CN106908982A - 一种液晶面板的制作方法、液晶面板及其驱动方法 - Google Patents

一种液晶面板的制作方法、液晶面板及其驱动方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种液晶面板的制作方法、液晶面板及其驱动方法，利用第一紫外可聚合单体和第二紫外可聚合单体的聚合速率不同，使它们在紫外光作用下均形成高分子网络，以使近晶相液晶在高分子网络作用下形成液晶微滴，从而形成具有液晶微滴尺寸梯度分布的液晶面板，由于不同尺寸的液晶微滴需要的驱动电压不同，因此可液晶面板可以实现不同透光态的控制；并且由于加入了含有带电离子的表面活性剂，带电离子可实现液晶面板从透光态向散射态的转换，且近晶相液晶的粘度较大，当液晶面板为透光态或散射态时，液晶混合物中的各组分都是热力学稳定的状态，不施加电场时，液晶面板的透光态和散射态都是维持的，可以达到降低液晶面板的功耗。

Description

一种液晶面板的制作方法、液晶面板及其驱动方法
技术领域
本发明涉及显示技术领域，特别涉及一种液晶面板的制作方法、液晶面板及其驱动方法。
背景技术
目前，聚合物分散液晶薄膜是将具有双折射性质的液晶微滴均匀分散于连续的聚合物基体中形成的复合材料。当未对聚合物分散液晶薄膜施加电场时，液晶微滴的指向矢随机分布，由于光通过液晶微滴的有效折射率与通过聚合物基体的折射率不匹配，光线在液晶与聚合物的界面上发生多次反射和折射，聚合物分散液晶薄膜强烈散射入射光且呈乳白色的不透光态。当对聚合物分散液晶薄膜施加足够强的电场时，液晶微滴的指向矢沿电场方向排列，如果选用的液晶的寻常光折射率与聚合物的折射率匹配，光线直接透过聚合物分散液晶薄膜，而呈现透光态。虽然上述聚合物分散液晶薄膜可以实现不同状态的控制，但其透光态需要一直施加电场才能维持。
发明内容
本发明实施例提供一种液晶面板的制作方法、液晶面板及其驱动方法，用以实现降低液晶面板的功耗的问题。
因此，本发明实施例提供了一种液晶面板的制作方法，包括：
将近晶相液晶、第一紫外可聚合单体、与所述第一紫外可聚合单体对应的第一光引发剂、第二紫外可聚合单体、与所述第二紫外可聚合单体对应的第二光引发剂、紫外光吸收剂以及包含有带电离子的表面活性剂进行混合形成液晶混合物；其中，所述第一紫外可聚合单体在紫外光作用下形成高分子网络的速率小于所述第二紫外可聚合单体在紫外光作用下形成高分子网络的速率；
将所述液晶混合物添加到第一导电基板上，将所述第一导电基板和第二导电基板对盒；
采用紫外光从所述第一导电基板背离所述第二导电基板一侧或从所述第二导电基板背离所述第一导电基板一侧照射所述对盒后的第一导电基板和第二导电基板，使所述第一紫外可聚合单体和所述第二紫外可聚合单体在紫外光作用下均形成高分子网络，以使所述液晶混合物中的所述近晶相液晶在所述高分子网络的作用下形成液晶微滴，且所述液晶微滴的尺寸沿所述液晶面板的盒厚方向呈梯度分布。
较佳地，在本发明实施例提供的上述制作方法中，在所述液晶混合物中：所述近晶相液晶的质量百分比为40％～60％、所述第一紫外可聚合单体的质量百分比为20％～40％、所述第一光引发剂的质量百分比为1％～5％、所述第二紫外可聚合单体的质量百分比为40％～60％、所述第二光引发剂的质量百分比为2％～6％、所述紫外光吸收剂的质量百分比为1％～2.8％以及所述包含有带电离子的表面活性剂的质量百分比为0.1％～0.5％。
较佳地，在本发明实施例提供的上述制作方法中，所述第一紫外可聚合单体为环氧聚合单体。
较佳地，在本发明实施例提供的上述制作方法中，所述环氧聚合单体为乙二醇二缩水甘油醚。
较佳地，在本发明实施例提供的上述制作方法中，所述第二紫外可聚合单体为丙烯酸酯聚合单体。
较佳地，在本发明实施例提供的上述制作方法中，所述丙烯酸酯聚合单体为1,4-丁二醇二丙烯酸酯或3,5,5-三甲基己酸。
较佳地，在本发明实施例提供的上述制作方法中，所述包含有带电离子的表面活性剂为2,3,5,6-四氰基醌、溴化十六烷基三甲基铵或四丁基氯化铵。
较佳地，在本发明实施例提供的上述制作方法中，所述采用紫外光从所述第一导电基板背离所述第二导电基板一侧或从所述第二导电基板背离所述第一导电基板一侧照射所述对盒后的第一导电基板和第二导电基板，具体为：
采用光强度为0.8-25mW/cm2的紫外光在20℃-60℃的环境下从所述第一导电基板背离所述第二导电基板一侧或从所述第二导电基板背离所述第一导电基板一侧照射所述对盒后的第一导电基板和第二导电基板15-80分钟。
相应地，本发明实施例还提供了一种液晶面板，通过本发明实施例提供的上述任一所述的制作方法制作；其中，所述液晶面板中的近晶相液晶在高分子网络的作用下形成液晶微滴，且所述液晶微滴的尺寸沿所述液晶面板盒厚方向呈梯度分布。
相应地，本发明实施例还提供了一种液晶面板的驱动方法，包括：
当需要所述液晶面板为透光状态时，向所述液晶面板施加大于预设值的电压直到所述液晶面板达到要求的透光状态后停止，且施加的电压越大，所述液晶面板的透光率越高；
当需要所述液晶面板为散射状态时，向所述液晶面板施加小于或等于预设值的电压，直到所述液晶面板为散射态后停止。
本发明实施例提供的液晶面板的制作方法、液晶面板及其驱动方法，通过利用第一紫外可聚合单体和第二紫外可聚合单体的聚合速率不同，使第一紫外可聚合单体和第二紫外可聚合单体在紫外光作用下均形成高分子网络，以使近晶相液晶在高分子网络作用下形成液晶微滴，从而形成具有液晶微滴尺寸呈梯度分布的液晶面板，由于不同尺寸的液晶微滴需要的驱动电压不同，因此可液晶面板可以实现不同透光率的透光态；并且由于加入了含有带电离子的表面活性剂，带电离子可实现液晶面板从透光态向散射态的转换，且近晶相液晶的粘度较大，当液晶面板为透光态或散射态时，液晶混合物中的各组分都处于热力学稳定的状态，在不施加电压时，液晶面板的透光态和散射态都是维持的，从而可以达到降低液晶面板的功耗。
附图说明
图1为本发明实施例提供的液晶面板的制作方法流程图；
图2为本发明实施例提供的不加电的液晶面板的结构示意图；
图3a为本发明实施例提供的加电的液晶面板的结构示意图之一；
图3b为本发明实施例提供的加电的液晶面板的结构示意图之二；
图3c为本发明实施例提供的加电的液晶面板的结构示意图之三；
图4为本发明实施例提供的加电的液晶面板的结构示意图之四。
具体实施方式
为了使本发明的目的，技术方案和优点更加清楚，下面结合附图，对本发明实施例提供的液晶面板的制作方法、液晶面板及其驱动方法的具体实施方式进行详细地说明。
附图中各层薄膜厚度和形状不反映彩膜导电柔性基底的真实比例，目的只是示意说明本发明内容。
本发明实施例提供了一种液晶面板的制作方法，如图1所示，包括：
S101、将近晶相液晶、第一紫外可聚合单体、与第一紫外可聚合单体对应的第一光引发剂、第二紫外可聚合单体、与第二紫外可聚合单体对应的第二光引发剂、紫外光吸收剂以及包含有带电离子的表面活性剂进行混合形成液晶混合物；其中，第一紫外可聚合单体在紫外光作用下形成高分子网络的速率小于第二紫外可聚合单体在紫外光作用下形成高分子网络的速率；
S102、将液晶混合物添加到第一导电基板上，将第一导电基板和第二导电基板对盒；
S103、采用紫外光从第一导电基板背离第二导电基板一侧或从第二导电基板背离第一导电基板一侧照射对盒后的第一导电基板和第二导电基板，使第一紫外可聚合单体和第二紫外可聚合单体在紫外光作用下均形成高分子网络，以使液晶混合物中的近晶相液晶在高分子网络的作用下形成液晶微滴，且液晶微滴的尺寸沿所述液晶面板的盒厚方向呈梯度分布。
本发明实施例提供的液晶面板的制作方法，通过利用第一紫外可聚合单体和第二紫外可聚合单体的聚合速率不同，使第一紫外可聚合单体和第二紫外可聚合单体在紫外光作用下均形成高分子网络，以使液晶混合物中的近晶相液晶在高分子网络的作用下形成液晶微滴，由于液晶面板在盒厚方向上与紫外光之间的距离是逐渐变化的，因此紫外光强度在形成的液晶面板的厚度方向上呈梯度分布。同时由于第一紫外可聚合单体的聚合速率小于第二紫外可聚合单体的聚合速率，液晶面板紫外光一侧的紫外光强度大，第二紫外可聚合单体聚合速率快，则消耗的快，从而使第二紫外可聚合单体从背向光一侧向面向光一侧扩散，因此，液晶面板面向光一侧形成富集第二紫外可聚合单体的高分子网络，背向光一侧形成富集第一紫外可聚合单体的高分子网络，从而液晶混合物中的近晶相液晶在高分子网络的作用下形成液晶微滴，液晶微滴的尺寸大小由液晶分子的扩散和紫外可聚合单体的聚合竞争决定，在液晶面板面向光一侧，由于液晶分子扩散聚集的液晶微滴尺寸的变大被第二紫外可聚合单体的快速聚合所阻碍，从而在液晶面板的厚度方向上形成了尺寸呈梯度分布的液晶微滴，即液晶面板背向光一侧的液晶微滴的尺寸大于面向光一侧的液晶微滴的尺寸。
由于不同尺寸的液晶微滴需要的驱动电压不同，因此施加不同的驱动电压可以使液晶面板中发生偏转的液晶微滴的数目不同，从而可以使液晶面板实现透光率不同的透光态。并且液晶混合物中还加入了包含有带电离子的表面活性剂，由于带电离子在低频电场下可以来回运动，带电离子的运动可以改变液晶分子的排列状态，即液晶分子的指向矢随机分布，入射光通过液晶面板时呈散射态；而在高频电场下，电场方向改变非常快，带电离子不发生运动，液晶分子的指向矢沿电场方向排列，入射光直接透过液晶面板，即液晶面板呈透光态，因此带电离子的加入可以实现将显示面板从透光态向散射态的转换。
并且，本发明采用的是近晶相液晶，其粘度相对较大，当液晶面板为透光态或散射态时，液晶混合物中的各组分都处于热力学稳定的状态，因此液晶面板在不施加电压时，液晶面板的透光态和散射态都是维持的，不需要一直施加电压，从而可以达到降低液晶面板的功耗。
具体实施时，在本发明实施例提供的上述制作方法中，在液晶混合物中：近晶相液晶的质量百分比为40％～60％、第一紫外可聚合单体的质量百分比为20％～40％、第一光引发剂的质量百分比为1％～5％、第二紫外可聚合单体的质量百分比为40％～60％、第二光引发剂的质量百分比为2％～6％、紫外光吸收剂的质量百分比为1％～2.8％以及包含有带电离子的表面活性剂的质量百分比为0.1％～0.5％时效果较佳，在此不作限定。
具体实施时，在本发明实施例提供的上述制作方法中，第一紫外可聚合单体为环氧聚合单体。
较佳地，具体实施时，在本发明实施例提供的上述制作方法中，环氧聚合单体可以为乙二醇二缩水甘油醚(EGDE)，在此不作限定。
具体实施时，在本发明实施例提供的上述制作方法中，第二紫外可聚合单体为丙烯酸酯聚合单体。这样，可以使第二紫外可聚合单体在紫外光作用下形成高分子网络的速率远大于第一紫外可聚合单体在紫外光作用下形成高分子网络的速率。
较佳地，具体实施时，在本发明实施例提供的上述制作方法中，丙烯酸酯聚合单体可以为1,4-丁二醇二丙烯酸酯(BDDA)，或3,5,5-三甲基己酸(TMHA)，在此不作限定。
具体实施时，在本发明实施例提供的上述制作方法中，包含有带电离子的表面活性剂为包含有带电离子的盐类，在此不作限定。
进一步地，具体实施时，在本发明实施例提供的上述制作方法中，包含有带电离子的表面活性剂为2,3,5,6-四氰基醌、溴化十六烷基三甲基铵或四丁基铵过氯酸盐。这样当显示面板为稳定的透光态时，若想使其变为散射态，则可以对显示面板施加低频电场，带电离子在低频电场下可以来回运动，可以将液晶分子在透光态时的有序排列状态改变为无序状态，从而实现将显示面板从稳定的透光态向散射态的转换。而当对显示面板施加高频电场时，由于高频电场的转换方向非常快，带电离子还没来得及运动电场的方向就已经发生变化，即相当于在施加高频电场时带电离子是不移动的。
具体实施时，在本发明实施例提供的上述制作方法中，第一光引发剂为三芳基硫鎓盐(UVI6976)，在此不作限定。
具体实施时，在本发明实施例提供的上述制作方法中，第二光引发剂为安息香双甲醚(Igacure 651)，在此不作限定。
具体实施时，在本发明实施例提供的上述制作方法中，采用紫外光从第一导电基板背离第二导电基板一侧或从第二导电基板背离第一导电基板一侧照射对盒后的第一导电基板和第二导电基板，具体为：
采用光强度为0.8-25mW/cm2的紫外光在20℃-60℃的环境下从第一导电基板背离第二导电基板一侧或从第二导电基板背离第一导电基板一侧照射对盒后的第一导电基板和第二导电基板15-80分钟时效果较佳，在此不作限定。
具体实施时，在本发明实施例提供的上述制作方法中，可以采用卷对卷或旋涂的方式将液晶混合物添加到第一导电基板上，在此不作限定。
具体实施时，在本发明实施例提供的上述制作方法中，第一导电基板和第二导电基板均可以为柔性导电基板。
进一步地，具体实施时，在本发明实施例提供的上述制作方法中，柔性导电基板由柔性基底以及设置在柔性基底面向液晶层一侧的导电层组成，其中柔性基底的材料可以为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PUT)、聚酰亚胺(PI)或聚萘二甲酸乙二醇酯(PUN)，在此不作限定。
进一步地，具体实施时，在本发明实施例提供的上述制作方法中，导电层可以为氧化铟锡(ITO)或氧化铟锌(IZO)，在此不作限定。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种液晶面板，该液晶面板是通过上述的制作方法制作；其中，液晶面板中的近晶相液晶在高分子网络的作用下形成液晶微滴，且液晶微滴的尺寸沿液晶面板盒厚方向呈梯度分布。如图2所示，该液晶面板具体包括第一导电基板01和第二导电基板02，以及位于第一导电基板01和第二导电基板02之间的沿液晶面板的盒厚方向尺寸呈梯度分布的液晶微滴，本发明以紫外光从第二导电基板02一侧照射形成的液晶面板为例，即越靠近第一导电基板01，液晶微滴的尺寸越大，例如图中示意的较小尺寸的液晶微滴1、次大尺寸的液晶微滴2以及较大尺寸的液晶微滴3。
本发明实施例提供的上述液晶面板，由于不同尺寸的液晶微滴需要的驱动电压不同，因此施加不同的驱动电压可以使液晶面板中发生偏转的液晶微滴的数目不同，从而可以使液晶面板实现透光率不同的透光态。并且液晶混合物中还加入了包含有带电离子的表面活性剂，由于带电离子在低频电场下可以来回运动，带电离子的运动可以改变液晶分子的排列状态，即液晶分子的指向矢随机分布，入射光通过液晶面板时呈散射态；而在高频电场下，电场方向改变非常快，带电离子不发生运动，液晶分子的指向矢沿电场方向排列，入射光直接透过液晶面板而呈现透光态，因此带电离子的加入可以实现将显示面板从透光态向散射态的转换。
并且，本发明采用的是近晶相液晶，其粘度相对较大，当液晶面板为透光态或散射态时，液晶混合物中的各组分都处于热力学稳定的状态，因此液晶面板在不施加电压时，液晶面板的透光态和散射态都是维持的，不需要一直施加电压，从而可以达到降低液晶面板的功耗。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种液晶面板的驱动方法，该液晶面板是本发明实施例提供的上述液晶面板，该驱动方法包括：
当需要液晶面板为透光状态时，向液晶面板施加电压使第一导电基板和第二导电基板之间形成直流电场或高频电场，直到液晶面板达到要求的透光状态后停止施加电压，且施加的电压越大，液晶面板的透光率越高；
当需要液晶面板为散射状态时，向液晶面板施加电压使第一导电基板和第二导电基板之间形成低频电场，直到液晶面板为散射态后停止。
在具体实施时，在本发明实施例提供的驱动方法中，高频电场的频率一般要大于1000赫兹。
在具体实施时，在本发明实施例提供的驱动方法中，低频电场的频率一般要小于100赫兹。
下面以图2所示的液晶面板为例，结合驱动方法具体说明本发明实例提供的液晶面板的状态。
第一种情况，向液晶面板施加电压使第一导电基板和第二导电基板之间形成直流电场或高频电场，直到液晶面板达到要求的透光状态后停止施加电压。假设施加的电压分别为U1、U2、U3，且U1<U2<U3。
如图3a所示，当施加第一电压U1时，则在第一导电基板01和第二导电基板02之间形成第一电场E1，由于施加的第一电压U1相对较小，第一电场E1的强度相对较弱，因此液晶面板中只有较大尺寸的液晶微滴3沿电场方向发生偏转；
如图3b所示，当施加第二电压U2时，则在第一导电基板01和第二导电基板02之间形成第二电场E2，由于施加的第二电压U2相对较大，电场第二E2的强度增加，因此液晶面板中较大尺寸的液晶微滴3和次大尺寸的液晶微滴2均沿电场方向发生偏转；
如图3c所示，当施加第三电压U3时，则在第一导电基板01和第二导电基板02之间形成第三电场E3，由于施加的第三电压U3相对更大，第三电场E3的强度较大，因此液晶面板中发生偏转的液晶微滴的数目更多，图3c以液晶微滴全部发生偏转为例，因此较小尺寸的液晶微滴1、次大尺寸的液晶微滴2和较大尺寸的液晶微滴3均沿电场方向发生偏转。
因此，在本发明实施例提供的上述液晶面板中，施加不同的驱动电压可以使液晶面板实现透光率不同的透光态。
第二种情况，当需要液晶面板为散射状态时，向液晶面板施加电压使第一导电基板和第二导电基板之间形成低频电场，直到液晶面板为散射态后停止。如图4所示，假设施加电压U，在第一导电基板01和第二导电基板02之间形成低频电场E，由于带电离子在低频电场下可以来回运动，带电离子的运动可以改变液晶分子的排列状态，即液晶分子的指向矢随机分布，光线在液晶面板内发生多次反射和折射，液晶面板出光侧的光是散射状态，即液晶面板呈散射态。
并且，由于在高频电场下，电场方向改变非常快，带电离子不发生运动，液晶分子的指向矢沿电场方向排列，入射光直接透过液晶面板，即液晶面板呈现透光态，因此带电离子的加入可以实现将显示面板从透光态向散射态的转换。
并且，本发明实施例采用的是近晶相液晶，其粘度相对较大，当液晶面板为上述实施例提供的透光态或散射态时，液晶混合物中的各组分都处于热力学稳定的状态，因此液晶面板在不施加电压时，液晶面板的透光态和散射态都是维持的，不需要一直施加电压，从而可以达到降低液晶面板的功耗。
本发明实施例提供的液晶面板的制作方法、液晶面板及其驱动方法，通过利用第一紫外可聚合单体和第二紫外可聚合单体的聚合速率不同，使第一紫外可聚合单体和第二紫外可聚合单体在紫外光作用下均形成高分子网络，以使近晶相液晶在高分子网络作用下形成液晶微滴，从而形成具有液晶微滴尺寸呈梯度分布的液晶面板，由于不同尺寸的液晶微滴需要的驱动电压不同，因此可液晶面板可以实现不同透光率的透光态；并且由于加入了含有带电离子的表面活性剂，带电离子可实现液晶面板从透光态向散射态的转换，且近晶相液晶的粘度较大，当液晶面板为透光态或散射态时，液晶混合物中的各组分都处于热力学稳定的状态，在不施加电压时，液晶面板的透光态和散射态都是维持的，从而可以达到降低液晶面板的功耗。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。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 (10)

1.一种液晶面板的制作方法，其特征在于，包括：
将近晶相液晶、第一紫外可聚合单体、与所述第一紫外可聚合单体对应的第一光引发剂、第二紫外可聚合单体、与所述第二紫外可聚合单体对应的第二光引发剂、紫外光吸收剂以及包含有带电离子的表面活性剂进行混合形成液晶混合物；其中，所述第一紫外可聚合单体在紫外光作用下形成高分子网络的速率小于所述第二紫外可聚合单体在紫外光作用下形成高分子网络的速率；
将所述液晶混合物添加到第一导电基板上，将所述第一导电基板和第二导电基板对盒；
采用紫外光从所述第一导电基板背离所述第二导电基板一侧或从所述第二导电基板背离所述第一导电基板一侧照射所述对盒后的第一导电基板和第二导电基板，使所述第一紫外可聚合单体和所述第二紫外可聚合单体在紫外光作用下均形成高分子网络，以使所述液晶混合物中的所述近晶相液晶在所述高分子网络的作用下形成液晶微滴，且所述液晶微滴的尺寸沿所述液晶面板的盒厚方向呈梯度分布。
2.如权利要求1所述的制作方法，其特征在于，在所述液晶混合物中：所述近晶相液晶的质量百分比为40％～60％、所述第一紫外可聚合单体的质量百分比为20％～40％、所述第一光引发剂的质量百分比为1％～5％、所述第二紫外可聚合单体的质量百分比为40％～60％、所述第二光引发剂的质量百分比为2％～6％、所述紫外光吸收剂的质量百分比为1％～2.8％以及所述包含有带电离子的表面活性剂的质量百分比为0.1％～0.5％。
3.如权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述第一紫外可聚合单体为环氧聚合单体。
4.如权利要求3所述的制作方法，其特征在于，所述环氧聚合单体为乙二醇二缩水甘油醚。
5.如权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述第二紫外可聚合单体为丙烯酸酯聚合单体。
6.如权利要求5所述的制作方法，其特征在于，所述丙烯酸酯聚合单体为1,4-丁二醇二丙烯酸酯或3,5,5-三甲基己酸。
7.如权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述包含有带电离子的表面活性剂为2,3,5,6-四氰基醌、溴化十六烷基三甲基铵或四丁基氯化铵。
8.如权利要求1-7任一项所述的制作方法，其特征在于，所述采用紫外光从所述第一导电基板背离所述第二导电基板一侧或从所述第二导电基板背离所述第一导电基板一侧照射所述对盒后的第一导电基板和第二导电基板，具体为：
采用光强度为0.8-25mW/cm2的紫外光在20℃-60℃的环境下从所述第一导电基板背离所述第二导电基板一侧或从所述第二导电基板背离所述第一导电基板一侧照射所述对盒后的第一导电基板和第二导电基板15-80分钟。
9.一种液晶面板，其特征在于，通过如权利要求1-8任一项所述的制作方法制作；其中，所述液晶面板中的近晶相液晶在高分子网络的作用下形成液晶微滴，且所述液晶微滴的尺寸沿所述液晶面板盒厚方向呈梯度分布。
10.一种如权利要求9所述的液晶面板的驱动方法，其特征在于，包括：
当需要所述液晶面板为透光状态时，向所述液晶面板施加大于预设值的电压直到所述液晶面板达到要求的透光状态后停止，且施加的电压越大，所述液晶面板的透光率越高；
当需要所述液晶面板为散射状态时，向所述液晶面板施加小于或等于预设值的电压，直到所述液晶面板为散射态后停止。
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