JPS61204619A - 液晶素子 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、ネマチック液晶の光学的複屈折性を利用した
電気光学変調装置における液晶表示素子に関するもので
ある。

［従来の技術］ 一般に光学装置用の液晶表示素子は、平行に配置された
二枚の基板間に液晶を充填し、電界等の印加によって生
じる液晶の光学的緒特性の変化を利用して情報の表示を
行うものである。第２図にツイスト型液晶表示素子の概
略断面図を示す、第２図において１１はガラス、プラス
チック等の透明絶縁基板（電極基板）であり、１２はこ
の基板上に被着させた酸化スズ、酸化インジウム等を主
成分とする透明電極被膜である。この電極被膜は、さら
に任意の電極パターンに形成される。１３はこの電極パ
ターン面上において液晶の配向を促進させるために被着
させた絶縁性の高い高分子被膜に、配向処理を施すこと
によって得られた配向膜である。第２図に示した液晶表
示素子は、前記配向１３の配向方向が、平面的に直交す
るように基板が配置され、上下基板間に液晶材１４を充
填した構成となっている。

上記液晶表示素子に充填された液晶材は、通常、電圧の
印加されていない状態では、液晶分子は９０°ねじれて
配列しており、旋光性を有している。一方、電圧が印加
された状態では、液晶分子はほぼ垂直に配列を変えるた
め、旋光性は失なわれる。前述したように、上下の基板
上に設けられた配向膜は、平面的に直交するように配置
されているため、電圧が印加されない状態では入射光は
透過し、電圧が印加された状態では入射光は遮られる。

この結果、表示画面上に「明」、「暗」のコントラスト
を持った画像が表示される。

［発明が解決しようとする問題点］ 上記構成による液晶表示素子は、通常、電圧を印加して
いない状態においては、その表示内容及び表示形態が使
用者にはわからず、実際に電圧を印加しなければ可視化
されないという欠点を有していた。そこで基板の電極被
膜及び液晶層と接する側に、有色の透過性被膜（染色層
）を形成するという手段が提案されているが、この場合
染色できる材料は限定され、配向膜としての要求特性を
満足するものはない、また、前記染色層の上に従来から
の配向膜を形成するとしても、染色材料は高温に対して
耐久性がなく、染色層の上に従来より用いられている高
温硬化タイプのポリイミド被膜を形成してセルとするこ
とは困難である。さらに、従来のように高熱処理を行な
うためには、その製造装置が非常に高価となり、生産性
もよくない等の欠点があった。

本発明は、上記従来の欠点に鑑みなされたもので、電圧
を印加していない状態においてもその表示内容が使用者
にわかり、かつ斜め方向から目視した場合においてもフ
ィルタ等の境界が見えたりする事がなく、さらに処理温
度を低くし、コスト及び生産性を向上させた液晶表示素
子を提供することを目的とするものである。

［問題点を解決するための手段］ 第１図は、本発明の基本概念を示す概略断面図である。

第１図において、電極基板１上に被着した透明電極被膜
２を、所定のパターンに形成した後、この透明電極の上
にポリビニルアルコールを主成分とする染色層３を被着
し、さらにこの染色層３の上にイミド結合を有する高分
子被膜を被着させ絶縁膜とするとともに、表面に配向処
理を施して配向膜４としたものである。このようにして
各被膜を積層した上下の電極基板間に、液晶材５を充填
することによって表示素子が得られる。

本発明で用いられるイミド結合を有する高分子とは、骨
格中に環状イミド結合を有する重合体であり、骨格中に
は他の結合、例えばアミド結合、エステル結合、エーテ
ル結合、スルホン結合等の結合を有することができる。

［作　用］ 本発明においては、透明電極上に染色層が設けられてい
るため、通常に光が透過している場合でも、外部の観察
者はその表示内容及び表示形態を認識することができる
。また、染色層は素子内部において薄膜上に被着してい
るため、斜め方向から目視した場合でも、染色層の境界
が見えることはない、イミド結合を有する高分子被膜は
、漏れ電流が数十〜数百ｎＡ程度であり、絶縁性が良好
で、消費電力も少なくてすむ、また屈折率も１．７０〜
１．７４程度であり、他の高分子材料に比べて極めて大
きく、基盤上に形成された電極パターンが見えにくくな
るという利点がある。さらに、本発明で用いるイミド結
合を有する高分子被膜は、他のイミド結合を有する高分
子材料に比べて処理温度を低くすることができる。

［実施例］ 実施例１ 酸化インジウムの透明電極被膜が所定のパターンに形成
されている電極基板に、日本合成化学工業（株）製のポ
リビニルアルコールの５％水溶液を、スピンナーを用い
てコーティングした。次に、このポリビニルアルコール
被膜を有する電極基板を、染色層に浸漬して染色した０
次に、前記ポリビニルアルコール被膜上にレジストを塗
布し、パターニングした後レジスト材及び不要のポリビ
ニルアルコールを洗浄し、充分に乾燥させた。このよう
な処理を施した電極基板に、住友ベークライト製の低温
硬化タイプポリイミドを、スピンナーを用いておよそ１
０００人程度０膜厚となるようコーティングした。この
電極基板を、クリー−ンオーブン中に１５０℃で１時間
放置してボリイミド被膜を硬化させた。次いで、前記ポ
リイミド被膜を設けた電極基板の表面を、一方向に擦っ
て配向処理した後、配向方向が平面的に直交するように
二枚の電極基板をセル組みした。このセル容器にネマチ
ックタイプの液晶を封入し、さらにこの液晶セルの上下
電極基板外側に、隣接する基板の配向方向と平面的に平
行となるように偏光方向を備えた偏光膜を貼合せてねじ
れネマチックの液晶表示素子を作成した。

これらの試料を温度１００℃、相対湿度１００％の条件
下で、１０時間（ＩＯＨ）　、２０時間（２０Ｈ）、３
０時間（３０Ｈ）　、　４０時間（４０Ｈ）　、　５０
時間（５０Ｈ）各々保存し、各試料の強制経時テストを
行って液晶表示能力を観察した。同時に比較例として、
前記ポリイミド被膜の代わりにポリビニルアルコール被
膜を形成したもの（比較例１）、塩化ビニル被膜を形成
したもの（比較例２）をそれぞれ前述と同様な条件下で
観察した。

これらの各試料の試験結果を表−１に示す。

表−１ 以上表−１の結果から、イミド結合を有する高分子被膜
を形成した液晶セルは長寿命であることが判明した。

実施例２ 前述した実施例１で示した方法と同様にして、日本合成
ゴム（株）製の低温硬化タイプのポリイミド被膜を用い
て液晶表示能力を観察した結果を表−２ また、本発明では液晶材５として前述のねじれネマチッ
ク液晶の他に、強誘電性液晶を示すカイラルスメクティ
ック液晶：Ｃ相、Ｈ相、１相、Ｊ相、Ｋ相、Ｇ相、Ｆ相
を用いることができる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明においてはポリビニールア
ルコールを主成分とする染色層を透明電極上に設け、さ
らにその染色層上に、イミド結合を有する高分子被膜を
設けて配向膜としたので、通常に光が透過している場合
であっても表示内容があらかじめ使用者にわかるように
なった。一方、染色層は素子内部において薄膜状に形成
されているため、斜め方向から見た場合でも染色層の境
界が見えることはない、また、低温硬化タイプの被膜を
使用することによって処理温度を従来より低くすること
ができ生産性、コスト等の点においても大幅な改善を設
ることができる。さらに、液晶セルの表示能力も向上さ
せることができる。

しかも、染色層の色素を適当に組み合せることによって
１画像のカラー表示も可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本概念を示す概略断面図、第２図は
従来の液晶表示素子の一例を示す概略断面図である。 １・・・電極基板、　２・・・透明電極被膜　３・・・
染色４・・・配向［５・・・液晶材。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）二枚の電極基板間に液晶を挟持して成る液晶表示素
   子において、前記電極基板上の透明電極表面にポリビニ
   ルアルコールを主成分とする染色層を設け、さらに該染
   色層の表面にイミド結合を有する高分子被膜を設けて配
   向膜としたことを特徴とする液晶素子。 ２）前記イミド結合を有する高分子被膜の形成温度が２
   ２０℃以下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。