JPH0784265A - 液晶表示素子用配向膜およびそれを用いた液晶表示素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 式（１）で表される繰り返し単位を有する重
合体を含有する液晶表示素子用配向膜。 【化１】 【効果】 本発明の液晶配向膜は良好な液晶配向性、安
定した液晶プレチルト角、良好な電気−光学特性を発現
しうるため、ＴＦＴ方式、ＳＴＮ方式、あるいは強誘電
方式の液晶表示素子に好適に用いられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は液晶表示素子の配向膜お
よびそれを用いた液晶表示素子に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、液晶ディスプレイの配向膜として
ポリビニルアルコールやポリアミド樹脂、ポリイミド樹
脂の様な有機高分子を使用する方法が知られている。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液晶配向膜と
して広く用いられている。

【０００３】しかし、近年の液晶ディスプレイの特性向
上に伴い、配向膜材料に対して従来にもまして優れた特
性が要求されるようになってきた。具体的には、安定し
て高いプレチルト角を与えるといった良好な液晶配向特
性を示し、高い電圧保持率や低い消費電流等の優れた電
気光学特性を有している等である。これらの中で、液晶
のプレチルト角は液晶ディスプレイの視覚特性に直接影
響を及ぼす特性であり、特にＳＴＮ方式、ＴＦＴ方式、
また一部の強誘電方式等のディスプレイでは安定して高
いプレチルト角を与えることが非常に重要であるが、現
在の配向膜はその要求に十分にこたえているとはいえな
い。また、特にＴＦＴ方式で要求される特性である電圧
保持特性に関しても、従来の液晶を使用した場合にはほ
ぼ満足のいく特性を示すものでも、液晶がより低駆動電
圧のものになった場合低下してしまうといった問題があ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記欠点を解
決し、安定して高いプレチルト角を与え、かつ良好な電
気光学特性を与える液晶表示素子用配向膜およびそれを
用いた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】本発明は、式（1）で表
される繰り返し単位を有する重合体を含有することを特
徴とする液晶表示素子用配向膜およびそれを用いた液晶
表示素子である。

【０００６】

【化１】

【０００７】式（1）で表される重合体を液晶表示素子
用配向膜として使用する場合、式（1）のポリイミド重
合体を溶媒に溶解させた溶液を塗布、焼成する方法、ま
た、式（1）のポリイミド重合体の前駆体であるポリア
ミド酸の溶液を塗布し、焼成により式（1）のポリイミ
ド重合体とすることができる。

【０００８】本発明の液晶配向膜用重合体の合成法とし
ては特に限定されないが、一般には以下のような方法が
行なわれる。まず、ベンゾジシクロブテン、ナフトジシ
クロブテン等のアリールジシクロブテンと無水マレイン
酸のディールス−アルダー反応により式（2）に示すテ
トラカルボン酸二無水物を合成し、この酸無水物とジア
ミンをＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）、Ｎ，Ｎ
−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）、Ｎ，Ｎ−ジメチ
ルホルムアミド（ＤＭＦ）、γ−ブチロラクトン（ＧＢ
Ｌ）等の溶媒中で反応させポリアミド酸を合成する。

【０００９】

【化２】

【００１０】さらにイミド化反応を行なう場合は、無水
酢酸、ピリジン等を添加して化学イミド化を行なう方
法、また、１５０℃以上の温度で加熱イミド化を行なう
方法等が用いられる。加熱イミド化の場合は、反応系に
トルエンやキシレン等の水と共沸混合物を作る溶媒を添
加したり、また、イミド化触媒としてピリジン、イソキ
ノリン等を加えてもよい。このようにして得られた重合
体はそのまま液晶配向剤としても用いられるが、メタノ
ール等の重合体を溶解しない貧溶媒に重合体の反応溶液
を入れ、重合体を精製単離し、乾燥後、再度溶媒に溶解
して液晶配向剤溶液としてもよい。溶媒としては 得ら
れた重合体が均一に溶解するものであれば何ら限定され
ず、例えば、ＮＭＰ、ＤＭＦ、ＤＭＡｃ、γ-ブチロラ
クトン、ブチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ジグラ
イム、エチルカルビトール等が挙げられこれらは単独、
あるいは2種以上の混合系で用いられる。

【００１１】上で得られた重合体を用いて液晶配向膜を
形成する際は、液晶配向剤溶液を基板に塗布した後、加
熱により焼成する方法が用いられる。また、基板への塗
布は、スピンコート、印刷等の方法により行なわれ、焼
成条件は使用する溶媒にも依存するが、一般に１００℃
以上の温度で行なわれる。

【００１２】

【実施例】以下に本発明の実施例を詳細に説明するが、
本発明はこれらの実施例によってなんら限定されるもの
ではない。

【００１３】合成例１ 温度計、攪拌機、原料仕込口、及び乾燥窒素ガス導入口
を備えた３００ml四つ口セパラブルフラスコにジアミノ
ジジフェニルメタン１４.８７ｇ（０.０７５モル）、Ｎ
ＭＰ ２００ｇを入れ、そこに式（3）のテトラカルボ
ン酸二無水物 ２４.４５ｇ（０.０７５モル）を加えて
２０℃で５時間反応しポリアミド酸の粘ちょうな溶液を
得た。

【００１４】

【化３】

【００１５】合成例２ 合成例１と同様な装置を使用して、原料のテトラカルボ
ン酸二無水物として式（3）を２４.４５ｇ（０.０７５
モル）、ジアミンとしてジアミノジジフェニルメタン
９.９１ｇ（０.０５０ モル）、及びビスアミノプロピ
ルテトラメチルジシロキサン６.２１ｇ（０.０２５モ
ル）を用いてポリアミド酸を合成し粘ちょうな溶液を得
た。

【００１６】合成例３ 合成例１と同様な装置を使用して、原料のテトラカルボ
ン酸二無水物として式（3）を２４.４５ｇ（０.０７５
モル）、ジアミンとして２，２−ビス（４−（４−アミ
ノフェノキシ）フェニル）プロパン３０.７５ｇ（０.０
７５モル） を用いてポリアミド酸を合成し粘ちょうな
溶液を得た。

【００１７】合成例４ 合成例3で得られたポリアミド酸溶液に、溶液重量の１
０％のトルエンを加え、１７０℃で５時間還流してイミ
ド化に伴い生成する水を系外に除去し、ポリイミドを得
た。このポリイミド溶液をメタノールに再沈してポリマ
ーを単離した。

【００１８】実施例１ 合成例１で得られたポリアミド酸溶液にポリマー濃度が
６％となるようにＮＭＰを加え、ポアサイズ０.５μｍ
のメンブランフィルターで濾過した後、透明電極付きガ
ラス基板の透明電極面にスピンコーターにより塗布し、
１８０℃で１時間加熱し約８００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、２枚の基板を２０μｍのギャップで
張り合わせ液晶（メルク社製、ＺＬＩ−５０８１）を注
入して液晶セルを作製した。液晶の配向性を顕微鏡によ
り評価したところ全面にわたり均一であり、さらにクリ
スタルローテーション法によりプレチルト角を測定した
結果プレチルト角は３．１度であった。また、電圧保持
率を測定したところ、室温では９９.８％、８０℃では
９９.０％であった。さらに、このセルを１２０℃、６
０％ＲＨ条件下で１か月処理したのち液晶配向性、プレ
チルト角及び電圧保持率の測定を行なったところ処理前
と比べ全く変化していなかった。

【００１９】実施例２、３ それぞれ合成例２、３で得られたポリアミド酸溶液を用
いて実施例１と同様に液晶セルを作成し、液晶の配向状
態、プレチルト角及び電圧保持率を測定した結果を表１
に示す。またいずれの例もセルを１２０℃、６０％ＲＨ
条件下で１か月処理したのち液晶配向性及びプレチルト
角の測定を行なったが処理前と比べ全く変化していなか
った。

【００２０】実施例４ 合成例４で得られたポリイミドを濃度が６％になるよう
にＮＭＰ／ブチルセロソルブ＝８／２（重量比）の混合
溶媒に溶解し、ポアサイズ０.５μｍのメンブランフィ
ルターで濾過した後、実施例１と同様に液晶セルを作製
し、液晶の配向状態、プレチルト角及び電圧保持率を測
定した結果を表１に示す。またいずれの例もセルを１２
０℃、６０％ＲＨ条件下で１か月処理したのち液晶配向
性及びプレティルト角の測定を行なったが処理前と比べ
全く変化していなかった。

【００２１】

【表１】

【００２２】

【発明の効果】本発明の液晶配向膜は良好な液晶配向
性、安定した液晶プレチルト角、良好な電気−光学特性
を発現しうるため、ＴＦＴ方式、ＳＴＮ方式、あるいは
強誘電方式の液晶表示素子に好適に用いられる。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 式（1）で表される繰り返し単位を有す
   る重合体を含有することを特徴とする液晶表示素子用配
   向膜。 【化１】
2. 【請求項２】 請求項１に記載の液晶配向膜を用いた液
   晶表示素子。