CN106281358A - 一种液晶介质混合物及液晶显示面板 - Google Patents

一种液晶介质混合物及液晶显示面板 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种液晶介质混合物，包括：液晶材料、抗氧化剂以及至少一种在紫外光照射下可发生聚合反应的可聚合单体，其中，当紫外光照射时，所述抗氧化剂使得所述可聚合单体缓慢聚合，在所述液晶材料之间形成均匀的聚合物网络，以使得在施加电压时所述液晶材料具有快速响应的速度。本发明还提供一种液晶显示面板。本发明提供的液晶介质混合物，可在液晶材料之间形成均匀的聚合物网络，以使得在施加电压时液晶材料具有快速响应的速度以及暗态效果。

Description

一种液晶介质混合物及液晶显示面板
技术领域
本发明涉及显示技术领域，特别是涉及一种液晶介质混合物及液晶显示面板。
背景技术
VA型(Vertical Alignment，垂直取向显示技术)液晶显示模式通常使用负性液晶材料，当未施加电压时液晶分子的长轴垂直于基板表面；在液晶分子长轴方向施加电压时液晶材料倾向于垂直电场的方向排列，即液晶分子向平行基板方向倾倒。
目前，有多种方式可以加快VA型显示模式液晶分子施加电压时液晶分子倾倒的速度。第一种方法是在基板上制作出凸起物，使液晶分子在凸起物附近产生一定的预倾角，从而引导液晶分子朝预定的方向倾倒；第二种方法是在上下基板的氧化铟锡(ITO，IndiumTin Oxide)电极层刻蚀出slit(沟槽)电极，使电场产生一定的倾斜角度，从而控制液晶分子倾倒方向，称为垂直取向构型(PVA，Patterned vertical alignment)技术；第三种方法是在TFT基板的一侧氧化铟锡电极层刻蚀出裂缝，而另一侧为全为氧化铟锡电极层，同时在液晶材料中添加可聚合单体(RM，Reactive monomer)，通过施加电压并利用紫外光照射聚合，聚合过程产生相分离，在基板表面形成颗粒状凸起物，从而引导液晶分子朝某个方向倾倒，达到配向的效果，称为聚合物稳定垂直对齐(PSVA，Polymer stabilized verticalalignment)技术等等，但上述方法中液晶材料的响应速度难以满足显示面板的发展的需求，因此，有必要提供一种提高液晶材料的响应速度的液晶介质混合物。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种能提高液晶材料的响应速度的液晶介质混合物。
为解决上述技术问题，本发明提供的一种技术方案为：提供一种液晶介质混合物，包括：液晶材料、抗氧化剂以及至少一种在紫外光照射下可发生聚合反应的可聚合单体，其中，当紫外光照射时，所述抗氧化剂使得所述可聚合单体缓慢聚合，在所述液晶材料之间形成均匀的聚合物网络，以使得在施加电压时所述液晶材料具有快速响应的速度。
其中，所述抗氧化剂的结构式为
其中y的取值范围为1-11。
其中，所述抗氧化剂的质量占所述液晶介质混合物总质量的比例大于0且小于或等于1％，所述可聚合单体的质量占所述液晶介质混合物总质量的0.3％-30％。
其中，所述可聚合单体包括丙烯酸酯、丙烯酸酯衍生物、甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯衍生物、苯乙烯、苯乙烯衍生物、环氧树脂及脂肪胺类环氧树脂中的至少一种。
其中，所述可聚合单体的结构式为
其中m的取值范围为1-6，n的取值范围为1-7，A选自为苯、苯甲基、氟苯、对乙基苯、对丙基苯以及对甲酸苯酯中的一种。
其中，所述液晶材料包括稀释剂、第一单体及第二单体，其中所述第一单体用于增加所述液晶材料的双折射率，所述第二单体用于增加所述液晶材料的负介电各向异性。
为解决上述技术问题，本发明提供的另一种技术方案为：提供一种液晶显示面板，包括：相对设置的第一基板和第二基板、及设置在所述第一基板与所述第二基板之间的液晶介质混合物，所述液晶介质混合物包括液晶材料、抗氧化剂以及至少一种在紫外光照射下可发生聚合反应的可聚合单体，其中，当紫外光照射时，所述抗氧化剂使得所述可聚合单体缓慢聚合，在所述液晶材料之间形成均匀的聚合物网络，以使得在施加电压时所述液晶材料具有快速响应的速度。
其中，所述抗氧化剂的结构式为
其中y的取值范围为1-11。
其中，所述抗氧化剂的质量占所述液晶介质混合物总质量的比例大于0且小于或等于1％，所述可聚合单体的质量占所述液晶介质混合物总质量的0.3％-30％。
其中，所述可聚合单体包括丙烯酸酯、丙烯酸酯衍生物、甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯衍生物、苯乙烯、苯乙烯衍生物、环氧树脂及脂肪胺类环氧树脂中的至少一种。
本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明提供的液晶介质混合物中，通过在液晶介质混合物中添加抗氧化剂以及可聚合单体，使得液晶介质混合物在紫外光照射下，可聚合单体缓慢聚合，并在液晶材料之间形成均匀的聚合物网络，以使得在施加电压时液晶材料具有快速响应的速度以及暗态效果。
附图说明
图1是本发明提供的液晶显示面板的剖面示意图；
图2是本发明提供的液晶显示面板制作时，基板的制作过程；
图3是本发明提供的液晶显示面板制作时，将液晶介质混合物添加至基板之间后的剖面示意图；
图4是图3所示的液晶显示面板经紫外光照射后的剖面示意图；
图5是本发明提供的液晶显示面板的聚合物网络结构图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细的说明。
本发明提供一种用于液晶显示面板的液晶介质混合物，包括液晶材料、抗氧化剂以及至少一种在紫外光照射下可发生聚合反应的可聚合单体。其中，当紫外光照射时，抗氧化剂使得可聚合单体缓慢聚合，在液晶材料之间形成均匀的聚合物网络，以使得在施加电压时液晶材料具有快速响应的速度。
可以理解，液晶材料、抗氧化剂以及可聚合单体均匀混合。
液晶材料为向列相液晶材料，液晶材料包括稀释剂、第一单体及第二单体，其中稀释剂用于增加液晶材料或液晶介质混合物中其它物质的粘度、溶解度等性能，第一单体用于增加液晶材料的双折射率，第二单体用于增加液晶材料的负介电各向异性。
其中，稀释剂的结构式为第一单体选自为 以及
中的至少一种，第二单体选自为 以及
中的至少一种，其中R1、R2为烷基链，例如：CxH2x+1、OCxH2x+1、CxH2x、OCxH2x等，其中x的取值范围为1-7。
在一具体实施方式中，稀释剂选自为
中的至少一种，第一单体选自为
中的至少一种，第二单体选自为
中的至少一种。
抗氧化剂的结构式为
其中y的取值范围为1-11。
在一具体实施方式中，抗氧化剂的结构式为：
其中，抗氧化剂的质量占液晶介质混合物总质量的比例大于0且小于或等于1％，例如0.1％、0.5％、0.8％、1％等。
可聚合单体包括丙烯酸酯、丙烯酸酯衍生物、甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯衍生物、苯乙烯、苯乙烯衍生物、环氧树脂及脂肪胺类环氧树脂中的至少一种。
可以理解，可聚合单体还可以包括苯、苯甲基、氟苯、对乙基苯、对丙基苯以及对甲酸苯酯中的一种。
例如，可聚合单体的结构式为
其中，m的取值范围为1-6，n的取值范围为1-7，A选自为苯、苯甲基、氟苯、对乙基苯、对丙基苯以及对甲酸苯酯中的一种。
在具体实施方式中，可聚合单体的结构式为：
可以理解，该可聚合单体的结构较长，在紫外光的照射下，易于形成聚合物网络。
可以理解，可聚合单体的质量占液晶介质混合物总质量的0.3％-30％，例如，0.3％、10％、20％、30％等。
在一具体实施方式中，液晶介质混合物中的组成包括：
液晶材料的组成为：的含量占15％，的含量占10％，
的含量占10％，
的含量占5％，
的含量占10％，
的含量占10％，
的含量占10％，
的含量占10％，
的含量占10％，
的含量占10％；
抗氧化剂的组成为：的含量占0.05％；
可聚合单体的组成为：
的含量占0.5％，以及
的含量占2.5％。
本发明提供的液晶介质混合物中，通过在液晶介质混合物中添加抗氧化剂以及可聚合单体，使得液晶介质混合物在紫外光照射下，可聚合单体缓慢聚合，并在液晶材料之间形成均匀的聚合物网络，以使得在施加电压时液晶材料具有快速响应的速度以及暗态效果；另外，液晶材料中含有多联苯单体，可以有效增加液晶材料的双折射率，实现低盒厚液晶的效果。
请参阅图1，本发明还提供一种液晶显示面板100，液晶显示面板100可为但不限于场序液晶显示器，其包括相对设置的第一基板10、第二基板20、及设置在第一基板10与第二基板20之间的液晶介质混合物30。
可以理解，第一基板10为薄膜晶体管阵列基板，第二基板20为彩膜基板。
第一基板10包括依次形成的第一本体11、第一电极13以及第一配向层15，其中第一配向层15为垂直配向层。
第二基板20包括依次形成的第二本体21、第二电极23以及第二配向层25，其中第二配向层25为垂直配向层。
进一步的，第一配向层15与第二配向层25均为光配向层，当使用偏振紫外光照射光配向层时，会形成一定的预倾角，以使得液晶材料的旋转方向一致性更好。
可以理解，设置第一基板10与第二基板20时，第一配向层15与第二配向层25相互靠近设置，第一本体11与第二本体21相互远离设置。
液晶介质混合物30包括液晶材料31、抗氧化剂33以及至少一种在紫外光照射下可发生聚合反应的可聚合单体35，其中，当紫外光照射时，抗氧化剂33使得可聚合单体35缓慢聚合，在液晶材料31内部形成均匀的聚合物网络，以使得在施加电压时液晶材料31具有快速响应的速度。
可以理解，液晶材料31、抗氧化剂33以及可聚合单体35均匀混合。
液晶材料31为向列相液晶材料，液晶材料31包括稀释剂、第一单体及第二单体，其中稀释剂用于增加液晶材料或液晶介质混合物中其它物质的粘度、溶解度等性能，第一单体用于增加向列相液晶材料的双折射率，第二单体用于增加向列相液晶材料的负介电各向异性。
其中，稀释剂的结构式为第一单体选自为
以及
中的至少一种，第二单体选自为
以及
中的至少一种，其中R1、R2为烷基链。例如：CxH2x+1、OCxH2x+1、CxH2x、OCxH2x等，其中x的取值范围为1-7。
抗氧化剂33的结构式为
其中y的取值范围为1-11。
抗氧化剂33的质量占液晶介质混合物30总质量的比例大于0且小于或等于1％，例如0.1％、0.5％、0.8％、1％等。
可聚合单体35包括丙烯酸酯、丙烯酸酯衍生物、甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯衍生物、苯乙烯、苯乙烯衍生物、环氧树脂及脂肪胺类环氧树脂中的至少一种。
可以理解，可聚合单体35还可以包括苯、苯甲基、氟苯、对乙基苯、对丙基苯以及对甲酸苯酯中的一种。
例如，可聚合单体35的结构式为
其中m的取值范围为1-6，n的取值范围为1-7，A选自为苯、苯甲基、氟苯、对乙基苯、对丙基苯以及对甲酸苯酯中的一种。
可以理解，该可聚合单体35的结构较长，在紫外光的照射下，易于形成聚合物网络。
可以理解，可聚合单体35的质量占液晶介质混合物30总质量的0.3％-30％，例如0.3％、10％、20％、30％等。
本发明提供的液晶显示面板100通过在液晶介质混合物30中添加抗氧化剂33以及可聚合单体35，使得液晶介质混合物30在紫外光照射下，可聚合单体缓慢聚合，并在液晶材料31内部形成均匀的聚合物网络，以使得在施加电压时液晶材料31具有快速响应的速度以及暗态效果；另外，液晶材料31中含有多联苯单体，可以有效增加液晶材料31的双折射率，实现低盒厚液晶的效果。
请结合参阅图2-图4，本发明还提供一种液晶显示面板的制作方法，包括如下步骤：
步骤S101，请参阅图2，分别提供第一基板40及第二基板50。
具体的，提供第一本体41、第二本体51，在第一本体41上依次形成第一电极43及第一配向层45，在第二本体51上依次形成第二电极53及第二配向层55。
其中，第一基板40为薄膜晶体管阵列基板，第二基板50为彩膜基板。
其中，第一配向层45及第二配向层55为垂直配向层，进一步的，第一配向层45及第二配向层55为光配向层。
可以理解，对光配向层进行偏振紫外光照射，使光配向层形成一定预倾角，以使得制作的液晶显示面板中的液晶材料的旋转方向一致性更好。
步骤S102，制作液晶材料61：将稀释剂、第一单体及第二单体按一定比例混合，加热至80℃搅拌均匀，再进行过滤，获得液晶材料61。
可以理解，通过过滤可以将原材料中的杂质滤除。
可以理解，液晶材料61为向列相液晶材料，其中稀释剂用于增加液晶材料61或液晶介质混合物中其它物质的粘度、溶解度等性能，第一单体用于增加向列相液晶材料的双折射率，第二单体用于增加向列相液晶材料的负介电各向异性。
其中，稀释剂的结构式为第一单体选自为
以及
中的至少一种，第二单体选自为
以及
中的至少一种，其中R1、R2为烷基链。例如：CxH2x+1、OCxH2x+1、CxH2x、OCxH2x等，其中x的取值范围为1-7。
步骤S103，制备液晶介质混合物60：在上述制备的液晶材料61中添加抗氧化剂63以及至少一种在紫外光照射下发生聚合反应的可聚合单体65混合并加热至80℃搅拌均匀，再进行过滤，获得液晶介质混合物60。
可以理解，进行过滤可以滤除杂质。
抗氧化剂63的结构式为
其中y的取值范围为1-11。
抗氧化剂63的质量占液晶介质混合物总质量的比值大于0且小于或等于1％，例如0.1％、0.5％、0.8％、1％等。
可聚合单体65包括丙烯酸酯、丙烯酸酯衍生物、甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯衍生物、苯乙烯、苯乙烯衍生物、环氧树脂及脂肪胺类环氧树脂中的至少一种。
可以理解，可聚合单体65进一步包括苯、苯甲基、氟苯、对乙基苯、对丙基苯以及对甲酸苯酯中的一种。
例如，可聚合单体65的结构式为
其中m的取值范围为1-6，n的取值范围为1-7，A选自为苯、苯甲基、氟苯、对乙基苯、对丙基苯以及对甲酸苯酯中的一种。
可以理解，可聚合单体的质量占液晶介质混合物总质量的0.3％-30％，例如0.3％、10％、20％、30％等。
步骤S104，请参阅图3，将上述制备的液晶介质混合物60滴到第一基板40和第二基板50中的其中一基板上，并将另一基板盖设于液晶介质混合物60上，以使得液晶介质混合物60贴合在第一基板40及第二基板50之间。
步骤S105，请参阅图5，采用紫外光照射第一基板40及第二基板50中的其中一基板，使得可聚合单65在抗氧化剂63的作用下缓慢聚合，并在液晶材料61内部形成均匀的聚合物网络，以使得在施加电压时液晶材料61具有快速响应的速度。
可以理解，聚合反应生成的聚合物网络与液晶材料61产生相分离，在沿着液晶材料61长轴方向、第一基板40和第二基板50的表面形成均匀的聚合物网络。
其中，紫外光照射的波长选用313nm或365nm，波长为313nm时，强度范围为大于0且小于或等于0.6mW/cm2，例如0.1mW/cm2、0.3mW/cm2、0.6mW/cm2等；波长为365nm时，强度范围为20-100mW/cm2，例如20mW/cm2、50mW/cm2、80mW/cm2、100mW/cm2等。
其中，反应温度范围为30-60℃。
区别于现有技术的情况，本发明通过在液晶介质混合物60中添加抗氧化剂63以及可聚合单体65，使得液晶介质混合物60在紫外光照射下，可聚合单体缓慢聚合，并在液晶材料61内部形成均匀的聚合物网络，以使得在施加电压时液晶材料61具有快速响应的速度以及暗态效果；另外，液晶材料61中含有多联苯单体，可以有效增加液晶材料61的双折射率，实现低盒厚液晶的效果。
实施例1
在配向层之间施加2.3V的电压，进行紫外线固化时，响应时间Ton1.09ms，Toff0.78ms；紫外线固化后，使用正己烷去除液晶材料，使用SEM扫描，获得如图5所示的聚合物网络结构图。
由图5可知，聚合物网络与液晶盒的高度一致，且聚合物网络均匀形成于液晶盒之间。
以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种液晶介质混合物，其特征在于，包括：液晶材料、抗氧化剂以及至少一种在紫外光照射下可发生聚合反应的可聚合单体，其中，当紫外光照射时，所述抗氧化剂使得所述可聚合单体缓慢聚合，在所述液晶材料之间形成均匀的聚合物网络，以使得在施加电压时所述液晶材料具有快速响应的速度。
2.根据权利要求1所述的液晶介质混合物，其特征在于，所述抗氧化剂的结构式为
其中y的取值范围为1-11。
3.根据权利要求1所述的液晶介质混合物，其特征在于，所述抗氧化剂的质量占所述液晶介质混合物总质量的比例大于0且小于或等于1％，所述可聚合单体的质量占所述液晶介质混合物总质量的0.3％-30％。
4.根据权利要求1所述的液晶介质混合物，其特征在于，所述可聚合单体包括丙烯酸酯、丙烯酸酯衍生物、甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯衍生物、苯乙烯、苯乙烯衍生物、环氧树脂及脂肪胺类环氧树脂中的至少一种。
5.根据权利要求4所述的液晶介质混合物，其特征在于，所述可聚合单体的结构式为
其中m的取值范围为1-6，n的取值范围为1-7，A选自为苯、苯甲基、氟苯、对乙基苯、对丙基苯以及对甲酸苯酯中的一种。
6.根据权利要求1所述的液晶介质混合物，其特征在于，所述液晶材料包括稀释剂、第一单体及第二单体，其中所述第一单体用于增加所述液晶材料的双折射率，所述第二单体用于增加所述液晶材料的负介电各向异性。
7.一种液晶显示面板，其特征在于，包括：
相对设置的第一基板和第二基板、及设置在所述第一基板与所述第二基板之间的液晶介质混合物，所述液晶介质混合物包括液晶材料、抗氧化剂以及至少一种在紫外光照射下可发生聚合反应的可聚合单体，其中，当紫外光照射时，所述抗氧化剂使得所述可聚合单体缓慢聚合，在所述液晶材料之间形成均匀的聚合物网络，以使得在施加电压时所述液晶材料具有快速响应的速度。
8.根据权利要求7所述的液晶显示面板，其特征在于，所述抗氧化剂的结构式为
其中y的取值范围为1-11。
9.根据权利要求7所述的液晶显示面板，其特征在于，所述抗氧化剂的质量占所述液晶介质混合物总质量的比例大于0且小于或等于1％，所述可聚合单体的质量占所述液晶介质混合物总质量的0.3％-30％。
10.根据权利要求7所述的液晶显示面板，其特征在于，所述可聚合单体包括丙烯酸酯、丙烯酸酯衍生物、甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯衍生物、苯乙烯、苯乙烯衍生物、环氧树脂及脂肪胺类环氧树脂中的至少一种。
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