JPH01138532A

JPH01138532A - 液晶表示素子

Info

Publication number: JPH01138532A
Application number: JP62298572A
Authority: JP
Inventors: Yuji Satani; 裕司佐谷; Tsuyoshi Kamimura; 強上村; Hideaki Mochizuki; 望月　秀晃; Toru Tamura; 徹田村; Masakazu Kamikita; 正和上北; Makoto Murata; 誠村田
Original assignee: Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1987-11-25
Filing date: 1987-11-25
Publication date: 1989-05-31

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表示素子に関するものである。

従来の技術液晶表示素子（ＬＣＤ）は、初期の頃の腕時計のデイス
プレィ等において、小さな面積に単純な数字を表示する
ために用いられていたのに比較すると、今日ではパソコ
ン用デイスプレィ等において使用され、大きな面積を有
し、また画質を良好にするために非常に多数の画素を含
むものが用いられるようになってきている。しかしなが
ら、液晶を配向させる方法は、従来から行われているラ
ビング法が主流となっている。

発明が解決しようとする問題点ラビング法は、電極上に塗布された配向膜（通常はポリ
イミド膜を用いる）を織布等で一定方向に擦るという単
純な方法であるため、低コストで実施できるが、液晶の
大面積化および画素数の増大が望まれるようになるとこ
れに対応しきれず、表示の均質性が不十分となったり、
ラビングの際の発塵による欠陥等が重大な問題となって
きた。

一方、ラビング法を用いずに液晶を配向させる方法とし
ては、斜方ＭｆＦ法がある。そしてこの方法を用いれば
、良好な表示性能を有するＬＣＤが製造できるが、蒸着
工程が複雑で一般にコストが高く、特に大面積において
低コスト化が不可欠であるという問題があった。このた
めラビングまたは斜方蒸着等の従来法によらないで良好
な初期配向を能率よく達成する方法が求められていた。

問題点を解決するための手段上記の問題点を解決するために本発明の液晶表示素子は
、少なくとも電極層を形成した基板上に、水面上に展開
して単分子膜となる性質をもった化合物と液晶分子との
混合物からなる単分子層を一層以上積層して形成された
配向側ｉｎ　Ｉｔｌを有してなる一対の液晶支持板を、
前記配向制御膜側に接着されたスペーサを介して互いに
対向・保持せしめ、その膜対向間隔中に表示用液晶物質
を注入′・保持したものである。

作用本発明は上記した構成により、ラビング等の後処理を施
すことなく、前記配向制御膜で挟んだ液晶にムラのない
均一な配向を与え、高品位な表示能力を備えた液晶表示
素子を低コストで得北ことができる。

実施例以下本発明の一実施例の液晶表示素子について、図面を
参照しながら説明する。

第１図は、本発明の液晶表示素子の概略を示す側断面図
である。第１図において、（１））は基板であり、基板
（１））の表面に透明電極層（１２）を被着形成し、透
明電極層（１２）の表面には絶縁層（１３）を形成し、
さらに絶縁層（１３）には配向制御膜（１４）を積層す
ることにより液晶支持板（１０）を作成する。このよう
な支持板（１０）は２枚用意され、それらの配向制御膜
（１４）表面の実質的周縁部にスペーサ（１５）を固着
し、これにより形成された一対の配向制御膜（１４）面
の対向間隔中におけるスペーサ（１５）の範囲内に表示
用液晶物質を注入し、液晶層（１６）を形成したもので
ある。

基板上に単分子膜を移し取る方法としては、従来よりラ
ングミュア−ブロジェット（Ｌａｎｇ＊ｕｉｒ−Ｂｌｏ
ｄｇｅｔｔ）法（以下ＬＢ法と称する。）が−船釣に用
いられており、この方法によって得られた膜をＬＢ膜と
呼んでいる。第２図は、ＬＢ法の概略を示す図である。

第２図において、（２１）は水であり、その水面上には
単分子膜（２２）が展開され、この単分子膜（２２）は
ガラス基板（２３）によって水面上から移し取られ、基
板（２３）面上に単分子膜層（２４）が形成される。な
お矢印（２５）は基板（２３）を水中から引き上げる方
向を表している。

単分子膜（２２）は、水面上に展開して単分子膜となる
性質を有する化合物と、液晶との混合物を有機溶剤中に
溶解し、これを水面上に滴下することにより、前記混合
物そのものを水面上に展開して形成される。そして水面
上に展開したこの単分子膜（２２）を−足表面圧に達す
るまで圧縮していわゆる固体膜状態に維持しながら、前
もってインジウム・錫酸化物よりなる一定のパターンの
透明電極（ＩＴ○電極）を形成したガラス基板（２３）
を、この固体膜を横切って水中から引き上げることによ
り基板（２３）のＩＴＯ電極面側に単分子膜（２２）を
移し取る。そして基板（２３）を繰り返し引き上げる回
数を変えることにより、所定の厚さまで積層する。

第３図は、前記のＬＢ法によって基板に積層された単分
子膜層を示した図である。第３図において、（３１）は
単分子膜の未積層端部（非浸水部分）、（３２）は膜積
層部であり、　（３３）は基板の引き上げ方向を示す矢
印である。すなわち、透明電極の一端には、導電性を確
保するために単分子膜の未積層端部（３１）を残存させ
たものである。またＩＴＯ電極の表面に前もつてシリコ
ン酸化物などの絶縁性薄膜を被着形成しておいて、この
絶縁性薄膜の表面にＬＢ膜を積層してもよい、上記の方
法により、表面に配向制御膜として形成された液晶を含
むＬＢ膜（以下「混合ＬＢ膜」と称する。）を有する液
晶支持板が形成される。

第４図は、２枚の液晶支持板の混合ＬＢ膜面をたがいに
対向させ、両者間にスペーサを配置して液晶注入間隙を
形成する態様をツイステイッドネマチック（Ｔ　Ｎ）型
液晶セルについて示すものである。第４図において、（
４１）は上側液晶支持板、（４２）は下側液晶支持板で
あり、それぞれ矢印（４３）、（４４）で示す互いに直
交した基板引き上げ方向において積層された混合ＬＢ膜
を有するものである。

そして両基１（４１）、Ｃ４２）ハソｈう０）？’Ｒ合
Ｌ　ＢＨ（Ｄみを互いに対向させ、前記膜束積層端部（
４１ａ）および（４２ａ）　は対向部から外しである。

また（４５）は前記スペーサの機能を有するシール樹脂
である。

シール樹脂（４５）を液晶支持板（４１）、（４２）の
混合しＢ膜の対向間隔中に図のごとく配置するためには
、まず単独に配置した一方の液晶支持板、例えば（４２
）の混合ＬＢＨの四辺に沿って前記シール樹脂（４５）
が印刷される。この印刷パターンにおいて、最終的にい
ずれの膜束積層端部（４１ａ）　、（４２ａ）にも接し
ない一辺（第４図では左辺）には、シール樹脂（４５）
の切断部または開口部（４５ａ）が形成される。

シール樹脂（４５）は、前記スペーサとしての厚みに寄
与する一定の直径のガラス繊維その他のスペーサ粒子を
分散した無水物硬化型エポキシ樹脂組成物からなってお
り、前記一方の液晶支持板への印刷後、この上から他方
の液晶支持板を図のごとく重ねることにより形成された
混合ＬＢ膜面間に保持され、加圧状態において１５０℃
で１時間加熱される。この結果硬化したシール樹脂によ
り接着された２枚の液晶支持板の混合ＬＢ膜面間には前
記シール樹脂開口部（４５ａ）を有する袋状の隙間が形
成される。このようにして接着された２枚の液晶支持板
を液晶セルの本体とし、減圧下においてこのセル本体の
開口部（４５ａ）から隙間内に液晶を注入した後、開口
部（４５ａ）を酸無水物硬化型エポキシ樹脂で封止して
、液晶セルを完成したものである。なお、ここでいう単
分子膜形成機能を有する化合物としては、分子中に疎水
基と親水基とを兼備したいわゆる両親媒性物質を用いる
ことが可能であり、具体的には、通常ＬＢ膜作成に使用
されるステアリン酸（金属塩）等の炭素数が１６〜２２
の長鎖アルキル基を有する高級脂肪酸、高級アルコール
、これらの金属塩およびこれらの誘導体、または特開昭
６２−６１６７３号公報、特開昭６２−１２９３１７号
公報に示されるような長鎖アルキル置換基を有するポリ
アミド等を単独もしくは混合して用ｌ／箋ることができ
る。また混合する液晶として番よシッフ塩基系、アゾ系
、アゾキシ系、ビフェニル系、シクロヘキサン系、シク
ロへキシルカルボン酸エステル系、フェニルシクロヘキ
サン系、ビフェニルシクロヘキサン系、ピリミジン系、
ジオキサン系、チオエステル系、ジエステル系、ターフ
エニｌし系、シンナモニトリル系などのうちから一種も
しくは、混合したものを液晶として用いることができる
。

このようにして液晶物質を一成分として含む混合ＬＢ膜
を配向制御膜として用いた液晶表示素干しよラビング処
理を施さなくても液晶が配向するとし）う性質を持って
おり、しかもＬＢ膜単独の場合と比較すると液晶の混合
により配向性が大幅に改善され、配向ムラが著しく減少
して良好な表示品質を呈するものである。

以下、具体例を掲げて本発明をより詳細に説明する。

具体的実施例１６０ｎＸ５０ｎのガラス板の一面にパターンを形成した
マスクを用いて、真空蒸着によってＩＴＯ電極を２００
ｎｓの厚さに被着形成した０次に、この■ＴＯ電極上に
絶縁層として、シリコン酸化物の膜を真空蒸着法を用い
て１００ｎ＋ｗの厚さに被着形成しり、一方、ピロメリ
ット酸ジステアリルエステルの酸クロライドと、４．４
′−ジアミノジフェニルエーテルを反応させて得られる
ポリイミド前駆体（ＰＩＦ）、！：液晶（メルク社製　
商品名ＺＬＩ３２２０）との混合物をジメチルアセトア
ミド、クロロホルムの混合溶媒に溶解し、これを用いて
前記のＩＴＯ電極を蒸着したガラス板上にＰＩＦと液晶
との混合ＬＢ膜を、前記の方法により５層積層して液晶
支持板を作成した。これと同一の処理をした液晶支持板
を２枚用意して、第４図に示すように液晶セルを構成し
、下側支持板（４２）の混合ＬＢ膜面の四辺に沿った、
前記切断部（４５ａ）を有する周回パターンとしてシー
ル樹脂（４５）を印刷する。この場合シール樹脂（４５
）はスペーサ粒子として直径７μｍのガラス繊維を分散
した酸無水物硬化型エポキシ樹脂からなり、その印刷パ
ターンのライン幅は１鶴、その切断部（４５ａ）の長さ
を５−としたものである０次に、第１図に示したように
混合ＬＢ膜面を対向させた状態で加圧して、１５０　’
Ｃで１時間加熱して硬化接着した。さらに接着後、減圧
下で、前記開口部から前記混合ＬＢ模膜間隙間内に液晶
（メルク社製　商品名ＺＬＩ３２２５）を注入した。注
入後、開口部を市販の酸無水物硬化型エポキシ樹脂で固
着し、液晶を封止して、いわゆるツィスティッドネマチ
ック（ＴＮ）型液晶セルを形成した。

形成したＴＮ型液晶セルは配向ムラのない良好な配向状
態を示した。

具体的実施例２混合ＬＢ膜の成分をとロメリット酸ジステアリルエステ
ルの酸クロライドと、２．５−ジアミノベンズアミドを
反応させて得られるポリイミドイソインドロキナゾリン
ジオン前駆体（ＰＩＩＱＰ）と液晶（メルク社製　商品
名Ｚｌｌ、１３２２０）との混合物にし、具体的実施例
１と同様の方法でＴＮ型液晶セルを形成した。形成した
ＴＮ型液晶セルは配向ムラのない良好な配向状態を示し
た。

具体的実施例３混合ＬＢ膜の成分をＰＩＦとステアリルアルコールと液
晶（メルク社製　商品名ＺＬＩ３２２０）との混合物に
し、具体的実施例１と同様の方法でＴＮ型液晶セルを形
成した。形成した液晶セルは配向ムラのない良好な配向
状態を示した。

具体的実施例４混合ＬＢ膜の成分をＰＩＩＱＰとステアリルアルコール
と液晶（メルク社製　商品名ＺＬＩ３２２０）との混合
物にし、具体的実施例１と同様の方法でＴＮ型液晶セル
を形成した。形成した液晶セルは配向ムラのない良好な
配向状態を示した。

具体的実施例５混合ＬＢ膜の成分をＰＩＦと液晶（メルク社製商品名Ｚ
ＬＩ３４８９）との混合物にし、具体的実施例１と同様
の方法でＴＮ型液晶セルを形成した。形成した液晶セル
は配向ムラのない良好な配向状態を示した。

具体的実施例６混合ＬＢＨの成分をＰ［ｒＱＰと液晶（メルク社製　商
品名ＺＬＩ３４Ｂ９）との混合物にし、具体的実施例１
と同様の方法でＴＮ型液晶セルを形成した。

形成した液晶セルは配向ムラの゛ない良好な配向状態を
示した。

具体的実施例７混合ＬＢ膜の成分をＰＩＦとステアリルアルコールと液
晶（メルク社製　商品名ＺＬＩ３４８９）との混合物に
し、具体的実施ｇ４１と同様の方法でＴＮ型液晶セルを
形成した。形成した液晶セルは配向ムラのない良好な配
向状態を示した。

具体的実施例８混合ＬＢ膜の成分をＰＩＩＱＰとステアリルアルコール
と液晶（メルク社製　商品名ＺＬＩ３４８９）との混合
物にし、具体的実施例１と同様の方法でＴＮ型液晶セル
を形成した。形成した液晶セルは配向ムラのない良好な
配向状態を示した。

なお、本実施例において、ＬＢ膜の形成方法として垂直
浸漬法を用いたが、−ａ的に知られている回転円筒法や
水平付着法を用いてもよい、また、混合ＬＢ膜の成分と
して用いた液晶（メルク社製商品名ＺＬ１３２２０同ｚ
ｔ、１３４８９）、および注入に用いた液晶（メルク社
製　商品名ＺＬＩ３２２５）はこれに限定されるもので
はない、さらに、表示方式はＴＮ方式についてのみ記述
したが、これ以外の表示方式においても、配向Ｍ？１）
を必要とする表示方式に関しては本発明は有効である。

発明の効果以上のように本発明によれば、液晶物質を一成分として
含む混合ＬＢ膜を配向制御膜として用いたことにより、
ラビング等の後処理を施さなくても、配向ムラが著しく
減少した均一な配向を有する高品位な液晶表示素子を提
供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の液晶表示素子の構成を概略的に示し
た側断面図、第２図は、ＬＢ法の概略を示した図、第３図は、ＬＢ法によりて基板上に形成された膜の構成
を示した図、第４図は、本発明によって得られたＴＮ型液晶セルの構
成を示した平面図である。１０・・・・・液晶支持板１）・・・・・基板１２・・・・・透明電極層１３・・・・・絶縁層１４・・・・・配向制御膜１５・・・・・スペーサ兼シール樹脂１６・・・・・液晶層特許出願人　松下電器産業株式会社鐘淵化学工業株式会社代　　理　　人　　新　　実　　健　　部　　（外１名
）ぶ【１ｊコ第　３　図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）少なくとも電極層を形成した基板上に、水面上に
展開して単分子膜となる性質をもった化合物と液晶分子
との混合物からなる単分子層を一層以上積層して形成さ
れた配向制御膜を有してなる一対の液晶支持板を、前記
配向制御膜側に接着されたスペーサを介して互いに対向
・保持せしめ、その膜対向間隔中に表示用液晶物質を注
入・保持したことを特徴とする液晶表示素子。
（２）単分子膜を形成する性質をもった化合物の一成分
が長鎖アルキル置換基を有するポリアミドであることを
特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の液晶表示素
子。