(57)【要約】【課題】溶媒、高分子樹脂および架橋剤を含む配向剤、ならびに前記配向剤を用いた液晶表示装置を提供する。【解決手段】溶媒と、前記溶媒に混合されて配向剤の総質量に対して４〜８質量％の含有量を有し、アミノ基を有するモノマーに由来する繰り返し単位を含む高分子樹脂と、前記溶媒に混合されて配向剤の総質量に対して２〜２０質量％の含有量を有し、前記アミノ基に反応するエポキシ基を２つ有する架橋剤と、を含む配向剤およびこれを用いた液晶表示装置である。【選択図】図３Ａ
2008097011.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶媒と、
前記溶媒に混合されて配向剤の総質量に対して４〜８質量％の含有量を有し、アミノ基を有するモノマーに由来する繰り返し単位を含む高分子樹脂と、
前記溶媒に混合されて配向剤の総質量に対して２〜２０質量％の含有量を有し、前記アミノ基に反応するエポキシ基を２つ有する架橋剤と、
を含む配向剤。
【請求項２】
前記架橋剤の沸点が１３０〜２３０℃であることを特徴とする、請求項１に記載の配向剤。
【請求項３】
前記架橋剤の分子量が５０〜２００であることを特徴とする、請求項２に記載の配向剤。
【請求項４】
前記高分子樹脂が配向剤の総質量に対して５〜７質量％の含有量を有し、前記架橋剤が配向剤の総質量に対して１０〜１４質量％の含有量を有することを特徴とする、請求項３に記載の配向剤。
【請求項５】
前記溶媒は、γ−ブチロラクトン、エチレングリコールモノブチルエーテルおよびＮ−メチルピロリドンからなる群より選択される少なくとも１種を含むことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の配向剤。
【請求項６】
前記架橋剤は、下記化学式（１）で表されるシクロペンタン誘導体からなる群より選択される少なくとも１種を含むことを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の配向剤。
【化１】
2008097011.tif 000010
【請求項７】
前記架橋剤は、下記化学式（２）で表されるシクロペンテン誘導体からなる群より選択される少なくとも１種を含むことを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の配向剤。
【化２】
2008097011.tif 000011
【請求項８】
前記架橋剤は、下記化学式（３）で表されるシクロヘキサン誘導体からなる群より選択される少なくとも１種を含むことを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項に記載の配向剤。
【化３】
2008097011.tif 000012
【請求項９】
前記架橋剤は、下記化学式（４）で表されるシクロヘキセン誘導体からなる群より選択される少なくとも１種を含むことを特徴とする、請求項１〜８のいずれか１項に記載の配向剤。
【化４】
2008097011.tif 000013
【請求項１０】
前記架橋剤は、下記化学式（５）で表される化合物を含むことを特徴とする、請求項１〜９のいずれか１項に記載の配向剤。
【化５】
2008097011.tif 000014
前記化学式（５）中、Ｒは、単結合、酸素原子、硫黄原子、アミド結合、エステル結合、スルホニル基、イミド結合、２級アミノ基、ジアゾ基、カルボニル基、酸無水物基、尿素結合、または置換されているかもしくは非置換の炭素数１〜１０の直鎖状もしくは分岐状の炭化水素基である。
【請求項１１】
前記化学式（５）中のＲが、置換されているかまたは非置換の炭素数１〜６の直鎖状または分岐状の炭化水素基であることを特徴とする、請求項１０に記載の配向剤。
【請求項１２】
互いに対向する２つの基板と、
前記２つの基板の間に介在された液晶層と、
前記２つの基板のうちの少なくとも一つの基板の上面に形成される配向膜と、を含み、
前記配向膜は、
溶媒と、
前記溶媒に混合されて配向剤の総質量に対して４〜８質量％の含有量を有し、アミノ基を有するモノマーに由来する繰り返し単位を含む高分子樹脂と、
前記溶媒に混合されて配向剤の総質量に対して２〜２０質量％の含有量を有し、前記アミノ基に反応するエポキシ基を２つ有する架橋剤と、
を含む配向剤が硬化されることによって形成されていることを特徴とする、液晶表示装置。
【請求項１３】
前記架橋剤の沸点が前記配向剤の硬化温度より低いことを特徴とする、請求項１２に記載の液晶表示装置。
【請求項１４】
前記架橋剤の沸点が１３０〜２３０℃であることを特徴とする、請求項１３に記載の液晶表示装置。
【請求項１５】
前記架橋剤の分子量が５０〜２００であることを特徴とする、請求項１４に記載の液晶表示装置。
【請求項１６】
前記高分子樹脂は配向剤の総質量に対して５〜７質量％の含有量を有し、前記架橋剤は配向剤の総質量に対して１０〜１４質量％の含有量を有することを特徴とする、請求項１５に記載の液晶表示装置。
【請求項１７】
前記溶媒は、γ−ブチロラクトン、エチレングリコールモノブチルエーテルおよびＮ−メチルピロリドンからなる群より選択される少なくとも１種を含むことを特徴とする、請求項１２〜１６のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項１８】
前記架橋剤は、下記化学式（１）で表されるシクロペンタン誘導体からなる群より選択される少なくとも１種を含むことを特徴とする、請求項１２〜１７のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【化６】
2008097011.tif 000015
【請求項１９】
前記架橋剤は、下記化学式（２）で表されるシクロペンテン誘導体からなる群より選択される少なくとも１種を含むことを特徴とする、請求項１２〜１８のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【化７】
2008097011.tif 000016
【請求項２０】
前記架橋剤は、下記化学式（３）で表されるシクロヘキサン誘導体からなる群より選択される少なくとも１種を含むことを特徴とする、請求項１２〜１９のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【化８】
2008097011.tif 000017
【請求項２１】
前記架橋剤は、下記化学式４で表されるシクロヘキセン誘導体からなる群より選択される少なくとも１種を含むことを特徴とする、請求項１２〜２０のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【化９】
2008097011.tif 000018
【請求項２２】
前記架橋剤が、下記化学式（５）で表される化合物を含むことを特徴とする、請求項１２〜２１のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【化１０】
2008097011.tif 000019
前記化学式（５）中、Ｒは、単結合、酸素原子、硫黄原子、アミド結合、エステル結合スルホニル基、イミド結合、２級アミノ基、ジアゾ基、カルボニル基、酸無水物基、尿素結合、または置換されているかもしくは非置換の炭素数１〜１０の直鎖状もしくは分岐状の炭化水素基である。
【請求項２３】
前記化学式（５）中のＲが、置換されているかまたは非置換の炭素数１〜６の直鎖状または分岐状の炭化水素基であることを特徴とする、請求項２２に記載の液晶表示装置。
【請求項２４】
前記配向膜は、ラビング処理されていることを特徴とする、請求項１２〜２３のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配向剤およびこれを用いた液晶表示装置に関し、さらに詳細には、汚染源が除去されうる配向剤および前記配向剤を用いて形成される配向膜を有する液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、液晶の光学特性を利用して映像を表示する。液晶表示装置は、２つの基板および前記２つの基板の間に配置された液晶層を含む。前記液晶層には、液晶が配置され、液晶表示装置は、前記液晶の配列方向を調節して、対応する映像を表示する。
【０００３】
前記液晶層は、様々な不純物により汚染され得、それにより液晶表示装置の画質が低下する。前記液晶の配列方向は、前記２つの基板上に形成される配向膜により調節されるが、前記配向膜により前記液晶層が汚染され得る。前記配向膜は、配向剤を塗布して形成され、前記配向剤は、様々な化合物を含む。前記配向剤に含まれる化合物の一部は、前記配向膜に残留し前記液晶表示装置の動作中に液晶層に流入して、液晶層を汚染させる。
【０００４】
一方、液晶の配列方向を調節するために、布が巻かれたローラを配向膜上で回転させて、前記配向膜を布でこするラビング処理が行われる。前記ラビング処理は、機械的衝突により前記配向膜の表面をこすることで行われるが、機械的衝突により配向膜が損傷される。配向膜が損傷されると、液晶が所望の方向に調節されないため、映像の画質が低下する虞がある（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−３２３７０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、汚染源が除去されうる配向剤を提供することにある。
【０００６】
本発明の他の目的は、前記配向剤を用いて形成された配向膜を有し、高画質の映像を表示できる液晶表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記の本発明の目的を達成するために、本発明は、溶媒と、前記溶媒に混合されて配向剤の総質量に対して４〜８質量％の含有量を有し、アミノ基を有するモノマーに由来する繰り返し単位を含む高分子樹脂と、前記溶媒に混合されて配向剤の総質量に対して２〜２０質量％の含有量を有し、前記アミノ基に反応するエポキシ基を２つ有する架橋剤と、を含む配向剤を提供する。
【０００８】
本発明の配向剤において、前記架橋剤の沸点は１３０〜２３０℃であることが好ましく、前記架橋剤の分子量は５０〜２００であることが好ましい。また、前記高分子樹脂は、配向剤の総質量に対して５〜７質量％の含有量を有することが好ましく、前記架橋剤は、配向剤の総質量に対して１０〜１４質量％の含有量を有することが好ましい。
【０００９】
前記の本発明の他の目的を達成するために、本発明は、互いに対向する２つの基板と、前記２つの基板の間に介在された液晶層と、前記２つの基板のうちの少なくとも一つの基板の上面に形成される配向膜と、を含み、前記配向膜は、溶媒と、前記溶媒に混合されて配向剤の総質量に対して４〜８質量％の含有量を有し、アミノ基を有するモノマーに由来する繰り返し単位を含む高分子樹脂と、前記溶媒に混合されて配向剤の総質量に対して２〜２０質量％の含有量を有し、前記アミノ基に反応するエポキシ基を２つ有する架橋剤と、を含む配向剤が硬化されることによって形成されていることを特徴とする、液晶表示装置を提供する。
【００１０】
本発明の液晶表示装置において、前記架橋剤の沸点は前記配向剤の硬化温度より低いことが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、高分子樹脂との反応に関与できる十分な量の架橋剤を含む配向剤により、高強度の配向膜が形成されることができる。また、前記架橋剤は、低い温度の沸点を有するので、反応に関与しない架橋剤は、配向膜から蒸発されて容易に除去され、その結果、架橋剤が残留して液晶を汚染することを防止する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、添付した図面を参照しながら、本発明の実施の形態を詳細に説明する。但し、本発明は、ここで説明している実施形態に限定されず、多様な形態に応用されて変形されることも可能である。むしろ、下記の実施形態は、本発明により開示された技術思想をより明確にし、かつ、当業者に本発明の技術思想が充分に理解されるように提供されるものである。よって、本発明の範囲が、下記の実施形態によって限定されると解釈されてはならない。また、下記の実施形態とともに示した図面において、層および領域の大きさは、明確な説明をするために簡略化されるか、多少誇張されたものである。さらに、図面中の同じ参照番号は、同じ構成要素を示す。
【００１３】
図１は、本発明の一実施形態による液晶表示装置の分解斜視図である。
【００１４】
図１に示すように、互いに対向する２つの基板１００が備えられる。前記２つの基板１００は、第１基板１１０および第２基板１２０を含む。第１基板１１０と第２基板１２０との間には、液晶を有する液晶層（図示せず）が介在される。第１基板１１０の上部には、複数のゲートライン１１１およびデータライン１１２が形成される。前記ゲートライン１１１と前記データライン１１２とが交差して、複数の画素領域（Ｐｉｘｅｌ  Ａｒｅａ；ＰＡ）が画定される。複数の画素領域ＰＡは、同様の構造を有し、それぞれの画素領域ＰＡは、画素電極１１３および薄膜トランジスタ１１５が備えられる。第２基板１２０には、画素電極１１３と対向する共通電極１２３が形成される。画素電極１１３および共通電極１２３のそれぞれの上部には、配向膜１３０が形成される。配向膜１３０は、第１基板１１０上の第１配向膜１３１と第２基板１２０上の第２配向膜１３２とを含む。
【００１５】
液晶は、長軸と短軸とを有する楕円形状を有し、前記長軸の方向により、その配列方向が画定される。液晶表示の動作のうち、画素電極１１３および共通電極１２３に電圧が印加されていないとき、液晶は配向膜１３０により配列方向が調節される。例えば、前記液晶がねじれネマチック液晶であると、第１基板１１０および第２基板１２０と平行方向に配列される。また、平行に配列された第１基板１１０上の液晶および第２基板１２０上の液晶は、互いに垂直であり、２つの基板の間の液晶は連続的にねじれている。
【００１６】
第１基板１１０および第２基板１２０の外表面には、透過軸が互いに垂直である偏光板（図示せず）が備えられる。前記液晶層に光が提供され、光は前記第１基板１１０の外表面に装着された偏光板により、直線偏光される。直線偏光された光は、前記液晶層を透過しねじれネマチック液晶によって位相が変化する。位相変化した光は、第２基板１２０の外表面に装着された偏光板を透過して、映像を表示する。
【００１７】
液晶表示装置の動作の間、ゲートライン１１１にゲート信号が印加されると、対応するゲートラインに接続された薄膜トランジスタ１１５がターンオンする。また、映像情報に対応するデータ信号がデータライン１１２に印加されて、画素電極１１３には前記データ信号に対応するデータ電圧が印加される。同時に、共通電極２１３には、一定の共通電圧が印加される。前記データ電圧と共通電圧との差により、第１基板１１０第２基板２１０との間に電界が形成される。液晶は、誘電率異方性を有し、電界が印加された第１基板１１０および第２基板１２０に対して傾斜して配列される。
【００１８】
このような液晶の配列状態で、液晶層へ光が供給される。光は、第１基板１１０の外表面に装着された前記偏光板により直線偏光され、直線偏光された光は、液晶層を透過して、傾斜配列された液晶により位相が変化する。液晶が傾斜する角度に応じて、位相変化値が変わる。液晶の傾斜が垂直である場合、直線偏光された光は、位相変化を起こすことができず、第２基板１２０の外表面に装着された偏光板を透過することができない。したがって、液晶表示装置は黒状態となる。
【００１９】
電界の強度に応じて、液晶の傾斜角度は変化する。傾斜角度に応じて、光の位相変化の程度が変化し、位相変化の程度に応じて、これに対応するグレースケールを有する映像が表示される。
【００２０】
上記のような液晶表示装置の動作において、電界が印加されていないときの液晶の配列方向は、配向膜１３０により調節される。配向膜１３０は、配向剤を含む。前記配向剤を用いて配向膜１３０を形成する工程は、次の通りである。
【００２１】
図２Ａ〜図２Ｃは、図１の液晶表示装置中の配向膜を形成する工程を説明する模式図である。
【００２２】
図２Ａに示すように、ステージ１上に基板１００が固着される。基板１００は、第１基板１１０または第２基板１２０でありうる。基板１００上には、ローラ６が回転する。ローラ６の上部に別途備えられたディスペンサー（図示せず）によって、ローラ６の表面に配向剤１３０’が提供される。したがって、ローラ６が基板１００の上で回転すると、ローラ６の表面に供給された配向剤１３０’が基板１００の表面に印刷される。上記のような印刷方法において、ローラ６の大きさを適切に設定することによって、ローラ６の１回転により、基板１００上に配向剤１３０’が塗布され得る。
【００２３】
配向剤１３０’は、図２Ａに示す印刷方法と同様に、様々な方法により塗布され得る。例えば、基板１００が固着されたステージ１が回転しながら、基板１００の中心に配向剤１３０’が塗布されるスピンコート法が適用されうる。
【００２４】
配向剤１３０’は、高分子樹脂、架橋剤、および溶媒を含む。
【００２５】
前記高分子樹脂は、アミノ基を有するモノマーに由来する繰り返し単位を有し、ポリアミド酸化合物およびポリイミド化合物の少なくとも一方を含むことが好ましい。ポリアミド酸化合物は、熱処理によりポリイミド化合物になりうる。前記ポリアミド酸化合物は、主に配向膜１３０の印刷特性に関連し、前記ポリイミド化合物は、主に配向膜１３０による液晶の配向特性に関連する。前記高分子樹脂は、一般的に、アミノ基を有するモノマーと他のモノマーとが共重合して形成される。前記架橋剤は、前記高分子樹脂を架橋して、配向膜の強度を補う機能を果たす。前記架橋剤は、前記高分子樹脂中のアミノ基と反応するエポキシ基を２つ有する。
【００２６】
前記溶媒は、配向剤１３０’が液体状態で基板１００上に塗布されるように、前記高分子樹脂と前記架橋剤とを溶解する機能を果たす。前記溶媒は、配向剤１３０’において、その構成比が最も大きい。前記溶媒は、γ−ブチロラクトン、エチレングリコールモノブチルエーテルおよびＮ−メチルピロリドンからなる群より選択される少なくとも１種であることが好ましい。
【００２７】
図２Ｂに示すように、配向剤１３０’が塗布された基板１００が硬化炉に移されて、前記硬化炉の内部に備えられたステージ２の上に固着される。前記硬化炉において基板１００が熱処理されて、配向膜１３０が形成される。配向膜１３０は、第１配向膜１３１および第２配向膜１３２でありうる。
【００２８】
前記のような熱処理の際、配向剤１３０’に含まれていた溶媒が蒸発する。また、高分子樹脂に含まれているポリアミド酸のうちの一部が、イミド反応によりポリイミド化合物に変わり得る。熱処理は、２３０℃以下の温度で行われることが好ましく、熱処理により前記高分子樹脂は、配向膜１３０中に固形分として残留する。熱処理によって、前記架橋剤は、前記高分子樹脂と反応して固形分を互いに架橋する機能を果たす。このようにして、固形分が互いに架橋されることによって、配向膜１３０の強度が向上する。
【００２９】
一方、前記溶媒の蒸発速度をあまりにも速くすると、配向剤１３０’が基板１００上で均一に広まることができず、それにより配向膜１３０が汚染される。したがって、基板１００を硬化炉に入れる前に、前記溶媒がゆっくり蒸発するように、予備乾燥機で基板１００を乾燥させる追加の工程を行うことが好ましい。
【００３０】
図２Ｃに示すように、基板１００が硬化炉から移されて、ステージ３上に固着される。基板１００上の配向膜１３０に対して、ラビング処理が行われる。前記ラビング処理は、基板１００上にラビング布が巻かれたローラ７を回転することにより行われる。前記ラビング布は、綿系やナイロン系の繊維から形成される布を使用することが好ましい。ローラ７は、所定の方向に回転し、その回転により配向膜１３０が前記ラビング布によりこすられて、配向膜１３０の表面にキズが発生する。キズにより配向膜１３０が配向性を有するようになり、その配向性により、液晶が配向膜１３０上で所定の方向に配列される。ただし、前記ラビング処理は、液晶表示装置に用いられる液晶の種類に応じて選択的に行われ、省略されてもよい。
【００３１】
上記のような配向膜１３０の形成工程において、架橋剤の一部は、前記高分子樹脂と反応せずに配向膜１３０に残留しうる。残留した架橋剤は、液晶表示装置中の液晶層へ拡散されて、液晶を汚染させる汚染源になり得る。したがって、残留した架橋剤は、配向膜１３０から除去する必要がある。
【００３２】
また、前記ラビング処理の際、ローラ７の回転による機械的衝突によって配向膜１３０が損傷され得る。これを防止するためには、配向膜１３０が充分な強度を有しなければならない。したがって、配向膜１３０が充分な強度を有するために、熱処理時に十分な量の架橋剤を固形分に結合させることが好ましい。
【００３３】
本発明の配向剤１３０’は、上記の２つの要件を充たす。以下、図面を参照して、配向剤１３０’の物性とそれによる作用効果を説明する。
【００３４】
図３Ａは、図１示す配向膜の内部構造示す拡大模式図である。図３Ｂは、本発明の比較例に係る配向膜の内部構造示す模式図である。
【００３５】
図３Ａに示すように、配向膜１３０は、配向剤１３０’に含まれる高分子樹脂が硬化されて形成される複数の固形分１０を含む。複数の固形分１０は、配向剤１３０’に含まれる架橋剤粒子２０により互いに架橋される。
【００３６】
図３Ａにおいて、架橋剤粒子２０と固形分１０とが結合された部分を便宜上「結合枝」２１と称すると、架橋剤粒子２０は、粒子１個当たり２つの結合枝２１を有する。前記２つの結合枝２１は、２つの固形分１０を架橋するために用いられる。
【００３７】
固形分１０を接続する結合枝２１の数が増加するほど、配向膜１３０の強度が増加する。本実施形態において、固形分１０を架橋する結合枝の数２１は、次のように増加され得る。すなわち、図３Ａに示すように、固形分１０を互いに架橋するために複数の架橋剤粒子２０が用いられると、用いられた架橋剤粒子２０の数の分だけ、固形分１０を架橋する結合枝２１の数が増加する。
【００３８】
図３Ｂに示すように、架橋剤粒子２０ａは、粒子当りの結合枝２１ａの数が６つになり得る。図３Ｂに示す結合枝２１ａの個数は、例示的に示されたものであって、実際には、６個より多い数になってもよい。このように、架橋剤粒子２０ａ１個当りの結合枝２１ａの数が増加すれば、固形分１０ａを架橋するために用いられる架橋剤粒子２０ａの数が少なくても、配向膜１３０ａが充分な強度を有することができる。
【００３９】
しかしながら、架橋剤粒子２０ａ１個当りの結合枝２１ａの数が増加させるためには、架橋剤粒子２０ａは、大きな分子量を有する分子でなければならない。高分子の架橋剤粒子２０ａは、分子間引力が増加して沸点が上昇する。もし沸点が高まれば、固形分１０ａの架橋に関与できない架橋剤粒子２０ａが配向膜１３０に残留するようになる。これは、熱処理により配向膜１３０が形成されるとき、架橋剤粒子２０ａが高い沸点を有するため、気体に状態変化せず蒸発し難いためである。残留する架橋剤粒子２０ａは、液晶層に拡散され、液晶を汚染させる汚染源になり得る。
【００４０】
図３Ａに示すように、架橋剤粒子２０の１個当りの結合枝２１の数が少なければ、架橋剤粒子２０は、分子量が小さく、沸点が低くなる。したがって、架橋剤粒子２０のうち、固形分１０の架橋に関与しない架橋剤粒子２０は、熱処理により配向膜１３０が硬化されて形成される時に、気体に状態変化して蒸発される。
【００４１】
上記のように、本発明の実施形態によれば、固形分１０を架橋するために、低分子量で、かつ沸点の低い架橋剤が用いられる。その結果、配向膜１３０の硬化温度下で、架橋に関与しない不必要な架橋剤が蒸発し得る。それゆえ、不必要な架橋剤が配向膜１３０に残留して、液晶を汚染することを防止することができる。
【００４２】
また、上記のように不必要な架橋剤が除去されうるため、架橋剤は、反応が起こるために十分な量を用いればよい。十分な量の架橋剤が用いられる場合、十分な量の架橋剤が固形分の架橋に関与することができる。その結果、固形分１０が十分な数の結合枝２１により架橋され得、配向膜１３０がラビング処理などの機械的圧力に耐えうる十分な強度を有しうる。
【００４３】
以下、配向剤１３０’の具体的な構成成分と配合比について説明する。
【００４４】
配向剤１３０’は、大量の溶媒と、少量の高分子樹脂および架橋剤とを含む。前記溶媒は、γ−ブチロラクトン、エチレングリコールモノブチルエーテルおよびＮ−メチルピロリドンからなる群より選択される少なくとも１種を含むことが好ましい。これらは、前記高分子樹脂および前記架橋剤を溶解し、配向膜１３０の硬化温度以下の沸点を有するため、配向膜１３０の硬化時に蒸発する。
【００４５】
前記高分子樹脂は、前記溶媒に混合されて４〜８質量％の含有量を有し、前記架橋剤は、前記溶媒に混合されて２〜２０質量％の含有量を有する。上記の含有量であれば、架橋剤は、高分子樹脂に対して０．２５〜５倍の含有量を有しうる。すなわち、前記高分子樹脂と前記架橋剤とが反応するために十分な機会が提供されるように、前記架橋剤は、少なくとも前記高分子樹脂の０．２５倍程度の量で混合されることが好ましい。上記の反応の機会は、前記架橋剤の含有量に応じて増加するため、架橋剤の含有量は高いほど有利である。また、前記架橋剤の含有量が高くて、架橋剤の一部が上記の反応に関与しなくても、このような架橋剤は、熱処理時に蒸発し得るので、架橋剤の含有量は特に制限されない。ただし、架橋剤の含有量が過度に多ければ、配向剤１３０’の印刷特性が低下する場合がある。
【００４６】
上記のような観点で、前記架橋剤は、前記高分子樹脂の５倍の含有量を超えないことが好ましい。より好ましくは、前記高分子樹脂が５〜７質量％の含有量を有し、前記架橋剤はその１．４３倍〜２．８倍に相当する１０〜１４質量％の含有量を有することがより好ましい。
【００４７】
前記溶媒は、配向剤の総質量に対して、前記高分子樹脂の含有量と前記架橋剤の含有量とを除いた残部の含有量を有する。
【００４８】
上述のように、配向剤１３０’を構成する前記高分子樹脂は、アミノ基を有するアミド酸モノマーに由来する繰り返し単位を含む。また、前記架橋剤は、前記アミノ基に反応する２つのエポキシ基を有する。２つのエポキシ基は、それぞれが前記高分子樹脂に含まれる異なるアミノ基に反応する。前記エポキシ基と前記アミノ基とが反応して、結合枝２１が形成される。
【００４９】
前記架橋剤は、配向膜１３０の硬化温度である２３０℃と同じかそれ以下の沸点を有することが好ましい。具体的には、前記架橋剤は、沸点が１３０〜２３０℃であることが好ましく、５０〜２００の分子量を有することが好ましい。上記のように、エポキシ基を２つ有し、かつ上記の範囲の沸点と分子量とを有する化合物は、下記化学式（１）〜（５）で表される化合物からなる群より選択される少なくとも１種であることが好ましい。
【００５０】
まず、用いられる架橋剤の例としては、下記化学式（１）で表されるシクロペンタン誘導体からなる群より選択される少なくとも１種を挙げることができる。
【００５１】
【化１】
2008097011.tif 000003
【００５２】
前記シクロペンタン誘導体は、環状に結合した５個の炭素を有し、５個の炭素は、隣接した炭素と全て単結合で結合され、２つのエポキシ基を有する。エポキシ基が結合された位置に応じて、２つの異性体が存在する。前記架橋剤としては、２つの異性体のいずれも用いることができる。
【００５３】
次に、用いられる架橋剤の例としては、下記化学式（２）で表されるシクロペンテン誘導体からなる群より選択される少なくとも１種を挙げることができる。
【００５４】
【化２】
2008097011.tif 000004
【００５５】
前記シクロペンテン誘導体は、５個の炭素を有し、複数の単結合と一つの二重結合を有し、２つのエポキシ基を有する。二重結合の位置およびエポキシ基が結合された位置に応じて、３つの異性体が存在する。架橋剤としては、３つの異性体のいずれも用いることができる。
【００５６】
次に、用いられる架橋剤の例としては、下記化学式（３）で表されるシクロヘキサン誘導体からなる群より選択される少なくとも１種を挙げることができる。
【００５７】
【化３】
2008097011.tif 000005
【００５８】
前記シクロヘキサン誘導体は、６個の炭素原子を有し、６個の炭素は、隣接した炭素と単結合で結合され、２つのエポキシ基を有する。エポキシ基が結合された位置に応じて、２つの異性体が存在する。架橋剤としては、前記２つの異性体のいずれも用いることができる。
【００５９】
次に、用いられる架橋剤の例としては、下記化学式（４）で表されるシクロヘキセン誘導体からなる群より選択される少なくとも１種を挙げることができる。
【００６０】
【化４】
2008097011.tif 000006
【００６１】
前記シクロヘキセン誘導体は、６個の炭素を有し、複数の単結合と一つの二重結合とを有し、２つのエポキシ基を有する。二重結合の位置およびエポキシ基が結合された位置に応じて、６つの異性体が存在する。架橋剤としては、６個の異性体のいずれも用いることができる。
【００６２】
上記のシクロペンタン誘導体、シクロペンテン誘導体、シクロヘキサン誘導体、およびシクロヘキセン誘導体は、エポキシ基の炭素を含めて、炭素数が７〜８であり、その分子量が１５０以下である。分子量が小さいほど、分子間の引力が弱くなって沸点が低くなる。例えば、前記化学式（３）中の４−ビニル−１−シクロヘキセンジエポキシドは、分子量が１４０．２であり、大気圧下で沸点が２２７℃である。
【００６３】
さらに、用いられる架橋剤の例としては、下記化学式（５）で表される化合物が挙げられる。
【００６４】
【化５】
2008097011.tif 000007
【００６５】
前記化学式（５）中、Ｒは、単結合、酸素原子、硫黄原子、アミド結合（−ＮＨ−ＣＯ−）、エステル結合（−ＣＯ−Ｏ−）、スルホニル基（−ＳＯ２−）、イミド結合（−ＣＯ−Ｎ−ＣＯ−）、２級アミノ基（−ＮＨ−）、ジアゾ基（−Ｎ＝Ｎ−）、カルボニル基（−ＣＯ−）、酸無水物基（−ＣＯ−Ｏ−ＣＯ−）、尿素結合（−ＮＨ−ＣＯ−ＮＨ−）、または置換されているかもしくは非置換の炭素数１〜１０の直鎖状もしくは分岐状の炭化水素基である。上記のうち、特に、酸素原子、硫黄原子、エステル結合、カルボニル基、または酸無水物基が反応性に優れているため好ましい。
【００６６】
前記化学式（５）中のＲは、単結合または置換されているかもしくは非置換の炭素数１〜１０の直鎖状もしくは分岐状の炭化水素基でありうる。例えば、前記Ｒが単結合の場合、前記化学式（５）で表される化合物は、２つのエポキシ基に含まれる炭素を含めて炭素数が４個である。この場合、前記化学式（５）で表される化合物は、分子量が８６．０９である１，３−ブタジエンジエポキシドに該当する。１，３−ブタジエンジエポキシドは、圧力が３３３３．０６Ｐａ（２５ｍｍＨｇ）である場合、沸点が５６〜５８℃であり、大気圧下では、１５０〜１６０℃の沸点を有すると推定される。
【００６７】
前記Ｒが単結合ではない場合、前記化学式（５）で表される化合物は、前記炭化水素基の炭素数に応じて、複数の異性体が含まれうる。例えば、Ｒが炭素数６の炭化水素基である場合、６個の炭素は、下記化学式（６）で表される基のように、様々な形態で結合されうる。
【００６８】
【化６】
2008097011.tif 000008
【００６９】
前記化学式（６）において、（Ａ）は６個の炭素は直鎖状に結合され、その結合は全て単結合である。また、（Ｂ）は、６個の炭素がすべて単結合で結合しているが、４個の炭素が直鎖状に結合し、残りの２個の炭素が分岐状に結合されている。さらに（Ｃ）は、二重結合を有する基である。本発明では、上記（Ａ）〜（Ｃ）の形態をすべて含みうる。
【００７０】
前記化学式（６）は、前記化学式（５）において、Ｒが炭素数６の炭化水素基である場合の例を示したものであり、前記化学式（６）に示した例の他にも、様々な形態で結合された炭化水素基が全て含まれうる。ただし、直鎖状の炭化水素基と、分岐状の炭化水素基とを比較すると、同じ炭素数であっても分子の沸点が異なることになる。一般的に、直鎖状の炭化水素基を有する化合物よりも分岐状の炭化水素基を有する化合物のほうが、沸点が高い。したがって、分岐状の炭化水素基である場合には、前記化学式（５）において、Ｒは、炭素数が３〜６の炭化水素基であることが好ましい。
【００７１】
上記のように、架橋剤は、前記化学式（１）〜（５）に示す様々な化合物のうちの少なくとも１種を含んで構成される。前記架橋剤は、前記高分子樹脂と、例えば、下記反応式（１）に示すような反応が起こる。
【００７２】
【化７】
2008097011.tif 000009
【００７３】
前記反応式（１）において、ポリアミド酸に含まれているＲ’およびＲ”は、置換されているかまたは非置換の炭素数２〜１０の炭化水素基である。前記反応式（１）は、前記化学式（５）で表される化合物の１種を架橋剤として用いた例であるが、前記化学式（１）〜（４）で表される化合物も、前記反応式（１）と同様にして、前記高分子樹脂と反応しうる。
【００７４】
前記反応式（１）に示した通り、架橋剤に含まれたエポキシ基は、前記ポリアミド酸に含まれるアミノ基と反応し、エポキシ基の炭素原子とアミノ基の窒素原子とが互いに結合される。前記反応式（１）において、架橋剤に含まれる２つのエポキシ基が、それぞれポリアミド酸中の異なるアミノ基と反応し、これにより、２つの異なるポリアミド酸分子が架橋される。
【００７５】
前記高分子樹脂中のアミノ基と前記架橋剤中のエポキシ基との反応は、配向膜が形成される工程中の熱処理により行われうる。この際、熱処理温度、すなわち前記反応式（１）で示される反応の温度は、１９０〜２４０℃であることが好ましく、熱処理時間、すなわち前記反応式（１）で示される反応の時間は、３０分〜１時間であることが好ましい。
【００７６】
上述した本発明の好ましい実施形態は、例示の目的のために開示されたものであり、当業者であれば、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内で、様々な置換、変形、または変更が可能であることが容易に理解されるであろう。このような置換、変形、または変更などは、本願の特許請求の範囲に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明の一実施形態による液晶表示装置を示す分解斜視図である。
【図２Ａ】図１の液晶表示装置中の配向膜を形成する工程を説明する図である。
【図２Ｂ】図１の液晶表示装置中の配向膜を形成する工程を説明する図である。
【図２Ｃ】図１の液晶表示装置中の配向膜を形成する工程を説明する図である。
【図３Ａ】本発明の一実施形態による液晶表示装置中の配向膜において、その内部構造を示す拡大模式図である。
【図３Ｂ】本発明の比較例に係る配向膜の内部構造を示す拡大模式図である。
【符号の説明】
【００７８】
１、２、３    ステージ、
６、７    ロール、
１０、１０ａ    固形分、
２０、２０ａ    架橋剤、
２１、２１ａ    結合枝、
１００    基板、
１１０    第１基板、
１１１    ゲートライン、
１１２    データライン、
１１３    画素電極、
１１５    薄膜トランジスタ、
１２０    第２基板、
１２３    共通電極、
１３０    配向膜、
１３１    第１配向膜、
１３２    第２配向膜、
ＰＡ    画素領域。
【図１】
2008097011.tif 000020
【図２Ａ】
2008097011.tif 000021
【図２Ｂ】
2008097011.tif 000022
【図２Ｃ】
2008097011.tif 000023
【図３Ａ】
2008097011.tif 000024
【図３Ｂ】
2008097011.tif 000025