JPH02310524A - 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】 （イ）産業上の利用分野 この発明は液晶表示装置に関する。さらに詳しくはカイ
ラルスメクチックＣ（ＳｍＣ本）液晶を持いる液晶表示
装置の改良に関する。

（ロ）従来の技術 従来から液晶を利用した表示装置として、表面に配向膜
を形成してなる一対の電極基板をこれらの配向方向が所
定角度に交差するように対向配置し、これら電極基板間
に液晶を捩れ配向させて挟持してなるツィステッドネマ
チック（ＴＮ）型液晶表示装置が汎用されている。この
ようなＴＮ型液晶表示装置においては、マルチプレック
ス化が進むに従い駆動マージンが挟くなり十分なコント
ラストが得られなくなる欠点を有していた。またその改
良型として、Ｓ　Ｂ　Ｅ　（Ｓｕｐｅｒｔｗｉｓｔｅｄ
Ｂｉｒｅｆｒｅｎｇｅｎｃｅ　ｅｆＴｅｃｔ）型の液晶
表示素子が開発されたが、コントラストは向上するもの
の、視角特性や応答速度か遅い等の欠点を持っている。

このようなネマチック液晶を用いた従来型の液晶表示装
置を改善するものとして１９８０年にクラーク（Ｃ１ａ
ｒｋ）とラガヴアル（Ｌａｇｅｒｗａｌｌ）により提案
されたのが、強誘電性液晶を用いた表示素子であった。

この液晶表示素子は、強誘電性液晶の自発分極の極性と
、電界の極性を整合させる回転力を用いて光学的異方性
を持つ液晶分子の向きを変える事で、光学的なスイッチ
ングを得るものである。

また、この素子の特徴は、双安定性を有しており、正負
の電界を印加することにより、２つの光学的安定状態に
切り替えることができ、また−変電界を印加すると、そ
の後電界を除去してもその双安定の為に表示が保持され
る。さらにスイッチングに必要な時間がＴＮ型液晶の１
０００倍以上と速く、この高速性と、メモリー効果を利
用すれば、マトリックス電極を用いた大容量表示が可能
となることもその特徴の一つである。

かかる液晶表示素子の作製においては、液晶分子を基板
に略平行で、かつ−軸に揃える必要がある。従来のネマ
チック液晶においてはポリイミド膜を、布等で一方向に
こするラビング法が一般的である。

（ハ）発明が解決しようとする課題 しかしながら、従来ＴＮ型液晶で用いたポリイミドの配
向膜をそのままこの強誘電性液晶を用いた表示装置に用
いると、十分なコントラストが得られない。その原因と
して考えられるのは、クラ一りらが提案した素子は、第
４図に示すように液晶が一軸に配向していると考えてい
たからである。

しかし上記のようなコントラストの出ない配向は、第５
図に示すように液晶分子が一軸に配向膜す、基板の上下
で配向方向が異なり、分子のネジレが起こっている為だ
と考えられている。

このような分子のネジレの原因は、一般に液晶と接触す
る界面つまり配向膜に影響されやすく、液晶の自発分極
を強く引きつける場合あるいは、強く反発する場合にネ
ジレがおこりやすいと考えられている。

従って、この自発分極に対して強く相−関しないような
配向膜の選択することか液晶表示素子のコントラストの
向上に重要であると考えられる。

上記事情に鑑み、この発明の発明者はポリイミド配向膜
について、その前駆体であるジアミンと無水カルボン酸
の多くの組合せについて鋭意検討した結果、特定の指環
族ジアミンを塩基成分とし、特定の芳香族テトラカルボ
ン酸無水物を酸成分として得られるポリイミド樹脂を配
向膜に用いることによりコントラストの向上が図れる事
実を見い出しこの発明を完成させるに至った。

（ニ）課題を解決するための手段 かくしてこの発明によれば、一方の表面に透明ｉ！極を
介して配向膜を設けてなる透光性基板の一対を、上記配
向膜を対向させて配置し、その間に強誘電性スメクチッ
ク相を有する液晶を挟持してなる液晶表示装置であって
、上記配向膜が、ジ−４−アミノシクロヘキシルメタン
を塩基成分とし、骨格に！つ又は２つのベンゼン環を有
する芳香族テトラカルボン酸無水物を酸成分として得ら
れるポリイミド膜からなることを特徴とする液晶表示装
置が提供される。

この発明の液晶表示装置は、強誘電性スメクチ、ツク相
を有する液晶を用いたものであることを特徴とする。

この発明の装置の配向膜に用いられるポリイミド膜は、
ジ−４−アミノシクロヘキシルメタンを塩基成分とし、
骨格に１つ又は２つのベンゼン環を有する芳香族テトラ
カルボン酸無水物を酸成分として得られるものである。

上記芳香族テトラカルボン酸無水物としては、分子内二
無水物（ジアンヒドリド）のものが用いられる。このよ
うなジアンヒドリドの例としては、まず骨格に１つのベ
ンゼン環を有するものとして、ベンゼン−１，２，４，
５〜テトラカルボン酸（ピロメリト酸）のジアンヒドリ
ド等が挙げられる。また骨格にベンゼン環を２つ育する
とは、これらのベンゼン環同士が直結されているもので
あってもよく又は所定の結合を介して結合されているも
のであってもよい。該結合としては低級アルキレン結合
、エーテル結合、カルボニル結合等が挙げられる。上記
低級アルキレンとは炭素数が１〜６程度のものを意味す
る。またさらにこれらの２つのベンゼン環が環形成を滓
う結合により結合されるものであってもよい。このよう
な２つのベンゼン環を骨格にもつものの例としては、以
下に示すごとき化学構造をのらのを挙げることかできる
。またこの発明において、前記酸成分には上述した芳香
族ジアンヒドリドを単独又は適宜混合して用いることが
できる。

（Ｒニー０−、−Ｃ−、−ＣＣＨ，ｈ）この発明におい
て、上記配向膜は、上述の塩基成分及び酸成分を用い、
これらを重縮合してポリイミド膜を形成し、次いでこの
膜表面をラビング処理することにより得られる。上記ポ
リイミド膜は、得られるポリイミドポリマをジメチルア
セトアミド（ＤＭＡＣ）　、７−ブチロラクトン、Ｎ−
メチルピロリドン等の極性溶媒に溶解し、この溶液を所
定の透光性基板の透明電極面にスピンナ法、浸漬法等で
塗布した後、加熱焼成することにより形成することがで
きる。上記加熱温度は、２００〜３００℃程度とするの
が適しており、通常２５０℃前後±５０℃が好ましい。

また最終的に得られる膜厚としては、通常５０〜２００
０人程度とするのが適しており、これは塗布量を制限す
ることにより適宜調整可能である。ここで５０人未満で
は配向の安定性が低下し、２０００人を越えるとコント
ラストが不均一化するので好ましくない。

（ホ）作用 この発明によれば、強誘電性スメクチック相を有する液
晶を挟持してなる液晶表示装置の配向膜に、ジ−４−ア
ミノシクロヘキシルメタンを塩基成分とし、骨格に１つ
又は２つのベンゼン環を有する芳香族テトラカルボン酸
無水物を酸成分として得られるポリイミド膜を用いるこ
とにより、この表示装置のコントラストが向上されるこ
ととなる。

以下実施例によりこの発明の詳細な説明するが、これに
よりこの発明は限定されるものではない。

（へ）実施例 第１図はこの発明の液晶表示装置の一例の構成説明図で
ある。該図において、１は透光性基板で、例えばフロー
トガラス等のガラス基板の一方の表面にＩＴＯ膜からな
る透明電極２を形成し、その上にＳｉｎ！等の電極保護
膜３を介して配向膜４を積層形成することにより構成さ
れている。この透光性基板ｌを２枚、配向膜４を対向さ
せて上下に配置し、スペーサ５を介してエポキシ樹脂６
にて貼り合わせることにより、液晶セルが構成されてい
る（なおこの場合のセル厚は１．８〜２μｍである）。

そしてこのセル内に真空注入法により、強誘電性スメク
チック相を有する液晶７を封入した後、注入口（図示し
ない）をＵＶ［化性樹脂８で封止することにより液晶表
示装置９が構成されている。

強誘電性スメクチック液晶７にはカイラルスメクチック
Ｃ（ＳｍＣ＊）相を示す材料が好適に用いられる。この
実施例においては、Ｃ５１０１４（チッソ株式会社製）
を用いた。

上記配向膜４には、塩基成分として下記Ｂで表されろジ
−４−アミノシクロヘキシルメタンを用い、一方の酸成
分としては下記Ａ−１〜Ａ−５で表される芳香族テトラ
カルボン酸二無水物を用いて得られるポリイミド膜を用
いた。

（Ｂ）　　　　　　　　　　　　　　　　（Ａ−１）（
Ａ−２）　　　　　　　　　　　　　　　（Ａ−３）す
なわち、まず上記ジ−４−アミノシクロヘキシルメタン
と各種のテトラカルボン酸二無水物との組合せで合成さ
れた樹脂を７重量％となるようにＮ−メチルピロリドン
溶媒で希釈して塗布溶液をそれぞれ調製した。

次いで上記１対の透光性基板ｌの透明電極２形成語上に
、それぞれ上記で調製した所定の塗布溶液をスピンナを
用いて塗布し、５０〜１０００人の塗膜を形成した後、
２５０℃で１時間加熱処理して焼成し、ポリイミド膜に
変換した。

次いでこのポリイミド膜表面を一方向にラビングするこ
とにより、配向膜４を得た。なお、ラビング方向は一対
の透光性基板でアンチパラレル方向に交差するように行
った。

以上のごとく得られた各配向膜による液晶表示装置（以
下ＬＣパネルという）９の光学特性の測定を行った。す
なわち第２図に示すように、直交ニコル内にＬＣパネル
を置き、このＬＣパネルを同図の矢印方向に回転させた
ときの透過光強度のもれの光が最も小さくなるところで
の、入射光に対するもれの光強度の割合（１／Ｉｏ：　
Ｉ及びＩｏは第３図に示される部分の値を用いた）を調
べた。

なお比較例として、上記配向膜に替えて従来のＴＮ型液
晶表示素子に用いられていた一般的な配向膜である日立
化成製ポリイミドＰＩＱを用いる以外は同様に構成した
液晶表示素子について同様に光学特性を測定した。これ
らの結果を〔表１〕に示す。

上記結果から、この特定の配向膜を用いた上記液晶表示
装置は光のもれり割合（［／１．））がすべて１％以下
となり、従来の配向膜を用いた１３％に比べて、優れた
消光性が得られることがわかる。

（ト）発明の効果 この発明によれば、強誘電性スメクチック相を有する液
晶を用いた液晶表示装置であって、コントラスト比が向
上された液晶表示装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の液晶表示装置の一例の断面構成説明
図、第２図は第１図の液晶表示装置の光学特性を測定す
る際の原理図、゛第３図は第２図の原理に基づいて測定
される光強度の変化を示すグラフ図、第４図は強誘電性
液晶のねじれ配向例を説明する説明図、第５図は強誘電
性液晶の一軸配向例を説明する説明図である。 １・・・・・・透光性基板、　２・・・・・透明電極、
３・・・・・・電極保護膜、　　　４・・・・・・配向
膜、５・・・・・・スペーサ、　　　　６・・・・・・
エポキシ樹脂、７・・・・・・強誘電性スメクチック相
を有する液晶、訃・・・・・ＵＶ硬化性樹脂、９・・・
・・・液晶表示装置。 第１図 第３図 ０・１０　　直光ニコルでの尤強幾 １０００ん　　干行二ｍ１）Ｖヌ゛°の尤強度第４　ｒ
４ 第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、一方の表面に透明電極を介して配向膜を設けてなる
   透光性基板の一対を、上記配向膜を対向させて配置し、
   その間に強誘電性スメクチック相を有する液晶を挟持し
   てなる液晶表示装置であって、 上記配向膜が、ジ−４−アミノシクロヘキシルメタンを
   塩基成分とし、骨格に１つ又は２つのベンゼン環を有す
   る芳香族テトラカルボン酸無水物を酸成分として得られ
   るポリイミド膜からなることを特徴とする液晶表示装置
   。