JPH08248424A

JPH08248424A - 液晶表示素子用配向膜

Info

Publication number: JPH08248424A
Application number: JP4873695A
Authority: JP
Inventors: Sumitoshi Asakuma; 純俊朝隈; Toshimasa Eguchi; 敏正江口
Original assignee: Sumitomo Bakelite Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Bakelite Co Ltd
Priority date: 1995-03-08
Filing date: 1995-03-08
Publication date: 1996-09-27

Abstract

(57)【要約】【目的】強誘電性液晶を良好に配向させる配向膜を提
供する。【構成】芳香族テトラカルボン酸二無水物と一般式
（1）で表されるジアミン化合物を反応させて得られる
ポリアミド酸を主成分とする溶液を基板上に塗布後、加
熱焼成して形成されることを特徴とする液晶表示素子用
配向膜。【化１】

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用配向膜に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、液晶表示素子の中でも強誘電性液
晶を用いたものが、他の方式の液晶表示素子にない種々
の特徴を有していることから注目されている。その特徴
としては、高速駆動性、広視野角、メモリー性等があ
る。しかし、強誘電性液晶はその配向制御がネマチック
液晶等に比べ困難であり、そのことが強誘電性液晶表示
素子の歩留まり、量産性の向上を阻害しているというの
が実状である。強誘電性液晶の配向膜としては、一般に
芳香族系のポリイミド等が用いられているが、その配向
膜としての特性が不十分であることが最大の原因であ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記の従来
の欠点を解決し、強誘電性液晶を良好に配向させる配向
膜を提供するものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、芳
香族テトラカルボン酸二無水物と一般式（1）で表され
るジアミン化合物を反応させて得られるポリアミド酸を
主成分とする溶液を基板上に塗布後、加熱焼成して形成
されることを特徴とする液晶表示素子用配向膜である。

【０００５】

【化１】（式中、ｎは２から12までの整数を示す）

【０００６】一般式（1）に示したアルキレンジアミン
を原料としたポリイミド系配向膜としては、例えば、特
開平3-75727号があるが、そこで記述されている内容はS
TN方式における高いプレチルト角（４度以上）を発現さ
せるためのものであり、内容的にも本発明とは全く異な
るものである。つまり、特開平3-75727号では配向膜と
してのポリイミド（あるいはポリアミド酸）の構造は、
ジアミン成分で必須のアルキレンジアミンのメチレン数
は６、８、12であり、酸成分は実質的には、3,3',4,4'-
ジフェニルテトラカルボン酸二無水物を用いており、そ
のことが高いプレチルト角を発現させるための条件とな
っている。しかしながら、本発明では、配向膜としての
ポリイミド（あるいはポリアミド酸）の酸成分は特に限
定はしていないが、より良好な配向膜特性を発現させる
には、テトラカルボン酸二無水物としてピロメリット酸
二無水物および／または２,３,６,７-ナフタレンテトラ
カルボン酸二無水物が使用され、プレチルト角は０〜４
度であり、強誘電性液晶の一軸配向性、スイッチング特
性等に優れたものである。

【０００７】本発明において、ジアミン成分として用い
られる一般式（1）に示したアルキレンジアミンは一種
あるいは二種以上併用してもよい。さらに、本発明の効
果を損なわない範囲において他のジアミンを併用しても
よい。それらの例としては、例えば、パラフェニレンジ
アミン、メタフェニレンジアミン、4,4'-ジアミノジフ
ェニルメタン、3,3'-ジアミノジフェニルメタン、4,4'-
ジアミノジフェニルエーテル、3,3'-ジアミノジフェニ
ルエーテル、4,4'-ジアミノジフェニルスルホン、4,4'-
ジアミノジフェニルスルフィド、 4-（4-アミノフェノ
キシ）フェニル）スルホン、2,2-ビス（4-（4-アミノフ
ェノキシ）フェニル）プロパン、2,2-ビス（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、4,
4'-ジアミノベンゾアニリド、3,3'-ジメトキシ-4,4'-ジ
アミノビフェニル、3,3'-ジアミノベンゾフェノン、3,
4'-ジアミノベンゾフェノン、4,4'-ジアミノベンゾフェ
ノン、2,4-ジアミノトルエンなどの芳香族化合物、また
は4,4'-ジアミノジシクロヘキシルメタン、1,4-ジアミ
ノシクロヘキサンなどの脂肪族化合物、さらには、一般
式（2）に示すようなシリコーンジアミン等があげら
れ、これらは1種または2種以上併用して使用することが
できる。

【０００８】

【化２】（ここで R は２価の有機基、m は１以上20以下の整
数）

【０００９】これらの一般式（1）以外のジアミンは全
ジアミン成分のうち70モル％以下であることが好まし
く、さらには50モル％以下であることが好ましい。ま
た、本発明で必須の芳香族テトラカルボン酸二無水物と
一般式（1）で表されるジアミン化合物を反応させて得
られるポリアミド酸以外に他のポリマーを共存させた溶
液を基板上に塗布後、加熱焼成して配向膜とすることも
可能である。共存させるポリマーとしては、アルキレン
ジアミンを必須成分としないポリアミド酸、ポリアミド
イミド、ポリアミド等があげられ、それらは全ポリマー
中70モル％以下、さらには50モル％以下、さらには30モ
ル％以下であることが好ましい。

【００１０】本発明のポリアミド酸を合成する方法は特
に限定されないが、一般に、反応溶媒として、N-メチル
-2-ピロリドン（NMP）、N,N-ジメチルホルムアミド（DM
F）、N,N-ジアミノアセトアミド（DMAc）、ジメチルス
ルホキシド（DMSO）、γ-ブチロラクトン（GBL）、ジグ
ライム、テトラグライム、エチルカルビトール、フェノ
キシエタノール、ブチルセロソルブ、エチルセロソル
ブ、m-クレゾール、キシレン、トルエン等を単独、ある
いは2種以上の混合系で使用し、これらの溶媒中でジア
ミン化合物とテトラカルボン酸二無水物を0 ℃から100
℃の温度で反応する。反応溶液の濃度は1から40％の間
にするのが好ましい。

【００１１】本発明の液晶配向剤を用いて得られる液晶
配向膜は、例えば次の様な方法によって形成することが
できる。まず、透明導電膜及びその上に必要に応じて絶
縁膜が設けられたガラスあるいはプラスチック等の基板
の透明導電膜側に、本発明の液晶配向剤をロールコータ
ー法、スピンナー法、印刷法等の方法で塗布し、100 ℃
から300 ℃の温度で焼成し塗膜を形成させる。その後、
ラビング処理を行なうことにより液晶配向膜となる。

【００１２】

【実施例】以下に本発明の実施例を説明するが、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
および窒素ガス導入口を備えた500ml四つ口セパラブル
フラスコに1,2-ジアミノエタン12.0g、脱水NMP350gを入
れ、乾燥窒素気流下攪拌した。反応系の温度を20 ℃に
保ちながら、ピロメリット酸二無水物43.6ｇを添加し、
その後5時間攪拌反応しの粘ちょうな溶液を得た得た。

【００１４】（合成例２）合成例１と同様な装置、反応
方法により原料として1,4-ジアミノブタン13.2g、ピロ
メリット酸二無水物32.7ｇ使用し粘ちょうな溶液を得
た。

【００１５】（合成例３）合成例１と同様な装置、反応
方法により原料として1,6-ジアミノヘキサン11.6g、ピ
ロメリット酸二無水物21.8ｇ使用し粘ちょうな溶液を得
た。

【００１６】（合成例４）合成例１と同様な装置、反応
方法により原料として1,8-ジアミノオクタン14.4g、ピ
ロメリット酸二無水物21.8ｇ使用し粘ちょうな溶液を得
た。

【００１７】（合成例５）合成例１と同様な装置、反応
方法により原料として1,12-ジアミノドデカン20.0g、ピ
ロメリット酸二無水物21.8ｇ使用し粘ちょうな溶液を得
た。

【００１８】（合成例６）合成例１と同様な装置、反応
方法により原料として1,2-ジアミノエタン6.0g、2,3,6,
7-ナフタレンテトラカルボン酸二無水物26.8ｇ使用し粘
ちょうな溶液を得た。

【００１９】（合成例７）合成例１と同様な装置、反応
方法により原料として1,4-ジアミノブタン8.8g、2,3,6,
7-ナフタレンテトラカルボン酸二無水物26.8ｇ使用し粘
ちょうな溶液を得た。

【００２０】（合成例８）合成例１と同様な装置、反応
方法により原料として1,6-ジアミノヘキサン11.6g、2,
3,6,7-ナフタレンテトラカルボン酸二無水物26.8ｇ使用
し粘ちょうな溶液を得た。

【００２１】（合成例９）合成例１と同様な装置、反応
方法により原料として1,8-ジアミノオクタン14.4g、2,
3,6,7-ナフタレンテトラカルボン酸二無水物26.8ｇ使用
し粘ちょうな溶液を得た。

【００２２】（合成例１０）合成例１と同様な装置、反
応方法により原料として1,12-ジアミノドデカン20.0g、
2,3,6,7-ナフタレンテトラカルボン酸二無水物26.8ｇ使
用し粘ちょうな溶液を得た。

【００２３】（実施例１）合成例１で得られたポリアミ
ド酸のNMP溶液に全樹脂分濃度が6％になるようにNMPを
添加した後、ポアサイズ0.5μmのメンブランフィルター
で濾過して液晶配向膜溶液とした。この液晶配向剤を透
明電極付きガラス基板の透明電極面にスピンナーにより
塗布し、200 ℃で1時間焼成し、約200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枚の基板をラビング方向が平
行かつ同一となるように1.5μmのギャップで張り合わ
せ、強誘電性スメクチック液晶（チッソ社製、CS-101
4）を注入して液晶セルを作成した。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、10
0℃で500時間処理した後も全く液晶の配向は乱れていな
かった。

【００２４】（実施例２ - １０）合成例２から１０で
得られたポリアミド酸を用いて、実施例１と同様に液晶
セルを作成し評価を行なった。その結果を表１に示す。

【００２５】

【表１】

【００２６】（比較例１）合成例１と同様な装置、反応
方法により原料として4,4'-ジアミノジフェニルエーテ
ル20.0g、ピロメリット酸二無水物21.8ｇ、使用し粘ち
ょうな溶液を得た。実施例１と同様に液晶セルを作成し
評価を行なった。その結果を表１に示す。

【００２７】（比較例２）合成例１と同様な装置、反応
方法により原料として4,4'-ジアミノジフェニルエーテ
ル20.0g、3,3',4,4'-ジフェニルテトラカルボン酸二無
水物26.8ｇ、使用し粘ちょうな溶液を得た。実施例１と
同様に液晶セルを作成し評価を行なった。その結果を表
１に示す。

【００２８】

【発明の効果】本発明は液晶表示素子、特に強誘電性液
晶表示素子の配向膜として使用することにより、優れた
特性を示す。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】芳香族テトラカルボン酸二無水物と一般
式（1）で表されるジアミン化合物を反応させて得られ
るポリアミド酸を主成分とする溶液を基板上に塗布後、
加熱焼成して形成されることを特徴とする液晶表示素子
用配向膜。【化１】（式中、ｎは２から12までの整数を示す）
【請求項２】芳香族テトラカルボン酸二無水物がピロ
メリット酸二無水物および／または２,３,６,７-ナフタ
レンテトラカルボン酸二無水物である請求項1記載の液
晶表示素子用配向膜。
【請求項３】一般式（1）で表されるジアミン化合物
のメチレン数が２から12までの偶数である請求項１記載
の液晶表示素子用配向膜。