JPH02298918A

JPH02298918A - 液晶表示素子

Info

Publication number: JPH02298918A
Application number: JP11982989A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Sasaki; 淳佐々木; Toyoaki Sawada; 沢田　豊明; Akira Ogawa; 顕小川; Motoi Onishi; 大西　基
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 1989-05-12
Filing date: 1989-05-12
Publication date: 1990-12-11

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）本発明は電気光学表示装置に係わり、更に詳細には特定
の液晶配向膜を用いた強誘電性液晶表示素子に関する。

（従来の技術）カイラルスメクティックＣ相、カイラルスメクティック
Ｈ相において強誘電性を示す液晶、強誘電性液晶はメイ
ヤーら（Ｊ、ｄｅ、Ｐｈｙｓ、３６，６９．１９７５）
により初めて合成され、その存在が証明された。

クラークとラゲルヴアル（Ａｐｐｌ、Ｐｈｙｓ、１ｅｔ
ｔ、３６゜８９９、１９８０）により、この強誘電性液
晶を１〜２μｍ程度の狭い間隔を保持したセルに封入し
、配向させて形成したセルと二枚の偏光板より成る素子
は、高速応答特性、メモリー効果、高コントラスト比等
、従来の液晶素子に比べ卓越した特性を有すると報告さ
れ、活発な研究が各所で始まった。

現在、強誘電性液晶として上記に加え、カイラルスメク
ティックＦ相、カイラルスメクティックＧ相、カイラル
スメクティックＩ相、カイラルスメクティックＪ相、カ
イラルスメクティックに相などが知られている。

このような従来の液晶電気光学素子にはない優れた特性
を発現させるためには、液晶セル内の総ての分子が同じ
方向にそろったホモジニアス配向モノドメインを形成す
る必要があり、これまでに配向方法としていくつか提案
されている。たとえば、１）磁場を印加しながら、等吉相から液晶相に除冷する
方法。

２）等吉相から液晶相に転移する温度付近でせん断を与
える方法。

３）等吉相から液晶相に転移する際に高分子フィルムの
切断面に沿って強誘電性液晶が平行に並ぶことから、適
当な温度勾配を与え切断面から液晶相をエピタキシャル
に並ばせる方法。

４）配向膜による制御法（ラビング法等）などである。

特に実用性の観点より４）の方法が有用である。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、前記の強誘電性を示すカイラルスメクテ
ィック相は、従来のネマティック相に比べ一般に配向し
がたく、従来、配向膜として用いることの出来た材料が
強誘電性液晶には使えないことが多い。

特に、耐光性や耐熱性等の耐久性に優れたポリイミド系
の膜は実用性の観点から配向膜として優れているが、従
来のネマティック相を用いた液晶素子用の配向膜として
提供される材料は、必ずしも強誘電性液晶用の配向膜と
して使えるとは限らず、より配向性の良い材料が求めら
れている。

また、素子のその他の構成要素、例えばカラーフィルタ
ーや低抵抗のＩＴＯ電極などの特性を維持するためには
２００°Ｃ以下の低温度で膜を形成出来る事が望ましい
が従来のポリイミド系配向膜は、３００°Ｃ以上の処理
を必要とすることが多く、そのため素子の特性を低下さ
せてしまうことがあった。

（課題を解決するための手段）本発明は、透明電極の形成された基板上に液晶配向膜を
有する液晶表示素子において、該配向膜が一般式、（以
下余白）（ただし、式中ＡｒとＡｒ”とは芳香族炭化水素基を示
す、）で表される構造単位を有するポリイミドであるこ
とを特徴とし、さらに液晶が、強誘電性液晶である強誘
電性液晶表示素子を開示するものである。

（発明の詳細な説明の代表的な構成例を第゛１図（イ）及びＣ口）に示
す。

透明基板（３）上に透明な画素電極（４）を設は更に該
画素電極（４）上に必要に応じ絶縁膜面を形成し更に配
向膜（５）を設けた第一パネル（Ａ　）　　と、透明基
板（９）上に透明な画素電極（８）を設け、該画素電極
（８）上に必要に応じ絶縁１１１（１〜を形成し、更に
必要に応じ配向膜（７）を設けた第二パネル（Ｂ）とを
向がい合わせ、スペーサーａｔ＋により間隔を保持し、
封止層０りにより接合する。さらに、セル平面方向にお
いて封止層α２の外側に紫外線（以下ＵＶと略す）硬化
型若しくは熱硬化型等の接着剤０ωを硬化させ接着する
。透明基板（３）及び透明基板（９）としては、厚さ０
．５ｍないし５ＩＩＩ１１のガラス基板が適用できる。

材質は光学研磨した無アルカリ金属ガラスが好ましいが
、酸化硅素をコートした青板ガラスでもよい。画素電極
（４）及び画素電極（８）は酸化スズ、酸化インジウム
又はそれらの混合体である■ＴＯをスパッタ蒸着法等で
成膜し、常法に従って任意形状にパターニングする。配
向膜（５）、（７）は、請求項（１）記載の化学構造を
有するポリイミドをオフセット印刷法、スピンコーティ
ング法等で塗布、乾燥後必要に応じ適宜バターニングし
た後、ラビング処理する０ｗＡ縁膜０ω、（ロ）は、必
要に応じ酸化硅素または酸化アルミニウム等をスパッタ
ー等により膜厚０．１　μ層ないし０．５　μ層に形成
する。絶縁膜□ω、（ロ）の存在は、耐圧性を向上させ
る。さらに、必要に応じ第一パネル又は第二パネルの配
向膜の下にカラーフィルター１形°成したものであって
もよい。

液晶セルの間隔を保つスペーサー（１０は、０．１　μ
ｍから３μｍ程度のガラス、ニューセラミクス、樹脂等
からなる均一な粒子、または、フォトリソグラフィー法
等により、配向膜上に形成した柱状の有機物であっても
よい。有機物としては、ゼラチン、カゼイン、ポリイミ
ド、アクリルや、レジスト材料等を用いることが出来る
。

（発明の作用）従来、このような請求項（１）記載の化学構造を有する
ポリイミドを液晶の配向膜として用いた報告はない。

本発明に於いて開示するように、低温で形成可能な該ポ
リイミドを配向膜として用いたことにより、強誘電性液
晶が均一なモノドメイン性を存する配向を示すことが判
明した。従って、該ポリイミドが配向膜として有効であ
ることが明らかである。また、本配向膜が、低温度の工
程で形成し得る為、その形成工程による液晶素子のその
他の構成要素であるカラーフィルターや低抵抗のｒＴ。

電極などの特性の劣化や低下が生じにくく、そのため初
期特性に優れた強誘電性液晶表示素子を得ることができ
る。

（発明の効果）配向膜として請求項（１）記載の化学構造を有するポリ
イミドの膜を用いることにより、強誘電性液晶を配向さ
せることができる。さらに本配向膜は、低温度の工程で
形成し得る為、その形成工程による素子のその他の構成
要素、例えばカラーフィルターや低抵抗のＩＴＯ電極な
どの特性の低下の少ない強誘電性液晶表示素子を得るこ
とができる。

〔実施例１〕３インチ角厚み１．１薗のガラス基板を光学研磨し、平
面の平坦性を２μｍ以内に加工して透明基板（３）を得
た。該透明基板（３）上に４００人のＩＴ○膜をスパッ
タリング法で成膜し、常法のフォトエツチング法に従っ
て線巾２００μｍ１ピツチ３００μｍ、長さ６０ｍの万
線パターンの画素電極（４）を形成した０次に該画素電
極（４）上に２重量％となる様にｎ−メチル−２−ピロ
リドンに請求項（１）記載の化学構造を有するポリイミ
ドを溶解させた溶液をスピナーにより２０００ｒｐａ＋
、１分間の条件でコートして、９０°Ｃ２０分、２１０
°Ｃ６０分の順で加熱し、冷却後、ラビング装置により
配向処理を行って配向膜（５）を形成し、第一パネル（
Ａ）を得た。他方、３インチ角厚み１．６Ｍのガラス基
板を光学研磨し平面の平坦性を２μｍ以内に加工した透
明基板（９）の表面にスパッタリング法によりＩＴＯ膜
を成膜し、前期同様に線巾２００μｍ、ピッチ３００μ
ｍ、長さ６０ｍａ＋の万線パターンの画素電穫（８）を
形成後、！＠縁膜Ｏ１８としてスパッタリング法により
酸化硅素膜を成膜して、第二パネル（Ｂ）を得た。更に
該パネル（Ｂ）上にポジ型フォトレジストのＭＰ−１３
５０（シブレイ味製）をスピナーにより２０００ｒｐｍ
、３０秒間の条件でコートし、常法のフォトエツチング
法に従って、５０μｍ角の大きさのスペーサー００を画
素電極間に設けた。又、同時に線中０．５ｍｍで封止７
１　ＱＺＩのパターニングも行った。この時の、現像後
のスペーサーの膜厚は、２．０　μｍだった。次に第一
パネル（Ａ）と第二パネル（Ｂ）とを封密着させ、加圧
し常温より２”Ｃ／ｌ１ｉｎで１４０°Ｃまで昇温し一
時間保持した後冷却、圧力を除いて液晶封入用素子とし
た０以上の工程で、両パネルはスペーサー（２）と封止
層０りにより接着した。

更にパネル化後、液晶封入口０５）以外のパネル周囲部
に接着剤を塗布した。接着剤としてエポキシ系のＬ　Ｉ
　Ｘ０ＮＢＯＮＤ−１００１Ａと１００１Ｂ（チッソ■
製）とを適量混合して供した。

パネルを１２０°Ｃで３０分加熱して硬化させ接着層枠
とした。

このようにして得た素子へ強誘電性液晶として、Ｃ３１
０１４（チッソ■製）を封入したところ、液晶は配向し
た。配向の確認は、偏光顕微鏡による観察により行った
。このとき素子へ電場を印加したところ画素内が均一に
応答した。

以上により良好な液晶表示素子を得ることかで　１きた
。

〔実施例２〕前記実施例１と同様にして空の素子を作成後、液晶とし
て、ＦＥＬｒＸＯＯｌ（ヘキスト■製）を封入したとこ
ろ、液晶は配向した。配向の確認は、偏光顕微鏡による
観察により行った。このとき素子へ電場を印加したとこ
ろ画素内が均一に応答し、良好な液晶表示素子を得るこ
とができた。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の液晶表示素子の一実施例を示す断面
図であり、第２図は、本発明の液晶表示素子の一実施例
を示す平面図である。（１）・・・・光源（２）・・・・偏光子（３）、（９）・・透明基板（４）、（８）・・画素電極（５）、（７）・・配向膜（６）・・・・液晶００）・・・・検光子 αυ・・・・スペーサーＯｚ・・・・封止層０湯、（ロ）・・絶縁膜 σω・・・・液晶封入口０ω・・・・接着層特　　許　　出　　願　　人凸版印刷株式会社代表者　鈴木和夫

Claims

【特許請求の範囲】

（１）透明電極の形成された基板上に液晶配向膜を設け
る液晶表示素子において、該配向膜が一般式、▲数式、
化学式、表等があります▼ （ただし、式中ＡｒとＡｒ′とは芳香族炭化水素基を示
す。）で表される構造単位を有するポリイミドであるこ
とを特徴とする液晶表示素子。
（２）液晶が、強誘電性液晶である請求項（１）記載の
液晶表示素子。