CN104212463B - 取向和平坦化材料组合物，显示装置及显示颜色调整方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供取向材料组合物、平坦化材料组合物、液晶显示装置及调整液晶显示装置的显示颜色的方法。所述取向材料组合物或平坦化材料组合物各自包括0.5～20wt％的有机添加物，所述有机添加物为选自螺吡喃类化合物、Schiff碱类化合物和杂环二芳基乙烯类化合物中的一种或多种。通过在液晶显示装置的取向层或平坦层中加入上述有机添加物，能够在不影响液晶显示装置的其它显示性能的前提下，在较大的颜色范围内实现对显示颜色的调整。

Description

取向和平坦化材料组合物，显示装置及显示颜色调整方法
技术领域
本发明涉及一种取向材料组合物、平坦化材料组合物、液晶显示装置及调整液晶显示装置的显示颜色的方法。
背景技术
液晶显示器(LiquidCrystalDisplay，LCD)因其体积小、功耗低、无辐射等特点已成为目前平板显示器中的主流产品。液晶显示装置是液晶显示器的重要组成部件，包括彩膜基板和阵列基板以及处于两块基板之间的液晶层。目前液晶显示器大都采用发光二极管(LightEmittingDiode，LED)作为背光源，但LED提供的白光通常不是完美的白色光，红光和绿光的强度相对于蓝光强度较高，使得最终生产出的液晶模组(包括液晶显示装置和背光模块)的白光有偏黄的现象。为了满足客户在颜色方面的需求，需要对液晶显示装置的显示颜色进行调整。
目前调整液晶显示装置颜色主要有以下两种思路：第一，改变液晶显示装置设计，这主要有2种办法，(1)在彩膜基板制程中对红色、绿色、蓝色三种光刻胶的厚度进行调整，或者进一步调整以上三种颜色的颜料成分从而改变显示颜色，但是改变红绿蓝三种光刻胶的厚度会导致色域不满足客户需求，而调整三种颜色的颜料成分又比较复杂，对于液晶显示装置厂家可操作性小，(2)改变液晶显示装置的盒厚，虽然改变液晶显示装置的盒厚也有可能达到调整显示颜色的目的，但是对于一款已经设计好的产品改变其盒厚又会引起透过率、响应时间以及视角等光学性能不满足客户需求的问题。第二，改变LED背光源设计，主要是调整LED灯的色块，或者进一步调整LED中的荧光物质的配比来满足颜色的需求，但是该方法可调的颜色范围通常都比较窄。
此外，专利CN100410758C中提出将色转换层置于液晶显示装置或者偏光膜上，以此来调整液晶显示器的色坐标。该色转换层包括均匀分布的滤光材料(CuPc)，它以蒸镀的方式附着在该色转换层上，该色转换层对于蓝光的透过率大于对红光和绿光的透过率，其厚度与白光色坐标呈线性关系，调整CuPc的厚度就能调整白光偏黄的现象。但是，该方法需要在液晶显示装置制作完成之后再多加一次蒸镀的工艺，而且蒸镀法制成的薄膜中心点厚，四周薄，且膜层在基板的接着力弱易脱落，最终导致生产出的液晶显示装置颜色不均匀。
为此，本发明旨在提供一种在不影响液晶显示装置其他显示性能的前提下，能够在较大的颜色范围内实现调整液晶显示装置显示颜色的方法，而且该方法适用于液晶显示装置各种颜色偏差的调整。
发明内容
因此，针对上述问题提出了本发明，本发明的目的是提供一种取向材料组合物、平坦化材料组合物，液晶显示装置以及调整液晶显示装置的显示颜色的方法。
根据本发明的一个方面，提供了一种取向材料组合物，包括：60～65wt％的溶剂；10～30wt％的丁基溶纤剂；0.5～20wt％的有机添加物；5～10wt％的聚酰亚胺树脂。
根据本发明的另一个方面，提供了一种平坦化材料组合物，包括：60～80wt％的溶剂；10～15wt％的粘合剂；10～15wt％的反应性单体；0.5～20wt％的有机添加物。
所述有机添加物为选自螺吡喃类化合物、Schiff碱类化合物和杂环二芳基乙烯类化合物中的一种或多种。
所述螺吡喃类化合物由以下通式1表示：
通式1
其中，R为氢原子、卤素原子、硝基或C1～4的烷氧基。
所述Schiff碱类化合物为由以下通式3表示的水杨醛缩苯胺类Schiff碱与Cu+的配合物：
通式3
其中，羧基处于C-N键的邻位或者对位。
所述杂环二芳基乙烯类化合物由以下通式2表示：
通式2
其中，
R1为N、O或S；
R2与所连接的双键一起形成全氟环戊烯、环戊烯、二氢噻吩、马来酸酐或吡咯啉的环。
根据本发明的另一个方面，本发明提供一种调整液晶显示装置的显示颜色的方法，包括：在所述液晶显示装置的阵列基板和彩膜基板之间用上述取向材料组合物形成取向层；或在所述彩膜基板上用上述平坦化材料组合物形成平坦层。
所述调整液晶显示装置的显示颜色的方法进一步包括对所述取向层或平坦层进行紫外光辐射，以使所述有机添加物显示颜色。
根据本发明的另一个方面，本发明提供一种液晶显示装置，包括由上述取向材料组合物形成的取向层，或由上述平坦化材料组合物形成的平坦层。
在本发明提供的取向层/平坦化材料组合物中，采用对紫外光敏感的有机添加物，经过紫外光辐射后发出不同颜色的光，从而通过用上述取向层/平坦化材料组合物形成相应的取向层、平坦层来实现对液晶显示装置的显示颜色的调整。通过上述方法，可以增大颜色可调范围，同时不影响液晶显示装置的原有显示性能。
附图说明
图1为现有技术中显示颜色偏黄或偏蓝的液晶显示装置的结构示意图；
图2为根据本发明实施例1的液晶显示装置中取向材料组合物发生变化的示意图；
图3为图2所示液晶显示装置的显示效果改善的示意图；
图4为根据本发明实施例2或3的液晶显示装置中取向材料组合物发生变化的示意图；
图5为根据本发明实施例2或3的液晶显示装置的显示效果改善的示意图；
图6为根据本发明实施例4的液晶显示装置中平坦化材料组合物发生变化的示意图；
图7为图6所示液晶显示装置的显示效果改善的示意图；
图8为根据本发明实施例5或6的液晶显示装置中平坦化材料组合物发生变化的示意图；
图9为图8所示液晶显示装置的显示效果改善的示意图。
具体实施方式
本发明提供一种取向材料组合物，包括：60～65wt％的溶剂；10～30wt％的丁基溶纤剂；0.5～20wt％的有机添加物；5～10wt％的聚酰亚胺树脂。
用于本发明的取向材料组合物中的溶剂通常为高沸点有机溶剂，例如可为N-甲基-2-吡咯烷酮、γ-丁内酯、二丙二醇单甲醚中的一种或多种。基于取向材料组合物的总重量，溶剂含量可为60～65wt％。
上述聚酰亚胺树脂没有特别限制，可为本领域常用的聚酰亚胺树脂。
上述有机添加物是可以在适当波长的紫外光照射下能进行化学反应并且生成具有颜色的有机化合物的任何有机物，以上所述适当波长包括紫外光波长范围内任意波长；以上所述化学反应包括聚合反应、异构化反应等；以上所述颜色包括红色、绿色、蓝色、黄色等可见光颜色。
具体地，上述有机添加物是分子内含有大量双键的不饱和化合物，可以是此类化合物的一种或者几种的混合物。该有机添加物本身的最大吸收波长出现在紫外波长区域，但是在一定波长(通常是254nm、313nm、365nm)的紫外光照射下，有机添加物吸收此波长的光子的能量，发生光化学反应，得到具有大共轭双键体系的产物，该产物最大吸收波长出现在可见光区内，从而能显示出颜色。在共轭双键体系中，共轭双键越长，共轭体系越大，最大吸收波长也越大，而且在共轭体系两端引入极性基团也可以使吸收波长向长波方向移动。产物的吸收强度随着照射强度和时间的改变而变化，也就是显示出的颜色的深浅可以通过照射强度和时间来控制，从而达到调整显示颜色的效果。
上述有机添加物优选为选自螺吡喃类化合物、Schiff碱类化合物和杂环二芳基乙烯类化合物中的一种或多种。在紫外光的辐射下，螺吡喃类化合物发生键的异裂反应，Schiff碱类化合物发生顺反异构化反应，而杂环二芳基乙烯类化合物发生周环化反应，分别生成产生颜色的化合物。
上述螺吡喃类化合物优选由以下通式1表示：
通式1
其中，R为氢原子、卤素原子、硝基或C1～4的烷氧基，优选为硝基或甲氧基。
上述杂环二芳基乙烯类化合物优选由以下通式2表示：
通式2
其中，R1为N、O或S；R2与其连接的双键一起形成全氟环戊烯、环戊烯、二氢噻吩、马来酸酐或吡咯啉的环，优选形成环戊烯的环。
通常需要调整的液晶显示装置的显示颜色范围很小，所以所用紫外光辐射的条件比较温和。通过对以上例举的有机添加物进行改性，例如在不同位置引入不同的基团，能得到不同的显示颜色。例如，上述杂环二芳基乙烯类化合物具有不同取代基时，经紫外光辐射后形成具有环结构的化合物，从而显示不同颜色：
上述杂环二芳基乙烯类化合物中含有R1的环和含有R2的环可各自独立地被选自卤素原子、C1～4的烷基的取代基取代，优选含有R1的环被甲基取代，含有R2的环被氟取代，例如该化合物可为二噻吩全氟环戊烯。
上述Schiff碱类化合物优选为水杨醛缩苯胺类Schiff碱与Cu+的配合物。此处，苯胺类可为邻氨基苯甲酸、对氨基苯甲酸等。优选该Schiff碱类化合物为由以下通式3表示的水杨醛缩邻氨基苯甲酸Schiff碱与Cu+的配合物：
通式3
其中，羧基处于C-N键的邻位或者对位。
基于取向材料组合物的总重量，上述有机添加物的含量可为0.5～20wt％，优选2～15wt％，更优选5～10wt％。
本发明还提供了一种平坦化材料组合物，包括：60～80wt％的溶剂；10～15wt％的粘合剂；10～15wt％的反应性单体；0.5～20wt％的有机添加物。
用于本发明的平坦化材料组合物中的溶剂如以上关于取向材料组合物所做描述。
上述粘合剂没有特别限制，可为本领域常用的粘合剂，例如通常可为丙烯酸类或环氧类共聚物，具体可为聚甲基丙烯酸甲酯、环氧类单体的低聚物。
上述反应性单体没有特别限制，可为本领域常用的分子内含有多官能团的化合物，例如多异氰酸酯、多元胺、多元酸酐等，具体可为六亚甲基二异氰酸酯、己二胺等。
本发明还提供一种调整液晶显示装置的显示颜色的方法，包括：在液晶显示装置的阵列基板和彩膜基板之间用上述取向材料组合物形成取向层；或在所述彩膜基板上用上述平坦化材料组合物形成平坦层。
本发明提供的取向材料组合物、平坦化材料组合物以及调整液晶显示装置的显示颜色的方法可以直接用于光取向的显示装置，无需增加其他工艺步骤。而对于摩擦取向的显示装置，还需要在取向材料组合物或平坦化材料组合物涂布工艺后增加紫外光辐射工艺。
通过上述取向材料组合物或平坦化材料组合物，及调整显示装置的显示颜色的方法，在不影响液晶显示装置其它显示性能的前提下，能够在较大的颜色范围内实现显示颜色的调整。
下面结合实施范例对本发明的内容作进一步的说明：
实施例
对比例1
将20％的丁基溶纤剂和15％的聚酰亚胺树脂溶于65％的N-甲基-2-吡咯烷酮溶剂中，充分搅拌至各组分混合均匀，由此制得对比取向材料组合物I(Nissan：SE-6514)。
将10％的聚甲基丙烯酸甲酯作为粘合剂和15％的六亚甲基二异氰酸酯作为反应性单体、1％的偶氮二异丁腈作为光引发剂溶于74％的N-甲基-2-吡咯烷酮溶剂中，充分搅拌至各组分混合均匀，由此制得对比平坦化材料组合物I(SAMYANG：SOC-721)。
如图1所示，在常规的液晶显示装置中，通过本领域常用方法，用上述对比取向材料组合物I分别在阵列基板2和彩膜基板6上形成取向层3，并用上述对比平坦化材料组合物I在彩膜基板6上形成平坦层5。由背光源发出的白光1依次经过阵列基板2、阵列基板取向膜3、液晶4、彩膜基板取向膜3、平坦层5和彩膜基板6射出，通常得到白色偏黄的光线(x：0.35，y：0.36)。
实施例1
将15％的丁基溶纤剂和5％的聚酰亚胺树脂溶于60％的N-甲基-2-吡咯烷酮溶剂中，向其中加入20％的R为硝基的通式1的螺吡喃类化合物作为有机添加物，充分搅拌至各组分混合均匀，由此制得取向材料组合物I。
如图2所示，为了改善对比例1所述的显示颜色偏黄的现象，以与对比例1相同的方法制备液晶显示装置，不同之处在于，在阵列基板2和彩膜基板6上分别涂布含有对紫外光敏感的有机添加物7(R为硝基的通式1的螺吡喃类化合物)的取向材料组合物I，形成取向材料层3。再采用365nm的紫外光8对取向材料层3进行照射60s，此时取向材料层3转化成偏蓝色的取向层3(x：0.3，y：0.31)。这是因为取向材料层3中含有的螺吡喃类化合物7在紫外光照射下进行了C-O键异裂反应生成偏蓝色的花菁类化合物9。
因此，如图3所示，从背光源发出的白光1依次经过阵列基板2、偏蓝色的阵列基板取向膜3、液晶4、偏蓝色的彩膜基板取向膜3、平坦层5和彩膜基板6射出，得到正常的白色光线(x：0.33，y：0.33)。
对比例2
将20％的丁基溶纤剂和6％的聚酰亚胺树脂溶于74％的N-甲基-2-吡咯烷酮溶剂中，充分搅拌至各组分混合均匀，由此制得对比取向材料组合物II(Nissan：RN-2814)。
将10％的聚甲基丙烯酸甲酯作为粘合剂和15％的六亚甲基二异氰酸酯作为反应性单体溶于40％的N-甲基-2-吡咯烷酮和35％的丙二醇甲醚乙酯的混合溶剂中，充分搅拌至各组分混合均匀，由此制得对比平坦化材料组合物II(SAMYANG：SOC-721)。
在如图1所示的常规液晶显示装置中，通过本领域常用方法，用上述对比取向材料组合物2分别在阵列基板2和彩膜基板6上形成取向层3，并用上述对比平坦化材料组合物2在彩膜基板6上形成平坦层5。由背光源发出的白光1依次经过阵列基板2、阵列基板取向膜3、液晶4、彩膜基板取向膜3、平坦层5和彩膜基板6射出，通常得到白色偏蓝的光线(x：0.28，y：0.28)。
实施例2
将20％的丁基溶纤剂和5％的聚酰亚胺树脂溶于65％的N-甲基-2-吡咯烷酮溶剂中，向其中加入10％的水杨醛缩邻氨基苯甲酸Schiff碱与Cu+的配合物作为有机添加物，充分搅拌至各组分混合均匀，由此制得取向材料组合物II。
如图4所示，为了改善对比例2所述的显示颜色偏蓝的现象，以与对比例2相同的方法制备液晶显示装置，不同之处在于，在阵列基板2和彩膜基板6上分别涂布含有对紫外光敏感的有机添加物10(水杨醛缩邻氨基苯甲酸Schiff碱与Cu+的配合物)的取向材料组合物II，形成取向材料层3。再采用365nm的紫外光8对取向材料层3进行照射45s，此时取向材料层3转化成偏黄色的取向层3(x：0.37，y：0.37)。这是因为取向材料层3中含有的烯醇式的水杨醛缩邻氨基苯甲酸Schiff碱与Cu+的配合物10在紫外光照射下进行了顺反异构反应生成偏黄色的酮式配合物11。
因此，如图5所示，从背光源发出的白光1依次经过阵列基板2、偏黄色的阵列基板取向层3、液晶4、偏黄色的彩膜基板取向层3、平坦层5和彩膜基板6射出，得到正常的白色光线(x：0.33，y：0.33)。
实施例3
将18％的丁基溶纤剂和5％的聚酰亚胺树脂溶于65％的N-甲基-2-吡咯烷酮溶剂中，向其中加入12％的二噻吩全氟环戊烯作为有机添加物，充分搅拌至各组分混合均匀，由此制得取向材料组合物III。
如图4所示，为了改善对比例2所述的显示颜色偏蓝的现象，以与对比例2相同的方法制备液晶显示装置，不同之处在于，在阵列基板2和彩膜基板6上分别涂布含有对紫外光敏感的有机添加物12(二噻吩全氟环戊烯)的取向材料组合物III，形成取向材料层3。再采用365nm的紫外光8对取向材料层3进行照射90s，此时取向材料层3转化成偏黄色的取向层3(x：0.36，y：0.37)。这是因为取向材料层3中含有的二噻吩全氟环戊烯在紫外光照射下进行了周环化反应生成稠环化合物13。
因此，如图5所示，从背光源发出的白光1依次经过阵列基板2、偏黄色的阵列基板取向层3、液晶4、偏黄色的彩膜基板取向层3、平坦层5和彩膜基板6射出，得到正常的白色光线(x：0.33，y：0.33)。
实施例4
将10％的聚甲基丙烯酸甲酯作为粘合剂、15％的六亚甲基二异氰酸酯作为反应性单体和4.5％的R为硝基的通式1的螺吡喃类化合物作为有机添加物溶于70.5％的N-甲基-2-吡咯烷酮溶剂中，充分搅拌至各组分混合均匀，由此制得平坦化材料组合物I。
如图6所示，为了改善如对比例1所述的显示偏黄现象，在彩膜基板6上涂布含有对紫外光敏感的有机添加物7(R为硝基的通式1的螺吡喃类化合物)的平坦化材料组合物I，形成平坦化材料层5。再采用365nm的紫外光8对平坦层5进行照射60s，此时平坦化材料层5转换成偏蓝色的平坦层5(x：0.3，y：0.31)。这是因为平坦化材料层5中含有的螺吡喃类化合物7在紫外光照射下进行了C-O键异裂反应生成偏蓝色的花菁类化合物9。
因此，如图7所示，从背光源发出的白光1依次经过阵列基板2、阵列基板取向层3、液晶4、彩膜基板取向层3、偏蓝色的平坦层5和彩膜基板6射出，得到正常的白色光线(x：0.33，y：0.33)。
实施例5
将10％的聚甲基丙烯酸甲酯作为粘合剂、15％的六亚甲基二异氰酸酯作为反应性单体和1.5％的水杨醛缩邻氨基苯甲酸Schiff碱与Cu+的配合物作为有机添加物溶于73.5％的N-甲基-2-吡咯烷酮溶剂中，充分搅拌至各组分混合均匀，由此制得平坦化材料组合物II。
如图8所示，为了改善如对比例2所述的显示偏蓝现象，在彩膜基板6上涂布含有对紫外光敏感的有机添加物10(水杨醛缩邻氨基苯甲酸Schiff碱与Cu+的配合物)的平坦化材料组合物II，形成平坦化材料层5。再采用365nm的紫外光8对平坦化材料层5进行照射45s，此时平坦化材料层5转换成偏黄色的平坦层5(x：0.37，y：0.37)。这是因为平坦化材料层5中含有的烯醇式的水杨醛缩邻氨基苯甲酸Schiff碱与Cu+的配合物10在紫外光照射下进行了顺反异构反应生成偏黄色的酮式配合物11。
因此，如图9所示，从背光源发出的白光1依次经过阵列基板2、阵列基板取向层3、液晶4、彩膜基板取向层3、偏黄色的平坦层5和彩膜基板6射出，得到正常的白色光线(x：0.33，y：0.33)。
实施例6
将10％的聚甲基丙烯酸甲酯作为粘合剂、15％的六亚甲基二异氰酸酯作为反应性单体和0.5％的二噻吩全氟环戊烯作为有机添加物溶于74.5％的N-甲基-2-吡咯烷酮溶剂中，充分搅拌至各组分混合均匀，由此制得平坦化材料组合物III。
如图8所示，为了改善如对比例2所述的显示偏蓝现象，在彩膜基板6上涂布含有对紫外光敏感的有机添加物12(二噻吩全氟环戊烯)的平坦化材料组合物III，形成平坦化材料层5。再采用365nm的紫外光8对平坦化材料层5进行照射90s，此时平坦化材料层5转换成偏黄色的平坦层5(x：0.36，y：0.37)。这是因为平坦化材料层5中含有的二噻吩全氟环戊烯在紫外光照射下进行了周环化反应生成稠环化合物13。
因此，如图9所示，从背光源发出的白光1依次经过阵列基板2、阵列基板取向层3、液晶4、彩膜基板取向层3、偏黄色的平坦层5和彩膜基板6射出，得到正常的白色光线(x：0.33，y：0.33)。
由以上实施例和对比例可看出，通过由根据本发明的包含对紫外光敏感的有机添加物的取向材料组合物或平坦化材料组合物分别形成具有一定颜色的取向层或平坦层，可校正液晶显示装置的显示颜色，从而提高液晶显示装置的显示效果，同时不影响其它显示性能。

Claims (6)

1.一种取向材料组合物，其特征在于，所述取向材料组合物包括：
60～65wt％的溶剂；
10～30wt％的丁基溶纤剂；
0.5～20wt％的有机添加物；
5～10wt％的聚酰亚胺树脂；
其中，所述有机添加物为由以下通式1表示的螺吡喃类化合物：
其中，R为氢原子、卤素原子、硝基或C1～4的烷氧基。
2.一种平坦化材料组合物，其特征在于，所述平坦化材料组合物包括：
60～80wt％的溶剂；
10～15wt％的粘合剂；
10～15wt％的反应性单体；
0.5～20wt％的有机添加物；
其中，所述有机添加物为由以下通式1表示的螺吡喃类化合物：
其中，R为氢原子、卤素原子、硝基或C1～4的烷氧基。
3.一种液晶显示装置，其特征在于，包括由根据权利要求1所述的取向材料组合物形成的取向层，或由根据权利要求2所述的平坦化材料组合物形成的平坦层。
4.一种调整液晶显示装置的显示颜色的方法，其特征在于，包括：
在所述液晶显示装置的阵列基板和彩膜基板之间用根据权利要求1所述的取向材料组合物形成取向层；或
在所述彩膜基板上用根据权利要求2所述的平坦化材料组合物形成平坦层。
5.根据权利要求4所述的调整液晶显示装置的显示颜色的方法，其特征在于，对所述取向层或平坦层进行紫外光辐射，以使所述有机添加物显示颜色。
6.根据权利要求4所述的调整液晶显示装置的显示颜色的方法，其特征在于，在对所述取向层进行摩擦取向之前或之后，进行紫外光辐射。
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