な配向状態を
示し、電圧加熱により、双安定性の６１保された良好な
電気光学特性が得られた。

実施例１１ ０．５ｇの卵白アルブミンを４９９．５ｇの純水に溶か
し、０．１ｆｆｌｈｔ％の卵白アルブミン水溶液を調製
した０次いで、この水溶液を１ＴｃＮｉ捲のパターンを
形成したガラス基板に回転塗布を行なった。

塗布の終わった基板を１１０’Ｃの電気炉に入れ、乾燥
を行なった。乾燥後、ポリエステルの布を用いて１１ｉ
一方向にラビング処理を行ない配向制御膜を完成した。

こうして卵白アルブミンの配向制？７Ｕ膜を形成したガ
ラス基板を２枚用意し、その片方のＩＴＯ電掘を形成し
た面に直径７μｍのガラス繊維を分１１シした酸無水物
硬化型エポキシ樹脂を１辺のみ辺の中央部に５ｍ＋ａ幅
を残して他の全周に０．２ｆｆｉＩｓ幅で印刷した上で
、２枚のガラス基板のラビング処理方向が直角でかつ？
ｉｔ極面を対向させた状態で加圧し、１５０°Ｃで５時
間加熱して硬化接着した。接着後、減圧下で開口部から
液晶（メルク社製　商品名ＺＬＩ３２２５）を注入した
。注入後、開口部を市販の酸無水物硬化型エポキシ樹脂
で封止していわゆるツィスティッドネマチック（ＴＮ）
型液晶セルを完成した。第２図はＴＮ型液晶セルを示す
図であり、２１は上側基板、２２は下側基板で２３．２
４はそれぞれのラビング処理方向を示し、２５はシール
樹脂である。完成したＴＮ型液晶セルは配向ムラの無い
良好な配向状態を示した。

実施例Ｉ２ 卵白アルブミンの配向制御膜を実施例１１と同様にラビ
ング処理を行なって形成したガラス基板を２枚用意し、
その片方のＩＴＯ電極を形成した面に直径２μｍのガラ
ス繊維を分散した酸無水物硬化型エポキシ樹脂を１辺の
み辺の中央部に５ｍａ＋幅を残して他の全周に０．２ｍ
ｍ幅で印刷した上で、２枚のガラス基板のラビング処理
方向が平行でかつ電極面を対向させた状態で加圧し、１
５０°Ｃで５時間加熱して硬化接着した。接着後、減圧
下で開口部から液晶（メルク社製　商品名Ｚ　Ｌ　Ｉ　
１３４８９）を注入した。注入後、開口部を市販の酸無
水物硬化型エポキシ樹脂で封止した。さらに、封入した
液晶が等吉相を示す温度すなわち８０°Ｃ付近まで加熱
し徐々に温度を下げ、いわゆる強誘電性液晶セルを完成
した。第３図は強誘電性液晶セルを示す図であり、３１
は上側Ｗ仮、３２は下側基板で３３．３４はそれぞれの
ラビング処理方向を示し、３５はシール樹脂である。完
成した強誘電性液晶セルは配向ムラの無い良好な配向状
態を示し、電圧印加により、双安定性の確保された良好
な電気光学特性が（：）られた。

なお、本実施例において、ラビング処理を行なわない場
合の塗布法として浸漬塗布法を用いたが、一定方向のＩ
ん断力の加わる塗布法であればどの様な塗布法でもかま
わない、その場合の引き上げ方向に対応する方向はせん
断力の加わった方向とする。また、ラビング処理を行な
う場合の塗布法はどの様な方法でもかまわない、さらに
、注入に用いた液晶（メルク社製　商品名ＺＬＩ３２２
５゜同ＺＬ１３，１ｆＪ９）はこれに限定されるもので
はない。

発明の効果 以上のように本発明はタンパク貿を主成分とする配向側
？Ｉｎ　膜を用いることで分子やその集合体等！３５・
・・・・・シール樹脂。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）タンパク質を主成分とする配向制御膜。
2. （２）少なくとも一方の基板上にタンパク質を主成分と
   する配向制御膜を有する液晶素子。