CN103995398A - 一种胆固醇液晶面板及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种胆固醇液晶面板及其制造方法。胆固醇液晶面板包括：一第一基板；一第二基板，与第一基板相对设置且彼此平行；以及一胆固醇液晶，设置于第一基板与第二基板之间。其中，胆固醇液晶面板根据胆固醇液晶的螺旋节距选择对应的配向膜。相比于现有技术，本发明的胆固醇液晶面板可利用不同的表面处理方式来搭配不同反射波段的胆固醇液晶，使其在平面状态具有良好的穿透效果，且在焦锥织构状态具有良好的雾态以达到遮蔽效果，提升胆固醇液晶的光学表现。
Description
技术领域
本发明涉及液晶显示技术，尤其涉及一种胆固醇液晶面板及其制造方法。
背景技术
胆固醇液晶显示(Cholesteric Liquid Crystal Display)是一种新的显示技术，即使移除控制板的供电，影像仍会保留在显示器上。它的影像可媲美在纸上阅读，不仅具有高对比度，而且视角宽阔，在日光下能够维持极高的可读性。具体地，胆固醇液晶使用的材料结构类似于胆固醇分子，除了纯粹的胆固醇液晶，延伸材料还有添加旋光剂的向列型液晶，或是添加胆固醇液晶分子的向列型液晶。将胆固醇液晶放置于两片水平的基板中，在不施加电场配向的情况下，胆固醇液晶会倾向成平面螺旋型(planartexture)排列，当符合特定光波长的反射情形时，可反射出具有色彩的光线，或者是呈现透明状态。
一般来说，胆固醇液晶材料的驱动特性主要包括三个状态，即，平面状态(Planar state)、焦锥织构状态(Focal conic state)和垂直织构状态(Homeotropic state)。上述这三种状态只需要提供一个短暂电压就可做切换，其中平面状态和焦锥织构状态皆为稳态，无需持续施加电压即可保持该状态。此外，平面状态代表的光学特性是反射，焦锥织构状态代表的光学特性是散射，而垂直织构状态代表的光学特性是穿透态。
在现有技术中，胆固醇液晶的反射波段通常位于可见光范围外，其中的一个反射波段为短波(紫外光)，其反射波长小于380nm，另一个反射波段为长波(红外光)，其反射波长大于780nm。这两种反射波段在胆固醇液晶处于平面状态时，可见光为穿透光，用肉眼观看则呈现为透明状态；在胆固醇液晶处于焦锥织构状态时，肉眼所见为雾态(haze)。然而，两种不同反射波段的胆固醇液晶在光学表现上的结果并不相同，较小螺旋节距(pitch)的胆固醇液晶为短波长，液晶本身特性倾向于形成焦锥织构状态，但在平面状态时会较不稳定，无法达到较好的透明效果。较大螺旋节距的胆固醇液晶为长波长，液晶本身特性倾向于形成平面状态，但在焦锥织构状态却会不稳定，雾度不够，无法实现较理想的遮蔽效果。
有鉴于此，如何设计一种新的胆固醇液晶面板或者现有面板进行改进，以消除上述缺陷或不足，提升胆固醇液晶在平面状态下的透明效果以及在焦锥织构状态下的雾度，增强胆固醇液晶面板的光学表现，是业内相关技术人员亟待解决的一项课题。
发明内容
针对现有技术中的胆固醇液晶面板在平面状态和焦锥织构状态下所各自存在的上述缺陷，本发明提供了一种新颖的胆固醇液晶面板及其制造方法。
依据本发明的一个方面，提供了一种胆固醇液晶面板，包括：
一第一基板；
一第二基板，与所述第一基板相对设置且平行所述第一基板；以及
一胆固醇液晶，设置于所述第一基板与所述第二基板之间，
其中，所述胆固醇液晶面板根据所述胆固醇液晶的螺旋节距(pitch)选择对应的配向膜。
在其中的一实施例，当所述胆固醇液晶的螺旋节距大于780nm时，选择垂直配向(Vertical Alignment)的配向膜。
在其中的一实施例，所述胆固醇液晶反射长波段的红外光，以提升所述胆固醇液晶处于焦锥织构状态(Focal Conic State)下的雾态表现。
在其中的一实施例，当所述胆固醇液晶的螺旋节距小于380nm时，选择水平配向(Horizontal Alignment)的配向膜，并采用反摩擦(anti-rubbing)条件进行表面处理。
在其中的一实施例，配向膜为扭曲向列型(Twisted Nematic，TN)聚酰亚胺取向膜。
在其中的一实施例，配向膜为边缘场开关型(Fringe Field Switching，FFS)聚聚酰亚胺取向膜。
在其中的一实施例，所述胆固醇液晶反射短波段的紫外光，以提升所述胆固醇液晶处于平面状态(Planar State)下的光穿透率。
在其中的一实施例，该配向膜设置于所述第一基板与所述胆固醇液晶之间，以及所述第二基板与所述胆固醇液晶之间。
依据本发明的另一个方面，提供了一种胆固醇液晶面板的制造方法，包括以下步骤：
形成一第一基板；
形成一第二基板，该第二基板与第一基板相对设置；
填充胆固醇液晶于所述第一基板与所述第二基板之间；以及
根据所述胆固醇液晶的螺旋节距(pitch)，设置对应的配向膜于第一基板与胆固醇液晶之间、第二基板与胆固醇液晶之间。
在其中的一实施例，当所述胆固醇液晶的螺旋节距大于780nm时，选择垂直配向(Vertical Alignment)的聚酰亚胺(PI)配向膜；当所述胆固醇液晶的螺旋节距小于380nm时，选择水平配向(Horizontal Alignment)的聚酰亚胺(PI)配向膜，并采用反摩擦(anti-rubbing)条件进行表面处理。
采用本发明的胆固醇液晶面板及其制造方法，该胆固醇液晶面板包括一第一基板、一第二基板以及设置于上述两基板之间的胆固醇液晶，并且该面板根据胆固醇液晶的螺旋节距来选择对应的配向膜。进一步，当选用反射红外光的长波段胆固醇液晶时，搭配具有垂直配向的配向膜，当选用反射紫外光的短波段胆固醇液晶时，则搭配具有水平配向的配向膜，并同时经过反摩擦的表面处理方式。相比于现有技术，本发明的胆固醇液晶面板可利用不同的表面处理方式来搭配不同反射波段的胆固醇液晶，使其在平面状态具有良好的穿透效果，且在焦锥织构状态具有良好的雾态以达到遮蔽效果，提升胆固醇液晶在不同状态下的光学表现。
附图说明
读者在参照附图阅读了本发明的具体实施方式以后，将会更清楚地了解本发明的各个方面。其中，
图1示出胆固醇液晶的三种驱动状态以及不同驱动状态之间的切换示意图；
图2(a)和图2(b)分别示出现有技术中的一种胆固醇液晶在平面状态(planar state)以及焦锥织构状态(focal conic state)的示意图；
图3(a)和图3(b)分别示出现有技术中的另一种胆固醇液晶在平面状态以及焦锥织构状态的示意图；
图4示出依据本发明一实施方式的胆固醇液晶面板的制造方法的流程框图；
图5(a)和图5(b)分别示出采用图4制造的胆固醇液晶面板中，反射波长为长波段的胆固醇液晶在平面状态以及焦锥织构状态的示意图；以及
图6(a)和图6(b)分别示出采用图4制造的胆固醇液晶面板中，反射波长为短波段的胆固醇液晶在平面状态以及焦锥织构状态的示意图。
具体实施方式
为了使本申请所揭示的技术内容更加详尽与完备，可参照附图以及本发明的下述各种具体实施例，附图中相同的标记代表相同或相似的组件。然而，本领域的普通技术人员应当理解，下文中所提供的实施例并非用来限制本发明所涵盖的范围。此外，附图仅仅用于示意性地加以说明，并未依照其原尺寸进行绘制。
下面参照附图，对本发明各个方面的具体实施方式作进一步的详细描述。
图1示出胆固醇液晶的三种驱动状态以及不同驱动状态之间的切换示意图。如前文所述，胆固醇液晶材料的驱动特性主要包括三个状态，即，平面状态(planar state)、焦锥织构状态(focal conic state)和垂直织构状态(homeotropic state)。上述这三种状态只需要提供一个短暂电压就可做切换，其中，平面状态代表的光学特性是反射，焦锥织构状态代表的光学特性是散射，而垂直织构状态代表的光学特性是穿透态。并且，平面状态和焦锥织构状态皆为稳态。
具体来说，现有的胆固醇液晶面板包括一第一基板10、一第二基板12、填充于第一基板10和第二基板12之间的胆固醇液晶14。第一基板10与第二基板12相对设置且彼此平行。当胆固醇液晶处于平面状态时，只需提供一较低电压(例如，13-20V)就可转换为焦锥织构状态；当胆固醇液晶处于平面状态时，只需提供一较高电压(例如，26V)就可转换为垂直织构状态。此外，当胆固醇液晶为焦锥织构状态且释放电压时，则又重新恢复为平面状态。同样，当胆固醇液晶处于焦锥织构状态时，若施加的电压进一步升高，则驱动状态切换为垂直织构状态。
图2(a)和图2(b)分别示出现有技术中的一种胆固醇液晶在平面状态以及焦锥织构状态的示意图。图3(a)和图3(b)分别示出现有技术中的另一种胆固醇液晶在平面状态以及焦锥织构状态的示意图。
参照图2(a)和图2(b)，设置于第一基板10和第二基板12之间的胆固醇液晶141的反射波长为长波段(螺旋节距较大)，即，波长大于780nm。胆固醇液晶141本身的特性倾向于形成平面状态，可见光的穿透效果较好，如图2(a)所示；但是，在焦锥织构状态却会不稳定，致使雾度不够，从而影响遮蔽效果，如图2(b)所示。由上述可知，反射波长为红外波段的胆固醇液晶在焦锥织构状态的光学表现较差。
参照图3(a)和图3(b)，设置于第一基板10和第二基板12之间的胆固醇液晶143的反射波长为短波段(螺旋节距较小)，即，波长小于380nm。胆固醇液晶143本身的特性倾向于形成焦锥织构状态，雾度较好，如图3(b)所示；但是，在平面状态会较不稳定，致使可见光的穿透率下降，无法达到很好的透明效果，如图3(a)所示。由上述可知，反射波长为紫外波段的胆固醇液晶在平面状态的光学表现较差。
在现有技术中，胆固醇液晶为短波长(波长小于380nm)和长波长(波长大于780nm)时，这两种不同波段范围的胆固醇液晶分别有其较容易倾向形成的状态，当使用电压切换时无法使其稳定在相应的驱动状态。为了解决这一缺陷或不足，本发明设计了一种新的胆固醇液晶面板的制造方法。图4示出依据本发明一实施方式的胆固醇液晶面板的制造方法的流程框图。
参照图4，并结合图该制造方法中，首先执行步骤S101和S103，形成一第一基板和一第二基板，该两基板相对设置且彼此平行。接着，在步骤S105中，填充胆固醇液晶于第一基板与第二基板之间。最后，根据胆固醇液晶的螺旋节距(pitch)，设置对应的配向膜于第一基板与胆固醇液晶之间，以及第二基板与胆固醇液晶之间，如步骤S107所示。也就是说，该制造方法根据胆固醇液晶的反射波段来设置对应的配向膜。
在一具体实施例中，当胆固醇液晶的螺旋节距大于780nm时，选择垂直配向(vertical alignment)的聚酰亚胺(PI)配向膜；当胆固醇液晶的螺旋节距小于380nm时，选择水平配向(horizontal alignment)的聚酰亚胺(PI)配向膜，并采用反摩擦(anti-rubbing)条件进行表面处理。
图5(a)和图5(b)分别示出采用图4制造的胆固醇液晶面板中，反射波长为长波段的胆固醇液晶在平面状态以及焦锥织构状态的示意图。
结合图5(a)和5(b)，在该实施例中，设置于第一基板20和第二基板22间的胆固醇液晶241的螺旋节距大于780nm时，选择垂直配向的配向膜26。具体地，配向膜26设置于第一基板20与胆固醇液晶241之间、以及第二基板22与胆固醇液晶241之间。亦即，胆固醇液晶241反射长波段的红外光，以提升胆固醇液晶处于焦锥织构状态下的雾态表现。
不妨以PT表示平行光的穿透率，HZ表示胆固醇液晶的雾度。PT数值越高，表明其在平面状态时的透明度越好；HZ数值越高，表明其在焦锥织构状态时的雾度越好，在理想状态下，PT数值和HZ数值越高越好。试验量测数据表明，在不搭配任何配向膜(没有任何表面处理方式)时，其PT数值约为60，HZ数值约为72水准。当使用水平配向的PI配向膜且使用反摩擦处理时，其PT数值约提高至80，穿透率表现有明显提升，但HZ数值却大幅度地下降，无法使其维持雾态表现。当更进一步搭配垂直配向的PI配向膜时，除PT数值有提升外，其HZ数值也明显增大，表明雾度表现有显著改善。
图6(a)和图6(b)分别示出采用图4制造的胆固醇液晶面板中，反射波长为短波段的胆固醇液晶在平面状态以及焦锥织构状态的示意图。
结合图6(a)和6(b)，在该实施例中，设置于第一基板20和第二基板22间的胆固醇液晶243的螺旋节距小于380nm时，选择水平配向的配向膜26，并采用反摩擦(anti-rubbing)条件进行表面处理。例如，该配向膜26为扭曲向列型(Twisted Nematic，TN)聚酰亚胺取向膜；或者，该配向膜26为边缘场开关型(Fringe Field Switching，FFS)聚酰亚胺取向膜。具体地，配向膜26设置于第一基板20与胆固醇液晶243之间、以及第二基板22与胆固醇液晶243之间。亦即，胆固醇液晶243反射短波段的紫外光，以提升胆固醇液晶处于平面状态下的穿透率表现。
同样地，试验量测数据表明，反射波段为短波长的胆固醇液晶在搭配水平配向的处理方式下，相较于其它两种表面处理方式(无任何表面处理方式、垂直配向的表面处理)，其结果显示PT数值会有明显的提升，且HZ数值也能够维持一定的程度。由于短波长的胆固醇液晶较倾向稳定在焦锥织构状态，当其转换至平面状态时，其胆固醇液晶无法形成整齐排列，仍有一定的乱度存在，会导致其PT数值效果不佳。当反射波段为短波长的胆固醇液晶使用水平配向的表面处理方式时，可使胆固醇液晶在平面状态时排列较整齐，进而使其PT数值有明显的提升，穿透率有明显改善。
采用本发明的胆固醇液晶面板及其制造方法，该胆固醇液晶面板包括一第一基板、一第二基板以及设置于上述两基板之间的胆固醇液晶，并且该面板根据胆固醇液晶的螺旋节距来选择对应的配向膜。进一步，当选用反射红外光的长波段胆固醇液晶时，搭配具有垂直配向的配向膜，当选用反射紫外光的短波段胆固醇液晶时，则搭配具有水平配向的配向膜，并同时经过反摩擦的表面处理方式。相比于现有技术，本发明的胆固醇液晶面板可利用不同的表面处理方式来搭配不同反射波段的胆固醇液晶，使其在平面状态具有良好的穿透效果，且在焦锥织构状态具有良好的雾态以达到遮蔽效果，提升胆固醇液晶在不同状态下的光学表现。
上文中，参照附图描述了本发明的具体实施方式。但是，本领域中的普通技术人员能够理解，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，还可以对本发明的具体实施方式作各种变更和替换。这些变更和替换都落在本发明权利要求书所限定的范围内。
Claims (10)
1.一种胆固醇液晶面板，其特征在于，所述胆固醇液晶面板包括：
一第一基板；
一第二基板，与所述第一基板相对设置且平行所述第一基板；以及
一胆固醇液晶，设置于所述第一基板与所述第二基板之间，
其中，所述胆固醇液晶面板根据所述胆固醇液晶的螺旋节距选择对应的配向膜。
2.根据权利要求1所述的胆固醇液晶面板，其特征在于，当所述胆固醇液晶的螺旋节距大于780nm时，选择垂直配向的配向膜。
3.根据权利要求2所述的胆固醇液晶面板，其特征在于，所述胆固醇液晶反射长波段的红外光，以提升所述胆固醇液晶处于焦锥织构状态下的雾态表现。
4.根据权利要求1所述的胆固醇液晶面板，其特征在于，当所述胆固醇液晶的螺旋节距小于380nm时，选择水平配向的配向膜，并采用反摩擦条件进行表面处理。
5.根据权利要求4所述的胆固醇液晶面板，其特征在于，所述配向膜为扭曲向列型聚酰亚胺取向膜。
6.根据权利要求4所述的胆固醇液晶面板，其特征在于，所述配向膜为边缘场开关型聚酰亚胺取向膜。
7.根据权利要求4至6中任意一项所述的胆固醇液晶面板，其特征在于，所述胆固醇液晶反射短波段的紫外光，以提升所述胆固醇液晶处于平面状态下的光穿透率。
8.根据权利要求1所述的胆固醇液晶面板，其特征在于，该配向膜设置于所述第一基板与所述胆固醇液晶之间，以及所述第二基板与所述胆固醇液晶之间。
9.一种胆固醇液晶面板的制造方法，其特征在于，该胆固醇液晶面板的制造方法包括以下步骤：
形成一第一基板；
形成一第二基板，该第二基板与第一基板相对设置；
填充胆固醇液晶于所述第一基板与所述第二基板之间；以及
根据所述胆固醇液晶的螺旋节距，设置对应的配向膜于所述第一基板与所述胆固醇液晶之间、所述第二基板与所述胆固醇液晶之间。
10.根据权利要求9所述的胆固醇液晶面板的制造方法，其特征在于，当所述胆固醇液晶的螺旋节距大于780nm时，选择垂直配向的聚酰亚胺配向膜；当所述胆固醇液晶的螺旋节距小于380nm时，选择水平配向的聚酰亚胺配向膜，并采用反摩擦条件进行表面处理。
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