JPS6238689B2 - - Google Patents

Description

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

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初期の配向の均一性
にすぐれ、しかもシール時の加熱温度により、配
向破壊が起こることがなく、また液晶との相性が
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
して存在することが可能な液晶表示用電極基板を
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、芳香族ポリアミロク酸の0.01％〜10％未満溶
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
加熱処理し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方向にこすつて
配向処理することにより、初期の配向の均一性に
すぐれ、しかもシール時の加熱温度により、配向
破壊が起こることがなく、また、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
して存在することが可能な液晶表示用電極基板を
形成することができることを見いだし、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「芳香族系ポリアミツク酸の
0.01％〜10％未満溶液を、透明電極を有する基板
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、次いで該被膜を配向処理
することを特徴とする液晶表示用電極基板の製造
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、ペンジジ
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―アミノベ
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、テトラブロムビスフエ
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、、
チオフエニン―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％〜10
％未満溶液、好ましくは0.01％〜２％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。

〔作 用〕

本発明において、芳香族系ポリアミツク酸の
0.01％〜10％未満溶液、好ましくは0.01％〜２％
溶液の稀薄溶液を基板に塗布する方法を取ること
に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0.01〜10％未満溶液
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させることが
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
ことがないセルを形成することができる。

〔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
タルアミドとビ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シエチレンノ
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
に直交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〕

本発明の方法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、硬化温度の高い有機系シール材は
勿論のこと、ガラスフリツトなどによる無機シー
ルも可能であり、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、またポリイミド系高分子被膜は液晶との相
性が良く、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電極基板が
極めて容易に得られる。

本発明の方法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。

このような本発明の方法により得られる電極基
板は液晶を表示に利用する種々の装置に有効に使
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％〜10％未満
   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、次いで該被膜を配向処理することを特
   徴とする液晶表示用電極基板の製造法。