JPH03113423A - 液晶表示素子 - 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】 庄深ユｎ凹１走顆 本発明は、新しい液晶配向膜を有する液晶表示素子に関
するものである。

従来少肢血 時計やテレビなど液晶を使った平面デイスプレィが広く
使われるようになっているが、従来５ｉｎ２゜Ａｕ等の
斜方蒸着法、または、基板上にポリイミド系高分子樹脂
を塗布した後、布等で一定方向にラビングする等で形成
した配向膜を用いて液晶を配向させ液晶表示素子を得て
いる。

゛しよ゛と　る　　占 しかしながら、斜方蒸着法は、液晶に所定のプレチルト
角を与えるのに大変有利であるが、反面真空蒸着である
ため、１０−’ｔｏｒｒ位の高真空が必要であり、また
、蒸着工程が複雑で大面積化が難しく量産性に乏しいと
いう欠点を有している。

ラビング法も、大面積での均一性に問題がありラビング
により発生するゴミや静電気が悪影響を与えるという欠
点がある。

このような従来技術によらないで液晶を配向させること
が出来る配向方法が望まれていた。

６　占　”ン　るための 上記問題点を解決するために本発明は、下式で表わされ
る繰返し単位を有する両親媒性高分子物質を （式中、Ｒ１はいづれも炭素原子数１２〜３０の１価の
脂肪族の基である。） 水面上に展開することにより得られる単分子膜を、少な
くとも電極層を形成した基板上に１層以上積層した後、
閉環反応がおこるような熱処理を施してこれを液晶の配
向を制御する配向膜として液晶表示素子を構成した。

立置 本発明の上記の構成により、均一で欠陥が少なく且つラ
ビングなしで良好な配向性を有する液晶配向膜が得られ
、これを用いて表示品位の高い液晶表示素子を得ること
が出来る。

１施± 本発明の液晶表示素子について説明する。

第１図は、本発明の液晶表示素子の概略を示す断面図で
ある。

基板（１）の表面に透明電極のパターン（２）と絶縁膜
（３）が形成されており、その表面に液晶配向膜（４）
がラングミュアブロジェット法で作製される。こうして
作られた２枚の基板がスペーサー（５）により間隔を保
たれ接着される。そして注入口（６）から液晶表示物質
が間隔中に注入され液晶層（７）が形成されたものが液
晶表示素子である。

絶縁膜（３）は必須ではないがＩＴ○などの透明電極の
表面をシリコン酸化物などでコーティングしておくこと
が好ましい。

本発明の単分子膜を作製するために用いられる両親媒性
高分子物質は （式中Ｒ１はいづれも炭素原子数１２〜３０の１価の脂
肪族の基である。） の繰返し単位をもち、疎水性を与えるＲ’がカルボン酸
のエステルとしてバラ位にあることが特徴である。我々
が既に特開昭６２−１２９３１７に提案しているように
原料の酸成分であるピロメリット酸のジエステルには下
記のように２つの異性体が存在し メタ体 パラ体 これから合成される両親媒性高分子物質はこの２つの異
性体を含む共重合体となる。我々は液晶の配向性を改善
するために鋭意検討した結果、疎水性を与えるＲ１がカ
ルボン酸のエステルとしてバラ位にあるものを使用する
ことによって液晶の配向性が改善することを見出し、特
願平１−１８９１３７に提案した。

Ｒ１は先に定義された基であるが、さらに具体的には ＣＲ３（ＣＲ２）　ニー１（ＣＨ３）２　ＣＨ（ＣＨｚ
）Ｗ−ｔ（ＣＨｆｆ）３　Ｃ（ＣＨ２）；−。

（以上のｎは、いずれも１２〜３０．好ましくは１６〜
２２）などがあげられる。

疎水性附与のためにはＣＨ３（ＣＨ２）；−１で表わさ
れる直鎖アルキル基を利用するのが、性能的にもコスト
的にも最も望ましい。

ジアミン成分としてパラフェニレンジアミンが望ましい
ことを特願平１−１８９１３７に提案したが、ナフタレ
ンジアミン、好ましくは１，４ナフクレンジアミン、１
，５−ナフタレンジアミンを用いることによっても良好
な配向性かえられることが明らかになった。

今のところ詳しい理由は明らかではいなか、分子の直線
性や剛直性が関係していると思われる。

本発明の両親媒性高分子物質は、Ｒ′がピロメリット酸
ジエステルのパラ位にあるものの酸ハライドとジアミン
の縮合等の方法によって得られるが、１０〜２０％程度
であればＲ１がメタ位にあるものを混合してもよいし、
ジアミン成分についても１０〜２０％程度であればパラ
フェニレンジアミン、メタフェニレンジアミン、３，３
″−ジアミノビフェニル、４，４°−ジアミノビフェニ
ル、３．３°−メチレンジアニリン、４，４”オキシジ
アニリン、３．３”−オキシジアニリン、４４′−カル
ボニルジアニリン、３，３°−カルボニルジアニリン、
４，４°−スルホンジアニリン、３．３”−スルホンジ
アニリンなどのようなジアミンの中から選んで混合して
もよい。

単分子膜の作製方法としては特に限定はないが、累積時
流動配向がおこる方法がのぞましく、垂直浸漬法は望ま
しい実施態様の１つである。

この際、長鎖脂肪酸や長鎖アルコールのような公知のラ
ングミュア・プロジェット膜材料や、我々が先に特開昭
６３−２１８７２８に提案している高分子ＬＢ膜材料を
混合して使用してもよい。

また、単分子膜を累積する前に、基板に表面処理を施す
ことも本発明の望ましい実施態様である。

本発明のもう１つの要件は熱処理を施すことであるが、
望ましくは不活性ガスの流通下、閉環反応がおこるよう
な温度に加熱しておこなわれ、１８０’Ｃ以上４００℃
程度までの温度が採用される。

温度が高いほど、閉環率が高くなる。この熱処理によっ
て良好な配向性が実現され、製膜のときに混合したよう
な低分子物質も除かれて液晶配向膜の耐薬品性、耐熱性
も向上する。

本発明により、上記した構成によってラビング処理を施
さずに、均一で欠陥が少なく良好な配向性を有する液晶
配向膜を得ることができ、この液晶配向膜を用いて液晶
が良好に配向した表示品位の高い液晶表示素子を得るこ
とができ、ＴＮ液晶のみならずＳＴＮ液晶、強誘電液晶
にも使用することができる。

実施例１ ガラス基板の片側にパターンを形成したマスクを用いて
ＩＴＯを２００ｎｍの厚さに、真空蒸着した。次いで、
ＩＴＯの電極上に絶縁膜として、シリコン酸化物の膜を
真空蒸着法を用いて１１００ｎの厚さに形成した。

一方、ピロメリット酸無水物とステアリルアルコールの
反応により作製したピロメリット酸ジステアリルエステ
ル異性体混合物を塩化メチレンでソックスレー抽出し、
パラ体を白色固体として、メタ体を抽出溶液中に分離し
た。

さらにエタノールで再結晶して、それぞれを精製した。

パラ体のピロメリット酸ジステアリルエステルの酸クロ
ライドと１．４−ナフタレンジアミンを反応させて得ら
れる両親媒性高分子■をジメチルアセトアミド、クロロ
ホルムの混合溶媒に溶解し、これを用いて前記のＩＴＯ
を蒸着したガラス基板上に垂直浸漬法で１１層累積した
。更にＬＢ膜を形成したガラス基板を２００°Ｃで１時
間、窒素流通上熱処理した。この熱処理によって完全で
はないが閉環反応が進んで■は下式のようなポリイミド
となって非常に良好な耐薬品性、耐熱性を有するように
なる。

前記の同一処理ガラス基板を２枚用意し、２枚の基板の
ＬＢ膜形成時の基板の引上げ方向が互いに直角方向とな
るようにセルを構成し、一方の基板の透明電極層を形成
した面にシール樹脂として、直径８μｍのプラスチック
ビーズ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５ＩＩＩｆｆｌ長を残して他の全周に１
ｍｍ幅で印刷したうえで、透明電極を対向させた状態で
加圧し、１４０°Ｃで３時間加熱して硬化接着した。接
着後、減圧下で、前記開口部からネマティック液晶（メ
ルク社製　商品名ＺＬ１１５６５）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固着し
、液晶を封止してＴＮ型液晶セルを完成した。完成した
液晶セルを一旦１００°Ｃまで加熱してから徐々に冷却
して初期配向させることにより、均一で欠陥が少なく良
好な配向状態のセルが得られた。

実施例２ 実施例１と同じように、１，４−ナフタレンジアミン、
１．５−ナフタレンジアミンを用いて合成した両親媒性
高分子を用いてＴＮ型液晶セルを作製した。

実施例１と同様に均一で欠陥が少なく良好な配向状態の
セルが得られた。

比較例１ 実施例１と同じように、１．４−ナフタレンジアミンの
かわりに４，４′　−オキシジアニリンを使って合成し
た両親媒性高分子を用いてＴＮ型液晶セルを作製した。

実施例１にくらべて配向に乱れがあり、配向性は劣って
いた。

２■■四果 以上のように少なくとも本発明の両親媒性物質を含む材
料を水面上に展開することにより得られる単分子膜を、
少なくとも電極を形成した基板上に１層以上積層した後
、閉環反応がおこるような熱処理を施して液晶の配向を
制御する配向膜とすることにより均一で欠陥が少なく且
つラビングなしで良好な配向性を有する液晶配向膜が得
られ、これを用いて表示品位の高い液晶表示素子を得る
ことが出来る。

ン庄λ０（６） 手続補正書 （方式） ％式％ 発明の名称 液晶表示素子 ３゜ 補正をする者 事件との関係

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）下式で表わされる繰返し単位を有する両親媒性高
   分子物質を ▲数式、化学式、表等があります▼ （式中、Ｒ＾１はいづれも炭素原子数１２〜３０の１価
   の脂肪族の基である。） 水面上に展開することにより得られる単分子膜を、少な
   くとも電極層を形成した基板上に１層以上積層した後、
   閉環反応がおこるような熱処理を施した薄膜を含む液晶
   表示素子。