JPH02223920A - 液晶表示素子 - 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】 〔発明の分野〕 本発明は液晶表示素子の配向膜に関するものである。さ
らに詳しく言えば強誘電性液晶表示素子に用いる配向膜
に関するものである。

〔発明の技術的背景および従来技術〕

従来より、時計、コンピューター　ワープロなどに使用
されている液晶表示素子はネマチック液晶をねじれ構造
にしたライスティドネマチック（ＴＮ）モードやスパー
ライスティドネマチック（ＳＴＮ）モードによる表示が
主流である。ところが、これらの液晶表示素子は応答速
度が遅く、現状ではコＯミリ秒が限度であるという欠点
を有しておシ、高速応答性が要求されるテレビジョンパ
ネルなどに利用する際の大きな問題となっている。

これに対して、最近、高速応答性のある強誘電性液晶が
新しいデイスプレーの分野を拓くものとして期待され、
研究されている。この強誘電性液晶材料を使用した表示
素子では、液晶分子を均一に一定の方向を向けて配向さ
せることが重要である。

公知の強誘電性液晶配向方法は、強磁場の印加やずり応
力の利用によるものがあるが、これらの方法は生産プロ
セス上実用的とはいえない。またス（−サエツジからの
配向が提案されている（　「自然」／りＩｒ３年　７月
号第３を頁〜第≠６頁、「オプトロニクス（ＯＰＴ几０
ＮＩＣ８）Ｊ　／りｌｒ３年　２月号第ｔ４Ｌ頁〜第７
０頁参照）が、これも−様な配向を達成できる領域がエ
ツジからｉｏｏμｍまでと狭く、実用化の面ではまた不
光分である。

他方、従来のネマティック液晶で用いられているポリイ
ミドやポリフッ化ビニリゾ／等の塗布後、特定の方向に
布等でラビングする方法（％開昭６７−／１＆？、％開
１１１［ｊ−２００／２４ｋ）−１）Ｅ知られているが
、これらの方法では必ずしも強誘電性液晶は均一に配向
せず、いわ、ゆるヂグザグ欠陥と言われるものが発生す
る。また、ポリイミド系樹脂を真空中で蒸着重合した＃
）（特開昭６１−／３ｔタコ参号）、グロー放電によシ
形成した（特開昭４　／−２／り０−２２号）ポリイミ
ド膜を配向膜として使用する方法でも、必ずしも十分に
配向せずコントラストの低下が問題となる。

ポリスチレンを配向膜とする方法（特開昭≦７−−３ｔ
ｊλｔ〕も公開されているがポリスチレンはガラス転移
点が約ｔｏ”ｃであシ、ｌＯＯ″Ｃ近傍まで理屈を上げ
ると、ラビング効果がなくなり、配向不良となる。

最近、ＳｉＯを斜め方向から蒸着し、液晶分子を基板か
ら一定の角度だけ傾斜（プレチルト）させると均一に配
向する事が報告されている（例えば中野、広島：第７４
を回液晶討論会講演予稿集ベージ／！０）。しかしなが
ら無機酸化物の斜め蒸着は工業的生産を考える時採算性
が非常に悪い。

従って、工業的に採算性のよい有機配向膜のラビング法
でＳｉＯ蒸着膜と同程度（ｊ〜３００）のプレチルト角
を出すことがのぞまれる。しかしながら通常用いられて
いる配向膜のラビング法ではプレチルト角−〜３°が限
度であるし、又比較的大きなプレチルト角を与える素材
も最初比較的大きいが経時で変化したシ、配向膜の塗布
、乾燥条件の少しの差でプレチルト角が大きくはらつい
たシしている。

〔発明の要旨〕

本発明の目的は、強誘電性液晶を均一に配向させるため
に２ピング法においてもプレチルト角がｊ＠以上となシ
、かつ経時で安定なポリマー配向膜を提供することであ
る。

上記の目的は、本発明の二枚の透明電極基板の間に液晶
を封入してなる液晶災示素子に設けられる液晶用配向膜
であって、少くともノ１０ゲン化スチレンとジビニルベ
ンゼンを含有する共重合体を用いることによシ達成され
る。

本発明の液晶配向膜は従来から行なわれている塗布法に
よって形成することができるので、生産プロセスの上か
らも特殊な工程を新たに増設する必要がない。さらに１
本発明の液晶配向膜は、比較的簡単に広範囲にわたった
付設が可能であるので実用的なものであるといえる。

（発明の構成〕 本発明の液晶用配向膜は少くともハロゲン化スチレンと
ジビニルベンゼンを含有する共重合体であシ、その組成
の好ましい範囲はハロゲン化スチレンが２ＩＰ−４０モ
ル悌、ジビニルベンゼンが一〜、２０モル襲含有し、か
つハロゲン化スチレンとジビニルベンゼンが全体のｊコ
モル哄以上含有スる共重合体よりなるものである。

一般式の形であられせば（１）式のようになる。

一般式（Ｉ） ここで　ｐはりＩＰ−ＪＯ ｑは一＾−Ｏ ｒはＯ＾４ｔ７ Ｘはα、Ｂｒ Ｒはビニル系単量体であ）、単独又は 複数でもよい ハロゲン化スチレンのハロゲンは塩素又は臭素がよいが
、好ましくは安定性のよい塩素が好ましい。置換の位置
は弘又は３の位置いずれでもよい。

ビニル系単量体は一攬でもよいし、複数でもよく、例え
ばスチレン、３又はダメチルスチレン、メトキシスチレ
／、ヒドロキシスチレ／、メチルメタアクリレート、メ
チルアクリレート、エチルメタアクリレート、エチルア
クリレート、ブチルアクリレート、アクリル酸、酢酸ビ
ニル、塩化ビニル、塩化ビニリデン、イタコン酸、アク
リロニトリル、ビニルピロリドン、ビニルピリジンなど
を挙げることができる。

ジビニルベ／ゼ／は耐熱性を付与するための架橋成分で
あり１．２−＝−，２θモルーの範囲がよく、好ましく
は３〜／、１モル−である。多すぎると完全にゲル化し
てし筐い塗布できなくなる。

配向膜は従来公知の方法、例えば塗布法によって設置す
ることができる。

塗布する場合の溶剤としては上記共重合体を溶解するも
のならはよく、例えばベンゼン、トルエン、キシレン、
−一メチルーピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジエ
チルホルムアミド、アセトアミド、アセトン、メチルエ
チルケトン、メチルイソブチルケト／、メチルセロソル
ブ、エチルセロソルブ、セロンルブアセテート、四塩化
炭素、クロロホルム、メチレンジクロライト、エチレン
ジクロライド、酢酸ブチルなと単独でもよいし、混合溶
剤系を用いてもよい。

配向膜は透明電極上に直接設けてもよいし、透明１！極
の上に電気絶縁Ｊ−など他の機能を有する膜を設け、こ
の層上に設けてもよい。また、使用目的に応じて、偏光
板、カラーフィルターなど、従来の液晶表示素子に設け
られる機能を設けることができる。ま之、配向膜の膜厚
は−ｏｏＡ〜λ０ｏｏｈが好ましい。

このよう圧して設けられた配向膜はナイロン、ポリエス
テル、ポリアクリロニトリロのような合成繊維、綿、羊
毛のような天然繊維でラビング処理されることが好まし
い。

プレチルト角は共重合体中のハロゲン化スチレンの含量
及びラビング条件によって決まる。ハロゲン化スチレ／
が多くなる程プレチルト角は大きくなる。又ラビングの
圧力、ラビング回数が多くなる程チルト角は小さくなる
。従って必要とするチルト角に応じて共重合体組成中の
ハロゲン化スチレンの含量を調整するか、ラビング条件
を決定することが好ましい。

強誘電性液晶は本発明のプレチルト角を与える液晶用配
向膜によって良好な配向を得ることができる。

強誘電性を有する液晶は、具体的にはカイラルスメクテ
イクＣ相（ＳｍＣ”）、Ｈ相（Ｓ　ｍ　Ｈ”　）、■相
（８ｍＩ　　）、Ｊ相（８ｍＪ　　）、Ｋ相（ＳｍＫ”
）、Ｇ相（５ｒ１１Ｇ”）１ｒｔｕＦａ（ＳｔｎＦ“）
を有す液晶である。具体的な液晶組成物としては、チッ
ソ■製のＣ８−１０／／、Ｃ８−１０／Ｊ、Ｏ８−／　
０　／　ｊ、　メルク社製０ＺＬＩ−３４１１１，ＺＬ
Ｉ−Ｊ４＃Ｆ、ＺＬＩ−ｊ４ｊ４’１帝国化学産業■製
ノＨ８−５ＰｚＰ、　Ｉ（Ｓ７ｊｒＰ（いずれも商品名
）などを挙げることができるが、これに限定されるもの
ではない。これらの液晶の中には液晶に溶解する二色性
染料、減粘剤等を添加しても何ら支障はない。

又、本発明の液晶配向膜を用いた液晶式水素子において
は、液晶層の１−厚を確保するために、両透明電極基板
間にはスペーサーが分散介在されることが好ましい。

スペーサーとしては、日本触媒のエポスター触媒化成の
Ｘ林球、槽水ファインケミカルのミクロ／ンール、日本
電気硝子のガラスファイバーなどが単独又は混合して使
用できる。

実施汐りｌ ガラス基板（厚さ／、１ｍｍ）上にインジュウムースズ
酸化物（ＩＴＯ；表面抵抗率１００Ω）の透明導電層を
設け、この層の六面に次の組成の塗布液をスピンコード
で塗布した。

の共重合体　　　　　　　　　コ、、ｔＸ址部キシレン
　　　　　　　　　　　　３０　〃λ−メチルピロリド
７　　　　　　７０　　／１塗布後、／ｒＯｏｃで７時
間熱処理をした。次に、この膜を、ナイロン製の起毛布
で三路ラビング処理をして、配向膜とした。こうして得
た二枚の透明？！極基板をラビング方向が反平行になる
ようＫして貼合せた。スイーサーとして一μの真綿球（
触媒化成）を用い、周辺シール材として三片東圧のスト
ラクトボンドを使用し、シール材の硬化のためｌｊＯ″
Ｃでｔｏ分熱処理しセルを作成した。

このセルにメルク社製のネマティック液晶であるＺＬＩ
−コ≠！−を注入した。このセルを用いユニバーサルス
テージのついた偏光顕微鏡にコン製）でプレチルト角を
測定したらｔｏであった。

これと同一条件で作製したもう一ケのセルに強誘電性液
晶であるチッソ社製のＣ３ｌＯ／ｌを注入し、いったん
ｔｏｏ”ｃまで加熱しその後コＪ０Ｃになるまで徐冷し
た。

このようにして得た強誘電性液晶セルを直交ニコル下で
観察したところ、欠陥のない−様な配向がみられ、また
双安定性も優れていた。

実施例２ 実施例７と同じ透明導電層上に、次の組成の塗布液をス
ピンコーターで塗布した。スピンコーターの回転数はＪ
ＯＯＯｒｐｍであった。

の共重合体　　　　　　　　　コ、ｊ！１部キシレフ　
　　　　　　　　　　　３０　Ｎコーメチルピロリドン
　　　　　　　７０　〃熱処理及びラビング処理を実施
例／と同じに行った。実施例／と同じ装置で同じネマテ
ィック液晶を使用してプレチルト角を測定したら／コ０
であった。これと同一条件で作製したセルに強誘電性液
晶であるメルク社製のＺＬＩ−３６１１７を注入し、実
施９１／と同様な処理をした所、均一配向をしジグザグ
欠陥はみとめられなかった。

比較例 実施例／と同じ透明導電層上にポリ（−≠−クロルスチ
レン）のキシレン及びコーメチルピロリドンの混合溶剤
（混合比３ニア）の２．ｊ−溶液をスピンコードで塗布
し、／１０　”Ｃｊ熱処理した。実施例／と同一条件で
セルを作成し、ネマティック液晶を注入し九が液晶の配
向は不十分であプ正確なプレチルト角はもとめられなか
った。

強誘電性液晶としてメルク社製のＺＬＩ−７４ｊａを注
入したが、これでも液晶の配向は均一性がなくジグザグ
欠陥が多数化じた。

この実施例１及びコから明らかに、本発明の液晶配向膜
は、強誘電性液晶を十分良好に配向させることのできる
ものであることが解る。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 透明導電層上に配向膜を設けた二枚の透明電極基板が配
   向膜を内側にして配置され、その間に液晶が封入されて
   なる液晶表示素子において、前記配向膜が少くともハロ
   ゲン化スチレンとジビニルベンゼンを含有する共重合体
   よりなることを特徴とする液晶表示素子