JPS6215848B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は液晶表示用セルの製造法に関する。

〔従来の技術〕

最近、液晶の光学的異方性を利用した表示装置
への応用が各方面で進められている。この表示方
法として、主に用いられているものは負の誘電異
方性を持つたネマチツク液晶化合物が電場の印加
により光を散乱するダイナミツクスキヤツタリン
グ現象を表示に利用したもの（以後、DS型表示
デバイスと呼ぶ）と、正の誘電異方性を持つたネ
マチツク液晶化合物を配向させることによつて旋
光性を付与し、これを適当な電場の作用により旋
光性を変化させて表示に利用したもの（以後、
FE型表示デバイスと呼ぶ）である。

DS型表示デバイスでは、液晶の初期配向の均
一性が動作原理上必ずしも必要ではないが、FE
型表示デバイスでは動作原理が電場により液晶の
初期配向を制御もしくは再配列させ、その際の光
学的性質の変化を利用することがあるため、液晶
の初期配向の均一性が特に重要である。而して、
従来液晶の初期配向の均一性を得るための手段と
して、電極基板を布等で一方向に摩擦する方法が
知られている。

またこの方法の改良法として、ある種の界面活
性剤を併用して電極基板を一方向に摩擦する方法
が用いられている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、単に電極基板を布等で一方向に
摩擦する方法では部分的に液晶分子の配向が異な
り、配向の均一性は十分でなく、また配向が短時
間のうちに失われてしまう欠点がある。

また、ある種の界面活性剤を併用して電極基板
を一方向に摩擦する方法では配向の均一性はある
程度改善されるが、界面活性剤の耐熱性がなく、
また界面活性剤が液晶の劣化を招くという欠点が
あり、さらに電界を印加し続けると界面活性剤が
電界により分解、変質を起こし配向が破壊してし
まうという欠点がある。

さらにまた、電極基板を配向処理後、電気光学
セルを作製する際、一対の電極基板を接着するシ
ール材として無機物質、たとえばガラスフリツト
あるいは硬化温度の高い有機物質を使用すると、
シール時の加熱温度により、配向破壊が起こる欠
点もある。

そこで本発明が解決しようとする問題点は配向
処理した電極基板を使用して、周辺部をシールし
てセルを作製し、液晶を封入する液晶表示用セル
の製造法において、配向処理剤が液晶の劣化を招
くことがなく、配向が長時間保持され、さらにま
た、電極基板を配向処理後、一対の電極基板を対
向させ、周辺部をシールするときに、高温が付加
されてもそれによつて配向が破壊されることがな
い、液晶表示用セルの製造法を提供することにあ
る。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者は上記の問題点を解決すべく研究の結
果、芳香族ポリアミツク酸の0.01〜40％溶液を、
透明電極被膜を有する基板の該電極被膜を含む一
部または全面上に塗布した後、100〜350℃で加熱
処理を行なつて形成したポリイミド系高分子被膜
は液晶の劣化を紹くことがなく、また該被膜面を
布などで一方向にこすつて配向処理してなる配向
処理層は長時間の使用に耐え、配向が破壊される
ことなく保持されるのみならず、セルをシールす
る工程において、高温が付加されてもそれによつ
て配向が破壊されることがなく保持されることを
見いだし、かかる知見にもとづいて本発明を完成
したものである。

即ち、本発明は、芳香族ポリアミツク酸の0.01
〜40％溶液を、透明電極被膜を有する基板の該電
極被膜を含む一部または全面上に塗布した後、
100〜350℃で加熱処理を行なつてポリイミド系高
分子被膜を形成し、しかるのち該被膜を配向処理
して電極基板を形成し、次いで該電極基板を使用
してその周辺部を有機シール材でシールしてセル
を形成することを特徴とする液晶表示用セルの製
造法を要旨とするものである。

而して本発明において、電極基板としては蒸着
などの手段により一方の面の一部または全面に設
けた酸化スズもしくは酸化インジウムなどの薄膜
を透明電極として有するガラス板あるいはプラス
チツク板などが用いられる。

次に本発明においては、前記の透明電極被膜を
有する基板の該電極被膜を含む一部または全面に
ポリイミド系高分子被膜を設ける。

ポリイミド系高分子としては、イミド結合によ
り構成されるポリイミド、又アミド結合とイミド
結合により構成されるポリアミドイミド、および
エステル結合とイミド結合により構成されるポリ
エステルイミドなどが用いられる。

上記ポリイミド系高分子はイミド結合を有し、
一般に溶剤に不溶であるため、本発明においては
基板上にポリイミド系高分子被膜を設けるため
に、芳香族系ポリアミツク酸を後述する溶剤に溶
解し基板上に塗布した後、加熱処理により脱水閉
環してイミド結合を持たせる方法を用いる。

上記ポリアミドイミドの前駆体の芳香族系ポリ
アミツク酸は過剰のジアミンから得られるオリゴ
ジアミンとジカルボン酸無水物との縮合により合
成される。

上記ポリエステルイミドの前駆体の芳香族系ポ
リアミツク酸はエステル基を有するジカルボン酸
無水物とジアミンとの縮合により合成される。上
記エステル基を有するジカルボン酸無水物はたと
えばトリメリツト酸と種々のジオールとから得ら
れる。

また、上記ポリイミドの前駆体の芳香族系ポリ
アミツク酸はジカルボン酸とジアミンとの縮合に
より合成される。これらの縮合反応は通常の条件
で、すなわち、無水条件下、50℃またはそれ以下
の温度で行なわれる。

上記でジアミンとしてはたとえば、ｍ―フエニ
レンジアミン、ｐ―フエニレンジアミン、ｍ―キ
シレンジアミン、ｐ―キシレンジアミン、４，
4′―ジアミノジフエニルエーテル、４，4′―ジア
ミノジフエニルメタン、３，3′―ジメチル―４，
4′―ジアミノジフエニルメタン、３，3′，５，
5′―テトラメチル―４，4′―ジアミノジフエニル
メタン、２，2′―ビス（４―アミノフエニル）プ
ロパン―４，4′―メチレンジアニリン、ベンジジ
ン、４，4′―ジアミノジフエニルスルフイド、
４，4′―ジアミノジフエニルスルホン、１，５―
ジアミノナフタレン、３，3′―ジメチルベンジジ
ン、３，3′―ジメトキシベンジジン、２，４―ビ
ス（β―アミノ―tert―ブチン）トルエン、ビス
（４―β―アミノ―tert―ブチルフエニル）エー
テル、１，４―ビス（２―メチル―４―アミノペ
ンチル）ベンゼンなどが用いられる。

上記でジオールとしてはヒドロキノン、ビスフ
エノールＡ、ジクロルビスフエノールＡ、テトラ
クロルビスフエノールＡ、テトラプロムビセフエ
ノールＡ、ビスフエノールＦ、ビスフエノール
ACP、ビスフエノールＬ、ビスフエノールＶ、
ビスフエノールＳ、４，4′―ジヒドロフエニルエ
ーテルなどが用いられる。

また、上記でジカルボン酸無水物としてはピロ
メリツト酸無水物、２，３，６，７―ナフタレン
テトラカルボン酸無水物、３，3′，４，4′―ジフ
エニルテトラカルボン酸無水物、１，２，５，６
―ナフタレンテトラカルボン酸無水物、２，2′，
３，3′―ジフエニルテトラカルボン酸無水物、チ
オフエン―２，３，４，５―テトラカルボン酸無
水物、２，2′―ビス（３，４―ビスカルボキシフ
エニル）プロパン無水物、３，４―ジカルボキシ
フエニルスルホン無水物、ペリレン―３，４，
９，10―テトラカルボン酸無水物、ビス（３，４
―ジカルボキシフエニル）エーテル無水物、３，
3′，４，4′―ベンゾフエノンテトラカルボン酸無
水物などが用いられる。

上記のジアミン、ジオールおよびジカルボン酸
無水物は耐熱性の点からいずれも芳香族系の化合
物が好ましい。

ポリアミツク酸を基材上に塗布するには、ポリ
アミツク酸をジメチルフオルムアミド、ジメチル
アセトアミド、ジメチルスルフオキシド、Ｎ―メ
チルピロリドンなどの溶剤に溶解して0.01〜40％
溶液、好ましくは0.01〜10％未満の稀薄溶液と
し、該溶液を刷毛塗り法、浸漬法、回転塗布法、
スプレー法などにより塗布することができる。塗
布後、100℃〜350℃、好ましくは200℃〜300℃で
加熱処理を行ない乾燥させ、基材上にポリイミド
系高分子被膜を設ける。しかる後、該高分子被膜
面を布などで一定方向にこすつて配向処理するこ
とにより液晶表示用電極基板が得られる。

次に本発明においてセルの有機シール材として
硬化温度の高い有機物質、例えばエポキシ樹脂系
接着剤を適用しうる。

次に本発明において、液晶として正の誘電異方
性を持つたネマチツク液晶化合物を適用しうる。

〔作用〕

本発明において芳香族系ポリアミツク酸の0.01
〜40％溶液、好ましくは0.01〜10％未満溶液の稀
薄溶液を基板に塗布する方法を取ることより基板
に対するぬれの良好な状態で塗布し、厚みが均一
であつて且つ薄いポリイミド系高分子被膜を得る
ことができる。

芳香族系ポリアミツク酸の0.01〜40％溶液を、
透明電極被膜を有する基板面上に塗布した後、加
熱処理を行なつてポリイミド系高分子被膜を形成
し、しかるのち該被膜面を布などで一定方向にこ
すつて配向処理してなる配向層はすぐれた配向効
果を示す。更に又配向層を薄く形成することによ
り表示装置の駆動に要する電圧を低く保持するこ
とができる。

ポリイミド系高分子被膜は液晶との相性が良
く、液晶物質の分子の配向に悪影響を与えること
がない。又、シール材として液晶との相性が良い
有機シール材を選択使用することも出来るのであ
るから、有機シール材でシールして液晶物質の分
子の配向に悪影響を与えることがない理想的なセ
ルを形成することができる。又、セルの形成に際
しては、無機シール材に比べてシール温度が低
く、セル形成作業、製造等が簡便であるという利
点がある。

本発明により得られる液晶表示用電極基板は液
晶の初期配向の均一性に極めて優れており、か
つ、ポリイミド系高分子被膜に耐熱性に優れてい
るので、ガラスフリツトなどによる無機シールも
可能であるが、有機シール材によるシールがより
好ましく、また電極基板の温度が上昇しても液晶
物質の分子の配向には影響を与えることがなく、
セル中の液晶物質の分子が長期間安定して存在す
るという利点がある。本発明の方法によれば、上
記の如く優れた液晶表示用セルが極めて容易に得
られる。

本発明により得られる液晶表示用電極基板の透
明電極被膜を設けた面、すなわちポリイミド系高
分子被膜面を布などで一定方向にこすつて配向処
理した一対の電極基板の間に正の誘電異方性を有
する液晶物質、たとえばネマチツク液晶を公知の
方法で封入シールすることにより液晶表示デバイ
スを作製することができる。

〔実施例〕

実施例 １ トリメリツト酸とヒドロキノンとから得られる
芳香族ジカルボン酸無水物と、４，4′―ジアミノ
ジフエニルエーテルとを縮合して得るポリエステ
ルイミドの前駆体であるポリアミツク酸の２％ジ
メチルアセトアミド溶液に、酸化インジウムの導
電性被膜を有するネサガラスをパターン状にエツ
チングした後通常の方法で洗浄した電極基板を浸
漬した。浸漬後、200℃で１時間加熱処理を行な
い脱水閉環させ、電極基板上にポリエステルイミ
ド高分子被膜を設けた。

次に上記高分子被膜を設けた一対の電極基板を
布で一方向にこすつて配向処理して液晶表示用電
極基板を得た。この配向効果は350℃の加熱処理
にも失われず、耐熱性に優れていた。しかる後、
一対の電極基板のこすり方向が互いに直交するよ
うにしてセル組みし、正の誘電異方性を有するネ
マチツク液晶を封入してセルの外側の両面に偏光
膜を該偏光膜の偏光方位がそれぞれ隣接する基板
のこすり方向に平行になるように貼合して表示デ
バイスを作製した。該表示デバイスは耐久性に優
れ、また80℃に４週間放置しても配向の破壊は見
られず、配向の均一性も良好であつた。

実施例 ２ Ｎ，N′―ビス（３―アミノフエニル）イソフ
タルアミドとピロメリツト酸無水物とを縮合して
得るポリアミドイミドの前駆体であるポリアミツ
ク酸の１％ジメチルアセトアミド溶液を作成し
た。次に、酸化スズの導電性被膜を有するネサガ
ラスをパターン状にエツチングし、通常の方法で
洗浄した電極基板に上記溶液を回転塗布法により
塗布し、250℃で20分間加熱処理を行ない脱水閉
環させ、電極基板上にポリアミドイミド高分子被
膜を設けた。次に上記高分子被膜を設けた一対の
電極基板を布で一方向にこすり液晶表示用電極基
板を得た。この配向効果は300℃の加熱処理でも
失われず、耐熱性に優れていた。次いで実施例１
と同様にして表示デバイスを作製した。

該表示デバイスは耐久性に優れ、また80℃に４
週間放置しても配向の破壊は見られず、配向の均
一性も良好であつた。

実施例 ３ ピロメリツト酸無水物と４，4′―ジアミノジフ
エニルエーテルとを縮合して得るポリイミドの前
駆体であるポリアミツク酸の１％Ｎ―メチルピロ
リドン溶液に、酸化インジウムの導電性被膜を有
するネサガラスをパターン状にエツチングした後
通常の方法で洗浄した電極基板を浸漬した。浸漬
後、350℃で５分間加熱処理を行ない脱水閉環さ
せ電極基板上にポリイミド高分子被膜を設けた。
次に上記高分子被膜を設けた一対の電極基板を布
で一方向にこすり液晶表示用電極基板を得た。こ
の配向効果は400℃の加熱処理でも失われず、耐
熱性に優れていた。次いで実施例１と同様にして
表示デバイスを作製した。該表示デバイスは耐久
性に優れ、また80℃に４週間放置しても配向の破
壊は見られず、配向の均一性も良好であつた。

実施例 ４ 実施例１と同様に配向処理した一対のネサガラ
スをそれぞれの配向方向が45度をなすようにセル
組し、次いで実施例１と同様にして表示デバイス
を作製した。この表示デバイスは配向のむらがな
く、また高温の耐久性に優れていた。

さらにこの表示デバイスは、電界印加による画
像部の色相が黒色でかつ非画像部は干渉稿がなく
透明であるので、表示体としての画像部のコント
ラストが極めて良く、また、液晶分子の立上り、
立下りの応答速度が速く、光の像のちらつきがな
いなど非常に優れていた。

実施例 ５ 実施例２と同様に配向処理した一対のネサガラ
スをそれぞれの配向方向が(a)38度、(b)52度をなす
ようにセル組し、次いで実施例２と同様にして表
示デバイスを作製した。これらの表示デバイスは
(a)および(b)ともに実施例４と同様の優れた性質を
有していた。

比較例 １ 酸化インジウムを蒸着した電極用ネサガラスを
洗浄後、配向処理剤としてポリオキエチレンノニ
ルフエニルエーテルの0.5％水溶液を浸漬して塗
布した後、真空、加熱乾燥させた。

次に上記塗布面を布で一方向に摩擦して配向処
理したネサガラスを作製した。

こうして得られた一対のネサガラスを摩擦方向
に直向するようにセル組し、市販のツイストタイ
プ液晶（ネマチツク液晶）を封入してセルの外側
の両面に偏光膜を貼合して表示デバイスを作製し
た。この表示デバイスは電場印加時に表示部に明
暗の配向ムラがあり、また、60℃で100時間経過
後、配向が破壊し耐久性が良くなかつた。

比較例 ２ 比較例１で配向処理剤を使用せず、直接ネサガ
ラス面を布で一方向に摩擦して配向処理したネサ
ガラスを作製した後、比較例１と同様にして表示
デバイスを作製した。

この表示デバイスは電場印加時に表示部に明暗
の配向ムラがあり、また50℃で３時間経過後、配
向が破壊しはじめ２日後で完全に破壊してしま
い、耐久性、耐熱性が良くなかつた。

〔発明の効果〕

以上詳記した通り、本発明の方法によれば、液
晶の初期配向の均一性が極めて優れた液晶表示用
セルを極めて容易に得ることができ、またポリイ
ミド系高分子被膜は液晶との相性が良く、液晶物
質の分子の配向に悪影響を与えることがなく、セ
ル中の液晶物質の分子が長期間安定して存在する
ので耐久性のある液晶表示用セルを提供すること
ができる。

本発明の製造法は、液晶を表示に利用する種々
の装置の製造に有効に使用でき、たとえば、電子
式卓上計算機、腕時計、計数表示板などの表示装
置の製造に用いられる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 芳香族系ポリアミツク酸の0.01〜40％溶液を
   透明電極被膜を有する基板の該電極被膜を含む一
   部または全面上に塗布した後、100〜350℃で加熱
   処理を行なつてポリイミド系高分子被膜を形成
   し、しかるのち該被膜を配向処理して電極基板を
   形成し、次いで該電極基板を使用してその周辺部
   を有機シール材でシールしてセルを形成すること
   を特徴とする液晶表示用セルの製造法。