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光取向膜用清漆和液晶顯示裝置的制作方法

文檔序號(hào):11612345閱讀:299來源:國(guó)知局
光取向膜用清漆和液晶顯示裝置的制造方法

本申請(qǐng)是基于2015年11月13日提出的日本專利申請(qǐng)2015-223360而提出的申請(qǐng),并且主張其優(yōu)先權(quán)的利益,將該申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容作為構(gòu)成本說明書的一部分而援用于此。

本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)一般涉及光取向膜用清漆和液晶顯示裝置。



背景技術(shù):

液晶顯示裝置具備陣列基板、和與陣列基板分開對(duì)置配置的形成了濾色器的對(duì)置基板,所述陣列基板上,像素電極和薄膜晶體管(tft)等形成為矩陣狀。在陣列基板和對(duì)置基板之間封入有液晶。

液晶通過分別設(shè)置于陣列基板和對(duì)置基板上的取向膜而取向。作為取向膜,大多使用聚酰亞胺膜。作為對(duì)該取向膜進(jìn)行取向處理的方法,最近,除摩擦處理之外,還可采用以非接觸的方式對(duì)取向膜賦予取向控制性能的光取向法。

光取向法是通過對(duì)聚酰亞胺膜照射254nm至365nm區(qū)域的短波長(zhǎng)紫外光而使其取向的方法。在照射了偏振光的聚酰亞胺膜上,在與偏振方向平行的方向上,聚酰亞胺分子的主鏈被切斷,在與偏振方向正交的方向上,膜被賦予單軸各向異性。液晶分子沿著未被切斷而直線延伸地殘留下的較長(zhǎng)的聚酰亞胺分子的主鏈的方向取向。



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

本發(fā)明者等確認(rèn)了,將裝入了光取向處理過的聚酰亞胺取向膜(光取向聚酰亞胺膜)的液晶顯示裝置點(diǎn)亮、進(jìn)行顯示時(shí),隨著點(diǎn)亮?xí)r間的經(jīng)過,光取向聚酰亞胺膜被背光激發(fā)而產(chǎn)生光電動(dòng)勢(shì),電荷積蓄在光取向聚酰亞胺膜中,產(chǎn)生殘像(dc殘像)。

近年來,為了提高像素電極的電壓保持率,要求取向膜的高電阻化??墒?,本發(fā)明者等發(fā)現(xiàn),只有在對(duì)高電阻的膜實(shí)施了光取向工藝的情況下,液晶顯示裝置的連續(xù)點(diǎn)亮?xí)r液晶單元中會(huì)發(fā)生聚酰亞胺取向膜的光電荷,即使停止對(duì)像素電極的電壓供給,圖像的殘像也不會(huì)消失。本發(fā)明者等研究的結(jié)果確認(rèn),在光取向工藝中通過照射短波長(zhǎng)uv來進(jìn)行取向處理,但在該工藝的前后,光取向聚酰亞胺膜的吸收波長(zhǎng)發(fā)生了變化。具體地,上述光取向處理的結(jié)果是,聚酰亞胺取向膜變得在背光發(fā)光波長(zhǎng)范圍的450nm以下的紫外線區(qū)域有極少量的吸收。本發(fā)明者等對(duì)詳細(xì)原因進(jìn)行了研究,結(jié)果發(fā)現(xiàn),原因在于構(gòu)成取向膜的聚酰亞胺的化學(xué)結(jié)構(gòu)的末端的伯胺。推測(cè)伯胺在光取向工藝的過程中發(fā)生變位,由此,聚酰亞胺取向膜的吸收波長(zhǎng)發(fā)生了變化。

本發(fā)明的課題是提供一種清漆,其用于形成不會(huì)在液晶顯示裝置上產(chǎn)生dc殘像、或者即使產(chǎn)生了dc殘像也能夠使其在短時(shí)間內(nèi)消失的光取向膜。

本發(fā)明的另一個(gè)課題是提供一種具有光取向膜的液晶顯示裝置。

根據(jù)本發(fā)明的第1側(cè)面,提供一種在有機(jī)溶劑中含有作為聚酰胺酸或聚酰胺酸酯的第1聚酰胺酸系化合物的光取向膜用清漆。前述第1聚酰胺酸系化合物具有不含伯氨基的末端骨架。

根據(jù)本發(fā)明的第2側(cè)面,提供一種液晶顯示裝置,其具備取向膜,該取向膜含有本發(fā)明的光取向膜用清漆的酰亞胺化物。

上述構(gòu)成的光取向膜用清漆可以形成不會(huì)在液晶顯示裝置上產(chǎn)生dc殘像、或者即使產(chǎn)生了dc殘像也能夠使其在短時(shí)間內(nèi)消失的光取向膜。

附圖說明

圖1是局部地表示一個(gè)實(shí)施形態(tài)的液晶顯示裝置的顯示面板的概略截面圖。

圖2是局部地表示圖1的液晶顯示裝置中的像素電極的俯視圖。

圖3是表示一個(gè)實(shí)施形態(tài)的雙層構(gòu)造的取向膜的構(gòu)成的立體圖。

圖4是表示dc殘像的檢查圖案的圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明者等對(duì)由聚酰亞胺膜帶來的dc殘像進(jìn)行了深入研究,結(jié)果發(fā)現(xiàn),通過使聚酰亞胺的兩末端含有伯氨基以外的基團(tuán),就不會(huì)產(chǎn)生dc殘像,或者即使產(chǎn)生了也能夠在短時(shí)間內(nèi)使其消失。使聚酰亞胺的兩末端含有伯氨基以外的基團(tuán),可以通過使作為聚酰亞胺的前體的聚酰胺酸或聚酰胺酸酯(通常以清漆的形態(tài)提供)的兩末端含有伯氨基以外的基團(tuán)來實(shí)現(xiàn)。如果將這樣的聚酰胺酸或聚酰胺酸酯進(jìn)行酰亞胺化,則生成兩末端具有伯氨基以外的基團(tuán)的聚酰亞胺。

即,一個(gè)實(shí)施形態(tài)的光取向膜用清漆在有機(jī)溶劑中含有作為聚酰胺酸或聚酰胺酸酯的第1聚酰胺酸系化合物。第1聚酰胺酸系化合物具有不含伯氨基的末端骨架。上述的末端骨架例如具有酰亞胺骨架、酰胺骨架、尿素骨架、叔氨基骨架、偶氮鍵或羧基。

在幾個(gè)實(shí)施形態(tài)中,第1聚酰胺酸系化合物具有由下述式(1)表示的結(jié)構(gòu)單元(重復(fù)單元),其末端骨架具有酰亞胺骨架、酰胺骨架、尿素骨架、叔氨基骨架、偶氮鍵或羧基。

(其中,x是環(huán)式基,r1和r2分別獨(dú)立地為-cooh或-coor(r是烷基),y1是有機(jī)基)

在一個(gè)實(shí)施形態(tài)中,x是脂環(huán)式基、例如取代或無取代的環(huán)丁烷基。在其他實(shí)施形態(tài)中,x是苯環(huán)或含有苯環(huán)的基團(tuán),苯環(huán)也可以被烷基等取代。x優(yōu)選為脂環(huán)式基。

在幾個(gè)實(shí)施形態(tài)中,第1聚酰胺酸系化合物的兩末端骨架分別由下述式(2)表示、或由下述式(3)表示、或由下述式(4)表示:

(式(2)中,y2是h、s或有機(jī)基,并且y3是脂肪族基或芳香族基,或y2和y3相互結(jié)合而形成了環(huán)式基(例如酰亞胺),

-n=n-y4(3)

(式(3)中,y4是有機(jī)基),

(式(4)中,x的定義如前所述,r3和r4相互獨(dú)立地為氫或烷基)。

在幾個(gè)實(shí)施形態(tài)中,第1聚酰胺酸系化合物具有由下述式(5)表示的胺骨架:

-h(huán)n-l-nh-(5)

式(5)中,l是有機(jī)基,例如含有環(huán)式基的基團(tuán)。在幾個(gè)實(shí)施形態(tài)中,l是ar0或ar1-z-ar2,其中,ar0是芳香族基,ar1和ar2分別獨(dú)立地為芳香族基,z是不含伯氨基和仲氨基的有機(jī)基)。由ar0、ar1或ar2表示的芳香族基的例子是苯環(huán)或含有苯環(huán)的基團(tuán)?;蛘撸瑉由例如氧、氮、硫、碳或氫、或它們中的2種以上的組合構(gòu)成。z不含羥基、硫醇基和除叔氨基之外的氨基(-nh或>nh)。

聚酰胺酸可以使用常規(guī)方法通過使四羧酸二酐和二胺反應(yīng)來制造。

四羧酸二酐可以由下述式(a)表示:

式(a)中,x如對(duì)前述式(1)的定義那樣,是環(huán)式基。

具有取代或無取代的環(huán)丁烷基作為x的四羧酸二酐可以由下述式(b)表示:

式(b)中,各rb分別獨(dú)立地為氫或烷基。烷基的例子是具有1個(gè)~6個(gè)碳原子的烷基。作為烷基,特別優(yōu)選甲基。

具有苯環(huán)作為x的四羧酸二酐的例子是均苯四酸。

作為四羧酸二酐,優(yōu)選式(b)表示的四羧酸二酐。

與上述四羧酸二酐反應(yīng)的二胺是具有2個(gè)伯氨基的有機(jī)化合物。二胺可以由下述式(c)表示:

h2n-l-nh2(c)

式(c)中,l的定義與上述式(5)相同。

式(c)表示的二胺包括脂環(huán)式二胺、雜環(huán)式二胺、脂肪族二胺、和芳香族二胺。

脂環(huán)式二胺的例子有:1,3-二氨基環(huán)己烷、1,4-二氨基環(huán)己烷、4,4’-二氨基二環(huán)己基甲烷、4,4’-二氨基-3,3’-二甲基二環(huán)己基胺、異佛爾酮二胺等。

雜環(huán)式二胺的例子有:2,6-二氨基吡啶、2,4-二氨基吡啶、2,4-二氨基-1,3,5-三嗪、2,7-二氨基二苯并呋喃、3,6-二氨基咔唑、2,4-二氨基-6-異丙基-1,3,5-三嗪、2,5-雙(4-氨基苯基)-1,3,4-噁二唑等。

脂肪族二胺的例子有:1,2-二氨基乙烷、1,3-二氨基丙烷、1,4-二氨基丁烷、1,5-二氨基戊烷、1,6-二氨基己烷、1,7-二氨基庚烷、1,8-二氨基辛烷、1,9-二氨基壬烷、1,10-二氨基癸烷、1,3-二氨基-2,2-二甲基丙烷、1,6-二氨基-2,5-二甲基己烷、1,7-二氨基-2,5-二甲基庚烷、1,7-二氨基-4,4-二甲基庚烷、1,7-二氨基-3-甲基庚烷、1,9-二氨基-5-甲基庚烷、1,12-二氨基十二烷、1,18-二氨基十八烷、1,2-雙(3-氨基丙氧基)乙烷等。

芳香族二胺的例子有:鄰苯二胺、間苯二胺、對(duì)苯二胺、2,4-二氨基甲苯、2,5-二氨基甲苯、3,5-二氨基甲苯、1,4-二氨基-2-甲氧基苯、2,5-二氨基-對(duì)二甲苯、1,3-二氨基-4-氯苯、3,5-二氨基苯甲酸、1,4-二氨基-2,5-二氯苯、4,4’-二氨基-1,2-二苯基乙烷、4,4’-二氨基-2,2’-二甲基聯(lián)芐、4,4’-二氨基二苯基甲烷、3,3’-二氨基二苯基甲烷、3,4’-二氨基二苯基甲烷、4,4’-二氨基-3,3’-二甲基二苯基甲烷、2,2’-二氨基芪、4,4’-二氨基芪、4,4’-二氨基二苯基醚、3,4’-二氨基二苯基醚、4,4’-二氨基二苯基硫化物、4,4’-二氨基二苯基砜、3,3’-二氨基二苯基砜、4,4’-二氨基二苯甲酮、1,3-雙(3-氨基苯氧基)苯、1,3-雙(4-氨基苯氧基)苯、1,4-雙(4-氨基苯氧基)苯、3,5-雙(4-氨基苯氧基)苯甲酸、4,4’-雙(4-氨基苯氧基)聯(lián)芐、2,2-雙[(4-氨基苯氧基)甲基]丙烷、2,2-雙[4-(4-氨基苯氧基)苯基]六氟丙烷、2,2-雙[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷、雙[4-(3-氨基苯氧基)苯基]砜、雙[4-(4-氨基苯氧基)苯基]砜、1,1-雙(4-氨基苯基)環(huán)己烷、α,α’-雙(4-氨基苯基)-1,4-二異丙基苯、9,9-雙(4-氨基苯基)芴、2,2-雙(3-氨基苯基)六氟丙烷、2,2-雙(4-氨基苯基)六氟丙烷、4,4’-二氨基二苯基胺、2,4-二氨基二苯基胺、1,8-二氨基萘、1,5-二氨基萘、1,5-二氨基蒽醌、1,3-二氨基芘、1,6-二氨基芘、1,8-二氨基芘、2,7-二氨基芴、1,3-雙(4-氨基苯基)四甲基二硅氧烷、聯(lián)苯胺、2,2’-二甲基聯(lián)苯胺、1,2-雙(4-氨基苯基)乙烷、1,3-雙(4-氨基苯基)丙烷、1,4-雙(4-氨基苯基)丁烷、1,5-雙(4-氨基苯基)戊烷、1,6-雙(4-氨基苯基)己烷、1,7-雙(4-氨基苯基)庚烷、1,8-雙(4-氨基苯基)辛烷、1,9-雙(4-氨基苯基)壬烷、1,10-雙(4-氨基苯基)癸烷、1,3-雙(4-氨基苯氧基)丙烷、1,4-雙(4-氨基苯氧基)丁烷、1,5-雙(4-氨基苯氧基)戊烷、1,6-雙(4-氨基苯氧基)己烷、1,7-雙(4-氨基苯氧基)庚烷、1,8-雙(4-氨基苯氧基)辛烷、1,9-雙(4-氨基苯氧基)壬烷、1,10-雙(4-氨基苯氧基)癸烷、二(4-氨基苯基)-1,3-丙二酸酯、二(4-氨基苯基)-1,4-丁二酸酯、二(4-氨基苯基)-1,5-戊二酸酯、二(4-氨基苯基)-1,6-己二酸酯、二(4-氨基苯基)-1,7-庚二酸酯、二(4-氨基苯基)-1,8-辛二酸酯、二(4-氨基苯基)-1,9-壬二酸酯、二(4-氨基苯基)-1,10-癸二酸酯、1,3-雙〔4-(4-氨基苯氧基)苯氧基〕丙烷、1,4-雙〔4-(4-氨基苯氧基)苯氧基〕丁烷、1,5-雙〔4-(4-氨基苯氧基)苯氧基〕戊烷、1,6-雙〔4-(4-氨基苯氧基)苯氧基〕己烷、1,7-雙〔4-(4-氨基苯氧基)苯氧基〕庚烷、1,8-雙[4-(4-氨基苯氧基)苯氧基]辛烷、1,9-雙〔4-(4-氨基苯氧基)苯氧基〕壬烷、1,10-雙[4-(4-氨基苯氧基)苯氧基]癸烷等。另外,芳香族二胺的例子如下所示(以下的例子中,n是1~10的整數(shù)):

上述芳香族二胺可以由下述式(d)或式(e)表示:

h2n-ar0-nh2(d)

h2n-ar1-z-ar2-nh2(e)

式(d)和(e)中,ar0、ar1和ar2和z的定義與上述式(5)相同。由式(d)表示的二胺生成的取向膜的光取向性高,優(yōu)選用于以下記載的第2聚酰胺酸系化合物的生成。另外,由式(e)表示的二胺生成的取向膜由于沒有硫醇基和羥基,所以氫鍵的影響較小,容易變成高電阻。另外,式(e)表示的二胺由于z內(nèi)不含除叔氨基之外的氨基(-nh或>nh),dc殘像也能夠抑制,所以優(yōu)選用于第1聚酰胺酸系化合物的生成。此外,酰胺鍵由于化學(xué)性質(zhì)與仲氨基不同,所以可以區(qū)別開來。即,并不排除z內(nèi)含有酰胺鍵的二胺,即可以使用。

在四羧酸二酐與二胺的反應(yīng)中,如果使用的二胺比四羧酸二酐稍稍過剩(例如,四羧酸二酐的1.1~1.5倍摩爾量),則生成兩末端具有伯氨基的聚酰胺酸,換句話說,生成具有伯胺作為末端骨架的聚酰胺酸。

聚酰胺酸酯可以通過使例如n,n-二甲基甲酰胺二烷基乙縮醛與以上說明的聚酰胺酸反應(yīng)來制造。或者,聚酰胺酸酯也可以使用日本特開2000-273172號(hào)公報(bào)中記載的方法來制造。

通過將兩末端具有伯氨基的聚酰胺酸或聚酰胺酸酯的兩末端伯氨基進(jìn)行化學(xué)修飾,可以獲得上述第1聚酰胺酸系化合物。該化學(xué)修飾是伯氨基的封端。

作為將末端伯氨基進(jìn)行化學(xué)修飾的方法,有酰胺化的方法。作為用于此的封端劑(酰胺化劑),可以使用1分子中具有1個(gè)鹵化羰基的化合物、即單官能酰鹵。鹵化物包括氯化物、溴化物、氟化物。單官能酰鹵的例子包括:苯甲酰氯、乙酰氯、丙酰氯、丙烯酰氯、甲基丙烯酰氯、對(duì)甲苯磺酰氯。

另外,作為酰胺化的其他封端劑,還可以使用1分子中具有1個(gè)酸酐的化合物、即單官能酸酐。單官能酸酐的例子有:鄰苯二甲酸酐、馬來酸酐、琥珀酸酐、衣康酸酐、偏苯三酸酐、1,2,4-環(huán)己烷三羧酸-1,2-酐、環(huán)己烯-1,2-二羧酸酐等。用上述化合物對(duì)末端伯氨基進(jìn)行化學(xué)修飾時(shí),通常末端部位形成聚酰胺酸。然后,將該化合物進(jìn)行制膜并燒成,就可酰亞胺化。

另外,作為酰胺化的其他方法,也可以將末端制成酰胺酸酯。為了使末端酰胺酸酯化,可以使用具有羧基或酰鹵(鹵化的羧基)等胺反應(yīng)性基、和酯骨架的公知的芳香族化合物作為封端劑。另外,用上述的方法使末端形成酰胺酸,并使該化合物與例如n,n-二甲基甲酰胺二烷基乙縮醛反應(yīng),也能夠使酰胺酸末端形成為酰胺酸酯。用上述的化合物對(duì)末端伯氨基進(jìn)行化學(xué)修飾時(shí),通常末端部位形成為聚酰胺酸酯。然后,末端部位在制膜并燒成時(shí)發(fā)生酰亞胺化。

另外,末端也可以是酰亞胺化的狀態(tài)。要獲得酰亞胺化的末端時(shí),將形成為上述酰胺酸或酰胺酸酯而封端了的化合物加熱以使其脫水縮合即可。

此外,也可以使用酰胺化和酰亞胺化以外的方法進(jìn)行化學(xué)修飾,例如也可以是偶氮化、尿素化、叔氨基化。

偶氮化時(shí),作為封端劑(偶氮化劑),可以使用重氮鹽系的重氮偶聯(lián)劑。尿素化時(shí),作為封端劑,可以使用異氰酸酯系的物質(zhì)。異氰酸酯的例子有異氰酸苯酯、異氰酸萘酯等。叔氨基化時(shí),作為封端劑(叔氨基化劑),可以使用具有鹵素基(特別是氯)或羥基的化合物。此外,也可以使用上述記載的封端劑以外的物質(zhì)來進(jìn)行偶氮化、尿素化、叔氨基化。

在其他實(shí)施形態(tài)中,具有不含伯氨基的末端骨架的聚酰胺酸系化合物可以通過在上述四羧酸二酐與二胺的反應(yīng)中使用比二胺更多的四羧酸二酐(例如,二胺的1.1~1.5倍摩爾量)來制造。通過該反應(yīng),可生成兩末端具有羧基的聚酰胺酸。當(dāng)清漆含有兩末端具有羧基的1種以上的聚酰胺酸系化合物、和除其以外的1種以上的聚酰胺酸系化合物時(shí),在兩末端具有羧基的1種以上的聚酰胺酸系化合物和除其以外的1種以上的聚酰胺酸系化合物的總質(zhì)量中,兩末端具有羧基的聚酰胺酸系化合物的比例優(yōu)選為80質(zhì)量%以上,更優(yōu)選為90質(zhì)量%以上。

由以上的說明可知,兩末端具有伯氨基以外的基團(tuán)的第1聚酰胺酸系化合物可以具有由下述式(6)表示的酸骨架:

式(6)中,x的定義與式(1)相同。

式(6)表示的酸骨架包含下述式(6-1)和下述式(6-2)表示的酸骨架:

式(6-1)中,ra是烷基(例如,具有1~6個(gè)碳原子的烷基),rb的定義與前述式(b)相同,是氫或烷基。

胺骨架如上所述。

另外,由上述記載可知,第1聚酰胺酸系化合物可以具有前述式(1)表示的結(jié)構(gòu)單元(重復(fù)單元),其末端骨架可以具有酰亞胺骨架、酰胺骨架、尿素骨架、叔氨基骨架、偶氮鍵或羧基。式(1)表示的結(jié)構(gòu)單元包含下述式(1-1)或下述式(1-2)表示的結(jié)構(gòu)單元:

式(1-1)和式(1-2)中,ar是對(duì)前述式(5)所定義的ar0、或ar1-z-ar2。式(1-1)中,ra和rb的定義與前述式(6-1)相同。z的定義與式(5)相同。

在另一個(gè)實(shí)施形態(tài)中,光取向膜用清漆中除了含有第1聚酰胺酸系化合物以外,還含有作為聚酰胺酸或聚酰胺酸酯的第2聚酰胺酸系化合物。此時(shí),第1聚酰胺酸系化合物具有比第2聚酰胺酸系化合物更高的極性(更大的表面能量)。因此,在使第1聚酰胺酸系化合物和第2聚酰胺酸系化合物共存時(shí),兩者會(huì)發(fā)生相分離,由于第1聚酰胺酸系化合物與形成液晶顯示裝置中的像素電極的ito或sio2和sinx等無機(jī)鈍化膜或使用了有機(jī)樹脂的有機(jī)鈍化膜的親和性更高,所以第1聚酰胺酸系化合物成為下層。通常,聚酰胺酸酯和聚酰胺酸共存時(shí),聚酰胺酸酯形成上層,聚酰胺酸形成下層。另外,當(dāng)2種聚酰胺酸系化合物共存、并且一種聚酰胺酸系化合物的二胺骨架中存在氧或氟、另一種聚酰胺酸系化合物的二胺骨架中不存在氧和氟中的任一種、或者即使存在氧或氟,但其量比上述的一種聚酰胺酸系化合物的二胺骨架中的氧或氟的量少時(shí),上述的一種聚酰胺酸系化合物形成下層,上述的另一種聚酰胺酸系化合物形成上層。

當(dāng)然,當(dāng)取向膜是單層時(shí),作為聚酰胺酸系化合物,使用上述第1聚酰胺酸系化合物。

第2聚酰胺酸系化合物可以從作為上述第1聚酰胺酸系化合物而記載的化合物中選擇,此外也可以從用于生成上述第1聚酰胺酸系化合物的兩末端伯氨基的封端前的聚酰胺酸系化合物、即兩末端具有伯氨基的聚酰胺酸或聚酰胺酸酯中選擇。不過,第2聚酰胺酸系化合物也與第1聚酰胺酸系化合物同樣,優(yōu)選兩末端不含伯氨基。另外,取向膜不管是單層,還是雙層結(jié)構(gòu),第1聚酰胺酸系化合物和第2聚酰胺酸系化合物都優(yōu)選不含仲氨基(形成酰胺的仲氨基除外)。

由以上的說明可知,對(duì)于雙層結(jié)構(gòu)的取向膜來說,下層是指與清漆的適用對(duì)象(例如ito膜或無機(jī)鈍化膜或有機(jī)鈍化膜)直接接觸的層,上層是指與下層接觸的層。

在雙層結(jié)構(gòu)的取向膜的情況下,極性較高的第1聚酰胺酸系化合物含有在下層中,與像素電極接觸。即,為了抑制dc殘像,下層膜的光電荷所引起的電荷的積蓄必須避免。因此,至少下層膜中所含的第1聚酰胺酸系化合物優(yōu)選兩末端不含伯氨基。

這里記載的一個(gè)或一個(gè)以上的實(shí)施形態(tài)的清漆,通過將其涂布于涂布對(duì)象上,并在200℃左右的溫度下加熱而酰亞胺化。更具體地,當(dāng)清漆僅含有第1聚酰胺酸系化合物作為聚酰胺酸系化合物時(shí),第1聚酰胺酸系化合物進(jìn)行酰亞胺化。當(dāng)清漆含有第1聚酰胺酸系化合物和第2聚酰胺酸系化合物作為聚酰胺酸系化合物時(shí),涂布后相分離成二層,通過加熱,第1聚酰胺酸系化合物和第2聚酰胺酸系化合物這兩者都進(jìn)行酰亞胺化。

對(duì)酰亞胺化后的膜進(jìn)行光取向處理,從而提供取向膜。光取向處理可以通過對(duì)膜照射波長(zhǎng)為254nm或365nm的短波長(zhǎng)紫外光來進(jìn)行。

本實(shí)施形態(tài)的清漆中,作為使聚酰胺酸系化合物溶解或分散的有機(jī)溶劑,可以使用n,n-二甲基甲酰胺、n,n-二甲基乙酰胺、n-甲基-2-吡咯烷酮、n-甲基己內(nèi)酰胺、2-吡咯烷酮、n-乙基吡咯烷酮、n-乙烯基吡咯烷酮、二甲基亞砜、四甲基尿素、吡啶、二甲基砜、六甲基亞砜、γ-丁內(nèi)酯、1,3-二甲基-咪唑烷酮、乙基戊基酮、甲基壬基酮、甲乙酮、甲基異戊基酮、甲基異丙基酮、環(huán)己酮、碳酸亞乙酯、碳酸亞丙酯、二甘醇二甲醚、和4-羥基-4-甲基-2-戊酮。

根據(jù)第2側(cè)面,提供一種具有上述酰亞胺化了的光取向膜(液晶取向膜)的液晶顯示裝置。

圖1是局部地表示面內(nèi)切換方式的液晶顯示裝置的顯示面板pnl的截面圖。

如圖1所示,顯示面板pnl具有陣列基板ars、和與陣列基板ars隔開間隔而對(duì)置配置的對(duì)置基板ops。在陣列基板ars與對(duì)置基板ops之間配置有液晶層300。

陣列基板ars具有第1玻璃基板100。在第1玻璃基板上設(shè)置有柵極101。柵極101具有與第1玻璃基板上設(shè)置的掃描線(未圖示)同樣的厚度。柵極101可以具有雙層結(jié)構(gòu),例如,與第1玻璃基板100直接接觸的下側(cè)的層由alnd合金形成,上側(cè)的層由mocr合金形成。

覆蓋柵極101而設(shè)置了柵極絕緣膜102。柵極絕緣膜102例如由sin形成。在柵極絕緣膜102之上,在與柵極101對(duì)置的位置上設(shè)置有半導(dǎo)體層103。半導(dǎo)體層103例如由無定形硅(a-si膜)形成。半導(dǎo)體層103構(gòu)成tft(未圖示)的通道部。在半導(dǎo)體層103上夾著該通道部設(shè)置有漏極104和源極105。此外,在半導(dǎo)體層103與漏極104或源極105之間,為了確立兩者間的歐姆接觸,設(shè)置了n+-si層(未圖示)。

漏極104由影像信號(hào)線兼用,源極105與像素電極110連接。漏極104和源極105例如由mocr合金形成。

覆蓋tft而設(shè)置了無機(jī)鈍化膜106。無機(jī)鈍化膜106例如由sin形成。無機(jī)鈍化膜106保護(hù)tft的特別是通道部不受雜質(zhì)影響。在無機(jī)鈍化膜106之上設(shè)置了有機(jī)鈍化膜107。有機(jī)鈍化膜107在保護(hù)tft的同時(shí),還具有使表面平坦化的作用,所以較厚,例如形成了1μm至4μm的厚度。有機(jī)鈍化膜例如由jsr制的“オプトマ一pc系列”形成。

在有機(jī)鈍化膜107之上設(shè)置有對(duì)置電極108。對(duì)置電極108由透明導(dǎo)電性材料、例如銦錫氧化物(ito)形成。對(duì)置電極108在整個(gè)顯示區(qū)域上形成為面狀。

覆蓋對(duì)置電極108而設(shè)置了層間絕緣膜109。層間絕緣膜109例如由sin形成。

貫通層間絕緣膜109、對(duì)置電極108、有機(jī)鈍化膜107和無機(jī)鈍化膜106地設(shè)置了使源極105的表面局部露出的通孔111。

在覆蓋層間絕緣膜109的同時(shí)、覆蓋通孔111的內(nèi)側(cè)面和底面地設(shè)置了像素電極110。像素電極110例如由ito形成。像素電極110與通過通孔111而局部露出的源極105連接。這樣,在通孔111中,從tft延伸的源極105與像素電極110導(dǎo)通,影像信號(hào)被供給至像素電極110。

圖2局部地表示像素電極110的一例。像素電極110是梳齒狀的電極。在像素電極110的兩側(cè),存在影像信號(hào)線1041。在梳齒與梳齒之間形成有狹縫112。在像素電極110的下方形成有平面狀的對(duì)置電極108。如果對(duì)像素電極110施加影像信號(hào),則通過狹縫112在與對(duì)置電極108之間產(chǎn)生電力線,通過該電力線使液晶分子旋轉(zhuǎn)。由此控制通過液晶層300的光而形成圖像。

回到圖1,在像素電極110之上形成有用于使液晶分子取向的取向膜113a。對(duì)取向膜113a的構(gòu)成,后面進(jìn)行說明。

對(duì)置基板ops具有第2玻璃基板200。在第2玻璃基板的內(nèi)側(cè)面設(shè)置有含有紅色、綠色和藍(lán)色的各濾色器節(jié)的濾色器201。在濾色器201與濾色器201之間形成了黑色矩陣202,使圖像的對(duì)比度提高。此外,黑色矩陣202還具有作為tft的遮光膜的作用,防止光電流流向tft。

覆蓋濾色器201和黑色矩陣202而形成了保護(hù)膜203。保護(hù)膜203使濾色器201和黑色矩陣202的表面平坦化。

在保護(hù)膜203之上設(shè)置有用于使液晶與取向膜113a一起發(fā)生初期取向的取向膜113b。有關(guān)取向膜113b的構(gòu)成,后面進(jìn)行說明。

在第2玻璃基板200的外側(cè)表面,為了使液晶面板pnl內(nèi)部的電位穩(wěn)定化,形成有外部導(dǎo)電膜210,該外部導(dǎo)電膜210上被施加規(guī)定的電壓。

在一個(gè)實(shí)施形態(tài)中,各取向膜113a和113b是單層膜,并含有第1聚酰胺酸系化合物的酰亞胺化物。在另一個(gè)實(shí)施形態(tài)中,各取向膜113a和113b是雙層結(jié)構(gòu)的取向膜,并具有含有第1聚酰胺酸系化合物的酰亞胺化物的膜和含有第2聚酰胺酸系化合物的酰亞胺化物的膜。在另一個(gè)實(shí)施形態(tài)中,取向膜113a和113b中的一者是單層膜,含有第1聚酰胺酸系化合物的酰亞胺化物,另一取向膜是雙層結(jié)構(gòu)的取向膜,并且具備含有第1聚酰胺酸系化合物的酰亞胺化物的膜作為下層,具備含有第2聚酰胺酸系化合物的酰亞胺化物的膜作為上層。以下,將取向膜113a和取向膜113b統(tǒng)稱為取向膜113。

圖3是表示一個(gè)實(shí)施形態(tài)的雙層結(jié)構(gòu)的取向膜113的示意圖。取向膜113形成于像素電極110之上。取向膜113由上層膜1131和下層膜1132形成。這里,取向膜113的上層膜1131和下層膜1132的邊界不明確,所以圖3中用虛線表示它們的邊界。

在雙層結(jié)構(gòu)的取向膜中,下層膜所占的比例優(yōu)選為雙層結(jié)構(gòu)的取向膜全體的30重量%以上且60重量%以下。

另外,液晶顯示裝置的驅(qū)動(dòng)頻率(相對(duì)于像素電極的每1幀的影像信號(hào)供給次數(shù))優(yōu)選為40hz以下,并優(yōu)選為1hz以上。由此能夠減少電力消耗。另外,在低頻率驅(qū)動(dòng)的情況下,為了抑制像素電極在電壓保持時(shí)的亮度下降,優(yōu)選提高取向膜的電阻。取向膜的優(yōu)選的體積電阻率為5×1013ωcm以上,優(yōu)選為1×1016ωcm以下,更優(yōu)選為5×1015ωcm以下。

以下,記載了幾個(gè)實(shí)施例,首先記載了聚酰胺酸系化合物的合成例。

合成例1

將2,4-二甲基-1,2,3,4-環(huán)丁烷四羧酸二酐100摩爾份的n-甲基-2-吡咯烷酮(nmp)溶液、和對(duì)苯二胺110摩爾份的nmp溶液進(jìn)行混合,在室溫下反應(yīng)8小時(shí),生成兩末端具有伯胺的聚酰胺酸。向該反應(yīng)混合物中滴加n,n-二甲基甲酰胺二甲基乙縮醛100摩爾份,在50℃下反應(yīng)2小時(shí),使各酸骨架中的2個(gè)羧基發(fā)生甲基酯化。在得到的反應(yīng)混合物中添加鄰苯二甲酸酐5摩爾份的nmp溶液,在室溫下反應(yīng)8小時(shí),使聚酰胺酸的兩末端伯氨基作為酰胺酸而封端。除去未反應(yīng)的單體、低分子量成分,得到固體成分濃度為15重量%的所期望的兩末端封端聚酰胺酸酯溶液。

合成例2

將1,2,3,4-環(huán)丁烷四羧酸二酐100摩爾份的nmp溶液、和4,4’-二氨基二苯基醚110摩爾份的nmp溶液進(jìn)行混合,在室溫下反應(yīng)8小時(shí),生成兩末端具有伯胺的聚酰胺酸。在該反應(yīng)混合物中添加鄰苯二甲酸酐5摩爾份的nmp溶液,在室溫下反應(yīng)8小時(shí),使聚酰胺酸的兩末端伯氨基作為酰胺酸而封端。除去未反應(yīng)的單體、低分子量成分,得到固體成分濃度為15重量%的聚酰胺酸溶液。

合成例3

將1,2,3,4-環(huán)丁烷四羧酸二酐100摩爾份的nmp溶液、和對(duì)苯二胺110摩爾份的nmp溶液進(jìn)行混合,在室溫下反應(yīng)8小時(shí),生成兩末端具有伯胺的聚酰胺酸。在該反應(yīng)混合物中添加苯甲酰氯5摩爾份的nmp溶液,在室溫下反應(yīng)8小時(shí),使聚酰胺酸的兩末端伯氨基封端(酰胺化)。除去未反應(yīng)的單體、低分子量成分,得到固體成分濃度為15重量%的聚酰胺酸溶液。

合成例4

在合成例2中,使用苯甲酰氯代替鄰苯二甲酸酐,除此以外,用與合成例2同樣的方法得到將兩末端伯氨基進(jìn)行了酰胺化的聚酰胺酸溶液。

合成例5

將1,2,3,4-環(huán)丁烷四羧酸二酐100摩爾份的nmp溶液、和4,4’-二氨基二苯基醚90摩爾份的nmp溶液進(jìn)行混合,在室溫下反應(yīng)8小時(shí),生成兩末端具有羧基的聚酰胺酸。除去未反應(yīng)的單體、低分子量成分,得到固體成分濃度為15重量%的聚酰胺酸溶液。

合成例6

將2,4-二甲基-1,2,3,4-環(huán)丁烷四羧酸二酐100摩爾份的nmp溶液、和對(duì)苯二胺110摩爾份的nmp溶液進(jìn)行混合,在室溫下反應(yīng)8小時(shí),生成兩末端具有伯胺的聚酰胺酸。向該反應(yīng)混合物中滴加n,n-二甲基甲酰胺二甲基乙縮醛100摩爾份,在50℃下反應(yīng)2小時(shí),使各酸骨架中的2個(gè)羧基發(fā)生甲基酯化。除去未反應(yīng)的單體、低分子量成分,得到固體成分濃度為15重量%的所期望的兩末端具有伯氨基的聚酰胺酸酯溶液。

合成例7

將均苯四酸二酐100摩爾份的nmp溶液、和4,4’-對(duì)二氨基二苯基醚110摩爾份的nmp溶液進(jìn)行,在室溫下反應(yīng)8小時(shí),生成兩末端具有伯胺的聚酰胺酸。在該反應(yīng)混合物中添加鄰苯二甲酸酐5摩爾份的nmp溶液,在室溫下反應(yīng)8小時(shí),使聚酰胺酸的兩末端伯氨基作為酰胺酸而封端。除去未反應(yīng)的單體、低分子量成分,得到固體成分濃度為15重量%的聚酰胺酸溶液。

合成例8

在合成例3中,使用鄰苯二甲酸酐代替苯甲酰氯,除此以外,用與合成例3同樣的方法得到所期望的兩末端酰胺封端聚酰胺酸溶液。

合成例9

將1,2,3,4-環(huán)丁烷四羧酸二酐100摩爾份的nmp溶液、和對(duì)苯二胺110摩爾份的nmp溶液進(jìn)行混合,在室溫下反應(yīng)8小時(shí),生成兩末端具有伯胺的聚酰胺酸。除去未反應(yīng)的單體、低分子量成分,得到固體成分濃度為15重量%的聚酰胺酸溶液。

合成例10

將1,2,3,4-環(huán)丁烷四羧酸二酐100摩爾份的nmp溶液、和4,4’-對(duì)二氨基二苯基醚110摩爾份的nmp溶液進(jìn)行混合,在室溫下反應(yīng)8小時(shí),生成兩末端具有伯胺的聚酰胺酸。除去未反應(yīng)的單體、低分子量成分,得到固體成分濃度為15重量%的聚酰胺酸溶液。

以上說明的合成例1至合成例10中合成的聚酰胺酸系化合物的酸骨架、二胺骨架、各末端骨架示于下述表1-1、表1-2和表1-3中。在表1-1、表1-2和表1-3中,酸骨架上標(biāo)記的“※”表示與胺骨架的結(jié)合部位,胺骨架上標(biāo)記的“※”表示與酸骨架的結(jié)合部位,末端骨架中的“※”,當(dāng)末端骨架具有酰胺、酰亞胺、伯氨基時(shí),表示與酸骨架的結(jié)合部位,當(dāng)末端骨架具有羧基時(shí),表示與胺骨架的結(jié)合部位。

實(shí)施例1~5和比較例

將下述表2中所示的上層成分和下層成分按重量比1:1混合而調(diào)制涂布液(實(shí)施例5中,涂布液是單獨(dú)的合成例8的聚酰胺酸溶液)。在圖1所示構(gòu)造的液晶顯示裝置的陣列基板和對(duì)置基板的需要涂布取向膜113的區(qū)域上涂布各涂布液,加熱至200℃進(jìn)行酰亞胺化。酰亞胺化率均為80%。對(duì)各酰亞胺化膜使用短波長(zhǎng)的紫外光進(jìn)行光取向處理。使用如上所述地形成了取向膜的陣列基板和對(duì)置基板,通過常規(guī)方法制作具有圖1所示構(gòu)造的顯示面板的液晶顯示裝置。作為液晶,使用電介質(zhì)各向異性δε為負(fù)并且其值為-4.1(1khz,20℃)、折射率各向異性δn為0.0821(波長(zhǎng)590nm,20℃)的向列型液晶材料(merk公司制mlc-2039)。

此外,合成例1和合成例8、以及合成例2和合成例7的聚酰胺酸系化合物包括末端在內(nèi)均被酰亞胺化。即,光取向膜的末端骨架如下所示,成為了被酰亞胺化封端的狀態(tài)。

合成例1和合成例8(酰亞胺化末端骨架):

合成例2和合成例7(酰亞胺化末端骨架):

在制作的各液晶顯示裝置上,顯示圖4所示的白和黑(圖中用斜線表示)的方格旗圖案100小時(shí)左右。各方格圖案是一邊為5mm的正方形。白是最大亮度(256/256灰度),黑是最小亮度(0/256灰度)。然后,使整個(gè)畫面進(jìn)行31/256灰度的灰顯示,則觀察到100小時(shí)顯示時(shí)的白顯示部和黑顯示部上亮度不同的現(xiàn)象。將兩顯示部的亮度變化率:

{(a-b)/b}×100

(式中,a是白顯示部的亮度,b是黑顯示部的亮度)作為殘像強(qiáng)度。該數(shù)值為1%以上時(shí),在人的眼睛中可作為殘像而辨識(shí)。

測(cè)定將上述方格旗圖案連續(xù)點(diǎn)亮100小時(shí)后的灰顯示中的殘像強(qiáng)度的經(jīng)時(shí)變化,按照以下的3個(gè)等級(jí)來評(píng)價(jià)。

a:灰顯示初期就未發(fā)生殘像。

b:在灰顯示初期發(fā)生了能夠目視的殘像,1小時(shí)以內(nèi)消失。

c:在灰顯示初期發(fā)生了能夠目視的殘像,1小時(shí)后也未消失。

結(jié)果示于表2中。此外,表2中,對(duì)各合成例中調(diào)制的聚酰胺酸系化合物中的兩末端骨架也簡(jiǎn)單記載。

表2

如以上所詳述的,根據(jù)一個(gè)或一個(gè)以上的實(shí)施形態(tài),可以提供用于形成不會(huì)產(chǎn)生dc殘像、或者即使產(chǎn)生了dc殘像也能夠使其在短時(shí)間內(nèi)消失的光取向膜的清漆,同時(shí)可以提供不會(huì)產(chǎn)生dc殘像、或者即使產(chǎn)生了dc殘像也能夠在短時(shí)間內(nèi)消失的液晶顯示裝置。

以上,對(duì)本發(fā)明的幾個(gè)實(shí)施形態(tài)進(jìn)行了說明,但這些實(shí)施形態(tài)是作為例子而提出的,并不是想限定發(fā)明的范圍。這些新穎的實(shí)施形態(tài)可以用其它的各種形態(tài)來實(shí)施,在不超出發(fā)明的要旨的范圍內(nèi),可以進(jìn)行各種省略、置換和變更。這些實(shí)施形態(tài)及其變形包含在發(fā)明的范圍和要旨內(nèi),同時(shí)也包含在權(quán)利要求書記載的發(fā)明和其均等的范圍內(nèi)。

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