JPH02176631A - 液晶配向膜用組成物，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、液晶配向膜および液晶
表示素子に関する。

（従来の技術） 従来の大形デイスプレィ用液晶表示素子は５ＴＮ（スー
パーツィステッドネマチック）方式が用いられているが
、セル内で液晶分子の長軸方向が１８０°〜２４０°ね
じれた方式（１８０°〜２４０°ツイスト）であり、こ
れらの配向膜にはポリイミドが液晶表示素子の液晶分子
の長軸方向と配向膜が形成されているガラス基板のなす
角（プレチルト角）が初期状態で４°以下で十分なため
、用いられている。

（発明が解決しようとする課題） しかし、１８０°〜２４０°ツイストの液晶表示素子に
プレチルト角が４°以下の配向膜を用いた場合。

セルの上下基板間の距離（ギャップ）や液晶材料の選択
に幅がなく、狭い範囲内での選択をしいられていた。

本発明は、前記従来技術の欠点を低減し、ギャップや液
晶材料の選択の範囲を広げるため、プレチルト角が４°
以上の液晶配向膜組成物を提供するものである。

（課題を解決するための手段） 本発明者等は、前記従来技術の欠点に鑑み、鋭意研究し
た結果、以下に記載する特定のポリイミドを液晶配向膜
として用いるとプレチルト角が４゜以上となることを見
出し１本発明に到達した。

すなわち本発明は 化水素基を示す）（１） （２）テトラカルボン酸二無水物ならびに必要に応じて （３）　　［１）以外の芳香族ジアミンおよび／または
脂肪族ジアミンを反応させて得られるポリアミド酸を含
有してなる液晶配向膜用組成物、この組成物を用いて形
成した液晶配向膜および液晶表示素子に関する。

本発明においては（１）および（３）のジアミンとテト
ラカルボン酸二無水物とを反応させてポリアミド酸が得
られ、これを加熱および／または化学的に脱水閉環して
ポリイミドが得られる。

上記の一般式（１１で示されるジアミンとしては。

１．４−ジアミノ−４３，５，６−チトラメチルベンゼ
ン、１．４−ジアミノ−２，３，５，６−チトラエチル
ベンゼン、１．４−ジアミノ−２，３，５，６−チトラ
プロビルベンゼン、１．４−ジアミノ−２，３，５，６
−チトライソブロビルベンゼン、１，４−ジアミノ−２
，３゜５．６−チトラブチルベンゼン、１，４−ジアミ
ノ＝２、３．５．６−チトライソブチルベンゼン、１，
４−ジアミノ−２９，３，５，６−チトラペンチルベン
ゼン、１゜４−ジアミノ−２，３，５，６−チトラヘキ
シルペンゼン、１，４−ジアミノ−２，３，５，６−チ
トラベンチルベンゼン、１．４−ジアミノ−２，３，５
，６−チトラオクチルベンゼン、１，４−ジアミノ−２
，３，５，６−チトラノニルベンゼン、１，４−ジアミ
ノ−２，３，５，６テトラデシルベンゼン、１．４−ジ
アミノ−２，３−）　：ｆ−チル−５，６−ジメチルベ
ンゼン、１，４−ジアミノ−２，５−ジエチル−３，６
−ジメチルベンゼン、１．４−ジアミノ−２−エチル−
３，５，６−）リメチルベンゼン、１．４−シアミ／−
３−４チル２．６−シメテルー５−プロピルベンゼン、
１．４ジアミノ−３−エチル−４５−ジメチル−５−プ
ロピルベンゼン、１．４−ジアミノ−６−ｚｇ−ル３−
エチルー２−メチルー５−プロピル−ベンゼンなどが挙
げられる。これらは二種以上を併用しでもよい。

上記の一般式（１）で示されるジアミンのモル数は反応
に用いられる全ジアミンのモル数の５０係以上であるこ
とが好ましい。

本発明に用いられる一般式（Ｉ）で示されるジアミン以
外の芳香族ジアミンおよび／または脂肪族ジアミンとし
ては、４．４’−ジアミノジフェニルエーテル、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’−ジアミノ−３，３′−ジメチルビフ
ェニル、メタフェニレンジアミン、バラフェニレンジア
ミン、１，５−ナフタレンジアミン、２．６−ナフタレ
ンジアミン、１，３−ビスアミノフロピルー１．１．３
．３−テトラメチルジシロキサ７．２．２−ヒス（アミ
ノフェノキシフェニル）プロハン、２，２−ビス（アミ
ノフェノキシフェニル）−１，１，１，３，３，３−へ
キサフルオロプロパン、ビス（４−（３’−アミノフェ
ノキシ）フェニル）スルホン、３．３’−ジアミノジフ
ェニルスルホン、４．４’−ジアミノジフェニルエーテ
ル−３−カルボアミド、１，４−ジアミノシクロヘキサ
ン、９，９−ビス（４−アミノフェニル）アントラセン
−（１０）、　　１゜４−ジアミノブタン、１．５−ジ
アミノペンクン。

１．６−ジアミツヘキサン、１，７−ジアミノへブタン
、１．８−ジアミノオクタン、１．９−ジアミノノナン
、１．１０−ジアミノデカンなどが挙げられ。

これらは２種以上併用することもできる。

マタテトラカルボン酸二無水物としてハ、ヒロメリット
酸二無水物、１，２，３．４−ンクロブタンテトラカル
ボン酸二無水物、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、１，２，５．６−ナ
フタレンテトラカルボン酸二無水物、２，３，６．７−
ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、１，４，５．８
−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、　　３，４，
９゜１０−ペリレンテトラカルボン酸二無水物、３，３
：４．４′−ジンクロヘキンルテトラカルボン酸二無水
物などが挙げられ、これらは２種以上併用することもで
きる。

本発明においては、上記の（１）および（３）のジアミ
ンのモル数の総和と、テトラカルボン酸二無水物のモル
数の総和とをほぼ等モルにして反応させることが好まし
い。

上記の（１）一般式（１）で示されるジアミン。

（２）テトラカルボン酸二無水物および必要に応じて （３）　　（１）以外の芳香族ジアミンおよび／または
脂肪族ジアミンは不活性溶媒に溶解され９反応させてポ
リアミド酸とされる。

不活性溶媒としては、前記単量体の総てを溶解する必要
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、具体的にはＮ−メチル−２ピロリドン、Ｎ、Ｎ−
ジメチルホルムアミドＩ　ＮｌＮ−ジエチルホルムアミ
ド、ジメチルスルホキシド、ヘキザメチルホスホルアミ
ド、テトラメチルスルホン、１，４−ジオキサンなどの
１種または２種以上が用いられる。これらの溶媒以外に
ガラス基板へのぬれ性を良くするための溶媒を反応前ま
たは反応終了後に添加してもよい。これらの溶媒として
９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。

本反応で得られたポリアミド酸は１００〜４００℃に加
熱することおよび／または無水酢酸などの脱水剤で化学
処理することによシポリイミドとされる。液晶挟持基板
上の液晶に面する側に電極を設け、該基板および電極上
に液晶配向膜用組成物より得られる液晶配向膜を形成し
て液晶表示素子とされる。

本発明のポリイミドの液晶基板上への形成は上記の反応
で生成したポリアミド酸を、予め例えばＩ　Ｔ　Ｏ（Ｉ
ｎｄｉｕｍ　　Ｔｉｎ　　０ｘｉｄｅ　）等の透明電極
が形成されたガラス基板上に塗布した後、乾燥脱水閉環
させてポリイミド層とすることにより行なわれる。

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℃、好ま
しくは１５０〜３００℃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。

本発明の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１表面をラビ
ングすることによシ液晶配向膜として用いられる。

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ＳＴＮ方式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 １．４−ジアミノ−２，３，５，６−チトラメチルベン
ゼン１６．４ｇにＮ−メチル−２−ピロリドン２６０９
を添加し充分に攪拌した後、　　３．３：４．４’−ジ
フェニルテトラカルボン酸二無水物２９．４９を加え。

室温で６時間反応したところ、粘稠な液体となった。こ
の溶液を粘度調整し、希釈して二枚のＩＴＯ透明電極付
ガラス基板上にスピナーで塗布し。

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５００Ａのポリイミド層を
形成した。二枚のガラス基板上のこの層の表面をラビン
グ処理し、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み合わせ９周りをエポキシ系
シール剤で封止し、内部にＺＬＩ−１１３２（メルク社
製商品名）を封入し、液晶セルを形成し、レーザー光を
用いてプレチルト角を測定したところプレチルト角は４
．６°であり、１８０°〜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。

次に前記溶液を用いて前記と同様の方法で６４０×２０
０ドツトになるように形成されたＩＴＯ透明電極上にポ
リイミド層を形成し、この層の表面を２２０゜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
液晶を注入し液晶表示素子を作成した。この液晶表示素
子は駆動時にドメインの発生がなく、高コントラストで
高表示品質であった。

実施例２ １．４−ジアミノ−２，３，５，６−チトラメチルベン
ゼン１６．４ｇにＮ−メチル−２−ピロリドン２０４９
を添加し充分に攪拌した後、１，２，３．４−シクロブ
タンテトラカルボン酸二無水物１９．６９を加え。

室温で７時間反応したところ、粘稠な液体となった。こ
の溶液を粘度調整し、希釈して二枚のＩＴＯ透明電極付
ガラス基板上にスピナーで塗布し。

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５００Ｘのポリイミド層を
形成した。二枚のガラス基板上のこの層の表面をラビン
グ処理し、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み合わせ９周りをエポキシ系
シール剤で封止し。

内部にＺＬＩ−１１３２（メルク社製商品名）を封入し
、液晶セルを形成し、レーザー光を用いてプレチルト角
を測定したところプレチルト角は５．８°であり、１８
０°〜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。

次に前記溶液を用いて前記と同様の方法で６４０×２０
０ドツトになるように形成されたＩＴＯ透明電極上にポ
リイミド層を形成し、この層の表面を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
液晶を注入し、液晶表示素子を作成した。この液晶表示
素子は駆動時にドメインの発生がなく、高コントラスト
で高表示品質であった。

実施例３ １．４−ジアミノ−２，３，５，６−チトラメチルベン
ゼン１１．５９および４，４′−ジアミノ−３，３′−
ジメチルビフェニル６４９にＮ〜メチル−２−ピロリド
ン１０１ｇを添加し、充分に攪拌した後、ピロメリット
酸二無水物２１．８９を加えて室温で５時間反応したと
ころ、粘稠な液体となった。この溶液を粘度調整し、希
釈して二枚のＩＴＯ透明電極付ガラス基板上にスピナー
で塗布し、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５００Ｘのポリ
イミド層を形成した。二枚のガラス基板上のこの層の表
面をラビング処理し、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み合わせ２周υを
エポキシ系シール剤で封止し、内部にＺＬＩ−１１３２
（メルク社製商品名）を封入し。

液晶セルを形成し、レーザー光を用いてプレチルト角を
測定したところプレチルト角は６．３°であり。

１８０°〜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。

次に前記溶液を用いて前記と同様の方法で６４０×２０
０ドツトになるように形成されたＩＴＯ透明電極上にポ
リイミド層を形成し、この層の表面を２２０°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
液晶を注入し、液晶表示素子を作成した。この液晶表示
素子は駆動時にドメインの発生がなく高コントラストで
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、プレチルト角が
４°以上になるため、１８０°〜２４０°ツイストのセ
ルを容易に作成することができ、この組成物は高表示品
質のＳＴＮ液晶表示素子に適している。

手続補正書（自発） １．事件の表示 ２、発明の名称 液晶配向膜用組成物、液晶配向膜および液晶表示素子 ３補正をする者 事件との関係 名　　　　称

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、（１）一般式（ I ）で示さ れるジアミン（Ｒ＿１，Ｒ＿２， Ｒ＿５およびＲ＿４は炭素数１ 〜１０の脂肪族炭化水素 基を示す） ▲数式、化学式、表等があります▼（ I ） （２）テトラカルボン酸二無水物ならびに必要に応じて （３）（１）以外の芳香族ジアミンおよび／または脂肪
   族ジアミンを反応させて得られるポリアミド酸 を含有してなる液晶配向膜用組成物。 ２、一般式（ I ）で示されるジアミンのモル数を反応
   に用いられる全ジアミンのモル数の５０％以上とした請
   求項１記載の液晶配向膜用組成物。 ３、請求項１記載の液晶配向膜用組成物より形成された
   液晶配向膜。 ４、液晶挾持基板上の液晶に面する側に電極を設け、該
   基板および電極上に請求項１記載の液晶配向膜用組成物
   より得られる液晶配向膜を形成した液晶表示素子。