[发明专利]组合物、液晶取向处理剂、液晶取向膜及液晶显示元件

说明书

技术领域

本发明涉及膜的形成中所用的组合物、特别涉及液晶取向膜的形成中所用的液晶取向处理剂、所得的液晶取向膜及使用该液晶取向膜而得的液晶显示元件。

背景技术

由高分子材料等有机材料形成的膜的形成容易度和绝缘性能等受到关注，在电子器件中被广泛用作层间绝缘膜及保护膜等。作为显示器件而公知的液晶显示元件中，由有机材料形成的有机膜被用作液晶取向膜。

液晶取向膜在液晶显示元件中形成于夹持液晶的基板表面，起到使液晶沿一定的方向取向的作用。还有，液晶取向膜除具有使液晶沿一定的方向取向的作用外，还有控制液晶的预倾角的作用。

近年来，在液晶显示元件实现高功能化、其使用范围日益扩大的过程中，还要求液晶取向膜具有用于抑制液晶显示元件的显示不良而实现高显示品质的性能及可靠性。

现在，作为工业上使用的主要的液晶取向膜，广泛使用耐久性优异、适于液晶的预倾角的控制的聚酰亚胺类的有机膜。由该聚酰亚胺类的有机膜形成的液晶取向膜可通过液晶取向处理剂、即包含作为聚酰亚胺前体的聚酰胺酸和/或对聚酰胺酸进行酰亚胺化而得的聚酰亚胺的溶液的组合物来形成。即、聚酰亚胺类的液晶取向膜通过将由聚酰亚胺的溶液或作为聚酰亚胺前体的聚酰胺酸的溶液形成的液晶取向处理剂涂布在基板上，通常在200～300℃左右的高温下进行烧成来形成(例如、参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本专利特开平09-278724号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

关于用于形成聚酰亚胺类液晶取向膜的烧成工艺，在制造液晶显示元件的工艺中必须要特别高的温度。因此，在使用薄且轻量但低耐热的塑料基板来代替通常的玻璃基板时，要求液晶显示元件的基板能在更低温度下烧成。同样地，为了抑制彩色滤光片的色特性的下降等的劣化，或为了削减液晶显示元件的制造中的能源成本，也要求液晶取向膜的低温烧成化。还有，从抑制液晶显示元件的可靠性下降(长期使用时的特性下降等)方面考虑，也要求烧成工艺的低温化。

此外，其他电子器件等中的层间绝缘膜及保护膜等膜的形成中，也要求其热处理工艺的低温化。低温烧成化可防止电子器件的特性下降，有效地削减能源成本。

于是，本发明的目的在于提供能形成通过低温下的加热所形成的聚酰亚胺类的有机膜的组合物、特别是能通过低温下的加热而形成液晶取向膜的液晶取向处理剂、由该液晶取向处理剂所得的液晶取向膜、及使用该液晶取向膜而得的液晶显示元件。

解决技术问题所采用的技术方案

本发明人为了达到上述目的而进行了认真研究，结果通过以下过程获得了新发现。

即、通常聚酰亚胺类的膜、例如液晶取向膜的形成如上所述，通过使用将聚酰亚胺或聚酰亚胺前体溶于溶剂而得的聚酰亚胺的溶液、或聚酰亚胺前体的溶液，并将该溶液涂布于基板，通常在200～300℃左右的高温下进行热处理来进行。

通过该热处理，在将聚酰亚胺前体的溶液用于膜形成的情况下，例如通过进行聚酰胺酸的脱水闭环反应(热酰亚胺化)的同时进行溶剂的除去来形成膜。

在将聚酰亚胺的溶液用于膜形成的情况下，热处理的主要目的是除去溶剂。因此，使用聚酰亚胺溶液时的热处理温度虽然受所使用的溶剂的沸点的影响，但与使用聚酰胺酸时相比，热处理温度通常较低。例如，如日本专利特开平9-194725号公报所揭示的那样，可通过200℃左右的热处理温度来形成膜。因此，在热处理温度为低温时，更好是使用聚酰亚胺溶液。

另一方面，制备聚酰亚胺溶液时，通常为了将难以溶解的聚酰亚胺溶解，溶剂的选择是重要的。作为用于该目的的溶剂，可使用N-甲基-2-吡咯烷酮(以下也称为NMP)等高极性溶剂。高极性溶剂的沸点、例如NMP的沸点高达200℃以上。由使用NMP作为溶剂的聚酰亚胺溶液来形成膜的情况下，必须达到NMP的沸点附近的200℃左右的高热处理温度。在较低的温度的情况下，所得的膜中会残存溶剂(NMP)。其结果是，液晶取向膜等的情况下，引起特性的降低，液晶显示元件的特性下降。

此外，如果是作为高极性溶剂的NMP，由于具有较高的表面张力特性，所以在使用以NMP为溶剂的聚酰亚胺溶液来形成膜时，在基板上的润湿扩展特性不好。如果使所使用的溶剂的表面张力较低，则对基板的涂布性变得更好。其结果是，没有排拒性和气孔等印刷涂布时的缺陷，可形成特性更均一的高品质的聚酰亚胺类的膜。