JP2550095B2 - 液晶表示素子 - Google Patents
液晶表示素子Info
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- JP2550095B2 JP2550095B2 JP23497687A JP23497687A JP2550095B2 JP 2550095 B2 JP2550095 B2 JP 2550095B2 JP 23497687 A JP23497687 A JP 23497687A JP 23497687 A JP23497687 A JP 23497687A JP 2550095 B2 JP2550095 B2 JP 2550095B2
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- JP
- Japan
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- liquid crystal
- crystal display
- phenylene group
- mol
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-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1337—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers
- G02F1/133711—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers by organic films, e.g. polymeric films
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は平行配列型液晶表示素子の改良に関するもの
であり、更に詳しくは耐熱性，耐湿性に優れ、基板との
密着性の良好であり、かつプレチルト角（液晶分子と基
板のなす角）を大きくした液晶配向素子に関するもので
ある。
であり、更に詳しくは耐熱性，耐湿性に優れ、基板との
密着性の良好であり、かつプレチルト角（液晶分子と基
板のなす角）を大きくした液晶配向素子に関するもので
ある。
従来、ポータブルコンピューター，ワードプロセッサ
などのディスプレイとして電圧無印加時に液晶分子が90
度ねじれたツイステッドネマテイク液晶表示素子（以下
TN液晶表示素子という）が使われてきている。
などのディスプレイとして電圧無印加時に液晶分子が90
度ねじれたツイステッドネマテイク液晶表示素子（以下
TN液晶表示素子という）が使われてきている。
TN液晶表示素子はいろいろと研究されてきているが表
示容量、表示品質には限界がある。
示容量、表示品質には限界がある。
このため表示容量、表示品質をさらに高めた液晶表示
素子の開発が望まれており、液晶分子のねじり角をさら
に大きくしたスパーツイステッドネマテイク液晶表示素
子（以下STN液晶表示素子という）が開発されている。
このSTN液晶表示素子においては、特に液晶分子を均一
に配向させ一定のプレチルト角（配向させることによっ
て基板表面より液晶分子が起き上った角度）をもたせる
ことが重要なポイントとなり、いかに大きなプレチルト
角を形成するかが表示容量，表示品質を高めるために必
要である。
素子の開発が望まれており、液晶分子のねじり角をさら
に大きくしたスパーツイステッドネマテイク液晶表示素
子（以下STN液晶表示素子という）が開発されている。
このSTN液晶表示素子においては、特に液晶分子を均一
に配向させ一定のプレチルト角（配向させることによっ
て基板表面より液晶分子が起き上った角度）をもたせる
ことが重要なポイントとなり、いかに大きなプレチルト
角を形成するかが表示容量，表示品質を高めるために必
要である。
一般にポリイミドなどの有機高分子を用いて膜を形成
させて一方向にラビングすることによって配向させたも
のはプレチルト角は0.5〜３゜程度しか得られず、これ
以上のプレチルト角を得るには酸化珪素などの斜め蒸着
によってプレチルト角をもたせる方法が知られている。
酸化珪素などの斜め蒸着によればプレチルト角は０〜40
゜の範囲で任意のプレチルト角をもつ配向を形成させる
ことができる。しかしながら酸化珪素などの斜め蒸着す
る方法は大型素子の作成が困難であり、又斜め蒸着によ
るために電極を形成した回路基板上に蒸着させるのに物
理的に一部分（回路端部近辺部等）に蒸着することが出
来ず、画像の鮮明さに欠けるという重要な欠点を有して
おり、更に蒸着方式の為に連続工程はとり得ず、バッチ
式とせざるを得ず、複雑な工程となり一定の品質のもの
を大量に作成することが難かしく又高価な蒸着装置等を
用いなければならず、コスト高なものとなってしまって
いた。
させて一方向にラビングすることによって配向させたも
のはプレチルト角は0.5〜３゜程度しか得られず、これ
以上のプレチルト角を得るには酸化珪素などの斜め蒸着
によってプレチルト角をもたせる方法が知られている。
酸化珪素などの斜め蒸着によればプレチルト角は０〜40
゜の範囲で任意のプレチルト角をもつ配向を形成させる
ことができる。しかしながら酸化珪素などの斜め蒸着す
る方法は大型素子の作成が困難であり、又斜め蒸着によ
るために電極を形成した回路基板上に蒸着させるのに物
理的に一部分（回路端部近辺部等）に蒸着することが出
来ず、画像の鮮明さに欠けるという重要な欠点を有して
おり、更に蒸着方式の為に連続工程はとり得ず、バッチ
式とせざるを得ず、複雑な工程となり一定の品質のもの
を大量に作成することが難かしく又高価な蒸着装置等を
用いなければならず、コスト高なものとなってしまって
いた。
又有機高分子に各種表面処理剤を添加して膜を形成
し、ラビング処理をすることによってプレチルト角を大
きくする方法等も種々検討されているが、これらの方法
は膜の耐熱性が低いため、素子組立時の熱により膜の劣
化がおこり、配向性が低下するという欠点を有してい
た。有機高分子のうち耐熱性のすぐれた、ポリイミド等
を用いる方法もあるが従来のポリイミドではプレチルト
角をさらに高めることは困難であり、STN液晶表示素子
のようにねじり角を大きくすると液晶内部に相当の負担
がかかり表示に欠陥が生じてしまう。またこれらのポリ
イミドは吸水率が２〜５％と大きい為に配向膜面と基板
との界面に水が侵入しやすく、配向層と基板の密着性が
低下し配向不良が生じてしまうといった耐湿性による問
題点が存在していた。
し、ラビング処理をすることによってプレチルト角を大
きくする方法等も種々検討されているが、これらの方法
は膜の耐熱性が低いため、素子組立時の熱により膜の劣
化がおこり、配向性が低下するという欠点を有してい
た。有機高分子のうち耐熱性のすぐれた、ポリイミド等
を用いる方法もあるが従来のポリイミドではプレチルト
角をさらに高めることは困難であり、STN液晶表示素子
のようにねじり角を大きくすると液晶内部に相当の負担
がかかり表示に欠陥が生じてしまう。またこれらのポリ
イミドは吸水率が２〜５％と大きい為に配向膜面と基板
との界面に水が侵入しやすく、配向層と基板の密着性が
低下し配向不良が生じてしまうといった耐湿性による問
題点が存在していた。
さらにポリイミド系高分子は、その加工上に大きな難
点があった。それはポリイミドの被膜を形成するのに、
一般にはポリイミドの前駆体であるポリアミック酸を溶
剤に溶解し、基板上に塗布した御、熱処理により脱水閉
環して、ポリイミドにするといった方法をとらなくては
ならなかった。この熱処理による脱水閉環を完全に行う
ためには、250℃〜400℃という高温を要するため、基板
材料をはじめとする素子構成材料が大きく制限されると
いった欠点があった。特にプラスチックフィルムを基板
とした液晶表示装置の場合、ポリイミド系高分子を配向
膜として要いることは、実質的に不可能であった。
点があった。それはポリイミドの被膜を形成するのに、
一般にはポリイミドの前駆体であるポリアミック酸を溶
剤に溶解し、基板上に塗布した御、熱処理により脱水閉
環して、ポリイミドにするといった方法をとらなくては
ならなかった。この熱処理による脱水閉環を完全に行う
ためには、250℃〜400℃という高温を要するため、基板
材料をはじめとする素子構成材料が大きく制限されると
いった欠点があった。特にプラスチックフィルムを基板
とした液晶表示装置の場合、ポリイミド系高分子を配向
膜として要いることは、実質的に不可能であった。
本発明者らは、上述の欠点の解決に鋭意研究を重ねた
結果、大きなプレチルト角を有し、耐湿性に優れ、しか
も、従来のポリイミド系高分子では不可能であった低温
での加工性にも優れた配向膜を得、表示容量，表示品質
を高めた経済的で長寿命かつ高性能の液晶表示素子を提
供するものである。
結果、大きなプレチルト角を有し、耐湿性に優れ、しか
も、従来のポリイミド系高分子では不可能であった低温
での加工性にも優れた配向膜を得、表示容量，表示品質
を高めた経済的で長寿命かつ高性能の液晶表示素子を提
供するものである。
本発明はトリカルボン酸無水物アシルハライド成分
と、一般式（Ｉ）で示されるシリコン系ジアミンのうち
シロキサン結合の数ｍが１〜10の範囲のものが、全ジア
ミン成分中0.05〜10モル％,mが11〜150の範囲にあるも
のが0.05〜10モル％含有されているジアミン成分からな
るポリアミドイミド樹脂をプラスチックからなる透明基
板又はガラス基板上に塗布・熱処理し被膜を形成させ、
該被膜を酸向処理した配向膜であり、かつプレチルト角
が５〜20゜としたことを特徴とした液晶表示素子であ
る。
と、一般式（Ｉ）で示されるシリコン系ジアミンのうち
シロキサン結合の数ｍが１〜10の範囲のものが、全ジア
ミン成分中0.05〜10モル％,mが11〜150の範囲にあるも
のが0.05〜10モル％含有されているジアミン成分からな
るポリアミドイミド樹脂をプラスチックからなる透明基
板又はガラス基板上に塗布・熱処理し被膜を形成させ、
該被膜を酸向処理した配向膜であり、かつプレチルト角
が５〜20゜としたことを特徴とした液晶表示素子であ
る。
R1;メチレン基，フェニレン基または置換フェニレン基 R2;メチル基，フェニレン基または置換フェニレン基 n;R1がメチレン基の場合は３又は4,フェニレン基または
置換フェニレン基の場合は１ 本発明で使用するトリカルボン酸無水物アシルハライ
ド成分は１種類でも２種類以上の混合物でもかまわない
が、用いられるトリカルボン酸無水物アシルハライドと
しては、４−（クロロホルミル）フタル酸無水物,4−
（クロロホルミル）−３′,4′−ベンゾフェノンジカル
ボン酸無水物,6−クロロホルミル−3,4−ナフタレンジ
カルボン酸無水物などである。
置換フェニレン基の場合は１ 本発明で使用するトリカルボン酸無水物アシルハライ
ド成分は１種類でも２種類以上の混合物でもかまわない
が、用いられるトリカルボン酸無水物アシルハライドと
しては、４−（クロロホルミル）フタル酸無水物,4−
（クロロホルミル）−３′,4′−ベンゾフェノンジカル
ボン酸無水物,6−クロロホルミル−3,4−ナフタレンジ
カルボン酸無水物などである。
本発明で使用するジアミン成分としては、上記一般式
（Ｉ）で示されるシリコン系ジアミンの他に各種特性を
付与する為にｍ−フェニレンジアミン,p−フェニレンジ
アミン,4,4′−ジアミノジフェニルプロパンなど芳香族
ジアミンもむろん併用することができる。
（Ｉ）で示されるシリコン系ジアミンの他に各種特性を
付与する為にｍ−フェニレンジアミン,p−フェニレンジ
アミン,4,4′−ジアミノジフェニルプロパンなど芳香族
ジアミンもむろん併用することができる。
シリコン系ジアミンのうちシロキサン結合の数ｍが１
〜10の範囲にあるものは基板の密着性を向上する作用を
しており、使用量は0.05〜10モル％が好ましい。0.05モ
ル％以下では密着性が向上せず、10モル％以上ではポリ
アミドイミド膜の可撓性がなくなってしまう。
〜10の範囲にあるものは基板の密着性を向上する作用を
しており、使用量は0.05〜10モル％が好ましい。0.05モ
ル％以下では密着性が向上せず、10モル％以上ではポリ
アミドイミド膜の可撓性がなくなってしまう。
また、シロキサン結合の数ｍが11〜150の範囲にある
ものはプレチルト角を大きくし、吸水率を小さくする作
用をしており、使用量は0.05〜10モル％が好ましい。0.
05モル％以下ではプレチルト角が５゜以下と小さく、吸
水率も大きく、10モル％以上ではプレチルト角は大きく
なるが膜としての性能が悪くなり、特に耐熱性が低下し
てしまう。したがってシロキサン結合の数ｍが11〜150
の範囲のものを0.05〜10モル％添加することによってプ
レチルト角は５〜20゜までとり得る。上記ポリアミック
酸の基板への塗布は該ポリアミドイミドをN,N−ジメチ
ルホルムアミド,N,N−ジメチルアセトアミド,N−メチル
−２−ピロリドン等の0.01〜40重量％溶液としてこれを
スピンナー，ホイラー，ロールコーターなどで塗布して
行なわれる。乾燥温度は使用する溶剤の沸点を考慮すれ
ばよく、特に限定されるのではないが一般的には100℃
〜200℃で充分である。このようにして形成された塗膜
を布などで一定方向にラビング処理して極めて良質の液
晶配向膜となり、該配向膜を有する高表示容量，高表示
品質の長寿命の液晶表示素子を得ることができる。
ものはプレチルト角を大きくし、吸水率を小さくする作
用をしており、使用量は0.05〜10モル％が好ましい。0.
05モル％以下ではプレチルト角が５゜以下と小さく、吸
水率も大きく、10モル％以上ではプレチルト角は大きく
なるが膜としての性能が悪くなり、特に耐熱性が低下し
てしまう。したがってシロキサン結合の数ｍが11〜150
の範囲のものを0.05〜10モル％添加することによってプ
レチルト角は５〜20゜までとり得る。上記ポリアミック
酸の基板への塗布は該ポリアミドイミドをN,N−ジメチ
ルホルムアミド,N,N−ジメチルアセトアミド,N−メチル
−２−ピロリドン等の0.01〜40重量％溶液としてこれを
スピンナー，ホイラー，ロールコーターなどで塗布して
行なわれる。乾燥温度は使用する溶剤の沸点を考慮すれ
ばよく、特に限定されるのではないが一般的には100℃
〜200℃で充分である。このようにして形成された塗膜
を布などで一定方向にラビング処理して極めて良質の液
晶配向膜となり、該配向膜を有する高表示容量，高表示
品質の長寿命の液晶表示素子を得ることができる。
本発明によればプレチルト角が５〜20゜であり、さら
に耐湿性に優れた液晶表示素子が容易に得られる。また
低温で加工することができそして液晶の配向の均一性に
優れ液晶に大きなプレチルト角を発生さすことができる
ので表示容量，表示品質を改善したSTN型液晶表示素子
のような高性能液晶表示素子が安価に得られる。
に耐湿性に優れた液晶表示素子が容易に得られる。また
低温で加工することができそして液晶の配向の均一性に
優れ液晶に大きなプレチルト角を発生さすことができる
ので表示容量，表示品質を改善したSTN型液晶表示素子
のような高性能液晶表示素子が安価に得られる。
（実施例１） 温度計、攪拌機，原料仕込口及び乾燥窒素ガス導入口
を備えた四つ口セパラブルフラスコに4,4′−ジアミノ
ジフェニルエーテル19.02g（95モル％）、 1.24g（0.5モル％）、 17.46g（4.5モル％） をとり、これに無水のＮ−メチル−２−ピロリドンを全
仕込原料中の固形分割合が15重量％になるだけの量を加
えて溶解した。次いで０〜50℃の水浴中にフラスコを浸
漬し、発熱を抑制しながら、精製した４−クロロホルミ
ルフタル酸無水物21.0g（0.1モル、100モル％）を投入
した。テトラカルボン酸二無水物が溶解した後、系の温
度を20℃に保ち、10時間反応を続けた。尚乾燥窒素ガス
は反応の準備段階より生成物の取り出しまでの全工程に
わたり流しておいた。得られた生成物は淡黄色の粘稠な
溶液であった。
を備えた四つ口セパラブルフラスコに4,4′−ジアミノ
ジフェニルエーテル19.02g（95モル％）、 1.24g（0.5モル％）、 17.46g（4.5モル％） をとり、これに無水のＮ−メチル−２−ピロリドンを全
仕込原料中の固形分割合が15重量％になるだけの量を加
えて溶解した。次いで０〜50℃の水浴中にフラスコを浸
漬し、発熱を抑制しながら、精製した４−クロロホルミ
ルフタル酸無水物21.0g（0.1モル、100モル％）を投入
した。テトラカルボン酸二無水物が溶解した後、系の温
度を20℃に保ち、10時間反応を続けた。尚乾燥窒素ガス
は反応の準備段階より生成物の取り出しまでの全工程に
わたり流しておいた。得られた生成物は淡黄色の粘稠な
溶液であった。
上記ワニスをスピンナを用いて酸化インジウムの電極
の形成されたポリエーテルサルホン基板に塗布した。塗
布後150℃で１時間加熱閉環させポリアミドイミド系高
分子被膜を800Åの厚さに形成した。この被膜は基板と
の密着性に優れており、基板目試験（JIS−Ｄ−0202）
の結果は0/100（はがれ数／総数）であった。その後該
被膜を一定方向にガーゼでラビング処理を行い基板の一
対を用いて液晶表示素子を作製したところ配向性は良好
であった。この液晶表示素子の耐湿試験（80℃,90％R
H）で1000時間処理しても配向特性の劣化は起こらなか
った。またプレチルト角を磁界容量零位法で測定したと
ころ10〜11゜であった。
の形成されたポリエーテルサルホン基板に塗布した。塗
布後150℃で１時間加熱閉環させポリアミドイミド系高
分子被膜を800Åの厚さに形成した。この被膜は基板と
の密着性に優れており、基板目試験（JIS−Ｄ−0202）
の結果は0/100（はがれ数／総数）であった。その後該
被膜を一定方向にガーゼでラビング処理を行い基板の一
対を用いて液晶表示素子を作製したところ配向性は良好
であった。この液晶表示素子の耐湿試験（80℃,90％R
H）で1000時間処理しても配向特性の劣化は起こらなか
った。またプレチルト角を磁界容量零位法で測定したと
ころ10〜11゜であった。
（実施例2,3および比較例1,2） 酸無水物，ジアミンの反応組成は第１表のように設定
し、実施例１と同様の装置並びに操作で反応を実施し
た。またこれらのワニスを実施例２及び比較例1,2はポ
リエーテルサルホン基板に、実施例３はガラス基板に塗
布し実施例１と同様に液晶表示素子を作製し、各種特性
を測定した結果は表に示した通りであった。第１表の結
果からも明らかな様に、本発明によって得られる液晶表
示素子は、ポリアミド系高分子被膜と基板との密着性が
良く、吸水率も低いために耐湿性に優れている。またプ
レチルト角を大きいために配向欠陥の生じない高性能ST
N型液晶表示素子が得られた。比較例１はポリアミドイ
ミド系高分子被膜と基板との密着性に劣り、吸水率も大
きいために耐湿性試験200hrで不良が発生している。比
較例２はプレチルト角が小さいためにSTN型表示素子に
適用した場合配向欠陥を生じた。
し、実施例１と同様の装置並びに操作で反応を実施し
た。またこれらのワニスを実施例２及び比較例1,2はポ
リエーテルサルホン基板に、実施例３はガラス基板に塗
布し実施例１と同様に液晶表示素子を作製し、各種特性
を測定した結果は表に示した通りであった。第１表の結
果からも明らかな様に、本発明によって得られる液晶表
示素子は、ポリアミド系高分子被膜と基板との密着性が
良く、吸水率も低いために耐湿性に優れている。またプ
レチルト角を大きいために配向欠陥の生じない高性能ST
N型液晶表示素子が得られた。比較例１はポリアミドイ
ミド系高分子被膜と基板との密着性に劣り、吸水率も大
きいために耐湿性試験200hrで不良が発生している。比
較例２はプレチルト角が小さいためにSTN型表示素子に
適用した場合配向欠陥を生じた。
Claims (1)
- 【請求項１】トリカルボン酸無水物アシルハライド成分
と一般式（Ｉ）で示されるシリコン系ジアミンのうちシ
ロキサン結合の数ｍが１〜10の範囲にあるものが全ジア
ミン成分中0.05〜10モル％,mが11〜150の範囲にあるも
のが0.05〜10モル％含有されているジアミン成分からな
るポリアミドイミド樹脂をプラスチックからなる透明基
板又はガラス基板上に塗布・熱処理し被膜を形成させ、
該被膜を配向処理した液晶配向膜であり、かつプレチル
ト角が５〜20゜としたことを特徴とする液晶表示素子。 R1;メチレン基，フェニレン基または置換フェニレン基 R2;メチル基，フェニレン基または置換フェニレン基 n;R1がフェニレン基または置換フェニレン基の場合は１
メチレン基の場合は３又は４
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23497687A JP2550095B2 (ja) | 1987-09-21 | 1987-09-21 | 液晶表示素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23497687A JP2550095B2 (ja) | 1987-09-21 | 1987-09-21 | 液晶表示素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6478226A JPS6478226A (en) | 1989-03-23 |
| JP2550095B2 true JP2550095B2 (ja) | 1996-10-30 |
Family
ID=16979198
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23497687A Expired - Lifetime JP2550095B2 (ja) | 1987-09-21 | 1987-09-21 | 液晶表示素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2550095B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2657879B2 (ja) * | 1992-12-14 | 1997-09-30 | キヤノン株式会社 | 液晶素子 |
| DE69315676T2 (de) * | 1992-12-28 | 1998-07-16 | Akashi Mitsuru | Flüssigkristallanzeigevorrichtung |
-
1987
- 1987-09-21 JP JP23497687A patent/JP2550095B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6478226A (en) | 1989-03-23 |
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