CN107765469A - 一种液晶显示装置及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液晶显示装置及制备方法，用以解决现有技术中存在反向光学补偿弯曲排列液晶启动时容易转换为扭曲模式的问题；液晶显示装置，该装置包括：第一基板、第二基板、第一取向层、第二取向层以及液晶层；所述第一取向层位于所述第一基板上，所述第二取向层位于所述第二基板上；所述液晶层位于所述第一取向层和所述第二取向层之间；所述液晶层包括液晶材料和由可聚合材料形成的聚合物。基板之间的液晶层除了液晶材料还存在由可聚合材料形成的聚合物，聚合物在液晶层中形成一定的结构，显示装置上施加电压，液晶层的聚合物可以有效防止液晶向扭曲状态的转换。

Description

一种液晶显示装置及制备方法

本申请要求于2017年05月09日提交中国专利局、申请号为201710322056.2申请名称为“一种液晶显示装置及制备方法”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。

技术领域

本发明涉及显示面板领域，特别涉及一种液晶显示装置及制备方法。

背景技术

传统的OCB(Optically Compensated Birefringence，光学补偿弯曲排列)采用正性液晶，液晶初始状态处于Splay(伸展)状态，当需要进入工作状态时，首先需要经过预启动施加电压，使液晶状态会由Splay状态向Bend(弯曲)状态转变，之后再增加电压，进入工作状态，此时通过增加电压调节液晶的相位延迟量的大小，从而实现液晶显示。

但是传统的OCB存在自身的缺陷，比如驱动比较复杂，在转入工作状态之前需要进行预启动；驱动电压高；暗态较差。

而普通的Reverse(反向)OCB无需预启动，但是在施加电压时，液晶从Splay状态向Bend(弯曲)状态转变时，容易转换为Twist(扭曲)模式，这种情况下，液晶无法正常显示图像。

综上，现有技术中Reverse OCB液晶启动时容易转换为Twist模式。

发明内容

本发明提供一种液晶显示装置及制备方法，用以解决现有技术中存在ReverseOCB液晶启动时容易转换为Twist模式的问题。

本发明实施例提供了一种液晶显示装置，该装置包括：第一基板、第二基板、第一取向层、第二取向层以及液晶层；

所述第一取向层位于所述第一基板上，所述第二取向层位于所述第二基板上；

所述液晶层位于所述第一取向层和所述第二取向层之间；

所述液晶层包括液晶材料和由可聚合材料形成的聚合物。

基板之间的液晶层除了液晶材料还存在由可聚合材料形成的聚合物，聚合物在液晶层中形成一定的结构，显示装置上施加电压，液晶层的聚合物可以有效防止液晶向Twist状态的转换。

可选的，所述可聚合材料包括可聚合单体，且所述可聚合单体在液晶层的浓度范围为1％～15％。

应保持可聚合单体在液晶层的浓度范围为1％～15％以使形成的聚合物能够延展到整个液晶层。

可选的，所述可聚合材料还包括光引发剂。

光引发剂的加入可以使可聚合单体较快的形成聚合物，具有一定的催化作用。

可选的，所述光引发剂的重量为可聚合单体重量的3％～30％。

适量的光引发剂优化聚合处理的速度，较为适宜的光引发剂的含量应为可聚合单体重量的3％～30％。

可选的，所述液晶层中液晶的预倾角的方向角一致。

液晶的预倾角的方向角一致，使得液晶层的液晶有预倾角且靠近基板的液晶分子对称。

可选的，所述液晶材料为负性液晶材料。

所述液晶材料为负性液晶材料。

本发明实施例提供了一种液晶显示装置的制备方法，该方法包括：

将所述第一取向层置于所述第一基板上，将所述第二取向层置于所述第二基板上；

在所述第一取向层和所述第二取向层之间进行灌晶处理灌入液晶材料和可聚合材料形成液晶层；

对所述可聚合材料进行聚合处理在液晶层中形成聚合物。

基板之间的液晶层除了液晶材料还存在由可聚合材料形成的聚合物，聚合物在液晶层中形成一定的结构，显示装置上施加电压，液晶层的聚合物可以有效防止液晶向twist状态的转换。

可选的，对所述第一取向层和所述第二取向层进行摩擦处理，且所述第一取向层和所述第二取向层进行摩擦处理时的摩擦方向平行，以使所述液晶层中液晶的预倾角的方向角一致。

液晶的预倾角的方向角一致，使得液晶层中靠近基板的液晶有预倾角且靠近基板的液晶分子对称。

可选的，对所述灌入的液晶材料和可聚合材料进行紫外线照射处理和/或热处理形成液晶层。

紫外线照射处理、热处理的方式均为常见的聚合处理方式。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一种液晶显示的装置结构示意图；

图2为本发明实施例第二种液晶显示的装置结构示意图；

图3为本发明实施例第三种液晶显示的装置结构示意图；

图4为本发明实施例第四种液晶显示的装置结构示意图；

图5为本发明实施例第五种液晶显示的装置结构示意图；

图6为本发明实施例第六种液晶显示的装置结构示意图；

图7为本发明实施例第七种液晶显示的装置结构示意图；

图8为本发明实施例液晶显示装置制备方法示意图；

图9为本发明实施例三种不同显示装置脉冲宽度与响应时间的曲线示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种液晶显示装置，该装置包括：第一基板、第二基板、第一取向层、第二取向层以及液晶层；所述第一取向层位于所述第一基板上，所述第二取向层位于所述第二基板上；所述液晶层位于所述第一取向层和所述第二取向层之间；所述液晶层包括液晶材料和由可聚合材料形成的聚合物。在基板之间的液晶层除了液晶材料还存在由可聚合材料形成的聚合物，聚合物在液晶层中形成网状结构，显示装置上施加电压，液晶层状网状结构的聚合物可以有效防止液晶向Twist状态的转换。

如图1所示，为本发明一种液晶显示装置，该装置包括：第一基板101、第二基板102、第一取向层103、第二取向层104以及液晶层105；

所述第一取向层103位于所述第一基板101上，所述第二取向层104位于所述第二基板102上；

所述液晶层105位于所述第一取向层103和所述第二取向层104之间；

所述液晶层包括液晶材料106和由可聚合材料形成的聚合物107。

其中，聚合物是由可聚合材料形成的，从图1中可以看出聚合物结构上属于一种网络状的结构，网络装结构的聚合物可以有效方式液晶材料中的液晶分子在电场的作用下取向发生变化，能够有效阻止液晶转换为Twist状态。

其中，第一取向层和第二取向层可以采用聚酰亚胺，且可以采用能够使液晶产生竖直取向的聚酰亚胺，以使液晶层中的液晶分子在取向层的作用下，沿竖直方向进行偏转。

下面介绍一下传统OCB液晶显示装置的启动过程，如图2所示，传统OCB液晶显示装置在未施加电压前的状态，其中，传统OCB液晶显示装置包括基板201、液晶材料202；

图2中，液晶材料202中液晶分子203处于Splay状态，且靠近基板的液晶分子具有一定的预倾角，且角度较小。

如图3所示，传统OCB液晶显示装置在施加启动电压的状态，其中包括基板301、液晶材料302；

图3中，液晶材料302中液晶分子303在电压的作用下进一步发生了偏转，且靠近基板的液晶分子的预倾角变大，上下基板附近的液晶分子以平行基板的中心线304呈八字对称的状态，而处于液晶层中部的液晶分子处于垂直于基板的状态，预倾角约90°。

如图4所示，传统OCB液晶显示装置在施加工作电压的状态，其中，传统OCB液晶显示装置包括基板401、液晶材料402；

图4中，液晶材料402中液晶分子403处于竖直状态，且靠近基板的液晶分子具有一定的预倾角，预倾角的角度范围为80°到89°。

传统OCB液晶显示装置启动附加需要先施加启动电压后继续增大电压达到工作电压，启动过程较为复杂，而采用本发明实施例的方式，对取向层进行一定的摩擦处理，可以使得液晶显示装置在启动之前液晶层中的液晶分子具有较大的预倾角，使得只需要适当的施加一次电压，就可以使得液晶显示装置进入工作状态，也即显示装置不需要进行复杂的启动过程，就可以进入工作状态，且能达到较好的显示效果。

下面介绍一下传统Reverse OCB液晶显示装置的启动过程，如图5所示，传统Reverse OCB液晶显示装置在未施加电压前的状态，其中，传统Reverse OCB液晶显示装置包括基板501、液晶材料502；

图5中，液晶材料502中液晶分子503处于竖直状态，且靠近基板的液晶分子具有一定的预倾角，角度范围为80°到89°。

如图6所示，传统Reverse OCB液晶显示装置在施加电压的状态，其中包括基板601、液晶材料602；

图6中，液晶材料602中液晶分子603在电压的作用下进一步发生了偏转，且靠近基板的液晶分子的预倾角变小，上下基板附近的液晶分子以平行基板的中心线604呈八字对称的状态，而处于液晶层中部的液晶分子处于垂直于基板的状态，角度约90°。

图6所示为施加电压下的正常状态，实施上，当施加电压后，液晶分子很容易产生扭曲状态，也即转换为Twist状态。

如图7所示，传统Reverse OCB液晶显示装置在施加电压的状态，其中包括基板701、液晶材料702；

图7中，液晶材料702中液晶分子703在电压的作用下进一步发生了偏转，且靠近基板的液晶分子的预倾角变小，上下基板附近的液晶分子的排布呈八字对称的状态，且液晶分子在平行与基板的平面内存在一定的偏转，而处于液晶层中部的液晶分子处于平行基板的状态。

而采用本发明的方式，由于在液晶层中增加了聚合物，聚合物的存在可以有效阻止图7中存在液晶分子的扭曲状态。

其中，聚合物的结构有多种，并不一定为网状结构，只要是可以阻止液晶分子产生扭曲状态的聚合物均适用于本发明实施例。

其中，聚合物是由可聚合材料形成的，其中，可聚合材料可以包含可聚合单体，也可以包含可聚合单体和补光剂。

当所述可聚合材料包括可聚合单体；所述可聚合单体在液晶层的较为适宜的浓度范围为1％～15％。这样形成的聚合物可以延展在整个液晶层中，且能够较大程度的防止液晶分子的Twist状态。

当所述可聚合材料包括可聚合单体和光引发剂；所述可聚合单体在液晶层的较为适宜的浓度范围为1％～15％。这样形成的聚合物可以延展在整个液晶层中，且能够较大程度的防止液晶分子的Twist状态；所述光引发剂的重量较为适宜的重量范围应为可聚合单体重量的3％～30％，加入光引发剂的作用是提高可聚合单体形成聚合物的速度，光引发剂具有一定的催化作用。

可聚合单体的种类有许多，例如不饱和烯烃、不饱和炔烃、含羧基的有机物、含羟基的有机物；

光引发剂的种类繁多，常见有裂解型引发剂、光敏引发剂、阳离子光引发剂；

可以根据选用的可聚合单体选择对应的光引发剂，如可以选用RM257作为可聚合单体，选择BME光引发剂作为对应的光引发剂。

所述液晶层中液晶的预倾角的方向角一致。

其中，液晶的预倾角是指液晶与基板之间的夹角，预倾角的方向角一致是指预倾角指向在基板上的投影方向一致。

对基板上的取向层进行摩擦处理，可以使所述第一基板和所述第二基板上存在预倾角，若摩擦处理时，摩擦方向一致，可以使得液晶层中的液晶的预倾角呈平行状态，使得靠近基板液晶分子呈一定的对称状态。

所述液晶材料为负性液晶材料，负性液晶材料可以使液晶显示装置在施加电压时液晶的长轴与电场方向垂直。

负性液晶材料有许多种,例如，2,3,2,3-四氟二苯乙烷类负性液晶材料、含有2,3,5,6-四氟亚苯基的负性液晶、含有2,3,5,6-四氟二苯乙炔的负性液晶。

需要说明的是，在第一基板和第二基板中存在偏光片，第一基板和第二基板中的偏光片的方向可以设置为相互垂直，偏光片分别于液晶预倾角的方位角成一定的角度，例如设置为45度夹角；其中，如何设置第一基板和第二基板中偏光片的方向，以及偏光片与液晶预倾角的方位角的夹角可以根据实际需要进行设定，以使显示装置具有较好的显示效果。

如图8所示，本发明实施例一种液晶显示装置的制备方法，该方法包括：

步骤801：将所述第一取向层置于所述第一基板上，将所述第二取向层置于所述第二基板上；

步骤802：在所述第一取向层和所述第二取向层之间进行灌晶处理灌入液晶材料和可聚合材料形成液晶层；

步骤803：对所述可聚合材料进行聚合处理在液晶层中形成聚合物。

具体的，当将所述第一取向层置于所述第一基板上，将所述第二取向层置于所述第二基板上后，需要分别对第一取向层和所述第二取向层进行摩擦处理(Rubbing)，且所述第一取向层和所述第二取向层进行摩擦处理时的摩擦方向平行，以使液晶层中的液晶的预倾角的方向角一致。

具体的，当对所述可聚合材料进行聚合处理时，可以采用紫外线照射的方式也可以采用热处理的方式，也可以采用多种方式结合处理的方式，例如，既进行紫外线照射也进行热处理。

对所述灌入的液晶材料和可聚合材料进行紫外线照射处理和/或热处理形成液晶层。

如图9所示，为三种不同显示装置脉冲宽度与响应时间的曲线示意图，其中，纵坐标是响应时间，横坐标是在给定电压下的脉冲宽度，图9中分别比较了传统OCB模式(对应图9中圆点连线)、传统Reverse-OCB模式(对应图9中方块连线)以及基于聚合物稳定的Reverse-OCB模式(对应图9中三角连线)的相应速度和脉冲宽度的变化关系，从图9中可以看出：

在相同条件下传统OCB模式的相应速度随着脉冲宽度的变化，几乎没变化，始终是21ms(毫秒)，聚合物稳定的R-OCB模式相应速度始终都在0.3ms左右；

传统R-OCB模式的相应速度从短脉冲情况下的2.3ms转换成了25ms左右，原因是因为随着脉冲宽度的增加，液晶在加电压后，逐渐由Bend状态向Twist状态转换，因此相应速度增加，

经过聚合物稳定的R-OCB模式相应速度始终没有增加，也说明液晶在聚合物作用下没有向Twist转换。

其中，聚合物的浓度对Twist转换也有一定影响，分别观察了以下四种液晶显示装置的显示图像，分别为(1)聚合物的浓度为3％施加电压为20V(伏)基板中偏光片方向与取向层摩擦方向角度为0°时，R-OCB模式液晶显示装置的显示图像；(2)聚合物的浓度为7％施加电压为20V基板中偏光片方向与取向层摩擦方向角度为0°时，R-OCB模式液晶显示装置的显示图像示意图；(3)聚合物的浓度为3％施加电压为20V(伏)基板中偏光片方向与取向层摩擦方向角度为45°时，R-OCB模式液晶显示装置的显示图像；(4)聚合物的浓度为7％施加电压为20V(伏)基板中偏光片方向与取向层摩擦方向角度为45°时，R-OCB模式液晶显示装置的显示图像；

发现当聚合物的浓度为3％时，显示装置中存在向Twist的情况；当聚合物的浓度为7％时，显示装置中不存在向Twist的情况。

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 (9)

1.一种液晶显示装置，其特征在于，该装置包括：第一基板、第二基板、第一取向层、第二取向层以及液晶层；

所述第一取向层位于所述第一基板上，所述第二取向层位于所述第二基板上；

所述液晶层位于所述第一取向层和所述第二取向层之间；

所述液晶层包括液晶材料和由可聚合材料形成的聚合物。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述可聚合材料包括可聚合单体，且所述可聚合单体在液晶层的浓度范围为1％～15％。

3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述可聚合材料还包括光引发剂。

4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述光引发剂的重量为可聚合单体重量的3％～30％。

5.如权利要求1～4任一所述的装置，其特征在于，所述液晶层中液晶的预倾角所在的方位角一致。

6.如权利要求1～4任一所述的装置，其特征在于，所述液晶材料为负性液晶材料。

7.一种液晶显示装置的制备方法，其特征在于，该方法包括：

将所述第一取向层置于所述第一基板上，将所述第二取向层置于所述第二基板上；

在所述第一取向层和所述第二取向层之间进行灌晶处理灌入液晶材料和可聚合材料形成液晶层；

对所述可聚合材料进行聚合处理在液晶层中形成聚合物。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述将所述第一取向层置于所述第一基板上，将所述第二取向层置于所述第二基板上之后，还包括：对所述第一取向层和所述第二取向层进行摩擦处理，且所述第一取向层和所述第二取向层进行摩擦处理时的摩擦方向平行，以使所述液晶层中液晶的预倾角的方向角一致。

9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述对所述灌入的液晶材料和可聚合材料进行聚合处理形成液晶层，包括：

对所述灌入的液晶材料和可聚合材料进行紫外线照射处理和/或热处理形成液晶层。