JPH0414020A - 液晶配向膜用組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は液晶配向膜を形成しうる液晶配向膜用組成物に
関する。

〔従来の技術〕

液晶表示装置に用いられる液晶素子には、一般に所定の
間隙を有するように対向させて配した透明基板の内側面
の透明電極の表面に液晶配向膜か形成されている。この
液晶配向膜には、従来のＴＮ方式の液晶装置の場合、ポ
リイミド膜がよく使用される。ポリイミド膜は、その前
駆体のポリアミド酸を有機溶剤に溶解した液晶配向膜用
組成物を透明電極上に塗布し、加熱脱水閉環して形成す
る。

従来、液晶配向膜のポリイミドには全芳香族系ジアミン
を原料とするポリイミド膜が使用されてきた。例えば、
無水ピロメリト酸と４，４°　−ジアミノジフェニルエ
ーテルの反応より得られるポリアミド酸からなる液晶配
向膜用組成物を脱水閉環し得られるポリイミド膜があげ
られる。この種のポリイミドは配向性が優れているなど
の長所があるか、最近注目されている超ねじれ複屈折効
果（Ｓｕｐｅｒ　Ｔｗｉｓｔｅｄ　Ｂｊｒｅｆｒｉｎｇ
ｅｎｃｅ　Ｅｆｆｅｃｔ：Ｓ　Ｔ　Ｂ　Ｅと略す）を利
用した液晶表示装置には対応できない。この表示装置は
従来のＴＮ型に比較して、コントラスト、視覚特性がき
わめて優れているという特徴がある。これに用いる配向
膜はプレチルト角を高くする必要かあるが、従来のポリ
イミドではプレチルト角が２°以下で、ドメインができ
ディスクリネーションと呼ばれる線欠陥が発生する等良
好な表示特性が得られない。従って、５ＴＢＥ型表示装
置で満足のいく表示特性が得られる配向膜として現状で
は酸化珪素等の無機斜方蒸着膜等か主に用いられていた
。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、無機斜方蒸着膜は、液晶に対して選択性があり
、全ての液晶組成物の配向を良好に行うことは困難であ
る。また、組立て時の高温加熱処理により配向にムラが
生し歩留りが低下して生産性が悪くなる欠点を有し、配
向膜に必要なコントラストおよび視覚特性を満足するこ
とができなかった。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者等は上記の様な種々の問題がある無機斜方蒸着
膜にかわる、比較的高いプレチルト角を有するポリイミ
ド膜の開発を検討した。従来のポリイミド膜は平面構造
のため、プレチルト角か低いと考え、平面から構成分子
の一部が立っている様なポリイミド膜を試作すべく、液
晶配向膜用組成物について検討した。

その結果、従来品に比較して、プレチルト角が高く、斜
方配向が可能であるポリイミド配向膜を形成することの
できる優れた液晶配向膜用組成物を発明するに至った。

すなわち、本発明は一般式（１） （式中、Ｒ１は芳香環又は脂環てあり、Ｒ２は置換また
は無置換のアゾベンゼン基てあり、Ｒ３はアルキル基、
アルコキシ基、またはハロゲン原子てあり、Ｘはアルキ
ル基、０、ｓＸｃ、ｃ−ｏ、Ｓ、５−Ｏ１ＮＲ４（Ｒ４
は水素原子又はアルキＯＯ ル基）　、Ｃ−ＮＲ４，５−ＮＲ４の１種または２種以
上よりなる鎖状置換基てあり、ｎは正の整数を示す。）
で表わされるポリアミド酸を含有することを特徴とする
液晶配向膜用組成物。

本発明の液晶配向膜用組成物は、主に一般式（Ｉ）のポ
リアミド酸およびこれを溶解し得る有機溶媒からなり、
これを脱水閉環と同時に有機溶媒を揮散させてポリイミ
ド膜とする。

ここで、−紋穴（１）のポリアミド酸について詳しく述
べる。このポリアミド酸は酸無水物と鎖状置換基を有す
る芳香族ジアミンとの反応により得られるが、酸無水物
としては、例えば無水ピロメリト酸、無水３，３°、４
，４“−ビフェニルテトラカルボン酸、無水３．　３’
　、　４．４’　　−ベンゾフェノンテトラカルボン酸
、無水シクロペンタンテトラカルボン酸、無水２，３．
５４リカルボキンシクロペンチル酢酸、無水５−　（２
，５−ジオキソテトラヒドロ−３−フラニル）−３シク
ロヘキセン−１、］−ジカルボン酸等があげられる。鎖
状置換基を有する芳香族ジアミンは、−紋穴（ｎ） （式中のＲ２、Ｒ３及びＸは前記と同じ）で示される化
合物で、例えば下記のものがあげられる。

なお、化合物Ｎｏ、は実施例においても共通に用いる。

化合物Ｎｏ。

構　　　　　　　辺　　　　　　　式 ％式％ 式 Ｈ２ Ｈ２ ２Ｎ ２Ｎ ８゜ Ｈ２ ２Ｎ ２Ｎ ２Ｎ ■２ ＣＨ。

２Ｎ ２Ｎ ２Ｎ 化合物Ｎｏ。

構 造 式 上記の酸無水物および鎖状置換基を有する芳香族ジアミ
ンをそれぞれ１種または２種以上を有機溶媒中、無水条
件下、好ましくは５０℃以下の温度で反応させ、ポリア
ミド酸の溶液とする。

ここで用いる有機溶媒には、比較的揮散しやすく、生成
するポリアミド酸を溶解し得る極性溶媒、例えば、Ｎ、
Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ、Ｎ−ジメチルアセトア
ミド、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、ジメチルスルホキ
シド等を用いる。

また、ガラス基板、金属類等との接着性の向上を目的と
して、反応成分にシランカップリング剤やジアミノシロ
キサンを併用することも何らさしつかえがない。シラン
カップリング剤としてはγアミノプロピルトリエトキシ
シラン、Ｎ−（β−アミノエチル）−γ−アミノプロピ
ルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリ
メトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシ
シラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラ
ン等があげられる。

ジアミノシロキサンには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、α、ω−ビス（３−アミノプロピルジメチルシリ
ル）ベンゼン等があげられる。

上記のようにして得られた本発明のポリアミド酸を含有
する液晶配向膜用組成物を使用して配向膜を形成する方
法は、下記のとおりである。

つまり、前記ポリアミド酸を有機溶媒中０．１〜２０重
量％溶液として、これをデイツプ法、スピナー法、スプ
レー法、印刷法等により、液晶を構成する電極上に塗布
する。塗布後、１００〜４００℃、好ましくは１５０〜
２５０℃で加熱処理して、上記ポリアミド酸を脱水閉環
してボリイミド被膜が得られる。この被膜をラビング処
理して、液晶配向膜とされる。液晶配向膜と液晶間のプ
レチルト角は従来のポリイミド膜では２°以下であった
が、本発明の組成物より得られる液晶配向膜では、プレ
チルト角が高くなり、４０°位まで可能となった。本発
明のポリアミド酸を含有する液晶配向膜用組成物は５Ｔ
ＢＥ方式の液晶表示装置に適している。

〔実　施　例〕

以下、実施例により本発明の詳細な説明する。

なお、実施例中の部とは重量部を表わす。

実施例Ｉ Ｎ、Ｎ−ジメチルアセトアミド６４部に化合物Ｎｏ、２
のジアミン４．１９部を溶解し、窒素雰囲気下、等モル
の無水３，３°、４．４°　−ビフェニルテトラカルボ
ン酸２．９４部を加え２０〜３０℃で２４時間反応させ
た。得られたポリアミド酸の溶液にＮ、Ｎ−ジメチルア
セトアミドを加え５重量％の溶液を調製して液晶配向膜
用組成物とした。これをスピンコータを用いて、ＩＴＯ
の透明ガラス基板（３ｃｍＸ３ｃｍ厚さ１ｍｍ）上に塗
布した。塗布後２５０℃で１時間加熱して脱水閉環させ
、わずかに黄味を帯びたポリイミド被膜を形成した。

次にこの被膜をラビング処理した基板の一対を用いて、
液晶ＺＬＩ−２２１４（メルク社製）を封入して液晶表
示装置（厚み６μ）を作成した。

プレチルト角を測定したところ８°であった。本装置に
電圧を印加して、立ち上がり特性及びコントラストを観
察したところ極めて良好であった。

実施例２〜５ 実施例１において使用した化合物Ｎｏ、２のジアミンお
よび酸無水物の代わりに表１に示した物を用いて実施例
１と同様の操作を行いプレチルト角を測定した。その結
果を表１に示す。

表１ またいずれの場合においても実施例１と同様良好な立ち
上がりとコントラストが観察された。

なお、表１におけるＰＭＤＡは無水ピロメリト酸、ＢＰ
ＤＡは無水３．３’　、４．４’　　−ビフェニルテト
ラカルボン酸、ＢＺＤＡは無水３３゜４．４°−ベンゾ
フェノンテトラカルボン酸、ＣＰＤＡは無水シクロペン
タンテトラカルボン酸を示す。

実施例６ Ｎ、Ｎ−ジメチルアセトアミド５７部に化合物ＮＯ１２
のジアミン４．１５部および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０．０２５部（ジアミン全体の１ｍｏ１％）を溶解し
、窒素雰囲気下、無水ピロメリト酸２．１８部を加え２
０〜３０℃で２４時間反応させた。得られたポリアミド
酸の溶液にＮ、Ｎ−ジメチルアセトアミドを加え５重量
％の溶液を調製して液晶配向膜用組成物とした。

この組成物を用いて実施例１と同様にして、ポリイミド
被膜を得て、さらに液晶表示装置を作成し、プレチルト
角を測定したところ、９°であった。

また、実施例１と同様良好な立ち上かりとコントラスト
が観察された。

実施例７ 実施例２において実施例１と同様にして得た反応液にジ
アミンに対して１ｍｏ１％のγ−アミノプロピルトリエ
トキシシランを添加して実施例１と同様の操作を行いプ
レチルト角を測定したところ、１５°てあった。また、
実施例１と同様良好、な立ち上がりとコントラストが観
察された。

実施例８ Ｎ、Ｎ−ジメチルアセトアミド５９部に化合物Ｎｏ、１
３のジアミン９．５２部および４４′ジアミノジフエニ
ルエーテル０．８部を溶解し、窒素雰囲気下、無水ピロ
メリト酸４，３６部を加え２０〜３０℃で２４時間反応
させた。得られたポリアミド酸の溶液にＮ、Ｎ−ジメチ
ルアセトアミドを加え５重量％の溶液を調製して液晶配
向膜用組成物とした。この組成物を用いて実施例１と同
様にして、ポリイミド被膜を得て、さらに液晶表示装置
を作成し、プレチルト角を測定したところ、２５６であ
った。また、実施例１と同様良好な立ち上がりとコント
ラストが観察された。

〔比　較　例〕

実施例２において、化合物２のジアミンのかわりに、４
．４’　−ジアミノジフェニルエーテルを用いて、実施
例２と同様の操作を行いプレチルト角を測定したところ
、２°であった。

〔発明の効果〕

本発明の液晶配向膜用組成物を配向制御に用いることに
より、コントラストおよび視覚特性の優れた表示装置を
得ることができる。

以上

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 一般式（ I ） ▲数式、化学式、表等があります▼ （式中、Ｒ＿１は芳香環又は脂環であり、Ｒ＿２は置換
   または無置換のアゾベンゼン基であり、Ｒ＿３はアルキ
   ル基、アルコキシ基、またはハロゲン原子であり、Ｘは
   アルキル基、Ｏ、Ｓ、▲数式、化学式、表等があります
   ▼、▲数式、化学式、表等があります▼、▲数式、化学
   式、表等があります▼、▲数式、化学式、表等がありま
   す▼、ＮＲ＿４（Ｒ＿４は水素原子又はアルキル基）、
   ▲数式、化学式、表等があります▼、▲数式、化学式、
   表等があります▼の１種または２種以上よりなる鎖状置
   換基であり、ｎは正の整数を示す。）で表わされるポリ
   アミド酸を含有することを特徴とする液晶配向膜用組成
   物。