WO2020073443A1 - 封框胶、封框胶的光固化方法以及液晶显示装置 - Google Patents

封框胶、封框胶的光固化方法以及液晶显示装置 Download PDF

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    • C09J4/00—Adhesives based on organic non-macromolecular compounds having at least one polymerisable carbon-to-carbon unsaturated bond ; adhesives, based on monomers of macromolecular compounds of groups C09J183/00 - C09J183/16
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1339—Gaskets; Spacers; Sealing of cells

Definitions

  • the invention relates to the field of display technology, in particular to a frame sealing glue, a photo-curing method of the frame sealing glue, and a liquid crystal display device.
  • the liquid crystal panel includes an Array substrate and a color film (CF) substrate.
  • liquid crystal is filled between the Array substrate and the CF substrate, and a frame glue is coated on the periphery of the LCD to bond the Array substrate and the CF substrate to form a stable cell thickness Display.
  • the frame adhesive material used in LCD is mainly composed of acrylic resin, epoxy resin, photoinitiator, curing agent, filler and other additives. It forms a stable three-dimensional structure after UV irradiation and heating, so as to have sufficient bonding strength.
  • the photoinitiator generates atomic groups, thereby inducing the polymerization reaction of the acrylic oligomer, and then hardening.
  • the photoinitiator due to the incomplete reaction of the photoinitiator in the subsequent heating process, it is easy to enter the liquid crystal material, and the photopolymerization reaction with the monomer in the liquid crystal during the liquid crystal alignment process, resulting in poor alignment of the liquid crystal, or the light dissolved in the liquid crystal
  • the initiator easily generates ions, resulting in a drop in the voltage retention rate (VHR) of the liquid crystal material.
  • VHR voltage retention rate
  • An object of the present invention is to provide a frame sealant, a photocuring method of the frame sealant, and a liquid crystal display device, which can improve the alignment effect of liquid crystals and the voltage retention rate of liquid crystal materials.
  • a frame sealant which includes:
  • the material of the frame sealant includes an acrylic monomer, and the acrylic monomer has a photosensitive initiating group, and the photosensitive initiating group is used to generate free radicals for the double bond in the acrylic monomer under ultraviolet irradiation , And cause the radicals to polymerize.
  • the photosensitive initiating group is specifically used to complete the photolysis reaction by capturing the hydrogen bond in the carbon-carbon double bond in the acrylic monomer under ultraviolet light irradiation, so that the acrylic acid The monomer generates free radicals.
  • the photosensitive initiator group is a carbonyl compound group.
  • the molecular formula of the photosensitive initiating group is as follows:
  • R represents an acrylic monomer
  • R ' represents an alkyl group
  • X represents any one of a single bond, O, and other linking groups.
  • the acrylic monomer includes at least one of acrylic oligomer or epoxy acrylate monomer.
  • the molecular formula of the acrylic monomer is as follows:
  • R ' represents alkyl
  • the invention also provides a photo-curing method for frame sealant, which includes:
  • the material of the frame sealant is irradiated with ultraviolet light, and the double bond in the acrylic monomer generates free radicals under the action of the photosensitive initiating group, and causes the free radicals to undergo a polymerization reaction;
  • the material of the frame sealant includes the acrylic monomer, and the acrylic monomer has the photosensitive initiating group.
  • the photosensitive initiating group is a carbonyl compound group.
  • the molecular formula of the photosensitive initiating group is as follows:
  • R represents an acrylic monomer
  • R ' represents an alkyl group
  • X represents any one of a single bond, O, and other linking groups.
  • the acrylic monomer includes at least one of acrylic oligomer or epoxy acrylate monomer.
  • the molecular formula of the acrylic monomer is as follows:
  • R ' represents alkyl
  • the invention also provides a liquid crystal display device, comprising: an array substrate and a color filter substrate, a frame sealant is provided between the array substrate and the color filter substrate, and the material of the frame sealant includes acrylic monomers,
  • the acrylic monomer has a photosensitive initiating group, and the photosensitive initiating group is used to generate double radicals in the double bond in the acrylic monomer under ultraviolet light and cause the free radicals to undergo a polymerization reaction.
  • the photosensitive initiating group is specifically used to complete the photolysis reaction by capturing the hydrogen bond in the carbon-carbon double bond in the acrylic monomer under ultraviolet light, so that the Acrylic monomers generate free radicals.
  • the photosensitive initiating group is a carbonyl compound group.
  • the molecular formula of the photosensitive initiating group is as follows:
  • R represents an acrylic monomer
  • R ' represents an alkyl group
  • X represents any one of a single bond, O, and other linking groups.
  • the acrylic monomer includes at least one of acrylic oligomer or epoxy acrylate monomer.
  • the molecular formula of the acrylic monomer is as follows:
  • R ' represents alkyl
  • the frame sealant, the photocuring method of the frame sealant and the liquid crystal display device of the present invention by adding a photosensitive initiating group to the acrylic monomer, thereby eliminating the photoinitiator and preventing the photoinitiator from entering the liquid crystal material, The alignment effect of the liquid crystal and the voltage retention rate of the liquid crystal material are improved.
  • FIG. 1 is a schematic structural diagram of a liquid crystal display device of the present invention.
  • the invention provides a frame sealant.
  • the material of the frame sealant includes an acrylic monomer.
  • the acrylic monomer has a photosensitive initiating group.
  • the photosensitive initiating group is used to make the acrylic monomer under ultraviolet light.
  • the double bond in the body that is, the carbon-carbon double bond
  • the photosensitive initiating group is specifically used to complete the photolysis reaction by capturing the hydrogen bond in the carbon-carbon double bond in the acrylic monomer under ultraviolet light irradiation, so that the acrylic monomer generates free radicals, and then the free radicals spontaneously The polymerization reaction takes place.
  • the carbonyl compound group can enable the acrylic monomer to achieve a photocrosslinking reaction similar to that of the added photoinitiator, thereby completing the curing of the frame sealant
  • the photosensitive initiating group is a carbonyl compound group.
  • the molecular formula of the photosensitive initiating group is as follows:
  • R represents an acrylic monomer
  • R ' represents an alkyl group
  • X represents any one of a single bond, O, and other linking groups.
  • the acrylic monomer includes at least one of acrylic oligomer or epoxy acrylate monomer.
  • the molecular formula of the acrylic monomer is as follows:
  • R ' represents alkyl
  • the invention also provides a photo-curing method for frame sealant, which includes:
  • the material of the frame sealant is irradiated with ultraviolet light, and the double bond in the acrylic monomer generates free radicals under the action of the photosensitive initiator group, and causes the free radicals to undergo a polymerization reaction.
  • a photosensitive initiating group as a carbonyl compound group
  • a carbonyl compound group that promotes initiation is introduced into the existing acrylic monomer, and the carbonyl compound group undergoes a photochemical reaction under UV light (Norrish II reaction)
  • the carbonyl compound group completes the photolysis reaction by capturing the hydrogen bond in the carbon-carbon double bond in the acrylic monomer, thereby causing the acrylic monomer to generate free radicals, and then the free radicals to spontaneously polymerize.
  • the acrylic monomer realizes the photocrosslinking reaction similar to that of the photoinitiator, thereby completing the curing of the frame sealant.
  • the material of the frame sealant includes the acrylic monomer, and the acrylic monomer has the photosensitive initiating group.
  • the photosensitive initiating group is a carbonyl compound group.
  • the molecular formula of the photosensitive initiating group is as follows:
  • R represents an acrylic monomer
  • R ' represents an alkyl group
  • X represents any one of a single bond, O, and other linking groups.
  • the acrylic monomer includes at least one of acrylic oligomer or epoxy acrylate monomer.
  • the molecular formula of the acrylic monomer is as follows:
  • R ' represents alkyl
  • the photosensitive group is introduced into the acrylic monomer to realize its spontaneous polymerization reaction, that is, the photoinitiator is replaced by the photosensitive initiating group, so the photoinitiator does not need to be introduced during the curing process of the sealant, thus
  • the photopolymerization reaction with the monomer in the liquid crystal material is avoided, the alignment effect of the liquid crystal molecules is improved, and the ion concentration dissolved in the liquid crystal is also reduced, thereby improving the voltage retention rate (VHR) of the liquid crystal.
  • VHR voltage retention rate
  • the present invention also provides a liquid crystal display device, which includes an array substrate 10 and a color filter substrate 20.
  • a frame sealant 25 and a color filter are provided between the array substrate 10 and the color filter substrate 20.
  • the substrate 20 is arranged opposite to the array substrate 10, and a liquid crystal layer is further provided between the color filter substrate 20 and the array substrate 10.
  • the array substrate 10 may include a second substrate 11, a second dye polarizing film 12, a switch array layer 13 and a second transparent conductive layer 14 that are sequentially positioned on the second substrate 11.
  • the color film substrate 20 may include a first substrate 21, and a first dye polarizing film 22, a color resist layer 23, and a first transparent conductive layer 24 sequentially disposed on the first substrate 21.
  • the material of the frame sealant 25 is any material of the above frame sealant.
  • the frame sealant, the photocuring method of the frame sealant and the liquid crystal display device of the present invention by adding a photosensitive initiating group to the acrylic monomer, thereby eliminating the photoinitiator and preventing the photoinitiator from entering the liquid crystal material, The alignment effect of the liquid crystal and the voltage retention rate of the liquid crystal material are improved.

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Abstract

一种封框胶(25)、封框胶(25)的光固化方法以及液晶显示装置，封框胶(25)的材料包括丙烯酸单体，丙烯酸单体具有感光性引发基团，感光性引发基团用于在紫外线光照下使丙烯酸单体中的双键产生自由基，并使自由基产生聚合反应。

Description

封框胶、封框胶的光固化方法以及液晶显示装置 【技术领域】
本发明涉及显示技术领域，特别是涉及封框胶、封框胶的光固化方法以及液晶显示装置。
【背景技术】
液晶面板包括阵列(Array)基板和彩膜(CF)基板，另外Array基板和CF基板之间填充有液晶，并在LCD的周边涂布边框胶来粘合Array基板和CF基板，形成盒厚稳定的显示屏。通常LCD中使用的边框胶材料主要由亚克力树脂、环氧树脂、光引发剂、固化剂、填料和其他助剂组合而成，在UV照射和加热之后形成稳定的立体结构，从而具有足够粘结强度。
目前边框胶UV光照过程中，一般都是通过UV光照，光引发剂产生原子基团，从而诱发丙烯酸低聚物发生聚合反应，进而实现硬化。但是由于后续加热过程中反应不完全的光引发剂容易进入到液晶材料中，在液晶光照配向的过程中与液晶中的单体发生光聚合反应，从而导致液晶配向不良，或者溶解到液晶的光引发剂容易产生离子，导致液晶材料的电压保持率(VHR)下降。
因此，有必要提供一种封框胶、封框胶的光固化方法以及液晶显示装置，以解决现有技术所存在的问题。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种封框胶、封框胶的光固化方法以及液晶显示装置，能够提高液晶的配向效果和液晶材料的电压保持率。
为解决上述技术问题，本发明提供一种封框胶，其包括：
所述封框胶的材料包括丙烯酸单体，所述丙烯酸单体具有感光性引发基团，所述感光性引发基团用于在紫外线照下使所述丙烯酸单体中的双键产生自由基，并使所述自由基产生聚合反应。
本发明的封框胶中，所述感光性引发基团具体用于在紫外线照下，通过夺取所述丙烯酸单体中的碳碳双键中的氢键完成光解反应，以使所述丙烯酸单体产生自由基。
本发明的封框胶中，所述感光性引发基团为羰基化合物基团。
本发明的封框胶中，所述感光性引发基团的分子式如下：
Figure PCTCN2018117096-appb-000001
其中R代表丙烯酸单体，R’代表烷基，X代表单键、O以及其他的连接基中的任意一种。
本发明的封框胶中，所述丙烯酸单体包括丙烯酸低聚物或者环氧丙烯酸酯单体中的至少一种。
本发明的封框胶中，所述丙烯酸单体的分子式如下：
Figure PCTCN2018117096-appb-000002
其中R’代表烷基。
本发明还提供一种封框胶的光固化方法，其包括：
使用紫外光照射封框胶的材料，在感光性引发基团的作用下使丙烯酸单体中的双键产生自由基，并使所述自由基产生聚合反应；
其中，所述封框胶的材料包括所述丙烯酸单体，所述丙烯酸单体具有所述感光性引发基团。
在本发明的封框胶的光固化方法中，所述感光性引发基团为羰基化合物基团。
在本发明的封框胶的光固化方法中，所述感光性引发基团的分子式如下：
Figure PCTCN2018117096-appb-000003
其中R代表丙烯酸单体，R’代表烷基，X代表单键、O以及其他的连接基中的任意一种。
在本发明的封框胶的光固化方法中，所述丙烯酸单体包括丙烯酸低聚物或者环氧丙烯酸酯单体中的至少一种。
在本发明的封框胶的光固化方法中，所述丙烯酸单体的分子式如下：
Figure PCTCN2018117096-appb-000004
其中R’代表烷基。
本发明还提供一种液晶显示装置，其包括：阵列基板和彩膜基板，所述阵列基板和所述彩膜基板之间设置有封框胶，所述封框胶的材料包括丙烯酸单体，所述丙烯酸单体具有感光性引发基团，所述感光性引发基团用于在紫外线光照下使所述丙烯酸单体中的双键产生自由基，并使所述自由基产生聚合反应。
在本发明的液晶显示装置中，所述感光性引发基团具体用于在紫外线光照下，通过夺取所述丙烯酸单体中的碳碳双键中的氢键完成光解反应，以使所述丙烯酸单体产生自由基。
在本发明的液晶显示装置中，所述感光性引发基团为 羰基化合物基团。
在本发明的液晶显示装置中，所述感光性引发基团的分子式如下：
Figure PCTCN2018117096-appb-000005
其中R代表丙烯酸单体，R’代表烷基，X代表单键、O以及其他的连接基中的任意一种。
在本发明的液晶显示装置中，所述丙烯酸单体包括丙烯酸低聚物或者环氧丙烯酸酯单体中的至少一种。
在本发明的液晶显示装置中，所述丙烯酸单体的分子式如下：
Figure PCTCN2018117096-appb-000006
其中R’代表烷基。
本发明的封框胶、封框胶的光固化方法以及液晶显示装置，通过在丙烯酸单体中增加感光性引发基团，从而省去了光引发剂，避免光引发剂进入到液晶材料中，提高了液晶的配向效果和液晶材料的电压保持率。
【附图说明】
图1为本发明液晶显示装置的结构示意图。
【具体实施方式】
以下各实施例的说明是参考附加的图式，用以例示本发明可用以实施的特定实施例。本发明所提到的方向用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「内」、「外」、「侧面」等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用以说明及理解本发明，而非用以限制本发明。在图中，结构相似的单元是以相同标号表示。
本发明提供一种封框胶，该封框胶的材料包括丙烯酸单体，所述丙烯酸单体具有感光性引发基团，所述感光性引发基团用于在紫外线光照下使所述丙烯酸单体中的双键(也即碳碳双键)产生自由基，并使所述自由基产生聚合反应。
其中，所述感光性引发基团具体用于在紫外线光照下，通过夺取丙烯酸单体中碳碳双键中的氢键完成光解反应，从而使丙烯酸单体产生自由基，进而使自由基自发的发生聚合反应。该羰基化合物基团可以使丙烯酸单体实现与加入光引发剂的相似的光交联反应，从而完成封框胶的固化
在一实施方式中，所述感光性引发基团为羰基化合物基团。
在一实施方式中，所述感光性引发基团的分子式如下：
Figure PCTCN2018117096-appb-000007
其中R代表丙烯酸单体，R’代表烷基，X代表单键、O以及其他的连接基中的任意一种。
在一实施方式中，所述丙烯酸单体包括丙烯酸低聚物或者环氧丙烯酸酯单体中的至少一种。
在一实施方式中，所述丙烯酸单体的分子式如下：
Figure PCTCN2018117096-appb-000008
其中R’代表烷基。
本发明还提供一种封框胶的光固化方法，其包括：
S101、使用紫外光照射封框胶的材料，在感光性引发基团的作用下使丙烯酸单体中的双键产生自由基，并使所述自由基产生聚合反应。
例如，以感光性引发基团为羰基化合物基团为例，在现有的丙烯酸单体中引入了促进引发的羰基化合物基团，该羰基化合物基团在UV光照下发生光化学反应(NorrishⅡ反应)，该羰基化合物基团通过夺取丙烯酸单体中碳碳双键中的氢键完成光解反应，从而使丙烯酸单体产生自由基，进而使自由基自发的发生聚合反应，该羰基化合物基团可以使丙烯酸单体实现与加入光引发剂的相似的光交联反应，从而完成封框胶的固化。
其中，所述封框胶的材料包括所述丙烯酸单体，所述丙烯酸单体具有所述感光性引发基团。
在一实施方式中，所述感光性引发基团为羰基化合物基团。
在一实施方式中，所述感光性引发基团的分子式如下：
Figure PCTCN2018117096-appb-000009
其中R代表丙烯酸单体，R’代表烷基，X代表单键、O以及其他的连接基中的任意一种。
在一实施方式中，所述丙烯酸单体包括丙烯酸低聚物或者环氧丙烯酸酯单体中的至少一种。
在一实施方式中，所述丙烯酸单体的分子式如下：
Figure PCTCN2018117096-appb-000010
其中R’代表烷基。
由于将感光性基团引入到丙烯酸单体中，实现其自发地发生聚合反应，也即通过感光性引发基团替代光引发剂，因此使得封框胶固化过程中不需要引入光引发剂，从而避免与液晶材料中的单体发生光聚合反应，提高了液晶分子的配向效果，此外还降低了溶解到液晶中的离子浓度，从而提高液晶的电压保持率(VHR)。
如图1所示，本发明还提供一种液晶显示装置，其包括阵列基板10和彩膜基板20，所述阵列基板10和所述彩膜基板20之间设置有封框胶25，彩膜基板20与阵列基板10相对设置，在所述彩膜基板20与阵列基板10之间还设置有液晶层。
所述阵列基板10可包括第二衬底11、以及依次位于第二衬底11上的第二染料偏光膜12、开关阵列层13及第二透明导电层14。
所述彩膜基板20可包括第一衬底21、以及依次位于第一衬底21上的第一染料偏光膜22、色阻层23及第一透明导电层24。
其中，所述封框胶25的材料为上述任意一种封框胶的材料。
本发明的封框胶、封框胶的光固化方法以及液晶显示装置，通过在丙烯酸单体中增加感光性引发基团，从而省去了光引发剂，避免光引发剂进入到液晶材料中，提高了液晶的配向效果和液晶材料的电压保持率。
综上所述，虽然本发明已以优选实施例揭露如上，但上述优选实施例并非用以限制本发明，本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围以权利要求界定的范围为准。

Claims (17)

  1. 一种封框胶，其中
    所述封框胶的材料包括丙烯酸单体，所述丙烯酸单体具有感光性引发基团，所述感光性引发基团用于在紫外线照下使所述丙烯酸单体中的双键产生自由基，并使所述自由基产生聚合反应。
  2. 根据权利要求1所述的封框胶，其中
    所述感光性引发基团具体用于在紫外线照下，通过夺取所述丙烯酸单体中的碳碳双键中的氢键完成光解反应，以使所述丙烯酸单体产生自由基。
  3. 根据权利要求1所述的封框胶，其中
    所述感光性引发基团为羰基化合物基团。
  4. 根据权利要求1所述的封框胶，其中
    所述感光性引发基团的分子式如下：
    Figure PCTCN2018117096-appb-100001
    其中R代表丙烯酸单体，R’代表烷基，X代表单键、O以及其他的连接基中的任意一种。
  5. 根据权利要求1所述的封框胶，其中
    所述丙烯酸单体包括丙烯酸低聚物或者环氧丙烯酸酯单体中的至少一种。
  6. 根据权利要求1所述的封框胶，其中
    所述丙烯酸单体的分子式如下：
    Figure PCTCN2018117096-appb-100002
    其中R’代表烷基。
  7. 一种封框胶的光固化方法，其包括：
    使用紫外光照射封框胶的材料，在感光性引发基团的作用下使丙烯酸单体中的双键产生自由基，并使所述自由基产生聚合反应；
    其中，所述封框胶的材料包括所述丙烯酸单体，所述丙烯酸单体具有所述感光性引发基团。
  8. 根据权利要求7所述的封框胶的光固化方法，其中
    所述感光性引发基团为羰基化合物基团。
  9. 根据权利要求7所述的封框胶的光固化方法，其中
    所述感光性引发基团的分子式如下：
    Figure PCTCN2018117096-appb-100003
    其中R代表丙烯酸单体，R’代表烷基，X代表单键、O以及其他的连接基中的任意一种。
  10. 根据权利要求7所述的封框胶的光固化方法，其中
    所述丙烯酸单体包括丙烯酸低聚物或者环氧丙烯酸酯单体中的至少一种。
  11. 根据权利要求7所述的封框胶的光固化方法，其中
    所述丙烯酸单体的分子式如下：
    Figure PCTCN2018117096-appb-100004
    其中R’代表烷基。
  12. 一种液晶显示装置，其包括阵列基板和彩膜基板，所述阵列基板和所述彩膜基板之间设置有封框胶，所述封框胶的材料包括丙烯酸单体，所述丙烯酸单体具有感光性引发基团，所述感光性引发基团用于在紫外线光照下使所述丙烯酸单体中的双键产生自由基，并使所述自由基产生聚合反应。
  13. 根据权利要求12所述的液晶显示装置，其中
    所述感光性引发基团具体用于在紫外线光照下，通过夺取所述丙烯酸单体中的碳碳双键中的氢键完成光解反应，以使所述丙烯酸单体产生自由基。
  14. 根据权利要求12所述的液晶显示装置，其中
    所述感光性引发基团为羰基化合物基团。
  15. 根据权利要求12所述的液晶显示装置，其中
    所述感光性引发基团的分子式如下：
    Figure PCTCN2018117096-appb-100005
    其中R代表丙烯酸单体，R’代表烷基，X代表单键、O以及其他的连接基中的任意一种。
  16. 根据权利要求12所述的液晶显示装置，其中
    所述丙烯酸单体包括丙烯酸低聚物或者环氧丙烯酸酯单体中的至少一种。
  17. 根据权利要求12所述的液晶显示装置，其中
    所述丙烯酸单体的分子式如下：
    Figure PCTCN2018117096-appb-100006
    其中R’代表烷基。
PCT/CN2018/117096 2018-10-11 2018-11-23 封框胶、封框胶的光固化方法以及液晶显示装置 Ceased WO2020073443A1 (zh)

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