CN103881729B - 液晶材料、液晶显示面板及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液晶材料及其制备方法，包括：将负性向列相液晶、紫外可聚合单体、光引发剂按下述质量百分含量混合，得到所述液晶材料；其中，所述负性向列相液晶为90-98%、所述紫外可聚合单体为1-9%、所述光引发剂为0.1-1%。本发明还公开了一种液晶显示面板及其制造方法。本发明通过利用紫外可聚合单体聚合得到的高分子网络锚定负性向列相液晶分子，诱导液晶分子在多维电场型液晶显示面板中垂直排列，从而得到利用负性向列相液晶制备的多维电场型液晶显示面板。

Description

液晶材料、液晶显示面板及其制造方法

技术领域

本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种液晶材料、液晶显示面板及其制造方法。

背景技术

向列相液晶广泛应用于显示领域中，从手机到电视，所使用的液晶材料基本为向列相液晶。向列相液晶分子中刚性部分之间基本上相互平行排列，但是其质心位置无序，没有形成层状结构，液晶分子只在长轴方向上保持相互平行或近于平行，分子间相互作用微弱，因此，液晶分子能上下、左右、前后滑动。由于液晶的上述特性，在电场作用下，液晶分子吸电基团受到电场响应，分子发生转动，这就是向列相液晶的显示机理。

在向列相液晶中又分为正性向列相液晶和负性向列相液晶，当吸电基团在棒状液晶分子的长轴一端时，Δε大于0，向列相液晶呈正性；当吸电基团在棒状液晶分子的短轴方向时，Δε小于0，向列相液晶呈负性。在电场的作用下，正性向列相液晶和负性向列相液晶均会受电场的影响发生旋转，正性向列相液晶分子受电场作用时，液晶分子长轴方向沿电场切向的方向发生排列；负性向列相液晶分子短轴方向沿电场方向发生排列。利用这种液晶的特性，正性向列相液晶多用于扭曲向列型（TwistedNematic，TN）、多维电场型高级超维场转换（ADvancedSuperDimensionSwitch，ADS）、平面转换（In-PlaneSwitching，IPS）等显示面板中，负性向列相液晶则多用在多象限垂直配向技术（Multi-domainVerticalAlignment，MVA）等显示面板中。采用正性向列相液晶前，需要对基板进行平面取向处理，采用负性向列相液晶则需要对基板进行垂直取向处理。

其中，多维电场型转换中，高级超维场转换（ADvancedSuperDimensionSwitch，ADS）是一种典型的转换方式，ADS技术主要是通过同一平面内狭缝电极边缘所产生的电场以及狭缝电极层与板状电极层间产生的电场形成多维电场，使液晶盒内狭缝电极间、电极正上方所有取向液晶分子都能够产生旋转，从而提高了液晶工作效率并增大了透光效率。高级超维场转换技术可以提高TFT-LCD产品的画面品质，具有高分辨率、高透过率、低功耗、宽视角、高开口率、低色差、无挤压水波纹（pushMura）等优点。

在多维电场型模式中普遍使用的是正性向列相液晶，而负性向列相液晶应用较少，研究也较少，其主要原因是负性向列相液晶在多维电场型尤其是ADS模式液晶显示面板中垂直取向较难。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种液晶材料、液晶显示面板及其制造方法，通过利用紫外可聚合单体聚合得到的高分子网络锚定负性向列相液晶分子，诱导液晶分子在多维电场型液晶显示面板中垂直排列，从而得到利用负性向列相液晶制备的多维电场型液晶显示面板。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种液晶材料，应用于多维电场型液晶显示面板，所述液晶材料包括：质量百分含量为90-98%的负性向列相液晶，质量百分含量为1-9%的紫外可聚合单体，质量百分含量为0.1-1%的光引发剂。

其中，所述负性向列相液晶为氟基衍生物；

所述氟基衍生物中含有联苯、联苯环己烷、酯基、醚基中的一种或多种的混合；

所述氟基衍生物为下述单体中的一种或多种的混合，所述单体分子式为：

其中，n为3、4、5、6、7或8。

所述紫外可聚合单体为：1，4-双(4-(6-丙烯氧基己氧基)苯甲酰氧基)-2-甲苯，分子式为：

其中，n为3、4、5、6、7或8。

所述光引发剂为：苯偶姻及其衍生物、苯偶酰类、烷基苯酮类、酰基磷氧化物、二苯甲酮类或硫杂蒽酮类。

一种液晶材料的制备方法，所述液晶材料应用于多维电场型液晶显示面板，所述液晶材料为上述任意一项所述的液晶材料，所述方法包括如下步骤：

将负性向列相液晶、紫外可聚合单体、光引发剂按下述质量百分含量混合，得到所述液晶材料：所述负性向列相液晶为90-98%、所述紫外可聚合单体为1-9%、所述光引发剂为0.1-1%。

这里，所述将负性向列相液晶、紫外可聚合单体、光引发剂按下述质量百分含量混合之后，所述方法还包括：对所述负性向列相液晶、紫外可聚合单体、光引发剂混合得到的混合物进行避光搅拌。

所述对所述负性向列相液晶、紫外可聚合单体、光引发剂混合得到的混合物进行避光搅拌之后，所述方法还包括：对避光搅拌后的混合物进行脱泡处理。

其中，所述脱泡处理为：在压力为10-100Pa下脱泡1-3小时。

一种多维电场型液晶显示面板的制造方法，包括：

形成上基板、下基板，以及所述上基板和下基板之间的液晶层，并对所述液晶层进行紫外光照射，得到所述多维电场型液晶显示面板；

其中，所述液晶层中的液晶材料包括：上述任意一项制备方法制得的液晶材料。

所述上基板和下基板之间的液晶层包括：

先将所述液晶材料滴加到所述下基板上，再将所述上基板和覆有所述液晶材料的下基板进行对盒；或者，

先将所述上基板和所述下基板进行对盒，再将所述液晶材料滴加到所述上基板和所述下基板之间。

所述形成上基板、下基板之后，所述方法还包括：

在所述上基板和所述下基板上均涂覆用于将液晶分子进行垂直取向的垂直取向剂。

所述对所述液晶层进行紫外光照射的步骤中：所述紫外光照射的强度为1-80mW/cm²，照射时间为5-200min。

一种液晶显示面板，其特征在于，所述液晶显示面板应用的液晶材料为上述的液晶材料。

本发明在液晶中引入液晶性紫外可聚合单体，通过紫外光照射使紫外可聚合单体聚合成高分子网络，利用高分子网络锚定液晶分子，诱导液晶分子垂直排列，从而成功利用负性向列相液晶制备出多维电场型液晶显示面板，增加了多维电场型液晶显示面板的制备的灵活性和多样性。另外，在未施加电压时，本发明液晶分子均垂直基板排列，呈暗态，利用此特性，能提高显示面板的对比度。

附图说明

图1为本发明液晶材料的制备方法流程图；

图2为本发明实施方式所提供的ADS液晶显示面板通电前结构图；

图3为本发明实施方式所提供的ADS液晶显示面板通电后结构图；

图4为实施例1的液晶材料的偏光显微镜图；

图5为实施例1的ADS液晶显示面板性能测试图。

附图标记说明

1、上基板，2、上基板方的垂直取向层，3、负性向列相液晶分子，4、高分子网络，5、ADS阵列基板方的垂直取向层，6、公共电极，7、绝缘层，8、像素电极，9、ADS阵列基板，10、电场方向。

具体实施方式

一种液晶材料，应用于多维电场型液晶显示面板，所述液晶材料包括：质量百分含量为90-98%的负性向列相液晶，质量百分含量为1-9%的紫外可聚合单体，质量百分含量为0.1-1%的光引发剂。

图1为本发明液晶材料的制备方法流程图，其中，所述液晶材料能应用于多维电场型液晶显示面板，其具体步骤如下：

步骤101：将负性向列相液晶、紫外可聚合单体、光引发剂按下述质量百分含量混合；其中，所述质量百分含量分别为：负性向列相液晶为90-98%、紫外可聚合单体为1-9%、光引发剂为0.1-1%；

步骤102：对所述负性向列相液晶、紫外可聚合单体、光引发剂混合得到的混合物进行避光搅拌；

步骤103：对避光搅拌后的所述混合物进行脱泡处理，经脱泡处理后得到的混合物即为本发明的液晶材料；

这里，所述负性向列相液晶为氟基衍生物；

所述氟基衍生物中含有联苯、联苯环己烷、酯基、醚基中的一种或几种的混合；

所述氟基衍生物为下述单体中的一种或几种的混合，所述单体分子式为：

其中，n为3、4、5、6、7或8；

所述紫外可聚合单体为：1，4-双(4-(6-丙烯氧基己氧基)苯甲酰氧基)-2-甲苯，其分子式为：

其中，n为3、4、5、6、7或8；

所述光引发剂为：苯偶姻及其衍生物、苯偶酰类、烷基苯酮类、酰基磷氧化物、二苯甲酮类或硫杂蒽酮类；

其中，所述苯偶姻及其衍生物为安息香、安息香双甲醚、安息香乙醚、安息香异丙醚、安息香丁醚、或安息香苯甲醚；所述苯偶酰类为二苯基乙酮、α，或α-二甲氧基-α-苯基苯乙酮；所述烷基苯酮类为α，α-二乙氧基苯乙酮、α-羟烷基苯酮、或α-胺烷基苯酮；所述酰基磷氧化物为芳酰基膦氧化物、或双苯甲酰基苯基氧化膦；所述二苯甲酮类为二苯甲酮、2,4-二羟基二苯甲酮或米蚩酮；所述硫杂蒽酮类为硫代丙氧基硫杂蒽酮、或异丙基硫杂蒽酮。

所述脱泡处理为：在压力为10-100Pa下脱泡1-3小时。

一种多维电场型液晶显示面板的制备方法，包括：

形成上基板、下基板，以及所述上基板和下基板之间的液晶层，并对所述液晶层进行紫外光照射，得到所述多维电场型液晶显示面板；其中，所述液晶层中的液晶材料为上述任意一种制备方法制得的液晶材料。

其中，所述上基板和下基板之间的液晶层包括：先将所述液晶材料滴加到所述下基板上，再将所述上基板和覆有所述液晶材料的下基板进行对盒；或者，

先将所述上基板和所述下基板进行对盒，再将所述液晶材料滴加到所述上基板和所述下基板之间。

所述形成上基板、下基板之后，所述方法还包括：

在所述上基板和所述下基板上均涂覆用于将液晶分子进行垂直取向的垂直取向剂；

所述对所述液晶层进行紫外光照射的步骤中：所述紫外光照射的强度为1-80mW/cm²，照射时间为5-200min。

这里，所述上基板通常为玻璃基板或者彩膜基板；所述下基板通常为阵列基板，如ADS阵列基板等。

图2为本发明实施方式所提供的ADS液晶显示面板通电前的结构图；图2中当上基板1、与ADS阵列基板9涂覆垂直取向剂后，液晶层内部的负性向列相液晶分子3的长轴垂直于基板排列，另外，由于混合物中含有紫外可聚合单体，在紫外光照射下，紫外可聚合单体在光引发剂引发下生成高分子网络4，这种高分子网络4通过锚定力的作用固定负性向列相液晶分子3长轴排列的方向，即使负性向列相液晶分子3垂直于基板排列。

图3为本发明实施方式所提供的ADS液晶显示面板通电后的结构图；其中，ADS阵列基板9其电场呈边缘场分布，通电后，负性向列相液晶分子3短轴方向会按照电场方向10切线的方向排列，负性向列相液晶分子3此时发生了旋转，其中，距离ADS阵列基板9较近的负性向列相液晶分子3受到电场作用较大，旋转角度较大，距离ADS阵列基板9较远的负性向列相液晶分子3受到电场作用较小，旋转角度较小。当撤去电场后，由于高分子网络4对负性向列相液晶分子3具有锚定作用，液晶分子长轴排列方向会恢复通电前的状态。通过电场开态和关态作用，负性向列相液晶分子3可以发生旋转或恢复，从而达到液晶显示的作用。

实施例1

本实施例，选用的负性向列相液晶分子为：

其中，n取4，所述每种负性向列相液晶称为单晶，且所述五种单晶质量相同；

选用的紫外可聚合单体分子式为：

其中，n取4；

选用安息香苯甲醚为光引发剂；

步骤一：将负性向列相液晶、紫外可聚合单体、光引发剂按下述质量百分含量混合，其中，负性向列相液晶为90%、紫外可聚合单体为1%、光引发剂为0.1%；

步骤二：对所述负性向列相液晶、紫外可聚合单体、光引发剂混合得到的混合物进行避光搅拌；

步骤三：对避光搅拌后的所述混合物在压力为100Pa下进行脱泡处理1小时，得到液晶材料；

步骤四：选用彩膜基板作为上基板，ADS阵列基板作为下基板，并在所述上基板和所述下基板上均涂覆用于将液晶分子进行垂直取向的垂直取向剂；

步骤五：先将所述步骤三得到的液晶材料滴加到步骤四处理后的所述下基板上，再将步骤四处理后的所述上基板、和覆有所述液晶材料以及垂直取向剂的下基板进行对盒，即形成所述上基板和下基板之间的液晶层；

步骤六：对所述液晶层进行紫外光照射，其中，所述紫外光照射的强度为1mW/cm²、照射时间为200min，即得ADS液晶显示面板。

图4为实施例1的液晶材料的偏光显微镜图；其中a为通电前的偏光显微镜图，液晶分子均垂直基板排列，呈暗态；b是通电后的偏光显微镜图，从图中看出液晶混合物中具有明显的向列相液晶丝状织构，从而可知含有负性向列相液晶的液晶材料可应用到ADS液晶显示模式中。

图5为实施例1的ADS液晶显示面板性能测试图，通过液晶综合测试仪测量实施例1所得ADS液晶显示面板，其V-T曲线如图5所示，由于本实施例中负性向列相液晶分子的粘度比普通正性向列相液晶分子的粘度较大，因此，所得ADS液晶显示面板驱动电压相对提高，驱动电压最大值接近11.5V（一般的利用正性液晶制备的显示面板其驱动电压大概在4-6V），驱动电压较低时，在施加电压的过程中，ADS液晶显示面板的透过率随电压增加而增大，在经过最大值11.5V后透过率随着电压的增加有减小趋势，其中，最大透过率接近6%，最小透过率接近于0。

实施例2

本实施例，选用的负性向列相液晶分子为：

其中，n取8，所述每种负性向列相液晶称为单晶，且所述十种单晶质量相同；

选用的紫外可聚合单体分子式为：

其中，n取8；

选用二苯基乙酮为光引发剂；

步骤一：将负性向列相液晶、紫外可聚合单体、光引发剂按下述质量百分含量混合，其中，负性向列相液晶为98%、紫外可聚合单体为9%、光引发剂为1%；

步骤二：对所述负性向列相液晶、紫外可聚合单体、光引发剂混合得到的混合物进行避光搅拌；

步骤三：对避光搅拌后的所述混合物在压力为10Pa下进行脱泡处理3小时，得到液晶材料；

步骤四：选用彩膜基板作为上基板，ADS阵列基板作为下基板，并在所述上基板和所述下基板上均涂覆用于将液晶分子进行垂直取向的垂直取向剂；

步骤五：先将步骤四处理后的所述上基板和所述下基板进行对盒，再将步骤三得到的所述液晶材料滴加到所述上基板和所述下基板之间，即形成所述上基板和下基板之间的液晶层；

步骤六：对所述液晶层进行紫外光照射，其中，所述紫外光照射的强度为80mW/cm²、照射时间为5min，即得ADS液晶显示面板。

实施例3

本实施例，选用的负性向列相液晶分子为：

其中，n取4，以及分子式为：

其中n取6，所述每种负性向列相液晶称为单晶，且所述七种单晶质量相同；

选用的紫外可聚合单体分子式为：

其中，n取7；

选用α，α-二乙氧基苯乙酮为光引发剂；

步骤一：将负性向列相液晶、紫外可聚合单体、光引发剂按下述质量百分含量混合，其中，负性向列相液晶为95%、紫外可聚合单体为5%、光引发剂为0.5%；

步骤二：对所述负性向列相液晶、紫外可聚合单体、光引发剂混合得到的混合物进行避光搅拌；

步骤三：对避光搅拌后的所述混合物在压力为50Pa下进行脱泡处理1.5小时，得到液晶材料；

步骤四：选用彩膜基板作为上基板，ADS阵列基板作为下基板，并在所述上基板和所述下基板上均涂覆用于将液晶分子进行垂直取向的垂直取向剂；

步骤五：先将所述步骤三得到的液晶材料滴加到步骤四处理后的所述下基板上，再将步骤四处理后的所述上基板、和覆有所述液晶材料以及垂直取向剂的下基板进行对盒，即形成所述上基板和下基板之间的液晶层；

步骤六：对所述液晶层进行紫外光照射，其中，紫外光照射的强度为40mW/cm²、照射时间为50min，并加热至100℃，即得ADS液晶显示面板。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种液晶材料，应用于多维电场型液晶显示面板，其特征在于，所述液晶材料包括：质量百分含量为90-98％的负性向列相液晶，质量百分含量为1-9％的紫外可聚合单体，质量百分含量为0.1-1％的光引发剂；其中，

所述紫外可聚合单体具有以下分子式，所述分子式为：：

所述紫外可聚合单体中的n为3、4、5、6、7或8；所述负性向列相液晶为氟基衍生物；所述氟基衍生物为下述单体中的一种或多种的混合，所述单体分子式为：

所述氟基衍生物中的n为3、4、5、6、7或8。

2.根据权利要求1所述的液晶材料，其特征在于，所述光引发剂为：苯偶姻及其衍生物、苯偶酰类、烷基苯酮类、酰基磷氧化物、二苯甲酮类或硫杂蒽酮类。

3.一种液晶材料的制备方法，所述液晶材料应用于多维电场型液晶显示面板，其特征在于，所述液晶材料为权利要求1或2所述的液晶材料，所述方法包括如下步骤：

将负性向列相液晶、紫外可聚合单体、光引发剂按下述质量百分含量混合，得到所述液晶材料：所述负性向列相液晶为90-98％、所述紫外可聚合单体为1-9％、所述光引发剂为0.1-1％。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述将负性向列相液晶、紫外可聚合单体、光引发剂混合之后，所述方法还包括：对所述负性向列相液晶、紫外可聚合单体、光引发剂混合得到的混合物进行避光搅拌。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述对所述负性向列相液晶、紫外可聚合单体、光引发剂混合得到的混合物进行避光搅拌之后，所述方法还包括：对避光搅拌后的混合物进行脱泡处理。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述脱泡处理为：在压力为10-100Pa下脱泡1-3小时。

7.一种多维电场型液晶显示面板的制造方法，包括：

形成上基板、下基板，以及所述上基板和下基板之间的液晶层，并对所述液晶层进行紫外光照射，得到所述多维电场型液晶显示面板；

其中，所述液晶层中的液晶材料包括：权利要求3至6任意一项制备方法制得的液晶材料。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述上基板和下基板之间的液晶层包括：

先将所述液晶材料滴加到所述下基板上，再将所述上基板和覆有所述液晶材料的下基板进行对盒；或者，

先将所述上基板和所述下基板进行对盒，再将所述液晶材料滴加到所述上基板和所述下基板之间。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述形成上基板、下基板之后，所述方法还包括：

在所述上基板和所述下基板上均涂覆用于将液晶分子进行垂直取向的垂直取向剂。

10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述对所述液晶层进行紫外光照射的步骤中：所述紫外光照射的强度为1-80mW/cm²，照射时间为5-200min。

11.一种液晶显示面板，其特征在于，所述液晶显示面板应用的液晶材料为权利要求1或2所述的液晶材料。