CN105647547B - 热敏型交联材料、液晶显示面板的制作方法及液晶显示面板 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种热敏型交联材料、液晶显示面板的制作方法及液晶显示面板。所述热敏型交联材料结构通式为其中,A是B是R是具有5~20个C原子的直链或支链化的烷基、该烷基中的某个CH2基团被苯基、环烷基、‑O‑、‑CONH‑、‑COO‑、‑O‑CO‑、‑COO‑或‑CH=CH‑基团所取代后得到的第一基团、或者该烷基和该第一基团中的某个H原子被F或Cl原子取代后得到的第二基团;该热敏型交联材料在加热条件下分子之间可发生交联反应,形成具有交联网络的聚合物,将所述热敏型交联材料混合在液晶材料中,在受热形成聚合物后,经过相分离过程,头基部分A和B可锚定在基板表面,而支链部分R则可以起到垂直配向的效果,从而可用于形成配向膜,进而降低TFT‑LCD的生产成本。

Description

热敏型交联材料、液晶显示面板的制作方法及液晶显示面板
技术领域
本发明涉及显示器制造领域,尤其涉及一种热敏型交联材料、液晶显示面板的制作方法及液晶显示面板。
背景技术
薄膜晶体管液晶显示装置(TFT-LCD,Thin Film TransistorLiquid CrystalDisplay)具有机身薄、省电、无辐射等众多优点,得到了广泛的应用。现有市场上的TFT-LCD大部分为背光型液晶显示装置,其包括液晶显示面板及背光模组(backlight module)。液晶显示面板的工作原理是在两片平行的玻璃基板当中放置液晶分子,通过玻璃基板通电与否来控制液晶分子改变方向,将背光模组的光线折射出来产生画面。
通常液晶显示面板由彩膜基板(CF,Color Filter)、薄膜晶体管(TFT)基板、夹于彩膜基板与薄膜晶体管基板之间的液晶(LC,Liquid Crystal)及密封胶框(Sealant)组成,其成型工艺一般包括:前段阵列(Array)制程(薄膜、黄光、蚀刻及剥膜)、中段成盒(Cell)制程(TFT基板与CF基板贴合)及后段模组组装制程(驱动IC与印刷电路板压合)。其中,前段Array制程主要是形成TFT基板,以便于控制液晶分子的运动;中段Cell制程主要是在TFT基板与CF基板之间添加液晶;后段模组组装制程主要是驱动IC压合与印刷电路板的整合,进而驱动液晶分子转动,显示图像。
液晶显示面板通常会在薄膜晶体管基板及彩膜基板上分别形成一层配向膜,该配向膜与LC接触后,能够使得LC产生一定方向的预倾角,从而给液晶分子提供一个承载的角度(预倾角的大小对TFT-LCD的驱动电压、对比度、响应时间、视角等具有重要影响),配向膜的材料通常选用聚酰亚胺(Polyimide,PI)材料,主要分为摩擦配相型PI材料和光配相型PI材料,但是,无论哪种配向材料都有各自的缺点。其中,摩擦配相型PI材料通过摩擦配向法(Rubbing)形成配向膜,摩擦配向法是在高分子PI膜表面用绒布滚轮进行接触式的定向机械摩擦,摩擦高分子表面所提供的能量使高分子主链因延伸而定向排列,从而控制支链与LC相互作用,使LC按照预倾角的方向排列;因此,在摩擦配向时容易造成粉尘颗粒、静电残留、刷痕等问题降低工艺良率。而光配相型PI材料通过光配向法(photo-alignmenttechnology)形成配向膜,光配向法是利用紫外光敏聚合物单体材料的光化学反应产生各向异性,液晶分子与配向膜表面支链相互作用,为达到能量最小的稳定状态,液晶分子沿着光配向所定义的受力最大的方向排列,该光配相型PI材料可以解决上述问题,但由于材料特性受限,耐热性和耐老化性不佳,同时锚定LC的能力也较弱,从而影响面板的品质。除此之外,PI材料本身就具有高极性和高吸水性,存储和运送容易造成变质而导致配相不均,并且PI材料价格昂贵,在TFT-LCD上成膜的工艺也较为复杂,导致面板成本提高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种热敏型交联材料,用于形成配向膜,能够降低配向膜的生产成本,提升产能。
本发明的目的还在于提供一种液晶显示面板的制作方法,通过在液晶显示面板的液晶混合物中加入上述热敏型交联材料,在TFT基板和CF基板的相对一侧的表面上形成配向膜,从而简化TFT-LCD的制程,降低TFT-LCD的生产成本。
本发明的目的还在于提供一种液晶显示面板,配向膜为混合于液晶材料中的热敏型交联材料在加热条件下发生交联反应而形成并沉积在所述TFT基板与彩膜基板的相对一侧的表面的聚合物,制程简单,生产成本低。
为实现上述目的,本发明提供一种热敏型交联型材料,用作配向膜材料,其结构通式为其中,
A是
B是
R是具有5~20个C原子的直链或支链化的烷基、该烷基中的某个CH2基团被苯基、环烷基、-O-、-CONH-、-COO-、-O-CO-、-CO-或-CH=CH-基团所取代后得到的第一基团、或者该烷基和该第一基团中的某个H原子被F或Cl原子取代后得到的第二基团。
所述的热敏型交联材料,其结构式为:
本发明还提供一种液晶显示面板的制作方法,包括以下步骤:
步骤1、将热敏型交联材料混入液晶材料中,得到液晶混合物;
所述热敏型交联材料的结构通式为其中,
A是
B是
R是具有5~20个C原子的直链或支链化的烷基、该烷基中的某个CH2基团被苯基、环烷基、-O-、-CONH-、-COO-、-O-CO-、-CO-或-CH=CH=CH-基团所取代后得到的第一基团、或者该烷基和该第一中的某个H原子被F或Cl原子取代后得到的第二基团;
步骤2、提供TFT基板,采用滴下式注入法将所述步骤1得到的液晶混合物滴加到TFT基板的一侧上;
步骤3、提供CF基板,采用滴下式注入法在所述CF基板的一侧上滴加框胶,形成封框胶;
步骤4、将TFT基板与CF基板进行真空对组,此时,封封框与液晶混合物位于所述TFT基板与CF基板之间,得到液晶盒;
步骤5、对步骤4中得到的液晶盒进行紫外光照射,然后进行加热,以使封框胶固化,在加热过程中,液晶混合物中的热敏型交联材料会发生交联反应而形成聚合物,随着聚合物分子量的增加,聚合物与液晶材料发生相分离,从而沉积在TFT基板侧和CF基板的相对一侧的表面而形成配向膜,其中聚合物中的可与液晶相容的支链部分R可以起到垂直配向的效果。
所述热敏型交联材料的结构式为:
所述步骤1得到的液晶混合物中,所述热敏型交联材料的含量为0.1~5wt%。
所述步骤5中,紫外光的照射强度为50~100mW/cm2,照射时间为1~5min,加热的温度为110~130℃,加热时间为20~30min。
所制作的液晶显示面板为多畴垂直取向型液晶显示面板,所述步骤2中提供的TFT基板预滴加液晶混合物的一侧上设有数个屋脊状的凸起物,所述步骤3中提供的CF基板预滴加框胶的一侧上设有数个屋脊状的凸起物。
所述步骤2中提供的TFT基板预滴加液晶混合物的一侧上设有像素电极,所述步骤3中提供的CF基板预滴加框胶的一侧上设有公共电极。
本发明还提供一种液晶显示面板,包括相对设置的TFT基板与CF基板、夹设于TFT基板与CF基板之间的液晶层、用于密封TFT基板与CF基板的封框胶、及形成于所述TFT基板与CF基板朝向液晶层一侧表面的配向膜;
所述TFT基板与CF基板朝向液晶层的一侧上设有数个屋脊状的凸起物;
所述液晶层包括液晶材料;
所述配向膜为混合于液晶材料中的热敏型交联材料在加热条件下发生交联反应而形成并沉积在所述TFT基板与CF基板的相对一侧的表面的聚合物;
所述热敏型交联材料的结构通式为其中,
A是
B是
R是具有5~20个C原子的直链或支链化的烷基、该烷基中的某个CH2基团被苯基、环烷基、-O-、-CONH-、-COO-、-O-CO-、-CO-或-CH=CH-基团所取代后得到的第一基团、或者该烷基和该第一基团中的某个H原子被F或Cl原子取代后得到的第二基团。
所述热敏型交联材料的结构式为:
本发明的有益效果:本发明提供一种热敏型交联材料、液晶显示面板的制作方法及液晶显示面板;本发明的热敏型交联材料,其结构通式为其中,A是B是R是具有5~20个C原子的直链或支链化的烷基、该烷基中的某个CH2基团被苯基、环烷基、-O-、-CONH-、-COO-、-O-CO-、-CO-或-CH=CH-基团所取代后得到的第一基团、或者该烷基和该第一基团中的某个H原子被F或Cl原子取代后得到的第二基团;该热敏型交联材料属于二甲基丙烯酸酯类的有机材料,在加热条件下分子之间可发生交联反应,形成具有交联网络的高分子的聚合物,将所述热敏型交联材料混合在液晶材料中,在受热形成聚合物后,经过相分离过程,头基部分A和B可锚定在基板表面,而支链部分R则可以起到垂直配向的效果,从而可用于形成配向膜,降低配向膜的生产成本,提升产能;本发明的液晶显示面板的制作方法,通过在液晶显示面板的液晶混合物中加入上述热敏型交联材料,在TFT基板和CF基板的相对一侧的表面上形成配向膜,从而简化了制程,降低了生产成本,另外,由于该热敏型交联材料是在加热条件下自身的分子之间发生交联反应,从而与PSVA型的显示面板相比,也不需要额外加入反应性单体(ReactiveMonomer,RM),省去了一道紫外光照射制程;本发明的液晶显示面板,配向膜为混合于液晶材料中的热敏型交联材料在加热条件下发生交联反应而形成并沉积在所述TFT基板与彩膜基板的相对一侧的表面的聚合物,从而可以不使用PI配向膜,不仅可以简化TFT-LCD的制程,而且还大大降低了TFT-LCD的生产成本,且液晶的配向效果好。
附图说明
为了能更进一步了解本发明的特征以及技术内容,请参阅以下有关本发明的详细说明与附图,然而附图仅提供参考与说明用,并非用来对本发明加以限制。
附图中,
图1为本发明的热敏型交联材料的结构示意图;
图2为本发明的热敏型交联材料受热后发生交联反应形成的聚合物的结构示意图;
图3为本发明的液晶显示面板的制备方法的示意流程图;
图4为本发明的液晶显示面板的制备方法的步骤4的示意图;
图5为本发明的液晶显示面板的制备方法的步骤5的示意图暨本发明的液晶显示面板在不加电时的液晶分布示意图;
图6为本发明的液晶显示面板在加电时的液晶分布示意图;
图7为制备出的一种具体结构的热敏型交联材料的核磁共振数据分析图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明所采取的技术手段及其效果,以下结合本发明的优选实施例及其附图进行详细描述。
本发明首先提供一种热敏型交联型材料,用作配向膜材料,其结构通式为其中,
A是
B是
R是具有5~20个C原子的直链或支链化的烷基、该烷基中的某个CH2基团被苯基、环烷基、-O-、-CONH-、-COO-、-O-CO-、-CO-或-CH=CH-基团所取代后得到的第一基团、或者该烷基和该第一基团中的某个H原子被F或Cl原子取代后得到的第二基团。
具体的,如图1所示,所述热敏型交联型材料中,A和B属于头基,该头基含有两个或多个双键基团,其主要作用是在一定温度下可发生热交联反应;而尾基R的主要作用是类似于PI支链的作用以立体障碍的方式使液晶分子垂直排列。
优选的,该热敏型交联型材料的结构式为:
本发明提供的一种热敏型交联型材料,属于二甲基丙烯酸酯类的有机材料,如图2所示,在加热条件下分子之间可发生交联反应,形成具有交联网络的高分子的聚合物。那么将该热敏型交联材料混合在液晶材料中,在受热形成聚合物后,经过相分离过程,头基部分A和B可锚定在基板表面,而支链部分R则可以起到垂直配向的效果,从而可用于形成配向膜,进而使得采用该热敏型交联材料的液晶显示面板可以不使用PI配向膜,不仅可以简化TFT-LCD的制程,而且还大大降低了TFT-LCD的生产成本。
请参阅图3,本发明还提供一种液晶显示面板的制作方法,包括以下步骤:
步骤1、将热敏型交联材料51混入液晶材料52中,得到液晶混合物;
所述热敏型交联材料51的结构通式为其中,
A是
B是
R是具有5~20个C原子的直链或支链化的烷基、该烷基中的某个CH2基团被苯基、环烷基、-O-、-CONH-、-COO-、-O-CO-、-CO-或-CH=CH-基团所取代后得到的第一基团、或者该烷基和该第一基团中的某个H原子被F或Cl原子取代后得到的第二基团;
优选的,该热敏型交联型材料51的结构式为:
具体的,所述步骤1得到的液晶混合物中,所述热敏型交联材料51的含量为0.1~5wt%。
步骤2、提供TFT基板10,采用滴下式注入法(One Drop Filling,ODF)将所述步骤1得到的液晶混合物滴加到TFT基板10的一侧上;
步骤3、提供CF基板20,采用滴下式注入法在所述CF基板20的一侧上滴加框胶,形成封框胶30;
步骤4、如图4所示,将TFT基板10与CF基板20进行真空对组,此时,封框胶30与液晶混合物位于所述TFT基板10与CF基板20之间,得到液晶盒;
此时,热敏型交联材料51还混合在液晶材料52中,未发生交联反应,对液晶材料52不起配向作用。
步骤5、如图5所示,对步骤4中得到的液晶盒进行紫外光照射,然后进行加热,以使封框胶30固化,在加热过程中,液晶混合物中的热敏型交联材料51会发生交联反应而形成聚合物,随着聚合物分子量的增加,聚合物与液晶材料51发生相分离,从而沉积在TFT基板10和CF基板20的相对一侧的表面而形成配向膜50,其中聚合物中的可与液晶相容的支链部分R可以起到垂直配向的效果。
具体的,所述步骤5中,紫外光的照射强度为50~100mW/cm2,照射时间为1~5min,加热的温度为110~130℃,加热时间为20~30min。
具体的,所制作的液晶显示面板为多畴垂直取向(Multi-domain VerticalAlignment,MVA)型液晶显示面板,所述步骤2中提供的TFT基板为传统的MVA型液晶显示面板的TFT基板,其预滴加液晶混合物的一侧上设有数个屋脊状的凸起物21,所述步骤3中提供的CF基板为传统的MVA型液晶显示面板的CF基板,其预滴加框胶的一侧上设有数个屋脊状的凸起物21。
具体的,所述步骤2中提供的TFT基板预滴加液晶混合物的一侧上设有像素电极,所述步骤3中提供的CF基板预滴加框胶的一侧上设有公共电极,如图6所示,通过对所制备出的液晶显示面板的TFT基板上的像素电极和CF基板上的公共电极施加电压,液晶材料52在凸起物21和配向膜50的共同作用下,按照凸起物21的坡面倾斜的定向排列。
本发明的液晶显示面板的制作方法,通过在液晶显示面板的液晶混合物中加入上述热敏型交联材料,在TFT基板和CF基板的相对一侧的表面上形成配向膜,从而简化了制程,降低了生产成本,另外,由于该热敏型交联材料是在加热条件下自身的分子之间发生交联反应,从而与PSVA型的显示面板相比,也不需要额外加入反应性单体(ReactiveMonomer,RM),省去了一道紫外光照射制程。
请参阅图5-6,本发明还提供一种液晶显示面板,包括相对设置的TFT基板10与CF基板20、夹设于TFT基板10与CF基板20之间的液晶层、用于密封TFT基板10与CF基板20的封框胶30、及形成于所述TFT基板10与CF基板20朝向液晶层一侧表面的配向膜50;
所述TFT基板10与CF基板20朝向液晶层的一侧上设有数个屋脊状的凸起物21;
所述液晶层包括液晶材料52;
所述配向膜50为混合于液晶材料52中的热敏型交联材料51在加热条件下发生交联反应而形成并沉积在所述TFT基板10与CF基板20的相对一侧的表面的聚合物;
所述热敏型交联材料51的结构通式为其中,
A是
B是
R是具有5~20个C原子的直链或支链化的烷基、该烷基中的某个CH2基团被苯基、环烷基、-O-、-CONH-、-COO-、-O-CO-、-CO-或-CH=CH-基团所取代后得到的第一基团、或者该烷基和该第一基团中的某个H原子被F或Cl原子取代后得到的第二基团。
优选的,该热敏型交联材料51的结构式为:
具体的,所述TFT基板10与CF基板20相对的一侧上分别设有像素电极和公共电极,如图5所示,在对液晶显示面板不施加电压的情况下,液晶材料52在配向膜50的作用下垂直排列,如图6所示,通过对液晶显示面板的TFT基板10上的像素电极和CF基板20上的公共电极施加电压,液晶材料52在配向膜50和凸起物21的共同作用下,按照凸起物21的坡面倾斜的定向排列。
以下以具体实施例来展示一种具体结构的热敏型交联材料的制备方法:
热敏型交联材料的制备方法:
按照二醇化合物(I):丙烯酸(II)=1:1.5~2的摩尔比称取或量取二醇化合物(I)和丙烯酸(II),将取好的二醇化合物(I)和丙烯酸(II)置于反应器中,并以质量分数为85~90%的浓硫酸溶液作为催化剂,在110~130℃下反应4~6小时,得到化合物(III);
上述反应的反应式如下:
对得到的化合物(III)进行核磁共振分析,得到的核磁共振数据为:δ=0.96(3H),δ=1.33(2H),δ=1.62(2H),δ=2.55(2H),δ=7.18(4H),δ=7.43(4H),δ=7.54(4H),δ=2.51(2H),δ=3.06(1H),δ=4.11(4H),δ=1.93(6H),δ=6.15(2H),δ=5.58(2H);
如图7所示,从而确定该化合物(III)的结构式为
综上所述,本发明提供一种热敏型交联材料、液晶显示面板的制作方法及液晶显示面板;本发明的热敏型交联材料,其结构通式为其中,A是B是R是具有5~20个C原子的直链或支链化的烷基、该烷基中的某个CH2基团被苯基、环烷基、-O-、-CONH-、-COO-、-O-CO-、-CO-或-CH=CH基团所取代后得到的第一基团、或者该烷基和该第一基团中的某个H原子被F或Cl基团取代后得到的第二基团;该热敏型交联材料属于二甲基丙烯酸酯类的有机材料,在加热条件下分子之间可发生交联反应,形成具有交联网络的高分子的聚合物,将所述热敏型交联材料混合在液晶材料中,在受热形成聚合物后,经过相分离过程,头基部分A和B可锚定在基板表面,而支链部分R则可以起到垂直配向的效果,从而可用于形成配向膜,降低配向膜的生产成本,提升产能;本发明的液晶显示面板的制作方法,通过在液晶显示面板的液晶混合物中加入上述热敏型交联材料,在TFT基板和CF基板的相对一侧的表面上形成配向膜,从而简化了制程,降低了生产成本,另外,由于该热敏型交联材料是在加热条件下自身的分子之间发生交联反应,从而与PSVA型的显示面板相比,也不需要额外加入反应性单体(Reactive Monomer,RM),省去了一道紫外光照射制程;本发明的液晶显示面板,配向膜为混合于液晶材料中的热敏型交联材料在加热条件下发生交联反应而形成并沉积在所述TFT基板与彩膜基板的相对一侧的表面的聚合物,从而可以不使用PI配向膜,不仅可以简化TFT-LCD的制程,而且还大大降低了TFT-LCD的生产成本,且液晶的配向效果好。
以上所述,对于本领域的普通技术人员来说,可以根据本发明的技术方案和技术构思作出其他各种相应的改变和变形,而所有这些改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (7)

1.一种热敏型交联型材料,其特征在于,用作配向膜材料,其结构式为:
2.一种液晶显示面板的制作方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1、将热敏型交联材料(51)混入液晶材料(52)中,得到液晶混合物;
所述热敏型交联材料(51)的结构式为:
步骤2、提供TFT基板(10),采用滴下式注入法将所述步骤1得到的液晶混合物滴加到TFT基板(10)的一侧上;
步骤3、提供CF基板(20),采用滴下式注入法在所述CF基板(20)的一侧上滴加框胶,形成封框胶(30);
步骤4、将TFT基板(10)与CF基板(20)进行真空对组,此时,封框胶(30)与液晶混合物位于所述TFT基板(10)与CF基板(20)之间,得到液晶盒;
步骤5、对步骤4中得到的液晶盒进行紫外光照射,然后进行加热,以使封框胶(30)固化,在加热过程中,液晶混合物中的热敏型交联材料(51)会发生交联反应而形成聚合物,随着聚合物分子量的增加,聚合物与液晶材料(51)发生相分离,从而沉积在TFT基板(10)和CF基板(20)的相对一侧的表面而形成配向膜(50),其中聚合物中的可与液晶相容的支链部分R可以起到垂直配向的效果。
3.如权利要求2所述的液晶显示面板的制作方法,其特征在于,所述步骤1得到的液晶混合物中,所述热敏型交联材料(51)的含量为0.1~5wt%。
4.如权利要求2所述的液晶显示面板的制作方法,其特征在于,所述步骤5中,紫外光的照射强度为50~100mW/cm2,照射时间为1~5min,加热的温度为110~130℃,加热时间为20~30min。
5.如权利要求2所述的液晶显示面板的制作方法,其特征在于,所制作的液晶显示面板为多畴垂直取向型液晶显示面板,所述步骤2中提供的TFT基板预滴加液晶混合物的一侧上设有数个屋脊状的凸起物(21),所述步骤3中提供的CF基板预滴加框胶的一侧上设有数个屋脊状的凸起物(21)。
6.如权利要求2所述的液晶显示面板的制作方法,其特征在于,所述步骤2中提供的TFT基板预滴加液晶混合物的一侧上设有像素电极,所述步骤3中提供的CF基板预滴加框胶的一侧上设有公共电极。
7.一种液晶显示面板,其特征在于,包括相对设置的TFT基板(10)与CF基板(20)、夹设于TFT基板(10)与CF基板(20)之间的液晶层、用于密封TFT基板(10)与CF基板(20)的封框胶(30)、及形成于所述TFT基板(10)与CF基板(20)朝向液晶层一侧表面的配向膜(50);
所述TFT基板(10)与CF基板(20)朝向液晶层的一侧上设有数个屋脊状的凸起物(21);
所述液晶层包括液晶材料(52);
所述配向膜(50)为混合于液晶材料(52)中的热敏型交联材料(51)在加热条件下发生交联反应而形成并沉积在所述TFT基板(10)与CF基板(20)的相对一侧的表面的聚合物;
所述热敏型交联材料(51)的结构式为:
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