CN102830527B - 液晶面板及其制造方法、液晶显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种液晶面板及其制造方法、液晶显示装置，涉及液晶显示技术领域，为改善液晶面板的光透过率和宽视角显示效果而发明。所述液晶面板包括对盒设置的两块基板，所述两块基板的相对的表面上均匀地形成有用于进行聚合反应的反应活性位点，所述两块基板之间形成有聚合物分散液晶层，所述聚合物分散液晶层中包含的一部分聚合物与所述反应活性位点结合。本发明可用于各种液晶显示设备中。

Description

液晶面板及其制造方法、液晶显示装置

技术领域

本发明涉及液晶显示技术领域，尤其涉及液晶面板及其制造方法、液晶显示装置。

背景技术

聚合物分散液晶(PDLC，polymer dispersed liquid crystal)膜是液晶(LC，liquid crystal)以微米量级的小微滴分散在有机固态聚合物基体内，形成的一种性能优异的液晶功能膜，在电场的作用下具有电控光开关特性。相对于传统显示器件来说，聚合物分散型液晶显示装置具有不需偏振片和取向层，制备工艺简单，更易于制成大面积柔性显示器等优点，目前已广泛应用在光学调制器、电控玻璃、光阀、投影显示、电子书等方面。

当PDLC两端不加电压时，分散在聚合物中的每一个小微滴的光轴按照能量最低原则择优取向，因此各个微滴的光轴呈无序取向状态。由于液晶是强的光学和介电各向异性的材料，其有效折射率不与聚合物基体的折射率匹配(相差较大)，入射PDLC的光线可被强烈散射而使PDLC呈不透明或半透明乳白态；当PDLC两端施加外电场时，液晶微滴光轴方向统一沿电场方向，液晶微滴的折射率与聚合物的折射率达到了一定程度的匹配，光线可透过基体而呈透明或半透明态。这样，PDLC即可通过是否被施加电压实现电控光开关。

目前，主要通过使聚合物和LC混合物的均相体系产生相分离从而在聚合物的连续相中形成分散的LC微滴来制造PDLC。图1为现有技术的PDLC紫外固化过程中的某一时刻的物料分布示意图，图2为图1所示的PDLC紫外固化后的液晶微滴的透光示意图。如图1和图2所示，常规的PDLC固化过程中，在基板71和72之间，聚合物8的无序聚合产生的聚合物的分子链对液晶微滴9的包裹作用很强，使液晶相与聚合物相分离困难，这样，PDLC固化后，容易导致液晶微滴9的大小以及分布不均匀，液晶微滴9取向各异而使其光轴相互匹配度低，从而使PDLC对光L的透过率差，同时宽视角条件下的光线也由于液晶微滴的光轴间匹配度太低而被严重散射。

通常可以采用向液晶和聚合物的混合物中加入表面活性剂等方法改善液晶相在聚合物中的分散性从而使所述混合物固化、相分离后形成宽视角以及高光透过率的PDLC。然而，表面活性剂一般为小分子结构，其与较大分子的液晶微滴以及聚合物也都存在着相容性的问题，因此其对分散性的改善效果并不理想。

发明内容

本发明的主要目的在于，提供一种液晶面板及其制造方法、液晶显示装置，能够使PDLC的液晶微滴更加均匀有序从而有效改善液晶面板的光透过率和宽视角显示效果。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一方面，本发明实施例提供了一种液晶面板，包括对盒设置的两块基板，所述两块基板的相对的表面上均匀地形成有用于进行聚合反应的反应活性位点，所述两块基板之间形成有聚合物分散液晶层，所述聚合物分散液晶层中包含的一部分聚合物与所述反应活性位点结合。

可选的，所述基板为有机玻璃，所述聚合物分散液晶层中包含的聚合物包括甲基丙烯酸酯类聚合物、丙烯酸酯类聚合物或者环氧树脂类聚合物。

具体的，所述反应活性位点为通过加工所述两块基板的相对的表面而形成的基板表面缺陷。

可选的，所述反应活性位点的尺寸范围为1微米至10微米。

另一方面，本发明还提供一种液晶面板的制造方法，包括：

分别在两块基板的表面均匀形成用于进行聚合反应的反应活性位点；

形成液晶盒，在所述液晶盒中，形成有所述反应活性位点的所述两块基板的表面相对，所述两块基板之间设有预聚物和液晶的混合物；

固化所述预聚物以在所述液晶盒中形成聚合物分散液晶层，所述聚合物分散液晶层中包含的一部分聚合物与所述反应活性位点结合。

具体的，分别在两块基板的表面均匀形成用于进行聚合反应的反应活性位点的步骤具体包括分别在两块基板的表面通过加工所述两块基板的表面均匀形成基板表面缺陷。

可选的，所述通过加工所述两块基板的表面均匀形成基板表面缺陷具体包括：通过热针头冲击所述两块基板的所述表面均匀形成基板表面缺陷，所述热针头的温度为200摄氏度至300摄氏度，优选的，所述热针头的温度为250摄氏度。

可选的，所述通过加工所述基板的表面均匀形成基板表面缺陷具体包括：通过紫外光或者红外光照射所述基板的所述表面均匀形成基板表面缺陷；或者通过化学腐蚀液腐蚀所述基板的所述表面均匀形成基板表面缺陷。

另一方面，本发明的实施例还提供一种液晶显示装置，包括本发明的实施例提供的液晶面板。

本发明实施例提供的液晶面板及其制造方法、液晶显示装置，在两块基板的相对的表面上均匀形成有用于进行聚合反应的反应活性位点，这样，聚合物的预聚体在进行聚合反应时，其形成的聚合物的分子链的一端能够与其中一块基板上的所述反应活性位点结合，使所述聚合物的分子链进行一定地舒展，并能够与对侧的基板上结合的聚合物的分子链相互交联或缠结成聚合物网络。这样，在聚合物的形成过程中，聚合物的分子链受到了拉伸作用，即聚合物网络的形成过程是有方向性的、有序的，因而所形成的聚合物网络结构也更加均匀，从而使限制在所述聚合物网络中的液晶微滴也更均匀有序，这样，当所述液晶面板两端加电压时，光在各个角度上的透射和散射都更均匀，较宽视角下的光强也相应增大了，从而有效改善了液晶面板的光透过率和宽视角显示效果。

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为现有技术的PDLC紫外固化过程中的某一时刻的物料分布示意图；

图2为图1所示的PDLC紫外固化后的液晶微滴的透光示意图；

图3为本发明的实施例提供的液晶面板的结构示意图；

图4为本发明的实施例提供的液晶面板与现有技术中的液晶面板的可视角度对比图；

图5为本发明的实施例提供的液晶面板的制造方法的流程图。

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。

应当明确，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。

如图3所示，本发明提供了一种液晶面板，包括对盒设置的两块基板1和2，所述两块基板1和2的相对的表面10和20上均匀地形成有用于进行聚合反应的反应活性位点3，两块基板1和2之间形成有聚合物分散液晶层6，该聚合物分散液晶层6包括聚合物4以及在聚合物4中分散的液晶微滴5，其中，聚合物分散液晶层6中包含的一部分聚合物4与反应活性位点3结合。

本发明实施例提供的液晶面板，在两块基板1和2的相对的表面10和20上均匀形成有用于进行聚合反应的反应活性位点3，这样，聚合物的预聚体在进行聚合反应时，所形成的聚合物4的分子链的一端能够与基板1上的所述反应活性位点3结合，使所述聚合物4的分子链进行一定地舒展，并能够与对侧的基板2上结合的聚合物4的分子链相互交联或缠结成聚合物4的网络。这样，在聚合物4的网络的形成过程中，聚合物4的分子链受到了拉伸作用，即聚合物的网络的形成过程是有方向性的、有序的，因而所形成的聚合物4的网络结构更加均匀，限制在聚合物4的网络中的液晶微滴5也更均匀有序，这样，当所述液晶面板两端加电压时，光在各个角度上的透射和散射都更均匀，较宽视角下的光强也增大了，从而有效改善了液晶面板的光透过率和宽视角显示效果。

需要说明的是，为了便于说明，图3中仅示意性地示出了一条或两条结合在每一个反应活性位点3上的聚合物4的分子链，但本发明不限于此，每个反应活性位点3处可以结合更多条的聚合物4的分子链，而且同一条聚合物4的分子链既可以只与基板1、2中的一块上的反应活性位点结合，也可以同时与这两块基板1、2上的反应活性位点结合，形成的多个被拉伸的聚合物4的分子链相互交联或缠结成聚合物4的网络。

图4示出了本发明的实施例提供的液晶面板与现有技术中的液晶面板的可视角度对比图，其中，横轴代表液晶面板的光透过率，纵轴代表该液晶面板的视角。如图4所示，未进行任何处理液晶面板的有效视角仅为20度以内；采用现有技术的添加表面活性剂的方法改善液晶微滴在聚合物中的分散性的液晶面板有效视角为40度以内，而采用本发明提供的液晶面板的有效视角为70度以内，其中，有效视角定义为光透过率超过65％以上的视角范围。可见，本发明提供的液晶面板的宽视角显示效果得到了显著的改善。

具体的，反应活性位点3可以为通过加工两块基板1和2的相对的表面10和20而形成的基板表面缺陷。在所述基板表面缺陷处，基板的表面10和20的存在一些化学键被打断的分子，反应活性较高，能够较容易地进行聚合反应。当聚合物4的预聚物在基板1和2之间发生聚合反应时，这些分子也会与预聚物发生聚合反应，从而使形成的聚合物4的分子链的一端与基板1和/或2结合，使形成的聚合物4的分子链被拉伸从而得到一定的舒展。

可选的，反应活性位点3可以由多种方法形成。例如，在本发明的一个实施例中，反应活性位点3可以为由热针头冲击两块基板的相对的表面10和20而形成的基板表面缺陷。其中，所述热针头的温度可以为200摄氏度至300摄氏度，优选为250摄氏度。

在本发明的另一个实施例中，反应活性位点3也可以为由紫外光或者红外光照射两块基板的相对的表面10和20而形成的基板表面缺陷。或者，反应活性位点3还可以为由化学腐蚀液腐蚀两块基板的相对的表面10和20而形成的基板表面缺陷。

上述实施例中的反应活性位点3均是通过加工基板1和2的表面10和20形成的基板表面缺陷，但本发明不限于此。在本发明的其它实施例中，反应活性位点3也可以是其它形式的具有聚合反应活性的位点，只要这些聚合反应活性的位点能够为聚合物分散液晶的形成提供支点，对形成的聚合物网络进行拉伸作用即可。

需要说明的是，上述方法形成的基板表面缺陷，应该在基板的相对的表面10和20上较均匀地分布，这样聚合物的预聚物在其聚合过程中与基板表面缺陷处的反应活性位点结合后形成的聚合物网络也更加均匀，从而使该聚合物网络所限制的液晶微滴的大小和分布更加均匀，进一步改善了液晶面板的光透过率和宽视角显示效果。例如，在本发明的一个实施例中，反应活性位点的具体分布为在所形成的液晶面板的每一个像素单元中都至少对应一个反应活性位点3。可选的，可以通过控制热针头的尖端的大小以及针头间距，通过控制紫外光或者红外光光束的直径、或者通过注射器控制化学腐蚀液在基板上的注射位置来控制基板表面缺陷的大小和分布。

可选的，反应活性位点3的形状可以为圆形、正方形、多边形或者其它不规则的形状，只要反应活性位点3能够为合物分散液晶层中聚合物的分子链的形成提供拉伸支点，使形成的聚合物的分子链更加均匀和有序即可，本发明对此不做限制。具体的，反应活性位点3的尺寸范围可以为1微米至10微米，由于反应活性位点3可以为不规则的形状，这里的尺寸具体是指每个反应活性位点3的外接圆的直径。

可选的，基板1和2可以为透明导电基板，例如可以是掺杂有或涂覆有氧化铟锡的有机玻璃。而聚合物分散液晶层的聚合物4可以为甲基丙烯酸酯类、丙烯酸酯类或者环氧树脂类等聚合物。由于有机玻璃的主要成分为聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA，polymethylmethacrylate)，从发生聚合反应的难易程度上看，有机玻璃上的反应活性位点更易于与甲基丙烯酸酯类预聚物以及丙烯酸酯类预聚物发生反应，因此，聚合物4优选为甲基丙烯酸酯类或者丙烯酸酯类聚合物，其他可选的类型为应用于PDLC领域的其他聚合物基体，在考虑特殊效果的前提下也包括在内。需要说明的是，基板的材质并不限于有机玻璃，只要是表面经过加工处理形成的反应活性位点能够和预聚物发生聚合反应的材料都可以。

相应的，本发明的实施例还提供一种液晶面板的制造方法，如图5所示，所述方法包括：

S11，分别在两块基板的表面均匀形成用于进行聚合反应的反应活性位点；

S12，形成液晶盒，在所述液晶盒中，形成有所述反应活性位点的所述两块基板的表面相对，所述两块基板之间填充有预聚物和液晶的混合物；

S13，固化所述预聚物以在所述液晶盒中形成聚合物分散液晶层，所述聚合物分散液晶层中包含的一部分聚合物与所述反应活性位点结合。

本发明实施例提供的液晶面板的制造方法，在通过两块基板的相对的表面上均匀形成用于进行聚合反应的反应活性位点，使聚合物的预聚体在进行聚合反应时，所形成的聚合物的分子链的一端能够与其中一块基板上的所述反应活性位点结合，从而使所述聚合物的分子链进行一定地舒展，并能够与对侧的基板上结合的聚合物的分子链相互交联或缠结成聚合物网络。这样，在聚合物的形成过程中，聚合物的分子链受到了拉伸作用，即聚合物网络的形成过程是有方向性的、有序的，因而所形成的聚合物网络结构也更加均匀，从而使限制在所述聚合物网络中的液晶微滴也更均匀有序，这样，当液晶面板两端加电压时，光在各个角度上的透射和散射都更均匀，较宽视角下的光强也增大了，从而有效改善了液晶面板的光透过率和宽视角显示效果。

具体的，步骤S11中分别在两块基板的表面均匀形成用于进行聚合反应的反应活性位点的步骤可具体包括分别在两块基板的表面通过加工所述两块基板的表面均匀形成基板表面缺陷。

例如，可选的，在本发明的一个实施例中，可以通过热针头冲击所述两块基板的所述表面均匀形成基板表面缺陷。所述热针头的温度为200摄氏度至300摄氏度，优选为250摄氏度。

可选的，在本发明的另一个实施例中，也可以通过紫外光或者红外光照射所述基板的所述表面均匀形成基板表面缺陷，或者还可以通过化学腐蚀液腐蚀所述基板的所述表面均匀形成基板表面缺陷等。

可选的，在步骤S12中，可以先将所述两块基板对盒设置形成液晶盒，使形成有所述反应活性位点的所述基板的表面相对，然后将预聚物和液晶混合均匀注入所述液晶盒；也可以先将预聚物和液晶的均匀混合物滴注在其中一块基板的具有反应活性位点的表面，然后使两块基板对盒。优选的，还可以在预聚物和液晶的均匀混合物中加入引发剂，以使步骤S13中聚合物的固化更快更均匀。可选的，在步骤S13中，固化方法包括光固化和热固化，当S13为光固化时，所采用的引发剂为光引发剂，当S13为热固化时所采用的引发剂为热引发剂。

与前述液晶面板相对应，本发明的实施例还提供一种液晶显示装置，所述液晶显示装置包括前述实施例中的液晶面板，因此也能实现该液晶面板所能达到的有益技术效果，前文已经进行了详细的说明，此处不再赘述。

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 (13)

1.一种液晶面板，包括对盒设置的两块基板，所述两块基板之间形成有聚合物分散液晶层，其特征在于，所述两块基板的相对的表面上均匀地形成有用于进行聚合反应的反应活性位点，所述聚合物分散液晶层中包含的一部分聚合物与所述反应活性位点结合。

2.根据权利要求1所述的液晶面板，其特征在于，所述基板为有机玻璃。

3.根据权利要求1所述的液晶面板，其特征在于，所述聚合物分散液晶层中的聚合物包括甲基丙烯酸酯类聚合物、丙烯酸酯类聚合物或者环氧树脂类聚合物。

4.根据权利要求1所述的液晶面板，其特征在于，所述反应活性位点为通过加工所述两块基板的相对的表面而形成的基板表面缺陷。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的液晶面板，其特征在于，所述反应活性位点的尺寸范围为1微米至10微米。

6.一种液晶面板的制造方法，其特征在于，包括：

分别在两块基板的表面均匀形成用于进行聚合反应的反应活性位点；

形成液晶盒，在所述液晶盒中，形成有所述反应活性位点的所述两块基板的表面相对，所述两块基板之间填充有预聚物和液晶的混合物；

固化所述预聚物以在所述液晶盒中形成聚合物分散液晶层，所述聚合物分散液晶层的一部分聚合物与所述反应活性位点结合。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，分别在两块基板的表面均匀形成用于进行聚合反应的反应活性位点的步骤具体包括：

分别在两块基板的表面通过加工所述两块基板的表面均匀形成基板表面缺陷。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述通过加工所述两块基板的表面均匀形成基板表面缺陷的步骤具体包括：

通过热针头冲击所述两块基板的所述表面均匀形成基板表面缺陷。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述热针头的温度为200摄氏度至300摄氏度。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述热针头的温度为250摄氏度。

11.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述通过加工所述基板的表面均匀形成基板表面缺陷的步骤具体包括：

通过紫外光或者红外光照射所述基板的所述表面均匀形成基板表面缺陷。

12.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述通过加工所述基板的表面均匀形成基板表面缺陷的步骤具体包括：

通过化学腐蚀液腐蚀所述基板的所述表面均匀形成基板表面缺陷。

13.一种液晶显示装置，其特征在于，包括权利要求1-5中任一项所述的液晶面板。