JPH07159793A - Liquid crystal orienting agent and liquid crystal display element using the same - Google Patents

Liquid crystal orienting agent and liquid crystal display element using the same

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JPH07159793A
JPH07159793A JP30687093A JP30687093A JPH07159793A JP H07159793 A JPH07159793 A JP H07159793A JP 30687093 A JP30687093 A JP 30687093A JP 30687093 A JP30687093 A JP 30687093A JP H07159793 A JPH07159793 A JP H07159793A
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JP
Japan
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liquid crystal
aligning agent
crystal aligning
formula
crystal display
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JP30687093A
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Japanese (ja)
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Toshimasa Eguchi
敏正 江口
Sumitoshi Asakuma
純俊 朝隈
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Sumitomo Bakelite Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Bakelite Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To provide a liquid crystal orienting agent capable of working it at low temp. such as 120 deg.C and obtaining a high pretilt angle by using a specific polyamide as a resin component. CONSTITUTION:The polyamide expressed by formula I or formula II is used as a liquid crystal orienting agent containing polyamide as a resin component. In the formula I and II, Ar denotes bivalent aromatic group, each of R1 and R2 denotes 4-30C alkyl group and may be the same or different. And Ar in the formula I and II is the liquid crystal orienting agent expressed by formula III. In the formula III, R3 denotes single bond, -O-, -CH2-, -C(CH3)2-, -C(CF3)2- or the like. A mixed solvent of N-methyl-2-pyrolidone (NMP) and butyl cellosolve, a mixed solvent of dimethyl acetoamide and butyl cellosolve or the like is exemplified as the solvent component of the liquid crystal orienting agent.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は液晶表示素子の製造に使
用する液晶配向剤に関するものであり、さらに詳しくは
低温で加工でき高いプレティルト角を得ることができる
液晶配向剤に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal aligning agent used for manufacturing a liquid crystal display device, and more particularly to a liquid crystal aligning agent which can be processed at a low temperature to obtain a high pretilt angle.

【0002】[0002]

【従来の技術】現在、液晶表示素子は、薄型ディスプレ
イとして広範囲に用いられてきている。液晶表示素子に
は、動作モードや駆動方式により種々の方式があるが、
低コストで比較的表示品位に優れる方式としてスーパー
ツイステッドネマティック(STN)型液晶表示素子が
あり、可搬型のワードプロセッサやコンピュータ用に広
く使用されている。液晶表示素子にはその内部で液晶を
均一に配向させる配向膜を基板上に形成するために液晶
配向剤が用いられるが、STN用の液晶配向剤に要求さ
れる項目として、液晶分子の配向方向と基板のなす角
度,即ちプレティルト角が4〜8度とツイステッドネマ
ティック(TN)型用に比べて高いことが挙げられる。
このような高いプレティルト角を得ることができる液晶
配向剤としては、特開平1−177514号公報に記載
されるようなポリイミド前駆体溶液が挙げられる。
2. Description of the Related Art At present, liquid crystal display devices have been widely used as thin displays. There are various types of liquid crystal display elements depending on the operation mode and driving method.
There is a Super Twisted Nematic (STN) type liquid crystal display element as a method that is low in cost and relatively excellent in display quality, and is widely used for portable word processors and computers. A liquid crystal aligning agent is used in a liquid crystal display device to form an alignment film on a substrate that uniformly aligns liquid crystals inside the liquid crystal display device. An item required for the liquid crystal aligning agent for STN is an alignment direction of liquid crystal molecules. The angle formed by the substrate, that is, the pretilt angle is 4 to 8 degrees, which is higher than that for the twisted nematic (TN) type.
Examples of the liquid crystal aligning agent capable of obtaining such a high pretilt angle include a polyimide precursor solution as described in JP-A-1-177514.

【0003】一般的に、液晶表示素子の基板には0.3m
m〜1.0mm程度の厚さのガラスが用いられている。近
年、液晶表示素子を搭載する電子機器のさらなる薄型
化,軽量化のために、基板にポリエチレンテレフタレー
ト(以下、PETと略す。)やポリエーテルスルホン
(以下、PESと略す。)、ポリアリレート等のプラス
ティック基板を用いることが検討され、一部で実用化さ
れはじめている。これらのプラスティック基板を用いる
ことにより、薄型化,軽量化が可能であり、さらにプラ
スティックの特徴であるフレキシビリティを活かして、
表示面が曲面であるディスプレイや屈曲性のあるディス
プレイを作製することも可能である。
Generally, a substrate of a liquid crystal display device has a thickness of 0.3 m.
Glass with a thickness of about m to 1.0 mm is used. In recent years, in order to further reduce the thickness and weight of electronic devices equipped with liquid crystal display elements, substrates such as polyethylene terephthalate (hereinafter abbreviated as PET), polyether sulfone (hereinafter abbreviated as PES), and polyarylate are used. The use of a plastic substrate has been studied, and some have begun to put it into practical use. By using these plastic substrates, it is possible to make them thinner and lighter, and by taking advantage of the flexibility that is the characteristic of plastics,
It is also possible to manufacture a display having a curved display surface or a display having flexibility.

【0004】しかし、このようなプラスティック液晶表
示素子を製造するにあたり、これに用いる液晶配向剤に
関する問題が生じている。すなわち、プラスティック基
板を用いるため、PETで120℃程度、PESやポリ
アリレートで150℃程度が工程に許容される最高温度
となり、焼成温度が200〜300℃である前記のよう
なSTN用液晶配向剤を使用することができないという
ことである。
However, in manufacturing such a plastic liquid crystal display device, there arises a problem regarding a liquid crystal aligning agent used therein. That is, since a plastic substrate is used, about 120 ° C. for PET and about 150 ° C. for PES or polyarylate are the maximum allowable temperatures in the process, and the liquid crystal aligning agent for STN as described above, which has a firing temperature of 200 to 300 ° C. Is that you cannot use.

【0005】一方、200℃以下で焼成可能な液晶配向
剤として特開昭61−205924号公報に記載されて
いる可溶性ポリイミドを樹脂成分とする液晶配向剤や、
特開平5−158047号公報に記載されているシリコ
ーン変性ポリアミド酸を樹脂成分とする液晶配向剤が提
案されている。前者は樹脂成分がポリイミド前駆体では
なく、すでにイミド化が完了したポリイミドであるた
め、溶剤を揮発させれば配向膜が得られるというもので
ある。また後者は、熱イミド化が通常のポリイミド前駆
体より進行し易いため、低温での焼成が可能であるとい
うものである。しかし、これらは150〜200℃で焼
成した場合は充分な性能を発揮するものの、150℃未
満の焼成温度では充分なプレティルト角が得られなかっ
たり、安定性が不足で促進試験によりプレティルト角が
大きく変化してしまう等の現象が発生することがあり、
プラスティック液晶表示素子の歩留まりや信頼性につい
ての問題となっている。
On the other hand, as a liquid crystal aligning agent which can be baked at 200 ° C. or lower, a liquid crystal aligning agent containing a soluble polyimide as a resin component, which is described in JP-A-61-205924,
A liquid crystal aligning agent containing a silicone-modified polyamic acid as a resin component described in JP-A-5-158047 has been proposed. The former is that the resin component is not a polyimide precursor but polyimide which has already been imidized, so that an alignment film can be obtained by evaporating the solvent. In the latter case, thermal imidization is more likely to proceed than a normal polyimide precursor, and therefore firing at low temperature is possible. However, although they exhibit sufficient performance when fired at 150 to 200 ° C, a sufficient pretilt angle cannot be obtained at a firing temperature of lower than 150 ° C, or the stability is insufficient and the pretilt angle is increased by an accelerated test. Phenomenon such as change may occur,
It has become a problem about yield and reliability of plastic liquid crystal display elements.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記のよう
な液晶配向剤の問題点を解決し、150℃以下の低温で
加工でき高いプレティルト角を得ることができる液晶配
向剤を提供するとともに、これを用いた低温で加工でき
信頼性にも優れた液晶表示素子を提供するものである。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention solves the above problems of liquid crystal aligning agents and provides a liquid crystal aligning agent which can be processed at a low temperature of 150 ° C. or lower and can obtain a high pretilt angle. The present invention provides a liquid crystal display device using this, which can be processed at a low temperature and has excellent reliability.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明は、一般式(1)
で表されるポリアミドを樹脂成分とする液晶配向剤であ
り、一般式(1)中のArが一般式(3)で表される前
記の液晶配向剤であり、さらに一般式(3)中のR3が-
CH2-である前記の液晶配向剤と、一般式(2)で表さ
れるポリアミドを樹脂成分とする液晶配向剤であり、一
般式(2)中のArが一般式(3)で表される前記の液
晶配向剤であり、さらに一般式(3)中のR3が-CH2-
である前記の液晶配向剤、およびこれらの配向剤を用い
た液晶表示素子である。
The present invention is based on the general formula (1)
Is a liquid crystal aligning agent containing polyamide as a resin component, and Ar in the general formula (1) is the liquid crystal aligning agent represented by the general formula (3). R 3 is-
A liquid crystal aligning agent containing CH 2 — as the above-mentioned liquid crystal aligning agent and a polyamide represented by the general formula (2) as a resin component, wherein Ar in the general formula (2) is represented by the general formula (3). And R 3 in the general formula (3) is —CH 2
And a liquid crystal display device using these aligning agents.

【0008】[0008]

【化5】 [Chemical 5]

【0009】[0009]

【化6】 [Chemical 6]

【0010】[0010]

【化7】 [Chemical 7]

【0011】本発明の液晶配向剤も、前記の可溶性ポリ
イミドを樹脂成分とするものと同様に溶剤を揮発させる
だけで配向膜が得られるものであるが、以下の点が大き
く異なる。すなわち、本発明の液晶配向剤中に含有され
る1,4-シクロヘキサンジカルボン酸構造を含むポリア
ミドは、特開昭61−205924号公報に記載される
可溶性ポリイミドに比べて分子間の相互作用が強いた
め、低温で焼成した場合でも分子鎖の配向状態を強く維
持することができる。そのため、本発明の液晶配向剤は
150℃未満の焼成温度でも充分なプレティルト角が得
られるとともに安定性が良好で、促進試験により液晶の
配向性が低下したりプレティルト角が大きく変化してし
まう等の問題が起こらない。特に一般式(1)及び
(2)中のArが一般式(3)で表される場合、さらに
は一般式(3)中のR3が-CH2-で表される場合にこの
性質に優れる。全芳香族ポリアミド(アラミド)はさら
に分子間の相互作用が強いが、この作用が強すぎるため
溶剤に全く溶解しないか、溶解する場合でも純N-メチ
ル-2-ピロリドン等配向膜として良好な被膜を得ること
が困難な溶剤しか使用できない。本発明の配向剤を用い
ることにより、これらの問題が発生することなく良好な
表示性とその信頼性に優れる液晶表示素子を作製するこ
とができる。
The liquid crystal aligning agent of the present invention is also one in which an alignment film can be obtained only by volatilizing a solvent as in the case of using the soluble polyimide as a resin component, but the following points are greatly different. That is, the polyamide containing the 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid structure contained in the liquid crystal aligning agent of the present invention has stronger intermolecular interaction than the soluble polyimide described in JP-A-61-205924. Therefore, the orientation state of the molecular chains can be strongly maintained even when fired at a low temperature. Therefore, the liquid crystal aligning agent of the present invention can obtain a sufficient pretilt angle even at a firing temperature of less than 150 ° C. and has good stability, and the orientation test of the liquid crystal is lowered by the accelerated test, or the pretilt angle is greatly changed. Problem does not occur. This property is particularly exhibited when Ar in the general formulas (1) and (2) is represented by the general formula (3), and further when R 3 in the general formula (3) is represented by —CH 2 —. Excel. The wholly aromatic polyamide (aramid) has a strong intermolecular interaction, but this action is too strong to dissolve at all in the solvent, or even if it dissolves, it is a good film as an alignment film such as pure N-methyl-2-pyrrolidone. Only solvents that are difficult to obtain can be used. By using the aligning agent of the present invention, it is possible to produce a liquid crystal display device having excellent displayability and excellent reliability without causing these problems.

【0012】本発明の液晶配向剤中の一般式(1)及び
(2)で表されるポリアミドの構造のうち、R1,R2
アルキル基はプレティルト角を付与するものである。R
1,R2の炭素数は4以上30以下であり、炭素数が3以
下の場合はプレティルト角付与の効果が明確に得られ
ず、また、炭素数が30を越えると液晶の配向性が悪化
し、良好な表示が得られなくなる。
Of the structures of the polyamides represented by the general formulas (1) and (2) in the liquid crystal aligning agent of the present invention, the alkyl groups of R 1 and R 2 give a pretilt angle. R
The carbon number of 1 and R 2 is 4 or more and 30 or less. When the carbon number is 3 or less, the effect of giving the pretilt angle cannot be clearly obtained, and when the carbon number exceeds 30, the alignment property of the liquid crystal is deteriorated. However, good display cannot be obtained.

【0013】本発明の液晶配向剤中の一般式(1)及び
(2)で表されるポリアミドは、1,4-シクロヘキサン
ジカルボン酸、R1,R2の構造を持つアルキルカルボン
酸、芳香族ジアミンを極性溶媒中で脱水するか、1,4-
シクロヘキサンジカルボン酸クロライド、R1,R2の構
造を持つアルキルカルボン酸クロライド、芳香族ジアミ
ンを極性溶媒中で反応させることにより得ることができ
る。
The polyamide represented by the general formulas (1) and (2) in the liquid crystal aligning agent of the present invention is 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid, an alkylcarboxylic acid having a structure of R 1 and R 2 , an aromatic compound. Diamine is dehydrated in polar solvent or 1,4-
It can be obtained by reacting cyclohexanedicarboxylic acid chloride, an alkylcarboxylic acid chloride having a structure of R 1 and R 2 , and an aromatic diamine in a polar solvent.

【0014】本発明においては、ジカルボン酸成分とし
て前記必須成分以外の成分を性能を損なわない範囲で共
重合することができる。共重合するジカルボン酸成分の
例として、1,2-シクロヘキサンジカルボン酸、1,3-
シクロヘキサンジカルボン酸、テレフタル酸、イソフタ
ル酸、4,4'-オキシジ安息香酸、4,4'-スルホニルジ
安息香酸、2,2-ビス(4-カルボキシフェニル)プロ
パン、2,2-ビス(4-カルボキシフェニル)ヘキサフ
ルオロプロパン等が挙げられるが、これらに限定される
ものではない。酸クロライドを用いる場合、共重合する
ジカルボン酸クロライドの例として、上記ジカルボン酸
に相当するジカルボン酸クロライドを挙げることができ
るが、これらに限定されるものではない。又、2種以上
を同時に用いることもできる。
In the present invention, a component other than the above-mentioned essential components can be copolymerized as the dicarboxylic acid component within a range not impairing the performance. Examples of the dicarboxylic acid component to be copolymerized include 1,2-cyclohexanedicarboxylic acid and 1,3-
Cyclohexanedicarboxylic acid, terephthalic acid, isophthalic acid, 4,4'-oxydibenzoic acid, 4,4'-sulfonyldibenzoic acid, 2,2-bis (4-carboxyphenyl) propane, 2,2-bis (4- Examples include, but are not limited to, carboxyphenyl) hexafluoropropane. When an acid chloride is used, examples of the dicarboxylic acid chloride to be copolymerized include dicarboxylic acid chlorides corresponding to the above dicarboxylic acids, but the invention is not limited thereto. Also, two or more kinds can be used simultaneously.

【0015】本発明においてポリアミドの原料として用
いられる芳香族ジアミンとしては、3,4'-ジアミノジ
フェニルエーテル、4,4'-ジアミノジフェニルエーテ
ル、4,4'-ジアミノジフェニルメタン、4,4'-ジアミ
ノジフェニルスルホン、1,3-(4-アミノフェノキシ)
ベンゼン、2,2-ビス[4,4'-(4-アミノフェノキシ)
フェニル]プロパン、2,2-ビス[4,4'-(4-アミノフ
ェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパン等であるが
これらに限定されるものではない。さらに、一般式
(1)及び(2)中のArが一般式(3)となるジアミ
ンである2,2-ビス(4,4'-(4-アミノフェノキシ)フ
ェニル)4,4'-ジアミノジフェニルエーテル、4,4'-
ジアミノジフェニルメタン、4,4'-ジアミノジフェニ
ルスルホン、2,2-ビス[4,4'-(4-アミノフェノキ
シ)フェニル]プロパン、2,2-ビス[4,4'-(4-アミノ
フェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパン等である
ことが好ましく、一般式(3)中のR3が一般式-CH2-
となる4,4'-ジアミノジフェニルメタンである場合が
特に好ましい。また、本発明においては2種以上のジア
ミンを用いることも可能であり、この場合、1,4-ジア
ミノシクロヘキサン,1,3-ビス(アミノメチル)シクロ
ヘキサン,4,4'-ジアミノジシクロヘキシルメタン,
エチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、1,7-ジ
アミノペンタン、1,8-ジアミノオクタン等の脂肪族ジ
アミンを併用してもかまわない。
The aromatic diamine used as a raw material for the polyamide in the present invention includes 3,4'-diaminodiphenyl ether, 4,4'-diaminodiphenyl ether, 4,4'-diaminodiphenylmethane and 4,4'-diaminodiphenyl sulfone. 1,3- (4-aminophenoxy)
Benzene, 2,2-bis [4,4 '-(4-aminophenoxy)
Phenyl] propane, 2,2-bis [4,4 '-(4-aminophenoxy) phenyl] hexafluoropropane and the like, but not limited thereto. Furthermore, 2,2-bis (4,4 ′-(4-aminophenoxy) phenyl) 4,4′-diamino, which is a diamine in which Ar in the general formulas (1) and (2) is the general formula (3), Diphenyl ether, 4,4'-
Diaminodiphenylmethane, 4,4'-diaminodiphenyl sulfone, 2,2-bis [4,4 '-(4-aminophenoxy) phenyl] propane, 2,2-bis [4,4'-(4-aminophenoxy) Phenyl] hexafluoropropane and the like are preferable, and R 3 in the general formula (3) is represented by the general formula —CH 2
Particularly preferred is 4,4'-diaminodiphenylmethane. Further, in the present invention, it is possible to use two or more kinds of diamines. In this case, 1,4-diaminocyclohexane, 1,3-bis (aminomethyl) cyclohexane, 4,4'-diaminodicyclohexylmethane,
Aliphatic diamines such as ethylenediamine, hexamethylenediamine, 1,7-diaminopentane, and 1,8-diaminooctane may be used in combination.

【0016】本発明の液晶配向剤の溶剤成分として好ま
しいものの例を挙げると、N-メチル-2-ピロリドン
(NMP)とブチルセロソルブの混合溶剤,NMPとエ
チルカルビトールの混合溶剤、ジメチルアセトアミドと
ブチルセロソルブの混合溶剤等があるが、これらに限定
されるものではない。
Preferred examples of the solvent component of the liquid crystal aligning agent of the present invention include a mixed solvent of N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) and butyl cellosolve, a mixed solvent of NMP and ethyl carbitol, dimethylacetamide and butyl cellosolve. There are mixed solvents and the like, but not limited to these.

【0017】本発明の液晶配向剤を用いて液晶表示素子
を製造する際には、液晶配向剤をフレキソ印刷,スピン
コーティング,ディッピング等により透明電極付き基板
上に塗布し、110℃〜250℃,好ましくは120℃
〜150℃で焼成した後ラビングする。この基板の周囲
にシール剤を印刷したものを対向させスペーサーによっ
てギャップを保持したセルを組み立て、液晶を注入後注
入口を封止し、偏光板を張り合わせて液晶表示素子とす
る。配向膜は焼成後ラビングすることにより配向規制力
を発現するが、ラビング後に焼成温度より高い温度で処
理するとその能力が低下する場合がある。そのため、最
も高温の工程は配向膜焼成工程であることが好ましい。
When a liquid crystal display device is manufactured using the liquid crystal aligning agent of the present invention, the liquid crystal aligning agent is applied onto a substrate with a transparent electrode by flexographic printing, spin coating, dipping, etc., and 110 ° C. to 250 ° C. Preferably 120 ° C
Rub after firing at ~ 150 ° C. A cell in which a sealant is printed is made to face the periphery of this substrate to assemble a cell in which a gap is held by a spacer, a liquid crystal is injected, the injection port is sealed, and a polarizing plate is attached to form a liquid crystal display element. The alignment film develops an alignment regulating force by rubbing after firing, but its ability may be reduced if treated at a temperature higher than the firing temperature after rubbing. Therefore, it is preferable that the highest temperature process is the alignment film baking process.

【0018】本発明の液晶表示素子に用いる透明電極付
き基板には、最も一般的なガラス/ITO基板に比べて
耐熱性の低いカラーフィルター付き基板や、さらに耐熱
性の低いプラスティック基板を用いることができる。プ
ラスティック基板として好ましいものの例を挙げると、
ポリエチレンテレフタレート(PETと略),ポリエー
テルスルホン(PES),ポリカーボネート(PC),
ポリアリレート等があるがこれらに限定されるものでは
ない。
As the substrate with a transparent electrode used in the liquid crystal display device of the present invention, a substrate with a color filter having a lower heat resistance than the most general glass / ITO substrate or a plastic substrate having a lower heat resistance can be used. it can. Examples of preferable plastic substrates include:
Polyethylene terephthalate (abbreviated as PET), polyether sulfone (PES), polycarbonate (PC),
There are polyarylate and the like, but the invention is not limited thereto.

【0019】[0019]

【実施例】以下、実施例により詳細を説明するが、本発
明はこれらの実施例によって何等限定されるものではな
い。
The present invention will be described in detail below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.

【0020】(実施例1)温度計,撹拌機,原料投入
口,乾燥窒素ガス導入管を備えた四ツ口セパラブルフラ
スコ中、4,4'-ジアミノジフェニルメタン19.83g
(0.100モル)、亜リン酸トリフェニル62.06g
をN-メチル-2-ピロリドン(NMP)300gとピリ
ジン75gの混合溶媒中に溶解させる。この系に、原料
投入口から1,4-シクロヘキサンジカルボン酸16.3
6g(0.095モル)、塩化リチウム15.0gを投入
し、系の温度を100℃に保ちながら5時間撹拌を続け
た。続けて原料投入口からラウリン酸2.003g(0.
010モル)を投入し系の温度を100℃に保ちながら
10時間撹拌を続けた。系の温度を室温に下げ、得られ
た懸濁液を10リットルのメタノール中に滴下して固形
分を濾別した。この固形分をNMP/メタノール系で溶
解/再沈を3回繰り返した後80℃で24時間減圧乾燥
した。乾燥後の固形分5gをNMPとブチルセロソルブ
の7対3混合溶剤95gに溶解し液晶配向剤を得た。
(Example 1) 19,83 g of 4,4'-diaminodiphenylmethane in a four-neck separable flask equipped with a thermometer, a stirrer, a raw material inlet, and a dry nitrogen gas inlet tube
(0.100 mol), triphenyl phosphite 62.06 g
Is dissolved in a mixed solvent of 300 g of N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) and 75 g of pyridine. Into this system, feed the raw material from the inlet 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid 16.3
6 g (0.095 mol) and 15.0 g of lithium chloride were added, and stirring was continued for 5 hours while maintaining the system temperature at 100 ° C. Then, from the raw material charging port, 2.003 g of lauric acid (0.00
(010 mol) was added and stirring was continued for 10 hours while maintaining the system temperature at 100 ° C. The temperature of the system was lowered to room temperature, the obtained suspension was added dropwise to 10 liters of methanol, and the solid content was filtered off. This solid content was dissolved / reprecipitated 3 times with an NMP / methanol system and then dried under reduced pressure at 80 ° C. for 24 hours. A solid content of 5 g after drying was dissolved in 95 g of a 7/3 mixed solvent of NMP and butyl cellosolve to obtain a liquid crystal aligning agent.

【0021】上記の液晶配向剤をフレキソ印刷機を用い
て面積1cm2のITO電極を形成してあるポリエーテル
スルホン基板上に印刷し、乾燥機中120℃2時間加熱
し基板上に配向膜を形成した。この基板2枚を上下で逆
並行になるようにラビング処理して対向させ、50μm
のスペーサーを挟み周囲をエポキシ樹脂で封止し、液晶
(メルク社製ZLI−2293)を注入して液晶セルを
作製した。クリスタルローテーション法によりプレティ
ルト角を測定したところ、7度であった。さらに液晶セ
ルを100℃の恒温槽中に1週間放置した後同様にプレ
ティルト角を測定したところ、7度であった。
The above liquid crystal aligning agent was printed on a polyether sulfone substrate having an ITO electrode having an area of 1 cm 2 by using a flexographic printing machine and heated in a dryer at 120 ° C. for 2 hours to form an alignment film on the substrate. Formed. Rubbing these two substrates upside down and making them parallel to each other
The spacer was sandwiched in between and sealed with an epoxy resin, and liquid crystal (ZLI-2293 manufactured by Merck & Co., Inc.) was injected to prepare a liquid crystal cell. The pretilt angle measured by the crystal rotation method was 7 degrees. Further, the liquid crystal cell was left in a constant temperature bath at 100 ° C. for 1 week, and then the pretilt angle was measured in the same manner.

【0022】前記と同様にして配向膜を形成した基板を
用いてセルギャップ7μm,240度ツイストのSTN
表示素子を作製した。この際、シール剤の硬化は120
℃で行った。液晶は前記のものにカイラル剤を添加して
用いた。この液晶表示素子の表示性を目視で確認したと
ころ、ムラや欠陥は見られず良好であった。この液晶表
示素子を100℃の恒温槽中に1週間放置した後表示性
を確認したところ、ムラや欠陥は見られず良好であっ
た。
An STN having a cell gap of 7 μm and a twist of 240 degrees is formed by using a substrate having an alignment film formed in the same manner as described above.
A display element was produced. At this time, the curing of the sealant is 120
Performed at ° C. The liquid crystal was used by adding a chiral agent to the above liquid crystal. When the display properties of this liquid crystal display element were visually confirmed, no unevenness or defects were found and it was good. The liquid crystal display device was allowed to stand in a constant temperature bath at 100 ° C. for 1 week, and the display property was confirmed.

【0023】(実施例2)温度計,撹拌機,原料投入
口,乾燥窒素ガス導入管を備えた四ツ口セパラブルフラ
スコ中、4,4'-ジアミノジフェニルメタン18.84g
(0.095モル)、ラウリルアミン1.854g(0.0
10モル)、トリエチルアミン16.2gをNMP37
5g中に溶解させる。系の温度を5℃に下げ、原料投入
口から1,4-シクロヘキサンジカルボン酸クロライド2
0.91g(0.100モル)を投入し、系の温度を5℃
に保ちながら3時間撹拌を続けた。系の温度を室温に戻
し、得られた懸濁液を濾過した。濾液を10リットルの
メタノール中に滴下して固形分を濾別した。この固形分
をNMP/メタノール系で溶解/再沈を3回繰り返した
後80℃で24時間減圧乾燥した。乾燥後の固形分5g
をNMPとブチルセロソルブの7対3混合溶剤95gに
溶解し液晶配向剤を得た。
Example 2 18.84 g of 4,4'-diaminodiphenylmethane in a four-neck separable flask equipped with a thermometer, a stirrer, a raw material inlet, and a dry nitrogen gas inlet tube.
(0.095 mol), laurylamine 1.854 g (0.0
10 mol) and 16.2 g of triethylamine in NMP37
Dissolve in 5 g. The temperature of the system was lowered to 5 ° C, and 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid chloride 2 was fed from the raw material inlet.
Charge 0.91 g (0.100 mol) and raise the system temperature to 5 ° C.
Stirring was continued for 3 hours while maintaining the temperature. The system temperature was returned to room temperature and the resulting suspension was filtered. The filtrate was added dropwise to 10 liters of methanol, and the solid content was filtered off. This solid content was dissolved / reprecipitated 3 times with an NMP / methanol system and then dried under reduced pressure at 80 ° C. for 24 hours. Solid content after drying 5g
Was dissolved in 95 g of a 7/3 mixed solvent of NMP and butyl cellosolve to obtain a liquid crystal aligning agent.

【0024】この液晶配向剤を用い、実施例1と同様に
して液晶セルを作製しプレティルト角を測定したところ
6度であった。さらに液晶セルを100℃の恒温槽中に
1週間放置した後同様にプレティルト角を測定したとこ
ろ、6度であった。また、実施例1と同様にして液晶表
示素子を作製し表示性を目視で確認したところ、ムラや
欠陥は見られず良好であった。この液晶表示素子を10
0℃の恒温槽中に1週間放置した後表示性を確認したと
ころ、ムラや欠陥は見られず良好であった。
Using this liquid crystal aligning agent, a liquid crystal cell was prepared in the same manner as in Example 1 and the pretilt angle was measured to be 6 degrees. Further, the liquid crystal cell was left in a constant temperature bath at 100 ° C. for 1 week, and then the pretilt angle was measured in the same manner. Further, when a liquid crystal display element was produced in the same manner as in Example 1 and the display property was visually confirmed, no unevenness or defects were found and it was good. This liquid crystal display device
When the display property was confirmed after leaving it in a constant temperature bath at 0 ° C. for 1 week, unevenness and defects were not found and it was good.

【0025】(実施例3〜6)以下、原料のジカルボン
酸、ジアミン、アルキルカルボン酸を表1のように変更
した以外は実施例1と同様に行った。
(Examples 3 to 6) The same procedure as in Example 1 was repeated except that the starting dicarboxylic acids, diamines and alkylcarboxylic acids were changed as shown in Table 1.

【0026】[0026]

【表1】 [Table 1]

【0027】(比較例1)温度計,撹拌機,原料投入
口,乾燥窒素ガス導入管を備えた四ツ口セパラブルフラ
スコ中、ピロメリット酸二無水物17.45g(0.08
モル)をNMP200gに分散させる。この系に、滴下
ロートをもちいて1,2-ビス(アミノプロピル)テトラ
メチルジシロキサン9.94g(0.04モル)を滴下
し、滴下後1時間系の温度を20℃に保ちながら反応さ
せた。つづいて、2,2-ビス(4-(4-アミノフェノキ
シ)フェニル)プロパン16.42g(0.04モル)を一
気に投入し、20℃に保ちながら5時間撹拌を続けてシ
リコーン変性ポリアミド酸溶液を得た。このシリコーン
変性ポリアミド酸溶液を樹脂分濃度が5%となるように
NMPとブチルセロソルブの6対4混合溶剤で希釈し液
晶配向剤を得た。
COMPARATIVE EXAMPLE 1 17.45 g (0.08) of pyromellitic dianhydride was placed in a four-neck separable flask equipped with a thermometer, a stirrer, a raw material inlet, and a dry nitrogen gas inlet tube.
Mol) in 200 g of NMP. To this system, using a dropping funnel, 9.94 g (0.04 mol) of 1,2-bis (aminopropyl) tetramethyldisiloxane was added dropwise and allowed to react for 1 hour after the addition while keeping the system temperature at 20 ° C. It was Subsequently, 16.42 g (0.04 mol) of 2,2-bis (4- (4-aminophenoxy) phenyl) propane was added all at once, and stirring was continued for 5 hours while maintaining the temperature at 20 ° C. to obtain a silicone-modified polyamic acid solution. Got This silicone-modified polyamic acid solution was diluted with a 6: 4 mixed solvent of NMP and butyl cellosolve so that the resin concentration was 5% to obtain a liquid crystal aligning agent.

【0028】この液晶配向剤を用い、実施例1と同様に
して液晶セルを作製し、プレティルト角を測定したとこ
ろ1度であった。実施例1と同様にして作製した液晶表
示素子の表示性を確認したところ、配向性が不良であ
り、表示ムラが見られた。
Using this liquid crystal aligning agent, a liquid crystal cell was prepared in the same manner as in Example 1, and the pretilt angle was measured to be 1 degree. When the display properties of the liquid crystal display element produced in the same manner as in Example 1 were confirmed, the orientation was poor and display unevenness was observed.

【0029】(比較例2)温度計,撹拌機,原料投入
口,乾燥窒素ガス導入管を備えた四ツ口セパラブルフラ
スコ中、1,2,3,4-シクロペンタンテトラカルボン酸
二無水物21.01g(0.100モル)をNMP250
gに溶解させる。つづいて、2,2-ビス(4-(4-アミノ
フェノキシ)フェニル)プロパン39.00g(0.095
モル)を一気に投入し、20℃に保ちながら3時間撹拌
を続けた後、ラウリルアミン1.854g(0.010モ
ル)を添加し、さらに3時間撹拌を続けた。この系にト
ルエン25gを添加し、乾燥窒素ガス導入管を外して代
わりにディーンスターチ還流冷却管を取り付け、系の温
度を上昇させる。イミド化に伴って生じる水をトルエン
との共沸により系外へ除去しながら加熱を続け、160
〜170℃でイミド化を進めて水が生成しなくなった5
時間後に反応を終了させた。得られたポリイミドワニス
を、30リットルのメタノール中に撹拌しながら1時間
かけて滴下し、ポリマーを沈澱させ、濾過して固形分の
みを回収した後、乾燥機中にて80℃で8時間乾燥させ
た。この可溶性ポリイミド樹脂5gをγ-ブチロラクト
ン95gに溶解し液晶配向剤を得た。
Comparative Example 2 1,2,3,4-cyclopentanetetracarboxylic dianhydride in a four-neck separable flask equipped with a thermometer, a stirrer, a raw material inlet, and a dry nitrogen gas inlet tube. 21.01 g (0.100 mol) of NMP250
g. Then, 2,2-bis (4- (4-aminophenoxy) phenyl) propane 39.00 g (0.095
(Mole) was added all at once, and stirring was continued for 3 hours while maintaining the temperature at 20 ° C., 1.854 g (0.010 mole) of laurylamine was added, and the stirring was further continued for 3 hours. To this system, 25 g of toluene was added, the dry nitrogen gas introduction pipe was removed, and a Dean Starch reflux cooling pipe was attached instead, to raise the temperature of the system. Continue heating while removing water generated by imidization from the system by azeotropic distillation with toluene.
Water no longer formed due to imidization at ~ 170 ° C 5
The reaction was terminated after a lapse of time. The obtained polyimide varnish was added dropwise to 30 liters of methanol with stirring for 1 hour to precipitate the polymer, and the solid content was collected by filtration, followed by drying in a dryer at 80 ° C. for 8 hours. Let 5 g of this soluble polyimide resin was dissolved in 95 g of γ-butyrolactone to obtain a liquid crystal aligning agent.

【0030】この液晶配向剤を用い、実施例1と同様に
して液晶セルを作製し、プレティルト角を測定したとこ
ろ7度であった。実施例1と同様にして作製した液晶表
示素子の表示性を確認したところ良好であった。これら
を100℃の恒温槽中に1週間放置したところ、ディス
クリネーションラインが見られ、プレティルト角は測定
できず、表示性は不良であった。
Using this liquid crystal aligning agent, a liquid crystal cell was prepared in the same manner as in Example 1, and the pretilt angle was measured to be 7 degrees. The display properties of the liquid crystal display device produced in the same manner as in Example 1 were confirmed, and it was good. When these were left for 1 week in a thermostat at 100 ° C., a disclination line was observed, the pretilt angle could not be measured, and the displayability was poor.

【0031】実施例1〜6では、いずれもプレティルト
角は4度以上と充分な値であり、液晶表示素子の表示性
も良好であった。また、110℃/1週間の高温放置試
験後にもプレティルト角,表示性の低下といった性能の
劣化はほとんど起こらず、良好であった。
In each of Examples 1 to 6, the pretilt angle was 4 degrees or more, which was a sufficient value, and the displayability of the liquid crystal display element was good. Further, even after a high temperature storage test of 110 ° C./one week, the deterioration of the performance such as the decrease of the pretilt angle and the display property hardly occurred, which was good.

【0032】比較例1では、シリコーン変性ポリアミド
酸を樹脂成分とする液晶配向剤を用いたところ、配向性
が不良で、良好な表示性が得られなかった。
In Comparative Example 1, when a liquid crystal aligning agent containing a silicone-modified polyamic acid as a resin component was used, the orientation was poor and good displayability was not obtained.

【0033】比較例2では、可溶性ポリイミドを樹脂成
分とする液晶配向剤を用いたところ、高温放置試験前は
良好な性能を示したが、高温放置後は配向不良が発生
し、プレティルト角は測定できず表示性は不良であっ
た。
In Comparative Example 2, when a liquid crystal aligning agent containing a soluble polyimide as a resin component was used, good performance was exhibited before the high temperature storage test, but alignment failure occurred after the high temperature storage test, and the pretilt angle was measured. It was not possible and the displayability was poor.

【0034】[0034]

【発明の効果】本発明の液晶配向剤は、120℃の低温
で加工でき高いプレティルト角を得ることができるもの
であり、その安定性にも優れ、工程の低温化が必要なカ
ラーSTN−LCDやカラーアクティブマトリクスLC
D、有機フィルム基板LCDの製造に適するものであ
る。さらに、本配向剤を用いた液晶表示素子は、低温で
の加工を実現できるとともに表示性,電気特性の信頼性
に優れた液晶表示素子である。
INDUSTRIAL APPLICABILITY The liquid crystal aligning agent of the present invention can be processed at a low temperature of 120 ° C. to obtain a high pretilt angle, is excellent in its stability, and requires a low temperature process STN-LCD. And color active matrix LC
D, which is suitable for manufacturing an organic film substrate LCD. Furthermore, the liquid crystal display element using the present aligning agent is a liquid crystal display element that can be processed at low temperatures and has excellent display properties and electrical characteristics.

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 一般式(1)で表されるポリアミドを樹
脂成分とする液晶配向剤。 【化1】 (式中、Arは2価の芳香族基を、R1,R2は炭素数4
以上30以下のアルキル基を表しR1とR2は同じであっ
ても異なってもよい。)
1. A liquid crystal aligning agent containing a polyamide represented by the general formula (1) as a resin component. [Chemical 1] (In the formula, Ar represents a divalent aromatic group, and R 1 and R 2 each have 4 carbon atoms.
Representing an alkyl group of 30 or more and 30 or less, R 1 and R 2 may be the same or different. )
【請求項2】 一般式(2)で表されるポリアミドを樹
脂成分とする液晶配向剤。 【化2】 (式中、Arは2価の芳香族基を、R1,R2は炭素数4
以上30以下のアルキル基を表しR1とR2は同じであっ
ても異なってもよい。)
2. A liquid crystal aligning agent containing a polyamide represented by the general formula (2) as a resin component. [Chemical 2] (In the formula, Ar represents a divalent aromatic group, and R 1 and R 2 each have 4 carbon atoms.
Representing an alkyl group of 30 or more and 30 or less, R 1 and R 2 may be the same or different. )
【請求項3】 Arが一般式(3)で表される請求項第
1項記載の液晶配向剤。 【化3】
3. The liquid crystal aligning agent according to claim 1, wherein Ar is represented by the general formula (3). [Chemical 3]
【請求項4】 Arが一般式(3)で表される請求項第
2項記載の液晶配向剤。 【化4】
4. The liquid crystal aligning agent according to claim 2, wherein Ar is represented by the general formula (3). [Chemical 4]
【請求項5】 R3が-CH2-で表される請求項第3項記
載の液晶配向剤。
5. The liquid crystal aligning agent according to claim 3, wherein R 3 is represented by —CH 2 —.
【請求項6】 R3が-CH2-で表される請求項第4項記
載の液晶配向剤。
6. The liquid crystal aligning agent according to claim 4, wherein R 3 is represented by —CH 2 —.
【請求項7】 請求項第1〜6項記載の液晶配向剤を用
いた液晶表示素子
7. A liquid crystal display device using the liquid crystal aligning agent according to claim 1.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0850975A3 (en) * 1996-12-31 1999-01-13 Samsung Display Devices Co., Ltd. An alignment film material for a liquid crystal cell and a method for preparing the same

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0850975A3 (en) * 1996-12-31 1999-01-13 Samsung Display Devices Co., Ltd. An alignment film material for a liquid crystal cell and a method for preparing the same

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