CN109976018B - 显示装置和显示装置的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种显示装置和显示装置的制备方法，显示装置包括对盒设置的第一基板和第二基板，第一基板与第二基板之间形成有液晶盒，液晶盒内注入有液晶混合物，液晶混合物包括液晶、聚合物和光敏材料。通过在显示装置中加入光敏材料，当环境光强度逐渐增大时，光敏材料在光的激发作用下变为导体，聚合物基底的阻抗变小，在驱动电压不变的情况下，液晶分子也能发生偏转，因此降低了显示装置的驱动电压。

Description

显示装置和显示装置的制备方法

技术领域

本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种显示装置和显示装置的制备方法。

背景技术

聚合物分散液晶显示器因具有优异性能而被广泛地应用，但聚合物分散液晶的驱动电压一般较高，这影响了聚合物分散型液晶显示器的发展。

因此，现有的聚合物分散液晶显示装置存在驱动电压较高的技术问题，需要改进。

发明内容

本发明提供一种显示装置和显示装置的制备方法，以缓解现有的聚合物分散液晶显示装置驱动电压较高的技术问题。

为解决上述问题，本发明提供的技术方案如下：

本发明提供一种显示装置，包括对盒设置的第一基板和第二基板，所述第一基板与所述第二基板之间形成有液晶盒，所述液晶盒内注入有液晶混合物，所述液晶混合物包括液晶、聚合物和光敏材料。

在本发明的显示装置中，所述光敏材料的结构式为

其中A为半导体材料，

为甲基丙烯酸基团，n为3至20。

在本发明的显示装置中，所述半导体材料为硫化镉、硒、硫化铝和硫化铋中的至少一种。

在本发明的显示装置中，所述聚合物为聚丙烯酸酯，环氧树脂、丙烯酸和聚酰亚胺中的至少一种。

在本发明的显示装置中，所述聚合物为聚酰亚胺。

在本发明的显示装置中，所述液晶为负型液晶。

在本发明的显示装置中，所述液晶混合物中，所述液晶的质量占比为70％～90％、所述聚合物的质量占比为10％～30％，所述光敏材料的质量占比为1％～5％。

本发明还提供一种显示装置的制备方法，包括：

提供对盒设置的第一基板和第二基板，所述第一基板和所述第二基板之间形成液晶盒；

将液晶、聚合物和光敏材料进行混合，并注入所述液晶盒，形成液晶混合物。

在本发明的显示装置的制备方法中，所述将液晶、聚合物和光敏材料进行混合，并注入所述液晶盒，形成液晶混合物的步骤包括：将结构式为

的光敏材料和液晶、聚合物进行混合，其中A为半导体材料，

为甲基丙烯酸基团，n为3至20。

在本发明的显示装置的制备方法中，所述半导体材料为硫化镉、硒、硫化铝和硫化铋中的至少一种。

本发明的有益效果为：本发明提供一种显示装置和显示装置的制备方法，所述显示装置包括对盒设置的第一基板和第二基板，所述第一基板与所述第二基板之间形成有液晶盒，所述液晶盒内注入有液晶混合物，所述液晶混合物包括液晶、聚合物和光敏材料。通过在显示装置中加入光敏材料，当环境光强度逐渐增大时，光敏材料在光的激发作用下变为导体，聚合物基底的阻抗变小，在驱动电压不变的情况下，液晶分子也能发生偏转，因此降低了显示装置的驱动电压。

附图说明

为了更清楚地说明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的显示装置的第一种结构示意图；

图2为本发明实施例提供的显示装置弱光照射示意图；

图3为本发明实施例提供的显示装置中强光照射示意图；

图4为本发明实施例提供的显示装置强光照射示意图；

图5为本发明实施例提供的显示装置的制备方法流程图。

具体实施方式

以下各实施例的说明是参考附加的图示，用以例示本发明可用以实施的特定实施例。本发明所提到的方向用语，例如[上]、[下]、[前]、[后]、[左]、[右]、[内]、[外]、[侧面]等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用以说明及理解本发明，而非用以限制本发明。在图中，结构相似的单元是用以相同标号表示。

本发明提供一种显示装置，以缓解现有的聚合物分散液晶显示装置驱动电压较高的技术问题。

如图1所示，为本发明实施例提供的显示装置的结构示意图。显示装置包括对盒设置的第一基板10和第二基板20，第一基板10和第二基板20之间通过框胶30粘合在一起形成液晶盒(图未示出)，液晶盒内注入有液晶混合物40，液晶混合物40包括液晶41、聚合物42和光敏材料43。

第一基板10上形成有第一电极11，第二基板上形成有第二电极12，显示装置还包括驱动电路(图未示出)，驱动电路与第一电极11和第二电极12连接，用于施加电压，使第一电极11和第二电极12之间形成电场。

在本实施例中，液晶盒中有液晶41、聚合物42和光敏材料43，其中，液晶41和聚合物42在一定条件下发生聚合反应，形成聚合物分散液晶。

聚合物分散液晶是将小分子液晶分散到聚合物中，在一定条件下发生聚合反应，形成微米级的液晶微滴均匀地分散在高分子网络中，形成的一种具有特殊光电性能的复合材料，其中微滴尺寸一般小于10μm。

聚合物分散液晶在施加电压和未施加电压情况下，具有不同的状态。

在未施加电压时，液晶微滴的寻常光折射率与聚合物的折射率失配，不同微滴内液晶的指向矢的指向是随机的，因而聚合物分散液晶呈现出对光线散射作用，呈现乳白色的不透明状态，外界光线不能透过；在施加电压时，液晶指向矢受电场作用沿电场方向排列，从而所有液晶微滴中的液晶分子指向矢一致，此时液晶微滴与聚合物折射率匹配，所以聚合物分散液晶呈现出透明的特征，外界光线可以透过。

聚合物分散液晶将液晶和聚合物结合，使得综合性能优异。液晶分子赋予了聚合物分散液晶膜显著的电光特性，使其受到了广泛的关注，并有着广阔的应用前景。相对于传统显示器件来说，聚合物分散型液晶显示器具有很多优点，例如不需偏振片和取向层，制备工艺简单，易于制成大面积柔性显示器等,目前已在光学调制器、热敏及压敏器件、电控玻璃、光阀、投影显示、电子书等方面获得广泛应用。

在本实施例中，液晶41为负型液晶，负型液晶材料相对正性液晶而言，在电场的作用下有着不同的转动惯量。负型液晶分子因垂直于电场分布因而表现出较低的倾斜角，且比起正性液晶，负型液晶扭曲角分布也较均匀，故表现出较高的穿透率，比正性液晶穿透率高10％～15％。

聚合物为聚丙烯酸酯，环氧树脂、丙烯酸和聚酰亚胺中的至少一种。在本实施例中，聚合物42为聚酰亚胺，聚酰亚胺因具有耐高低温、高强度与高模量、低热膨胀系数和介电常数、优异的绝缘性能以及耐辐照性等优异性能而被广泛地应用，但聚酰亚胺和液晶形成的聚酰亚胺聚合物分散液晶存在驱动电压过大的问题，通常情况下达到了50V以上，极大地制约了聚酰亚胺聚合物分散液晶的发展。

在一种实施例中，聚酰亚胺的结构式为

在一种实施例中，聚酰亚胺的结构式为

本实施例在液晶盒中加入光敏材料43，形成光敏电阻，光敏材料43的结构式为

其中A为半导体材料，

为甲基丙烯酸基团，n为3至20，半导体材料为硫化镉、硒、硫化铝和硫化铋中的至少一种。

这些半导体材料具有在特定波长的光照射下，其阻值迅速减小的特性。由于光照产生的载流子都参与导电，在外加电场的作用下作漂移运动，电子奔向电源的正极，空穴奔向电源的负极，从而使光敏电阻的阻值迅速下降。由于光敏电阻随着光照不同，阻值也不同，从而可以降低聚合物分散液晶的驱动电压。

在本实施例的液晶混合物中，液晶41的质量占比为70％～90％、聚合物42的质量占比为10％～30％，光敏材料43的质量占比为1％～5％。

如图2所示，为本发明实施例提供的显示装置弱光照射示意图。驱动电路对第一电极11和第二电极12施加电压，形成电场，弱光50从第一基板10一侧入射，穿过第一电极11进入液晶盒。

在一种实施例中，第一基板10和第二电极20为透明基板，例如可以是玻璃、塑料等透明材料。第一电极11和第二电极12为透明电极，例如可以是透明氧化铟锡等。

当弱光50照射时，光敏材料43不能激发，聚合物分散液晶的阻抗比较大，电压不能驱动液晶41发生偏转，弱光50绝大部分可通过显示装置。

如图3所示，为本发明实施例提供的显示装置中强光照射示意图。驱动电路对第一电极11和第二电极12施加电压，形成电场，中强光60从第一基板10一侧入射，穿过第一电极11进入液晶盒。

在一种实施例中，第一基板10和第二电极20为透明基板，例如可以是玻璃、塑料等透明材料。第一电极11和第二电极12为透明电极，例如可以是透明氧化铟锡等。

当中强光60照射时，光敏材料43在中强光60的激发作用下变为导体，此时，中强光60的光子能量大于半导体材料的禁带宽度，光敏材料43价带中的电子吸收一个光子的能量后可跃迁到导带，并在价带中产生一个带正电荷的空穴，这种由光照产生的电子—空穴对增加了半导体材料中载流子的数目，使其电阻率变小，从而造成光敏材料43阻值下降。

在中强光60的照射下，液晶盒内聚合物分散液晶整体的阻抗变小，电压不变的情况下，液晶41的分子发生偏转，中强光60只有部分能通过。

如图4所示，为本发明实施例提供的显示装置强光照射示意图。驱动电路对第一电极11和第二电极12施加电压，形成电场，强光70从第一基板10一侧入射，穿过第一电极11进入液晶盒。

在一种实施例中，第一基板10和第二电极20为透明基板，例如可以是玻璃、塑料等透明材料。第一电极11和第二电极12为透明电极，例如可以是透明氧化铟锡等。

当强光70照射时，光敏材料43在强光70的激发作用下变为导体，此时，强光70的光子能量大于半导体材料的禁带宽度，光敏材料43价带中的电子吸收一个光子的能量后可跃迁到导带，并在价带中产生一个带正电荷的空穴，这种由光照产生的电子—空穴对增加了半导体材料中载流子的数目，使其电阻率变小，从而造成光敏材料43阻值下降。

由于光照愈强，阻值愈低，在强光70的照射下，液晶盒内聚合物分散液晶整体的阻抗变小，电压不变的情况下，液晶41的分子发生偏转，且偏转角度更大，强光70绝大部分不能通过。

在图2、图3和图4中的液晶混合物中，液晶41的质量占比为70％～90％、聚合物42的质量占比为10％～30％，光敏材料43的质量占比为1％～5％，驱动电压均为25V,照射的光照波长都为365纳米，其中，中强光60的光强是弱光50的15倍，强光70的光强是弱光50的30倍。不同强度的光照，显示装置的透过率不同，

使用弱光50照射时，显示装置的光透过率为90％，使用中强光60照射时，显示装置的光透过率为55％，使用强光70照射时，显示装置的光透过率为25％，即在驱动电压不变的情况下，随着光强的增大，显示装置的光透过率逐渐减小。

现有的聚合物分散液晶显示装置在让液晶41的分子发生偏转时，往往需要施加很高的驱动电压，本发明通过在液晶盒中加入光敏材料43，在外界光为强光时，光阻材料43在光照作用下阻值变小，使得聚合物分散液晶整体的阻抗变小，因此不需要施加很高的驱动电压，液晶41的分子也能发生偏转，让光线透过，因此降低了显示装置的驱动电压。

由于本发明提供的显示装置，当环境光为弱光时光可透过，当环境光为强光时光不能投过，通过光线可控制开关，因此可作为一种光控智能显示装置，用于智能窗户等。

如图5所示，本发明还提供一种显示装置的制备方法，包括：

S1：提供对盒设置的第一基板和第二基板，第一基板和第二基板之间形成液晶盒；

S2：将液晶、聚合物和光敏材料进行混合，并注入液晶盒，形成液晶混合物。

下面结合图1至图4对本方法进行具体说明。

在S1中，提供对盒设置的第一基板和第二基板，第一基板和第二基板之间形成液晶盒。第一基板10和第二基板20之间通过框胶30粘合在一起形成液晶盒(图未示出)，第一基板10上形成有第一电极11，第二基板上形成有第二电极12，显示装置还包括驱动电路(图未示出)，驱动电路与第一电极11和第二电极12连接，用于施加电压，使第一电极11和第二电极12之间形成电场。

在一种实施例中，第一基板10和第二电极20为透明基板，例如可以是玻璃、塑料等透明材料。第一电极11和第二电极12为透明电极，例如可以是透明氧化铟锡等。

在S2中，将液晶、聚合物和光敏材料进行混合，并注入液晶盒，形成液晶混合物。

在本实施例的液晶混合物中，液晶41的质量占比为70％～90％、聚合物42的质量占比为10％～30％，光敏材料43的质量占比为1％～5％，将三者混合加热至熔融状态后填充在液晶盒中，再降温冷却，光照后形成液晶混合物40。

液晶41和聚合物42在一定条件下发生聚合反应，形成聚合物分散液晶。

聚合物分散液晶是将小分子液晶分散到聚合物中，在一定条件下发生聚合反应，形成微米级的液晶微滴均匀地分散在高分子网络中，形成的一种具有特殊光电性能的复合材料，其中微滴尺寸一般小于10μm。

聚合物分散液晶在施加电压和未施加电压情况下，具有不同的状态。

在未施加电压时，液晶微滴的寻常光折射率与聚合物的折射率失配，不同微滴内液晶的指向矢的指向是随机的，因而聚合物分散液晶呈现出对光线散射作用，呈现乳白色的不透明状态，外界光线不能透过；在施加电压时，液晶指向矢受电场作用沿电场方向排列，从而所有液晶微滴中的液晶分子指向矢一致，此时液晶微滴与聚合物折射率匹配，所以聚合物分散液晶呈现出透明的特征，外界光线可以透过。

聚合物分散液晶将液晶和聚合物结合，使得综合性能优异。液晶分子赋予了聚合物分散液晶膜显著的电光特性，使其受到了广泛的关注，并有着广阔的应用前景。相对于传统显示器件来说，聚合物分散型液晶显示器具有很多优点，例如不需偏振片和取向层，制备工艺简单，易于制成大面积柔性显示器等,目前已在光学调制器、热敏及压敏器件、电控玻璃、光阀、投影显示、电子书等方面获得广泛应用。

液晶41为负型液晶，负型液晶材料相对正性液晶而言，在电场的作用下有着不同的转动惯量。负型液晶分子因垂直于电场分布因而表现出较低的倾斜角，且比起正性液晶，负型液晶扭曲角分布也较均匀，故表现出较高的穿透率，比正性液晶穿透率高10％～15％。

聚合物为聚丙烯酸酯，环氧树脂、丙烯酸和聚酰亚胺中的至少一种。在本实施例中，聚合物42为聚酰亚胺，聚酰亚胺因具有耐高低温、高强度与高模量、低热膨胀系数和介电常数、优异的绝缘性能以及耐辐照性等优异性能而被广泛地应用，但聚酰亚胺和液晶形成的聚酰亚胺聚合物分散液晶存在驱动电压过大的问题，通常情况下达到了50V以上，极大地制约了聚酰亚胺聚合物分散液晶的发展。

在一种实施例中，聚酰亚胺的结构式为

在一种实施例中，聚酰亚胺的结构式为

本实施例在液晶盒中加入光敏材料43，形成光敏电阻，光敏材料43的结构式为

其中A为半导体材料，

为甲基丙烯酸基团，n为3至20，半导体材料为硫化镉、硒、硫化铝和硫化铋中的至少一种。

这些半导体材料具有在特定波长的光照射下，其阻值迅速减小的特性。由于光照产生的载流子都参与导电，在外加电场的作用下作漂移运动，电子奔向电源的正极，空穴奔向电源的负极，从而使光敏电阻的阻值迅速下降。由于光敏电阻随着光照不同，阻值也不同，从而可以降低聚合物分散液晶的驱动电压。

在一种实施例中，加热温度为100至150摄氏度，此时液晶41与聚合物42发生聚合反应，形成聚合物分散液晶。

在一种实施例中，冷却的速度为5～10℃/min，以保证冷却后液晶41、聚合物42和光敏43在液晶盒中均匀分布。

在一种实施例中，冷却后使用的光照为紫外光。

液晶41、聚合物42和光敏材料43通过混合、加热、注入、冷却、光照后形成液晶混合物40，填充在液晶盒中，由于光敏电阻随着光照不同，阻值也不同，从而可以降低聚合物分散液晶的驱动电压。

当环境光为弱光50时，光敏材料43不能激发，聚合物分散液晶的阻抗比较大，电压不能驱动液晶41发生偏转，弱光50绝大部分可通过显示装置。

当环境光为中强光60时，光敏材料43在中强光60的激发作用下变为导体，此时，中强光60的光子能量大于半导体材料的禁带宽度，光敏材料43价带中的电子吸收一个光子的能量后可跃迁到导带，并在价带中产生一个带正电荷的空穴，这种由光照产生的电子—空穴对了半导体材料中载流子的数目，使其电阻率变小，从而造成光敏材料43阻值下降。

在中强光60的照射下，液晶盒内聚合物分散液晶整体的阻抗变小，电压不变的情况下，液晶41的分子发生偏转，中强光60只有部分能通过。

当环境光为强光70时，光敏材料43在强光70的激发作用下变为导体，此时，强光70的光子能量大于半导体材料的禁带宽度，光敏材料43价带中的电子吸收一个光子的能量后可跃迁到导带，并在价带中产生一个带正电荷的空穴，这种由光照产生的电子—空穴对了半导体材料中载流子的数目，使其电阻率变小，从而造成光敏材料43阻值下降。

由于光照愈强，阻值愈低，在强光70的照射下，液晶盒内聚合物分散液晶整体的阻抗变小，电压不变的情况下，液晶41的分子发生偏转，且偏转角度更大，强光70绝大部分不能通过。

即，在驱动电压不变的情况下，随着光强的增大，显示装置的光透过率逐渐减小。现有的聚合物分散液晶显示装置在让液晶41的分子发生偏转时，往往需要施加很高的驱动电压，本发明通过在液晶盒中加入光敏材料43，在外界光为强光时，光阻材料43在光照作用下阻值变小，使得聚合物分散液晶整体的阻抗变小，因此不需要施加很高的驱动电压，液晶41的分子也能发生偏转，让光线透过，因此降低了显示装置的驱动电压。

由于本发明提供的显示装置，当环境光为弱光时光可透过，当环境光为强光时光不能投过，通过光线可控制开关，因此可作为一种光控智能显示装置，用于智能窗户等。

根据上述实施例可知：

本发明提供一种显示装置和显示装置的制备方法，显示装置包括对盒设置的第一基板和第二基板，第一基板与第二基板之间形成有液晶盒，液晶盒内注入有液晶混合物，液晶混合物包括液晶、聚合物和光敏材料。通过在显示装置中加入光敏材料，当环境光强度逐渐增大时，光敏材料在光的激发作用下变为导体，聚合物基底的阻抗变小，在驱动电压不变的情况下，液晶分子也能发生偏转，因此降低了显示装置的驱动电压。

综上所述，虽然本发明已以优选实施例揭露如上，但上述优选实施例并非用以限制本发明，本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围以权利要求界定的范围为准。

Claims (8)

1.一种显示装置，其特征在于，包括对盒设置的第一基板和第二基板，所述第一基板与所述第二基板之间形成有液晶盒，所述液晶盒内注入有液晶混合物，所述液晶混合物包括液晶、聚合物和光敏材料，所述光敏材料的结构式为

其中A为半导体材料，

为甲基丙烯酸基团，n为3至20。

2.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述半导体材料为硫化镉、硒、硫化铝和硫化铋中的至少一种。

3.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述聚合物为聚丙烯酸酯，环氧树脂、丙烯酸和聚酰亚胺中的至少一种。

4.如权利要求3所述的显示装置，其特征在于，所述聚合物为聚酰亚胺。

5.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述液晶为负型液晶。

6.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述液晶混合物中，所述液晶的质量占比为70％～90％、所述聚合物的质量占比为10％～30％，所述光敏材料的质量占比为1％～5％。

7.一种显示装置的制备方法，其特征在于，包括：

提供对盒设置的第一基板和第二基板，所述第一基板和所述第二基板之间形成液晶盒；

将液晶、聚合物和光敏材料进行混合，并注入所述液晶盒，形成液晶混合物，所述光敏材料的结构式为

其中A为半导体材料，

为甲基丙烯酸基团，n为3至20。

8.如权利要求7所述的显示装置的制备方法，其特征在于，所述半导体材料为硫化镉、硒、硫化铝和硫化铋中的至少一种。

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