JPH05281550A - Liquid crystal display element - Google Patents

Liquid crystal display element

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Publication number
JPH05281550A
JPH05281550A JP11078292A JP11078292A JPH05281550A JP H05281550 A JPH05281550 A JP H05281550A JP 11078292 A JP11078292 A JP 11078292A JP 11078292 A JP11078292 A JP 11078292A JP H05281550 A JPH05281550 A JP H05281550A
Authority
JP
Japan
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liquid crystal
polyimide
crystal display
precursor
alignment film
Prior art date
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Pending
Application number
JP11078292A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Naoya Imamura
直也 今村
Chiyoji Nozaki
千代志 野崎
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Fujifilm Holdings Corp
Original Assignee
Fuji Photo Film Co Ltd
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Publication date
Application filed by Fuji Photo Film Co Ltd filed Critical Fuji Photo Film Co Ltd
Priority to JP11078292A priority Critical patent/JPH05281550A/en
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Abstract

PURPOSE:To enable hardening at relatively low temperature and obtain a high pretilt angle so as to enable high-contrast display by forming an orientation film of a hardened film formed of mixture containing specific polyimide with florine atoms in the molecular structure or its precursor. CONSTITUTION:Two transparent electrode bases with transparent electrodes and orientation films laminated in this order are disposed with the respective orientation films placed inside, and a liquid crystal is filled between the transparent electrode bases to form a liquid crystal display element. In this liquid crystal display element, at least one orientation film is a hardened film formed of mixture containing a precursor of polyimide having fluorine atoms in the molecular structure and polyimide having the structure expressed by formulas I-III in the principal chain skeleton or its precursor. In the formulas I-III, (n) is an integer of 4-24, R<1> is a bivalent organic group of C2-24, Y is-O-, -COO-, -OCOO- or -CONH-, R<3>, R<3> are organic groups of C1-6, R<4> is a bivalent organic group, (m) is an integer of 1-20, and (p) is an integer of 2-24. Uniform orientation is thereby stabilized in the memory state.

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、ポリイミドからなる配
向膜を有する液晶表示素子に関し、特に強誘電性液晶を
用いた液晶表示素子に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal display device having an alignment film made of polyimide, and more particularly to a liquid crystal display device using a ferroelectric liquid crystal.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、時計あるいはコンピュータ
ー、ワードプロセッサーなどのディスプレーに使用され
ている液晶表示素子は、その基本構造として、透明電極
上に配向膜を設けた二枚の透明電極基板が配向膜を内側
にして配置され、その間に液晶が封入される構造をとっ
ているものが普通である。このような液晶表示素子の透
明電極は、一般に、基板上にストライプ状または格子状
などの表示パターンの形で形成されており、また配向膜
はこの透明電極及び露出した(表示パターン以外の)基
板の全面に塗布または蒸着により設けられている。この
二枚の透明電極基板はそれぞれ配向膜を内側にして配置
し、その間に液晶を封入することにより液晶表示素子が
製造される。一般に、上記配向膜は、液晶をある方向に
そろえて配列させる、すなわち配向させる必要があるた
めに設けられており、これにより液晶分子を配向させて
いる。
2. Description of the Related Art Conventionally, a liquid crystal display element used for a display of a clock, a computer, a word processor or the like has a basic structure in which two transparent electrode substrates each having an alignment film on a transparent electrode have an alignment film. Usually, the structure is such that the liquid crystal is placed inside and the liquid crystal is enclosed between them. The transparent electrode of such a liquid crystal display device is generally formed on the substrate in the form of a display pattern such as a stripe pattern or a grid pattern, and the alignment film is formed on the transparent electrode and the exposed substrate (other than the display pattern). Is provided by coating or vapor deposition. A liquid crystal display element is manufactured by arranging the two transparent electrode substrates with the alignment films inside and enclosing a liquid crystal therebetween. In general, the alignment film is provided because it is necessary to align the liquid crystals in a certain direction, that is, to align the liquid crystals, and thereby the liquid crystal molecules are aligned.

【0003】このような液晶表示素子はネマチック液晶
をねじれ構造にしたツイスティドネマチック(TN)モ
ードによる表示が主流である。ところが、このTN型液
晶表示素子は、応答速度が遅く、現状では20ミリ秒が
限度であり、高速応答性が要求されるテレビジョンパネ
ルなどに利用する際の大きな問題となっている。
The mainstream of such a liquid crystal display device is a display in a twisted nematic (TN) mode in which a nematic liquid crystal has a twisted structure. However, this TN type liquid crystal display element has a slow response speed and is currently limited to 20 milliseconds, which is a big problem when it is used for a television panel or the like which requires high speed response.

【0004】最近、電界の変化に対して速やかに応答す
る上記高速応答性を有し、さらに加えられる電界に応答
して第一の光学的安定状態と第二の光学的安定状態のい
ずれかをとり、且つ電圧の印加のないときはその状態を
維持する性質、すなわちメモリー性(双安定性ともい
う)をも有する強誘電性液晶が注目されている。そし
て、これを利用した液晶表示素子は、簡単な構造で、高
速応答性を実現できることから盛んに検討されている。
Recently, it has the above-mentioned high-speed responsiveness that responds quickly to changes in the electric field, and responds to the applied electric field to bring about either the first optically stable state or the second optically stable state. Attention has been paid to a ferroelectric liquid crystal which has a property of maintaining its state when no voltage is applied, that is, a memory property (also referred to as bistability). A liquid crystal display device using this has been actively studied because it has a simple structure and can realize high-speed response.

【0005】上記強誘電性液晶では、表示素子として基
本的な特性であるコントラストにおいても優れているこ
とが要望されているが、まだ充分な特性のものが得られ
ていない。高いコントラストは、一般に、電界無印可時
の二つの安定な状態において上下基板間で自発分極の向
きが上向きまたは下向きに揃って、液晶分子がねじれて
いない配向(ユニフォーム配向)をとる時に得られる。
The above ferroelectric liquid crystals are required to have excellent contrast, which is a basic characteristic of a display element, but those having sufficient characteristics have not yet been obtained. A high contrast is generally obtained when the directions of spontaneous polarization are aligned upward or downward between the upper and lower substrates in two stable states when no electric field is applied, and the liquid crystal molecules have an untwisted orientation (uniform orientation).

【0006】しかしながら、従来から行われているポリ
イミド膜等をラビング処理することにより液晶を配向さ
せる方法では、電界無印可時に上下基板の界面で自発分
極の向きが反対方向を向き、この間を液晶分子が連続的
にねじれた配向(ツイスト配向)をとる傾向が強いた
め、ユニフォーム配向が得られにくく、高いコントラス
トを得るには至っていない。
However, in the conventional method of aligning the liquid crystal by rubbing a polyimide film or the like, the spontaneous polarization is directed in the opposite direction at the interface between the upper and lower substrates when no electric field is applied, and liquid crystal molecules are interposed between them. Has a strong tendency to take a continuously twisted orientation (twisted orientation), so uniform orientation is difficult to obtain, and high contrast has not been obtained yet.

【0007】コントラストを向上させるため、強誘電性
液晶素子では、素子にある程度大きな電界を印加するこ
とにより、強誘電性液晶の特徴的な相構造であるカイラ
ルスメクチック相(SmC* )相をシェブロン構造から
疑似ブックシェルフ構造に変えることが提案されてお
り、これによって優れたコントラストが得られるとされ
ている。しかしながら、このような素子は、温度変化に
より簡単に疑似ブックシェルフ構造が崩壊するため、コ
ントラストが低下し易いとの問題がある。
In order to improve contrast, in a ferroelectric liquid crystal device, a chiral smectic phase (SmC * ) phase, which is a characteristic phase structure of a ferroelectric liquid crystal, is applied to a chevron structure by applying a large electric field to the device. Has proposed to change to a pseudo bookshelf structure, which is said to provide excellent contrast. However, in such an element, the pseudo bookshelf structure is easily collapsed due to a temperature change, so that there is a problem that the contrast is likely to be lowered.

【0008】また、特開平3−6529号公報には、特
定の分子構造を有するポリイミド膜を配向膜として使用
することが開示されている。この配向膜を用いた強誘電
性液晶素子では、比較的安定したユニフォーム配向が得
られコントラストの向上にある程度の効果は認められる
が、自発分極が大きい液晶(例、5nc以上)あるいは
チルト角の大きい液晶(例、15度以上)を用いた場合
には、単純マトリックス方式でマルチプレックス駆動を
行うと、ツイスト配向が安定化するため充分なコントラ
ストが得られないとの問題がある。また、上記ポリイミ
ド膜を形成するためには、250℃以上の高い温度で乾
燥硬化する必要があり、製造上不利との問題もある。近
年、高プレチルトの配向膜を用いることにより、高いコ
ントラストの強誘電性液晶表示素子を作る試みがなされ
ている。例えば、ジャパニーズ ジャーナル オブ ア
プライド フィジクス第28巻(1989年)3月号、
524〜529頁には、高プレチルトの配向膜を用いた
強誘電性液晶素子が良好なコントラストを示すことが報
告されており、さらに電子情報通信学会技術報告EID
91−47でも、高プレチルト配向膜を用いることによ
り強誘電性液晶セルにおいて高いコントラストが得られ
るとされている。しかし、ここで用いられる配向膜を使
用した場合、実用的な強誘電性液晶との組み合わせで
は、高いコントラストを実現できる充分に高いプレチル
ト角(例えば、10度以上)が再現性良く均一に得られ
ないこと、及び250℃以上の高い温度で乾燥硬化する
必要がある等の製造上不利な問題がある。特にカラー表
示を実現するために、カラーフィルター付き基板を使用
する場合、250℃以上の温度で配向膜の乾燥硬化を行
うとカラーフィルター等の性能を著しく劣化するなどの
問題がある。また、STN液晶表示用に種々の高プレチ
ルト配向膜が研究され、250℃以下の比較的低い温度
で硬化が可能なものも開発されている。そして、これら
の配向膜の中には、STN液晶に対して、比較的高いプ
レチルト角を付与できるものも有るが、強誘電性液晶に
対しては高いプレチルト角を付与することはできない。
あるいは、ある程度高いプレチルト角を付与できても極
めて再現性が悪く実用に適さない。
Further, Japanese Patent Laid-Open No. 3-6529 discloses the use of a polyimide film having a specific molecular structure as an alignment film. In a ferroelectric liquid crystal device using this alignment film, a relatively stable uniform alignment can be obtained and a certain degree of effect on the contrast is recognized, but a liquid crystal with large spontaneous polarization (eg, 5 nc or more) or a large tilt angle. When a liquid crystal (for example, 15 degrees or more) is used, there is a problem that when the multiplex driving is performed by the simple matrix method, the twist alignment is stabilized and sufficient contrast cannot be obtained. Further, in order to form the above-mentioned polyimide film, it is necessary to dry and cure at a high temperature of 250 ° C. or higher, which is disadvantageous in manufacturing. In recent years, an attempt has been made to make a ferroelectric liquid crystal display device with high contrast by using an alignment film with high pretilt. For example, Japanese Journal of Applied Physics Vol. 28 (1989) March issue,
On pages 524 to 529, it is reported that a ferroelectric liquid crystal element using a high-pretilt alignment film exhibits good contrast, and further, the Institute of Electronics, Information and Communication Engineers Technical Report EID
91-47 also states that high contrast can be obtained in a ferroelectric liquid crystal cell by using a high pretilt alignment film. However, when the alignment film used here is used, in combination with a practical ferroelectric liquid crystal, a sufficiently high pretilt angle (for example, 10 degrees or more) capable of realizing high contrast can be uniformly obtained with good reproducibility. However, there are disadvantages in manufacturing such as the absence of the above and the need to dry and cure at a high temperature of 250 ° C. or higher. In particular, when a substrate with a color filter is used to realize color display, there is a problem that the performance of the color filter or the like is significantly deteriorated when the alignment film is dried and cured at a temperature of 250 ° C. or higher. Further, various high pretilt alignment films for STN liquid crystal display have been studied, and those which can be cured at a relatively low temperature of 250 ° C. or lower have been developed. Some of these alignment films can give a relatively high pretilt angle to the STN liquid crystal, but cannot give a high pretilt angle to the ferroelectric liquid crystal.
Alternatively, even if a high pretilt angle can be given to some extent, reproducibility is extremely poor and it is not suitable for practical use.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】表示品質が良好な液晶
表示素子で、特にコントラストの高い強誘電性液晶表示
素子を得るには、高いプレチルト角が再現性良く得られ
ること、そしてカラーフィルターを用いたカラー液晶素
子に対しては、配向膜を硬化させるための加熱がカラー
フィルター基板を損傷させることのないように比較的低
温で硬化することができ且つ上記高プレチルト角を付与
し得る配向膜が必要である。
In order to obtain a liquid crystal display device having a good display quality, particularly a ferroelectric liquid crystal display device having a high contrast, it is necessary to obtain a high pretilt angle with good reproducibility and use a color filter. For the color liquid crystal device, an alignment film that can be cured at a relatively low temperature and that can impart the above-described high pretilt angle so that heating for curing the alignment film does not damage the color filter substrate. is necessary.

【0010】本発明は、製造が容易で、比較的低い温度
で硬化可能で高いプレチルト角を示す配向膜を有する高
いコントラスト表示が可能な液晶表示素子を提供するこ
とを目的とする。また本発明は、カラーフィルター基板
を用いた多色表示可能な強誘電性液晶表示素子を提供す
ることを目的とする。
An object of the present invention is to provide a liquid crystal display device which is easy to manufacture, can be cured at a relatively low temperature, and has an alignment film showing a high pretilt angle and which can perform high contrast display. It is another object of the present invention to provide a ferroelectric liquid crystal display device using a color filter substrate and capable of multicolor display.

【0011】さらに本発明は、マルチプレックス駆動に
適したポリイミド配向膜を有する液晶表示素子を提供す
ることを目的とする。
A further object of the present invention is to provide a liquid crystal display device having a polyimide alignment film suitable for multiplex driving.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上記目的は、透明電極、
および配向膜が、この順で積層された透明電極基板を二
枚、それぞれの配向膜を内側にして配置し、その間に液
晶を封入してなる液晶表示素子において、少なくとも一
方の配向膜が、分子構造中に弗素原子を有するポリイミ
ド[1]の前駆体と下記の一般式(A)〜(C):
[Means for Solving the Problems] The above object is to provide a transparent electrode,
In the liquid crystal display element in which two transparent electrode substrates in which the alignment film and the alignment film are laminated in this order, each alignment film is placed inside, and liquid crystal is sealed between them, at least one alignment film is a molecule. A precursor of polyimide [1] having a fluorine atom in its structure and the following general formulas (A) to (C):

【0013】[0013]

【化3】 [ただし、nは、4〜24の範囲の整数を表わし、R1
は、炭素原子数2〜24の二価の有機基を表わし、Y
は、−O−、−COO−、−OCOO−又は−CONH
−を表わし、R2 は、炭素原子数1〜6の有機基を表わ
し、R3 は、炭素原子数1〜6の有機基を表わし、R4
は、二価の有機基を表わし、mは、1〜20の範囲の整
数を表わし、そしてpは、2〜24の範囲の整数を表わ
す。]で表わされる構造の少なくとも一つを主鎖骨格中
に有するポリイミド[2]またはその前駆体とを含む混
合物の硬化膜であることを特徴とする液晶表示素子によ
り達成することができる。
[Chemical 3] [However, n represents an integer in the range of 4 to 24, and R 1
Represents a divalent organic group having 2 to 24 carbon atoms, and Y
Is -O-, -COO-, -OCOO- or -CONH
Represents-, R 2 represents an organic group having 1 to 6 carbon atoms, R 3 represents an organic group having 1 to 6 carbon atoms, R 4
Represents a divalent organic group, m represents an integer in the range of 1 to 20, and p represents an integer in the range of 2 to 24. ] It can be achieved by a liquid crystal display element characterized by being a cured film of a mixture containing a polyimide [2] having at least one of the structures represented by the above in the main chain skeleton or a precursor thereof.

【0014】本発明の液晶表示素子の好ましい態様は以
下の通りである。 1)該ポリイミド[1]が、下記の一般式(D):
Preferred embodiments of the liquid crystal display device of the present invention are as follows. 1) The polyimide [1] has the following general formula (D):

【0015】[0015]

【化4】 [ただし、R5 は、四価の有機基を表わし、そしてX
は、O、CH2 またはSを表わす。]で表わされる繰り
返し単位からなっている上記液晶表示素子。
[Chemical 4] [Wherein R 5 represents a tetravalent organic group, and X 5
Represents O, CH 2 or S. ] The said liquid crystal display element which consists of a repeating unit represented by these.

【0016】2)該ポリイミド[1]が、該ポリイミド
を配向膜に用いた時に、液晶に10度以上のプレチルト
角を付与し得る性質を有している上記液晶表示素子。
2) The liquid crystal display device as described above, wherein the polyimide [1] has a property of giving a pretilt angle of 10 degrees or more to the liquid crystal when the polyimide is used for an alignment film.

【0017】3)該ポリイミド[1]は、該ポリイミド
[1]の前駆体を280℃以上の温度で硬化して得られ
る高分子を配向膜に用い、該配向膜のラビング処理の方
向が平行で向きが反対になるように上下基板を組み合わ
せたセルにおいて、該液晶素子に使用する液晶のネマチ
ック相あるいはスメクチック相中の液晶分子が示すプレ
チルト角(基板と液晶分子長軸とがなす角)を10度以
上とする性質を有している上記液晶表示素子。
3) The polyimide [1] uses a polymer obtained by curing the precursor of the polyimide [1] at a temperature of 280 ° C. or higher as an alignment film, and the rubbing directions of the alignment film are parallel. In a cell in which upper and lower substrates are combined so that the directions are opposite to each other, the pretilt angle (the angle formed between the substrate and the long axis of the liquid crystal molecule) of the liquid crystal molecules in the nematic phase or smectic phase of the liquid crystal used in the liquid crystal element is The above liquid crystal display device having a property of being 10 degrees or more.

【0018】4)該ポリイミド[1]と該ポリイミド
[2]との混合比は、重量比で10〜99:90〜1
(ポリイミド[1]:ポリイミド[2])の範囲にある
ことを特徴とする上記液晶表示素子。
4) The mixing ratio of the polyimide [1] and the polyimide [2] is 10 to 99:90 to 1 by weight.
(Polyimide [1]: Polyimide [2]) The above liquid crystal display device.

【0019】5)該ポリイミド[2]が、上記の(A)
〜(C)の構造のいずれかを主鎖骨格中に10重量%以
上含んでいることを特徴とする上記液晶表示素子。
5) The polyimide [2] is the above (A).
The liquid crystal display device as described above, wherein the main chain skeleton contains any one of structures (1) to (C) in an amount of 10% by weight or more.

【0020】6)該ポリイミド[2]がポリイミド
[1]及びその前駆体と相溶性を有することを特徴とす
る上記液晶表示素子。
6) The liquid crystal display device, wherein the polyimide [2] is compatible with the polyimide [1] and its precursor.

【0021】7)該ポリイミド[1]は、200℃以下
にガラス転移点を持たず、且つ該ポリマー[2]は20
0℃以下にガラス転移点を有することを特徴とする上記
液晶表示素子。
7) The polyimide [1] does not have a glass transition point below 200 ° C., and the polymer [2] has a glass transition point of 20.
The above liquid crystal display device having a glass transition point at 0 ° C. or lower.

【0022】8)該液晶が、強誘電性液晶であることを
特徴とする上記液晶表示素子。
8) The liquid crystal display device, wherein the liquid crystal is a ferroelectric liquid crystal.

【0023】尚、上記プレチルト角は、上記ポリイミド
の前駆体(ポリアミド酸)を280℃にてイミド化させ
て形成した配向膜にラビング処理を行ない、該配向膜の
ラビング処理の方向が平行で向きが反対になるように上
下基板を組み合わせたセル内に、該液晶素子に使用する
液晶を注入し、液晶分子長軸と基板表面とのなす角をい
のネマチック相あるいはスメクチック相中の液晶分子が
クリスタルローテーション法にて測定することにより決
定した。但し、使用する液晶がネマチック液晶の場合は
室温で、強誘電性液晶の場合はスメクチックA相に転移
する温度まで昇温し、スメクチックA相がない場合はネ
マチック相(コレステリック相)に転移する温度まで昇
温して測定した。また、プレチルト角の評価に用いる液
晶は、実際に液晶素子に注入する液晶を使用することが
好ましい。分子構造が異なる液晶では、プレチルト角も
異なるため素子の正確なプレチルト角は測定できない。
The pretilt angle is measured by rubbing an alignment film formed by imidizing the polyimide precursor (polyamic acid) at 280 ° C., and the rubbing directions of the alignment film are parallel to each other. Liquid crystal used in the liquid crystal element is injected into a cell in which upper and lower substrates are combined so that the liquid crystal molecules in the nematic phase or the smectic phase form an angle between the long axis of the liquid crystal molecule and the substrate surface. It was determined by measuring by the crystal rotation method. However, when the liquid crystal used is nematic liquid crystal, it is heated to room temperature, when it is a ferroelectric liquid crystal, it is heated to a temperature at which it transitions to a smectic A phase, and when there is no smectic A phase, it is at a temperature at which it transitions to a nematic phase (cholesteric phase). The temperature was raised to and measured. Further, as the liquid crystal used for evaluating the pretilt angle, it is preferable to use the liquid crystal that is actually injected into the liquid crystal element. In liquid crystals having different molecular structures, the pretilt angle is different, so that the accurate pretilt angle of the device cannot be measured.

【0024】[発明の構成]本発明の液晶表示素子は、
透明電極および配向膜が積層された透明電極基板を二枚
の間に液晶を封入された基本構造を有する。本発明の配
向膜は、異なる分子構造を有する二種のポリイミドから
なる膜であって、分子構造中に弗素原子を有するポリイ
ミド[1]の前駆体と上記の(A)〜(C)の構造の少
なくとも一つを主鎖骨格中に有するポリイミド[2]ま
たはその前駆体とを含む混合物を硬化することによって
得られる膜である。
[Constitution of the Invention] The liquid crystal display device of the present invention comprises:
It has a basic structure in which a liquid crystal is sealed between two transparent electrode substrates having a transparent electrode and an alignment film laminated thereon. The alignment film of the present invention is a film composed of two kinds of polyimides having different molecular structures, and comprises a precursor of polyimide [1] having a fluorine atom in the molecular structure and the above structures (A) to (C). A film obtained by curing a mixture containing polyimide [2] having at least one of the above in the main chain skeleton or a precursor thereof.

【0025】添付図面を参照しながら本発明の液晶表示
素子の構成について詳しく説明する。図1は、本発明の
液晶表示素子の一例の断面図である。
The structure of the liquid crystal display device of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a sectional view of an example of the liquid crystal display element of the present invention.

【0026】透明基板1a、1b上に、透明電極2a、
2b、絶縁膜3a、3bおよび配向膜4a、4bが、そ
れぞれこの順に積層され、二枚の透明電極基板を構成し
ている。二枚の透明電極基板はそれぞれ配向膜4a、4
bを向い合せるように配置され、その間に強誘電性液晶
5が封入されている。透明電極2a、2bには、それぞ
れ透明基板1a上および1b上に表示パターンの形で形
成されている。
On the transparent substrates 1a and 1b, the transparent electrodes 2a,
2b, insulating films 3a and 3b, and alignment films 4a and 4b are respectively laminated in this order to form two transparent electrode substrates. The two transparent electrode substrates are oriented films 4a and 4 respectively.
The ferroelectric liquid crystal 5 is enclosed between them so as to face each other. The transparent electrodes 2a and 2b are formed in the form of display patterns on the transparent substrates 1a and 1b, respectively.

【0027】透明電極2a、2bは、一般にストライプ
状に形成されており、その際ストライブの形が互いに直
交するように形成されている。これによりマトリックス
表示が可能となる。また、上記透明電極は、一方のみス
トライプ状に形成されていてもよい。上記配向膜は、表
面がラビング処理されており、二枚の透明電極基板を貼
り合わせる際は、ラビング方向が略平行で且つ同一方向
となるように行うことが好ましい。ただし、用途により
ラビング方向が平行で反対方向になるように、基板を貼
り合わせても良い。
The transparent electrodes 2a and 2b are generally formed in a stripe shape, and the stripes are formed so that the stripe shapes are orthogonal to each other. This allows matrix display. Further, the transparent electrode may be formed in a stripe shape only on one side. The surface of the alignment film is subjected to rubbing treatment, and when two transparent electrode substrates are bonded together, it is preferable that the rubbing directions are substantially parallel and the same direction. However, the substrates may be attached so that the rubbing directions are parallel and opposite to each other depending on the application.

【0028】本発明の液晶表示素子では、上記配向膜4
aおよび4bの少なくとも一方が、分子構造中に弗素原
子を有するポリイミド[1]の前駆体と上記の(A)〜
(C)の構造の少なくとも一つ分子構造中に有するポリ
イミド[2]またはその前駆体とを含む混合物の硬化膜
からなっている。これらのポリイミドは互いに、異なる
分子構造を有しており、ポリイミド[1]は、200℃
以下にガラス転移点を持たず、且つポリマー[2]は2
00℃以下にガラス転移点を有することが好ましい。そ
して、上記分子構造中に弗素原子を有するポリイミド
[1]は、配向膜とした時に、使用する液晶に10度以
上のプレチルト角を付与し得る性質を有することが好ま
しい。
In the liquid crystal display device of the present invention, the alignment film 4 is used.
At least one of a and 4b is a precursor of polyimide [1] having a fluorine atom in its molecular structure and the above (A) to
It comprises a cured film of a mixture containing at least one of the structures of (C) in the molecular structure of polyimide [2] or its precursor. These polyimides have different molecular structures, and polyimide [1] has a temperature of 200 ° C.
The polymer [2] does not have a glass transition point below and is 2
It is preferable to have a glass transition point below 00 ° C. The polyimide [1] having a fluorine atom in the molecular structure preferably has a property of imparting a pretilt angle of 10 degrees or more to the liquid crystal used when it is used as an alignment film.

【0029】上記分子構造中に弗素原子を有するポリイ
ミド[1]を形成するためのポリイミド前駆体と、上記
の(A)〜(C)構造の少なくとも一つを分子骨格中に
有するポリイミド[2]またはその前駆体との混合物を
高温で硬化させ(イミド化させ)、これにより本発明の
配向膜を得る。
A polyimide precursor for forming a polyimide [1] having a fluorine atom in the molecular structure, and a polyimide [2] having at least one of the structures (A) to (C) in the molecular skeleton. Alternatively, the mixture with the precursor thereof is cured (imidized) at a high temperature to obtain the alignment film of the present invention.

【0030】分子構造中に弗素原子を有するポリイミド
[1]で、特に剛直な主鎖構造を有するポリイミドの場
合には、配向膜として使用すると比較的高いプレチルト
角(好ましくは10度以上)が得られる。しかしこのよ
うなポリイミドは、ガラス点移転が200℃よりはるか
に高いか不明確なものが多く、イミド化するためには通
常高い加熱温度(250℃以上)を必要とする。すなわ
ち、イミド化が不充分な場合には高いプレチルト角が得
られないことが多く、イミド化率の上昇につれてプレチ
ルト角も高くなる傾向がある。一方、上記(A)〜
(C)の構造の少なくとも一つを分子構造中に有するポ
リイミド[2]は、比較的柔軟な分子構造を有している
ため、ガラス点移転が200℃以下にあることが多くイ
ミド化温度も比較的低い。
In the case of a polyimide [1] having a fluorine atom in its molecular structure, particularly a polyimide having a rigid main chain structure, a relatively high pretilt angle (preferably 10 degrees or more) is obtained when used as an alignment film. Be done. However, such polyimides often have a glass point transfer far higher than 200 ° C. or are unclear, and usually require a high heating temperature (250 ° C. or higher) for imidization. That is, when imidization is insufficient, a high pretilt angle is often not obtained, and the pretilt angle tends to increase as the imidization ratio increases. On the other hand, (A) to
Since the polyimide [2] having at least one of the structures of (C) in the molecular structure has a relatively flexible molecular structure, the glass point transfer is often 200 ° C. or lower, and the imidization temperature is also high. Relatively low.

【0031】これらの知見を基に、本発明者が更に検討
を行ったところ、前者の弗素原子を有するポリイミド
[1]の前駆体と、後者の(A)〜(C)の構造の少な
くとも一つを主鎖骨格中に有するポリイミド[2]また
はその前駆体との混合物を硬化することにより、前者の
ポリイミドの前駆体であるポリアミド酸のイミド化反応
を促進することができ、単独でイミド化するよりも低い
温度で前者のポリイミド前駆体のイミド化が可能となる
ことが判明した。即ち、弗素原子を有するポリイミド
[1](大きいプレチルト角を付与できる)の前駆体
と、上記(A)〜(C)の構造の少なくとも一つを主鎖
骨格中に有するポリイミド[2]またはその前駆体との
両方を使用することにより、従来困難であったポリイミ
ド[1]の前駆体のイミド化温度を低下させることが可
能となり、本発明の配向膜に到達した。本発明の配向膜
は、比較的低い硬化温度(イミド化温度)で、10〜4
0度の大きいプレチルト角が安定して得ることができ
(強誘電性液晶の場合はユニフォーム配向が得られ
る)、このため高いコントラストを示す液晶表示素子を
得ることができる。更に、本発明の配向膜は、前者の大
プレチルト角を付与できるポリイミドの加熱温度で硬化
した場合は、更に大きなプレチルト角を液晶に付与する
ことができ、その加熱温度より低い温度で硬化した場合
でも前者のポリイミド膜で得られるプレチルト角と同程
度のプレチルト角を得ることができる。
Based on these findings, the present inventor conducted further studies and found that the former precursor of polyimide [1] having a fluorine atom and at least one of the latter structures (A) to (C). By curing a polyimide [2] having one of the two in its main chain skeleton or a mixture thereof with a precursor thereof, the imidization reaction of the polyamic acid, which is the precursor of the former polyimide, can be promoted, and imidization alone can be performed. It was found that the former polyimide precursor can be imidized at a temperature lower than that. That is, a polyimide [1] precursor having a fluorine atom (which can impart a large pretilt angle) and a polyimide [2] having at least one of the structures (A) to (C) in the main chain skeleton, or By using both the precursor and the precursor, it was possible to lower the imidization temperature of the polyimide [1] precursor, which was difficult in the past, and the present invention reached the alignment film. The alignment film of the present invention has a relatively low curing temperature (imidization temperature) of 10 to 4
A large pretilt angle of 0 degree can be stably obtained (uniform alignment can be obtained in the case of a ferroelectric liquid crystal), and thus a liquid crystal display device exhibiting high contrast can be obtained. Furthermore, when the alignment film of the present invention is cured at a heating temperature of the polyimide capable of imparting the former large pretilt angle, it can impart an even larger pretilt angle to the liquid crystal and is cured at a temperature lower than the heating temperature. However, it is possible to obtain a pretilt angle similar to that obtained with the former polyimide film.

【0032】本発明の液晶表示素子は、図1に示したも
のだけでなく、スペーサーを使用したりなどの通常の液
晶表示素子について行なわれる態様が、すべて可能であ
る。特に、両配向膜間の間隙(すなわち液晶層の層厚)
を確保するためにスペーサーが使用されることは好まし
い。スペーサーとしては、ガラスファイバー、ガラス・
ビーズ、プラスチック・ビーズ、アルミナやシリカなど
の金属酸化物粒子が用いられる。スペーサーの粒径は、
用いられる液晶、配向膜材料、セルギャップの設定、ス
ペーサーとして用いる粒子などによって異なるが1.2
μmから6μmが一般的である。
The liquid crystal display element of the present invention is not limited to the one shown in FIG. 1, but all the modes which are carried out for a normal liquid crystal display element such as using a spacer are possible. In particular, the gap between both alignment films (that is, the layer thickness of the liquid crystal layer)
It is preferred that a spacer be used to ensure As the spacer, glass fiber, glass
Beads, plastic beads, metal oxide particles such as alumina and silica are used. The particle size of the spacer is
Depending on the liquid crystal used, alignment film material, cell gap setting, particles used as spacers, etc., 1.2
Generally, it is from 6 μm to 6 μm.

【0033】本発明の液晶表示素子は、例えば下記のよ
うにして製造することができる。本発明の透明基板とし
ては、例えば平滑性の良好なフロートガラスなどガラス
の他、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレ
フタレート等のポリエステル、エポキシ樹脂、フェノー
ル樹脂、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリスルホ
ン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルイミド、アセ
チルセルロース、ポリアミノ酸エステル、芳香族ポリア
ミド等の耐熱樹脂、ポリスチレン、ポリアクリル酸エス
テル、ポリメタクリル酸エステル、ポリアクリルアミ
ド、ポリエチレン、ポリプロピレン等のビニル系ポリマ
ー、ポリフッ化ビニリデン等の含フッ素樹脂及びそれら
の変性体等から形成されたプラスチックフィルムを挙げ
ることができる。
The liquid crystal display device of the present invention can be manufactured, for example, as follows. As the transparent substrate of the present invention, for example, glass such as float glass having good smoothness, polyester such as polyethylene terephthalate and polybutylene terephthalate, epoxy resin, phenol resin, polyimide, polycarbonate, polysulfone, polyether sulfone, polyetherimide , Heat-resistant resins such as acetyl cellulose, polyamino acid ester, aromatic polyamide, vinyl polymers such as polystyrene, polyacrylic acid ester, polymethacrylic acid ester, polyacrylamide, polyethylene, polypropylene, and fluorine-containing resins such as polyvinylidene fluoride A plastic film formed from a modified product of the above can be mentioned.

【0034】上記基板上には、常法によりストライブ状
あるいは格子状などの表示パターンの透明電極が形成さ
れる。透明電極としては、例えば、酸化インジウム(I
23 )、酸化スズ(SnO2)およびITO(インジ
ウム・スズ・オキサイド)等を挙げることができる。な
お、基板表面にカラーフィルターおよび保護層をこの順
に形成しても良い。また、上記透明電極上には、絶縁膜
が、スッパタリングなどにより形成されることが好まし
い。絶縁膜の材料としては、例えばSiO2 、TiO
2 、ZrO2及びTa25 を挙げることができる。
On the substrate, a transparent electrode having a display pattern such as a stripe pattern or a grid pattern is formed by a conventional method. As the transparent electrode, for example, indium oxide (I
Examples include n 2 O 3 ), tin oxide (SnO 2 ), and ITO (indium tin oxide). A color filter and a protective layer may be formed in this order on the surface of the substrate. Further, it is preferable that an insulating film is formed on the transparent electrode by spattering or the like. Examples of materials for the insulating film include SiO 2 and TiO 2 .
2 , ZrO 2 and Ta 2 O 5 can be mentioned.

【0035】上記透明電極(及び基板)上には、本発明
の配向膜が、例えば下記のようにして形成される。
On the transparent electrode (and the substrate), the alignment film of the present invention is formed, for example, as follows.

【0036】本発明の配向膜は、二種のポリイミド前駆
体(一方はポリイミドでも良い)の混合物を塗布後、硬
化させることにより得られる。二種のポリイミド前駆体
の一方は、分子構造中に弗素原子を有するポリイミド
[1]の前駆体(液晶に10度以上のプレチルト角を付
与し得るポリイミドを形成するためのポリイミド前駆体
(すなわちポリアミド酸))であり、もう一方は、下記
の一般式(A)〜(C):
The alignment film of the present invention is obtained by applying a mixture of two kinds of polyimide precursors (one of which may be polyimide) and then curing the mixture. One of the two kinds of polyimide precursors is a precursor of polyimide [1] having a fluorine atom in its molecular structure (a polyimide precursor for forming a polyimide capable of imparting a pretilt angle of 10 degrees or more to a liquid crystal (that is, polyamide). Acid)) and the other is represented by the following general formulas (A) to (C):

【0037】[0037]

【化5】 [ただし、nは、4〜24の範囲の整数を表わし、R1
は、炭素原子数2〜24の二価の有機基を表わし、Y
は、−O−、−COO−、−OCOO−又は−CONH
−を表わし、R2 は、炭素原子数1〜6の有機基を表わ
し、R3 は、炭素原子数1〜6の有機基を表わし、R4
は、二価の有機基を表わし、mは、1〜20の範囲の整
数を表わし、そしてpは、2〜24の範囲の整数を表わ
す。]で表わされる構造の少なくとも一つを主鎖骨格中
に有するポリイミド[2]またはその前駆体である。R
1 は、炭素原子数2〜24の二価の直鎖または分岐の炭
化水素基が好ましく、R2 は、炭素原子数2〜24の二
価の直鎖または分岐の炭化水素基が好ましく、特にエチ
レン及びプロピレンが好ましい。また、R3 及びR4
も、二価の直鎖または分岐の炭化水素基が好ましい。上
記弗素原子を有するポリイミド[1]は、200℃以下
にガラス転移点を持たず、且つ上記(A)〜(C)の構
造のいずれかを主鎖骨格中に有するポリマー[2]は2
00℃以下にガラス転移点を有することが好ましい。ま
た、ポリイミド[1]とポリイミド[2]又はその前駆
体との割合は、所望のプレチルト角が得られる範囲に設
定すれば良く、一般にポリイミド[1]とポリイミド
[2]との混合比は、重量比で10〜99:90〜1
(ポリイミド[1]:ポリイミド[2])の範囲が一般
的であり、20〜99:80〜1の範囲が好ましく、更
に、40〜97:60〜3の範囲が好ましい。さらに、
これら二種の混合物の硬化膜(配向膜)は、相溶状態を
示していることが好ましい。相溶状態は、混合した二種
以上のポリマーが相分離することなく分子単位で一様に
混合されている状態を言い、その確認は例えば混合され
たポリマーのガラス転移点を測定することにより以下の
ように行なわれる。混合ポリマーが、相分離している場
合は、用いたポリマーの個々のガラス転移点が測定され
るが、相溶している場合はポリマーの個々のガラス転移
点以外に、新しい相溶系のガラス転移点が出現し、測定
される。相溶系のガラス転移点は、混合された個々のポ
リマーのガラス転移点とその混合比によって決まる。本
発明の配向膜のガラス転移点は、上記二種のポリマーの
ガラス転移点の中間の値を一般に採ると考えられる。
[Chemical 5] [However, n represents an integer in the range of 4 to 24, and R 1
Represents a divalent organic group having 2 to 24 carbon atoms, and Y
Is -O-, -COO-, -OCOO- or -CONH
Represents-, R 2 represents an organic group having 1 to 6 carbon atoms, R 3 represents an organic group having 1 to 6 carbon atoms, R 4
Represents a divalent organic group, m represents an integer in the range of 1 to 20, and p represents an integer in the range of 2 to 24. ] It is polyimide [2] or its precursor which has at least one of the structures represented by this in a main chain skeleton. R
1 is preferably a divalent linear or branched hydrocarbon group having 2 to 24 carbon atoms, and R 2 is preferably a divalent linear or branched hydrocarbon group having 2 to 24 carbon atoms, and particularly preferably Ethylene and propylene are preferred. Also, R 3 and R 4
Also, a divalent linear or branched hydrocarbon group is preferable. The polyimide [1] having a fluorine atom does not have a glass transition point at 200 ° C. or lower, and the polymer [2] having any of the structures (A) to (C) in the main chain skeleton is 2
It is preferable to have a glass transition point below 00 ° C. Further, the ratio of the polyimide [1] to the polyimide [2] or its precursor may be set within a range in which a desired pretilt angle is obtained, and generally, the mixing ratio of the polyimide [1] and the polyimide [2] is 10 to 99:90 to 1 by weight
The range of (polyimide [1]: polyimide [2]) is general, the range of 20 to 99:80 to 1 is preferable, and the range of 40 to 97:60 to 3 is more preferable. further,
The cured film (alignment film) of the mixture of these two kinds preferably exhibits a compatible state. The compatible state refers to a state in which two or more kinds of mixed polymers are uniformly mixed in a molecular unit without phase separation, and the confirmation can be confirmed by, for example, measuring the glass transition point of the mixed polymers as follows. It is performed like. When the mixed polymer is phase-separated, the individual glass transition points of the used polymer are measured, but when they are compatible, in addition to the individual glass transition points of the polymer, the glass transition of the new compatible system Points appear and are measured. The glass transition point of the compatible system is determined by the glass transition points of the individual mixed polymers and their mixing ratio. It is considered that the glass transition point of the alignment film of the present invention generally takes an intermediate value between the glass transition points of the above two kinds of polymers.

【0038】上記分子構造中に弗素原子を有するポリイ
ミド[1]は、下記の一般式(D):
The polyimide [1] having a fluorine atom in the above molecular structure is represented by the following general formula (D):

【0039】[0039]

【化6】 [ただし、R5 は、四価の有機基を表わし、そしてX
は、O、CH2 またはSを表わす。]で表わされる繰り
返し単位からなることが好ましい。R4 が、四価の芳香
族基である場合、芳香族環上にメチル基、トリフルオロ
メチル基又はハロゲン原子が置換されていても良い。
尚、ポリイミド[1]は、分子量に制限はなく、オリゴ
マーあるいは、単量体を含むオリゴマーであっても良
い。
[Chemical 6] [Wherein R 5 represents a tetravalent organic group, and X 5
Represents O, CH 2 or S. ] It is preferable that it consists of the repeating unit represented by these. When R 4 is a tetravalent aromatic group, a methyl group, a trifluoromethyl group or a halogen atom may be substituted on the aromatic ring.
The polyimide [1] is not limited in molecular weight and may be an oligomer or an oligomer containing a monomer.

【0040】上記の分子構造中に弗素原子を有するポリ
イミド[1]の合成に用いられるテトラカルボン酸また
はその誘導体はテトラカルボン酸二無水物が好ましく、
例えば以下のものを挙げることができる。本発明はこれ
らに限定されるものではない。1,2,4,5−ベンゼ
ンテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4−ベンゼ
ンテトラカルボン酸二無水物、1,4−ビス(2,3−
ジカルボキシフェノキシ)ベンゼン二無水物、1,3−
ビス(2,3−ジカルボキシフェノキシ)ベンゼン二無
水物、1,2,4,5−ナフタレ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、1,4,5,8−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、2,6−ジクロロナフタレン−1,4,
5,8−テトラカルボン酸二無水物、2,7−シクロロ
ナフタレン−1,4,5,8−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、2,2’,3,3’−ジフェニルテトラカル
ボン酸二無水物、4,4’−ビス(3,4−ジカルボキ
シフェノキシ)ジフェニル二無水物、ビス(2,3−ジ
カルボキシフェニル)エーテル二無水物、4,4’−ビ
ス(2,3−ジカルボキシフェノキシ)ジフェニルエー
テル二無水物、4,4’−ビス(3,4−ジカルボキシ
フェノキシ)ジフェニルエーテル二無水物;ビス(3,
4−ジカルホキシフェニル)スルフィド二酸無水物、
4,4’−ビス(2,3−ジカルホキシフェノキシ)ジ
フェニルスルフィド二酸無水物、ビス(3,4−ジカル
ボキシフェニル)スルホン二無水物、4,4’−ビス
(2,3−ジカルボキシフェノキシ)ジフェニルスルホ
ン二無水物、4,4’−ビス(3,4−ジカルボキシフ
ェノキシ)ジフェニルスルホン二無水物、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、4,4−ビス(3,4−ジカルボキ
シフェノキシ)ベンゾフェノン二無水物、ビス(2,3
−ジカルボキシフェニル)メタン二無水物、1,1−ビ
ス(3,4−ジカルボキシフェニル)エタン二無水物、
1,2−ビス(3,4−ジカルホキシフェニル)エタン
二無水物、2,2−ビス(2,3−ジカルボキシフェニ
ル)エタン二無水物、2,2ビス(3,4−ジカルボキ
シフェニル)エタン二無水物、2,2−ビス[4−
(2,3−ジカルボキシフェノキシ)フェニル]プロパ
ン二無水物、4−(2,3−ジカルボキシフェノキシ−
4’−(3,4−ジカルボキシフェノキシ)ジフェニル
−2,2−プロパン二無水物、2,2−ビス[4−
(3,4−ジカルボキシフェノキシ)−3,5−ジメチ
ルフェニル]]プロパン二無水物、2,3,4,5−チ
オフェンテトラカルボン酸二無水物、2,3,4,5−
ピロリジンテトラカルボン酸二無水物、2,3,5,6
−ピラジンテトラカルボン酸二無水物、1,8,9,1
0−フェナント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、
2,2−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)ヘキサ
フルオロプロパン二無水物、1,3−ビス(3,4−ジ
カルボキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン二無水
物、1,1,−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)
−1−フェニル−2,2,2−トリフルオロエタン二無
水物、2,2−ビス[4−(3,4−ジカルボキシフェ
ノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパン二無水物、
1,1−ビス[4−(3,4−ジカルボキシフェノキ
シ)フェニル]−1−フェニル−2,2,2−トリフル
オロエタン二無水物、4,4’−ビス[2−(3,4−
ジカルボキシフェニル)ヘキサフルオロイソプロピル]
ジフェニルエーテル二無水物、2,3,5−トリカルボ
キシシクロペンチル酢酸二無水物、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、5−(2,5−ジオキソテトラヒドロフリ
ル)−3−メチル−3−シクロヘキセンジカルボン酸二
無水物、ビシクロ[2,2,2]−オクト−7−エン−
2,3,5,6−テトラカルボン酸二無水物、3,5,
6−トリカルボキシノルボルナン−2−酢酸二無水物、
テトラヒドロフランテトラカルボン酸二無水物。これら
は一種のみ用いてもよいし、二種類以上を混合して用い
てもよい。
The tetracarboxylic acid or its derivative used in the synthesis of the polyimide [1] having a fluorine atom in the above molecular structure is preferably tetracarboxylic dianhydride.
For example, the following can be mentioned. The present invention is not limited to these. 1,2,4,5-benzenetetracarboxylic dianhydride, 1,2,3,4-benzenetetracarboxylic dianhydride, 1,4-bis (2,3-
Dicarboxyphenoxy) benzene dianhydride, 1,3-
Bis (2,3-dicarboxyphenoxy) benzene dianhydride, 1,2,4,5-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 1,2,5,6-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 1,4 , 5,8-Naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 2,3,6,7-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 2,6-dichloronaphthalene-1,4
5,8-Tetracarboxylic acid dianhydride, 2,7-Cyclolonaphthalene-1,4,5,8-tetracarboxylic acid dianhydride, 3,3 ', 4,4'-Diphenyltetracarboxylic acid dianhydride Substance, 2,2 ′, 3,3′-diphenyltetracarboxylic dianhydride, 4,4′-bis (3,4-dicarboxyphenoxy) diphenyl dianhydride, bis (2,3-dicarboxyphenyl) Ether dianhydride, 4,4′-bis (2,3-dicarboxyphenoxy) diphenyl ether dianhydride, 4,4′-bis (3,4-dicarboxyphenoxy) diphenyl ether dianhydride; bis (3
4-dicarfoxyphenyl) sulfide dianhydride,
4,4′-bis (2,3-dicaroxyphenoxy) diphenylsulfide dianhydride, bis (3,4-dicarboxyphenyl) sulfone dianhydride, 4,4′-bis (2,3-di) Carboxyphenoxy) diphenylsulfone dianhydride, 4,4′-bis (3,4-dicarboxyphenoxy) diphenylsulfone dianhydride, 3,3 ′,
4,4'-benzophenone tetracarboxylic dianhydride,
2,2'3,3'-benzophenone tetracarboxylic dianhydride, 2,3 ', 3,4'-benzophenone tetracarboxylic dianhydride, 4,4-bis (3,4-dicarboxyphenoxy) benzophenone Dianhydride, bis (2,3
-Dicarboxyphenyl) methane dianhydride, 1,1-bis (3,4-dicarboxyphenyl) ethane dianhydride,
1,2-bis (3,4-dicarboxoxyphenyl) ethane dianhydride, 2,2-bis (2,3-dicarboxyphenyl) ethane dianhydride, 2,2bis (3,4-dicarboxy) Phenyl) ethane dianhydride, 2,2-bis [4-
(2,3-Dicarboxyphenoxy) phenyl] propane dianhydride, 4- (2,3-dicarboxyphenoxy-
4 '-(3,4-dicarboxyphenoxy) diphenyl-2,2-propane dianhydride, 2,2-bis [4-
(3,4-Dicarboxyphenoxy) -3,5-dimethylphenyl]] propane dianhydride, 2,3,4,5-thiophenetetracarboxylic acid dianhydride, 2,3,4,5-
Pyrrolidine tetracarboxylic dianhydride, 2,3,5,6
-Pyrazine tetracarboxylic dianhydride, 1,8,9,1
0-phenanthrenetetracarboxylic dianhydride, 3,
4,9,10-perylenetetracarboxylic dianhydride,
2,2-bis (3,4-dicarboxyphenyl) hexafluoropropane dianhydride, 1,3-bis (3,4-dicarboxyphenyl) hexafluoropropane dianhydride, 1,1, -bis (3 , 4-dicarboxyphenyl)
-1-phenyl-2,2,2-trifluoroethane dianhydride, 2,2-bis [4- (3,4-dicarboxyphenoxy) phenyl] hexafluoropropane dianhydride,
1,1-bis [4- (3,4-dicarboxyphenoxy) phenyl] -1-phenyl-2,2,2-trifluoroethane dianhydride, 4,4′-bis [2- (3,4 −
Dicarboxyphenyl) hexafluoroisopropyl]
Diphenyl ether dianhydride, 2,3,5-tricarboxycyclopentyl acetic acid dianhydride, cyclopentane tetracarboxylic dianhydride, cyclobutane tetracarboxylic dianhydride, 5- (2,5-dioxotetrahydrofuryl) -3 -Methyl-3-cyclohexene dicarboxylic acid dianhydride, bicyclo [2,2,2] -oct-7-ene-
2,3,5,6-tetracarboxylic dianhydride, 3,5
6-tricarboxynorbornane-2-acetic acid dianhydride,
Tetrahydrofuran tetracarboxylic dianhydride. These may be used alone or in combination of two or more.

【0041】上記の中で、テトラカルボン酸またはその
誘導体としては、1,2,4,5−ベンゼンテトラカル
ボン酸二無水物(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、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)エーテル二
無水物、2,2−ビス(3,4−ジカルボキシフェニ
ル)ヘキサフルオロプロパン二無水物、2、2−ビス
[4−(3、4−ジカルボキシフェノキシ)フェニル]
ヘキサフルオロプロパン、1,4,5,8−ナフタレン
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、およびシクロペンタンテトラカルボン酸
二無水物が好ましい。
Among the above, as tetracarboxylic acid or its derivative, 1,2,4,5-benzenetetracarboxylic dianhydride (pyromellitic dianhydride), 3,3 '
4,4'-diphenyltetracarboxylic dianhydride, 3,
3'4,4'-benzophenone tetracarboxylic dianhydride, bis (3,4-dicarboxyphenyl) ether dianhydride, 2,2-bis (3,4-dicarboxyphenyl) hexafluoropropane dianhydride 2,2-bis [4- (3,4-dicarboxyphenoxy) phenyl]
Hexafluoropropane, 1,4,5,8-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, cyclobutanetetracarboxylic dianhydride, and cyclopentanetetracarboxylic dianhydride are preferred.

【0042】またジアミン化合物としては、分子内に弗
素原子を有するものが好ましい。フッ素原子を有するジ
アミンとしては、例えば、2,2−ビス[4−(4−ア
ミノフェノキシ)フエニル]ヘキサフルオロプロパン、
2,2−ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニ
ル]ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス[4−(2
−アミノフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパ
ン、2,2−ビス[4−(2−アミノフェノキシ)3,
5−ジメチルフェニル]ヘキサフルオロプロパン、p−
ビス(4−アミノ−2−トリフルオロメチルフェノキ
シ)ベンゼン、4,4’−ビス(4−アミノ−2−トリ
フルオロメチルフェノキシ)ビフエニル、4,4’−ビ
ス(4−アミノ−3−トリフルオロメチルフェノキシ)
ビフェニル、4,4’−ビス(4−アミノ−2−トリフ
ルオロメチルフェノキシ)ジフェニルスルホン、4,
4’−ビス(3−アミノ−5−トリフルオロメチルフェ
ノキシ)ジフェニルスルホン、2,2−ビス[4−(4
−アミノ−2−トリフルオロメチルフェノキシ)フェニ
ル]ヘキサフルオロプロパン及び4,4’−ビス[(4
−アミノフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパ
ンなどを挙げることができる。
As the diamine compound, those having a fluorine atom in the molecule are preferable. Examples of the diamine having a fluorine atom include 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] hexafluoropropane,
2,2-bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] hexafluoropropane, 2,2-bis [4- (2
-Aminophenoxy) phenyl] hexafluoropropane, 2,2-bis [4- (2-aminophenoxy) 3,
5-dimethylphenyl] hexafluoropropane, p-
Bis (4-amino-2-trifluoromethylphenoxy) benzene, 4,4′-bis (4-amino-2-trifluoromethylphenoxy) biphenyl, 4,4′-bis (4-amino-3-trifluoro) Methylphenoxy)
Biphenyl, 4,4'-bis (4-amino-2-trifluoromethylphenoxy) diphenyl sulfone, 4,
4'-bis (3-amino-5-trifluoromethylphenoxy) diphenyl sulfone, 2,2-bis [4- (4
-Amino-2-trifluoromethylphenoxy) phenyl] hexafluoropropane and 4,4'-bis [(4
-Aminophenoxy) phenyl] hexafluoropropane and the like.

【0043】特に、以下のものを使用することが好まし
い。 B−1 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 B−2 2,2−ビス[4−(4−アミノフェニルチ
オ)フェニル)ヘキサフルオロプロパン B−3 2,2−ビス[4−(4−アミノベンジル)
フェニル)ヘキサフルオロプロパン
In particular, it is preferable to use the following. B-1 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl) hexafluoropropane B-2 2,2-bis [4- (4-aminophenylthio) phenyl) hexafluoropropane B-3 2, 2-bis [4- (4-aminobenzyl)
Phenyl) hexafluoropropane

【0044】上記ジアミンの合成例を以下に示す。An example of the synthesis of the above diamine is shown below.

【0045】B−3の合成 2,2−ビス[4−(4−フタルイミドベンゾイル)フ
ェニル]へキサフルオロプロパン4.0g(0.005
モル)をジエチレングリコール30ml中、ヒドラジン
−水和物2.53g(0.05モル)、水酸化カルウム
2.81g(0.05モル)の存在下、215〜225
℃で4時間の攪拌後、水に投入し、クロロホルムによる
抽出物をカラムクロマトグラフ法(酢酸エチルエステル
〜シリカゲル)で精製することによりジアミン化合物B
−3を1.50g(0.00292モル)得た。
Synthesis of B-3 2,2-bis [4- (4-phthalimidobenzoyl) phenyl] hexafluoropropane 4.0 g (0.005)
215 to 225 in the presence of 2.53 g (0.05 mol) of hydrazine monohydrate and 2.81 g (0.05 mol) of calcium hydroxide in 30 ml of diethylene glycol.
After stirring for 4 hours at 0 ° C., the mixture was poured into water, and the extract with chloroform was purified by column chromatography (acetic acid ethyl ester to silica gel) to obtain the diamine compound B
-3 was obtained 1.50 g (0.00292 mol).

【0046】上記一般式(D)の繰り返し単位を有する
ポリイミドの前駆体は、例えば、上記ジアミン化合物と
テトラカルボン酸二無水物とをN,N’−ジメチルホル
ムアミド、N,N’−ジメチルアセトアミドあるいはN
−メチルピロリドン等の溶剤中で混合することにより容
易に得られることができる。
Examples of the polyimide precursor having the repeating unit represented by the general formula (D) include, for example, N, N'-dimethylformamide, N, N'-dimethylacetamide or the diamine compound and tetracarboxylic dianhydride. N
It can be easily obtained by mixing in a solvent such as methylpyrrolidone.

【0047】上記一般式(D)で表される結合単位を有
するポリイミドの前駆体の合成例を以下に示す。B−3
のジアミン化合物7.02g(0.0137モル)のN
−メチル−2−ピロリドン90g溶液に、1,2,4,
5−ベンゼンテトラカルボン酸二無水物2.98g
(0.137モル)を加え室温で6時間攪拌して10w
t%のポリイミド前駆体溶液を得た。
An example of synthesizing a polyimide precursor having a bonding unit represented by the above general formula (D) is shown below. B-3
Diamine compound of 7.02 g (0.0137 mol) of N
-Methyl-2-pyrrolidone 90 g solution, 1, 2, 4,
5-benzenetetracarboxylic dianhydride 2.98 g
(0.137 mol) was added and stirred at room temperature for 6 hours, then 10
A t% polyimide precursor solution was obtained.

【0048】一方、前記の(A)〜(C)の構造の少な
くとも一つを主鎖骨格中に有するポリイミド[2]は、
これらの構造を分子構造中に10重量%以上含んでいる
ことが好ましい。
On the other hand, the polyimide [2] having at least one of the structures (A) to (C) in the main chain skeleton is
It is preferable that these structures are contained in the molecular structure in an amount of 10% by weight or more.

【0049】更に、上記ポリイミド[2]は、下記の材
料からなるポリイミドであることがが好ましい。
Further, the polyimide [2] is preferably a polyimide made of the following materials.

【0050】このようなポリイミドは、テトラカルボン
酸またはその誘導体とジアミン化合物とから得られるポ
リアミック酸(前駆体)を脱水縮合させることにより得
られる。この合成に用いられるジアミン及びテトラカル
ボン酸またはその誘導体であるテトラカルボン酸二無水
物は、上記の(A)〜(C)の構造をテトラカルボン酸
またはその誘導体あるいはジアミン化合物のいずれか一
方に含まれていれば良く(両方に含まれていても良い
が)、他方は前記ポリイミド[1]の合成に用いられる
テトラカルボン酸化合物及びその誘導体、及びジアミン
化合物をることが好ましく、更にジアミン化合物の分子
中に含まれていることが好ましい。
Such a polyimide can be obtained by dehydration condensation of a polyamic acid (precursor) obtained from a tetracarboxylic acid or its derivative and a diamine compound. The dicarboxylic acid and the tetracarboxylic acid dianhydride which is the tetracarboxylic acid or its derivative used for this synthesis contain the structure of said (A)-(C) in either tetracarboxylic acid or its derivative or a diamine compound. It is sufficient that it is contained (both contained in both), and the other is preferably a tetracarboxylic acid compound and its derivative used in the synthesis of the polyimide [1], and a diamine compound. It is preferably contained in the molecule.

【0051】ジアミン化合物としては、As the diamine compound,

【0052】[0052]

【化7】 [ただし、nは、8〜20の範囲の整数を表わす。][Chemical 7] [However, n represents an integer in the range of 8 to 20. ]

【0053】[0053]

【化8】 [ただし、Rは、水素原子、CH3 またはCF3 を表わ
し、そしてnは、3〜18の範囲の整数を表わす。]
[Chemical 8] [Wherein R represents a hydrogen atom, CH 3 or CF 3 , and n represents an integer in the range of 3 to 18]. ]

【0054】[0054]

【化9】 [ただし、Rは、水素原子またはCH3 を表わし、そし
てnは、1〜4の範囲の整数を表わす。]
[Chemical 9] [Wherein R represents a hydrogen atom or CH 3 and n represents an integer in the range of 1 to 4. ]

【0055】[0055]

【化10】 [ただし、Rは、水素原子またはCH3 を表わし、そし
てnは、2〜18の範囲の整数を表わす。]
[Chemical 10] [Wherein R represents a hydrogen atom or CH 3 and n represents an integer in the range of 2 to 18]. ]

【0056】[0056]

【化11】 [ただし、Rは、炭素原子数2〜12の二価の有機基を
表わし、nは、1〜12の範囲の整数を表わし、そして
mは、0〜18の範囲の整数を表わす。]
[Chemical 11] [Wherein R represents a divalent organic group having 2 to 12 carbon atoms, n represents an integer in the range of 1 to 12, and m represents an integer in the range of 0 to 18]. ]

【0057】[0057]

【化12】 [ただし、Rは、炭素原子数2〜20の二価の脂肪族基
を表わし、そしてnは、1〜20の範囲の整数を表わ
す。]の中から少なくとも一種を用いることが好まし
い。
[Chemical 12] [Wherein R represents a divalent aliphatic group having 2 to 20 carbon atoms, and n represents an integer in the range of 1 to 20]. It is preferable to use at least one of the above.

【0058】テトラカルボン酸二無水物としては、As the tetracarboxylic dianhydride,

【0059】[0059]

【化13】 [ただし、R6 は、炭素原子数2〜20の二価の有機基
を表わし、そしてnは、1〜20の範囲の整数を表わ
す。]の中から少なくとも一種を用いることが好まし
い。
[Chemical 13] [Wherein R 6 represents a divalent organic group having 2 to 20 carbon atoms, and n represents an integer in the range of 1 to 20]. It is preferable to use at least one of the above.

【0060】本発明の配向膜は、例えば、ポリイミド前
駆体溶液を、上記二種のポリアミド酸(あるいはポリア
ミド酸とポリマー)をN、N−ジメチルホルムアミド、
N−メチル−2−ピロリドン、ジエチレングリコールモ
ノアルキルエーテル等のグリコール誘導体などの適当な
溶媒に溶かした溶液を調製する。この溶液には、前記成
分以外にも基板との接着を増したり、あるいは塗布液の
粘度を調整する、もしくは相溶性を改善する目的など
で、副成分として他の高分子重合体や有機金属などが添
加されていてもよい。上記ポリイミド前駆体溶液を、透
明電極上および露出した基板上に、スピンコーターなど
によって塗布し、常温〜150℃にて1〜120分(好
ましくは80〜120℃にて10〜60分)にて乾燥す
る。次いで、塗布膜は、150〜250℃で常圧又は減
圧下10分〜2時間、好ましくは150〜230℃で1
0分〜1時間加熱処理が行われる。加熱は、後の150
〜250℃、10分〜2時間だけでもよい。配向膜の膜
厚は、一般に3〜300nmであり、5〜100nmが
好ましい。
The alignment film of the present invention comprises, for example, a polyimide precursor solution and the above-mentioned two types of polyamic acid (or polyamic acid and polymer) in N, N-dimethylformamide,
A solution prepared by dissolving N-methyl-2-pyrrolidone, a glycol derivative such as diethylene glycol monoalkyl ether, or the like in a suitable solvent is prepared. In addition to the above-mentioned components, this solution may contain other high molecular weight polymers or organometals as sub-components for the purpose of increasing the adhesion to the substrate, adjusting the viscosity of the coating liquid, or improving the compatibility. May be added. The above polyimide precursor solution is applied onto the transparent electrode and the exposed substrate by a spin coater or the like, and at room temperature to 150 ° C for 1 to 120 minutes (preferably 80 to 120 ° C for 10 to 60 minutes). dry. Next, the coating film is heated at 150 to 250 ° C. under normal pressure or reduced pressure for 10 minutes to 2 hours, preferably at 150 to 230 ° C.
Heat treatment is performed for 0 minutes to 1 hour. Heating after 150
~ 250 ° C, 10 minutes to 2 hours only. The thickness of the alignment film is generally 3 to 300 nm, preferably 5 to 100 nm.

【0061】透明電極基板(および保護層)上に設けら
れたポリイミドの積層膜は、ナイロン、ポリエステル、
ポリアクリロニトリルのような合成繊維、綿、羊毛のよ
うな天然繊維などでラビング処理され、配向膜が形成さ
れる。ラビング処理は、STN(スーパーツイステッド
ネマティック)素子で採用されている方法を利用するこ
とができる。例えば、上下基板のラビングの一軸配向軸
が、平行に行うことが好ましい。その際のラビング方向
は、同一方向(パラレル)でも反対方向(アンチパラレ
ル)でも良い。
The polyimide laminated film provided on the transparent electrode substrate (and the protective layer) is made of nylon, polyester,
An alignment film is formed by rubbing a synthetic fiber such as polyacrylonitrile, cotton, or a natural fiber such as wool. For the rubbing treatment, the method adopted in STN (Super Twisted Nematic) element can be used. For example, rubbing of the upper and lower substrates is preferably performed in parallel with each other. The rubbing direction at that time may be the same direction (parallel) or the opposite direction (anti-parallel).

【0062】このようにして形成された本発明のポリイ
ミド配向膜により、液晶を大きなプレチルト角で配向さ
せることができる。特に、強誘電性液晶を、従来の配向
膜では不可能であったプレチルト角で、再現性良く安定
に配向させることができる。本発明の配向膜(パラレル
ラビング処理した)を有するセルに、強誘電性液晶を注
入すると、その液晶のスメチックC* 相における層構造
は、層の中央部で「く」の字に折れたシェブロン構造と
なる。そして、上下基板の表面では液晶は10〜35度
程度の角度で傾き、ユニフォームに配向している。しか
しながら、従来の配向膜では、強誘電性液晶を10度以
上の高いプレチルト角で再現性良く安定に配向させるこ
とは不可能である。特に、STN用に開発された高プレ
チルト配向膜を用いた場合でも5度程度のプレチルト角
を得られるに過ぎない。これは、強誘電性液晶の分子構
造とネマチック液晶の分子構造が大きく異なっているこ
とに起因するものと考えられる。下記の表に、従来の高
プレチルト配向膜を用いた場合のネマチック液晶のプレ
チルト角と強誘電性液晶のプレチルト角を比較した結果
を示す。ネマチック液晶(ZLI−2293、メルク社
製)を使用した場合には比較的高いプレチルト角が得ら
れるのに対し、強誘電性液晶(CS−1023、チッソ
(株)製)を使用した場合には低いプレチルト角を示
す。 ──────────────────────────────────── ポリイミド配向膜 プレチルト角 商品名(製造元) ZLI−2293 CS−1023 ──────────────────────────────────── PSI-A-2401 13.5 3.5 (チッソ石油化学(株)) RN-715 12.5 2.0 (日産化学(株)) RN-722 30.5 0.5 (日産化学(株)) ──────────────────────────────────── 上表から明らかなように、従来の配向膜を強誘電性液晶
の表示素子に用いた場合、上下基板表面での液晶分子の
傾きは5度以下であり、ツイスト配向となり易いため充
分なコントラストが得られない。
With the polyimide alignment film of the present invention thus formed, liquid crystal can be aligned with a large pretilt angle. In particular, the ferroelectric liquid crystal can be stably aligned with good reproducibility at a pretilt angle that cannot be obtained by the conventional alignment film. When a ferroelectric liquid crystal is injected into a cell having the alignment film (parallel rubbing treated) of the present invention, the layer structure in the smectic C * phase of the liquid crystal has a chevron shape that is folded in a V shape at the center of the layer. It becomes a structure. Then, on the surfaces of the upper and lower substrates, the liquid crystal is tilted at an angle of about 10 to 35 degrees and aligned in a uniform shape. However, with the conventional alignment film, it is impossible to stably align the ferroelectric liquid crystal with a high pretilt angle of 10 degrees or more with good reproducibility. In particular, even when a high pretilt alignment film developed for STN is used, a pretilt angle of about 5 degrees can only be obtained. It is considered that this is because the molecular structure of the ferroelectric liquid crystal and the molecular structure of the nematic liquid crystal are significantly different. The following table shows the result of comparison between the pretilt angle of the nematic liquid crystal and the pretilt angle of the ferroelectric liquid crystal when the conventional high pretilt alignment film is used. When a nematic liquid crystal (ZLI-2293, manufactured by Merck) is used, a relatively high pretilt angle is obtained, whereas when a ferroelectric liquid crystal (CS-1023, manufactured by Chisso Corporation) is used. It shows a low pretilt angle. ──────────────────────────────────── Polyimide alignment film Pretilt angle Product name (Manufacturer) ZLI-2293 CS -1023 ──────────────────────────────────── PSI-A-2401 13.5 3.5 ( Chisso Petrochemical Co., Ltd. RN-715 12.5 2.0 (Nissan Chemical Co., Ltd.) RN-722 30.5 0.5 (Nissan Chemical Co., Ltd.) ──────────── ───────────────────────── As is clear from the table above, when a conventional alignment film is used for a ferroelectric liquid crystal display element, The tilt of liquid crystal molecules on the surfaces of the upper and lower substrates is 5 degrees or less, and twist alignment is likely to occur, so that sufficient contrast cannot be obtained.

【0063】上記本発明の液晶表示素子が、従来の素子
に比べて高いコントラストを得られ易い点について添付
図面(図2〜5)を参照しながら説明する。図2は、本
発明の液晶表示素子(パラレルラビング処理した本発明
の配向膜を有する)のセル内の液晶分子の配向状態を摸
式的に示した模式図である。図2の(a)は、上の基板
21と下の基板22とに挟まれた液晶層の液晶分子の二
つの安定状態の内の一方の安定した配向状態を示してい
る。液晶層は、液晶分子層23が多数横に積層された構
造を有しており、それぞれの液晶分子層23は、図のよ
うに「く」の字形に折れ曲がったシェブロン構造を有し
ている。本発明の素子では、メモリー状態における液晶
分子24は、上下の基板との表面付近で基板に対して1
0〜35度程度チルト(傾いて)しており、上基板から
下基板にかけて連続したダイレクター(配向ベクトル)
分布(Uup)となっていると考えられる。25は、自発
分極を示している。図2の(b)は、上記ダイレクター
を液晶分子長軸が形成するコーンのその底面へ投影した
C−ダイレクター36の分布が示されている。図2の
(c)及び(d)は、もう一方の配向状態(ダイレクタ
ー分布(Udown))と、そのC−ダイレクター分布が示
されている。
The point that the liquid crystal display device of the present invention can easily obtain higher contrast than the conventional device will be described with reference to the accompanying drawings (FIGS. 2 to 5). FIG. 2 is a schematic diagram schematically showing the alignment state of liquid crystal molecules in the cell of the liquid crystal display device of the present invention (having the alignment film of the present invention subjected to parallel rubbing treatment). 2A shows one of the two stable states of the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer sandwiched between the upper substrate 21 and the lower substrate 22, which is a stable alignment state. The liquid crystal layer has a structure in which a large number of liquid crystal molecular layers 23 are laterally stacked, and each liquid crystal molecular layer 23 has a chevron structure bent in a V shape as shown in the figure. In the device of the present invention, the liquid crystal molecules 24 in the memory state are less than 1
It is tilted from 0 to 35 degrees and is a continuous director (orientation vector) from the upper substrate to the lower substrate.
It is considered to have a distribution (Uup). 25 shows spontaneous polarization. FIG. 2B shows the distribution of the C-director 36 obtained by projecting the director onto the bottom surface of the cone formed by the long axes of the liquid crystal molecules. 2C and 2D show the other orientation state (director distribution (Udown)) and its C-director distribution.

【0064】図3は、図2を上から見た図で、配向状態
のチルト角を表わしている。31及び32は、それぞれ
Uup及びUdownの時の基板法線方向から見た時の平均分
子軸に当たる。従って、この2つの平均分子軸31、3
2のなす角の1/2が、メモリー状態におけるチルト角
θU である。33及び34は、電解印加時の平均分子軸
であり、35は層法線方向である。
FIG. 3 is a view of FIG. 2 seen from above and shows the tilt angle in the alignment state. 31 and 32 correspond to the average molecular axes when viewed from the substrate normal direction in the case of Uup and Udown, respectively. Therefore, these two average molecular axes 31, 3
1/2 of the angle formed by 2 is the tilt angle θ U in the memory state. 33 and 34 are the average molecular axes at the time of electrolysis application, and 35 is the layer normal direction.

【0065】図4は、従来の液晶表示素子(パラレルラ
ビング処理した有機配向膜を有する)のセル内の液晶分
子の配向状態を摸式的に示した模式図である。図4の
(a)は、上の基板41と下の基板42とに挟まれた液
晶層の液晶分子の二つの安定状態の内の一方の安定した
配向状態を示している。液晶層は、液晶分子層43が多
数横に積層された構造を有しており、それぞれの液晶分
子層43は、図のように「く」の字形に折れ曲がったシ
ェブロン構造を有している。本発明の素子では、メモリ
ー状態における液晶分子44は、上下の基板との表面付
近で基板に対して0〜5度程度チルトしており、上基板
から下基板にかけて連続的にねじれたダイレクター分布
(T1 )となっていると考えられる。45は、自発分極
を示している。図4の(b)は、上記ダイレクターをコ
ーンのその底面へ投影したC−ダイレクター46の分布
が示されている。図4の(c)及び(d)は、もう一方
の配向状態(ダイレクター分布(T2 ))と、そのC−
ダイレクター分布が示されている。
FIG. 4 is a schematic diagram schematically showing an alignment state of liquid crystal molecules in a cell of a conventional liquid crystal display element (having an organic alignment film subjected to parallel rubbing treatment). FIG. 4A shows one of the two stable states of the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer sandwiched between the upper substrate 41 and the lower substrate 42, which is a stable alignment state. The liquid crystal layer has a structure in which a large number of liquid crystal molecular layers 43 are laterally stacked, and each liquid crystal molecular layer 43 has a chevron structure that is bent in a V shape as shown in the figure. In the device of the present invention, the liquid crystal molecules 44 in the memory state are tilted by about 0 to 5 degrees with respect to the substrates near the surfaces of the upper and lower substrates, and the director distribution is continuously twisted from the upper substrate to the lower substrate. (T1). 45 indicates spontaneous polarization. FIG. 4B shows the distribution of the C-directors 46 obtained by projecting the above directors onto the bottom surface of the cone. 4C and 4D show the other orientation state (director distribution (T2)) and its C-
The director distribution is shown.

【0066】図5は、図4を上から見た図で、配向状態
のチルト角を表わしている。51及び52は、それぞれ
Uup及びUdownの時の基板法線方向から見た時の平均分
子軸に当たる。従って、この2つの平均分子軸51、5
2のなす角の1/2が、メモリー状態におけるチルト角
θT である。53及び54は、電解印加時の平均分子軸
あり、55は層法線方向である。
FIG. 5 is a view of FIG. 4 seen from above and shows the tilt angle in the alignment state. 51 and 52 correspond to the average molecular axes when viewed from the substrate normal direction in Uup and Udown, respectively. Therefore, these two average molecular axes 51, 5
1/2 of the angle formed by 2 is the tilt angle θ T in the memory state. 53 and 54 are the average molecular axes at the time of electrolysis application, and 55 is the layer normal direction.

【0067】上記より、チルト角θU はチルト角θT
りはるかに大きいので、本発明の液晶表示素子は、従来
の素子に比べてメモリー状態でのコントラストが向上し
ている。
From the above, since the tilt angle θ U is much larger than the tilt angle θ T , the liquid crystal display device of the present invention has improved contrast in the memory state as compared with the conventional device.

【0068】上記のようにして製造された、透明基板、
透明電極および配向膜からなる透明電極基板二枚をそれ
ぞれの配向膜が内側になるようにして、間隙をあけて相
対させ、セルとする。この間隙の大きさ、すなわちセル
・ギャップは強誘電性液晶の場合0.5μm〜6μm程
度が一般的である。
A transparent substrate manufactured as described above,
Two transparent electrode substrates composed of a transparent electrode and an alignment film are made to face each other with their alignment films inside so as to form a cell. The size of this gap, that is, the cell gap is generally about 0.5 μm to 6 μm in the case of a ferroelectric liquid crystal.

【0069】次ぎに、このセル内に下記の液晶を注入、
封止した後に徐冷して液晶表示素子を作成する。
Next, the following liquid crystal was injected into this cell,
After sealing, the liquid crystal display element is prepared by gradually cooling.

【0070】本発明に用いられる上記液晶は従来より知
られているものが使用できる。また、本発明で用いられ
る好ましい液晶は、強誘電性液晶や、SBEモードで使
用できるものなどである。
As the above-mentioned liquid crystal used in the present invention, those conventionally known can be used. Further, preferable liquid crystals used in the present invention are ferroelectric liquid crystals and those usable in the SBE mode.

【0071】強誘電性を有する液晶は、具体的にはカイ
ラルスメクティクC相(SmC* )、H相(SmH
* )、I相(SmI* )、J相(SmJ* )、K相(S
mK* )、G相(SmG* )またはF相(SmF* )を
有する液晶である。たとえば、『高速液晶技術』(シー
エムシー発行)p. 127〜161 に記載されているような公
知の強誘電性液晶がすべて、本発明に使用することがで
きる。
The liquid crystal having ferroelectricity is specifically a chiral smectic C phase (SmC * ) or H phase (SmH).
* ), I phase (SmI * ), J phase (SmJ * ), K phase (S
mK * ), a G phase (SmG * ) or an F phase (SmF * ). For example, all known ferroelectric liquid crystals as described in "High-speed liquid crystal technology" (published by CMC) p. 127-161 can be used in the present invention.

【0072】また、具体的な液晶組成物としては、チッ
ソ(株)製のCS−1018、CS−1023、CS−
1025、CS−1026、ロディック(株)製のDO
F0004、DOF0006、DOF0008、メルク
社製のZLI−4237−000、ZLI−4237−
100、ZLI−4654−100ZLI−2293な
どを挙げることができる。これらの液晶の中には液晶に
溶解する二色性染料、減粘剤等を添加しても何ら支障は
ない。
Specific liquid crystal compositions include CS-1018, CS-1023 and CS- manufactured by Chisso Corporation.
1025, CS-1026, DO manufactured by Roddick Co., Ltd.
F0004, DOF0006, DOF0008, ZLI-4237-000, ZLI-4237- manufactured by Merck & Co., Inc.
100, ZLI-4654-100ZLI-2293 and the like. There is no problem even if a dichroic dye, a viscosity reducing agent, or the like which dissolves in the liquid crystal is added to these liquid crystals.

【0073】このようにして得られた液晶表示素子は、
本発明の特定の配向膜を有している。このため、封入さ
れた液晶は大きなプレチルト角にて配向することができ
る。液晶のプレチルト角は、5度〜40度が好ましい
が、本発明は、ほぼ達成することができる。
The liquid crystal display device thus obtained is
It has a specific alignment film of the present invention. Therefore, the enclosed liquid crystal can be aligned with a large pretilt angle. The pretilt angle of the liquid crystal is preferably 5 degrees to 40 degrees, but the present invention can be almost achieved.

【0074】上記のようにして製造された、液晶表示素
子は、使用目的に応じて、セルの両方の基板上に、偏光
板を設けても良い。透明電極と配向膜の間には、カラー
フィルター、保護層などが設けられても良い。さらに、
本発明の液晶表示素子は、使用目的に応じて反射板、位
相差板など、従来の液晶表示素子に設けられる構成を設
けることができる。
In the liquid crystal display element manufactured as described above, polarizing plates may be provided on both substrates of the cell depending on the purpose of use. A color filter, a protective layer, or the like may be provided between the transparent electrode and the alignment film. further,
The liquid crystal display element of the present invention can be provided with a structure such as a reflection plate and a retardation plate, which are provided in a conventional liquid crystal display element, depending on the intended use.

【0075】[0075]

【実施例】次に本発明の実施例、比較例を記載する。た
だし、本発明はこの実施例に限定されるものではない。
EXAMPLES Examples of the present invention and comparative examples will be described below. However, the present invention is not limited to this embodiment.

【0076】[実施例1] (液晶表示素子Aの作成)二枚の厚さ1.1mmガラス
基板上に、インジウム−スズ酸化物(ITO)の透明電
極をストライプ状(電極の幅:100μm、電極間の間
隙:15μm)に形成した。
[Example 1] (Preparation of liquid crystal display element A) Transparent electrodes of indium-tin oxide (ITO) were stripe-shaped (electrode width: 100 μm, on two 1.1 mm thick glass substrates). The gap between the electrodes was 15 μm).

【0077】上記二枚の透明電極付ガラス基板の上に、
膜厚100nmのTiO2 の絶縁膜をスパッタリングに
より形成した。
On the above two glass substrates with transparent electrodes,
An insulating film of TiO 2 having a film thickness of 100 nm was formed by sputtering.

【0078】この二枚の透明電極付ガラス基板の絶縁膜
の上に、1,4,5,8−ナフタレンテトラカルボン酸
無水物2.68gと2,2−ビス(p−(4−アミノフ
ェノキシ)フェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキ
サフルオロプロパン5.18gから得られるポリアミド
酸(イ)(弗素原子を有するポリイミド[1]の前駆
体)のN、N−ジメチルアセトアミド/4−ブトキシプ
ロパノール/ジエチレングリコールモノエチルエーテル
(1/2/2、重量比)の2重量%溶液8.0gと、ピ
ロメリット酸二無水物2.18gと2,2−ビス(p−
(12−(4−アミノフェノキシ)ドデカノキシ)フェ
ニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロ
パン8.86gから得られるポリアミド酸(ロ)(前記
(A)〜(C)の構造のいずれかを有するポリイミド
[2]の前駆体)のN、N−ジメチルアセトアミド/4
−ブトキシプロパノール/ジエチレングリコールモノエ
チルエーテル(1/2/2、重量比)の2重量%溶液
2.0gとを充分混合して得られた混合溶液をスピナー
で塗布した。
2.68 g of 1,4,5,8-naphthalenetetracarboxylic acid anhydride and 2,2-bis (p- (4-aminophenoxy) were placed on the insulating films of the two glass substrates with transparent electrodes. ) Phenyl) -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane N, N-dimethylacetamide of polyamic acid (a) (precursor of polyimide [1] having fluorine atom) obtained from 5.18 g 8.0 g of a 2 wt% solution of / 4-butoxypropanol / diethylene glycol monoethyl ether (1/2/2, weight ratio), 2.18 g of pyromellitic dianhydride and 2,2-bis (p-
(12- (4-aminophenoxy) dodecanoxy) phenyl) -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane Polyamic acid (b) obtained from 8.86 g (of the above (A) to (C)) N, N-dimethylacetamide / 4 of a precursor of polyimide [2]) having any of the structures
-A mixed solution obtained by thoroughly mixing 2.0 g of a 2 wt% solution of butoxypropanol / diethylene glycol monoethyl ether (1/2/2, weight ratio) was applied with a spinner.

【0079】スピナーの条件は、回転数2500r.p.
m.、時間30秒であった。塗布後、200℃、1時間乾
燥してポリイミド膜を形成した。
The conditions for the spinner are 2500 rpm.
m., time 30 seconds. After coating, the polyimide film was formed by drying at 200 ° C. for 1 hour.

【0080】二枚の基板のそれぞれの塗膜の表面を、ナ
イロン起毛布で一方向にラビング処理し、それぞれのラ
ビング処理面を内側にして、ラビング方向が平行で向き
が同一方向になるように且つ電極パターンが直交するよ
うに二枚のガラス板を1.8μmのスペーサーを介して
重ね合せて、セル・ギャップが1.8μmのセルを作成
した。このセルに強誘電性液晶CS−1023(チッソ
(株)製)を120℃で注入し、120℃で1時間保持
してから、約2℃/分の速度で室温まで徐冷して、液晶
表示素子Aを得た。これを用いてコントラストを測定し
た。
The surfaces of the coating films of the two substrates are rubbed in one direction with a nylon raised cloth, and the rubbing surfaces are inward so that the rubbing directions are parallel and the directions are the same. Further, two glass plates were superposed with a 1.8 μm spacer interposed therebetween so that the electrode patterns were orthogonal to each other to prepare a cell having a cell gap of 1.8 μm. Ferroelectric liquid crystal CS-1023 (manufactured by Chisso Corporation) was injected into this cell at 120 ° C., held at 120 ° C. for 1 hour, and then slowly cooled to room temperature at a rate of about 2 ° C./minute to give a liquid crystal. A display element A was obtained. This was used to measure the contrast.

【0081】(液晶表示素子B及びCの作成)プレチル
ト角測定用として、上記素子Aとは別に、上記素子Aに
おいて、基板を二枚の厚さ1.1mmで、2cm角のガ
ラス基板上に、インジウム−スズ酸化物(ITO)の透
明電極を1cm角の画素パターンを形成したものに変
え、そしてラビング方向を上下基板で方向が平行で向き
が反対方向になるように行った以外は素子Aと同様にし
て液晶セルを二個作成した。一方のセルには、強誘電性
液晶CS−1023(チッソ(株)製)を120℃で注
入し、120℃で1時間保持してから、約2℃/分の速
度で室温まで徐冷して、液晶表示素子Bを作成した。も
う一方のセルには、ネマッチク液晶ZLI−2293
(メルク社製)を120℃で注入し、120℃で1時間
保持してから、約2℃/分の速度で室温まで徐冷して、
液晶表示素子Cを作成した。
(Preparation of liquid crystal display elements B and C) For measuring the pretilt angle, apart from the above element A, in the above element A, two substrates with a thickness of 1.1 mm were mounted on a glass substrate of 2 cm square. , Element A except that the transparent electrode of indium-tin oxide (ITO) was changed to one in which a pixel pattern of 1 cm square was formed, and the rubbing directions were parallel to each other on the upper and lower substrates and opposite to each other. Two liquid crystal cells were prepared in the same manner as in. Ferroelectric liquid crystal CS-1023 (manufactured by Chisso Corporation) was injected into one cell at 120 ° C., held at 120 ° C. for 1 hour, and then gradually cooled to room temperature at a rate of about 2 ° C./minute. Thus, a liquid crystal display element B was prepared. The other cell has a nematic liquid crystal ZLI-2293.
(Manufactured by Merck & Co.) was injected at 120 ° C, kept at 120 ° C for 1 hour, and then gradually cooled to room temperature at a rate of about 2 ° C / min.
A liquid crystal display element C was created.

【0082】[実施例2] (液晶表示素子Dの作成)実施例1において、弗素原子
を有するポリイミド[1]の前駆体(ポリアミド酸
(イ))の材料である2,2−ビス(p−(4−アミノ
フェノキシ)フェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘ
キサフルオロプロパン5.18gに代えて2,2−ビス
(p−(p−アミノベンジル)フェニル)1,1,1,
3,3,3−ヘキサフロオロプロパン5.14gを用い
て得られる弗素原子を有するポリイミド[1]の前駆体
(ポリアミド酸(ハ))を使用した以外は実施例1と同
様にして液晶表示素子Dを作成した。これを用いてコン
トラストを測定した。
Example 2 (Preparation of Liquid Crystal Display Element D) In Example 1, 2,2-bis (p) which is a material of the precursor (polyamic acid (a)) of the polyimide [1] having a fluorine atom is used. -(4-aminophenoxy) phenyl) -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane in place of 5.18 g 2,2-bis (p- (p-aminobenzyl) phenyl) 1,1 , 1,
A liquid crystal display was performed in the same manner as in Example 1 except that the precursor of the polyimide [1] having a fluorine atom (polyamic acid (c)) obtained by using 5.14 g of 3,3,3-hexafluoropropane was used. Element D was prepared. This was used to measure the contrast.

【0083】(液晶表示素子EおよびFの作成)プレチ
ルト角測定用として、上記素子Dとは別に、上記素子D
において、基板を二枚の厚さ1.1mmで、2cm角の
ガラス基板上に、インジウム−スズ酸化物(ITO)の
透明電極を1cm角の画素パターンを形成したものに変
え、そしてラビング方向を上下基板で方向が平行で向き
が反対方向になるように行った以外は素子Dと同様にし
て液晶セルを二個作成した。一方のセルには、強誘電性
液晶CS−1023(チッソ(株)製)を120℃で注
入し、120℃で1時間保持してから、約2℃/分の速
度で室温まで徐冷して、液晶表示素子Eを作成した。も
う一方のセルには、ネマッチク液晶ZLI−2293
(メルク社製)を120℃で注入し、120℃で1時間
保持してから、約2℃/分の速度で室温まで徐冷して、
液晶表示素子Fを作成した。
(Preparation of liquid crystal display elements E and F) In addition to the element D, the element D is used for pretilt angle measurement.
In two, the substrate was changed to a 1.1 cm square pixel pattern with a transparent electrode of indium-tin oxide (ITO) formed on a 2 cm square glass substrate having a thickness of 1.1 mm, and the rubbing direction was changed. Two liquid crystal cells were prepared in the same manner as in the device D except that the directions were parallel and opposite in the upper and lower substrates. Ferroelectric liquid crystal CS-1023 (manufactured by Chisso Corporation) was injected into one cell at 120 ° C., held at 120 ° C. for 1 hour, and then gradually cooled to room temperature at a rate of about 2 ° C./minute. Thus, a liquid crystal display element E was prepared. The other cell has a nematic liquid crystal ZLI-2293.
(Manufactured by Merck & Co.) was injected at 120 ° C, kept at 120 ° C for 1 hour, and then gradually cooled to room temperature at a rate of about 2 ° C / min.
A liquid crystal display element F was created.

【0084】[実施例3] (液晶表示素子Gの作成)実施例1において、ポリイミ
ド[2]の前駆体(ポリアミド酸(ロ))の材料である
2,2−ビス(p−(12−(4−アミノフェノキシ)
ドデカノキシ)フェニル)−1,1,1,3,3,3−
ヘキサフルオロプロパン8.86gに代えて1,4−ビ
ス(3−アミノプロポキシ)ブタン2.04gを用いて
得られるポリイミド[2]の前駆体(ポリアミド酸
(ニ))を使用した以外は実施例1と同様にして液晶表
示素子Gを作成した。これを用いてコントラストを測定
した。
Example 3 (Preparation of Liquid Crystal Display Element G) In Example 1, 2,2-bis (p- (12-) which is a material of the precursor (polyamic acid (b)) of polyimide [2] is used. (4-aminophenoxy)
Dodecanoxy) phenyl) -1,1,1,3,3,3-
Example except that a precursor (polyamic acid (d)) of polyimide [2] obtained by using 2.04 g of 1,4-bis (3-aminopropoxy) butane instead of 8.86 g of hexafluoropropane was used. A liquid crystal display element G was prepared in the same manner as in 1. This was used to measure the contrast.

【0085】(液晶表示素子HおよびIの作成)プレチ
ルト角測定用として、上記素子Gとは別に、上記素子G
において、基板を二枚の厚さ1.1mmで、2cm角の
ガラス基板上に、インジウム−スズ酸化物(ITO)の
透明電極を1cm角の画素パターンを形成したものに変
え、そしてラビング方向を上下基板で方向が平行で向き
が反対方向になるように行った以外は素子Gと同様にし
て液晶セルを二個作成した。一方のセルには、強誘電性
液晶CS−1023(チッソ(株)製)を120℃で注
入し、120℃で1時間保持してから、約2℃/分の速
度で室温まで徐冷して、液晶表示素子Hを作成した。も
う一方のセルには、ネマッチク液晶ZLI−2293
(メルク社製)を120℃で注入し、120℃で1時間
保持してから、約2℃/分の速度で室温まで徐冷して、
液晶表示素子Iを作成した。
(Preparation of liquid crystal display elements H and I) In addition to the element G, the element G is used for pretilt angle measurement.
In two, the substrate was changed to a 1.1 cm square pixel pattern with a transparent electrode of indium-tin oxide (ITO) formed on a 2 cm square glass substrate having a thickness of 1.1 mm, and the rubbing direction was changed. Two liquid crystal cells were prepared in the same manner as the element G except that the directions were parallel and opposite directions on the upper and lower substrates. Ferroelectric liquid crystal CS-1023 (manufactured by Chisso Corporation) was injected into one cell at 120 ° C., held at 120 ° C. for 1 hour, and then gradually cooled to room temperature at a rate of about 2 ° C./minute. Thus, a liquid crystal display element H was prepared. The other cell has a nematic liquid crystal ZLI-2293.
(Manufactured by Merck & Co.) was injected at 120 ° C, kept at 120 ° C for 1 hour, and then gradually cooled to room temperature at a rate of about 2 ° C / min.
A liquid crystal display element I was created.

【0086】[実施例4] (液晶表示素子Jの作成)実施例2において、ポリイミ
ド[2]の前駆体(ポリアミド酸(ロ))の材料である
2,2−ビス(p−(12−(4−アミノフェノキシ)
ドデカノキシ)フェニル)−1,1,1,3,3,3−
ヘキサフルオロプロパン8.86gに代えてジエチレン
グリコールジ(3−アミノプロピル)エーテル2.03
gを用いて得られるポリイミド[2]の前駆体(ポリア
ミド酸(ホ))を使用した以外は実施例2と同様にして
液晶表示素子Jを作成した。これを用いてコントラスト
を測定した。
Example 4 (Preparation of Liquid Crystal Display Element J) In Example 2, 2,2-bis (p- (12-) which is a material of the precursor (polyamic acid (b)) of polyimide [2] is used. (4-aminophenoxy)
Dodecanoxy) phenyl) -1,1,1,3,3,3-
Diethylene glycol di (3-aminopropyl) ether 2.03 in place of 8.86 g of hexafluoropropane
A liquid crystal display device J was prepared in the same manner as in Example 2 except that the polyimide [2] precursor (polyamic acid (e)) obtained by using g was used. This was used to measure the contrast.

【0087】(液晶表示素子KおよびLの作成)プレチ
ルト角測定用として、上記素子Jとは別に、上記素子J
において、基板を二枚の厚さ1.1mmで、2cm角の
ガラス基板上に、インジウム−スズ酸化物(ITO)の
透明電極を1cm角の画素パターンを形成したものに変
え、そしてラビング方向を上下基板で方向が平行で向き
が反対方向になるように行った以外は素子Jと同様にし
て液晶セルを二個作成した。一方のセルには、強誘電性
液晶CS−1023(チッソ(株)製)を120℃で注
入し、120℃で1時間保持してから、約2℃/分の速
度で室温まで徐冷して、液晶表示素子Kを作成した。も
う一方のセルには、ネマッチク液晶ZLI−2293
(メルク社製)を120℃で注入し、120℃で1時間
保持してから、約2℃/分の速度で室温まで徐冷して、
液晶表示素子Lを作成した。
(Production of Liquid Crystal Display Elements K and L) Apart from the above-mentioned element J, the above-mentioned element J is used for pretilt angle measurement.
In the above, the substrate was changed to two 1.1 mm thick glass substrates with a transparent electrode of indium-tin oxide (ITO) formed on a 1 cm square pixel pattern on a 2 cm square glass substrate, and the rubbing direction was changed. Two liquid crystal cells were prepared in the same manner as the element J except that the directions were parallel and opposite directions on the upper and lower substrates. Ferroelectric liquid crystal CS-1023 (manufactured by Chisso Corp.) was injected into one cell at 120 ° C., held at 120 ° C. for 1 hour, and then gradually cooled to room temperature at a rate of about 2 ° C./min. Thus, a liquid crystal display element K was prepared. The other cell has a nematic liquid crystal ZLI-2293.
(Manufactured by Merck & Co.) was injected at 120 ° C, kept at 120 ° C for 1 hour, and then gradually cooled to room temperature at a rate of about 2 ° C / min.
A liquid crystal display element L was created.

【0088】[実施例5] (液晶表示素子Mの作成)実施例3において、ポリイミ
ド[1]の前駆体(ポリアミド酸(イ))の材料である
1,4,5,8−ナフタレンテトラカルボン酸無水物
2.68gに代えてピロメリット酸無水物1.09gと
ビフェニルテトラカルボン酸無水物1.47gを用いて
得られるポリイミド[1]の前駆体(ポリアミド酸
(ヘ))を使用した以外は実施例3と同様にして液晶表
示素子Mを作成した。これを用いてコントラストを測定
した。
Example 5 (Preparation of Liquid Crystal Display Element M) In Example 3, 1,4,5,8-naphthalenetetracarboxylic acid, which is a material of the precursor of the polyimide [1] (polyamic acid (a)), is used. A precursor (polyamic acid (f)) of polyimide [1] obtained by using 1.09 g of pyromellitic acid anhydride and 1.47 g of biphenyltetracarboxylic acid anhydride instead of 2.68 g of acid anhydride was used. A liquid crystal display element M was prepared in the same manner as in Example 3. This was used to measure the contrast.

【0089】(液晶表示素子NおよびOの作成)プレチ
ルト角測定用として、上記素子Mとは別に、上記素子M
において、基板を二枚の厚さ1.1mmで、2cm角の
ガラス基板上に、インジウム−スズ酸化物(ITO)の
透明電極を1cm角の画素パターンを形成したものに変
え、そしてラビング方向を上下基板で方向が平行で向き
が反対方向になるように行った以外は素子Mと同様にし
て液晶セルを二個作成した。一方のセルには、強誘電性
液晶CS−1023(チッソ(株)製)を120℃で注
入し、120℃で1時間保持してから、約2℃/分の速
度で室温まで徐冷して、液晶表示素子Nを作成した。も
う一方のセルには、ネマッチク液晶ZLI−2293
(メルク社製)を120℃で注入し、120℃で1時間
保持してから、約2℃/分の速度で室温まで徐冷して、
液晶表示素子Oを作成した。
(Preparation of liquid crystal display elements N and O) In addition to the element M, the element M is used for pretilt angle measurement.
In two, the substrate was changed to a 1.1 cm square pixel pattern with a transparent electrode of indium-tin oxide (ITO) formed on a 2 cm square glass substrate having a thickness of 1.1 mm, and the rubbing direction was changed. Two liquid crystal cells were prepared in the same manner as the device M except that the directions were parallel and opposite directions on the upper and lower substrates. Ferroelectric liquid crystal CS-1023 (manufactured by Chisso Corp.) was injected into one cell at 120 ° C., held at 120 ° C. for 1 hour, and then gradually cooled to room temperature at a rate of about 2 ° C./min. Thus, a liquid crystal display element N was prepared. The other cell has a nematic liquid crystal ZLI-2293.
(Manufactured by Merck & Co.) was injected at 120 ° C, kept at 120 ° C for 1 hour, and then gradually cooled to room temperature at a rate of about 2 ° C / min.
A liquid crystal display device O was prepared.

【0090】[比較例1] (液晶表示素子P、Q、及びRの作成)実施例1におい
て、実施例1の2種のポリアミド酸(イ)および(ロ)
の2重量%溶液のうち、ポリアミド酸(イ)2重量%溶
液のみ用いた以外は実施例1と同様にして液晶表示素子
Pを作成した。これを用いてコントラストを測定した。
更に、実施例1と同様にしてプレチルト角測定用液晶表
示素子を二種(Q及びR)製造した。
Comparative Example 1 (Preparation of Liquid Crystal Display Devices P, Q, and R) In Example 1, two polyamic acids (a) and (b) of Example 1 were prepared.
A liquid crystal display element P was prepared in the same manner as in Example 1 except that only the 2% by weight solution of the polyamic acid (A) was used. This was used to measure the contrast.
Further, in the same manner as in Example 1, two types (Q and R) of liquid crystal display elements for pretilt angle measurement were manufactured.

【0091】[参考例1] (液晶表示素子S、T、及びOの作成)実施例1におい
て、実施例1の2種のポリアミド酸(イ)および(ロ)
の2重量%溶液のうち、ポリアミド酸(ロ)に代えてベ
ンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物3.23gと、
2,2−ビス(p−(4−アミノフェノキシ)フェニ
ル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパ
ン5.18gとから得られるポリアミド酸のN、N−ジ
メチルアセトアミド/3−ブトキシ−2−プロパノール
/ジエチレングリコールモノエチルエーテル(1/2/
2、重量比)を用いて得られるポリイミド[1]の前駆
体(ポリアミド酸(ト))の2重量%溶液を用いた以外
は実施例1と同様にして液晶表示素子Sを作成した。こ
れを用いてコントラストを測定した。実施例1と同様に
してプレチルト角測定用液晶表示素子を二種(T及び
O)を製造した。
Reference Example 1 (Preparation of Liquid Crystal Display Devices S, T, and O) In Example 1, two polyamic acids (a) and (b) of Example 1 were used.
Of 2% by weight of benzophenone tetracarboxylic acid dianhydride in place of the polyamic acid (II),
N, N-dimethylacetamide / 3 of polyamic acid obtained from 2,2-bis (p- (4-aminophenoxy) phenyl) -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane (5.18 g) -Butoxy-2-propanol / diethylene glycol monoethyl ether (1/2 /
A liquid crystal display element S was prepared in the same manner as in Example 1 except that a 2% by weight solution of a precursor (polyamic acid (g)) of polyimide [1] obtained by using (2, weight ratio) was used. This was used to measure the contrast. In the same manner as in Example 1, two types (T and O) of liquid crystal display elements for pretilt angle measurement were manufactured.

【0092】[配向膜の評価] 1)使用したポリアミド酸を完全にポリイミド化した時
のガラス転移点(Tg)上記(イ)、(ロ)、(ハ)、
(ト)の個々のポリイミドのTgは、当該のポリアミド
酸のフィルムを280℃で1時間加熱して硬化させ、幅
5mm、長さ30mm、厚さ0.1〜0.5mmのフィ
ルムを作成し、得られたフィルムを用いて粘弾性測定装
置(レオバイブロンDDV−II−EA、オリエンテック
社製)を用いて測定した。フィルムが作成できないもの
(ポリアミド酸(イ)、(ハ)、(ト)から得られたポ
リイミド)についてはTMA(サーマルメカニカルアナ
ライザー)法にて測定した。 2)プレチルト角(各ポリアミド酸から得られるポリイ
ミドについて)実施例1と同様の方法で、ポリアミド酸
(イ)〜(ト)を配向膜として用いた液晶セルを作成し
た。但し、各ポリイミド酸の硬化は200℃で1時間及
び280℃で1時間の二つの条件で行なった。得られた
液晶セルに、強誘電性液晶(CS−1023)を注入し
てスメクチックA相の温度の69℃にまで昇温して、
(株)ニコン製の偏光顕微鏡を用いてクリスタルローテ
ーション法にて、プレチルト角を測定した。 上記測定結果を表1に示す。
[Evaluation of Alignment Film] 1) Glass transition point (Tg) when the polyamic acid used was completely polyimidized: (a), (b), (c),
The Tg of each polyimide in (g) is obtained by heating the polyamic acid film at 280 ° C. for 1 hour to cure the film, and forming a film having a width of 5 mm, a length of 30 mm, and a thickness of 0.1 to 0.5 mm. The obtained film was measured using a viscoelasticity measuring device (Rheovibron DDV-II-EA, manufactured by Orientec Co., Ltd.). Films that could not be formed (polyimides obtained from polyamic acids (a), (c), and (g)) were measured by the TMA (thermal mechanical analyzer) method. 2) Pretilt angle (for polyimide obtained from each polyamic acid) By the same method as in Example 1, a liquid crystal cell using polyamic acids (a) to (g) as an alignment film was prepared. However, curing of each polyimide acid was performed under two conditions of 200 ° C. for 1 hour and 280 ° C. for 1 hour. Ferroelectric liquid crystal (CS-1023) was injected into the obtained liquid crystal cell to raise the temperature to 69 ° C. which is the temperature of the smectic A phase,
The pretilt angle was measured by the crystal rotation method using a polarization microscope manufactured by Nikon Corporation. The measurement results are shown in Table 1.

【0093】[0093]

【表1】 表1 ──────────────────────────────── ポリイミド ガラス転移点 プレチルト角 プレチルト角 (ポリアミド酸) (℃) (200℃硬化)(280℃硬化) ──────────────────────────────── (イ) 331 7° 20° (ロ) 107 2° 2° (ハ) 317 9° 35° (ニ) − 2° 1° (ホ) − 1° 0° (ヘ) − 8° 16° (ト) 260 1° 1° ────────────────────────────────[Table 1] Table 1 ──────────────────────────────── Polyimide glass transition point Pretilt angle Pretilt angle (polyamic acid) (℃) (Cure 200 ℃) (Cure 280 ℃) ──────────────────────────────── (A) 331 7 ° 20 ° (b) 107 2 ° 2 ° (c) 3179 9 ° 35 ° (d) −2 ° 1 ° (e) −1 ° 0 ° (f) −8 ° 16 ° (g) 260 1 ° 1 ° ────────────────────────────────

【0094】[液晶表示素子の評価] 1)コントラスト 上記液晶表示素子A、D、G、J、M、P及びSのそれ
ぞれを、直交ニコル間で±30V、100ミリ秒のパル
スを印加しスイッチングを行った。この時の明及び暗の
時の透過強度を求め、その比をコントラストとした。
[Evaluation of Liquid Crystal Display Element] 1) Contrast Each of the liquid crystal display elements A, D, G, J, M, P and S is switched by applying a pulse of ± 30 V and 100 milliseconds between orthogonal Nicols. I went. At this time, the transmission intensity in light and dark was obtained, and the ratio was used as the contrast.

【0095】2)プレチルト角 上記液晶表示素子B、C、E、F、H、I、K、L、
N、O、Q、R、T及びUの内、強誘電性液晶を注入し
たB、E、H、K、N、Q及びT素子は、スメクチック
相温度の69℃にまで昇温して、またネマチック液晶を
注入したC、F、I、L、O、R及びUの素子は常温に
て、それぞれ(株)ニコン製の偏光顕微鏡を用いてクリ
スタルローテーション法にて、プレチルト角を測定し
た。 上記測定結果を表2に示す。
2) Pretilt angle The above liquid crystal display elements B, C, E, F, H, I, K, L,
Among N, O, Q, R, T and U, the B, E, H, K, N, Q and T elements injected with the ferroelectric liquid crystal are heated to a smectic phase temperature of 69 ° C., Further, the C, F, I, L, O, R and U elements in which nematic liquid crystal was injected were measured for pretilt angles at room temperature by a crystal rotation method using a polarization microscope manufactured by Nikon Corporation. The measurement results are shown in Table 2.

【0096】[0096]

【表2】 表2 ──────────────────────────────── プレチルト角(度) コントラスト 強誘電性液晶 ネマチック液晶 ──────────────────────────────── 実施例1 A −− −− 45:1 B 20 −− −− C −− 12 −− ──────────────────────────────── 実施例2 D −− −− 38:1 E 18 −− −− F −− 8 −− ──────────────────────────────── 実施例3 G −− −− 50:1 H 21 −− −− I −− 9 −− ──────────────────────────────── 実施例4 J −− −− 61:1 K 24 −− −− L −− 11 −− ──────────────────────────────── 実施例5 M −− −− 18:1 N 14 −− −− O −− 5 −− ──────────────────────────────── 比較例1 P −− −− 3.5:1 Q 7 −− −− R −− 4 −− ──────────────────────────────── 比較例2 S −− −− 2.3:1 T 6 −− −− U −− 5 −− ──────────────────────────────── [Table 2] Table 2 ──────────────────────────────── Pretilt angle (degrees) Contrast Ferroelectric liquid crystal Nematic liquid crystal ──────────────────────────────── Example 1 A −−−− 45: 1 B 20 −−−−− C −− 12 −− ──────────────────────────────── Example 2 D −−−− 38: 1 E 18 −−−− F −− 8 −− ───────────────────────────────── Example 3 G −−−− 50: 1 H 21 −−−− I −− 9 −− ───────────────────────────────── Example 4 J ---- 61: 1 K24 --- L--11 --- ──────────── ───────────────────────────────────────────────────────────────────── ──────────────────────── Comparative Example 1 P −−−− 3.5: 1 Q 7 −−−− R −− 4 −−− ─────────────────────────────── Comparative Example 2 S −−−− 2.3: 1 T 6 −−−−− U −− 5 −− ─────────────────────────────────

【0097】[0097]

【発明の効果】本発明の液晶表示素子は、分子構造中に
弗素原子を有するポリイミド[1]の前駆体と、主鎖骨
格中に前記特定の構造((A)〜(C))を有するポリ
イミド[2]またはその前駆体とからなる混合物を硬化
することにより形成された配向膜が設けられている。こ
れにより、素子中に封入された液晶に対して従来の配向
膜を用いた場合よりも大きなプレチルト角を与えること
ができる。特に、強誘電性液晶に対して安定して高いプ
レチルト角を付与することができることから、強誘電性
液晶素子では、メモリー状態でユニフォーム配向が安定
となるため、大きい見かけのチルト角が得られ高いコン
トラストを得ることができる。また、本発明は、従来高
温度での硬化が必要であったポリイミドの前駆体に対
し、柔軟な分子構造を有するポリイミドを混合すること
により、従来よりも低い硬化温度で高いプレチルト角が
得られるので、カラーフィルター基板を使用した液晶表
示素子の製造する上で有利である。さらに、本発明の液
晶表示素子は、大きなチルト角あるいは大きな自発分極
を有する強誘電性液晶を用いた場合でも、コントラスト
の高い良好なマルチプレックス駆動が可能となる。ま
た、本発明の液晶表示素子は、TN、STN液晶に対し
ても高いプレチルト角が得られる、特にSTN液晶を使
用した場合に急峻な閾値特性を実現することができる。
The liquid crystal display device of the present invention has a precursor of polyimide [1] having a fluorine atom in its molecular structure and the above-mentioned specific structures ((A) to (C)) in its main chain skeleton. An alignment film formed by curing a mixture of polyimide [2] or its precursor is provided. As a result, a larger pretilt angle can be given to the liquid crystal sealed in the device than in the case where the conventional alignment film is used. In particular, since a high pretilt angle can be stably given to the ferroelectric liquid crystal, the uniform alignment is stable in the memory state in the ferroelectric liquid crystal device, and thus a large apparent tilt angle can be obtained. The contrast can be obtained. Further, according to the present invention, by mixing a polyimide precursor having conventionally required curing at a high temperature with a polyimide having a flexible molecular structure, a high pretilt angle can be obtained at a curing temperature lower than the conventional one. Therefore, it is advantageous in manufacturing a liquid crystal display device using a color filter substrate. Furthermore, the liquid crystal display device of the present invention enables good multiplex driving with high contrast even when using a ferroelectric liquid crystal having a large tilt angle or a large spontaneous polarization. Further, the liquid crystal display device of the present invention can obtain a high pretilt angle even for TN and STN liquid crystals, and can realize a sharp threshold characteristic especially when STN liquid crystals are used.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の液晶表示素子の構成例を模式的に示す
断面図である。
FIG. 1 is a sectional view schematically showing a configuration example of a liquid crystal display element of the present invention.

【図2】本発明の液晶表示素子(パラレルラビング処理
した本発明の配向膜を有する)のセル内の液晶分子の配
向状態を摸式的に示した模式図である。
FIG. 2 is a schematic diagram schematically showing an alignment state of liquid crystal molecules in a cell of a liquid crystal display device of the present invention (having an alignment film of the present invention subjected to parallel rubbing treatment).

【図3】図2を上から見た図で、配向状態のチルト角を
表わす図である。
FIG. 3 is a view of FIG. 2 seen from above, showing a tilt angle in an alignment state.

【図4】従来の液晶表示素子(パラレルラビング処理し
た有機配向膜を有する)のセル内の液晶分子の配向状態
を摸式的に示した模式図である。
FIG. 4 is a schematic diagram schematically showing an alignment state of liquid crystal molecules in a cell of a conventional liquid crystal display device (having an organic alignment film subjected to parallel rubbing treatment).

【図5】図4を上から見た図で、配向状態のチルト角を
表わす図である。
FIG. 5 is a view of FIG. 4 seen from above, showing a tilt angle in an alignment state.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1a、1b 透明基板 2a、2b 透明電極 3a、3b 絶縁膜 4a、4b 配向膜 5 液晶 21、41 上の基板 22、42 下の基板 23、43 液晶分子層 24、44 液晶分子 25、45 自発分極 31、32、51、52 基板法線方向から見た時の平
均分子軸 33,34,53,54 電解印加時の平均分子軸 35,55 層法線方向 θU 、θT メモリー状態におけるチルト角
1a, 1b Transparent substrate 2a, 2b Transparent electrode 3a, 3b Insulating film 4a, 4b Alignment film 5 Liquid crystal 21, 41 Substrate 22, 42 Lower substrate 23, 43 Liquid crystal molecular layer 24, 44 Liquid crystal molecule 25, 45 Spontaneous polarization 31, 32, 51, 52 Average molecular axis when viewed from the substrate normal direction 33, 34, 53, 54 Average molecular axis when electrolysis is applied 35, 55 Layer normal direction θ U , θ T Tilt angle in memory state

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 透明電極、および配向膜が、この順で積
層された透明電極基板を二枚、それぞれの配向膜を内側
にして配置し、その間に液晶を封入してなる液晶表示素
子において、 少なくとも一方の配向膜が、分子構造中に弗素原子を有
するポリイミド[1]の前駆体と、下記の一般式(A)
〜(C): 【化1】 [ただし、nは、4〜24の範囲の整数を表わし、R1
は、炭素原子数2〜24の二価の有機基を表わし、Y
は、−O−、−COO−、−OCOO−又は−CONH
−を表わし、R2 は、炭素原子数1〜6の有機基を表わ
し、R3 は、炭素原子数1〜6の有機基を表わし、R4
は、二価の有機基を表わし、mは、1〜20の範囲の整
数を表わし、そしてpは、2〜24の範囲の整数を表わ
す。]で表わされる構造の少なくとも一つを主鎖骨格中
に有するポリイミド[2]またはその前駆体とを含む混
合物の硬化膜であることを特徴とする液晶表示素子。
1. A liquid crystal display device comprising a transparent electrode and an alignment film, two transparent electrode substrates laminated in this order, each alignment film being placed inside, and a liquid crystal sealed between them. At least one of the alignment films has a precursor of polyimide [1] having a fluorine atom in the molecular structure, and the following general formula (A):
~ (C): [However, n represents an integer in the range of 4 to 24, and R 1
Represents a divalent organic group having 2 to 24 carbon atoms, and Y
Is -O-, -COO-, -OCOO- or -CONH
Represents-, R 2 represents an organic group having 1 to 6 carbon atoms, R 3 represents an organic group having 1 to 6 carbon atoms, R 4
Represents a divalent organic group, m represents an integer in the range of 1 to 20, and p represents an integer in the range of 2 to 24. ] A liquid crystal display device, which is a cured film of a mixture containing at least one of the structures represented by the formula [2] or a precursor thereof having a main chain skeleton.
【請求項2】 該分子構造中に弗素原子を有するポリイ
ミド[1]が、下記の一般式(D): 【化2】 [ただし、R5 は、四価の有機基を表わし、そしてX
は、O、CH2 またはSを表わす。]で表わされる繰り
返し単位からなっている請求項1に記載の液晶表示素
子。
2. A polyimide [1] having a fluorine atom in its molecular structure is represented by the following general formula (D): [Wherein R 5 represents a tetravalent organic group, and X 5
Represents O, CH 2 or S. ] The liquid crystal display element of Claim 1 which consists of a repeating unit represented by these.
【請求項3】 該分子構造中に弗素原子を有するポリイ
ミド[1]が、該ポリイミドを配向膜に用いた時に、液
晶に10度以上のプレチルト角を付与し得る性質を有し
ている請求項1に記載の液晶表示素子。
3. The polyimide [1] having a fluorine atom in the molecular structure has a property of imparting a pretilt angle of 10 degrees or more to a liquid crystal when the polyimide is used for an alignment film. 1. The liquid crystal display element according to 1.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05289086A (en) * 1992-04-08 1993-11-05 Sumitomo Bakelite Co Ltd Orienting agent for liquid crystal display element and liquid crystal display element
US5663440A (en) * 1994-10-20 1997-09-02 Chisso Corporation Diamino compounds and methods for preparing them
JPH10183119A (en) * 1996-10-25 1998-07-14 Jsr Corp Liquid crystal orientating agent

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