CN103353690A - 一种液晶显示面板及其制备方法、液晶显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种液晶显示面板及其制作方法、液晶显示装置，用以解决现有技术中通过多次摩擦工艺实现多畴取向，工艺操作复杂，显示品质低的问题。本发明中液晶显示面板，包括阵列基板和彩膜基板，以及由所述阵列基板与所述彩膜基板对盒形成的液晶盒，所述液晶盒中灌注有液晶，所述阵列基板上设置有包括聚合物液晶混合物的多畴水平取向液晶层，所述多畴水平取向液晶层的液晶分子在所述阵列基板所在平面上，按照所述阵列基板上电极的畴向进行多畴水平取向排列。通过本发明一次取向实现多畴取向，工艺简单，并采用混合取向技术提高显示品质。

Description

一种液晶显示面板及其制备方法、液晶显示装置
技术领域
本发明涉及液晶显示技术领域，尤其涉及一种液晶显示面板及其制备方法、液晶显示装置。
背景技术
随着技术的进步，人们对液晶显示效果的要求也越来越高，ADS（AdvancedSuper Dimension Switch，高级超维场开关）多畴模式显示技术能够提高画面品质，并具有高透过率，宽视角以及高开口率等优点，故得到广泛应用。
传统的ADS多畴模式实现多畴取向时，一般在阵列基板上和彩膜基板上涂覆取向膜，并采用摩擦方法实现多畴取向，采用摩擦工艺实现多畴取向时，对涂覆的取向膜进行摩擦处理，通过使取向膜沿摩擦方向取向而将该取向膜上的液晶分子进行相应的取向，但是同一摩擦方向的取向膜取向会导致有些液晶分子可以允许来自背光的光线穿过，容易导致暗态漏光，因此需要采用不同的摩擦方向进行多次摩擦，因此，采用多次摩擦工艺实现ADS多畴模式的多畴取向，工艺操作复杂，并且多次摩擦工艺容易导致工艺不良，使得显示品质下降。
发明内容
本发明的目的是提供一种液晶显示面板及其制备方法、液晶显示装置，以解决现有技术中通过多次摩擦工艺实现多畴取向，工艺操作复杂，显示品质低的问题。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明一方面提供了一种液晶显示面板，包括阵列基板和彩膜基板，以及由所述阵列基板与所述彩膜基板对盒形成的液晶盒，所述液晶盒中灌注有液晶，所述阵列基板上设置有多畴取向的电极结构，所述阵列基板上面向所述彩膜基板的一侧设置有包括聚合物液晶混合物的多畴水平取向液晶层，所述多畴水平取向液晶层的液晶分子在所述阵列基板所在平面上，按照所述阵列基板上电极的畴向进行多畴水平取向排列。
本发明另一方面还提供了一种液晶显示面板的制备方法，包括制备具有多畴取向电极结构阵列基板的步骤，以及制备彩膜基板的步骤，还包括：
在所述阵列基板内侧分散设置可聚合液晶混合物；
对所述阵列基板施加电压，使所述可聚合液晶混合物的液晶分子在电场的作用下按照所述电极的畴向，在所述阵列基板所在平面上进行多畴水平取向排列；
对液晶分子多畴水平取向排列的可聚合液晶混合物，进行固化处理，形成包括聚合物液晶混合物的多畴水平取向液晶层；
对盒所述彩膜基板和形成有多畴水平取向液晶层的阵列基板，并填注液晶，形成液晶显示面板。
本发明再一方面还提供了一种液晶显示装置，该显示装置包括上述液晶显示面板。
本发明实施例提供的液晶显示面板及其制作方法、液晶显示装置，在阵列基板上设置包括有聚合物液晶混合物的多畴水平取向液晶层，多畴水平取向液晶层的液晶分子在电场的作用下能够按照阵列基板上的多畴电极的畴向实现多畴取向，通过一次取向即可实现多畴取向，简化了制作工艺，可操作性强，并且避免了工艺不良造成的显示品质下降的不足。
附图说明
图1为本发明实施例提供的液晶显示面板结构示意图；
图2A为本发明实施例具有多畴取向电极结构的阵列基板俯视示意图；
图2B为本发明实施例设置有多畴水平取向液晶层的阵列基板俯视示意图；
图3A为本发明实施例混合取向的透明显示装置中液晶盒不透明态时液晶显示面板示意图；
图3B为本发明实施例混合取向的透明显示装置中液晶盒透明态时液晶显示面板；
图3C为本发明实施例提供的设置有偏光片的透明显示装置中液晶盒不透明态时液晶分子取向示意图；
图3D为本发明实施例提供的设置有偏光片的透明显示装置中液晶盒透明态时液晶分子取向示意图；
图4所示为本发明实施例提供的液晶显示面板制作方法流程图；
图5A-图5E为本发明实施例中液晶显示面板制作过程结构示意图；
图6为本发明实施例液晶显示面板不透明态时液晶分子分布示意图；
图7为本发明实施例中液晶显示面板透明态时液晶分子分布示意图。
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，并不是全部的实施例。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。
实施例一
本发明实施例一提供一种液晶显示面板，包括阵列基板1、彩膜基板2、以及由阵列基板1和彩膜基板2对盒形成的液晶盒3，液晶盒3内灌注有液晶，并且本发明实施例中在阵列基板1面向彩膜基板2一侧设置有多畴水平取向液晶层4，如图1所示。
具体的，本发明实施例中阵列基板1上设置有多畴取向的电极结构，如图2A所示为设置有多畴取向的电极结构的阵列基板俯视图。
进一步的，本发明实施例中阵列基板1的内侧，即阵列基板1面向彩膜基板2的一侧，设置有多畴水平取向液晶层4，多畴水平取向液晶层4包括聚合物液晶混合物，可聚合液晶混合物在电场的作用下，能够使液晶分子按照电场的方向进行排列，因此本发明实施例中可对多畴取向的电极施加电压，使可聚合液晶混合物的液晶分子在阵列基板1所在平面上，按照阵列基板1上电极的畴向进行多畴水平取向排列，即可聚合液晶混合物的液晶分子可通过一次取向形成多畴取向，如图2B所示为设置有多畴水平取向液晶层4的阵列基板俯视图。
进一步的，本发明实施例中聚合物液晶混合物包括聚合液晶分子和反应基团（RM基团），其中，聚合液晶分子和RM基团的质量百分比比例优选（90±5）%：（10±5）%，当然也可选用其他比例，并不引以为限。
可聚合液晶分子在电场作用下能够按照电场方向进行排列，本发明实施例中采用可聚合液晶混合物作为形成多畴水平取向液晶层的材料，阵列基板上形成有多畴取向的电极结构，故当给阵列基板的电极施加电压并通电时，则可使原有自由排列的可聚合液晶分子按照电极的多畴取向进行多畴水平取向排列，通过一次取向实现液晶分子的多畴取向，工艺简单，可操作性强。
本发明实施例提供的液晶显示面板，在阵列基板上设置包括有聚合物液晶混合物的多畴水平取向液晶层，多畴水平取向液晶层的液晶分子在电场的作用下能够按照阵列基板上的多畴电极的畴向实现多畴取向，通过一次取向即可实现多畴取向，工艺操作简单，可操作性强。
实施例二
ADS多畴模式的透明显示装置，需要实现液晶盒的透明态与不透明态，本发明实施例二将结合实际应用对应用实施例一中涉及的在阵列基板内侧一次取向形成多畴水平取向液晶层的液晶显示面板，实现透明显示装置的透明态与不透明态，做更为详细的说明。
本发明实施例二提供的液晶显示面板，包括阵列基板1、彩膜基板2、设置在阵列基板1面向彩膜基板2一侧的多畴水平取向液晶层4、设置在彩膜基板2面向阵列基板1的一侧并具有垂直取向的取向膜5，其中，垂直取向指取向方向垂直彩膜基板2所在的平面，以及由阵列基板1与彩膜基板2对盒形成的液晶盒3，液晶盒3内灌注有液晶，如图3A所示。
本发明实施例中在彩膜基板2的内侧，即彩膜基板2面向阵列基板1的一侧设置垂直取向的取向膜5，阵列基板1内侧设置有多畴水平取向液晶层，在阵列基板的电极未被施加电压即未通电时，由上述阵列基板与彩膜基板对盒形成的液晶盒内的液晶分子将按照彩膜基板内侧的取向膜的取向方向和阵列基板内侧的多畴水平取向液晶层液晶分子的取向方向进行取向，彩膜基板2内侧的取向膜具有垂直取向，使得液晶盒内靠近取向膜一侧的液晶分子也具有垂直取向，而阵列基板1一侧多畴水平取向液晶层的液晶分子具有多畴的水平取向，使得液晶盒内靠近阵列基板一侧的液晶分子具有多畴的水平取向，即液晶盒内的液晶分子具有混合取向，光不能透过液晶盒，液晶盒处于不透明态，即在没有外加电源时，液晶盒内的液晶分子具有使液晶盒处于不透明态的混合取向，可再次参阅图1。本发明实施例中通过使阵列基板附近的液晶盒内液晶分子多畴取向，彩膜基板附近的液晶盒内液晶分子垂直取向，使得液晶盒内的液晶分子混合取向，混合取向的液晶分子，使得从背光过来的光线完全不能透过液晶盒，实现透明显示装置的不透明态，并且彩膜基板一侧垂直取向，阵列基板一侧水平取向使得暗态情况下的亮度对比度很低，实现了较高的对比度，进而提高了显示品质。
本发明实施例中在彩膜基板2的内侧，即彩膜基板2面向阵列基板1的一侧设置垂直取向的取向膜5，阵列基板1内侧设置有多畴水平取向液晶层，阵列基板上的电极被施加电压即通电时，液晶盒内的液晶分子在电场的作用下，会按照电场的方向进行排列，不再是具有垂直取向和水平取向的混合取向，使得光可以透过液晶盒，该液晶盒为透明态，即在有外加电源时，液晶盒内的液晶分子具有使液晶盒处于透明态的取向。
进一步的，本发明实施例中多畴水平取向液晶层包括有可聚合液晶分子和反应基团，使得液晶盒内的液晶分子和多畴水平取向液晶层内的可聚合液晶分子以及反应基团之间的极性作用力很大，增大了多畴水平取向液晶层对其表面液晶分子的锚定力，在有外加电源时，透明显示装置实现透明态时，液晶盒内的液晶分子除受到电场作用以外，还会受到阵列基板上多畴水平取向液晶层的强锚定作用，从而使得液晶盒内的液晶分子在沿电场方向排列的同时，还具有沿阵列基板上多畴水平取向液晶层中液晶分子多畴水平取向方向多畴分布的趋势，如图3B所示，增强透明显示装置的多视角特性。
本发明实施例中使用含有RM基团和可聚合液晶分子的可聚合液晶混合物对阵列基板进行多畴取向，能够通过一次取向形成多畴取向，工艺简单，进一步的在阵列基板上设置多畴水平取向液晶层的同时，在彩膜基板内侧设置垂直取向的取向膜，在多畴模式上使用混合取向技术实现透明显示装置的透明态与不透明态，能够在不使用偏光片情况下得到较好的显示品质。
实施三
本发明实施例三提供另一种应用实施例一中涉及的在阵列基板内侧一次取向形成多畴水平取向液晶层的液晶显示面板，实现透明显示装置的透明态与不透明态的较佳实施例。
本发明实施例三提供的液晶显示面板，包括阵列基板1、彩膜基板2、分别设置在阵列基板1面向彩膜基板2一侧和彩膜基板2面向阵列基板1的一侧的多畴水平取向液晶层4、以及由阵列基板1与彩膜基板2对盒形成的液晶盒3，液晶盒3内灌注有液晶。
具体的，为实现透明显示装置的透明态和不透明态，本发明实施例中在阵列基板1和彩膜基板2背向液晶盒的一侧分别设置第一偏光片6和第二偏光片7，并且第一偏光片6的偏光方向和第二偏光片7的偏光方向垂直设置，在没有外加电源的时候，虽然靠近彩膜基板一侧的液晶分子和靠近阵列基板一侧的液晶分子取向方向相同，但是因为第一偏光片的偏光方向和第二偏光片的偏光方向相互垂直，使得光线也不能通过液晶盒，因此液晶盒处于不透明态，如图3C所示。而当有外加电源的时候，虽然多畴水平取向的液晶层表面的液晶分子因为锚定作用保持原来的状态，但是液晶盒内的大部分液晶分子会按照电场方向进行排列，实现液晶分子的偏转，偏转的液晶分子的具有使光线能够透过偏光片偏光轴的角度，进而使得光线能够透过液晶盒，使得透明显示装置处于透明态，并且为了增加透过率，可以旋转第一偏光片和第二偏光片使液晶分子达到所需的透过率值，操作灵活，如图3D所示。
本发明实施例三提供的透明显示面板，在彩膜基板与阵列基板上都设置多畴水平取向液晶层，无需单独设置取向膜，并能一次取向实现透明显示装置的透明态和不透明态，可简化制作工艺。
实施例四
本发明实施例四提供一种液晶显示面板的制作方法，实现过程如图4所示，包括：
S101：制作阵列基板和彩膜基板。
本发明实施例中制作阵列基板的工艺可采用现有的阵列工艺进行制作，制作的阵列基板可以是多种类型的，但制作的阵列基板需包括有多畴取向的电极结构，例如可以是ADS多畴模式的阵列基板，如图5A所示为本发明实施例提供的ADS多畴模式阵列基板结构示意图。将采用完整的阵列工艺制作好的具有多畴取向电极结构的阵列基板清洗后待用。
本发明实施例中制作彩膜基板，也可采用现有的制作工艺。
S102：在S101中制作的阵列基板内侧分散设置可聚合液晶混合物。
本发明实施例中在阵列基板内侧形成可聚合液晶混合物可采用涂覆方式、转印方式或者旋涂等方式，在此不做限定。
进一步的，本发明实施例中在阵列基板内侧形成的可聚合液晶混合物，由于没有电场的作用，可聚合的液晶分子在具有多畴取向电极结构的阵列基板上自由排列，如图5B所示。
本发明实施例中可聚合液晶混合物优选可聚合液晶分子和反应基团的混合物，控制可聚合液晶分子和所述反应基团的质量百分比比例为（90±5）%：（10±5）%，分散排列包括有可聚合液晶分子和反应基团的可聚合液晶混合物。
进一步的，本发明实施例中可聚合液晶混合物还可以是由包含有可聚合官能团的液晶单体组成。
S103：对S102中的阵列基板施加电压，使可聚合液晶混合物的液晶分子进行多畴排列。
本发明实施例中对阵列基板外加电源，施加电压后，由于阵列基板的电极具有多畴取向，因此也会产生相应的电场方向，进而会使形成在阵列基板上的自由排列的可聚合液晶分子按照电场的方向进行多畴排列，如图5C所示。
S104：对S103中的阵列基板进行固化处理，形成包括聚合物液晶混合物的多畴水平取向液晶层。
本发明实施例对阵列基板进行固化处理时，固化波长与可聚合液晶混合物的聚合波长一致，一般可聚合液晶混合物的可聚合波长处在紫外区，为360nm左右，本发明实施例可优选聚合波长为360nm，聚合能量为1mw/cm2，聚合时间为1小时，固化后形成多畴水平取向液晶层，如图5D所示。
S105：对盒彩膜基板和形成有多畴水平取向液晶层的阵列基板，如图5E所示，并填注液晶，形成液晶显示面板。
进一步的，本发明实施例中如图5E所示的液晶显示面板，在不加电的时候，光不能透过液晶盒，即液晶盒为不透明态，如图6所示。在加电的时候，液晶盒内的液晶分子在电场的作用下进行排列，光可以透过液晶盒，该液晶盒为透明态，如图7所示。
较佳的，本发明实施例中，在执行步骤S105之前，一方面可在S101中制作好的彩膜基板上形成取向方向垂直阵列基板所在平面的取向膜，形成实施例二所涉及的透明显示装置中的液晶显示面板。另一方面还可在S101中制作好的彩膜基板上形成液晶分子取向方向与阵列基板上多畴水平取向层液晶分子取向方向反向平行的多畴水平取向液晶层，且彩膜基板的多畴水平取向液晶层的畴向与述阵列基板上的多畴水平取向液晶层的畴向相同，即在彩膜基板上形成与阵列基板上畴数相同、取向方向反向平行的多畴水平取向液晶层，并在执行步骤S105之后，在彩膜基板与阵列基板背向液晶盒的一侧分别设置第一偏光片和第二偏光片，并使得第一偏光片与第二偏光片相互垂直，形成实施例三所涉及的透明显示装置中的液晶显示面板。
本发明实施例对在彩膜基板一侧形成与阵列基板上畴数相同、取向方向反向平行的多畴水平取向液晶层的方式并不做限定，可以采用多种方式实现，例如，可在彩膜基板一侧设置与阵列基板上一致的电极层级结构，并对彩膜基板施加电压进而使可聚合液晶混合物的液晶分子进行多畴排列，形成最终所需的多畴水平取向液晶层。
需要说明的是，本发明实施例中制作形成有垂直取向膜或多畴水平取向液晶层的彩膜基板和形成有多畴水平取向液晶层的阵列基板的顺序并不分先后。
本发明实施例提供的液晶显示面板制作方法，在阵列基板上形成可聚合的液晶混合物，并通过外加电源使可聚合液晶分子按照电极的方向进行多畴排列，形成多畴水平取向液晶层，通过一次取向实现多畴取向，并对彩膜基板上设置垂直取向的取向膜或多畴水平取向液晶层，在一次取向的基础上实现透明显示装置的透明态和不透明态，简化了制作工艺，可操作性强，并且避免了工艺不良造成的显示品质下降的不足。
实施例五
本发明实施例五还提供了一种液晶显示装置，该显示装置包括实施例一、实施例二和实施例三涉及的液晶显示面板，其他结构与现有相同，在此不再赘述。
本发明实施例提供的液晶显示装置，在阵列基板上面向彩膜基板一侧设置有多畴水平取向液晶层，多畴水平取向液晶层的液晶分子按照阵列基板上设置的电极畴向进行多畴排列，可一次取向形成液晶分子的多畴取向，工艺操作简单，可操作性强。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种液晶显示面板，包括阵列基板和彩膜基板，以及由所述阵列基板与所述彩膜基板对盒形成的液晶盒，所述液晶盒中灌注有液晶，其特征在于，
所述阵列基板上设置有多畴取向的电极结构，所述阵列基板上面向所述彩膜基板的一侧设置有包括聚合物液晶混合物的多畴水平取向液晶层，所述多畴水平取向液晶层的液晶分子在所述阵列基板所在平面上，按照所述阵列基板上电极的畴向进行多畴水平取向排列。
2.如权利要求1所述的液晶显示面板，其特征在于，所述彩膜基板面向所述阵列基板的一侧设置有取向膜，所述取向膜为垂直取向膜。
3.如权利要求1所述的液晶显示面板，其特征在于，所述彩膜基板面向所述阵列基板的一侧设置有液晶分子取向方向与阵列基板上多畴水平取向层液晶分子取向方向反向平行的多畴水平取向液晶层，且所述彩膜基板的多畴水平取向液晶层的畴向与所述阵列基板上的多畴水平取向液晶层的畴向相同；
所述彩膜基板背向所述液晶盒的一侧设置第一偏光片，所述阵列基板背向所述液晶盒的一侧设置第二偏光片，所述第一偏光片与所述第二偏光片相互垂直。
4.如权利要求1-3任一项所述的液晶显示面板，其特征在于，所述聚合物液晶混合物包括聚合液晶分子和反应基团。
5.如权利要求4所述的液晶显示面板，其特征在于，所述聚合物液晶分子和所述反应基团的质量百分比比例为（90±5）%：（10±5）%。
6.一种液晶显示面板的制备方法，其特征在于，包括制备具有多畴取向电极结构阵列基板的步骤，以及制备彩膜基板的步骤，还包括：
在所述阵列基板内侧分散设置可聚合液晶混合物；
对所述阵列基板施加电压，使所述可聚合液晶混合物的液晶分子在电场的作用下按照所述电极的畴向，在所述阵列基板所在平面上进行多畴水平取向排列；
对液晶分子多畴水平取向排列的可聚合液晶混合物，进行固化处理，形成包括聚合物液晶混合物的多畴水平取向液晶层；
对盒所述彩膜基板和形成有多畴水平取向液晶层的阵列基板，并填注液晶，形成液晶显示面板。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，对盒所述彩膜基板和形成有多畴水平取向液晶层的阵列基板之前，还包括：
在所述彩膜基板内侧形成垂直取向的取向膜。
8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，对盒所述彩膜基板和形成有多畴水平取向液晶层的阵列基板之前，还包括：
在所述彩膜基板内侧形成液晶分子取向方向与阵列基板上多畴水平取向层液晶分子取向方向相同的多畴水平取向液晶层；
对盒所述彩膜基板和形成有多畴水平取向液晶层的阵列基板之后，还包括：
在所述彩膜基板与所述阵列基板背向所述液晶盒的一侧分别设置第一偏光片和第二偏光片，所述第一偏光片的偏光方向与所述第二偏光片的偏光方向相互垂直。
9.如权利要求7或8所述的方法，其特征在于，所述可聚合液晶混合物包括可聚合液晶分子和反应基团，所述在所述阵列基板内侧分散设置可聚合液晶混合物，包括：
控制所述可聚合液晶分子和所述反应基团的质量百分比比例为（90±5）%：（10±5）%，形成包括有可聚合液晶分子和反应基团的可聚合液晶混合物。
10.一种液晶显示装置，其特征在于，包括权利要求1-5任一项所述的液晶显示面板。
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