CN103364982A

CN103364982A - 显示装置

Info

Publication number: CN103364982A
Application number: CN2012101045227A
Authority: CN
Inventors: 陈建宏; 许力介; 庄璧荥
Original assignee: Innolux Shenzhen Co Ltd; Chi Mei Optoelectronics Corp
Current assignee: Innocom Technology Shenzhen Co Ltd; Innolux Shenzhen Co Ltd; Chi Mei Optoelectronics Corp
Priority date: 2012-04-11
Filing date: 2012-04-11
Publication date: 2013-10-23

Abstract

本发明提供一种显示装置，包括一第一基板、一第二基板、以及一液晶层。第二基板与第一基板对组，液晶层设置于第一基板和第二基板之间。液晶层包括一液晶混合物及一纳米碳材(nano carbon material)。纳米碳材掺杂于液晶混合物之间。

Description

显示装置

技术领域

本发明是有关于一种显示装置，且特别是有关于一种包括纳米碳材的显示装置。

背景技术

蓝相液晶(blue phase liquid crystal)是一种不需配向膜、具有光学等向性的优势的液晶材料、且其反应时间为次毫秒等级。然而，因蓝相液晶的操作温度范围只有1K，为了改善此缺点，业界相关研发人员提出高分子稳定(polymer stabilized)蓝相液晶的技术，利用高分子网络将蓝相液晶固定住，因此将操作温度的范围由原本的1K提升至60K。然而，蓝相液晶仍具有高驱动电压与磁滞现象的问题。

因此，如何提供一种维持大操作温度范围，而能降低驱动电压与改善磁滞现象的蓝相液晶显示器，乃为相关业者努力的课题之一。

发明内容

本发明是有关于一种显示装置，通过液晶层中掺杂纳米碳材(nano carbon material)，可降低驱动电压与改善磁滞现象，并且提升穿透度。

根据本发明的一方面，是提出一种显示装置，至少包括一第一基板、一第二基板、以及一液晶层。第二基板与第一基板对组，液晶层设置于第一基板和第二基板之间。液晶层包括一液晶混合物及一纳米碳材。纳米碳材掺杂于液晶混合物之间。

本发明提供的显示装置，可维持大操作温度范围，而能降低驱动电压与改善磁滞现象。

附图说明

图1绘示依照本发明的一实施例的显示装置的示意图。

图2绘示依照本发明的一实施例的穿透度对应于正规化驱动电压的曲线图。

附图标号：

100：显示装置

110：第一基板

120：第二基板

130：液晶层

131：液晶混合物

133：纳米碳材

135：聚合物网络

S1、S1’、S2、S2’：曲线

具体实施方式

为了对本发明的上述及其他方面有更佳的了解，下文特举实施例，并配合所附附图，作详细说明如下：

在此揭露内容的实施例中，是提出一种显示装置，通过液晶层中掺杂纳米碳材，可降低驱动电压与改善磁滞现象，并且提升穿透度。然而，实施例所提出的细部结构仅为举例说明之用，并非对本发明欲保护的范围做限缩。本领域技术人员当可依据实际实施态样的需要对这些结构加以修饰或变化。

请参照图1。图1绘示依照本发明的一实施例的显示装置的示意图。显示装置100包括第一基板110、第二基板120、以及液晶层130。第二基板120与第一基板110对组，液晶层130设置于第一基板110和第二基板120之间。液晶层130包括液晶混合物131及纳米碳材133。纳米碳材133掺杂于液晶混合物131之间。掺杂纳米碳材133的液晶层130相较于未掺杂时具有较高的导电度，因此，掺杂纳米碳材133能够有效降低驱动电压。并且，纳米碳材133容易受电场影响，因此在施加电压于显示装置100时，掺杂纳米碳材133可能协助诱导液晶混合物131中的液晶分子的排列，因而也可更有效地降低驱动电压。

实施例中，纳米碳材133例如是纳米碳簇(carbon-based nanomaterial)、纳米实心碳材(carbon fiber)、以及纳米石墨材料(carbon graphite)。纳米碳簇是具有中空结构的纳米碳材，例如是纳米碳管(carbon nanotube)、纳米碳球(carbon sphere)、以及纳米碳锥(carbonnano-cone)。纳米实心碳材例如是平板形纳米碳纤维(platelet graphite nanofiber)以及多孔性纳米碳纤维(turbostratic graphite nanofiber)。纳米石墨材料例如是纳米级石墨片(graphiteplate)材料。一实施例中，纳米碳材133可以包括多个纳米碳管，掺混于液晶混合物131中。另一实施例中，纳米碳材133可以包括多个纳米碳纤维，掺混于液晶混合物131中。更一实施例中，纳米碳材133可以包括多个纳米级石墨片，掺混于液晶混合物131中。纳米碳材133的尺寸例如是小于或等于100纳米。当外加电场施加于具有不同形状的纳米碳材133时，外加电场诱导纳米碳材133引发电场，具有不同形状的纳米碳材133所引发的电场场线会不同。并且，纳米碳材133会随着其形状的不同以及其结构中的碳环数目不同而影响其电性，导致对于离子吸收的程度不同，或者导致诱导引发的电场场线不同。

实施例中，纳米碳材133例如包括表面改质(surface-modified)纳米碳材。表面改质纳米碳材的表面包括至少一官能基，利用官能基与液晶混合物131的作用关系而提高纳米碳材133在液晶混合物131中的分散性。实施例中，例如以电浆法将官能基形成于纳米碳材133的表面而制成表面改质纳米碳材。实施例中，官能基例如包括一马来酸酐基(maleicanhydride group)，以化学式I表示：

其中，化学式(I)绘示表面以马来酸酐基改质的单壁纳米碳管(single-wall carbonnanotube，SWCNT)。然应用时，纳米碳材133与改质的官能基的种类亦视应用状况作适当选择，并不以前述材料为限。只要纳米碳材133表面的改质官能基有助于纳米碳材133与液晶混合物131的混合，进而提高纳米碳材133在液晶混合物131中的分散性即可。

实施例中，纳米碳材133例如包括表面无改质纳米碳材。

实施例中，纳米碳材133相对于液晶混合物131的重量百分比例如为0.001％至1％。

实施例中，液晶混合物131在无电压施加于显示装置100时具有光学等向性(opticalisotropy)的特性。一实施例中，液晶混合物131可以包括蓝相液晶混合物。另一实施例中，液晶混合物131可以包括等向性液晶(isotropic liquid crystal)混合物。

实施例中，液晶层130更包括聚合物网络(polymer network)135，聚合物网络135与液晶混合物131混合，而纳米碳材133掺杂于聚合物网络135之间。实施例中，液晶混合物131例如是蓝相液晶混合物，显示装置100例如是蓝相液晶显示器，聚合物网络135可将蓝相液晶混合物中的液晶分子固定住，进而提升蓝相液晶显示器的操作温度范围。然而，蓝相液晶混合物具有高极性，容易吸附杂质，例如是游离离子，或者是在制程当中所吸附的污染物，可能造成蓝相液晶显示器的驱动电压升高。掺杂纳米碳材133有助于吸附杂质及污染物，而能够有效降低蓝相液晶显示器的驱动电压与磁滞现象，进而提升显示品质。然应用时，液晶混合物131与显示装置100的类型亦视应用状况作适当选择，并不以前述类型为限。

以下举出一掺杂表面改质纳米碳材的实验例及未掺杂表面改质纳米碳材的对照例，制造方法及测量步骤如下：

实验例：将0.01wt％的表面改质纳米碳管溶于包括紫外光固化型聚合物单体的蓝相液晶混合物中，接着将此混合物以0.01～5℃/min的速率加热，直到蓝相液晶混合物具有光学等向性后，以具有功率为1～20毫瓦(mW)的紫外光的曝光机对此混合物曝光约1至15分钟，使聚合物单体交联以形成聚合物单体网络，且使表面改质纳米碳管固定于蓝相液晶混合物中。此时曝光固化完成的混合物即为实验例样品。

对照例：将包括紫外光固化型聚合物单体的蓝相液晶混合物以0.01～5℃/min的速率加热，直到蓝相液晶混合物具有光学等向性后，以具有功率为1～20毫瓦(mW)的紫外光的曝光机对此混合物曝光约1至15分钟，使聚合物单体交联以形成聚合物单体网络。此时曝光固化完成的混合物即为对照例样品。

样品测量：将样品焊接导线后，以电源控制器施加0～140伏特(V)的电压于样品电极，以辉度计检测样品于施加不同电压下的穿透度。持续性地由0伏特升高至140伏特再降回0伏特同时测量穿透度的变化，可得到具有升压与降压两部分的曲线。升压部分的曲线表示电压由0伏特升高至140伏特，此过程中电压相对于穿透度的关系。降压部分的曲线表示电压由140伏特下降至0伏特，此过程中电压相对于穿透度的关系。

请参照图2。图2绘示依照本发明的一实施例的穿透度对应于正规化驱动电压(normalized driving voltage)的曲线图。曲线S1与曲线S1’表示实验例样品的驱动电压与穿透度的关系，曲线S2与曲线S2’表示对照例样品的驱动电压与穿透度的关系。如图2所示，在相同驱动电压下，掺杂0.01wt％的表面改质纳米碳管的样品的穿透度(曲线S1)明显高于无掺杂表面改质纳米碳管的样品的穿透度(曲线S2)。实施例中，穿透度大约提升7～100％。以正规化驱动电压为0.5时为例，掺杂0.01wt％的表面改质纳米碳管的样品的穿透度比无掺杂表面改质纳米碳管的样品的穿透度提升约100％。

有掺混表面改质纳米碳管的样品的磁滞现象较小，无掺混表面改质纳米碳管的样品的磁滞现象较大。磁滞现象是以正规化驱动电压为0.5时升压部分与降压部分的穿透度差异值表示，差异值越大表示磁滞现象越严重。实施例中，掺混表面改质纳米碳管可以使穿透度差异值下降约4～7倍。如图2所示，曲线S1表示实验例样品的升压部分的曲线，也就是正规化驱动电压由0升高至1的过程中正规化驱动电压相对于穿透度的关系，曲线S1’表示实验例样品的降压部分的曲线，也就是正规化驱动电压由1下降至0的过程中正规化驱动电压相对于穿透度的关系。曲线S2表示对照例样品的升压部分的曲线，曲线S2’表示对照例样品的降压部分的曲线。如图2所示，正规化驱动电压为0.5时，掺杂0.01wt％的表面改质纳米碳管的样品(实验例样品)的穿透度差异值(曲线S1与曲线S1’的穿透度差异值)为0.02，而无掺杂表面改质纳米碳管的样品(对照例样品)的穿透度差异值(曲线S2与曲线S2’的穿透度差异值)为0.0914，掺混表面改质纳米碳管使穿透度差异值下降约4.5倍。综上所述，虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当以权利要求所界定范围为准。

Claims

1.一种显示装置，其特征在于，所述显示装置包括：

一第一基板；

一第二基板，与所述第一基板对组；以及

一液晶层，设置于所述第一基板和所述第二基板之间，所述液晶层包括：

一液晶混合物；及

一纳米碳材，掺杂于所述液晶混合物之间。

2.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述纳米碳材包括多个纳米碳簇，掺混于所述液晶混合物中。

3.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述纳米碳材包括多个纳米实心碳材，掺混于所述液晶混合物中。

4.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述纳米碳材包括多个纳米石墨材料，掺混于所述液晶混合物中。

5.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述纳米碳材包括一表面改质纳米碳材。

6.如权利要求5所述的显示装置，其特征在于，所述表面改质纳米碳材的一表面包括至少一官能基，所述官能基包括一马来酸酐基。

7.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述纳米碳材包括一表面无改质纳米碳材。

8.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述纳米碳材相对于所述液晶混合物的重量百分比为0.001％至1％。

9.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述液晶混合物包括一蓝相液晶混合物。

10.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述液晶层更包括一聚合物网络与所述液晶混合物混合，而所述纳米碳材掺杂于所述聚合物网络之间。

11.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述液晶混合物在无电压施加于所述显示装置时具有光学等向性的特性。