光取向膜用清漆和液晶显示装置的制作方法

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光取向膜用清漆和液晶显示装置的制造方法

本申请是基于2015年11月13日提出的日本专利申请2015-223360而提出的申请,并且主张其优先权的利益,将该申请的全部内容作为构成本说明书的一部分而援用于此。

本发明的实施形态一般涉及光取向膜用清漆和液晶显示装置。



背景技术:

液晶显示装置具备阵列基板、和与阵列基板分开对置配置的形成了滤色器的对置基板,所述阵列基板上,像素电极和薄膜晶体管(tft)等形成为矩阵状。在阵列基板和对置基板之间封入有液晶。

液晶通过分别设置于阵列基板和对置基板上的取向膜而取向。作为取向膜,大多使用聚酰亚胺膜。作为对该取向膜进行取向处理的方法,最近,除摩擦处理之外,还可采用以非接触的方式对取向膜赋予取向控制性能的光取向法。

光取向法是通过对聚酰亚胺膜照射254nm至365nm区域的短波长紫外光而使其取向的方法。在照射了偏振光的聚酰亚胺膜上,在与偏振方向平行的方向上,聚酰亚胺分子的主链被切断,在与偏振方向正交的方向上,膜被赋予单轴各向异性。液晶分子沿着未被切断而直线延伸地残留下的较长的聚酰亚胺分子的主链的方向取向。



技术实现要素:

本发明者等确认了,将装入了光取向处理过的聚酰亚胺取向膜(光取向聚酰亚胺膜)的液晶显示装置点亮、进行显示时,随着点亮时间的经过,光取向聚酰亚胺膜被背光激发而产生光电动势,电荷积蓄在光取向聚酰亚胺膜中,产生残像(dc残像)。

近年来,为了提高像素电极的电压保持率,要求取向膜的高电阻化。可是,本发明者等发现,只有在对高电阻的膜实施了光取向工艺的情况下,液晶显示装置的连续点亮时液晶单元中会发生聚酰亚胺取向膜的光电荷,即使停止对像素电极的电压供给,图像的残像也不会消失。本发明者等研究的结果确认,在光取向工艺中通过照射短波长uv来进行取向处理,但在该工艺的前后,光取向聚酰亚胺膜的吸收波长发生了变化。具体地,上述光取向处理的结果是,聚酰亚胺取向膜变得在背光发光波长范围的450nm以下的紫外线区域有极少量的吸收。本发明者等对详细原因进行了研究,结果发现,原因在于构成取向膜的聚酰亚胺的化学结构的末端的伯胺。推测伯胺在光取向工艺的过程中发生变位,由此,聚酰亚胺取向膜的吸收波长发生了变化。

本发明的课题是提供一种清漆,其用于形成不会在液晶显示装置上产生dc残像、或者即使产生了dc残像也能够使其在短时间内消失的光取向膜。

本发明的另一个课题是提供一种具有光取向膜的液晶显示装置。

根据本发明的第1侧面,提供一种在有机溶剂中含有作为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。

根据本发明的第2侧面,提供一种液晶显示装置,其具备取向膜,该取向膜含有本发明的光取向膜用清漆的酰亚胺化物。

上述构成的光取向膜用清漆可以形成不会在液晶显示装置上产生dc残像、或者即使产生了dc残像也能够使其在短时间内消失的光取向膜。

附图说明

图1是局部地表示一个实施形态的液晶显示装置的显示面板的概略截面图。

图2是局部地表示图1的液晶显示装置中的像素电极的俯视图。

图3是表示一个实施形态的双层构造的取向膜的构成的立体图。

图4是表示dc残像的检查图案的图。

具体实施方式

本发明者等对由聚酰亚胺膜带来的dc残像进行了深入研究,结果发现,通过使聚酰亚胺的两末端含有伯氨基以外的基团,就不会产生dc残像,或者即使产生了也能够在短时间内使其消失。使聚酰亚胺的两末端含有伯氨基以外的基团,可以通过使作为聚酰亚胺的前体的聚酰胺酸或聚酰胺酸酯(通常以清漆的形态提供)的两末端含有伯氨基以外的基团来实现。如果将这样的聚酰胺酸或聚酰胺酸酯进行酰亚胺化,则生成两末端具有伯氨基以外的基团的聚酰亚胺。

即,一个实施形态的光取向膜用清漆在有机溶剂中含有作为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亚胺骨架、酰胺骨架、尿素骨架、叔氨基骨架、偶氮键或羧基。

在几个实施形态中,第1聚酰胺酸系化合物具有由下述式(1)表示的结构单元(重复单元),其末端骨架具有酰亚胺骨架、酰胺骨架、尿素骨架、叔氨基骨架、偶氮键或羧基。

(其中,x是环式基,r1和r2分别独立地为-cooh或-coor(r是烷基),y1是有机基)

在一个实施形态中,x是脂环式基、例如取代或无取代的环丁烷基。在其他实施形态中,x是苯环或含有苯环的基团,苯环也可以被烷基等取代。x优选为脂环式基。

在几个实施形态中,第1聚酰胺酸系化合物的两末端骨架分别由下述式(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或有机基,并且y3是脂肪族基或芳香族基,或y2和y3相互结合而形成了环式基(例如酰亚胺),

-n=n-y4(3)

(式(3)中,y4是有机基),

(式(4)中,x的定义如前所述,r3和r4相互独立地为氢或烷基)。

在几个实施形态中,第1聚酰胺酸系化合物具有由下述式(5)表示的胺骨架:

-hn-l-nh-(5)

式(5)中,l是有机基,例如含有环式基的基团。在几个实施形态中,l是ar0或ar1-z-ar2,其中,ar0是芳香族基,ar1和ar2分别独立地为芳香族基,z是不含伯氨基和仲氨基的有机基)。由ar0、ar1或ar2表示的芳香族基的例子是苯环或含有苯环的基团。或者,z由例如氧、氮、硫、碳或氢、或它们中的2种以上的组合构成。z不含羟基、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规方法通过使四羧酸二酐和二胺反应来制造。

四羧酸二酐可以由下述式(a)表示:

式(a)中,x如对前述式(1)的定义那样,是环式基。

具有取代或无取代的环丁烷基作为x的四羧酸二酐可以由下述式(b)表示:

式(b)中,各rb分别独立地为氢或烷基。烷基的例子是具有1个~6个碳原子的烷基。作为烷基,特别优选甲基。

具有苯环作为x的四羧酸二酐的例子是均苯四酸。

作为四羧酸二酐,优选式(b)表示的四羧酸二酐。

与上述四羧酸二酐反应的二胺是具有2个伯氨基的有机化合物。二胺可以由下述式(c)表示:

h2n-l-nh2(c)

式(c)中,l的定义与上述式(5)相同。

式(c)表示的二胺包括脂环式二胺、杂环式二胺、脂肪族二胺、和芳香族二胺。

脂环式二胺的例子有:1,3-二氨基环己烷、1,4-二氨基环己烷、4,4’-二氨基二环己基甲烷、4,4’-二氨基-3,3’-二甲基二环己基胺、异佛尔酮二胺等。

杂环式二胺的例子有: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-异丙基-1,3,5-三嗪、2,5-双(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-双(3-氨基丙氧基)乙烷等。

芳香族二胺的例子有:邻苯二胺、间苯二胺、对苯二胺、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-对二甲苯、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’-二甲基联苄、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-双(3-氨基苯氧基)苯、1,3-双(4-氨基苯氧基)苯、1,4-双(4-氨基苯氧基)苯、3,5-双(4-氨基苯氧基)苯甲酸、4,4’-双(4-氨基苯氧基)联苄、2,2-双[(4-氨基苯氧基)甲基]丙烷、2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]六氟丙烷、2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷、双[4-(3-氨基苯氧基)苯基]砜、双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]砜、1,1-双(4-氨基苯基)环己烷、α,α’-双(4-氨基苯基)-1,4-二异丙基苯、9,9-双(4-氨基苯基)芴、2,2-双(3-氨基苯基)六氟丙烷、2,2-双(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-双(4-氨基苯基)四甲基二硅氧烷、联苯胺、2,2’-二甲基联苯胺、1,2-双(4-氨基苯基)乙烷、1,3-双(4-氨基苯基)丙烷、1,4-双(4-氨基苯基)丁烷、1,5-双(4-氨基苯基)戊烷、1,6-双(4-氨基苯基)己烷、1,7-双(4-氨基苯基)庚烷、1,8-双(4-氨基苯基)辛烷、1,9-双(4-氨基苯基)壬烷、1,10-双(4-氨基苯基)癸烷、1,3-双(4-氨基苯氧基)丙烷、1,4-双(4-氨基苯氧基)丁烷、1,5-双(4-氨基苯氧基)戊烷、1,6-双(4-氨基苯氧基)己烷、1,7-双(4-氨基苯氧基)庚烷、1,8-双(4-氨基苯氧基)辛烷、1,9-双(4-氨基苯氧基)壬烷、1,10-双(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-双〔4-(4-氨基苯氧基)苯氧基〕丙烷、1,4-双〔4-(4-氨基苯氧基)苯氧基〕丁烷、1,5-双〔4-(4-氨基苯氧基)苯氧基〕戊烷、1,6-双〔4-(4-氨基苯氧基)苯氧基〕己烷、1,7-双〔4-(4-氨基苯氧基)苯氧基〕庚烷、1,8-双[4-(4-氨基苯氧基)苯氧基]辛烷、1,9-双〔4-(4-氨基苯氧基)苯氧基〕壬烷、1,10-双[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的整数):

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的定义与上述式(5)相同。由式(d)表示的二胺生成的取向膜的光取向性高,优选用于以下记载的第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没有硫醇基和羟基,所以氢键的影响较小,容易变成高电阻。另外,式(e)表示的二胺由于z内不含除叔氨基之外的氨基(-nh或>nh),dc残像也能够抑制,所以优选用于第1聚酰胺酸系化合物的生成。此外,酰胺键由于化学性质与仲氨基不同,所以可以区别开来。即,并不排除z内含有酰胺键的二胺,即可以使用。

在四羧酸二酐与二胺的反应中,如果使用的二胺比四羧酸二酐稍稍过剩(例如,四羧酸二酐的1.1~1.5倍摩尔量),则生成两末端具有伯氨基的聚酰胺酸,换句话说,生成具有伯胺作为末端骨架的聚酰胺酸。

聚酰胺酸酯可以通过使例如n,n-二甲基甲酰胺二烷基乙缩醛与以上说明的聚酰胺酸反应来制造。或者,聚酰胺酸酯也可以使用日本特开2000-273172号公报中记载的方法来制造。

通过将两末端具有伯氨基的聚酰胺酸或聚酰胺酸酯的两末端伯氨基进行化学修饰,可以获得上述第1聚酰胺酸系化合物。该化学修饰是伯氨基的封端。

作为将末端伯氨基进行化学修饰的方法,有酰胺化的方法。作为用于此的封端剂(酰胺化剂),可以使用1分子中具有1个卤化羰基的化合物、即单官能酰卤。卤化物包括氯化物、溴化物、氟化物。单官能酰卤的例子包括:苯甲酰氯、乙酰氯、丙酰氯、丙烯酰氯、甲基丙烯酰氯、对甲苯磺酰氯。

另外,作为酰胺化的其他封端剂,还可以使用1分子中具有1个酸酐的化合物、即单官能酸酐。单官能酸酐的例子有:邻苯二甲酸酐、马来酸酐、琥珀酸酐、衣康酸酐、偏苯三酸酐、1,2,4-环己烷三羧酸-1,2-酐、环己烯-1,2-二羧酸酐等。用上述化合物对末端伯氨基进行化学修饰时,通常末端部位形成聚酰胺酸。然后,将该化合物进行制膜并烧成,就可酰亚胺化。

另外,作为酰胺化的其他方法,也可以将末端制成酰胺酸酯。为了使末端酰胺酸酯化,可以使用具有羧基或酰卤(卤化的羧基)等胺反应性基、和酯骨架的公知的芳香族化合物作为封端剂。另外,用上述的方法使末端形成酰胺酸,并使该化合物与例如n,n-二甲基甲酰胺二烷基乙缩醛反应,也能够使酰胺酸末端形成为酰胺酸酯。用上述的化合物对末端伯氨基进行化学修饰时,通常末端部位形成为聚酰胺酸酯。然后,末端部位在制膜并烧成时发生酰亚胺化。

另外,末端也可以是酰亚胺化的状态。要获得酰亚胺化的末端时,将形成为上述酰胺酸或酰胺酸酯而封端了的化合物加热以使其脱水缩合即可。

此外,也可以使用酰胺化和酰亚胺化以外的方法进行化学修饰,例如也可以是偶氮化、尿素化、叔氨基化。

偶氮化时,作为封端剂(偶氮化剂),可以使用重氮盐系的重氮偶联剂。尿素化时,作为封端剂,可以使用异氰酸酯系的物质。异氰酸酯的例子有异氰酸苯酯、异氰酸萘酯等。叔氨基化时,作为封端剂(叔氨基化剂),可以使用具有卤素基(特别是氯)或羟基的化合物。此外,也可以使用上述记载的封端剂以外的物质来进行偶氮化、尿素化、叔氨基化。

在其他实施形态中,具有不含伯氨基的末端骨架的聚酰胺酸系化合物可以通过在上述四羧酸二酐与二胺的反应中使用比二胺更多的四羧酸二酐(例如,二胺的1.1~1.5倍摩尔量)来制造。通过该反应,可生成两末端具有羧基的聚酰胺酸。当清漆含有两末端具有羧基的1种以上的聚酰胺酸系化合物、和除其以外的1种以上的聚酰胺酸系化合物时,在两末端具有羧基的1种以上的聚酰胺酸系化合物和除其以外的1种以上的聚酰胺酸系化合物的总质量中,两末端具有羧基的聚酰胺酸系化合物的比例优选为80质量%以上,更优选为90质量%以上。

由以上的说明可知,两末端具有伯氨基以外的基团的第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的定义与式(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个碳原子的烷基),rb的定义与前述式(b)相同,是氢或烷基。

胺骨架如上所述。

另外,由上述记载可知,第1聚酰胺酸系化合物可以具有前述式(1)表示的结构单元(重复单元),其末端骨架可以具有酰亚胺骨架、酰胺骨架、尿素骨架、叔氨基骨架、偶氮键或羧基。式(1)表示的结构单元包含下述式(1-1)或下述式(1-2)表示的结构单元:

式(1-1)和式(1-2)中,ar是对前述式(5)所定义的ar0、或ar1-z-ar2。式(1-1)中,ra和rb的定义与前述式(6-1)相同。z的定义与式(5)相同。

在另一个实施形态中,光取向膜用清漆中除了含有第1聚酰胺酸系化合物以外,还含有作为聚酰胺酸或聚酰胺酸酯的第2聚酰胺酸系化合物。此时,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极性(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时,两者会发生相分离,由于第1聚酰胺酸系化合物与形成液晶显示装置中的像素电极的ito或sio2和sinx等无机钝化膜或使用了有机树脂的有机钝化膜的亲和性更高,所以第1聚酰胺酸系化合物成为下层。通常,聚酰胺酸酯和聚酰胺酸共存时,聚酰胺酸酯形成上层,聚酰胺酸形成下层。另外,当2种聚酰胺酸系化合物共存、并且一种聚酰胺酸系化合物的二胺骨架中存在氧或氟、另一种聚酰胺酸系化合物的二胺骨架中不存在氧和氟中的任一种、或者即使存在氧或氟,但其量比上述的一种聚酰胺酸系化合物的二胺骨架中的氧或氟的量少时,上述的一种聚酰胺酸系化合物形成下层,上述的另一种聚酰胺酸系化合物形成上层。

当然,当取向膜是单层时,作为聚酰胺酸系化合物,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从作为上述第1聚酰胺酸系化合物而记载的化合物中选择,此外也可以从用于生成上述第1聚酰胺酸系化合物的两末端伯氨基的封端前的聚酰胺酸系化合物、即两末端具有伯氨基的聚酰胺酸或聚酰胺酸酯中选择。不过,第2聚酰胺酸系化合物也与第1聚酰胺酸系化合物同样,优选两末端不含伯氨基。另外,取向膜不管是单层,还是双层结构,第1聚酰胺酸系化合物和第2聚酰胺酸系化合物都优选不含仲氨基(形成酰胺的仲氨基除外)。

由以上的说明可知,对于双层结构的取向膜来说,下层是指与清漆的适用对象(例如ito膜或无机钝化膜或有机钝化膜)直接接触的层,上层是指与下层接触的层。

在双层结构的取向膜的情况下,极性较高的第1聚酰胺酸系化合物含有在下层中,与像素电极接触。即,为了抑制dc残像,下层膜的光电荷所引起的电荷的积蓄必须避免。因此,至少下层膜中所含的第1聚酰胺酸系化合物优选两末端不含伯氨基。

这里记载的一个或一个以上的实施形态的清漆,通过将其涂布于涂布对象上,并在200℃左右的温度下加热而酰亚胺化。更具体地,当清漆仅含有第1聚酰胺酸系化合物作为聚酰胺酸系化合物时,第1聚酰胺酸系化合物进行酰亚胺化。当清漆含有第1聚酰胺酸系化合物和第2聚酰胺酸系化合物作为聚酰胺酸系化合物时,涂布后相分离成二层,通过加热,第1聚酰胺酸系化合物和第2聚酰胺酸系化合物这两者都进行酰亚胺化。

对酰亚胺化后的膜进行光取向处理,从而提供取向膜。光取向处理可以通过对膜照射波长为254nm或365nm的短波长紫外光来进行。

本实施形态的清漆中,作为使聚酰胺酸系化合物溶解或分散的有机溶剂,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-甲基己内酰胺、2-吡咯烷酮、n-乙基吡咯烷酮、n-乙烯基吡咯烷酮、二甲基亚砜、四甲基尿素、吡啶、二甲基砜、六甲基亚砜、γ-丁内酯、1,3-二甲基-咪唑烷酮、乙基戊基酮、甲基壬基酮、甲乙酮、甲基异戊基酮、甲基异丙基酮、环己酮、碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、二甘醇二甲醚、和4-羟基-4-甲基-2-戊酮。

根据第2侧面,提供一种具有上述酰亚胺化了的光取向膜(液晶取向膜)的液晶显示装置。

图1是局部地表示面内切换方式的液晶显示装置的显示面板pnl的截面图。

如图1所示,显示面板pnl具有阵列基板ars、和与阵列基板ars隔开间隔而对置配置的对置基板ops。在阵列基板ars与对置基板ops之间配置有液晶层300。

阵列基板ars具有第1玻璃基板100。在第1玻璃基板上设置有栅极101。栅极101具有与第1玻璃基板上设置的扫描线(未图示)同样的厚度。栅极101可以具有双层结构,例如,与第1玻璃基板100直接接触的下侧的层由alnd合金形成,上侧的层由mocr合金形成。

覆盖栅极101而设置了栅极绝缘膜102。栅极绝缘膜102例如由sin形成。在栅极绝缘膜102之上,在与栅极101对置的位置上设置有半导体层103。半导体层103例如由无定形硅(a-si膜)形成。半导体层103构成tft(未图示)的通道部。在半导体层103上夹着该通道部设置有漏极104和源极105。此外,在半导体层103与漏极104或源极105之间,为了确立两者间的欧姆接触,设置了n+-si层(未图示)。

漏极104由影像信号线兼用,源极105与像素电极110连接。漏极104和源极105例如由mocr合金形成。

覆盖tft而设置了无机钝化膜106。无机钝化膜106例如由sin形成。无机钝化膜106保护tft的特别是通道部不受杂质影响。在无机钝化膜106之上设置了有机钝化膜107。有机钝化膜107在保护tft的同时,还具有使表面平坦化的作用,所以较厚,例如形成了1μm至4μm的厚度。有机钝化膜例如由jsr制的“オプトマ一pc系列”形成。

在有机钝化膜107之上设置有对置电极108。对置电极108由透明导电性材料、例如铟锡氧化物(ito)形成。对置电极108在整个显示区域上形成为面状。

覆盖对置电极108而设置了层间绝缘膜109。层间绝缘膜109例如由sin形成。

贯通层间绝缘膜109、对置电极108、有机钝化膜107和无机钝化膜106地设置了使源极105的表面局部露出的通孔111。

在覆盖层间绝缘膜109的同时、覆盖通孔111的内侧面和底面地设置了像素电极110。像素电极110例如由ito形成。像素电极110与通过通孔111而局部露出的源极105连接。这样,在通孔111中,从tft延伸的源极105与像素电极110导通,影像信号被供给至像素电极110。

图2局部地表示像素电极110的一例。像素电极110是梳齿状的电极。在像素电极110的两侧,存在影像信号线1041。在梳齿与梳齿之间形成有狭缝112。在像素电极110的下方形成有平面状的对置电极108。如果对像素电极110施加影像信号,则通过狭缝112在与对置电极108之间产生电力线,通过该电力线使液晶分子旋转。由此控制通过液晶层300的光而形成图像。

回到图1,在像素电极110之上形成有用于使液晶分子取向的取向膜113a。对取向膜113a的构成,后面进行说明。

对置基板ops具有第2玻璃基板200。在第2玻璃基板的内侧面设置有含有红色、绿色和蓝色的各滤色器节的滤色器201。在滤色器201与滤色器201之间形成了黑色矩阵202,使图像的对比度提高。此外,黑色矩阵202还具有作为tft的遮光膜的作用,防止光电流流向tft。

覆盖滤色器201和黑色矩阵202而形成了保护膜203。保护膜203使滤色器201和黑色矩阵202的表面平坦化。

在保护膜203之上设置有用于使液晶与取向膜113a一起发生初期取向的取向膜113b。有关取向膜113b的构成,后面进行说明。

在第2玻璃基板200的外侧表面,为了使液晶面板pnl内部的电位稳定化,形成有外部导电膜210,该外部导电膜210上被施加规定的电压。

在一个实施形态中,各取向膜113a和113b是单层膜,并含有第1聚酰胺酸系化合物的酰亚胺化物。在另一个实施形态中,各取向膜113a和113b是双层结构的取向膜,并具有含有第1聚酰胺酸系化合物的酰亚胺化物的膜和含有第2聚酰胺酸系化合物的酰亚胺化物的膜。在另一个实施形态中,取向膜113a和113b中的一者是单层膜,含有第1聚酰胺酸系化合物的酰亚胺化物,另一取向膜是双层结构的取向膜,并且具备含有第1聚酰胺酸系化合物的酰亚胺化物的膜作为下层,具备含有第2聚酰胺酸系化合物的酰亚胺化物的膜作为上层。以下,将取向膜113a和取向膜113b统称为取向膜113。

图3是表示一个实施形态的双层结构的取向膜113的示意图。取向膜113形成于像素电极110之上。取向膜113由上层膜1131和下层膜1132形成。这里,取向膜113的上层膜1131和下层膜1132的边界不明确,所以图3中用虚线表示它们的边界。

在双层结构的取向膜中,下层膜所占的比例优选为双层结构的取向膜全体的30重量%以上且60重量%以下。

另外,液晶显示装置的驱动频率(相对于像素电极的每1帧的影像信号供给次数)优选为40hz以下,并优选为1hz以上。由此能够减少电力消耗。另外,在低频率驱动的情况下,为了抑制像素电极在电压保持时的亮度下降,优选提高取向膜的电阻。取向膜的优选的体积电阻率为5×1013ωcm以上,优选为1×1016ωcm以下,更优选为5×1015ωcm以下。

以下,记载了几个实施例,首先记载了聚酰胺酸系化合物的合成例。

合成例1

将2,4-二甲基-1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐100摩尔份的n-甲基-2-吡咯烷酮(nmp)溶液、和对苯二胺110摩尔份的nmp溶液进行混合,在室温下反应8小时,生成两末端具有伯胺的聚酰胺酸。向该反应混合物中滴加n,n-二甲基甲酰胺二甲基乙缩醛100摩尔份,在50℃下反应2小时,使各酸骨架中的2个羧基发生甲基酯化。在得到的反应混合物中添加邻苯二甲酸酐5摩尔份的nmp溶液,在室温下反应8小时,使聚酰胺酸的两末端伯氨基作为酰胺酸而封端。除去未反应的单体、低分子量成分,得到固体成分浓度为15重量%的所期望的两末端封端聚酰胺酸酯溶液。

合成例2

将1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐100摩尔份的nmp溶液、和4,4’-二氨基二苯基醚110摩尔份的nmp溶液进行混合,在室温下反应8小时,生成两末端具有伯胺的聚酰胺酸。在该反应混合物中添加邻苯二甲酸酐5摩尔份的nmp溶液,在室温下反应8小时,使聚酰胺酸的两末端伯氨基作为酰胺酸而封端。除去未反应的单体、低分子量成分,得到固体成分浓度为15重量%的聚酰胺酸溶液。

合成例3

将1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐100摩尔份的nmp溶液、和对苯二胺110摩尔份的nmp溶液进行混合,在室温下反应8小时,生成两末端具有伯胺的聚酰胺酸。在该反应混合物中添加苯甲酰氯5摩尔份的nmp溶液,在室温下反应8小时,使聚酰胺酸的两末端伯氨基封端(酰胺化)。除去未反应的单体、低分子量成分,得到固体成分浓度为15重量%的聚酰胺酸溶液。

合成例4

在合成例2中,使用苯甲酰氯代替邻苯二甲酸酐,除此以外,用与合成例2同样的方法得到将两末端伯氨基进行了酰胺化的聚酰胺酸溶液。

合成例5

将1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐100摩尔份的nmp溶液、和4,4’-二氨基二苯基醚90摩尔份的nmp溶液进行混合,在室温下反应8小时,生成两末端具有羧基的聚酰胺酸。除去未反应的单体、低分子量成分,得到固体成分浓度为15重量%的聚酰胺酸溶液。

合成例6

将2,4-二甲基-1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐100摩尔份的nmp溶液、和对苯二胺110摩尔份的nmp溶液进行混合,在室温下反应8小时,生成两末端具有伯胺的聚酰胺酸。向该反应混合物中滴加n,n-二甲基甲酰胺二甲基乙缩醛100摩尔份,在50℃下反应2小时,使各酸骨架中的2个羧基发生甲基酯化。除去未反应的单体、低分子量成分,得到固体成分浓度为15重量%的所期望的两末端具有伯氨基的聚酰胺酸酯溶液。

合成例7

将均苯四酸二酐100摩尔份的nmp溶液、和4,4’-对二氨基二苯基醚110摩尔份的nmp溶液进行,在室温下反应8小时,生成两末端具有伯胺的聚酰胺酸。在该反应混合物中添加邻苯二甲酸酐5摩尔份的nmp溶液,在室温下反应8小时,使聚酰胺酸的两末端伯氨基作为酰胺酸而封端。除去未反应的单体、低分子量成分,得到固体成分浓度为15重量%的聚酰胺酸溶液。

合成例8

在合成例3中,使用邻苯二甲酸酐代替苯甲酰氯,除此以外,用与合成例3同样的方法得到所期望的两末端酰胺封端聚酰胺酸溶液。

合成例9

将1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐100摩尔份的nmp溶液、和对苯二胺110摩尔份的nmp溶液进行混合,在室温下反应8小时,生成两末端具有伯胺的聚酰胺酸。除去未反应的单体、低分子量成分,得到固体成分浓度为15重量%的聚酰胺酸溶液。

合成例10

将1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐100摩尔份的nmp溶液、和4,4’-对二氨基二苯基醚110摩尔份的nmp溶液进行混合,在室温下反应8小时,生成两末端具有伯胺的聚酰胺酸。除去未反应的单体、低分子量成分,得到固体成分浓度为15重量%的聚酰胺酸溶液。

以上说明的合成例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,酸骨架上标记的“※”表示与胺骨架的结合部位,胺骨架上标记的“※”表示与酸骨架的结合部位,末端骨架中的“※”,当末端骨架具有酰胺、酰亚胺、伯氨基时,表示与酸骨架的结合部位,当末端骨架具有羧基时,表示与胺骨架的结合部位。

实施例1~5和比较例

将下述表2中所示的上层成分和下层成分按重量比1:1混合而调制涂布液(实施例5中,涂布液是单独的合成例8的聚酰胺酸溶液)。在图1所示构造的液晶显示装置的阵列基板和对置基板的需要涂布取向膜113的区域上涂布各涂布液,加热至200℃进行酰亚胺化。酰亚胺化率均为80%。对各酰亚胺化膜使用短波长的紫外光进行光取向处理。使用如上所述地形成了取向膜的阵列基板和对置基板,通过常规方法制作具有图1所示构造的显示面板的液晶显示装置。作为液晶,使用电介质各向异性δε为负并且其值为-4.1(1khz,20℃)、折射率各向异性δn为0.0821(波长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内均被酰亚胺化。即,光取向膜的末端骨架如下所示,成为了被酰亚胺化封端的状态。

合成例1和合成例8(酰亚胺化末端骨架):

合成例2和合成例7(酰亚胺化末端骨架):

在制作的各液晶显示装置上,显示图4所示的白和黑(图中用斜线表示)的方格旗图案100小时左右。各方格图案是一边为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,使整个画面进行31/256灰度的灰显示,则观察到100小时显示时的白显示部和黑显示部上亮度不同的现象。将两显示部的亮度变化率:

{(a-b)/b}×100

(式中,a是白显示部的亮度,b是黑显示部的亮度)作为残像强度。该数值为1%以上时,在人的眼睛中可作为残像而辨识。

测定将上述方格旗图案连续点亮100小时后的灰显示中的残像强度的经时变化,按照以下的3个等级来评价。

a:灰显示初期就未发生残像。

b:在灰显示初期发生了能够目视的残像,1小时以内消失。

c:在灰显示初期发生了能够目视的残像,1小时后也未消失。

结果示于表2中。此外,表2中,对各合成例中调制的聚酰胺酸系化合物中的两末端骨架也简单记载。

表2

如以上所详述的,根据一个或一个以上的实施形态,可以提供用于形成不会产生dc残像、或者即使产生了dc残像也能够使其在短时间内消失的光取向膜的清漆,同时可以提供不会产生dc残像、或者即使产生了dc残像也能够在短时间内消失的液晶显示装置。

以上,对本发明的几个实施形态进行了说明,但这些实施形态是作为例子而提出的,并不是想限定发明的范围。这些新颖的实施形态可以用其它的各种形态来实施,在不超出发明的要旨的范围内,可以进行各种省略、置换和变更。这些实施形态及其变形包含在发明的范围和要旨内,同时也包含在权利要求书记载的发明和其均等的范围内。

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