JPS6036571B2 - 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
装置の配向制御膜に関する。

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方性によって二つに
分類される。一つは分子の長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ツク液
晶、つまり負の誘電異方性を有するネマチック液晶（以
下Ｎｎ−液晶と略称する）に電解を印加したときに生ず
るイオンと、Ｎｎ−液晶分子集団との衝突によって起さ
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。もう一つは分子の長軸方向と
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、つまり正の誘電異万性を有するネマチ
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黍着法
、ラビ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。このようにして得られ
たＴＮ型表示素子において、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
ように設置した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軸が霞場方向に傾き、ある電
圧値以上においてはＮｐ−液晶分子はその長軸が雷場方
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、直交偏光板間では光を遮閉する。この様に
ＴＮ型表示素子は２枚の偏光坂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挟持した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表示に応用される
。

ＴＮ液晶素子に用いられる液晶は、シッフベース系、ア
ゾキシ系、ビフェニル系、ェステル系、シクロヘキサン
系などがある。

一方、配向制御膜としては酸化ケイ素膜等の無機化合物
からなるものおよびヱポキシ樹脂やポリィミド樹脂等の
有機化合物からなるものが知られている。液晶と配向制
御膜の間には相性があり、例えば酸化ケイ素膜はシッフ
ベース系液晶に対しては良好な配向性を示すが、アゾキ
シ系液晶に対しては配向性が劣る。このようにある液晶
に対してはある配向制御膜しか使えないという欠点があ
った。他方、ラビング膜は、液晶素子組立てなどの後処
理に必要な熱覆歴のために、ラビング処理効果が消失し
てしまったり、ドメィンと称する配向の乱れが生ずると
いう欠点を有していた。

このため熱処理条件に大きな制約があり、液晶セル組立
に適用するシール部の接着剤も比較的低温で使えるもの
に限られるという欠点があった。ポリィミドのように耐
熱性の優れたポリマは上記した欠点のないものもあるが
、これらは液晶セルに電圧を印加したときに、誘起ドメ
インと呼ばれる旋光性の異なる領域が発生し実用に耐え
なくなるという欠点を有していた。

本発明の目的は上記した従来技術の欠点をなくし、種々
の液晶に対して配向性の優れた配向制御膜を使用し、ラ
ビング処理の高耐熱性を持ち、かつ密閉性のよい信頼性
のある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、配向制御膜としてポ
リベンズチアゾールあるいはポリベンズオキサゾールの
いずれか一種ラピング膜を使用し、シール部をガラスフ
リットでシールして液晶表示セルを作成する。

本発明の第一の特徴は配向制御膜と使用したポリベンズ
チアゾールあるいはポリベンズオキサゾールのラビング
膜が、種々の液晶分子を際面にほぼ平行に寝せ、かつ均
一な懐れた配向性を与える点にある。

ここで用いるポリベンズチアゾールは分子中に少なくと
も一つ以上のペンズチアゾール核を含むポリマーであれ
ば特に限定はない。

有用なポリベンズチアゾールとしては３，３′−ジメチ
ルカプトベンジジンとテレフタル酸ジフヱニルから合成
されるポリマー、３，３′−ジメチルカプト−４，４′
ージアミノフェニルェーテルとイソフタル酸ジフェニル
から合成されるポリマーなどがある。また、ここで用い
るポリベンズオキサゾールとしては、分子中に少なくと
も一つ以上のペンズオキサゾール核を含むポリマーであ
れば限定はない。有用なポリベンズオキサゾールとして
は、４，４′ージヒドローｍ−ペンジジンと塩化ィソフ
タロィルから合成されるポリマー、４，４′−ジヒドロ
−３，３−ジアミノジフエニルエーテルとイソフタルア
ミドから合成されるポリマーなどがある。これらのポリ
マーは通常、Ｎ−メチル−２ービロリドン、Ｎ，Ｎ′−
ジメチルアセトアミドなどの極性溶媒に溶解して、基板
上に塗布され、溶媒を蒸発してポリマーの薄膜を得る。

膜厚は３００〜１５００人が好ましい。３００Ａ以下の
腰厚では均一な薄膜が得難い。

また１５００Ａ以上の厚さになると液晶素子の動作電圧
が高くなる欠点がある。本発明の第二の特徴はラビング
処理の耐熱性が非常に優れていることである。

ラビング処理は通常、綿、ガーゼあるいはフェルトなど
で一定荷重をもって一方向にこすることにより行なわれ
る。これにより液晶分子を膜面と接する付近で秩序よく
配向させる。この均一な配向が液晶セル組立てなどの後
工程で乱れてしまってはならない。本発明により得られ
た配向制御膜は上記ラビング効果が４８０００で１０分
間熱処理しても保持され均一な配向を与える。これによ
りガラスフリットによる二枚の基板の貼り合わせが可能
となった。またガラスフリット封着が可能となったため
、素子の耐緑信頼性が大幅に増加した。以下に本発明を
具体例を用いて説明する。

第１表に示したポリマーの３％Ｎ−メチル−２ーピロリ
ドン溶液を用いて。

図に示したごと〈十分に洗浄した透明導電膜２を有する
ガラス基板１上の偏光板６上に均一に塗布後、８０℃で
３０分間次いで２００ｑｏで１時間加熱して溶媒を完全
に蒸発させる。以上のように作成したポリマの薄膜を脱
脂ガーゼで一定荷重のもとに一定方向にこすり、配向制
御膜３を得る。上記の完成した一枚の板をガラスペース
トで所定のパターンに印刷し、８０つ０で３０分間乾燥
後別の一枚の板を圧着して４７０こ０でＩＱ分間焼成し
て封着剤５とする。

次いで第１表に示した種々の液晶４を減圧下で注入する
ことにより液晶セルを作成した。この液晶表示セルにつ
いて配向性と電気光学特性を調べたところ第２表の結果
を得た。ポリベンズチアゾールを配向制御膜とした実施
例１〜２とポリベンズオキサゾールを用いた実施例３〜
４は、第１表に示したすべての液晶に対して良好な配向
性を示し、かつ耐湿試験後もその配向性を保持した。

また視角特性が立ち上り特性などの動作特性も良好であ
った。一方、芳香族ポＩＪイミドを用いた比較例１，２
は、液晶の配向が乱れ実用に耐えないことが分った。第
１ 表 Ｒ１，Ｒ３・・−・・・・・・アルキル基第 ２ ４０℃，９５％ＲＨ中１００ｂ放置 以上説明したように、本発明による液晶表示セルはポリ
ベンズチアゾールあるいはポリベンズオキサゾールのい
ずれか一種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均一費己向性に優れ
動作特性も良好でかつラビング処理効果の耐熱性を著し
く向上することができた。

これによりガラスフリツトシールが可能となり信頼性が
向上した。

【図面の簡単な説明】

図は液晶表示セルの断面図である。 １・・・・・・ガラス基板、２・・・・・・透明導電腰
、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剤で封入することにより
   挾持された液晶とから液晶表示セルにおいて、配向制御
   膜が特定方向に配向処理されたポリベンズチアゾールあ
   るいはポリベンズオキサゾールのうち一種からなること
   を特徴とする液晶表示セル。