WO2017045347A1 - 液晶取向层的制作方法、液晶取向层和显示装置 - Google Patents

液晶取向层的制作方法、液晶取向层和显示装置 Download PDF

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  • Embodiments of the present invention also provide a display device including the above liquid crystal alignment layer.

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Abstract

一种液晶取向层的制作方法、液晶取向层和显示装置，液晶取向层的制作方法包括：S1、滴注液晶并进行对盒，液晶中添加有液态的取向材料，取向材料可固化且包括能够诱导液晶分子取向的分子（101）；S2、施加电场或磁场，电场的方向与液晶取向层的预设方向大致相同，磁场方向与液晶取向层的预设方向相垂直（102）；S3、在保持电场或磁场的条件下进行固化处理，直至取向材料完成固化反应（103）。该液晶取向层的制作方法能够降低成本，使显示装置获得良好、均一的光学性能。

Description

液晶取向层的制作方法、液晶取向层和显示装置 技术领域
本发明的实施例涉及一种液晶取向层的制作方法、液晶取向层和显示装置。
背景技术
通常液晶显示装置中，液晶面板是通过将阵列基板和彩膜基板对盒制作而成的，两个基板内侧都要进行取向处理，诱导液晶分子的排列。目前，常用的液晶取向方法多为摩擦取向方法，摩擦取向方法是通过机械摩擦形成取向层的方法，即利用尼龙、纤维或棉绒等材料按一定方向摩擦基板的取向膜，摩擦后在取向膜上生成沟痕从而形成取向层，进而对液晶分子产生均一的锚定作用，从而使液晶分子在两个基板之间的某一区域内，以一定的预倾角呈现均匀、一致的排列，但摩擦取向方法在摩擦过程中会产生大量的粉尘微粒，对取向膜及器件都会产生破坏作用，并且还需用后续工艺进行处理，增加了工艺时间和成本；另外，摩擦取向对大面积的基板很难控制其摩擦的均匀性，这对显示效果产生很大的负面影响。
发明内容
本发明的实施例提供一种液晶取向层的制作方法、液晶取向层和显示装置，可以降低成本，使显示装置获得良好、均一的光学性能。
本发明的实施例提供一种液晶取向层的制作方法，包括：S1、滴注液晶并进行对盒，所述液晶中添加有液态的取向材料，所述取向材料可固化且包括能够诱导液晶分子取向的分子；S2、施加电场或磁场，所述电场的方向与所述液晶取向层的预设方向大致相同，所述磁场方向与所述液晶取向层的预设方向相垂直；S3、在保持所述电场或磁场的条件下进行固化处理，直至所述取向材料完成固化反应。
在一些实施方式中，所述取向材料包括介晶分子和光引发剂；步骤S3具体包括，在保持所述电场或磁场的条件下进行光照固化处理，直至所述介 晶分子在所述光引发剂作用下完成固化反应。
在一些实施方式中，所述介晶分子占所述液晶及取向材料之总量的1/1000～5/100。
在一些实施方式中，所述光引发剂占所述液晶及取向材料之总量的0.1/1000～5/100。
在一些实施方式中，所述光照固化处理中采用波长为285nm～380nm的紫外光。
在一些实施方式中，步骤S2和S3中：通过在相邻数据线上施加不同电压使相邻行数据线之间形成电场，或者，通过在相邻栅线上施加不同电压使相邻行栅线之间形成电场。
在一些实施方式中，步骤S2和S3中：通过在奇数行数据线施加正电压，偶数行数据线施加负电压，使相邻行数据线之间形成电场。
在一些实施方式中，所述液晶取向层的预设方向为0.1°～0.5°的预倾角。
本发明的实施例还提供一种上述任一项所述制作方法制得的液晶取向层。
本发明的实施例还提供一种显示装置，包括上述的液晶取向层。
本发明提供的液晶取向层的制作方法、液晶取向层和显示装置，首先在液晶中添加液态、可固化且包括极化分子的取向材料；然后施加电场或磁场，使取向材料中的极化分子转至与液晶取向层的预设方向一致，再在保持电场或磁场的条件下进行固化处理，直至上述取向材料完成固化反应形成取向层，如此，取向层中的极化分子按预设方向排列，可诱导液晶分子也按此预设方向排列，实现液晶取向层的功能。本实施例提供的液晶取向层的制作方法，取向均匀、成本低，克服了摩擦取向方法的弊端，能使显示装置获得良好、均一的光学性能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本发明的一些实施例，而非对本发明的限制。
图1为本发明实施例提供的液晶取向层的制作方法流程图；
图2为本发明实施例中ADS产品施加电场的示意图；
图3为本发明实施例中相邻像素液晶取向层的取向示意图。
附图标记具有如下含义：
13-栅线，11a-偶数行数据线，11b-奇数行数据线，21-像素，22-像素。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的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。
本发明实施例提供一种液晶取向层的制作方法、液晶取向层和显示装置，取向均匀、成本低，克服了摩擦取向方法存在的弊端，能使显示装置获得良好、均一的光学性能。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
本发明的实施例提供一种液晶取向层的制作方法，如图1所示，该方法包括步骤S1，S2和S3。
S1、滴注液晶并进行对盒，所述液晶中添加有液态的取向材料，所述取向材料可固化且包括能够诱导液晶分子取向的分子。
本实施例所述取向材料用于形成液晶取向层，要求满足以下条件：所述取向材料在进行步骤S1之前为能够随液晶一起滴注的液态或准液态(如液晶态或介晶态)，在一定条件下时能够发生固化反应；且，所述取向材料至少包括能够诱导液晶分子取向的分子。上述能够诱导液晶分子取向的分子在加电场或磁场的条件下能够有序排列，从而诱导液晶分子也有序排列，获得一致取向。
本领域技术人员可以理解的是，上述能够诱导液晶分子取向的分子可以是与显示用的液晶不同的第二液晶或介晶分子。
此外，本实施例也不排除上述取向材料中还包括其它起辅助性的材料，例如能够引发发生光固化反应的光引发剂等。
S2、施加电场或磁场，所述电场的方向与所述液晶取向层的预设方向大 致相同，所述磁场方向与所述液晶取向层的预设方向相垂直。
本步骤中，上述取向材料中能够诱导液晶分子取向的分子，在电场或磁场的作用下能够沿预设方向有序排列，该预设方向即为按设计要求液晶取向层的取向方向(液晶取向层的预设方向)。如果本步骤施加电场，则所施加电场的方向与液晶取向层的预设方向相同，或者大致相同；如果本步骤施加磁场，则所施加磁场的方向与液晶取向层的预设方向相垂直，总之，本实施例对所施加电场或磁场的方向不做严格要求，只要能够使上述诱导液晶分子取向的分子在电场或磁场的作用下沿预设方向有序排列即可。
在一些实施方式中，所述液晶取向层的预设方向为0.1°～0.5°的预倾角。
S3、在保持电场或磁场的条件下进行固化处理，直至上述取向材料完成固化反应。
本步骤中，在保持电场或磁场的条件下，即诱导液晶分子取向的分子沿预设方向有序排列的情况下，进行光照或加热或施加其它促使固化反应的手段，促使上述取向材料完成固化反应生成取向层。该取向层中存在沿预设方向有序排列且能够诱导液晶分子取向的分子，可诱导液晶分子也按此预设方向排列，实现液晶取向层的功能。
本实施例提供的液晶取向层的制作方法，由于只需施加电场或磁场，可以获得取向一致的液晶取向层，能使显示装置获得良好、均一的光学性能，且成本低，克服了摩擦取向方法的弊端。
为了本领域技术人员更好的理解本发明实施例提供的液晶取向层的制作方法，下面以高级超维场转换(Advanced Super Dimension Switch，ADS)模式为例，通过具体的实施例对本发明提供的晶取向层的制作方法进行详细说明。本发明涉及的具体工艺流程如下：
对比原来的Cell工艺中，本发明制造流程中减少了PI(聚酰亚胺，现有技术中的取向层材料)的涂敷、摩擦取向工艺，但增加了一个紫外固化流程。所述紫外固化流程具体包括如下所述的步骤一、步骤二和步骤三。
步骤一、向液晶中添加介晶分子(Reactive Mesogonic)和光引发剂(photo initiator)，介晶分子的含量占总量的为1/1000～5/100，光引发剂占总量的0.1/1000～5/100，然后进行液晶滴注并对盒的工序。
即本实施例中向液晶中添加的取向材料包括介晶分子和光引发剂，其中， 上述介晶分子可以是含有偶氮基团、四氢呋喃结构、4,4′-二羟基联苯结构等的化合物，这些介晶分子与液晶分子主链结构相同或者相似，且可以起到增加锚定能的作用。由于锚定能的增加，有效改善原来锚定能低，取向效果不好的问题，提升面板显示质量。此处所述介晶分子与液晶分子主链结构相似，是指仅在例如苯环、主链碳原子、取代基位置等方面存在不同。
液晶滴注并对盒的工序与现有技术相差不大，具体可参照现有技术，在此不再赘述。
步骤二、如图2所示，施加电场，以给液晶及其中的介晶分子一个初始的取向方向和预倾角(例如0.2°～0.5°)。
步骤三、然后在施加电场的同时采用波长为285nm～380nm的紫外光照射。
本步骤中在保持电场的条件下进行光照固化处理，直至上述介晶分子在光引发剂作用下完成固化反应。其中所述电场施加方向如图2所示：在数据线上施加不同电压(例如相反的电压)，如奇数行数据线11b施加正电压Vd+，偶数行数据线11a施加负电压Vd-，使奇偶行数据线之间形成电场，保证了液晶、介晶分子的能获得初始取向方向。在一些实施方式中，在奇数行数据线11b施加负电压Vd-，偶数行数据线11a施加正电压Vd+。
而且，如图3所示，由于在奇偶行之间施加了方向相反的电压，任意相邻的两个子像素之间的液晶取向相反，相邻的两个像素中相同颜色的子像素的液晶取向也相反，图中像素21中的R子像素与像素22中的R子像素液晶取向相反，这样相邻子像素、相邻同颜色子像素液晶预倾角方向不同，可以使相邻颜色亚像素的液晶取向(以三原色为基准)皆有一个补偿，在左侧或者右侧观看时色偏相同。
当然，上述液晶取向层的制作方法中，还可以根据需要改为通过在相邻栅线上施加不同电压(例如相反的电压)使相邻行栅线之间形成电场。
本实施例通过形成高分子聚合物而固化从而形成取向层，由高分子聚合物提供维持液晶分子的取向锚定能来实现多维场驱动，还可通过奇偶行施加不同电位电压实现相邻子像素之间的预倾角补偿，从而获得更好的光学上的显示特性。本实施例提供的上述液晶取向层的制作方法还适用于IPS(In-Plane Switching，平面转换)模式。
本发明的实施例还提供一种上述任一项制作方法制得的液晶取向层，以及，包括采用上述方法制备液晶取向层的显示装置。本实施例提供的液晶取向层，取向均匀、成本低，能使显示装置获得良好、均一的光学性能。所述显示装置由于采用了上述方法制备的液晶取向层，具有成本低，可获得更高的显示品质的优势。所述显示装置可以为：液晶面板、电子纸、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。
为了便于清楚说明，在本发明中采用了第一、第二等字样对相似项进行类别区分，该第一、第二字样并不在数量上对本发明进行限制，只是对一种优选的方式的举例说明，本领域技术人员根据本发明公开的内容，想到的显而易见的相似变形或相关扩展均属于本发明的保护范围内。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于设备实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
以上所述仅是本发明的示范性实施方式，而非用于限制本发明的保护范围，本发明的保护范围由所附的权利要求确定。
本申请要求于2015年9月18日递交的中国专利申请第201510600999.8号的优先权，在此全文引用上述中国专利申请公开的内容以作为本申请的一部分。

Claims (14)

  1. 一种液晶取向层的制作方法，包括：
    S1、滴注液晶并进行对盒，所述液晶中添加有液态的取向材料，所述取向材料可固化且包括能够诱导液晶分子取向的分子；
    S2、施加电场或磁场，所述电场的方向与所述液晶取向层的预设方向大致相同，所述磁场方向与所述液晶取向层的预设方向相垂直；
    S3、在保持所述电场或磁场的条件下进行固化处理，直至所述取向材料完成固化反应。
  2. 根据权利要求1所述的制作方法，其中所述取向材料包括介晶分子和光引发剂；步骤S3具体包括，
    在保持所述电场或磁场的条件下进行光照固化处理，直至所述介晶分子在所述光引发剂作用下完成固化反应。
  3. 根据权利要求2所述的制作方法，其中所述介晶分子占所述液晶及取向材料之总量的1/1000～5/100。
  4. 根据权利要求2或3所述的制作方法，其中所述光引发剂占所述液晶及取向材料之总量的0.1/1000～5/100。
  5. 根据权利要求2或3所述的制作方法，其中所述光照固化处理中采用波长为285nm～380nm的紫外光。
  6. 根据权利要求1-3任一项所述的制作方法，其中步骤S2和S3中：
    通过在相邻数据线上施加不同电压使相邻行数据线之间形成电场，或者，通过在相邻栅线上施加不同电压使相邻行栅线之间形成电场。
  7. 根据权利要求6所述的制作方法，其中
    步骤S2和S3中：通过在奇数行数据线施加正电压，偶数行数据线施加负电压，使相邻行数据线之间形成电场。
  8. 根据权利要求1所述的制作方法，其中所述液晶取向层的预设方向为预倾角0.1°～0.5°。
  9. 根据权利要求2-8中任一项所述的制作方法，其中所述介晶分子含有选自以下的结构：偶氮基团、四氢呋喃结构、4,4’-二羟基联苯结构。
  10. 根据权利要求2-9中任一项所述的制作方法，其中所述介晶分子的 主链结构与液晶分子的主链结构相同或者仅在苯环、主链碳原子、或者取代基位置方面存在不同。
  11. 一种权利要求1-10任一项所述制作方法制得的液晶取向层。
  12. 一种显示装置，其包括权利要求11所述的液晶取向层。
  13. 权利要求12所述的显示装置，其中相邻的两个子像素之间的液晶的初始取向相反。
  14. 权利要求12或13所述的显示装置，其中相邻的两个像素中相同颜色的子像素的液晶的初始取向相反。
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