液晶面板、显示装置及液晶面板的制造方法

(19)中华人民共和国国家知识产权局

(12)发明专利说明书

(21)申请号 CN2.4

(22)申请日 2013.03.18

(71)申请人 北京京东方光电科技有限公司

地址 100176 北京市大兴区经济技术开发区西环中路8号

(72)发明人 郭仁炜

(74)专利代理机构 北京同达信恒知识产权代理有限公司

代理人 杜秀科

(51)

G02F1/1334

G02F1/1337

G02F1/1333

C09K19/38

(10)申请公布号 CN 103207469 A

(43)申请公布日 2013.07.17

权利要求说明书 说明书 幅图

(54)发明名称

液晶面板、显示装置及液晶面板的

制造方法

(57)摘要

本发明涉及液晶显示技术领域，公

开了一种液晶面板、显示装置及液晶面板

的制造方法，所述液晶面板，包括对盒的

阵列基板和彩膜基板，以及设置于所述阵

列基板和所述彩膜基板之间的液晶层，所

述液晶层包括：双频液晶和锚定双频液晶

的高分子网络，其中，所述高分子网络由

具有液晶性的紫外可聚合单体进行聚合反

应形成。采用本发明技术方案，由于在液

晶层中采用具有液晶性的高分子网络来锚

定双频液晶，因此，可以诱导双频液晶分

子的排列，从而可以将双频液晶应用于液

晶面板中，进而提高了对液晶面板内液晶

分子的可控性操作，优化了液晶面板的显

示。

法律状态

法律状态公告日

法律状态信息

未缴年费专利权终止IPC(主分

类):G02F 1/1334专利

2023-03-03

号:ZL2申请

日:20130318授权公告

日:20160127

法律状态

专利权的终止

权 利 要 求 说 明 书

1.一种液晶面板，包括对盒的阵列基板和彩膜基板，以及设置于所述阵

液

列基板和所述彩膜基板之间的液晶层，其特征在于，所述液晶层包括：双频

晶和锚定双频液晶的高分子网络，其中，所述高分子网络由具

可聚合单体进行聚合反应形成。 有液晶性的紫外

2.如权利要求1所述的液晶面板，其特征在于，所述具有液晶性的紫外

其中，n=3，4，5，6，7，8。

3.如权利要求1所述的液晶面板，其特征在于，所述双频液晶为多种含

4.如权利要求3所述的液晶面板，其特征在于，所述混合液晶中含氟基

和其中，n=3，4，

5.如权利要求4所述的液晶面板，其特征在于，在所述混合液晶中每一

种含氟基的双频液晶分子的质量分数范围为5%～15%。

5，6，7，8。

的双频液晶分子包括：

氟基的双频液晶分子混合形成的混合液晶。

可聚合单体的化学结构式为：

6.如权利要求5所述的液晶面板，其特征在于，在所述混合液晶中每一

7.如权利要求1～6中任一项所述的液晶面板，其特征在于，还包括：设

基

8.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求1～7中任一项所述的液

9.一种液晶面板的制造方法，其特征在于，包括：

将质量分数为90%～98%的双频液晶、质量分数为1～9%的具有液晶性的紫

合

将所述混合物进行脱泡；

将脱泡后的混合物滴加到阵列基板上，将封框胶涂覆到彩膜基板上，并进

行真空对盒，形成液晶盒；

外可聚合单体，以及质量分数为0.1%～1%的光引发剂进行避光混合形成混

物；

晶面板。

种含氟基的双频液晶分子的质量分数为12.5%。

置于所述彩膜基板面向液晶层一面的第一平行取向层，以及设置于所述阵列

板面向液晶层一面的第二平行取向层。

将所述液晶盒进行紫外光照射，使所述具有液晶性的紫外可聚合单体聚合

将紫外光照射后的液晶盒进行加热。

10.如权利要求9所述的液晶面板的制造方法，其特征在于，所述紫外光

11.如权利要求9所述的液晶面板的制造方法，其特征在于，所述将混合

12.如权利要求9～11任一项所述的液晶面板的制造方法，其特征在于，

前

形成高分子网络；

照射强度为1～80mW/cm²，照射时间为5～200分钟。

物进行脱泡，其脱泡时间为1～3小时。

在所述将脱泡后的混合物滴加到阵列基板上，将封框胶涂覆到彩膜基板上之

还包括：分别对阵列基板和彩膜基板进行平行取向处理。

说 明 书

技术领域

本发明涉及液晶显示技术领域，特别是涉及一种液晶面板、显示装置及液

背景技术

在平板显示装置中，薄膜晶体管液晶显示器（Thin Film Transistor Liquid

和

Crystal Display，简称TFT-LCD）具有体积小、功耗低、制造成本相对较低

无辐射等特点，在当前的平板显示器市场占据了主导地位。目前，

显示模式主要有TN（Twisted Nematic，扭曲向列）模式、VA

垂直取向）模式、IPS（In-Plane Switching，平

（ADvanced Super Dimension Switch，高

晶面板的制造方法。

TFT-LCD的

（Vertical Alignment，

面方向转换）模式和AD-SDS

级超维场转换，简称ADS）模式等。

其中，基于ADS模式的显示器通过同一平面内公共电极边缘所产生的电

共

场以及公共电极层与板状电极层间产生的电场形成多维电场，使液晶盒内公

电极间、电极正上方所有取向的液晶分子都能够产生旋转，从而提高

作效率并增大了透光效率。高级超维场转换技术可以提高

面品质，具有高分辨率、高透过率、低功耗、宽视角、

挤压水波纹（push Mura）等优点。

了液晶工

TFT-LCD产品的画

高开口率、低色差、无

液晶按照分子排列种类的不同可以分为向列相液晶、近晶相液晶和胆甾相

液晶等。目前在TFT-LCD中向列相液晶应用较多，其他几种液晶应用较少。

向列相液晶又可以分为正性向列相液晶、负性向列相液晶和双频液晶。

基团在棒状液晶分子长轴一端时，液晶介电常数（Δε）大于0，

当吸电基团在棒状液晶分子短轴方向时，Δε小于0，

当吸电

液晶呈正性；

液晶呈负性。正性向列相 液晶多用于TN、ADS、IPS等显示模式中，负

中。而对于双

其在高

性向列相液晶则用在VA等模式

频液晶，其在低频电场的作用下，Δε大于0，液晶呈介电正性；

频电场的作用下，Δε小于0，液晶呈介电负性。由于双频液晶随电场频

应

发明内容

本发明的目的是提供一种液晶面板、显示装置及液晶面板的制造方法，用

现

本发明液晶面板，包括对盒的阵列基板和彩膜基板，以及设置于所述阵列

液

基板和所述彩膜基底之间的液晶层，所述液晶层包括：双频液晶和锚定双频

晶的高分子网络，其中，所述高分子网络由具有液晶性的紫外可聚合

聚合反应形成。

以使控制双频液晶分子的排列，从而将双频液晶应用于液晶显示中，进而实

对液晶分子的可控性操作，优化液晶显示屏的显示。

率的变化会呈现不同的电性，双频液晶分子排列可能会出现异常，因此难以

用于液晶显示中。

单体进行

优选的，所述具有液晶性的紫外可聚合单体的化学结构式为：

其中，n=3，4，5，6，7，8。

优选的，所述双频液晶为多种含氟基的双频液晶分子混合形成的混合液

较佳的，所述混合液晶中含氟基的双频液晶分子包括：

和其中，n=3，4，

5，6，7，8。

晶。

较佳的，在所述混合液晶中上述的每一种含氟基的双频液晶分子的质量分

较佳的，在所述混合液晶中上述的每一种含氟基的双频液晶分子的质量分

优选的，上述的液晶面板，还包括：设置于所述彩膜基板面向液晶层一面

向

本发明上述的液晶面板特别适合应用于高级超维场转换模式。

本发明还涉及一种显示装置，包括上述的液晶面板。

本发明还涉及一种液晶面板的制造方法，包括：

将质量分数为90%～98%的双频液晶、质量分数为1～9%的具有液晶性的紫

外可聚合单体，以及质量分数为0.1%～1%的光引发剂

物；

的第一平行取向层，以及设置于所述阵列基板面向液晶层一面的第二平行取

层。

数为12.5%。

数范围为5%～15%。

进行避光混合形成混合

将所述混合物进行脱泡；

将脱泡后的混合物滴加到阵列基板上，将封框胶涂覆到彩膜基板上，并进

将所述液晶盒进行紫外光照射，使所述具有液晶性的紫外可聚合单体聚合

将紫外光照射后的液晶盒进行加热。

形成高分子网络；

行真空对盒，形成液晶盒；

优选的，所述紫外光照射强度为1～80mW/cm²，照射时间为5～200

分钟。

优选的，所述将混合物进行脱泡，其脱泡时间为1～3小时。

优选的，在所述将脱泡后的混合物滴加到阵列基板上，将封框胶涂覆到彩

在本发明液晶面板中，由于在液晶层中采用高分子网络来锚定双频液晶，

诱

并且所述高分子网络由具有液晶性的紫外可聚合单体聚合形成，因此，可以

导双频液晶分子的排列，从而可以将双频液晶应用于液晶面板中，进

对面板内液晶分子的可控性操作，优化了液晶面板的显示。

膜基板上之前还包括：分别对阵列基板和彩膜基板进行平行取向处理。

而提高了

附图说明

图1为本发明未通电状态时ADS模式的液晶面板结构示意图；

图2为本发明通电状态时ADS模式的液晶面板结构示意图；

图3为本发明ADS模式液晶面板的液晶层的偏光显微镜图；

图4为本发明ADS模式液晶面板的电压和透过率关系曲线图。

附图标记：

1-彩膜基板 2-第一平行取向层 3-双频液晶 4-高分子网络

5-第二平行取向层 6-公共电极 7-绝缘层 8-像素电极

9-透明基板 10-阵列基板

具体实施方式

为了将双频液晶应用于液晶显示中，进而优化液晶面板的显示，本发明提

过

供了一种液晶面板、显示装置及液晶面板的制造方法。在该技术方案中，通

在液晶层中采用具有液晶性的紫外可聚合单体形成的高分子网络来锚

液晶，可以诱导双频液晶分子排列，从而将双频液晶应用到液

优化了液晶面板的显示。

定双频

晶显示中，进而

如图1所示，图1为本发明未通电状态时ADS模式的液晶面板结构示意

图。本发明液晶面板，包括对盒的阵列基板10和彩膜基板1，以及设置于

基板10和彩膜基板1之间的液晶层，所述液晶层包括：双频液晶3

频液晶的高分子网络4，其中，所述高分子网络4由具有液晶

单体进行聚合反应形成。

阵列

和锚定双

性的紫外可聚合

在本发明实施例中，在液晶层中采用由具有液晶性的紫外可聚合单体进行

分

聚合反应形成的高分子网络将双频液晶分子进行锚定，由于具有液晶性的高

子网络可以与双频液晶通过分子间作用力相互作用，从而使双频液晶

排列成平行取向结构，并且限定了双频液晶分子在上下、左右、

动，因此，使得双频液晶可以应用于液晶显示中；由于

场下呈现介电正性并且液晶显示通常在低频条件

场下将其应用于TN模式、IPS模式或

板中，优选的，可以将其应用于

频液晶分子的长轴随电场线

分子能够

前后方向的滑

双频液晶可以在低频电

下进行，因此，可以在低频电

ADS模式等可以采用正性液晶的液晶面

ADS模式的液晶面板，在ADS显示模式中双

切线的方向进行排列；如果双频液晶分子取向出现 异常，也可以施加高

轴垂直于电场

行取向

频电场，这时双频液晶呈现介电负性，双频液晶分子的长

线切线的方向进行排列，可以有助于双频液晶分子恢复初始的平

结构。本发明所述低频电场的频率大于100赫兹并且小于2000赫兹，

性

所述高频电场的频率≥2000赫兹并且≤30000赫兹。通过外部电场频率的变化

能够控制双频液晶分子的排列，从而能够人为地对面板内液晶分子进行可控

操作，优化液晶面板的显示。此外，由于

此，在施加低频电场后，双频液晶

需要的角度，提高了双频液

间。

双频液晶被锚定在高分子网络中，因

分子能够在电场的作用下快速的发生转动到

晶分子的响应速度，进而缩短了显示装置的反应时

优选的，所述具有液晶性的紫外可聚合单体的化学结构式为：

其中，n=3，4，5，6，7，8。

在本发明实施例中，具有液晶性的紫外可聚合单体可以有多种，它可以在

体

紫外光照射下形成高分子网络，如分子的端位为碳碳双键结构，并且这种单

需要具有液晶性，可以更好地溶解于液晶分子中，并且具有液晶性的

和液晶分子一样，在不同取向剂的作用下单体可以呈现不同的

晶性的紫外可聚合单体形成高分子网络后，可以通过锚

双频液晶分子的排列。优选的，本实施例中可以

子作为具有液晶性的紫外可聚合单体，其

以对该单体做不同结构的改进，只

都可以。在该单体中，n=3

氧基)苯甲酰氧基)-2-

基丁氧基)苯

酰氧基

单体可以

取向，当具有液

定力的作用固定其内部

采用化学结构式为 的分

中，n=3，4，5，6，7，8。当然，可

要不影响其液晶性和形成高分子网络的特性

时，该单体的化学名称为1,4-双(4-(6’-丙烯酰氧基丙

甲苯；n=4时，该单体的化学名称为1,4-双(4-(6’-丙烯酰氧

甲酰氧基)-2-甲苯；n=5时，该单体的化学名称为1,4-双(4-(6’-丙烯

戊氧基)苯甲酰氧基)-2-甲苯；n=6时，该单体的化学名称为1,4-双(4-(6’-

双

丙烯酰氧基己氧基)苯甲酰氧基)-2-甲苯；n=7时，该单体的化学名称为1,4-

(4-(6’-丙烯酰氧基庚氧基)苯甲酰氧基)-2-甲苯；n=8时，该单体的化

1,4-双(4-(6’-丙烯酰氧基辛氧基)苯甲酰氧基)-2-甲苯。 学名称为

优选的，所述双频液晶为多种含氟基的双频液晶分子混合形成的混合液

双频液晶结构长轴分布以苯环、环己烷和酯基（也可以为醚键）组合，分

子

晶。

子中间的苯环上可以采用氟官能团、氯官能团等吸电基团，这种结构液晶分

短轴上具有吸电基团，呈双频液晶特性。优选的，可以采用含氟基的

分子。由于单一种类的双频液晶分子溶点较高，不适于作为液

子来使用，因此，可以采用多种含氟基的双频液晶分子

于液晶面板的液晶层。

双频液晶

晶面板的液晶分

进行混合形成的混晶用

较佳的，所述混合液晶中含氟基的双频液晶分子包括：

和其中，

n=3，4，5，6，7，8。

在本发明实施例中，对于上述的八种含氟基的双频液晶分子，每一种中n

都可以取3，4，5，6，7，8，在上述八种含氟基的双频液晶分子形成混晶

每一种含氟基的双频液晶分子中n的取值可以不同，优选的，形成混

含氟基的双频液晶分子n的取值一致。这八种含氟基的双频液

度范围为-30℃-80℃。

时，

晶的八种

晶分子的显示温

优选的，在所述混合液晶中每一种含氟基的双频液晶分子的质量分数范围

为5%～15%，较佳的，在所述混合液晶中每一种含氟基的双频液晶分子的

分数为12.5%。 质量

在本发明实施例中，混晶中每一种含氟基的双频液晶分子的质量分数范围

可以为5%～15%，例如，对于n=5时，上述八种含氟基的双频液晶分子的

分数分别为5%，11%，14%，15%，13%，14%，15%，13%；n=6

种含氟基的双频液晶分子的质量分数分别为15%，8%，10%，

12%，13%；n=4时，上述八种含氟基的双频液晶分子

10%，15%，10%，13%，14%，13%，12%。当

晶分子中的每一种在混晶中的质量分数优

的溶点降低，适于应用于液晶显示

质量

时，上述八

15%，13%，14%，

的质量分数分别为13%，

然上述的八种含氟基的双频液

选为12.5%。混合后的双频液晶分子

当中。

优选的，请继续参照图1所示，所述的液晶面板，还包括：设置于所述彩

在本发明实施例中，由于分别在彩膜基板和阵列基板上形成第一平行取向

的

层和第二平行取向层，因此，具有液晶性的紫外可聚合单体和双频液晶分子

分子长轴方向都平行于基板排列。当进行紫外光照射以后，具有液晶

可聚合单体聚合形成高分子网络，该高分子网络通过锚定力的

频液晶分子仍按照分子长轴方向平行于基板排列，从而

常，优化了液晶面板的显示。

膜基板1面向液晶层一面的第一平行取向层2，以及设置于所述阵列基板10

面向液晶层一面的第二平行取向层5。

性的紫外

作用可以固定双

使双频液晶分子取向正

本发明所述液晶面板可以为TN模式、VA模式、IPS模式或ADS模式等，

所

优选的，本发明的液晶面板特别适合应用于ADS模式中。请继续参照图1

示，ADS模式的液晶面板还进一步包括：形成于像素电极8上的绝

形成于绝缘层7的狭缝状的公共电极6。 缘层7，及

以下通过一个具体的实施例来解释本发明ADS模式的液晶面板的显示原

理。如图1所示，未通电状态下，当液晶面板内经平行取向层作用后，双频

液 晶分子长轴均会平行于基板排列，另外，由于紫外可聚合单体具有液

该单体分子也平行于基板排列，在光引发剂引发后，紫外可聚

分子网络，这种高分子网络通过锚定力的作用能固定液

向。图2为本发明通电状态时ADS模式的液晶

场，双频液晶分子呈现介电正性，如图2

生了电场，双频液晶分子会按照电

转。当撤去电场后，由于高

分子网络作用恢复通

旋转或恢复，

晶特性，

合单体会生成高

晶分子长轴排列的方

面板结构示意图，采用低频电

所示，通电后，在公共电极6边缘产

场切线的方向排列，双频液晶分子发生了旋

分子网络对液晶分子具有锚定作用，液晶分子受高

电前状态。通过电场开态和关态作用，液晶分子可以发生

从而达到液晶显示的目的。

本发明实施例还提供了一种显示装置，其包括上述任意一种液晶面板，所

述显示装置可以为：液晶面板、电子纸、OLED面板、液晶电视、液晶显示

数码相框、手机、平板电脑等具有任何显示功能的产品或部件。在显

采用上述的液晶面板，可以优化显示装置的显示。

器、

示装置中

本发明实施例还提供一种液晶面板的制造方法，包括：

将质量分数为90%～98%的双频液晶、质量分数为1～9%的具有液晶性的紫

合

将所述混合物进行脱泡；

将脱泡后的混合物滴加到阵列基板上，将封框胶涂覆到彩膜基板上，并进

将所述液晶盒进行紫外光照射，使所述具有液晶性的紫外可聚合单体聚合

行真空对盒，形成液晶盒；

外可聚合单体，以及质量分数为0.1%～1%的光引发剂进行避光混合形成混

物；

形成高分子网络；

将紫外光照射后的液晶盒进行加热。

在本发明实施例中，由于具有液晶性的紫外可聚合单体聚合形成了高分子

统

网络，因此，该高分子网络可以锚定双频液晶分子，使双频液晶分子的排列

一，使双频液晶应用于液晶面板中，通过低频电场使双频液晶显示和

对双频液晶取向的处理，优化液晶面板的显示。在本发明实施

频液晶为含氟基的双频液晶分子共混形成的混晶，所述

选自前述液晶面板的液晶层中包含的八种含氟基

液晶性的紫外可聚合单体也可以选用前述

的紫外可聚合单体，所述光引发剂

酮、α-羟烷基苯酮或α-胺烷

高频电场

例中，所述的双

含氟基的双频液晶分子

的双频液晶分子，所述的具有

液晶面板的液晶层中的具有液晶性

选自常用的光引发剂，如α,α-二乙氧基苯乙

基苯酮。

进一步的，所述将质量分数为90%～98%的双频液晶、质量分数为1～9%的

具有液晶性的紫外可聚合单体，以及质量分数为0.1%～1%的光引发剂进行

混合形成混合物可以采用以下具体的质量比来混合，具体为： 避光

将质量分数为90%的双频液晶、质量分数为9%的具有液晶性的紫外可聚

质

合单体，以及质量分数为1%的光引发剂进行避光混合形成混合物；或，将

量分数为95%的双频液晶、质量分数为4.9%的具有液晶性的紫外可

以及质量分数为0.1%的光引发剂进行避光混合形成混合物；

为98%的双频液晶、质量分数为1%的具有液晶性的紫

量分数为1%的光引发剂进行避光混合形成混合

聚合单体，

或，将质量分数

外可聚合单体，以及质

物。

优选的，所述紫外光照射强度为1～80mW/cm²，照射时间为5～200

分钟。

优选的，所述将混合物进行脱泡，其脱泡时间为1～3小时。

优选的，在所述将脱泡后的混合物滴加到阵列基板上，将封框胶涂覆到彩

以下列举具体的实施例来说明图1中所示的ADS模式的液晶面板，其主

步骤101、将上述质量相同的八种含氟基的双频液晶分子进行共混形成混

步骤102、将混合液晶、具有液晶性的紫外可聚合单体和光引发剂按照一

定比例混配均匀形成混合物，其中：混合液晶的质量分数为90～98%，具

晶性的紫外可聚合单体的质量分数为1～9%，光引发剂的质量分数

合液晶。

要制作工艺流程如下：

膜基板上之前还包括：分别对阵列基板和彩膜基板进行平行取向处理。

有液

为0.1～1%。

步骤103、将所述混合物放置到脱泡器中脱泡处理，脱泡时间为1～3小时。

步骤104、将脱泡后的混合物滴加到阵列基板，将封框胶涂覆到彩膜基板

步骤105、对液晶盒进行紫外光照射，使具有液晶性的紫外可聚合单体形

成高分子网络，也使封框胶中的紫外可聚合单体聚合。

上，并在真空条件下对盒，形成液晶盒。

步骤106、对经过紫外光照射后的液晶盒进行加热，使封框胶中的热聚合

在本发明实施例中，生成的高分子网络可以锚定双频液晶分子的排列，从

而使双频液晶应用于液晶面板中，经检测，液晶面板的显示温度范围在-

℃之间，可发现制备的液晶面板可用于正常温度下的显示；如

为本发明ADS模式液晶面板的液晶层的偏光显微镜图，

织构，纹影织构是向列性液晶特有的性质，该液

明该液晶层可以用于液晶显示；通过液晶

得到该ADS模式液晶面板的电压

下测得，从图4中可以看出，

电压接近16V；在施

动电压的增加，

会稍微

单体聚合，使阵列基板和彩膜基板进行粘接。

30℃-80

图3所示，图3

可以看到明显的纹影

晶层具有这种纹影织构，则说

综合测试仪对该液晶面板进行检测，

和透过率关系曲线图，该曲线图在低频状态

该液晶面板的最大透过率接近12%，此时的驱动

加电压的过程中，一开始液晶面板的透过率较小，随着驱

液晶面板的透过率会也增大，在经过峰值后液晶面板的透过率

减小，在去掉加电条件后，液晶面板的透过率也接近于0，这样的一个

说

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

及

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

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。

电压与透过率的变化过程符合ADS模式液晶面板的电压和透过率关系，也

明本发明制备的液晶面板可以应用于ADS模式中。