JPH0429116A - 液晶表示素子 - 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、液晶表示素子に関する。

［従来の技術］ 電界の作用により駆動する電気光学的効果を利用した液
晶表示素子においては、液晶分子を均一に配向させ、良
好な表示品質を得るために液晶配向膜を設けている。

液晶配向膜としては、無機質保護層を設けたガラス基板
上に電極膜を形成した後、５ｉｎｘなどの無機化合物を
斜方蒸着法により形成する無機液晶配向膜がある。しか
しながら、この無機液晶配向膜は、液晶配向性において
液晶の種類に対する選択性を持っているために、全ての
液晶組成物の配向を良好に行うことが困難である。また
、斜方蒸着法は蒸着装置などの真空装置を必要とするた
めに製造コストが高くなり、さらに量産性の点からも十
分な形成法とは言えない。無機液晶配向膜の形成法には
以上の問題点があるために、現在では有機液晶配向膜が
主流となっている。

この有機液晶配向膜は、電極基板上にポリイミドなどの
有機高分子化合物を印刷法、スピンコーター法、デイツ
プ法などで高分子膜とし、その上を布などで一方向にラ
ビング処理して形成する液晶配向膜である。

液晶表示素子は、液晶配向膜を有した一対の電極基板を
対向させて液晶表示セルを構成した後、液晶組成物を封
入して製造されている。

や液晶配向膜に傷を生じさせてしまうなどの問題が生じ
ている。

有機液晶配向膜に使用する有機高分子化合物としては、
ポリイミドが主に用いられている。このおよびイミド化
を行って形成している。

しかじな がら、この高温により電極の劣化や電極基板の変形で電
極の破損が生じ、点灯不良が起こるなどの問題があった
。

そこで、特開昭６１−２０５９２４号公報などに記載さ
れているような低温硬化型ポリイミドが提案され、現に
多用されているが、まだ硬化温度が高く、これらの問題
点が依然としである。

［課題を解決するための手段］ 本発明者らは、上記の問題点を解決するために鋭意検討
した結果、ラビング処理および熱処理が不要で、かつ液
晶分子に対する配向能を示す液晶配向膜を有する液晶表
示素子を見い出し、本発明に到達した。

すなわち本発明は、少なくとも対向して配設される一対
の電極基板、液晶配向膜および液晶から構成される液晶
表示素子において、該液晶配向膜が光学活性ポリマーお
よび必要により皮膜形成性高分子化合物からなる組成物
で形成される膜であることを特徴とする液晶表示素子で
ある。

本発明において、光学活性ポリマーは、製膜する際に用
いる展開溶媒などに可溶のものであればよく、特に限定
しない。このような光学活性ポリマーとしては、例えば
、開本ら；有機合成化学会誌、恢そり、７９２−８０４
（１９８７）に記載されているように、高分子化合物の
主鎖または側鎖に不斉炭素を含有するものならびに不斉
炭素を有していなくとも、特殊な重合触媒により合成さ
れる高分子化合物などが挙げられる。光学活性ポリマー
の具体例としては、例えば、セルロース、デンプン、酵
素蛋白、核酸などの天然高分子化合物のうち光学活性な
もの；ならびに光学活性ポリプロピレンオキサイド、光
学活性ポリプロピレンスルフィド、光学活性ポリトリフ
ェニルメチルメタクリレート、光学活性ポリ（１，２−
ジフェニルエチルメタクリレート）、光学活性ポリ（メ
タクリル酸−ｃｏ−無水マレイン酸）、光学活性ボ「几
−グルタミン酸などの光学活性な合成高分子化合物が挙
げられる。また、これらの光学活性ポリマーのうち２種
類以上用いてもよい。

これらの光学活性ポリマーは特異な配向状態（例えば、
螺旋構造など）を示すとされ、この配向状マーと併用す
るとよい。

本発明における光学活性ポリマーと必要により皮膜形成
性高分子化合物からなる該組成物中の各成分の比率は、
膜を形成する範囲の比率であればよく、特に限定しない
。

該組成物の膜の膜厚は、通常３０人〜１５００人、好ま
しくは５０人〜１０００人である。

また、該組成物の膜の形成法は、特に限定しないが、均
一な高分子膜を製造しやすいこと、ラビング処理をしな
くても液晶配向膜の分子配向を実現させることが可能な
ことから、水面展開法あるいはラングミュアー−プロジ
ェット法（Ｌａｎｇｕｍｕ　ｉｒ−Ｂｌｏｄｇｅｔｔ法
、以下ＬＢ法と略記）が好ましい。

水面展開法とは、皮膜形成性組成物を展開溶媒で溶解し
た高分子溶液を水面上に連続的に展開し、展開方向に延
展しながら、展開溶媒を揮発させて高分子膜とし、連続
的に巻取る製膜法である。

また、ＬＢ法とは皮膜形成性組成物を水面上に展開し、
このものを一定の表面圧で圧縮しながら、展開溶媒を揮
発させて高分子膜とし、支持体に移し取る単分子製膜法
である。

これらの製膜法のうち、特に好ましいのは水面展開法で
ある。この水面展開法では、−回で５０Å以上の所望す
る膜厚の膜が形成でき、かつ連続的に製膜できる。

水面展開法またはＬＢ法における展開溶媒としては、該
組成物を溶解させる展開溶媒であればよく、特に制限は
ない。このような展開溶媒としては、例えば、水と非相
溶性の有機溶媒〔ヘキサン、ヘプタン、オクタンなどの
脂肪族炭化水素；ベンゼン、トルエン、キシレンなどの
芳香族炭化水素；ジクロロメタン、ジクロロエタン、四
塩化炭素などのハロゲン化炭化水素；シクロヘキサノー
ルなどの脂環式アルコールなど〕；水と相溶性の有機溶
媒〔Ｎ−メチル−ピロリドン、Ｎ、Ｎ−ジメチルアセト
アミド、Ｎ、Ｎ−ジメチルホルムアミドなどのアミド化
合物；ジメチルスルホキシドなどのスルホキシド化合物
；テトラヒドロフラン、ジオキサンなどの環状エーテル
化合物など〕　；ならびにこれらの２種類以上の混合物
が挙げられる。

また、水面展開法において、該組成物を上記の展開溶媒
で溶解した高分子溶液が自発展開しにくいときには、高
分子溶液に展開助剤を添加してもよい。展開助剤として
、例えば、クレゾール、フェノールなどの芳香族アルコ
ール、脂肪族、脂環式または芳香族のケトン、エステル
、アルコール、アミン、アルデヒド、エーテル、パーオ
キサイドおよびこれらの２種類以上の混合物が挙げられ
る。

さらに、高分子溶液の展開性を良くするために、高分子
溶液に界面活性剤を添加してもよい。界面活性剤として
は、水面展開法で使用できる界面活性剤であれは特に限
定しないが、好ましくはノニオン系もしくはアニオン系
界面活性剤がよい。

本発明において、電極基板は特に制限はなく、１ｎ２０
３．５ｎ０２．１ｎ２０３−５ｎ０２などの透明電極を
形成したガラス基板；ポリエステルなどのプラスチック
ス基板；薄膜トランジスターや薄膜ダイオードなどを形
成したガラス基板；シリコーンウェハーなどが挙げられ
る。

本発明による液晶配向膜は、上記のような電極基板上に
直接形成することができるが、電極の上層または下層に
無機絶縁膜として５ｉ０２、Ａｌ２Ｏ３ならびにＴｉＯ
２などの膜を設けたものの上に液晶配向膜を形成するこ
ともできる。

また、液晶配向膜と電極基板との接着を高めるために、
シランカップリング剤を１種類以上用いてもよい。

さらに、電極基板への積層は、水面上の高分子膜を直接
積層しても良いし、予めフィルム上に積層しておいたも
のを電極基板に転写する方法を用いても良い。この電極
基板上への液晶配向膜の積層は単層、複層のいずれであ
っても良く、複層の場合は、転写した水面展開膜に付着
した水分を完全に除去してから次を積層することが望ま
しい。

本発明における液晶としては、例えば、ネマチック液晶
、コレステリック液晶、スメクチック液晶および強誘電
性液晶などが挙げられる。

また、本発明の液晶表示素子は、強誘電性液晶を用いた
液晶表示素子、アクティブマトリックス駆動による液晶
表示素子、スーパーツイステイドネマティックタイプの
液晶表示素子、ツイステイドネマテイツクタイブの液晶
表示素子、ゲスト−ホスト方式による液晶表示素子など
の幅広いタイプの液晶表示素子として有用である。

さらに、本発明の液晶表示素子は、電卓や時計などの分
野からカラーテレビ、ワープロ、パソコンなど幅広い用
途に有用である。

［実施例］ 以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発
明はこれらの実施例に限定されない。

実施例１〜４ 表１に示すような組成比の組成物■〜■を展開溶媒とし
てクロロホルムを用いて、１．５重量％の高分子溶液を
各々作成した。なお、表１において、数量は組成物中の
各化合物の含有量であり、単位は重量％である。

（以下余白） 表 （以下余白） 注）各組成物中の光学活性ポリマー、皮膜形成性高分子
化合物には下記のものを用いた。

光学活性ポリマーＡ； 下記の構造式で表される光学活性ポリマー上記の光学活
性ポリマーは、例えば、Ｙ、Ｏｋａｍｏｔ。

ｅｔ　ａｌ、；Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｔｈｅ　Ａｍｅ
ｒｉｃａｎ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　５ｏｃｉｅｔｙ、血、
４７６３（１９７９）などに記載の重合法により得られ
る。

光学活性ポリマーＢ； ＋ＣＨ２−ＣＨ′ｊ０（Ｍｎ＝１４０００）皮膜形成性
高分子化合物； ホ０リスチしン　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　（Ｍｎ＝５００００）次に、第１図に示すよ
うな水面展開製膜装置で、組成物■〜■の各高分子溶液
について、定量ポンプ（１）で供給口（２）から高分子
溶液を水槽（３）内の水面（４）上に放出した結果、何
れの場合も高分子溶液が水面上に自発的に展開して、高
分子膜（５）が生成した。高分子膜の膜厚は、何れの組
成物においても約８０人程度であった。このようにして
生成した各々の高分子膜（５）を、転写ローラー（６）
によりフィルム状基材（７）上に予め付設しておいた電
極基板に接触転写させた。水分を乾燥除去した後、第２
図に示すように液晶配向膜（１０）の製膜方向が直交す
るように一対の電極基板（８）を配設し、２μｍのアル
ミナスペーサー（１１）を介して液晶表示セルを各々作
成した。次にフェニルシクロヘキサン系のネマティック
液晶組成物（１２）を注入し、注入口（１３）をエポキ
シ樹脂でシールした後、偏向軸が液晶配向膜の製膜方向
と同方向となるように偏向板（１４）を貼付けることに
より、液晶配向膜（１０）が組成物■〜■から形成され
た実施例１〜４の液晶表示素子を作成した。

このようにして得られた実施例１〜４の各液晶表示素子
は、何れも配向ムラは見られず均一な配向性を示した。

また、電極間のショート、電極破壊による点灯不良は一
切見られなかった。

［発明の効果コ 本発明の液晶表示素子は、ラビング処理を行わないでも
液晶組成物を十分に配向させうる液晶配向膜を有してな
るものである。そのため、静電気の発生によって電極や
薄膜トランジスターなどを破壊することなく、液晶配向
膜表面を汚染することなどもない。また、この液晶配向
膜は、従来の液晶配向膜に用いていたポリイミドを使用
していないため、熱処理が不要である。従って、熱で液
晶表示基板が変形することによって生じる電極の破壊な
どがない。

さらに、液晶配向膜を水面展開法により製膜する場合、
−回の処理で均一な約５０Å以上の任意の膜厚の高分子
膜を形成できる。従って、本発明の液晶表示素子は、表
示品質を低下させることなく、量産性にも優れた液晶配
向膜を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、実施例における水面展開製膜装置の概要図で
あり、第２図は、実施例における液晶表示素子の基本構
成図（断面図）である。 １・・・定量ポンプ　　　２・・・供給口３・・・水槽
　　　　　４・・・水面 ５・・・高分子膜　　　　６・・・転写ローラー７・・
・フィルム状基材 ８・・・ガラス基板 １０・・・液晶配向膜 １２・・・液晶 １４・・・偏向板 ９・・・電極 １１・・中スペーサー １３・・・封止材 特許出願人　三洋化成工業株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、少なくとも対向して配設される一対の電極基板、液
   晶配向膜および液晶から構成される液晶表示素子におい
   て、該液晶配向膜が光学活性ポリマーおよび必要により
   皮膜形成性高分子化合物からなる組成物で形成される膜
   であることを特徴とする液晶表示素子。 ２、該液晶配向膜が水面展開法により製膜させてなる請
   求項１に記載の液晶表示素子。