CN103676331A - 一种导电取向层及制备方法、显示基板、显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例提供一种导电取向层及制备方法、显示基板、显示装置,涉及液晶显示技术,使用兼具导电性和取向性的材料同时制备基板中的导电层和取向层,无需将基板中的导电层和取向层分开制备,简化了导电层和取向层的制备工艺,降低了液晶显示装置制备的复杂度。

Description

一种导电取向层及制备方法、显示基板、显示装置
技术领域
本发明涉及液晶显示技术,尤其涉及一种导电取向层及制备方法、显示基板、显示装置。
背景技术
通常,在薄膜晶体管液晶显示器(TFT-LCD)面板中,彩膜基板和阵列基板中都存在导电层和取向层,导电层和取向层的制备过程十分复杂,以彩膜基板为例,如图1所示,导电层102设置在彩膜层101上,可以称导电层102为公共电极,取向层103设置在公共电极上。通过彩膜基板的公共电极与阵列基板的像素电极(即阵列基板中的导电层)相对应,在彩膜基板与阵列基板之间进行导电。常用的公共电极是透明导电薄膜氧化铟锡(ITO),但是氧化铟锡质地脆弱,且易与彩膜层附着不牢而导致脱落,同时,制作透明导电薄膜氧化铟锡时需要通过高温溅射进行制作,易对彩膜层101造成损伤。而在制作彩膜基板的取向层103时,常用的方式是使用棉布或者尼龙布对聚酰亚胺膜(PI)进行摩擦取向。然而摩擦取向通常容易存在摩擦不均、污染液晶等问题,而且实际生产中彩膜基板是在高世代生产线上进行生产,而摩擦取向通常需要使用摩擦辊,在高世代生产线上,摩擦辊由于质量太大,往往无法正常使用。
由此可见,基板的生产中导电层与取向层的制作过程十分复杂,导致液晶显示装置的制作工艺较复杂。
发明内容
本发明实施例提供一种导电取向层及制备方法、显示基板、显示装置,以降低液晶显示装置制备的复杂度。
一种导电取向层,导电取向层包括导电物质和取向物质;或者
导电取向层包括导电取向物质;
导电取向层兼具导电性和取向性。
进一步,为了满足彩膜基板等基板对显色的需要,导电取向层还包括颜料,构成导电取向彩膜层;
导电取向彩膜层具有导电性、取向性和显色性。
进一步,为了使导电取向层具有较佳的导电性,导电物质具体为如下之一:
碳材料、金属纳米结构材料、导电高分子、有机导电材料。
进一步,当采用碳材料作为导电物质时,为了能够提供较佳的导电性,碳材料具体为如下之一:
碳纳米管、石墨烯、炭黑。
进一步,为了保证导电取向层具有较佳的取向性,取向物质具体为光敏取向分子或者表面活性剂;
光敏取向分子具体为如下之一:光异构型的偶氮苯基团、光二聚型的肉桂酸酯、查尔酮基团、光降解型的环丁烷二酐型聚酰亚胺、聚酰亚胺、聚乙烯醇、聚丙烯酸树脂、聚硅烷;
表面活性剂具体为如下之一:聚酰胺、十八烷基丙二酸、苯甲酸衍生物、长链季铵盐、其吡啶盐、卵磷盐。
进一步,为了保证导电取向层具有较佳的导电取向性,导电取向物质具体为如下之一:
碳纳米管、石墨烯、金属纳米结构材料。
进一步,为了便于导电取向层的显色性的制备,颜料具体为负性光刻胶颜料或者偶氮类颜料。
一种显示基板,显示基板包括本发明实施例提供的导电取向层。
一种显示装置,包括上显示基板、下显示基板,以及置于上显示基板及下显示基板之间的液晶层,上显示基板和下显示基板中至少之一为本发明实施例提供的显示基板。
一种导电取向层的制备方法,导电取向层为本发明实施例提供的导电取向层,方法包括:
将颜料与导电物质和取向物质混合,将混合后的物质涂覆在显示基板上;或者将导电取向物质涂覆在显示基板上;
执行显影、固化,形成导电取向层。
进一步,当导电取向层为本发明实施例提供的导电取向彩膜层,方法包括:
将颜料与导电物质和取向物质混合,或者将颜料与导电取向物质混合,涂覆在显示基板上;
使用线偏振紫外光对导电物质与光敏取向分子的混合物曝光后,显影、固化形成导电取向层。
进一步,为了便于导电取向层的制备,方法具体包括:
将导电物质与光敏取向分子混合,涂覆在显示基板上,使用线偏振紫外光对导电物质与光敏取向分子的混合物曝光后,再经显影、固化形成导电取向层;或者
将导电物质与表面活性剂的混合,涂覆在显示基板上,经显影、固化形成导电取向层;或者
将含有导电取向物质的透明导电树脂材料涂覆在显示基板上,在透明导电树脂材料固化前施加电场使导电取向物质定向排列,再经过显影、固化形成导电取向层;或者
将透明的定向导电取向物质覆盖在显示基板上后,经显影、固化形成导电取向层。
进一步,为了便于制备导电取向彩膜层,颜料与导电物质和取向物质混合、颜料与导电取向物质混合的方法具体包括:
将负性光刻胶颜料掺杂导电物质及光敏取向分子;或者
将负性光刻胶颜料经光敏取向分子化学修饰后,再掺杂导电物质;或者
将偶氮类颜料掺杂导电物质;或者
使用光敏取向分子修饰的导电取向物质,与负性光刻胶颜料相掺杂。
本发明实施例提供一种导电取向层及制备方法、显示基板、显示装置,涉及液晶显示技术,使用兼具导电取向性的材料同时制备基板中的导电层和取向层,无需将基板中的导电层和取向层分开制备,简化了导电层和取向层的制备工艺,降低了液晶显示装置制备的复杂度。
附图说明
图1为现有技术提供的一种彩膜基板的结构示意图;
图2为本发明实施例提供的导电取向层的结构示意图之一;
图3为本发明实施例提供的导电取向层的结构示意转图之二;
图4为本发明实施例提供的导电取向层的制备方法流程图之一;
图5为本发明实施例提供的一种较佳的导电取向层的制备方法流程图;
图6为本发明实施例提供的彩膜基板结构示意图之一;
图7为本发明实施例提供的一种颜料的曝光取向示意图;
图8为本发明实施例提供的彩膜基板的制备方法流程图之一;
图9为本发明实施例提供的导电取向彩膜层的制备方法流程图之一;
图10为本发明实施例提供的一种较佳的彩膜基板的制备方法流程图;
图11为本发明实施例提供的一种彩膜基板制备流程示意图;
图12为本发明实施例提供的一种阵列基板的结构示意图;
图13为本发明实施例提供的一种阵列基板的制备方法流程图;
图14为本发明实施例提供的一种液晶排列示意图;
图15为本发明实施例提供的彩膜基板的结构示意图之二;
图16为本发明实施例提供的彩膜基板的制备方法流程图之二;
图17为本发明实施例提供的一种横向电场型液晶显示装置的阵列基板结构示意图;
图18为本发明实施例提供的一种横向电场型液晶显示装置的阵列基板的制备方法流程图;
图19为本发明实施例提供的导电取向彩膜层的制备方法流程图之二;
图20为本发明实施例提供的一种较佳的横向电场型液晶显示装置的阵列基板的制备方法流程图;
图21为本发明实施例提供的一种液晶显示装置结构示意图;
图22为本发明实施例提供的一种横向电场型液晶显示装置结构示意图。
具体实施方式
本发明实施例提供一种导电取向层及制备方法、显示基板、显示装置,涉及液晶显示技术,使用兼具导电取向性的材料同时制备基板中的导电层和取向层,无需将基板中的导电层和取向层分开制备,简化了导电层和取向层的制备工艺,降低了液晶显示装置制备的复杂度。
本发明实施例提供一种导电取向层,如图2所示,导电取向层包括导电物质201和取向物质202;或者
如图3所示,导电取向层包括导电取向物质301;
导电取向层兼具导电性和取向性。
包括导电物质201和取向物质202的导电取向层,或者包括导电取向物质301的导电取向层,均兼具导电性和取向性,在制作基板时,使用导电取向层,不需要分开制备导电层和取向层,简化了基板的制备工艺。
进一步,为了满足彩膜基板等基板对显色的需要,导电取向层还包括颜料,构成导电取向彩膜层;
导电取向彩膜层具有导电性、取向性和显色性。
进一步,为了使导电取向层具有较佳的导电性,导电物质201具体为如下之一:
碳材料、金属纳米结构材料、导电高分子、有机导电材料。
当采用碳材料作为导电物质201时,为了能够提供较佳的导电性,碳材料具体为如下之一:
碳纳米管、石墨烯、炭黑。
为了保证导电取向层具有较佳的取向性,取向物质202具体为光敏取向分子或者表面活性剂;
光敏取向分子具体为如下之一:光异构型的偶氮苯基团、光二聚型的肉桂酸酯、查尔酮基团、光降解型的环丁烷二酐型聚酰亚胺、聚酰亚胺、聚乙烯醇、聚丙烯酸树脂、聚硅烷;
表面活性剂具体为如下之一:聚酰胺、十八烷基丙二酸、苯甲酸衍生物、长链季铵盐、其吡啶盐、卵磷盐。
为了保证导电取向层具有较佳的导电取向性,导电取向物质301具体为如下之一:
碳纳米管、石墨烯、金属纳米结构材料。
进一步,为了便于导电取向层的显色性的制备,颜料具体为负性光刻胶颜料或者偶氮类颜料。
本发明实施例提供一种显示基板,显示基板包括本发明实施例提供的导电取向层。
本发明实施例提供一种显示装置,包括上显示基板、下显示基板,以及置于上显示基板及下显示基板之间的液晶层,上显示基板和下显示基板中至少之一为本发明实施例提供的显示基板。
如图4所示,本发明实施例还提供一种导电取向层的制备方法,导电取向层为本发明实施例图2或图3提供的导电取向层,该方法包括:
S401、将导电物质201和取向物质202混合,将混合后的物质涂覆在显示基板上;或者将导电取向物质301涂覆在显示基板上;
S402、执行显影、固化,形成导电取向层。
进一步,当导电取向层应用于彩膜基板上时,为了进一步便于彩膜基板的制备,可以将彩膜层与导电层及取向层一起制备,如图5所示,本发明实施例提供的导电取向层的制备方法,具体包括:
S501、将颜料与导电物质201和取向物质202混合,或者将颜料与导电取向物质301混合,涂覆在显示基板上。
S502、使用线偏振紫外光对导电物质201与光敏取向分子的混合物曝光后,显影、固化形成导电取向层。
进一步,本发明实施例提供几种较佳的制备导电取向层的方法,具体包括:
将导电物质201与光敏取向分子混合,涂覆在显示基板上,使用线偏振紫外光对导电物质201与光敏取向分子的混合物曝光后,再经显影、固化形成导电取向层;或者
将导电物质201与表面活性剂的混合,涂覆在显示基板上,经显影、固化形成导电取向层;或者
将含有导电取向物质301的透明导电树脂材料涂覆在显示基板上,在透明导电树脂材料固化前施加电场使导电取向物质301定向排列,再经过显影、固化形成导电取向层;或者
将透明的定向导电取向物质301覆盖在显示基板上后,经显影、固化形成导电取向层。
进一步,为了便于制备导电取向彩膜层,颜料与导电物质201和取向物质202混合、颜料与导电取向物质301混合的方法具体包括:
将负性光刻胶颜料掺杂导电物质201及光敏取向分子;或者
将负性光刻胶颜料经光敏取向分子化学修饰后,再掺杂导电物质201;或者
将偶氮类颜料掺杂导电物质201;或者
使用光敏取向分子修饰的导电取向物质301,与负性光刻胶颜料相掺杂。
下面根据具体实施例对本发明提供的导电取向层及其制备方法以及显示基板和显示装置进行介绍。如图6所示,本发明实施例提供一种彩膜基板,包括:
玻璃基板601、位于玻璃基板601上的黑矩阵602、以及覆盖玻璃基板601存在黑矩阵602的面的导电取向彩膜层603;
导电取向彩膜层603具有导电性、取向性和显色性。
由于彩膜基板中存在导电取向彩膜层603,该导电取向彩膜层603可以同时具有显色、导电和取向的功能,从而实现了将制备彩膜层、导电层和取向层三层薄膜的工艺缩减为制备一层薄膜的工艺,从而降低了使用该彩膜基板的液晶显示装置制作的复杂度。
进一步,由于彩膜层的制备需要经过曝光,因此,为了便于导电取向彩膜层603的制备,导电取向彩膜层603可以具体为将具有导电性和光敏取向性的负性光刻胶颜料涂覆在玻璃基板601存在黑矩阵602的面上,并使用线偏振紫外光对负性光刻胶颜料曝光后,显影、固化形成的导电取向彩膜层603。其中,具有导电性和光敏取向性的负性光刻胶颜料可以是负性光刻胶颜料掺杂了导电物质201及光敏取向分子制备成的具有导电性和光敏取向性的负性光刻胶颜料;或者
负性光刻胶颜料经光敏取向分子化学修饰,且掺杂了导电物质201制备成的具有导电性和光敏取向性的负性光刻胶颜料;或者
负性光刻胶颜料为偶氮类颜料掺杂了导电物质201制备成的具有导电性和光敏取向性的负性光刻胶颜料;或者
负性光刻胶颜料掺杂了经光敏取向分子修饰的碳纳米管制备成的具有导电性和光敏取向性的负性光刻胶颜料。
具体的,其中,负性光刻胶颜料包括红色(red,R)负性光刻胶颜料、绿色(green,G)负性光刻胶颜料及蓝色(blue,B)负性光刻胶颜料,负性光刻胶颜料可以通过将某一颜料着色感材如R颜料分散在丙烯或环氧类等可进行UV硬化处理的树脂中制备而成,使用时以液体形式存在,即为R负性光刻胶颜料,其中,着色感材一般有PVA类的光架桥型和丙烯树脂的光重合型。当具有导电性和光敏取向性的负性光刻胶颜料为负性光刻胶颜料经光敏取向分子化学修饰,且掺杂了导电物质201制备成的具有导电性和光敏取向性的负性光刻胶颜料时,通过对负性光刻胶颜料经光敏取向分子化学修饰,可以使光敏取向分子与负性光刻胶颜料分子的多官能团单体双键发生加聚反应,形成新型的具有高光敏性的颜料高分子。该分子在线偏振紫外光的曝光作用下,其分子上含有光敏官能团的支链在光照后可以发生各向异性光化学反应或聚合反应或分解反应,光照下剩余的支链为一致取向,从而利用高分子对液晶分子的稳定效应,诱导液晶分子进行取向。此时,具有导电性和光敏取向性的负性光刻胶颜料中,主要包括树脂、多官能团基单体、引发剂、颜料、分散剂、溶剂、添加剂、导电物质201等。其中引发剂的含量0.2%-0.6%,在光照或加热后快速形成自由基或离子活性基。颜料的含量为5%-8%,用于调节光阻的色彩,分散剂的含量约为5%-8%,用于调节颜料润湿与分散,溶剂的含量约为70%-80%,用于决定粘度涂布性质,添加剂的含量约为0.1%-0.2%,用于使彩色光阻达到理想的牛顿流体,导电物质201的含量约为0.03%-2%,碳纳米管等导电物掺杂使固化的颜料具有一定导电特性,在将具有导电性和光敏取向性的负性光刻胶颜料涂覆在玻璃基板601存在黑矩阵602的面上过程中,只有少数溶剂会因为涂布机所产生的离心力而明显减少,其它成分不会有太多减少。负性光刻胶颜料中可以掺杂约5%-8%的多官能团基单体,多官能团基单体由3-6个官能基亚克力单体组成,光照后在引发剂作用下迅速反应,形成互相连接的网络,阻挡弱碱溶液侵蚀。同时,具光敏取向分子结构的官能团可以通过化学反应,连接到该多官能单体的分子结构中,形成含有新型的具有高光敏性的多官能团单体,即光敏支链,该分子在线偏振紫外光的曝光作用下,其分子上的光敏官能团在光照后沿偏振光平行或垂直方向,从而诱导液晶分子进行取向。
当具有导电性和光敏取向性的负性光刻胶颜料为负性光刻胶颜料掺杂了导电物质201及光敏取向分子制备成的具有导电性和光敏取向性的负性光刻胶颜料时,可以通过将光敏取向分子以物理掺杂的方式加入到颜料中,光敏分子在颜料树脂基体中呈游离态,即将约2%-5%的光敏取向分子,以物理掺杂的方式加入到多官能团基单体中,形成光敏支链,如图7所示,在线偏振紫外光的曝光作用下,趋光聚集于颜料表面,沿偏振光平行或垂直方向,可诱导液晶分子进行取向。
当具有导电性和光敏取向性的负性光刻胶颜料为偶氮类颜料掺杂了导电物质201制备成的具有导电性和光敏取向性的负性光刻胶颜料时,可以直接采用偶氮类染料来作为负性光刻胶颜料,例如R:PR254,G:PG36,B:PB15,液晶分子同照射的偏振光垂直方向取向。
当具有导电性和光敏取向性的负性光刻胶颜料为负性光刻胶颜料掺杂了经光敏取向分子修饰的碳纳米管制备成的具有导电性和光敏取向性的负性光刻胶颜料时,可以在负性光刻胶颜料中掺入趋光分子修饰的碳纳米管,固化前于彩膜两端施加电场,使内部碳纳米管定向排列,光照时碳纳米管趋光富集于彩膜表面,形成取向排列的长柱体,从而诱导液晶分子进行取向。
当然,本领域的技术人员可以采用其他可行方式制备具有导电性和光敏取向性的负性光刻胶颜料,此处仅提供几种较佳的实施方式,不再一一叙述。
进一步,为了使导电物质201为导电取向彩膜层603提供较佳的导电性能,导电物质201具体为:
碳材料;或者
金属纳米结构材料;或者
导电高分子;或者
有机导电材料。
当然,本领域的技术人员可以采用其他可行材料制作导电物质201,此处仅提供几种较佳的材料,不再一一叙述。
较佳的,碳材料具体为如下之一:
碳纳米管、石墨烯、炭黑。
当导电物质201为碳纳米管时,为了使具有导电性和光敏取向性的负性光刻胶颜料具有较佳的显色效果和导电性能,碳纳米管在具有导电性和光敏取向性的负性光刻胶颜料中所占的比例可以为0.02%-10%,其中,0.03%-2%为一个较佳的取值范围。另外,为了达到较佳的混合效果,可以先对碳纳米管进行官能团修饰,即令碳纳米管嫁接负性光刻胶颜料的官能团,根据相似相容原理使碳纳米管与负性光刻胶颜料相互融合。
较佳的,根据各向异性光反应的类型不同,光敏取向分子可选用光异构型的偶氮苯基团,或光二聚型的肉桂酸酯、查尔酮基团,或光降解型的环丁烷二酐型聚酰亚胺。光异构型的偶氮苯基团中偶氮基结构在经紫外光照射时产生顺反各向异性,按水平和垂直控制液晶取向;光二聚型的肉桂酸酯的光二聚型分子中与偏振光方向平行的支链双键产生二聚反应从而减少,垂直于偏振光方向的支链控制液晶取向;对于光降解型而言,与偏振光振动方向不垂直的分子链断裂,垂直方向的分子保留下来控制取向,未经修饰的聚酰亚胺、聚乙烯醇、聚丙烯酸树脂、聚硅烷等也可以通过光二聚合反应实现垂直取向。
当然,本领域的技术人员可以采用其他可用物质作为光敏取向分子,此处仅提供几种较佳的物质,不再一一叙述。
进一步,由于黑矩阵602的一部分处于彩膜层之中,为了便于电极的导通和周边电路的连接,较佳的,黑矩阵602可以具体为导电型黑矩阵602,进一步,导电型黑矩阵602可以具体为黑色金属铬黑矩阵602;或者导电树脂系黑矩阵602。从而通过导电型黑矩阵602实现与彩膜层的全面导通。
如图8所示,本发明实施例提供一种图6所示的彩膜基板的制备方法,包括:
S801、在玻璃基板601上制备黑矩阵602;
S802、在玻璃基板601存在黑矩阵602的面上制备导电取向彩膜层603,导电取向彩膜层603具有导电性、取向性和显色性。
较佳的,由于彩膜层的制备需要经过曝光,因此,为了便于导电取向彩膜层603的制备,导电取向彩膜层603可以具体为将具有导电性和光敏取向性的负性光刻胶颜料涂覆在玻璃基板601存在黑矩阵602的面上,并使用线偏振紫外光对负性光刻胶颜料曝光后,显影、固化形成的导电取向彩膜层603。
则如图9所示,S802可以具体包括:
S901、制备具有导电性和光敏取向性的负性光刻胶颜料;
S902、将具有导电性和光敏取向性的负性光刻胶颜料涂覆在玻璃基板601存在黑矩阵602的面上;
S903、使用线偏振紫外光对具有导电性和光敏取向性的负性光刻胶颜料曝光后,显影、固化形成导电取向彩膜层603;导电取向彩膜层603具有导电性和取向性的。
其中,S901具体为:
将负性光刻胶颜料掺杂导电物质201及光敏取向分子,形成具有导电性和光敏取向性的负性光刻胶颜料;或者
将负性光刻胶颜料经光敏取向分子化学修饰后,掺杂导电物质201,形成具有导电性和光敏取向性的负性光刻胶颜料;或者
将偶氮类颜料掺杂导电物质201,形成具有导电性和光敏取向性的负性光刻胶颜料;或者
使用光敏取向分子修饰的碳纳米管,并与负性光刻胶颜料相掺杂,形成具有导电性和光敏取向性的负性光刻胶颜料。
为了使导电物质201为导电取向层提供较佳的导电性能,导电物质201具体为:
碳材料;或者
金属纳米结构材料;或者
导电高分子;或者
有机导电材料。
当然,本领域的技术人员可以采用其他可行材料制作导电物质201,此处仅提供几种较佳的材料,不再一一叙述。
较佳的,碳材料具体为如下之一:
碳纳米管、石墨烯、炭黑。
当导电物质201为碳纳米管时,为了使具有导电性和光敏取向性的负性光刻胶颜料具有较佳的显色效果和导电性能,碳纳米管在具有导电性和光敏取向性的负性光刻胶颜料中所占的比例可以为0.02%-10%,其中,0.03%-2%为一个较佳的取值范围。另外,为了达到较佳的混合效果,可以先对碳纳米管进行官能团修饰,即令碳纳米管嫁接负性光刻胶颜料的官能团,根据相似相容原理使碳纳米管与负性光刻胶颜料相互融合。
较佳的,根据各向异性光反应的类型不同,光敏取向分子可选用光异构型的偶氮苯基团,或光二聚型的肉桂酸酯、查尔酮基团,或光降解型的环丁烷二酐型聚酰亚胺。光异构型的偶氮苯基团中偶氮基结构在经紫外光照射时产生顺反各向异性,按水平和垂直控制液晶取向;光二聚型的肉桂酸酯的光二聚型分子中与偏振光方向平行的支链双键产生二聚反应从而减少,垂直于偏振光方向的支链控制液晶取向;对于光降解型而言,与偏振光振动方向不垂直的分子链断裂,垂直方向的分子保留下来控制取向,未经修饰的聚酰亚胺、聚乙烯醇、聚丙烯酸树脂、聚硅烷等也可以通过光二聚合反应实现垂直取向。
当然,本领域的技术人员可以采用其他可用物质作为光敏取向分子,此处仅提供几种较佳的物质,不再一一叙述。
进一步,由于黑矩阵602的一部分处于彩膜层之中,为了便于电极的导通和周边电路的连接,较佳的,黑矩阵602可以具体为导电型黑矩阵602,进一步,导电型黑矩阵602可以具体为黑色金属铬黑矩阵602;或者导电树脂系黑矩阵602。从而通过导电型黑矩阵602实现与彩膜层的全面导通。本发明实施例提供一种具体的彩膜基板的制备方法,如图10所示,包括:
S1001、将负性光刻胶颜料掺杂导电物质201及光敏取向分子,形成具有导电性和光敏取向性的负性光刻胶颜料;
S1002、清洗并烘干玻璃基板601;
S1003、在玻璃基板601上进行导电树脂材料的旋涂、曝光、显影固化,形成导电树脂系黑矩阵602;或者在玻璃基板601上进行黑色金属铬的溅射、光刻胶涂覆、曝光、显影、刻蚀、剥离,形成黑色金属铬黑矩阵602;
S1004、将具有导电性和光敏取向性的负性光刻胶颜料在玻璃基板601承载黑矩阵602的面上进行旋涂;
S1005、使用偏振紫外光及碱性显影液对具有导电性和光敏取向性的负性光刻胶颜料进行曝光、显影、固化。
S1005可以具体为分别对具有导电性和光敏取向性的R负性光刻胶、具有导电性和光敏取向性的G负性光刻胶及具有导电性和光敏取向性的B负性光刻胶进行曝光、显影、固化完成具有导电性和光敏取向性的R\G\B图案化的制作。如图11所示,首先对涂布好的具有导电性和光敏取向性的R负性光刻胶进行曝光显影处理。受到偏振紫外线(UV)照射的部分不能溶解于碱性显影液,没有被偏振UV照射的部分不发生硬化,可以溶解于碱性显影液中,被碱性显影液冲洗掉。经过显影后留下所需的R色层图案。重复以上工艺,可以得到G色层图案和B色层图案。其中,由于使用偏振UV,对具有导电性和光敏取向性的RGB颜料进行曝光固化的同时,完成RGB颜料的光取向。
本发明所用的RGB颜料必须为负性光刻胶颜料,因为为了制备导电取向彩膜层,需要加入光敏分子,并进行光照,才能实现光敏取向,若RGB颜料为负性光刻胶颜料,在经过光照后,RGB光刻胶颜料受光照的部分会保留下来,达到曝光的目的。因此使用负性光刻胶颜料,可以保证在制备导电取向彩膜层时RGB颜料的坚膜工艺和光取向工艺同步兼容,便于导电取向彩膜层的制备。
如图12所示,本发明实施例还提供一种阵列基板,包括:
玻璃基板601,位于玻璃基板601上的薄膜晶体管1201,以及覆盖玻璃基板601存在薄膜晶体管1201的面的导电取向层1202;
导电取向层1202具有导电性和取向性。
由于阵列基板中存在导电取向层1202,该导电取向层1202可以同时具有导电和取向的功能,从而实现了将制备导电层和取向层两层薄膜的工艺缩减为制备一层薄膜的工艺,从而降低了使用该阵列基板的液晶显示装置制作的复杂度。
其中,导电取向层1202可以具体为:
将导电物质201与光敏取向分子的混合物涂覆在玻璃基板601存在薄膜晶体管1201的面上,并使用线偏振紫外光对导电物质201与光敏取向分子的混合物曝光后,显影、固化形成的导电取向层1202;或者
将导电物质201与表面活性剂的混合物涂覆在玻璃基板601存在薄膜晶体管1201的面上后,显影、固化形成的导电取向层1202;或者
将含有一维导电物质201的透明导电树脂材料涂覆在玻璃基板601存在薄膜晶体管1201的面上后,在透明导电树脂材料固化前施加电场使一维导电物质201定向排列,再经过显影、固化形成的导电取向层1202;或者
将透明的定向一维导电物质201覆盖在玻璃基板601存在薄膜晶体管1201的面上后,经显影、固化形成的导电取向层1202。
其中,当导电取向层1202为将导电物质201与表面活性剂的混合物涂覆在玻璃基板601存在薄膜晶体管1201的面上后,显影、固化形成的导电取向层1202时,具体实现方式可以为,以导电物质201为碳纳米管粉末为例,将碳纳米管粉末以一定比例加入表面活性剂制成碳纳米管溶胶,通过旋涂、喷涂等方法制成透明导电薄膜。当使用此方法制备阵列基板时,若液晶显示装置的彩膜基板和阵列基板控制液晶垂直排列,液晶盒内液晶全部作垂直排列;若液晶显示装置的彩膜基板控制液晶平行排列,而阵列基板控制液晶垂直排列时,液晶盒内液晶作展曲排列。
当导电取向层1202为将含有一维导电物质201的透明导电树脂材料涂覆在玻璃基板601存在薄膜晶体管1201的面上后,在透明导电树脂材料固化前施加电场使一维导电物质201定向排列,再经过显影、固化形成的导电取向层1202时,以一维导电物质201为碳纳米管为例,可以具体为采用含有重量百分比为0.1%-0.5%的碳纳米管的透明导电树脂材料制作导电取向层1202,将透明导电树脂材料涂覆在玻璃基板601存在薄膜晶体管1201的面上后,在透明树脂材料固化前施加电场使内部原本混乱无序的碳纳米管定向排列,管与管之间形成微米级凹槽,可以控制液晶沿凹槽方向平行排列。使用此方法制备阵列基板时,若液晶显示装置的彩膜基板和阵列基板控制液晶平行排列时,可以调节碳纳米管方向使液晶盒内液晶扭曲排列。若液晶显示装置内的彩膜基板控制液晶垂直排列,阵列基板控制液晶平行排列时,液晶盒内液晶可以全部做展曲排列。
当导电取向层1202为将透明的定向一维导电物质201覆盖在玻璃基板601存在薄膜晶体管1201的面上后,经显影、固化形成的导电取向层1202时,以一维导电物质201为碳纳米管为例,直接采用一种透明的定向碳纳米管薄膜直接用作导电层和取向层,而无需另加光敏分子,该碳纳米管薄膜中碳纳米管沿平面取向排列,凸起的管与管之间形成一道道天然凹槽,凹槽之间相互平行,宽度为1-2nm,可以诱导液晶分子沿凹槽方向排列。使用此方法制备阵列基板时,若液晶显示装置的彩膜基板和阵列基板控制液晶平行排列时,可以调节碳纳米管方向使液晶盒内液晶扭曲排列。若液晶显示装置的彩膜基板控制液晶垂直排列时,阵列基板控制液晶平行排列时,液晶盒内液晶可以全部做展曲排列。
进一步,为了使导电物质201为导电取向层1202提供较佳的导电性能,导电物质201具体为:
碳材料;或者
金属纳米结构材料;或者
导电高分子;或者
有机导电材料。
较佳的,为了在使用碳材料作为导电物质201时,能够提供较佳的导电性能,碳材料具体为如下之一:
碳纳米管、石墨烯、炭黑。
进一步,为了在使用一维导电物质201时,能够提供较佳的导电和取向性能,一维导电物质201具体为:
碳纳米管;或者
金属纳米结构。
进一步,为了使导电取向层1202具有较佳的光敏取向性,光敏取向分子具体为如下之一:
光异构型的偶氮苯基团、光二聚型的肉桂酸酯、查尔酮基团、光降解型的环丁烷二酐型聚酰亚胺、聚酰亚胺、聚乙烯醇、聚丙烯酸树脂、聚硅烷。
进一步,为了为导电取向层1202提供较佳的取向性,表面活性剂具体为如下之一:
聚酰胺、十八烷基丙二酸、苯甲酸衍生物、长链季铵盐、其吡啶盐、卵磷盐。
当然,本领域技术人员可以采用其他可用物质作为导电物质201、一维导电物质201、光敏取向分子或者表面活性剂,此处仅提供几种较佳的实施方式,不再一一叙述。
本发明实施例还提供一种图12所示的阵列基板的制备方法,如图13所示,包括:
S1301、在玻璃基板601上制备薄膜晶体管1201;
S1302、在玻璃基板601上存在薄膜晶体管1201的面上制备导电取向层1202;导电取向层1202具有导电性和取向性。
其中,S1302可以具体为:
将导电物质201与光敏取向分子混合,涂覆在玻璃基板601存在薄膜晶体管1201的面上,使用线偏振紫外光对导电物质201与光敏取向分子的混合物曝光后,显影、固化形成导电取向层1202;或者
将导电物质201与表面活性剂的混合,涂覆在玻璃基板601存在薄膜晶体管1201的面上,显影、固化形成导电取向层1202;或者
将含有一维导电物质201的透明导电树脂材料涂覆在玻璃基板601存在薄膜晶体管1201的面上,在透明导电树脂材料固化前施加电场使一维导电物质201定向排列,再经过显影、固化形成导电取向层1202;或者
将透明的定向一维导电物质201覆盖在玻璃基板601存在薄膜晶体管1201的面上后,经显影、固化形成导电取向层1202。
将导电物质201与表面活性剂的混合,涂覆在玻璃基板601存在薄膜晶体管1201的面上,显影、固化形成导电取向层1202的具体实现方式可以为,将碳纳米管粉末以一定比例加入表面活性剂制成碳纳米管溶胶,通过旋涂、喷涂等方法制成透明导电薄膜,表面活性剂分子如聚酰胺、十八烷基丙二酸、苯甲酸衍生物、长链季胺盐或其吡啶盐、卵磷盐等可以诱导液晶分子垂面定向,形成导电取向层1202。当使用此方法制备阵列基板时,若液晶显示装置的彩膜基板和阵列基板控制液晶垂直排列,液晶盒内液晶全部作垂直排列;若液晶显示装置的彩膜基板控制液晶平行排列,而阵列基板控制液晶垂直排列时,液晶盒内液晶作展曲排列。
当导电取向层1202为将含有一维导电物质201的透明导电树脂材料涂覆在玻璃基板601存在薄膜晶体管1201的面上后,在透明导电树脂材料固化前施加电场使一维导电物质201定向排列,再经过显影、固化形成的导电取向层1202时,以一维导电物质201为碳纳米管为例,可以具体为采用含有重量百分比为0.1%-0.5%的碳纳米管的透明导电树脂材料制作导电取向层1202,将透明导电树脂材料涂覆在玻璃基板601存在薄膜晶体管1201的面上后,在透明树脂材料固化前施加电场使内部原本混乱无序的碳纳米管定向排列,管与管之间形成微米级凹槽,可以控制液晶沿凹槽方向平行排列。使用此方法制备阵列基板时,若液晶显示装置的彩膜基板和阵列基板控制液晶平行排列时,可以调节碳纳米管方向使液晶盒内液晶扭曲排列。若液晶显示装置内的彩膜基板控制液晶垂直排列,阵列基板控制液晶平行排列时,液晶盒内液晶可以全部做展曲排列。
当导电取向层1202为将透明的定向一维导电物质201覆盖在玻璃基板601存在薄膜晶体管1201的面上后,经显影、固化形成的导电取向层1202时,以一维导电物质201为碳纳米管为例,直接采用一种透明的定向碳纳米管薄膜直接用作导电层和取向层,而无需另加光敏分子,该碳纳米管薄膜中碳纳米管沿平面取向排列,凸起的管与管之间形成一道道天然凹槽,凹槽之间相互平行,宽度为1-2nm,可以诱导液晶分子沿凹槽方向排列,如图14所示。使用此方法制备阵列基板时,若液晶显示装置的彩膜基板和阵列基板控制液晶平行排列时,可以调节碳纳米管方向使液晶盒内液晶扭曲排列。若液晶显示装置的彩膜基板控制液晶垂直排列时,阵列基板控制液晶平行排列时,液晶盒内液晶可以全部做展曲排列。
进一步,为了使导电物质201为导电取向层1202提供较佳的导电性能,导电物质201具体为:
碳材料;或者
金属纳米结构材料;或者
导电高分子;或者
有机导电材料。
较佳的,为了在使用碳材料作为导电物质201时,能够提供较佳的导电性能,碳材料具体为如下之一:
碳纳米管、石墨烯、炭黑。
进一步,为了在使用一维导电物质201时,能够提供较佳的导电和取向性能,一维导电物质201具体为:
碳纳米管;或者
金属纳米结构。
进一步,为了使导电取向层1202具有较佳的光敏取向性,光敏取向分子具体为如下之一:
光异构型的偶氮苯基团、光二聚型的肉桂酸酯、查尔酮基团、光降解型的环丁烷二酐型聚酰亚胺、聚酰亚胺、聚乙烯醇、聚丙烯酸树脂、聚硅烷。
进一步,为了为导电取向层1202提供较佳的取向性,表面活性剂具体为如下之一:
聚酰胺、十八烷基丙二酸、苯甲酸衍生物、长链季铵盐、其吡啶盐、卵磷盐。
当然,本领域技术人员可以采用其他可用物质作为导电物质201、一维导电物质201、光敏取向分子或者表面活性剂,此处仅提供几种较佳的实施方式,不再一一叙述。
如图15所示,本发明实施例提供一种彩膜基板,包括:
玻璃基板601、位于玻璃基板601上的黑矩阵602、覆盖玻璃基板601存在黑矩阵602的面的彩膜层1501,以及覆盖彩膜层1501的导电取向层1202;
导电取向层1202具有导电性和取向性。
由于彩膜基板中存在导电取向层1202,该导电取向层1202可以同时具有导电和取向的功能,从而实现了将制备导电层和取向层两层薄膜的工艺缩减为制备一层薄膜的工艺,从而降低了使用该彩膜基板的液晶显示装置制作的复杂度。
其中,导电取向层1202可以具体为:
将导电物质201与光敏取向分子的混合物涂覆在彩膜层1501上,并使用线偏振紫外光对导电物质201与光敏取向分子的混合物曝光后,显影、固化形成的导电取向层1202;或者
将导电物质201与表面活性剂的混合物涂覆在彩膜层1501上后,显影、固化形成的导电取向层1202;或者
将含有一维导电物质201的透明导电树脂材料涂覆在彩膜层1501上后,在透明导电树脂材料固化前施加电场使一维导电物质201定向排列,再经过显影、固化形成的导电取向层1202;或者
将透明的定向一维导电物质201覆盖在彩膜层1501上后,经显影、固化形成的导电取向层1202。
其中,当导电取向层1202为将导电物质201与表面活性剂的混合物涂覆在彩膜层1501上后,显影、固化形成的导电取向层1202时,具体实现方式可以为,以导电物质201为碳纳米管粉末为例,将碳纳米管粉末以一定比例加入表面活性剂制成碳纳米管溶胶,通过旋涂、喷涂等方法制成透明导电薄膜。
当导电取向层1202为将含有一维导电物质201的透明导电树脂材料涂覆在彩膜层1501上后,在透明导电树脂材料固化前施加电场使一维导电物质201定向排列,再经过显影、固化形成的导电取向层1202时,以一维导电物质201为碳纳米管为例,可以具体为采用含有重量百分比为0.1%-0.5%的碳纳米管的透明导电树脂材料制作导电取向层1202,将透明导电树脂材料涂覆在彩膜层1501上后,在透明树脂材料固化前施加电场使内部原本混乱无序的碳纳米管定向排列,管与管之间形成微米级凹槽,可以控制液晶沿凹槽方向平行排列。
当导电取向层1202为将透明的定向一维导电物质201覆盖在彩膜层1501上后,经显影、固化形成的导电取向层1202时,以一维导电物质201为碳纳米管为例,直接采用一种透明的定向碳纳米管薄膜直接用作导电层和取向层,而无需另加光敏分子,该碳纳米管薄膜中碳纳米管沿平面取向排列,凸起的管与管之间形成一道道天然凹槽,凹槽之间相互平行,宽度为1-2nm,可以诱导液晶分子沿凹槽方向排列。
进一步,为了使导电物质201为导电取向层1202提供较佳的导电性能,导电物质201具体为:
碳材料;或者
金属纳米结构材料;或者
导电高分子;或者
有机导电材料。
较佳的,为了在使用碳材料作为导电物质201时,能够提供较佳的导电性能,碳材料具体为如下之一:
碳纳米管、石墨烯、炭黑。
进一步,为了在使用一维导电物质201时,能够提供较佳的导电和取向性能,一维导电物质201具体为:
碳纳米管;或者
金属纳米结构。
进一步,为了使导电取向层1202具有较佳的光敏取向性,光敏取向分子具体为如下之一:
光异构型的偶氮苯基团、光二聚型的肉桂酸酯、查尔酮基团、光降解型的环丁烷二酐型聚酰亚胺、聚酰亚胺、聚乙烯醇、聚丙烯酸树脂、聚硅烷。
进一步,为了为导电取向层1202提供较佳的取向性,表面活性剂具体为如下之一:
聚酰胺、十八烷基丙二酸、苯甲酸衍生物、长链季铵盐、其吡啶盐、卵磷盐。
当然,本领域技术人员可以采用其他可用物质作为导电物质201、一维导电物质201、光敏取向分子或者表面活性剂,此处仅提供几种较佳的实施方式,不再一一叙述。
如图16所示,本发明实施例提供一种图15所示的彩膜基板的制备方法,包括:
S1601、在玻璃基板601上制备黑矩阵602;
S1602、在玻璃基板601上存在黑矩阵602的面上制备彩膜层1501;
S1603、在彩膜层1501上制备导电取向层1202,导电取向层1202具有导电性和取向性。
其中,S1603可以具体为:
将导电物质201与光敏取向分子混合,涂覆在彩膜层1501上,使用线偏振紫外光对导电物质201与光敏取向分子的混合物曝光后,显影、固化形成导电取向层1202;或者
将导电物质201与表面活性剂的混合,涂覆在彩膜层1501上,显影、固化形成导电取向层1202;或者
将含有一维导电物质201的透明导电树脂材料涂覆在彩膜层1501上,在透明导电树脂材料固化前施加电场使一维导电物质201定向排列,再经过显影、固化形成导电取向层1202;或者
将透明的定向一维导电物质201覆盖在彩膜层1501上后,经显影、固化形成导电取向层1202。
将导电物质201与表面活性剂的混合,涂覆在彩膜层1501上,显影、固化形成导电取向层1202的具体实现方式可以为,将碳纳米管粉末以一定比例加入表面活性剂制成碳纳米管溶胶,通过旋涂、喷涂等方法制成透明导电薄膜,表面活性剂分子如聚酰胺、十八烷基丙二酸、苯甲酸衍生物、长链季胺盐或其吡啶盐、卵磷盐等可以诱导液晶分子垂面定向,形成导电取向层1202。
当导电取向层1202为将含有一维导电物质201的透明导电树脂材料涂覆在彩膜层1501上后,在透明导电树脂材料固化前施加电场使一维导电物质201定向排列,再经过显影、固化形成的导电取向层1202时,以一维导电物质201为碳纳米管为例,可以具体为采用含有重量百分比为0.1%-0.5%的碳纳米管的透明导电树脂材料制作导电取向层1202,将透明导电树脂材料涂覆在玻璃基板601存在薄膜晶体管1201的面上后,在透明树脂材料固化前施加电场使内部原本混乱无序的碳纳米管定向排列,管与管之间形成微米级凹槽,可以控制液晶沿凹槽方向平行排列。使用此方法制备彩膜基板时,若液晶显示装置的彩膜基板和彩膜基板控制液晶平行排列时,可以调节碳纳米管方向使液晶盒内液晶扭曲排列。若液晶显示装置内的彩膜基板控制液晶垂直排列,彩膜基板控制液晶平行排列时,液晶盒内液晶可以全部做展曲排列。
当导电取向层1202为将透明的定向一维导电物质201覆盖在彩膜层1501上后,经显影、固化形成的导电取向层1202时,以一维导电物质201为碳纳米管为例,直接采用一种透明的定向碳纳米管薄膜直接用作导电层和取向层,而无需另加光敏分子,该碳纳米管薄膜中碳纳米管沿平面取向排列,凸起的管与管之间形成一道道天然凹槽,凹槽之间相互平行,宽度为1-2nm,可以诱导液晶分子沿凹槽方向排列。使用此方法制备彩膜基板时,若液晶显示装置的彩膜基板和彩膜基板控制液晶平行排列时,可以调节碳纳米管方向使液晶盒内液晶扭曲排列。若液晶显示装置的彩膜基板控制液晶垂直排列时,彩膜基板控制液晶平行排列时,液晶盒内液晶可以全部做展曲排列。
进一步,为了使导电物质201为导电取向层1202提供较佳的导电性能,导电物质201具体为:
碳材料;或者
金属纳米结构材料;或者
导电高分子;或者
有机导电材料。
较佳的,为了在使用碳材料作为导电物质201时,能够提供较佳的导电性能,碳材料具体为如下之一:
碳纳米管、石墨烯、炭黑。
进一步,为了在使用一维导电物质201时,能够提供较佳的导电和取向性能,一维导电物质201具体为:
碳纳米管;或者
金属纳米结构。
进一步,为了使导电取向层1202具有较佳的光敏取向性,光敏取向分子具体为如下之一:
光异构型的偶氮苯基团、光二聚型的肉桂酸酯、查尔酮基团、光降解型的环丁烷二酐型聚酰亚胺、聚酰亚胺、聚乙烯醇、聚丙烯酸树脂、聚硅烷。
进一步,为了为导电取向层1202提供较佳的取向性,表面活性剂具体为如下之一:
聚酰胺、十八烷基丙二酸、苯甲酸衍生物、长链季铵盐、其吡啶盐、卵磷盐。
当然,本领域技术人员可以采用其他可用物质作为导电物质201、一维导电物质201、光敏取向分子或者表面活性剂,此处仅提供几种较佳的实施方式,不再一一叙述。
如图17所示,本发明实施例还提供一种横向电场型液晶显示装置的阵列基板,包括:
位于玻璃基板601上的薄膜晶体管1201、以及覆盖玻璃基板601存在薄膜晶体管1201的面的导电取向彩膜层603;
导电取向彩膜层603具有导电性、取向性和显色性。
由于横向电场型液晶显示装置的阵列基板中存在导电取向彩膜层603,该导电取向彩膜层603可以同时具有显色、导电和取向的功能,从而实现了将制备彩膜层1501、导电层和取向层三层薄膜的工艺缩减为制备一层薄膜的工艺,从而降低了使用该横向电场型液晶显示装置的阵列基板的液晶显示装置制作的复杂度。
进一步,由于彩膜层1501的制备需要经过曝光,因此,为了便于导电取向彩膜层603的制备,导电取向彩膜层603可以具体为将具有导电性和光敏取向性的负性光刻胶颜料涂覆在玻璃基板601存在薄膜晶体管1201的面上,并使用线偏振紫外光对负性光刻胶颜料曝光后,显影、固化形成的导电取向彩膜层603。
其中,具有导电性和光敏取向性的负性光刻胶颜料可以是负性光刻胶颜料掺杂了导电物质201及光敏取向分子制备成的具有导电性和光敏取向性的负性光刻胶颜料;或者
负性光刻胶颜料经光敏取向分子化学修饰,且掺杂了导电物质201制备成的具有导电性和光敏取向性的负性光刻胶颜料;或者
负性光刻胶颜料为偶氮类颜料掺杂了导电物质201制备成的具有导电性和光敏取向性的负性光刻胶颜料;或者
负性光刻胶颜料掺杂了经光敏取向分子修饰的碳纳米管制备成的具有导电性和光敏取向性的负性光刻胶颜料。
具体的,其中,负性光刻胶颜料包括红色(red,R)负性光刻胶颜料、绿色(green,G)负性光刻胶颜料及蓝色(blue,B)负性光刻胶颜料,负性光刻胶颜料可以通过将某一颜料着色感材如R颜料分散在丙烯或环氧类等可进行UV硬化处理的树脂中制备而成,使用时以液体形式存在,即为R负性光刻胶颜料,其中,着色感材一般有PVA类的光架桥型和丙烯树脂的光重合型。当具有导电性和光敏取向性的负性光刻胶颜料为负性光刻胶颜料经光敏取向分子化学修饰,且掺杂了导电物质201制备成的具有导电性和光敏取向性的负性光刻胶颜料时,通过对负性光刻胶颜料经光敏取向分子化学修饰,可以使光敏取向分子与负性光刻胶颜料分子的多官能团单体双键发生加聚反应,形成新型的具有高光敏性的颜料高分子。该分子在线偏振紫外光的曝光作用下,其分子上含有光敏官能团的支链在光照后可以发生各向异性光化学反应或聚合反应或分解反应,光照下剩余的支链为一致取向,从而利用高分子对液晶分子的稳定效应,诱导液晶分子进行取向。此时,具有导电性和光敏取向性的负性光刻胶颜料中,主要包括树脂、多官能团基单体、引发剂、颜料、分散剂、溶剂、添加剂、导电物质201等。其中引发剂的含量0.2%-0.6%,在光照或加热后快速形成自由基或离子活性基。颜料的含量为5%-8%,用于调节光阻的色彩,分散剂的含量约为5%-8%,用于调节颜料润湿与分散,溶剂的含量约为70%-120%,用于决定粘度涂布性质,添加剂的含量约为0.1%-0.2%,用于使彩色光阻达到理想的牛顿流体,导电物质201的含量约为0.03%-2%,碳纳米管等导电物掺杂使固化的颜料具有一定导电特性,在将具有导电性和光敏取向性的负性光刻胶颜料涂覆在玻璃基板601存在薄膜晶体管1201的面上过程中,只有少数溶剂会因为涂布机所产生的离心力而明显减少,其它成分不会有太多减少。负性光刻胶颜料中可以掺杂约5%-8%的多官能团基单体,多官能团基单体由3-6个官能基亚克力单体组成,光照后在引发剂作用下迅速反应,形成互相连接的网络,阻挡弱碱溶液侵蚀。同时,具光敏取向分子结构的官能团可以通过化学反应,连接到该多官能单体的分子结构中,形成含有新型的具有高光敏性的多官能团单体,即光敏支链,该分子在线偏振紫外光的曝光作用下,其分子上的光敏官能团在光照后沿偏振光平行或垂直方向,从而诱导液晶分子进行取向。
当具有导电性和光敏取向性的负性光刻胶颜料为负性光刻胶颜料掺杂了导电物质201及光敏取向分子制备成的具有导电性和光敏取向性的负性光刻胶颜料时,可以通过将光敏取向分子以物理掺杂的方式加入到颜料中,光敏分子在颜料树脂基体中呈游离态,即将约2%-5%的光敏取向分子,以物理掺杂的方式加入到多官能团基单体中,形成光敏支链,在线偏振紫外光的曝光作用下,趋光聚集于颜料表面,沿偏振光平行或垂直方向,可诱导液晶分子进行取向。
当具有导电性和光敏取向性的负性光刻胶颜料为偶氮类颜料掺杂了导电物质201制备成的具有导电性和光敏取向性的负性光刻胶颜料时,可以直接采用偶氮类染料来作为负性光刻胶颜料,例如R:PR254,G:PG36,B:PB15,液晶分子同照射的偏振光垂直方向取向。
当具有导电性和光敏取向性的负性光刻胶颜料为负性光刻胶颜料掺杂了经光敏取向分子修饰的碳纳米管制备成的具有导电性和光敏取向性的负性光刻胶颜料时,可以在负性光刻胶颜料中掺入趋光分子修饰的碳纳米管,固化前于彩膜两端施加电场,使内部碳纳米管定向排列,光照时碳纳米管趋光富集于彩膜表面,形成取向排列的长柱体,从而诱导液晶分子进行取向。
当然,本领域的技术人员可以采用其他可行方式制备具有导电性和光敏取向性的负性光刻胶颜料,此处仅提供几种较佳的实施方式,不再一一叙述。
进一步,为了使导电物质201为导电取向彩膜层603提供较佳的导电性能,导电物质201具体为:
碳材料;或者
金属纳米结构材料;或者
导电高分子;或者
有机导电材料。
当然,本领域的技术人员可以采用其他可行材料制作导电物质201,此处仅提供几种较佳的材料,不再一一叙述。
较佳的,碳材料具体为如下之一:
碳纳米管、石墨烯、炭黑。
当导电物质201为碳纳米管时,为了使具有导电性和光敏取向性的负性光刻胶颜料具有较佳的显色效果和导电性能,碳纳米管在具有导电性和光敏取向性的负性光刻胶颜料中所占的比例可以为0.02%-10%,其中,0.03%-2%为一个较佳的取值范围。另外,为了达到较佳的混合效果,可以先对碳纳米管进行官能团修饰,即令碳纳米管嫁接负性光刻胶颜料的官能团,根据相似相容原理使碳纳米管与负性光刻胶颜料相互融合。
较佳的,根据各向异性光反应的类型不同,光敏取向分子可选用光异构型的偶氮苯基团,或光二聚型的肉桂酸酯、查尔酮基团,或光降解型的环丁烷二酐型聚酰亚胺。光异构型的偶氮苯基团中偶氮基结构在经紫外光照射时产生顺反各向异性,按水平和垂直控制液晶取向;光二聚型的肉桂酸酯的光二聚型分子中与偏振光方向平行的支链双键产生二聚反应从而减少,垂直于偏振光方向的支链控制液晶取向;对于光降解型而言,与偏振光振动方向不垂直的分子链断裂,垂直方向的分子保留下来控制取向,未经修饰的聚酰亚胺、聚乙烯醇、聚丙烯酸树脂、聚硅烷等也可以通过光二聚合反应实现垂直取向。
当然,本领域的技术人员可以采用其他可用物质作为光敏取向分子,此处仅提供几种较佳的物质,不再一一叙述。
本发明实施例还提供一种图17所示的横向电场型液晶显示装置的阵列基板的制备方法,如图18所示,包括:
S1801、在玻璃基板601上制备薄膜晶体管1201;
S1802、在玻璃基板601存在薄膜晶体管1201的面上制备导电取向彩膜层603,导电取向彩膜层603具有导电性、取向性和显色性。
较佳的,由于彩膜层1501的制备需要经过曝光,因此,为了便于导电取向彩膜层603的制备,导电取向彩膜层603可以具体为将具有导电性和光敏取向性的负性光刻胶颜料涂覆在玻璃基板601存在薄膜晶体管1201的面上,并使用线偏振紫外光对负性光刻胶颜料曝光后,显影、固化形成的导电取向彩膜层603。
则如图19所示,S1802可以具体包括:
S1901、制备具有导电性和光敏取向性的负性光刻胶颜料;
S1902、将具有导电性和光敏取向性的负性光刻胶颜料涂覆在玻璃基板601存在薄膜晶体管1201的面上;
S1903、使用线偏振紫外光对具有导电性和光敏取向性的负性光刻胶颜料曝光后,显影、固化形成导电取向彩膜层603。
其中,S1901具体为:
将负性光刻胶颜料掺杂导电物质201及光敏取向分子,形成具有导电性和光敏取向性的负性光刻胶颜料;或者
将负性光刻胶颜料经光敏取向分子化学修饰后,掺杂导电物质201,形成具有导电性和光敏取向性的负性光刻胶颜料;或者
将偶氮类颜料掺杂导电物质201,形成具有导电性和光敏取向性的负性光刻胶颜料;或者
使用光敏取向分子修饰的碳纳米管,并与负性光刻胶颜料相掺杂,形成具有导电性和光敏取向性的负性光刻胶颜料。
为了使导电物质201为导电取向层1202提供较佳的导电性能,导电物质201具体为:
碳材料;或者
金属纳米结构材料;或者
导电高分子;或者
有机导电材料。
当然,本领域的技术人员可以采用其他可行材料制作导电物质201,此处仅提供几种较佳的材料,不再一一叙述。
较佳的,碳材料具体为如下之一:
碳纳米管、石墨烯、炭黑。
当导电物质201为碳纳米管时,为了使具有导电性和光敏取向性的负性光刻胶颜料具有较佳的显色效果和导电性能,碳纳米管在具有导电性和光敏取向性的负性光刻胶颜料中所占的比例可以为0.02%-10%,其中,0.03%-2%为一个较佳的取值范围。另外,为了达到较佳的混合效果,可以先对碳纳米管进行官能团修饰,即令碳纳米管嫁接负性光刻胶颜料的官能团,根据相似相容原理使碳纳米管与负性光刻胶颜料相互融合。
较佳的,根据各向异性光反应的类型不同,光敏取向分子可选用光异构型的偶氮苯基团,或光二聚型的肉桂酸酯、查尔酮基团,或光降解型的环丁烷二酐型聚酰亚胺。光异构型的偶氮苯基团中偶氮基结构在经紫外光照射时产生顺反各向异性,按水平和垂直控制液晶取向;光二聚型的肉桂酸酯的光二聚型分子中与偏振光方向平行的支链双键产生二聚反应从而减少,垂直于偏振光方向的支链控制液晶取向;对于光降解型而言,与偏振光振动方向不垂直的分子链断裂,垂直方向的分子保留下来控制取向,未经修饰的聚酰亚胺、聚乙烯醇、聚丙烯酸树脂、聚硅烷等也可以通过光二聚合反应实现垂直取向。
当然,本领域的技术人员可以采用其他可用物质作为光敏取向分子,此处仅提供几种较佳的物质,不再一一叙述。
本发明实施例提供一种具体的横向电场型液晶显示装置的阵列基板的制备方法,如图20所示,包括:
S2001、将负性光刻胶颜料掺杂导电物质201及光敏取向分子,形成具有导电性和光敏取向性的负性光刻胶颜料;
S2002、清洗并烘干玻璃基板601;
S2003、在玻璃基板601上制备薄膜晶体管1201;
S2004、将具有导电性和光敏取向性的负性光刻胶颜料在玻璃基板601存在薄膜晶体管1201的面上进行旋涂;
S2005、使用偏振紫外光及碱性显影液对具有导电性和光敏取向性的负性光刻胶颜料进行曝光、显影、固化。
S2005可以具体为分别对具有导电性和光敏取向性的R负性光刻胶、具有导电性和光敏取向性的G负性光刻胶及具有导电性和光敏取向性的B负性光刻胶进行曝光、显影、固化完成具有导电性和光敏取向性的R\G\B图案化的制作。首先对涂布好的具有导电性和光敏取向性的R负性光刻胶进行曝光显影处理。受到偏振紫外线(UV)照射的部分不能溶解于碱性显影液,没有被偏振UV照射的部分不发生硬化,可以溶解于碱性显影液中,被碱性显影液冲洗掉。经过显影后留下所需的R色层图案。重复以上工艺,可以得到G色层图案和B色层图案。其中,由于使用偏振UV,对具有导电性和光敏取向性的RGB颜料进行曝光固化的同时,完成RGB颜料的光取向。
如图21所示,本发明实施例提供一种液晶显示装置,包括彩膜基板2101、阵列基板2102,以及置于彩膜基板2101及阵列基板2102之间的液晶层2103,彩膜基板2101具体为本发明实施例图6或图15提供的彩膜基板。
进一步,为了进一步简化液晶显示装置的制备流程,本发明实施例提供的液晶显示装置中的阵列基板1702为本发明实施例提供的阵列基板,即图12所示方法制备的阵列基板。
如图22所示,本发明实施例还提供一种横向电场型液晶显示装置,包括上基板2201、下基板2202,以及置于上基板2201及下基板2202之间的液晶层2103,下基板2202具体为本发明实施例提供的横向电场型液晶显示装置的阵列基板。
其中,图22所示的横向电场型的液晶显示装置的黑矩阵602可以设置于上基板2201上,也可以设置于下基板2202上。
本发明实施例提供一种导电取向层及制备方法、显示基板、显示装置,涉及液晶显示技术,使用兼具导电取向性的材料同时制备基板中的导电层和取向层,无需将基板中的导电层和取向层分开制备,简化了导电层和取向层的制备工艺,降低了液晶显示装置制备的复杂度。
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 (13)

1.一种导电取向层,其特征在于,所述导电取向层包括导电物质和取向物质;或者
所述导电取向层包括导电取向物质;
所述导电取向层兼具导电性和取向性。
2.如权利要求1所述的导电取向层,其特征在于,所述导电取向层还包括颜料,构成导电取向彩膜层;
所述导电取向彩膜层具有导电性、取向性和显色性。
3.如权利要求1所述的导电取向层,其特征在于,所述导电物质具体为如下之一:
碳材料、金属纳米结构材料、导电高分子、有机导电材料。
4.如权利要求3所述的导电取向层,其特征在于,所述碳材料具体为如下之一:
碳纳米管、石墨烯、炭黑。
5.如权利要求1所述的导电取向层,其特征在于,所述取向物质具体为光敏取向分子或者表面活性剂;
所述光敏取向分子具体为如下之一:光异构型的偶氮苯基团、光二聚型的肉桂酸酯、查尔酮基团、光降解型的环丁烷二酐型聚酰亚胺、聚酰亚胺、聚乙烯醇、聚丙烯酸树脂、聚硅烷;
所述表面活性剂具体为如下之一:聚酰胺、十八烷基丙二酸、苯甲酸衍生物、长链季铵盐、其吡啶盐、卵磷盐。
6.如权利要求1所述的导电取向层,其特征在于,所述导电取向物质具体为如下之一:
碳纳米管、石墨烯、金属纳米结构材料。
7.如权利要求2所述的导电取向层,其特征在于,所述颜料具体为负性光刻胶颜料或者偶氮类颜料。
8.一种显示基板,其特征在于,所述显示基板包括如权利要求1-6任一所述的导电取向层。
9.一种显示装置,包括上显示基板、下显示基板,以及置于所述上显示基板及下显示基板之间的液晶层,其特征在于,所述上显示基板和下显示基板中至少之一为权利要求8所述的显示基板。
10.一种导电取向层的制备方法,其特征在于,所述导电取向层为权利要1所述的导电取向层,所述方法包括:
将导电物质和取向物质混合,将混合后的物质涂覆在显示基板上;或者将导电取向物质涂覆在所述显示基板上;
执行显影、固化,形成导电取向层。
11.如权利要求10所述的方法,其特征在于,所述导电取向层为权利要2所述的导电取向层,所述方法包括:
将颜料与导电物质和取向物质混合,或者将颜料与导电取向物质混合,涂覆在所述显示基板上;
使用线偏振紫外光对所述导电物质与光敏取向分子的混合物曝光后,显影、固化形成导电取向层。
12.如权利要求10所述的方法,其特征在于,所述方法具体包括:
将导电物质与光敏取向分子混合,涂覆在所述显示基板上,使用线偏振紫外光对所述导电物质与光敏取向分子的混合物曝光后,再经显影、固化形成导电取向层;或者
将导电物质与表面活性剂的混合,涂覆在所述显示基板上,经显影、固化形成导电取向层;或者
将含有导电取向物质的透明导电树脂材料涂覆在所述显示基板上,在所述透明导电树脂材料固化前施加电场使所述导电取向物质定向排列,再经过显影、固化形成导电取向层;或者
将透明的定向导电取向物质覆盖在所述显示基板上后,经显影、固化形成导电取向层。
13.如权利要求12所述的方法,其特征在于,所述颜料与导电物质和取向物质混合、所述颜料与导电取向物质混合的方法具体包括:
将负性光刻胶颜料掺杂导电物质及光敏取向分子;或者
将负性光刻胶颜料经光敏取向分子化学修饰后,再掺杂导电物质;或者
将偶氮类颜料掺杂导电物质;或者
使用光敏取向分子修饰的导电取向物质,与负性光刻胶颜料相掺杂。
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