CN110872522B - 液晶光取向剂 - Google Patents
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Abstract
提供了一种液晶光取向剂，所述液晶光取向剂包括：二胺和二酐的共聚物；以及下面式1的化合物，其中，基于液晶光取向剂的总重量，式1的化合物的量等于或小于约10重量％：[式1]R1是衍生自酸二酐的取代或未取代的四价有机基团，其中，酸二酐是脂环族酸二酐和芳香族酸二酐中的至少一种，R2是衍生自芳香族二胺的取代或未取代的三价有机基团，R1和R2中的至少一个被CF3或甲硅烷基取代，R3是包括具有碳数等于或大于6的取代或未取代的芳香族基团的化合物的残基，n是1至5的整数，并且*表示连接点。
Description
本申请要求于2018年8月30日在韩国知识产权局提交的第10-2018-0102626号韩国专利申请的优先权以及从其获得的所有权益，该韩国专利申请的内容通过引用全部包含于此。
技术领域
本公开涉及一种液晶光取向剂和一种包括该液晶光取向剂的液晶显示器。具体地，公开涉及一种用于甲基丙烯酸酯基团的聚合而不需要光引发剂的液晶光取向剂和一种包括该液晶光取向剂的液晶显示器。
背景技术
液晶显示器包括两个显示面板以及设置在显示面板之间的液晶层，两个显示面板包括诸如像素电极和共电极的场产生电极。
在液晶显示器中，向场产生电极施加电压以在液晶层中形成电场。电场确定包括在液晶层中的液晶分子的取向，并且控制入射光的偏振从而显示图像。
液晶显示器中的液晶组合物在通过控制光的透射率获得期望的图像中起重要作用。具体地，可以根据液晶显示器的类型设计液晶组合物的组成，以提供诸如低电压驱动、高的电压保持率(VHR)、宽视角特性、宽的操作温度范围和高速响应的各种特性。
可以通过使液晶分子初始取向使得它们可以具有预倾斜来增大液晶显示器的响应速度。使液晶分子取向以具有预倾斜的方法可以包括在期望电压下将预聚物暴露于紫外光以使预聚物聚合。仍然需要使液晶分子取向使得它们具有预倾斜的改进的方法。
在该背景技术部分中公开的上述信息仅用于增强对发明的背景技术的理解，因此它可以包含不形成本领域普通技术人员在本国已知的现有技术的信息。
发明内容
已经做出了本发明，致力于提供一种液晶光取向剂和一种包括该液晶光取向剂的液晶显示器，所述液晶光取向剂能够独立地诱导甲基丙烯酸酯基团的聚合而无需光引发剂并能够形成突起。
示例性实施例提供一种液晶光取向剂，该液晶光取向剂包括：二胺和二酐的共聚物；以及下面式1的化合物，其中，基于液晶光取向剂的总重量，式1的化合物的量等于或小于约10重量百分数(wt％)：
[式1]
这里，R1是衍生自酸二酐的取代或未取代的四价有机基团，其中，酸二酐是脂环族酸二酐和芳香族酸二酐中的至少一种，R2是衍生自芳香族二胺的取代或未取代的三价有机基团，R1和R2中的至少一个被CF3或甲硅烷基取代，R3是包括具有碳数等于或大于6的取代或未取代的芳香族基团的化合物的残基，n是1至5的整数，*表示连接点。
二胺和二酐的共聚物可以是亲水性的，并且式1的化合物可以是疏水性的。
二胺和二酐的共聚物可以不与式1的化合物混溶。
液晶光取向剂包括基体结构，基体结构包括二胺和二酐的共聚物，式1的化合物可以结合到基体结构的表面，并且可以在基体结构的表面上呈岛状的形式。
在式1中，可以是式2-1和式2-2中的一个：
[式2-1]
[式2-2]
R2可以包括式3-1至式3-6中的一个：
[式3-1]
[式3-2]
[式3-3]
[式3-4]
[式3-5]
[式3-6]
在式3-1至式3-6中，与式1的R3的连接点可以是式3-1至式3-6的苯环的碳。该碳可以是仲碳。
式1的化合物还可以包括在其末端处的式4的基团：
[式4]
R3可以是式5-1至式5-4的化合物的残基中的一个：
[式5-1]
[式5-2]
[式5-3]
[式5-4]
在式5-1和式5-4中，与R2的连接点可以是苯环的外碳，
在式5-2中，与R2的连接点可以是-OH或-NO2，并且
在式5-3中，与R2的连接点可以是-NH2或-NO2。
R3可以是具有300纳米(nm)至400nm的吸收波长的化合物的残基。
式1的化合物可以是式1-1的化合物：
[式1-1]
式1的化合物可以是式1-2的化合物，其中，式1-2的基团可以与二胺和二酐的共聚物反应以形成反应产物，并且可以结合到二胺和二酐的共聚物：
[式1-2]
液晶光取向剂可以不包括光引发剂，即，光引发剂化合物可以不存在。
另一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；液晶层，设置在第一基底与第二基底之间；以及多个突起，设置在第一基底与液晶层之间，其中，多个突起包括下面式1的化合物的光聚合产物：
[式1]
其中，R1是衍生自酸二酐的取代或未取代的四价有机基团，其中，酸二酐是脂环族酸二酐和芳香族酸二酐中的至少一种，R2是衍生自芳香族二胺的取代或未取代的三价有机基团，R1和R2中的至少一个被CF3或甲硅烷基取代，R3是包括具有碳数等于或大于6的取代或未取代的芳香族基团的化合物的残基，n是1至5的整数，并且*表示连接点。
液晶层可以不包括光引发剂。
突起可以不设置在第二基底与液晶层之间。
液晶显示器还包括设置在第一基底与液晶层之间的第一取向层以及设置在第二基底与液晶层之间的第二取向层，其中，多个突起设置在第一取向层与液晶层之间，并且第一取向层和第二取向层不包括光引发剂。
在式1中，可以是式2-1和式2-2中的一个：
[式2-1]
[式2-2]
R2可以包括式3-1至式3-6中的一个：
[式3-1]
[式3-2]
[式3-3]
[式3-4]
[式3-5]
[式3-6]
在式3-1至式3-6中，与式1的R3的连接点可以是式3-1至式3-6的苯环的碳。
式1的化合物还可以包括在其末端处的式4的基团：
[式4]
式1的化合物可以是式1-1的化合物或式1-2的化合物：
[式1-1]
[式1-2]
根据示例性实施例，提供了一种用于在没有光引发剂的情况下诱导甲基丙烯酸酯基团的聚合并且形成突起的液晶光取向剂以及一种包括该液晶光取向剂的液晶显示器。
附图说明
通过参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例，本公开的上述和其它优点和特征将变得更加明显，在附图中：
图1是根据示例性实施例的液晶光取向剂的剖视图的图示；
图2是根据图1的示例性实施例的液晶光取向剂的表面的图示；
图3是根据示例性实施例的液晶显示器的图示；
图4A和图4B示出了在弯曲根据对比示例的液晶显示器之前和之后的液晶分子的移动；
图5A和图5B示出了在弯曲根据示例性实施例的液晶显示器之前和之后的液晶分子的移动；
图6是根据示例性实施例的在不使用光引发剂的情况下在液晶显示器中形成的突起的扫描电子显微镜(SEM)图像；
图7是根据对比示例的使用光引发剂在液晶显示器中形成的突起的SEM图像；
图8是根据示例性实施例的液晶显示器的像素的平面图；以及
图9是关于图8中的线IX-IX'的剖视图。
具体实施方式
在下文中将参照附图更充分地描述本发明，在附图中示出了发明的示例性实施例。然而，本发明可以以许多不同的形式来实施，且不应该解释为局限于在这里所阐述的实施例。相反，提供这些实施例使得本公开将是彻底和完全的，并且将发明的范围充分地传达给本领域技术人员。同样的附图标记始终表示同样的元件。
为了更好地理解和易于描述，任意地示出了附图中所示的每个元件或构造的尺寸和厚度，并且发明不限于此。在附图中，为了清楚起见，夸大了层、膜、面板、区域等的厚度。为了更好地理解和易于描述，夸大了一些层和区域的厚度。
将理解的是，当诸如层、膜、区域或基底的元件被称为“在”另一元件“上”时，该元件可以直接在所述另一元件上，或者也可以存在中间元件。相反，当元件被称为“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。词语“在……上”或“在……上方”表示位于目标部分上或下方，而不必表示基于重力方向位于目标部分的上侧上。
将理解的是，尽管在这里可以使用术语“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/或部分不应该受这些术语的限制。这些术语仅用来将一个元件、组件、区域、层或部分与另一元件、组件、区域、层或部分区分开。因此，在不脱离在此的教导下，下面讨论的“第一元件”、“第一组件”、“第一区域”、“第一层”或“第一部分”可以被称作第二元件、第二组件、第二区域、第二层或第二部分。
在此使用的术语仅为了描述特定实施例的目的，而不旨在成为限制。如在此所使用的，除非上下文明确地另外指出，否则单数形式“一个(种/者)”和“该(所述)”旨在包括包含“……中的至少一个(种/者)”的复数形式。“或”表示“和/或”。“A和B中的至少一个(种/者)”表示“A和/或B”。如在此使用的，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。还将理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或其变型或者“包括”和/或其变型时，说明存在所述的特征、区域、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或附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。
短语“在平面上”表示从顶部观看目标部分，短语“在剖面上”表示从侧面观看其目标部分被竖直切割的剖面。
为了易于描述，在此可以使用诸如“在……之下”、“在……下方”、“下面的”、“在……上方”、“上面的”等的空间相对术语，来描述如在附图中所示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，空间相对术语旨在包含除了在附图中描绘的方位之外的装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的装置被翻转，则描述为“在”其它元件或特征“下方”或“之下”的元件随后将被定位为“在”所述其它元件或特征“上方”。因此，示例性术语“在……下方”可以包括上方和下方两种方位。装置可以被另外定位(旋转90度或者在其它方位)并且相应地解释在此使用的空间相对描述语。
考虑到所讨论的测量和与测量特定量有关的误差(即，测量系统的局限性)，如在此使用的“大约”或“大致”包括所述的值，并表示在如由本领域普通技术人员所确定的特定值的可接受偏差范围内。
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通常理解的含义相同的含义。还将理解的是，术语(诸如在通用词典中定义的术语)应当被解释为具有与它们在相关领域的上下文和本公开中的含义一致的含义，并且将不以理想化或过于形式化的含义来解释，除非在此明确地如此定义。
在此参照作为理想化实施例的示意性图示的剖视图来描述示例性实施例。如此，将预计出现由例如制造技术和/或公差引起的图示的形状的变化。因此，在此描述的实施例不应被解释为限于如在此所示的区域的特定形状，而是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和/或非线性特征。此外，所示出的锐角可以被倒圆。因此，附图中示出的区域本质上是示意性的，并且它们的形状不旨在示出区域的精确形状，并且不旨在限制给出的权利要求的范围。
术语“烷基”表示具有特定碳原子数(具体地1个至12个碳原子，更具体地1个至6个碳原子)的直链或支链单价饱和脂肪族烃基。烷基包括例如具有1个至50个碳原子的烷基(C1至C50烷基)。
术语“烯基”表示具有至少一个碳-碳双键的直链或支链单价烃基(例如，乙烯基(-HC＝CH2))。烯基包括例如具有2个至50个碳原子的烯基(C2至C50烯基)。
术语“炔基”表示具有至少一个碳-碳三键的直链或支链单价烃基(例如，乙炔基)。炔基包括例如具有2个至50个碳原子的炔基(C2至C50炔基)。
术语“芳基”指具有芳香环的烃基，并且包括单环烃和多环烃，其中多环烃的额外的环可以是芳香族的或非芳香族的(例如苯基或萘基)。
“芳基烷基”指与连接到化合物的烷基共价连接的取代或未取代的芳基。
“杂芳基”表示包括一个或更多个芳香环的单价碳环环基团，在一个或更多个芳香环中至少一个环成员(例如，一个、两个或三个环成员)是杂原子。在C3至C30杂芳基中，环碳原子的总数范围为3个至30个，并且剩余环原子是杂原子。如果存在，多个环可以是悬垂的(pendent)、螺的或稠合的。杂原子通常独立地选自于氮(N)、氧(O)、磷(P)和硫(S)。
术语“甲硅烷基”本身或作为另一基团的部分，指(-Si(R)xHy)部分，其中1<x<3且y＝3-x，并且其中每个R独立地选自于上面描述的烷基、烯基、炔基、芳基、芳基烷基和杂芳基。术语“芳香族(芳香)(芳香的)”表示包括具有离域π电子的至少一个不饱和环基团的有机化合物或基团。该术语包括烃芳香化合物和杂芳香化合物两者。
“胺”具有通式NRR，其中每个R独立地为氢(氨基，当两个R均为氢时)、烷基或芳基。
“芳香族二胺”指包括两个胺基的芳香族化合物。
在本公开中，术语“取代或未取代的”可以指未取代的官能团，或者取代有从由氘原子、卤素原子、氰基、硝基、氨基、甲硅烷基、硼基、氧化膦基、硫化膦基、烷基、烯基、芳基和杂环基组成的组中选择的一个或更多个取代基的官能团。此外，上面所示的取代基中的每个可以是取代的或未取代的。例如，联苯基可以被解释为芳基，并且可以被解释为取代有苯基的苯基。术语“杂环基”可以指脂肪族杂环和/或芳香族杂环(即，杂芳基)。
通过短划线“--”或“--*”表示与另一个原子的结合。
现在将描述根据示例性实施例的液晶光取向剂。
液晶光取向剂包括二胺和二酐的共聚物以及式1的化合物，并且基于液晶光取向剂的总重量，式1的化合物的量可以等于或小于10重量百分数(wt％)。
[式1]
这里，R1是衍生自酸二酐的取代或未取代的四价有机基团，其中，酸二酐是脂环族酸二酐和芳香族酸二酐中的至少一种，R2是衍生自芳香族二胺的取代或未取代的三价有机基团，R1和R2中的至少一个被CF3或甲硅烷基取代，R3是包括具有碳数等于或大于6的取代或未取代的芳香族基团的化合物的残基。n是1至5的整数，例如，1、2、3、4或5。*表示连接点。
关于液晶光取向剂，二胺和二酐的共聚物是亲水性的，并且式1的化合物是疏水性的。
因此，二胺和二酐的共聚物与式1的化合物彼此不混溶。即，液晶光取向剂可以包括包含二胺和二酐的共聚物的基体结构以及结合到基体结构的表面并且由式1的化合物产生的岛状。换句话说，液晶光取向剂包括包含二胺和二酐的共聚物的基体结构以及结合到基体结构的表面并形成岛状的式1的化合物。
图1是示出了根据示例性实施例的液晶光取向剂的剖视图的图示，图2是根据图1中的示例性实施例的液晶光取向剂的表面的图示。
参照图1和图2，在由二胺和二酐的共聚物制成的基体结构17上以岛13的形式设置式1的化合物。即，基体结构17是亲水性的，岛13(包括式1的化合物)是疏水性的，因此基体结构17不与岛13混溶(即不与岛13混合)。液晶显示器的显示面板设置在基体结构17的底表面上。显示面板具有极性并且是亲水性的，而含有N2和O2的环境空气通常是非极性的并且对疏水性结构具有亲和力。因此，岛13的厚层设置在亲水性的基体结构17的上表面上。
式1的化合物以岛13的形式结合到二胺和二酐的共聚物，并且设置在由二胺和二酐的共聚物制成的基体结构17上。因此，可以在不需要光引发剂的情况下诱导式1中存在的甲基丙烯酸酯基团的聚合。
换句话说，在通常的液晶显示器中，形成在取向层上的突起诱导液晶层中的液晶分子的预倾斜。为了便于突起的形成，取向层或液晶层包括光引发剂。当照射紫外(UV)光时，光引发剂诱导甲基丙烯酸酯基团的聚合并且形成突起。
例如，反应式1示出了通过光引发剂使甲基丙烯酸酯聚合。在反应式1中使用的光引发剂是例如2-羟基-4'-(2-羟基乙氧基)-2-甲基苯丙酮衍生物。参照反应式1，通过光引发剂诱导甲基丙烯酸酯的聚合。
[反应式1]
然而，在用于形成预倾斜而照射UV光的工艺中，光引发剂不被完全地耗尽(即，用尽)，因此，大量的光引发剂残留在液晶层中。残留的光引发剂在液晶显示器的操作过程中被蓝光分解，因此可能失去离子吸附性能，并且可能在显示面板上产生色斑(colorstain)。
反应式2示出了通过蓝光分解残留的光引发剂和相应的离子吸附性能失去的反应。
[反应式2]
参照反应式2，光引发剂的总初始量的至少30％不反应并且残留。残留的未反应的光引发剂被蓝光分解并且失去离子吸附性能。然而，光引发剂被具有等于或小于380nm的波长的光分解，因此光引发剂不被红光或绿光分解。因此，离子吸附的程度在液晶显示器的红区域/绿区域/蓝区域之间不同。即，在红区域/绿区域中离子被光引发剂很好地吸附，而光引发剂被蓝光分解并且在蓝区域中离子不被吸附，从而在显示面板中产生色斑。
因此，在其中液晶层或取向层包括光引发剂的液晶显示器的情况下，难以获得均匀的显示质量。然而，在没有光引发剂的情况下，甲基丙烯酸酯不发生充分的反应，因此尽管存在与光引发剂相关的问题，但光引发剂仍然被用于制造液晶显示器。
然而，这里描述的示例性液晶光取向剂包括二胺和二酐的共聚物以及式1的化合物。在这种情况下，二胺和二酐的共聚物是亲水性的，式1的化合物是疏水性的。式1的化合物包括甲基丙烯酸酯基团，并且如图1和图2中所示，式1化合物在液晶光取向剂中结合以形成岛13。因此，在岛13中甲基丙烯酸酯基团的浓度增加，并且当照射UV光时，在不需要额外的光引发剂的情况下，甲基丙烯酸酯基团聚合。因此，可以在没有光引发剂的情况下在取向层上形成突起，并且可以防止由光引发剂的分解导致的色斑的产生。
[式1]
在式1中，R1和R2中的至少一个被CF3或甲硅烷基取代。因此，由于CF3或甲硅烷基的存在，式1的化合物变为疏水性的。
详细地，R2可以是具有碳数等于或大于6的取代或未取代的芳香族基团。例如，芳香族基团可以具有6个至30个的碳数，或者例如6个至20个的碳数。当R1被CF3或甲硅烷基取代时，R2可以被CF3或甲硅烷基取代或者可以不被CF3或甲硅烷基取代，例如R2可以是苯基。在实施例中，R2可以包括(例如是)式3-1至式3-6中的一个。
[式3-1]
[式3-2]
[式3-3]
[式3-4]
[式3-5]
[式3-6]
在式3-1至式3-6中，与式1的R3的连接点可以是式3-1至式3-6中的苯环的一个碳。在一个方面，该碳是仲碳。
式3-1至式3-6包括CF3或甲硅烷基。因此，包括式3-1至式3-6中的一个的式1的化合物是疏水性的。然而，式3-1至式3-6是R2的示例，并且它们不限于此。
此外，在式1的化合物之中，可以是式2-1和式2-2中的一个。
[式2-1]
[式2-2]
式2-1和式2-2包括CF3或甲硅烷基。因此，式1的相应化合物是疏水性的。然而，式2-1和式2-2是示例，并且不限于此。
此外，在式1中，R3是包括具有碳数等于或大于6的取代或未取代的芳香族基团的化合物的残基。
关于根据示例性实施例的液晶光取向剂，二胺和二酐的共聚物可以包括脂肪族化合物。这是因为脂肪族化合物在范围比芳香族化合物的波长区域更宽的波长区域中具有高透射率。
在这种情况下，式1的化合物包括芳香族化合物，因此在液晶光取向剂中可以很好地诱导相分离。即，脂肪族化合物结合到另一脂肪族化合物，并且芳香族化合物结合到另一芳香族化合物。
例如，R3可以是取代或未取代的亚苯基，具体地，未取代的亚苯基，或者R3可以是式5-1至式5-4的化合物的残基中的一个。
[式5-1]
[式5-2]
[式5-3]
[式5-4]
在式5-1和式5-4中，与R2的连接点可以是苯环的外碳(例如仲碳)。
在式5-2中，与R2的连接点可以是-OH基团或-NO2基团。
在式5-3中，与R2的连接点可以是-NH2基团或-NO2基团。
用于在液晶显示器中形成预倾斜的光取向工艺使用300nm至400nm的UV线。因此，期望R3包括吸收波长为300nm至400nm的化合物的残基。由于式5-1至式5-4的化合物的吸收波长为300nm至400nm，所以式5-1至式5-4的化合物是期望的。
此外，式1的R1可以是衍生自芳香族酸二酐的四价有机基团。即，式1可以包括芳香族化合物，并且可以不包括脂肪族化合物。在这种情况下，与包括脂肪族化合物的二胺和二酐的共聚物的相分离效果可以变得更大。
式1的化合物还可以包括在一个或更多个末端处的式4的基团。
[式4]
在这种情况下，式4的基团用于在二胺和二酐的共聚物与式1的化合物之间形成反应产物。即，式4的基团与二胺和二酐的共聚物(液晶光取向剂的基体结构17)反应，从而在式1的化合物与二胺和二酐的共聚物之间形成共价键。
详细地，式1的化合物可以是式1-1的化合物或式1-2的化合物。
[式1-1]
[式1-2]
在式1-1和式1-2中，CF3基团使式1的化合物为疏水性的。甲基丙烯酸酯基团与式1-1的化合物或式1-2的化合物的相邻甲基丙烯酸酯基团反应，以形成聚合物突起。
在式1-1或式1-2中，其中两个苯环连接的结构吸收具有300nm至400nm的波长的光，以激活甲基丙烯酸酯基团。
式1-2的基团与液晶光取向剂的二胺和二酐的共聚物反应并结合到液晶光取向剂的二胺和二酐的共聚物。
详细地，式1-2的基团可以通过反应式3的反应与液晶光取向剂中的二胺和二酐的共聚物形成共价键。
[反应式3]
关于液晶光取向剂，基于液晶光取向剂的总重量，式1的化合物的量可以等于或小于约10wt％、等于或小于约8wt％、等于或小于约5wt％、等于或小于约3wt％或等于或小于约1wt％。当式1的化合物的含量大于10wt％时，其可能影响取向层的取向特性。
包括甲基丙烯酸酯基团并且具有式1结构的化合物以岛状结合到基体结构17，因此即使当仅使用少量的式1的化合物时，液晶光取向剂也可以诱导充分的光聚合。即，关于液晶光取向剂，式1的化合物的含量可以等于或小于约5wt％、等于或小于约3wt％或等于或小于约1wt％。当在传统的光取向剂中包括甲基丙烯酸酯基团的化合物的量等于或小于5wt％时，在没有光引发剂的情况下难以使甲基丙烯酸酯基团聚合，但是在根据示例性实施例的液晶光取向剂的情况下，由于亲水性特性/疏水性特性的差异引起的相分离而密集地提供式1的化合物，因此即使当使用少量的式1的化合物时，也可以产生充分的聚合。
如所描述的，根据示例性实施例的液晶光取向剂包括二胺和二酐的亲水性共聚物以及式1的疏水性化合物。因此，式1的疏水性化合物与亲水性基体结构17结合并且设置在亲水性基体结构17上，并且式1的化合物包括甲基丙烯酸酯基团，从而能够在没有光引发剂的情况下使甲基丙烯酸酯光聚合。因此，可以防止由于残留光引发剂因其吸收光而导致的色斑。
现在将参照附图描述根据示例性实施例的液晶显示器。液晶显示器包括通过使用上述液晶光取向剂形成的取向层。
图3示出了根据示例性实施例的液晶显示器。参照图3，液晶显示器包括彼此面对的第一基底110和第二基底210、设置在第一基底110与第二基底210之间的液晶层3以及设置在第一基底110与液晶层3之间的多个突起15，并且多个突起15通过聚合物形成，通过使下面给出的式1的化合物光聚合而产生所述聚合物。
[式1]
这里，R1是衍生自酸二酐的取代或未取代的四价有机基团，其中，酸二酐是脂环族酸二酐和芳香族酸二酐中的至少一种，R2是衍生自芳香族二胺的取代或未取代的三价有机基团，R1和R2中的至少一个被CF3或甲硅烷基取代，并且R3是包括具有碳数等于或大于6的取代或未取代的芳香族基团的化合物的残基。
此外，第一取向层11设置在液晶层3与第一基底110之间，第二取向层21设置在液晶层3与第二基底210之间，并且第一取向层11和第二取向层21可以包括聚酰亚胺。
关于根据本示例性实施例的液晶显示器，液晶层3、第一取向层11和第二取向层21不包括光引发剂。式1的化合物以岛状结合，因此液晶光取向剂可以在没有光引发剂的情况下光聚合，并且具有通过液晶光取向剂的光聚合形成的突起15的液晶显示器也不包括光引发剂。
此外，参照图3，在第二基底210与液晶层3之间不设置突起。即，邻近第一基底110设置并在第一基底110附近的液晶分子31具有预倾斜，而邻近第二基底210设置并在第二基底210附近的液晶分子31不具有预倾斜。
图4A和图4B示出了在弯曲根据对比示例的液晶显示器之前/之后的液晶分子的移动，图5A和图5B示出了在弯曲根据示例性实施例的液晶显示器之前/之后的液晶分子的移动。
参照图4A和图4B，当分别在第一基底110和第二基底210的液晶分子31上形成预倾斜时，由于在基底110和210弯曲时发生的未对准，第一基底110和第二基底210上的液晶取向的方向变得不同。因此，液晶分子31的排列变得无序并且产生斑。
然而，参照图5A和图5B，当在第一基底110上形成预倾斜时，当由于基底110和210的弯曲而产生未对准时，液晶分子31受到第一基底110上的预倾斜的影响，使得当产生未对准时，液晶分子31的取向不是无序的。因此，可以保持液晶分子31在弯曲之前/之后的排列状态。
在示例性液晶显示器中，式1的描述对应于上面提供的描述。即，在式1中，可以是式2-1和式2-2中的一个。
[式2-1]
[式2-2]
在式1中，R2可以包括(例如是)式3-1至式3-6中的一个。
[式3-1]
[式3-2]
[式3-3]
[式3-4]
[式3-5]
[式3-6]
在式3-1至式3-6中，与式1的R3的连接点可以是式3-1至式3-6的苯环的碳。该碳可以是仲碳。
式1的化合物还可以包括在其末端处的式4的基团。
[式4]
在式1中，R3可以是式5-1至式5-4中的一个的残基。
[式5-1]
[式5-2]
[式5-3]
[式5-4]
在式5-1和式5-4中，与R2的连接点可以是苯环的外碳。
在式5-2中，与R2的连接点可以是-OH基团或-NO2基团。
在式5-3中，与R2的连接点可以是-NH2基团或-NO2基团。
在式1中，R3可以是具有300nm至400nm的吸收波长的化合物的残基。
详细地，式1的化合物可以是式1-1的化合物或式1-2的化合物。
[式1-1]
[式1-2]
式1的描述对应于参照液晶光取向剂提供的上述描述。未提供关于相同构成元件的额外的详细描述。
图6是在不存在(没有)光引发剂的情况下根据示例性实施例的液晶显示器中形成的突起的SEM图像。图7示出了在根据对比示例的液晶显示器中使用光引发剂形成的突起的SEM图像。
比较图6和图7，参照图6(不包括光引发剂)示出的示例性液晶显示器中的突起是均匀的且具有较小的尺寸。在图7中，突起的尺寸较大并且突起稀疏地分布。
在不使用光引发剂的根据示例性实施例的情况下，遍布液晶显示器的整个区域诱导均匀的光聚合，因此均匀地形成突起。在不受理论限制的情况下，理解的是，因为在许多区域中产生光聚合，所以在单个突起中聚合的甲基丙烯酸酯基团的量较少，因此形成小突起。
然而，在使用光引发剂的对比示例(参照图7)的情况下，仅在其中光引发剂已反应的区域中诱导光聚合。因此，仅在其中光引发剂与甲基丙烯酸酯结合的区域中诱导光聚合，因此不均匀地形成突起。此外，与图6相比，其中产生光聚合的区域较小，因此，聚合从而提供单个突起的甲基丙烯酸酯基团的量增加，因此形成较大尺寸的突起。
现在将描述根据示例性实施例的液晶显示器的像素的详细结构。
在下文中将要描述的结构将是示例，并且详细结构不限于此。
图8是根据示例性实施例的液晶显示器的像素的平面图的图示，图9示出了关于图8中的线IX-IX'的剖视图。
现在将描述第一显示面板100。
包括栅极线121和分压参考电压线131的栅极导体设置在由透明材料(例如玻璃或塑料)制成的第一基底110上。
栅极线121包括第一栅电极124a、第二栅电极124b和第三栅电极124c。
分压参考电压线131包括第一存储电极135和136以及参考电极137。尽管没有连接到分压参考电压线131，但是可以设置第二存储电极138和139以与第二子像素电极191b叠置。
栅极绝缘层140设置在栅极线121和分压参考电压线131上。
第一半导体层154a、第二半导体层154b和第三半导体层154c设置在栅极绝缘层140上。欧姆接触件163a、165a、163b、165b、163c和165c设置在半导体层154a、154b和154c上。
包括数据线171(数据线171连接到第一源电极173a和第二源电极173b)、第一漏电极175a、第二漏电极175b、第三源电极173c和第三漏电极175c的数据导体设置在欧姆接触件163a、165a、163b、165b、163c和165c以及栅极绝缘层140上。
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一起构成第一薄膜晶体管。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一起构成第二薄膜晶体管。第三栅电极124c、第三源电极173c和第三漏电极175c与第三半导体层154c一起构成第三薄膜晶体管。
第二漏电极175b连接到第三源电极173c，并且包括宽阔地延伸的延伸部177。
第一钝化层180p设置在数据导体171、173c、175a、175b和175c以及半导体层154a、154b和154c上。
滤色器230设置在第一钝化层180p上。滤色器230沿着两条相邻的数据线171在竖直方向上延伸。示例性实施例被描述并示出为其中滤色器230被包括在第一显示面板100中的示例，并且不限于此，滤色器230可以被包括在第二显示面板200中。
第二钝化层180q设置在滤色器230上。第一钝化层180p和第二钝化层180q可以包括诸如氮化硅或氧化硅的无机绝缘层。
第二钝化层180q防止滤色器230升起(lifting)，并且抑制由有机材料(诸如从滤色器230输入的溶剂)引起的液晶层3的污染，从而防止当驱动屏幕时可能产生的缺陷(诸如余像)。
第一钝化层180p和第二钝化层180q包括与第一漏电极175a叠置的第一接触孔185a和与第二漏电极175b叠置的第二接触孔185b。
第一钝化层180p、第二钝化层180q和栅极绝缘层140包括与参考电极137的一部分和第三漏电极175c的一部分叠置的第三接触孔185c，并且第三接触孔185c被连接构件195覆盖。连接构件195将与第三接触孔185c叠置的参考电极137和第三漏电极175c电连接。
像素电极191设置在第二钝化层180q上。像素电极191是场产生电极中的一个，并且像素电极191分别包括第一子像素电极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彼此分离且栅极线121位于第一子像素电极191a和第二子像素电极191b之间，并且第一子像素电极191a和第二子像素电极191b关于栅极线121在列方向上相邻。
像素电极191可以包括诸如氧化铟锡(ITO)和氧化铟锌(IZO)的透明材料。
第一子像素电极191a和第二子像素电极191b的形状为四边形，并且第一子像素电极191a和第二子像素电极191b分别包括十字形主干，十字形主干被构造为具有水平主干193和与水平主干193交叉的竖直主干192。此外，第一子像素电极191a和第二子像素电极191b分别被水平主干193和竖直主干192划分为第一子区域Da、第二子区域Db、第三子区域Dc和第四子区域Dd，并且子区域Da、Db、Dc、Dd均包括多个精细分支194。
第一子像素电极191a和第二子像素电极191b分别通过第一接触孔185a和第二接触孔185b连接到第一漏电极175a和第二漏电极175b，并且第一子像素电极191a和第二子像素电极191b从第一漏电极175a和第二漏电极175b接收数据电压。在这种情况下，施加到第二漏电极175b的数据电压的一部分被第三源电极173c分去(divided)，施加到第一子像素电极191a的电压变得比施加到第二子像素电极191b的电压高。
数据电压施加到其的第一子像素电极191a和第二子像素电极191b与第二显示面板200的共电极270一起产生电场，以确定两个电极191和270之间的液晶层3的液晶分子31的取向方向。根据所确定的液晶分子31的取向方向，穿过液晶层3的光的亮度变得不同。
上面提供的薄膜晶体管和像素电极191的描述是示例，并且可以修改薄膜晶体管的构造和像素电极的设计以改善侧向可视性。
第一取向层11设置在像素电极191与液晶层3之间。第一取向层11可以包括聚酰亚胺。第一取向层11不包括光引发剂。多个突起15设置在第一取向层11与液晶层3之间。多个突起15对应于上面提供的描述。即，多个突起15包括式1的化合物的聚合物。式1的化合物的描述对应于上面提供的描述，因此这里省略关于其的详细描述。
现在将描述第二显示面板200。
提供第二基底210以与第一基底110叠置并且在第二基底210与第一基底110之间有间隙。阻光构件220设置在第二基底210与液晶层3之间。阻光构件220设置在第二显示面板200中，使得阻光构件220可以与其中设置有第一显示面板100的数据线171的区域和其中设置有薄膜晶体管的区域叠置。这里描述并示出了其中阻光构件220被包括在第二显示面板200中的示例性实施例，但是示例性实施例不限于此，阻光构件220可以被包括在第一显示面板100中。
盖层(overcoat)250设置在阻光构件220与液晶层3之间。可以省略盖层250。
作为场产生电极中的一个的共电极270设置在盖层250与液晶层3之间。共电极270与第一显示面板100的像素电极191一起产生电场，以确定液晶层3的液晶分子31的取向方向。
第二取向层21设置在共电极270与液晶层3之间，并且可以包括聚酰亚胺。此外，第二取向层21不包括光引发剂。
液晶层3包括液晶分子31。液晶显示器不包括光引发剂，因此在液晶层3中不存在光引发剂。
虽然已经结合当前被认为是实际的示例性实施例的内容描述了本发明，但是将理解的是，发明不限于所公开的实施例，而是相反，发明旨在涵盖包括在权利要求的精神和范围内的各种修改和等同布置。
Claims (4)
1.一种液晶光取向剂，所述液晶光取向剂包括：
二胺和二酐的共聚物；以及
式1的化合物，
其中，基于所述液晶光取向剂的总重量，式1的所述化合物的量等于或小于10重量百分数：
[式1]
其中，
R1是衍生自酸二酐的四价有机基团，其中，所述酸二酐是脂环族酸二酐和芳香族酸二酐中的至少一种，
R2是衍生自芳香族二胺的三价有机基团，
其中，式1中的是式2-1和式2-2中的一个:
[式2-1]
[式2-2]
R3是包括具有碳数等于或大于6的取代或未取代的芳香族基团的化合物的残基，并且是未取代的亚苯基或者是式5-1和式5-4的化合物的残基中的一个，
[式5-1]
[式5-4]
其中，在式5-1和式5-4中，与R2的连接点是苯环的仲碳，
n是1至5的整数，并且
*表示连接点，并且
二胺和二酐的所述共聚物与式1的所述化合物不混溶，
二胺和二酐的所述共聚物是亲水性的，并且
式1的所述化合物是疏水性的。
2.根据权利要求1所述的液晶光取向剂，其中，
所述液晶光取向剂包括基体结构，所述基体结构包括二胺和二酐的所述共聚物，并且式1的所述化合物结合到所述基体结构的表面并且在所述基体结构的所述表面上呈岛状的形式。
3.根据权利要求1所述的液晶光取向剂，其中，
R3是具有300纳米至400纳米的吸收波长的化合物的残基。
4.根据权利要求1所述的液晶光取向剂，其中，
式1的所述化合物是式1-1的化合物或式1-2的化合物，并且
其中，式1-2的与二胺和二酐的所述共聚物形成反应产物并且结合到二胺和二酐的所述共聚物，
[式1-1]
[式1-2]
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR10-2018-0102626 | 2018-08-30 | ||
| KR1020180102626A KR20200026376A (ko) | 2018-08-30 | 2018-08-30 | 액정 광배향제 및 이를 포함하는 액정 표시 장치 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110872522A CN110872522A (zh) | 2020-03-10 |
| CN110872522B true CN110872522B (zh) | 2024-06-28 |
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Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101321845A (zh) * | 2005-12-01 | 2008-12-10 | Lg化学株式会社 | 制备液晶取向层的方法、采用该方法制备的液晶取向层以及包括该液晶取向层的液晶显示器 |
| CN103842329A (zh) * | 2011-10-03 | 2014-06-04 | 罗利克有限公司 | 光定向材料 |
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101321845A (zh) * | 2005-12-01 | 2008-12-10 | Lg化学株式会社 | 制备液晶取向层的方法、采用该方法制备的液晶取向层以及包括该液晶取向层的液晶显示器 |
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