JPH03200219A - 液晶素子 - Google Patents

液晶素子

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JPH03200219A
JPH03200219A JP1343601A JP34360189A JPH03200219A JP H03200219 A JPH03200219 A JP H03200219A JP 1343601 A JP1343601 A JP 1343601A JP 34360189 A JP34360189 A JP 34360189A JP H03200219 A JPH03200219 A JP H03200219A
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    • G02F1/00Devices 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
    • G02F1/01Devices 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 
    • G02F1/13Devices 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
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1337Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers
    • G02F1/133711Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers by organic films, e.g. polymeric films
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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〕 本発明は液晶素子に関するものである。
〔従来の技術〕
液晶素子は、−面に透明電極を形成するとともにこの電
極形成面に配向膜を形成した一対の透明基板間に液晶を
封入した構成となっており、側基板面の配向膜は、一般
に、ポリイミド系等の高分子配向材料で形成され、その
表面は一方向にラビング処理されている。
ところで、上記液晶素子の表示特性は、液晶層をはさん
で対向する電極間の電圧保持率に依存しており、この電
圧保持率が十分高ければ、フリッカ等のない安定した表
示特性をもつ。このため従来は、液晶材料として比抵抗
の大きいものを用い、上記電圧保持率を高くしている。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、上記比抵抗の大きい液晶材料を得るには
、精製工程を何度も繰返して液晶材料中の不純物をほぼ
完全に除去しなければならないため、比抵抗の大きい液
晶材料は非常に高価であり、したがって、この比抵抗の
大きい液晶材料を用いている従来の液晶素子は、その製
造コストが高いという問題をもっていた。また、液晶を
封入するセル容器自体に付着しているイオン性不純物を
完全に除去することが事実上困難であるため、セル容器
に封入された液晶の比抵抗を高く維持すること自体が極
めて困難であるという問題があった。
本発明は上記のような実情にかんがみてなされたもので
あって、その目的とするところは、液晶の比抵抗にかか
わらず電圧保持率を十分高くとれるようににした、比抵
抗の小さい安価な液晶材料を用いてもフリッカ等のない
安定した高品質の表示を得ることができる液晶素子を提
供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
本発明の液晶素子は、上記目的を達成するために、−面
に透明電極を形成するとともにこの電極形成面に配向膜
を形成した一対の透明基板間に液晶を封入した液晶素子
において、前記配向膜を、その表面エネルギーの極性力
成分が約9 dyn/c+g以上の高分子配向材料で形
成したものである。
〔作用〕
このように、配向膜を、その表面エネルギーの極性力成
分が約96yn/c11以上の高分子配向材料で形成す
れば、液晶の比抵抗にかかわらず電圧保持率を十分高く
とることができる。これは、配向膜の表面エネルギーの
極性力成分が大きいと、液晶層中の可動イオンが配向膜
で束縛されるためと考えられる。したがって本発明の液
晶素子によれば、比抵抗の小さい安価な液晶材料を用い
ても、フリッカ等のない安定した高品質の表示を得るこ
とができるし、また安価な液晶材料を使用できるために
、製造コストを低減することができる。
〔実施例〕
以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。
第1図は本実施例の液晶素子の断面図であり、ここでは
TPTアクティブマトリックス型の液晶素子を示してい
る。
第1図において、la、lbはガラス等からなる一対の
透明基板であり、一方の基板1a面には、ITO等から
なる多数の透明画素電極2とこの画素電極2を選択する
TPT (薄膜トランジスタ)3が縦横に配列形成され
、他方の基板1b面には、そのほぼ全面にわたってIT
O等からなる透明な対向電極4が形成されている。また
、側基板1a1bの電極形成面には、それぞれ、高分子
配向材料からなる配向膜5a、5bが形成されており、
この配向膜5a、5bの膜面は一方向にラビング処理さ
れている。この側基板1a、lbは、その電極形成面を
互いに対向させて、枠状のシール材6を介して接着され
ており、この側基板1a。
1b間には液晶7が封入されている。なお、8a。
8bは側基板1a、lbの外面に配置された一対の偏光
板である。
そして、側基板1a、lb面の配向膜5a。
5bは、ポリイミド系またはポリアミド系等の各種高分
子配向材料のうち、その表面エネルギーの極性力成分子
pが約9 dyn/am以上の化学構造をもつ高分子配
向材料で形成されている。なお、この表面エネルギーの
極性力成分子pの値は、液滴接触角法により求めた値で
ある。
上記液滴接触角法は、表面エネルギーの極性力成分およ
び分散力成分が既知の数種の液体を配向膜面に滴下し、
この各滴下液の表面の配向膜面に対する接触角θを測定
して、下式 ’S’;配向膜表面エネルギー極性力成分子s  ;配
向膜表面エネルギー分散力成分子Lp −滴下液表面エ
ネルギー極性力成分子t’:滴下液表面エネルギー分散
力成分から最小2乗法により配向膜の表面エネルギーの
極性力成分子s eと分散力成分子sdを求める方法で
ある。
すなわち、上記実施例の液晶素子は、側基板la、lb
の電極形成面に形成する配向膜5a。
5bを、その表面エネルギーの極性力成分「Pが約9 
dyn/cv以上と大きな高分子配向材料で形成したも
のであり、このように、配向膜5a、5bを表面エネル
ギーの極性力成分が大きい高分子配向材料で形成すれば
、液晶7の比抵抗にかかわらず、電極2,4間の電圧保
持率を十分高くとることができる。これは、配向膜表面
の不純物イオンの束縛作用によると推測され、配向膜の
表面エネルギーの極性力成分が大きいと、液晶層中の可
動イオンが配向膜の表面に束縛されて、電圧保持率が高
くなると考えられる。また、この配向膜の可動イオン束
縛作用は、液晶の比抵抗を等価的に上げるような効果も
あるものと推測される。
なお、上記電圧保持率とは、第2図(a)に示す波形の
駆動電圧を印加したときにおける第2図(b)に示す電
極2.4間の保持電圧の変化の度合であり、第2図(b
)の斜線を付した波形の面積S1と二点鎖線で示す矩形
波形の面積S2との比(電圧保持率−8,/S2 )で
ある。
第3図および第4図は、それぞれ、各種配向材料A−J
の表面エネルギーの極性力成分子。
(dyn/cII)と、これら配向材料で配向膜を形成
したTPTアクティブマトリックス型液晶素子の電圧保
持率との関係を示したもので、第3図は液晶の比抵抗ρ
が 1.4X 10日Ωe1mである液晶素子の電圧保
持率を示し、第4図は液晶の比抵抗ρが1.5X 10
”0cmである液晶素子の電圧保持率を示している。な
お、この2種類の液晶素子に用いた液晶は、同じ液晶材
料で不純物の含有量が異なるものである。この第3図お
よび第4図からも分かるように、表面エネルギーの極性
力成分子、が約9 dyn/c+mより小さい配向材料
F、G、H,I、Jで配向膜を形成した液晶素子は、液
晶の比抵抗ρが1.4X 10”Ωc1と大きければ電
圧保持率はよいが、液晶の比抵抗ρが1.5X 101
0Ωe1mと小さいと、電圧保持率は極端に悪くなる。
これに対して、表面エネルギーの極性力成分子pが約9
 dyn/cm以上の配向材料A、B、C,D、Eで配
向膜を形成した液晶素子は、液晶の比抵抗ρが1.4X
 10”ΩCSと大きければ電圧保持率がよいのはもち
ろん、液晶の比抵抗ρが1.5X 10”ΩC+++と
小さくても、電圧保持率は極く僅かしか低下せず、した
がって、液晶の比抵抗にかかわらず電圧保持率を十分高
くとることができる。
なお、上記各配向材料A、B、C,D、E(7)−5ち
、配向材料Aは、その表面エネルギーの極性力成分「P
が約9 dyn/cmである。また、配向材料B。
C,D、Eはいずれもポリイミド系等の高分子配向材料
であり、化学構造の違いおよび配向膜形成時の成膜プロ
セス等を変えることによって、種々の極性力成分子pの
値をもった配向膜材料が得られる。
そして、上記液晶素子では、配向膜5.a、5bを表面
エネルギーの極性力成分子pがrp−約9 dyn/c
m以上の高分子配向材料で形成することによって、液晶
7の比抵抗にかかわらず電圧保持率を十分高くとれるよ
うにしているから、この液晶素子によれば、比抵抗の小
さい液晶材料を用いてもフリッカ等のない安定した高品
質の表示を得ることかできる。また、液晶材料の比抵抗
が小さくてよければ、この液晶材料は少ない精製工程で
安価に得られる。そして、上記液晶素子では、比抵抗の
小さい安価な液晶材料を使用できるために、製造コスト
を低減することができる。さらに、液晶を封入するセル
容器に付着した不純物イオンによる影響が少なくなり、
製造が容易となる。
なお、本発明は、TPTアクティブマトリックス型の液
晶素子に限らず、単純マトリックス型の液晶素子にも適
用できることはもちろんである。
〔発明の効果〕
本発明の液晶素子は、配向膜を、その表面エネルギーの
極性力成分が約9 dyn/cm以上の高分子配向材料
で形成したものであるから、液晶の比抵抗にかかわらず
電圧保持率を十分高くとることができ、したがって、比
抵抗の小さい安価な液晶材料を用いても、フリッカ等の
ない安定した高品質の表示を得ることができるし、また
安価な液晶材料を使用できるために、製造コストを低減
することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す液晶素子の断面図、第
2図は駆動電圧と電極間の保持電圧の波形図、第3図お
よび第4図はそれぞれ各種配向材料の表面エネルギーの
極性力成分とこれら配向材料で配向膜を形成した液晶素
子の電圧保持率との関係を示す図である。 la、lb・・・基板、2・・・画素電極、3・・・T
FT。 4・・・対向電極、5a、5b・・・配向膜、7・・・
液晶、8a、8b・・・偏光板。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 一面に透明電極を形成するとともにこの電極形成面に配
    向膜を形成した一対の透明基板間に液晶を封入した液晶
    素子において、前記配向膜を、その表面エネルギーの極
    性力成分が約9dyn/cm以上の高分子配向材料で形
    成したことを特徴とする液晶素子。
JP1343601A 1989-12-28 1989-12-28 液晶素子 Expired - Lifetime JP2638237B2 (ja)

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