JPS6131449B2

JPS6131449B2 -

Info

Publication number: JPS6131449B2
Application number: JP2020481A
Authority: JP
Inventors: Kazufumi Azuma; Fusaji Shoji; Ataru Yokono; Yasuhiko Shindo
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1981-02-16
Filing date: 1981-02-16
Publication date: 1986-07-21
Also published as: JPS57135919A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、ホモジニアス配向を利用した液晶表
示素子に係り、特に液晶表示素子の配向膜に関す
る。液晶表示装置は基本的には２枚のガラス基板が
一定の間隔をおいて平行に配置され、またこれら
２枚の基板の対向する面上には、それぞれ透明導
電膜が選択的に配置されていて、しかもこれら導
電膜およびガラス面はいずれも一定方向に液晶を
配向させる配向膜で完全に被覆されており、更に
これら配向膜間には液晶が充填されていて、上記
基板の全周は液晶がもれないように密封されてお
り、また上記基板の配向膜の形成されていない面
上には偏光板が配置された構造になつている。このような基本構成の液晶表示素子の表示方式
には、 (a) ツイステツドネマテイツク電界効果型表示方
式 (b) 誘起複屈折電界効果型表示方式 (c) 動的散乱型表示方式 (d) ゲストホスト型二色表示方式 (e) 配向振動表示方式などがあり、(a)の方式が広く実用化されている。そして、液晶表示素子の配向膜には、従来、 (a) 酸化ケイ素などの斜方蒸着膜 (b) 表面処理膜、直鎖状高分子やエポキシ樹脂な
どの熱硬化高分子膜をラビング処理したもの (c) 耐熱性良好なポリイミド膜をラビング処理し
たものなどが採用されている。しかし上記の配向膜はい
ずれも以下に述べる欠点を有していた。 (a) 酸化ケイ素などの斜方蒸着膜は使用する液晶
によつて配向能に差があり、液晶によつては全
く配向しない。このため液晶の温度特性、電気
光学特性を改善するため、各種液晶を混合して
使用できない。また視角特性がやや劣る。また
屈折率＜1.65であるため適正膜厚で塗布しても
電極反射を防止できない。コストダウンという
点からも不適当である。 (b) 表面処理膜、直鎖状高分子やエポキシ樹脂な
どの熱硬化高分子膜は封着剤、封止剤を加熱し
て封着や封止作業を行なう際に配向能が低下す
る。 (c) ポリイミド膜（例えばジアミノジフエニルエ
ーテルと酸無水物とからなる縮合物）は加熱閉
環時に着色が目立つ。更に最近原価低減のため、封着方式がガラスフ
リツトシールから有機（エポキシ樹脂）シールに
変わりつつあり、有機シールでフリツトなみの高
信頼性を出すためには、湿潤下でのガラス基板に
対する接着性が大きい必要があるが、上記ポリイ
ミド系ではシランカツプリング剤を添加してもガ
ラスに対する接着がよわり、フリツトシールに変
わりうる高信頼性が得られない。本発明の目的は、上記した従来技術の欠点をな
くし、(a)ガラス基板との接着の耐湿性にすぐれ、
(b)耐ラビング性がよく、(c)膜がキユア時に着色し
にくく、(d)配向規制力がつよく、(e)電極パターン
の浮き出て見えない配向膜を提供することにあ
る。本発明は、かかる点に関しなされたもので、本
発明の第一の特徴は、透明電極の形成された一対
の基板間に挾持された液晶層を有する液晶表示素
子において、前記基板の対向面上に配向膜材とし
て、一般式（ただしR₁は２価の炭化水素基、R₂、R₃は１価の
炭化水素基、ｍは１〜４の整数）で示されるジア
ミノジシロキサン2.5〜20.0モル％、芳香族ジア
ミン97.5〜80.0モル％を必須成分とするジアミン
とテトラカルボン酸二無水物を反応せしめたポリ
アミド酸を脱水、閉環させたポリイミドを用いる
ことで、上記ジアミノジシロキサンを入れること
によつてガラス基板との接着の耐湿性を大幅に向
上させるものである。本発明に用いるジアミノジ
シロキサンとしては、具体的には例えば下記群で
表わされる化合物が含まれる。などが挙げられ、上記化合物の少くとも１種以上
を用いる。上記ジアミノジシロキサンの添加量は、ジアミ
ン成分全体の2.5〜20.0モル％が好ましく、更に
好ましくは5.0〜7.5モル％が良い。20.0モル％よ
り多く入れると配向力の低下と到達粘度の低下を
引きおこし、また、2.5モル％未満では十分な接
着力が得られない。本発明に用いる酸無水物としてはピロメリト酸
二無水物、ベンゾフエノンテトラカルボン酸二無
水物などが挙げられる。本発明に用いる反応溶媒は、Ｎ・Ｎ−ジメチル
ホルムアミド、Ｎ・Ｎ−ジメチルアセトアミド、
Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ−エチル−２−
ピロリドン、Ｎ−シクロヘキシル−２−ピロリド
ン、Ｎ−ベンジル−２−ピロリドン、Ｎ−アセチ
ル−ε−カプロラクタム等である。本発明の第二の特徴は、芳香族ジアミンが、一
般式、（ただしR₄、R₅、R₆、R₇は水素原子、メチル基、
エチル基、R₈、R₉はメチル基、エチル基）であ
ることで、これを用いることによつて、配向膜の
無着色化をはかり、更にポリアミド酸としての到
達粘度を増大させるものである。ある程度以上の
粘度がないと、印刷などの塗布方法で作業性が悪
くなる。また強いラビングを行なう場合には、上記ジア
ミン（）と（ただしR₁₀は−Ｏ−、

【式】

【式】Ｘは−Ｏ −、−CO−、−COO−、−CONH−、）（）を混
合すれば、膜強度の十分大きい配向膜が得られ
る。その混合比として、（）をジアミン成分の
10.0〜82.5モル％、（）を15.0〜70.0モル％の範
囲内で選べば、ほとんど着色しない状態で膜強度
の向上をはかることができる。（）が70モル％
をこえると膜の着色が目立ち、また（）が15モ
ル％未満だと強いラビングに対しては、膜強度が
劣る。本発明の反応縮合溶液を透明導電膜の形成され
たガラス基板上に塗布する方法としては、浸漬
法、回転塗布法、スプレー法、印刷法等があり、
塗布後約200〜350℃でキユアし、分子内閉環させ
てからラビング処理をする。ラビング方法はガー
ゼ、バフ研磨が一般的に使用できる。本発明の配向膜と組合わせて使用できる液晶
は、シツフ塩基型液晶、フエニルシクロヘキサン
型液晶、アゾキシ型液晶、アゾ型液晶、ビフエニ
ル型液晶、エステル型液晶、フエニル・ピリジジ
ン型液晶等のネマテイク液晶、上記のネマテイク
液晶に旋光性物質、コレステロール化合物、光学
活性な置換基を有するビフエニル誘導体、フエニ
ルベンゾエート等の光学活性化合物を添加したコ
レステリツク型液晶などが挙げられる。また本発明の配向膜と組合わせて使用できる封
着剤はエポキシ系樹脂等の有機物である。本発明の配向膜と組合わせて使用する基板はガ
ラス製またはガラス表面にSiO₂コーテイングを
ほどこしたものである。透明電極は酸化スズ、酸化インジウムを主成分
とするものであり、これらは真空蒸着法などによ
りガラス基板上に形成される。以下、本発明を実施例により詳述する。実施例１図に示すようにガラス基板１上に膜厚350Åの
In₂O₃＋SnO₂（20：１）電極２を形成した。つい
で 0.0132モル、 0.0153モル、 0.0015モルを四口フラスコに入れ、Ｎ−メチル−
２−ピロリドンを178ｇ入れてかくはんした。氷
で０℃〜５℃に保ちながら

【式】0.0303モルを添加し、反応温度を５℃以下にして６時間かくはんし
た。こうして得られたポリマ溶液を70℃で2hほ
どかくはんし、粘度を下げ、基板の電極形成側に
印刷塗布し（8wt％25℃で500cp）、300℃で30分
間加熱して閉環を完結させた。その後ラビング処
理し、配向膜３を得た。（配向膜膜厚＝800Å）次
いで配向膜面を平行に対向させ、液晶注入口を除
いてエポキシ系樹脂で封着し、180℃で２時間加
熱し、封着部４を形成した。その後液晶５を封入
した。封入した液晶は、アゾキシ型混合物（CH₃O− wt比１：１）、エステル系混合物（ wt比１：１：１）、ビフエニル型液晶混合物 wt比１：１：１）、シクロヘキサンフエニル型混
合物 wt比１：１：１）、シツフ塩基型混合物 wt比１：１：１）の５種類である。封入口の封
止にはNiCrAu蒸着後半田で行なつた。更に配向
膜のラビング方向に合わせて偏光板６をはりつけ
た。配向性は極めて良好であり、しかも透明電極
の反射は完全に防止されていた。上記素子を70℃
95％RH中に入れて、膜はがれによる沿面抵抗の
減少をみたところ、1000時間後でも不変であつ
た。着色性を見るために、透明電極をつけないガラ
ス基板に800Åの膜厚で配向膜を形成し、液晶を
はさんで素子を作つた。偏光板をつけない状態で
分光計により、波長400nｍと600nｍでの透過率
の比が0.86であつた。比較例として、４・4′−ジアミノジフエニルエ
−テルとピロメリツト酸二無水物を縮合させたポ
リアミド酸にカツプリング剤（NUC Ａ−1100）
を固形分に対して5.0wt％添加したものを用いて
印刷塗布後300℃で30分間加熱閉環したものを配
向膜として用いた場合、配向性は良好であるが、
70℃95％RH寿命試験では100時間までしかもたな
かつた。また着色については、波長400nｍと
600nｍでの透過率比が800Åの膜厚では0.75であ
り、実際に目視でも黄色く着色が目立つた。実施例２第１表の組成でポリマーを合成し、実施例１と
同様の方法で素子の作成と着色性の評価を行なつ
た。評価結果を第２表に示す。No.1では接着性が
不十分であり、No.5では到達粘度が上がらない
とともに一部配向規制力が弱くなつている。また
No.10は着色が目立つ。それ以外のものはすべ

【表】

【表】て本発明の目的を満たすものである。特に
No.8、No.9は膜強度も大きく、ラビング時の十
分な作業マージンを持つている。

【表】以上述べたように本発明を液晶配向膜に使用す
ることによつて、配向性のすぐれた、着色しにく
く、しかも基板との接着性の非常にすぐれた素子
が得られた。〔70℃95％RH耐湿寿命試験で1000h
以上良好。T400nｍ／T600nｍ比0.85（膜厚800
Å）〕さらにをジアミンの20％入れたものはラビング時の作業
マージンも十分にある。

【図面の簡単な説明】

図は液晶表示素子の断面図である。但し液晶封
入口は略し、図示しなかつた。１……ガラス基板、２……透明電極、３……配
向膜、４……封着剤、５……液晶、６……偏光
板。

Claims

【特許請求の範囲】１透明電極の形成された一対の基板間に挟持さ
れた液晶層を有する液晶表示素子において、前記
基板の対向面上に配向膜として、ジアミノシロキ
サンとして下記一般式（ただし、R₁は２価の炭化水素基、R₂、R₃は１価
の炭化水素基、ｍは１〜４の整数）で示される化
合物2.5〜20.0モル％、芳香族ジアミンとして下
記一般式（ただし、R₄、R₅、R₆、R₇は水素原子、メチル
基、エチル基、R₈、R₉はメチル基、エチル基）
で示される化合物97.5〜80.0モル％を必須成分と
するジアミンと、テトラカルボン酸二無水物とを
反応せしめたポリアミド酸を脱水閉環させたポリ
イミドを用いることを特徴とする液晶表示素子。２特許請求の範囲第１項記載の芳香族ジアミン
が一般式（R₄、R₅、R₆、R₇は水素原子、メチル基、エチル
基、R₈、R₉はメチル基、エチル基）で示される
もの10.0〜82.5モル％、一般式（R₁₀は−Ｏ−、【式】【式】【式】Ｘは−Ｏ−，− CO−，−COO−，−CONH−，）で示されるもの
15.0〜70.0モル％からなることを特徴とする液晶
表示素子。