CN108333837B - 一种自取向液晶显示面板及其基板的处理方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种自取向液晶显示面板基板的处理方法，在液晶分子中添加了配向材料，该处理方法包括：调制一清洗剂，清洗剂中添加了结合剂，结合剂包括可与配向材料结合的第一结合基团；利用清洗剂清洗基板，使得结合剂附着在基板的表面上，从而增加基板和配向材料的结合力，进而提高配向稳定性；对清洗后的基板进行干燥处理。通过附着在基板表面的结合剂与配向材料结合以提高基板与配向材料的结合力，从而提高配向稳定性。
Description
技术领域
本申请涉及显示技术领域，特别是涉及一种自取向液晶显示面板及其基板的处理方法。
背景技术
液晶显示面板一般需要在彩膜基板和薄膜晶体管阵列基板上涂布配向层，对液晶分子进行配向，通常使用聚酰亚胺(PI)膜作为配向膜。根据配向方式不同，可以分为摩擦配向、加电配向和紫外光照射配向。无论哪种配向方式，制程工序都很复杂，而且会存在很多缺陷，比如配向膜不沾导致局部无配向，配向膜面内厚度不均导致亮度不均等。因而采用无PI配向膜的显示模式，即在液晶材料中增加添加剂，可实现液晶显示面板自取向排列效果，该结构的液晶显示面板为自取向液晶显示面板，添加有添加剂的液晶材料为自取向液晶材料，添加剂为配向材料。这类配向材料一般由头基和尾基两部分构成，头基用于与基板结合，尾基为类似于PI分子支链的结构，主要作为立体障碍使得液晶分子垂直排列。本申请的发明人在长期的研究和实践的过程中发现，这种自取向液晶材料在基板表面的扩散性较差，而且配向材料与基板之间配向力较差，容易造成配向不良，产生亮度不均的问题。
发明内容
本申请主要解决的技术问题是提供一种自取向液晶显示面板及其基板的处理方法，用于解决现有技术中，无PI配向膜的自取向液晶显示面板存在的自取向液晶材料配向不良，导致亮度不均的技术问题。
为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：提供一种自取向液晶显示面板的基板的处理方法，所述自取向液晶显示面板的液晶分子中添加了配向材料，所述处理方法包括：调制一清洗剂，所述清洗剂中添加了结合剂，所述结合剂包括可与所述配向材料结合的第一结合基团；利用所述清洗剂清洗所述基板，使得所述结合剂附着在所述基板的表面上，从而增加所述基板和所述配向材料的结合力，进而提高配向稳定性；对清洗后的所述基板进行干燥处理。
为解决上述技术问题，本申请采用的另一个技术方案是：提供一种自取向液晶显示面板，所述自取向液晶显示面板包括：第一基板、第二基板和液晶层，所述第一基板和所述第二基板相对设置，所述液晶层设置在所述第一基板和所述第二基板之间，其中，所述液晶层包括液晶分子和用于对所述液晶分子进行配向的配向材料，所述第一基板和所述第二基板的至少一个的表面上设置有结合剂，所述结合剂包括可与所述配向材料结合的第一结合基团。
上述实施例的有益效果为：利用含有第一结合基团的结合剂作为溶质的清洗剂对自取向液晶显示面板的基板进行清洗，使得基板表面附着有结合剂，进而通过结合剂与配向材料结合以提高基板与配向材料的结合力，从而提高配向稳定性，解决因配向材料配向不良而产生亮度不均的问题。
附图说明
图1是本申请自取向液晶显示面板的基板的处理方法的流程示意图；
图2是图1中自取向液晶显示面板的基板的处理方法对应的工艺流程示意图；
图3是图2中清洗前基板的结构示意图；
图4是图2清洗后基板的结构示意图；
图5是本申请自取向液晶显示面板的剖视结构示意图。
具体实施方式
下面将对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请中的术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。本申请实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或部件的过程、方法、系统、产品或设备，没有限定于已列出的步骤或部件，而是可选地还包括没有列出的步骤或部件，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或部件。
在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
自取向液晶显示面板一般是由两个相对设置的基板以及设置在两个基板之间的自取向液晶材料构成的，自取向液晶材料是在液晶分子中添加配向材料后形成的，该配向材料主要依靠自身的极性基团吸附在基板表面，利用配向材料的支链结构作为立体障碍使得液晶分子可以垂直取向。请参阅图1，图1是本申请自取向液晶显示面板的基板的处理方法的流程示意图。
为了提高配向材料与基板的结合力，本申请对基板进行处理，处理方法具体包括以下步骤：
S10：调制一清洗剂，清洗剂中添加了结合剂，结合剂包括可与配向材料结合的第一结合基团。
进一步地，结合剂作为溶质，其在清洗剂中的占比为0.01％-5％，溶剂可以为水、二甲基亚砜、二氯甲烷、N-乙基吡咯烷、γ-己内酯、丙酮等中的一种，也可以为他们中任意两种或者两种以上构成的组合物。
按照比例调制好清洗剂后，进一步执行以下步骤：
S20：利用清洗剂清洗基板，使得结合剂附着在基板的表面上，从而增加基板和配向材料的结合力，进而提高配向稳定性。
具体地，附着在基板上的结合剂包含有可与配向材料结合的第一结合基团，该结合剂与配向材料结合，从而增加基板和配向材料的结合力，进而实现液晶分子的配向。
进一步地，利用清洗剂清洗基板的方法为：在弱酸或弱碱环境下，对基板进行淋洗或浸泡，使清洗剂与基板充分接触，以使结合剂均匀分布于基板的表面。具体地，对基板的清洗可以在酸性也可以在碱性和中性的环境中进行，清洗环境的PH值的范围为6-11，例如可以在PH值为6的酸性环境中进行，也可以在PH值为7的中性环境中进行，同时也可以在PH值为11的碱性环境中进行，可以根据需求选择合适的环境进行，当PH值偏大时，可以利用酸性溶剂对清洗环境进行调节，采用的酸性溶剂可以为盐酸，醋酸等中的一种或者多种。对基板进行清洗后进一步执行以下步骤：
S30：对清洗后的基板进行干燥处理。
具体地，在对基板进行封装之前，需要保持基板干燥的状态，因而需要对清洗后的基板进行干燥处理。对清洗后的基板进行干燥处理的方法为：将清洗后的基板放置在20-150℃的高温中烘烤1min-6h，使得结合剂附着在基板的表面。具体地，可以将基板放置在20-150℃的高温中进行烘烤，烘烤时间根据情况而定，例如，当采用较高的温度时，可以缩短烘烤时间，当采用较低的温度时，可以延长烘烤时间，使基板完全干燥。在一个具体的实施例中，例如，为了加快生产过程，可以采用130℃的高温进行烘烤，使得基板表面的水分在较短时间内挥发，在其他实施例中，例如，为了节约生产成本，可以将清洗后的基板放置在室温下自动干燥即可。
上述实施例的有益效果为：利用含有第一结合基团的结合剂作为溶质的清洗剂对自取向液晶显示面板的基板进行清洗，使得基板表面附着有结合剂，进而通过结合剂与配向材料结合以提高基板与配向材料的结合力，从而提高配向稳定性。
现有的基板还可包含有基板基团，该基板基团可以与配向材料结合，但基板上的基板基团的数量通常较少，与配向材料的结合力较小。为了进一步增强基板与配向材料的结合力，提高配向稳定性，进一步地，结合剂还包括可与基板表面的基板基团结合的第二结合基团。
由于基板表面的基板基团的数量是一定的，而为了使得配向材料与基板间的结合力增强，可以采用增加基板上可与配向材料结合的基团数量的方式来增加基板与配向材料的结合力。在本实施例中，结合剂除具有与配向材料结合的第一结合基团，还包括与基板表面的基板基团结合的第二结合基团，且第一结合基团的数量要大于第二结合基团的数量。基板表面的基板基团与结合剂中的第二结合基团结合，使得基板表面的基板基团的数量与第二结合基团的数量一一对应，由于第一结合基团的数量大于第二结合基团的数量，使得结合剂中的第二结合基团与基板上的基板基团结合后，可通过结合剂中数量较多的第一结合基团与配向材料进行结合，从而增加了基板与配向材料的结合力，使得液晶分子的配向更加稳定。
进一步地，配向材料包括羟基硅烷、POSS(Octaphenyloctasilsesquioxane，八苯基八硅倍半氧烷)、OTS(十八烷基三氯硅烷)或带有羟基和/或酮基的液晶性单体，基板表面的基板基团包括羟基；
结合剂的结构通式为：
其中，A可以为羟基、羧基、烷基链或苯环或环烷烃，R可以为-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-、-OCH2-、-CH2O-、-CH＝CH-、-CF＝CF-、-CH＝CH-COO-或-OCO-CH＝CH-，A和/或R用于与配向材料结合，R和/或NH2 -用于与基板表面的羟基结合。
具体地，与配向材料结合的第一结合基团包括结构通式中的A和R，结构通式中的两个A可以相同，也可以不同，且A和R可以同时与配向材料结合，也可以仅其中之一与配向材料结合。
例如，NH2 -与基板表面的羟基结合，A和R同时与配向材料结合。由于与配向材料结合的第一结合基团包括了两个结合基团A和一个结合基团R，其相对于与配向材料结合的基板基团中只包含一个结合基团羟基的方案来说，A和R同时与配向材料结合的方案可以将与配向材料结合的结合基团数量增加两倍，可有效增加基板与配向材料的结合力。
又如，NH2 -或R与基板表面的羟基结合，A与配向材料结合，由于与配向材料结合的第一结合基团包括了两个结合基团A，其相对于与配向材料结合的基板基团中只包含一个结合基团羟基的方案来说，A与配向材料结合的方案可以将与配向材料结合的结合基团数量增加一倍。
在本实施例中，采用NH2 -与羟基结合，是因为NH2 -与羟基结合的分子作用力大于其他基团与羟基的结合力。当然在其他实施例中，也可以采用其他可以与羟基结合的基团来代替NH2 -，使得结合剂可以与基板结合。
进一步地，在一具体实施例中，可以采用多巴胺为溶质，调制成清洗剂对基板进行清洗，多巴胺的结构式为
多巴胺结构通式中A为羟基，R为-CH＝CH-，第二结合基团为NH2 -，其中，多巴胺中的NH2 -与基板表面的基团羟基结合，多巴胺中的羟基与配向材料结合，从而将与基板表面基板基团结合的配向材料是数目增加一倍，使得基板与配向材料的结合力更稳定。
因此，利用含有多种极性基团(第一结合基团和第二结合基团)的结合剂作为溶质的清洗剂对自取向液晶显示面板的基板进行清洗，使得基板表面附着有结合剂，结合剂中的第二结合基团与基板表面的基板基团结合，降低了自取向液晶材料在基板表面的接触角，进而改善了自取向液晶材料的扩散特性，使得自取向液晶材料可以在基板表面分布均匀，从而使得显示面板亮度均匀。
进一步地，本申请还设置了多个第一结合基团，从而可以增加基板上用于与配向材料的结合的结合基团的数量，进而增加与基板结合的配向材料的数量，提高配向稳定性。
请参阅图2-4，图2是图1中自取向液晶显示面板的基板的处理方法对应的工艺流程示意图，图3是图2中清洗前基板的结构示意图，图4是图2清洗后基板的结构示意图。
制备基板100和调制清洗剂200。基板100可以为薄膜晶体管阵列基板或彩膜基板，也可以同时为薄膜晶体管阵列基板和彩膜基板。清洗剂200中添加了结合剂210，结合剂210包括可与配向材料结合的第一结合基团。
进一步地，结合剂210作为溶质，其在清洗剂200中的占比为0.01％-5％。
进一步地，结合剂210还包括可与基板100表面的基板基团结合的第二结合基团。
进一步地，配向材料包括羟基硅烷、POSS、OTS或带有羟基和/或酮基的液晶性单体，基板100表面的基板基团包括羟基；
结合剂210的结构通式为：
其中，A可以为羟基、羧基、烷基链或苯环或环烷烃，R可以为-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-、-OCH2-、-CH2O-、-CH＝CH-、-CF＝CF-、-CH＝CH-COO-或-OCO-CH＝CH-，A和/或R用于与配向材料结合，R和/或NH2 -用于与基板100表面的羟基结合。
进一步地，结合剂为
利用清洗剂200清洗基板100，得到清洗后的附着有清洗剂的基板300。
进一步地，利用清洗剂200清洗基板100的方法为：在弱酸或弱碱环境下，对基板100进行淋洗或浸泡，使清洗剂200与基板100充分接触，以使结合剂210均匀分布于基板100的表面。
对清洗后的基板300进行干燥处理，使得清洗后附着有清洗剂的基板300表面的溶剂蒸发，得到附着有结合剂的基板400。基板100在清洗前，其表面具有羟基，清洗后，结合剂中的第二结合基团NH2 -与基板表面的羟基结合，使得基板表面的与配向材料结合的基团数量增加，从而增加基板100与配向材料的结合力，进而提高液晶分子配向稳定性。另外结合剂中的第二结合基团NH2 -与基板表面的羟基结合，使得基板与自取向液晶材料的接触角降低，改善了自取向液晶材料的扩散特性，使得自取向液晶材料可以在基板上分布均匀。
本申请还提供了一种自取向液晶显示面板500，请参阅图5，图5是本申请自取向液晶显示面板的剖视结构示意图。
自取向液晶显示面板500包括：第一基板510、第二基板520和液晶层530，第一基板510和第二基板520相对设置，液晶层530设置在第一基板510和第二基板520之间，其中，液晶层530包括液晶分子532和用于对液晶分子532进行配向的配向材料534，第一基板510和第二基板520的至少一个的表面上设置有结合剂540，结合剂540包括可与配向材料534结合的第一结合基团。
具体地，可以在第一基板510或第二基板520上设置结合剂540，也可以在第一基板510和第二基板520上同时设置结合剂540。在本实施例中，第一基板510和第二基板520分别为薄膜晶体管阵列基板和彩膜基板，且结合剂540设置在第一基板510相对第二基板520的表面512上和设置在第二基板520相对第一基板510的表面522上。将结合剂540设置在第一基板510和第二基板520上的方法为上述实施例中所述的基板的处理方法。结合剂540的第一结合基团与配向材料534结合，从而将配向材料534通过基团间作用力和分子间作用力锚定在第一基板510和第二基板520上。
进一步地，结合剂540还包括可与第一基板510和第二基板520表面的基板基团结合的第二结合基团；配向材料534包括羟基硅烷、POSS、OTS或带有羟基和/或酮基的液晶性单体，第一基板510和第二基板520表面的基板基团包括羟基；结合剂540的结构通式为：
其中，A可以为羟基、羧基、烷基链或苯环或环烷烃，R可以为-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-、-OCH2-、-CH2O-、-CH＝CH-、-CF＝CF-、-CH＝CH-COO-或-OCO-CH＝CH-，A和/或R用于与配向材料534结合，R和/或NH2 -用于与第一基板510表面512上的羟基和第二基板520表面522上的羟基结合。配向材料534的头基与结合剂结合，尾基作为立体障碍，使得液晶分子532垂直排列。
进一步地，在一具体实施例中，结合剂540为
因此，利用含有多种极性基团(第一结合基团和第二结合基团)的结合剂作为溶质的清洗剂对自取向液晶显示面板的基板进行清洗，使得基板表面附着有结合剂，结合剂中的第二结合基团与基板表面的基板基团结合，降低了自取向液晶材料在基板表面的接触角，进而改善了自取向液晶材料的扩散特性，使得自取向液晶材料可以在基板表面分布均匀，从而使得显示面板亮度均匀。
进一步地，本申请还设置了多个第一结合基团，从而可以增加基板上用于与配向材料的结合的结合基团的数量，进而增加与基板结合的配向材料的数量，提高配向稳定性。
以上所述仅为本申请的实施方式，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请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，均同理包括在本申请的专利保护范围内。
Claims (6)
1.一种自取向液晶显示面板的基板的处理方法，所述自取向液晶显示面板的液晶分子中添加了配向材料，其特征在于，所述配向材料包括羟基硅烷、POSS、OTS或带有羟基和/或酮基的液晶性单体，所述处理方法包括：
调制一清洗剂，所述清洗剂中添加了结合剂，所述结合剂包括可与所述配向材料结合的第一结合基团和可与所述基板表面的基板基团结合的第二结合基团，所述结合剂作为溶质，其在所述清洗剂中的占比为0.01％-5％；
利用所述清洗剂清洗所述基板，使得所述结合剂中的所述第二结合基团与所述基板表面的基板基团结合而附着在所述基板的表面上；
对清洗后的所述基板进行干燥处理；
其中，清洗前的所述基板表面的基板基团包括羟基，所述结合剂的结构通式为：
其中，A为羟基、羧基、烷基链或苯环或环烷烃，R为-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-、-OCH2-、-CH2O-、-CH＝CH-、-CF＝CF-、-CH＝CH-COO-或-OCO-CH＝CH-，所述第一结合基团包括结构通式中的所述A和/或所述R，所述A和/或所述R用于与所述配向材料结合，所述第二结合基团包括结构通式中的所述R和/或所述NH2 -，所述R和/或所述NH2 -用于与所述基板表面的羟基结合。
2.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述结合剂为
3.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述利用清洗剂清洗所述基板的方法为：在弱酸或弱碱环境下，对所述基板进行淋洗或浸泡，使所述清洗剂与所述基板充分接触，以使所述结合剂均匀分布于所述基板的表面。
4.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述对清洗后的所述基板进行干燥处理的方法为：将清洗后的所述基板放置在20-150℃的高温中烘烤1min-6h，使得所述结合剂附着在所述基板的表面。
5.一种自取向液晶显示面板，其特征在于，所述自取向液晶显示面板包括：
第一基板、第二基板和液晶层，所述第一基板和所述第二基板相对设置，所述液晶层设置在所述第一基板和所述第二基板之间，其中，所述液晶层包括液晶分子和用于对所述液晶分子进行配向的配向材料，所述配向材料包括羟基硅烷、POSS、OTS或带有羟基和/或酮基的液晶性单体，所述第一基板和所述第二基板的至少一个的表面上设置有结合剂，所述结合剂包括可与所述配向材料结合的第一结合基团和可与所述第一基板和/或所述第二基板表面的羟基结合的第二结合基团，所述结合剂的结构通式为：
其中，A为羟基、羧基、烷基链或苯环或环烷烃，R为-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-、-OCH2-、-CH2O-、-CH＝CH-、-CF＝CF-、-CH＝CH-COO-或-OCO-CH＝CH-，所述第一结合基团包括结构通式中的所述A和/或所述R，所述A和/或所述R用于与所述配向材料结合，所述第二结合基团包括结构通式中的所述R和/或所述NH2 -，所述R和/或所述NH2 -用于与所述基板表面的羟基结合。
6.根据权利要求5所述的自取向液晶显示面板，其特征在于，所述结合剂为
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