JPH01177514A

JPH01177514A - 液晶セル用配向処理剤

Info

Publication number: JPH01177514A
Application number: JP168188A
Authority: JP
Inventors: Nobuaki Komasa; 向當　宣昭; Toyohiko Abe; 豊彦阿部; Hiroyoshi Tai; 裕善袋
Original assignee: Nissan Chemical Corp
Current assignee: Nissan Chemical Corp
Priority date: 1988-01-07
Filing date: 1988-01-07
Publication date: 1989-07-13
Anticipated expiration: 2009-12-12
Also published as: JPH06100756B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（イ）産業上の利用分野本発明は液晶セル用配向処理剤に関するものであり、更
に詳しくは液晶分子が基板に対し高められた傾斜配向角
を有する液晶セル用配向処理剤に関するものである。

（ロ）従来の技術ネマティック液晶分子を透明電極の付いたガラス或いは
プラスチックフィルム等の透明基板にほぼ平行に配向さ
せるための基板処理剤としては、従来よりポリイミド樹
脂膜をはじめとする有機樹脂膜が最も一般的に使用され
ている。

□　この場合、基板上に形成された有機樹脂膜を布で一
定の方向ヘラピングすることにより、ラビング方向へ液
晶分子が配向し、同時に基板表面に対して通常１〜３°
程度の液晶傾斜配向角を生ずることが知られている。

又、液晶分子を大きく傾斜配向させる方法として、従来
から酸化硅素等の無機膜を基板上に蒸着する方法等が行
われている。

（ハ）発明が解決しようとする問題点しかし、基板上に形成された有機樹脂膜をラビングする
方法では液晶分子を大きく傾斜配向することは困難であ
る。

又、基板上に無機膜を蒸着する方法は、ラビング法に比
べ繁雑であり実際の工業的生産においては必ずしも適切
な方法ではない。

（ニ）問題点を解決するための手段本発明者らは、上記問題点を解決すべく鋭意努力検討し
た結果本発明を完成するに至った。

即ち、本発明はジアミン、テトラカルボン酸２無水物及
び一般弐Ｎ）で表される（式中、Ｒ７は炭素数６〜２０のアルキル基、Ｒ２はジ
カルボン酸無水物を構成する２つのカルボニル基が、互
いに異なる２つの炭素に結合した脂肪族基及びその誘導
体又は芳香族基及びその誘導体を示す。）ジカルボン酸無水物から得られるポリイミド樹脂よりな
る液晶セル用配向処理剤であり、詳しくはジアミン８モ
ル、テトラカルボン酸２無水物ｂモル及び一般式ＣＩ）
のジカルボン酸無水物（以下、モノ酸無水物と略称する
。）Ｃモルを、次式で表されるａ＞ｂ≧ａ　／　２　　　　　　　　　　　　（１）２
（ａ−ｂ）≧ｃ　＞　Ｏ（２）関係で反応、重合させて得られるポリイミド樹脂よりな
る液晶セル用配回処理剤に関するものである。

本発明の液晶セル用配向処理剤は、透明電極の付いたガ
ラス或いはプラスチックフィルム等の透明基板上にポリ
イミド樹脂膜を形成せしめ、次いでラビング処理を施す
ことεこよって、液晶セル用配向処理剤として使用する
ものである。

本発明の液晶セル用配向処理剤に使用されるジアミンの
具体例としては、ｐ−フェニレンジアミン、ｍ−フェニ
レンジアミン、ジアミノジフェニルメタン、ジアミノジ
フェニルエーテル、２，２−ジアミノジフェニルプロパ
ン、ジアミノジフェニルスルホン、ジアミノベンゾフェ
シシ、ジアミノナフタレン、１．３−ビス（４−アミノ
フェノキシ）ベンゼン、１．４−ビス（４−アミノフェ
ノキシ）ベンゼン、４，４′−ジ（４−アミノフェノキ
シ）ジフェニルスルホン、２．２′−ビス（４−（４−
アミノフェノキシ）フェニルプロパン等の芳香族ジアミ
ンが挙げられる。

その他目的に応じ、脂環式ジアミン及び脂肪族ジアミン
を使用しても良い。

又、これらジアミンの１種又は２種以上を混合して使用
することもできる。

本発明の液晶セル用配向処理剤に使用されるテトラカル
ボン酸２無水物の具体例としては、ピロメリット酸２無
水物、ヘンシフエノンテトラカルボン酸２無水物及びビ
フェニルテトラカルボン酸２無水物等の芳香族テトラカ
ルボン酸２無水物、シクロブタンテトラカルボン酸２無
水物、シクロベンクンテトラカルボン酸２無水物及びシ
クロヘキサンテトラカルボン酸２無水物等の脂環式テト
ラカルボン酸２無水物、ブタンテトラカルボン酸２無水
物等の脂肪族テトラカルボン酸２無水物等が挙げられる
。

又、これらテトラカルボン酸２無水物は１種であっても
２種以上混杏して使用しても良い。

本発明の液晶セル用配向処理剤に使用される一般式（１
”）のモノ酸無水物は、炭素数６〜２０のアルキル基を
有するジカルボン酸無水物である。

モノ酸無水物の具体例としては、ｎ−ヘキシル無水コハ
ク酸、ｎ−オクチル無水コハク酸、ｎ−ｐデシル無水コ
ハク酸、ｎ−テトラデシル無水コハク酸、ｎ−ヘキサデ
シル無水コハク酸、ｎ−ドデシル無水グルタル酸、ｎ−
ヘキサデシル無水グルタル酸、ｎ−オクチル無水フタル
酸、ｎ−ドデシル無水フタル酸、ｎ−ヘキサデシル無水
フタル酸、３−ヘキサデシルオキシ無水フタル酸、３−
ドデシルオキシカルボニル無水フタル酸、３−テトラデ
シルオキシカルボニル無水フタル酸、３−ヘキサデシル
オキシカルボニル無水フタル酸、ｎ　−オクチルへキサ
ヒドロ無水フタル酸、ｎ−ドデシルへキサヒドロ無水フ
タル酸等が挙げられるが、これらに限定されるものでは
ない。

又、これらのモノ酸無水物は、単独に或いは２種以上混
合して使用することができる。

モノ酸無水物のアルキル基であるＲ１の炭素数が５以下
の時は、液晶分子の傾斜配向角を高める効果が充分でな
い。

又、Ｒ，の炭素数が２０を超えると基板への塗布性が悪
化する等の不都合が生じ易くなる。

本発明の液晶セル用配向処理剤は、ジアミン８モル、テ
トラカルボン酸２無水物ｂモル及びモノ酸無水物Ｃモル
を、次式で表されるａ＞ｂ≧ａ　／　２　　　　　　　　　　　（１）２（
ａ−ｂ）≧ｃ　＞　Ｏ（２）関係で反応、重合させて得られるポリイミド樹脂を使用
する必要がある。

ここで、ａ≦ｂでは一般式（１）のモノ酸無水物の反応
及び重合が充分でないため液晶セル用配向処理剤として
使用した場合、液晶分子を大きく傾斜配向することがで
きない。

又、ｂ　＜　ａ　／　２では、ポリイミド樹脂の重合度
が上昇しないため、液晶セル用配向処理剤として安定な
塗膜を形成することができない。

更に、２　（ａ−ｂ）　＜ｃでは、液晶セル用配向処理
剤として使用した場合、液晶セル内でモノ酸無水物が遊
離し液晶セルの表示特性に悪影響を与える場合がある。

ジアミン、テトラカルボン酸２無水物及びモノ酸無水物
の反応及び重合方法は特に限定する必要はない。

一般に、ジアミンとテトラカルボン酸２無水物を反応後
、モノ酸無水物を反応、重合させたり、これら三成分を
同時に反応、重合させる方法が採用される。

更に、ジアミン、テトラカルボン酸２無水物及びモノ酸
無水物を反応させた後ポリイミド樹脂膜とする方法とし
ては、加工面の容易さからジアミン、テトラカルボン酸
２無水物及びモノ酸無水物を反応しポリアミック酸中間
体とした後、該中間体を脱水閉環する方法が望ましい。

この場合、生成するポリアミック酸中間体を単離せずに
ポリイミド樹脂とする１段法或いは生成するポリアミッ
ク酸中間体を単離し、次いで脱水閉環重合してポリイミ
ド樹脂とする２段法のいずれの方法も採用することでき
る。

ジアミン、テトラカルボン酸２無水物及びモノ酸無水物
の反応、重合温度は−２０〜４００　’Ｃの任意の温度
を採用することができるが、特に−５〜３５０°Ｃの範
囲が好ましい。

又、ポリアミック酸中間体生成のための反応温度は一２
０〜１５０°Ｃの任意の温度を選択することができるが
、特に−５〜１００　’Ｃの範囲が好ましい。

更に、ポリアミック酸中間体をポリイミド樹脂に転化す
るには、通常は加熱により脱水閉環する方法が採用され
る。この加熱脱水閉環温度は、１５０〜４５０°Ｃ１好
ましくは１７０〜３５０°Ｃの任意の温度を選択するこ
とができる。

又、この脱水閉環に要する時間は、上記反応温度にもよ
るが３０秒〜１０時間、好ましくは５分〜５時間が適当
である。

ポリアミック酸中間体をポリイミド樹脂に転化する他の
方法として、公知の脱水閉環触媒を使用して化学的に閉
環することもできる。

本発明のジアミン、テトラカルボン酸２無水物及びモノ
酸無水物から得られるポリイミド樹脂又はポリアミック
酸中間体溶液を、透明電極の付いたガラス又はプラスチ
ックフィルム等の透明基板上にスピンコード法もしくは
印刷法等により塗布した後、１５０〜２５０°Ｃで１分
間〜２時間で硬化せしめ膜厚２００〜３０００人のポリ
イミド樹脂膜を形成し、次いでポリイミド樹脂膜層をラ
ビング処理し液晶セル用配向処理剤とすることができる
。

（ホ）発明の効果本発明の液晶セル用配向処理剤は、液晶傾斜配向角の大
きい液晶セル用配向処理剤として使用することができる
。

又、ジアミンをａモル、テトラカルボン酸２無水物をｂ
モルとすると、モノ酸無水物Ｃモルは、次式で表されるａ＞ｂ≧ａ　／　２　　　　　　　　　　（１）２（ａ
−ｂ）≧ｃ　＞　Ｏ（２）関係を満足する限り、液晶傾斜配向角を任意に調節する
ことが可能である。

（へ）実施例以下に実施例を挙げ、本発明を更に詳しく説明するが本
発明はこれらに限定されるものではない。

実施例１２．２−ビス（４−（４−アミノフェノキシ）フェニル
〕プロパン３２．８　ｇ　（０，０８モル）、ｎ−テト
ラデシル無水コハク酸４．７３　ｇ　（０，０１６モル
）及びシクロブタンテトラカルボン酸２無水物１４．１
１ｇ　（０，０７２モル）をＮ−メチル−２−ピロリド
ン（以下、ＮＭＰと略称する。）４６５ｇ中、室温で４
時間反応させポリアミック酸中間体溶液を調製した。

得られたポリアミック酸中間体の還元粘度η３，７Ｃは
０．５６　ｄ　ｌ／ｇ　（０，５重量％ＮＭＰ溶液、３
０°Ｃ）であった。

この溶液を、ＮＭＰにより総固形分を２重量％に希釈後
、透明電極付ガラス基板に３５０Ｏｒｐｍでスピンコー
ドし、２５０°Ｃで３０分間熱処理してポリイミド樹脂
膜を形成した。

この塗膜を布でラビングした後、５０μのスペーサーを
挟んでラビング方向に平行にして組立て、液晶（メルク
社製：　　ＺＬＩ−２２９３）を注入してホモジニアス
配向したセルを作成した。

このセルをクロスニコル中で回転したところ明瞭な明暗
が見られ、ラビング方向へ良好に配向していることがｗ
１認された。

又、このセルついて結晶回転法で液晶傾斜配向角を測定
したところ５．５°であった。

実施例２２．２−ビス（４−（４−アミノフェノキシ）フェニル
〕プロパン３２．８　ｇ　（０，０８モル）、ｎ−ヘキ
サデシル無水コハク酸５．１８ｇ（０，０１６モル）及
びシクロブタンテトラカルボン酸２無水物１４．１１ｇ
　（０，０７２モル）をＮＭＰ４６５ｇ中、室温で４時
間反応させポリアミック酸中間体溶液を調製した。

得られたポリアミック酸中間体の還元粘度η、Ｐ７．は
０．５１　ｄｉ／ｇ　（０，５重量％ＮＭＰ溶液、３０
℃）であった。

この溶液を、ＮＭＰにより総固形分を２重量％に希釈後
、実施例１と同様にしてセルを作製した。

液晶傾斜配向角は７．６°であり配向も良好であった。

比較例１２．２−ビス（４−（４−アミノフェノキシ）フェニル
〕プロパン３２．８　ｇ　（０，０８モル）及びシ１３
　　　　　　　　　　　　　＾＾クロブタンテトラカルボン酸２無水物１４．１１ｇ（０
，０７２モル）をＮＭＰ４６５ｇ中、室温で４時間反応
させポリアミック酸中間体溶液を調製した。

得られたポリアミック酸中間体の還元粘度ηＳｒ／Ｃは
０．４１　ｄｌ／ｇ　（０，５重量％ＮＭＰ溶液、３０
°Ｃ）であった。

液晶傾斜配向角は２．６°であった。

比較例２２．２−ビス（４−（４−アミノフェノキシ）フェニル
〕プロパン３２．８　ｇ　（０，０８モル）及びシクロ
ブタンテトラカルボン酸２無水物１５．０６ｇ（０，０
７６８モル）をＮＭＰ４３０ｇ中、室温で４時間反応さ
せポリアミック酸中間体溶液を調製した。

得られたポリアミック酸中間体の還元粘度η８，７．は
０．５８　ｄ　１７ｇ　（０，５重量％ＮＭＰ溶液、３
０°Ｃ）であった。

液晶傾斜配向角は２．４°であった。

Claims

【特許請求の範囲】１、ジアミン、テトラカルボン酸２無水物及び一般式〔
I 〕で表される ▲数式、化学式、表等があります▼〔 I 〕〔式中、Ｒ＿１は炭素数６〜２０のアルキル基、Ｒ＿２
はジカルボン酸無水物を構成する２つのカルボニル基が
、互いに異なる２つの炭素に結合した脂肪族基及びその
誘導体又は芳香族基及びその誘導体を示す。）ジカルボン酸無水物から得られるポリイミド樹脂よりな
る液晶セル用配向処理剤。２、ジアミンａモル、テトラカルボン酸２無水物ｂモル
及び一般式〔 I 〕で表される ▲数式、化学式、表等があります▼〔 I 〕〔式中、Ｒ＿１は炭素数６〜２０のアルキル基、Ｒ＿２
はジカルボン酸無水物を構成する２つのカルボニル基が
、互いに異なる２つの炭素に結合した脂肪族基及びその
誘導体又は芳香族基及びその誘導体を示す。）ジカルボン酸無水物ｃモルを、次式で表されるａ＞ｂ≧
ａ／２（１）２（ａ−ｂ）≧ｃ＞０（２）関係で反応、重合させて得られるポリイミド樹脂よりな
る請求項１記載の液晶セル用配向処理剤。