JPH04372932A - 液晶配向膜の製造方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液晶を配向させるため
の液晶配向膜の製造方法に関し、更に詳しくは、プレチ
ルト角を付与することが容易であり、ＴＮ形液晶素子を
作製した場合にリバースチルトやリバースツイストの発
生を抑制し得る液晶配向膜の製造方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】時計やテレビなどにおいて液晶を使った
平面ディスプレイが広く使われるようになっているが、
従来ＳｉＯ２　、Ａｕ等を斜め方向から蒸着する斜方蒸
着法、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ラビング法等で形成した
配向膜を用いて液晶を配向させ液晶配向膜を得ている。 しかしながら、斜方蒸着法により形成された液晶配向膜
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、真空蒸着法であるため１０−５ｔｏｒｒ
程度の高真空が必要であり、また基板を傾斜しなければ
ならない等、量産性に乏しいという欠点を有している。 また、ラビング法により形成された液晶配向膜は、ラビ
ング時に発生するごみや静電気により生産性が低下しや
すく、品質に悪影響を与えるという欠点を有している。

【０００３】本発明者らは、上記の様な問題点を解決す
るため、均一で非常に欠陥が少なく、且つラビングなし
で良好な配向性を有する新しい液晶配向膜として、ポリ
イミドＬＢ膜を提案した（特開昭６３−２３１３１、特
開平３−５３２２３）。しかしながら、ＬＢ膜は所定の
プレチルト角を与えることが困難であり、またＬＢ膜を
液晶配向膜としてＴＮ形液晶素子を作製した場合にリバ
ースチルトやリバースツイスト欠陥が発生するという問
題があった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、液晶に所定
のプレチルト角を容易に付与でき、且つＴＮ形液晶素子
とした場合のリバースチルトやリバースツイストの発生
を抑制し得る液晶配向膜の製造方法を提供するものであ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、酸無水物及び
ジアミンとして平面性又は直線性の高い材料を用い、エ
ステル化反応により双極子を持つ基を含む炭素数が１２
〜３０の１価の基が導入された上記酸無水物と、上記ジ
アミンの縮重合により得られるポリイミド前駆体を水面
上に展開することにより得られる単分子膜を、少なくと
も電極層を形成した基板上に１層以上積層した後、電磁
場中で完全にあるいは部分的にイミド化反応が起こるよ
うな熱処理を施し、上記双極子を持つ基を含む炭素数１
２〜３０の１価の基の配向を制御することを特徴とする
液晶配向膜の製造方法を内容とするものである。

【０００６】本発明に用いられる平面性又は直線性の高
い酸無水物の好ましい例としては、以下の物質が挙げら
れる。

【０００７】

【化２】

【０００８】本発明に用いられる平面性又は直線性の高
いジアミンの好ましい例としては、以下の物質が挙げら
れる。

【０００９】

【化３】

【００１０】さらに、酸無水物にエステル化反応により
導入される、双極子を持つ基の好ましい例としては、以
下の基が挙げられる。

【００１１】

【化４】＝Ｃ＝Ｏ，　　−ＯＨ，　　−ＮＨ２　，　　
＝Ｓ＝Ｏ，　　ハロゲン原子

【００１２】上記双極子を持つ基を含むＲは炭素数が１
２〜３０の１価の基で、炭素数が上記範囲以外では本発
明の効果を充分に期待することができない。

【００１３】本発明においては、ここに例示した酸無水
物、ジアミン、双極子を持つ基は、それぞれ単独又は２
種以上組み合わせて用いられる。また本発明に用いられ
る酸無水物、ジアミン、双極子を持つ基は、いずれもこ
れら例示物に限定されるものではないことは勿論である
。

【００１４】上記酸無水物とジアミンとの縮重合により
得られるポリイミド前駆体は、特に下記構造式（１）

【
００１５】

【化５】

【００１６】〔式中、Ｒは双極子を持つ基を含む炭素数
１２〜３０の１価の基であり、同種でも異種でもよい〕
で表されるのが好適である。ポリイミド前駆体の数平均
分子量は２０００〜３０００００程度が好適である。数
平均分子量が上記範囲を外れると、単分子膜の強度が低
すぎたり、粘度が高すぎて単分子膜の作製に支障をきた
す等の問題を生じる。

【００１７】ポリイミド前駆体は例えばラングミュア・
ブロジェット法（ＬＢ法）により水面上に展開すること
により容易に単分子膜を形成し、これを少なくとも電極
層を形成した基板上に１層以上積層した後、完全に又は
部分的に閉環しポリイミド化する。ポリイミド化は化学
的又は熱的に行うことが可能であるが、部分的にポリイ
ミド化する場合、ポリイミド前駆体の繰り返し単位当り
の疎水性基の個数を制御し易い点で熱的にポリイミド化
するのが望ましい。

【００１８】熱処理温度は配向膜形成後、液晶素子組立
工程で受ける温度よりも高く、且つ配向膜材料が分解す
る温度よりも低い温度であり、通常、好ましくは１５０
〜４５０℃、より好ましくは１５０〜２５０℃の範囲で
ある。本発明で用いられる電磁場としては１０Ｖ以上の
直流電場、１Ｋガウス以上の磁場が適当である。最適の
電磁場の強度は、ＬＢ膜材料に導入された双極子の強さ
、電磁場を印加する装置の形状によって決められるが、
双極子の配向が僅かでも制御される程度の電磁場の強度
であれば充分である。

【００１９】

【作用】前記ポリイミド前駆体を水面上に展開すること
により得られた単分子膜を、電極層を形成した基板上に
１層以上積層して得られた膜（ＬＢ膜）は、一軸方向に
配向した膜であり、該膜上で液晶物質を良好に配向させ
ることができる。更に、エステル化反応により導入され
た双極子を持つ基を含む炭素数が１２〜３０の１価の基
は、排除体積効果〔「ジャパニーズ・ジャーナル・オブ
・アプライド・フィジックス（Ｊａｐａｎｅｓｅ　Ｊｏ
ｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ａｐｐｌｉｅｄ　Ｐｈｙｓｉｃｓ）
」、２９（１９９０）、２０４５〕により液晶にプレチ
ルト角を付与することが可能となり、ＴＮ形液晶素子を
作製した場合にリバースチルトやリバースツイストの発
生を抑えることができる。上記排除体積効果によると、
液晶のプレチルト角は配向膜材料の側鎖に相当するエス
テル化反応により導入された双極子を持つ基を含む炭素
数が１２〜３０の１価の基の配向状態によって決定され
る。本発明では、配向膜材料が化学変化するときに電磁
場により側鎖の配向を制御することにより、液晶のプレ
チルト角を制御することが可能である。

【００２０】

【実施例】次に、実施例により本発明を更に詳細に説明
するが、本発明はこれらにのみ限定されるものではない
。

【００２１】実施例ガラス基板上にＩＴＯを真空蒸着法
で１００ｎｍの厚さに形成した。次いで、下記構造式（
２）

【００２２】

【化６】

【００２３】で表されるポリイミド前駆体（数平均分子
量４０００）の単分子膜を前記ＩＴＯを形成したガラス
基板上にラングミュア・ブロジェット法（ＬＢ法）によ
り１１層累積した。更に、該ＬＢ膜を形成したガラス基
板を、図１に示すように、２０Ｋガウスの磁場中に置き
、２００℃で１時間熱処理した。

【００２４】前記と同一の方法で処理したガラス基板を
２枚用意し、２枚の基板のＬＢ膜形成時の基板の引上げ
方向が互いに垂直方向となるようにセルを構成し、減圧
下でネマティック液晶（メルク社製、商品名ＺＬＩ１５
６５）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
素子を完成した。完成した液晶セルを一旦１００℃まで
加熱してから徐々に冷却して初期配向させた。得られた
ＴＮ型液晶素子は良好な液晶配向性を示し、約１°のプ
レチルト角が付与できており、電圧駆動時にもリバース
チルトなどの欠陥は皆無であった。

【００２５】

【発明の効果】本発明の液晶配向膜は、ラビング等の処
理を施す必要がなく、均一で無欠陥且つ良好な配向性を
有する。また所定のプレチルト角を与えることが容易で
、更にＴＮ形液晶素子を作製した場合に、リバースチル
トやリバースツイストの発生が抑制される。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例で用いた装置を示す概要図である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　酸無水物及びジアミンとして平面性又
   は直線性の高い材料を用い、エステル化反応により双極
   子を持つ基を含む炭素数が１２〜３０の１価の基が導入
   された上記酸無水物と、上記ジアミンの縮重合により得
   られるポリイミド前駆体を水面上に展開することにより
   得られる単分子膜を、少なくとも電極層を形成した基板
   上に１層以上積層した後、電磁場中で完全にあるいは部
   分的にイミド化反応が起こるような熱処理を施し、上記
   双極子を持つ基を含む炭素数１２〜３０の１価の基の配
   向を制御することを特徴とする液晶配向膜の製造方法。
2. 【請求項２】　　ポリイミド前駆体が、下記構造式（１
   ）【化１】 〔式中、Ｒは双極子を持つ基を含む炭素数１２〜３０の
   １価の基であり、同種でも異種でもよい。〕で表される
   請求項１記載の製造方法。