專利名稱：對液晶顯示器有光學補償作用的聚酰亞胺薄膜的制備方法
技術領域：
本發(fā)明屬于對液晶顯示器有光學補償作用的聚酰亞胺薄膜的制備方法。
液晶顯示器已在交通運輸工具的儀器儀表盤、手提式計算機、計算器和電子手表等方面得到越來越多的應用。其特點是工作電壓低，功率損耗小，使用壽命長。但是液晶顯示器有個突出的缺點，就是顯示質量與觀察角度(視角)有關，正對著液晶顯示器時，顯示質量最好。隨著視角的增大，即側向觀察時，顯示質量下降。這是由于液晶顯示器中的液晶分子的各向異性造成的。
液晶是一種各向異性的物質。光在液晶中傳播時會發(fā)生雙折射。當光通過液晶時，非尋常光的折射率大于尋常光的折射率，即ne＞no，當向列型液晶的光軸用指向矢 描述時，n‖＝ne，n⊥＝no，即沿著液晶分子軸向的折射率是非尋常光的折射率，液晶分子的雙折射Δn＝n‖-n⊥＝ne-no＞0。在光學上向列型液晶稱為正光性材料。
當光線通過液晶顯示器中的正光性的液晶介質時，偏離光軸即偏離液晶分子軸入射時的尋常光和非尋常光的傳播存在著相位差，使得入射的線性(平面)偏振光變?yōu)闄E圓偏振光，因此不能完全被第二塊偏振光所阻止，出現(xiàn)漏光。所以在大角度方向觀察液晶顯示器時，會發(fā)現(xiàn)對比度下降，反差降低，影響顯示質量。因此，為了提高采用正光性液晶介質的液晶顯示器的顯示質量，需要進行光學補償，以使偏離光軸時即大角度下的入射平面偏振光通過液晶介質后，仍然保持平面偏振。
光學補償?shù)念愋团c液晶顯示器的種類有關。扭曲向列型液晶顯示器有兩種顯示方式。一是黑底型，即非工作狀態(tài)時顯示器是黑色的；一是白底型，即非工作狀態(tài)時顯示器是白色的。黑底型顯示器的光學補償方法或是外加一個與工作顯示器的扭曲方向相反的顯示器進行補償，或是用拉伸的聚合物作為A-板遲滯補償器。但是黑底型液晶顯示器的最大缺點是，為了保持顯示器在非工作狀態(tài)下是黑色的，即光線是不能透過的，或是增加顯示器中液晶盒的厚度，但這會增加液晶介質的響應時間；或是使顯示器在某種特定狀態(tài)下工作，但這會增加顯示器的制造難度。
白底型液晶顯示器的光學補償方法，是采用負光性的光學材料，即具有負性雙折射的光學材料，美國專利5,196,953是用交替涂層的無機材料，美國專利5,344,916采用的聚酰亞胺薄膜并非由雙-(3，4-二羧基苯氧基)-1，4-苯二酐單體獲得。通過負光性的光學材料對白底型液晶顯示器可視角進行光學補償，一是要求光學補償材料的相遲滯值(Δn×d，Δn為材料的雙折射，d為材料的厚度)的絕對值與被補償?shù)娘@示器的相等，但符號相反；二是要求光學補償材料的相遲滯值隨角度變化的速率與被補償?shù)娘@示器的一致，這就要求光學補償材料的厚度不超過10μm左右，因此要求光學補償材料有較大的負雙折射。上述的負雙折射的光學材料也可用來補償超扭曲向列型和鐵電型液晶顯示器。
本發(fā)明的目的是提供一種固體聚酰亞胺，將其溶于有機溶劑中，采用溶液成膜方式，制備出對液晶顯示器有光學補償作用的聚酰亞胺薄膜，從而增大液晶顯示器的可視角，改善顯示質量。
本發(fā)明提供的固體聚酰亞胺具有下列結構 將其分別溶解在四氫呋喃，γ-丁內酯，三氯甲烷，二甲基亞砜，N-甲基吡咯烷酮，N，N-二甲基甲酰胺，N，N-二甲基乙酰胺，間甲酚，對氯苯酚等溶劑中，采用溶液成膜方式，在室溫和溶劑的沸點溫度之間進行，等溶劑揮發(fā)后，得到透明的薄膜，其典型的紫外可見光區(qū)的透光截止波長為359nm，典型的最大透光率為90％，薄膜平面(n‖)和薄膜厚度(n⊥)方向上的典型折射率之差(Δn＝n‖-n⊥)為0.03，所得薄膜的厚度可以由溶液的濃度控制。將所得薄膜放在液晶顯示器的液晶盒和偏振片之間，通過控制薄膜的厚度和層數(shù)，調節(jié)薄膜的相遲滯值(Δn×d×h，其中Δn是薄膜的雙折射，d是薄膜的厚度，h是薄膜的層數(shù))。當薄膜的相遲滯值的絕對值與液晶顯示器的相遲滯值的絕對值相近或相等時，無論是在低反差或高反差下，都可以在特定方向上增大液晶顯示器的可視角范圍。
本發(fā)明提供的聚酰亞胺的特點是在普通有機溶劑中可溶，采用溶液成膜方式，通過控制溶劑類型、成膜條件，得到膜平面方向上的折射率大于膜厚度方向上的折射率，控制涂層層數(shù)和膜的厚度，達到所需的光學補償要求。
本發(fā)明提供的聚酰亞胺固體通過溶液成膜的方法制備出對液晶顯示器有光學補償作用的聚酰亞胺薄膜，從而增大液晶顯示器的可視角，改善顯示質量。
本發(fā)明提供的實施例如下實施例1將3.19毫摩爾的具有下列結構的3，3′-二甲基-4，4′-二 氨基二苯甲烷加入到7.5g的N，N-二甲基甲酰胺中，在攪拌條件下再加入3.19毫摩爾的具有下列結構的雙-(3，4-二羧基苯 氧基)-1，4-苯二酐。室溫下攪拌，待雙-(3，4-二羧基苯氧基)-1，4-苯二酐完全溶解后，再加入0.6g三乙胺和6.5g乙酐。室溫下繼續(xù)攪拌12小時。在加入8毫升N，N-二甲基甲酰胺稀釋后，再加入50毫升的乙醇，沉淀。經(jīng)乙醇數(shù)次洗滌沉淀產(chǎn)物后，干燥。
所得聚酰亞胺的性質玻璃化轉變溫度Tg＝264℃。空氣中失重5％時的溫度T(-5％)/空氣＝446℃。氮氣中失重5％時的溫度T(-5％)/氮氣＝464℃。實施例2將實施例1得到的聚酰亞胺固體分別溶于N，N-二甲基甲酰胺，N，N-二甲基乙酰胺和γ-丁內酯中，使其濃度約為12％(W/W)。在平板玻璃上成膜。60℃下放置12小時后，再在150℃下真空干燥，在波長為633nm的入射光下，測定膜平面(n‖)和膜厚度(n⊥)方向上的折射率，結果如表1。
表1.不同溶劑中成膜后薄膜的折射率溶 劑 n‖n⊥Δn(n‖-n⊥)N，N-二甲基甲酰胺1.6561.6250.031N，N-二甲基乙酰胺1.6571.6260.031γ-丁內酯1.6551.6260.028實施例3將實施例1得到的聚酰亞胺溶于γ-丁內酯中，濃度控制在2％-14％(W/W)的范圍里。按實施例2的方法成膜后，分別在60℃下放置12小時后，用實施例2同樣方法測定膜的折射率，結果見表2。濃度(W/W)n‖n⊥Δn(n‖-n⊥)1.96％ 1.6381.6150.0233.80％ 1.6371.6140.0235.63％ 1.6371.6140.0227.40％ 1.6381.6150.02310.67％1.6371.6140.02313.40％1.6381.6170.02權利要求
1.一種對液晶顯示器有光學補償作用的聚酰亞胺薄膜的制備方法，是采用溶液成膜方式，在室溫和溶劑的沸點溫度之間進行，溶劑揮發(fā)后，得到透明的薄膜，其特征是選擇的固體聚酰亞胺具有下列結構 將其分別溶解在四氫呋喃，γ-丁內酯，三氯甲烷，二甲基亞砜，N-甲基吡咯烷酮，N，N-二甲基甲酰胺，N，N-二甲基乙酰胺，間甲酚，對氯苯酚等溶劑中，得到透明的薄膜，其典型的紫外可見光區(qū)的透光截止波長為359nm，典型的最大透光率為90％，薄膜平面(n‖)和薄膜厚度(n⊥)方向上的典型折射率之差(Δn＝n‖-n⊥)為0.03，所得薄膜的厚度可以由溶液的濃度控制。
全文摘要
本發(fā)明屬于對液晶顯示器有光學補償作用的聚酰亞胺薄膜的制備方法。本發(fā)明選擇一種固體聚酰亞胺，將其溶于有機溶劑中，采用溶液成膜方式，制備出對液晶顯示器有光學補償作用的聚酰亞胺薄膜，從而增大液晶顯示器的可視角，改善顯示質量。本發(fā)明制備的聚酰亞胺薄膜的特點是其典型的紫外可見光區(qū)的透光截止波長為359nm，典型的最大透光率為90％，薄膜平面(n
文檔編號C08L79/08GK1145917SQ9511549
公開日1997年3月26日 申請日期1995年9月19日 優(yōu)先權日1995年9月19日
發(fā)明者何天白, 丁孟賢, 李寶忠, 李悅生 申請人:中國科學院長春應用化學研究所