液晶顯示器及其偏光板的研發新進展

吳國光

（天津天感感光材料公司，天津 300220）

1 引言

液晶顯示（LCD）技術在我國幾乎與國外同步開發，起源于上世紀六十年代。起初，僅用于手表等小型裝置的圖像顯示。后來，隨著世界經濟與科技的飛速發展高速向諸多領域拓展。例如，應用于移動電話、數碼照相機、數碼攝像機、電腦及液晶電視機、車載顯示器、航空航天器用等各種圖像顯示器。我國在關鍵技術及上游材料產業領域的發展水平則相對滯后。

液晶顯示屏是LCD的關鍵器件，上世紀九十年代以來國際上不斷出現LCD相關技術的研發熱潮，一些科研成果值得我們引進、參考、借鑒。

2 液晶顯示屏的基本結構

通常，液晶顯示屏包括一個液晶（LC）層，它是由一對基板夾持著的。一對偏光薄膜分別設置于基板的相應位置。由液晶層控制光的偏振，由偏光薄膜根據光的偏振方向控制穿透其中的光的透射。為了擴大液晶顯示屏的視角以及提升相關性能，附以相位差（光學補償）薄膜、保護膜、防反射膜等。

液晶顯示屏有三種類型，即透射式、反射式和半反射式。透射式液晶顯示屏是利用設置于液晶面板背面的光源來顯示圖像的。反射式液晶顯示屏是通過設置于液晶層背面的反射膜反射來自液晶層前側的入射光，使其再次通過液晶層而顯示圖像的。半反射式顯示屏是在每一個像素陣列中同時含有透射組分和反射組分。其中該透射組分具有類似透射式液晶顯示屏的功能，反射組分具有類似于反射式液晶顯示屏之功能。

在液晶顯示屏的光源前面設置彩色濾光片，通常分紅綠藍（RGB）三種顏色和黑色矩陣電路，用以顯示彩色圖像。

通常，液晶顯示器分為四種：TN（扭曲向列）型；STN（超扭曲向列）型；DSTN（雙層超扭曲向列）型；TFT（薄膜晶體管）型。前三種顯示器的性能，如對比度、亮度等較差，可視角也較小，色彩也欠豐富。但是，結構相對簡單，成本相應低廉，適于應用于某些要求不太高的產品中。薄膜晶體管（TFT）型液晶顯示器上的每一像素點都由集成在其后面的薄膜晶體管來驅動。因而，表現出較好的性能。例如，響應速度快，對比度好，可視角大，色彩豐富等［1］。

3 偏光板制造用塑料薄膜及其研發進展

3.1 聚乙烯醇薄膜

偏光板的偏光元件早期應用的是聚乙烯醇（PVA）薄膜。將PVA在碘液中浸漬、經拉伸定型后即形成了偏光板。但僅使用PVA薄膜的偏光板，不僅可視角度小，而且，其致命弱點是易吸水變形。因而，人們對其使用方法及與其它樹脂薄膜的組合使用多有研究。

3.2 三醋酸纖維樹脂薄膜

液晶顯示偏光板保護膜，之所以多選用三醋酸纖維素酯（TAC）薄膜，是因為它除透明性好外，光學同向性也好，幾乎無相位差，是偏光薄膜的適用基材。將TAC與PVA薄膜組合使用，廣泛用于偏光板制作。

3.2.1 改變TAC板與PVA板的組合方式

通常的偏光板結構是在PVA膜的上、下各夾一塊TAC膜。這種結構雖有一定效果，但因會改變光的圓偏極光特性，難以使可視角再擴大。眾所周知，光波電場的振動路徑分為線、圓和橢圓偏極光。若選定圓偏極光時，雖然設置兩張光學補償膜可補償液晶顯示器在大視角位置的漏光，但大視角的圓偏極光特性不易維持，還是無法有效地擴大可視角。為了克服這一弊病，早在九十年代初期臺灣友逹光電股份有限公司便提出采用TAC薄膜與PVA薄膜以及光學等向性層構成液晶顯示模組。該光學等向性層是由工程塑料環狀烯烴聚合物（COC）構成。因該COC聚合物僅含碳和氫原子，不含雜環和極性鍵，因此具有低介電常數。其主鏈剛性極強，加之是環狀結構，所以具有較高的玻璃化轉變（Tg）溫度。該發明有效地擴大了可視角［2］。

3.2.2 耐濕性能良好的TAC偏光板

日東電工株式會社發明了一種耐濕性良好的TAC偏光板，使用這種偏光板可使液晶顯示器的厚度薄、重量輕。

該發明認為，通常所使用的偏光板保護層TAC薄膜的厚度若過薄，將使遇濕時的可靠性變差。會使光線透過率的變化量和偏光度的變化量增大，因而影響性能。

該發明提出，在偏光元件兩側或一側所設置的保護層總厚度應為135μm以下。而且，至少有一側保護層在40℃，90%RH下的透濕度應為0.04（g/cm2.24h）以下。

該發明所使用的偏光板是反射型或半反射型偏光板。其相位差板是橢圓或園偏極光型偏光板。偏光元件層的厚度為15～30μm，保護層的厚度為25～50μm。

該發明偏光元件的制造方法是將厚度為75μm的PVA薄膜在由碘和碘化鉀組成的染色浴溶液（30℃）中進行染色處理和3倍的拉伸處理后，再于加入了硼酸和碘化鉀的溶液（60℃）中進行總計6倍的拉伸和交聯處理，于50℃下進行7分鐘干燥得到偏光元件。在所得偏光元件的側面貼合厚度為40μm的經苛性鈉水溶液進行了皂化處理的TAC薄膜。在該TAC薄膜的一個側面上涂布了一層含紫外線硬化型脲烷丙烯酸樹脂的溶液，以形成防濕涂層，其透濕度為0.02（g/cm2.24h）。在其相反一側貼合經苛性鈉水溶液進行了皂化處理的TAC薄膜。如此構成的偏光板的防濕性保護層的透濕度為0.02（g/cm2.24h）；初期透光率為43.6%，遇濕后的透光率為44.1%；初期偏光度為99.6%，遇濕后的偏光度為99.77%。

該發明提供了可以提高視角、提高輝度、防濕性能良好的偏光板。為制造薄型、輕體的LCD提供了條件［3］。

3.2.3 用于偏光板制造的TAC防反射膜

索尼公司的小林富夫等人發明的用于偏光板制造的TAC防反射（AR）積層薄膜值得關注。該薄膜耐堿性好，防反射性能好，易于偏光板制造，在TAC基材上反復交替積層高折射率和低折射率層，并進行了耐堿和防污處理。

該發明積層薄膜的結構自下而上順次為：TAC基材、保護層、底層、高折射率層、低折射率層、高折射率層、低折射率層、防污層、保護薄膜。

在以往的技術中，為了提高TAC薄膜與偏光元件PVA層之間的粘接牢度，往往對TAC薄膜進行前處理，亦即對TAC基材薄膜的背面用熱堿溶液進行皂化處理。這樣，往往會破壞TAC基材上的AR層。該發明解決了此技術難點，不會對AR層造成損傷。

該發明不僅在TAC基材上交替積層了高折射率層和低折射率層，而且在底層中添加了ZrOx(x=1-2);SiOx(x=1-2);SiOxNy（x=1-2,y=0.2-0.6）；TiOX(x=1-2);CrOx(x=0.2-1.5)中的至少一種，既保證了粘接牢度，又使AR層不至于受到損傷［4］。

3.2.4 TAC薄膜的卷芯

作為液晶顯示保護膜用的TAC薄膜，日趨長尺寸和寬幅化。在生產過程中進行收卷的卷芯質量至關重要。日本コニカミノルタォプト株氏會社的光佃和久發明的液晶顯示保護膜用TAC薄膜的卷芯強度大，即使在生產中長時間使用，也會使TAC薄膜幅方向中央部分之貼附故障的發生率大幅度下降。

以往的卷芯材料是由玻璃纖維、塑料纖維、紙或布等構成，將它們與發泡樹脂構成復合體制作卷芯，或由鋼材料構成卷芯。但是，由于近年來伴隨著液晶顯示裝置向大畫面發展的要求，其偏光板用TAC薄膜的幅寬達1400mm以上。如果卷芯強度不充分，尤其是隨使用時間的推移，往往會發生TAC薄膜幅方向中間部分的表面貼附故障。

該發明卷芯的力學特征是其極限最高耐壓減去卷曲薄膜時卷芯表面所承受的應力后，應大于或等于0.006Kg/mm2。而且，卷芯半徑方向的位移小于或等于0.5mm。卷芯的材質為FRP，壁厚大于5mm。

所卷曲的TAC薄膜的寬度為1800mm以上，1980mm以下；長度為2600mm以上，5200mm以下；卷曲速度為2-200m/min；剝離輥、各傳送輥和卷曲輥的外徑最好為70-350mm；所適宜卷曲的TAC薄膜的厚度為41-150mm［5］。

3.2.5 LCD用TAC薄膜市場的發展動態

LCD用TAC薄膜屬光學薄膜，其質量指標遠高于以往的照相片基用TAC薄膜。它所要求的表面性能、厚度精度及缺陷管理等指標，遠高于照相片基用TAC薄膜，尤其是隨著LCD的薄型化和大畫面發展的趨勢，要求TAC薄膜本身的性能大幅度提高。特別是相伴其中的耐熱性、耐久性、吸濕變形性和伸縮性能的提高，更是國外市場產品競爭的關鍵。對此富士、柯尼卡等國外主流公司的競爭十分激烈［6］。

與此同時，眾多研發團隊努力探求新的材料與TAC薄膜組合使用，或謀求它的替代品。

3.3 LCD用PET薄膜

由于光學級PET薄膜具有比TAC薄膜更高的耐熱性、更小的吸濕變形性，是LCD用TAC薄膜良好的替代品之一。近幾年來國內外出現了光學級PET薄膜的研發熱潮，將PET薄膜用于LCD領域，在國內外均取得大量科研成果。

3.3.1 透明導電防反射膜

富士膠片公司的西浦陽介發明了一種以PET薄膜為基材的透明、導電防反射膜。這種防反射膜用于液晶顯示器具有優良的防靜電、電磁波屏蔽和防反射、防污性能，并具有優良的機械特性。該反射膜的結構自下而上為：具有彈性恢復性的粘合劑層、PET基材薄膜、護膜層、由至少一種以上金屬顆粒構成的透明導電層、透明涂覆層。彈性恢復性粘合劑層是由丙烯酸系樹脂粘合劑層構成的，彈性系數為1×105dyn/cm2以上，1×107dyn/cm2以下，涂層厚度為10nm以上300nm以下。上述透明基材是表面彈性率為5GPa以上，15GPa以下的PET薄膜。透明基材及其保護膜的莫氏硬度為6以上，保護膜中含有1nm以上，400nm以下的無機顆粒。在透明導電層中含有粒徑為1nm以上，100nm以下的銀顆粒或以銀為主體的金屬顆粒。透明涂覆層中含有氟系有機樹脂，該層對水的接觸角為90°以上［7］。

3.3.2 將PET薄膜用于擴散反射板

日立化成工業株式會社的高根信明等人發明了一種轉印薄膜，具有良好的反射特性，用于LCD等擴散轉印板制造收到良好效果。其結構組成自下而上為基材薄膜，轉印薄膜層，覆蓋膜。

該發明提出了如下應用實例：在經噴砂處理的PET基材薄膜上用逗號涂布器涂布厚度為6μm的轉印薄膜層形成用涂布液，經干燥形成轉印薄膜層，在其上面覆蓋聚乙烯薄膜，由此構成轉印薄膜。該轉印薄膜形成用涂布液的組分為聚合物A（系苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸、甲基丙烯酸縮水甘油酯的共聚樹脂。該共聚樹脂的分子量為35000，酸值為110）70wt；單體（季戊四醇四丙烯酸酯）30wt； 光引發劑 （イルガキュア-369）2.2wt和N,N-四乙基-4,4、-二氨基二苯甲酮2.2wt；溶劑（丙二醇單甲醚）492wt；阻聚劑（對甲氧基苯酚）0.1wt；界面活性劑（氟系）0.01wt。

然后，將此轉印薄膜的覆蓋膜剝離，用輥式層壓機將其粘貼于玻璃板上。基板溫度100℃，輥溫度100℃，輥壓力6Kg/cm2。以0.5m/min的速度進行層壓復合，由此得到由玻璃基板、轉印薄膜層、PET薄膜構成的積層板。

使用大型曝光機對轉印薄膜層以對其有反應性的光線進行500MJ/cm2的照射。隨后，從基板上將PET薄膜剝離，在轉印薄膜層上有因預先對PET薄膜進行噴砂加工而轉印形成的凹凸形狀，具有光的擴散性的優良性。為了使其具有耐熱性，于240℃下，在烘箱中進行20min的熱硬化，得到入射角為-60°至60°的具有充分反射強度，反射特性優良的擴散反射板［8］。

3.3.3 一種透明聚酯薄膜

中國樂凱膠片集團的王旭亮、李宇航發明了一種可用于LCD的光學級透明聚酯薄膜，包括基層和表層。基層中含有納米級添加劑，表層中含有納米、微米級添加劑。添加劑種類包括二氧化硅、二氧化鈦、三氧化二鋁、高嶺土、碳酸鈣、硫酸鋇、交聯聚苯乙烯或聚甲基丙烯酸甲酯。基材中納米級添加劑的含量為5～1000ppm。該發明產品具有優良的光學性能和表面性能。除用于LCD領域外，還可用于其它信息顯示、證卡、印刷膠片、噴繪薄膜、包裝等領域［9］。

3.3.4 用于偏光板的聚酯積層薄膜

三菱制紙株式會社的川崎泰史等人于2011年4月7日公開了他們的關于將聚酯積層薄膜用于偏光板保護膜的發明。

液晶顯示屏的構成，從前側面開始為保護膜A-前側面偏光膜-保護膜B-液晶層-保護膜C-后側面偏光膜-保護膜D。

以往保護膜多使用具有高透明性和具有光學等向性的TAC薄膜。但是，由于其尺寸穩定性、耐濕性、耐熱性差，而且為了解決與偏光膜的粘接問題必需預先用堿液對其表面進行皂化處理，不僅工序繁雜，更加劇了變形。使用濃堿液進行皂化處理，不僅不安全，還帶來環境污染問題。

近年來，液晶顯示器日趨大畫面、高畫質，這就對其機械強度及在高溫、高濕環境下的穩定性的要求越來越高。顯然，TAC薄膜已不適用，人們在尋找新的替代材料。用川崎泰史等人發明的PET積層薄膜代替它，便可解決TAC薄膜的所有不足之處。

將該發明聚酯積層薄膜用于LCD偏光板的結構態樣是表面功能層-第二涂布層-聚酯積層薄膜-第一涂布層-粘合劑層-偏光層-保護薄膜。

該發明PET積層薄膜的特點是無需用濃堿液進行皂化處理，不僅與粘合劑層的粘接性良好，與PET薄膜背側的各種功能層的密著性也良好，特別適用于偏光板的保護膜，尤其是偏光板前側面的保護膜。

該發明的PET積層薄膜為三層結構，即表層-中間層-表層。表層所用PET樹脂是由對苯二甲酸二甲酯100Wt與乙二醇60Wt及觸媒醋酸鎂四水鹽0.09Wt加入反應容器中進行酯交換反應。反應開始溫度為150℃，隨甲醇餾出緩慢升溫，3hr后達230℃，4hr后酯交換反應實際上已結束。在此反應混合物中加入乙酸磷酸酯0.04Wt后，再加入0.04Wt三氧化銻，進行4hr縮聚反應，得到極限粘度為0.63的表層用PET樹脂。中間層所用PET樹脂為在以上表層PET樹脂的合成中，當加入0.04Wt的乙酸磷酸酯后，再加入使之在乙二醇中分散的直徑為2μm的氧化硅顆粒0.2Wt、三氧化銻0.04Wt、其余與表層用PET樹酯的制造方法相同。中間層樹酯的極限粘度為0.65。

為了獲得良好的粘接性能，該發明在聚酯積層薄膜的一側的表面設置了第一涂布層，在另一側表面設置了第二涂布層［10］。

該發明聚酯積層薄膜是通過分別專門擠出上述表層、中間層用的不同的PET樹酯的擠出系統而完成的。筆者認為，可設計多機共擠生產線一次性完成表層-中間層-表層的積層及其拉伸、定型。第一、第二涂布層可采用前涂法在線涂布工藝，亦可采用非在線涂布方式。但以采用涂布點設于縱向拉伸后的在線涂布方式為佳。關于PET片基涂層的研發與應用，在我國早有論述，本文不在此贅述［11］。

所設置的第一涂布層與各功能性涂層之間具有粘接性。例如，它可提高偏光膜與該發明積層聚酯薄膜貼合時所使用的含各種粘合劑的粘合劑層之間的粘接牢度。該發明發現聚酯薄膜與粘和劑層之間的粘接，若僅分別單獨使用丙烯酸樹酯和聚乙烯醇等化合物形成的涂層，完全沒有粘接性，必需組合使用由丙烯酸樹酯和聚乙烯醇樹酯共同構成的粘合劑涂層。另外，對交聯劑的使用，亦取得突破性結果，發現將丙烯酸樹酯與聚乙烯醇、噁唑啉化合物組合使用可大幅度改善粘接牢度。

該發明第一涂布層中所含有的丙烯酸樹酯是指以丙烯酸系、甲基丙烯酸系單體所代表的由含碳-碳雙鍵單體所構成的聚合體。可以是單獨聚合體，亦可是共聚體，也可以含有其它聚合物。例如，可含有聚酯、聚氨酯等的嵌段或接枝共聚物，或者是在聚酯溶液以及聚酯分散液中以帶有碳-碳雙鍵單體聚合而得的聚合物。同樣，可以是在聚氨酯或其它聚合物的溶液或分散液中聚合而得的聚合物。以上所構成的實質上是聚合物的混合物。

上述帶有碳-碳雙鍵的聚合性單體可以是丙烯酸、甲基丙烯酸、丁烯酸、衣康酸、富馬酸、順丁烯二酸、順式甲基丁烯二酸等，以及它們的鹽：2-羥乙基（甲基）丙烯酸酯、2-羥丙基（甲基）丙烯酸酯等各種含羥基的單體、各種丙烯酸酯類、丙烯酰胺及丙烯腈那樣的含氮化合物、各種苯乙烯的衍生物、各種乙烯基酯類、各種含硅的聚合性單體、含磷的乙烯系單體、氯乙烯及偏二氯乙烯那樣的鹵化乙烯類單體、丁二烯那樣的共軛雙烯類單體等。

該發明第一涂布層中的PVA是部分縮甲醛或羧丁醛的PVA改性化合物，聚合度為300-40000。當聚合度小于100時將使耐水性下降。該PVA的醇解度為70-99.9%。

涂層中所含的噁唑啉化合物，是指分子內含有噁唑林基團的化合物，尤以含噁唑林基團的聚合物為好。如果含聚烯烴二醇親水基團少，含噁唑林基團多則使涂層強度提高，并可提高耐濕、耐熱性。

在該發明第一涂布層中，源于丙烯酸樹脂的化合物應占20-40Wt%，當其少于10Wt%時，則與聚酯薄膜之間的密著性差；當超過80Wt%時，與粘合劑層的粘接性差。

該發明薄膜的第一涂布層中的源于PVA的化合物含量應占20-50Wt%，當少于10Wt%時，則與粘合劑層的粘接性不充分；當超過80Wt%時，致使其它成分含量過少，與聚酯薄膜的粘接性不充分。

在第一涂布層中，源于噁唑林的化合物的含量應占20-40Wt%，當少于10Wt%時，因涂層的交聯成分少，會使其耐濕性下降；當超過80Wt%時，致使其它成分含量過少，會使與聚酯薄膜的密著性及與粘合劑層的粘接性不充分。

為了提高涂層的表觀質量與透明性，可以倂用聚酯樹酯與聚乙烯醇以外的聚合物。作為粘合劑的聚合物可以是聚酯樹酯、聚氨酯、聚乙烯（聚氯乙烯、氯乙烯醋酸乙烯共聚物等）、聚烯烴二醇、聚烯烴胺、甲基纖維素、羥甲基纖維素、淀粉類等。

在不損害該發明技術要旨的前提下，亦可倂用噁唑啉以外的交聯劑。例如，密胺化合物、環氧化合物、異氰酸酯化合物及碳化二亞胺化合物等。

該發明第二涂層中所含的聚酯樹酯，是由下述的多元羧酸或多元羥甲基化合物構成。例如，對苯二甲酸、4,4-二苯基二羧酸等。

第二涂布層中所使用的丙烯酸樹酯，可從所述第一涂布層中可使用的丙烯酸樹酯中選擇。

為了防止液晶顯示屏的液晶元件因紫外線照射而老化，該發明的聚酯積層薄膜中添加了紫外線吸收劑，是在制膜過程中添加到中間層中的。該發明PET積層薄膜對波長為380nm的光線透過率為5%以下，透明度良好。

4 聚酰亞胺及其薄膜在LCD中的應用

由于聚酰亞胺(PI)及其薄膜具有優異的綜合性能，如良好的機械特性，耐高、低溫性能，極強的耐紫外和防輻射能力等，是用于液晶元件、相位差薄膜及彩色濾光片等的良好材料。眾多研發團隊取得大量科研果。

4.1 聚酰亞胺前體水系溶液及其液晶取向膜

4.1.1 概述

日石三菱株式會社的熊谷吉弘發明了一種由聚酰亞胺前體水系溶液制造的液晶取向膜。該發明是將酸酐和二胺于未反應狀態下在水系溶劑中溶解，使之成為聚酰亞胺前體水系溶劑溶液，用此溶液制造聚酰亞胺薄膜及其液晶取向膜。

通常是先用二胺和四羧酸二酐在二甲基乙酰胺等極性溶劑中合成出聚酰亞胺的前體聚酰胺酸，然后，再進行熱的或化學的脫水閉環酰亞胺化而得到聚酰亞胺。如果將聚酰亞胺的前體聚酰胺酸溶液經此過程制成聚酰亞胺薄膜后，性能大為提高切可保持穩定。但如果將聚酰胺酸溶液直接作為涂覆劑儲存、使用，不僅性能低下而且不穩定，并有水解可能。如果將聚酰亞胺在特定有機溶劑中溶解，將該溶液作為涂覆劑使用，不僅涂層綜合性能好而且涂覆劑溶液的儲存穩定性也好。

但是，通常的聚酰亞胺在通常的有機溶劑中是難溶或不溶的，即使有的有機溶劑可以溶解它，也未必適于凃層。雖然可在合成技術領域進行新的分子設計，選用新的單體合成可溶性的聚酰亞胺樹酯，但那是相當麻煩的。

該發明是在不損害聚酰亞胺前體涂覆劑的優點的前提下，消除其缺點，提供儲存穩定性優良，對涂布基材無侵害作用，可在較低溫度下使涂膜成型的聚酰亞胺前體水系溶劑溶液，并使用該溶液制造聚酰亞胺薄膜及其液晶取向膜。

該發明所指的水系溶劑是指單獨的水或水和至少一種親水性有機溶劑構成的混合溶劑，混合溶劑中的水最好占30mt%以上。與水混合使用的親水性溶劑為醇類、二元醇類、酮類、酯類或酰胺類等。

4.1.2 應用實例

將1,6-二氨基己烷2.32g（20mmol）和3,3，4，4-二苯甲酮四酸二甲酯7.73g（20mmol）加入到由水30g和乙醇50g構成的水系溶劑中，于50℃下使之溶解，冷卻至室溫得到聚酰亞胺前體溶液。將其于厚1.1mm的玻璃基板上，以旋轉法涂布。于60℃下干燥10min后，再于200℃下進行10min的酰亞胺化，得到0.6μm厚的聚酰亞胺薄膜。將其在水、丙酮及異丙醇中浸漬1hr，未見變化。

將采用該發明技術所得的聚酰亞胺薄膜用于制造液晶取向膜，獲得了良好效果［12］。

4.2 聚酰亞胺及其液晶取向處理劑

關于高品質的新型液晶取向膜的研發與應用一直是人們關注的熱點，而其上游產品，尤其是關鍵電子材料的研發、制造與應用更是該項技術發展的焦點，迄今，仍是我國液晶顯示產業鏈中發展滯后的環節。日產化學工業株式會社電子材料研究所的三木德俊等人于2011年1月27日公開的將一種新型二胺化合物用于聚酰胺酸、聚酰亞胺的合成及其液晶取向處理劑制造的發明值得我們關注。

液晶取向膜的作用是控制液晶取向狀態的，伴隨液晶顯示元件的高精細化，要求提高液晶顯示元件的對比度和減少殘影，要求所使用的液晶取向膜具有電壓穩定、施加直流電壓時的殘留電荷少等特性。

在聚酰亞胺體系的液晶取向膜中，若想使由直流電壓產生的殘影消失的快，可在聚酰胺酸或聚酰亞胺合成時使用特殊結構的二胺單體。

4.2.1 新型二胺化合物的結構

三木德俊等人使用的新型二胺化合物的結構如式1所示：

在式1中，X1表示-CO-或-CONH-，X2表示碳原子數為1-5的亞烴基或含氮原子的非芳香族雜環，X3表示含碳原子數1-5的取代烷基或含有2個氮原子的5元或6元芳香族雜環。芳香族雜環可以是咪唑啉環、吡嗪環、嘧啶環。前述含氮原子的非芳香族雜環是指哌嗪環。

4.2.2 新型二胺化合物的合成方法

該發明的特定二胺化合物是采用式2所示的二硝基化合物而合成的。

式2 二硝基化合物

該二胺化合物是將式2所示化合物的兩個硝基還原為氨基而得。對還原方法無特別限制。通常是以鈀-碳、氧化白金、阮內鎳、銠-氧化鋁等為催化劑，在醋酸乙酯、甲苯、四氫呋喃、二氧六環、醇類等溶劑中，采用氫氣、肼、氯化氫等方法合成。

式2中之X1、X2、X3的定義與式1相同。

4.2.3 聚合體的合成

該發明的聚合體是以含上述特定二胺成份的二胺化合物與四羧酸二酐成份反應而得的聚酰胺酸及由此聚酰胺酸脫水閉環而得的聚酰亞胺。這些聚酰胺酸和聚酰亞胺均可作為制作液晶取向膜的聚合體。

從提高液晶取向膜的性能出發，上述特定二胺成份含量以10mol%以上為佳，100mol%更好。但從液晶取向處理劑涂布的均勻性方面考慮，上述特定二胺成份含量以40mol%以下為佳［13］。

5 結束語

液晶顯示器及其偏光板一直都是圖像顯示領域中的研發重點，而其中的上游產品如適用的光學級TAC、PET、PI樹酯與薄膜更是重中之重。在國際上，一些知名公司的創新發明，例如日本東麗公司和美國杜邦公司的一些發明值得我們借鑒與思考［14-15］。

筆者認為，我國的相關企業盡早介入液晶顯示器的上游技術與材料的研發與生產，這將有助于早日擺脫液晶顯示產業某些上游產品長期受制于人的局面［16］。

通常，不同用途、不同檔次的圖像顯示產品分別選用價格與性能不同的偏光板用薄膜與液晶處理劑。

而在苛刻環境中使用的液晶顯示器，或者是在大幅面、高畫質的液晶顯示器中，聚酰亞胺及其薄膜會派上大用場，更不用說在航空、航天領域。從2010年4月22日美國空軍向太空發射的首架X-37B型可重復飛行的無人駕駛空天飛機和2010年6月13日漫游外太空七年回歸地球的日本“隼鳥”號小行星探測器到我國的“嫦娥2號”和“天宮一號”，均要經受太陽風暴的嚴峻考驗，所用圖像傳感器、液晶顯示器及其偏光板，若選用耐高、低溫和抗輻射能力極強的聚酰亞胺及其薄膜材料，不僅能經受住太陽風暴的考驗，還能大幅度提高遙感攝影圖像的分辨率。

筆者認為，我國現有的聚酰亞胺及其薄膜制造工廠應盡早挺進現代影像技術領域，而感光材料公司也應盡早介入綜合性能優異，用途廣泛，尤其是在航空航天領域大有作為的聚酰亞胺及其衍生物的研發與生產。如此資源配置，不僅可快速提升我國的由聚酰亞胺及其衍生物介入的眾多科技領域水平，而且還會為我國液晶顯示和遙感攝影技術早日達到世界最先進水平奠定基礎。

［1］周艷瓊、白木.液晶顯示技術綜述［J］.影像技術，2002（4）：10-15.

［2］陳峙彣、吳仰恩.廣視角補尚結構及其應用之顯示模組［P］.TW1263805,1993-12-6.

［3］濵本英二、杉野洋一郎.偏光板［P］.JP2001235625,2001-8-31.

［4］小林富夫、渡辺周二郎.反射防止フィルム及び反射防止偏光板の制造方法［P］.JP2003114302,2003-4-18.

［5］光畑和久.セルロ-スェステルフィルムの卷取コア［P］.JP200577799,2005-3-24.

［6］王桂花譯.液晶顯示屏（LCD）用三醋酸纖維素（TAC）薄膜的發展現狀與前景［J］.影像技術，2005（3-4）：15-18.

［7］西浦陽介.透明導電·反射防止フィルム及びそれを用ぃた表示裝置［P］.JP200298803,2002-4-5.

［8］高根信明、鶴崗恭生、吉田健等.転寫フィルム及び擴散反射板の製造法［P］.JP20044750,2004-1-8.

［9］王旭亮、李宇航.一種透明聚酯薄膜及其制造方法［P］.CN101284435,2008-10-15.

［10］川崎泰史、藤田真人.積層ポリェステルフィルム［P］.JP201167953，2011-4-7.

［11］吳國光.噴墨打印與熱敏記錄材料的支持體［J］.信息記錄材料，2005（1）：35-38.

［12］熊谷吉弘.ポリィミド前驅體水系溶液および液晶配向膜［P］.JP2001115019,2001-4-24.

［13］三木德俊、南悟志.ジアミン化合物ポリアミド酸及び液晶配向處理劑［P］.WO2011010619,2011-1-27.

［14］日本東麗公司開發出集成薄膜狀相位差板與彩色濾光片的涂布材料www.newmaker.com百度快照2011-9-21

［15］吳國光.液晶顯示裝置用聚酰亞胺相位差薄膜［J］.影像技術，2010（5）：39-41,45.

［16］彩膜光刻膠技術讓中國液晶產業受制，www.luckyfilm.com,2010-11-17.

［17］劉一楠.美國發射無人駕駛空天飛機［N］.今晚報，2010-4-24（4）

［18］藍建中.日本“隼鳥”游畢歸巢［N］.今晚報，2010-6-14（4）