CN110317148A - 反应型单体和液晶组合物及液晶显示面板 - Google Patents

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Abstract

一种反应型单体，以式C‑Sp‑B‑A‑B‑Sp‑C表示，其中，A为光敏基团，B为光引发基团，C为聚合基团，Sp为间隔基团。

Description

反应型单体和液晶组合物及液晶显示面板
技术领域
本发明涉及显示技术领域，特别涉及一种反应型单体和液晶组合物及液晶显示面板。
背景技术
液晶显示器是目前常用的显示装置。
如图1所示，传统液晶显示面板包括：相对平行设置的一薄膜晶体管阵列基板1及彩膜基板2，以及夹设于所述薄膜晶体管阵列基板1与彩膜基板2之间的一液晶层3。通常，为了实现所述液晶层3中液晶分子能够按一定方向排列，如图1所示，在所述薄膜晶体管阵列基板1与所述彩膜基板2的相对表面上分别设置一层配向膜4，使得所属液晶层3在所属配向膜4表面上扩散分布。
在本领域中，所述配向膜4常用聚酰亚胺(PI)材料制成，主要分为摩擦配向型PI材料和光配向型PI材料。
然而，无论是由哪种材料制成的配向膜均存在缺点。由摩擦配向型PI材料制成的配向膜容易具有粉尘颗粒、静电残留、刷痕等问题，从而导致工艺良率的降低。而由光配向型PI材料制成的配向膜虽然可以避免粉尘颗粒、静电残留、刷痕等问题，但由于材料特性受限，使得配向膜的耐热性和耐老化性不佳，同时锚定液晶分子的能力也较弱，从而影响面板的品质。
其次，由于PI材料本身就具有高极性和高吸水性，因而在存储和运送中容易造成变质，从而导致配向不均。并且，由于PI材料价格昂贵，成膜的工艺也较为复杂，导致液晶显示面板的制造成本提高。
因此，由必要提出一种新的材料，可以解决液晶分子的配向，以克服上述缺陷。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有偏振特性的光反应小分子材料，可以作为反应型单体添加到液晶组合物中。该反应型单体在线性偏振光的照射下可定向聚合在基板表面，从而在不设置配向膜的情况下使得液晶组合物中的液晶分子能够水平定向排列。
为了达到上述目的，根据本发明的一方面，提供一种反应型单体，式I表示：
C-Sp-B-A-B-Sp-C
式I
其中，A为光敏基团，B为光引发基团，C为聚合基团，Sp为间隔基团；
所述光敏基团为-N＝N-；
所述光引发基团为
所述聚合基团为
在本发明一实施例中，X为卤素原子，n为在0～4范围的整数。
在本发明一实施例中，所述间隔基团为单键或具有1～10个碳原子的取代或未取代的直链或支链化烷基。
在本发明一实施例中，所述间隔基团中的至少一个-CH2基团被选自苯基、环烷基、-O-、-CONH-、-COO-、-O-CO-、-CO-或-CH＝CH-中的一个基团取代。
在本发明一实施例中，所述间隔基团中的至少一个氢原子被卤素原子取代。
在本发明一实施例中，所述卤素原子为F或Cl。
在本发明一较佳实施例中，提供一种反应型单体，具有式(I-1)～(I-6)所示任意一种结构：
根据本发明的另一方面，还提供一种液晶组合物，包括至少一液晶分子和至少一上述反应型单体。
根据本发明的另一方面，还提供一种液晶显示面板，包括：一第一基板和与所述第一基板平行设置的一对置基板，以及夹设于所述第一基板与所述对置基板之间的液晶组合物；其中，所述液晶组合物为上述液晶组合物，或者包括至少一上述反应型单体；并且，所述液晶组合物在所述第一基板与所述对置基板的表面上扩散分布。
根据本发明一实施例，所述液晶组合物还包括至少一液晶分子；所述反应型单体占所述液晶组合物的重量百分比为1.0～5.0％。
根据本发明一实施例，所述液晶组合物还包括一光引发剂，所述光引发剂占所述液晶组合物的重量百分比为0.1～0.5％。
在本发明中，设计了一种小分子材料，可以作为反应型单体添加到液晶组合物中。本发明所述反应型单体在线性偏振光的照射下可定向聚合在基板表面，从而在不设置配向膜的情况下使得液晶组合物中的液晶分子能够水平定向排列。此外，本发明所述的反应型单体不含有诸如-OH、-COOH、-NH2等极性基团，可大幅度提高面板品质，提升面板信赖性。
因而，通过使用本发明所述的反应型单体，可以在液晶显示面板结构中省略配向膜的设置，并相应地在液晶显示面板的制程中也省略了配向膜的成膜制程。这样，既可以简化液晶显示面板的制程，又可以大大降低液晶显示面板的生产成本，还可以避免极性基团污染液晶，从而大幅度提高面板品质。
附图说明
图1是一传统液晶显示面板的结构示意图；
图2是根据本发明一实施例的液晶显示面板的结构示意图；
图3A至图3D是根据本发明一实施例的液晶显示面板的配向过程；
图4是本发明一实施例中所述反应型单体形成的薄膜M的镜检图。
具体实施方式
以下，结合具体实施方式，对本发明的技术进行详细描述。应当知道的是，以下具体实施方式仅用于帮助本领域技术人员理解本发明，而非对本发明的限制。
实施例1.反应型单体
在本实施例中，提供一种反应型单体，具有式(I-1)～(I-6)所示任意一种结构：
实施例2.反应型单体A
在本实施例中，提供反应性单体A，具有式I-1所示的结构：
具有式I-1所示结构的所述反应性单体A的合成线路如下：
具有式I-1所示结构的所述反应性单体A的具体合成方法如下：
首先，将5mmol化合物a、8mmol甲基丙烯酸和0.2mmol的4-(二甲氨基)吡啶溶解于25mL二氯甲烷中，并将混合体系冷却到1℃；然后，逐渐滴加含有碳化二亚胺(6mmol)的二氯甲烷，整个滴加过程体系的温度维持在1～4℃；最后在室温下搅拌反应18h，分离提纯后获得目标产物，即为具有式I-1所示结构的所述反应性单体A。
实施例3.反应型单体B
在本实施例中，提供反应性单体B，具有式I-2所示的结构：
具有式I-2所示结构的所述反应性单体B的合成线路如下：
具有式I-2所示结构的所述反应性单体B的具体合成步骤如下。
首先，将5mmol化合物c、6mmol乙二醇在惰性气体N2保护下，加入到20mL的无水四氢呋喃中，随后冷却到0℃左右；然后，加入适量的三苯基膦和偶氮二甲酸二异丙酯(DIAD)，室温反应完全，分离提纯后获得化合物d。
然后，将5mmol化合物d、8mmol甲基丙烯酸以及0.2mmol的4-(二甲氨基)吡啶溶解于25mL的二氯甲烷中，并将混合体系冷却到1℃；随后，逐渐滴加含有碳化二亚胺(6mmol)的二氯甲烷，整个滴加过程体系的温度维持在1～4℃；最后，在室温下搅拌反应18h，分离纯后获得目标产物，即为具有式I-2所示结构的所述反应性单体B。
实施例4.液晶显示面板
在本实施例中，提供一种液晶显示面板100。如图2所示，所述液晶显示面板100包括：一第一基板110，与所述第一基板110平行设置的一对置基板120，以及，夹设于所述第一基板110与对置基板120之间的液晶组合物200。如图2所示，所述液晶组合物200包括复数个液晶分子210和复数个反应型单体220。所述反应型单体220为实施例1中所述的任意一种反应型单体。
在本实施例中，所述反应型单体220占所述液晶组合物200的重量百分比为1.0～5.0％。可选地，所述液晶组合物还可以包括一光引发剂，所述光引发剂占所述液晶组合物的重量百分比为0.1～0.5％。
作为以优选实施例，在所述液晶组合物200中，所述反应型单体220具有式I-1结构，并且所述反应型单体220占所述液晶组合物200的重量比为1.2％。
所述第一基板110为一薄膜晶体管阵列基板，所述对置基板120为一彩膜基板。
本领域技术人员可以理解的是，所述薄膜晶体管阵列基板与所述彩膜基板均具有本领域已知的常规结构，例如，所述薄膜晶体管阵列基板上具有阵列的复数个薄膜晶体管，此处不再赘述。此外，所述液晶分子也是本领域已知的常规液晶分子。
以下，结合图3A之3C详细描述配向过程。
如图3A所示，在70～100℃的条件下对液晶盒进行UV光照射，UV光以箭头表示。在本实施例中，所述UV光为偏振UV光，能量为80～100mW/cm2，照射时间为1～60分钟。
如图3B所示，经UV光照射后，所述液晶组合物200中的反应型单体220部分聚合在所述薄膜晶体管阵列基板110与所述彩膜基板120的表面上，以形成一薄膜M待液晶盒冷却至常温后，如图3B所示，所述液晶分子210为水平定向。所述薄膜M的镜检图请参见图4，并且经检测，所述薄膜M的厚度为40～50nm。由图4可见，由所述反应型单体200形成的所述薄膜M形貌均匀。
随后，如图3C所示，再以非线性UV光照射液晶盒，照射时间为15～30min。因而，如图3D所示，所述液晶组合物200中的剩余反应型单体220全部沉积至所述薄膜M表面并使得液晶产生预倾角，已完成配向。
在本发明中，设计了一种小分子材料，可以作为反应型单体添加到液晶组合物中。本发明所述反应型单体在线性偏振光的照射下可定向聚合在基板表面，从而在不设置配向膜的情况下使得液晶组合物中的液晶分子能够水平定向排列。此外，本发明所述的反应型单体不含有诸如-OH、-COOH、-NH2等极性基团，可大幅度提高面板品质，提升面板信赖性。
本发明已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本发明的范例。必需指出的是，已公开的实施例并未限制本发明的范围。相反地，包含于权利要求书的精神及范围的修改及均等设置均包括于本发明的范围内。

Claims (10)

1.一种反应型单体，其特征在于，所述反应型单体以式I表示：
C-Sp-B-A-B-Sp-C
式I
其中，A为光敏基团，B为光引发基团，C为聚合基团，Sp为间隔基团；
所述光敏基团为-N＝N-；
所述光引发基团为所述聚合基团为
2.如权利要求1所述的反应型单体，其特征在于，X为卤素原子，n为在0～4范围的整数。
3.如权利要求1所述的反应型单体，其特征在于，所述间隔基团为单键或具有1～10个碳原子的取代或未取代的直链或支链化烷基。
4.如权利要求3所述的反应型单体，其特征在于，所述间隔基团中的至少一个-CH2基团被选自苯基、环烷基、-O-、-CONH-、-COO-、-O-CO-、-CO-或-CH＝CH-中的一个基团取代。
5.如权利要求3所述的反应型单体，其特征在于，所述间隔基团中的至少一个氢原子被卤素原子取代。
6.如权利要求2或5所述的反应型单体，其特征在于，所述卤素原子为F或Cl。
7.如权利要求1所述的反应型单体，其特征在于，所述反应型单体具有式(I-1)～(I-4)所示的结构：
以及，
8.一种液晶组合物，其特征在于，所述液晶组合物包括至少一液晶分子和至少一权利要求1所述的反应型单体。
9.一种液晶显示面板，其特征在于，所述液晶显示面板包括：一第一基板和与所述第一基板平行设置的一对置基板，以及夹设于所述第一基板与所述对置基板之间的液晶组合物；其中，所述液晶组合物为权利要求8所述液晶组合物，或包括至少一权利要求1所述的反应型单体；并且，所述液晶组合物在所述第一基板与所述对置基板的表面上扩散分布。
10.如权利要求8所述的液晶显示面板，其特征在于，所述液晶组合物还包括至少一液晶分子；所述反应型单体占所述液晶组合物的重量百分比为1.0～5.0％。
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