本發(fā)明涉及顯示技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種自取向液晶介質(zhì)組合物、液晶顯示面板及其制作方法。
背景技術(shù):
隨著顯示技術(shù)的發(fā)展,液晶顯示器(Liquid Crystal Display,LCD)等平面顯示裝置因具有高畫(huà)質(zhì)、省電、機(jī)身薄及應(yīng)用范圍廣等優(yōu)點(diǎn),而被廣泛的應(yīng)用于手機(jī)、電視、個(gè)人數(shù)字助理、數(shù)字相機(jī)、筆記本電腦、臺(tái)式計(jì)算機(jī)等各種消費(fèi)性電子產(chǎn)品,成為顯示裝置中的主流。
現(xiàn)有市場(chǎng)上的液晶顯示裝置大部分為背光型液晶顯示器,其包括液晶顯示面板及背光模組(backlight module)。液晶顯示面板的工作原理是在兩片平行的玻璃基板當(dāng)中放置液晶分子,兩片玻璃基板中間有許多垂直和水平的細(xì)小電線,通過(guò)通電與否來(lái)控制液晶分子改變方向,將背光模組的光線折射出來(lái)產(chǎn)生畫(huà)面。
通常液晶顯示面板由彩膜(CF,Color Filter)基板、薄膜晶體管(TFT,Thin Film Transistor)基板、夾于彩膜基板與薄膜晶體管基板之間的液晶(LC,Liquid Crystal)及密封膠框(Sealant)組成。
在液晶顯示面板的CF基板和TFT基板上,分別有一層薄膜材料,其主要作用是使液晶分子按一定方向排列,我們稱之為配向膜,通常配向膜的材料為聚酰亞胺(PI)材料,包括摩擦配向型聚酰亞胺材料或光配向型聚酰亞胺材料,但是,無(wú)論那種配向材料都會(huì)有各自的缺點(diǎn)。首先摩擦配向型聚酰亞胺材料容易造成粉塵顆粒、靜電殘留、刷痕等問(wèn)題,從而降低工藝良率,而光配向型聚酰亞胺材料雖然可以避免這些問(wèn)題,但由于材料特性受限,耐熱性和耐老化性不佳,同時(shí)錨定液晶分子的能力也較弱,從而影響面板的品質(zhì);其次,聚酰亞胺材料本身就具有高極性和高吸水性,存儲(chǔ)和運(yùn)送容易造成變質(zhì)而導(dǎo)致配向不均,并且聚酰亞胺材料價(jià)格昂貴,在液晶顯示面板上成膜的工藝也較為復(fù)雜,導(dǎo)致面板成本提高。
為解決上述聚酰亞胺配向膜所存在的問(wèn)題,目前本領(lǐng)域內(nèi)已提出一種通過(guò)在液晶材料中加入一種垂直取向劑(Additive),利用該垂直取向劑在無(wú)聚酰亞胺配向膜的基板表面垂直排列起到對(duì)液晶垂直配向,從而取代聚酰亞胺配向膜的方法。經(jīng)過(guò)研究發(fā)現(xiàn),若這種垂直取向劑含有可聚合性質(zhì)的基團(tuán)(如甲基丙烯酸酯基),則可以在紫外(UV)光照射下與聚合物穩(wěn)定垂直配向(Polmer Stabilized Vertivally Aligned,PSVA)液晶中的可聚合性單體(RM)聚合形成一層類似于聚酰亞胺配向膜的聚合物層,達(dá)到提升面板信賴性的目的。
但是,這種可聚合性垂直取向劑和可聚合性單體形成聚合物的聚合程度及粒徑大小,將直接影響面板的配向效果和光學(xué)表現(xiàn)。如果只是采用一種可聚合性垂直取向劑和一種可聚合性單體,往往容易出現(xiàn)不良的情況,例如,光照強(qiáng)度太小的話,可聚合性垂直取向劑和可聚合性單體聚合速度慢,制程時(shí)間太長(zhǎng);如果光照強(qiáng)度太大的話,容易出現(xiàn)較大顆粒的突起物(如圖1所示),使面板產(chǎn)生在暗態(tài)可見(jiàn)的碎亮點(diǎn)(如圖2所示),導(dǎo)致對(duì)比度降低。另外,由于可聚合性垂直取向劑和可聚合性單體的單一性,容易使得可聚合性垂直取向劑在面板表面擴(kuò)散不均勻,出現(xiàn)面板亮度不均勻(Drop mura)的現(xiàn)象(如圖3所示)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的在于提供一種自取向液晶介質(zhì)組合物,通過(guò)多種可聚合性垂直取向劑間的搭配,提高液晶分子的自取向效果,從而提升面板品質(zhì)。
本發(fā)明的目的又在于提供一種液晶顯示面板的制作方法,采用上述自取向液晶介質(zhì)組合物實(shí)現(xiàn)液晶配向,可省去傳統(tǒng)的聚酰亞胺配向膜制程,節(jié)約生產(chǎn)成本并提高液晶配向效果,從而提升面板品質(zhì)。
本發(fā)明的目的還在于提供一種液晶顯示面板,采用上述自取向液晶介質(zhì)組合物制作而成,液晶配向效果好,具有較好的顯示品質(zhì)。
為實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明首先提供一種自取向液晶介質(zhì)組合物,包括液晶材料、可聚合性單體、及兩種或兩種以上的可聚合性垂直取向劑;所述液晶材料包括液晶分子;
所述兩種或兩種以上的可聚合性垂直取向劑均選自以下四種結(jié)構(gòu)通式:
及
為苯環(huán)或環(huán)烷烴;
Q為胺基、-OH、-COOH、-SH、-CN、-Si(CH3)3、-Si(OCH3)3、或-SiCl3;
Sp為化學(xué)鍵、-(CH2)n-、或者-(CH2)n-中一個(gè)或多個(gè)-CH2-被-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-、-OCH2-、-CH2O-、-CH=CH-、-CF=CF-、-C≡C-、-CH=CH-COO-、或-OCO-CH=CH-代替后得到的基團(tuán),所述-(CH2)n-中,n為1~8;
R為具有3~20個(gè)C原子的直鏈或支鏈化的烷烴、該烷烴中的一個(gè)或多個(gè)-CH2-基團(tuán)被-O-、-CONH-、-COO-、-O-CO-、-CO-或-CH=CH-基團(tuán)代替后得到的基團(tuán)、該烷烴中一個(gè)或多個(gè)H原子被F或Cl原子取代后得到的基團(tuán)、或者該烷烴中的一個(gè)或多個(gè)-CH2-基團(tuán)被-O-、-CONH-、-COO-、-O-CO-、-CO-或-CH=CH-基團(tuán)代替且一個(gè)或多個(gè)H原子被F或Cl原子取代后得到的基團(tuán);
P為可聚合基團(tuán),其選自甲基丙烯酸酯基、丙烯酸酯基、乙烯基、乙烯氧基、及環(huán)氧基中的至少一種;所述(P)n中,n為連接于同一個(gè)環(huán)上的可聚合基團(tuán)P的個(gè)數(shù),n為1-3的整數(shù),n大于1時(shí),n個(gè)可聚合基團(tuán)P相同或不同;
X為取代基團(tuán),其選自-F,-Cl,-Br、-CH3、-CN、2-8個(gè)碳原子的直鏈或支鏈烷基、及該烷基中一個(gè)或多個(gè)不相鄰的-CH2-被-O-或-S-代替后得到的基團(tuán)中的至少一種;所述(X)m中,m為連接于同一個(gè)環(huán)上的取代基團(tuán)X的個(gè)數(shù),m為0-3的整數(shù),m大于1時(shí),m個(gè)取代基團(tuán)X相同或不同。
所述自取向液晶介質(zhì)組合物中,所述液晶材料的質(zhì)量百分比為94~98.9%,所述可聚合性單體的質(zhì)量百分比為1~5%,所述兩種或兩種以上的可聚合性垂直取向劑的質(zhì)量百分比為0.1~1%。
所述兩種或兩種以上的可聚合性垂直取向劑選自以下化合物:
及
所述可聚合性單體包括丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、苯乙烯、環(huán)氧樹(shù)脂、及以上化合物的衍生物中的至少一種;
所述液晶材料為負(fù)性液晶材料。
所述自取向液晶介質(zhì)組合物還包括一種或一種以上的非聚合性垂直取向劑,所述一種或一種以上的非聚合性垂直取向劑均選自以下四種結(jié)構(gòu)通式:
及
為苯環(huán)或環(huán)烷烴;
Q為胺基、-OH、-COOH、-SH、-CN、-Si(CH3)3、-Si(OCH3)3、或-SiCl3;
Sp為化學(xué)鍵、-(CH2)n-、或者-(CH2)n-中一個(gè)或多個(gè)-CH2-被-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-、-OCH2-、-CH2O-、-CH=CH-、-CF=CF-、-C≡C-、-CH=CH-COO-、或-OCO-CH=CH-代替后得到的基團(tuán),所述-(CH2)n-中,n為1~8;
R為具有3~20個(gè)C原子的直鏈或支鏈化的烷烴、該烷烴中的一個(gè)或多個(gè)-CH2-基團(tuán)被-O-、-CONH-、-COO-、-O-CO-、-CO-或-CH=CH-基團(tuán)代替后得到的基團(tuán)、該烷烴中一個(gè)或多個(gè)H原子被F或Cl原子取代后得到的基團(tuán)、或者該烷烴中的一個(gè)或多個(gè)-CH2-基團(tuán)被-O-、-CONH-、-COO-、-O-CO-、-CO-或-CH=CH-基團(tuán)代替且一個(gè)或多個(gè)H原子被F或Cl原子取代后得到的基團(tuán);
X為取代基團(tuán),其選自-F,-Cl,-Br、-CH3、-CN、2-8個(gè)碳原子的直鏈或支鏈烷基、及該烷基中一個(gè)或多個(gè)不相鄰的-CH2-被-O-或-S-代替后得到的基團(tuán)中的至少一種;所述(X)m中,m為連接于同一個(gè)環(huán)上的取代基團(tuán)X的個(gè)數(shù),m為0-3的整數(shù),m大于1時(shí),m個(gè)取代基團(tuán)X相同或不同。
本發(fā)明還提供一種液晶顯示面板的制作方法,包括以下步驟:
步驟1、提供一上基板、一下基板、及自取向液晶介質(zhì)組合物;
所述自取向液晶介質(zhì)組合物包括液晶材料、可聚合性單體、及兩種或兩種以上的可聚合性垂直取向劑;所述液晶材料包括液晶分子;
所述兩種或兩種以上的可聚合性垂直取向劑均選自以下四種結(jié)構(gòu)通式:
及
為苯環(huán)或環(huán)烷烴;
Q為胺基、-OH、-COOH、-SH、-CN、-Si(CH3)3、-Si(OCH3)3、或-SiCl3;
Sp為化學(xué)鍵、-(CH2)n-、或者-(CH2)n-中一個(gè)或多個(gè)-CH2-被-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-、-OCH2-、-CH2O-、-CH=CH-、-CF=CF-、-C≡C-、-CH=CH-COO-、或-OCO-CH=CH-代替后得到的基團(tuán),所述-(CH2)n-中,n為1~8;
R為具有3~20個(gè)C原子的直鏈或支鏈化的烷烴、該烷烴中的一個(gè)或多個(gè)-CH2-基團(tuán)被-O-、-CONH-、-COO-、-O-CO-、-CO-或-CH=CH-基團(tuán)代替后得到的基團(tuán)、該烷烴中一個(gè)或多個(gè)H原子被F或Cl原子取代后得到的基團(tuán)、或者該烷烴中的一個(gè)或多個(gè)-CH2-基團(tuán)被-O-、-CONH-、-COO-、-O-CO-、-CO-或-CH=CH-基團(tuán)代替且一個(gè)或多個(gè)H原子被F或Cl原子取代后得到的基團(tuán);
P為可聚合基團(tuán),其選自甲基丙烯酸酯基、丙烯酸酯基、乙烯基、乙烯氧基、及環(huán)氧基中的至少一種;所述(P)n中,n為連接于同一個(gè)環(huán)上的可聚合基團(tuán)P的個(gè)數(shù),n為1-3的整數(shù),n大于1時(shí),n個(gè)可聚合基團(tuán)P相同或不同;
X為取代基團(tuán),其選自-F,-Cl,-Br、-CH3、-CN、2-8個(gè)碳原子的直鏈或支鏈烷基、及該烷基中一個(gè)或多個(gè)不相鄰的-CH2-被-O-或-S-代替后得到的基團(tuán)中的至少一種;所述(X)m中,m為連接于同一個(gè)環(huán)上的取代基團(tuán)X的個(gè)數(shù),m為0-3的整數(shù),m大于1時(shí),m個(gè)取代基團(tuán)X相同或不同;
步驟2、在所述上基板或者下基板上滴注所述自取向液晶介質(zhì)組合物,在所述下基板或者上基板上對(duì)應(yīng)所述自取向液晶介質(zhì)組合物的外圍涂布密封膠,將所述上基板與下基板組立貼合,并對(duì)所述密封膠進(jìn)行固化;
此時(shí),所述上基板與下基板之間的自取向液晶介質(zhì)組合物形成液晶層,所述液晶層中的可聚合性垂直取向劑依靠自身的極性基團(tuán)Q吸附在上基板和下基板表面,并垂直于上基板和下基板表面排列,從而引導(dǎo)液晶分子垂直于上基板和下基板排列;
步驟3、在液晶層兩側(cè)施加電壓,待液晶分子偏轉(zhuǎn)后,在施加電壓的同時(shí),對(duì)液晶層進(jìn)行紫外光照射,所述液晶層中的可聚合性單體與兩種或兩種以上的可聚合性垂直取向劑發(fā)生聚合反應(yīng),分別在所述上基板與下基板表面形成第一聚合物層與第二聚合物層,所述第一聚合物層與第二聚合物層表面均具有多個(gè)聚合物凸起;
步驟4、撤去所述液晶層兩側(cè)的電壓后,在所述第一聚合物層與第二聚合物層表面的多個(gè)聚合物凸起的作用下,所述液晶層中的液晶分子產(chǎn)生預(yù)傾角。
所述步驟1中,所述自取向液晶介質(zhì)組合物中,所述液晶材料的質(zhì)量百分比為94~98.9%,所述可聚合性單體的質(zhì)量百分比為1~5%,所述兩種或兩種以上的可聚合性垂直取向劑的質(zhì)量百分比為0.1~1%。
所述兩種或兩種以上的可聚合性垂直取向劑選自以下化合物:
及
所述可聚合性單體包括丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、苯乙烯、環(huán)氧樹(shù)脂、及以上化合物的衍生物中的至少一種;
所述液晶材料為負(fù)性液晶材料。
所述自取向液晶介質(zhì)組合物還包括一種或一種以上的非聚合性垂直取向劑,所述一種或一種以上的非聚合性垂直取向劑均選自以下四種結(jié)構(gòu)通式:
及
為苯環(huán)或環(huán)烷烴;
Q為胺基、-OH、-COOH、-SH、-CN、-Si(CH3)3、-Si(OCH3)3、或-SiCl3;
Sp為化學(xué)鍵、-(CH2)n-、或者-(CH2)n-中一個(gè)或多個(gè)-CH2-被-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-、-OCH2-、-CH2O-、-CH=CH-、-CF=CF-、-C≡C-、-CH=CH-COO-、或-OCO-CH=CH-代替后得到的基團(tuán),所述-(CH2)n-中,n為1~8;
R為具有3~20個(gè)C原子的直鏈或支鏈化的烷烴、該烷烴中的一個(gè)或多個(gè)-CH2-基團(tuán)被-O-、-CONH-、-COO-、-O-CO-、-CO-或-CH=CH-基團(tuán)代替后得到的基團(tuán)、該烷烴中一個(gè)或多個(gè)H原子被F或Cl原子取代后得到的基團(tuán)、或者該烷烴中的一個(gè)或多個(gè)-CH2-基團(tuán)被-O-、-CONH-、-COO-、-O-CO-、-CO-或-CH=CH-基團(tuán)代替且一個(gè)或多個(gè)H原子被F或Cl原子取代后得到的基團(tuán);
X為取代基團(tuán),其選自-F,-Cl,-Br、-CH3、-CN、2-8個(gè)碳原子的直鏈或支鏈烷基、及該烷基中一個(gè)或多個(gè)不相鄰的-CH2-被-O-或-S-代替后得到的基團(tuán)中的至少一種;所述(X)m中,m為連接于同一個(gè)環(huán)上的取代基團(tuán)X的個(gè)數(shù),m為0-3的整數(shù),m大于1時(shí),m個(gè)取代基團(tuán)X相同或不同。
本發(fā)明還提供一種液晶顯示面板,包括相對(duì)設(shè)置的上基板與下基板、分別設(shè)于所述上基板與下基板相對(duì)側(cè)上的第一聚合物層與第二聚合物層、以及設(shè)于所述第一聚合物層與第二聚合物層之間的液晶層;所述液晶層包括液晶材料,所述液晶材料包括液晶分子;所述第一聚合物層與第二聚合物層的表面均設(shè)有多個(gè)聚合物凸起;
所述第一聚合物層與第二聚合物層均由包括可聚合性單體與兩種或兩種以上的可聚合性垂直取向劑在內(nèi)的可聚合材料聚合形成;
所述兩種或兩種以上的可聚合性垂直取向劑均選自以下四種結(jié)構(gòu)通式:
及
為苯環(huán)或環(huán)烷烴;
Q為胺基、-OH、-COOH、-SH、-CN、-Si(CH3)3、-Si(OCH3)3、或-SiCl3;
Sp為化學(xué)鍵、-(CH2)n-、或者-(CH2)n-中一個(gè)或多個(gè)-CH2-被-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-、-OCH2-、-CH2O-、-CH=CH-、-CF=CF-、-C≡C-、-CH=CH-COO-、或-OCO-CH=CH-代替后得到的基團(tuán),所述-(CH2)n-中,n為1~8;
R為具有3~20個(gè)C原子的直鏈或支鏈化的烷烴、該烷烴中的一個(gè)或多個(gè)-CH2-基團(tuán)被-O-、-CONH-、-COO-、-O-CO-、-CO-或-CH=CH-基團(tuán)代替后得到的基團(tuán)、該烷烴中一個(gè)或多個(gè)H原子被F或Cl原子取代后得到的基團(tuán)、或者該烷烴中的一個(gè)或多個(gè)-CH2-基團(tuán)被-O-、-CONH-、-COO-、-O-CO-、-CO-或-CH=CH-基團(tuán)代替且一個(gè)或多個(gè)H原子被F或Cl原子取代后得到的基團(tuán);
P為可聚合基團(tuán),其選自甲基丙烯酸酯基、丙烯酸酯基、乙烯基、乙烯氧基、及環(huán)氧基中的至少一種;所述(P)n中,n為連接于同一個(gè)環(huán)上的可聚合基團(tuán)P的個(gè)數(shù),n為1-3的整數(shù),n大于1時(shí),n個(gè)可聚合基團(tuán)P相同或不同;
X為取代基團(tuán),其選自-F,-Cl,-Br、-CH3、-CN、2-8個(gè)碳原子的直鏈或支鏈烷基、及該烷基中一個(gè)或多個(gè)不相鄰的-CH2-被-O-或-S-代替后得到的基團(tuán)中的至少一種;所述(X)m中,m為連接于同一個(gè)環(huán)上的取代基團(tuán)X的個(gè)數(shù),m為0-3的整數(shù),m大于1時(shí),m個(gè)取代基團(tuán)X相同或不同。
所述兩種或兩種以上的可聚合性垂直取向劑選自以下化合物:
及
所述可聚合性單體包括丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、苯乙烯、環(huán)氧樹(shù)脂、及以上化合物的衍生物中的至少一種;
所述液晶材料為負(fù)性液晶材料。
本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明提供的一種自取向液晶介質(zhì)組合物、液晶顯示面板及其制作方法。本發(fā)明的自取向液晶介質(zhì)組合物包括兩種或兩種以上的可聚合性垂直取向劑,通過(guò)多種可聚合性垂直取向劑間的搭配,提高液晶分子的自取向效果,從而提升面板品質(zhì)。本發(fā)明的液晶顯示面板的制作方法,采用上述自取向液晶介質(zhì)組合物實(shí)現(xiàn)液晶配向,可省去傳統(tǒng)的聚酰亞胺配向膜制程,節(jié)約生產(chǎn)成本并提高液晶配向效果,從而提升面板品質(zhì)。本發(fā)明的液晶顯示面板,采用上述自取向液晶介質(zhì)組合物制作而成,液晶配向效果好,具有較好的顯示品質(zhì)。
為了能更進(jìn)一步了解本發(fā)明的特征以及技術(shù)內(nèi)容,請(qǐng)參閱以下有關(guān)本發(fā)明的詳細(xì)說(shuō)明與附圖,然而附圖僅提供參考與說(shuō)明用,并非用來(lái)對(duì)本發(fā)明加以限制。
附圖說(shuō)明
下面結(jié)合附圖,通過(guò)對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式詳細(xì)描述,將使本發(fā)明的技術(shù)方案及其它有益效果顯而易見(jiàn)。
附圖中,
圖1為單一的可聚合性垂直取向劑與單一的可聚合性單體聚合后形成的聚合物層的樣貌示意圖;
圖2為采用單一的可聚合性垂直取向劑與單一的可聚合性單體制作的液晶顯示面板產(chǎn)生碎亮點(diǎn)的示意圖;
圖3為采用單一的可聚合性垂直取向劑與單一的可聚合性單體制作的液晶顯示面板亮度不均勻的示意圖;
圖4為本發(fā)明的液晶顯示面板的制作方法的流程圖;
圖5為本發(fā)明的液晶顯示面板的制作方法的步驟1-2的示意圖;
圖6-7為本發(fā)明的液晶顯示面板的制作方法的步驟3的示意圖;
圖8為本發(fā)明的液晶顯示面板的制作方法的步驟4的示意圖暨本發(fā)明的液晶顯示面板的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖9為本發(fā)明的液晶顯示面板的第一聚合物層與第二聚合物層的樣貌示意圖。
具體實(shí)施方式
為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明所采取的技術(shù)手段及其效果,以下結(jié)合本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例及其附圖進(jìn)行詳細(xì)描述。
本發(fā)明首先提供一種自取向液晶介質(zhì)組合物,包括液晶材料、可聚合性單體、及兩種或兩種以上的可聚合性垂直取向劑;所述液晶材料包括液晶分子;
所述兩種或兩種以上的可聚合性垂直取向劑均選自以下四種結(jié)構(gòu)通式:
及
為苯環(huán)或環(huán)烷烴;
Q為胺基(如伯胺基、仲胺基、叔胺基)、-OH、-COOH、-SH、-CN、-Si(CH3)3、-Si(OCH3)3、或-SiCl3;
Sp為化學(xué)鍵、-(CH2)n-、或者-(CH2)n-中一個(gè)或多個(gè)-CH2-被-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-、-OCH2-、-CH2O-、-CH=CH-、-CF=CF-、-C≡C-、-CH=CH-COO-、或-OCO-CH=CH-代替后得到的基團(tuán),所述-(CH2)n-中,n為1~8;
R為具有3~20個(gè)C原子的直鏈或支鏈化的烷烴、該烷烴中的一個(gè)或多個(gè)-CH2-基團(tuán)被-O-、-CONH-、-COO-、-O-CO-、-CO-或-CH=CH-基團(tuán)代替后得到的基團(tuán)、該烷烴中一個(gè)或多個(gè)H原子被F或Cl原子取代后得到的基團(tuán)、或者該烷烴中的一個(gè)或多個(gè)-CH2-基團(tuán)被-O-、-CONH-、-COO-、-O-CO-、-CO-或-CH=CH-基團(tuán)代替且一個(gè)或多個(gè)H原子被F或Cl原子取代后得到的基團(tuán);
P為可聚合基團(tuán),其選自甲基丙烯酸酯基、丙烯酸酯基、乙烯基、乙烯氧基、及環(huán)氧基中的至少一種;所述(P)n中,n為連接于同一個(gè)環(huán)上的可聚合基團(tuán)P的個(gè)數(shù),n為1-3的整數(shù),n大于1時(shí),n個(gè)可聚合基團(tuán)P相同或不同;
X為取代基團(tuán),其選自-F,-Cl,-Br、-CH3、-CN、2-8個(gè)碳原子的直鏈或支鏈烷基、及該烷基中一個(gè)或多個(gè)不相鄰的-CH2-被-O-或-S-代替后得到的基團(tuán)中的至少一種;所述(X)m中,m為連接于同一個(gè)環(huán)上的取代基團(tuán)X的個(gè)數(shù),m為0-3的整數(shù),m大于1時(shí),m個(gè)取代基團(tuán)X相同或不同。
具體的,所述自取向液晶介質(zhì)組合物中,所述液晶材料的質(zhì)量百分比為94~98.9%,所述可聚合性單體的質(zhì)量百分比為1~5%,所述兩種或兩種以上的可聚合性垂直取向劑的質(zhì)量百分比為0.1~1%。
優(yōu)選的,所述兩種或兩種以上的可聚合性垂直取向劑選自以下化合物:
及
具體的,所述可聚合性單體包括丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、苯乙烯、環(huán)氧樹(shù)脂、及以上化合物的衍生物中的至少一種。
優(yōu)選的,所述可聚合性單體包括
具體的,所述液晶材料為負(fù)性液晶材料。
可選的,所述自取向液晶介質(zhì)組合物還可以包括一種或一種以上的非聚合性垂直取向劑,所述一種或一種以上的非聚合性垂直取向劑均選自以下四種結(jié)構(gòu)通式:
及
為苯環(huán)或環(huán)烷烴;
Q為胺基(如伯胺基、仲胺基、叔胺基)、-OH、-COOH、-SH、-CN、-Si(CH3)3、-Si(OCH3)3、或-SiCl3;
Sp為化學(xué)鍵、-(CH2)n-、或者-(CH2)n-中一個(gè)或多個(gè)-CH2-被-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-、-OCH2-、-CH2O-、-CH=CH-、-CF=CF-、-C≡C-、-CH=CH-COO-、或-OCO-CH=CH-代替后得到的基團(tuán),所述-(CH2)n-中,n為1~8;
R為具有3~20個(gè)C原子的直鏈或支鏈化的烷烴、該烷烴中的一個(gè)或多個(gè)-CH2-基團(tuán)被-O-、-CONH-、-COO-、-O-CO-、-CO-或-CH=CH-基團(tuán)代替后得到的基團(tuán)、該烷烴中一個(gè)或多個(gè)H原子被F或Cl原子取代后得到的基團(tuán)、或者該烷烴中的一個(gè)或多個(gè)-CH2-基團(tuán)被-O-、-CONH-、-COO-、-O-CO-、-CO-或-CH=CH-基團(tuán)代替且一個(gè)或多個(gè)H原子被F或Cl原子取代后得到的基團(tuán);
X為取代基團(tuán),其選自-F,-Cl,-Br、-CH3、-CN、2-8個(gè)碳原子的直鏈或支鏈烷基、及該烷基中一個(gè)或多個(gè)不相鄰的-CH2-被-O-或-S-代替后得到的基團(tuán)中的至少一種;所述(X)m中,m為連接于同一個(gè)環(huán)上的取代基團(tuán)X的個(gè)數(shù),m為0-3的整數(shù),m大于1時(shí),m個(gè)取代基團(tuán)X相同或不同。
優(yōu)選的,所述自取向液晶介質(zhì)組合物中,所述非可聚合性垂直取向劑52的質(zhì)量百分比為0.1~1%。
以下結(jié)合兩個(gè)具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的自取向液晶介質(zhì)組合物進(jìn)行詳細(xì)介紹:
具體實(shí)施例1
所述自取向液晶介質(zhì)組合物包括負(fù)性液晶材料、可聚合性單體、及兩種可聚合性垂直取向劑,所述負(fù)性液晶材料的質(zhì)量百分比為96.7%,所述可聚合性單體的質(zhì)量百分比為0.3%,所述兩種可聚合性垂直取向劑的質(zhì)量百分比為3%;
所述可聚合性單體包括
所述兩種可聚合性垂直取向劑分別為與
具體的,所述兩種可聚合性垂直取向劑中,與的質(zhì)量比為60~80%:40~20%。
上述自取向液晶介質(zhì)組合物中,兩種可聚合性垂直取向劑分別含有不同的可聚合基團(tuán),與可聚合性單體聚合后形成的聚合物的粒徑大小均勻;另外,隨著可聚合性垂直取向劑的主鏈結(jié)構(gòu)中碳原子數(shù)量的增加,可聚合性垂直取向劑分子對(duì)紫外光的吸光能力也會(huì)提高,從而提高可聚合性垂直取向劑與可聚合性單體的反應(yīng)效率,降低可聚合性垂直取向劑與可聚合性單體在液晶中的殘留,提高面板品質(zhì)。
具體實(shí)施例2
所述自取向液晶介質(zhì)組合物包括負(fù)性液晶材料、可聚合性單體、一種非聚合性垂直取向劑、及兩種可聚合性垂直取向劑,所述負(fù)性液晶材料的質(zhì)量百分比為96.7%,所述可聚合性單體的質(zhì)量百分比為0.3%,所述一種非聚合性垂直取向劑與兩種可聚合性垂直取向劑的總和的質(zhì)量百分比為3%;
所述可聚合性單體包括
所述一種非聚合性垂直取向劑為
所述兩種可聚合性垂直取向劑分別為
與
具體的,所述非聚合性垂直取向劑
可聚合性垂直取向劑及
可聚合性垂直取向劑的質(zhì)量比為5:3:2。
上述自取向液晶介質(zhì)組合物中,非聚合性垂直取向劑的分子量較小,在液晶材料中的溶解性較高,垂直取向液晶分子的能力較高,含有兩個(gè)極性基團(tuán),具有較強(qiáng)的錨定基板的能力,與分別含有不同的可聚合基團(tuán),使得該兩種可聚合性垂直取向劑與可聚合性單體聚合后形成的聚合物的粒徑大小均勻;另外,隨著可聚合性垂直取向劑的主鏈結(jié)構(gòu)中碳原子數(shù)量的增加,可聚合性垂直取向劑分子對(duì)紫外光的吸光能力也會(huì)提高,從而提高可聚合性垂直取向劑與可聚合性單體的反應(yīng)效率,降低可聚合性垂直取向劑與可聚合性單體在液晶材料中的殘留,提高面板品質(zhì)。
請(qǐng)參閱圖4,基于上述自取向液晶介質(zhì)組合物,本發(fā)明還提供一種液晶顯示面板的制作方法,包括以下步驟:
步驟1、請(qǐng)參閱圖5,提供一上基板10、一下基板20、及自取向液晶介質(zhì)組合物;
所述自取向液晶介質(zhì)組合物包括液晶材料、可聚合性單體51、及兩種或兩種以上的可聚合性垂直取向劑52;所述液晶材料包括液晶分子41;
所述兩種或兩種以上的可聚合性垂直取向劑52均選自以下四種結(jié)構(gòu)通式:
及
為苯環(huán)或環(huán)烷烴;
Q為胺基(如伯胺基、仲胺基、叔胺基)、-OH、-COOH、-SH、-CN、-Si(CH3)3、-Si(OCH3)3、或-SiCl3;
Sp為化學(xué)鍵、-(CH2)n-、或者-(CH2)n-中一個(gè)或多個(gè)-CH2-被-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-、-OCH2-、-CH2O-、-CH=CH-、-CF=CF-、-C≡C-、-CH=CH-COO-、或-OCO-CH=CH-代替后得到的基團(tuán),所述-(CH2)n-中,n為1~8;
R為具有3~20個(gè)C原子的直鏈或支鏈化的烷烴、該烷烴中的一個(gè)或多個(gè)-CH2-基團(tuán)被-O-、-CONH-、-COO-、-O-CO-、-CO-或-CH=CH-基團(tuán)代替后得到的基團(tuán)、該烷烴中一個(gè)或多個(gè)H原子被F或Cl原子取代后得到的基團(tuán)、或者該烷烴中的一個(gè)或多個(gè)-CH2-基團(tuán)被-O-、-CONH-、-COO-、-O-CO-、-CO-或-CH=CH-基團(tuán)代替且一個(gè)或多個(gè)H原子被F或Cl原子取代后得到的基團(tuán);
P為可聚合基團(tuán),其選自甲基丙烯酸酯基、丙烯酸酯基、乙烯基、乙烯氧基、及環(huán)氧基中的至少一種;所述(P)n中,n為連接于同一個(gè)環(huán)上的可聚合基團(tuán)P的個(gè)數(shù),n為1-3的整數(shù),n大于1時(shí),n個(gè)可聚合基團(tuán)P相同或不同;
X為取代基團(tuán),其選自-F,-Cl,-Br、-CH3、-CN、2-8個(gè)碳原子的直鏈或支鏈烷基、及該烷基中一個(gè)或多個(gè)不相鄰的-CH2-被-O-或-S-代替后得到的基團(tuán)中的至少一種;所述(X)m中,m為連接于同一個(gè)環(huán)上的取代基團(tuán)X的個(gè)數(shù),m為0-3的整數(shù),m大于1時(shí),m個(gè)取代基團(tuán)X相同或不同。
具體的,所述自取向液晶介質(zhì)組合物的具體實(shí)施例在上文已詳細(xì)描述,此處不再介紹。
具體的,所述自取向液晶介質(zhì)組合物還可以包括非聚合性垂直取向劑,所述非聚合性垂直取向劑的結(jié)構(gòu)和含量在上文已詳細(xì)描述,此處不再介紹。
步驟2、請(qǐng)參閱圖5,在所述上基板10或者下基板20上滴注所述自取向液晶介質(zhì)組合物,在所述下基板20或者上基板10上對(duì)應(yīng)所述自取向液晶介質(zhì)組合物的外圍涂布密封膠60,將所述上基板10與下基板20組立貼合,并對(duì)所述密封膠60進(jìn)行固化;
此時(shí),所述上基板10與下基板20之間的自取向液晶介質(zhì)組合物形成液晶層40,所述液晶層40中的可聚合性垂直取向劑52依靠自身的極性基團(tuán)Q吸附在上基板10和下基板20表面,并垂直于上基板10和下基板20表面排列,從而引導(dǎo)液晶分子41垂直于上基板10和下基板20排列。
具體的,當(dāng)所述自取向液晶介質(zhì)組合物還包括非聚合性垂直取向劑時(shí),所述非聚合性垂直取向劑也依靠自身的極性基團(tuán)Q吸附在上基板10和下基板20表面,并垂直于上基板10和下基板20表面(如圖6所示)排列,從而引導(dǎo)液晶分子41垂直于上基板10和下基板20排列。
具體的,所述步驟2中,采用加熱或紫外(UV)光照射的方法對(duì)所述密封膠60進(jìn)行固化。
優(yōu)選的,所述步驟2還包括:在所述上基板10與下基板20組立貼合之前,在所述下基板20或者上基板10上對(duì)應(yīng)所述密封膠60的外圍涂布導(dǎo)電膠70。
優(yōu)選的,所述步驟1中,在真空環(huán)境下將所述上基板10與下基板20組立貼合。
具體的,所述上基板10為CF基板,所述下基板20為TFT基板,所述上基板10上靠近液晶層40的一側(cè)設(shè)有公共電極21,所述下基板20上靠近液晶層40的一側(cè)設(shè)有像素電極11。
步驟3、請(qǐng)參閱圖6-7,在液晶層40兩側(cè)施加電壓,待液晶分子41偏轉(zhuǎn)后,在施加電壓的同時(shí),對(duì)液晶層40進(jìn)行紫外光照射,所述液晶層40中的可聚合性單體51與兩種或兩種以上的可聚合性垂直取向劑52發(fā)生聚合反應(yīng),分別在所述上基板10與下基板20表面形成第一聚合物層31與第二聚合物層32,所述第一聚合物層31與第二聚合物層32表面均具有多個(gè)聚合物凸起311。
具體的,當(dāng)所述液晶層40中還含有非聚合性垂直取向劑時(shí),經(jīng)過(guò)紫外光照射后,所述非聚合性垂直取向劑依然存在于液晶層40中。
具體的,所述步驟3中,在所述液晶層40兩側(cè)施加的電壓為13~25V;所述紫外光照射的強(qiáng)度為85~100mW/cm2,照射時(shí)間為20~150min。
步驟4、請(qǐng)參閱圖8,撤去所述液晶層40兩側(cè)的電壓后,在所述第一聚合物層31與第二聚合物層32表面的多個(gè)聚合物凸起311的作用下,所述液晶層40中的液晶分子41產(chǎn)生預(yù)傾角。
具體的,所述步驟4中,所述液晶分子41產(chǎn)生的預(yù)傾角的大小為0.5°~2°。
上述液晶顯示面板的制作方法,通過(guò)在自取向液晶介質(zhì)組合物中添加兩種或兩種以上的可聚合性垂直取向劑,可改善可聚合性垂直取向劑與可聚合性單體的聚合效果。例如,通過(guò)選擇多種具有不同可聚合基團(tuán)的可聚合性垂直取向劑,可改善可聚合性垂直取向劑在基板表面的擴(kuò)散情況,改善液晶顯示面板的亮度不均勻現(xiàn)象;同時(shí)可以控制聚合反應(yīng)形成聚合物突起的大小和均勻性,避免液晶配向不良。
請(qǐng)參閱圖8,本發(fā)明提供一種液晶顯示面板,包括相對(duì)設(shè)置的上基板10與下基板20、分別設(shè)于所述上基板10與下基板20相對(duì)側(cè)上的第一聚合物層31與第二聚合物層32、以及設(shè)于所述第一聚合物層31與第二聚合物層32之間的液晶層40;所述液晶層40包括液晶材料,所述液晶材料包括液晶分子41;所述第一聚合物層31與第二聚合物層32的表面均設(shè)有多個(gè)聚合物凸起311;
所述第一聚合物層31與第二聚合物層32均由包括可聚合性單體51與兩種或兩種以上的可聚合性垂直取向劑52在內(nèi)的可聚合材料聚合形成。
具體的,所述兩種或兩種以上的可聚合性垂直取向劑52均選自以下四種結(jié)構(gòu)通式:
及
為苯環(huán)或環(huán)烷烴;
Q為胺基(如伯胺基、仲胺基、叔胺基)、-OH、-COOH、-SH、-CN、-Si(CH3)3、-Si(OCH3)3、或-SiCl3;
Sp為化學(xué)鍵、-(CH2)n-、或者-(CH2)n-中一個(gè)或多個(gè)-CH2-被-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-、-OCH2-、-CH2O-、-CH=CH-、-CF=CF-、-C≡C-、-CH=CH-COO-、或-OCO-CH=CH-代替后得到的基團(tuán),所述-(CH2)n-中,n為1~8;
R為具有3~20個(gè)C原子的直鏈或支鏈化的烷烴、該烷烴中的一個(gè)或多個(gè)-CH2-基團(tuán)被-O-、-CONH-、-COO-、-O-CO-、-CO-或-CH=CH-基團(tuán)代替后得到的基團(tuán)、該烷烴中一個(gè)或多個(gè)H原子被F或Cl原子取代后得到的基團(tuán)、或者該烷烴中的一個(gè)或多個(gè)-CH2-基團(tuán)被-O-、-CONH-、-COO-、-O-CO-、-CO-或-CH=CH-基團(tuán)代替且一個(gè)或多個(gè)H原子被F或Cl原子取代后得到的基團(tuán);
P為可聚合基團(tuán),其選自甲基丙烯酸酯基、丙烯酸酯基、乙烯基、乙烯氧基、及環(huán)氧基中的至少一種;所述(P)n中,n為連接于同一個(gè)環(huán)上的可聚合基團(tuán)P的個(gè)數(shù),n為1-3的整數(shù),n大于1時(shí),n個(gè)可聚合基團(tuán)P相同或不同;
X為取代基團(tuán),其選自-F,-Cl,-Br、-CH3、-CN、2-8個(gè)碳原子的直鏈或支鏈烷基、及該烷基中一個(gè)或多個(gè)不相鄰的-CH2-被-O-或-S-代替后得到的基團(tuán)中的至少一種;所述(X)m中,m為連接于同一個(gè)環(huán)上的取代基團(tuán)X的個(gè)數(shù),m為0-3的整數(shù),m大于1時(shí),m個(gè)取代基團(tuán)X相同或不同。
具體的,所述可聚合性單體51與可聚合性垂直取向劑52的具體實(shí)施例在上文已詳細(xì)描述,此處不再介紹。
具體的,所述液晶層40中還可能含有非聚合性垂直取向劑,所述非聚合性垂直取向劑的結(jié)構(gòu)在上文已詳細(xì)描述,此處不再介紹。
具體的,所述上基板10為CF基板,所述下基板20為TFT基板,所述上基板10上靠近液晶層40的一側(cè)設(shè)有公共電極21,所述下基板20上靠近液晶層40的一側(cè)設(shè)有像素電極11。
具體的,所述液晶顯示面板還包括設(shè)于所述上基板10與下基板20之間且位于所述液晶層40外圍的密封膠60。
優(yōu)選的,所述液晶顯示面板還包括設(shè)于所述上基板10與下基板20之間且位于所述密封膠60外圍的導(dǎo)電膠70。
如圖9所示,本發(fā)明的液晶顯示面板中,所述第一聚合物層31與第二聚合物層32中的聚合物的粒徑較小,且顆粒均勻,有利于提升液晶配向效果。
綜上所述,本發(fā)明提供一種自取向液晶介質(zhì)組合物、液晶顯示面板及其制作方法。本發(fā)明的自取向液晶介質(zhì)組合物包括兩種或兩種以上的可聚合性垂直取向劑,通過(guò)多種可聚合性垂直取向劑間的搭配,提高液晶分子的自取向效果,從而提升面板品質(zhì)。本發(fā)明的液晶顯示面板的制作方法,采用上述自取向液晶介質(zhì)組合物實(shí)現(xiàn)液晶配向,可省去傳統(tǒng)的聚酰亞胺配向膜制程,節(jié)約生產(chǎn)成本并提高液晶配向效果,從而提升面板品質(zhì)。本發(fā)明的液晶顯示面板,采用上述自取向液晶介質(zhì)組合物制作而成,液晶配向效果好,具有較好的顯示品質(zhì)。
以上所述,對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō),可以根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案和技術(shù)構(gòu)思作出其他各種相應(yīng)的改變和變形,而所有這些改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍。