JPH0310222A - 液晶表示素子及び液晶配向材 - 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】 本発明は新規な液晶表示素子および液晶配向材に関する
ものである。詳しくは液晶表示素子内の配向膜が新規な
液晶配向材をもって形成されている新規な液晶表示素子
およびこの新規な液晶配向材に関する。

［従来の技術］ 液晶表示素子の表示方式として現在広く実用化されてい
るものは、ねじれネマチック型（ＴＮ型）及び動的散乱
型（ＤＳ型）である。これら従来の液晶表示方式は視野
角が小さい、コントラストが低いなどという欠点があり
、このことがら最近新しい表示方式として、スーパーツ
ィステッドネマチック型（ＳＴＮ型）、薄膜トランジス
タ（ＴＦＴ型）を用いた表示方式が出回ってきている。

これらはネマチック液晶を主成分としたネマチック液晶
表示素子による表示方式である。しかしながら、これら
ネマチック液晶を用いた表示方式はネマヂック液晶を用
いた表示方式である以上応答速度が数ｍ５ｅｃオーダー
にとどまることは免れない。そこでこれらネマチック液
晶表示素子の応答速度が遅いという短所を補う表示方式
として応答速度がμｓｅｃオーダーと速い強誘電性液晶
による表示方式も盛んに研究されている。また、高精細
な表示を可能にする液晶表示方式として、スメクチック
Ａ相での熱書き込み方式も知られている。

これら液晶表示素子では素子中の液晶分子は一定の配向
方向に従って配向しており、液晶分子に電圧を印加し液
晶分子の向きを変化させることにより表示を得ている。

このとき液晶表示素子中の液晶分子を一定方向に配向さ
せるために用いているのが配向膜と呼はれる電極基盤上
の薄膜である。

これら配向膜を形成する液晶配向材には有機高分子材料
を用いたものと、無機酸化物の斜方蒸着膜を用いたもの
とがあり、有機高分子を用いた場合、そのメカニズムは
Ｊ、Ｍ、Ｇｅａｒｙら（Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆΔｐｐｌ
ｉｅｄ　Ｐｈｙｓｉｃｓ、１５．Ｎｏｖ、　）によって
説明されている。無機酸化物の斜方蒸着膜を用いた場合
は無機酸化物をある一定方向から電極基盤上に蒸着し、
無機酸化物からなるノ」＼さいカラムを電極基盤上に形
成させ液晶分子をそのカラムに沿うように配向させよう
というものである。有機高分子で液晶配向材に現在広く
用いられているのはポリイミド、ポリビニルアルコール
などであり、無機酸化物の斜方蒸着膜の液晶配向材とし
ては二酸化ケイ素などが研究されている。

［発明が解決しようとしている問題点］現在ネマチック
液晶表示素子の液晶配向材として広く用いられているの
はポリイミド、ポリビニルアルコールなど有機高分子材
料である。その工法は有機高分子材料を適当な濃度にな
るよう汎用な溶剤に溶かし、スピンコード、ディッピン
グなどで薄膜（数十〜数千人）を形成させ、さらにこの
薄膜を布などでこすり一軸配向させるというもので比較
的容易に大面積の薄膜を電極基盤上に形成させることが
できる。有機高分子材料のなかで特にポリイミドは強誘
電性液晶の液晶配向材としても広く応用研究か行われて
いるが、ポリイミドは強誘電性液晶表示素子の液晶配向
材として用いたとき、液晶表示素子中の液晶分子が電極
基盤上の配向膜の配向処理方向に対しツイスト、または
スプレィ配向しやすい（電極基盤付近から液晶表示素子
内部に向かうに従い分子のグイレフターすなわち分子の
長軸方向が配向処理方向から徐々にずれてしまう）のて
コントラスト 上、欠陥が生しやすい、メモリーがでにくい、等といっ
た欠点がある。またポリビニルアルコールは水溶性ポリ
マーであるため、液晶表示素子の外部から徐々にに透湿
してくる水分また液晶中に微量に含まれる水分に弱く配
向膜を形成した場合、液晶表示素子の長期にわたる信頼
性が得られないという欠点がある。そこでこれらポリイ
ミド、ポリビニルアルコール等の液晶配向材からなる配
向膜の物性」二の欠点を補うものとして無機酸化物の斜
方蒸着による液晶配向処理方法が研究されているが、こ
の手法では斜法蒸着により電極基盤上に薄膜を形成する
という工法上、大面積の液晶表示素子を作りにくく工業
化しにくいという問題点がある。これらの理由から有機
高分子てありなから物性、信頼性のすぐれた配向膜を形
成する液晶配向材の開発が求められていた。またネマチ
ック液晶の新しい表示方式であるスーパーツィステッド
ネマチック方式でも、コントラスト 依存性の少ない表示素子が得られるようなこれまでにな
い液晶配向＋才が求められている。特に強誘電性液晶表
示素子では配向膜によって表示素子のメモリー特性、コ
ントラスト、視野角依存性など強誘電性液晶表示素子の
重要な特性が大きく影響され、従って配向膜を形成する
液晶配向材によって液晶表示素子の品位が大きく左右さ
れる。以上の理由からネマチック表示方式でも強誘電性
液晶表示方式を含むスメクチック液晶表示方式でも新し
い液晶配向材の材料開発が求められていた。

［問題点を解決するための手段］ 本発明者らは上述のような問題点を解決するために種々
の有機高分子を探索し、液晶配向膜を形成する素材とし
て有用で新規な液晶配向材群を提供する本発明に到達し
た。

即ち本発明の液晶配向材は液晶配向材として新規な有機
高分子であり、配向膜としたときネマチンク液晶表示素
子および強誘電性液晶表示素子をふくむスメクチック液
晶表示素子に良好な配向性を付与し、さらに強誘電性液
晶表示素子では液晶表示素子に良好なコントラストを得
るために必要なユニフォーム配向性と、メモリー特性を
付与することを可能としたものである。

即ち本発明は、繊維タンパク質であることを特徴とする
液晶表示素子の液晶配向材およびこの液晶配向材を用い
た液晶表示素子である。本発明の繊維タンパク質とは、
一般でいう繊維タンパク質全体をさしその主なものとし
ては、ケラチン、セリシン、フィブロイン、エラスチン
、コラーゲンなどがあげられる。

通常タンパク質は生体内に含まれるものであるから水溶
性であるものが殆どである。しかしながら繊維タンパク
質と呼ばれ、動物の角質層や骨、動物繊維に含まれるタ
ンパク質の一種は水、さらには工業的に一般に用いられ
る溶媒に不溶であるという特長をもつ。本発明はＲ維タ
ンパク質が水に不溶である特長を液晶表示素子の液晶配
向材として応用したもので、従って本発明の液晶配向利
によって形成された配向膜は水に不溶であるから液晶表
示素子の一部とした場合液晶表示素子の外部から入って
くる水分または内部の水分に耐性があり、液晶表示素子
は長期にわたる信頼性があると期待される。

本発明の液晶配向材である繊維タンパク質はすでに述べ
た通り配向膜とした場合水及び有機溶剤に不溶であるが
特別な方法をとることにより溶解させることができる。

例えばケラチン、フィブロインは臭化リチウム等の濃厚
な弧の水溶液で撹拌すると溶解する。この溶液を透析、
限外浦過、ゲル濾過により塩、イオンさらには低分子不
純物を取り除き液晶配向材として供する。また、フィブ
ロインの一種やセリシンは大過剰の水中で数時間煮沸す
ると水に溶解させることができる。さらにコレラの溶液
を電極基盤上にスピンコード、ディッピングにより薄膜
を形成させた後、布等でラビングし一軸配向させる。ま
たはＬＢ腹膜法どで配向膜を形成させることもできる。

このようにして配向膜の形成された電極基盤をスペーサ
ーを介して第１図に示すように重ね合わせ、液晶表示素
子とした。

［発明の作用］ 本発明の高分子は液晶表示素子において該素子の電極基
板上に配向処理を行う場合、液晶配向材として液晶を均
一に配向させる効果がある。また本発明の液晶配向材を
もって液晶分子を電極基盤に対し平行に配向させる時（
以下ホモジニアス配向と称する）、液晶分子は電極基盤
に平行に配向しやすく高いコントラストかえられた。ま
た、本発明の液晶配向材をもって強誘電性液晶表示素子
の配向膜として用いた時、液晶分子はツイストすること
なく、上の基盤から下の基盤に対し均一かけて均一に同
じ方向を向きやすく（ユニフォーム配向しやすく）液晶
表示素子は良好なコントラストを得ることができた。ま
た実際得られた配向膜は水及び有機溶剤に不溶であった
。以下実施例をあ、げ説明するが本発明はこれに限られ
たものではない。

実施例１ 絹糸を臭化リチウム９　ｍ　ｏ　ｌ　／　１の水溶液に
固形分濃度で５％となるように入れ、数時間撹拌し溶解
させ、ついでこの溶液を水で３倍に薄め４８時間透析し
た。このようにして完全に塩をのぞいた後さらに水を加
え固形分濃度で約０．１５％の水溶液にした。この水溶
液を０．　２　　μｍのフィルターで濾過し、電極基盤
上に２００Ｏｒｐｍで１０秒間スピンコードし、ついで
１００　’Ｃのオーブンで乾燥させ、配向膜中の水分を
除去した。こうしてできた絹フィブロインの薄膜は１０
０Å以下であった。こうしてできた薄膜を布等でラビン
グ処理を施し、液晶層の厚みが約２μｍとなるように電
極基盤を重ね合わせ液晶表示素子を作った。

この液晶表示素子に強誘電性液晶配合物を注入したとこ
ろ、強誘電性液晶の層構造はラビング方向に対し平行と
なるように配向し、良好なコントラストとメモリー性が
得られた。

［発明の効果］ 本発明の液晶配向材は配向膜としたときネマチック液晶
表示素子および強誘電性液晶表示素子を含むスメクチッ
ク液晶表示素子に良好な配向性を付与する効果がある。

さらに強誘電性液晶表示素子においては液晶表示素手に
良好なコントラストを得るために必要なユニフォーム配
向性と、メモリー特性を付与することを可能としたもの
である。

また本発明の液晶配向材によって形成された配向膜およ
びこれを含む液晶表示素子は水分に耐性があり長期にわ
たる信頼性が期待できる。

４・・配向膜 ５・・・接看剤 ６・・・液晶層 ７・・・スペーサー

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１） 繊維タンパク質からなる配向膜層と液晶層とを含む液晶
   表示素子。
2. （２） 液晶表示素子が強誘電性液晶表示素子である請求項（１
   ）記載の液晶表示素子。
3. （３） 繊維タンパク質を含む液晶表示素子用液晶配向材。