JPS6035652B2 - 液晶表示セル - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はネマチック液晶を用いるねじれ効果型液晶表示
装置の酉己向制御膜に関する。

ネマチック液晶は、それに電界を印加したときに生ずる
光学的変化を利用して、電気光学的表示素子に応用され
ている。

ネマチック液晶を用いた電気光学的表示素子は、それに
用いられるネマチック液晶の誘電異万性によって二つに
分類される。

一つは分子の最軸方向とほぼ直交する方向に分子の双極
子モーメントの方向を持ったネマチック液晶、つまり負
の譲電異方性を有するネマチツク液晶（以下Ｎｎ−液晶
と略称する）に電解を印加したときに生ずるィオンとＮ
ｎ−液晶分子集団との衝突によって起きされる光散乱現
象、いわゆる動的散乱モード（ＤＳＭ）を利用した表示
素子である。もう一つは分子の最軸方向とほぼ同一方向
に分子の双極子モーメントの方向を持ったネマチック液
晶、つまり正の誘電異方性を有するネマチック液晶（以
下Ｎｐ−液晶と略称する）に電界を印加したときに生ず
るＮｐ−液晶分子のねじれ又は傾きの変化、いわゆる電
界効果モード（ＦＥＭ）を利用した表示素子である。

後者のＦＥＭ型液晶表示素子の多くは電界効果モードの
ひとつであるＮｐ−液晶分子のねじれの変化を利用した
、いわゆるねじれ効果型表示素子（以下ＴＮ型表示素子
と略称する）であって、本発明はこのＴＮ型表示素子に
関するものである。ＴＮ型表示素子はガラス板などの支
持体の一面に透明導電性被覆を施して電極面とした一対
の透明電極板をその電極面が対向するように組立てセル
とし、該セルにＮｐ−液晶を注入し充満させることによ
って作成される。この場合電極面はあらかじめ斜方蒸着
法、ラピング法等によって一定の方向性を持って処理さ
れ、電極板はその電極面処理方向がほぼ直交する状態で
適当な間隔を保って重ね合わされる。このようにした得
られたＴＮ型表示素子におし、て、Ｎｐ−液晶分子は各
電極面では分子長軸が電極面に平行にかつ電極面処理方
向と同一方向に配向しており、電極面間では連続的にほ
ぼ９０ｏねじれた状態を示しながら配向している。電極
板に垂直に入射した直線偏光の偏光面はＴＮ型表示素子
を通過する間にほぼ９０ｏ旋光される。

したがって、ＴＮ型表示素子はその光振動面が互に平行
となるように設置した２枚の偏光板間では光を遮閉し、
その光振動面が直交するように配置した２枚の偏光板間
では光を透過する。このＴＮ型表示素子に電圧を印加す
ると、Ｎｐ−液晶分子は印加電圧に対応してその長藤が
露場方向に傾き、ある電圧値以上においてはＮｐ−液晶
分子はその長軸が竃場方向とほぼ平行に配列する。電圧
印加状態ではＴＮ型表示素子は電圧無印加の場合とは全
く逆に平行偏光板間では光を透過し、直交偏光坂間では
光を遮閉する。この様にＴＮ型表示素子は２枚の偏光板
間に挟み込むことにより、印加電圧に対応して光遮閉状
態から光透過状態へ、あるいは光透過状態から光遮閉状
態へと変化し、この光変調が表示に利用される。

２枚の偏光板によって被持したＴＮ型表示素子と駆動回
路から構成されるＴＮ型表示装置は電子卓上計算機、電
子時計、電子計算機等種々の計測機器の表示に応用され
る。

ＴＮ型表示装置に用いられる液晶配向制御膜としては従
来二酸化ケイ素などの無機酸化膜やボリィミド等の特殊
な熱硬化性樹脂の膜などが知られている。

二酸化ケイ素は斜方蒸着法などの複雑な薄膜形成工程を
必要とし、またアゾキシ型の液晶など比較的低電圧で動
作する液晶に対しては液晶の配向性が劣る欠点があった
。一方、ポリィミド等の特殊な有機膜は樹脂を塗布後、
高温、長時間の加熱硬化過程を要したり、また通常基板
に用いられるガラスとの接着性が劣る等の欠点を有して
いた。

さらに、対向する透明導電膜のいくつかの部分で電気的
接続をさせるような液晶表示装置固有の要求を満すため
に、プラズマ処理あるいは化学的処理などによって配向
制御膜を部分的に剥離する工程が必要で、極めて煩雑な
作業を行なわねばならなかった。また、プラズマ処理等
を十分に行なうことは非常に困難で、これが不完全な場
合には、剥離されなかった膜を透過する水分によって、
液晶が性能を維持できなかったり、残余膜のために２枚
の基板の組立に必要な接着剤の接着性を低下させたりす
る問題があつた。以上のように、従来法による薄膜作成
は複雑でかつ特殊な工程を必要とし、液晶表示装置の製
造コストが高価にならざるを得ず、その性能、信頼性の
点でも問題を残していた。

本発明の目的は上記した従来技術の欠点をなくし、製造
が極めて容易で、安価かつ高性能の液晶表示セルを提供
するにある。

このような目的を達成するために、配向制御膜として、
スピロアセタール樹脂を塗布し、必要な部分を硬化後、
未露光の未硬化部分を溶剤で除去し、硬化膜を所定の方
向にラビング処理を行なって得られた薄膜を用いる。

本発明の綾徴は第１にスピロアセタール樹脂膜が種々の
液晶分子を膜面にほぼ平行に配向させることを見し、出
した点にある。

ここで用いるスピロアセタール樹脂は分子中にスピ。

アセタール骨格を持つ化合物をいう。

スピロアセタール樹脂は活性水素を持った化合物、例え
ばポリオール、ポリカルボン酸、ポリエステル、ポリェ
ーテル、フェノール類などと熱硬化させることができる
。またアクリル酸あるいはメタクリル酸を反応させ（Ｒ
＝日またはＣＨ３）なる官能基を導入したものは紫外線
照射により硬化する。

有用なスピロアセタール樹脂としてはジアリリデンベン
タエリスリツトのジアクリレートまたはジメクタリレー
ト、トリアリリデンソルピツトのジアクリレートまたは
ジメタクリレートなどがある。なお、光化学反応は通常
光増感剤を用いる。

本発明において用いられる光増感剤は特に限定はないが
、ナフタリン、アントラセン、フヱナントレンなどの芳
香族炭化水素類、ニトロベンゼン、ニトロアニリン、ニ
トロフェノールなどの芳香族ニトロ化合物、ベンゾフェ
ノン、アセトフェノン、ベンジルなどのケトン類、ベン
ゾキノン、ナフトキノン、アントラキノンなどのキノン
類、アンスロン、ベンズアンスロンなどのアボスロン類
、ベンゾインェチルェーテル、ベンゾインイソフ。ロピ
ルェーテルなどのペンゾインェーテル類などが有用であ
る。光エネルギーの光源としては、２００〜４０仇ｍの
紫外線を多量に発生する高圧水銀ランプ、メタルノ・ィ
ランドランプ、キセノンランプなどが有用である。

露光に際しては、ェポキシアクリレート樹脂の塗布面に
光線が選択的に当るように所定のパターンを描いたマス
クを使う。

未露光部分はアセトン、ジクロルメタン、メチルエチル
ケトン、メチルセロソルプ、１．１，１ートリクロルエ
タンなどの溶剤で熔解除去できる。以下、本発明を実施
例により示す。

表に示した樹脂組成物の２％メチルセロソルブ溶液を、
図に示すごとく十分洗浄した透明導電膜２を有するガラ
ス基板１上に均一に塗布後、８０ｑ０で３■ご間乾燥し
て溶媒を蒸発させる。

この基板に所定のパターン円描いたマスクを取り付け、
該基板を高圧水銀燈（３０Ｗ／弧）で８分間紫外線照射
する。

次いで、該基板上の禾露光部分の未硬イｑ樹脂をジクロ
ルメタンを用い十分に超音波洗浄した後、８ぴ０で３び
分間乾燥する。以上のようにして作成した樹脂の薄膜を
フェルトで一定方向にこすり、配向制御膜３が完成する
。上誌の完成した２枚の板の配向制御膜間に種々の液晶
４を封着剤５により封入することにより挟持し、セルを
作成した。

次いでこのセルのガラス基板１の配向制御膜３のついて
いない面と平行に偏光板６を配置して液晶表示セルとし
た。この液晶表示セルについて配向性を調べたところ表
の結果を得た。実施例１〜２は５種の液晶に対して良好
な配向性を示し、液晶表示セルは正常に動作した。一方
、表中の比較例１〜２は配向の乱れが観察され実用に耐
えないことがわかった。以上の説明のように本発明によ
る液晶表示セルはスピロアセタール樹脂の薄膜で配向制
御膜を構成することを特徴としており、これにより種々
の液晶の配向性が優れ、かつ薄膜の塗布、表 硬化、パターン化などの作業が著しく容易になる。

そのため大幅な製品コストの低減が達成できる。

【図面の簡単な説明】

図は液晶表示素子の断面図である。 １…・・・ガラス基板、２…・・・透明導電膜、３・・
・・・・配向制御膜、４・・・・・・液晶、５・・・・
・・封着剤、６・・・・・・偏光板。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 平行に配置された二枚の偏光板と、この二枚の偏光
   板の間に偏光板に対して平行に配置された二枚の透明基
   板と、この二枚の透明基板の対向する面上に形成された
   透明導電膜と、この透明導電膜上に形成された配向制御
   膜と、この配向制御膜間に封着材で封入することにより
   狭持された液晶とからなる液晶表示セルにおいて、配向
   制御膜が特定方向に配向されたスピロアセタール骨格を
   有する樹脂からなることを特徴とする液晶表示セル。