[发明专利]配向剂以及此配向剂中所使用的液晶性聚酰亚胺

说明书

技术领域

本发明涉及一种主要在液晶显示元件的制造中使用的配向剂。

背景技术

液晶显示元件被用于以笔记本电脑(notebook personal computer) 或台式电脑(desktop personal computer)的监视器(monitor)为首的 摄像机(video camera)的取景器(view finder)、投影式显示器(projection display)等各种液晶显示装置中，最近也被用于电视(television)中。 另外，液晶显示元件也被用作光学打印头(optical printer head)、光学 傅里叶变换元件(optical Fourier transform device)、光阀(light valve) 等光电子(optoelectronics)相关元件。先前的液晶显示元件的主流是使 用了向列型液晶(nematic liquid crystal)的显示元件，而位于一方的 基板附近的液晶的配向方向与位于另一方的基板附近的液晶的配向方向以 90度的角度扭曲的扭曲向列(Twisted Nematic，TN)模式、以及所述配向 方向通常以大于等于180度的角度扭曲的超扭曲向列(Super Twisted Nematic，STN)模式等的液晶显示元件正得以实用化。而且，使用了薄膜 晶体管(transistor)的所谓薄膜晶体管(Thin-film-transistor，TFT) 模式的液晶显示元件也正得以实用化。

然而，这些液晶显示元件可以恰当地识别图像的视角狭小，从斜向观 看时存在亮度或对比度(contrast)下降的情况，而且有时以中间调产生 亮度反转。近年来，此视角的问题已通过使用光学补偿膜的TN型液晶显示 元件、并用垂直配向与凸起构造物的技术的多区域垂直排列(Multi-domain Vertical Alignment，MVA)模式(例如参照专利文献1)或横向电场方式 的平面转换(In-Plane Switching，IPS)模式(例如参照专利文献2)等 得到改良。

液晶显示元件技术的发展不仅只通过改良这些液晶显示元件的驱动方 式或元件结构来达成，而且也通过改良显示元件中所使用的构成部件来达 成。显示元件中所使用的构成部件之中，尤其液晶配向膜是与液晶显示元 件的显示品质有关的重要因素之一，随着显示元件的高品质化，液晶配向 膜的作用日益变得重要。

对于此种液晶配向膜而言，为了液晶显示元件的均匀的显示特性，必 须均匀地控制液晶的分子排列，因此要求使基板上的液晶分子均匀地配向 在一个方向上，另外从基板面起表现出固定的倾角(预倾角(pretilt angle))。如上所述，将基板上的液晶分子的方向排列成一致的液晶配向膜 成为液晶显示元件的制造步骤中重要且不可或缺的技术。

液晶配向膜是由液晶配向剂来制备的。目前，主要使用的液晶配向剂 是使聚酰胺酸(polyamic acid)或可溶性的聚酰亚胺(polyimide)溶解 于有机溶剂中而成的溶液。将此种溶液涂布在基板上后，通过加热等方法 使其成膜而形成聚酰亚胺系液晶配向膜。业界也对除聚酰胺酸以外的各种 液晶配向剂进行了研究，但就耐热性、耐化学品性(耐液晶性)、涂布性、 液晶配向性、电性能、光学特性、显示特性等方面而言，几乎未实用化。

工业上广泛利用既简便且可以进行大面积的高速处理的摩擦 (rubbing)法作为配向处理法。摩擦法是使用植入有尼龙(nylon)、人造 丝(rayon)、聚酯(polyester)等的纤维的布，沿一个方向摩擦液晶配向 膜的表面的处理，由此可以获得液晶分子的一致的配向。然而，摩擦法被 指出存在产生灰尘、静电等问题点。

迄今为止，作为通过摩擦处理实施配向处理的配向膜上的液晶的配向 机制，提出有以下两种：

(1)由利用摩擦处理所产生的微槽(microgroove)所引起的液晶配 向膜的表面形状效果；

(2)通过摩擦处理进行单轴配向的液晶配向膜和与此液晶配向膜接触 的液晶单分子层的分子间相互作用。

近年来，可确认(1)的表面形状效果的贡献较小，(2)的分子间相互 作用的贡献占支配地位。