CN108254974B - 一种基板表面处理方法、基板及液晶显示面板 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基板表面处理方法、基板及液晶显示面板，该方法包括：提供一基板；提供包含磷酸基团的化合物的第一溶液，其中，该包含磷酸基团的化合物的第一官能团为包含羟基、胺基、羧基中至少一种的刚性分子基团；将基板浸置于第一溶液中，以对基板进行表面处理，使得基板表面形成包含有该第一官能团的分子膜层。通过上述方式，本发明能够提高自取向液晶与基板表面的配向均匀度，改善液晶配向。
Description
技术领域
本发明涉及显示器制造技术领域，特别是涉及一种基板表面处理方法、基板及液晶显示面板。
背景技术
现有液晶显示器中，自取向液晶通常是利用羟基硅烷等小分子材料添加剂与基板表面形成氢键，以实现液晶定向排列，然而实际生产过程中经过刻蚀高温处理后的基板表面具有不同的表面粗糙度、表面羟基分散不均等情况，导致自取向液晶与基板表面配向力较弱，液晶配向不良。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种基板表面处理方法、基板及液晶显示面板，能够提高自取向液晶与基板表面的配向均匀度。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种基板表面处理方法，包括：提供一基板；提供包含磷酸基团的化合物的第一溶液，其中，该包含磷酸基团的化合物的第一官能团为包含羟基、胺基、羧基中至少一种的刚性分子基团；将基板浸置于第一溶液中，以对基板进行表面处理，使得基板表面形成包含有该第一官能团的分子膜层。
为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种基板，包括：透明基板和形成于透明基板表面的包含有第一官能团的分子膜层；其中，该分子膜层是通过如上所述的基板表面处理方法制备得到的。
为解决上述技术问题，本发明采用的又一个技术方案是：提供一种液晶显示面板，包括：阵列基板、彩膜基板和设置于阵列基板和彩膜基板之间的液晶层；其中，该阵列基板和/或该彩膜基板是如上所述的基板，所述液晶层是自取向液晶。
本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明的部分实施例中，将基板浸置于包含磷酸基团的化合物的第一溶液中，以对基板进行表面处理，使得基板表面形成包含有该第一官能团的分子膜层，其中，该包含磷酸基团的化合物的第一官能团为包含羟基、胺基、羧基中至少一种的刚性分子基团。通过上述方式，本发明利用第一溶液中的包含磷酸基团的化合物与基板表面具有的强结合性，使得基板表面形成包含有该羟基、胺基、羧基中至少一种的刚性分子基团的均匀分子膜层，以使得该均匀分子膜层中的羟基、胺基、羧基中至少一种可以与自取向液晶中的添加物反应形成氢键，最终可以提高自取向液晶与基板表面的配向均匀度，改善液晶配向。
附图说明
图1是本发明基板表面处理方法第一实施例的流程示意图；
图2是本发明包含磷酸基团的化合物的结构示意图；
图3是本发明基板表面处理方法的处理流程场景示意图；
图4是本发明表面处理前的基板和表面处理后的基板的示意图；
图5是本发明基板表面处理方法第二实施例的流程示意图；
图6是本发明基板一实施例的结构示意图；
图7是本发明液晶显示面板一实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，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出创造性劳动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。
如图1所示，本发明基板表面处理方法第一实施例包括：
S11：提供一基板；
其中，该基板可以是阵列基板，也可以是彩膜基板。该基板是氧化物基板，例如金属氧化物基板(如ITO基板)或SiO基板(如玻璃基板)等。
S12：提供包含磷酸基团的化合物的第一溶液；
其中，该包含磷酸基团的化合物的第一官能团为包含羟基、胺基、羧基中至少一种的刚性分子基团。
可选地，该第一溶液可以通过将该包含磷酸基团的化合物溶解于有机溶剂中制备得到。该第一溶液的浓度也可以根据基板尺寸等实际情况而定，此处不做具体
具体地，在一个应用例中，将包含磷酸基团的化合物溶于第二有机溶剂当中，可以得到浓度为0.01～5mol/L的第一溶液。其中，由于磷酸容易溶解于乙醇，该第二有机溶剂可以是乙醇溶液，例如无水乙醇溶液。当然，该第二有机溶剂也可以是其他类型可以溶解该包含磷酸基团的化合物的溶剂，此处不做具体限定。
S13：将基板浸置于第一溶液中，以对基板进行表面处理，使得基板表面形成包含有第一官能团的分子膜层。
本实施例中，将基板浸置于第一溶液中的时间为0.5～6小时，以对基板表面进行充分处理，使得基板表面形成包含有第一官能团的均匀分子膜层。当然，在其他实施例中，该基板浸置于第一溶液中的时间也可以根据基板的材质、尺寸、第一溶液的浓度等实际情况而定，此处不做具体限定。
具体地，结合图2至图4所示，该包含磷酸基团的化合物包括磷酸基团作为主体基团，并且该磷酸基团中的磷分子连有与液晶反应性的第一官能团，该包含磷酸基团的化合物的分子式为：H2PO3～R，其中，该第一官能团R-为包含羟基、羧基、胺基中至少一种主要功能基的刚性分子基团。该包含有磷酸基团的化合物与氧化物基板(如ITO、SiO等)的表面具有强结合性，例如磷酸基团可以与基板表面的羟基和/或氧分子反应生成氢键，从而在基板表面形成均匀的单层分子膜，例如相当于在基板表面形成一层均匀分散的包含羟基的刚性分子基团，从而利于液晶的均匀性分散和取向。另外，该第一官能团还可以包含多个羟基、多个羧基或多个磷酸基，例如图2(b)中包含两个羟基，从而可以增强与液晶添加物形成的作用力，进一步改善配向效果。
在一个应用例中，如图3和图4所示，以ITO基板为例，采用包含如图2(a)的化合物的第一溶液对ITO基板表面进行处理时，该ITO基板处理前，基板表面存在不均匀分布的羟基，以及氧分子，如图2(a)的化合物中磷酸基团中的羟基可以与基板表面的羟基和氧分子反应，最终在如图4中处理后的ITO基板表面形成的包含有第一官能团的均匀分子膜层。
该第一官能团中功能基是通过刚性分子基团(如图2(a)中的含氟苯环)与磷分子相连，刚性分子基团的使用可以使得功能基不与基板表面反应，在对基板进行表面处理后仍旧沿着基板表面排列(如图3所示处理后的ITO基板表面形成的分子膜层)，从而形成均匀的分子膜层。在液晶配向制程过程中，该基板表面包含有第一官能团的分子膜层可以与自取向液晶添加剂中的羟基类基团反应生成氢键，从而使液晶可以在不使用配向膜的情况下在基板表面实现定向排列，改善液晶配向。
在其他实施例中，该第一官能团也可以包括其他类型的容易与自取向液晶添加剂反应生成氢键的基团，此处不做具体限定。
本实施例中，经过表面处理后的基板表面会残留第一溶液，而该第一溶液不容易挥发，则在其他实施例中，可以采用有机溶剂将残留的第一溶液去除，避免该第一溶液对后续制程的影响。
具体如图5所示，本发明基板表面处理方法第二实施例是在本发明基板表面处理方法第一实施例的基础上，步骤S13之后，进一步包括：
S14：将经过表面处理的基板浸置于第一有机溶剂中，以清除基板表面的第一溶液；
其中，该第一有机溶剂是乙醇溶液(例如无水乙醇溶液)。该经过表面处理的基板浸置于第一有机溶剂中的时间可以根据第一有机溶剂的类型和浓度等情况而定，此处不做具体限定。
具体地，由于磷酸易于溶解在乙醇中，并且无水乙醇易挥发，不会额外的残存在基板上，不会对后续造成影响，因此，结合图3所示，将经过表面处理的基板浸置于无水乙醇溶液中，采用无水乙醇溶液可以清除基板表面残留的第一溶液，以避免该第一溶液对后续制程的影响。当然，在其他实施例中，该第一有机溶剂也可以是其他可以清除该第一溶液的溶剂，此处不做具体限定。
可选地，步骤S14之后，还可以包括：
S15：对基板进行干燥处理，以获得处理后的基板。
其中，干燥处理可以采用热风箱、干燥炉等进行高温干燥。干燥时间和干燥温度可以根据实际需求而定，此处不做具体限定。
具体地，在一个应用例中，结合图3所示，在清除基板表面的第一溶液后，可以将该基板放置干燥炉中，在100～200摄氏度下干燥处理5分钟～1小时，以获得处理后的基板。干燥处理后的基板表面的第一有机溶剂被清除，该基板表面的分子膜层与基板结合更牢固，更有利于后续的液晶配向制程的进行。
如图6所述，本发明基板一实施例60包括：透明基板601和形成于透明基板601表面的包含有第一官能团的分子膜层602。
其中，该透明基板601可以是阵列基板，也可以是彩膜基板。该透明基板601是氧化物基板，例如金属氧化物基板(如ITO基板)或SiO基板(如玻璃基板)等。
该分子膜层602的制备方法可以参考本发明基板表面处理方法第一或第二实施例所提供的方法，此处不再重复。
本实施例中，形成于该透明基板表面包含有第一官能团的分子膜层可以与自取向液晶添加剂中的羟基类基团反应生成氢键，从而使液晶可以在不使用配向膜的情况下在基板表面实现定向排列，改善液晶配向，且由于该分子膜层中第一官能团分布均匀，从而有利于自取向液晶均匀分散和取向。
如图7所示，本发明液晶显示面板70一实施例包括：阵列基板701、彩膜基板702和设置于阵列基板701和彩膜基板702之间的液晶层703。
其中，该液晶层703是自取向液晶，该阵列基板701和/或该彩膜基板702可以采用本发明基板一实施例的结构，此处不再重复。
具体地，该阵列基板701和彩膜基板702中至少一个基板表面形成有包含有第一官能团的分子膜层(如图7中阵列基板701表面形成的分子膜层7011)，该自取向液晶中包含有添加剂，该自取向液晶注入该阵列基板701和彩膜基板702之间后，该添加剂中的羟基等基团可以与该阵列基板701和/或该彩膜基板702表面的分子膜层反应生成氢键，从而使液晶可以在不使用配向膜的情况下在阵列基板701和/或该彩膜基板702表面实现定向排列，且由于该分子膜层中第一官能团分布均匀，从而有利于自取向液晶均匀分散和取向。
以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种基板表面处理方法，其特征在于，包括：
提供一基板；
提供包含磷酸基团的化合物的第一溶液，其中，所述包含磷酸基团的化合物的第一官能团为包含羟基、胺基、羧基中至少一种的刚性分子基团；
将所述基板浸置于所述第一溶液中，以对所述基板进行表面处理，其中，所述磷酸基团与所述基板表面的羟基反应生成氢键，使得所述基板表面形成包含有所述第一官能团的分子膜层，以使形成于所述基板表面包含有所述第一官能团的分子膜层与自取向液晶添加剂中的羟基类基团反应生成氢键。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述基板浸置于所述第一溶液中，以对所述基板进行表面处理，使得所述基板表面形成包含有所述官能团的分子膜层之后，还包括：
将经过所述表面处理的所述基板浸置于第一有机溶剂中，以清除所述基板表面的所述第一溶液。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述将经过所述表面处理的所述基板浸置于第一有机溶剂中，以清除所述基板表面的所述第一溶液之后，进一步包括：
对所述基板进行干燥处理，以获得处理后的所述基板。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述对所述基板进行干燥处理，以获得处理后的所述基板包括：
将所述基板放置于干燥炉中，在100～200摄氏度下干燥处理5分钟～1小时，以获得处理后的所述基板。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一有机溶剂是无水乙醇溶液。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述提供包含磷酸基团的化合物的第一溶液，包括：
将所述包含磷酸基团的化合物溶于第二有机溶剂当中，得到浓度为0.01～5mol/L的所述第一溶液。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述基板浸置于所述第一溶液中，以对所述基板进行表面处理，使得所述基板表面形成包含有所述第一官能团的分子膜层包括：
将所述基板浸置于所述第一溶液中0.5～6小时，以对所述基板进行表面处理，使得所述基板表面形成包含有所述第一官能团的分子膜层。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基板是氧化物基板。
9.一种基板，其特征在于，包括：
透明基板和形成于所述透明基板表面的包含有第一官能团的分子膜层；
其中，所述分子膜层是通过如权利要求1-8任一项所述的基板表面处理方法制备得到的。
10.一种液晶显示面板，其特征在于，包括：阵列基板、彩膜基板和设置于所述阵列基板和所述彩膜基板之间的液晶层；
其中，所述阵列基板和/或所述彩膜基板是如权利要求9所述的基板，所述液晶层是自取向液晶。
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