JPS63291035A - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は強誘電性液晶を用いた液晶表示装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、強誘電性液晶の配向制御法としては、電場や磁場
を印加し配向させる外場印加法、ＳｉＯ等の斜め蒸着や
ラビングを行ない配向させる表面処理法、スペーサーの
エッチから徐々に配向させる温度勾配法が提案されてい
る。

一方、工業的に、表示面積が大きく、外観的にムラのな
い均一な表示装置を大量生産する方法として見た場合、
外場印加法や温度勾配法は量産効率、投資効率、量産実
績から表面処理法より不利であり、更に表面処理法を見
た場合、低価格で大表示面積に均一な配向を得る方法と
してはラビング法が最も適している。

以」二のことから、ラビング処理による配向制御を配向
膜として、ポリイミド、ポリアミド、ポリエチレン、ポ
リスチレン、ポリビニルアルコールを含む多くの有機高
分子材料を用いて検討を重ねて来たか、長期通電性、耐
熱性、耐湿性に於て、従来ツイストネマヂック液晶の配
向膜として用いてきたポリイミド樹脂が、最も耐久性に
優れ、量産性、特に基板上への塗布工程において最も安
定していることが判明した。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、ツィトネマヂック液晶で用いてきたポリイミド
膜を従来どうり上下基板」二に配置し、一方のみをラビ
ング処理したのでは、強誘電性液晶表示装置の持つ双安
定性と点灯画素外部のモノドメイン性を両立することは
困難であった。　ここていうモノドメイン性とは、第４
図の如く　安定状態をとる強誘電性液晶の特性がありな
がらも、電圧の印加されない画素間が、どちらか一方の
ステートにのみｆ丁効表示エリア内全域で安定している
貼に達成される。画素内は電圧が印加されるため、初期
的にどちらのステートにあってもかまわないか理想的に
は全面一方のステートにある方が好ましい。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の液晶表示装置は、強誘電性スメクチ・ツク相を
有する液晶を、少なくとも一方は透明な電極を有する２
枚のガラス基板間に封入］７て成る液晶表示装置におい
て、ｎ’ｌ記電極電極方と前記液晶の間に配向膜か単位
構造が実質的に弐（１）（但しＲは芳香族炭化水素基を
表す。）で表される繰り返し単位からなるポリイミド樹
脂を主材とする樹脂膜層であり、前記電極の他方と前記
液晶の間に配向膜単位構造が単位構造が実質的に式（２
） （但しＲは芳香族炭化水素基を表す。）で表される繰り
返し単位からなるポリイミド樹脂を主材とする樹脂膜層
であり、前記式（２）で表される構造を仔するポリイミ
ド樹脂膜層側にのみラビング処理を施したことを特徴と
する。

〔作用〕

本発明の上記の構成によれば、ポリイミド樹脂膜表面の
状態か異なる２種のポリイミド膜の一方をラビング処理
することにより、ラビング処理を施した膜表面の持つ状
態とラビング処理の無い膜表面の持つ状態が、モノドメ
インと双安定性を両立させるのに十分な組み合わせ七な
る。

〔実施例〕

第１図は本発明に至る際、本発明者等が使用した液晶表
示装置の構造を示した図であって、イオン溶出防止膜で
ある二酸化ケイ素（以後Ｓ　ｉＯｙと書（）膜を液晶側
の面にスパッタしたガラス基板６と６′上に液晶を駆動
する為の透明電極であるインジウム・スズ合金酸化膜（
以後ＩＴＯと書く。）３と３′をスパッタ法で６００の
オングストローム（以後穴と古く。）膜付けし、フォト
エツチングにより所定のパターンを形成し、ガラス基板
６側には電極３と３′間のリークを防止するための絶縁
膜として、電極３の信号とり出し部分以外の所にスパッ
タ法で３１０１膜を７００人膜付けした。本発明者等は
以上の方法で作成した基板上に を単位構造として持つポリイミド樹脂を表１の組み合わ
せに従って形成した。

式（１）と式（２）で示されるポリイミドは樹脂潤度２
パーセントのポリイミド前駆体の状態でｎ−メチルピロ
リドンに溶解されており、スピンコードにより各々２０
０〜３００人の厚さに容易に塗布できる。スピンコード
を行なった後、各塗膜を２３０度で３０分間オープン中
で焼成し所定のポリイミド構造を持たせた。形成された
ポリイミド膜を表１の組み合わせとなる様、セルの一方
のポリイミド膜を円柱に固定したサランを用いて５回ラ
ビングした。次に、ラビング処理した基板とラビング処
理しない基板を表１に従って（１）〜（４）まで組み合
わせセルを組みたてた。セル組み立てに於ては基板６と
６′の間にスペーシング材として２ミクロンの球吠ガラ
ス球８を均一に分散配置させ、また液晶を封じ込めるた
めシール材として紫外線硬化型の接着剤７をスクリーン
印刷し、圧着後紫外線を照射してセルを作成した。

以上の方法で得られた４種類のセルに、チッソ（株）社
製の、強誘電性液晶Ｃ３１０１４に１０（％）のエステ
ル系強誘電性液晶を混合した液晶を真空注入した。混合
された液晶の相転移温度は第２図に示すとうりであった
。注入に際しては、真空チャンバー内で空セル内の空気
を十分排気した後、注入口付近に付着させた前記強誘電
性液晶をヒーター加熱し溶解させ、シールに設けた注入
口より注入した。

注入の終了した液晶セルに於ける液晶の均一な配列を得
る為、液晶を−たん室温からコレステリック状態の７３
度まで昇温し、１０分間保持後再び室温まで３時間かけ
て冷却した。

再配列の終了した液晶セルを評価するため発明者等は第
３図に示す光学系を使用した。液晶セルの上下に偏光子
９と偏光子９′をクロスニコルとなる様装置し、透過照
明光１３を偏光子９側から入射し、透過光１４を観察し
た。偏光子と強誘電性液晶のとり得る２安定吠態との位
置関係は第４図の様に設定した。すなわち電界方向が、
偏光子９から９′へ向かうとき（第４図のＯ印）偏光子
９′の吸収軸１１と液晶分子４′が一致して透過光は暗
くなり、電界方向が偏光子９′から９へ向かうとき（図
４の■印）偏光子９′の吸収軸１１と液晶分子４′がθ
だけずれ、式（３）に従って入射光が透過され明るくな
る。

１＝Ｉｏ　ｓｉｎ”（２の・５ｉｎ２（Ａ〒スπ）　　
　　　　　　（３）Ｉ　：透過光強度 Ｉｏ　：入射光強度 θ　：第４図に示す開き角θ Δｎ：　Ｉｎ、Ｉ　−ｎ上ｌ　　　（ｎは液晶の屈折率
）ｄ　：セル厚さ λ　：波長 また、双安定性の評価には第５図に示す方形波を第３図
の如く液晶に印加し、透過光１４の特性を記録した。

表２−１と表２−２は本実施例の結果を示すものであり
、表２−１には前述した方法で、液晶セルの有効表示エ
リア内でのモノドメインの達成の可否を、表２−２には
安定性の達成の可否を示した。

表２−１ 表２−２ 表２−１に示す様にモノドメイン性は異種のポリイミド
を組み合わせたセルのみ可能であり、得られたドメイン
は表示有効エリア全面に於てモノドメインとなった。

また表２−２に示す様に双安定性は１組を除いた組み合
わせで達成された。双安定性の良好な異種ポリイミド膜
の組み合わせでの光学応答は第５図に示したとうりで、
電圧無印加時の光学安定性は良好で、マルチプレックス
駆動時に於てもほぼ同様のオン参オフレベルを確保して
いた。

本発明の第２の実施例は、第１の実施例でモノドメイン
と双安定性が両立された、液晶セルと同様の液晶セル構
成であるが、ラビング方法としてレーヨンの回転ラビン
グを用いた。ラビング回転数は４００回転／分であった
。液晶は第１の実施例と同じく、チッソ（株）製ＣＳ　
１．０１４をベースとしたものを用いた。またセルの電
極パターンは４００Ｘ６４０ドツトの画素を構成してお
り、表示「効表示エリアは２５０Ｘ１８０ｍｍであった
。第１の実施例と同様にセルを組み立て、同様に再配向
、評価した結果、有効表示エリア内全面でモノドメイン
と双安定性が達成できた。

第６図は本発明における第３の実施例を示す液晶セルの
断面図であって、ラビング側の、前記式（２）で表され
るポリイミド樹脂膜２と、ラビングを行なわない例の前
記式（１）で表されるポリイミド樹脂膜１は印刷法によ
り形成されている。

またスペーシング材８と同時にエポキシ微小接着剤１５
が上下基板組み合わせ前にラビング処理された基板６側
上に分散され、シール材として一液タイブの、エポキシ
接着剤７を基板６−側へスクリーン印刷した上下基板を
組み合わせ、１６０度で９０分間熱圧着してセルを作成
した。

以上の方法で得られたセルに、チッソ（株）社製の強誘
電性液晶Ｃ３１０１５に１０（％）のエステル系強誘電
性液晶を混合した液晶を真空注入した。混合された液晶
の相転移昌度は第７図に示すとうりであった。

セルの電極パターンは第２の実施例と同じく４００Ｘ６
４０ドツトであり表示有効面積も同じく２５０Ｘ１８０
ｍｍである。液晶注入終了後の再配列はコレステリック
相を示す７５度まで室温から昇温し、１０分間保持した
後再び室温まで室内で冷却した。その結果外観上十分な
モノドメイン性と双安定性共達成され、マルチプレック
ス駆動時のコントラストは１対８以上が得られ、散布し
た微小接着剤からの欠陥も肉眼では確認できないレベル
であり、広角視認性に優れた均一な液晶表示装置が得ら
れた。

〔発明の効果〕

以上に述べたように本発明によれば、異種のポリイミド
膜を組み合わせ、その一方のみをラビング処理すること
により、双安定性が良好で少なくとも表示画素間の液晶
安定ステートが一方向に揃い表示外観の均一な液晶表示
装置が安定して供給できる。

また、再配向時も、モノドメイン性が安定しているため
短縮が可能であり、量産効率の向上が可能となった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の液晶表示装置を示す主要断面図。 第２図は本発明の実施例で使用した強誘電性液晶の相転
移温度を示す図。 第３図は本発明で使用した光学系を示す図。 第４図は強誘電性液晶の双安定状態と本発明で使用した
、偏光軸方向を、液晶セル上側から見た図Ｏ 第５図は本発明で使用した液晶駆動波形と液晶表示装置
の光学応答を示す図。 第６図は本発明の液晶表示装置を示す断面図。 第７図は本発明の実施例で使用した強誘電性液晶の相転
移忍度を示す図。 ■・・・ポリイミド樹脂膜 ２・・・ポリイミド樹脂膜（ラビング側）３．３′・・
・透明電極 ４．４′・・・強誘電性液晶ならびに液晶分子５・・・
Ｓ　ｉＯ＊膜 ６．６′・・・ガラス基板 ７・・・シール材 ８・・・スペーシング材 ９．９′・・・偏光板 １０・・・液晶セル １１．１２・・・偏光板の吸収軸方向 １３・・・入射光 １４・・・透過光 １５・・・エポキシ微小接着剤 以　　上 第１図 ＳｍＣ”［Ｘ）５ｒ１１ＡＷ　　（””：ＩＩＪｙ！／
ｙ’７ａ！’ｊ方株第２図 第３図 ■Ｅ　　　　　　■Ｅ 第４図 第５図 ６４（Ｃ’） ＳｍＣ”＜−３ｍＡ末 第７図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 強誘電性スメクチック相を有する液晶を、少なくとも一
   方は透明な電極を有する２枚のガラス基板間に封入して
   成る液晶表示装置において、前記電極の一方と前記液晶
   の間に配向膜が単位構造が実質的に式（１） ▲数式、化学式、表等があります▼（１） （但しＲは芳香族炭化水素基を表す。） で表わされる繰り返し単位からなるポリイミド樹脂を主
   材とする樹脂膜層であり、前記電極の他方と前記液晶の
   間に配向膜が単位構造が実質的に式（２） ▲数式、化学式、表等があります▼（２） （但しＲは芳香族炭化水素基を表す。） で表される繰り返し単位からなるポリイミド樹脂を主材
   とする樹脂膜層であり、前記式（２）で表される構造を
   有するポリイミド樹脂膜層側にのみラビング処理を施し
   たことを、特徴とする液晶表示装置。