JP2000001614A - Liquid crystal orientating agent and liquid crystal display element - Google Patents
Liquid crystal orientating agent and liquid crystal display elementInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は液晶配向剤および液
晶表示素子に関する。さらに詳しくは、例えばTN型配
列セルを有する液晶表示素子(以下TN型表示素子とい
う)の液晶配向膜を与えるために好適に使用しうる液晶
配向剤およびそれを用いた液晶表示素子に関する。The present invention relates to a liquid crystal aligning agent and a liquid crystal display device. More specifically, the present invention relates to a liquid crystal aligning agent which can be suitably used for providing a liquid crystal alignment film of a liquid crystal display element having a TN type array cell (hereinafter referred to as a TN type display element), and a liquid crystal display element using the same.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、正の誘電異方性を有するネマチッ
ク型液晶がポリイミドなどからなる液晶配向膜を有する
透明電極付き基板でサンドイッチにされて、液晶分子の
長軸が基板間で90度連続的にねじれるようにしてなる
TN型配向セルを有する液晶表示素子(TN型表示素
子)が知られている。このTN型表示素子における液晶
の配向は、ラビング処理が施された液晶配向膜により形
成されている。2. Description of the Related Art Conventionally, a nematic liquid crystal having a positive dielectric anisotropy is sandwiched between substrates having a transparent electrode having a liquid crystal alignment film made of polyimide or the like, and the major axis of the liquid crystal molecules is continuous at 90 degrees between the substrates. 2. Description of the Related Art A liquid crystal display element (TN-type display element) having a TN-type alignment cell which is twisted likewise is known. The alignment of the liquid crystal in this TN type display element is formed by a liquid crystal alignment film subjected to a rubbing treatment.
【0003】しかしながら、従来のポリイミドを用いた
液晶配向膜は、ポリイミドが有機溶媒不溶性であるた
め、ポリイミドの前駆体である、有機溶媒可溶性のポリ
アミック酸を透明電極付き基板に塗布し、その後250
〜350℃に加熱して該基板上でポリイミドに変換する
方法により調製されてきた。However, in a conventional liquid crystal alignment film using polyimide, since the polyimide is insoluble in an organic solvent, an organic solvent-soluble polyamic acid, which is a precursor of the polyimide, is applied to a substrate with a transparent electrode.
It has been prepared by heating to ~ 350 ° C and converting to polyimide on the substrate.
【0004】しかしながら、ポリアミック酸は有機溶媒
溶液として保存する際に、不溶性成分を析出したりある
いは粘度の低下を起こすなど保存安定性が悪く、またポ
リイミドへ転換する際上記の如く比較的高温に加熱する
ため、他の素子や部品の耐熱性にも配慮する必要を生じ
たりする欠点がある。後者の欠点を回避すべく、ポリア
ミック酸からポリイミドへの転換および焼成を150〜
250℃の温度で実施することもできるが、その際には
ポリイミド化が不十分でカルボキシル基を残留し、この
カルボキシル基が液晶分子の配向性を乱すという新たな
問題を生じるようになる。特開昭61−205924号
公報には、下記式However, when stored as an organic solvent solution, the polyamic acid has poor storage stability such as precipitation of insoluble components or a decrease in viscosity, and when converted to polyimide, it is heated to a relatively high temperature as described above. Therefore, there is a disadvantage that it is necessary to consider heat resistance of other elements and components. In order to avoid the latter disadvantage, the conversion and baking of the polyamic acid to the polyimide is 150-
Although it can be carried out at a temperature of 250 ° C., in such a case, the imidization is insufficient and a carboxyl group remains, which causes a new problem that the carboxyl group disturbs the orientation of liquid crystal molecules. JP-A-61-205924 discloses the following formula:
【0005】[0005]
【化2】 ここで、R4は2価の有機酸である、Embedded image Here, R 4 is a divalent organic acid.
【0006】で表されるモノマーユニットを有するポリ
イミドからなる液晶配向膜を備えた液晶表示素子が開示
されている。このポリイミドは有機溶媒に可溶性であ
り、有機溶媒溶液として塗工することができる利点があ
る。There is disclosed a liquid crystal display device provided with a liquid crystal alignment film made of polyimide having a monomer unit represented by the following formula. This polyimide has the advantage that it is soluble in an organic solvent and can be applied as an organic solvent solution.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は有機溶
媒に可溶なポリイミドを含有する新規な液晶配向剤を提
供することにある。本発明の他の目的は、液晶の良好な
配向を生じる液晶配向膜を与える新規な液晶配向剤を提
供することにある。An object of the present invention is to provide a novel liquid crystal aligning agent containing a polyimide soluble in an organic solvent. Another object of the present invention is to provide a novel liquid crystal aligning agent that provides a liquid crystal alignment film that produces good alignment of liquid crystals.
【0008】本発明のさらに他の目的は、200℃以下
の温度で焼成して上記の如き優れた液晶配向膜を与える
新規な液晶配向剤を提供することにある。本発明のさら
に他の目的は、本発明の液晶配向剤を用いた液晶表示素
子を提供することにある。本発明のさらに他の目的およ
び利点は、以下の説明から明らかとなろう。It is still another object of the present invention to provide a novel liquid crystal aligning agent which can be fired at a temperature of 200 ° C. or less to provide an excellent liquid crystal alignment film as described above. Still another object of the present invention is to provide a liquid crystal display device using the liquid crystal aligning agent of the present invention. Still other objects and advantages of the present invention will be apparent from the following description.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明によれば、本発明
の上記目的および利点は、第1に、下記式(1)According to the present invention, the above objects and advantages of the present invention are firstly achieved by the following formula (1).
【0010】[0010]
【化3】 ここでR1は2価の有機基であり、R2はフッ素原子また
は1価の有機基でありそしてaは0〜2の整数である、Embedded image Wherein R 1 is a divalent organic group, R 2 is a fluorine atom or a monovalent organic group, and a is an integer of 0 to 2,
【0011】で表される構造単位を有する可溶性ポリイ
ミド(以下、「重合体(I)」という)を含有すること
を特徴とする液晶配向剤によって達成される。また、本
発明の上記目的および利点は、第2に、本発明の液晶配
向剤からなる液晶配向膜を有することを特徴とする液晶
表示素子によって達成される。上記式(1)で表される
構造単位は、下記式(1)−aのThis is achieved by a liquid crystal aligning agent characterized by containing a soluble polyimide having a structural unit represented by the following formula (hereinafter referred to as “polymer (I)”). Secondly, the above objects and advantages of the present invention are achieved by a liquid crystal display device having a liquid crystal alignment film comprising the liquid crystal alignment agent of the present invention. The structural unit represented by the above formula (1) is represented by the following formula (1) -a
【0012】[0012]
【化4】 ここで、R2およびaの定義は上記式(1)に同じであ
る、Embedded image Here, the definitions of R 2 and a are the same as in the above formula (1).
【0013】で表されるテトラカルボン酸二無水物と下
記式(1)−b H2N−R1−NH2 …(1)−b ここで、R1の定義は上記式(1)と同じである、で表
されるジアミン化合物を出発原料とし、両者を反応させ
ることにより製造することができる。The tetracarboxylic dianhydride represented by the following formula (1) -b H 2 NR 1 -NH 2 (1) -b wherein R 1 is defined by the above formula (1) It can be produced by using the same diamine compound represented by as a starting material and reacting both.
【0014】上記式(1)−bのジアミン化合物に関
し、式(1)−b中R1は2価の有機酸であり、好まし
くは2価の芳香族基、ヘテロ原子を有する芳香族基、脂
肪族基、脂環族基およびオルガノシロキシ基を有する脂
肪族基を挙げることができる。In the above diamine compound of the formula (1) -b, R 1 in the formula (1) -b is a divalent organic acid, preferably a divalent aromatic group, an aromatic group having a hetero atom, Examples thereof include an aliphatic group having an aliphatic group, an alicyclic group, and an organosiloxy group.
【0015】かかるジアミン化合物としては、例えばパ
ラフェニレンジアミン、メタフェニレンジアミン、4,
4’−ジアミノジフェニルメタン、4,4’−ジアミノ
ジフェニルエタン、4,4’−ジアミノジフェニルスル
フィド、4,4’−ジアミノジフェニルスルホン、4,
4’−ジアミノジフェニルエーテル、1,5−ジアミノ
ナフタレン、3,3’−ジメチル−4,4’−ジアミノビ
フェニル、3,4’−ジアミノベンズアニリド、3,4’
−ジアミノジフェニルエーテル、3,3’−ジアミノベ
ンゾフェノン、3,4’−ジアミノベンゾフェノン、4,
4’−ジアミノベンゾフェニン、2,2−ビス[4−
(4−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、ビス
[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]ヘキサフル
オロプロパン、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フ
ェニル]スルホン、1,4−ビス(4−アミノフェノキ
シ)ベンゼン、1,3−ビス(4−アミノフェノキシ)
ベンゼン、1,3−ビス(3−アミノフェノキシ)ベン
ゼン、9,9−ビス(4−アミノフェニル)−10−ヒ
ドロ−アントラセン、9,9−ビス(4−アミノフェニ
ル)フルオレン、4,4’−メチレン−ビス(2−クロ
ロアニリン)、2,2’,5,5’−テトラクロロ−4,
4’−ジアミノビフェニル、2,2’−ジクロロ−4,
4’−ジアミノ−5,5’−ジメトキシビフェニル、3,
3’−ジメトキシ−4,4’−ジアミノビフェニル、2,
2−ビス(4−アミノフェニル)ヘキサフルオロプロパ
ン、4,4’−ジアミノベンザニリドなどの芳香族ジア
ミン;ジアミノテトラフェニルチオフェンなどのヘテロ
原子を有する芳香族ジアミン;1,1−メタキシリレン
ジアミン、1,3−プロパンジアミン、テトラメチレン
ジアミン、ペンタメチレンジアミン、ヘキサメチレンジ
アミン、ヘプタメチレンジアミン、オクタメチレンジア
ミン、ノナメチレンジアミン、4,4−ジアミノヘプタ
メチレンジアミン、1,4−ジアミノシクロヘキサン、
イソホロンジアミン、テトラヒドロジシクロペンタジエ
ニレンジアミン、ヘキサヒドロ−4,7−メタノインダ
ニレンジメチレンジアミン、トリシクロ[6,2,1,0
2.7]−ウンデシレンジメチルジアミンなどの脂肪族ま
たは脂環族ジアミン;およびExamples of such diamine compounds include paraphenylenediamine, metaphenylenediamine,
4'-diaminodiphenylmethane, 4,4'-diaminodiphenylethane, 4,4'-diaminodiphenylsulfide, 4,4'-diaminodiphenylsulfone,
4'-diaminodiphenyl ether, 1,5-diaminonaphthalene, 3,3'-dimethyl-4,4'-diaminobiphenyl, 3,4'-diaminobenzanilide, 3,4 '
-Diaminodiphenyl ether, 3,3'-diaminobenzophenone, 3,4'-diaminobenzophenone, 4,
4'-diaminobenzophenine, 2,2-bis [4-
(4-aminophenoxy) phenyl] propane, bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] hexafluoropropane, bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] sulfone, 1,4-bis (4-aminophenoxy ) Benzene, 1,3-bis (4-aminophenoxy)
Benzene, 1,3-bis (3-aminophenoxy) benzene, 9,9-bis (4-aminophenyl) -10-hydro-anthracene, 9,9-bis (4-aminophenyl) fluorene, 4,4 ' -Methylene-bis (2-chloroaniline), 2,2 ', 5,5'-tetrachloro-4,
4'-diaminobiphenyl, 2,2'-dichloro-4,
4'-diamino-5,5'-dimethoxybiphenyl, 3,
3'-dimethoxy-4,4'-diaminobiphenyl, 2,
Aromatic diamines such as 2-bis (4-aminophenyl) hexafluoropropane and 4,4'-diaminobenzanilide; aromatic diamines having a hetero atom such as diaminotetraphenylthiophene; 1,1-metaxylylenediamine 1,3-propanediamine, tetramethylenediamine, pentamethylenediamine, hexamethylenediamine, heptamethylenediamine, octamethylenediamine, nonamethylenediamine, 4,4-diaminoheptamethylenediamine, 1,4-diaminocyclohexane,
Isophoronediamine, tetrahydrodicyclopentadienylenediamine, hexahydro-4,7-methanoindanylene dimethylenediamine, tricyclo [6,2,1,0
2.7 ]-aliphatic or cycloaliphatic diamines such as undecylenedimethyldiamine; and
【0016】[0016]
【化5】 Embedded image
【0017】(式中、R3はメチル基、エチル基、プロ
ピル基などの炭素数1〜12のアルキル基、シクロヘキ
シル基などのシクロアルキル基、またはフェニル基など
のアリール基、pは1〜3の整数そしてqは1〜20の
整数を示す)等で表されるジアミノオルガノシロキサン
を挙げることができる。Wherein R 3 is an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms such as a methyl group, an ethyl group or a propyl group, a cycloalkyl group such as a cyclohexyl group, or an aryl group such as a phenyl group; And q represents an integer of 1 to 20).
【0018】これらの中で、パラフェニレンジアミン、
メタフェニレンジアミン、4,4’−ジアミノジフェニ
ルメタン、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、2,
2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]プ
ロパン、2,2−ビス(4−アミノフェニル)ヘキサフ
ルオロプロパン、4,4’−ジアミノベンザニリド、ビ
ス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]ヘキサフ
ルオロプロパン、9,9−ビス(4−アミノフェニル)
フルオレンが好ましい。Among these, paraphenylenediamine,
Metaphenylenediamine, 4,4'-diaminodiphenylmethane, 4,4'-diaminodiphenyl ether, 2,
2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] propane, 2,2-bis (4-aminophenyl) hexafluoropropane, 4,4'-diaminobenzanilide, bis [4- (4-aminophenoxy) ) Phenyl] hexafluoropropane, 9,9-bis (4-aminophenyl)
Fluorene is preferred.
【0019】上記式(1)−aのテトラカルボン酸二無
水物と上記式(1)−bのジアミン化合物との反応は、
先ず両化合物を有機溶媒中で接触せしめてポリアミック
酸を生成し、次いで生成したポリアミック酸を有機溶媒
中でそのまま加熱するかまたは脱水剤および塩基性触媒
の存在下で処理してイミド化せしめることにより実施す
ることができる。The reaction of the tetracarboxylic dianhydride of the above formula (1) -a with the diamine compound of the above formula (1) -b is as follows:
First, both compounds are brought into contact in an organic solvent to produce a polyamic acid, and then the resulting polyamic acid is imidized by heating it in an organic solvent as it is or by treating it in the presence of a dehydrating agent and a basic catalyst. Can be implemented.
【0020】テトラカルボン酸二無水物とジアミン化合
物とは、ジアミン化合物1モル当りテトラカルボン酸二
無水物を通常0.4〜4モルの割合で使用するが、0.6
〜2.4モルの割合で使用するのが好ましい。ポリアミ
ック酸を生成する反応は通常0〜150℃、好ましくは
0〜100℃の温度で実施される。また反応溶媒はテト
ラカルボン酸二無水物とジアミン化合物の総量が0.1
〜30重量%の濃度となるように用いられる。The tetracarboxylic dianhydride and the diamine compound are usually used in an amount of 0.4 to 4 mol of the tetracarboxylic dianhydride per 1 mol of the diamine compound.
Preferably it is used in a proportion of up to 2.4 mol. The reaction for producing a polyamic acid is usually carried out at a temperature of 0 to 150 ° C, preferably 0 to 100 ° C. The reaction solvent used was a total amount of tetracarboxylic dianhydride and diamine compound of 0.1.
It is used so as to have a concentration of 3030% by weight.
【0021】また上記反応により得られたポリアミック
酸を有機溶媒中でイミド化せしめる際の反応温度は、通
常60〜200℃、好ましくは100〜170℃であ
る。60℃未満ではイミド化反応の進行が遅れ、また2
00℃を超えるとポリイミド化合物の分子量が低下する
ことがある。また脱水剤と塩基性触媒の存在下でイミド
化を行う際の反応温度は、通常0〜180℃、好ましく
は60〜150℃である。脱水剤としては例えば無水酢
酸、無水プロピオン酸、無水トリフルオロ酢酸などの酸
無水物を用いることができる。脱水剤の使用量は、ポリ
アミック酸の繰返し単位1モル当り1.6〜20モルが
好ましい。The reaction temperature for imidizing the polyamic acid obtained by the above reaction in an organic solvent is usually from 60 to 200 ° C, preferably from 100 to 170 ° C. If the temperature is lower than 60 ° C., the progress of the imidization reaction is delayed, and 2
If it exceeds 00 ° C., the molecular weight of the polyimide compound may decrease. The reaction temperature for imidization in the presence of a dehydrating agent and a basic catalyst is usually 0 to 180 ° C, preferably 60 to 150 ° C. As the dehydrating agent, for example, acid anhydrides such as acetic anhydride, propionic anhydride, and trifluoroacetic anhydride can be used. The amount of the dehydrating agent used is preferably 1.6 to 20 mol per 1 mol of the repeating unit of the polyamic acid.
【0022】また塩基性触媒としては特に限定されない
が、例えばピリジン、コリジン、ルチジン、トリエチル
アミンなどの3級アミンを用いることができる。塩基性
触媒の使用量は、使用する脱水剤1モル当り0.5〜1
0モルが好ましい。The basic catalyst is not particularly limited. For example, tertiary amines such as pyridine, collidine, lutidine and triethylamine can be used. The amount of the basic catalyst used is 0.5 to 1 per mol of the dehydrating agent used.
0 mole is preferred.
【0023】イミド化反応に用いている有機溶媒として
は、イミド化生成物を溶解させるものであれば特に制限
はなく、例えばN−メチル−2−ピロリドン、N,N−
ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミ
ド、ジメチルスルホキシド、γ−ブチロラクトン、テト
ラメチル尿素、ヘキサメチルホスホリルトリアミドなど
の非プロトン系極性溶媒、m−クレゾール、キシレノー
ル、フェノール、ハロゲン化フェノールなどのフェノー
ル系溶媒を挙げることができる。The organic solvent used in the imidation reaction is not particularly limited as long as it can dissolve the imidation product. For example, N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-
Non-protonic polar solvents such as dimethylacetamide, N, N-dimethylformamide, dimethylsulfoxide, γ-butyrolactone, tetramethylurea, hexamethylphosphoryltriamide, phenolic solvents such as m-cresol, xylenol, phenol and halogenated phenol Can be mentioned.
【0024】かくして得られる、本発明で用いられる重
合体(I)は固有粘度 〔ηinh= ln(ηrel/C)、 N−メチル−2−ピロリドン中、 C=0.5/dl、30℃〕 が0.05〜10dl/gであるものが好ましく、0.0
5〜5dl/gであるものがより好ましい。The thus obtained polymer (I) used in the present invention has an intrinsic viscosity [ηinh = ln (ηrel / C), in N-methyl-2-pyrrolidone, C = 0.5 / dl, 30 ° C.] Is preferably 0.05 to 10 dl / g, more preferably 0.05 to 10 dl / g.
Those having 5 to 5 dl / g are more preferable.
【0025】本発明の液晶配向剤は、重合体(I)の、
好ましくは有機溶媒溶液からなる。該有機溶媒溶液は、
固形分濃度が好ましくは0.1〜30重量%、より好ま
しくは0.5〜20重量%のものである。The liquid crystal aligning agent of the present invention comprises a polymer (I)
It preferably comprises an organic solvent solution. The organic solvent solution is
The solid content concentration is preferably 0.1 to 30% by weight, more preferably 0.5 to 20% by weight.
【0026】使用される有機溶媒としては、上記イミド
化反応に使用しうる有機溶媒およびそれを下記の如き一
般的有機溶媒との混合溶媒を挙げることができる。すな
わち一般的有機溶媒であるアルコール類、ケトン類、エ
ステル類、エーテル類、ハロゲン化炭化水素類、炭化水
素類、例えばメチルアルコール、エチルアルコール、イ
ソプロピルアルコール、シクロヘキサノール、エチレン
グリコール、プロピレングリコール、1,4−ブタンジ
オール、トリエチレングリコール、エチレングリコール
モノメチルエーテル、アセトン、メチルエチルケトン、
メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、酢酸メチ
ル、酢酸エチル、酢酸ブチル、シュウ酸ジエチル、マロ
ン酸ジエチル、ジエチルエーテル、エチレングリコール
メチルエーテル、エチレングリコールエチルエーテル、
エチレングリコール−n−プロピルエーテル、エチレン
グリコール−i−プロピルエーテル、エチレングリコー
ル−n−ブチルエーテル、エチレングリコールジメチル
エーテル、エチレングリコールエチルエーテルアセテー
ト、ジエチレングリコールジメチルエーテル、テトラヒ
ドロフラン、ジクロルメタン、1,2−ジクロルエタ
ン、1,4−ジクロルブタン、トリクロルエタン、クロ
ルベンゼン、o−ジクロルベンゼン、ヘキサン、ヘプタ
ン、オクタン、ベンゼン、トルエン、キシレンなどを用
いることができる。これらの一般的有機溶媒は重合体
(I)を析出させない割合で使用されることは当然であ
る。本発明の液晶配向剤は、重合体(I)の他に基盤と
の接着性を改善する目的で、官能性シラン含有化合物ま
たはチタネートを含有することができる。Examples of the organic solvent to be used include an organic solvent which can be used in the above imidization reaction and a mixed solvent thereof with a general organic solvent as described below. That is, general organic solvents such as alcohols, ketones, esters, ethers, halogenated hydrocarbons, and hydrocarbons such as methyl alcohol, ethyl alcohol, isopropyl alcohol, cyclohexanol, ethylene glycol, propylene glycol, 4-butanediol, triethylene glycol, ethylene glycol monomethyl ether, acetone, methyl ethyl ketone,
Methyl isobutyl ketone, cyclohexanone, methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, diethyl oxalate, diethyl malonate, diethyl ether, ethylene glycol methyl ether, ethylene glycol ethyl ether,
Ethylene glycol-n-propyl ether, ethylene glycol-i-propyl ether, ethylene glycol-n-butyl ether, ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol ethyl ether acetate, diethylene glycol dimethyl ether, tetrahydrofuran, dichloromethane, 1,2-dichloroethane, 1,4- Dichlorobutane, trichloroethane, chlorobenzene, o-dichlorobenzene, hexane, heptane, octane, benzene, toluene, xylene and the like can be used. Naturally, these general organic solvents are used in such a ratio that the polymer (I) is not precipitated. The liquid crystal aligning agent of the present invention may contain a functional silane-containing compound or a titanate in addition to the polymer (I) for the purpose of improving adhesiveness to a substrate.
【0027】官能性シラン含有化合物としては例えば3
−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロ
ピルトリエトキシシラン、2−アミノプロピルトリメト
キシシラン、2−アミノプロピルトリエトキシシラン、
N−(2−アミノエチル)−3−アミノ−プロピルトリ
メトキシシラン、N−(2−アミノエチル)−3−アミ
ノ−プロピルメチルジメトキシシラン、3−ウレイド−
プロピルトリメトキシシラン、3−ウレイド−プロピル
トリエトキシシラン、N−エトキシカルボニル−3−ア
ミノ−プロピルトリメトキシシラン、N−エトキシカル
ボニル−3−アミノ−プロピルトリエトキシシラン、N
−トリメトキシシリルプロピル−トリエチレントリアミ
ン、N−トリエトキシシリルプロピル−トリエチレント
リアミン、10−トリメトキシシリル−1,4,7−トリ
アザデカン、10−トリエトキシシリル−1,4,7−ト
リアザデカン、9−トリメトキシシリル−3,6−ジア
ザノニルアセテート、9−トリエトキシシリル−3,6
−ジアザノニルアセテート、N−ベンジル−3−アミノ
プロピルトリメトキシシラン、N−ベンジル−3−アミ
ノ−プロピルトリエトキシシラン、N−フェニル−3−
アミノ−プロピルトリメトキシシラン、N−フェニル−
3−アミノ−プロピルトリエトキシシラン、N−ビス
(オキシエチレン)−3−アミノプロピルトリメトキシ
シラン、N−ビス(オキシエチレン)−3−アミノ−プ
ロピルトリエトキシシラン等が挙げられる。これらは単
独でまたは2種以上併用することができる。As the functional silane-containing compound, for example, 3
-Aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, 2-aminopropyltrimethoxysilane, 2-aminopropyltriethoxysilane,
N- (2-aminoethyl) -3-amino-propyltrimethoxysilane, N- (2-aminoethyl) -3-amino-propylmethyldimethoxysilane, 3-ureido-
Propyltrimethoxysilane, 3-ureido-propyltriethoxysilane, N-ethoxycarbonyl-3-amino-propyltrimethoxysilane, N-ethoxycarbonyl-3-amino-propyltriethoxysilane, N
Trimethoxysilylpropyl-triethylenetriamine, N-triethoxysilylpropyl-triethylenetriamine, 10-trimethoxysilyl-1,4,7-triazadecane, 10-triethoxysilyl-1,4,7-triazadecane, 9 -Trimethoxysilyl-3,6-diazanonyl acetate, 9-triethoxysilyl-3,6
-Diazanonyl acetate, N-benzyl-3-aminopropyltrimethoxysilane, N-benzyl-3-amino-propyltriethoxysilane, N-phenyl-3-
Amino-propyltrimethoxysilane, N-phenyl-
Examples thereof include 3-amino-propyltriethoxysilane, N-bis (oxyethylene) -3-aminopropyltrimethoxysilane, and N-bis (oxyethylene) -3-amino-propyltriethoxysilane. These can be used alone or in combination of two or more.
【0028】また、チタネート化合物としては、例えば
イソプロピルトリイソステアロイルチタネート、イソプ
ロピルトリミリスチルチタネート、ビス(トリエタノー
ルアミン)ジイソプロピルチタネート、ビス(トリエタ
ノールアミン)ジブチルチタネートなどを挙げることが
できる。これらのチタネートは単独でまたは2種以上併
用することができる。本発明では、本発明の液晶配向剤
を用いた液晶表示素子が同様に提供される。Examples of the titanate compound include isopropyl triisostearoyl titanate, isopropyl trimiristil titanate, bis (triethanolamine) diisopropyl titanate, and bis (triethanolamine) dibutyl titanate. These titanates can be used alone or in combination of two or more. In the present invention, a liquid crystal display device using the liquid crystal alignment agent of the present invention is also provided.
【0029】本発明の液晶配向剤を用いて得られる液晶
表示素子は、例えば次の方法によって製造することがで
きる。まず透明導電膜が設けられた基板の透明導電膜側
に、本発明の液晶配向剤をロールコーター法、スピンナ
ー法、印刷法などで塗布し、好ましくは80〜200
℃、より好ましくは120〜200℃の温度で加熱して
塗膜を形成させる。この塗膜の膜厚は、通常、0.00
1〜1μm、好ましくは0.005〜0.5μmである。A liquid crystal display device obtained by using the liquid crystal aligning agent of the present invention can be manufactured, for example, by the following method. First, the liquid crystal aligning agent of the present invention is applied to the transparent conductive film side of the substrate on which the transparent conductive film is provided by a roll coater method, a spinner method, a printing method, or the like.
C., more preferably at a temperature of 120 to 200.degree. C. to form a coating film. The thickness of this coating film is usually 0.00
It is 1 to 1 μm, preferably 0.005 to 0.5 μm.
【0030】形成された塗膜は、重合体(I)からな
り、ナイロンなどの合成繊維からなる布を巻きつけたロ
ールでラビング処理を行うことにより、液晶配向膜とさ
れる。上記基板としては、例えばフロートガラス、ソー
ダガラスなどのガラス、ポリエチレンテレフタレート、
ポリブチレンテレフタレート、ポリエーテルスルホン、
ポリカーボネートなどのプラスチックフィルムなどから
なる透明基板を用いることができる。The formed coating film is made of the polymer (I), and is subjected to a rubbing treatment with a roll around which a cloth made of synthetic fiber such as nylon is wound, thereby forming a liquid crystal alignment film. As the substrate, for example, float glass, glass such as soda glass, polyethylene terephthalate,
Polybutylene terephthalate, polyether sulfone,
A transparent substrate made of a plastic film such as polycarbonate can be used.
【0031】上記透明導電膜としては、SnO2からな
るNESA膜、In2O3−SnO2からなるITO膜な
どを用いることができる。これらの透明導電膜のパター
ニングには、フォト・エッチング法、予めマスクを用い
る方法などが用いられる。液晶配向剤の塗布に際して
は、基板および透明導電膜と塗膜との接着性をさらに良
好にするために、基板および透明導電膜上に、あらかじ
め官能性シラン含有化合物、チタネートなどを塗布する
こともできる。As the transparent conductive film, a NESA film made of SnO 2 , an ITO film made of In 2 O 3 —SnO 2 and the like can be used. For the patterning of these transparent conductive films, a photo-etching method, a method using a mask in advance, or the like is used. When applying the liquid crystal alignment agent, a functional silane-containing compound, titanate, or the like may be applied on the substrate and the transparent conductive film in advance to further improve the adhesion between the substrate and the transparent conductive film. it can.
【0032】液晶配向膜が形成された基板は、その2枚
を液晶配向膜面をラビング方向が直交または逆平行とな
るように対向させ、基板の間の周辺部をシール剤でシー
ルし、液晶を充填し、充填口を封止して液晶セルとし、
その両面に偏光方向がそれぞれ基板の液晶配向膜のラビ
ング方向と一致または直交するように偏光板を張り合わ
せることにより液晶表示素子とされる。The substrates having the liquid crystal alignment film formed thereon are opposed to each other so that the surfaces of the liquid crystal alignment films are orthogonal or antiparallel to the rubbing direction, and the peripheral portion between the substrates is sealed with a sealant. And filling the filling port to form a liquid crystal cell,
A liquid crystal display device is obtained by laminating a polarizing plate on both surfaces of the substrate such that the polarization directions thereof coincide with or perpendicular to the rubbing direction of the liquid crystal alignment film of the substrate.
【0033】上記シール剤としては、例えば硬化剤およ
びスペーサとしての酸化アルミニウム球を含有したエポ
キシ樹脂などを用いることができる。上記液晶として
は、ネマチック型液晶を形成させるものが好ましく用い
られる。例えばシッフベース系液晶、アゾキシ系液晶、
ビフェニル系液晶、フェニルシクロヘキサン系液晶、エ
ステル系液晶、ターフェニル系液晶、ビフェニルシクロ
ヘキサン系液晶、ピリミジン系液晶、ジオキサン系液
晶、ビシクロオクタン系液晶、キュバン系液晶などが用
いられる。As the sealant, for example, an epoxy resin containing a hardener and aluminum oxide spheres as spacers can be used. As the liquid crystal, a liquid crystal that forms a nematic liquid crystal is preferably used. For example, Schiff base liquid crystal, azoxy liquid crystal,
Biphenyl-based liquid crystal, phenylcyclohexane-based liquid crystal, ester-based liquid crystal, terphenyl-based liquid crystal, biphenylcyclohexane-based liquid crystal, pyrimidine-based liquid crystal, dioxane-based liquid crystal, bicyclooctane-based liquid crystal, and Cuban-based liquid crystal are used.
【0034】またこれらの液晶に、例えばコレスチルク
ロリド、コレステリルノナエート、コレステリルカーボ
ネートなどのコレステリック液晶や商品名C−15、C
B−15(ブリティッシュドラックハウス社製)として
販売されているようなカイラル剤などを添加して使用す
ることもできる。さらにp−デシロキシベンジリデン−
p’−アミノ−2−メチルブチルシンナメートなどの強
誘電性液晶も使用することができる。In addition, cholesteric liquid crystals such as cholesteryl chloride, cholesteryl nonaate and cholesteryl carbonate, and trade names C-15, C-15
A chiral agent or the like sold as B-15 (manufactured by British Drag House) can also be used. Furthermore, p-decyloxybenzylidene-
Ferroelectric liquid crystals such as p'-amino-2-methylbutylcinnamate can also be used.
【0035】液晶セルの外側に使用される偏光板として
は、ポリビニルアルコールを延伸配向させながら、ヨウ
素を吸収させたH膜と呼ばれる偏光膜を酢酸セルロース
保護膜で挟んだ偏光板、またはH膜そのものからなる偏
光板などを挙げることができる。As the polarizing plate used outside the liquid crystal cell, a polarizing plate in which a polarizing film called an H film in which polyvinyl alcohol is stretched and oriented and iodine is absorbed by a cellulose acetate protective film or the H film itself is used. And the like.
【0036】[0036]
【実施例】以下、本発明を実施例によりさらに具体的に
説明するが、本発明はこれらの実施例に制限されるもの
ではない。また液晶セルの配向性評価は、電圧をオン・
オフさせた時の液晶セル中の異常ドメイン(リバースツ
イスト・リバースチルト)の有無を、偏光顕微鏡で観察
し、異常ドメインのないものを配向性良好と判定した。EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. In addition, the orientation of the liquid crystal cell was evaluated by turning on the voltage.
The presence or absence of an abnormal domain (reverse twist / reverse tilt) in the liquid crystal cell when the liquid crystal cell was turned off was observed with a polarizing microscope.
【0037】合成例1 4,4’−ジアミノジフェニルメタン19.7gをγ−ブ
チロラクトン366gに溶解し、25℃で十分に撹拌し
た後、ビシクロ[2.2.2]オクト−7−エンテトラカ
ルボン酸二無水物24.8gを加え、60℃で5時間反
応させた。次いで39.5gのピリジンと30.6gの無
水酢酸を添加し、120℃で3時間反応させた。次いで
反応液を大過剰のメタノール中に注ぎ、反応生成物を沈
殿させた後、メタノールで洗浄し、減圧下40℃で15
時間乾燥させて、固有粘度1.15dl/gの重合体
(Ia)31.1gを得た。得られた重合体(Ia)の
赤外吸収スペクトル(KBrペレット法)を測定したと
ころ、1720cm-1および1780cm-1にイミド基
特性吸収が認められ、ポリイミドであることを確認し
た。Synthesis Example 1 19.7 g of 4,4'-diaminodiphenylmethane was dissolved in 366 g of γ-butyrolactone, and the mixture was sufficiently stirred at 25 ° C., and then bicyclo [2.2.2] oct-7-enetetracarboxylic acid was dissolved. 24.8 g of dianhydride was added and reacted at 60 ° C. for 5 hours. Next, 39.5 g of pyridine and 30.6 g of acetic anhydride were added and reacted at 120 ° C. for 3 hours. Next, the reaction solution was poured into a large excess of methanol to precipitate a reaction product, which was washed with methanol, and then reduced under reduced pressure at 40 ° C. for 15 minutes.
After drying for an hour, 31.1 g of a polymer (Ia) having an intrinsic viscosity of 1.15 dl / g was obtained. The infrared absorption spectrum of the obtained polymer (Ia) (KBr pellet method) were measured, an imido group characteristic absorption in 1720 cm -1 and 1780 cm -1 was observed, it was confirmed that the polyimide.
【0038】合成例2 合成例1において、テトラカルボン酸二無水物をピロメ
リット酸二無水物21.8gに変え、0℃で3時間反応
させた。次いで反応液を大過剰のメタノールで洗浄し、
減圧下40℃で15時間乾燥させて固有粘度1.51d
l/gのポリアミック酸31.1gを得た。Synthesis Example 2 In Synthesis Example 1, the tetracarboxylic dianhydride was changed to 21.8 g of pyromellitic dianhydride and reacted at 0 ° C. for 3 hours. The reaction was then washed with a large excess of methanol,
Dry under reduced pressure at 40 ° C for 15 hours to obtain an intrinsic viscosity of 1.51d
31.1 g of 1 / g polyamic acid were obtained.
【0039】実施例1 合成例1で得られた重合体(1a)6.12gを、N−
メチル−2−ピロリドン146.9gに溶解させ、固形
分濃度4重量%の溶液を調製した。この溶液を孔径1μ
mのフィルタで濾過し、液晶配向剤溶液を調整した。こ
の溶液を、ITO膜からなる透明電極付きガラス基板上
の透明電極面に、スピナーを用いて塗布し、180℃で
1時間乾燥し、乾燥膜厚0.05μmの塗膜を形成し
た。形成した塗膜にナイロン型の布を巻きつけたロール
を有するラビングマシーンにより、ロール回転数500
rpm、ステージ移動速度1cm/秒でラビング処理を
行った。Example 1 6.12 g of the polymer (1a) obtained in Synthesis Example 1 was
It was dissolved in 146.9 g of methyl-2-pyrrolidone to prepare a solution having a solid content of 4% by weight. This solution was added with a pore size of 1μ.
The mixture was filtered with a filter of m to prepare a liquid crystal aligning agent solution. This solution was applied to the transparent electrode surface on a glass substrate with a transparent electrode made of an ITO film using a spinner and dried at 180 ° C. for 1 hour to form a coating film having a dry film thickness of 0.05 μm. A rubbing machine having a roll in which a nylon-type cloth is wound around the formed coating film has a roll rotation number of 500.
The rubbing treatment was performed at a rpm of 1 cm / sec.
【0040】次に、一対のラビング処理された基板の液
晶配向膜を有する側のそれぞれの外縁に、直径17μm
の酸化アルミニウム球入りエポキシ樹脂接着剤をスクリ
ーン印刷塗布したのち、一対の基板を上下にラビング方
向が互いに直交するように重ね合わせて圧着し、接着剤
を硬化させた。次に、液晶注入口より一対の基板間に、
ネマチック型液晶(メルク社製、ZLI−1132)を
充填したのち、エポキシ系接着剤で液晶注入口を封止
し、得られた素子の外側の両面に偏光板を、偏光板の偏
光方向がそれぞれの基板の液晶配向膜のラビング方向と
一致するように貼り合わせ、液晶表示素子を作製した。
得られた液晶表示素子に電圧を印加したところ、異常ド
メインの発生のない良好な表示が得られた。Next, the outer edge of each of the pair of rubbed substrates on the side having the liquid crystal alignment film has a diameter of 17 μm.
After the epoxy resin adhesive containing aluminum oxide spheres was screen-printed and applied, a pair of substrates was overlapped with each other vertically so that the rubbing directions were orthogonal to each other and pressed to cure the adhesive. Next, between the pair of substrates from the liquid crystal injection port,
After filling a nematic liquid crystal (ZLI-1132, manufactured by Merck), the liquid crystal injection port is sealed with an epoxy-based adhesive, and a polarizing plate is provided on both outer surfaces of the obtained device. The substrates were bonded together so as to match the rubbing direction of the liquid crystal alignment film on the substrate, thereby producing a liquid crystal display device.
When a voltage was applied to the obtained liquid crystal display device, favorable display without occurrence of abnormal domains was obtained.
【0041】比較例1 合成例2で得られたポリアミック酸を用いて実施例1と
同様にして液晶表示素子を作製した。得られた液晶表示
素子に電圧を印加したところ、ラビング方向に沿って異
常ドメインが観察された。Comparative Example 1 Using the polyamic acid obtained in Synthesis Example 2, a liquid crystal display device was produced in the same manner as in Example 1. When voltage was applied to the obtained liquid crystal display device, abnormal domains were observed along the rubbing direction.
【0042】[0042]
【発明の効果】本発明の液晶配向剤によれば、200℃
以下の温度での焼成が可能である。この液晶配向剤は液
晶配向性が良好なため、特にTN型表示素子用として好
適に用いることができる。また本発明の液晶配向剤を用
いて形成されたポリイミドからなる配向膜を有する液晶
表示素子は、使用する液晶を選択することにより、強誘
電表示素子にも好適に使用することができる。さらに、
本発明の液晶配向剤を用いて形成した液晶配向膜を有す
る液晶表示素子は、液晶の配向性および信頼性に優れて
いるため、例えば卓上計算機、腕時計、置時計、係数表
示板、ワードプロセッサ、パーソナルコンピューター、
液晶テレビなどの表示装置に特に有用である。According to the liquid crystal aligning agent of the present invention, 200 ° C.
Firing at the following temperatures is possible. Since this liquid crystal alignment agent has good liquid crystal alignment properties, it can be suitably used particularly for TN type display devices. A liquid crystal display device having an alignment film made of polyimide formed using the liquid crystal alignment agent of the present invention can be suitably used for a ferroelectric display device by selecting a liquid crystal to be used. further,
A liquid crystal display device having a liquid crystal alignment film formed by using the liquid crystal alignment agent of the present invention has excellent liquid crystal alignment and reliability. For example, a desk calculator, a wristwatch, a clock, a coefficient display plate, a word processor, and a personal computer ,
It is particularly useful for display devices such as liquid crystal televisions.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐野 公康 東京都中央区築地二丁目11番24号 ジェイ エスアール株式会社内 (72)発明者 横山 泰明 東京都中央区築地二丁目11番24号 ジェイ エスアール株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Kimiyasu Sano 2--11-24 Tsukiji, Chuo-ku, Tokyo Inside JSR Co., Ltd. (72) Inventor Yasuyama Yasuaki 2-11-24 Tsukiji, Chuo-ku, Tokyo JSR Inside the corporation
Claims (2)
は1価の有機基でありそしてaは0〜2の整数である、
で表される構造単位を有する可溶性ポリイミドを含有す
ることを特徴とする液晶配向剤。[Claim 1] The following formula (1) Wherein R 1 is a divalent organic group, R 2 is a fluorine atom or a monovalent organic group, and a is an integer of 0 to 2,
A liquid crystal aligning agent comprising a soluble polyimide having a structural unit represented by:
膜を有することを特徴とする液晶表示素子。2. A liquid crystal display device comprising a liquid crystal alignment film comprising the liquid crystal alignment agent according to claim 1.
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---|---|---|---|---|
JP2006117903A (en) * | 2004-09-24 | 2006-05-11 | Fuji Photo Film Co Ltd | Polymer, method for producing the same, optical film, and image display device |
-
1999
- 1999-04-13 JP JP10471299A patent/JP3248511B2/en not_active Expired - Lifetime
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