JPH07218920A - 液晶配向膜用組成物、液晶配向膜の製造法、液晶配向膜、液晶挾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、液晶挾持基板および液晶表示素子

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JPH07218920A
JPH07218920A JP760694A JP760694A JPH07218920A JP H07218920 A JPH07218920 A JP H07218920A JP 760694 A JP760694 A JP 760694A JP 760694 A JP760694 A JP 760694A JP H07218920 A JPH07218920 A JP H07218920A
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JP
Japan
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liquid crystal
alignment film
crystal alignment
composition
oriented film
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JP760694A
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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
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Resonac Corp
Original Assignee
Hitachi Chemical Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ドメインが発生せず、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となる組成物
を提供する。 【構成】 (1)炭素数7〜9の3以上の原子を共有し
ている二環系脂環式炭化水素基またはその誘導基を有す
るジアミン、(2)芳香族テトラカルボン酸二無水物お
よび(3)必要に応じて(1)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、この組成物より形成された液晶配向膜等。

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、液晶挾持基板および液
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号公報、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
をまねいていた。
【0004】本発明は、前記従来技術の欠点を解決し、
ドメインが発生せず、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挾持基板および液晶
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、
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)炭素数7〜9
の3以上の原子を共有している二環系脂環式炭化水素基
またはその誘導基を有するジアミン、(2)芳香族テト
ラカルボン酸二無水物および(3)必要に応じて(1)
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挾持基板及び液晶表示素
子に関する。
【0007】本発明に用いられる炭素数7〜9の3以上
の原子を共有している二環系脂環式炭化水素基またはそ
の誘導基を有するジアミンとしては、2,3−ジアミノ
ビシクロ[2,2,1]ヘプタン、2,5−ジアミノビ
シクロ[2,2,1]ヘプタン、2,6−ジアミノビシ
クロ[2,2,1]ヘプタン、2,7−ジアミノビシク
ロ[2,2,1]ヘプタン、2,3−ジアミノ−7−ア
ザビシクロ[2,2,1]ヘプタン、2,5−ジアミノ
−7−アザビシクロ[2,2,1]ヘプタン、2,6−
ジアミノ−7−アザビシクロ[2,2,1]ヘプタン、
2,3−ジアミノ−7−オキサビシクロ[2,2,1]
ヘプタン、2,5−ジアミノ−7−オキサビシクロ
[2,2,1]ヘプタン、2,6−ジアミノ−7−オキ
サビシクロ[2,2,1]ヘプタン、2,3−ジアミノ
−7−チアビシクロ[2,2,1]ヘプタン、2,5−
ジアミノ−7−チアビシクロ[2,2,1]ヘプタン、
2,6−ジアミノ−7−チアビシクロ[2,2,1]ヘ
プタン、2,3−ジアミノビシクロ[2,2,2]オク
タン、2,5−ジアミノビシクロ[2,2,2]オクタ
ン、2,6−ジアミノビシクロ[2,2,2]オクタ
ン、2,5−ジアミノビシクロ[2,2,2]オクタン
−7エン、2,5−ジアミノ−7−アザビシクロ[2,
2,2]オクタン、2,5−ジアミノ−7−オキサビシ
クロ[2,2,2]オクタン、2,5−ジアミノ−7−
チアビシクロ[2,2,2]オクタン、2,6−ジアミ
ノ−ビシクロ[3,2,1]オクタン、2,6−ジアミ
ノ−7−アザビシクロ[3,2,1]オクタン、2,6
−ジアミノ−7−オキサビシクロ[3,2,1]オクタ
ン、2,6−ジアミノ−7−チアビシクロ[3,2,
1]オクタン、2,6−ジアミノビシクロ[3,2,
2]ノナン、2,6−ジアミノ−ビシクロ[3,2,
2]ノナン−8エン、2,6−ジアミノ−8−アザビシ
クロ[3,2,2]ノナン、2,6−ジアミノ−8−オ
キサビシクロ[3,2,2]ノナン、2,6−ジアミノ
−8−チアビシクロ[3,2,2]ノナンなどが挙げら
れる。これらは2種以上を併用してもよい。このジアミ
ンの炭素数を7〜9の範囲とするのは、この範囲で温度
による構造変化の少ないポリマーが得られるからであ
る。
【0008】本発明においては、二環系脂環式炭化水素
基がアルキル置換された誘導基も用いることができ、例
えば2,5−ジアミノ−7−メチルビシクロ[2,2,
1]ヘプタン、2,6−ジアミノ−7−エチルビシクロ
[2,2,2]オクタンなどが挙げられる。これらは2
種以上を併用してもよい。
【0009】本発明に用いられる炭素数7〜9の3以上
の原子を共有している二環系脂環式炭化水素基またはそ
の誘導基を有するジアミンのモル数は、反応に用いられ
るジアミンのモル数の50%以上とすることが好まし
い。
【0010】本発明に用いられる芳香族テトラカルボン
酸二無水物としては、1,2,4,5−ベンゼンテトラ
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、3,3′,4,4′−
ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,3,3′,
4′−ビフェニル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、オ
キシジフタル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。
【0011】また上記の二環系脂環式炭化水素基または
その誘導基を有するジアミン以外のジアミンについては
特に制限はなく、4,4′−ジアミノジフェニルエーテ
ル、1,4−ジアミノベンゼン、2,2−ビス(4−
(4−アミノフェキシ)フェニル)プロパン、1,6−
ジアミノヘキサン、1,8−ジアミノオクタン、1,1
0−ジアミノデカン、1,12−ジアミノドデカン、
1,4−ジアミノシクロヘキサン、4,4′−ジアミノ
ジフェニルメタン、1,3−ジアミノベンゼン、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、
1,4−ビス(2−(4−アミノフェニル)プロピル)
ベンゼン、1,3−ビス(2−(4−アミノフェニル)
プロピル)ベンゼン、ビス(4−(4−アミノフェノキ
シ)フェニル)スルホン、ビス(3−(4−アミノフェ
ノキシ)フェニル)スルホン、ビス(4−(3−アミノ
フェノキシ)フェニル)スルホンなどが挙げられ、これ
らは2種以上を併用することもできる。
【0012】本発明においては、上記の(1)および
(3)のジアミンのモル数の総和と、上記の(2)のテ
トラカルボン酸二無水物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)炭素数7〜9の3以上の原子
を共有している二環系脂環式炭化水素基またはその誘導
基を有するジアミン、(2)芳香族テトラカルボン酸二
無水物および必要に応じて(3)(1)以外のジアミン
を不活性溶媒に溶解し、反応させてポリアミド酸とされ
る。反応温度は−30℃〜100℃、反応時間は30分
〜48時間が好ましい。
【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】本発明になる液晶配向膜用組成物に含まれ
るポリアミド酸は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。液晶挾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、反応時に用いた不活性溶媒などを含む上記の液晶配
向膜用組成物を、予め例えばITO(Indium Tin Oxid
e)等の透明電極が形成されたガラス基板上に塗布した
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。塗布方法としては、浸漬法、印刷法、吹き
付け法等が用いられる。脱水閉環温度は100〜400
℃、好ましくは150〜300℃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 2,5−ジアミノビシクロ[2,2,1]ヘプタン1
0.4g(0.1モル)にN−メチル−2−ピロリドン
225g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
(0.1モル)を加え、室温で6時間反応させたとこ
ろ、淡黄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60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枚のガラス基板上の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挾持基板を得、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せ、周りをエポキシ系シール剤E
N−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、液晶ZLI−2293(メルク社
製商品名)を封入し、液晶セルを形成し、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3.3°であった。また、この液晶セルをZ
LI−2293のTNI(85℃)以上の温度である13
0℃で1時間加熱した後プレチルト角を測定したが3.
2°とほとんど変化がなかった。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ZL
I−2293(メルク社製商品名)を封入し、液晶表示
素子を作成した。次にこの液晶表示素子を安定させるた
めエージング処理として130℃で1時間加熱した。該
液晶表示素子は、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 2,5−ジアミノ−7−メチルビシクロ[2,2,1]
ヘプタン8.3g(0.07モル)および4,4′−ジ
アミノジフェニルエーテル6.0g(0.03モル)に
N−メチル−2−ピロリドン220g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、2
0℃で5時間反応させたところ、黄色の粘稠な液体とな
った。この溶液を用いて実施例1と同様の方法で処理し
てプレチルト角を測定したところ、3.5°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3.6°でありプレチルト角にほとんど
変化はなかった。さらにこの溶液を用いて実施例1と同
様にして液晶表示素子を作成した。該液晶表示素子は、
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、STN方式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
膜用組成物によって、高表示品質のSTN方式の液晶表
示素子を製造することができる。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (1)炭素数7〜9の3以上の原子を共
    有している二環系脂環式炭化水素基またはその誘導基を
    有するジアミン、(2)芳香族テトラカルボン酸二無水
    物および(3)必要に応じて(1)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】 炭素数7〜9の3以上の原子を共有して
    いる二環系脂環式炭化水素基またはその誘導基を有する
    ジアミンのモル数を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】 液晶挾持基板の電極を形成した面上に、
    請求項1または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、ついでラ
    ビングする液晶配向膜の製造法。
  4. 【請求項4】 請求項1または2記載の液晶配向膜組成
    物より形成された液晶配向膜。
  5. 【請求項5】 請求項3記載の液晶配向膜を有する液晶
    挾持基板。
  6. 【請求項6】 液晶挾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または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。
JP760694A 1994-01-27 1994-01-27 液晶配向膜用組成物、液晶配向膜の製造法、液晶配向膜、液晶挾持基板および液晶表示素子 Pending JPH07218920A (ja)

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