JPS587611A - 液晶素子用電極基板 - Google Patents

液晶素子用電極基板

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JPS587611A
JPS587611A JP56105526A JP10552681A JPS587611A JP S587611 A JPS587611 A JP S587611A JP 56105526 A JP56105526 A JP 56105526A JP 10552681 A JP10552681 A JP 10552681A JP S587611 A JPS587611 A JP S587611A
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JP
Japan
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film
substrate
liquid crystal
electrode
films
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JP56105526A
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English (en)
Inventor
Fumio Nakano
文雄 中野
Kishiro Iwasaki
岩崎 紀四郎
Seikichi Tanno
丹野 清吉
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication of JPS587611A publication Critical patent/JPS587611A/ja
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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

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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】 本発明は液晶表示素子用電極基板に係わり、特に成品分
子を電極基板面において垂直に配向させて用いる液晶表
示素子の電極基板に関する。
液晶分子を初期状態において、電極面に対して垂直に配
向(以後「垂直配向」と呼ぶ)させて用いる液晶表示素
子は、種々提案されている。まず、垂直配向は初期の透
明性にすぐれている点を利用し、動的散乱B1(DSM
型)“表示素子に用いられる。誘電異方性が負のネマテ
ィック液晶を用いて、電界により複屈折性を制御し、カ
ラー表示を行なう電界制御複屈折型(ECBd)表示素
子では不可欠な配向条件である。また、誘電異方性が正
のコレステリック液晶を用いた相転移、1(PC型)表
示素子においてもフオカルコニツク構造を実現するのに
有用でめる。さらに、誘電異方性が負のコレステリンク
液晶を用いたPC型表示素子においても不可欠な配向条
件となる。さらには、これらの方式を基礎とするゲスト
・ホスト型表示累子においても当然必要な配向条件であ
ることは論をまたないことである。
ところで、このように有用な「垂直配向」を得る方法と
して、いくつかの配回膜材料が有用と考えられている。
例えば、長鎖アルキル基を有するシリコーン化合物、フ
ロロアルキル基を有するシリコーン化合物などがある。
具体的に例示するとデシルトリエトキシシラ/、ドデシ
ルトリエトキシ7ラン、オクタデシルトリエトキシシラ
ンなどの長鎖アルキルシリコーン化合物、及びELt 
+ CH2h  S J   Ys(ここで、Rf ニ
ア0ロアルキル基、Y : −CH,。
0CHs +  CtHll、  QC!H6e−1−
c )で現ワサれる70ロアルキルンリコ一ン化合物で
あり、具体的には下記するものがある。
C4F9 + CH2h S I +0CHs)i  
  (4Dシラン)区 CH3 CaF+t +CH2+2 S l +0CHs)t 
  (8Dシラン)CH。
(4FDシラン) C8FI? + CH2h S’+0CHs)s   
 (8Tシラン)CaF 17COO+ CH2+z 
S ’+ 0CHs )s(14Tシラン) Cs F It COO+CHth S l +0CH
s ) zOH。
(14Dノラン) C4F9 + CH2h S ’+OC’Hs )s 
   (4Tシラン)CaF+s + CH2+281
 +OCH3)s   (6Tシラン)06F+3 +
 CH2)28 ’ +OCH3)z   (6Dシラ
ン)CH。
こnらは、比較的耐熱性がるり、多くの液晶化合物に対
して、良好な「垂直配向」を与えるという点で有用であ
る。しかし、これら材料は、一つの大きな欠点を・汀し
ている。それは、基板に形成された4極パターンが、非
点灯状態において著しく目立つ現象(以後「成極見え」
と呼ぶ)があることである。これは、−極部と非電極部
の光学的状態を大きく変え、著しく外観品質全損うこと
になる。
さらに、これらを用いる場合は、十分な膜厚の膜とする
ことが出来ないためガラスと透明導電膜部の段差るるい
は透明導を膜表面の荒れを完全にカハーシきれないため
、配向不良が生ずることがるる。
この欠点を改良するために、これら、配向制御と有用な
結合基をシラノールオリゴマーに付加してオリゴマー化
したものが提案されてい−る。この場合にはかなり配向
性が改良されるが、必ずしも十分ではない。特に、ガラ
スと透明成極との段差を完全にカバーしきれない。また
「成極見え」は全く改良されない。
本発明は、上述の欠点を克服すべくなされたもので、「
電極見え」全防止し傅る成極基板を提供しようとするも
のである。
「電極見え」の現象は、純粋に光学的現象として説明す
ることが出来る。一般に、屈折率の異なる媒質の界面に
おいて、特異な光反射が起ることが知られておシ、屈折
率差の大きい媒質間の界面で光反射が大きくなることが
矧られている。「成極見え」が起るのは、4c#!、と
じて通常用いられる酸化インジウムが、屈折率1.9〜
λ1と他の材料(例えばガラス、液晶など)に比べ、異
常に大きく、11c極部での光反射が著しく大きくなる
ためである。従って、屈折率がガラス、あるいは液晶に
近い′成極材料であればこの現象は解消されるが、近い
将来、そのような材料の出現を期待することは謔しく、
別の対策が必要である。
その方策として、既に発明者の一人は、ツィステツドネ
マテインク型表示菓子に対して、屈折率の異なる薄膜を
全面に設けることで解決し得ることを提示している(特
願昭54−127964 )。
本発明は、「垂直配向」を制御し得る現実の配向膜に対
して、具体的に「電極見え」のない成極基板を作る万策
を提供しようとするものである。
前述した様な配向膜をそのまま用いると、「電極見え」
が起ることは既にボベたが、これは、これらの膜の屈折
率が1.5前後と小さい為である。
シリコン骨格の膜であるためこのように屈折率が小さい
ものと考えられる。これら膜の屈折率を高くする方法と
しては、屈折率の屑い化合物全作ると考えられるチタン
骨格の化合物を配合することが考えられる。しかし、チ
タン化合物は一般的に不安定であり、実際の成極基板製
造に適用することは電しく、信頼性の高い配向制御膜と
はなり得ない。
これに対して、本発明は、第1図の如く、配向膜を形成
する前に、あらかじめ屈折率の扁い透明な絶縁性薄膜を
基板全面に作ることによって、「電極見え」を解消する
ものでめる。このような工程は一見すると薄膜形成工程
が増えて、実用上不利のように考えられるが、近年の印
刷による薄膜形成技術の進歩により、比較的容易に薄膜
を形成出来るようになっており、実質的には問題ないと
考えられる。
印刷法は、所望する部分のみへの薄膜形成が可1ヒであ
るため、不要部分の膜をエツチング等で取り除く工程が
全く不要になり、印刷→乾燥という単純な工程で済むの
で、本発明実施に非常に有効である。特に、液晶表示素
子の場合、外部信号と接続する端子部は、導通性を確保
する必要があり、これら絶縁性薄膜があることは好まし
くないので印刷法は、特に有効な膜形成手段でろる。
本発明で用いられる絶縁性薄膜の屈折率は、電極材料の
屈折率と配向制御膜の屈折率の中間にあるものが望まし
く (%願昭54−143246参照)、1.6〜1.
85の範囲が望ましい。無機の酸化膜の中にも、酸化タ
ングステン、酸化ジルコニウムflど好ましい屈折率を
有するものがあるが、これらは、印刷法による膜形成が
現在の技術では殖しいため、本発明の目的を高度に達成
することは出来ない。印刷法による膜形成が容易な材料
としては、有機質の成膜性に富む高分子材料が好適でら
る。
発明者らは、多くの材料の中η・ら、ポリアミド、ポリ
エーテルアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリ
エステルイミド、ポリヒドラジドイミド、ポリベンツイ
ミダゾールなどの高分子物質が屈折率が好ましい範囲に
含まれることを見出した。
これらの材料は特に成膜した際に基板に存在する段差を
小さくする効果を有しているため段差部における配向不
良も解消し得る効果のあることが判った。また、これら
の材料は、各種の溶媒に可溶でめり、印刷法に適した溶
液を作り得ることを確認した。さらに、これらの材料の
多くは、耐熱性にすぐれており、配向膜形成時の熱処理
に対しても安定であり得ることを見出し本発明に至った
但し、耐熱性に関する条件は、本発明の必須要件ではな
い。特に、基板としてプラスチック材料を用いる場合は
、低温処理が前提となり、その場合は、選ばれる材料も
当然違ってくる。その際、配向制御膜形成も低温で実施
できるものでなければならない。
一般には、有用な配向制御膜形成である70口アルキル
シリコーン化合物は、製膜する際高温で処理しなければ
ならない。これに対し、シラノールオリゴマーは低温に
おいても成膜可能である。
従って、シラノールオリゴマーの一部にフロロアルキル
シリコーン鎖を導入したフロロアルキルノラノールオリ
ゴマーは、低温処理可能な配向制御膜となり得る。この
ような付加型のオリゴマーはシラノールオリゴマー溶液
に70ロアルキルシリコーンを加え、50〜70rに加
温しながら反応させることによって容易に得られる。
次に、いくつかの実施例に基づいて、本発明の効果を更
に詳しく説明する。
実施例1 電極を所定の形状にパターン化した透明導電膜付きガラ
ス基板2枚の導電膜側に、まずボリイミドイツインドロ
キナゾリンジオンの8%N−メチルピロリドン溶液(日
立化成、dPIQ■)をスビ/す塗布し、240Cで1
時間乾燥し、PIQ膜を形成した。この時の屈折率ri
1.80、膜厚は800八であった。次にこの基板を4
Dシランの20%エタノール溶液中に浸漬し、引き上げ
、300Cで14間乾燥し、4D7ラン膜を形成した。
この時の40シラン膜の膜厚は100Å以下であった。
この2枚の基板を用い、直径10μmのガラスファイバ
スペースで隔てて、エポキシ系接着剤でシールし、第1
図に示すような液晶セルラ構成し、ネマティック液晶(
メルク社製ZLI−1132)を注入した。この状態で
素子を観察したところ、導′亀膜パターンは殆んど目立
たなかった。また、素子を偏光顕微鏡下で観察した結果
、素子全体に亘って、完全な垂直配向になっていた。
実施例2〜10 実施例1と同様の実験金、他の旨分子材料及びシリコ−
/化合物との組合せで検討し、第1表に示す結J4を得
た。同、シリコーン化合物は、いずれも20%エタノー
ル溶液に゛して用いた。また、高分子材料の乾燥条件は
第1表に併記した。結果は、いずれも「成極見え」が7
よく、かつ「垂直配向」の良好な素子が得られた。
実施例11〜15 8D7ランをシラノールオリゴマーの10%エタノール
溶液に添加し、70Cで2時間攪拌しながら反応させ、
フロロアルキルシラン−シラノールオリゴマー(8Dシ
ラン−シラノールオリゴマー)を生成した。8D7ラン
ーシラノールオリゴマーの生成は、反応前後のオリゴマ
ーの赤外吸収スペクトルの変化によって確認した。この
8Dノランーシラノールオリゴマー溶液を用いて、実施
例1と同様の実験を、5種の高分子との組合せにおいて
実施し、第2表の結果を得た。いずれも高分子d及び8
Dシラン−シラノールオリゴマー膜の乾燥製置は、12
00以下でるり、低温下での膜形成が可能であった。
実施例16 実施例11〜15で用いた8Dシラン−シラノールオリ
ゴマ溶液にニトロセルロース(旭化成製HE2000秒
)τ1重量%溶解させて枯式IA整を行ない、凸版印刷
法により、実施例1で用いたと同じPIQ膜上に、8D
シラン−シラノール模を形成し、120rで1時1間乾
燥した。これを用いて、実施例1と同じ液晶を注入し、
孝子化したが、「垂直配向」性が良く、「電極見え」の
ない素子であった。
実施例17〜20 実ノ池例16と同じ構成の処理基板を用い、第3表に示
す液晶材料を封じ、その配向性を調べた。
いずれも期待した通りの配向性を示し、しかも、「電極
見え」が全くない素子であった。
比較例 実施例11〜15で用いた8D7ランーシラノールオリ
ゴマー溶液を用い、導電膜面に直接塗布し200Cで1
時間乾燥し、膜厚400人の8Dシランーシラノールノ
dを形成し、実施例1と同じ方法で孝子化した。その結
果、[垂直配向Jri良好であったが、「電極見え」が
著しく目立った。
以上の様に、本発明は、「垂直配向」を必要とする液晶
表示素子用電極基板として有用であり、応用範囲の広い
ものであることが明らかでらる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明になる液晶表示素子のVfr面図であ
る。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、透明な基板の片面に、部分的に透明電極が形成され
    、該成極面全体に亘って、If、、iI3分子長軸を該
    電極面に対して、はぼ垂直に配向させる性質を有する配
    向膜が形成されている電極基板において、該配向膜と該
    基板との間に、屈折率が1.65〜1.85の範囲にあ
    る透明な絶縁性i4膜が形成されていることを特徴とす
    る液晶素子用成極基板。 2、透明な絶縁性薄膜が成展性有機高分子からなること
    を特徴とする特許請求の411!囲第1項記載の液晶累
    子用′it億基板。 3、透明な絶縁性薄膜が、ポリアミド、ポリイミド、は
    リアミドイミド、ポリエステルアミド金倉む高分子から
    選ばれていることを特徴とする特許請求の範囲第1項記
    載の液晶素子用成極基板。 4、配向膜が溶液から成膜されるタイプでろり、前記透
    明絶縁膜を溶解しない性質を有し、かつ、該絶縁膜面に
    対して良好なぬれ性を示すものであり、該配向膜成膜時
    の熱処理mfが、該絶縁膜の耐熱温度以下である特許請
    求の範囲第1項記載の液晶素子用成極基板。 5、配向膜が、長鎖アルキル基を含むシラノールオリゴ
    マーd液から1乍られた膜でりることを特徴とする特許
    請求の範囲第1項記載の液晶素子用成極基板。 6、配向膜が、70ロアルキル鎖を含むシラノールオリ
    ゴマー溶液から作られた膜であることを特徴とする特許
    請求の範囲第1項記載の液晶素子用成極基板。
JP56105526A 1981-07-08 1981-07-08 液晶素子用電極基板 Pending JPS587611A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62269119A (ja) * 1986-05-16 1987-11-21 Stanley Electric Co Ltd 液晶表示素子
US4904059A (en) * 1988-02-12 1990-02-27 Alps Electric Co., Ltd. Liquid crystal display element having a nonconducting layer of particular index of refraction

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62269119A (ja) * 1986-05-16 1987-11-21 Stanley Electric Co Ltd 液晶表示素子
US4904059A (en) * 1988-02-12 1990-02-27 Alps Electric Co., Ltd. Liquid crystal display element having a nonconducting layer of particular index of refraction

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