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JPS62293228A - Liquid crystal display element - Google Patents

Liquid crystal display element

Info

Publication number
JPS62293228A
JPS62293228A JP13688886A JP13688886A JPS62293228A JP S62293228 A JPS62293228 A JP S62293228A JP 13688886 A JP13688886 A JP 13688886A JP 13688886 A JP13688886 A JP 13688886A JP S62293228 A JPS62293228 A JP S62293228A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
liquid crystal
polyethylene
copolymer
block polymer
pva
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP13688886A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasuo Yamagishi
康男 山岸
Akihiro Mochizuki
昭宏 望月
Masayuki Iwasaki
正之 岩崎
Toshiaki Yoshihara
敏明 吉原
Fumiyo Onda
恩田 文代
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP13688886A priority Critical patent/JPS62293228A/en
Publication of JPS62293228A publication Critical patent/JPS62293228A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Liquid Crystal (AREA)

Abstract

PURPOSE:To attain stable display of a phase transfer type liquid crystal over a large area by using a copolymer or block polymer between PVA and polyethylene as an orientation film. CONSTITUTION:The copolymer or block polymer between polyethylene and polyvinyl alchole (PVA) is formed like a film on a glass substrate provided with opposite electrodes. In order to reduced the surface tensile force of a coat solution, the content of polyethylene forming the copolymer or block polymer is set up to >=10%, and in order to improve humidity resistance and remove the discoloration of the electrode patterns and the deterioration of liquid crystal, it is necessary to set up the content of polyethylene to >=20%. Consequently, hysteresis width formed by a transmissivity curve to an impressed voltage can be widely secured, the generation of uneven coat can be suppressed and liquid crystal orientation film highly resisting water can be formed, so that stable display can be attained over a wide are.

Description

【発明の詳細な説明】 3、発明の詳細な説明 〔概要〕 駆動電圧に対するヒステリシス幅の比率を向上する方法
として、液晶表示素子を構成する対向電極を備えたガラ
ス基板上にポリエチレンとポリビニルアルコールのラン
ダム共重合体を塗布し、膜形成してなる液晶表示素子。
[Detailed Description of the Invention] 3. Detailed Description of the Invention [Summary] As a method for improving the ratio of hysteresis width to drive voltage, polyethylene and polyvinyl alcohol were deposited on a glass substrate provided with a counter electrode constituting a liquid crystal display element. A liquid crystal display element formed by coating a random copolymer to form a film.

〔産業上の利用分野〕[Industrial application field]

本発明は大面積表示を長時間に亙って安定して行い得る
液晶表示素子に関する。
The present invention relates to a liquid crystal display element capable of stably displaying a large area over a long period of time.

液晶表示素子は第3図の模式図に示すように少なくとも
一方が透明金属で構成される電極パターン1を備えたガ
ラス基板2がそれぞれ電極パターン1を内側にしてマト
リックス状に対向せしめ、この間に液晶を封入して電界
印加ができるようにしたものである。
As shown in the schematic diagram of FIG. 3, a liquid crystal display element has glass substrates 2 each having an electrode pattern 1, at least one of which is made of a transparent metal, facing each other in a matrix shape with the electrode pattern 1 inside. It is possible to apply an electric field by enclosing a

例えば、ドツトマトリックス形の場合、平行平板からな
るガラス基板2の内側には線幅が200〜300μm、
線幅が100μm程度に平行パターンが多数形成されて
透明電極と対向電極とが作られており、これらの電極パ
ターン1は厚さが約10μmのマイラーフィルムやグラ
スファイハーチソプなどからなるセパレータにより微少
間隔を隔てて対向すると共に電極パターン1が互いに直
交するように配置されており、この隙間に液晶4が封入
されている。。
For example, in the case of a dot matrix type, the line width is 200 to 300 μm on the inside of the glass substrate 2 made of parallel flat plates.
A transparent electrode and a counter electrode are made by forming a large number of parallel patterns with a line width of about 100 μm, and these electrode patterns 1 are separated by a separator made of Mylar film or glass fiber Hartisop with a thickness of about 10 μm. Electrode patterns 1 are arranged so as to face each other with a minute interval and to be orthogonal to each other, and a liquid crystal 4 is sealed in this gap. .

ここで、透明電極は酸化インジウム(InzO3)とは
アルミニウム(A # )など反射率の良い金属電極を
用いて形成されている。
Here, the transparent electrode is formed using a metal electrode with good reflectance, such as aluminum (A#) instead of indium oxide (InzO3).

毒して表示素子あ駆動は直交するX電極とY電極とに走
査電圧と信号電圧を印加して走査し、選択点に両方の電
圧が重畳して加わり、液晶の相転移が起こるに必要な電
界に達するよう構成されている。
To drive the display element, scanning is performed by applying a scanning voltage and a signal voltage to orthogonal X and Y electrodes, and both voltages are superimposed and applied to the selected point, which is necessary for the phase transition of the liquid crystal to occur. configured to reach an electric field.

本発明は電界に+るネマティソクーコレステネマティ□
レク液晶にカイラリティを有する液晶を混合したネマテ
ィソクーコレステリ・ツク相転移形液晶を二枚の対向す
る透明電極付きガラス基板で形成したセルに封入し、外
部から電圧を印加すると第2図に示すように印加電圧に
対して光透過率が弯化してヒステリシスカーブを描く。
The present invention is based on the electric field.
When a nematic phase change liquid crystal, which is a mixture of a liquid crystal with chirality and a liquid crystal with chirality, is sealed in a cell made of two opposing glass substrates with transparent electrodes, and an external voltage is applied, the result is as shown in Figure 2. As shown, the light transmittance curves with respect to the applied voltage and draws a hysteresis curve.

゛そしてζ印加電圧がVdの場合に光透過率の大きなH
′状態(ホメオトロピック状態)と光透過率の小さなF
1態(ホーカルコニック状態)とが存在する。
゛And ζWhen the applied voltage is Vd, H with large light transmittance
' state (homeotropic state) and F with small light transmittance
1 state (hocalconic state) exists.

この二つの状態を利用して表示を行う方式が相転移形表
示素子であり、現在液晶表示の主流になっているTN(
Twist Nematic:’) ?&晶を使用した
TN表示に比較すると、 ■ 光散乱現象を利用しているために視野角が広い。
A method of displaying using these two states is a phase change display element, which is currently the mainstream of liquid crystal display (TN).
Twist Nematic:')? Compared to TN displays using crystals, ■ The viewing angle is wide because it utilizes the light scattering phenomenon.

■ 大容量表票が可能である。■ Large capacity forms are possible.

■ 画像あチラッキ(Flicker)が少ない。■ There are few images on Flicker.

などの特徴がある。It has such characteristics.

然し、゛第2図のH′の状態は電圧Vdに保持しておく
と光透過率は光透過率り線5に従って徐々に減少して゛
ゆき、最終的にはFの状態の透過率と同 。
However, if the voltage Vd is maintained in the H' state in Figure 2, the light transmittance will gradually decrease along the light transmittance line 5, and will eventually reach the same transmittance as the F state. .

しになり表示が不可能になる。The display becomes impossible.

一方、H′の状態を経過時間に対して安定に保持してお
くために印加電圧をVdより大きいVd’に保持すると
当初のH′の状態はそのまま保たれるものの、F状態の
光透過率はFlにまで上がるために非常にコントラスト
の悪い表示になってしまう。
On the other hand, if the applied voltage is maintained at Vd', which is greater than Vd, in order to keep the H' state stable over time, the initial H' state is maintained, but the light transmittance of the F state is is increased to Fl, resulting in a display with very poor contrast.

このご泥は、液晶表示素子の粕転移は魔界強度の差によ
って起こり、これにより光透過率が変化するものである
が、対向電極の間隔にバラツキがあって液晶〜に加わる
電界強度が不揃いの場合は表示可能な領域と不可能な領
域が発生することを示している。
The reason for this is that the dregs transition in liquid crystal display elements occurs due to differences in the magical field strength, which changes the light transmittance. This shows that there are areas that can be displayed and areas that cannot be displayed.

これを避けるためには平坦な労ラス基板を用いると共に
基板間隔を正確に一定゛に保ことが必要であるが、それ
には限界がある。
In order to avoid this, it is necessary to use a flat laminated substrate and to keep the spacing between the substrates accurately constant, but there are limits to this.

そこで、相転移形表示素子を実現するには闇値電圧で光
透過率曲線の変化が鋭く、然も立ち上がり曲線と立ち下
がり曲線の電圧幅(ヒステリシス幅う Δがなるべく大
きく保ことか必要である。
Therefore, in order to realize a phase change type display element, it is necessary to ensure that the light transmittance curve changes sharply at the dark value voltage, and that the voltage width (hysteresis width Δ) of the rising and falling curves is kept as large as possible. .

ここでヒステリシス幅Δは立ち下がり曲線で光透過率が
90%を示す印加電圧値と立ち上がり曲線で光透過率が
20%の値を示す印加電圧値との差として定義している
が、安定な表示を行うためにはヒステリシス幅Δの駆動
電圧に対する比率は7%以上が必要と見込まれている。
Here, the hysteresis width Δ is defined as the difference between the applied voltage value at which the light transmittance is 90% on the falling curve and the applied voltage value at which the light transmittance is 20% on the rising curve. In order to perform display, it is expected that the ratio of the hysteresis width Δ to the drive voltage will be 7% or more.

然し、この比率を保持することは容易なことではない。However, maintaining this ratio is not easy.

さて、ヒステリシス幅Δの値は液晶の組成によっては勿
論、電極パターンの表面に施す液晶配向膜によって変化
することが知られているが、′配向−膜を塗布しても、
Δが大きくなる方向に効くとは限らない。
Now, it is known that the value of the hysteresis width Δ changes not only depending on the composition of the liquid crystal but also depending on the liquid crystal alignment film applied to the surface of the electrode pattern.
It is not necessarily effective in the direction of increasing Δ.

例えば、TN表示法をとる表示装置においてぼ、液晶配
向剤としてポリイミドやシラン力・ノブリング剤が用い
られているが、これを使用して試作した液晶セルの駆動
電圧は約30VでΔは約1.2vであり、ヒステリシス
幅の駆動電圧に対する比率は4%と狭いもの゛になって
しまい、一定電圧で表示を行うことは不可能である。
For example, in display devices that use the TN display method, polyimide, silane force, and knobling agents are used as liquid crystal aligning agents, and the driving voltage of the liquid crystal cell prototyped using these is about 30 V and Δ is about 1. .2V, and the ratio of the hysteresis width to the drive voltage is as narrow as 4%, making it impossible to perform display with a constant voltage.

これに対し、発明者等は高鹸化度のポリビニルアルコー
ル(以下略してPVA)を配向膜として使用するとヒス
テリシス幅Δが大きくなることを見出した。
On the other hand, the inventors have found that the hysteresis width Δ increases when polyvinyl alcohol (hereinafter abbreviated as PVA) with a high degree of saponification is used as the alignment film.

然し、PVAは水溶性の樹脂であるため、これを使用す
ると次のような問題点がある。
However, since PVA is a water-soluble resin, the following problems arise when using it.

■ 塗液の表面張力が高いために基板に対する濡れ性が
悪く、そのため塗膜に塗布ムラが発生し易い。
■ Due to the high surface tension of the coating liquid, it has poor wettability to the substrate, which tends to cause coating unevenness in the coating film.

■ 高湿度の雰囲気で使用するとパネル内に水分が侵入
するが、この水分により配向膜が膨潤し、Δの減少や電
極の変質が生ずる。
■ If used in a high humidity atmosphere, moisture will enter the panel, but this moisture will cause the alignment film to swell, causing a decrease in Δ and deterioration of the electrode quality.

そのため、このような欠点を含まず、且つPVAと同様
にΔを大きくする配向膜の実現が望まれていた。
Therefore, it has been desired to realize an alignment film that does not have such drawbacks and has a large Δ like PVA.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

以上記したように大面積に亙って安定に相転移形液晶表
示を行うにはΔの幅が大きいことが必要である。
As described above, in order to stably perform a phase change type liquid crystal display over a large area, it is necessary that the width of Δ is large.

ここで、発明者等はPVAがΔを大きくする作用のある
ことを見出しているが、水に溶は易く、また表面張力が
高いために塗布ムラができ易いことが欠点である。
Here, the inventors have found that PVA has the effect of increasing Δ, but its drawbacks are that it is easily soluble in water and has a high surface tension, which tends to cause uneven coating.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

上記の問題は対向電極を備えたガラス基板上にポリエチ
レンとポリビニルアルコールの共重合体またはブロック
重合体を膜形成した液晶表示素子の使用により解決する
ことができる。
The above problem can be solved by using a liquid crystal display element in which a film of a copolymer or block polymer of polyethylene and polyvinyl alcohol is formed on a glass substrate provided with a counter electrode.

〔作用〕[Effect]

本発明はヒステリシス幅Δを大きくする作用をもつPV
Aの特徴を保持しながら、従来の欠点すなわち、水溶性
であり、また塗液の表面張力が高いために濡れ性が悪く
塗布ムラを生ずると云う問題を無くする方法として、P
VAとポリエチレンの共重合体或いはブロック重合体を
PVAの代わりに配向膜として使用するものである。
The present invention provides a PV that has the effect of increasing the hysteresis width Δ.
While retaining the characteristics of A, P
A copolymer or block polymer of VA and polyethylene is used as an alignment film instead of PVA.

この材料を用いた配向膜は水に殆ど溶けなくなり、その
ため耐湿性が向上すると共に有機溶剤に可溶なため表面
張力の低い塗液を作ることができ、そのために塗布ムラ
をなくすることができる。
Alignment films made of this material are almost insoluble in water, which improves moisture resistance, and because it is soluble in organic solvents, it is possible to create a coating liquid with low surface tension, which eliminates uneven coating. .

ここで、実験の結果、塗液の表面張力を下げるには共重
合体あるいはブロック重合体を形成するポリエチレンの
含有率を10モル%以上とする必要がある。
As a result of experiments, the content of polyethylene forming the copolymer or block polymer needs to be 10 mol % or more in order to lower the surface tension of the coating liquid.

また耐湿性を向上して電極パターンの変色と液晶の劣化
をなくするにはポリエチレンの含有率を20モル%以上
とする必要がある。
Further, in order to improve moisture resistance and eliminate discoloration of the electrode pattern and deterioration of the liquid crystal, the polyethylene content must be 20 mol % or more.

このようにするとPVAを配向膜とする液晶セルを使用
する際に認められるITO電極の還元による変色や液晶
の抵抗率の低下をなくすることができる。
In this way, it is possible to eliminate discoloration due to reduction of the ITO electrode and decrease in resistivity of the liquid crystal, which are observed when using a liquid crystal cell using PVA as an alignment film.

〔実施例〕〔Example〕

ポリエチレンの含有率を0〜40モル%に変えてポリエ
チレンとPVAとのランダム重合体を合成し、これをジ
メチルスルホキシドを溶媒として3重量%溶液を作り、
’0.45μmのフィルタで濾過して塗液とした。
A random polymer of polyethylene and PVA was synthesized by varying the content of polyethylene from 0 to 40 mol%, and a 3% by weight solution was prepared using dimethyl sulfoxide as a solvent.
The coating solution was filtered through a 0.45 μm filter.

一方、基板としては10011角で厚さが1.11のガ
ラス板に用い、この上に面積抵抗か50ΩのITOを蒸
着して透明電極をパターン形成した。
On the other hand, a glass plate having a size of 10011 square and a thickness of 1.11 was used as a substrate, and ITO with a sheet resistance of 50 Ω was evaporated thereon to form a pattern of transparent electrodes.

次に、電極の形成されたガラス基板の上にスピンコード
法で塗液を塗布し、150℃で1時間乾燥して塗膜を形
成した。
Next, a coating solution was applied onto the glass substrate on which the electrodes were formed by a spin cord method, and dried at 150° C. for 1 hour to form a coating film.

また、ネマティック液晶としてエタン系、ビシクロヘキ
サン系、エステル系の混合液晶を87重量%と不斉炭素
を2個有するカイラルネマティック液晶を13重量%を
等労相転移温度以上で混合して相転移形液晶を作った。
In addition, as a nematic liquid crystal, 87% by weight of an ethane-based, bicyclohexane-based, and ester-based mixed liquid crystal and 13% by weight of a chiral nematic liquid crystal having two asymmetric carbons are mixed at a temperature above the isotonic phase transition temperature to produce a phase change type liquid crystal. made.

そして、9μmのガラスファイバをスペーサとし、従来
と同じ方法で液晶セルを形成した。
Then, a liquid crystal cell was formed using a 9 μm glass fiber as a spacer using the same method as before.

第1図はポリエチレンの含有率が38モル%の液晶セル
についての印加電圧と光透過率の実測結果であり、駆動
電圧が42V付近でlO%程度の大きなヒステリシス幅
Δを得ることができた。
FIG. 1 shows the actual measurement results of applied voltage and light transmittance for a liquid crystal cell with a polyethylene content of 38 mol %, and it was possible to obtain a large hysteresis width Δ of about 10 % when the driving voltage was around 42 V.

なお、1図の値は書き込み時間4msで書き込み後10
秒経過した後の光透過率値である。
Note that the values in Figure 1 are 10% after writing with a writing time of 4ms.
This is the light transmittance value after seconds have elapsed.

第4図はこのようにして得た駆動電圧に対するヒステリ
シス幅Δをポリエチレンの含有率に対し記録したもので
、ポリエチレンの比率は変わっても略一定の値を保って
いることを示している。
FIG. 4 shows the hysteresis width Δ with respect to the drive voltage obtained in this way versus the content of polyethylene, and shows that it maintains a substantially constant value even if the ratio of polyethylene changes.

以上の結果が示すように、Pv^とポリエチレンとの共
重合体あるいはブロック重合体はヒステリシス幅Δを広
げる効果はPVAと同じであり、−力水溶性で塗液の表
面張力が大きな欠点を完全に解消していることが判る。
As shown in the above results, the copolymer or block polymer of Pv^ and polyethylene has the same effect of widening the hysteresis width Δ as PVA; It can be seen that the problem has been resolved.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、印加電圧に対する光透過率曲線が形成
するヒステリシス幅を広く確保することができ、然も塗
布ムラが発生しにく\、水に対して強い液晶配向膜を形
成することができるので、広い面積にわたって安定な表
示を長期に亙って行うことができる。
According to the present invention, it is possible to secure a wide hysteresis width formed by a light transmittance curve with respect to applied voltage, and it is possible to form a liquid crystal alignment film that is less likely to cause uneven coating and is resistant to water. Therefore, stable display can be performed over a wide area over a long period of time.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は実施例について印加電圧と透過率との関係図、 第2図は相転移形液晶について印加電圧と光透過率との
関係図、 第3図は液晶表示素子の構成を説明する断面図、第4図
はヒステリシス幅の比率とポリエチレンの含有率との関
係図、 である。 図において、 1は電極パターン、    2はガラス基板、4は液晶
、 である。 硬矧割奢i
Figure 1 is a diagram of the relationship between applied voltage and transmittance for the example; Figure 2 is a diagram of the relationship between applied voltage and light transmittance for phase change type liquid crystal; Figure 3 is a cross-sectional diagram illustrating the structure of the liquid crystal display element. Figure 4 is a diagram showing the relationship between the hysteresis width ratio and the polyethylene content. In the figure, 1 is an electrode pattern, 2 is a glass substrate, and 4 is a liquid crystal. Hardstone Ware I

Claims (1)

【特許請求の範囲】 少なくとも一方に透明な対向電極を設けたガラス基板の
間にヒステリシス効果をもつネマティック−コレステリ
ック相転移形液晶を封入して形成される液晶表示素子に
おいて、 前記対向電極を備えたガラス基板上にポリエチレンとポ
リビニルアルコールの共重合体またはブロック重合体を
膜形成してなることを特徴とする液晶表示素子。
[Scope of Claim] A liquid crystal display element formed by sealing a nematic-cholesteric phase change type liquid crystal having a hysteresis effect between glass substrates having a transparent counter electrode on at least one side, comprising the counter electrode. A liquid crystal display element comprising a film of a copolymer or block polymer of polyethylene and polyvinyl alcohol formed on a glass substrate.
JP13688886A 1986-06-12 1986-06-12 Liquid crystal display element Pending JPS62293228A (en)

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