JPH05241163A

JPH05241163A - 液晶表示素子用配向膜

Info

Publication number: JPH05241163A
Application number: JP4121492A
Authority: JP
Inventors: Sumitoshi Asakuma; 純俊朝隈; Toshimasa Eguchi; 敏正江口
Original assignee: Sumitomo Bakelite Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Bakelite Co Ltd
Priority date: 1992-02-27
Filing date: 1992-02-27
Publication date: 1993-09-21

Abstract

(57)【要約】【構成】一般式（1）で表される構造単位を含有する
ポリイミド樹脂からなる液晶表示素子用配向膜。【化１】【効果】安定した高いプレティルト角を与える液晶表
示素子用配向膜を得ることができ、優れた視覚特性を示
す液晶表示装置を提供することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は液晶表示装置の配向膜に
関するものである。さらに詳しくは、高いプレティルト
角を与え、優れた視覚特性を示す液晶表示装置を提供す
る液晶表示素子用配向膜に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、液晶ディスプレイの配向膜とし
て、ポリビニルアルコールやポリアミド樹脂、ポリイミ
ド樹脂の様な有機高分子フィルムを使用する方法が知ら
れている。特に、ポリイミド樹脂は各種の液晶を配向さ
せる働きを有し、かつ耐熱性等にも優れていることから
液晶配向膜として広く用いられている。

【０００３】一方、近年注目を集めている液晶表示素子
として、コントラストや視覚特性が優れているSTNモー
ド表示素子や強誘電液晶表示素子があるが、これらにお
いては安定した高いプレティルト角が求められ、現在で
は無機の斜方蒸着膜や特殊なポリイミド膜（特開平1-18
0518号公報等）が用いられている。しかし、無機の斜方
蒸着膜は工程上煩雑であり生産性が悪く、かつ液晶選択
性が大きいという問題がある。一方、従来のポリイミド
膜はプレティルト角の硬化条件依存性が大きく、また長
期にわたる安定性を満足するものが得られていない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記のよう
な従来の問題点を解決し、安定した高いプレティルト角
を与える液晶表示素子用配向膜を提供するものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、一般式（1）

【０００６】

【化１】

【０００７】で表される構造単位を含有するポリイミド
樹脂からなる液晶表示素子用配向膜である。

【０００８】

【作用】本発明の液晶表示素子用配向膜用ポリイミド樹
脂は、式（2）で示される2,3,6,7-ナフタレンテトラカ
ルボン酸二無水物を必須成分として合成される。

【０００９】

【化２】

【００１０】また、式（2）で示される酸二無水物以外
にも、特性を満たす範囲で他の酸無水物を併せて使用す
ることもでき、それらの例としては、4,4'-オキシジフ
タル酸二無水物、ピロメリット酸二無水物、3,3',4,4'-
ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、2,2',3,3'-
ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、2,3,3',4'-
ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、3,3',4,4'-
ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,2',3,3'-ビフ
ェニル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などの芳香族系化合物、また
はシクロペンタンテトラカルボン酸二無水物、シクロブ
タンテトラカルボン酸二無水物などの脂肪族系化合物が
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。

【００１１】以上のような酸成分と反応してポリイミド
樹脂を与えるアミン成分は、特に限定されないが、それ
らの例としては、m-フェニレンジアミン、p-フェニレン
ジアミン、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、3,3'-ジアミノジフェニルエ
ーテル、3,3'-ジアミノジフェニルメタン、3,4'-ジアミ
ノジフェニルエーテル、3,4'-ジアミノジフェニルメタ
ン、2,4-ジアミノトルエン、1,3-ビス(3-アミノフェノ
キシベンゼン)、1,4-ビス(3-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)、2,2-ビ
ス(4-(4-アミノフェノキシ)フェニル)プロパン、2,2-ビ
ス(4-(4-アミノフェノキシ)フェニル)ヘキサフルオロプ
ロパンなどの芳香族系化合物、または4,4'-ジアミノジ
シクロヘキシルメタン、1,4-ジアミノシクロヘキサン等
の脂肪族化合物、さらに式（3）で示されるシリコーン
ジアミン化合物等が挙げられ、これらは１種でまたは２
種以上併用して使用することができる。

【００１２】

【化３】

【００１３】(R₂は2価の炭素数1〜5の脂肪族基、又は炭
素数6以上の芳香族基であり、R₃、R₄は一価の脂肪族
基、又は芳香族基を示し、互いに同じであっても異なっ
てもよい。mはアミノ当量あるいは ¹H-NMRスペクトルよ
り求めた平均値で 1〜50。）

【００１４】以上に示した様な原料は、通常N-メチル-2
-ピロリドン、N,N-ジメチルアセトアミド、クレゾー
ル、γ-ブチロラクトン等の溶媒中で重合される。この
ように合成された樹脂はポリイミドの前駆体であるポリ
アミド酸の状態の場合、もしくは脱水イミド化されたポ
リイミドの場合があり、液晶配向膜を形成させるために
は、前者のポリアミド酸の場合は、透明電極基板上に塗
膜を形成させた後、通常150℃以上の温度で焼成するこ
とによりイミド化を行ない、また後者の場合はすでにイ
ミド化されたいわゆる溶媒可溶性ポリイミドであるた
め、このポリイミド溶液を透明電極基板上に塗布した後
に加熱により溶媒を除去し、ポリイミド配向膜とするも
のである。

【００１５】ここで、必須成分である式（2）で示され
る2,3,6,7-ナフタレンテトラカルボン酸二無水物は、高
いプレティルト角を安定して与え、良好な表示特性を示
すためには少なくとも全構成原料中2モル％以上必要で
あり、好ましくは5モル％以上必要である。式（2）の酸
成分を全く含まない場合は、良好な表示特性を示すため
に必要な充分に高いプレティルト角を安定して与えるこ
とが困難であり、表示素子自体の生産性が低くなってし
まう。

【００１６】

【実施例】以下に本発明の実施例を詳細に説明するが、
本発明はこれらの実施例によってなんら限定されるもの
ではない。

【００１７】（実施例１）温度計、攪拌機、原料仕込口
及び乾燥窒素ガス導入口を備えた1000ml四つ口セパラブ
ルフラスコに2,2-ビス(4-(4-アミノフェノキシ)フェニ
ル)プロパン58.11ｇ（0.1416mol）、脱水N-メチル-2-ピ
ロリドン540ｇを入れ、乾燥窒素気流下、系の温度を20
℃に保ちながら、2,3,6,7-ナフタレンテトラカルボン酸
二無水物37.59ｇ（0.1402mol）を添加し、5時間反応を
行ない、粘稠な液体を得た。

【００１８】この溶液を、粘度が30mPa・sになるまでN-
メチル-2-ピロリドンで希釈し、透明電極付きガラス基
板の透明電極面にスピンコーターにより塗布、250℃に
て1時間焼成して約1000オングストロームの塗膜を形成
させた。引き続き、塗膜面をラビングマシーンによりラ
ビングし、２枚の基板を20μmのギャップで張り合わ
せ、STN用液晶（メルク社製、ZLI-1132）を用いセルを
作製した。このセルの配向性を顕微鏡により評価したと
ころ、全面にわたり均一であり、さらにクリスタルロー
テーション法によりプレティルト角を測定したところ9
度であった。さらに、このセルを100℃、60％RH条件下
で１か月処理した後、液晶配向性及びプレティルト角の
測定を行なったが、処理前と比べ全く変化していなかっ
た。

【００１９】（実施例２）温度計、攪拌機、原料仕込口
及び乾燥窒素ガス導入口を備えた1000ml四つ口セパラブ
ルフラスコに、2,3,6,7-ナフタレンテトラカルボン酸二
無水物46.74ｇ（0.1743mol）、脱水N-メチル-2-ピロリ
ドン544.4ｇを入れ、乾燥窒素気流下攪拌した。反応系
の温度を20℃に保ちながら、ビスアミノプロピルポリジ
メチルシロキサン（式（3）においてｍ=7.6）24.03ｇ
（0.0327mol）を反応させた後、そこに2,2-ビス(4-(4-
アミノフェノキシ)フェニル)プロパン58.11ｇ（0.1416m
ol）及び脱水N-メチル-2-ピロリドン100ｇを添加し、さ
らに攪拌を180分行なうことにより黄褐色の粘稠なポリ
アミド酸溶液を得た。

【００２０】このポリアミド酸を用いて実施例１と全く
同様な方法で配向膜を形成させ、液晶セルを作製して配
向性を評価したところ、全く均一な配向状態を示し、ま
たプレティルト角は18度であった。さらに、このセルを
100℃、60％RH条件下で１か月処理した後、液晶配向性
及びプレティルト角の測定を行なったが、処理前と比べ
全く変化していなかった。

【００２１】（比較例１）実施例１と同様な反応方法
で、原料として2,3,6,7-ナフタレンテトラカルボン酸二
無水物の代わりにピロメリット酸二無水物30.58ｇ（0.1
402mol）を用い、アミン成分は実施例1と同じものを使
用してポリアミド酸N-メチル-2-ピロリドン溶液を合成
した。

【００２２】配向膜を実施例１と同様に形成し、液晶セ
ルを作製して液晶配向状態及びプレティルト角を評価、
測定したところ、プレティルト角は5度でありセル作製
直後の配向状態は良好であったが、100℃、60％RH条件
下で１か月処理した後に評価、測定すると、プレティル
ト角が8度となり安定性が不十分であった。

【００２３】（比較例２）実施例１と同様な反応方法
で、原料として2,3,6,7-ナフタレンテトラカルボン酸二
無水物の代わりに4,4'-オキシジフタル酸二無水物43.49
ｇ（0.1402mol）を用い、アミン成分は実施例１と同じ
ものを使用してポリアミド酸N-メチル-2-ピロリドン溶
液を合成した。

【００２４】配向膜を実施例１と同様に形成後、液晶セ
ルを実施例１と同様に作製して液晶配向状態及びプレテ
ィルト角を評価、測定したところプレティルト角はほぼ
0度であり、セル作製直後においても一部ディスクリネ
ーションが形成されていた。100℃、60％RH条件下で１
か月処理した後も同様な結果であった。

【００２５】

【発明の効果】本発明の液晶配向膜を液晶表示素子に用
いることにより、液晶の配向特性に優れ、ひいてはコン
トラスト及び視覚特性の優れた表示素子を得ることがで
きる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一般式（1）で表される構造単位を含有
するポリイミド樹脂からなる液晶表示素子用配向膜。【化１】