CN204188919U - 胆甾相柔性液晶显示装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种胆甾型柔性液晶显示装置，该装置包括吸光层、第一柔性基板、第二柔性基板、第一电极、第二电极、第一取向层、第二取向层、液晶混合物层，以及光掩模板，紫外光通过光掩模板作用于该柔性液晶显示装置，液晶混合物层为具有特殊结构聚合物墙的液晶混合物层，通过聚合反应形成的聚合物墙对液晶分子进行胶囊化包裹组成胆甾型柔性液晶显示装置。本实用新型的胆甾型柔性液晶显示装置相对其他类型的显示装置具有低功耗、体积小、成本低等等优势，通过用特殊的方式形成胆甾液晶的胶囊化柔性面板，其中的聚合物墙具有特定的结构，使胆甾型柔性液晶显示装置具有良好的光电性能、显示及机械综合性能。

Description

胆甾相柔性液晶显示装置

技术领域

本发明涉及液晶显示技术领域，特别涉及一种具有特殊结构的胆甾相柔性液晶显示装置。

背景技术

胆甾相液晶材料具有螺旋状结构和双稳态特性，尤其是其反射式显示性能，是柔性显示技术的关键技术和材料，其聚合物稳定胆甾相液晶显示模式，改善了胆甾相液晶的化学稳定性，推动了其在显示领域的应用。

LCD产品主要是透射型LCD，例如扭曲向列型液晶显示（TN-LCD）、超扭曲向列型液晶显示（STN-LCD）及薄膜晶体管液晶显示（TFT-LCD），透射型液晶显示器必须采用背光源，而器件功耗的80%消耗在背光源上，所以这类产品普遍功耗较大，没有发挥出液晶显示器件低功耗的优点。近年来，不使用背光源、低功耗、重量轻的反射型液晶显示器愈来愈受到人们的普遍关注。由于双稳态反射型胆甾相液晶显示器具有反射亮度和对比度高，功耗小等特点，且断电后能长期保留图像，属于天然反射式的全彩显示。且不用有源矩阵就可实现大容量高分辨率显示，并且还可以制作在柔性基底上。因为不使用偏振片，光亮度损失很小，非常适合移动电子产品类的显示器，如手机、数码相机、电子书等，此外还非常适用于户外阳光下显示。

在液晶显示器柔性化的发展过程中，由于液晶的流动性，当基板弯曲或受压折叠时，因基板之间的距离发生变化，在折叠的区域液晶将会向周边流动，从而出现所谓的压点等问题，这成为当下制约液晶显示器柔性化的主要障碍。为了实现胆甾液晶柔性显示，一般的方法是制作出混合物分散液晶（PDLC）薄膜，然后传统方法制作的PDLC薄膜混合物分散液晶不均匀，驱动电压高，对比度也不理想。

鉴于此，需要对目前的胆甾相柔性液晶显示器进行改进，改进结构设计，使新的胆甾相柔性液晶显示装置生产成本低，且显示性能好、功耗低。 

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种具有特殊结构的胆甾相柔性液晶显示装置，胆甾相柔性显示装置结构包括吸光层、第一柔性基板、第二柔性基板、第一电极、第二电极、第一取向层、第二取向层、液晶混合物层，该液晶混合物层为具有特殊结构聚合物墙的液晶混合物层。为了实现胆甾液晶用于柔性化显示，必须对液晶分子进行胶囊化包裹，以使液晶分子不能随便流动，消除柔性显示时的压点现象等问题。为此，通常的解决方法是用聚合物分散液晶法对液晶进行包覆，但是由于形成的聚合物网络不规整，造成的机械性能不理想，且往往驱动电压高等等很多问题。本发明提供的这种采用新的改进的方法制备的胆甾相柔性液晶显示装置，这种装置具有特殊的三角桁架形状的聚合物墙，能有效地解决上述问题。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案。

一种胆甾相柔性液晶显示装置，包括吸光层、第一柔性基板、第二柔性基板、第一电极、第二电极、第一取向层、第二取向层、液晶混合物层，所述第一电极、第二电极均是能透光的透明电极，液晶混合物层为具有特殊结构聚合物墙的液晶混合物层，该具有特殊结构聚合物墙的液晶混合物层设置于第一取向层和第二取向层之间。

优选的是，所述第一取向层和第二取向层是涂布了聚酰胺、十八烷基丙二酸、笨甲酸衍生物、长链季铵盐中的任意一种的取向层。

在上述任一技术方案中优选的是，所述第一取向层和第二取向层在取向层上进行了适当的摩擦取向。

在上述任一技术方案中优选的是，所述具有特殊结构聚合物墙的液晶混合物层是紫外光通过光掩模板中的透光部分作用于柔性液晶显示装置，聚合物前体中的单体和交联剂能在光引发剂的作用下发生聚合反应，从而形成特定形状的聚合物墙。

在上述任一技术方案中优选的是，所述具有特殊结构聚合物墙的液晶混合物层通过特殊的光掩模板照射下形成特殊结构的聚合物墙，该特殊的光掩模板的透光部分是由许多规整的三角形桁架结构组成，且该特殊结构还可以进一步扩展。

在上述任一技术方案中优选的是，所述具有特殊结构聚合物墙的液晶混合物层位于液晶层中的液晶胶囊中，且由聚合物墙包裹，聚合物墙由许多特殊的三角形桁架结构组成，且该特殊结构还可以进一步扩展。

在上述任一技术方案中优选的是，所述具有特殊结构聚合物墙的液晶混合物层中还加入了极性纳米粒子。

在上述任一技术方案中优选的是，所述吸光层位于第一柔性基板下面，或者位于第一柔性基板和第一电极之间，或者位于第一电极和第一取向层之间，它可提高柔性显示器的对比度。

在上述任一技术方案中优选的是，所述聚合物前体用于胶囊化的聚合物前体，其在一定的光强下控制聚合物前体中的单体和交联剂能在光引发剂的作用下发生聚合反应，且通过控制光强来控制聚合反应的速度，以便液晶能顺利地从混合物中相分离出来，形成特殊规整的胶囊结构。

在上述任一技术方案中优选的是，所述液晶胶囊具有特殊的三角形桁架结构，该结构中胶囊大小为10-500μm、聚合物墙的高度为1～20μm、聚合物墙宽度为5-50μm。

本发明还公开了一种胆甾相柔性液晶显示装置的制备方法，包括如上所述的胆甾相柔性液晶显示装置，该方法包括如下步骤：S1，在柔性基板上制作出透明电极，用以驱动胆甾相柔性显示装置；,S2，在柔性基板电极一侧涂布取向层，可以涂布聚酰胺、十八烷基丙二酸、苯甲酸衍生物、长链季铵中的任意一种的取向层，并在一定的条件下进行适当的摩擦取向处理，以使胆甾相柔性显示器在保持双稳态电光特性的情况下驱动电压和对比综合性能达到最佳；S3，贴盒处理，留下相对的两侧用于灌胶囊化胆甾液晶混合物；S4，在一定的比例配制胶囊化液晶混合物，混合物包括聚合物单体、光引发剂、交联剂以及胆甾液晶，配制时按重量比重严格配制，使胆甾相柔性液晶显示装置的光电性能及显示综合性能达到最佳；S5，将配制好的胶囊化液晶混合物灌注到液晶盒中，并用密封胶封盒处理；S6，通过在特定的光掩板下照射紫外光，使聚合物不断聚合成聚合物高分子墙，并呈现出三角形桁架等特殊的胶囊化形状，使微囊化后的胆甾相柔性显示装置拥有很好的光电显示和机械综合性能。

本发明这种具有特殊规整结构的胆甾液晶胶囊的柔性显示装置及其制备方法，其胆甾相柔性液晶显示装置包括吸光层、第一柔性基板、第二柔性基板、第一电极、第二电极、第一取向层、第二取向层、有特殊结构聚合物墙的液晶混合物层，此外，还提供了两种特殊形状的光掩模板，用于制备有三角形桁架特殊结构聚合物墙的液晶层。本发明的胆甾相柔性液晶显示装置用光引发聚合物单体发生聚合反应形成聚合物墙的方法，对液晶分子进行胶囊化包裹，聚合物墙由许多规整的三角形桁架结构组成，由结构力学分析，这样的形状聚合物墙受力均匀，结构稳定，柔性显示装置的机械性能明显提高，能承受较大的各向应力，从而提高了柔性显示装置的稳定性。

胆甾相柔性液晶显示装置结构包括吸光层、第一柔性基板、第二柔性基板、第一电极、第二电极、第一取向层、第二取向层、液晶分子、聚合物墙，此外，还需要光掩模板以及特定的光聚合条件即一定强度的紫外光和光照时间。第一电极和第二电极均是能透光的透明电极，例如铟锌氧化物（IZO）、锌氧化物（zinc oxide）、铟锡氧化物（ITO）、锡氧化物（tin oxide）等透明物质的导电层中的一种。第一取向层和第二取向层可以是涂布了聚酰胺、十八烷基苯二酸、苯甲酸衍生物、长链季铵盐等其中一种的取向层，在取向层上进行适当的摩擦可以降低胆甾液晶的驱动电压，同时还能保持双稳态光电效应，且还能提高对比度。用于胶囊化的聚合物前体在很多专利或文献上都有公开论述，这里只要在一定的光强下控制聚合物前体中的单体和交联剂能在光引发剂的作用下发生聚合反应，且通过控制光强来控制聚合反应的速度，聚合反应的速度要适当，以便液晶能顺利地从混合物中相分离出来，形成特殊规整的胶囊结构。紫外光通过光掩模板中的透光部分作用于柔性液晶显示装置，混合物中的单体和交联剂能在光引发剂的作用下发生聚合反应，形成特定形状的聚合物墙。

用光掩模板来控制液晶胶囊形状，本发明提供了两种可有效提高柔性液晶显示装置性能的光掩模板，但不仅限于这里的两种特定形状模板，具体的还可以进一步扩展。由光掩模板控制液晶胶囊的形状，由本发明提供的特殊的光掩模板制作的胶囊化液晶盒中，高分子聚合物墙由许多的三角形桁架结构组成，由结构力学分析，这样的形状聚合物墙受力均匀，结构稳定，柔性显示装置的机械性能明显提高，能承受较大的各向应力，从而提高了柔性显示装置的稳定性。在胶囊化液晶混合物中可加入少许纳米粒子，能进一步降低柔性显示装置的驱动电压。由特定形状的光掩模板胶囊化的液晶面板对于液晶显示装置的像素控制也是很有利的。

本发明的胆甾相柔性液晶显示装置还设置了一层吸光层，可提高柔性显示器的对比度，吸光层可以位于第一柔性基板下面，也可以位于第一柔性基板和第一电极之间或者第一电极和第一取向层之间。

本发明的胆甾相柔性液晶显示装置的制作方法包括：在柔性基板上制作出透明电极，用以驱动胆甾相柔性显示装置；在柔性基板电极一侧涂布取向层，例如涂布了聚酰胺、十八烷基丙二酸、苯甲酸衍生物、长链季铵盐等其中一种的取向层，并在一定的条件下进行适当的摩擦取向处理，以使胆甾相柔性显示器在保持双稳态电光特性的情况下驱动电压和对比综合性能达到最佳；进行贴盒处理，留下相对的两侧用于灌胶囊化胆甾液晶混合物贴合用密封胶优选UV胶或者AB胶；在一定的比例配制胶囊化液晶混合物，混合物包括聚合物单体、光引发剂、交联剂以及胆甾液晶，配制时按重量比重严格配制，使胆甾相柔性液晶显示装置的光电性能及显示综合性能达到最佳；在真空环境下，利用毛细管效应，将配制好的胶囊化液晶混合物灌注到液晶盒中，并用密封胶封盒处理；通过在特定的光掩板下照射紫外光，使聚合物不断聚合成聚合物高分子墙，并呈现出三角形桁架等特殊的胶囊化形状，使微囊化后的胆甾相柔性显示装置拥有很好的光电显示和机械综合性能。

本发明的胆甾相柔性液晶显示装置及其制备方法，该显示装置相对其他类相的显示装置具有低功耗、体积小、成本低等等优势，本发明通过用特殊的方式形成胆甾液晶的胶囊化柔性面板，其中的聚合物墙具有特定的结构，使胆甾相柔性液晶显示装置具有良好的光电性能、显示及机械综合性能。

附图说明

图1为按照本发明的胆甾相柔性液晶显示装置的一优选实施例的胆甾相柔性液晶显示装置的胶囊化的方法示意图；

图2为按照本发明的胆甾相柔性液晶显示装置的一优选实施例的一种可以得到良好胶囊化结构的光掩模板的示意图；

图3为按照本发明的胆甾相柔性液晶显示装置的一优选实施例的另一种可以得到良好胶囊化结构的光掩模板的示意图；

图4为按照本发明的胆甾相柔性液晶显示装置的一优选实施例的一种胆甾相柔性液晶显示装置的结构示意图；

图5为按照本发明的胆甾相柔性液晶显示装置的一优选实施例的一种胆甾相柔性液晶显示装置的结构示意图；

图6为按照本发明的胆甾相柔性液晶显示装置的一优选实施例的一种胆甾相柔性液晶显示装置的结构示意图；

图7为按照本发明的胆甾相柔性液晶显示装置的一优选实施例的一种胆甾相柔性液晶显示装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作详细说明，以下描述仅作为示范和解释，并不对本发明作任何形式上的限制。

胆甾相柔性液晶显示装置包括吸光层、第一柔性基板、第二柔性基板、第一电极、第二电极、第一取向层、第二取向层、液晶混合物层，所述第一电极、第二电极均是能透光的透明电极，此外，该装置还包括光掩模板，紫外光通过光掩模板作用于该柔性液晶显示装置；所述液晶混合物层为具有特殊结构聚合物墙的液晶混合物层，该具有特殊结构聚合物墙的液晶混合物层设置于第一取向层和第二取向层之间；通过聚合反应形成的聚合物墙对液晶分子进行胶囊化包裹组成胆甾相柔性液晶显示装置。

第一取向层和第二取向层是涂布了聚酰胺、十八烷基丙二酸、笨甲酸衍生物、长链季铵盐中的任意一种的取向层。第一取向层和第二取向层在取向层上进行了适当的摩擦取向。具有特殊结构聚合物墙的液晶混合物层是紫外光通过光掩模板中的透光部分作用于柔性液晶显示装置，聚合物前体中的单体和交联剂能在光引发剂的作用下发生聚合反应，从而形成特定形状的聚合物墙。具有特殊结构聚合物墙的液晶混合物层通过特殊的光掩模板照射下形成特殊结构的聚合物墙，该特殊的光掩模板的透光部分是由许多规整的三角形桁架结构组成，且该特殊结构还可以进一步扩展。具有特殊结构聚合物墙的液晶混合物层位于液晶层中的液晶胶囊中，且由聚合物墙包裹，聚合物墙由许多特殊的三角形桁架结构组成，且该特殊结构还可以进一步扩展。具有特殊结构聚合物墙的液晶混合物层中还加入了极性纳米粒子。吸光层位于第一柔性基板下面，或者位于第一柔性基板和第一电极之间，或者位于第一电极和第一取向层之间，它可提高柔性显示器的对比度。聚合物前体用于胶囊化的聚合物前体，其在一定的光强下控制聚合物前体中的单体和交联剂能在光引发剂的作用下发生聚合反应，且通过控制光强来控制聚合反应的速度，以便液晶能顺利地从混合物中相分离出来，形成特殊规整的胶囊结构。液晶胶囊具有特殊的三角形桁架结构，该结构中胶囊大小为10-500μm、聚合物墙的高度为1～20μm、聚合物墙宽度为5-50μm。

采用如上所述的胆甾相柔性液晶显示装置的胆甾相柔性液晶显示装置制备方法，该方法包括如下步骤：S1，在柔性基板上制作出透明电极，用以驱动胆甾相柔性显示装置；,S2，在柔性基板电极一侧涂布取向层，可以涂布聚酰胺、十八烷基丙二酸、苯甲酸衍生物、长链季铵中的任意一种的取向层，并在一定的条件下进行适当的摩擦取向处理，以使胆甾相柔性显示器在保持双稳态电光特性的情况下驱动电压和对比综合性能达到最佳；S3，贴盒处理，留下相对的两侧用于灌胶囊化胆甾液晶混合物；S4，在一定的比例配制胶囊化液晶混合物，混合物包括聚合物单体、光引发剂、交联剂以及胆甾液晶，配制时按重量比重严格配制，使胆甾相柔性液晶显示装置的光电性能及显示综合性能达到最佳；S5，将配制好的胶囊化液晶混合物灌注到液晶盒中，并用密封胶封盒处理；S6，通过在特定的光掩板下照射紫外光，使聚合物不断聚合成聚合物高分子墙，并呈现出三角形桁架等特殊的胶囊化形状，使微囊化后的胆甾相柔性显示装置拥有很好的光电显示和机械综合性能。

如图1所示，胆甾相柔性显示器胶囊化的方法，其柔性显示装置部分包括吸光层100、第一柔性基板110、第二柔性基板120、第一电极130、第二电极140、第一取向层150、第二取向层160、液晶分子171、聚合物前体172、聚合物墙173，柔性液晶显示装置胶囊化需要光掩模板180以及光聚合条件即一定强度的紫外光190。第一电极130和第二电极140均是能透光的透明电极，例如铟锌氧化物（IZO）、锌氧化物（zinc oxide）、铟锡氧化物（ITO）、锡氧化物（tin oxide）等透明物质的导电层中的一种。第一取向层和第二取向层可以是涂布了聚酰胺、十八烷基苯二酸、苯甲酸衍生物、长链季铵盐等其中一种的取向层，在取向层上进行适当的摩擦可以降低胆甾液晶的驱动电压，同时还能保持双稳态光电效应，且还能提高对比度。     用于胶囊化的聚合物前体在很多专利或文献上都有公开论述，这里只要在一定的光强下控制聚合物前体中的单体和交联剂能在光引发剂的作用下发生聚合反应，且通过控制光强来控制聚合反应的速度，聚合反应的速度要适当，以便液晶能顺利地从混合物中相分离出来，形成特殊规整的胶囊结构。

紫外光190通过光掩模板中的透光部分作用于柔性液晶显示装置，聚合物前体172中的单体和交联剂能在光引发剂的作用下发生聚合反应，形成特定形状的聚合物墙173。

由光掩模板控制液晶胶囊的形状，由图2和图3所示形状的光掩模板制作的胶囊化液晶盒中，高分子聚合物墙由许多的三角形桁架结构组成，由结构力学分析，这样的形状聚合物墙受力均匀，结构稳定，柔性显示装置的机械性能明显提高，能承受较大的各向应力，从而提高了柔性显示装置的稳定性。

通过这种光掩模板制备的三角形桁架结构液晶胶囊的大小在10-500μm,聚合物墙的高度1～20μm,聚合物墙宽度5-50μm。

在胶囊化液晶混合物中加入少许纳米粒子，进一步降低柔性显示器的驱动电压。

由特定形状的光掩模板胶囊化的液晶面板对于液晶装置的像素控制也是很有利的。

吸光层100可以位于第一柔性基板下面，也可以位于第一柔性基板和第一电极之间或者第一电极和第一取向层之间，图4、5、6是不同情况下的胆甾相柔性显示装置的示意图。

图4胆甾相柔性显示装置，包括：吸光层210、第一柔性基板210、第二柔性下基板220、第一电极230、第二电极240、第一取向层250、第二取向层260、液晶分子271、聚合物墙273，柔性液晶显示装置胶囊化需要光掩模板280以及光聚合条件即一定强度的紫外光290。

图5胆甾相柔性显示装置，包括：吸光层310、第一柔性基板310、第二柔性下基板320、第一电极330、第二电极340、第一取向层350、第二取向层360、液晶分子371、聚合物墙373，此外，柔性显示装置胶囊化需要光掩模板380以及光聚合条件即一定强度的紫外光390。

图6胆甾相柔性显示装置，包括：吸光层410、第一柔性基板410、第二柔性下基板420、第一电极430、第二电极440、第一取向层450、第二取向层460、液晶分子471、聚合物墙473，柔性显示装置胶囊化需要光掩模板480以及光聚合条件即一定强度的紫外光490。

图4、5、6胆甾相柔性显示装置的胶囊化制备过程基本都相同。

图7表示了本发明胆甾相柔性显示装置的一种典型的制备方法，包括：

步骤S1，在柔性基板上制作出透明电极，用以驱动胆甾相柔性显示装置；步骤S2，在柔性基板电极一侧涂布取向层，例如涂布了聚酰胺、十八烷基丙二酸、苯甲酸衍生物、长链季铵盐等其中一种的取向层，并在一定的条件下进行适当的摩擦取向处理，以使胆甾相柔性显示器在保持双稳态电光特性的情况下驱动电压和对比综合性能达到最佳；步骤S3，贴盒处理，留下相对的两侧用于灌胶囊化胆甾液晶混合物；步骤S4，在一定的比例配制胶囊化液晶混合物，混合物包括聚合物单体、光引发剂、交联剂以及胆甾液晶，配制时按重量比重严格配制，使胆甾相柔性液晶显示装置的光电性能及显示综合性能达到最佳；步骤S5，将配制好的胶囊化液晶混合物灌注到液晶盒中，并用密封胶封盒处理；步骤S6，通过在特定的光掩板下照射紫外光，使聚合物不断聚合成聚合物高分子墙，并呈现出三角形桁架等特殊的胶囊化形状，使微囊化后的胆甾相柔性显示装置拥有很好的光电显示和机械综合性能。

以上所述仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非是对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (5)

1.一种胆甾型柔性液晶显示装置，包括吸光层、第一柔性基板、第二柔性基板、第一电极、第二电极、第一取向层、第二取向层、液晶混合物层，所述第一电极、第二电极均是能透光的透明电极，其特征在于：还包括光掩模板，紫外光通过光掩模板作用于该柔性液晶显示装置；所述液晶混合物层为具有特殊结构聚合物墙的液晶混合物层，该具有特殊结构聚合物墙的液晶混合物层设置于第一取向层和第二取向层之间；通过聚合反应形成的聚合物墙对液晶分子进行胶囊化包裹组成胆甾型柔性液晶显示装置。

2.如权利要求1所述的胆甾型柔性液晶显示装置，其特征在于：所述第一取向层和第二取向层是涂布了聚酰胺、十八烷基丙二酸、笨甲酸衍生物、长链季铵盐中的任意一种的取向层。

3.如权利要求1所述的胆甾型柔性液晶显示装置，其特征在于：所述第一取向层和第二取向层在取向层上进行了适当的摩擦取向。

4.如权利要求1所述的胆甾型柔性液晶显示装置，其特征在于：所述吸光层位于第一柔性基板下面，或者位于第一柔性基板和第一电极之间，或者位于第一电极和第一取向层之间，它可提高柔性显示器的对比度。

5.如权利要求1所述的胆甾型柔性液晶显示装置，其特征在于：所述液晶胶囊具有特殊的三角形桁架结构，该结构中胶囊大小为10-500μm、聚合物墙的高度为1～20μm、聚合物墙宽度为5-50μm。