DE102014113644B4

DE102014113644B4 - Verfahren zur Herstellung eines photolytischen Ausrichtungsfilms

Info

Publication number: DE102014113644B4
Application number: DE102014113644.6A
Authority: DE
Inventors: Huiping Chai; Yong Yuan; Chen Liu; Wenze SHAN
Original assignee: Tianma Microelectronics Co Ltd; Shanghai Tianma Microelectronics Co Ltd
Current assignee: Tianma Microelectronics Co Ltd; Shanghai Tianma Microelectronics Co Ltd
Priority date: 2014-06-27
Filing date: 2014-09-22
Publication date: 2016-03-24
Anticipated expiration: 2034-09-23
Also published as: US20150378218A1; US9766502B2; DE102014113644A1; CN104049412A; CN108181764A

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der optischen Ausrichtung, das ein Verfahren zur Herstellung eines photolytischen Ausrichtungsfilms, ein Flüssigkristall-Display-Panel und eine Display-Vorrichtung bereitstellt. Das Verfahren zur Herstellung eines photolytischen Ausrichtungsfilms umfasst: Schritt a: Bestrahlen eines mit einem photolytischen Ausrichtungsmaterial beschichteten Substrats mit polarisierten UV-Strahlen, um das photolytische Ausrichtungsmaterial in Zersetzungsprodukte zu zerlegen, wobei die Zersetzungsprodukte wenigstens ein Nicht-Polymer umfassen; und Schritt b: Spülen des mit polarisierten UV-Strahlen bestrahlten Substrats unter Anwendung eines Reinigungsmittels zur Entfernung des Nicht-Polymers, um einen photolytischen Ausrichtungsfilm zu bilden. In der technischen Lösung der vorliegenden Erfindung kann der photolytische Ausrichtungsfilm zu bedeutend geringeren Kosten hergestellt werden, weil das Nicht-Polymer unter Anwendung eines Reinigungsmittels gespült wird.

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft das Feld der optischen Ausrichtung, und insbesondere ein Verfahren zur Herstellung eines photolytischen Ausrichtungsfilms.
Hintergrund der Erfindung
Bei Flachbildschirmgeräten haben im aktuellen Flat-Panel-Markt Dünnschichttransistor-Flüssigkristall-Displays (kurz auch als TFT-LCDs bezeichnet) eine dominierende Stellung erreicht, wofür deren geringes Volumen, der geringe Stromverbrauch, die niedrigen Herstellungskosten, die Strahlungsfreiheit und andere Eigenschaften verantwortlich sind. Ein Ausrichtungsfilm eines Flüssigkristall-Displays ist einer der wichtigen Faktoren mit Einfluss auf die Anzeigequalität des Flüssigkristall-Displays, und der Flüssigkristall-Ausrichtungsfilm hat mit wachsender Qualität des Flüssigkristall-Displays an Bedeutung noch gewonnen.
Der Flüssigkristall-Ausrichtungsfilm wird durch die Verwendung von Ausrichtungsmaterial allgemein in zwei Verfahren hergestellt, einem Reibeverfahren und einem optischen Ausrichtungsverfahren, wobei im Reibeverfahren ein Stoff in Kontakt mit einem Ausrichtungsmaterial kommt und gegen das Ausrichtungsmaterial in derselben Richtung reibt, während im letzteren Verfahren das Ausrichtungsmaterial kontaktlos mit linearem polarisiertem UV-Licht bestrahlt wird, so dass im optischen Ausrichtungsverfahren möglicherweise weniger Staubentwicklung oder statische Aufladung auftritt als im Reibeverfahren. Somit kann der Flüssigkristall-Ausrichtungsfilm mit guten Ausrichtungseigenschaften im optischen Ausrichtungsverfahren produziert werden, um auf diese Weise die Leistungsfähigkeit von Anzeigeelementen aus Flüssigkristallen zu verbessern. Die in optischen Ausrichtungsverfahren verwendeten optischen Ausrichtungsmaterialien können in vier Arten unterteilt werden, namentlich ein optisch-isomeres Ausrichtungsmaterial, ein optisch-vernetztes Ausrichtungsmaterial und ein photolytisches Ausrichtungsmaterial auf der Grundlage unterschiedlicher Ausrichtungsprinzipien zur Nutzung in den optischen Ausrichtungsverfahren, wobei das optisch-isomere Ausrichtungsmaterial sowohl unter einem Verfärbungsproblem wie unter einer schlechten thermischen Stabilität leidet; das optisch-vernetzte Ausrichtungsmaterial leidet unter zufällig auftretenden Polymerreaktionen optisch aktiver Radikale in den optisch vernetzten Molekülen während einer Polymerreaktion, weshalb eine Polymergitterstruktur mit Ausrichtungsfunktion erzeugt werden und eine sekundäre Reaktion stattfinden kann, die eine nicht notwendige Generierung von Polymermolekülen mit sich bringt, welche ein Geisterbild bewirken können; und das photolytische Ausrichtungsmaterial, bei dem es sich um Polymermaterial handelt, kann nach Bestrahlung mit Licht zu Zersetzungsprodukten zerlegt werden, namentlich zu einem primären Produkt und einem sekundären Produkt, wobei das primäre Produkt ein Polymer ist, aus dem eine Ausrichtungsschicht gebildet wird, und das sekundäre Produkt ein Nicht-Polymer ist, das kleine Moleküle umfasst, die das Problem eines Geisterbildes auslösen können, wenn die Zahl der verbleibenden kleinen Moleküle signifikant ist.
Die CN 103 091 903 (A) offenbart ein Herstellungsverfahren, ein Flüssigkristallanzeige(LCD)-Substrat und eine Vorrichtung für einen Photolysetyp-Ausrichtfilm und ist dem technischen Gebiet der LCD-Ausrichtfilme zugeordnet. Das Herstellungsverfahren, das LCD-Substrat und die Vorrichtung für den Photolysetyp-Ausrichtfilm können die Probleme lösen, dass eine LCD Vorrichtung ein geringes Kontrastbildverhältnis besitzt, licht-undicht, mit Störbild oder dergleichen verursacht durch einen bestehenden Photolysetyp-Ausrichtfilm ist. Das Herstellungsverfahren für den Photolysetyp-Ausrichtfilm umfasst die folgenden Schritte: Bilden einer Filmschicht aus einem Photolysetyp-Ausrichtmaterial auf einem Substrat; Bestrahlen der Filmschicht mittels polarisiertem Licht, um einen Teil des Photolysetyp-Ausrichtmaterials zu ermöglichen, gespalten zu werden, und Erhalten eine Substrates, das mit einem Photolysetyp-Ausrichtfilm versehen ist; und Waschen des Photolysetyp-Ausrichtfilms auf dem Substrat mittels eines Reinigungsmittels. Das LCD Substrat und die Vorrichtung für den Photolysetyp-Ausrichtfilm umfassen die Photolysetyp-Ausrichtfilme, die durch das Herstellungsverfahren hergestellt sind. Das Herstellungsverfahren für den Photolysetyp-Ausrichtfilm kann für LCD Vorrichtungen mit Photolysetyp-Ausrichtfilmen für unterschiedliche Zwecke eingesetzt werden, insbesondere für LCD Vorrichtungen mit Photolysetyp-Ausrichtfilmen von größeren gespaltenen Produktmolekülen.
Zusammenfassung der Erfindung
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung schaffen ein Verfahren zur Herstellung eines photolytischen Ausrichtungsfilms, um das Problem hoher Herstellungskosten des photolytischen Ausrichtungsfilms am Stand der Technik zu bewältigen.
Die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung verkörpern folgende technischen Lösungen:
Zunächst schafft ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines photolytischen Ausrichtungsfilms, das Folgendes umfasst:
Schritt a: Bestrahlung eines mit einem photolytischen Ausrichtungsmaterial beschichteten Substrats mit polarisierten Ultraviolettstrahlen, um das photolytische Ausrichtungsmaterial in Zersetzungsprodukte mit wenigstens einem Nicht-Polymer zu zerlegen; und
Schritt b: Spülen des mit polarisierten Ultraviolettstrahlen bestrahlten Substrats unter Verwendung eines Reinigungsmittels zur Entfernung des Nicht-Polymers, um auf diese Weise einen photolytischen Ausrichtungsfilm zu bilden, wobei das Spülen des mit polarisierten Ultraviolettstrahlen bestrahlten Substrats unter Verwendung eines Reinigungsmittels Folgendes umfasst:
Sprühen des Reinigungsmittels auf das Substrat, wobei eine Richtung der Besprühung einer Ausrichtungsrichtung des photolytischen Ausrichtungsfilms auf dem Substrat entspricht.
In dieser technischen Lösung wird das Nicht-Polymer unter den Zersetzungsprodukten des photolytischen Ausrichtungsmaterials mit Hilfe des Reinigungsmittels entfernt, und der photolytische Ausrichtungsfilm kann aufgrund des billigen Reinigungsmittels zu bedeutend verringerten Kosten hergestellt werden. Das Nicht-Polymer unter den Zersetzungsprodukten kann durch Verwendung des Reinigungsmittels mit einer Sprühvorrichtung oder einem Spülbecken ohne die Lichtquelle einer zweiten Lichtbestrahlung nach dem Stand der Technik beseitigt werden, woraus eine deutliche Kostensenkung resultiert.
Die vorliegende Erfindung steht ferner im Zusammenhang mit einem Flüssigkristall-Display-Panel mit einem ersten Substrat, einem zweiten Substrat und einer Flüssigkristallschicht, die zwischen dem ersten Substrat und dem zweiten Substrat angeordnet ist, wobei ein unter Anwendung des oben beschriebenen Verfahrens zur Herstellung eines photolytischen Ausrichtungsfilms hergestellter Ausrichtungsfilm auf der Seitenfläche des ersten Substrats und/oder des der Flüssigkristallschicht zugewandten zweiten Substrats vorgesehen ist.
Das Flüssigkristall-Display-Panel lässt sich aufgrund des oben beschriebenen, preisgünstigen Verfahrens zur Herstellung eines photolytischen Ausrichtungsfilms zu geringen Kosten produzieren.
Die vorliegende Erfindung steht ferner im Zusammenhang mit einer Display-Vorrichtung mit einem Hintergrundbeleuchtungsmodul und dem oben beschriebenen Flüssigkristall-Display-Panel, wobei das Flüssigkristall-Display-Panel auf einer lichtemittierenden Seite des Hintergrundbeleuchtungsmoduls angeordnet ist.
Die Display-Vorrichtung kann aufgrund der geringen Herstellungskosten für das Flüssigkristall-Display-Panel wie oben beschrieben kostengünstig hergestellt werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Zur besseren Verdeutlichung der technischen Lösungen in den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung werden nachstehend die in einer Beschreibung der Ausführungsbeispiele zu verwendenden Zeichnungen kurz vorgestellt, wobei diese nachstehend beschriebenen Zeichnungen selbstverständlich nur illustrativen Charakter mit Bezug auf einige Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung haben, so dass einschlägig bewanderte Fachpersonen von diesen Zeichnungen ohne erfinderischen Aufwand andere Zeichnungen abzuleiten vermögen.
1 ist ein schematisches Fließdiagramm eines Verfahrens zur Herstellung eines photolytischen Ausrichtungsfilms gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
2 ist ein schematisches Fließdiagramm eines Verfahrens zur Herstellung eines photolytischen Ausrichtungsfilms gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
3 ist ein schematisches Fließdiagramm spezifischer Verfahrensschritte in dem in 1 oder 2 dargestellten Schritt 101;
4 ist ein schematisches Strukturdiagramm eines Flüssigkristall-Display-Panels gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
5 ist ein schematisches Strukturdiagramm einer Display-Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Detaillierte Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Zur besseren Verdeutlichung der Ziele, der technischen Lösungen und Vorteile der vorliegenden Erfindung wird die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen in größerem Detail beschrieben. Es versteht sich, dass die beschriebenen Ausführungsbeispiele nur einen Teil der Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung bilden, nicht aber sämtliche Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung. Auf der Grundlage der Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung fallen auch sämtliche anderen Ausführungsbeispiele, die von einschlägig bewanderten Fachpersonen ohne weiteren erfinderischen Aufwand abgeleitet werden, in den Geltungsbereich der vorliegenden Erfindung.
Zur Herstellung eines photolytischen Ausrichtungsfilms kann das einem Beschichtungsverfahren unterzogene Ausrichtungsmaterial anhand der folgenden zwei Verfahren bearbeitet werden: in einem Verfahren wird das Ausrichtungsmaterial zunächst vorgebacken, um ein Lösungsmittel im Ausrichtungsmaterial zu entfernen, dann mit polarisierten UV-Strahlen bestrahlt, um in seine Zersetzungsprodukte zersetzt zu werden, und im weiteren nachgebacken, um das Nicht-Polymer unter diesen Zersetzungsprodukten zu entfernen und auf diese Weise den Ausrichtungsfilm zu bilden; und im anderen Verfahren wird das Ausrichtungsmaterial zunächst vorgebacken, dann mit polarisierten UV-Strahlen bestrahlt, um in seine Zersetzungsprodukte zersetzt zu werden, und ferner einer zweiten Lichtbestrahlung unterzogen, um das Nicht-Polymer unter diesen Zersetzungsprodukten zu entfernen. Zwei Substrate können mit dem hergestellten Ausrichtungsfilm zu Flüssigkristallzellen zusammengesetzt werden. Jedoch können Reste des zersetzten photolytischen Ausrichtungsfilms durch Nachbacken oder eine zweite Lichtbestrahlung in den zwei oben beschriebenen Verfahren, zu denen manchmal auch eine Infrarotbestrahlung, eine weite Infrarotbestrahlung, eine Elektronenbestrahlung, eine radioaktive Bestrahlung usw. gehört, entfernt werden, welche aufgrund der hohen Ansprüche an die Lichtquelle für die optische Ausrichtung hohe Kosten auslösen können.
Wie in 1 dargestellt, schafft ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zunächst ein Verfahren zur Herstellung eines photolytischen Ausrichtungsfilms, das Folgendes umfasst:
Schritt 101 (Schritt a): ein mit einem photolytischen Ausrichtungsmaterial beschichtetes Substrat wird von polarisierten UV-Strahlen bestrahlt, um das photolytische Ausrichtungsmaterial in Zersetzungsprodukte zu zerlegen, die wenigstens ein Nicht-Polymer umfassen; und
Schritt 102 (Schritt b): das mit den polarisiertem UV-Strahlen bestrahlte Substrat wird unter Anwendung eines Reinigungsmittels gespült, um das Nicht-Polymer zu entfernen und auf diese Weise einen photolytischen Ausrichtungsfilm zu schaffen.
In dieser technischen Lösung wird das Nicht-Polymer unter den Zersetzungsprodukten des photolytischen Ausrichtungsmaterials durch Anwendung des Reinigungsmittels entfernt, und der photolytische Ausrichtungsfilm kann dank des billigen Reinigungsmittels zu deutlich niedrigeren Kosten hergestellt werden. Das Nicht-Polymer unter den Zersetzungsprodukten kann unter Verwendung des Reinigungsmittels beseitigt werden, wofür lediglich eine Sprühvorrichtung oder ein Spülbecken ohne die am Stand der Technik bestehende Notwendigkeit einer Lichtquelle für eine zweite Lichtbestrahlung verwendet wird, wodurch die Vorrichtungskosten erheblich sinken. Im Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist das photolytische Ausrichtungsmaterial ein Polymermaterial, und nachdem das photolytische Ausrichtungsmaterial mit polarisierten UV-Strahlen bestrahlt wurde, werden Seitenketten oder ein Teil der Hauptketten des photolytischen Ausrichtungsmaterials aufgebrochen, abhängig von den unterschiedlichen Arten des photolytischen Ausrichtungsmaterials, so dass das photolytische Ausrichtungsmaterial in ein Polymer zerlegt wird, aus dem der Ausrichtungsfilm und wenigstens ein Nicht-Polymer mit kleinen Molekülen gebildet werden, die ein Geisterbild erzeugen können, wenn sie auf dem Substrat verbleiben; ein Zweck der Erfindung besteht deshalb darin, das Nicht-Polymer unter Anwendung des Reinigungsmittels zu entfernen.
In Schritt 102 (Schritt b) kann das mit polarisierten UV-Strahlen bestrahlte Substrat mittels des Reinigungsmittels auf unterschiedliche Arten gespült werden, beispielsweise kann das mit polarisierten UV-Strahlen bestrahlte Substrat in ein Reinigungsbecken eingelegt werden, das mit dem Reinigungsmittel gefüllt ist, oder das Reinigungsmittel kann auf das mit polarisierten UV-Strahlen bestrahlte Substrat gesprüht werden, und vorzugsweise wird das mit polarisierten UV-Strahlen bestrahlte Substrat in Schritt 102 durch Anwendung des Reinigungsmittels gespült, insbesondere durch Verwendung des Reinigungsmittels zum Spülen des mit polarisierten UV-Strahlen bestrahlten Substrats durch lineares Besprühen des Substrats.
Durch Spülen mittels linearen Besprühens kann das Reinigungsmittel auch aus dem Substrat in die Richtung des linearen Besprühens fließen, während das Nicht-Polymer unter den Zersetzungsprodukten aufgelöst wird, um so die Effizienz des Spülvorgangs zu erhöhen. Die Temperatur, der Sprühdruck, die Strömungsgeschwindigkeit, die Strömungsrate usw. des Spülmittels können je nach der Menge des Nicht-Polymers unter den zu reinigenden Zerfallsprodukten angepasst und gesteuert werden, und die vorliegende Erfindung ist in dieser Hinsicht nicht eingeschränkt.
Die Richtung des linearen Besprühens entspricht der Ausrichtungsrichtung des photolytischen Ausrichtungsfilms.
Wenn die Richtung des linearen Besprühens des Reinigungsmittels der Ausrichtungsrichtung des photolytischen Ausrichtungsfilms auf dem Substrat entspricht, fließt das aufgesprühte Reinigungsmittel in Ausrichtungsrichtung und erleichtert damit die Reinigung des Nicht-Polymers unter den Zersetzungsprodukten des zerlegten photolytischen Ausrichtungsfilms bei gleichzeitig weiterer Reduzierung der Menge des auf dem Substrat verbliebenen Nicht-Polymers.
Vorzugsweise wird das mit polarisierten UV-Strahlen bestrahlte Substrat spezifisch durch lineares Besprühen unter Anwendung des Reinigungsmittels insbesondere wie folgt gespült:
Das mit polarisierten UV-Strahlen bestrahlte Substrat wird durch lineares Besprühen unter Anwendung des Reinigungsmittels gespült, wobei das Substrat sich in einem Transportstatus befindet und die Transportrichtung des Substrats der Richtung des linearen Besprühens mit dem Reinigungsmittel entgegengesetzt ist.
Für die Anpassung an eine geleitete Produktion kann das mit polarisierten UV-Strahlen bestrahlte Substrat durch lineares Besprühen gespült werden, indem das Substrat auf ein Förderband einer Pipeline platziert wird, so dass sich das Substrat in einem Transportstatus befindet, und wenn die Transportrichtung des Substrats der Richtung des linearen Besprühens mit Reinigungsmittel entgegengesetzt ist, wird das Substrat äquivalent durch umgekehrtes lineares Besprühen gespült, während es transportiert wird, so dass das Nicht-Polymer unter den Zersetzungsprodukten nachhaltiger entfernt werden und damit die Spüleffizienz gesteigert werden kann.
Zudem kann in Schritt b das mit polarisierten UV-Strahlen bestrahlte Substrat durch Anwendung des Reinigungsmittels gespült werden, insbesondere durch Spülen des mit polarisierten UV-Strahlen bestrahlten Substrats unter Anwendung des Reinigungsmittels bei einer Temperatur von 15 bis 80°C, zum Beispiel bei Temperaturen von 15°C, 20°C, 20–25°C, 30°C, 40°C, 40–45°C, 60°C, 70°C oder 80°C.
Das mit polarisierten UV-Strahlen bestrahlte Substrat wird unter Anwendung des Reinigungsmittels typischerweise bei entsprechenden Temperaturbedingungen gespült, zumal eine erhöhte Löslichkeit des Reinigungsmittels bei zu hohen Temperaturen einen Teil des nicht-zersetzten optischen Ausrichtungsmaterials auflösen und den Ausrichtungsfilm damit unvollständig machen könnte, und eine schlechte Löslichkeit des Nicht-Polymers unter den Zersetzungsprodukten bei zu niedrigen Temperaturen könnte die Entfernung des Nicht-Polymers behindern.
Wie in 2 dargestellt, kann das oben beschriebene Herstellungsverfahren optional auch folgenden Schritt im Anschluss an den Schritt 102 (Schritt b) umfassen:
Schritt 103: der photolytische Ausrichtungsfilm wird unter Anwendung eines Luftvorhangs getrocknet oder unter Anwendung einer Flüssigkeit gespült.
Nachdem das Nicht-Polymer unter den Zersetzungsprodukten unter Anwendung des Reinigungsmittels beseitigt wurde, kann ein Teil des Reinigungsmittels auf dem Ausrichtungsfilm verbleiben, weshalb der photolytische Ausrichtungsfilm unter Anwendung des Luftvorhangs getrocknet werden kann, um damit das Reinigungsmittel zu entfernen; oder der photolytische Ausrichtungsfilm kann unter Anwendung der Flüssigkeit gespült werden, bei der es sich typischerweise um ein Lösungsmittel handeln kann, das mit dem Reinigungsmittel mischbar und das hochgradig volatil ist, so dass der verbleibende Teil des Reinigungsmittels im Flüssigspülverfahren entfernt werden kann. Beispielsweise kann das Reinigungsmittel als schwach volatiles Anilin gegeben sein, und die Flüssigkeit als hochvolatiles Aceton, das mit Anilin mischbar sein kann.
Die Trocknungstemperatur des Luftvorhangs liegt vorzugsweise bei 15 bis 100°C. Die Temperatur des Luftvorhangs ist die Temperatur eines durch eine Düse des Luftvorhangs mit hoher Geschwindigkeit ausgestoßenen Luftstroms, beispielsweise kann die Trocknungstemperatur 15°C, 20°C, 20–25°C, 30°C, 40°C, 40–45°C, 50°C, 60°C, 70°C, 80°C, 90–95°C oder 100°C betragen. Die Trocknungstemperatur darf nicht zu hoch sein, da der photolytische Ausrichtungsfilm bei hoher Temperatur problematisch werden kann; die Trocknungstemperatur darf auch nicht zu niedrig sein, da das Entfernen des restlichen Teils des Reinigungsmittels in diesem Fall eine lange Zeit in Anspruch nehmen und damit die Trocknungseffizienz reduzieren könnte.
Überdies können unterschiedliche Nicht-Polymere durch die Verwendung unterschiedlicher Reinigungsmittel ausgeschieden werden, um auf diese Weise die Nicht-Polymere zu beseitigen; das bedeutet, die Art des Reinigungsmittels kann auf Basis des Nicht-Polymers unter den Zersetzungsprodukten des photolytischen Ausrichtungsfilms festgelegt werden. Wenn das Nicht-Polymer ein polares Molekül ist, ist das Reinigungsmittel ein protonenfreies, polares, organisches Lösungsmittel; wenn das Nicht-Polymer ein nicht-polares Molekül ist, ist das Reinigungsmittel ein nicht-polares, organisches Lösungsmittel; und wenn das Nicht-Polymer polare Moleküle und nicht-polare Moleküle umfasst, ist das Reinigungsmittel ein Lösungsmittelgemisch aus einem protonenfreien, polaren, organischen Lösungsmittel und einem nicht-polaren, organischen Lösungsmittel.
Das protonenfreie, polare, organische Lösungsmittel kann vorzugsweise ein oder mehrere Elemente aus der Gruppe Toluol (Polarität von 2,40), Aceton (Polarität von 4,30), Chloroform (Polarität von 4,40), Methyl-Ethyl-Keton (Polarität von 4,50) und Anilin (Polarität von 6,30) umfassen; und das nicht-polare, organische Lösungsmittel umfasst ein oder mehrere Elemente aus der Gruppe Pentan und Hexan.
Das protonenfreie, polare, organische Lösungsmittel kann vorzugsweise ein hochvolatiles, polares, organisches Lösungsmittel enthalten, zum Beispiel Aceton, Dichlormethan, Acetonitril, Ethylacetat usw.
Insbesondere wenn das Nicht-Polymer ein polares Molekül ist, kann das Reinigungsmittel das protonenfreie, polare, organische Lösungsmittel mit einer Polarität von über 4 sein. Beispielsweise kann das Reinigungsmittel Aceton (Polarität von 4,30), Chloroform (Polarität von 4,40), Methyl-Ethyl-Keton (Polarität von 4,50) oder Anilin (Polarität von 6,30) enthalten.
Wie in 3 dargestellt, kann der Schritt 101 (Schritt a) vorzugsweise ferner insbesondere die folgenden Schritte umfassen:
Schritt 1011: das photolytische Ausrichtungsmaterial wird auf dem Substrat aufgetragen.
Schritt 1012: das mit dem photolytischen Ausrichtungsmaterial beschichtete Substrat wird vorgebacken, um das Lösungsmittel im photolytischen Ausrichtungsmaterial zu entfernen.
Schritt 1013: das vorgebackene Substrat wird mit polarisierten UV-Strahlen bestrahlt, um das photolytische Ausrichtungsmaterial in die Zersetzungsprodukte zu zerlegen.
Bevor das Substrat mit polarisierten UV-Strahlen bestrahlt wird, kann zunächst das mit dem photolytischen Ausrichtungsmaterial beschichtete Substrat vorgebacken werden, um das Lösungsmittel im photolytischen Ausrichtungsmaterial zu entfernen und damit die anschließende Zersetzung des photolytischen Ausrichtungsmaterials zu erleichtern.
Nachdem das mit dem photolytischen Ausrichtungsmaterial beschichtete Substrat vorgebacken wurde (Schritt 1012) und bevor das vorgebackene Substrat mit polarisierten UV-Strahlen bestrahlt wird (Schritt 1013) kann das Verfahren ferner das Nachbacken des vorgetragenen Substrats umfassen, um das Lösungsmittel im photolytischen Ausrichtungsmaterial zusätzlich zu entfernen.
Nachdem das mit dem photolytischen Ausrichtungsmaterial beschichtete Substrat vorgebacken wurde, kann das Substrat nachgebacken werden, um nahezu das gesamte Lösungsmittel im photolytischen Ausrichtungsmaterial zu entfernen, so dass anschließend das photolytische Ausrichtungsmaterial vollständiger zerlegt werden kann und eine geringere Restmenge zurückbleibt.
Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung schafft ferner einen photolytischen Ausrichtungsfilm, der durch Anwendung des oben beschriebenen Verfahrens zur Herstellung eines photolytischen Ausrichtungsfilms produziert wird.
Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines photolytischen Ausrichtungsfilms werden nachstehend anhand einiger photolytischer Polyimid-Ausrichtungsfilme als Beispiele beschrieben, wobei die vorliegende Erfindung allerdings nicht auf die nachstehenden Ausführungsbeispiele beschränkt ist.
Erstes Ausführungsbeispiel.
Ein photolytisches Cyclobutan-di-Anhydrid-Polyimid-Ausrichtungsmaterial wird auf ein Substrat aufgetragen; insbesondere kann das photolytische Cyclobutan-di-Anhydrid-Polyimid-Ausrichtungsmaterial auf dem Substrat durch eine Spin-Coating-Technik aufgebracht werden.
Optional wird das mit dem photolytischen Cyclobutan-di-Anhydrid-Polyimid-Ausrichtungsmaterial beschichtete Substrat vorgebacken, um ein Lösungsmittel im photolytischen Ausrichtungsmaterial zu entfernen.
Das vorgebackene Substrat wird mit polarisierten UV-Strahlen bestrahlt, um das photolytische Cyclobutan-di-Anhydrid-Polyimid-Ausrichtungsmaterial in Zersetzungsprodukte zu zerlegen, und in diesem Schritt wird ein Teil der Hauptketten des Cyclobutan-di-Anhydrid-Polyimids unter der UV-Bestrahlung aufgebrochen, so dass das Cyclobutan-di-Anhydrid-Polyimid in der folgenden chemischen Reaktion zu Bismaleimid zersetzt wird:
In der voranstehenden chemischen Reaktion steht Ar für Aryl, und Bismaleimid, das ein polares Molekül ist, ist ein Nicht-Polymer, so dass ein Reinigungsmittel als protonenfreies, polares, organisches Lösungsmittel gegeben sein kann.
Das mit polarisierten UV-Strahlen bestrahlte Substrat kann unter Anwendung von Aceton (Polarität von 4,30) als Reinigungsmittel bei Temperaturbedingungen von 20–25°C gespült werden, um das Bismaleimid unter den Zersetzungsprodukten zu entfernen; insbesondere kann Aceton auf das Substrat gesprüht werden.
Optional wird das gespülte Substrat unter Anwendung eines Luftvorhangs bei einer Trocknungstemperatur von 40°C gespült, um einen photolytischen Ausrichtungsfilm 1 zu produzieren. Das hochvolatile Aceton kann bei einer niedrigeren Trocknungstemperatur entfernt werden.
Zweites Ausführungsbeispiel.
Ein photolytisches Polyimid-Ausrichtungsmaterial mit Seitenketten wird auf einem Substrat aufgebracht; das photolytische Polyimid-Ausrichtungsmaterial mit den Seitenketten kann auf dem Substrat insbesondere durch eine Spin-Coating-Technik aufgebracht werden.
Optional wird das mit dem photolytischen Polyimid-Ausrichtungsmaterial beschichtete Substrat mit den Seitenketten vorgebacken, um ein Lösungsmittel im photolytischen Ausrichtungsmaterial zu entfernen.
Das vorgebackene Substrat wird mit polarisierten UV-Strahlen bestrahlt, um das photolytische Polyimid-Ausrichtungsmaterial mit den Seitenketten in Zersetzungsprodukte zu zerlegen, und in diesem Schritt wird ein Teil der Seitenketten des Polyimids unter der UV-Bestrahlung aufgebrochen, so dass das Polyimid in der folgenden chemischen Reaktion in eine Verbindung 1 zerlegt wird:
Die Verbindung I, die ein polares Molekül ist, ist ein Nicht-Polymer, weshalb ein Reinigungsmittel als protonfreies, polares, organisches Lösungsmittel gegeben sein kann.
Das mit polarisierten UV-Strahlen bestrahlte Substrat kann mit einem Lösungsmittelgemisch aus Anilin (Polarität von 6,30) und Toluol (Polarität von 2,40) als Reinigungsmittel bei einer Temperatur von 20–25°C gespült werden, um die Verbindung I unter den Zersetzungsprodukten zu entfernen, wobei das Volumenverhältnis zwischen Anilin und Toluol in dem Lösungsmittelgemisch 60:40 beträgt; insbesondere kann das Lösungsmittelgemisch auf das Substrat aufgesprüht werden.
Optional wird das gespülte Substrat unter Anwendung eines Luftvorhangs bei einer Trocknungstemperatur von 70°C getrocknet, um einen photolytischen Ausrichtungsfilm 2 zu produzieren.
Drittes Ausführungsbeispiel.
Ein photolytisches Keton-Anhydrid-Polyimid-Ausrichtungsmaterial wird auf einem Substrat aufgebracht; insbesondere kann das photolytische Keton-Anhydrid-Polyimid-Ausrichtungsmaterial auf das Substrat durch eine Spin-Coating-Technik aufgebracht werden.
Optional wird das mit dem photolytischen Keton-Anhydrid-Polyimid-Ausrichtungsmaterial beschichtete Substrat vorgebacken, um ein Lösungsmittel im photolytischen Ausrichtungsmaterial zu entfernen.
Das vorgebackene Substrat wird mit polarisierten UV-Strahlen bestrahlt, um das photolytische Keton-Anhydrid-Polyimid-Ausrichtungsmaterial in Zersetzungsprodukte zu zerlegen, und in diesem Schritt wird ein Teil der Hauptketten des Polyimids aufgebrochen, so dass ein Teil der Hauptketten des Keton-Anhydrid-Polyimids unter der UV-Bestrahlung aufgebrochen und das Keton-Anhydrid-Polyimid in eine Verbindung II zerlegt und zwei Moleküle der Verbindung II in der folgenden chemischen Reaktion additiv in eine Verbindung III einreagiert werden:
Die Verbindung III, bei der es sich um ein nicht-polares Molekül handelt, ist ein NichtPolymer, weshalb ein Reinigungsmittel als nicht-polares, organisches Lösungsmittel gegeben sein kann.
Das mit polarisierten UV-Strahlen bestrahlte Substrat kann unter Anwendung von Hexan als Reinigungsmittel bei einer Temperatur von 30°C gespült werden, um die Verbindung III zu entfernen; insbesondere kann Hexan auf das Substrat aufgesprüht werden.
Optional wird das gespülte Substrat unter Anwendung eines Luftvorhangs bei einer Trocknungstemperatur von 50°C getrocknet, um einen photolytischen Ausrichtungsfilm 3 zu produzieren.
Die im ersten bis dritten Ausführungsbeispiel hergestellten photolytischen Ausrichtungsfilme 1 bis 3 wurden anhand einer herkömmlichen Detektionsmethode für eine ausgerichtete Schicht unter dem Mikroskop auf Defekte untersucht, und die Untersuchung ergab, dass die mit dem Verfahren zur Herstellung eines photolytischen Ausrichtungsfilms in der vorliegenden Erfindung produzierten Ausrichtungsfilme frei von Mura sind und sich durch gute Ausrichtungseigenschaften und einen hohen Ertrag auszeichnen.
Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung schafft ferner ein Flüssigkristall-Display-Panel, und in der Darstellung in 4 ist ein schematisches Strukturdiagramm eines Flüssigkristall-Display-Panels gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt, wobei das Flüssigkristall-Display-Panel ein erstes Substrat 1, ein zweites Substrat 2 und eine zwischen dem ersten Substrat 1 und dem zweiten Substrat 2 angeordnete Flüssigkristallschicht 3 umfasst, wobei ein Ausrichtungsfilm 4, der anhand des Verfahrens zur Herstellung eines photolytischen Ausrichtungsfilms wie oben beschrieben produziert wird, auf der Seitenfläche des ersten Substrats 1 und/oder des der Flüssigkristallschicht 3 zugewandten zweiten Substrats 2 vorgesehen ist. Es wird darauf hingewiesen, dass die Anzahl der Ausrichtungsfilme 4 im Flüssigkristall-Display-Panel in diesem Ausführungsbeispiel nicht beschränkt ist; die Anzahl der Ausrichtungsfilme 4 kann beispielsweise auf den einzigen am ersten Substrat 1 (in 4 nicht dargestellt) aufgebrachten beschränkt sein; oder die Anzahl der Ausrichtungsfilme 4 kann auf den einzigen am ersten Substrat 1 (in 4 nicht dargestellt) aufgebrachten beschränkt sein; oder die Anzahl der Ausrichtungsfilme 4 kann zwei betragen, und die zwei Ausrichtungsfilme 4 sind am ersten Substrat 1 bzw. am zweiten. Substrat 2 angeordnet, wie in 4 dargestellt.
Das Flüssigkristall-Display-Panel kann aufgrund niedriger Herstellungskosten des oben beschriebenen Verfahrens zur Herstellung eines photolytischen Ausrichtungsfilms preisgünstig produziert werden, zumal dabei keine zweite Lichtbestrahlung oder dergleichen erforderlich ist.
Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung schafft ferner eine Display-Vorrichtung, und in 5 ist dementsprechend ein schematisches Strukturdiagramm einer Display-Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt, wobei die Display-Vorrichtung ein Hintergrundbeleuchtungsmodul 5 und das oben beschriebene Flüssigkristall-Display-Panel 10 umfasst, wobei das Flüssigkristall-Display-Panel 10 auf der lichtemittierenden Seite des Hintergrundbeleuchtungsmoduls 5 angeordnet ist.
Die Display-Vorrichtung kann insbesondere ein Flüssigkristall-TV-Gerät, ein Flüssigkristall-Display, ein digitaler Fotorahmen, ein Handset, ein Tablet Computer, ein elektronisches Papier oder jedes Produkt bzw. jede Komponente mit einer Anzeigefunktion sein.
Die Display-Vorrichtung kann aufgrund der geringen Kosten des oben beschriebenen Flüssigkristall Display-Panels preisgünstig hergestellt werden.
Obwohl die bevorzugten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beschrieben wurden, können einschlägig bewanderte Fachpersonen unter Berufung auf das zugrundeliegende erfinderische Konzept zusätzliche Modifikationen und Variationen an diesen Ausführungsbeispielen vornehmen. Die angehängten Patentansprüche sind deshalb so zu interpretieren, dass sie die bevorzugten Ausführungsbeispiele und sämtliche Modifikationen und Variationen umfassen, die in den Geltungsbereich der vorliegenden Erfindung fallen.
Es versteht sich, dass einschlägig bewanderte Fachpersonen unterschiedliche Modifikationen und Variationen an der vorliegenden Erfindung vornehmen können, ohne vom Prinzip und Geltungsbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Die vorliegende Erfindung soll deshalb auch diese Modifikationen und Variationen umfassen, solange die Modifikationen und Variationen in den Geltungsbereich der an die vorliegende Erfindung angehängten Ansprüche und deren Äquivalente fallen.

Claims

Verfahren zur Herstellung eines photolytischen Ausrichtungsfilms, das Folgendes umfasst: Schritt a: Bestrahlen eines mit einem photolytischen Ausrichtungsmaterial beschichteten Substrats mit polarisierten UV-Strahlen, um das photolytische Ausrichtungsmaterial in Zersetzungsprodukte zu zerlegen, wobei die Zersetzungsprodukte wenigstens ein Nicht-Polymer umfassen; und Schritt b: Spülen des mit polarisierten UV-Strahlen bestrahlten Substrats unter Anwendung eines Reinigungsmittels, um das Nicht-Polymer zu entfernen und somit einen photolytischen Ausrichtungsfilm zu bilden, wobei das Spülen des mit polarisierten UV-Strahlen bestrahlten Substrats unter Anwendung eines Reinigungsmittels Folgendes umfasst: Sprühen des Reinigungsmittels auf das Substrat, wobei eine Richtung der Besprühung einer Ausrichtungsrichtung des photolytischen Ausrichtungsfilms auf dem Substrat entspricht.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei das Spülen des mit polarisierten UV-Strahlen bestrahlten Substrats unter Anwendung eines Reinigungsmittels umfasst, dass sich das Substrat in einem Transportstatus befindet und die Transportrichtung des Substrats der Richtung des Besprühens mit dem Reinigungsmittel entgegengesetzt ist.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei nach dem Schritt b das Verfahren Folgendes umfasst: Trocknen des photolytischen Ausrichtungsfilms unter Anwendung eines Luftvorhangs oder Spülen des photolytischen Ausrichtungsfilms unter Anwendung einer Flüssigkeit.
Verfahren gemäß Anspruch 3, wobei eine Trocknungstemperatur des Luftvorhangs 15 bis 100°C beträgt.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei in dem Fall, dass das Nicht-Polymer ein polares Molekül ist, das Reinigungsmittel ein protonfreies, polares, organisches Lösungsmittel ist; in dem Fall, dass das Nicht-Polymer ein nicht-polares Molekül ist, das Reinigungsmittel ein nicht-polares, organisches Lösungsmittel ist; und in dem Fall, dass das Nicht-Polymer ein polares Molekül und ein nicht-polares Molekül umfasst, das Reinigungsmittel ein Lösungsmittelgemisch aus einem protonenfreien, polaren, organischen Lösungsmittel und einem nicht-polaren, organischen Lösungsmittel ist.
Verfahren gemäß Anspruch 5, wobei in dem Fall, dass das Nicht-Polymer ein polares Molekül ist, das protonenfreie, polare, organische Lösungsmittel eine Polarität von über 4 hat.
Verfahren gemäß Anspruch 5, wobei das protonenfreie, polare, organische Lösungsmittel ein hochvolatiles, polares, organisches Lösungsmittel umfasst.
Verfahren gemäß Anspruch 5, wobei das protonenfreie, polare, organische Lösungsmittel ein oder mehrere Elemente aus der Gruppe Toluol, Aceton, Chloroform, Methyl-Ethylen-Keton und Anilin umfasst und wobei das nicht-polare, organische Lösungsmittel ein oder mehrere Elemente aus der Gruppe Pentan und Hexan umfasst.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei der Schritt a Folgendes umfasst: Beschichten des photolytischen Ausrichtungsmaterials auf das Substrat; Vorbacken des mit dem photolytischen Ausrichtungsmaterial beschichteten Substrats zur Entfernung eines Lösungsmittels im photolytischen Ausrichtungsmaterial; und Bestrahlen des vorgebackenen Substrats mit polarisierten UV-Strahlen, um das photolytische Ausrichtungsmaterial in Zersetzungsprodukte zu zerlegen.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei das Spülen des mit polarisierten UV-Strahlen bestrahlten Substrats unter Anwendung eines Reinigungsmittels bei einer Temperatur von 15 bis 80°C erfolgt.