專利名稱：膽甾型柔性液晶顯示裝置及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明屬于液晶顯示技術領域，具體涉及一種膽留型液晶膠囊的柔性顯示裝置及其制備方法。
背景技術：
目前，IXD產(chǎn)品主要是透射型LCD，例如扭曲向列相液晶顯示(TN-1XD)、超扭曲向列相液晶顯示(STN-1XD)及薄膜晶體管液晶顯示(TFT-1XD)，透射型液晶顯示器必須采用背光源，而器件功耗的80%消耗在背光源上，所以這類產(chǎn)品普遍功耗較大，沒有發(fā)揮出液晶顯示器件低功耗的優(yōu)點。近年來，不使用背光源、低功耗、重量輕的反射型液晶顯示器愈來愈受到人們的普遍關注。由于雙穩(wěn)態(tài)反射型膽留相液晶顯不器具有反射売度和對比度聞，功耗小等特點，且斷電后能長期保留圖像，屬于天然反射式的全彩顯示。且不用有源矩陣就可實現(xiàn)大容量高分辨率顯示，并且還可以制作在柔性基底上。因為不使用偏振片，光亮度損失很小，非常適合移動電子產(chǎn)品類的顯示器。在液晶顯示器柔性化的發(fā)展過程中，由于液晶的流動性，當基板彎曲或受壓折疊時，因基板之間的距離發(fā)生變化，在折疊的區(qū)域液晶將會向周邊流動，從而出現(xiàn)所謂的壓點等問題，這成為當下制約液晶顯示器柔性化的主要障礙。為了實現(xiàn)膽甾液晶柔性顯示，一般的方法是制作出混合物分散液晶(PDLC)薄膜，然后傳統(tǒng)方法制作的TOLC薄膜混合物分散液晶不均勻，驅(qū)動電壓高，對比度也不理想。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種機械性能好，驅(qū)動電壓低的膽甾型液晶膠囊的柔性顯示裝置及其制備方法。為了實現(xiàn)膽留液晶用于柔性化顯示，必須對液晶分子進行膠囊化包裹，以使液晶分子不能隨便流動，消除柔性顯示時的壓點現(xiàn)象等問題。通常的解決方法是用聚合物分散液晶法對液晶進行包覆，但是由于形成的聚合物網(wǎng)絡不規(guī)整，造成的機械性能不理想，且往往驅(qū)動電壓高等等很多問題。本發(fā)明提供一種新的改進的方法制備的膽留型柔性液晶顯示裝置，這種裝置具有特殊的三角桁架形狀的聚合物墻，能有效地解決上述的問題。本發(fā)明提供的膽留型柔性顯示裝置，其結構為:自下至上依次為第一柔性基板、第一電極、第一取向?qū)?、具有?guī)整結構聚合物墻的液晶混合物層、第二取向?qū)?、第二電極、第二柔性基板；此外還包括一吸光層，該吸光層位于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電極之間或者第一電極和第一取向?qū)又g。其中:
第一電極和第二電極均是能透光的透明電極，例如銦鋅氧化物(IZO)、鋅氧化物(Z incoxide)、銦錫氧化物(ΙΤ0)、錫氧化物(tin oxide)等透明物質(zhì)的導電層中的一種。第一取向?qū)雍偷诙∠驅(qū)硬牧峡梢允峭坎剂司埘０?、十八烷基丙二酸、苯甲酸衍生物、長鏈季銨鹽等其中一種，在取向?qū)由嫌薪?jīng)過適當?shù)哪Σ廉a(chǎn)生的摩擦痕。該摩擦痕可以降低膽甾液晶的驅(qū)動電壓，同時還能保持雙穩(wěn)態(tài)光電效應，且還能提高對比度。具有規(guī)整結構聚合物墻的液晶混合物層，其由如下方法獲得:設計一特定結構的光掩模板，將該光掩模板置于柔性液晶顯示裝置上方，用紫外光照射光掩模板，紫外光通過光掩模板中的透光部分作用于液晶混合物，使液晶混合物中的單體和交聯(lián)劑在光引發(fā)劑的作用下發(fā)生聚合反應，形成特定形狀的聚合物墻，從而使液晶呈現(xiàn)出規(guī)整結構(如三角形桁架等)的膠囊形狀。本發(fā)明用光掩模板來控制液晶膠囊形狀，高分子聚合物墻由許多的三角形桁架結構組成，由結構力學分析，這樣的形狀聚合物墻受力均勻，結構穩(wěn)定，柔性顯示裝置的機械性能明顯提高，能承受較大的各向應力，從而提高了柔性顯示裝置的穩(wěn)定性。作為例子，具體提供了兩種可有效提高柔性液晶顯示裝置性能的光掩模板，見圖2、圖3所示。但不僅限于這里的兩種特定形狀模板，具體的還可以進一步擴展。本發(fā)明中，液晶膠囊具有特殊的三角形桁架結構(即為等腰直角三角形)，其斜邊長度為10-500 μ m,聚合物墻的高度I 20 μ m,聚合物墻厚5-50 μ m。在膠囊化液晶混合物中還可加入少許ZnO納米粒子等，能進一步降低柔性顯示裝置的驅(qū)動電壓。由特定形狀的光掩模板膠囊化的液晶面板對于液晶顯示裝置的像素控制也是很有利的。本方明的膽留型柔性顯示裝置的一種典型的制作方法，具體步驟包括:
(I)在兩塊柔性基板上分別制作透明電極，用以驅(qū)動膽留型柔性顯示裝置。(2)在兩塊柔性基板電極一側(cè)分別涂布取向?qū)?，例如涂布了聚酰胺、十八烷基丙二酸、苯甲酸衍生物、長鏈季銨鹽等其中一種的取向?qū)?，并在一定的條件下進行適當?shù)哪Σ寥∠蛱幚?，以使膽留型柔性顯示器在保持雙穩(wěn)態(tài)電光特性的情況下驅(qū)動電壓和對比度綜合性能達到最佳。(3)將經(jīng)過上述制作的兩塊柔性基板相對貼盒，中間為空腔，得到液晶盒，用于灌注膽留液晶混合物，貼合用密封膠優(yōu)選UV膠或者AB膠。膽甾液晶混合物，包括聚合物單體、光引發(fā)劑、交聯(lián)劑、納米粒子以及膽甾液晶，按重量比例配制，其中液晶占混合物總重的40-90% ;聚合物單體、光引發(fā)劑、交聯(lián)劑組成聚合物前體，聚合物前體的配比為:聚合物單體的重量百分含量為10-70%，光引發(fā)劑的重量百分含量為0.1-10 %，交聯(lián)劑的重量百分含量為1-30 %，總量滿足100 %。使膽留型柔性液晶顯示裝置的光電性能及顯示綜合性能達到最佳。(4)在真空環(huán)境下，利用毛細管效應，將配制好的液晶混合物灌注到液晶盒中，并用密封膠密封盒液晶盒。(5)使用規(guī)整結構(如三角形桁架等)的光掩模板，置于經(jīng)過上述處理的液晶盒上方，用紫外光照射光掩模板，紫外光通過光掩模板中的透光部分作用于液晶混合物，使聚合物不斷聚合成聚合物高分子墻，使液晶呈現(xiàn)出規(guī)整結構(如三角形桁架等)的膠囊形狀，使膠囊化后的膽留型柔性顯示裝置擁有良好的顯示和機械綜合性能。膽留液晶顯示器相對其他類型的顯示器具有低功耗、體積小、成本低等等優(yōu)勢，本發(fā)明通過用特殊的方式形成膽留液晶的膠囊化柔性面板，其中的聚合物墻具有特定的結構，使膽留型柔性液晶顯示裝置具有良好的光電性能、顯示及機械綜合性能。


圖1.一種膽留型柔性顯示裝置的膠囊化的方法示意圖。圖2.—種可以得到良好膠囊化結構的光掩模板示意圖。圖3.另一種可以得到良好膠囊化結構的光掩模板示意圖。圖4.一種膽甾型柔性顯示裝置的結構示意圖。圖5.另一種膽甾型柔性顯示裝置的結構示意圖。圖6.又一種膽甾型柔性顯示裝置的結構示意圖。圖7.本膽留型柔性顯示裝置的一種典型的制作方法流程圖。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例，對本發(fā)明的具體實施方式
作進一步詳細描述。本發(fā)明的實施例用于解釋本發(fā)明，但不作為本發(fā)明的限定。如圖1所示，示意了膽留型柔性顯示器膠囊化的方法，柔性顯示裝置部分包括:吸光層01、第一柔性基板10、第二柔性下基板20、第一電極30、第二電極40、第一取向?qū)?0、第二取向?qū)?0、液晶分子71、聚合物前體72、聚合物墻73，柔性液晶顯示裝置膠囊化需要光掩模板80以及光聚合條件即一定強度的紫外光90。 第一電極30和第二電極40均是能透光的透明電極，例如可以包括銦鋅氧化物(ΙΖ0)、鋅氧化物(zinc oxide)、銦錫氧化物(ΙΤ0)、錫氧化物(tin oxide)等等透明物質(zhì)的導電層中的一種。第一取向?qū)?0和第二取向?qū)?0可以是涂布了聚酰胺、十八烷基丙二酸、苯甲酸衍生物、長鏈季銨鹽等其中一種的取向?qū)樱谌∠驅(qū)由线M行了適當?shù)哪Σ?，這樣可以降低膽甾液晶的驅(qū)動電壓，同時還能保持雙穩(wěn)態(tài)光電效應，且還能提高對比度。用于膠囊化的聚合物前體72在很多專利或文獻上都有公開論述，這里只要在一定的光強下控制聚合物前體中的單體和交聯(lián)劑能在光引發(fā)劑的作用下發(fā)生聚合反應，且通過控制光強來控制聚合反應的速度，聚合反應的速度要適當，以便液晶能順利地從混合物中出來相分離出來，形成特殊規(guī)整的膠囊結構。紫外光90通過光掩模板中的透光部分作用于柔性液晶顯示裝置，聚合物前體72中的單體和交聯(lián)劑能在光引發(fā)劑的作用下發(fā)生聚合反應，形成特定形狀的聚合物墻73。由光掩模板80控制液晶膠囊的形狀，由圖2和圖3所示形狀的光掩模板制作的膠囊化液晶盒中，高分子聚合物墻由許多的三角形桁架結構組成，由結構力學分析，這樣的形狀聚合物墻受力均勻，結構穩(wěn)定，柔性顯示裝置的機械性能明顯提高，能承受較大的各向應力，從而提高了柔性顯示裝置的穩(wěn)定性。通過這種光掩模板制備的三角形祐1架結構液晶膠囊的大小在10-500 μ m,聚合物墻的高度I 20 μ m,聚合物墻寬度5-50 μ m。在膠囊化液晶混合物中加入少許納米粒子，進一步降低柔性顯示器的驅(qū)動電壓。由特定形狀的光掩模板膠囊化的液晶面板對于液晶裝置的像素控制也是很有利的。吸光層01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電極之間或者第一電極和第一取向?qū)又g，圖4、圖5、圖6是不同情況下的膽留型柔性顯示裝置的示意圖。圖4膽留型柔性顯示裝置，包括:吸光層101、第一柔性基板110、第二柔性下基板
120、第一電極130、第二電極140、第一取向?qū)?50、第二取向?qū)?60、液晶分子171、聚合物墻173。圖5膽留型柔性顯示裝置，包括:吸光層210、第一柔性基板210、第二柔性下基板220、第一電極230、第二電極240、第一取向?qū)?50、第二取向?qū)?60、液晶分子271、聚合物墻273。圖6膽留型柔性顯示裝置，包括:吸光層301、第一柔性基板310、第二柔性下基板320、第一電極330、第二電極340、第一取向?qū)?50、第二取向?qū)?60、液晶分子371、聚合物墻373。圖4、圖5和圖6膽留型柔性顯示裝置的膠囊化制備過程基本都相同。圖7表示了本發(fā)明膽留型柔性顯示裝置的一種典型的制備方法，包括:
步驟SI，在柔性基板上制作出透明電極，用以驅(qū)動膽留型柔性顯示裝置。步驟S2，在柔性基板電極一側(cè)涂布取向?qū)樱缤坎剂司埘０?、十八烷基丙二酸、苯甲酸衍生物、長鏈季銨鹽等其中一種的取向?qū)?，并在一定的條件下進行適當?shù)哪Σ寥∠蛱幚?，以使膽留型柔性顯示器在保持雙穩(wěn)態(tài)電光特性的情況下驅(qū)動電壓和對比度綜合性能達到最佳。步驟S3，貼盒處理，留下相對的兩側(cè)用于灌膠囊化膽留液晶混合物。步驟S4,在一定的比例配制膠囊化液晶混合物，混合物包括聚合物單體、光引發(fā)齊U、交聯(lián)劑以及膽甾液晶，配制時按重量比重嚴格配制，使膽甾型柔性液晶顯示裝置的光電性能、顯示及機械綜合性能達到最佳。步驟S5，將配制好的膠囊化液晶混合物灌注到液晶盒中，并用密封膠封盒處理。步驟S6，通過在特定的光掩模板下照射紫外光，使聚合物不斷聚合成聚合物高分子墻，并呈現(xiàn)出三角形桁架等特殊的膠囊化形狀，使微囊化后的膽留型柔性顯示裝置擁有很好的光電顯示和機械綜合性能。以上實施方式僅是用于說明本發(fā)明，而非對本發(fā)明的限制，有關技術領域的普通技術人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變化和變型，因此所有等同的技術方案也屬于本發(fā)明的范疇，本發(fā)明的專利保護范圍應由權利要求限定。
權利要求
1.一種膽留型柔性液晶顯示裝置，其特征在于:自下至上依次為第一柔性基板、第一電極、第一取向?qū)印⒕哂幸?guī)整結構聚合物墻的液晶混合物層、第二取向?qū)?、第二電極、第二柔性基板；此外還包括一吸光層，該吸光層位于位于第一柔性基板下面，或者位于第一柔性基板和第一電極之間，或者位于第一電極和第一取向?qū)又g。
2.根據(jù)權利要求1所述的膽留型柔性液晶顯示裝置，其特征在于:第一電極和第二電極均是能透光的透明電極，其材料為銦鋅氧化物、鋅氧化物、銦錫氧化物、錫氧化物透明物質(zhì)的導電層中的一種。
3.根據(jù)權利要求1所述的膽留型柔性液晶顯示裝置，其特征在于:第一取向?qū)雍偷诙∠驅(qū)硬牧戏謩e是聚酰胺、十八烷基丙二酸、苯甲酸衍生物、長鏈季銨鹽中的一種，在取向?qū)由嫌薪?jīng)過適當?shù)哪Σ廉a(chǎn)生的摩擦痕。
4.根據(jù)權利要求1所述的膽留型柔性液晶顯示裝置，其特征在于:具有規(guī)整結構聚合物墻的液晶混合物層，其由如下方法獲得:設計一特定結構的光掩模板，將該光掩模板置于柔性液晶顯示裝置上方，用紫外光照射光掩模板，紫外光通過光掩模板中的透光部分作用于液晶混合物，使液晶混合物中的單體和交聯(lián)劑在光引發(fā)劑的作用下發(fā)生聚合反應，形成特定形狀的聚合物墻，從而使液晶呈現(xiàn)出規(guī)整結構的膠囊形狀。
5.根據(jù)權利要求4所述的膽留型柔性液晶顯示裝置，其特征在于:特定結構的光掩模板為三角形祐1架結構，形成的聚合物墻也為三角形祐1架結構。
6.根據(jù)權利要求5所述的膽留型柔性液晶顯示裝置，其特征在于:液晶膠囊具有三角形桁架結構，其斜邊長度為10-500 μ m，聚合物墻的高度為f 20 μ m，聚合物墻寬度為5-50 μ m0
7.—種如權利要求1一6之一所述膽留型柔性液晶顯示裝置的制備方法，其特征在于具體步驟為: (I)在兩塊柔性基板上分別制作透明電極，用以驅(qū)動膽留型柔性顯示裝置； (2 )在兩塊柔性基板電極一側(cè)分別涂布取向?qū)樱⑦M行適當?shù)哪Σ寥∠蛱幚恚? (3)將經(jīng)過上述制作的兩塊柔性基板相對貼盒，中間為空腔，得到液晶盒，用于灌注膽留液晶混合物； (4)在真空環(huán)境下，利用毛細管效應，將配制好的液晶混合物灌注到液晶盒中，并用密封膠密封盒液晶盒；所述膽留液晶混合物，其組分包括聚合物單體、光引發(fā)劑、交聯(lián)劑、納米粒子以及膽留液晶； (5)使用規(guī)整結構的光掩模板，置于經(jīng)過上述處理的液晶盒上方，用紫外光照射光掩模板，紫外光通過光掩模板中的透光部分作用于液晶混合物，使聚合物不斷聚合成聚合物高分子墻，使液晶呈現(xiàn)出規(guī)整結構的膠囊形狀。
8.根據(jù)權利要求7所述膽留型柔性液晶顯示裝置的制備方法，其特征在于所述膽甾液晶混合物，按重量比例配制，其中液晶占混合物總重的40-90%;聚合物單體、光引發(fā)劑、交聯(lián)劑組成聚合物前體，聚合物前體的配比為:聚合物單體的重量百分含量為10-70%，光引發(fā)劑的重量百分含量為0.1-10 %，交聯(lián)劑的重量百分含量為1-30 %，總量滿足100 %。
全文摘要
本發(fā)明屬于液晶顯示技術領域，具體為一種膽甾型液晶膠囊的柔性顯示裝置及其制備方法。該裝置包括吸光層、第一柔性基板、第二柔性基板、第一電極、第二電極、第一取向?qū)?、第二取向?qū)?、有特殊結構聚合物墻的液晶混合物層。還提供了這種具有特殊規(guī)整結構的膽甾液晶膠囊的柔性顯示裝置制備方法。本發(fā)明利用特殊形狀的光掩模板，用光引發(fā)聚合物單體發(fā)生聚合反應形成聚合物墻的方法，對液晶分子進行膠囊化包裹，聚合物墻由許多規(guī)整的三角形桁架結構組成，這樣的形狀聚合物墻受力均勻，結構穩(wěn)定，柔性顯示裝置的機械性能明顯提高，且顯示性能也有所提高，從而提高了柔性顯示裝置的綜合性能。
文檔編號G02F1/1343GK103197476SQ20131011613
公開日2013年7月10日 申請日期2013年4月3日 優(yōu)先權日2013年4月3日
發(fā)明者許軍, 駱小軍, 顏竹君, 蔡林君 申請人:復旦大學