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JPS63100426A - Liquid crystal display element - Google Patents
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JPS63100426A - Liquid crystal display element - Google Patents

Liquid crystal display element

Info

Publication number
JPS63100426A
JPS63100426A JP31511386A JP31511386A JPS63100426A JP S63100426 A JPS63100426 A JP S63100426A JP 31511386 A JP31511386 A JP 31511386A JP 31511386 A JP31511386 A JP 31511386A JP S63100426 A JPS63100426 A JP S63100426A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
liquid crystal
film
crystal display
display element
colloidal silica
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP31511386A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shinichi Manabe
真鍋 信一
Masuichi Eguchi
益市 江口
Yoshi Hiramoto
平本 叔
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toray Industries Inc
Original Assignee
Toray Industries Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toray Industries Inc filed Critical Toray Industries Inc
Publication of JPS63100426A publication Critical patent/JPS63100426A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To obtain a liquid crystal display element which is free from a disturbance in orientation and blurring of characters after a deterioration test even if the element is subjected to a heat treatment at a low temp. by using a heat- treated film of a compsn. consisting of specific polyamic acid, colloidal silica, and tertiary amine compd. as an oriented film. CONSTITUTION:The oriented film is formed of the heat-treated film consisting of the polyamic acid having the structural unit expressed by formula I, the tertiary amine compd. and the colloidal silica. In formula I, R1 is a trivalent or tetravelent org. group, R2 is a divalent org. group, (m) is 1 or 2. The tertiary amine has the effect of dispersing silica uniformly into the polyimide film and to improve the transparency of the film and has the catalytic effect to accelerate imide ring closure. The silica has the effect of capturing the solvent and ionic impurities remaining in a slight amt. in the oriented film as a result of the heat treatment effected at the low temp. and to prevent diffusion. The liquid crystal display element which is free from the disturbance in the orientation and the blurring of the characters after the deterioration treatment in spite of the heat treatment at the low temp. is thereby obtd.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野コ 本発明は液晶表示素子に関し、さらに詳しくは特定の配
向制御膜を用いた液晶表示素子に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a liquid crystal display element, and more particularly to a liquid crystal display element using a specific alignment control film.

[従来の技術] 従来、液晶表示素子、特に電界の作用により動作する電
気光学効果を利用したネマチック液晶表示素子において
は、酸化ケイ素の蒸着膜など無機質材料、ポリイミドな
どに代表される有機高分子材料が配向制御膜として知ら
れていた。
[Prior Art] Conventionally, liquid crystal display elements, especially nematic liquid crystal display elements that operate under the action of an electric field and utilize an electro-optic effect, have been manufactured using inorganic materials such as vapor-deposited films of silicon oxide, and organic polymer materials such as polyimide. was known as an orientation control film.

無機質材料は液晶と接しても液晶に悪影響を与える因子
を持たず、また、耐熱性が良いなど利点がある反面、製
造コストが高いという欠点がある。
Although inorganic materials have advantages such as having no factors that adversely affect liquid crystals when in contact with liquid crystals and having good heat resistance, they have the disadvantage of high manufacturing costs.

このため、量産性に優れ、したがって製造コストが安い
有機高分子材料が、現在主流となっている。
For this reason, organic polymer materials, which are superior in mass production and therefore have low manufacturing costs, are currently the mainstream.

有機高分子材料の中で比較的配向性に優れた配向膜を形
成する材料としてポリイミドを挙げることができる。例
えば特開昭51−65960号公報に記載されているピ
ロメリット酸二無水物と4゜4°−ジアミノジフェニル
エーテルとの縮合により得られるポリイミド前駆体であ
るポリアミド酸を塗布後加熱閉環して得られるポリイミ
ドは配向の均−性ならびに劣化試験による耐久性の点で
はかなり良好である。しかし、ピロメリット酸二無水物
とジアミノジフェニルエーテルから得られるポリイミド
で代表されるポリイミドの多くのものは、300℃〜3
50℃のイミド閉環温度を必要とし、この熱処理工程で
基板(ガラス)が、熱ひずみにより破損するという問題
があった。
Among organic polymer materials, polyimide can be cited as a material that forms an alignment film with relatively excellent alignment properties. For example, it is obtained by coating polyamic acid, which is a polyimide precursor obtained by condensation of pyromellitic dianhydride and 4°4°-diaminodiphenyl ether as described in JP-A No. 51-65960, and then ring-closing it by heating. Polyimide has fairly good orientation uniformity and durability in deterioration tests. However, many polyimides, typified by polyimides obtained from pyromellitic dianhydride and diaminodiphenyl ether, are
This method requires an imide ring-closing temperature of 50° C., and there is a problem in that the substrate (glass) is damaged due to thermal strain during this heat treatment step.

また、基板の破損を防止するため、イミド閉環温度を2
50℃に下げると、劣化試験(70℃、95%RH,1
00時間)で配向性が乱れ、文字かにじむという問題が
あった。
In addition, to prevent damage to the substrate, the imide ring-closing temperature was set to 2.
When lowered to 50℃, deterioration test (70℃, 95%RH, 1
00 hours), the orientation was disturbed and there was a problem that characters were blurred.

[発明が解決しようとする問題点] 本発明は、上記問題点を解消せしめ、イミド閉環を低温
で行なえ、かつ劣化試験で配向性が乱れない、液晶表示
素子を提供することを目的とする。
[Problems to be Solved by the Invention] It is an object of the present invention to solve the above-mentioned problems and provide a liquid crystal display element in which imide ring closure can be performed at low temperatures and alignment is not disturbed in a deterioration test.

[問題点を解決するための手段] (1)透明な電橋の形成された基板上に液晶配向膜を有
する液晶表示素子において、該配向膜が、A、一般式 くただし、式中R1は3価又は4価の有機基、R2は2
価の有機基、mは1又は2である。)で表わされる構造
単位[I]を有するポリアミド酸と、 B、第3級アミン化合物および C,コロイダルシリカ とから成る熱処理膜で形成されてなることを特徴とする
液晶表示素子である。
[Means for solving the problem] (1) In a liquid crystal display element having a liquid crystal alignment film on a substrate on which a transparent electric bridge is formed, the alignment film has A, a general formula, where R1 is Trivalent or tetravalent organic group, R2 is 2
The valent organic group, m, is 1 or 2. This is a liquid crystal display element characterized in that it is formed of a heat-treated film comprising a polyamic acid having the structural unit [I] represented by B, a tertiary amine compound, and C, colloidal silica.

本発明における構造単位[I]を有するポリアミド酸と
は、前記一般式で示される構造を有し、加熱あるいは適
当な触媒によりイミド環や、その他の環状構造を有する
ポリマ(以俊、ポリイミド系ポリマと呼ぶ)となり得る
ものである。
In the present invention, the polyamic acid having the structural unit [I] refers to a polymer having a structure represented by the general formula described above and having an imide ring or other cyclic structure (Ishitoshi, polyimide polymer ).

上記構造単位[I]中、Rは少なくとも2個以上の炭素
原子を有する3価または4価の有機基である。ポリイミ
ド系ポリマの耐熱性の面から、R1はポリマ主鎖のカル
ボニル基との結合が芳香族環あるいは芳香族複素環から
直接行なわれる構造を有するものが好ましい。従って、
R1としては、芳香環又は芳香族複素環を含有し、かつ
炭素数6〜30の3価または4価の基が好ましい。
In the above structural unit [I], R is a trivalent or tetravalent organic group having at least two or more carbon atoms. In view of the heat resistance of the polyimide polymer, R1 preferably has a structure in which the bond to the carbonyl group of the polymer main chain is directly formed through an aromatic ring or an aromatic heterocycle. Therefore,
R1 is preferably a trivalent or tetravalent group containing an aromatic ring or an aromatic heterocycle and having 6 to 30 carbon atoms.

R1のより好ましい具体的な例としては、−o−−o−
o−o−、−o−sO=÷。
A more preferable specific example of R1 is -o--o-
o-o-, -o-sO=÷.

(式中、結合手はポリマ主鎖のカルボニル基との結合を
表わし、カルボキシル基は結合手に対してオルト位に位
置するが、この結合手は上記構造式には記載していない
)。
(In the formula, the bond represents a bond with the carbonyl group of the polymer main chain, and the carboxyl group is located at the ortho position to the bond, but this bond is not shown in the above structural formula).

などが挙げられるが、これらに限定されない。Examples include, but are not limited to, the following.

また構造単位[1]を有するポリマは、R1がこれらの
うちただ1種から構成されていてもよいし、2種以上か
ら構成される共重合体であってもよい。
Further, in the polymer having the structural unit [1], R1 may be composed of only one type among these, or may be a copolymer composed of two or more types.

R1として特に望ましいものは、 である(ただし式中、結合手の定義については前述と同
様である)。
Particularly desirable R1 is (however, in the formula, the definition of the bond is the same as above).

上記構造単位[I]中、R2は少なくとも2個以上の炭
素原子を有する2fi[fiの有機基であるが、ポリイ
ミド系ポリマとした時の耐熱性の面から、ポリマ主鎖の
アミド基との結合が芳香族環あるいは芳香族複素環から
直接行なわれる構造を有するものが好ましい。従って、
R2としては芳香族環又は芳香族複素環を含有し、かつ
炭素数6〜30の2価の基が好ましい。
In the above structural unit [I], R2 is an organic group of 2fi[fi having at least two or more carbon atoms, but from the viewpoint of heat resistance when used as a polyimide polymer, it is difficult to combine it with the amide group of the polymer main chain. Those having a structure in which the bond is directly formed from an aromatic ring or an aromatic heterocycle are preferred. Therefore,
R2 is preferably a divalent group containing an aromatic ring or an aromatic heterocycle and having 6 to 30 carbon atoms.

R2の好ましい具体的な例としては、 (式中、結合手は主鎖のアミド基との結合を表わす)な
どが挙げられる。また、これらがポリイミド系ポリマの
耐熱性に悪影響を与えない範囲内で7ミノ基、アミド基
、カルボキシル基、スルホンアミド基などの各置換基を
有していても差し支えない。これらの各置換基を有する
ものの内で特に好ましい例として が挙げられる。
Preferred specific examples of R2 include (in the formula, the bond represents a bond with the amide group of the main chain). Further, these may have substituents such as a 7-mino group, an amide group, a carboxyl group, a sulfonamide group, etc., as long as they do not adversely affect the heat resistance of the polyimide polymer. Particularly preferred examples of those having each of these substituents are listed below.

構造単位[11を有するポリマは、R2がこれらのうち
ただ1種から構成されていてもよいし、2種以上から構
成される共重合体であってもよい。
In the polymer having the structural unit [11], R2 may be composed of only one type among these, or may be a copolymer composed of two or more types.

さらに、ポリイミド系ポリマの接着性を向上させるため
に、耐熱性を低下させない範囲でR2として、シロキサ
ン構造を有する脂肪族性の基を共重合させることも可能
である。好ましい具体例となどが挙げられる。
Furthermore, in order to improve the adhesiveness of the polyimide polymer, it is also possible to copolymerize an aliphatic group having a siloxane structure as R2 within a range that does not reduce the heat resistance. Preferred specific examples are listed.

構造単位[I]を主成分とするポリマの具体的な例とし
て、 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、 ピロメリット酸二無水物および3.3’、4.4’−ベ
ンゾフェノンテトラカルボン酸と4,4°−ジアミノジ
フェニルエーテル、 3.3’、4,4°−ベンゾフェノンテトラカルボン酸
二無水物と4,4°−ジアミノジフェニルエーテル、3
.3°、4.4−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物
と4.4−ジアミノジフェニルエーテル、3.3°、4
,4−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物および3.
3′、4,4°−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無
水物と4,4°−ジアミノジフェニルエーテル、 ピロメリット酸二無水物と3,3°−ジアミノジフェニ
ルスルホン、 ピロメリット酸二無水物および3,3°、4,4°−ベ
ンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物と3,3°−く
又は4,4°−)ジアミノジフェニルスルホン、3.3
’、A、/l°−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無
水物と3,3°−(又は4,4°−)ジアミノジフェニ
ルスルホン、 3.3’、4.4°−ビフェニルテトラカルボン酸二無
水物と3.3’−(又は4.4’−)ジアミノジフェニ
ルスルホン、 3.3°、、4.、lo−ビフェニルテトラカルボン酸
二無水物および3.3’ 、 4.4°−ベンゾフェノ
ンテトラカルボン酸二無水物と3.3’−(又は4.4
’−)ジアミノジフェニルスルホン、 ピロメリット酸二無水物と4,4°−ジアミノジフェニ
ルエーテルおよびビス(3−アミノプロピル)テトラメ
チルジシロキサン、 ピロメリット酸二無水物および3.3’、4.4−ベン
ゾフェノンテトラカルボン酸二無水物と4,4−ジアミ
ノジフェニルエーテルおよびビス(3−アミノプロピル
)テトラメチルジシロキサン、3.3°、4.4−ベン
ゾフェノンテトラカルボン酸二無水物と4.4−ジアミ
ノジフェニルエーテルおよびビス(3−アミノプロピル
)テトラメチルジシロキサン、 3.3°、4,4°−ビフェニルテトラカルボン酸二無
水物と4,4°−ジアミノジフェニルエーテルおよびビ
ス(3−アミノプロピル)テトラメチルジシロキサン、 3.3°、4,4°−ビフェニルテトラカルボン酸二無
水物および3.3’ 、 4.4−ベンゾフェノンテト
ラカルボン酸二無水物と4.4−ジアミノジフェニルエ
ーテルおよびビス(3−アミノプロピル)テトラメチル
ジシロキサン、 ピロメリット酸二無水物と3.3’−(又は4,4°−
)ジアミノジフェニルスルホンおよびビス(3−アミノ
プロピル)テトラメチルジシロキサン、ピロメリット酸
二無水物および3.3’、4.4’−ベンゾフェノンテ
トラカルボン酸二無水物と3,3°−(又は4.4’−
)ジアミノジフェニルスルホンおよびビス(3−アミノ
プロピル)テトラメチルジシロキサン、 3.3°、4.4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸
二無水物と3.3’−(又はa、a’−)ジアミノジフ
ェニルスルホンおよびビス(3−アミノプロピル)テト
ラメチルジシロキサン、 3.3°、4,4°−ビフェニルテトラカルボン酸二無
水物と3.3’−(又は4,4°−)ジアミノジフェニ
ルスルホンおよびビス(3−アミノプロピル)テトラメ
チルジシロキサン、 3.3°、a、a’−ビフェニルテトラカルボン酸二無
水物および3,3°、4,4−ベンゾフェノンテトラカ
ルボン酸二無水物と3.3’−(又は4,4°−)ジア
ミノジフェニルスルホンおよびビス(3−アミノプロピ
ル)テトラメチルジシロキサン などから合成されたポリアミド酸が好ましく用いられる
Specific examples of polymers containing structural unit [I] as main components include pyromellitic dianhydride and 4,4'-diaminodiphenyl ether, pyromellitic dianhydride and 3.3', 4.4'- Benzophenone tetracarboxylic acid and 4,4°-diaminodiphenyl ether, 3.3',4,4°-benzophenonetetracarboxylic dianhydride and 4,4°-diaminodiphenyl ether, 3
.. 3°, 4.4-biphenyltetracarboxylic dianhydride and 4.4-diaminodiphenyl ether, 3.3°, 4
, 4-biphenyltetracarboxylic dianhydride and 3.
3',4,4°-benzophenonetetracarboxylic dianhydride and 4,4°-diaminodiphenyl ether, pyromellitic dianhydride and 3,3°-diaminodiphenylsulfone, pyromellitic dianhydride and 3,3 °,4,4°-benzophenonetetracarboxylic dianhydride and 3,3°- or 4,4°-)diaminodiphenylsulfone, 3.3
',A,/l°-benzophenonetetracarboxylic dianhydride and 3,3°-(or 4,4°-)diaminodiphenylsulfone, 3.3',4.4°-biphenyltetracarboxylic dianhydride and 3.3'-(or 4.4'-)diaminodiphenylsulfone, 3.3°, 4. , lo-biphenyltetracarboxylic dianhydride and 3.3', 4.4°-benzophenonetetracarboxylic dianhydride and 3.3'-(or 4.4
'-) Diaminodiphenylsulfone, pyromellitic dianhydride and 4,4°-diaminodiphenyl ether and bis(3-aminopropyl)tetramethyldisiloxane, pyromellitic dianhydride and 3.3',4.4- Benzophenone tetracarboxylic dianhydride and 4,4-diaminodiphenyl ether and bis(3-aminopropyl)tetramethyldisiloxane, 3.3°, 4,4-benzophenone tetracarboxylic dianhydride and 4,4-diaminodiphenyl ether and bis(3-aminopropyl)tetramethyldisiloxane, 3.3°, 4,4°-biphenyltetracarboxylic dianhydride and 4,4°-diaminodiphenyl ether and bis(3-aminopropyl)tetramethyldisiloxane , 3.3°, 4,4°-biphenyltetracarboxylic dianhydride and 3.3', 4.4-benzophenonetetracarboxylic dianhydride, 4.4-diaminodiphenyl ether and bis(3-aminopropyl) Tetramethyldisiloxane, pyromellitic dianhydride and 3,3'-(or 4,4°-
) diaminodiphenylsulfone and bis(3-aminopropyl)tetramethyldisiloxane, pyromellitic dianhydride and 3,3',4,4'-benzophenonetetracarboxylic dianhydride and 3,3°-(or 4 .4'-
) diaminodiphenylsulfone and bis(3-aminopropyl)tetramethyldisiloxane, 3.3°, 4.4'-benzophenonetetracarboxylic dianhydride and 3.3'-(or a, a'-)diaminodiphenyl Sulfone and bis(3-aminopropyl)tetramethyldisiloxane, 3.3°, 4,4°-biphenyltetracarboxylic dianhydride and 3.3′-(or 4,4°-)diaminodiphenylsulfone and bis (3-Aminopropyl)tetramethyldisiloxane, 3.3°, a, a'-biphenyltetracarboxylic dianhydride and 3,3°, 4,4-benzophenonetetracarboxylic dianhydride and 3.3' A polyamic acid synthesized from -(or 4,4°-)diaminodiphenylsulfone, bis(3-aminopropyl)tetramethyldisiloxane, etc. is preferably used.

本発明における第3級アミン化合物としては、下記の一
般式[A] (ここで、R3,R4,R5は炭素数1〜30の炭化水
素基で、R3−R5の何れもその炭素にの如き種々な置
換基、結合基を含むことができ、nは1,2.3である
。)で表わされるものが好ましく用いられる。
The tertiary amine compound in the present invention has the following general formula [A] (where R3, R4, and R5 are hydrocarbon groups having 1 to 30 carbon atoms, and each of R3 to R5 has the same It can contain various substituents and bonding groups, and those represented by n is 1, 2.3 are preferably used.

好ましい具体例としては、 トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリーロープロ
ピルアミン、トリーローブチルアミン、メチルジエチル
アミン、ジメチル−〇−プロピルアミン、N、N−ジブ
チル−2−エチルヘキシルアミン、N−メチルジアリル
アミン、3−ジメチルアミツブロバノール、N−イソブ
チルジェタノールアミン、ジメチル−3−ジメトキシプ
ロピルアミン、N、N、N’、N’−テトラメチル−1
,2−ジアミノエタン、N、N、N’、N’−テトラメ
チルジアミノプロパン、N、N、N’、N’−テトラア
リル−1,4−ジアミノブタン、N、N、N’、14°
−ペンタメチルジエチレントリアミン、N、N−ジメチ
ルベンジルアミン、ジメチルアミノアセトアルデヒドジ
エチルアセタール、2−ジメチルアミノエチルアセテー
ト、ジメチルアミノエチルメタクリレート、ジメチルア
ミノエチルアクリレート、ジエチルアミノエチルメタク
リレート、ジエチルアミノエチルアクリレートなどが挙
げられるが、これらに限定されない。
Preferred specific examples include trimethylamine, triethylamine, trilopropylamine, trilopropylamine, methyldiethylamine, dimethyl-〇-propylamine, N,N-dibutyl-2-ethylhexylamine, N-methyldiallylamine, and 3-dimethylamine. Brovanol, N-isobutylgetanolamine, dimethyl-3-dimethoxypropylamine, N,N,N',N'-tetramethyl-1
, 2-diaminoethane, N, N, N', N'-tetramethyldiaminopropane, N, N, N', N'-tetraallyl-1,4-diaminobutane, N, N, N', 14°
-Pentamethyldiethylenetriamine, N,N-dimethylbenzylamine, dimethylaminoacetaldehyde diethyl acetal, 2-dimethylaminoethyl acetate, dimethylaminoethyl methacrylate, dimethylaminoethyl acrylate, diethylaminoethyl methacrylate, diethylaminoethyl acrylate, etc. but not limited to.

特に、塩基性が強い脂肪族第3級アミンを用いると、1
111の透明性が一層向上するので好ましい。
In particular, when a highly basic aliphatic tertiary amine is used, 1
This is preferable because the transparency of 111 is further improved.

特に好ましい具体例として、例えば、トリエチルアミン
、トリプロピルアミン、トリブチルアミン、2−ジメチ
ルアミノエチルアセテート、ジメチルアミノエチルメタ
クリレート、ジエチルアミノエチルメタクリレート、ジ
メチルアミノエチルアクリレート、ジエチルアミノエチ
ルアクリレートなどが挙げられるが、これらに限定され
ない。
Particularly preferred specific examples include, but are not limited to, triethylamine, tripropylamine, tributylamine, 2-dimethylaminoethyl acetate, dimethylaminoethyl methacrylate, diethylaminoethyl methacrylate, dimethylaminoethyl acrylate, diethylaminoethyl acrylate, etc. Not done.

これらの化合物は単独で使用してもよいし、あるいは2
種以上の混合物として使用してもよい。
These compounds may be used alone or in combination
It may be used as a mixture of more than one species.

また、塗布性、溶液の安定性および塗膜の透明性に悪影
響を与えない範囲内で第1級アミン、第2級アミン、第
4級アミンおよびピリジン誘導体、イミダゾール誘導体
などの有機の塩基性化合物を添加してもよい。
In addition, primary amines, secondary amines, quaternary amines, and organic basic compounds such as pyridine derivatives and imidazole derivatives may be used within the range that does not adversely affect coating properties, solution stability, and coating film transparency. may be added.

第3級アミンの添加量はポリアミド酸のカルボキシル基
に対して0.3〜4.0当量添加するのが好ましく、よ
り好ましくは0.5〜3.O当母添加するのがよい。下
限の量未満を添加する場合には、イミド閉環を促進させ
る効果が充分認められず、上限量を越えて添加する場合
には、A、B。
The amount of tertiary amine added is preferably 0.3 to 4.0 equivalents, more preferably 0.5 to 3.0 equivalents, based on the carboxyl group of the polyamic acid. It is better to add O. If the amount is less than the lower limit, the effect of promoting imide ring closure will not be sufficiently observed, and if the amount is more than the upper limit, A or B.

Cとから成る組成物の貯蔵時の粘度安定性が悪くなる。The viscosity stability of the composition consisting of C becomes worse during storage.

本発明で用いられるコロイダルシリカとは、高分子量無
水珪酸のコロイド溶液である。この1例は、シリカゾル
として市販されているもので、分散媒は通常水であるが
、有機溶媒に分散したちのくオルガノシリカゾル)も市
販されている(例えば触媒化成工業(株)製の03CA
L)。
The colloidal silica used in the present invention is a colloidal solution of high molecular weight silicic anhydride. One example of this is commercially available silica sol, and the dispersion medium is usually water, but organosilica sol dispersed in an organic solvent is also commercially available (for example, 03CA manufactured by Catalysts & Chemicals Co., Ltd.).
L).

有機溶媒に分散したシリカゾルは、水性シリカゾルの分
散媒である水を有機溶媒で置換することで調整される。
Silica sol dispersed in an organic solvent is prepared by replacing water, which is a dispersion medium of an aqueous silica sol, with an organic solvent.

分散媒の置換は水性シリカゾルに有機溶媒を添加し、蒸
溜などの手段で水を留去させる方法で行なうことができ
る。溶媒の種類によっては、低級アルコールを添加し、
シリカ粒子の表面を一部エステル化される場合もある。
Replacement of the dispersion medium can be carried out by adding an organic solvent to the aqueous silica sol and distilling off the water. Depending on the type of solvent, lower alcohol may be added,
In some cases, the surface of the silica particles is partially esterified.

ポリアミド酸との相溶性の点から、有別溶媒に分散した
オルガノシリカゾルが望ましい。特にポリアミド酸の溶
媒であるジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド
、N−メチル−2−ピロリドンなどの非プロトン性極性
溶媒に分散したオルガノシリカゾルが好ましい。
From the viewpoint of compatibility with polyamic acid, organosilica sol dispersed in a separate solvent is desirable. Particularly preferred is an organosilica sol dispersed in an aprotic polar solvent such as dimethylformamide, dimethylacetamide, or N-methyl-2-pyrrolidone, which is a solvent for polyamic acid.

また、本発明で使用できる他のコロイダルシリカとして
は、アルキルシリケートから合成されるコロイダルシリ
カが挙げられ、この場合には、液晶表示素子の長寿命効
果が期待できる。
Further, other colloidal silica that can be used in the present invention includes colloidal silica synthesized from alkyl silicate, and in this case, a long-life effect of the liquid crystal display element can be expected.

ここで、アルキルシリケートとは、一般式Si (OR
>4 (ただし、式中Rは炭素数1〜15の炭化水素で
ある。)で表わされる。
Here, the alkyl silicate refers to the general formula Si (OR
>4 (wherein R is a hydrocarbon having 1 to 15 carbon atoms).

Rの炭素数が大きいと、シリカの生成量が減少するため
、Rとしては炭素数1〜3の炭化水素がより好ましい。
If R has a large number of carbon atoms, the amount of silica produced will decrease, so R is more preferably a hydrocarbon having 1 to 3 carbon atoms.

ざらに人体に対する安全性の点から、アルキルシリケー
トはS i  (OCH2CH3)4で表わされるテト
ラエチルシリケートが特に好ましい。
From the viewpoint of safety for the human body, tetraethyl silicate represented by S i (OCH2CH3)4 is particularly preferred as the alkyl silicate.

本発明において使用されるアルキルシリケートから合成
されるコロイダルシリカは、アルキルシリケートの加水
分解縮合によって生成されるもので、例えばメタノール
とアンモニア水混合液に、テトラエチルシリケートを加
えた後、加水分解縮合を行ない、ついで適当な分散媒を
添加してメタノールとアンモニアを留去することによっ
て得られるものである。留去する際の温度条件としては
、コロイダルシリカの凝集を防止するために、低温、例
えば60℃以下の温度で行なうのが好ましい。
Colloidal silica synthesized from alkyl silicate used in the present invention is produced by hydrolysis condensation of alkyl silicate. For example, tetraethyl silicate is added to a mixture of methanol and aqueous ammonia, and then hydrolysis condensation is performed. Then, a suitable dispersion medium is added and methanol and ammonia are distilled off. Regarding the temperature conditions during distillation, it is preferable to carry out the distillation at a low temperature, for example, at a temperature of 60° C. or lower, in order to prevent agglomeration of colloidal silica.

分散媒としては、ポリアミド酸との相溶性の点から有機
溶媒が好ましい。特にポリアミド酸の溶媒であるジメチ
ルアセトアミド、ジメチルホルムアミド、N−メチル−
2−ピロリドンなどの非プロトン性極性溶媒が好ましく
、より好ましくは、N−メチル−2−ピロリドンである
As the dispersion medium, an organic solvent is preferable from the viewpoint of compatibility with polyamic acid. In particular, dimethylacetamide, dimethylformamide, N-methyl-
Aprotic polar solvents such as 2-pyrrolidone are preferred, more preferably N-methyl-2-pyrrolidone.

アルキルシリケートから合成されたコロイダルシリカの
濃度は、分散媒の添加量によって調整できるが、該濃度
としては、ワニスへの混入のしやすさの点から、5〜3
0wt%の範囲が好ましいが、この範囲に限定されない
The concentration of colloidal silica synthesized from alkyl silicate can be adjusted by adjusting the amount of dispersion medium added.
A range of 0 wt% is preferred, but it is not limited to this range.

コロイダルシリカの添加量、5(wt%)は1〜6Q(
vt%)が好ましく、さらに好ましくは5〜5Q(wt
%)がよい。なお、コロイダルシリカの添加量3(wt
%)は次式で与えられる。
The amount of colloidal silica added, 5 (wt%) is 1 to 6Q (
vt%) is preferred, and more preferably 5 to 5Q (wt
%) is good. In addition, the amount of colloidal silica added is 3 (wt
%) is given by the following formula.

5i02量(0) S(wt%)=                x 
100Si02量(g)+ポリアミド酸量((])下限
の量未満を添加する場合には、特性向上の効果が顕著で
なく、上限量を越えて添加する場合には、塗膜形成能が
悪くなる。
5i02 amount (0) S (wt%) = x
100Si02 amount (g) + polyamic acid amount (()) When adding less than the lower limit, the effect of improving properties is not significant, and when adding more than the upper limit, the coating film forming ability is poor. Become.

次ド本発明の液晶表示素子の製造方法の一例について説
明する。
Next, an example of a method for manufacturing a liquid crystal display element according to the present invention will be described.

本発明における構成単位[I]を有するポリアミド酸は
、ジアミンとテトラカルボン酸二無水物とを有機溶媒中
で15℃〜50℃程度の温度で数時間反応させることに
より、好ましく製造される。
The polyamic acid having the structural unit [I] in the present invention is preferably produced by reacting a diamine and a tetracarboxylic dianhydride in an organic solvent at a temperature of about 15°C to 50°C for several hours.

生成した重合体の溶液に、第3級アミン化合物、コロイ
ダルシリカを添加、混合し、希釈剤で粘度、濃度を調整
模、濾過を行ない使用される。
A tertiary amine compound and colloidal silica are added to and mixed with the resulting polymer solution, the viscosity and concentration are adjusted with a diluent, and the solution is filtered before use.

この反応に用いられる有機溶剤、希釈剤の例としては、
N−メチル−2−ピロリドン、N、N−ジメチルアセト
アミド等の非プロトン製極性溶媒が挙げられる。
Examples of organic solvents and diluents used in this reaction are:
Examples include aprotic polar solvents such as N-methyl-2-pyrrolidone and N,N-dimethylacetamide.

次に、S i 02層および導電層を設けたガラス基板
上に、回転塗布法などの方法により、塗布し、熱処理す
ると、本発明のいう熱処理膜が形成される。
Next, it is coated on the glass substrate provided with the S i 02 layer and the conductive layer by a method such as a spin coating method, and then heat-treated to form a heat-treated film according to the present invention.

通常1000人前後の膜厚になるよう塗布され、200
℃〜300℃の温度で、30〜60分熱処理される。配
向膜は、熱処理膜を綿布などで軽くラビングすることに
より得られる。このようにして得た2枚の基板を組合せ
、セルを作成する。
It is usually applied to a film thickness of around 1000, and
Heat treatment is performed at a temperature of 300°C to 300°C for 30 to 60 minutes. The alignment film can be obtained by lightly rubbing the heat-treated film with a cotton cloth or the like. The two substrates thus obtained are combined to create a cell.

液晶表示素子に封入する液晶としては公知のものを適宜
選択してよい。ネマチック型液晶でもよいし、強誘電性
のスメクチック型液晶でもよい。
As the liquid crystal sealed in the liquid crystal display element, any known liquid crystal may be appropriately selected. It may be a nematic type liquid crystal or a ferroelectric smectic type liquid crystal.

以上のようにして、本発明の液晶表示素子を得ることが
できる。
In the manner described above, the liquid crystal display element of the present invention can be obtained.

[作用] 本発明は、構造単位[I]のポリアミド酸とコ組成物の
熱処理膜を配向膜として用いたことにより、低温で熱処
理しても、劣化試験後記向の乱れ、力を分散させ、膜の
透明性を向上させる作用とイミド閉環を促進させる触媒
作用がある。
[Function] The present invention uses a heat-treated film of the polyamic acid and co-composition of the structural unit [I] as an alignment film, so that even after heat treatment at a low temperature, alignment disturbance and force are dispersed after a deterioration test. It has the effect of improving the transparency of the membrane and the catalytic effect of promoting imide ring closure.

また、シリカは低温で熱処理したために配向膜内部に微
量残存する溶媒や、イオン性不純物を捕捉し、拡散を防
止する作用がある。
Further, since silica is heat-treated at a low temperature, it has the effect of capturing trace amounts of solvent and ionic impurities remaining inside the alignment film and preventing their diffusion.

ざらに、コロイダルシリカとしてアルキルシリケートか
ら合成されたコイダルシリカを用いると、金属不純物や
ハロゲン化物などの混入がないので、これを含む組成物
の熱処理膜を配向膜として用いた場合には、金属不純物
やハロゲン化物が液晶内部にしみ出すことがないので、
液晶表示素子の長寿命化が期待できる。
In general, when colloidal silica synthesized from alkyl silicate is used, metal impurities and halides are not mixed in, so when a heat-treated film of a composition containing this is used as an alignment film, metal impurities and halides are not mixed in. Because halides do not seep into the liquid crystal,
It is expected that the lifespan of liquid crystal display elements will be extended.

[発明の効果] 本発明は、構造単位N]のポリアミド酸とコロイダルシ
リカ、第3級アミン化合物とからなる組成物の熱処理膜
を配向膜として用いたことにより、低温で熱処理しても
、劣化試験後、配向の乱れ、文字のにじみのない液晶表
示素子を得ることができる。
[Effects of the Invention] The present invention uses a heat-treated film of a composition consisting of polyamic acid of structural unit N], colloidal silica, and a tertiary amine compound as an alignment film, so that it does not deteriorate even when heat-treated at a low temperature. After the test, it is possible to obtain a liquid crystal display element free from alignment disturbances and character smearing.

またアルキルシリケートから合成されたコロイダルシリ
カを含む組成物の熱処理膜を用いた場合には、液晶表示
素子の長寿命化が期待できる。
Furthermore, when a heat-treated film of a composition containing colloidal silica synthesized from an alkyl silicate is used, it is expected that the life of the liquid crystal display element will be extended.

[実施例コ 本発明を実施例に基づいて説明する。[Example code] The present invention will be explained based on examples.

実施例1〜5 ジアミノジフェニルエーテル110gをN−メチルピロ
リドン278gに溶解し、アミン溶液を調合した。無水
ピロメリットン酸120Qをジメチルアセトアミド30
8gに分散させ、ついで袖−メチルピロリドン184Q
を加えて溶解させ、酸溶液を得た。アミン溶液に酸溶液
を加えて60”Cで3時間反応させることにより、30
℃で60ポアズの溶液(A)を得た。
Examples 1 to 5 110 g of diaminodiphenyl ether was dissolved in 278 g of N-methylpyrrolidone to prepare an amine solution. pyromellitic anhydride 120Q to dimethylacetamide 30Q
Disperse in 8g and then add methylpyrrolidone 184Q
was added and dissolved to obtain an acid solution. By adding an acid solution to an amine solution and reacting at 60"C for 3 hours, 30
A solution (A) of 60 poise at .degree. C. was obtained.

溶液(A)に表1に示したような第3級アミン化合物を
ポリアミド酸に対して当量添加し、ざらに接着性改良剤
としてγ−アミノプロピルトリエトキシシランを11.
5g添加混合した。ざらにトメチル−2−ピロリドンに
分散したコロイダルシリカ(触媒化成工業(株)製、商
品名03CAL>を表1に記載した量だけ添加し、混合
侵、粘度を25℃で5cpsになるようトメチル−2−
ピロリドンで希釈、r過して塗布液を得た。
A tertiary amine compound as shown in Table 1 was added to the solution (A) in an amount equivalent to the polyamic acid, and γ-aminopropyltriethoxysilane was added to the solution (A) as an adhesion improver.
5g was added and mixed. Colloidal silica dispersed in tomethyl-2-pyrrolidone (manufactured by Catalysts Kasei Kogyo Co., Ltd., trade name 03CAL) was added in the amount shown in Table 1, and mixed with tomethyl-2-pyrrolidone to adjust the viscosity to 5 cps at 25°C. 2-
It was diluted with pyrrolidone and filtered to obtain a coating solution.

In2O3透明電極付ガラス基板に、スピンナーを用い
て塗布し、250℃で1時間加熱して、膜厚1000人
の膜を形成した。綿布で一定方向にラビングし、配向膜
を形成した。こうして得た2枚のガラス基板のシール部
のポリイミドをプラズマ・エツチングで除去した模、エ
ポキシ樹脂を用いてシールし、セルを形成した。ついで
、シック型ネマチック液晶を注入し、液晶表示素子を完
成した。70℃、95%RHの雰囲気中に100時間放
置後、点灯し、にじみの発生を調べた。結果を表1に示
す。
It was coated on a glass substrate with an In2O3 transparent electrode using a spinner and heated at 250° C. for 1 hour to form a film with a thickness of 1000 μm. An alignment film was formed by rubbing in a certain direction with a cotton cloth. The polyimide in the sealed portions of the two glass substrates thus obtained was removed by plasma etching, and then sealed using epoxy resin to form cells. Next, thick-type nematic liquid crystal was injected, and a liquid crystal display element was completed. After being left in an atmosphere of 70° C. and 95% RH for 100 hours, the light was turned on and the occurrence of bleeding was examined. The results are shown in Table 1.

比較例1 実施例1において、第3級アミン化合物、コロイダルシ
リ力を添加しない系で、同様に実施した。
Comparative Example 1 The same procedure as in Example 1 was carried out except that the tertiary amine compound and colloidal silica were not added.

この結果を表1に示す。The results are shown in Table 1.

比較例2 実施例1において、コロイダルシリカを添加しない系で
、同様に実施した。結果を表1に示す。
Comparative Example 2 The same procedure as in Example 1 was carried out except that no colloidal silica was added. The results are shown in Table 1.

比較例3〜4 実施例1において第3級アミン化合物の代りに、ジアリ
ルアミン(第2級アミン)と第1級n−ブチルアミン(
第1級アミン)をそれぞれ添加して実施したが、均一な
塗膜が得られず、液晶表示素子が形成できなかった。
Comparative Examples 3 to 4 In Example 1, instead of the tertiary amine compound, diallylamine (secondary amine) and primary n-butylamine (
However, a uniform coating film could not be obtained and a liquid crystal display element could not be formed.

上記から明らかなように、本発明の液晶表示素子は、2
50℃の熱処理条件において、劣化試験後も良好な特性
を示す。
As is clear from the above, the liquid crystal display element of the present invention has two
Under the heat treatment condition of 50°C, it shows good characteristics even after the deterioration test.

実施例6〜10 実施例1〜5のコロイダルシリカを後述のアルキルシリ
ケートから合成されたコロイダルシリカに変更した以外
、実施例1〜5と同様に実施した。
Examples 6 to 10 Examples 1 to 5 were carried out in the same manner as in Examples 1 to 5, except that the colloidal silica in Examples 1 to 5 was changed to colloidal silica synthesized from an alkyl silicate described below.

実施条件および結果を表2に示す。The implementation conditions and results are shown in Table 2.

実施例7のポリマ溶液を金属分析した結果、ナトリウム
イオンは、0.3pDm以下、塩素イオンは’ippm
以下であった。これはコロイダルシリカを含まないポリ
マ溶液と同レベルであり、絶縁性および信頼性に悪影響
を及はざない量であることがわかる。
As a result of metal analysis of the polymer solution of Example 7, sodium ions were 0.3 pDm or less, and chlorine ions were 'ippm.
It was below. This is on the same level as a polymer solution that does not contain colloidal silica, and is found to be an amount that does not adversely affect insulation and reliability.

表2より明らかなごとく、アルキルシリケートから合成
されるコロイダルシリカを用いた組成物の場合、劣化試
験後も良好な特性を保持できるうえ、ナトリウムイオン
や塩素イオンを実質的に含まないため、市販のコロイダ
ルシリカ使いのものより、信頼性を確実に向上させるこ
とができる。
As is clear from Table 2, compositions using colloidal silica synthesized from alkyl silicate retain good properties even after deterioration tests, and are substantially free of sodium ions and chloride ions. Reliability can be definitely improved compared to those using colloidal silica.

(コロイダルシリカの合成) メタノール100部、アンモニア水(アンモニア濃度2
5%>10部を、30℃で攪拌しつつ、テトラエチルシ
リケートを10部添加する。この状態で60分間放置し
た復、N−メチル−2ピロリドンを15部加え、ついで
60℃で減圧処理してアンモニア、アルコールおよび水
を留去させ、N−メチル−2ピロリドン溶媒の透明なシ
リカゾルを得る。
(Synthesis of colloidal silica) 100 parts of methanol, ammonia water (ammonia concentration 2
5%>10 parts of tetraethylsilicate are added with stirring at 30°C. After standing in this state for 60 minutes, 15 parts of N-methyl-2-pyrrolidone was added, and then treated under reduced pressure at 60°C to distill off ammonia, alcohol and water, and a transparent silica sol containing N-methyl-2-pyrrolidone as a solvent was obtained. obtain.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)透明な電極の形成された基板上に液晶配向膜を有
する液晶表示素子において、該配向膜が、A、一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼・・・・・・[ I
] (ただし、式中R_1は3価又は4価の有機基、R_2
は2価の有機基、mは1又は2である。)で表わされる
構造単位[ I ]を有するポリアミド酸と、 B、第3級アミン化合物および C、コロイダルシリカ とから成る熱処理膜で形成されてなることを特徴とする
液晶表示素子。
(1) In a liquid crystal display element that has a liquid crystal alignment film on a substrate on which transparent electrodes are formed, the alignment film has a general formula ▲ mathematical formula, chemical formula, table, etc. ▼・・・・・・[I
] (However, in the formula, R_1 is a trivalent or tetravalent organic group, R_2
is a divalent organic group, and m is 1 or 2. 1. A liquid crystal display element comprising a heat-treated film comprising a polyamic acid having a structural unit [I] represented by B, a tertiary amine compound, and C, colloidal silica.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09316200A (en) * 1996-05-31 1997-12-09 Japan Synthetic Rubber Co Ltd Liquid crystal alignment agent
JP2017009655A (en) * 2015-06-17 2017-01-12 Jsr株式会社 Liquid crystal aligning agent, liquid crystal aligning film, liquid crystal display element and polymer

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JP2017009655A (en) * 2015-06-17 2017-01-12 Jsr株式会社 Liquid crystal aligning agent, liquid crystal aligning film, liquid crystal display element and polymer

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