JP2913110B2 - 液晶性高分子の配向制御方法 - Google Patents
液晶性高分子の配向制御方法Info
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- liquid crystalline
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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用補償板、光記録媒体等におけ
る液晶性高分子の配向制御方法に関するものである。
る液晶性高分子の配向制御方法に関するものである。
〔従来の技術及び発明が解決しようとする課題〕 液晶は、電場や磁場、せん断力などの外場によって配
向状態が変化し、これに伴う光学的性質の変化を利用す
ることにより各種光エレクトロニクスの分野で利用され
ている。このうち液晶性高分子は低分子液晶に較べて液
晶状態で高粘性であるため、液晶状態で配向させたの
ち、ガラス転移点以下に冷却することによって液晶の配
向状態を固定化することができるという低分子液晶に見
られない特徴を有している。これを利用して、熱書き込
みの光メモリーや光学フィルターなどの光エレクトロニ
クス分野での応用が試みられている。これらを実現する
ためには所望の分子配向を高度に制御する必要がある。
たとえば一種の光学位相子であるスーパーツイステッド
ネマティック（STN）型液晶表示素子用の色補償板は、S
TN型液晶表示素子の液晶セルと偏光板の間に挿入され、
液晶セルによって楕円偏光となった光を直線偏光に戻す
ように機能する必要があるが、この様な機能は液晶性高
分子を水平に、かつ、一定の方向に高い秩序度と均一性
を持って配向させることによって初めて発現させること
ができる。
向状態が変化し、これに伴う光学的性質の変化を利用す
ることにより各種光エレクトロニクスの分野で利用され
ている。このうち液晶性高分子は低分子液晶に較べて液
晶状態で高粘性であるため、液晶状態で配向させたの
ち、ガラス転移点以下に冷却することによって液晶の配
向状態を固定化することができるという低分子液晶に見
られない特徴を有している。これを利用して、熱書き込
みの光メモリーや光学フィルターなどの光エレクトロニ
クス分野での応用が試みられている。これらを実現する
ためには所望の分子配向を高度に制御する必要がある。
たとえば一種の光学位相子であるスーパーツイステッド
ネマティック（STN）型液晶表示素子用の色補償板は、S
TN型液晶表示素子の液晶セルと偏光板の間に挿入され、
液晶セルによって楕円偏光となった光を直線偏光に戻す
ように機能する必要があるが、この様な機能は液晶性高
分子を水平に、かつ、一定の方向に高い秩序度と均一性
を持って配向させることによって初めて発現させること
ができる。
低分子液晶の場合、配向制御方法はほぼ確立されてい
るが、液晶性高分子（高分子液晶）の場合、十分には確
立されていない。液晶性高分子の配向制御の例として
は、ずり応力のような外力を加える方法、磁場や電場の
ような外場を与える方法等が知られているが、これらは
大面積の配向制御が不可能であったり、均一性の点で十
分とは言えない。配向処理を施した基板間の空隙に低分
子液晶を注入する方法をそのまま液晶性高分子に適用し
た場合には、液晶性高分子の高粘性のため、注入時の流
れに沿って液晶性高分子が配向してしまい、所望の配向
が得られなかったり、大きな面積になると注入すら困難
となる。
るが、液晶性高分子（高分子液晶）の場合、十分には確
立されていない。液晶性高分子の配向制御の例として
は、ずり応力のような外力を加える方法、磁場や電場の
ような外場を与える方法等が知られているが、これらは
大面積の配向制御が不可能であったり、均一性の点で十
分とは言えない。配向処理を施した基板間の空隙に低分
子液晶を注入する方法をそのまま液晶性高分子に適用し
た場合には、液晶性高分子の高粘性のため、注入時の流
れに沿って液晶性高分子が配向してしまい、所望の配向
が得られなかったり、大きな面積になると注入すら困難
となる。
本発明者らはポリイミド系などの配向処理膜を基板に
塗布し、これをラビングした後、液晶性高分子の良好な
配向が得られることを見出したが、液晶性高分子の溶剤
によって配向処理膜が変質し、配向させる能力を失って
しまうことがあるため、配向処理膜材料、溶剤、さらに
は液晶性高分子材料そのものにも大きな制約が課せられ
てしまう。
塗布し、これをラビングした後、液晶性高分子の良好な
配向が得られることを見出したが、液晶性高分子の溶剤
によって配向処理膜が変質し、配向させる能力を失って
しまうことがあるため、配向処理膜材料、溶剤、さらに
は液晶性高分子材料そのものにも大きな制約が課せられ
てしまう。
また、耐溶剤性の特に強い配向処理膜材料を使用する
と、そのような材料は一般に硬度が高いために、ラビン
グによってキズがつきやすいという問題があった。
と、そのような材料は一般に硬度が高いために、ラビン
グによってキズがつきやすいという問題があった。
本発明は以上のような従来技術の問題点に鑑みてなさ
れたものであり、その目的は、液晶性高分子を大面積に
わたって均一で、高度に配向させることのできる液晶性
高分子の配向制御方法を提供することにある。
れたものであり、その目的は、液晶性高分子を大面積に
わたって均一で、高度に配向させることのできる液晶性
高分子の配向制御方法を提供することにある。
上記目的を達成するため、本発明によれば、透光性基
板上に配向処理膜を形成し、液晶性高分子を有機溶剤に
溶かして成る溶液を該配向処理膜上に塗布し、加熱処理
によって該液晶性高分子を配向させる液晶性高分子の配
向制御方法であって、該配向処理膜として、ポリイミド
系樹脂の前駆物質または部分的にイミド化されたポリイ
ミド系樹脂の前駆物質の状態でラビング処理された後、
加熱もしくは触媒の作用によってほぼ完全にイミド化さ
れた配向処理膜を用いることを特徴とする液晶性高分子
の配向制御方法が提供される。
板上に配向処理膜を形成し、液晶性高分子を有機溶剤に
溶かして成る溶液を該配向処理膜上に塗布し、加熱処理
によって該液晶性高分子を配向させる液晶性高分子の配
向制御方法であって、該配向処理膜として、ポリイミド
系樹脂の前駆物質または部分的にイミド化されたポリイ
ミド系樹脂の前駆物質の状態でラビング処理された後、
加熱もしくは触媒の作用によってほぼ完全にイミド化さ
れた配向処理膜を用いることを特徴とする液晶性高分子
の配向制御方法が提供される。
本発明の方法では、ポリイミド系樹脂の前駆物質また
は部分的にイミド化したポリイミド系樹脂の前駆物質を
基板上に塗布し、ラビング処理を施した後に、加熱や触
媒によってイミド化を進めるので、ラビング時には配向
処理膜の硬度はそれほど高くなく、キズをつけることな
くラビングでき、その後のイミド化によって耐溶剤性も
飛躍的に高くなるために、液晶性高分子溶液を塗布する
際にも変質せず、良好な配向性を保つことができる。
は部分的にイミド化したポリイミド系樹脂の前駆物質を
基板上に塗布し、ラビング処理を施した後に、加熱や触
媒によってイミド化を進めるので、ラビング時には配向
処理膜の硬度はそれほど高くなく、キズをつけることな
くラビングでき、その後のイミド化によって耐溶剤性も
飛躍的に高くなるために、液晶性高分子溶液を塗布する
際にも変質せず、良好な配向性を保つことができる。
以下第１図を参照しながら本発明を詳細に説明する。
基板１はガラスやプラスチック等で、熱処理によって
配向処理膜の乾燥やイミド化を行うのであれば、耐熱性
である必要がある。基板１上に、ポリイミド系樹脂の前
駆物質または部分的にイミド化したポリイミド系樹脂の
前駆物質の溶液を印刷やスピンナーによって塗布する。
これを、イミド化が起きないような比較的低温（〜150
℃以下）で乾燥させ、ラビング処理を施す。この後、イ
ミド化が起きるような高温（〜150℃以上）処理を施
す。酸無水物などの触媒によってもイミド化を進めるこ
とができるが、高温処理を施さなければ配向処理膜表面
のみがイミド化されるので、信頼性の点で劣り、高温処
理の方が好ましい。
配向処理膜の乾燥やイミド化を行うのであれば、耐熱性
である必要がある。基板１上に、ポリイミド系樹脂の前
駆物質または部分的にイミド化したポリイミド系樹脂の
前駆物質の溶液を印刷やスピンナーによって塗布する。
これを、イミド化が起きないような比較的低温（〜150
℃以下）で乾燥させ、ラビング処理を施す。この後、イ
ミド化が起きるような高温（〜150℃以上）処理を施
す。酸無水物などの触媒によってもイミド化を進めるこ
とができるが、高温処理を施さなければ配向処理膜表面
のみがイミド化されるので、信頼性の点で劣り、高温処
理の方が好ましい。
次に、配向処理膜２面上に液晶性高分子の溶液を印刷
やスピンナーで塗布する。乾燥後、液晶性高分子のガラ
ス転移点以上で等方相への転移点以下の温度範囲に加熱
すると、良好に配向した液晶性高分子層３が得られる。
やスピンナーで塗布する。乾燥後、液晶性高分子のガラ
ス転移点以上で等方相への転移点以下の温度範囲に加熱
すると、良好に配向した液晶性高分子層３が得られる。
用いることのできる液晶性高分子はサーモトロピック
な液晶性高分子であり、構造は特に限定されないが、例
えばポリエステル、ポリエステルアミド、ポリカーボネ
ート、ポリエーテル等で主鎖に液晶性残基を有する主鎖
型液晶性高分子： あるいはビニル系高分子、ポリシロキサンなどで側鎖
に液晶性残基を有する下記構造の側鎖型液晶性高分子： （但し、R3はアルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原
子、ニトロ基又はシアノ基であり、ｎは０〜18の整数を
表わす。） などを例示することができる。液晶性高分子は単独でま
たは混合して用いられる。液晶性高分子中に光学活性基
を導入したり、光学活性な化合物を添加することもでき
る。
な液晶性高分子であり、構造は特に限定されないが、例
えばポリエステル、ポリエステルアミド、ポリカーボネ
ート、ポリエーテル等で主鎖に液晶性残基を有する主鎖
型液晶性高分子： あるいはビニル系高分子、ポリシロキサンなどで側鎖
に液晶性残基を有する下記構造の側鎖型液晶性高分子： （但し、R3はアルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原
子、ニトロ基又はシアノ基であり、ｎは０〜18の整数を
表わす。） などを例示することができる。液晶性高分子は単独でま
たは混合して用いられる。液晶性高分子中に光学活性基
を導入したり、光学活性な化合物を添加することもでき
る。
液晶性高分子の溶媒としては、用いる液晶性高分子の
種類、重合度等によって異なるが、通常下記の物より選
ばれる。
種類、重合度等によって異なるが、通常下記の物より選
ばれる。
クロロホルム、ジクロロエタン、テトラクロロエタ
ン、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレン、オル
ソジクロロベンゼンなどのハロゲン系炭化水素、フェノ
ール、ｏ−クロロフェノール、クレゾールなどのフェノ
ール系溶媒、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトア
ミド、ジメチルスルホキシドなどの非プロトン性極性溶
媒、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル系溶
媒およびこれらの混合溶媒。
ン、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレン、オル
ソジクロロベンゼンなどのハロゲン系炭化水素、フェノ
ール、ｏ−クロロフェノール、クレゾールなどのフェノ
ール系溶媒、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトア
ミド、ジメチルスルホキシドなどの非プロトン性極性溶
媒、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル系溶
媒およびこれらの混合溶媒。
ポリイミド系樹脂の前駆物質としては、テトラカルボ
ン酸二無水物とジアミン化合物やジヒドラジド化合物か
ら生成される、ポリアミド酸、ポリヒドラジド酸、ポリ
ヒドラジド酸アミド、ポリヒドラジド酸シロキサン、ポ
リアミド酸シロキサン、ポリヒドラジド酸シロキサン、
アミド酸シロキサンなどがあげられる。イミド化後に、
液晶性高分子の溶液を塗布することになるので、イミド
化した場合に耐溶剤性の高い材料が好ましい。
ン酸二無水物とジアミン化合物やジヒドラジド化合物か
ら生成される、ポリアミド酸、ポリヒドラジド酸、ポリ
ヒドラジド酸アミド、ポリヒドラジド酸シロキサン、ポ
リアミド酸シロキサン、ポリヒドラジド酸シロキサン、
アミド酸シロキサンなどがあげられる。イミド化後に、
液晶性高分子の溶液を塗布することになるので、イミド
化した場合に耐溶剤性の高い材料が好ましい。
次に本発明を実施例により更に詳し職く説明するが、
本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
（実施例１） 透明導電膜をパターニングしたガラス基板上に、ポリ
イミド系樹脂の前駆物質を主成分とするサンエバー150
（日産化学社製）をスピンコートした。濃度は、ブチル
セロソルブとNMPを主剤とする溶媒で、2wt％に調製し
た。これを120℃のオーブンで１時間乾燥させ、室温ま
で放冷した後、ナイロンの植毛布でラビング処理をし
た。次に260℃のオーブンで１時間加熱し、イミド化を
完結させた。この基板上に、ポリシロキサン系の液晶性
高分子をスピンナーで塗布した。高分子の濃度は約20％
で、溶媒はγ‐ブチロラクトンを主剤として用いた。90
℃のオーブンで２時間乾燥した後、オーブンの温度を12
0℃まで上げ、５分経過したところで試料をオーブンか
らとりだし、室温まで放冷した。これをクロスニコルの
偏光顕微鏡で観察したところラビング方向とその垂直方
向に消光位を持った、均一な配向層が得られたことが確
認された。
イミド系樹脂の前駆物質を主成分とするサンエバー150
（日産化学社製）をスピンコートした。濃度は、ブチル
セロソルブとNMPを主剤とする溶媒で、2wt％に調製し
た。これを120℃のオーブンで１時間乾燥させ、室温ま
で放冷した後、ナイロンの植毛布でラビング処理をし
た。次に260℃のオーブンで１時間加熱し、イミド化を
完結させた。この基板上に、ポリシロキサン系の液晶性
高分子をスピンナーで塗布した。高分子の濃度は約20％
で、溶媒はγ‐ブチロラクトンを主剤として用いた。90
℃のオーブンで２時間乾燥した後、オーブンの温度を12
0℃まで上げ、５分経過したところで試料をオーブンか
らとりだし、室温まで放冷した。これをクロスニコルの
偏光顕微鏡で観察したところラビング方向とその垂直方
向に消光位を持った、均一な配向層が得られたことが確
認された。
（実施例２） ポリイミド系樹脂の前駆物質LQ5200（日立化成社製）
をジメチルフォルムアミドとブチルセロソルブを主剤と
する溶媒で2wt％に希釈し、実施例１と同様に配向処理
膜をガラス基板上に成膜した。次に、ポリエステル系の
液晶性高分子をブチルセロソルブとＮ−メチルピロリド
ンを主剤とする溶媒に5wt％まで溶解し、この溶液を配
向処理膜上にスピンナー塗布した後、乾燥と熱処理を施
した。これを２枚の偏光板の間にはさんで観察したとこ
ろ、基板端部以外は均一な複屈折色が見られ、液晶性高
分子層の厚さが一様であることがわかった。
をジメチルフォルムアミドとブチルセロソルブを主剤と
する溶媒で2wt％に希釈し、実施例１と同様に配向処理
膜をガラス基板上に成膜した。次に、ポリエステル系の
液晶性高分子をブチルセロソルブとＮ−メチルピロリド
ンを主剤とする溶媒に5wt％まで溶解し、この溶液を配
向処理膜上にスピンナー塗布した後、乾燥と熱処理を施
した。これを２枚の偏光板の間にはさんで観察したとこ
ろ、基板端部以外は均一な複屈折色が見られ、液晶性高
分子層の厚さが一様であることがわかった。
本発明の方法では、ポリイミド系樹脂の前駆物質また
は部分的にイミド化したポリイミド系樹脂の前駆物質を
基板に塗布し、完全にイミド化する前にラビング処理を
施し、その後にイミド化を起こさせるので、ラビング時
に配向処理膜がキズつくのが防止でき、欠陥などが無
く、一様に配向した液晶性高分子層を得ることができ
る。
は部分的にイミド化したポリイミド系樹脂の前駆物質を
基板に塗布し、完全にイミド化する前にラビング処理を
施し、その後にイミド化を起こさせるので、ラビング時
に配向処理膜がキズつくのが防止でき、欠陥などが無
く、一様に配向した液晶性高分子層を得ることができ
る。
第１図は本発明の方法により作製される液晶性高分子膜
付き基板を示す断面図である。 １…基板 ２…配向処理膜 ３…液晶性高分子層
付き基板を示す断面図である。 １…基板 ２…配向処理膜 ３…液晶性高分子層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G02F 1/1337
Claims (1)
- 【請求項１】透光性基板上に配向処理膜を形成し、液晶
性高分子を有機溶剤に溶かして成る溶液を該配向処理膜
上に塗布し、加熱処理によって該液晶性高分子を配向さ
せる液晶性高分子の配向制御方法であって、該配向処理
膜として、ポリイミド系樹脂の前駆物質または部分的に
イミド化されたポリイミド系樹脂の前駆物質の状態でラ
ビング処理された後、加熱もしくは触媒の作用によって
ほぼ完全にイミド化された配向処理膜を用いることを特
徴とする液晶性高分子の配向制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12228590A JP2913110B2 (ja) | 1990-05-11 | 1990-05-11 | 液晶性高分子の配向制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12228590A JP2913110B2 (ja) | 1990-05-11 | 1990-05-11 | 液晶性高分子の配向制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0416927A JPH0416927A (ja) | 1992-01-21 |
| JP2913110B2 true JP2913110B2 (ja) | 1999-06-28 |
Family
ID=14832173
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12228590A Expired - Fee Related JP2913110B2 (ja) | 1990-05-11 | 1990-05-11 | 液晶性高分子の配向制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2913110B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5903330A (en) * | 1995-10-31 | 1999-05-11 | Rolic Ag | Optical component with plural orientation layers on the same substrate wherein the surfaces of the orientation layers have different patterns and direction |
-
1990
- 1990-05-11 JP JP12228590A patent/JP2913110B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0416927A (ja) | 1992-01-21 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |