JPH1048634A - 液晶表示セル及びその製造方法 - Google Patents

液晶表示セル及びその製造方法

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JPH1048634A
JPH1048634A JP20043096A JP20043096A JPH1048634A JP H1048634 A JPH1048634 A JP H1048634A JP 20043096 A JP20043096 A JP 20043096A JP 20043096 A JP20043096 A JP 20043096A JP H1048634 A JPH1048634 A JP H1048634A
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JP
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liquid crystal
alignment film
orienting
crystal display
film
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JP20043096A
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Toshinobu Kashima
敏信 鹿島
Yasushi Iwakura
靖 岩倉
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Stanley Electric Co Ltd
Original Assignee
Stanley Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 シャープネス及びコントラストを改善でき、
液晶の駆動電圧を下げることが可能な液晶表示セル及び
その製造方法を得る。 【解決手段】 LC分子5を封入した液晶表示セルのセ
グメント電極1,コモン電極2上に、希釈濃度の濃度を
下げて膜厚の薄いポリイミド・ベースの垂直配向膜8,
9を形成する。またその際、液晶にカイラル(chiral)
剤を添加する

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、特にコントラスト
などの表示特性を改善した液晶表示セル及びその製造方
法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図6は一般的なCSH(Color Super Ho
meotropic )液晶セルの断面構造を示す図である。同図
において、1はセグメント電極、2はコモン電極、3,
4はそれぞれ電極1,2の内側に形成された配向膜、5
はLC(液晶)分子、6は配向制御のためのスリットで
あり、7は電気力線を表わしている。
【0003】上記構造のCSH液晶セルは初期配向が垂
直配向であり、配向膜3,4はオフセット印刷などによ
り成膜されている。また、配向膜材料はポリイミド樹脂
をベースとしており、上記の成膜法により6000〜1
0000nmの膜厚に形成されている。
【0004】また、スリット6は配向制御のために設け
られており、このスリット6がないと配向板を通して見
たときにディスクリネーションライン(ドメインどうし
の境界線)が不規則になるが、このスリット6があると
ディスクリネーションラインが規則正しく現れる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の液晶表示セルにあっては、ポリイミド・ベ
ースの垂直配向膜を形成しているが、これはC16〜1
8のアルキル鎖の側鎖を持つことにより垂直配向性を有
するものであり、したがって垂直配向性を上げるために
そのアルキル密度(側鎖密度)を大きくするようにして
いる。
【0006】このため、配向膜界面でのアンカリング
(束縛)が大きくなり、単純マトリクス駆動で重要な液
晶の光学応答のシャープネス(急峻性)が落ちるという
問題点があった。
【0007】また、この界面でのアンカリングは配向膜
の膜厚にも依存し、特に上記の6000〜10000n
mの膜厚はアンカリングが充分大きいところであるの
で、光学応答のシャープネスが悪く、表示コントラスト
が悪くなり、更にしきい値電圧が高く、駆動電圧が高く
なるという問題点があった。
【0008】本発明は、上記のような問題点に着目して
なされたもので、シャープネス及びコントラストが改善
されるとともに、液晶の駆動電圧を下げることが可能な
液晶表示セル及びその製造方法を提供することを目的と
している。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明に係る液晶表示セ
ルは、基板上に電極層を介して配向膜を有した液晶表示
セルにおいて、前記配向膜を膜厚の薄いポリイミド・ベ
ースの垂直配向膜としたものである。
【0010】また、本発明に係る液晶表示セルの製造方
法は、垂直配向膜を有する液晶表示セルの製造方法にお
いて、希釈濃度を下げて膜厚の薄いポリイミド・ベース
の垂直配向膜を形成するようにしたものであり、更に、
上記ポリイミド・ベースにカイラル剤を添加するように
したものである。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を図1〜
図5について説明する。図1は本発明に係る液晶セルの
構造を示す断面図であり、図6と同一符号は同一構成要
素を示している。
【0012】この液晶セルは、不図示の基板上に電極層
を介して配向膜8,9を形成したものであるが、この配
向膜8,9は膜厚の薄いポリイミド・ベースの垂直配向
膜となっている。これは、配向膜材料(ポリイミド樹
脂)の希釈濃度(樹脂分濃度)を下げて薄膜化を図った
ものである。
【0013】図2はポリイミド・ベースの垂直配向膜材
料にRN−784(日産化学製)を用いたときの上記希
釈濃度(wt%)に対する膜厚(オングストローム=1
0nm)の変化の様子を示したものである。このときの
成膜条件は次のとおりである。
【0014】希釈溶剤:n−プチルセロソルブ 塗布条件:スピンナー塗布 2000rpm×60se
c プリベーク:90℃、2min(ホットプレート) ポストベーク:200℃、1hr(クリーンオーブン) 図2に示すように、配向膜の膜厚をその希釈濃度により
制御できることがわかる。
【0015】また、図3に図2の希釈濃度で成膜したと
きの配向膜の表面エネルギー(erg/cm2 )の測定
結果を示す。この図から、希釈濃度が低いほど表面エネ
ルギー(γ)が大きくなることがわかる。
【0016】一般に、上記の表面エネルギー(γ)が小
さいほど垂直配向性が強く、垂直配向性におけるアンカ
リングが大きいとされている。よって、図3の結果よ
り、希釈濃度が低いほどアンカリングは小さくなる。
【0017】したがって、以上の結果から、配向膜の膜
厚を変えたときの界面のモデルは図4に示すようにな
り、配向膜の膜厚を薄くすると界面に存在するアルキル
側鎖の密度が低くなり、ウィーク・アンカリング(弱い
束縛)を誘発する。図4の(a)は膜厚が厚い場合、
(b)は膜厚が薄い場合をそれぞれ示し、同図中11は
基板、12は界面、13はアルキル側鎖を表している。
【0018】以上のことは、全てのポリイミド・ベース
の垂直配向膜に当てはまり、例えば上述のRN−784
(日産化学製)よりアルキル側鎖の導入量が約23%少
ないRN−783(日産化学製)を用いたときの表面エ
ネルギー(γ)の希釈濃度に対する変化を図5に示す。
【0019】図5に示すように、RN−783を用いた
場合でも、RN−784を用いた場合と同様に希釈濃度
が低いほど表面エネルギーが大きくなり、アンカリング
が小さくなることがわかる。
【0020】また、同じ希釈濃度においてもRN−78
3の方が表面エネルギーが大きく、アンカリングが小さ
くなることがわかるが、これはアルキル側鎖の導入量が
少ないためであり、上記の理論の裏付けになっている。
【0021】表1に配向膜希釈濃度によるセル特性の変
化を示す。
【0022】
【表1】
【0023】表1の測定結果は、配向膜にRN−78
4、液晶にMJ−94357(メルク社製)を用いてセ
ルを作製したときの結果である。
【0024】表1から、配向膜希釈濃度を低くし膜厚を
薄くすることで、しきい値電圧を下げ、シャープネス,
コントラストを改善できることがわかる。
【0025】配向膜を薄く成膜するほど効果が見られる
が、垂直配向の限界値が存在する。これは、材料によっ
て異なるもので、RN−784の場合は希釈濃度0.5
wt%の膜厚約200〜500nmが限界となる。
【0026】また、垂直配向のECB(電圧制御複屈折
形)モードの場合、カイラル(chiral)剤をセル厚dと
液晶分子のピッチPとの比をd/P=0.7に調整する
ように添加すれば、ツイスト効果によりしきい値電圧を
下げ、シャープネス,コントラストを改善できることが
わかっている。
【0027】このカイラル剤を添加したときのセル特性
の測定結果を表2に示す。
【0028】
【表2】
【0029】表2の測定結果より、カイラル剤を添加し
た場合においても特性が改善されることがわかる。
【0030】また、それはカイラル剤を添加しない場合
の表1に示す結果より改善効果が大きいことがわかる。
これは、表1の結果が、ウイーク・アンカリングによ
り、より界面の液晶分子をスイッチングさせた結果であ
るのに対し、カイラル剤を添加した表2の結果は、ウイ
ーク・アンカリングにより更にツイストの効果も追加さ
れたためである。
【0031】つまり、配向膜を薄くしてアンカリングを
小さくすることで、カイラル剤の効果を助長することが
できる。
【0032】また、配向膜を薄くすることで配向膜にか
かる分圧を小さくし、液晶層にかかる分圧を大きくする
ことができる。その結果、セル特性を改善することがで
きる。
【0033】このように、本実施例では希釈濃度を下げ
て配向膜の薄膜化を実現し、アルキル側鎖の密度を低く
しているので、アンカリングエネルギーが小さく(表面
エネルギーが小さく)なり、しきい値電圧、つまり駆動
電圧を下げることができる。また、シャープネス及びコ
ントラストを改善することができ、カイラル剤の添加に
より更にその効果が助長される。表3に、そのしきい値
電圧,シャープネス及びコントラストの改善結果を示
す。
【0034】
【表3】
【0035】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、シャー
プネス及びコントラストが改善されるとともに、液晶の
駆動電圧を下げることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る液晶表示セルの構造を示す断面
【図2】 配向膜の膜厚と希釈濃度との関係を示す図
【図3】 配向膜の表面エネルギーと希釈濃度との関係
を示す図
【図4】 配向膜の膜厚による界面のモデルを示す説明
【図5】 配向膜の表面エネルギーと希釈濃度との関係
を示す図
【図6】 従来の液晶表示セルの構造を示す断面図
【符号の説明】
1 セグメント電極 2 コモン電極 5 LC分子 8 配向膜 9 配向膜 11 基板 12 界面 13 アルキル側鎖
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成8年8月28日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項3
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0004
【補正方法】変更
【補正内容】
【0004】また、スリット6は配向制御のために設け
られており、このスリット6がないと偏光板を通して見
たときにディスクリネーションライン(ドメインどうし
の境界線)が不規則になるが、このスリット6があると
ディスクリネーションラインが規則正しく現れる。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0010
【補正方法】変更
【補正内容】
【0010】また、本発明に係る液晶表示セルの製造方
法は、垂直配向膜を有する液晶表示セルの製造方法にお
いて、希釈濃度を下げて膜厚の薄いポリイミド・ペース
の垂直配向膜を形成するようにしたものであり、更に、
液晶にカイラル剤を添加するようにしたものである。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板上に電極層を介して配向膜を有した
    液晶表示セルにおいて、前記配向膜を膜厚の薄いポリイ
    ミド・ベースの垂直配向膜としたことを特徴とする液晶
    表示セル。
  2. 【請求項2】 垂直配向膜を有する液晶表示セルの製造
    方法において、希釈濃度を下げて膜厚の薄いポリイミド
    ・ベースの垂直配向膜を形成するようにしたことを特徴
    とする液晶表示セルの製造方法。
  3. 【請求項3】 ポリイミド・ベースにカイラル剤を添加
    することを特徴とする請求項2記載の液晶表示セルの製
    造方法。
JP20043096A 1996-07-30 1996-07-30 液晶表示セル及びその製造方法 Pending JPH1048634A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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