CN103472626B - 液晶显示器、液晶显示器用基板及其制作方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液晶显示器、液晶显示器用基板及其制作方法和装置，为解决现有的液晶显示器采用摩擦取向，易造成残留绒毛及残留摩擦静电导致显示不良的问题而设计。所述液晶显示器用基板，包括基板以及位于基板上的液晶取向层，所述液晶取向层的构成材料为带有极性基团的透明材料；所述带有极性基团的透明材料的分子按预设方向排列。本发明通过液晶取向层构成材料的分子与液晶分子之间的作用力实现液晶分子的取向，从而避免了摩擦这种接触式取向方式导致的显示不良，同时可以通过所施加电场方向的控制，实现取向方向和角度的精确控制。

Description

液晶显示器、液晶显示器用基板及其制作方法和装置

技术领域

本发明涉及显示领域，尤其涉及一种液晶显示器、液晶显示器用基板及其制作方法和装置。

背景技术

液晶显示器通常包括两块相对设置的基板以及位于所述两块基板之间的液晶分子层。且通常上述两块相对设置的基板为彩膜基板或阵列基板。且彩膜基板或阵列基板朝向液晶分子的一侧通常设有液晶取向层，用以为液晶分子提供一个预偏角，以加快液晶分子反应速度。所述液晶取向层形成的原材料通常为聚酰亚胺。具体的制作方法通常采用摩擦法，包括以下步骤：在基板上涂覆取向液；通过摩擦辊在未完全固化的取向液上进行摩擦，通过设置在摩擦辊外表面的摩擦布形成取向结构，最后通过高温等方式完全固化所述取向液形成液晶取向层。采用上述方法形成也液晶取向层通常会造成以下问题：

第一：摩擦布是带绒毛的布，其原理也是通过绒毛与制作原料之间的摩擦形成取向结构，从而不可避免的在摩擦过程中会产生绒毛的脱离，从而脱落在基板上的绒毛不能被清除干净，残留的绒毛将导致形成显示器之后的显示不良；

第二：在摩擦取向的过程中，由于摩擦将形成摩擦电荷，残留在基板上不能被清除干净，将进一步导致后续组装成显示装置之后的不良；

第三：摩擦取向的方向以及取向的角度很难控制精确。

发明内容

（一）发明目的

针对上述问题，本发明旨在提供一种非摩擦取向的液晶显示器、液晶显示器用基板及其制作方法和装置，从而可以避免因摩擦取向造成的显示不良、取向方向和取向角度控制精度高。

（二）技术方案

为达上述目的，本发明液晶显示器用基板，包括基板以及位于基板上的液晶取向层，所述液晶取向层的构成材料为带有极性基团的透明材料；

所述带有极性基团的透明材料的分子按预设方向排列。

优选地，所述带有极性基团的透明材料为带有极性基团的聚酰亚胺。

优选地，所述极性基团为氰基或氟基。

为达上述目的，本发明液晶显示器，包括两块如上所述的液晶显示器用基板；两块所述液晶显示器用基板中设有所述带有极性基团的透明材料的一面相对设置。

为达上述目的，本发明液晶显示器用基板的制作方法包括：

将带有极性基团的透明材料涂覆在基板上；

加载平行所述基板的电场，使所述带有极性基团的透明材料的分子在电场作用下按照预设方向排列；

将所述带有极性基团的透明材料固化，以形成液晶取向层。

优选地，所述带有极性基团的透明材料为带有极性基团的聚酰亚胺。

优选地，所述极性基团为氰基或氟基。

为达上述目的，本发明液晶显示器用基板的制作装置，包括承载基台、电极板，所述承载基台用于承载所述液晶显示器用基板；在所述电极板上分布第一电极和第二电极；

所述第一电极与所述第二电极所加电荷极性相反；

所述第一电极与所述第二电极之间形成的电场与所述承载基台成预设角度，所述电极板可以在所述承载基台上方水平移动。

进一步地，所述第一电极以及第二电极均为多个，且第一电极与第二电极交错分布。

进一步地，所述第一电极与所述第二电极均为条状电极。

（三）本发明液晶显示器、液晶显示器用基板及其制作方法和装置的有益效果

本发明液晶显示器、液晶显示器用基板及其制作方法和装置，将取向层的制作材料从传统的不带极性基团的制作材料改变成带有极性基团的透明材料，在形成液晶取向时，不再采用传统的摩擦取向的方式，而是由电场作用使所述液晶取向层的构成材料的分子按照预设方向排列，再通过液晶分子与构成材料的分子之间作用力，形成取向，具有以下优点：

第一：采用本发明中液晶取向的形成，避免了摩擦取向过程中因残留绒毛导致的暗点等显示不良，或摩擦静电导致的静电击穿形成的电子元器件的不良。

第二：本发明中可以通过控制形成电取向的电场的方向，来控制制作材料内部分子的排列，从而控制构成材料分子与液晶分子之间的电取向，从而可提高取向方向和角度的控制精度。

第三：取代了摩擦取向，从而省却了清除脱落绒毛以及摩擦电荷的步骤，从而简化了制作流程，提高了生产效率。

附图说明

图1为本发明实施例一所述的液晶显示器用基板在没有对所述带有极性基团的透明材料施加电场之前的结构示意图；

图2为图1中所述的液晶显示器用基板与液晶分子已形成电取向的结构示意图；

图3为本发明实施例三所述的液晶显示器用基板的制作方法的流程示意图；

图4为本发明实施例四所述的液晶显示器用基板的制作装置的结构示意图；

图5为实施例五所述的液晶显示器用基板的制作装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合说明书附图以及实施例对本发明做进一步的说明。

实施例一：

本实施例液晶显示器用基板，包括基板以及位于基板上的液晶取向层，所述液晶取向层为带有极性基团的透明材料制作而成；

所述带有极性基团的透明材料的分子在平行于所述基板的电场的作用下将按预设方向排列。

所述预设方向决定于所述电场、分子的极性等相关因素，由于所述构成材料中所有分子的极性相同，在相同电场作用下将按同样的方向排列。

如图1-图2所示，所述液晶显示器用基板包括基板110；在所述基板110上设有液晶取向层120；所述液晶取向层的构成材料为带有极性基团的透明材料；其中所述液晶取向层120中带有极性基团的透明材料的分子在没有电场的作用之前是排列无序的（具体的分子形态示意可参见图1中分子121以及122）。

当对所述液晶取向层120施加包括平行基板110分量的电场后，由于所述分子带有极性基团，所述极性基团将在电场的作用下朝一定方向运动并最终按预设方向排列，从而形成了整齐排列的分子链。图2表示的为在电场作用后，所述液晶取向层120内带有极性基团的透明材料的分子规则排列；在液晶显示器用基板对盒并灌注液晶之后，由于所述液晶分子130与所述液晶取向层120中的分子均为极性分子，二者之间会形成较强的分子间作用力，从而使液晶分子具有一定的预偏角，进而实现了液晶分子的取向。

在具体的实现过程中，所述带有极性基团的透明材料有多种，通常为有机分子，且优选为所述极性基团位于单个分子内的分子链端部；这样液晶分子与带有极性基团的透明材料的分子更容易形成较强的分子间作用力，从而取向效果更好。

在本实施例中，进一步的规定所述带有极性基团的透明材料为带有极性基团的聚酰亚胺。聚酰亚胺为现有的用于制作液晶取向层常见的材料，其用于取向层的制作对液晶显示器不会造成其他的不良，从而在本实施例中同样的选择聚酰亚胺，区别是在所述聚酰亚胺中加入极性基团，优选为所述极性基团增加在所述聚酰亚胺分子的分子链的两端。

进一步的，本实施例还进一步的规定了，所述极性基团为氰基或氟基。这两种极性基团稳定性良好、不会与用于形成取向液中的溶剂发生物理或化学反应，避免了残像等显示不良的出现。

在具体的实施过程中，所述液晶显示器用基板可以是彩膜基板或阵列基板。所述彩膜基板通常为设有红、绿以及蓝三原色的色阻层的基板。所述阵列基板上通常为设有像素电极以及薄膜晶体管的基板。

综合上述，本实施例所述的液晶显示器用基板上的液晶取向层的构成材料由原来普通的制作材料更换成带有极性基团的透明材料，在涂覆液晶取向层液后，再通过加载电场制作形成所述液晶取向层即可，而非采用传统方法中的摩擦取向，从而可以避免在基板上残留的绒毛以及静电导致的暗点以及静电击穿等不良。

实施例二：

本实施例提供一种液晶显示器，液晶显示器包括两块如权利要求实施例一中任一个技术方案所述的液晶显示器用基板；两块所述液晶显示器用基板中设有所述带有极性基团的透明材料的一面相对设置；

所述带有极性基团的透明材料的分子，在平行基板的电场作用下按预设方向排列。两块所述液晶显示器用基板之间设有液晶分子。

通常两块所述液晶显示器用基板中一块为彩膜基板，另一块则为阵列基板。在具体的实施过程中，所述两块基板还可以是一块为透明基板，另一块为既设有像素电极和薄膜晶体管，同时还设有彩色色阻层的基板。

由于所述液晶显示器用基板的取向层的构成材料的分子为带有极性基团的分子，从而在电场的作用下，所述带有极性基团的分子将按照预设的方向进行排列；在液晶显示器用基板对盒并灌注液晶之后，由于所述液晶分子130与所述液晶取向层120中的分子均为极性分子，二者之间会形成较强的分子间作用力，从而使液晶分子具有一定的预偏角，进而实现了液晶分子的取向。

本实施例所述的液晶显示器采用了实施例一中所述的液晶显示器用基板，采用的是非摩擦方式形成了液晶取向层，从而避免了摩擦中残留绒毛、残留静电以及取向方向和角度控制精度有限的问题。

实施例三：

本发明实施例液晶显示器用基板的制作方法包括以下步骤：

步骤S1：将带有极性基团透明材料涂覆在基板上；所述基板可以是透明的玻璃基板或塑料基板；

步骤S2：加载平行所述基板的电场，使所述带有极性基团的透明材料的分子在电场作用下按照预设方向排列；

步骤S3：在完成步骤S2的结构上，将所述带有极性基团的透明材料固化以形成液晶取向层。其中所述固化的方法可以采用高温加热、紫外线固化或直接以风干等方式进行；由于涂覆在基板上的用于制作所述液晶取向层的构成材料通常呈液体或半液态，具有一定的流动性；通过高温、紫外线等方式固化后，使得所述构成材料不再具有流动性，以形成性质稳定的所述液晶取向层。

本实施例所述的液晶显示器用基板的制作方法与传统的制作方法有以下区别点：

区别点一：本实施例所述的液晶取向层的材料为带有极性基团的透明材料，且所述透明材料的分子在电场的作用下，将按照预设方向进行排列，从而形成分子长链式排列，进而与液晶分子之间通过分子间作用力的作用，形成液晶分子的取向。

区别点二：制作流程不同，在本实施例中在制作液晶显示器用基板时，仅需在基板上涂覆上所述带有极性基团的透明材料，再施加电场作用即可，而无需采用摩擦辊进行摩擦取向。

区别点三：本实施例中液晶显示器用基板的制作，省略了对液晶取向层去除摩擦电荷以及摩擦绒毛的步骤，从而再一次简化了步骤，提高了生产效率。

作为本实施例的进一步的改进，在上述所述液晶显示器用基板的制作方法中，所述带有极性基团的透明材料为带有极性基团的聚酰亚胺。

通过实践证明，聚酰亚胺用于制作液晶取向层具有性质稳定，取材广泛的优点，且同时不会造成液晶显示器的其他显示不良；

进一步地，所述极性基团为氰基或氟基。上述两种极性基团性质稳定、很难与溶剂发生化学或物理反应，从而形成带有极性基团的透明材料的稳定性强，与此同时形成的液晶取向层的稳定性也强。

在具体的实现过程中，所述带有极性基团的透明材料可以由聚酰亚胺与带有氰基或氟基的化合物通过化学反应得到。

综合以上所述，本实施例所述的液晶显示器用基板的制作方法采用非接触、非摩擦的方式以形成液晶取向。本实施例所述方法制作的液晶显示器，不会产生因摩擦导致的残留绒毛、残留摩擦电荷形成的暗点以及静电击穿等不良。

实施例四：

本实施例提供一种液晶显示器用基板的制作装置，用于实施例三所述制作方法的制作装置；

如图4所示，所述制作装置包括承载基台和电极板210，在所述电极板210上分布第一电极和220第二电极230；所述承载基台用来放置所述液晶显示器用基板；

所述第一电极220与所述第二电极230所加电荷极性相反，则在第一电极220与第二电极230之间形成了如图4中虚线所述的电场。在具体的应用过程中，所述第一电极220与所述第二电极230之间形成的电场与所述承载基台成预设角度，所述电极板210在所述承载基台上方水平移动；通常所述电场包括了平行电极板210的水平分量。在具体的应用时，将所述电极板210与液晶显示器用基板中的基板平行放置，从而所述电场中的水平分量作用于液晶取向层中的带有极性基团的分子，使其按预设方向排列。

本实施例所述的液晶显示器用基板的制作装置，提供了一种简单、快速的向所述带有极性基团的透明材料施加电场的装置，结构简单、制作简便且应用方便。

在具体的实施过程中，若所述液晶显示器用基板的制作装置够大，所述液晶显示器用基板与所述液晶显示器用基板的制作装置之间发生相对运动即可实现液晶取向，这种方式更加快速。采用较小的液晶显示器用基板的制作装置以扫描的方式完成液晶取向，则耗电量少，制作成本更低。在具体的实现过程中，可以根据液晶显示器的尺寸等因素进行选择。

实施例五：

如图5所示，本实施例液晶显示器用基板的制作装置，其包括承载基台、电极板310，在所述电极板310上分布多个第一电极320和多个第二电极330，且第一电极与第二电极交错分布。

所述第一电极320与所述第二电极330所加电荷极性相反；

所述制作装置用以为实施例三所述的液晶显示器的制作方法中提供分量平行于所述液晶显示器用基板的电场。

本实施例所述的液晶显示器用基板的制作装置，适用于尺寸较大的液晶显示器用基板的制作。

在具体的实施过程中，所述第一电极和第二电极均可以设置成块状电极；在所述电极板上形成电极矩阵，通过控制每一对第一电极与第二电极之间的电压，从而实现对电场的控制，最终控制液晶取向层中形成不同方向的取向，形成了双畴或多畴液晶取向，从而液晶分子有不同的预偏角，进而减少色差。

若为了简化所述制作装置的制作，则所述第一电极和第二电极设置成条状电极，所有的第一电极和所有的第二电极排列成一行，这种结构则装置制作简便，在具体的实际过程中，根据需要选择不同的电极。

本实施例所述的液晶显示器用基板的制作装置，具有结构简单，制作简便，用于本发明所述的液晶显示器用基板的制作工艺能有效的简化。

以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (10)

1.一种液晶显示器用基板，包括基板以及位于基板上的液晶取向层，其特征在于，所述液晶取向层的构成材料为带有极性基团的透明材料；

所述带有极性基团的透明材料的分子按预设方向排列；

所述液晶取向层中的分子与液晶分子之间形成较强的分子间作用力，从而使液晶分子具有一定的预偏角，进而实现了液晶分子的取向。

2.根据权利要求1所述的液晶显示器用基板，其特征在于，所述带有极性基团的透明材料为带有极性基团的聚酰亚胺。

3.根据权利要求1或2所述的液晶显示器用基板，其特征在于，所述极性基团为氰基或氟基。

4.一种液晶显示器，其特征在于，包括两块如权利要求1-3任一项所述的液晶显示器用基板；两块所述液晶显示器用基板中设有所述带有极性基团的透明材料的一面相对设置。

5.一种液晶显示器用基板的制作方法，其特征在于，包括：

将带有极性基团的透明材料涂覆在基板上；

加载平行所述基板的电场，使所述带有极性基团的透明材料的分子在电场作用下按照预设方向排列；

将所述带有极性基团的透明材料固化，以形成液晶取向层。

6.根据权利要求5所述的液晶显示器用基板的制作方法，其特征在于，所述带有极性基团的透明材料为带有极性基团的聚酰亚胺。

7.根据权利要求5或6所述的液晶显示器用基板的制作方法，其特征在于，所述极性基团为氰基或氟基。

8.一种如权利要求1～3中任一项所述的液晶显示器用基板的制作装置，其特征在于，包括承载基台及电极板；所述承载基台用于承载所述液晶显示器用基板；在所述电极板上分布第一电极和第二电极；

所述第一电极与所述第二电极所加电荷极性相反；

所述第一电极与所述第二电极之间形成的电场与所述承载基台成预设角度，所述电极板可以在所述承载基台上方水平移动。

9.根据权利要求8所述的液晶显示器用基板的制作装置，其特征在于，所述第一电极以及第二电极均为多个，且第一电极与第二电极交错分布。

10.根据权利要求8或9所述的液晶显示器用基板的制作装置，其特征在于，所述第一电极与所述第二电极均为条状电极。