JPS6127521A - 液晶表示装置 - 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】 本発明は、対をなす対向基板間に液晶物質を挾持してな
る液晶表示装置において、前記基板としてポリフェニレ
ンスルフィド（ｐｐｓ）を使用することを特徴とする液
晶表示装置に関するものである。

〔従来の技術およびその問題点〕

これまで、電気光学物質としてネマチック液晶、コレス
テリック液晶、スメツクチック液晶あるいはエレクトロ
クロミック物質などが知られている。特に、ネマチック
液晶（ｒＮ−液晶」と略称する）は、電場の印加による
光学的特性の変化を利用して表示し、光変調などに使用
できることが知られている。通常、液晶表示装置は１通
常的５ｏミク胃ン以下の間隔で対向して設けられた少な
くとも一方が透明な、２枚の電極板間にＮ−液晶を挾持
したもので、電場の印加による分子配列の変化を光変調
に利用するものである。電場の印加は、電極板の導電性
被膜を用いる。

Ｎ液晶は、正の誘電異方性をもつもの（ｒＮｐ液晶」と
略称する）と負の誘電異方性をもつもの（１”−Ｎｎ液
晶」と略称する）に大別される。

一般に、Ｎｐ液晶を用いた表示装置は、Ｎｐ液晶の分子
軸が電極板と平行となり、シかも２枚の電極板間でＮｐ
液晶の分子軸がねじれ構造をもって配列されている。こ
の様な分子軸の配向け、電極板または電極板上に設けた
絶Ｒ膜を紙または布などで一方向にラビングし、２枚の
電極板に施したラビング方向が互に交差、一般には９０
℃で交差するように重ね、この間隙にＮｐ液晶を注入す
ることによってなされる。

この様な液晶表示装置では、電極基板としてガラス基板
を用いることが一般である。すなわち、このことはガラ
ス基板がプラスチック基板に較べて表面特性が優れてい
ることによる理由からである。

しかし、一般に使用されているソーダ系ガラス板ではＮ
ａ等のアルカリ拡散により液晶性能への阻害が生じた夛
、軽量化が難しく、脆くて破壊し易い等の欠点がある。

最近、ソーダ系ガラス板の代わルにプラスチックス基板
を用いる方法が提案されている。しかし一般にプラスチ
ックスは耐熱性に劣り、耐蝕性、耐溶剤性、耐炎性、透
明性等課題も多く、満足なものが得られていないのが現
状であ〔問題点を解決するための手段〕 発明者等は鋭意研究の結果、電極基板としてＰＰＳフィ
ルムを使用することによシこれ迄の課題を一挙に解消す
ることを見出し本発明に到ったものである。

即ち、本発明は対をなす対向基板間に液晶物質を挾持し
てなる液晶表示板における前記基板としてＰＰＳフィル
ムを使用してなることを特徴とする耐衝撃性、耐熱性、
耐蝕性、耐溶剤性、耐炎性等に優れ、透明で軽量な液晶
表示装置を提供する。

本発明に用いるＰＰＳフィルムとは下記のポリマーをフ
ィルム化したものである。すなわち、ｐｐｓとしては一
般するポリマーであシ、共重合成分として１０モル％未
満でとができる。特に３官能性以上のフェニル、ビフェ
ニル、ナフチルスルフィド結合などを共重合に選ぶ場合
は３モル％以下、さらに好ましくは１モル％以下がよい
。

またＰＰＳフィルムには成形性に支障のない範囲で他の
樹脂をブレンドすることも可能である。ブレンドできる
他のポリマーとしては、ポリエチレンテレフタレート、
ポリブチレンテレフタレート、ナイロン−６、ナイ日ン
ー６６、ポリカーボネート、ポリオキシメチレン、ポリ
フェニレンオキシド、ポリ−４−メチルペンテン−１，
ボリプ關ピレン、ポリテトラフロロエチレン、ホＩＪエ
ーテルエーテルケトン等の結晶性ポリマーや、ポリサル
ホン、ポリエーテルサルホン等の非品性ポリマーが例示
できる。また、この様な原料樹脂は、酸化防止剤、帯電
防止剤、抗菌剤、滑剤、難燃剤、表面活性剤等の添加剤
を必要に応じて適量含有することができる。ＰＰＳフィ
ルムは一般に延伸、プロー成　。

形などで製造され、透明で５〜５００μｍ程度の厚みを
有したものが用いられる。ＰＰＳフィルムの製造法とし
ては延伸法がよシ好適である。具体的にはｐｐｓを押出
機、プレス等によシ、シート又はフィルム状に成形した
後、液体窒素、水、ロール等を用いて急冷することによ
り密度を１、３３０　ｇ／ｄ以下とし、はとんど非晶の
未蔦伸フィルムを得る。この未延伸フィルムを通常、ポ
リマーのガラス転移温度付近以上、結晶化開始温度以下
の温度範囲を延伸温度として具体的には８０〜１２０℃
、好ましくは９０〜１１０℃で延伸する。延伸方法は、
通常用いられるロール法、チューブラ−法、テンター法
などによる延伸方法が使用できる。延伸倍率は得られる
フィルムの物性、生産性からみて２．５〜ＺＯ倍、好ま
しくは３．０〜５．５倍とするのが良く、延伸方式とし
ては同時２軸延伸、逐次２軸延伸のどちらを用いてもよ
い。このようにして２軸延伸されたフィルムを０．０１
秒〜１５分の時間１５０〜６５０℃で緊張下熱処理して
使用に供するのが好ましい。

本発明で用いられる電極としては、少くとも一方が透明
であることが必要であるが、例えば酸化インジウム、酸
化錫または必要に応じてアルミニウム、銀、銅、亜鉛な
どの被膜で、真空蒸着、イオンブレーティングあるいは
スパッタリンダ装置によって形成できる。電極の厚みは
１０Ａ０〜１０００Ａ”、好ましくは１００Ａ”〜５９
０Ａ０である。

また、本発明での電極はスクリーン印刷法を用いること
によって形成するものが適している。例えば、グルコー
スとシアン化ナトリウムを含む水溶液にインジウムトリ
クロライド（ＩｎｃＪ、　）を溶解し、この溶液を本発
明でのプラスチック基板に、例えば所定の１日の字」セ
グメントを形成しうるパターンで塗布し、加熱処理する
ことによって、所定のパターンをもつ酸化インジウム電
極を形成することができる。また、インジウムトリクロ
ライド溶液は、他の適当な電極形成材、例えば二塩化錫
（５ｎｅ４　）などを含むことができる。さらに、この
溶液はエチルアルコール、アセトンメチルエチルケトン
、エーテル、イソブチルアルコール、キシレンなど、あ
るいは適当なポリマー、例えばゼラチン、アルブミン、
アラビアゴム、セルロース、アルギン酸、ポリビニルア
ルコール、ポリビニルピロリドン、酢酸セルロース、ア
セチルセルロース、ニトロセルロース、ポリビニルブチ
ラール、ポリビニルアセタールなどをそクリーン印刷特
性の向上のために含有させることができる。また、市販
のものとして、英国エレクトロフィルム社の［エレクト
ロフィルムＲ１０００Ｊを用いることができ、良好な導
電性透明電極をスクリーン印刷によって作成することが
できる。

本発明のプラスチック電極板は、電極の上に絶縁兼配向
用被膜を設けることができる。具体的な絶縁兼配向用被
膜としては、二酸化珪素、フッ化マグネシウム、チツ化
シリコン、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化
テルル、酸化シリコニウムなどの無機材料、あるいはポ
リビニルアルコール、ポリフッ化エチレン、ポリアミド
、ポリイミド、尿素樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹
脂、ポリ塩化ビニル、ポリＭビニル、ポリメチルメタク
リレート、ポリスチレン、ポリビニルブチラール、ポリ
パラキシリレン、ポリヘンソイミダゾール、シリコン樹
脂、ニトロセルロース、アセチルロース、セルロースア
セテートフチレート、セルロースアセテートプロピオネ
ート、メチルセルロース、ポリエチレンテレフタレート
、ポリエチレン、ポリプロピレン、ビスコースレーヨン
、ポリジメチルシクロキサン、ポリウレタン、エポキシ
樹脂、ポリエチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリメタク
リル酸−ビニルピロリドン共重合体など用いることがで
きる。ネマティック液晶を用いたねじれネマチックモー
ド液晶表示装置では、前述の絶縁兼配向被膜を布、紙、
へケなどによシ一方向にラビングし、ラビング方向が互
に交差、好ましくは９０°に交差する様に２枚の電極板
を重ね合せ、これに挾持したネマティック液晶をねじれ
構造（ＴＮ配向液晶）とすることができる。

本発明の液晶表示装置は、必ずしも全電極板を本発明に
よるｐｐｓ電極板とする必要はなく、少なくとも１枚の
プラスチック電極板を用いることによって所期の目的昧
達成される。

また、本発明は、ｐｐｓ基板の上にポリオルガノシラン
の被膜を形成し、その上に前述の絶縁性金属酸化物の被
膜を設けることもできる。ポリオルガノシランの被膜は
、好ましくはシランカップリング剤を用いることによっ
て得られる。シランカップリング剤は、分子中に少なく
とも２つの異なるグループの反応基をもつ有機けい素早
量体で、反応基としてメトキシ基、エトキシ基、メトキ
シカルボニル基、シラノール基などのグループのものと
、ビニル基、エポキシ基、メタアクリル基、アミノ基、
メルカプト基、活性ハロゲン原子などのグループのもの
を有するものである。

具体的な化合物例を下記に列挙する。

化合物例 （３１Ｈ，Ｎ（ＣＨ晶ＮＵ（ＣＨ，）、Ｓ　ｉ　（ＯＣ
Ｈｓ入（４）Ｃ馬→Ｉ（ＣＨ，）、Ｓ　ｉ　（ＯＣＨ３
）。

（５１Ｃ’ＦＩ＊　＝ＣＨ８ｉ　Ｃ１５（６）　　ＣＨ
，＝ＣＨ８ｌ（ＱＣ，Ｈ，）。

＋７）　　ＣＨ，＝ＣＨ８ｉ（ＱＣ，Ｈ４０ＣＨ，）。

（９）　　Ｃ７（ＣＨ，）、５ｔ（ＯＣＲ，）。

（１０Ｈ８（ＣＨ，）、８ｉ（ＯＣＩ（、）Ｓａｌｌ　
　Ｈ，Ｎ（ＣＨｌ）、８１（ＱＣ，Ｈ，）。

ａｍ　　（ＯＨ３０）、５ｔ（ＣＨＪｓＮＨ（ＣＨｔ）
ｘＮＨｃＨ＊ｃＩ（＝ＣＨｔ”ＨＣｊｆｉｌ（ＣＨ，Ｏ
）、５ｔ（ＣＨＪ、ＮＨ（ＣＨ山ＮＨＣＨ，Ｃ０ＯＨα
４　　（ｃ馬０）３Ｓ翫（Ｃ）Ｉ、）、ＮＨＣＨ，ＣＩ
（＝ＣＨ。

顧　（Ｃ馬Ｃｏｏ）、　５ＬＣＨ＝ＣＨ。

ｅ　　　　　ｅ ａｌ（ＨＯ）１８１（ＣＨｔ）Ｉｓｃ（Ｎｕｔ）Ｃｊ側
　（ＣＨ，０）、５ｉ（ＣＨρＣ／ 本発明の液晶表示装置に用いうる液晶は、特に限定され
ずスメツクチック液晶、コレステリック液晶またはネマ
チック液晶を用いることができるが、一般にネマチック
液晶が適している。ネマチック液晶は２例えば特開昭４
７−１８７８３号、同４８−３９５８１号、同４Ｂ−９
６５６０号、同４８−２０５４１号、同４８−９６５５
９号、同４９−１２９６８４号、同４９−１３４６４８
号、同５０−５９３５１号、同５０−５９５５２号、同
５０−８３３５５号、同５０−８９３４２号、同５１−
４１３７号、同５ｌ−４Ｌ５８号、同５２−３９６８５
号、同５２−１０３３８７号、同５３−１１４７８８号
、同５３−１２９１８３号、同５４−２２８３号、米国
特許第３８１５９７２号、同３８７６２８６号、開部８
８１８０６号、同第３９１５８８３号、同３９１９１０
５号、同第５９６０７５２号、同第５９７５２８６号、
同４００１１３７号、同第４０１１１７３号、同第４０
２０００２号、西独公開特許第２０２４２６９号、同第
２１２３１７５号、同第２１３９６２８号、同第２２６
１５４８号、同第２３２１６３２号各公報などに開示さ
れている。特に、ねじれネマチックモードに使用するＮ
ｐ液晶としては、下記に示す液晶を２種以上組合せて使
用する。

（１）シップ型液晶 （２）ビフェニル型液晶 （３）　　アゾ千シ型液晶 （４）エステル型液晶 （５）　　シクロヘキサン型液晶 Ｃ山分ＣＯＯ（ｙＣＮ Ｃ，Ｈ，舎ｃｏｏ　ｕ　ｃ占 これらのＮｐ液晶には、適当な光学活性剤、例えばコレ
　争ステリル化合物（コレステリルクロライド、コレス
テリルブロマイド、コレステリルヨーダイト、コレステ
リルニトライト、コレステリルノナネート、コレステリ
ルブチレート、コレステリルブチルカルボネート、コレ
ステリルセチルカルボネート、コレステリルデシルエー
テル、コレステリルラウリルエーテルなど）を適当な量
で含有させることができる。

本発明の液晶表示装置は、少なくとも一方をｐｐｓ電極
板とした１対の電極板の間隙に液晶を挾持する構造とす
ることができ、電極板の間隙はスペーサー兼用シール材
によって形成することができる。かかるシール材は、少
なくとも一方の電極板の端部に沿ってエポキシ樹脂系接
着剤などをスクリーン印刷によって塗布し、２枚の電極
板を重ね合せ、しかる後硬化条件によって接着剤を硬化
させて形成することができる。また、この接着剤の中に
は適当なスペーサー材、例えばガラス繊維、ガラスピー
ズ、プ２ステックビーズなどを分散させてもよく、さら
にこれらスペーサー材は液晶層の中に配置させることが
できる。

また、本発明は、電極板の両側にそれぞれ９０°に交差
した偏光面を有する１対の直線偏光板を設けることがで
きる。

本発明によれば、ｐｐｓ電極板を用いるので、偏光板と
の接着性が極めて良好であシ、シかもｐｐｓ基板と偏光
板の界面で不要の反射光を生じることがなく、極めて明
るい表示を得ることができる利点も有している。また、
反射型表示とするときは１例えば米国特許第３８８１８
０９号、特開昭５０−１０５０９４号各公報な８に開示
の拡散−反射板を用いることができる。

本発明は、厳達の液晶表示装置の他にエレクト四りロミ
ック表示装置を包含する。この際、エレクトロクロミッ
ク物質としては、米国特許第４９７３５７０号、同第４
１１６５３５号、西独公開特許第２８１４８２４号各公
８などに開示の化合物を用いることができる。

本発明によれば、電極とｐｐｓ基板の接着性が向上し、
電気光学表示装置を長期に亘って使用しても電極の剥離
を生じることがなく、特にスクリーン印刷によって形成
した電極の接着性を著しく向上させることができる。し
かも、従来のｐｐｓ電極板は、液晶の側にカール現象を
生じたが。

本発明によるｐｐｓ電極板社この様なカール現象を全く
生じない利点を有している。

また、偏光板を用いた表示装置では、ｐｐｓ基板と偏光
板の接着性が良好で、しかもｐｐｓ基板と偏光板との界
面で不要な反射光を生じないので、その分だけ表示を明
るくすることができ、高コントラストな電気光学像を表
示できる効果も併せて待っている。

本発明では必要に応じて、ｐｐｓ基板と電極との接着性
を向上する為にｐｐｓ基板上に絶縁性金属酸化物の被膜
を形成させる方法を用いることもできる。絶縁性金属酸
イし物としては、例えば−酸化珪素、二酸化珪素、酸化
チタニウム、酸化アルミニウム、酸化テルル、酸化マグ
ネシウムまたは酸化ジルコニウムなどを挙げることがで
きる。例えば−酸化珪素や二酸化珪素の被膜は、有機ア
ルキルシリケート化合物（例えば、テトラメチルシリケ
ート、テトラエチルシリケート、テトラプロピルシリケ
ートなどのテトラアルキルシリケート、するいはこれら
テトラアルキルシリケートの４景体若しくは６景体など
をプラスチック基板に塗布し、その後１５０℃以上の温
度、好ましくは１００℃〜４００℃の温度で加熱処理す
ることによって得ることができる。この際、加熱温度は
、ＰＰＳ基板の軟化温度よりも低くすることが好ましい
。その他、通常の真空蒸着法や化学蒸着法などの方法も
用いることができる。有機シリケート化合物は、好まし
くはエチルアルコール、イングロビルアルコール、酢酸
エチルなどの有機溶剤に溶解させ、この溶液をＰＰＳ基
板の上にスピンナー塗布法、浸漬塗布法などの方法によ
って設けることができる。

本発明で用いることができる酸化チタニウムの被膜は、
テトラアルキルチタネートなどの有機チタネート化合物
を用いることによって得ることができる。テトラアルキ
ルチタネートとしては、例えばテトラメチルチタネート
、テトラエチルチタネート、テトライソブチルチタネー
ト、テトラノルマルブチルチタネート、テトライソブチ
ルチタネート、テトラターシャリ−ブチルチタネート、
テトラステアリルチタネートなどを挙げることができる
。テトラアルキルチタネートは、例えばメチルアルコー
ル、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、ｎ−
ブチルアルコール。

プチルセＵソルプ、メチルエチルケトン、ベンゼン、ト
ル゛エン、キシレンなどに溶解し、必要に応じてセルロ
ース、メチルセルロース、エチルセルロースまたはアセ
チ化セルロースを添加した溶液を前述と同様の塗布法に
よってＰＰＳ基板に塗布されることができる。この溶液
を塗布したＰＰＳ基板を適当な温度で加熱処理すること
によって、酸化チタニウムの被膜を形成することができ
る。

また、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化テル
ルや酸化ジルコニウムなどは、適当な方法、例えば前述
の如き溶液箪布−加熱法、真空蒸着法または化学蒸着法
などの方法によって、ＰＰＳ基板の上に被膜として形成
することができる。

前述の如き絶縁性金属酸化物の被膜は、１００Ａ〜５０
００Ａ、　好’ｌｃ　Ｌ、＜ハ２０　ｏＸ　〜２０００
Ａｆｉ度）Ｊｌｌ［を有することができる。

〔実施例〕

以下、本発明を実施例に基づいて説明する。

実施例１ 本実施例では図１に示す如き断面形状を有するモノクロ
のＴＮ型液晶表示装置を組み立てた。厚さ４２０μｍの
ＰＰＳフィルムからなる基板１に酸化インジウムからな
る透明電極４の皮膜パターンを真空蒸着法によシ形成さ
せた。

この電極の上にポリビニルアルコール皮膜の配向膜５を
形感させ、布でラビング配向処理した。この多層膜を２
枚用い配向方向が互に直交するようにスペーサー２でセ
ル組みし、シアノビフェニル型液晶とシアノターフェニ
ル型液晶とからなるＴＮ型液晶６を注入しエポキシ樹脂
で封止後セルの外側の両面に各々偏光面が直交する一対
の直交偏光板６を貼付し液晶表示装置を組み立てた。

実施例２ 本実施例ではｐｐｓフィルム基板と透明電極との接着性
を向上させる為にｐｐｓ表面に二酸化珪素の被膜を真、
空蒸着させた例を図２に示す。

厚さ３００μｍのＰＰＳフィルム基板１の表面に二酸化
珪素の接着層７を真空蒸着装置により形成させた。接着
層の厚さは４００Ｘであった。この二酸化珪素被膜の上
に透明電極４として酸化インジウムの皮膜パターンを真
空蒸着法にて形成させた。この電極の上にポリビニルア
ルコール皮膜の配向膜５を形成させ、布で一方向にラビ
ングして配向処理しラビング処理が互に直交する様にセ
ル組みをし、シアノビフェニル型液晶とシアノターフェ
ニル型液晶からなるＴＮ液晶３を注入し、エポキシ樹脂
で封止後、セルの外側の両面に各々偏光面が直交する１
対の直接偏光板を配置し、液晶表示装置を得た。

実施例３ 本実施例では、図３に示す如きカラー液晶表示装置を組
み立てた。厚さ４２０μｍのＰＰＳフィルム基板１の外
側に偏光フィルム８が形成され、その内側に形成された
赤、緑、青の色偏光フィルム１１（Ｒ，Ｇ、Ｂ・・・・
・・）の上に、アクリル樹脂からなるカラーフィルタの
保護膜９が形成された。この保護膜９の上に透明電極４
を、その上にポリビニルアルコール皮膜の配向膜５を被
着した。正の誘電異方性をもつＴＮ型液晶３が配向膜５
と、ｐｐｓフィルム基板１３上に設置された透明電極４
の上を被覆した配向膜１４（ポリビニルアルコール皮膜
）との間に注入された。

配向膜５及び１４は互いには１１９０度で異なる方向に
ラビング処理され、液晶分子を一定方向へ配向する配向
特性が付与されている。又、ＴＮ型液晶は配向膜５及び
１４゛の規制力によりその分子の配列方向が配向膜面で
互いに＃デは９０度累々っているツイストネマティック
（ＴＮ）配向している。次いで、偏光フィルム１０がＰ
Ｐ８フイルム基板１３の下方に設置され、その偏光軸が
ｐｐｓフィル４基板１の上に設けられた偏光フィルム８
のそれと平行でおる。

更に、偏光フィルム１０の下方に白色光源１１が設けら
れ、透過型の力２−液晶表示装置を得た。図中のＯＮ、
ＯＦＦは電界印加、無印加を表わしておル、印加部の透
過光はＲｌＧ、Ｈに対応して赤色光、緑色光、青色光を
示し、無印加部の透過光はしゃ断される。

比較例として、図６において、ｐｐｓフィルム基板の代
わルに同様の厚さのソーダガラス基板を用いる他は全て
同様にして液晶表示装置を組みたてた。

１５ｍｘＸ　１５朋の大きさの本実施例と比較例の液晶
表示装置の衝撃強さを測定した。

５ｇの鉄球落下により破壊せしめる高さｉ）で表わす。

実施例の液晶表示装置はすぐれた耐衝撃性を示した。

実施例４ 本実施例で杜、図４に示す如きカラー液晶表示装置を組
み立てた。厚さ３００μｍのＰＰＳフィルム基板１０表
面に４０ＯＡ厚の二酸化珪素の皮膜１５をテトラエチル
シリケートのイングロビルアルコール溶液を塗布し、２
６０℃の温度″ｔ’３０分加熱処理することにより形成
せしめた。この二酸化珪素皮膜の上に表示電極１７とし
て酸化インジウムの皮膜パターンを真空蒸着法にて形成
させた。この電極１７の上にポリビニルアルコール皮膜
の配向膜５を形成させ、布で一方向にラビングして配向
処理した。また、もう一方のＰＰ８フイルム基板１９上
には赤、緑、ｔの色偏光フィルム１２（Ｒ，Ｇ、Ｂ・・
・・・・）の上に透明対向電極１８である酸化インジウ
ム膜を真空蒸着法により形成せしめ、この電極膜の上に
ポリビニルアルコール皮膜の配向膜５を形成させ、ラビ
ング処理によシ配向させた。ラビング処理方向が互に直
交するようにスペーサー１６を介してセル組みし、ＴＮ
型液晶を注入し、カラー液晶表示装置を組み立てた。

比較例として厚さ０．５５ｍのポリエチレンテレフタレ
ートフィルム（東し＃Ｔ１０＋３５０）をフィルム基板
として用いる他は同様にして液晶表示装置を試作したが
、二酸化珪素の皮膜形成工程においてフィルム基板が融
解し製作できなかつ友。

【図面の簡単な説明】

図１〜４は本発明にかかる液晶表示装置の断面図である
。 そのうち図６及び４はカラー液晶表示装置に関するもの
である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 対をなす対向基板間に液晶物質を挾持してなる液晶表示
   板における前記基板としてポリフェニレンスルフィドフ
   ィルムを使用してなることを特徴とする液晶表示装置。