JPS63136024A - 液晶配向膜およびその製造法 - Google Patents
液晶配向膜およびその製造法Info
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- JPS63136024A JPS63136024A JP28472086A JP28472086A JPS63136024A JP S63136024 A JPS63136024 A JP S63136024A JP 28472086 A JP28472086 A JP 28472086A JP 28472086 A JP28472086 A JP 28472086A JP S63136024 A JPS63136024 A JP S63136024A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
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- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
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- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1337—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers
- G02F1/133711—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers by organic films, e.g. polymeric films
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。
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、液晶を用いた光学的装置、特に液晶表示装置
に用いられる液晶配向膜およびその製造法に関する。
に用いられる液晶配向膜およびその製造法に関する。
従来の技術
従来この種の配向膜形成技術には、次の四つの方法が知
られている。
られている。
(1)基板表面上に、有機ポリマーの薄膜を形成し、そ
の表面にラビング処理を施し、そのラビングした面を液
晶配向膜面として用いる(ラビング法)。
の表面にラビング処理を施し、そのラビングした面を液
晶配向膜面として用いる(ラビング法)。
(2)基板表面上に、無機化合物あるいは金属を蒸着す
ることによって周期的な溝状構造を形成し、その物理的
な溝構造をもった面を液晶配向膜面として用いる(蒸着
法)。
ることによって周期的な溝状構造を形成し、その物理的
な溝構造をもった面を液晶配向膜面として用いる(蒸着
法)。
(3)基板表面上に、化学的処理により分子吸着層を形
成し、その層表面(分子配列面)を液晶配向膜面として
用いる(化学吸着法、又はラングミア・プロジェット法
)。
成し、その層表面(分子配列面)を液晶配向膜面として
用いる(化学吸着法、又はラングミア・プロジェット法
)。
(4)−軸性、又は二軸性延伸ポリマーを切断し、その
切断面全液晶配向膜面として用いる(延伸ポリマー切断
法)。
切断面全液晶配向膜面として用いる(延伸ポリマー切断
法)。
現在、実用に供せられている配向膜形成法は(1]のラ
ビング法と(掲の蒸着法であり、前者が主流を占めてい
る。前者の配向膜は傾斜角が3°〜5°程度の配向膜と
して、また後者の配向膜は傾斜角が大きな配向膜、特に
垂直配向膜(傾斜角90つとして用いられている。いず
れにしても、実用配向膜では傾斜角が1°以下の水平(
平行)配向膜は実現していない。さらに、前者の方法で
はラビング工程を必要とし、微細なゴミやホコリが付着
して、配向膜面に擦り傷ができ易いという工程上の欠点
があり、また後者の蒸着法では蒸着工程に時間がかかり
、量産性に難がある。
ビング法と(掲の蒸着法であり、前者が主流を占めてい
る。前者の配向膜は傾斜角が3°〜5°程度の配向膜と
して、また後者の配向膜は傾斜角が大きな配向膜、特に
垂直配向膜(傾斜角90つとして用いられている。いず
れにしても、実用配向膜では傾斜角が1°以下の水平(
平行)配向膜は実現していない。さらに、前者の方法で
はラビング工程を必要とし、微細なゴミやホコリが付着
して、配向膜面に擦り傷ができ易いという工程上の欠点
があり、また後者の蒸着法では蒸着工程に時間がかかり
、量産性に難がある。
また、(′4の化学吸着法は水平配向から垂直配向まで
得ることが可能であるが、吸着層の熱安定性。
得ることが可能であるが、吸着層の熱安定性。
耐久性(配向保持力の)に難があり実用には至っていな
い。さらに、(4)の延伸ポリマー切断法は面積の広い
切断面をもつポリマー薄片を切り出すことが困難であり
、また切断したポリマー薄片を基板に接着させるなどの
工程が必要であり、量産性において極めて難がある。
い。さらに、(4)の延伸ポリマー切断法は面積の広い
切断面をもつポリマー薄片を切り出すことが困難であり
、また切断したポリマー薄片を基板に接着させるなどの
工程が必要であり、量産性において極めて難がある。
発明が解決しようとする問題点
この様に、従来の配向膜形成技術は一長一短をもってお
り、熱安定性、耐久性、量産性の条件を同時に満たす実
用可能な配向膜を提供し、かつ液晶配向の傾斜角が特に
1°以下の水平(平行)配向から傾斜角90’の垂直配
向を同一プロセスで可能にすることができなかった。特
に、従来の有機ポリマー配向膜には、ラビング処理工程
を必要とする工程上の難点があり、さらに必ずしも分子
配向秩序度の高い配向状態が得られず、また、傾斜角1
°以下の水平配向が得られないなどの問題点があっfc
。
り、熱安定性、耐久性、量産性の条件を同時に満たす実
用可能な配向膜を提供し、かつ液晶配向の傾斜角が特に
1°以下の水平(平行)配向から傾斜角90’の垂直配
向を同一プロセスで可能にすることができなかった。特
に、従来の有機ポリマー配向膜には、ラビング処理工程
を必要とする工程上の難点があり、さらに必ずしも分子
配向秩序度の高い配向状態が得られず、また、傾斜角1
°以下の水平配向が得られないなどの問題点があっfc
。
問題点全解決するための手段
本発明の液晶配向膜はネマチック液晶、スメクチック液
晶、およびコレステリック液晶のうちいずれか一つの分
子配列状態を示す液晶であることを特徴とし、その製造
方法は、透明基板上に重合性液晶物質(モノマーおよび
オリゴマー)を塗布し、あるいは透明基板上に液晶物質
と重合性物質とを含む混合体を塗布し、それぞれサーモ
トロピックあるいはリオトロピックの液晶状態を保持し
つつ、熱、光、電子線、放射線を用いて重合処理を行な
うことを特徴とする。
晶、およびコレステリック液晶のうちいずれか一つの分
子配列状態を示す液晶であることを特徴とし、その製造
方法は、透明基板上に重合性液晶物質(モノマーおよび
オリゴマー)を塗布し、あるいは透明基板上に液晶物質
と重合性物質とを含む混合体を塗布し、それぞれサーモ
トロピックあるいはリオトロピックの液晶状態を保持し
つつ、熱、光、電子線、放射線を用いて重合処理を行な
うことを特徴とする。
作 用
すでに述べた様に1本発明の配向膜は、有機ポリマーか
らなる配向膜であるが、そのポリマー膜の高次構造はネ
マチック液晶、スメクチック液晶。
らなる配向膜であるが、そのポリマー膜の高次構造はネ
マチック液晶、スメクチック液晶。
あるいはコレステリック液晶のいずれかの液晶構造をと
っている。ここで、配向膜の表面におけるメソーゲン基
(液晶配向を起こす基)の配向・配列は、基本的にはメ
ソーゲン基自体の分子間相互作用によジ決まるため、配
向秩序度は極めて高い。
っている。ここで、配向膜の表面におけるメソーゲン基
(液晶配向を起こす基)の配向・配列は、基本的にはメ
ソーゲン基自体の分子間相互作用によジ決まるため、配
向秩序度は極めて高い。
その外に、メソーゲン基の配向は外部電場・磁場の有無
により、また透明基板の表面状態、および塗布法・塗布
条件により決まる。例えば、同じネマチック液晶であっ
ても、メソーゲン基の基板面に対する傾斜角は、主とし
てメソーゲン基物質問の相互作用、外部電場、磁場の印
加および基板表面状態によって、またメソーゲン基の基
板面内での配向方位は、主として塗布時の応力方向(塗
布液の流れ方向)、外部電場、磁場の方向および基板表
面状態によって決まる。この様に塗工状態でメソーゲン
基物質の配向・配列は決まっており、その後、重合処理
をしてその液晶構造全固定化し、高分子液晶の配向膜と
する。
により、また透明基板の表面状態、および塗布法・塗布
条件により決まる。例えば、同じネマチック液晶であっ
ても、メソーゲン基の基板面に対する傾斜角は、主とし
てメソーゲン基物質問の相互作用、外部電場、磁場の印
加および基板表面状態によって、またメソーゲン基の基
板面内での配向方位は、主として塗布時の応力方向(塗
布液の流れ方向)、外部電場、磁場の方向および基板表
面状態によって決まる。この様に塗工状態でメソーゲン
基物質の配向・配列は決まっており、その後、重合処理
をしてその液晶構造全固定化し、高分子液晶の配向膜と
する。
次に、電気光学効果を示す本来の液晶物質を、上記配向
膜と接触させた場合、本来の液晶分子と配向膜のメソー
ゲン基との相互作用により、本来の液晶分子はメソーゲ
ン基の配向に従って配向する。例えば、メソーゲン基が
配向膜面に対して平行配向したネマチック液晶構造の配
向膜全周いると本来の液晶の初期配向は傾斜角1°以下
の水平配向となる。
膜と接触させた場合、本来の液晶分子と配向膜のメソー
ゲン基との相互作用により、本来の液晶分子はメソーゲ
ン基の配向に従って配向する。例えば、メソーゲン基が
配向膜面に対して平行配向したネマチック液晶構造の配
向膜全周いると本来の液晶の初期配向は傾斜角1°以下
の水平配向となる。
実施例
本発明の液晶配向膜として用いる高分子液晶材料は、高
分子の主鎖、あるいは側鎖にメソーゲン基あるいは剛直
な原子団を組み込んだものであり、それらの多くはサー
モトロビック液晶となり、しかもネマチック液晶組織及
びスメクチック液晶組織を示す。言い換えれば、サーモ
トロピック高分子液晶はメソーゲン基あるいは剛直な原
子団と柔軟性スペーサ基との組合せからなる。この中で
主鎖型高分子液晶は高分子主鎖の中にメソーゲン基ある
いは剛直な原子団を組み込み、それらの間を柔軟性スペ
ーサ基で結合させたものである。一方、側鎖型高分子液
晶はメソーゲン基あるいは剛直な原子団を高分子側鎖の
位置に柔軟性スペーサ基を介して修飾したものである。
分子の主鎖、あるいは側鎖にメソーゲン基あるいは剛直
な原子団を組み込んだものであり、それらの多くはサー
モトロビック液晶となり、しかもネマチック液晶組織及
びスメクチック液晶組織を示す。言い換えれば、サーモ
トロピック高分子液晶はメソーゲン基あるいは剛直な原
子団と柔軟性スペーサ基との組合せからなる。この中で
主鎖型高分子液晶は高分子主鎖の中にメソーゲン基ある
いは剛直な原子団を組み込み、それらの間を柔軟性スペ
ーサ基で結合させたものである。一方、側鎖型高分子液
晶はメソーゲン基あるいは剛直な原子団を高分子側鎖の
位置に柔軟性スペーサ基を介して修飾したものである。
これらのメソーゲン基あるいは剛直な原子団の例を次に
示す。
示す。
一方、柔軟性スペーサ基の例を次に示す。
+CH2+n 、 −(−CH2−CH2−0+nこ
こで、nの値は通常2〜20である。
こで、nの値は通常2〜20である。
次に、コレステリック液晶組織を示す高分子液晶材料の
例について述べる。これらは、側鎖型高分子液晶であっ
て、柔軟性スペーサ基を介して修飾されるメソーゲン基
に特徴がある。すなわち、メソーゲン基が例えば次に示
す様な光学活性な基と例えば次に示す様なネマチックな
基 とから成る共重合体において、サーモトロピックコレス
テリック液晶状態が得られる。その他、次に示すr−メ
チル、r−ヘキシル、L−グルタメートの例の様なポリ
ペプチド CooCHCo0C6H13 共重合体においても、サーモトロピックコレステリック
液晶状態が得られる。しかし、一般にポリペプチドは適
当な溶媒中でα−へリックスの棒状の二次構造を形成し
、その分子間相互作用により、リオトロピックコレステ
リック液晶相を示す場合が多い。
例について述べる。これらは、側鎖型高分子液晶であっ
て、柔軟性スペーサ基を介して修飾されるメソーゲン基
に特徴がある。すなわち、メソーゲン基が例えば次に示
す様な光学活性な基と例えば次に示す様なネマチックな
基 とから成る共重合体において、サーモトロピックコレス
テリック液晶状態が得られる。その他、次に示すr−メ
チル、r−ヘキシル、L−グルタメートの例の様なポリ
ペプチド CooCHCo0C6H13 共重合体においても、サーモトロピックコレステリック
液晶状態が得られる。しかし、一般にポリペプチドは適
当な溶媒中でα−へリックスの棒状の二次構造を形成し
、その分子間相互作用により、リオトロピックコレステ
リック液晶相を示す場合が多い。
この様に、本発明の配向膜はメソーゲン基が互いに配向
Φ配列した組織をもつポリマーフィルムである。この様
なポリマーフィルムは、サーモトロピック液晶性を示す
重合性液晶物質(モノマーおよびオリゴマー)、あるい
はりオトロピック液晶性を示す液晶物質と重合性物質と
の混合体を、熱重合、光重合、電子線重合、あるいは放
射線重合させることによって、すなわち液晶重合させる
ことによって得られる。ここで、上記重合性液晶物質お
よび液晶物質のメソーゲン基の配向方位は、それらの物
質に応力、電場、磁場を印加することによって、あるい
は透明基板の表面に分子配向・配列した単分子層または
10層以下の累積層を設けておくことによって容易に制
御することができる。
Φ配列した組織をもつポリマーフィルムである。この様
なポリマーフィルムは、サーモトロピック液晶性を示す
重合性液晶物質(モノマーおよびオリゴマー)、あるい
はりオトロピック液晶性を示す液晶物質と重合性物質と
の混合体を、熱重合、光重合、電子線重合、あるいは放
射線重合させることによって、すなわち液晶重合させる
ことによって得られる。ここで、上記重合性液晶物質お
よび液晶物質のメソーゲン基の配向方位は、それらの物
質に応力、電場、磁場を印加することによって、あるい
は透明基板の表面に分子配向・配列した単分子層または
10層以下の累積層を設けておくことによって容易に制
御することができる。
なお、サーモトロピック液晶物質を用いる場合、その透
明点(液晶が完全に液体となる温度)は常温以上のでき
るだけ高い温度にあることが望ましい。一方、その融点
(結晶が液晶となる温度)およびガラス転移点(非晶質
固体が液晶となる温度)は必ずしも常温以下の温度であ
る必要はない。なぜならば、その融点あるいはガラス転
移点と透明点との間の液晶温度範囲内の一定温度に保持
し、サーモトロミック液晶状態に保持しつつ重合処理を
行ない、その高次構造を固定する。このメソーゲン基の
配列した高次構造は重合架橋により固定され、常温近傍
の温度においても安定であるからである。
明点(液晶が完全に液体となる温度)は常温以上のでき
るだけ高い温度にあることが望ましい。一方、その融点
(結晶が液晶となる温度)およびガラス転移点(非晶質
固体が液晶となる温度)は必ずしも常温以下の温度であ
る必要はない。なぜならば、その融点あるいはガラス転
移点と透明点との間の液晶温度範囲内の一定温度に保持
し、サーモトロミック液晶状態に保持しつつ重合処理を
行ない、その高次構造を固定する。このメソーゲン基の
配列した高次構造は重合架橋により固定され、常温近傍
の温度においても安定であるからである。
発明の効果
上述した如く、本発明の液晶配向膜はメソーゲン基を特
定方位に配向・配列させた高分子液晶から成るので、 (1)従来性なわれていたラビング処理を必要としない
ため製造歩留りが向上する。
定方位に配向・配列させた高分子液晶から成るので、 (1)従来性なわれていたラビング処理を必要としない
ため製造歩留りが向上する。
(2)配向膜のメソーゲン基の配向秩序度が高く、高い
表示コントラストが得られる。
表示コントラストが得られる。
(3)必要に応じて、傾斜角を90°の垂直配向から1
°以下の水平行配向まで容易に制御することができる。
°以下の水平行配向まで容易に制御することができる。
(4)表示モードに応じて、配向膜の組織をネマチック
液晶、スメクチック液晶、およびコレステリック液晶の
中から選び、表示モードに適した液晶組織にすることが
でき、高い表示特性を得ることができる。
液晶、スメクチック液晶、およびコレステリック液晶の
中から選び、表示モードに適した液晶組織にすることが
でき、高い表示特性を得ることができる。
Claims (15)
- (1)ネマチック液晶、スメクチック液晶、およびコレ
ステリック液晶のうちいずれか一つの分子配列状態を示
す高分子液晶からなる液晶配向膜。 - (2)前記高分子液晶が、その主鎖にメソーゲン基ある
いは剛直な原子団を含む主鎖型高分子液晶である特許請
求の範囲第1項記載の液晶配向膜。 - (3)前記高分子液晶が、その側鎖にメソーゲン基ある
いは剛直な原子団を含む側鎖型高分子液晶である特許請
求の範囲第1項記載の液晶配向膜。 - (4)前記高分子液晶が、サーモトロピック型高分子液
晶である特許請求の範囲第1項記載の液晶配向膜。 - (5)前記高分子液晶が、リオトロピック型高分子液晶
である特許請求の範囲第1項記載の液晶配向膜。 - (6)透明基板上に重合性液晶物質を塗布し、特定温度
に保持し、サーモトロピック液晶状態を保持しつつ、重
合処理を行なうことを特徴とする液晶〜配向膜の製造法
。 - (7)前記塗布工程において、あるいは前記塗布工程直
後において、塗布された重合性液晶物質に一定方向の応
力を印加することを特徴とする特許請求の範囲第6項記
載の液晶配向膜の製造法。 工程 - (8)前記塗布工程において、あるいは前記塗布直後に
おいて、塗布された重合性液晶物質に一定方向の電場あ
るいは磁場を印加することを特徴とすることを特徴とす
る特許請求の範囲第6項記載の液晶配向膜の製造法。 - (9)前記透明基板が、その表面に一定方向の分子配向
・配列構造を持つ単分子層あるいは10層以下の累積層
を形成させた基板であることを特徴とする特許請求の範
囲第6項記載の液晶配向膜の製造法。 - (10)前記重合処理が熱、光、電子線、および放射線
のうち少なくとも一つのエネルギーを用いて行なわれる
特許請求の範囲第6項記載の液晶配向膜の製造法。 - (11)透明基板上に液晶物質と重合性物質とを含んだ
混合体を塗布し、リオトロピック液晶状態を保持しつつ
、重合処理を行なうことを特徴とする液晶配向膜の製造
法。 - (12)前記塗布工程において、あるいは前記塗布工程
直後において、塗布された液晶物質と重合性物質とを含
む混合体に一定方向の応力を印加することを特徴とする
特許請求の範囲第11項記載の液晶配向膜の製造法。 - (13)前記塗布工程において、あるいは前記塗布工程
直後において、塗布された液晶物質と重合性物質とを含
む混合体に一定方向の電場あるいは磁場を印加すること
を特徴とする特許請求の範囲第11項記載の液晶配向膜
の製造法。 - (14)前記透明基板が、その表面に一定方向の分子配
向・配列構造を持つ単分子層あるいは10層以下の累積
層を形成させた基板であることを特徴とする特許請求の
範囲第11項記載の液晶配向膜の製造法。 - (15)前記重合処理が熱、光、電子線、および放射線
のうち少なくとも一つのエネルギーを用いて行なわれる
特許請求の範囲第11項記載の液晶配向膜の製造法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28472086A JPS63136024A (ja) | 1986-11-28 | 1986-11-28 | 液晶配向膜およびその製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28472086A JPS63136024A (ja) | 1986-11-28 | 1986-11-28 | 液晶配向膜およびその製造法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63136024A true JPS63136024A (ja) | 1988-06-08 |
Family
ID=17682107
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP28472086A Pending JPS63136024A (ja) | 1986-11-28 | 1986-11-28 | 液晶配向膜およびその製造法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63136024A (ja) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0445674A2 (de) * | 1990-03-07 | 1991-09-11 | Hoechst Aktiengesellschaft | Verfahren zur Orientierung flüssigkristalliner Polymere und ihr Einsatz als Orientierungsschicht in Flüssigkristall-Schalt-und Anzeigevorrichtungen |
US5438421A (en) * | 1991-04-24 | 1995-08-01 | Alps Electric Co., Ltd. | Orientation film of liquid crystal having bilaterally asymmetric ridges separated by grooves |
US5486403A (en) * | 1993-04-02 | 1996-01-23 | Alps Electric Co., Ltd. | Alignment layer for liquid crystal element and method of producing same |
US5725915A (en) * | 1994-09-21 | 1998-03-10 | Alps Electric Co., Ltd. | Liquid crystal display |
JPH1172621A (ja) * | 1997-07-03 | 1999-03-16 | Sharp Corp | 光学デバイス |
JP2010054753A (ja) * | 2008-08-28 | 2010-03-11 | Lg Display Co Ltd | 液晶表示装置の製造方法 |
JP2011039467A (ja) * | 2009-07-15 | 2011-02-24 | Lg Display Co Ltd | 液晶表示装置の製造方法 |
US10444561B2 (en) * | 2011-05-17 | 2019-10-15 | Boe Technology Group Co., Ltd. | Colorful liquid crystal thin film, method of manufacturing thereof and display device |
-
1986
- 1986-11-28 JP JP28472086A patent/JPS63136024A/ja active Pending
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