JPS5888723A - 液晶表示素子 - Google Patents

液晶表示素子

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Publication number
JPS5888723A
JPS5888723A JP56186806A JP18680681A JPS5888723A JP S5888723 A JPS5888723 A JP S5888723A JP 56186806 A JP56186806 A JP 56186806A JP 18680681 A JP18680681 A JP 18680681A JP S5888723 A JPS5888723 A JP S5888723A
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JP
Japan
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liquid crystal
long
oligomer
films
crystal display
Prior art date
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Pending
Application number
JP56186806A
Other languages
English (en)
Inventor
Kishiro Iwasaki
岩崎 紀四郎
Fumio Nakano
文雄 中野
Seikichi Tanno
丹野 清吉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPS5888723A publication Critical patent/JPS5888723A/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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  • Physics & Mathematics (AREA)
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  • Optics & Photonics (AREA)

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、特に、液
晶分子を酸・ホを言むガラス基板面において、垂直に配
向させて用いる液晶表示素子に関するものである。
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(E(”’:B型)液晶表示素子の一例
を第1図に示す。二枚の透明ガラス基板1.1′とが所
定の間隔、例えば5〜20μmでほぼ平行に配置され、
その周辺は、例えばエポキシ系接着剤からなるシール材
2で封着され、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
えばガラスファイバーやアルミナ粉などのスペーサー4
によって得られている。なおスペーサ4けシール材2に
含まれなくてもよく、セル中央部にあってもよい。
上記基板l、1′にはそれぞれ導電性で光の透過率が8
0%以上の酸化インジウム系の電極5゜5が所定の形状
で付いており、互いに液晶3に接している。更に電極5
,5′の上に液晶分子を垂直に配向させる配向制御膜6
,6′が形成されている。この配向制御膜は適度の撥水
性を有している。
基板1,1′の外側には偏光板7,7′が配置され、偏
光軸のなす角度は一般に90°近傍が選ばれる。このよ
うな表示素子は第1基板1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
反射型表示素子として利用される。
ここで、反射型の液晶表示素子の動作原理について簡単
に説明する。今、液晶層に電界が存在しない時、第1の
偏光板7を通過した外束光は、偏光軸に沿った直線偏光
となり、液晶層3に入射する。液晶分子は垂直配向して
いるので、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。偏光板7.7′は互いにほぼ直交して
配置されているため、偏光光はほとんど透過しない。そ
のため反射体8で反射された反射光は観察者には暗くみ
える。このような表示表子において、Fi5.5′に所
定の電圧を印加し、液晶層の所定の領域に電界を与える
と、その部分の液晶分子はある臨界条件を越えると電界
に対して傾きをもって配向する。そのだめに、この傾き
に応じて入射した偏光光は変調を受け、楕円偏光となる
ため、反射光は着色して覗察される。従って、所望の選
択された電極に醒圧を印加することによって所望の表示
を行うことができる。
以上述べたように、ECB型液晶表示素子では、両ガラ
ス基板間に封入される液晶は、その液晶分子がガラス基
板面にほぼ垂直に配向される必要がある。この液晶配向
特性は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。
この配向制御膜の材質としては、一般に表面エネルギー
の小さい、即ち撥水性の大きいものが用いられる。この
種の材料としては、種々提威されている。例えば、Ce
O□など無機の酸化物、Mg P、などの弗化物が用い
られているが、これらは蒸着による製膜法のだめ量産性
に乏しい。一方簡便な方法として、レシチン膜、界面活
性剤単分子膜があるが、これは耐熱性に乏しく、材料と
しての安定性が悪く、かつ所定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、ノール強度
を低下させるという難点がある。ノリコーンオイルなど
の撥水α理膜も有用であるが、やはりシール部の汚染を
防止することが電しい。
更に配向制御膜として重要な特性は、基板に形成された
電極部が、他の領域よりも目立って見える現象(以後「
電極見え」と呼ぶ)を解消しなければならないことであ
る。これは従来の配向制御膜を用いた場合に、共通して
生ずる問題点であった。これに対しては、あらかじめ「
電童見え」を解消し得る嘆を、配向制御膜と基板の間に
挿入させることによっても解決し得るが、この場合には
製膜工程が繁雑となり、コスト上昇をまねくことになる
1、パターン化された成ホが実質的に目立たなくなる配
向制御膜を提供することにある。
2、シール部を汚染させることなく、任意の所望する1
固所にのみ配向制御膜を設けることのできる配向制御、
模材料を提供することにある。
基本的には長鎖アルキルシラン−シラノールオリゴマは
撥水性を持つ長鎖アルキル7ランと、ガラス基板との密
着性の良いシラノールオリゴマ(通称SOG、東京応化
(株)製S i −F’ i Amカ相(5) 当)とを50〜70℃で混合嘩拌しながら反応させるこ
とによって容易に得られる。しかし、これだけでは14
見え」は解消されず、しかも粘度が小さいため、印刷法
の様な局部製膜法を採用することが難しい。
これを同時に解決するため、粘度の高い高分子溶液と、
長鎖アルキルシラン〜ソラノールオリゴマ溶液とを混合
して塗布する方法を見い出した。
高分子材料として耐熱性が高く、かつ、混合膜としだ時
の屈折率が高くなる様な材質を選ぶことによって、本発
明は高変に達成された。例えば、ポリイミド系の高分子
材料は、本発明の目的に好適な材料である。ポリイミド
系高分子は一般に他の高分子材料に比べて、屈折率が高
く、長鎖アルキルシラン−シラノールオリゴマと混合し
た場合の膜の屈折率が高く、構成材料の屈折率差が大き
いことによって生じている「電極見え」を解消するのに
有効であった。しかし、耐熱性の良否は、本発明の他の
目的のためには必須でなく、耐熱性が十分でなくとも、
屈折率の高い高分子材料は広く(6) 1吏用し得る。具体的材料を例示すれば、脂肪族ポリア
ミド樹脂、芳香族ポリアミド剖脂、芳香族ポリエーテル
アミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエステルイミ
ド、ポリヒドラジドイミド樹脂、ポリベンゾイミダゾー
ル用脂、ポリアミノビスマレイミド明1指などがあげら
れる。更に、 「r電極見え」を解消しない程度に粘度
調整、接着性向上などの目的で他の成分が配向され得る
。特に、セルロース系の高分子は 粘度調整に有用であ
る。
「電極見え」は屈折率が大きく異々る媒質界面における
反射の特異性によって説明される(特1顆昭54.−1
27964 参照)。それによると、膜の屈折率が1.
65〜1.80の場合に「電極見え」が最も少なくなる
とことを示している。従って屈折率がその範囲に調整さ
れた配向前1」両膜は本発明の目的を達成し得る。
長鎖アルキルシラン−7ラノールオリゴマを作る、長鎖
アルキル7ラン化合物としては、現在のところ下記のも
の方知られている。
C,、H+7S l ’ OC,、H5)3C1oH2
1SI (OC2H6)3 C,2H2,S i (C)C2H,)3CI2H25
S +  (OCH313CI4H2QS 1 (0(
”:H3)sC+aH33S l (OCH3)3 C18H37Si(OC2H5)3 C2oHuS ! (Or’:H3)3シラノールオリ
ゴマとの反応性を考えると、メトキンあるいはエトキン
基を少なくとも1閂有するシラン化合物が有効と考えら
れるが、反応性を工夫すれば他の化合物も使用できると
考えてよい。
従って、本発明は特にこれらに限ったものではなく、将
来別種の誘導体が出現することは十分考えられる。
ンラノールオリゴマとの反応で長鎖アルキル7ランーシ
ラノールオリゴマの生成する機構は模式的に下記に示す
ようなものと考えられる。
0H01( OC1H6 C2H3O81H3□C18 1 0HOHoHOH 上記の反応は比較的容易に進行するため、5゜〜70°
Cで混合1呻することによって反応は完結する。長鎖ア
ルキル鎖の濃度は、混合時の配合比によって決定される
が、垂直配向を実現するためKは、フラノール中にある
水酸基のうち5係程度に結合していれば、最小限目的を
達し得る。逆にあまり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し、析出する場合が生じるの
で5〜50%の範囲が適当である。しかしながら、トル
エンのような炭化水素系溶媒を少量添加することによっ
て、更に#変を上げることも可能である。
(9) なお、本発明になる配向側1卸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。潤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
を用いだ相転移型表示素子、スメクチック液晶を用いた
表示素子、更に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すいて具体的に説明する。な
お、膜の屈折率はノリコーンウェハー上に所定の膜を形
成し、自動エリプリメータを用いて測定した。
実施列1 ソーダガラス基板に所定の形状にパターン化した透明電
極を形成し、その上に配向制御膜を形成した。配向制#
嘆としては、オフタデシールトリエトキシシラン(長鎖
アルキルシラン C+8H3□S i (OC2H,)31をオリゴマ化
した長鎖アルキルンランーンラノールオリゴマとポリイ
ミドイソインドロキナゾリンジオン(日立化成製(10
) PIQ))との混合物を用いた。
長鎖アルキルシラン−シラノールオリゴマはトルエンヲ
溶媒とした6%シラノールオリゴマ溶液に長鎖アルキル
7ランを重量で固形分濃度の40係になるように加え、
70°C12時間攪拌しながら反応させたものである。
−万PIQは3.5重量1N−メチルピロリドン(NM
P)溶液でちる。
両者を固形分の重量比で1;1になるように混合溶液を
作った。
この溶液を回転塗布法で製膜した配向制御膜は、300
°Cまでフェニルシクロヘキサン系液晶(メルク社製Z
LI−1132)を垂直配向させる能力を失なわなかっ
た。また、成極パターンが目立つ現象もなかった。その
時の屈折率け1,70であった。
実施列2 脂肪族ポリアミドlダイナマイトノーベル社製T r 
o gamid −’p )の5.0重量係ジメチルホ
ルムアミド(r)MF)溶液を作り、実施列1で用いた
と同り、[アルキルシラン−シラノールオリゴマ溶C1
1) 液と、固形分重量比で1=1になるように混合した溶液
を作り、回転塗布法により配向制御膜を形成した。この
膜の屈折率は1.72であった。
実施例3 ポリブタジェン(8曹製BC−1000)の5重量幅ハ
ルエン溶液を作り、実施例1で用いたと同じ長鎖アルキ
ルシラン−シラノールオリゴマ溶液と、固形分重量比で
1=1になるように混合し、回転塗布法により配向制御
膜を形成した。この膜の屈折率は1,65であった。
実施ρ114 実施例1で述べたと同じ方法により、長鎖アルキルンラ
ンとして、オクチルトリエトキンシラン(C8H,□S
 i (OC2H5)s lを用いた長鎖アルキルンラ
ン−シラノールオリゴマ溶2液を作す、芳香族ポリエー
テルアミドの3.0重量%1′)MF浴溶液作り、この
2つの溶液の固形分濃度比が1:1になるように混合溶
液を作り、回転塗布法により配向市11#膜を形成した
。この膜の屈折率は1.80であった。
(12) 実施例2〜4までの配向制御膜の付いた基板を用いて、
それぞれエポキシ系接着剤でシールし、液晶ZLI−1
132を用いて液晶表示素子を作製した。この素子はい
ずれも垂直配向を示し、「電・不見え」は全くなかった
実施例5〜9 実施例1で述べたと同じ作シ方で、長鎖アルキルンラン
として、デシルトリエトキンシラン(C+。H2+8”
 0”:2H5)s l  を(実施列5)、ドデンル
トリメトキシシラン(CI2 Hts 81(OCH3
)s)を(実施列6)、テトラデンルメトキシヅラン(
CI4 H29S i (OCH3)31  を(実施
例7)、ヘキサデシルメトキシシラン(CI6H33S
j (OCH3)31を(実施例8)、エイコシルエト
キ7シラン(C20H41B 1(oc、 H,)3)
を(実施例9)を用いた長鎖アルキルシランーンラノー
ルオリゴマ溶液ヲ実施例1と同じ方法で作り、実施例1
と同じPIQと配合した溶液を作った。この溶液を用い
て回転塗布法で製膜した配向側(財)膜はいずれも十分
な垂直配向規制力を示し、しかも「電極見え」もなかっ
た。
(13) これらの膜の屈折率はいずれも1.70であった。
実施例10 実施例1で述べたと同じ方法により作製した。
長鎖アルキルシランーンラノールオリゴマ溶液トP 丁
Q、溶液との固形分の重量比を1:10になるような混
合溶液を作った。この溶液を用いて、印刷法により配向
制御膜を形成した。この膜を用いて、液晶ZLI−1,
132を封入した素子は垂直配向を示し、しかもシール
部の汚染がなく、「電極見え」もなかった。膜の屈折率
は1.71であった。
比較例1 実施例1で用いたと同じ長鎖アルキルンラン−シラノー
ルオリゴマ溶液を用い、回転塗布法により配向制御膜を
形成した。この基板を用いて、シール材としてエポキシ
系樹脂でシールし、液晶ZLI−1132を封入した素
子は良好な垂直配向を示したが、電極パターンが顕著に
目立った。この膜の屈折率は1.52であった。
比較例2 実施例1で用いたと同じ長鎖アルキルンランの(14) 20%エタノール溶液を用い、配向制御膜を形成した。
この基板を用い、エポキシ系接着剤でシールし、ZLI
−1,132を封入し、素子を作製した。
この素子は良好彦垂直配向を示しだが、K 雨パターン
が顕著に目立つた。この膜は非常に薄< (’50Å以
下)屈折率を測定することができなかった。
実施例、比較例からも明らかな如く、本発明による配向
制御膜は置注性のある印刷法が適用できそのためにプー
ル部の汚染がない、信頓性の高い素子生産を可能にする
。また、膜の屈折率が1.65〜1.80の範囲に入る
。この膜を用いた液晶表示素子は良好な垂直配向を示し
、かつ「−極見え」が生じない。そのだめに表示品質が
著しく向上し得る。
【図面の簡単な説明】
第1図は液晶表示素子の断面図である。 1.1′・・・ガラス基板、2・・・シール材、3・・
・液晶層、4・・スペーサー、5,5′・・・透明電極
、6゜6′・・・配向制御膜、7,7′・・・偏光板、
8・・・反射(15)               
  ・  1め1 図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、所望の表示パターンに形成され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にて/−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
    、電極面を含む表示部全面に、長鎖アルキル基を有する
    シラン化合物とシラノールオリゴマとから作られた長鎖
    アルキルンラン、シラノールオリゴマと有機高分子とか
    らなる配向制御膜を形成しでなることを特徴とする液晶
    表示素子。 2、特許請求の範囲第1項において、配向制御膜の屈折
    率が1.65〜1.80であることを特徴とする液晶表
    示素子。
JP56186806A 1981-11-24 1981-11-24 液晶表示素子 Pending JPS5888723A (ja)

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JP56186806A JPS5888723A (ja) 1981-11-24 1981-11-24 液晶表示素子

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JP56186806A JPS5888723A (ja) 1981-11-24 1981-11-24 液晶表示素子

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62158422U (ja) * 1986-03-31 1987-10-08
US4735492A (en) * 1985-10-14 1988-04-05 Hitachi Chemical Company, Ltd. Liquid crystal orientation controlling film and liquid crystal device using the same

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4735492A (en) * 1985-10-14 1988-04-05 Hitachi Chemical Company, Ltd. Liquid crystal orientation controlling film and liquid crystal device using the same
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