TWI326699B - Polyimide based varnish liquid-crystal oriented film, orienteded film using said varnish, and liquid-crystal display device using said oriened film - Google Patents

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Description

14414pif.doc 九、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於用於形成液晶顯示元件用配向膜的聚 亞醯胺系清漆、配向膜以及具有該配向膜的液晶顯示元 件,其中,該聚亞醯胺系清漆可形成以特定式子表示之液 晶處理後配向指數△爲1.3以上之配向膜,且特別是有關於 藉由對基板的表面形成主要的平行電場而進行顯示之橫向 電場式,也就是,IPS(In Plane Switching,橫向電場效應) 型之液晶顯示元件用之聚亞醯胺系清漆、使用該清漆而形 成之配向膜以及具有該配向膜之IPS型液晶顯示元件。 【先前技術】 液晶顯示元件最初是用作筆記型個人電腦及桌上型個 人電腦的監視器(monitor),並使用於攝影機的觀景視窗 (view Hiider)、投寫型的顯示器等等各種液晶顯示裝置上, 而最近亦漸漸使用於電視機上。而且,作爲光列印頭(printer head)、光傅利葉(Fourier)變換元件、(light valve)等等光電 (optoelectronics)相關的元件亦受到利用。過去的液晶顯示 元件係使用向列型(nematic)液晶之顯示元件爲主流,而使 用90度扭轉(twist)的TN(扭轉向列,Twisted Nematic)型液 晶顯示元件、通常180度扭轉的STN(超扭轉向列,Super Twisted Nematic)型液晶顯不兀件 '薄膜電晶體(transistor) 之所謂的TFT(薄膜電晶體,Thin-film transistor)型液晶顯 示元件正逐漸實用化》 然而,適合觀看這些液晶顯示元件之影像的視角相當 1326699 14414pif.doc 狹小,且從斜側觀看時,會產生亮度或對比(contrast)降低 以及半色調(halftone)之亮度反轉等缺點。近年,關於視角 的問題,藉著使用光學補償膜的TN型液晶顯示元件、倂用 垂直配向與突起構造物技術的MVA(多區域垂直配向, Multi-domain Vertical Alignment)型液晶顯示元件,或橫向 電場(lateral electric field)方式之IPS(橫向電場效應, In-Plane Switching)型液晶顯示元件(例如參考日本專利文 獻1〜3)等等的技術,正在改良並實用化中。 相對於黑顯示亮度,目前使用白顯示亮度之比例的對比 作爲液晶顯示元件性能指標之一。一般而言,由於白顯示 亮度並不會變大,故對比嚴重地受分母的黑顯示亮度而左 右。因此,欲加強對比則必須降低黑顯示亮度。關於降低 黑色顯示亮度之方法,例如旋光模態(mode)的TN型液晶顯 不兀件中,雖包括將液晶的△ η(雙折射,double refraction) 與液晶盒間隙(cell gap)第一個極小値(first minimum)條件 最佳化的方法(例如參考非專利文獻1)等等,但若配向膜之 單軸配向性不充分時,會因爲以秩序參數(order parameter) 表示之液晶配向方向之分布所造成的漏光現象(light leak) ’而使黑顯示特性惡化。
特別是,IPS型液晶顯示元件,一般而言,藉由使液晶 之配向方向與直交偏光(crossed nic〇l)下單邊的偏光板之方 向一致,於不施加電壓時進行黑顯示之常黑(normal black) 顯不。構成追類兀件時,起因於液晶配向方向之分部的漏 光現象很顯著,爲黑顯示特性易於惡化的問題。加上,IPS 7 14414pif.doc 型液晶顯示元件中是藉由摩擦(rubbing)處理而賦予配向膜 單軸配向性。但是由於配置成櫛齒狀之電極,其級差(level diffrance)附近的範圍特別難以進行摩擦處理,故使配向膜 之單軸配向性變得不完全。此範圍中,由於配向是無秩序 的方向,故產生漏光現象而導致對比的惡化。 基於以上的情形,爲了提昇液晶顯示元件的對比,控 制配向膜之單軸配向性是極爲重要的。 對於摩擦處理之配向膜上的液晶配向機構,目前有以 下兩項提案。 (1) 起因於由摩擦處理而發生之micro group的表面形 狀效果。 (2) 因摩擦處理而成爲單軸配向之配向膜與液晶分子間 之相互作用。 近年來確認(1)的表面形狀效果相對而言貢獻較少,而 (2)的分子間相互作用是主要的原因。因此,藉由控制配向 膜之單軸配向性,可期望改善連接配向膜之液晶的配向狀 態’甚至還能改善關於液晶顯示元件的性能。 如配向膜一般由高分子化合物組成的膜,對於直接評 估其分子配向的方法而言,使用偏光紅外線的紅外線吸收 分光法被廣泛地使用。此法爲,入射與試料正交的兩個直 線偏光紅外光時之紅外線吸收量,藉著分子配向方位檢出 所謂錯誤的紅外線二向性(infrared dichroic),以評估分子配 向。此法之適用範圍限制於矽(silicon)或氟化鈣(螢石:CaF2) 等等,於紅外光可穿透之基板上所做成的膜。由於紅外光 14414pif.doc 無法透過玻璃基板,此法無法測定於玻璃基板上製作之配 向膜的分子配向。 關於配向膜之紅外線二向性的評估方法,目前提出的 有(1)評估紅外線二色比的方法(例如參考專利文獻4,非專 利文獻2),(2)評估二色差的方法(例如參考專利文獻3,非 專利文獻4)等等。 配向膜的紅外線二向性是從兩種吸光度求得的,一爲 向配向膜入射具平行於配向處理方向之偏光成分的紅外線 時之吸光度,另一爲向配向膜入射具垂直於配向處理方向 之偏光成分的紅外線時之吸光度。另外,紅外線二色比的 測定方法記載於非專利文獻2中。亦即,在紅外線分光光 度計(以傅利葉紅外線光譜(FT-IR)爲佳)的光源與支承配向 膜試料的試料托住物(holder)之間配置偏光子,且使配向膜 的摩擦處理方向與偏光子的偏光方向相互平行,將前述試 料固定於試料托住物上,並測定紅外線吸光度。接著,在 配向膜固定於試料托住物之狀態下,將試料托住物旋轉90 度,使通過偏光子的偏光紅外線與摩擦配向處理方向垂直 而入射配向膜,以此測定紅外線吸光度。如此得到之紅外 線吸光度中,從顯示出較強吸收(尖峰,peak)的波長中,依 據其値計算出二色比。 專利文獻1:日本專利早期公開公報之特公昭63-21907 號。 專利文獻2:日本專利早期公開公報之特開平6-160878 號。 1326699 14414pif.doc 專利文獻3 :日本專利早期公開公報之特開平9-15650 號。 專利文獻4:日本專利早期公開公報之特開昭64-35419 硫。 非專利文獻1 :吉野勝美、尾崎雅則共著,液晶與顯示 器應用基礎,可樂那出版社(Corona Publishing Co. Ltd.)、 107〜109 頁。 非專利文獻2 : S. Ishibaslii等人,液晶(Liquid Crystals),第 4 期,第 669 頁,1989 年。 非專利文獻3 : R. Hasegawa等人,分子晶體與液晶 (Molecular Crystals and Liquid Crystals) ’、第 262 卷,第 7 頁,1998年。 非專利文獻4 :長谷川等人,液晶討論會第21回, 1A07,14〜157 頁。 【發明內容】 本發明提供一種可形成高單軸配向性之配向膜的聚亞 醯胺系清漆、使用該清漆之配向膜以及具有該配向膜且黑 顯示特性良好的液晶顯示元件。 .本發明者爲了解決前述問題,仔細檢討之結果,找出 了用於形成液晶顯示元件用配向膜的聚亞醯胺系清漆,並 發現藉由使用可形成以(1)式表示的液晶處理後配向指數A 爲1.3以上之配向膜的聚亞醯胺系清漆,可長足地改善液晶 顯示元件之黑顯示特性,並根據這些知識完成了本發明。 1326699 14414pif.doc Δ
|a II -A A || +A
⑴ 式中,A||爲入射具有平行於配向處理方向之偏光成分的紅 外光於配向膜時,因亞醯胺環之碳(C)-氮(N)伸縮震動的吸 光度,A丄爲入射具有垂直於配向處理方向之偏光成分的紅 外光於配向膜時,因亞醯胺環之C-N伸縮震動的吸光度,d 爲配向膜的膜厚(單位:奈米)。 本發明由下述所構成。 [1]本發明的目的就是在提供一種聚亞醯胺系清漆,用 於形成液晶顯示元件之配向膜’該聚亞醯胺系清漆可形成 以式(Ό所表示之液晶處理後配向指數△爲L3以上的配向 膜Δ A -A 丄 A +A 丄 X d ⑴ 式中,A||爲入射具有平行於配向處理方向之偏光成分的紅 外光於配向膜時,因亞醯胺環之C-N伸縮震動的吸光度,A 丄爲入射具有垂直於配向處理方向之偏光成分的紅外光於 配向膜時’因亞醯胺環之C-N伸縮震動的吸光度,d爲配 向膜的膜厚(單位:奈米)。 [2] 如前述[1]所述之聚亞醯胺系清漆,前述液晶顯示元 件係藉由對基板的表面形成主要之平行電場而進行顯示之 橫向電場式液晶顯示元件。 [3] 如前述[1]或[_2]所述之聚亞醯胺系清漆,前述液晶處 11 1326699 14414pif.doc 理後之配向指數△爲1.5〜10.0,其中,該液晶處理後之配 向指數△係如前述之式(1)。 [4]如前述[1]〜[3]之其中一項所述之聚亞醯胺系清 漆,其高分子成分可從至少一種下列所表示之四羧酸二酐 (tetracarboxylic dianhydride)與至少一種下列所表示之二胺 (diamine)而得到之可溶性聚亞醯胺或爲其前趨物的聚醯胺 酸(polyainic acid)。此處,下列式中之·η爲1〜20的整數·,R 爲氫原子或碳數爲1~20的烷基,這些烷基中,任意的-CH2 一可以以一〇— ' — CH=CH—或一CeC—取代,環己烷以 及苯環中任意的氫原子,亦可以鹵素或碳數爲1〜5的烷基 取代之。 12 1326699 14414pif.doc
13 1326699 14414pif.doc 1-13 1-15 1-17
1-14
1-19 1-21
1-16 1-18 1-20 1-22
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2祕
1-30
1-32
1-35 1-37
1-34 1-36 1-38
15 1326699 14414pif.doc 2-1
2-3
2-6 2-5
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H2N 16 1326699 14414pif.doc
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nh2 2-53 2-54 2-55 2-56
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21 1326699 14414pif.doc [5] 如目u述[4]所述之聚亞醯胺系清漆,前述四羧酸二酐 係從式 1-1、式 1-2、式 1-13 ' 式 i_i7、式 i_i8、式 ι·ΐ9、 式1-20 '式1-27、式1_28以及式1_29各式所表示的四羧 酸二酐中選出至少1種。 [6] 如前述[4]所述之聚亞醯胺系清漆,前述二胺係從式 2-5、式 2-6、式 2-9、式 2-10、式 2-U、式.2-12、式 2-13、 式 2-14、式 2-15、式 2-16、式 2-17、式 2-18 ' 式 2-19、式 2·20、式 2-30、式 2-35、式 2-39、式 2-40、式 2-41、式 2-42、 式2-43以及式2-56各式所表示的二胺中選出至少丨種。此 處,這些式子中之η爲2〜10的整數,苯環中任意的氫原子 亦可以鹵素或碳數爲1〜5的烷基取代之。 [7] 如HU述[4]所述之聚亞醯胺系清漆,前述二胺係從式 2-12、式 2-13 ' 式 2-14、式 2-15、式 2-16、式 2-17、式 2-18、 式2-19、式2-20、以及2_39各式所表示的二胺中選出至少 1種。此處,這些式子中之η爲2〜1〇的整數,苯環中任意 的氫原子亦可以鹵素或碳數爲1〜5的烷基取代之。 [8] —種使用了前述[1]〜[7]的其中之一項所述之聚亞 醯胺系清漆而形成的配向膜。 [9] 如前述[8]所述之配向膜,其配向處理係以絨毛(hair tip)押入量0.2〜0.8毫米、平台(stage)移動速度5〜250毫米/ 秒、轉子(roller)旋轉速度500〜2,000轉/分鐘(rpm)之條件進 行摩擦處理。 [10] —種具有前述[8]或[9]所述之配向膜之液晶顯示元 件。 22 1326699 14414pif.doc [11]一種具有前述[8]或[9]所述之配向膜之橫向電場式 液晶顯示元件。 若依據本發明,可提供用能達到擁有優良黑顯示特性 之液晶顯示元件、配向膜以及可形成該配向膜之聚亞醯胺 系清漆。 爲讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯 易懂’下文特舉較佳實施例,並配合所附圖式,作詳細說 明如下。 爲讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯 易懂,下文特舉較佳實施例,並配合所附圖式,作詳細說 明如下。 【實施方式】 本發明藉由使用特別高的單軸配向性配向膜,也就是 液晶處理後之配向指數△爲1.3以上的配向膜,以實現具優 良黑顯示特性之液晶顯示元件。 本發明中,藉由配向膜的配向指數△以評估配向膜的 單軸配向性。其中配向指數△以式(1)表示,且前述配向膜 係先經過配向處理及之後的液晶處理。 A —A 丄 ⑴ Δ = —π——:-X d A +A丄 式中,A |丨爲向配向膜入射具有平行於配向處理方向之 偏光成分的紅外光時,因亞醯胺環之碳(C)-氮(N)伸縮振動 的吸光度,而A丄是向配向膜入射具有垂直於配向處理方 向之偏光成分的紅外光時’因亞醯胺環之C-N伸縮振動的 23 1326699 14414pif.doc 吸光度。d爲配向膜的膜厚(單位:奈米(nm))。 使用聚亞醯胺系配向膜時,聚亞醯胺之強紅外線吸收 光譜(spectrum)的尖峰値(peak)是出現在1380cm·1附近(亞 醯胺環之C-N伸縮振動)、1510cm·1附近(苯基之C_C伸縮 振動)以及lUOcnT1附近(亞醯胺基之0=0伸縮振動)等處。 本來,無論使用何種紅外線吸收光譜皆可,但是因分子振 動而產生的分極的方向是沿著聚亞醯胺主鏈的方向,由聚 亞醯胺組成之紅外線吸收光譜的尖峰値變化比較小之 1380CDT1附近(亞醯胺環之C-N伸縮振動)特別好用。加上, 紅外線二色比會因配向膜之膜厚而異,用紅外線二色差除 去膜厚之影響以評估單軸配向性的方法爲佳。 由以上之敘述,本發明中藉由nSOciif1附近亞醯胺環 之C-N伸縮振動的紅外線二色差作爲配向膜單軸配向性之 評估。另外,對於本發明中1380CIXT1附近的吸光度,顯示 出在1330〜1430 cnT1範圍中,吸光光譜最大値之尖峰高 度。加上,亦測定用於補償膜厚影響的膜厚(單位爲nm)。 本來,液晶顯示元件雖是由配向膜與液晶接觸的狀態 而驅動的,由於配向膜的單軸配向性會因爲配向膜與液晶 之接觸而變化,故藉由與液晶接觸後之配向指數△評估配 向膜之單軸配向性是必要的。 本發明中對於液晶處理,將液晶滴下配向處理後之配 向膜表面後,進行加熱處理,加熱處理的溫度以60〜140°C 爲佳,80~120°C更佳,加熱處理的時間以5〜600分鐘爲佳, 10〜180分鐘更佳。本發明中,上述液晶處理後,以適當的 24 1326699 14414pif.doc 溶劑去除液晶,並於室溫(22〜24°C)中乾燥配向膜後,測定 配向指數△。用以去除液晶之溶劑’只要不損害本發明之 目的,並無特別之限制,然可適用的溶劑中*以正己院爲 佳。 本發明中所使用之液晶顯示元件用配向膜,如前述式 (1)所示之液晶處理後配向指數△爲1.3以上。液晶處理後 配向指數△之上限値雖然沒有特別的限制,若考慮利用摩 擦(rubbing)處理之配向膜的膜削(scraping) ’實用上之限制 爲10.0的程度。液晶處理後之配向膜指數△以1.5〜10.0爲 佳,2_0〜8_0更佳。液晶處理後之配向膜指數△若爲丨3以 上則單軸配向性較充分,且所得之液晶顯示元件之黑顯示 特性良好。 本發明之液晶顯示元件用配向膜之膜厚,通常爲 10~500nm,較佳的是 30~200nm。 可形成具有攸關本發明液晶處理後之上述配向指數八 之配向的膜聚亞醯胺(polyimide)系清漆爲聚醯胺酸 (polyamic acid)、聚酿胺酸酯(p〇lyainic ester)、可溶性聚亞 醯胺、聚醯胺-亞醯胺(polyamide-imide)等之高分子成分溶 解在溶劑中之清漆組成物。將此清漆組成物塗在基板上之 後’待溶劑乾燥後即形成配向膜。該高分子成分亦可爲無 規共聚物(random copolymer)、嵌段共聚物(block polymer) 等等、或倂用數種高分子成分亦可》 用以形成配向膜的聚亞醯胺系清漆亦可使用任何具有 亞醯胺鍵結之高分子化合物。使四羧酸二酐等等與二胺 25 1326699 14414pif.doc (diamine)反應得到聚醯胺酸,再藉由聚醯胺酸之脫水反應 等等而得到的可溶性聚亞醯胺爲具有特別佳之亞醯胺鍵結 的高分子化合物。 給與該聚醯胺酸 '可溶性聚亞醯胺的四羧酸二酐,屬 於芳香環上直接結合了二錢酸野(dicarboxylic anhydride)的 芳香族系(包含雜環芳香族)'芳香環上沒有直接結合二羧酸 酐的脂肪族系(包含雜環系)中任一群的化合物亦佳。利用該 聚醯胺酸、該聚醯胺酸之脫水反應等等而得到的可溶性聚 亞醯胺以不含酯類或醚類鍵結等等的氧或硫磺的結構爲 佳,該結構易使液晶顯示元件之電性特性下降。然而,即 使有這樣的結構,若使用量在不影響這些特性之範圍內, 亦不會發生任何問題。 本發明中可使用的四羧酸二酐的具體例如前述 1-1〜1-38 。 本發明中可使用的四羧酸二酐並不限定於此些化合 物,在可達成本發明目的的範圍內,其他各種型態存在的 化合物亦可。且,這些四羧酸二酐可以單獨使用之或組合 二種以上而使用》 這些化合物當中,較佳的是以式1-1、式1-2、式1-13、 式 1-17、式 1-18、式 1-19、式 1-20 ' 式 1-27、式 1-28 以 及式1-29任一式所表示的四羧酸二酑。更佳是以式1-1、 式1-13、式1-17、式1-19、式1-20以及式1-29任一式所 表示的四羧酸二酐。 脂肪族系四羧酸二酐於電壓保持率等電性特性方面較 26 1326699 14414pif.doc 優良。然而,該脂肪族系四羧酸二酑之預傾角等等配向特 性則稍微較差些》特別是在180°C以下低溫燒成時’配向易 於崩壞。另一方面,雖然芳香族系四羧酸二酐的配向性優 良,但與電相關的特性,則不如使用脂肪族系四羧酸二酐 爲佳。 本發明之聚亞醯胺系清漆的高分子成分中,給與聚醯 胺酸、可溶性聚亞醯胺的二胺,其具體例如前述式 2-1〜2-56 ° 而且還包括:膽巢基(cholesteryl)、雄甾基 (androsteryl) ' 石-膽巢基(A - cholesteryl)、表雄留基 (epiandrosteryl)、麥角留基(ergosteryl)、留基(estoryl)、11 a -hydroxymethylsteryl、11 α 孕留基(11 a -progesteryl)、 羊毛留基(lanosteryl)、Methyltestosteryl、Norethisteryl ' 妊 二燦二酮基(pregnenonyl)、谷巢基(Θ-sitosteryl)、豆巢基 (stigmasteryl)、畢丸基(testosteryl)、酢酸膽巢基酯、等等 具有類固醇(steroid)結構之支鏈的二胺。 作爲可與使用於本發明中之上述二胺倂用的其他二 胺,包括結合砍氧院(siloxan)的砂氧院系二胺。該砂氧垸系 二胺雖無特別限制,於本發明中可使用以式(2)表示的 矽氧烷系二胺較佳。 h2n—〇)y~sj"tR4"hrNH2 (2) R3 R3 式中R2以及R3是獨立之碳數爲1〜3的烷基或苯基,1爲 亞甲基(methylene)、乙烯撐(phenylene)或烷基取代乙烯 27 1326699 I4414pif.doc 撐。X爲1〜6的整數,y爲1〜10的整數。 可用於本發明之二胺並非限定於這些化合物,在可達 成本發明之目的的範圍內,亦可使用其他各種型態存在的 化合物。且,這些二胺可以單獨使用之或組合二種以上而 使用。 這些化合物當中,較佳的是以式2-5、式2-6、式2-9、 式 2-10、式 2-11、式 2-12、式 2-13、式 2-14、式 2-15、式 2-16、式 2-17、式 2-18、式 2-19、式 2-20、式 2-30、式 2-35、 式 2-39、式 2-40、式 2-41、式 2-42、式 2-43 以及式 2-56 所表示的二胺。更佳的是,具有直鏈狀烷撐(alkylene)以式 2-12、式 2-13、式 2-14、式 2-15、式 2-16、式 2-17、式 2-18' 式2-19、式2-20以及式2-39所表示的芳香族二胺中,η爲 2〜10的二胺、苯環的3,3’-位置上有胺的式2-13 '式2-16 以及式2-20所表示的二胺、在3,4’位置上有胺之2-14式 所表示的二胺。藉由使用這些二胺可易於得到較高的配向 指數△。 另一方面,關於本發明中可使用的二胺,如同前述之 四羧酸二酐,屬於芳香環上直接結合了胺基的芳香族系(包 含雜環芳香族)、芳香環上沒有直接結合二胺的脂肪族系(包 含雜環系)中任一群的化合物亦佳。其中,具環狀結構之芳 香族二胺以及具環狀結構之脂肪族二胺可保持良好的液晶 配向性。而且,以不含酯類或醚類鍵結等等的氧或硫磺的 結構爲佳’該結構易使液晶顯示元件之電性特性下降。然 而’即使有這樣的結構,若使用量在不影響這些特性之範 28 1326699 14414pi£doc 圍內,亦不會發生任何問題。 而且,可形成此處之四羧酸二酐以及二胺以外之聚醯 胺酸、可溶性聚亞醯胺的反應末端,亦可倂用單胺 (monoamine)化合物或/及單殘酸酐(monocarboxylic anhydrase)。爲使對基板的附著性更好,亦可導入氨基矽(氨 基矽)化合物。 氨基矽化合物的例子,包括對-胺甲苯基三甲氧基矽烷 (para-aminophenyltrimethoxysilane)、對-胺甲苯基三乙氧基 砂院(para-aminophenyltriethoxysilane)、間-胺甲苯基三甲氧 基砂院(meta-aminophenyltrimethoxysilane) ' 間-胺甲苯基三· 乙氧基砂院(meta-aminophenyltriethoxysilane)、胺丙基三甲 氧基砍院(aminopropyltrimethoxysilane)、胺丙基三乙氧基 砂院(arriinopropyltriethoxysilane)等等0 本發明中所使用之聚醯胺酸或可溶性聚亞醯胺的分子 量’例如以透膠層析(GPC.,gel permeation chromatography) 之聚苯乙烯(polystyrene)換算重量平均分子量(Mw)而言,以 10,000〜50,000 爲佳,以 20,000〜200,000 更佳。 本發明之聚亞醯胺系清漆中的高分子成分濃度,雖無 特別之限制,然以0.1〜40量百分比(%)爲佳。將該清漆塗 佈於基板上時,爲了調整膜厚必須預先利用溶劑將所含之 高分子成分稀釋。當高分子成分的濃度在4〇重量%以下 時’清漆的黏度是最適當的,而當爲了要調整膜厚而必須 稀釋清漆時’以易於與清漆混合的溶劑爲佳。使用旋轉塗 佈法(spirmer)或印刷法等等塗佈法時,爲了良好地維持膜 29 1326699 14414pif.doc - . · 厚’——般較常調整成10重量%以下。其他的塗佈方法例 如浸漬(dipping)法或噴墨(ink-jet)法,亦可使用更低的濃 度。另一方面,若高分子成分的濃度爲重量%以上,得 到的配向膜的膜厚較易成爲最適厚度。因此,在一般的旋 轉塗佈法或印刷法等等塗佈法中,高分子成分的濃度爲〇 J 重量%以上,較佳的是0.5〜10重量%。然而,依據該清漆 的塗佈方法,亦可使用更稀薄的濃度。 本發明之聚亞醯胺系清漆中,對於可與前述高分子成 分共同使用的溶劑並無特別的限制,只要具有溶解高分子 成分之能力皆可適用。相關的溶劑,廣泛地包含了聚醯胺 酸、可溶性聚亞醯胺等等髙分子成分的製造工程或用途方 面所經常使用的溶劑,可依據使用的目的而做適當的選 擇。這些溶劑包括以下所列出的所有溶劑。.作爲針對聚醯 胺酸或可溶性聚亞醯胺而爲親溶劑性的非質子(proton)性 極性有機溶劑,包括N-甲基-2-吡咯烷酮 (N-methyl-2-pyrrolidone)、二甲基咪哩院酮 (dimethylimidazolidinone) ' 甲基己內醯胺 (N-methylcaprolactam) 、 N-甲基 丙醯胺 (N-methylpropionamide) 、 Ν,Ν-二甲基乙醯胺 (N,N-dimethylacetamide)、二甲亞楓(dimethylsulfo.xied)、 N,N-二甲基甲醯胺(N,N-dimethylformamide)、N,N-二乙基 甲醯胺(N,N-diethylformamide)、二乙基乙醯胺 (diethylacetamide)、7 -丙烯酸丁酯(butyrolactone)等等。作 爲以塗佈性改善等等爲目的之其他溶劑,包括:烷基乳酸 30 1326699 I4414pif.doc (alkyl lactic acid) 、 3-甲基-3-甲氧丁醇 (3-methyl-3-methoxybutanol)、萘滿(tetralin)、異佛爾酮 (isophorone)、乙二醇單丁酸(ethylene glycol monobutyl ether)等等乙二醇單院酸(ethylene glycol monoalkyl ether)、二乙二醇單乙酸(diethylene glycol monoethyl ether) 等等的二乙二醇單院酸(diethylene glycol monoalkyl ether)、乙二醇單院基(ethylene glycol monoalkyl)或乙酸苯 (phenylacetate)、三乙二醇單院醚(triethylene glycol monoalkyl ether)、丙二醇單丁醚(propylene glycol monobutyl ether)等等的丙三醇單院醚(propolene glycol monoalkyl ether)、丙二酸二乙酯(diethyl malonate)等等的丙 二酸二院基酯(dialkyl malonate)、二丙三醇單甲醚 (dipropylene glycol monomethyl ether)等等的二丙三醇單院 酸(dipropylene glycol monoalkyl ether),這些醋酸鹽類等等 的酯類化合物。其中,以使用N-甲基-2-吡咯烷酮、二甲基 咪唑烷酮、7-丙烯酸丁酯、乙二醇單丁醚、二乙二醇單乙 醚、丙二醇單丁醚、二丙三醇單甲醚等等特別佳。 本發明中聚亞醯胺系清漆,可視需要而包含各種添加 劑。例如,希望塗佈性提昇時,可配合符合相關目的之界 面活性劑,需要提昇防止帶電時,可配合添加防止帶電劑, 或希望提昇基板的黏著性時,可配合使用矽烷耦合(silane coupling)劑或欽系稱合劑。 關於本發明的液晶顯示元件,通常含有被夾存在兩枚 附有透明電極的基板之間的液晶。該液晶,TN型液晶顯示 14414pif.doc 元件中爲90度扭轉,而STN型液晶顯示元件中通常爲180 度扭轉。.特別是使用薄膜電晶體之彩色顯示的TFT型液晶 顯示元件中,在第1透明基板上形成薄膜電晶體、絕緣膜、 保護膜以及畫素電極等等,在第2透明基板上有遮斷畫素 以外之光的黑色矩陣(black matrixs)、彩色濃光片(color filter)、平坦化膜以及畫素電極等等。 而且,本發明相關的IPS型液晶顯示元件是由形成薄 膜電晶體的第1透明基板、對面的第2透明基板以及夾存 於基板之間的液晶而構成。第1透明基板具有如交互延伸 的櫛齒般而形成的畫素電極以及共通電極。相同於以前的 液晶顯示元件的第2透明基板,具有遮斷畫素以外之光的 黑色矩陣、彩色濾光片以及平坦化膜。櫛齒狀電極是在玻 璃等等的的透明基板上,以濺鑛(sputtering)法堆積鉻(Cr) 等金屬後,將所定之形狀的光阻(resist)圖案(patterning)作 爲光罩(mask)並進行蝕刻而形成的。 然後,實施塗佈清漆於所得之2片透明基板上的步驟、 後續的乾燥步驟以及脫水與閉環反應上必要的加熱處理步 驟》 就清漆塗佈步驟之塗佈方法而W,一般公知的方法包 括旋轉塗佈法、印刷法、浸漬法、滴下法' 噴墨法等等。 這些方法同樣可適用於本發明。而且,就進行乾燥步驟及 脫水與閉環反應中必要的加熱處理方法而言,一般所公知 的方法包括:於烘箱(oven)或紅外線爐中加熱處理的方法、 加熱板(hot plate)上加熱的方法等等。這些方法同樣可適用 32 1326699 14414pif.doc 於本發明*» 乾燥步驟中溶劑的蒸發,以可能範圍中較低的溫度實 施爲佳。加熱處理的步驟一般在150°C〜300°C範圍的溫度中 進行爲佳。 然後,經過對所得之配向膜進行配向處理的步驟、透 過分隔物(spacer)使該基板面對面而組裝的步驟、封入液晶 材料的步驟、黏貼偏光膜的步驟,而製造液晶顯示元件。 對配向處理工程中的處理方法而言,一般所公知的方法包 括摩擦法、光配向法、轉錄法等等,只要是在達成本發明 之範圍內,這些方法同樣可適用於本發明。 本發明中特別佳的配向處理方法爲摩擦法。只要是在 達成本發明之範圍內,任何的摩擦處理條件皆可。然特別 佳的條件爲,絨毛(hair tip)押入量0.2〜0.8毫米(mm)、平台 (stage)移動速度5〜250毫米/秒(mm/s)、轉子(roller)旋轉速 度500〜2〇00轉/分(rpm)。更佳的條件爲平台移動速度 31〜250mm/s。增加毛足押入量、降低平台移動速度、或加 快轉子旋轉速度’增強摩擦處理的條件,液晶處理後可得 較高的配向指數△ u然而,若過度增強摩擦處理的條件, 將發生配向膜的膜削。本發明的配向膜平台移動速度可爲 31mm/sec以上,仍有提昇生產速度的空間。 本發明的液晶顯示元件,以可在配向處理之前後以洗 淨液進行洗淨處理。就洗淨方法而言,包括刷淨(brushing)、 噴塗(jet spray)、蒸氣洗淨或超音波洗淨等等。可單獨進行 這些洗淨方法或倂用之。就洗淨液而言,可使用純水、甲 33 1326699 14414pif.doc 醇(methyl alcohol)、乙醇(ethyl alcohol)、異丙醇(isopropyl alcohol)等等各種醇類,苯(benzene)、甲苯(toluene)、二甲 苯(xylene)等等芳香族碳氫化合物,氯彳匕甲烷(chloride methylene)等鹵系溶齊If ,丙酮(acetone) 、丁酮 (methyl-ethyl-ketone)等等酮類溶劑,此處並無限定的溶 劑。當然,這些洗淨液必需使用充分精製而雜質很少的溶 劑。 可用於本發明中的液晶顯示元件中,適合之預傾角的 値因液晶顯示元件的型式而異。小的預傾角適合IPS型液 晶顯示元件,3〜8度的預傾角適合TN型液晶顯示元件。且, 對於STN型液晶顯示元件、VA(垂直配向,Vertical Alignment)型液晶顯示元件亦有要求更大之預傾角的情形。 而特別是,本發明的IPS型液晶顯示元件適合的預傾 角爲0.1〜5.0度,更適合的爲0.2〜3.0度。IPS型液晶顯示 元件中,於驅動原理上不太需要大的液晶預傾角。IPS型液 晶顯示元件可在預傾角爲0.1〜5.0度的範圍中得到良好的 視角特性。 本發明中液晶顯示元件中所使用的液晶組成物並沒有 特別的限制,可使用介電異方性(dielectric anisotropy)爲正 的各種液晶組成物。較佳之液晶組成物的例子,包括:日 本專利公報之特許第3086228號、特許第2635435號、日 本專利早期公開公報之特表平第5-501735號、特開平 8-15782$第號、特開平8-231960號、特開平9-241644號 (EP885272A1)、特開平 9-302346 號(EP806466A1)、特開平 34 1326699 14414pif.doc 8- 199168 號(EP722998A1)' 特開平 9-235552 號、.特開平: 9- 255956 號、特開平 9-241643 號(EP885271A1)、特開平. 10- 204016號卩?844229人1)、特開平10-204436號、特開平 10-231482 號、特開-2000-087040 號、特開 2001-48822 號 等等中所揭露。 可使用介電異方性爲負的各種液晶組成物。較佳之液 晶組成物的例子包括:日本專利早期公開公報之特開昭 57-114532號、特開平2-4725號、特開平4-224885號、特 開平8-40953號' 特開平8-104869號、特開平10-168076 號、特開平10-168453號' 特開平10-236989號、特開平 10-236990 號、特開平 10-236992 號、特開平 10-236993 號、 特開平10-236994號、特開平10-237000號、特開平 10-237004 號、特開平 10-237024 號、特開平 10-237035 號、 特開平10-237075號、特開平10_237076號、特開平 10-237448 號(EP967261A1)、特開平 10-287874 號、特開平 10-287875 號、特開平 10-291945 號' 特開平 11-029581 號、 特開平11-080049號、特開2000-256307號、特開 2001-019965 號、特開 2001-072626 號、特開 2001-192657 號等等中所揭露。 前述介電異方性爲正或負的液晶組成物中添加一種以 上的光學活性化合物而使用亦無任何妨礙。 【實施例】 以下,雖利用實驗例與比較例說明本發明,但本發明 並非僅限定於這些例子。另外,實驗例以及比較例中所使 35 1326699 14414pif.doc 用的四羧酸二酑、二胺以及溶劑的名稱以簡稱表示.。以下 爲所用簡稱的說明。 •四羧酸二酐 PMDA ··均苯四甲酸二酉干(pyromelletic dianhydride) CBDA : 1,2,3,4-環丁烷四甲酸二酐 (1,2,3,4-cyclobutanetetracarbxylic dianhydrde) TDA: l,3,3a,4,5,9b-六氫-5-(四氫-2,5-二氧)-3-呋喃基)-萘 并 [l,2-c] 呋 喃 -1,3- 二 酮 (1,3,3a,4,5,9b-hexahydro-5-(tetrahydro-2,5-dioxo)-3-furanyl )-naphth[l,2-c]furan-l ,3-dione) •二胺 BZ3 : 1,3-雙(4-(4-氨基苄)苯基)丙烷 (1,3-bis(4-(4-aminobenzyl)phenyl)propane) DDE : 4,4’-二胺基-二苯基-乙烷 (4,4-diamino-diphenyl-ethane) •溶劑成分 NMP : N-甲基-2-哦咯烷酮(N-methyl-2-pyrrolidone) GBL·: 7-丁酸內酯(r-butyroiactone) BC : 丁基纖維素(butylcellosolve) 實驗例1 (1)聚亞醯胺系清漆A1的調製 具備溫度計、攪拌機、原料投入口以及氮氣導入口的 200毫升(ml)四口燒瓶中,加入2.7760克(g)的BZ3、0.3624 的DDE、30.00g的脫水NMP,於乾燥氮氣氣流中攪拌並溶 36 1326699 14414pif.doc 解。一面將反應系統的溫度保持在5°C,一面添加1.8616g 的PMDA1.8616g,反應30小時之後,添加35.00g的BC, 30.00g的GBL,以調製高分子成分之濃度爲5重量%的聚 醯胺酸。在原料的反應中因反應溫度而使溫度上升時,將 反應溫度抑制於70°C以下進行反應。另外,本發明的實驗 例中,需一面確認反應中的黏度一面進行實驗,將添加BC 之後的清漆黏度變爲30〜35毫巴斯卡·秒(mPa · s)(使用E 型黏度計,25°C)時當作是反應的終點,並保持於低溫。得 到之聚醯胺酸之重量平均分子量爲70,000。另外,重量分 子量以島津製作所GPC測定裝置(chromatography pack C-R7A),於管柱(column)溫度50°C中測定。 如前述方法而得到之清漆A1,以1比1的NMP與BC 混合溶劑稀釋之,調整成總高分子成分濃度爲3重量%的塗 佈用清漆。 (2)紅外光吸光度配向膜之膜厚的測定以及配指數△的 計算 將得到之塗佈用清漆以旋轉塗佈方式塗佈於矽基板 上。塗佈條件爲2300rpm、15秒。塗膜後,在80°C中乾燥 約5分鐘後,於210°C中進行30分鐘的加熱燒成處理’形 成大約80nm的配向膜。得到之聚亞醯胺配向膜以飯沼量測 儀器(gauge)製作所之摩擦處理裝置’於下述條件中進行摩 擦處理:摩擦布(絨毛長1.9mm :人造纖維)的絨毛押入量 0_4mm ,平台移動速度60nm/sec,轉子旋轉速度l〇〇〇rpm。 將得到的配向膜(約13mm角)置於直徑30mm的計時盤 37 1326699 144l4pif.doc 中央,並以液晶(4-氰基-4-戊基聯苯基’ 4-cyano-4-pentylbiphenyl)覆蓋於聚亞醯胺膜的表面。將此 放入110°c的烘箱中加熱30分鐘之後,取出放冷至室溫中 (22〜24°C)。然後,在裝有20ml正己烷(n-hexan)的燒杯中輕 輕地裝入聚亞醯胺膜,浸漬分鐘並經常攪拌之》捨棄用 過的正己烷,並且裝入20ml新的正己烷,再浸漬15分鐘。 然後,將聚亞醯胺膜從正己烷中取出,使表面的正己烷於 室溫中乾燥後,置於乾燥器(desiccator)中12小時以上。另 外,關於.從聚亞醯胺膜除去的液晶(4-氰基-4-戊基聯苯基)’ 以下的配向膜之紅外線吸收光譜(spectrum)測定中已確認 氰基的尖峰(peak)並未被檢測出。 所得配向膜的紅外線吸收光譜測定係使用波金艾瑪 (Perkin Elmer)製 FT-IR 裝置(ParagonlOOO),以分解能爲 4cm·1、積分144次之條件進行測定。而且,爲去除水蒸氣 之雜訊(noise)使用乾燥氮氣或空氣(露點-60°C以下),分別 以10公升/分鐘(L/min)與5L/min的流量沖洗試料室與分光 室。 將透過偏光子之紅外線相對於配向膜垂直地從配向膜 這一方入射。設試樣(sample)的摩擦方向(配向處理方向)與 偏光方向平行時所測定之吸光度爲A||,而垂直時所測定 之吸光度爲A丄。將平行與垂直所測得紅外線光譜之光譜 差,以吸光度計算,與C-N伸縮震動相當的尖峰高度設爲 (A|| - A丄)。而且,計算相當於以吸光度所表示的平行與 垂直之光譜其C-N伸縮震動的尖峰高度的和(A|| +A丄)。 38 1326699 14414pif.doc 加上,配向膜的膜厚(d),以溝尻光學工業所製之橢圓計 (Ellipsometer,DVA-FLG)測定的結果爲 82,2nm。 然後,依據式(1),將已得到的(All — A丄)、(All + A 丄)以及膜厚(d)之値代入計算,則得到液晶處理後之配向膜 的配向指數△爲2.62 » ⑴ X d A |丨一A 丄 △-- A +A 丄 (3)黑顯示特性以及電壓保持率測定用液晶盒(cell)之 製作 .使用附有如圖1所示之IPS用櫛齒狀電極之玻璃基板 以及2片非電極之玻璃基板以外,按照矽基板使用方法, 形成配向膜。 、 如上述方法而得到的配向膜於乙醇中以超音波洗淨5 分鐘後,甩純水將表面洗淨,再放入烘箱中以120°C乾燥 30分鐘》於附有前述IPS用櫛齒狀電極的玻璃基板上散佈 4微米(/im)的間隙(gap)材料,將形成配向膜的面當做內 面,使之面向非電極之玻璃基板後,以環氧樹脂(epoxy)硬 化劑密封(seal),完成間隙4/zm之平行液晶盒(parellel cell)。將液晶組成物A注入前述液晶盒中,並以光硬化劑 將注入口封住。然後,進行30分鐘110°C之加熱處理,作 爲黑顯示特性以及電壓保持率測定用液晶盒。另外,使相 對向的附有IPS用櫛齒狀電極的玻璃基板以及非電極之玻 璃基板,其摩擦方向互爲同方向。作爲液晶材料使用的液 晶組成物A其組成表示如下。此些組成物之向列等方(NI) 39 1326699 14414pif.doc
點爲100.0°C,雙折射爲0.093 〇 液晶組成物A
F ;L7wt. % ' 16wt. % lQwt:.:;9〇 10.wt.,% ;|wt:: %. .l:3wt;i%: p
P
然後,用中央精機公司的液晶特性評估裝置 40 14414pif.doc . (0MS-CA3),在直交偏光(crossed nicol)下,使液晶之配向 方向與偏光子之方向一致,並測定透光率,其結果爲 0.022%,以此作爲黑顯不特性的評估。另外,在沒有黑顯 示特性測定用液晶盒之狀態下,將偏光子與檢偏鏡 (analyzer)平行配置時之光量當作爲1〇0%並計算出透光率。 而且,認定完全沒有如同配向筋的配向斑或配向缺 陷,得到非常均勻的顯示。 此外,以既存之方法(參考水嶋他,第十四回液晶討論 會草稿集,第78頁),測定此電壓之電壓保持率的結果爲 98.3%。電壓保持率的測定條件爲間隙(gate)寬度69微秒(以 s) ’頻率60赫茲(Hz),波高±4.5伏(v),測定溫度60°C。 (4)預傾角測定用液晶盒之製作 附有一對氧化銦錫(IT0)透明電極的玻璃基板,以20 用之間隙(gap)材料作成,除了摩擦方法爲反平行貼合 (antiparallel)之外,以相同於黑顯示特性與電壓保持率測定 用液晶盒的方法,製作測定預傾角用的液晶盒。另外,預 傾角測定中的液晶材料亦使用與黑顯示測定時所用相同之 液晶材料。使用此cell,並以旋轉晶體(crystal rotation)法 測定液晶之預傾角,其結果爲1.7度。 實驗例2〜6 '比較例1〜3 將清漆A2〜A6以及清漆B1〜B3依下表1之原料組成調 製’並以此取代實驗例1中的清漆A1,並進行與實驗例1 同樣之配向指數△、黑顯示特性、電壓保持率以及預傾角 的評估。 1326699 14414pif.doc 下優良的黑顯示特性之IPS型液晶顯示元件。且,得知以 實驗例1〜6之配向膜作爲IPS型液晶顯示元件顯示良好的 電壓保持率以及預傾角。 雖然本發明已以較佳實施例揭露如上,然其並非用以 限定本發明,任何熟習此技藝者,在不脫離本發明之精神 和範圍內,當可作些許之更動與潤飾,因此本發明之保護 範圍當視後附之申請專利範圍所界定者爲準。 【圖式簡單說明】 圖1是IPS用櫛齒狀電極結構圖。 44

Claims (1)

1326699 修正日期:98年11月12日 x jjt jr 14414pif.doc 公f 第93123201號中文專利範圍無劃線修正本 申請專利範圍· v〇书丨月丨!·日修正本 1· 一種聚亞醯胺系清漆,用於形成液晶顯示元件之一配 向膜’該聚亞醯胺系清漆可形成以式(1)所表示之液晶處理 後配向指數A爲1.3以上的配向膜, A 一 A丄 A + A丄 X d Δ
式中,A ||爲入射具有平行於配向處理方向之偏光成分 的紅外光於配向膜時,因亞醯胺環之碳-氮伸縮震動的吸光 度,A丄爲入射具有垂直於配向處理方向之偏光成分的紅外 光於配向膜時,因亞醯胺環之碳-氮伸縮震動的吸光度,d 爲配向膜的膜厚(單位:奈米),
該聚亞醯胺系清漆之高分子成分包括使用30莫耳%以 上的從式1-1至式1-12各式所表示的四羧酸二酐中選出至 少1種與式2-12與式2-39所表示之二胺而得到之可溶性聚 亞醯胺或爲其前趨物的聚醯胺酸,此處,下列式子中之η 爲1〜20的整數。
45 1326699 14414pif.doc
2.如申請專利範圍第1項所述之聚亞醯胺系清漆’其中 該聚亞醯胺系清漆之高分子成分更包括從至少一種的下列 所表示之四羧酸二酐與至少一種下列所表示之二胺而得到 之可溶性聚亞醯胺或爲其前趨物的聚醯胺酸,此處,下列 46 1326699 14414pif.doc 式子中之η爲1〜20的整數,R爲氫原子或碳數爲1〜20的 院基,适些垸基中’任意的—CH2—亦可以以—0—、— CH =CH—或一 C^C—取代,環己烷以及苯環中任意的氫原 子,亦可以鹵素或碳數爲1〜5的烷基取代之。
47 1326699 14414pif.doc 1-23 1-24
1-27 1-28
1-29
1-31
1-33
1-30 1-32
48 1326699 14414pif.doc
49 1326699 14414pif.doc
2-19 2-20
f^mmSmSllSlr^ ^mmSSSS!^
2-22
δ〇2~Λ i—NH2 2-23
50 1326699 14414pif.doc
2-31
51 1326699 14414pif.doc
2-41
52 1326699 14414pif.doc
2-49
2-50
2-51
53 1326699 14414pif.doc 2-53
3. 如申請專利範圍第1項所述之聚亞醯胺系清漆,該液 晶顯示元件係藉由對基板的表面形成主要之平行電場而進 行顯示之橫向電場式液晶顯示元件。 4. 如申請專利範圍第2項所述之聚亞醯胺系清漆,該液 晶處理後之配向指數△爲1.5〜10.0, 其中,該液晶處理後之配向指數△係如申請專利範圍 第1項所述之式(1)。 5. 如申請專利範圍第2項所述之聚亞醯胺系清漆,該四 羧酸二酐係從式1-13、式1-17、式1-18、式1-19、式1-20、 式1-27、式1-28以及式1-29各式所表示的四羧酸二酐中 選出至少1種。 54 1326699 14414pif.doc 6. 如申請專利範圍第2項所述之聚亞醯胺系清漆,該二 胺係從式2-5、式2-6、式2-9、式2-10、式2-U、式2_13、 式 2-14、式 2-15、式 2-16、式 2-17、式 2-18、式 2-19、式 2-20、式 2-30、式 2-35、式 2-40、式 2-41、式 2-42、式 2_43 以及式2-56各式所表示的二胺中選出至少1種, 此處,這些式子中之η爲2〜10的整數,苯環中任意的 氫原子亦可以鹵素或碳數爲2〜5的烷基取代之。
7. 如申請專利範圍第1項所述之聚亞醯胺系清漆,該二 胺係從式 2-13、式 2-14、式 2-15、式 2-16、式 2-17'式 2-18、 式2-19以及式2-20各式所表示的二胺中選出至少丨種, 此處,這些式子中之η爲2~10的整數,苯環中任意的 氫原子亦可以鹵素或碳數爲1〜5的烷基取代之。 8. —種配向膜,係使用申請專利範圍第1項至第7項其 中任一項所述之聚亞醯胺系清漆而形成,該配向膜厚度爲 10〜500nm 〇 9. 如申請專利範圍第8項所述之配向膜,其配向處理係 以絨毛押入量0.2〜0.8毫米、平台移動速度5〜250毫米/秒、 轉子旋轉速度500〜2,000rPm之條件進行摩擦處理》 10. —種橫向電場式之液晶顯示元件,包括: 形成薄膜電晶體的第1透明基板; 對面的第2透明基板;以及 夾存於該第1透明基板與該第2透明基板之間的液晶, 其中該第1透明基板具有如交互延伸的櫛齒般而形成 的畫素電極以及共通電極,第2透明基板具有遮斷畫素以 55 1326699 14414pif.doc 外之光的黑色矩陣、彩色濾光片以及平坦化膜,在該第1 透明基板與該第2透明基板接觸液晶的面上具有如申請專 利範圍第8項所述之配向膜。 11. —種橫向電場式之液晶顯示元件,包括: > 形成薄膜電晶體的第1透明基板; 對面的第2透明基板;以及
夾存於該第1透明基板與該第2透明基板之間的液晶’ 其中該第1透明基板具有如交互延伸的櫛齒般而形成 的畫素電極以及共通電極,第2透明基板具有遮斷畫素以 外之光的黑色矩陣、彩色濾光片以及平坦化膜,在該第1 透明基板與該第2透明基板接觸液晶的面上具有如申請專 利範圍第9項所述之配向膜。
56
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JP4236338B2 (ja) * 1999-06-23 2009-03-11 日産化学工業株式会社 シルフェニレン残基を有するジアミン化合物及びそれを用いたポリアミド、ポリアミド酸、ポリイミド、液晶配向処理剤並びに液晶表示素子
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