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JPH0769544B2 - Composition for coating liquid crystal element and liquid crystal element alignment film - Google Patents
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JPH0769544B2 - Composition for coating liquid crystal element and liquid crystal element alignment film - Google Patents

Composition for coating liquid crystal element and liquid crystal element alignment film

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JPH0769544B2
JPH0769544B2 JP63009378A JP937888A JPH0769544B2 JP H0769544 B2 JPH0769544 B2 JP H0769544B2 JP 63009378 A JP63009378 A JP 63009378A JP 937888 A JP937888 A JP 937888A JP H0769544 B2 JPH0769544 B2 JP H0769544B2
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alignment film
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crystal device
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隆正 原田
耕吉 伊藤
浩二 岩佐
紀雄 川辺
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は液晶を用いた表示パネル、液晶シャッターなど
の電気光学素子に使用する配向膜に関する。さらに詳し
くは、液晶の配向性に優れた配向膜と、該配向膜に適し
たコーティング組成物に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to an alignment film used for an electro-optical element such as a display panel and a liquid crystal shutter using liquid crystal. More specifically, it relates to an alignment film having excellent liquid crystal alignment and a coating composition suitable for the alignment film.

[従来の技術] 従来、通常の高分子では、その高い絶縁抵抗と破壊電界
が特徴の一つとされ、電子デバイスにおいて様々な用
途、目的で使用されている。その場合耐熱性を要するこ
とが多いので、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリフ
ェニレンオキシド、ポリスルホンなどが実用化されてい
る。
[Prior Art] Conventionally, ordinary polymers are characterized by their high insulation resistance and breakdown electric field, and are used for various purposes and purposes in electronic devices. In that case, since heat resistance is often required, polyimide, polyamideimide, polyphenylene oxide, polysulfone and the like have been put into practical use.

この中で現在、信頼性が高く最も多用されているのはポ
リイミドである。ポリイミドは、半導体分野では、多層
配線絶縁膜、表面保護膜、ソフトエラー防止膜などとし
て、また液晶素子の配向膜として広く使用されている
(特開昭57-56817号公報、特開昭60-230635号公報な
ど)。
Of these, polyimide is currently the most reliable and most frequently used. Polyimide is widely used in the semiconductor field as a multilayer wiring insulation film, a surface protection film, a soft error prevention film, etc., and as an alignment film for liquid crystal elements (JP-A-57-56817 and JP-A-60-60). 230635, etc.).

液晶配向膜に使用されるコーティング材料は、特に素子
機能上、液晶の配向性能が重要視される。ポリイミド
は、耐熱性、接着性、絶縁性、被膜形成性等の観点から
は、液晶配向膜としては好適な素材であるが、液晶の配
向性能という点では、満足すべき素材とは言えない。特
に、次世代の液晶ディスプレイとして現在開発が進めら
れている強誘電性液晶ディスプレイについては、液晶分
子がカイラル スメクチック C*という結晶に近い分子
配列をとらねばならず、ポリイミドを配向膜として用い
ても満足すべき配向状態を形成させるのが極めて難し
い。この為、、現在ポリイミドの改質を主体とした強誘
電性液晶ディスプレイ用配向膜の開発が行なわれている
(特開昭62-87939号公報、特開昭62-98327号公報な
ど)。
As for the coating material used for the liquid crystal alignment film, the alignment performance of the liquid crystal is important especially in terms of device function. Polyimide is a suitable material as a liquid crystal alignment film from the viewpoint of heat resistance, adhesiveness, insulation, film forming property, etc., but it cannot be said to be a satisfactory material in terms of liquid crystal alignment performance. In particular, for ferroelectric liquid crystal displays that are currently being developed as next-generation liquid crystal displays, the liquid crystal molecules must have a molecular arrangement similar to a crystal called chiral smectic C * , and even if polyimide is used as an alignment film. It is extremely difficult to form a satisfactory orientation state. Therefore, an alignment film for a ferroelectric liquid crystal display, which is mainly composed of modification of polyimide, is currently being developed (JP-A-62-87939, JP-A-62-98327, etc.).

しかしながら、ポリイミドは、アミンとカルボン酸誘導
体との反応により高分子量の被膜を形成させるため、反
応が完全に進行しないと形成された被膜中にアミンやカ
ルボン酸などの遊離のイオン性基が残留することにな
り、液晶分子の安定な配向を妨害しやすいという欠点を
有する。
However, since polyimide forms a high molecular weight film by the reaction between an amine and a carboxylic acid derivative, free ionic groups such as amine and carboxylic acid remain in the formed film if the reaction does not proceed completely. Therefore, it has a drawback that it tends to interfere with the stable alignment of liquid crystal molecules.

[発明が解決しようとする問題点] 本発明は上記従来技術の問題点を改善するため主鎖がリ
ジッドで棒状構造(剛直構造)の特殊なポリマーを用い
ることにより、配向制御、特に液晶のコントラスト比が
高く、かつ応答速度に優れた配向膜を提供することを第
一の目的とする。
[Problems to be Solved by the Invention] In order to improve the above-mentioned problems of the prior art, the present invention uses a special polymer having a rigid main chain and a rod-shaped structure (rigid structure) to control the alignment, particularly the contrast of liquid crystal. A first object is to provide an alignment film having a high ratio and an excellent response speed.

第2の目的は、液晶の配向膜に有用なコーティング材料
に関するものであり、種々の製膜方法により均一厚さの
膜を、容易に形成できるコーティング組成物を提供す
る。
The second object relates to a coating material useful for an alignment film of liquid crystal, and provides a coating composition which can easily form a film having a uniform thickness by various film forming methods.

[課題を解決するための手段] 上記目的を達成するため本発明は下記の構成からなる。[Means for Solving the Problems] To achieve the above object, the present invention has the following constitution.

「1.一対の電極基板、配向膜及び液晶から少なくとも構
成される液晶素子において、配向膜が下記[I]で示さ
れる式の粘度指数αが、配向膜形成過程における少なく
とも一種の有機溶媒および温度条件下で0.85以上の値を
示し、かつ表面張力が8〜35dyn/cmの範囲であるポリマ
ーを包含するものであることを特徴とする液晶素子。
“1. In a liquid crystal device including at least a pair of electrode substrates, an alignment film and a liquid crystal, the viscosity index α of the formula represented by the following [I] is at least one organic solvent and temperature in the process of forming the alignment film. A liquid crystal device comprising a polymer having a value of 0.85 or more under conditions and having a surface tension in the range of 8 to 35 dyn / cm.

[η]=K・Mα [I] (ただし式[I]中、[η]はポリマーの溶液粘度測定
法における固有粘度、Kは定数、Mは分子量、αは粘度
指数を示す。) 2.一対の電極基板、配向膜及び液晶から少なくとも構成
される液晶素子において、配向膜が下記一般式[II]で
示される、ポリフマル酸エステルまたはこれらの共重合
体を少なくとも含むポリマーからなることを特徴とする
液晶素子。
[Η] = K · M α [I] (In the formula [I], [η] is the intrinsic viscosity in the solution viscosity measurement method of the polymer, K is a constant, M is the molecular weight, and α is the viscosity index.) 2 In a liquid crystal element that is composed of at least a pair of electrode substrates, an alignment film, and a liquid crystal, the alignment film is made of a polymer containing at least a polyfumarate ester or a copolymer thereof represented by the following general formula [II]. And liquid crystal element.

(式中、R1、R2は同一もしくは異なる基であって、直鎖
状または分岐状のアルキル基、シクロアルキル基、ハロ
ゲン化アルキル基、シルアルキル基、シロキサニルアル
キル基から選ばれる少なくとも一種の有機基を示す。) 3.一対の電極基板、配向膜及び液晶を包含する液晶素子
の配向膜用コーティング組成物であって、該組成物が下
記一般式[II]で示される、ポリフマル酸エステルまた
はこれれの共重合体を少なくとも含むポリマーと、含ハ
ロゲン有機溶媒からなることを特徴とする液晶素子配向
膜用コーティング用組成物。
(In the formula, R 1 and R 2 are the same or different groups, and are at least one selected from a linear or branched alkyl group, a cycloalkyl group, a halogenated alkyl group, a silalkyl group, and a siloxanylalkyl group. 3. A coating composition for an alignment film of a liquid crystal device including a pair of electrode substrates, an alignment film and a liquid crystal, wherein the composition is polyfumaric acid represented by the following general formula [II]: A coating composition for a liquid crystal device alignment film, comprising a polymer containing at least an ester or a copolymer thereof and a halogen-containing organic solvent.

(式中、R1、R2は同一もしくは異なる基であって、直鎖
状または分岐状のアルキル基、シクロアルキル基、ハロ
ゲン化アルキル基、シルアルキル基、シロキサニルアル
キル基から選ばれる少なくとも一種の有機基を示
す。)」 まず第1番目の発明について説明する。
(In the formula, R 1 and R 2 are the same or different groups, and are at least one selected from a linear or branched alkyl group, a cycloalkyl group, a halogenated alkyl group, a silalkyl group, and a siloxanylalkyl group. The organic group of is shown below.) ”First, the first invention will be described.

本発明において、粘度指数αが0.85以上の値であるとい
うことは、ポリマー主鎖がリジッドで棒状構造のポリマ
ーであることを示す。好ましい粘度指数αは0.90以上で
あり、特に好ましく0.95以上である。ここで、粘度指数
αは、配向膜形成過程における少なくとも一種の有機溶
媒および温度条件下におけるものをいう。ここでいう配
向膜形成過程とは、特に配向膜分子の配向状態が決定さ
れる時を指す。実際の該工程においては、一般的には、
調製された配向膜形成用溶液が基板などに塗布され、常
温または必要に応じて、蒸発を早めるために加熱などを
されて、溶媒を蒸散させる工程を経て、配向膜が形成さ
れる。したがって、それらの場合に応じて、温度条件と
しては、加熱しないのなら、塗布する瞬間の溶液温度で
あり、溶媒を蒸散させるために加熱されるときはその加
熱温度の場合で有り得るものである。または、温度変化
がある場合、その途中過程の温度であることももちろん
有り得る。
In the present invention, the fact that the viscosity index α is 0.85 or more indicates that the polymer main chain is rigid and has a rod-like structure. The preferable viscosity index α is 0.90 or more, and particularly preferably 0.95 or more. Here, the viscosity index α refers to that under at least one organic solvent and temperature conditions in the process of forming the alignment film. The process of forming the alignment film here means a time when the alignment state of the molecules of the alignment film is determined. In the actual process, generally,
The prepared alignment film forming solution is applied to a substrate or the like, and the alignment film is formed through a step of evaporating the solvent at room temperature or, if necessary, heated to accelerate evaporation. Therefore, depending on those cases, the temperature condition may be the solution temperature at the moment of application, if not heated, and the heating temperature when heated to evaporate the solvent. Alternatively, if there is a temperature change, it may be a temperature in the middle of the process.

このような変化過程の事象は、溶媒にも同様のことが有
り得る。即ち、混合溶媒において途中で溶媒組成が変化
し得る場合がそうである。
The event of such a change process can be similarly applied to the solvent. That is, this is the case when the solvent composition may change in the course of the mixed solvent.

これらの諸条件は、配向膜を形成する条件から求められ
る温度・溶媒を決定し、該温度・溶媒条件で、各種ポリ
マーの粘度指数αを測定して、本願の第1の発明の条件
を満たす粘度指数αを有するポリマーを決定することも
できるし、または、あるポリマーについて、様々な温度
・溶媒条件で粘度指数αを測定して、本願の第1の発明
の条件の粘度指数αを有し得る、温度・溶媒条件を決定
して、該温度・溶媒条件に従って、配向膜を形成するこ
とも自在にできる。
These conditions satisfy the conditions of the first invention of the present application by determining the temperature / solvent required from the conditions for forming the alignment film and measuring the viscosity index α of various polymers under the temperature / solvent conditions. It is possible to determine a polymer having a viscosity index α, or to measure the viscosity index α of a polymer at various temperature / solvent conditions to obtain the viscosity index α of the condition of the first invention of the present application. It is also possible to determine the temperature / solvent conditions to be obtained and freely form the alignment film according to the temperature / solvent conditions.

本発明において、粘度指数は次のMark-Houwink-Sakurad
a式[I]によって定義される。
In the present invention, the viscosity index is the following Mark-Houwink-Sakurad
a is defined by the formula [I].

[η]=K・Mα [I] (ただし式[I]中、[η]はポリマーの溶液粘度測定
法における固有粘度、Kは定数、Mは分子量、αは粘度
指数を示す。) 本発明における固有粘度[η]の求め方は常法による。
すなわちまずあらかじめ粘度−分子量関係式を求めてお
く。次にオストワルド型、ウベローデ型などの粘度計を
用いて、高分子の稀薄溶液の流下時間を測定して、次式
により相対粘度 (ηrel)を求める。
[Η] = K · M α [I] (In the formula [I], [η] is the intrinsic viscosity in the polymer solution viscosity measurement method, K is a constant, M is the molecular weight, and α is the viscosity index.) The method for obtaining the intrinsic viscosity [η] in the invention is according to a conventional method.
That is, first, the viscosity-molecular weight relational expression is obtained in advance. Next, using a Ostwald-type or Ubbelohde-type viscometer, the flow-down time of the dilute polymer solution is measured, and the relative viscosity (η rel ) is determined by the following equation.

ηrel=t/t0 ここでt0は純溶媒の流下時間、tは高分子の稀薄溶液の
流下時間である。次に次式により比粘度(ηsp)を求め
る。
η rel = t / t 0 Here, t 0 is the flow time of the pure solvent, and t is the flow time of the dilute solution of the polymer. Next, the specific viscosity (η sp ) is calculated by the following equation.

ηsp=ηrel−1 さらに還元粘度(ηred)は単位濃度あたりの比粘度で
次式で求められる。
η sp = η rel −1 Furthermore, the reduced viscosity (η red ) is the specific viscosity per unit concentration and is calculated by the following equation.

ηred=ηsp/c(cはポリマー濃度) 固有粘度[η]はc=0に外挿した還元粘度である。η red = η sp / c (c is the polymer concentration) The intrinsic viscosity [η] is the reduced viscosity extrapolated to c = 0.

実験的には幾つかの濃度で粘度を求めることによってc
=0に外挿した固有粘度が求められる。
Experimentally, by determining the viscosity at several concentrations, c
The intrinsic viscosity extrapolated to = 0 is obtained.

定数Kと粘度指数αはlog[η]とlogMnまたはlogMwを
プロットすることによって求められる。
The constant K and the viscosity index α are obtained by plotting log [η] and logMn or logMw.

log[η]=logK+αlogM ただし、上式のプロットを行なうためには、浸透圧、光
散乱、遠心沈降法などによって分子量(MnまたはMw)を
決定しておく必要ある。
log [η] = logK + αlogM However, in order to plot the above equation, it is necessary to determine the molecular weight (Mn or Mw) by osmotic pressure, light scattering, centrifugal sedimentation, etc.

粘度指数αが0.85以上、好ましくは0.95以上になるとポ
リマーは棒状構造になることが理論的にも立証されてい
る。とくに側鎖に大きな(かさ高い)置換基を有するポ
リマーは主鎖の自由回転が束縛され、必然的に棒状構造
となり易い。そしてかかるポリマーが何故液晶の配向性
に優れるかということについては明確な理論的立証は今
のところ困難であるが、ポリマー主鎖が棒状構造になる
と、ポリマー自体が一定方向に配向し易く、この配向方
向に沿って液晶が配向し易くなるためと考えられる。
It has also been theoretically proved that the polymer has a rod-like structure when the viscosity index α is 0.85 or more, preferably 0.95 or more. In particular, a polymer having a large (bulky) substituent in the side chain is constrained in the free rotation of the main chain and inevitably tends to have a rod-like structure. And it is so far difficult to clarify the theoretical reason why such a polymer is excellent in the orientation of liquid crystal, but when the polymer main chain has a rod-like structure, the polymer itself is easily oriented in a certain direction, It is considered that this is because the liquid crystal is easily aligned along the alignment direction.

本発明において用いられる粘度指数αが0.85以上のポリ
マーとしては、どのようなものであってよいが、好まし
くはポリフマル酸エステルたとえばフマル酸エステルの
単独重合体または共重合体、またはその誘導体、並びに
ポリ置換アセチレン、たとえば置換アセチレンの単独重
合体または共重合体、またはその誘導体などである。
The polymer having a viscosity index α of 0.85 or more used in the present invention may be any polymer, but is preferably a polyfumarate ester such as a homopolymer or copolymer of a fumarate ester, or a derivative thereof, and a poly Substituted acetylene, for example, homopolymer or copolymer of substituted acetylene, or a derivative thereof.

本発明においてポリフマル酸エステルのエステル基とし
てはとくに限定されるものではないが、炭素数3以上の
直鎖状もしくは分岐状アルキルが好ましい。フマル酸の
2つのエステル基は同一でも異なっていてもよい。とく
にエステルとしてはイソプロピル、シクロヘキシル、シ
クロペンチルなどの第二アルキル基を有するものや、te
rt−ブチル、tert−ペンチルなどの第三アルキル基を有
するものは高分子量の重合体が得られ好ましい。
In the present invention, the ester group of the polyfumaric acid ester is not particularly limited, but a linear or branched alkyl group having 3 or more carbon atoms is preferable. The two ester groups of fumaric acid may be the same or different. In particular, the ester has a secondary alkyl group such as isopropyl, cyclohexyl and cyclopentyl, and te
Those having a tertiary alkyl group such as rt-butyl and tert-pentyl are preferable because a high molecular weight polymer can be obtained.

ポリフマル酸エステルの粘度指数αは、ポリフマル酸ジ
イソプロピルについては0.98という値が報告されている
(大津ら、Polymer Preprints Japan、32、1039(198
3))がエステル基がさらにかさ高くなり、分子の剛直
性が増したものについては、さらにα値が増大すると考
えられる。
The viscosity index α of polyfumaric acid ester is reported to be 0.98 for diisopropyl polyfumarate (Otsu et al., Polymer Preprints Japan, 32 , 1039 (198
In the case of 3)), in which the ester group is further bulky and the rigidity of the molecule is increased, it is considered that the α value is further increased.

さらに本発明においてポリ置換アセチレンとしては、特
に限定されるものではないが、置換アセチレンの単独重
合体としてはポリ(1−トリメリルシリル−1−プロピ
ル)、ポリ(tert−ブチルアセチレン)、ポリ(2−オ
クチン)、ポリ(1−クロロ−2−フェニルアセチレ
ン)、ポリ(1−フェニル−1−プロピン)などが好ま
しい。
Furthermore, in the present invention, the polysubstituted acetylene is not particularly limited, but as the homopolymer of the substituted acetylene, poly (1-trimerylsilyl-1-propyl), poly (tert-butylacetylene), poly ( 2-octyne), poly (1-chloro-2-phenylacetylene), poly (1-phenyl-1-propyne) and the like are preferable.

これらのポリマーの粘度指数αとして0.89から1.07の値
が報告されている(増田ら、Polymer Preprints、Japa
n、33、66(1984))。
Values of 0.89 to 1.07 have been reported for the viscosity index α of these polymers (Masuda et al., Polymer Preprints, Japa.
n, 33 , 66 (1984)).

これらのポリマーは通常180℃以上の耐熱性を有してい
るので、液晶用配向膜として用いる場合、液晶の注入や
スペーサーの接着を高温で行なっても分解や劣化がおこ
りにくく、この点でも配向膜として優れている。
Since these polymers usually have a heat resistance of 180 ° C or higher, when used as an alignment film for liquid crystals, decomposition or deterioration does not easily occur even if the injection of liquid crystal or the adhesion of spacers is performed at a high temperature. Excellent as a film.

これらのポリマーは、いずれも近年になって見い出され
たものであり、例えば次に示した製造方法によって入手
できるものである。
All of these polymers have been found in recent years, and are available, for example, by the production methods shown below.

ポリフマル酸エステルは、モノマーのエステル基が嵩高
くなると重合性が増すため単独重合などによって高分子
量の半屈曲性ポリマーとして形成される(大津ら、Makr
omol.Chem.、Rapid Commun.、2,725(1981)、大津ら、
ibid、279、729(1981))。
Polyfumaric acid ester is formed as a high molecular weight semi-flexible polymer by homopolymerization etc. because the polymerizability increases as the ester group of the monomer becomes bulky (Otsu et al., Makr
omol.Chem., Rapid Commun., 2 , 725 (1981), Otsu et al.,
ibid, 2 79, 729 (1981)).

ポリ置換アセチレンは、遷移金属触媒によって単独重合
して高分子量の剛直ポリマーが得られる[増田ら、Acc.
Chem.Res.、17,51(1984)]。
Polysubstituted acetylene is homopolymerized with a transition metal catalyst to obtain a high molecular weight rigid polymer [Masuda et al., Acc.
Chem. Res., 17 , 51 (1984)].

上記において誘導体とは、上記重合体から反応によって
誘導された重合体の他、熱処理などを行ってポリマーを
変質したものなどをいう。たとば上記ポリフマル酸tert
−ブチルの場合、基板に塗布した後、高温で熱処理し、
側鎖のtert−ブチル基の一部または全部をカルボン酸に
したものなどである。さらに配向膜を形成後、表面改質
のため、プラズマなどによる表面処理を行ったものも含
まれる。そのほか共重合体も含む。
In the above, the term "derivative" means not only a polymer derived from the above polymer by a reaction, but also a polymer obtained by modifying the polymer by heat treatment or the like. Tobacco Polyfumaric acid tert
-In the case of butyl, after applying to the substrate, heat treatment at high temperature,
For example, a part or all of the tert-butyl group of the side chain may be carboxylic acid. Further, it includes those obtained by performing surface treatment with plasma or the like for surface modification after forming the alignment film. In addition, copolymers are also included.

本発明の配向膜として用いることができる他のポリマー
としては、ポリN−置換マレイミド、ポリN,N,N′,N′
−テトラアルキルフマルアミドなどのポリフマル酸エス
テルに類似のポリマーや、ポリ(ベンジルアクリレー
ト)、オリ[1−(N−カルボエトキシ−フェニル)−
メタクリルアミド]、ポリ(ビニルサルフェート)、ポ
リ(p−ジエチルフォスフォノ−メチルスチレン−コー
スチレン)、ポリ(メチルメタクリレートーコ−p−イ
ソプロピルスチレン)、ポリ[(ブチルイミノ)カルボ
ニル][ポリ(ブチルイソシアネート)]、ポリ(1−
イソブチル−3−フェニルシルセスキオキサン)、ポリ
(3−メチルブテンシルセスキオキサン)、ポリ(フェ
ニルシルセスキオキサン)などである。
Other polymers that can be used as the alignment film of the present invention include poly N-substituted maleimides and poly N, N, N ', N'.
-Polyfumarate-like polymers such as tetraalkyl fumaramide, poly (benzyl acrylate), ori [1- (N-carbethoxy-phenyl)-
Methacrylicamide], poly (vinyl sulphate), poly (p-diethylphosphono-methylstyrene-costyrene), poly (methylmethacrylate-co-p-isopropylstyrene), poly [(butylimino) carbonyl] [poly (butylisocyanate) )], Poly (1-
Isobutyl-3-phenylsilsesquioxane), poly (3-methylbutenesilsesquioxane), poly (phenylsilsesquioxane) and the like.

また、液晶分子の均一な配向を達成するという観点から
は、とくに強誘電性液晶素子では、液晶分子の極性部分
に対して相互作用があまり働かないことが素子の双安定
性の達成に重要であり、この点で本発明において、液晶
配向膜を形成するポリマーの表面張力は、従来のポリイ
ミドなどに比べて低い、8〜35dyn/cmの範囲に入ってい
る。この点で、塩化ビニルは、その粘度指数αが0.85程
度であるが、表面張力が41.9dyn/cm(Polymer Handbook
3rd Edition,page IV/415,John Wiley & Sons(198
9)による)であるので、本発明に用いられるポリマー
としては不適切である。また、このことはSBEタイプの
液晶素子で表示品質の向上にとって重要な液晶分子のハ
イプレチルト化(プレチルト角を高くすること。)にと
っても良好に作用する。本発明において、ポリマーの表
面張力としては、対象となるポリマーの薄膜表面での各
種液体の接触角の測定値をもとに、Zisman plot(Zisma
n,et al.,J.Colled Sci.,7,428(1952))から求めた臨
界表面張力の値や文献(Owens,et. al.,J.Appl.Polymer
Sci.,13,1711(1969):Kaelble,et al.,J.Adhesion,2,
50(1970):畑ら、日本接着協会誌、8,No.3,131 141
(1972):Panzer,J.Colloid Sci.,44,142(1973))な
どに記載の拡張Fowkes式より求めた値が使用される。
Further, from the viewpoint of achieving uniform alignment of liquid crystal molecules, it is important for the ferroelectric liquid crystal device to achieve bistability of the device, especially in the ferroelectric liquid crystal device, because the interaction with the polar part of the liquid crystal molecule does not work so much. From this point, in the present invention, the surface tension of the polymer forming the liquid crystal alignment film is in the range of 8 to 35 dyn / cm, which is lower than that of the conventional polyimide. In this respect, vinyl chloride has a viscosity index α of about 0.85 but a surface tension of 41.9 dyn / cm (Polymer Handbook
3rd Edition, page IV / 415, John Wiley & Sons (198
According to 9)), it is unsuitable as a polymer used in the present invention. Further, this also works well for high pretilt of liquid crystal molecules (increasing the pretilt angle) which is important for improving display quality in the SBE type liquid crystal element. In the present invention, as the surface tension of the polymer, the Zisman plot (Zisma
n, et al., J. Colled Sci., 7 , 428 (1952)) and the values of critical surface tension and literature (Owens, et. al., J. Appl. Polymer
Sci., 13, 1711 (1969): Kaelble, et al., J. Adhesion, 2,
50 (1970): Hata et al., Journal of Japan Adhesion Society, 8, No.3, 131 141
(1972): Panzer, J. Colloid Sci., 44, 142 (1973)) and the like, the value obtained from the extended Fowkes equation described in is used.

また配向膜を得る手段としては、浸漬法、スピンコート
法、印刷法、水面展開法、ラングミュアー−ブロジット
法(LB法)など公知のいかなる手段も採用できる。かか
る場合ポリマーが可溶ならば溶媒はどのようなものを用
いてもよい。
As a means for obtaining the alignment film, any known means such as a dipping method, a spin coating method, a printing method, a water surface spreading method, and a Langmuir-Brogit method (LB method) can be adopted. In this case, any solvent may be used as long as the polymer is soluble.

本発明で好ましいポリマーであるポリフマル酸エステル
やポリ置換アセチレンは、ベンゼンやクロロホルムなど
の一般の有機溶媒に可溶で、従来のポリイミドのように
高温での加熱縮合による環化を必要としないため、ガラ
スなどに比べて耐熱性の劣るプラスチック基板に対して
も容易に適用可能で、好適も簡略なものとなる。また省
エネルギー的にも優れる。
Polyfumaric acid ester and poly-substituted acetylene, which are preferred polymers in the present invention, are soluble in general organic solvents such as benzene and chloroform, and do not require cyclization by heat condensation at high temperature like conventional polyimides, It can be easily applied to a plastic substrate, which is inferior in heat resistance to glass and the like, and is also suitable. It is also excellent in energy saving.

次に第2、3番目の発明を説明する。Next, the second and third inventions will be described.

本発明において、ポリフマル酸エステル類とは、 なる基本構造を主として有するポリマーで、ポリフマル
酸エステル、または共重合体、さらに他のポリマーとブ
レンドしたものなどを指す。
In the present invention, the polyfumaric acid esters are A polymer mainly having the basic structure of, such as a polyfumarate ester, a copolymer, or a polymer blended with another polymer.

tert−ブチル、シクロヘキシル、イソプロピルなどの嵩
高い置換基を有するフマル酸エステルがラジカル重合し
て単独重合体や共重合体を与えることは、かつて西ドイ
ツ特許第1,176,871号公報、西ドイツ特許第1,520,702号
公報にF.Engelhardtらによって報告されている。そし
て、近年、前記した大津らによりさらに多くのフマル酸
エステル類の重合に関する検討がなされた。(T.Otsu,
N.Toyoda,Macromal.Chem.,Rapid Commun.,2,725(198
1),2,79(1981)など)。そして、フマル酸エステルが
単独重合して高分子量のポリマーとなり、そのポリマー
は屈曲性に乏しく、その剛直性ゆえに耐熱性にも優れて
いることを明らかにした。
Tertiary-butyl, cyclohexyl, fumaric acid ester having a bulky substituent such as isopropyl radical polymerization to give a homopolymer or a copolymer, West German Patent No. 1,176,871, JP, West German Patent No. 1,520,702. Reported by F. Engelhardt et al. In recent years, Otsu et al., Mentioned above, have studied the polymerization of more fumaric acid esters. (T.Otsu,
N.Toyoda, Macromal.Chem., Rapid Commun., 2,725 (198
1), 2, 79 (1981), etc.). Then, it was clarified that the fumarate ester was homopolymerized into a high molecular weight polymer, which was poor in flexibility and was excellent in heat resistance due to its rigidity.

本発明において、オリフマル酸エステルのエステル基
R1、R2としては、直鎖状または分岐状のアルキル基、シ
クロアルキル基、ハロゲン化アルキル基、シルアルキル
基、シロキサニルアルキル基から選ばれる少なくとも一
種の有機基が必要である。表面エネルギーを低くして、
液晶の配向を良好にするためである。さらに、一般式
[II]のR1、R2が、同一もしくは異なる基であって、少
なくとも一方が炭素数3〜9の第二アルキル基、また
は、炭素数3〜12のシクロアルキル基から選ばれるもの
は、とくに200℃以上の高い耐熱性を付与する上で好ま
しい。また、R1、R2の少なくとも一方がフッ素置換アル
キル基からなるものは、特に25dyn/cm以下の低い表面エ
ネルギーを付与する上で好ましい。フッ素置換アルキル
基の具体例としては、2,2,2−トリフルオロエチル基、
2,2,2−トリフルオロ−1−トリフルオロメチルエチル
基、3,3,4,4,4−ペンタフルオロブチル基、3,3,4,4,5,
5,6,6,6−ノナフルオロヘキシル基、1,1,2,2−テトラヒ
ドロパーフルオロオクチル基、1,1,2,2−テトラヒドロ
パーフルオロデシル基などであるが、とくにこれらに限
定されるものではない。また、R1、R2が、イソプロピ
ル、シクロヘキシル、シクロペンチルなどの第二アルキ
ル基を有するものや、tert−ブチル、tert−ペンチルな
どの第三アルキル基を有するものは高分子量の重合体が
得られて好ましい。
In the present invention, the ester group of orifumaric acid ester
As R 1 and R 2 , at least one organic group selected from a linear or branched alkyl group, a cycloalkyl group, a halogenated alkyl group, a silalkyl group, and a siloxanylalkyl group is required. Lower the surface energy,
This is to improve the alignment of the liquid crystal. Further, R 1 and R 2 in the general formula [II] are the same or different groups, at least one of which is selected from a secondary alkyl group having 3 to 9 carbon atoms or a cycloalkyl group having 3 to 12 carbon atoms. What is given is especially preferable since it imparts high heat resistance of 200 ° C. or higher. Further, those in which at least one of R 1 and R 2 is a fluorine-substituted alkyl group are particularly preferable for imparting a low surface energy of 25 dyn / cm or less. Specific examples of the fluorine-substituted alkyl group, 2,2,2-trifluoroethyl group,
2,2,2-trifluoro-1-trifluoromethylethyl group, 3,3,4,4,4-pentafluorobutyl group, 3,3,4,4,5
5,6,6,6-nonafluorohexyl group, 1,1,2,2-tetrahydroperfluorooctyl group, 1,1,2,2-tetrahydroperfluorodecyl group and the like, but are not particularly limited to these. Not something. Further, R 1 and R 2 are those having a secondary alkyl group such as isopropyl, cyclohexyl, and cyclopentyl, and those having a tertiary alkyl group such as tert-butyl and tert-pentyl are high molecular weight polymers. Is preferable.

また、液晶分子の均一な配向を達成するという観点から
は、第一の発明の説明でさきに述べたように、ポリフマ
ル酸エステルの表面張力は、従来のポリイミドなどに比
べて低い、8〜40dyn/cmの範囲に入っていることが好ま
しい。
Further, from the viewpoint of achieving uniform alignment of liquid crystal molecules, the surface tension of polyfumaric acid ester is lower than that of a conventional polyimide, such as 8 to 40 dyn, as described above in the description of the first invention. It is preferably within the range of / cm.

また、ポリフマル酸エステルの共重合体を得るためのコ
モノマーとしては、とくに限定されるものではないが、
酢酸ビニルやスチレンなどの電子供与性モノマーはとく
に容易に共重合体を形成するので好ましい。
Further, the comonomer for obtaining the copolymer of polyfumaric acid ester is not particularly limited,
An electron-donating monomer such as vinyl acetate or styrene is particularly preferable because it easily forms a copolymer.

ポリフマル酸エステル類の製造方法は、とくに限定され
るものではなく、フマル酸エステルのラジカル重合によ
っても良いし、大津らによるPolymer Bulletin,11,453
(1984)に記載されているように、マレイン酸エステル
類の異性化を経る重合法によっても良い。
The method for producing the polyfumaric acid ester is not particularly limited and may be radical polymerization of the fumaric acid ester, or Otsu et al., Polymer Bulletin, 11 , 453.
As described in (1984), a polymerization method involving isomerization of maleic acid esters may be used.

これらのポリマーは、通常180℃以上の耐熱性を有して
いるので、液晶配向膜として用いる場合、液晶の注入や
スペーサーの接着を高温で行っても分解や劣化がおこり
にくい。また、ポリイミドのように遊離のイオン性基を
被膜中に生ずる可能性のほとんどないので、液晶素子と
した場合にも、長期にわたって液晶分子の安定な配向を
保つことができる。
Since these polymers usually have a heat resistance of 180 ° C. or higher, when they are used as a liquid crystal alignment film, they are unlikely to be decomposed or deteriorated even when the injection of liquid crystal and the adhesion of spacers are performed at high temperature. Further, unlike polyimide, there is almost no possibility that free ionic groups will be generated in the coating film, so that stable alignment of liquid crystal molecules can be maintained for a long time even when used as a liquid crystal element.

本発明において、含ハロゲン有機溶媒とは、室温または
加熱してポリフマル酸エステル類を溶解して,均一溶液
を形成するもので、溶媒分子中にハロゲンを含むもので
あれば特に限定されるものではないが、含塩素有機溶
媒、含フッ素有機溶媒が溶媒の安定性の点で好ましい。
例えば、含塩素有機溶媒としては、クロロホルム、塩化
メチレン、トリクロロエチレン、1,1,2,2−テトラクロ
ロエタンなどの塩素化脂肪族炭化水素や、1−クロロナ
フタレン、1,2、4−トリクロロベンゼンなどの塩素化
芳香族炭化水素などが好ましい。また、含フッ素有機溶
媒としては、1、1、3−トリクロロトリフルオロエタ
ン、テトラクロロジフルオロエタンなどのフルオロカー
ボン類や、2、2,2−トリフルオロエタノール、1H、1
H、3H−テトラフルオロ−1−プロパノール、1H、1H、5
H−オクタフルオロ−1−ペンタノール、1H、1H、7H−
ドデカフルオロ−1−ヘプタノールなどの含フッ素アル
コールやトリフルオロ酢酸エチルなどの含フッ素エステ
ルなどが好ましい。この中でも含フッ素アルコールは、
基板への良好な濡れ性の溶媒の沸点を広い範囲で選べる
ことなどの取り扱いのしやすさから特に好ましい。
In the present invention, the halogen-containing organic solvent is a solvent that dissolves the polyfumaric acid esters at room temperature or under heating to form a uniform solution, and is not particularly limited as long as it contains halogen in the solvent molecule. However, chlorine-containing organic solvents and fluorine-containing organic solvents are preferable from the viewpoint of solvent stability.
For example, as the chlorine-containing organic solvent, chlorinated aliphatic hydrocarbons such as chloroform, methylene chloride, trichloroethylene, 1,1,2,2-tetrachloroethane, 1-chloronaphthalene, 1,2,4-trichlorobenzene, etc. Chlorinated aromatic hydrocarbons and the like are preferable. Further, as the fluorine-containing organic solvent, fluorocarbons such as 1,1,3-trichlorotrifluoroethane and tetrachlorodifluoroethane, 2,2,2-trifluoroethanol, 1H, 1
H, 3H-tetrafluoro-1-propanol, 1H, 1H, 5
H-octafluoro-1-pentanol, 1H, 1H, 7H-
Fluorine-containing alcohols such as dodecafluoro-1-heptanol and fluorine-containing esters such as ethyl trifluoroacetate are preferable. Among these, fluorinated alcohol is
It is particularly preferable from the viewpoint of ease of handling such as selecting the boiling point of the solvent having good wettability to the substrate in a wide range.

ポリフマル酸エステル類は、ケトン類やエーテル類に高
濃度で溶解すると、ゲルを生じて高粘度の溶液を調製す
ることが難しいが、これらの含ハロゲン溶媒では、ポリ
フマル酸エステル類を0.1重量%以上の低濃度から30重
量%以下の高濃度まで容易に、また均一に溶解して、低
粘度から高粘度の溶液まで自由に調製することができ
る。さらに30重量%を越える濃度であっても、条件を選
ぶことにより使用することができる。
Polyfumaric acid esters are difficult to prepare a highly viscous solution by forming a gel when dissolved in ketones or ethers at a high concentration, but in these halogen-containing solvents, polyfumaric acid esters are 0.1% by weight or more. It is possible to easily and uniformly dissolve from a low concentration to a high concentration of 30% by weight or less to prepare a low-viscosity to high-viscosity solution. Furthermore, even if the concentration exceeds 30% by weight, it can be used by selecting the conditions.

加えて、本発明によるコーティング用組成物は、表面張
力が低く、基板表面へのコーティング用途に対して、基
板に対する濡れ性に優れており、均一でピンホールなど
の欠陥のないコーティング被膜を大面積にわたって形成
することができる。
In addition, the coating composition according to the present invention has a low surface tension, is excellent in wettability to the substrate for coating the surface of the substrate, and has a uniform and large-area coating film without defects such as pinholes. Can be formed over.

本発明においては、本発明に記載の成分の他に、いかな
る成分を含んでも良い。例えば、表面物性の改善や機能
付与のために他のポリマーをブレンドしたり、基板との
接着性を向上させるために、シランカップリング剤など
を配合しても良い。その他、酸化防止剤、界面活性剤な
どの添加剤を含ませても良い。
In the present invention, any component may be included in addition to the components described in the present invention. For example, other polymers may be blended for the purpose of improving the physical properties of the surface or imparting a function, or a silane coupling agent or the like may be blended for improving the adhesiveness to the substrate. In addition, additives such as antioxidants and surfactants may be included.

本発明のコーティング用組成物を用いてコーティング被
膜を形成する方法としては、特に限定されるものではな
い。一般的には、刷毛塗り法、キャストコーティング
法、ディップコーティング法、スピンコーティング法、
水面展開法、LB法、印刷法などの簡便な操作により、均
一な被膜を形成することができる。この時、コーティン
グ液の粘度や溶媒などは、採用するコーティング方法や
形成する膜厚により、適宜、最適な組成を選択すること
が望ましく、本発明の組成を用いれば、広い範囲のコー
ティング方法への適応が可能となる。さらに、上記コー
ティング操作を行った後の、溶媒の乾燥手段や乾燥温度
については、特に限定されるものではない。
The method for forming a coating film using the coating composition of the present invention is not particularly limited. Generally, brush coating method, cast coating method, dip coating method, spin coating method,
A uniform film can be formed by a simple operation such as a water surface spreading method, an LB method, or a printing method. At this time, it is desirable to appropriately select the optimum composition of the coating liquid, such as the viscosity and the solvent, depending on the coating method to be used and the film thickness to be formed. With the composition of the present invention, a wide range of coating methods can be obtained. Adaptation is possible. Further, the solvent drying means and the drying temperature after the above coating operation are not particularly limited.

本発明に用いるポリフマル酸エステル類は、従来のポリ
イミドのように高温での加熱縮合による環化を必要とし
ないために、耐熱性の劣るプラスチック基板に対しても
容易に適用可能で、工程も簡略なものとなる。
The polyfumaric acid ester used in the present invention does not require cyclization by heat condensation at high temperature unlike conventional polyimides, and therefore can be easily applied to a plastic substrate having poor heat resistance, and the process can be simplified. It will be

本発明のコーティング用組成物を用いて形成した被膜の
膜厚は、コーティング方法によっても異なるが、LB法に
よる単分子膜から、キャストコーティング法による1μ
m以上の膜厚まで、広い範囲の膜厚のコーティング被膜
を形成することができる。
The film thickness of the film formed by using the coating composition of the present invention varies depending on the coating method, but from a monomolecular film by the LB method to 1 μm by the cast coating method.
It is possible to form a coating film having a wide range of film thicknesses up to the film thickness of m or more.

本発明のコーティング用組成物を用いて形成した被膜に
対して種々の後処理をほどこすことについても特に限定
されるものではない。例えば、被膜形成後、高温雰囲気
で熱処理することにより、被膜中のポリフマル酸エステ
ル主鎖のパッキングを密にすることができる。熱処理の
条件については特に限定されるものではないが、130〜2
40℃で10分から180分程度の熱処理が特に好ましい。ま
た、液晶素子の配向膜として用いる場合には、ラビング
処理(布やブラシで一定方向にこする公知の処理手段)
などの配向処理をほどこすことが好ましい。さらに、ポ
リフマル酸エステルとして、ポリフマル酸tert−ブチル
などの場合には、高温で熱処理することにより側鎖のte
rt−ブチル基の一部または全部をカルボン酸にすること
ができる。このような処理にあっては、180〜250℃で10
分から180分程度の熱処理が特に好ましい。
There is no particular limitation on the various post-treatments performed on the film formed using the coating composition of the present invention. For example, after the coating is formed, the polyfumaric acid ester main chain in the coating can be densely packed by heat treatment in a high temperature atmosphere. The heat treatment conditions are not particularly limited, but 130 to 2
Heat treatment at 40 ° C. for about 10 to 180 minutes is particularly preferable. In addition, when used as an alignment film of a liquid crystal element, rubbing treatment (known treatment means of rubbing in a certain direction with a cloth or a brush)
It is preferable that the alignment treatment such as Furthermore, in the case of tert-butyl polyfumarate as the polyfumaric acid ester, the te
Some or all of the rt-butyl groups can be carboxylic acids. For such treatment, at 180-250 ° C, 10
The heat treatment for about 1 to 180 minutes is particularly preferable.

本発明のコーティング用組成物を用いて形勢した液晶配
向膜として期待される特性としてはたとえば下記のごと
くである。
The properties expected as a liquid crystal alignment film formed using the coating composition of the present invention are, for example, as follows.

(A)液晶分子の配向性能が良いこと。(A) Alignment performance of liquid crystal molecules is good.

(B)基材との密着性が良いこと。(B) Good adhesion to the substrate.

(C)吸湿性の小さいこと。(C) Small hygroscopicity.

(D)透湿性が小さいこと。(D) Low moisture permeability.

(E)誘電性が大なこと。(E) Great dielectric property.

(F)耐薬品性が良いこと。(F) Good chemical resistance.

(G)耐熱性の良いこと。(G) Good heat resistance.

(H)ラビング性能の良いこと。(H) Good rubbing performance.

(I)低イオン性不純物であること。(I) It is a low ionic impurity.

(J)高耐電圧性(高電圧をかけても破壊しない性質)
であること。
(J) High withstand voltage property (property of not breaking even when high voltage is applied)
To be.

(K)透光性の良いこと。(K) Good transparency.

本発明のコーティング用組成物を用いて形成した被膜
は、従来、液晶配向膜として用いられているポリイミド
に比べて(A)、(C)、(I)、(K)などの点で優
れており、他の項目についても実用に際して問題となる
ような項目はない。特に、次世代の液晶ディスプレイと
して現在開発が進められている強誘電性液晶ディスプレ
イについては、液晶分子がカイラル スメクチック C*
という結晶に近い分子配列をとらねばならず、ポリイミ
ドを配向膜として用いても満足すべき配向状態を形成さ
せるのが極めて難しいが、本発明のコーティング用組成
物を用いて形成した被膜によれば、ディスプレイとして
重要な配向の均一性、コントラスト、応答速度などいず
れもポリミドに比べてレベルの高い性能を発現すること
ができる。また、ポリフマル酸エステルによる被膜とし
ても、例えば、トルエンなどのハロゲンを含まない有機
溶媒を用いた組成に比べて、本発明に示す組成によるも
のが、液晶配向膜として優れた特性を示す。
The film formed by using the coating composition of the present invention is superior to polyimides conventionally used as liquid crystal alignment films in terms of (A), (C), (I), (K), etc. However, there are no other items that pose a problem in practical use. In particular, for ferroelectric liquid crystal displays that are currently being developed as next-generation liquid crystal displays, the liquid crystal molecules are chiral smectic C *.
That is, it is extremely difficult to form a satisfactory alignment state even if polyimide is used as an alignment film, because a molecular arrangement close to that of a crystal must be obtained. However, according to the film formed using the coating composition of the present invention, In addition, the uniformity of orientation, contrast, response speed, and the like, which are important for a display, can exhibit higher performance than that of polyimide. Also, as a coating film of polyfumaric acid ester, the composition according to the present invention exhibits excellent characteristics as a liquid crystal alignment film, as compared with the composition using a halogen-free organic solvent such as toluene.

本発明のコーティング用組成物を用いて形成した被膜が
トルエンなどのハロゲンを含まない有機溶媒を用いた組
成に比べて、液晶配向膜として優れた特性を示し理由に
ついては、液晶分子の配向のマカニズムが充分に明らか
になっていないので、定かではないが、形成された被膜
の広角X線解析による分析によれば、トルエン溶液によ
る被膜に比べ、クロロホルム溶液による被膜のほうがポ
リマー主鎖のパッキングが密になっており、このことが
液晶分子の配向に適しているためと考えられる。
The reason why the film formed using the coating composition of the present invention exhibits excellent properties as a liquid crystal alignment film as compared with a composition using a halogen-free organic solvent such as toluene is that the macanism of alignment of liquid crystal molecules is used. However, it is not clear that the film formed by the wide angle X-ray analysis of the formed film has a denser packing of the polymer main chain in the film formed by the chloroform solution as compared with the film formed by the toluene solution. It is considered that this is suitable for the alignment of liquid crystal molecules.

本発明のコーティング用組成物を用いて形成した被膜の
表面エネルギーは、用いるポリフマル酸エステルの種類
によっても異なるが、嵩高いアルキル基が主鎖を覆って
いるために、おおむね臨界表面張力35dyn/cm以下の低エ
ネルギー表面を形成する。従来、この様な低エネルギー
表面は、含フッ素ポリマーなどにより形成可能である
が、広い範囲の溶媒に可溶で、なおかつ180℃以上の耐
熱性という条件を満たすポリマーは少ない。したがっ
て、低表面エネルギーのコーティング被膜を容易に形成
できるという観点からも、本発明のコーティング用組成
物は、広い用途を提供することができる。
The surface energy of the coating film formed using the coating composition of the present invention varies depending on the type of the polyfumaric acid ester used, but since the bulky alkyl group covers the main chain, the critical surface tension is generally 35 dyn / cm. The following low energy surfaces are formed. Conventionally, such a low-energy surface can be formed by a fluoropolymer, etc., but few polymers are soluble in a wide range of solvents and have heat resistance of 180 ° C. or higher. Therefore, the coating composition of the present invention can provide a wide range of applications from the viewpoint that a coating film having a low surface energy can be easily formed.

前記した本発明の棒状構造を有するポリマーは単独で用
いてもよいし、組み合わせて用いてもよい。
The above-mentioned polymer having a rod-shaped structure of the present invention may be used alone or in combination.

さらに本発明のポリマーを含むものであればいかなる成
分を含んでもよい。例えば従来から、用いられているポ
リイミドやポリエステル、ポリアミド、アラミドなどを
配合してもよい。これらの膜と多層構造にしてもよい。
また基板との接着性を向上させるため、シランカップリ
ング剤などを配合してもよい。あるいは、シランカップ
リング剤などによる接着層を介在させてもよい。その他
耐熱安定剤、酸化防止剤、界面活性剤などの添加剤を含
ませてもよい。
Further, any component may be contained as long as it contains the polymer of the present invention. For example, conventionally used polyimide, polyester, polyamide, aramid or the like may be blended. You may make it a multilayer structure with these films.
In addition, a silane coupling agent or the like may be added in order to improve the adhesiveness to the substrate. Alternatively, an adhesive layer such as a silane coupling agent may be interposed. In addition, additives such as a heat resistance stabilizer, an antioxidant and a surfactant may be included.

本発明で用いる基板の種類は制約されず、ITOなどの透
明電極を形成したガラス基板はもちろん、ポリエステル
等のプラスチック基板、さらに薄膜トランジスター・ア
レイや薄膜ダイオード・アレイなどを形成したガラス基
板、シリコーンウエハー等を有利に用いることができ
る。
The type of substrate used in the present invention is not limited, and a glass substrate on which a transparent electrode such as ITO is formed, a plastic substrate such as polyester, a glass substrate on which a thin film transistor array or a thin film diode array is formed, a silicone wafer Etc. can be used advantageously.

次に本発明の配向膜は強誘電性液晶(SmC*)を用いた液
晶素子、TFT(薄膜トランジスタ)タイプの液晶素子、S
BE(スーパーツウィステッドバイリフリンジェンスエフ
ェクト)タイプの液晶素子、TN液晶(ツウィステッドネ
マチック液晶)を用いた液晶素子、ゲスト−ホスト方式
のタイプなどいかなる液晶素子などにも有効である。
Next, the alignment film of the present invention is a liquid crystal device using a ferroelectric liquid crystal (SmC * ), a TFT (thin film transistor) type liquid crystal device, S
It is effective for any liquid crystal element such as BE (super twisted birefringence effect) type liquid crystal element, TN liquid crystal (twisted nematic liquid crystal) type liquid crystal element, and guest-host type liquid crystal element.

また液晶素子の用途はポケットテレビ、壁掛けテレビ、
パソコン端末機、ワープロ表示体、液晶シャツター、自
動車などの乗物用ディスプレーなどその種類は問わな
い。
The liquid crystal device is used for pocket TVs, wall-mounted TVs,
Any type of computer terminal, word processor display, LCD shirt, display for vehicles such as automobiles can be used.

次に本発明の配向膜を用い、強誘電性液晶を用いた場合
の液晶セルの好ましい態様を図面により示す。
Next, a preferred embodiment of a liquid crystal cell using the alignment film of the present invention and using a ferroelectric liquid crystal is shown in the drawings.

第1図は一部破断斜視図であり、第2図は第1図の断面
図である。図中1および3はそれぞれ所定のパターンを
有する透明電極(図示せず)、および配向膜7を表面に
形成したガラス基板で、耐熱性材料を球状又は多角形状
に成形してなる微粒子(以下スペーサ粒子と呼ぶ)2を
一様に分散させて対向方向側の間隙長を規定し、また基
板1の周縁部に配設されたシール材4及び分散配合した
潜在型硬化剤含有のエポキシ樹脂接着粒子8により加熱
接着して対向方向側へ引寄せた状態でセルに構成されて
いる。この発明については既に特願昭61-219273号で提
案しているので詳細は省略する。
1 is a partially cutaway perspective view, and FIG. 2 is a sectional view of FIG. In the figure, reference numerals 1 and 3 respectively denote a transparent electrode (not shown) having a predetermined pattern, and a glass substrate having an alignment film 7 formed on the surface thereof. (Hereinafter referred to as particles) 2 to uniformly disperse the gap length on the opposite direction side, and the sealing material 4 disposed on the peripheral portion of the substrate 1 and the epoxy resin adhesive particles containing the dispersed and mixed latent curing agent. The cells are heat-bonded by means of 8 and pulled to the opposite direction side to form a cell. The present invention has already been proposed in Japanese Patent Application No. 61-219273, so its details are omitted.

このようなセル構造体にカイラルスメクチックC相を持
つ液晶物質を注入して、注入口を封止して液晶素子とす
るものである。
A liquid crystal material having a chiral smectic C phase is injected into such a cell structure and the injection port is sealed to form a liquid crystal element.

[実施例] 以下実施例について説明するが、本発明は実施例の記載
に限定されるものではない。
EXAMPLES Examples will be described below, but the present invention is not limited to the description of the examples.

なお実施例に用いたポリマのうちポリフマル酸エステル
類は大津らの方法[Polymer Bulletin、11,453〜458(1
984)]を参考にして合成、重合を行なったものであ
り、ポリ置換アセチレン類は、増田らの方法[J.Am.Che
m.Soc.、105,7473〜7474(1983)]に従って重合を行な
ったものである。
Among the polymers used in the examples, polyfumaric acid esters are prepared by the method of Otsu et al. [Polymer Bulletin, 11 , 453 to 458 (1
984)], and poly-substituted acetylenes were prepared by the method of Masuda et al. [J. Am.
m.Soc., 105 , 7473-7474 (1983)].

なお液晶組成物の組成割合は重量%で示す。The composition ratio of the liquid crystal composition is shown by weight%.

下記の構造式中、*印は不整炭素を示す。In the structural formulas below, * indicates an asymmetric carbon.

また強誘電性液晶を用いた実施例においては第1〜2図
の構成でセルを作成した。エポキシ接着粒子8は、東レ
株式会社製“トレパール"ADを用いた。
Further, in the example using the ferroelectric liquid crystal, a cell was prepared with the constitution shown in FIGS. As the epoxy adhesive particles 8, "Trepearl" AD manufactured by Toray Industries, Inc. was used.

実施例1 所定のパターンの透明電極(ITO膜)が形成されたガラ
ス基板全面にポリフマル酸ジイソプロピル(Mw=25万、
粘度指数α=0.98)の0.25重量%クロロホルム溶液をス
ピンナーで塗布した。そして大気中で自然乾燥させ膜厚
約300Åの配向膜を形成させた。この配向膜を150℃で1
時間熱処理を行なった後、ラビングによる表面処理を行
なった。このようにして得られた2枚の電極基板をスペ
ーサーで固定し、基板の周囲をエポキシ系接着剤で封止
し、セルを形成した。
Example 1 Diisopropyl polyfumarate (Mw = 250,000, was formed on the entire surface of a glass substrate on which a transparent electrode (ITO film) having a predetermined pattern was formed.
A 0.25 wt% chloroform solution having a viscosity index α = 0.98 was applied with a spinner. Then, it was naturally dried in the atmosphere to form an alignment film having a film thickness of about 300Å. This alignment film is 1 at 150 ℃
After the heat treatment for a period of time, a surface treatment by rubbing was performed. The two electrode substrates thus obtained were fixed with a spacer, and the periphery of the substrate was sealed with an epoxy adhesive to form a cell.

次いで基板間の間隙部分にピリミジン系強誘電性液晶物
質(特開昭60-260564号公報記載)を注入した。この液
晶組成物は下記のとおりである。
Then, a pyrimidine-based ferroelectric liquid crystal substance (described in JP-A-60-260564) was injected into the gap between the substrates. This liquid crystal composition is as follows.

この液晶素子に対して、20Vの駆動電圧を与えたとこ
ろ、セル内の液晶分子は良好な双安定性を示し、コント
ラスト比が15、応答速度が60μsecという優れた結果を
得た。また顕微鏡観察による配向状態も極めて優れてい
た。
When a driving voltage of 20 V was applied to this liquid crystal element, the liquid crystal molecules in the cell exhibited good bistability, and the excellent results were obtained with a contrast ratio of 15 and a response speed of 60 μsec. In addition, the orientation state by microscopic observation was also extremely excellent.

さらに理想状態に近いモノドメイン状態(1画素内で白
と黒の反転が一気に瞬間的に起る状態)が得られた。
Furthermore, a mono-domain state close to an ideal state (a state in which white and black inversion occur in one pixel instantaneously) was obtained.

なお従来のポリイミド配向膜の場合のコントラスト比は
5、応答速度は120μsecであった。
In the case of the conventional polyimide alignment film, the contrast ratio was 5 and the response speed was 120 μsec.

実施例2 所定のパターンの電極が形成されたガラス基板全面にポ
リフマル酸ジシクロヘキシル(Mw=45万)の0.25重量%
クロロホルム溶液をスピンナーで塗布し、自然乾燥させ
ることによって膜厚約200Åの配向膜を形成させた。こ
の配向膜を実施例1と同様にして熱処理、ラビングを施
した後、実施例1と同様にピリミジン系強誘電性液晶物
質を注入した液晶素子を組立てた。この液晶素子に対し
て20Vの駆動電圧を加えたところ、実施例1と同様に液
晶分子は良好な双安定性を示し、コントラスト比、応答
速度、配向状態ともに優れた値を示した。
Example 2 0.25% by weight of dicyclohexyl fumarate (Mw = 450,000) on the entire surface of a glass substrate on which electrodes having a predetermined pattern were formed.
A chloroform solution was applied with a spinner and naturally dried to form an alignment film having a thickness of about 200 Å. After subjecting this alignment film to heat treatment and rubbing in the same manner as in Example 1, a liquid crystal element in which a pyrimidine-based ferroelectric liquid crystal substance was injected was assembled in the same manner as in Example 1. When a drive voltage of 20 V was applied to this liquid crystal element, the liquid crystal molecules exhibited good bistability as in Example 1, and exhibited excellent values in contrast ratio, response speed, and alignment state.

実施例3 所定のパターンの電極が形成されたガラス基板全面にポ
リ(1−トリメチルシリル−1−プロピン)(Mw=100
万、粘度指数α=1.04)の0.1重量%クロロホルム溶液
をスピンナーで塗布し、自然乾燥させることにより膜厚
約1000Åの配向膜を形成させた。この配向膜を実施例1
と同様にして熱処理、ラビングを施した後、ピリミジン
系強誘電性液晶物質を注入した液晶素子を組立てた。こ
の素子に対して20Vの駆動電圧を加えたところ、実施例
1と同様に液晶分子は良好な双安定性を示し、コントラ
スト比、応答速度、配向状態ともに優れた値を示した。
Example 3 Poly (1-trimethylsilyl-1-propyne) (Mw = 100) was formed on the entire surface of a glass substrate on which electrodes having a predetermined pattern were formed.
A 0.1 wt% chloroform solution having a viscosity index α = 1.04) was applied by a spinner and naturally dried to form an alignment film having a thickness of about 1000Å. This alignment film was used in Example 1.
After heat treatment and rubbing in the same manner as in (1), a liquid crystal element in which a pyrimidine-based ferroelectric liquid crystal substance was injected was assembled. When a drive voltage of 20 V was applied to this device, the liquid crystal molecules exhibited good bistability as in Example 1, and exhibited excellent values in contrast ratio, response speed, and alignment state.

実施例4 所定のパターンの電極が形成されたガラス基板全面に、
各々ポリフマル酸ジイソプロピル、ポリフマル酸ジシク
ロヘキシル、ポリ(1−トリメチルシリル−1−プロピ
ン)を実施例1〜3と同様に塗布し、熱処理し、ラビン
グ処理を施した後、エステル系強誘電性液晶物質を注入
し、液晶素子を組立てた。エステル系強誘電性液晶物質
の組成の一実施例を以下に示す。得られた各々の素子
は、実施例1と同様に液晶分子は良好な双安定性を示
し、コントラスト比、応答速度、配向状態ともに優れた
値を示した。
Example 4 On the entire surface of a glass substrate on which electrodes having a predetermined pattern were formed,
Polyisopropyl fumarate, dicyclohexyl fumarate, and poly (1-trimethylsilyl-1-propyne) were respectively coated in the same manner as in Examples 1 to 3, heat-treated and rubbed, and then the ester-based ferroelectric liquid crystal substance was injected. Then, the liquid crystal element was assembled. An example of the composition of the ester-based ferroelectric liquid crystal substance is shown below. In each of the obtained devices, liquid crystal molecules showed good bistability as in Example 1, and excellent values were obtained in contrast ratio, response speed and alignment state.

実施例5 所定のパターンの電極が形成されたガラス基板全面に、
各々ポリフマル酸ジイソプロピル、ポリフマル酸ジシク
ロヘキシル、ポリ(1−トリメチルシリル−1−プロピ
ン)を実施例4と同様に塗布し、熱処理し、ラビング処
理を施した後、90°前後にツィストするように2枚の基
板(A,B)のラビング方向を設定し、ネマチック型の液
晶物質を注入し、液晶素子を組立てた。
Example 5 On the entire surface of a glass substrate on which electrodes having a predetermined pattern are formed,
Polyisopropyl fumarate, dicyclohexyl fumarate, and poly (1-trimethylsilyl-1-propyne), respectively, were applied in the same manner as in Example 4, followed by heat treatment and rubbing treatment, and then two sheets were twisted around 90 °. The rubbing direction of the substrates (A, B) was set, and a nematic liquid crystal substance was injected to assemble a liquid crystal device.

得られた各々の素子は均一な配向状態を示し、良好なコ
ントラストが得られた。
Each of the obtained devices showed a uniform alignment state, and good contrast was obtained.

実施例6 所定のパターンの電極が形成されたガラス基板全面に、
各々ポリフマル酸ジイソプロピル、ポリフマル酸ジシク
ロヘキシル、ポリ(1−トリメチルシリル−1−プロピ
ン)を各々実施例4と同様に塗布し、熱処理し、ラビン
グ処理を施した後、170°〜270°にツィストするように
2枚の基板(A,B)のラビング方向を設定し、ネマチッ
ク型の液晶物質を注入し、液晶素子を組立てた。この素
子はSBE素子を呼ばれるものである。
Example 6 On the entire surface of a glass substrate on which electrodes having a predetermined pattern are formed,
Polyisopropyl fumarate, dicyclohexyl fumarate, and poly (1-trimethylsilyl-1-propyne) were respectively coated in the same manner as in Example 4, heat-treated, rubbed, and then twisted at 170 ° to 270 °. The rubbing direction of the two substrates (A, B) was set, and a nematic liquid crystal substance was injected to assemble a liquid crystal device. This element is called the SBE element.

得られた各々の素子は均一な配向状態を示し、良好なコ
ントラストが得られた。
Each of the obtained devices showed a uniform alignment state, and good contrast was obtained.

実施例7 所定のパターンの電極が形成されたガラス基板全面に、
各々ポリフマル酸ジイソプロピル、ポリフマル酸ジシク
ロヘキシル、ポリ(1−トリメチルシリル−1−プロピ
ン)を実施例4と同様に塗布し、熱処理し、ラビング処
理を施した後、ホモジニアス配向するように2枚の基板
(A,B)のラビング方向を平行に設定し、数重量%の色
素を含んだネマチック型の液晶物質を注入し、液晶素子
を組立てた。この素子はG−H型素子と呼ばれるもので
ある。
Example 7 On the entire surface of a glass substrate on which electrodes having a predetermined pattern were formed,
Polyisopropyl fumarate, dicyclohexyl fumarate, and poly (1-trimethylsilyl-1-propyne), respectively, were applied in the same manner as in Example 4, followed by heat treatment and rubbing treatment, and then the two substrates (A , B) were set parallel to each other, and a nematic liquid crystal substance containing several% by weight of a dye was injected to assemble a liquid crystal device. This element is called a GH type element.

得られた各々の素子は均一な配向状態を示し、良好なコ
ントラストが得られた。
Each of the obtained devices showed a uniform alignment state, and good contrast was obtained.

実施例8 所定のパターンの透明電極(ITO膜)が形成されたガラ
ス基板全面にポリフマル酸ジイソプロピル(Mw=25万)
の0.25重量%1,1,3−トリクロロトリフルオロエタン溶
液をスピンナーで塗布した。そして大気中で自然乾燥し
て液晶配向膜を形成させた。この配向膜を150℃で1時
間熱処理を行った後、ラビングによる表面処理を行なっ
た。このようにして得られた2枚の電極基板をスペーサ
ーで固定し、基板の周囲をエポキシ系接着剤で封止し、
セルを形成した。
Example 8 Diisopropyl polyfumarate (Mw = 250,000) is formed on the entire surface of a glass substrate on which a transparent electrode (ITO film) having a predetermined pattern is formed.
0.25 wt% 1,1,3-trichlorotrifluoroethane solution of was applied with a spinner. Then, it was naturally dried in the atmosphere to form a liquid crystal alignment film. This alignment film was heat-treated at 150 ° C. for 1 hour and then surface-treated by rubbing. The two electrode substrates thus obtained are fixed with a spacer, and the periphery of the substrate is sealed with an epoxy adhesive,
A cell was formed.

次いで基板間の間隙部分に実施例1に記載のフェニルピ
リミジン系強誘電性液晶物質を注入した。
Then, the phenylpyrimidine-based ferroelectric liquid crystal substance described in Example 1 was injected into the gap between the substrates.

この液晶素子に対して、20Vの駆動電圧を与えたとこ
ろ、セル内の液晶分子は良好な双安定性を示し、コント
ラスト比が15、応答速度が60μsecという優れた表示性
能を示した。また、偏光顕微鏡観察による配向状態も極
めて優れていた。
When a driving voltage of 20 V was applied to this liquid crystal element, the liquid crystal molecules in the cell exhibited good bistability, and the display performance was excellent with a contrast ratio of 15 and a response speed of 60 μsec. In addition, the alignment state observed by a polarization microscope was also extremely excellent.

実施例9 所定のパターンの電極が形成されたガラス基板全面にポ
リフマル酸ジイソプロピル(Mw=25万)の0.5重量%ト
リクロロエチレン溶液をスピンナーで塗布した。そして
大気中で自然乾燥して液晶配向膜を形成させた。この配
向膜を実施例1と同様にして熱処理、ラビングを施した
後、実施例1と同様にフェニルピリミジン系強誘電性液
晶物質を注入した液晶素子を組み立てた。この素子に対
して20Vの駆動電圧を加えたところ、実施例1と同様に
液晶分子は良好な双安定性を示し、コントラスト比、応
答速度、配向状態ともに優れた性能を示した。
Example 9 A 0.5 wt% trichloroethylene solution of diisopropyl polyfumarate (Mw = 250,000) was applied by a spinner to the entire surface of a glass substrate on which electrodes having a predetermined pattern were formed. Then, it was naturally dried in the atmosphere to form a liquid crystal alignment film. After subjecting this alignment film to heat treatment and rubbing in the same manner as in Example 1, a liquid crystal element in which a phenylpyrimidine-based ferroelectric liquid crystal substance was injected was assembled in the same manner as in Example 1. When a drive voltage of 20 V was applied to this device, the liquid crystal molecules exhibited good bistability as in Example 1, and exhibited excellent performances in contrast ratio, response speed, and alignment state.

実施例10 所定のパターンの電極が形成されたガラス基板全面にポ
リフマル酸ジイソプロピル(Mw=25万)の0.5重量%1
H、1H、5H−オクタフルオロ−1−ペンタノール溶液を
スピンナーで塗布した。そして140℃のホットプレート
上で乾燥して液晶配向膜を形成させた。この配向膜を実
施例1と同様にして熱処理、ラビングを施した後、実施
例1と同様にフェニルピリミジン系強誘電性液晶物質を
注入した液晶素子を組み立てた。この素子に対して20V
の駆動電圧を加えたところ、実施例1と同様に液晶分子
は良好な双安定性を示し、コントラスト比、応答速度、
配向状態ともに優れた性能を示した。
Example 10 0.5% by weight of diisopropyl polyfumarate (Mw = 250,000) 1 on the entire surface of a glass substrate on which electrodes having a predetermined pattern were formed.
The H, 1H, 5H-octafluoro-1-pentanol solution was applied with a spinner. Then, it was dried on a hot plate at 140 ° C. to form a liquid crystal alignment film. After subjecting this alignment film to heat treatment and rubbing in the same manner as in Example 1, a liquid crystal element in which a phenylpyrimidine-based ferroelectric liquid crystal substance was injected was assembled in the same manner as in Example 1. 20V to this element
When a driving voltage of (1) was applied, the liquid crystal molecules showed good bistability as in Example 1, and the contrast ratio, response speed,
Excellent performance was obtained in both orientation states.

実施例11 所定のパターンの電極が形成されたガラス基板全面にポ
リフマル酸ジイソプロピル(Mw=25万)の0.25重量%ク
ロロホルム溶液を引上げ速度20mm/minでディップコーテ
ィング法によりで塗布した。そして大気中で自然乾燥し
て液晶配向膜を形成させた。この配向膜を実施例1と同
様にして熱処理、ラビングを施した後、実施例1と同様
にフェニルピリミジン系強誘電性液晶物質を注入した液
晶素子を組み立てた。この素子に対して20Vの駆動電圧
を加えたところ、実施例1と同様に液晶分子は良好な双
安定性を示し、コントラスト比、応答速度、配向状態と
もに優れた性能を示した。
Example 11 A 0.25 wt% chloroform solution of diisopropyl polyfumarate (Mw = 250,000) was applied on the entire surface of a glass substrate on which electrodes having a predetermined pattern were formed by a dip coating method at a pulling rate of 20 mm / min. Then, it was naturally dried in the atmosphere to form a liquid crystal alignment film. After subjecting this alignment film to heat treatment and rubbing in the same manner as in Example 1, a liquid crystal element in which a phenylpyrimidine-based ferroelectric liquid crystal substance was injected was assembled in the same manner as in Example 1. When a drive voltage of 20 V was applied to this device, the liquid crystal molecules exhibited good bistability as in Example 1, and exhibited excellent performances in contrast ratio, response speed, and alignment state.

実施例12 所定のパターンの電極が形成されたガラス基板全面にポ
リ(イソプロピル1,1,2,2−テトラヒドロパーフルオロ
デシルフマレート)の0.5重量%トリフルオロ酢酸エチ
ル溶液をスピンナーで塗布した。そして、大気中で自然
乾燥して液晶配向膜を形成させた。この配向膜を実施例
1と同様にして熱処理、ラビングを施した後、実施例1
と同様にフェニルピリミジン系強誘電性液晶物質を注入
した液晶素子を組み立てた。この素子に対して20Vの駆
動電圧を加えたところ、実施例1と同様に液晶分子は良
好な双安定性を示し、コントラスト比、応答速度、配向
状態ともに優れた性能を示した。
Example 12 A 0.5% by weight ethyl trifluoroacetate solution of poly (isopropyl 1,1,2,2-tetrahydroperfluorodecyl fumarate) was applied on the entire surface of a glass substrate on which electrodes having a predetermined pattern were formed by a spinner. Then, it was naturally dried in the atmosphere to form a liquid crystal alignment film. After subjecting this alignment film to heat treatment and rubbing in the same manner as in Example 1, Example 1 was performed.
Similarly, a liquid crystal device in which a phenylpyrimidine-based ferroelectric liquid crystal substance was injected was assembled. When a drive voltage of 20 V was applied to this device, the liquid crystal molecules exhibited good bistability as in Example 1, and exhibited excellent performances in contrast ratio, response speed, and alignment state.

実施例13 所定のパターンの透明電極(ITO膜)が形成されたガラ
ス基板全面にポリフマル酸ジイソプロピル(MW=25万、
粘度指数α=0.98)の0.25重量%クロロホルム溶液をス
ピンナーで塗布した。そして、大気中で自然乾燥させ、
膜厚300Åの配向膜を形成させた。この配向膜を150℃で
1時間熱処理を行った後、ラビングによる表面処理を行
った。このようにして得られた2枚の電極基板をスペー
サで固定し、基板の周囲をエポキシ系接着剤で封止し、
セルを形成した。
Example 13 Diisopropyl polyfumarate (MW = 250,000, on the entire surface of a glass substrate on which a transparent electrode (ITO film) having a predetermined pattern was formed
A 0.25 wt% chloroform solution having a viscosity index α = 0.98 was applied with a spinner. Then, let it air dry in the atmosphere,
An alignment film having a film thickness of 300Å was formed. This alignment film was heat-treated at 150 ° C. for 1 hour and then surface-treated by rubbing. The two electrode substrates thus obtained are fixed with a spacer, and the periphery of the substrate is sealed with an epoxy adhesive,
A cell was formed.

次いで、基板間の間隙部分に誘電異方性が負(Δε<
0)の液晶、たとええばBDH社(Limited,Dorset,Englan
d)製SCE5乃至SCE6を注入した。この液晶素子に、直流
電界を印加し、永久双極子と電界との相互作用により高
速に反転させた後、永久双極子と電界の相互作用による
動きが追従できないような高周波の交流電圧を印加した
ところ、誘電異方性と電界の相互作用により液晶分子を
電界に対して直流に、すなわち、基板に平行にすること
ができた。この状態は、高コントラストが得られる理想
配向状態にほぼ等しい。コントラスト比を測定すると、
電圧約13V、周波数15KHzの交流電圧を反転後に印加した
場合、コントラスト比30:1であった。
Next, the dielectric anisotropy is negative (Δε <
0) liquid crystal, for example BDH (Limited, Dorset, Englan
d) SCE5 to SCE6 manufactured by the above were injected. A direct current electric field was applied to this liquid crystal element to reverse it at a high speed due to the interaction between the permanent dipole and the electric field, and then a high frequency alternating voltage that could not follow the movement due to the interaction between the permanent dipole and the electric field was applied. However, due to the interaction between the dielectric anisotropy and the electric field, the liquid crystal molecules could be made direct current to the electric field, that is, parallel to the substrate. This state is almost equal to the ideal orientation state in which high contrast can be obtained. When you measure the contrast ratio,
When an alternating voltage with a voltage of about 13 V and a frequency of 15 KHz was applied after reversal, the contrast ratio was 30: 1.

一方、ポリイミドなど、従来の配向膜を使ったセルで誘
電異方性が負の液晶をこのように駆動した場合、反転後
に印加する交流電圧は、電圧60数V、周波数約30KHzと
いう高電圧、高周波が必要であった。
On the other hand, when a liquid crystal with a negative dielectric anisotropy is driven in this way in a cell using a conventional alignment film such as polyimide, the alternating voltage applied after reversal is a high voltage of a voltage of about 60 V and a frequency of about 30 KHz. High frequency was needed.

これは次のような理由によるものと思われる。すなわ
ち、誘電異方性によって液晶分子を基板に平行にする力
は、ΔεE2に比例するから、ポリイミド配向膜を使った
セルでは、ポリフマル酸ジイソプロピルの約16倍の力が
必要ということになる。ポリフマル酸ジイソプロピルを
使ったセルでは、初期配向状態は理想状体に近いのに対
し、ポリイミドを使ったセルではツイスト状態にあると
考えられる。この配向状態が理想配向状態に近いほど、
低電圧・低周波の交流電圧で、液晶分子を基板に平行に
できると考えられる。
This seems to be due to the following reasons. That is, since the force of making the liquid crystal molecules parallel to the substrate due to the dielectric anisotropy is proportional to ΔεE 2, it means that the cell using the polyimide alignment film requires about 16 times the force of diisopropyl polyfumarate. In the cell using polyisopropyl difumarate, the initial alignment state is close to the ideal state, while in the cell using polyimide, it is considered that the cell is in the twist state. The closer this orientation is to the ideal orientation,
It is thought that the liquid crystal molecules can be made parallel to the substrate by an alternating voltage of low voltage and low frequency.

なお、誘電異方性が性の強誘電性液晶の中でも、周波数
の上昇により誘電異方性が負になる強誘電性液晶につい
ては、上記負の強誘電性液晶の場合と同様の効果があ
る。
Among the ferroelectric liquid crystals having a negative dielectric anisotropy, the ferroelectric liquid crystal having a negative dielectric anisotropy with an increase in frequency has the same effect as that of the negative ferroelectric liquid crystal. .

実施例14 実施例に用いたポリマーの表面張力を評価した。測定
は、各種ポリマーの溶液をガラス板上にキャストした
後、溶媒除去して得られたデンスフィルムを用いて、協
和界面科学(株)製接触角計CA−D型を用いて各種液体
との接触角を測定した。そして、文献(畑ら、日本接着
協会誌、8、No.3、131〜141(1972))の方法にしたが
って各ポリマーの表面エネルギーを算出した。結果は表
1に示した。
Example 14 The surface tension of the polymer used in the examples was evaluated. The measurement was performed by casting a solution of various polymers on a glass plate, then using a dense film obtained by removing the solvent, and using a contact angle meter CA-D type manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd. with various liquids. The contact angle was measured. Then, the surface energy of each polymer was calculated according to the method in the literature (Hata et al., Journal of Japan Adhesion Association, 8, No. 3, 131-141 (1972)). The results are shown in Table 1.

[発明の効果] 以上説明したように本発明によれば、液晶の配向膜とし
て棒状構造の特殊なポリマーを用いることにより、コン
トラスト比が高く画像が良好で見映えがよく、ものによ
っては理想状態に近いモノドメイン状態(1画素内で白
と黒の反転が一気に瞬間的に起る状態)が得られるとと
もに、液晶の応答速度を速くすることができるという顕
著な効果を奏する。また液晶物質の配向状態が極めて優
れた配向膜とすることができた。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, by using a special polymer having a rod-shaped structure as an alignment film of liquid crystal, the contrast ratio is high and the image is good and the appearance is good. It is possible to obtain a mono-domain state close to that (a state in which white and black inversion occur in one pixel instantaneously at once), and it is possible to increase the response speed of the liquid crystal. In addition, it was possible to obtain an alignment film in which the alignment state of the liquid crystal substance was extremely excellent.

さらに本発明は、ポリフマル酸エステル類と含ハロゲン
有機溶媒からなるコーティング液とすることにより、種
々の製膜方法により均一にかつ容易にコーティング被膜
を形成できる組成物を提供することができ、液晶配向膜
のような薄くてかつ均一厚さの精度に優れた膜を得るこ
とができた。
Furthermore, the present invention can provide a composition capable of forming a coating film uniformly and easily by various film forming methods by using a coating liquid composed of polyfumaric acid esters and a halogen-containing organic solvent, and liquid crystal alignment It was possible to obtain a thin film having a uniform thickness and excellent accuracy.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明の配向膜を用い、強誘電性液晶を用いた
場合の液晶セルの好ましい態様の一部破断斜視図を示
し、第2図は第1図の断面図である。
FIG. 1 is a partially cutaway perspective view of a preferred embodiment of a liquid crystal cell using a ferroelectric liquid crystal using the alignment film of the present invention, and FIG. 2 is a sectional view of FIG.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊藤 耕吉 東京都江東区亀戸6丁目31番1号 セイコ ー電子工業株式会社内 (72)発明者 岩佐 浩二 東京都江東区亀戸6丁目31番1号 セイコ ー電子工業株式会社内 (72)発明者 川辺 紀雄 滋賀県大津市園山1丁目1番1号 東レ株 式会社滋賀事業場内 (72)発明者 池内 寛幸 滋賀県大津市園山1丁目1番1号 東レ株 式会社滋賀事業場内 (56)参考文献 特開 昭60−156043(JP,A) 高分子学会編「高分子の分子設計1−分 子設計の基礎−」(昭47−11−15)培風館 P.28 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Kokichi Ito 6-31-1, Kameido, Koto-ku, Tokyo Seiko Electronics Co., Ltd. (72) Koji Iwasa 6-31-1, Kameido, Koto-ku, Tokyo Seiko Denshi Kogyo Co., Ltd. (72) Inventor Norio Kawabe 1-1-1, Sonoyama, Otsu City, Shiga Prefecture Toray Co., Ltd. Shiga Plant (72) Inventor Hiroyuki Ikeuchi 1-1-1, Sonoyama, Shiga Prefecture Toray Co., Ltd. Shiga Plant (56) Reference Japanese Patent Laid-Open No. 60-156043 (JP, A), Polymer Society of Japan, "Molecular Design of Polymers 1-Basics of Molecular Design-" (Sho 47-11-15) Baifukan P. 28

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】一対の電極基板、配向膜及び液晶から少な
くとも構成される液晶素子において、配向膜が下記
〔I〕で示される式の粘度指数αが、配向膜形成過程に
おける少なくとも一種の有機溶媒および温度条件下で0.
85以上の値を示し、かつ表面張力が8〜35dyn/cmの範囲
であるポリマーを包含するものであることを特徴とする
液晶素子。 〔η〕=K・Mα 〔I〕 (ただし式〔I〕中、〔η〕はポリマーの溶液粘度測定
法における固有粘度、Kは定数、Mは分子量、αは粘度
指数を示す。)
1. In a liquid crystal device comprising at least a pair of electrode substrates, an alignment film and a liquid crystal, the alignment film has at least one organic solvent in the process of forming the alignment film when the viscosity index α of the formula represented by the following [I] is And 0 under temperature conditions.
A liquid crystal device comprising a polymer having a value of 85 or more and having a surface tension in the range of 8 to 35 dyn / cm. [Η] = K · M α [I] (In the formula [I], [η] is the intrinsic viscosity in the polymer solution viscosity measurement method, K is a constant, M is the molecular weight, and α is the viscosity index.)
【請求項2】請求項第1項において、〔I〕で示される
式の粘度指数αが0.95以上の値であることを特徴とする
液晶素子。
2. A liquid crystal device according to claim 1, wherein the viscosity index α in the formula [I] is 0.95 or more.
【請求項3】請求項第1項において、ポリマーがポリ置
換アセチレン、ポリフマル酸エステルまたはこれらの共
重合体を少なくとも含むポリマーからなることを特徴と
する液晶素子。
3. A liquid crystal device according to claim 1, wherein the polymer is a polymer containing at least a polysubstituted acetylene, a polyfumaric acid ester or a copolymer thereof.
【請求項4】請求項第3項において、ポリ置換アセチレ
ンがポリ(トリメチルシリルプロピン)、またはその誘
導体であることを特徴とする液晶素子。
4. The liquid crystal device according to claim 3, wherein the poly-substituted acetylene is poly (trimethylsilylpropyne) or a derivative thereof.
【請求項5】一対の電極基板、配向膜及び液晶から少な
くとも構成される液晶素子において、配向膜が下記一般
式〔II〕で示される、ポリフマル酸エステルまたはこれ
らの共重合体を少なくとも含むポリマーからなることを
特徴とする液晶素子。 (式中、R1、R2は同一もしくは異なる基であって、直鎖
状または分岐状のアルキル基、シクロアルキル基、ハロ
ゲン化アルキル基、シルアルキル基、シロキサニルアル
キル基から選ばれる少なくとも一種の有機基を示す。)
5. A liquid crystal device comprising at least a pair of electrode substrates, an alignment film and a liquid crystal, wherein the alignment film is made of a polymer containing at least a polyfumarate ester or a copolymer thereof represented by the following general formula [II]. A liquid crystal element characterized in that (In the formula, R 1 and R 2 are the same or different groups, and are at least one selected from a linear or branched alkyl group, a cycloalkyl group, a halogenated alkyl group, a silalkyl group, and a siloxanylalkyl group. Represents an organic group of.)
【請求項6】請求項第5項において、一般式〔II〕の
R1、R2が、同一もしくは異なる基であって、少なくとも
一方が炭素数3〜9の第2アルキル基、または炭素数3
〜12のシクロアルキル基から選ばれることを特徴とする
液晶素子。
6. The method according to claim 5, wherein the compound of the general formula [II]
R 1 and R 2 are the same or different groups, at least one of which is a secondary alkyl group having 3 to 9 carbon atoms, or 3 carbon atoms.
A liquid crystal device characterized by being selected from ~ 12 cycloalkyl groups.
【請求項7】請求項第5項において、一般式〔II〕の
R1、R2が、同一もしくは異なる基であって、少なくとも
一方がフッ素置換アルキル基からなることを特徴とする
液晶素子。
7. The method according to claim 5, wherein the compound of the general formula [II]
A liquid crystal element, wherein R 1 and R 2 are the same or different groups and at least one is a fluorine-substituted alkyl group.
【請求項8】請求項第5項において、一般式〔II〕の
R1、R2が、イソプルピル基、シクロヘキシル基、または
その誘導体から選ばれる一種以上であることを特徴とす
る液晶素子。
8. The method according to claim 5, wherein the compound of the general formula [II] is
A liquid crystal element, wherein R 1 and R 2 are one or more selected from an isopropyl group, a cyclohexyl group, or a derivative thereof.
【請求項9】請求項第5項において、ポリフマル酸エス
テルまたはこれらの共重合体の表面張力が、8〜40dyn/
cmの範囲であることを特徴とする液晶素子。
9. The surface tension of polyfumaric acid ester or a copolymer thereof according to claim 5, wherein the surface tension is 8 to 40 dyn /
A liquid crystal element characterized by having a range of cm.
【請求項10】一対の電極基板、配向膜及び液晶を包含
する液晶素子の配向膜用コーティング組成物であって、
該組成物が下記一般式〔II〕で示される、ポリフマル酸
エステルまたはこれらの共重合体を少なくとも含むポリ
マーと、含ハロゲン有機溶媒からなることを特徴とする
液晶素子配向膜用コーティング用組成物。 (式中、R1、R2は同一もしくは異なる基であって、直鎖
状または分岐状のアルキル基、シクロアルキル基、ハロ
ゲン化アルキル基、シルアルキル基、シロキサニルアル
キル基から選ばれる少なくとも一種の有機基を示す。)
10. A coating composition for an alignment film of a liquid crystal device, which comprises a pair of electrode substrates, an alignment film and a liquid crystal,
A coating composition for a liquid crystal element alignment film, which comprises a polymer containing at least a polyfumarate ester or a copolymer thereof represented by the following general formula [II], and a halogen-containing organic solvent. (In the formula, R 1 and R 2 are the same or different groups, and are at least one selected from a linear or branched alkyl group, a cycloalkyl group, a halogenated alkyl group, a silalkyl group, and a siloxanylalkyl group. Represents an organic group of.)
【請求項11】請求項第10項において、含ハロゲン有機
溶媒が、含フッ素有機溶媒であることを特徴とする液晶
素子配向膜用コーティング用組成物。
11. The coating composition for a liquid crystal device alignment film according to claim 10, wherein the halogen-containing organic solvent is a fluorine-containing organic solvent.
【請求項12】請求項第10項において、ポリフマル酸エ
ステル類の濃度が、0.1重量%〜30重量%の範囲である
ことを特徴とする液晶素子配向膜用コーティング用組成
物。
12. The coating composition for liquid crystal device alignment film according to claim 10, wherein the concentration of the polyfumaric acid ester is in the range of 0.1% by weight to 30% by weight.
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