JPH0153445B2 - - Google Patents

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JPH0153445B2
JPH0153445B2 JP11524481A JP11524481A JPH0153445B2 JP H0153445 B2 JPH0153445 B2 JP H0153445B2 JP 11524481 A JP11524481 A JP 11524481A JP 11524481 A JP11524481 A JP 11524481A JP H0153445 B2 JPH0153445 B2 JP H0153445B2
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JP
Japan
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liquid crystal
crystal display
display element
polyimide
alignment film
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JP11524481A
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JPS5817418A (ja
Inventor
Yoshi Hiramoto
Masuichi Eguchi
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Toray Industries Inc
Original Assignee
Toray Industries Inc
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Publication date
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Publication of JPS5817418A publication Critical patent/JPS5817418A/ja
Publication of JPH0153445B2 publication Critical patent/JPH0153445B2/ja
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1337Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers
    • G02F1/133711Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers by organic films, e.g. polymeric films

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  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Macromolecular Compounds Obtained By Forming Nitrogen-Containing Linkages In General (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
本発明は液晶表示素子に関し、とくに、透明性
のすぐれた液晶表示素子に関する。 一般に、液晶表示素子は第1図に示すような構
造を有し、ガラス基板1,1′上に酸化インジウ
ム(In2O3)などの透明導電膜から成るセグメン
ト電極2,2′を設け、その上に配向膜(または、
絶縁膜)3,3′を形成し、これをもつて液晶4
をサンドイツチし、周辺部をシール5によつて封
止している。さらに、その両側に偏光板6,6′
が配置されている。 従来、液晶表示素子、とくに、電界の作用によ
り動作する電気光学効果を利用したネマチツク液
晶表示素子においては、配向膜としてSiOの蒸着
膜など無機質材料が主として用いられていた。そ
の理由は、これら無機膜は液晶と接しても液晶に
悪影響を与える因子を持たず、また、ガラスフリ
ツトシールを行なつても液晶を均一に配向できる
利点があるためである。 一方、配向膜として各種有機高分子材料を用い
た液晶表示素子も提案されている。この場合、高
分子膜を布等で一方向に擦して配向処理した後、
擦過方向が互に直交するようにして用いるのが一
般的である。フツ素樹脂、ポリビニルアルコー
ル、ポリエステル、ケイ素樹脂、ポリアミド、ポ
リエステルイミド、ポリカーボネートやその他の
多くの有機高分子化合物からなる膜が液晶表示素
子用配向膜として提案されている。しかし従来知
られたこれらの高分子膜は液晶配向の均一性が十
分とは言えず、また長期に亘る通電試験及び劣化
試験によつて、無機絶縁膜に比較して配向の不均
一性が増加しやすく、個々の液晶表示素子にかな
りのバラツキが発生する欠点がある。また、ガラ
スフリツトシールは約400℃に加熱されるが、従
来知られた高分子膜の多くは耐熱性が不十分なた
め、配向膜が破壊されて液晶が配向しないという
欠点がある。 これまでの有機高分子材料の中で比較的配向性
にすぐれた配向膜を形成する材料としてポリイミ
ドを挙げることができる。例えば特開昭51−
65960号公報に記載されているピロメリツト酸二
無水物と4,4−ジアミノフエニルエーテルとの
縮合により得られるポリイミド前駆体であるポリ
イミド酸を塗布後加熱閉環して得られるポリイミ
ドは配向の均一性ならびに劣化試験による耐久性
の点はかなり良好である。しかし、ピロメリツト
酸二無水物とジアミノフエニルエーテルから得ら
れるポリイミドで代表されるポリイミドの多くの
ものは、300℃〜350℃のイミド閉環温度や400℃
位のガラスフリツトシールの温度で加熱すると著
しく着色する。このため、液晶を封入した後の液
晶表示素子が着色を帯び、同時に視野が暗くな
り、更には、コントラストが低下し、表示素子と
しての機能、とくに高品位の表示の要求を満たさ
ないという問題があつた。 また、ポリイミドを配向膜として用いた場合、
ポリイミドが基体に対して非常に接着性が悪いた
め、配向膜のはがれを生じて配向不良になつた
り、液晶表示素子内へ浸透した水分が基板上に凝
集して水滴となり文字などににじみを生ずるとい
う問題が起りやすい。 したがつて、従来のポリイミドでは透明にすぐ
れた液晶表示素子を得ることは困難である。そこ
で、加熱閉環及びガラスフリツトによるシール時
の加熱によつても着色が少なく透明性にすぐれた
配向膜の開発が望まれている。 本発明はこのような現状を鑑みてなされたもの
であり、その目的は、加熱により着色せず、透明
性のすぐれた液晶表示素子を提供することにあ
る。 すなわち、本発明の液晶表示素子は液晶配向膜
が一般式 (式中R1
【式】又は
【式】を示し、nは0又は1を 示しR2はビフエニル基、ベンゾフエノン基及び
ナフタレン基のうちの少なくとも1つを示し、
R3は結合手又は2価の基を示す)で示される繰
り返し単位を有するポリイミドからなることを特
徴としている。 上記一般式に相当するジアミンの例として、
1・3−ビスアミノメチルシクロヘキサン、1・
4−ビスアミノメチルシクロヘキサン、1・4−
ジアミノシクロヘキサン、1・3−ジアミノシク
ロヘキサン、4・4′−ジアミノジシクロヘキシル
メタン、4・4′−ジアミノシクロヘキシルイソプ
ロパン、3・3′−ジアミノジシクロヘキシルイソ
プロパンなどが挙げらるが、これらには限定され
ない。 上記一般式におけるテトラカルボン酸二無水物
に相当する部分はR2が前記に示したものであり、
具体的にはベンゾフエノンテトラカルボン酸二無
水物、ビフエニルテトラカルボン酸二無水物、ナ
フタレンテトラカルボン酸二無水物がある。 本発明で配向膜として用いるポリイミドは一般
式 H2N−(CH2)n−R1−(CH2)n−NH2 で示されるジアミンと一般式 で示されるテトラカルボン酸二無水物を重縮合反
応させることによつて得られるが、通常両者を溶
媒中で反応させてポリイミド前駆体であるポリア
ミド酸溶液をつくり、次いでこれを液晶表示素子
用ガラス基板に塗布、乾燥、熱処理することによ
り、目的とする上記繰り返し単位を有する配向膜
を形成することができる。 本発明におけるポリイミドの前駆体の合成は、
上記したジアミンとテトラカルボン酸二無水物と
を有機溶媒中で15℃〜50℃の程度の温度で数時間
撹拌することにより、好ましく行なわれる。生成
した重合体の溶液を濃度5%位に稀釈し、1000Å
前後(通常約500Å〜2000Å位の範囲内が好んで
用いられている)の希望の膜厚になるように塗布
した後、200〜350℃程度の温度で30〜60分程度加
熱することにより希望のポリイミド膜を形成する
ことができる。この反応に用いられる有機溶媒の
例としては、N−メチル−2−ピロリドン、N,
N−ジメチルアセトミド等の極性有機溶媒が挙げ
られる。ポリイミド前駆体の塗布方法としては回
転塗布法、浸浸塗布法、ロール塗布法、印刷法、
刷毛塗り法などが例として挙げられる。 本発明における前記のポリイミドからなる配向
膜は導電層を設けた基板上に直接形成することが
できるが、導電層の下層又は上層に無機絶縁膜を
設けた基板を用いることにより、さらにすぐれた
液晶表示素子を得ることができる。これは、導電
層を有するガラス基板上に直接形成した配向膜の
方が、ソーダガラス中のナトリウムイオン等によ
る熱劣化が加速され難いことによる。このような
効果を示す無機絶縁膜としてはSiO2が適当であ
る。 又、本発明において、いつそう強固な配向膜を
得るために、エポキシ系及びアミノ系シランカツ
プリング剤の1種以上を併用することができる。
シランカツプリング剤の例として、γ−アミノプ
ロピルトリエトキシシラン、γ−グラシドキシプ
ロピルトリメトキシシランが挙げられる。適用に
当つては、前記ポリイミドの前駆体溶液に添加し
てもよく、又、ガラス基板上にシランカツプリン
グ剤の膜を形成した上に配向膜を形成してもよ
い。 液晶表示素子に封入する液晶としては公知のも
のを適宜選択して用いてよい。 本発明の液晶表示素子は重合体の加熱閉環を行
なつても黄褐色に着色せず、透明性を保持し、コ
ントラストがすぐれているという利点を有する。 さらに、本発明で使用するポリイミドのジアミ
ン成分の一部を、 (ここで、R4は2価の有機基、R5は1価の炭化
水素基、nは1以上の整数を、各々表わしてい
る)で示されるシロキサン基で置きかえることに
より、透明性を向上できるだけでなく、配向膜の
はがれやにじみの問題を回避することも可能とな
る。シロキサン基としては、 が典型的な例として挙げられるが、これらに限定
されないことは勿論である。ジアミン成分中のシ
ロキサン基の含量1〜10モル%が望ましい。 以下実施例に基づいて本発明を説明する。 実施例 1 4,4′−ジアミノシクロヘキシルメタン(100
モル%)、ベンゾフエノンテトラカルボン酸二無
水物(100モル%)及びN−メチル−2−ピロリ
ドンをフラスコに入れ、50℃で3時間撹拌した。
30℃の粘度が11.0ポアズの17%溶液を得た。この
溶液N−メチル−2−ピロリドンで稀釈し、3%
の塗布溶液を得た。 In2O3透明電極付ガラス基板にあらかじめγ−
アミノプロピルトリエトキシシランの塗膜を形成
し、ついで、前記塗布溶液をスピンナで塗布し、
300℃、1時間加熱して、膜厚約1000Åのポリイ
ミド膜を形成した。綿布で一定方向にこすつて配
向膜を形成した。こうして得た2枚のガラス基板
のシール部のポリイミドをプラズマ・エツチング
で除去した後、エポキシ樹脂を用いてシールし、
セルを作成した。ついで、シツフ型のネマチツク
液晶を注入し、液晶表示素子を完成した。 上記液晶表示素子の400mμの透過率は79%で
あつた。又、70℃、95%RHの雰囲気中に100時
間放置後、点灯し、にじみを調べたが、発生が認
められなかつた。 実施例 2 メタキシリレンジアミン(95モル%)、式 で示される化合物(5モル%)、3・3′・4・
4′−ビフエニルテトラカルボン酸二無水物(100
モル%)及びN−メチル−2−ピロリドンをフラ
スコに入れ、50℃で3時間撹拌した。30℃での粘
度が10.2ポアズの17%溶液を得た。この溶液をN
−メチル−2−ピロリドンで稀釈し、3%の塗布
溶液を得た。 シランカツプリング剤の塗膜を形成していない
In2O3透明電極付ガラス基板を用いて、実施例1
と同様にして液晶表示素子を形成した。 実施例1と同様な評価を行なつたところ、400
mμの透過率は80%で、耐湿テスト後のにじみは
観察されなかつた。 比較実施例 1 ジアミノフエニルエーテル(100モル%)、ビロ
メリツト酸二無水物(100モル%)及びN−メチ
ル−2−ピロリドンをフラスコに入れ、50℃で3
時間撹拌した。30℃での粘度が10ポアズの17%溶
液を得た。この溶液をN−メチル−2−ピロリド
ンで稀釈して2.5%の塗布溶液を得た。 シランカツプリング剤の塗膜を形成していない
In2O3透明電極付ガラス基板を用いて、実施例1
と同様にして液晶表示素子を形成した。 実施例1と同様な評価を行なつたところ、400
mμの透過率は65%で、耐湿テスト後に、にじみ
が観察された。
【図面の簡単な説明】
第1図は液晶表示素子の断面図である。 1,1′……ガラス基板、2,2′……透明導電
膜、3,3′……配向膜、4……液晶、5……シ
ール剤、6,6′……偏光板。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 透明な電極の形成された基板上に液晶配向膜
    を有する液晶表示素子において、該配向膜が、一
    般式 (式中R1は【式】又は 【式】を示し、nは0又は1を 示し、R2はビフエニル基、ベンゾフエノンおよ
    びナフタレン基のうち少なくとも1つを示し、
    R3は結合手又は2価の基を示す)で示される繰
    り返し単位を有するポリイミドからなることを特
    徴とする液晶表示素子。
JP56115244A 1981-07-24 1981-07-24 液晶表示素子 Granted JPS5817418A (ja)

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