專利名稱：一種液晶顯示裝置及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液晶顯示(Liquid Crystal Display,LCD)技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種液晶顯示裝置及其制作方法。
背景技術(shù)：
隨著個人計算機(jī)的日漸普及，液晶顯示技術(shù)在21世紀(jì)迅速發(fā)展，并成為目前工業(yè)界的新星和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的亮點(diǎn)。在液晶顯示蓬勃發(fā)展的同時，視角寬、能耗低和響應(yīng)速度快成為液晶顯示器件的迫切要求。目前，高級超維場轉(zhuǎn)換技術(shù)(ADSDS :ADvanced SuperDimension Switch,簡稱ADS)型液晶顯示技術(shù)具有高速反應(yīng)、高畫質(zhì)與大視角的特性,非常適合應(yīng)用于各種動態(tài)影像用液晶顯示領(lǐng)域。ADS通過同一平面內(nèi)狹縫電極邊緣所產(chǎn)生的電場以及狹縫電極層與板狀電極層間產(chǎn)生的電場形成多維電場，使液晶盒內(nèi)狹縫電極間、 電極正上方所有取向液晶分子都能夠產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)，從而提高了液晶工作效率并增大了透光效率。針對不同應(yīng)用，ADS技術(shù)的改進(jìn)技術(shù)有高透過率I-ADS技術(shù)、高開口率H-ADS和高分辨率S-ADS技術(shù)等。現(xiàn)有技術(shù)的液晶顯示裝置如圖I所示，包括上基板10和下基板20，以及分別設(shè)置在上基板10和下基板20內(nèi)側(cè)的配向膜，并且上基板10和下基板20內(nèi)側(cè)的配向膜的定向方向相同。在具有配向膜的兩塊基板之間填充有液晶30，液晶30的長軸平行于配向膜的方向并整齊地排列在兩塊基板之間。在下基板20上的依次設(shè)置有相互絕緣的ITO電極，其中，臨近下基板20的一側(cè)設(shè)置有相互錯開的第一 ITO電極21，該第一 ITO電極21為像素電極，多個像素電極構(gòu)成像素電極陣列，遠(yuǎn)離下基板20的一側(cè)設(shè)置有第二 ITO電極22，該第二 ITO電極22為公共電極。此外，上基板10還設(shè)置有彩膜。由第一 ITO電極21和第二ITO電極22形成的電場為多維電場，在多維電場下工作的液晶顯示裝置為ADS型液晶顯示
>J-U裝直。液晶顯示裝置在未施加驅(qū)動電壓時，液晶30受配向膜的定向作用，其長軸平行于上下兩基板排列，并且所有液晶都整齊有序地排列在上下兩基板之間，如圖I所示。當(dāng)通過第一 ITO電極21和第二 ITO電極22給液晶顯示裝置施加一定的驅(qū)動電壓時，上基板10和下基板20之間形成一定的電場,此時的液晶30受該電場的影響排列方向隨電場方向發(fā)生扭轉(zhuǎn)，液晶30扭轉(zhuǎn)角度的大小決定來自背光源的光線通過顯示裝置的通過率，從而控制液晶顯示裝置的顯示畫面。當(dāng)去掉液晶顯示裝置上所加的驅(qū)動電壓時，液晶30又會慢慢恢復(fù)液晶顯示裝置施加驅(qū)動電壓前的排列方向，來自背光源的光無法通過液晶30發(fā)射出去。液晶30通過在液晶顯示裝置通電與斷電的過程中起著光開關(guān)的作用，即通過不停地切換液晶顯示裝置的驅(qū)動電壓來控制液晶顯示裝置的顯示。但是，現(xiàn)有液晶顯示裝置在啟動時，需要的驅(qū)動電壓較大,并且液晶的響應(yīng)速度較低，無法滿足液晶顯示裝置的低能耗和快速響應(yīng)的要求，造成使用者在應(yīng)用上的不便
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)施例提供了一種液晶顯示裝置及其制作方法，用以實(shí)現(xiàn)一種功耗較低、響應(yīng)速度較快的液晶顯示裝置。本發(fā)明實(shí)施例提供的一種液晶顯示裝置，包括彩膜基板和陣列基板，以及填充在所述彩膜基板和陣列基板之間的液晶復(fù)合體系；其中，所述液晶復(fù)合體系中包括液晶和由液晶性可聚合單體聚合形成的高分子聚合物網(wǎng)絡(luò)。本發(fā)明實(shí)施例提供的一種液晶顯示裝置的制作方法，包括將液晶性可聚合單體、光引發(fā)劑添加到液晶中，并避光攪拌，得到液晶復(fù)合體系；
將所述液晶復(fù)合體系滴加到彩膜基板和陣列基板之間，形成初級液晶顯示裝置；通過紫外光輻照該初級液晶顯示裝置，使得該初級液晶顯示裝置中的液晶復(fù)合體系中的液晶性可聚合單體在光引發(fā)劑的作用下聚合，生成高分子聚合物網(wǎng)絡(luò)，得到最終的液晶顯示裝置。本發(fā)明實(shí)施例提供的液晶顯示裝置，包括彩膜基板和陣列基板，以及填充在所述彩膜基板和陣列基板之間的液晶復(fù)合體系；其中，所述液晶復(fù)合體系中包括液晶和由液晶性可聚合單體聚合形成的高分子聚合物網(wǎng)絡(luò)，在通電過程中，小分子液晶受到電場的影響隨電場方向發(fā)生偏轉(zhuǎn)，當(dāng)去掉電場時，小分子液晶需要恢復(fù)長軸平行于基板的排列狀態(tài)，這時受到高分子聚合物網(wǎng)絡(luò)的影響，小分子液晶會迅速恢復(fù)到通電前的狀態(tài)，從而降低驅(qū)動電壓，減少液晶顯示裝置的能耗，提高液晶的響應(yīng)速度。因此，本發(fā)明實(shí)施例實(shí)現(xiàn)了一種功耗較低、響應(yīng)速度較快的液晶顯示裝置。


圖I為現(xiàn)有技術(shù)的液晶顯示裝置剖面圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的高分子聚合物網(wǎng)絡(luò)的宏觀結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的含有液晶性可聚合單體的液晶顯示裝置在液晶性可聚合單體聚合前的剖面圖；圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的高分子聚合物網(wǎng)絡(luò)的微觀結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的含有液晶性可聚合單體的液晶顯示裝置在液晶性可聚合單體聚合后的剖面圖；圖6為本發(fā)明實(shí)施例提供的液晶顯示裝置的多維電場示意圖；圖7為本發(fā)明實(shí)施例提供的施加了驅(qū)動電壓的液晶顯示裝置的剖面圖；圖8為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種液晶顯示裝置的制作方法的總體流程示意圖；圖9為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種液晶顯示裝置的制作方法的具體流程示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明實(shí)施例提供了一種液晶顯示裝置，用以降低液晶顯示裝置的驅(qū)動電壓，減小能耗，并且提高響應(yīng)速度。本發(fā)明實(shí)施例通過高分子聚合物網(wǎng)絡(luò)來降低液晶顯示裝置的能耗，并且提高液晶的響應(yīng)速度。本發(fā)明實(shí)施例將液晶性可聚合單體添加到液晶中，液晶性可聚合單體和液晶的溶解性較好，受邊界條件的影響容易取向。由于液晶性可聚合單體含有可聚合官能團(tuán)，在紫外光輻照下，液晶性可聚合單體能發(fā)生聚合，形成高分子聚合物網(wǎng)絡(luò)。液晶性可聚合單體受初始取向作用，可以有效錨定小分子液晶的初始方向。在通電過程中，小分子液晶受到多維電場的影響隨電場方向發(fā)生偏轉(zhuǎn)，當(dāng)去掉電場時，小分子液晶需要恢復(fù)長軸平行于基板的排列狀態(tài)，這時受到高分子聚合物網(wǎng)絡(luò)的影響，小分子液晶會迅速恢復(fù)到通電前的狀態(tài)，從而降低驅(qū)動電壓，減少液晶顯不裝置的能耗，提聞液晶的響應(yīng)速度。本發(fā)明實(shí)施例中，液晶性可聚合單體自身具有液晶性，它在液晶中排列具有方向性，這樣聚合后會進(jìn)行方向排列。本發(fā)明實(shí)施例中的高分子聚合物網(wǎng)絡(luò)如圖2所示，對配向?qū)?，摩擦取?rubbing)方向是箭頭方向，高分子聚合物網(wǎng)絡(luò)條紋方向也是一致的，通過高分子網(wǎng)絡(luò)，可以錨定小分子的液晶排列方向。即Rubbing方向誘導(dǎo)液晶分子的排列，液晶分子的排列誘導(dǎo)液晶性可聚合單體的排列，液晶性可聚合單體的排列方向誘導(dǎo)生成的高分子網(wǎng)絡(luò)排列的方向。具體地，通過摩擦取向后的配向?qū)訉σ壕У钠矫嬲T導(dǎo)，液晶分子長軸平行基板排列，液晶性可聚合單體自身具有液晶性，可聚合單體長軸平行于液晶分子排列。在紫外聚合后，液晶性可聚合單體生成的高分子聚合物網(wǎng)絡(luò)朝液晶分子長軸方向延伸，即所述高分子聚合物網(wǎng)絡(luò)具有方向性。所述高分子聚合物網(wǎng)絡(luò)的方向由聚合前的液晶性可聚合單體決定，液晶性可聚合單體的排列和方向由液晶分子排列的方向決定，液晶分子排列的方向由摩擦取向方向決定。下面結(jié)合附圖對本發(fā)明實(shí)施例提供的技術(shù)方案進(jìn)行說明。本發(fā)明實(shí)施例中，首先將光引發(fā)劑、液晶性可聚合單體分別以一定的比例均勻混合在液晶中，形成液晶復(fù)合體系。將液晶復(fù)合體系滴加到彩膜基板和陣列基板之間，參見圖3，此時的液晶顯示裝置包括彩膜基板60、公共電極71、絕緣層70和像素電極72，其中，公共電極71之上還設(shè)置有配向膜、像素電極72之下還設(shè)置有玻璃基板(glass)，由配向膜、公共電極、絕緣層、像素電極和玻璃基板構(gòu)成陣列基板。另外，在彩膜基板60上(即與陣列基板相對的一側(cè))也設(shè)置有配向膜。公共電極71和像素電極72的材料都可以是IT0。本發(fā)明實(shí)施例中，在彩膜基板60和陣列基板之間包括由液晶50、液晶性可聚合單體80以及光引發(fā)劑(圖3中未體現(xiàn))形成的液晶復(fù)合體系。采用紫外光對液晶復(fù)合體系照射，使得液晶復(fù)合體系中的液晶性可聚合單體80在光引發(fā)劑的作用下形成高分子聚合物網(wǎng)絡(luò)，如圖4所示，為高分子聚合物網(wǎng)絡(luò)的微觀結(jié)構(gòu)示意圖，高分子聚合物網(wǎng)絡(luò)是立體的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，其中摻雜有液晶。本發(fā)明實(shí)施例提供的高分子聚合物網(wǎng)絡(luò)邊界的的分子結(jié)構(gòu)中包括剛性官能團(tuán)和柔性官能團(tuán)，所述剛性官能團(tuán)決定網(wǎng)絡(luò)對液晶分子的錨定作用。所述剛性官能團(tuán)包括聯(lián)苯官能團(tuán)，所述柔性官能團(tuán)包括烷基官能團(tuán)。參見圖5，形成高分子聚合物網(wǎng)絡(luò)后，本發(fā)明實(shí)施例提供的液晶顯示裝置包括高分子聚合物網(wǎng)絡(luò)40以及分布在該高分子聚合物網(wǎng)絡(luò)40中及其周圍的液晶50，所有液晶50的排列呈向列型結(jié)構(gòu)，液晶50和高分子聚合物網(wǎng)絡(luò)40分布在彩膜基板和陣列基板之間，具體地，分布在彩膜基板的配向膜和陣列基板的配向膜之間。高分子聚合物網(wǎng)絡(luò)40和彩膜基板的配向膜、陣列基板的配向膜一起對分布在它們周圍的液晶50起到定向作用，其余遠(yuǎn)離高分子聚合物網(wǎng)絡(luò)和配向膜的液晶，受分子間范、德華力的影響，都平行于靠近高分子聚合網(wǎng)絡(luò)和配向膜的液晶。其中，高分子聚合物網(wǎng)絡(luò)是由具有剛性的液晶性可聚合單體(剛性分子鏈)聚合而成，其柔性部分所占網(wǎng)絡(luò)的比例很小，所以，對液晶分子起定向作用的高分子聚合物網(wǎng)絡(luò)主要是占該網(wǎng)絡(luò)很大比例的剛性分子鏈，因此，配向膜和高分子聚合網(wǎng)絡(luò)對液晶的定向方向是一致的。并且，高分子聚合物網(wǎng)絡(luò)40對液晶50的定向作用比基板表面配向膜對液晶50的定向作用更為強(qiáng)烈、更有效，可以很好地改善液晶顯示裝置的光透過率、降低液晶顯示裝置的驅(qū)動電壓及提高液晶顯示裝置的響應(yīng)速度等電光性能。參見圖5所示，當(dāng)液晶顯示裝置在施加驅(qū)動電壓之前，受配向膜和高分子聚合物網(wǎng)絡(luò)40作用，液晶50的長軸按照平行于配向膜的定向方向整齊有序地排列在兩基板之間，此時，來自背光源的光線不能穿過液晶發(fā)射出去。當(dāng)給圖5所示的液晶顯示裝置施加一定驅(qū)動電壓Vm時，即在所述第一 ITO電極71和所述第二 ITO電極72之間施加一定電壓時,形成如圖6所不的電場90,該電場為多維電場。液晶50在電場90的作用下,排列方向隨電場方向發(fā)生一定角度的扭轉(zhuǎn),此時的液晶顯示裝置的剖視圖如圖7所示。通過該液晶的扭轉(zhuǎn)角度決定來自背光源的光線的通過率，從而控制液晶顯示裝置的顯示畫面。當(dāng)對液晶顯示裝置施加關(guān)閉電壓Vtjff時，液晶50受高分子聚合物網(wǎng)絡(luò)定向作用和配向膜的定向作用，可以在Vtjff下以更快的速度回到液晶顯示裝置施加驅(qū)動電壓前液晶的排列方向。與液晶顯示裝置中的配向膜的定向作用相比較，高分子聚合物網(wǎng)絡(luò)40對液晶50的定向作用更加強(qiáng)烈、有效。可以得到，與現(xiàn)有技術(shù)相比，液晶顯示裝置中的高分子聚合物網(wǎng)絡(luò)使得液晶的排列方向在更小的Vtjff下迅速恢復(fù)通電前的排列方向，這樣在較短的時間內(nèi)以較小的功耗就可以達(dá)到高質(zhì)量畫面顯示的目的，并且提高了液晶顯示裝置的響應(yīng)速度。較佳地，本發(fā)明實(shí)施例提供的高分子聚合物網(wǎng)絡(luò)40中，呈直線狀的高分子聚合物網(wǎng)絡(luò)邊界的化學(xué)成分主要包括液晶性可聚合單體中具有一定的剛性的苯環(huán)。呈曲線狀分布的高分子聚合物網(wǎng)絡(luò)邊界的化學(xué)成分主要包括液晶性可聚合單體中的頭部和尾部的可聚合官能團(tuán)，該官能團(tuán)具有一定的柔性。由于對液晶性可聚合單體的結(jié)構(gòu)涉及能影響到這種聚合物對液晶的誘導(dǎo)，當(dāng)液晶性可聚合單體剛性較強(qiáng)時，液晶分子受到高分子聚合物網(wǎng)絡(luò)錨定作用較強(qiáng)，當(dāng)液晶性可聚合單體柔性鏈較多時，液晶分子受到高分子聚合物網(wǎng)絡(luò)的錨定作用較弱。由液晶性可聚合單體聚合生成的高分子聚合物網(wǎng)絡(luò)40結(jié)構(gòu)具有不可逆性，是十分穩(wěn)定的，基本不會受熱、光等外界條件的影響。高分子聚合物網(wǎng)絡(luò)40的結(jié)構(gòu)，由聚合前的液晶性可聚合單體在液晶中的排列位置決定。液晶性可聚合單體的剛性與否是由分子結(jié)構(gòu)自身決定的，分子中苯環(huán)、聯(lián)苯、環(huán)己烷較多時，剛性較強(qiáng)，液晶性可聚合單體排列位置及方向是由Rubbing方向決定的。Rubbing方向誘導(dǎo)液晶分子的排列，液晶分子的排列誘導(dǎo)液晶性可聚合單體的排列，液晶性可聚合單體的排列方向誘導(dǎo)生成的高分子聚合物網(wǎng)絡(luò)排列的方向。
其中，液晶性可聚合單體80可以為1，4_雙(4_(6’ -丙烯氧基己氧基)苯甲酰氧基)-2-甲苯(簡稱C6M)，其分子結(jié)構(gòu)式如下
權(quán)利要求
1.一種液晶顯示裝置，其特征在于，該液晶顯示裝置包括彩膜基板和陣列基板，以及填充在所述彩膜基板和陣列基板之間的液晶復(fù)合體系； 其中，所述液晶復(fù)合體系中包括液晶和由液晶性可聚合單體聚合形成的高分子聚合物網(wǎng)絡(luò)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，所述陣列基板上設(shè)置有像素電極和公共電極，所述像素電極和所述公共電極設(shè)置在所述陣列基板的不同層，所述像素電極和所述公共電極之間設(shè)置有絕緣層，所述公共電極覆蓋整個像素區(qū)，所述像素電極的形狀為狹縫狀。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的裝置，其特征在于，所述高分子聚合物網(wǎng)絡(luò)具有方向性。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，所述高分子聚合物網(wǎng)絡(luò)的方向由聚合前的液晶性可聚合單體決定，液晶性可聚合單體的排列和方向由液晶分子排列的方向決定，液晶分子排列的方向由摩擦取向方向決定。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，所述高分子聚合物網(wǎng)絡(luò)邊界的分子結(jié)構(gòu)中包括剛性官能團(tuán)和柔性官能團(tuán)，所述剛性官能團(tuán)決定網(wǎng)絡(luò)對液晶分子的錨定作用。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述剛性官能團(tuán)包括聯(lián)苯官能團(tuán)，所述柔性官能團(tuán)包括烷基官能團(tuán)。
7.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的裝置，其特征在于，所述高分子聚合物網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)具有不可逆性。
8.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的裝置，其特征在于，所述液晶性可聚合單體為C6M或者C6M的衍生物。
9.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的裝置，其特征在于，所述液晶性可聚合單體的含量為所述液晶質(zhì)量的4% 8%。
10.一種液晶顯示裝置的制作方法，其特征在于，該方法包括 將液晶性可聚合單體、光引發(fā)劑添加到液晶中，并避光攪拌，得到液晶復(fù)合體系；將所述液晶復(fù)合體系滴加到彩膜基板和陣列基板之間，形成初級液晶顯示裝置；通過紫外光輻照該初級液晶顯示裝置，使得該初級液晶顯示裝置中的液晶復(fù)合體系中的液晶性可聚合單體在光引發(fā)劑的作用下聚合，生成高分子聚合物網(wǎng)絡(luò)，得到最終的液晶顯示裝置。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述通過紫外光輻照所述初級液晶顯示裝置的步驟是在對盒工藝中、封框膠紫外固化步驟中完成的。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種液晶顯示裝置及其制作方法，用以實(shí)現(xiàn)一種功耗較低、響應(yīng)速度較快的液晶顯示裝置。本發(fā)明提供的一種液晶顯示裝置包括彩膜基板和陣列基板，以及填充在所述彩膜基板和陣列基板之間的液晶復(fù)合體系；其中，所述液晶復(fù)合體系中包括液晶和由液晶性可聚合單體聚合形成的高分子聚合物網(wǎng)絡(luò)。
文檔編號C08F22/20GK102629013SQ201110272490
公開日2012年8月8日 申請日期2011年9月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月15日
發(fā)明者郭仁煒, 陳東 申請人:北京京東方光電科技有限公司