CN104845644B - 一种液晶介质组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种液晶介质组合物，其包括：负性液晶材料；至少一种可在紫外光照射下发生聚合反应的可聚合单体；以及至少一种辅助配向剂，所述辅助配向剂包括极性部分和非极性部分，所述极性部分通过连接基团与所述非极性部分连接。本发明的液晶介质组合物，通过对液晶材料进行改进，能够在非PI配向层下实现垂直配向，简化液晶显示面板的结构与制程，降低能耗与污染，同时降低生产成本，进一步提高显示效果。

Description

一种液晶介质组合物
【技术领域】
本发明涉及显示器技术领域，特别是涉及一种液晶介质组合物。
【背景技术】
目前主流市场上的TFT-LCD液晶显示器，可分为三大类，分别是扭曲向列TN(Twisted Nematic)、超扭曲向列STN(Twisted Nematic)，IPS(In-Plane Switching)平面转换及VA(Vertical Alignment)垂直排列型。其中VA型LCD相对其他种类的LCD具有极高的对比度，对比度一般可达到4000-8000，在大尺寸显示中具有非常广的应用。
VA型液晶显示器在不加电的暗态时，液晶分子垂直于基板表面排列，不产生任何相位差，漏光极低，暗态亮度很小，因而具有极高对比度。
为了使VA型液晶显示面板中的液晶分子能够垂直于基板表面排列，需要对液晶分子进行垂直配向处理。如图1所示，液晶显示面板包括第一基板10、第二基板20、液晶层30；第一基板10上设置有第一透明电极层11，第二基板20上设置有第二透明电极层21；在第一透明电极层11和第二透明电极层21的内侧涂布垂直配向剂，配向剂一般包含大量的化学溶剂NMP(N-甲基吡咯烷酮)以及高分子材料聚酰亚胺(Polyimide，PI)等成分，然后将两个基板在高温下(一般200摄氏度以上)进行长时间烘烤，使配向剂中溶剂被烤干，从而在第一基板10和第二基板20内侧分别形成第一PI配向层12和第二PI配向层22。
PI制程中，需要采用喷墨印刷技术先向基板表面均匀喷涂PI液，然后静置一段时间待PI液在基板表面扩散流平，然后在较低温度(50-150度)进行段时间(1分钟-10分钟)预烘烤，使PI液中部分溶剂NMP(N-甲基吡咯烷酮)挥发排除，实现PI配向层初干，然后再在高温下(200-250度)进行长时间(30min-120min)烘烤，使其中几乎所有的溶剂NMP挥发，同时使PI液中聚酰胺酸的羧基及氨基充分环化反应形成聚酰亚胺。由此可见，PI配向层的制程能耗较高、且不环保、易对人体造成危害的过程；此外，由于配向层均匀性、缺涂、不粘以及等问题，还会影响产品良率造成，导致资源浪费，从而增加生产成本。
因此，有必要提供一种液晶介质组合物，以解决现有技术所存在的问题。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种液晶介质组合物，以解决现有技术的液晶显示面板采用PI配向层进行配向时，能耗较高以及成本较高的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明构造了一种液晶介质组合物，其包括：
负性液晶材料；至少一种可在紫外光照射下发生聚合反应的可聚合单体；以及至少一种辅助配向剂，所述辅助配向剂包括极性部分和非极性部分，所述极性部分通过连接基团与所述非极性部分连接；所述辅助配向剂具有如下通式之一的结构：
式一
式二
式三
式四
以上式一至式四中，L1代表位于所述非极性部分上的第一六元环结构、L2代表位于所述极性部分上的第二六元环结构、L3代表位于所述极性部分上的第三六元环结构、L4代表位于所述极性部分上的第四六元环结构；h为连接于所述非极性部分上的苯环或所述第一六元环结构上的第一取代基团，m为同一所述非极性部分的苯环或同一所述第一六元环结构上的第一取代基团的个数，m为0-4的整数；
T1为所述第一六元环结构上的第一尾端基团，其包含1-25个碳原子的分子链；
a为连接于所述极性部分的苯环或所述第二六元环结构或所述第三六元环结构或所述第四六元环结构上的第二取代基团，n为同一所述极性部分上的苯环或同一所述第二六元环结构或同一所述第三六元环结构或同一所述第四六元环结构上的第二取代基团的个数，n为0-4的整数，T2为所述极性部分上的苯环或所述第二六元环结构或所述第三六元环结构或所述第四六元环结构的第二尾端基团，其包含1-25个碳原子的分子链；
X为所述连接基团，其为醚键或包含1-10个碳原子的分子链。
在本发明的液晶介质组合物中，所述第一六元环结构、所述第二六元环结构、所述第三六元环结构、所述第四六元环结构为苯环或者环己烷。
在本发明的液晶介质组合物中，所述第一尾端基团选自-O-、-COO-、-OCO-、-CH2O-、-OCH2O-、-O(CH2)2O-以及-COCH2-中的一种。
在本发明的液晶介质组合物中，所述第二尾端基团选自F、Cl、Br、CN、羟基、伯胺基、仲胺基、叔胺基、醚基、酯基以及羰基中的至少一种。
在本发明的液晶介质组合物中，所述连接基团选自-O-、-COO-、-OCO-、-CH2O-、-OCH2O-、-O(CH2)2O-以及-COCH2-中的一种。
在本发明的液晶介质组合物中，所述第一取代基团选自F、Cl、Br、CN、1-10个碳原子的直链以及1-10个碳原子的支链烷基中的至少一种。
在本发明的液晶介质组合物中，所述第二取代基团选自F、Cl、Br、CN、羟基、伯胺基、仲胺基、叔胺基、醚基、酯基、羰基、1-10个碳原子的直链以及1-10个碳原子的支链烷基中的至少一种。
在本发明的液晶介质组合物中，所述式一具体为以下结构：
式五
在本发明的液晶介质组合物中，所述式二具体为以下结构：
式六
在本发明的液晶介质组合物中，所述式三具体为以下结构：
式七
本发明的液晶介质组合物，通过对液晶材料进行改进，能够在非PI配向层下实现垂直配向，简化液晶显示面板的结构与制程，降低能耗与污染，同时降低生产成本，进一步提高显示效果。
【附图说明】
图1为现有技术的液晶显示面板的结构示意图。
图2为本发明液晶显示面板的结构示意图。
【具体实施方式】
以下各实施例的说明是参考附加的图式，用以例示本发明可用以实施的特定实施例。本发明所提到的方向用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「内」、「外」、「侧面」等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用以说明及理解本发明，而非用以限制本发明。在图中，结构相似的单元是以相同标号表示。
本发明提供一种液晶介质组合物，包括：负性液晶材料、至少一种可在紫外光照射下发生聚合反应的可聚合单体以及至少一种辅助配向剂，所述辅助配向剂包括极性部分和非极性部分，所述极性部分(式一至四中横向的部分)通过连接基团与所述非极性部分(式一至四中竖直部分)连接；所述辅助配向剂具有如下通式之一的结构：
式一
式二
式三
式四
以上式一至式四中，L1代表位于所述非极性部分上的第一六元环结构、L2代表位于所述极性部分上的第二六元环结构、L3代表位于所述极性部分上的第三六元环结构、L4代表位于所述极性部分上的第四六元环结构；所述L1、L2、L3、L4可为苯环或者环己烷；h为连接于所述非极性部分上的苯环或所述第一六元环结构上的第一取代基团，m为同一所述非极性部分的苯环或同一所述第一六元环结构上的第一取代基团的个数，m为0-4的整数；所述第一取代基团可选自F、Cl、Br、CN、1-10个碳原子的直链、1-10个碳原子的支链烷基中的至少一种。
T1为所述第一六元环结构上的第一尾端基团，其包含1-25个碳原子的分子链；所述第一尾端基团可选自-O-、-COO-、-OCO-、-CH2O-、-OCH2O-、-O(CH2)2O-、-COCH2-中的一种。
a为连接于所述极性部分的苯环或所述第二六元环结构或所述第三六元环结构或所述第四六元环结构上的第二取代基团，n为同一所述极性部分上的苯环或同一所述第二六元环结构或同一所述第三六元环结构或同一所述第四六元环结构上的第二取代基团的个数，n为0-4的整数，T2为所述极性部分上的苯环或所述第二六元环结构或所述第三六元环结构或所述第四六元环结构上的第二尾端基团，其包含1-25个碳原子的分子链；所述第二尾端基团可选自F、Cl、Br、CN、羟基、伯胺基、仲胺基、叔胺基、醚基、酯基、羰基中的至少一种。所述第二取代基团可选自F、Cl、Br、CN、羟基、伯胺基、仲胺基、叔胺基、醚基、酯基、羰基、1-10个碳原子的直链、1-10个碳原子的支链烷基中的至少一种。
X为所述连接基团，其为醚键或包含1-10个碳原子的分子链。所述连接基团可选自-O-、-COO-、-OCO-、-CH2O-、-OCH2O-、-O(CH2)2O-、-COCH2-中的一种。
所述极性部分中至少一个六元环结构上的取代基为极性基团，所述非极性部分中的六元环结构上的取代基为非极性基团。
上述任一分子式中所述非极性部分中的各苯环或环己烷上的第一取代基团的个数可相同或者不同。上述任一分子式中所述极性部分中的各苯环或环己烷上的第二取代基团的个数可相同或者不同。
优选地，所述式一具体为以下结构：
式五
所述式二具体为以下结构：
式六
所述式三具体为以下结构：
式七
所述式四可为以下结构：
式八
如图2所示，图2为本发明液晶显示面板的结构示意图；本发明的液晶显示面板，包括第一基板10、第二基板20、液晶层30，第一基板10上设置有第一透明电极层11，第二基板20上设置有第二透明电极层21；在第一基板10和第二基板20内侧分别形成第一配向结构31和第二配向结构32。所述第一基板10可为阵列基板、所述第二基板20可为彩膜基板。
所述第一配向结构和第二配向结构是通过以下方式获得的：
在液晶中加入辅助配向剂后，由于辅助配向剂具有极性基团和非极性基团，其中极性基团与所述第一基板和第二基板反应，非极性基团与液晶分子反应，使得液晶分子在没有配向层的情况下也能相对于液晶显示面板的第一基板和第二基板的表面垂直排列。由于辅助配向剂直接与液晶混合一起使用，无需其他溶剂溶解，省去原本配向剂的涂布设备与高温烘烤设备，也无需额外溶剂，因此更加环保、节能，且生产成本较低。
本发明的液晶介质组合物，通过对液晶材料进行改进，能够在非PI配向层下实现垂直配向，简化液晶显示面板的结构与制程，降低能耗与污染，同时降低生产成本，进一步提高显示效果。
综上所述，虽然本发明已以优选实施例揭露如上，但上述优选实施例并非用以限制本发明，本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围以权利要求界定的范围为准。

Claims (9)

1.一种液晶介质组合物，其特征在于，包括：
负性液晶材料；至少一种可在紫外光照射下发生聚合反应的可聚合单体；以及至少一种辅助配向剂，所述辅助配向剂包括极性部分和非极性部分，所述极性部分通过连接基团与所述非极性部分连接；所述辅助配向剂具有如下通式之一的结构：
式一
式二
式三
式四
以上式一至式四中，L1代表位于所述非极性部分上的第一六元环结构、L2代表位于所述极性部分上的第二六元环结构、L3代表位于所述极性部分上的第三六元环结构、L4代表位于所述极性部分上的第四六元环结构；h为连接于所述非极性部分上的苯环或所述第一六元环结构上的第一取代基团，m为同一所述非极性部分的苯环或同一所述第一六元环结构上的第一取代基团的个数，m为0-4的整数；
T1为所述第一六元环结构上的第一尾端基团，其包含1-25个碳原子的分子链；
a为连接于所述极性部分的苯环或所述第二六元环结构或所述第三六元环结构或所述第四六元环结构上的第二取代基团，n 为同一所述极性部分上的苯环或同一所述第二六元环结构或同一所述第三六元环结构或同一所述第四六元环结构上的第二取代基团的个数，n为0-4的整数，T2为所述极性部分上的苯环或所述第二六元环结构或所述第三六元环结构或所述第四六元环结构的第二尾端基团，其包含1-25个碳原子的分子链；
X为所述连接基团，其为醚键或包含1-10个碳原子的分子链。
2.根据权利要求1所述的液晶介质组合物，其特征在于，所述第一六元环结构、所述第二六元环结构、所述第三六元环结构、所述第四六元环结构为苯环或者环己烷。
3.根据权利要求1所述的液晶介质组合物，其特征在于，所述第二尾端基团选自F、Cl、Br、CN、羟基、伯胺基、仲胺基、叔胺基、醚基、酯基以及羰基中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的液晶介质组合物，其特征在于，所述连接基团选自-O-、-COO-、-OCO-、-CH2O-、-OCH2O-、-O(CH2)2O-以及-COCH2-中的一种。
5.根据权利要求1所述的液晶介质组合物，其特征在于，所述第一取代基团选自Br、1-10个碳原子的直链以及1-10个碳原子的支链烷基中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的液晶介质组合物，其特征在于，所述第二取代基团选自F、Cl、Br、CN、羟基、伯胺基、仲胺基、 叔胺基、醚基、酯基、羰基、1-10个碳原子的直链以及1-10个碳原子的支链烷基中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的液晶介质组合物，其特征在于，所述式一具体为以下结构：
式五
。
8.根据权利要求1所述的液晶介质组合物，其特征在于，所述式二具体为以下结构：
式六
。
9.根据权利要求1所述的液晶介质组合物，其特征在于，所述式三具体为以下结构：
式七
。
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