液晶組合物、液晶顯示裝置和製造液晶顯示裝置的方法與流程
2023-05-27 21:34:36

本申請要求於2016年1月21日提交的第10-2016-0007512號韓國專利申請的優先權和所有權益,該韓國專利申請的公開通過引用全部包含於此。
本公開涉及一種液晶組合物、一種包括其的液晶顯示裝置以及一種製造液晶顯示裝置的方法。
背景技術:
作為最廣泛使用的顯示裝置之一的液晶顯示裝置總體上包括:顯示基底,包含像素電極;對向顯示基底,包括共電極;液晶層,設置在顯示基底與對向顯示基底之間;以及液晶取向膜,設置在液晶層與顯示基底和對向顯示基底中的一者之間。
在與顯示基底或對向顯示基底垂直的方向上布置液晶化合物的方法的示例是使用液晶取向膜的技術,所述液晶取向膜通過使用有機聚合物化合物或者諸如氧化矽的無機化合物塗覆顯示基底和對向顯示基底中的至少一個的表面以形成薄膜,然後乾燥並燒結該薄膜來製造。
通常,豎直取向的聚醯亞胺薄膜被用作聚合物類液晶取向膜。為了製備這樣的聚合物類液晶取向膜,需要一系列的工藝:用包含有機聚合物化合物和對環境有害的有機溶劑的取向溶液塗覆顯示基底和對向顯示基底中的至少一個的表面,然後乾燥並高溫燒結塗覆的取向溶液。這樣長的一系列的工藝會降低生產率,對人和環境造成有害影響,因此是不利的。因此,存在需要消除以上缺點的液晶顯示裝置的優良的製造方法。
技術實現要素:
本公開的方面提供一種製造液晶顯示裝置的方法、在所述方法中使用的液晶組合物以及通過所述方法製造的液晶顯示裝置,其特徵在於,通過省略形成液晶取向膜的傳統的工藝來改善可加工性和生產率。
然而,本公開的方面不局限於在此所闡述的方面。對本公開所屬領域的普通技術人員而言,通過參照以下給出的本公開的詳細描述,本公開的以上和其它方面將變得更加明顯。
根據示例性實施例,提供一種液晶組合物。所述液晶組合物包括:
液晶化合物;以及
液晶取向劑,包含由式1表示的至少一種化合物:
式1
其中,在式1中,
x-*是c1-20烷基-*、
*-l1-*是單鍵、*-(ch2)p1-*、*-o(ch2)p1-*、*-o-*、*-ch=ch-*、*-c≡c-*(其中,p1是1至10的整數)或它們的組合;
*-l2-*是單鍵、*-(ch2)p2-*、*-o(ch2)p2-*、*-o-*、*-ch=ch-*、*-c≡c-*(其中,p2是1至10的整數)或它們的組合;
*-l3-*是單鍵、*-(ch2)p3-*、*-o(ch2)p3-*、*-o-*、*-ch=ch-*、*-c≡c-*(其中,p3是1至10的整數)或它們的組合;
*-l1-*、*-l2-*和*-l3-*彼此相同或者彼此不同;
*-c-*是從取代的或未取代的取代的或未取代的取代的或未取代的取代的或未取代的取代的或未取代的取代的或未取代的取代的或未取代的取代的或未取代的取代的或未取代的取代的或未取代的取代的或未取代的取代的或未取代的取代的或未取代的取代的或未取代的取代的或未取代的取代的或未取代的取代的或未取代的取代的或未取代的取代的或未取代的取代的或未取代的取代的或未取代的和取代的或未取代的中選擇的取代的或未取代的環狀連接基團,其中,取代的環狀連接基團中的至少一個氫被c1-10烷基-*、f-*、br-*、i-*、*-oh、*-nh2或(甲基)丙烯醯氧基-c1-10烷基-*取代;
*-r-*是*-(ch2)q-*、*-o(ch2)q-*、*-(ch2)qarn-*或*-o(ch2)qarn-*(其中,arn是取代的或未取代的c6-30亞芳基,q是1至10的整數),其中,取代的c6-30亞芳基中的至少一個氫被c1-10烷基-*、f-*、br-*、i-*、*-oh、*-nh2或(甲基)丙烯醯氧基-c1-10烷基-*取代;
y-*是
(其中,n是0至5的整數);
n1是1至3的整數,
n2和m均獨立地為0或1。
在示例性實施例中,
x-*可以是c1-20烷基-*,
液晶組合物還可包括包含由式2表示的至少一種化合物的反應性液晶元:
式2
p1-sp1-mg-sp2-p2
其中,在式2中,
p1-*和p2-*均獨立地為
*-sp1-*是(其中,a是0至2的整數),*-sp2-*是(其中,b是0至2的整數),在它們中的每個中,*-l-*是*-(ch2)c-*、*-o(ch2)c-*、*-ch=ch-*或*-c≡c-*(其中,c是1至10的整數),*-z-*是*-(ch2)d-*(其中,d是0至12的整數),
*-ar-*是(其中,每個a-*是h-*、c1-10烷基-*、f-*、br-*、i-*、*-oh、*-nh2或cn-*);
*-mg-*是(其中,每個a-*是h-*、c1-10烷基-*、f-*、br-*、i-*、*-oh、*-nh2或cn-*)。
在示例性實施例中,液晶取向劑可包含由式sa1-1至式sa1-8表示的至少一種化合物:
式sa1-1
式sa1-2
式sa1-3
式sa1-4
式sa1-5
式sa1-6
式sa1-7
式sa1-8
在示例性實施例中,液晶取向劑可包含由式1表示的化合物,
其中,x-*是
其中,包含由式2表示的至少一種化合物的反應性液晶元的含量可以為0重量%:
式2
p1-sp1-mg-sp2-p2
其中,在式2中,
p1-*和p2-*均獨立地為
*-sp1-*是(其中,a是0至2的整數),*-sp2-*是(其中,b是0至2的整數),在它們中的每個中,*-l-*是*-(ch2)c-*、*-o(ch2)c-*、*-ch=ch-*或*-c≡c-*(其中,c是1至10的整數),*-z-*是*-(ch2)d-*(其中,d是0至12的整數),*-ar-*是(其中,每個a-*是h-*、c1-10烷基-*、f-*、br-*、i-*、*-oh、*-nh2或cn-*);
*-mg-*是(其中,a-*是h-*、c1-10烷基-*、f-*、br-*、i-*、*-oh、*-nh2或cn-*)。
在示例性實施例中,液晶取向劑可包含由式sa2-1至式sa2-14表示的至少一種化合物:
化學式sa2-1
化學式sa2-2
化學式sa2-3
化學式sa2-4
化學式sa2-5
化學式sa2-6
化學式sa2-7
化學式sa2-8
化學式sa2-9
化學式sa2-10
化學式sa2-11
化學式sa2-12
化學式sa2-13
化學式sa2-14
根據示例性實施例,提供一種液晶顯示裝置。所述液晶顯示裝置包括:
第一電極;
第二電極,面對第一電極;
液晶層,包含液晶化合物,其中,液晶層設置在第一電極與第二電極之間;
液晶取向劑,包括由式1-1表示的至少一種化合物,其中,液晶層吸附在第一電極和第二電極中的至少一個的表面上,以使液晶化合物取向;以及
反應性液晶元的聚合物,包括兩種或更多種由式2表示的化合物,其中,所述反應性液晶元的聚合物吸附在第一電極和第二電極中的至少一個的表面上,以使液晶化合物取向:
式1-1
其中,在式1-1中,
x'-*是c1-20烷基-*;
*-l1-*是單鍵、*-(ch2)p1-*、*-o(ch2)p1-*、*-o-*、*-ch=ch-*、*-c≡c-*(其中,p1是1至10的整數)或它們的組合;
*-l2-*是單鍵、*-(ch2)p2-*、*-o(ch2)p2-*、*-o-*、*-ch=ch-*、*-c≡c-*(其中,p2是1至10的整數)或它們的組合;
*-l3-*是單鍵、*-(ch2)p3-*、*-o(ch2)p3-*、*-o-*、*-ch=ch-*、*-c≡c-*(其中,p3是1至10的整數)或它們的組合;
*-l1-*、*-l2-*和*-l3-*彼此相同或者彼此不同;
*-c-*是從取代的或未取代的取代的或未取代的取代的或未取代的取代的或未取代的取代的或未取代的取代的或未取代的取代的或未取代的取代的或未取代的取代的或未取代的取代的或未取代的取代的或未取代的取代的或未取代的取代的或未取代的取代的或未取代的取代的或未取代的取代的或未取代的取代的或未取代的取代的或未取代的取代的或未取代的取代的或未取代的取代的或未取代的和取代的或未取代的中選擇的取代的或未取代的環狀連接基團,其中,取代的環狀連接基團中的至少一個氫被c1-10烷基-*、f-*、br-*、i-*、*-oh、*-nh2或(甲基)丙烯醯氧基-c1-10烷基-*取代;*-r-*是*-(ch2)q-*、*-o(ch2)q-*、*-(ch2)qarn-*或*-o(ch2)qarn-*(其中,arn是取代的或未取代的c6-30亞芳基,q是1至10的整數),其中,取代的c6-30亞芳基中的至少一個氫被c1-10烷基-*、f-*、br-*、i-*、*-oh、*-nh2或(甲基)丙烯醯氧基-c1-10烷基-*取代;
y-*是
(其中,n是0至5的整數);
n1是1,
n2和m均獨立地為0或1,
式2
p1-sp1-mg-sp2-p2
其中,在式2中,
p1-*和p2-*均獨立地為
*-sp1-*是(其中,a是0至2的整數),*-sp2-*是(其中,b是0至2的整數),在它們中的每個中,*-l-*是*-(ch2)c-*、*-o(ch2)c-*、*-ch=ch-*或*-c≡c-*(其中,c是1至10的整數),*-z-*是*-(ch2)d-*(其中,d是0至12的整數),*-ar-*是(其中,每個a-*是h-*、c1-10烷基-*、f-*、br-*、i-*、*-oh、*-nh2或cn-*);
*-mg-*是(其中,每個a-*是h-*、c1-10烷基-*、f-*、br-*、i-*、*-oh、*-nh2或cn-*)。
在示例性實施例中,液晶取向劑可包含由式sa1-1至式sa1-8表示的至少一種化合物:
式sa1-1
式sa1-2
式sa1-3
式sa1-4
式sa1-5
式sa1-6
式sa1-7
式sa1-8
根據另一示例性實施例,提供一種液晶顯示裝置。所述液晶顯示裝置包括:
第一電極;
第二電極,面對第一電極;
液晶層,包含液晶化合物,其中,液晶層設置在第一電極與第二電極之間;以及
液晶取向劑的聚合物,包括由式1-2表示的兩種或更多種化合物,吸附在第一電極和第二電極中的至少一個的表面上,以使液晶化合物取向,
其中,由式2表示的化合物的含量為0重量%:
式1-2
其中,在式1-2中,
x」-*是選自於的聚合基團;
*-l1-*是單鍵、*-(ch2)p1-*、*-o(ch2)p1-*、*-o(ch2)p1o-*、*-o-*、*-ch=ch-*、*-c≡c-*(其中,p1是1至10的整數)或它們的組合;
*-l2-*是單鍵、*-(ch2)p2-*、*-o(ch2)p2-*、*-o-*、*-ch=ch-*、*-c≡c-*(其中,p2是1至10的整數)或它們的組合;
*-l3-*是單鍵、*-(ch2)p3-*、*-o(ch2)p3-*、*-o-*、*-ch=ch-*、*-c≡c-*(其中,p3是1至10的整數)或它們的組合;
*-l1-*、*-l2-*和*-l3-*彼此相同或者彼此不同;
*-c-*是從取代的或未取代的取代的或未取代的取代的或未取代的取代的或未取代的取代的或未取代的取代的或未取代的取代的或未取代的取代的或未取代的取代的或未取代的取代的或未取代的取代的或未取代的取代的或未取代的取代的或未取代的取代的或未取代的取代的或未取代的取代的或未取代的取代的或未取代的取代的或未取代的取代的或未取代的取代的或未取代的取代的或未取代的和取代的或未取代的中選擇的取代的或未取代的環狀連接基團,其中,取代的環狀連接基團中的至少一個氫被c1-10烷基-*、f-*、br-*、i-*、*-oh、*-nh2或(甲基)丙烯醯氧基-c1-10烷基-*取代;
*-r-*是*-(ch2)q-*、*-o(ch2)q-*、*-(ch2)qarn-*或*-o(ch2)qarn-*(其中,arn是取代的或未取代的c6-30亞芳基,q是1至10的整數);其中,取代的c6-30亞芳基中的至少一個氫被c1-10烷基-*、f-*、br-*、i-*、*-oh、*-nh2或(甲基)丙烯醯氧基-c1-10烷基-*取代;
y-*是
(其中,n是0至5的整數);
n1是1至3的整數,
n2和m均獨立地為0或1,
式2
p1-sp1-mg-sp2-p2
其中,在式2中,
p1-*和p2-*均獨立地為
*-sp1-*是(其中,a是0至2的整數),*-sp2-*是(其中,b是0至2的整數),在它們中的每個中,*-l-*是*-(ch2)c-*、*-o(ch2)c-*、*-ch=ch-*或*-c≡c-*(其中,c是1至10的整數),*-z-*是*-(ch2)d-*(其中,d是0至12的整數),*-ar-*是(其中,每個a-*是h-*、c1-10烷基-*、f-*、br-*、i-*、*-oh、*-nh2或cn-*);
*-mg-*是(其中,每個a-*是h-*、c1-10烷基-*、f-*、br-*、i-*、*-oh、*-nh2或cn-*)。
在示例性實施例中,液晶取向劑可包含由式sa2-1至式sa2-14表示的至少一種化合物:
化學式sa2-1
化學式sa2-2
化學式sa2-3
化學式sa2-4
化學式sa2-5
化學式sa2-6
化學式sa2-7
化學式sa2-8
化學式sa2-9
化學式sa2-10
化學式sa2-11
化學式sa2-12
化學式sa2-13
化學式sa2-14
根據示例性實施例,提供一種製造液晶顯示裝置的方法。所述方法包括:
在第一電極與面對第一電極的第二電極之間設置液晶組合物,以製造液晶單元;以及
在對液晶單元施加電壓時,使用紫外線照射液晶單元。
在示例性實施例中,x-*可以是c1-20烷基-*基團,液晶組合物還可包括包含由式2表示的至少一種化合物的反應性液晶元:
式2
p1-sp1-mg-sp2-p2
其中,在式2中,
p1-*和p2-*均獨立地為
*-sp1-*是(其中,a是0至2的整數),*-sp2-*是(其中,b是0至2的整數),在它們中的每個中,*-l-*是*-(ch2)c-*、*-o(ch2)c-*、*-ch=ch-*或*-c≡c-*(其中,c是1至10的整數),*-z-*是*-(ch2)d-*(其中,d是0至12的整數),*-ar-*是(其中,每個a-*是h-*、c1-10烷基-*、f-*、br-*、i-*、*-oh、*-nh2或cn-*);*-mg-*是(其中,每個a-*是h-*、c1-10烷基-*、f-*、br-*、i-*、*-oh、*-nh2或cn-*)。
在示例性實施例中,至少一種液晶取向劑可包含由式sa1-1至式sa1-8表示的至少一種化合物:
式sa1-1
式sa1-2
式sa1-3
式sa1-4
式sa1-5
式sa1-6
式sa1-7
式sa1-8
在示例性實施例中,
液晶取向劑可包含由式1表示的化合物,其中,x-*是
包括由式2表示的至少一種化合物的反應性液晶元的含量可以為0重量%:
式2
p1-sp1-mg-sp2-p2
其中,在式2中,
p1-*和p2-*均獨立地為
*-sp1-*是(其中,a是0至2的整數),*-sp2-*是(其中,b是0至2的整數),在它們中的每個中,*-l-*是*-(ch2)c-*、*-o(ch2)c-*、*-ch=ch-*或*-c≡c-*(其中,c是1至10的整數),*-z-*是*-(ch2)d-*(其中,d是0至12的整數),*-ar-*是(其中,每個a-*是h-*、c1-10烷基-*、f-*、br-*、i-*、*-oh、*-nh2或cn-*);*-mg-*是(其中,a-*是h-*、c1-10烷基-*、f-*、br-*、i-*、*-oh、*-nh2或cn-*)。
在示例性實施例中,液晶取向劑可包含由式sa2-1至式sa2-14表示的至少一種化合物:
化學式sa2-1
化學式sa2-2
化學式sa2-3
化學式sa2-4
化學式sa2-5
化學式sa2-6
化學式sa2-7
化學式sa2-8
化學式sa2-9
化學式sa2-10
化學式sa2-11
化學式sa2-12
化學式sa2-13
化學式sa2-14
如以下描述的,根據本公開的實施例,注意下面的效果。
可在製造液晶顯示裝置的方法中使用根據本公開的實施例的液晶組合物,其特徵在於,通過省略傳統的液晶取向膜形成工藝(例如,取向溶液的塗覆、乾燥和燒結)來改善可加工性和生產率,其對環境是友好的並對人體具有最小的影響。
根據本公開的實施例的液晶顯示裝置的特徵可以在於,通過省略傳統的液晶取向膜形成工藝(例如,取向溶液的塗覆、乾燥和燒結)來改善可加工性和生產率,其對環境是友好的並對人體具有最小的影響。
根據本公開的另一實施例的製造液晶顯示裝置的方法的特徵可以在於,通過省略傳統的液晶取向膜形成工藝(例如,取向溶液的塗覆、乾燥和燒結)來改善可加工性和生產率,其對環境是友好的並對人體具有最小的影響。
本公開的效果不受上述公開的限制,並且對本領域普通技術人員而言,其它各種效果可以是明顯的。
附圖說明
通過參照附圖詳細描述本公開的示例實施例,本公開的以上和其它方面和特徵將變得更加明顯,在附圖中:
圖1是根據本公開的實施例的液晶顯示裝置的示意性分解透視圖;
圖2是圖1的液晶顯示裝置的示意性剖視圖;
圖3a、圖3b和圖3c是示出製造圖1的液晶顯示裝置的方法的示意性剖視圖;
圖4a和圖4b是示出圖2的液晶顯示裝置的修改實施例的示意性剖視圖;
圖5是根據本公開的另一實施例的液晶顯示裝置的示意性剖視圖;
圖6a、圖6b和圖6c是示出製造圖5的液晶顯示裝置的方法的示意性剖視圖;
圖7a和圖7b是根據示例的液晶顯示裝置的圖像;以及
圖8a和圖8b是根據對比示例的液晶顯示裝置的圖像。
具體實施方式
通過參照示例性實施例的以下詳細描述和附圖,可以更容易地理解發明構思的特徵和完成發明構思的特徵的方法。
然而,發明構思可以以許多不同的形式實施,並且不應理解為局限於在此所闡述的實施例。相反地,提供這些實施例使得本公開將會是徹底的和完整的,並將向本領域技術人員充分地傳達發明構思的概念,並且發明構思將僅由所附權利要求限定。
在附圖中,為了清楚,誇大了層和區域的厚度。將理解的是,當元件或層被稱為「在」另一元件或層「上」、「連接到」或「結合到」另一元件或層時,所述元件或層可直接在另一元件或層或者中間元件或層上、直接連接或結合到另一元件或層或者中間元件或層。相反,當元件被稱為「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,不存在中間元件或層。如在此使用的,連接可指元件彼此物理地、電學地和/或流體地連接。
同樣的標記始終指的是同樣的元件。如在此使用的,術語「和/或」包括一個或更多個相關所列項的任何和全部組合。
將理解的是,儘管可在此使用術語第一、第二、第三等來描述各種元件、組件、區域、層和/或部分,但是這些元件、組件、區域、層和/或部分不應被這些術語限制。這些術語僅用於將一個元件、組件、區域、層或部分與另外的元件、組件、區域、層或部分區分開來。因此,在不脫離本公開的教導的情況下,以下討論的第一元件、組件、區域、層或部分可被命名為第二元件、組件、區域、層或部分。
為了容易描述,可在此使用諸如「底」、「在……下方」、「下」、「在……下面」、「在……上方」、「上」和「頂」等空間相對術語來描述如在圖中示出的一個元件或特徵與另外的元件或特徵的關係。將理解的是,空間相對術語意圖包含除了圖中描繪的方位之外裝置在使用或操作中的不同方位。例如,如果圖中的裝置被翻轉,那麼被描述為「在」其它元件或特徵「下方」或「之下」的元件將隨後被定位為「在」其它元件或特徵「上方」。因此,示例術語「在……下方」可包括上方和下方兩種方位。裝置可另外定位(旋轉90度或在其它方位處),並相應地解釋在此使用的空間相對描述語。
在此使用的術語僅用於描述具體實施例的目的,而不旨在限制本公開。如在此使用的,單數形式「一個」、「一種(者)」和「該(所述)」也旨在包括複數形式,除非上下文另外清楚指示。還將理解的是,當在本說明書中使用術語「包含」和/或「包括」時,指明存在所述特徵、整體、步驟、操作、元件和/或組件,但是並不排除存在或附加一個或更多個其它特徵、整體、步驟、操作、元件、組件和/或它們的組。
如這裡使用的「大約」或「近似」包括陳述的值,並意味著:考慮到正在被談及的測量以及與具體量的測量有關的誤差(即,測量系統的局限性),在由本領域的普通技術人員確定的具體值的可接受偏差範圍之內。例如,「大約」可以表示在一個或多個標準偏差內,或者在所陳述的值的±30%、±20%、±10%、±5%之內。
如在此使用的,當沒有另行提供定義時,術語「取代的」指的是化合物中的至少一個氫原子被從c1-30烷基、c2-30炔基、c6-30芳基、c7-30烷基芳基、c1-30烷氧基、c1-30雜烷基、c3-30雜烷基芳基、c3-30環烷基、c3-15環烯基、c6-30環炔基、c2-30雜環烷基、滷素(-f、-cl、-br或-i)、羥基(-oh)、硝基(-no2)、氰基(-cn)、氨基(-nrr',其中,r和r'均獨立地為氫或c1-6烷基)、疊氮基(-n3)、脒基(-c(=nh)nh2)、肼基(-nhnh2)、腙基(=n(nh2))、醛基(-c(=o)h)、氨基甲醯基(-c(o)nh2)、硫醇基(-sh)、酯基(-c(=o)or,其中,r是c1-6烷基或c6-12芳基)、羧酸基(-cooh)或其鹽(-c(=o)om,其中,m是有機或無機陽離子)、磺酸基(-so3h)或其鹽(-so3m,其中,m是有機或無機陽離子)、磷酸基(-po3h2)或其鹽(-po3mh或-po3m2,其中,m是有機或無機陽離子)及它們的組合中選擇的取代基取代。
如在此使用的,當沒有另行提供定義時,術語「雜」指的是包括從n、o、s、si和p中選擇的1至3個雜原子的基團或片段。
如在此使用的,當沒有另行提供定義時,術語「烷基」指的是從具有特定個數的碳原子並且價態為至少1的直鏈或支鏈飽和脂肪族烴衍生的基團。
如在此使用的,當沒有另行提供特定定義時,術語「(甲基)丙烯醯氧基烷基」指的是在烷基中均具有特定個數的碳原子的「丙烯醯氧基烷基」[ch2=ch-c(=o)-o-烷基-]和「甲基丙烯醯氧基烷基」[ch2=c(ch3)-c(=o)-o-烷基-]兩者,其中,術語「烷基」具有與上面描述的含義相同的含義。
如在此使用的,當沒有另行提供定義時,術語「亞芳基」指的是只要沒有超出亞芳基的化合價,通過去除芳環中的兩個氫,在所述位置處選擇性地取代有一個或更多個取代基所獲得的具有至少二價的官能團。
當包含特定個數的碳原子的基團被先前段落中列舉的任意基團取代時,所得「取代的」基團中的碳原子的個數被限定為包含在原(未取代的)基團中的碳原子與包含在取代基中的碳原子(如有)之和。例如,當術語「取代的c6-30亞芳基」指的是取代有c1-10烷基的c6-30亞芳基時,那麼所得的烷基取代的亞芳基中的碳原子的總個數是c7-40。
在本說明書中,「ca-b」意味著碳原子的個數是a至b個。在本說明書中,符號「*」被定義為結合位。
在下文中,將參照附圖詳細地描述本公開的優選實施例。
圖1是根據本公開的實施例的液晶顯示裝置500的示意性分解透視圖。圖2是圖1的液晶顯示裝置500的示意性剖視圖。
參照圖1,液晶顯示裝置500可被構造為包括:顯示基底sub1;對向顯示基底sub2,設置為面對顯示基底sub1,並且在保持預定距離的同時與顯示基底sub1分隔開;以及液晶層300,設置在顯示基底sub1與對向顯示基底sub2之間。液晶層300可包括液晶化合物301,液晶化合物301可具有負介電各向異性。
液晶顯示裝置500包括顯示區i和非顯示區ii。顯示區i是顯示圖像的區域。非顯示區ii是圍繞顯示區i的外圍區,並且是不顯示圖像的區域。
顯示基底sub1可包括在第一方向上延伸的多條柵極線gl和在與第一方向垂直的第二方向上延伸的多條數據線dl。儘管附圖中沒有示出,但是柵極線gl不僅設置在顯示區i中,而且可延伸到非顯示區ii。在這種情況下,非顯示區ii可設置有柵極焊盤(未示出)。即,在非顯示區ii中,顯示基底sub1可包括柵極焊盤(未示出)。此外,數據線dl不僅設置在顯示區i中,而且可延伸到非顯示區ii。在這種情況下,非顯示區ii可設置有數據焊盤(未示出)。即,在非顯示區ii中,顯示基底sub1可包括數據焊盤(未示出)。
由柵極線gl和數據線dl限定的多個像素px可設置在顯示區i中。多個像素px可以以矩陣的形式布置,像素電極180可針對每個像素px設置。在這種情況下,在顯示區i中,顯示基底sub1可包括以矩陣形式布置的多個像素px和以矩陣形式布置的多個像素電極180。
在非顯示區ii中,可設置用於將柵極驅動信號和數據驅動信號提供到每個像素px的驅動單元(未示出)。在這種情況下,在非顯示區ii中,顯示基底sub1可包括驅動單元(未示出)。驅動單元(未示出)可產生與120赫茲(hz)或更大的驅動頻率對應的柵極驅動信號和數據驅動信號。
參照圖1和圖2,顯示基底sub1可被構造為包括開關元件陣列基底100和第一電極180。開關元件陣列基底100可被構造為包括由玻璃或聚合物製成的第一基體基底(未示出)和設置在第一基體基底上的開關元件(未示出)。例如,開關元件(未示出)可以是薄膜電晶體。對向顯示基底sub2可被構造為包括由玻璃或聚合物製成的第二基體基底210和第二電極250。第一電極180連同第二電極250一起產生電場以控制設置在它們之間的在液晶層300中的液晶化合物301的取向方向。第一電極180可以是具有突起圖案和狹縫圖案中的至少一者的圖案電極,或者可以是無圖案電極。第二電極250可以是圖案電極或無圖案電極。例如,在液晶顯示裝置500中,第一電極180可以是圖案電極,第二電極250可以是無圖案電極。
包含由以下式1-1表示的至少一種化合物的第一液晶取向劑aa1與通過將兩種或更多種由以下式2表示的化合物聚合獲得的反應性液晶元聚合物突起(rmp)可吸附在第一電極180和第二電極250中的至少一個的表面上。這裡,第一電極180和第二電極250中的至少一個的表面被限定為液晶層300與第一電極180和第二電極250中的至少一個的交界面。
式1-1
在式1-1中,作為能夠將液晶化合物301沿與顯示基底sub1和對向顯示基底sub2基本上垂直的方向布置的官能團的x'-*可以是c1-20烷基-*。
在式1-1中,作為連接基團的*-l1-*可以是單鍵、*-(ch2)p1-*、*-o(ch2)p1-*、*-o-*、*-ch=ch-*、*-c≡c-*或它們的組合。p1可以是1至10的整數。
在式1-1中,作為連接基團的*-l2-*可以是單鍵、*-(ch2)p2-*、*-o(ch2)p2-*、*-o-*、*-ch=ch-*、*-c≡c-*或它們的組合。p2可以是1至10的整數。
在式1-1中,作為連接基團的*-l3-*可以是單鍵、*-(ch2)p3-*、*-o(ch2)p3-*、*-o-*、*-ch=ch-*、*-c≡c-*或它們的組合。p3可以是1至10的整數。
*-l1-*、*-l2-*和*-l3-*可彼此相同或者彼此不同。
在式1-1中,作為用於在長鏈方向上維持第一液晶取向劑(aa1)的長度的間隔基(spacer)的*-r-*可以是*-(ch2)q-*、*-o(ch2)q-*、*-(ch2)qarn-*或*-o(ch2)qarn-*。arn可以是取代的或未取代的c6-30亞芳基,q是1至10的整數。取代的c6-30亞芳基被定義為其中的至少一個氫基被c1-10烷基-*、f-*、br-*、i-*、*-oh、*-nh2或(甲基)丙烯醯氧基-c1-10烷基-*取代的c6-30亞芳基。
在式1-1中,n1可以是1至3的整數,n2和m均可獨立地為0或1。
在式1-1中,作為用於改善與液晶化合物301的相容性的官能團的*-c-*是取代的或未取代的環狀連接基團。在式1-1中,*-c-*可選自於取代的或未取代的取代的或未取代的取代的或未取代的取代的或未取代的取代的或未取代的取代的或未取代的取代的或未取代的取代的或未取代的取代的或未取代的取代的或未取代的取代的或未取代的取代的或未取代的取代的或未取代的取代的或未取代的取代的或未取代的取代的或未取代的取代的或未取代的取代的或未取代的取代的或未取代的取代的或未取代的取代的或未取代的和取代的或未取代的
取代的環狀連接基團被定義為其中的至少一個氫基(h-*)被c1-10烷基-*、f-*、br-*、i-*、*-oh、*-nh2或(甲基)丙烯醯氧基-c1-10烷基-*取代的環狀連接基團。
在式1-1中,作為用於改善第一液晶取向劑aa1吸附到第一電極180和第二電極250中的至少一個的官能團的y-*可以是
這裡,n可以是0至5的整數。
式2
p1-sp1-mg-sp2-p2
在式2中,p1-*和p2-*是反應性液晶元的聚合基團,並均可獨立地為
在式2中,作為連接基團的*-sp1-*可以是(其中,a可以是0至2的整數),作為連接基團的*-sp2-*可以是(其中,b可以是0至2的整數)。在式2中,作為用於改善與液晶化合物301的相容性的官能團的*-mg-*可以是
在*-sp1-*和*-sp2-*中的每個中,*-l-*可以是*-(ch2)c-*、*-o(ch2)c-*、*-ch=ch-*或*-c≡c-*(其中,c可以是1至10的整數),*-z-*可以是*-(ch2)d-*(其中,d可以是0至12的整數)。在*-sp1-*和*-sp2-*中的每個中,作為用於改善與液晶化合物301的相容性的官能團的*-ar-*可以是
在*-sp1-*、*-sp2-*和*-mg-*中的每個中,每個a-*可以是h-*、c1-10烷基-*、f-*、br-*、i-*、*-oh、*-nh2或cn-*。
液晶顯示裝置500可使用第一液晶取向劑aa1和反應性液晶元聚合物突起rmp使液晶化合物301取向。第一液晶取向劑aa1顆粒可使液晶化合物301沿與顯示基底sub1和對向顯示基底sub2中的至少一個基本上垂直的方向取向,反應性液晶元聚合物突起(rmp)可控制並穩定液晶化合物301的預傾角。
在第一液晶取向劑aa1中,y-*包括含氮雜環。含氮雜環可改善第一液晶取向劑aa1分子的可鋪展性和液晶化合物301的取向穩定性。第一液晶取向劑aa1可均勻地吸附在第一電極180和第二電極250上。由於液晶顯示裝置500包括第一液晶取向劑aa1顆粒,所以與式1-1中的y-*包括線性羥基和線性胺基作為液晶取向劑的實施例相比,前者可改善液晶化合物301的邊緣取向和取向穩定性。此外,與線性羥基和線性胺基相比,含氮雜環可改善液晶顯示裝置500的電壓保持率。
第一液晶取向劑可包含由以下式sa1-1至式sa1-8表示的至少一種化合物。
式sa1-1
式sa1-2
式sa1-3
式sa1-4
式sa1-5
式sa1-6
式sa1-7
式sa1-8
儘管附圖中沒有示出,但是液晶顯示裝置500還可包括濾色器層(未示出)。濾色器層(未示出)可形成在與顯示區i中的每個像素對應的區域處,並可包括紅色濾色器(r)、綠色濾色器(g)和藍色濾色器(b)。濾色器層(未示出)可包括在顯示基底sub1和對向顯示基底sub2中的任何一個中。例如,當顯示基底sub1包括濾色器層時,顯示基底sub1可具有第一基體基底(未示出)、開關元件(未示出)和濾色器層(未示出)以所述次序順序地層壓的陣列上濾色器(coa)結構。在這種情況下,第一電極180可設置在濾色器層(未示出)上。此外,例如,當對向顯示基底sub2包括濾色器層時,對向顯示基底sub2可具有第二基體基底(未示出)、濾色器層(未示出)和覆層以所述的次序順序地層壓的結構。覆層(未示出)可以是覆蓋濾色器(未示出)的平坦化層。在這種情況下,第二電極250可設置在覆層(未示出)上。
儘管附圖中沒有示出,液晶顯示裝置500還可包括設置在顯示基底sub1的後側處的背光組件(未示出)以將光提供到液晶層300。
例如,背光組件(未示出)還可包括導光板(未示出)、光源(未示出)、反射構件(未示出)和光學片(未示出)。
導光板(未示出)用於改變從光源朝向液晶層300發射的光的路徑,並可包括設置為允許從光源(未示出)發射的光進入的光入射表面和設置為允許光朝向液晶層300發射的光出射表面。導光板可由諸如具有預定的折射率的聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)或聚碳酸酯(pc)的透光材料製成,但本公開不局限於此。由於在導光板的一側或兩側上入射的光具有在導光板的臨界角內的角,當光入射到導光板的內側併入射到導光板的上表面或下表面時,光的入射角超過導光板的臨界角,因此入射光在導光板內側均勻地傳播而沒有被發射到導光板的外側。為了在導光板上方發射引導的光,可在導光板的上表面和下表面中的任意一個表面上形成散射圖案。即,可使用油墨在導光板的一個表面上印刷散射圖案,使得在導光板內側傳播的光在導光板上方發射。這樣的散射圖案可通過油墨印刷形成,但本公開不局限於此。導光板可設置有微型槽或突起,並可根據需要而修改。
反射構件(未示出)用於反射發射到導光板的下表面(即,面對光出射表面的表面)的光,以將反射的光提供到導光板。反射構件可以以膜的形式製成,但本公開不局限於此。
光源(未示出)可設置為面對導光板的光入射表面。光源的數量可根據需要適當地改變。例如,一個光源可設置在導光板的僅一側處,三個或更多個光源還可對應於導光板的四個側中的三個或更多個側來設置。同時,多個光源還可設置為與導光板的任意一側對應。如上所述,已列舉光源定位在導光板的側部處的側光型背光組件。然而,除了這種背光組件之外,根據背光的構造,列舉直接型背光組件和平面光源型背光組件等。作為光源,可使用發射白光的白色發光二極體(led)或者發射紅光、綠光和藍光的多個發光二極體。在多個光源由發射紅光、綠光和藍光的發光二極體組成的情況下,當這些發光二極體同時導通時,可通過顏色混合實現白光。
圖3a、圖3b和圖3c是示出製造圖1的液晶顯示裝置500的工藝的示意性剖視圖。
參照圖3a和圖3b,在顯示基底sub1與對向顯示基底sub2之間注入或滴入包括液晶化合物301、第一液晶取向劑aa1和反應性液晶元rm的液晶組合物,以形成液晶層300。由於已在上面描述了第一液晶取向劑aa1和反應性液晶元rm,所以將省略其詳細的描述。
例如,液晶化合物301可以是具有負介電各向異性的負性液晶化合物。在顯示基底sub1與對向顯示基底sub2之間注入或滴入液晶組合物的初期階段中,液晶化合物301可以沿與顯示基底sub1和對向顯示基底sub2基本上水平的方向取向。當在顯示基底sub1與對向顯示基底sub2之間注入或滴入液晶組合物之後已經經過預定的時間段時,第一液晶取向劑aa1可被吸附在第一電極180的一側和第二電極250的一側上,從而自取向。這時,液晶化合物301可沿與顯示基底sub1和對向顯示基底sub2基本上垂直的方向取向。
參照圖3b和圖3c,當液晶層300設置在顯示基底sub1與對向顯示基底sub2之間的液晶單元在向液晶單元施加電壓的狀態下使用紫外線照射時,液晶化合物301沿主軸與電場垂直的方向取向,反應性液晶元rm光聚合以形成反應性液晶元聚合物突起rmp,並且反應性液晶元聚合物突起rmp吸附在第一電極180的一側和第二電極250的一側上以對液晶化合物301提供預傾角並使這些液晶化合物301穩定。因此,即使當釋放施加到液晶單元的電壓時,液晶化合物301也可維持在預傾斜狀態。
參照圖2以及圖3a、圖3b和圖3c,製造液晶顯示裝置500的方法不需要傳統的液晶取向膜形成工藝(例如,取向溶液的塗覆、乾燥和燒結)。即,在製造液晶顯示裝置500的方法中,因為在形成液晶層300的工藝中,在顯示基底sub1與對向顯示基底sub2之間注入或滴入液晶化合物301以及用於使液晶化合物301取向的第一液晶取向劑aa1,所以可省略傳統的液晶取向膜形成工藝。因此,製造液晶顯示裝置500的方法可改善生產率或可加工性。此外,由於製造液晶顯示裝置500的方法不使用對環境有害的有機溶劑,因此,該方法是對環境友好的,並可改善工人的安全。另外,由於製造液晶顯示裝置500的方法不需要高溫燒結工藝,因此該方法的優點在於容易使用在高溫工藝中具有許多問題的柔性有機聚合物基底來製造液晶顯示裝置。
同時,反應性液晶元聚合物突起rmp可根據反應性液晶元rm的含量或光聚合條件等以各種形式形成。
圖4a和圖4b是示出圖2的液晶顯示裝置500的修改實施例的示意性剖視圖。在下文中,將參照圖2以及圖4a和圖4b描述液晶顯示裝置500、液晶顯示裝置500-1和液晶顯示裝置500-2的不同之處。
液晶顯示裝置500-1可被構造為使得反應性液晶元聚合物層rml圍繞反應性液晶元聚合物突起rmp進一步形成。反應性液晶元聚合物突起rmp形成為從反應性液晶元聚合物層rml突起。此時,液晶顯示裝置500-1與液晶顯示裝置500不同。液晶顯示裝置500-2被構造為使得第一液晶取向劑aa1覆蓋有反應性液晶元聚合物層rml和從反應性液晶元聚合物層rml突起的反應性液晶元聚合物突起rmp。此時,液晶顯示裝置500-2與液晶顯示裝置500不同。
圖5是根據本公開的另一實施例的液晶顯示裝置501的示意性剖視圖。
參照圖5,液晶顯示裝置501可使用兩種或更多種由以下式1-2表示的第二液晶取向劑aa2的聚合物使液晶化合物取向。由以下式1-2表示的第二液晶取向劑aa2的聚合物可吸附在第一電極180和第二電極250中的至少一個的表面上。
式1-2
在式1-2中,作為第二液晶取向劑aa2的聚合基團的x」-*可以是
在式1-2中,作為連接基團的*-l1-*可以是單鍵、*-(ch2)p1-*、*-o(ch2)p1-*、*-o(ch2)p1o-*、*-o-*、*-ch=ch-*、*-c≡c-*或它們的組合。這裡,p1可以是1至10的整數。
在式1-2中,作為連接基團的*-l2-*可以是單鍵、*-(ch2)p2-*、*-o(ch2)p2-*、*-o-*、*-ch=ch-*、*-c≡c-*或它們的組合。這裡,p2可以是1至10的整數。
在式1-2中,作為連接基團的*-l3-*可以是單鍵、*-(ch2)p3-*、*-o(ch2)p3-*、*-o-*、*-ch=ch-*、*-c≡c-*或它們的組合。這裡,p3可以是1至10的整數。
*-l1-*、*-l2-*和*-l3-*可彼此相同或者彼此不同。
在式1-2中,作為用於在長鏈方向上維持第二液晶取向劑aa2的長度的間隔基的*-r-*可以是*-(ch2)q-*、*-o(ch2)q-*、*-(ch2)qarn-*或*-o(ch2)qarn-*。arn可以是取代的或未取代的c6-30亞芳基,q是1至10的整數。取代的c6-30亞芳基被定義為其中的至少一個氫基被c1-10烷基-*、f-*、br-*、i-*、*-oh、*-nh2或(甲基)丙烯醯氧基-c1-10烷基-*取代的亞芳基。在式1-2中,n1可以是1至3的整數,n2和m均可獨立地為0或1。
在式1-2中,作為用於改善與液晶化合物301的相容性的官能團的*-c-*是取代的或未取代的環狀連接基團。在式1-2中,*-c-*可選自於取代的或未取代的取代的或未取代的取代的或未取代的取代的或未取代的取代的或未取代的取代的或未取代的取代的或未取代的取代的或未取代的取代的或未取代的取代的或未取代的取代的或未取代的取代的或未取代的取代的或未取代的取代的或未取代的取代的或未取代的取代的或未取代的取代的或未取代的取代的或未取代的取代的或未取代的取代的或未取代的取代的或未取代的和取代的或未取代的
取代的環狀連接基團被定義為其中的至少一個氫基(h-*)被c1-10烷基-*、f-*、br-*、i-*、*-oh、*-nh2或(甲基)丙烯醯氧基-c1-10烷基-*取代的環狀連接基團。
在式1-2中,作為用於改善第二液晶取向劑aa2吸附到第一電極180和第二電極250中的至少一個的官能團的y-*可以是
這裡,n可以是0至5的整數。
第二液晶取向劑aa2的聚合物被構造為包括豎直取向基團b和光聚合反應基團rm,豎直取向基團b用於使液晶化合物301沿與顯示基底sub1和對向顯示基底sub2中的至少一個基本上垂直的方向取向,光聚合反應基團rm作為可通過紫外線而光聚合的官能團。光聚合反應基團rm聚合以形成用於控制並穩定液晶化合物301的預傾角的聚合物網。
在第二液晶取向劑aa2中,y-*包括含氮雜環。含氮雜環可改善第二液晶取向劑aa2分子的可鋪展性和液晶化合物301的取向穩定性。第二液晶取向劑aa2可均勻地吸附在第一電極180和第二電極250上。由於液晶顯示裝置501包括第二液晶取向劑aa2,所以與式1-2中的y-*包括線性羥基和線性胺基作為液晶取向劑的實施例相比,前者可改善液晶化合物301的邊緣取向和取向穩定性。此外,與線性羥基和線性胺基相比,含氮雜環可改善液晶顯示裝置501的電壓保持率。
第二液晶取向劑可包含由以下式sa2-1至式sa2-14表示的至少一種化合物。
式sa2-1
式sa2-2
式sa2-3
式sa2-4
式sa2-5
式sa2-6
式sa2-7
式sa2-8
式sa2-9
式sa2-10
式sa2-11
式sa2-12
式sa2-13
式sa2-14
圖6a、圖6b和圖6c是示出製造圖5的液晶顯示裝置501的工藝的示意性剖視圖。
參照圖6a和圖6b,在顯示基底sub1與對向顯示基底sub2之間設置(例如注入或滴入)包括液晶化合物301和第二液晶取向劑aa2的液晶組合物,以形成液晶層300。由於已在上面描述了第二液晶取向劑aa2,所以將省略其詳細的描述。例如,液晶化合物301可以是具有負介電各向異性的負性液晶化合物。在顯示基底sub1與對向顯示基底sub2之間設置(例如注入或滴入)液晶組合物的初期階段中,液晶化合物301可以沿與顯示基底sub1和對向顯示基底sub2基本上水平的方向取向。當在顯示基底sub1與對向顯示基底sub2之間注入或滴入液晶組合物之後已經經過預定的時間段時,第二液晶取向劑aa2可被吸附在第一電極180的一側和第二電極250的一側上,從而自取向。這時,液晶化合物301可沿與顯示基底sub1和對向顯示基底sub2基本上垂直的方向取向。
參照圖6b和圖6c,當液晶層300設置在顯示基底sub1與對向顯示基底sub2之間的液晶單元在向液晶單元施加電壓的狀態下使用紫外線照射時,液晶化合物301沿主軸與電場垂直的方向取向,光聚合反應基團rm光聚合,因此第二液晶取向劑aa2可形成用於控制並穩定液晶化合物301的預傾角的聚合物網。因此,即使當釋放施加到液晶單元的電壓時,液晶化合物301也可維持在預傾狀態。
參照圖5以及圖6a、圖6b和圖6c,製造液晶顯示裝置501的方法不需要傳統的液晶取向膜形成工藝(例如,取向溶液的塗覆、乾燥和燒結)。即,在製造液晶顯示裝置501的方法中,因為在形成液晶層300的工藝中,在顯示基底sub1與對向顯示基底sub2之間注入或滴入液晶化合物301和用於使液晶化合物301取向的第二液晶取向劑aa2兩者,所以可省略傳統的液晶取向膜形成工藝。因此,製造液晶顯示裝置501的方法可改善生產率或可加工性。此外,由於製造液晶顯示裝置501的方法不使用對健康或環境有害的有機溶劑,因此,該方法是對環境友好的,並可改善工人的安全。另外,由於製造液晶顯示裝置501的方法不需要高溫燒結工藝,因此該方法的優點在於容易使用在高溫工藝中具有許多問題的柔性有機化合物基底來製造液晶顯示裝置。
參照圖3a、圖3b和圖3c以及圖6a、圖6b和圖6c,與製造液晶顯示裝置500的方法不同,製造液晶顯示裝置501的方法不需要反應性液晶元rm。其原因是第二液晶取向劑aa2包括光聚合反應基團rm。因此,在製造液晶顯示裝置501的方法中,液晶組合物不包含由以上式2表示的反應性液晶元rm。相似地,在液晶顯示裝置501中,液晶層300不包含由以上式2表示的反應性液晶元rm。即,在液晶顯示裝置501中,由以上式2表示的反應性液晶元rm的含量為0重量%(wt%)。
在下文中,將概述根據本公開的製造液晶顯示裝置的方法。根據本公開的製造液晶顯示裝置的方法包括以下步驟:
在第一電極與面對第一電極的第二電極之間設置(例如,注入或滴入)包含液晶化合物和由以上式1表示的至少一種液晶取向劑的液晶組合物,以製造液晶單元;以及
在對液晶單元施加電壓時,使用紫外線照射液晶單元。
液晶取向劑可以是包含由以上式1-1表示的至少一種化合物的第一液晶取向劑。在這種情況下,液晶組合物還可包含由以上式2表示的反應性液晶元。
液晶取向劑可以是包含由以上式1-2表示的至少一種化合物的第二液晶取向劑。在這種情況下,在液晶組合物中由以上式2表示的反應性液晶元的含量可以是0wt%。
在下文中,將參照圖7a和圖7b以及圖8a和圖8b詳細地描述根據實施例的液晶顯示裝置的效果。
圖7a和圖7b示出圖5的液晶顯示裝置501的圖像。如圖6a至圖6c所示,製造液晶顯示裝置501,並使用由式sa2-4表示的化合物作為液晶取向劑。
式sa2-4
圖8a和圖8b示出對比示例的液晶顯示裝置的圖像。如圖6a至圖6c所示,製造對比示例的液晶顯示裝置,並使用由式c1表示的化合物作為液晶取向劑。
式c1
參照圖7a和圖8a,在液晶顯示裝置501中,與對比示例的液晶顯示裝置相比,改善了邊緣取向。其原因是由式sa2-4表示的化合物包括含氮雜環。與線性羥基相比,含氮雜環可改善液晶取向劑的可鋪展性。
在將液晶顯示裝置501和對比示例的液晶顯示裝置在60℃的溫度下保存1000小時之後,參照圖7a和圖8a,將液晶顯示裝置501的取向穩定性與對比示例的液晶顯示裝置的取向穩定性進行對比,與對比示例的液晶顯示裝置的邊緣取向相比,液晶顯示裝置501的邊緣取向得到了改善。其原因是由式sa2-4表示的化合物包括含氮雜環。與線性羥基相比,含氮雜環可使液晶化合物301的取向穩定。
在下文中,將示例的液晶顯示裝置(在下文中,稱為「示例」)的電壓保持率與對比示例的液晶顯示裝置(在下文中,稱為「對比示例)的電壓保持率進行對比。
表1
在表1中,如圖3a至圖3c中所示,製造示例,並使用由式sa1-2表示的化合物作為液晶取向劑。此外,如圖3a至圖3c中所示,製造對比示例,並使用由式c2表示的化合物作為液晶取向劑。
式sa1-2
式c2
參照以上表1,可確定的是示例的電壓保持率比對比示例的電壓保持率高。
儘管為了舉例說明的目的,已公開了本公開的優選實施例,但是本領域技術人員將理解的是,在不脫離如所附權利要求所敘述的本公開的範圍和精神的情況下,可以進行各種修改、添加和替換。