專利名稱：光定向材料、具有定向?qū)拥娘@示基板及顯示基板的制法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光定向(photoalignment)材料、具有使用其形成的定向?qū)拥娘@示基 板、以及制造該顯示基板的方法。更具體而言，本發(fā)明涉及在制造液晶顯示(LCD)裝置 的定向?qū)拥姆椒ㄖ惺褂玫墓舛ㄏ虿牧?、具有使用其形成的定向?qū)拥娘@示基板、以及制造 該顯示基板的方法。
背景技術(shù)：
通常，液晶顯示(LCD)面板包括具有作為用以驅(qū)動像素的開關(guān)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(shè)置于顯示基板與對向基板之間的
液晶層。根據(jù)液晶材料隨著電壓變化的透光率，在LCD面板上顯示圖像。 由于通過將液晶材料簡單地設(shè)置于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(nèi)部上形成定向?qū)??？赏ㄟ^使用定
向?qū)佑∷⒀b置的印刷輥將未加工的定向材料涂布在基礎(chǔ)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酰亞胺聚合物的溶液。 在為了形成定向?qū)拥哪Σ吝^程期間，通過用摩擦布摩擦可產(chǎn)生靜電，并且因而 顯示基板可被靜電損壞。而且，在摩擦過程中，顯示基板可容易被污染和玷污，使得 顯示質(zhì)量可降低。為了防止靜電和改善顯示質(zhì)量，已開發(fā)了光定向方法，其中該方法可 包括將光定向材料涂布在基礎(chǔ)基板上并使用光使該光定向材料光降解、光異構(gòu)化或光聚 合。 光定向材料的實(shí)例可包括可光異構(gòu)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(wěn)定性，并且可脫色而變得透明。 現(xiàn)今，具有肉桂酸酯、查耳酮或香豆素結(jié)構(gòu)的光定向材料可用在當(dāng)形成定向?qū)?時(shí)使用光異構(gòu)化的光定向方法中，以改善視角。然而，當(dāng)使用具有該結(jié)構(gòu)的化合物時(shí)， 由于所述光定向材料的分子具有許多n鍵，因此當(dāng)光照射時(shí)，除了光異構(gòu)化反應(yīng)之外， 還可產(chǎn)生自由基反應(yīng)或取代反應(yīng)。在該情況下，控制光異構(gòu)化反應(yīng)可為困難的，并且因 而定向?qū)拥目煽啃钥山档汀?br>
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供可具有改善的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的光定向材料。 本發(fā)明還提供具有使用該光定向材料形成的定向?qū)拥娘@示基板。 本發(fā)明還提供制造該顯示基板的方法。 本發(fā)明的額外特征將在下面的描述中進(jìn)行闡述，并且將從該描述中部分地明 晰，或者可通過本發(fā)明的實(shí)踐獲知。 本發(fā)明公開光定向材料，其包括具有由以下化學(xué)式l表示的感光部分的光定向 聚合物。 <化學(xué)式1><formula>formula see original document page 6</formula> 在化學(xué)式1中，R^表示環(huán)狀化合物。112和113各自表示單鍵、-(CnH2n)-、 -(CxH2x) 0(CyH2y)-、或-(CaH2a)0(CbH2b)0(CdH2d)-，并且"n"表示1 6的整數(shù)。"x" 、 "y"、 "a" 、 "b"禾P "d"各自表示O或1 6的整數(shù)，x+y為l 6的整數(shù)，并且a+b+d 是1 6的整數(shù)。各氫原子可用-CH3、 -CH2-CH3、 -OCH3、 -OCH2CH3、 -OCH2OCH3、 F或C1代替，并且-CHs、 -CH2-CH3、 -OCH3、 -OCH2CH3、或-OCH2OCH3的各氫原子可 用F或Cl代替。 本發(fā)明還公開顯示基板，其包括設(shè)置于基礎(chǔ)基板上的柵極線、與該柵極線 交叉的數(shù)據(jù)線、連接到該柵極線和該數(shù)據(jù)線的開關(guān)元件、電連接到該開關(guān)元件的像素電 極、以及設(shè)置于基礎(chǔ)基板上的定向?qū)?。定向?qū)影ň哂杏苫瘜W(xué)式l表示的感光部分的感 光聚合物。 本發(fā)明還公開該制造顯示基板的方法。在基礎(chǔ)基板上形成像素單元。使用包括 具有由化學(xué)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(jī)溶劑在基礎(chǔ)基板上 形成定向?qū)?。將光照射到具有該定向?qū)拥幕A(chǔ)基板上以使得該定向?qū)拥谋砻娑ㄏ颉?
應(yīng)理解，前面的概括描述和以下的詳細(xì)描述均是示例性和說明性的，并且意圖 提供對要求保護(hù)的本發(fā)明的進(jìn)一步說明。


為提供本發(fā)明的進(jìn)一步理解而包括的并且引入到本說明書中且構(gòu)成本說明書的
一部分的

本發(fā)明的實(shí)施方式、并且與描述一起用于解釋本發(fā)明的原理。 圖1和圖2是顯示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施方式的制造顯示基板的方法的橫
截面圖。 圖3和圖4是顯示根據(jù)本發(fā)明的另一示例性實(shí)施方式的制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(shí)施例方式
參照其中示出了本發(fā)明的實(shí)施方式的附圖在下文中更充分地描述本發(fā)明。然 而，本發(fā)明可體現(xiàn)為許多不同的形式并且不應(yīng)被解釋為限于本文中所闡述的實(shí)施方式。 相反，提供這些實(shí)施方式使得該公開內(nèi)容徹底且完整，并且將本發(fā)明的精神充分地傳達(dá) 給本領(lǐng)域技術(shù)人員。在附圖中，為了清楚起見，可放大層和區(qū)域的尺寸和相對尺寸。
應(yīng)理解，當(dāng)一個(gè)元件或?qū)颖环Q為"在"另一元件或?qū)?上"、"連接到"或 "結(jié)合到"另一元件或?qū)訒r(shí)，該元件或?qū)涌芍苯釉谒隽硪辉驅(qū)由?、直接連接或直 接結(jié)合到所述另一元件或?qū)?，或者可存在中間元件或?qū)?。相反，?dāng)一個(gè)元件被稱為"直 接在"另一元件或?qū)?上"、"直接連接到"或"直接結(jié)合到"另一元件或?qū)訒r(shí)，則不
6存在中間元件或?qū)?。相同的?biāo)號始終是指相同的元件。本文中使用的術(shù)語"和/或"包 括一個(gè)或多個(gè)關(guān)聯(lián)的列舉項(xiàng)的任何和全部組合。 應(yīng)理解，盡管術(shù)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(qū)域、層和/或部分，但是這些元件、組分、區(qū)域、層和/或部分不應(yīng)被這些術(shù)語 所限制。這些術(shù)語僅用來使一個(gè)元件、組分、區(qū)域、層或部分區(qū)別于另一元件、層或部 分。 為了便于描述，在本文中可使用空間上相對的術(shù)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(gè)元件 或特征與另外的元件或特征的關(guān)系。應(yīng)理解，除圖中所示的方位外，空間相對術(shù)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(zhuǎn)圖中的裝置，則被描述 為"在"其它元件或特征"下面"或"之下"的元件將被定向在其它元件或特征"之 上"。因而，示例性術(shù)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(zhuǎn)90度或在其它方位上)，并且本文中所使用的空間上相關(guān)的描 述詞對其進(jìn)行相應(yīng)解釋。 本文中所用的術(shù)語僅出于描述具體實(shí)施方式
的目的，而非意圖限制本發(fā)明。如 本文中所使用的，除非上下文清楚地另作說明，單數(shù)形式的"一個(gè)(種)"和"所述 (該)"也意圖包括復(fù)數(shù)形式。還應(yīng)理解，當(dāng)用在本說明書中時(shí)，術(shù)語"包含"禾P/或 "包括"表示存在所述特征、整體、步驟、操作、元件和/或組分，但不排除存在或添加 一種或多種其它特征、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(fā)明的實(shí)施方式，所述橫截面圖為本發(fā)明的理想實(shí)施 方式(以及中間結(jié)構(gòu))的示意圖。如此，可預(yù)期這些圖的形狀由于例如制造技術(shù)和/或 公差而引起的變化。因而，本發(fā)明的實(shí)施方式不應(yīng)被解釋為限于在此所圖示的區(qū)域的 具體形狀，而是包括由例如制造所造成的形狀上的偏差。例如，圖示為長方形的注入 (implanted)區(qū)域通常具有圓形或曲線特征和/或具有在其邊緣處的注入濃度梯度而不是從 注入?yún)^(qū)域到非注入?yún)^(qū)域的二元變化。同樣，由注入形成的掩埋區(qū)可在介于掩埋區(qū)和穿過 其發(fā)生注入的表面之間的區(qū)域中引起一些注入。因而，圖中所示的區(qū)域在本質(zhì)上是示意 性的，并且它們的形狀不意示裝置的區(qū)域的實(shí)際形狀，并且不意圖限制本發(fā)明的范 圍。 除非另外定義，在本文中所使用的所有術(shù)語(包括技術(shù)和科學(xué)術(shù)語)的含義與本 發(fā)明所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的含義相同。還應(yīng)理解，術(shù)語，例如在常用字典中定 義的那些，應(yīng)被理解為其含義與它們在相關(guān)領(lǐng)域背景中的含義一致，并且除非在本文中 清楚地定義，否則將不對所述術(shù)語進(jìn)行理想化或過于形式的解釋。 在說明書和權(quán)利要求書中，"-(CxH2x)-"可為直鏈結(jié)構(gòu)的"-(CH2)X-"或者具有
至少一個(gè)分支的支化結(jié)構(gòu)。
光定向材料 根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施方式的光定向材料包括具有由以下化學(xué)式1表示的感光
部分的光定向聚合物。 <化學(xué)式1><formula>formula see original document page 8</formula> 在化學(xué)式1中，R^表示環(huán)狀化合物，&和113各自表示單鍵、-(CnH2n)-、 -(CxH2x) 0(CyH2y)-或-(CaH2a)0(CbH2b)0(CdH2d)-，并且"n"表示1 6的整數(shù)。"x" 、 "y"、 "a" 、 "b"禾P "d"各自表示0或1 6的整數(shù)，x+y為1 6的整數(shù)，并且a+b+d為 1 6的整數(shù)。各氫原子可用-CH3、 -CH2-CH3、 -OCH3、 -OCH2CH3、 -OCH2OCH3、 F或 Cl代替，并且-CHs、 -CH2-CH3、 -OCH3、 -OCH2CH3或-OCH2OCH3的各氫原子可用F或 Cl代替。 該環(huán)狀化合物可為環(huán)己烷、苯、色滿、萘、四氫吡喃、二氧六環(huán)、或甾族化合 物衍生物。 該感光部分可包括環(huán)己烷作為環(huán)狀化合物并且可通過以下化學(xué)式2表示。
<formula>formula see original document page 8</formula>
<化學(xué)式2>在化學(xué)式2中，各氫原子可用-CHs、 -CH2CH3、 -OCH3、 -OCH2CH3、 F或CI代
替，并且-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(xué)式3表示。 <化學(xué)式3> "A"表示-(CnH2n)-， "n"表示1 12的整數(shù)，"B"表示單鍵或-(CmH2m)-， "m"表示1 12的整數(shù)，"A"禾P "B"各自中的至少 一 個(gè)(-CH2-)可用-O-，
有1 12個(gè)碳原子的烷基?；瘜W(xué)式3的各氫原子可用F或C1代替。R4可為用以產(chǎn)生使
用該光定向材料形成的定向?qū)拥谋砻娴亩ㄏ蛱卣鞯囊徊糠帧?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(yīng)制備。該光定向單體包括由化學(xué) 式l表示的感光部分。 可用于光定向單體的物質(zhì)的實(shí)例可包括由以下化學(xué)式5 40表示的化合物。然 而，光定向單體不應(yīng)被解釋為限于本文中所列舉的實(shí)例。
代替，并且R4表示氫原子或具
<化學(xué)式5>
<formula>formula see original document page 9</formula> <化學(xué)式6>
<formula>formula see original document page 9</formula>
<化學(xué)式7>
<formula>formula see original document page 9</formula>
<化學(xué)式8><formula>formula see original document page 9</formula>
H2N <化學(xué)式9>
<formula>formula see original document page 9</formula> <化學(xué)式10>
<formula>formula see original document page 9</formula><image>image see original document page 10</image><formula>formula see original document page 11</formula><formula>formula see original document page 12</formula><formula>formula see original document page 13</formula><image>image see original document page 14</image>NH2 在化學(xué)式34中，"Z"表示單鍵、-O-、 -CO-、 -COO(CH2)-、 -OCO(CH2)-、 -C =C-、或具有1 8個(gè)碳原子的亞烷基。該亞烷基中的至少一個(gè)(-CHd可用氧原子代替。 <化學(xué)式35>
NH，
NH2 在化學(xué)式35中，"Z"表示單鍵、-O-、 -CO-、 -COO(CH2)-、 -OCO(CH2)-、 -C =C-、或具有1 8個(gè)碳原子的亞烷基。該亞烷基中的至少一個(gè)(-CHd可用氧原子代替。 <化學(xué)式36>
在化學(xué)式36中，"Z"表示單鍵、-O-、 -CO-、 -COO(CH2)-、 -OCO(CH2)-、 -C =C-、或具有1 8個(gè)碳原子的亞烷基。該亞烷基中的至少一個(gè)(-CHd可用氧原子代替。
15
(CH2》4CH3<formula>formula see original document page 16</formula>
在化學(xué)式37中，"Z"表示單鍵、-O-、 -CO-、 -COO(CH2)-、 -OCO(CH2)-、 -C
或具有1 8個(gè)碳原子的亞烷基。該亞烷基中的至少一個(gè)(-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(yīng)制備光定向單體。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(gè)示例性實(shí)施方式中，可通過鹵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(jìn)行用于形成亞乙烯基化合物光定向單體的合成。 可用于酸酐的物質(zhì)的實(shí)例包括由以下化學(xué)式41 52表示的化合物。然而，酸
酐不應(yīng)被解釋為限于本文中所列舉的實(shí)例。
<化學(xué)式41> <化學(xué)式42>
<化學(xué)式45> <化學(xué)式46> <化學(xué)式49>
14/21頁 <化學(xué)式52>
《CH2》4CH3 感光部分包括碳-碳雙鍵和結(jié)合到該雙鍵中的碳原子之一上的環(huán)己烷。該雙鍵
可由于環(huán)己烷而穩(wěn)定，并因此在形成光定向聚合物的過程期間可不斷裂。 用于形成光定向聚合物的包括光定向單體和酸酐的溶液可進(jìn)一步包括常規(guī)二胺
化合物、包含環(huán)氧基團(tuán)的環(huán)氧化合物、活性(interactive)硅烷化合物和有機(jī)溶劑中的任一
種或幾種。 <化學(xué)式50>
<化學(xué)式51>
O:
o、 /0\^^0
p
o、 /0\\^^0
可用于常規(guī)二胺化合物的物質(zhì)的實(shí)例可包括由以下化學(xué)式53 物。然而，常規(guī)二胺化合物不應(yīng)被解釋為限于本文中所列舉的實(shí)例。 <formula>formula see original document page 19</formula>
<化學(xué)式60>




H2N'
<化學(xué)式61>
H9N
H2N <化學(xué)式62>
H，N
H2N <化學(xué)式63>
H2N <化學(xué)式64>
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(jié)合以形成包括酰亞胺鍵(-NH-CO-) 和得自由化學(xué)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(guī)二 胺化合物的氨基可與酸酐結(jié)合形成酰亞胺鍵，并且光定向單體可與普通常規(guī)二胺化合物
^口 口 。 光定向單體和酸酐的反應(yīng)可形成聚酰胺酸，并且聚酰胺酸的部分閉環(huán)可形成聚 酰亞胺。例如，聚酰胺酸的閉環(huán)可通過加熱聚酰胺酸或者通過使脫水劑和閉環(huán)催化劑 與聚酰胺酸反應(yīng)而進(jìn)行?？捎糜诿撍畡┑奈镔|(zhì)的實(shí)例可包括乙酸酐、三氟乙酸酐和丙酸 酐。可用于閉環(huán)催化劑的物質(zhì)的實(shí)例可包括三甲胺、吡啶和可力丁。
20
可用于環(huán)氧化合物的物質(zhì)的實(shí)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。 可用于活性硅烷化合物的物質(zhì)的實(shí)例可包括3-氨基丙基三甲氧基硅烷和3-氨基
丙基三乙氧基硅烷。 可用于有機(jī)溶劑的物質(zhì)的實(shí)例可包括氯苯、N-甲基吡咯烷酮、二甲亞砜、二甲 基甲酰胺、甲苯、氯仿、Y-丁內(nèi)酯、甲基溶纖劑、丁基卡必醇和四氫呋喃。這些可單獨(dú) 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(jī)溶劑中。當(dāng)該固體的含量小于基于光 定向材料總重量的約0.1重量％時(shí)，形成定向?qū)涌赡芎芾щy。當(dāng)該固體的含量大于約20 重量％時(shí)，該固體可不易溶解在有機(jī)溶劑中并且因此可形成沉淀，其可使得難以將光定 向材料涂布在基礎(chǔ)基板上。因而，在一些示例性實(shí)施方式中，所述固體的含量可為約O.l 重量％ 約20重量％，基于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(dāng)光定向聚合物的重均分子量小于約1,000時(shí)，聚合物的性能可惡化，由此
使得定向?qū)拥男阅軔夯．?dāng)光定向聚合物的重均分子量大于約1,000,000時(shí)，在將光定
向材料保持在較低溫度下時(shí)可形成沉淀，并且因而可難以將光定向材料印刷在基礎(chǔ)基板
上。因而，在一些示例性實(shí)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(shí)施例l 光定向聚合物的制備 將約20摩爾當(dāng)量的由化學(xué)式42表示的酸酐、約13摩爾當(dāng)量的對苯二胺、約l摩 爾當(dāng)量的由化學(xué)式61表示的二胺化合物、約3摩爾當(dāng)量的由化學(xué)式7表示的光定向單體 和約3摩爾當(dāng)量的甲基聯(lián)苯二胺與二氯甲烷混合，并且在將溫度從約ot:升高到約IO(TC 的同時(shí)緩慢攪拌該溶液。在反應(yīng)之后，在減壓狀態(tài)中除去二氯甲烷和非反應(yīng)性化合物并 在高真空狀態(tài)中除去二氯甲烷，從而獲得固體。
光定向材料的制備 將約6重量％的所述固體溶解在約94重量％的有機(jī)溶劑中以制備根據(jù)實(shí)施例1
的光定向材料，所述有機(jī)溶劑包括約40重量份的Y-丁內(nèi)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(shí)施例2 光定向聚合物的制備 將約20摩爾當(dāng)量的由化學(xué)式42表示的酸酐、約10摩爾當(dāng)量的對苯二胺、約1 摩爾當(dāng)量的由化學(xué)式61表示的二胺化合物、約6摩爾當(dāng)量的由化學(xué)式11表示的光定向單 體、約3摩爾當(dāng)量的甲基聯(lián)苯二胺和約2摩爾當(dāng)量的聚乙二醇二縮水甘油醚與二氯甲烷混 合，并且在將溫度從約Ot:升高到約IO(TC的同時(shí)緩慢攪拌該溶液。在反應(yīng)之后，在減 壓狀態(tài)中除去二氯甲烷和非反應(yīng)性化合物并在高真空狀態(tài)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。
光定向材料的制備 將約5重量％的所述固體溶解在約95重量％的有機(jī)溶劑中以制備根據(jù)實(shí)施例2
2118/21頁
的光定向材料，所述有機(jī)溶劑包括約40重量份的Y-丁內(nèi)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(shí)施例3 光定向聚合物的制備 將約20摩爾當(dāng)量的由化學(xué)式42表示的酸酐、約13摩爾當(dāng)量的對苯二胺、約l摩 爾當(dāng)量的由化學(xué)式61表示的二胺化合物、約3摩爾當(dāng)量的由化學(xué)式9表示的光定向單體 和約3摩爾當(dāng)量的甲基聯(lián)苯二胺與二氯甲烷混合，并且在將溫度從約ot:升高到約IO(TC 的同時(shí)緩慢攪拌該溶液。在反應(yīng)之后，在減壓狀態(tài)中除去二氯甲烷和非反應(yīng)性化合物并 在高真空狀態(tài)中除去二氯甲烷，從而獲得固體。
光定向材料的制備 將約4重量％的所述固體溶解在約96重量％的有機(jī)溶劑中以制備根據(jù)實(shí)施例3
的光定向材料，所述有機(jī)溶劑包括約40重量份的Y-丁內(nèi)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(shí)施例4 光定向聚合物的制備 將約15摩爾當(dāng)量的由化學(xué)式42表示的酸酐、約5摩爾當(dāng)量的由化學(xué)式43表示 的酸酐、約ll摩爾當(dāng)量的對苯二胺、約4摩爾當(dāng)量的由化學(xué)式62表示的二胺化合物、約 3摩爾當(dāng)量的由化學(xué)式11表示的光定向單體和約2摩爾當(dāng)量的甲基聯(lián)苯二胺與二氯甲烷
混合，并且在將溫度從約ot:升高到約io(rc的同時(shí)緩慢攪拌該溶液。在反應(yīng)之后，在減
壓狀態(tài)中除去二氯甲烷和非反應(yīng)性化合物并在高真空狀態(tài)中除去二氯甲烷，從而獲得固 體。 光定向材料的制備 將約5重量％的所述固體溶解在約95重量％的有機(jī)溶劑中以制備根據(jù)實(shí)施例4
的光定向材料，所述有機(jī)溶劑包括約40重量份的Y-丁內(nèi)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(shí)施例5 光定向聚合物的制備 將約15摩爾當(dāng)量的由化學(xué)式42表示的酸酐、約5摩爾當(dāng)量的由化學(xué)式43表示 的酸酐、約11摩爾當(dāng)量的對苯二胺和約10摩爾當(dāng)量的由化學(xué)式11表示的光定向單體與
二氯甲烷混合，并且在將溫度從約ot:升高到約io(rc的同時(shí)緩慢攪拌該溶液。在反應(yīng)之
后，在減壓狀態(tài)中除去二氯甲烷和非反應(yīng)性化合物并在高真空狀態(tài)中除去二氯甲烷，從 而獲得固體。 光定向材料的制備 將約7重量％的所述固體溶解在約93重量％的有機(jī)溶劑中以制備根據(jù)實(shí)施例5 的光定向材料，所述有機(jī)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(zhǔn)備JSR Corporation(公司名，日本)的使用了約加摩爾當(dāng)量的由化學(xué)式42表 示的酸酐和由化學(xué)式62表示的二胺化合物的公開于日本專利公布No.2003-0019247中的垂直定向型的光定向材料。
對比例2準(zhǔn)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?qū)拥脑u價(jià) 將根據(jù)實(shí)施例1和2以及對比例1的各光定向材料涂布在17英寸顯示基板上， 并在約6(TC下預(yù)烘烤。在預(yù)烘烤后，將該設(shè)置于顯示基板上的光定向材料在約20(TC下 固化約10分鐘。在固化后，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(shè)置于顯示基板上的光定向材料。當(dāng)將約O。定義為 與該顯示基板的表面垂直的方向時(shí)，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(chǎn)的Merck KGaA(公司名，德國)的垂直定向型液晶制造顯示 面板。 根據(jù)實(shí)施例l，液晶具有約89.0。的預(yù)傾角，并且顯示面板顯示沒有斑點(diǎn)或污點(diǎn) 的優(yōu)質(zhì)圖像。在將該顯示面板保持在約5(TC下約24小時(shí)后方格旗(checker flag)圖案消 失，對余像進(jìn)行評價(jià)并且該顯示面板不具有線余像和面余像。響應(yīng)時(shí)間為約8.0ms，并且 對比度為約2,250。 根據(jù)實(shí)施例2，液晶具有約88.5。的預(yù)傾角，并且顯示面板顯示沒有斑點(diǎn)或污 點(diǎn)的優(yōu)質(zhì)圖像。在余像的評價(jià)中，該顯示面板不具有線余像和面余像。響應(yīng)時(shí)間為約 7.0ms，并且對比度為約1,900。 根據(jù)對比例l，液晶具有約89.(T的預(yù)傾角，并且顯示面板顯示沒有斑點(diǎn)或污 點(diǎn)的優(yōu)質(zhì)圖像。在余像的評價(jià)中，該顯示面板不具有線余像和面余像，并且對比度為約 2,390。 然而，響應(yīng)時(shí)間為約210ms，這顯著慢于實(shí)施例1和2的響應(yīng)時(shí)間。
將根據(jù)對比例2的光定向材料涂布在17英寸顯示基板上，并在約6(TC下預(yù)烘 烤。在預(yù)烘烤后，將該設(shè)置于顯示基板上的光定向材料在約20(TC下固化約10分鐘。在 固化后，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(shè)置于顯示基板上的光定向材料。當(dāng)將約O。定義為與該顯示基板的表 面垂直的方向時(shí)，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(chǎn)的Merck KGaA(公司名，德國)的垂直定向型液晶制造顯示面板。根據(jù)對比 例2，液晶使用相對較低能量具有約88.9。的預(yù)傾角，響應(yīng)時(shí)間為約8.0ms，并且對比度 為約2,200。然而，即使在將電壓升高到約9.2V之后，該顯示面板也顯示面余像。
將根據(jù)實(shí)施例3的光定向材料涂布在約5英寸的顯示基板上，將根據(jù)實(shí)施例4的 光定向材料涂布在約32英寸的顯示基板上，并將根據(jù)實(shí)施例5的光定向材料涂布在約5 英寸的顯示基板上。將各光定向材料在約6(TC下預(yù)烘烤。在預(yù)烘烤后，將設(shè)置于顯示 基板上的光定向材料在約20(TC下固化約IO分鐘。在固化后，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(shè)置于顯示基板上的 光定向材料。當(dāng)將約0°定義為與所述顯示基板的表面垂直的方向時(shí)，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(chǎn)的MerckKGaA(公 司名，德國)的垂直定向型液晶制造顯示面板。 根據(jù)實(shí)施例3，在約6(TC下的VHR(電壓保持率)為約99.0%，并且在余像的評
23價(jià)中，顯示面板不具有線余像和面余像。當(dāng)顯示面板中的盒間隙為約3.7iim時(shí)，響應(yīng)時(shí) 間為約7.8ms，這相對快于實(shí)施例1的響應(yīng)時(shí)間。 根據(jù)實(shí)施例4，液晶具有約89.1°的預(yù)傾角，并且在余像的評價(jià)中，顯示面板不
具有線余像和面余像。響應(yīng)時(shí)間為約7.5ms并且顯示面板的透射率得以改善。 根據(jù)實(shí)施例5，液晶具有約88.0。的預(yù)傾角，并且在余像的評價(jià)中，顯示面板不
具有線余像和面余像，且視角得以改善。 制造顯示基板的方法 在下文中，參照圖l、圖2、圖3和圖4充分地描述制造具有使用所述光定向材 料形成的定向?qū)拥娘@示基板的方法。 圖1和圖2是顯示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施方式制造顯示基板的方法的橫截 面圖。 參照圖l，在第一基礎(chǔ)基板110上形成像素單元。形成于第一基礎(chǔ)基板110上 的像素單元包括柵極線(未示出)、數(shù)據(jù)線DL、連接到柵極線和數(shù)據(jù)線DL的開關(guān)元件 TFT、柵極絕緣層120、鈍化層140、有機(jī)層150和像素電極PE。 特別地，在第一基礎(chǔ)基板110上形成柵極金屬層，并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(chǔ)基板110上形成柵極絕緣層120和有源 (active)圖案AP。在一個(gè)示例性實(shí)施方式中，有源圖案AP可包括包含非晶硅的半導(dǎo)體層 132和包含以高濃度向其中注入了n+雜質(zhì)的非晶硅的歐姆接觸層134。歐姆接觸層134形 成于半導(dǎo)體層132上。 在具有有源圖案AP的第一基礎(chǔ)基板110上形成數(shù)據(jù)金屬層(未示出)，并且通過
光刻法將數(shù)據(jù)金屬層圖案化以形成數(shù)據(jù)線DL、連接到數(shù)據(jù)線DL的源電極SE、以及與源
電極SE間隔開的漏電極DE。開關(guān)元件TFT包括柵電極GE、源電極SE和漏電極DE。 在具有數(shù)據(jù)線DL、源電極SE和漏電極DE的第一基礎(chǔ)基板110上形成鈍化層
140和有機(jī)層150。去除漏電極DE上的鈍化層140和有機(jī)層150以在鈍化層140和有機(jī)
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(jī)層150的第一基礎(chǔ)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(guān)元件TFT。 參照圖2，通過將光定向材料涂布在具有像素單元的第一基礎(chǔ)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(xué)式1表示的感光部分的光定向聚合物。在制造 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(fā)明示例性實(shí)施方式基本上相 同的材料。因而，省略任何進(jìn)一步的描述。 將第一光定向材料層在約5(TC 約7(TC范圍內(nèi)的溫度下預(yù)烘烤，并且在預(yù)烘烤 后，在約18(TC 約22(TC范圍內(nèi)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 有基于第一基礎(chǔ)基板110的表面的角度。從而，在具有像素單元的第一基礎(chǔ)基板110上 形成第一定向?qū)?60。在一些示例性實(shí)施方式中，偏振UV光的能量可在約0.5J/cm2 2J/cr^的范圍內(nèi)，并且該角度可在基于第一基礎(chǔ)基板110的表面的約87。 約90°的范
24圍內(nèi)。 圖3和圖4為顯示根據(jù)本發(fā)明的另一示例性實(shí)施方式制造顯示基板的方法的橫截 面圖。 參照圖3，在第二基礎(chǔ)基板210上形成像素單元。形成于第二基礎(chǔ)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(hù)層(over-coating layer)240和公共電 極CE。 特別地，在第二基礎(chǔ)基板210上形成光阻擋層(未示出)，并且通過光刻法將光 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(chǔ)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(chǔ)基板210上形成彩色光刻膠層(未示出)，并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(shí)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(chǔ)基板210上形成保護(hù)層240和公共電極CE。
參照圖4，通過將光定向材料涂布在具有公共電極CE的第二基礎(chǔ)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(chǔ)基板 210上形成第二定向?qū)?50。第二定向?qū)?50可通過與第一定向?qū)?60的上述方法基本上 相同的方法形成。因而，省略任何進(jìn)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?qū)?60的第一基礎(chǔ)基板110、具有第二定 向?qū)?50的第二基礎(chǔ)基板210、以及設(shè)置于第一基礎(chǔ)基板110與第二基礎(chǔ)基板210之間的 液晶層300。 特別地，將液晶層300的液晶分子設(shè)置于第一定向?qū)?60與第二定向?qū)?50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(jù)所述光定向材料、具有使用該光定向材料形成的定向?qū)拥娘@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(jié)合到該雙鍵中的碳原子之一上以
使該雙鍵在結(jié)構(gòu)上穩(wěn)定的環(huán)己烷。此后，形成光定向聚合物的可靠性、通過光異構(gòu)化的
定向可靠性以及顯示質(zhì)量可得到改進(jìn)。 本領(lǐng)域技術(shù)人員明白，在不背離本發(fā)明的精神或范圍的情況下可在本發(fā)明中進(jìn) 行各種修改和變化。因而，本發(fā)明意圖涵蓋本發(fā)明的修改和變型，只要它們落入所附權(quán) 利要求和它們的等同物的范圍內(nèi)。
2權(quán)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(xué)式1表示，<化學(xué)式1>其中R1表示環(huán)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(shù)，“x”、“y”、“a”、“b”和“d”各自表示0或1～6的整數(shù)，x+y為1～6的整數(shù)，a+b+d為1～6的整數(shù)，各氫原子能用-CH3、-CH2-CH3、-OCH3、-OCH2CH3、-OCH2OCH3、F或C1代替，并且-CH3、-CH2-CH3、-OCH3、-OCH2CH3或-OCH2OCH3的各氫原子能用F或Cl代替。
2. 權(quán)利要求1的光定向材料，其中所述環(huán)狀化合物包括選自環(huán)己烷、苯、色滿、萘、四氫吡喃、二氧六環(huán)和甾族化合物衍生物的一種。
3. 權(quán)利要求1的光定向材料，其中所述感光部分由以下化學(xué)式2表示，<化學(xué)式2><formula>formula see original document page 2</formula>其中各氫原子能用-CH3、 -CH2CH3、 -OCH3、 -OCH2CH3、 F或CI代替，并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(shè)置于基礎(chǔ)基板上的柵極線；與所述柵極線交叉的數(shù)據(jù)線；連接到所述柵極線和所述數(shù)據(jù)線的開關(guān)元件；連接到所述開關(guān)元件的像素電極；和設(shè)置于所述基礎(chǔ)基板上的定向?qū)?，所述定向?qū)影ǜ泄獠糠?，所述感光部分由以下化學(xué)式l表示，<化學(xué)式1><formula>formula see original document page 2</formula>其中Ri表示環(huán)己烷、苯、色滿、萘、四氫吡喃、二氧六環(huán)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(shù)，"x" 、 "y" 、 "a" 、 "b"禾P "d"各自表示0或1 6的整數(shù)，x+y為1 6的整數(shù)，a+b+d為1 6的整數(shù)，各氫原子能用-CH3、 -CH2-CH3、 -OCH3、 -OCH2CH3、 -OCH2OCH3、 F或CI代替，并且-CH3、 -CH2-CH3、 -OCH3、 -OCH2CH3或-OCH2OCH3的各氫原子能用F或CI代替。
5.權(quán)利要求4的顯示基板，其中所述感光部分由以下化學(xué)式2表示，<化學(xué)式2><formula>formula see original document page 3</formula>其中各氫原子能用-CH3、 -CH2CH3、 -OCH3、 -OCH2CH3、 F或CI代替，并i-CH3、 -CH2CH3、 -0(313或-0(312(313的各氫原子能用？或(:1代替。
6.制造顯示基板的方法，該方法包括在基礎(chǔ)基板上形成像素單元；和在具有所述像素單元的基礎(chǔ)基板上形成包括光定向材料的定向?qū)?，所述光定向材料包括感光部分，所述感光部分由以下化學(xué)式l表示，<化學(xué)式1><formula>formula see original document page 3</formula>其中&表示環(huán)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(shù)，"x" 、 "y" 、 "a"、"b"禾P "d"各自表示0或1 6的整數(shù)，x+y為1 6的整數(shù)，a+b+d為1 6的整數(shù)，各氫原子能用-CH3、 -CH2-CH3、 -OCH3、 -OCH2CH3、 -OCH2OCH3、 F或CI代替，并且-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(quán)利要求6的方法，其中所述環(huán)狀化合物包括選自環(huán)己烷、苯、色滿、萘、四氫吡喃、二氧六環(huán)和甾族化合物衍生物的一種。
8. 權(quán)利要求6的方法，其中所述感光部分由以下化學(xué)式2表示，<化學(xué)式2><formula>formula see original document page 3</formula>其中各氫原子能用-CH3、 -CH2CH3、 -OCH3、 -OCH2CH3、 F或CI代替，并i-CH3、 -CH2CH3、 -0(313或-0(312(313的各氫原子能用？或(:1代替。
9.權(quán)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(xué)式4表示的化合物與酸酐反應(yīng)形成，<化學(xué)式4><formula>formula see original document page 4</formula>其中"A"表示-(C。HJ-， "n"表示1 12的整數(shù)，B表示單鍵或-(CJiJ-，"m"表示1 12的整數(shù)，"A"禾P "B"各自中的至少一個(gè)(-CTV)的能用——0——<formula>formula see original document page 4</formula>代替，并且R4表示氫原子或具有1 12個(gè)碳原子的烷基，并且除了-Nf^的氫原子之外，化學(xué)式4的各氫原子能用F或Cl代替。
10.權(quán)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(xué)式l表示的感光部分的聚酰胺酸和具有由化學(xué)式1表示的感光部分的聚酰亞胺的至少一種。
全文摘要
本發(fā)明涉及光定向材料、具有定向?qū)拥娘@示基板及顯示基板的制法。所述光定向材料包括具有由以下化學(xué)式1表示的感光部分的光定向聚合物，其中R1表示環(huán)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(shù)，“x”、“y”、“a”、“b”和“d”各自表示0或1～6的整數(shù)，x+y為1～6的整數(shù)，并且a+b+d為1～6的整數(shù)。各氫原子能用-CH3、-CH2-CH3、-OCH3、-OCH2CH3、-OCH2OCH3、F或Cl代替，并且-CH3、-CH2-CH3、-OCH3、-OCH2CH3或-OCH2OCH3的各氫原子能用F或Cl代替。<化學(xué)式1>
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(yōu)先權(quán)日2008年3月24日
發(fā)明者李準(zhǔn)宇, 竹下房幸 申請人:三星電子株式會社