JPH01145629A - 液晶表示装置 - 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、文字や記号、あるいは画像の表示を行う液晶
表示装置に関するものである。より詳しくは、液晶分子
の基板壁面でのブレ・チルト角が比較的、大きくする必
要のあるモード、すなわちスーパー・ツィステッド・ネ
マチック（ＳＴＮ）またはスーパー・パイアフリンゼン
ト・イフエク）　（ＳＢＥ）モード、ダップ（ＤＡＰ）
やハン（ＨＡＮ）等の複屈折制御モード（ＥＣＢ）　、
ポジ型ゲスト・ホスト（Ｇ　Ｈ）モード等の液晶表示装
置に関する。そのうちでも、特に液晶分子の配向膜に関
する。

従来の技術 近年、液晶表示装置は薄型・軽量という特徴により、パ
ーソナル・コンピュータ・ワードプロセサーなどの端末
表示や、薄型テレビなどの映像表示に用いられている。

高品位、大容量表示には、色々な液晶パネルの表示モー
ドのうちでも、ＳＴＮないしＳＢＥモードがふされしい
と認められている。このモードは上下基板の間にネマチ
ック液晶分子が捻れ構造を有する、ツィステッド・ネマ
チック構造を有するものであるが、更にこの捻れ角が１
２０　’〜３６０　”程度にし、しかも入射直線偏光も
パネルに対して複屈折に入れられる。場合によっては、
入射直線偏光は液晶分子軸に、はぼ沿って入れる場合も
ある。

液晶分子の捻り角を９０６以上、かなり大きくする場合
、他の捻り角の領域等が発生し、ディスクリネーション
を誘起しやすく、均一表示の障害となる。これは、所望
の液晶分子の捻れの状態と、障害となる液晶分子の捻れ
の状態のエネルギーが、はとんど等しくなるためである
。これを避けるために、基板表面において液晶分子が基
板面に対して３″〜３０°の角度（以後、プレ・チルト
角と称する）で立つようにされる。（例えば、アプライ
ド・フィジクス・レターズ、４５（１０）、１９８４年
１）月１５日発行）。−船釣なツィステッド・ネマチッ
クモードの場合、プレチルト角は０″〜３＠の範囲にあ
る。

前記のための、すなわち、プレ・チルト角を３６〜３０
°にするために、今まで、液晶分子の配向膜として、−
酸化硅素等の斜方蒸着または特殊な有機樹脂層が使用さ
れる。また、ＤＡＰやＨＡＮ、ポジ型ＧＨなどのモード
の場合には、基板壁面に対して液晶分子の長軸をほぼ垂
直に立てる、すなわちプレ・チルト角をほぼ９０″にす
る必要がある。

従来、両親媒性の界面剤の塗布が使われてきた。

例えば、タンパク質の１種であるレシチンや有機シラン
の１種であるＤＭＯＡＰ等である。（液晶・応用編、岡
野、小林　共編）。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、斜方蒸着法による従来の配向膜の形成法
では１０−　ｈＴｏｒｒ程度の真空を使ったプロセスで
あることから工程が複雑になること、蒸着機が高価であ
る故に、液晶表示装置のコストが上昇するという問題点
があった。

また、前述の特殊な有機樹脂配向綿の場合、プレ・チル
ト角を約３″以上に均一に、再現性良く実現するために
は、前記有機樹脂の塗布、硬化条件や、これに続くラビ
ング工程の管理を厳格にする必要があり、歩留りも悪く
なる傾向にある。特にプレ・チルトを１０’以上にする
場合には、再現性が非常に難しい。プレ・チルトが均一
で無いと、液晶表示装置の質を大きく劣化させる。

なお、プレ・チルト角を０９〜３″にするのは、確立さ
れた技術であり、容易である。

また、２００℃以下でポリ・イミド層が形成し得るポリ
・イミド・レジンを使用する場合、この温度領域では液
晶分子のプレ・チルトは００〜１″の範囲しか実現出来
ない。

ここまで、ポリ・イミド層を中心に述べたが、これはポ
リ・イミド層が有機樹脂のなかで抜群の安定性を有する
事に基づいている。

更に高ブレ・チルトを要゛求する場合、すなわちほとん
ど９０″のプレ・チルト角を求める場合、現状では十分
な安定性と再現性をもたらすものは、現在のところ存在
しない。

問題点を解決するための手段 本発明は前述のような問題点を解決するために、樹脂表
面改質剤を含有する樹脂層を配向膜とすることを特徴と
する液晶表示装置を提供しようとするものである。

ここでいう樹脂表面改質剤はパーフルオロアルキル基、
またはシラン基を有する共重合オリゴマー化合物である
ことを特徴とするものである。

勿論、前記有機薄膜の形成後、面内の方向付けのため必
要とあらば、ラビング等の処理はされる。

作用 本発明は前述した構成の液晶表示装置においては、特に
配向膜によって、液晶分子の高いプレ・チルト角を均一
に再現性良く実現出来、質の良い表示、さらには良質の
大容量の表示が歩留り良く得られるようになった。

通常、樹脂表面改質剤はパーフルオロアルキル基、また
はシラン基含有アクリレート（またはメタアクリレート
）を主成分とする分子１３．０００〜１０．０００程度
の共重合オリゴマー化合物である。

高ブレ・チルト角が安定に得られるようになったのは、
これら樹脂表面改質剤を含む樹脂表面において、この樹
脂表面改質剤の分子はパーフルオロアルキル基またはシ
ラン基を空気側に向け、相溶性基を樹脂内部に向けて、
配向する。従って、樹脂表面が疎水性を帯び、この表面
では液晶分子のプレ・チルト角は大きくなる。

図にこの様子を、パーフルオロアルキル基含有樹脂表面
改質剤の場合について、模式的に示す。

図において、１は樹脂、２は空気、３はパーフルオロア
ルキル基、４は樹脂への相溶性基、５は樹指表面改質剤
の分子の骨格である。

実施例 以下、本発明の一実施例について説明する。

本実施例では安定性の観点から樹脂としてポリイミドを
用いた。勿論、このポリイミド層は基板上に形成される
。従って、この形成には、ポリイミドの前駆体（プレポ
リマー）を含むポリイミド・ワニスを印刷やスピンコー
ド法等で基板上に塗布し、その後通常は熱硬化される。

このポリイミド・ワニスに前記樹脂表面改質剤を溶解さ
せて、塗布、熱硬化させるわけである。

ここで問題なのは、溶媒を含むポリイミド・ワニスに溶
媒をかなり含む樹脂表面改質剤が微量溶解、ないし分散
し得るかということである。実験の結果、さしつかえな
い程度には、互いに相溶性があることが判った。

先ず、パターン化した錫を含む酸化インヂウム透明導電
膜（ＩＴＯ）を表面に有するガラス基板を１セット入手
した。これを良く洗浄し、乾燥した。

次にポリイミド・ワニスとして、日立化成（株式会社製
）のＬＸ　−５４００、ＬＱ−１８００、日産化学（株
式会社製）の５Ｒ−４１）０、ＲＮ−４２２、日本合成
ゴム（株式会社製）のＪＰＡ−４２、ＪＰＢ−１０等を
入手した。

これらは、はとんどポリイミドの前駆体たるポリアミッ
ク酸を含むものである。これらをスピナーで塗布するた
めに、専用溶剤で薄め、粘度を下げた。この専用溶剤は
、ノーマル・メチル・ピロリドンやジメチル・アセト・
アミド等を含む。これらに、旭硝子製の樹脂表面改質剤
、サーフロン５Ｃ−１０１、東亜合成化字型の樹脂表面
改質剤、アロンＧＦ−１５０、ＧＦ−３００、ＧＳ　−
３０、日本油脂型の樹脂表面改質剤、モディパーＰ−１
００、Ｐ−１）０、Ｆ−２００、Ｆ−２１０を０．１％
〜５％混入させた。

これらをスピナーで塗布後、１７０℃〜２５０　”Ｃで
熱硬化した。

形成された膜の厚みは、約０．１５μｍであった。

膜構造の解析の結果、殆どフルオロ・カーボンから成っ
ていることが判った。この膜は疎水性であることが確認
された。

これを、捻れ角が２３０℃となるようにラビングならび
にパネルを組み立てた。即ち、ＳＴＮタイプの液晶表示
装置の組立を企図した。この際、紫外光照射した場合の
膜のほうが、比較的硬いという感触を得た。これにＳＴ
Ｎ用液晶を注入して液晶パネルを得た。これに偏光板を
貼付け、完成した。なお、プレ・チルト角測定用に捻れ
角がｏ″の、いわゆるホモジーニアス・セルをも同時に
作った。

プレ・チルト角測定は磁場法を使った。測定値は約１０
６以上であった。２５０　’Ｃでポリイミド・ワニスを
硬化した場合、測定値はやや低くなる傾向にあった。

いわゆるｄ／ｐやギャップ等ある程度の最適化を図った
パネルにおける表示特性においては、１／４００駆動で
、従来のパネルに比べて約５０％以上のコントラストの
向上を見た。

以上本発明は液晶表示装置の表示品位を向上させるのに
本質的なものである。

なお、本実施例では、ツイスト・ネマティック・モード
に関して述べたが、ＤＡＰやＨＡＮ、ポジ型ＧＨ・モー
ドについても、本発明を実施した結果、効果が大きいこ
とが判った。但し、この場合、樹脂表面改質剤のポリイ
ミド・ワニスへの添加量は前述よりも多くするほうが良
い結果につながる傾向にある。

発明の効果 以上のように本発明は、疎水性の安定な配向膜を得て、
良好な表示、モードによっては従来にもまして良好な大
容量表示や、可能な液晶表示装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

図は原理を示すための模式図である。 １・・・・・・樹脂、２・・・・・・空気、３・・・・
・・パーフルオロアルキル基、４・・・・・・樹脂への
相溶性基、５・旧・・樹脂表面改質剤の分子の骨格。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）樹脂表面改質剤を含有する樹脂層を配向膜とする
   ことを特徴とする液晶表示装置。
2. （２）樹脂表面改質剤はパーフルオロアルキル基、また
   はシラン基を有する共重合オリゴマー化合物であること
   を特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の液晶表示
   装置。