一種液晶垂直取向劑、液晶顯示元件以及液晶顯示元件的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及液晶顯示技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種液晶垂直取向劑、液晶顯示元件以 及液晶顯示元件的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，液晶顯示（LCD)技術(shù)以其低功耗、低輻射、輕巧便捷的獨特優(yōu)勢迅速得到 普及。液晶顯示器要獲得優(yōu)質(zhì)的顯像效果，要求液晶分子具有良好的初始排列（或初始取 向）。
[0003] 為了使液晶分子相對基板表面在一定方向上取向，在基板表面設(shè)置有液晶取向 膜。而垂直取向（VA)液晶顯示器因具有較高對比度、快響應(yīng)時間等優(yōu)異性能，使得液晶垂 直取向技術(shù)而被廣泛使用?，F(xiàn)有的垂直取向液晶顯示器通常是以帶有烷基側(cè)鏈的聚酰亞胺 (PI)或聚酰胺酸薄膜等作為取向膜。而常用的PI取向膜材料主要分為摩擦配向型PI材 料和光配向型PI材料，摩擦配向型材料容易在摩擦工序中產(chǎn)生粉塵、靜電及液晶顯示元件 的電路損壞；光配向PI材料雖然可以避免靜電或粉塵，但由于受PI材料自身性質(zhì)的限制， 取向膜的耐熱性、耐老化性不佳且吸水性較高，在存儲和運送中容易造成變質(zhì)而導(dǎo)致液晶 取向不均，同時PI錨定液晶分子的能力也較弱，從而影響面板的品質(zhì)。更值得注意的是，PI 材料價格較昂貴，其成膜的工藝也較復(fù)雜，導(dǎo)致面板成本提高。
[0004] 因此，有必要在省去PI取向膜時，提供一種價格低廉、性能穩(wěn)定且能使液晶分子 垂直排列的液晶垂直取向劑、液晶顯示元件及其制備方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 有鑒于此，本發(fā)明實施例第一方面提供了一種液晶垂直取向劑，用于取代現(xiàn)有的 液晶顯示器中聚酰亞胺（PI)等取向膜的使用，所述液晶垂直取向劑的價格低廉、性能穩(wěn)定 且能使液晶分子垂直排列。
[0006] 第一方面，本發(fā)明提供了一種液晶垂直取向劑，所述液晶垂直取向劑的分子式用 R2Si-(OR1)3表示，其中，R々-Si(CH3) 3、H原子或碳原子數(shù)為1-5的烷基，私為下述式（E) 的結(jié)構(gòu)：
[0007] -B1-B2-B3-B4-C(E),
[0008]式（E)中，B1S單鍵、-CH2_或-(CH2)2_，B2S-0-、-C00-*、-0C0-* 或-NHC0-*，其 中，B2中帶的連接在B3-側(cè)，B3S亞苯基、碳原子數(shù)為2-6的亞烷基、含有碳碳雙鍵或 碳碳三鍵的碳原子數(shù)為3-8的亞烷基，B4S - (CO)NH-*、-C00-*或-0C0-*，其中，B4中 帶的連接在C一側(cè)，C為碳原子數(shù)為1-10的直鏈烷基。
[0009] 本發(fā)明實施方式中，所述R1為-CH3、-Si(CH3)3或-CH2CH3。
[0010] 本發(fā)明實施方式中，所述4為-C6H4-、碳原子數(shù)為2-6的亞烷基、-CH= CH-或- (CH3)C=C(CH3)_。
[0011] 本發(fā)明實施方式中，所述C為碳原子數(shù)為5-8的直鏈烷基。
[0012] 本發(fā)明第一方面提供的小分子液晶垂直取向劑，可以使液晶分子相對基板表面垂 直取向，對液晶分子的錨定作用較強，可以取代現(xiàn)有液晶顯示器（如TFT-LCD)中聚酰亞胺 (PI)等取向膜，所述液晶垂直取向劑的價格低廉、性能穩(wěn)定且能使液晶分子垂直排列。
[0013] 第二方面，本發(fā)明提供了一種液晶顯示元件，所述液晶顯示元件包括液晶顯示元 件前體，所述液晶顯示元件前體包括相向設(shè)置的具有導(dǎo)電膜的兩個基板及設(shè)置在基板之間 的液晶介質(zhì)，所述液晶介質(zhì)包含液晶垂直取向劑、液晶、光聚合單體（簡稱為RM)，其中，所 述基板表面不含有液晶取向膜，所述液晶垂直取向劑用于在初始狀態(tài)下使所述液晶在基板 表面垂直取向，所述液晶顯示元件前體用于在施加電壓的狀態(tài)下照射紫外光而形成液晶顯 示元件，其中，所述液晶垂直取向劑的分子式用R2Si-（OR1)3表示，R1S-Si(CH3)3、H原子 或碳原子數(shù)為1-5的烷基，私為下述式（E)的結(jié)構(gòu)：
[0014] -B1-B2-B3-B4-C (E)，
[0015] 式（E)中，B1S單鍵、-CH2_ 或-(CH2) 2_，B2S-0-、-C00-*、-0C0-* 或-NHC0-*，其 中，B2中帶的連接在B3-側(cè)，B3S亞苯基、碳原子數(shù)為2-6的亞烷基、含有碳碳雙鍵或 碳碳三鍵的碳原子數(shù)為3-8的亞烷基，B4S - (CO)NH-*、-C00-*或-0C0-*，其中，B4中 帶的連接在C一側(cè)，C為碳原子數(shù)為1-10的直鏈烷基。
[0016] 本發(fā)明實施方式中，所述液晶取向劑在所述液晶介質(zhì)中的質(zhì)量含量為 0? 1% _5%〇
[0017] 本發(fā)明實施方式中，所述光聚合單體RM在所述液晶介質(zhì)中的質(zhì)量分數(shù)為 0? 01% -0? 1%〇
[0019] 本發(fā)明第二發(fā)明提供的液晶顯示元件，在被施加電壓和進行紫外光照射前，所述 液晶垂直取向劑用于在初始狀態(tài)下使所述液晶在基板表面垂直取向，整個液晶的初始排列 方向較一致，在對其進行施加合適的電壓后，液晶分子會發(fā)生偏轉(zhuǎn)，之后在一定能量的紫外 光的照射下，使得光聚合單體RM聚合后沉積在基板表面，以達到錨定液晶分子（簡稱LC) 的目的；將施加的電壓撤去后，LC分子產(chǎn)生一定預(yù)傾角，得到液晶顯示元件。
[0020] 本發(fā)明第二發(fā)明提供的液晶顯示元件，由于采用了所述液晶垂直取向劑，使得液 晶分子在垂直方向的排列較一致且具有長期穩(wěn)定性，進而使得液晶顯示元件的響應(yīng)速度 快、顯示出良好的電性質(zhì)、透過率和對比度，圖像顯示性能優(yōu)異。
[0021] 第三方面，本發(fā)明提供了一種液晶顯示元件的制備方法，包括以下步驟：
[0022] (1)將液晶垂直取向劑加到含有光聚合單體的液晶中，得到液晶介質(zhì)，中，所述液 晶垂直取向劑的分子式用R2Si-（OR1)3表示，R-Si(CH3) 3、H原子或碳原子數(shù)為1-5的 烷基，私為下述式（E)的結(jié)構(gòu)：
[0023] -B1-B2-B3-B4-C(E),
[0024]式（E)中，B1S單鍵、-CH2_或-(CH2)2_，B2S-0-、-C00-*、-0C0-* 或-NHC0-*，其 中，B2中帶的連接在B3-側(cè)，B3S亞苯基、碳原子數(shù)為2-6的亞烷基、含有碳碳雙鍵或 碳碳三鍵的碳原子數(shù)為3-8的亞烷基，B4S - (CO)NH-*、-C00-*或-0C0-*，其中，B4中 帶的連接在C一側(cè)，C為碳原子數(shù)為1-10的直鏈烷基；
[0025] (2)將上述液晶介質(zhì)加入到相向設(shè)置的具有導(dǎo)電膜的兩個基板之間，得到液晶顯 示元件前體，其中，所述基板表面不含有液晶取向膜；
[0026] (3)在施加電壓的狀態(tài)下，對上述液晶顯示元件前體進行照射紫外光，得到液晶顯 示元件。
[0027] 本發(fā)明實施方式中，步驟（2)中，所述液晶介質(zhì)以液晶滴下（ODF)工藝注入到具有 導(dǎo)電膜的基板之間。
[0028] 本發(fā)明實施例第三方面提供的液晶顯示元件的制備方法，所述制備工藝簡單、可 操作性強，取代了現(xiàn)有液晶顯示元件（如TFT-LCD)中聚酰亞胺（PI)等取向膜的制備，可以 大大簡化液晶顯示元件的制備流程，降低了其生產(chǎn)成本，提高了液晶顯示元件的顯示性能。
【附圖說明】
[0029] 圖1是本發(fā)明實施例方式中液晶垂直取向劑的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030] 圖2是本發(fā)明實施例一所述液晶顯示元件的制備過程示意圖，其中，1為CF基板， 在其表面為整面的ITO電極3,另一側(cè)的基板2為TFT基板，在其表面為一定圖案的ITO電 極，4為液晶，5為光聚合單體，6為液晶垂直取向劑，51為光聚合單體形成的聚合物，41為形 成的帶預(yù)傾角度的液晶。
【具體實施方式】
[0031] 下面結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯 然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實 施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做