JP3138348B2 - Manufacturing method of liquid crystal alignment film and liquid crystal display device - Google Patents

Manufacturing method of liquid crystal alignment film and liquid crystal display device

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JP3138348B2
JP3138348B2 JP1270393A JP1270393A JP3138348B2 JP 3138348 B2 JP3138348 B2 JP 3138348B2 JP 1270393 A JP1270393 A JP 1270393A JP 1270393 A JP1270393 A JP 1270393A JP 3138348 B2 JP3138348 B2 JP 3138348B2
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liquid crystal
dianhydride
group
alignment film
alicyclic structure
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一浩 上天
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克彦 熊川
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Panasonic Corp
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  • Macromolecular Compounds Obtained By Forming Nitrogen-Containing Linkages In General (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、液晶配向膜および液晶
素子に関し、さらに詳しくはラビングによる配向膜の損
傷が生じにくい液晶配向膜および液晶素子に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal alignment film and a liquid crystal device, and more particularly to a liquid crystal alignment film and a liquid crystal device in which the alignment film is hardly damaged by rubbing.

【0002】[0002]

【従来の技術】現在使用されている液晶表示素子は、上
下2枚で一対をなす電極基板の表面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)モードを利用したもの、上下
電極基板の間でネマチック分子の配列方向を180〜3
00度に捻り、複屈折効果を利用し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
もの、また、強誘電性液晶を用いたもの等が存在する
が、これらの素子は液晶を配列するために、電極基板上
に配向膜を形成し、この配向膜を布等でラビング(一方
向にこする)することにより液晶がラビングをした方向
に配列する性質を利用している。
2. Description of the Related Art Currently used liquid crystal display elements are twisted nematic (hereinafter abbreviated as TN) having a structure in which the arrangement direction of nematic liquid crystal molecules is twisted at 90 degrees on the surface of a pair of upper and lower electrode substrates. ) The mode utilizing the arrangement of the nematic molecules between the upper and lower electrode substrates by 180 to 3
Twisted to 00 degrees, there is a type using a super twist nematic (hereinafter abbreviated as STN) mode using a birefringence effect, a type using a ferroelectric liquid crystal, and the like. For the alignment, an alignment film is formed on the electrode substrate, and the alignment film is rubbed (rubbed in one direction) with a cloth or the like to utilize the property that the liquid crystal is aligned in the rubbing direction.

【0003】しかし、この手法では力学的なラビングと
いう工程を経由するため、配向膜が削れることによる傷
が発生する。この傷は、液晶素子を点灯したときに傷状
の欠陥となって現れるため、製品の欠陥率減少に対する
大きな障害となっている。通常、これらの液晶素子に使
用する配向膜はポリイミド系の高分子膜を用いている。
一般的にはポリイミドの前駆体であるポリアミック酸の
状態で電極付き基板に塗布した後、180℃以上、好ま
しくは200℃以上で加熱することによりポリイミドと
する。この過程では、加熱による脱水反応を伴う閉環反
応により塗膜の収縮が起きるが、徐々にイミド化を進め
た場合は収縮による膜内の応力が緩和されながら配向膜
が形成されるため、力学的強度も高く、ラビングによる
傷も発生しにくい膜が得られる。しかし、急激にイミド
化を進めると、膜内の応力が緩和されずに蓄積するた
め、力学的特性に劣ったラビング時に傷つき易い配向膜
が得られる。すなわち、膜の焼成方法によりラビングに
よる傷の発生率が大きく左右されてしまう。そこで、ラ
ビングによる傷の発生が焼成条件に依存しにくい配向膜
が切望されている。
[0003] However, in this method, since a process of mechanical rubbing is performed, scratches are generated due to the shaping of the alignment film. These flaws appear as flaw-like defects when the liquid crystal element is turned on, and are a major obstacle to a reduction in the defect rate of products. Usually, a polyimide polymer film is used as an alignment film used in these liquid crystal elements.
In general, a polyimide is obtained by applying a polyamic acid, which is a precursor of polyimide, to a substrate with electrodes, and then heating it at 180 ° C. or higher, preferably 200 ° C. or higher. In this process, the coating film shrinks due to a ring-closing reaction accompanied by dehydration reaction due to heating.However, if the imidization proceeds gradually, the stress in the film due to the shrinkage is relaxed and the alignment film is formed. A film having high strength and less likely to cause scratches due to rubbing can be obtained. However, when the imidization is rapidly advanced, the stress in the film is accumulated without being relaxed, so that an alignment film which is inferior in mechanical properties and easily damaged during rubbing can be obtained. That is, the rate of occurrence of scratches due to rubbing is greatly affected by the method of firing the film. Therefore, there is a strong demand for an alignment film in which the occurrence of scratches due to rubbing hardly depends on the firing conditions.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、ラビ
ングによる傷の発生が焼成条件に依存しにくい液晶配向
膜を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a liquid crystal alignment film in which the occurrence of scratches due to rubbing hardly depends on the firing conditions.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記目的を
解決するために鋭意検討した結果、ポリイミドの前駆体
であるポリアミック酸を製造する際に数種の骨格が異な
るテトラカルボン酸二無水物を用い、共重合させること
により上記課題が解決可能であることを見出した。また
特に脂環式骨格を有する酸無水物を用いることによりさ
らなる改善が可能になることを見出した。以下に、詳し
く説明する。
Means for Solving the Problems The present inventors have conducted intensive studies to solve the above-mentioned problems, and as a result, when producing a polyamic acid which is a precursor of polyimide, several kinds of tetracarboxylic acid dianhydrides having different skeletons are produced. It has been found that the above problem can be solved by using a product and copolymerizing it. In addition, it has been found that a further improvement is possible particularly by using an acid anhydride having an alicyclic skeleton. The details will be described below.

【0006】本発明の液晶配向膜の製法は、2価の芳香
族基または脂環構造を有する基を有するジアミノ化合物
と、芳香族基を有する基を有するテトラカルボン酸二無
水物および脂環構造を有する基を有するテトラカルボン
酸二無水物とを共重合させて得られるポリアミック酸を
透明電極付き基板に塗布した後、加熱して脱水閉環反応
させ、一般式
[0006] The method for producing the liquid crystal alignment film of the present invention comprises a divalent aromatic compound.
Diamino compound having an aromatic group or a group having an alicyclic structure
And a tetracarboxylic acid having a group having an aromatic group
Tetracarbons having groups having hydrates and alicyclic structures
Polyamic acid obtained by copolymerizing acid dianhydride
After coating on a substrate with a transparent electrode, heat to dehydrate the ring closure reaction
And the general formula

【化4】 Embedded image

【0007】およびAnd

【化4】 Embedded image

【0008】(上式中、Xは2価の芳香族基または脂環
構造を有する基、Y1 およびY2 は互いに異なる4価の
芳香族基または脂環構造を有する基であるが、Y 1 およ
びY 2 の少なくとも1種類は脂環構造を有する基であ
り、mおよびnは整数を示す)で表わされる構造単位を
有するポリイミドを主成分とする液晶配向膜を生成させ
ことを特徴とする。
[0008] (In the above formulas, X is a group having a divalent aromatic group or alicyclic structure, Y 1 and Y 2 is is a group having a different tetravalent aromatic or alicyclic structure together, Y 1 and
And at least one of Y 2 is a group having an alicyclic structure.
And m and n are integers) to form a liquid crystal alignment film containing polyimide as a main component having a structural unit represented by
Characterized in that that.

【0009】上記一般式(I)、(II)の酸無水物は互
いに異なる2種以上の化合物を例示したものであり、Y
1 およびY2 以外にこれらと異なるY3 、Y4 等の基を
有する構造単位を含んでいてもよい。ポリイミド中の
(I)式および(II)式の構造単位の組成比は主成分に
なる(I)式または(II)式の構造単位に対してもう一
方の構造単位を3%〜50%、好ましくは5%〜45%
含み、そのポリイミドの前駆体であるポリアミック酸の
重量平均分子量が5000〜100万であることが好ま
しい。
The acid anhydrides of the above general formulas (I) and (II) exemplify two or more different compounds.
In addition to 1 and Y 2 , a structural unit having a different group such as Y 3 or Y 4 may be included. The composition ratio of the structural units of the formulas (I) and (II) in the polyimide is 3% to 50% with respect to the structural unit of the formula (I) or the formula (II) as the main component. Preferably 5% to 45%
It is preferable that the weight average molecular weight of the polyamic acid which is a precursor of the polyimide is 5000 to 1,000,000.

【0010】本発明の液晶配向膜となるポリイミド系高
分子は、一般に溶剤に不溶であるため、基板上に均一な
ポリイミド系高分子膜を設けるには、その前駆体として
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
合によって得られるポリアミック酸をN−メチル−2−
ピロリドン(NMP)、ジメチルアセトアミド(DMA
c)、ジメチルホルムアミド(DMF)、ジメチルスル
ホキシド(DMSO)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
させてイミド結合を持たせる方法が好ましい。
[0010] Since the polyimide polymer used as the liquid crystal alignment film of the present invention is generally insoluble in a solvent, a tetracarboxylic dianhydride is usually used as a precursor to provide a uniform polyimide polymer film on a substrate. Polyamic acid obtained by condensation of a product and a diamino compound with N-methyl-2-
Pyrrolidone (NMP), dimethylacetamide (DMA
c), dissolved in a solvent such as dimethylformamide (DMF), dimethylsulfoxide (DMSO), and the solution is applied to a substrate by a method such as brushing, dipping, spin coating, spraying, or printing. A method in which heat treatment is performed at 100 to 450 ° C., preferably 150 to 300 ° C., and a dehydration ring-closing reaction is performed to have an imide bond is preferable.

【0011】上記ポリイミドの前駆体のポリアミック酸
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−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)、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−2−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。
The polyamic acid as a precursor of the polyimide is usually synthesized by condensation of a tetracarboxylic dianhydride with a diamino compound. These condensation reactions are carried out under anhydrous conditions under the conditions of N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), dimethylacetamide (DMAc), dimethylformamide (DMF), dimethylsulfoxide (DMSO), dimethylsulfolane sulfate, butyrolactone, cresol, phenol, Halogenated phenol, cyclohexanone,
Dioxane, tetrahydrofuran and the like, preferably N-
The reaction is performed at a temperature of 50 ° C. or lower in a solvent of methyl-2-pyrrolidone (NMP).

【0012】ジアミノ化合物として、具体的には次の化
合物を挙げることができる。1,1−ビス〔4−(4−
アミノフェノキシ)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
−メチルシクロヘキサン、1,1−ビス〔4−(4−ア
ミノフェノキシ)フェニル〕−4−エチルシクロヘキサ
ン、1,1−ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)フェ
ニル〕−4−nプロピルシクロヘキサン、1,1−ビス
〔4−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕−4−nブ
チルシクロヘキサン、1,1−ビス〔4−(4−アミノ
フェノキシ)フェニル〕−4−nペンチルシクロヘキサ
ン、1,1−ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)フェ
ニル〕−4−nヘキシルシクロヘキサン、1,1−ビス
〔4−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕−4−nヘ
プチルシクロヘキサン、1,1−ビス〔4−(4−アミ
ノフェノキシ)フェニル〕−4−nオクチルシクロヘキ
サン、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−(4−アミノフ
ェノキシ)フェニル〕ブタン、2,2−ビス〔4−(4
−アミノフェノキシ)フェニル〕ペンタン、2,2−ビ
ス〔4−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕ヘキサ
ン、2,2−ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)フェ
ニル〕ヘプタン、2,2−ビス〔4−(4−アミノフェ
ノキシ)フェニル〕オクタン、2,2−ビス〔4−(4
−アミノフェノキシ)フェニル〕ノナン、2,2−ビス
〔4−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕デカン、
2,2−ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)フェニ
ル〕ドデカン、4,4′−ジアミノフェニルエーテル、
4,4′−ジアミノジフェニルメタン、4,4′−ジア
ミノジフェニルスルホン、4,4′−ジアミノジフェニ
ルスルフィド、4,4′−ジ(メタ−アミノフェノキ
シ)ジフェニルスルホン、4,4′−(パラ−アミノフ
ェノキシ)ジフェニルスルホン、オルト−フェニレンジ
アミン、メタ−フェニレンジアミン、パラ−フェニレン
ジアミン、ベンジジン、2,2′−ジアミノベンゾフェ
ノン、4,4′−ジアミノベンゾフェノン、4,4′−
ジアミノジフェニル−2,2′−プロパン、1,5−ジ
アミノナフタレン、1,8−ジアミノナフタレン、2,
2−ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕ヘ
キサメチルプロパン等の芳香族ジアミノ化合物、1,4
−ジアミノシクロヘキサン、および4,4′−ジアミノ
ジシクロヘキシルメタン等の脂環式ジアミノ化合物。
Specific examples of the diamino compound include the following compounds. 1,1-bis [4- (4-
Aminophenoxy) phenyl] cyclohexane, 1,1
-Bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] -4
-Methylcyclohexane, 1,1-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] -4-ethylcyclohexane, 1,1-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] -4-npropylcyclohexane, 1,1-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] -4-nbutylcyclohexane, 1,1-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] -4-npentylcyclohexane, 1,1-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] -4-nhexylcyclohexane, 1,1-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] -4-nheptylcyclohexane, 1,1-bis [4- ( 4-aminophenoxy) phenyl] -4-noctylcyclohexane, 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] propane 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] butane, 2,2-bis [4- (4
-Aminophenoxy) phenyl] pentane, 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] hexane, 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] heptane, 2,2-bis [ 4- (4-aminophenoxy) phenyl] octane, 2,2-bis [4- (4
-Aminophenoxy) phenyl] nonane, 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] decane,
2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] dodecane, 4,4'-diaminophenyl ether,
4,4'-diaminodiphenylmethane, 4,4'-diaminodiphenylsulfone, 4,4'-diaminodiphenylsulfide, 4,4'-di (meth-aminophenoxy) diphenylsulfone, 4,4 '-(para-amino Phenoxy) diphenyl sulfone, ortho-phenylenediamine, meta-phenylenediamine, para-phenylenediamine, benzidine, 2,2'-diaminobenzophenone, 4,4'-diaminobenzophenone, 4,4'-
Diaminodiphenyl-2,2'-propane, 1,5-diaminonaphthalene, 1,8-diaminonaphthalene, 2,
Aromatic diamino compounds such as 2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] hexamethylpropane;
Alicyclic diamino compounds such as diaminocyclohexane and 4,4'-diaminodicyclohexylmethane;

【0013】本発明で用いられるジアミノ化合物はこれ
らに限定されるものではない。また、ジアミノ化合物は
2種類以上を組合わせて用いることができる。一方、ジ
アミノ化合物との結合に用いられるテトラカルボン酸二
無水物としては、具体的には、ピロメリット酸二無水
物、3,3′,4,4′−ビフェニルテトラカルボン酸
二無水物、2,2′,3,3′−ビフェニルテトラカル
ボン酸二無水物、2,3,3′,4′−ビフェニルテト
ラカルボン酸二無水物、3,3′,4,4′−ベンゾフ
ェノンテトラカルボン酸二無水物、2,3,3′,4′
−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、2,
2′,3,3′−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無
水物、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)エーテル
二無水物、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)スル
ホン二無水物、1,2,5,6−ナフタリンテトラカル
ボン酸二無水物、2,3,6,7−ナフタリンテトラカ
ルボン酸二無水物等が、また脂環式テトラカルボン酸二
無水物としては、
The diamino compound used in the present invention is not limited to these. Further, two or more diamino compounds can be used in combination. On the other hand, the tetracarboxylic dianhydride used for bonding to the diamino compound includes, specifically, pyromellitic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 2,2 ', 3,3'-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 2,3,3', 4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 3,3 ', 4,4'-benzophenonetetracarboxylic dianhydride Anhydrous, 2,3,3 ', 4'
-Benzophenonetetracarboxylic dianhydride, 2,
2 ', 3,3'-benzophenonetetracarboxylic dianhydride, bis (3,4-dicarboxyphenyl) ether dianhydride, bis (3,4-dicarboxyphenyl) sulfone dianhydride, 5,6-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 2,3,6,7-naphthalenetetracarboxylic dianhydride and the like, and as alicyclic tetracarboxylic dianhydride,

【0014】[0014]

【化5】 Embedded image

【0015】などが挙げられる。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
無水物は上記のものに限定されることはない。本発明の
液晶配向膜において、ポリイミドに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導入することによ
り、基板への接着性を高くすることができる。
And the like. Some of these compounds contain isomers, but a mixture thereof may be used. Further, the tetracarboxylic dianhydride used in the present invention is not limited to the above. In the liquid crystal alignment film of the present invention, by introducing an aminosilicon compound or a diaminosilicon compound into polyimide, the adhesiveness to the substrate can be increased.

【0016】本発明の液晶配向膜に係るアミノシリコン
化合物としては、具体的には次の化合物を挙げることが
できる。NH2 ─(CH2 3 ─Si(OCH3 3
NH2 ─(CH2 3 ─Si(OC2 5 3 、NH2
─(CH2 3 ─Si(CH2 )(OCH3 2 、NH
2 ─(CH2 3 ─Si(CH3 )(OC2 5 2
NH2 ─(CH2 3 ─Si(C2 5 )(On ─C3
7 2 、NH2 ─(CH2 2 ─Si(OC
3 2 、NH2 ─(CH2 2 ─Si(OC2 5
3 、NH2 ─(CH2 4 ─Si(CH3 )(OC2
5 2
Specific examples of the aminosilicon compound for the liquid crystal alignment film of the present invention include the following compounds. NH 2 ─ (CH 2 ) 3 ─Si (OCH 3 ) 3 ,
NH 2 ─ (CH 2 ) 3 ─Si (OC 2 H 5 ) 3 , NH 2
{(CH 2 ) 3 } Si (CH 2 ) (OCH 3 ) 2 , NH
2 ─ (CH 2 ) 3 ─Si (CH 3 ) (OC 2 H 5 ) 2 ,
NH 2 ─ (CH 2 ) 3 ─Si (C 2 H 5 ) (O n ─C 3
H 7 ) 2 , NH 2 ─ (CH 2 ) 2 ─Si (OC
H 3 ) 2 , NH 2 ─ (CH 2 ) 2 ─Si (OC 2 H 5 )
3 , NH 2 ─ (CH 2 ) 4 ─Si (CH 3 ) (OC 2 H
5 ) 2 ,

【0017】[0017]

【化6】 Embedded image

【0018】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%以下が好ましく、30モル%以下
がより好ましい。また、ジアミノシリコン化合物として
は、
When these aminosilicon compounds are introduced into a polyimide polymer, the content thereof is preferably 50 mol% or less, more preferably 30 mol% or less, based on the polyimide raw material. Also, as the diamino silicon compound,

【0019】[0019]

【化7】 Embedded image

【0020】(式中、lは0〜4の整数を示す) (式中、lは0〜4の整数を示す)を挙げることができ
る。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50モル%以
下、好ましくは30モル%以下をジアモノシリコン化合
物で置き換えて用いることができる。
(Wherein, l represents an integer of 0 to 4) (Wherein, l represents an integer of 0 to 4). When introduced into a polyimide polymer, the content thereof can be replaced with a diamonosilicon compound in an amount of 50 mol% or less, preferably 30 mol% or less of the diamino compound as a polyimide raw material.

【0021】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、スプレ法、印刷法等により塗布し、基板上
に塗膜を形成する。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からなる液晶配向膜を設け
る。もし得られた高分子膜の基板への接着性が良好でな
い場合には、事前に基板表面上にシランカップリング剤
で表面処理を行った後、高分子膜を形成すれば改善され
る。しかる後、この被膜面を布なので一方向にラビング
して、液晶配向膜を得る。
In order to provide the liquid crystal alignment film of the present invention on a substrate, a polyamic acid obtained by condensation of a tetracarboxylic dianhydride, which is a precursor of polyimide, with a diamino compound is applied to the substrate, followed by heat treatment. Then, a method of forming a polyimide-based polymer film on a substrate by performing a dehydration reaction is preferable. Specifically, the polyamic acid is N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), dimethylacetamide (DMAc), dimethylformamide (DMF), dimethylsulfoxide (DMSO), butyl cellosolve,
Dissolve in a solvent such as ethyl carbitol, 0.1 to 30
Weight% solution, and apply this solution by brushing, dipping,
Coating is performed by a spin coating method, a spray method, a printing method, or the like to form a coating film on a substrate. After the application, a heat treatment is performed at 100 to 450 ° C., preferably 180 to 290 ° C., and a dehydration ring-closing reaction is performed to provide a liquid crystal alignment film made of a polyimide-based polymer film. If the obtained polymer film does not have good adhesion to the substrate, it can be improved by performing a surface treatment on the substrate surface with a silane coupling agent in advance and then forming the polymer film. Thereafter, the coated surface is rubbed in one direction with a cloth, so that a liquid crystal alignment film is obtained.

【0022】この基板は、通常は基板上に電極、具体的
にはITO(酸化インジウム一酸化スズ)や酸化スズの
透明電極が形成される。また、この電極の下に基板から
のアルカリの溶出の防止の目的の絶縁膜、カラーフィル
タ、カラーフィルタオーバーコート等のアンダーコート
膜を形成していてもよく、さらに電極の上に絶縁膜、カ
ラーフィルタ膜などのオーバーコート膜を形成してもよ
く、またTFT、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
他のセル内の構成は従来の液晶素子の構成と同様のもの
が使用可能である。
In this substrate, an electrode, specifically, a transparent electrode of ITO (indium tin oxide) or tin oxide is formed on the substrate. Under the electrode, an insulating film for the purpose of preventing alkali elution from the substrate, an undercoat film such as a color filter and a color filter overcoat may be formed. An overcoat film such as a filter film may be formed, or an active element such as a TFT or a non-linear resistance element may be formed. The configuration of these electrodes, undercoat, and other components in the cell can be the same as the configuration of the conventional liquid crystal element.

【0023】このように形成された基板の塗膜面を布等
でラビング処理した後、セル化し、液晶を注入して、注
入口を封止する。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、上記の使用
において良好な配向性を保ちつつ、焼成条件が変わって
もラビングによる傷の発生が減少できる特性を備えてい
る。
After rubbing the coated surface of the substrate formed as described above with a cloth or the like, cells are formed, liquid crystal is injected, and the injection port is sealed. As the liquid crystal to be enclosed, various liquid crystals such as a liquid crystal to which a dichroic dye is added can be used in addition to a normal nematic liquid crystal. The liquid crystal alignment film of the present invention has such a characteristic that the occurrence of scratches due to rubbing can be reduced even if the firing conditions are changed, while maintaining good alignment in the above-mentioned use.

【0024】図1は、上述のようにして製造された液晶
表示装置の断面図である。この装置は、ガラス基板11
およびその上に形成された透明電極12および液晶配向
膜13と、ガラス基板11間にスペーサ兼シール樹脂1
4により封入された液晶15とより構成される。透明電
極12は図示されていない電圧印加手段が接続され、電
極間に所定の装置を印加することにより液晶表示装置が
作動する。
FIG. 1 is a sectional view of a liquid crystal display device manufactured as described above. This apparatus uses a glass substrate 11
Spacer and seal resin 1 between transparent electrode 12 and liquid crystal alignment film 13 formed thereon and glass substrate 11.
4 and a liquid crystal 15 enclosed by the liquid crystal. The transparent electrode 12 is connected to voltage applying means (not shown), and a liquid crystal display device operates by applying a predetermined device between the electrodes.

【0025】[0025]

【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。 実施例1 攪拌装置、温度計、コンデンサーおよび窒素置換装置を
付した11の4つ口フラスコに脱水精製したN−メチル
−2−ピロリドン200g、次いで1,1−ビス〔4−
(4−アミノフェノキシ)フェニル〕−4−エチルシク
ロヘキサン27.1gを仕込み攪拌溶解した。これを2
0℃に冷却してピロメリット酸二無水物9.4gおよび
前述の一般式(III )でnが平均1.2である脂環式酸
二無水物の混合物3.1gを一度に投入し、冷却しなが
ら攪拌反応した。2時間後、パラアミノフェニルトリメ
トキシシラン0.4gを加えて室温で3時間攪拌反応さ
せた。その後、反応溶液をN−メチル−2−ピロリドン
133.3gおよびブチルセロソルブ333.4gで希
釈することによりポリアミック酸6重量%の透明溶液が
得られた。この溶液の25℃における粘度(東京計器社
製E型粘度計を使用し、温度25±0.1℃で測定した
値、以下同じ)は、50センチポアズであった。この溶
液を用いて、ITO透明電極を設けた透明ガラス基板上
に印刷により塗布した。塗布後、ホットプレート上で加
熱乾燥した後、240℃のホットプレートまたはオーブ
ンで加熱処理を行い、塗膜の厚さ約600Åのポリイミ
ド膜を得た。このポリイミド膜が形成された基板2枚の
塗膜面をそれぞれ所定の強さでラビングし、ツイスト角
が240度の液晶セルを組立て、液晶を封入した。封入
後、等方性液体温度まで加熱し、除冷することによって
液晶素子を得た。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. Example 1 200 g of dehydrated and purified N-methyl-2-pyrrolidone was added to an 11 four-necked flask equipped with a stirrer, a thermometer, a condenser and a nitrogen purge device, and then 1,1-bis [4-
(4-Aminophenoxy) phenyl] -4-ethylcyclohexane (27.1 g) was charged and dissolved by stirring. This is 2
After cooling to 0 ° C., 9.4 g of pyromellitic dianhydride and 3.1 g of a mixture of alicyclic acid dianhydrides having an average of 1.2 in the above-mentioned general formula (III) are added at once, The mixture was stirred while cooling. Two hours later, 0.4 g of paraaminophenyltrimethoxysilane was added, and the mixture was stirred and reacted at room temperature for 3 hours. Thereafter, the reaction solution was diluted with 133.3 g of N-methyl-2-pyrrolidone and 333.4 g of butyl cellosolve to obtain a clear solution of 6% by weight of polyamic acid. The viscosity of this solution at 25 ° C. (a value measured at a temperature of 25 ± 0.1 ° C. using an E-type viscometer manufactured by Tokyo Keiki Co., Ltd .; the same applies hereinafter) was 50 centipoise. Using this solution, it was applied by printing on a transparent glass substrate provided with an ITO transparent electrode. After the application, the coating was heated and dried on a hot plate, and then heat-treated on a hot plate or oven at 240 ° C. to obtain a polyimide film having a coating thickness of about 600 °. The coating surfaces of the two substrates on which the polyimide film was formed were rubbed with a predetermined strength, and a liquid crystal cell having a twist angle of 240 degrees was assembled to enclose the liquid crystal. After sealing, the liquid crystal element was heated to the temperature of the isotropic liquid and then cooled to obtain a liquid crystal element.

【0026】これらの液晶素子の配向性は良好であり、
どちらの加熱方法を用いてもラビングから発生する傷状
の欠陥は発生しなかった。 比較例1 実施例1において、構造式(III)で示される脂環式酸二
無水物を用いないでピロメリット酸のみを用いた他は全
く同様な操作を行い、6重量%の透明溶液が得られた。
この溶液の25℃における粘度(東京計器社製E型粘度
計を使用し、温度25±0.1℃で測定した)は、60
センチポアズであった。この溶液を用いて、ITO透明
電極を設けた透明ガラス基板上に印刷により塗布した。
塗布後、ホットプレート上で加熱乾燥した後、240℃
のホットプレートまたはオーブンで加熱処理を行い、塗
膜の厚さ約600Åのポリイミド膜を得た。このポリイ
ミド膜が形成された基板2枚の塗膜面をそれぞれ所定の
強さでラビングし、ツイスト角が240度の液晶セルを
組立て、液晶を封入した。封入後、等方性液体温度まで
加熱し、除冷することによって液晶素子を得た。
The alignment of these liquid crystal elements is good,
No flaw-like defect generated from rubbing was generated by either of the heating methods. Comparative Example 1 The same operation as in Example 1 was carried out except that pyromellitic acid alone was used without using the alicyclic acid dianhydride represented by the structural formula (III) , and a 6% by weight transparent solution was obtained. Obtained.
The viscosity of this solution at 25 ° C. (measured at a temperature of 25 ± 0.1 ° C. using an E-type viscometer manufactured by Tokyo Keiki Co.) was 60
It was centipoise. Using this solution, it was applied by printing on a transparent glass substrate provided with an ITO transparent electrode.
After application, after heating and drying on a hot plate, 240 ° C
Was performed on a hot plate or oven to obtain a polyimide film having a coating film thickness of about 600 °. The coating surfaces of the two substrates on which the polyimide film was formed were rubbed with a predetermined strength, and a liquid crystal cell having a twist angle of 240 degrees was assembled to enclose the liquid crystal. After sealing, the liquid crystal element was heated to the temperature of the isotropic liquid and then cooled to obtain a liquid crystal element.

【0027】これらの液晶素子の配向性は良好であっ
た。また、オーブンで加熱処理して得られた液晶素子で
はラビングの傷は見られなかったが、ホットプレートで
加熱処理を行った液晶素子ではラビングの傷が発生して
おり、加熱処理の方法によりラビングによる傷の発生の
具合が異なっている。
The orientation of these liquid crystal devices was good. No rubbing damage was observed in the liquid crystal element obtained by heat treatment in the oven, but rubbing damage was generated in the liquid crystal element heat-treated by the hot plate. The degree of scratching caused by the nucleus is different.

【0028】[0028]

【発明の効果】本発明によれば、配向性が良好であり、
ラビングの傷の発生が焼成条件に依存しない配向膜が得
られる。また本発明の液晶配向膜を用いた液晶表示装置
によれば、ラビングの傷が出ない表示品位の良好な液晶
ディスプレイを実現することができる。
According to the present invention, the orientation is good,
An alignment film in which the occurrence of rubbing scratches does not depend on the firing conditions can be obtained. Further, according to the liquid crystal display device using the liquid crystal alignment film of the present invention, it is possible to realize a liquid crystal display having good display quality without rubbing damage.

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

【図1】本発明が適用される液晶表示装置の断面図を示
す。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a liquid crystal display device to which the present invention is applied.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11…ガラス基板、12…透明電極、13…配向膜、1
4…スペーサ兼シール樹脂、15…液晶。
11: glass substrate, 12: transparent electrode, 13: alignment film, 1
4: spacer and seal resin, 15: liquid crystal.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 熊川 克彦 大阪府寝屋川市緑町9番14号の302 (56)参考文献 特開 平4−13724(JP,A) 特開 平4−194909(JP,A) 特開 平3−197927(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02F 1/1337 C08G 73/10 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Katsuhiko Kumakawa, Inventor 302, 94-1 Midoricho, Neyagawa-shi, Osaka (56) References JP-A-4-13724 (JP, A) JP-A-4-194909 (JP, A) JP-A-3-197927 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G02F 1/1337 C08G 73/10

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 2価の芳香族基または脂環構造を有する
基を有するジアミノ化合物と、芳香族基を有する基を有
するテトラカルボン酸二無水物および脂環構造を有する
基を有するテトラカルボン酸二無水物とを共重合させて
得られるポリアミック酸を透明電極付き基板に塗布した
後、加熱して脱水閉環反応させ、一般式 【化1】 および 【化2】 (上式中、Xは2価の芳香族基または脂環構造を有する
基、Y1 およびY2 は互いに異なる4価の芳香族基また
は脂環構造を有する基であるが、Y 1 およびY 2 の少な
くとも1種類は脂環構造を有する基であり、mおよびn
は整数を示す)で表わされる構造単位を有するポリイミ
ドを主成分とする液晶配向膜を生成させることを特徴と
する液晶配向膜の製法。
1. A compound having a divalent aromatic group or an alicyclic structure
A diamino compound having a group and a group having an aromatic group.
Having a tetracarboxylic dianhydride and an alicyclic structure
Copolymerized with a tetracarboxylic dianhydride having a group
The resulting polyamic acid was applied to a substrate with a transparent electrode
Then, the mixture is heated to cause a dehydration ring-closing reaction, and the general formula And (In the above formulas, X is a group having a divalent aromatic group or alicyclic structure, Y 1 and Y 2 is is a group having a different tetravalent aromatic or alicyclic structure together, Y 1 and Y 2 small
At least one type is a group having an alicyclic structure, m and n
Wherein an integer represents an integer) . A method for producing a liquid crystal alignment film, comprising: forming a liquid crystal alignment film containing a polyimide having a structural unit represented by the following formula:
【請求項2】 芳香族基を有するテトラカルボン酸二無
水物がピロメリット酸二無水物、3,3’,4,4’−
ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,2’,3,
3’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,3,
3’,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、
3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸
二無水物、2,3,3’,4’−ベンゾフェノンテトラ
カルボン 酸二無水物、2,2’,3,3’−ベンゾフェ
ノンテトラカルボン酸二無水物、ビス(3,4−ジカル
ボキシフェニル)エーテル二無水物、ビス(3,4−ジ
カルボキシフェニル)スルホン二無水物、1,2,5,
6−ナフタリンテトラカルボン酸二無水物および2,
3,6,7,−ナフタリンテトラカルボン酸二無水物か
ら選ばれる化合物であり、脂環構造を有するテトラカル
ボン酸二無水物が、式 【化3】 で表される化合物群から選ばれる化合物であることを特
徴とする請求項1に記載の製法。
2. A tetracarboxylic acid having an aromatic group.
Water is pyromellitic dianhydride, 3,3 ', 4,4'-
Biphenyltetracarboxylic dianhydride, 2,2 ', 3
3′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 2,3
3 ′, 4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride,
3,3 ', 4,4'-benzophenonetetracarboxylic acid
Dianhydride, 2,3,3 ', 4'-benzophenonetetra
Carboxylic dianhydride, 2,2 ', 3,3'-benzophene
Non-tetracarboxylic dianhydride, bis (3,4-dical
Boxyphenyl) ether dianhydride, bis (3,4-di
Carboxyphenyl) sulfone dianhydride, 1,2,5
6-naphthalenetetracarboxylic dianhydride and 2,
3,6,7, -naphthalenetetracarboxylic dianhydride
Is a compound selected from the group consisting of
The boronic dianhydride has the formula The method according to claim 1 , wherein the compound is a compound selected from the group consisting of:
【請求項3】 脂環構造を有するテトラカルボン酸二無
水物からなる構造単位の組成比が3%〜97%である、
請求項1または2に記載の液晶配向膜の製法
3. A tetracarboxylic acid having an alicyclic structure.
The composition ratio of the structural unit composed of water is 3% to 97%;
A method for producing a liquid crystal alignment film according to claim 1 .
【請求項4】 請求項1ないし3のいずれか1項に記載
の方法によって製造された液晶配向膜を使用したこと特
徴とする液晶表示素子。
4. The method according to claim 1, wherein
That the liquid crystal alignment film produced by the method of
Liquid crystal display element.
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