KR20050008494A - 횡전계 방식 액정 표시소자용 배향막을 형성하는폴리이미드계 니스, 배향막, 및 상기 배향막을 가지는횡전계 방식 액정 표시소자 - Google Patents

Abstract

높은 1축 배향성을 가진 배향막을 형성할 수 있는 폴리이미드계 배향제 니스, 상기 니스를 이용하여 형성된 배향막 및 상기 배향막을 가진, 우수한 콘트라스트와 고시야각의 IPS형 액정 표시소자를 제공한다.

기판 표면에 대하여 지배적으로 평행한 전계가 형성됨으로써 표시가 행해지는 횡전계 방식 (IPS형)의 액정 표시소자용 배향막을 형성하는 폴리이미드계 니스로서, 하기 식 (1)로 표시되는 배향 지수 Δ가 1.3 이상인 배향막을 형성할 수 있는 폴리이미드계 니스를 조제하고, 상기 니스를 이용하여 배향막을 형성하는 동시에, 상기 배향막을 가진 IPS형 액정 표시소자를 제작한다.

상기 식에서, A∥는 배향 처리 방향에 평행한 편광 성분을 가지는 적외광을 배향막에 입사시켰을 때의 이미드환의 C-N 신축진동에 의한 흡광도이며, A⊥는 배향 처리 방향에 수직인 편광 성분을 가지는 적외광을 배향막에 입사시켰을 때의 이미드환의 C-N 신축진동에 의한 흡광도이고, d는 배향막의 막 두께(단위는 nm)이다.

Description

횡전계 방식 액정 표시소자용 배향막을 형성하는 폴리이미드계 니스, 배향막, 및 상기 배향막을 가지는 횡전계 방식 액정 표시소자{POLYIMIDE TYPE VARNISH, LIQUID CRYSTAL ALIGNMENT FILM, AND IN-PLANE ELECTRIC FIELD LIQUID CRYSTAL DISPLAY ELEMENT}

본 발명은 기판 표면에 대하여 지배적으로 평행한 전계가 형성됨으로써 표시가 행해지는 횡전계 방식, 즉 IPS(In Plane Switching)형 액정 표시소자용 폴리이미드계 니스(varnish), 상기 니스를 이용하여 형성되는 배향막, 및 상기 배향막을 가지는 IPS형 액정 표시소자에 관한 것이다.

액정 표시소자는 노트북 컴퓨터나 데스크톱 퍼스널 컴퓨터의 모니터를 비롯하여, 비디오 카메라의 뷰파인더, 투사형(投寫型) 디스플레이 등의 여러 가지 액정 표시 장치에 사용되고 있으며, 최근에는 텔레비전에서도 이용되고 있다. 또한, 광 프린터 헤드, 광 푸리에(fourier) 변환 소자, 라이트 밸브(light valve) 등의 광전자학(optoelectronics) 관련 소자로서도 이용되고 있다. 종래의 액정 표시소자로는, 네마틱 액정을 이용한 표시소자가 주류이며, 90도 트위스트된 TN(Twisted Nematic)형 액정 표시소자, 통상 180도 이상 트위스트된 STN(Super Twisted Nematic)형 액정 표시소자, 박막 트랜지스터를 사용한 이른바 TFT(Thin-film-transistor)형 액정 표시소자가 실용화되어 있다.

그러나, 이들 액정 표시소자는 화상을 적정하게 육안 확인할 수 있는 시야각이 좁고, 경사 방향에서 보았을 때에 휘도(輝度)나 콘트라스트의 저하, 및 중간 톤에서의 휘도 반전(反轉)을 일으키는 결점을 가지고 있다. 근래, 이러한 시야각 문제에 관해서는, 광학 보상 필름을 이용한 TN형 액정 표시소자, 수직 배향과 돌기 구조물의 기술을 병용한 MVA(Multi-domain Vertical Alignment)형 액정 표시소자, 또는 횡전계 방식의 IPS형 액정 표시소자(예를 들면, 특허 문헌 1∼3 참조) 등의 기술에 의해 개량되어 실용화되고 있다.

이 중, 종래의 TN형 액정 표시소자에 광학 보상 필름을 병용하는 방법은 설비투자 등의 부담도 적어 도입하기 쉬우나, 특히 중간 톤 표시에 있어서 시야각의 개선 효과가 충분하지 않다.

한편, MVA형 액정 표시소자로 대표되는 수직 배향 방식의 액정 표시소자는, 네거티브 유전율 이방성을 가지는 n형 네마틱 액정을 기판면에 대하여 법선 방향으로 배열시키고, 전계 인가 시에 액정을 경사지게 함으로써 표시를 행하는 것이다. 전압의 비인가 시에는 액정이 수직 배향되어 있어 복굴절을 전혀 발생시키지 않으므로, 입사광은 액정의 편광면을 거의 변화시키지 않고 액정을 통과한다. 따라서, 크로스 니콜(cross nicol) 하에서 양호한 흑(黑) 표시를 용이하게 실현할 수 있기때문에, 이 액정 표시소자는 매우 높은 콘트라스트를 얻을 수 있다.

이와 같이 MVA형 액정 표시소자는, 콘트라스트면에서는 대단히 유리한 수직 배향 방식의 액정 표시소자이다. 그러나, MVA형 액정 표시소자는, 특히 중간 톤 표시에 있어서 기판면에 대하여 액정이 비스듬히 기울어진 상태에서는 전술한 광학 보상 필름을 병용하는 방법과 같이 시야각 특성이 악화된다. MVA형 액정 표시소자는, 기판에 돌기 구조물을 형성하여 액정이 기우는 방향을 제어함으로써 시야각 의존이나 디스클리네이션(disclination)의 발생을 경감시키는 것이지만, 시야각 특성에 관해서는 추가 개선의 여지가 있다.

다른 한편으로는, IPS형 액정 표시소자는, 액정을 기판면에 대하여 지배적으로 평행하게 배향시키고, 한쪽 기판 상에 형성된 빗살(櫛齒)형 전극으로부터 발생되는, 기판면에 대하여 지배적으로 평행한 전계에 의해, 액정을 기판면 내에서 회전시킴으로써 표시를 행하는 것이다. 이 IPS형 액정 표시소자는 본래 전압의 인가 시에도 기판면에 대하여 액정이 비스듬히 기우는 일이 없다. 따라서, 기본적으로 시야각에 의해서 복굴절이 크게 변화되지 않기 때문에, IPS형 액정 표시소자는 중간 톤 표시도 포함하여 매우 이상적인 시야각 특성을 얻을 수 있다.

그러나, IPS형 액정 표시소자는, 크로스 니콜의 소광(extinction) 위치에서 흑 표시를 얻기 때문에 액정의 배향 상태에 민감하며, 경우에 따라서는 광 누출이 발생되어 콘트라스트가 저하된다. 특히, 수직 배향하여 복굴절을 전혀 발생하지 않는 상태를 이용하는 MVA형 액정 표시소자와 비교하면, 이 콘트라스트의 문제는 치명적이다.

이상과 같이, IPS형 액정 표시소자는 시야각 특성 면에서는 다른 방식과 비교하여 현저히 우수하지만, 콘트라스트 면에서는 시야각이 높은 형태의 액정 표시소자로서 경쟁되는 MVA형 액정 표시소자보다도 떨어지는 것이었다(예를 들면, 비특허 문헌 1 참조).

액정 표시소자의 성능을 나타내는 지표의 하나로서 흑 표시 휘도에 대한 백 표시 휘도의 비율인 콘트라스트가 이용되고 있다. 일반적으로, 백 표시 휘도는 크게 변화되지 않기 때문에, 콘트라스트는 분모인 흑 표시 휘도에 크게 좌우된다. 따라서, 콘트라스트를 높이기 위해서는 흑 표시 휘도를 낮추는 것이 중요하다.

IPS형 액정 표시소자는, 일반적으로 크로스 니콜 하에서 한쪽 편광판 방향으로 액정의 배향 방향을 맞춤으로써, 전압의 비인가 시에 흑 표시를 행하는 노멀리 블랙(normally black) 표시이다. 이러한 소자 구성 시, 배향막의 1축 배향성이 충분하지 않으면, 오더 파라미터로 표시되는 액정의 배향 방향의 분포에 기인하는 광 누출에 의해, 흑 표시 특성이 악화되어 콘트라스트가 저하되는 경우가 있다. 또한, IPS형 액정 표시소자에 있어서도 러빙 처리에 의해 배향막에 1축 배향성이 부여된다. 그러나, 빗살형으로 배치된 전극의 단차 근방의 영역이 특히 러빙 처리되기 어렵기 때문에, 배향막의 1축 배향성은 불완전하게 된다. 이 영역은 무질서한 방향으로 배향되기 때문에 광 누출이 생겨 콘트라스트의 악화를 초래했다.

이상과 같이, IPS형 액정 표시소자의 콘트라스트를 향상시키기 위해서는, 배향막의 1축 배향성을 제어하는 것이 중요하다.

[특허 문헌 1] 일본 특공소63-21907호 공보

[특허 문헌 2] 일본 특개평6-160878호 공보

[특허 문헌 3] 일본 특개평9-15650호 공보

[비특허 문헌 1] 일본 닛케이 마이크로디바이스, 2003년 5월호, P71

본 발명의 과제는, 높은 1축 배향성을 가지는 배향막을 형성할 수 있는 폴리이미드계 배향제 니스, 상기 니스를 이용하여 형성된 배향막 및 상기 배향막을 가지는, 우수한 콘트라스트와 높은 시야각의 IPS형 액정 표시소자를 제공하는 것이다.

도 1은 IPS용 빗살형 전극 구조를 나타내는 도면이다.

본 발명자들은 상기 과제를 해결하기 위하여 예의 검토한 결과, 기판의 표면에 대하여 지배적으로 평행한 전계가 형성됨으로써 표시가 행해지는 횡전계 방식의 액정 표시소자용 배향막을 형성하는 폴리이미드계 니스로서, 하기 식 (1)로 표시되는 배향 지수 Δ가 1.3 이상인 배향막을 형성할 수 있는 폴리이미드계 니스를 이용함으로써, IPS형 액정 표시소자의 콘트라스트가 비약적으로 개선할 수 있음을 발견하고, 이 지견에 따라 본 발명을 완성하였다.

상기 식에서, A∥은 배향 처리 방향에 평행한 편광 성분을 가지는 적외광을 배향막에 입사시켰을 때의 이미드환의 C-N 신축진동에 의한 흡광도이며, A⊥는 배향 처리 방향에 수직인 편광 성분을 가지는 적외광을 배향막에 입사시켰을 때의 이미드환의 C-N 신축진동에 의한 흡광도이다. d는 배향막의 막 두께(단위는 nm)이다.

본 발명은, 하기 구성으로 이루어진다.

[1] 기판의 표면에 대하여 지배적으로 평행한 전계가 형성됨으로써 표시가 행해지는 횡전계 방식의 액정 표시소자용 배향막을 형성하는 폴리이미드계 니스로서, 하기 식 (1)로 표시되는 배향 지수 Δ가 1.3 이상인 배향막을 형성할 수 있는 폴리이미드계 니스.

식에서, A∥는 배향 처리 방향에 평행한 편광 성분을 가지는 적외광을 배향막에 입사시켰을 때의 이미드환의 C-N 신축진동에 의한 흡광도이며, A⊥는 배향 처리 방향에 수직인 편광 성분을 가지는 적외광을 배향막에 입사시켰을 때의 이미드환의 C-N 신축진동에 의한 흡광도이다. d는 배향막의 막 두께(단위는 nm)이다.

[2] 배향 지수 Δ가 1.5∼10.0인 [1]항 기재의 폴리이미드계 니스.

[3] 폴리이미드계 니스의 고분자 성분이, 이하에 제시하는 테트라카르복시산 이무수물의 적어도 1종과, 이하에 제시하는 디아민의 적어도 1종으로부터 얻어지는 가용성 폴리이미드 또는 그의 전구체인 폴리아믹산인, [1]항 또는 [2]항 기재의 폴리이미드계 니스. 여기에, 하기 식 중의 n은 1∼20의 정수이며, R은 수소 또는 탄소수 1∼20의 알킬이며, 이 알킬에 있어서 임의의 -CH₂-는-O-, -CH=CH-, 또는 -C≡C-로 치환되어 있을 수도 있다. 사이클로헥산환 및 벤젠환의 임의의 수소는, 할로겐 또는 탄소수 1∼5의 알킬로 치환되어 있을 수도 있다.

[4] 테트라카르복시산 이무수물이, 식 1-1, 식 1-2, 식 1-13, 식 1-17, 식 1-18, 식 1-19, 식 1-20, 식 1-27, 식 1-28, 및 식 1-29의 각각으로 표시되는 테트라카르복시산 이무수물로부터 선택되는 적어도 1종인 [3]항 기재의 폴리이미드계 니스.

[5] 디아민이, 식 2-5, 식 2-6, 식 2-9, 식 2-10, 식 2-11, 식 2-12, 식 2-13, 식 2-14, 식 2-15, 식 2-16, 식 2-17, 식 2-18, 식 2-19, 식 2-20, 식 2-30, 식 2-35, 식 2-39, 식 2-40, 식 2-41, 식 2-42, 식 2-43, 및 식 2-56의 각각으로표시되는 디아민으로부터 선택되는 적어도 1종인 [3]항 기재의 폴리이미드계 니스. 여기에, 이들 식 중의 n은 2∼10의 정수이며, 벤젠환의 임의의 수소는, 할로겐 또는 탄소수 1∼5의 알킬로 치환되어 있을 수도 있다.

[6] 디아민이, 식 2-12, 식 2-13, 식 2-14, 식 2-15, 식 2-16, 식 2-17, 식 2-18, 식 2-19, 식 2-20, 및 식 2-39의 각각으로 표시되는 디아민으로부터 선택되는 적어도 1종인 [3]항 기재의 폴리이미드계 니스. 여기에, 이들 식 중의 n은 2∼10의 정수이며, 벤젠환의 임의의 수소는, 할로겐 또는 탄소수 1∼5의 알킬로 치환되어 있을 수도 있다.

[7] [1]항∼[6]항 중 어느 1항 기재의 폴리이미드계 니스를 이용하여 형성되는 배향막.

[8] 배향막의 배향 처리 조건이 모족 압흔량(毛足壓痕量) 0.2∼0.8mm, 스테이지 이동 속도 5∼250mm/sec, 롤러 회전 속도 500∼2,000rpm으로 러빙 처리하는 것인 [7]항 기재의 배향막.

[9] [7]항 또는 [8]항 기재의 배향막을 가지는 횡전계 방식의 액정 표시소자.

본 발명은, 특히 높은 1축 배향성, 즉 배향 지수 Δ가 1.3 이상인 배향막을 이용함으로써, 우수한 콘트라스트를 가지는 IPS형 액정 표시소자를 실현한 것이다.

지금까지, 러빙 처리된 배향막 상에서의 액정의 배향 기구는, 다음 두 가지가 제안되어 있다.

(1) 러빙 처리에 의해 발생하는 미세 홈(micro groove)에 기인하는 표면 형상 효과; 및

(2) 러빙 처리에 의해 1축 배향된 배향막과 액정의 분자간 상호 작용.

근래에는 (1)의 표면 형상 효과의 기여는 비교적 작고, (2)의 분자간 상호 작용의 기여가 지배적임이 확인되어 있다. 따라서, 배향막의 1축 배향성을 제어함으로써, 배향막에 접하고 있는 액정의 배향 상태, 나아가서 액정 표시소자로서의 성능에 관해서도 개선을 기대할 수 있다.

배향막와 같은 고분자 화합물로 이루어지는 막의 분자 배향을 직접 평가하기 위해, 편광 적외광을 이용한 적외선 흡수분광법이 널리 행하여지고 있다. 이 방법은, 시료에 직교하는 2개의 직선 편광 적외광을 입사했을 때의 적외선 흡수량이 분자 배향 방위에 따라 다르다고 하는 적외 2색성을 검출하여 분자 배향을 평가한다. 이 방법의 적용 범위는, 실리콘이나 플루오르화칼슘(형석: CaF₂) 등 적외광이 투과하는 기판 상에 형성된 막에 한정된다. 적외광은 유리 기판을 투과하지 않기 때문에, 이 방법은 유리 기판 상에 형성된 배향막의 분자 배향을 측정할 수 없다.

배향막의 적외 2색성을 평가하는 방법으로는, (1) 적외 2색비를 평가하는 방법(예를 들면, 특허 문헌 a, 비특허 문헌 a 참조), (2) 2색차를 평가하는 방법(예를 들면, 비특허 문헌 b, 비특허 문헌 c 참조) 등이 제안되어 있다.

배향막의 적외 2색성은, 배향 처리 방향에 평행한 편광 성분을 가지는 적외광을 배향막에 입사했을 때의 흡광도와, 배향 처리 방향에 수직인 편광 성분을 가지는 적외광을 배향막에 입사했을 때의 흡광도로부터 구할 수 있다. 또, 적외 2색비의 측정 방법은, 비특허 문헌 a에 기재되어 있다. 즉, 적외 분광 광도계(바람직하게는 FT-IR)의 광원과 배향막을 가지는 시료를 유지시키는 시료 홀더와의 사이에 편광자를 배치하고, 배향막의 러빙 처리 방향이 편광자의 편광 방향과 평행하게 되도록 하여 시료 홀더에 상기 시료를 고정하여, 적외 흡광도를 측정한다. 다음에, 배향막을 시료 홀더에 고정한 상태로 시료 홀더를 90도 회전시켜 편광자를 통과한 편광 적외광이 러빙 배향 처리 방향과 수직으로 배향막에 입사하도록 하여 적외 흡광도를 측정한다. 이렇게 하여 얻어진 적외 흡광도에 있어서, 강한 흡수(피크)를 나타내는 파장에서의 값으로부터 2색비가 산출된다.

폴리이미드계 배향막을 사용할 때, 폴리이미드의 강한 적외 흡수 피크는 1380cm^-1부근(이미드환의 C-N 신축진동), 1510cm^-1부근(페닐의 C-C 신축진동) 및 1720cm^-1부근(이미드기의 C=O 신축진동) 등에 나타난다. 임의의 적외 흡수 피크를 사용해도 되지만, 분자 진동에 의해서 생기는 분극의 방향이 폴리이미드 주쇄를 연해 있어, 폴리이미드 조성에 의한 적외 흡수 피크의 변화가 비교적 적은 1380cm^-1부근(이미드환의 C-N 신축진동)을 특히 바람직하게 이용할 수 있다. 또한, 적외 2색비는, 배향막의 막 두께에 따라 다른 경우가 있으므로, 적외 2색차를 이용하여 막 두께의 영향을 제거하여 1축 배향성을 평가하는 편이 바람직하다.

특허 문헌 a: 일본 특개소64-35419호 공보

비특허 문헌 a: S.Ishibashi 외, Liquid Crystals, 4, 669(1989)

비특허 문헌 b: R.Hasegawa 외, Mol. Cryst. & Liq. Cryst., 262(1995)77

비특허 문헌 c: 하세가와 외, 액정 토론회 제21회, 1A07, P14∼15

이상으로부터, 본 발명에서는 1380cm^-1부근의 이미드환의 C-N 신축진동의 적외 2색차에 의해 배향막의 1축 배향성을 평가하였다. 또, 본 발명에서의 1380cm^-1부근의 흡광도란, 1330∼1430cm^-1범위에 있는 흡광 스펙트럼의 최대치의 피크 높이를 나타내는 것으로 한다. 또한, 막 두께의 영향을 보정하기 위해서 막 두께(단위는 nm)에 관해서도 측정했다.

본 발명에서는, 하기 식 (1)로 표시되는 배향 처리 후의 배향막의 배향 지수 Δ에 의해 배향막의 1축 배향성을 평가한다.

상기 식에서, A∥는 배향 처리 방향에 평행한 편광 성분을 가지는 적외광을 배향막에 입사시켰을 때의 이미드환의 C-N 신축진동에 의한 흡광도이며, A⊥는 배향 처리 방향에 수직인 편광 성분을 가지는 적외광을 배향막에 입사시켰을 때의 이미드환의 C-N 신축진동에 의한 흡광도이다. d는 배향막의 막 두께(단위는 nm)이다.

본 발명에서 이용하는 IPS형 액정 표시소자용 배향막은, 배향 지수 Δ가 1.3 이상, 바람직하게는 1.5∼10.0, 더욱 바람직하게는 2.0∼8.0이다. 배향 지수 Δ가 1.3 이상이면 1축 배향성이 충분하며, 얻어지는 IPS형 액정 표시소자의 콘트라스트가 양호하다.

본 발명에서 이용하는 IPS형 액정 표시소자용 배향막의 막 두께는, 통상 10∼500nm, 바람직하게는 30∼200nm이다.

본 발명에 따른 상기 배향 지수 Δ를 가지는 배향막을 형성할 수 있는 폴리이미드계 니스는, 폴리아믹산, 폴리아믹산에스테르, 가용성 폴리이미드, 폴리아미드이미드 등의 고분자 성분을 용제에 용해한 상태의 니스 조성물이다. 이 니스 조성물을 기판 상에 도포한 후, 용제를 건조하면 배향막이 형성된다. 상기 고분자 성분은, 랜덤 공중합체, 블록 공중합체 등의 공중합체가 될 수도 있고, 복수 종류의 고분자 성분을 병용할 수도 있다.

배향막을 형성하는 폴리이미드계 니스는, 이미드 결합을 가지는 고분자 화합물이면 어떠한 것이나 사용할 수 있다. 특히 바람직한 이미드 결합을 가지는 고분자 화합물은, 테트라카르복시산 이무수물 등으로 디아민을 반응시켜 얻어지는 폴리아믹산, 상기 폴리아믹산의 탈수 반응 등에 따라서 얻어지는 가용성 폴리이미드이다.

상기 폴리아믹산, 가용성 폴리이미드를 부여하는 테트라카르복시산 이무수물은, 방향환에 직접 디카르복시산무수물이 결합한 방향족계(복소방향환계를 포함), 방향환에 직접 디카르복시산무수물이 결합되어 있지 않은 지방족계(복소환계를 포함) 중 어느 하나의 군에 속할 수 있다. 그 중에서도 환 구조를 가지는 방향족계 및 지방족계의 테트라카르복시산 이무수물은, 액정의 배향성을 양호하게 유지하기 때문에 바람직하다. 따라서, 비환형 지방족계인 것을 이용할 때에는, 이것을 환 구조를 가지는 방향족계 및 지방족계의 테트라카르복시산 이무수물과 병용하는 것이 바람직하고, 또한 그 사용량은 배향성에 약영향을 주지 않는 범위 내로 해야 한다. 또한, 액정 표시소자의 전기 특성의 저하 원인이 되기 쉬운 에스테르나 에테르결합 등의 산소나 황을 포함하지 않는 구조인 것이 바람직하다. 그러나, 그와 같은 구조를 가지고 있더라도 이들 특성에 약영향을 주지 않는 범위 내의 사용량이면 전혀 문제가 되지 않는다.

본 발명에서 이용할 수 있는 테트라카르복시산 이무수물의 구체적인 예는 상기 1-1∼1-38이다.

본 발명에서 이용하는 테트라카르복시산 이무수물은 이들에 한정되지 않고, 본 발명의 목적이 달성되는 범위 내에서 그 외에도 여러 가지 형태가 존재함은 말할 것도 없다. 또, 이들 테트라카르복시산 이무수물은 단독으로, 또는 2종 이상을 조합하여 이용할 수 있다.

이들 중에서 식 1-1, 식 1-2, 식 1-13, 식 1-17, 식 1-18, 식 1-19, 식 1-20, 식 1-27, 식 1-28, 및 식 1-29의 각각으로 표시되는 테트라카르복시산 이무수물이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 식 1-1, 식 1-13, 식 1-17, 식 1-19, 식 1-20, 및 식 1-29의 각각으로 표시되는 테트라카르복시산 이무수물이다.

지방족계 테트라카르복시산 이무수물은 전압 유지율 등의 전기적 특성이 우수하다. 그러나, 지방족계 테트라카르복시산 이무수물은 프리틸트 각 등의 배향 특성에 약간의 난점이 있고, 특히 180℃ 이하의 저온 소성 시에는 배향이 붕괴되기 쉬운 경우가 있다. 한편, 방향족계 테트라카르복시산 이무수물은 배향 안정성이 우수하지만, 전기적 특성에 관해서는, 지방족계 테트라카르복시산 이무수물을 이용한 것이 오히려 바람직하다. 따라서, 방향족계 테트라카르복시산 이무수물과 지방족계 테트라카르복시산 이무수물을 병용한 것이 더 바람직하다.

본 발명의 폴리이미드계 액정배향제의 고분자 성분인 폴리아믹산, 가용성 폴리이미드를 부여하는 디아민의 구체적인 예는 상기 2-1∼2-56이다.

또한, 콜레스테릴, 안드로스테릴, β-콜레스테릴, 에피안드로스테릴, 에리고스테릴, 에스토릴, 11α-하이드록시메틸스테릴, 11α-프로게스테릴, 라노스테릴, 메틸테스트로스테릴, 놀레치스테릴, 프레그네노닐, β-시토스테릴, 스테그마스테릴, 테스토스테릴, 아세트산콜레스테롤에스테르 등의 스테로이드 골격의 측쇄를 가지는 디아민을 들 수 있다.

또한, 본 발명에서 이용하는 상기의 디아민과 병용할 수 있는 그 밖의 디아민으로서, 실록산 결합을 가지는 실록산계 디아민을 들 수 있다. 상기 실록산계 디아민은 특별히 한정되지 않지만, 하기 식 (2)로 표시되는 것이 본 발명에 있어서 바람직하게 사용될 수 있다.

식에서, R₂및 R₃는 독립적으로 탄소수 1∼3의 알킬 또는 페닐이며, R₄는 메틸렌, 페닐렌 또는 알킬치환된 페닐렌이다. x는 1∼6의 정수이며, y는 1∼10의 정수이다.

본 발명에서 이용하는 디아민은 이들에 한정되지 않고, 본 발명의 목적이 달성되는 범위 내에서 그 외에도 여러 가지 형태가 존재하는 것은 말할 것도 없다. 또, 이들 디아민은 단독으로, 또는 2종 이상을 조합하여 이용할 수 있다.

이들 중에서 식 2-5, 식 2-6, 식 2-9, 식 2-10, 식 2-11, 식 2-12, 식 2-13, 식 2-14, 식 2-15, 식 2-16, 식 2-17, 식 2-18, 식 2-19, 식 2-20, 식 2-30, 식 2-35, 식 2-39, 식 2-40, 식 2-41, 식 2-42, 식 2-43, 및 식 2-56의 각각으로 표시되는 디아민이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 , 직쇄상의 알킬렌을 가지는 식 2-12, 식 2-13, 식 2-14, 식 2-15, 식 2-16, 식 2-17, 식 2-18, 식 2-19, 식 2-20, 및 식 2-39의 각각으로 표시되는 방향족 디아민 중에서, n이 2∼10인 디아민, 벤젠환의 3,3'- 위치에 아미노를 가지는 식 2-13, 식 2-16 및 식 2-20의 각각으로 표시되는 디아민, 벤젠환의 3,4'- 위치에 아미노를 가지는 식 2-14으로 표시되는 디아민이다. 이들 디아민을 이용함으로써, 높은 배향 지수 Δ를 얻기 쉽다.

한편, 본 발명에서 이용하는 디아민에 관해서도 전술한 테트라카르복시산 이무수물과 같이, 방향환에 직접 아미노기가 결합된 방향족계(복소방향환계를 포함함), 방향환에 직접 아미노기가 결합되어 있지 않은 지방족계(복소환계를 포함함)의 어느 군에 속할 수도 있다. 그 중에서도 환 구조를 가지는 방향족 및 지방족의 디아민은, 액정의 배향성을 양호하게 유지하기 때문에 바람직하다. 또한, 액정 표시소자의 전기 특성의 저하 원인이 되기 쉬운 에스테르나 에테르 결합 등의 산소나 황을 포함하지 않는 구조의 것이 바람직하다. 그러나, 그와 같은 구조를 가지고 있더라도 이들 특성에 약영향을 주지 않는 범위 내의 사용량이면 전혀 문제가 되지 않는다.

또한, 이들 테트라카르복시산 이무수물 및 디아민 이외에 폴리아믹산, 가용성 폴리이미드의 반응 말단을 형성하는 모노아민 화합물, 또는/및 모노카르복시산무수물을 병용하는 것도 가능하다. 기판에 대한 밀착성을 양호하게 하기 때문에, 아미노실리콘 화합물을 도입할 수도 있다.

아미노실리콘 화합물의 예는, 파라아미노페닐트리메톡시실란, 파라아미노페닐트리에톡시실란, 메타아미노페닐트리메톡시실란, 메타아미노페닐트리에톡시실란, 아미노프로필트리메톡시실란, 아미노프로필트리에톡시실란 등이다.

본 발명에서 이용하는 폴리아믹산 또는 가용성 폴리이미드의 분자량은, 예를 들면 겔투과 크로마토그래피(GPC)의 폴리스티렌 환산 중량 평균 분자량(Mw)이며, 바람직하게는 10,000∼500,000, 더욱 바람직하게는 20,000∼200,000이다.

본 발명의 폴리이미드계 니스 중의 고분자 성분의 농도는, 특별히 한정되지 않지만 0.1∼40중량%가 바람직하다. 상기 니스를 기판에 도포할 때에는, 막 두께조정을 위해 함유되어 있는 고분자 성분을 미리 용제에 의해 희석하는 조작이 필요한 경우가 있다. 고분자 성분의 농도가 40중량% 이하이면 니스의 점도가 최적이 되고, 막 두께 조정을 위해 니스를 희석해야 하는 경우에, 니스에 대하여 용제를 용이하게 혼합할 수 있기 때문에 바람직하다. 스피너법이나 인쇄법의 경우에는 막 두께를 양호하게 유지하기 위해 통상 10중량% 이하로 하는 경우가 많다. 기타 도포 방법, 예를 들면 디핑법이나 잉크젯법에서는 더욱 저농도로 할 수도 있다. 한편, 고분자 성분의 농도가 0.1중량% 이상이면, 얻어지는 배향막의 막 두께를 최적으로 하기 쉽다. 따라서 고분자 성분의 농도는, 보통의 스피너법이나 인쇄법 등에서는 0.1중량% 이상, 바람직하게는 0.5∼10중량%이다. 그러나, 상기 니스의 도포 방법에 따라서는 더욱 희박한 농도로 사용할 수도 있다.

본 발명의 폴리이미드계 니스에 있어서 상기 고분자 성분과 함께 이용되는 용제는, 고분자 성분을 용해하는 능력을 가진 용제이면 특별히 제한 없이 적용할 수 있다. 이러한 용제는, 폴리아믹산, 가용성 폴리이미드 등의 고분자 성분의 제조 공정이나 용도 방면에서 통상 사용되는 용제를 폭 넓게 포함하여, 사용 목적에 따라 적절히 선택할 수 있다. 이들 용제의 예는 이하와 같다.

폴리아믹산이나 가용성 폴리이미드에 대해 친용제인 비양성자성 극성 유기 용제의 예는, N-메틸-2-피롤리돈, 디메틸이미다졸리디논, N-메틸카프롤락탐, N-메틸프로피온아미드, N,N-디메틸아세트아미드, 디메틸설폭사이드, N,N-디메틸포름아미드, N,N-디에틸포름아미드, 디에틸아세트아미드, γ-부티로락톤 등의 락톤이다. 도포성 개선 등을 목적으로 한 다른 용제의 예는, 락트산알킬, 3-메틸-3-메톡시부탄올, 테트랄린, 이소포론, 에틸렌글리콜모노부틸에테르 등의 에틸렌글리콜모노알킬에테르, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르 등의 디에틸렌글리콜모노알킬에테르, 에틸렌글리콜모노알킬 또는 페닐아세테이트, 트리에틸렌글리콜모노알킬에테르, 프로필렌글리콜모노부틸에테르 등의 프로필렌글리콜모노알킬에테르, 말론산디에틸 등의 말론산디알킬, 디프로필렌글리콜모노메틸에테르 등의 디프로필렌글리콜모노알킬에테르, 이들 아세테이트류 등의 에스테르화합물이다. 이들 중에서 N-메틸-2-피롤리돈, 디메틸이미다졸리디논, γ-부티로락톤, 에틸렌글리콜모노부틸에테르, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르, 프로필렌글리콜모노부틸에테르, 디프로필렌글리콜모노메틸에테르 등을 특히 바람직하게 이용할 수 있다.

본 발명의 폴리이미드계 니스는, 필요에 따라 각종 첨가제를 포함할 수 있다. 예를 들면, 도포성의 향상을 원할 경우에는 이러한 목적에 따른 계면활성제를, 대전 방지의 향상을 필요로 할 경우는 대전 방지제를, 또한 기판과의 밀착성의 향상을 원할 때에는 실란 커플링제나 티탄계의 커플링제를 배합할 수도 있다.

본 발명에 관한 IPS형 액정 표시소자는, 박막 트랜지스터가 형성된 제1 투명 기판, 대향하는 제2 투명 기판 및 그들 기판 사이에 삽입되는 액정으로 이루어진다. 제1 투명 기판은, 교대로 빗살이 연장되도록 형성된 화소 전극 및 공통 전극을 가진다. 제2 투명 기판은, 화소 영역 이외의 광을 차단하는 블랙매트릭스, 칼라필터, 평탄화막 등을 가진다. 빗살형 전극은, 유리 등의 투명 기판 상에 Cr 등의 금속을 스퍼터링법 등을 이용하여 퇴적한 후, 소정 형상의 레지스트 패턴을 마스크로 하여 에칭을 행함으로써 형성된다.

이어서, 얻어진 2매의 투명 기판 상에 니스를 도포하는 공정, 이어서 계속되는 건조 공정 및 탈수 및 폐환 반응에 필요한 가열 처리 공정이 실시된다.

니스 도포 공정에서의 도포 방법으로는 스피너법, 인쇄법, 디핑법, 적하법, 잉크젯법 등이 일반적으로 알려져 있다. 이들 방법은 본 발명에 있어서도 동일하게 적용될 수 있다. 또, 건조 공정 및 탈수 및 폐환 반응에 필요한 가열 처리를 실시하는 공정의 방법으로서, 오븐 또는 적외로 중에서 가열 처리하는 방법, 핫플레이트 상에서 가열 처리하는 방법 등이 일반적으로 알려져 있다. 이들 방법도 본 발명에 있어서 동일하게 적용될 수 있다.

건조 공정은 용제의 증발이 가능한 범위 내의 비교적 저온에서 실시하는 것이 바람직하다. 가열 처리 공정은 일반적으로 150∼300℃ 정도의 온도로 행하는 것이 바람직하다.

이어서, 얻어진 배향막을 배향 처리하는 공정, 상기 기판을 스페이서를 통하여 대향시켜 조립하는 공정, 액정 재료를 봉입(封入)하는 공정, 편광 필름을 접착시키는 공정이 실시되어, 액정 표시소자가 제조된다. 배향 처리 공정에서의 배향 처리 방법으로는 러빙법, 광 배향법, 전사법 등이 일반적으로 알려져 있다. 본 발명의 목적이 달성되는 범위 내에서, 이들 방법은 본 발명에 있어서도 동일하게 적용될 수 있다.

본 발명에서 특히 바람직하게 이용할 수 있는 배향 처리 방법은, 러빙 천과 배향막이 직접 접촉함으로써, 높은 배향 지수 Δ가 얻어지는 러빙법이다. 본 발명의 목적이 달성되는 범위 내인 한 임의의 러빙 처리 조건이 될 수도 있다. 특히 바람직한 조건은, 모족 압흔량 0.2∼0.8mm, 스테이지 이동 속도 5∼250mm/sec, 롤러 회전 속도 500∼2,000rpm이다. 또한 바람직한 스테이지 이동 속도는 31∼250mm/sec이다. 모족 압흔량이 커질수록, 스테이지 이동 속도가 작아질수록, 또는 롤러 회전 속도가 커질수록, 러빙 처리의 조건이 강해져서 높은 배향 지수 Δ가 얻어진다. 그러나, 러빙 처리 조건이 지나치게 강해지면 배향막의 막 깎임이 발생하는 경우가 있다. 본 발명의 배향막은 스테이지 이동 속도를 31mm/sec 이상으로 할 수 있어, 생산 속도를 높이는 장점도 가지고 있는 것이다.

본 발명의 액정 표시소자는, 배향 처리 전후에 세정액에 의한 세정 처리를행하는 것도 가능하다. 세정 방법으로는, 브러싱, 제트스프레이, 증기 세정 또는 초음파 세정 등을 들 수 있다. 이들 방법은 단독으로 행할 수도 되고, 병용할 수도 있다. 세정액으로는 순수 또는, 메틸알콜, 에탄올, 이소프로필알코올 등의 각종 알코올류, 벤젠, 톨루엔, 자일렌 등의 방향족 탄화수소류, 염화메틸렌 등의 할로겐계 용제, 아세톤, 메틸에틸케톤 등의 케톤류를 이용할 수 있지만, 이들에 한정되지 않는다. 물론, 이들 세정액은 충분히 정제되어 불순물이 적은 것이 사용된다.

본 발명에서 이용할 수 있는 액정의 프리틸트 각은, 바람직하게는 0.1∼5.0도이며, 보다 바람직하게는 0.2∼3.0도이다. IPS형 액정 표시소자에서는, 구동 원리상 너무 큰 액정의 프리틸트 각은 필요하지 않다. 프리틸트 각이 0.1∼5.0도의 범위이면, 얻어지는 IPS형 액정 표시소자의 시야각 특성은 양호하다.

본 발명의 IPS형의 액정 표시소자에서 사용되는 액정 조성물은, 특별히 제한은 없고, 유전율 이방성이 포지티브인 각종 액정 조성물을 이용할 수 있다. 바람직한 액정 조성물의 예는, 특허 제3086228호 공보, 특허 제2635435호 공보, 일본 특표평5-501735호 공보, 일본 특개평8-157828호 공보, 일본 특개평8-231960호 공보, 일본 특개평9-241644호 공보(EP 885272 A1), 일본 특개평9-302346호 공보(EP 806466 A1), 일본 특개평8-199168호 공보(EP 722998 A1), 일본 특개평9-235552호 공보, 일본 특개평9-255956호 공보, 일본 특개평9-241643호 공보(EP 885271 A1), 일본 특개평10-204016호 공보(EP 844229 A1), 일본 특개평10-204436호 공보, 일본 특개평10-231482호 공보, 특개2000-087040호 공보, 특개2001-48822호 공보 등에 개시되어 있다.

유전율 이방성이 네거티브인 각종 액정 조성물을 이용할 수 있다. 바람직한 액정 조성물의 예는, 일본 특개소57-114532호 공보, 일본 특개평2-4725호 공보, 일본 특개평4-224885호 공보, 일본 특개평8-40953호 공보, 일본 특개평8-104869호 공보, 일본 특개평10-168076호 공보, 일본 특개평10-168453호 공보, 일본 특개평10-236989호 공보, 일본 특개평10-236990호 공보, 일본 특개평10-236992호 공보, 일본 특개평10-236993호 공보, 일본 특개평10-236994호 공보, 일본 특개평10-237000호 공보, 일본 특개평10-237004호 공보, 일본 특개평10-237024호 공보, 일본 특개평10-237035호 공보, 일본 특개평10-237075호 공보, 일본 특개평10-237076호 공보, 일본 특개평10-237448호 공보(EP 967261 A1), 일본 특개평10-287874호 공보, 일본 특개평10-287875호 공보, 일본 특개평10-291945호 공보, 일본 특개평11-029581호 공보, 일본 특개평11-080049호 공보, 특개2000-256307공보, 특개2001-019965공보, 특개2001-072626공보, 특개2001-192657공보 등에 개시되어 있다.

상기 유전율 이방성이 포지티브 또는 네거티브인 액정 조성물에 일종 이상의 광학활성 화합물을 첨가하여 사용하는 것도 전혀 지장 없다.

[실시예]

이하, 본 발명을 실시예 및 비교예에 의해 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 한정되지 않는다.

실시예 및 비교예에서 사용하는 테트라카르복시산 이무수물, 디아민 및 용제의 명칭을 약호로 나타낸다. 이후의 기술에는 이 약호를 사용하는 경우가 있다.

● 테트라카르복시산 이무수물

1,2,3,4-사이클로부탄테트라카르복시산 이무수물: CBDA

피로멜리트산 이무수물: PMDA

● 디아민

1,3-비스(4-(4-아미노벤질)페닐)프로판: BZ3

4,4'-디아미노디페닐메탄: DDM

4,4'-디아미노디페닐에테르: DDE

4,4'-디아미노디페닐에탄: DD2

1,4-비스(4-아미노페닐)부탄: DD4

1,3-비스(4-아미노페녹시)프로판: DDO3

1,5-비스(4-아미노페녹시)펜탄: DDO5

3,3'-디아미노디페닐메탄: mDDM

● 용제 성분

N-메틸-2-피롤리돈: NMP

γ-부티로락톤: GBL

부틸셀로솔브: BC

실시예 1

1) 폴리이미드계 니스 A1의 조제

온도계, 교반기, 원료 투입구 및 질소 가스 도입구를 갖춘 200ml의 4구 플라스크에 BZ3를 3.3125g, 탈수 NMP를 30.00g 넣고, 건조 질소 기류 하에 교반 용해했다. 반응계의 온도를 5℃로 유지하면서 CBDA를 0.7989g, PMDA를 0.8886g 첨가하여, 30시간 반응시킨 후, BC를 35.00g, GBL을 30.00g 가하여 고분자 성분의 농도가 5중량%인 폴리아믹산의 니스를 조제했다. 원료의 반응 중에 반응 온도에 의해 온도가 상승할 때는, 반응 온도를 약 70℃ 이하로 제한하여 반응시켰다. 또, 본 발명의 실시예에서는, 반응 중의 점도를 체크하면서 반응을 행하고, BC 첨가 후의 니스의 점도가 30∼35mPa·s(E형 점도계 사용, 25℃)로 된 시점에서 반응을 종료하고, 저온 하에 보존했다. 얻어진 폴리아믹산의 중량 평균 분자량은 63,000였다. 또, 중량 평균 분자량은, 시마즈세이사쿠쇼제 GPC 측정 장치(크로마토그래픽 C-R 7A)을 이용하여 컬럼 온도 50℃에서 측정했다.

상기와 같은 방법으로 얻어진 니스 A1에 NMP와 BC의 1:1 혼합 용제로 희석하여 전체 고분자 성분의 농도가 3중량%가 되도록 조정하여 도포용 니스로 했다.

2) 적외광의 흡광도, 배향막의 막 두께 측정 및 배향 지수 Δ의 산출

얻어진 도포용 니스를 실리콘 기판 상에 스피너로 도포했다. 도포 조건은 2300rpm, 15초였다. 도막 후, 80℃에서 약 5분간 건조한 후, 210℃에서 30분간 가열소성 처리를 행하여 막 두께 약 80nm의 배향막을 형성했다. 얻어진 폴리이미드막을 주식회사 이이누마게이지 세이사쿠쇼제의 러빙 처리 장치를 이용하여, 러빙 천(모족장 1.9mm: 레이온)의 모족 압흔량 0.40mm, 스테이지 이동 속도 60mm/sec, 롤러 회전 속도 1000rpm인 조건 하에 러빙 처리했다.

얻어진 배향막의 적외광 스펙트럼의 측정은 퍼킨엘머(Perkin Elmer)사제 FT-IR 장치(Paragon 1000)를 이용하여, 분해능 4cm^-1, 적산 144회의 조건 하에 측정했다. 또, 수증기의 노이즈를 제거하기 위해서 건조 질소 또는 공기(노점 -60℃ 이하)를 사용하여 시료 쳄버 10리터/분, 분광 쳄버 5리터/분으로 각각의 쳄버를 퍼지했다.

편광자를 투과한 적외광을 배향막에 대하여 수직으로 배향막측에서 입사했다. 샘플의 러빙 방향(배향 처리 방향)과 편광 방향이 평행하게 측정했을 때의 흡광도를 A∥로 하고, 수직으로 측정했을 때의 흡광도를 A⊥로 했다. 평행과 수직으로 측정한 적외광 스펙트럼의 차이 스펙트럼을 흡광도로 계산하여, C-N 신축진동에 상당하는 피크 높이를 (A∥-A⊥)로 했다. 또, 흡광도로 표시한 평행과 수직 스펙트럼의 C-N 신축진동에 상당하는 피크 높이의 합 (A∥+ A⊥)을 계산했다. 또한, 배향막의 막 두께(d)를 株式會社 溝尻光學工業所제 엘립소미터(Ellipsometer; DVA-FL3G)를 이용하여 측정한 바 81.6nm였다.

이어서, 하기 식 (1)에 따라, 얻어진 (A∥-A⊥, A∥+A⊥) 및 막 두께(d)의 값으로부터 구한 배향 처리 후 배향막의 배향 지수 Δ는 2.41였다.

3) 콘트라스트 및 전압 유지율 측정용 셀의 제작

도 1에 나타내는 IPS용 빗살형 전극이 부착된 유리 기판 및 전극이 없는 유리 기판인 2매의 유리 기판을 이용한 것 외에는, 실리콘 기판을 이용한 방법에 준한 방법으로 배향막을 형성했다.

상기와 같이 하여 얻어진 배향막을 에탄올 중에서 5분간 초음파 세정 후, 순수로 표면을 세정한 후 오븐 중 120℃에서 30분간 건조했다. 상기 IPS용 빗살형 전극이 부착된 유리 기판에 4㎛의 갭 재료를 살포하고, 배향막을 형성한 면을 내측으로 하여 전극이 없는 유리 기판을 대향시킨 후, 에폭시 경화제로 밀봉하여 갭 4㎛의 패러렐 셀을 작성했다. 상기 셀에 액정 재료를 주입하고, 주입구를 광경화제로 밀봉했다. 이어서, 110℃에서 30분간 가열 처리를 행한 후, 대향시킨 유리 기판의 외측에 2매의 편광 필름을 접착시켜, 콘트라스트 및 전압 유지율 측정용 셀로 했다. 또, 대향하는 IPS 용 빗살형 전극이 부착된 유리 기판 및 전극이 없는 유리 기판의 러빙 방향은 서로 동일 방향으로 했다. 한 쪽 편광 필름의 편광 투과축을 러빙 방향과 동일 방향으로 하고, 다른 한 쪽을 이것과 수직으로 배치했다. 액정 재료로서 사용한 액정 조성물 A의 조성을 하기에 나타낸다. 이 조성물의 NI점은 100.0℃이고, 복굴절은 0.093였다.

액정 조성물 A

이어서, 오오츠카덴시 가부시키가이샤제의 액정 패널 평가 장치(LCD-5100)를 이용하여 투과율-인가전압 곡선을 구하고, 백 표시의 휘도와 흑 표시의 휘도의 비로부터 콘트라스트를 산출한 바 202였다. 또, 러빙선 줄과 같은 배향 얼룩이나 배향 결함은 전혀 관찰되지 않고, 대단히 균일한 표시가 얻어졌다. 또, 콘트라스트 측정 시의 조건은 구동 전압 0∼10Vp-p, 구동 주파수 70Hz, 직사각형 파였다.

또한, 기존의 방법(미즈시마 외, 제14회 액정 토론회 예고집 p78 참조)으로 이 셀의 전압 유지율을 측정한 바 98.5%였다. 전압 유지율의 측정 조건은, 게이트폭 69μs , 주파수 60Hz, 파장 높이 ±4.5V이며, 측정 온도는 60℃이다.

4) 프리틸트 각 측정용 셀의 제작

한 쌍의 ITO 투명 전극이 부착된 유리 기판, 20㎛용 갭 재료를 이용하여 만들고, 러빙 방향을 안티패러렐로 하고 편광 필름을 접착하지 않은 것 외에는, 콘트라스트 및 전압 유지율 측정용 셀과 동일한 방법에 의해서 프리틸트 각 측정용 셀을 만들었다. 또, 프리틸트 각 측정에서의 액정 재료도 콘트라스트 측정 시와 같은 것을 이용했다. 이 셀을 이용하여 크리스탈 로테이션법으로써 액정의 프리틸트 각을 측정한 바, 1.4도였다.

실시예 2∼13, 비교예 1∼3

실시예 1에서의 니스 A1 대신, 니스 A2∼A13 및 니스 B1∼B3를 각각 하기 표 1의 원료 조성으로 조제하고, 이것을 이용하여 배향 지수 Δ, 콘트라스트, 전압 유지율 및 프리틸트 각의 평가를 실시예 1과 동일하게 행했다.

각종 니스의 조제

니스 A2∼A13 및 니스 B1∼B3의 조제에 관해서는, 니스 A1과 동일한 방법으로 조제했다. 반응 중에 반응열에 의해 온도가 상승할 때는, 반응 온도를 약 70℃ 이하로 제한하여 반응시켰다. 또, 폴리아믹산의 합성은 반응 혼합물의 점도를 체크하면서 반응을 행하고, BC 및 GBL을 첨가한 후의 폴리아믹산의 점도가 30∼35mPa·s(E형 점도계 사용, 25℃)로 된 시점에서 반응을 종료하고, 폴리아믹산을 저온으로 보존했다.

즉, 당초의 폴리아믹산을 NMP만으로 합성하고, 이어서 BC 및 GBL을 가하여 최종적으로 폴리아믹산 농도를 5중량%로 조정했다.

각 실시예 및 비교예의 원료 몰비 및 중량 평균 분자량을 표 1과 표 2에 나타냈다.

[표 1]

[표 2]

니스 A1∼A13 및 니스 B1∼B3의 막 두께, 배향 지수 Δ, 콘트라스트, 전압 유지율 및 프리틸트 각의 평가 결과를 표 3과 표 4에 나타냈다.

또한, 본 발명의 실시예의 시험 방법에 있어서, 우수한 콘트라스트란 150 이상의 값을 의미하고, 바람직한 프리틸트 각이란 0.1∼5.0도의 범위를 의미하며, 바람직한 전압 유지율이란 97.0% 이상의 값을 의미한다.

[표 3]

[표 4]

실시예 1∼13 및 비교예 1∼3의 결과로부터, 배향 지수 Δ가 1.3 이상인 배향막을 이용함으로써 150 이상의 우수한 콘트라스트를 나타내는 IPS형 액정 표시소자가 얻어지는 것을 알 수 있다. 또, 실시예 1∼13의 배향막은 IPS형 액정 표시소자로서 바람직한 전압 유지율 및 프리틸트 각을 나타내는 것을 알 수 있다.

본 발명에 의하면, 특히 우수한 콘트라스트를 가지는 IPS형 액정 표시소자를 실현하여, 원래 가지는 시야각 특성의 면에서의 이점과 아울러 이상적인 고시야각 타입의 액정 표시소자, 그를 위한 배향막 및 상기 배향막을 형성할 수 있는 니스를 제공할 수 있다.

Claims (10)

1. 기판의 표면에 대하여 지배적으로 평행한 전계(電界)가 형성됨으로써 표시가 행해지는 횡전계(橫電界) 방식의 액정 표시소자용 배향막을 형성하는 폴리이미드계 니스(varnish)로서, 하기 식 (1)로 표시되는 배향 지수 Δ가 1.3 이상인 배향막을 형성할 수 있는 폴리이미드계 니스:

   상기 식에서, A∥는 배향 처리 방향에 평행한 편광 성분을 가지는 적외광을 배향막에 입사시켰을 때의 이미드환의 C-N 신축진동(伸縮振動)에 의한 흡광도이고, A⊥는 배향 처리 방향에 수직인 편광 성분을 가지는 적외광을 배향막에 입사시켰을 때의 이미드환의 C-N 신축진동에 의한 흡광도이고, d는 배향막의 막 두께(단위; nm)임.
2. 제1항에 있어서,

   상기 배향 지수 Δ가 1.5∼10.0인 것을 특징으로 하는 폴리이미드계 니스.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 폴리이미드계 니스의 고분자 성분이, 하기 식 (1-1∼1-38)로 나타내는 테트라카르복시산 이무수물 중 적어도 1종 및 하기 식 (2-1∼2-56)으로 나타내는디아민 중 적어도 1종으로부터 얻어지는 가용성(可溶性) 폴리이미드 또는 그의 전구체인 폴리아믹산인 것을 특징으로 하는 폴리이미드계 니스(하기 식에서, n은 1∼20의 정수이고, R은 수소 또는 탄소수 1∼20의 알킬이며, 이 알킬에 있어서 임의의 -CH₂-는 -O-, -CH=CH-, 또는 -C≡C-로 치환되어 있을 수도 있고, 사이클로헥산환 및 벤젠환의 임의의 수소는 할로겐 또는 탄소수 1∼5의 알킬로 치환되어 있을 수도 있음):
4. 제3항에 있어서,

   상기 테트라카르복시산 이무수물이, 각각 식 1-1, 식 1-2, 식 1-13, 식 1-17, 식 1-18, 식 1-19, 식 1-20, 식 1-27, 식 1-28, 및 식 1-29로 표시되는 테트라카르복시산 이무수물로부터 선택되는 적어도 1종인 것을 특징으로 하는 폴리이미드계 니스.
5. 제3항에 있어서,

   상기 디아민이, 각각 식 2-5, 식 2-6, 식 2-9, 식 2-10, 식 2-11, 식 2-12, 식 2-13, 식 2-14, 식 2-15, 식 2-16, 식 2-17, 식 2-18, 식 2-19, 식 2-20, 식 2-30, 식 2-35, 식 2-39, 식 2-40, 식 2-41, 식 2-42, 식 2-43, 및 식 2-56으로 표시되는 디아민으로부터 선택되는 적어도 1종인 것을 특징으로 하는 폴리이미드계 니스(상기 식에서, n은 2∼10의 정수이고, 벤젠환의 임의의 수소는 할로겐 또는 탄소수 1∼5의 알킬로 치환되어 있을 수도 있음).
6. 제3항에 있어서,

   상기 디아민이, 각각 식 2-12, 식 2-13, 식 2-14, 식 2-15, 식 2-16, 식 2-17, 식 2-18, 식 2-19, 식 2-20, 및 식 2-39로 표시되는 디아민으로부터 선택되는 적어도 1종인 것을 특징으로 하는 폴리이미드계 니스(상기 식에서, n은 2∼10의 정수이고, 벤젠환의 임의의 수소는 할로겐 또는 탄소수 1∼5의 알킬로 치환되어 있을 수도 있음).
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항의 폴리이미드계 니스를 이용하여 형성되는 배향막.
8. 제7항에 있어서,

   상기 배향막의 배향 처리 조건이 모족 압흔량(毛足壓痕量) 0.2∼0.8mm, 스테이지 이동 속도 5∼250mm/sec, 롤러 회전 속도 500∼2,000rpm으로 러빙 처리하는 것임을 특징으로 하는 배향막.
9. 제7항의 배향막을 가진 횡전계 방식의 액정 표시소자.
10. 제8항의 배향막을 가진 횡전계 방식의 액정 표시소자.