CN114779515B - 液晶显示装置及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种液晶显示装置及其制备方法，液晶显示装置包括阵列基板、彩膜基板和液晶层，彩膜基板与阵列基板对位设置，彩膜基板中具有反射层，液晶层夹设于阵列基板与彩膜基板之间，其中，液晶层包括液晶组合物，液晶组合物包括负性液晶、手性剂和可聚合单体；在液晶组合物中，手性剂的质量分数为大于0％且小于等于30％。在本申请中，通过在液晶组合物中加入质量分数为大于0％且小于等于30％的手性剂，使得负性液晶的螺距可以控制在一定的范围内，从而提高了液晶显示装置的反射率，从而提高了液晶显示装置的显示效果。
Description
技术领域
本申请涉及显示技术领域，具体涉及一种液晶显示装置及其制备方法。
背景技术
薄膜晶体管液晶显示装置(TFT-LCD)以其重量轻、功耗低、图像质量好等优点得到了广泛的应用。近几年来，人们已经开发出了各种各样的液晶显示装置，它们具有宽视角、高对比度和高图像质量。液晶显示装置已经成为人们生活中不可缺少的一部分。常见的显示模式有TN/IPS/VA型，其中VA型又分有MVA/PVA/PSVA等。其中MVA型存在对比度不足、透过率偏低的问题，PVA型存在响应时间偏慢的问题，而PSVA(Polymer Stabilized VerticalAlignment，PSVA)具有快响应、高对比、高穿透的优良特性，因此在大尺寸LCD技术之中，PSVA模式仍是首选。
目前，透射式显示模式的LCD通常采用PSVA进行显示，反射式显示模式的LCD通常采用TN模式进行显示，但反射式显示模式的LCD采用TN模式进行显示会存在一个较大的问题是，其反射率降低，从而导致LCD显示效果不佳。
发明内容
本申请实施例提供一种液晶显示装置及其制备方法，以提高液晶显示装置的反射率。
本申请提供一种液晶显示装置，包括：
阵列基板；
彩膜基板，与所述阵列基板对位设置，所述彩膜基板中具有反射层；以及
液晶层，所述液晶层设置于所述阵列基板与所述彩膜基板之间，其中，所述液晶层包括液晶组合物，所述液晶组合物包括负性液晶、手性剂和可聚合单体；在所述液晶组合物中，所述手性剂的质量分数为大于0％且小于等于30％。
可选的，在本申请的一些实施例中，所述负性液晶的螺距为所述液晶层的厚度的2-10倍。
可选的，在本申请的一些实施例中，所述负性液晶的螺距为8-60微米，所述液晶层的厚度为2.5-4微米。
可选的，在本申请的一些实施例中，所述液晶层的相位延迟为200-400纳米。
可选的，在本申请的一些实施例中，所述手性剂包括左旋手性剂和右旋手性剂中的至少一种，所述手性剂选自
中的至少一种，n和m为1-10，所述可聚合单体选自丙烯酸酯、丙烯酸酯衍生物、甲基丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯衍生物中的至少一种。
可选的，在本申请的一些实施例中，所述阵列基板包括第一电极，所述彩膜基板还包括第二电极，所述第二电极位于所述反射层远离所述阵列基板的一侧，所述第一电极和所述第二电极中的至少一个为图案化电极。
可选的，在本申请的一些实施例中，所述阵列基板包括第一电极，所述第一电极为图案化电极，所述反射层为反射电极。
可选的，在本申请的一些实施例中，所述图案化电极的平面形状为米字型。
可选的，在本申请的一些实施例中，在所述液晶组合物中，所述可聚合单体的质量分数为0.1-3％，余量为所述负性液晶。
相应的，本申请还提供一种液晶显示装置的制备方法，包括：
提供阵列基板、彩膜基板和液晶层；
彩膜基板与所述阵列基板对位设置，所述彩膜基板中具有反射层；
所述液晶层夹设于所述阵列基板与所述彩膜基板之间，其中，所述液晶层包括液晶组合物，所述液晶组合物包括负性液晶、手性剂和可聚合单体；在所述液晶组合物中，所述手性剂的质量分数为大于0％且小于等于30％；
对所述阵列基板和所述彩膜基板之间施加电压，对所述液晶层进行紫外光照射，所述负性液晶发生偏转，所述负性液晶与所述阵列基板靠近所述彩膜基板的一面形成预倾角
本申请公开了一种液晶显示装置及其制备方法，液晶显示装置包括阵列基板、彩膜基板和液晶层，彩膜基板与阵列基板对位设置，彩膜基板中具有反射层，液晶层夹设于阵列基板与彩膜基板之间，其中，液晶层包括液晶组合物，液晶组合物包括负性液晶、手性剂和可聚合单体；在液晶组合物中，手性剂的质量分数为大于0％且小于等于30％。在本申请中，通过在液晶组合物中加入质量分数为大于0％且小于等于30％的手性剂，使得负性液晶的螺距可以控制在一定的范围内，从而提高了液晶显示装置的反射率，从而提高了液晶显示装置的显示效果。
附图说明
为了更清楚地说明本申请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单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请实施例提供的液晶显示装置的结构示意图。
图2是图1中的第一电极的平面示意图。
图3是图2中的C处的放大平面示意图。
图4是本申请实施例提供的负性液晶的螺距的结构示意图
图5是本申请实施例提供的液晶显示装置的显示效果图。
图6是本申请提供的液晶显示装置的步骤流程示意图。
图7是本申请提供的液晶显示装置的步骤流程结构示意图。
附图标记：
液晶显示装置10；偏光片100；阵列基板200；第一基板210；晶体管220；栅极221；栅绝缘层222；有源层223；源漏极224；平坦层230；第一电极240；第一配向层250；彩膜基板300；第二基板310；反射层320；第二配向层330；液晶层400；负性液晶410；支撑柱420；可聚合单体430；液晶层的厚度d；螺距p；预倾角∠θ。
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。此外，应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本申请，并不用于限制本申请。在本申请中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上”和“下”通常是指装置实际使用或工作状态下的上和下，具体为附图中的图面方向；而“内”和“外”则是针对装置的轮廓而言的。在本申请中，“反应”可以为化学反应或物理反应。
本申请公开了一种液晶显示装置及其制备方法，液晶显示装置包括阵列基板、彩膜基板和液晶层，彩膜基板与阵列基板对位设置，彩膜基板中具有反射层，液晶层夹设于阵列基板与彩膜基板之间，其中，液晶层包括液晶组合物，液晶组合物包括负性液晶、手性剂和可聚合单体；在液晶组合物中，手性剂的质量分数为大于0％且小于等于30％。
在本申请中，通过在液晶组合物中加入质量分数为大于0％且小于等于30％的手性剂，使得负性液晶的螺距可以控制在一定的范围内，从而提高了液晶显示装置的反射率，从而提高了液晶显示装置的显示效果。
请参阅图1，本申请提供一种液晶显示装置10。液晶显示装置10包括偏光片100、阵列基板200、彩膜基板300和液晶层400。
阵列基板200设置于偏光片100上。具体的，阵列基板200包括第一基板210、晶体管220、平坦层230、第一电极240和第一配向层250。第一基板210设置在偏光片100上。晶体管220设置于第一基板210远离偏光片100的一面上。具体的，晶体管220为底栅晶体管。晶体管220包括栅极221、栅绝缘层222、有源层223和源漏极224。栅极221设置在第一基板210远离偏光片100的一面上。栅绝缘层222设置于栅极221远离第一基板210的一面，且设置于第一基板210远离偏光片100的一面上。有源层223设置于栅绝缘层222远离第一基板210的一面上。有源层223与栅极221对应设置。有源层223的材料包括多晶硅、非晶硅和金属氧化物中的一种。源漏极224设置于栅绝缘层222和有源层223上。平坦层230设置于晶体管220远离第一基板210的一面上。具体的，平坦层230设置于栅绝缘层222、源漏极224和有源层223上。平坦层230设置有通孔。通孔贯穿平坦层230以暴露源漏极224。第一电极240设置于平坦层230上，并延伸入通孔与源漏极224连接。第一配向层250设置于第一电极240和平坦层230上。
在另一实施例中，晶体管220为顶栅晶体管。
请参阅图2和图3，在一实施例中，第一电极240为图案化电极。图案化电极的平面形状为米字型。
在本申请中，将第一电极240设置为图案化电极，且图案化电极的平面图形设置为米字型，使得液晶显示装置10的开口率可以达到80％及以上，同时使得负性液晶410更容易偏转且精准控制，从而提高了液晶显示装置10的显示效果。
彩膜基板300与阵列基板200对位设置。具体的，彩膜基板300包括第二基板310、反射层320和第二配向层330。反射层320设置于第二基板310上。反射层320用于反射外部光线。反射层320的材料包括导电材料、无机材料和有机材料中的至少一种。无机材料为氟化镁。导电材料包括铝、银和铬中的至少一种。当反射层320的材料为导电材料时，反射层320为反射电极，即反射层320可以复用为第二电极。在本实施例中，反射层320为反射电极为例进行说明。第二配向层330设置于反射层320靠近第一基板210的一面上。
在另一实施例中，反射层320不复用为第二电极，即彩膜基板300中另设置一电极作为第二电极时，第一电极240和第二电极中的至少一个为图案化电极。图案化电极的平面形状为米字型。
在一实施例中，彩膜基板300还包括滤光层、黑色矩阵层和隔垫物。滤光层包括红色滤光部、蓝色滤光部和绿色滤光部中的至少一种。滤光层使得液晶显示装置10可以实现彩色显示。黑色矩阵用于防止漏光，从而保证液晶显示装置10的显示效果。
在一实施例中，第一基板210和第二基板310可以为柔性基板或普通基板。
请参阅图4，液晶层400夹设于阵列基板200和彩膜基板300之间。具体的，液晶层400夹设于第一配向层250和第二配向层330之间。液晶层400包括液晶组合物。液晶组合物包括负性液晶410、手性剂和可聚合单体430。在液晶组合物中，手性剂的质量分数为大于0％且小于等于30％。具体的，在液晶组合物中，手性剂的质量分数可以为0.1％、8％、15％、20％、28％或30％等。可聚合单体430在紫外光的作用下，发生聚合反应，从而在第一配向层250和第二配向层330上形成一层凸起的聚合物层，可以给负性液晶410提供一个角度，有效的降低液晶显示装置10漏光的风险。液晶层400还包括支撑柱420，位于液晶层400中，其用于支撑液晶层400，可以降低液晶层400因受到外力挤压而出现破裂发风险。
在本申请中，通过在液晶组合物中加入质量分数为大于0％且小于等于30％的手性剂，使得负性液晶410为向列相液晶转变为胆甾相液晶，实现负性液晶410螺旋扭曲排列，且使得负性液晶410的螺距p可以控制在一定的范围内，改善了负性液晶410配向，使得液晶显示装置10的反射率提高到10-35％，从而提高了液晶显示装置10的反射率，且使得液晶显示装置10的对比度提高到10-25，从而提高了液晶显示装置10的显示效果。
在一实施例中，负性液晶410的螺距p为液晶层400的厚度d的2-10倍。具体的，负性液晶410的螺距p可以为液晶层400的厚度d的2、5倍、6倍、8倍或10倍等。
在本申请中，将负性液晶410的螺距p设置为液晶层400的厚度d的2-10倍，改善了负性液晶410配向，使得液晶显示装置10的反射率提高到10-35％，从而提高了液晶显示装置10的反射率，且使得液晶显示装置10的对比度提高到10-25，从而提高了液晶显示装置10的显示效果。
在一实施例中，负性液晶410的螺距p为8-60微米，液晶层400的厚度d为2.5-4微米。具体的，负性液晶410的螺距p可以为8微米、15微米、20微米、30微米、44微米、55微米会60微米等。液晶层400的厚度d可以为2.5、2.9微米、3.4微米或4微米等。
在本申请中，将负性液晶410的螺距p设置为8-60微米，液晶层400的厚度d设置为2.5-4微米，进一步提高液晶显示装置10的反射率以及对比度。
在一实施例中，液晶层400的相位延迟(Δnd)为200-400纳米。其中，d表示的是液晶层400的厚度，Δn表示的是负性液晶410的双折射系数。具体的，液晶层400的相位延迟(Δnd)可以为200纳米、250纳米、280纳米、330纳米、390纳米或400纳米等。
在本申请中，在液晶组合物中加入质量分数为大于0％且小于等于30％的手性剂基础上，将液晶层400的相位延迟(Δnd)设置为200-400纳米，可以进一步改善了负性液晶410配向，从而进一步提高液晶显示装置10的反射率以及对比度。
在一实施例中，在液晶组合物中，可聚合单体430的质量分数为0.1-3％，余量为负性液晶410，即负性液晶410的质量分数为大于等于67％且小于99.9％。具体的，可聚合单体430的质量分数可以为0.1％、0.8％、1.6％、2.3％或3％等。负性液晶410的质量分数可以为67％、70％、76％、80％、95％或99.8％等。
在本申请中，在液晶组合物中加入质量分数为大于0％且小于等于30％的手性剂基础上，将可聚合单体430的质量分数设置为0.1-3％，负性液晶410的质量分数设置为大于等于67％且小于99.9％，可以更好的控制负性液晶410的螺旋扭曲排列，从而进一步改善了负性液晶410配向，从而可以进一步提高液晶显示装置10的反射率以及对比度。
在一实施例中，手性剂包括右旋手性剂和左旋手性剂中的至少一种。手性剂选自
中的至少一种。n和m为1-10。可聚合单体430选自丙烯酸酯、丙烯酸酯衍生物、甲基丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯衍生物中的至少一种。
在本申请中，将丙烯酸酯、丙烯酸酯衍生物、甲基丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯衍生物中的至少一种加入到液晶组合物中，可以使得后续可聚合单体430在紫外光的作用下发生聚合反应时，增加紫外光的吸收，从而提升PSVA中的聚合反应速率，减少反应时间；同时所形成的聚合物层中的聚合物颗粒更均匀，膜质更加致密，聚合物层中的聚合物颗粒尺寸更小，能有效降低漏光的风险，从而保证了液晶显示装置10的显示效果。
请参阅图5，作为示例，当液晶组合物为质量分数为10％的质量分数为2％的丙烯酸酯以及质量分数为10％的负性液晶410时，其中n为1，此时液晶的螺距p为30微米，液晶层400的厚度d为3.2微米，同时将液晶层400的相位延迟(Δnd)设置为290纳米，负性液晶410的介电常数为-3.0，此时液晶显示装置10的反射率可以大于12％，对比度大于10。
液晶显示装置10为聚合物稳定垂直对准(Polymer Stabilized VerticalAlignment，PSVA)液晶显示装置10。
本申请提供一种液晶显示装置10，将PSVA应用在反射式的液晶显示装置10中，可以优化液晶显示装置10的制程，且采用VA液晶配向，可以降低暗态漏光，从而达到提高对比度的目的；同时通过在液晶组合物中加入质量分数为大于0％且小于等于30％的手性剂，使得负性液晶410实现螺旋扭曲排列，可改善负性液晶410配向，提升负性液晶410的效率，达到提高反射率目的。
本申请还提供一种液晶显示装置的制备方法，用于制备本身申请所提供的液晶显示装置，包括：
B11、提供阵列基板、彩膜基板和液晶层；
彩膜基板与阵列基板对位设置，彩膜基板中具有反射层；
液晶层设置于阵列基板与彩膜基板之间，其中，液晶层包括液晶组合物，液晶组合物包括负性液晶、手性剂和可聚合单体；在液晶组合物中，手性剂的质量分数为大于0％且小于等于30％。
B12、对阵列基板和彩膜基板之间施加电压，对液晶层进行紫外光照射，负性液晶发生偏转，负性液晶与阵列基板靠近彩膜基板的一面形成预倾角。
请参阅图6和图7，本申请还提供一种液晶显示装置10的制备方法，用于制备本身申请提供的液晶显示装置10，包括：
B11、提供阵列基板、彩膜基板和液晶层；
彩膜基板与阵列基板对位设置，彩膜基板中具有反射层；
液晶层设置于阵列基板与彩膜基板之间，其中，液晶层包括液晶组合物，液晶组合物包括负性液晶、手性剂和可聚合单体；在液晶组合物中，手性剂的质量分数为大于0％且小于等于30％。
请参阅图7中的(a)，制备完阵列基板200和彩膜基板300后，将阵列基板200和彩膜基板300对位设置；然后，在阵列基板200和彩膜基板300之间注入液晶组合物形成液晶层400。注入液晶组合物的方式可以为喷墨打印方式或者其他方式。此时负性液晶410的长轴垂直于阵列基板200靠近彩膜基板300的一面。
B12、对阵列基板和彩膜基板之间施加电压，对液晶层进行紫外光照射，负性液晶发生偏转，负性液晶与阵列基板靠近彩膜基板的一面形成预倾角。
请参阅图7中的(b)-(d)，对阵列基板200和彩膜基板300之间施加电压。具体的，对第一电极240和第二电极之间施加电压，并对液晶层400进行紫外光照射使得第一电极240和反射层320之间形成电场，负性液晶410在电场的作用下形成预倾角∠θ，可聚合单体430在紫外光的照射下发生聚合反应，分别在第一配向层250和第二配向层330上形成一层凸起的聚合物层。
紫外光的波长为300-400纳米。
在本申请中，采用此类方法制备液晶显示装置10，可以优化液晶显示装置10的制程，同时将丙烯酸酯、丙烯酸酯衍生物、甲基丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯衍生物中的至少一种加入到液晶组合物中，可以使得可聚合单体430在紫外光的作用下发生聚合反应时，增加紫外光的吸收，从而提升PSVA中的聚合反应速率，减小反应时间；另外所形成的聚合物层中的聚合物颗粒更均匀，膜质更加致密，聚合物层中的聚合物颗粒尺寸更小，能有效降低漏光的风险，从而保证了液晶显示装置10的显示效果。
本申请提供的一种液晶显示装置10及其制备方法，通过在液晶组合物中加入质量分数为大于0％且小于等于30％的手性剂，实现负性液晶410螺旋扭曲排列，使得负性液晶410的螺距p可以控制在一定的范围内，改善了负性液晶410配向，将液晶显示装置10的反射率提高到10-35％，从而提高了液晶显示装置10的反射率，且将液晶显示装置10的对比度提高到10-25，从而提高了液晶显示装置10的显示效果。
以上对本申请实施例所提供的一种液晶显示装置及其制备方法进行了详细介绍，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方法及其核心思想；同时，对于本领域的技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。
Claims (8)
1.一种液晶显示装置，其特征在于，包括：
阵列基板，包括第一配向层；
彩膜基板，与所述阵列基板对位设置，所述彩膜基板中具有反射层和第二配向层；以及
液晶层，所述液晶层设置于所述阵列基板与所述彩膜基板之间，其中，所述液晶层包括液晶组合物，所述液晶组合物包括负性液晶、手性剂和可聚合单体；在所述液晶组合物中，所述手性剂的质量分数为大于0％且小于等于30％，所述负性液晶的质量分数为大于等于67％且小于99.9％，所述可聚合单体的质量分数为范围0.1％-3％，所述液晶层的相位延迟为200-400纳米；
其中，所述可聚合单体在紫外光的作用下，发生聚合反应，以在所述第一配向层和所述第二配向层上形成凸起的聚合物层。
2.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，所述负性液晶的螺距为所述液晶层的厚度的2-10倍。
3.根据权利要求2所述的液晶显示装置，其特征在于，所述负性液晶的螺距为8-60微米，所述液晶层的厚度为2.5-4微米。
4.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，所述手性剂包括左旋手性剂和右旋手性剂中的至少一种，所述手性剂选自
中的至少一种，n和m为1-10，所述可聚合单体选自丙烯酸酯、丙烯酸酯衍生物、甲基丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯衍生物中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，所述阵列基板包括第一电极，所述彩膜基板还包括第二电极，所述第二电极位于所述反射层远离所述阵列基板的一侧，所述第一电极和所述第二电极中的至少一个为图案化电极。
6.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，所述阵列基板包括第一电极，所述第一电极为图案化电极，所述反射层为反射电极。
7.根据权利要求5或6所述的液晶显示装置，其特征在于，所述图案化电极的平面形状为米字型。
8.一种液晶显示装置的制备方法，其特征在于，包括：
提供阵列基板、彩膜基板和液晶层；其中，所述阵列基板包括第一配向层；
彩膜基板与所述阵列基板对位设置，所述彩膜基板中具有反射层和第二配向层；
所述液晶层夹设于所述阵列基板与所述彩膜基板之间，其中，所述液晶层包括液晶组合物，所述液晶组合物包括负性液晶、手性剂和可聚合单体；在所述液晶组合物中，所述手性剂的质量分数为大于0％且小于等于30％，所述负性液晶的质量分数为大于等于67％且小于99.9％，所述可聚合单体的质量分数为范围0.1％-3％，所述液晶层的相位延迟为200-400纳米；
对所述阵列基板和所述彩膜基板之间施加电压，对所述液晶层进行紫外光照射，所述负性液晶发生偏转，所述负性液晶与所述阵列基板靠近所述彩膜基板的一面形成预倾角；其中，所述可聚合单体在紫外光的作用下，发生聚合反应，以在所述第一配向层和所述第二配向层上形成凸起的聚合物层。
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2022
- 2022-05-06 CN CN202210486114.6A patent/CN114779515B/zh active Active
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