TWI378303B - Composition for forming alignment film, and method for manufacturing liquid crystal device - Google Patents

Description

1378303 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種利用液滴喷出法形成配向膜時所使用 之配向膜形成用組合物、及使用其之液晶裝置之製造方 法。 【先前技術】

由一對基板夹持液晶之液晶裝置，於基板表面上具備使 液晶分子向待定方向配向之配向膜。作為先前之配向膜之 形成方法，一般為柔版印刷法或旋塗法。柔版印刷法中， 若用於印刷之柔版帶有瑕疵或異物，則會成為印刷不良之 原因，因此其操作及保養繁雜。X，為了使柔版上遍布印 刷材料，需要大量之印刷材料，存在浪費較多之問題。於 旋塗法+，實際上有利於膜形成之材料為投入材料之10% 左右，投入材料之大部分被廢棄，因此材料之浪費亦較 多0 為了減少上述投入材料之浪費，以可於必要部位配置必 要量之墨水的噴墨法為代表之液滴噴出法受到矚目。 使用此液滴喷出法形成配向膜時，使用將配向膜形成用 2物溶解於適當之溶财而成之溶液，將該溶液以液滴 去喷出至基板上，加熱、乾燥而去除溶劑成分，藉此 ㈣絲向膜。所獲得之㈣膜視需要為了使液晶 刀0特疋方向配向，而實施摩擦等配向處理。 為適於液滴喷出法之配向臈形成用組合物，已知有於 3卜丁㈣與丁基溶纖劑中之至少—種、且其合計含 133616.doc 1378303 量於溶劑整體中所占之比例為90重量％以上的溶劑令溶解 有配向臈形成材料者（專利文獻1) » 又’已知有含有混合溶劑以及聚醯胺酸之部分醯亞胺化 聚合物及/或聚醯亞胺之垂直液晶配向劑，上述混合溶劑 包含.表面張力為39 dyne/cm以上之在分子内含有氮原子 之第1有機溶劑、表面張力為39 dyne/cm以上之在分子内 不3氮原子之第2有機溶劑以及表面張力為32 dyne/cm以 下之第3有機溶劑（專利文獻2)。 【專利文獻1】曰本專利特開2003-295195號公報 【專利文獻2】日本專利特開2006-30961號公報 【發明内容】 [發明所欲解決之問題] 然而’若使用噴墨法，於基板上自喷嘴將上述專利文獻 中所揭示之配向膜形成用組合物喷出為液滴而形成塗布 膜’則會產生沿著掃描方向產生條紋斑之問題。鍛燒塗布 膜而獲得之配向膜會產生由條紋斑之影響所導致之膜厚不 均。 一般認為此條紋斑產生之主要原因為： (1) 液滴未對基板充分地濡濕擴散。 (2) 所喷出之液滴之流平性較差，溶質成分（固形物）不均 勻地析出。 (3) 乾燥時所塗布之溶液退縮等。 [解決問題之技術手段] 本發明係為了解決上述課題中之至少一部分而成者，其 133616.doc 醇單丁醚中之至少一種。 [應用例4]上述應用例之配向膜形成用組合物中，上述 第1有機溶劑包含N，N，_二甲基_2_咪唑啶酮、碳酸丙烯酯’ 上述第2有機溶劑為二乙二醇二甲醚、二乙二醇乙基甲 醚、乙二醇單丁醚、二乙二醇單乙醚、二乙二醇丁基甲醚 中之至少一槿》 藉由上述應用例，可提供一種配向膜形成用組合物，其 使用工業上可獲得之有機溶劑，可提高流平性，抑制塗布 不均’可獲得膜厚更加均勻之配向膜。 [應用例5]上述應用例之配向膜形成用組合物中，較好 的疋上述溶質之固形物濃度為1重量。/❶以上丨〇重量％以下， 黏度經調整為3 mpa.s以上2〇 mPa.s以不，表面張力經調整 為30 mN/m以上45 mN/m以下。 若固形物濃度未達1重量。/。，則所獲得之配向膜之膜厚 過於變薄’有無法形成良好配向膜之虞。又，若固形物濃 度超過1 0重量％，則所獲得之配向膜之膜厚過於變厚，亦 有無法形成良好配向膜之虞，並且配向膜形成用組合物之 黏性增大，液滴噴出法之喷出性下降。藉由該構成，可形 成適於液滴喷出法之固形物濃度之配向膜形成用組合物。 又’藉由將黏度調整為3 mPa.s以上、20 mPa.s以下，則 流動性變得良好，可於液滴喷出法中確保穩定之喷出性。 進而’藉由將表面張力調整為30 mN/m以上、45 mN/m以 下’可提供對基板表面之濡濕性變得良好、適於液滴喷出 法之配向膜形成用組合物。於此情形時，用於控制表面張 1336I6.doc 1378303 力之第2有機溶劑較理想的是使用表面張力未達32 niN/m之 有機溶劑。 [應用例6]本應用例之液晶裝置之製造方法的特徵在於 具有以下步驟：將上述應用例之配向膜形成用組合物以液 滴喷出法塗布於基板表面，形成配向膜。 藉由該方法，由於使用可提高流平性、抑制塗布不均之 配向膜形成用組合物’故可獲得膜厚更加均勻之配向膜。

即，可降低由塗布不均引起之配向不均，製造具有高顯示 品質之液晶裝置》 【實施方式】 (實施形態1) <配向膜形成用組合物> 首先，就本實施形態之配向膜形成用組合物加以說明。 本實施形態之配向膜形成用組合物係藉由作為使用後述液 滴噴出裝置之液滴噴出法的喷墨法而形成配向膜時所使用 之墨水，含有作為配向膜材料之溶質、主要溶解溶質之第 1有機溶劑、及用於控制表面張力之第2有機溶劑。 上述第1有機溶劑以及上述第2有機溶劑係由一種或複數 種有機溶劑構成，第丨有機溶劑含有蒸氣壓最低之溶劑。 以下，將混合有第1有機溶劑與第2有機溶劑者稱為混合溶 劑。 作為第1有機溶剩，係選擇使用非質子性極性溶劑或紛 系溶劑。作為非質子性極性溶劑，可列舉酿胺系溶劑、亞 碌系溶劑、謎系溶劑、腈系溶劑等。其中，就溶質之溶解 133616.doc 1378303 溶劑，藉由使用該等令之至少一種，可確保混合溶劑對配 向膜形成材料之良好溶解性。 此種第1有機溶劑之表面張力比較大，難以對成為配向 膜之形成面的基板表面儒濕'擴散。因此，僅調配有第以 機溶劑之組合物有對基板表面無法充分成膜之虞。 因此，使用含有表面張力為未達32 mN/m的較小值儒 濕性良好之第2有機溶劑者作為上述混合溶劑。 具體而言可列舉：甲醇、乙醇、異丙醇、環己醇、4·羥 基-4-曱基-2-戊酮（二丙酮醇）、丨·甲氧基_2_丙醇、曱氧 基-2-乙醯氧基丙烷、乙二醇、丙二醇、丨，4•丁二醇、三乙 二醇等醇系容劑，丙酮、甲基乙基_、f基異丁基^環 己酮等酮系溶劑，或乙二醇單甲醚、二乙醚、乙二醇甲 醚、乙二醇乙醚、乙二醇正丙醚、乙二醇異丙醚、乙二醇 單丁醚（丁基溶纖劑）、乙二醇二曱醚、乙二醇乙醚乙酸 酯、二乙二醇單甲醚、二乙二醇單乙醚、二乙二醇二甲 醚、二乙二醇二乙醚、二乙二醇乙基曱醚、二乙二醇丁基 曱醚、二乙二醇二丁醚、二丙二醇單乙醚、二乙二醇單; 驗乙酸醋、=乙二醇單乙謎乙酸輯、夫味等喊系溶 劑，或者乳睃乙醋、乳酸丁醋、乙酸甲酯、乙酸乙妒 酸丁酯、甲氧基丙酸曱酯、乙氧基丙酸乙酯 '草酸二乙 酯、丙二酸二乙酯等酯系溶劑，進而，二氣甲烷、 i，2-二 氯乙烧、1,4-二氯丁烧、三氣乙烧、氣苯、鄰二氣笨等南 化烴系溶劑，正己烷、正庚烷、正辛烷等脂肪族烴系溶 劑，苯、甲笨、二甲笨等芳香族烴系溶劑等。該等溶劑= 133616.doc 成用組合物對基板㈤向膜形成面）之良好儒濕性。藉此， 可減少錢斑，形成均質且平坦之配向膜。又藉由設為 50^ %以下’可使作為不良溶劑之第2有機溶劑不會於 混合溶劑中占—半以上’可確保混合溶劑對配向膜形成材 料(:容質）之良好溶解性，獲得良好之成膜性。再者第β # : 與第2有機溶劑之比例當然必須考慮到溶質之固形 物濃度。在增加溶質之固形物濃度時，較理想的使增加第 1有機溶劑之比例。 又，含有該等第1有機溶劑與第2有機溶劑而成之混合溶 劑，於第1有機溶劑中含有蒸氣壓最低之溶劑。換言之， 以使第1有機溶劑中含有蒸氣壓最低、且對配向膜形成材 料具有/合解性之溶劑之方式，將第丨有機溶劑與第2有機溶 劑加以組合。 因此，本實施形態之配向膜形成用組合物可防止於乾燥 中途良溶劑（第1有機溶劑）先蒸發，導致殘留的乾燥中途之 溶液僅為不良溶劑（第2有機溶劑）。藉此，溶質於乾燥過程 中殘留至最後之良溶劑中流動，藉由乾燥而慢慢析出。 即’流平性提高，乾燥後獲得膜厚大致均勻之配向膜。 <配向膜形成用材料> 其次’就溶解於混合溶劑之成為固形物之配向膜形成用 材料加以說明。 作為本實施形態之配向膜形成用組合物中所含有之配向 膜形成用材料’並無特別限定，可使用先前公知之配向膜 形成用材料。例如可列舉：聚醯胺酸、聚醯亞胺、聚醯胺 133616.doc 13 1378303 酸知、聚醋、聚醯胺、聚石夕氧貌 醛、4 π 纖維素衍生物、聚约 生物、聚(甲基)丙稀酸醋等。本基顺丁稀二酸亞㈣ 中’考慮到可形成具有優異之液晶配向能力之敷 相一 们疋含有選自如下以化學式⑴表示之重 複早兀、及以化學式（2)表示之重 ,心里歿皁兀中的至少一種之聚 合物： [化1] ⑴ HOOC\ /COOH P1 HNOC ^CONH-Q1-

Λ 作為此種聚合物’可列舉：⑴含有以上述化學式（丨）表 示之重複單元之聚酿胺酸；（Π)含有以上述化學式（2)表示 之重複單元之醯亞胺化聚合物；（iii)具有含有以上述化學 式（1)表示之重複單元之醯胺酸預聚物、與含有以上述化學 式（2)表示之重複單元之醯亞胺預聚物而成的嵌段共聚物 等。該等既可單獨使用，亦可組合使用兩種以上。當組合 133616.doc 使用兩種以上時 混合使用。 較好的是將聚酿胺酸與醯亞胺化聚合物 ⑴聚醯胺酸 聚酿胺酸可 藉由使四羧酸二酐與二胺反應而獲得。 作為聚醯胺酸之入士 成中所使用之四羧酸二酐，可列舉： 1’2,3,4-環丁院四甲酸_ —'野、1，2-—甲基 1，2,3,4-環丁院四 酐、“3-二甲基-1，2,3,4-環丁烷四甲酸二軒、u二 氯-1,2,3，4-環丁院四甲酸- 1，ma田： T 暖一酐、1，2,3,4-四甲基 _1，2,3,4-環 元曱& 一酐、1,2,3,4-環戊烧四甲酸二酐、12,4,5-環 己烷四甲酸二酐、3,3，，4,4，·二環己基四曱酸二酐、順_3,7· 一 丁基％辛_1，5·二烯]，2 5 6四曱酸二㉛、2,3,5三羧基環 戊基乙酸二酐、3,5,6_三羰基-2-羧基降宿烷_2:35:6_二 酐、2,3,4’5-四氫呋喃四曱酸二酐等。又，亦可使用脂肪 族四羧酸二酐、芳香族四羧酸二酐。該等可單獨使用一 種’或組合使用兩種以上。 作為聚醯胺酸之合成中所使用之二胺，例如可列舉：對 苯二胺、間笨二胺、4,4，-二胺基二苯基甲烷、4,4·_二胺基 一本基乙烧、4,4-二胺基二苯基硫越、4,4,_二胺基二苯基 砜、2,2’-二曱基-4,4’-二胺基聯苯、3,3·_二甲基·4,4,_二胺 基聯苯、4,4·-二胺基苯甲醯苯胺、4,4ι_二胺基二苯基醚、 1’5-二胺基萘、3,3-二甲基·4,4'_二胺基聯苯、5_胺基·丨气斗匕 .胺基苯基）-1,3,3-三甲基二氫茚、6·胺基_丨_(4，·胺基苯基）· 1，3,3 -二甲基一虱、3,4’-二胺基二苯基驗、3,3'·二胺基 二苯甲酮、3,4_-二胺基二笨甲酮、4,4，-二胺基二笨曱酮、 133616.doc -15- 1378303 2,2-雙[4-(4-胺基苯氧基）苯基]丙烷、2,2-雙[4-(4-胺基苯氧 基）本基]六氟丙烧、2,2-雙（4-胺基苯基）六氟丙烧、2,2-雙 [4-(4-胺基苯氧基）苯基]砜、1，4·雙（4-胺基苯氧基）苯、i，3_ 雙（4-胺基苯氧基）苯、1，3-雙（3-胺基苯氧基）笨、9,9-雙（4-胺基笨基）-10-氫蒽、2,7-二胺基苐、9,9·雙（4-胺基苯基） 第、4,4，-亞甲基-雙（2-氣苯胺）、2,2，，5,5·-四氯-4,4，-二胺基 聯笨、2,2，-二氣-4,4，-二胺基-5,5·-二曱氧基聯笨、3,3'-二 甲氧基-4,4’-二胺基聯苯、1，4,4’·（對伸苯基異亞丙基）雙苯 胺、4,4'-(間伸苯基異亞丙基）雙苯胺、2,2，-雙[4-(4-胺基-2-二氣曱基苯氧基）苯基]六氟丙烧、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）笨氧基八氟聯 笨等芳香族二胺。又，亦可使用脂肪族及脂環式二胺、分 子内具有2個一級胺基及該一級胺基以外之氮原子的二 胺。該等二胺可單獨使用一種，或組合使用兩種以上。 又，賦予配向膜形成用組合物以預傾角表現性之情形 時，較好的是上述化學式（1)中之仏及/或上述化學式（2)中 之Q2之一部分或全部為以下述化學式（3)及（4)表示之至少 一種基： [化3] aX1—R14 …⑶ (式中，X1為單 NHCO·、_c〇NH-、或伸芳基；R14為碳數1〇〜2〇之烷 133616.doc •16· 1378303 基、碳數4〜40之具有脂環式骨架之1償有機基或碳數6〜20 之具有氟原子之1價有機基）； [化4]

(式中’ X2、χ3分別獨立為單鍵、-0-、-C〇·、 -coo-、-OCO_、_NHC〇、_c〇NH、s 或伸芳基；汉】 為碳數4〜40之具有脂環式骨架之2價有機基）。 特定二胺相騎總二胺量之使用比例根據欲使其表現出 之預傾角之大小而不同’於TN(Twisted如誠卜，扭轉向 列)型、STN(Super Twisted Nematic，超扭轉向列) 顯不元件之情料較好的是〇〜5莫耳％，於#直配向型液 晶顯不元件之情形時較好的是5〜1〇〇莫耳％。

聚酿胺酸可藉由使上述四竣酸二辭與二胺於適 溶劑中，通常於-20〜·。C、較好 機 製造。 1〇〇C下反應而 叫埂a更二酐興二胺之使 胺基1當量，四羧酸二酐之酸酐基為〇2旦士；—胺之 好的是0.3〜L2當量之比例。 胃里之比例’更 作為聚醯胺酸之合成反應中所使用之 溶解聚酿胺酸者，則並無特職定 冑溶劑’若為可 基-2-吡咯啶酮、N，N•二f基乙醯胺、·：可列舉：N-甲 胺、二甲基亞砜、γ-丁内酯、四尹基脲、N:N二甲基甲醯 六' 尹基磷酿三胺 I336I6.doc • 17· 1378303 等非質子系極性溶劑；間甲酚、二甲苯酚、苯酴、齒化苯 酚等酚系溶劑等。 • 有機溶劑之使用量（α)，通常較好的是相對於反應溶液 之總量（α+Ρ)，四羧酸二酐及二胺化合物之總量（β)成為 〇.1〜30重量％之量。 再者，上述有機溶劑中，可於所生成之聚醯胺酸不析出 之範圍内併用聚醯胺酸之不良溶劑。 Φ 作為聚醯胺酸之不良溶劑，可列舉與上述作為配向膜形 成用材料之不良溶劑而例示者相同者。該等溶劑可單獨使 用一種，或紕合使用兩種以上。 將含有聚醯胺酸之反應液注入大量之不良溶劑中而獲得 析出物，使該析出物於減壓下乾燥，藉此可離析出聚醯胺 酸0 又，藉由進行1次或數次如下步驟而精製聚醯胺酸：將

所獲得之聚醯胺酸再次溶解於有機溶射，繼而以不良溶 劑使之析出》 ' (ii)醯亞胺化聚合物 醯亞胺化聚合物可藉由利用公知之方法，例如日本專 特開2003-295195號公報中所揭示之方法 _ ^ , 1之上述聚醯, 酸脫水閉環而獲得。再者，醯亞胺化聚合物可不必為重 早疋之1GG%係脫水閉環者，亦即，可為總重 Γ)=之重複單元之比例(以τ，亦稱為「酿亞胺: 率J )係未達1〇〇%者。 醯亞胺化聚合物之醯亞胺化率並無特別限制，較好的』 I33616.doc 1378303 40莫耳％以上，更好的是7〇莫耳0/ 关吁。从上。藉由使用醯亞胺 化率為40莫耳％以上之聚合物，可媒 ^ ° 』獲得可形成殘像消去時 間較短之配向膜之配向膜形成用組合物。 本實施形態中使用之聚合物亦可為分子量經調節之末端 修飾型者。藉由使用該末端修飾型之聚合物，可改善配向 膜形成用組合物之塗布適應性等。 此種末端修飾型之聚合物，在合成聚醯胺酸時，可藉由 將單酸酐、單胺化合物、單異氰酸酯化合物等添加至反應 系中而合成。此處，作為單酸酐，例如可列舉··順丁烯二 酸酐、鄰苯二曱酸酐、衣康酸酐、正癸基丁二酸酐、正十 二院基丁二酸肝、正十四烷基丁二酸酐、正十六烷基丁二 酸針專。又，作為單胺化合物，例如可列舉：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Η —烷基胺、正十二烷基胺、正十三烷基 胺、正十四烷基胺、正十五烷基胺、正十六烷基胺、正十 七烧基胺、正十八院基胺、正二十燒基胺等。又，作為單 異氰酸酯化合物，例如可列舉異氰酸苯酯、異氰酸萘酯 等。 (iii)嵌段共聚物 嵌段共聚物可藉由分別合成末端具有胺基或酸酐基之醯. 胺酸預聚物、及末端具有酸酐基或胺基之醯亞胺預聚物， 使各預聚物末端之胺基與酸酐基鍵結而獲得。 醯胺酸預聚物可藉由與上述聚醯胺酸之合成方法相同之 方法合成。又，醯亞胺預聚物可以與上述醯亞胺化聚合物 133616.doc •19- 1378303 之口成方法相同之方式合成。再者，末端所具有之官能基 之選擇可藉由調整聚醯胺酸合成時之四羧酸二酐與二胺之 量而進行 以提高對基板表面之接著性為目的，本實施形態之配向 膜形成溶組合物中，除了混合溶劑及配向膜形成用材料以 外，亦可含有含官能性石浅之化合物或含環氧基之化合 物。 所使用之含官能性矽烷之化合物、含環氧基之化合物並 無特別限制’可使用先前公知者。相對於配向媒形成用材 料100重量份，該等含官能性矽烷之化合物及含環氧基之 化合物之調配比例通常為40重量份以下’較好的是3〇重量 份以下。 本實施形態之配向膜形成用組合物可藉由將上述配向膜 形成用材料及所需之含官能性矽烷之化合物等，溶解或分 散、較好的是溶解於上述混合溶劑中而製造。 關於包含配向膜形成用材料之固形物之濃度，考慮到黏 性及表面張力等而加以選擇，較好的是設為丨重量％以 上、10重量％以下之範圍。其原因在於，若固形物濃度未 達1重量％’則所獲得之配向膜之膜厚過於變薄，有不會 形成良好配向膜之虞。又，其原因在於，若固形物濃度超 過10重量則所獲得之配向膜之膜厚過於變厚，亦有不 會形成良好配向膜之虞’並且配向膜形成用組合物之黏性 增大，液滴喷出法之喷出性下降。 對於配向膜形成用組合物之黏度並無特別限制，但較好 133616.doc -20- 1378303 的疋調整為3 mPa.s以上、20 mPa.s以下（25。〇之範圍。藉 由將黏度調整為該範圍，則流動性變得良好，因此可確保 液滴喷出法之良好且穩定之喷出性。 又，對於表面張力並無特別限制，但較好的是調整為3〇 mN/m以上、45 mN/m以下（25。〇之範圍。藉由將表面張力 調整為該範圍，則對基板表面之濡濕性變得良好，因此可 藉由液滴喷出法而高效率地形成均_厚度之配向膜。 藉由上述實施形態1，可獲得以下效果。 (1) 藉由上述實施形態1之配向膜形成用組合物，因第1 有機溶劑含有蒸氣壓最低之溶劑，故使用液滴喷出法塗布 於基板（配向膜形成面）上時，流平性提高，減少條紋斑， 了獲付均質且平坦之配向膜。又’因混合溶劑之表面張力 經調整，故可減少配向膜之邊緣部分之翹起（隆起），高效 率地形成高品質之配向膜。因此，即使於使用對基板之滿 濕性特別差之垂直配向劑（針對介電各向異性為負之液晶 的配向膜形成用組合物）時，流平性亦提高，亦可形成塗 布不均較少之配向膜。 (2) 藉由使用本實施形態之配向膜形成用組合物，可製 造具有塗布不均較少之配向膜之液晶裝置。 (實施形態2) 其次’就使用上述實施形態1之配向膜形成用組合物的 液晶裝置之製造方法，參照圖加以說明。再者，說明中使 用之圖可適當放大或縮小。 <液晶裝置> J33616.doc -21- 1378303 首先，就液晶裝置加以說明。圖丨為表示液晶裝置之結 構之概略分解立體圖》 如圖1所示，液晶裝置200具備TFT(Thin FUm Transist〇r， 薄膜電晶體）穿透型之液晶面板220與照亮液晶面板22〇之 照明裝置218。液晶面板220具備：具有彩色濾光片2〇5之 對向基板201、具有3個端子中之1個連接於像素電極21〇上 之TFT元件211的元件基板208、及由一對基板2〇1、208所 夹持之液晶（圖示省略）》又，於成為液晶面板22〇之外表面 側的一對基板201、208之表面上配設有使穿透之光偏振之 上偏光板216與下偏光板217。 對向基板201由透明玻璃等材料構成，於夹持液晶之表 面側’於由隔離壁部204劃分為矩陣狀之複數個膜形成區 域2上，形成有紅（R)、綠（G)、藍（B)3色之彩色濾光片 205R、205G、205Β»隔離壁部204由下層堤202與上層堤 203構成，下層堤202係由Cr等具有遮光性之金屬或其氧化 膜構成之稱為黑色矩陣者，上層堤203係形成於下層堤2〇2 之上（圖式中朝下）之由有機化合物構成者。又，具備：覆 蓋隔離壁部204與彩色濾光片205R、205G、205B之作為平 坦化層之保護層（OC層）206、及以覆蓋〇C層206之方式形 成之由ITO(Indium Tin Oxide，氧化銦錫）等透明導電膜構 成之對向電極207 »以覆蓋對向電極207之方式形成有配向 膜 214。 元件基板208同樣地由透明玻璃等材料構成，於夾持液 晶之表面側具有：經由絕緣膜209而形成為矩陣狀之像素 133616.doc -22- 1378303 電極210、及對應於像素電極210而形成之複數個TFT元件 211。TFT元件211之3個端子中未連接於像素電極210之其 他2個端子，以相互絕緣之狀態連接於以包圍像素電極21〇 之方式配設為格子狀之掃描線212與資料線213。又，以覆 蓋該等像素電極210、TFT元件211、掃描線212、資料線 213之方式形成有配向膜215» 上述配向膜214、215係對應於液晶面板220之顯示模 組’而選擇可使液晶分子水平配向或垂直配向之配向膜形 成材料，使用含有該配向膜形成材料之上述實施形態1之 配向膜形成用組合物，以後述液滴噴出法（喷墨法）形成。 照明裝置21 8若為例如使用白色之LED(Light Emitting Diode ’ 發光二極體）、EL(Electro Luminescent，電致發 光）、冷陰極管等作為光源’且具備可將來自該等光源之 光向液晶面板220射出之導光板或擴散板、反射板等構成 者’則可為任意者。 由於配向膜214、21 5係使用上述實施形態丨之配向膜形 成用組合物而形成，故本實施形態之液晶裝置2〇〇具有由 塗布不均所引起之顯示不良較少之高顯示品質。 再者，液晶裝置200，既可為具有TFD(Thin Fiim Di〇de) 兀件來作為主動元件而並不限於TFT元件211者，進而，亦 可為以構成像素之電極相互交叉之方式配置之被動型液晶 裝置又，上下偏光板216、217亦可為與因改善視角依存 性之目的等而使用之相位差膜等光學功能性膜加以組合 者。進而，並不限定於穿透型，亦可為反射型、半穿透反 133616.doc •23· 射型液晶裝置》 <液晶裝置之製造方法> 其次，參照圖2〜圖8，就液晶裝置200之製造方法加以說 明。圖2為表示液晶裝置之製造方法之流程圖。 如圖2所示，本實施形態之液晶裝置2〇〇之製造方法具備 以下步驟.於對向基板2〇1之表面形成隔離壁部2〇4之隔離 壁部形成步驟（步驟S1);於由隔離壁部204劃分之膜形成 區域2上形成3色之彩色濾光片2〇5R、2〇5G、2〇5β之彩色 濾光片（CF)形成步驟（步驟S2);以覆蓋隔離壁部2〇4與彩色 濾光片205之方式形成平坦化層2〇6之平坦化層形成步驟 (步驟S3);以覆蓋平坦化層2〇6之方式形成對向電極2〇7之 透明導電膜形成步驟（步驟S4)。又，具備以下步驟：以覆 蓋對向電極207之方式形成配向膜214之CF側配向膜形成步 驟（步驟S5);以覆蓋像素電極21〇及TFT元件211等之方式 形成配向臈215之元件側配向膜形成步驟（步驟S6)。進 而’具備使對向基板201與元件基板208對向，於其間隙中 填充液晶，於特定之位置接合兩基板2(H、2〇8之液晶填充 •裝配步驟（步驟S7) » 本實施形態之液晶裝置200之製造方法中，CF形成步驟 (步称S2)、CF側配向膜形成步驟（步驟S5)以及元件側配向 膜形成步驟（步驟S6)，係使用液滴喷出法（喷墨法）形成所 需之薄膜。因此，針對實現液滴喷出法（喷墨法）之代表性 液滴噴出裝置，參照圖3以及圖4來預先加以說明。圖3為 表示液滴喷出裝置之構成之概略立體圖。 133616.doc -24·

OJUJ 所示液滴喷出裝置100係向作為被嘴出物之工件 上將液狀體噴出為液滴，而形成由液狀體構成之塗布膜 者。其具備：載置工件…之載物台104、搭載有向所載置 牛上將液狀體噴出為液滴之複數個液滴噴出頭2〇(參 照圖4)的噴頭單元101。 並且液滴噴出裝置100具備：用以將噴頭單元101於副 掃描方向（X方向）上驅動之X方向導向轴⑺2、使X方向導 °軸2¼轉之X方向驅動馬達1〇3。又具借用以將載 物σ 104在與副掃摇方向正交之主掃描方向（γ方向）上導向 之¥方向導向轴105、扣合於Υ方向導向軸105而旋轉之γ方 向驅動馬達106。並且，具有該等X方向導向軸^们與丫方 向導向軸105配設於上部之基台107，於該基台107之下部 具備控制裝置108 ^ j而，液滴喷出裝置丨〇〇具備：為了清洗（恢復處理）喷 頭早兀101之複數個液滴喷出頭20而沿Y方向導向軸105移 動之清洗機構109 1以對㈣出之液狀體進行加熱而使 溶劑蒸發、乾燥之加熱器U1。清洗機構1〇9具有扣合於γ 方向導向軸105而旋轉之γ方向驅動馬達11〇。 喷頭單7C101上具備將液狀體塗布於工件w之複數個液 滴喷出頭20(參照圖4)。並且’藉由該等複數個液滴喷出頭 20,可根據自控制裝置108所供給之喷出用控制信號而 單個地喷出液狀體。 X方向驅動馬達103並不限定於此，例如為步進馬達等， 若自控制裝置108供給驅動脈衝信號，則使χ方向導向軸 133616.doc •25· 1378303 102旋轉，使扣合於X方向導向軸1〇2之噴頭單元1〇1於又方 向上移動。 同樣，Y方向驅動馬達106、110並不限定於此，例如為 步進馬達等，若自控制裝置108供給驅動脈衝信號，則扣 合於Y方向導向轴105而旋轉，使具備γ方向驅動馬達 106、110之載物台104以及清洗機構1〇9於γ方向上移動。

清洗機構109在清洗液滴喷出頭20時，使噴頭單元1〇1移 動至相鄰位置’進行以下處理：密接於液滴喷出頭2〇之喷 嘴面而吸引多餘液狀體之封蓋處理、擦拭附著有液狀體等 之喷嘴面之擦拭處理、自液滴喷出頭2〇之總喷嘴喷出液狀 體之預備喷出處理或者接收液狀體而使其排出之處理。省 略清洗機構109之詳細說明。

加熱器m並不限定於此，例如為藉由燈退火而對工 w進行熱處理之機構’進行用以對噴出至工件寶上之液 體進行加熱，使溶劑蒸發而轉變成臈之熱處理。該加熱 hi之電源之打開及關閉亦由控制裝置1〇8控制。 液滴噴出裝置⑽之塗布動作為，自控制裝置⑽將特 之驅動脈衝信號輸送Μ方向驅動馬達ι〇3以及γ方向驅 馬達⑽’使喷頭單元10】於副掃描方向(χ方向)上相對 動，且使餘台ΗΜ於主掃描方向（γ方向）上相對移動。 相對㈣㈣自控制裝置⑽供給喷出用控制: 為液滴，進行塗布。 特又區域將液狀體喷丨 圖4為表示液滴喷出頭之結構之概略圖為表示只 133616.doc -26· 1378303 滴嘴出頭之结構之概略立體圖，圖4(b)為表示複數個喷嘴 之配置之概略平面圖。再者，圖4為了明確構成而適當放 大或縮小。 如圖4(a)所示，液滴喷出頭20係包括以下元件之3層結構 之所謂壓電方式喷墨頭：具有複數個噴嘴22之喷嘴板21、 包含對應於各喷嘴2 2而將其加以劃分之劃分部2 4且形成有 液狀體之流路之貯存板23、及具有作為能量產生機構之壓 電元件（piez〇)29之振動板28。由喷嘴板21與貯存板23之劃 分部24以及振動板28來構成複數個壓力產生室25。各喷嘴 22分別與各壓力產生室25連通。又’壓電元件29以對應於 各壓力產生室25之方式於振動板28上配設複數個。 貯存板23上設置有共用流路27，該共用流路27暫時貯存 通過形成於振動板28上之供給孔28a而自貯槽（圖示省略）供 給之液狀體。又，填充於共用流路27中之液狀體通過供給 口 26而供給至各壓力產生室25。 如圖4(b)所示，液滴喷出頭20具有2列喷嘴列22a、22b， 各有複數（180個）個直徑約為28 μιη之噴嘴22以間距P,排 列。並且，2列喷嘴列22a、22b以相互錯開間距p!之二分 之一之喷嘴間距Pz的狀態配設於喷嘴板21上。於此情形 時’間距卩〗約為140 μηι。因此’自與喷嘴列22a、22b正交 之方向觀察，則形成360個喷嘴22以約70 μιη之喷嘴間距P2 排列之狀態。因此，具有2列喷嘴列22a、22b之液滴喷出 頭20的有效喷嘴之全長為喷嘴間距ρ2χ359(約25 mm)。 又，噴嘴列22a、22b之間隔約為2.54 mm。 133616.doc -27- 1378303 液滴喷出頭20中’若對壓電元件29施加作為電俨號之驅 動波形，則壓電元件29自身會產生應變而使振動板_ 形。藉此，產生虔力產生室25之體積變動，以由此所產生 之系作用對填充至壓力產生室25中之液狀體加壓可自嗔 嘴22將液狀體喷出為液滴〇。

再者，本實施形態之液滴喷出頭2〇具有所謂2列之喷嘴 列22a、22b’但並不限定於此，亦可為丨列。進而，自喷 嘴22將液狀體喷出為液滴D之驅動機構並不限定於壓電元 件29,亦可為作為電熱轉換元件之加熱器或作為機電轉換 元件之靜電致動器等。 具備此種液滴喷出頭20之液滴喷出裝置1〇〇，自上位計 算機等外部資訊處料置，制以向工件w上之所需區域 塗布液狀體之喷出資料輸入至控制裝置1〇8，基於該喷出 資料，將液狀體自喷嘴22喷出為液滴D。喷出資料包括： 與工件W上之上述所需區域相關之位置資料、規定喷出時 序之控制資料、液滴喷出頭20與工件w之主掃描時的複數 個喷嘴22之選擇（0N)/非選擇（〇FF)資料及液滴D之喷出次 數等喷嘴資料。 以下，就液晶裝置200之製造方法加以詳細說明。圖5為 表示主基板之概略平面圖，圖6(a)〜圖6(f)以及圖7(g)〜圖 7(k)為表示液晶裝置之製造方法之概略剖面圖。 如圖5所不，製造液晶裝置2〇〇時，實際上使用採用複數 塊對向基板201之主基板河丨、及同樣地採用複數塊元件基 板208之主基板M2 ^於各主基板M1、M2上，在設計上規 133616.doc -28 · 1378303 定了與液晶面板220之大小相對應的構成要素之形成區 域。圖5中以斜線部表示之膜形成區域3表示配向膜214(配 向膜215)之形成區域。即，形成由1塊主基板河1而獲得相 當於4個液晶面板220之對向基板201的構成同樣，由1塊 主基板M2而獲得相當於4個液晶面板22〇之元件基板2〇8。 將分別形成有像素構成要素之主基板Ml與主基板河2接 合’並將接合體切斷，藉此取出液晶面板22〇。 圖2之步騍S1為隔離壁部形成步驟。步驟81中，如圖 6(a)所示，首先’於對向基板2〇1之表面，以劃分膜形成區 域2之方式形成下層堤2〇2。作為形成方法，係藉由真空蒸 鍍法或濺鍍法，將Cr或A1等之金屬膜或金屬化合物之膜， 以具有遮光性之方式成膜於對向基板2〇1之表面。並且藉 由光微影法，塗布感光性樹脂（光罩），以膜形成區域2開口 之方式進行曝光、顯影、蝕刻。繼而藉由光微影法，以約 2 μηι之厚度塗布感光性之隔離壁部形成材料，並進行曝 光、顯影，將上層堤203形成於下層堤202上，隔離壁部 204形成為包含下層堤2〇2與上層堤2〇3之所謂雙層堤結 構。再者，隔離壁部204並不限定於此，亦可為僅有使用 具有遮光性之感光性隔離壁部形成材料而形成之上層堤 203的單層結構。然後，進入步驟S2。 圖2之步驟S2為CF形成步驟。步驟52中，如圖6(b)所 示，於液滴喷出裝置100之載物台1〇4上載置主基板Mi(對 向基板2〇1)。並且，於載置有主基板M1(對向基板2〇1)之 載物台104與液滴喷出頭20向主掃描方向相對移動之同 133616.doc •29· 1378303 時，自填充有含有著色材料之液狀體肅的液滴嗔出頭Μ 之複數個喷嘴22將液滴D喷出至膜形成區域2。喷出至膜形 成區域2之液狀體观之總喷出量，係以於後述乾燥步驟中 獲得較膜厚之方式，基於㈣設^喷出次數等之喷出資 料，自控制裝置108將適當之控制信號輸送至液滴嘴出頭 20而控制^液狀體30R含有紅色（R)之著色材料經喷出至 所需膜形成區域2。並且，如圖6(c)所示，由液滴噴出裝置 1〇〇中所具備之加熱器111而加熱主基板M1(對向基板 201)，自喷出之液狀體30R中使溶劑成分蒸發而固化形 成紅色之彩色濾光片205R。 繼而，以綠色（G)、藍色（B)之順序依序噴出含有不同著 色材料之液狀體並進行乾燥，藉此如圖6(d)所示，形成3色 之彩色慮光片205R、205G、205B。再者，並不限定於 此’例如’將含有不同著色材料之3色之液狀體填充至各 不相同之液滴喷出頭20，將各液滴喷出頭2〇安裝於喷頭單 元101，自各液滴喷出頭20向所需膜形成區域2喷出液狀 體。並且，亦可使用如下方法：於可使溶劑之蒸氣壓固定 並乾燥之減壓乾燥裝置上設置主基板Ml(對向基板201)， 進行減壓乾燥。 再者’主基板Ml較理想的是在進行上述液狀體之喷出 前’以膜形成區域2内具有親液性、並且隔離壁部204之至 少上層堤203具有疏液性之方式實施表面處理。藉此，所 喷附之液滴D會於膜形成區域2内均勻地濡濕擴散。又，可 容易地將噴附於上層堤203之液滴D收容於膜形成區域2 133616.doc -30- 1378303 内。然後，進入步驟S 3。 圖2之步驟S3為平坦化層形成步驟。步驟S3中如圖 6(e)所示，以覆蓋彩色濾光片205與上層堤2〇3之方式形成 • 平坦化層206。作為形成方法，可列舉藉由旋塗法、輥塗 . 法等塗布丙烯酸系樹脂並使之乾燥之方法。又，亦可採用 塗布感光性丙烯酸樹脂後照射紫外光而使之硬化之方法。 . 膜厚約為100 nm。再者，若形成有彩色濾光片205之對向 φ 基板201之表面比較平坦，則可省略平坦化層形成步驟。 然後，進入步驟S4 » 圖2之步驟S4為透明導電膜形成步驟^步驟以中，如圖 6(f)所示，於平坦化層206之上成膜包含IT〇(Indium Tin

Oxide)等導電材料之對向電極2〇7。作為成膜方法可列 舉將1丁〇等導電材料作為靶材而於真空中進行蒸鍍或者濺 鍍之方法。膜厚約為10 nm。再者，所形成之對向電極207 經加工為適當且所需之形狀（圖案）。然後，進入步驟S5。 • 圖2之步驟S5為CF側配向膜形成步驟。步驟85中，如圖 7(g)所示，以覆蓋對向電極2〇7之方式塗布實施形態！之配 向膜形成用組合物（液狀體50^作為塗布方法，係使用液 滴喷出裝置100,將液狀體5〇填充至液滴喷出頭2〇，向圖5 所不之膜形成區域3喷出為液滴De於此情形時，較理想的 亦疋預先對主基板Ml(對向基板201)實施表面處理，以使 喷出之液滴D於對向電極2〇7之表面均勻地濡濕擴散。作為 表面處理之方法，可列舉將處理氣體設為〇2之電漿處理 等。 133616.doc •31 · 1378303 喷附後之液滴D之濡濕擴散情況依存於以下a)〜c)之特 性。 a) 配向膜形成用組合物（液狀體50)之表面張力及黏度。 b) 主基板Ml(對向基板201)之表面處理狀態（界面張力）。 c) 液滴D之喷出量。 a)以及b)如上所述可進行調整《此處，著眼於^，就液 狀體50之嘴出方法加以說明。 圖8為表示液狀體之喷出方法之概略平面圖。如上所 述’液滴喷出頭20具有2列喷嘴列22a、22b。各噴嘴列 22a、22b分別由180個喷嘴22構成（參照圖4)。自180個喷嘴 22分別噴出之液滴〇之喷出量未必固定。例如，若自相鄰 喷嘴22同時喷出液滴〇，則會產生施加至壓電元件29之驅 動電壓脈衝發生應變之所謂電串擾。又，會產生由到達相 鄰喷嘴22之液狀體流路等結構上之不同所引起之所謂機械 串擾。由該等電串優、機械串擾，而導致所喷出之液滴D 之喷出量不均。 因此，本實施形態中，如圖8所示’以不同時自各喷嘴 列22a、22b之相鄰喷嘴22噴出液滴D之方式生成喷出資 料。藉此，可減少由電串擾及機械串擾所引起之液滴D之 喷出量不均》又，以補全自一列喷嘴列22a喷出之液滴D之 喷附狀態的方式，自另一列喷嘴列221)噴出液滴D β喷附後 之液滴直徑如上所述有助於喷附面上之濡濕擴散情況。若 液滴D之噴出量穩定，則上述液滴直徑亦穩定。並且，以 喷附後之液滴D濡濕擴散而相互均勻地混合之方式，調整 133616.doc -32· 1378303 喷嘴列22a與噴嘴列22b之喷出間隔。嗔出間隔可藉由設定 液滴喷出頭20與作為工件w之主基板⑷的相對移動速度所 對應的喷㈣序而進行調整。以此方式，於主掃描時，可 於主基板⑷之表面均勻地塗布液狀體50。本實施形態 中根據主基板Ml之膜形成區域3之大小與配置，將於χ ^向上移動液滴喷出頭2〇之副掃描、及向Y方向喷出液滴 D之主掃描加以組纟，實施複數次，藉Λ於各膜形成區域3 • 1布液狀體50。再者，於此情形時’以乾燥後之膜厚約達 到lOOnm之方式’將液滴D之喷出量設定為約1〇吨。 繼而，使所塗布之液狀體50乾燥而成膜化（預烤卜本實 施形態中，以於塗布面上均勻地進行乾燥之方式於經加 熱之加熱板（HP)上空出間隙而載置主基板M1，並使之乾 燥。作為乾燥條件，例如，將HP之加熱溫度設定為7〇〜1〇〇 C ’較好的是設定為8(rc，將上述間隙設為約5^以數 分鐘〜5分鐘左右之乾燥時間，可使大半之溶劑成分均勻地 • 蒸發。液狀體50即配向膜形成用組合物因於第2有機溶劑 中3有蒸氣璧最低之溶劑，故於乾燥中進行流平塗布不 均不明顯，換言之，可獲得膜厚大致均勻之配向膜214。 -進而，為了去除配向膜214中之溶劑成分並使之固化， 而進行後烘烤。作為後烘烤之條件，較理想的是於 180〜25(TC下加熱乾燥10分鐘至丨小時。藉此，如圖所 示，配向膜214之形成結束。然後，進入步驟％。 圖2之步驟S6為元件側配向膜形成步驟。步驟％中，如 圖7(i)所示，以覆蓋主基板1^2(元件基板2〇8)之像素電極 I33616.doc -33· 1378303 藉由以上所述之上述實施形態2，可獲得以下之效果。 (1) 藉由上述實施形態2之液晶裝置200之製造方法，於 形成配向膜214、215之步驟中，係使用實施形態1之配向 膜形成用組合物，以喷墨法塗布於基板表面，故塗布膜之 流平性提高，可減少塗布不均。因此，預烤後，可形成膜 厚大致均勻之配向膜214、215。因此，可減少由塗布不均 所引起之配向不均，製造具有高顯示品質之液晶裝置 200 ° (2) 於上述實施形態2之液晶裝置2〇0之製造方法中，配 向膜形成步驟（步驟S5以及步驟S6)中，將液狀體5〇(實施形 態1之配向膜形成用組合物）自複數個喷嘴22喷出為液滴D 時’以不同時自相鄰喷嘴22喷出之方式選擇喷嘴。又，以 噴附於基板表面之液滴D濡濕擴散而相互均勻地混合之方 式設定各喷嘴列22a、22b之喷出間隔。因此，可於基板表 面均勻地塗布液狀體50。 除上述實施形態以外，亦可考慮各種變形例。以下，列 舉變形例加以說明。 (變形例1)上述實施形態1之配向膜形成用組合物並不限 定於上述實施形態2之實施例1〜6之組成。例如，第i有機 溶劑亦可使用一種良溶劑而構成。 (變形例2)於上述實施形態2之液晶裝置20〇之製造方法 中’使用上述實施形態1之配向臈形成用組合物之步驟並 不限定於形成配向膜214、215之步驟。例如古l 』如有如下情況： 液晶裝置200為於液晶面板220之單元内或單_ Μ則之表面 133616.doc -38 -

Claims (1)

1. 第097133770號專利申請案 中文申請專利範圍替換本(101年6月） 申請專利範圍·· 101. 6. 22 一種配向膜形成用組合物，其係利用液滴喷出法形成配 向膜時所使用者，其特徵在於： 其含有作為配向膜形成材料之溶質、 溶解上述溶質之第1有機溶劑、及 用於控制表面張力之第2有機溶劑， 上述第1有機溶劑含有於上述配向膜形成用組合物中 蒸氣壓最低之溶劑； 其中上述第1有機溶劑包含N_甲基_2_。比咯啶酮、γ 内酯， 上述第2有機溶劑為二乙二醇乙基曱醚。 2. —種配向膜形成用組合物，其係利用液滴喷出法形成配 向臈時所使用者，其特徵在於： 其含有作為配向膜形成材料之溶質、 溶解上述溶質之第1有機溶劑、及 用於控制表面張力之第2有機溶劑， *上述第丨有機溶劑含有於上述配向膜形成用組合物中 蒸氣壓最低之溶劑； 其中上述第1有機溶劑包含Ν，Νι_二曱基咪唑啶鲷、 碳酸丙稀酯， 上述第2有機溶劑為二乙二醇丁基曱醚。 3.如請求項！之配向膜形成用組合物，其中上述第i有機容 劑於所有溶劑成分令所占之比例為5〇〜95重量％，上述蒸 氣壓最低之溶劑之比例為25〜95重量％。 133616-1 〇 10622.doc 1378303 4. 如請求項2之配向膜形成用組合物’其中上述坌 〜乐1有機溶 劑於所有溶劑成分中所占之比例為50〜95重量％，上述蒸 氣壓最低之溶劑之比例為25〜95重量％。 5. 如請求項1至4中任一項之配向膜形成用組合物，其中上 述溶質之固形物濃度為1重量％以上、丨〇重量％以下，黏 度經調整為3 mPa.s以上、20 mPa.s以下，表面張力經調 整為30 mN/m以上、45 mN/m以下。 6· —種液晶裝置之製造方法，其特徵在於具有以下步驟： 將如請求項1至5中任一項之配向膜形成用組合物以液滴 喷出法塗布基板表面，形成配向膜。 I336l6-1010622.doc -2- 1378303 第097133770號專利申請案 中文圖式替換頁(101年6月）101. 6. 2 2

   133616-fig-1010622.doc 1378303 也 第097133770號專利申請案 中文說明書替換頁（101年6月） 七、指定代表圖： 101· 6. 22 (一) 本案指定代表圖為：第（1)圖。 (二) 本代表圖之元件符號簡單說明： 200 液晶裝置 201 作為基板之對向基板 205 彩色濾光片 208 作為基板之元件基板 210 像素電極 211 TFT元件 216 上偏光板 217 下偏光板 218 照明裝置 220 液晶面板 八、本案若有化學式時，請揭示最能顯示發明特徵的化學式： (無） 133616-1010622.doc