CN108117873A - 取向材料组合物、液晶显示面板及其制备方法、显示装置 - Google Patents

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Abstract

一种取向材料组合物、液晶显示面板及其制备方法、显示装置。该取向材料组合物包括：89～94.9wt％的有机溶剂；0.1～1wt％的有机添加物；5～10wt％的聚酰亚胺树脂；所述有机添加物为能够吸收波长为290～400nm的紫外光线的有机物。该取向材料组合物不仅能通过取向工艺形成取向层，还能有效阻挡紫外光线对液晶分子的照射，将其应用于液晶显示面板时，针对不同显示区域大小的液晶显示面板不需要制作相应的紫外光线掩膜板，从而降低了液晶显示面板的制作成本，简化了封框胶预固化的工艺过程，提高了液晶显示面板抵抗紫外光线照射的能力，提高了产品的品质。

Description

取向材料组合物、液晶显示面板及其制备方法、显示装置
技术领域
本发明的实施例涉及一种取向材料组合物、液晶显示面板及其制备方法、显示装置。
背景技术
液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)因其体积小、功耗低、无辐射等特点已成为平板显示器中的主流产品。液晶显示面板是液晶显示器的重要组成部件，目前的液晶显示面板包括阵列基板、与阵列基板相对设置的彩膜基板以及密封在阵列基板和彩膜基板之间的液晶。彩膜基板和阵列基板通常通过密封胶彼此结合在一起以形成液晶盒。
在制作液晶显示面板的过程中，通常利用均一的取向层实现对液晶分子的定向，而液晶分子定向的均一性直接影响着液晶显示器的品质。目前主要采用摩擦取向技术和光控取向技术对取向层加以处理以对液晶分子进行取向。
发明内容
本发明至少一实施例提供一种取向材料组合物、液晶显示面板及其制备方法以及显示装置。该取向材料组合物不仅能通过取向工艺形成取向层，还能有效阻挡紫外光线对液晶分子的照射，将该取向材料组合物应用于液晶显示面板时，针对不同显示区域大小的液晶显示面板不需要制作相应的紫外光掩膜板，从而降低了液晶显示面板的制作成本，简化了封框胶预固化的工艺过程。
本发明至少一实施例提供一种取向材料组合物，包括：89～94.9wt％的有机溶剂；0.1～1wt％的有机添加物；5～10wt％的聚酰亚胺树脂；其中，所述有机添加物为能够吸收波长为290～400nm的紫外光线的有机物。
例如，在本发明的实施例提供的取向材料组合物中，所述有机添加物为由以下通式表示的苯并***类化合物：
其中，X为H、F、Cl、Br或I；R1为H或C4-C12烷基异构体，R2为CH3或C4-C8烷基异构体。
例如，在本发明的实施例提供的取向材料组合物中，所述有机添加物为：
例如，在本发明的实施例提供的取向材料组合物中，所述有机添加物的质量百分含量为0.5％～0.8wt％。
例如，在本发明的实施例提供的取向材料组合物中，所述有机添加物的质量百分含量为0.6wt％。
例如，在本发明的实施例提供的取向材料组合物中，所述聚酰亚胺树脂的质量百分含量为6％～8wt％。
例如，在本发明的实施例提供的取向材料组合物中，所述溶剂包括N-甲基-2-吡咯烷酮、γ-丁内酯和丁基溶纤剂中的至少之一。
例如，在本发明的实施例提供的取向材料组合物中，所述溶剂包括N-甲基-2-吡咯烷酮、γ-丁内酯和丁基溶纤剂，所述N-甲基-2-吡咯烷酮的质量百分含量为15～20wt％；所述γ-丁内酯的质量百分含量为60～70wt％；所述丁基溶纤剂的质量百分含量为10～15wt％。
本发明至少一实施例还提供一种液晶显示面板，包括：相对设置的第一基板和第二基板，填充在所述第一基板和所述第二基板之间的液晶，设置在所述第一基板和所述第二基板至少之一的靠近所述液晶一侧表面上的取向层，其中，所述取向层由上述任一的取向材料组合物形成。
例如，在本发明的实施例提供的液晶显示面板中，所述取向层为分层结构，所述有机添加物位于所述取向层的远离所述液晶的层结构中，以可对紫外光线进行吸收。
例如，在本发明的实施例提供的液晶显示面板中，所述聚酰亚胺树脂位于所述取向层的靠近所述液晶的层结构中，以对所述液晶进行取向。
例如，在本发明的实施例提供的液晶显示面板中，所述第一基板为阵列基板，所述第二基板为彩膜基板。
本发明至少一实施例还提供一种显示装置，包括上述任一的液晶显示面板。
本发明至少一实施例还提供一种液晶显示面板的制备方法，包括：提供第一基板和第二基板；在所述第一基板和所述第二基板至少之一的表面上涂覆一层上述任一的取向材料组合物，对涂覆的所述取向材料组合物进行摩擦工艺处理以形成取向层；在所述第一基板和所述第二基板至少之一上施加封框胶；在所述第一基板和所述第二基板至少之一上施加液晶；对盒所述第一基板和所述第二基板；对所述封框胶进行固化处理。
例如，在本发明的实施例提供的制备方法中，对所述封框胶进行固化处理包括紫外光预固化处理和加热主固化处理。
例如，在本发明的实施例提供的制备方法中，所述第一基板和所述第二基板分别为彩膜基板和阵列基板，在所述第一基板和所述第二基板至少之一的表面上涂覆所述取向材料组合物之前，在所述第一基板和所述第二基板上分别形成彩膜图案和阵列图案。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本发明的一些实施例，而非对本发明的限制。
图1为一种液晶显示面板的制备过程图；
图2为本发明一实施例提供的一种液晶显示面板的截面结构示意图；
图3为本发明一实施例提供的一种液晶显示面板的制备过程流程图；
图4为本发明一实施例提供的一种液晶显示面板的制备过程图。
附图标记：
10-第一基板；11-第二基板；12-液晶；13-取向层；14-封框胶；15-主隔垫物；16-辅助隔垫物。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。
例如，图1为一种液晶显示面板的制备过程图，目前，制作液晶显示面板的过程为，如图1所示，在第一基板(例如图1中下侧的基板)和第二基板(例如图1中上侧的基板)上分别形成阵列结构和彩膜结构，在第一基板和第二基板上分别涂覆取向材料，对取向材料经过摩擦工艺处理以形成取向层，从而可以使后续液晶分子规则排列并取向；在第一基板上滴加液晶，在第二基板上涂布封框胶，接着将第一基板和第二基板进行真空对盒，并且对封框胶进行紫外光预固化处理和加热主固化处理，在进行外光预固化处理时，用掩膜板遮挡；沿液晶显示面板母板进行切割，得到单个液晶显示面板。封框胶的预固化处理大都采用紫外光线进行照射的方式，但是采用紫外光线照射对封框胶进行预固化处理时通常会破坏显示区的液晶，因此，在此过程中通常需要采用一张镀有金属的掩膜板来遮挡液晶显示面板的显示区域。不同的液晶显示面板显示区域的大小不同，针对不同的液晶显示面板都需要制作相应的掩膜板。这样提高了液晶显示面板的生产成本，使工艺过程变得复杂化。
除此之外，车载用液晶显示面板越来越受到关注，车载用液晶显示面板要长期在户外使用，其长期受紫外光照射容易出现显示面板周边泛黄，从而出现显示不良的问题，因此需要进一步提高液晶显示面板抵抗紫外光线照射的能力。
如上所述，在采用紫外光照射的方式对封框胶进行预固化的过程中通常需要采用一张镀有金属的掩膜板来遮挡显示区域，由于不同的液晶显示面板显示区域的大小不同，针对不同的液晶显示面板都需要制作相应的掩膜板，因此制造商就需要多张不同的掩膜板，从而提高了生产成本，使工艺过程变得复杂化。针对该问题，本发明的实施例提供了一种取向材料组合物以及包括由该取向材料组合物形成取向层的液晶显示面板。该取向材料组合物包括：89～94.9wt％的有机溶剂；0.1～1wt％的有机添加物；5～10wt％的聚酰亚胺树脂；该有机添加物为能够吸收波长为290～400nm的紫外光线的有机物。
例如，该取向材料组合物不仅能通过取向工艺形成取向层，还能通过吸收紫外光线从而有效阻挡紫外光线对液晶分子的照射。这样，将该取向材料组合物应用于液晶显示面板时，针对不同显示区域大小的液晶显示面板不需要再制作相应的紫外光掩膜板，从而降低了液晶显示面板的生产成本，简化了封框胶预固化处理的工艺步骤，提高了液晶显示面板抵抗紫外光线照射的能力，提高了产品的品质。
下面通过几个实施例进行说明。
实施例一
本实施例提供一种取向材料组合物，该取向材料组合物包括：89～94.9wt％的有机溶剂，0.1～1wt％的有机添加物，5～10wt％的聚酰亚胺树脂，有机添加物为能够吸收波长为290～400nm的紫外光线的有机物。
例如，本实施例中的溶剂包括N-甲基-2-吡咯烷酮、γ-丁内酯和丁基溶纤剂中的至少之一。溶剂可以为N-甲基-2-吡咯烷酮、γ-丁内酯和丁基溶纤剂中的一种或者多种，以下以溶剂同时包含上述三种为例加以说明。
例如，在形成的取向材料组合物中N-甲基-2-吡咯烷酮的质量百分含量为15～20wt％，γ-丁内酯的质量百分含量为60～70wt％，丁基溶纤剂的质量百分含量为10～15wt％。
例如，N-甲基-2-吡咯烷酮是溶解聚酰亚胺的溶剂、丁基溶纤剂是确保取向材料组合物具有流动性的溶剂、r-丁内酯保证取向材料组合物边缘的线性度。
N-甲基-2-吡咯烷酮、γ-丁内酯以及丁基溶纤剂均为高沸点有机溶剂。例如，N-甲基-2-吡咯烷酮的沸点为203℃，γ-丁内酯的沸点为204℃，丁基溶纤剂的沸点为171.7℃。
例如，该取向材料组合物的制备方法为：将5～10wt％的聚酰亚胺树脂溶于15～20wt％的N-甲基-2-吡咯烷酮、60～70wt％的γ-丁内酯以及10～15wt％的丁基溶纤剂(乙二醇丁醚)中，搅拌均匀后加入0.1～1wt％的有机添加物，充分搅拌至各组分混合均匀，由此制得取向材料组合物。
例如，将6wt％的聚酰亚胺树脂溶于16wt％的N-甲基-2-吡咯烷酮、65wt％的γ-丁内酯以及12wt％的丁基溶纤剂(乙二醇丁醚)中，搅拌均匀后加入1wt％的有机添加物，充分搅拌至各组分混合均匀，由此制得取向材料组合物。
例如，聚酰亚胺树脂(Polyimide Resin)为本领域中制作取向材料组合物常用的聚酰亚胺树脂。
例如，该有机添加物可以吸收紫外光线的能量，然后将吸收的能量储存，最后转化为对环境没有污染的热能释放出去，该有机添加物几乎不吸收任何的可见光，因此不会着色，不会影响取向层的质量。
例如，该有机添加物具有特殊的分子结构，该结构中存在着分子内氢键，在通常状态下该有机添加物中的分子内氢键是闭合的，当有波长为290～400nm的紫外光线照射时，该有机添加物会吸收紫外光线的能量，分子内氢键被打开，之后再以热能的形式释放出去，该有机添加物又回复到稳定的状态继续下一次紫外光能量的吸收。相当于该有机添加物自身吸收了外界紫外光的能量，使得取向材料组合物和液晶层中的其他物质免于受到紫外光能量的照射和干扰，从而防止了紫外光线对液晶以及取向层造成破坏。
该有机添加物具有良好的热稳定性、化学稳定性、光稳定性和混溶性，该有机添加物不易与其他成分进行反应，并且不易受到后续液晶面板制造过程的影响。
例如，该有机添加物为由以下通式表示的苯并***类化合物：
其中，X为氢原子、卤素原子，例如，X为H、F、Cl、Br或I；R1为H或C4-C12烷基异构体，R2为CH3或C4-C8烷基异构体。
例如，该苯并***类化合物苯环上羟基的氢原子与***环上的氮原子之间存在分子内氢键，这样就形成了一个稳定的六元环。当该苯并***类化合物吸收紫外光后，苯环上羟基的氢原子与***环上的氮原子之间形成的分子内氢键断开，发生分子内质子转移，质子转移到氮原子上而形成互变异构体。但生成的互变异构体的稳定性较差，这样可以将多余的能量以热能等形式释放出去，从而回到稳定的基态。
例如，当波长为290～400nm的紫外光照射至苯并***类化合物时，苯并***类化合物发生了如下反应形成了结构：
其中，X为H、F、Cl、Br或I；R1为H或C4-C12烷基异构体，R2为CH3或C4-C8烷基异构体。
例如，该有机添加物的化学式为：
例如，该有机添加物的质量百分含量为0.5％～0.8wt％，例如，该有机添加物的质量百分含量可以为0.5wt％，0.6wt％，0.7wt％以及0.8wt％。
例如，具有紫外吸收效果的有机物，一般包括：水杨酸酯类、二苯甲酮类、苯并***类、三嗪类。例如，水杨酸酯类主要吸收波长为280～310nm的紫外线，且水杨酸酯类的熔点低，易升华；例如，二苯甲酮类主要吸收波长为280～320nm的紫外线，且二苯甲酮类的耐热性能差，二苯甲酮类长时间接收紫外的照射易泛黄；例如，三嗪类能够吸收一部分的可见光，且容易出现泛黄的问题。
本实施例中采用的苯并***类化合物，熔点高、稳定性好，对紫外光线的吸收效率高，在可见光区几乎没有吸收，将苯并***类化合物添加到取向材料组合物中基本不会着色，并且与取向材料组合物中的聚合物的相溶性好、稳定性高。考虑到取向材料组合物在后续的应用中涉及到高温处理工艺，并且取向材料要求透明无色，所以选择了苯并***类化合物。
例如，聚酰亚胺树脂的质量百分含量为6％～8wt％，例如，该聚酰亚胺树脂的质量百分含量为6wt％，7wt％以及8wt％。
例如，液晶分子直接受到紫外光照射时可能会被破坏，从而导致残像严重，残像等级越高，说明对液晶分子的破坏越严重。例如，在本实施例中，在取向材料组合物中添加有机添加物后检测取向材料组合物的效果的是通过检测残像水平来判定的。
表一：
例如，如表一所示，有机添加物的质量百分含量分别为0wt％，0.4wt％，0.6wt％以及0.8wt％时，在没有掩膜板的条件下，对应的残像等级依次为3、1、0以及1。
实施例二
本实施例提供一种液晶显示面板。例如，图2为本实施例提供的一种液晶显示面板的截面结构示意图，该液晶显示面板包括：相对设置的第一基板10和第二基板11，填充在第一基板10和第二基板11之间的液晶12，设置在第一基板10和第二基板11至少之一的靠近液晶一侧表面上的取向层13，该取向层13由实施例一中的取向材料组合物形成。该第一基板10和第二基板11例如通过封框胶14彼此结合在一起以形成液晶盒。
例如，该取向层13可以形成为分层结构，有机添加物位于取向层13的远离液晶12的层结构中，以对紫外光进行吸收。
例如，聚酰亚胺树脂位于取向层13的靠近液晶的层结构中，以对液晶12进行取向。
例如，根据需要，该液晶12为胆甾相液晶、向列相液晶或近晶相液晶。
例如，第一基板10为彩膜基板，包括彩膜结构(例如彩膜单元、黑矩阵等)，第二基板11为阵列基板，包括阵列结构(例如栅线、数据线、薄膜晶体管、像素电极等)。
例如，该液晶显示面板还包括设置在第一基板10和第二基板11之间以支撑二者的主隔垫物15以及辅助隔垫物16。辅助隔垫物16的高度低于主隔垫物15的高度，在通常情况下，主隔垫物15起到支撑作用，当液晶盒受到外界的挤压作用力太大以至于辅助隔垫物16抵靠在与之相对的基板上时，辅助隔垫物16即可以起到支撑的作用。
实施例三
本实施例提供一种显示装置，包括实施例二中的显示面板。显示装置中的其他结构可参见常规设计。该显示装置例如可以为手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。
实施例四
本实施例提供一种液晶显示面板的制备方法，例如，图3为液晶显示面板的制备方法的流程图，该制备方法包括：提供第一基板和第二基板，在第一基板和第二基板至少之一的表面上涂覆一层实施例一中的取向材料组合物，对涂覆的取向材料组合物进行摩擦工艺处理以形成取向层；在第一基板和第二基板至少之一上施加封框胶；在第一基板和第二基板至少之一上施加液晶；对盒第一基板和第二基板；对封框胶进行固化处理。
例如，取向材料组合物成膜的过程包括：将取向材料组合物涂覆到第一基板和第二基板至少之一的表面，先经过60～100℃预固化除去部分溶剂，再在200～230℃的条件下主固化，然后对取向材料组合物进行摩擦工艺处理以形成取向层。
例如，在上述制备方法中，可以先在第二基板上施加液晶，然后再对盒第一基板和第二基板以形成液晶盒，也可以先对盒第一基板和第二基板，然后再将液晶灌注到液晶盒中。
例如，对封框胶进行固化处理包括先进行紫外光预固化处理和然后进行加热主固化处理。例如，采用波长为290～400nm的紫外光线对封框胶进行照射，以对其进行预固化处理。例如，加热主固化过程可以采用电阻丝加热、红外加热等。
例如，在第一基板和第二基板至少之一上涂覆取向材料组合物之前，还包括在第一基板(例如，彩膜基板)和第二基板(例如，阵列基板)上分别形成彩膜结构和阵列结构。
例如，图4为本实施例提供的一种液晶显示面板的制备过程图，包括以下步骤：
步骤Ⅰ、提供第一基板(例如，彩膜基板)和第二基板(例如，阵列基板)，在第一基板和第二基板上分别形成彩膜结构和阵列结构。
步骤Ⅱ、在第一基板和第二基板的表面上分别涂覆实施例一中的取向材料组合物。
步骤Ⅲ、对第一基板和第二基板表面上涂覆的取向材料组合物进行摩擦工艺处理，以形成取向层。
步骤Ⅳ、在第一基板上施加封框胶，在第二基板上施加液晶。
步骤Ⅴ、对盒第一基板和第二基板以形成液晶盒，并采用紫外光照射封框胶进行预固化处理。相比于目前的工艺过程，在本实施例的步骤Ⅳ中省去了掩膜板的应用，从而降低了液晶显示面板的制作成本，简化了封框胶预固化的工艺步骤，提高了液晶显示面板抵抗紫外光线照射的能力，提高了产品的品质。
例如，在上述所有步骤完成之后再对封框胶进行加热主固化处理。
本发明的实施例提供一种取向材料组合物、液晶显示面板及其制备方法、显示装置，具有以下至少一项有益效果：该取向材料组合物不仅能通过取向工艺形成取向层，还能有效阻挡紫外光线对液晶分子的照射。这样，将其应用于液晶显示面板时，针对不同显示区域大小的液晶显示面板不需要制作相应的紫外光掩膜板，从而降低了液晶显示面板的制作成本，简化了封框胶预固化的工艺步骤，提高了液晶显示面板抵抗紫外光线照射的能力，提高了产品的品质。
有以下几点需要说明：
(1)本发明实施例附图只涉及到与本发明实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计。
(2)为了清晰起见，在用于描述本发明的实施例的附图中，层或区域的厚度被放大或缩小，即这些附图并非按照实际的比例绘制。可以理解，当诸如层、膜、区域或基板之类的元件被称作位于另一元件“上”或“下”时，该元件可以“直接”位于另一元件“上”或“下”，或者可以存在中间元件。
(3)在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合以得到新的实施例。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (16)

1.一种取向材料组合物，包括：
89～94.9wt％的有机溶剂；
0.1～1wt％的有机添加物；
5～10wt％的聚酰亚胺树脂；
其中，所述有机添加物为能够吸收波长为290～400nm的紫外光线的有机物。
2.根据权利要求1所述的取向材料组合物，其中，所述有机添加物为由以下通式表示的苯并***类化合物：
其中，X为H、F、Cl、Br或I；R1为H或C4-C12烷基异构体，R2为CH3或C4-C8烷基异构体。
3.根据权利要求2所述的取向材料组合物，其中，所述有机添加物为：
4.根据权利要求1-3中任一项所述的取向材料组合物，其中，所述有机添加物的质量百分含量为0.5％～0.8wt％。
5.根据权利要求4所述的取向材料组合物，其中，所述有机添加物的质量百分含量为0.6wt％。
6.根据权利要求4所述的取向材料组合物，其中，所述聚酰亚胺树脂的质量百分含量为6％～8wt％。
7.根据权利要求4所述的取向材料组合物，其中，所述溶剂包括N-甲基-2-吡咯烷酮、γ-丁内酯和丁基溶纤剂中的至少之一。
8.根据权利要求7所述的取向材料组合物，其中，所述溶剂包括N-甲基-2-吡咯烷酮、γ-丁内酯和丁基溶纤剂，且在所述取向材料组合物中，所述N-甲基-2-吡咯烷酮的质量百分含量为15～20wt％；所述γ-丁内酯的质量百分含量为60～70wt％；所述丁基溶纤剂的质量百分含量为10～15wt％。
9.一种液晶显示面板，包括：
相对设置的第一基板和第二基板，
填充在所述第一基板和所述第二基板之间的液晶，
设置在所述第一基板和所述第二基板至少之一的靠近所述液晶一侧表面上的取向层，
其中，所述取向层由权利要求1-8中任一项所述的取向材料组合物形成。
10.根据权利要求9所述的液晶显示面板，其中，所述取向层为分层结构，所述有机添加物位于所述取向层的远离所述液晶的层结构中，以可对紫外光线进行吸收。
11.根据权利要求10所述的液晶显示面板，其中，所述聚酰亚胺树脂位于所述取向层的靠近所述液晶的层结构中，以可对所述液晶进行取向。
12.根据权利要求10-11中任一项所述的液晶显示面板，其中，所述第一基板为阵列基板，所述第二基板为彩膜基板。
13.一种显示装置，包括权利要求9-12中任一项所述的液晶显示面板。
14.一种液晶显示面板的制备方法，包括：
提供第一基板和第二基板；
在所述第一基板和所述第二基板至少之一的表面上涂覆一层权利要求1-8中任一项所述的取向材料组合物，
对涂覆的所述取向材料组合物进行摩擦工艺处理以形成取向层；
在所述第一基板和所述第二基板至少之一上施加封框胶；
在所述第一基板和所述第二基板至少之一上施加液晶；
对盒所述第一基板和所述第二基板；
对所述封框胶进行固化处理。
15.根据权利要求14所述的制备方法，其中，对所述封框胶进行固化处理包括紫外光预固化处理和加热主固化处理。
16.根据权利要求14所述的制备方法，其中，所述第一基板和所述第二基板分别为彩膜基板和阵列基板，在所述第一基板和所述第二基板至少之一的表面上涂覆所述取向材料组合物之前，在所述第一基板和所述第二基板上分别形成彩膜结构和阵列结构。
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