CN112327523B - 一种液晶显示面板及其制备方法与电子装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种液晶显示面板及其制备方法与电子装置，采用包含手性分子开关的手性液晶材料作为液晶层，所述手性分子开关具有光致异构特性，以使所述液晶层在不同波长光稳态下的螺距不同，通过特定波长的光来调控不同颜色子像素所对应的液晶层区域的螺距，以实现不同颜色子像素光透过率的差异化，从而改善现有手性垂直配向技术中存在的大视角色偏、视角窄等问题。

Description

一种液晶显示面板及其制备方法与电子装置

技术领域

本申请涉及显示技术领域，尤其涉及一种液晶显示面板及其制备方法与电子装置。

背景技术

液晶显示面板因具有轻薄、环保、高性能等优点而应用广泛，是当前主流的显示面板产品。液晶显示面板通常包括：一彩膜基板(Color Filter,CF)、一薄膜晶体管(ThinFilm Transistor,TFT)阵列基板，以及一配置于两基板间的液晶层(Liquid CrystalLayer)，其工作原理是：通过在两基板间施加驱动电压来控制液晶层中液晶分子的旋转，以使背光模组产生的光线发生折射，从而产生画面。目前主流市场上的液晶显示面板可以分为：垂直配向(Vertical Alignment,VA)型、扭曲向列(Twisted Nematic,TN)、平面转换(In-Plane Switching,IPS)型以及边缘场开关(Fringe Field Switching,FFS)型。其中，VA型显示面板具有高对比度特性，TN型显示面板具有高穿透率特性。

随着显示技术的迅猛发展，手性(Chiral)VA技术问世，其是一类综合性能优越的高穿透率技术。手性(Chiral)VA技术是在传统VA型显示面板的液晶分子中添加手性化合物，以使液晶分子可在垂直取向态(暗态)和平面扭曲态(亮态)之间进行可逆切换，从而兼具传统VA型显示面板的高对比度特性和传统TN型显示面板的高穿透率特性。在手性VA技术中，为了尽可能提高穿透率，通常使用Δnd值(液晶的双折射率差值与所述液晶层厚度的乘积值)较大的含有手性剂的液晶，然而，Δnd值越大，就越容易使短波长Tr发生反转，出现大视角色偏、视角窄的问题，从而对显示质量造成负面影响。

发明内容

本申请提供了一种液晶显示面板及其制备方法与电子装置，以改善现有手性VA技术中大视角色偏、视角窄的问题。

第一方面，本申请提供了一种液晶显示面板，包括：

一第一基板，设有多个像素单元，各个所述像素单元包括至少一个红色子像素、至少一个蓝色子像素以及至少一个绿色子像素；

一第二基板，与所述第一基板相对设置；以及

一液晶层，夹设于所述第一基板与所述第二基板之间，含有手性液晶材料；

其中，各个所述像素单元所对应的液晶层区域至少具有两种螺距。

在本申请的一些实施例中，各个所述像素单元中，所述红色子像素所对应的液晶层区域具有第一螺距，所述绿色子像素所对应的液晶层区域具有第一螺距，所述蓝色子像素所对应的液晶层区域具有第二螺距，所述第二螺距大于所述第一螺距。

在本申请的一些实施例中，所述第一螺距为8微米至30微米，所述第二螺距为9微米至40微米。

在本申请的一些实施例中，按照质量百分比计算，所述手性液晶材料由按照质量百分比计算，所述手性液晶材料由99.31％～99.81％的负性向列相液晶和0.19％～0.69％的手性分子开关组成。

在本申请的一些实施例中，所述负性向列相液晶的双折射率差值与所述液晶层厚度的乘积值为380纳米至550纳米。

在本申请的一些实施例中，所述手性分子开关为手性螺烯、手性二芳基乙烯、手性偶氮以及手性密集环中的一种或多种。所述手性分子开关具有光致异构特性，其在不同波长的光稳态下螺旋扭曲力不同，而螺旋扭曲力是影响所述手性液晶材料的螺距的关键因素之一。

在本申请的一些实施例中，所述第一基板为阵列基板，所述第二基板为彩膜基板。

第二方面，本申请提供了一种液晶显示面板的制备方法，包括如下步骤：

分别制备所述第一基板和所述第二基板，所述第一基板上设有多个像素单元，各个所述像素单元包括至少一个红色子像素、至少一个蓝色子像素以及至少一个绿色子像素；

分别在所述第一基板和所述第二基板上各制备形成一配向层；

向所述第一基板和所述第二基板之间注入手性液晶材料，然后将所述第一基板和所述第二基板对向贴合形成液晶层；

对所述液晶层进行配向处理，获得的液晶层具有第一螺距；以及

对各个所述像素单元中的一个子像素或多个子像素进行光照处理，以使所述一个子像素或多个子像素所对应的液晶层区域的螺距偏离所述第一螺距，各个所述像素单元所对应的液晶层区域至少具有两种螺距，获得所述液晶显示面板。

在本申请的一些实施例中，所述对所述液晶层进行配向处理，是对所述液晶层进行聚合物稳定垂直排列(Polymer Stabilized Vertically aligned,PSVA)制程处理。

第三方面，本申请提供了一种电子装置，所述电子装置包括如第一方面中所述的液晶显示面板。

在本申请的技术方案中，采用手性液晶材料作为液晶显示面板的液晶层，所述手性液晶材料包含具有光致异构特性的手性分子开关，以使所述液晶层在不同波长光稳态下的螺距不同，而螺距的不同造成光透过率的不同。在最佳光穿透率(达到100％)下，所述液晶层具有第一螺距；通过特定波长的光来调控不同颜色子像素所对应的液晶层区域的螺距，即：一种颜色子像素或多种颜色子像素所对应的液晶层区域的螺距偏离所述第一螺距，使得一种颜色子像素或多种颜色子像素所对应的液晶层区域的Δnd减小，以实现不同颜色子像素光透过率的差异化，从而改善现有手性VA技术中存在的大视角色偏、视角窄等问题。

附图说明

下面结合附图，通过对本申请的具体实施方式详细描述，将使本申请的技术方案及其它有益效果显而易见。

图1为本申请实施例提供的一种液晶显示面板的结构示意图。

图2为本申请实施例提供的一种液晶显示面板制备方法的流程示意图。

图3为本申请实施例提供的一种液晶显示面板制备方法中步骤S4的操作示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本申请的不同结构。为了简化本申请的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本申请。此外，本申请可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本申请提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

第一方面，本申请实施例提供了一种液晶显示面板，如图1所示，包括：

一第一基板1，设有多个像素单元2，各个所述像素单元2包括至少一个红色子像素21、至少一个蓝色子像素22以及至少一个绿色子像素23；

一第二基板3，与所述第一基板1相对设置；以及

一液晶层4，夹设于所述第一基板1与所述第二基板3之间，含有手性液晶材料；

其中，各个所述像素单元2所对应的液晶层区域至少具有两种螺距。

在一些实施例中，所述手性液晶材料按照质量百分比计算，所述手性液晶材料由99.31％～99.81％的负性向列相液晶和0.19％～0.69％的手性分子开关组成。其中，所述手性分子开关具有光致异构特性，可以是手性螺烯、手性二芳基乙烯、手性偶氮以及手性密集环中的一种或多种。本申请实施例优选的，所述手性分子开关为手性氰基二苯乙烯化合物，其在450nm光稳态下的螺旋扭曲力为12μm^-1，具有如下结构式(1)表示的结构(E构型)：

手性氰基二苯乙烯化合物在365nm的光稳态下螺旋扭曲力为18μm^-1，具有如下结构式(2)表示的结构(Z构型)：

由于所述手性分子开关在不同波长的光稳态下螺旋扭曲力不同，而螺旋扭曲力是影响所述手性液晶材料的螺距的关键因素之一，所以所述手性液晶材料的螺距具有光响应特性，即：所述手性液晶材料在不同波长光稳态下的螺距不同，而螺距的不同造成光透过率的不同。因此，可通过调节对应液晶层的螺距来调控所述液晶显示面板的总体光透过率，以及不同颜色子像素的光透过率，从而等效于有效Δnd减小，降低短波长Tr发生反转的风险，进而改善大视角色偏、视角窄的问题。

在一些实施例中，所述液晶层4的厚度为2.8微米至4.0微米。

在一些实施例中，所述第一基板1包括：一第一衬底基板11、设置于所述第一衬底基板11上的一第一电极层12以及设置于所述第一电极层12上的一第一配向层13，所述第二基板3包括：一第二衬底基板31、设置于所述第二衬底基板31上的一第二电极层32以及设置于所述第二电极层32上的一第二配向层33。所述第一衬底基板11和所述第二衬底基板31的材质可为刚性材料或柔性材料，本申请实施例优选的，所述第一衬底基板11和所述第二衬底基板31的材质均为玻璃。

所述第一电极层12和所述第二电极层32的材质可为透明导电薄膜，如：氧化铟锡(Indium Tin Oxides，ITO)薄膜、铝掺杂氧化锌薄膜、碳纳米管透明导电薄膜、二氧化锡透明导电薄膜等，本申请优选的，所述第一电极层12和所述第二电极层32的材质为ITO薄膜。所述第一电极层12和所述第二电极层32相对设置，且均靠近所述液晶层4，通过对所述第一电极层12和所述第二电极层32之间施加不同的电压，以驱动所述液晶层4中的液晶分子偏转，从而达到显示的目的。

在一些实施例中，所述第一基板1为薄膜晶体管(Thin Film Transistors,TFT)阵列基板，所述第二基板3为彩膜(Color Filter,CF)基板。

在一些实施例中，所述TFT阵列基板包括：依次层叠设置的一第一衬底基板11、一TFT层(未标示)、一彩色光阻层、一平坦化层(未标示)、一第一电极层12以及一第一配向层13。其中，所述TFT层的结构组成可参考现有技术，可为底栅结构或顶栅结构，在此不作具体限定。所述彩色光阻层包括多个像素单元2，各个所述像素单元包括至少一个红色子像素21、至少一个蓝色子像素22以及至少一个绿色子像素23。

在一些实施例中，各个所述像素单元2包括：并排设置的一个红色子像素21、一个绿色子像素22和一个蓝色子像素23，所述绿色子像素22位于所述红色子像素21和所述蓝色子像素23之间。

在一些实施例中，所述红色子像素21所对应的液晶层区域具有第一螺距p1，所述绿色子像素22所对应的液晶层区域具有第一螺距p1，所述蓝色子像素23所对应的液晶层区域具有第二螺距p2，所述第二螺距p2大于所述第一螺距p1。其中，所述液晶层4具有第一螺距p1时，对应子像素的光穿透率为最佳光穿透率(达到100％)，即：所述红色子像素21和所述绿色子像素22的光穿透率均为最佳光穿透率。由于所述蓝色子像素23所对应的液晶层区域具有第二螺距p2，即：偏离最佳光穿透率下的第一螺距p1，所以所述蓝色子像素23的光穿透率降低(光穿透率为95.0～99.5％)，并且所述蓝色子像素23所对应的液晶层区域Δnd减小，则等效于整个所述液晶层4的有效Δnd减小，从而降低短波长Tr发生反转的风险，进而改善大视角色偏、视角窄的问题。

在一些实施例中，所述p1的数值范围为8微米至30微米，所述p2的数值范围为9微米至40微米。整个所述液晶层的Δnd数值范围为380纳米至550纳米。

在一些实施例中，所述平坦化层的材质为氧化硅(SiO_x)薄膜、氮化硅(SiN_x)薄膜以及具有高阻特性的树脂材料中的至少一种。所述平坦化层可为单层结构，也可为多层结构，例如：所述多层结构为SiN_x薄膜和SiO_x薄膜交替层叠设置形成的复合结构。一方面，所述平坦化层具有减小或消除各个子像素之间角段差的作用，避免出现各个子像素之间液晶盒厚不相同的缺陷，从而防止因液晶分子排列紊乱而造成漏光的问题；另一方面，其可有效防止所述彩色光阻层的金属离子扩散进入所述液晶层内而引起残像等不良现象。

在一些实施例中，所述第一配向层13的材质为聚酰亚胺薄膜。所述第一配向层13靠近所述液晶层4，以使所述液晶层4的液晶分子形成一个稳定的预倾角，从而按照特定的规律排列。

在一些实施例中，所述彩膜基板包括：依次层叠设置的一第二衬底基板31、一遮光层(未标示)、一第二电极层32以及一第二配向层33。所述遮光层为阵列分布的多个黑色矩阵(Black Matrix,BM)，所述黑色矩阵的结构及材质可参考现有技术。所述第二配向层的材质与功能与所述第一配向层相同，在此不再赘述。

第二方面，本申请实施例提供了一种液晶显示面板的制备方法，可用于制备第一方面中所述的液晶显示面板。如图2所示，所述制备方法包括如下步骤：

S1、分别制备第一基板和第二基板，所述第一基板上设有多个像素单元，各个所述像素单元包括至少一个红色子像素、至少一个蓝色子像素以及至少一个绿色子像素。

在一些实施例中，所述第一基板为TFT阵列基板，可采用本领域常规技术手段制备所述TFT阵列基板，例如：包括如下步骤：

S1a.1、提供一第一衬底基板，所述第一衬底基板优选为玻璃基板。

S1a.2、在所述第一衬底基板上制备形成一TFT层。

具体的，清洗所述第一衬底基板，然后在所述第一衬底基板上进行薄膜沉积、光阻涂布、曝光、显影、蚀刻、剥膜等流程，重复数次上述流程以完成TFT层的制备。

S1a.3、在所述TFT层上制备形成一彩色光阻层。

在一些实施例中，采用喷墨印刷的方式制备包含多个像素单元的彩色光阻层，也可采用光刻胶工艺制备所述彩色光阻层。所述光刻胶工艺包括依次进行的光阻涂布、曝光和显影工序。

S1a.4、在所述彩色光阻层上制备形成一平坦化层。

在一些实施例中，在所述彩色光阻层上，经由涂布有机高分子溶液、烘烤等工序制备所述平坦化层。

S1a.5、在所述平坦化层上制备形成一第一电极层。

在一些实施例中，采用喷墨印刷的方式制备所述第一电极层；或者，在所述平坦化层上采用光刻胶工艺制备所述第一电极层。

S1a.6、在所述第一电极层上制备形成一第一配向层。

在一些实施例中，采用喷墨印刷的方式制备所述第一配向层；或者，在所述第一电极层上经由涂布、烘烤等工序制备所述第一配向层。

在一些实施例中，所述第二基板为CF基板，可采用本领域常规技术手段制备所述CF基板，例如：包括如下步骤：

S1b.1、提供一第二衬底基板，所述第二衬底基板优选为玻璃基板。

S1b.2、在所述第二衬底基板上制备形成一遮光层。

在一些实施例中，采用喷墨印刷的方式制备所述遮光层；或者，在所述第二衬底基板上采用光刻胶工艺制备所述遮光层。

S1b.3、在所述遮光层上制备形成一第二电极层。

在一些实施例中，采用喷墨印刷的方式制备所述第二电极层；或者，在所述遮光层上采用光刻胶工艺制备所述第一电极层。

S1b.4、在所述第二电极层上制备形成一第二配向层。

在一些实施例中，采用喷墨印刷的方式制备所述第二配向层；或者，在所述第二电极层上经由涂布、烘烤等工序制备所述第二配向层。

S2、向所述第一基板和所述第二基板之间注入手性液晶材料，然后将所述第一基板和所述第二基板对向贴合形成液晶层。

具体的，可采用本领域常规技术手段注入手性液晶材料，如：液晶滴注工艺等。所述手性液晶材料中含有具有光致异构特性的手性分子开关，所述手性分子开关优选为手性氰基二苯乙烯化合物。

在一些实施例中，采用真空对盒工艺将所述第一基板和所述第二基板对向贴合。为防止液晶溢出和水汽侵入，可进一步将所述第一基板和所述第二基板的四周采用边框胶密封，所述边框胶可为现有产品，如：热固化树脂和/或紫外固化树脂。

S3、对所述液晶层进行配向处理，获得的液晶层具有第一螺距。

在一些实施例中，是对所述液晶层进行聚合物稳定垂直排列(PolymerStabilizedVertically aligned,PSVA)制程处理。所述PSVA制程为本领域常规技术手段，即：对所述液晶层施加电压，并进行紫外光照射，以使所述液晶层的液晶分子形成一定的预倾角。经过PSVA制程处理后的所述液晶层具有第一螺距p1，并且所述p1的数值范围为8微米至30微米，此时，所述液晶层具有最佳光穿透率(达到100％)。

S4、对各个所述像素单元中的一个子像素或多个子像素进行光照处理，以使所述一个子像素或多个子像素所对应的液晶层区域的螺距偏离所述第一螺距，各个所述像素单元所对应的液晶层区域至少具有两种螺距，获得所述液晶显示面板。

在一些实施例中，是对各个所述像素单元中的蓝色子像素进行光照处理，以使所述蓝色子像素所对应的液晶层区域的螺距偏离所述第一螺距p1，具有第二螺距p2，所述p2的数值范围为9微米至40微米，从而所述蓝色子像素的光穿透率降低(光穿透率为95.0～99.5％)，等效于整个所述液晶层的有效Δnd减小。各个所述像素单元中具有两种螺距，即：所述红色子像素和所述绿色子像素所对应的液晶层区域具有第一螺距p1，所述蓝色子像素所对应的液晶层区域具有第二螺距p2。

在一些实施例中，如图3所示，是利用光罩掩膜5对各个所述像素单元2中的蓝色子像素23进行光照处理；对所述蓝色子像素23光照处理时，需对所述红色子像素21和所述绿色子像素22进行遮挡。优选所述手性分子开关为手性氰基二苯乙烯化合物，所述光照处理的光波长为450nm，光照强度为50～100mW/cm²，光照时间为5～60s。

第三方面，本申请实施例提供了一种电子装置，包括：一如第一方面中所述的液晶显示面板。

具体的，所述电子装置可为手机、电脑、数码相机、数码摄像机、游戏机、音频再生装置、信息终端机、智能可穿戴设备、智能称重电子秤、车载显示器、电视机等任何具有显示功能的产品或部件，其中，所述智能可穿戴设备可为智能手环、智能手表、智能眼镜等。

在一些实施例中，所述电子装置，还包括：一背光模组，与所述液晶显示面板相对设置。所述背光模组包括光源，所述光源为所述液晶显示面板提供光线，以使所述液晶显示面板通过控制光线的穿透率来显示亮暗。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

以上对本申请实施例所提供的一种液晶显示面板及其制备方法与电子装置，进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的技术方案及其核心思想；本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例的技术方案的范围。

Claims (9)

1.一种液晶显示面板，其特征在于，包括：

一第一基板，设有多个像素单元，各个所述像素单元包括至少一个红色子像素、至少一个蓝色子像素以及至少一个绿色子像素；

一第二基板，与所述第一基板相对设置；以及

一液晶层，夹设于所述第一基板与所述第二基板之间，含有手性液晶材料；

其中，各个所述像素单元所对应的液晶层区域至少具有两种螺距；

各个所述像素单元中，所述红色子像素所对应的液晶层区域具有第一螺距，所述绿色子像素所对应的液晶层区域具有第一螺距，所述蓝色子像素所对应的液晶层区域具有第二螺距，所述第二螺距大于所述第一螺距。

2.根据权利要求1所述的液晶显示面板，其特征在于，所述第一螺距为8微米至30微米，所述第二螺距为9微米至40微米。

3.根据权利要求1所述的液晶显示面板，其特征在于，按照质量百分比计算，所述手性液晶材料由99.31％～99.81％的负性向列相液晶和0.19％～0.69％的手性分子开关组成。

4.根据权利要求3所述的液晶显示面板，其特征在于，所述负性向列相液晶的双折射率差值与所述液晶层厚度的乘积值为380纳米至550纳米。

5.根据权利要求3所述的液晶显示面板，其特征在于，所述手性分子开关为手性螺烯、手性二芳基乙烯、手性偶氮以及手性密集环中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的液晶显示面板，其特征在于，所述第一基板为阵列基板，所述第二基板为彩膜基板。

7.一种液晶显示面板的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

分别制备所述第一基板和所述第二基板，所述第一基板上设有多个像素单元，各个所述像素单元包括至少一个红色子像素、至少一个蓝色子像素以及至少一个绿色子像素；

向所述第一基板和所述第二基板之间注入手性液晶材料，然后将所述第一基板和所述第二基板对向贴合形成液晶层；

对所述液晶层进行配向处理，获得的液晶层具有第一螺距；以及

对各个所述像素单元中的一个子像素或多个子像素进行光照处理，以使所述一个子像素或多个子像素所对应的液晶层区域的螺距偏离所述第一螺距，各个所述像素单元所对应的液晶层区域至少具有两种螺距，各个所述像素单元中，所述红色子像素所对应的液晶层区域具有所述第一螺距，所述绿色子像素所对应的液晶层区域具有所述第一螺距，所述蓝色子像素所对应的液晶层区域具有第二螺距，所述第二螺距大于所述第一螺距，获得所述液晶显示面板。

8.根据权利要求7所述液晶显示面板的制备方法，其特征在于，所述对所述液晶层进行配向处理，是对所述液晶层进行聚合物稳定垂直排列制程处理。

9.一种电子装置，其特征在于，包括如权利要求1至6任一项中所述的液晶显示面板。

Images