JPH0611716A - 液晶表示装置 - Google Patents

液晶表示装置

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JPH0611716A
JPH0611716A JP10144192A JP10144192A JPH0611716A JP H0611716 A JPH0611716 A JP H0611716A JP 10144192 A JP10144192 A JP 10144192A JP 10144192 A JP10144192 A JP 10144192A JP H0611716 A JPH0611716 A JP H0611716A
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JP
Japan
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liquid crystal
polyvinylidene fluoride
film
oriented films
vapor deposition
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Pending
Application number
JP10144192A
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English (en)
Inventor
Shinji Shimada
伸二 島田
Kiyoshi Toda
清 戸田
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Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Publication date
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Publication of JPH0611716A publication Critical patent/JPH0611716A/ja
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  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 液晶分子配向の均一性に優れた液晶装置。 【構成】 基板上に透明電極、ポリフッ化ビニリデン、
ポリフッ化ビニリデン−トリフルオロエチレン共重合体
またはポリフッ化ビニリデン−テトラフルオロエチレン
共重合体からなる強誘電体の非線形素子および液晶配向
膜とを少なくとも備え、液晶を保持してなる液晶表示装
置において、液晶配向膜が蒸着重合法によって形成され
たポリイミドであることを特徴とする液晶表示装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は直視型、投射型ディスプ
レイとしての液晶表示装置又は同種の装置を用いた光情
報処理装置などのデバイスに関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、大面積型液晶表示装置としては主
にスーパーツイステッドネマティック表示モードを用い
た単純マトリクス型液晶表示装置が用いられていたが、
走査線数が増えるに従い、クロストークが発生し易くな
り、表示品位が低下してしまうという問題点があり、エ
ンジニアリングワークステーションなどの用途には用い
ることが困難であった。これに対し、ポリフッ化ビニリ
デンとトリフルオロエチレンの共重合体の強誘電性を用
いて二端子素子を形成することによりクロストークを防
止したディスプレイが報告されている。このタイプの液
晶表示装置では一般にツイステッドネマティックまたは
スーパーツイステッドネマティックの表示モードが用い
られているが、これらのモードでは基板間に挟持されて
いる液晶分子を一様な方向に配向させるために基板上に
ポリイミド樹脂による配向膜を形成し、布等を用いてラ
ビング処理することが一般的である。
【0003】
【発明を解決しようとする課題】ポリフッ化ビニリデン
またはこれの共重合体からなる強誘電体は耐溶剤性に余
り優れておらず、ポリイミド配向膜の形成法として一般
的に用いられているポリイミドワニスをスピンコート法
やオフセット印刷法で基板上に塗布する方法を用いて配
向膜をこれらの強誘電体上に形成した場合、ポリイミド
の溶剤であるn−メチルピロリドンやγ−ブチロラクト
ンなどの有機溶剤によって強誘電体の表面が侵され平坦
な配向膜表面が得られなくなり液晶分子を一様な方向に
配向させることが困難であるといった問題点があった。
【0004】
【課題を解決するための手段】この発明は、透明電極が
一対の基板上に形成され、ポリフッ化ビニリデン、ポリ
フッ化ビニリデン−トリフルオロエチレン共重合体また
はポリフッ化ビニリデン−テトラフルオロエチレン共重
合体からなる強誘電体の非線形素子が一方の透明電極上
に形成され、一対の液晶配向膜が前記金属電極および他
方の透明電極上に形成された後、配向処理され、スペー
サが前記配向膜間に散布され、液晶が前記配向膜間に注
入された後、封止させることからなる液晶表示装置にお
いて、液晶配向膜が蒸着重合法によって形成されたポリ
尿素かつ/またはポリイミドである液晶表示装置を提供
する。
【0005】基板としては透光性の基板が用いられ、通
常ガラス基板が使われる。基板にはそれぞれIn03,
nO2,ITO(Indium Tin Oxide)な
どの導電性薄膜からなる所定のパターンの透明電極が形
成される。強誘電体の非線形素子が一方の透明電極上に
形成される。本発明においては、強誘電体の非線形素子
がポリフッ化ビニリデンまたはこれらの共重合体からな
る強誘電体、例えばポリフッ化ビニリデン、ポリフッ化
ビニリデン−トリフルオロエチレン共重合体またはポリ
フッ化ビニリデン−テトラフルオロエチレン共重合体が
利用される。
【0006】ついで、金属電極が前記強誘電体の非線形
素子上に形成される。金属組成物はアルミニウムやスズ
等が好適であり、蒸着法などにより所望の形状にパター
ニングされる。その上に通常、絶縁性膜が形成される
が、これは場合によっては省略できる。絶縁性膜は例え
ば、SiO2,SiNx,Al23 などの無機系薄膜、
ポリイミド、フォトレジスト樹脂、高分子液晶などの有
機系薄膜などを用いることができる。絶縁性膜が無機系
薄膜の場合には蒸着法、スパッタ法、CVD(Chemical
Vapor Deposition)法、あるいは溶液塗布法などによっ
て形成出来る。また、絶縁性膜が有機系薄膜の場合には
有機物質を溶かした溶液またはその前駆体溶液を用い
て、スピンナー塗布法、浸漬塗布法、スクリーン印刷
法、ロール塗布法、などで塗布し、所定の硬化条件(加
熱、光照射など)で硬化させ形成する方法、あるいは蒸
着法、スパッタ法、CVD法などで形成したり、LB
(Langumuir-Blodgett)法などで形成することもでき
る。
【0007】絶縁性膜の上には液晶配向膜が形成され
る。ただし、絶縁性膜が省略された場合には前記金属電
極と他方の透明電極の上に直接液晶配向膜が形成され
る。液晶配向膜には無機系の層を用いる場合と有機系の
層を用いる場合とがある。無機系の液晶配向膜を用いる
場合、よく用いられる方法としては酸化ケイ素の斜め蒸
着がある。また、回転蒸着などの方法も用いることもで
きる。有機系の液晶配向膜を用いる場合、ナイロン、ポ
リビニルアルコール、ポリイミド,ポリ尿素等を用いる
ことができ、通常この上をラビングする。このうち、蒸
着重合で得られるポリイミド、ポリ尿素が好適である。
また、高分子液晶、LB膜を用いて配向させたり、磁場
による配向、スペーサエッジ法による配向なども可能で
ある。また、SiO2,SiNxなどを蒸着法、その上を
ラビングする方法も可能である。
【0008】昇華しやすいジアミン成分と昇華し易い芳
香族ジイソシアネート成分との蒸着重合によってポリ尿
素が作製される。ここに、昇華し易い芳香族ジイソシア
ネート成分としては4、4’−ジフェニルメタンジイソ
シアネート、トルエンジイソシアネート、1,3−フェ
ニレンジイソシアネート、1,2−フェニレンジイソシ
アネートなどが挙げられるが、このうち、4、4’−ジ
フェニルメタンジイソシアネートが好適である。
【0009】芳香族ジアミン成分としては、1、4−フ
ェニレンジアミン、ジアミノジフェニルエ−テル、ジア
ミノジフェニルメチレン等が挙げられる。このうち、ジ
アミノジフェニルエ−テルとジアミノジフェニルメチレ
ンが好ましい。同様に昇華しやすいジアミン成分と昇華
し易いテトラカルボン酸成分との蒸着重合によってポリ
イミドも作製される。
【0010】上記の真空蒸着重合法に使用される縮合重
合の昇華し易いジアミン成分としては、1、4−フェニ
レンジアミン、ジアミノジフェニルエ−テル、ジアミノ
ジフェニルメチレン等があげられる。このうち、ジアミ
ノジフェニルエ−テルとジアミノジフェニルメチレンが
好ましい。また、昇華し易いテトラカルボン酸成分とし
ては、無水ピロメリット酸、1,2,3,4−シクロブ
タンテトラカルボン酸類、1,2,3,4−シクロペン
タンテトラカルボン酸類、2,3,5−トリカルボキシ
シクロペンチル酸類、3,5,6−トリカルボキシ−ノ
ルボルナン−2−酢酸類、5−(2,5−ジオキソテト
ラヒドロフリル)−3−メチル−シクロヘキセンジカル
ボン酸類、ビシクロ−(2,2,2)−オクト−7−エ
ン−テトラカルボン酸、1,2,3,4−フランテトラ
カルボン酸類、3,3’,4,4’−パーフルオロイソ
プピリデンテトラカルボン酸類などがある。このうち、
無水ピロメリット酸が好ましい。
【0011】上記重合反応を実施する装置は公知のも
の、例えば特開昭61-78463のものが利用できる。この装
置では真空中でポリイミドやポリ尿素の原料モノマーを
蒸発させて電極基板の電極側表面にプレカーサの皮膜を
形成し、そのプレカーサをポリイミドやポリ尿素に重合
することができる。
【0012】ここでポリイミドやポリ尿素の原料モノマ
ーの蒸発を真空中で行うのは、蒸発したモノマーが互い
に、あるいは重合装置内壁に衝突するのを防ぎ、モノマ
ー蒸気を直接電極基板上に付着させて、均一なプレカー
サの皮膜を形成するためで、一般に1×10-6Torr
程度の真空度に設定する。また、グロー放電を併用する
方法によって重合されたポリイミドやポリ尿素は液晶配
向性を示す。これはグロー放電中に発生するイオンや電
子等が電場によってプレカーサの皮膜表面に水平に近い
角度で入射し、これによりラビング処理と同じ効果を生
じ、その状態でポリイミドやポリ尿素に重合されるため
であると考えられる。
【0013】さらに重合反応するモノマーを加熱する必
要があるときは、予め保温したモノマーを使用したり、
室温で基板上に堆積させた後その基板を加熱するような
方法が適用されている。既成の真空蒸着重合装置として
は、日本真空技術株式会社製真空蒸着重合装置VEP−
100A型などが利用できる。
【0014】スペーサに使用する樹脂組成物はポリスチ
レン、シリカ、アクリル、塩化ビニリデン、ナイロン等
が挙げられる。このうち、ポリスチレン、シリカが好適
に利用される。スペーサ形状は基板に固定されないとき
は、できるだけ応力集中が小さい形状が適当であり、
球、円柱や楕円体の形状がよい。基板に固定されて利用
されるときは球、楕円体形状が適当である。
【0015】スペーサの大きさは1〜30μmが適用さ
れるが、4〜15μmが好適である。スペーサを散布し
た後、紫外線硬化樹脂で周囲をシールし貼り合わせ、液
晶材料が前記配向膜間に注入された後、封止される。ま
た、液晶材料としてはシアノフェニルシクロヘキサン
系、シアノビフェニル系、フッ素系、トラン系などが挙
げられる。
【0016】
【作用】本発明では蒸着重合法によって配向膜を形成す
るため、配向膜形成時に溶媒を用いず、有機溶剤によっ
て強誘電体の表面が侵される事がなく、平坦な配向膜表
面が得られ、液晶分子の配向均一性に優れたディスプレ
イを得ることができる。
【0017】
【実施例】以下に本発明の実施例を示す。なお本発明は
以下の物質及び条件に限定されない。
【0018】実施例1 ガラス基板上にイソジウム酸化錫(以下ITOと略す)
による透明導電膜をスパッタリングによって形成し、所
定の形状にパターニングする。次にポリフッ化ビニリデ
ン=トリフルオロエチレン共重合体をメチルエチルケト
ンの溶液にし、スピンコートによって塗布し、145℃
で1時間焼成して強誘電体薄膜を形成するこの強誘電体
膜の膜厚としては2000Å程度が適当である。また強
誘電体膜としてポリフッ化ビニリデンをポーリング処理
したもの、またはポリフッ化ビニリデン=テトラフルオ
ロエチレン共重合体を用いることも可能である。
【0019】次にこのようにして形成された膜上にアル
ミニウム電極を蒸着し、所定の形状にパターニングす
る。このようにして形成された基板とITOを所定の形
状にパターニングした基板の上に図1に示した構造を持
つ真空蒸着重合装置を用いてポリイミド配向膜を形成す
る。ここで1は真空槽、2は蓋、3は蒸発皿1、4は蒸
発皿2、5はモノマー1、6はモノマー2、7はヒータ
ー1、8はヒーター2、9はマスク、10は基板、11
は基板加熱機構、12は膜厚モニター、13は真空ポン
プを示す。ここでは日本真空技術株式会社製VEP−1
00A型真空蒸着重合装置を用いた。
【0020】また強誘電体の薄膜が形成されていない側
の基板上にはスピンコート等の方法によって配向膜を形
成しても良いが、電気特性の点から2枚の基板上の配向
膜は同一の材料であることが好ましいためここでは双方
共に蒸着重合膜を用いた。ここではモノマー1としてピ
ロメリット酸二無水物、モノマー2として4,4’−ジ
アミノジフェニルエーテルを用い、それぞれ160℃と
140℃に加熱し、1×10-4torrの真空下で6分
間、25℃に保たれた基板上に蒸着することにより膜厚
800Åのポリイミド配向膜を得た。
【0021】ポリイミド配向膜を作製する材料としては
テトラカルボン酸成分としてピロメリット酸二無水物以
外に1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二
無水物、ビシクロ−(2,2,2)−オクト−7−エン
−テトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4−シクロ
ペンタンテトラカルボン酸二無水物、2,3,4−シク
ロペンタントリカルボキシ酢酸二無水物等を用いること
ができる。
【0022】またジアミン成分としては4,4’−ジア
ミノジフェニルエーテル以外に4,4’−ジアミノジフ
ェニルメタン、p−フェニレンジアミン、2,2−ジア
ミノジフェニル−1,1,1,3,3,3−ヘキサフル
オロプロパンなどを用いることができる。材料系が異な
る場合には蒸着条件や、焼成条件が変化する場合があ
る。
【0023】このようにして作製した膜を200℃で3
0分間焼成した後、ラビング法によって配向処理を行
い、スペーサを散布し、紫外線硬化樹脂で周囲をシール
して両基板を貼り合わせ、液晶を注入した後注入口を封
止し、液晶表示装置を得た。このようにして作製した液
晶表示装置の正面図を図2に示した。ここで14は下側
ガラス基板、15はITO絵素電極、16はアルミニウ
ム電極、17は対向ITO電極、18は上側ガラス基
板、19はシール、20は封止樹脂、21は液晶領域、
22はスペーサを示す。
【0024】また図3は図2のA−B間の断面図で、2
3は下側ガラス基板、24はシール、25はITO絵素
電極、26はフッ化ビニリデントリフルオロエチレン強
誘電体膜、27はアルミニウム電極、28は下側配向
膜、29は上側配向膜、30は対向ITO電極、31は
上側ガラス基板、32は液晶、33はスペーサを示す。
【0025】実施例2 実施例1とアルミニウム電極のパターニングまでは同様
であるがここでは蒸着重合ポリ尿素膜をラビングして配
向膜として用いた。この場合モノマー1として4,4’
−ジフェニルメタンジイソシアナート、モノマー2とし
て4,4’−ジアミノジフェニルメタンを用い、槽内を
5×10-4torr以下の真空に引いた後、それぞれを
120℃及び70℃に加熱して昇華させ基板上で合成し
てポリ尿素膜を得ることができる。この条件の場合は8
分間の蒸着で2240Åの膜厚を得ることができた。
【0026】4,4’−ジフェニルメタンジイソシアナ
ートとp−フェニレンジアミンから合成したポリ尿素な
ど他の構造のポリ尿素でも配向膜を得ることができる。
もう1枚のITOを所定の形状にパターニングした基板
の配向膜はポリイミドでもポリ尿素でもよいがここでは
同種のポリ尿素蒸着重合膜とした。これ以後の作製法も
実施例1と同様である。
【0027】以上の2種の実施例とポリイミドワニスを
オフセット印刷することにより作製した同種の液晶表示
装置を比較令として試作し表示を行った結果、実施例で
はいずれも良好な表示特性が得られた。表示特性を表1
に示した。ここで実施例2はややコントラストが小さい
がこれはポリ尿素がポリイミドと比較し、液晶分子の配
向規制力がやや弱いことによると考えられる。これに対
し比較例ではコントラストが小さく、均一性も良くない
ためディスプレイやその他のデバイスとして用いる場合
に不利であることがわかる。
【0028】
【表1】
【0029】
【発明の効果】本発明を用いることにより大面積、かつ
大容量で、品位の高い液晶表示装置を安価に得ることが
できた。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は真空蒸着重合装置の図。
【図2】図2は本発明の液晶表示装置の平面図。
【図3】図2の断面図である。
【符号の説明】
1 真空槽 2 蓋 3 蒸発皿1 4 蒸発皿2 5 モノマー1 6 モノマー2 7 ヒーター1 8 ヒーター2 9 マスク 10 基板 11 基板加熱機構 12 膜厚モニター 13 真空ポンプ 14 下側ガラス基板 15 ITO絵素電極 16 アルミニウム電極 17 対向ITO電極 18 上側ガラス基板 19 シール 20 封止樹脂 21 液晶領域 22 スペーサ 23 下側ガラス基板 24 シール 25 ITO絵素電極 26 フッ化ビニリデントリフルオロエチレン強誘電体
膜 27 アルミニウム電極 28 下側配向膜 29 上側配向膜 30 対向ITO電極 31 上側ガラス基板 32 液晶 33 スペーサ
フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G02F 1/136 510 9018−2K // C08L 27/12 LGL 9166−4J

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板上に透明電極とポリフッ化ビニリデ
    ン、ポリフッ化ビニリデン−トリフルオロエチレン共重
    合体またはポリフッ化ビニリデン−テトラフルオロエチ
    レン共重合体からなる強誘電体の非線形素子および液晶
    配向膜とを少なくとも備え、液晶を保持してなる液晶表
    示装置において、液晶配向膜が蒸着重合法によって形成
    されたポリイミドまたはポリ尿素であることを特徴とす
    る液晶表示装置。
JP10144192A 1992-04-21 1992-04-21 液晶表示装置 Pending JPH0611716A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10186408A (ja) * 1996-11-26 1998-07-14 Samsung Electron Co Ltd 液晶表示装置用薄膜トランジスタ基板及びその製造方法並びに液晶表示装置
US6940566B1 (en) 1996-11-26 2005-09-06 Samsung Electronics Co., Ltd. Liquid crystal displays including organic passivation layer contacting a portion of the semiconductor layer between source and drain regions
US7637013B2 (en) * 2005-08-23 2009-12-29 Canon Kabushiki Kaisha Method of manufacturing ink jet recording head

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