CN103351872A - 用于液晶显示器边框的高分子液晶材料、边框和制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于液晶显示器边框的高分子液晶材料，其由带对苯二甲酸的基团和带碳碳双键的醇交联聚合而成，其中，所述带对苯二甲酸的基团为对苯二甲酸、邻位烷基—对苯二甲酸或间位烷基—对苯二甲酸中任选一种；所述带碳碳双键的醇为乙烯基醇、带烷基的乙烯基醇或共轭乙烯基醇中任选一种。所述高分子液晶材料提高了分子间的空间位阻，避免了其与液晶小分子发生反应形成配合物，稳定性强，使其在一定分子量下，不会形成固态，提升其柔性，有利于涂布工艺；另通过在苯环或支链烷基上加入烷基，可降低聚合物的熔点，降低玻璃化温度，提升其耐候性，使其在剧烈的温度变化状况下保持一定的物化稳定性。

Description

用于液晶显示器边框的高分子液晶材料、边框和制造方法

技术领域

本发明涉及一种液晶装置，尤其是指一种用于液晶显示器边框的高分子液晶材料以及显示器的边框和制造方法。

背景技术

随着信息社会的发展，人们对显示设备的需求得到了增长，为了满足这种需求，最近几种平板显示设备，比方说：液晶显示器件(LCD)，等离子体显示器件(PDP)，OLED显示器件都得到了迅猛的发展。在平板显示器件当中，液晶显示器件由于其重量低、体积小、能耗低的优点，已经基本取代了冷阴极显示设备。

但是，TFT-LCD本身也开始受到新的显示技术的挑战，比如TFT-LCD本身还有一些先天的缺点，随着技术的发展，这些缺点越来越受到挑战，越来越不能被消费者，及技术发展趋势所接受。相对于OLED，TFT-LCD主要有以下的一些问题：

1)被动发光，所以无论是黑画面还是白画面，背光都要一直亮着，能源消费高；在TFT-LCD中，液晶只是作为一个光阀来控制光线的穿过与阻隔，本身并没有发光，所以无论是黑画面还是亮画面，背光都必须打开；虽然在TFT-LCD中，提出了区域点亮(Local Dimming)技术，但是其算法负责，无法适用于大多数显示画面，容易出现一些显示不均区域点亮，而且即使使用，背光也无法真正关闭，还是有一些能量消耗的。

2)开口率较低，进一步降低了能源的利用率；TFT-LCD之所以能迅猛发展，和其更多的基于非晶硅平台有关(当然很小一部分产品也使用多晶硅)，价格便宜，工艺简单，均一性较好，所以现在出现了55英寸，65英寸等大尺寸的产品，尺寸大了以后，线路的阻抗上升，就需要用更粗、更厚或者导电率更好的金属配线，厚度是无法无限度增加的，导电率最好的材料是金属银和铜，更好的实用的导电材料估计在很长时间内都不会有突破，那就只能增加线宽了，这进一步降低了TFT-LCD的开口率。

3)可以接受的环境温度比较窄，主要因为液晶态只能在很窄的一个温度区间内才存在；一般说来，在-20度～70度之间才有可以用于TFT-LCD的液晶相材料，一些特殊场合，也在使用-30度～100度的液晶材料，但这基本上已经快到极限了，在一些特殊的场合，比如南北极，航空航天，温度较高的环境，液晶显示就显得不是很好了。

4)响应速度慢；因为其不是自发光，而是通过液晶作为光阀来控制光的通过与阻断，所以液晶的响应速度就非常重要，但是由于液晶本身有较高的黏度，特别是垂直配向用的负性液晶，所以响应速度只能做到毫秒的级别，很难和OLED微秒的速度相比。

5)边框较大：因为使用了配向膜和液晶，边框要用边框材密封，同时需要背光，TFT-LCD的边框无法变得很小，目前能量产的最小边框也就4mm左右。

目前，液晶显示器的边框材料多为聚环氧树脂，纤维素，硅藻土，紫外引发剂，紫外终止剂的混合体，其中，聚环氧树脂，紫外引发剂等都会污染到液晶。环氧树脂的氧由于存在P轨道电子对，且空间位阻较小，会和液晶分子中的苯环形成配合物，改变液晶相的状态，从而导致显示上的亮度不均匀，，造成各种痕迹的现象(Mura)。为了降低这种Mura，希望边框材料在和显示区的液晶接触以前，就能达到一定的聚合度，为了达到这个目的，液晶距离边框材要达到一定的距离，即使这样，靠近的区域还是有一些污染。

这些缺点基本上都是OLED的优点，但是TFT-LCD相对于OLED有更成熟的生产技术，有更成熟和稳定的供应链，有更具有竞争力的成本优势，所以在后面相当长的时间内，TFT-LCD还是显示技术的主流，针对上述的几个缺点，希望通过在材料技术上作一些探讨和改进，使用新高分子液晶材料做边框材料，其本身也是一种液晶所以对面内的小分子液晶的污染降低，达到降低液晶显示器件边框的目的。

发明内容

为了实现上述目的，本发明提供一种用于液晶显示器边框的高分子液晶材料，其由带对苯二甲酸的基团和带碳碳双键的醇交联聚合而成，其中，所述带对苯二甲酸的基团为对苯二甲酸、邻位烷基—对苯二甲酸或间位烷基—对苯二甲酸中任选一种；所述带碳碳双键的醇为乙烯基醇、带烷基的乙烯基醇或共轭乙烯基醇中任选一种。

优选地，所述带对苯二甲酸的基团为对苯二甲酸，所述带碳碳双键的醇为乙烯基醇，其由对苯二甲酸和乙烯基醇交联聚合而成，聚合物的分子式为：

优选地，所述带对苯二甲酸的基团为对苯二甲酸，所述带碳碳双键的醇为带烷基的乙烯基醇，其由对苯二甲酸和带烷基的乙烯基醇交联聚合而成，烷基链上增加支链烷基，聚合物的分子式为：

优选地，所述带对苯二甲酸的基团为邻位烷基—对苯二甲酸，所述带碳碳双键的醇为乙烯基醇，其由邻位烷基—对苯二甲酸和乙烯基醇交联聚合而成，在苯环上增加支链烷基，其聚合物的分子式为：

优选地，所述带对苯二甲酸的基团为邻位烷基—对苯二甲酸，所述带碳碳双键的醇为共轭乙烯基醇，其由烷基—对苯二甲酸和共轭乙烯基醇交联聚合而成，烷基链上增加碳碳共轭双键，在苯环上增加支链烷基，其聚合物的分子式为：

在本发明中，所述R和R’为直链烷基，直链上有1-3个碳，聚合度n值为50-1000。

本发明还提供了一种高分子液晶材料的液晶显示器边框，其中，所述高分子液晶材料由带对苯二甲酸的基团和带碳碳双键的醇交联聚合而成，其中，聚合度n值为50-1000，辅料为纤维素、玻璃纤维、硅藻土、紫外线引发剂中任选一种或多种。

本发明还提供了一种用于制造液晶显示器边框的方法，其包括以下步骤：

步骤1)将带对苯二甲酸的基团和带碳碳双键的醇按摩尔比1∶1配比，反应温度为60-100度，获得聚合物；

步骤2)将所获得的聚合物冷却至温度为35-40度，防止反应残余的反应物继续反应，造成分子量上升；

步骤3)抽真空干燥去除没有反应的醇，真空度为-0.1大气压；

步骤4)经初滤后，将其放入离心机内将小分子物质和所需聚合度的聚合物分离出来，获得所需的可制造液晶显示器边框的聚合物。

与现有技术相比，本发明提供了一种由带对苯二甲酸基团和带碳碳双键的醇缩聚合成的高分子聚合物材料作为液晶显示器的边框材料，替代了原有的聚环氧树脂，提高了分子间的空间位阻，避免了其与液晶小分子发生反应形成配合物，稳定性强，使其在一定分子量下，不会形成固态，提升其柔性，有利于涂布工艺；另通过在苯环或支链烷基上加入烷基，可降低聚合物的熔点，降低玻璃化温度，提升其耐候性，使其在剧烈的温度变化状况下保持一定的物化稳定性。由于边框材料与液晶分子的组成相接近，不会对其造成污染，因此，可减小显示器边框的尺寸。

具体实施方式

用于制备液晶显示器边框的材料，为了替代现有的聚环氧树脂材料，本发明提供了一种高分子液晶材料，其由带对苯二甲酸的基团和带碳碳双键的醇交联聚合而成，其中，所述带对苯二甲酸的基团为对苯二甲酸、邻位烷基—对苯二甲酸或间位烷基—对苯二甲酸中任选一种；所述带碳碳双键的醇为乙烯基醇、带烷基的乙烯基醇或共轭乙烯基醇中任选一种。所述高分子液晶材料可降低边框对液晶的污染，扩大可接受的环境温度范围，使得边框宽度增大。

实施例一

在本实施例中，提供了一种用于液晶显示器边框的高分子液晶材料，由对苯二甲酸和乙烯基醇交联聚合而成，其聚合物的分子式为：

优选地，采用对苯二甲酸

和对应的醇

进行缩聚反应，通过控制聚合度获得所需分子量的聚合物，在原有聚合物的烷基链上增加碳碳双键。

在烷基上接入一个碳碳双键，可增加聚合反应时，分子和分子之间的空间位阻，使其在一定分子量下，不会形成固态，增加其柔性，有利于粘结使用。同时，由于双键的存在，可通过后续照射紫外光和加热的方式来进行交联聚合，形成在强度和涂布性上都能满足要求的边框封装胶。

辅助部分可采用纤维素、玻璃纤维、硅藻土等，还可根据需要添加适量的紫外引发剂。

实施例二

在本实施例中，提供了一种用于液晶显示器边框的高分子液晶材料，由对苯二甲酸和带烷基的乙烯基醇交联聚合而成，其聚合物的分子式为：

优选地，采用对苯二甲酸

和对应的醇

进行缩聚反应，通过控制聚合度获得所需分子量的聚合物，在原有聚合物的烷基链上增加碳碳双键和支链烷基，电子云增加，共轭程度增加，烷基主键的刚性增加，拉伸摩尔量提升，从而提升聚合度的脆性，同时，支链烷基的作用可进一步降低聚合物的熔点，便于涂布使用。

辅助部分可采用纤维素、玻璃纤维、硅藻土等，还可根据需要添加适量的紫外引发剂。

实施例三

在本实施例中，提供了一种用于液晶显示器边框的高分子液晶材料，由烷基—对苯二甲酸和乙烯基醇交联聚合而成，其聚合物的分子式为：

优选地，采用邻位—对苯二甲酸

对应的醇

进行缩聚反应，通过控制聚合度获得所需分子量的聚合物，在原有聚合物的烷基链上增加碳碳双键，同时，在苯环上增加一个支链烷基，使得聚合物的玻璃化温度降低，提升耐候性，使其更能适应环境温度的变化，并且，支链烷基的作用可进一步降低聚合物的熔点，便于涂布使用，且不会造成碳碳双键聚合反应困难。

辅助部分可采用纤维素、玻璃纤维、硅藻土等，还可根据需要添加适量的紫外引发剂。

实施例四

在本实施例中，提供了一种用于液晶显示器边框的高分子液晶材料，由烷基—对苯二甲酸和共轭乙烯基醇交联聚合而成，其聚合物的分子式为：

优选地，采用邻位—对苯二甲酸

和共轭乙烯基醇C＝C-C＝C-R-OH进行缩聚反应，通过控制聚合度获得所需分子量的聚合物，在原有聚合物的烷基链上增加碳碳共轭双键，同时，在苯环上增加一个支链烷基，支链烷基的作用可进一步降低聚合物的熔点，便于涂布使用，碳碳共轭双键的反应活化能明显低于碳碳双键，便于激发反应。

辅助部分可采用纤维素、玻璃纤维、硅藻土等，还可根据需要添加适量的紫外引发剂。

其中，所述R和R’为直链烷基，直链上有1-3个碳。所述高分子液晶材料聚合物的聚合度n值为50-1000。通过调整反应时间、反应温度、催化剂的选取和用量等，来调整聚合度的大小，以获取不同分子量的聚合产物。

在本发明中，在原有聚合物的苯环和烷基上进行改性反应，若在烷基上增加碳碳双键，通过增加双键增加分子与分子之间的空间位阻，使其在聚合到分子量时，不会形成固态，增加了聚合物的粘度；若在烷基链上进一步增加支链烷基，以进一步降低聚合物的熔点，便于涂布工艺上使用；若在苯环上进一步增加支链烷基，以降低聚合物的熔点，且易于与碳碳双键聚合；若在烷基链上增加碳碳共轭双键，以降低聚合物的反应活化能，便于激发反应。通过与不同的单体相聚合，通过碳碳双键提升高分子液晶材料的粘性和耐候性，使其在一定分子量的状态下，不会形成固态，同时，由于碳碳双键的存在，可通过后续照射紫外光和加热的方式使其进行交联聚合，形成在强度和涂布性上都满足要求的边框材料。

本发明还提供了一种用于制造液晶显示器边框的方法，其包括以下步骤：

步骤1)将对苯二甲酸和醇

按摩尔比1∶1配比，反应温度为60-100度，获得聚合物

步骤2)将所获得的聚合物通过循环水冷的方式迅速冷却至温度为35-40度，防止反应残余的反应物继续反应，控制分子量的上升，控制聚合物的聚合度；

步骤3)抽真空干燥去除没有反应的醇，真空度为-0.1大气压，为了控制反应速度不是过于剧烈，若过于剧烈，分子量的均一性会降低，一般真空度并不高，一般稍低于大气压即可；

步骤4)经初滤后，将其放入离心机内将小分子物质和所需聚合度的聚合物分离出来，获得所需的可制造液晶显示器边框的聚合物。

可通过改变单体来合成不同的高分子液晶材料，对其进行改性，以获得适用于制造高分子液晶边框的聚合物材料，其替代了现有的聚环氧树脂，其物化性能与液晶分子更接近，本身也是一种液晶材料，所以对封装于其中的小分子液晶的污染降低，这样，可减小边框材料的尺寸。

Claims (10)

1.一种用于液晶显示器边框的高分子液晶材料，其特征在于：所述高分子液晶材料由带对苯二甲酸的基团和带碳碳双键的醇交联聚合而成。

2.根据权利要求1所述的用于液晶显示器边框的高分子液晶材料，其特征在于：所述带对苯二甲酸的基团为对苯二甲酸，所述带碳碳双键的醇为乙烯基醇，其由对苯二甲酸和乙烯基醇交联聚合而成，聚合物的分子式为：

3.根据权利要求1所述的用于液晶显示器边框的高分子液晶材料，其特征在于：所述带对苯二甲酸的基团为对苯二甲酸，所述带碳碳双键的醇为带烷基的乙烯基醇，其由对苯二甲酸和带烷基的乙烯基醇交联聚合而成，烷基链上增加支链烷基，聚合物的分子式为：

4.根据权利要求1所述的用于液晶显示器边框的高分子液晶材料，其特征在于：所述带对苯二甲酸的基团为邻位烷基—对苯二甲酸，所述带碳碳双键的醇为乙烯基醇，其由邻位烷基—对苯二甲酸和乙烯基醇交联聚合而成，在苯环上增加支链烷基，其聚合物的分子式为：

5.根据权利要求1所述的用于液晶显示器边框的高分子液晶材料，其特征在于：所述带对苯二甲酸的基团为邻位烷基—对苯二甲酸，所述带碳碳双键的醇为共轭乙烯基醇，其由烷基—对苯二甲酸和共轭乙烯基醇交联聚合而成，烷基链上增加碳碳共轭双键，在苯环上增加支链烷基，其聚合物的分子式为：

6.根据权利要求1-4中任一项所述的用于液晶显示器边框的高分子液晶材料，其特征在于：所述R和R’为直链烷基，直链上有1-3个碳。

7.根据权利要求1-4中任一项所述的用于液晶显示器边框的高分子液晶材料，其特征在于：所述高分子液晶材料聚合物的聚合度n值为50-1000。

8.一种采用权利要求1所述的高分子液晶材料的液晶显示器边框，其特征在于：所述高分子液晶材料由带对苯二甲酸的基团和带碳碳双键的醇交联聚合而成，其中，聚合度n值为50-1000，辅料为纤维素、玻璃纤维、硅藻土、紫外线引发剂中任选一种或多种。

9.根据权利要求8中所述的采用高分子液晶材料的液晶显示器边框，其特征在于：所述带对苯二甲酸的基团为对苯二甲酸、邻位烷基—对苯二甲酸或间位烷基—对苯二甲酸中任选一种；所述带碳碳双键的醇为乙烯基醇、带烷基的乙烯基醇或共轭乙烯基醇中任选一种。

10.一种用于制造如权利要求8所述的液晶显示器边框的方法，其特征在于：

步骤1)将带对苯二甲酸的基团和带碳碳双键的醇按摩尔比1∶1配比，反应温度为60-100度，获得聚合物；

步骤2)将所获得的聚合物冷却至温度为35-40度，防止反应残余的反应物继续反应，造成分子量上升；

步骤3)抽真空干燥去除没有反应的醇，真空度为-0.1大气压；

步骤4)经初滤后，将其放入离心机内将小分子物质和所需聚合度的聚合物分离出来，获得所需的可制造液晶显示器边框的聚合物。