JPS5816218A - 液晶表示装置 - Google Patents

液晶表示装置

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JPS5816218A
JPS5816218A JP56113652A JP11365281A JPS5816218A JP S5816218 A JPS5816218 A JP S5816218A JP 56113652 A JP56113652 A JP 56113652A JP 11365281 A JP11365281 A JP 11365281A JP S5816218 A JPS5816218 A JP S5816218A
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JP
Japan
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liquid crystal
film
display device
long
compound
Prior art date
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JP56113652A
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English (en)
Inventor
Ryoichi Sudo
須藤 亮一
Takeshi Watanabe
渡辺 猛志
Hiroaki Miwa
広明 三輪
Shinji Hasegawa
真二 長谷川
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPS5816218A publication Critical patent/JPS5816218A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1337Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers
    • G02F1/133711Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers by organic films, e.g. polymeric films

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  • Optics & Photonics (AREA)
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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】 本発明は、液晶分子をあらかじめ垂直配向させておく方
式の液晶表示装置における液晶配向膜に関する。
液晶表示装置は、一定の間隔をおいて互に平行に配置し
た2枚のガラス、プラスチックなどの基板間に液晶を充
填密封し、これら2枚の基板の対向面上に選択的に配置
した透明電極と、これらの透明電極を含めて2枚の基板
の対向面上を完全に覆うように形成した液晶配向膜とを
基本的構成としたもので、従来は液晶分子をあらかじめ
水平に配向させておき、光の偏光面の回転により表示を
行なうようにした、水平配向膜利用のいわゆるねじれネ
マティック効果型表示方式のものが主として使用されて
いた。
しかしながら、このねじれネマティック〜効果型の表示
方式においては、 (イ) カラー表示が困難で、実用上は白黒表示に限ら
れてしまう。
(ロ) 偏光板を必要とするため、構成が複雑でコスト
アップを招き易く、光の損失が多い。
などの欠点があった。
そこで、 (1)  動的散乱型表示方式 (2)誘起複屈折電界効果型表示方式 (8)  相転移効果型表示力式 (4) ゲスト・ホスト効果型表示方式など垂直配向膜
を利用してあらかじめ液晶分子を垂直配向させておく方
式の表示装置が提案され、上記した従来のねじれネマテ
ィック効果型表示方式の欠点を充分に補なうことのでき
る表示方式として注目されるようになってきた。
ところで、このような表示方式に使用するための液晶分
子を垂直配向させる配向膜としては、(α) 希土類酸
化物、含りイ素酸化物などの金属酸化物。
(b)  &鎖アルキル基または長鎖70口アルキル基
含有界面活性剤。
(C)  長鎖アルキル基または長鎖フロロアルキル基
含有シラン化合物。
(d)  長鎖フロロアルキル基含有アクリル系高分子
などが従来から知られていた。
しかしながら、これら(α)〜(d)に示した配向膜は
、それぞれ以下に述べるような欠点がある。
■ 上記(α)に示した金属酸化物系の配向膜材は使用
する液晶によって配向能力に差があり、液晶の種類によ
っては全く配向能力を示さない。
また、膜表面が活性であるため、液晶表示装置のセル組
立時に有機物系ガスなどで汚染されたり、ゲスト・ホス
ト方式のセルでは液晶中に添加した二色性色素を選択的
に吸着せしめたりして配向不良を生ずる傾向があり、さ
らに、この金属酸化物系の配向膜材では、蒸着による膜
の形成が必要なため高価な設備と多くの作業工程を要し
、液晶表示装置のローコスト化を困難にしている。
■ 上記(b)と(C)の長鎖γルキル基含有界面活性
剤およびシラン化合物は、膜材としての耐熱性が劣り、
表示装置を組立てる際の加熱工程で配向性が失われるこ
とかある。また、膜材を基板面上になめらかに塗布する
のが困難で配向不良を生じたり、肉厚の被膜が得難く通
電寿命特性の優れた液晶表示装置を作るのが難かしいと
いう問題があつ馬 た。
さらに、これら(b)又は(C)の材料による塗布液は
粘度が低く、基板上ではじいたり、所定のパターン以上
にひろがったりするため、印刷などによる高能率の塗布
作業を適用するのが難しいという問題があった。
■ 上記(d)の長@70ロアルキル基含有アクリル系
高分子利では、配向性を上げるために炭素鎖長を大きく
すると溶解性が低下し、塗布が困難となり、塗布膜と基
板との接着性か低下する。
本発明の目的は、上記した従来技術の欠点をなくし基板
に対す、る塗布性と接着性が優れ、表示装置組立時の工
程で液晶配向能力が低下せず、各種の液晶に対し優れた
配向性を有し、通電寿命特性が良好な液晶表示装置を得
ることかできる配向膜を提供するにある。。
この目的を達成するため、本発明は、下記の一般式(1
)で示された化合物10〜60 mot%と、1分子中
に2個およびそれ以上のエポキシ基を有する化合物40
−40−9O’lrとの反応生成物の溶液を塗布、硬化
して配向膜とした点を特徴とする。
CnH2n+x NH2・・・・・・・・・・・・・・
・・・・(1)ここで、n −10〜26 以下、本発明について詳細に説明する。
一般式(1)の化合物のアミ7基は前記エポキシ基を有
する化合群のエポキシ基と例えば下記のように反応する
H ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(2)一
般式(1)の化合物は上記(2)の反応によって高分子
量化し、非揮発性となり、しかもこの溶液は高粘度とな
り、結晶性物質が析出することもなく塗布性が著しく向
上する。
上記(2)の反応は、一般式(1)の化合物と1分子中
に2個およびそれ以上のエポキシ基を有する化合物との
混合物、あるいは前記混合物の溶液を加熱反応させて行
なう。反応条件は特に限定するものではないか、50〜
120℃の範囲で行なうことが望ましい。反応温度か5
0℃以下では反応に長時間を要し、成分物質の析出など
が起り、均一な反応が阻害される。また、反応温度か1
20℃以上では反応生成物かゲル化することがある。。
上記の反応生成物は未だ反応しt【い過剰のエポキシ基
を有し、しかも線状の高分子量体である。
この溶液を液晶表示装置の基板に塗布し、加熱などの手
段により溶剤を蒸発させた後、約120〜220℃の温
度で残余のエポキシ基を硬化反応させる。しの場合、残
余のエポキシ基は一般式(1)の化合物から供給された
アミ7類の触媒作用などにより、主として開環重合し、
基板に塗布した重合体の化学構造に架橋を形成せしめる
。この際、化合物(llから供給された長鎖アルキル基
は塗膜表面に突き出し、液晶分子を垂直配向させる役目
を果す。
かくして、基板上に形成された塗膜は液晶に不溶の配向
膜となる。なお、硬化反応を120℃以下で行なうと長
時間を要し、220℃以上では長鎖アルキル基の分解が
生ずるようになり、塗膜の液晶配向性が損われる。
ところで、前記反応生成物中における一般式(1)の化
合物の量は1o〜aomot1か良く、l Omol−
以下になると膜材の液晶配向性が劣り、6 Omol−
以上になると塗布液のゲル化や結晶化が起り易<Q  
る 。
また、一般式(1)の化合物のnは10−16が望まし
い。nが10以下になると液晶に対する垂直配向性が劣
り、nが36以上になると作成した塗布液の結晶化が起
り易くなり、基板に対する塗布性が低下する。
なお、この本発明による配向膜の厚さとしては、o、 
o o a〜1μmの範囲のものでよく、特に0.01
〜01μmの範囲のものか望ましい。
本発明に使用する1分子中に8個あるいはそれ以上のエ
ポキシ基を有する化合物は、特に限定はないか、下記の
ように、グリシジル基を有する化合物が有用である。
ビスフェノールAジグリシジルエーテル、ビスフェノー
ルFジグリシジルエーテル、水素添加ヒスフェノールA
ジグリシジルエーテル、水素添加ビスフェノールFジグ
リシジルエーテル、エチレングリコールジグリシジルエ
ーテル、プロピレングリフールジグリシジルエーテル、
ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、1,6
−ヘキサンシオールジグリシジルエーテル、トリメチロ
ールプロパンジグリシジルエーテル、レゾルシノールジ
グリシジルエーテル、フェノールノボラックのポリグリ
シジル化物、オルソクレゾールノボラックのポリグリシ
ジル化物などのアルコールまたはフェノール類のグリシ
ジル化物。アジピン酸ジグリシジル、7タル酸ジグリシ
ジル、ヘキサヒドロフタル酸ジグリシジルなどの多塩基
酸のグリシジル化物。ジグリシジルアニリン、ジグリシ
ジルオルソトルイジン、 N、N、N、N −テトラグ
リシジルメタキシレンジアミン、1,8−ビス(ジグリ
シジルアミノメチル)シクロヘキサン、4,4−ビス(
ジグリシジルアミノフェニル)メタン。
トリグリシジルイソシアヌレートなどのアミン類0 のグリシジル化物。
本発明に係る反応生成物は、塗布し易くするため、溶剤
に溶かし、はけ塗り法、浸漬法、スピンナ塗布法、スプ
レー法、印刷法などにより表示装置の基板面に塗布する
ことができる。
このとき使用する溶剤としては、本発明に係る反応生成
物を溶解するものなら特に限定はないが、例えばトルエ
ン、キシレン、テトラリンなどの芳香族、!+溶剤、ア
セトン、メチルエチルケトン−メチルイソブチルナトン
、イソホロンなどのケトン系溶剤、ブタノール、デカ/
−ルウトリデカノール、α−テルピネオールなどの高級
アルコール糸溶剤、メチルセpソルブ、エチルセロソル
ブ、ブチルセロソルブなどの多価アルコール誘導体、N
−メチル−2−ピロリドン、ジメチルホルムアミドなど
の極性溶剤などを用いれはよい。
ところで、本発明の配向膜と組み合わせて使用できる液
晶は特に限定するものではないが、一般に公知の例えば
、シップ塩基型液晶、アゾ型液晶、アゾキシ型液晶、ビ
フェニル型液晶、エステル型液晶、ターフェニルlIJ
、m晶、フェニルシクロヘキサン型液晶、フェニルシク
ロヘキサンエステル型液晶、フェニルピリミジン型液晶
などネマチック液晶、上記のネマチックの液晶にコレス
テロール誘導体やカイラルネマチック液晶などを添加し
たコレステリック液晶、上記ネマチック液晶の混合物、
前記コレステリック液晶などである。
また、本発明の配向膜と組み合わせて使用できるセル形
成用の封着剤・封止剤としては200℃で8時・間以内
に硬化が完了するエポキシ樹脂などの有機系樹脂がある
次に本発明を実施例によりさらに詳述する。
第1図に長鎖アルキルアミンとエポキシ化合物を組み合
わせた実施例をA1〜A 11に、そして比較例をA 
1 fAl 161 Bとして示す。なお、第1図の中
での数値のうち、上段はmol、 % 、下段の0内は
wt%を表わしたものである。
まず、第1図に示したそれぞれの屋の組成物62にN−
メチル−2−ピロリドン10Fを加え100℃で2時間
加熱した。この段階で実施例扁1〜11の組成物はシロ
ップ状の高粘度液となり、長鎖アルキルアミンとエポキ
シ化合物との反応生成物が得られた。
次に、これらの各法にさらにトリデカノール102を加
え、塗布液としておく。
一方、第2図に示すようにガラス基板1上にスパッタリ
ング蒸着により膜厚800 A (i’)8102膜2
を形成し、次に、同様の方法で蒸着した膜厚500Aの
In2O3+ 5n02 (20: 1 (モル比)〕
膜をホトエツチングして電極となる透明導電膜3を選択
的に形成する。
ついで、前記塗布液を上記の透明導電膜3が完全に被覆
されるように印刷塗布し、100℃で1時間加熱して溶
剤を蒸発させ、次に200℃で1時間加熱して塗布膜中
のエポキシ基を完全に反応させ、膜の硬化を行ない、膜
厚約1oooXの配向膜4を形成した。
その後、8μmの間隔を維持して西z向膜4の面を平行
に対向させ、その円囲の部分を液晶封入口(図示せず)
を除いてエポキシ樹脂で封止し、180B ℃で1時間加熱して封着部5を形成し、その上で液晶性
木口(図示せず)から液晶6を注入して液晶表示装置の
セルを得るのであるが、このとき注入した液晶の組成は
次のとおりである。
(α) エステル型液晶の混合QIJ (C4Ht−■
−COO−■−CN*8wt%。
C6Hl3−(i−coo−O−CN a 4wtチ。
CeHxマー@ −coo−@ −CN  s  s 
 wt  チ ) 。
(b)フェニルシクロヘキサン型液晶の混合物(C3H
フー■ −(J  −CN   a  4  wt  
チ。
C3Hn −(B) −@ −CN 84 wt % 
+C7H1s−OJQ  −CN  s  o  wt
  チ 。
C5Hx1−@ −Qo −@ −CN 12 wtチ
)0(C)  上記(b)の液晶にカイラルネマチック
液晶として CHs−CH−CH2−@ −Qo −CNとH3 を4.eWtsg加してコレステリック液晶としたもの
(d)  上記(C)の液晶に2色性色素としてONH
−0OC9Hx9 を2,5wt−添加したもの。
最後に、液晶注入口の封止をアクリル系樹脂で行なった
後、このセル内の液晶の配向性を評価した。
第1図の実施例A1−屋11に示すように、一般式(1
)で示された長鎖アルキルアミンと、1分子中に2個お
よびそれ以上のエポキシ基を有するエポキシ化合物との
硬化物は良好な垂直配向性を示した。一方、比較例IB
〜18に示すように長鎖アルキルアミン単独、又はエポ
キシ化合物のみを用いた塗膜では垂直配向性を示さない
。そして、実施例A1〜Allの組成物から形成した配
向膜を用い、前記の液晶を用いた液晶表示装置において
は、液晶は垂直配向の一種であるフォーカルコニック構
造を示し、この液晶表示装置を約10Vの電圧で駆動し
たとき、明瞭な青色ネガ型表示が16 得られた。
なお、以上は第2図に示すように、基板10面上に81
02膜2を設け、その上に電極となる透明導電膜3を設
けて構成した液晶表示装置(セル)による実施例につい
て説明したが、本発明は第8図に示すように基板1の面
上に電極となる透明導電膜3を設けてから5I02膜2
を形成し、その面上に配向膜4を設けるようにした液晶
表示装置においても、或いは第4図に示すように810
2膜を設けないようにした液晶表示装置においても第2
図の場合と同様の効果をあげることができた。
以上説明したように、本発明によれば、液晶に対する垂
直配向性が優秀で基板に対する塗布性や接着性が良好な
垂直配向膜を得ることができるから、従来技術の欠点を
除き、a電寿命特性が良好でカラー表示が可能な上、構
成が簡単でローコスト化が容易な液晶表示装置を提供す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による液晶表示装置の配向膜の実施例に
おける各種の特性を示す説明図、第8図ないし第4図は
本発明の実施例を適用するのに好適な各種の液晶表示装
置のそれぞれの模式断面図である。 1・・・・・・基板、2・・・・・・8 f02膜、3
・・・・・・電極となる透明導電膜、4・・・・・・配
向膜、5・・・・・・封着部、6・・・・・・液晶。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 電極を形成した一対の基板と、これら基板間に挾持され
    た液晶層からなる液晶表示装置において、一般式 %式% で表わされる化合物10〜66 No 7 %と・1分
    子中に2個以上のエポキシ基を有する化合物40〜90
     mat fAとの反応生成物を硬化して形成した配向
    膜を上記一対の基板の対向面上に設けたことを特徴とす
    る液晶表示装置。
JP56113652A 1981-07-22 1981-07-22 液晶表示装置 Pending JPS5816218A (ja)

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JP56113652A JPS5816218A (ja) 1981-07-22 1981-07-22 液晶表示装置

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