JPH0216528A - Liquid crystal display element - Google Patents
Liquid crystal display elementInfo
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- JPH0216528A JPH0216528A JP16849688A JP16849688A JPH0216528A JP H0216528 A JPH0216528 A JP H0216528A JP 16849688 A JP16849688 A JP 16849688A JP 16849688 A JP16849688 A JP 16849688A JP H0216528 A JPH0216528 A JP H0216528A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔概要〕
大容量表示が可能な液晶表示素子に関し、均一な表示品
質をもつ液晶表示素子を実用化することを目的とし、
液晶表示素子を構成する配向膜が長鎖アルキル基を備え
たポリアミド酸塩からなり、ラングミュア・ブロジェッ
ト法により形成して液晶表示素子を構成する。[Detailed Description of the Invention] [Summary] The purpose of this invention is to commercialize a liquid crystal display element with uniform display quality regarding a liquid crystal display element capable of displaying a large capacity. It is made of a polyamic acid salt having an alkyl group, and is formed by the Langmuir-Blodgett method to constitute a liquid crystal display element.
本発明は液晶表示素子の改良に関する。 The present invention relates to improvements in liquid crystal display elements.
液晶表示にはTN (Tivisted Nemati
c)型液晶やS T N (Super Twiste
d Nematic)型液晶を用いるもの、強電性液晶
を用いるものなどがあり、また、アクティブ・マトリッ
クス型の駆動方式をとるものなど各種のものがあるが、
発明者等はネマティック−コレステリック相転移型液晶
を用いる表示法を提案している。(特開昭61−607
82.昭和61年3月28日公開、特開昭60−254
195.昭和60年12月14日公開など)
こ\で、相転移型液晶を用いた液晶表示素子は双安定状
態における光の散乱と透過を利用して表示を行うために
、TN液晶やSTN液晶を使用する場合と違って偏光板
が不要であり、そのため明るい表示が実現でき、単純マ
トリックスパネル構成で例えば1280 X 960
ドツト以上の大容量表示を行うことができる。The LCD display is TN (Tivisted Nemati).
c) type liquid crystal and S T N (Super Twist)
There are various types such as those using a d nematic type liquid crystal, those using a strong electric liquid crystal, and those using an active matrix type driving method.
The inventors have proposed a display method using a nematic-cholesteric phase transition liquid crystal. (Unexamined Japanese Patent Publication No. 61-607
82. Released on March 28, 1986, JP-A-60-254
195. (Published on December 14, 1985, etc.) Liquid crystal display elements using phase-change liquid crystals use TN liquid crystals and STN liquid crystals to perform display by utilizing the scattering and transmission of light in a bistable state. Unlike the case where a polarizing plate is used, a polarizing plate is not required, so a bright display can be achieved, for example, 1280 x 960 with a simple matrix panel configuration.
Large-capacity display larger than dots is possible.
また、この特徴を活かして投写型表示をはじめ種々の応
用が図られている。(特開昭61−198270゜昭和
61年9月2日公開など)
〔従来の技術〕
第3図はネマティック・コレステリック相転移型液晶の
表示原理を示すもので、横軸には印加電圧を、また縦軸
には散乱することなく液晶層を通過した投射光の光透過
率(非散乱透過率)を示している。In addition, various applications including projection type display are being attempted by taking advantage of this feature. (Japanese Unexamined Patent Publication No. 1982-198270, published on September 2, 1986, etc.) [Prior art] Figure 3 shows the display principle of a nematic-cholesteric phase transition type liquid crystal, and the horizontal axis shows the applied voltage, Furthermore, the vertical axis indicates the light transmittance of the projected light that passed through the liquid crystal layer without being scattered (non-scattered transmittance).
こ−で、透明状態を選択するときは、駆動電圧Vdの2
倍の電圧(2Vd)を印加してホメオトロピック状B(
略してH状態)とした後、電圧をVdに落としてH′の
透明状態に保持する。Here, when selecting the transparent state, 2 of the drive voltage Vd
By applying twice the voltage (2Vd), homeotropic B (
After setting it to the H state for short, the voltage is dropped to Vd and the transparent state of H' is maintained.
また、白濁状態を選択したいときは、透明状態の選択と
同様に2Vdを印加してH状態とした後、電圧をOvに
落として白濁しているフォーカルコニック状態(略して
F0状態)として後、Vdを印加して白濁しているF状
態を保持する。In addition, when you want to select a cloudy state, apply 2Vd to create an H state in the same way as when selecting a transparent state, then reduce the voltage to Ov to create a cloudy focal conic state (abbreviated as F0 state), and then Vd is applied to maintain the cloudy F state.
従って、相転移型液晶では液晶に印加する電圧を上記の
ように制御することによって、同一電圧Vdで透明と白
濁とを選択することができる。Therefore, in the phase change type liquid crystal, by controlling the voltage applied to the liquid crystal as described above, it is possible to select between transparent and cloudy with the same voltage Vd.
次に、同図の立ち下がり曲線で光透過率が90%の値を
示す印加電圧値VD9゜と立ち上がり曲線で光透過率が
20%の値を示す■、。との差(Vuz。Next, the applied voltage value VD9° indicates a value of 90% light transmittance in the falling curve of the figure, and 2 indicates a value of light transmittance of 20% in the rising curve. The difference between (Vuz.
+VD、。)は駆動電圧マージン或いはヒステリシス幅
Δとして定義されている。+VD,. ) is defined as the drive voltage margin or hysteresis width Δ.
以上のようにネマティック・コレステリック相転移型液
晶表示は幅の広いヒステリシスを示すことが前提となる
。As described above, a nematic-cholesteric phase transition type liquid crystal display is premised on exhibiting wide hysteresis.
すなわち、第3図に示すようにヒステリシス幅Δが充分
に広ければパネル全面に亙って均一な配向が得られるが
、Δが充分に大きくない場合は双安定駆動は不可能とな
る。That is, as shown in FIG. 3, if the hysteresis width Δ is sufficiently wide, uniform alignment can be obtained over the entire surface of the panel, but if Δ is not sufficiently large, bistable driving becomes impossible.
こ−で、Δは液晶材料と配向膜との相関により決まって
いるが、配向膜について説明すると、第4図は液晶表示
素子の構成を示す断面図であって、二枚のガラス基板、
1.1’の上には酸化錫(SnO2)と酸化インジウム
(Ing03)との固溶体(略称ITO)からなる透明
電極パターン2,2゛が微少間隙を隔て\マトリックス
状となるように対向して形成されており、この透明電極
パターン2.2′の上には配向膜3,3′が被覆され、
その間の間隙には液晶4が充填されている。Here, Δ is determined by the correlation between the liquid crystal material and the alignment film. To explain the alignment film, FIG. 4 is a cross-sectional view showing the structure of a liquid crystal display element, which consists of two glass substrates,
On top of 1.1', transparent electrode patterns 2 and 2' made of a solid solution of tin oxide (SnO2) and indium oxide (Ing03) (abbreviated as ITO) are arranged facing each other in a matrix shape with a small gap between them. The transparent electrode pattern 2.2' is coated with an alignment film 3, 3'.
The gap between them is filled with liquid crystal 4.
こ\で、配向膜3,3′は本発明に係る相転移型液晶表
示素子の場合は垂直配向膜が用いられており、液晶分子
は配向膜面に対し垂直に配向しているが、配向膜3.3
′の厚さが不均一であったり、液晶材料との馴染みが悪
い場合は有効な配向処理ができず、従って相転移型液晶
表示が不可能になったり、可能であっても著しく不安定
になってしまうと云う問題がある。Here, the alignment films 3 and 3' are vertical alignment films in the case of the phase change type liquid crystal display element according to the present invention, and the liquid crystal molecules are aligned perpendicularly to the plane of the alignment film. Membrane 3.3
If the thickness of ′ is uneven or if it is poorly compatible with the liquid crystal material, effective alignment treatment cannot be performed, and therefore phase change type liquid crystal display may become impossible, or even if it is possible, it will become extremely unstable. There is a problem that this happens.
か\る問題は表示容量が大きく、有効表示面積が大きな
パネルにおいて顕著であり、表示品質の低下や製造歩留
まりの低下を招く原因となっている。This problem is noticeable in panels with a large display capacity and a large effective display area, and is a cause of deterioration in display quality and manufacturing yield.
相転移型液晶表示において、ヒステリシス幅Δを大きく
し、また安定化させ、できるだけ低電界側までホメオト
ロピック状態(透明なネマティック相状態)を維持する
ためには液晶分子を基板面(透明電極パターン面)に対
し均一に垂直配向させる必要があるが、垂直配向は水平
配向に較べて配向処理が困難であり、この傾向は大面積
の基板を用いる場合は顕著である。In a phase change type liquid crystal display, in order to increase the hysteresis width Δ, stabilize it, and maintain a homeotropic state (transparent nematic phase state) as far as possible to the low electric field side, liquid crystal molecules must be placed on the substrate surface (transparent electrode pattern surface). ), but vertical alignment is more difficult to perform alignment treatment than horizontal alignment, and this tendency is noticeable when using a large-area substrate.
ところで、ネマティック液晶を垂直配向させる方法とし
てN、N−ジメチル−N−オクタデシル−3−アミノプ
ロピルトリメトキシシリルクロライド(N、N−d i
methyl−N−octadecyl−3−amin
opropy ltrimethoxysilylch
loride 略称DMOAP)を使用する方法が公
知であり、一般に用いられている。By the way, N,N-dimethyl-N-octadecyl-3-aminopropyltrimethoxysilyl chloride (N,N-di
methyl-N-octadecyl-3-amine
opropy ltrimethoxysilylch
A method using LORIDE (abbreviated as DMOAP) is known and commonly used.
(Frederic J、Kahn、Appl、Phy
s、Lett、、 Vol、22+No。(Frederick J, Kahn, Appl, Phy
s, Lett,, Vol, 22+No.
8,15 April 1973)
この方法はDMOAPの0.15重量%水溶液に被処理
基板を浸漬した後、約110 ’Cで30分乾燥するこ
とより薄く配向膜を形成する方法である。8, 15 April 1973) In this method, a substrate to be processed is immersed in a 0.15% by weight aqueous solution of DMOAP and then dried at about 110'C for 30 minutes to form a thin alignment film.
然しなから、この方法によっても大面積の液晶表示素子
においては特性のばらつきが大きいことが問題であり、
この解決が必要であった。However, even with this method, there is a problem that the characteristics of large-area liquid crystal display elements vary widely.
This solution was necessary.
上記の課題は液晶表示素子を構成する配向膜が長鎖アル
キル基を備えた下記構造式で示されるポリアミド酸塩か
らなり、ラングミュア・ブロジェット法により形成して
液晶表示素子を構成することにより解決することができ
る。The above problem was solved by constructing the liquid crystal display element by using the Langmuir-Blodgett method to form the alignment film that constitutes the liquid crystal display element, which is made of a polyamide acid salt having a long-chain alkyl group and represented by the structural formula below. can do.
R: C)+3 (CHz)n NCCH3)z n
:t2〜22〔作用〕
本発明はFrederic J、Kahnの提案に係り
、従来よりネマティック液晶の垂直配向処理に用いられ
ている上記のDMOAPと同様に長鎖のアルキル基を備
えた化合物を液晶の垂直配向処理剤とし、これをラング
ミュア−プロジェット法(略称LB法)により薄く形成
して配向膜とするものである。R: C)+3 (CHz)n NCCH3)z n
: t2-22 [Function] The present invention relates to a proposal by Frederick J. A vertical alignment treatment agent is used, and this is formed into a thin layer by the Langmuir-Prodgett method (abbreviated as LB method) to form an alignment film.
発明者等は検討の結果、疎水性をもっ長鎖アルキル基と
してジメチルオフデシルアミン(CHl(CH2) l
qN (CH3) z )を選び、また親水性をもつ
本体化合物として ポリアミド酸を選んだ。As a result of study, the inventors found that dimethylofdecylamine (CHl(CH2)
qN (CH3) z ) was selected, and polyamic acid was selected as the main compound having hydrophilic properties.
そして、両者を結合させてポリアミド酸塩とすることに
よりLB法が適用できるようにした。By combining the two to form a polyamic acid salt, the LB method can be applied.
こ\で、LB法は分子の大きさの厚みを有する有機薄膜
を作り、これを基板に移しとることを繰り返すことによ
り数分子層の薄膜を作る方法であって、親水性の基と疎
水性の基とを両端にもつ分子を水面に密に配列すること
により方向の揃った単分子膜を作り、この中に被処理基
板を浸漬し、引き上げることにより疎水基が外側を向い
た単分子膜を被処理基板上に移しとる方法である。The LB method is a method of creating a thin film of several molecular layers by repeatedly creating an organic thin film with a thickness of the size of a molecule and transferring it to a substrate. A monomolecular film with uniform orientation is created by arranging molecules with groups on both ends densely on the water surface, and the substrate to be treated is immersed in this and pulled up to form a monomolecular film with the hydrophobic groups facing outward. This is a method in which the material is transferred onto the substrate to be processed.
そして、これを繰り返すことにより原子配列の方向が揃
った累積分子膜を得る方法である。By repeating this process, a cumulative molecular film in which the directions of atomic arrangement are aligned is obtained.
本発明は、親水基と疎水基とが整然と配列するLB法を
用いて数分子層よりなる配向膜を形成することにより液
晶の垂直配向を確実且つ均一に行うものである。The present invention reliably and uniformly aligns liquid crystal vertically by forming an alignment film consisting of several molecular layers using the LB method in which hydrophilic groups and hydrophobic groups are arranged in an orderly manner.
第1図は本発明に係るポリアミド酸塩の構造式また第2
図はこのポリアミド酸塩を得る反応の説明図である。Figure 1 shows the structural formula and second diagram of the polyamide acid salt according to the present invention.
The figure is an explanatory diagram of the reaction for obtaining this polyamic acid salt.
すなわち、0.05モルのジアミノジフェニルエーテル
を160gの脱水ジメチルアセトアミドに溶解し、窒素
(N2)気流中で激しく攪拌しながら等量の無水ピロメ
リト酸を加え、室温で約1時間に亙って攪拌した後、こ
の溶液を攪拌している水中に滴下することによりポリア
ミド酸の沈澱体を得た。That is, 0.05 mol of diaminodiphenyl ether was dissolved in 160 g of dehydrated dimethylacetamide, and an equal amount of pyromellitic anhydride was added with vigorous stirring in a nitrogen (N2) stream, followed by stirring at room temperature for about 1 hour. Thereafter, this solution was dropped into stirring water to obtain a polyamic acid precipitate.
これを遠心分離して水分を除き、アセトンを加えて沈澱
を粉砕し、遠心分離する操作を3回繰り返し、更にエー
テルにより同様な操作を行って後に減圧乾燥してポリア
ミド酸粉末を得た。This was centrifuged to remove water, acetone was added to pulverize the precipitate, centrifugation was repeated three times, and the same operation was repeated using ether, followed by drying under reduced pressure to obtain polyamic acid powder.
次に、このポリアミド酸の2.87 X 10−3モル
をベンゼン・ジメチルアセトアミドの混合溶媒(1:1
)に溶解し、これに同様に溶解したジメチルオクタデシ
ルアミン(5,74Xl0−3モル)を加え、反応させ
て第1図に示すようなポリアミド酸塩を得た。Next, 2.87 x 10-3 mol of this polyamic acid was added to a mixed solvent of benzene and dimethylacetamide (1:1).
), and dimethyloctadecylamine (5,74X10-3 mol) similarly dissolved therein was added and reacted to obtain a polyamic acid salt as shown in FIG.
次に、このポリアミド酸溶液を20℃に保った純水上に
滴下して膜を作り、これに透明電極パターンが形成され
ている25X25ml、厚さl 、 l m* (7)
カラス基板を浸漬・引き上げする操作を表面圧25ダ
イン/ cmの条件で5回繰り返して行った。Next, this polyamic acid solution was dropped onto pure water kept at 20°C to form a film, on which a transparent electrode pattern was formed, 25 x 25 ml, thickness l, l m * (7)
The operation of dipping and pulling up the glass substrate was repeated five times under the condition of a surface pressure of 25 dynes/cm.
このようにして基板上に移し取ったLB膜を配向膜とし
、長鎖アルキル基を残したまま6μmのグラスファイバ
ーをスペーサとして液晶パネルを作った。The LB film thus transferred onto the substrate was used as an alignment film, and a liquid crystal panel was fabricated using 6 μm glass fibers as spacers while leaving the long chain alkyl groups.
なお、上下のガラス基板のLB膜引き上げ方向は互いに
反対になるようにした。Note that the directions in which the LB films were pulled up on the upper and lower glass substrates were opposite to each other.
このよう、にして形成した5個のパネルにエタン系液晶
とフェニルシクロヘキサン系液晶を主成分とするネマテ
ィック・コレステリック相転移型液晶を封入してヒステ
リシス幅Δを測定した。Five panels thus formed were filled with a nematic cholesteric phase transition liquid crystal whose main components were an ethane liquid crystal and a phenylcyclohexane liquid crystal, and the hysteresis width Δ was measured.
また、同様に従来の垂直配向剤であるDMOAPで配向
処理した5個のパネルについても同じ液晶を封入し、1
5Vの駆動電圧Vdに対するΔを測定した。In addition, the same liquid crystal was sealed in five panels that were similarly aligned using DMOAP, a conventional vertical alignment agent.
Δ with respect to a driving voltage Vd of 5V was measured.
第1表
第1表はこのようにして得られたΔの実測値とΔの値を
2.5■とした場合のずれを示すものである。Table 1 Table 1 shows the difference between the actual measured value of Δ obtained in this manner and the value of Δ of 2.5■.
その結果、本実施例のパネルはΔのばらつきが極めて小
さく、高品質の液晶表示素子が形成できることが明らか
となった。As a result, it was revealed that the panel of this example had extremely small variations in Δ and that a high-quality liquid crystal display element could be formed.
本発明の実施により、大面積の素子についてもばらつき
が少なく均一な配向処理が可能となり、これにより品質
の向上と製造歩留まりの向上が可能となる。By implementing the present invention, it becomes possible to perform uniform alignment treatment with little variation even for large-area devices, thereby making it possible to improve quality and manufacturing yield.
第1図はポリアミド酸塩の構造式、
第2図はポリアミド酸塩を得る反応の説明図、第3図は
印加電圧−光透過率の関係図、第4図は液晶表示素子の
構成を示す断面図、である。
図において、
1はガラス基板、
2.2′は透明電極パターン、
3.3゛は配向膜、 4は液晶、である。Figure 1 shows the structural formula of the polyamide salt, Figure 2 shows an explanatory diagram of the reaction to obtain the polyamide salt, Figure 3 shows the relationship between applied voltage and light transmittance, and Figure 4 shows the structure of the liquid crystal display element. It is a sectional view. In the figure, 1 is a glass substrate, 2.2' is a transparent electrode pattern, 3.3' is an alignment film, and 4 is a liquid crystal.
Claims (1)
電圧−光透過率のヒステリシスループを利用し、駆動電
圧の付与条件を変えることにより、同一電圧で透明状態
と白濁状態とを選択して表示する液晶表示素子において
、 該表示素子を構成する液晶配向膜が長鎖アルキル基を備
え、下記の構造式で示されるポリアミド酸塩からなり、
ラングミュア・ブロジェット法により形成されているこ
とを特徴とする液晶表示素子。 ▲数式、化学式、表等があります▼ R:CH_3(CH_2)_nN(CH_3)_2 n
=12−22但し、mは重合度[Claims] Utilizing the hysteresis loop of applied voltage and light transmittance drawn by a nematic-cholesteric phase transition type liquid crystal, by changing the driving voltage application conditions, a transparent state and a cloudy state can be selected at the same voltage. In a liquid crystal display element for displaying images, a liquid crystal alignment film constituting the display element has a long-chain alkyl group and is made of a polyamide salt represented by the following structural formula,
A liquid crystal display element characterized by being formed by the Langmuir-Blodgett method. ▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼ R: CH_3(CH_2)_nN(CH_3)_2 n
=12-22 However, m is the degree of polymerization
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16849688A JPH0216528A (en) | 1988-07-05 | 1988-07-05 | Liquid crystal display element |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16849688A JPH0216528A (en) | 1988-07-05 | 1988-07-05 | Liquid crystal display element |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0216528A true JPH0216528A (en) | 1990-01-19 |
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ID=15869162
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16849688A Pending JPH0216528A (en) | 1988-07-05 | 1988-07-05 | Liquid crystal display element |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0216528A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0299926A (en) * | 1988-10-06 | 1990-04-11 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Liquid crystal element |
| JP2002287136A (en) * | 2001-03-28 | 2002-10-03 | Minolta Co Ltd | Reflective liquid crystal display element |
-
1988
- 1988-07-05 JP JP16849688A patent/JPH0216528A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0299926A (en) * | 1988-10-06 | 1990-04-11 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Liquid crystal element |
| JP2002287136A (en) * | 2001-03-28 | 2002-10-03 | Minolta Co Ltd | Reflective liquid crystal display element |
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