JPH04190327A

JPH04190327A - 強誘電性液晶表示素子

Info

Publication number: JPH04190327A
Application number: JP2323567A
Authority: JP
Inventors: Yuji Satani; 裕司佐谷; Hideaki Mochizuki; 望月　秀晃; Masao Yamamoto; 雅夫山本; 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: 1990-11-26
Filing date: 1990-11-26
Publication date: 1992-07-08

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】産業上の利用分野従来の技術液晶表示素子（ＬＣＤ）は、今日、腕時計からカラーＴ
Ｖに至るまで非常に多くの用途への展開がはかられつつ
ある。これに伴い、性能の向上へ（７）要請は益々高く
、かつ厳しくなってきた。今後、改良が必要とされる性
能としては、応答速度、コントラスト画素数、大画面化
、生産性、低コスト化、視野角の拡大などが挙げられる
。

これらの要求に応える一つの手段として、薄膜トランジ
スタを電極として直接ガラス基板上に作りつけたいわゆ
るＴＦＴ型液晶素子がある。この方式では、コントラス
トが高く、応答性も良好であるが、製造がたいへん厳し
く、とくに大画面化に際しては製造歩留まりが急激に低
下し、したがってコスト高になるという欠点があった。

一方、従来のツイステイツドネマイ・ンク（ＴＮ）型液
晶素子のコントラストを高め、視野角を拡大する目的で
、いわゆるスーパーツイスト（ＳＴＮ）型液晶素子があ
るが、ＳＴＮは、応答速度が遅くなるという欠点があっ
た。

これらに対し、ラビング処理した配向膜と強誘電性液晶
を用いた液晶素子は、液晶自体の応答速度が速く、しか
もメモリー性を持つ上に高いコントラストの表示が得ら
れるという大きな特徴を有する非常に有望な方式である
。

発明が解決しようとする課題ところが、この強誘電性液晶素子は、従来のＴＮ型液晶
素子と比較すると製造面での困難さが多かった。すなわ
ち、従来の配向膜材料を用いてラビングしただけでは良
好な電気光学特性を得ることが難しかった。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）を織布などで一定方向に擦るという単純な方法で
あるため、低コストではあるが、大面積化と画素数の増
大が望まれるようになると表示の均一性が不十分であっ
た。ラビング時の発塵による画素の欠落などの欠陥が重
大な問題となってきた。また、液晶素子の作製当初は良
好な電気光学特性が得られても経時的に配向状態が変化
し、電気光学特性が劣化していくという問題を有しいた
。一方、ラビングを行なわずに液晶を配向させる方法と
しては斜方蒸着法がある。この方法によれば良好な表示
性能の液晶素子を製造できるが、茅着工数が多くて、大
面積化と低コスト化の面で未解決の問題を残している。

このため、ラビングせずに良好な初期配向が能率良く得
られる方法が求められていた。

本発明はこのような課題を解決するもので、ラビングな
どの欠陥を発生する恐れのある後処理を必要としない配
向制御膜を備え、画素数の多い大面積の均一画面を有す
る強誘電性液晶素子を提供することを目的とするもので
ある。

課題を解決するための手段この課題を解決するために本発明の強誘電性液晶素子は
、少なくとも電極層を形成した基板上に、式（１’ｌま
たは式（Ｉｔ）で表わされる化合物を主成分とする単分
子層を積層してなる配向制御膜を備えたものである。

作用この構成により、ラビングなどの配向後処理を施さずに
、ムラの少ない均一な配向が得られ、高品位な液晶表示
板を容易に低コストで得ることができる。また、配向状
態の経時的な変化のない良好な電気光学特性を存する液
晶表示板を得ることができる。

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

第１図に本発明の一実施例の液晶素子の構成を示す。第
１図に示すように、基板ｌｌ上に透明電極層重２と絶縁
１！！＋３を設け、その上に配向制御１］Ｗ１４を形成
する。一対のこの基板１１をシール樹脂１５で接着し、
液晶を注入して液晶ＩＷ１６を構成する。

基板上に単分子膜を移し取る方法として従来よりラング
ミュア−ブロジェット（Ｌａｎｇｍｕｉｒ　−Ｂｌｏｄ
ｇｅｔｔ）法（ＬＢ法）が−船釣に用いられており、こ
のＬＢ法により得られた膜をＬＢ膜と呼んでいる。第２
図にＬＢ法の形成法の概略を示す。

第２図に示すように、ガラス基板２１を水２５の中に浸
漬し、引き上げるときに水面に展開している単分子Ｍ２
４を表面に移し取った単分子膜２２として形成する。単
分子膜の形成は、まず、単分子膜形成能のある化合物を
有機溶剤中に溶解し、これを水面上に滴下して前記化合
物を水面上に展開させる。ついで、水面上に展開した単
分子膜２４を一定表面圧に達するまで面積を圧縮してい
き、いわゆる固体膜状態とする。さらに、水面上に展開
した単分子膜２４の表面圧を固体膜状態を（ずさないよ
う一定に保ちつつ、水面上に展開した単分子膜２４を横
切って、あらかしめ一定のパターンのインジウム・錫酸
化物よりなる透明電極（Ｉ　Ｔ　Ｏｔｉ極）を形成した
ガラス基板２１を上下させ、基板上に単分子膜を移し取
る。水面を基板が横切る回数彎変えることにより、所望
の暦数を累積する。第３図はＬＢ法によって基板に累積
した膜を示す図である。第３図に示すように、未累積部
３１を残し、引き上げ方向３３方向に基板を引き上げ累
積部３２を形成する。なお、透明電極の一端は導電性を
確保するため未累積部３１を残しである。また、上下の
基板間での短絡を防ぐためにＪＴＯ電極上にあらかしめ
シリコン酸化物などの絶縁性薄膜を形成しておき、この
上がらＬＢ膜を累積してもよい。この方法により配向制
御膜としてＬＢ膜を形成した２枚のガラス基板をＬＢ膜
面どうしを対向させた状態に保持して、シール樹脂によ
り接着した。第４図に本発明によって得られた強誘電性
液晶セルの構成を示す。第４図に示すように、上基板４
１には上基板の引き上げ方向４３でＬＢ膜を形成し、下
基板４２には下基板の引き上げ方向４４でＬＢ膜をそれ
ぞれ形成し、開口部４６を残してシール樹脂４５により
シールする。すなわち、第４図に示すようにガラス基板
の一部を除く四辺に、シール樹脂４５として、−定直径
の球状スペーサを分散した紫外線硬化型エポキシ樹脂組
成物を印刷し、加圧状態のまま紫外線照射を行い硬化し
、２枚のガラス基板を接着した。こうして接着された２
枚のガラス板の開口部４６を減圧下で液晶を注入した。

注入後、開口部４６を室温硬化型エポキシ樹脂で封止し
、液晶素子を完成した。このようにして本発明のＬＢ膜
を配向膜として用いた強誘電性液晶素子は、ラビング処
理を施さなくても液晶が配向するという性質を示してお
り、しかも、配向ムラが少なく良好な表示品位を示すこ
とができる。また、配向状態に経時変化のない良好な電
気光学特性を得ることができる。

以下、具体的実施例により本発明をより詳細に説明する
。

（実施例１）ガラス板（６０ａｍＸ５０ｍ）の片側に、パターンを形
成したマスクを用いてＩＴＯ透明電極を２００ｎｍの厚
さに真空蒸着した。ついで、ＩＴ○透明電極上に絶縁層
として、シリコン酸化物の膜を真空蒸１着法を用いて１
１００ｎの厚さに形成した。一方、１．４−ジステアリ
ルピロメリテートの酸クロライドと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−１）をジメチルアセトアミド、クロロホロムの７１　合Ｒ媒
に溶解し、これを用いて前記のＩＴ○を蒸着したガラス
板上にＰＩＦ−１のＬＢＩＩｌを前記した方法により、
５層累積した。このようにしてＰＩＦ−１のＬＢ膜を形
成したガラス基板を２枚用意し、第４図に示すように上
基板４１と下基板４２で、ＬＢ膜形成時の引き上げ方向
４３および４４が互いに逆方向となるようにセルを構成
した。下基板４２の透明電極層を形成した面にシール樹
脂４５として、直径２．０μｍのプラスチックビーズを
分散した紫外線硬化型エポキシ樹脂を１辺のみ辺の中央
部に５腸長を残して他の全周にＩＷＩ幅で印刷する。こ
れを第１図に示すように透明電極層１２を対向させた状
態で加圧し、紫外線照射して硬化接着した。接着後、減
圧下で前記開口部４６から強誘電性液晶（メルク社製商
品名ＺＬＩ３６５４）をを注入した。注入後、開口部４
６を市販の室温硬化型エポキシ樹脂で固着し、液晶を封
止して強誘電性液晶（ＦＬＣ）素子を完成した。完成し
たＦＬＣ素子を一旦１００℃まで加熱してから徐々に冷
却して初期配向させることにより、配向ムラの少ない良
好な配向状態のＦＬＣ素子が得られた。

このＦＬＣ素子に電界を印加したところ良好な双安定性
が得られた。また、１０００時間放置後も液晶の配向状
態に変化はなかった。

（実施例２）ＬＢ膜の成分を１．４−ジステアリルピロメリテートの
酸クロライドと４，４′−ジアミノターフェニルエーテ
ルを反応させて得られるポリイミド前駆体（ＰＩＦ−２
）にし、実施例１と同様の方法で前記Ｚ　Ｌ　Ｉ　３６５
４を用いたＦＬＣ素子を作製した。完成したＦＬＣ素子
を一旦１００℃まで加熱してから徐々に冷却して初期配
向させることにより、配向ムラの少ない良好な配向状態
のＦＬＣ素子が得られた。このＦＬＣ素子に電界を印加
したところ良好な双安定性が得られた。また、１０００
時間放置後も液晶の配向状態に変化はなかった。

（実施例３）ＬＢ膜の成分をＰＩＦ−１と長鎖アルキル基を有するポ
リイミド（ＰＡ）との混合物にし、実施例１と同様の方法でＺＬＩ３６５
４を用いたＦＬＣ素子を作製した。

完成したＦＬＣ素子を一旦１００℃まで加熱してから徐
々に冷却して初期配向させることにより、配向ムラの少
ない良好な配向状態のＦＬＣ素子が得られた。このＦＬ
Ｃ素子に電界を印加したところ良好な双安定性が得られ
た。また、１０００時間放置後も液晶の配向状態に変化
はなかった。

〔実施例４）ＬＢＩＩｉの成分をＰＩＦ−２とＰＡとの混合物にし、
実施例１と同様の方法でＺＬＪ３６５４を用いたＦＬＣ
素子を作製した。完成したＦＬＣ素子を一旦１００°Ｃ
まで加熱してから徐々に冷却して初期配向させることに
より、配向ムラの少ない良好な配向状態のＦＬＣ素子が
得られた。このＦＬＣセルに電界を印加したところ良好
な双安定性が得られた。また、１０００時間放置後も液
晶の配向状態に変化はなかった。

（実施例５）注入する強誘電性液晶をチッソ株式会社製　商品名Ｃ３
１０１５にし、実施例１と同様の方法でＣ３１０１５を
用いたＦＬＣ素子を作製した。完成したＦＬＣ素子を一
旦１１０℃まで加熱してから徐々に冷却して初期配向さ
せることにより、配向ムラの少ない良好な配向状態のＦ
ＬＣ素子が得られた。このＦＬＣセルに電界を印加した
ところ良好な双安定性が得られた。また、１０００時間
放置後も液晶の配向状態に変化はなかった。

（実施例６）注入する強誘電性液晶をチッソ株式会社製　商品名Ｃ３
１０１５にし、実施例２と同様の方法でＣ３１０１５を
用いたＦＬＣセルを作製した。完成したＦＬＣ素子を一
旦１１０°Ｃまで加熱してから徐々に冷却して初期配向
させることにより、配向ムラの少ない良好な配向状態の
ＦＬＣ素子が得られた。このＦＬＣ素子に電界を印加し
たところ良好な双安定性が得られた。また、１０００時
間放置後も液晶の配向状態に変化はなかった。

（実施例７）注入する強誘電性液晶をチッソ株式会社製　商品名Ｃ３
１０１５にし、実施例３と同様の方法でＣ３１０１５を
用いたＦＬＣセルを作製した。完成したＦＬＣ素子を一
旦１１０°Ｃまで加熱してから徐々に冷却して初期配向
させることにより、配向ムラの少ない良好な配向状態の
ＦＬＣ素子が得られた。このＦＬＣ素子に電界を印加し
−たとこる良好な双安定性が得られた。また、１０００
時間放置後も液晶の配向状態に変化はなかった。

（実施例８）注入する強誘電性液晶をチンソ株式会社製　商品名Ｃ３
１０１５にし、実施例４と同様の方法でＣ３１０１５を
用いたＦＬＣ素子を作製した。完成したＦＬＣ素子を一
旦１１０“Ｃまで加熱してから徐々に冷却して初期配向
させることにより、配向ムラの少ない良好な配向状態の
ＦＬＣ素子が得られた。このＦＬＣ素子に電界を印加し
たところ良好な双安定性が得られた。また、１０００時
間放置後も液晶の配向状態に変化はなかった。

なお、本実施例において、基板への単分子膜の形成方法
として垂直浸漬法を用いたが、−Ｓ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、注入に用
いた強誘電性液晶（メルり社製　商品名ＺＬ１３６５４
及びチッソ株式会社製　商品名Ｃ３１０１５）はこれに
限定されるものではない。

発明の効果以上の実施例の説明からも明らかなように本発明によれ
ば、電極層を形成した基板上に、水面上に展開して単分
子膜を形成する性質を有する式ＣＩ）または式（Ｉｌｌ
で表される化合物を主成分とする単分子層を積層して形
成された配向制御膜を設けることにより、ラビングなど
の後処理を施さずに、配向ムラの少ない均一な配向が得
られ、また、配向状態の経時的な変化のない高品位な表
示を容易に低コストで得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の強誘電性液晶素子の構成を
示す断面図、第２図はＬＢ法の概略を示す構成図、第３
図はＬＢ法によって基板に累積した膜を示す平面図、第
４図は本発明の一実施例の強誘電性液晶素子の平面図で
ある。１１・・・・・・基板、１２・・・・・・透明電極層、
１３・・・・・・絶縁膜、１４・・・・・・配向制御膜
、１５・・・・・・シール樹脂、１６・・・・・・液晶
層、２１・・・・・・ガラス基板、２２・・・・・・移
し取った単分子膜、２３・・・・・・引き上げ方向、２
４・・・・・・水面上に展開した単分子膜、２５・・・
・・・水、３１・・・・・・未累積部、３２・・・・・
・累積部、３３・・・・・・引き上げ方向、４１・・・
・・・上基板、４２・・・・・・下基板、４３・・・・
・・上基板の引き上げ方向、４４・・・・・・下基板の
引き上げ方向、４５・・・・・・ソール樹脂、４６・・
・・・・開口部。代理人の氏名　弁理士小鍜治明　ほか２名第１図　　　
　　　・°２１１／′

Claims

【特許請求の範囲】

（１）少なくとも基板上に電極層を有し、前記電極層が
互いに対向するように配された一対の基板間にサンドイ
ッチされた強誘電性液晶層と、前記電極層の少なくとも
一方と前記液晶層との間に形成された液晶配向制御膜と
を備え、前記液晶配向制御膜として式で表される繰り返
し単位を有する、数平均分子量が２，０００〜３００，
０００の化合物を主成分とする単分子膜を積層してなる
配向制御膜を有する強誘電性液晶表示素子。 ▲数式、化学式、表等があります▼（ I ）〔式中、ｎは１〜３の整数、Ｒ＿１、Ｒ＿２、Ｒ＿３お
よびＲ＿４は、脂肪族、環状脂肪族あるいは芳香族（こ
れらが相互に組み合わさってもよい）の炭素数１〜３０
の１価の基（これらの基がハロゲン原子、ニトロ基、ア
ミノ基、シアノ基、メトキシ基、アセトキシ基で置換さ
れていても良い）または水素原子である。また、少なく
ともＲ＿１、Ｒ＿２、Ｒ＿３およびＲ＿４の内の一つは
、脂肪族、環状脂肪族あるいは芳香族（これらが相互に
組み合わさってもよい）の炭素数１２〜３０の１価の基
（これらの基がハロゲン原子、ニトロ基、アミノ基、シ
アノ基、メトキシ基、アセトキシ基で置換されていても
よい）である。〕（２）配向制御膜として用いられる単
分子膜が、式で表される繰り返し単位を有する長鎖アル
キル置換基を有するポリアミドとの混合膜である請求項
１記載の強誘電性液晶表示素子。 ▲数式、化学式、表等があります▼（II）〔式中、Ｒ＿１およびＲ＿２のいずれか一方または両方
が少なくとも６個の炭素原子を有するベンゼノイド不飽
和によって特徴づけられた基、Ｒ＿３およびＲ＿４はい
ずれも、脂肪族、環状脂肪族あるいは芳香族（これらが
相互に組み合わさってもよい）の炭素数１〜３０の１価
の基（これらの基がハロゲン原子、ニトロ基、アミノ基
、シアノ基、メトキシ基、アセトキシ基で置換されてい
てもよい）または水素原子である。また、少なくともＲ
＿３およびＲ＿４の内一つは、脂肪族、環状脂肪族ある
いは芳香族（これらが相互に組み合わさってもよい）の
炭素数１２〜３０の１価の基（これらの瀬戸がハロゲン
原子、ニトロ基、アミノ基、シアノ基、メトキシ基、ア
セトキシ基で置換されていてもよい）である。〕