JPS59200214A - 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】 本発明は、特定の配向制御膜を用いた液晶表示素子に関
する。

従来より、液晶表示素子用透明導電体には、ガラスの表
面を透明導電化したものが用いられている。しかし、液
晶表示素子は益々軽量、薄型化される方向にある。この
ような要求に対し、ガラスの表面を透明導電化したもの
は、ガラスの機械的強度及び製造上の制約からガラス板
をある程度以上薄くすることができず、０．３ｆｆｌｌ
ｌ＋が限界といわれている。したがって、上記のような
目的に適用するには、おのずから限界があり、更に、衝
撃に対する脆弱さにより、素子の製造工程において破損
するという問題がある。これらの欠点を満足させる方法
として、従来のガラスの代わシに樹脂を用いることが考
えられる。ところが、前述したように、液晶の配向を均
一にするため、配向を制御するだめの層が必要である。

この配向を制御するための層を得る方法としては、従来
のガラスの場合。

二酸化ケイ素等の無機化合物からなる薄膜を斜方蒸着す
る方法及びポリイミド等の有機化合物からなる薄膜をラ
ビング処理する（布等で一定の方向にこする）方法等が
知られている。しかし、上記方法は、いずれも成膜の際
、高温処理を必要とする。これらは従来のガラス基板に
おいては特に問題ないが、樹脂基板の場合には、基板が
上記処理温度に耐えることができず、変形してしまい正
常な液晶表示素子を得ることができない。

例えば、酸化インジウムの透明電極を設けた樹脂フィル
ムを用すて、電極側にポリイミド系の樹脂を塗布した。

しかし、高温度で長時間の熱処理により樹脂フィルム基
板が熱変形を起こし、正常な液晶素子を得ることができ
なかった。そこで。

樹脂フィルム基板の熱変形温度より低い温度（１００℃
）でポリイミドの熱処理を行なった。その結果、ポリイ
ミドの熱硬化反応が不十分なため。

ラビング過程で、傷の発生又は膜の剥離が生ずるという
問題があった。

そこで、樹脂フィルムに塗布した後、硬化反応を必要と
しない熱可塑性樹脂、すなわち、ポリスチレン、ポリメ
タクリレート、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン及
びポリカーボネート等の有機溶剤溶液を樹脂フィルムに
塗布乾燥し、その後所定のラビングを施して液晶素子の
形成を試みたところ液晶表示素子を配向させることがで
きず。

これらの樹脂はいずれも液晶の配向制御膜として使用し
得ないものであった。この原因について調べた結果、こ
れらの樹脂は、液晶に溶解し、ラビングした表面の効果
が消失するためであることも判明した。

そこで、液晶に不溶性の樹脂として、ポリビニルアルコ
ール及び各種セルロース類につき検討した。すなわち、
これらの樹脂を水に溶解しその水溶液を前記樹脂フィル
ムに塗布乾燥し、ラビングした後、素子を組立てた。そ
の結果、液晶分子は良好に配向して液晶の配向制御膜と
なることが判明した。しかし、詳細に調べたところ、素
子の耐湿信頼性に乏しく、湿気による配向不良が生じた
。

すなわち、樹脂フィルムはガラス板に比べて透湿性が大
きいため、素子内に水分が入る。ところが。

これらの配向制御膜は水溶性の樹脂であるため。

水による溶解あるいは膨潤が起こり、液晶を配向させる
能力が消失したものと考えられる。

又、特開昭５５−９５１８号公報には、配向処理膜とし
てアミド結合を有する高分子物質（ナイロン等）を用い
る液晶表示パネルが示亘れているが、この方式は配向制
御膜材料溶液の調製９作業をかなυ高温で行なう必要が
あシ、必ずしも満足できるものではない。

本発明は、このような問題点を解決するものである。

すなわち１本発明は、一般式け） ・・・・・・・・・・・・（■） 〔ただし２式中、几、　、　Ｒ２、ＲａおよびｌＲ，４
は水素。

低級アルキル基、低級アルコキシ基、塩素又は臭素を示
し、それらは互いに同じであっても異なっでいてもよ＜
、Ｒｓ、几６１−１：水素、メチル基、エチル基、プロ
ピル基、トリフルオロメチル基、又はトリクロロメチル
基を示し、それらは互いに同じであっても異なっていて
もよ＜　、　Ａｒはｐ−フェニレン基９ｍ−フェニレン
基、ジフェニレン基、す合一０　、　８（ｈ　　、　　
Ｃ−、−８−、−Ｃ−又は−ＣＨ２−Ｃ１−ら を示す）を示す〕で表わされる繰り返し単位を有する芳
香族ポリエーテルイミド重合体を含有してなる液晶表示
素子に関する。

上記芳香族ポリエーテルイミド重合体は、液晶及び水に
不溶性又は難溶性であり、この重合体を特定の溶剤に溶
解し、これを酸化インジウム等の透明導電性膜を有する
基板に塗布し、低温（１００〜１２０°Ｃ）で加熱乾燥
した後、ラビングすることにより配向制御膜を得た。こ
のようにして作製した２枚の基板の配向制御膜を対向さ
せて平行に配置し、その間に液晶を封入させることによ
り。

満足した特性を有する樹脂基板液晶表示素子を完成する
ことができる。

本発明の液晶表示素子は、一般に液晶の配向性はもちろ
ん良好で耐湿性も良好である。それ故。

基板材料には、従来公知のもののいずれを用いてもよい
。例えば、エポキシアクリ７−ト系樹脂及びポリエチレ
ンテレフタレート等の市販のフィルム又はシートに透明
導電膜を有するものを適用することができ、これ以外に
も液晶に不溶性あるいは１表面に液晶によって溶解され
ないような処理を施したフィルム又はシートであれば適
用可能であシ、特に限定されない。なお１本発明におい
ては、もちろんガラス基板を使用してもよい。

本発明においては、基板に、特定の芳香族ポリエーテル
イミド重合体溶液を塗布した後、単に溶剤を蒸発乾燥さ
せればよいために、低温且つ短時間で配向制御膜が得ら
れる。例えば形成する膜厚は５００〜２０００Ａ程度で
非常に薄いので、沸点以下でも十分に乾燥可能である。

従って、従来基板（主にガラス板）に二酸化けい素等か
らなる薄膜を斜方蒸着する方式又はポリイミド膜を形成
する方式に比べて、製造が極めて容易に安価な液晶表示
素子を得ることができる。

一般式（Ｕ）で表わ譲れる化合物としては、パラフェニ
レンジアミン、メタフエニＶンジアミン、４゜４′−ジ
アミノジフェニレン、１．５−ジアミノナフｐしｙ、　
４．４′−’）アミノジフェニルエーテル、４゜４′−
ジアミノフェニルスルホン、４．４’−ジアミノジフェ
ニルサルファイ）”、４．４’−ジアミノジフェニルメ
タン、４．４’−ジアミノパンフェニルプロパン、　　
　　　６４．４′−ジアミノジフェニルケトン等がある
。

また、一般式（１１１１で表わされる化合物としては。

２．２１−ビス（４−（２，３−ジカルボキシフェノキ
シ）フェニル〕−プロパンジ酸無水物、　４．４’−ヒ
ス（２，３−ジカルボキシフェノキシ）ジフェニルメタ
ン等がある。

一般式（ＩＩＩで表わされる化合物は一般式（ＩＩ）で
表わされる化合物１モルに対して０．５〜２モル使用さ
れるのが好ましく、特に、はぼ１モル使用されるのが好
ましい。

上記芳香族ポリエーテルイミド重合体は。

一般光■） ＆Ｎ−Ａｒ　−ＮＨ２ＣＩ［１ （ただし１式中、Ａｒは一般式（Ｉｌの場合と同じもの
を意味するｊで表わされる化合物と−４＜、ＣＩＬ’）
（ただし２式中、　Ｒ＋　、　Ｒ２、Ｒ３，Ｒ４、Ｒｓ
およびＲ６は一般式（Ｉ）の場合と同じものを意味する
）で表わされる化合物を縮重合させることによって得る
ことかできる。反応方法は、窒素雰囲気下に溶融加熱（
約２５０〜３００℃）させればよい。

配向制御膜用の溶剤としては、ジメチルスルホキシド、
ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、Ｎ−メ
チル−２−ピロリドン及びシクロヘキサノン等の単独又
はこれらの混合溶剤、更に。

前記芳香族ポリエーテルイミド重合体を溶解可能な範囲
で混合したものを用いることができる。例えば、上記溶
剤を単独で用いるよシも、セロソルブ類、トルエン及び
キシレン等を適量混合した混合溶剤の方が良好な膜を得
る場合があり、上記以外でも芳香族ポリエーテルイミド
重合体を溶解可能なものであれば、特に限定されない。

なお又２本発明においては、成膜性等の改良のために、
他の重合体を共存させてもよい。

次に９本発明を実施例により説明するが１本発明はこれ
らによりなんら限定されるものではない。

なお、液晶表示素子の配向性の評価は、液晶分子の長軸
方向と基板表面との角、すなわち基板と液晶分子の長軸
との傾き（チルト角θ）によシ行なつた。良好な配向性
はチルト角１．５〜３．０が望ましく、それによりコン
トラスト比の絶対値を大きくすることができる。〔チル
ト角及びその測定方法はジャーナル、オプ、アプライド
、フィジックス（Ｊｏｕｒｎａｌ　　ｏｆ　　Ａｐｐｌ
ｉｅｄ　　Ｐｈｙｓｉｃｓ）第１９巻（１９８０）、煮
１０．第２０１３〜４頁に記載されている。

実施例１ 式 ％式％ でわされる繰シ返し単位を有し、熱変形温度が２０５℃
である！ 芳香族ポリエーテルイミド重合体（ＧＥ社商品名、ウル
テム）の３．５重量１Ｎ−メチルピロリドン溶液を、十
分に洗浄した透明導電膜を有するボＩＪエチレンテレフ
タレートフィルム上に、スピンナーを用いて、３５ＱＱ
ｒｐｍで均一に塗布後。

１２０℃で１０分間乾燥して溶媒（Ｎ−メチルピロリド
ン）を蒸発させ、膜厚８５０Ａの配向制御膜を形成した
。この膜をフェルトで一定方向にラビングし、配向制御
膜を有する基板フィルムを作製した。

このようにして作製した２枚のフィルムの配向制御膜を
対向させて配置し、これらのフィルムをポリエステル系
接着剤よジなる封着剤で接着して液晶表示素子を作製し
た。なお、封着剤は１２０℃で５分間硬化した。この素
子の配向制御膜間に。

フェニルシクロヘキサン系の液晶（メルク社製。

ＺＬＩ−１１３２）を配置し、２枚の直交偏光板間で液
晶の配向性を調べたところ、良好な配向性を示した。（
チルト角２．７度） なお１本発明の素子では、ゲストホスト型の液晶を配置
して、カラー表示も可能である。

又９本発明の液晶表示素子の耐久性は、実用上。

特に問題はなかった。

以上説明したように１本発明によれば、透明基板として
樹脂シート又はフィルムをペースとじた透明導電性基板
を用い、この基板の変形温度以下の温度で処理可能な特
定の配向制御膜を用いた軽量、薄型化された液晶表示素
子を提供することができる。

又、ガラス基板の場合にも、従来法より安価な液晶表示
素子を容易に得ることができる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、液晶表示素子の配向制御膜が一般式（１１％式％（
   １１ 〔ただし１式中＋　Ｒｔ　、　Ｒ２、Ｒ３およびＲ４は
   水素。 低級アルキル基、低級アルコ斧シ基、塩素又は臭素を示
   し、それらは互いに同じであっても異なっていてもよく
   、Ｒ５およびＲ６は水素、メチル基。 エチル基、プロピル基、トリフルオロメチル基。 又はトリクロロメチル基を示し、それらは互いに同じで
   あっても異なっていてもよ（、Ａｒはｐ−フェニレン基
   ９ｍ−フエニレ７基、ジフェニｖンＭ。 ナフチレン基又は舎Ｘ舎（ここで、Ｘ ｏ　　　　　　　　　ＣＨ３ １１ は結合−〇−，−８０２、Ｃ、Ｓ　、　−Ｃ−又は　Ｒ
   ３ ＣＨ２−を示す）を示す〕で表わされる繰シ返し単位を
   有する芳香族ポリエーテルイミド重合体を含有してなる
   液晶表示素子。