一种液晶垂直取向剂、液晶显示元件以及液晶显示元件的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及液晶显示技术领域，尤其涉及一种液晶垂直取向剂、液晶显示元件以 及液晶显示元件的制备方法。
【背景技术】
[0002] 近年来，液晶显示（LCD)技术以其低功耗、低辐射、轻巧便捷的独特优势迅速得到 普及。液晶显示器要获得优质的显像效果，要求液晶分子具有良好的初始排列（或初始取 向）。
[0003] 为了使液晶分子相对基板表面在一定方向上取向，在基板表面设置有液晶取向 膜。而垂直取向（VA)液晶显示器因具有较高对比度、快响应时间等优异性能，使得液晶垂 直取向技术而被广泛使用。现有的垂直取向液晶显示器通常是以带有烷基侧链的聚酰亚胺 (PI)或聚酰胺酸薄膜等作为取向膜。而常用的PI取向膜材料主要分为摩擦配向型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产生粉尘、静电及液晶显示元件 的电路损坏；光配向PI材料虽然可以避免静电或粉尘，但由于受PI材料自身性质的限制， 取向膜的耐热性、耐老化性不佳且吸水性较高，在存储和运送中容易造成变质而导致液晶 取向不均，同时PI锚定液晶分子的能力也较弱，从而影响面板的品质。更值得注意的是，PI 材料价格较昂贵，其成膜的工艺也较复杂，导致面板成本提高。
[0004] 因此，有必要在省去PI取向膜时，提供一种价格低廉、性能稳定且能使液晶分子 垂直排列的液晶垂直取向剂、液晶显示元件及其制备方法。
【发明内容】
[0005] 有鉴于此，本发明实施例第一方面提供了一种液晶垂直取向剂，用于取代现有的 液晶显示器中聚酰亚胺（PI)等取向膜的使用，所述液晶垂直取向剂的价格低廉、性能稳定 且能使液晶分子垂直排列。
[0006] 第一方面，本发明提供了一种液晶垂直取向剂，所述液晶垂直取向剂的分子式用 R2Si-(OR1)3表示，其中，R々-Si(CH3) 3、H原子或碳原子数为1-5的烷基，私为下述式（E) 的结构：
[0007] -B1-B2-B3-B4-C(E),
[0008]式（E)中，B1S单键、-CH2_或-(CH2)2_，B2S-0-、-C00-*、-0C0-* 或-NHC0-*，其 中，B2中带的连接在B3-侧，B3S亚苯基、碳原子数为2-6的亚烷基、含有碳碳双键或 碳碳三键的碳原子数为3-8的亚烷基，B4S - (CO)NH-*、-C00-*或-0C0-*，其中，B4中 带的连接在C一侧，C为碳原子数为1-10的直链烷基。
[0009] 本发明实施方式中，所述R1为-CH3、-Si(CH3)3或-CH2CH3。
[0010] 本发明实施方式中，所述4为-C6H4-、碳原子数为2-6的亚烷基、-CH= CH-或- (CH3)C=C(CH3)_。
[0011] 本发明实施方式中，所述C为碳原子数为5-8的直链烷基。
[0012] 本发明第一方面提供的小分子液晶垂直取向剂，可以使液晶分子相对基板表面垂 直取向，对液晶分子的锚定作用较强，可以取代现有液晶显示器（如TFT-LCD)中聚酰亚胺 (PI)等取向膜，所述液晶垂直取向剂的价格低廉、性能稳定且能使液晶分子垂直排列。
[0013] 第二方面，本发明提供了一种液晶显示元件，所述液晶显示元件包括液晶显示元 件前体，所述液晶显示元件前体包括相向设置的具有导电膜的两个基板及设置在基板之间 的液晶介质，所述液晶介质包含液晶垂直取向剂、液晶、光聚合单体（简称为RM)，其中，所 述基板表面不含有液晶取向膜，所述液晶垂直取向剂用于在初始状态下使所述液晶在基板 表面垂直取向，所述液晶显示元件前体用于在施加电压的状态下照射紫外光而形成液晶显 示元件，其中，所述液晶垂直取向剂的分子式用R2Si-（OR1)3表示，R1S-Si(CH3)3、H原子 或碳原子数为1-5的烷基，私为下述式（E)的结构：
[0014] -B1-B2-B3-B4-C (E)，
[0015] 式（E)中，B1S单键、-CH2_ 或-(CH2) 2_，B2S-0-、-C00-*、-0C0-* 或-NHC0-*，其 中，B2中带的连接在B3-侧，B3S亚苯基、碳原子数为2-6的亚烷基、含有碳碳双键或 碳碳三键的碳原子数为3-8的亚烷基，B4S - (CO)NH-*、-C00-*或-0C0-*，其中，B4中 带的连接在C一侧，C为碳原子数为1-10的直链烷基。
[0016] 本发明实施方式中，所述液晶取向剂在所述液晶介质中的质量含量为 0? 1% _5%〇
[0017] 本发明实施方式中，所述光聚合单体RM在所述液晶介质中的质量分数为 0? 01% -0? 1%〇
[0019] 本发明第二发明提供的液晶显示元件，在被施加电压和进行紫外光照射前，所述 液晶垂直取向剂用于在初始状态下使所述液晶在基板表面垂直取向，整个液晶的初始排列 方向较一致，在对其进行施加合适的电压后，液晶分子会发生偏转，之后在一定能量的紫外 光的照射下，使得光聚合单体RM聚合后沉积在基板表面，以达到锚定液晶分子（简称LC) 的目的；将施加的电压撤去后，LC分子产生一定预倾角，得到液晶显示元件。
[0020] 本发明第二发明提供的液晶显示元件，由于采用了所述液晶垂直取向剂，使得液 晶分子在垂直方向的排列较一致且具有长期稳定性，进而使得液晶显示元件的响应速度 快、显示出良好的电性质、透过率和对比度，图像显示性能优异。
[0021] 第三方面，本发明提供了一种液晶显示元件的制备方法，包括以下步骤：
[0022] (1)将液晶垂直取向剂加到含有光聚合单体的液晶中，得到液晶介质，中，所述液 晶垂直取向剂的分子式用R2Si-（OR1)3表示，R-Si(CH3) 3、H原子或碳原子数为1-5的 烷基，私为下述式（E)的结构：
[0023] -B1-B2-B3-B4-C(E),
[0024]式（E)中，B1S单键、-CH2_或-(CH2)2_，B2S-0-、-C00-*、-0C0-* 或-NHC0-*，其 中，B2中带的连接在B3-侧，B3S亚苯基、碳原子数为2-6的亚烷基、含有碳碳双键或 碳碳三键的碳原子数为3-8的亚烷基，B4S - (CO)NH-*、-C00-*或-0C0-*，其中，B4中 带的连接在C一侧，C为碳原子数为1-10的直链烷基；
[0025] (2)将上述液晶介质加入到相向设置的具有导电膜的两个基板之间，得到液晶显 示元件前体，其中，所述基板表面不含有液晶取向膜；
[0026] (3)在施加电压的状态下，对上述液晶显示元件前体进行照射紫外光，得到液晶显 示元件。
[0027] 本发明实施方式中，步骤（2)中，所述液晶介质以液晶滴下（ODF)工艺注入到具有 导电膜的基板之间。
[0028] 本发明实施例第三方面提供的液晶显示元件的制备方法，所述制备工艺简单、可 操作性强，取代了现有液晶显示元件（如TFT-LCD)中聚酰亚胺（PI)等取向膜的制备，可以 大大简化液晶显示元件的制备流程，降低了其生产成本，提高了液晶显示元件的显示性能。
【附图说明】
[0029] 图1是本发明实施例方式中液晶垂直取向剂的结构示意图；
[0030] 图2是本发明实施例一所述液晶显示元件的制备过程示意图，其中，1为CF基板， 在其表面为整面的ITO电极3,另一侧的基板2为TFT基板，在其表面为一定图案的ITO电 极，4为液晶，5为光聚合单体，6为液晶垂直取向剂，51为光聚合单体形成的聚合物，41为形 成的带预倾角度的液晶。
【具体实施方式】
[0031] 下面结合附图及实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显 然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实 施例，本领域普通技术人员在没有做