WO2014169586A1

WO2014169586A1 - 液晶复合材料、包含其的显示面板和显示装置及显示面板制造方法

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Publication number: WO2014169586A1
Application number: PCT/CN2013/084622
Authority: WO
Inventors: 郭仁炜; 谢建云; 车春城
Original assignee: Beijing BOE Optoelectronics Technology Co Ltd
Current assignee: Beijing BOE Optoelectronics Technology Co Ltd
Priority date: 2013-04-19
Filing date: 2013-09-29
Publication date: 2014-10-23
Anticipated expiration: 2015-10-19
Also published as: CN103242863B; CN103242863A

Abstract

公开了一种液晶复合材料、含该液晶复合材料的显示面板和显示装置及显示面板制造方法。所述液晶复合材料包括：液晶以及锚定液晶的高分子网络，所述高分子网络由具有下式结构的紫外可聚合单体聚合而成，如（式I）；其中， n=2、3、4、5、6、7或8。通过在显示面板的液晶层内加入高分子网络来锚定液晶，提高了液晶显示面板通电后的响应速度，进而缩短了显示装置的反应时间。

Description

液晶复合材料、包含其的显示面板

和显示装置及显示面板制造方法技术领域

本发明的实施例涉及一种液晶复合材料、含该液晶复合材料的显示面板、含该显示面板的显示装置及显示面板制造方法。背景技术

在液晶显示行业中普遍采用向列相液晶，如：手机、电视等常用的显示装置使用的都是向列相液晶。向列相液晶刚性部分之间基本相互平行排列，但是其质心位置无序，不形成层状结构，液晶能上下、左右、前后滑动，只在液晶长轴方向上保持相互平行或近于平行，分子间相互作用弱。根据液晶上吸电基团位置的不同，分为正性液晶和负性液晶。向列相液晶在显示装置内的工作原理为：由于液晶自身的特性，在电场作用下，液晶吸电基团受到电场吸引，分子会发生转动，从而使光能够穿过向列相液晶并进行一定的偏转，偏转后的光线能够透过上偏光片进行显示。

现有技术的缺陷在于：采用向列相液晶的液晶显示面板在通电后响应比较慢，从而造成显示装置的反应时间比较长。发明内容

本发明实施例提供一种液晶复合材料，包括：液晶以及锚定液晶的高分子网络，所述高分子网络由具有下式结构的紫外可聚合单体聚合而成：

；其中， n=2、 3、 4、 5、 6、 7或 8。

本发明实施例还提供了一种显示面板，包括相对设置的第一基板和第二基板，所述相对设置的第一基板和第二基板之间设置有上述的液晶复合材料。

例如，所述显示面板为全透式显示面板。

例如，所述显示面板为半透半反式显示面板。本发明实施例还提供了一种显示面板的制造方法，包括以下步骤：将按重量计 90~98%的液晶、 0.1~1%的光引发剂和 1~9%的紫外可聚合单体进行避光混合，得到液晶混合物，其中，紫外可聚合单体的化学式为：

, 其中， n=2、 3、 4、 5、 6、 7或 8;

将进行避光混合的液晶混合物滴加到第一基板上并进行真空对盒；将对盒后的显示面板进行紫外线照射，使紫外可聚合单体聚合反应生成高分子网络；

将紫外线照射后的显示面板进行加热处理。

例如，所述紫外线照射的紫外线强度可为 l~100mW/cm², 照射时间可为 5-60分钟。

例如，显示面板进行加热处理时的加热温度为 100°C~120°C。

例如，所述加热温度为 110°C。

例如，在将避光混合的液晶混合物滴加到第一基板之前，还包括：将该液晶混合物放置到脱泡器中进行脱泡处理，其脱泡时间为 1~3小时。本发明实施例还提供一种显示装置，其包括如上所述的显示面板。附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作筒单地介绍，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为本发明实施例提供的显示面板的结构示意图；

图 2为本发明实施例提供的扫描电镜下观察到的高分子网络结构图；图 3为添加了本发明实施例的含高分子网络的液晶复合材料与现有液晶的响应时间对比图，其中 13代表添加了本发明实施例的含高分子网络的液晶复合材料的显示面板的响应时间曲线， 12代表含现有液晶的显示面板的响应时间曲线；

图 4为本发明实施例提供的全透式液晶显示面板的结构示意图；图 5 为本发明实施例提供的半透半反式液晶显示面板的工作状态示意图。具体实施方式

为了提高显示面板通电后的响应速度，进而缩短显示装置的反应时间，本发明实施例提供了一种液晶复合材料、含该液晶复合材料的显示面板、含该显示面板的显示装置及显示面板制造方法。通过采用高分子网络将液晶进行锚定，提高了显示面板的响应速度，进而缩短了显示装置的反应时间。为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下举实施例对本发明作进一步详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图 1和图 2所示，图 1为本发明实施例提供的显示面板的结构示意图；图 2为本发明实施例提供的扫描电镜下观察到的高分子网络结构图。

本发明实施例提供一种液晶复合材料，包括：液晶以及锚定液晶的高分子网络 7 ,所述高分子网络 7通过具有下式结构的紫外可聚合单体聚合而成：

；其中， n=2、 3、 4、 5、 6、 7或 8。

在上述实施例中，由于形成高分子网络 7的紫外可聚合单体具有一定的液晶性，因此，高分子网络 7可以将液晶进行锚定，从而使液晶能够排列成层状结构，并且限定了液晶在上下、左右、前后方向的滑动。因此，在具有高分子网络的液晶显示面板在通电后，液晶能够在电场的作用下快速的发生转动到需要的角度，从而提高了该液晶显示面板的响应速度，如图 3所示。图 3为本发明实施例中添加高分子网络的液晶复合材料与现有液晶的响应时间对比图，其中，横轴为响应时间，纵轴为液晶的透过率，即显示面板在通断电时，图 1中所示的液晶层 6的光透过率变化。在图 3中，可明显看出现有技术中的液晶的响应曲线 12 与本发明实施例提供的液晶复合材料的响应曲线 13的变化差距。通过使用测试 cell进行测试，本发明实施例提供的液晶复合材料透过率发生变化，其响应时间为 30ms, 而未使用聚合单体的响应时间在 50ms左右。因此，本发明实施例提供的液晶复合材料可以明显缩短显示装置的响应时间。

在上述实施例中，形成高分子网络 7的紫外可聚合单体可以为同系列的不同的物质，生产者可以根据实际情况选择不同的紫外可聚合单体，如 n=3 时，紫外可聚合单体为 1,4-双（4- ( 6，-丙烯酰氧基丙氧基）苯甲酰氧基） -2- 甲苯； _n=4时，紫外可聚合单体为 1,4-双（4- ( 6，-丙烯酰氧基丁氧基）苯甲酰氧基） -2-甲苯； n=5时，紫外可聚合单体为 1,4-双（4- ( 6，-丙烯酰氧基戊苯甲酰 « -2-甲苯等来聚合生成高分子网络 7, 其中， n越小时柔性链越短，刚性较强，液晶受到的锚定力较强。 n越长时柔性链越长，刚性相对降低，液晶受到的锚定力相对较弱。

本发明实施例提供了一种显示面板，包括相对设置的第一基板和第二基板，所述相对设置的第一基板和第二基板之间设置有上述的液晶复合材料。其中，所述第一基板为彩膜基板，第二基板为阵列基板，或第一基板为阵列基板，第二基板为彩膜基板。

本发明实施例提供的显示面板可以为不同结构的显示面板，其包括例如全透式显示面板或半透半反式显示面板。

本发明实施例提供一种显示面板的制造方法，包括以下步骤：

将按重量计 90~98%的液晶、 0.1~1%的光引发剂和 1~9%的紫外可聚合单体进

, 其中， n=2、 3、 4、 5、 6、 7或 8;

将所述液晶混合物滴加到第一基板上并进行真空对盒；

将对盒后的液晶显示面板进行紫外线照射，使紫外可聚合单体聚合反应生成高分子网络；

将紫外线照射后的液晶显示面板进行加热处理。

例如，可将对盒后的液晶显示面板在强度为 l~100mW/cm²的紫外线进行照射，照射时间为 5~60分钟，使紫外可聚合单体聚合反应生成高分子网络。

例如，可将紫外线照射后的液晶显示面板进行加热封框处理，加热温度为 100°C~120°C。例如，所述加热温度为 110°C。

例如，在所述液晶混合物滴加到第一基板之前，还包括将液晶混合物放置到脱泡器中进行脱泡处理，脱泡时间可为 1~3小时。包括但不限于安息香苯甲醚。

本发明实施例还提供了一种显示装置，包括上述显示面板，所述显示装置可以为：液晶面板、电子纸、 OLED ( Organic Light Emitting Diode, 有机发光二级管）面板、手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。

为了更好地说明上述液晶复合材料、含有其的显示面板和显示装置，下面以几个具体实施例进行详细说明。应理解，所述实施例仅仅是说明性的，无意限定本发明的范围。

实施例一：

如图 4所示，显示面板为全透式液晶显示面板，所述全透式液晶显示面板包括：对盒的阵列基板 9和彩膜基板 2, 设置于阵列基板 9和彩膜基板 2 之间的液晶层 6, 以及贴附在彩膜基板 2背向液晶层 6—面的上偏光片 1和贴附在阵列基板 9背向液晶层 6—面的下偏光片 11。所述全透式液晶显示面板还包括：设置在所述彩膜基板 2面向液晶层 6—面的第一平行取向层 5和设置在阵列基板面 9面向液晶层 6—面的第二平行取向层 8。其中，所述液晶层 6可以由所述液晶复合材料制得，形成所述液晶复合材料的高分子网络 7的单体可为上述紫外可聚合单体中 n=2、 3、 4、 5、 6、 7、 8的任一种。该高分子网络 7可以将全透式液晶显示面板内的液晶锚定，限制液晶的滑动，从而使液晶能够排列成层状。当全透式液晶显示面板通电后，液晶能够在电场力的作用下快速地转动，提高了液晶的响应速度。当液晶显示面板断电后，为了使液晶能够快速地回到初始位置，在第一平行取向层 5和第二平行取向层 8的作用下，液晶发生偏转，回到初始状态。

该实施例所示的液晶显示面板可如下制备：

步骤一、在彩膜基板上形成第一平行取向层；

步骤二、在阵列基板上形成第二平行取向层；

步骤三、将按重量计 90~98% (例如： 90%、 92%、 94%、 98% )的液晶、 0.1-1% (例如: 0.1%、 0.4%、 0.5%、 0.8%、 1% )的紫外可聚合单体和 1~9% (例如： 1%、 4.5%、 6%、 9% )的光引发剂进行避光混合，得到液晶混合物；步骤四、将所述液晶混合物放入脱泡器中进行脱泡处理，脱泡时间可为 1~3小时（例如： 1小时、 2小时、 3小时）；

步骤五、将脱泡处理后的液晶混合物滴加到阵列基板或彩膜基板上；步骤六、将封框胶滴加到彩膜基板上；

步骤七、将阵列基板和彩膜基板进行真空对盒；

步骤八、进行紫外线照射，紫外线强度可为 1~100 W/cm²(例如： 1 W/cm²、 50 W/cm²、 lOO W/cm² ), 照射时间可为 5~60分钟（例如： 5分钟、 22.5分钟、 60分钟）；

步骤九、将经紫外线照射的液晶显示面板进行加热封框处理，加热温度可为 100°C~120°C (例如： 100°C、 110°C、 120 °C ) 。

在实际生产过程中，液晶复合材料可以按不同的成分比例来制备，针对不同成分比例形成的液晶层进行通断电响应。例如， 90%的液晶、 1%的紫外可聚合单体和 9%的光引发剂混合后生成的液晶层的响应时间为 25ms; 94% 的液晶、0.5%的紫外可聚合单体和 5.5%的光引发剂混合后生成的液晶层的响应时间为 30ms; 98%的液晶、 1%的紫外可聚合单体和 1%的光引发剂混合后生成的液晶层的响应时间为 35ms。上述各液晶复合材料中所用的紫外可聚合单体和光引发剂选自上述那些。紫外可聚合单体中 n的数目对响应时间的影响甚微，响应时间的不同主要取决于可聚合单体的比例。

实施例二：

该实施例中的液晶显示面板为半透半反式液晶显示面板，该半透半反式液晶显示面板可以应用于 ADS ( ADvanced Super Dimension Switch, 高级超维场转换技术，筒称 ADS )模式、 TN ( Twisted Nematic, 扭曲向列 )模式、 VA ( Vertical Alignment, 垂直取向）模式、 IPS ( In-Plane-Switching , 平面方向转换）模式等显示模式中，以上显示模式均能使显示面板具有较快的响应速度。下面仅以 ADS显示模式下的半透半反式液晶显示面板为例进行说明。

所述半透半反式液晶显示面板包括：对盒的阵列基板 9和彩膜基板 2, 设置于阵列基板 9和彩膜基板 2之间的液晶层 6, 以及贴附在彩膜基板 2背向液晶层 6—面的上偏光片 1和贴附在阵列基板 9背向液晶层 6—面的下偏光片 11 , 以及设置在所述彩膜基板 2面向液晶层 6—面的第一平行取向层 5 和设置在阵列基板面 9面向液晶层 6—面的第二平行取向层 8。其中，所述液晶层 6可以由所述液晶复合材料制得。所述液晶层 6分为透射区和反射区，其中位于透射区的液晶层 6厚度为反射区液晶层 6厚度的 2倍。所述半透半反式液晶显示面板还包括：设置于所述彩膜基板 2和所述第一平行取向层 5 之间的光延迟层 3以及设置在所述光延迟层 3上的树脂层 4, 所述树脂层 4 和光延迟层 3位于所述反射区液晶层 6的上方且树脂层 4的厚度与所述反射区液晶层 6的厚度相同；位于所述反射区液晶层 6的下方的反射层 10, 且所述反射层固定设置在所述阵列基板 9上。例如，所述反射层 10为金属反射层。且上偏光片 1和下偏光片 11 的透过轴相互垂直，分别在第一平行取向层 5 位于光延迟层 3朝向反射区液晶层 6的一面上以及彩膜基板 2朝向透射区液晶层 6—面上；所述液晶复合材料可以由高分子网络 7与液晶混合形成，其

7、 8的任一种。

该实施例所示的液晶显示面板可如下制备：

步骤一、在彩膜基板上沉积形成光延迟层；

步骤二、在光延迟层上沉积树脂层；

步骤三、在彩膜基板和光延迟层上形成第一平行取向层；

步骤四、在阵列基板上固定金属反射层；

步骤五、在阵列基板上形成第二平行取向层；

步骤六、将按重量计 90~98% (例如： 90%、 92%、 94%、 98% )的液晶、 0.1-1% (例如: 0.1%、 0.4%、 0.5%、 0.8%、 1% )的紫外可聚合单体和 1~9% (例如： 1%、 4.5%、 6%、 9% )的光引发剂进行避光混合，得到液晶混合物；步骤七、将所述液晶混合物放入脱泡器中进行脱泡处理，其脱泡时间可为 1~3小时（例如： 1小时、 2小时、 3小时）；

步骤八、将脱泡处理后的液晶混合物滴加到阵列基板或彩膜基板上；步骤九、将封框胶滴加到彩膜基板上；

步骤十、将阵列基板和彩膜基板进行真空对盒；

步骤十一、进行紫外线照射，紫外线强度可为 1~100 W/cm² (例如： 1 W/cm², 50 W/cm², 100 W/cm² ), 照射时间可为 5~60分钟（例如： 5分钟、 22.5分钟、 60分钟）；

步骤十二、将经紫外线照射的液晶显示面板进行加热封框处理，加热温度可为 100°C~120°C (例如： 100°C、 110°C、 120°C ) 。

在实际生产过程中，液晶复合材料可以按不同的成分比例来制备，针对不同成分比例形成的液晶层进行通断电响应。 90%的液晶、 1%的紫外可聚合单体和 9%的光引发剂混合后生成的液晶层的响应时间为 25ms; 94%的液晶、 0.5%的紫外可聚合单体和 5.5%的光引发剂混合后生成的液晶层的响应时间为 30ms; 98%的液晶、 1%的紫外可聚合单体和 1%的光引发剂混合后生成的液晶层的响应时间为 35ms。上述各液晶复合材料中所用的紫外可聚合单体和光引发剂选自上述那些。紫外可聚合单体中 n的数目对响应时间的影响甚微，响应时间的不同主要取决于可聚合单体的比例。

本实施例提供的半透半反式液晶显示面板的工作原理为：

如图 1所示，半透半反式液晶显示面板断电时，在反射区入射光线两次经过反射区的液晶层 6, 由于反射区的液晶层 6是入射区液晶层 6的一半，因此，反射区的光偏转的方向与入射区光线的偏转方向一致，在液晶显示面板断电时，反射区和透射区均为暗场。

如图 5所示，为本发明实施例提供的半透半反液晶式显示面板的工作状态示意图，由于高分子网络 7可以将半透半反式液晶显示面板内的液晶锚定，限制液晶的滑动，从而使液晶能够排列成层状，当半透半反式液晶显示面板通电后，液晶能够在电场力的作用下快速地转动，提高了半透半反式液晶显示面板的响应速度。当半透半反式液晶显示面板断电后，为了使液晶能够快速地回到初始位置，在第一平行取向层 5和第二平行取向层 8的作用下，液晶发生偏转，回到初始状态。

在本发明的实施例中，通过将所述的液晶复合材料引入显示面板中，可以在该显示面板的液晶层中形成能够锚定液晶的高分子网络，该高分子网络可限制液晶的滑动而使液晶成层状排列。含该液晶复合材料的显示面板在通电后，其中的液晶能够快速转动，从而提高该显示面板的响应速度，缩短显示装置的反应时间。

图 3显示了引入含高分子网络的液晶复合材料与现有液晶的显示面板响应时间对比图，其中，横轴为响应时间，纵轴为液晶的透过率，即显示面板在通断电时，图 1中所示的液晶层 6的光透过率变化。所述液晶复合材料由 89%的液晶、 10%聚合单体（1, 4-双 (4- (6，-丙烯氧基己氧基)苯甲酰氧基) -2- 甲苯）和 1%的光引发剂（安息香苯甲醚，北京化学试剂有限公司聚合制得）。所采用的显示面板为半透板反式显示面板。在图 3中，可明显看出现有技术中的液晶的响应曲线 12与本发明实施例提供的液晶复合材料的响应曲线 13 的变化差距。通过使用测试 cell进行测试，本发明实施例提供的液晶复合材料透过率发生变化，其响应时间为 30ms, 而未使用聚合单体的响应时间在 50ms左右。因此，本发明实施例提供的液晶复合材料可以明显缩短显示装置的响应时间。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

权利要求书

1、一种液晶复合材料，其包括液晶以及锚定液晶的高分子网络，所述高分子

；其中， n=2、 3、 4、 5、 6、 7或 8。

2、一种显示面板，包括相对设置的第一基板和第二基板，其中，所述相对设置的第一基板和第二基板之间设置有权利要求 1所述的液晶复合材料。

3、如权利要求 2所述的显示面板，其中，所述显示面板为全透式液晶显示面板。

4、如权利要求 2所述的显示面板，其中，所述显示面板为半透半反式液晶显示面板。

5、一种显示面板的制造方法，包括以下步骤：

避光混合按重量计 90~98%的液晶、 0.1~1%的光引发剂、 1~9%的具有下式结构的紫外可聚合单体：

, 其中， n=2、 3、 4、 5、 6、 7或 8, 得到液晶混合物；

将所述液晶混合物滴加到第一基板上并进行真空对盒；

将对盒后的显示面板进行紫外线照射，使所述紫外可聚合单体聚合反应生成高分子网络；

将紫外线照射后的显示面板进行加热处理。

6、如权利要求 5所述的显示面板的制造方法，其中，所述紫外线照射的紫外线强度为 l~100mW/cm², 照射时间为 5~60分钟。

7、如权利要求 6所述的显示面板的制造方法，其中，显示面板进行加热处理时的加热温度为 100°C~120°C。

8、如权利要求 7 所述的显示面板的制造方法，其中，所述加热温度为 110°C。

9、如权利要求 5~8任一项所述的显示面板的制造方法，其中，在将所述液晶混合物滴加到第一基板之前，还包括：

将所述液晶混合物放置到脱泡器中进行脱泡处理，其脱泡时间为 1~3小时。种显示装置，其包括如权利要求 2~4任一项所述的显示面板。