一种功能化取向层及其应用、液晶显示器件及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种功能化取向层及其应用、液晶显示器件及其制备方法，该功能化取向层的制备原料包括制备原料包括取向层材料和功能性材料，其中，功能性材料含有活性反应基团，活性反应基团选自酯基、醚基、烃基、环氧基、氨基、羟基、醛基、酮基、炔基、羧基、卤素基团中的任一种。以上功能化取向层中通过功能性材料的添加，可为取向层提供易于反应的活性官能团，在使用时可通过反应键合的方式提高界面强度，且不会破坏取向层原有的取向效果。不会破坏取向层原有的取向效果。不会破坏取向层原有的取向效果。

【技术实现步骤摘要】
一种功能化取向层及其应用、液晶显示器件及其制备方法


[0001]本专利技术涉及液晶材料
，尤其是涉及一种功能化取向层及其应用、液晶显示器件及其制备方法。

技术介绍

[0002]液晶作为一种软物质材料，广泛地应用在液晶显示、智能玻璃、软体机器人、光学通信及增强现实等领域。在微观层面上，液晶分子通过自组装具有一定的取向方向，但液晶分子的宏观取向也极其重要，利用取向层可以控制液晶分子的各向异性。一般来说，通过物理或化学方法可以在基板表面覆盖一层取向层，取向层诱导液晶分子定向排列。但是目前的取向层表面通常仅具有取向功能，无法增强基板界面的特性，液晶显示器件中基板与液晶盒内液晶混合体系的界面强度较弱。

技术实现思路

[0003]本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提出一种功能化取向层及其应用、液晶显示器件及其制备方法。
[0004]本专利技术的第一方面，提出了一种功能化取向层，其制备原料包括取向层材料和功能性材料，所述功能性材料含有活性反应基团，所述活性反应基团选自酯基、醚基、烃基、环氧基、氨基、羟基、醛基、酮基、炔基、羧基、卤素基团中的任一种。
[0005]根据本专利技术实施例的功能化取向层，至少具有以下有益效果：该功能化取向层的制备原料包括取向层材料和含有特定活性反应基团的功能性材料；其中，通过功能性材料的添加，可为取向层提供易于反应的活性官能团，在使用时可通过反应键合的方式提高界面强度，且不会破坏取向层原有的取向效果。
[0006]在本专利技术的一些实施方式中，所述功能性材料选自两亲分子和/或硅烷，所述两亲分子和所述硅烷含有所述活性反应基团；
[0007]优选地，所述硅烷的结构式为：其中，X1、X2、X3各自独立地选自卤素原子(如氟、氯、溴、碘)、烷氧基、羟基、烷基中的任一种，且X1、X2、X3至少有一个为卤素原子或烷氧基；R1为C1
‑
C30烷基中的任一种；Z为所述活性反应基团。
[0008]在本专利技术的一些实施方式中，所述取向层材料选自硅烷类取向材料,和/或含长链烷基的两亲分子。
[0009]在本专利技术的一些实施方式中，所述硅烷类取向材料选自以下结构物质中的至少一种：其中，X1、X2、X3各自独立地选自卤素原子(如氟、氯、溴、碘)、烷氧基、羟基、烷基中的任一种，且X1、X2、X3至少有一个为卤素原子或烷氧基；R2为C1
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C30烷基中的任一种；Y为一价阴离子，优选为氟、氯、溴中的任一种。其中，以上
具有结构的取向层材料可提供平行取向，另两类结构的取向层材料则可提供垂直取向。
[0010]以上功能化取向层可采用包括取向层材料和功能性材料的混合材料通过溶液浸泡法和/或气相沉积法在基板上进行制备；或者，在进一步制备液晶器件等应用器件过程中，将取向层材料和功能性材料与包括主体液晶的液晶混合材料混合填充于液晶盒中，而后通过加热处理使取向层材料和功能性材料组装到液晶盒的上下基板上，以形成功能化取向层。
[0011]本专利技术的第二方面，提出了一种本专利技术第一方面所提出的任一种功能化取向层的在制备液晶显示器件、动态光学器件、智能窗、智能涂层中应用。
[0012]本专利技术的第三方面，提出了一种液晶显示器件，包括第一方面所提出的任一种功能化取向层。
[0013]在本专利技术的一些实施方式中，还包括：相对设置的第一基板和第二基板，所述第一基板和所述第二基板的相对表面上均设有所述功能化取向层，所述第一基板与所述第二基板之间封装形成调节区，所述调节区内填充有液晶混合物，所述液晶混合物包括主体液晶和聚合物网络，所述聚合物网络与所述功能化取向层键合连接。其中，聚合物网络具体可与功能化取向层表面功能化材料中的活性反应基团键合连接；功能性材料的选择可根据聚合物网络的配制而定，而聚合物网络一般由光引发剂在紫外光的作用下引发可聚合单体聚合形成，功能性材料可参与可聚合单体的聚合过程，可聚合单体所形成的聚合网络可通功能性材料上的活性反应基团与功能性材料键合，以实现与取向层的界面连接，为调节聚合物网络和界面的粘附力提供选择，提高基板与液晶混合物之间的界面强度。
[0014]以上液晶显示器件通过在第一基板和第二基板的相对表面上设置以上功能化取向层，该功能化取向层被配置可以与调节区内液晶混合物中的聚合物网络键合连接，从而可提高第一基板和第二基板与液晶混合物之间的界面强度，同时该功能化取向层不会破坏取向层原有的取向效果。
[0015]另外，液晶混合物中，主体液晶可选自正性液晶、负性液晶中的至少一种。第一基板和第二基板可选用玻璃基板、ITO玻璃基板、金属基板、PET基板、PET
‑
ITO复合基板、聚合物基板(包括聚合物导电基板)中的至少一种。
[0016]本专利技术的第四方面，提出了本专利技术第三方面所提出的任一种液晶显示器件的制备方法，包括以下步骤：
[0017]S1、准备第一基板和第二基板；而后取包括取向层材料和功能性材料的混合材料在第一基板和所述第二基板上制备功能化取向层；具体可采用以上混合材料通过溶液浸泡法和/或气相沉积法在第一基板和第二基板上制备功能化取向层；其中，功能化取向层中的功能性材料用以与液晶盒内所形成的聚合物网络键合连接；
[0018]S2、将所述第一基板和所述第二基板上设有所述功能化取向层的表面相对设置，制备液晶盒；
[0019]S3、取包括主体液晶、可聚合单体和光引发剂的液晶混合材料填充于所述液晶盒内，而后进行紫外光照射，以使所述光引发剂在所述紫外光的作用下引发所述可聚合单体聚合形成聚合物网络，同时聚合物网络与所述功能化取向层的表面的功能性材料键合连
接。
[0020]根据本专利技术以上实施例的液晶显示器件的制备方法，至少具有以下有益效果：该制备方法通过采用包括取向层材料和功能性材料的混合材料在第一基板和第二基板上制备功能化取向层，其中功能化取向层上具有功能性材料，其可与液晶盒内的聚合物网络键合连接，可提高第一基板和第二基板与液晶盒内液晶混合物之间的界面强度，同时其不会破会取向层中取向层材料的取向效果。
[0021]步骤S3中，液晶混合材料可配置为包括90～99wt％主体液晶、1～10wt％可聚合单体和0.1～1wt％光引发剂。可聚合单体可选用可聚合液晶单体(如丙烯酸酯类、甲基丙烯酸酯类、乙烯基醚类、环氧类、氧杂环丁烷类可聚合液晶单体)和/或非液晶性可聚合单体；光引发剂可选用自由基型光引发剂、阴离子型光引发剂、阳离子型光引发剂、配位化合物类光引发剂中的至少一种。紫外光照射可采用波长为280～405nm的紫外灯作为光源，紫外灯的光强度可为5～50mW/cm2，紫外光照射的时间可控制在5～30min。
[0022]本专利技术的第五方面，提出了本专利技术第三方面所提出的任一种液晶显示器件的制备方法，包括以下步骤：
[0023]S1、准备第一基板和第二基板，将所述第一基板和所述第二基板相对设置制备液晶盒；
[0024]S2、取包括主体液晶、可聚合单体、光本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种功能化取向层，其特征在于，其制备原料包括取向层材料和功能性材料，所述功能性材料含有活性反应基团，所述活性反应基团选自酯基、醚基、烃基、环氧基、氨基、羟基、醛基、酮基、炔基、羧基、卤素基团中的任一种。2.根据权利要求1所述的功能化取向层，其特征在于，所述功能性材料选自两亲分子和/或硅烷，所述两亲分子和所述硅烷含有所述活性反应基团；优选地，所述硅烷的结构式为：其中，X1、X2、X3各自独立地选自卤素原子、烷氧基、羟基、烷基中的任一种，且X1、X2、X3至少有一个为卤素原子或烷氧基；R1为C1
‑
C30烷基中的任一种；Z为所述活性反应基团。3.根据权利要求1所述的功能化取向层，其特征在于，所述取向层材料选自硅烷类取向材料,和/或含长链烷基的两亲分子。4.根据权利要求3所述的功能化取向层，其特征在于，所述硅烷类取向材料选自以下结构物质中的至少一种：其中，X1、X2、X3各自独立地选自卤素原子、烷氧基、羟基、烷基中的任一种，且X1、X2、X3至少有一个为卤素原子或烷氧基；R2为C1
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C30烷基中的任一种；Y为一价阴离子，优选为氟、氯、溴中的任一种。5.权利要求1至4中任一项所述功能化取向层在制备液晶显示器件、动态光学器件、智能窗、智能涂层中应用。6.一种液晶显示器件，其特征在于，包括权利要求1至4中任一项所述的功能化取向层。7.根据权利要求6所述的液晶显示器件，其特征在于，还包括：相对设置的第一基板和第二基板，所述第一基板和所述第二基板的相对表面上均设有所述功能化取向层，所述第一基板与所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵威，张洋，谷敏昭，李雨，张振，周国富，
申请(专利权)人：深圳市国华光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：