反應型垂直取向材料、液晶顯示面板、及液晶配向方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及顯示技術領域，尤其涉及一種反應型垂直取向材料、液晶顯示面板、及 液晶配向方法。
【背景技術】
[0002] 隨著顯示技術的發展，液晶顯示器（Liquid Crystal Display，LCD)等平面顯示裝 置因具有高畫質、省電、機身薄及應用范圍廣等優點，而被廣泛的應用于手機、電視、個人數 字助理、數字相機、筆記本電腦、臺式計算機等各種消費性電子產品，成為顯示裝置中的主 流。
[0003] 現有市場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小電線，通過通電與否來控制液晶 分子改變方向，將背光模組的光線折射出來產生畫面。
[0004] 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。
[0005] 在液晶顯示器的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（常用聚酰亞胺（PI)材料）。這種配相膜的主 要成分為摩擦配向型PI材料或光配向型PI材料，但是，無論那種配向材料都會有各自的 缺點。首先摩擦配向型PI材料容易造成粉塵顆粒、靜電殘留、刷痕等問題，從而降低工藝 良率，而光配向型PI材料雖然可以避免這些問題，但由于材料特性受限，耐熱性和耐老化 性不佳，同時錨定LC分子的能力也較弱，從而影響面板的品質；其次，PI材料本身就具有 高極性和高吸水性，存儲和運送容易造成變質而導致配向不均，并且PI材料價格昂貴，在 TFT-IXD上成膜的工藝也較為復雜，導致面板成本提高。那么在TFT-IXD中，如果能夠在省 去PI膜的情況下，還能使液晶分子排列，這將會大大降低生產面板的成本。
【發明內容】
[0006] 本發明的目的在于提供一種反應型垂直取向材料，其結構主要包括頭部基團、中 間基團、及尾部基團三部分，頭部基團的主要作用是一方面是利用自身的極性基團以物理 作用的方式錨定在無機基板表面，另一方面是利用雙鍵與反應性單體之間的聚合反應錨定 在基板表面；中間基團與尾部基團的主要作用是類似于聚酰亞胺支鏈的作用以立體障礙的 方式使液晶分子垂直排列。
[0007] 本發明的目的還在于提供一種液晶顯示面板，液晶層中包含液晶分子、上述反應 型垂直取向材料、及反應性單體，在UV光照射下，所述反應型垂直取向材料與反應性單體 在基板表面聚合，從而達到錨定液晶分子的目的，不僅可以簡化TFT-LCD的制程，而且還大 大降低TFT-IXD的生產成本。
[0008] 本發明的目的還在于提供一種液晶配向方法，通過在液晶顯示面板的液晶層中設 置液晶分子、反應型垂直取向材料、及反應性單體，首先對液晶層施加電壓，使得液晶分子 偏轉，之后對液晶層進行UV光照射，使得反應型垂直取向材料與反應性單體在第一、第二 基板表面聚合，從而達到錨定液晶分子的目的，釋放電壓后，液晶分子產生預傾角。
[0009] 為實現上述目的，本發明提供一種反應型垂直取向材料，其結構通式為A-Z-R，其 中，
[0010] A 指的是-CH = CH-C00H ;
[0011] Z指的是
[0012] R指的是具有5~20個C原子的直鏈或支鏈化的烷基、該烷基中的某個012基團 被苯基、環烷基、-C0NH-、-COO-、-〇_C〇-、-S-、、-C0-或_CH = CH-所取代的基團、或者該燒 基中的某個Η原子被F或C1原子所取代的基團。
[0013] 該反應型垂直取向材料的結構式為：
[0016] 本發明還提供一種液晶顯示面板，包括相對設置的第一、第二基板、夾設于第一、 第二基板之間的液晶層、設于所述第一基板朝向液晶層一側表面的第一電極、及設于所述 第二基板朝向液晶層一側表面的第二電極；所述液晶層包括液晶分子、反應型垂直取向材 料、及在紫外光照射下與反應型垂直取向材料發生聚合反應的反應性單體；
[0017] 所述反應型垂直取向材料的結構通式為A-Z-R，其中，Α指的是-CH = CH-C00H ;Ζ 指的是
其中η多1 ;R指的是具有5~20個C原子的直鏈或支鏈化的烷基、該 烷基中的某個CH2基團被苯基、環烷基、-C0NH-、-COO-、-0-C0-、-S-、、-C0-或-CH = CH-所 取代的基團、或者該烷基中的某個Η原子被F或C1原子所取代的基團。
[0018] 該反應型垂直取向材料的結構式為：
[0019]
[0020] 所述反應性單體為以下四種化合物中的一種或多種：
[0022] 所述液晶層中，所述反應型垂直取向材料的含量為0. 1~5wt% ;所述反應性單體 的含量為0.01~〇· lwt%。
[0023] 所述第一、第二基板分別為CF基板與TFT基板；所述第一電極與第二電極分別為 公共電極與像素電極。
[0024] 本發明還提供一種液晶配向方法，包括以下步驟：
[0025] 步驟1、提供一液晶顯示面板，包括相對設置的第一、第二基板、夾設于第一、第二 基板之間的液晶層、設于所述第一基板朝向液晶層一側表面的第一電極、及設于所述第二 基板朝向液晶層一側表面的第二電極；所述液晶層包括液晶分子、反應型垂直取向材料、及 在紫外光照射下與反應型垂直取向材料發生聚合反應的反應性單體；
[0026] 所述反應型垂直取向材料的結構通式為A-Z-R，其中，A指的是-CH = CH-C00H ;Z
指的是 其中η多1 ;R指的是具有5~20個C原子的直鏈或支鏈化的烷基、該 ? 烷基中的某個CH2基團被苯基、環烷基、-C0NH-、-coo-、-0-C0-、-s-、、-C0-或-CH = CH-所 取代的基團、或者該烷基中的某個Η原子被F或C1原子所取代的基團；
[0027] 步驟2、通過第一電極與第二電極對液晶層兩側施加電壓，使液晶分子發生偏轉；
[0028] 步驟3、繼續對液晶層兩側施加電壓的同時，對液晶顯示面板照射UV光，使得反應 型垂直取向材料與反應性單體在第一、第二基板表面聚合，以達到錨定液晶分子的目的；
[0029] 步驟4、停止對液晶層兩側施加電壓，使得液晶分子產生預傾角。
[0030] 所述步驟1提供的液晶顯示面板中，所述液晶層中，所述反應型垂直取向材料的 含量為〇. 1~5wt% ;所述反應性單體的含量為0. 01~0. lwt%。
[0031] 所述步驟2與步驟3中，對液晶層兩側施加的電壓的大小為15~25V ;所述步驟3 中，對液晶顯示面板照射的UV光的強度為50~85mW/cm2;所述UV光的波長為365nm。
[0032] 本發明的有益效果：本發明提供一種反應型垂直取向材料、液晶顯示面板、及液晶 配向方法，所述反應型垂直取向材料的結構通式為A-Z-R，其中，頭部基團A的作用主要是 錨固作用，一方面可依靠-C00H基團以物理作用的方式錨定在基板表面，另一方面可依靠 或-CH = CH-基團與反應性單體反應進一步增強錨定液晶分子的能力；中間基團Z和尾部 基團R可以起到類似于PI支鏈的作用，以立體障礙的方式使得液晶分子垂直取向；從而使 得采用該反應型垂直取向材料的液晶顯示面板可以不使用配向膜，不僅可以簡化TFT-LCD 的制程，而且還大大降低了 TFT-LCD的生產成本；所述液晶配向方法簡單，液晶配向效果 好。
[0033] 為了能更進一步了解本發明的特征以及技術內容，請參閱以下有關本發明的詳細 說明與附圖，然而附圖僅提供參考與說明用，并非用來對本發明加以限制。
【附圖說明】
[0034] 下面結合附圖，通過對本發明的【具體實施方式】詳細描述，將使本發明的技術方案 及其它有益效果顯而易見。
[0035] 附圖中，
[0036] 圖1為本發明的反應型垂直取向材料的結構示意圖；
[0037] 圖2為本發明的液晶顯示面板的結構示意圖暨本發明的液晶配向方法步驟1的示 意圖；
[0038] 圖3為本發明的液晶配向方法步驟2的示意圖；
[0039] 圖4為本發明的液晶配向方法步驟3的示意圖；
[0040] 圖5為本發明的液晶配向方法步驟4的示意圖；
[0041] 圖6為本發明的液晶配向方法的一優選實施例步驟3中反應型垂直取向材料與反 應性單體在基板表面聚合后得到的聚