CN108474983A

CN108474983A - 用于液晶取向层的清洁组合物和使用其的液晶取向层的制造方法

Info

Publication number: CN108474983A
Application number: CN201780005323.1A
Authority: CN
Inventors: 韩�熙; 尹陖荣; 曹正镐; 朴姮娥; 权纯湖; 尹亨硕
Original assignee: LG Chemical Co Ltd
Current assignee: LG Corp
Priority date: 2016-03-03
Filing date: 2017-01-26
Publication date: 2018-08-31
Anticipated expiration: 2037-01-26
Also published as: EP3382450A4; TW201732399A; WO2017150810A1; CN108474983B; US20190016998A1; EP3382450B1; US11008537B2; KR101697336B1; TWI663455B; JP2019508520A; EP3382450A1; JP6624297B2

Abstract

本发明涉及一种用于液晶取向层的清洁组合物，一种使用其的液晶取向层的制造方法，以及一种包含通过所述制造方法制造的液晶取向层的液晶显示装置。更具体地，本发明涉及一种用于液晶取向层的清洁组合物以及一种液晶取向层的制造方法，所述用于液晶取向层的清洁组合物通过在UV取向过程之后的清洁过程中使用包含特定溶剂的清洁组合物而能够解决液晶取向层的不均匀性问题并且有效地除去聚合物表面上的离子副产物，从而提高液晶取向层的各向异性。

Description

用于液晶取向层的清洁组合物和使用其的液晶取向层的制造方法

技术领域

相关申请的交叉引用

本申请要求于2016年3月3日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2016-0025873号的优先权和权益，其全部内容通过引用并入本文。

本发明涉及一种用于液晶取向层的清洁组合物，一种包括使用其的清洁方法的液晶取向层的制造方法以及一种包含通过该制造方法制造的液晶取向层的液晶显示装置,所述清洁组合物能够在制造通过使用液晶取向剂形成的液晶取向层的过程中提高液晶取向层的各向异性并抑制在其处理过程中发生的不均匀性问题。

背景技术

在液晶显示装置中，液晶取向层起使液晶沿预定方向取向的作用。具体地，液晶取向层充当液晶分子排列的导向器，使得当液晶由于电场而移动以形成图像时，液晶取向层允许液晶沿适当的方向取向。通常，为了在液晶显示装置中获得均匀的亮度和高对比度(CR)，需要使液晶均匀取向。

作为使液晶取向的常规方法,已使用将聚合物层(例如聚酰亚胺)施加至基底(例如玻璃)上,并用纤维(例如尼龙或聚酯)沿预定方向摩擦聚合物层的表面的摩擦法。然而，当纤维与聚合物层摩擦时,该摩擦法可能引起细粉尘或静电放电(ESD)，这可能在制造液晶面板时引起严重的问题。

为了解决摩擦法由于摩擦引起的问题，近来已使用UV取向法。UV取向法是一种光取向法，其中通过光照射在聚合物层上引起各向异性并使用各向异性使液晶取向。UV取向法由于改善取向均匀性和预倾角特性(约0度)而可以改善CR和视角。

同时，UV取向法可以代替摩擦法作为非接触取向法，但需要额外的清洁过程。

在常规UV取向过程之后通常使用的清洁过程中，主要使用水或低级醇如乙醇或IPA作为清洁剂。然而，当进行使用水、乙醇或IPA作为清洁剂的处理时，存在液晶取向层不均匀等问题，导致液晶取向层的特性在很大程度上受损。

因此，需要开发一种能够防止在UV取向过程后液晶取向层的特性劣化，特别是能够解决液晶取向层的不均匀性问题的新清洁剂，以及使用其的清洁方法。

发明内容

技术问题

本发明致力于提供一种用于液晶取向层的清洁组合物以及使用其的液晶取向层的制造方法，所述制造方法包括液晶取向层的清洁方法，具有通过清洁聚合物表面提高通过UV光取向法获得的液晶取向层的各向异性以及抑制在其处理过程中出现的不均匀性的优点。

本发明还致力于提供一种包含通过上述制造方法制造的液晶取向层的液晶显示装置。

技术方案

本发明的一个示例性实施方案提供了一种用于液晶取向层的清洁组合物，其包含：四氢糠醇或2-羟基异丁酸甲酯，其中用于液晶取向层的清洁组合物用于清洁包含聚酰亚胺或聚酰亚胺前体的UV-取向液晶取向层。

清洁组合物还可以包含选自以下的至少一种化合物：粘度为10cP或更小且沸点为至少150℃或更高的基于亚烷基二醇的化合物和粘度为5cP或更小且沸点为至少100℃或更高的极性溶剂。

清洁组合物可以包含a)100重量％的四氢糠醇或2-羟基异丁酸甲酯，或b)1重量％至99重量％的化合物a)和0.1重量％至99重量％的选自基于亚烷基二醇的化合物和极性溶剂中的至少一种化合物。

清洁组合物还可以包含：1重量％至70重量％的去离子水。

本发明的另一个实施方案提供了一种液晶取向层的制造方法，该制造方法包括：通过在基底上涂覆包含选自聚酰亚胺和聚酰亚胺前体中的至少一种聚合物的液晶取向剂并烧制来形成聚酰亚胺层；

通过对其上形成有聚酰亚胺层的基底照射偏振辐射来进行UV取向过程；

使用清洁组合物清洁基底上的完成UV取向过程的聚合物表面；以及

干燥经清洁的基底，

其中清洁组合物包含四氢糠醇或2-羟基异丁酸甲酯，以及

在清洁中，通过清洁组合物从聚酰亚胺层的聚合物表面洗涤并除去包含聚酰亚胺层的UV分解产物的离子副产物。

优选地，清洁组合物可以包含a)100重量％的选自四氢糠醇或2-羟基异丁酸甲酯中的化合物，或b)0.1重量％至99重量％的化合物a)和1重量％至99重量％的选自基于亚烷基二醇的化合物和极性溶剂中的至少一种化合物。

此外，清洁组合物还可以包含：1重量％至70重量％的去离子水。

用于清洁组合物的基于亚烷基二醇的化合物可以为选自以下的至少一者：二乙二醇叔丁醚、二乙二醇单甲醚、二乙二醇单乙醚、二乙二醇单丁醚、二丙二醇单甲醚、二丙二醇单乙醚、乙二醇单甲醚、乙二醇单丁醚、乙二醇单乙醚、丙二醇单甲醚和丙二醇单甲醚乙酸酯。用于清洁组合物的极性溶剂可以为选自以下的至少一者：乳酸乙酯、乳酸丁酯、羟基酸酯、N-甲基吡咯烷酮、N-乙基吡咯烷酮、N-甲基甲酰胺、1,3-二甲基-2-咪唑啉酮、二甲基亚砜、二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺和环丁砜。

此外，在形成聚酰亚胺层时的烧制可以包括软烘烤过程或硬烘烤过程。

另外，聚酰亚胺前体可以包含由以下化学式1表示的重复单元和由以下化学式2表示的重复单元。

[化学式1]

[化学式2]

(在化学式1和2中，X¹和X²各自独立地为衍生自C4-C20烃的四价有机基团，或者在所述四价有机基团中至少一个H被卤素取代或至少一个-CH₂-被-O-、-S-、-CO-或-SO-替代使得氧原子不直接连接的四价有机基团；R¹至R⁴各自独立地为氢或C1-C10烷基；R⁵至R⁷各自独立地为卤素、氰基、C2-C10烯基、C1-C10烷基、C1-C10烷氧基或C1-C10氟烷基；L¹为-O-、-O-CH₂-O-、-O-CH₂CH₂-O-或-O-CH₂CH₂CH₂-O-；p、q和r各自独立地为0至4的整数；以及n为1或2的整数。)

聚酰亚胺前体的重均分子量可以为1000g/mol至200000g/mol。

此外，在进行UV取向过程时，可以用波长为150nm至450nm的紫外光或可见光照射其上形成有聚酰亚胺层的基底，并且可以沿垂直方向或倾斜方向对取向层照射线性偏振光。

本发明的又一个实施方案提供了一种包含通过上述制造方法制造的液晶取向层的液晶显示装置。

有益效果

在制造液晶取向层的过程中的UV取向之后所包括的清洁过程中，可以使用包含特定溶剂(例如四氢糠醇等)的清洁组合物以容易地除去液晶取向层的聚合物表面上的离子杂质。因此，根据本发明，可以提高液晶取向层的各向异性，可以抑制在处理过程中出现的不均匀性，并且可以有效地除去残留在取向层上的杂质。此外，本发明可以提供包含液晶取向层的液晶显示装置，该液晶取向层不仅能够表现出高的稳定性和可靠性，而且还能够表现出优异的取向稳定性和电特性，并且能够保持通过UV取向过程改善CR和视角的效果。

附图说明

图1示意性地示出了在液晶取向层的制造方法中的UV取向之后的清洁机制。

图2示出了清洁之前和之后的液晶取向层的RDC结果的比较。

图3示出了比较例1和实施例1至5中曝光后的分解产物的除去速度的结果的SEM图像，其中，曝光后的分解产物的除去速度通过测量与清洁液晶取向层之前的初始厚度相比较的厚度来经由聚酰亚胺的除去速度示出。

具体实施方式

在下文中，更详细地描述本发明。在本说明书和权利要求书中使用的术语和词语不应解释为受限于典型的含义或字典定义，而应基于如下规则解释为具有与本发明的技术范围相关的含义和概念，根据该规则，发明人可以适当地限定术语的概念以便以最佳方式描述其发明。

本文中使用的术语“包括”具体说明了特定特征、区域、整数、步骤、操作、要素和/或组分，但并不排除存在或添加其他特定特征、区域、整数、步骤、操作、要素和/或组分。

本发明的另一个示例性实施方案提供了一种液晶取向层的制造方法，该制造方法包括：通过在基底上涂覆包含选自聚酰亚胺和聚酰亚胺前体中的至少一种聚合物的液晶取向剂并烧制来形成聚酰亚胺层；通过对其上形成有聚酰亚胺层的基底照射偏振辐射来进行UV取向过程；使用清洁组合物清洁基底上的完成UV取向过程的聚合物表面；以及干燥经清洁的基底，其中清洁组合物包含四氢糠醇或2-羟基异丁酸甲酯，以及在清洁中，通过清洁组合物从聚酰亚胺层的聚合物表面洗涤并除去包含聚酰亚胺层的UV分解产物的离子副产物。

在下文中，将更详细地描述本发明的用于液晶取向层的清洁组合物和使用其的液晶取向层的制造方法。

在本发明中，在制造液晶取向层的过程中的UV取向过程之后，使用具有特定结构的溶剂作为清洁组合物以解决在常规液晶取向的清洁过程中出现的不均匀性问题。

也就是说，在本发明中确定，通过用偏振辐射照射聚酰亚胺层(聚酰亚胺层通过涂覆聚酰亚胺或聚酰亚胺前体并烧制而获得),然后使用包含特定溶剂的清洁剂进行清洁处理,提高了液晶取向层的各向异性。此外，在本发明中，与使用水、乙醇或IPA作为常规清洁剂的处理的情况相比，可以解决液晶取向层的不均匀性问题，因此，可以保持液晶取向层的特性。此外，本发明的特定取向层清洁组合物用于清洁在完成取向之后存在于聚合物表面上的杂质，而不是如现有技术清洁无机层表面。也就是说，所有常规清洁剂都用于清洁取向层的无机层。然而，本发明的清洁组合物的特征在于，其用于清洁取向层的聚合物表面，与通常用于清洁半导体装置的常规清洁组合物不同。

本发明的液晶取向层的制造方法包括：通过在基底上涂覆液晶取向剂并烧制来形成聚酰亚胺、其上形成有聚酰亚胺层的基底的UV取向过程、清洁过程、以及干燥过程(热烘烤)。此外，可以在干燥过程完成之后进行单元层合过程。

由于通过UV取向过程实现的取向，在聚酰亚胺层的表面上形成液晶取向层。由于在取向层的表面上存在UV分解产物，因此进行使用清洁剂的清洁过程以从取向层的聚合物表面上除去杂质。

另外，液晶取向层的清洁机制如在图1中示出。如图1所示，当UV光照射至聚酰亚胺层时，在取向层的表面上产生离子副产物，并引起AC和DC图像残留问题。因此，需要清洁UV分解产物。

因此，在本发明中，使用包含特定清洁组分的清洁组合物来有效地清洁UV分解产物。本发明的这样的清洁组合物的特征在于包含选自四氢糠醇和2-羟基异丁酸甲酯中的化合物作为主要组分。

这些材料表现出彼此相同水平的清洁效果，更优选包含四氢糠醇。当通过在预定时间(例如，1分钟至3分钟)之后将温度升高至25℃至80℃来进行清洁处理时，四氢糠醇可以提高清洁效果。

特别地，本发明中使用的由以下化学式1表示的四氢糠醇(在下文中称作THFA)在其结构中具有亲水基团和疏水基团二者，由此表现出与水的良好亲和性和与溶剂的良好混溶性。此外，由于与胺和水没有反应性，THFA具有良好的溶液稳定性。

[化学式1]

因此，THFA可以用作清洁组合物，从而与现有技术相比，防止本发明中的液晶取向层(即，光取向层)的特性劣化。因此，在本发明中，可以使用聚酰亚胺或其前体在基底上形成液晶取向层，然后，可以使用特定溶剂作为清洁组合物，因此可以容易地除去残留在液晶取向层的聚合物表面上的副产物。通过使用清洁组合物，本发明可以容易地除去液晶取向层表面上的离子杂质，可以解决图像残留(IS)，并且可以保持取向层的优异均匀度。

此外，作为本发明的清洁组合物，可以在整个组合物中单独使用a)选自四氢糠醇和2-羟基异丁酸甲酯中的化合物，但是也可以使用还包含b)额外的溶剂的混合物形式。

额外的溶剂还可以包括选自以下的至少一者：粘度为10cP或更小且沸点为至少150℃或更高的基于亚烷基二醇的化合物和粘度为5cP或更小且沸点为至少100℃或更高的极性溶剂。

作为优选实例，本发明的清洁剂组合物可以选择性地包含以下组合：THFA和基于亚烷基二醇的化合物的混合物；THFA和极性溶剂的混合物；THFA和去离子水的混合物；THFA、基于亚烷基二醇的化合物和极性溶剂的混合物；THFA、基于亚烷基二醇的化合物和去离子水的混合物；或者THFA、基于亚烷基二醇的化合物、极性溶剂和去离子水的混合物。

此外，基于组合物的总重量，根据一个优选示例性实施方案的清洁组合物可以包含100重量％的选自四氢糠醇和2-羟基异丁酸甲酯中的化合物。

此外，基于组合物的总重量，清洁组合物可以包含a)100重量％的选自四氢糠醇和2-羟基异丁酸甲酯中的化合物，或b)0.1重量％至99重量％的化合物a)和1重量％至99重量％的选自基于亚烷基二醇的化合物和极性溶剂中的至少一种化合物。在此，考虑到对聚合物表面上的清洁效果，在b)的混合物中，可以优选50％的组分a)中的四氢糠醇。更优选地，基于组合物的总重量，清洁组合物可以包含a)100重量％的四氢糠醇或2-羟基异丁酸甲酯，或者b)1重量％至99重量％的化合物a)和0.1重量％至99重量％的选自基于亚烷基二醇的化合物和极性溶剂中的至少一种化合物。

清洁组合物还可以包含：1重量％至70重量％的去离子水。

基于组合物的总重量，本发明的清洁组合物可以包含a)20重量％至80重量％的四氢糠醇和b)20重量％至80重量％的选自基于亚烷基二醇的化合物和极性溶剂中的至少一者。

根据另一个优选示例性实施方案，基于组合物的总重量，清洁组合物可以包含a)20重量％至70重量％的四氢糠醇、b)20重量％至70重量％的选自基于亚烷基二醇的化合物和极性溶剂中的至少一者和c)10重量％至60重量％的去离子水。

基于亚烷基二醇的化合物可以为选自以下的至少一者：二乙二醇叔丁醚、二乙二醇单甲醚、二乙二醇单乙醚、二乙二醇单丁醚、二丙二醇单甲醚、二丙二醇单乙醚、乙二醇单甲醚、乙二醇单丁醚、乙二醇单乙醚、丙二醇单甲醚和丙二醇单甲醚乙酸酯。

此外，极性溶剂可以为选自以下的至少一者：乳酸乙酯、乳酸丁酯、羟基酸酯、N-甲基吡咯烷酮、N-乙基吡咯烷酮、N-甲基甲酰胺、1,3-二甲基-2-咪唑啉酮、二甲基亚砜、二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺和环丁砜。

此外，本发明中使用的去离子水可以通过一般的离子交换树脂法获得。

在此，在本发明中，如图1所示，如果必要，在UV取向之前还可以包括聚酰亚胺层的清洁过程，并且该过程不受限制，但可以通过本领域中公知的方法进行。

此外，在本发明中，清洁过程可以通过将其上形成有液晶取向层的基底浸渍在上述清洁组合物中预定时间，或者通过将清洁组合物喷涂至基底上来进行。具体地，可以通过将其上形成有涂层的基底在约25℃的温度下浸渍约1分钟至10分钟来进行清洁过程。

浸渍过程可以在约25℃至30℃的温度下进行约3分钟至30分钟，并且可以在该过程中确定清洁力。此外，为了确定侵蚀和可靠性，浸渍过程可以在约25℃至30℃的温度下进行约10小时至24小时。

同时，除了在清洁过程中使用特定清洁组合物之外，本发明中的制造液晶取向层的方法可以通过本发明所属领域中已知的各种方法来进行。

作为非限制性实例，液晶取向层可以通过在基底上涂覆稍后将描述的液晶取向剂并烧制，然后对其照射光来形成。在此，可以同时进行烧制和光照射，并且可以省略光照射。

也就是说，如上所述，聚酰亚胺的形成可以通过在基底上涂覆包含选自聚酰亚胺和聚酰亚胺前体中的至少一种聚合物的液晶取向剂并烧制来进行。

此外，形成聚酰亚胺层时的烧制包括软烘烤过程或硬烘烤过程。然而，本发明的烧制过程在很大程度上不受限制，因为所有的一般方法都是可用的。此外，如果必要，可以进行软烘烤过程和硬烘烤过程二者。

具体地，将上述液晶取向剂涂覆至其上待形成液晶取向层的基底上。作为基底，可以使用本发明所属技术领域中所使用的所有各种基底。作为涂覆方法，可以采用本发明所属技术领域中已知的所有各种方法。作为非限制性实例，液晶取向剂可以通过诸如丝网印刷、胶版印刷、柔版印刷、喷墨印刷等的方法涂覆。

然后，烧制预先制造的涂层。烧制可以通过加热装置例如热板、热空气循环炉、红外线炉等在约50℃至300℃下进行。此外，当进行软烘烤过程时，可以在约70℃的温度下进行该过程100秒至5分钟。当进行硬烘烤过程时，可以在约230℃的温度下进行该过程1000秒。

通过烧制过程，液晶取向剂中包含的聚合物中的由化学式1和3表示的重复单元可以被酰亚胺化。聚合物可以包含预先酰亚胺化的由化学式2表示的重复单元，从而与现有技术相比表现出显著提高的酰亚胺转化率。

在烧制过程之后，可以根据期望的取向方向用光照射以上制造的经烧制的层以提供液晶取向性。也就是说，当偏振辐射照射至使用聚酰亚胺或其前体获得的液晶取向层时，取向层各向异性地反应以实现光取向。因此，偏振辐射的照射可以通过对液晶取向层照射波长为150nm至450nm的紫外光或可见光，或者沿垂直方向或倾斜方向对取向层照射线性偏振光来进行。用紫外光照射时的曝光量可以为约0.25J/cm²至1J/cm²。

在清洁过程完成之后，干燥经清洁的基底可以通过在约230℃的温度下旋转干燥或烘箱干燥1000秒来进行，但是这些条件不限于此。

此外，单元层合过程可以包括虚设单元层合过程和IPC单元层合过程，并且方法不受限制。

同时，在本发明中，聚酰亚胺层的形成可以通过在基底上涂覆包含选自聚酰亚胺和聚酰亚胺前体中的至少一种聚合物的液晶取向剂并烧制来进行。

液晶取向剂的组成可以通过本发明所属技术领域中已知的各种方法来提供。

作为非限制性实例，液晶取向剂可以通过将上述聚合物溶解或分散在有机溶剂中来提供。

有机溶剂的具体实例可以包括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、四甲基脲、吡啶、二甲基砜、六甲基亚砜、γ-丁内酯、3-甲氧基-N,N-二甲基丙酰胺、3-乙氧基-N,N-二甲基丙酰胺、3-丁氧基-N,N-二甲基丙酰胺、1,3-二甲基-咪唑啉酮、乙基戊基酮、甲基壬基酮、甲基乙基酮、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、二乙二醇二甲醚、4-羟基-4-甲基-2-戊酮等。这些实例可以单独使用或组合使用。

此外，除了基于聚酰亚胺的聚合物和有机溶剂之外，液晶取向剂还可以包含其他组分。作为非限制性实例，当涂覆液晶取向剂时，还可以包含如下添加剂：其能够改善层厚度和表面平滑度的均匀性，改善液晶取向层与基底之间的粘合特性，改变液晶取向层的介电常数或导电性，或者增加液晶取向层的致密性。添加剂的实例可以包括各种溶剂、表面活性剂、基于硅烷的化合物、电介质、交联化合物等。

此外，用于获得液晶取向剂的聚酰亚胺或其前体的聚合物结构没有特别限制，并且可以使用任何结构，只要其能够形成本领域中公知的基于聚酰亚胺的聚合物层即可。

例如，可以使用具有官能团的芳族二胺化合物、具有官能团的芳族四羧酸酐等。此外，聚酰亚胺层可以通过包含聚酰胺酸的重复单元来制造。

此外，优选地，本发明中的聚酰亚胺前体可以包含由以下化学式1表示的重复单元和由以下化学式2表示的重复单元。

此外，聚酰亚胺可以是其中聚酰亚胺前体的重复单元的至少一部分被酰亚胺化的聚合物。

优选地，聚酰亚胺前体可以以50mol％至95mol％的含量包含由化学式1表示的重复单元和以5mol％至50mol％的含量包含由化学式2表示的重复单元。

[化学式1]

[化学式2]

(在化学式1和2中，X¹和X²各自独立地为衍生自C4-C20烃的四价有机基团，或者在所述四价有机基团中至少一个H被卤素取代或至少一个-CH₂-被-O-、-S-、-CO-或-SO-替代使得氧原子不直接连接的四价有机基团；R¹至R⁴各自独立地为氢或C1-C4烷基；R⁵至R⁷各自独立地为卤素、氰基、C2-C10烯基、C1-C10烷基、C1-C10烷氧基或C1-C10氟烷基；L¹为-O-、-O-CH₂-O-、-O-CH₂CH₂-O-或-O-CH₂CH₂CH₂-O-；p、q和r各自独立地为0至4的整数；以及n为1或2的整数。)

作为参考，除非在本说明书中另有说明，否则以下术语可以如下限定。

C4-C20烃可以是C4-C20烷烃、C4-C20烯烃、C4-C20炔烃、C4-C20环烷烃、C4-C20环烯烃、C6-C20芳烃，或者其中至少一种环烃可以是共用两个或更多个原子的稠环，或者其中至少一种烃可以是化学键合的烃。C4-C20烃的具体实例可以包括正丁烷、环丁烷、1-甲基环丁烷、1,3-二甲基环丁烷、1,2,3,4-四甲基环丁烷、环戊烷、环己烷、环庚烷、环辛烷、环己烯、1-甲基-3-乙基环己烯、联环己烷、苯、联苯、二苯基甲烷、2,2-二苯基丙烷、1-乙基-1,2,3,4-四氢化萘或1,6-二苯基己烷等。

C1-C10烷基可以为线性烷基、支化烷基或环状烷基。具体地，C1-C10烷基可以为C1-C10线性烷基、C1-C5线性烷基、C3-C10支化或环状烷基、或者C3-C6支化或环状烷基。更具体地，C1-C10烷基的实例可以包括甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、新戊基、环己基等。

C1-C10烷氧基可以为线性烷氧基、支化烷氧基或环状烷氧基。具体地，C1-C10烷氧基可以为C1-C10线性烷氧基、C1-C5线性烷氧基、C3-C10支化或环状烷氧基、或者C3-C6支化或环状烷氧基。更具体地，C1-C10烷氧基的实例可以包括甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、异丁氧基、叔丁氧基、正戊氧基、异戊氧基、新戊氧基、环庚氧基等。

C1-C10氟烷基可以通过用氟取代C1-C10烷基的至少一个氢而获得。

C2-C10烯基可以为线性烯基、支化烯基或环状烯基。具体地，C2-C10烯基可以为C2-C10线性烯基、C2-C5线性烯基、C3-C10支化烯基、C3-C6支化烯基、C5-C10环状烯基、或C6-C8环状烯基。更具体地，C2-C10烯基的实例可以包括乙烯基、丙烯基、丁烯基、戊烯基、环己烯基等。

卤素可以为氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)或碘(I)。

衍生自任一化合物的多价有机基团意指其中与该化合物键合的复数个氢原子被除去的形式的残基。例如，衍生自环丁烷的四价有机基团意指其中与环丁烷键合的任意四个氢原子被除去的形式的残基。

在本说明书中，化学式中的意指其中相应位点的氢被除去的形式的残基。例如，意指其中与环丁烷的1号碳、2号碳、3号碳和4号碳键合的四个氢原子被除去的形式的残基中的任一者，即衍生自环丁烷的四价有机基团。

此外，本说明书中的聚酰亚胺前体也可以是指能够在适当条件下提供聚酰亚胺的聚酰胺酸或聚酰胺酸酯。

更具体地，由化学式1表示的重复单元可以是通过使线性二胺与四羧酸或其酸酐反应而产生的重复单元。根据一个示例性实施方案的聚酰亚胺前体可以包含如化学式1所示的衍生自线性二胺的重复单元，由此提供具有显著改善的液晶取向特性和可靠性的液晶取向层。

此外，由化学式1表示的重复单元可以包含衍生自线性二胺的二价有机基团。因此，由化学式1表示的重复单元中的两个氨基可以分别键合在苯的位置1和4(例如，化学式1-1)、或键合在苯的位置1和3(例如，化学式1-2)、或键合在联苯的位置3和3’(例如，化学式1-3)、或键合在联苯的位置4和4’(例如，化学式1-4)、或键合在联苯的位置3和4’(例如，化学式1-5)。由化学式1表示的重复单元的具体实例可以具有与以下化学式1-1至1-5的结构相同的结构。

[化学式1-1]

[化学式1-2]

[化学式1-3]

[化学式1-4]

[化学式1-5]

在化学式1-1至1-5中，X¹、R¹、R²、R⁵和p与化学式1中所限定的相同。

当由化学式1表示的重复单元为由化学式1-1和1-4表示的至少一个重复单元时，可以提供能够实现更稳定的液晶取向特性的聚酰亚胺前体。

同时，即使通过小曝光量的光照射，由化学式2表示的重复单元也可以为由根据示例性实施方案的聚酰亚胺前体制备的聚酰亚胺提供液晶取向特性。因此，可以实现由化学式1表示的重复单元的取向稳定性和可靠性而没有不期望的副反应。也就是说，通过由化学式1和2表示的重复单元，可以提供如下液晶取向层：其在实现(例如经由摩擦取向层实现的)优异取向稳定性的同时具有优异的光取向层的一般物理特性。

为了在实现这样的优异取向稳定性和可靠性的同时实现优异的光取向层的一般物理特性，相对于总的重复单元，根据示例性实施方案的聚酰亚胺前体可以包含50mol％至95mol％的由化学式1表示的重复单元和5mol％至50mol％的由化学式2表示的重复单元。

根据一个示例性实施方案的聚酰亚胺前体可以由本发明所属技术领域中已知的四羧酸或其酸酐制备。因此，在由化学式1和2表示的重复单元中，X¹和X²可以是如上所述的各种四价有机基团。

例如，X¹和X²可以各自独立地为以下化学式3中描述的四价有机基团。

[化学式3]

在化学式3中，

R⁸至R¹¹各自独立地为氢或C1-C6烷基，以及

L²为-O-、-S-、-CO-、-SO-、-C(CF₃)₂-或-COO-CH₂CH₂-OCO-。

在化学式3中，X¹和X²的至少一部分可以是由以下化学式3-1表示的四价有机基团。

[化学式3-1]

在化学式3-1中，R⁸和R¹¹与化学式3中所限定的相同。

如上所述，其中X¹是由化学式3-1表示的四价有机基团的由化学式1表示的重复单元或其中X²是由化学式3-1表示的四价有机基团的由化学式2表示的重复单元可以容易地通过光照射分解以容易地实现优异的液晶取向特性。为了更有效地确保该效果，其中X¹是由化学式3-1表示的四价有机基团的由化学式1表示的重复单元和其中X²是由化学式3-1表示的四价有机基团的由化学式2表示的重复单元的总和可以相对于总的重复单元控制为60mol％至100mol％。

根据一个示例性实施方案的聚酰亚胺前体可以为聚酰胺酸或聚酰胺酸酯。当聚酰亚胺前体为聚酰胺酸时，在由化学式1和2表示的重复单元中，R¹至R⁴可以为氢，而当聚酰亚胺前体为聚酰胺酸酯时，R¹至R⁴中的至少一部分可以为C1-C10烷基。

同时，在由化学式1和2表示的重复单元中，衍生自二胺的亚苯基可以被R⁵、R⁶或R⁷取代。此外，氢可以与亚苯基中未被R⁵、R⁶或R⁷取代的碳键合。在复数个由化学式1表示的重复单元中，各个R⁵可以彼此相同或不同，类似地，在复数个由化学式2表示的重复单元中，各个R⁶和R⁷可以彼此相同或不同。

可以根据期望的物理特性制备根据一个示例性实施方案的聚酰亚胺前体以具有适当的聚合度。例如，可以制备重均分子量为1000g/mol至200000g/mol的聚酰亚胺前体。在这样的范围内可以提供表现出良好的一般物理特性的液晶取向层。

同时，根据本发明的又一个示例性实施方案，提供了一种包含通过如上所述的制造方法制造的液晶取向层的液晶显示装置。

也就是说，根据上述方法，在清洁其上形成有液晶取向层的基底之后，本发明可以制造包含液晶取向剂的液晶取向层，并且液晶取向层可以被应用于制造液晶显示装置。

上述短语“包含液晶取向剂的液晶取向层”意指液晶取向层包含液晶取向剂本身，或者液晶取向层包含通过液晶取向剂的化学反应获得的产物。

可以通过已知的方法将液晶取向层引入液晶单元中，类似地，可以通过已知的方法将液晶单元引入液晶显示装置中。由于使用了上述表现出优异清洁力的清洁方法，因此液晶取向层可以实现优异的稳定性以及优异的物理特性。因此，提供了能够表现出高的可靠性的液晶显示装置。

此外，除了通过上述方法提供液晶取向层之外，可以通过本领域公知的方法来制造本发明中描述的液晶显示装置，因此将省略其详细描述。

在下文中，通过本发明的具体实施例更详细地描述本发明的作用和效果。然而，这些实施例是作为实施例提供的，因此，不应被解释为限制本发明的范围。

<比较例1至12和实施例1至34>

液晶取向剂和液晶单元的制备

(1)液晶取向剂的制备

将聚酰亚胺聚合物(Mw：23000至27000)溶解在混合溶剂中以具有5重量％比率的固体，所述混合溶剂含有重量比为8:2的NMP和正丁氧基乙醇。然后，将所得溶液通过孔径为0.2μm且由聚(四氟乙烯)材料制成的过滤器进行加压过滤，以制备液晶取向剂。

(2)液晶单元的制备

使用以上制备的液晶取向剂通过以下方法制备液晶单元。

通过旋涂法用液晶取向剂分别涂覆基底(下板)和玻璃基底(上板)，在所述下板中，厚度为60nm、电极宽度为3μm且电极之间的间隙为6μm的梳形IPS(面内转换)模式ITO电极图案形成在尺寸为2.5cm×2.7cm的矩形玻璃基底上，所述上板上没有电极图案。

随后，将涂覆有液晶取向剂的基底放置在约70℃的热板上干燥1000秒，并在约230℃的烘箱中经受1000秒的硬烘烤，以获得厚度为0.1μm的聚酰亚胺涂层。

为了使由此获得的涂层取向，使用具有线性偏光元件的曝光器以0.25J/cm²至1J/cm²的曝光量将254nm的紫外线照射至上板和下板各自的涂层。

然后，通过混合表1至7中的相应组分来制备比较例1至12和实施例1至34的清洁组合物。接着，在25℃的温度下将其上形成有涂层的基底浸入实施例和比较例各自的清洁组合物中约5分钟，由此，进行清洁基底的过程。

在清洁过程完成时，将基底在230℃的烘箱中干燥1000秒。

然后，将浸渍有尺寸为3μm的球状间隔件的密封剂涂覆至基底上板的边缘，液晶注入孔除外。接着，将形成在上板和下板上的取向层布置成在彼此面对的同时取向方向彼此平行，然后将上板和下板层合，并使密封剂固化以制造空单元。随后，将液晶注入空单元中以制造IPS模式液晶单元。

实验例

<液晶取向层的特性评估>

通过以下方法测量使用实施例和比较例中所使用的清洁组合物清洁的液晶取向层的各向异性、层均匀性、黑电平和AC残留图像变化率。此外，其结果在表1至表6中示出。

(1)各向异性的评估

通过AxoStep法评估液晶取向层的各向异性。

(评估标准)

1：清洁后各向异性值降低10％或更大

2：清洁后各向异性值降低10％以内

3：与清洁前相比各向异性值相同

4：清洁后各向异性值增加10％以内

5：清洁后各向异性值增加10％或更大

(2)层均匀性的评估

通过AFM法评估液晶取向层的层均匀性。

(评估标准)

1：清洁后表面粗糙度值增加10％或更大

2：清洁后表面粗糙度值增加10％以内

3：与清洁前相比表面粗糙度值相同

4：清洁后表面粗糙度值降低10％以内

5：清洁后表面粗糙度值降低10％或更大

(3)黑电平的评估

通过PR-880法评估液晶取向层的黑电平。

(评估标准)

1：清洁后黑电平降低10％或更大

2：清洁后黑电平增加10％以内

3：与清洁前相比黑电平相同

4：清洁后黑电平降低10％以内

5：清洁后黑电平降低10％或更大

(4)AC残留图像变化率的评估

在60℃下施加电压为12V的AC 24小时后，通过PR-800法评估液晶取向层的AC残留图像变化率。

(评估标准)

1：清洁后AC残留图像变化率的变化水平为100％或更大

2：清洁后AC残留图像变化率的变化水平为30％或更大

3：与清洁前相比AC残留图像变化率(20％变化率)相同

4：清洁后AC残留图像变化率的变化水平在10％以内

5：清洁后AC残留图像变化率的变化水平在5％以内

(表1)

总和	100	100	100	100	100
						各向异性	3	2	2	2	3
层均匀性	3	3	3	3	4
						黑电平	3	2	2	2	4
AC残留图像变化率	4	2	2	2	4

注释)

THFA：四氢糠醇

IPA：异丙醇

MDG：二乙二醇单甲醚(甲基卡必醇)

MG：乙二醇单甲醚

EDG：二乙二醇单乙醚(乙基卡必醇)

EG：乙二醇单乙醚

BDG：二乙二醇单丁醚(丁基卡必醇)

BG：乙二醇单丁醚

NMP：N-甲基吡咯烷酮

NEP：N-乙基吡咯烷酮

HBM：2-羟基异丁酸甲酯

IP-EL：乳酸异丙酯

BL：乳酸丁酯

(表2)

(表3)

(表4)

表5

表6

表7

由表1至7的结果确定，本发明的实施例1至34与比较例1至12相比在各向异性、层均匀性、黑电平和AC残留图像变化率方面表现出普遍优异的结果。特别地，如表1的结果所示，仅包含EL的比较例1的清洁力低于本发明的包含特定溶剂(特别是THFA或HBM)的实施例的清洁力，因此，液晶取向层的物理特性较差。此外，单独包含基于醇的溶剂、基于亚烷基二醇的溶剂或极性溶剂的比较例2至12的液晶取向层的物理特性普遍低于实施例的物理特性。

(5)RDC(残留DC电压，残留DC)的评估

测量清洁之前和之后的实施例1的液晶取向层的RDC，并且其结果示于图2中。

如图2所示，通过使用本发明的实施例1的清洁组合物，残留电压特性得到改善。

(6)分解产物的除去速度的测量(分解速度越快，清洁力越好)

通过常规方法经由聚酰亚胺的除去速度(比初始厚度更薄)测量比较例1和实施例1至5中曝光之后的分解产物的除去速度，并且其结果示于表8和图3中。即，图3示出了比较例1和实施例1至5中曝光之后的分解产物的除去速度的结果的SEM图像，其中通过测量与清洁液晶取向层之前的初始厚度相比的厚度经由聚酰亚胺的除去速度来示出曝光之后的分解产物的除去速度。

(表8)

由表8的结果和图3确定，本发明的实施例1至5的分解速度比包含乳酸乙酯的比较例1的分解速度快，因此实施例1至5的清洁力优异。

(7)RDC的测量

通过常规方法测量比较例1和实施例1至5的RDC，其结果示于下表9中。

(表9)

	清洁组合物	(+)RDC(V)	(-)RDC	平均RDC(V)	测定
						比较例1	EL	0.264	0.425	0.345	3
实施例1	THFA	0.056	0.071	0.064	5
						实施例2	THFA+DI	0.037	0.106	0.072	5
实施例3	THFA+二醇	0.224	0.165	0.195	4
						实施例4	THFA+二醇	0.178	0.302	0.240	4
实施例5	HBM	0.102	0.084	0.093	5

由表9确定，本发明的实施例1至5的残留DC值小于仅包含乳酸乙酯的比较例1的残留DC值，因此，实施例1至5的清洁力优异。

Claims

1.一种用于液晶取向层的清洁组合物，包含：

四氢糠醇或2-羟基异丁酸甲酯，

其中所述用于液晶取向层的清洁组合物用于清洁包含聚酰亚胺或聚酰亚胺前体的UV-取向液晶取向层。

2.根据权利要求1所述的用于液晶取向层的清洁组合物，还包含：

选自以下的至少一种化合物：粘度为10cP或更小且沸点为至少150℃或更高的基于亚烷基二醇的化合物和粘度为5cP或更小且沸点为至少100℃或更高的极性溶剂。

3.根据权利要求1所述的用于液晶取向层的清洁组合物，其中：

所述清洁组合物包含：

a)100重量％的所述四氢糠醇或所述2-羟基异丁酸甲酯，或

b)1重量％至99重量％的化合物a)和0.1重量％至99重量％的选自基于亚烷基二醇的化合物和极性溶剂中的至少一种化合物。

4.根据权利要求1所述的用于液晶取向层的清洁组合物，还包含：

1重量％至70重量％的去离子水。

5.根据权利要求2所述的用于液晶取向层的清洁组合物，其中：

所述基于亚烷基二醇的化合物为选自以下的至少一者：二乙二醇叔丁醚、二乙二醇单甲醚、二乙二醇单乙醚、二乙二醇单丁醚、二丙二醇单甲醚、二丙二醇单乙醚、乙二醇单甲醚、乙二醇单丁醚、乙二醇单乙醚、丙二醇单甲醚和丙二醇单甲醚乙酸酯。

6.根据权利要求2所述的用于液晶取向层的清洁组合物，其中：

所述极性溶剂为选自以下的至少一者：乳酸乙酯、乳酸丁酯、羟基酸酯、N-甲基吡咯烷酮、N-乙基吡咯烷酮、N-甲基甲酰胺、1,3-二甲基-2-咪唑啉酮、二甲基亚砜、二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺和环丁砜。

7.根据权利要求1所述的用于液晶取向层的清洁组合物，其中：

所述液晶取向层通过如下方法获得，所述方法包括：

通过在基底上涂覆包含选自聚酰亚胺和聚酰亚胺前体中的至少一种聚合物的液晶取向剂并烧制来形成聚酰亚胺层；以及通过对其上形成有所述聚酰亚胺层的所述基底照射偏振辐射来进行UV取向过程。

8.根据权利要求7所述的用于液晶取向层的清洁组合物，其中：

所述聚酰亚胺前体包含由以下化学式1表示的重复单元和由以下化学式2表示的重复单元：

[化学式1]

[化学式2]

在化学式1和2中，

X¹和X²各自独立地为衍生自C4-C20烃的四价有机基团，或者在所述四价有机基团中至少一个H被卤素取代或至少一个-CH₂-被-O-、-S-、-CO-或-SO-替代使得氧原子不直接连接的四价有机基团；

R¹至R⁴各自独立地为氢或C1-C10烷基；

R⁵至R⁷各自独立地为卤素、氰基、C2-C10烯基、C1-C10烷基、C1-C10烷氧基或C1-C10氟烷基；

L¹为-O-、-O-CH₂-O-、-O-CH₂CH₂-O-或-O-CH₂CH₂CH₂-O-；

p、q和r各自独立地为0至4的整数；以及

n为1或2的整数。

9.一种液晶取向层的制造方法，所述制造方法包括：

通过在基底上涂覆包含选自聚酰亚胺和聚酰亚胺前体中的至少一种聚合物的液晶取向剂并烧制来形成聚酰亚胺层；

通过对其上形成有所述聚酰亚胺层的所述基底照射偏振辐射来进行UV取向过程；

使用清洁组合物清洁所述基底上的完成所述UV取向过程的聚合物表面；以及

干燥经清洁的基底，

其中所述清洁组合物包含四氢糠醇或2-羟基异丁酸甲酯，以及

在所述清洁中，通过所述清洁组合物，从所述聚酰亚胺层的所述聚合物表面洗涤并除去包含所述聚酰亚胺层的UV分解产物的离子副产物。

10.根据权利要求9所述的制造方法，其中：

所述清洁组合物还包含选自以下的至少一种化合物：粘度为10cP或更小且沸点为至少150℃或更高的基于亚烷基二醇的化合物和粘度为5cP或更小且沸点为至少100℃或更高的极性溶剂。

11.根据权利要求9所述的制造方法，其中：

所述清洁组合物包含：

a)100重量％的所述四氢糠醇或所述2-羟基异丁酸甲酯，或

12.根据权利要求9所述的制造方法，其中：

所述清洁组合物还包含1重量％至70重量％的去离子水。

13.根据权利要求10所述的制造方法，其中：

14.根据权利要求10所述的制造方法，其中：

15.根据权利要求9所述的制造方法，其中：

形成所述聚酰亚胺层时的所述烧制包括软烘烤过程或硬烘烤过程。

16.根据权利要求9所述的制造方法，其中：

[化学式1]

[化学式2]

在化学式1和2中，

R¹至R⁴各自独立地为氢或C1-C10烷基；

L¹为-O-、-O-CH₂-O-、-O-CH₂CH₂-O-或-O-CH₂CH₂CH₂-O-；

p、q和r各自独立地为0至4的整数；以及

n为1或2的整数。

17.根据权利要求9所述的制造方法，其中：

所述聚酰亚胺前体的重均分子量为1000g/mol至200000g/mol。

18.根据权利要求9所述的制造方法，其中：

在进行所述UV取向过程时，用波长为150nm至450nm的紫外光或可见光照射其上形成有所述聚酰亚胺层的所述基底，并沿垂直方向或倾斜方向对所述取向层照射线性偏振光。

19.一种液晶显示装置，包含通过根据权利要求9所述的制造方法制造的液晶取向层。