JPS5833216A - 液晶表示素子 - Google Patents

液晶表示素子

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JPS5833216A
JPS5833216A JP56130252A JP13025281A JPS5833216A JP S5833216 A JPS5833216 A JP S5833216A JP 56130252 A JP56130252 A JP 56130252A JP 13025281 A JP13025281 A JP 13025281A JP S5833216 A JPS5833216 A JP S5833216A
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JP
Japan
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liquid crystal
long
film
chain alkyl
crystal display
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JP56130252A
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JPS632095B2 (ja
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Kishiro Iwasaki
岩崎 紀四郎
Fumio Nakano
文雄 中野
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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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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  • Liquid Crystal (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、電界効果型液晶表示素子に係わり、液晶分子
全電極面を含む表示部全面において、垂1aに配向させ
て用いる液晶表示素子に関する。
本発明に係わる電界効果型液晶表示素子の一つである電
界制御複屈折型(FiOB型)液晶表示素子の一例を添
付図面に示す。同図に示す表示素子はそれぞれ透明なガ
ラスからなる第1の基板1と第2の基板1′とが所定の
間隔、例えば5〜15Pでほぼ平行に配置され、その周
囲は、例えばフリットガラス、有機接着剤等からなる封
着部材2で封着させ、これらによって形成される内部空
間にネマチック相液晶3が封入されている。所定の間隔
は、例えばファイバーガラス、ガラス粉末などのスペー
サ4によって得られる。なお特別にスペーサ4を使用せ
ず、封着部材2をスペーサとして兼用しても良い。
上記第1及び第2の基板1.1′は、それぞれの対向す
る内面上に所定のパターンの電極5゜5′が形成され、
更に液晶に接する面に、その部近傍の液晶分子を垂直に
配向させる配向制御膜6.6′が被覆されている。この
ような配向制御膜は、適度のはつ水性を有、している。
基板1,1′の外側には、それぞれ第1の偏光板7、及
び第2の偏光板7′が配置される。この場合、2枚の偏
光板7,7′の偏光軸のなす角度は通常90度近傍が選
ばれる。このような表示素子は第1の基板側から見た時
に正常の表示を行う場合第2の偏光板7′の裏面に反射
体8を配置した反射型表示素子、又は更に第2の偏光板
と反射体8との間に所望の厚さのアクリル樹脂板、ガラ
ス板などの導光体を挿入し、その側面の適宜個所に図示
してない光源を配置した夜間表示素子として広く利用さ
れている。
ここで、反射型の場合の液晶表示素子の表示動作原理に
ついて説明する。今、液晶層に電界が存在しない時は、
外来光(この液晶表示素子の第1の偏光板7へ入射する
周囲光)は、まず第1の偏光板7を通過した時、その偏
光軸に沿った直線偏光となシ、液晶層3へ入射するが、
液晶分子は、この偏光光に対して何ら変調を与えず第2
の偏光板7′に達するため、はとんどこの偏光板を透過
せず反射光が微弱となり、観察者には暗く見える。
このような表示素子において、所定の選択された電極5
,5′に所定の電圧全印加し、液晶層の所定の領域に電
界を与えると、その領域における液晶分子は、ある臨界
条件を越えると電界に対して傾きを持って配向する。そ
の結果、その傾きに応じて、入謝した偏光光は変調を受
け、楕円偏光となるため、反射光は着色して観察される
したがって、所望の選択された電極に電圧全印加するこ
とによって所望の表示を行うことができる。
以上述べたごとく、FiCB型液晶表示素子では、両ガ
ラス基板間に封止される液晶は、その液晶分子がガラス
基板面にほぼ垂直に配向させる必要がある。この液晶配
向特性は、液晶と対向する側のガラス基板面に形成され
た配向制御膜6゜6′によって遂行される。
この垂直配向制御膜としては、一般に表面エネルギーの
小さい、すなわちはつ水性の大きいものが用いられる。
この種の材料として(ハ、種々提案されている。例えば
CeO2、Mg、?2等の無機の酸化物、フッ化物が用
いられているが、これら(は蒸着法など複雑な製膜法を
採らなければならないため、連続的な処理が難しい。一
方、簡便な方法と1−で、レシチン膜、界面活性剤単分
子膜があるが、これらは耐熱性に乏しく、且つ、所定の
個所のみに選択的に製膜することが難しいため、シール
部を汚染し、シール強度を低下させるという難点がある
。シリコーンオイルなどのはつ水処理膜も有用であるが
、やはシシール部の汚染を防止することが難しい。また
、長鎖アルキルシラン化合物で製膜したあと、更にその
上に蒸着法でフッ化物の膜を形成する方法などがあるが
、これもやはり製膜に複雑な作業を要する。
本発明は、これら従来技術の欠点を克服すべくなされた
もので、耐熱性が良く、シール部を汚染することなく、
任意の所望する個所のみに。
配向制御膜を設けることの出来る配向膜材料を提供する
ものである。
本光明の骨子は配向制御に関与する長鎖アルキル基を安
定化[7得る組成物に係わるもので、長鎖アルキルシラ
ンをモノマーの状態で塗布するのではなく、シラノール
オリゴマーのよウナ製膜性の良いオリゴマー中に取込ん
で製膜法、安定性を改良したものである。
すなわち、本発明を概説すれば、本発明は、所望の表示
パターンに従った電極を有する二枚の透明なガラス基板
の周辺をシール材でシールし、ガラス基板間に液晶を封
入してなる液晶表示素子において、長鎖アルキル基含有
シラン変性シラノールオリゴマーを含有する物質からな
る配向制御膜を形成したことを特徴とする、液晶表示素
子に関する。
上記の長鎖アルキル基含有シラン変性シラノールオリゴ
マーを含有する物質の例には、長鎖アルキルシラン変性
シラノールオリゴマー自体、及びそれと粘度調節剤との
混合物がある。
本発明で重要な役割を果すシラノールオリゴマーu一般
にはスピンオンガラス(SOG  )と呼ばれておシ、
溶液から塗膜形成後、高温で焼成することによって酸化
シリコン膜を作るもので、本質的に耐熱性が高い。これ
にはつ水性を付与するため、側鎖に長鎖アルキル(0n
H2n+1:ここでn=8〜20)を導入する。そうす
ることによって、長鎖アルキル基はシラノール骨格と結
合して安定化するため、高温処理されても、この結合が
切れずにはつ水性が保持され、耐熱性の高い配向制御膜
となる。
このような長鎖アルキル7ラン変性シラノールオリゴマ
ーはSOG溶液中に長鎖アルキル基を有するシランを加
えて、かくはんしながら反応させることによって得られ
る。反応させる時の溶媒によっては生成した長鎖アルキ
ルシラン変性シラノールオリゴマーが析出してくる場合
が生ずるが、これは適当な溶媒を選ぶことによって解決
し得る。良好な溶媒の組合せを選ぶことは、本発明を効
果的に実施するための大きなポイントであると言うこと
もできる。基本的な考え方は、極性溶媒と非極性溶媒を
適度に配合することである。
長鎖アルキルシラン変性シラノールオリゴマーに垂直配
向性を損わない程度に硝化綿など増粘効果の高い樹脂を
添加して、溶液の粘度を調整し、印刷法Cでより配向制
御膜を基板上に形成する。これにより、シール部の汚染
の心配もなく、任意の所望する個所のみに製膜でき、本
目的を達し得る。
長鎖アルキルシラン変性シラノールオリゴマーに作る長
鎖アルキルシランとして代表的な例には、下記のものが
ある。
0sHt7Si (OCzHs)a 010H2181(0(:!2H5)s012H25S
i(002H5)3 C12H25Si (OC!H3)3 CnH+9Si (OCH3)a 016H338i(OCH3)3 018H37Si−(OC2Hs)a C!2oH4t81(OCH3)a シラノールオリゴマーとの反応性を考えると、メトキシ
又はエトキン基を少なくとも1個有するシラン化合物が
有効であるが、反応性と反応条件全工夫すれば、他の化
合物も使用することができる。
したがって、本発明は、前記代表例に限られるものでは
ない。
シラノールオリゴマーとの反応で長鎖アルキルシラン変
性シラノールオリゴマーが生成する機構は、模式的に下
記に示すようなものと推定される。
○a2H5 H5020−8i−018H3□ (r+ = 5〜10程度) 上記の反応は、比較的容易に進行するため、50〜70
″”Cで混合かくはんすることによって反応は完結する
。長鎖アルキル基の濃度は、混合時の配合比(でよって
決定されるが、垂直配向を実現するためには、シラノー
ル中にある水酸基のうち、5%程度に結合していれば最
小限目的を達成しうる。逆に、あまりにも長鎖アルキル
基の濃度が高くなると、液の安定性に影響を及ぼl〜、
析出する場合が生じるので、5〜50チの範囲が適当で
ある。ただ、長鎖アルキル基がオクチル基の場合には、
変性度を高くする必要がある。
本発明における配向制御膜の膜厚は、一般に、100〜
1000Aである。また、本発明では、膜のラビングは
、してもしなくてもよい。
なお、本発明になる配向制御膜を用いた液晶表示素子は
、封入される液晶を変えることによって、他の用途にも
適用できる。例えば二色性色素を添加したゲスト・ホス
ト型液晶を用いたカラー表示素子、コレステリック液晶
を用いた相転移型表示素子、スメクチック液晶を用いた
表示素子、更(では動的散乱効果を利用したDSM型表
示素子などにも有用である。
以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、
本発明は、これに限定されない。
参考例〔シラノールオリゴマーの製造例〕溶液重合法に
より、以下の手順で製造した。
温度計、かくはん機、冷却管材の200−フラスコ中に
、エチルシリケートSi (OCzHs)4 ’t’2
0.5 f、エタノール!i 7.4 f、酢酸エチル
を14.4 f、無水酢酸1.5g、五酸化リン150
〜を同時に仕込み、70°Cで1.5時間反応させ、そ
の後、イオン交換水7tf添加し、70°Cで1.5時
間反応させシラノールオリゴマーを得た。
実施例1 ソーダガラス基板に所定の形状の透明電極パターンを形
成し、その上に配向制御膜全形成した。配向制御膜とし
ては、オクタデシルトリエトキシシラン〔C+5H3t
Si (002H5)3 〕とシラノールオリゴマーと
を反応させて得た変性シラノールオリゴマーを用いた。
(この変性オリゴマーは、参考例で示したようにして得
たシラノールオリゴマーに、該長鎖アルキルシランを重
量で固形分濃度の40チになるように加え、70°Cで
2時間かくはんしながら反応させ念ものである。この場
合の溶媒はブチルセロソルブとトルエンの1=1の体積
比の混合物である。)最終溶液の固形分濃度は4チであ
った。
この溶液を回転塗布法により、ガラス基板1゜1′に配
向制御膜を形成させた。この配向制御膜は熱処理温度3
00°Cまで、フェニルシクロヘキサン系液晶(メルク
社製ZLニー1132)i垂+U配向させる能力を失わ
なかった。
実施例2 長鎖アルキルシランとして、オク′チルトリエトキシシ
ラン(08H’17Si(002H5)3 ’11を用
いた長鎖アルキルシラン変性シラノールオリゴマーを実
施例1と同じ方法で作り、同じ方法で製膜した配向制御
膜も300°Cの熱処理温度まで、ZLI−1132の
液晶を垂直配向させる能力を失わなかった。
実施例6 長鎖アルキルシランとして、デシルトリエトキシンラン
CC!1OH21si(002H5)3 ) k用いた
長鎖アルキルンラン変性シラノールオリゴマーヲ実施例
1と同じ方法で作シ、同じ方法で製膜した配向制御膜も
300℃の熱処理温度まで、zLエニー132の液晶を
垂直配向させる能力を失わなかった。
実施例4 長鎖アルキルシランとして、ドデシルトリメトキシシラ
ン[012H25Si(OCH3)3)を用いた長鎖ア
ルキルシラン変性シラノールオリゴマーヲ実施例1と同
じ方法で作り、同じ方法で製膜した配向制御膜も300
°Cの熱処理温度まで、zLエニー132の液晶を垂直
配向させた。
実施例5 長鎖アルキルシランとして、テトラデシルトリメトキン
シラン[0+4Hz981(’0CH3)a、)又はヘ
キサデシルトリメトキシシラン[C+5Ha3Si(O
CHa)3:]又はエイコシルトリエトキシシランC0
XIH4181(OC2Hs)3〕k 用いた長鎖アル
キルシラン変性シラノールオリゴマーを実施例1と同じ
方法で作り、同じ方法で製膜したそれぞれの配向制御膜
も300℃の熱処理温度まで、ZLエニー132の液晶
を垂直配向させた。
実施例6 実施例1〜5で作製したそれぞれの溶液に、硝化綿(旭
化成社製I(1u2.000)を重量1チ添加し、粘度
を一ヒげて、印刷法により配向制御膜を形成した。こう
して作られた配向制御膜は300°Cの熱処理温度まで
、ZLエニー132の液晶を垂直配向させた。
比較例1 実施例1〜5で示したそれぞれの長鎖アルキルシランの
みを用いて、回転塗布法で形成した配向制御膜は均一な
膜が得られず、150°Cで1時間熱処理した後では、
ZLI−1152は垂直配向を示さなかった。
比較例2 実施例1〜5で示したそれぞれの長鎖アルキルシランに
実施例6で示した硝化綿を重量1チ添加した溶液を、回
転塗布法で形成した配向制御膜は均一な膜が得られたが
、150”Cの熱処理後はZLI−1152は垂直配向
を示さなかった。
以上の実施例、比較例からも明らかなように、本発明に
なる配向制御膜は耐熱性が高く、均一な膜が得られ、シ
ール部を汚染させることなく、印刷法によって所望の個
所のみに製膜でき、しかも液晶表示素子にした場合、い
ずれも良好な垂直配向を示した。
【図面の簡単な説明】
添付図面は液晶素子の断面図である。 1.1’ニガラス基板、2:シール材、3:液晶層、4
、スペーサ、5.5’:透明電極、6.6’:配向制御
膜、7,7畳偏光板、8:反射体 特許出願人 株式会社日立製作所 代理人中 本  宏

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 所望の表示パターンに従った電極を有する二枚の透
    明なガラス基板の周辺をシール材でシールし、ガラス基
    板間に液晶を封入してなる液晶表示素子において、長鎖
    アルキル基含有シラン変性シラノールオリゴマーを含有
    する物質から々る配向制御膜を形成したことを特徴とす
    る、液晶表示素子。 2、 該変性シラノールオリゴマーを含有する物質が、
    長鎖アルキルシラン変性シラノールオリゴマーと、粘度
    調節剤との混合物である、特許請求の範囲第1屓に記載
    の液晶表示素子。
JP56130252A 1981-08-21 1981-08-21 液晶表示素子 Granted JPS5833216A (ja)

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JP56130252A JPS5833216A (ja) 1981-08-21 1981-08-21 液晶表示素子

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JPS632095B2 JPS632095B2 (ja) 1988-01-16

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114746510A (zh) * 2020-03-19 2022-07-12 住友化学株式会社 混合组合物

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN114746510A (zh) * 2020-03-19 2022-07-12 住友化学株式会社 混合组合物

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