CN105938277A - 弯曲液晶显示器和制造弯曲液晶显示器的方法 - Google Patents
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Abstract
提供了一种弯曲液晶显示器和一种制造弯曲液晶显示器的方法,所述弯曲液晶显示器包括:第一基板;第二基板,面对第一基板;液晶层,在第一基板与第二基板之间并包括液晶分子;第一取向层,在第一基板与液晶层之间;以及第二取向层,在第二基板与液晶层之间。第一取向层和第二取向层分别包括具有至少一个主链和连接到主链的多个侧链的聚合物,第一取向层的聚合物和第二取向层的聚合物中的至少一者包括具有光反应基和光反应基衍生物中的至少一者的至少一个侧链。
Description
本申请要求于2015年3月5日在韩国知识产权局提交的第10-2015-0031193号韩国专利申请的优先权,该申请的内容通过引用被全部包含于此。
技术领域
本公开涉及弯曲液晶显示器及其制造方法。
背景技术
液晶显示装置通常包括具有诸如像素电极和共电极的场产生电极的两个显示面板以及置于两个显示面板之间的液晶层。液晶显示装置通过施加电压到场产生电极在液晶层中产生电场。产生的电场确定液晶层内的液晶分子的取向方向,从而控制入射光的偏振以显示图像。
这样的液晶显示装置的示例包括液晶分子的长轴在没有电场的情况下取向为垂直于显示面板的垂直取向(VA)模式液晶显示装置。VA模式液晶显示器具有大的对比度并易于实现宽参考视角。
为了实现宽视角并增大液晶的响应速度,已经开发了通过将反应性液晶元添加到取向层或添加到液晶层来使液晶具有预倾斜的方法。
在最新进展中,液晶显示器已经变得更大,并且已经开发了弯曲液晶显示装置,从而当观看大尺寸的液晶显示器时,提高观众的沉浸感。
发明内容
可以通过在两个显示面板的每个上形成组件、将显示面板附着在一起以制备平板液晶显示器并随后弯曲它来开发弯曲液晶显示器。然而,在这样的弯曲液晶显示器中,在两个显示面板之间会发生错位(未对准),导致透射率降低。
本公开已经致力于提供一种可以通过将反应性液晶元的反应性最优化来减轻余像的发生的弯曲液晶显示器。还提供了用于制造弯曲液晶显示器的方法。
另外,本公开提供了可以防止透射率由于弯曲液晶显示器的错位而降低的弯曲液晶显示器及其制造方法。
在示例性实施例中,弯曲液晶显示器包括:第一基板;第二基板,面对第一基板;液晶层,在第一基板与第二基板之间并包括液晶分子;第一取向层,在第一基板与液晶层之间;以及第二取向层,在第二基板与液晶层之间。第一取向层和第二取向层分别包括聚合物,所述聚合物包括至少一个主链和连接到主链的多个侧链,第一取向层的聚合物和第二取向层的聚合物中的至少一者包括具有光反应基和光反应基衍生物中的至少一者的至少一个侧链。
在示例性实施例中,第一取向层的聚合物可以包括具有光反应基和光反应基衍生物中的至少一者的至少一个侧链,第二取向层的聚合物的侧链可以不包括光反应基和光反应基衍生物。
在示例性实施例中,弯曲液晶显示器还可以包括在第一取向层和第二取向层中的至少一个上的凸起,凸起包括取向聚合物。
在另一示例性实施例中,第一取向层上的凸起的密度可以大于第二取向层上的凸起的密度。
在又一示例性实施例中,第一取向层上的凸起的尺寸可以小于第二取向层上的凸起的尺寸。
在示例性实施例中,光反应基和光反应基衍生物中的至少一者可以位于所述至少一个侧链的端部处。
在示例性实施例中,光反应基可以由化学式3A或化学式3B表示,光反应基衍生物可以是由化学式3A或化学式3B表示的光反应基衍生物:
其中,在化学式3A和化学式3B中,Cy为C6至C18芳基或C6至C18环烷基;R13至R14独立地为氢或者取代的或未取代的C1至C8烷基;R15和R16独立地为羟基或者取代的或未取代的C1至C8烷氧基;R17为氢、羟基或者取代的或未取代的C1至C8烷氧基;c和d分别独立地为0至4的整数;k2为0至5的整数;Z1和Z2分别独立地为-C(=O)-;Z3为-S-或-C(=O)-。
在示例性实施例中,光反应基可以包括由化学式3-1、化学式3-2、化学式3-3、化学式3-4和化学式3-5表示的化合物中的至少一种:
其中,在化学式3-1、化学式3-2和化学式3-5中,R14独立地为氢或者取代的或未取代的C1至C8烷基;R15和R16分别独立地为羟基或者取代的或未取代的C1至C8烷氧基;R17为氢、羟基或者取代的或未取代的C1至C8烷氧基。
在示例性实施例中,与第一取向层相邻的液晶分子的预倾斜和与第二取向层相邻的液晶分子的预倾斜可以彼此不同。
在另一示例性实施例中,布置为与第一取向层相邻的液晶分子的预倾斜可以大于布置为与第二取向层相邻的液晶分子的预倾斜。
在又一示例性实施例中,第一基板和第二基板可以包括弯曲的侧面。
在示例性实施例中,与第二取向层相邻的液晶分子可以基本垂直于第二取向层。
在另一示例性实施例中,侧链还可以包括垂直取向基团。
根据示例性实施例,提供了用于制造弯曲液晶显示器的方法。所述方法包括:在第一基板上形成像素电极;在面对第一基板的第二基板上形成共电极;在像素电极上形成第一取向层;在共电极上形成第二取向层;在第一取向层与第二取向层之间形成液晶层,液晶层包括液晶分子和反应性液晶元;以及在施加电场的同时,用光照射液晶层,其中,第一取向层和第二取向层分别包括具有至少一个主链和连接到主链的多个侧链的聚合物,第一取向层的聚合物和第二取向层的聚合物中的至少一者包括具有光反应基的至少一个侧链。
在示例性实施例中,第一取向层的聚合物可以包括具有光反应基的至少一个侧链,第二取向层的聚合物的侧链可以不包括光反应基。
在示例性实施例中,用光照射液晶层的步骤包括:使反应性液晶元聚合和在第一取向层和第二取向层中的至少一个上形成凸起。
在示例性实施例中,第一取向层上的凸起的密度可以大于第二取向层上的凸起的密度。
在另一示例性实施例中,在用光照射液晶层之后,与第一取向层相邻的液晶分子的预倾斜可以变得大于与第二取向层相邻的液晶分子的预倾斜。
在示例性实施例中,第二取向层的聚合物的侧链可以包括垂直取向基团。
在示例性实施例中,第二取向层还可以包括具有垂直取向基团的至少一个侧链。
根据示例性实施例,在形成取向层的聚合物的侧链中包括光反应基或光反应基衍生物。光反应基的存在使反应性液晶元的反应最优化,从而使余像的发生最小化。
另外,可以通过设置定位成与上取向层相邻的液晶分子的预倾斜以与定位成与下取向层相邻的液晶分子的预倾斜不同来防止由于错位导致的透射率的减小。
附图说明
通过参照附图进一步详细地描述本公开的示例性实施例,本公开的上述和其它方面、优点以及特征将变得更加明显,其中:
图1是根据本公开的液晶显示器的示例性实施例的俯视图。
图2是沿着线II-II截取的图1的剖视图。
图3是根据本公开的像素电极的示例性实施例的俯视图。
图4是根据本公开的液晶显示器的基础电极的示例性实施例的俯视图。
图5是根据本公开的用液晶取向剂制造的取向层的示例性实施例的扫描电子显微镜(SEM)照片。
图6是根据对比示例的取向层的SEM照片。
图7是示出了分别包括取向层的示例性实施例或根据对比示例的取向层的液晶显示器的随着时间(24小时或168小时)的余像(有效灰度)的图。
图8是根据本公开的液晶显示器的示例性实施例的剖视图。
图9是现有技术的液晶显示器中的纹理故障的图示。
图10示出了现有技术的液晶显示器中的纹理故障的模拟。
图11是示出了与根据图8的示例性实施例的液晶显示器中的上取向层和下取向层相邻的液晶分子的取向的图示。
图12示出了液晶显示器的示例性实施例的纹理图像的模拟。
图13和图14是根据本公开的用于利用取向辅助剂(反应性液晶元)形成液晶分子中的预倾斜的示例性方法的示意图。
图15是根据弯曲为形成弯曲液晶显示器的图11的示例性实施例的显示面板的示例性实施例的图示。
具体实施方式
在下文中将参照示出了各种示例性实施例的附图对本公开进行更加充分地描述。如本领域技术人员将认识的是,在均不脱离本公开的精神或范围的情况下,描述的实施例可以以各种不同的方式修改。相反地,提供这些实施例使得本公开将是彻底的和完整的,并将把本发明的范围充分地传达给本领域的技术人员。同样的附图标记始终指示同样的元件。
在附图中,为了清楚,夸大了层、膜、面板、区域等的厚度。贯穿说明书,同样的附图标记表示同样的元件。将理解的是,当诸如层、膜、区域或基板的元件被称作“在”另一元件“上”时,该元件可以直接在所述另一元件上或还可以存在中间元件。相反地,当元件被称作“直接在”另一元件“上”时,不存在中间元件。
将理解的是,尽管这里可以使用术语“第一”、“第二”、“第三”等来描述各种元件、组件、区域、层和/或部分,但是这些元件、组件、区域、层和/或部分不应受这些术语限制。这些术语仅用来将一个元件、组件、区域、层和/或部分与另一元件、组件、区域、层或部分区分开。因此,在不脱离这里的教导的情况下,下面讨论的“第一元件”、“组件”、“区域”、“层”或“部分”可以被命名为第二元件、组件、区域、层或部分。
这里使用的术语仅用于描述具体实施例的目的,而不意图是限制性的。如这里使用的,除非上下文另外明确指出,否则单数形式“一个”、“一种”和“该(所述)”意图包括复数形式(包括“至少一个(种)”)。“或”的含义是“和/或”。如这里使用的,术语“和/或”包括一个或更多个相关所列项的任何组合和所有组合。将进一步理解的是,当术语“包括”及其变型用在本说明书中时,说明存在陈述的特征、区域、整体、步骤、操作、元件和/或组件,但不排除存在或添加一个或更多个其它特征、区域、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。
另外,这里可以使用诸如“下”或“底”以及“上”或“顶”的相对术语来描述如在图中示出的一个元件与其它元件的关系。将理解的是,相对术语意图包含除了图中描绘的方位之外的装置的不同方位。例如,如果一个图中的装置被翻转,则描述为在其它元件的“下”侧上的元件将随后被定位在所述其它元件的“上”侧上。因此,示例性术语“下”可以根据图中的具体方位包含“下”和“上”两种方位。相似地,如果一个图中的装置被翻转,则描述为“在”其它元件“下方”或“之下”的元件将随后被定位为“在”其它元件“上方”。因此,示例性术语“在……下方”或“在……之下”可以包含上方或下方两种方位。
考虑到测量问题和与特定量的测量相关的误差(即,测量系统的限制),如这里使用的“大约”或“近似”包括如本领域普通技术人员所确定的在特定值的可接受的偏差范围内的基准值和平均值。例如,“大约”可以表示在一个或更多个标准偏差之内,或者在所述值的±30%、20%、10%、5%之内。
除非另外限定,否则这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本公开所属领域的普通技术人员所通常理解的含义相同的含义。将进一步理解的是,除非这里明确地如此定义,否则诸如在通用字典中定义的那些术语应被解释为具有与相关领域的环境和本公开中它们的含义相一致的含义,而不将以理想化的或过于形式化的意义来解释它们。
这里参照作为理想实施例的示意图的剖视图来描述示例性实施例。这样,预计会出现例如由制造技术和/或公差引起的图示的形状的变化。因此,这里描述的实施例不应被解释为局限于这里示出的区域的特定形状,而将包括例如由制造引起的形状的偏差。例如,示出或描述为平坦的区域通常可以具有粗糙的和/或非线性的特征。另外,示出的尖角可以是圆的。因此,示出在图中的区域实际上是示意性的,它们的形状并不意图示出区域的精确形状,也不意图限制本权利要求的范围。
除非在本说明书中特别提及,否则术语“取代的”的含义是指至少一个氢原子被卤素原子(F、Cl、Br、I)、羟基、C1至C20烷氧基、硝基、氰基、氨基、亚氨基、叠氮基、脒基、肼基、亚肼基、羰基、氨基甲酰基、巯基、酯基、醚基、羧基或其盐、磺酸基或其盐、磷酸或其盐、C1至C20烷基、C2至C20烯基、C2至C20炔基、C6至C30芳基、C3至C20环烷基、C3至C20环烯基、C3至C20环炔基、C2至C20杂环烷基、C2至C20杂环烯基、C2至C20杂环炔基、C3至C30杂芳基或它们的组合的取代基取代。
另外,除非本说明书中特别提及,否则术语“杂”是指在环基团中包括N、O、S和P中的至少一个杂原子。
另外,除非在本说明书中特别提及,否则术语“脂环族”是指C3至C40环烷基、C3至C40环烯基、C3至C40环炔基、C3至C40亚环烷基、C3至C40亚环烯基或C3至C40亚环炔基,具体是指C3至C20环烷基、C3至C20环烯基、C3至C20环炔基、C3至C20亚环烷基、C3至C20亚环烯基或C3至C20亚环炔基,术语“芳香族”是指C6至C40芳基、C2至C40杂芳基、C6至C40亚芳基或C2至C40亚杂芳基,具体是指C6至C16芳基、C2至C16杂芳基、C6至C16亚芳基或C2至C16亚杂芳基。
另外,除非在本说明书中特别提及,否则术语“组合”通常是指混合或共聚,并意味着:在脂环族有机基团和芳香族有机基团中,两个或更多个环形成稠合环,或者两个或更多个环通过单键、-O-、-S-、-C(=O)-、-CH(OH)-、-S(=O)-、-S(=O)2-、-Si(CH3)2-、-(CH2)p-(这里,1≤p≤2)、-(CF2)q-(这里,1≤q≤2)、-C(CH3)2-、-CH(CH3)-、-C(CF3)2-、-CH(CF3)-或-C(=O)NH-的功能基团来彼此连接。这里,术语“共聚”是指嵌段共聚或无规共聚,术语“共聚物”是指嵌段共聚物或无规共聚物。
图1是根据本公开的液晶显示器的示例性实施例的俯视图。图2是沿着线II-II截取的图1的剖视图。
参照图1和图2,根据本公开的液晶显示器的示例性实施例包括下面板100、上面板200和液晶层3。下面板100和上面板200彼此面对,液晶层3设置在两个面板100和200之间。
首先,将描述下面板100。
多条栅极线121和多条存储电极线131和135设置在用作绝缘基板的第一基板110上。
栅极线121传输栅极信号并基本在水平方向上延伸。栅极线121可以包括用于与另一层或外部驱动电路连接的宽的端部(未示出)。栅极线121可以由诸如铝(Al)或铝合金的铝基金属、诸如银(Ag)或银合金的银基金属、诸如铜(Cu)或铜合金的铜基金属、诸如钼(Mo)或钼合金的钼基金属、铬(Cr)、钽(Ta)和钛(Ti)制成。然而,栅极线121可以具有多层结构,多层结构包括具有不同物理特性的至少两个导电层。每条栅极线121可以包括从其突出的多个第一栅电极124a和第二栅电极124b。
存储电极线131和135包括基本平行于栅极线121延伸的主干线131和从主干线131延伸的多个存储电极135。
可以对存储电极线131和135的形状和取向进行各种修改。
栅极绝缘层140设置在栅极线121以及存储电极线131和135上,由非晶硅或多晶硅制成的多个半导体层154a和154b设置在栅极绝缘层140上。
多对欧姆接触件可以设置在半导体层154a和154b中的每个上。在图2中,设置在第二半导体层154b上的欧姆接触件163b和165b示出为多对欧姆接触件的示例,但是欧姆接触件还可以设置在第一半导体层154a上。欧姆接触件163b和165b可以由硅化物或诸如以高浓度掺杂n型杂质的n+氢化非晶硅的材料制成。
多对数据线171a和171b以及多对第一漏电极175a和第二漏电极175b设置在欧姆接触件163b和165b以及栅极绝缘层140上。
数据线171a和171b传输数据信号并基本在竖直方向上延伸以与栅极线121和主干线131交叉。数据线171a和171b包括向第一栅电极124a和第二栅电极124b延伸以弯曲成U形的第一源电极173a和第二源电极173b。第一源电极173a和第二源电极173b基于第一栅电极124a和第二栅电极124b面对第一漏电极175a和第二漏电极175b。
第一漏电极175a和第二漏电极175b从分别被第一源电极173a和第二源电极173b部分地围绕的端部向上延伸,相对的端部可以具有用于与其它层连接的宽的区域。
然而,除了第一源电极173a和第二源电极173b以及第一漏电极175a和第二漏电极175b之外,可以对数据线171a和171b的形状和布局进行各种修改。
第一栅电极124a、第一源电极173a和第一漏电极175a与第一半导体层154a一起形成第一薄膜晶体管(TFT)。第二栅电极124b、第二源电极173b和第二漏电极175b与第二半导体层154b一起形成第二薄膜晶体管。第一薄膜晶体管的沟道形成在第一源电极173a与第一漏电极175a之间的第一半导体层154a中,第二薄膜晶体管的沟道形成在第二源电极173b与第二漏电极175b之间的第二半导体层154b中。
欧姆接触件163b和165b设置有在其下方的半导体154a和154b、在其上方的数据线171a和171b以及漏电极175a和175b,以减小它们之间的接触电阻。在源电极173a和173b与漏电极175a和175b之间的不被数据线171a和171b以及漏电极175a和175b覆盖的暴露部分存在于半导体154a和154b中。
由氮化硅或氧化硅制成的下钝化层180p设置在数据线171a和171b、源电极173a和173b、漏电极175a和175b以及半导体层154a和154b的暴露部分上。
滤色器230设置在下钝化层180p上。滤色器230可以显示原色(诸如红色、绿色和蓝色的三种原色)。原色可以包括红色、绿色和蓝色,或者可以包括黄色、青色和品红色。虽然未示出,但是滤色器还可以包括显示原色的混合色或除了原色之外的白色的滤色器。由铬和氧化铬或有机材料的单层或多层形成的光阻挡构件220可以设置在滤色器230上。光阻挡构件220可以包括以矩阵格式布置的开口。
由透明有机绝缘材料制成的上钝化层180q设置在滤色器230和光阻挡构件220上。上钝化层180q防止滤色器230被暴露且提供平坦表面。暴露第一漏电极175a和第二漏电极175b的多个接触孔185a和185b形成在下钝化层180p和上钝化层180q中。
多个像素电极191设置在上钝化层180q上。像素电极191可以由诸如铝、银、铬或它们的合金的反射金属制成。
每个像素电极191包括彼此隔开的第一子像素电极191a和第二子像素电极191b,第一子像素电极191a和第二子像素电极191b中的每个包括在图4中示出的基础电极199中的至少一个或基础电极199的变型。
将参照图3和图4描述像素电极191的结构。
接着,将描述上面板200。
共电极270形成在第二基板210的整个表面上,其中,基板210的整个表面面对第一基板110。
形成柱状分隔件363以维持上面板200与下面板100之间的间隙。
取向层11和21形成在下面板100和上面板200的内表面中。如图2中所示,下取向层11设置在像素电极191上,上取向层21设置在共电极270的表面上,其中,共电极270的所述表面面对像素电极191。取向层11和21可以是垂直取向层。取向层11和21包括具有至少一个主链和连接到主链的多个侧链的聚合物。侧链包括垂直取向基团以及光反应基和光反应基衍生物中的至少一者。在本示例性实施例中,在反应性液晶元的聚合期间,侧链中包括的光反应基用来提高反应性。光反应基衍生物通过使光反应基与反应性液晶元聚合来形成。
光反应基可以使用可通过吸收光产生自由基以引发聚合的各种材料。
在示例性实施例中,下取向层11可以以均匀的厚度基本覆盖柱状分隔件363。
在示例性实施例中,凸起15和25形成在取向层11和21的表面中。
凸起15和25可以通过反应性液晶元(其是包括在液晶层3中的取向剂)的光照来形成。在示例性实施例中,凸起15和25包括具有预倾斜的取向聚合物。取向聚合物可以通过光照在液晶层3中包括的反应性液晶元来形成。可替换地,在烘焙工艺期间将混合在形成取向层11和21的取向材料中的反应性液晶元洗脱到液晶层30之后,可以通过光照形成取向聚合物。
在示例性实施例中,在液晶层中包括的取向层11和21由包括主链和连接到主链的多个侧链的聚酰亚胺制成。在下文中,将详细地描述聚酰亚胺。
在示例性实施例中,聚酰亚胺包括由化学式1表示的第一结构单元、由化学式2表示的第二结构单元和由化学式3表示的第三结构单元。
在化学式1至化学式3中,
X1、X2和X3分别表示从脂环酸二酐或芳香酸二酐独立地形成的四价或五价有机基团;
Y1为从芳香二胺诱导出的二价有机基团,二价有机基团中的至少一个氢被取代的或未取代的C5至C30直链或支链烷基(其中,取代的C5至C30直链或支链烷基的不相邻的CH2基可以取代有-O-、-N(Ra)-、-C(=O)O-、-C(=O)N(Rb)-、-N(Rc)C(=O)-或-OC(=O)-,其中,Ra、Rb和Rc分别为氢或者取代的或未取代的C1至C8烷基)取代;
Y2为从芳香二胺诱导的二价有机基团,二价有机基团的至少一个氢被取代为如在化学式2A中给出的;
Y3为从芳香二胺诱导的二价有机基团,二价有机基团的至少一个氢被取代为如在化学式3A或化学式3B中给出的。
在化学式2A中,
R1至R4独立地为氢或者取代的或未取代的C1至C8烷基;
n为0至20的整数;
R5为取代的或未取代的C1至C30烷基;
a和b均独立地为0至4的整数;
L1和L2均独立地为单键、-O-、-S(=O)2-或-(C(Rx)(Ry))m-,其中,Rx和Ry均独立地为氢原子或者取代的或未取代的C1至C8烷基,m为1至20的整数。
在化学式3A和化学式3B中,
Cy为C6至C18的芳基或C6至C18的环烷基;
R11至R14独立地为氢或者取代的或未取代的C1至C8烷基;
R15和R16独立地为羟基或者取代的或未取代的C1至C8烷氧基;
R17为氢、羟基或者取代的或未取代的C1至C8烷氧基;
c和d独立地为0至4的整数;
k1和k3为0至20的整数,k2为0至5的整数;
Z1和Z2分别独立地为-C(=O)-;
Z3为-S-或-C(=O)-。
在示例性实施例中,形成取向层的聚酰亚胺可以表示为如以下化学式A中所示。这仅是聚酰亚胺的一个示例并可以进行各种修改。
在化学式A中,光反应基可以是具有如表1中所示的化学结构的基团。
(表1)
在示例性实施例中,本公开的取向层可以通过对液晶取向剂执行涂覆和烘焙工艺来形成。
在示例性实施例中,液晶取向剂包括由化学式1表示并包括取代的或未取代的C5至C30直链或支链烷基的第一结构单元、由化学式2表示并包括诱导垂直取向的如化学式2A中所示的取代基的第二结构单元以及由化学式3表示并包括可通过光吸收诱导自由基的产生的如化学式3A或化学式3B中所示出的取代基的第三结构单元。
由化学式2A表示的第二结构单元包括垂直取向组分并可以是液晶取向剂中的化学式2A的侧链。当经受利用紫外(UV)光的照射时,如由化学式3A或化学式3B中的结构表示的侧链可以产生自由基。具体地,具有表示为化学式3A或化学式3B中给出的结构的侧链的端部可以包括光反应基。在示例性实施例中,光反应基可以包括具有由化学式3-1、化学式3-2、化学式3-3、化学式3-4和化学式3-5表示的结构的组分中的至少一种。
在化学式3-1、化学式3-2和化学式3-5中,R14独立地为氢或者取代的或未取代的C1至C8烷基;R15和R16分别独立地为羟基或者取代的或未取代的C1至C8烷氧基;R17为氢、羟基或者取代的或未取代的C1至C8烷氧基;c和d均独立地为0至4的整数;k2为0至5的整数;Z1和Z2分别独立地为-C(=O)-;Z3为-S-或-C(=O)-。
在示例性实施例中,光反应基通过与在液晶中的剩余的未反应的反应性液晶元反应来消除反应性液晶元。结果,可以使直流(DC)余像最小化。另外,减小了利用示例性的液晶取向剂制造的取向层中的凸起的尺寸并使凸起密度最小化,从而保证预倾角的稳定性并使AC余像最小化。另外,由化学式3A或化学式3B表示的侧链包括在其端部处的光反应取代基,从而可以增加光反应速度并改善元件的可靠性。与不包括光反应取代基的聚酰亚胺比较,可以在制造液晶取向层中缩短处理时间,由此改善生产率并降低成本。
聚酰亚胺通过使以至少一种酸二酐和芳香二胺共聚形成的聚酰胺酸酰亚胺化来制备。酸二酐选自于脂环酸二酐和芳香酸二酐。作为制备聚酰胺酸的方法,可以不受限制地应用能够合成聚酰胺酸的任何已知的方法。
脂环酸二酐可以是从1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐(CBDA)、2,3,4,5-四氢呋喃四羧酸二酐、5-(2,5-二氧四氢呋喃基)-3-甲基环己烷-1,2-二羧酸酐(DOCDA)、二环辛烯-2,3,5,6-四羧酸二酐(BODA)、1,2,3,4-环戊烷四羧酸二酐(CPDA)、1,2,4,5-环己烷四羧酸二酐(CHDA)、1,2,4-三羧基-3-羧甲基环戊烷二酐、3,4-二羧基-1-环己基琥珀酸二酐、3,4-二羧基-1,2,3,4-四氢-1-萘琥珀酸二酐和2,3,5-三羧基环戊基乙酸二酐(TCA-AH)中选择的至少一种,但其不限于此。
芳香酸二酐可以为从均苯四甲酸二酐(PMDA)、双邻苯二甲酸酐(BPDA)、氧双邻苯二甲酸酐(ODPA)、二苯酮四羧酸二酐(BTDA)和4,4’-(六氟亚异丙烯)邻苯二甲酸酐(6-FDA)中选择的至少一种,但其不限于此。
在示例性实施例中,液晶取向剂可以包括用于溶解聚酰亚胺的溶剂。可以包括溶剂以获得具有优良的铺展性和与基板的粘合性的液晶光取向剂。
溶剂的示例可以包括:N-甲基-2-吡咯烷酮;N,N-二甲基乙酰胺;N,N-二甲基甲酰胺;二甲基亚砜;γ-丁内酯;四氢呋喃(THF);以及苯酚类溶剂,诸如间甲酚、苯酚和卤代苯酚,但其不限于此。
在示例性实施例中,溶剂还可以包括2-丁基溶纤剂(2-BC),因此,可以改善印刷性能。在此情况下,相对于总溶剂含量,可以包括在大约1wt%至大约50wt%的量内的2-丁基溶纤剂,具体地,可以包括在大约10wt%至大约40wt%的量内的2-丁基溶纤剂。当2-丁基溶纤剂包括在上面陈述的范围内时,可以改善印刷性能。
溶剂还可以包括作为不良溶剂的醇、酮、酯、醚、烃和卤代烃中的一种或更多种,在可溶聚酰亚胺共聚聚合物不沉淀的范围内以适当的量包括不良溶剂。不良溶剂可以减小液晶取向剂的表面能以在施加期间改善液晶取向剂的铺展性和平整度。
基于溶剂的总量,可以以大约1wt%至大约90wt%的量且具体地大约1wt%至大约70wt%的量包括不良溶剂。
不良溶剂的具体示例可以是从甲醇、乙醇、异丙醇、环己醇、乙二醇、丙二醇、1,4-丁二醇、三乙二醇、丙酮、甲乙酮、环己酮、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、草酸二乙酯、丙二酸酯、二乙醚、乙二醇单甲醚、乙二醇二甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇苯醚、乙二醇苯甲醚、乙二醇苯乙醚、二乙二醇二甲醚、二乙二醇乙醚、二乙二醇单甲醚、二乙二醇单乙醚、二乙二醇单甲醚乙酸酯、二乙二醇单乙醚乙酸酯、乙二醇甲醚乙酸酯、乙二醇乙醚乙酸酯、4-羟基-4-甲基-2-戊酮、2-羟乙基丙酸酯、2-羟基-2-甲基乙基丙酸酯、乙酸乙氧基乙酯、羟基乙酸乙酯、2-羟基-3-甲基丁酸甲酯、3-甲氧基苯酸甲酯、3-甲氧基丙酸乙酯、3-乙氧基丙酸乙酯、3-乙氧基丙酸甲酯、甲基甲氧基丁醇、乙基甲氧基丁醇、甲基乙氧基丁醇、乙基乙氧基丁醇、四氢呋喃、二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、1,4-二氯丁烷、三氯乙烷、氯苯、邻二氯苯、己烷、庚烷、辛烷、苯、甲苯、二甲苯和它们的组合中选择的任何一种。
在示例性实施例中,根据本公开的形成取向层11和21的液晶取向剂还可以包括其它添加剂。
其它添加剂的示例可以包括环氧化合物。环氧化合物用来改善可靠性和电光性能。可以使用包括两个至八个环氧基(具体地,包括两个至四个环氧基)的一种或更多种类型的环氧化合物。
基于100重量份的聚酰亚胺共聚物,可以以大约0.1重量份至大约50重量份且具体地大约1重量份至大约30重量份的量包括环氧化合物。当环氧化合物包括在上述范围内的量内时,液晶光取向剂在对基板施加期间可以呈现合适的印刷性能和平整度,并可易于改善可靠性和电光性能。
环氧化合物的具体示例可以包括N,N,N',N'-四缩水甘油基-4,4'-二氨基苯基甲烷(TGDDM)、N,N,N',N'-四缩水甘油基-4,4'-二氨基苯基乙烷、N,N,N',N'-四缩水甘油基-4,4'-二氨基苯基丙烷、N,N,N',N'-四缩水甘油基-4,4'-二氨基苯基丁烷、N,N,N',N'-四缩水甘油基-4,4'-苯二胺、乙二醇二缩水甘油醚、聚乙二醇二缩水甘油醚、丙二醇二缩水甘油醚、三丙二醇二缩水甘油醚、聚丙二醇二缩水甘油醚、新戊二醇二缩水甘油醚、1,6-己二醇二缩水甘油醚、丙三醇二缩水甘油醚、2,2-二溴新戊二醇二缩水甘油醚、1,3,5,6-四缩水甘油基-2,4-己二醇、N,N,N',N'-四缩水甘油基-1,4-苯二胺、N,N,N',N'-四缩水甘油基间苯二胺、N,N,N',N'-四缩水甘油基-2,2'-二甲基-4,4'-二氨基联苯、2,2-双[4-(N,N-缩水甘油基-4-氨基苯氧基)苯基]丙烷、N,N,N',N'-四缩水甘油基-4,4'-二氨基二苯基甲烷、1,3-双(N,N-缩水甘油基氨基甲基)环己烷、1,3-双(N,N-缩水甘油基氨基甲基)苯等,但不限于此。
另外,为了改善印刷性能,可以使用合适的表面活性剂或偶联剂作为添加剂。
在示例性实施例中,可以通过在基板上涂覆液晶取向剂形成取向层11和21。用于在基板上涂覆液晶取向剂的方法包括旋涂法、柔性版印刷法、喷墨印刷法等。在这些方法中,可以使用柔性版印刷法,因为形成的涂层的均匀性是优异的,并且易于扩大执行。
为了改善形成的涂层的均匀性,将液晶取向剂均匀地铺展在基板上,然后在室温(RT)至大约200℃(具体地,大约30℃至大约150℃,更具体地,大约40℃至大约120℃)的温度下临时干燥大约1分钟至大约100分钟的时间段。可以通过经由临时干燥调整液晶取向剂中的每个组分的挥发性来获得不具有偏差的均匀涂层。
之后,为了蒸发溶剂,将形成的涂层在大约80℃至大约300℃(具体地,大约120℃至大约280℃)的温度下煅烧大约5分钟至大约300分钟的时间,从而形成取向层11和21。
另外,偏振器(未示出)可以设置在下面板100和上面板200的外表面中。
参照图1和图2,包括液晶分子310的液晶层3设置在下面板100与上面板200之间。
液晶分子310具有负的介电各向异性,液晶分子310的长轴在不施加电场(即,不存在电场)的同时基本垂直于两个面板100和200的表面。
在通过将反应性液晶元暴露于光照射所形成的凸起15和25中包括的取向聚合物用来控制液晶材料的预倾斜。预倾斜是液晶材料310的初始取向方向。这里,在液晶取向剂的侧链中包括的光反应基增加反应性液晶元的聚合反应性并帮助反应性液晶元形成凸起15和25。另外,光反应基与对于光照下未反应的剩余的反应性液晶元反应以去除剩余的反应性液晶元。
图3是根据本公开的像素电极的示例性实施例的俯视图。图4是根据本公开的基础电极的示例性实施例的俯视图。
参照图4,将更加具体地描述基础电极199。
如图4中所示,基础电极199的整体形状为四边形,并包括由水平主干193和垂直于水平主干193的竖直主干192构造的十字形主干。另外,基础电极199被划分为基于水平主干193和竖直主干192划分的第一子区域Da、第二子区域Db、第三子区域Dc和第四子区域Dd,相应的子区域Da-Dd包括多个第一微分支194a、多个第二微分支194b、多个第三微分支194c和多个第四微分支194d。
第一微分支194a从水平主干193或竖直主干192沿左上方向倾斜地延伸,第二微分支194b从水平主干193或竖直主干192沿右上方向倾斜地延伸。另外,第三微分支194c从水平主干193或竖直主干192沿左下方向倾斜地延伸,第四微分支194d从水平主干193或竖直主干192沿右下方向倾斜地延神。
第一至第四微分支194a、194b、194c和194d与栅极线121或水平主干193形成大约45度至135度的角。另外,相邻的两个子区域Da、Db、Dc和Dd的微分支194a、194b、194c和194d可以彼此垂直地交叉。
微分支194a至194d的宽度可以为大约2.0微米(μm)至大约5.0μm,一个子区域Da至Dd中的相邻的微分支194a至194d之间的间隙可以为大约2.5μm至大约5.0μm。
虽然未示出,但是微分支194a、194b、194c和194d的宽度可以更接近于水平主干193或竖直主干192而逐渐加宽。
参照图1至图3,第一子像素电极191a和第二子像素电极191b分别包括在图4中示出的一个基础电极199或者基础电极199的变型。然而,横跨整个像素电极191,由第二子像素电极191b占据的区域可以大于由第一子像素电极191a占据的区域,在此情况下,第二子像素电极191b的基础电极199的尺寸可以被控制为使得第二子像素电极191b的区域比第一子像素电极191a的区域大大约0.1倍至大约2.2倍。
第二子像素电极191b包括沿着数据线171延伸的一对分支195。一对分支195设置在第一子像素电极191a与数据线171a和171b之间,并在第一子像素电极191a的下端处彼此连接。第一子像素电极191a和第二子像素电极191b通过接触孔185a和185b(见图1)与第一漏电极175a和第二漏电极175b物理连接和电连接,使得数据电压从第一漏电极175a和第二漏电极175b施加到第一子像素电极191a和第二子像素电极191b。
当电压施加到像素电极191和共电极270时,液晶分子310的长轴响应于在像素电极191与共电极270之间形成的电场将方向改变为垂直于电场的方向。穿过液晶层3的光的偏振程度的变化根据液晶分子310的倾斜程度而改变。偏振的变化由通过偏振器的光的透射率的变化表示,结果,每个像素显示预定的期望亮度。
液晶分子310的倾斜方向由像素电极191的微分支194a、194b、194c、194d确定。即,液晶分子310在平行于微分支194a、194b、194c和194d的长度方向的方向上倾斜。由于一个像素电极191包括微分支194a、194b、194c和194d的长度方向彼此不同的四个子区域Da、Db、Dc和Dd,所以液晶分子310的倾斜方向包括四个方向和液晶层3中的液晶分子310的取向方向彼此不同的四个畴。因此,可以通过改变液晶分子的倾斜方向来改进液晶显示器的视角。
上面描述的薄膜晶体管和像素电极191的描述是一个示例,可以修改薄膜晶体管的结构和像素电极的设计以提高侧面可视性。例如,可以根据电阻分布通过每个区域产生的电压差分效应来形成能够改善可视性的RD-TFT结构。
取向层的表面形貌
图5是根据本公开的用示例性液晶取向剂制造的取向层的扫描电子显微镜(SEM)照片,图6是用不包括具有由化学式3表示的光反应基侧链的聚酰亚胺的液晶取向剂制造的取向层(对比示例)的SEM照片。具体地,对比示例与包括由化学式1表示的第一结构单元和由化学式2表示的第二结构单元而不包括由化学式3表示的第三结构单元的取向层对应。
如图5中所示,可以观察到,对于取向层的示例性实施例,凸起尺寸减小,凸起密度增加,同时取向层的均匀性是优异的。
与取向层的示例性实施例比较,如图6中所示,对于根据对比示例的取向层,凸起尺寸大,凸起密度相对低,同时层的均匀度劣化。
余像评价
图7是示出了分别包括示例性实施例的取向层和对比示例的取向层的液晶显示器的随时间(24小时或168小时)的余像(有效灰度)的图。在24小时的时段或168小时的时段内形成黑白格子图案。
如图7中所示,在历时24小时形成黑/白格子图案的情况下和在历时168小时形成黑/白格子图案的情况下,与对比示例比较,在本公开的示例性实施例中,余像的程度显著地较低。
在下文中,将参照图8描述作为图1至图4的示例性实施例的变型的液晶显示器的示例性实施例。
与示出为具有凸起15和25可以都形成在下取向层11与液晶层3之间和上取向层21与液晶层3之间的结构的图2的示例性实施例不同,图8的示例性实施例的凸起15可以仅在下取向层11上形成。然而,与在图8中示出的那些不同,凸起还可以形成在上取向层21上,在此情况下,凸起的数量可以显著地少于形成在下取向层11上的凸起15的数量。具体地,当凸起密度与每单位面积的凸起的数量对应时,位于下取向层11上的凸起的密度大于位于上取向层21上的凸起的密度。在此情况下,位于下取向层11上的凸起的尺寸可以小于位于上取向层21上的凸起的尺寸。
在下面板100上的凸起的密度和在上面板200上的凸起的密度设定为彼此不同,使得与下取向层11相邻的液晶分子310的预倾斜和与上取向层21相邻的液晶分子310的预倾斜可以设定为彼此不同。为了使在下面板100上的凸起的密度和在上面板200上的凸起的密度彼此不同,下取向层11可以由包括第一结构单元、第二结构单元和第三结构单元的液晶取向剂制造,同时上取向层21可以由仅包括图1至图4的示例性实施例的第一结构单元和第二结构单元的液晶取向剂制造。
由于下取向层11包括具有光反应基的第三结构单元,因此当液晶层暴露于电场曝光时,在液晶层3中包括的反应性液晶元的聚合增加。因此,位于下取向层11上的凸起的密度增加,使得与下取向层11相邻的液晶分子310的预倾斜可以大于与上取向层21相邻的液晶分子310的预倾斜。例如,与下取向层11相邻的液晶分子310可以相对于下取向层11的表面具有大于或等于80度并小于89度的预倾角,同时与上取向层21相邻的液晶分子310可以具有基本垂直于上取向层21的表面的预倾角,即,大于或等于89度或者小于或等于90度的预倾角。在示例性实施例中,预倾斜指相对于基本垂直于下取向层11和上取向层21的表面的方向的倾斜。
接着,将参照图9和图10描述与在具有弯曲液晶显示器面板的传统的液晶显示器中发生诸如纹理的暗部有关的问题。
图9是现有技术的液晶显示器(即,与上取向层和下取向层相邻的液晶分子具有相同的预倾斜)中的纹理故障的图示。图10示出了现有技术的液晶显示器中的纹理故障的模拟。
参照图9和图10,在第一取向层11与第二取向层21之间的液晶分子310具有在相同方向上形成的倾斜角。当显示面板弯曲为形成弯曲液晶显示器时,在第一基板110与第二基板210之间的液晶分子310的取向改变,因此,形成存在第一取向层11处的液晶分子310的预倾斜方向与第二取向层21处的液晶分子310的预倾斜方向之间的不匹配的区域。在该区域中,在液晶分子310倾斜的方向上发生问题,从而发生纹理故障。
图11是示出了与图8的液晶显示器的示例性实施例中的上取向层和下取向层相邻的液晶分子310的取向的图示。图15是从根据图11的示例性实施例的液晶显示器弯曲为形成弯曲液晶显示器的显示面板的图示。参照图15,第一基板110和第二基板210可以弯曲为具有弯曲的侧面。图12示出了液晶显示器的示例性实施例的纹理图像的模拟。
参照图11,与图9和图10的液晶显示器不同,对于图8的液晶显示器,位于与第一取向层11相邻的液晶分子310的预倾斜和位于与第二取向层21相邻的液晶分子310的预倾斜设定为彼此不同。结果,参照图15,即使显示面板弯曲为形成弯曲液晶显示器,在彼此相邻的畴区域的边界中也不会产生纹理区域。参照图12,与图10相比,在相邻的畴区域的边界中显著地减少了纹理。
在下文中,将参照图13和图14描述用于制造上面描述的液晶显示器的方法的示例性实施例。制造方法不限于此,并可以以另一形式修改。
图13和图14是根据本公开的利用取向辅助剂(反应性液晶元)形成液晶分子中的预倾斜的示例性方法的示意图。
参照图1、图2和图13,可以分别制造在下面板100和上面板200中包括的构成元件。在下面板100中,在像素电极191上形成下取向层11。在下文中,将描述用于形成取向层11和21的方法。
用于形成包括主链和侧链的聚合物的取向材料被涂覆到像素电极191,以通过诸如烘焙等的工艺形成下取向层11。相似地,用于形成包括主链和侧链的聚合物的取向材料被涂覆到共电极270,以通过诸如烘焙等的工艺形成上取向层21。包括液晶分子310和反应性液晶元50(其是取向辅助剂)的液晶层3形成在像素电极191与共电极270之间。
照射光1,同时在像素电极191与共电极270之间施加电场。
之后,参照图2和图14,使与液晶分子310混合的反应性液晶元50光反应并形成具有预倾斜的取向聚合物50a。在此情况下,取向层11和21中的每个取向层的侧链的端部中包括的光反应基可以增加反应性液晶元50的反应性,从而使反应性液晶元的反应性最大化,同时使剩余的未反应的反应性液晶元的量最小化。
取向聚合物沿着液晶分子310的取向布置并在已经去除施加的电压之后维持取向,从而控制液晶分子310的预倾斜。
虽然已经结合目前被认为是实际的示例性实施例的内容描述了本发明,但将理解的是,本发明不限于公开的实施例,而是相反,本发明意图覆盖在所附权利要求的精神和范围内包括的各种修改和等同布置。
Claims (20)
1.一种弯曲液晶显示器,其特征在于,所述弯曲液晶显示器包括:
第一基板;
第二基板,面对所述第一基板;
液晶层,在所述第一基板与所述第二基板之间并包括液晶分子;
第一取向层,在所述第一基板与所述液晶层之间;以及
第二取向层,在所述第二基板与所述液晶层之间,
其中,所述第一取向层和所述第二取向层分别包括具有至少一个主链和连接到所述主链的多个侧链的聚合物,
其中,所述第一取向层的所述聚合物和所述第二取向层的所述聚合物中的至少一者包括具有光反应基和光反应基衍生物中的至少一者的至少一个侧链。
2.根据权利要求1所述的弯曲液晶显示器,其中,所述第一取向层的所述聚合物包括具有所述光反应基和所述光反应基衍生物中的至少一者的所述至少一个侧链,所述第二取向层的所述聚合物的所述侧链不包括所述光反应基和所述光反应基衍生物。
3.根据权利要求2所述的弯曲液晶显示器,所述弯曲液晶显示器还包括在所述第一取向层和所述第二取向层中的至少一者上的凸起,其中,所述凸起包括取向聚合物。
4.根据权利要求3所述的弯曲液晶显示器,其中,所述第一取向层上的所述凸起的密度大于所述第二取向层上的所述凸起的密度。
5.根据权利要求4所述的弯曲液晶显示器,其中,所述第一取向层上的所述凸起的尺寸小于所述第二取向层上的所述凸起的尺寸。
6.根据权利要求2所述的弯曲液晶显示器,其中,所述光反应基和所述光反应基衍生物中的至少一者位于所述至少一个侧链的端部处。
7.根据权利要求1所述的弯曲液晶显示器,其中,所述光反应基由化学式3A或化学式3B表示,所述光反应基衍生物是由化学式3A或化学式3B表示的所述光反应基的衍生物:
其中,Cy为C6至C18芳基或C6至C18环烷基;R13至R14独立地为氢或者取代的或未取代的C1至C8烷基;R15和R16独立地为羟基或者取代的或未取代的C1至C8烷氧基;R17为氢、羟基或者取代的或未取代的C1至C8烷氧基;c和d分别独立地为0至4的整数;k2为0至5的整数;Z1和Z2分别独立地为-C(=O)-;Z3为-S-或-C(=O)-。
8.根据权利要求7所述的弯曲液晶显示器,所述光反应基包括由化学式3-1、化学式3-2、化学式3-3、化学式3-4和化学式3-5表示的化合物中的至少一种:
其中,R14独立地为氢或者取代的或未取代的C1至C8烷基;R15和R16分别独立地为羟基或者取代的或未取代的C1至C8烷氧基;R17为氢、羟基或者取代的或未取代的C1至C8烷氧基。
9.根据权利要求1所述的弯曲液晶显示器,其中,与所述第一取向层相邻的液晶分子的预倾斜和与所述第二取向层相邻的液晶分子的预倾斜彼此不同。
10.根据权利要求9所述的弯曲液晶显示器,其中,与所述第一取向层相邻的所述液晶分子的所述预倾斜大于与所述第二取向层相邻的所述液晶分子的所述预倾斜。
11.根据权利要求10所述的弯曲液晶显示器,其中,所述第一基板和所述第二基板包括弯曲的侧面。
12.根据权利要求10所述的弯曲液晶显示器,其中,与所述第二取向层相邻的所述液晶分子垂直于所述第二取向层。
13.根据权利要求1所述的弯曲液晶显示器,其中,所述至少一个侧链还包括垂直取向基团。
14.一种用于制造弯曲液晶显示器的方法,其特征在于,所述方法包括:
在第一基板上形成像素电极;
在第二基板上形成共电极;
在所述像素电极上形成第一取向层;
在所述共电极上形成第二取向层;
在所述第一取向层与所述第二取向层之间形成液晶层,所述液晶层包括液晶分子和反应性液晶元;
用光照射所述液晶层,同时施加电场;以及
形成所述第一基板和所述第二基板以具有弯曲的侧面,
其中,所述第一取向层和所述第二取向层分别包括具有至少一个主链和连接到所述主链的多个侧链的聚合物,
其中,所述第一取向层的所述聚合物和所述第二取向层的所述聚合物中的至少一者包括具有光反应基的至少一个侧链。
15.根据权利要求14所述的用于制造弯曲液晶显示器的方法,其中,所述第一取向层的所述聚合物包括具有所述光反应基的所述至少一个侧链,所述第二取向层的所述聚合物不包括光反应基。
16.根据权利要求15所述的用于制造弯曲液晶显示器的方法,其中,用光照射所述液晶层的步骤包括:使所述反应性液晶元聚合以及在所述第一取向层和所述第二取向层中的至少一个上形成凸起。
17.根据权利要求16所述的用于制造弯曲液晶显示器的方法,其中,所述第一取向层上的所述凸起的密度大于所述第二取向层上的所述凸起的密度。
18.根据权利要求17所述的用于制造弯曲液晶显示器的方法,其中,在用光照射所述液晶层之后,与所述第一取向层相邻的液晶分子的预倾斜大于与所述第二取向层相邻的液晶分子的预倾斜。
19.根据权利要求18所述的用于制造弯曲液晶显示器的方法,其中,所述第二取向层的所述聚合物包括具有垂直取向基团的至少一个侧链。
20.根据权利要求14所述的用于制造弯曲液晶显示器的方法,所述方法还包括用紫外光照射所述液晶层。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |