CN108299180A - 一种光取向材料、液晶显示面板及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种光取向材料、液晶显示面板及其制备方法，该材料的化学结构式包括依次连接的第一基团、第二基团、第三基团以及第四基团；其中，该第一基团是具有取向锚定功能的基团；该第二基团是链接基团；该第三基团是具有一个或多个光敏性环己酮结构式的基团；所述第四基团是具有3‑15个碳原子的直链型或支链型的烷基的配向基团。通过上述方式，本发明能够简化液晶显示面板的制备工艺流程，提高产品质量。

Description

一种光取向材料、液晶显示面板及其制备方法
技术领域
本发明涉及显示技术领域，特别是涉及一种光取向材料、液晶显示面板及其制备方法。
背景技术
随着显示技术的不断发展，人们对液晶显示器性能的要求也不断提高，尤其是大视角液晶显示器成为研究的热点。
现有技术中，为获得大视角，通常采用在液晶液晶显示面板的阵列基板和彩色滤光片基板上设置配向膜；对于VA型液晶显示面板，还需将阵列基板的像素电极设计成鱼骨状，并在液晶分子中添加在紫外光照下可聚合单体，以形成特定的预倾角(Pre-angle)，使得液晶驱动时进行定向排列，工艺较为复杂。而由于配向膜(通常为聚酰亚胺材料)价格较贵，涂覆工艺要求高，聚合物单体的聚合均匀性和残留量等问题都会造成液晶显示面板产品的质量难以保证。
本申请的发明人在长期的研发过程中，发现现有的液晶显示面板的制备工艺复杂，产品质量差。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种光取向材料、液晶显示面板及其制备方法，能够简化液晶显示面板的制备工艺流程，提高产品质量。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种光取向材料。
其中，该材料的化学结构式包括依次连接的第一基团、第二基团、第三基团以及第四基团；其中，该第一基团是具有取向锚定功能的基团；该第二基团是链接基团；该第三基团是具有一个或多个光敏性环己酮结构式的基团；该第四基团是具有3-15个碳原子的直链型或支链型的烷基的配向基团。
为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种液晶显示面板。
其中，该面板包括：
第一基板；
第二基板，与该第一基板相对设置；
液晶层，夹设在该第一基板与该第二基板之间，其中，在进行光配向之前，该液晶层填充有液晶和任一的光取向材料组成的液晶混合物。
为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种液晶显示面板的制备方法。
其中，该方法包括：
提供第一基板和第二基板；
在该第一基板和该第二基板之间填充液晶混合物，该液晶混合物包括液晶和任一的光取向材料；
对填充该液晶混合物后的基板进行光配向，以获得该液晶显示面板。
本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明的光取向材料中，具有取向锚定功能的基团能够与液晶显示面板中的基板牢固结合，具有光敏性环己酮结构式的基团能够在光的照射下充分发生聚合反应，产生特定方向的预倾角，并与配向基团配合诱导液晶分子向该预倾角方向偏转，将该光取向材料添加到液晶显示器的液晶层中制备液晶显示面板，无需涂覆配向膜，无需对像素电极进行刻蚀就能得到大视角液晶显示面板，简化了工艺流程，有利于降低成本和提高产品质量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。其中：
图1是本发明光取向材料一实施方式的结构示意图；
图2是本发明液晶显示面板一实施方式的结构示意图；
图3是本发明液晶显示面板的制备方法一实施方式的流程示意图；
图4是图3中步骤S20一实施方式的流程示意图；
图5是本发明液晶显示面板的制备方法中液晶显示面板的第一状态示意图；
图6是本发明液晶显示面板的制备方法中液晶显示面板的第二状态示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性的劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参阅图1，图1是本发明光取向材料一实施方式的结构示意图，该材料的化学结构式包括：
依次连接的第一基团A、第二基团B、第三基团C以及第四基团D；其中，该第一基团A是具有取向锚定功能的基团；该第二基团B是链接基团；该第三基团C是具有一个或多个光敏性环己酮结构式的基团；该第四基团D是具有3-15个碳原子的直链型或支链型的烷基的配向基团。在本实施方式中，光取向材料中具有取向锚定功能的基团能够与液晶显示面板中的基板牢固结合，具有光敏性环己酮结构式的基团能够在紫外偏振光的照射下充分发生聚合反应，产生特定方向的预倾角，并与配向基团配合诱导液晶分子向该预倾角方向偏转，将该光取向材料添加到液晶显示器的液晶层中制备液晶显示面板，无需涂覆配向膜，无需对像素电极进行刻蚀就能得到大视角液晶显示面板，简化了工艺流程，有利于降低成本和提高产品质量。
在一个实施方式中，该第三基团中该光敏性环己酮结构式是：
在光照下，该光取向材料通过光敏性环己酮中的双键发生聚合，并产生一定的倾斜角度。当采用不同能量的光进行照射时，该倾斜角度的大小不同。且在偏振光的照射下，该光取向材料可沿该偏振光的方向倾斜，产生特定方向的预倾角。
在一个实施方式中，该第一基团包括-OH、-NH2、 中的一种或多种；该第一基团通过氢键等作用与该液晶显示面板的基板结合在一起，发挥取向锚定功能。
该第四基团D中的直链型或支链型的烷基-(CH2)-中，一个或多个-CH2-可被苯基、环烷基、-CONH-、-COO-、-O-CO-、-S-、-CO-或-CH＝CH-中的一个或多个取代；该第四基团D中的直链型或支链型的烷基-(CH2)-中，一个或多个H原子可被卤素原子取代，该卤素原子可以为F原子，Cl原子等；这样，第四基团D具有类似PI(聚酰亚胺)的结构，在该光取向材料发生聚合反应的过程中，与该第三基团C配合，沿该倾斜角度方向偏转，以诱导液晶发生偏转。
该第二基团B包括单键、双键、三键、苯基、环烷基、-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-OCO-、-CH2S-、-CF2O-、-OCF2-、-CF2S-、-(CH2)n-中的一种或多种，其中n＝1或2或3或4；该第二基团中的一个或多个C原子可被苯基、环己基或亚烷基中的一种或多种取代；该第二基团B中的一个或多个H原子可以被卤素原子取代，该卤素原子可以为F原子，Cl原子等。设置在该第一基团A和该第三基团C之间，能够避免该第一基团A和该第三基团C直接连接造成的该第一基团A的取向锚定作用减弱的问题。
进一步的，该光取向材料的化学结构式包括：
该光取向材料的化学结构均包括依次连接的具有取向锚定功能的第一基团；链接基团；具有一个或多个光敏性环己酮结构式的第三基团；具有配向功能的第四基团。因此，该光取向材料添加到液晶显示器的液晶层中制备液晶显示面板，无需涂覆配向膜，无需对像素电极进行刻蚀就能得到大视角液晶显示面板，简化了工艺流程，有利于降低成本和提高产品质量。
为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种液晶显示面板。请参考图2，图2是本发明液晶显示面板一实施方式的结构示意图。该液晶显示面板包括，
第一基板100；第二基板200，与该第一基板100相对设置；液晶层300，夹设在该第一基板100与该第二基板200之间，其中，在进行光配向之前，该液晶层300填充有液晶和任一该的光取向材料组成的液晶混合物。
在本实时方式中，该第一基板100和第二基板200分别为液晶显示面板中的阵列基板和彩色滤光片基板。该阵列基板包括：多条扫描线；多条数据线，与该多条扫描线相互交叉以将该阵列基板划分为多个像素。在一个实施方式中，每个像素中的像素电极为整面电极，即不需要通过刻蚀形成具有特定图案的电极，如鱼骨状电极。这样，能够省去了刻蚀电极的过程，简化了工艺流程，降低了生产成本。
而该第一基板100与该第二基板200之间的是液晶与该光取向材料的混合物，在光配向过程，该光取向材料中具有取向锚定功能的基团能够与液晶显示面板中的基板牢固结合，具有光敏性环己酮结构式的基团能够在紫外偏振光的照射下充分发生聚合反应，产生特定方向的预倾角，并与配向基团配合诱导液晶分子向该预倾角方向偏转，将该光取向材料添加到液晶显示器的液晶层中制备液晶显示面板，无需涂覆配向膜，无需对像素电极进行刻蚀就能得到大视角液晶显示面板。
在该液晶混合物中，为了既保证取得比较理想的显示效果，又保证成本在可控的范围内，在一个实施方式中，该液晶混合物中，该光取向材料的质量分数为0.1％-5％，如，0.1％、1％、2％、3％、4％或5％。进一步的，该液晶混合物中，该光取向材料的质量分数为3％。
为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种液晶显示面板的制备方法。请参考图3，图3是本发明液晶显示面板的制备方法一实施方式的流程示意图。该方法包括：
步骤S10：提供第一基板和第二基板；
在该步骤S10中，该第一基板和第二基板分别为液晶显示面板中的阵列基板和彩色滤光片基板，且在第一基板和/或第二基板上涂覆导电胶和密封胶，用于对液晶层进行密封和固定。
步骤S20：在该第一基板和该第二基板之间填充液晶混合物，该液晶混合物包括液晶和任一该的光取向材料；
在该步骤S20中，将该液晶混合物滴在该第一基板和/或第二基板上，并对该第一基板和该第二基板进行贴合，并对密封胶进行固化。在一个实施方式中，在密封环境下对该第一基板和该第二基板进行贴合，避免空气、灰尘等被封装在该第一基板和该第二基板之间，使密封效果变差。
步骤S30：对填充该液晶混合物后的基板进行光配向，以获得该液晶显示面板。
在光配向之前，由于液晶层中的液晶混合物处于竖直排列状体，其使的液晶分子也竖直排列在基板上。在该步骤S30中，通过光照液晶显示面板的基板使该光取向材料中具有光敏性环己酮结构式的基团充分发生聚合反应，产生特定方向的预倾角，并与配向基团配合诱导液晶分子向该预倾角方向偏转。
在一个实施方式中，请参考图4，图4是图3中步骤S20一实施方式的流程示意图，该在该第一基板和该第二基板之间填充液晶混合物，包括：
步骤S21：在该第一基板和/或该第二基板上滴加该液晶混合物，该液晶混合物中，该光取向材料的质量分数为0.1％-5％；
在该步骤S21中，将该液晶混合物滴加在该第一基板和/或该第二基板上，涂覆厚度根据液晶显示面板的显示需求进行设定。该液晶混合物中，为了既保证取得比较理想的显示效果，又保证成本在可控的范围内，该光取向材料的质量分数为0.1％-5％，如，0.1％、1％、2％、3％、4％或5％。在一个实施方式中，该液晶混合物中，该光取向材料的质量分数为3％。
步骤S22：将该第一基板和该第二基板贴合，使该液晶混合物填充在该第一基板与该第二基板之间，得到液晶显示器面板前体；
在该步骤S22中，将涂覆有导电胶和密封胶的该第一基板和该第二基板进行贴合，并对密封胶进行固化。在一个实施方式中，在密封环境下对该第一基板和该第二基板进行贴合，避免空气、灰尘等被封装在该第一基板和该第二基板之间，使密封效果变差。
在一个实施方式中，该对填充该液晶混合物后的基板进行光配向，以获得该液晶显示面板，请参考图5，在光配向之前，由于液晶层300中的光取向材料320处于竖直排列状体，其使的液晶310也竖直排列在第一基板100的导电层110和第二基板200的导电层210上。加热该液晶显示器面板前体至该液晶的清亮点以上的温度；进而通过紫外偏振光对该液晶显示器面板前体进行光配向，以获得具有预设预倾角的液晶显示面板。请参考图6，在紫外偏振光进行光配向的过程中，光取向材料320中具有光敏性环己酮结构式的基团发生聚合反应，产生特定方向的预倾角30，并与配向基团配合诱导液晶310向该预倾角方向偏转。由于液晶具有在一定温度范围内才显现液晶相的性质，将其加热到清亮点以上能够使液晶呈现液态，几乎失去固定的形状，此时的液晶容置在发生倾斜后的光取向材料之间，具有一定倾斜角度的空间内，呈现出与该空间相同的形状，即随着光取向材料一起偏转，得到特定的预倾角。当然，还可以通过设置不同的基板，使得像素内形成多个方向的预倾角，从而实现更多畴显示，获得大视角同时减少色偏现象。
采用紫外偏振光，可以使该光取向材料沿该紫外偏振光的方向发生聚合反应。而该预倾角的大小可以通过控制该紫外偏振光的能量来调节。在一个实施方式中，该预设预倾角可以通过改变该紫外偏振光的照射时间、该紫外偏振光的照度和该紫外偏振光的波长中的一种或多种来获得。如，延长照射时间、增加照度等，可以提高该紫外偏振光的能量，进而增大液晶的预倾角。进一步的，该紫外偏振光的照射时间为1min-60min，如，1min、10min、20min、30min、40min、50min或60min等。该紫外偏振光的波长为320nm-400nm，如，320nm、340nm、360nm、380nm或400nm等。该紫外偏振光照度为1mW/cm2-100mW/cm2，如，1mW/cm2、10mW/cm2、30mW/cm2、50mW/cm2、70mW/cm2或100mW/cm2等。
综上所述，本发明公开了一种光取向材料、液晶显示面板及其制备方法，该材料的化学结构式包括依次连接的第一基团、第二基团、第三基团以及第四基团；其中，该第一基团是具有取向锚定功能的基团；该第二基团是链接基团；该第三基团是具有一个或多个光敏性环己酮结构式的基团；该第四基团是具有3-15个碳原子的直链型或支链型的烷基的配向基团。通过上述方式，本发明能够简化液晶显示面板的制备工艺流程，提高产品质量
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)

1.一种光取向材料，其特征在于，所述材料的化学结构式包括依次连接的第一基团、第二基团、第三基团以及第四基团；其中，所述第一基团是具有取向锚定功能的基团；所述第二基团是链接基团；所述第三基团是具有一个或多个光敏性环己酮结构式的基团；所述第四基团是具有3～15个碳原子的直链型或支链型的烷基的配向基团。
2.根据权利要求1所述的材料，其特征在于，所述第三基团中所述光敏性环己酮结构式是：
3.根据权利要求1所述的材料，其特征在于，所述第一基团包括-OH、-NH2、
中的一种或多种；所述第四基团中的直链型或支链型的烷基-(CH2)-中，一个或多个-CH2-可被苯基、环烷基、-CONH-、-COO-、-O-CO-、-S-、-CO-或-CH＝CH-中的一个或多个取代；所述第四基团中的直链型或支链型的烷基-(CH2)-中，一个或多个H原子可被卤素原子取代；所述第二基团包括单键、双键、三键、苯基、环烷基、-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-OCO-、-CH2S-、-CF2O-、-OCF2-、-CF2S-、-(CH2)n-中的一种或多种，其中n＝1或2或3或4；所述第二基团中的一个或多个C原子可被苯基、环己基或亚烷基中的一种或多种取代，也可为单键；所述第二基团中的一个或多个H原子可以被卤素原子取代。
4.根据权利要求1所述的材料，其特征在于，所述光取向材料的化学结构式包括：
5.一种液晶显示面板，其特征在于，所述面板包括：
第一基板；
第二基板，与所述第一基板相对设置；
液晶层，夹设在所述第一基板与所述第二基板之间，其中，在进行光配向之前，所述液晶层填充有液晶和如权利要求1-4任一项所述的光取向材料组成的液晶混合物。
6.根据权利要求5所述的面板，其特征在于，所述液晶混合物中，所述光取向材料的质量分数为0.1％-5％。
7.一种液晶显示面板的制备方法，其特征在于，所述方法包括：
提供第一基板和第二基板；
在所述第一基板和所述第二基板之间填充液晶混合物，所述液晶混合物包括液晶和如权利要求1-4任一项所述的光取向材料；
对填充所述液晶混合物后的基板进行光配向，以获得所述液晶显示面板。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述在所述第一基板和所述第二基板之间填充液晶混合物，包括：
在所述第一基板和/或所述第二基板上滴加所述液晶混合物，所述液晶混合物中，所述光取向材料的质量分数为0.1％-5％；
将所述第一基板和所述第二基板贴合，使所述液晶混合物填充在所述第一基板与所述第二基板之间，得到液晶显示器面板前体；
所述对填充所述液晶混合物后的基板进行光配向，以获得所述液晶显示面板，包括：
加热所述液晶显示器面板前体至所述液晶的清亮点以上的温度；进而通过紫外偏振光对所述液晶显示器面板前体进行光配向，以获得具有预设预倾角的液晶显示面板。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述预设预倾角可以通过改变所述紫外偏振光的照射时间、所述紫外偏振光的照度和所述紫外偏振光的波长中的一种或多种来获得。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述紫外偏振光的照射时间为1min-60min，所述紫外偏振光的波长为320nm-400nm，所述紫外偏振光照度为1mW/cm2-100mW/cm2。
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