WO2013170500A1

WO2013170500A1 - 具有柔性结构的液晶分子及其混合物

Info

Publication number: WO2013170500A1
Application number: PCT/CN2012/076142
Authority: WO
Inventors: 谢忠憬
Original assignee: 深圳市华星光电技术有限公司
Priority date: 2012-05-18
Filing date: 2012-05-28
Publication date: 2013-11-21
Also published as: CN102676178A; US20130341565A1

Abstract

一种具有柔性结构的液晶分子及其混合物，其是将现有技术的液晶分子改质成具有柔性结构的液晶分子，通过柔性结构的特性来增加液晶分子在彩色滤光片整合晶体管式液晶面板中的湿润能力，使得具有柔性结构的液晶分子相对于现有技术的液晶分子可以得到较好的扩散表现。通过改质液晶分子上的柔性结构来增加液晶分子在液晶面板中的湿润能力，进而改进彩色滤光片整合晶体管式液晶面板中滴下色晕的问题。

Description

具有柔性结构的液晶分子及其混合物

技术领域

本发明是有关于一种液晶面板的液晶层，特别是有关于一种具有柔性结构（Flexible structure）的液晶分子及其混合物，其可改进液晶屏幕中滴下色晕（Drop mura）的问题。

背景技术

彩色滤光片整合晶体管式（Color filter on Array, COA）液晶显示器是一种将彩色滤光片（Color Filter, CF）与薄膜晶体管（Thin Film Transistor, TFT）阵列设置于同一基板的液晶显示器，其可以有效的提高开口率（Aperture ratio），还能解决大尺寸面板的对准问题，且同时降低由照光产生的漏电流，因此彩色滤光片整合晶体管技术特别适用于大尺寸面板的显示器。

然而，因为所述彩色滤光片整合晶体管式液晶显示器中的彩色滤光片整合晶体管式基板的黑色矩阵（Black Matrix, BM）或间隙柱（Photo Spacer, PS）的结构设计太复杂，使得所述彩色滤光片整合晶体管式基板的结构表面具有大的断差，所以不利于液晶材料的扩散，进而在彩色滤光片整合晶体管式液晶显示器的屏幕中产生滴下色晕的问题，前述液晶材料普遍是使用如式VIII或式Ⅸ的典型棒状液晶分子来构成其液晶层：

在式VIII和Ⅸ中，A为芳香环（Aromatic ring）中的苯环（Benzene ring）；B和C为脂质环（Alicyclic ring）中的环己烷（Cyclohexane）；RO-为尾端基（Terminal group），在此是烷氧基团（Alkoxy group）；F为侧基（Lateral group），在此是氟原子。

因此，有必要提供一种可以改进滴下色晕的液晶分子，来解决现有技术所存在的问题。

技术问题

本发明提供一种具有柔性结构的液晶分子及其混合物，以解决现有技术所存在的滴下色晕的问题。

技术解决方案

本发明的主要目的在于提供一种可以改进滴下色晕的液晶分子，其是将现有技术的液晶分子改质成具有柔性结构的液晶分子，所述柔性结构包括柔性链（Flexible chain）和柔性侧基（Flexible lateral group），通过柔性结构的特性来增加液晶分子在彩色滤光片整合晶体管式液晶面板中的湿润能力（Wetting ability），因此使得具有柔性结构的液晶分子相对于现有技术的液晶分子可以得到较好的扩散表现。本发明可以改进彩色滤光片整合晶体管式液晶面板中滴下色晕的问题。

为达成本发明的前述目的，本发明提供一种具有柔性结构的液晶分子，用于构成彩色滤光片整合晶体管式液晶面板的液晶层，其中所述液晶分子的结构如式Ⅰ表示：

在式Ⅰ中，A为苯环，B为环己烷，RO-为烷氧基团，X为氟原子，L1为二亚甲基连接基。

在本发明的一实施例中，所述液晶层中另包括下述式Ⅳ的液晶活性单体，所述式Ⅰ的液晶分子和式Ⅳ的液晶活性单体构成一液晶组成物，所述液晶活性单体用以使所述液晶组成物扩散分布于配向膜的聚酰亚胺表面上：

在式Ⅳ中，A为苯环，O为氧原子，Y为氢原子或氟原子的一种，其中在所述液晶组成物的总重量中，所述具式Ⅰ的液晶分子所占的重量比例是5~60%，其余为所述具式Ⅳ的液晶活性单体。

在本发明的一实施例中，所述式Ⅰ的液晶分子的直链上的环己烷B和烷氧基团RO-之间还包括一环己烷C，所述液晶分子另以式Ⅴ表示：

本发明另提供一种具有柔性结构的液晶分子，用于构成彩色滤光片整合晶体管式液晶面板的液晶层，其中所述液晶分子的结构如式Ⅱ表示：

在式Ⅱ中，A为苯环，B为环己烷，RO-为烷氧基团，X1和X2为氟原子或氯原子的一种，所述X1和X2中的至少一个为氯原子，L为联苯基连接基。

在本发明的一实施例中，所述液晶层中另包括下述式Ⅳ的液晶活性单体，所述式Ⅱ的液晶分子和式Ⅳ的液晶活性单体构成一液晶组成物，所述液晶活性单体用以使所述液晶组成物扩散分布于配向膜的聚酰亚胺表面上：

在式Ⅳ中，A为苯环，O为氧原子，Y为氢原子或氟原子的一种，其中在所述液晶组成物的总重量中，所述具式Ⅱ的液晶分子所占的重量比例是5~60%，其余为所述具式Ⅳ的液晶活性单体。

在本发明的一实施例中，所述式Ⅱ的液晶分子的直链上的环己烷B和烷氧基团RO-之间还包括一环己烷C，所述液晶分子另以式Ⅵ表示：

本发明再提供一种具有柔性结构的液晶分子，用于构成彩色滤光片整合晶体管式液晶面板的液晶层，其中所述液晶分子的结构如式Ⅲ表示：

在式Ⅲ中，A为苯环，B为环己烷，RO-为烷氧基团，X1和X2为氟原子或氯原子的一种，所述X1和X2中的至少一个为氯原子，L1为二亚甲基连接基。

在本发明的一实施例中，所述液晶层中另包括下述式Ⅳ的液晶活性单体，所述式Ⅲ的液晶分子和式Ⅳ的液晶活性单体构成一液晶组成物，所述液晶活性单体用以使所述液晶组成物扩散分布于配向膜的聚酰亚胺表面上：

在式Ⅳ中，A为苯环，O为氧原子，Y为氢原子或氟原子的一种，其中在所述液晶组成物的总重量中，所述Ⅲ的液晶分子所占的重量比例是5~60%，其余为所述具式Ⅳ的液晶活性单体。

在本发明的一实施例中，所述式Ⅲ的液晶分子的直链上的环己烷B和烷氧基团RO-之间还包括一环己烷C，所述液晶分子另以式Ⅶ表示：

再者，本发明另提供一种具有柔性结构的液晶分子的混合物，用于构成彩色滤光片整合晶体管式液晶面板的液晶层，所述液晶分子的混合物包含上述的式Ⅰ、Ⅱ及Ⅲ的液晶分子。

有益效果

本发明的具有柔性结构的液晶分子是由现有技术的液晶分子改质而成的，通过柔性结构的特性来增加液晶分子在彩色滤光片整合晶体管式液晶面板中的湿润能力，使得具有柔性结构的液晶分子相对于现有技术的液晶分子得到较好的扩散表现，进而改进彩色滤光片整合晶体管式液晶面板中滴下色晕的问题。

附图说明

图1是本发明一实施例中彩色滤光片整合晶体管式液晶面板的构造示意图。

图2是本发明另一实施例中彩色滤光片整合晶体管式液晶面板的构造示意图。

本发明的最佳实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预订发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的具有柔性结构的液晶分子及其混合物的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

请参照图1和图2，其为本发明两种实施例的彩色滤光片整合晶体管式液晶面板的构造示意图。所述彩色滤光片整合晶体管式液晶面板包含：一第一基板10、一第二基板20、一液晶层30及若干间隙柱(spacer)40，其中所述第一基板10与第二基板20相对设置，且所述液晶层30夹设于所述第一基板10与第二基板20之间。所述第一基板10可以是一彩色滤光片整合晶体管式基板，其包括一第一透明基板101、一薄膜晶体管阵列层102和一彩色滤光层103，其中所述薄膜晶体管阵列层102设置于所述第一透明基板101的内表面上，而所述彩色滤光层103则是设置于所述薄膜晶体管阵列层102上。所述第二基板20是第一基板10的对向基板，其包括一第二透明基板201、一黑色矩阵层202和一透明导电膜203，其中所述黑色矩阵层202设置于所述第二透明基板201的内表面上，而所述透明导电膜203则是设置于所述黑色矩阵层202上。本发明一实施例中所述若干间隙柱40可以设置于所述第一基板10的内表面上，且由所述第一基板10的内表面延伸突出至第二基板20的内表面（请参照图1）；本发明另一实施例中所述若干间隙柱40可以设置于所述第二基板20的内表面上，且由所述第二基板20的内表面延伸突出至第一基板10的内表面（请参照图2）。所述液晶层30中的液晶分子是一具有柔性结构的液晶分子。

以下，对本发明所述液晶层30中的具有柔性结构的液晶分子进行详细的说明。本发明的具有柔性结构的液晶分子是以现有技术中典型的棒状液晶分子作为改质对象（请参照背景技术的式VIII和式Ⅸ），所述典型的棒状液晶分子是一种在直链中含有芳香环和脂质环的聚合物，本发明者为了解决所述课题，在所述典型的棒状液晶分子的分子链中引入功能化的连接基（Linking group）和/或功能化的侧基对其进行改性，其是在所述典型的棒状液晶分子的直链上苯环A与环己烷B之间引入具有柔性性质的柔性链，在此为二亚甲基连接基（Dimethylene linking group），和/或在所述典型的棒状液晶分子的苯环A的两侧基上引入具有柔性性质的柔性侧基以形成具有柔性结构的液晶分子，在此两侧基可以是氟原子或氯原子的一种，所述两侧基中的至少一个为氯原子。如果以式VIII作为改质对象，前述改性可以具备三种的可能性（分别如式Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ所示），所述具有柔性结构的液晶分子的分子链中具有柔性链和柔性侧基等柔性结构，因此也具有柔性结构的性质。式Ⅰ、Ⅱ或Ⅲ的具有柔性结构的液晶分子在填充入所述彩色滤光片整合晶体管式基板中，并作为其液晶层30，其是通过柔性结构的特性来增加液晶分子在彩色滤光片整合晶体管式液晶面板中的湿润能力，使得具有柔性结构的液晶分子相对于所述典型的棒状液晶分子得到较好的扩散表现，进而改进彩色滤光片整合晶体管式液晶面板中滴下色晕的问题。

在式Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ中，A为苯环；B为环己烷；RO-为烷氧基团；X为氟原子；X1和X2为氟原子或氯原子的一种，所述X1和X2中的至少一个为氯原子；L为联苯基连接基；L1为二亚甲基连接基，其中所述L1是柔性链；所述X1和X2是柔性侧基。

本发明所述液晶层30中除了前述具有柔性结构的液晶分子之外，还另包括下述式Ⅳ的液晶活性单体（reactive monomer，RM），所述式Ⅰ、Ⅱ或Ⅲ的液晶分子和式Ⅳ的液晶活性单体构成一液晶组成物，所述液晶活性单体用以使所述液晶组成物扩散分布于配向膜的聚酰亚胺表面上，所述具有柔性结构的液晶分子和所述式Ⅳ的液晶活性单体构成一液晶组成物，所述式Ⅳ的液晶活性单体的结构为：

在式Ⅳ中，A为苯环，O为氧原子，Y为氢原子或氟原子的一种，其中在所述液晶组成物的总重量中，所述具式Ⅰ、Ⅱ或Ⅲ的液晶分子所占的重量比例是5~60%，其余为所述具式Ⅳ的液晶活性单体。

应该指出的是，前述式Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ是以式VIII作为改质对象，然而，所述典型的棒状液晶分子还包括另一种态样，即式Ⅸ，所述式Ⅸ的液晶分子与式VIII的差异仅为式Ⅸ的液晶分子的直链上的环己烷B和烷氧基团RO-之间还包括一环己烷C，如果以所述式Ⅸ的液晶分子作为改质对象，在改性后也可以具备三种的可能性（分别如式Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ所示）。

在式Ⅴ、Ⅵ和Ⅶ中，A为苯环；B和C为环己烷；RO-为烷氧基团；X为氟原子；X1和X2为氟原子或氯原子的一种，所述X1和X2中的至少一个为氯原子；L为联苯基连接基；L1为二亚甲基连接基，其中所述L1是柔性链；所述X1和X2是柔性侧基。

前述液晶层30中的所述的液晶分子也可依需求任意混合式Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ、VIII、Ⅸ的液晶分子以作为液晶层30中的液晶材料使用，所述液晶材料例如为式Ⅰ-1、Ⅵ-1、Ⅶ-1的液晶分子的混合：

在式Ⅰ-1、Ⅵ-1和Ⅶ-1中，A为苯环；B和C为环己烷；RO-为烷氧基团；F为氟原子；X1和X2为氟原子或氯原子的一种，所述X1和X2中的至少一个为氯原子。

如上所述，本发明的具有柔性结构的液晶分子是通过改质将柔性结构引入至液晶分子中，使得液晶分子具有柔性结构的特性，因此增加液晶分子在彩色滤光片整合晶体管式液晶面板中的湿润能力，而影响其扩散能力，进而改进彩色滤光片整合晶体管式液晶面板的滴下色晕的问题。

本发明已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本发明的范例。必需指出的是，已公开的实施例并未限制本发明的范围。相反地，包含于权利要求书的精神及范围的修改及均等设置均包括于本发明的范围内。

本发明的实施方式

工业实用性

序列表自由内容

Claims

一种具有柔性结构的液晶分子的混合物，用于构成彩色滤光片整合晶体管式液晶面板的液晶层，其中所述液晶分子的混合物包含具有下述式Ⅰ、式Ⅱ与式Ⅲ的液晶分子：

其中：

A为苯环；

B为环己烷；

RO-为烷氧基团；

X为氟原子；

X1和X2为氟原子或氯原子的一种，所述X1和X2中的至少一个为氯原子；

L为联苯基连接基；

L1为二亚甲基连接基。
根据权利要求1所述的具有柔性结构的液晶分子的混合物，其中所述液晶层中另包括下述式Ⅳ的液晶活性单体，所述包含有式Ⅰ、式Ⅱ与式Ⅲ的液晶分子的混合物和式Ⅳ的液晶活性单体构成一液晶组成物，所述液晶活性单体用以使所述液晶组成物扩散分布于配向膜的聚酰亚胺表面上：

其中：

A为苯环；

O为氧原子；

Y为氢原子或氟原子的一种，

其中在所述液晶组成物的总重量中，所述包含有式Ⅰ、式Ⅱ与式Ⅲ的液晶分子的混合物所占的重量比例是5~60%，其余为所述具式Ⅳ的液晶活性单体。
根据权利要求1所述的具有柔性结构的液晶分子的混合物，其中所述式Ⅰ的液晶分子的直链上的环己烷B和烷氧基团RO-之间还包括一环己烷C，所述液晶分子另以式Ⅴ表示：
根据权利要求1所述的具有柔性结构的液晶分子的混合物，其中所述式Ⅳ的液晶分子的直链上的环己烷B和烷氧基团RO-之间还包括一环己烷C，所述液晶分子另以式Ⅵ表示：
根据权利要求1所述的具有柔性结构的液晶分子的混合物，其中所述式Ⅵ的液晶分子的直链上的环己烷B和烷氧基团RO-之间还包括一环己烷C，所述液晶分子另以式Ⅶ表示：
一种具有柔性结构的液晶分子，用于构成彩色滤光片整合晶体管式液晶面板的液晶层，其中所述液晶分子的结构如式Ⅰ表示：

其中：

A为苯环；

B为环己烷；

RO-为烷氧基团；

X为氟原子；

L1为二亚甲基连接基。
根据权利要求6所述的具有柔性结构的液晶分子，其中所述液晶层中另包括下述式Ⅳ的液晶活性单体，所述式Ⅰ的液晶分子和式Ⅳ的液晶活性单体构成一液晶组成物，所述液晶活性单体用以使所述液晶组成物扩散分布于配向膜的聚酰亚胺表面上：

其中：

A为苯环；

O为氧原子；

Y为氢原子或氟原子的一种，

其中在所述液晶组成物的总重量中，所述具式Ⅰ的液晶分子所占的重量比例是5~60%，其余为所述具式Ⅳ的液晶活性单体。
根据权利要求6所述的具有柔性结构的液晶分子，其中所述式Ⅰ的液晶分子的直链上的环己烷B和烷氧基团RO-之间还包括一环己烷C，所述液晶分子另以式Ⅴ表示：
一种具有柔性结构的液晶分子，用于构成彩色滤光片整合晶体管式液晶面板的液晶层，其中所述液晶分子的结构如式Ⅱ表示：

其中：

A为苯环；

B为环己烷；

RO-为烷氧基团；

X1和X2为氟原子或氯原子的一种，所述X1和X2中的至少一个为氯原子；

L为联苯基连接基。
根据权利要求9所述的具有柔性结构的液晶分子，其中所述液晶层中另包括下述式Ⅳ的液晶活性单体，所述式Ⅱ的液晶分子和式Ⅳ的液晶活性单体构成一液晶组成物，所述液晶活性单体用以使所述液晶组成物扩散分布于配向膜的聚酰亚胺表面上：

其中：

A为苯环；

O为氧原子；

Y为氢原子或氟原子的一种，

其中在所述液晶组成物的总重量中，所述具式Ⅱ的液晶分子所占的重量比例是5~60%，其余为所述具式Ⅳ的液晶活性单体。
根据权利要求9所述的具有柔性结构的液晶分子，其中所述式Ⅱ的液晶分子的直链上的环己烷B和烷氧基团RO-之间还包括一环己烷C，所述液晶分子另以式Ⅵ表示：
一种具有柔性结构的液晶分子，用于构成彩色滤光片整合晶体管式液晶面板的液晶层，其中所述液晶分子的结构如式Ⅲ表示：

其中：

A为苯环；

B为环己烷；

RO-为烷氧基团；

X1和X2为氟原子或氯原子的一种，所述X1和X2中的至少一个为氯原子；

L1为二亚甲基连接基。
根据权利要求12所述的具有柔性结构的液晶分子，其中所述液晶层中另包括下述式Ⅳ的液晶活性单体，所述式Ⅲ的液晶分子和式Ⅳ的液晶活性单体构成一液晶组成物，所述液晶活性单体用以使所述液晶组成物扩散分布于配向膜的聚酰亚胺表面上：

其中：

A为苯环；

O为氧原子；

Y为氢原子或氟原子的一种，

其中在所述液晶组成物的总重量中，所述具式Ⅲ的液晶分子所占的重量比例是5~60%，其余为所述具式Ⅳ的液晶活性单体。
根据权利要求12所述的具有柔性结构的液晶分子，其中所述式Ⅲ的液晶分子的直链上的环己烷B和烷氧基团RO-之间还包括一环己烷C，所述液晶分子另以式Ⅶ表示：
15. 根据权利要求12所述的具有柔性结构的液晶分子，其中另包含根据权利要求6所述的式Ⅰ的液晶分子及根据权利要求9所述的式Ⅱ的液晶分子。