JPS5868721A - 液晶表示素子 - Google Patents

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】 不発明に透明基板として、樹脂ノート又はフィルムを用
いた液晶表示素子に係り、特に、樹脂ンート又にフィル
ムをベースとした透明導電性基材を用い、この基板の熱
変形温度以下の温度で処理可能な配向制御膜材を用いた
液晶表示素子に関する。

従来より液晶光示用透明導電体には、ガラスの表面を透
明導電化したものが用いられている。しかし液晶表示素
子に益々軽量、薄型化される方向にある。このような要
求に対し、ガラスの表面を透明導電化したもの（グ、ガ
ラスの機械的強度お上び製造上の制約からガラス板をあ
る程度以上薄くすることができず、０．３ｍｍが限界と
いわ訃ている。

したがって、上記のような目的に適用させるには、おの
ずから限界があり、寸だ、衝撃に対する脆弱さにより、
素子の製造工程において破損するという問題がある。こ
れらの欠点を満足させる方法として、従来のガラスの代
りに樹脂を用いることが考えられる。ところが前述した
ように、液晶の配向を均一にするため、配向を制御する
だめの層が必要である。この配向を制御するたぬの層を
得る方法とは、従来のガラスの場合、二酸化ケイ素など
の無機化合物からなる薄膜を斜方蒸着する方法や、ポリ
イミドなどの有機化合物からなる薄膜をラビング処理す
る（布などで一定の方向にこする）方法などが知られて
いる。しかし、上記方法は、いずれも成膜の際、高温処
理を必要とする。これらは従来のガラス基板においては
特に問題ないが、樹脂基板の場合ば、基板が上記処理温
度に而Ｊえられず、変形してし捷い正常な液晶表示素子
を得ることができない。

１〈発明の目的＋４上記した従来技術の欠点をなくし、
槍１脂基板からなる軽量、薄型化された液晶表示素子を
提供する（ｌこある。

この、、ｌ：つな目的を達成するために、発明者は種種
の検討を・行なった。ｆず酸化イ／ジウ！・の透明市（
傘乞・設け／こゼｉ、ｌ　ｉ旨フィルノ、を用いて、電
極ｊＪｉｌｌに、ポリイミド系のものを塗布した。しが
し高温度で長［守山１の熱処土甲によって、竹↑ｈ旨フ
ィルｌＪ占）反が熱変形を・起こし、１Ｆ常な液晶素子
が得られなかった。

そこて、（立１脂フイＡム基板の熱変形温度より低い温
ａ（１ｏｏｃ）で、ポリイミドの熱処理を釘ηつた。そ
の結果、ポリイミドの熱硬化反応が不」分なため、ラビ
ング過ｆ−マて、きすの発生あるいは膜ｔｉ＜すが生じ
るという問題があった。次に、樹脂フィル、・、に塗布
した後、硬化反応を必要としない熱可塑性樹脂、すなわ
ちボリスヂレン、ポリメタクリレ−１・、ポリスルホ／
、ポリニーデルスルホ〕／、ボリガ−ボ不−１・、四の
有機溶剤溶液を樹脂フィルノ、に塗布乾燥し、その後、
所定のラビングケが１１こり、／イダ晶素イを形Ｆ戊し
た。しかし、液晶分子を配向させることができず、こわ
らの樹脂はいず柱も液晶の配向制御膜として使用し得な
いことがわかった。この原因について調べた結果、」−
記樹脂は、液晶に溶解するため、ラビングした表向の効
果が消失するためであることがわかつ／で。そこで、液
晶に不溶性の樹１１￥′ｉ′としてポリビニルアルコー
ル、各種セルロース類について検討した。上記樹脂を水
に溶解し、その水溶液を前記樹脂フイルノ、に塗布乾燥
し、ラビングした後、素子を組み＼″ｆてた。その結果
、液晶分子が良好に配向し、液晶の配向制御膜となり得
ることがわかった。しかし詳細に調べたところ、素子の
耐湿信頼性にとぼしく、１気による配向不良か生じるこ
とがわかった。すなわち、樹脂フィルム（ＩＩガラス板
に比べ、透間性が太きいたｄ）、素子内に水分が入る。

ところがこれらの配向膜は水溶性の樹脂であるため、水
による溶解あるいは膨潤が起こり、液晶を配向する能力
が消失したものと考えら汎る。

」−記知見を基に更に検討を進ｄ）だ結果、本発明によ
り、軽量薄型化さ扛た樹脂／−１・又は樹脂フイルノ、
を暴利と１．だ液晶表示素子を完成するに至った。すな
わち、液晶お」：び水に不溶又は難溶性の各種熱可塑性
樹脂について種々検討した結果、としてポリ了りリロニ
］・リル、およびその共重合体を特定の溶剤に溶解し、
これを透明導電性膜をもった樹脂フィルムに塗布し、低
ど晶（約１０　Ｏｒ）で加熱乾燥した後、ラビングする
ことによって配向制御膜を得た。このようにして完成し
た２枚の基板の配向制御膜を対向させてず行に配置し、
この２枚の間に液晶を挾持させることにより、満足した
特性を・もった樹脂基板液晶表示素子を完成することが
できる。不発明の方法で得た液晶表示素子−は、液晶の
配向性はもちろん良好であり、ｉ１］Ｉ湿性も良好であ
る。なお本方法は、従来のガラス板で竹なっていた、二
酸化ケイ素などからなる薄膜を・斜方蒸着する方法−？
’、ポリイミド膜を形成する方法Ｖこ比べ、ポリアクリ
ロニトリル及びその共重合体樹脂溶液を塗布した後、学
に溶剤を蒸発乾燥させるために、製造がきわめて容易で
安価な液晶表示ヌ・；子を得ることができた。

不発明の特徴は、第１に基板に樹脂フィルム又は樹脂板
を用い、かつ、これらの樹脂が熱変形を生じない温度で
処理可能な配向制御膜すなわちポリアクリロニトリル及
びその共重合体樹脂から成ることを見出した点にある。

第２の特徴はポリアクリロニｌ−ＩＪル及びその共重合
体が、水および液晶に不溶又ハ帷溶性の樹脂で特定の溶
剤にのみ溶用イすることにある。

ここで用いる樹脂の基板に、エポキシアクリレ−１−系
樹脂、ポリエチレンテレフタレート等、市販さ扛ている
フィルムに透明導電膜をもつものであり、これ以外にも
液晶に不耐性であるか、あるいは、表面に液晶により溶
解さ牡ないような処理を施しであるフィルム又はンート
であれば特に限定されない。

配向制御膜材として汀、アクリロニトリルホモポリマ、
およびアクリロニトリルに２０％以下の塩化ビニル、酢
酸ビニル、アクリル酸エステルメタクリル酸エステル、
スチレン等のうち１種以上ケ共重合させた樹脂を用いる
ことができる。しかし上記モノマ以外でもアクリロニト
リルと共重合１〜、得るものであ才１は、耐液晶性を低
下させない２０重昂０イ、以内で共重合させることがで
きる。

配向制御膜用の溶剤は、ジメチルスルホギヴイ１−Ｉｎ
　ｎ　’−ジノチルホルムブミド、ジメチルアセトアミ
ド、ｎ−メチルピロリド７　、　’／　りＣ］ヘキ１ナ
ノン、あるいに丁こ−ｔ１らの混合物、さらに、に記ア
クリ「にトリル リマ ものを用いることかでさる。たとえば、上記溶剤を１１
１独で用いるより、セロノルブアセテ〜ｌ・、ヤルビト
ルアセテート，トルエ／，キンレン等ヲ適（１部混合し
た混合溶剤の方が、良々了な膜を得る場合がある。

次に、不発明を実施１ヲ１］により説明する。本発明（
／′１こＪ上らによりなんら限定されるものではない。

なお、液晶表示素子の配向性の評価は、液晶分子の長軸
方向と基板表面との角、すなわち基板と液晶分子の長Ｉ
■１との傾き（チルト角θ）により行なった。良ｊ）ｒ
な配向ヒ１吾１チルト角１．５〜３．０が空寸しく、そ
扛によりコントラス］・比の絶附萌を大きくすることが
できる。

〔実施例１〕 アクリロニトリル１　０　０　ｇ，過酸化ラウロイル１
、０ｇをＮメチル−２−ピロリドン２００ｇにとかし、
これを攪拌しながらｓｏ’ｃに力■熱し、この温度で１
０時間保温して重合終了とした。得られた溶液を、メタ
ノール中に滴下し、アクリルニｌーリル重合体を析出さ
せ、Ｅ過しだ。その後、メタ／　−　Ａｙで洗＃　Ｌ、
乾燥してアクリルニトリル樹脂粉末を得た。

１−記樹脂の２重量％ツメチルホルムアミド溶液を調製
し、これを十分に洗浄した透明導電膜をもったポリエチ
レンテンフタレーＩ・フィルム上に、スピンナーを用い
て、３５００ｒｐｍで均一に塗布後、１００Ｃで１０分
間乾燥して溶媒を蒸発させ、アクリロニｌ−　ＩＪルホ
モボリマの薄膜を形成した。このようにして形成した薄
膜をフェルトで一定方向にラビングし、配向制餌）膜を
もった基板フイルノ、を完成した。

」−記完成した二数のフイルノ、の配向制御膜を対向さ
せて平行に配置し、向させて平行に配置し、これらのフ
イルノ・をポリエステル系接着剤よりなる封着剤で接着
して素子を作成した。なお、封着剤ｆｌ１２０Ｕ５分間
で硬化した。この素子の配向制御膜間に、フェニルシク
ロヘキサン系液晶の液晶（メルク社製７，Ｉ，Ｔ−−１
　１　３　２　）を挟持し、２枚の直交偏光板間で液晶
の配向性を調べたところ、良好な配向性を示した。（チ
ルト角１．５度）〔実施例２〕 実施例１と同様の方法で、アクリロニトリル９０部，ス
チレン１０部からなる共重合体を合成した。

上記樹脂の２９４ジメチルホルムアミド溶ｉを調製し、
あとは実施１３’ｌｌ　１と同様のフィルノ・基板に配
向制御膜を形成し、液晶表示素子を作製し、液晶の配向
性を調べたところ、良好な配向性を示した。

（チルト角１．６度） 〔実施＄９！ｌ　３　］ ”ＪＭＩｊ例１と同様の方法で、アクリロニ］・ツル９
５部と酢酸ビニル５部からなるアクリロニトリルコポリ
マを合成した。

上記樹脂の２０重量％Ｎメチル＝２ーピロリド／溶液を
用いて、実施例１と同様のフイルノ・基板に同様にして
配向制御膜を形成し、液晶表示素子を作製し、液晶の配
向性を調べたところ、良好な配向性を示した。

〔実施例４〕 アクリロニトリル９５部と塩化ビニル５部からなる共重
合物を実施例１と同様に作製した。これの１．０重量％
シクロヘキサノン溶液を用い、実施例１と同一フィルム
基板に、配向制御膜を形成して液晶表示素子を作製した
。そして、実施例１と同様に偏光板を配置して液晶の配
向性を調べたところ、良好な配向性を示した。（チルト
角１．５度）なお、本発明の素子では、ゲストホスト型
の液晶を配置して、カラー表示も可能である。寸だ、本
発明の液晶表示素子の耐久性は、実用上、特に問題はな
かった。

以上説明したように、本発明によれば、透明基板とし−
ｃ椿↑脂ノート又はフィルムをベースとした透明導電性
暴利を用い、この基板の変形温度以下の席、度で処理可
能な特定の配向制御膜を用いた軽］社、薄型化さ才１だ
液晶表示素子を提供することができる。

第１頁の続き ＠発　明　者　伊用辰夫 日立市幸町３丁目１番１号株式 ％式％

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ■、プラスチックに透明導電膜を設けた基板を素子基板
   とした液晶表示素子において、配向制御膜として、ポリ
   アクリロニトリル及びアクリロニトリル共重合物を用い
   ることを特徴とする液晶表示素子。