JPH02157727A - 液晶配向膜用組成物、これを用いた液晶配向膜および液晶表示素子 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は液晶配向膜用組成物、これを用いた液晶配向膜
および液晶表示素子に関する。

〔従来の技術〕

従来、大型デイスプレィ用液晶表示素子には、視覚特性
をよ（するためにＳＴＮ　（スーパーツイステッドネマ
チック）方式が用いられている。これはセル内での液晶
分子の長軸方向が２４０〜２６０＠ねじれた方式（２４
０〜２６０’ツイスト）である。これらのＳＴＮ方式素
子の配向膜には、液晶分子と、配向膜が形成されている
ガラス基板のなす度（プレチルト角）が５′以上となる
材料が必要である。

しかし、従来のポリイミド系高プレチルト角配向膜では
、ラビング強度によるプレチルト角の変動が大きく、液
晶表示素子を安定に作製できないという問題があった。

また液晶表示素子は、液晶封入後、液晶のネマチック−
アイソトロピック転移温度（Ｔ　ｓ　ｌ）付近の温度で
エージングされるが、従来のポリイミド系高プレチルト
角配向膜では、エージングによってもプレチルト角が変
動し、表示品質の劣化を招いていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明の目的は、前記の従来技術の欠点をなくし、ラビ
ング強度やエージングによってプレチルト角が変動しな
い安定した高プレチルト角液晶配向膜用組成物、これを
用いた液晶配向膜および液晶表示素子を提供するもので
ある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者らは、前記従来技術の欠点に鑑み、鋭意研究し
た結果、特定のポリイミドを液晶配向膜として用いると
、ラビング強度によってプレチルト角が変動せず、かつ
液晶封入後のエージングでもプレチルト角が変動しない
ことを見出し、本発明に到達した。

すなわち本発明は、（ａ）１．８−ジアミノオクタン、
（ｂ）一般式（Ｉ） （式中、Ｒは直接結合または二価の有機基、Ｒ１は水素
または一価の炭化水素基を意味する）で表されるジアミ
ン化合物および（Ｃ）一般式（ＩＩ）Ｏ０ Ｏ０ （式中、Ｒ１は四価の炭化水素基を意味する）で表され
るテトラカルボン酸二無水物を溶媒中で反応させて得ら
れるポリアミド酸を含んでなる液晶配向膜用組成物、該
組成物から形成される液晶配向膜および液晶に面し、電
極が設けられた液晶挟持基板上に前記液晶配向膜を有す
る液晶表示素子に関する。

本発明に用いられる前記一般式（Ｉ）で表されるジアミ
ン化合物（ｂ）としては、例えば４，４１ジアミノジフ
エニル、４，４１−ジアミノジフェニルエーテル、４４
１−ジアミノジフェニルスルフィド、４，４９−ジアミ
ノジフェニルスルホン、４．４９−ジアミノジフェニル
メタン、これらの化合物の３．３′の位置にメチル基、
エチル基などを付加したものなどが挙げられる。これら
は１種または２種以上併用して使用することができる。

本発明に用いられる前記一般式（ＩＩ）で表されるテト
ラカルボン酸二無水物（Ｃ）としては、ピロメリット酸
二無水物、３．３’、４，４°−ジ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、３．３’、４．４’−ジシ
クロへキシルテトラカルボン酸二無水物などが挙げられ
、これらは１種または２種以上併用して使用することが
できる。

本発明におけるポリアミド酸は、（ａＨ，８−ジアミノ
オクタン、（ｂ）前記一般式（Ｉ）で表されるジアミン
化合物および（Ｃ）前記一般式（Ｉｆ）で表されるテト
ラカルボン酸二無水物を溶媒中で反応させて得られる。

この際の１，８−ジアミノオクタンの使用量は、全ジア
ミン成分に対して８０〜９５モル％、より好ましくは９
０モル％、また前記一般式（Ｉ）で表されるジアミン化
合物の使用量は、全ジアミン成分に対して５〜２０モル
％、より好ましくはｌ０モル％とするのが好ましい。ま
た前記ジアミン成分の総モル数と、テトラカルボン酸二
無水物のモル数とをほぼ等モルにして反応させることが
好ましい。

反応に用いられる溶媒としては、不活性溶媒で、前記単
量体のすべてを溶解する必要はないが、生成するポリア
ミド酸を溶解するものが好ましく、例えばＮ−メチル−
２−ピロリドン、Ｎ、Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ、
Ｎ−ジエチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、ヘ
キサメチルホスホルアミド、テトラメチルスルホン、１
，４−ジオキサンなどが挙げられ、これらは１種または
２種以上併用して用いられる。これらの溶媒の他に、ガ
ラス基板へのぬれ性をよくするための溶媒を、反応前ま
たは反応終了後に添加することもできる。

該溶媒として例えばブチルセロソルブ、ブチルセロソル
ブアセテート、キシレン、トルエンなどが用いられる。

前記反応で得られたポリアミド酸は、加熱（例えば１０
０〜４００°Ｃ）および／または化学的処理（例えば無
水酢酸処理）によって脱水閉環され、ポリイミドとなる
。

本発明のポリアミド酸を含む液晶配向膜用組成物は、例
えば、あらかじめＩ　Ｔｏ　（Ｉｎｄｉｕｍ　Ｔｉｎ　
０ｘｔｄｅ）等の透明電極が形成されたガラス基板上に
塗布され、乾燥閉環させてポリイミド層とされる。

塗布方法としては、浸漬法、印刷法、吹付は法等の方法
が用いられる。脱水閉環温度は１５０〜４００°Ｃ１好
ましくは１５０〜３００　’Ｃの範囲で任意に選択する
ことができる。また加熱時間は１分〜６時間、好ましく
は１分〜３時間とされる。

該ポリイミド層には、ガラス基板とポリイミド層との密
着性をよくするために、この間にシランカップリング剤
またはチタンカップリング剤を用いてもよい。

このようにして形成されたポリイミド層は、表面をラビ
ングすることによって液晶配向膜として用いられる。液
晶配向膜を有する液晶挟持基板を用いて公知の方法によ
り液晶表示素子を得ることができる。

本発明の液晶配向膜用組成物を用いて得られる液晶配向
膜は、２４０〜２６０ｍのツイスト角を有するＳＴＮ方
法の液晶表示素子に特に適している。

〔実施例］ 以下、本発明を実施例により説明する。

実施例１ １．８−ジアミノオクタン１３．６８　ｇ　（０，０９
５モル）および４，４９−ジアミノジフヱニルエーテル
Ｉｇ（０，００５モル）にＮ−メチル−２−ピロリドン
２５０ｇを添加し、充分撹拌した後、３．３’、４．４
’−ジフェニルカルボン酸二無水物２９．４ｇ（０，１
モル）を加え、５０°Ｃで５時間反応させたところ、淡
黄色の粘稠な液体となった。

この溶液の粘度を調節して２枚のＩＴＯ透明電掻付ガラ
ス基板上にスピンナー塗布し、２５０℃で１時間加熱し
、溶媒の除去およびポリアミド酸の脱水閉環を行ない、
厚さ５００人のポリイミド層を形成した。２枚のガラス
基板上のこの層の表面をラビングロールの基板に対する
切り込み景を０、２５　ｍｍとして、ラビング処理して
液晶配向膜とし、これをアンチパラレルになるように２
枚のポリイミド層を対向させて組合わせ、周りをエポキ
シ系シール剤で封止し、内部に液晶ＺＬＩ−１１３２（
メルク社製商品名）を封入し、液晶セルを形成した。該
セルのプレチルト角をレーザー光を用いて測定したこと
ろ、プレチルト角は６，２°であり、２４０°ツイスト
の液晶表示素子用配向膜の必要条件を満たしていた。

同様に切り込み量を０．４０＋＋ｍとし、ラビング処理
をした場合もプレチルト角は６．５″′であり、２４０
°ツイストの液晶表示素子用配向膜の必要条件を満たし
ていた。

またこの両者の液晶セルを液晶ＺＬＩ−１１３２のＴＮ
Ｉ（７１°Ｃ）以上の温度である１　００　”Ｃで１時
間加熱した後、プレチルト角を測定したが、それぞれ６
．２＠と６．５°であり、変化がなかった。

次に前記溶液を用いて前記と同様の方法で６４０Ｘ２０
０ドツトになるようにＩＴＯ透明電極が形成されたポリ
イミド層を形成し、この層の表面を切り込み量を０．２
５ｍｍとして２４０°ツイストになるようにラビング処
理し、セルを組み立てて上記の液晶を封入し、液晶表示
素子を形成した。

同様に切り込み量を０．４０ｍ５＋とし、２４０°ツイ
ストになるようにラビング処理をしてセルを組み立て、
上記の液晶を注入し、液晶表示素子を形成した。

該両液晶表示素子は、６４０Ｘ２００ドツトで駆動でき
、コントラストが良好で高表示品質であった。

実施例２ １．８−ジアミノオクタン１１．５２　ｇ　（０，０８
モル）および４，４′−ジアミノジフェニルエーテル４
ｇ（０，０２モル）にＮ−メチル−２−ピロリドン２５
５ｇを添加し充分撹拌した後、３．３＋、４．４ｔ−ジ
フェニルカルボン酸二無水物２９．４ｇ（０，１モル）
を加え、５０℃で５時間反応させたところ、淡黄色の粘
稠な液体となった。

この溶液を用いて実施例１と同様な方法で処理し、液晶
セルを形成した。ラビングロールの基板に対する切り込
み量を０．２５　ｍｍおよび０．４０ｍｃａとした場合
のプレチルト角を測定したところ、それぞれ５．５°、
５．７°であった。この両液晶セルを１００　’Ｃで１
時間加熱した後、プレチルト角を測定したが、それぞれ
５．５”、５．７’であり、プレチルト角に変化はなか
った。

さらにこの溶液を用いて実施例１と同様にして切り込み
量を０．２５　ｎｕ＋＋および０．４０ｍａ＋とじた場
合の液晶表示素子を形成したが、両液晶表示素子は、高
コントラストで高表示品質であった。

〔発明の効果〕

本発明の液晶配向膜用組成物によれば、ラビング強度を
変えてもプレチルト角が変動せず、５゜以上となる液晶
配向膜を形成することができる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、（ａ）１，８−ジアミノオクタン、 （ｂ）一般式（ I ） ▲数式、化学式、表等があります▼（ I ） （式中、Ｒは直接結合または二価の有機基、Ｒ＾１は水
   素または一価の炭化水素基を意味する）で表されるジア
   ミン化合物および （ｃ）一般式（II） ▲数式、化学式、表等があります▼（II） （式中、Ｒ＾２は四価の炭化水素基を意味する）で表さ
   れるテトラカルボン酸二無水物を溶媒中で反応させて得
   られるポリアミド酸を含んでなる液晶配向膜用組成物。 ２、全ジアミン成分に対して１，８−ジアミノオクタン
   の使用量を８０〜９５モル％、一般式（ I ）で表され
   るジアミン化合物の使用量を５〜２０モル％とした請求
   項１記載の液晶配向膜用組成物。 ３、請求項１または２記載の液晶配向膜用組成物から形
   成される液晶配向膜。 ４、液晶に面し、電極が設けられた液晶挟持基板上に、
   請求項１または２記載の液晶配向膜用組成物から得られ
   る液晶配向膜を有する液晶表示素子。