(57)【要約】【課題】耐光性に優れた高透明化が達成でき、印刷性や密着性に優れた液晶配向膜および表示むらの低減やコントラスト比の向上など、光による劣化を防止する液晶表示素子を提供する。【解決手段】可溶性ポリイミドからなる液晶配向膜において、可溶性ポリイミドは、イミド環含有オリゴマであって、下記一般式（１）、【化２６】2004245869.tif 000027（Ｘは、環状、線状または環状と線状構造を有する４価の脂肪族残基であり、Ｙは、環状、績状または環状と線状構造を有する２価の脂肪族残基を示す。）の繰り返し単位を有する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
可溶性ポリイミドからなる液晶配向膜において、
前記可溶性ポリイミドは、イミド環含有オリゴマであって、下記一般式（１）、
【化１】
2004245869.tif 000019
（Ｘは、環状、線状または環状と線状構造を有する４価の脂肪族残基であり、Ｙは、環状、績状または環状と線状構造を有する２価の脂肪族残基を示す。）の繰り返し単位を有することを特徴とする液晶配向膜。
【請求項２】
前記イミド環含有オリゴマは、ラクトン系の重合触媒を用いて加熱した極性溶媒中でジアミンとテトラカルボン酸二無水物を反応させることにより、直接イミド化したものであることを特徴とする請求項１記載の液晶配向膜。
【請求項３】
前記可溶性ポリイミドは、重量平均分子量が２０，０００以下であることを特徴とする請求項１記載の液晶配向膜。
【請求項４】
前記可溶性ポリイミドは、環状、線状または環状と線状構造を有する２価の脂肪族残基Ｙとして、下記一般式（２）で示す単位、
【化２】
2004245869.tif 000020
または、この異性体を含むことを特徴とする請求項２記載の液晶配向膜。
【請求項５】
可溶性ポリイミドからなる配向膜と電極とを備えた一対の基板間に液晶層を有する液晶表示素子において、
前記可溶性ポリイミドは、イミド環含有オリゴマであって、下記一般式（１）、
【化３】
2004245869.tif 000021
（Ｘは、環状、線状または環状と線状構造を有する４価の脂肪族残基でありＹは、環状、線状または環状と線状構造を有する２価の脂肪族残基を示す。）の繰り返し単位を有することを特徴とする液晶表示素子。
【請求項６】
前記イミド環含有オリゴマは、ラクトン系の重合触媒を用いて加熱した極性溶媒中でジアミンとテトラカルボン酸二無水物を反応させることにより、直接イミド化したものであることを特徴とする請求項５記載の液晶表示素子。
【請求項７】
前記可溶性ポリイミドは、重量平均分子量が２０，０００以下であることを特徴とする請求項５記載の液晶表示素子。
【請求項８】
前記可溶性ポリイミドは、環状、線状または環状と線状構造を有する２価の脂肪族残基Ｙとして、下記一般式（２）で示す単位、
【化４】
2004245869.tif 000022
、またはこの異性体を含むことを特徴とする請求項５記載の液晶表示素子。
【請求項９】
反射ミラーを備えた画素電極、または反射ミラーを兼ねた画素電極とスイッチング素子を有する画素を行および列状に複数個配列し、前記反射ミラー上に可溶性ポリイミドからなる第１の配向膜を設けたアクティブマトリックス基板と、可溶性ポリイミドからなる第２の配向膜と透明電極を備え前記アクティブマトリックス基板と所定の間隔で対向配置された透明基板と、前記アクティブマトリックス基板および前記透明基板間に充填された液晶層とを備えた反射型液晶素子において、
前記可溶性ポリイミドは、イミド環含有オリゴマであって、下記一般式（１）、
【化５】
2004245869.tif 000023
（Ｘは、環状、線状または環状と線状構造を有する４価の脂肪族残基であり、Ｙは、環状、線状または環状と線状構造を有する２価の脂肪族残基である。）の繰り返し単位を有することを特徴とする液晶表示素子。
【請求項１０】
前記イミド環含有オリゴマは、ラクトン系の重合触媒を用いて加熱した極性溶媒中でジアミンとテトラカルボン酸二無水物を反応させることにより、直接イミド化したものであることを特徴とする請求項７記載の液晶表示素子。
【請求項１１】
前記可溶性ポリイミドは、重量平均分子量が２０，０００以下であることを特徴とする請求項７記載の液晶表示素子。
【請求項１２】
前記可溶性ポリイミドは、環状、線状または環状と線状構造を有する２価の脂肪族残基Ｙとして、下記一般式（２）で示す単位、
【化６】
2004245869.tif 000024
、またはこの異性体を含むことを特徴とする請求項７記載の液晶表示素子。
【請求項１３】
透明な画素電極とスイッチング素子を有する画素を行および列状に複数個配列し、前記透明な画素電極上に可溶性ポリイミドからなる第１の配向膜を設けたアクティブマトリックス基板と、可溶性ポリイミドからなる第２の配向膜を設けた透明電極を備え前記アクティブマトリックス基板と所定の間隔で対向配置された透明基板と、前記アクティブマトリックス基板および前記透明基板間に充填された液晶層とを備えた透過型液晶素子において、
可溶性ポリイミドは、イミド環含有オリゴマであって、下記一般式（１）
【化７】
2004245869.tif 000025
（Ｘは、環状、線状または環状と線状構造を有する４価の脂肪族残基であり、Ｙは、環状、線状または環状と線状構造を有する２価の脂肪族残基である。）の繰り返し単位を有することを特徴とする液晶表示素子。
【請求項１４】
前記イミド環含有オリゴマは、ラクトン系の重合触媒を用いて加熱した極性溶媒中でジアミンとテトラカルボン酸二無水物を反応させることにより、直接イミド化したものであることを特徴とする請求項１１記載の液晶表示素子。
【請求項１５】
前記可溶性ポリイミドは、重量平均分子量が２０，０００以下であることを特徴とする請求項１１記載の液晶表示素子。
【請求項１６】
前記可溶性ポリイミドは、環状、線状または環状と線状構造を有する２価の脂肪族残基Ｙとして、下記一般式（２）で示す単位、
【化８】
2004245869.tif 000026
、またはこの異性体を含むことを特徴とする請求項１１記載の液晶表示素子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、可溶性ポリイミドからなる液晶配向膜および液晶表示素子に関し、特に、光による劣化を抑止できる耐光性に優れた液晶配向膜、およびこの液晶配向膜を用いて形成され、液晶プロジェクタのように高強度の光線を発生する光源を使用する装置に適した反射型または透過型の液晶表示素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ネマチック液晶の配向制御法として、ポリイミドからなる液晶配向膜をラビングして液晶分子へ配向性を付与する方法が広く用いられ、透明電極付き基板に液晶をサンドイッチ構造にした液晶表示素子が知られている。また、従来より液晶配向剤として、芳香族系のジアミンを反応させて得たポリアミック酸溶液タイプまたはポリイミド溶液タイプを主成分として含有する組成物が用いられている（例えば、特許文献１〜９参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平５−２７２４４号公報（（０００９）〜（００１３））
【特許文献２】
特開平５−４３６８８号公報（（００１２）〜（００１５））
【特許文献３】
特開平６―８２７９４号公報（（００１２））
【特許文献４】
特開平７−４９５０１号公報（（０００９）〜（００１８））
【特許文献５】
特開平８−１０００６１号公報（（０００６））
【特許文献６】
特開平９−１７６３１５号公報（（００１０）〜（００１４））
【特許文献７】
特開平１１―８４３９１号公報（（００１０）〜（００１４））
【特許文献８】
特開２００１−２２８４８３号公報（（００１３）〜（００１６））
【特許文献９】
特開２００２−２０４８７号公報（（００１１）〜（００１３））
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の液晶配向剤は、分子内に存在する芳香環により高透明化が達成できないため、高強度の光線を発生する光源を使用する液晶プロジェクタに適用した場合、長時間表示すると不均一な表示むらの発生やコントラスト比の低下など、光による劣化、すなわち、耐光性が不足するという問題がある。
【０００５】
また、ポリイミド溶液タイプの液晶配向剤は、イミド閉環された材料であるため、高分子量化が進みすぎると印刷性や密着性が劣るという問題がある。
【０００６】
従って、本発明の目的は、耐光性に優れた高透明化が達成でき、印刷性や密着性に優れた液晶配向膜、および表示むらの低減やコントラスト比の向上など、光による劣化を防止する液晶表示素子を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するため、可溶性ポリイミドからなる液晶配向膜において、前記可溶性ポリイミドは、イミド環含有オリゴマであって、下記一般式（１）、
【化９】
2004245869.tif 000002
（Ｘは、環状、線状または環状と線状構造を有する４価の脂肪族残基であり、Ｙは、環状、績状または環状と線状構造を有する２価の脂肪族残基を示す。）の繰り返し単位を有することを特徴とする液晶配向膜を提供する。
【０００８】
この構成によれば、配向膜は、分子内に芳香族を含まないため、耐光性に優れた高透明化が達成でき、液晶表示素子に適用して高強度の光線を発生する液晶プロジェクタに使用する場合には、不均一な表示むらの低減やコントラスト比の向上など、光による劣化を防止できる。
【０００９】
また、本発明は、上記目的を達成するため、可溶性ポリイミドからなる配向膜と電極とを備えた一対の基板間に液晶層を有する液晶表示素子において、前記可溶性ポリイミドは、イミド環含有オリゴマであって、下記一般式（１）、
【化１０】
2004245869.tif 000003
（Ｘは、環状、線状または環状と線状構造を有する４価の脂肪族残基でありＹは、環状、線状または環状と線状構造を有する２価の脂肪族残基を示す。）の繰り返し単位を有することを特徴とする液晶表示素子を提供する。
【００１０】
この構成によれば、配向膜は、分子内に芳香族を含まないため、耐光性に優れた高透明化が達成でき、液晶表示素子に適用して高強度の光線を発生する液晶プロジェクタに使用する場合には、不均一な表示むらの低減やコントラスト比の向上など、光による劣化を防止できる。
【００１１】
また、本発明は、上記目的を達成するため、反射ミラーを備えた画素電極、または反射ミラーを兼ねた画素電極とスイッチング素子を有する画素を行および列状に複数個配列し、前記反射ミラー上に可溶性ポリイミドからなる第１の配向膜を設けたアクティブマトリックス基板と、可溶性ポリイミドからなる第２の配向膜と透明電極を備え前記アクティブマトリックス基板と所定の間隔で対向配置された透明基板と、前記アクティブマトリックス基板および前記透明基板間に充填された液晶層とを備えた反射型液晶素子において、前記可溶性ポリイミドは、イミド環含有オリゴマであって、下記一般式（１）、
【化１１】
2004245869.tif 000004
（Ｘは、環状、線状または環状と線状構造を有する４価の脂肪族残基であり、Ｙは、環状、線状または環状と線状構造を有する２価の脂肪族残基である。）の繰り返し単位を有することを特徴とする液晶表示素子を提供する。
【００１２】
この構成によれば、耐光性に優れ、高透明化が達成できた配向膜を得ることができるので、液晶表示素子を高強度の光線を発生する液晶プロジェクタに適用する場合、不均一な表示むらの低減やコントラスト比の向上など、光による劣化を防止できる。また、イミド環含有オリゴマとして、例えば重量平均分子量を２０，０００以下に押えることにより、印刷性や密着性を満足することができる。
【００１３】
さらに、本発明は、上記目的を達成するため、透明な画素電極とスイッチング素子を有する画素を行および列状に複数個配列し、前記透明な画素電極上に可溶性ポリイミドからなる第１の配向膜を設けたアクティブマトリックス基板と、可溶性ポリイミドからなる第２の配向膜を設けた透明電極を備え前記アクティブマトリックス基板と所定の間隔で対向配置された透明基板と、前記アクティブマトリックス基板および前記透明基板間に充填された液晶層とを備えた透過型液晶素子において、可溶性ポリイミドは、イミド環含有オリゴマであって、下記一般式（１）
【化１２】
2004245869.tif 000005
（Ｘは、環状、線状または環状と線状構造を有する４価の脂肪族残基であり、Ｙは、環状、線状または環状と線状構造を有する２価の脂肪族残基である。）の繰り返し単位を有することを特徴とする液晶表示素子を提供する。
【００１４】
この構成によれば、耐光性に優れ、高透明化が達成できた配向膜を用いるので、液晶表示素子を高強度の光線を発生する液晶プロジェクタに適用する場合、不均一な表示むらの低減やコントラスト比の向上など、光による劣化を防止できる。また、イミド環含有オリゴマとして、例えば重量平均分子量を２０，０００以下に押えることにより、印刷性や密着性を満足することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の実施の形態に係る液晶配向膜について説明する。この液晶配向膜は、可溶性ポリイミドからなる液晶配向膜において、可溶性ポリイミドは、イミド環含有オリゴマであって、下記一般式（１）、
【化１３】
2004245869.tif 000006
（Ｘは、環状、線状または環状と線状構造を有する４価の脂肪族残基であり、Ｙは、環状、績状または環状と線状構造を有する２価の脂肪族残基を示す。）の繰り返し単位を有し、イミド環含有オリゴマは、ラクトン系の重合触媒を用いて加熱した極性溶媒中でジアミンとテトラカルボン酸二無水物を反応させることにより、直接イミド化したものである。上記のテトラカルボン酸二無水物由来の環状、線状または管状と線状構造を有する４価の脂肪族残基Ｘとしては、下記一般式（３）〜（６）で表わされる化合物またはその異性体を挙げることができる。
【化１４】
2004245869.tif 000007
【化１５】
2004245869.tif 000008
【化１６】
2004245869.tif 000009
【化１７】
2004245869.tif 000010
【００１６】
なお、一般式（３）は、ビシクロ（２，２，２）オクト−７−エン−２，３，５，６−テトラカルボン酸二無水物（ＢＣＤ）由来の残基の化学式、一般式（４）は、１，２，３，４−シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物（ＣＰＤＡ）由来の残基の化学式である。
【００１７】
上記ジアミン由来の環状、線状または環状と線状構造を有する２価の脂肪族残基Ｙとしては、下記一般式（７）〜（１４）で表わされる化合物またはその異性体を挙げることができる。
【化１８】
2004245869.tif 000011
【化１９】
2004245869.tif 000012
【化２０】
2004245869.tif 000013
【化２１】
2004245869.tif 000014
【化２２】
2004245869.tif 000015
【化２３】
2004245869.tif 000016
【化２４】
2004245869.tif 000017
【化２５】
2004245869.tif 000018
【００１８】
なお、―般式（７）は、３，３′−ジメチル−４，４′−ジアミノ−ジシクロヘキシルメタン（ＤＭＨＭ）の残基の化学式、一般式（１２）は、３，９−ビス（３−アミノプロピル）−２，４，８，１０−テトラオキサスピロ−（５，５）−ウンデカン（ＡＴＵ）由来の残基の化学式、一般式（１４）は、４，４′−ジアミノジシクロヘキシルメタン（ＣＨＤ）由来の残基の化学式である。
【００１９】
上記可溶性ポリイミドは、ラクトン系の重合触媒を用いて加熱した有機極性溶媒中でテトラカルボン酸二無水物とジアミンを反応させることにより、直接イミド化したイミド環含有オリゴマの液晶配向膜および当該液晶配向膜を用いて形成した液晶表示素子である。
【００２０】
有機溶媒としては、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、スルホラン、ジメチルスルホキシド、アニソール、ジオキソラン、ブチルセルソルブアセテート、テトラメチル尿素、ラクトン系などが挙げられ、これら単独で使用することができるが、２種以上を混合して使用してもよい。
【００２１】
重合触媒としてのラクトン系としては、γ−カプロラクトン、γ−バレロラクトン、β−ブチロラクトン、γ−テトロン酸、γ−フタリド、γ−フタリド酸、γ−クマリンなどが挙げられ、ラクトン系とピリジン、キノリン、Ｎ−メチルモルフォリンなどの塩基化合物との混合物も使用することができる。
【００２２】
テトラカルボン酸二無水物とジアミンを有機溶媒中で反応させて得られたポリイミドを有機溶媒で希釈することにより、液晶配向膜材を得ることができる。配向膜材には基板との密着性を向上させるため、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、δ−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルトリメトキシシランなどのアミノ系シランカップリング剤、エポキシ系シランカップリング剤、チタネートカップリング剤、アルミニウムアルコレート、アルミニウムキレート、ジルコニウムキレートなどの表面処理剤、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂を少量混合もしくは反応することもできる。配向膜の形成は一般的なスピン塗布法、印刷法、浸漬法、刷毛塗り、ロールコータ法、スプレー法などによって行うことができる。
【００２３】
液晶としては、例えば４−置換フェニル−４′−置換シクロヘキサン、４−置換シクロヘキシル−４′−置換シクロヘキサン、４−置換フェニル−４′−置換ジシクロヘキサン、４−置換ジシクロヘキシル−４′−置換ジフェニル、４−置換−４′−置換ターフェニル、４−置換ビフェニル−４′−置換シクロヘキサン、２−（４−置換フェニル）−５−ピリミジン、２−（４−置換ジオキサン）−５−フェニル、４−置換安息香酸−４′−フェニルエステル、４−置換シクロヘキサンカルボン酸−４′−置換フェニルエステル、４−置換シクロヘキサンカルボン酸−４′−置換ビフェニルエステル、４−（４−置換シクロヘキサンカルボニルオキシ）安息香酸−４′−置換フェニルエステル、４−（４−置換シクロヘキシル）安息香酸−４′−置換フェニルエステル、４−（４−置換シクロヘキシル）安息香酸−４′−置換シクロヘキシルエステル、４−置換−４′−置換ビフェニル、４−置換シクロヘキシルー４′−置換フェニルジオキサン、４−置換シクロヘキシル−４′−置換フェニルピリミジンなどを挙げることができ、これらの化合物の中でも少なくとも分子の一方の末端にアルキル基、アルコキシ基、アルコキシメチレン基、シアノ基、フッ素基、ジフッ素基、トリフッ素基を有する多成分系の混合液晶組成物が用いられる。
【００２４】
ジアミンとしては、例えば３，３′−ジメチル−４，４′−ジアミノ−ジシクロヘキシルメタン（ＤＭＨＭ）などを挙げることができる。
【００２５】
この第１の実施の形態によれば、一般式（３）〜（６）で表わされる化合物で代表される環状、線状または環状と線状構造を有する４価の脂肪族残基を有するテトラカルボン酸二無水物と、一般式（７）〜（１４）で表わされる化合物で代表される環状、線状または環状と線状構造を有する２価の脂肪族残基を有するジアミンを反応成分として使用しているので、耐光性に優れた液晶表示素子を実現できる。また、このようなテトラカルボン酸二無水物とジアミンの組み合わせは、高い透明性を実現する上でも有用である。さらに、一般式（７）で表わされる化合物を使用することにより、高いプレチルト角の液晶表示素子を実現することができる。
【００２６】
図１は、本発明の第２の実施の形態に係る反射型液晶表示素子を適用した液晶プロジェクタを示す。この液晶プロジェクタは、アクティブマトリックス基板１２と、対向ガラス基板１３との間に液晶層８を配置してセルを構成してなる液晶表示素子と、位相板１４と、偏光子および検光子を兼ねた偏光ビームスプリッタ１５とを有する。アクティブマトリックス基板１２は、単結晶シリコン基板１上に各々が独立して配置されたＭＯＳ（Ｍｅｔａｌ  ０ｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）トランジスタ２、反射板を兼ねた反射画素電極４、ＭＯＳトランジスタ２を駆動する信号配線および反射画素電極４とＭＯＳトランジスタ２を電気的に接続する配線等からなる配線層３、保護膜である誘電体謨５、および配向膜６で構成される。対向ガラス基板１３は、配向膜９、透明電極１０を有するガラス基板１１で構成される。
【００２７】
反射型アクティブマトリック基板１２は、単結晶シリコン基板１上に液晶駆動用能動素子としてＭＯＳトランジスタ２を形成したものである。なお、液晶層８は、アクティブマトリックス基板１２と対向ガラス基板１３との間に配置された柱状のスペーサ７によってその層厚を均一に保持されている。
【００２８】
ＭＯＳトランジスタ２は、シリコン基板、ｐ型ウエハの上にソース拡散層、ソース電極、ドレイン拡散層、ドレイン電極、ポリシリコンゲートなどから形成され、層間絶縁のためにスピンオングラス絶縁層を設けている。
【００２９】
反射画素電極４の材料としては、可視光領域での反射率の良好な金属、例えば、アルミニウムあるいは銀などが挙げられる。この反射画素電極４は、平坦な面上に形成した方が安定した膜形成が可能であり、かつ、良好な反射特性を得ることができるため、反射画素電極４の下地として設ける絶縁層は、表面研磨し平坦化しておくことが望ましい。
【００３０】
この第２の実施の形態によれば、アクティブマトリックス基板１２および対向ガラス基板１３の配向膜６，９は、分子内に芳香族を含まないため、不均一な表示むらの低減、コントラストの向上等、光による劣化を防止できる。
【００３１】
図２は、本発明の第３の実施の形態に係る透過型液晶表示素子を適用した２灯３板式の液晶プロジェクタの光学系を示す。この液晶プロジェクタは、平行光を出射する照明装置２１と、照明２１から出射された平行光をインテグレータレンズ２４、偏光変換装置２５および集光レンズ２６を介して導入し、赤色光を透過させ、シアン色光を反射する第１ダイクロイックミラー２７と、第１ダイクロイックミラー２７で反射したシアン色光を凹レンズ３４を介して導入し、青色光を透過させ、緑色光を反射する第２ダイクロイックミラー３５と、第１ダイクロイクミラー２７を透過した赤色光を凹レンズ２８、反射ミラー２９、レンズ３０および透過型の赤色光用液晶ライトバルブ３１を介し、第２ダイクロイックミラー３５で反射した緑色光をレンズ３６および透過型の緑色用液晶ライトバルブ３２を介し、第２ダイクロイックミラー３５を透過した青色光をリレーレンズ３７、全反射ミラー３８、リレーレンズ３９、反射ミラー４０、リレーレンズ４１および透過型の青色光用液晶ライトバルブ３３を介してそれぞれ導入して合成するダイクロイックプリズム４２と、ダイクロイックプリズム４２によって合成されたカラー映像光をスクリーン４４上に拡大投写する投写レンズ４３とを有する。照明装置２１は、横並びに配置された二つの光源２１Ａ、２１Ｂから成る。各光源における発光部２２は、超高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ等から成り、その照射光はパラボラリフレクタ２３によって平行光となって出射され、インテグレータレンズ２４へと導かれる。
【００３２】
インテグレータレンズ２４は、一対のレンズ群から構成されており、図において左側半分は光源２１Ａから出射された光を液晶ライトバルブ３１，３２，３３の前面に導き、右側半分は光源２１Ｂから出射された光を液晶ライトバルブ３１，３２，３３の前面に導くことになる。インテグレータレンズ２４を経た光は、偏光変換装置２５、集光レンズ２６を経た後、第一ダイクロイックミラー２７（２７Ａ、２７Ｂ）へと導かれることになる。
【００３３】
偏光変換装置２５は、複数の偏光ビームスプリッタアレイ（以下、「ＰＢＳアレイ」という）によって構成されている。ＰＢＳアレイは、偏光分離膜と位相差板（１／２λ板）とを備える（いずれも図示せず）。偏光分離膜は、インテグレータレンズ２４からの光のうち例えばＰ偏光を通過させ、Ｓ偏光を９０°光路変更して反射、出射する。ＰＢＳアレイを通過したＰ偏光はその前側（光出射側）に設けている位相差板によってＳ偏光に変換されて出射される。すなわち、ほぼ全ての光はＳ偏光に変換されるようになっている。
【００３４】
第一ダイクロイックミラー２７は、赤色波長帯域の光を通過し、シアン（緑＋青）の波長帯域の光を反射する。第一ダイクロイックミラー２７は第一分割部２７Ａと第二分割部２７Ｂとから成る。第一ダイクロイックミラー２７を透過した赤色波長帯域の光は、凹レンズ２８を経て反射ミラー２９にて反射されて光路を変更される。反射ミラー２９にて反射された赤色光はレンズ３０を経て赤色光用の透過型の液晶ライトバルブ３１を通過することによって光変調される。一方、第一ダイクロイックミラー２７にて反射したシアンの波長帯域の光は、凹レンズ３４を経て第二ダイクロイックミラー３５に導かれる。
【００３５】
第二ダイクロイックミラー３５は、青色波長帯域の光を透過し、緑色波長帯域の光を反射する。第二ダイクロイックミラー３５にて反射した緑色波長帯域の光は、レンズ３６を経て緑色光用の透過型の液晶ライトバルブ３２に導かれ、これを透過することで光変調される。また、第二ダイクロイックミラー３５を透過した青色波長帯域の光は、リレーレンズ３７、全反射ミラー３８、リレーレンズ３９、反射ミラー４０およびリレ―レンズ４１を経て青色光用の透過型の液晶ライトバルブ３３に導かれ、これを透過することで光変調される。
【００３６】
各液晶ライトバルブ３１、３２、３３は、入射側偏光板３１ａ、３２ａ、３３ａと一対のガラス基板（画素電極や配向膜を形成してある）間に液晶を封入して成るパネル部３１ｂ、３２ｂ、３３ｂと、出射側偏光板３１ｃ、３２ｃ、３３ｃを備えて成る。液晶ライトバルブ３１、３２、３３を経ることで変調された変調光（各色映像光）は、ダイクロイックプリズム４２により合成されてカラー映像光となる。このカラー映像光は投写レンズ４３によって拡大投写され、スクリーン４４上に投影表示される。
【００３７】
この第３の実施の形態によれば、液晶ライトバルブ３１，３２，３３に設けられた配向板は、分子内に芳香族を含まないため、カラー投影像の不均一な表示むらの低減、コントラストの向上等、光による劣化を防止できる。
【００３８】
なお、本発明の配向膜は、上記の配向膜に使用するだけでなく、カラーフィルター部、電極部の両方または一方に適用することもできる。
【００３９】
【実施例】
以下、本発明の実施例を比較例と共に説明する。
【００４０】
（実施例１）
この実施例１では、１，２，３，４−シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物（ＣＰＤＡ）８．４１ｇと３，３′−ジメチル−４，４′−ジアミノ−ジシクロヘキシルメタン（ＤＭＨＭ）９．５４ｇをＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）６６ｇに溶解させ、生成水を除去するための共沸溶媒としてトルエンを２５ｇ、イミド化触媒としてγ−カプロラクトンを０．４６ｇ、ピリジンを０．６３ｇ加え、常温で窒素雰囲気下で１０分間撹拌した後、１８０℃に昇温して３時間撹拌反応を行うことにより直接イミド化したイミド環含有オリゴマを有し、重量平均分子量が１５，０００の可溶性ポリイミド溶液を得た。次に、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）を加えて固形分濃度５重量％の溶液とし、この溶液を孔径１μｍのフィルタで濾過して液晶配向膜材の溶液を調整した。
【００４１】
この溶液を、液晶配向膜塗布用印刷機を用いて配向膜未形成の対向ガラス基板、反射基板および透明基板に塗布し、１００℃で３０分加熱した後２２０°Ｃで３０分間加熱し、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）を揮発させると共にポリイミドで厚さ８００Å（オングストローム）の配向膜を形成した。対向ガラス基板と反射基板（いずれも配向膜を形成したもの）の間、および対向ガラス基板と透明基板（いずれも配向膜を形成したもの）の間にネマチック液晶およびスペーサ材を封入し、反射型液晶表示素子および透過型液晶表示素子をそれぞれ作製した。
【００４２】
この実施例１によれば、各液晶表示素子に５Ｗ／ｃｍ２のエネルギー光を５００時間照射したところ、液晶表示素子のコントラスト比は、初期の値である５００：１に対して殆んど低下が認められず、耐光性が非常に優れていることを確認した。本実施例は、ポリイミド溶液タイプの可溶性ポリイミドを液晶配向膜に使用しても、印刷性や密着性が良好であることを確認した。また、直接イミド化したイミド環含有オリゴマからなるポリイミド溶液タイプは常温保存しても粘度変化が発生せず、ポリアミック酸溶液タイプなどのポリイミドに比して非常に優れている。さらに、ラクトン系のイミド化重合触媒を用いており、重合反応時にヒドロキシカルボン酸となって重合触媒作用をなし、反応終了後は元のラクトン系溶媒に戻るのでワニス状態でもポリマの変質が少なく、かつ、乾燥後に揮発して酸が残留しないので、重合物の沈殿、洗浄、乾燥工程が不要になるなど工業的利点を有している。
【００４３】
（実施例２）
この実施例２では、ビシクロ（２，２，２）オクト−７−エン−２，３，５，６−テトラカルボン酸二無水物（ＢＣＤ）９．９６ｇと３，３′−ジメチル−４，４′−ジアミノ−ジシクロヘキシルメタン（ＤＭＨＭ）９．５４ｇをＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）７０ｇに溶解させ、生成水を除去するための共沸溶媒としてトルエンを２５ｇ、イミド化触媒としてγ−カプロラクトンを０．４６ｇ、ピリジンを０．６３ｇ加え、常温で窒素雰囲気下で１０分間撹拌した後、１８０℃に昇温して３時間撹拌反応を行うことにより直接イミド化したイミド環含有オリゴマを有し、重量平均分子量が１２，０００の可溶性ポリイミド溶液を得た。次に、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）を加えて固形分濃度５重量％の溶液とし、この溶液を孔径１μｍのフィルタで濾過して液晶配向膜材の溶液を調整した。
【００４４】
この溶液を、液晶配向膜塗布用印刷機を用いて配向膜未形成の対向ガラス基板、反射基板および透明基板に塗布し、１００℃で３０分加熱した後２００℃で３０分間加熱し、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）を揮発させると共にポリイミドで厚さ６００Å（オングストローム）の配向膜を形成した。対向ガラス基板と反射基板（いずれも配向膜を形成したもの）の間、および対向ガラス基板と透明基板（いずれも配向膜を形成したもの）の間にネマチック液晶およびスペーサ材を封入し、反射型液晶表示素子および透過型液晶表示素子をそれぞれ作製した。
【００４５】
この実施例２によれば、各液晶表示素子に５Ｗ／ｃｍ２のエネルギー光を５００時間照射したところ、液晶表示素子のコントラスト比は、初期の値である５００：１に対して殆んど低下が認められず、耐光性が非常に優れていることを確認した。
【００４６】
（実施例３）
この実施例３では、１，２，３，４−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物（ＣＢＴＡ）７．８４ｇと３，３′−ジメチル−４，４′−ジアミノ−ジシクロヘキシルメタン（ＤＭＨＭ）９．５４ｇをＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）６８ｇに溶解させ、生成水を除去するための共沸溶媒としてトルエンを２５ｇ、イミド化触媒としてγ−カプロラクトンを０．４６ｇ、ピリジンを０．６３ｇ加え、常温で窒素雰囲気下で１０分間撹拌した後、１８０℃に昇温して３時間撹拌反応を行うことにより直接イミド化したイミド環含有オリゴマを有し、重量平均分子量が１８，０００の可溶性ポリイミド溶液を得た。次に、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）を加えて固形分濃度５重量％の溶液とし、この溶液を孔径１μｍのフィルタで濾過して液晶配向膜材の溶液を調整した。
【００４７】
この溶液を、液晶配向膜塗布用印刷機を用いて配向膜未形成の対向ガラス基板、反射基板および透明基板に塗布し、１００℃で３０分加熱した後２５０℃で３０分間加熱し、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）を揮発させると共にポリイミドで厚さ９００Å（オングストロ一ム）の配向膜を形成した。対向ガラス基板と反射基板（いずれも配向膜を形成したもの）の間、および対向ガラス基板と透明基板（いずれも配向膜を形成したもの）の間にネマチック液晶およびスペーサ材を封入し、反射型液晶表示素子および透過型液晶表示素子をそれぞれ作製した。
【００４８】
この実施例３によれば、各液晶表示素子に５Ｗ／ｃｍ２のエネルギー光を５００時間照射したところ、液晶表示素子のコントラスト比は、初期の値である５００：１に対して殆んど低下が認められず、耐光性が非常に優れていることを確認した。
【００４９】
（実施例４）
この実施例４では、１，２，３，４−シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物（ＣＰＤＡ）４．２１ｇとビシクロ（２，２，２）オクト−７−エン−２，３，５，６−テトラカルボン酸二無水物４．９８ｇと３，３′−ジメチル−４，４′−ジアミノ−ジシクロヘキシルメタン（ＤＭＨＭ）４．７７ｇと３，９−ビス（３−アミノプロピル）−２，４，８，１０−テトラオキサスピロ−（５，５）ウンデカン（ＡＴＵ）５．４９ｇをＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）６８ｇに溶解させ、生成水を除去するための共沸溶媒としてトルエンを２５ｇ、イミド化触媒としてγ−カプロラクトンを０．４６ｇ、ピリジンを０．６３ｇ加え、常温で窒素雰囲気下で１０分間撹拌した後、１８０℃に昇温して３時間撹拌反応を行うことにより直接イミド化したイミド環含有オリゴマを有し、重量平均分子量が１９，５００の可溶性ポリイミド溶液を得た。次に、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）を加えて固形分濃度５重量％の溶液とし、この溶液を孔径１μｍのフィルタで濾過して液晶配向膜材の溶液を調整した。
【００５０】
この溶液を、液晶配向膜塗布用印刷機を用いて配向膜未形成の対向ガラス基板、反射基板および透明基板に塗布し、１００℃で３０分加熱した後２２０℃で３０分間加熱し、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）を揮発させると共にポリイミドで厚さ７００Å（オングストローム）の配向膜を形成した。対向ガラス基板と反射基板（いずれも配向膜を形成したもの）の間、および対向ガラス基板と透明基板（いずれも配向膜を形成したもの）の間にネマチック液晶およびスペーサ材を封入し、反射型液晶表示素子および透過型液晶表示素子をそれぞれ作製した。
【００５１】
この実施例４によれば、各液晶表示素子に５Ｗ／ｃｍ２のエネルギー光を５００時間照射したところ、液晶表示素子のコントラスト比は、初期の値である５００：１に対して殆んど低下が認められず、耐光性が非常に優れていることを確認した。
【００５２】
（実施例５）
この実施例５では、１，２，３，４−シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物（ＣＰＤＡ）８．４１ｇと３，３′−ジメチル−４，４′−ジアミノ−ジシクロヘキシルメタン（ＤＭＨＭ）４．７７ｇと４，４′−ジアミノジシクロヘキシルメタン（ＣＨＤ）２．２８ｇをＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）６８ｇに溶解させ、生成水を除去するための共沸溶媒としてトルエンを２５ｇ、イミド化触媒としてγ−カプロラクトンを０．４６ｇ、ピリジンを０．６３ｇ加え、常温で窒素雰囲気下で１０分間撹拌した後、１８０℃に昇温して２時間撹拌反応を行うことにより直接イミド化したイミド環含有オリゴマを有し、重量平均分子量が１４，０００の可溶性ポリイミド溶液を得た。次に、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）を加えて固形分濃度５重量％の溶液とし、この溶液を孔径１μｍのフィルタで濾過して液晶配向膜材の溶液を調整した。
【００５３】
この溶液を、液晶配向膜塗布用印刷機を用いて配向膜未形成の対向ガラス基板、反射基板および透過基板に塗布し、１００℃で３０分加熱した後１９０℃で３０分間加熱してＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）を揮発させると共にポリイミドで厚さ４００Å（オングストローム）の配向膜を形成した。対向ガラス基板と反射基板（いずれも配向膜を形成したもの）の間、および対向ガラス基板と透明基板（いずれも配向膜を形成したもの）の間にネマチック液晶およびスペーサ材を封入し、反射型液晶表示素子および透過型液晶表示素子をそれぞれ作製した。
【００５４】
この実施例５によれば、各液晶表示素子に５Ｗ／ｃｍ２のエネルギー光を５００時間照射したところ、液晶表示素子のコントラスト比は、初期の値である５００：１に対して殆んど低下が認められず、耐光性が非常に優れていることが確認された。
【００５５】
（実施例６）
この実施例６では、１，２，３，４−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物（ＣＢＴＡ）７．８４ｇと３，３′−ジメチル−４，４′−ジアミノ−ジシクロヘキシルメタン（ＤＭＨＭ）４．７７ｇと４，４′−ジアミノジシクロヘキシルメタン（ＣＨＤ）２．２８ｇをＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）６８ｇに溶解させ、生成水を除去するための共沸溶媒としてトルエンを２５ｇ、イミド化触媒としてγ−カプロラクトンを０．４６ｇ、ピリジンを０．６３ｇ加え、常温で窒素雰囲気下で１０分間撹拌した後、１８０℃に昇温して３時間撹梓反応を行うことにより直接イミド化したイミド環含有オリゴマを有し、重量平均分子量が１１，０００の可溶性ポリイミド溶液を得た。次に、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）を加えて固形分濃度５重量％の溶液とし、この溶液を孔径１μｍのフィルタで濾過して液晶配向膜材の溶液を調整した。
【００５６】
この溶液を、液晶配向膜塗布用印刷機を用いて配向膜未形成の対向ガラス基板、反射基板および透過基板に塗布し、１００℃で３０分加熱した後１９０℃で３０分間加熱してＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）を揮発させると共にポリイミドで厚さ４００Å（オングストロ一ム）の配向膜を形成した。対向ガラス基板と反射基板（いずれも配向膜を形成したもの）の間、および対向ガラス基板と透明基板（いずれも配向膜を形成したもの）の間にネマチック液晶およびスペーサ材を封入し、反射型液晶表示素子および透過型液晶表示素子をそれぞれ作製した。
【００５７】
この実施例６によれば、各液晶表示素子に５Ｗ／ｃｍ２のエネルギー光を５００時間照射したところ液晶表示素子のコントラスト比は、初期の値である５００：１に対して殆んど低下が認められず、耐光性が非常に優れていることが確認された。
【００５８】
実施例１〜６の液晶配向膜についてプレチルト角を測定した。プレチルト角の評価は、ＩＴＯ付きガラス基板上に上記で得た液晶配向材をスピンコート法により塗布、焼付けした後、ラビング処理を施すことで基板とした。この基板をセルギャップ５０μｍで逆平行のホモジニアス配向になるように対向配置して接着剤で固定し、その後真空注入法によりネマチック液晶を注入し、液晶注入口をＵＶ硬化接着剤により封止することで、プレチルト角の評価セルを得た。このようにして得たプレチルト角の評価セルを波長６３３ｎｍのＨｅ−Ｎｅレーザ光を光源として、クリスタルローテーション法により測定した。その結果プレチルト角は実施例１〜６のいずれも約３〜４度であり、比較的高い値であった。
【００５９】
（比較例１）
この比較例１では、ビシクロ（２，２，２）オクト−７−エン−２，３，５，６−テトラカルボン酸二無水物（ＢＣＤ）９．９６ｇと４，４′−ジアミノジフェニルエーテル（ｐ−ＤＡＤＥ）８ｇをＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）７０ｇに溶解させ、生成水を除去するための共沸溶媒としてトルエン２５ｇ、イミド化触媒としてγ−カプロラクトンを０．４６ｇ、ピリジンを０．６３ｇ加え、常温で窒素雰囲気下で１０分間撹拌した後、１８０℃に昇温して２時間撹拌反応を行うことにより、重量平均分子量が４５，０００の可溶性ポリイミド溶液を得た。次に、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）を加えて固形分濃度５重量％の溶液とし、この溶液を孔径１μｍのフィルタで濾過して液晶配向膜材の溶液を調整した。
【００６０】
この溶液を、液晶配向膜塗布用印刷機を用いて配向膜未形成の対向ガラス基板、反射基板および透明基板に塗布した結果、印刷ムラが発生した。その後、１００℃で３０分加熱した後２５０℃で３０分間加熱し、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）を揮発させると共にポリイミドで厚さ８００Å（オングストローム）の配向膜を形成した。対向ガラス基板と反射基板（いずれも配向膜を形成したもの）の間、および対向ガラス基板と透明基板（いずれも配向膜を形成したもの）の間にネマチック液晶およびスペーサ材を封入し、反射型液晶表示素子および透過型液晶表示素子をそれぞれ作製した。
【００６１】
この比較例１によると、各液晶表示素子に５Ｗ／ｃｍ２のエネルギー光を５００時間照射したところ、液晶表示素子のコントラスト比は、初期の値である５００：１に対して１００：１に低下した。
【００６２】
（比較例２）
この比較例２では、ビシクロ（２，２，２）オクト−７−エン−２，３，５，６−テトラカルボン酸二無水物（ＢＣＤ）９．９６ｇと２，２−ビス｛４−（４−アミノフェノキシ）フェニル｝プロパン（ＢＡＰＰ）１６．４ｇをもとに比較例１と同様に重量平均分子量が３５，０００の可溶性ポリイミド溶液を得て、反射型液晶表示素子および透過型液晶表示素子を作製した。
【００６３】
この比較例２によると、各液晶表示素子に５Ｗ／ｃｍ２のエネルギ一光を５００時間照射したところ、液晶表示素子のコントラスト比は、初期の値である５００：１に対して２０：１と大幅に低下した。また、目視観察で表示むらの発生が認められた。
【００６４】
（比較例３）
この比較例３では、１，２，３，４−シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物（ＣＰＤＡ）８．４１ｇと４，４′−ジアミノジフェニルエーテル（ｐ−ＤＡＤＥ）８．０ｇをもとに、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）９０ｇに溶解させ、ポリアミック酸タイプのポリイミド溶液を得て、反射型液晶表示素子および透過型液晶表示素子を作製した。
【００６５】
この比較例３によると、各液晶表示素子に５Ｗ／ｃｍ２のエネルギー光を５００時間照射したところ、液晶表示素子のコントラスト比は、初期の値である５００：１に対して５０：１と大幅に低下した。
【００６６】
（比較例４）
この比較例４では、１，２，３，４−シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物（ＣＰＤＡ）８．４１ｇと２，２−ビス｛４−（４−アミノフェノキシ）フェニル｝プロパン（ＢＡＰＰ）１６．４２ｇをもとに、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）１３０ｇに溶解させ、ポリアミック酸タイプのポリイミド溶液を得て、反射型液晶表示素子および透過型液晶表示素子を作製した。
【００６７】
この比較例４によると、各液晶表示素子に５Ｗ／ｃｍ２のエネルギー光を５００時間照射したところ、液晶表示素子のコントラスト比は、初期の値である５００：１に対して２０：１と大幅に低下した。
【００６８】
【発明の効果】
以上説明してきた通り、本発明によれば、分子内に芳香族を含まない構造とするとともにイミド環含有オリゴマとして、例えば重量平均分子量を２０，０００以下に抑えることとしたため、耐光性に優れた高透明化が達成でき、印刷性や密着性に優れた液晶配向膜を得ることができ、また、表示むらの低減やコントラスト比の向上など、光による劣化を防止する液晶表示素子を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第２の実施の形態に係る反射型液晶表示素子を適用した液晶プロジェクタを示す断面図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態に係る透過型液晶表示素子を適用した液晶ブロジェクタを示す図である。
【符号の説明】
１  単結晶シリコン基板
２  ＭＯＳトランジスタ
３  配線層
４  反射画素電極
５  誘電体膜
６、９  配向膜
７  柱状スペーサ
８  液晶層
１０  透明電極
１１  ガラス基板
１２  アクティブマトリックス基板
１３  対向ガラス基板
１４  位相板
１５  偏光ビームスプリッタ
２１  照明装置
２１Ａ，２１Ｂ  光源
２２  発光部
２３  パラボラリフレクタ
２４  インテグレータレンズ
２５  偏光変換装置
２７  第一ダイクロイックミラー
２７Ａ  第一分割部
２７Ｂ  第二分割部
２８，３４  凹レンズ
２９，４０  反射ミラー
３０，３６  レンズ
３１，３２，３３  液晶ライトバルブ
３１ａ，３２ａ，３３ａ  入射側偏光板
３１ｂ，３２ｂ，３３ｂ  パネル部
３１ｃ，３２ｃ，３３ｃ  出射側偏光板
３５  第二ダイクロイックミラー
３７，３９，４１  リレーレンズ
３８  全反射ミラー
４０  反射ミラー
４２  ダイクロイックプリズム
４３  投写レンズ
４３  スクリーン
【図１】
2004245869.tif 000028
【図２】
2004245869.tif 000029