JPH04340521A - Composition for liquid crystal oriented film, liquid crystal oriented film formed by using this composition, liquid crystal holding substrate and liquid crystal display element - Google Patents

Composition for liquid crystal oriented film, liquid crystal oriented film formed by using this composition, liquid crystal holding substrate and liquid crystal display element

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JPH04340521A
JPH04340521A JP11178091A JP11178091A JPH04340521A JP H04340521 A JPH04340521 A JP H04340521A JP 11178091 A JP11178091 A JP 11178091A JP 11178091 A JP11178091 A JP 11178091A JP H04340521 A JPH04340521 A JP H04340521A
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JP
Japan
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liquid crystal
formula
composition
represented
alignment film
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JP11178091A
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Japanese (ja)
Inventor
Seiji Tai
誠司 田井
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Resonac Corp
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Hitachi Chemical Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To obtain the liquid crystal display element which exhibits a high voltage holding rate, has an adequately high pretilt angle and has high reliability even at the time of long-time use by using a compsn. for liquid crystal oriented films contg. a polymer Z having a specific unit structure. CONSTITUTION:This compsn. has the polymer Z having the unit structure expressed by formula I and/or formula II. In the formula, A denotes a residual tetracarboxylic group having a spiro ring; Y denotes a residual arom., aliphat. or alicyclic diamine group. The compsn. for liquid crystal orientation is formed by adding an org. solvent, additive, etc., at need to the org. solvent soln. of this polymer Z. This compsn. is applied on a prescribed electrode substrate surface by a spinner method, dipping method, etc., and is then calcined by heating, by which the liquid crystal holding substrate formed with the liquid crystal oriented film on the electrode substrate surface is formed. The liquid crystal display element in such a case is produced by using a pair of such liquid crystal holding substrates, holding and sealing a liquid crystal chiral agent, etc., between these substrates to constitute a liquid crystal cell and properly mounting attachments, such as polarizing plates, thereto.

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、液晶配向膜用組成物、
これを用いた液晶配向膜、液晶挾持基板および液晶表示
素子に関する。
[Industrial Application Field] The present invention relates to a composition for liquid crystal alignment film,
The present invention relates to a liquid crystal alignment film, a liquid crystal holding substrate, and a liquid crystal display element using the same.

【0002】0002

【従来の技術】従来から液晶を利用した表示素子として
、表面に配向膜を形成してなる一対の電極基板をこれら
の配向方向が所定角度に交差するように対向配置し、こ
れら電極基板間に液晶をねじれ配向させて挾持してなる
ツイステッドネマチック液晶表示素子が汎用されている
。また、上記液晶のねじれ角度を90°以上に設定した
ものもいわゆるスーパーツイステッドネマチック液晶表
示素子として知られている。また、色素を添加したいわ
ゆるゲストーホスト型液晶表示素子も知られている。 これらの表示モードを以降まとめてツイステッドネマチ
ック液晶表示素子と表現する。
[Prior Art] Conventionally, as a display element using liquid crystal, a pair of electrode substrates each having an alignment film formed on their surfaces are arranged facing each other so that their alignment directions intersect at a predetermined angle. Twisted nematic liquid crystal display elements, in which liquid crystal is twisted and oriented and sandwiched together, are widely used. Further, a device in which the twist angle of the liquid crystal is set to 90° or more is also known as a so-called super twisted nematic liquid crystal display device. Furthermore, so-called guest-host type liquid crystal display elements to which dyes are added are also known. These display modes will be hereinafter collectively referred to as a twisted nematic liquid crystal display element.

【0003】これらのうち、マトリックス表示やTV表
示を行うための上記ツイステッドネマチック液晶表示素
子として、多数の画素電極(通常、透明電極)とこのO
N−OFFを行う多数のMIM素子やTFT素子を組み
込んだ電極基板を用いたものが知られており、これらは
アクティブ型ツイステッドネマチック液晶表示素子とし
て知られている。
Among these, the above-mentioned twisted nematic liquid crystal display element for matrix display or TV display uses a large number of pixel electrodes (usually transparent electrodes) and this O
Devices using an electrode substrate incorporating a large number of MIM devices or TFT devices that perform N-OFF are known, and these devices are known as active twisted nematic liquid crystal display devices.

【0004】一方、上記液晶表示素子における電極基板
面上に形成される配向膜としては、従来から種々の無機
材料や有機材料からなるものが用いられており、その一
つとして、ピロメリット酸のごとき芳香族系テトラカル
ボン酸(又はその無水物)と芳香族系ジアミンからポリ
アミック酸を経て形成される全芳香族ポリイミドがその
優れた化学安定性や耐熱性の点で優れているために、配
向膜材料として使用されてきた。
On the other hand, the alignment film formed on the electrode substrate surface of the liquid crystal display element has conventionally been made of various inorganic and organic materials, one of which is pyromellitic acid. Fully aromatic polyimide, which is formed from aromatic tetracarboxylic acid (or its anhydride) and aromatic diamine through polyamic acid, has excellent chemical stability and heat resistance. It has been used as a membrane material.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記ア
クティブ型の液晶表示素子において安定で良好な表示を
得るためには、各画素電極間に印加された電圧が一定時
間ロスされずに保たれることが必要であり、即ち、画素
電極間の電気抵抗ができるだけ高い事が望まれる。かか
る特性を評価するために、例えばTFT素子駆動の液晶
表示素子でTFTのゲートへのパルス印加によって発生
するドレイン電圧が1/60秒後に低下する度合いを電
圧保持率P=(1/60秒間のドレイン電圧の実効値/
ソース電圧)として表わした場合、この電圧保持率がで
きるだけ高いことが望まれる。
[Problem to be Solved by the Invention] However, in order to obtain stable and good display in the above-mentioned active type liquid crystal display element, the voltage applied between each pixel electrode must be maintained without loss for a certain period of time. In other words, it is desired that the electrical resistance between the pixel electrodes be as high as possible. In order to evaluate such characteristics, for example, in a TFT-driven liquid crystal display element, the degree to which the drain voltage generated by applying a pulse to the TFT gate decreases after 1/60 seconds is expressed as voltage holding rate P = (1/60 second Effective value of drain voltage/
When expressed as source voltage), it is desirable that this voltage holding rate be as high as possible.

【0006】しかしながら、前述した従来の全芳香族ポ
リイミドを配向膜材料として用いた液晶表示素子におい
ては、他の条件を適合化してもこの電圧保持率Pが低く
、アクティブ型の液晶表示素子で安定かつ良好な表示特
性を得ることは困難であった。これと同時に、芳香族テ
トラカルボン酸誘導体由来のポリマーは、電子受容性の
高い化合物であるために、バックライト照射のような光
励起電子移動反応の起こりうる条件下では、種々の酸化
・還元反応を経て劣化してゆくという大きな問題点を有
していた。
However, in the above-mentioned conventional liquid crystal display element using wholly aromatic polyimide as the alignment film material, this voltage holding ratio P is low even if other conditions are adapted, and active type liquid crystal display elements are not stable. Moreover, it was difficult to obtain good display characteristics. At the same time, because polymers derived from aromatic tetracarboxylic acid derivatives are highly electron-accepting compounds, they undergo various oxidation and reduction reactions under conditions where photoexcited electron transfer reactions can occur, such as when irradiated with a backlight. The major problem was that it deteriorated over time.

【0007】一方、これらの問題点を解決する方法とし
て登場してきた、1,2,3,4−シクロブタンテトラ
カルボン酸や1,2,4−トリカルボキシシクロペンチ
ル−3−酢酸から誘導される配向膜では、液晶の配向規
制のために重要なプレチルト角が小さいという新たな課
題を有していた。
On the other hand, alignment films derived from 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic acid and 1,2,4-tricarboxycyclopentyl-3-acetic acid have appeared as a method to solve these problems. However, there was a new problem in that the pretilt angle, which is important for controlling the alignment of liquid crystals, was small.

【0008】本発明は、かかる状況に鑑みてなされたも
のであり、特に、電圧保持率が高く、電子受容性に乏し
いことから、所望しない反応に関与することもなく安定
であると同時に配向膜として特に重要なことである液晶
を配向させるために適当なプレチルト角を示すアクティ
ブ型液晶表示に好適なツイステッドネマチック液晶配向
膜用組成物、これを用いた液晶配向膜、液晶挾持基板及
び液晶表示素子を提供するものである。
The present invention was made in view of the above circumstances, and in particular, since the voltage holding rate is high and the electron acceptability is poor, the alignment film is stable without being involved in undesired reactions, and at the same time, the alignment film is stable. A twisted nematic liquid crystal alignment film composition suitable for active type liquid crystal displays that exhibits an appropriate pretilt angle for aligning liquid crystals, which is particularly important as a liquid crystal alignment film, a liquid crystal alignment film using the same, a liquid crystal holding substrate, and a liquid crystal display element. It provides:

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明は、一般式(I)
[Means for Solving the Problems] The present invention provides general formula (I)

【化8】 (Aはスピロ環を有するテトラカルボン酸残基、Yは芳
香族、脂肪族又は脂環族のジアミン残基を示す。)で表
わされる単位構造a及び/または一般式(II)
[Image Omitted] Unit structure a represented by (A is a tetracarboxylic acid residue having a spiro ring, Y is an aromatic, aliphatic or alicyclic diamine residue) and/or general formula (II)

【化9
】 (Aはスピロ環を有するテトラカルボン酸残基、Yは芳
香族、脂肪族又は脂環族のジアミン残基を示す。)で表
わされる単位構造bを有するポリマーZを含有する液晶
配向膜用組成物、これを用いた液晶配向膜、液晶挾持基
板及び液晶表示素子に関する。
[C9
] (A is a tetracarboxylic acid residue having a spiro ring, Y is an aromatic, aliphatic or alicyclic diamine residue.) For liquid crystal alignment films containing a polymer Z having a unit structure b represented by The present invention relates to a composition, a liquid crystal alignment film using the same, a liquid crystal holding substrate, and a liquid crystal display element.

【0010】以下、本発明を詳述する。本発明における
ポリマーZは、例えば、一般式(VI)
The present invention will be explained in detail below. Polymer Z in the present invention has, for example, general formula (VI)

【化10】 (式中Aは、スピロ環を有するテトラカルボン酸残基を
示す。)で表わされるテトラカルボン酸無水物又は一般
式(VII)
embedded image (wherein A represents a tetracarboxylic acid residue having a spiro ring) or general formula (VII)

【化11】 (式中Aは、式(VI)と同意義)で表わされるテトラ
カルボン酸とアミン成分としてのジアミンとを常法によ
り反応させることにより合成できる。
It can be synthesized by reacting a tetracarboxylic acid represented by the formula (wherein A has the same meaning as the formula (VI)) with a diamine as an amine component by a conventional method.

【0011】一般式(VI)で表わされるテトラカルボ
ン酸無水物として、例えば、以下のものがあげられる。
Examples of the tetracarboxylic acid anhydride represented by the general formula (VI) include the following.

【化12】 これらは、単独でも、2種以上組み合わせても使用する
ことができる。
embedded image These can be used alone or in combination of two or more.

【0012】一般式(VII)で表わされるテトラカル
ボン酸としては、上記(A−1)〜(A−6)の化合物
を水により開環させたものがあげられる。これらは、単
独でも、2種以上組み合わせても使用することができる
Examples of the tetracarboxylic acid represented by the general formula (VII) include compounds prepared by ring-opening the compounds (A-1) to (A-6) above with water. These can be used alone or in combination of two or more.

【0013】また、ジアミンとしては、パラフェニレン
ジアミン、メタフェニレンジアミン、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エ
タン、ベンジジン、4,4′−ジアミノジフェニルスル
フィド、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エーテル、1,5−ジアミノ
ナフタレン、3,3′−ジメチル−4,4′−ジアミノ
ビフェニル、3,4′−ジアミノベンズアニリド、3,
4′−ジアミノジフェニルエーテル、3,3′−ジアミ
ノベンゾフェノン、3,4′−ジアミノベンゾフェノン
、4,4′−ジアミノベンゾフェノン、2,2−ビス〔
4−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕プロパン、ビ
ス〔4−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕スルホン
、1,4−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、1
,3−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3
−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン、9,9−ビ
ス(4−アミノフェニル)−10−ヒドロアントラセン
、9,9−ビス(4−アミノフェニル)フルオレン、4
,4′−メチレンビス(2−クロロアニリン)、2,2
′,5,5′−テトラクロロ−4,4′−ジアミノビフ
ェニル、2,2′−ジクロロ−4,4′−ジアミノ−5
,5′−ジメトキシビフェニル、3,3′−ジメトキシ
−4,4′−ジアミノビフェニルなどの芳香族ジアミン
、1,1′−メタキシリレンジアミン、1,3−プロパ
ンジアミン、テトラメチレンジアミン、ペンタメチレン
ジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ヘプタメチレンジ
アミン、オクタメチレンジアミン、ノナメチレンジアミ
ン、4,4′−ジメチルヘプタメチレンジアミン、1,
4−ジアミノシクロヘキサン、イソホロンジアミン、テ
トラヒドロジシクロペンタジエニレンジアミン、ヘキサ
ヒドロ−4,7−メタノインダニレンジメチレンジアミ
ン、トリシクロ〔6,2,1,02’7〕ウンデシレン
ジメチルジアミンなどの脂肪族または脂環族ジアミンを
挙げることができる。これらのジアミンは、単独でも、
2種以上組み合わせても使用することができる。ジアミ
ンの使用割合は、テトラカルボン酸類(一般式(VI)
、(VII)で表わされる化合物)1モルに対して通常
0.5〜2モル、好ましくは0.8〜1.3モルである
Further, examples of the diamine include para-phenylene diamine, meta-phenylene diamine, 4,4'-diaminodiphenylmethane, 4,4'-diaminodiphenylethane, benzidine, 4,4'-diaminodiphenyl sulfide, and 4,4'-diaminodiphenyl methane. Diaminodiphenylsulfone, 4,
4'-diaminodiphenyl ether, 1,5-diaminonaphthalene, 3,3'-dimethyl-4,4'-diaminobiphenyl, 3,4'-diaminobenzanilide, 3,
4'-diaminodiphenyl ether, 3,3'-diaminobenzophenone, 3,4'-diaminobenzophenone, 4,4'-diaminobenzophenone, 2,2-bis[
4-(4-aminophenoxy)phenyl]propane, bis[4-(4-aminophenoxy)phenyl]sulfone, 1,4-bis(4-aminophenoxy)benzene, 1
, 3-bis(4-aminophenoxy)benzene, 1,3
-bis(3-aminophenoxy)benzene, 9,9-bis(4-aminophenyl)-10-hydroanthracene, 9,9-bis(4-aminophenyl)fluorene, 4
, 4'-methylenebis(2-chloroaniline), 2,2
',5,5'-tetrachloro-4,4'-diaminobiphenyl, 2,2'-dichloro-4,4'-diamino-5
, 5'-dimethoxybiphenyl, aromatic diamines such as 3,3'-dimethoxy-4,4'-diaminobiphenyl, 1,1'-methaxylylene diamine, 1,3-propanediamine, tetramethylene diamine, pentamethylene Diamine, hexamethylene diamine, heptamethylene diamine, octamethylene diamine, nonamethylene diamine, 4,4'-dimethylheptamethylene diamine, 1,
Aliphatic or Alicyclic diamines can be mentioned. These diamines can be used alone,
A combination of two or more types can also be used. The proportion of diamine used is based on tetracarboxylic acids (general formula (VI)
, (VII)) is generally 0.5 to 2 mol, preferably 0.8 to 1.3 mol.

【0014】テトラカルボン酸類とジアミンとの反応は
通常有機溶媒中で行われる。有機溶媒としては、得られ
る高分子生成物(ポリアミド酸など)を溶解させるもの
であれば特に制限はなく、例えば、N−メチル−2−ピ
ロリドン、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジ
メチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、γ−ブチ
ロラクトン、テトラメチル尿素、ビス(メトキシエチル
)エーテル、テトラヒドロフラン、クロロホルム、1,
4−ジオキサン、アセトン、メチルエチルケトン、メチ
ルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、酢酸メチル、
酢酸エチル、酢酸ブチル、シュウ酸ジエチル、マロン酸
ジエチル、ジエチルエーテル、エチレングリコールジメ
チルエーテル、エチレングリコールエチルエーテルアセ
テート、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジク
ロロメタン、1,2−ジクロロエタン、1,4−ジクロ
ロブタン、トリクロロエタン、クロロベンゼン、o−ジ
クロロベンゼン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、シク
ロヘキサン、ベンゼン、トルエン、キシレンなどが挙げ
られ、これらは、単独でも混合した状態でも使用できる
The reaction between tetracarboxylic acids and diamines is usually carried out in an organic solvent. The organic solvent is not particularly limited as long as it can dissolve the obtained polymer product (polyamic acid, etc.), and examples include N-methyl-2-pyrrolidone, N,N-dimethylacetamide, N,N-dimethyl Formamide, dimethyl sulfoxide, γ-butyrolactone, tetramethylurea, bis(methoxyethyl)ether, tetrahydrofuran, chloroform, 1,
4-dioxane, acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclohexanone, methyl acetate,
Ethyl acetate, butyl acetate, diethyl oxalate, diethyl malonate, diethyl ether, ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol ethyl ether acetate, diethylene glycol dimethyl ether, dichloromethane, 1,2-dichloroethane, 1,4-dichlorobutane, trichloroethane, chlorobenzene, o -dichlorobenzene, hexane, heptane, octane, cyclohexane, benzene, toluene, xylene, etc., and these can be used alone or in a mixed state.

【0015】以上のようにして、酸成分としてのテトラ
カルボン酸類とアミン成分としてのジアミンを反応させ
ることにより一般式(I)で表わされる構造単位a及び
/又は一般式(II)で表わされる構造単位bを有する
ポリマーZの有機溶媒溶液を得ることができる。ポリマ
ーZは構造単位aの繰り返し個数をmとし、構造単位b
の繰り返し個数をnとすると、耐熱性,配向特性等の点
からm/(m+n)が0.50以上であることが好まし
く、0.70以上であることがより好ましく、0.90
以上であることが特に好ましく、0.95以上であるこ
とが極めて好ましい。構造単位がすべてaであってもよ
い。m+nは5〜4000であることが好ましく、50
〜3000であることがより好ましく、100〜200
0であることが特に好ましく、500〜1500である
ことが極めて好ましい。(m+n)が小さすぎると成膜
性,強度,耐熱性,密着性などが高くなりすぎ作業性に
劣る傾向がある。
As described above, by reacting the tetracarboxylic acids as the acid component and the diamine as the amine component, the structural unit a represented by the general formula (I) and/or the structure represented by the general formula (II) is obtained. An organic solvent solution of polymer Z having units b can be obtained. Polymer Z has a repeating number of structural units a as m, and a structural unit b as
When the number of repetitions of is n, m/(m+n) is preferably 0.50 or more, more preferably 0.70 or more, and 0.90 from the viewpoint of heat resistance, orientation characteristics, etc.
It is especially preferable that it is 0.95 or more, and it is extremely preferable that it is 0.95 or more. All structural units may be a. It is preferable that m+n is 5 to 4000, and 50
-3000 is more preferable, 100-200
It is especially preferable that it is 0, and it is extremely preferable that it is 500-1500. If (m+n) is too small, film formability, strength, heat resistance, adhesion, etc. tend to be too high, resulting in poor workability.

【0016】一般式(I)及び(II)中、Aで表わさ
れるスピロ環を有するテトラカルボン酸残基が、式(I
II)
In the general formulas (I) and (II), the spiro ring-containing tetracarboxylic acid residue represented by A is represented by the formula (I).
II)

【化13】 (式中XはC、Si、Ge又はSnを示し、複数個のR
は、それぞれ独立に水素原子又はアルキル基を示す)、
式(IV)
[Image Omitted] (In the formula, X represents C, Si, Ge or Sn, and a plurality of R
each independently represents a hydrogen atom or an alkyl group),
Formula (IV)

【化14】 (式中X及びRは、式(III)中と同意義)又は式(
V)
embedded image (wherein X and R have the same meanings as in formula (III)) or the formula (
V)

【化15】 (式中X及びRは、式(III)中と同意義)で表わさ
れる基であることが合成上及び特性上の点から好ましい
A group represented by the formula (wherein X and R have the same meanings as in formula (III)) is preferred from the viewpoint of synthesis and properties.

【0017】一般式(I)及び(II)中、Aで表わさ
れるスピロ環を有するテトラカルボン酸残基が、式(V
In the general formulas (I) and (II), the spiro ring-containing tetracarboxylic acid residue represented by A is represented by the formula (V
)

【化16】 (式中X及びRは、式(III)中と同意義)で表わさ
れる基であることが、合成上及び特性上の点から好まし
い。
A group represented by the formula (wherein X and R have the same meanings as in formula (III)) is preferable from the viewpoint of synthesis and properties.

【0018】一般式(I)及び(II)中、Aで表わさ
れるスピロ環を有するテトラカルボン酸残基が、式(V
III)
In the general formulas (I) and (II), the spiro ring-containing tetracarboxylic acid residue represented by A is represented by the formula (V
III)

【化17】 (式中X及びRは、C又はSiを示す)で表わされる基
であることが、合成上及び特性上の点から好ましい。
A group represented by the formula (wherein X and R represent C or Si) is preferable from the viewpoint of synthesis and properties.

【0019】上記ポリマーZの有機溶媒溶液に、必要に
応じて有機溶媒、添加剤等を加えて、液晶配向膜用組成
物とできる。
[0019] An organic solvent, additives, etc. may be added to the organic solvent solution of the polymer Z, if necessary, to prepare a composition for a liquid crystal aligning film.

【0020】かかる液晶配向膜用組成物を所定の電極基
板面にスピンナー法、浸漬法等で塗布した後、加熱焼成
することにより液晶配向膜が電極基板面上に形成された
液晶挾持基板を作成することができる。上記加熱温度は
、100℃〜300℃程度が好ましく、150℃〜25
0℃がより好ましい。また、最終的に形成される液晶配
向膜の厚みは、通常300〜1500Å程度とすること
が適しており、これは塗布量及び溶液濃度を制御するこ
とにより適宜調節可能である。
[0020] The composition for a liquid crystal alignment film is applied to a predetermined electrode substrate surface by a spinner method, a dipping method, etc., and then heated and baked to produce a liquid crystal holding substrate in which a liquid crystal alignment film is formed on the electrode substrate surface. can do. The heating temperature is preferably about 100°C to 300°C, and 150°C to 25°C.
0°C is more preferred. Further, the thickness of the liquid crystal alignment film that is finally formed is usually suitably about 300 to 1500 Å, and this can be adjusted as appropriate by controlling the coating amount and solution concentration.

【0021】液晶配向膜は、液晶配向膜用組成物を用い
、Langmuir−Blodgett法(LB法)を
適用しても得られることができる。
The liquid crystal alignment film can also be obtained by applying the Langmuir-Blodgett method (LB method) using a composition for a liquid crystal alignment film.

【0022】本発明の液晶表示素子は、一対の液晶挾持
基板を用い、通常の方法でこの間に液晶、カイラル剤等
を挾持、封入して液晶セルを構成し、偏光板等の付属品
を適宜取付けることにより作製できる。アクティブ型の
場合には、電極基板として、MIM素子やTFT素子を
多数取り付けたものを用いるのが適しており、ことにガ
ラス基板上にアモルファスシリコンからなるTFT素子
を一体形成した電極基板を用いるのが好ましい。
[0022] The liquid crystal display element of the present invention uses a pair of liquid crystal holding substrates, and a liquid crystal, a chiral agent, etc. are held and sealed therebetween in a conventional manner to constitute a liquid crystal cell, and accessories such as polarizing plates are added as appropriate. It can be manufactured by attaching it. In the case of an active type, it is suitable to use an electrode substrate with a large number of MIM elements or TFT elements attached, and in particular, it is suitable to use an electrode substrate with TFT elements made of amorphous silicon integrally formed on a glass substrate. is preferred.

【0023】なお、本発明の液晶表示素子は、アクティ
ブ型ツイステッドネマチック液晶表示装置のみならず、
通常のセグメント表示を行う液晶表示装置やスーパーツ
イステッドネマチック表示装置の構成からなるものであ
ってもよい。
The liquid crystal display element of the present invention is applicable not only to active type twisted nematic liquid crystal display devices but also to
The display device may have the structure of a liquid crystal display device or a super twisted nematic display device that performs normal segment display.

【0024】本発明におけるポリマーZが、高い電子受
容性を示す芳香族テトラカルボン酸由来でないことから
、優れた電圧保持率を示すだけでなく、長期使用に対し
ても安定な信頼性を実現できる。さらには、高チルト角
を示すなどの優れた配向膜が提供される。
Since the polymer Z of the present invention is not derived from an aromatic tetracarboxylic acid that exhibits high electron acceptability, it not only exhibits an excellent voltage holding rate but also achieves stable reliability even during long-term use. . Furthermore, an excellent alignment film exhibiting a high tilt angle is provided.

【0025】[0025]

【実施例】以下、実施例によって本発明をする。 実施例1 (電圧保持率の測定)配向膜形成用のスピロ環を有する
テトラカルボン酸無水物として、下記の化合物を用いた
[Examples] The present invention will be explained below with reference to Examples. Example 1 (Measurement of voltage holding rate) The following compound was used as a tetracarboxylic acid anhydride having a spiro ring for forming an alignment film.

【化18】[Chemical formula 18]

【0026】一方、ジアミンとしては下記の化合物を用
いた。
On the other hand, the following compound was used as the diamine.

【化19】[Chemical formula 19]

【0027】上記各種のテトラカルボン酸無水物とジア
ミンの組合せで合成されたポリマーを8重量%となるよ
うに適当な溶媒に溶解して塗布溶液を各々調整した。二
枚のガラス基板(30×30×1.0mm)上に、各々
スパッタリング法によって所定パターンのITO透明電
極を形成した。このパターンを図1A、図1Bに示す。 図中1はガラス基板、2はITO透明電極を示す。
Coating solutions were prepared by dissolving the polymers synthesized from the various tetracarboxylic anhydrides and diamines in a suitable solvent to a concentration of 8% by weight. ITO transparent electrodes with predetermined patterns were formed on two glass substrates (30 x 30 x 1.0 mm) by sputtering, respectively. This pattern is shown in FIGS. 1A and 1B. In the figure, 1 indicates a glass substrate, and 2 indicates an ITO transparent electrode.

【0028】この基板上に、各々、前記で調整した所定
の塗布溶液をスピンコートし、約1000ű100Å
の塗膜を形成した後、200℃で1時間加熱処理して焼
成し、ポリイミド膜に変換した。次いでこのポリイミド
膜表面を一方向にラビングすることにより、配向膜を得
た。なお、ラビング方向は両基板で90°交差するよう
に行った。
The predetermined coating solution prepared above was spin-coated onto each of the substrates to a thickness of about 1000 ű100 Å.
After forming a coating film, it was heated and baked at 200° C. for 1 hour to convert it into a polyimide film. Next, the surface of this polyimide film was rubbed in one direction to obtain an alignment film. Note that the rubbing direction was performed so that both substrates crossed at 90 degrees.

【0029】次いで両基板(Aパターン基板とBパター
ン基板)を配向膜が対抗するように配置し、エポキシ系
熱硬化性接着剤で貼り合せた。この際、両基板間のギャ
ップを一定に保つため直径5.0μmのガラス短繊維を
スペーサとして介在させた。この両基板間にネマチック
液晶(PCH系液晶混合物:メルク社製)を真空含浸法
によって注入し、注入口をUV硬化性樹脂で封止するこ
とにより、図2に示す液晶セルを得た。なお、図中3は
シールパターン、4はポリイミド配向膜、5は液晶、6
は封止剤を各々示すものである。
Next, both substrates (pattern A substrate and pattern B substrate) were placed so that the alignment films faced each other, and bonded together using an epoxy thermosetting adhesive. At this time, short glass fibers having a diameter of 5.0 μm were interposed as spacers in order to maintain a constant gap between both substrates. A nematic liquid crystal (PCH-based liquid crystal mixture, manufactured by Merck & Co., Ltd.) was injected between the two substrates by a vacuum impregnation method, and the injection port was sealed with a UV curable resin to obtain the liquid crystal cell shown in FIG. 2. In the figure, 3 is a seal pattern, 4 is a polyimide alignment film, 5 is a liquid crystal, and 6 is a seal pattern.
1 and 2 indicate sealants, respectively.

【0030】このような液晶セルを用いて、電圧保持率
の測定を行った。電圧保持率の測定は、上記両基板のI
TO電極間の電圧をデジタルメモリースコープによりモ
ニターする状態で図3のモデル回路によりパルス電圧を
印加し、ITO電極間の電圧の変化を測定して行った。 測定条件は、モデル回路におけるゲートG−ソースS間
に、パルス幅30μ秒、電圧10Vのゲート信号と周波
数30Hz、電圧10Vのゲート信号を入力し、ドレイ
ン(D)電圧VDの変化を測定してそのスコープ上の波
形の実効値を求め、下記の計算式により算出した。
Using such a liquid crystal cell, the voltage holding ratio was measured. The voltage holding ratio was measured using the I of both the above substrates.
A pulse voltage was applied using the model circuit shown in FIG. 3 while the voltage between the TO electrodes was monitored using a digital memory scope, and changes in the voltage between the ITO electrodes were measured. The measurement conditions were to input a gate signal with a pulse width of 30 μs and a voltage of 10 V and a gate signal with a frequency of 30 Hz and a voltage of 10 V between the gate G and source S in the model circuit, and measure the change in the drain (D) voltage VD. The effective value of the waveform on the scope was determined and calculated using the following formula.

【0031】電圧保持率=ドレイン波形実効値(V)/
5(V)×100(%)このようにして、種々のポリイ
ミド配向膜を有する液晶セルの電圧保持率を表1〜2に
示した。なお、電圧保持率については、±3%程度のバ
ラツキがあり、各算出値は平均値を示す。表1〜2に示
すように、本発明のポリマーは、いずれも非常に高い電
圧保持率(%)を示した。
[0031] Voltage holding rate = drain waveform effective value (V)/
5 (V) x 100 (%) Thus, the voltage holding rates of liquid crystal cells having various polyimide alignment films are shown in Tables 1 and 2. Note that the voltage holding rate varies by about ±3%, and each calculated value represents an average value. As shown in Tables 1 and 2, all of the polymers of the present invention exhibited very high voltage holding rates (%).

【0032】[0032]

【表1】[Table 1]

【0033】[0033]

【表2】[Table 2]

【0034】比較例1 下記の芳香族テトラカルボン酸無水物とComparative example 1 The following aromatic tetracarboxylic acid anhydride and

【化20】 前記B−1〜B−4のジアミンを用いて、実施例1と同
様(塗膜の焼成は250℃、1時間)にして、電圧保持
率の測定を行った結果を表3に示した。表3から明らか
なように、芳香族テトラカルボン酸無水物を用いたもの
は、あまりよい電圧保持率を示さなかった。
[Chemical formula 20] Using the diamines B-1 to B-4, the voltage holding ratio was measured in the same manner as in Example 1 (coating film was fired at 250°C for 1 hour). The results are shown in Table 3. It was shown to. As is clear from Table 3, those using aromatic tetracarboxylic acid anhydride did not show a very good voltage holding rate.

【0035】[0035]

【表3】[Table 3]

【0036】実施例2 テトラカルボン酸無水物A−1〜A−6及びジアミンB
−1〜B−4を用いて、実施例1と同様にして作成した
液晶セルについて、プレチルト角を測定したところ、表
4〜5に示すように、いずれの場合にも適度に高い実用
上良効なプレチルト角を示した。
Example 2 Tetracarboxylic anhydrides A-1 to A-6 and diamine B
-1 to B-4, the pretilt angles were measured for the liquid crystal cells prepared in the same manner as in Example 1. As shown in Tables 4 and 5, in all cases the pretilt angles were found to be moderately high for practical use. It showed an effective pretilt angle.

【0037】[0037]

【表4】[Table 4]

【0038】[0038]

【表5】[Table 5]

【0039】比較例2 脂環族テトラカルボン酸無水物(D−1〜D−4)Comparative example 2 Alicyclic tetracarboxylic acid anhydride (D-1 to D-4)

【化
21】 及びジアミン(B−1〜B−4)を用いて、実施例1と
同様にして作成した液晶セルについてプレチルト角を測
定したところ、表6〜7に示すように、いずれの場合に
も低いプレチルト角を示し、実用レベルには達していな
いセルであることがわかった。
When the pretilt angle was measured for a liquid crystal cell prepared in the same manner as in Example 1 using [Chemical Formula 21] and diamines (B-1 to B-4), as shown in Tables 6 and 7, The cell also showed a low pretilt angle, indicating that it did not reach a practical level.

【0040】[0040]

【表6】[Table 6]

【0041】[0041]

【表7】[Table 7]

【0042】[0042]

【発明の効果】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高い電圧保持率を有するため、この
液晶配向膜を備えた液晶挾持基板を使用した液晶表示素
子は、安定で良好な表示を行うことができ、長期使用に
際しても安定な信頼性を実現でき、しかも高いプレチル
ト角を示す。
Effects of the Invention: Since the liquid crystal alignment film obtained using the liquid crystal alignment film composition of the present invention has a high voltage holding rate, a liquid crystal display element using a liquid crystal holding substrate equipped with this liquid crystal alignment film can be stabilized. It can provide good display, achieve stable reliability even during long-term use, and exhibit a high pretilt angle.

【0043】[0043]

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

【図1】液晶表示素子製造時のガラス基板のパターンを
示す平面説明図である。
FIG. 1 is an explanatory plan view showing a pattern of a glass substrate during manufacturing of a liquid crystal display element.

【図2】本発明の液晶表示素子の一実施例を示すもので
、(A)は側面からの構成説明図、(B)は平面からの
構成説明図である。
FIG. 2 shows an embodiment of the liquid crystal display element of the present invention, in which (A) is an explanatory view of the configuration from a side, and (B) is an explanatory view of the configuration from a plane.

【図3】電圧保持率測定時の等価回路図である。 符号の説明 1    ガラス基板               
           2    ITO透明電極 3    シールパターン             
         4    ポリイミド配向膜 5    液晶                  
              6    封止剤
FIG. 3 is an equivalent circuit diagram when measuring voltage holding ratio. Explanation of symbols 1 Glass substrate
2 ITO transparent electrode 3 Seal pattern
4 Polyimide alignment film 5 Liquid crystal
6 Sealant

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  一般式(I) 【化1】 (Aはスピロ環を有するテトラカルボン酸残基、Yは芳
香族、脂肪族又は脂環族のジアミン残基を示す。)で表
わされる単位構造a及び/又は一般式(II)【化2】 (Aはスピロ環を有するテトラカルボン酸残基、Yは芳
香族、脂肪族又は脂環族のジアミン残基を示す。)で表
わされる単位構造bを有するポリマーZを含有する液晶
配向膜用組成物。
Claim 1: A unit represented by the general formula (I) [Formula 1] (A is a tetracarboxylic acid residue having a spiro ring, Y is an aromatic, aliphatic or alicyclic diamine residue) A unit represented by structure a and/or general formula (II) [Formula 2] (A is a tetracarboxylic acid residue having a spiro ring, Y is an aromatic, aliphatic or alicyclic diamine residue) A composition for a liquid crystal alignment film containing a polymer Z having structure b.
【請求項2】  一般式(I)及び(II)中、Aで表
わされるスピロ環を有するテトラカルボン酸残基が、式
(III) 【化3】 (式中XはC、Si、Ge又はSnを示し、複数個のR
は、それぞれ独立に水素原子又はアルキル基を示す)、
式(IV) 【化4】 (式中X及びRは、式(III)中と同意義)又は式(
V) 【化5】 (式中X及びRは、式(III)中と同意義)で表わさ
れる基である請求項1記載の液晶配向膜用組成物。
2. In the general formulas (I) and (II), the spiro ring-containing tetracarboxylic acid residue represented by A is represented by the formula (III) [Image Omitted] (wherein X is C, Si, Ge or Sn and multiple R
each independently represents a hydrogen atom or an alkyl group),
Formula (IV) [Chemical formula 4] (wherein X and R have the same meanings as in formula (III)) or formula (
V) The composition for a liquid crystal aligning film according to claim 1, which is a group represented by the following formula (wherein X and R have the same meanings as in formula (III)).
【請求項3】  一般式(I)及び(II)中、Aで表
わされるスピロ環を有するテトラカルボン酸残基が、式
(V) 【化6】 (式中X及びRは、式(III)中と同意義)で表わさ
れる基である請求項1記載の液晶配向膜用組成物。
3. In general formulas (I) and (II), the spiro ring-containing tetracarboxylic acid residue represented by A is represented by formula (V) ) The composition for a liquid crystal aligning film according to claim 1, which is a group represented by the following.
【請求項4】  一般式(I)及び(II)中、Aで表
わされるスピロ環を有するテトラカルボン酸残基が、式
(V) 【化7】 (式中X及びRは、C又はSiを示す)で表わされる基
である請求項1記載の液晶配向膜用組成物。
4. In the general formulas (I) and (II), the spiro ring-containing tetracarboxylic acid residue represented by A is represented by the formula (V) (wherein X and R are C or Si The composition for a liquid crystal aligning film according to claim 1, which is a group represented by the following formula.
【請求項5】  請求項1、2、3又は4記載の液晶配
向膜用組成物から形成された液晶配向膜。
5. A liquid crystal alignment film formed from the composition for liquid crystal alignment film according to claim 1, 2, 3, or 4.
【請求項6】  請求項5記載の液晶配向膜を有する液
晶挾持基板。
6. A liquid crystal holding substrate comprising the liquid crystal alignment film according to claim 5.
【請求項7】  液晶に面して電極が設けられた液晶挾
持基板上に、請求項1、2、3又は4記載の液晶配向膜
用組成物から得られた液晶配向膜を有する液晶表示素子
7. A liquid crystal display element having a liquid crystal alignment film obtained from the composition for a liquid crystal alignment film according to claim 1, 2, 3, or 4 on a liquid crystal holding substrate provided with electrodes facing the liquid crystal. .
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002226579A (en) * 2001-01-29 2002-08-14 Jsr Corp Composition for forming film
JP2002226580A (en) * 2001-01-30 2002-08-14 Jsr Corp Polyimide and method for producing the same
JP2007137997A (en) * 2005-11-17 2007-06-07 Chisso Corp Liquid crystal orienting agent and liquid crystal display element
JP2014211525A (en) * 2013-04-18 2014-11-13 Jsr株式会社 Liquid crystal aligning agent

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