JPS63178215A - 液晶表示素子用配向膜の形成方法 - 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】 「産業上の利用分野」 本発明は、液晶表示素子の基板内面に形成する配向膜の
形成方法に間する。

「従来の技術」 従来より、液晶表示素子の配向膜形成方法としては、■
基板上に酸化珪素等の斜方蒸着膜を形成する方法、■宵
機シラン系化合物を浸漬等により塗布し熱処理を施して
成膜した後ラヒング処理する方法、あるいは■ポリアミ
ック酸（ポリイミドの前駆体）をスピンナー、浸漬、オ
フセット印刷等により塗布し熱処理を施して成膜した後
ラビング処理する方法等が知られでいる。

「発明が解決しようとする問題点」 しかしながら、これらの方法にはそれぞれ以下に述べる
ような欠点があった。

すなわち、■の酸化珪素等の斜方蒸着膜は、液晶物質の
種類によって配向能に差があり、全く配向しないような
液晶物質も存在する。これは液晶の温度特性あるいは電
気光学特性を改善するために、各種の液晶を混合して使
用する場合に非常に大きなＩＩＩ杏となっていた。又、
バッチ処理しかできず、しかも装置が大がかりなものと
なるため、量産には適しでいなかった。また、■、■の
有機シラン系化合物やポリアミック酸等を用いて膜を形
成し、ラビング処理する方法は、簡単で量産に適してい
るが、再現性の良好な膜を得ることが困難であり、安定
した良好な配向性を得ることが難しかった。特に、近年
注目されでいるカイラルスメクティック液晶を用いた表
面安定化強誘電液晶セルにおいでは、分子オーダーの微
細な配向制御が望まれでいるが、そのような用途におい
ては充分に目的を達成することが不可能であった。

「問題点を解決するための手段」 本発明の液晶表示素子用配向膜の形成方法は、リオトロ
ピック液晶を形成する化合物を非水系の有機溶媒に溶解
し、該溶液を水面上に滴下して単分子膜を形成した後、
該単分子膜を凝集してリオトロピック液晶膜を形成し、
電極を設けた基板を前記リオトロピック液晶膜に対して
略垂直方向に浸漬及び引き上げを繰り返して、前記基板
及び電極上にリオトロピック液晶膜の多層膜を形成する
ことを特徴とする。

リオトロピック液晶を形成する化合物としては、比較的
長鎖の分子で親木基と疎水基とを有する化合物が使用さ
れ、例えばポリーγ−ヘンシルーＬ−グルタメートや１
２−ヒトロキシオクラデカノイック酸が用いられる。

また、非水系の有機溶媒としては、例えばベンゼンやク
ロロフォルム等か用いられる。

リオトロピック液晶を形成する化合物を非水系の有機溶
媒に溶かし、この溶液を清浄な水面上に滴下すると、リ
オトロどツク液晶を形成する化合物が水面上に分散した
単分子膜が形成される。

そして、例えばテフロンなどの仕切板で水面をこすりな
がら、上記単分子膜の面積を縮小させ、リオトロピック
液晶を形成する化合物を凝集させると、リオトロピック
液晶が形成される。

この状態Ｌ、電極を形成した基板を水面に対して略垂直
に浸漬しあるいは引き上げると、水面上に形成された単
分子膜が基板面に移しとられ、基板面に１８　（Ｌａｎ
９ｍｕｉｒ−８１ｏｄ９ｅｔｔ）膜と称される分子が層
状に整列した単分子膜が形成される。そして、基板の浸
漬、引上げ＠繰返すことにより、基板面に上記単分子膜
の多層膜を形成することができる。

こうして、層状の分子組繊を有する多層膜を基板及び電
極上に形成した猜、基板を例えば５０〜２００℃（溶媒
によって異なる）にて加熱し、溶媒を飛散させることに
よって、配向膜を形成することができる。

なお、本発明において、上記単分子膜の多層膜は、−（
疎水基−親水基）−（１２水基−疎水基）−（疎水基−
親木基）−のような重なり構造を有するいわゆるＹｌｌ
であってもよく、−（疎水基−親水基）−（疎水基−親
水基）−（疎水基−親水基）−のような重なり構造を有
するいわゆるＸ膜であってもよい、前者は、基板の浸漬
、引上げの両方の際に単分子膜が移しとられるようにす
ることで形成でき、後者は、基板の浸漬、引上げのいず
れかの際に単分子膜が移しとられるようにすることで形
成できる。

「作用」 こうして形成された配向膜は、基板の浸漬、引上げ方向
と、それと直交する方向とで光学的異方性を有しており
、それによって液晶に配向性をもたらすことができる。

また、単分子層を積層することにより分子オーダーでの
配向膜制御が可能となるので、再現性のよい良好な配向
性を得ることが可能となる。

「実施例」 （実施例１） 市販のＬＢ膜作製装置ＦＳＤ−２０型（サンニス計測■
製）を用いて配向膜の形成を行なった。

まず、リオトロピック液晶を形成する化合物としてポリ
−ｒ−へンジルーし一グルタメートを用い、この化合物
を非水溶媒としてのベンゼンに１ｗｔ％溶解させる。そ
して、この溶液を純水４の上に滴下して拡散する。第１
図は、その拡散状態を模式的に示した図であり、水面上
で拡散したポリーｒ−ベンジル−し一グルタメートの単
分子１は、疎水基２と親水基３とを有している。

次に、第２図に示すようにテフロン製の仕切板６を水面
に置き、矢印Ａの方向に４０ｍｍ／分の速度で移動させ
、単分子１の凝集化をおこなってリオトロピック液晶膜
７を形成する。このリオトロピック液晶膜７の形成に際
し、第３図に示すように仕切板６にかかる表面圧力Ｐは
、リオトロピック液晶膜７の表面積Ｗが縮小するにつれ
て増大するが、表面圧力Ｐが急激に高まるところまで仕
切板６を移動する。すなわち、その時点で単分子１が凝
集して液体凝集膜か形成されるがらである。

ただし、それ以上に仕切板６を移動させて表面積Ｗを縮
小した場合には、単分子の膜が破壊されるので、表面圧
力Ｐが常に一定になるように調整することが必要である
。

その後、第４図のように石英製の基板８を液面に垂直に
浸漬して基板表面にリオトロピック液晶膜７を付着させ
、引き上げるという作業を１００回あごない、第５図の
ようなりオトロビック液晶の多層膜９を形成する。この
場合、多層膜９は、−（疎水基−親水基）−Ｃ８本基−
疎水基）−（疎水基−親木基）−のよらな重なり構造を
有するいわゆるＹ膜となっている。なあ、りオトロビッ
ク液晶膜７が基板８表面に付着するに伴ない、仕切板６
を徐々に第２図中矢印へ方向に移動させて、前述したよ
うに表面圧力Ｐを一定に保つようにする。

このようにして多層膜９を形成した後、基板８ヲ８０℃
で３０分間乾燥し、非水溶媒（ヘンセン）を蒸発させて
多層膜９からなる配向膜泡形成することができる。

こうして得られた基板８に対し、偏光板をその偏光軸が
基板８の浸漬、引き上げ方向と平行な方向、および基板
８の浸漬、引き上げ方向と垂直な方向に配置して、それ
ぞれ吸収スベストルを測定した結果を第６図に示す０図
中ａは偏光板の偏光軸を基板の浸漬、引き上げ方向に対
して平行に配置した場合であり、ｂは偏光板の偏光軸を
基板の浸漬、引き上げ方向に対して垂直に配置した場合
である。この結果、ピーク波長での吸光度の比は約３．
２と大きく、基板上に形成された配向膜は配列に大きな
異方性が存在することがわかった。このことは、液晶配
向膜として優れた特ａｔ有すること￥！意味している。

なお、この実施例では、吸収スペクトルを測定すること
のみを目的としたため、基板面に電極を形成しないで行
なったが、電極を形成した後、上記の操作を行なっても
同様な配向膜が形成できる。

ことは勿論である。

（実施例２） 基板としてガラス製の基板を２枚用い、これらの基板に
所定バクーンの透明電極を形成した徳、前記実施例１と
同様にして各々の基板上にポリーｒ−ベンジル−し一グ
ルクメート単分子膜の多層膜からなる配向膜を形成した
。そして、それぞれの基板の光学的異方性の方向（すな
わち基板の浸漬、引き上げ方向）が互いに直交するよう
に対向して配置し、基板間隙ヲ１０ｕｍにしてセルを形
成した。このセル内に、市販のとフェニル系液晶ｒＧＲ
−６１Ｊ　　Ｃ商品名、チッソＭ製）　１００　ＭＩＮ
Ｋにコレステリルノナノエート０．２重量部を添加した
液晶組成物を注入し、ツイストネマチック型液晶表示素
子を作製し、電圧を印加したところ、コントラストに優
れ、鮮明で良好な表示品位が得られた。

（実施例３） 実施例２と同様にして２枚の基板に配向Ｓを形成した後
、基板間隙を２ｕとし、配向膜の異方性の方向がアンチ
パラレル（基板の引き上げ方向が互いに平行でかつ正反
対の方向）となるように基板を対向配置してセルを構成
する。そして、このセル内に、ｐ−ｎ−ｄｅｃｙｌｏｘ
ｙ　ｂｅｎｚｉｌｉｄｅｎｅ−ｐ’−ａｍｉｎｏ（２−
ｍｅｔｈｙｌｂｕｔｙｌ）ｃｉｎｎａｍａｔｅ（略称０
０ＢＡＭ８Ｃ）からなるカイラルスメクティックＣ液晶
１ｖ＞主入し、表面安定化強誘電液晶セルを作製した。

この液晶表示素子に電圧を印加したところ、コシトラス
トが高く、鮮明で良好な表示品位が得られた。また、温
度９０℃の環境下においでも良好な配向性を示し、安定
した表示か得られた。

「発明の効果」 以上説明したように、本発明によれば、水面上に単分子
膜を凝集してリオトロビ・ンク液晶膜を形成し、基板を
浸漬し、引き上げてこの液晶膜を基板表面に移した１＆
、加熱して配向膜を形成するようにしたので、分子オー
ダーでの配向膜制御が可能となり、良好な特性を有する
配向膜を再現性よく形成することが可能となり、その結
果、コントラストが高く鮮明で良好な表示品位を有する
液晶表示素子を得ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一工程である単分子膜の水面への拡
散状態を示す概念図、第２図は本発明の一工程であるリ
オトロピック液晶膜の形成を示す概念図、第３図はその
工程におけるリオトロピック液晶膜の表面圧力と表面積
との関係を示す平面図、第４図は本発明の一工程である
基板浸漬によるリオトロピック液晶膜の付着状態を示す
概念図、第５図は本発明により基板面に形成された多層
膜の一例を示す概念図、第６図は本発明により配向膜を
形成した基板の吸収スペクトルを示すグラフである。 １・・・単分子、２・・・疎水基、３・・・親木基、４
・・・水、５・・・容器、６・・・仕切板、７・・・リ
オトロピック液晶、８・・・基板、９・・・多層膜 特許出願人　アルプス電気株式会社 代理人　　弁理士　　三浦　邦夫 同　　　弁理士　　松井　茂 第２図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）リオトロピック液晶を形成する化合物を非水系の
   有機溶媒に溶解し、該溶液を水面上に滴下して単分子膜
   を形成した後、該単分子膜を凝集してリオトロピック液
   晶膜を形成し、電極を設けた基板を前記リオトロピック
   液晶膜に対して略垂直方向に浸漬及び引き上げを繰り返
   して、前記基板及び電極上にリオトロピック液晶の多層
   膜を形成することを特徴とする液晶表示素子用配向膜の
   形成方法。
2. （２）前記リオトロピック液晶を形成する化合物として
   ポリｒ−ベンジル−Ｌ−グルタメートを用いる特許請求
   の範囲第１項記載の液晶表示素子用配向膜の形成方法。
3. （３）前記リオトロピック液晶を形成する化合物として
   １２−ヒドロキシオクタデカノイック酸を用いる特許請
   求の範囲第１項記載の液晶表示素子用配向膜の形成方法
   。