CN102929045A - 高分子分散液晶面板及其制备方法、液晶显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及液晶显示领域，公开一种高分子分散液晶面板，包括薄膜晶体管TFT阵列基板、彩膜基板、以及位于TFT阵列基板和彩膜基板之间的高分子分散液晶PDLC层，每一个像素单元内，TFT阵列基板朝向PDLC层的一面具有多条像素电极和多条第一公共电极，像素电极和第一公共电极间隔分布；彩膜基板朝向PDLC层的一面具有第二公共电极。在全响应时间的下降时间内，第二公共电极断电，且使第一公共电极与像素电极之间生成横向电场，通过横向电场使PDLC层内的液晶分子迅速复位，降低了PDLC层内液晶分子的下降时间，进而降低了液晶分子整体的全响应时间。本发明还提供了一种液晶显示装置及高分子分散液晶面板的制备方法。

Description

高分子分散液晶面板及其制备方法、液晶显示装置

技术领域

本发明涉及液晶显示领域，特别涉及一种高分子分散液晶面板及其制备方法、液晶显示装置。

背景技术

高分子分散液晶（PDLC，Polymer Dispersed Liquid Crystal）是由液晶颗粒分散在固态高分子薄膜中所组成，它具有根据光的散射强度控制光传输、且不需要偏振片的特性。

PDLC面板中，正性液晶制备的PDLC层在没有施加电压时，PDLC层内的液晶分子是无序排列的，因此入射光进入PDLC层后在液晶分子与其高分子基体的界面上多次发生折射与反射，PDLC面板为散射态。当施加电压之后，PDLC层内的液晶分子沿着电场的方向排列，从而入射光进入PDLC层后不发生反射和折射而直接透射出来。PDLC层内液晶分子的响应时间的影响因素较多，但是从根本上说，PDLC层中液晶分子指向矢的初始形态以及转化形态时所需的能量决定了PDLC层中液晶分子的响应时间。

一般将PDLC层内液晶分子的响应时间分为两个部分：上升时间和下降时间；其中，上升时间是指通电时，通过电场改变PDLC层中液晶分子的初始取向状态，进而使PDLC层的透过率由开态的10%升至90%需要的时间；下降时间是指断电时，PDLC层内的液晶分子逐渐恢复初始取向状态，进而使PDLC层的透过率由关态的90%降至10%需要的时间；PDLC层的全响应时间为上升时间与下降时间之和。

一般来说，由于PDLC层中高分子网络对液晶分子的锚定作用，PDLC层具有上升时间越快下降时间越慢、以及下降时间越快上升时间越慢的性质。

发明内容

本发明提供了一种高分子分散液晶面板，该高分子分散液晶面板可在保证PDLC层上升时间的基础上，降低PDLC层的下降时间，进而降低PDLC层的全响应时间。本发明还提供了一种上述高分子分散液晶面板的制备方法。

为达到上述目的，本发明提供以下技术方案：

一种高分子分散液晶面板，包括薄膜晶体管TFT阵列基板、彩膜基板、以及位于所述TFT阵列基板和彩膜基板之间的高分子分散液晶PDLC层，所述TFT阵列基板具有多个像素单元，

每一个像素单元内，所述TFT阵列基板朝向PDLC层的一面具有多条像素电极和多条第一公共电极，所述像素电极和第一公共电极间隔分布；

所述彩膜基板朝向PDLC层的一面具有第二公共电极。

优选地，所述第一公共电极和像素电极同层设置。

优选地，每一个像素单元内，所述第一公共电极呈H型设置。

优选地，所述PDLC层中液晶分子的初始取向平行于所述TFT阵列基板，且所述PDLC层中的液晶分子为正性。

优选地，所述PDLC层中液晶分子的初始取向垂直于所述TFT阵列基板，且所述PDLC层中的液晶分子为负性。

优选地，所述像素电极和第一公共电极宽度相同；多个交替分布的所述像素电极和第一公共电极中，相邻的像素电极和第一公共电极之间的间距相同。

优选地，所述像素电极和第一公共电极的宽度为2~5μm，相邻的像素电极和第一公共电极之间的间距为3~8μm，所述TFT阵列基板与所述彩膜基板之间的盒厚为8~20μm。

优选地，所述像素电极和第一公共电极的宽度为2μm，相邻的像素电极和第一公共电极之间的间距为8μm，所述TFT阵列基板和所述彩膜基板之间的盒厚为10μm。

本发明还提供了一种液晶显示装置，包括上述技术方案中提到的任一种高分子分散液晶面板。

本发明还提供了一种上述技术方案中提到的高分子分散液晶面板的驱动方法，包括：

全响应时间的上升时间中，对所述第一公共电极与像素电极施加相同的第一电压，对所述第二公共电极施加第二电压，第一电压与第二电压电位不同；

响应时间的下降时间中，将所述第二公共电极断路，且对所述第一公共电极和像素电极施加不同电位的电压。

本发明还提供了一种上述技术方案中提到的高分子分散液晶面板的制备方法，包括：

在薄膜晶体管TFT阵列基板上形成薄膜晶体管以及与像素电极和第一公共电极，在彩膜基板上形成第二公共电极；所述像素电极与所述薄膜晶体管电连接；

对盒处理，将所述TFT阵列基板与所述彩膜基板进行对盒处理，注入高分子分散液晶PDLC，形成液晶面板。

优选地，所述PDLC层内的液晶分子为正性，且所述步骤对盒处理之前还包括：

在TFT阵列基板和彩膜基板上涂覆取向液，取向液固化形成取向膜，对取向膜的表面进行摩擦，与TFT阵列基板平行取向。

优选地，所述PDLC层内的液晶分子为负性，且所述步骤对盒处理之前还包括：

在TFT阵列基板和彩膜基板上涂覆取向液，取向液固化形成取向膜，与TFT阵列基板垂直取向。

本发明提供的高分子分散液晶面板，包括薄膜晶体管TFT阵列基板、彩膜基板、以及位于所述TFT阵列基板和彩膜基板之间的高分子分散液晶PDLC层，所述TFT阵列基板具有多个像素单元，每一个像素单元内，所述TFT阵列基板朝向PDLC层的一面具有多条像素电极和多条第一公共电极，所述像素电极和第一公共电极间隔分布；所述彩膜基板朝向PDLC层的一面具有第二公共电极。

PDLC层内液晶分子的全响应时间分为两个部分：上升时间和下降时间；其中，上升时间是指通电时，通过电场改变PDLC层中液晶分子的初始取向状态，进而使PDLC层的透过率由开态的10%升至90%需要的时间；下降时间是指断电时，PDLC层内的液晶分子逐渐恢复初始取向状态，进而使PDLC层的透过率由关态的90%降至10%需要的时间；PDLC层的全响应时间为上升时间与下降时间之和。

本发明提供的高分子分散液晶面板，在PDLC层内的液晶分子整个全响应时间内，在全响应时间的上升时间中，可以使第一公共电极与像素电极电位相同，且与第二公共电极电位不同，第二公共电极与像素电极之间可产生垂直电场、第二公共电极与第一公共电极之间可产生垂直电场；在全响应时间的下降时间中，可以将第二公共电极断电，且使第一公共电极与像素电极电位不同，且第一公共电极与像素电极间隔分布，第一公共电极与像素电极之间可生成横向电场。本发明提供的PDLC面板，在响应时间的下降时间中，通过横向电场使PDLC层内的液晶分子迅速复位，降低了PDLC层内液晶分子的下降时间，进而降低了液晶分子整体的全响应时间。

下面以PDLC层中的液晶分子为正性，且初始取向与TFT阵列基板平行时为例进行介绍。

在全响应时间的上升时间中，假设第一公共电极和像素电极的电位均为+5伏，而第二公共电极的电位为-5伏，则第一公共电极与第二公共电极、像素电极与第二公共电极之间均可以产生指向第二公共电极的垂直电场，则PDLC层内的液晶分子在垂直电场的作用下站立起来，从而使光线通过，形成亮态；在全响应时间的下降时间中，第二公共电极断电，而第一公共电极的电位为+5伏，像素电极的电位为-5伏，则第一公共电极与像素电极之间可产生横向电场，PDLC层内的液晶分子在横向电场的作用下会迅速恢复初始状态。因此，PDLC层中的液晶分子在恢复初始取向状态时，具有横向电场辅助，恢复时间加快。

当然，PDLC层内的液晶分子为负性时是也可实现，这里不再赘述。

所以，本发明提供的高分子分散液晶面板可以降低PDLC层的下降时间，进而降低PDLC层的全响应时间。

附图说明

图1为本发明提供的高分子分散液晶PDLC面板的结构示意图；

图2为本发明提供的高分子分散液晶面板中PDLC层中液晶为正性液晶时上升时间电场状态示意图；

图3为本发明提供的高分子分散液晶面板中PDLC层中液晶为正性液晶时下降时间电场状态示意图；

图4为本发明提供的高分子分散液晶面板中第一公共电极与像素电极的布线结构示意图；

图5为本发明提供的高分子分散液晶面板制备方法的流程图；

图6为本发明提供的高分子分散液晶面板制备方法中一种优选方案的流程图；

图7为本发明提供的高分子分散液晶面板制备方法中另一种优选方案的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

PDLC层内液晶分子的全响应时间分为两个部分：上升时间和下降时间；其中，上升时间是指通电时，通过电场改变PDLC层中液晶分子的初始取向状态，进而使PDLC层的透过率由开态的10%升至90%需要的时间；下降时间是指断电时，PDLC层内的液晶分子逐渐恢复初始取向状态，进而使PDLC层的透过率由关态的90%降至10%需要的时间；PDLC层的全响应时间为上升时间与下降时间之和。本发明在保证其上升时间的基础上，通过电场作用降低其下降时间，从而缩短了PDLC层中液晶分子的全响应时间。

实施例一

如图1所示，本发明提供的高分子分散液晶面板，包括薄膜晶体管TFT阵列基板1、彩膜基板5、以及位于TFT阵列基板1和彩膜基板5之间的高分子分散液晶PDLC层3，TFT阵列基板1具有多个像素单元，每一个像素单元内，TFT阵列基板1朝向PDLC层3的一面具有多条像素电极2和多条第一公共电极6，像素电极2和第一公共电极6间隔分布；彩膜基板5朝向PDLC层3的一面具有第二公共电极4。

本发明提供的高分子分散液晶面板，在PDLC层3内的液晶分子整个全响应时间内，上升时间中，使第一公共电极6与像素电极2电位相同，且与第二公共电极4电位不同，第二公共电极4与像素电极2之间可产生垂直电场、第二公共电极4与第一公共电极6之间可产生垂直电场；下降时间中，将第二公共电极4断电，而且使第一公共电极6与像素电极2电位不同，且第一公共电极6与像素电极2间隔分布，第一公共电极6与像素电极2之间可生成横向电场。本发明提供的高分子分散液晶面板，在下降时间中，通过横向电场使PDLC层3内的液晶分子迅速复位，降低了PDLC层3内液晶分子的下降时间，进而降低了液晶分子整体的全响应时间。

因此，本发明提供的高分子分散液晶显示面板可以降低PDLC层的下降时间，进而降低PDLC层的全响应时间。

优选地，第二公共电极4具有板状结构。

优选地，在全响应时间的上升时间中，为了增加第一公共电极6与第二公共电极4产生的电场强度，与像素电极2与第二公共电极4之间产生的电场强度的均匀性，第一公共电极6与像素电极2同层设置。

更优选地，如图4所示结构，每一个像素单元内，第一公共电极6呈H型设置。如图4所示，以一个H型为例，第一公共电极6具有相互平行的第一电极条61和第二电极条62，以及横向连接第一电极条61和第二电极条62的横向电极条63，像素电极2具有***第一电极条61和第二电极条62之间间隙的凸起部21；上述第一公共电极6的形状以及像素电极2的形状，可以增加每个像素单元内第一公共电极6与像素电极2布置的均匀性，增加在全响应时间的下降时间内，第一公共电极6与像素电极2之间产生横向电场的强度。

优选实施方式中，PDLC层3中液晶分子的初始取向平行于TFT阵列基板1，且PDLC层3中的液晶分子为正性。

上述结构中，PDLC面板没有施加电压时，PDLC层3中的正性液晶分子平行于TFT阵列基板1排列，入射光进入PDLC层3以后在正性液晶分子与其高分子基体的界面上多次发生折射与反射，PDLC面板为散射态；如图2所示，上升时间中，第一公共电极6、像素电极2以及第二公共电极4施加电压，假设第一公共电极6和像素电极2同时施加+5V电压，而第二公共电极4施加-5伏电压，第一公共电极6与第二公共电极4产生垂直电场，像素电极2与第二公共电极4产生垂直电场，因此PDLC层3中的正性液晶分子在垂直电场的作用下，沿垂直电场方向排列，光线进入PDLC层3后入不发生反射和折射而直接透射出来，PDLC面板显示亮态；如图3所示，在下降时间中，PDLC层3内的液晶分子要复位，从而使PDLC面板恢复散射态时，第二公共电极1处于断电状态，而TFT阵列基板1上的像素电极2施加-5V电压，而第一公共电极6上施加+5伏电压，像素电极2和第一公共电极6之间产生横向电场，PDLC层3内的正性液晶分子沿着横电场的方向快速排列，从而降低下降时间。

所以，上述结构的PDLC面板可以降低PDLC层3的下降时间，进而降低PDLC层3的全响应时间。

优选实施方式中，PDLC层3中液晶分子的初始取向垂直于TFT阵列基板1，且PDLC层3中的液晶分子为负性。

上述结构中，PDLC面板没有施加电压时，PDLC层3中的负性液晶分子垂直于TFT阵列基板1排列，入射光进入PDLC层3以后入不发生反射和折射而直接透射出来，PDLC面板显示亮态；上升时间中，第一公共电极6、像素电极2以及第二公共电极4施加电压，假设第一公共电极6和像素电极2同时施加+5V电压，而第二公共电极4施加-5伏电压，第一公共电极6与第二公共电极4产生垂直电场，像素电极2与第二公共电极4产生垂直电场，因此PDLC层3中的负性液晶分子在垂直电场的作用下垂直于电场方向排列，光线进入PDLC层3以后在负性液晶分子与其高分子基体的界面上多次发生折射与反射，PDLC面板为散射态；在下降时间中，PDLC层3内的液晶分子要复位，从而使PDLC面板恢复亮态时，第二公共电极1处于断电状态，而TFT阵列基板1上的像素电极2施加-5V电压，而第一公共电极6上施加+5伏电压，像素电极2和第一公共电极6之间产生横向电场，PDLC层3内的负性液晶分子在横向电场的作用下垂直于电场的方向快速排列，从而降低下降时间。

所以，上述结构的PDLC面板可以降低PDLC层3的下降时间，进而降低PDLC层3的全响应时间。

如图1所示，优选地，为增加各个电极之间产生电场的均匀性，上述实施例一以及其优选实施方式中，像素电极2的宽度a和第一公共电极6的宽度b相同，多个交替分布的像素电极2和第一公共电极6中，相邻的像素电极2和第一公共电极6之间的间距d相同。

具体地，像素电极2的宽度a和第一公共电极6的宽度为2~5μm；相邻的像素电极2和第一公共电极6之间的间距d为3~8μm，TFT阵列基板1与彩膜基板5之间的盒厚D为8~20μm。

更具体地，像素电极2的宽度a和第一公共电极6的宽度b均为2μm，相邻的像素电极2和第一公共电极6之间的间距d为8μm，TFT阵列基板1和彩膜基板5之间的盒厚D为10μm。

实施例二

在实施例一及其优选方案的基础上，本实施例提供了一种包括上述提到的任一种高分子分散液晶面板的液晶显示装置，该液晶显示装置的液晶具有较低的全响应时间。

实施例三

在实施例一及其优选实施方式的基础上，本实施例提供了一种对上述高分子分散液晶面板的驱动方法，该驱动方法包括：

全响应时间的上升时间中，对第一公共电极6与像素电极2施加相同的第一电压，对所述第二公共电极4施加第二电压，第一电压与第二电压电位不同；

响应时间的下降时间中，将所述第二公共电极4断路，且对第一公共电极6和像素电极2施加不同电位的电压。

在全响应时间的上升时间中，由于第一公共电极6与像素电极2施加相同的第一电压，具有相同的电位，因此两者之间不会产生横向电场；并且，由于对第二公共电极4施加的第二电压与第一电压不同，因此，第一公共电极6以及像素电极2与第二公共电极4之间分别产生垂直电场，从而驱使PDLC层内的液晶分子进行旋转，改变PDLC层的透过率；

在全响应时间的下降时间中，对第一公共电极6和像素电极2施加不同的电压，由于第二公共电极4断开，第一公共电极6以及像素电极2与第二公共电极4之间不会产生垂直电场，而且第一公共电极6与像素电极2之间会产生横向电场，进而驱动PDLC层3内的液晶分子快速复位，改变PDLC层3的透过率。

因此，通过上述驱动方法对实施例一及其优选实施方式中的高分子分散液晶面板进行驱动，能够降低PDLC层内液晶分子的全响应时间中的下降时间，进而降低全响应时间。

实施例四

如图5所示，本实施例提供了一种上述实施例一所述的高分子分散液晶面板的制备方法，包括：

步骤201：在薄膜晶体管TFT阵列基板1上形成薄膜晶体管以及与像素电极2和第一公共电极6，在彩膜基板5上形成第二公共电极4；像素电极2与所述薄膜晶体管电连接；

步骤202：对盒处理，将TFT阵列基板1与彩膜基板5进行对盒处理，注入高分子分散液晶PDLC，形成液晶面板。

如图6所示，优选实施方式中，PDLC层内的液晶分子为正性液晶，且步骤102对盒处理之前还包括：

步骤203：在TFT阵列基板1和彩膜基板5上涂覆取向液，取向液固化形成取向膜，对取向膜的表面进行摩擦，与TFT阵列基板1平行取向。

如图7所示，优选实施方式中，PDLC层内的液晶分子为负性液晶，且步骤102对盒处理之前还包括：

步骤204：在TFT阵列基板1和彩膜基板5上涂覆取向液，取向液固化形成取向膜，与TFT阵列基板1垂直取向。

显然，本领域的技术人员可以对本发明实施例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 (13)

1.一种高分子分散液晶面板，包括薄膜晶体管TFT阵列基板、彩膜基板、以及位于所述TFT阵列基板和彩膜基板之间的高分子分散液晶PDLC层，所述TFT阵列基板具有多个像素单元，其特征在于，

每一个像素单元内，所述TFT阵列基板朝向PDLC层的一面具有多条像素电极和多条第一公共电极，所述像素电极和第一公共电极间隔分布；

所述彩膜基板朝向PDLC层的一面具有第二公共电极。

2.根据权利要求1所述的高分子分散液晶面板，其特征在于，所述第一公共电极和像素电极同层设置。

3.根据权利要求2所述的高分子分散液晶面板，其特征在于，每一个像素单元内，所述第一公共电极呈H型设置。

4.根据权利要求3所述的高分子分散液晶面板，其特征在于，所述PDLC层中液晶分子的初始取向平行于所述TFT阵列基板，且所述PDLC层中的液晶为正性液晶。

5.根据权利要求3所述的高分子分散液晶面板，其特征在于，所述PDLC层中液晶分子的初始取向垂直于所述TFT阵列基板，且所述PDLC层中的液晶为负性液晶。

6.根据权利要求1~5任一项所述的高分子分散液晶面板，其特征在于，所述像素电极和第一公共电极宽度相同；多个交替分布的所述像素电极和第一公共电极中，相邻的像素电极和第一公共电极之间的间距相同。

7.根据权利要求6所述的高分子分散液晶面板，其特征在于，所述像素电极和第一公共电极的宽度为2~5μm，相邻的像素电极和第一公共电极之间的间距为3~8μm，所述TFT阵列基板与所述彩膜基板之间的盒厚为8~20μm。

8.根据权利要求7所述的高分子分散液晶面板，其特征在于，所述像素电极和第一公共电极的宽度为2μm，相邻的像素电极和第一公共电极之间的间距为8μm，所述TFT阵列基板和所述彩膜基板之间的盒厚为10μm。

9.一种液晶显示装置，其特征在于，包括如权利要求1-8任一项所述的高分子分散液晶面板。

10.一种如权利要求1-8任一项所述的高分子分散液晶面板的驱动方法，其特征在于，包括：

全响应时间的上升时间中，对所述第一公共电极与像素电极施加相同的第一电压，对所述第二公共电极施加第二电压，第一电压与第二电压电位不同；

全响应时间的下降时间中，将所述第二公共电极断路，且对所述第一公共电极和像素电极施加不同电位的电压。

11.一种如权利要求1-8任一项所述的高分子分散液晶面板的制备方法，其特征在于，包括：

在薄膜晶体管TFT阵列基板上形成薄膜晶体管以及与像素电极和第一公共电极，在彩膜基板上形成第二公共电极；所述像素电极与所述薄膜晶体管电连接；

对盒处理，将所述TFT阵列基板与所述彩膜基板进行对盒处理，注入高分子分散液晶PDLC，形成液晶面板。

12.根据权利要求11所述的高分子分散液晶面板的制备方法，其特征在于，所述PDLC层内的液晶分子为正性，且所述步骤对盒处理之前还包括：

在TFT阵列基板和彩膜基板上涂覆取向液，取向液固化形成取向膜，对取向膜的表面进行摩擦，与TFT阵列基板平行取向。

13.根据权利要求11所述的高分子分散液晶面板的制备方法，其特征在于，所述PDLC层内的液晶分子为负性，且所述步骤对盒处理之前还包括：

在TFT阵列基板和彩膜基板上涂覆取向液，取向液固化形成取向膜，与TFT阵列基板垂直取向。

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