JPH06100755B2 - 液晶セル用配向処理剤 - Google Patents

液晶セル用配向処理剤

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JPH06100755B2
JPH06100755B2 JP61142099A JP14209986A JPH06100755B2 JP H06100755 B2 JPH06100755 B2 JP H06100755B2 JP 61142099 A JP61142099 A JP 61142099A JP 14209986 A JP14209986 A JP 14209986A JP H06100755 B2 JPH06100755 B2 JP H06100755B2
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Description

【発明の詳細な説明】 (イ)産業上の利用分野 本発明は液晶セル用配向処理剤に関するものであり、更
に詳しくは液晶分子が基板に対し高められた傾斜配向角
を有する液晶セル用配向処理剤に関するものである。
(ロ)従来の技術 ネマティック液晶分子を透明電極の付いたガラス或いは
プラスチックフィルム等の透明基板にほぼ平行に配向さ
せるための基板処理剤としては、従来よりポリイミド樹
脂膜をはじめとする有機樹脂膜が最も一般的に使用され
ている。
この場合、基板上に形成された有機樹脂膜を布で一定の
方向へラビングすることにより、ラビング方向へ液晶分
子が配向し、同時に基板表面に対して通常1〜3°程度
の液晶傾斜配向角を生ずることが知られている。
又、液晶分子を大きく傾斜配向させる方法として、従来
から酸化硅素等の無機膜を基板上に蒸着する方法等が行
われている。
(ハ)発明が解決しようとする問題点 基板上に形成された有機樹脂膜をラビングする方法で
は、液晶分子を大きく傾斜配向することは困難である。
又、基板上に無機膜を蒸着する方法は、ラビング法に比
べ繁雑であり実際の工業的生産においては必ずしも適切
な方法ではない。
(ニ)問題点を解決するための手段 本発明者らは、上記問題点を解決すべく鋭意努力検討し
た結果本発明を完成するに至った。
即ち、本発明はジアミン、テトラカルボン酸2無水物及
び一般式〔I〕で表される モノアミンから得られるポリイミド樹脂よりなる液晶セ
ル用配向処理剤であり、詳しくはジアミンaモル、テト
ラカルボン酸2無水物bモル及び一般式〔I〕で表され
モノアミンcモルを、次式で表される b>a≧b/2 (1) 2(b−a)≧c>0 (2) 関係で反応、重合させて得られるポリイミド樹脂よりな
る液晶セル用配向処理剤に関するものである。
本発明の配向処理剤は、透明電極の付いたガラス或いは
プラスチックフィルム等の透明基板上にポリイミド樹脂
膜を形成せしめ、次いでラビング処理を施すことによっ
て、液晶セル用配向処理剤として使用するものである。
本発明の配向処理剤に使用されるジアミンの具体例とし
ては、p−フェニレンジアミン、m−フェニレンジアミ
ン、ジアミノジフェニルメタン、ジアミノジフェニルエ
ーテル、2,2−ジアミノジフェニルプロパン、ジアミノ
ジフェニルスルホン、ジアミノベンゾフェノン、ジアミ
ノナフタレン、1,3−ビス(4−アミノフェノキシ)ベ
ンゼン、1,4−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼ
ン、4,4′−ジ(4−アミノフェノキシ)ジフェニルス
ルホン、2,2′−ビス〔4(4−アミノフェノキシ)フ
ェニル〕プロパン等の芳香族ジアミンが挙げられる。
その他目的に応じ、脂環式ジアミン及び脂肪族ジアミン
を使用しても良い。
又、これらジアミンの1種又は2種以上を混合して使用
することもできる。
本発明の配向処理剤に使用されるテトラカルボン酸2無
水物の具体例としては、ピロメリット酸2無水物、ベン
ゾフェノンテトラカルボン酸2無水物及びビフェニルテ
トラカルボン酸2無水物等の芳香族テトラカルボン酸2
無水物、シクロブタンテトラカルボン酸2無水物、シク
ロペンタンテトラカルボン酸2無水物及びシクロヘキサ
ンテトラカルボン酸2無水物等の脂環式テトラカルボン
酸2無水物、ブタンテトラカルボン酸2無水物等の脂肪
族テトラカルボン酸2無水物等が挙げられる。
又、これらテトラカルボン酸2無水物は1種であっても
2種以上混合して使用しても良い。
一般式〔I〕のモノアミンの2価の有機基R1は、脂肪族
基及びその誘導体又は芳香族基及びその誘導体である。
アルキル基であるR2の炭素数が5以下の時は、液晶分子
の傾斜配向角を高める効果が充分でない。
又、炭素数が20を超えると基板への塗布性が悪化する等
の不都合が生じ易くなる。
一般式〔I〕のモノアミンの具体例としては、n−ヘキ
シルアミン、n−オクチルアミン、n−デシルアミン、
n−ドデシルアミン、n−ヘキサデシルアミン、1,3−
ジメチルブチルアミン、1,5−ジメチルヘキシルアミン
及び2−エチルヘキシルアミン等の脂肪族アミン、p−
アミノフェニルヘキサン、p−アミノフェニルオクタ
ン、p−アミノフェニルドデカン、p−アミノフェニル
ヘキサデカン、p−アミノフェノキシオクタン、p−ア
ミノフェノキシドデカン、p−アミノフェノキシヘキサ
デカン等の芳香族アミンが挙げられる。
又、これらモノアミンは、単独に或いは2種以上混合し
て使用することができる。
本発明の配向処理剤は、ジアミンaモル、テトラカルボ
ン酸2無水物bモル及び一般式〔I〕のモノアミンcモ
ルを、次式で表される b>a≧b/2 (1) 2(b−a)≧c>0 (2) 関係で反応、重合させて得られるポリイミド樹脂を使用
する必要がある。
ここで、b≦aでは一般式〔I〕のモノアミンの反応及
び重合が充分でないため配向処理剤として使用した場
合、液晶分子を大きく傾斜配向することができない。
又、a<b/2では、ポリイミド樹脂の重合度が上昇しな
いため、配向処理剤として安定な塗膜を形成することが
できない。
更に、2(b−a)<cでは、配向処理剤として使用し
た場合、液晶セル内でモノアミンが遊離し液晶セルの表
示特性に悪影響を与える場合がある。
ジアミン、テトラカルボン酸2無水物及び一般式〔I〕
の反応及び重合方法は特に限定する必要はない。
一般に、ジアミンとテトラカルボン酸2無水物を反応
後、一般式〔I〕のモノアミンを反応、重合させたり、
これら三成分を同時に反応、重合させる方法が採用され
る。
更に、ジアミン、テトラカルボン酸2無水物及び一般式
〔I〕のモノアミンを反応させた後、ポリイミド樹脂膜
とする方法は、加工面の容易さからジアミン、テトラカ
ルボン酸2無水物及び一般式〔I〕のモノアミンを反応
しポリアミック酸中間体とした後、該中間体を脱水閉環
する方法が望ましい。
この場合、生成するポリアミック酸中間体を単離せずに
ポリイミド樹脂とする1段法或いは生成するポリアミッ
ク酸中間体を単離し、次いで脱水閉環重合してポリイミ
ド樹脂とする2段法いずれの方法も採用出来る。
ジアミン、テトラカルボン酸2無水物及び一般式〔I〕
のアミンの反応、重合温度は−20〜400℃の任意の温度
を採用できるが、特に−5〜350℃の範囲が好ましい。
又、ポリアミック酸中間体生成のための反応温度は−20
〜150℃の任意の温度を選択できるが、特に−5〜100℃
の範囲が好ましい。
更に、ポリアミック酸中間体をポリイミド樹脂に転化す
るには、通常は加熱により脱水閉環する方法が採用され
る。この加熱脱水閉環温度は、150〜450℃、好ましくは
170〜350℃の任意の温度を選択できる。又、この脱水閉
環に要する時間は、上記反応温度にもよるが30秒〜10時
間、好ましくは5分〜5時間が適当である。
ポリアミック酸中間体をポリイミド樹脂に転化する他の
方法として、公知の脱水閉環触媒を使用して化学的に閉
環することもできる。
本発明のジアミン、テトラカルボン酸2無水物及び一般
式〔I〕のモノアミンから得られるポリイミド樹脂又は
ポリアッミク酸中間体溶液を、透明電極の付いたガラス
又はプラスチックフィルム等の透明基板上にスピンコー
ト法もしくは印刷法等により塗布した後、150〜250℃で
1分間〜2時間硬化せしめ膜厚200〜3000Åのポリイミ
ド樹脂膜を形成し、次いでポリイミド樹脂膜層をラビン
グ処理し液晶セル用配向処理剤とすることができる。
(ホ)発明の効果 本発明の液晶セル用配向処理剤は、液晶傾斜配向角の大
きい液晶セル用配向処理剤として使用することができ
る。
又、ジアミンをaモル、テトラカルボン酸2無水物をb
モルとすると、一般式〔I〕のモノアミンcモルは、次
式で表される。
b>a≧b/2 (1) 2(b−a)≧c>0 (2) 関係を満足する限り、液晶傾斜配向角を任意に調節する
ことが可能である。
(ヘ)実施例 以下に実施例を挙げ、本発明を更に詳しく説明するが本
発明はこれらに限定されるものではない。
実施例1 2,2−ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕
プロパン29.52g(0.072モル)、n−ドデシルアミン2.9
6g(0.016モル)及びシクロブタンテトラカルボン酸2
無水物15.69g(0.08モル)をN−メチル−2−ピロリド
ン(以下、NMPと略称する。)433g中、室温で4時間反
応させポリアミック酸中間体溶液を調製した。
得られたポリアミック酸中間体の還元粘度ηSP/Cは0.69
dl/g(0.5重量%NMP溶液、30℃)であった。
この溶液を、NMPにより総固形分を2重量%に希釈後、
透明電極付ガラス基板に3500rpmでスピンコートし、170
℃で60分間熱処理してポリイミド樹脂膜を形成した。
この塗膜を布でラビングした後、50μのスペーサーを挟
んでラビング方向を平行にして組立て、液晶(メルク社
製:ZLI-2293)を注入してホモジニアス配向したセルを
作製した。
このセルをクロスニコル中で回転したところ明瞭な明暗
が見られ、ラビング方向へ良好に配向していることを確
認した。
又、このセルについて磁場容量法で液晶傾斜配向角を測
定したところ10°であった。
実施例2 2,2−ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕
プロパン29.52g(0.072モル)、n−ヘキサデシルアミ
ン3.85g(0.016モル)及びシクロブタンテトラカルボン
酸2無水物15.69g(0.08モル)をNMP422g中、室温で4
時間反応させポリアミック酸中間体溶液を調製した。
得られたポリアミック酸中間体の還元粘度ηSP/Cは0.52
dl/g(0.5重量%NMP溶液、30℃)であった。
この溶液を、NMPにより総固形分を2重量%に希釈後、
実施例1と同様にしてセルを作製した。
液晶傾斜配向角は19°であり配向も良好であった。
実施例3 2,2−ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕
プロパン29.52g(0.072モル)、n−オクチルアミン2.0
6g(0.016モル)及びシクロブタンテトラカルボン酸2
無水物15.69g(0.08モル)をNMP422g中、室温で4時間
反応させポリアミック酸中間体溶液を調製した。
得られたポリアミック酸中間体の還元粘度ηSP/Cは0.62
dl/g(0.5重量%NMP溶液、30℃)であった。
この溶液を、NMPにより総固形分を2重量%に希釈後、
実施例1と同様にしてセルを作製した。
液晶傾斜配向角は4.5°であり配向も良好であった。
実施例4 2,2−ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕
プロパン29.52g(0.072モル)、1−(p−アミノフェ
ニル)ドデカン4.18g(0.016モル)及びシクロブタンテ
トラカルボン酸2無水物15.69g(0.08モル)をNMP445g
中、室温で4時間反応させポリアミック酸中間体溶液を
調製した。
得られたポリアミック酸中間体の還元粘度ηSP/Cは0.51
dl/g(0.5重量%NMP溶液、30℃)であった。
この溶液を、NMPにより総固形分を2重量%に希釈後、
実施例1と同様にしてセルを作製した。
液晶傾斜配向角は10.5°であり配向も良好であった。
実施例5 2,2−ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕
プロパン29.52g(0.072モル)及びシクロブタンテトラ
カルボン酸2無水物15.69g(0.08モル)をNMP445g中、
室温で4時間反応させた後、1−(p−アミノフェニ
ル)テトラデカン4.62g(0.016モル)を加えて更に4時
間攪拌を続けポリアミック酸中間体溶液を調製した。
得られたポリアミック酸中間体の還元粘度ηSP/Cは0.47
dl/g(0.5重量%NMP溶液、30℃)であった。
この溶液を、NMPにより総固形分を2重量%に希釈後、
実施例1と同様にしてセルを作製した。
液晶傾斜配向角は12.5°であり配向も良好であった。
実施例6 ジアミノジフェニルメタン14.26g(0.072モル)、n−
ヘキサデシルアミン3.85g(0.016モル)及び無水ピロメ
リット酸17.44g(0.08モル)をNMP320g中、室温で4時
間反応させ、ポリアミック酸中間体溶液を調製した。
得られたポリアミック酸中間体の還元粘度ηSP/Cは0.55
dl/g(0.5重量%NMP溶液、30℃)であった。
この溶液を、NMPにより総固形分を2重量%に希釈後、
実施例1と同様にしてセルを作製した。
液晶傾斜配向角は7.6°であり配向も良好であった。
実施例7 4,4′−ジアミノ−3,3′−ジメチルジシクロヘキシルア
ミン16,70g(0.072モル)、n−ヘキサデシルアミン3.8
5g(0.016モル)及びシクロブタンテトラカルボン酸2
無水物15.69g(0.08モル)をNMP326g中、室温で4時間
反応させ、ポリアミック酸中間体溶液を調製した。
得られたポリアミック酸中間体の還元粘度ηSP/Cは0.48
dl/g(0.5重量%NMP溶液、30℃)であった。
この溶液を、NMPにより総固形分を2重量%に希釈後、
実施例1と同様にしてセルを作製した。
液晶傾斜配向角は14.5°であり配向も良好であった。
比較例1 2,2−ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕
プロパン29.52g(0.072モル)及びシクロブタンテトラ
カルボン酸2無水物15.69g(0.08モル)をNMP433g中、
室温で4時間反応させポリアミック酸中間体溶液を調製
した。
得られたポリアミック酸中間体の還元粘度ηSP/Cは0.38
dl/g(0.5重量%NMP溶液、30℃)であった。
この溶液を、NMPにより総固形分を2重量%に希釈後、
実施例1と同様にしてセルを作製した。
液晶傾斜配向角は2.7°であった。
比較例2 2,2−ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕
プロパン29.52g(0.072モル)及びシクロブタンテトラ
カルボン酸2無水物15.22g(0.0776モル)をNMP402.7g
中、室温で4時間反応させポリアミック酸中間体溶液を
調製した。
得られたポリアミック酸中間体の還元粘度ηSP/Cは0.68
dl/g(0.5重量%NMP溶液、30℃)であった。
この溶液を、NMPにより総固形分を2重量%に希釈後、
実施例1と同様にしてセルを作製した。
液晶傾斜配向角は2.4°であった。
比較例3 n−ドデシルアミンの代わりにn−ブチルアミン1.17g
(0.016モル)、溶媒としてNMP417gを用いた他は実施例
1と同様にしてポリアミック酸中間体溶液を調製した。
得られたポリアミック酸中間体の還元粘度ηSP/Cは0.46
dl/g(0.5重量%NMP溶液、30℃)であった。
この溶液を、NMPにより総固形分を2重量%に希釈後、
実施例1と同様にしてセルを作製した。
液晶傾斜配向角は2.9°であった。
比較例4 n−ドデシルアミンの代わりにアニリン1.49g(0.016モ
ル)、溶媒としてNMP420gを用いた他は実施例1と同様
にしてポリアミック酸中間体溶液を調製した。
得られたポリアミック酸中間体の還元粘度ηSP/Cは0.64
dl/g(0.5重量%NMP溶液、30℃)であった。
この溶液を、NMPにより総固形分を2重量%に希釈後、
実施例1と同様にしてセルを作製した。
液晶傾斜配向角は2.9°であった。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ジアミン、テトラカルボン酸2無水物及び
    一般式〔I〕で表される R2R1 nNH2 〔I〕 (但し、R1は2価の有機基、R2は炭素数6〜20のアルキ
    ル基、nは0又は1を表す。) モノアミンを反応、重合させて得られるポリイミド樹脂
    よりなる液晶セル用配向処理剤。
  2. 【請求項2】ジアミンaモル、テトラカルボン酸2無水
    物bモル及び一般式〔I〕で表される R2R1 nNH2 〔I〕 モノアミンcモルを、次式で表される b>a≧b/2 (1) 2(b−a)≧c>0 (2) 関係で反応、重合させて得られるポリイミド樹脂よりな
    る特許請求の範囲第1項記載の液晶セル用配向処理剤。
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