JPH06337418A - 液晶電気光学装置 - Google Patents

液晶電気光学装置

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JPH06337418A
JPH06337418A JP15281993A JP15281993A JPH06337418A JP H06337418 A JPH06337418 A JP H06337418A JP 15281993 A JP15281993 A JP 15281993A JP 15281993 A JP15281993 A JP 15281993A JP H06337418 A JPH06337418 A JP H06337418A
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毅 西
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利光 小沼
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 重合カラムスペーサを用いた液晶電気光学装
置において、配向膜表面に樹脂が吸着した場合において
も親水性を維持して配向の乱れや不良等の発生を防ぐ。 【構成】 一対の基板間に液晶材料と、該液晶材料中に
混入してあった未硬化樹脂が析出、硬化して形成された
カラム状樹脂を有し、前記一対の基板の少なくとも一方
の基板の前記液晶材料と接する面には前記液晶材料の液
晶分子を一定方向に配向させる配向手段を有し、前記配
向手段の表面張力の極性項に相当する値を12dyne
/cm以上17dyne/cm以下とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、複屈折モードによる液
晶電気光学装置の構成に関する。
【0002】
【従来の技術】液晶電気光学装置において、高速応答を
図ることが重要な問題として検討されてきたが、有効な
解決方法として、従来のネマチック性を示す液晶材料よ
りも約1000倍近く応答速度が速い、強誘電性を示す
液晶材料を使用する液晶電気光学装置が提案されてい
る。
【0003】前記強誘電性を示す液晶は、それ自身液晶
電気光学装置中で層構造を形成するが、この層構造が崩
れた場合、配向不良となって表示特性を著しく低下させ
てしまう。従って、液晶電気光学装置の基板に外部から
力を加えて、基板を変形させたり、あるいは液晶電気光
学装置の大面積化を図った場合の基板や液晶材料の重み
による基板のたわみといったことは、液晶材料の層構造
を崩し、表示特性を低下させることになり、強誘電性液
晶電気光学装置の応用分野を大きく制限するものであっ
た。
【0004】基板のたわみ等の防止策として、基板間隔
制御用の酸化珪素等からなる球形スペーサーよりも直径
がやや大きい、有機樹脂等からなる内部接着材料を前記
スペーサーを散布する際に同時に散布し、2枚の基板を
密着せしめる方法が提案されている。しかし、この方法
は前記有機材料が液晶材料の配向を規制し配向状態を悪
化させてしまうことが指摘されていた。
【0005】上記2つの問題、即ち ・基板間隔を一定に保つ構成が必要である。 ・液晶を配向させる際に、基板同士を密着させる材料が
液晶の配向に悪影響を与えている。 といった問題を解決する方法として、本発明者らが、特
願平5−55237に示した発明がある。
【0006】この発明は、表面に電極を有する一対の透
光性基板を前記電極を内側にして相対向して設け、前記
一対の基板間に液晶材料等と、前記一対の基板の内少な
くとも一方の基板の内側面上に前記液晶材料を一定の方
向に配列させる配向手段を設け、前記液晶材料中に混合
させていた未硬化樹脂が析出、硬化したことによって形
成されるカラム状の樹脂材料が前記配向手段または前記
基板と接着していること、を要旨とする液晶電気光学装
置である。
【0007】上記構成の概要を図1を用いて説明する、
図1に示されているのは、単純マトリクス型の液晶電気
光学装置である。111、112は透光性を有する基
板、113、114は液晶材料駆動用の電極、115は
少なくとも一方の基板に設けられた、液晶材料を一軸に
配向させるための配向手段、116は液晶材料、117
は液晶材料から分離析出しカラム(柱)状に硬化された
樹脂、118は基板間隔制御用のスペーサーである。
【0008】このうち、樹脂117は柱状の樹脂スペー
サーの意味で重合カラムスペーサー(Polymerized Colu
mn Spacer 、以下PCSと略称する)という。
【0009】また、樹脂117は装置作製過程での液晶
材料と樹脂の分離や一軸配向状態形成への影響を考慮し
て、特に紫外線硬化型の樹脂が良い。
【0010】上記構成においては、液晶の種類さらには
液晶の動作モードは特に限定されない。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】上記構成は基板たわみ
防止対策としては優れた構成となっているが、液晶材料
と未硬化樹脂との混合物を注入する際、あるいは、混合
物中から樹脂が析出した際に、未硬化樹脂が配向膜の表
面に薄膜状に吸着してしまうことがあった。樹脂が配向
膜に吸着した場合、配向膜表面の表面張力の極性成分が
低くなり、疎水性を示す。その結果、その部分において
液晶分子のプレチルト角が高くなってしまい、配向が乱
れるという問題があった。本発明はこれを解決するため
のものである。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、一対の基板間に液晶材料と、該液晶材料
中に混入してあった未硬化樹脂が析出、硬化して形成さ
れたカラム状樹脂を有し、前記一対の基板の少なくとも
一方の基板の前記液晶材料と接する面には前記液晶材料
の液晶分子を一定方向に配向させる配向手段を有し、前
記配向手段の表面張力の極性項に相当する値が12dy
ne/cm以上17dyne/cm以下であることを特
徴とするものである。
【0013】
【作用】本発明者らは、基板表面の配向膜の表面張力の
極性成分を12dyne/cmから17dyne/cm
とすることで、配向膜表面に混合物中の樹脂が吸着した
場合でも配向膜表面を親水性に保持することが可能とな
ることを見出した。すなわち、配向膜の表面張力の極性
成分が上記範囲にあれば、配向膜に樹脂が吸着しても配
向の乱れや不良等は発生せず、配向不良の問題を解決す
る事ができる。以下に実施例を示す。
【実施例】
【0014】本実施例を図1に基づいて説明する。液晶
セルは2枚の基板111、112からなり、該基板上に
は液晶材料を駆動するための電極113、114が対向
しており、該基板間には液晶材料等が挟持されている。
ここで、2枚の基板には厚さ1. 1mm、100×80
mmの青板ガラスを使用した。該2枚の基板上にはスパ
ッタ法等の方法により透明電極ITOが成膜されてい
る。該ITOの膜厚は1000Åである。また、画素の
大きさは60mm□である。基板の間隔は1. 5μmで
ある。
【0015】どちらか一方の基板の電極が形成されてい
る面上には配向膜115を形成した。配向膜材料はポリ
イミド系の樹脂を使用した。配向膜材料はn−メチル−
2−ピロリドン等の溶媒により希釈しスピンコート法に
より塗布した。塗布した基板を4枚用意し、300℃、
250℃、200℃、150℃の4通りの温度で、2.
5時間加熱し溶媒を乾燥させ、塗膜をイミド化し硬化さ
せた。硬化後の膜厚はそれぞれ300Åであった。
【0016】次に配向膜をラビングする。ラビングはレ
ーヨン、綿等の布が巻いてあるローラーで450〜90
0rpm、ここでは450rpmの回転数で一方向に擦
った。また、上記4種の配向膜のラビング後の表面張力
(極性項成分)を表1に示す。
【0017】次に該セルの間隔を一定にするためスペー
サー118として、配向膜が塗布されている側の基板に
は直径1.5μmの真絲球(触媒化成製)を散布した。
また、他方の基板上には、該2枚の基板を固定するため
に、シール剤として基板の周辺に2液製のエポキシ系接
着剤をスクリーン印刷により印刷塗布し、その後2枚の
基板を接着固定した。
【0018】上記セルには液晶材料116及び未硬化の
高分子樹脂の混合体を注入する。液晶材料としてはビフ
ェニル系の強誘電性液晶を使用した。この液晶は相系列
がIso−SmA−SmC* −Cryを取る。構造式は C8 17O−C6 4 −C6 4 −COO−C* HCH
3 2 51021O−C6 4 −C6 4 −COO−C* HCH
3 2 5 となっており、上記2種の材料が1:1で混合してい
る。高分子樹脂としては市販の紫外線硬化型の樹脂を使
用した。液晶材料と未硬化高分子樹脂は、重量比で9
5:5の割合で混合する。該混合体は均一に混ざるよう
にIso(等方)相になる温度で攪拌した。該混合体は
Iso相からSmA相への転移点が液晶材料のみの場合
より、5〜20℃低下した。
【0019】上記混合体の注入は、液晶セル及び混合体
を100℃とし真空下で行った。注入後、液晶セルは2
〜20℃/hr、ここでは3℃/hrの割合で徐冷し
た。
【0020】この液晶セルの配向状態を、偏光顕微鏡で
直交ニコル下で観察したところ、配向膜が200℃焼成
及び250℃焼成のセル、すなわち表面張力の極性項成
分の値が15及び12dyne/cmのセルにおいて、
ある回転角で消光位、即ち片方の偏光板に入射した光
が、他方の偏光板を透過せず、あたかも光が遮断された
状態が得られた。このことは液晶材料が、ユニフォーム
配向となっていることを示す。一方、焼成温度が150
℃及び300℃のセルでは配向が乱れ、消光位は得られ
なかった。
【0021】また、液晶材料の中に未硬化樹脂が点在し
て析出しているのが確認された。。未硬化樹脂は複屈折
性を示さないので偏光顕微鏡下では光は透過せず黒色に
見えた。この状態で液晶材料と未硬化樹脂を分離できて
いる。
【0022】また、この時液晶材料中にはジグザグ欠陥
等の配向欠陥はほとんど見られなかった。
【0023】次に上記セルの高分子樹脂を硬化させるた
め紫外線を照射した。照射強度は3〜30mW/c
2 、ここでは10mW/cm2 とし、照射時間は0.
5〜5min、ここでは1minとした。
【0024】紫外線照射後、液晶セルの配向状態を上記
と同様に偏光顕微鏡下で観察したが配向状態はほとんど
変化しなかった。紫外線照射の配向状態に対する影響は
見られなかった。
【0025】上記液晶セルの光学特性を測定した。測定
方法は、ハロゲンランプを光源とする偏光顕微鏡によ
り、直交ニコル下で液晶セルの透過光強度をフォトマル
チプライヤーで検出するものである。その結果を表1に
示す。上記配向状態のユニフォーム性を反映した結果と
なった。
【0026】表面張力とコントラスト比との関係をグラ
フにしたものを図2に示す。図2から、表面張力が12
〜17dyne/cm であれば、コントラスト比が20以上と
なり実用的な装置とすることができた。
【0027】作製したセルは、セルを垂直にしても表示
状態には何等変化がなかった。これは液晶材料中に点在
するカラム状の樹脂が2枚の基板を内部接着し、基板間
隔が一定に保たれセルが瓢箪状に膨れてしまうことを防
いでいるためである。
【0028】次に液晶セルの断面を走査型電子顕微鏡で
観察した。液晶材料はアルコールにより抽出した。観察
結果によれば液晶材料中に混入した未硬化の樹脂が2枚
の基板間でカラム状(柱状)に硬化して重合カラムスペ
ーサ(PCS)となっていた。また配向膜の表面に薄膜
状に吸着している樹脂が観察された。
【0029】PCSの幅や長さは液晶材料の相系列、液
晶/樹脂混合体の徐冷速度で変化し、不定形であるもの
もあれば、一軸配向処理方向に樹脂の長軸ができるもの
もある。PCSの間隔は縦横ともに5〜100μmであ
った。
【0030】
【発明の効果】本発明の如く配向膜の表面張力を制御す
ることにより、重合カラムスペーサを用いた液晶電気光
学装置において、配向膜表面に樹脂が吸着した場合にお
いても親水性を維持して配向の乱れや不良等の発生を防
ぐことができた。
【図面の簡単な説明】
【図1】 重合カラムスペーサーを有する液晶電気光学
装置の概略図を示す。
【図2】 実施例における表面張力とコントラスト比の
グラフを示す。
【符号の説明】
111 基板 112 基板 113 電極 114 電極 115 配向膜 116 液晶材料 117 重合カラムスペーサー 118 スペーサー
【表1】

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一対の基板間に液晶材料と、該液晶材料
    中に混入してあった未硬化樹脂が析出、硬化して形成さ
    れたカラム状樹脂を有し、前記一対の基板の少なくとも
    一方の基板の前記液晶材料と接する面には前記液晶材料
    の液晶分子を一定方向に配向させる配向手段を有し、前
    記配向手段の表面張力の極性項に相当する値が12dy
    ne/cm以上17dyne/cm以下であることを特
    徴とする液晶電気光学装置。
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US7227603B1 (en) 1993-07-22 2007-06-05 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Liquid-crystal electro-optical apparatus and method of manufacturing the same
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7227603B1 (en) 1993-07-22 2007-06-05 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Liquid-crystal electro-optical apparatus and method of manufacturing the same
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US8212968B2 (en) 1993-07-22 2012-07-03 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Liquid-crystal electro-optical apparatus and method of manufacturing the same
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