JPH06160814A - ツイステッドネマチック液晶表示素子 - Google Patents
ツイステッドネマチック液晶表示素子Info
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- JPH06160814A JPH06160814A JP4307795A JP30779592A JPH06160814A JP H06160814 A JPH06160814 A JP H06160814A JP 4307795 A JP4307795 A JP 4307795A JP 30779592 A JP30779592 A JP 30779592A JP H06160814 A JPH06160814 A JP H06160814A
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Abstract
にくいTN液晶素子を得る。 【構成】電極付きの基板間にほぼ90°ねじれたネマチ
ック液晶層を挟持してなるツイステッドネマチック液晶
表示素子で、該液晶層は0.1〜5重量%の高分子架橋
体を含むようにする。
Description
液晶表示素子の改良に関するものである。
ステッドネマチック(STN)モードや薄膜トランジス
ター(TFT)駆動のツイステッドネマチック(TN)
モードの液晶表示素子の開発の進展により、例えば、ワ
ープロやパソコンの表示部品として必要欠くべからざる
ものになっている。
は、高速、高コントラスト比、多階調を実現するものと
して、近年開発が進められている。
においては、高温において画素電極周辺にリバースチル
トが発生し、コントラストの低下や視角方向が変化し、
表示品位低下の原因となる場合がある。これらは配向膜
界面のプレチルト角が十分に大きくないために発生する
現象ではないかといわれている。
膜を適当なものに選択すること、特に、閉環型ポリイミ
ドを採用すること、液晶層厚みと液晶ねじれピッチとの
比(d/p)を適当なものに選択することなどの措置が
検討されている。しかし、これらの措置では十分にリバ
ースチルトの発生を抑えることは困難であった。
解決するためになされたものであり、電極付きの基板間
にほぼ90°ねじれたネマチック液晶層を挟持してなる
ツイステッドネマチック液晶表示素子において、該液晶
層は0.1〜5重量%の高分子架橋体を含むことを特徴
とするツイステッドネマチック液晶表示素子を提供する
ものである。
基を分子内に2個以上有するモノマーの単独重合体又は
共重合体である。もちろん、この場合、架橋高分子は重
合可能な官能基を分子内に1個有するモノマーと重合可
能な官能基を分子内に2個以上有するモノマーとの共重
合体であってもよい。ただし、架橋高分子が液晶中に実
質的に溶解しないためには、重合可能な官能基を分子内
に2個以上有するモノマーの含量は重量で15%以上で
あることが好ましい。
重量割合で0.1〜5%程度であることが好ましい。量
がこれ未満であるとリバースチルト発生抑止効果が十分
ではなく、これを超えると、高分子架橋体の存在による
光散乱が増えるため好ましくない。光散乱量は高分子架
橋体の屈折率にも依存するが、電圧非印加時のヘーズ値
で5%以下に抑えられていることが好ましい。
連鎖重合、重付加などであることが好ましい。一方、重
縮合など水などの揮発物が重合中に発生する反応や、液
晶特性に悪影響を与える副生物を発生する反応は好まし
くない。素子に空隙が発生するおそれや、液晶特性を劣
化させるおそれがあるためである。
素子を作製するためには、高分子架橋体を形成するモノ
マー、オリゴマーなどの化合物と液晶とを混ぜ合わせ
て、溶液状態とした後、これを液晶空セルに注入し、こ
れを光硬化、熱硬化、電子線硬化、2液混合による硬
化、冷却による固化などにより高分子架橋体を形成する
ようにすればよい。
として用いることにより、熱による影響を受けなく、短
時間で固化させることができ好ましい。この場合は、通
常0.1〜10mJ/cm2 程度の紫外線を照射するこ
とにより行える。
るモノマーの代表例を以下に述べる。
である。ここで、nとkは0又は1であるが、同時に0
とはならない。mは0又は1であり、Aは−CH2 −,
−CO−O−,−O−CO−,−CH2 −CH2 −,−
CH2 −O−,−O−CH2−などの連結基を示す。化
1の具体的な化合物としてはジビニルベンゼンなどが含
まれる。
のジエステルである。ここで、Xは水素原子、フッ素原
子又はメチル基である。Bはジオールの残基を示してい
る。第2の群は一般にアクリルオリゴマーと称される分
子量が500〜数万の化合物も包含する。
合成分として含むものであることが好ましい。こうする
ことにより、混合溶液ともとの液晶との間のクリヤリン
グポイントの変化が小さくなり、ひいては、螺旋ピッチ
の変化も少なくなるからである。
む」とは、架橋性高分子液晶が重合可能な官能基を分子
内に2個以上有するモノマーの単独又は共重合体である
ことをいう。もちろん、重合可能な官能基を分子内に1
個有するモノマーと、重合可能な官能基を分子内に2個
以上有するモノマーとの共重合体であってもよい。
に対してこの液晶性モノマーを3重量%加えた場合の、
もとの液晶のクリヤリングポイントに対する混合溶液の
クリヤリングポイントの変化が3度以下であるものが好
ましい。これにより、螺旋ピッチの変化を極めて少なく
できるからである。
マーをその重合成分として含むものとすることにより、
重合時に電界を印加しながら、重合することによって、
電圧を印加したときにヘーズ値を最小とし、どの角度か
らみても透明な素子を得ることができるという利点もあ
る。
きくする効果もある。従来、プレチルト角を大きくする
ために、配向膜の改良や液晶の選定が精力的に行われて
きたが、たとえば、高プレチルト角の配向膜を用いた場
合、表示素子面でのプレチルト角のむらが発生しやす
く、全面にわたっての均一な表示が困難であった。
する方法により、表示素子面でのプレチルト角のむらが
発生しにくく全面にわたっての均一な表示が可能とな
る。
異方性、弾性定数や素子の厚みに依存するが、0.3ボ
ルト以上、150ボルト以下が好ましい。0.3ボルト
以下では、高プレチルト化の効果が得られにくい。上限
は原理的には、素子が破壊しない限り、限界がないが、
簡便さを考慮すると150ボルト以下であればよい。1
0ボルト程度でも十分な効果が得られる。
い。交流の場合、その周波数は、印加の簡便性から10
0kHz以下、通常は10〜100Hzがよい。
常にツイステッドネマチック液晶表示素子として用いう
るものであれば、いずれも適当に用いることができる。
ノマー、オリゴマーの混合物には、光重合などの重合開
始剤の他、基板間隔制御用のセラミックス粒子、プラス
チック粒子、ガラス繊維などのスペーサー、顔料、色
素、粘度調整剤、その他本発明の性能に悪影響を与えな
い添加剤を添加することができる。
は以下のようになる。プラスチック、ガラス等の基板の
表面に、所望のパターンでパターニングされたITO
(In2 O3 −SnO2 )、SnO2 等の透明電極が設
けられて電極付きの基板とされる。電極層は、表示に対
応して電極群が対向したマトリクス配置しており、これ
により各ドット毎にオンオフを制御可能とされる。電極
層の形成方法としては、特にこれに限るものではない
が、層厚を均一にする見地からは、蒸着法、スパッタ法
等が好ましく用いられる。
もしくは下にSiO2 、TiO2 等の絶縁膜、位相差
膜、偏光膜、反射膜、光導電膜等が形成されていてもよ
い。特にTFT、MIM、薄膜ダイオード等の能動素子
を設けて駆動される場合には、前記のリバースチルトが
起こりやすいため、本発明による効果が大きい。
グされたポリイミド、ポリアミド等の膜や、斜め蒸着さ
れたSiO等の膜からなる配向制御膜が形成される。2
枚の上記基板が準備されて、前記した液晶層を挟持する
ようにされる。
絡防止のためにTiO2 、SiO2、Al2 O3 等の絶
縁膜を設けたり、透明電極にAl、Cr、Ti等の低抵
抗のリード電極を併設したりしてもよい。
る。この偏光板自体もセルを構成する基板の外側に配置
することが一般的であるが、性能が許せば、基板自体を
偏光板で構成したり、基板と電極との間に偏光層として
設けてもよい。
可能である。このカラーフィルターは、セル内面に形成
することにより、視角によるズレを生じなく、より精密
なカラー表示が可能となる。具体的には、電極の下側に
形成されてもよいし、電極の上側に形成されてもよい。
また、色を補正するためのカラーフィルターや、カラー
偏光板を併用したり、液晶層中に色素を添加したり、あ
るいは特定の波長分布を有する照明を用いたりしてもよ
い。
印加するための駆動手段を接続し、駆動を行う。すなわ
ち、基板端部に導出した接続端子部分に、異方性導電ゴ
ムを介したり、ヒートシール、異方性導電接着剤を用い
て、フレキシブル基板等からなる外部回路基板を接続し
たり、TAB基板を接続したりする。
であり、その応用範囲が広い。なお、透過型で使用する
場合には裏側に光源を配置する。もちろん、これにも導
光体、カラーフィルターを併用してもよい。さらに、透
過型で使用する場合、画素以外の背景部分を印刷等によ
る遮光膜で覆うこともできる。
ない範囲内で、通常の液晶表示素子で使用されている種
々の技術が適用可能である。
イステッドネマチック液晶が得られる理由は、必ずしも
明らかではないが、以下のように推定される。
チルトは、電圧印加状態における液晶分子と配向膜界面
との微妙なバランスによって、発生の有無が決定され
る。本発明における高分子架橋体は、液晶セル内にごく
弱い3次元網目構造を形成し、見かけ上の配向膜界面を
増加させることにより、一種の配向のピン止め作用を得
ているものと考えられる。
欠陥を均一に分布させると共に、液晶と作用して、高温
状態あるいは低温状態において発生する、観察できる程
度の配向欠陥を防止する作用があると考えられる。
上にクロムを60nm蒸着して、パターニングしてゲー
ト電極とした。引き続きシリコンオキシナイトライド膜
と非晶質シリコン膜をプラズマCVD装置で堆積した。
これをレーザーを用いてアニールした後、パターニング
して多結晶シリコンとした。これにリンドープ非晶質シ
リコン、クロムを夫々プラズマCVD、蒸着装置を用い
て堆積し、多結晶シリコンを覆うようにパターニングし
て、第1層目のソース電極、ドレイン電極とした。さら
に、ITOを蒸着した後、パターニングして画素電極を
形成した。
して、画素電極と第1層目のソース電極、ドレイン電極
を接続するようにパターニングして、第2層目のソース
電極、ドレイン電極とした。この後、再び、シリコンオ
キシナイトライド膜をプラズマCVD装置で堆積し保護
膜とした。さらにポリイミド膜を0.06μmの厚さに
なるように塗布、焼成して膜形成し、この膜を静電植毛
のナイロン糸ラビング布を用いてラビングしてアクティ
ブマトリクス基板を作成した。
の上にポリイミド膜を0.06μmの厚さになるように
塗布、焼成して膜形成し、この膜を静電植毛のナイロン
糸ラビング布を用いてラビングした同じガラス基板によ
る対向電極基板と、前に製造したアクティブマトリクス
基板とを電極面が対向するように配置し、内部に直径約
5.0μmのスペーサーを散布して、その周辺を注入口
部分を除き、エポキシ系のシール材でシールして、基板
間隙dが約5.0μmの空セルを製造した。
2」(商品名)を用い、カイラル剤としてコレステリッ
クノナノエートを所定の量加えたのち、化3の化合物を
全体の3重量%と、光重合開始剤としてベンゾインイソ
ブチルエーテル0.03重量%とを均一に溶解した。
セルに注入口から注入し、注入口を封止した。注入され
た液晶層はほぼ90度のねじれを有するようにされた。
に偏光板を配置し、アクティブマトリクス液晶表示素子
を作成した。このパネルを70℃という高温で駆動した
ところ、従来TFT液晶において問題となっていた電極
周辺におけるリバースチルトによる配向欠陥がまったく
なく良好な特性が得られた。
配向異常の極めておきにくいTN液晶素子が得られる。
特に、リバースチルト欠陥の生じやすい、TFT素子に
おいて、本発明は有効である。
Claims (2)
- 【請求項1】電極付きの基板間にほぼ90°ねじれたネ
マチック液晶層を挟持してなるツイステッドネマチック
液晶表示素子において、該液晶層は0.1〜5重量%の
高分子架橋体を含むことを特徴とするツイステッドネマ
チック液晶表示素子。 - 【請求項2】高分子架橋体が液晶性モノマーをその重合
成分として含むものである請求項1記載のツイステッド
ネマチック液晶表示素子。
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JP27786292 | 1992-09-22 | ||
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