光定向材料、具有定向層的顯示基板及顯示基板的製法的製作方法

2023-10-24 04:58:02

專利名稱：光定向材料、具有定向層的顯示基板及顯示基板的製法的製作方法
技術領域：
本發明涉及光定向(photoalignment)材料、具有使用其形成的定向層的顯示基 板、以及製造該顯示基板的方法。更具體而言，本發明涉及在製造液晶顯示(LCD)裝置 的定向層的方法中使用的光定向材料、具有使用其形成的定向層的顯示基板、以及製造 該顯示基板的方法。
背景技術：
通常，液晶顯示(LCD)面板包括具有作為用以驅動像素的開關器件的薄膜晶體
管(TFT)的顯示基板、面對顯示基板的對向基板、以及設置於顯示基板與對向基板之間的
液晶層。根據液晶材料隨著電壓變化的透光率，在LCD面板上顯示圖像。 由於通過將液晶材料簡單地設置於顯示基板與對向基板之間可能難以獲得理想
的液晶分子排列，故在顯示基板和對向基板各自的內部上形成定向層。可通過使用定
向層印刷裝置的印刷輥將未加工的定向材料塗布在基礎基板上以及摩擦方法而形成定向
層。例如，該未加工的定向材料可為包括聚醯亞胺聚合物的溶液。 在為了形成定向層的摩擦過程期間，通過用摩擦布摩擦可產生靜電，並且因而 顯示基板可被靜電損壞。而且，在摩擦過程中，顯示基板可容易被汙染和玷汙，使得 顯示質量可降低。為了防止靜電和改善顯示質量，已開發了光定向方法，其中該方法可 包括將光定向材料塗布在基礎基板上並使用光使該光定向材料光降解、光異構化或光聚 合。 光定向材料的實例可包括可光異構化的重氮化合物。然而，重氮化合物可具有 低的光敏性和低的定向穩定性，並且可脫色而變得透明。 現今，具有肉桂酸酯、查耳酮或香豆素結構的光定向材料可用在當形成定向層 時使用光異構化的光定向方法中，以改善視角。然而，當使用具有該結構的化合物時， 由於所述光定向材料的分子具有許多n鍵，因此當光照射時，除了光異構化反應之外， 還可產生自由基反應或取代反應。在該情況下，控制光異構化反應可為困難的，並且因 而定向層的可靠性可降低。

發明內容
本發明提供可具有改善的結構穩定性的光定向材料。 本發明還提供具有使用該光定向材料形成的定向層的顯示基板。 本發明還提供製造該顯示基板的方法。 本發明的額外特徵將在下面的描述中進行闡述，並且將從該描述中部分地明 晰，或者可通過本發明的實踐獲知。 本發明公開光定向材料，其包括具有由以下化學式l表示的感光部分的光定向 聚合物。 formula see original document page 6 在化學式1中，R^表示環狀化合物。112和113各自表示單鍵、-(CnH2n)-、 -(CxH2x) 0(CyH2y)-、或-(CaH2a)0(CbH2b)0(CdH2d)-，並且"n"表示1 6的整數。"x" 、 "y"、 "a" 、 "b"禾P "d"各自表示O或1 6的整數，x+y為l 6的整數，並且a+b+d 是1 6的整數。各氫原子可用-CH3、 -CH2-CH3、 -OCH3、 -OCH2CH3、 -OCH2OCH3、 F或C1代替，並且-CHs、 -CH2-CH3、 -OCH3、 -OCH2CH3、或-OCH2OCH3的各氫原子可 用F或Cl代替。 本發明還公開顯示基板，其包括設置於基礎基板上的柵極線、與該柵極線 交叉的數據線、連接到該柵極線和該數據線的開關元件、電連接到該開關元件的像素電 極、以及設置於基礎基板上的定向層。定向層包括具有由化學式l表示的感光部分的感 光聚合物。 本發明還公開該製造顯示基板的方法。在基礎基板上形成像素單元。使用包括 具有由化學式1表示的感光部分的光定向聚合物的光定向材料和有機溶劑在基礎基板上 形成定向層。將光照射到具有該定向層的基礎基板上以使得該定向層的表面定向。
應理解，前面的概括描述和以下的詳細描述均是示例性和說明性的，並且意圖 提供對要求保護的本發明的進一步說明。


為提供本發明的進一步理解而包括的並且引入到本說明書中且構成本說明書的
一部分的

本發明的實施方式、並且與描述一起用於解釋本發明的原理。 圖1和圖2是顯示根據本發明的一個示例性實施方式的製造顯示基板的方法的橫
截面圖。 圖3和圖4是顯示根據本發明的另一示例性實施方式的製造顯示基板的方法的橫 截面圖。 圖5是顯示具有圖2的顯示基板和圖4的顯示基板的顯示面板的橫截面圖。
具體實施例方式
參照其中示出了本發明的實施方式的附圖在下文中更充分地描述本發明。然 而，本發明可體現為許多不同的形式並且不應被解釋為限於本文中所闡述的實施方式。 相反，提供這些實施方式使得該公開內容徹底且完整，並且將本發明的精神充分地傳達 給本領域技術人員。在附圖中，為了清楚起見，可放大層和區域的尺寸和相對尺寸。
應理解，當一個元件或層被稱為"在"另一元件或層"上"、"連接到"或 "結合到"另一元件或層時，該元件或層可直接在所述另一元件或層上、直接連接或直 接結合到所述另一元件或層，或者可存在中間元件或層。相反，當一個元件被稱為"直 接在"另一元件或層"上"、"直接連接到"或"直接結合到"另一元件或層時，則不
6存在中間元件或層。相同的標號始終是指相同的元件。本文中使用的術語"和/或"包 括一個或多個關聯的列舉項的任何和全部組合。 應理解，儘管術語第一、第二、第三等可用在本文中以描述不同的元件、組 分、區域、層和/或部分，但是這些元件、組分、區域、層和/或部分不應被這些術語 所限制。這些術語僅用來使一個元件、組分、區域、層或部分區別於另一元件、層或部 分。 為了便於描述，在本文中可使用空間上相對的術語如"在……之下"、 "在……下面"、"下部"、"在……之上"、"上部"等來描述如圖所示的一個元件 或特徵與另外的元件或特徵的關係。應理解，除圖中所示的方位外，空間相對術語還 意圖包括在使用或工作中的裝置的不同方位。例如，如果翻轉圖中的裝置，則被描述 為"在"其它元件或特徵"下面"或"之下"的元件將被定向在其它元件或特徵"之 上"。因而，示例性術語"在……下面"可包括在……之上和在……下面兩種方位。裝 置可以其它方式定向(旋轉90度或在其它方位上)，並且本文中所使用的空間上相關的描 述詞對其進行相應解釋。 本文中所用的術語僅出於描述具體實施方式
的目的，而非意圖限制本發明。如 本文中所使用的，除非上下文清楚地另作說明，單數形式的"一個(種)"和"所述 (該)"也意圖包括複數形式。還應理解，當用在本說明書中時，術語"包含"禾P/或 "包括"表示存在所述特徵、整體、步驟、操作、元件和/或組分，但不排除存在或添加 一種或多種其它特徵、整體、步驟、操作、元件、組分和/或它們的組。
在此參考橫截面圖描述本發明的實施方式，所述橫截面圖為本發明的理想實施 方式(以及中間結構)的示意圖。如此，可預期這些圖的形狀由於例如製造技術和/或 公差而引起的變化。因而，本發明的實施方式不應被解釋為限於在此所圖示的區域的 具體形狀，而是包括由例如製造所造成的形狀上的偏差。例如，圖示為長方形的注入 (implanted)區域通常具有圓形或曲線特徵和/或具有在其邊緣處的注入濃度梯度而不是從 注入區域到非注入區域的二元變化。同樣，由注入形成的掩埋區可在介於掩埋區和穿過 其發生注入的表面之間的區域中引起一些注入。因而，圖中所示的區域在本質上是示意 性的，並且它們的形狀不意示裝置的區域的實際形狀，並且不意圖限制本發明的範 圍。 除非另外定義，在本文中所使用的所有術語(包括技術和科學術語)的含義與本 發明所屬領域的技術人員通常理解的含義相同。還應理解，術語，例如在常用字典中定 義的那些，應被理解為其含義與它們在相關領域背景中的含義一致，並且除非在本文中 清楚地定義，否則將不對所述術語進行理想化或過於形式的解釋。 在說明書和權利要求書中，"-(CxH2x)-"可為直鏈結構的"-(CH2)X-"或者具有
至少一個分支的支化結構。
光定向材料 根據本發明示例性實施方式的光定向材料包括具有由以下化學式1表示的感光
部分的光定向聚合物。 formula see original document page 8 在化學式1中，R^表示環狀化合物，&和113各自表示單鍵、-(CnH2n)-、 -(CxH2x) 0(CyH2y)-或-(CaH2a)0(CbH2b)0(CdH2d)-，並且"n"表示1 6的整數。"x" 、 "y"、 "a" 、 "b"禾P "d"各自表示0或1 6的整數，x+y為1 6的整數，並且a+b+d為 1 6的整數。各氫原子可用-CH3、 -CH2-CH3、 -OCH3、 -OCH2CH3、 -OCH2OCH3、 F或 Cl代替，並且-CHs、 -CH2-CH3、 -OCH3、 -OCH2CH3或-OCH2OCH3的各氫原子可用F或 Cl代替。 該環狀化合物可為環己烷、苯、色滿、萘、四氫吡喃、二氧六環、或甾族化合 物衍生物。 該感光部分可包括環己烷作為環狀化合物並且可通過以下化學式2表示。
formula see original document page 8
在化學式2中，各氫原子可用-CHs、 -CH2CH3、 -OCH3、 -OCH2CH3、 F或CI代
替，並且-CHs、 -CH2CH3、 -0(313或-0(312(313的各氫原子可用？或(:1代替。 特別地，該感光部分可由以下化學式3表示。 "A"表示-(CnH2n)-， "n"表示1 12的整數，"B"表示單鍵或-(CmH2m)-， "m"表示1 12的整數，"A"禾P "B"各自中的至少 一 個(-CH2-)可用-O-，
有1 12個碳原子的烷基。化學式3的各氫原子可用F或C1代替。R4可為用以產生使
用該光定向材料形成的定向層的表面的定向特徵的一部分。 光定向聚合物的制誥 光定向聚合物可通過使光定向單體與酸酐反應製備。該光定向單體包括由化學 式l表示的感光部分。 可用於光定向單體的物質的實例可包括由以下化學式5 40表示的化合物。然 而，光定向單體不應被解釋為限於本文中所列舉的實例。
代替，並且R4表示氫原子或具

formula see original document page 9
formula see original document page 9

formula see original document page 9
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H2N
formula see original document page 9
formula see original document page 9image see original document page 10formula see original document page 11formula see original document page 12formula see original document page 13image see original document page 14NH2 在化學式34中，"Z"表示單鍵、-O-、 -CO-、 -COO(CH2)-、 -OCO(CH2)-、 -C =C-、或具有1 8個碳原子的亞烷基。該亞烷基中的至少一個(-CHd可用氧原子代替。
NH，
NH2 在化學式35中，"Z"表示單鍵、-O-、 -CO-、 -COO(CH2)-、 -OCO(CH2)-、 -C =C-、或具有1 8個碳原子的亞烷基。該亞烷基中的至少一個(-CHd可用氧原子代替。
在化學式36中，"Z"表示單鍵、-O-、 -CO-、 -COO(CH2)-、 -OCO(CH2)-、 -C =C-、或具有1 8個碳原子的亞烷基。該亞烷基中的至少一個(-CHd可用氧原子代替。
15
(CH2》4CH3formula see original document page 16
在化學式37中，"Z"表示單鍵、-O-、 -CO-、 -COO(CH2)-、 -OCO(CH2)-、 -C
或具有1 8個碳原子的亞烷基。該亞烷基中的至少一個(-CHd可用氧原子代 可通過將亞乙烯基化合物與二胺化合物反應製備光定向單體。例如，亞乙烯基 化合物可通過使用美國專利No.5,055,200或日本專利公布No.2006-89432中所示的方法制 備。在一個示例性實施方式中，可通過滷代苯二胺和醇鈉的醚化作用或者二氨基苯酚對乙烯(R-C = C-R')的加成而進行用於形成亞乙烯基化合物光定向單體的合成。 可用於酸酐的物質的實例包括由以下化學式41 52表示的化合物。然而，酸
酐不應被解釋為限於本文中所列舉的實例。


14/21頁
《CH2》4CH3 感光部分包括碳-碳雙鍵和結合到該雙鍵中的碳原子之一上的環己烷。該雙鍵
可由於環己烷而穩定，並因此在形成光定向聚合物的過程期間可不斷裂。 用於形成光定向聚合物的包括光定向單體和酸酐的溶液可進一步包括常規二胺
化合物、包含環氧基團的環氧化合物、活性(interactive)矽烷化合物和有機溶劑中的任一
種或幾種。

O:
o、 /0\^^0
p
o、 /0\\^^0
可用於常規二胺化合物的物質的實例可包括由以下化學式53 物。然而，常規二胺化合物不應被解釋為限於本文中所列舉的實例。 formula see original document page 19





H2N'

H9N
H2N
H，N
H2N
H2N
O
COO
COO
《CH2fe
CHg 戶u
' ,CH《CH2)3CH
3
\ CH3
ch3 CH3 光定向單體的氨基(-NH2)可與酸酐的-CO-結合以形成包括醯亞胺鍵(-NH-CO-) 和得自由化學式4140表示的光定向單體的感光部分的光定向聚合物。而且，普通常規二 胺化合物的氨基可與酸酐結合形成醯亞胺鍵，並且光定向單體可與普通常規二胺化合物
^口 口 。 光定向單體和酸酐的反應可形成聚醯胺酸，並且聚醯胺酸的部分閉環可形成聚 醯亞胺。例如，聚醯胺酸的閉環可通過加熱聚醯胺酸或者通過使脫水劑和閉環催化劑 與聚醯胺酸反應而進行。可用於脫水劑的物質的實例可包括乙酸酐、三氟乙酸酐和丙酸 酐。可用於閉環催化劑的物質的實例可包括三甲胺、吡啶和可力丁。
20
可用於環氧化合物的物質的實例可包括聚乙二醇二縮水甘油醚、1， 6-己二醇二
縮水甘油醚和N， N， N' ， N'-四縮水甘油基-二氨基二苯基甲烷。 可用於活性矽烷化合物的物質的實例可包括3-氨基丙基三甲氧基矽烷和3-氨基
丙基三乙氧基矽烷。 可用於有機溶劑的物質的實例可包括氯苯、N-甲基吡咯烷酮、二甲亞碸、二甲 基甲醯胺、甲苯、氯仿、Y-丁內酯、甲基溶纖劑、丁基卡必醇和四氫呋喃。這些可單獨 或以其組合使用。 可將包括光定向聚合物的固體溶解在有機溶劑中。當該固體的含量小於基於光 定向材料總重量的約0.1重量％時，形成定向層可能很困難。當該固體的含量大於約20 重量％時，該固體可不易溶解在有機溶劑中並且因此可形成沉澱，其可使得難以將光定 向材料塗布在基礎基板上。因而，在一些示例性實施方式中，所述固體的含量可為約O.l 重量％ 約20重量％，基於光定向材料的總重量。 重均分子量是指通過凝膠滲透色譜法(GPC)測量的按照聚苯乙烯折算的重均
分子量。當光定向聚合物的重均分子量小於約1,000時，聚合物的性能可惡化，由此
使得定向層的性能惡化。當光定向聚合物的重均分子量大於約1,000,000時，在將光定
向材料保持在較低溫度下時可形成沉澱，並且因而可難以將光定向材料印刷在基礎基板
上。因而，在一些示例性實施方式中，光定向聚合物的重均分子量可為約10,000至約
1,000,000。 實施例l 光定向聚合物的製備 將約20摩爾當量的由化學式42表示的酸酐、約13摩爾當量的對苯二胺、約l摩 爾當量的由化學式61表示的二胺化合物、約3摩爾當量的由化學式7表示的光定向單體 和約3摩爾當量的甲基聯苯二胺與二氯甲烷混合，並且在將溫度從約ot:升高到約IO(TC 的同時緩慢攪拌該溶液。在反應之後，在減壓狀態中除去二氯甲烷和非反應性化合物並 在高真空狀態中除去二氯甲烷，從而獲得固體。
光定向材料的製備 將約6重量％的所述固體溶解在約94重量％的有機溶劑中以製備根據實施例1
的光定向材料，所述有機溶劑包括約40重量份的Y-丁內酯、約30重量份的N-甲基吡
咯烷酮和約30重量份的丁基溶纖劑。 實施例2 光定向聚合物的製備 將約20摩爾當量的由化學式42表示的酸酐、約10摩爾當量的對苯二胺、約1 摩爾當量的由化學式61表示的二胺化合物、約6摩爾當量的由化學式11表示的光定向單 體、約3摩爾當量的甲基聯苯二胺和約2摩爾當量的聚乙二醇二縮水甘油醚與二氯甲烷混 合，並且在將溫度從約Ot:升高到約IO(TC的同時緩慢攪拌該溶液。在反應之後，在減 壓狀態中除去二氯甲烷和非反應性化合物並在高真空狀態中除去二氯甲烷，從而獲得固 體。該光定向的固體的重均分子量為約80,000。
光定向材料的製備 將約5重量％的所述固體溶解在約95重量％的有機溶劑中以製備根據實施例2
2118/21頁
的光定向材料，所述有機溶劑包括約40重量份的Y-丁內酯、約30重量份的N-甲基吡
咯烷酮和約30重量份的丁基溶纖劑。 實施例3 光定向聚合物的製備 將約20摩爾當量的由化學式42表示的酸酐、約13摩爾當量的對苯二胺、約l摩 爾當量的由化學式61表示的二胺化合物、約3摩爾當量的由化學式9表示的光定向單體 和約3摩爾當量的甲基聯苯二胺與二氯甲烷混合，並且在將溫度從約ot:升高到約IO(TC 的同時緩慢攪拌該溶液。在反應之後，在減壓狀態中除去二氯甲烷和非反應性化合物並 在高真空狀態中除去二氯甲烷，從而獲得固體。
光定向材料的製備 將約4重量％的所述固體溶解在約96重量％的有機溶劑中以製備根據實施例3
的光定向材料，所述有機溶劑包括約40重量份的Y-丁內酯、約30重量份的N-甲基吡
咯烷酮和約30重量份的丁基溶纖劑。 實施例4 光定向聚合物的製備 將約15摩爾當量的由化學式42表示的酸酐、約5摩爾當量的由化學式43表示 的酸酐、約ll摩爾當量的對苯二胺、約4摩爾當量的由化學式62表示的二胺化合物、約 3摩爾當量的由化學式11表示的光定向單體和約2摩爾當量的甲基聯苯二胺與二氯甲烷
混合，並且在將溫度從約ot:升高到約io(rc的同時緩慢攪拌該溶液。在反應之後，在減
壓狀態中除去二氯甲烷和非反應性化合物並在高真空狀態中除去二氯甲烷，從而獲得固 體。 光定向材料的製備 將約5重量％的所述固體溶解在約95重量％的有機溶劑中以製備根據實施例4
的光定向材料，所述有機溶劑包括約40重量份的Y-丁內酯、約30重量份的N-甲基吡
咯烷酮和約30重量份的丁基溶纖劑。 實施例5 光定向聚合物的製備 將約15摩爾當量的由化學式42表示的酸酐、約5摩爾當量的由化學式43表示 的酸酐、約11摩爾當量的對苯二胺和約10摩爾當量的由化學式11表示的光定向單體與
二氯甲烷混合，並且在將溫度從約ot:升高到約io(rc的同時緩慢攪拌該溶液。在反應之
後，在減壓狀態中除去二氯甲烷和非反應性化合物並在高真空狀態中除去二氯甲烷，從 而獲得固體。 光定向材料的製備 將約7重量％的所述固體溶解在約93重量％的有機溶劑中以製備根據實施例5 的光定向材料，所述有機溶劑包括約60重量份的N-甲基吡咯烷酮和約60重量份的丁基 溶纖劑。 對比例1 準備JSR Corporation(公司名，日本)的使用了約加摩爾當量的由化學式42表 示的酸酐和由化學式62表示的二胺化合物的公開於日本專利公布No.2003-0019247中的垂直定向型的光定向材料。
對比例2準備Rolic Technologies Ltd.(公司名，瑞士 )的的聚(乙烯基甲氧基肉桂酸酯)(作
為光定向材料)。 定向層的評價 將根據實施例1和2以及對比例1的各光定向材料塗布在17英寸顯示基板上， 並在約6(TC下預烘烤。在預烘烤後，將該設置於顯示基板上的光定向材料在約20(TC下 固化約10分鐘。在固化後，在UshioInc.(公司名，日本)的UV曝光裝置中，用約1J/ cr^的UV線在反平行方向上照射該設置於顯示基板上的光定向材料。當將約O。定義為 與該顯示基板的表面垂直的方向時，該UV線為約4(T的平面偏振UV。另外，使用該 顯示基板以及目前正大量生產的Merck KGaA(公司名，德國)的垂直定向型液晶製造顯示 面板。 根據實施例l，液晶具有約89.0。的預傾角，並且顯示面板顯示沒有斑點或汙點 的優質圖像。在將該顯示面板保持在約5(TC下約24小時後方格旗(checker flag)圖案消 失，對餘像進行評價並且該顯示面板不具有線餘像和面餘像。響應時間為約8.0ms，並且 對比度為約2,250。 根據實施例2，液晶具有約88.5。的預傾角，並且顯示面板顯示沒有斑點或汙 點的優質圖像。在餘像的評價中，該顯示面板不具有線餘像和面餘像。響應時間為約 7.0ms，並且對比度為約1,900。 根據對比例l，液晶具有約89.(T的預傾角，並且顯示面板顯示沒有斑點或汙 點的優質圖像。在餘像的評價中，該顯示面板不具有線餘像和面餘像，並且對比度為約 2,390。 然而，響應時間為約210ms，這顯著慢於實施例1和2的響應時間。
將根據對比例2的光定向材料塗布在17英寸顯示基板上，並在約6(TC下預烘 烤。在預烘烤後，將該設置於顯示基板上的光定向材料在約20(TC下固化約10分鐘。在 固化後，在UshioInc.(公司名，日本)的UV曝光裝置中，用約0.1J/cm2的UV線在反平 行方向上照射該設置於顯示基板上的光定向材料。當將約O。定義為與該顯示基板的表 面垂直的方向時，該UV線為約40。的平面偏振UV。另外，使用該顯示基板以及目前 正大量生產的Merck KGaA(公司名，德國)的垂直定向型液晶製造顯示面板。根據對比 例2，液晶使用相對較低能量具有約88.9。的預傾角，響應時間為約8.0ms，並且對比度 為約2,200。然而，即使在將電壓升高到約9.2V之後，該顯示面板也顯示面餘像。
將根據實施例3的光定向材料塗布在約5英寸的顯示基板上，將根據實施例4的 光定向材料塗布在約32英寸的顯示基板上，並將根據實施例5的光定向材料塗布在約5 英寸的顯示基板上。將各光定向材料在約6(TC下預烘烤。在預烘烤後，將設置於顯示 基板上的光定向材料在約20(TC下固化約IO分鐘。在固化後，在UshioInc.(公司名，日 本)的UV曝光裝置中，用約2J/cm2的UV線在反平行方向上照射該設置於顯示基板上的 光定向材料。當將約0°定義為與所述顯示基板的表面垂直的方向時，所述UV線為約 40°的平面偏振UV。另外，使用所述顯示基板以及目前正大量生產的MerckKGaA(公 司名，德國)的垂直定向型液晶製造顯示面板。 根據實施例3，在約6(TC下的VHR(電壓保持率)為約99.0%，並且在餘像的評
23價中，顯示面板不具有線餘像和面餘像。當顯示面板中的盒間隙為約3.7iim時，響應時 間為約7.8ms，這相對快於實施例1的響應時間。 根據實施例4，液晶具有約89.1°的預傾角，並且在餘像的評價中，顯示面板不
具有線餘像和面餘像。響應時間為約7.5ms並且顯示面板的透射率得以改善。 根據實施例5，液晶具有約88.0。的預傾角，並且在餘像的評價中，顯示面板不
具有線餘像和面餘像，且視角得以改善。 製造顯示基板的方法 在下文中，參照圖l、圖2、圖3和圖4充分地描述製造具有使用所述光定向材 料形成的定向層的顯示基板的方法。 圖1和圖2是顯示根據本發明的一個示例性實施方式製造顯示基板的方法的橫截 面圖。 參照圖l，在第一基礎基板110上形成像素單元。形成於第一基礎基板110上 的像素單元包括柵極線(未示出)、數據線DL、連接到柵極線和數據線DL的開關元件 TFT、柵極絕緣層120、鈍化層140、有機層150和像素電極PE。 特別地，在第一基礎基板110上形成柵極金屬層，並且通過光刻法將柵極金屬 層圖案化以形成柵極線和連接到柵極線的柵電極GE。 在具有柵極線和柵電極GE的第一基礎基板110上形成柵極絕緣層120和有源 (active)圖案AP。在一個示例性實施方式中，有源圖案AP可包括包含非晶矽的半導體層 132和包含以高濃度向其中注入了n+雜質的非晶矽的歐姆接觸層134。歐姆接觸層134形 成於半導體層132上。 在具有有源圖案AP的第一基礎基板110上形成數據金屬層(未示出)，並且通過
光刻法將數據金屬層圖案化以形成數據線DL、連接到數據線DL的源電極SE、以及與源
電極SE間隔開的漏電極DE。開關元件TFT包括柵電極GE、源電極SE和漏電極DE。 在具有數據線DL、源電極SE和漏電極DE的第一基礎基板110上形成鈍化層
140和有機層150。去除漏電極DE上的鈍化層140和有機層150以在鈍化層140和有機
層150中形成接觸孔CNT。接觸孔CNT暴露出漏電極DE的一部分。 在具有包括接觸孔CNT的鈍化層140和有機層150的第一基礎基板110上形成
像素電極PE。通過接觸孔CNT將像素電極PE連接到開關元件TFT。 參照圖2，通過將光定向材料塗布在具有像素單元的第一基礎基板110上而形成
第一光定向材料層(未示出)。 所述光定向材料包括包含由化學式1表示的感光部分的光定向聚合物。在製造 顯示基板中使用的光定向材料為與先前在上文中描述的本發明示例性實施方式基本上相 同的材料。因而，省略任何進一步的描述。 將第一光定向材料層在約5(TC 約7(TC範圍內的溫度下預烘烤，並且在預烘烤 後，在約18(TC 約22(TC範圍內的溫度下硬烘烤(hard-bake)。用偏振UV光照射第一光 定向材料層，從而通過該偏振UV光排列光定向聚合物的鏈末端部分，所述鏈末端部分具 有基於第一基礎基板110的表面的角度。從而，在具有像素單元的第一基礎基板110上 形成第一定向層160。在一些示例性實施方式中，偏振UV光的能量可在約0.5J/cm2 2J/cr^的範圍內，並且該角度可在基於第一基礎基板110的表面的約87。 約90°的範
24圍內。 圖3和圖4為顯示根據本發明的另一示例性實施方式製造顯示基板的方法的橫截 面圖。 參照圖3，在第二基礎基板210上形成像素單元。形成於第二基礎基板210上的 像素單元包括黑矩陣圖案220、彩色濾光片230、保護層(over-coating layer)240和公共電 極CE。 特別地，在第二基礎基板210上形成光阻擋層(未示出)，並且通過光刻法將光 阻擋層圖案化以形成黑矩陣圖案220。黑矩陣圖案220可包括暴露出第二基礎基板210的 開口部分OP。 在黑色矩陣圖案220的開口部分中形成彩色濾光片230。例如，可在具有黑矩 陣圖案220的第二基礎基板210上形成彩色光刻膠層(未示出)，並且可通過光刻法將該 彩色光刻膠層圖案化以形成彩色濾光片230。在一些示例性實施方式中，彩色濾光片230 可通過在開口部分OP中噴射彩色油墨而形成。 在具有彩色濾光片230的第二基礎基板210上形成保護層240和公共電極CE。
參照圖4，通過將光定向材料塗布在具有公共電極CE的第二基礎基板210上而 形成第二光定向材料層(未示出)。 通過偏振UV光照射第二光定向材料層，從而在具有像素單元的第二基礎基板 210上形成第二定向層250。第二定向層250可通過與第一定向層160的上述方法基本上 相同的方法形成。因而，省略任何進一步的描述。 圖5是顯示具有圖2的顯示基板和圖4的顯示基板的顯示面板的橫截面圖。
參照圖5，顯示面板包括具有第一定向層160的第一基礎基板110、具有第二定 向層250的第二基礎基板210、以及設置於第一基礎基板110與第二基礎基板210之間的 液晶層300。 特別地，將液晶層300的液晶分子設置於第一定向層160與第二定向層250之
間。液晶分子的定向可通過像素電極PE與公共電極CE之間的電場而改變。 根據所述光定向材料、具有使用該光定向材料形成的定向層的顯示基板以及制
造該顯示基板的方法，光定向聚合物具有碳-碳雙鍵和結合到該雙鍵中的碳原子之一上以
使該雙鍵在結構上穩定的環己烷。此後，形成光定向聚合物的可靠性、通過光異構化的
定向可靠性以及顯示質量可得到改進。 本領域技術人員明白，在不背離本發明的精神或範圍的情況下可在本發明中進 行各種修改和變化。因而，本發明意圖涵蓋本發明的修改和變型，只要它們落入所附權 利要求和它們的等同物的範圍內。
2權利要求
光定向材料，包括具有感光部分的光定向聚合物，該感光部分由以下化學式1表示，其中R1表示環狀化合物，R2和R3各自表示單鍵、-(CnH2n)-、-(CxH2x)O(CyH2y)-或-(CaH2a)O(CbH2b)O(CdH2d)-，「n」表示1～6的整數，「x」、「y」、「a」、「b」和「d」各自表示0或1～6的整數，x+y為1～6的整數，a+b+d為1～6的整數，各氫原子能用-CH3、-CH2-CH3、-OCH3、-OCH2CH3、-OCH2OCH3、F或C1代替，並且-CH3、-CH2-CH3、-OCH3、-OCH2CH3或-OCH2OCH3的各氫原子能用F或Cl代替。
2. 權利要求1的光定向材料，其中所述環狀化合物包括選自環己烷、苯、色滿、萘、四氫吡喃、二氧六環和甾族化合物衍生物的一種。
3. 權利要求1的光定向材料，其中所述感光部分由以下化學式2表示，formula see original document page 2其中各氫原子能用-CH3、 -CH2CH3、 -OCH3、 -OCH2CH3、 F或CI代替，並i-CH3、 -CH2CH3、 -0(313或-0(312(313的各氫原子能用？或(:1代替。
4.顯示基板，包括設置於基礎基板上的柵極線；與所述柵極線交叉的數據線；連接到所述柵極線和所述數據線的開關元件；連接到所述開關元件的像素電極；和設置於所述基礎基板上的定向層，所述定向層包括感光部分，所述感光部分由以下化學式l表示，formula see original document page 2其中Ri表示環己烷、苯、色滿、萘、四氫吡喃、二氧六環或甾族化合物衍生物，R2和R3各自表示單鍵、-(CnH2n)-、 -(CxH2x)0(CyH2y)-或-(CaH2a)0(CbH2b)0(CdH2d)-， "n"表示1 6的整數，"x" 、 "y" 、 "a" 、 "b"禾P "d"各自表示0或1 6的整數，x+y為1 6的整數，a+b+d為1 6的整數，各氫原子能用-CH3、 -CH2-CH3、 -OCH3、 -OCH2CH3、 -OCH2OCH3、 F或CI代替，並且-CH3、 -CH2-CH3、 -OCH3、 -OCH2CH3或-OCH2OCH3的各氫原子能用F或CI代替。
5.權利要求4的顯示基板，其中所述感光部分由以下化學式2表示，formula see original document page 3其中各氫原子能用-CH3、 -CH2CH3、 -OCH3、 -OCH2CH3、 F或CI代替，並i-CH3、 -CH2CH3、 -0(313或-0(312(313的各氫原子能用？或(:1代替。
6.製造顯示基板的方法，該方法包括在基礎基板上形成像素單元；和在具有所述像素單元的基礎基板上形成包括光定向材料的定向層，所述光定向材料包括感光部分，所述感光部分由以下化學式l表示，formula see original document page 3其中&表示環狀化合物，R2和R3各自表示單鍵、-(CnH2n)-、 -(CxH2x)0(CyH2y)-或-(CaH2a)0(CbH2b)0(CdH2d)-， "n"表示l 6的整數，"x" 、 "y" 、 "a"、"b"禾P "d"各自表示0或1 6的整數，x+y為1 6的整數，a+b+d為1 6的整數，各氫原子能用-CH3、 -CH2-CH3、 -OCH3、 -OCH2CH3、 -OCH2OCH3、 F或CI代替，並且-CHs、 -CH2-CH3、 -OCH3、 -0(312(313或-0(3120(313的各氫原子能用F或Cl代替。
7. 權利要求6的方法，其中所述環狀化合物包括選自環己烷、苯、色滿、萘、四氫吡喃、二氧六環和甾族化合物衍生物的一種。
8. 權利要求6的方法，其中所述感光部分由以下化學式2表示，formula see original document page 3其中各氫原子能用-CH3、 -CH2CH3、 -OCH3、 -OCH2CH3、 F或CI代替，並i-CH3、 -CH2CH3、 -0(313或-0(312(313的各氫原子能用？或(:1代替。
9.權利要求6的方法，其中所述光定向聚合物通過使由以下化學式4表示的化合物與酸酐反應形成，formula see original document page 4其中"A"表示-(C。HJ-， "n"表示1 12的整數，B表示單鍵或-(CJiJ-，"m"表示1 12的整數，"A"禾P "B"各自中的至少一個(-CTV)的能用——0——formula see original document page 4代替，並且R4表示氫原子或具有1 12個碳原子的烷基，並且除了-Nf^的氫原子之外，化學式4的各氫原子能用F或Cl代替。
10.權利要求6的方法，其中所述光定向聚合物包括選自具有由化學式l表示的感光部分的聚醯胺酸和具有由化學式1表示的感光部分的聚醯亞胺的至少一種。
全文摘要
本發明涉及光定向材料、具有定向層的顯示基板及顯示基板的製法。所述光定向材料包括具有由以下化學式1表示的感光部分的光定向聚合物，其中R1表示環狀化合物，R2和R3各自表示單鍵、-(CnH2n)-、-(CxH2x)O(CyH2y)-或-(CaH2a)O(CbH2b)O(CdH2d)-，「n」表示1～6的整數，「x」、「y」、「a」、「b」和「d」各自表示0或1～6的整數，x+y為1～6的整數，並且a+b+d為1～6的整數。各氫原子能用-CH3、-CH2-CH3、-OCH3、-OCH2CH3、-OCH2OCH3、F或Cl代替，並且-CH3、-CH2-CH3、-OCH3、-OCH2CH3或-OCH2OCH3的各氫原子能用F或Cl代替。
文檔編號C08L79/08GK101692145SQ200910128260
公開日2010年4月7日 申請日期2009年3月24日 優先權日2008年3月24日
發明者李準宇, 竹下房幸 申請人:三星電子株式會社