JPH07287236A - 液晶配向剤及びこれを用いた液晶表示素子の製造方法 - Google Patents

液晶配向剤及びこれを用いた液晶表示素子の製造方法

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JPH07287236A
JPH07287236A JP7826294A JP7826294A JPH07287236A JP H07287236 A JPH07287236 A JP H07287236A JP 7826294 A JP7826294 A JP 7826294A JP 7826294 A JP7826294 A JP 7826294A JP H07287236 A JPH07287236 A JP H07287236A
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JP
Japan
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liquid crystal
pgbe
aligning agent
solvent component
weight
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JP7826294A
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English (en)
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Toshimasa Eguchi
敏正 江口
Sumitoshi Asakuma
純俊 朝隈
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Sumitomo Bakelite Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Bakelite Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 溶剤成分中にプロピレングリコールモノ−n
−ブチルエーテルを20重量%以上50重量%以下含有
する液晶配向剤。 【効果】 容易にフレキソ印刷により均一な膜厚の配向
膜が得られる液晶配向剤であり、この液晶配向剤を用い
た液晶表示素子の製造方法により、表示ムラの無い画面
の均一性に優れる液晶表示素子が得られるものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は液晶表示素子の製造に使
用する液晶配向剤に関するものであり、さらに詳しく
は、配向膜印刷工程での印刷性及び膜厚均一性にきわめ
て優れる液晶配向剤と、これを用いた液晶表示素子の製
造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】現在、液晶表示素子は、薄型ディスプレ
イとして広範囲に用いられてきている。一般的に用いら
れている液晶表示素子は、ツイステッドネマティック
(TN)方式とスーパーツイステッドネマティック(S
TN)方式であるが、これらの液晶表示素子を作製する
場合には特公昭62−38689号公報に示されるよう
に透明電極付き基板に挟まれた液晶を基板に対して一定
方向に配向させる液晶配向膜が必要である。
【0003】基板上に配向膜を形成する方法としては、
ポリイミド前駆体、ポリイミド、ポリアミド等の配向規
制力を発現できる樹脂をN−メチル−2−ピロリドンや
γ−ブチロラクトン等の極性有機溶剤中に溶解した溶液
である液晶配向剤をフレキソ印刷法、スピンコーティン
グ、ディッピング等により基板上に塗布し、オーブン等
で焼成し製膜する方法が一般的である。工業的に量産を
行う際には、配向剤のロスが少ないことと生産性が高い
ことからフレキソ印刷法により塗布が行われている。
【0004】フレキソ印刷法は上記のような長所がある
一方、膜厚の均一性ではスピンコーティングに劣る。フ
レキソ印刷法で膜厚均一性の良い配向膜を得る方法とし
て特公平4−81167号公報に記載されるようにエチ
レングリコールモノ−n−ブチルエーテル(ブチルセロ
ソルブ、以下BCSと略す)を液晶配向剤の溶剤成分の
一部として使用することにより印刷時のレベリング性を
向上させる方法がある。しかし、この方法において、以
下のことが問題となっている。
【0005】BCSにより充分なレベリング性を発現さ
せるためには、液晶配向剤の溶剤成分中に30重量%以
上のBCSを含有することが必要である。一方、液晶配
向剤の溶剤成分中のBCSが30重量%以上になると溶
剤全体の揮発性が高くなる。このためフレキソ印刷機の
ロール上で液晶配向剤の濃度と粘度が高くなり、印刷後
の膜厚が厚くなってしまう事や印刷版の版の凹凸が残っ
てしまうといった事が発生する場合がある。これらのバ
ランスをとる必要から、BCSを用いた場合は最適印刷
条件を得ることが難しい。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記のよう
な液晶配向剤の問題点を解決し、容易にフレキソ印刷に
より均一な膜厚の配向膜が得られる液晶配向剤を提供す
るとともに、この液晶配向剤を用いた画面の均一性に優
れる液晶表示素子の製造方法を提供するものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、溶剤成分中に
プロピレングリコールモノ−n−ブチルエーテルを20
重量%以上50重量%以下含有する液晶配向剤であり、
この液晶配向剤を用いた液晶表示素子の製造方法であ
る。
【0008】本発明の液晶配向剤の溶剤成分中に用いら
れるプロピレングリコールモノ−n−ブチルエーテル
(以下PGBEと略す)は、表面張力が低く、さらに分
子の一方に水酸基を他方にアルキル基を持つ構造である
ため、これを含有させることにより液晶配向剤の表面張
力を低下させ、良好なレベリング性を発現させることが
できる。
【0009】PGBEはBCSに比べて揮発性が低いた
め、液晶配向剤の溶剤成分中の含有率がBCSと同等以
上であってもBCSのような問題が発生しない。PGB
Eの含有率は20重量%以上50重量%以下であること
が好ましく、さらに25重量%以上40%重量以下であ
ることがより好ましい。20重量%未満である場合レベ
リング性向上の効果が充分でなく、特に印刷版の凹凸が
大きい場合には25重量%以上であるほうが均一な膜厚
を得やすい。50重量%を越えると溶解性が低下して樹
脂分が不溶化する場合があり、特に溶解性があまり高く
ないポリイミドやポリアミドを樹脂成分とする場合には
40%重量以下でないと不溶化を起こす場合がある。
【0010】本発明の液晶配向剤のPGBE以外の溶剤
成分として好ましいものの例を挙げると、N−メチル−
2−ピロリドン、ジメチルアセトアミド、ジメチルホル
ムアミド、ジメチルスルホキシド、γ−ブチロラクト
ン、プロピレンカーボネート、ジメチルジグライム、ジ
メチルトリグライム、ジメチルテトラグライム、エチル
カルビトール、フェノキシエタノール等があるがこれら
に限定されるものではない。また2種以上を用いてもか
まわない。
【0011】本発明の液晶配向剤の樹脂成分として好ま
しいものの例を挙げると、ポリアミド酸、ポリアミド酸
エステル、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリアミド
等があるがこれらに限定されるものではない。
【0012】PGBEを含有させる方法としては、樹脂
溶液製造時に所定量を含有させるか、PGBEを含有し
ない液晶配向剤に使用前に添加するかのどちらでもかま
わない。
【0013】本発明の液晶配向剤を使用して液晶表示素
子を製造する際には、透明電極付き基板上に液晶配向剤
を塗布し、熱風オーブン、赤外線炉等で焼成することに
より配向膜を製膜する。この基板を所定の方向にラビン
グし、基板の周囲にシール剤を印刷したものを対向させ
スペーサーによってギャップを保持したセルを組み立
て、液晶を注入後注入口を封止し、偏光板を張り合わせ
て液晶表示素子とする。本発明の液晶配向剤はフレキソ
印刷時の特性に優れるものであるが、スピンコーティン
グ、ディッピング等の方法で塗布することも可能であ
る。熱風オーブンで焼成する場合は、配向剤塗布直後に
ホットプレートや赤外線炉等で予備乾燥を行うことが好
ましい。焼成温度は、通常のガラス基板を用いる場合は
180〜300℃、プラスティック基板を用いる場合は
基板の耐熱性の範囲内でできる限り高い温度であること
が好ましい。配向膜は焼成後ラビングすることにより配
向規制力を発現するが、ラビング後に焼成温度より高い
温度で処理するとその能力が低下する場合がある。その
ため、最も高温の工程は配向膜焼成工程であることが好
ましい。
【0014】
【実施例】以下、実施例により詳細を説明するが、本発
明はこれらの実施例によって何等限定されるものではな
い。
【0015】(実施例1)温度計、撹拌機、原料投入
口、乾燥窒素ガス導入管を備えた四ツ口セパラブルフラ
スコ中、4,4'-ジアミノジフェニルメタン19.83g
(0.100モル)をN-メチル-2-ピロリドン(以下N
MPと略す)300g中に溶解させる。この系に、ブタ
ンテトラカルボン酸二無水物19.81g(0.100モ
ル)を投入し乾燥窒素流入下0〜10℃で12時間反応
しポリアミド酸を合成した。このポリアミド酸溶液10
0gにNMP 12.03gとPGBE 82.47gを加
えて撹拌し、樹脂分濃度6重量%で溶剤成分中のPGB
Eが40重量%の液晶配向剤を得た。この液晶配向剤
を、非イオン系界面活性剤入り洗浄液と純水で洗浄した
ITO付きガラス基板上にフレキソ印刷し、ホットプレ
ート上で80℃で3分間予備乾燥した後クリーンオーブ
ン中で250℃60分の焼成を行った。目視および顕微
鏡により観察したところ、厚みムラや印刷版の痕は見ら
れなかった。この配向膜付き基板を、上下で直交方向に
なるようにラビングし、周囲にシール剤を印刷しプリベ
ークした後粒径5μmのスペーサーを散布してから貼り
合わせた。液晶(メルク製ZLI−1132)を注入し
た後封口し、100℃で30分間液晶を等方相に保った
後室温まで徐冷した。この液晶セルに偏光板をとりつけ
液晶表示素子とした。目視にて観察したところ、表示ム
ラはなく良好であった。
【0016】(実施例2)温度計、撹拌機、原料投入
口、乾燥窒素ガス導入管を備えた四ツ口セパラブルフラ
スコ中、ピロメリット酸二無水物17.45g(0.08
モル)をNMP200gに分散させる。この系に、滴下
ロートをもちいて1,3-ビス(アミノプロピル)テトラメ
チルジシロキサン9.94g(0.04モル)を滴下し、
滴下後1時間系の温度を20℃に保ちながら反応させ
た。つづいて、2,2-ビス(4-(4-アミノフェノキシ)
フェニル)プロパン16.42g(0.04モル)を一気
に投入し、20℃に保ちながら5時間撹拌を続けてシリ
コーン変性ポリアミド酸溶液を得た。このシリコーン変
性ポリアミド酸溶液100gにNMP 72.81gとP
GBE126.69gを加えて撹拌し、樹脂分濃度6重
量%で溶剤成分中のPGBEが45重量%の液晶配向剤
を得た。実施例1と同様にして配向剤を印刷、焼成し、
目視および顕微鏡により観察したところ、厚みムラや印
刷版の痕は見られなかった。この配向膜付き基板を、上
下で240度方向になるようにラビングし、周囲にシー
ル剤を印刷しプリベークした後粒径7μmのスペーサー
を散布してから貼り合わせた。カイラル剤を添加した液
晶(メルク製ZLI−2293)を注入した後封口し、
100℃で30分間液晶を等方相に保った後室温まで徐
冷した。この液晶セルに偏光板をとりつけ液晶表示素子
とした。目視にて観察したところ、表示ムラはなく良好
であった。
【0017】(実施例3)温度計、撹拌機、原料投入
口、乾燥窒素ガス導入管を備えた四ツ口セパラブルフラ
スコに、5-(2,5-ジオキソテトラヒドロ-3-フラニ
ル)-3-メチル-3-シクロヘキセン-1,2-ジカルボン酸
無水物17.84g(0.09モル)をNMP200gに
溶解させる。p-フェニレンジアミン(以下PPDと略
す)9.733g(0.09モル)を一気に投入し、20
℃に保ちながら5時間撹拌を続けてポリアミド酸溶液を
得た。この系にトルエン60gを添加し、乾燥窒素ガス
導入管をはずして代わりにディーンスターチ還流冷却管
を取り付け、系の温度を上昇させる。イミド化に伴って
生ずる水をトルエンとの共沸により系外へ除去しながら
加熱を続け、140〜145℃で反応を進めて3時間後
に反応を終了させた。得られた溶液を30リットルのメ
タノール中に撹拌しながら1時間かけて滴下し重合体を
沈澱させ、ろ過して固形分のみを回収した後真空乾燥機
中にて40℃で48時間乾燥させた。この樹脂5.0g
をγ-ブチロラクトン66.5gに溶解した。このポリイ
ミド溶液にPGBE 28.5gを添加して撹拌した後、
実施例1と同様にして配向剤を印刷、焼成し、目視およ
び顕微鏡により観察したところ、厚みムラや印刷版の痕
は見られなかった。さらに、実施例1と同様にして液晶
表示素子を作製し、目視にて観察したところ、表示ムラ
はなく良好であった。
【0018】(実施例4)温度計、撹拌機、原料投入
口、乾燥窒素ガス導入管を備えた四ツ口セパラブルフラ
スコ中、4,4'-ジアミノジフェニルメタン19.83g
(0.100モル)、亜リン酸トリフェニル62.06g
(0.200モル)をNMP 300gとピリジン75g
の混合溶媒中に溶解させる。この系に、原料投入口から
1,4-シクロヘキサンジカルボン酸16.36g(0.0
95モル)、塩化リチウム15.0gを投入し、系の温
度を100℃に保ちながら5時間撹拌を続けた。続けて
原料投入口からラウリン酸2.003g(0.010モ
ル)を投入し系の温度を100℃に保ちながら10時間
撹拌を続けポリアミドを合成した。系の温度を室温に下
げ、得られた懸濁液を10リットルのメタノール中に滴
下して固形分を濾別した。このポリアミドの固形分をN
MP/メタノール系で溶解/再沈を3回繰り返した後8
0℃で24時間減圧乾燥した。乾燥後の固形分5gをN
MP 70重量%とPGBE 30重量%の混合溶剤95
gに溶解し濃度5%の液晶配向剤とした。以下実施例2
と同様にして配向剤を印刷、焼成し、目視および顕微鏡
により観察したところ、厚みムラや印刷版の痕は見られ
なかった。さらに、実施例1と同様にして液晶表示素子
を作製し、目視にて観察したところ、表示ムラはなく良
好であった。
【0019】(実施例5)温度計、撹拌機、原料投入
口、乾燥窒素ガス導入管を備えた四ツ口セパラブルフラ
スコ中、ジフェニルメタンジイソシアネート25.03
g(0.100モル)、をNMP400g中に溶解させ
る。この系に、原料投入口から無水トリメリット酸1
9.21g(0.100モル)を投入し、系の温度を16
0℃に保ちながら5時間撹拌を続けてポリアミドイミド
を合成した。系の温度を室温に下げ、得られた溶液に、
樹脂分濃度が5%、溶剤組成がNMP 65重量%、P
GBE 35重量%となるようにNMPとPGBEを添
加し、撹拌して液晶配向剤とした。以下実施例1と同様
にして配向剤を印刷、焼成し、目視および顕微鏡により
観察したところ、厚みムラや印刷版の痕は見られなかっ
た。さらに、実施例1と同様にして液晶表示素子を作製
し、目視にて観察したところ、表示ムラはなく良好であ
った。
【0020】(比較例1)実施例1において、PGBE
82.47gをBCS 82.47gに替えた以外は同様
にして行い、樹脂分濃度6重量%で溶剤成分中のBCS
が40重量%の液晶配向剤を得た。この液晶配向剤を、
実施例1と同様に印刷、焼成した。目視により観察した
ところ、微細なムラが見られた。これを顕微鏡により観
察したところ、印刷版の凹凸による厚みムラが見られ
た。実施例1と同様にして液晶表示素子を作製したとこ
ろ、厚みムラに対応する表示ムラが見られた。
【0021】(比較例2)実施例4において、NMP
70重量%とPGBE 30重量%の混合溶剤95gを
NMP 90重量%とPGBE 10重量%の混合溶剤9
5gに替えた以外は同様にして濃度5%の液晶配向剤と
した。この液晶配向剤を、実施例1と同様に印刷、焼成
した。目視により観察したところ、不規則な厚みムラが
見られた。実施例1と同様にして液晶表示素子を作製し
たところ、厚みムラに対応する表示ムラが見られた。
【0022】(比較例3)実施例3において、γ-ブチ
ロラクトン66.5gを45.0gに替えてポリイミド溶
液を得た。この溶液に、PGBE 50.0gを添加して
撹拌したところ、樹脂成分が不溶化し析出した。
【0023】実施例1〜5ではいずれもフレキソ印刷に
より均一な膜厚の配向膜が得られ、液晶表示素子の表示
も良好であった。
【0024】比較例1では、PGBEではなくBCSを
40重量%含有しているために溶剤成分の揮発性が高す
ぎ、印刷版上で液晶配向剤の濃度が高くなってしまった
ために印刷版の凹凸が転写されてしまった。
【0025】比較例2ではPGBEが10重量%と少な
いためにレベリング性が不足で配向膜の厚みムラを発生
してしまった。
【0026】比較例3ではPGBEが50重量%を超え
たために樹脂成分が不溶化し、使用不能になってしまっ
た。
【0027】
【発明の効果】本発明の液晶配向剤は、容易にフレキソ
印刷により均一な膜厚の配向膜が得られる液晶配向剤で
あり、この液晶配向剤を用いた液晶表示素子の製造方法
により、表示ムラの無い画面の均一性に優れる液晶表示
素子が得られるものである。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 溶剤成分中にプロピレングリコールモノ
    −n−ブチルエーテルを20重量%以上50重量%以下
    含有する液晶配向剤。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の液晶配向剤を用いた液
    晶表示素子の製造方法。
JP7826294A 1994-04-18 1994-04-18 液晶配向剤及びこれを用いた液晶表示素子の製造方法 Pending JPH07287236A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2014061781A1 (ja) * 2012-10-18 2014-04-24 日産化学工業株式会社 組成物、液晶配向処理剤、液晶配向膜および液晶表示素子
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KR20200058281A (ko) 2018-11-19 2020-05-27 제이엔씨 주식회사 액정 배향막을 형성하기 위한 액정 배향제, 액정 배향막 및 이것을 사용한 액정 표시 소자

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