JPH06337425A - 液晶配向膜用組成物、液晶配向膜の製造法、液晶配向膜、液晶挟持基板および液晶表示素子 - Google Patents

液晶配向膜用組成物、液晶配向膜の製造法、液晶配向膜、液晶挟持基板および液晶表示素子

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JPH06337425A
JPH06337425A JP5127095A JP12709593A JPH06337425A JP H06337425 A JPH06337425 A JP H06337425A JP 5127095 A JP5127095 A JP 5127095A JP 12709593 A JP12709593 A JP 12709593A JP H06337425 A JPH06337425 A JP H06337425A
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JP
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liquid crystal
alignment film
crystal alignment
composition
oriented film
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JP5127095A
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English (en)
Inventor
Hiroyuki Odagiri
弘幸 小田桐
Naoki Okuda
直紀 奥田
Masahiro Kawakami
正洋 川上
Yoshikazu Omori
義和 大森
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Showa Denko Materials Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Chemical Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 液晶表示素子を作成した場合、ドメインが発
生せずプレチルト角が5°以上となり、また液晶封入後
のエージングでプレチルト角が変動しない液晶配向膜用
組成物を提供する。 【構成】 (1)一般式〔1〕 【化1】 (Rは炭素数が12から22までの2価の縮合環炭化水
素基を示し、縮合環炭化水素基はアルキル基で置換され
てもよい)で表される芳香族ジアミン、(2)一般式
〔2〕 【化2】 (nは2から12までの整数である)で表される脂肪族
ジアミン、(3)テトラカルボン酸二無水物ならびに
(4)必要に応じて(1)および(2)以外のジアミン
を反応させて得られるポリアミド酸を含有してなる液晶
配向膜用組成物、この組成物を用いた液晶配向膜等。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は液晶配向膜用組成物、液
晶配向膜の製造法、液晶配向膜、液晶挟持基板および液
晶表示素子に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、液晶表示素子用の配向膜として、
例えばピロメリット酸二無水物と4,4′−ジアミノジ
フェニルエーテル縮合のポリイミド(特公昭55−10
18号公報)をはじめとし、最近では表示素子の透明性
あるいは液晶の高プレチルト角の要求から、これを目的
とするポリイミドが提案されている(特開昭63−25
9515号、特開昭64−25126号公報)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、最近の液晶表
示素子の大型化に伴い現行の配向膜では、液晶封入後の
ネマチック−アイソトロピック転移温度(TNI)付近の
エージングによりプレチルト角が変動し、表示品質劣化
をまねいている。
【0004】本発明は、前記の従来技術の欠点を解決
し、ドメインが発生せず、プレチト角が5°以上となり
かつ液晶封入後のエージングでプレチルト角が変動しな
い液晶配向膜用組成物、この組成物を用いた液晶配向膜
の製造法、この組成物より得られる液晶配向膜、この配
向膜を有する液晶挟持基板および液晶表示素子を提供す
るものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記の従
来技術の問題に鑑み、鋭意研究した結果、特定のポリイ
ミドを液晶配向膜として用いるとドメインが発生せず、
プレチルト角が5°以上となりかつ液晶封入後のエージ
ングでプレチルト角が変動しないことを見出し本発明に
到達した。
【0006】すなわち、本発明は、(1)一般式〔1〕
【化3】 (Rは炭素数が12から22までの2価の縮合環炭化水
素基を示し、縮合環炭化水素基はアルキル基で置換され
てもよい)で表される芳香族ジアミン、(2)一般式
〔2〕
【化4】 (nは2から12までの整数である)で表される脂肪族
ジアミン、(3)テトラカルボン酸二無水物ならびに
(4)必要に応じて(1)および(2)以外のジアミン
を反応させて得られるポリアミド酸を含有してなる液晶
配向膜用組成物、この組成物を用いる液晶配向膜の製造
法、この液晶配向膜用組成物を用いて形成した液晶配向
膜、この配向膜を有する液晶挟持基板および液晶表示素
子に関する。
【0007】本発明に用いられる上記の一般式〔1〕で
表される芳香族ジアミンとしては、4,8−ビス(4−
アミノフェニル)−s−インダセン、9,10−ビス
(4−アミノフェニル)アントラセン、5,12−ビス
(4−アミノフェニル)ナフタセン、5,14−ビス
(4−アミノフェニル)ペンタセン、6,13−ビス
(4−アミノフェニル)ペンタセン、縮合環炭化水素基
がアルキル基で置換された芳香族ジアミン、例えば9,
10−ビス(4−アミノフェニル)−2−メチル−アン
トラセン、5,12−ビス(4−アミノフェニル)−2
−メチル−ナフタセンなどが挙げられる。これらは2種
以上を併用しても良い。
【0008】上記の一般式〔2〕で表される脂肪族ジア
ミンとしては、エチレンジアミン、1,3−ジアミノプ
ロパン、1,4−ジアミノブタン、1,5−ジアミノペ
ンタン、1,6−ジアミノヘキサン、1,7−ジアミノ
ヘプタン、1,8−ジアミノオクタン、1,9−ジアミ
ノノナン、1,10−ジアミノデカン、1,11−ジア
ミノウンデカン、1,12−ジアミノドデカンなどが挙
げられる。これらは2種以上を併用しても良い。
【0009】上記の一般式〔1〕で表される芳香族ジア
ミンと上記の一般式〔2〕で表される脂肪族ジアミンの
モル数の合計は反応に用いられるジアミンのモル数の5
0%以上とすることが好ましい。
【0010】本発明に用いられる上記の一般式〔1〕で
表される芳香族ジアミンおよび上記の一般式〔2〕で表
される脂肪族ジアミン以外のジアミンとしては、p−フ
ェニレンジアミン、m−フェニレンジアミン、ジアミノ
ジフェニルエーテル、ジアミノジフェニルメタン、2,
2−ジアミノジフェニルプロパン、ジアミノジフェニル
スルホン、ジアミノベンゾフェノン、ジアミノナフタレ
ン、ジアミノターフェニル、1,4−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)フエニル〕プロパン、2,2−ビス〔4
−(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、ジアミノジシク
ロヘキシルエーテル、ジアミノシクロヘキサン、1,3
−ビス(3−アミノプロピル)−1,1,3,3−テト
ラメチルジシロキサン、ジアミノシランなどが挙げら
れ、これらは2種以上を併用することもできる。
【0011】またテトラカルボン酸二無水物としては、
特に制限はなく、ピロメリット酸二無水物、メチルピロ
メリット酸二無水物、ジメチルピロメリット酸二無水
物、ジ(トリフルオロメチル)ピロメリット酸二無水
物、3,3′,4,4′−ビフェニルテトラカルボン酸
二無水物、5,5′−ジメチル−3,3′,4,4′−
ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、p−(3,4−
ジカルボキシフェニル)ベンゼン二無水物、3,3′,
4,4′−テトラカルボキシジフェニルエーテル二無水
物、2,3,3′,4′−テトラカルボキシジフェニル
エーテル二無水物、3,3′,4,4′−テトラカルボ
キシベンゾフェノン二無水物、1,4,5,7−テトラ
カルボキシナフタレン二無水物、1,2,5,6−テト
ラカルボキシナフタレン二無水物、3,3′,4,4′
−テトラカルボキシジフェニルメタン二無水物、2,2
−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)プロパン二無
水物、2,2−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)
−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン二
無水物、3,3′,4,4′−テトラカルボキシジフェ
ニルスルホン二無水物、3,4,9,10−テトラカル
ボキシペリレン二無水物、ブタンテトラカルボン酸二無
水物、3,3′,4,4′−エチレングリコールビス
(フェニル)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、シクロペンタンテトラカル
ボン酸二無水物などが挙げられ、これらは2種以上を併
用することもできる。
【0012】本発明においては、上記の(3)のテトラ
カルボン酸二無水物のモル数の総和と、上記の(1)、
(2)および必要に応じて用いられる(4)のジアミン
のモル数の総和とをほぼ等モルにして反応させることが
好ましい。
【0013】上記の(1)一般式〔1〕で表される芳香
族ジアミン、(2)一般式〔2〕で示される脂肪族ジア
ミン、(3)テトラカルボン酸二無水物ならびに必要に
応じて、(4)(1)および(2)以外のジアミンは、
不活性溶媒に溶解され、反応させてポリアミド酸とされ
る。
【0014】不活性溶媒としては、前記の単量体の全て
を溶解する必要はないが、生成するポリアミド酸を溶解
するものが好ましく、例えば、N−メチル−2−ピロリ
ドン、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチ
ルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、テトラメチル
スルホン、1,4−ジオキサンなどの1種または2種以
上が用いられる。これらの溶媒以外に、ガラス基板への
塗れ性をよくするための溶媒を、反応前または反応終了
後に添加することもできる。これらの溶媒として例えば
ブチルセロソルブ、ブチルセロソルブアセテート、キシ
レン、トルエンなどが用いられる。
【0015】本反応で得られたポリアミド酸は100〜
400℃に加熱することおよび/または無水酢酸などの
脱水剤で化学処理することによりポリイミドとされる。
液晶挟持基板上の液晶に面する側に電極を設け、該基板
および電極上に液晶配向膜組成物より得られる液晶配向
膜を形成して液晶表示素子とされる。
【0016】本発明のポリイミド層の液晶基板上の形成
は上記の液晶配向膜用組成物を通常は、上記の反応に用
いた不活性溶媒、必要に応じて用いられる塗れ性をよく
する溶媒を含む溶液として、予め例えばITO(Ind
ium Tin Oxide)等の透明電極が形成され
たガラス基板上に印刷、スピンコート、カーテンコー
ト、ディップコート等の方法で塗布した後、乾燥、脱水
閉環させてポリイミド層とすることにより行われる。脱
水閉環温度は100〜400℃、好ましくは150〜3
00℃の範囲で任意に選択することができる。また加熱
時間は1分〜6時間、好ましくは1分〜3時間とされ
る。
【0017】このようにして形成されたポリイミド層
は、表面をラビングすることによって液晶配向膜として
用いられる。液晶配向膜を有する液晶表示基板を用いて
公知の方法により液晶表示素子を得ることができる。
【0018】
【実施例】以下、本発明を実施例により説明する。 実施例1 9,10−ビス(4−アミノフェニル)アントラセン1
8.1g(0.05モル)および1,8−ジアミノオク
タン7.2g(0.05モル)にN−メチル−2−ピロ
リドン310gを添加し、充分撹拌した後、3,3′,
4,4′−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物29.
4g(0.10モル)を加え、室温で5時間反応させた
ところ、緑色の粘稠な液体となった。この溶液を粘度調
整し2枚の640×200ドットになるようにITO透
明電極が形成されたガラス基板上にスピンナーで塗布
し、250℃で30分加熱し、溶媒の除去およびポリア
ミド酸の脱水閉環を行い、600Åのポリイミド層を形
成した。2枚のガラス基板上にこの層の表面をラビング
処理して液晶配向膜として液晶挟持基板を得、これをラ
ビング方向がアンチパラレルになるように2枚のポリイ
ミド層を対向させて組み合わせ、周りをエポキシ系シー
ル剤EN−1000(日立化成工業株式会社製商品名)
で封止しセルを組み立てて、内部に液晶ZLI−229
3(メルク社製商品名)を封入し、液晶セルを形成し
た。クリスタルローテーション法でプレチルト角を測定
したところ、プレチルト角は5°であり、240°〜2
70°ツイストの液晶表示素子の必要条件を満たしてい
た。また、この液晶セルをZLI−2293のTNI(8
5℃)以上の温度である130℃で1時間加熱した後プ
レチルト角を測定したが5°のまま変化がなかった。次
に前記と同様の方法で液晶配向膜を形成し、240°ツ
イストになるように2枚のポリイミド層を対向させて組
み合わせ、周りをエポキシ系シール剤EN−1000
(日立化成工業株式会社製商品名)で封止しセルを組み
立てて、内部にカイラル剤CB−15(メルク社製商品
名)を添加した液晶ZLI−2293(メルク社製商品
名)を封入し、液晶セルを形成した。次にこの液晶セル
を安定させるためエージング処理として130℃で1時
間加熱した。この液晶セルは、640×200ドットで
駆動でき、ドメイン等の配向不良が発生せずコントラス
トが良好で高表示品質であった。
【0019】実施例2 9,10−ビス(4−アミノフェニル)アントラセン
3.6g(0.01モル)、1,8−ジアミノオクタン
11.5g(0.08モル)、パラフェニレンジアミン
1.1g(0.01モル)にN−メチル−2−ピロリド
ン260gを添加し、充分撹拌した後、3,3′,4,
4′−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物29.4g
(0.10モル)を加え、60℃で6時間反応させたと
ころ、黄緑色の粘稠な液体となった。この溶液を用いて
実施例1と同様の方法で液晶セルを形成してプレチルト
角を測定したところ、5.5°であった。この液晶セル
を130℃で1時間加熱した後プレチルト角を測定した
が5.5°でありプレチルト角に変化はなかった。さら
にこの溶液を用いて実施例1と同様にして液晶セルを形
成した。この液晶セルは、640×200ドットで駆動
でき、ドメイン等の配向不良が発生せずコントラストが
良好で高表示品質であった。
【0020】
【発明の効果】本発明の液晶配向膜用組成物によって液
晶配向膜を形成し、この液晶配向膜を有する液晶表示基
板を使用して液晶表示素子を作成した場合、ドメインが
発生せずプレチルト角が5°以上となるため、240°
〜270°ツイストの液晶表示素子を作成することがで
きる。また液晶封入後のエージングでプレチルト角が変
動しないため表示品質が劣化せず、本発明の液晶配向膜
用組成物は、高表示品質のSTN方式の液晶表示素子に
用いることができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大森 義和 茨城県日立市東町四丁目13番1号 日立化 成工業株式会社山崎工場内

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (1)一般式〔1〕 【化1】 (Rは炭素数が12から22までの2価の縮合環炭化水
    素基を示し、縮合環炭化水素基はアルキル基で置換され
    てもよい)で表される芳香族ジアミン、(2)一般式
    〔2〕 【化2】 (nは2から12までの整数である)で表される脂肪族
    ジアミン、(3)テトラカルボン酸二無水物ならびに
    (4)必要に応じて(1)および(2)以外のジアミン
    を反応させて得られるポリアミド酸を含有してなる液晶
    配向膜用組成物。
  2. 【請求項2】 一般式〔1〕で表される芳香族ジアミン
    と一般式〔2〕で表される脂肪族ジアミンのモル数の合
    計を反応に用いられるジアミンのモル数の50%以上と
    した請求項1記載の液晶配向膜用組成物。
  3. 【請求項3】 液晶挟持基板の電極を形成した面上に、
    請求項1記載の液晶配向膜用組成物を塗布後、乾燥、脱
    水閉環させてポリイミド層を形成し、ついでこのポリイ
    ミド層をラビングする液晶配向膜の製造法。
  4. 【請求項4】 液晶挟持基板の電極を形成した面上に、
    請求項2記載の液晶配向膜用組成物を塗布後、乾燥、脱
    水閉環させてポリイミド層を形成し、ついでこのポリイ
    ミド層をラビングする液晶配向膜の製造法。
  5. 【請求項5】 請求項1記載の液晶配向膜組成物より形
    成された液晶配向膜。
  6. 【請求項6】 請求項2記載の液晶配向膜組成物より形
    成された液晶配向膜。
  7. 【請求項7】 請求項5記載の液晶配向膜を有する液晶
    挟持基板。
  8. 【請求項8】 請求項6記載の液晶配向膜を有する液晶
    挟持基板。
  9. 【請求項9】 液晶挟持基板上の液晶に面する側に電極
    を設け、該基板および電極上に請求項1記載の液晶配向
    膜用組成物より得られる液晶配向膜を形成した液晶表示
    素子。
  10. 【請求項10】 液晶挟持基板上の液晶に面する側に電
    極を設け、該基板および電極上に請求項2記載の液晶配
    向膜用組成物より得られる液晶配向膜を形成した液晶表
    示素子。
JP5127095A 1993-05-28 1993-05-28 液晶配向膜用組成物、液晶配向膜の製造法、液晶配向膜、液晶挟持基板および液晶表示素子 Pending JPH06337425A (ja)

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