JP3099559B2 - 液晶配向膜および液晶表示素子 - Google Patents

液晶配向膜および液晶表示素子

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JP3099559B2
JP3099559B2 JP31399592A JP31399592A JP3099559B2 JP 3099559 B2 JP3099559 B2 JP 3099559B2 JP 31399592 A JP31399592 A JP 31399592A JP 31399592 A JP31399592 A JP 31399592A JP 3099559 B2 JP3099559 B2 JP 3099559B2
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cyclohexane
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俊哉 澤井
鎮男 村田
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、液晶の配向及びプレチ
ルト角制御能を有するポリエーテルイミド液晶配向膜の
改良に関する。
【0002】
【従来の技術】時計や電卓に用いられてる液晶表示素子
には、上、下2枚で一対をなす電極基板の間でネマチッ
ク液晶分子の配列方向を90度に捻った構造のツイスト
・ネマチック(以下、TNと略す。)モードが主に採用
されている。しかし、TNモードは、高デューティー駆
動した場合、コントラストが低く、視野角が狭いため、
表示品質、表示面積の向上を計るには十分なものではな
かった。一方、超捻れ複屈折効果(super twisted bire
fringence effect)(T.J.Scheffer and J.Nethriug,Ap
pl.phys.Lett.45(10),1021(1984))を利用した液晶表示
装置が発表されて以来、上、下電極基板の間でネマチッ
ク液晶分子の配列方向を180〜300度捻ったスーパ
ーツイスト・ネマチック(以下STNと略す)モードを
利用した液晶表示素子が開発され、大画面液晶表示素子
でも表示品位の良好なものが得られるようになってき
た。
【0003】このような液晶表示素子に使用される配向
膜は、単に液晶分子を配列させるだけでは不十分であ
り、応答性を良くし双安定性を確実にするために、基板
面と液晶分子の間に所定の角度、いわゆるプレチルト角
をもたせるものでなければならない。また、捻り角を大
きくするにつれて、プレチルト角も大きくすることが望
ましく、捻れ角の比較的小さいもの(180〜200度
ツイスト)は、プレチルト角が3度以下の配向膜で十分
であるが、表示品質を良くするために200〜300度
の捻れ角を有するものにあっては、広い表示面積の基板
全域にわたり均一でかつより高いプレチルト角(5゜<
θ≦10゜)を持つ配向膜を使用する必要がある。
【0004】STNモード用として高いプレチルト角を
持ったポリイミド配向膜も存在しているが、それらは広
い表示面積の基板全域にわたるプレチルト角の均一性お
よび再現性に問題を残している。確実に、高いプレチル
ト角を得るためには、SiO等の真空斜方蒸着による薄
膜形成が、現在行われている最良の方法である。しか
し、真空斜方蒸着による薄膜の形成は工業的に大量生産
する場合、その製造装置の面からコスト的に不利であ
る。
【0005】また、液晶表示素子の同一場面を長時間点
灯すると、その場面を消灯した後も、前の画像が残像と
して残る現象が見られることがある。残像の原因は、液
晶素子にDC成分が印加されるために、配向膜表面に液
晶中に含まれる不純物のイオン成分による電気二重層が
生じ、上下の基板の間で電荷の偏りが生じ、その偏りが
安定に保たれることによる電位差が原因であると考えら
れる。特に、TFT素子においては、素子の特性上、D
C成分を除去することができないので、残像現象は、T
N、STNよりも目だちやすく深刻である。よって、従
来のTNモードに使用されている配向膜同様、簡便な方
法すなわち有機質薄膜のラビングによる界面処理で、残
像現象がなく、配向性がよく、均一性および再現性のあ
る高いプレチルト角を実現することが切望されている。
【0006】特開昭61−240223号公報には、式
【0007】
【化8】
【0008】にて表される反復単位を有するポリイミド
樹脂を用いた液晶配向膜を備えた液晶表示素子が開示さ
れている。このポリイミドの原料として、式
【0009】
【化9】
【0010】で表されるジアミンを用いた具体例が示さ
れている。しかし、このジアミノ化合物を用いて得られ
るポリイミド配向膜では、後記する比較例に示すように
高いプレチルト角が得られないばかりでなく、残像現象
が発生するという難点がある。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
の問題点を解決することであり、ラビング処理すること
により簡単に得られ、かつ残像現象がなく、配向性が良
く、さらに広い表示面積の基板全域にわたり、均一で高
いプレチルト角を持つ液晶配向膜および液晶表示素子を
提供することである。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、鋭意研究
開発を進めた結果、ある特定の構造単位を持つジアミノ
化合物を使用した液晶配向膜は、残像現象がなく、配向
性が良く、広い表示面積の基板全域にわたり、均一で高
いプレチルト角を持つことを見いだし、本発明を完成さ
せた。以下に、さらに詳しく発明の詳細を記す。
【0013】本発明の配向膜の形成に付いて具体的に説
明する。液晶配向膜として用いられるポリイミド系高分
子は、一般に溶剤に不溶である。そのため、基板上に均
一なポリイミド系高分子膜を設けるには、その前駆体で
あるポリアミック酸をN−メチルー2ーピロリドン(N
MP)、ジメチルアセトアミド(DMAc)、ジメチル
ホルムアミド(DMF)、ジメチルスルホキシド(DM
SO)等の溶剤に溶解し、この溶液を刷毛塗り法、浸漬
法、回転塗布法、スプレー法、印刷法などの方法で基板
に塗布した後、100〜450℃、好ましくは150〜
300℃で加熱処理を行い、脱水閉環反応させてポリイ
ミド系高分子膜とする方法が行われている。
【0014】上記のポリアミック酸は、通常テトラカル
ボン酸二無水物とジアミノ化合物との縮合により合成さ
れる。これらの縮合反応は、無水の条件下、N−メチル
ー2ーピロリドン(NMP)、ジメチルアセトアミド
(DMAc)、ジメチルホルムアミド(DMF)、ジメ
チルスルホキシド(DMSO)、硫酸ジメチル、スルホ
ラン、ブチロラクトン、クレゾール、フェノール、ハロ
ゲン化フェノール、シクロヘキサノン、ジオキサン、テ
トラヒドロフランなど、好ましくはN−メチルー2ーピ
ロリドン(NMP)の溶媒中50℃またはそれ以下の温
度で行われる。
【0015】ジアミノ化合物は、前記式(3)または
(4)で示す化合物であり、具体例を示すと、1,1−
ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]−4−
フェニルシクロヘキサン、1,1−ビス[4−(4−ア
ミノフェノキシ)フェニル]−4−(4−メチルフェニ
ル)シクロヘキサン、1,1−ビス[4−(4−アミノ
フェノキシ)フェニル]−4−(4−エチルフェニル)
シクロヘキサン、1,1−ビス[4−(4−アミノフェ
ノキシ)フェニル]−4−(4−nプロピルフェニル)
シクロヘキサン、1,1−ビス[4−(4−アミノフェ
ノキシ)フェニル]−4−(4−nブチルフェニル)シ
クロヘキサン、1,1−ビス[4−(4−アミノフェノ
キシ)フェニル]−4−(4−nペンチルフェニル)シ
クロヘキサン、1,1−ビス[4−(4−アミノフェノ
キシ)フェニル]−4−(4−nヘキシルフェニル)シ
クロヘキサン、1,1−ビス[4−(4−アミノフェノ
キシ)フェニル]−4−(4−nヘプチルフェニル)シ
クロヘキサン、1,1−ビス[4−(4−アミノフェノ
キシ)フェニル]−4−(4−nオクチルフェニル)シ
クロヘキサン、
【0016】1,1−ビス[4−(4−アミノフェノキ
シ)フェニル]−4−(3−メチルフェニル)シクロヘ
キサン、1,1−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)
フェニル]−4−(3−エチルフェニル)シクロヘキサ
ン、1,1−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェ
ニル]−4−(3−nプロピルフェニル)シクロヘキサ
ン、1,1−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェ
ニル]−4−(3−nブチルフェニル)シクロヘキサ
ン、1,1−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェ
ニル]−4−(3−nペンチルフェニル)シクロヘキサ
ン、1,1−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェ
ニル]−4−(3−nヘキシルフェニル)シクロヘキサ
ン、1,1−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェ
ニル]−4−(3−nヘプチルフェニル)シクロヘキサ
ン、1,1−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェ
ニル]−4−(3−nオクチルフェニル)シクロヘキサ
ン、
【0017】1,1−ビス[4−(2−メチル−4−ア
ミノフェノキシ)フェニル]−4−フェニルシクロヘキ
サン、1,1−ビス[4−(2−メチル−4−アミノフ
ェノキシ)フェニル]−4−(4−メチルフェニル)シ
クロヘキサン、1,1−ビス[4−(2−メチル−4−
アミノフェノキシ)フェニル]−4−(4−エチルフェ
ニル)シクロヘキサン、1,1−ビス[4−(2−メチ
ル−4−アミノフェノキシ)フェニル]−4−(4−n
プロピルフェニル)シクロヘキサン、1,1−ビス[4
−(2−メチル−4−アミノフェノキシ)フェニル]−
4−(4−nブチルフェニル)シクロヘキサン、1,1
−ビス[4−(2−メチル−4−アミノフェノキシ)フ
ェニル]−4−(4−nペンチルフェニル)シクロヘキ
サン、1,1−ビス[4−(2−メチル−4−アミノフ
ェノキシ)フェニル]−4−(4−nヘキシルフェニ
ル)シクロヘキサン、1,1−ビス[4−(2−メチル
−4−アミノフェノキシ)フェニル]−4−(4−nヘ
プチルフェニル)シクロヘキサン、1,1−ビス[4−
(2−メチル−4−アミノフェノキシ)フェニル]−4
−(4−nオクチルフェニル)シクロヘキサン、
【0018】1,1−ビス[3−メチル−4−(4−ア
ミノフェノキシ)フェニル]−4−フェニルシクロヘキ
サン、1,1−ビス[3−メチル−4−(4−アミノフ
ェノキシ)フェニル]−4−(4−メチルフェニル)シ
クロヘキサン、1,1−ビス[3−メチル−4−(4−
アミノフェノキシ)フェニル]−4−(4−エチルフェ
ニル)シクロヘキサン、1,1−ビス[3−メチル−4
−(4−アミノフェノキシ)フェニル]−4−(4−n
プロピルフェニル)シクロヘキサン、1,1−ビス[3
−メチル−4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]−
4−(4−nブチルフェニル)シクロヘキサン、1,1
−ビス[3−メチル−4−(4−アミノフェノキシ)フ
ェニル]−4−(4−nペンチルフェニル)シクロヘキ
サン、1,1−ビス[3−メチル−4−(4−アミノフ
ェノキシ)フェニル]−4−(4−nヘキシルフェニ
ル)シクロヘキサン、1,1−ビス[3−メチル−4−
(4−アミノフェノキシ)フェニル]−4−(4−nヘ
プチルフェニル)シクロヘキサン、1,1−ビス[3−
メチル−4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]−4
−(4−nオクチルフェニル)シクロヘキサン、
【0019】1,1−ビス[4−(2−メチル−4−ア
ミノフェノキシ)フェニル]−4−(3−メチルフェニ
ル)シクロヘキサン、1,1−ビス[4−(2−メチル
−4−アミノフェノキシ)フェニル]−4−(3−エチ
ルフェニル)シクロヘキサン、1,1−ビス[4−(2
−メチル−4−アミノフェノキシ)フェニル]−4−
(3−nプロピルフェニル)シクロヘキサン、1,1−
ビス[4−(2−メチル−4−アミノフェノキシ)フェ
ニル]−4−(3−nブチルフェニル)シクロヘキサ
ン、1,1−ビス[4−(2−メチル−4−アミノフェ
ノキシ)フェニル]−4−(3−nペンチルフェニル)
シクロヘキサン、1,1−ビス[4−(2−メチル−4
−アミノフェノキシ)フェニル]−4−(3−nヘキシ
ルフェニル)シクロヘキサン、1,1−ビス[4−(2
−メチル−4−アミノフェノキシ)フェニル]−4−
(3−nヘプチルフェニル)シクロヘキサン、1,1−
ビス[4−(2−メチル−4−アミノフェノキシ)フェ
ニル]−4−(3−nオクチルフェニル)シクロヘキサ
ン、
【0020】1,1−ビス[3−メチル−4−(2−メ
チル−4−アミノフェノキシ)フェニル]−4−フェニ
ルシクロヘキサン、1,1−ビス[3−メチル−4−
(2−メチル−4−アミノフェノキシ)フェニル]−4
−(3−メチルフェニル)シクロヘキサン、1,1−ビ
ス[3−メチル−4−(2−メチル−4−アミノフェノ
キシ)フェニル]−4−(3−エチルフェニル)シクロ
ヘキサン、1,1−ビス[3−メチル−4−(2−メチ
ル−4−アミノフェノキシ)フェニル]−4−(3−n
プロピルフェニル)シクロヘキサン、1,1−ビス[3
−メチル−4−(2−メチル−4−アミノフェノキシ)
フェニル]−4−(3−nブチルフェニル)シクロヘキ
サン、1,1−ビス[3−メチル−4−(2−メチル−
4−アミノフェノキシ)フェニル]−4−(3−nペン
チルフェニル)シクロヘキサン、1,1−ビス[3−メ
チル−4−(2−メチル−4−アミノフェノキシ)フェ
ニル]−4−(3−nヘキシルフェニル)シクロヘキサ
ン、1,1−ビス[3−メチル−4−(2−メチル−4
−アミノフェノキシ)フェニル]−4−(3−nヘプチ
ルフェニル)シクロヘキサン、1,1−ビス[3−メチ
ル−4−(2−メチル−4−アミノフェノキシ)フェニ
ル]−4−(3−nオクチルフェニル)シクロヘキサ
ン、
【0021】1,1−ビス[4−(2−フルオロ−4−
アミノフェノキシ)フェニル]−4−フェニルシクロヘ
キサン、1,1−ビス[4−(2−フルオロ−4−アミ
ノフェノキシ)フェニル]−4−(4−メチルフェニ
ル)シクロヘキサン、1,1−ビス[4−(2−フルオ
ロ−4−アミノフェノキシ)フェニル]−4−(4−エ
チルフェニル)シクロヘキサン、1,1−ビス[4−
(2−フルオロ−4−アミノフェノキシ)フェニル]−
4−(4−nプロピルフェニル)シクロヘキサン、1,
1−ビス[4−(2−フルオロ−4−アミノフェノキ
シ)フェニル]−4−(4−nブチルフェニル)シクロ
ヘキサン、1,1−ビス[4−(2−フルオロ−4−ア
ミノフェノキシ)フェニル]−4−(4−nペンチルフ
ェニル)シクロヘキサン、1,1−ビス[4−(2−フ
ルオロ−4−アミノフェノキシ)フェニル]−4−(4
−nヘキシルフェニル)シクロヘキサン、1,1−ビス
[4−(2−フルオロ−4−アミノフェノキシ)フェニ
ル]−4−(4−nヘプチルフェニル)シクロヘキサ
ン、1,1−ビス[4−(2−フルオロ−4−アミノフ
ェノキシ)フェニル]−4−(4−nオクチルフェニ
ル)シクロヘキサン、
【0022】1,1−ビス[4−(2−トリフルオロメ
チル−4−アミノフェノキシ)フェニル]−4−フェニ
ルシクロヘキサン、1,1−ビス[4−(2−トリフル
オロメチル−4−アミノフェノキシ)フェニル]−4−
(4−メチルフェニル)シクロヘキサン、1,1−ビス
[4−(2−トリフルオロメチル−4−アミノフェノキ
シ)フェニル]−4−(4−エチルフェニル)シクロヘ
キサン、1,1−ビス[4−(2−トリフルオロメチル
−4−アミノフェノキシ)フェニル]−4−(4−nプ
ロピルフェニル)シクロヘキサン、1,1−ビス[4−
(2−トリフルオロメチル−4−アミノフェノキシ)フ
ェニル]−4−(4−nブチルフェニル)シクロヘキサ
ン、1,1−ビス[4−(2−トリフルオロメチル−4
−アミノフェノキシ)フェニル]−4−(4−nペンチ
ルフェニル)シクロヘキサン、1,1−ビス[4−(2
−トリフルオロメチル−4−アミノフェノキシ)フェニ
ル]−4−(4−nヘキシルフェニル)シクロヘキサ
ン、1,1−ビス[4−(2−トリフルオロメチル−4
−アミノフェノキシ)フェニル]−4−(4−nヘプチ
ルフェニル)シクロヘキサン、1,1−ビス[4−(2
−トリフルオロメチル−4−アミノフェノキシ)フェニ
ル]−4−(4−nオクチルフェニル)シクロヘキサ
ン、
【0023】1,1−ビス[3−フルオロ−4−(4−
アミノフェノキシ)フェニル]−4−フェニルシクロヘ
キサン、1,1−ビス[3−フルオロ−4−(4−アミ
ノフェノキシ)フェニル]−4−(4−メチルフェニ
ル)シクロヘキサン、1,1−ビス[3−フルオロ−4
−(4−アミノフェノキシ)フェニル]−4−(4−エ
チルフェニル)シクロヘキサン、1,1−ビス[3−フ
ルオロ−4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]−4
−(4−nプロピルフェニル)シクロヘキサン、1,1
−ビス[3−フルオロ−4−(4−アミノフェノキシ)
フェニル]−4−(4−nブチルフェニル)シクロヘキ
サン、1,1−ビス[3−フルオロ−4−(4−アミノ
フェノキシ)フェニル]−4−(4−nペンチルフェニ
ル)シクロヘキサン、1,1−ビス[3−フルオロ−4
−(4−アミノフェノキシ)フェニル]−4−(4−n
ヘキシルフェニル)シクロヘキサン、1,1−ビス[3
−フルオロ−4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]
−4−(4−nヘプチルフェニル)シクロヘキサン、
1,1−ビス[3−フルオロ−4−(4−アミノフェノ
キシ)フェニル]−4−(4−nオクチルフェニル)シ
クロヘキサン、
【0024】1,1−ビス[3−トリフルオロメチル−
4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]−4−フェニ
ルシクロヘキサン、1,1−ビス[3−トリフルオロメ
チル−4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]−4−
(4−メチルフェニル)シクロヘキサン、1,1−ビス
[3−トリフルオロメチル−4−(4−アミノフェノキ
シ)フェニル]−4−(4−エチルフェニル)シクロヘ
キサン、1,1−ビス[3−トリフルオロメチル−4−
(4−アミノフェノキシ)フェニル]−4−(4−nプ
ロピルフェニル)シクロヘキサン、1,1−ビス[3−
トリフルオロメチル−4−(4−アミノフェノキシ)フ
ェニル]−4−(4−nブチルフェニル)シクロヘキサ
ン、1,1−ビス[3−トリフルオロメチル−4−(4
−アミノフェノキシ)フェニル]−4−(4−nペンチ
ルフェニル)シクロヘキサン、1,1−ビス[3−トリ
フルオロメチル−4−(4−アミノフェノキシ)フェニ
ル]−4−(4−nヘキシルフェニル)シクロヘキサ
ン、1,1−ビス[3−トリフルオロメチル−4−(4
−アミノフェノキシ)フェニル]−4−(4−nヘプチ
ルフェニル)シクロヘキサン、1,1−ビス[3−トリ
フルオロメチル−4−(4−アミノフェノキシ)フェニ
ル]−4−(4−nオクチルフェニル)シクロヘキサン
などが挙げられる。
【0025】テトラカルボン酸二無水物は、前記式
(2)で示される化合物であり、具体的には、ピロメリ
ット酸二無水物、3、3'、4、4'ービフェニルテトラカルボ
ン酸二無水物、2、2'、3、3'ービフェニルテトラカルボン
酸二無水物、2、3、3'、4'ービフェニルテトラカルボン酸
二無水物、3、3'、4、4'ーベンゾフェノンテトラカルボン
酸二無水物、2、3、3'、4'ーベンゾフェノンテトラカルボ
ン酸二無水物、2、2'、3、3'ーベンゾフェノンテトラカル
ボン酸二無水物、ビス(3、4ージカルボキシフェニル)
エーテル二無水物、ビス(3、4ージカルボキシフェニ
ル)スルホン二無水物、1、2、5、6ーナフタリンテトラカ
ルボン酸二無水物、2、3、6、7ーナフタリンテトラカルボ
ン酸二無水物等が挙げられる。また、脂環式テトラカル
ボン酸二無水物として、
【0026】
【化10】
【0027】等を挙げることができる。これらの化合物
には異性体を含むものもあるが、これらの異性体混合物
であってもかまわない。また、本発明に使用するテトラ
カルボン酸二無水物を上記の例示化合物に限定する必要
はない。
【0028】本発明の液晶配向膜において、アミノシリ
コン化合物またはジアミノシリコン化合物をポリイミド
に導入することで、基板への接着性を高くすることが可
能である。アミノシリコン化合物は、前記式(5)で示
される化合物であり、具体的には、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、3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、
3−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、3−アミ
ノプロピルトリス(2−メトキシエトキシ)シラン、2
−アミノエチルトリメトキシシラン、2−アミノエチル
トリエトキシシラン、2−アミノエチルメチルジメトキ
シシラン、2−アミノエチルメチルジエトキシシラン、
4−アミノブチルトリメトキシシラン、4−アミノフェ
ニルトリメトキシシラン、4−アミノフェニルトリエト
キシシラン、4−アミノフェニルメチルジメトキシシラ
ン、4−アミノフェニルメチルジエトキシシラン、4−
アミノフェニルトリス(2−メトキシエトキシ)シラ
ン、3−(4−アミノフェニル)プロピルトリメトキシ
シラン、3−(4−アミノフェニル)プロピルトリエト
キシシラン、3−アミノフェニルトリメトキシシラン、
3−アミノフェニルトリエトキシシラン、3−(4−ア
ミノフェニル)プロピルメチルジメトキシシラン、3−
(4−アミノフェニル)プロピルメチルジエトキシシラ
ン、3−アミノフェニルメチルジメトキシシラン、3−
アミノフェニルメチルジエトキシシランを挙げることが
できる。これらのアミノシリコン化合物をポリイミド系
高分子に導入する場合、その含有量はポリイミド原料に
対して50モル%以下、好ましくは30モル%以下であ
ることが好ましい。
【0029】また、ジアミノシリコン化合物としては、
【0030】
【化11】
【0031】を挙げることができる。これらのジアミノ
シリコン化合物をポリイミド系高分子に導入する場合、
その含有量はポリイミド原料であるジアミノ化合物の5
0モル%以下、好ましくは30モル%以下をジアミノシ
リコン化合物で置き換えて用いることが出来る。
【0032】本発明の液晶配向膜を基板上に設けるに
は、ポリイミドの前駆体であるテトラカルボン酸二無水
物とジアミノ化合物との縮合によって得られるポリアミ
ック酸を基板上に塗布し、加熱処理して脱水反応をさせ
てポリイミド系高分子膜を基板上に形成する方法が好ま
しい。具体的に説明すると、ポリアミック酸をN−メチ
ル−2−ピロリドン(NMP)、ジメチルアセトアミド
(DMAc)、ジメチルホルムアミド(DMF)、ジメ
チルスルホキシド(DMSO)、ブチルセロソルブ、エ
チルカルビトールなどの溶剤に溶解し、0.1〜30重
量%溶液に調整し、この溶液を刷毛塗り法、浸漬法、回
転塗布法、スプレー法、印刷法等により基板上に塗布
し、塗膜を形成させる。塗布後、100〜450℃、好
ましくは180〜290℃で加熱処理を行い、脱水閉環
反応させてポリイミド系高分子膜を設ける。塗布前に、
基板表面上にシランカップリング剤で処理し、その上に
高分子膜を形成させれば、高分子膜と基板との接着性を
改善することができる。しかる後、この被膜面を布など
で一方向にラビングして、液晶配向膜を得る。
【0033】液晶表示素子として用いる基板は、通常、
基板上に電極、具体的にはITO(酸化インジウムー酸
化スズ)や酸化スズの透明電極が形成されたものである
が、さらに、この電極と基板との間に、基板からのアル
カリ溶出を防止するための絶縁膜、カラーフィルター、
カラーフィルターオーバーコート等のアンダーコート膜
を設けてもよく、電極上に絶縁膜、カラーフィルター膜
などのオーバーコート膜を設けてもよい。また、TFT
素子、非線形抵抗素子などの能動素子を形成していても
よい。これらの電極、アンダーコート、その他の液晶セ
ル内の構成は、従来の液晶表示素子の構成が使用可能で
ある。
【0034】このように形成された基板を使用してセル
化し、液晶を注入し、注入口を封止して液晶表示素子を
作る。この封入される液晶としては、通常のネマチック
液晶の他、二色性色素を添加した液晶等種々の液晶が使
用できる。本発明の液晶配向膜は、広い表示面積の基板
全域にわたり均一でかつ高いプレチルト角を通常のラビ
ング処理により実現できるという特性を備えていること
が特徴である。
【0035】本発明の液晶表示素子は、広い表示面積の
基板全域にわたり均一でかつ高いプレチルト角を通常の
ラビング処理により実現できるという特性を備えている
液晶配向膜、すなわち本発明に係わる液晶配向膜を備え
ていることが特徴であり、通常、基板、電圧印加手段、
液晶配向膜、液晶層などにより構成される。
【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、本発明ではこれらの実施例に限定されな
い。各実施例および比較例において、残像現象の度合
は、C−Vカーブ法を用いて測定した。C−Vカーブ法
は、液晶セルに25mV、1kHzの交流を印加し、さ
らに周波数0.0036Hzの直流の三角波(以下、D
C電圧という。)を重たんさせ、DC電圧を−10Vか
ら10Vの範囲で掃引することにより変化する容量Cを
記録する方法である。DC電圧を正側(0→10V)に
掃引すると、容量は大きくなる。次に負側(10→0
V)に掃引すると、容量は小さくなる。同様に、0より
負側(0→−10V)に掃引すると、容量は大きくな
り、正側(−10→0V)に掃引すると小さくなる。こ
れを数サイクル繰り返すと図1のような波形が得られ
る。液晶配向膜表面に電荷の偏りが生じ、この偏りが安
定すると、電圧が正側、負側両方において図1のような
ヒステリシスカーブを描く。この図1をもとに、各C−
V曲線に対し接線をひき、またDC電圧が0のときの容
量(C0 )を示す直線をひく、そして、それら各々の交
点(α1〜α4)を求め、正側は|α1−α2|、負側は|
α3−α4|の各2点間の電圧差を求めた後、これらの平
均の電圧差、すなわち(|α1−α2|+|α3−α4|)
/2を求め、得られた値を残留電荷とした。残留電荷
は、液晶セルの膜厚及び配向膜の膜厚が同じであれば、
電荷の偏りと、そしてその安定化を示すパラメーターと
して用いることができる。すなわち残留電荷の小さい配
向膜を用いれば、液晶表示素子の残像現象を緩和できる
ということが分かる。
【0037】実施例1 攪拌装置、温度計、コンデンサー及び窒素置換装置を備
えた三ッ口フラスコに、1,1−ビス[4−(4−アミ
ノフェノキシ)フェニル]−4−フェニルシクロヘキサ
ン12.91gとN−メチル−2−ピロリドン165.
00gを仕込み、溶解した。これを10℃に冷却して、
無水ピロメリット酸6.11gを投入し、攪拌反応させ
た。1時間後、パラアミノフェニルトリメトキシシラン
1.35gを加え、15℃、1時間攪拌反応させた。そ
の後反応液をブチルセルソルブ18.33gで希釈し、
ポリアミック酸溶液(10重量%、η20=120cp
s)を得た。この溶液をN−メチル−2−ピロリドン2
倍量、ブチルセルソルブ2倍量で希釈した後、片面に透
明電極を設けたガラス基板上に、回転塗布法(スピナー
法)で塗布した。塗布条件は回転数2000rpm,2
0秒であった。塗布後、100℃で10分間予備加熱を
行った後、200℃1時間で加熱処理を行い、膜厚60
nmのポリイミド膜を得た。続いて、2枚の基板の膜面
をそれぞれラビング処理を施し、ラビング方向が平行で
かつ互いに対向するようにセル厚20μmの液晶セルを
組立、メルク(株)製液晶ZLI-1132を封入した、その後
液晶を130℃、30分加熱処理を行った。この液晶素
子は配向が良好であり、クリスタルローテーション法か
らプレチルト角を求めると5度であった。同じ方法でセ
ル厚6μmの液晶セルを組み立て、残留電荷を測定した
ところ、25℃で0.02Vであった。次に前記と同じ
方法で、640×200ドットになるように、ITO透
明基板を設けたガラス基板上にポリイミド膜を得、表面
を240度ツイストになるようにラビング処理を施し、
セルを組み立て、液晶LIXON−4011(チッソ
(株)製)を注入し、液晶素子を得た。この液晶素子の
駆動実験をしたところ、ドメインおよび残像現象の発生
もない良好なものであった。
【0038】実施例2 実施例1の1,1−ビス[4−(4−アミノフェノキ
シ)フェニル]−4−フェニルシクロヘキサンを1,1
−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]−4
−(4−エチルフェニル)シクロヘキサンに置き換えた
以外は、実施例1に準じた操作で、粘度120cpsの
ポリアミック酸溶液10重量%を得た。この溶液を用い
て、実施例1と同様の操作で得られた液晶素子の液晶配
向性は良好であり、プレチルト角は6度であった。同じ
方法でセル厚6μmの液晶セルを組み立て、残留電荷を
測定したところ、25℃で0.02Vであった。また、
実施例1と同様の駆動実験の結果は、ドメインおよび残
像現象の発生もない良好なものであった。
【0039】比較例1 実施例1に準じた操作によって、2,2−ビス[4−
(4−アミノフェノキシ)フェニル]プロパンのジアミ
ノ化合物から、ポリアミック酸溶液(10重量%、η20
=113cps)を得た。この溶液を用いて、実施例1
と同様の操作で得られた液晶素子のプレチルト角は3度
であった。同じ方法でセル厚6μmの液晶セルを組み立
て、残留電荷を測定したところ、25℃で0.30Vで
あった。また、実施例1と同様の駆動実験の結果は、ド
メインおよび残像現象の発生が見られた。
【0040】この結果から、本発明の配向膜は、広い表
示面積の基板全域にわたり均一でかつ高いプレチルト角
を有しており、該配向膜を用いて得られる液晶素子は、
ドメインおよび残像現象の発生のない高品位なものであ
った。また、原料中のフェニルシクロヘキサンに結合し
ているR1〜R3のアルキル鎖長を長くするとプレチルト
角を大きくすることができ、適当な鎖長を選択すること
により、液晶素子を製造する際に必要な、もっとも最適
なプレチルト角を得ることができる。
【0041】
【発明の効果】本発明により高プレチルト角を有する液
晶配向膜およびドメインや残像現象の起こらない高品位
な液晶表示素子が容易に得ることができる。また、該液
晶配向膜は、STN液晶表示素子に要求されている広い
表示面積の基板全域にわたり均一でかつ高いプレチルト
角を通常のラビング処理により実現することができる。
【0042】
【図面の簡単な説明】
【図1】C−Vヒステリシス曲線を示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02F 1/1337 525

Claims (9)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】一般式(1) 【化1】 で示される構造単位を主成分として有するポリイミドを
    用いることを特徴とする液晶配向膜。
  2. 【請求項2】下記の式(2)で表されるテトラカルボン
    酸二無水物と式(3)もしくは/および式(4)で表さ
    れるジアミノ化合物とを溶媒中で反応させてポリアミッ
    ク酸を生成し、該ポリアミック酸を加熱することにより
    得られるポリイミドを用いることを特徴とする請求項1
    記載の液晶配向膜。 【化2】
  3. 【請求項3】下記の式(2)で表されるテトラカルボン
    酸二無水物と式(3)もしくは/および式(4)で表さ
    れるジアミノ化合物および式(5)で表されるシリコン
    化合物とを溶媒中で反応させてポリアミック酸を生成
    し、該ポリアミック酸を加熱することにより得られるポ
    リイミドを用いることを特徴とする請求項1記載の液晶
    配向膜。 【化3】
  4. 【請求項4】ポリアミック酸が、式(2)で表されるテ
    トラカルボン酸二無水物と式(3)もしくは/および式
    (4)で表されるジアミノ化合物を溶媒中で反応させた
    後、さらに、式(5)で表されるシリコン化合物を混合
    し反応させて得られたポリアミック酸であることを特徴
    とする請求項3記載の液晶配向膜。
  5. 【請求項5】一般式(6) 【化4】 で示される構造単位を主成分として有するポリエーテル
    ポリイミドを用いることを特徴とする請求項1記載の液
    晶配向膜。
  6. 【請求項6】一般式(7) 【化5】 で表される置換イミド基を有するポリエーテルポリイミ
    ドを用いることを特徴とする請求項5記載の液晶配向
    膜。
  7. 【請求項7】一般式(8) 【化6】 で示される構造単位を主成分として有するポリエーテル
    ポリイミドを用いることを特徴とする請求項1記載の液
    晶配向膜。
  8. 【請求項8】一般式(9) 【化7】 で表される置換イミド基を有するポリエーテルポリイミ
    ドを用いることを特徴とする請求項7記載の液晶配向
    膜。
  9. 【請求項9】請求項1〜8のいずれかの項に記載される
    液晶配向膜を備えた液晶表示素子。
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