JPS6141124A - 液晶配向膜の製造方法 - 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］ 本発明は低絶縁抵抗のポリイミド系樹脂組成物を使用し
て液晶配向膜を製造する方法に関するものである。

［従来技術］ 液晶ディスプレイの配向層としてＳｉＯｘのような無機
物を蒸着する方法が知られているが、この方法は極めて
高価で生産性も悪い。

又ポリビニルアルコールやポリイミドの様な有機高分子
フィルムを配向膜として使用する方法も知られている。

特にポリイミドは各種の液晶を配向させる働きを有し耐
熱性に優れているため広く用いられている。

一般に液晶ディスプレイパネルは電極が形成された透明
基板にポリイミドプレポリマーを塗布し、次いで熱処理
及び配向処理を行い、配向層を形成し、この基板に液晶
を封入して成るものでり、基板間に電圧をかけることに
よって液晶に電界を生ぜしめ、液晶分子が配列すること
によって各種パターンを表示する機構となっている。

実用化されている多くのディスブイ装置は消費電力を少
なくするため低電圧（２〜５ＶＡＣ）で作動させるもの
が多い。

しかし一般にポリイミド配向層は体積抵抗率が１０１６
〜１０１７Ω−ｃｌｌｌの高絶縁性皮膜であるため、電
圧をがけたとき液晶層に電圧低下が生ずる。

そのため配向層の厚みをできるだけ薄くする必要があり
、通常１００〜５ｏｏＸの厚みで使用されでいるが、ポ
リイミド皮膜をこの厚みで均一に塗布することは技術的
に困難であり、又パターン化された電極層の厚みも５０
０人程度であり、その上のポリイミド配向層の厚みが５
ｏｏｉ以下であると電極層の・（ターンが透明配向層で
完全に遮蔽されず外観上好ましくないとり１う欠点があ
る。

Ｅ発明の目的１ 本発明はポリイミド配向層を厚み５ｏｐＸ以上に形成し
ても、液晶層の電圧低下の少ない配向層を得んとして研
究した結果、ポリイミド皮膜の体積抵抗率を１０１５Ω
−ｃｍ以下にすることにより電圧低下が少なくなるとの
知見を得て本発明を完成するに至った。

更にポリイミド樹脂の優れた配向特性及び緒特性を劣化
させることなく、体積抵抗率を低下させる方法につし１
て種々検討した結果、ポリイミドプレポリマーに有機金
属キレート化合物を添加することによって目的を達成す
ることができた。

［発明の構Ｉ１１．１ 本発明は一般式 で表わされるポリイミドプレポリマー及び一般式Ｍｅ（
ＯＲ）ｎ（Ｒ’　）ｍ で表わされる有機金属キレート化合物を成分とする溶液
を透明基板に塗布し、次いで熱処理し体積抵抗率が１０
′５Ω−ＣＩＩｌ以下の皮膜を形成させ、該皮膜を配向
処理することを特徴とする液晶配向膜の製造方法である
。

本発明に使用するポリイミドプレポリマーはテトラカル
ボン酸ジ無水物とジアミンとを極性有機溶剤中で反応さ
せることにより得られる。

テトラカルボン酸ジ無水物とジアミンとの組合せによっ
て各種の構造のプレポリマーが得られるが液晶配向膜と
して使用した場合、特に良好な配向性を示すものとして
、ピロメリッＦ酸ジ無水物及びジアミノジフェニルエー
テルとの組合せ、又はベンゾフェノンテトラカルボン酸
ジ無水物とジアミノジフェニルエーテルとの組合せで得
られるプレポリマーがあげられる。

本発明に使用する有機金属キレート化合物はポリイミド
皮膜の体積抵抗率を下げるために必要である。

これらのキレート化合物は一般式　Ｍｅ（ＯＲ）ｎ（Ｒ
’　）ａ＋で表わされるもので金属としてはＡＩ、Ｂａ
、Ｃａ、Ｇｏ、Ｃｄ。

Ｃｒ１ＣｕｔＦｅｔＩｎ＋Ｍ８．Ｍｒ＋ｙＮｉ＋Ｔｉ＋
Ｚｎ等であり、これらは金属のアルコラード化合物から
誘導される。

キレート結合の形成方式には種々のものがあるが、例え
ば酸素配位タイプのものとしてβ−ジケトン類、ケトエ
ステル類、グリコール類、ヒドロキシカルボン酸類、ケ
トアルコール類などがあげられる。

この内本発明においで効果があり、取扱いが容易なもの
としては、Ａ１．Ｓｎ、Ｔｉをアセチルアセトンよりキ
レート化しｔこβ−ジケトン類があげられる。

これらは有機溶剤に可溶であり、しかも着色してり１な
いためポリイミドプレポリマーへの混合が容易で、硬化
後の皮膜の透明性もそこなわない。

本発明に用いる有機金属キレート化合物の配合量はポリ
イミドプレポリマー固形分１００重量部に対し、１〜２
００重量部好ましくは５〜１００重量部である。

有機金属キレート化合物が１重量部以下では得られるポ
リイミド皮膜の体積抵抗率が１０１５Ω−ｃｍ以下にな
らず、又２００重量部以上使用するとポリイミド皮膜が
もろくなり実用に適さない。

ポリイミドプレポリマーと有機金属キレート化合物を混
合する方法としてはポリイミドプレポリマーの有機溶剤
溶液に有機金属キレート化合物を添加して溶解せしめる
か、又は両者の有機溶剤溶液を混合する。

ポリイミドプレポリマーを溶解する有機溶剤としては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ピロリドン等の極性溶剤を
用い、有機金属キレート化合物を溶解させる溶剤として
は、脂肪族炭化水素類としてヘキサン、シクロヘキサン
等、芳。

香族炭化水素類としてベンゼン、トルエン、キシレン等
、アルコール類としてエチルアルコール、ブチルアルコ
ール等、ケトン類としてアセトン、メチルエチルケトン
、メチルイソブチルケトン等、エステル類として酢酸エ
チル、酢酸ブチル等、エーテル類としてテトラヒドロフ
ラン、ノオキサン等を１種又は２種以上混合しで用いて
もよい。

この溶液を用いて液晶配向膜を製造する方法は溶液の固
形分濃度を１〜５０％にし電極が形成された透明基板表
面に流延し、厚さ０．０１〜ｊＯμの範囲で均一に塗布
し、次いで乾燥基中で５０〜４００°Ｃの温度で必要に
より２段階もしくはそれ以上のステップで３分〜１０時
間熱処理して樹脂皮膜を形成せしめる。

樹脂溶液を流延させる装置としてはホイラー、スピンナ
ー、ロールコータ−、ドクターブレード、７０−コータ
ー等を用いることか゛できる。

熱処理には電熱、赤外線、蒸気、高周波あるいはそれら
を併用することができるが、一般には循環空気炉を使用
する。

皮膜形成後の配向処理は一般には脱脂綿、ブラシ等で皮
膜表面をラビングして数人程度の溝を同一方向に形成す
ることによって行なわれる。

［実施例１ 以下実施例で本発明を説明する。

実施例１ ４１４゛−ジアミノンフェニルエーテル１．０モルとベ
ンゾフェノンテトラカルボン酸ジ無水物１．０モルをＮ
。

Ｎ゛−ジメチルアセトアミド中で２０℃で５時間反応さ
せ固有粘度１．２のポリイミドプレポリマー（ポリアミ
、ンク酸）を得た。

このプレポリマー溶液に、有機金属キレート化合物とし
てチタンテトラアセチルアセトン［Ｔｉ　ＣＱＣ（ＣＨ
ｂ）ＣＨＣＯＣＨ，）、］を溶媒としてエチルアルコー
ル：トルエン１０：９０の混合溶媒に濃度１０％になる
ように溶解した溶液を、ポリイミドプレポリマーと有機
金属キレート化合物の重量比が１００：２０になるよう
に添加した。

更にＮ、Ｎ’−ジメチルアセトアミドで希釈して粘度５
０ｃｐｓの溶液に調整し、電極か形成されているガラス
基板上にスピンナーを用いて塗布し、盾環空気炉中で１
５ｏ’ｃで１時間、３５０°Ｃで１時間熱処理し厚み１
０００Ａの皮膜を形成させた。

この皮膜の体積抵抗率は５Ｘ１０１２Ω−ｃｍであった
。

皮膜表面をブラシで一定方向にこすってラビング処理を
行い配向層を形成させ、次いで液晶セルを組立ててピフ
ェニル系液晶を注入して液晶の配向性を調べた結果２＼
・′の印加電圧で良好な配向性を示した。

又液晶パネルの長期寿命試験を行ったところ、耐湿試験
（８０°Ｃ１９０％ＲＨ）で１０００時間処理しても配
向特性の劣化かみられず、使用した電池１個の寿命は１
０００時間以上であった。

比較例１ 同層を形成させた。

この皮膜の体積抵抗率はＳＸ】０１６Ω−Ｃｔｎであっ
た。

実施例１と同様に液晶パネルを組立て、液晶の配向性を
調べたところ、５ｖの印加電圧が必要であった。

更に長期寿命試験を行なったところ電池の寿命は２００
時間程度であった。

実施例２ ４　、４　’−ノ７ミ７シ゛フェニルメタン］、０モル
とビロメ１ノット酸ノ無水物１．０モルとをＮ−メチル
−２−ピコリドン中で反応させ固有粘度０．８のポリイ
ミドプレポリマーを得た。

このプレポリマー溶液に、有機金属キレート化合物とし
てアルミニウムトリアセチルアセトン［Ａｌ（ＯＣ（Ｃ
Ｈｓ　）ＣＩ−ＩＣＯＣＨ３）３１を溶媒としてキシレ
ンに溶解した溶液を、ポリイミドプレポリマーと有機金
属キレート化合物の重量比か１００：２５になるように
添加した。

更にＮ、Ｎ’−ジメチルアセトアミドで希釈して粘度２
００ｃｐｓの溶液に調整し、電極が形成されているガラ
ス基板上にロールコータ−を用いて塗布し、循環空気炉
中で１００℃で３０分、３００℃で１時間熱処理し厚み
２０００Ａの皮膜を形成させた。

この皮膜の体積抵抗率は１×１０１２Ω−ｅｍであった
。

実施例１と同様な方法で液晶セルを組立て、液晶の配向
性を調べたところ１．５■の印加電圧で良好な配向性を
示し、電池の特命は１０００時間であった。

比較例２ 実施例２で得られたポリイミドプレポリマーのみを使用
して実施例２と同様な操作を行い２０００人の配向層を
形成させた。

この皮膜の体積抵抗率は８Ｘ１０１６Ω−ｃｍであった
。

実施例２と同様に液晶パネルを組立て液晶の配向性を調
べたところ５Ｖの印加電圧が必要であり、長期寿命試験
を行なったところ電池の寿命は３００時間程度であっ以
上に述べた如く、本発明で得られるポリイミド樹脂組成
物は従来のポリイミド樹脂の優れた液晶配向性を維持さ
せたま）で、低絶縁抵抗を持たせたことに特徴を有する
ものであり、この組成物を液晶配向膜として使用するこ
とによって、液晶の電圧低下が少なくなるため印加電圧
が従来より低くてすみ、又消費電流も少ないため作動さ
せる電池の寿命も従来より大巾に延びることが可能にな
った。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ 〔ここでＲ＿１、Ｒ＿２はベンゼン環、縮合ベンゼン環
   又は▲数式、化学式、表等があります▼ ▲数式、化学式、表等があります▼〕 で表わされるポリイミドプレポリマー及び一般式Ｍｅ（
   ＯＲ）ｎ（Ｒ′）＿ｍ 〔ここでＭｅ；金属　Ｒ；有機基Ｒ′Ｏ、Ｎ元素を含む
   キ基レート基、ｎ、ｍは０以上の自然数〕で表わされる
   有機金属キレート化合物よりなる溶液を透明基板に塗布
   し、次いで熱処理を行い皮膜を形成させ、該皮膜を配向
   処理することを特徴とする液晶配向膜の製造方法。