JP6798550B2 - 液晶配向剤、液晶配向膜、及び液晶表示素子 - Google Patents
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Description
かかる液晶配向膜の成膜法としては、一般に、スピンコート、ディップコート、フレキソ印刷などが知られている。なかでも、これまでフレキソ印刷による塗布法が多く使用されている。しかし、フレキソ印刷では液晶パネルの品種違いにより様々な樹脂版が必要となること、製造工程ではその版交換が煩雑であるということ、成膜工程を安定させるためにダミー基板への成膜をしなければならないこと、版の製作が液晶表示パネルの製造コスト上昇の一因になるなどの問題がある。
本発明の要旨は、ポリイミド前駆体及びそのイミド化物であるポリイミドからなる群から選ばれる少なくとも1種の重合体と、下記の溶媒A、溶媒B、及び溶媒Cを含有する溶媒と、を含有することを特徴とする液晶配向剤にある。
溶媒A:N−メチル−2−ピロリドン、N−エチル−2−ピロリドン、γ−ブチロラクトン及びジメチルイミダゾリジノンからなる群から選ばれる少なくとも1種。
溶媒B:ジプロピレングリコールジメチルエーテル
溶媒C:ジエチレングリコールジエチルエーテル及びジアセトンアルコールからなる群から選ばれる少なくとも1種。
本発明の液晶配向剤に含有される溶媒は、溶媒A、溶媒B、及び溶媒Cを含有し、かかる組み合わせた溶媒の含有により本発明の液晶配向剤は、配線構造やC/Hの影響で生じる配向膜の成膜不良を抑制でき、かつ液晶表示素子の表示が不均一となる不良を抑制でき、更には、樹脂成分の含有比率及び樹脂成分の分子量を維持しながら液晶配向剤の粘度を低くすることができる。
溶媒Aは、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)、N−エチル−2−ピロリドン(NEP)、γ‐ブチロラクトン(GBL)、及び1,3−ジメチルイミダゾリジノン(DMI)からなる群から選ばれる少なくとも1種の溶媒である。こ溶媒Aは、液晶配向剤中の重合体を溶解させるものである。
なかでも、N−メチル−2−ピロリドン、N−エチル−2−ピロリドン、又はγ‐ブチロラクトンが好ましく、より好ましくはN−メチル−2−ピロリドン又はγ‐ブチロラクトンである。
溶媒Aの含有量は、液晶配向剤の全質量に対し、20〜80質量%が好ましく、30〜80質量%がより好ましく、50〜80質量%が特に好しい。
溶媒Bは、ジプロピレングリコールジメチルエーテル(DME)である。溶媒Bは、液晶配向剤の塗布均一性の向上と低粘度化に寄与する溶媒である。
溶媒Bは、液晶配向剤の全質量に対し、1〜30質量%が好ましく、5〜30質量%がより好ましく、10〜30質量%が特に好ましい。
溶媒Cは、ジエチレングリコールジエチルエーテル(DGDE)及びジアセトンアルコール(DAA)からなる群から選ばれる少なくとも1種である。溶媒Cは、本発明の液晶配向剤の低粘度化に寄与する溶媒である。
溶媒Cは、本発明の液晶配向剤の全質量に対し、5〜30質量%が好ましく、10〜30質量%がより好ましく、10〜20質量%が特に好ましい。
A1及びA2は、それぞれ独立して、水素原子、又は炭素数1〜5のアルキル基、炭素数2〜5のアルケニル基、又は炭素数2〜5のアルキニル基である。液晶配向性の点から、A1及びA2は水素原子、又はメチル基が好ましい。
<ジアミン>
ポリイミド前駆体の製造に用いられるジアミン成分は特に限定されないが、上記式(1)で表されるポリイミド前駆体の原料であるジアミンは、下記式(2)で表わされる。
ポリイミド前駆体の製造に用いられるテトラカルボン酸誘導体は特に限定されないが、上記式(1)で表されるポリイミド前駆体の原料であるテトラカルボン酸誘導体成分としては、テトラカルボン酸二無水物だけでなく、その誘導体である、テトラカルボン酸、テトラカルボン酸ジハライド、テトラカルボン酸ジアルキルエステル、テトラカルボン酸ジアルキルエステルジハライドが挙げられる。
テトラカルボン酸二無水物又はその誘導体としては、なかでも、下記式(3)で表されるものが好ましい。
なお、式(X1−1)の具体例としては、下記式(X1−1−1)〜(X1−1−6)が挙げられる。液晶配向性及び光反応の感度の点から、(X1−1−1)が特に好ましい。
<ポリアミック酸エステルの製造方法>
本発明に用いられるポリイミド前駆体の一つであるポリアミック酸エステルは、以下に示す(1)、(2)又は(3)の方法で製造できる。
(1)ポリアミック酸から製造する場合
ポリアミック酸エステルは、テトラカルボン酸二無水物とジアミンから得られるポリアミック酸をエステル化することによって合成できる。具体的には、ポリアミック酸とエステル化剤を有機溶剤の存在下で−20℃〜150℃、好ましくは0℃〜50℃において、30分〜24時間、好ましくは1〜4時間反応させることによって合成できる。
上記の反応に用いる溶媒は、ポリマーの溶解性からN,N−ジメチルホルムアミド、N−メチル−2−ピロリドン、又はγ−ブチロラクトンが好ましく、これらは1種又は2種以上を混合して用いてもよい。反応液中のポリマーの濃度は、ポリマーの析出が起こりにくく、かつ高分子量体が得やすいという観点から、1〜30質量%が好ましく、5〜20質量%がより好ましい。
ポリアミック酸エステルは、テトラカルボン酸ジエステルジクロリドとジアミンから製造できる。具体的には、テトラカルボン酸ジエステルジクロリドとジアミンとを塩基と有機溶剤の存在下で−20℃〜150℃、好ましくは0℃〜50℃において、30分〜24時間、好ましくは1〜4時間反応させることによって合成することができる。
前記塩基には、ピリジン、トリエチルアミン、4−ジメチルアミノピリジンなどが使用できるが、反応が穏和に進行するためにピリジンが好ましい。塩基の使用量は、除去が容易な量で、かつ高分子量体が得やすいという観点から、テトラカルボン酸ジエステルジクロリドに対し、2〜4倍モルが好ましい。
ポリアミック酸エステルは、テトラカルボン酸ジエステルとジアミンを重縮合することにより製造できる。具体的には、テトラカルボン酸ジエステルとジアミンを縮合剤、塩基、及び有機溶剤の存在下で0℃〜150℃、好ましくは0℃〜100℃において、30分〜24時間、好ましくは3〜15時間反応させることによって製造できる。
また、上記反応において、ルイス酸を添加剤として加えることで反応が効率的に進行する。ルイス酸としては、塩化リチウム、臭化リチウムなどのハロゲン化リチウムが好ましい。ルイス酸の添加量はジアミン成分に対して0〜1.0倍モルが好ましい。
上記のようにして得られるポリアミック酸エステルの溶液は、よく撹拌させながら貧溶媒に注入することで、ポリマーを析出させることができる。析出を数回行い、貧溶媒で洗浄後、常温あるいは加熱乾燥して精製されたポリアミック酸エステルの粉末を得ることができる。貧溶媒は、特に限定されないが、水、メタノール、エタノール、ヘキサン、ブチルセロソルブ、アセトン、トルエン等が挙げられる。
本発明に用いられるポリイミド前駆体であるポリアミック酸は、以下に示す方法により製造ができる。具体的には、テトラカルボン酸二無水物とジアミンとを有機溶媒の存在下、−20℃〜150℃、好ましくは0℃〜50℃で、30分〜24時間、好ましくは1〜12時間反応させることによって合成できる。
上記の反応に用いる有機溶媒は、モノマー及びポリマーの溶解性からN,N−ジメチルホルムアミド、N−メチル−2−ピロリドン、又はγ−ブチロラクトンが好ましく、これらは1種又は2種以上を混合して用いてもよい。ポリマーの濃度は、ポリマーの析出が起こりにくく、かつ高分子量体が得やすいという観点から、1〜30質量%が好ましく、5〜20質量%がより好ましい。
本発明に用いられるポリイミドは、前記ポリアミック酸エステル又はポリアミック酸をイミド化することにより製造できる。ポリアミック酸エステルからポリイミドを製造する場合、前記ポリアミック酸エステル溶液、又はポリアミック酸エステル樹脂粉末を有機溶媒に溶解させて得られるポリアミック酸溶液に塩基性触媒を添加する化学的イミド化が簡便である。化学的イミド化は、比較的低温でイミド化反応が進行し、イミド化の課程で重合体の分子量低下が起こりにくいので好ましい。
化学的イミド化は、イミド化させたいポリアミック酸エステルを、有機溶媒中において塩基性触媒存在下で撹拌することにより行うことができる。有機溶媒としては前述した重合反応時に用いる溶媒を使用できる。塩基性触媒としてはピリジン、トリエチルアミン、トリメチルアミン、トリブチルアミン、トリオクチルアミン等を挙げることができる。中でもトリエチルアミンは反応を進行させるのに充分な塩基性を有するので好ましい。
化学的イミド化は、イミド化させたい重合体を、有機溶媒中において塩基性触媒と酸無水物の存在下で攪拌することにより行うことができる。有機溶媒としては前述した重合反応時に用いる溶媒を使用することができる。塩基性触媒としてはピリジン、トリエチルアミン、トリメチルアミン、トリブチルアミン、トリオクチルアミン等を挙げることができる。中でもピリジンは反応を進行させるのに適度な塩基性を持つので好ましい。また、酸無水物としては無水酢酸、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸等を挙げることができ、中でも無水酢酸を用いると反応終了後の精製が容易となるので好ましい。
ポリアミック酸エステル又はポリアミック酸のイミド化反応後の溶液には、添加した触媒等が残存しているので、以下に述べる手段により、得られたイミド化重合体を回収し、有機溶媒で再溶解して、本発明の液晶配向剤とすることが好ましい。
前記貧溶媒は、特に限定されないが、メタノール、アセトン、ヘキサン、ブチルセルソルブ、ヘプタン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、エタノール、トルエン、ベンゼン等が挙げられる。
本発明の液晶配向剤は、特定重合体を含む重合体が、特定溶媒を含む有機溶媒中に溶解された溶液の形態を有する。本発明に記載のポリイミド前駆体及びポリイミドの分子量は、重量平均分子量で2,000〜500,000が好ましく、より好ましくは5,000〜300,000であり、さらに好ましくは、10,000〜100,000である。また、数平均分子量は、好ましくは、1,000〜250,000であり、より好ましくは、2,500〜150,000であり、さらに好ましくは、5,000〜50,000である。
本発明に用いられる液晶配向剤の重合体の濃度は、形成させようとする塗膜の厚みの設定によって適宜変更することができるが、均一で欠陥のない塗膜を形成させるという点から1重量%以上が好ましく、溶液の保存安定性の点からは10重量%以下が好ましい。
本発明の液晶配向剤における溶媒は、上記特定溶媒を構成する溶媒A、B、C以外の溶媒(以下、他の溶媒ともいう。)を含有できる。他の溶媒としては、ポリイミド前駆体及びポリイミドを溶解する溶媒(良溶媒ともいう)や、液晶配向剤を塗布した際の液晶配向膜の塗膜性や表面平滑性を向上させる溶媒(貧溶媒ともいう)を含有させても良い。下記に、その他の溶媒の具体例を挙げるが、これらの例に限定されるものではない。
良溶媒としては、例えば、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、3−メトキシーN,N−ジメチルプロパンアミド又は4−ヒドロキシ−4−メチル−2−ペンタノンなどを挙げることができる。
ヒドロキシル基又はアルコキシル基を有するベンゼン又はフェノール性化合物としては、例えば、1,3,5−トリス(メトキシメチル)ベンゼン、1,2,4−トリス(イソプロポキシメチル)ベンゼン、1,4−ビス(sec−ブトキシメチル)ベンゼン又は2,6−ジヒドロキシメチル−p−tert−ブチルフェノールが挙げられる。
より具体的には、国際公開公報WO2011/132751号(2011.10.27公開)の62〜66頁に掲載される、式[6−1]〜式[6−48]の架橋性化合物が挙げられる。
本発明の液晶配向剤は、液晶配向剤を塗布した際の液晶配向膜の膜厚の均一性や表面平滑性を向上させる化合物を含有することができる。
液晶配向膜の膜厚の均一性や表面平滑性を向上させる化合物としては、フッ素系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤、ノ二オン系界面活性剤などが挙げられる。
界面活性剤の使用量は、液晶配向剤に含有される全ての重合体成分100質量部に対して、好ましくは0.01〜2質量部、より好ましくは0.01〜1質量部である。
本発明の液晶配向膜は、上記の液晶配向剤を基板に塗布し、乾燥、焼成して得られる膜である。本発明の液晶配向剤を塗布する基板としては透明性の高い基板であれば特に限定されず、ガラス基板、窒化珪素基板、アクリル基板やポリカーボネート基板などのプラスチック基板等を用いることもできる。その際、液晶を駆動させるためのITO電極などが形成された基板を用いると、プロセスの簡素化の点から好ましい。また、反射型の液晶表示素子では、片側の基板のみにならばシリコンウエハーなどの不透明な物でも使用でき、この場合の電極にはアルミニウムなどの光を反射する材料も使用できる。
なかでも、本発明の液晶配向剤は、上記したように、重合体の含有成分比率や重合体の分子量を高く維持しながら液晶配向剤の低粘度にできるため、インクジェット法による塗布、成膜法が好適に使用できる。
本発明の液晶配向剤は、基板上に塗布、焼成した後、ラビング処理や光配向処理などで配向処理し、また、垂直配向用途などでは配向処理無しで、液晶配向膜として使用できる。ラビング処理や光配向処理などの配向処理では、既知の方法や装置が使用できる。
具体的には、透明なガラス製の基板を準備し、一方の基板の上にコモン電極を、他方の基板の上にセグメント電極を設ける。これらの電極は、例えばITO電極とすることができ、所望の画像表示ができるようパターニングされている。次いで、各基板の上に、コモン電極とセグメント電極を被覆するようにして絶縁膜を設ける。絶縁膜は、例えば、ゾル−ゲル法によって形成されたSiO2−TiO2の膜とすることができる。
DA−1:1,5−ビス(4−アミノフェノキシ)ペンタン
DA−2:4,4’−ジアミノジフェニルメタン
DA−3:4,4’−ジアミノジフェニルアミン、
CA−1:ピロメリット酸二無水物
CA−2:1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物
CA−3:3,4−ジカルボキシ−1,2,3,4−テトラヒドロ−1−ナフタレンコハク酸二無水物
NMP:N−メチル−2−ピロリドン、 GBL:γブチルラクトン
DME:ジプロピレングリコールジメチルエーテル
DPM:ジプロピレングリコールモノメチルエーテル
DAA:ダイアセトンアルコール
DEDG:ジエチレングリコールジエチルエーテル
NEP:N−エチル−2−ピロリドン
ポリアミック酸や液晶配向剤などの粘度は、E型粘度計(東機産業社製)で温度25℃において測定した。
<固形分濃度の測定法>
ポリアミック酸溶液などの溶液中の固形分濃度をそくていした。溶液1.0gをアルミニウム製カップに測りとり、200℃で2時間の条件で加熱処理した後、カップに残存している固体量を計測し、溶液の固形分濃度を測定した。
撹拌装置付き及び窒素導入管付きの2000mlフラスコにDA−1を171.8g入れ、NMP1676gを加え、窒素を送りながら撹拌し溶解させた。このジアミン溶液を水冷下で撹拌しながらCA−1を113.8g加え、さらに固形分濃度が12重量%になるようにNMPを加え、窒素雰囲気下、50℃に加熱しながら20時間撹拌し、ポリアミック酸(A1)の溶液(粘度:90mPa・s、固形分濃度:11.2重量%)を得た。
ポリアミック酸(A1)溶液535.7gに対して、NMPを264.3g、及びDME200.0g加え、固形分濃度が6.0重量%のポリアミック酸溶液(a1)を得た。
[ポリアミック酸a2の製造]
ポリアミック酸(A1)溶液535.7gに対して、NMPを264.3g、及びDAA200.0g加え、固形分濃度が6.0重量%のポリアミック酸溶液(a2)溶液を得た。
[ポリアミック酸溶液a3の製造]
ポリアミック酸(A1)溶液535.7gに対して、NMPを264.3g、及びDPM200.0g加え、固形分の濃度が6.0重量%のポリアミック酸溶液(a3)を得た。
撹拌装置付きおよび窒素導入管付きの2000mlフラスコにDA−1を100.8g及びDA−5を34.9g入れ、NMP1337gを加え、窒素を送りながら撹拌し溶解させた。このジアミン溶液を水冷下で撹拌しながらCA−1を92.2g加え、さらに固形分濃度が12重量%になるようにNMPを加え、窒素雰囲気下、50度で加熱しながら20時間撹拌し、ポリアミック酸(A2)の溶液(粘度:520mPa・s)を得た。
撹拌装置付き及び窒素導入管付きの2000ml四つ口フラスコにDA−3を87.7g入れ、NMPとGBLが各50重量%の比率でブレンドされた溶媒(以下溶媒1)1052.5gを加え、窒素を送りながら撹拌し溶解させた。このジアミン溶液を水冷下で撹拌しながらCA−2を70.1gと溶媒1を382.7g加えて、窒素雰囲気下、水冷下で3時間攪拌した。
その後、DA−2を21.8gと溶媒1を191.3g加えて攪拌した。DA−2が溶解した後、CA−3を33.0gと溶媒1を287.0g加えて、再び窒素雰囲気下、水冷下で3時間攪拌することで、固形分濃度が9.8重量%のポリアミック酸(B1)の溶液(粘度:65mPa・s)を得た。
撹拌装置付きおよび窒素導入管付きの2000ml四つ口フラスコにDA−3を95.6g及びDA−4を18.2g入れ、NMPを967g加え、窒素を送りながら撹拌し溶解させた。このジアミン溶液を水冷下で撹拌しながらCA−2を54.8gとNMPを276g加えて、窒素雰囲気下、水冷下で3時間攪拌した。その後、CA−4を75.0gと、固形分濃度が15重量%となるようにNMPを加えて、窒素雰囲気下、50度で加熱しながら、12時間攪拌した。このポリアミック酸(B2)溶液(粘度:302mPa・s)であった。
撹拌装置付きおよび窒素導管付きの2000ml四つ口フラスコにDA−3を87.7g入れ、NMPとNEPが各50重量%の比率でブレンドされた溶媒(以下溶媒1)1052.5gを加え、窒素を送りながら撹拌し溶解させた。このジアミン溶液を水冷下で撹拌しながらCA−2を70.1gと溶媒1を382.7g加えて、窒素雰囲気下、水冷下で3時間攪拌した。その後、DA−2を21.8gと溶媒1を191.3g加えて攪拌した。DA−2が溶解した後、CA−3を33.0gと溶媒1を287.0g加えて、再び窒素雰囲気下、水冷下で3時間攪拌することで、固形分濃度が9.8重量%のポリアミック酸(B3)の溶液(粘度:65mPa・s)を得た。
ポリアミック酸(B1)溶液153.4gを測りとり、その溶液へ、NMPを1.3g、3−グリシドキシプロピルトリエトキシシランが1.3重量%入ったGBL溶液を38.5g、GBLを95.9g、DME53.5g及びDAA50.0gを加え、室温で1時間撹拌した。次いで、上記ポリアミック酸溶液(a1)を107.5g加えて、さらに1時間撹拌することにより、重量%の比率で、固形分:NMP:GBL:DME:DAA=4.3:30:40.7:15:10の溶液(C1)からなる液晶配向剤を500.0g得た。
ポリアミック酸(B1)溶液153.4gに対して、NMPを1.3g、3−グリシドキシプロピルトリエトキシシランが1.3重量%入ったGBL溶液を38.5g、GBLを95.9g、DME53.5g及びDEDG50.0gを加え、室温で1時間撹拌した。次いで、上記ポリアミック酸溶液(a1)を107.5g加えて、さらに1時間撹拌することにより、重量%の比率で、固形分:NMP:GBL:DME:DEDG=4.3:30:40.7:15:10の溶液(C2)からなる液晶配向剤を500.0g得た。
12重量%のポリアミック酸(A2)溶液33.3gと、15重量%のポリアミック酸(B2)溶液106.6gとの混合溶液を30分撹拌した後、これに対して、NMPを11.1g、3−グリシドキシプロピルトリエトキシシランが1.0重量%入ったNMP溶液20.0g、GBLを204.0g、DMEを75.0g及びDAAを50.0g加え、室温で3時間撹拌することで、A2とB2のポリマー固形分比が2:8であり、重量%の比率で、固形分:NMP:GBL:DME:DAA=4.2:30:40.8:15:10の溶液(C7)からなる液晶配向剤を500.0g得た。
12重量%のポリアミック酸(A2)溶液33.3gと、15重量%のポリアミック酸(B2)溶液106.6gとの混合溶液を30分撹拌した後、これに対して、NMPを11.1g、3−グリシドキシプロピルトリエトキシシランが1.0重量%入ったNMP溶液20.0g、GBLを204.0g、DMEを75.0g及びDEDGを50.0g加え、室温で3時間撹拌することで、A2とB2のポリマー固形分比が2:8であり、重量%の比率で、固形分:NMP:GBL:DME:DEDG=4.2:30:40.8:15:10の溶液(C8)からなる液晶配向剤を500.0g得た。
12重量%のポリアミック酸(A2)溶液33.3gと、15重量%のポリアミック酸(B2)溶液106.6gとの混合溶液を30分撹拌した後、これに対して、NMPを5.1g、3−グリシドキシプロピルトリエトキシシランが1.0重量%入ったNMP溶液20.0g、AD−1が10重量%入ったNMP溶液を6.0g、GBLを204.0g、DMEを75.0g及びDAAを50.0g加え、室温で3時間撹拌することで、A2とB2のポリマー固形分比が2:8であり、ポリマー固形分に対してAD−1が3.0重量%含まれた、重量%の比率で、総固形分:NMP:GBL:DME:DAA=4.2:30:40.8:15:10(重量%)の溶液(C9)からなる液晶配向剤を500.0g得た。
ポリアミック酸(B3)溶液153.4gを測りとり、その溶液へ、NMPを1.3g、3−グリシドキシプロピルトリエトキシシランが1.3重量%入ったNEP溶液を38.5g、NEPを95.9g、DME53.5g及びDAA50.0gを加え、室温で1時間撹拌した。その後、a1を107.5g加えて、さらに1時間撹拌することで、重量%の比率で、固形分:NMP:NEP:DME:DAA=4.3:30:40.7:15:10の溶液(C10)からなる液晶配向剤を500.0g得た。
ポリアミック酸(B1)溶液153.4gを測りとり、その溶液へ、NMPを1.3g、3−グリシドキシプロピルトリエトキシシランが1.3重量%入ったGBL溶液を38.5g、GBLを145.9g及びDME53.5gを加え、室温で1時間撹拌した。次いで、上記ポリアミック酸溶液(a1)を107.5g加えて、さらに1時間撹拌することにより、重量%の比率で、固形分:NMP:GBL:DME=4.3:30:50.7:15の溶液(C3)からなる液晶配向剤を500.0g得た。
ポリアミック酸(B1)溶液153.4gを測りとり、その溶液へ、NMPを1.3g、3−グリシドキシプロピルトリエトキシシランが1.3重量%入ったGBL溶液を38.5g、GBLを95.9g、DME53.5g及びDPM50.0gを加え、室温で1時間撹拌した。次いで、上記ポリアミック酸溶液(a1)を107.5g加えて、さらに1時間撹拌することにより、重量%の比率で、固形分:NMP:GBL:DME:DPM=4.3:30:40.7:15:10を有するの溶液(C4)からなる液晶配向剤を500.0g得た。
ポリアミック酸(B1)溶液153.4gを測りとり、その溶液へ、NMPを1.3g、3−グリシドキシプロピルトリエトキシシランが1.3重量%入ったGBL溶液を38.5g、GBLを20.9g、DAA83.5g及びDEDG95.0gを加え、室温で1時間撹拌した。次いで、上記ポリアミック酸溶液(a2)を107.5g加えて、さらに1時間撹拌することにより、重量%の比率で、固形分:NMP:GBL:DAA:DEDG=4.3:30:25.7:21:19を有する溶液(C5)からなる液晶配向剤を500.0g得た。
ポリアミック酸(B1)溶液153.4gを測りとり、その溶液へ、NMPを1.3g、3−グリシドキシプロピルトリエトキシシランが1.3重量%入ったGBL溶液を38.5g、GBLを145.9g及びDAA53.5gを加え、室温で1時間撹拌した。その後、a2を107.5g加えて、さらに1時間撹拌することにより、重量%の比率で、固形分:NMP:GBL:DAA=4.3:30:50.7:15を有する溶液(C6)からなる液晶配向剤を500.0g得た。
ポリアミック酸(B1)溶液153.4gを測りとり、その溶液へ、NMPを1.3g、3−グリシドキシプロピルトリエトキシシランが1.3重量%入ったGBL溶液を38.5g、GBLを95.9g、DPM53.5g及びDAA50.0gを加え、室温で1時間撹拌した。その後、a3を107.5g加えて、さらに1時間撹拌することで、重量%の比率で、固形分:NMP:GBL:DPM:DAA=4.3:30:40.7:15:10(重量%)の溶液(C11)からなる液晶配向剤を500.0g得た。
上記で調製した実施例1、2及び比較例1〜4について、インクジェット塗布装置(石井表記社製)を用いて、TFT基板上に塗布した。塗布条件は、ノズル間ピッチ127μm、塗布速度250mm/sec、ディスペンス量70pL、塗布面積36×36mmで行った。塗膜は、110℃のホットプレート上で1分仮乾燥を行った後、230℃15分の条件で、IRオーブンで焼成した際に、厚みが120nmとなる条件で塗布した。
塗布された基板を110℃で仮乾燥した塗膜について、コンタクトホールや配線の影響で発生するドットやスジ状のムラの程度を比較して、4段階で評価した。全面に顕著なムラが確認できるものをLv4、部分的にムラが確認できるものをLv3、ムラが目視では見えないものをLv2、光学顕微鏡でもムラが全く見えないものをLv1とした。
また、クロムが表面に蒸着されたガラス基板上にも塗布を行い、塗膜端部の色調変化(膜厚ムラ)がある部分の幅を、ノギスで測長し、Haloサイズとして評価した。なお、Haloサイズは値が小さいほど良好な塗膜である。
Claims (12)
- ポリイミド前駆体及びそのイミド化物であるポリイミドからなる群から選ばれる少なくとも1種の重合体と、下記の溶媒A、溶媒B、及び溶媒Cを含有する溶媒と、を含有することを特徴とする液晶配向剤。
溶媒A:N−メチル−2−ピロリドン、N−エチル−2−ピロリドン、及びγ‐ブチロラクトンからなる群から選ばれる少なくとも1種。
溶媒B:ジプロピレングリコールジメチルエーテル
溶媒C:ジエチレングリコールジエチルエーテル及びジアセトンアルコールからなる群から選ばれる少なくとも1種。 - 溶媒Aが、N−メチル−2−ピロリドン又はγ‐ブチロラクトンである請求項1に記載の液晶配向剤。
- 溶媒Aが、液晶配向剤の全質量に対して、20〜80質量%含有される請求項1〜3のいずれかに1項に記載の液晶配向剤。
- 溶媒Bが、液晶配向剤の全質量に対して、1〜30質量%含有される請求項1〜4のいずれかに1項に記載の液晶配向剤。
- 溶媒Cが、液晶配向剤の全質量に対して、1〜30質量%含有される請求項1〜5のいずれかに1項に記載の液晶配向剤。
- 液晶配向剤の全質量%に対して、溶媒Aの合計が、50〜80質量%であり、溶媒Bが10〜30質量%であり、溶媒Cが1〜20質量%含有される請求項1〜6のいずれかに1項に記載の液晶配向剤。
- 溶媒B及び溶媒Cの合計が、液晶配向剤の全質量に対して、10〜60質量%含有され、かつ溶媒Bが、溶媒Cよりも多く含有される請求項1〜7のいずれか1項に記載の液晶配向剤。
- 溶媒Bが、溶媒Cよりも1〜20質量%多く含有される請求項8に記載の液晶配向剤。
- インクジェット法による成膜用である請求項1〜9のいずれか1項に記載の液晶配向剤。
- 請求項1〜10のいずれか1項に記載の液晶配向剤から得られる液晶配向膜。
- 請求項11に記載の液晶配向膜を具備する液晶表示素子。
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