JPS63313124A - 液晶表示素子 - 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、２００度から２５０度の範囲内でねじれたら
旋構造を有する液晶の配向膜に係り、特にスキャツタリ
ングドメインが発生しない液晶表示素子に関する。

〔従来の技術〕

従来のツィステッドネマチック（ＴＮ）モードの液晶素
子においては、２枚の電極基板間で９０度ねじって配置
した配向膜で液晶分子を規制している。配向膜としては
、ＳｉＯの斜方蒸着膜あるいはポリイミド系の材料が主
に用いられている。

しかし、このＴＮモードでは時分割特性を飛躍的に向上
させることは難しく、今後大容量のディスプレイを得る
ことは期待ができない。

一方、近年になり液晶分子を２７０度ねじって配向させ
るスーパーツイスト複屈折効果（Ｓｕｐｅｒｔｗｉｓｔ
ｅｄ　ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ　ｅｆｆｅｃｔ　：
　Ｓ　Ｂ　Ｅ　）を用いた液晶素子についての発表がＳ
ＩＤインターナショナル　シンポジウム［第１２０〜１
２３頁、（１９８５）］で成され、更には日経エレクト
ロニツクス（１９８５年８月２６日）でも論じられ液晶
の新たな応用分野を開くものとして期待されている。

ところで、ＳＢＥ液晶素子のように液晶のねじれ（ツイ
スト）角を従来の９０度に比べてはるかに大きくした、
例えば２７０度とした素子に対しては、従来のようなチ
ルト角の小さいラビングによる配向膜ではスキャツタリ
ングドメイン（光を散乱するドメイン）が発生し、正常
な表示ができない、このスキャツタリングドメインを防
止するには配向制御膜のチルト角を大きくする以外に今
のところ方法はない。チルト角を大きくする手段としで
は、斜方蒸着法があるが、斜方蒸着法は量産性が難があ
る。したがって、チルト角が今までよりも大きくできる
有機高分子膜の実現が重要な課題になっていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来のネマチック液晶によるＴＮモードにおいては、配
向膜のチルト角が小さくなるに従い時分割駆動特性が向
上する。したがって、ＴＮモードでは配向膜のチルト角
が約３度以下の膜材料を用いて製品化を行っているのが
現状である。しかし、ＳＢＥモードではＴＮモードと異
なり配向膜のチルト角が大きくないとスキャツタリング
ドメインが発生するという問題点があった。

本発明の目的は、ＳＢＥ液晶のねじれ角が２００〜２５
０度である液晶表示素子において、該液晶にスキャツタ
リングドメイン発生のない有機高分子配向膜を用いた液
晶表示素子を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明を概説すれば、本発明は液晶表示素子に関する発
明であって、少なくとも一方は透光性の電極を有する一
対の基板間に、正の誘電異方性を示し、かつ、旋光性物
質を含有するネマチック液晶層を挾持し、該液晶層内の
液晶分子が一方の基板面から他の基板面に向って配向さ
れ、かつ、その配向方向が両基板間で２００〜２５０度
にねじられた旋構造を有する液晶表示素子において、上
記電極と液晶層間に、長鎖炭化水素基を有するジアミン
化合物及びトリフルオロメチル基を有するジアミン化合
物とテトラカルボン酸二無水物との反応生成物であるポ
リイミド配向膜が設けられており、該膜がネマチック液
晶層に対して、３度以上のプレチルト角を有する配向膜
であることを特徴とする。

前記長鎖炭化水素基を有するジアミン化合物の例として
は下記一般式Ｉ： Ｘ　−（ＣＨｚ）−−Ｘ　　　　　　　　　−（１）（
式中Ｘは−ＮＨｚ又は−ＣＯＮＨＮＨ２、ｎは８〜１３
の数を示す）で表される化合物がある。

また、前記トリフルオロメチル基を有するジアミン化合
物の例としては下記の一般式■：ＣＦａ Ｆａ 示す）で表わされる化合物がある０例えば次に示したも
のがある。

ＮＨｚ−（ＧＨｚ）ｓ−ＮＨｚ ＮＨｚ−（ＣＨｚ）ｓ　　ＮＨｚ Ｎ　Ｈｚ　−（ＣＨｚ）ｔｏ　−Ｎ　ＨｚＮ　Ｈｚ　−
（ＣＨｚ）ｓｘ　−Ｎ　ＨｚＮ　Ｈｚ　−（ＣＨｚ）ｘ
ｘ　−Ｎ　ＨｚＮＨｚ−（ＣＨｚ）ｘｓ−ＮＨｚ ＮＨｚＮＨＣＯ−（ＣＨｔ）ａ−ＣＯＮＨＮＨｚＮＨｚ
ＮＨＣＯ−（ＣＨｚ）ｓ−ＣＯＮＨＮＨｚＮ　Ｈｚ　Ｎ
　ＨＣＯ（ＣＨｚ　）　！　Ｏ−ＣＯＮ　ＨＮ　ＨｔＮ
ＨｚＮＨＣＯ（ＣＨｚ）ｚｚ−ＣＯＮＨＭＨｚＮＨｚＮ
ＨＣＯ−（ＣＨｚ）ｔｚ−ＣＯＮＨＮＨｚＮＨｚＮＨＣ
Ｏ−（ＣＨｚ）ｌｓ−ＣＯＮＨＮＨｚＦａ Ｆａ 上記ジアミン化合物と反応させるテトラカルボン酸無水
物としては、例えば次に示したものがある。

また、前記ポリイミド配向膜は、長鎖炭化水素基を有す
るジアミン化合物と、トリフルオロメチル基を有するジ
アミン化合物、及びこれらとテトラカルボン酸二無水物
とからなるポリイミドを用いる。もちろん該膜も３度以
上のプレチルト角を有する配向膜であければならない。

また、ジアミン化合物が下記一般式■：（式中ｍはＯ又
は１の数を示す）で表されるジアミノジフェニルエーテ
ル系化合物、及び下記一般式■： （式中Ａｒ工はアルキレン基又はアリーレン基、Ａｒｚ
はアルキル基又はアリール基を示す）表されるシロキサ
ン系化合物を含むものでよい。

上記■式で示される化合物としては、例えば、ＣＨａ　
　　　ＣＨｓ ＣＨｓ　　　　ＣＨａ Ｃ８Ｈ！ｌ　　　Ｃ３Ｈ６ ＣＨａ　　　　ＣＨａ ＣｓＨｓ　　　ＣｓＨｓ ＣｓＨｓ　　　ＣｇＨｓ などがある。

ポリイミド配向膜は、前記ジアミン化合物とテトラカル
ボン酸二無水物を重縮合することにより得られる。また
、重縮合したポリマー同志をブレンドして用いてもよく
、必要に応じシランカップリング剤を添加してもよい。

前記ポリアミド配向膜はネマチック液晶（ＺＬＩ−１１
３２）に対するプレチルト角３度以上のものを選択する
ことによりスキャツタリングドメインの発生を抑制する
ことができる。

また、本発明の液晶素子は、液晶層のら旋のねじれ角を
２００〜２５０度とするために、旋光性物質を含有させ
る必要がある。旋光性物質としては、一般に用いられて
いるものが使用できる。例えば、西独メルク社製の５８
１１，５９９６゜５１０８２または英国Ｂ　Ｄ　Ｈ（Ｂ
ｒｉｔｉｓｈ　Ｄｒｕｇｌｌｏｕｓｅ）社製のＣ−１５
，ＣＢ−１５などを、ネマチック液晶に対し０．５〜１
重量％添加するのがよい。

なお、本発明において使用する液晶は、ＴＮモードに一
般に用いられているネマチック液晶を使用することがで
きる。

上記配向膜の素子基板上への形成方法は、ＴＮモードで
行っている方法と同様に、合成されたポリイミドワニス
を浸漬、回転塗布、スプレー又は印刷などの方法によっ
て形成することができる。

形成した膜は、通常の方法でラビングすることにより目
的とするものが得られる。

なお、Ｓ　ｉ　Ｏｘ　、　Ａ　Ｑ　ｚｏｓ、　Ｔ　ｉ　
Ｏａなど無機膜を形成した上に本発明の配向膜を形成し
てもよい。

〔実施例〕

以下、本発明を実施例により更に具体的に説明するが、
本発明はこれら実施例に限定されない。

実施例１ ゛　表１に示す長鎖炭化水素基を有するジアミン化合物
（０，０５鳳ｏＱ％）及びトリフルオロメチル基を有す
るジアミン化合物（０，０５ｍｏΩ％）をＮ　−メチル
−２−ピロリドンの極性溶剤中でピロメリット酸二無水
物（０，１ｍｏＲ％）と重縮合させ、ポリアミド酸ワニ
スを得た。これを液晶素子の基板上に塗布後、２５０℃
焼成を行い６００人のポリイミド膜を作製した。その後
、液晶分子のねじれ角を２５０度にするために、上側電
極基板、下側電極基板をそれぞれの角度でラビングを行
い、更に基板間にスペーサーを挾持して７μｍギャップ
の液晶セルを組立て、ビフェニル系液晶、フェニルシク
ロヘキサン（ＰＣＨ）系液晶、フェニルシクロヘキサン
エステル（ＥＣＨ）系液晶を主成分とする正の誘電異方
性を有するネマチック液晶に旋光性物質（メルク社の３
８１１）０．５　重量％添加したものを真空封入し素子
を作製した。その後、上側偏光板の吸収軸方向及び下側
偏光板吸収軸方向を調製しスキャツタリングドメイン（
光を散乱するドメイン）の有無を調べた。また、上記の
配向膜については、ＢＤＨ社製のビフェニル系液晶Ｅ−
７を用い、通常の回転法を用いてＨｅ　−Ｎｅレーザで
プレチルト角を調べた。その結果を他の例と共に後記表
１に示す。

実施例２ 表１に示す長鎖炭化水素基を有するジヒドラジド化合物
（０，０３ｍｏＱ％）及びトリフルオロメチル基を有す
るジアミン化合物（０，０７＋ｉｏＱ％）をピロメリッ
ト酸二無水物（０，０５＋ｍｏＱ％）、３゜３’　、４
．４’　−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物（Ｑ、
Ｑ５ｍｏＱ％）と溶媒中で共重合させて得たポリヒドラ
ジド酸−アミド酸ワニスを塗布後、３００℃焼成を行い
５００人のポリヒドラジドイミド−イミド膜を作製した
。その後、実施例１と同様にスキャツタリングメインの
有無と、配向膜のプレチルト角を測定した。結果を表１
に示す。

実施例３ 表１に示す長鎖炭化水素基を有するジアミン化合物（０
，０７ｍｏＱ％）及びトリフルオロメチル基を有するジ
アミン化合物（０，０２ｍｏｎ％）更に４゜４′−ジア
ミノジフェニルエーテル−３−カルボンアミド（０，０
１ｍｏｎ％）に３．３’　、４．４’−ベンゾフェノン
テトラカルボン酸二無水物（０、１ｎｏ　２％）を溶媒
中で共重合させて得たポリアミド酸ワニスを塗布後、３
００℃焼成を行い８００人のポリイミド−イソインドロ
キナゾリン膜を作製した。その結果を表１に示す。

実施例４ 表１に示す長鎖炭化水素基を有するジアミン化合物（０
，０４ｍｏｆ２％）及びトリフルオロメチル基を有する
ジアミン化合物（０，Ｑ５ｍｏＱ％）更にジアミノシロ
キサン（０，０１ｍｏΩ％）をピロメリット酸二無水物
（０、１ｍｏ　２％）と溶媒中で共重合させて得たポリ
アミド酸シロキサンワニスを塗布後、２８０℃焼成を行
い６００人のポリイミドシロキサン膜を作製した。その
結果を表１に示す。

実施例５ 表１に示す長鎖炭化水素基を有するジアミン化合物（０
，０４ｍｏ１２％）及びトリフルオロメチル基を有する
ジアミン化合物（０，０６ｍｏＱ％）を３゜３’　４．
４’　−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物（０，１
ｍｏＲ％）と溶媒中で共重合させて得たポリアミド酸ワ
ニスを撞布後、２５０℃焼成を行い５００人のポリイミ
ド膜を作製した。その結果を表１に示す。

比較例１ 表１に示す通常の４，４′−ジアミノジフェニルエーテ
ル化合物（０，１鳳ｏｎ％）とピロメリット酸二無水物
（０，１ｍｏＱ％）を溶媒中で重合させて得たポリアミ
ド酸ワニスを塗布後、２５０℃焼成を行い８００人のポ
リイミド膜を作製した。その結果を表１に併せて示した
。

比較例２ 表１に示す通常の４，４′−ジ（ｐ−アミノフェノキシ
）ジフェニルプロパン（０，１ｍｏＱ％）と３．３’　
、４，４’　−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水
物（０、１ｎｏ　２％）を溶媒中で重合させて得たポリ
アミド酸ワニスを塗布後、３００℃焼成を行い６００人
のポリイミド膜を作製した。

その結果を表１に併せて示した。

表１から明らかなように、本発明によればＴＮ方式と同
じラビングによる配向によっても、スキャツタリングド
メインの発生は認められなかった。

〔発明の効果〕

以上の説明から分かるように本発明によれば、液晶のね
じれ角が２００度から２５０度範囲内でのＳＢＥモード
の液晶素子において、従来のものよりもプレチルト角の
大きい傾向制御膜を有するものが得られるので、ＴＮモ
ードと同様にラビング法を適用してもスキャッタリング
ドメインの発生がなく、量産性に適した液晶表示素子を
提供できる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、少なくとも一方は透光性の電極を有する一対の基板
   間に、正の誘電異方性を示し、かつ、旋光性物質を含有
   するネマチツク液晶層を挾持し、該液晶層内の液晶分子
   が一方の基板面から他の基板面に向つて配向され、かつ
   、その配向方向が両基板間で２００〜２５０度にねじら
   れたら旋構造を有する液晶表示素子において、上記電極
   と液晶層間に、長鎖炭化水素基を有するジアミン化合物
   及びトリフルオロメチル基を有するジアミン化合物とテ
   トラカルボン酸二無水物との反応生成物であるポリイミ
   ド配向膜が設けられており、該膜がネマチツク液晶層に
   対して、３度以上のプレチルト角を有する配向膜である
   ことを特徴とする液晶表示素子。 ２、該長鎖炭化水素基を有するジアミン化合物が下記一
   般式 I ： Ｘ−（ＣＨ＿２）＿ｎ−Ｘ…（ I ） （式中Ｘは−ＮＨ＿２又は−ＣＯＮＨＮＨ＿２基、ｎは
   ８〜１３の数を示す）で表されるジアミン化合物であり
   、該トリフルオロメチル基を有するジアミン化合物が下
   記一般式II： ▲数式、化学式、表等があります▼…（II） （式中Ｙは▲数式、化学式、表等があります▼又は▲数
   式、化学式、表等があります▼を示す）で表わされるジ
   アミン化合物である特許請求の範囲第１項記載の液晶表
   示素子。 ３、該ジアミン化合物が、下記一般式III： ▲数式、化学式、表等があります▼…（III） （式中ｍは０又は１の数を示す）で表されるジアミノジ
   フェニルエーテル系化合物、及び下記一般式IV： ▲数式、化学式、表等があります▼…（IV） （式中Ａｒ＿１のアルキレン基又はアリーレン基、Ａｒ
   ＿２はアルキル基又はアリール基を示す）で表されるシ
   ロキサン系化合物を含んでいる特許請求の範囲第１項記
   載の液晶表示素子。