JPH03119319A - Liquid crystal oriented film - Google Patents

Liquid crystal oriented film

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JPH03119319A
JPH03119319A JP25710689A JP25710689A JPH03119319A JP H03119319 A JPH03119319 A JP H03119319A JP 25710689 A JP25710689 A JP 25710689A JP 25710689 A JP25710689 A JP 25710689A JP H03119319 A JPH03119319 A JP H03119319A
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liquid crystal
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crotonate
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法博 海谷
Naoyuki Amaya
直之 天谷
Takashige Murata
村田 敬重
Junko Shigehara
淳孝 重原
Akira Yamada
瑛 山田
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Abstract

PURPOSE:To obtain a liq. crystal oriented film having superior liq. crystal orienting property, superior mechanical chemical and thermal durability and enabling remarkable reduction of film thickness by rubbing a thin film formed on a substrate by spin coating with a polymer contg. repeating untis of specified crotonic ester. CONSTITUTION:A thin film formed on a substrate by spin coating with a polymer contg. repeating units of crotonic ester represented by formula I is rubbed. In the formula I, R is 3-12C branched alkyl, 3-12C cycloalkyl, 2-6C substd. alkyl having a 3-14C cyclic substituent, 3-10C substd. cycloalkyl having a cyclic substituent or siloxane-contg. hydrocarbon. The resulting oriented film has a smooth surface free from defects such as pinholes and can highly orient a liq. crystal.

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、液晶配向膜に関し、さらに詳しくはクロトン
酸エステル重合体を含む薄膜を配向した液晶配向膜及び
クロトン酸エステル重合体の単分子固体膜を基板上に累
積してなる液晶配向膜に関する。
Detailed Description of the Invention <Industrial Application Field> The present invention relates to a liquid crystal alignment film, and more specifically, a liquid crystal alignment film in which a thin film containing a crotonate ester polymer is aligned, and a monomolecular solid of the crotonate ester polymer. The present invention relates to a liquid crystal alignment film formed by stacking films on a substrate.

〈従来の技術〉 デイスプレィの方法として、液晶による方法は、少ない
電気エネルギーで、比較的応答の速い表示が可能で、し
かも小さいものから大面積の表示まで可能であるため、
近年種々開発がなされている。
<Prior art> As a display method, the liquid crystal method uses little electrical energy and can display relatively fast responses, and is also capable of displaying from small to large areas.
Various developments have been made in recent years.

従来液晶デイスプレィ装置を製造するにあたっては、液
晶分子をいかに規則正しく配列させるかがポイントであ
り、このためには液晶基板への配向性の付与が非常に重
要であり、各種の配向処理法が知られている。
Conventionally, when manufacturing liquid crystal display devices, the key point is how to arrange the liquid crystal molecules regularly, and for this purpose, it is extremely important to impart orientation to the liquid crystal substrate, and various alignment treatment methods are known. ing.

基板の配向処理の方法としては、たとえば溶液塗布、プ
ラズマ処理、ラビング、蒸着、引上げ塗本誌(「液晶の
最新技術−物性・マテリアル・応用」松本正−1角田市
良共著)等が知られている。
As methods for orientation treatment of substrates, for example, solution coating, plasma treatment, rubbing, vapor deposition, and pulling coating are known (co-authored by Tadashi Matsumoto and Ichiro Tsunoda), "Latest Technology of Liquid Crystals - Physical Properties, Materials, and Applications". There is.

上述の方法の中ではラビング法が最も一般的であり、こ
の方法では基板自体を布や革のようなもので一定方向に
擦る(ラビング)か、または基板の表面に無機物や有機
物の皮膜を設けた後擦って、配向処理を行う方法で、こ
の処理によって、液晶分子が擦った方向に平行配列する
性質を利用するものである。現在、この方法は液晶セル
の製造現場でよく行なわれているもので、一般には液晶
の基、#Mにポリイミド樹脂を塗布した後、皮膜をラビ
ングすることにより、液晶分子の配列をコントロールす
るものである。
Of the methods mentioned above, the rubbing method is the most common, and in this method the substrate itself is rubbed in a certain direction with something like cloth or leather (rubbing), or a film of inorganic or organic material is applied to the surface of the substrate. This method utilizes the property that liquid crystal molecules are aligned parallel to the rubbing direction by this treatment. Currently, this method is commonly used at liquid crystal cell manufacturing sites, and generally involves coating the #M liquid crystal base with polyimide resin and then rubbing the film to control the arrangement of liquid crystal molecules. It is.

今後、液晶表示はよりコントラストの大きいもの、応答
の速いものが望まれているが、このためには配向膜自体
を超薄膜化してオンゲストロングオーダーで制御するこ
とが必要である。また、配向をより精密にコントロール
することも大切である。ポリイミド樹脂は耐熱性9機械
的強度、液晶の配向性といった点では非常に優れた材料
であるが、配向膜を作成する際、膜厚は極力薄い方が良
い、ポリイミドの薄膜を作るためにはスピンコード、ロ
ール塗布、浸漬塗布、スプレー塗布、グラビア塗布等が
出来ることが必要であるが、この樹脂を溶解させる有機
溶媒としては、ジメチルホルムアミド、N−メチル−2
−ピロリドン、ジメチルアセトアミド等の極性の高い高
沸点有機溶媒であって、塗布による薄膜の作製には好ま
しくない。
In the future, liquid crystal displays with higher contrast and faster response will be desired, but to achieve this, it is necessary to make the alignment film itself ultra-thin and control it on the ongest long order. It is also important to control the orientation more precisely. Polyimide resin is a very excellent material in terms of heat resistance, mechanical strength, and liquid crystal alignment, but when creating an alignment film, it is better to make the film as thin as possible. It is necessary to be able to perform spin cord coating, roll coating, dip coating, spray coating, gravure coating, etc. As an organic solvent for dissolving this resin, dimethylformamide, N-methyl-2
- Highly polar, high-boiling organic solvents such as pyrrolidone and dimethylacetamide, which are not preferred for forming thin films by coating.

従って、これらの目的には、現在のポリイミド樹脂をス
ピンコードもしくは塗布した後、ラビングして配向膜を
作るという方法では、膜厚をこれ以上小さくし、さらに
均一で欠陥のないものとすることが困難であり、ラビン
グ法により、所望の配向性をコントロールすることがで
きないという欠点がある。
Therefore, for these purposes, the current method of spin-coding or coating polyimide resin and then rubbing it to create an alignment film requires making the film even smaller and more uniform and free from defects. This method has the disadvantage that the desired orientation cannot be controlled by the rubbing method.

一方、親水性基と疎水性基を有する低分子化合物の単分
子膜を水面上で形成させた後、圧力を加えて単分子固体
膜(LB′膜、ラングミュア−・プロジェット膜)とし
、液晶基板に累積して得られる超薄膜を利用する方法や
、重合性の低分子化合物を同様に累積しLB膜を重合さ
せる方法(特開昭63−274451号)等が提案され
ている。
On the other hand, after forming a monomolecular film of a low-molecular compound having a hydrophilic group and a hydrophobic group on the water surface, pressure is applied to form a monomolecular solid film (LB' film, Langmuir-Prodgett film). A method of utilizing an ultra-thin film obtained by accumulating on a substrate, a method of similarly accumulating a polymerizable low-molecular compound and polymerizing an LB film (Japanese Patent Laid-Open No. 63-274451), etc. have been proposed.

しかし、低分子のLB膜では液晶との混和性や。However, low molecular weight LB films have poor compatibility with liquid crystals.

化学的、熱的、及び機械的耐性が不十分なことから実用
性に乏しく、また重合性のLB膜では重合時の収縮によ
りひきつれや膜欠陥が生じるという欠点がある。
It is impractical due to insufficient chemical, thermal, and mechanical resistance, and polymerizable LB films have the drawback of shrinkage and film defects due to shrinkage during polymerization.

〈発明が解決しようとする課題〉 本発明の目的は、・液晶の配向性に優れ1機械的。<Problem that the invention seeks to solve> The objects of the present invention are: 1. Excellent mechanical alignment of liquid crystals;

化学的及び熱的耐久性にも優れ、しかも超薄膜化が可能
な液晶配向膜を提供することにある。
The object of the present invention is to provide a liquid crystal alignment film that has excellent chemical and thermal durability and can be made into an ultra-thin film.

〈課題を解決するためめ手段〉 本発明によれば、基板上に、下記一般式(1)炭素数3
〜lOの置換シクロアルキル基又はシロキサン系炭化水
素基を表わし、前記各々の基にはへテロ原子が含まれて
いてもよく、またハロゲン原子で置換されていてもよい
)で示されるクロトン酸エステルの反復単位を含有する
重合体をスピンコード法により成形した薄膜をラビング
処理することにより配向させてなる液晶配向膜が提供さ
れる。
<Means for Solving the Problems> According to the present invention, on the substrate, the following general formula (1) carbon number 3
A crotonic acid ester representing a substituted cycloalkyl group or a siloxane hydrocarbon group of ~1O, each of the above groups may contain a hetero atom or may be substituted with a halogen atom) A liquid crystal alignment film is provided, which is formed by rubbing a thin film formed from a polymer containing repeating units by a spin cord method to align it.

また本発明によれば前記重合体の単分子固体膜(LB膜
)を基板上に累積してなる液晶配向膜が提供される。
Further, according to the present invention, there is provided a liquid crystal alignment film formed by accumulating a monomolecular solid film (LB film) of the above polymer on a substrate.

以下本発明を更に詳細に説明する。The present invention will be explained in more detail below.

本発明では、下記一般式(1) (式中、Rは炭素数3〜12の枝分かれアルキル基、炭
素数3〜12のシクロアルキル基、炭素数3〜14の環
構造の置換基を有する炭素数2〜6の置換アルキル基、
前記環構造の置換基を有するで示されるクロトン酸エス
テルの反復単位を含有するクロトン酸エステル重合体を
用いる。式中Rは炭素数3〜12の枝分かれアルキル基
、炭素数3〜12のシクロアルキル基、炭素数3〜14
の環構造の置換基を有する炭素数2〜6の置換アルキル
基、前記環構造の置換基を有する炭素数3〜10の置換
シクロアルキル基又はシロキサン系炭化水素を表わす。
In the present invention, the following general formula (1) (wherein R is a branched alkyl group having 3 to 12 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 12 carbon atoms, or a carbon having a substituent having a ring structure having 3 to 14 carbon atoms) Substituted alkyl group of number 2 to 6,
A crotonate ester polymer containing a repeating unit of crotonate ester having a substituent having a ring structure is used. In the formula, R is a branched alkyl group having 3 to 12 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 12 carbon atoms, or a cycloalkyl group having 3 to 14 carbon atoms.
represents a substituted alkyl group having 2 to 6 carbon atoms having a substituent having a ring structure, a substituted cycloalkyl group having 3 to 10 carbon atoms having a substituent having the above ring structure, or a siloxane hydrocarbon.

前記枝分かれアルキル基、前記シクロアルキル基、前記
置換アルキル基、前記置換シクロアルキル基及びシロキ
サン系炭化水素基には窒素原子、酸素原子、リン原子、
イオウ原子等のへテロ原子が含まれていてもよく、また
ハロゲン原子で置換されていてもよい。
The branched alkyl group, the cycloalkyl group, the substituted alkyl group, the substituted cycloalkyl group, and the siloxane hydrocarbon group include a nitrogen atom, an oxygen atom, a phosphorus atom,
It may contain a heteroatom such as a sulfur atom, or may be substituted with a halogen atom.

前記一般式(r)で表ねされる反復単位を有するクロト
ン酸エステルの重合体は1例えばクロトン酸イソプロピ
ル、クロトン酸−tart−ブチル、クロトン酸シクロ
ヘキシル、クロトン酸−5ac−ブチル、クロトン酸−
4−メチル−2−ペンチル等の炭化水素基を有するクロ
トン酸エステル;(トリメチルシリル)クロトネート、
3−トリス(トリメチルシロキシ)シリルプロピルクロ
トネート等のシロキサン系炭化水素基を有するクロトン
酸エステル;1−ブトキシ−2−プロピルクロトネート
、2−シアノエチルクロトネート、グリシジルクロトネ
ート、ジエチルホスホノメチルクロトネート、2−メチ
ルチオエチルクロトネート等のへテロ原子を含有するク
ロトン酸エステル;パーフルオロオクチルエチルクロト
ネート、トリフルオロメチルクロトネート、ペンタフル
オロエチルクロトネート、ヘキサフルオロイソプロピル
クロトネート、1−クロロイソプロピルクロトネート等
のハロゲン原子で置換されたクロトン酸エステル等の単
独重合体又は共重合体、あるいはクロトン酸エステルと
、種々の共重合可能なモノマーとの共重合により得られ
るクロトン酸エステル重合体を好ましく用いることがで
きる。前記クロトン酸エステル重合体を製造するには、
通常のアニオン重合法により、重合又は共重合させるこ
とにより得ることができる。前記重合又は共重合させる
際の反応条件は、特に限定されるものではないが、好ま
しくは一100〜100℃、2〜30時間の範囲で反応
させるのが望ましく、また得られるクロトン酸エステル
重合体の分子量は10ooO〜2000000であるの
が好ましい。
Polymers of crotonate esters having repeating units represented by the general formula (r) include 1, for example, isopropyl crotonate, tart-butyl crotonate, cyclohexyl crotonate, 5ac-butyl crotonate, and crotonate.
Crotonate ester having a hydrocarbon group such as 4-methyl-2-pentyl; (trimethylsilyl)crotonate,
Crotonic acid esters having a siloxane hydrocarbon group such as 3-tris(trimethylsiloxy)silylpropylcrotonate; 1-butoxy-2-propylcrotonate, 2-cyanoethylcrotonate, glycidylcrotonate, diethylphosphonomethylcrotonate , 2-methylthioethylcrotonate and other heteroatom-containing crotonic acid esters; perfluorooctylethylcrotonate, trifluoromethylcrotonate, pentafluoroethylcrotonate, hexafluoroisopropylcrotonate, 1-chloroisopropylcrotonate Homopolymers or copolymers of crotonic esters substituted with halogen atoms such as crotonic esters, or crotonic ester polymers obtained by copolymerizing crotonic esters with various copolymerizable monomers are preferably used. I can do it. To produce the crotonic acid ester polymer,
It can be obtained by polymerization or copolymerization using a normal anionic polymerization method. The reaction conditions for the polymerization or copolymerization are not particularly limited, but it is preferable to carry out the reaction at -100 to 100°C for 2 to 30 hours, and the resulting crotonic acid ester polymer The molecular weight of is preferably from 10ooO to 2,000,000.

前記共重合可能なモノマーとしては、例えば酢酸ビニル
、プロピオン酸ビニル、カプロン酸ビニル、安息香酸ビ
ニル、スチレン、α−メチルスチレン、クロロメチルス
チレン、メチルビニルエーテル、n−ブチルエーテル、
脂肪族又は芳香族アリルエステル、アクリル酸又はメタ
クリル酸エステル、アクリロニトリル、塩化ビニル、塩
化ビニリデン、エチレン、ブタジェン、クロロプレン、
イソプレン、インブチレン等を好ましく挙げることがで
きる。
Examples of the copolymerizable monomer include vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl caproate, vinyl benzoate, styrene, α-methylstyrene, chloromethylstyrene, methyl vinyl ether, n-butyl ether,
Aliphatic or aromatic allyl esters, acrylic or methacrylic esters, acrylonitrile, vinyl chloride, vinylidene chloride, ethylene, butadiene, chloroprene,
Preferred examples include isoprene and inbutylene.

また重合開始触媒としては、n−ブチルリチウム、n−
アミルナトリウム、n−オクチルカリウム、ナフタレン
ナトリウム、アントラセンナトリウム、臭化フェニルマ
グネシウムご塩化5ec−ブチルマグネシウム、トリエ
チルアルミニウム等が挙げられる。重合開始剤の使用量
は、yK料モノマー100重量部に対して10重量部以
下が好ましく、さらに好ましくは5重量部以下である。
In addition, as a polymerization initiation catalyst, n-butyllithium, n-
Examples include sodium amyl, potassium n-octyl, sodium naphthalene, sodium anthracene, phenylmagnesium bromide, 5ec-butylmagnesium chloride, and triethylaluminum. The amount of the polymerization initiator used is preferably 10 parts by weight or less, more preferably 5 parts by weight or less, based on 100 parts by weight of the yK monomer.

本発明に用いるクロトン酸エステル重合体中には、前記
一般式(I)で表わされるクロトン酸エステルの反復単
位が60モル%以上含有させるのが好ましい。重合体中
のクロトン酸エステルの反復単位が60モル%未満の場
合には、クロトン酸エステル重合体の本来の性質である
剛直棒状構造が保持できず、スピンコードあるいはLB
法によって均一な薄膜とするのが困難であり、また熱的
にも、化学的にも不安定となる恐れがあるので好ましく
ない。
The crotonic acid ester polymer used in the present invention preferably contains 60 mol% or more of the repeating unit of the crotonic acid ester represented by the general formula (I). If the repeating unit of crotonate ester in the polymer is less than 60 mol%, the rigid rod-like structure which is the original property of the crotonate ester polymer cannot be maintained, and spin cord or LB
It is difficult to form a uniform thin film by this method, and it may become thermally and chemically unstable, so it is not preferable.

本発明において、クロトン酸エステル重合体の薄膜を有
する液晶配向膜を製造するには、前記クロトン酸エステ
ル重合体をスピンコード法により薄膜化し、得られる薄
膜をラビング処理することにより得ることができる。具
体的には例えば、まず、前記クロトン°酸エステル重合
体を蒸散性有機溶媒に溶解してクロトン酸エステルの希
薄溶液を調製する。蒸散性有機溶媒としては、汎用の有
機溶媒、例えばクロロホルム、二塩化エチレン、ベンゼ
ン、トルエン、1,1.2−トリクロロ−1゜2.2−
トリフルオロエタン等を挙げることができる。また、ク
ロトン酸エステル重合体の溶液濃度は、クロトン酸エス
テル重合体、0.1〜20mg/mQを含む溶液とする
のが好ましく、特に好ましくは、0.5〜3IIIg/
IIIQの範囲に調製することにより、クロトン酸エス
テル重合体の溶液を得ることができる。次に、前記クロ
トン酸エステル重合体の溶液を、液晶基板上にスピンコ
ード法により、好ましくは膜厚10〜1000人の薄膜
とするために、スピンコーターの回転数を1000〜1
5000としてスピンコードするのが好ましい。
In the present invention, in order to produce a liquid crystal alignment film having a thin film of a crotonic acid ester polymer, the crotonic acid ester polymer is formed into a thin film by a spin cord method, and the resulting thin film is subjected to a rubbing treatment. Specifically, for example, first, the crotonic acid ester polymer is dissolved in a transpirationable organic solvent to prepare a dilute solution of the crotonic acid ester. As the transpirationable organic solvent, general-purpose organic solvents such as chloroform, ethylene dichloride, benzene, toluene, 1,1.2-trichloro-1°2.2-
Trifluoroethane and the like can be mentioned. Further, the solution concentration of the crotonic acid ester polymer is preferably a solution containing 0.1 to 20 mg/mQ, particularly preferably 0.5 to 3IIIg/mQ of the crotonic acid ester polymer.
A solution of a crotonic acid ester polymer can be obtained by adjusting the concentration to a range of IIIQ. Next, the solution of the crotonic acid ester polymer is applied onto the liquid crystal substrate by a spin coating method, and the number of revolutions of the spin coater is adjusted to 1000 to 1,000 to form a thin film with a thickness of preferably 10 to 1,000.
Preferably, the spin code is 5000.

また、膜厚は、作業温度によっても若干変化するが、前
記各条件の下では、通常10〜35℃程度の作業温度で
スピンコードすることにより所望の高分子超薄膜を製造
した後、次に綿の布、ガーゼ等により基板を一定方向に
ラビングすることにより得ることができる。
The film thickness also changes slightly depending on the working temperature, but under each of the above conditions, the desired ultra-thin polymer film is usually manufactured by spin-coding at a working temperature of about 10 to 35°C, and then It can be obtained by rubbing the substrate in a certain direction with cotton cloth, gauze, etc.

また1本発明において、クロトン酸エステル重合体の単
分子固体膜(LB膜)を基板上に累積してなる液晶配向
膜を作製する方法としては1例えば、クロトン酸エステ
ル重合体を、水と混和しない蒸散性有機溶媒に溶解して
、クロトン酸エステル重合体の希薄溶液を作り、次いで
清浄水面上にクロトン酸エステル溶液を展開して気体膜
を形成する。蒸散性有機溶媒としては、汎用の有機溶媒
、例えばクロロホルム、二塩化エチレン、ベンゼン、ト
ルエン、1,1.2−トリクロロ−1,2,2−トリフ
ルオロエタン等を挙げることができ、クロトン酸エステ
ル重合体をこれらの有機溶媒の希薄溶液とし、水面上に
静かに展開する。水面上への展開に際しては、クロトン
酸エステル重合体の溶液の濃度及び溶剤の種類に注意を
払う必要がある。展開する溶液の濃度は、好ましくは0
.1〜110l1/IIIIQの範囲であり、特に好ま
しくは、0.1〜3mg/mQの範囲である。水面上へ
展開して溶剤を蒸発させると、各々の分子が互いに相互
作用しない表面圧1mN/m以下の気体膜が得られる0
以上のようにして得られた気体膜に対して。
Further, in the present invention, as a method for producing a liquid crystal alignment film formed by accumulating a monomolecular solid film (LB film) of a crotonate ester polymer on a substrate, 1 for example, a crotonate ester polymer is mixed with water. A dilute solution of the crotonic acid ester polymer is prepared by dissolving it in a non-transpirationable organic solvent, and then the crotonic acid ester solution is spread on the clean water surface to form a gas film. Examples of the evaporative organic solvent include general-purpose organic solvents such as chloroform, ethylene dichloride, benzene, toluene, 1,1.2-trichloro-1,2,2-trifluoroethane, and crotonic acid ester. The polymer is made into a dilute solution of these organic solvents and spread gently on the water surface. When spreading on the water surface, it is necessary to pay attention to the concentration of the crotonic acid ester polymer solution and the type of solvent. The concentration of the developing solution is preferably 0.
.. The range is from 1 to 110 l1/IIIQ, particularly preferably from 0.1 to 3 mg/mQ. When spread on the water surface and evaporating the solvent, a gas film with a surface pressure of 1 mN/m or less is obtained in which each molecule does not interact with each other.
Regarding the gas film obtained as described above.

例えば水平方向から圧力を加え、表面圧を好ましくは3
〜30mN/mに保ち、固体膜状態とする。
For example, apply pressure from the horizontal direction, preferably with a surface pressure of 3
It is maintained at ~30 mN/m to form a solid film state.

どの程度の表面圧に設定するかは、用いるクロトン酸エ
ステル重合体の種類に依存し、あらかじめ表面圧−面積
(FA)等温曲線を求めておき、その固体膜に相当する
FA曲線の鋭い立ち上がり部分の表面圧に設定するのが
好ましい6次に、得られた固体膜を垂直浸漬法または水
平付着法により基板上に累積することにより液晶配向膜
を製造することができる。
How much surface pressure to set depends on the type of crotonic acid ester polymer used. Obtain the surface pressure-area (FA) isotherm curve in advance, and find the sharp rising part of the FA curve that corresponds to the solid membrane. The surface pressure is preferably set at a surface pressure of 6. Next, a liquid crystal alignment film can be manufactured by depositing the obtained solid film on a substrate by a vertical dipping method or a horizontal deposition method.

本発明において前記クロトン酸エステル重合体薄膜又は
単分子固体膜(LB膜)を作製するための基板は、一般
に使用されている各種の基板が用いられるが、液晶のデ
イスプレィ用のセルをつくる・ためには、導電性の透明
基板であることが必要であり、通常の硝子に導電性を付
与した基板、例えばITO(酸化インジウム)ガラス基
板、NESA(酸化スズ)ガラス基板等が用いられる。
In the present invention, various commonly used substrates can be used as the substrate for producing the crotonic acid ester polymer thin film or monomolecular solid film (LB film). For this purpose, it is necessary to use a conductive transparent substrate, and a substrate made of ordinary glass imparted with conductivity, such as an ITO (indium oxide) glass substrate or a NESA (tin oxide) glass substrate, is used.

そのほか各種の透明樹脂に導電性を付与した基板も使用
できるが、表面の平滑さ、耐傷性等の点から導電性ガラ
ス基板等がいることが望ましい。
In addition, substrates made of various transparent resins imparted with conductivity can also be used, but from the viewpoint of surface smoothness, scratch resistance, etc., conductive glass substrates are preferable.

〈発明の効果〉 本発明の液晶配向基板は、クロトン酸エステル重合体の
薄膜を用いるので、ピンホール等の膜欠陥のない平滑な
膜面を有し、しかもラビングにより高度の配向性を有す
るか、またはLB膜を基板上に累積して得られるので、
液晶を高度に配向させることができ、各種の液晶表示素
子に極めて有用である。
<Effects of the Invention> Since the liquid crystal alignment substrate of the present invention uses a thin film of crotonic acid ester polymer, it has a smooth film surface without film defects such as pinholes, and has a high degree of orientation by rubbing. , or can be obtained by accumulating the LB film on the substrate,
It allows liquid crystal to be highly oriented and is extremely useful for various liquid crystal display devices.

〈実施例〉 以下、実施例を挙げて、さらに具体的に本発明を説明す
るが1本発明はこれらによって限定されるものではない
<Examples> Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited by these.

失l且工 25X25mの酸化インジウムによる導電性膜を有する
ガラス基板上に、スピナーにより2500回/分で回転
するポリクロトン酸イソプロピル(PiPCAと略す)
のクロロホルム溶液(1mg/mQ) 1mQを、スピ
ンコードし、1分間回転を続けた後、十分クロロホルム
を蒸発させ、PiPCAの薄膜(膜厚230人)を作成
した。薄膜の作成条件および膜厚を表1に示す1次にラ
ビング装置を用いて、綿の布で得られた薄膜を一定方向
に10回こすり、基板の配向処理を行い液晶配向特性を
有する基板を得た。
Isopropyl polycrotonate (abbreviated as PiPCA) rotated by a spinner at 2500 times/min on a glass substrate with a conductive film made of indium oxide with a size of 25 x 25 m.
A chloroform solution (1 mg/mQ) of 1 mQ was spin-coded, the rotation was continued for 1 minute, and then the chloroform was sufficiently evaporated to form a thin film (film thickness: 230 mm) of PiPCA. The thin film creation conditions and film thickness are shown in Table 1. Using a primary rubbing device, the thin film obtained with a cotton cloth was rubbed 10 times in a fixed direction, and the substrate was subjected to alignment treatment to produce a substrate with liquid crystal alignment characteristics. Obtained.

得られた液晶配向基板2枚を用いて、第1図に示す液晶
セル10を作成した。すなわち、ITO膜11で被覆さ
れたガラス基板12からなるITOガラス基板に、薄膜
13を累積して本発明の液晶配向膜基板14を配向方向
が直交するように2枚重ね、その間に液晶15 (4’
 −(4−シアノビフェニル)4− (4’ −へブチ
ルビフェニル)カルボキシレート)を封入してツイスト
ネマチック配向タイプの液晶セル10を作成し、次いで
電極16を取り付けた後、偏光板を用いた目視によるw
4察あるいは、電圧をかけて電気応答性を調べた。この
結果、十分液晶が配向し、このクロトン酸エステル重合
体の配向膜を有する基板を用いて作成した液晶表示素子
が、電気に対し非常に優れた応答性を有していることが
判明した。条件及び膜厚を表1に示す。
Using the two obtained liquid crystal alignment substrates, a liquid crystal cell 10 shown in FIG. 1 was created. That is, on an ITO glass substrate consisting of a glass substrate 12 coated with an ITO film 11, a thin film 13 is accumulated and two liquid crystal alignment film substrates 14 of the present invention are stacked so that the alignment directions are perpendicular to each other, and a liquid crystal 15 ( 4'
-(4-cyanobiphenyl)4-(4'-hebutylbiphenyl)carboxylate) was sealed to create a twisted nematic alignment type liquid crystal cell 10, and then an electrode 16 was attached, and then visual observation using a polarizing plate was performed. by lol
Alternatively, we applied a voltage and examined the electrical response. As a result, it was found that the liquid crystal was sufficiently oriented and a liquid crystal display element prepared using a substrate having an alignment film of this crotonic acid ester polymer had extremely excellent responsiveness to electricity. Table 1 shows the conditions and film thickness.

叉胤且I 実施例1のPiPCAの代わりにポリ(クロトン酸し一
ブチル)(以下PtBCAと略す)の1mg/mQクロ
ロホルム溶液を用いた他は、実施例1と同様にしてPt
BCAのスピンコード膜(膜厚280人)を有する液晶
配向基板を作成した。薄膜の作成条件および膜厚を表1
に示す。得られた液晶配向基板2枚を用いて、実施例1
と同様に液晶セル1oを作成し、液晶の配向性ならびに
電気応答性を調べた。その結果、液晶の配向性は良く、
電気刺激に対する応答性も良いことが判明した。
Pt was prepared in the same manner as in Example 1, except that a 1 mg/mQ chloroform solution of poly(monobutyl crotonate) (hereinafter abbreviated as PtBCA) was used instead of PiPCA in Example 1.
A liquid crystal alignment substrate having a BCA spin code film (thickness: 280 mm) was prepared. Table 1 shows the thin film creation conditions and film thickness.
Shown below. Using the two obtained liquid crystal alignment substrates, Example 1
A liquid crystal cell 1o was prepared in the same manner as above, and the orientation and electrical response of the liquid crystal were examined. As a result, the alignment of the liquid crystal is good,
It was also found that the response to electrical stimulation was good.

去1」[Lニュ」一 実施例1のPiPCAの代わりにポリ(クロトン酸シク
ロヘキシル)(実施例3)を、ポリ(クロトン酸5ec
−ブチル)(実施例4)を、ポリ(クロトン酸−4−メ
チル−2−ペンチル)(実施例5)を、ポリ(クロトン
酸パーフルオロオクチルエチル)(実施例6)を、ポリ
(クロトン酸へキサフルオロイソプロピル)(実施例7
)を、ポリ(クロトン酸−2−クロロイソプロピル)(
実施例8)を、ポリ(1−ブトキシ−2−プロピルクロ
トネート)(実施例9)を、ポリ(クロトン酸アダマン
チル)(実施例10)をそれぞれ用いて表1に示す条件
で実施例1と同様に液晶配向膜基板14を作成し、液晶
セル10を試作して液晶の配向性、ならびに電気応答性
を調べた。それらの結果、いずれの液晶セルにおいても
液晶の配向性が良く、電気に対する応答性も良いことが
表−一よ 38本・・1,1.2−トリクロロ−1,2,2−トリ
フルオロエタン。
In place of PiPCA in Example 1, poly(cyclohexyl crotonate) (Example 3) was substituted with poly(cyclohexyl crotonate).
-butyl) (Example 4), poly(4-methyl-2-pentyl crotonate) (Example 5), poly(perfluorooctylethyl crotonate) (Example 6), poly(4-methyl-2-pentyl crotonate) (Example 6), hexafluoroisopropyl) (Example 7
), poly(2-chloroisopropyl crotonate) (
Example 8), poly(1-butoxy-2-propyl crotonate) (Example 9), and poly(adamantyl crotonate) (Example 10) were used as Example 1 under the conditions shown in Table 1. A liquid crystal alignment film substrate 14 was prepared in the same manner, and a liquid crystal cell 10 was produced as a prototype to examine the liquid crystal alignment and electrical response. As a result, it was found that in all liquid crystal cells, the liquid crystal orientation was good and the responsiveness to electricity was also good. .

去JLfLユ」− 内面積15X50aJ、深さ2cmのテフロン製トラフ
に純水を満たし、室温を20℃に設定した。
A Teflon trough with an internal area of 15 x 50 aJ and a depth of 2 cm was filled with pure water, and the room temperature was set at 20°C.

濃度0.5a+g/−のポリ(クロトン酸イソプロピル
)(PiPCAと略称する)のクロロホルム溶液50μ
mを静かに水面上にたらし、溶媒を蒸発させた0次いで
表面圧を検知しながら、トラフ上に設置された長さ20
cmのテフロン製バリアーを5 m / sinの速度
で平行移動させて面積を狭くシ。
50μ of a chloroform solution of poly(isopropyl crotonate) (abbreviated as PiPCA) with a concentration of 0.5a+g/-
m was gently dropped onto the water surface to evaporate the solvent. Then, while sensing the surface pressure, a length 20 m was placed on the trough.
A cm Teflon barrier was moved in parallel at a speed of 5 m/sin to narrow the area.

表面圧と分子占有面積との関係(FA曲線)を求めた。The relationship between surface pressure and molecular occupied area (FA curve) was determined.

第1図にPiPCAのFA曲線を示す、この曲線より、
LB膜の累積には急激な立ち上がりを示す5〜30■N
/mの表面圧が適当であることが判明した。そこで表面
圧を20mN/mとし、LB膜を形成し、ITOガラス
基板上に垂直浸漬法により5層累積して高分子配向膜を
基板上に作成した。
Figure 1 shows the FA curve of PiPCA. From this curve,
The accumulation of LB film shows a rapid rise at 5 to 30 N.
A surface pressure of /m was found to be suitable. Therefore, an LB film was formed with a surface pressure of 20 mN/m, and five layers were accumulated on an ITO glass substrate by a vertical dipping method to create a polymer alignment film on the substrate.

得られた液晶配向基板2枚を用いて、液晶セルを作成し
た。即ち第1図において、高分子薄膜13の代わりに前
記LB膜を用いた以外は、実施例1と同様に液晶セルを
作成し、電極を取り付けた後、偏光板を用いた目視によ
るa祭あるいは、電圧をかけて電気応答性を調べた。こ
の結果、十分液晶が配向し、得られたクロトン酸エステ
ル重合体の配向膜を有する基板を用いて作成した液晶表
示素子が、電気に対し非常に優れた応答性を有している
ことが判明した。条件及び膜厚を表2に示す。
A liquid crystal cell was created using the two obtained liquid crystal alignment substrates. That is, in FIG. 1, a liquid crystal cell was prepared in the same manner as in Example 1 except that the LB film was used instead of the polymer thin film 13, and after attaching electrodes, a test was carried out by visual inspection using a polarizing plate. , the electrical response was investigated by applying a voltage. As a result, it was found that the liquid crystal was sufficiently oriented and that a liquid crystal display element created using a substrate with an alignment film of the obtained crotonic acid ester polymer had extremely excellent responsiveness to electricity. did. Table 2 shows the conditions and film thickness.

去】111」工 実施例11のPiPCAの代わりにポリ(クロトン酸−
tert−ブチル)(以下PtBCAと略す)の0.5
mg/mQクロロホルム溶液を用いた他は、実施例11
と同様にしてPtBCAのLB膜(表面圧15mN/m
)を5層累積した液晶配向膜基板を用いて液晶セルを作
成し、液晶の配向性ならびに電気応答性を調べた。その
結果、液晶の配向性は良く、電気応答性も良いことが判
明した。
Poly(crotonic acid-111) instead of PiPCA in Example 11
0.5 of tert-butyl) (hereinafter abbreviated as PtBCA)
Example 11 except that mg/mQ chloroform solution was used.
Similarly, a PtBCA LB film (surface pressure 15 mN/m
) was used to create a liquid crystal cell using a liquid crystal alignment film substrate with five layers, and the alignment and electrical response of the liquid crystal were investigated. As a result, it was found that the alignment of the liquid crystal was good and the electrical response was also good.

条件及び膜厚を表2に示す。Table 2 shows the conditions and film thickness.

失胤旌上主二呈立 実施例11のPiPCAの代わりにポリ(クロトン酸シ
クロヘキシル)(実施例13)を、ポリ(クロトン酸−
5ea−ブチル)(実施例14)を、ポリ(クロトン酸
4−メチル−2−ペンチル)(実施例15)を、ポリ(
クロトン酸パーフルオロオクチルエチル)(実施例16
)を、ポリ(クロトン酸へキサフルオロイソプロピル)
(実施例17)を、ポリ(クロトン酸2−クロロイソプ
ロピル)(実施例18)を、ポリ(1−ブトキシ−2−
プロピルクロトネート)(実施例19)を、ポリ(クロ
トン酸アダマンチル)(実施例20)をそれぞれ用いて
表2に示す条件で実施例11と同様に液晶配向膜基板を
作成し、液晶セルを試作した0次いで液晶の配向性、な
らびに電気応答性を調べた。それらの結果、いずれめ液
晶セルにおいても液晶の配向性が良く、電気に対する応
答性表−−λ
In place of PiPCA in Example 11, poly(cyclohexyl crotonate) (Example 13) was used.
5ea-butyl) (Example 14), poly(4-methyl-2-pentyl crotonate) (Example 15), poly(4-methyl-2-pentyl crotonate) (Example 15),
perfluorooctylethyl crotonate) (Example 16)
), poly(hexafluoroisopropyl crotonate)
(Example 17), poly(2-chloroisopropyl crotonate) (Example 18), poly(1-butoxy-2-
A liquid crystal alignment film substrate was prepared in the same manner as in Example 11 using propyl crotonate (Example 19) and poly(adamantyl crotonate) (Example 20) under the conditions shown in Table 2, and a liquid crystal cell was prototyped. Then, the orientation of the liquid crystal and the electrical response were investigated. As a result, the liquid crystal orientation in the liquid crystal cell is good, and the responsiveness to electricity is -λ

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は、実施例1で作成した液晶セルの斜視間である
。 10・・液晶セル、11・・ITO膜、12・・ガラス
基板、13・・高分子薄膜、14・・液晶配向膜基板、 15 ・ ・液晶。
FIG. 1 is a perspective view of the liquid crystal cell prepared in Example 1. 10...Liquid crystal cell, 11...ITO film, 12...Glass substrate, 13...Polymer thin film, 14...Liquid crystal alignment film substrate, 15...Liquid crystal.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1)基板上に、下記一般式( I ) ▲数式、化学式、表等があります▼・・・( I ) (式中、Rは炭素数3〜12の枝分かれアルキル基、炭
素数3〜12のシクロアルキル基、炭素数3〜14の環
構造の置換基を有する炭素数2〜6の置換アルキル基、
前記環構造の置換基を有する炭素数3〜10の置換シク
ロアルキル基又はシロキサン系炭化水素基を表わし、前
記各々の基にはヘテロ原子が含まれていてもよく、また
ハロゲン原子で置換されていてもよい)で示されるクロ
トン酸エステルの反復単位を含有する重合体をスピンコ
ート法により成形した薄膜をラビング処理することによ
り配向させてなる液晶配向膜。 2)請求項1記載の重合体の単分子固体膜(LB膜)を
基板上に累積してなる液晶配向膜。
[Claims] 1) On the substrate, there are the following general formula (I) ▲ mathematical formula, chemical formula, table, etc. ▼... (I) (wherein R is a branched alkyl group having 3 to 12 carbon atoms, A cycloalkyl group having 3 to 12 carbon atoms, a substituted alkyl group having 2 to 6 carbon atoms having a substituent having a ring structure having 3 to 14 carbon atoms,
Represents a substituted cycloalkyl group or siloxane-based hydrocarbon group having 3 to 10 carbon atoms having a substituent in the ring structure, each of the groups may contain a hetero atom, and is not substituted with a halogen atom. A liquid crystal alignment film obtained by aligning a thin film formed by a spin coating method of a polymer containing repeating units of crotonic acid ester represented by the following formula and subjecting it to rubbing treatment. 2) A liquid crystal alignment film formed by stacking a monomolecular solid film (LB film) of the polymer according to claim 1 on a substrate.
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