专利名称：通过二酐和二胺反应获得的聚酰胺酸和聚酰亚胺的制作方法
通过二酐和二胺反应获得的聚酰胺酸和聚酰亚胺
本发明涉及通过二酐和二胺反应获得的聚酰胺酸和聚酰亚胺。本发明还涉及下述 衬底，所述衬底上沉积了这类聚酰亚胺或聚酰胺酸的膜。另外，本发明涉及包含这类聚酰亚 胺作为对准层(alignment layer)的液晶显示器。本发明还涉及这类聚酰亚胺和聚酰胺酸 的用途。另外，本发明涉及生产液晶显示器的方法。
液晶(LC)材料的对准是IXD制造中最重要的问题之一。一般在IXD中使用聚酰亚 胺(PI)膜作为对准层，因为它们具有低介电常数和高热稳定性，对液晶材料而言为惰性， 并且提供具有高锚定能的稳定LC对准。主要使用摩擦PI材料的方法来对准LC分子。然 而，对LCD而言摩擦方法具有很多缺点，如1)产生碎片和静电荷，使显示品质恶化，和2)灰 尘。因此，最近数年用于对准LC分子的无摩擦方法成为研究的焦点。光对准技术具有代替 摩擦方法的潜力，因为其克服了摩擦方法对静电荷和灰尘的产生。通过进行光对准方法存 在三种实现LC对准的主要方式，1)光异构体化，幻光二聚化，幻光分解。这三种方法任一 的成功很大程度上取决于聚合材料，也就是使用的聚酰亚胺[1-9]。
目前的显示器技术要求显示器具有高亮度和对比度、低耗能和非常快的响应时 间。改进LC材料响应速度的方式可以被分成不同类。在第一类中，需要开发新颖的、非常 迅速的LC混合物。在其他方法中，可以将添加剂如无机微米颗粒或纳米颗粒、有机氢键或 复合物形成材料或有机弯核(bent core)材料混合到现存的液晶中。最后，可以设计和优 化用于对准液晶的PI材料，使得除了通过促进非常低的达到显示器的关闭状态传输来提 供极佳的对比度以外，它们还能给予LC材料预倾斜，并能够藉此提高响应速度。
1. J. van Haaren，Nature,411,29,2001.
2. D. Chiou, L. Chen, Langmuir, 22，9403，2006.
3. W. Μ. Gibson, P. J. Shannon, S. T. Sun, B. J. Swetlin, Nature, 351，49，1991.
4. L. Chien, 0. Yaroshcuk, US patent, US 6，610，462B2
5. N. Tamura, US patent, US 20070332780A1
6. M. Shadt, K. Schmidtt, V. Kozinkov, V. Chigrinov, J. J. of App. Phys. Part 1， 31,2155,1992.
7. M. Hasegawa,Y. Taira,International Display Research Conference,94,213, 1994.
8. S. ung, K. Cho, J. Park, Mat. Sci. and Eng. C，24，181，2004.
9.Philip J. Martin, Recent Patents in Materials Science,1,21-28,2008.
10. Buchnev 0.，Cheon C. I.，Gluschenko Α.，Reznikov Yu.，West J. L.，2005， Journal ofthe SID 13/9
11. Prechtl F. , Haremza S. , Parker R. , Kuerschner K. , Braun Μ. , Hahn A., Fleischer R. ，22 June 2002，EP1213293
12. Meyer F.，Schumacher P.，Prechtl F. ,27 September 2000，EP1038941
13. Yasuda A. , Bloor D. , Cross G. , Love G. Masutani A. , 10 July 2002， EP1197791
14. Roberts. A, Masutani Α. , Yasuda Α. , Schueller B. , Hashimoto S. , Matsui Ε. ,30 July 2005，ΕΡ1541661
15. Kilickiran P. , Masutani Α. , Roberts Α. , Tadeusiak Α. , Sandford G., Nelles G.，Yasuda Α. ,03 October 2007，ΕΡ1840188
16. Kilickiran P. , Roberts Α. ,Masutani Α. ,Nelles G. ,Yasuda Α.，030ctober 2007，ΕΡ1840188
目前的电子设备显示器技术要求显示器具有高亮度和对比度、低耗能和非常快的 响应时间。现有技术中已知并用于显示器中的液晶材料不满足下述要求非常迅速的开启 和关闭时间，同时保持高对比度、高亮度和高电压保持比。因此，本领域中需要下述新材料， 所述新材料可用在对准层中或用作对准层来改进液晶材料的对准，从而获得均一的亮度、 良好的对比度和迅速的响应时间。
液晶的光、电和磁特性是各向异性的。LC材料的各向异性在外力如界面(所谓的 对准层)、电场和磁场的作用下产生不同类型的分子方向，这一般被称作LC对准或取向。LC 材料在取向对准层上的均一对准对于高品质LC显示器(LCD)而言是必需的。LC的面外倾 斜角和面内取向是非常重要的因素。在LCD的光构型中，由对准层给予LC混合物的预倾斜 角是最重要的参数之一，因为其强烈影响多种LCD模式的电-光特性，所述LCD模式不仅仅 包括扭曲向列模式(twisted nematic mode)、超扭曲向列模式、铁电LC模式、竖直对准模式 禾口面内切换模式(in-plane switching mode)。
LC显示器中的液晶(LC)对准特性主要受到对准层表面特性的影响。在IXD中，一 般使用聚酰亚胺(PI)膜作为对准层。用天鹅绒布或类似物摩擦这些PI膜使得LC材料取 向，这一般被称作LC材料的对准。通过经摩擦的PI膜制备的LC显示器一般具有两种主要 的缺点，所述缺点为来源于摩擦的静电荷和来源于用于摩擦的材料的灰尘。
用作对准材料的聚合物直接影响显示器的对比度，因为它们在LC材料的开启和 关闭状态光传输特性中起非常重要的作用。另一方面，对准材料同样也在LC材料的响应特 性中起非常重要的作用。可以被设计和调节为对LC取向给予预倾斜的对准材料会非常可 能改进LC材料的切换速度，所述切换速度被称作LC材料的响应速度。目前的显示器技术 要求显示器具有高对比度、低耗能和非常快的响应时间。使用合适的对准层能够改进显示 器的对比度，因为开启和关闭状态传输特性之后的LC取向会被改进。另外，如果能够优化 对准层来给予LC取向预倾斜，则结果会得到需要更少的能量来切换LC材料的LCD，并且LC 材料也会因为它们会被预倾斜而切换得更快。
本发明的一个目的是提供要被用于对准层中或要作为对准层沉积的新材料，所述 新材料会提供良好或甚至经改进的亮度、对比度和切换时间。本发明的另一个目的是提供 下述新材料，所述新材料允许液晶显示器中的液晶材料的经改进的均一对准。本发明的另 一个目的是提供要在对准层中使用的新材料，所述新材料当与这类对准层接触时允许对 液晶材料提供预倾斜。本发明的又一个目的是提供要在对准层中使用或用作对准层的材 料，所述材料当与这些对准材料接触时显示液晶材料的高电压保持比和良好的垂直对准 (homeotropic alignment)。
在第一方面中，本发明涉及通过将二酐、第一类二胺和第二类二胺进行反应获得 的聚酰胺酸，其中所述第一类二胺具有UV光可二聚化的侧链，所述侧链选自
权利要求
1.通过使二酐、第一类二胺和第二类二胺反应获得的聚酰胺酸，其中所述第一类二胺 具有UV光可二聚化的侧链，所述侧链选自
2.根据权利要求1的聚酰胺酸，其中所述二酐选自
3.根据权利要求1-2中任一项的聚酰胺酸，其中所述二胺选自结构
4.根据权利要求1-3中任一项的聚酰胺酸，其通过额外地使所述二酐与第三类二胺反 应来获得，所述二胺如权利要求3中定义，但是不具有权利要求1中定义的侧链，而是具有 R = H。
5.如下获得的聚酰亚胺(a)使根据权利要求1-4中任一项的聚酰胺酸与乙酸酐反应，或(b)将所述聚酰胺酸暴露于>100°C的温度下1分钟到M小时的时间段。
6.根据权利要求5的聚酰亚胺，所述聚酰亚胺选自结构
7.根据权利要求5-6中任一项的聚酰亚胺，其中在使所述二酐和所述二胺反应后和将 所得聚酰胺酸转化为聚酰亚胺后，将所得聚酰亚胺暴露于UV-照射。
8.一种衬底，所述衬底上沉积了权利要求5-6中任一项定义的聚酰亚胺膜，所述膜的 厚度在下述范围内从50nm到2 μ m、优选地从50nm到1 μ m,更优选地50nm到500nm。
9.一种液晶显示器，所述液晶显示器包含用于对准所述液晶显示器中液晶材料的对准 层，所述对准层是聚酰亚胺膜，所述聚酰亚胺如权利要求5-6中任一项中定义。
10.根据权利要求9的液晶显示器，所述膜的厚度在下述范围内从50nm到2μπκ优选 地从50nm到1 μ m,更优选地从50nm到500nm。
11.根据权利要求9-10中任一项的液晶显示器，所述液晶显示器分别在2.5V的施加电 压下具有< 40ms的响应时间，在3V到7. 5V范围内的施加电压下具有< 20ms的响应时间， 和/或> 95%的电压保持比。
12.根据权利要求5-6中任一项的聚酰亚胺用于减少液晶显示器响应时间，和/或用于 改进液晶显示器的开启状态和关闭状态传输和/或电压保持比的用途，所述用途包括在所 述液晶显示器中并入所述聚酰亚胺作为所述聚酰亚胺的对准层。
13.生产液晶显示器的方法，所述方法包括在衬底上沉积如权利要求5-6中任一项定 义的聚酰亚胺膜，通过对所述膜施加液晶材料来使所述膜与所述液晶材料的层接触，提供 所述液晶显示器的另一衬底并在上面应用权利要求5-6中任一项定义的所述聚酰亚胺的 另一膜，通过在所述液晶材料层上施加所述另一衬底来使所述液晶材料层与所述聚酰亚胺 的另一膜接触，从而使所述液晶材料夹在在两个衬底之间夹层。
全文摘要
本发明涉及通过二酐和二胺反应获得的聚酰胺酸和聚酰亚胺。本发明还涉及下述衬底，所述衬底上沉积了这类聚酰亚胺或聚酰胺酸的膜。另外，本发明涉及包含这类聚酰亚胺作为对准层的液晶显示器。本发明还涉及这类聚酰亚胺和聚酰胺酸的用途。另外，本发明涉及生产液晶显示器的方法。
文档编号C08G73/12GK102030901SQ20101050427
公开日2011年4月27日 申请日期2010年10月8日 优先权日2009年10月5日
发明者井上雄一, 加布里埃尔·内尔斯, 增谷启, 大卫·丹纳尔, 岛秀一, 扎克·哈赛恩, 皮纳·基利基然, 诹访俊一 申请人:索尼公司