CN112500305B - 一种具有垂直配向性的化合物、液晶显示面板及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种具有垂直配向性的化合物、液晶显示面板及其制备方法，在本申请的液晶显示面板中，液晶层的液晶材料为掺杂有所述具有垂直配向性的化合物的液晶分子，从而省略了液晶显示面板中的配向层或液晶材料中的可聚合单体，具有简化制备工艺、降低生产成本、提高产品良率的优点。

Description

一种具有垂直配向性的化合物、液晶显示面板及其制备方法
技术领域
本申请涉及显示技术领域，尤其涉及一种具有垂直配向性的化合物、液晶显示面板及其制备方法。
背景技术
液晶显示器(Liquid Crystal Display,LCD)是显示器市场上的主流产品之一，具有省电、易于彩色化、机身薄、寿命长、显示信息量大的优点。现有市场上的液晶显示器大多为背光型液晶显示器，即包括背光模组(Backlight Module,BM)以及设置于背光模组出光侧的液晶显示面板。液晶显示面板是利用电场控制液晶分子的偏转来调控背光模组提供的光线的行进方向，以形成不同的灰阶亮度，从而产生显示画面。
现有液晶显示面板通常包括：一彩膜(Color Filter,CF)基板、一阵列基板(ArraySubstrate,AS)以及夹设于所述彩膜基板和所述阵列基板之间的一液晶盒。液晶是一种液态晶体，自然滴注到液晶盒里面的液晶分子配向是杂乱无章的，因此，需要在彩膜基板和阵列基板上分别设置一配向层，以使液晶分子按照特定方向排列，所述配向层的材质通常为聚酰亚胺(Polyimide,PI)。
第一方面，目前所述配向层主要分为摩擦配向型PI材料和光配向型PI材料，其中，摩擦配向型PI材料具有易静电残留、表面易产生刷痕、配向过程中易产生粉尘颗粒等缺点，光配向型PI材料具有耐热性和耐老化性不理想、锚定液晶分子能力较弱等缺点，从而影响液晶显示面板的品质。第二方面，由于PI具有高极性和高吸水性，所以PI在储存和运输过程中易变性，从而出现配向不均的问题。第三方面，PI材料价格昂贵，并且PI材料在液晶显示面板上成膜的工艺也较为复杂，从而提高显示面板的制造成本。第四方面，由于通常是将PI材料溶于N-甲基吡咯烷酮(NMP)溶剂中制成PI溶液，然后利用PI溶液来制备配向层，所以整个制程具有高能耗、不环保、易对人体造成危害的缺点。第五方面，配向层的均匀性、粘性以及表面的异物会对显示面板的良率造成影响。
因此，迫切需要研发一种能够替代PI材料的配向材料，以省略液晶显示面板中配向层。
发明内容
本申请提供了一种具有垂直配向性的化合物、液晶显示面板及其制备方法，以解决现有液晶显示面板的配向层制程繁琐且不环保、成本高、性能不理想等问题。
第一方面，本申请提供了一种具有垂直配向性的化合物，所述具有垂直配向性的化合物具有如通式(1)表示的结构：
Figure BDA0002816967950000021
通式(1)中，基团Z选自羟基或羧基；
基团Sp’选自二价的烷基；
N指的是氮；
基团Sp指的是-(CH2)r-Rs-(CH2)t-，其中，r、s和t的数值范围分别为0～8且不同时为0，基团R选自-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-、-O-CH2-、-CH2-O-、-CH＝CH-、-C≡C-、-CF＝CF-、-CH＝CH-CO-O-或-O-CO-CH＝CH-中的任意一种；
基团Sp”指的是-Xp-Yq-，其中，p和q的数值范围分别0～4且不同时为0，其中，X和Y彼此独立地选自环烷烃、苯环，或具有一个或多个取代基的苯环，所述取代基为-F、-Cl、-Br、-I、-CN、-NO2或-C(＝O)H中的至少一种；
基团E选自具有5～20个碳原子的直链或支链化的一价烷基，或者所述一价烷基中的至少一个氢原子经由氟原子或氯原子取代后而获得的第一基团，或者所述一价烷基中的至少一个-CH2-基团经由-CO-NH-、-CO-O-、-O-CO-、-S-、-CO-或-CH＝CH-基团取代后而获得的第二基团，或者所述第二基团中的至少一个氢原子经由氟原子或氯原子取代后而获得的第三基团；以及
基团L选自可聚合性基团。
在本申请的一些实施例中，对于所述基团Sp，r、s和t的数值之和不大于8。
在本申请的一些实施例中，所述基团Sp’指的是-(CH2)x-，其中，x为正整数。
在本申请的一些实施例中，对于所述基团Sp”，p和q的数值之和不大于4。
在本申请的一些实施例中，所述基团L选自含有不饱和双键和不饱和三键中的至少一者的基团。通过增加不饱和双键和/或不饱和三键的数量来提高光聚合反应所形成的聚合物层的致密性。
在本申请的一些实施例中，所述基团L选自以下基团中的一种或多种：
Figure BDA0002816967950000031
以及，
Figure BDA0002816967950000032
在本申请的一些实施例中，所述具有垂直配向性的化合物具有以下任一结构式：
Figure BDA0002816967950000033
Figure BDA0002816967950000041
以及，
Figure BDA0002816967950000042
第二方面，本申请提供了一种液晶显示面板，所述液晶显示面板包括：
一第一基板；
一第二基板，与所述第一基板相对设置；以及
一液晶层，夹设于所述第一基板与所述第二基板之间；
其中，按照质量百分比计算，所述液晶层包含0.1％～5％的如第一方面中任意一种所述的具有垂直配向性的化合物。
在本申请的一些实施例中，所述第一基板为薄膜晶体管阵列基板，所述第二基板为彩色滤光片基板。
第三方面，本申请提供了一种液晶显示面板的制备方法，包括如下步骤：
提供一第一基板和一第二基板，向所述第一基板和所述第二基板之间注入液晶材料，按照质量百分比计算，所述液晶材料包含0.1％～5％的如第一方面中任意一种所述的具有垂直配向性的化合物；
将所述第一基板和所述第二基板对向密封贴合，以形成液晶层，其中，所述具有垂直配向性的化合物依靠基团Z垂直吸附于所述第一基板和所述第二基板的表面，以引导液晶分子垂直于所述第一基板和所述第二基板排列；以及
从所述第一基板或所述第二基板的一侧对所述液晶层进行紫外光照射，使得所述具有垂直配向性的化合物中的基团L发生聚合反应而形成聚合物层，以引发靠近所述第一基板和第二基板的表面的液晶分子产生预倾角，完成液晶分子的配向。
本申请提供了一种具有垂直配向性的化合物、液晶显示面板及其制备方法，产生如下的技术效果：
所述具有垂直配向性的化合物可以替代传统液晶显示面板中的配向层(即：聚酰亚胺配向膜)，通过光照引发的光聚合反应来对液晶分子进行配向。在本申请的液晶显示面板中，液晶层的液晶材料为掺杂有所述具有垂直配向性的化合物的液晶分子，相较于现有的扭曲向列(Twisted Nematic,TN)型液晶显示面板，所述液晶显示面板无需设置额外的配向层，从而省略了配向层的制程；相较于现有的聚合物稳定垂直排列(Polymer StabilizedVertically aligned,PSVA)型液晶显示面板，省略了液晶材料中的可聚合单体，同时节省了一道紫外光照制程，具有简化液晶显示面板的制备工序、降低生产成本、提高产品良率的优点。采用本申请制备方法制得的液晶显示面板具有配向效果理想的优点。
附图说明
下面结合附图，通过对本申请的具体实施方式详细描述，将使本申请的技术方案及其它有益效果显而易见。
图1为本申请实施例中光照配向前的液晶显示面板的结构示意图。
图2为本申请实施例中光照配向后的液晶显示面板的结构示意图。
图3为本申请实施例中光照配向前具有垂直配向性的化合物(Ι)在第一(二)基板表面上的排列示意图。
图4为本申请实施例中光照配向后具有垂直配向性的化合物(Ι)在第一(二)基板表面上的排列示意图。
图5为本申请实施例中液晶显示面板的制备方法的流程示意图。
图6为本申请实施例中化合物(Ι)的H1-核磁共振扫描(nuclear magneticresonance,NMR)图谱。
图7为本申请实施例中化合物(ΙΙ)的H1-NMR图谱。
图8为本申请实施例中化合物(ΙV)的H1-NMR图谱。
图9为本申请实验例中液晶显示面板经漏光测试的效果图。
图10为本申请对比例中液晶显示面板经漏光测试的效果图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，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，本领域技术人员在没有作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。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“垂直”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，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一个或者更多个所述特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本申请的不同结构。为了简化本申请的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本申请。此外，本申请可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本申请提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
第一方面，本申请实施例提供了一种具有垂直配向性的化合物，其能够应用于液晶显示面板中以对液晶分子进行配向，从而省略了液晶显示面板中的配向层或液晶材料中的可聚合单体，有利于降低液晶显示面板的制造成本和提高液晶显示面板的良品率。
所述具有垂直配向性的化合物为可发生光聚合的小分子化合物，具有如通式(1)表示的结构：
Figure BDA0002816967950000071
具体的，基团Z作为头基，其为极性基团。基团Sp’、基团N、基团Sp和基团Sp”作为中间基，基团E作为尾基。基团L作为侧基，其为可聚合性基团，在紫外光照射的条件下，相邻分子之间可以发生聚合反应而形成聚合物层。
其中，基团Z优选为羟基或羧基。
基团Sp’选自二价的烷基，其可以是二价的直链烷基，也可以是二价的支链烷基。优选基团Sp’为-(CH2)x-基团，其中，x为正整数。
N指的是氮。
基团Sp指的是-(CH2)r-Rs-(CH2)t-，其中，r、s和t的数值范围分别为0～8且不同时为0，基团R选自-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-、-O-CH2-、-CH2-O-、-CH＝CH-、-C≡C-、-CF＝CF-、-CH＝CH-CO-O-或-O-CO-CH＝CH-中的任意一种。优选r、s和t的数值之和不大于8。
基团Sp”指的是-Xp-Yq-，其中，p和q的数值范围分别0～4且不同时为0，其中，X和Y彼此独立地选自环烷烃、苯环，或具有一个或多个取代基的苯环，所述取代基为-F、-Cl、-Br、-I、-CN、-NO2或-C(＝O)H中的至少一种。优选p和q的数值之和不大于4。
基团E选自具有5～20个碳原子的直链或支链化的一价烷基，或者所述一价烷基中的至少一个氢原子经由氟原子或氯原子取代后而获得的第一基团，或者所述一价烷基中的至少一个-CH2-基团经由-CO-NH-、-CO-O-、-O-CO-、-S-、-CO-或-CH＝CH-基团取代后而获得的第二基团，或者所述第二基团中的至少一个氢原子经由氟原子或氯原子取代后而获得的第三基团。优选基团E为具有5个碳原子的直链烷基。
基团L选自可聚合性基团，优选基团L含有不饱和双键和不饱和三键中的至少一者。更优选地，基团L选自以下基团中的一种或多种：
Figure BDA0002816967950000081
以及，
Figure BDA0002816967950000082
优选地，所述具有垂直配向性的化合物为以下化合物(Ι)至化合物(Ⅳ)中的任意一种：
Figure BDA0002816967950000083
Figure BDA0002816967950000091
以及，
Figure BDA0002816967950000092
其中，化合物(Ι)至(Ⅳ)中的尾基E为具有5个碳原子的直链烷基。
第二方面，本申请实施例提供了一种液晶显示面板，如图1和图2所示，所述液晶显示面板主要包括：一第一基板10、一第二基板20以及一液晶层30，其中，所述第一基板10和所述第二基板20相对设置，所述液晶层30夹设于所述第一基板10和所述第二基板20之间。
在本申请的一个实施例中，所述第一基板10为薄膜晶体管(Thin FilmTransistor,TFT)阵列基板，所述第二基板20为彩色滤光片(Color Filter,CF)基板。
所述第一基板10靠近所述液晶层30的一面上设有一第一电极层，所述第二基板20靠近所述液晶层30的一面上设有一第二电极层。所述第一电极层为公共电极，所述第二电极层为像素电极。通过在所述第一电极层和所述第二电极层之间施加不同的电压，以驱动所述液晶层中的液晶分子偏转，从而达到显示的目的。
所述第一电极层和所述第二电极层的材质可以是金属、金属氧化物、合金或导电的非金属材料，其中，所述金属例如可以是铜(Cu)、银(Ag)、铝(Al)、金(Au)、铂(Pt)、铬(Cr)等，所述金属氧化物例如可以是氧化铟锡(In2O3:Sn,ITO)、氧化铟锌(ZnO:In,IZO)、氧化镓锌(ZnO:Ga,GZO)、氧化铝锌(ZnO:Al,AZO)等，所述导电的非金属材料例如可以是石墨烯、碳纳米管等。
按照质量百分比计算，所述液晶层30的液晶材料包含0.1％～5％的如第一方面中任意一种所述的具有垂直配向性的化合物301。所述液晶分子302例如可以是近晶相液晶(Smectic Phase)或向列相(Nematic Phase)液晶。
所述液晶层30在接受紫外光照射之前，如图1和图3所示，所述具有垂直配向性的化合物301(以化合物(1)为例)通过自身头基(基团Z)的吸附作用锚定于所述第一基板10和所述第二基板20的表面上，并且与所述第一基板10和所述第二基板20相垂直，从而引导液晶分子302垂直排列；其中，所述具有垂直配向性的化合物301的基团Sp”和尾基(基团E)具有类似聚酰亚胺(PI)支链的作用，即：以立体障碍的方式引导液晶分子302排列。
当所述液晶层30接受来自倾斜方向的紫外光照射时，如图2和图4所示，所述具有垂直配向性的化合物301(以化合物(1)为例)的侧基(基团L)会发生光聚合反应，形成聚合物层，使得所述具有垂直配向性的化合物301的整个分子的排列方向发生改变，即：根据紫外光照射的方向，所述具有垂直配向性的化合物301以一定的倾角排列于所述第一基板10和第二基板20的表面上，从而引发靠近所述第一基板10和第二基板20的表面的液晶分子302产生预倾角。
上述液晶显示面板，通过在液晶分子中掺杂所述具有垂直配向性的化合物，以对液晶分子进行配向。相较于现有的TN型液晶显示面板，本申请实施例的液晶显示面板无需设置额外的配向层，从而省略了配向层的制程，具有简化液晶显示面板制程、降低生产成本的优点。相较于现有的PSVA)型液晶显示面板，省略了液晶材料中的可聚合单体，同时节省了一道紫外光照制程，有效降低了生产成本。
第三方面，本申请实施例提供了一种液晶显示面板的制备方法，用于制备第二方面中所述的液晶显示面板，如图5所示，具体包括以下步骤：
S1、提供一第一基板和一第二基板，向所述第一基板和所述第二基板之间注入液晶材料。
在本申请的一个实施例中，所述第一基板为TFT基板，所述第二基板为CF基板，可以采用本领域的常规技术手段制备TFT基板和CF基板，在此不再赘述。
按照质量百分比计算，所述液晶材料包含0.1％～5％的如第一方面中任意一种所述的具有垂直配向性的化合物。所述液晶材料的注入方式可以采用本领域的常规技术手段，如：滴注工艺等，在此不再赘述。
S2、将所述第一基板和所述第二基板对向密封贴合，以形成液晶层，其中，所述具有垂直配向性的化合物依靠基团Z垂直吸附于所述第一基板和所述第二基板的表面，以引导液晶分子垂直于所述第一基板和所述第二基板排列。
在本申请的一个实施例中，所述对向密封贴合的操作流程为：首先，在所述第一基板和所述第二基板的四周涂布密封胶；然后，在真空环境下，将所述第一基板和所述第二基板对向贴合；最后，采用加热或光照的方式对所述密封胶进行固化处理。
S3、从所述第一基板或所述第二基板的一侧对所述液晶层进行紫外光照射，使得所述具有垂直配向性的化合物中的基团L发生聚合反应而形成聚合物层，以引发靠近所述第一基板和第二基板的表面的液晶分子产生预倾角，完成液晶分子的配向。
具体的，所述紫外光的照射方向与所述第一基板之间，以及与所述第二基板之间呈一定的倾角。受到来自倾斜方向的紫外光照射后，所述具有垂直配向性的化合物中相邻分子的基团L发生光聚合反应，交联形成致密的网状聚合物层，使得所述具有垂直配向性的化合物的整体分子的排列方向发生改变，即：根据紫外光的照射方向以一定的倾角排列于所述第一基板和第二基板的表面上，从而引发靠近所述第一基板和第二基板的表面的液晶分子产生预倾角。
在本申请的一个实施例中，所述紫外光的波长为320～400纳米，光照强度为1～100mW/cm2，照射时间为5～30分钟。
以下通过实施例来阐述三种具有垂直配向性的化合物的制备方法，该种具有垂直配向性的化合物对应为前述的化合物(Ι)、(ΙΙ)和(Ⅳ)，除非另有说明，以下实施例中使用的试剂和溶液均为市售商品，或者可以通过本领域已知方法制备。
实施例1：化合物(Ι)的制备方法
1.1、制备用于合成化合物(Ι)的原料
化合物a是合成化合物(Ι)的原料之一，化合物a具有如结构式(1.1)表示的结构：
Figure BDA0002816967950000121
化合物a的制备方法包括如下步骤：
S1.1-1、在氮气的保护氛围下，将化合物a1和戊二醇按照1:1的摩尔比混合，并于室温(25℃)下反应72h，整个反应过程在氯化铵催化剂(添加量为反应物的5％，以避免发生醛羟缩合反应)下进行，然后用正己烷萃取反应物，获得化合物a2。
具体的，步骤S1.1-1的反应式(1.2)如下：
Figure BDA0002816967950000122
其中，化合物a1的制备方法包括如下步骤：
S1.1-1-1、制备化合物a12，制备化合物a12的原料为化合物a11(CAS号为38289-29-1)，制备方法参考文献(Yoko Sakata,Munehiro Tamiya,Masahiro Okada,etal.Switching of Recognition First and Reaction First Mechanisms in Host–GuestBinding Associated with Chemical Reactions[J].Journal of the AmericanChemical Society,2019.)进行。
S1.1-1-2、将化合物a12与化合物b11(CAS号为1761-61-1)按照1:1的摩尔比混合，然后溶解于质量为20倍的四氢呋喃中，获得混合物。
S1.1-1-3、向步骤S1.1-1-2制得的混合物中依次加入碳酸钾(K2CO3)、四丁基溴化铵(TBAB)以及二氯二(三苯基磷)合钯(Pd(PPh3)2Cl2)，其中，K2CO3、TBAB以及Pd(PPh3)2Cl2的质量比为1:1:1，于80℃反应8h，获得混合物。
S1.1-1-4、采用等体积的乙酸乙酯和正己烷萃取步骤S1.1-1-3制得的混合物，获得化合物a1。
具体的，化合物a12具有如结构式(1.3)表示的结构：
Figure BDA0002816967950000131
S1.1-2、将化合物a2、丙烯酸和4-(二甲氨基)吡啶按照1:5:10的体积比进行混合以获得混合物，然后将混合物充分溶解于二氯甲烷(所述混合物与二氯甲烷的体积比为1:10)中，并将整个混合体系冷却至1℃。
S1.1-3、向步骤S1.1-2的混合体系中逐滴加入含有碳化二亚胺的二氯甲烷(碳化二亚胺和二氯甲烷的体积比是1:1)，整个滴加过程中控制混合体系的温度为1～4℃，然后于室温(25℃)下搅拌反应24h，过滤并收集滤出物，所述滤出物即为化合物a3。
具体的，化合物a3具有如结构式(1.4)表示的结构：
Figure BDA0002816967950000132
S1.1-4、将化合物a3溶解于含有35％(质量百分比)硼氢化钠(NaBH4)的四氢呋喃溶液，然后于室温(25℃)下反应24h，旋转蒸发多余的溶剂，再采用甲醇溶液(水和甲醇的体积比为1:1)萃取获得化合物a，其中，化合物a3在四氢呋喃溶液中的质量百分比为40％。
1.2、制备化合物(Ι)
化合物(Ι)的制备方法包括如下步骤：
S1.2-1、在氮气的保护氛围下，将化合物a和化合物b按照1:1的摩尔比混合，并于60℃反应48h，然后采用第一溶剂萃取反应物，获得化合物c，其中，所述第一溶剂为乙酸乙酯和正己烷按照1:1的体积比混合制得的溶液。
S1.2-2、将所述化合物c、咪唑和四氢呋喃按照1:3:10的体积比进行混合，使得化合物c和咪唑充分溶解于四氢呋喃中，并将整个混合体系冷却至2℃，获得混合物。
S1.2-3、向步骤S1.2-2制得的混合物中逐滴加入含有叔丁基二甲基氯硅烷的四氢呋喃溶液(叔丁基二甲基氯硅烷与四氢呋喃的体积比为1:10)，室温(25℃)下搅拌60min，获得混合物。
S1.2-4、向步骤S1.2-3制得的混合物中加入15％质量百分比的氯化铵溶液，然后采用第二溶剂萃取以获得化合物d，其中，所述第二溶剂为甲基叔丁醚。
S1.2-5、将化合物d、甲基丙烯酸、4-(二甲氨基)吡啶以及二氯甲烷按照1:3:10:10的摩尔比进行混合，使得化合物d、甲基丙烯酸和4-(二甲氨基)吡啶充分溶解于二氯甲烷中，并将整个混合体系冷却至1℃，获得混合物。
S1.2-6、向步骤S1.2-5制得的混合物中逐滴加入含有碳化二亚胺的二氯甲烷(碳化二亚胺和二氯甲烷的体积比是1:1)，整个滴加过程控制混合体系的温度为1～4℃，室温(25℃)下搅拌反应18h，过滤并收集滤出物，所述滤出物即为化合物e。
S1.2-7、将所述化合物e溶解于四氢呋喃中，并控制整个混合体系的温度为2℃，获得混合物，其中，化合物e在混合物中的质量百分比为30～60％。
S1.2-8、向步骤S1.2-7制得的混合物中逐滴加入浓度为2mol/L的盐酸，并将整个混合体系的温度逐渐升温至室温(25℃)，于室温(25℃)下反应3h，过滤并收集滤出物。
S1.2-9、对步骤S8获得的滤出物进行H1-NMR检测，检测结果如图6所示，所述滤出物即为化合物(Ι)。
具体的，步骤S1.2-1的反应式(1.5)如下：
Figure BDA0002816967950000141
化合物d具有如结构式(1.6)表示的结构：
Figure BDA0002816967950000151
化合物e具有如结构式(1.7)表示的结构：
Figure BDA0002816967950000152
实施例2：化合物(ΙΙ)的制备方法
2.1、制备用于合成化合物(ΙΙ)的原料
化合物a’是合成化合物(ΙΙ)的原料之一，化合物a’具有如结构式(2.1)表示的结构：
Figure BDA0002816967950000153
化合物a’的制备方法参照实施例1中化合物a的制备方法实施，仅需将化合物a1替换为化合物a1’即可，化合物a1’具有如结构式(2.2)表示的结构：
Figure BDA0002816967950000154
中，化合物a1’的制备方法参照实施例1中化合物a1的制备方法实施，仅需将其中的化合物a12替换为化合物a12’(CAS号为121219-12-3)，在此不再赘述。
2.2、制备化合物(ΙΙ)
化合物(ΙΙ)的制备方法参照实施例1中1.2的各个步骤实施，仅需将其中的化合物a替换为化合物a’，在此不再赘述。
化合物(ΙΙ)的H1-NMR检测图谱如图7所示。
实施例3：化合物(Ⅳ)的制备方法
3.1、制备用于合成化合物(Ⅳ)的原料
化合物a”是合成化合物(Ⅳ)的原料之一，化合物a”具有如结构式(3.1)表示的结构：
Figure BDA0002816967950000161
化合物a”的制备方法参照实施例1中化合物a的制备方法实施，仅需将化合物a1替换为化合物a1”即可，化合物a1”具有如结构式(3.2)表示的结构：
Figure BDA0002816967950000162
其中，化合物a1”的制备方法参照实施例1中化合物a1的制备方法实施，仅需将其中的化合物a12替换为化合物a12”(CAS号为4737-50-2)，在此不再赘述。
3.2、制备化合物(Ⅳ)
化合物(Ⅳ)的制备方法参照实施例1中1.2的各个步骤实施，仅需将其中的化合物a替换为化合物a”，在此不再赘述。
化合物(Ⅳ)的H1-NMR检测图谱如图8所示。
以下通过实验例和对比例来进一步阐述本申请实施例中所述具有垂直配向性的化合物的优势。
实验例：
本实验例提供了一种液晶显示面板，所述液晶显示面板主要包括：一第一基板、一第二基板以及一液晶层，其中，所述第一基板和所述第二基板相对设置，所述液晶层夹设于所述第一基板和所述第二基板之间。所述第一基板为TFT阵列基板，所述第二基板为CF基板。
按照质量百分比计算，所述液晶层的液晶材料由1％的具有垂直配向性的化合物和99％的液晶分子组成，所述具有垂直配向性的化合物为化合物(Ι)，所述液晶分子为向列相液晶。
对比例：
本对比例提供了一种液晶显示面板，其与实验例的区别之处仅在于：液晶层的液晶材料不相同。
按照质量百分比计算，液晶层的液晶材料由1％的化合物(V)和99％的液晶分子组成，所述液晶分子为向列相液晶，所述化合物(V)具有如结构式(V)表示的结构：
Figure BDA0002816967950000171
分别将实验例和对比例的液晶显示面板进行漏光测试，漏光测试的操作流程参照本领域常规技术手段实施，在此不再赘述。如图9和图10所示，对比例的液晶显示面板漏光现象严重，而实验例的液晶显示面板无漏光问题，证明化合物(Ι)对液晶分子的配向效果理想，有利于提高液晶显示面板的良品率。
以上对本申请实施例所提供的一种具有垂直配向性的化合物、液晶显示面板及其制备方法，进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的技术方案及其核心思想；本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例的技术方案的范围。

Claims (4)

1.一种具有垂直配向性的化合物，其特征在于，所述化合物具有以下任一结构式：
Figure FDA0003449225440000011
Figure FDA0003449225440000021
2.一种液晶显示面板，其特征在于，包括：
一第一基板；
一第二基板，与所述第一基板相对设置；以及
一液晶层，夹设于所述第一基板与所述第二基板之间；
其中，按照质量百分比计算，所述液晶层的液晶材料包含0.1％～5％的如权利要求1所述的化合物。
3.根据权利要求2所述的液晶显示面板，其特征在于，所述第一基板为薄膜晶体管阵列基板，所述第二基板为彩色滤光片基板。
4.一种液晶显示面板的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
提供一第一基板和一第二基板，向所述第一基板和所述第二基板之间注入液晶材料，按照质量百分比计算，所述液晶材料包含0.1％～5％的如权利要求1所述的化合物；
将所述第一基板和所述第二基板对向密封贴合，以形成液晶层，其中，所述化合物依靠基团Z垂直吸附于所述第一基板和所述第二基板的表面，以引导液晶分子垂直于所述第一基板和所述第二基板排列；以及
从所述第一基板或所述第二基板的一侧对所述液晶层进行紫外光照射，使得所述化合物中的基团L发生聚合反应而形成聚合物层，以引发靠近所述第一基板和第二基板的表面的液晶分子产生预倾角，完成液晶分子的配向。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5522359B2 (ja) * 2008-09-25 2014-06-18 Ｊｎｃ株式会社 重合性液晶化合物、液晶組成物および重合体
CN102445787A (zh) * 2010-10-12 2012-05-09 统炀企业有限公司 一种液晶显示装置及其制造方法
JP5877017B2 (ja) * 2011-08-30 2016-03-02 富士フイルム株式会社 光学積層フィルム、並びにそれを用いた偏光板及び液晶表示装置
CN102964253A (zh) * 2012-11-15 2013-03-13 深圳市华星光电技术有限公司 光反应型单体及其液晶组合物与液晶面板
CN105061213B (zh) * 2015-08-24 2017-05-17 江苏和成新材料有限公司 具有四原子桥键的可聚合化合物及其制备方法及应用
CN105936830A (zh) * 2016-04-22 2016-09-14 深圳市华星光电技术有限公司 液晶材料、液晶显示面板的制作方法及液晶显示面板
CN106281363B (zh) * 2016-07-18 2019-01-22 深圳市华星光电技术有限公司 自取向液晶介质组合物、液晶显示面板及其制作方法
KR102637055B1 (ko) * 2016-08-09 2024-02-15 삼성디스플레이 주식회사 액정 표시 장치 및 그 제조 방법
CN108410475A (zh) * 2018-03-01 2018-08-17 深圳市华星光电半导体显示技术有限公司 一种液晶材料及液晶显示面板
CN108559528A (zh) * 2018-04-20 2018-09-21 深圳市华星光电半导体显示技术有限公司 液晶介质混合物、液晶显示面板及液晶显示面板的制备方法

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