液晶面板及其制造方法、液晶顯示裝置的制作方法

專利名稱：液晶面板及其制造方法、液晶顯示裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及液晶顯示技術領域，尤其涉及液晶面板及其制造方法、液晶顯示裝置。
背景技術：
聚合物分散液晶(PDLC,polymer dispersed liquid crystal)膜是液晶(LC,liquid crystal)以微米量級的小微滴分散在有機固態聚合物基體內，形成的一種性能優異的液晶功能膜，在電場的作用下具有電控光開關特性。相對于傳統顯示器件來說，聚合物分散型液晶顯示裝置具有不需偏振片和取向層，制備工藝簡單，更易于制成大面積柔性顯示器等優點，目前已廣泛應用在光學調制器、電控玻璃、光閥、投影顯示、電子書等方面。當TOLC兩端不加電壓時，分散在聚合物中的每一個小微滴的光軸按照能量最低原則擇優取向，因此各個微滴的光軸呈無序取向狀態。由于液晶是強的光學和介電各向異 性的材料，其有效折射率不與聚合物基體的折射率匹配(相差較大)，入射TOLC的光線可被強烈散射而使TOLC呈不透明或半透明乳白態；當TOLC兩端施加外電場時，液晶微滴光軸方向統一沿電場方向，液晶微滴的折射率與聚合物的折射率達到了一定程度的匹配，光線可透過基體而呈透明或半透明態。這樣，PDLC即可通過是否被施加電壓實現電控光開關。目前，主要通過使聚合物和LC混合物的均相體系產生相分離從而在聚合物的連續相中形成分散的LC微滴來制造TOLC。圖I為現有技術的I3DLC紫外固化過程中的某一時刻的物料分布示意圖，圖2為圖I所示的F1DLC紫外固化后的液晶微滴的透光示意圖。如圖I和圖2所示，常規的TOLC固化過程中，在基板71和72之間，聚合物8的無序聚合產生的聚合物的分子鏈對液晶微滴9的包裹作用很強，使液晶相與聚合物相分離困難，這樣，PDLC固化后，容易導致液晶微滴9的大小以及分布不均勻，液晶微滴9取向各異而使其光軸相互匹配度低，從而使TOLC對光L的透過率差，同時寬視角條件下的光線也由于液晶微滴的光軸間匹配度太低而被嚴重散射。通常可以采用向液晶和聚合物的混合物中加入表面活性劑等方法改善液晶相在聚合物中的分散性從而使所述混合物固化、相分離后形成寬視角以及高光透過率的roix。然而，表面活性劑一般為小分子結構，其與較大分子的液晶微滴以及聚合物也都存在著相容性的問題，因此其對分散性的改善效果并不理想。

發明內容
本發明的主要目的在于，提供一種液晶面板及其制造方法、液晶顯示裝置，能夠使PDLC的液晶微滴更加均勻有序從而有效改善液晶面板的光透過率和寬視角顯示效果。為達到上述目的，本發明采用如下技術方案一方面，本發明實施例提供了一種液晶面板，包括對盒設置的兩塊基板，所述兩塊基板的相對的表面上均勻地形成有用于進行聚合反應的反應活性位點，所述兩塊基板之間形成有聚合物分散液晶層，所述聚合物分散液晶層中包含的一部分聚合物與所述反應活性位點結合。
可選的，所述基板為有機玻璃，所述聚合物分散液晶層中包含的聚合物包括甲基丙烯酸酯類聚合物、丙烯酸酯類聚合物或者環氧樹脂類聚合物。具體的，所述反應活性位點為通過加工所述兩塊基板的相對的表面而形成的基板表面缺陷。可選的，所述反應活性位點的尺寸范圍為I微米至10微米。另一方面，本發明還提供一種液晶面板的制造方法，包括分別在兩塊基板的表面均勻形成用于進行聚合反應的反應活性位點；形成液晶盒，在所述液晶盒中，形成有所述反應活性位點的所述兩塊基板的表面相對，所述兩塊基板之間設有預聚物和液晶的混合物；固化所述預聚物以在所述液晶盒中形成聚合物分散液晶層，所述聚合物分散液晶·層中包含的一部分聚合物與所述反應活性位點結合。具體的，分別在兩塊基板的表面均勻形成用于進行聚合反應的反應活性位點的步驟具體包括分別在兩塊基板的表面通過加工所述兩塊基板的表面均勻形成基板表面缺陷。可選的，所述通過加工所述兩塊基板的表面均勻形成基板表面缺陷具體包括通過熱針頭沖擊所述兩塊基板的所述表面均勻形成基板表面缺陷，所述熱針頭的溫度為200攝氏度至300攝氏度，優選的，所述熱針頭的溫度為250攝氏度。可選的，所述通過加工所述基板的表面均勻形成基板表面缺陷具體包括通過紫外光或者紅外光照射所述基板的所述表面均勻形成基板表面缺陷；或者通過化學腐蝕液腐蝕所述基板的所述表面均勻形成基板表面缺陷。另一方面，本發明的實施例還提供一種液晶顯示裝置，包括本發明的實施例提供的液晶面板。本發明實施例提供的液晶面板及其制造方法、液晶顯示裝置，在兩塊基板的相對的表面上均勻形成有用于進行聚合反應的反應活性位點，這樣，聚合物的預聚體在進行聚合反應時，其形成的聚合物的分子鏈的一端能夠與其中一塊基板上的所述反應活性位點結合，使所述聚合物的分子鏈進行一定地舒展，并能夠與對側的基板上結合的聚合物的分子鏈相互交聯或纏結成聚合物網絡。這樣，在聚合物的形成過程中，聚合物的分子鏈受到了拉伸作用，即聚合物網絡的形成過程是有方向性的、有序的，因而所形成的聚合物網絡結構也更加均勻，從而使限制在所述聚合物網絡中的液晶微滴也更均勻有序，這樣，當所述液晶面板兩端加電壓時，光在各個角度上的透射和散射都更均勻，較寬視角下的光強也相應增大了，從而有效改善了液晶面板的光透過率和寬視角顯示效果。


為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖I為現有技術的I3DLC紫外固化過程中的某一時刻的物料分布示意圖；圖2為圖I所示的I3DLC紫外固化后的液晶微滴的透光示意圖；圖3為本發明的實施例提供的液晶面板的結構示意圖4為本發明的實施例提供的液晶面板與現有技術中的液晶面板的可視角度對比圖；圖5為本發明的實施例提供的液晶面板的制造方法的流程圖。
具體實施例方式下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述。應當明確，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。如圖3所不,本發明提供了一種液晶面板，包括對盒設置的兩塊基板I和2,所述兩塊基板I和2的相對的表面10和20上均勻地形成有用于進行聚合反應的反應活性位點3，兩塊基板I和2之間形成有聚合物分散液晶層6，該聚合物分散液晶層6包括聚合物4以 及在聚合物4中分散的液晶微滴5，其中，聚合物分散液晶層6中包含的一部分聚合物4與反應活性位點3結合。本發明實施例提供的液晶面板，在兩塊基板I和2的相對的表面10和20上均勻形成有用于進行聚合反應的反應活性位點3，這樣，聚合物的預聚體在進行聚合反應時，所形成的聚合物4的分子鏈的一端能夠與基板I上的所述反應活性位點3結合，使所述聚合物4的分子鏈進行一定地舒展，并能夠與對側的基板2上結合的聚合物4的分子鏈相互交聯或纏結成聚合物4的網絡。這樣，在聚合物4的網絡的形成過程中，聚合物4的分子鏈受到了拉伸作用，即聚合物的網絡的形成過程是有方向性的、有序的，因而所形成的聚合物4的網絡結構更加均勻，限制在聚合物4的網絡中的液晶微滴5也更均勻有序，這樣，當所述液晶面板兩端加電壓時，光在各個角度上的透射和散射都更均勻，較寬視角下的光強也增大了，從而有效改善了液晶面板的光透過率和寬視角顯示效果。需要說明的是，為了便于說明，圖3中僅示意性地示出了一條或兩條結合在每一個反應活性位點3上的聚合物4的分子鏈，但本發明不限于此，每個反應活性位點3處可以結合更多條的聚合物4的分子鏈，而且同一條聚合物4的分子鏈既可以只與基板1、2中的一塊上的反應活性位點結合，也可以同時與這兩塊基板1、2上的反應活性位點結合，形成的多個被拉伸的聚合物4的分子鏈相互交聯或纏結成聚合物4的網絡。圖4示出了本發明的實施例提供的液晶面板與現有技術中的液晶面板的可視角度對比圖，其中，橫軸代表液晶面板的光透過率，縱軸代表該液晶面板的視角。如圖4所示，未進行任何處理液晶面板的有效視角僅為20度以內；采用現有技術的添加表面活性劑的方法改善液晶微滴在聚合物中的分散性的液晶面板有效視角為40度以內，而采用本發明提供的液晶面板的有效視角為70度以內，其中，有效視角定義為光透過率超過65%以上的視角范圍。可見，本發明提供的液晶面板的寬視角顯示效果得到了顯著的改善。具體的，反應活性位點3可以為通過加工兩塊基板I和2的相對的表面10和20而形成的基板表面缺陷。在所述基板表面缺陷處，基板的表面10和20的存在一些化學鍵被打斷的分子，反應活性較高，能夠較容易地進行聚合反應。當聚合物4的預聚物在基板I和2之間發生聚合反應時，這些分子也會與預聚物發生聚合反應，從而使形成的聚合物4的分子鏈的一端與基板I和/或2結合，使形成的聚合物4的分子鏈被拉伸從而得到一定的舒展。
可選的，反應活性位點3可以由多種方法形成。例如，在本發明的一個實施例中，反應活性位點3可以為由熱針頭沖擊兩塊基板的相對的表面10和20而形成的基板表面缺陷。其中，所述熱針頭的溫度可以為200攝氏度至300攝氏度，優選為250攝氏度。在本發明的另一個實施例中，反應活性位點3也可以為由紫外光或者紅外光照射兩塊基板的相對的表面10和20而形成的基板表面缺陷。或者，反應活性位點3還可以為由化學腐蝕液腐蝕兩塊基板的相對的表面10和20而形成的基板表面缺陷。上述實施例中的反應活性位點3均是通過加工基板I和2的表面10和20形成的基板表面缺陷，但本發明不限于此。在本發明的其它實施例中，反應活性位點3也可以是其它形式的具有聚合反應活性的位點，只要這些聚合反應活性的位點能夠為聚合物分散液晶的形成提供支點，對形成的聚合物網絡進行拉伸作用即可。需要說明的是，上述方法形成的基板表面缺陷，應該在基板的相對的表面10和20上較均勻地分布，這樣聚合物的預聚物在其聚合過程中與基板表面缺陷處的反應活性位點結合后形成的聚合物網絡也更加均勻，從而使該聚合物網絡所限制的液晶微滴的大小和分 布更加均勻，進一步改善了液晶面板的光透過率和寬視角顯示效果。例如，在本發明的一個實施例中，反應活性位點的具體分布為在所形成的液晶面板的每一個像素單元中都至少對應一個反應活性位點3。可選的，可以通過控制熱針頭的尖端的大小以及針頭間距，通過控制紫外光或者紅外光光束的直徑、或者通過注射器控制化學腐蝕液在基板上的注射位置來控制基板表面缺陷的大小和分布。可選的，反應活性位點3的形狀可以為圓形、正方形、多邊形或者其它不規則的形狀，只要反應活性位點3能夠為合物分散液晶層中聚合物的分子鏈的形成提供拉伸支點，使形成的聚合物的分子鏈更加均勻和有序即可，本發明對此不做限制。具體的，反應活性位點3的尺寸范圍可以為I微米至10微米，由于反應活性位點3可以為不規則的形狀，這里的尺寸具體是指每個反應活性位點3的外接圓的直徑。可選的，基板I和2可以為透明導電基板，例如可以是摻雜有或涂覆有氧化銦錫的有機玻璃。而聚合物分散液晶層的聚合物4可以為甲基丙烯酸酯類、丙烯酸酯類或者環氧樹脂類等聚合物。由于有機玻璃的主要成分為聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA，polymethylmethacrylate),從發生聚合反應的難易程度上看,有機玻璃上的反應活性位點更易于與甲基丙烯酸酯類預聚物以及丙烯酸酯類預聚物發生反應，因此，聚合物4優選為甲基丙烯酸酯類或者丙烯酸酯類聚合物，其他可選的類型為應用于TOLC領域的其他聚合物基體，在考慮特殊效果的前提下也包括在內。需要說明的是，基板的材質并不限于有機玻璃，只要是表面經過加工處理形成的反應活性位點能夠和預聚物發生聚合反應的材料都可以。相應的，本發明的實施例還提供一種液晶面板的制造方法，如圖5所示，所述方法包括S11，分別在兩塊基板的表面均勻形成用于進行聚合反應的反應活性位點；S12，形成液晶盒，在所述液晶盒中，形成有所述反應活性位點的所述兩塊基板的表面相對，所述兩塊基板之間填充有預聚物和液晶的混合物；S13，固化所述預聚物以在所述液晶盒中形成聚合物分散液晶層，所述聚合物分散液晶層中包含的一部分聚合物與所述反應活性位點結合。
本發明實施例提供的液晶面板的制造方法，在通過兩塊基板的相對的表面上均勻形成用于進行聚合反應的反應活性位點，使聚合物的預聚體在進行聚合反應時，所形成的聚合物的分子鏈的一端能夠與其中一塊基板上的所述反應活性位點結合，從而使所述聚合物的分子鏈進行一定地舒展，并能夠與對側的基板上結合的聚合物的分子鏈相互交聯或纏結成聚合物網絡。這樣，在聚合物的形成過程中，聚合物的分子鏈受到了拉伸作用，即聚合物網絡的形成過程是有方向性的、有序的，因而所形成的聚合物網絡結構也更加均勻，從而使限制在所述聚合物網絡中的液晶微滴也更均勻有序，這樣，當液晶面板兩端加電壓時，光在各個角度上的透射和散射都更均勻，較寬視角下的光強也增大了，從而有效改善了液晶面板的光透過率和寬視角顯示效果。具體的，步驟Sll中分別在兩塊基板的表面均勻形成用于進行聚合反應的反應活性位點的步驟可具體包括分別在兩塊基板的表面通過加工所述兩塊基板的表面均勻形成基板表面缺陷。例如，可選的，在本發明的一個實施例中，可以通過熱針頭沖擊所述兩塊基板的所述表面均勻形成基板表面缺陷。所述熱針頭的溫度為200攝氏度至300攝氏度，優選為250 攝氏度。可選的，在本發明的另一個實施例中，也可以通過紫外光或者紅外光照射所述基板的所述表面均勻形成基板表面缺陷，或者還可以通過化學腐蝕液腐蝕所述基板的所述表面均勻形成基板表面缺陷等。可選的，在步驟S12中，可以先將所述兩塊基板對盒設置形成液晶盒，使形成有所述反應活性位點的所述基板的表面相對，然后將預聚物和液晶混合均勻注入所述液晶盒；也可以先將預聚物和液晶的均勻混合物滴注在其中一塊基板的具有反應活性位點的表面，然后使兩塊基板對盒。優選的，還可以在預聚物和液晶的均勻混合物中加入引發劑，以使步驟S13中聚合物的固化更快更均勻。可選的，在步驟S13中，固化方法包括光固化和熱固化，當S13為光固化時，所采用的引發劑為光引發劑，當S13為熱固化時所采用的引發劑為熱引發劑。與前述液晶面板相對應，本發明的實施例還提供一種液晶顯示裝置，所述液晶顯示裝置包括前述實施例中的液晶面板，因此也能實現該液晶面板所能達到的有益技術效果，前文已經進行了詳細的說明，此處不再贅述。以上所述，僅為本發明的具體實施方式
，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術范圍內，可輕易想到變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。因此，本發明的保護范圍應以所述權利要求的保護范圍為準。
權利要求
1.一種液晶面板，其特征在于， 包括對盒設置的兩塊基板，所述兩塊基板的相對的表面上均勻地形成有用于進行聚合反應的反應活性位點，所述兩塊基板之間形成有聚合物分散液晶層，所述聚合物分散液晶層中包含的一部分聚合物與所述反應活性位點結合。
2.根據權利要求I所述的液晶面板，其特征在于，所述基板為有機玻璃。
3.根據權利要求I所述的液晶面板，其特征在于，所述聚合物分散液晶層中的聚合物包括甲基丙烯酸酯類聚合物、丙烯酸酯類聚合物或者環氧樹脂類聚合物。
4.根據權利要求I所述的液晶面板，其特征在于，所述反應活性位點為通過加工所述兩塊基板的相對的表面而形成的基板表面缺陷。
5.根據權利要求1-4中任一項所述的液晶面板，其特征在于，所述反應活性位點的尺寸范圍為I微米至10微米。
6.一種液晶面板的制造方法，其特征在于，包括 分別在兩塊基板的表面均勻形成用于進行聚合反應的反應活性位點； 形成液晶盒，在所述液晶盒中，形成有所述反應活性位點的所述兩塊基板的表面相對，所述兩塊基板之間填充有預聚物和液晶的混合物； 固化所述預聚物以在所述液晶盒中形成聚合物分散液晶層，所述聚合物分散液晶層的一部分聚合物與所述反應活性位點結合。
7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，分別在兩塊基板的表面均勻形成用于進行聚合反應的反應活性位點的步驟具體包括 分別在兩塊基板的表面通過加工所述兩塊基板的表面均勻形成基板表面缺陷。
8.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，所述通過加工所述兩塊基板的表面均勻形成基板表面缺陷的步驟具體包括 通過熱針頭沖擊所述兩塊基板的所述表面均勻形成基板表面缺陷。
9.根據權利要求8所述的方法，其特征在于，所述熱針頭的溫度為200攝氏度至300攝氏度。
10.根據權利要求9所述的方法，其特征在于，所述熱針頭的溫度為250攝氏度。
11.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，所述通過加工所述基板的表面均勻形成基板表面缺陷的步驟具體包括 通過紫外光或者紅外光照射所述基板的所述表面均勻形成基板表面缺陷。
12.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，所述通過加工所述基板的表面均勻形成基板表面缺陷的步驟具體包括 通過化學腐蝕液腐蝕所述基板的所述表面均勻形成基板表面缺陷。
13.一種液晶顯示裝置，其特征在于，包括權利要求1-5中任一項所述的液晶面板。
全文摘要
本發明實施例公開了一種液晶面板及其制造方法、液晶顯示裝置，涉及液晶顯示技術領域，為改善液晶面板的光透過率和寬視角顯示效果而發明。所述液晶面板包括對盒設置的兩塊基板，所述兩塊基板的相對的表面上均勻地形成有用于進行聚合反應的反應活性位點，所述兩塊基板之間形成有聚合物分散液晶層，所述聚合物分散液晶層中包含的一部分聚合物與所述反應活性位點結合。本發明可用于各種液晶顯示設備中。
文檔編號G02F1/1333GK102830527SQ20121034327
公開日2012年12月19日 申請日期2012年9月14日 優先權日2012年9月14日
發明者王新星, 柳在健 申請人:京東方科技集團股份有限公司