柔性液晶显示器及其制作方法与流程

本发明属于液晶显示技术领域，尤其涉及一种柔性液晶显示器及其制作方法。

背景技术：

近年来，对柔性液晶显示器、可挠液晶显示器、曲面液晶显示器和可折叠液晶显示器等非平面型显示设备的需求日渐增多，由于这些显示设备在弯曲时显示器各处的应力不均，因此会导致上下基板的错位以及液晶盒厚度(cell gap)的不均匀。

如图1所示，当柔性/曲面/可挠曲/可折叠液晶显示器发生弯曲时，由于弯曲部位所受应力向两端逐渐减小的不均导致了液晶盒厚度的不均匀，即在图1中，位于两端的d1和d2不等于位于中间部位的d。另外，由于上下基板各具一定厚度，因此弯曲较大时会导致上下基板出现错位。错位和液晶盒厚度的不均匀都会导致显示品质的下降，例如显示器弯曲部位和此部位两端的亮度不均一，以及显示器颜色色调产生了不均一差异。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题之一是柔性/曲面/可挠曲/可折叠液晶显示器发生弯曲时，由于弯曲部位所受应力向两端逐渐减小的不均导致了液晶盒厚度(cell gap)的不均匀。

为了解决上述技术问题，本申请的实施例首先提供了一种柔性液晶显示器，包括阵列基板及对侧基板，所述阵列基板与对侧基板之间封装有液晶，在所述阵列基板上设置有黑矩阵；在对应于所述黑矩阵的遮挡区域内设置有聚合物连接结构，所述聚合物连接结构分别与所述阵列基板与对侧基板相连接，用于在所述柔性液晶显示器发生弯曲时固定所述阵列基板与对侧基板。

优选地，所述聚合物连接结构由掺杂有紫外聚合单体的液晶在紫外光的照射下聚合形成。

优选地，在所述阵列基板与对侧基板之间还设置有支撑柱，所述聚合物连接结构设置在所述支撑柱处，且所述聚合物连接结构包裹在所述支撑柱的外表面上。

优选地，在所述阵列基板与对侧基板之间还设置有支撑柱，所述聚合物连接结构设置在除所述支撑柱以外的黑矩阵的遮挡区域内。

优选地，所述聚合物连接结构为柱状支撑结构或墙状支撑结构。

优选地，所述聚合物连接结构设置在对应于所述黑矩阵的全部遮挡区域内，且所述聚合物连接结构将支撑柱包裹在其内部。

优选地，所述聚合物连接结构设置在对应于所述黑矩阵的部分遮挡区域内，所述聚合物连接结构为相互平行的墙状支撑结构，且所述墙状支撑结构的长边沿所述柔性液晶显示器的弯曲方向设置。

本申请的实施例还提供了一种柔性液晶显示器的制作方法，包括：在阵列基板上形成黑矩阵；将所述阵列基板与对侧基板组装成液晶盒，并向其中注入液晶，并在所述阵列基板和对侧基板之间设置液晶层，且所述液晶中掺杂有紫外聚合单体；在对侧基板的外表面设置光罩，所述光罩的遮光区域覆盖所述液晶盒不需要照射的区域；利用紫外光从对侧基板照射所述液晶盒，使所述紫外聚合单体发生聚合反应以形成聚合物连接结构。

优选地，所述光罩包括金属光罩或者，由添加有紫外吸收剂的光刻胶或黑色光刻胶所制成的光罩。

优选地，所述紫外聚合单体包括紫外环氧树脂。

与现有技术相比，上述方案中的一个或多个实施例可以具有如下优点或有益效果：

通过将柔性/曲面/可挠曲/可折叠液晶显示器的上/下基板之一采用BOA基板，并在上/下基板之间设置聚合物连接结构，改善了柔性/曲面/可挠曲/可折叠液晶显示器在弯曲时其上下基板的错位以及液晶盒厚度(cell gap)的不均匀的问题，且由于聚合物连接结构设置在液晶显示器的黑矩阵遮挡的区域内，避免了聚合物连接结构对液晶显示器的显示品质的影响。

本发明的其他优点、目标，和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书，权利要求书，以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本申请的技术方案或现有技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分。其中，表达本申请实施例的附图与本申请的实施例一起用于解释本申请的技术方案，但并不构成对本申请技术方案的限制。

图1为现有技术中当柔性/曲面/可挠曲/可折叠液晶显示器发生弯曲时的示意图；

图2为根据本发明第一实施例的柔性液晶显示器的结构示意图；

图3为根据本发明第一实施例的聚合物连接结构的分布示意图；

图4a和图4b为根据本发明第二实施例的聚合物连接结构的分布示意图；

图5和图6为根据本发明第三实施例的聚合物连接结构的分布示意图；

图7为根据本发明第四实施例的聚合物连接结构的分布示意图；

图8为根据本发明第五实施例的柔性液晶显示器的制作方法的流程示意图；

图9a-图9c为根据本发明第五实施例的柔性液晶显示器的上/下基板的组合方式示意图；

图10为根据本发明第五实施例的BOA基板与对侧基板的膜层结构/顺序示意图；

图11a和图11b为根据本发明第五实施例的采用光罩和紫外光生成聚合物连接结构的示意图；

图12为根据本发明实施例的柔性液晶显示器的应用终端的面板的形态结构示意图。

具体实施方式

以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成相应技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。本申请实施例以及实施例中的各个特征，在不相冲突前提下可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。

针对现有技术中的问题，本发明提出了一种具有聚合物连接结构的液晶显示器，下面结合具体的实施例进行说明。

第一实施例：

图2为根据本发明第一实施例的柔性液晶显示器的结构示意图，其示出的是垂直于液晶显示屏的剖面的结构。

从图中可以看出，本发明实施例中的柔性液晶显示器，包括阵列基板1与对侧基板2，在阵列基板1与对侧基板2之间封装有液晶3，其中，阵列基板1为BOA(BM on Array)基板。

黑矩阵是显示面板上用于遮光的结构，可以对像素单元之间区域的光进行遮挡以增加液晶显示器的对比度、避免像素单元之间的混色以及减少外界光反射。黑矩阵一般设置在彩色滤光片所在的基板上，也就是与阵列基板相对应的对侧基板上。而在本发明的实施例中，为了形成聚合物连接结构，且使形成的聚合物连接结构仅位于黑矩阵的遮挡区域内，不对像素单元的开口率等性能参数产生影响，采用了BOA基板作为阵列基板。

如图2所示，在阵列基板1与对侧基板2之间还设置有支撑柱4，支撑柱4对液晶盒起支撑作用，用于增加液晶显示器的抗压强度。本实施例中的聚合物连接结构5包裹在支撑柱4的外表面上，且聚合物连接结构5分别与阵列基板1和对侧基板2相连接。

图2中实施例的柔性液晶显示器的俯视图如图3所示，从图中可以看出，在设置有支撑柱4的地方，均在支撑柱4的外表面上包裹有一层聚合物膜层。

在本实施例中，聚合物连接结构5的形状一般为根据支撑柱4的形状大致形成，可以为棱柱形或圆柱形，本实施例对其不作限定。

由于聚合物连接结构5分别与阵列基板1和对侧基板2相连接，因此当液晶显示器弯曲时，聚合物连接结构5具有固定上/下基板和保持液晶盒厚度均一的功能。

由于聚合物连接结构5设置在液晶显示器黑矩阵所遮挡的区域内，而不是位于液晶显示器像素的中心开口区，可以避免聚合物连接结构5对显示器的显示品质产生影响。

同时，由于本实施例中的聚合物连接结构5包裹支撑柱4，可以起到加固支撑柱4的支撑作用。

第二实施例：

针对聚合物连接结构的位置提出本实施例，具体为，聚合物连接结构5设置在除支撑柱4以外的黑矩阵的遮挡区域内。

如图4a和图4b所示，聚合物连接结构5设置在支撑柱4所在的行和/或列，但除支撑柱4所处的位置以外的黑矩阵的遮挡区域内，且聚合物连接结构5分别与阵列基板1和对侧基板2相连接。

聚合物连接结构5的形状不再受限于支撑柱4的结构，因此聚合物连接结构可以为柱状结构(图4a)或墙状结构(图4b)。其中，柱状结构从外形上与支撑柱4相似，可以为棱柱形或圆柱形。墙状结构为长方体的形状，相比于柱状结构，其固定连接面积更大。

由于聚合物连接结构5分别与阵列基板1和对侧基板2相连接，因此当液晶显示器弯曲时，聚合物连接结构5具有固定上/下基板和防止上/下基板错位的功能，从而间接的防止了位于台阶或凹槽上的支撑柱4移动错位，以免液晶盒发生不均一的情况。

由于聚合物连接结构5设置在液晶显示器黑矩阵所遮挡的区域内，而不是位于液晶显示器像素的中心开口区，可以避免聚合物连接结构5对显示器的显示品质产生影响。

第三实施例：

针对聚合物连接结构的位置提出本实施例，具体为，聚合物连接结构5设置在对应于黑矩阵的全部遮挡区域内。

如图5所示，聚合物连接结构5覆盖支撑柱4所在的全部行和列，实际上与黑矩阵的骨架完全重合，且聚合物连接结构5分别与阵列基板1和对侧基板2相连接。容易知道，该聚合物连接结构5为长方体形的墙状结构。

从图5中还可以看出，聚合物连接结构5将支撑柱4包裹在其内部。

在本实施例中，由于聚合物连接结构5分别与阵列基板1和对侧基板2相连接，因此，聚合物连接结构5具有固定上/下基板和防止上/下基板错位的功能，从而间接的防止了位于台阶或凹槽上的支撑柱4移动错位，以免液晶盒发生不均一的情况。

且聚合物连接结构5设置在液晶显示器黑矩阵所遮挡的区域内，而不是位于液晶显示器像素的中心开口区，可以避免聚合物连接结构5对显示器的显示品质产生影响。

在实际应用中，对柔性/曲面/可挠曲/可折叠液晶显示器的折叠仅存在于液晶显示器的部分区域，例如对于曲面液晶显示器，仅在其显示屏的中间部分呈较大的弯曲。因此，可以不在全部的液晶显示器的显示屏的范围内设置聚合物连接结构5，而只将其设置在柔性液晶显示器的可折叠区域。

如图6所示，聚合物连接结构5在设置在对应于黑矩阵的部分遮挡区域内，由于聚合物连接结构5的设置减少了，因此有利于简化生产工艺，提高产率。

第四实施例：

针对聚合物连接结构的位置提出本实施例，具体为，聚合物连接结构5设置在对应于黑矩阵的部分遮挡区域内，且其具体位置由柔性液晶显示器的弯曲方向确定。

如图7所示，聚合物连接结构5为相互平行的墙状结构，且聚合物连接结构5分别与阵列基板1和对侧基板2相连接，该墙状结构具体为长方体形，且长方体的长边与柔性液晶显示器的弯曲方向一致。

容易理解的是，当柔性液晶显示器沿如图所示的方向发生弯曲时，由于聚合物连接结构沿该方向延展的骨架，且由于聚合物连接结构5分别与阵列基板1和对侧基板2相连接，能够起到固定上/下基板和保持液晶盒厚度均一的作用。

聚合物连接结构5包裹沿柔性液晶显示器的弯曲方向设置的支撑柱4，因此可以对沿柔性液晶显示器的弯曲方向设置的支撑柱4起加固支撑的作用。

另外，由于聚合物连接结构5设置在液晶显示器黑矩阵所遮挡的区域内，而不是位于液晶显示器像素的中心开口区，可以避免聚合物连接结构5对显示器的显示品质产生影响。

第五实施例：

本实施例提出一种制作前述各实施例中的聚合物连接结构5的方法，如图8所示，包括以下步骤：

步骤S810、在阵列基板上形成黑矩阵。

步骤S820、将加工好的阵列基板与对侧基板组装成液晶盒，，并在阵列基板和对侧基板之间设置液晶层，且在液晶中掺杂有紫外聚合单体。

步骤S830、在对侧基板的外表面设置光罩，光罩的遮光区域覆盖液晶盒不需要照射的区域。

步骤S840、利用紫外光从对侧基板照射液晶盒，使紫外聚合单体发生聚合反应以形成聚合物连接结构。

具体的，在步骤S810中，本发明实施例的柔性液晶显示器的上/下基板之一采用BOA基板，如图9a-图9c所示，关于图9a-图9c中BOA基板与对侧基板的膜层结构/顺序参见图10，BOA基板的膜层结构/顺序可选图中之一，也可以为其它未示例结构，BOA基板可选图中之一时可以为图示各膜层但并不限于图示膜层。

如图10所示，支撑柱4可以在BOA基板上(图中BOA基板2和3所示)，也可以在对侧基板上(图中BOA基板1、4和5所示)。可以先制作黑矩阵BM后制作RGB色阻层(图中BOA基板2和5所示)，也可以是先制作RGB色阻层后制作BM层(图中BOA基板1、3和4所示)。BM与RGB可以为相邻层(图中BOA基板1和2所示)，也可以为不相邻的层(图中BOA基板3、4和5所示)。当上基板为BOA基板时，可选图中的BOA基板5，以耐高温的黑色金属做为BM材料。图中的BOA基板3中，BM与支撑柱PS可以为相邻层也可以为同层材料采用灰阶光罩(gray tone)工艺制作。

图10中，BOA基板1的制作顺序是，形成第一金属层M1，形成栅极绝缘层GI，形成半导体层a-Si，形成第二金属层M2，形成第一保护层PV1，形成色阻层(RGB层，且RGB同层设置)，形成黑矩阵BM，形成第二保护层PV2，形成公共电极层Common ITO，形成第三保护层PV3，形成像素电极层Pixel ITO。在对侧基板上形成支撑柱PS。

BOA基板2的制作顺序是，形成第一金属层M1，形成栅极绝缘层GI，形成半导体层a-Si，形成第二金属层M2，形成第一保护层PV1，形成黑矩阵BM，形成色阻层(RGB层，且RGB同层设置)，形成第二保护层PV2，形成公共电极层Common ITO，形成第三保护层PV3，形成像素电极层Pixel ITO，形成支撑柱PS。

BOA基板3的制作顺序是，形成第一金属层M1，形成栅极绝缘层GI，形成半导体层a-Si，形成第二金属层M2，形成第一保护层PV1，形成色阻层(RGB层，且RGB同层设置)，形成第二保护层PV2，形成公共电极层Common ITO，形成第三保护层PV3，形成像素电极层Pixel ITO，同时形成黑矩阵BM与支撑柱PS。

BOA基板4的制作顺序是，形成第一金属层M1，形成栅极绝缘层GI，形成半导体层a-Si，形成第二金属层M2，形成第一保护层PV1，形成色阻层(RGB层，且RGB同层设置)，形成第二保护层PV2，形成公共电极层Common ITO，形成第三保护层PV3，形成像素电极层Pixel ITO，形成黑矩阵BM。在对侧基板上形成支撑柱PS。

BOA基板5的制作顺序是，形成黑矩阵BM，形成第一金属层M1，形成栅极绝缘层GI，形成半导体层a-Si，形成第二金属层M2，形成第一保护层PV1，形成色阻层(RGB层，且RGB同层设置)，形成第二保护层PV2，形成公共电极层Common ITO，形成第三保护层PV3，形成像素电极层Pixel ITO。在对侧基板上形成支撑柱PS。

图10中示意了a－Si作为TFT半导体活性层的器件层结构，图中示意了层制作顺序，但不限定仅仅图10示意层结构，图中也示意了R/G/B色阻层，并不表示G色阻位于R色阻之上，或者B色阻位于G色阻之上。

结合图9a-图9c和图10可知，图9a中的BOA基板作为下基板，支撑柱PS位于上基板，可以采用图10中的BOA基板1和BOA基板4。图9b中的BOA基板作为下基板，支撑柱PS位于下基板，可以采用图10中的BOA基板2和BOA基板3。图9c中的BOA基板作为上基板，支撑柱位于下基板，可以采用图10中的BOA基板5。

需要说明的是，图10中的BOA基板为FFS模式基板，但本发明实施例还可以是VA模式或TN模式以及其它显示模式的液晶显示器。在图10中示意了BM/色阻层/支撑柱PS这三者的相对位置关系，以及BM/色阻层/支撑柱PS这三者相对于第一金属层M1/像素电极的相对位置关系关系，但并不限定图示层数量和结构，例如在BOA基板2中没有形成第二保护层PV2，例如在BOA基板1中第二保护层PV2下方设置第三金属层M3做为触摸功能配线。当采用a-Si做为半导体层时，BOA基板中上述BM/色阻层/第一金属层M1/像素电极或支撑柱PS结构等具备图10所述相对位置关系，也可以是其他结构的TFT器件结构。

另外，本实施例中BOA基板的基底所采用的材料可以是但不限于玻璃(Glass)、聚酰亚胺(PI)、环烯烃类共聚物(COC)、涤纶树脂(PET)、聚醚砜树脂(PES)等。本实施例中BOA基板上的薄膜晶体管TFT器件不限于a-Si TFT器件，还可为其它TFT器件，例如LTPS TFT器件或IGZO TFT器件等，当采用LTPS TFT或IGZO TFT等器件时可以采用不同TFT结构，不限于顶栅型或者底栅型TFT，基板中BM/色阻层/第一金属层M1/像素电极或支撑柱PS结构等可以具备图10所述相对位置关系，但不限于此。

在步骤S820中，在液晶盒上基板和下基板之间设置液晶层，且在液晶中掺杂有紫外聚合单体。液晶中掺杂的遇紫外光照射可发生聚合反应形成聚合物的单体材料可以为紫外环氧树脂。例如由Norland公司制造的UV环氧树脂NOA-65等产品以及其它公司的UV光下可聚合材料，本实施例中对此不做限定。

在步骤S830中，可以采用金属光罩覆盖液晶盒不需要照射的区域，也就是不需要生成聚合物连接结构的区域，如图11a所示。具体的，光罩遮蔽区对应像素开口区，光罩透过区对应BM上方或下方。

在本发明的其他的实施例中，也可以采用由添加有紫外(UV)吸收剂的光刻胶或黑色光刻胶所制成的光罩，设置在上基板外表面处，如图11b所示。

在步骤S840中，在对侧基板使用紫外光(UV光)照射，使UV光透过光罩的开口照射到预设位置，混合在液晶中的可聚合单体在预设位置发生聚合反应形成聚合物连接结构黏附于上下基板。

由于液晶中掺杂了紫外感光聚合单体，因此UV光照射后聚合形成柱状或墙状的聚合物连接结构。

本实施例中通过将上/下基板之一采用BOA基板，并在对侧基板使用UV光照射掺杂了紫外聚合单体的液晶使单体聚合形成聚合物连接结构，聚合物连接结构形成于BOA基板的黑矩阵BM的上方或下方，而不是位于液晶显示器像素中心开口区，避免了聚合物连接结构在像素中心对显示品质的影响。

在实际应用时，柔性显示器可根据实际需要进行弯折，如图12所示，BOA基板可以在上方，包含焊盘区的BOA基板可弯折至背光系统后方，以节省应用终端表面积。

最后需要说明的是，本发明实施例中的液晶显示器不只限于透射式显示器，还可以为反射式显示器。

虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。