CN102749750B - 一种柔性透明液晶显示器及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种柔性透明液晶显示器及其制备方法，涉及液晶显示器制造领域。能够提高制备柔性透明液晶显示器的工艺效率。柔性透明液晶显示器包括：设置有公共电极层的第一柔性基板；设置有像素电极和薄膜场效应晶体管阵列的第二柔性基板；所述第一柔性基板和所述第二柔性基板之间形成有至少一层双稳态高分子分散液晶层。本发明实施例用于制备柔性透明液晶显示器。

Description

一种柔性透明液晶显示器及其制备方法

技术领域

本发明涉及液晶显示器制造领域，尤其涉及一种柔性透明液晶显示器及其制备方法。

背景技术

近年来随着科学技术的不断进步，LCD(Liquid Crystal Display液晶显示)技术的不断完善，它以能耗低、易于平板化、环保等优势，占据显示领域非常重要的地位。随着各行业对液晶显示器的需求量增加，需求多样化，液晶显示器件被广泛的应用于从小型信息终端至透射型大型投影设备的广大领域。近年来，在透明显示器的基础上又提出了使用柔性基板形成透明且柔软的液晶显示器，这种液晶显示器重量轻、厚度薄、耐冲击性优良，而且由于这种液晶显示器具有柔软且透明的特性，可以安装在需要透明显示的非平面物体的表面上，如可安装在车辆挡风玻璃和或透明广告屏幕上等，透明且柔软的液晶显示器的柔性大幅的提高了透明显示器的适用范围。

但是柔性的透明液晶显示器的制备技术尚不完善，一方面柔性的基板制备技术存在瓶颈，如制备柔性基板的工艺效率较低，另一方面，在使用柔性基板制造透明液晶显示器时，光线的透过率较低，图像对比度不高，使得柔软且透明的液晶显示器在显示图像时，没有传统的透明液晶显示器优越，因此虽然柔软且透明显示器适用范围较广，需求较大，却在制造工艺上存在一定的瓶颈，无法满足用户的需求。

发明内容

本发明提供一种柔性透明液晶显示器及其制备方法，能够提高制备液晶显示器的工艺效率。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一方面，提供一种柔性透明液晶显示器，包括：

设置有公共电极层的第一柔性基板；

设置有像素电极和薄膜场效应晶体管阵列的第二柔性基板；

所述第一柔性基板和所述第二柔性基板之间形成有至少一层双稳态高分子分散液晶层。

另一方面，提供一种柔性透明液晶显示器的制备方法，包括步骤：

S1、在第一柔性基板上形成公共电极层；

S2、对形成有公共电极层所述第一柔性基板进行表面处理；

S3、在第一基板与所述第一柔性基板的所述公共电极层之间形成至少一层双稳态高分子分散液晶层；

S4、剥离所述第一基板；

S5、对制备有所述双稳态高分子分散液晶层的所述第一柔性基板与设置有像素电极和对应薄膜场效应晶体管阵列的第二柔性基板成盒。

本发明实施例提供的柔性透明液晶显示器及其制备方法，柔性透明液晶显示器中设置有公共电极层的第一柔性基板和设置有像素电极和对应薄膜场效应晶体管阵列的第二柔性基板之间形成有至少一层双稳态高分子分散液晶层。由于采用了双稳态高分子分散液晶层代替彩膜基板，提高了柔性透明液晶显示器的光透过率，在柔性基板之间形成双稳态高分子分散液晶层制造的液晶显示器既可以保持透明又可以保证柔软程度。由于不再需要制备彩膜基板，而使得柔性透明液晶显示器的工艺步骤简单，从而提高制造柔性透明液晶显示器的工艺效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的柔性透明液晶显示器结构示意图；

图2为本发明另一实施例提供的柔性透明液晶显示器结构示意图；

图3为本发明又一实施例提供的柔性透明液晶显示器结构示意图；

图4为本发明实施例提供的柔性透明液晶显示器的制备方法流程示意图。

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。

本发明实施例提供的柔性透明液晶显示器10，如图1所示，包括：

设置有公共电极层102的第一柔性基板101。其中，公共电极层102可以为氧化铟锡ITO层。

设置有像素电极103和对应薄膜场效应晶体管阵列104的第二柔性基板105。

第一柔性基板101和第二柔性基板105之间形成有至少一层双稳态PDLC(Polymer Dispersed Liquid Crystal，高分子分散液晶)层106。

需要说明的是，其中，在设置有公共电极层102的第一柔性基板102表面进行了表面处理，如表面硅烷化，以提高的第一柔性基板101与PDLC层106的结合力。

示例性的，双稳态PDLC层106可以由近晶相液晶、可聚合单体、离子和二向色性染料制备得到，其中二向色性染料可以为红染料、绿色染料和蓝色染料等，这样一来，双稳态PDLC层106可以代替彩膜基板提供三基色，柔性透明液晶显示器10中不用再设置彩膜基板，从而提高了透光率。

进一步的，第一柔性基板101和第二柔性基板105成盒的盒厚可以由玻璃微珠控制为10微米到50微米，制备的双稳态PDLC层106厚度为5微米到45微米。

进一步的，柔性透明液晶显示器10，如图2所示，还包括：

背光源107，设置于第二柔性基板105上，远离双稳态PDLC层106一侧。

进一步的，柔性透明液晶显示器10，如图3所示，第一柔性基板101和第二柔性基板105之间形成有三层双稳态高分子分散液晶层106。

需要说明的是，双稳态PDLC层106由近晶相液晶、可聚合单体、离子和三种不同的二向色性染料制备，如第一层双稳态PDLC层106由近晶相液晶、可聚合单体、离子和红色染料制备得到；第二层双稳态PDLC层106由近晶相液晶、可聚合单体、离子和绿色染料制备得到；第三层双稳态PDLC层106由近晶相液晶、可聚合单体、离子和蓝色染料制备得到；又如，第一层双稳态PDLC层106由近晶相液晶、可聚合单体、离子和绿色染料制备得到；第二层双稳态PDLC层106由近晶相液晶、可聚合单体、离子和蓝色染料制备得到；第三层双稳态PDLC层106由近晶相液晶、可聚合单体、离子和红色染料制备得到；再如，第一层双稳态PDLC层106由近晶相液晶、可聚合单体、离子和红色染料制备得到；第二层双稳态PDLC层106由近晶相液晶、可聚合单体、离子和蓝色染料制备得到；第三层双稳态PDLC层106由近晶相液晶、可聚合单体、离子和绿色染料制备得到。依此类推，三种颜色的二向色性染料在三层双稳态PDLC层106中的排布还可以有其他方式，此处仅是举例说明，二向色性染料的其他排布方法制备的柔性透明液晶显示器10均在保护范围之内。

值得指出的是，图3仅以柔性透明液晶显示器10不设置有背光源为例进行说明，柔性透明液晶显示器10也可以设置有背光源，不以图3所示未设置背光源的结构为限定，设置有背光源的柔性透明液晶显示器10也在保护范围之内。

本发明实施例提供的柔性透明液晶显示器10，柔性透明液晶显示器10中设置有公共电极层102的第一柔性基板101和设置有像素电极103和薄膜场效应晶体管阵列104的第二柔性基板105之间形成有至少一层双稳态PDLC层106。由于采用了双稳态PDLC层106代替彩膜基板，提高了柔性透明液晶显示器10的光透过率，在柔性基板之间形成双稳态PDLC层106制造的液晶显示器既可以保持透明又可以保证柔软程度。由于不再需要制备彩膜基板，而使得柔性透明液晶显示器10的工艺步骤简单，从而提高制造柔性透明液晶显示器的工艺效率。

本发明实施例提供的柔性透明液晶显示器的制备方法，如图4所示，包括：

S1、在第一柔性基板上形成公共电极层。

示例性的，在第一柔性基板上形成ITO氧化铟锡层。

S2、对形成有公共电极层第一柔性基板进行表面处理。

示例性的，对形成有公共电极层第一柔性基板进行表面硅烷化处理，表面硅烷化处理用于提高双稳态PDLC层与第一柔性基板的结合力。

需要说明的是，预先对第一柔性基板进行表面硅烷化处理，如可以用可聚合的硅烷偶联剂对ITO薄膜进行表面预处理来增强聚合物网络和ITO薄膜之间的界面结合力。硅烷偶联剂的偶联过程是通过下述步骤反应实现的，即：硅烷偶联剂中的Si-X硅基水解，生成Si-OH氢氧化硅；在Si-OH之间进行脱水缩合，生成含Si-OH的低聚硅氧烷；再使得低聚硅氧烷中的Si-OH与第一柔性基板表面的-OH形成氢键；最后通过加热，低聚硅氧烷中的Si-OH和第一柔性基板表面的-OH之间发生脱水缩合反应，使硅烷偶联剂与第一柔性基板表面形成共价键连接，进而完成第一柔性基板表面硅烷化的处理。

S3、在第一基板与第一柔性基板的公共电极层之间形成至少一层双稳态PDLC层。

值得指出的是，可以使用近晶相液晶、离子、可聚合单体与二向色性染料来制备双稳态PDLC层。需要说明的是，双稳态PDLC层的光学特性很大程度上依赖于近晶相液晶分子的有效折射率，以及高分子基体的匹配程度。也就是说，通过选择不同的可聚合单体，如丙烯酸酯类或环氧树脂类可聚合单体和近晶相液晶，如近晶A相液晶，可以调节PDLC层膜的有效折射率。在添加有二向色性染料的彩色PDLC层，根据液晶显示器对光线有效折射率的需求，如，液晶显示器需要的光线有效折射率为1.5，那么可以采用具有合适有效折射率的近晶相液晶和聚合单体，得到这个有效折射率。如，采用掺杂离子的近晶A相液晶和丙烯酸类可聚合单体，可以得到折射率约为1.5的PDLC层。其中，掺杂离子的近晶A相液晶对非寻常光的折射率为约1.7，而对寻常光的折射率约为1.5，需要说明的是，寻常光是指光在单轴晶体中传播发生双折射现象时，两束折射光中的一束恒遵守折射定律的折射光；丙烯酸类可聚合单体折射率约为1.5。

进一步的，由于近晶相液晶的折射率不同，需要选择相应折射率的聚合单体以达到有效折射率。一般情况下，近晶相液晶对非寻常光的折射率范围为1.5～1.7，对寻常光折射率范围为1.4～1.6，可以在对寻常光折射率范围为1.4～1.6的范围内选择丙烯酸酯类或环氧树脂类可聚合单体，丙烯酸酯类或环氧树脂类可聚合单体的折射率范围为1.4～1.6，以达到液晶显示器所需的有效折射率。

需要说明的是，在施加低频率电压时，双稳态PDLC层中近晶相液晶分子形成无序焦锥结构，因此入射光在近晶相液晶与高分子的界面发生反射和折射，呈现散射态显示颜色，而且撤去低频率电压后近晶相液晶分子依然保持散射态显示颜色。而在施加高频率电压时候，近晶相液晶分子会按照电场的方向排列，入射光不发生折射和反射，入射光透射可以透过液晶层，从而使显示器显示透明态，同样的，撤去高频率电压以后，近晶相液晶分子也可保持该透明态。由于双稳态PDLC层的这种去掉电压后依然保持去点电压前的状态的特性，使得使用双稳态PDLC层可以降低液晶显示器的耗能。

示例性的，在第一基板与第一柔性基板的公共电极层之间形成三层双稳态PDLC层，其中，制备双稳态PDLC层的二向色性染料分别为红色染料、绿色染料和蓝色染料。

S4、剥离第一基板。

需要说明的是，第一基板是没有进行表面处理的，如没有进行表面硅烷化处理，那么双稳态PDLC层与第一基板贴合的界面结合力非常弱，而第一柔性基板进行了表面硅烷化处理，与双稳态PDLC层贴合的界面结合力较强，所以可以将第一基板从双稳态PDLC层上撕下，而不会对第一双稳态PDLC层和第一柔性基板的贴合造成影响。

S5、对制备有双稳态PDLC层的第一柔性基板与设置有像素电极和对应薄膜场效应晶体管阵列的第二柔性基板成盒。

示例性的，将已经剥离了第一基板，且制备有PDLC层的第一柔性基板与设置有像素电极和对应薄膜场效应晶体管阵列的第二柔性基板成盒，可以使用玻璃微珠来控制盒厚，如玻璃微珠按照10微米到50微米控制盒厚成盒。

本发明实施例提供的柔性透明液晶显示器及其制备方法，柔性透明液晶显示器中设置有公共电极层的第一柔性基板和设置有像素电极和对应薄膜场效应晶体管阵列的第二柔性基板之间形成有至少一层双稳态高分子分散液晶层。由于采用了双稳态高分子分散液晶层代替彩膜基板，提高了柔性透明液晶显示器的光透过率，在柔性基板之间形成双稳态高分子分散液晶层制造的液晶显示器既可以保持透明又可以保证柔软程度。由于不再需要制备彩膜基板，而使得柔性透明液晶显示器的工艺步骤简单，从而提高制造柔性透明液晶显示器的工艺效率。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种柔性透明液晶显示器，其特征在于，包括：

设置有公共电极层的第一柔性基板；

设置有像素电极和薄膜场效应晶体管阵列的第二柔性基板；

所述第一柔性基板和所述第二柔性基板之间形成有三层双稳态高分子分散液晶层，所述双稳态高分子分散液晶层由近晶相液晶、可聚合单体、离子和二向色性染料组成，所述三层双稳态高分子分散液晶层中的二向色性染料颜色分别为红色、绿色和蓝色。

2.根据权利要求1所述的柔性透明液晶显示器，其特征在于，所述柔性透明液晶显示器还包括背光源。

3.一种柔性透明液晶显示器的制备方法，其特征在于，包括步骤：

S1、在第一柔性基板上形成公共电极层；

S2、对形成有公共电极层所述第一柔性基板进行表面处理；

S3、在第一基板与所述第一柔性基板的所述公共电极层之间形成三层双稳态高分子分散液晶层；

S4、剥离所述第一基板；

S5、对制备有所述双稳态高分子分散液晶层的所述第一柔性基板与设置有像素电极和对应薄膜场效应晶体管阵列的第二柔性基板成盒；

其中，所述双稳态高分子分散液晶层由近晶相液晶、可聚合单体、离子和二向色性染料组成，三层所述双稳态高分子分散液晶层中的所述二向色性染料颜色分别为红色、绿色和蓝色。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤S2中所述表面处理具体为表面硅烷化，用于提高所述双稳态高分子分散液晶层与所述第一柔性基板的结合力。