TWI402310B - A liquid crystal alignment film forming composition, and a liquid crystal display device - Google Patents

A liquid crystal alignment film forming composition, and a liquid crystal display device Download PDF

Info

Publication number
TWI402310B
TWI402310B TW098130575A TW98130575A TWI402310B TW I402310 B TWI402310 B TW I402310B TW 098130575 A TW098130575 A TW 098130575A TW 98130575 A TW98130575 A TW 98130575A TW I402310 B TWI402310 B TW I402310B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
liquid crystal
alignment film
crystal alignment
forming
forming composition
Prior art date
Application number
TW098130575A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201026784A (en
Inventor
Shinichi Terashita
Hiroyuki Hakoi
Ryou Ueda
Koichi Miyachi
Michinori Nishikawa
Eiji Hayashi
Shouichi Nakata
Takahiro Matsumoto
Satoshi Fukuma
Jyun Isayama
Shigeo Shimizu
Original Assignee
Sharp Kk
Jsr Corp
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 Sharp Kk, Jsr Corp filed Critical Sharp Kk
Publication of TW201026784A publication Critical patent/TW201026784A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI402310B publication Critical patent/TWI402310B/zh

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L79/00—Compositions of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon only, not provided for in groups C08L61/00 - C08L77/00
    • C08L79/04—Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain; Polyhydrazides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
    • C08L79/08—Polyimides; Polyester-imides; Polyamide-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G73/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule, not provided for in groups C08G12/00 - C08G71/00
    • C08G73/06—Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain of the macromolecule
    • C08G73/10—Polyimides; Polyester-imides; Polyamide-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
    • C08G73/1042—Copolyimides derived from at least two different tetracarboxylic compounds or two different diamino compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G73/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule, not provided for in groups C08G12/00 - C08G71/00
    • C08G73/06—Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain of the macromolecule
    • C08G73/10—Polyimides; Polyester-imides; Polyamide-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00—Liquid crystal materials
    • C09K19/52—Liquid crystal materials characterised by components which are not liquid crystals, e.g. additives with special physical aspect: solvents, solid particles
    • C09K19/54—Additives having no specific mesophase characterised by their chemical composition
    • C09K19/56—Aligning agents
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1337—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1337—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers
    • G02F1/133711—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers by organic films, e.g. polymeric films
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1337—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers
    • G02F1/13378—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers by treatment of the surface, e.g. embossing, rubbing or light irradiation
    • G02F1/133788—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers by treatment of the surface, e.g. embossing, rubbing or light irradiation by light irradiation, e.g. linearly polarised light photo-polymerisation

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Macromolecular Compounds Obtained By Forming Nitrogen-Containing Linkages In General (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Description

液晶配向膜形成用組合物及液晶顯示裝置
本發明係關於液晶配向膜形成用組合物及液晶顯示裝置。更詳細而言，係關於適於眾多人員所使用之個人數位助理器、個人電腦、文字處理器、娛樂設備、教育用設備、電視裝置等之平面顯示器，利用液晶之快門效果的顯示板、顯示窗、顯示門、顯示壁等具有寬視角之液晶顯示裝置的液晶配向膜形成用組合物及液晶顯示裝置。
液晶顯示裝置利用薄型、輕量及低電力消耗之特長，而應用於範圍較廣之領域中。液晶顯示裝置可藉由如下方式來進行液晶顯示：具備夾持液晶層之一對基板，對設置於液晶層側之基板上的電極適當地施加電壓，而控制液晶層中所含有之液晶分子的配向方向。又，液晶顯示裝置通常具有設置於基板之液晶層側之表面的液晶配向膜(以下，簡稱為「配向膜」)以控制液晶分子之配向方向。
作為構成液晶顯示裝置之配向膜之材料，先前係使用聚醯胺酸、聚醯亞胺、聚醯胺、聚酯等樹脂。其中，聚醯亞胺於有機樹脂之中表現出耐熱性、與液晶之親和性、機械強度等優異之物性，故使用於較多之液晶顯示裝置中。
又，作為配向膜之印刷方法，可舉出旋塗、輥塗、快乾印刷、噴墨印刷等。可較好地用於圖案印刷的是快乾印刷。該方法係將油墨均勻地置於APR版上、而轉印至基板之方法，原理上不易產生膜厚不均。然而，於第6代以上之大面積之基板上印刷時，就產量之觀點而言，較好的是噴墨印刷。
於此種狀況中，揭示有關於利用噴墨印刷而形成配向膜之技術。具體而言，揭示有具有如下特徵之液晶配向膜形成用組合物：於相對於溶媒整體而含有10重量%以上之醯胺化合物之溶媒中，溶解液晶配向膜形成用材料而成(例如，參照專利文獻1)。又，揭示有如下冷凍真空乾燥法：使用噴墨塗佈法，塗佈聚醯亞胺配向膜後，並不加熱基板使溶劑乾燥，而是使基板冷卻，使溶劑冷凍而於真空中使溶劑昇華(例如，參照專利文獻2)。進而，揭示有薄膜形成裝置，其具備：內部至少包括基板搬送台、噴墨頭及噴頭支持結構體之作為噴射塗佈成膜室之真空槽；為了於減壓環境下進行噴射塗佈成膜而使真空槽之內部減壓之減壓機構(例如，參照專利文獻3)。
又，關於耐熱性、耐化學藥品性、與玻璃基板或彩色濾光片之密接性、透明性、印刷性等特性良好，且配向性及平坦化性優異之液晶用保護膜兼配向膜，揭示有包含如下聚醯亞胺膜之液晶用保護膜兼配向膜，該聚醯亞胺膜係將包含含有重量平均分子量為1000~20000之聚醯胺酸的樹脂組合物之液膜，藉由印刷法形成於液晶夾持基板之形成有電極之面上，進行加熱乾燥而形成者(例如，參照專利文獻4)。
進而，作為光配向膜相關之技術，揭示有於基板上形成有聚醯亞胺被膜之液晶元件用附有配向膜之基板，該聚醯亞胺被膜係藉由如下方式獲得：在與所照射之光的偏光軸方向相對應之方向逐次進行聚合，並且藉由直線偏光之光對包含含有聚醯亞胺或聚醯亞胺前驅物之配向膜形成用化合物之層進行聚合(例如，參照專利文獻5)。
並且，揭示有含有聚醯亞胺或其前軀物而成之光配向液晶配向膜用組合物，該聚醯亞胺具有以通式(I)
(通式(I)中，X表示4價有機基，Y表示2價有機基)表示之重複單元，並且具有以通式(II)
(通式(II)中，R1 、R2 、R3 及R4 相互獨立地選自-H、-CH3 及-CH2 CH3 )表示之2價有機基作為Y之至少一部分(例如，參照專利文獻6)。
[先行技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2006-53380號公報
[專利文獻2]日本專利特開2006-281189號公報
[專利文獻3]日本專利特開2006-289355號公報
[專利文獻4]日本專利特開平11-95227號公報
[專利文獻5]日本專利特開平7-72483號公報
[專利文獻6]日本專利特開2001-40209號公報
然而，噴墨印刷時所使用之先前的噴墨印刷裝置具有沿著與印刷方向垂直之方向並排之多個噴頭，並且噴頭間之噴出量不同，因此若於油墨流平前使溶劑(溶媒)乾燥，則有會產生帶狀之膜厚不均，而引起顯示不均之情況。因此，於改良噴墨印刷法中所使用之溶劑或其構成比、提高油墨之塗佈性與配向膜之平坦性方面，仍有改善之餘地。其中，使液晶分子垂直配向之部分中含有氟元素之液晶配向膜形成用材料，藉由噴墨印刷之塗佈性較差。再者，若油墨之塗佈性較差，產生縮起或膜厚不均，則於面板化時，會導致顯示品質明顯下降。
又，迄今為止，作為垂直配向膜之印刷方法，通常廣為人知的是上述快乾印刷。因此，作為用以改善印刷之塗佈性之對策，進行有基板之清洗製程之改良、或低表面張力且高沸點油墨之材料開發等。尤其於側鏈之末端為氟或烷基、且側鏈具有光官能基之光配向膜或側鏈具有表現垂直配向性之官能基(垂直配向性官能基)的垂直配向膜中，對基板之塗佈性較差，會產生液體縮起或液體收縮，均勻地塗佈油墨非常困難。進而，噴墨印刷法中，存在油墨之物性值之最佳範圍狹窄(例如，表面張力之最佳範圍28~32mN/m、黏度之最佳範圍5~10mPa‧s、溶劑之沸點之最佳範圍180~200℃左右)的特有課題。因此，由於存在多種溶媒及其組合，故而使改善液體擴散並且防止液體收縮、進而可提高流平性能之油墨之構成溶劑及構成比最佳化非常困難。
此處，參照圖對油墨之液體擴散及液體收縮之機制加以說明。圖1係用以說明油墨之液體擴散之機制的剖面示意圖。又，圖2係表示液晶配向膜形成用聚合物於溶劑中之狀態的概念圖，圖2(a)表示低濃度之情形，圖2(b)表示高濃度之情形。進而，圖3(a)~圖3(c)係表示噴附於基板上之油墨滴之行為的剖面示意圖。
首先，對油墨之液體擴散之機制加以說明。
液體擴散(擴張濡濕)係利用作為濡濕擴散前後之油墨之每單位面積的能量之差的擴張係數S、即濡濕擴散容易度之尺度而加以說明。如圖1所示，若將固體之基質(基板)31之表面張力設為γs，將液體(油墨)32之表面張力設為γw，將固體之基質31及液體32間之界面張力設為γws，則擴張係數S藉由下式表示。
S=γs-γw-γws
因此可知，若γs變大，γw及γws變小，則液體易於濡濕擴散。又可理解：若液體32中存在界面活性劑，則γw及γws會變小，故向液體32中添加界面活性劑會於推進液體擴散(擴張濡濕)之方向上發揮作用。
如此，為了改善油墨之液體擴散，可舉出以下對策。首先，增大基板31之表面張力γw，即清潔基板31之表面而成表面自由能較大之狀態(親水性)。其次，減小油墨32之表面張力γw。最後，減小基板31及油墨32間之界面張力γws。藉此可改善油墨之液體擴散。
繼而，對油墨之液體收縮機制加以說明。
於油墨為低濃度之情形時，認為兩親媒性物質(液晶配向膜之聚合物之固體成分)33係如圖2(a)所示，以疏水性部位34集合於空氣(疏水性)側、親水性部位35存在於溶劑(親水性)中之狀態溶解於油墨中。又，於使用PIJ油墨(含有聚醯亞胺或聚醯胺酸之噴墨印刷用油墨)作為配向劑(液晶配向膜形成用組合物)之情形時，PIJ油墨與通常之界面活性劑之濃度(數十~數百ppm)相比，濃度非常高，因而認為如圖2(b)所示，亦存在界面活性劑之兩親媒性物質(液晶配向膜之聚合物之固體成分)33會形成微胞(micell)36並凝集，而容易產生油墨之回流。並且根據該現象，認為若預備煅燒配向劑，則會產生液體收縮。
綜上所述認為，若油墨(液體)32如圖3(a)所示般噴附於基板(固體之基質)31上，則首先如圖3(b)所示，引起液體擴散，並且預備煅燒後如圖3(c)所示，引起液體收縮。
因此，尤其是對於含有氟元素之液晶配向膜形成用材料(聚合物)而言，不存在溶解性良好、且液體擴散優異、進而可抑制液體收縮產生的單一溶媒，製作及製備含有此種液晶配向膜形成用材料、且塗佈性良好之油墨非常困難。
本發明係鑒於上述現狀而成者，其目的在於提供一種利用於噴墨印刷中塗佈性亦優異、並且可形成平坦性優異之液晶配向膜的液晶配向膜形成用組合物及液晶顯示裝置。
本發明者等人針對利用於噴墨印刷中塗佈性亦優異、並且可製成平坦性優異之液晶配向膜之液晶配向膜形成用組合物及液晶顯示裝置進行各種研究，結果著眼於溶解配向膜材料(液晶配向膜形成用材料)之溶劑(溶媒)。並且發現，為了實現利用於噴墨印刷中塗佈性亦優異之油墨(液晶配向膜形成用組合物)，就液體擴散之觀點而言，較好的是低表面張力之溶劑，就改善液體收縮之觀點而言，較好的是不易形成微胞的溶劑組成、且為單一溶媒或沸點為相同程度之溶媒種。又通常已知，溶解性較高之溶媒稱為良溶媒，液體擴散及液體收縮特性均較差、溶解性較低之溶媒稱為不良溶媒，液體擴散及液體收縮特性均良好。
因此進一步研究之結果發現，藉由使液晶配向膜形成用組合物中含有良溶媒及不良溶媒兩者，更詳細而言，藉由使之含有γ-丁內酯及N-甲基-2-吡咯啶酮之至少一者、與4,6-二甲基-2-庚酮及二異丁基酮，而即便將該液晶配向膜形成用組合物藉由例如噴墨印刷塗佈於TFT(Thin Film Transistor，薄膜電晶體)基板、CF(color filter，彩色濾光片)基板等液晶顯示面板用基板上，亦發揮優異之塗佈性(液體擴散及液體收縮特性)，想到可徹底解決上述課題，從而達成本發明。
即，本發明係一種液晶配向膜形成用組合物，其含有液晶配向膜形成用材料，並用以形成液晶配向膜，上述液晶配向膜形成用組合物含有γ-丁內酯及N-甲基-2-吡咯啶酮之至少一者、與4,6-二甲基-2-庚酮及二異丁基酮。藉此，即便利用於噴墨印刷中亦可發揮優異之塗佈性(液體擴散及液體收縮特性)，其結果，可形成平坦性優異之液晶配向膜。
作為本發明之液晶配向膜形成用組合物之構成，只要是以此種構成要素作為必需要素所形成者，則含有或不含有其他構成要素均可，並無特別限定，較好的是上述液晶配向膜形成用組合物至少含有N-甲基-2-吡咯啶酮。
以下，對本發明之液晶配向膜形成用組合物中之較好形態作詳細說明。再者，以下所示之各形態亦可適當組合。
作為上述液晶配向膜形成用材料，若為先前之可利用於液晶配向膜之液晶配向膜形成用材料，則並無特別限定，較好的是對γ-丁內酯及N-甲基-2-吡咯啶酮之至少一者之溶解性較高的材料。即，較好的是上述液晶配向膜形成用組合物含有上述γ-丁內酯及上述N-甲基-2-吡咯啶酮之至少一者作為對於上述液晶配向膜形成用材料之良溶媒。又，也可以說較好的是上述γ-丁內酯及上述N-甲基-2-吡咯啶酮為對液晶配向膜形成用材料之良溶媒。再者，上述良溶媒係指設為2~10重量%之固體成分(液晶配向膜形成用材料)濃度時，於24℃下實質上全部(較好的是完全地)溶解該固體成分者。即，較好的是上述γ-丁內酯及上述N-甲基-2-吡咯啶酮係於24℃下實質上全部(較好的是完全地)溶解2~10重量%之液晶配向膜形成用材料者。
又，作為上述液晶配向膜形成用材料，較好的是針對4,6-二甲基-2-庚酮及二異丁基酮之溶解性較低之材料。即，較好的是上述液晶配向膜形成用組合物含有上述4,6-二甲基-2-庚酮及上述二異丁基酮作為針對上述液晶配向膜形成用材料之不良溶媒。又，也可以說較好的是上述4,6-二甲基-2-庚酮及上述二異丁基酮為針對液晶配向膜形成用材料之不良溶媒。再者，上述不良溶媒係指設為2~10重量%之固體成分(液晶配向膜形成用材料)濃度時，於24℃下實質上未全部(較好的是完全地)溶解該固體成分者。即，較好的是上述4,6-二甲基-2-庚酮及上述二異丁基酮係於24℃下實質上未全部(較好的是完全地)溶解2~10重量%之液晶配向膜形成用材料者。
較好的是上述液晶配向膜形成用組合物進而含有丁基溶纖劑。藉此，可利用噴墨印刷裝置進行更均勻之印刷。其結果，可更加有效地抑制顯示不均之產生。尤其是可於垂直配向液晶模式中防止產生亮點之缺陷。
較好的是上述γ-丁內酯及上述N-甲基-2-吡咯啶酮相對於總溶劑(總溶媒)之重量比為40~58.95重量%(更好的是45~55重量%，進而較好的是49~51重量%)，上述丁基溶纖劑相對於總溶劑(總溶媒)之重量比為40~58.95重量%(更好的是40~45重量%，進而較好的是42~44重量%)，上述4,6-二甲基-2-庚酮相對於總溶劑(總溶媒)之重量比為0.05~9重量%(更好的是0.1~3重量%，進而較好的是0.5~2重量%)，上述二異丁基酮相對於總溶劑(總溶媒)之重量比為1~19.95重量%(更好的是3~10重量%，進而較好的是5~7重量%)。若上述γ-丁內酯及上述N-甲基-2-吡咯啶酮相對於總溶劑之重量比未滿40重量%，則存在塗佈性惡化之情況。若上述γ-丁內酯及上述N-甲基-2-吡咯啶酮相對於總溶劑之重量比超過58.95重量%，則存在塗佈性惡化之情況。若上述丁基溶纖劑相對於總溶劑之重量比未滿40%，則存在塗佈性惡化之情況。若上述丁基溶纖劑相對於總溶劑之重量比超過58.95重量%，則於使用聚合物作為液晶配向膜形成用材料之情形時，存在聚合物不溶化而沈澱(析出)之情況。若上述4,6-二甲基-2-庚酮相對於總溶劑之重量比未滿0.05重量%，則存在塗佈性惡化之情況。若上述4,6-二甲基-2-庚酮相對於總溶劑之重量比超過9重量%，則存在塗佈性惡化之情況。若上述二異丁基酮相對於總溶劑之重量比未滿1重量%，則存在塗佈性惡化之情況。若上述二異丁基酮相對於總溶劑之重量比超過19.95重量%，則存在塗佈性惡化之情況。
又，作為上述液晶配向膜形成用材料，較好的是含有藉由使2種二胺與酸酐聚合所形成之共聚物之材料。
進而，作為上述液晶配向膜形成用材料，較好的是上述2種二胺之一者為具有含有光官能基及氟之側鏈的二胺、上述2種二胺之另一者為具有含有垂直配向性官能基之側鏈的二胺之材料。如此，根據本發明之液晶配向膜形成用組合物，即便於液晶配向膜形成用材料含有氟元素之情形時，亦可有效地抑制液體縮起或液體收縮之產生，而形成膜厚均勻之液晶配向膜。
並且，作為上述液晶配向膜形成用材料，較好的是如下聚醯胺酸或聚醯亞胺，該聚醯胺酸或聚醯亞胺係含有由酸酐衍生之酸酐單元、由具有含有光官能基及氟之側鏈的二胺衍生之光配向二胺單元、及由具有含有垂直配向性官能基之側鏈的二胺衍生之垂直配向性二胺單元，且上述酸酐單元與上述光配向二胺單元及上述垂直配向性二胺單元之任一單元交替配置而成者。
如此，較好的是上述液晶配向膜形成用材料含有共聚物，更具體而言，較好的是上述液晶配向膜形成用材料中之共聚物具有選自由聚醯胺酸、聚醯亞胺、聚醯胺及聚矽氧烷所組成群中之至少一種主鏈結構。又，較好的是上述液晶配向膜形成用材料中之共聚物為使用二胺所形成者。進而，較好的是上述液晶配向膜形成用材料中之共聚物為包含二胺與酸酐及二羧酸之至少一者的單體成分之共聚物。
上述液晶配向膜形成用材料中之共聚物亦可為聚醯胺醯亞胺，但就提高液晶配向膜之耐熱性及電氣特性之觀點而言，更好的是上述液晶配向膜形成用材料中之共聚物具有聚醯胺酸及聚醯亞胺之至少一者之主鏈結構。即，更好的是上述液晶配向膜形成用材料中之共聚物為包含二胺及酸酐的單體成分之共聚物。
再者，上述液晶配向膜形成用材料中之2種二胺之比率並無特別限定，適當設定即可。具體而言，(垂直配向性二胺單元)/(光配向二胺單元)可於0~1之間任意地設定。
又，上述液晶配向膜形成用材料中之共聚物之構成單元的分布並無特別限定，可為交替共聚物、嵌段共聚物、無規共聚物、接枝共聚物之任一種。
進而，上述液晶配向膜形成用材料中之共聚物之分子量並無特別限定，較好的是與先前之液晶配向膜形成用材料中所含有之共聚物同樣，具有可用作液晶配向膜之程度的分子量。
又，於本說明書中，光官能基若為藉由光照射而表現出配向控制液晶分子之特性的官能基，則並無特別限定，較好的是如下之基，該基藉由照射光、較好的是紫外線、更好的是偏光紫外線，可產生交聯反應(包括二聚反應)、分解反應、異構化反應及光再配向之至少一種，更好的是交聯反應(包括二聚反應)、異構化反應及光再配向之至少一種。
進而，於本說明書中，垂直配向性官能基若為表現出垂直配向控制液晶分子之特性的官能基，則並無特別限定，較好的是如下之官能基，該官能基表現出藉由無處理或摩擦處理、更好的是無處理、即不實施配向處理亦可垂直配向控制液晶分子之特性。
又，上述2種二胺之另一者(例如，具有含有垂直配向性官能基之側鏈的二胺)若為具有含有配向性官能基(不藉由光照射而表現出配向控制液晶分子之特性之官能基)的側鏈之二胺，則並無特別限定，亦可為具有含有水平配向性官能基之側鏈的二胺。
再者，上述水平配向性官能基若為表現出水平配向控制液晶分子之特性的官能基，則並無特別限定，較好的是表現出藉由無處理或摩擦處理而水平配向控制液晶分子之特性的官能基。
又，作為上述液晶配向膜形成用材料，可使用選自由上述光配向性材料以外之聚醯胺酸及聚醯亞胺所組成群中的至少一種聚合物。如此，上述液晶配向膜形成用材料中之共聚物亦可為包含具有含有配向性官能基(不藉由光照射而表現出配向控制液晶分子之特性的官能基)之側鏈的二胺與酸酐之單體成分的共聚物。
[四羧酸二酐]
作為上述聚醯胺酸之合成中所使用之酸酐，較好的是四羧酸二酐。作為上述四羧酸二酐，例如可舉出：丁烷四甲酸二酐、1,2,3,4-環丁烷四甲酸二酐、1,2-二甲基-1,2,3,4-環丁烷四甲酸二酐、1,3-二甲基-1,2,3,4-環丁烷四甲酸二酐、1,3-二氯-1,2,3,4-環丁烷四甲酸二酐、1,2,3,4-四甲基-1,2,3,4-環丁烷四甲酸二酐、1,2,3,4-環戊烷四甲酸二酐、1,2,4,5-環己烷四甲酸二酐、3,3',4,4'-二環己基四甲酸二酐、2,3,5-三羧基環戊基乙酸二酐、2,3,4,5-四氫呋喃四甲酸二酐、1,3,3a,4,5,9b-六氫-5-(四氫-2,5-二氧-3-呋喃基)-萘并[1,2-c]-呋喃-1,3-二酮、1,3,3a,4,5,9b-六氫-5-甲基-5-(四氫-2,5-二氧-3-呋喃基)-萘并[1,2-c]-呋喃-1,3-二酮、1,3,3a,4,5,9b-六氫-5-乙基-5-(四氫-2,5-二氧-3-呋喃基)-萘并[1,2-c]-呋喃-1,3-二酮、1,3,3a,4,5,9b-六氫-7-甲基-5-(四氫-2,5-二氧-3-呋喃基)-萘并[1,2-c]-呋喃-1,3-二酮、1,3,3a,4,5,9b-六氫-7-乙基-5-(四氫-2,5-二氧-3-呋喃基)-萘并[1,2-c]-呋喃-1,3-二酮、1,3,3a,4,5,9b-六氫-8-甲基-5-(四氫-2,5-二氧-3-呋喃基)-萘并[1,2-c]-呋喃-1,3-二酮、1,3,3a,4,5,9b-六氫-8-乙基-5-(四氫-2,5-二氧-3-呋喃基)-萘并[1,2-c]-呋喃-1,3-二酮、1,3,3a,4,5,9b-六氫-5,8-二甲基-5-(四氫-2,5-二氧-3-呋喃基)-萘并[1,2-c]-呋喃-1,3-二酮、雙環[2,2,2]-辛-7-烯-2,3,5,6-四甲酸二酐、雙環[3,3,0]辛烷-2,4,6,8-四甲酸二酐、3-氧雜雙環[3.2.1]辛烷-2,4-二酮-6-螺-3'-(四氫呋喃-2',5'-二酮)、5-(2,5-二氧四氫-3-呋喃基)-3-甲基-3-環己烯-1,2-二甲酸酐、3,5,6-三羧基-2-羧基甲基降烷-2:3,5:6-二酐、4,9-二氧雜三環[5.3.1.02,6 ]十一烷-3,5,8,10-四酮、分別以下述式(III)及(IV)表示之化合物等脂肪族及脂環式四羧酸二酐；
[化3]
(式(III)及(IV)中，R7 及R9 表示具有芳香環之2價有機基，R8 及R10 表示氫原子或烷基，存在複數個之R8 及R10 分別可相同，亦可不同)。
均苯四甲酸二酐、3,3',4,4'-二苯甲酮四甲酸二酐、3,3',4,4'-聯苯碸四甲酸二酐、1,4,5,8-萘四甲酸二酐、2,3,6,7-萘四甲酸二酐、3,3',4,4'-聯苯醚四甲酸二酐、3,3',4,4'-二甲基二苯基矽烷四甲酸二酐、3,3',4,4'-四苯基矽烷四甲酸二酐、1,2,3,4-呋喃四甲酸二酐、4,4'-雙(3,4-二羧基苯氧基)二苯硫醚二酐、4,4'-雙(3,4-二羧基苯氧基)二苯基碸二酐、4,4'-雙(3,4-二羧基苯氧基)二苯基丙烷二酐、3,3',4,4'-全氟異亞丙基二鄰苯二甲酸二酐、3,3',4,4'-聯苯四甲酸二酐、2,2',3,3'-聯苯四甲酸二酐、雙(鄰苯二甲酸)苯基氧化膦二酐、對苯雙(三苯基鄰苯二甲酸)二酐、間苯雙(三苯基鄰苯二甲酸)二酐、雙(三苯基鄰苯二甲酸)-4,4'-二苯醚二酐、雙(三苯基鄰苯二甲酸)-4,4'-二苯基甲烷二酐、乙二醇-雙(偏苯三甲酸酐酯)、丙二醇-雙(偏苯三甲酸酐酯)、1,4-丁二醇-雙(偏苯三甲酸酐酯)、1,6-己二醇-雙(偏苯三甲酸酐酯)、1,8-辛二醇-雙(偏苯三甲酸酐酯)、2,2-雙(4-羥基苯基)丙烷-雙(偏苯三甲酸酐酯)、以下述式(27)~(30)表示之化合物等芳香族四羧酸二酐。該等可單獨使用1種或組合使用2種以上。
再者，上述芳香族酸二酐之苯環可被一個或二個以上之碳數1~4之烷基(較好的是甲基)取代。
該等之中，就可表現出良好之液晶配向性之觀點而言，較好的是丁烷四甲酸二酐、1,2,3,4-環丁烷四甲酸二酐、1,3-二甲基-1,2,3,4-環丁烷四甲酸二酐、1,2,3,4-環戊烷四甲酸二酐、2,3,5-三羧基環戊基乙酸二酐、1,3,3a,4,5,9b-六氫-5-(四氫-2,5-二氧-3-呋喃基)-萘并[1,2-c]呋喃-1,3-二酮、1,3,3a,4,5,9b-六氫-8-甲基-5-(四氫-2,5-二氧-3-呋喃基)-萘并[1,2-c]呋喃-1,3-二酮、1,3,3a,4,5,9b-六氫-5,8-二甲基-5-(四氫-2,5-二氧-3-呋喃基)-萘并[1,2-c]呋喃-1,3-二酮、雙環[2,2,2]-辛-7-烯-2,3,5,6-四甲酸二酐、雙環[3,3,0]辛烷-2,4,6,8-四甲酸二酐、3-氧雜雙環[3.2.1]辛烷-2,4-二酮-6-螺-3'-(四氫呋喃-2',5'-二酮)、5-(2,5-二氧四氫-3-呋喃基)-3-甲基-3-環己烯-1,2-二甲酸酐、3,5,6-三羧基-2-羧基甲基降烷-2:3,5:6-二酐、4,9-二氧雜三環[5.3.1.02,6 ]十一烷-3,5,8,10-四酮、均苯四甲酸二酐、3,3',4,4'-二苯甲酮四甲酸二酐、3,3',4,4'-聯苯碸四甲酸二酐、2,2',3,3'-聯苯四甲酸二酐、1,4,5,8-萘四甲酸二酐、以上述式(III)表示之化合物中以下述式(31)~(33)表示之化合物及以上述式(IV)表示之化合物中以下述式(34)表示之化合物。
作為特佳者，可舉出：1,2,3,4-環丁烷四甲酸二酐、2,3,5-三羧基環戊基乙酸二酐、1,3,3a,4,5,9b-六氫-5-(四氫-2,5-二氧-3-呋喃基)-萘并[1,2-c]呋喃-1,3-二酮、1,3,3a,4,5,9b-六氫-8-甲基-5-(四氫-2,5-二氧-3-呋喃基)-萘并[1,2-c]呋喃-1,3-二酮、雙環[3,3,0]辛烷-2,4,6,8-四甲酸二酐、3-氧雜雙環[3.2.1]辛烷-2,4-二酮-6-螺-3'-(四氫呋喃-2',5'-二酮)、5-(2,5-二氧四氫-3-呋喃基)-3-甲基-3-環己烯-1,2-二甲酸酐、3,5,6-三羧基-2-羧基甲基降烷-2:3,5:6-二酐、4,9-二氧雜三環[5.3.1.02,6 ]十一烷-3,5,8,10-四酮、均苯四甲酸二酐及以下述式(31)表示之化合物。
[二胺]
作為上述聚醯胺酸之合成中所使用之二胺，例如可舉出：對苯二胺、間苯二胺、4,4'-二胺基二苯基甲烷、4,4'-二胺基二苯基乙烷、4,4'-二胺基二苯硫醚、4,4'-二胺基二苯基碸、3,3'-二甲基-4,4'-二胺基聯苯、4,4'-二胺基苯甲醯苯胺、4,4'-二胺基二苯醚、1,5-二胺基萘、2,2'-二甲基-4,4'-二胺基聯苯、5-胺基-1-(4'-胺基苯基)-1,3,3-三甲基茚滿、6-胺基-1-(4'-胺基苯基)-1,3,3-三甲基茚滿、3,4'-二胺基二苯醚、3,3'-二胺基二苯甲酮、3,4'-二胺基二苯甲酮、4,4'-二胺基二苯甲酮、2,2-雙[4-(4-胺基苯氧基)苯基]丙烷、2,2-雙[4-(4-胺基苯氧基)苯基]六氟丙烷、2,2-雙(4-胺基苯基)六氟丙烷、雙[4-(4-胺基苯氧基)苯基]碸、1,4-雙(4-胺基苯氧基)苯、4,4'-雙(4-胺基苯氧基)聯苯、1,3-雙(4-胺基苯氧基)苯、1,3-雙(3-胺基苯氧基)苯、9,9-雙(4-胺基苯基)-10-氫蒽、2,7-二胺基茀、9,9-二甲基-2,7-二胺基茀、9,9-雙(4-胺基苯基)茀、雙(4-胺基-2-氯苯基)甲烷、2,2',5,5'-四氯-4,4'-二胺基聯苯、2,2'-二氯-4,4'-二胺基-5,5'-二甲氧基聯苯、3,3'-二甲氧基-4,4'-二胺基聯苯、4,4'-(對苯二異亞丙基)雙苯胺、4,4'-(間苯二異亞丙基)雙苯胺、2,2'-雙[4-(4-胺基-2-三氟甲基苯氧基)苯基]六氟丙烷、4,4'-二胺基-3,3'-雙(三氟甲基)聯苯、4,4'-二胺基-2,2'-雙(三氟甲基)聯苯、4,4'-雙[(4-胺基-2-三氟甲基)苯氧基]-八氟聯苯等芳香族二胺；1,1-間苯二甲基二胺、1,3-丙二胺、丁二胺、戊二胺、己二胺、庚二胺、辛二胺、壬二胺、1,4-二胺基環己烷、異佛爾酮二胺、四氫二環戊二烯二胺、六氫-4,7-甲橋茚二亞甲基二胺、三環[6.2.1.02,7 ]-十一碳烯二亞甲基二胺、4,4'-亞甲基雙(環己胺)、1,3-雙(胺基甲基)環己烷、1,4-雙(胺基甲基)環己烷等脂肪族及脂環式二胺；2,3-二胺基吡啶、2,6-二胺基吡啶、3,4-二胺基吡啶、2,4-二胺基嘧啶、5,6-二胺基-2,3-二氰基吡、5,6-二胺基-2,4-二羥基嘧啶、2,4-二胺基-6-二甲基胺基-1,3,5-三、1,4-雙(3-胺基丙基)哌、2,4-二胺基-6-異丙氧基-1,3,5-三、2,4-二胺基-6-甲氧基-1,3,5-三、2,4-二胺基-6-苯基-1,3,5-三、2,4-二胺基-6-甲基-均三、2,4-二胺基-1,3,5-三、4,6-二胺基-2-乙烯基-均三、2,4-二胺基-5-苯基噻唑、2,6-二胺基嘌呤、5,6-二胺基-1,3-二甲基尿嘧啶、3,5-二胺基-1,2,4-***、3,8-二胺基-6-苯基啡啶、1,4-二胺基哌、3,6-二胺基吖啶、N,N'-雙(4-胺基苯基)苯基胺、3,6-二胺基咔唑、N-甲基-3,6-二胺基咔唑、N-乙基-3,6-二胺基咔唑、N-苯基-3,6-二胺基咔唑、N,N'-雙(4-胺基苯基)-聯苯胺、N,N'-雙(4-胺基苯基)-N,N'-二甲基-聯苯胺、及分別以下述式(V)~(VI)表示之化合物等分子內具有2個一級胺基及該一級胺基以外之氮原子的二胺；
(式(V)中，R11 表示選自吡啶、嘧啶、三、哌啶及哌之具有含有氮原子之環結構的1價有機基，X1 表示2價有機基。)
(式(VI)中，R12 表示選自吡啶、嘧啶、三、哌啶及哌之具有含有氮原子之環結構的2價有機基，X2 表示2價有機基，存在複數個之X2 既可相同，亦可不同。)
以下述式(VII)表示之單取代苯二胺類；以下述式(VIII)表示之二胺基有機矽氧烷；
(式(VII)中，R13 表示選自-O-、-COO-、-OCO-、-NHCO-、-CONH-及-CO-之2價鍵結基，R14 表示具有類固醇骨架、選自三氟甲基及氟基之基的1價有機基或碳數6~30之烷基。此處，所謂類固醇骨架，係指包含環戊烷并十氫菲(cyclopentano-perhydrophenanthrene)核之骨架或其碳-碳鍵之一個或二個以上形成雙鍵之骨架。)
[化9]
(式(VIII)中，R15 表示碳數1~12之烴基，存在複數個之R15 分別可相同，亦可不同，p為1~3之整數，q為1~20之整數。)
以下述式(35)~(39)表示之化合物等。該等二胺可單獨使用或組合2種以上使用。
上述芳香族二胺之苯環亦可被一個或二個以上之碳數1~4之烷基(較好的是甲基)取代。
(式(38)中，y為2~12之整數，式(39)中，z為1~5之整數。)
該等之中，較好的是對苯二胺、4,4'-二胺基二苯基甲烷、4,4'-二胺基二苯硫醚、4,4'-二胺基苯甲醯苯胺、1,5-二胺基萘、2,2'-二甲基-4,4'-二胺基聯苯、4,4'-二胺基-2,2'-雙(三氟甲基)聯苯、2,7-二胺基茀、4,4'-二胺基二苯醚、2,2-雙[4-(4-煅基苯氧基)苯基]丙烷、9,9-雙(4-胺基苯基)茀、2,2-雙[4-(4-胺基苯氧基)苯基]六氟丙烷、2,2-雙(4-胺基苯基)六氟丙烷、4,4'-(對苯二異亞丙基)雙苯胺、4,4'-(間苯二異亞丙基)雙苯胺、1,4-雙(4-胺基苯氧基)苯、4,4'-雙(4-胺基苯氧基)聯苯、1,4-二胺基環己烷、4,4'-亞甲基雙(環己胺)、1,3-雙(胺基甲基)環己烷、以上述式(35)~(69)表示之化合物、2,6-二胺基吡啶、3,4-二胺基吡啶、2,4-二胺基嘧啶、3,6-二胺基吖啶、3,6-二胺基咔唑、N-甲基-3,6-二胺基咔唑、N-乙基-3,6-二胺基咔唑、N-苯基-3,6-二胺基咔唑、N,N'-雙(4-胺基苯基)-聯苯胺、N,N'-雙(4-胺基苯基)-N,N'-二甲基聯苯胺、以上述式(V)表示之化合物中以下述式(70)表示化合物、以上述式(VI)表示之化合物中以下述式(71)表示之化合物、以上述式(VII)表示之化合物中之十二烷氧基-2,4-二胺基苯、十五烷氧基-2,4-二胺基苯、十六烷氧基-2,4-二胺基苯、十八烷氧基-2,4-二胺基苯、十二烷氧基-2,5-二胺基苯、十五烷氧基-2,5-二胺基苯、十六烷氧基-2,5-二胺基苯、十八烷氧基-2,5-二胺基苯、以下述式(72)~(83)表示之化合物、及以上述式(VIII)表示之化合物中之1,3-雙(3-胺基丙基)-四甲基二矽氧烷。
[化16]
-聚醯胺酸之合成-
作為供給至聚醯胺酸之合成反應中的四羧酸二酐與二胺之使用比例，相對於二胺中所含有之胺基1當量，較好的是四羧酸二酐之酸酐基達到0.5~2當量之比例，更好的是達到0.7~1.2當量之比例。
聚醯胺酸之合成反應較好的是於有機溶媒中，較好的是於-20~150℃、更好的是於0~100℃之溫度條件下進行。反應時間較好的是2~24小時，更好的是2~12小時。此處，作為有機溶媒，若為可溶解合成之聚醯胺酸者，則並無特別限制，較好的是N-甲基-2-吡咯啶酮、N,N-二甲基乙醯胺、N,N-二甲基甲醯胺、二甲基亞碸、γ-丁內酯、四甲基脲、六甲基磷醯三胺等非質子系極性溶媒；間甲酚、二甲苯酚、苯酚、鹵化苯酚等酚系溶媒(以下稱為「特定有機溶媒」)。特定有機溶媒之使用量(a)較好的是四羧酸二酐及二胺化合物之總量(b)相對於反應溶液之總量(a+b)達到0.1~30重量%之量。再者，將特定有機溶媒與以下說明之其他有機溶媒併用之情形時，應理解為上述特定有機溶媒之使用量(a)表示特定有機溶媒與其他有機溶媒之合計使用量。
作為上述其他有機溶媒，可舉出：甲醇、乙醇、異丙醇、環己醇、乙二醇、丙二醇、1,4-丁二醇、三乙二醇、乙二醇單甲醚、乳酸乙酯、乳酸丁酯、丙酮、甲基乙基酮、甲基異丁基酮、環己酮、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲氧基丙酸甲酯、乙氧基丙酸乙酯、草酸二乙酯、丙二酸二乙酯、二***、乙二醇甲醚、乙二醇***、乙二醇正丙醚、乙二醇異丙醚、乙二醇正丁醚、乙二醇二甲醚、乙二醇***乙酸酯、二乙二醇二甲醚、二乙二醇二***、二乙二醇單甲醚、二乙二醇單***、二乙二醇單甲醚乙酸酯、二乙二醇單***乙酸酯、四氫呋喃、二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、1,4-二氯丁烷、三氯乙烷、氯苯、鄰二氯苯、己烷、庚烷、辛烷、苯、甲苯、二甲苯、丙酸異戊酯、異丁酸異戊酯、二異戊醚。
其他有機溶媒之使用比例相對於特定有機溶媒與其他有機溶媒之合計，較好的是80重量%以下，更好的是50重量%以下，進而較好的是40重量%以下。
如上所述，獲得溶解聚醯胺酸而成之反應溶液。該反應溶液既可直接供於製備液晶配向劑，亦可在離析反應溶液中所含有之聚醯胺酸後供於製備液晶配向劑，或者亦可在將離析之聚醯胺酸加以純化後供於製備液晶配向劑。聚醯胺酸之離析可藉由將上述反應溶液注入至大量的不良溶媒中獲得析出物、並將該析出物於減壓下乾燥之方法，或者將反應溶液以蒸發器減壓蒸餾除去之方法來進行。又，可藉由將該聚醯胺酸再次溶解於有機溶媒中、接著以不良溶媒使之析出之方法，或者進行一次或數次以蒸發器減壓蒸餾除去之步驟的方法，對聚醯胺酸進行純化。
-聚醯亞胺之合成-
上述聚醯亞胺可藉由使以上述方式獲得之聚醯胺酸脫水閉環而合成。此時，既可使醯胺酸結構之全部脫水閉環而完全地醯亞胺化，或者亦可僅使醯胺酸結構中之一部分脫水閉環而形成醯胺酸結構與醯亞胺結構並存之部分醯亞胺化物。聚醯亞胺之醯亞胺化率較好的是40%以上，更好的是80%以上。此處所謂「醯亞胺化率」，係指以百分率表示醯亞胺環結構之數量相對於聚醯亞胺中之醯胺酸結構之數量與醯亞胺環結構之數量的合計之比例的數值。此時，醯亞胺環之一部分亦可為異醯亞胺環。
聚醯胺酸之脫水閉環反應可藉由如下方法進行：(i)加熱聚醯胺酸之方法；或(ii)將聚醯胺酸溶解於有機溶媒，於該溶液中添加脫水劑及脫水閉環觸媒，視需要進行加熱之方法。
上述(i)之加熱聚醯胺酸之方法中的反應溫度較好的是50~200℃，更好的是60~170℃。若反應溫度未滿50℃，則脫水閉環反應不會充分地進行，若反應溫度超過200℃，則存在所獲得之聚醯亞胺之分子量下降之情況。加熱聚醯胺酸之方法中之反應時間較好的是0.5~48小時，更好的是2~20小時。
另一方面，於上述(ii)之於聚醯胺酸之溶液中添加脫水劑及脫水閉環觸媒之方法中，作為脫水劑，例如可使用乙酸酐、丙酸酐、三氟乙酸酐等酸酐。脫水劑之使用量相對於聚醯胺酸結構單位1莫耳，較好的是設為0.01~20莫耳。又，作為脫水閉環觸媒，例如可使用吡啶、三甲基吡啶、二甲基吡啶、三乙胺等三級胺。但並不限定於該等。脫水閉環觸媒之使用量相對於所使用之脫水劑1莫耳，較好的是設為0.01~10莫耳。作為脫水閉環反應中所使用之有機溶媒，可舉出作為聚醯胺酸之合成中所使用者而例示之有機溶媒。脫水閉環反應之反應溫度較好的是0~180℃，更好的是10~150℃，反應時間較好的是0.5~20小時，更好的是1~8小時。
上述方法(i)中所獲得之聚醯亞胺，既可將其直接供於製備液晶配向劑，或者亦可在將所獲得之聚醯亞胺純化後供於製備液晶配向劑。另一方面，於上述方法(ii)中，可獲得含有聚醯亞胺之反應溶液。該反應溶液既可將其直接供於製備液晶配向劑，亦可在自反應溶液中去除脫水劑及脫水閉環觸媒後供於製備液晶配向劑，亦可在離析聚醯亞胺後供於製備液晶配向劑，或者亦可在將經離析之聚醯亞胺加以純化後供於製備液晶配向劑。自反應溶液中去除脫水劑及脫水閉環觸媒時，例如可應用溶媒置換等方法。聚醯亞胺之離析、純化可藉由與作為聚醯胺酸之離析、純化方法而於上文中加以敍述者相同之操作來進行。
-末端修飾型之聚合物-
上述聚醯胺酸及聚醯亞胺分別可為分子量經調節之末端修飾型聚合物。此種末端修飾型聚合物可藉由在合成聚醯胺酸時將酸單酐、單胺化合物、單異氰酸酯化合物等適當的分子量調節劑添加至反應系中而合成。此處，作為酸單酐，例如可舉出：順丁烯二酸酐、鄰苯二甲酸酐、衣康酸酐、正癸基琥珀酸酐、正十二烷基琥珀酸酐、正十四烷基琥珀酸酐、正十六烷基琥珀酸酐等。作為單胺化合物，例如可舉出：苯胺、環己胺、正丁胺、正戊胺、正己胺、正庚胺、正辛胺、正壬胺、正癸胺、正十一胺、正十二胺、正十三胺、正十四胺、正十五胺、正十六胺、正十七胺、正十八胺、正二十胺等。作為單異氰酸酯化合物，例如可舉出：異氰酸苯酯、異氰酸萘酯等。
作為分子量調節劑之使用比例，相對於合成聚醯胺酸時所使用之四羧酸二酐及二胺之合計，較好的是5重量%以下，更好的是2重量%以下。
上述液晶配向膜形成用組合物較好的是固體成分(通常為液晶配向膜形成用材料)之濃度為2~5重量%(更好的是2.5~4.5重量%)。藉此，可利用噴墨印刷裝置進行更加均勻之印刷。其結果，可有效地抑制顯示不均之產生。再者，若固體成分之濃度未滿2重量%，則存在以下情況：黏度變得過低，而無法藉由噴墨印刷裝置穩定地噴出液晶配向膜形成用組合物。又，即便固體成分之濃度超過5重量%，亦存在以下情況：黏度變得過高，而無法藉由噴墨印刷裝置穩定地噴出液晶配向膜形成用組合物。
較好的是上述液晶配向膜形成用組合物於24℃下之表面張力為28~32mN/m(更好的是29~31mN/m)。藉由使用此種低表面張力之液晶配向膜形成用組合物，基板上之液體擴散變得良好，因此可利用噴墨印刷裝置進行更加均勻之印刷。其結果，可有效地抑制顯示不均之產生。再者，若24℃下之表面張力未滿28mN/m、或超過32mN/m，則存在以下情況：液晶配向膜形成用組合物無法自噴墨印刷裝置之噴頭噴出，無法利用噴墨印刷裝置將液晶配向膜形成用組合物穩定地噴出。
較好的是上述液晶配向膜形成用組合物於24℃下之黏度為5~10mPa‧s(更好的是6~8mPa‧s)。藉此，可利用噴墨印刷裝置進行更加均勻之印刷。其結果，可有效地抑制顯示不均之產生。再者，若24℃下之黏度未滿5mPa‧s，則存在以下情況：黏度變得過低，而無法藉由噴墨印刷裝置將液晶配向膜形成用組合物穩定地噴出。又，若24℃下之黏度超過10mPa‧s，則存在以下情況：黏度變得過高，而無法藉由噴墨印刷裝置將液晶配向膜形成用組合物穩定地噴出。
較好的是上述液晶配向膜形成用組合物於常壓下之溶媒的沸點為160~220℃(更好的是180~210℃)。藉此，液晶配向膜形成用組合物均勻地於母玻璃上擴散後，可於母玻璃面內以均勻之速度使液晶配向膜形成用組合物乾燥，因此可藉由噴墨印刷裝置進行更加均勻之印刷。其結果，可有效地抑制顯示不均之產生。再者，若常壓下之溶媒的沸點未滿160℃，則存在於噴墨印刷裝置之噴嘴處產生堵塞。
較好的是上述液晶配向膜形成用組合物於液體擴散測試中之液體擴散為13mm以上，且於液體收縮測試中之液體收縮為100nm以下。藉此，可藉由噴墨印刷裝置進行更加均勻之印刷。其結果，可更加有效地抑制顯示不均之產生。尤其是可於垂直配向液晶模式中防止產生亮點之缺陷。再者，若液體擴散未滿13mm，則存在產生對應於噴墨印刷裝置之噴嘴間距的條紋狀顯示不均之情況。另一方面，若液體收縮超過100nm，則存在產生對應於像素或子像素之間距的顯示不均之情況。
又，就同樣之觀點而言，較好的是上述液晶配向膜形成用組合物進而含有二戊醚。藉此，亦可利用噴墨印刷裝置進行更加均勻之印刷。其結果，可更加有效地抑制顯示不均之產生。尤其是可於垂直配向液晶模式中防止產生亮點之缺陷。
作為上述液晶配向膜形成用組合物之塗佈方法，並無特別限定，較好的是噴墨印刷。即，較好的是上述液晶配向膜形成用組合物藉由噴墨印刷而噴出至液晶顯示裝置用基板上。
上述液晶配向膜形成用材料較好的是藉由光照射而表現出配向控制液晶分子之特性者。藉此，可實現塗佈性優異之光配向膜形成用組合物，故可形成平坦性優異之光配向膜作為液晶配向膜。
再者，作為光配向法之優點，例如可舉出：藉由以非接觸之方式進行配向處理，可抑制配向處理中之污垢、灰塵等之產生，或可抑制摩擦法之類的機械配向處理中之顯示缺陷(例如，摩擦條紋)之產生；藉由使用形成有具有所需圖案之透光部之光罩來進行配向膜之曝光，而可容易將各像素配向分割成具有所需設計(平面形狀)之複數個區域等。
如此，本發明又為具有使用本發明之液晶配向膜形成用組合物而形成的、並藉由光照射而實施配向處理的液晶配向膜之液晶顯示裝置。藉此，可形成平坦性優異之光配向膜作為液晶配向膜，故可享受光配向法之優點，同時有效地抑制顯示不均之產生。
作為本發明之液晶顯示裝置之構成，若為以此種液晶顯示裝置之標準構成要素作為必需要素者，則對其他構成要素並無特別限定。
再者，本發明之液晶顯示裝置通常具有於一對基板間夾持有包含液晶分子之液晶層的構成，於至少一片(就提高顯示品質及應答性之觀點而言，較好的是兩片)基板之液晶層側表面具有上述液晶配向膜。
又，本發明之液晶顯示裝置亦可為單純矩陣型液晶顯示裝置，但較好的是主動矩陣型液晶顯示裝置。如此，本發明之液晶顯示裝置較好的是具有包含於一片基板之液晶層側配置為矩陣狀之像素電極、與配置於另一片基板之液晶層側之共通電極而構成的配置為矩陣狀之像素。又，本發明之液晶顯示裝置亦可具有包含於一片基板之液晶層側形成為梳齒狀之像素電極及共通電極而構成的配置為矩陣狀之像素。
於使用上述光配向性材料作為液晶配向膜形成用材料之情形時，由於上述液晶配向膜係藉由光照射(較好的是紫外線照射)而實施配向處理，因此較好的是上述液晶配向膜對光、尤其對紫外光較為敏感，更具體而言，較好的是以更小之曝光能量且短時間對光、尤其對紫外光發生反應。又，就縮短製造製程中之產距時間(tact time)之觀點而言，較好的是對上述液晶配向膜之光照射的曝光能量為100mJ/cm2 以下，更好的是50mJ/cm2 以下。又，於使用遮光遮罩(光罩)等進行將各像素內分割曝光之分割配向處理之情形時，更好的是20mJ/cm2 以下。
較好的是上述液晶配向膜於預備煅燒後之膜厚為40~150nm(更好的是90~110nm)。再者，若膜厚未滿40nm，則存在膜厚過薄而無法均勻地塗佈液晶配向膜形成用組合物之情況。另一方面，若膜厚超過150nm，則存在膜厚過厚而無法均勻地塗佈液晶配向膜形成用組合物之情況。
又，所謂「預備煅燒步驟」，係指將液晶配向膜形成用組合物塗佈於基板上後，為了防止灰塵附著於塗佈膜上、及正式煅燒前之預備煅燒，而將塗佈膜於40~100℃下加以乾燥(預備煅燒)之步驟。再者，作為預備煅燒之方法並無特別限定，可舉出真空乾燥法、使用加熱板之方法等。
另一方面，所謂「正式煅燒步驟」，係指於使用聚醯胺酸溶液作為用以形成液晶配向膜之溶液(液晶配向膜形成用組合物)之情形時，為了藉由加熱脫水縮合而使經預備乾燥之聚醯胺酸溶液之塗佈膜醯亞胺化，而於120~250℃下進行乾燥(正式煅燒)之步驟。另一方面，係指於使用聚醯亞胺之溶液作為用以形成配向膜之溶液(液晶配向膜形成用組合物)之情形時，為了完全去除聚醯亞胺塗佈膜中之溶劑，而將經預備乾燥之塗佈膜於120~250℃下加以乾燥(正式煅燒)之步驟。
上述液晶配向膜較好的是對使用液晶配向膜形成用組合物所形成之膜施以藉由光照射之配向處理而成者，上述液晶配向膜形成用組合物含有以第一構成單元及第二構成單元為必需構成單元之共聚物，上述第一構成單元係藉由光照射而表現出配向控制液晶分子之特性，上述第二構成單元係不藉由光照射而表現出配向控制液晶分子之特性。如此，較好的是上述液晶配向膜形成用組合物含有以第一構成單元及第二構成單元為必需構成單元之共聚物，上述第一構成單元係藉由光照射而表現出配向控制液晶分子之特性，上述第二構成單元係不藉由光照射而表現出配向控制液晶分子之特性；上述液晶配向膜係對使用上述液晶配向膜形成用組合物所形成之膜施以藉由光照射之配向處理而成者。藉此，可使用塗佈性優異、且含有包含光配向膜之單體成分與通常之配向膜(利用摩擦法進行配向處理之配向膜或未進行配向處理之配向膜)之單體成分而構成的聚合物之液晶配向膜形成用材料來形成液晶配向膜。
來自上述液晶配向膜中之2種二胺的構成單元(例如，光配向二胺單元及垂直配向性二胺單元)較好的是配向控制方向為相同方向。藉此，能以VATN(Vertical Alignment Twisted Nematic，垂直配向扭轉向列)模式、TN(Twisted Nematic，扭轉向列)模式、ECB(Electrically Controlled Birefringence，電控雙折射)模式、IPS(In-Place Switching，橫向電場切換)模式等單一之液晶模式的形式，有效地驅動本發明之液晶顯示裝置。
再者，所謂配向控制方向為相同方向，配向控制方向無需嚴格相同，為可實現單一之液晶模式之程度的相同方向即可。
又，於本說明書中，VATN模式亦可為稱為RTN(反向扭轉(Reverse Twisted)TN：垂直配向之TN)模式者。又，於本說明書中，ECB模式既可為未施加電壓時垂直配向、施加電壓時水平配向之類型(VAECB)者，亦可為未施加電壓時水平配向、施加電壓時垂直配向之類型者。
又，就同樣之觀點而言，較好的是上述液晶顯示裝置中之液晶配向膜於液晶配向膜面內均勻地配向控制液晶分子。藉此，亦能以VATN模式、ECB模式、IPS模式等單一之液晶模式的形式，有效地驅動本發明之液晶顯示裝置。
再者，於本說明書中，所謂均勻地配向控制，無需嚴格均勻地配向控制，可實現單一之液晶模式之程度的均勻即可。
就以VATN模式等垂直配向模式的形式有效地驅動本發明之液晶顯示裝置之觀點而言，較好的是上述液晶顯示裝置中之液晶配向膜為垂直配向控制液晶分子之垂直配向膜。
再者，於本說明書中，所謂垂直配向控制液晶分子，無需將液晶分子配向控制為與液晶配向膜表面嚴格垂直之方向，可實現VATN模式等垂直配向模式之程度的將液晶分子配向控制為與液晶配向膜表面垂直之方向即可。
更具體而言，以VATN模式等垂直配向模式的形式有效地驅動本發明之液晶顯示裝置之情形時，上述液晶顯示裝置中之液晶配向膜較好的是以液晶層之平均預傾角達到87~89.5°、更好的是87.5~89°之方式配向控制液晶分子者。藉此，可實現視角特性、應答性及透光率優異之VATN模式之液晶顯示裝置。
又，以VATN模式等垂直配向模式的形式有效地驅動本發明之液晶顯示裝置之情形時，如上所述，較好的是上述液晶配向膜形成用材料中之共聚物包含具有含有垂直配向性官能基之側鏈的構成單元(例如，垂直配向性二胺單元)。藉此，可容易實現VATN模式等垂直配向模式之液晶顯示裝置。
再者，於本說明書中，所謂液晶層之平均預傾角，係未於基板間施加電壓之狀態下的液晶層之厚度方向上之液晶分子之平均分布(指向矢)的方向(極角方向)與基板表面所成之角。用以測定液晶層之平均預傾角之裝置並無特別限定，例如可舉出市售之傾斜角測定裝置(SHINTEC公司製造、商品名：)。該傾斜角測定裝置係將基板表面設為0°、將與基板表面垂直之方向設為90°、將液晶層之厚度方向上液晶分子之平均分布設為預傾角，因此適合作為用以測定液晶層之平均預傾角之裝置。再者認為，決定液晶層之平均預傾角之因素係液晶配向膜附近(界面)之液晶分子的分布，界面之液晶分子會對液晶層主體(中層)之液晶分子造成彈性變形。又認為，由於液晶配向膜附近(界面)與液晶層主體(中層)之液晶分子之分布不同，故界面及中層之各液晶分子之分布的方向(極角方向)嚴格不同。
就以VATN模式的形式有效地驅動本發明之液晶顯示裝置，並且使液晶層之平均預傾角穩定在對VATN模式較好之87~89.5°，進而進一步抑制AC殘留(起因於AC(交流)模式之殘留現象)之觀點而言，較好的是以下形態。即，上述液晶配向膜形成用材料中之光配向二胺單元較好的是具有含有選自由香豆素基、肉桂酸酯基、查耳酮基、偶氮苯基及茋基所組成群中的至少一種光官能基之側鏈。上述液晶配向膜形成用材料中之垂直配向性二胺單元較好的是具有含有類固醇骨架之側鏈。又，上述液晶配向膜形成用材料中之垂直配向性二胺單元亦可具有如下側鏈，該側鏈具有選自1,4-伸環己基及1,4-伸苯基之任一者的3~4個環直接或經由1,2-伸乙基而鍵結成直線狀之結構。即，上述液晶配向膜形成用材料中之垂直配向性二胺單元具有含有3~4個環鍵結成直線狀之結構的側鏈，上述3~4個環相互獨立，選自1,4-伸環己基及1,4-伸苯基之任一者，上述3~4個環之間的鍵亦可相互分別獨立，為單鍵或1,2-伸乙基。
上述液晶顯示裝置具有具備於一片基板之液晶層側配置為矩陣狀之像素電極、與配置於另一片基板之液晶層側之共通電極的配置為矩陣狀之像素，較好的是上述像素具有鄰接配置的2個以上之區域。藉此，可有效地抑制顯示不均之產生，並且實現寬視角化。再者，就對全方位方向實現寬視角化之觀點而言，較好的是上述像素具有4個區域。上述像素亦可為像元(子像素)。
如此，上述液晶顯示裝置較好的是藉由分割曝光(光照射)而將各像素區域配向分割。作為配向分割之液晶模式，較好的是VATN模式及ECB模式。上述像素區域亦可為像元(子像素)區域。
又，於使用上述光配向性材料以外之聚合物之情形時，例如可利用日本專利特開2008-20899號公報所揭示之方法製造液晶配向膜及液晶顯示裝置。
根據本發明之液晶配向膜形成用組合物，利用於噴墨印刷中亦發揮優異之塗佈性，可形成平坦性優異之液晶配向膜，其結果，可實現抑制顯示不均之產生的液晶顯示裝置。如此，本發明之液晶配向膜形成用組合物適於利用噴墨印刷之液晶配向膜形成用油墨，可有效地抑制噴墨印刷時之液體縮起或液體收縮之產生。
以下揭示實施形態，參照圖式更詳細地說明本發明，但本發明並不僅限於該等實施形態。又，本實施形態中，對VATN模式加以詳細敍述，但本發明亦可應用於水平配向類型之TN模式、IPS模式、ECB模式等。即，將本發明應用於水平配向類型之模式之情形時，作為配向膜材料(液晶配向膜形成用材料)中所含有之聚合物，使用側鏈部未導入垂直配向性官能基之構成單元(例如二胺)或側鏈部導入親水性官能基或水平配向官能基之構成單元(例如二胺)、與具有水平配向類型之光官能基之構成單元(例如二胺)的共聚物(copolymer)即可。
<實施形態1>
以1.配向膜材料(液晶配向膜形成用材料)、2.配向膜之製作方法、3.液晶配向膜形成用組合物、4.液晶顯示裝置之基本動作之順序，對本實施形態加以說明。
1.配向膜材料
本實施形態之配向膜材料(液晶配向膜形成用材料)含有以第一構成單元及第二構成單元為必需構成單元之聚合物(共聚物)，上述第一構成單元係藉由光照射而表現出配向控制液晶分子之特性，上述第二構成單元係不藉由光照射而表現出配向控制液晶分子之特性。更具體而言，第一構成單元具有含有光官能基之側鏈，另一方面，第二構成單元具有含有垂直配向性官能基之側鏈。如此，第二構成單元於側鏈上具有垂直配向控制液晶分子之官能基、即將液晶分子配向控制為與配向膜表面大致垂直之官能基。又，配向膜材料中之聚合物之必需構成單元(第一構成單元及第二構成單元)之配向控制方向為相同方向(可實現VATN模式之程度的方向)，對使用本實施形態之配向膜材料所形成之膜實施藉由光照射之配向處理的本實施形態之配向膜，可於配向膜面內均勻地(可實現VATN模式之程度的均勻地)配向控制液晶分子。如此，本實施形態之配向膜係將液晶分子配向控制為與配向膜表面大致垂直之方向的垂直配向膜，較好的是以液晶層之平均預傾角達到87~89.5°、更好的是87.5~89°之方式配向控制液晶分子。
本實施形態之配向膜材料中之聚合物之必需構成單元由二胺形成。即，必需構成單元之單體成分為二胺。又，本實施形態之聚合物為包含二胺及酸酐之單體成分之共聚物，本實施形態之聚合物具有聚醯胺酸及聚醯亞胺之至少一者之主鏈結構。藉此，能以VATN模式之形式有效地驅動使用本實施形態之配向膜材料來形成配向膜之液晶顯示裝置，並且可使液晶層之平均預傾角穩定在對VATN模式較好之87~89.5°(更好的是87.5~89°)。又，對AC殘留之抑制亦有效。
此處，使用圖4對本實施形態之聚合物加以說明。圖4表示本實施形態之配向膜材料中之聚合物的基本結構。再者，於圖4中，以實線包圍之部分係由酸酐衍生之單元(酸酐單元)，以虛線包圍之部分係由光配向膜中所使用之二胺、即具有含有光官能基之側鏈21的二胺所衍生之單元(光配向二胺單元)，以單點虛線包圍之部分係由垂直配向膜中所使用之二胺、即具有含有垂直配向性官能基之側鏈22的二胺所衍生之單元(垂直配向性二胺單元)。如此，本實施形態之聚合物係藉由使作為第一及第二構成單元之單體成分的2種二胺與酸酐聚合所形成之共聚物，2種二胺分別為具有含有光官能基之側鏈21的二胺與具有含有垂直配向性官能基之側鏈22的二胺。又，本實施形態之聚合物為酸酐單元與光配向二胺單元(第一構成單元)及垂直配向性二胺單元(第二構成單元)之任一種單元交替配置而成之聚醯胺酸或聚醯亞胺。
再者，作為第一及第二構成單元之單體成分的2種二胺之比率(第二構成單元)/(第一構成單元)可於0~1之間任意地設定。即，本實施形態之聚合物為藉由使作為第一或第二構成單元之單體成分的1種二胺、與酸酐聚合所形成之共聚物，並且1種二胺可為具有含有光官能基之側鏈21的二胺、或具有含有垂直配向性官能基之側鏈22的二胺。又，圖4中，R1 表示4價有機基，R2 及R3 表示3價有機基。
圖5表示本實施形態之配向膜材料中之聚合物的其他基本結構。再者，圖5中，以實線包圍之部分係由酸酐衍生之單元(酸酐單元)，以單點虛線包圍之部分係由光配向膜中所使用之二胺、即具有含有光官能基之側鏈21的二胺所衍生之單元(光配向二胺單元)；或由垂直配向膜中所使用之二胺、即具有含有垂直配向性官能基之側鏈22的二胺所衍生之單元(垂直配向性二胺單元)。如圖5所示，本實施形態之聚合物亦可為藉由使具有光官能基或垂直配向性官能基之1種以上之二胺、與1種以上之酸酐聚合而形成之聚合物或共聚物。再者，圖5中，R1 表示4價有機基，R7 表示3價有機基。
並且，光配向二胺單元(第一構成單元)之側鏈於末端含有氟。另一方面，垂直配向性二胺單元(第二構成單元)之側鏈於末端可含有氟，亦可不含氟，垂直配向性二胺單元通常表現疏水性。因此，本實施形態之聚合物中，光配向二胺單元及垂直配向性二胺單元成為疏水性部位，酸酐單元成為親水性部位。並且認為，該疏水性部位會妨礙噴墨印刷中之塗佈性。
第一構成單元含有選自由肉桂酸酯基(下述式(1))、查耳酮基(下述式(2))、偶氮苯基(下述式(3))、茋基(下述式(4))、桂皮醯基及香豆素基所組成群中之至少一種光官能基。該等光官能基藉由光照射而產生交聯反應(亦包括二聚反應)、異構化及光再配向之任一者，從而具有根據照射角度等光照射之條件而將配向膜表面之液晶分子配向控制為所需方向之功能。作為香豆素衍生物，可舉出以下述式(5)表示之化合物。其中，第一構成單元較好的是於側鏈上具有選自由肉桂酸酯基(吸收波長(λmax)270nm)、查耳酮基(吸收波長(λmax)300nm)、偶氮苯基(吸收波長(λmax)350nm)及茋基(吸收波長(λmax)295nm)所組成群中的至少一種光官能基。藉此，能以VATN模式的形式有效地驅動本發明之液晶顯示裝置，並且可使液晶層之平均預傾角穩定在對VATN模式較好之87~89.5°(更好的是87.5~89°)。又，對AC殘留之抑制亦有效。再者，該等光官能基既可單獨使用，亦可組合使用2種以上。
第二構成單元為具有先前之垂直配向膜中所含有之垂直性官能基者即可，其中較好的是藉由以下述式(7)、式(8)或式(9)表示之二胺所形成者。再者，該等既可單獨使用，亦可組合使用2種以上。
(式(7)中，X為單鍵、-O-、-CO-、-COO-、-OCO-、-NHCO-、-CONH-、-S-或伸芳基，R4 為碳數10~20之烷基、具有碳數4~40之脂環式骨架之1價有機基或碳數6~20之含有氟原子之1價有機基。)
(式(8)中，X為單鍵-O-、-CO-、-COO-、-OCO-、-NHCO-、-CONH-、-S-或伸芳基，R5 為具有碳數4~40之脂環式骨架之2價有機基。)
(式(9)中，A1 、A2 及A3 分別獨立為1,4-伸環己基或1,4-伸苯基；A4 為1,4-伸環己基、1,4-伸苯基或單鍵；B1 、B2 及B3 分別獨立為單鍵或1,2-伸乙基；R6 為碳數為1~20之烷基，該烷基中的1個-CH2 -可被-O-取代。)
於上述式(7)中，作為以R4 表示之碳數10~20之烷基，例如可舉出：正癸基、正十二烷基、正十五烷基、正十六烷基、正十八烷基、正二十烷基等。
又，作為以上述式(7)中之R4 及上述式(8)中之R5 表示的具有碳數4~40之脂環式骨架之有機基，例如可舉出：具有來自環丁烷、環戊烷、環己烷、環癸烷等環烷烴之脂環式骨架之基；具有膽固醇、二氫膽固醇等類固醇骨架之基；具有降烯、金剛烷等有橋脂環式骨架之基等。該等之中，特別好的是具有類固醇骨架之基。具有上述脂環式骨架之有機基亦可為被鹵素原子、較好的是氟原子、或者氟烷基、較好的是三氟甲基取代之基。
進而，作為以上述式(7)中之R4 表示之碳數6~20之含有氟原子之基，例如可舉出：正己基、正辛基、正癸基等碳數6以上之直鏈狀烷基；環己基、環辛基等碳數6以上之脂環式烴基；苯基、聯苯基等碳數6以上之芳香族烴基等有機基中之氫原子之一部分或全部被氟原子或三氟甲基等氟烷基取代之基。
又，上述式(7)及上述式(8)中之X為單鍵、-O-、-CO-、-COO-、-OCO-、-NHCO-、-CONH-、-S-或伸芳基，作為伸芳基，可舉出：伸苯基、伸甲苯基、伸聯苯基、伸萘基等。該等之中，特別好的是以-O-、-COO-、-OCO-表示之基。
作為具有以上述式(7)表示之基的二胺之具體例，較佳者可舉出：十二烷氧基-2,4-二胺基苯、十五烷氧基-2,4-二胺基苯、十六烷氧基-2,4-二胺基苯、十八烷氧基-2,4-二胺基苯、以下述式(10)~(15)表示之化合物。
又，作為具有以上述式(8)表示之基的二胺之具體例，較佳者可舉出分別以下述式(16)~(18)表示之二胺。
上述式(9)中，R6 自碳數為1~20之烷基中任意地選擇，既可為直鏈亦可為支鏈。又，1個-CH2 -可被-O-取代。具體例為甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十五烷基、十六烷基、十七烷基、十八烷基、十九烷基、二十烷基、異丙基、異丁基、第二丁基、第三丁基、異戊基、新戊基、第三戊基、1-甲基戊基、2-甲基戊基、3-甲基戊基、4-甲基戊基、異己基、1-乙基戊基、2-乙基戊基、3-乙基戊基、4-乙基戊基、2,4-二甲基己基、2,3,5-三乙基庚基、甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基、己氧基、甲氧基甲基、甲氧基乙基、甲氧基丙基、甲氧基丁基、甲氧基戊基、甲氧基己基、乙氧基甲基、乙氧基乙基、乙氧基丙基、乙氧基丁基、乙氧基戊基、乙氧基己基、己氧基甲基、己氧基乙基、己氧基丙基、己氧基丁基、己氧基戊基、己氧基己基等。該等之中之較佳例為丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十五烷基、十六烷基、十七烷基、十八烷基、十九烷基、二十烷基等。
又，上述式(9)中，B1 、B2 、及B3 分別獨立選自單鍵或1,2-伸乙基，上述式(9)中之1,2-伸乙基之數較好的是0或1。
進而，上述式(9)中，作為其中特別好的化合物，可舉出具有以下之表1~3中所例示之R6 、A1 、A2 、A3 、A4 、B1 、B2 及B3 之組合的化合物。再者，各表中，B表示1,4-伸苯基，Ch表示1,4-伸環己基，-表示單鍵，E表示1,2-伸乙基。1,4-伸環己基之順式/反式異構物亦可混合存在，但較好的是反式異構物。
又，作為具有以上述式(9)表示之基的二胺之具體例，較佳者可舉出以下述式(19)表示之二胺。
[化24]
如此，第二構成單元較好的是具有類固醇骨架之側鏈；或者具有含有選自1,4-伸環己基及1,4-伸苯基之任一者的3~4個環直接或經由1,2-伸乙基鍵結成直線狀的結構之側鏈。即，第二構成單元具有含有3~4個環鍵結成直線狀之結構的側鏈，上述3~4個環相互獨立，選自1,4-伸環己基及1,4-伸苯基之任一者，上述3~4個環之間的鍵亦可相互分別獨立，而為單鍵或1,2-伸乙基。藉此，能以VATN模式的形式有效地驅動本發明之液晶顯示裝置，並且可使液晶層之平均預傾角穩定在對VATN模式較好之87~89.5°(更好的是87.5~89°)。又，對AC殘留之抑制亦有效。
作為本實施形態之共聚物中所使用之酸酐，較好的是以下述式(20)表示之酸酐(PMDA)、以下述式(21)表示之酸酐(CBDA)、以下述式(22)表示之酸酐(BPDA)、以下述式(23)表示之酸酐(exoHDA)、以下述式(24)表示之酸酐(BTDA)、以下述式(25)表示之酸酐(TCA)、以下述式(26)表示之酸酐(NDA)等。再者，該等既可單獨使用，亦可組合使用2種以上。
本實施形態之共聚物亦可為聚醯胺、聚醯胺醯亞胺或聚矽氧烷。即，本實施形態之共聚物亦可具有聚醯胺之主鏈結構。於此情形時，本實施形態之共聚物可藉由使上述第一構成單元及第二構成單元與二羧酸聚合而形成。又，本實施形態之共聚物亦可具有聚矽氧烷之主鏈結構、即包含矽氧烷鍵(≡Si-O-Si≡)之主鏈結構。
又，本實施形態之共聚物可包含具有藉由光照射而引起分解反應之光官能基的第一構成單元，但就抑制預傾角之偏差之觀點而言，較好的是如上所述，於第一構成單元中具有藉由光照射而產生交聯反應(亦包括二聚反應)、異構化及光再配向之任一者的光官能基。再者，作為產生光分解反應(藉由光而引起之分解反應)而使液晶預傾之配向膜材料，例如可舉出聚乙烯醇、聚醯胺、聚醯亞胺等。
又，根據本實施形態之配向膜材料，與先前之光配向膜相比，亦可期待於藉由旋塗、快乾印刷、噴墨印刷等方法的印刷時塗佈性之提高。如上所述，於光配向二胺單元中，為了提高VHR(Voltage Holding Ratio，電壓保持率)或直流殘留DC(direct current residue)等電氣特性而於側鏈末端含有氟元素，因此表現較強之疏水性。亦即，先前之僅光配向二胺單元之均聚物通常對基板塗佈性不佳。另一方面，光配向二胺單元與垂直配向性二胺單元共聚合而成之本實施形態之共聚物，由於光配向二胺單元減少，因此可降低聚合物整體中之氟密度。又，垂直配向性二胺單元之疏水性通常低於氟。因此，越是提高垂直配向性二胺單元之導入率，越可提高對基板之塗佈性。
再者，本發明並不限於本實施形態，亦可應用於TN模式、ECB模式、IPS模式等水平配向類型之用途，於此情形時，形成包含具有光官能基之醯亞胺、醯胺等衍生物與不具有光官能基之醯亞胺、醯胺等衍生物之共聚物(copolymer)的水平配向膜即可。
2.配向膜之製作方法
以下，對實施形態之配向膜之製作方法加以說明。
首先，藉由先前公知之方法使第一構成單元及第二構成單元之單體成分與酸酐聚合(共聚物化)。
其次，製備用以將經共聚物化之聚合物塗佈(印刷)於基板上之清漆(油墨、液晶配向膜形成用組合物)。作為清漆中所含有之溶劑(溶媒)，較好的是含有γ-丁內酯(BL)、N-甲基吡咯啶酮(N-甲基-2-吡咯啶酮、NMP)、丁基溶纖劑(BC)、二乙二醇二***(DEDG)、二異丁基酮(DIBK)、二戊醚(DPE)、4,6-二甲基-2-庚酮(DMHPN)等溶媒之混合溶媒。再者，γ-丁內酯(BL)及N-甲基吡咯啶酮(NMP)發揮出作為良溶媒(可充分溶解配向膜聚合物之溶劑，例如，設為2~10重量%之固體成分濃度時，於24℃下完全溶解配向膜材料者)的功能，丁基溶纖劑(BC)、二乙二醇二***(DEDG)、二異丁基酮(DIBK)、二戊醚(DPE)及4,6-二甲基-2-庚酮(DMHPN)發揮出作為不良溶媒(僅可少量溶解配向膜聚合物之溶劑，例如，設為2~10重量%之固體成分濃度時，於24℃下不完全溶解配向膜材料者)的功能。
接著，藉由噴墨印刷將清漆塗佈於基板上。
繼而，印刷清漆後，以預備煅燒用加熱板進行預備煅燒，接著以正式煅燒用加熱板進行正式煅燒。再者，預備煅燒及正式煅燒時之加熱溫度及加熱時間可適當設定，但加熱時間較好的是考慮裝置產距而加以設定，加熱溫度較好的是考慮配向膜材料之電氣特性之溫度依存性或裝置能力而設定。另一方面，較好的是本實施形態之配向膜預備煅燒後之膜厚為40~150nm(更好的是90~110nm)。
繼而，對形成於基板上之配向膜利用光照射實施配向處理。配向膜之照射條件可適當設定，但照射(曝光)配向膜之光較好的是包含紫外光，更好的是紫外光。又，就縮短製造製程中之產距時間之觀點而言，光照射之曝光能量較好的是100mJ/cm2 以下，更好的是50mJ/cm2 以下，於使用遮光遮罩(光罩)等進行將各像素(像元)內分割曝光之分割配向處理之情形時，更好的是20mJ/cm2 以下。再者，其他照射條件(例如，偏光之有無、照射角度等)可適當地設定。
以上述方式形成及配向處理本實施形態之配向膜。藉此，本實施形態之配向膜具有選自由來自光官能基之結構、較好的是光官能基之鍵結結構、光異構化結構及光再配向結構所組成群中之至少一種結構。並且，於配向膜面內表現出大致均勻之預傾角。
再者，光官能基之鍵結結構係光官能基彼此藉由光照射而鍵結之結構，較好的是藉由交聯反應(亦包括二聚反應)所形成者。
又，光官能基之光異構化結構係光官能基藉由光照射而異構化之結構。因此，上述第一構成單元例如具有如下結構，即藉由光照射，順式異構物(或反式異構物)之光官能基經由激發狀態而變化為反式異構物(或順式異構物)之光官能基的結構。
進而，光官能基之光再配向結構係光官能基進行光再配向而成之結構。再者，所謂光再配向，係光官能基並不異構化、而是僅其光官能基之方向因光照射而變化者。因此，上述第一構成單元例如具有如下結構，即藉由光照射，順式異構物(或反式異構物)之光官能基經由激發狀態，於其異構之狀態下改變光官能基之方向的結構。
3.液晶配向膜形成用組合物
以下，對油墨(清漆、液晶配向膜形成用組合物)之製備方法作更具體說明。
作為可藉由噴墨印刷裝置更加均勻地塗佈之油墨，已知有黏度為5~10mPa‧s、表面張力為28~32mN/m者，但即便油墨之物性於此範圍內，亦無法取得與實際之噴墨印刷結果的相關性。因此，必須於更加接近實際噴墨印刷之狀態下評價各物性及液體擴散、液體收縮。
[油墨之液體擴散之評價：液體擴散測試]
油墨之液體擴散之評價方法如下所示。圖6係表示液體擴散測試中油墨之滴下步驟之立體示意圖。
(基板之準備)
以如下流程對基板進行處理，準備滴下用基板(TFT基板)。
(a)以準分子燈乾燥清洗裝置處理150秒。
(b)於2重量%之NaOH水溶液中進行20分鐘超音波清洗。
(c)以純水霧浴進行3分鐘沖洗。
(d)於各個槽中進行2次純水中之超音波清洗(3分鐘)。
(e)以旋轉式乾燥機將基板乾燥。
(油墨之滴下與擴散尺寸之測定)
於上述處理結束之滴下用基板上以如下流程進行油墨之滴下，並且測定液體擴散。
(a)對滴下用基板吹N2 。
(b)於電子控制微量移液器(BIOHIT JAPAN公司製造、商品名：Proline電子移液器、產品編號：710520)之頂端安裝拋棄式吸注管(Spitz)(BIOHIT JAPAN公司製造、商品名：Proline電子移液器適合晶片、產品編號：790010)。
(c)於吸注管內填充配向劑(油墨)。
(d)將電子控制微量移液器設置於支架(BIOHIT JAPAN公司製造、商品名：單充電支架、產品編號：510004)上。
(吸注管頂端與滴下用基板之距離約為5cm)
(e)如圖6所示，自電子控制微量移液器41分別向滴下用基板42上之3個部位滴下各10μl之配向劑(油墨)32。為避免液體擴散相連，而將各滴下部位之間隔設為10cm左右。又，滴下至滴下用基板之任意部位。
(f)自然乾燥後，利用游標卡尺測定各部位之液體擴散尺寸，並加以平均。
再者，TFT基板由於配線圖案之影響而於液體擴散上具有方向性，因此係對與閘極線垂直及平行之方向上的液體擴散進行測定、平均。
[油墨之液體收縮之評價：液體收縮測試]
油墨之液體收縮之評價方法如下所示。
(a)於上述處理結束之滴下用基板(TFT基板)上，旋塗(5秒/500rpm、20秒/2000rpm)後等待一分鐘左右後，於設定為80℃之加熱板上預備煅燒60秒。再者，預備煅燒後之膜厚設為100nm。
(b)於對油墨照射單色光(550nm)之狀態下，利用顯微鏡(50倍)觀察干涉條紋之條數，利用下式計算階差d。將該階差d作為液體收縮之評價值。
d=m×λ/(2×n)
再者，m設為干涉條紋條數，λ設為550，n設為1.5。
於噴墨印刷中可進行非常均勻之塗佈的先前之垂直配向膜形成用油墨，其液體擴散為13mm以上，液體收縮為100nm以下。
4.液晶顯示裝置之基本動作
以下，對本實施形態之液晶顯示裝置之基本動作加以說明。
圖7係表示實施形態1中之光配向處理方向與液晶分子之預傾方向的關係之立體示意圖。圖8(a)係表示實施形態1之液晶顯示裝置具有單區域之情形的、一像素(1像素或1子像素)內之液晶指向矢之方向與相對於一對基板(上下基板)之光配向處理方向的平面示意圖，圖8(b)係表示設置於圖8(a)所示之液晶顯示裝置上的偏光板之吸收軸方向之示意圖。再者，圖8(a)表示光配向處理方向於一對基板之間正交、且於一對基板之間施加臨限值以上之AC電壓之狀態。又，圖8(a)中，實線箭頭表示相對於下基板之光照射方向(光配向處理方向)，虛線箭頭表示相對於上基板之光照射方向(光配向處理方向)。圖9(a)係表示實施形態1之液晶顯示裝置具有單區域之情形的、一像素(1像素或1子像素)內之液晶指向矢之方向與相對於一對基板(上下基板)的光配向處理方向之平面示意圖，圖9(b)係表示設置於圖9(a)所示之液晶顯示裝置上的偏光板之吸收軸方向之示意圖。再者，圖9(a)表示光配向處理方向於一對基板之間反向平行、且於一對基板之間施加臨限值以上之AC電壓之狀態。又，圖9(a)中，實線箭頭表示相對於下基板之光照射方向(光配向處理方向)，虛線箭頭表示相對於上基板之光照射方向(光配向處理方向)。一面參照圖7~圖9，一面對本實施形態之液晶顯示裝置之動作原理加以說明。
本實施形態之液晶顯示裝置係於一對基板(上下基板)間夾持有包含介電常數各向異性為負之液晶分子(向列型液晶)的液晶層。一對基板具有包括玻璃等之絕緣性透明基板，於一對基板之與液晶層接觸之側的面上分別形成透明電極，進而於透明電極上分別形成有表現垂直配向性之上述配向膜。又，一對基板分別發揮出作為於每一像素(子像素)上形成有驅動元件(開關元件)之驅動元件基板(例如，TFT基板)、與對應於驅動元件基板之各像素(子像素)而形成有彩色濾光片之彩色濾光片基板的功能。即，於本實施形態之液晶顯示裝置中，一對基板(上下基板)之中，一片基板為彩色濾光片基板，另一片基板為驅動元件基板。又，於驅動元件基板上，連接於驅動元件、形成為矩陣狀之透明電極發揮出作為像素電極的功能。另一方面，於彩色濾光片基板上，一樣地形成於顯示區域之整個面上的透明電極發揮出作為對向電極(共通電極)的功能。進而，於一對基板之與液晶層相反之側的面上，偏光板分別配置為例如正交偏光鏡，並且於一對基板之間，用以將單元厚度保持為固定之單元厚度保持體(間隔件)配置於特定之位置(非顯示區域)。再者，基板及透明電極之材質、液晶分子之材料等並無特別限定。
本實施形態中之配向膜10如圖7所示，若以自基板面法線方向傾斜例如40°之方式照射平行於入射面而偏光之紫外線(UV光、圖7中之中空箭頭)，則如圖7所示，可於該UV照射方向側產生液晶分子11之預傾角。再者，配向膜10之曝光既可藉由一攬性曝光而進行，亦可藉由掃描曝光而進行。即，既可於固定基板及光源之狀態下照射配向膜10，亦可如圖7中之虛線箭頭所示，一面沿UV掃描方向掃描UV光一面照射配向膜10。
本實施形態之液晶顯示裝置如圖8(a)所示，以平面觀察基板時，相對於一對基板(上下基板12)之光線照射方向分別大致正交之方式，進行配向膜之曝光與基板之貼合，又，上下基板12上分別設置之配向膜附近之液晶分子的預傾角大致相同，進而，亦可向液晶層中注入不含手性材料之液晶材料。於此情形時，若於上下基板12之間施加臨限值以上之AC電壓，則液晶分子具有於上下基板12間之基板面法線方向扭轉90°之結構，並且如圖8所示，施加AC電壓時之平均液晶指向矢方向17成為於平面觀察基板時將相對於上下基板12之光照射方向分成兩部分之方向。又，如圖8(b)所示，配置於上基板側之偏光板(上偏光板)之吸收軸方向與上基板之光配向處理方向一致，另一方面，配置於下基板側之偏光板(下偏光板)之吸收軸方向與下基板之光配向處理方向一致。於如此進行配向膜之配向處理與偏光板之配置之情形時，本實施形態之液晶顯示裝置會具有所謂的VATN模式。
又，本實施形態之液晶顯示裝置如圖9(a)所示，以平面觀察基板時，相對於上下基板12之光線照射方向分別大致平行，且逆向(反向平行)之方式進行配向膜之曝光與基板之貼合，又，上下基板12上分別設置之光配向膜附近之液晶分子的預傾角大致相同，進而，亦可向液晶層中注入不含手性材料之液晶材料。於此情形時，於上下基板12之間不施加電壓時，上下基板與液晶層之界面附近之液晶分子成為預傾角為88.5°左右的水平結構(水平配向)，如圖9(a)所示，平面觀察基板時，施加AC電壓時之平均液晶指向矢方向17成為沿著相對於上下基板12之光線照射方向的方向。又，如圖9(b)所示，平面觀察基板時，配置於上基板側之偏光板(上偏光板)與配置於下基板側之偏光板(下偏光板)之吸收軸方向，與上下基板之光配向處理方向偏移45°。於如此進行配向膜之配向處理與偏光板之配置之情形時，本實施形態之液晶顯示裝置會具有光配向處理方向於上下基板間成為反向平行方向、且液晶分子垂直配向的所謂VAECB(Vertical Alignment Electrically Controlled Birefringence，垂直配向電控雙折射)模式。再者，圖9中，實線箭頭表示相對於下基板之光照射方向(光配向處理方向)，虛線箭頭表示相對於上基板之光照射方向(光配向處理方向)。
再者，於本實施形態之液晶顯示裝置中，亦可將液晶分子之配向方向分割為4個方向以上，於此情形時，可實現寬視角顯示。
以下揭示實施例，更詳細地說明本發明，但本發明並不僅限定於該等實施例。再者，以下所示之各溶媒之比只要無特別說明，則表示重量比。
於各實施例中，針對實施形態中液體擴散及液體收縮特性最優異之油墨，利用噴墨印刷實施塗佈，進行液晶面板化，並確認顯示品質。
<實施例1>
於本實施例中，作為合併γ-丁內酯及N-甲基-2-吡咯啶酮之重量比相對於總溶劑為40~58.95wt%、丁基溶纖劑之重量比相對於總溶劑為40~58.95wt%、4,6-二甲基-2-庚酮之重量比相對於總溶劑為0.05~9wt%、二異丁基酮之重量比相對於總溶劑為1~19.95wt%之油墨，係使用溶劑系為N-甲基-2-吡咯啶酮/丁基溶纖劑/4,6-二甲基-2-庚酮/二異丁基酮=50/43/2/5者。再者，油墨之固體成分濃度設為2.8重量%，24℃下之表面張力為31mN/m，24℃下之黏度為4mPa‧S，液體擴散測試中之液體擴散為18mm，液體收縮測試中之液體收縮為70nm。又，作為噴墨印刷裝置，係使用噴頭之噴嘴間距為0.75mm、噴嘴數為64個者，將搬送台速度設定為400mm/sec。並且，作為基板，係使用藉由通常之清洗方法加以清洗、水之接觸角為0~3°之水準的TFT基板及CF基板。
於TFT基板及CF基板上進行噴墨印刷後，於加熱板上於80℃下實施1分鐘預烘烤(預備煅燒)，接著於200℃下實施40分鐘後烘烤(正式煅燒)。接著，藉由分配器於CF基板之特定位置塗佈密封材料後，滴下液晶材料。繼而，於處於減壓狀態之相同腔室中，重疊TFT及CF基板而加以貼合後，恢復至常壓，其後於130℃下藉由烘箱煅燒1小時。其後，經過通常之模組組裝步驟，而完成本實施例之液晶顯示面板。
<實施例2>
除了使用溶劑系為N-甲基-2-吡咯啶酮/丁基溶纖劑/4,6-二甲基-2-庚酮/二異丁基酮=50/43/1/6者作為油墨以外，以與實施例1相同的方式製作實施例2之液晶顯示面板。再者，油墨之固體成分濃度設為2.8重量%，24℃下之表面張力為31mN/m，24℃下之黏度為4mPa‧s，液體擴散測試中之液體擴散為17mm，液體收縮測試中之液體收縮為75nm。
<實施例3>
除了使用溶劑系為N-甲基-2-吡咯啶酮/丁基溶纖劑/4,6-二甲基-2-庚酮/二異丁基酮=50/43/0.5/6.5者作為油墨以外，以與實施例1相同的方式製作實施例3之液晶顯示面板。再者，油墨之固體成分濃度設為2.8重量%，24℃下之表面張力為31mN/m，24℃下之黏度為4mPa‧s，擴散測試中之液體擴散為16mm，液體收縮測試中之液體收縮為80nm。
<比較例1>
除了使用溶劑系為NMP/BC=50/50者作為油墨以外，以與實施例1相同的方式製作比較例1之液晶顯示面板。再者，油墨之固體成分濃度設為2.8重量%，24℃下之表面張力為33mN/m，24℃下之黏度為5mPa‧s。
<比較例2>
除了使用溶劑系為BL/NMP/BC=20/30/50者作為油墨以外，以與實施例1相同的方式製作比較例2之液晶顯示面板。再者，油墨之固體成分濃度設為2.8重量%，24℃下之表面張力為33mN/m，24℃下之黏度為5mPa‧S。
表4中表示將實施例1~3及比較例1、2之噴墨印刷之塗佈性與顯示品質加以比較之結果。再者，顯示品質係於將各實施例及比較例之液晶顯示面板全部點亮之狀態下進行確認。
其結果，實施例1~3中使用的油墨之藉由噴墨印刷之塗佈性良好，均勻地塗佈於TFT基板及CF基板上，另一方面，比較例1、2中使用的油墨於TFT基板及CF基板上縮起，無法均勻地塗佈。
又，實施例1~3之液晶顯示面板可進行均勻之顯示(白顯示)，另一方面，比較例1、2之液晶顯示面板產生顯示不均。
本案以2009年1月8日申請之日本專利申請案2009-002868號為基礎，主張基於巴黎公約或受理國之法規的優先權。該申請案之內容其整體作為參照而併入本案中。
10．．．配向膜
11．．．液晶分子
12．．．上下基板
17．．．施加AC電壓時之平均液晶指向矢方向
21．．．具有光官能基之側鏈
22．．．具有垂直配向性官能基之側鏈
31．．．固體之基質(基板)
32．．．液體(油墨、配向劑)
33．．．兩親媒性物質(液晶配向膜之聚合物之固體成分)
34．．．疏水性部位
35．．．親水性部位
36．．．微胞
41．．．電子控制微量移液器
42．．．滴下用基板
圖1係用以說明油墨之液體擴散之機制的剖面示意圖。
圖2係表示液晶配向膜形成用聚合物於溶劑中之狀態的概念圖，圖2(a)表示低濃度之情形，圖2(b)表示高濃度之情形。
圖3(a)~圖3(c)係表示噴附於基板上之油墨滴之行為的剖面示意圖。
圖4表示本實施形態之配向膜材料中之聚合物的基本結構。
圖5表示本實施形態之配向膜材料中之聚合物的其他基本結構。
圖6係表示液體擴散測試中之油墨之滴下步驟的立體示意圖。
圖7係表示實施形態1中之光配向處理方向與液晶分子之預傾方向的關係之立體示意圖。
圖8(a)係表示實施形態1之液晶顯示裝置具有單區域之情形的、一像素(1像素或1子像素)內之液晶指向矢之方向與相對於一對基板(上下基板)之光配向處理方向的平面示意圖，圖8(b)係表示設置於圖8(a)所示之液晶顯示裝置上的偏光板之吸收軸方向之示意圖。
圖9(a)係表示實施形態1之液晶顯示裝置具有單區域之情形的、一像素(1像素或1子像素)內之液晶指向矢之方向與相對於一對基板(上下基板)之光配向處理方向的平面示意圖，圖9(b)係表示設置於圖9(a)所示之液晶顯示裝置上的偏光板之吸收軸方向之示意圖。

Claims (19)

  1. 一種液晶配向膜形成用組合物，其特徵在於：其含有液晶配向膜形成用材料，並用以形成液晶配向膜，該液晶配向膜形成用組合物含有γ-丁內酯及N-甲基-2-吡咯啶酮之至少一者、與4,6-二甲基-2-庚酮及二異丁基酮。
  2. 如請求項1之液晶配向膜形成用組合物，其中上述液晶配向膜形成用組合物含有上述γ-丁內酯及上述N-甲基-2-吡咯啶酮之至少一者作為對上述液晶配向膜形成用材料之良溶媒。
  3. 如請求項1或2之液晶配向膜形成用組合物，其中上述液晶配向膜形成用組合物含有上述4,6-二甲基-2-庚酮及上述二異丁基酮作為對上述液晶配向膜形成用材料之不良溶媒。
  4. 如請求項1之液晶配向膜形成用組合物，其中上述液晶配向膜形成用組合物進而含有丁基溶纖劑。
  5. 如請求項4之液晶配向膜形成用組合物，其中上述γ-丁內酯及上述N-甲基-2-吡咯啶酮相對於總溶劑之重量比為40~58.95重量%，上述丁基溶纖劑相對於總溶劑之重量比為40~58.95重量%，上述4,6-二甲基-2-庚酮相對於總溶劑之重量比為0.05~9重量%，上述二異丁基酮相對於總溶劑之重量比為1~19.95重量%。
  6. 如請求項1之液晶配向膜形成用組合物，其中上述液晶配向膜形成用材料含有藉由使2種二胺與酸酐聚合所形成之共聚物。
  7. 如請求項6之液晶配向膜形成用組合物，其中上述2種二胺之一者為具有含有光官能基及氟之側鏈的二胺，上述2種二胺之另一者為具有含有垂直配向性官能基之側鏈的二胺。
  8. 如請求項6或7之液晶配向膜形成用組合物，其中上述液晶配向膜形成用材料係聚醯胺酸或聚醯亞胺，該聚醯胺酸或聚醯亞胺係含有由酸酐衍生之酸酐單元、由具有含有光官能基及氟之側鏈的二胺衍生之光配向二胺單元、及由具有含有垂直配向性官能基之側鏈的二胺衍生之垂直配向性二胺單元，且該酸酐單元與該光配向二胺單元及該垂直配向性二胺單元之任一單元交替配置而成者。
  9. 如請求項1之液晶配向膜形成用組合物，其中上述液晶配向膜形成用組合物之固體成分之濃度為2~5重量%。
  10. 如請求項1之液晶配向膜形成用組合物，其中上述液晶配向膜形成用組合物於24℃下之表面張力為28~32mN/m。
  11. 如請求項1之液晶配向膜形成用組合物，其中上述液晶配向膜形成用組合物於24℃下之黏度為5~10mPa‧s。
  12. 如請求項1之液晶配向膜形成用組合物，其中上述液晶配向膜形成用組合物於常壓下之溶媒的沸點為160~220℃。
  13. 如請求項1之液晶配向膜形成用組合物，其中上述液晶配向膜形成用組合物於液體擴散測試中之液體擴散為13mm以上，且於液體收縮測試中之液體收縮為100nm以下。
  14. 如請求項1之液晶配向膜形成用組合物，其中上述液晶配向膜形成用材料係藉由光照射而表現出配向控制液晶分子之特性者。
  15. 如請求項1之液晶配向膜形成用組合物，其中上述液晶配向膜形成用組合物進而含有二戊醚。
  16. 如請求項1之液晶配向膜形成用組合物，其中上述液晶配向膜形成用組合物藉由噴墨印刷而噴出至液晶顯示裝置用基板上。
  17. 一種液晶顯示裝置，其特徵在於：具有使用如請求項1至16中任一項之液晶配向膜形成用組合物而形成，並且藉由光照射而實施配向處理之液晶配向膜。
  18. 如請求項17之液晶顯示裝置，其中上述液晶配向膜於預備煅燒後之膜厚為40~150nm。
  19. 如請求項17或18之液晶顯示裝置，其中上述液晶配向膜形成用組合物含有以第一構成單元及第二構成單元作為必需構成單元之共聚物，上述第一構成單元係藉由光照射而表現出配向控制液晶分子之特性，上述第二構成單元係不藉由光照射而表現出配向控制液晶分子；上述液晶配向膜係對使用該液晶配向膜形成用組合物所形成之膜實施藉由光照射之配向處理者。
TW098130575A 2009-01-08 2009-09-10 A liquid crystal alignment film forming composition, and a liquid crystal display device TWI402310B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009002868 2009-01-08

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201026784A TW201026784A (en) 2010-07-16
TWI402310B true TWI402310B (zh) 2013-07-21

Family

ID=42316411

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW098130575A TWI402310B (zh) 2009-01-08 2009-09-10 A liquid crystal alignment film forming composition, and a liquid crystal display device

Country Status (9)

Country Link
US (1) US20120013837A1 (zh)
EP (1) EP2375278B1 (zh)
JP (1) JP5231577B2 (zh)
KR (1) KR101280721B1 (zh)
CN (1) CN102272670B (zh)
BR (1) BRPI0923950A2 (zh)
RU (1) RU2470965C1 (zh)
TW (1) TWI402310B (zh)
WO (1) WO2010079637A1 (zh)

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5059183B2 (ja) * 2008-02-28 2012-10-24 シャープ株式会社 液晶配向膜形成用組成物及び液晶表示装置
CN102559205B (zh) 2010-12-29 2014-07-30 第一毛织株式会社 液晶取向剂、使用其制造的液晶取向膜和液晶显示器
JP5927859B2 (ja) * 2011-01-11 2016-06-01 Jsr株式会社 液晶表示素子の製造方法
KR101864914B1 (ko) * 2011-03-31 2018-06-05 닛산 가가쿠 고교 가부시키 가이샤 액정 배향제, 및 그것을 사용한 액정 배향막
KR101333710B1 (ko) 2011-05-11 2013-11-27 제일모직주식회사 액정 배향제, 이를 이용하여 제조한 액정 배향막 및 상기 액정 배향막을 포함하는 액정표시소자
US20140168589A1 (en) * 2011-08-31 2014-06-19 Sharp Kabushiki Kaisha Liquid crystal display panel and liquid crystal display device
KR101444190B1 (ko) 2011-12-19 2014-09-26 제일모직 주식회사 액정 배향제, 이를 이용한 액정 배향막 및 상기 액정 배향막을 포함하는 액정표시소자
KR102057443B1 (ko) 2012-03-21 2019-12-19 닛산 가가쿠 가부시키가이샤 액정 배향제, 액정 배향막 및 액정 표시 소자
KR20140090301A (ko) * 2012-12-21 2014-07-17 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치 및 그 제조 방법
JP2014178666A (ja) * 2013-02-13 2014-09-25 Jsr Corp 液晶表示素子及びその製造方法
JP6286834B2 (ja) * 2013-02-22 2018-03-07 東レ株式会社 耐熱性樹脂組成物および耐熱性樹脂膜の製造方法
CN103149739B (zh) * 2013-03-05 2015-09-02 合肥京东方光电科技有限公司 取向膜制备方法及***
TWI522392B (zh) * 2013-05-22 2016-02-21 奇美實業股份有限公司 液晶配向劑、液晶配向膜及液晶顯示元件
TWI560240B (en) * 2014-11-05 2016-12-01 Chi Mei Corp Liquid crystal alignment agent, liquid crystal alignment film, and liquid crystal display element
JP2017052877A (ja) * 2015-09-09 2017-03-16 富士ゼロックス株式会社 ポリイミド前駆体組成物、ポリイミド前駆体組成物の製造方法、及びポリイミド成形体の製造方法
WO2017094634A1 (ja) * 2015-12-04 2017-06-08 シャープ株式会社 配向膜及び液晶表示装置
TWI585495B (zh) * 2015-12-25 2017-06-01 晶典有限公司 矽基液晶之單元級液晶組裝製造方法
CN108700780B (zh) * 2016-02-24 2021-11-30 夏普株式会社 液晶显示装置及其制造方法
US10335330B2 (en) 2017-03-02 2019-07-02 Travelsys4u Ltd. Motor-driven chair steered by seat rotation
JP2019049661A (ja) * 2017-09-11 2019-03-28 シャープ株式会社 配向膜、液晶パネル及び液晶パネルの製造方法
TWI767019B (zh) * 2018-06-28 2022-06-11 奇美實業股份有限公司 液晶配向劑、液晶配向膜及液晶顯示元件
TWI717889B (zh) 2019-11-05 2021-02-01 達興材料股份有限公司 配向劑、二胺化合物、配向膜及液晶顯示元件
WO2024125945A1 (en) 2022-12-16 2024-06-20 Rolic Technologies AG Composition for forming a liquid crystal alignment film

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030035917A1 (en) * 1999-06-11 2003-02-20 Sydney Hyman Image making medium
TW200808887A (en) * 2006-04-28 2008-02-16 Mitsubishi Chem Corp Light-shielding resin composition, color filter and liquid crystal display device
TW200834192A (en) * 2007-01-09 2008-08-16 Jsr Corp Liquid crystal aligning agent and liquid crystal display device

Family Cites Families (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU522206A1 (ru) * 1968-04-05 1976-07-25 Предприятие П/Я М-5885 Способ получени полиамидокислот
US5015410A (en) * 1990-02-20 1991-05-14 Arco Chemical Technology, Inc. Paint stripper compositions containing N-methyl-2-pyrrolidone, aliphatic hydrocarbons, and aromatic hydrocarbons
JP3308356B2 (ja) * 1993-09-03 2002-07-29 旭硝子株式会社 液晶素子用配向膜付き基板およびその製造方法ならびに液晶素子
JPH10274772A (ja) * 1997-03-31 1998-10-13 Hitachi Chem Co Ltd 液晶配向膜用組成物、液晶配向膜の製造法、液晶配向膜、液晶挟持基板およぴ液晶表示素子
JPH1195227A (ja) * 1997-09-25 1999-04-09 Hitachi Chem Co Ltd 液晶用保護膜兼配向膜、これを用いた液晶挟持基板及び液晶表示装置
JP3978754B2 (ja) * 1997-12-29 2007-09-19 チッソ株式会社 ポリアミド酸組成物、液晶配向膜、及び液晶表示素子
JP2001040209A (ja) 1999-07-29 2001-02-13 Hitachi Chemical Dupont Microsystems Ltd 光配向液晶配向膜用組成物、光配向液晶配向膜、液晶挟持基板及び液晶表示装置
US6696112B2 (en) * 2000-06-28 2004-02-24 Toray Industries, Inc. Display device having a polyimide insulating layer
US7074344B2 (en) * 2001-10-03 2006-07-11 Jsr Corporation Liquid crystal aligning agent and liquid crystal display element
JP3849138B2 (ja) * 2002-02-18 2006-11-22 Ｊｓｒ株式会社 液晶配向剤、液晶配向膜の形成方法および液晶表示素子
TWI287028B (en) * 2002-05-17 2007-09-21 Hitachi Chem Dupont Microsys Photosensitive polymer composition, method of forming relief patterns, and electronic equipment
AU2003289305A1 (en) * 2002-12-11 2004-06-30 Nissan Chemical Industries, Ltd. Novel diaminobenzene derivative, polyimide precursor and polyimide obtained therefrom, and aligning agent for liquid crystal
WO2004072719A1 (ja) * 2003-02-12 2004-08-26 Nissan Chemical Industries, Ltd. 液晶配向剤およびそれを用いた液晶配向膜
KR100834801B1 (ko) * 2004-06-18 2008-06-05 제이에스알 가부시끼가이샤 수직 액정 배향제 및 수직 액정 표시 소자
JP2006053380A (ja) 2004-08-12 2006-02-23 Seiko Epson Corp 液晶配向膜形成用組成物及び液晶表示装置の製造方法
KR101046926B1 (ko) * 2004-08-12 2011-07-06 삼성전자주식회사 액정표시장치의 액정 배향막용 조성물
JP2006289355A (ja) 2005-03-18 2006-10-26 Ran Technical Service Kk 薄膜形成装置及び薄膜形成方法
JP2006281189A (ja) 2005-04-04 2006-10-19 Mikuni Denshi Kk インクジェット塗布溶液と乾燥方法
CN101309950B (zh) * 2005-11-15 2011-08-03 三菱化学株式会社 四羧酸系化合物、该化合物的聚酰亚胺及其制造方法
US20080269457A1 (en) * 2006-04-11 2008-10-30 Sony Chemical & Information Device Corporation Process For Producing Polyimide Fine Particle
JP2008020899A (ja) 2006-06-16 2008-01-31 Jsr Corp インクジェット塗布用液晶配向剤および液晶表示素子
JP2008026891A (ja) * 2006-06-22 2008-02-07 Jsr Corp 液晶配向剤および液晶表示素子
WO2008007635A1 (fr) * 2006-07-11 2008-01-17 Nippon Kayaku Kabushiki Kaisha Résine de polyimide photosensible soluble en solution alcaline aqueuse et composition de résine photosensible contenant celle-ci
KR101287967B1 (ko) * 2006-11-14 2013-07-19 엘지디스플레이 주식회사 액정 배향막용 조성물
JP5201330B2 (ja) * 2007-02-23 2013-06-05 Ｊｓｒ株式会社 水平配向膜形成用液晶配向剤および液晶表示素子
KR101435690B1 (ko) * 2007-03-08 2014-09-01 제이에스알 가부시끼가이샤 액정 배향제 및 횡전계 방식 액정 표시 소자
CN102147545B (zh) * 2007-03-26 2014-04-23 夏普株式会社 液晶显示装置和取向膜材料用聚合物
JP4886615B2 (ja) 2007-06-22 2012-02-29 ルネサスエレクトロニクス株式会社 テスト装置及びパタン生成装置
EP2182405B1 (en) * 2007-08-21 2016-01-13 JSR Corporation Liquid crystal aligning agent, method for producing liquid crystal alignment film, and liquid crystal display device
KR101505899B1 (ko) * 2007-10-23 2015-03-25 제이엔씨 주식회사 잉크젯용 잉크
KR100913605B1 (ko) * 2007-12-07 2009-08-26 제일모직주식회사 액정 광배향제, 이를 포함하는 액정 광배향막, 및 이를포함하는 액정 표시 장치
JP5059183B2 (ja) * 2008-02-28 2012-10-24 シャープ株式会社 液晶配向膜形成用組成物及び液晶表示装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030035917A1 (en) * 1999-06-11 2003-02-20 Sydney Hyman Image making medium
TW200808887A (en) * 2006-04-28 2008-02-16 Mitsubishi Chem Corp Light-shielding resin composition, color filter and liquid crystal display device
TW200834192A (en) * 2007-01-09 2008-08-16 Jsr Corp Liquid crystal aligning agent and liquid crystal display device

Also Published As

Publication number Publication date
RU2470965C1 (ru) 2012-12-27
WO2010079637A1 (ja) 2010-07-15
KR101280721B1 (ko) 2013-07-01
EP2375278B1 (en) 2020-04-08
CN102272670A (zh) 2011-12-07
JPWO2010079637A1 (ja) 2012-06-21
EP2375278A4 (en) 2013-10-23
US20120013837A1 (en) 2012-01-19
CN102272670B (zh) 2014-03-26
BRPI0923950A2 (pt) 2016-06-21
KR20110093944A (ko) 2011-08-18
TW201026784A (en) 2010-07-16
JP5231577B2 (ja) 2013-07-10
EP2375278A1 (en) 2011-10-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI402310B (zh) A liquid crystal alignment film forming composition, and a liquid crystal display device
TWI382058B (zh) A liquid crystal alignment film forming composition, and a liquid crystal display device
TWI434111B (zh) Liquid crystal aligning agent and liquid crystal display element
KR101385331B1 (ko) 액정 표시 소자 및 액정 배향제
TWI399596B (zh) 液晶配向劑及液晶顯示元件
JP4978433B2 (ja) 液晶配向剤および液晶表示素子
TWI461802B (zh) 液晶配向劑及液晶顯示元件
JP5019049B2 (ja) 液晶配向剤および液晶表示素子
TWI414862B (zh) 垂直配向型液晶配向劑
TWI442143B (zh) 液晶配向劑及液晶顯示元件
TWI359175B (zh)
TWI428370B (zh) 液晶配向劑及液晶顯示元件
JP5045913B2 (ja) 液晶配向剤および液晶表示素子
WO2012157982A2 (ko) 디아민 화합물, 이의 제조방법, 액정 배향제, 액정 배향막 및 액정 표시 소자
TW200932789A (en) Liquid crystal aligning agent, liquid crystal aligning film and liquid crystal display element
TWI457421B (zh) 液晶配向劑、液晶配向膜及液晶顯示元件
TW200831562A (en) Liquid crystal alignment agent and liquid crystal display element
JP2006227597A (ja) 液晶配向剤および液晶表示素子
JP2002303870A (ja) 垂直配向型液晶配向膜および垂直配向型液晶表示素子
TWI402295B (zh) 液晶配向劑、液晶配向膜及液晶顯示元件
CN112852446A (zh) 液晶配向剂、液晶配向膜及液晶显示元件
CN115368914A (zh) 液晶取向剂、液晶取向膜以及液晶显示元件