CN107304362B - 取向层组合物以及包括该取向层组合物的液晶显示器 - Google Patents

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Abstract

提供一种取向层组合物和包括该取向层组合物的液晶显示器。所述取向层组合物包括二酐化合物和二胺化合物的共聚物，其中，共聚物包括由式1表示的重复单元：
Figure DDA0001149615460000011
其中，Ar1和Ar2中的每个独立地为包括6至30个碳原子的取代的或未取代的芳香基团，X是供电子基团，
Figure DDA0001149615460000012
是酯基，其中，“*”表示与芳香基团Ar1和芳香基团Ar2的附着点。

Description

取向层组合物以及包括该取向层组合物的液晶显示器
本申请要求于2016年4月21日提交的第10-2016-0048764号韩国专利申请和于2016年7月29日提交的第10-2016-0097012号韩国专利的优先权和所有权益，这两件韩国专利申请的内容通过引用全部包含于此。
技术领域
本公开涉及一种取向层组合物、一种包括该取向层组合物的液晶显示器(LCD)以及一种LCD的制造方法。
背景技术
作为最广泛使用的显示装置之一的液晶显示(LCD)装置包括两个基底和置于该两个基底之间的液晶层，在该两个基底上形成有诸如像素电极和共电极的场产生电极。
LCD装置通过将电压施加到场产生电极来产生电场，并通过确定在液晶层中的液晶分子的方位和控制入射光的偏振来显示图像。
为了实现图像，液晶层中的液晶分子需要在与场产生电极的界面处沿特定方向取向。液晶分子的取向的均匀性是确定LCD的显示质量的最重要的因素之一。因此，在液晶层与场产生电极之间形成具有各向异性的一个或更多个取向层，以使液晶分子沿特定方向取向。
作为形成具有各向异性的取向层的示例性方法，可通过将光施加到聚合物取向层使各向异性赋予到聚合物取向层。仍然存在在液晶层中具有液晶分子的均匀取向的液晶显示装置的优良的制造方法的需求。
发明内容
本公开的示例性实施例提供一种包括新颖的光取向聚合物材料的取向层组合物。
本公开的示例性实施例还提供一种能够改善取向层的取向性质和对比度并降低余像缺陷的取向层组合物、以及一种包括该取向层组合物的液晶显示器(LCD)。
本公开的示例性实施例还提供一种LCD的制造方法。
然而，本公开的示例性实施例不局限于在此所阐述的那些。通过参照以下给出的本公开的详细描述，对本公开所属领域的普通技术人员而言，本公开的以上和其它示例性实施例将变得更加明显。
根据示例性实施例，提供一种取向层组合物，所述取向层组合物包括二酐化合物和二胺化合物的共聚物，共聚物包括由式1表示的重复单元：
式1
Figure BDA0001149615440000021
其中，
Ar1和Ar2中的每个独立地为包括6至30个碳原子的取代的或未取代的芳香基团，
X是供电子基团，以及
Figure BDA0001149615440000022
是酯基，其中，“*”表示与芳香基团Ar1和芳香基团Ar2的附着点。
在示例性实施例中，Ar1和Ar2中的每个可独立地为包括6个碳原子的取代的或未取代的芳香基团。
在示例性实施例中，式1可具有由式1-1表示的结构：
式1-1
Figure BDA0001149615440000031
其中，X是供电子基团。
在示例性实施例中，
供电子基团X可以是-CnH2n+1、-OCnH2n+1、-NH2、-NH(CnH2n+1)、-N(CnH2n+1)2、-OH、-NH(COCnH2n+1)、-N(COCnH2n+1)2、-OCOCnH2n+1、-CH2(CnH2n+1)、-CH(CnH2n+1)2、-C(CnH2n+1)3、-F、-Cl或-Br；以及
n可以是1至10的自然数。
在示例性实施例中，由式1-1表示的重复单元的酯基中的C-O键解离能可在从2.563电子伏特至3.019电子伏特的范围。
在示例性实施例中，式1-1可具有由式2至式5中的一者表示的结构：
式2
Figure BDA0001149615440000032
式3
Figure BDA0001149615440000033
式4
Figure BDA0001149615440000041
以及
式5
Figure BDA0001149615440000042
在示例性实施例中，共聚物还可包括由式6表示的重复单元：
式6
Figure BDA0001149615440000043
其中，Y是从二胺化合物得到的二价有机基团。
在示例性实施例中，共聚物可包括由式7表示的重复单元：
式7
Figure BDA0001149615440000044
其中，
Ar1和Ar2中的每个独立地为包括6至30个碳原子的取代的或未取代的芳香基团，
X是供电子基团，以及
Y是从二胺化合物得到的二价有机基团。
在示例性实施例中，式7可具有由式7-1表示的结构：
式7-1
Figure BDA0001149615440000051
其中，
X是供电子基团，以及
Y是从二胺化合物得到的二价有机基团。
在示例性实施例中，共聚物还可包括由式8表示的重复单元：
式8
Figure BDA0001149615440000052
其中，
Ar1和Ar2中的每个独立地为包括6至30个碳原子的取代的或未取代的芳香基团，
X是供电子基团。
在示例性实施例中，式8具有由式8-1表示的结构：
式8-1
Figure BDA0001149615440000061
其中，X是供电子基团。
在示例性实施例中，二酐化合物与二胺化合物的摩尔比可以为大约1：1。
根据示例性实施例，提供一种液晶显示器，所述液晶显示器包括：
彼此面对的第一基底和第二基底；
第一取向层，设置在第一基底的面对第二基底的表面上；
第二取向层，设置在第二基底的面对第一基底的表面上；以及
液晶层，置于第一基底与第二基底之间，
其中，第一取向层和第二取向层中的至少一个包括二酐化合物和二胺化合物的共聚物，
其中，共聚物包括由式1表示的重复单元：
式1
Figure BDA0001149615440000062
Ar1和Ar2中的每个独立地为包括6至30个碳原子的取代的或未取代的芳香基团，
其中，X是供电子基团，以及
Figure BDA0001149615440000063
是酯基，其中，“*”表示与芳香基团Ar1和芳香基团Ar2的附着点。
在示例性实施例中，共聚物还可包括由式6表示的重复单元：
式6
Figure BDA0001149615440000071
其中，Y是从二胺化合物得到的二价有机基团。
在示例性实施例中，共聚物可包括由式7表示的重复单元：
式7
Figure BDA0001149615440000072
其中，
Ar1和Ar2中的每个独立地为包括6至30个碳原子的取代的或未取代的芳香基团，
X是供电子基团，以及
Y是从二胺化合物得到的二价有机基团。
在示例性实施例中，共聚物还可包括由式8表示的重复单元：
式8
Figure BDA0001149615440000073
其中，
Ar1和Ar2中的每个独立地为包括6至30个碳原子的取代的或未取代的芳香基团，以及
X是供电子基团。
在示例性实施例中，共聚物还可包括由式9表示的重复单元：
式9
Figure BDA0001149615440000081
其中，
Ar1和Ar2中的每个独立地为包括6至30个碳原子的取代的或未取代的芳香基团，
X是供电子基团，
Y是从二胺化合物得到的二价有机基团。
其它特征和方面将通过下面的详细描述、附图和权利要求而清楚。
根据本公开的示例性实施例，可提供具有通过新颖的光反应而赋予其的各向异性的光取向层。
另外，可改善取向层的取向性质和对比度，并可减少余像缺陷。
此外，可提供包括能够提供上述优点的取向组合物的液晶显示器以及该液晶显示器的制造方法。
附图说明
通过参照附图详细描述本公开的示例性实施例，本公开的以上和其它方面和特征将变得更加明显，在附图中：
图1是根据本公开的示例性实施例的液晶显示器(LCD)的示意性分解透视图；
图2是图1的LCD的像素的示意性平面图；
图3是沿图2的线I-I’截取的示意性剖视图；
图4示出式1-1；
图5至图13是示出根据本公开的示例性实施例的LCD的制造方法的示意图；以及
图14示出反应方程式1。
具体实施方式
通过参照以下优选实施例的详细描述和附图，可更容易地理解发明构思的特征和实现发明构思的方法。
然而，发明构思可以以许多不同的形式体现，并不应该理解为受限于在此所阐述的实施例。相反，提供这些实施例使得本公开将是彻底的和完整的，并将向本领域技术人员充分地传达发明构思，发明构思将仅由附加的权利要求书限定。
在附图中，为了清楚起见，夸大了层和区域的厚度。将理解的是，当元件或层被称为“在”另一元件或层“上”、“连接到”或“结合到”另一元件或层时，该元件或层可直接在另一元件或层上、直接连接或结合到另一元件或层，或者可以存在中间元件或中间层。相反，当元件被称为“直接在”另一元件或层“上”、“直接连接到”或“直接结合到”另一元件或层时，不存在中间元件或中间层。如在此使用的，连接可指元件彼此物理地、电学地和/或流体地连接。
同样的标记始终指同样的元件。如在此使用的，术语“和/或”包括一个或更多个相关所列项目的任意和全部组合。
将理解的是，尽管可在此使用术语第一、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/或部分不应被这些术语限制。这些术语仅用于将一个元件、组件、区域、层或部分与另外的元件、组件、区域、层或部分区分开来。因此，在不脱离本公开的教导的情况下，以下讨论的第一元件、组件、区域、层或部分可被命名为第二元件、组件、区域、层或部分。
为了容易描述，可在此使用诸如“在……下方”、“下”、“在……下面”、“在……上方”和“上”等空间相对术语来描述如在图中示出的一个元件或特征与另外的元件或特征的关系。将理解的是，空间相对术语意图包含除了图中描绘的方位之外装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的装置被翻转，那么被描述为“在”其它元件或特征“下方”或“之下”的元件将随后被定位为“在”其它元件或特征“上方”。因此，示例性术语“在……下方”可包括上方和下方两种方位。装置可另外定位(旋转90度或在其它方位)，并相应地解释在此使用的空间相对描述语。
在此使用的术语仅用于描述具体实施例的目的而不旨在限制。如在此使用的，除非上下文另行清楚地指示，否则单数形式“一个”、“一种(者)”和“该(所述)”也旨在包括包含“至少一个(种)”的复数形式。还将理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”、“包括”和/或其变形时，指明存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或附加一个或更多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。“至少一个(种)”不理解为限制“一个”或“一种(者)”。“或(或者)”是指“和/或”。如在此使用的，术语“和/或”包括一个或更多个相关所列项目的任意和全部组合。
如在此使用的“大约”或“近似”包括陈述的值，并意味着：考虑到正在被谈及的测量以及与具体量的测量有关的误差(即，测量系统的局限性)，在由本领域的普通技术人员确定的具体值的可接受偏差范围之内。例如，“大约”可以表示在一个或更多个标准偏差内，或者在所陈述的值的±30％、±20％、±10％、±5％之内。
除非另有定义，否则在此使用的所有术语(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意思相同的意思。还将理解的是，除非在此明确地这样定义，否则术语(诸如在通用字典中定义的术语)应该被解释为具有与相关领域的环境中和本公开中它们的意思一致的意思，而不应以理想化的或者过于形式的含义来进行解释。
在此参照剖视图来描述示例性实施例，所述剖视图是理想化实施例的示意性图示。这样，由例如制造技术和/或公差而造成的图示的形状的变化将是预期的。因此，在此描述的实施例不应被解释为局限于在此示出的区域的特定形状，而是要包括由例如制造而造成的形状上的偏差。例如，示出或描述为平坦的区域可典型地具有粗糙的和/或非线性的特征。此外，示出的尖角可以被倒圆。因此，附图中示出的区域本质上是示意性的，它们的形状不旨在示出区域的精确形状并且不旨在限制权利要求的范围。
在下文中，将参照附图描述本公开的示例性实施例。
图1是根据本公开的示例性实施例的液晶显示器(LCD)的示意性分解透视图。
参照图1，根据本示例性实施例的LCD包括：第一基底100；第一取向层(未示出)，设置在第一基底100上；第二基底200，与第一基底100分隔开并面对第一基底100；第二取向层(未示出)，设置在第二基底200上；以及液晶层300，置于第一基底100与第二基底200之间。第一基底100可以是下显示基底，第二基底200可以是上显示基底。
第一基底100和第二基底200中的每个包括显示区DA和非显示区NA。显示区DA是观看图像的区域，非显示区NA是不观看图像的区域。显示区DA的周界被非显示区NA围绕。
显示区DA包括在第一方向X(例如，列方向)上延伸的多条数据线DL、在与第一方向X交叉的第二方向Y(例如，行方向)上延伸的多条栅极线GL以及形成在栅极线GL与数据线DL之间的交叉点处的多个像素PX。像素PX可基本上以矩阵形式沿第一方向X和第二方向Y布置。
每个像素PX可独特地显示许多原色中的一种颜色，以实现彩色显示。原色的示例包括红色、绿色和蓝色。
非显示区NA可以是遮光区。在第一基底100的非显示区NA中，可设置将栅极驱动信号和数据驱动信号提供到显示区DA中的像素PX的驱动器(未示出)。栅极线GL和数据线DL可从显示区DA延伸到非显示区NA，并可电连接到驱动器。
液晶层300可置于第一基底100与第二基底200之间。液晶层300可包括具有正介电各向异性的液晶分子LC，但本公开不局限于此。即，可选择地，液晶层300可包括具有负介电各向异性的液晶分子。
将在下文中更详细地描述根据本示例性实施例的LCD的元件。
图2是图1的LCD的像素的示意性平面图，图3是沿图2的线I-I’截取的示意性剖视图。
参照图2和图3，第一基底100可包括第一基体基底101、至少一个薄膜晶体管(TFT)110、共电极150、像素电极180以及多个钝化层/绝缘层。
栅极布线层可设置在第一基体基底101上。栅极布线层可包括栅极线GL和栅电极111。
栅极线GL可基本上沿第二方向Y延伸。栅电极111可从栅极线GL向上突出并且可与栅极线GL一体地形成而在它们之间没有物理边界。从栅极线GL提供的栅极信号可施加到栅电极111。
第一绝缘层131可在第一基体基底101的整个表面上方设置在栅极布线层上。第一绝缘层131可由绝缘材料形成，并且可与形成在其上的层和形成在其下的层电绝缘。第一绝缘层131可具有包括具有不同物理性质的至少两个绝缘层的多层结构。
半导体层112设置在第一绝缘层131上。半导体层112的至少一部分设置在与栅电极111叠置的区域中。半导体层112用作TFT110的沟道并可根据施加到栅电极111的电压使沟道导通或截止。
数据布线层可设置在半导体层112上。数据布线层可包括数据线DL、源电极113和漏电极114。
数据线DL基本上沿第一方向X延伸，并可与栅极线GL交叉。数据信号可被施加到数据线DL。数据线DL与栅极线GL彼此交叉的区域可被限定为与像素PX对应的像素区。
源电极113和漏电极114可设置在栅电极111和半导体层112上方，并可彼此分隔开。源电极113可与数据线DL一体地形成而在它们之间没有物理边界。图2和图3示出源电极113形成为数据线DL的一部分的示例，但在另一示例中，源电极113可从数据线DL朝向栅电极111突出。漏电极114可经由稍后将要描述的接触孔160电连接到像素电极180。
欧姆接触层115可设置在半导体层112与数据布线层之间。欧姆接触层115可包括掺杂有高浓度的n型杂质的n+氢化非晶硅材料或硅化物。
钝化层132可在第一基体基底101的整个表面上方设置在数据布线层上。钝化层132可形成为无机层并可具有单层或多层结构。钝化层132可防止下面的布线和电极暴露为与有机材料直接接触。平坦化层133在第一基体基底101的整个表面上方设置在钝化层132上。平坦化层133可包括有机材料。平坦化层133可使堆叠在第一基体基底101上的多个元件的高度均匀。
共电极150设置在平坦化层133上。共电极150可以是透明电极。共电压被施加到共电极150，共电极150通过与施加了数据电压的像素电极180形成电场来控制液晶层300中的液晶分子层LC的取向方向。第二绝缘层134设置在共电极150上，并可使其下的共电极150与其上的像素电极180绝缘。
接触孔160可形成在钝化层132、平坦化层133和第二绝缘层134中。漏电极114可经由接触孔160电连接到像素电极180。
像素电极180可设置在像素区中、在第二绝缘层134上并在漏电极114的通过接触孔160暴露的部分上。与共电极150一样，像素电极180可以是透明电极。
像素电极180可以是包括多个分支电极181、多个狭缝182、连接电极183和突出电极184的图案化的电极，多个狭缝182形成在分支电极181中间，连接电极183设置在分支电极181的至少一侧上并连接分支电极181，突出电极184从连接电极183朝向接触孔160突出。
分支电极181和狭缝182可形成为相对于像素区的中心弯曲为基本上对称的条，并且可在像素区中形成至少两个畴。一个畴与另一个畴的液晶分子LC的长轴的布置可不同，因此，可在特定方位角处抑制色偏现象(color shift phenomenon)。突出电极184可经由接触孔160电连接到漏电极114，并可因此接收数据电压。连接电极183连接突出电极184和分支电极181，并可因此将数据电压从突出电极184均匀地提供到每个分支电极181。
第一取向层410可设置在第一基底100上。第一取向层410可以是水平取向层。第一取向层410可具有各向异性并可使液晶层300中的液晶分子LC取向，使得液晶分子LC的长轴在平面上沿特定方向定向。第一取向层410可以是包括能够诱导光反应的光官能团的光取向层。稍后将连同第二取向层420一起进一步详细地描述第一取向层410。
将在下文中描述第二基底200。第二基底200可包括第二基体基底201、遮光构件210、滤色器220和覆层230。
与第一基体基底101一样，第二基体基底201可以是透明绝缘基底。遮光构件210设置在第二基体基底201上。遮光构件210可以是例如黑矩阵。遮光构件210可沿像素区与相邻像素区之间的边界(即，在与数据线DL、栅极线GL和TFT110叠置的区域中)设置。即，遮光构件210可沿像素区与相邻的像素区之间的从第一基底100下方的背光单元(未示出)入射的光的透射实际发生的边界设置，可因此防止非预期的颜色混合和光泄漏缺陷。
滤色器220可在与像素区叠置的区域中设置在遮光构件210上。滤色器220可选择地透射穿过其的特定波长范围的光。滤色器220可设置在数据线DL与相邻的数据线DL之间，并可占据大部分的像素区。具有不同的颜色并通过其透射不同的颜色的光的滤色器可分别设置在相邻的像素区中，或者可不设置滤色器。图2和图3示出滤色器220设置在TFT110上的阵列上滤色器(color filter on array)结构，但是可选择地，滤色器220可设置在TFT110下方或者可设置在第一基底100中。
覆层230在第二基体基底201的整个表面上方设置在遮光构件210和滤色器220上。覆层230可以是由有机材料形成的有机层。覆层230可防止遮光构件210和滤色器220从第二基体基底201脱落或错位，并可使堆叠在第二基体基底201上的多个元件的高度均匀。另外，覆层230可抑制液晶层300被诸如来自滤色器220的溶剂的化合物污染，并可因此防止诸如在屏幕驱动期间可能发生的余像的缺陷。
第二取向层420可设置在第二基底200上。与第一取向层410一样，第二取向层420可以是水平取向层。将在下文中描述第一取向层410和第二取向层420。
第一取向层410和/或第二取向层420可由根据本公开的示例性实施例的取向层组合物形成。
取向层组合物可以是二酐化合物和二胺化合物的共聚物，具体地，可以是包括在其重复单元中具有光反应性基团的聚酰胺酸、通过使在其重复单元中具有光反应性基团的聚酰胺酸部分地亚胺化获得的聚合物、通过使在其重复单元中具有光反应性基团的聚酰胺酸环化脱氢获得的聚酰亚胺、或者它们的组合的共聚物。
例如，取向层组合物可在其重复单元中包括包含苯酯基的光反应性基团，光反应性基团可从二酐化合物得到。
包括苯酯基(即，光反应性基团)的取向层组合物的重复单元可具有由式1表示的结构：
式1
Figure BDA0001149615440000141
其中，
Ar1和Ar2中的每个独立地为包括6至30个碳原子的取代的或未取代的芳香基团，
Figure BDA0001149615440000142
是酯基，其中，“*”表示与芳香基团Ar1和芳香基团Ar2的附着点，
X是供电子基团(EDG)，并可以是-CnH2n+1、-OCnH2n+1、-NH2、-NH(CnH2n+1)、-N(CnH2n+1)2、-OH、-NH(COCnH2n+1)、N(COCnH2n+1)2、-OCOCnH2n+1、-CH2(CnH2n+1)、-CH(CnH2n+1)2、-C(CnH2n+1)3、-F、-Cl或-Br，
n可以是1至10的自然数。
在实施例中，Ar1和Ar2中的每个可独立地为包括6个碳原子的取代的或未取代的芳香基团。
在另一实施例中，式1可具有由式1-1表示的结构：
式1-1
Figure BDA0001149615440000151
其中，X是供电子基团。
术语“EDG”表示具有富余电子的取代基，取代基X趋向于向其相对侧供给电子。参照图4，式1-1的苯酯基中的O＝C-O基中的“C-O”键(K)可断开以变成单价阳离子，然后可与具有高电子保留的部分P重新结合。
例如，由式1表示的重复基团可通过Fries光反应转变成由以下式8表示的重复基团。即，根据示例性实施例的取向层组合物具有其在取代有EDG的Fries光反应中发生重新结合的位点中的一个，并可因此产生仅一种类型的重新布置的重复单元，如式8所示：
式8
Figure BDA0001149615440000152
其中，Ar1、Ar2和X与式1的Ar1、Ar2和X相同。
在实施例中，式8具有由式8-1表示的结构：
式8-1
Figure BDA0001149615440000161
其中，X是供电子基团。
再次参照图4，式1-1的苯酯基中的O＝C-O基的C-O键(K)的键解离能(BDE)可以在2.563电子伏特(eV)至3.019eV的范围内。在此BDE范围内，可提供优异的取向力和优异的对比度，稍后将使用实验数据详细地对此进行描述。
由式1-1表示的重复单元可具有但不限于由式2至式5中的任何一个表示的结构：
式2
Figure BDA0001149615440000162
式3
Figure BDA0001149615440000171
式4
Figure BDA0001149615440000172
以及
式5
Figure BDA0001149615440000173
根据示例性实施例的取向层组合物的共聚物可包括由式6表示的重复单元：
式6
Figure BDA0001149615440000174
其中，Y是从二胺化合物得到的二价有机基团，例如，Y是-Ph-(O)i-[(CH2)j-(O)k]m-Ph-，其中，i和k中的每个是整数0或1，j是2至9的整数，m是1至4的整数，Ph是亚苯基。
在实施例中，式6可具有由式6-1表示的结构：
式6-1
Figure BDA0001149615440000181
由式6表示的重复单元与由式1表示的重复单元的比可以是大约1：1。例如，由式1表示的重复单元可从二酐化合物得到，由式6表示的重复单元可从二胺化合物得到，二酐化合物与二胺化合物的摩尔比可以是大约1：1。
例如，取向层组合物的共聚物可由式7表示：
式7
Figure BDA0001149615440000182
其中，
Ar1、Ar2和X与式1的Ar1、Ar2和X相同，
Y与式6的Y相同。
根据本示例性实施例的LCD包括使用根据本公开的示例性实施例的上述取向层组合物形成的一个或更多个取向层。
根据本示例性实施例的LCD包括：第一基底100和第二基底200；第一取向层410和第二取向层420，分别设置在第一基底100和第二基底200的相对表面上；液晶层300，置于第一基底100与第二基底200之间。第一取向层410和第二取向层420中的至少一个可包括二酐化合物和二胺化合物的共聚物，共聚物可包括由式1表示的重复单元：
式1
Figure BDA0001149615440000191
其中，
Ar1和Ar2中的每个独立地为包括6至30个碳原子的取代的或未取代的芳香基团，
Figure BDA0001149615440000192
是酯基，其中，“*”表示与芳香基团Ar1和芳香基团Ar2的附着点，
X是EDG，并可以是-CnH2n+1、-OCnH2n+1、-NH2、-NH(CnH2n+1)、-N(CnH2n+1)2、-OH、-NH(COCnH2n+1)、-N(COCnH2n+1)2、-OCOCnH2n+1、-CH2(CCnH2n+1)、-CH(CnH2n+1)2、-C(CnH2n+1)3、-F、-Cl或-Br，
n可以是1至10的自然数。
另外，共聚物可包括由式6表示的重复单元：
式6
Figure BDA0001149615440000193
其中，Y是从二胺化合物得到的二价有机基团，例如，Y是-Ph-(O)i-[(CH2)j-(O)k]m-Ph-，其中，i和k中的每个是整数0或1，j是2至9的整数，m是1至4的整数，Ph是亚苯基。
在实施例中，式6可具有由式6-1表示的结构：
式6-1
Figure BDA0001149615440000194
由式6表示的重复单元与由式1表示的重复单元的比可以是1：1。例如，共聚物可由式7表示：
式7
Figure BDA0001149615440000201
其中，
Ar1、Ar2和X与式1的Ar1、Ar2和X相同，
Y与式6的Y相同。
在实施例中，式7可具有由式7-1表示的结构：
式7-1
Figure BDA0001149615440000202
共聚物还可包括由式8表示的重复单元：
式8
Figure BDA0001149615440000203
其中，Ar1、Ar2和X与式1的Ar1、Ar2和X相同。
在实施例中，式8可具有由式8-1表示的结构：
式8-1
Figure BDA0001149615440000211
共聚物可包括由式8表示的重复单元和由式6表示的重复单元。即，共聚物可包括由式9表示的重复单元：
式9
Figure BDA0001149615440000212
其中，
Ar1、Ar2和X与式1的Ar1、Ar2和X相同，以及
Y与式6的Y相同。
在实施例中，式9可具有由式9-1表示的结构：
式9-1
Figure BDA0001149615440000213
将在下文中描述包含在第一取向层410和/或第二取向层420中的共聚物。至少一个(或一些)由式7表示的重复单元可通过如在制造LCD中执行的施加偏振光的步骤转变成由式9表示的重复单元。在非限制示例中，由式9表示的重复单元的量可小于由式7表示的重复单元的量，由式7表示的重复单元的转变成由式9表示的重复单元的百分率可以是例如大约百分之(％)5至大约30％。这意味着在第一取向层410和/或第二取向层420中包含的共聚物中，由式1表示的重复单元转变成由式8表示的重复单元。以上已经就根据示例性实施例的取向层组合物描述了由式1表示的重复单元转变成由式8表示的重复单元，因此，将省略其详细描述。
简而言之，由式1表示的重复单元和由式8表示的重复单元可包括在第一取向层410和/或第二取向层420中，由式7表示的重复单元和由式9表示的重复单元也可包括在第一取向层410和/或第二取向层420中。
图5至图13是示出根据本公开的示例性实施例的示出LCD的制造方法的示意图。将在下文中参照图5至图13描述根据本公开的示例性实施例的LCD的制造方法。
参照图5，根据本示例性实施例的LCD的制造方法包括提供基底500，所述基底500可与根据图1至图3的示例性实施例的LCD的第一基底100或第二基底200对应。在示例性实施例中，基底500可以是包括第一基体基底、栅极布线层、半导体层、数据布线层、共电极、像素电极和多个钝化层/绝缘层的TFT基底，或者可以是包括第二基体基底、遮光构件、滤色器和覆层的对向基底。已参照图1至图3描述了根据图1至图3的示例性实施例的LCD的第一基底100或第二基底200的元件的布置、形状和制造方法，因此，将省略其详细描述。
参照图6和图7，根据本示例性实施例的LCD的制造方法还包括通过将取向层组合物提供到基底500上形成预取向层600。可通过例如旋涂或狭缝涂覆通过将取向层组合物施加到基底500上来形成预取向层600，但本公开不局限于此。
取向层组合物包括预定的溶剂以及二酐化合物与二胺化合物的共聚物，共聚物可包括由式1表示的重复单元。
式1
Figure BDA0001149615440000231
其中，
Ar1和Ar2中的每个独立地为包括6至30个碳原子的取代的或未取代的芳香基团，
Figure BDA0001149615440000232
是酯基，其中，“*”表示与芳香基团Ar1和芳香基团Ar2的附着点，
X是供电子基团(EDG)，所述供电子基团可以是-CnH2n+1、-OCnH2n+1、-NH2、-NH(CnH2n+1)、-N(CnH2n+1)2、-OH、-NH(COCnH2n+1)、-N(COCnH2n+1)2、-OCOCnH2n+1、-CH2(CnH2n+1)、-CH(CnH2n+1)2、-C(CnH2n+1)3、-F、-Cl或-Br，
n可以是1至10的自然数。
在实施例中，式1可具有由式1-1表示的结构：
式1-1
Figure BDA0001149615440000233
如在此使用的术语“预取向层”可表示包括取向层组合物并仍具有取向性质的层。
参照图7，在基底500上的预取向层600中的共聚物可包括具有在任意第一方向X上的方位的第一聚合物链600b以及具有在与第一方向X垂直的任意第二方向Y上的方位的第二聚合物链600a。具有预定长度的第一聚合物链600b与也具有预定长度的第二聚合物链600a在第一方向X和第二方向Y上重复地布置，可因此基本上看作连续体。
参照图8，在非限制性示例中，根据本示例性实施例的LCD的制造方法还可以包括在60℃至80℃的温度下对预取向层610执行预处理工艺H150秒至100秒。执行预处理工艺H1的步骤可用于去除包含在取向层组合物中的溶剂。由于执行预处理(H1)的步骤，因此可降低预取向层610的流动性，并还可降低分散在预取向层610中的取向层组合物的可分散性。执行预处理(H1)的步骤可用于蒸发包含在取向层组合物中的溶剂，但是可以是可选择的。
参照图9和图10，根据本示例性实施例的LCD的制造方法还可以包括对预取向层620施加线偏振光PUV的步骤。图9示出施加在第一方向X上线偏振的光，但本公开不局限于此。即，如有必要，可改变线偏振光PUV的偏振方向。
对预取向层620施加线偏振光PUV的步骤可用于对预取向层620赋予各向异性。线偏振光PUV可以是紫外(UV)光、红外(IR)光、远红外(FIR)光、电子束和放射中的至少一种。例如，线偏振光PUV可以是具有大约250nm至大约330nm的波长的UV光、具有大约254nm的波长的UV光或者具有大约313nm的波长的UV光。
响应于在第一方向X上线偏振的线偏振光PUV，具有在第一方向X上的方位的第一聚合物链600b中的至少一些可吸收线偏振光PUV，在第一聚合物链600b的吸收线偏振光PUV的至少一些中，由式1表示的重复单元可转变成由式8表示的重复单元。即，如图10所示，在具有在第一方向X上的方位的第一聚合物链600b中的至少一些中，由式1表示的重复单元可转变成由式8表示的重复单元，因此，第一聚合物链600b中的至少一些可转变成在特定方向上弯曲的改性聚合物链620b'。换言之，第二聚合物链600a或保持未改性的第一聚合物链600b可包括由式1表示的重复单元，改性聚合物链620b'可包括由式8表示的重复单元。
第二聚合物链600a或未改性的第一聚合物链600b可包括由式7表示的重复单元，改性聚合物链620b'可包括由式9表示的重复单元。
参照以下反应方程式1和图14，由式1表示的每个重复单元的苯酯基中的O＝C-O基中的“C-O”键(K)断开并重新结合到部分P，因此，第一聚合物链600b中的一些可转变成包括由式8表示的重复单元的改性聚合物链620b'。因此，第一聚合物链600b中的一些可以以它们的方位从第一方向X变成第二方向Y这样的方式转变。相似地，由式7表示的重复单元可转变成由式9表示的重复单元。
例如，在实施例中，由式7-1表示的重复单元可转变成由式9-1表示的重复单元：
反应方程式1
Figure BDA0001149615440000251
其中，
X是EDG，并可以是-CnH2n+1、-OCnH2n+1、-NH2、-NH(CnH2n+1)、-N(CnH2n+1)2、-OH、-NH(COCnH2n+1)、-N(COCnH2n+1)2、-OCOCnH2n+1、-CH2(CnH2n+1)、-CH(CnH2n+1)2、-C(CnH2n+1)3、-F、-Cl和-Br中的一种，
n可以是1至10的自然数。
将在下文中参照图10描述通过吸收线偏振光PUV来使预取向层620取向的方法。第一聚合物链600b的具有线性或基本上在第一方向X上的方位的至少一些可通过由反应方程式1表示的反应通过沿与第一方向X不同的方向(即，沿从第一方向X轻微朝向第二方向Y偏离的方向)弯曲(倾斜)而重新取向或稳定，并可因此转变成改性聚合物链620b'。因此，可降低第一聚合物链600b的在第一方向X上的连续性。另一方面，在第二方向Y上具有线性的第二聚合物链600a中没有引起光反应，因此，可对整个预取向层620普遍地赋予各向异性。
在对预取向层620施加线偏振光PUV的步骤中，可在大约0.1焦耳每平方厘米(J/cm2)至3.0J/cm2的曝光量下施加线偏振光PUV。可通过施加线偏振光PUV的持续时间或线偏振光PUV的强度来控制曝光量，但是曝光量可根据LCD的驱动模式或将要形成的光取向层的主要成分的物理性质而改变。
取向层组合物不产生诸如以光解反应为例的光反应的任何副产物，因此不需要额外的清洗工艺。因此，可提前防止在清洗期间可能对赋予有各向异性的取向层造成的任何损害或污染，并可提供改善的可加工性。然而，在一些示例性实施例中，可执行清洗工艺，在这种情况下，可执行干清洗工艺或湿清洗工艺。
参照图11和图12，根据本示例性实施例的LCD的制造方法还可包括对预取向层630执行热处理工艺H2。对预取向层630执行热处理工艺H2的步骤可用于在施加线偏振光PUV之后使不稳定的活性基团稳定以及用于通过使第一聚合物链630b和/或第二聚合物链630a重新取向而改善取向力。另外，对预取向层630执行热处理工艺H2的步骤可用于通过去除任何残留的溶剂改善预取向层630的热阻。
如以上参照图10讨论的，在预取向层630中包括通过吸收线偏振光PUV获得并在与线偏振光PUV垂直的第二方向Y上部分地定向的改性聚合物链630b'，预取向层630中的聚合物可在热处理工艺H2阶段中具有流动性。因此，如图12所示，在第二方向Y上与改性聚合物链630b'一致布置并沿第一方向X定向的第一聚合物链630b因为通过热处理工艺H2而赋予其的流动性而可变得容易移动，并可通过与第一聚合物链630b相邻设置的第二聚合物链630a沿第二方向Y移动。
即，由于改性聚合物链630b'的改性为沿第二方向Y取向的部分以及沿第二方向Y取向的第二聚合物链630a的影响，在改性聚合物链630b'的侧上的在第二方向Y上的聚合物链可逐渐地流向第二方向Y，并可因此沿第二方向Y取向。因此，预取向层630可转变成具有在第二方向Y上的方位的取向层640，如图13所示。
换言之，由于对预取向层620施加线偏振光PUV的步骤，第一聚合物链630b可在第一方向X上变得断断续续，因此第一聚合物链630b可因为它们之间的弱的相互作用力而容易地重新取向，而第二聚合物链630a因为它们之间的强的相互作用力而抵制重新取向。
即，部分发生光反应的第一聚合物链630b通过热处理工艺H2重新取向，而第二聚合物链630a在第二方向Y上保持其方位而不重新取向。因此，第一聚合物链630b和第二聚合物链630a可普遍沿第二方向Y定向，因此，可对预取向层630赋予进一步的各向异性。
可在210℃至240℃的温度下执行热处理工艺H2 20分钟至45分钟，但本公开不局限于此。
参照图13，可在基底500上形成包括液晶分子LC的液晶层，可将对向基底(未示出)结合到基底500上。由于通过取向层640中的聚合物链形成的各向异性，液晶分子LC的长轴可基本上沿第二方向Y取向。在示例性实施例中，形成液晶层的步骤可通过将液晶组合物放置(例如，滴入)到基底500和/或对向基底上然后结合基底500和对向基底来执行，或者可通过结合基底500和对向基底然后在基底500与对向基底之间注入液晶组合物来执行。
将在下文中参照以下示例和对比示例更详细地描述本公开的示例性实施例。
示例
示例1至示例4
分别通过使用作为取向层组合物的包括由式2至式5表示的重复单元的共聚物来制造根据示例1至示例4中的每个的LCD：
式2
Figure BDA0001149615440000271
式3
Figure BDA0001149615440000281
式4
Figure BDA0001149615440000282
以及
式5
Figure BDA0001149615440000283
对照组
通过使用取向层组合物形成取向层来制造作为对照组的LCD，所述取向层组合物在其从二胺得到的重复单元中具有作为光反应性基团的苯酯基，如式10表示的：
式10
Figure BDA0001149615440000291
对比示例
通过使用取向层组合物形成取向层来制造根据对比示例的LCD，所述取向层组合物在其从二酐化合物得到的重复单元中具有光反应性基团，但是没有附着到其的取代基X(与根据本公开的示例性实施例的取向层组合物不同)，如式11表示的：
式11
Figure BDA0001149615440000292
实验实例
测量了示例1至示例4、对照组和对比示例中的每个的光反应性基团中的O＝C-O基的C-O键的BDE、对比度(CR)和黑色亮度，表1中示出测量的结果。
通过使用Gaussian的Gaussian09进行量子计算在B3LYP/6-31G*的条件下模拟和量化每个样品中的C-O键来执行BDE测量。通过使用ELABO的ELABO-203CF在初始非驱动状态下测量2.5英寸的面到线切换(plane-to-line switching，PLS)模式的液晶测试单元的亮度来执行黑色亮度测量。通过使用Minolta的CA-210测量12.9英寸的PLS模式的液晶测试单元的黑色亮度与当施加15伏特(V)的交流电时12.9英寸的PLS模式的液晶测试单元的亮度之间的差异来执行CR测量。
表1
Figure BDA0001149615440000293
Figure BDA0001149615440000301
参照以上表1，对照组具有包括在从二胺得到的重复单元中的作为光反应性基团的苯酯基，因此对照组具有优异的CR和0.21的黑色亮度的优异的取向力。
另一方面，对比示例具有高的BDE并具有对照组的CR的仅80％高的CR，即，具有差的CR。另外，对比示例具有0.3的黑色亮度，这意味着比对照组弱的取向力。
示例1至示例4具有2.563电子伏特(eV)至3.019eV的BDE，并具有等于或高于对照组的CR的CR，这意味着示例1至示例4总体具有优异的CR。另外，示例1至示例4总体具有等于或高于对照组的黑色亮度的黑色亮度，这意味着示例1至示例4具有改善的取向力。
尽管已仅为了举例说明的目的公开了实施例，但是本领域技术人员将理解的是在不脱离如在附加的权利要求书中公开的发明构思的范围和精神的情况下，各种修改、添附和替换是可能的。

Claims (15)

1.一种取向层组合物，所述取向层组合物包括二酐化合物和二胺化合物的共聚物，其中，所述共聚物包括由式1表示的重复单元：
式1
Figure FDA0003560618900000011
其中，X是选自于-CnH2n+1、-OCnH2n+1、-NH2、-NH(CnH2n+1)、-N(CnH2n+1)2、-NH(COCnH2n+1)、-N(COCnH2n+1)2、-CH2(CnH2n+1)、-CH(CnH2n+1)2或-C(CnH2n+1)3 的供电子基团，其中，n是1至10的自然数，以及
Figure FDA0003560618900000012
是酯基，其中，“*”表示与苯基的附着点。
2.根据权利要求1所述的取向层组合物，其中，所述式1具有由式1-1表示的结构：
式1-1
Figure FDA0003560618900000013
其中，X与权利要求1中定义的相同。
3.根据权利要求2所述的取向层组合物，其中，由所述式1-1表示的所述重复单元的所述酯基中的C-O键解离能在从2.563电子伏特至3.019电子伏特的范围。
4.根据权利要求2所述的取向层组合物，其中，所述式1-1具有由式2至式5中的一者表示的结构：
式2
Figure FDA0003560618900000021
式3
Figure FDA0003560618900000022
式4
Figure FDA0003560618900000023
以及
式5
Figure FDA0003560618900000024
5.根据权利要求1所述的取向层组合物，其中，所述共聚物还包括由式6表示的重复单元：
式6
Figure FDA0003560618900000031
其中，Y是从二胺化合物得到的二价有机基团。
6.根据权利要求5所述的取向层组合物，其中，所述共聚物包括由式7表示的重复单元：
式7
Figure FDA0003560618900000032
其中，
X与权利要求1中定义的相同，以及
Y是从二胺化合物得到的二价有机基团。
7.根据权利要求6所述的取向层组合物，其中，所述式7具有由式7-1表示的结构：
式7-1
Figure FDA0003560618900000033
其中，
X与权利要求1中定义的相同，以及
Y是从二胺化合物得到的二价有机基团。
8.根据权利要求1所述的取向层组合物，其中，所述共聚物还包括由式8表示的重复单元：
式8
Figure FDA0003560618900000041
其中，
X与权利要求1中定义的相同。
9.根据权利要求8所述的取向层组合物，其中，所述式8具有由式8-1表示的结构：
式8-1
Figure FDA0003560618900000042
其中，X与权利要求1中定义的相同。
10.根据权利要求1所述的取向层组合物，其中，所述二酐化合物与所述二胺化合物的摩尔比为1：1。
11.一种液晶显示器，所述液晶显示器包括：
彼此面对的第一基底和第二基底；
第一取向层，设置在所述第一基底的面对所述第二基底的表面上；
第二取向层，设置在所述第二基底的面对所述第一基底的表面上；以及
液晶层，置于所述第一基底与所述第二基底之间，
其中，所述第一取向层和所述第二取向层中的至少一个包括二酐化合物和二胺化合物的共聚物，以及
其中，所述共聚物包括由式1表示的重复单元：
式1
Figure FDA0003560618900000051
其中，X是选自于-CnH2n+1、-OCnH2n+1、-NH2、-NH(CnH2n+1)、-N(CnH2n+1)2、-NH(COCnH2n+1)、-N(COCnH2n+1)2、-CH2(CnH2n+1)、-CH(CnH2n+1)2或-C(CnH2n+1)3 的供电子基团，其中，n是1至10的自然数，以及
Figure FDA0003560618900000052
是酯基，其中，“*”表示与苯基的附着点。
12.根据权利要求11所述的液晶显示器，其中，所述共聚物还包括由式6表示的重复单元：
式6
Figure FDA0003560618900000053
其中，Y是从二胺化合物得到的二价有机基团。
13.根据权利要求11所述的液晶显示器，其中，所述共聚物包括由式7表示的重复单元：
式7
Figure FDA0003560618900000054
其中，
X与权利要求11中定义的相同，以及
Y是从二胺化合物得到的二价有机基团。
14.根据权利要求11所述的液晶显示器，其中，所述共聚物还包括由式8表示的重复单元：
式8
Figure FDA0003560618900000061
其中，
X与权利要求11中定义的相同。
15.根据权利要求13所述的液晶显示器，其中，所述共聚物还包括由式9表示的重复单元：
式9
Figure FDA0003560618900000062
其中，X与权利要求11中定义的相同，以及
Y是从二胺化合物得到的二价有机基团。
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