JPH10168189A - 液晶配向剤 - Google Patents
液晶配向剤Info
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- JPH10168189A JPH10168189A JP8329948A JP32994896A JPH10168189A JP H10168189 A JPH10168189 A JP H10168189A JP 8329948 A JP8329948 A JP 8329948A JP 32994896 A JP32994896 A JP 32994896A JP H10168189 A JPH10168189 A JP H10168189A
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Abstract
優れた液晶配向性、プレティルト角、電気特性を示し、
良好な液晶ディスプレイを製造できる液晶配向剤を提供
する。 【解決手段】 脂肪族テトラカルボン酸二無水物と芳香
族ジアミンを反応させて得られるポリアミド酸と、芳香
族テトラカルボン酸二無水物と1,4−ビス(3−アミ
ノプロピルジメチルシリル)ベンゼンジアミンを反応さ
せて得られるポリアミド酸を必須成分とする液晶配向
剤。
Description
製造に用いられる液晶配向剤に関するものであり、さら
に詳しくはSTN方式、アクティブマトリクスTN方式
の液晶ディスプレイの液晶配向膜を与えるために好適な
液晶配向剤に関する。
ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹
脂のような有機高分子膜を使用する方法が知られてい
る。これらの中でも特にポリイミド樹脂は各種の液晶を
配向させる働きを有し、かつ耐熱性等にも優れているこ
とから工業的に広く用いられている。
に伴い、配向膜材料に対しても従来以上に多くの特性が
要求されるようになってきた。具体的には、液晶配向膜
の機能の面においては、種々の条件下で良好な配向性と
所望のプレティルト角が安定して得られ、かつ良好な電
気光学特性を有することであり、プロセス上では均一な
塗膜形成性、耐ラビング性などがあげられる。特に近年
では、プロセスの低温化に対応し、200℃未満の焼成
温度でも従来と同等以上の上記の特性が得られることが
要求されている。
ド酸、脂肪族ポリアミド酸、脂肪族可溶性ポリイミドが
あるが、芳香族ポリアミド酸系配向剤は一般に電圧保持
率など液晶ディスプレイとしての電気特性が悪く、脂肪
族ポリアミド酸系配向剤は液晶の配向性に劣り、脂肪族
可溶性ポリイミドは基板への密着性が低くラビング時に
塗膜の剥がれが起きやすいといった問題がある。以上の
ように現在使用されているポリイミド系液晶配向剤は、
種々の要求に十分こたえているとはいえず、より優れた
液晶配向剤が求められている。
を解決し、焼成温度が200℃未満の低温の場合でも、
優れた液晶配向性、プレティルト角、電気特性を示し、
良好な液晶ディスプレイを製造できる液晶配向剤を提供
するものである。
を反応させて得られるポリアミド酸と、芳香族テトラカ
ルボン酸二無水物と1,4−ビス(3−アミノプロピル
ジメチルシリル)ベンゼンジアミンを反応させて得られ
るポリアミド酸を必須成分とする液晶配向剤、 2.脂肪族テトラカルボン酸二無水物が式(1)〜式
(6)から選ばれる構造である第1項記載の液晶配向
剤、
応させる芳香族ジアミンが式(7)〜(11)から選ば
れる構造である第1項記載の液晶配向剤、
香族ジアミンとを反応させて得られるポリアミド酸に用
いる脂肪族テトラカルボン酸二無水物が式(1)〜式
(6)から選ばれる構造であり、芳香族ジアミンが式
(7)〜(11)から選ばれる構造である第1項記載の
液晶配向剤である。
ルボン酸二無水物と芳香族ジアミンを反応させて得られ
るポリアミド酸についてはその構成原料は特に限定され
るものではないが、脂肪族テトラカルボン酸二無水物と
してとして式(1)〜式(6)で表される構造であるも
のが特に優れた特性を示す。
ミンが使用できるが、式(7)〜式(11)で表される
構造であるものが特に優れた特性を示す。式(7)〜式
(11)以外のジアミンの例を挙げると、2,4ージア
ミノトルエン、2,5−ジアミノトルエン、3,5−ジ
アミノトルエン、2,5−ジアミノ−p−キシレン、o
−トリジン、o−ジアニシジン、4,4’−ジアミノジ
フェニルエーテル、4,4’−ジアミノジフェニルスル
ホン、1,4−(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、
4,4’−(4−アミノフェノキシ)ビフェニル等であ
る。これらを2種類以上同時に用いることも可能であ
る。
において芳香族テトラカルボン酸二無水物も併用するこ
とができるが、その際芳香族テトラカルボン酸二無水物
は全テトラカルボン酸二無水物のうち50モル%以下で
あることが好ましい。
二無水物と1,4−ビス(3−アミノプロピルジメチル
シリル)ベンゼンジアミンを反応させて得られるポリア
ミド酸を必須成分とする。芳香族テトラカルボン酸二無
水物の例としては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、3,
3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無
水物等が挙げられる。
る方法としては何ら限定されるものではないが、一般的
な合成法方としては、反応溶媒としてN−メチル−2−
ピロリドン(NMP)、N,N−ジメチルホルムアミド
(DMF)、N,N−ジメチルアセトアミド(DMA
c)、ジメチルスルホキシド(DMSO)、クレゾー
ル、γ−ブチロラクトン等の極性溶媒を使用し、テトラ
カルボン酸二無水物とジアミンを反応させる。
のような方法によって得られた脂肪族テトラカルボン酸
二無水物と芳香族ジアミンを反応させて得られるポリア
ミド酸と芳香族テトラカルボン酸と1,4−ビス(3−
アミノプロピルジメチルシリル)ベンゼンジアミンを反
応させて得られるポリアミド酸を液晶配向膜としての要
求特性に応じて所定の割合で混合するが、その際、液晶
配向性、電気特性の観点から、脂肪族テトラカルボン酸
二無水物と芳香族ジアミンを反応させて得られるポリア
ミド酸が、全ポリアミド酸のうち30重量%以上95重
量%以下とすることが好ましい。
ることが好ましく、溶剤成分としては反応溶媒として挙
げた極性溶媒や、これらとブチルセロソルブ、エチルカ
ルビトール、プロピレングリコールモノ−n−ブチルエ
ーテル、プロピレングリコールジアセテート、プロピレ
ングリコールモノ−n−ブチルエーテルアセテート等の
混合溶剤等を用いることができる。
する方法として、以下のような例が挙げられる。まず、
透明電極が設けられた基板の透明電極側に本発明の液晶
配向剤をフレキソ印刷、スピンコート等の方法で塗布
し、130〜250℃の温度で焼成し、塗膜を形成す
る。その後ラビング等の配向処理を行い、必要により洗
浄および乾燥を行って配向膜とする。
が、これらによって何ら限定されるものではない。
口および窒素導入管を備えた4つ口セパラブルフラスコ
に、4、4’−ジアミノジフェニルメタン(DDM)1
9.83g(0.1モル)、N−メチル−2−ピロリド
ン(NMP)150gを入れ乾燥窒素流入下攪拌した。
系の温度を20℃に保ちながら、原料仕込み口より3,
4−ジカルボキシ−1,2,3,4−テトラヒドロ−1
−ナフタレンコハク酸二無水物30.03g(0.1モ
ル)を投入し、5時間攪拌、反応を続け淡黄色の粘ちょ
うな液体を得た。
口および窒素導入管を備えた4つ口セパラブルフラスコ
に、ピロメリット酸二無水物21.81g(0.1モ
ル)、NMP250gを入れ乾燥窒素流入下攪拌した。
系の温度を20℃に保ちながら、1,4−ビス(3−ア
ミノプロピルジメチルシリル)ベンゼン30.86g
(0.1モル)を添加し、5時間攪拌、反応し淡黄色の
粘ちょうな溶液を得た。
ラカルボン酸二無水物とジアミンを反応させて得られる
ポリアミド酸(R−PAAと略す)と、合成例2で得
た、芳香族テトラカルボン酸二無水物と1,4-ビス(3-ア
ミノプロピルジメチルシリル)ベンゼンを反応させて得
られるポリアミド酸(Si−PAAと略す)を樹脂分の
重量比で70対30になるように混合し、さらに、全樹
脂分濃度が6%になるようにNMPを添加した後、ポア
サイズ0.5ミクロンのPTFE製メンブランフィルタ
ーで濾過して液晶配向剤とした。この液晶配向剤を透明
電極付きガラス基板の透明電極面にスピンナーにより塗
布し、180℃で1時間焼成し、約600オングストロ
ームの塗膜を形成させた。引き続き塗膜面をラビングマ
シーンによりラビングした。ラビング後の塗膜面を顕微
鏡により観察したところ、剥離は観られなかった。2枚
の基板を5μmのギャップで貼り合わせ、液晶(メルク
社製ZLI−5081)を注入してTN液晶セルを作製
した。液晶の配向性を偏光顕微鏡により観察したところ
全面にわたり均一であり、120℃で500時間処理し
た後でも変化はしていなかった。セルの電気特性として
電圧保持率を評価したところ、熱処理前では99.2%
であり、120℃500時間処理後でも98.4%であ
った。
肪族酸二無水物と反応させるジアミンを変えた以外は合
成例1と同様にしてR−PAAを合成し、芳香族酸二無
水物を変えた以外は合成例2と同様にしてSi−PAA
を合成し、R−PAAとSi−PAAの樹脂分の混合の
樹脂分の重量比を変えた以外は実施例1と同様にして、
ラビング後の塗膜面の観察、120℃500時間処理前
後の液晶の配向性と電圧保持率を評価し、表1に示す結
果を得た。
3,4−テトラヒドロ−1−ナフタレンコハク酸二無水
物 BDA:ブタンテトラカルボン酸二無水物 DDM:4,4’−ジアミノジフェニルメタン PMDA:ピロメリット酸二無水物 BAPP:2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フ
ェニル]プロパン BAPS:ビス(4−(4−アミノフェノキシ)フェニル)
スルホン CBDA:シクロブタンテトラカルボン酸二無水物 BPDA:ビフェニルテトラカルボン酸二無水物 CHDA:1,2,4,5−シクロヘキサンテトラカルボン
酸二無水物 PPD:p−フェニレンジアミン BCODA:[2,2,2]ビシクロオクト−7−エンテトラ
カルボン酸二無水物 FMCHDA:5−(2,5−ジオキソテトラヒドロ−3−フ
ラニル)−3−メチル−3−シクロヘキセン−1,2−
ジカルボン酸二無水物 DDMB:4,4’−ジアミノ−3,3’−ジメチルビフェ
ニル DDMOB:4,4’−ジアミノ−3,3’−ジメトキシビフ
ェニル *)比較例3はポリイミド溶液である液晶配向剤。
樹脂分濃度が6%になるようにNMPを添加した後、ポ
アサイズ0.5ミクロンのPTFE製メンブランフィル
ターで濾過して液晶配向剤とした。この液晶配向剤を透
明電極付きガラス基板の透明電極面にスピンナーにより
塗布し、180℃で1時間焼成し、約600オングスト
ロームの塗膜を形成させた。引き続き塗膜面をラビング
マシーンによりラビングした。ラビング後の塗膜面を顕
微鏡により観察したところ、剥離は観られなかった。2
枚の基板を5μmのギャップで貼り合わせ、液晶(メル
ク社製ZLI−5081)を注入してTN液晶セルを作
製した。液晶の配向性を偏光顕微鏡により観察したとこ
ろ、液晶の配向均一性が悪く、明暗のコントラストにム
ラが生じていた。
を全樹脂分濃度が6%になるようにNMPを添加した
後、ポアサイズ0.5ミクロンのPTFE製メンブラン
フィルターで濾過して液晶配向剤とした。この液晶配向
剤を透明電極付きガラス基板の透明電極面にスピンナー
により塗布し、180℃で1時間焼成し、約600オン
グストロームの塗膜を形成させた。引き続き塗膜面をラ
ビングマシーンによりラビングした。ラビング後の塗膜
面を顕微鏡により観察したところ、剥離は観られなかっ
た。2枚の基板を5μmのギャップで貼り合わせ、液晶
(メルク社製ZLI−5081)を注入してTN液晶セ
ルを作製した。液晶の配向性を偏光顕微鏡により観察し
たところ全面にわたり均一であり、120℃で500時
間処理した後でも変化はしていなかった。セルの電気特
性として電圧保持率を評価したところ、熱処理前では9
8.9%であり良好であったが、120℃500時間処
理後では87.9%に低下した。
口および窒素導入管を備えた4つ口セパラブルフラスコ
に、4、4’−ジアミノジフェニルメタン(DDM)1
9.83g(0.1モル)、N−メチル−2−ピロリド
ン(NMP)150gを入れ乾燥窒素流入下攪拌した。
系の温度を20℃に保ちながら、原料仕込み口より3,
4−ジカルボキシ−1,2,3,4−テトラヒドロ−1
−ナフタレンコハク酸二無水物30.03g(0.1モ
ル)を投入し、5時間攪拌、反応を続け淡黄色の粘ちょ
うな液体を得た。続いて系にトルエン60gを加え、滴下
ロートを取り外して代わりにディーンスターチ還流冷却
管を取り付けて系の温度を上昇させる。トルエンを還流
させ脱水・イミド化反応を行い、水分の発生が終了した
ら系の温度を室温に戻し、20倍量のメタノール中に滴下
してポリイミドの固形分を回収する。固形分を真空乾燥
機により24時間乾燥したのち、樹脂成分の濃度が5%に
なるようにγ-ブチロラクトンに溶解し、液晶配向剤を
得た。この液晶配向剤を透明電極付きガラス基板の透明
電極面にスピンナーにより塗布し、180℃で1時間焼
成し、約600オングストロームの塗膜を形成させた。
引き続き塗膜面をラビングマシーンによりラビングし
た。ラビング後の塗膜面を顕微鏡により観察したとこ
ろ、ラビングによる剥離が観られた。
得られている。比較例1では、脂肪族テトラカルボン酸
二無水物と芳香族ジアミンを反応させて得られるポリア
ミド酸のみであるため良好な液晶の配向性が得られなか
った。比較例2では、芳香族テトラカルボン酸とジアミ
ンを反応させて得られるポリアミド酸のみであるため、
高温放置による電圧保持率の低下が大きく良好でなかっ
た。比較例3では、脂肪族テトラカルボン酸二無水物と
芳香族ジアミンを反応させた後溶液中でイミド化を行っ
て得たポリイミドを液晶配向剤に用いた所、ラビングの
際に剥離を発生した。
でも良好な特性の液晶配向膜を得ることができ、種々の
液晶ディスプレイに好適に用いられる。
Claims (4)
- 【請求項1】 脂肪族テトラカルボン酸二無水物と芳香
族ジアミンとを反応させて得られるポリアミド酸と、芳
香族テトラカルボン酸二無水物と1,4−ビス(3−ア
ミノプロピルジメチルシリル)ベンゼンジアミンとを反
応させて得られるポリアミド酸を必須成分とする液晶配
向剤。 - 【請求項2】 脂肪族テトラカルボン酸二無水物が式
(1)〜式(6)から選ばれる構造である請求項1記載
の液晶配向剤。 【化1】 【化2】 【化3】 【化4】 【化5】 【化6】 - 【請求項3】 脂肪族テトラカルボン酸二無水物と反応
させる芳香族ジアミンが式(7)〜(11)から選ばれ
る構造である請求項1記載の液晶配向剤。 【化7】 【化8】 【化9】 【化10】 【化11】 - 【請求項4】 脂肪族テトラカルボン酸二無水物と芳香
族ジアミンとを反応させて得られるポリアミド酸に用い
る脂肪族テトラカルボン酸二無水物が式(1)〜式
(6)から選ばれる構造であり、芳香族ジアミンが式
(7)〜(11)から選ばれる構造である請求項1記載
の液晶配向剤。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32994896A JP3681083B2 (ja) | 1996-12-10 | 1996-12-10 | 液晶配向剤 |
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- 1996-12-10 JP JP32994896A patent/JP3681083B2/ja not_active Expired - Fee Related
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