一种液晶显示装置及其制备方法与流程

本发明涉及液晶显示技术领域，特别涉及一种液晶显示装置及其制备方法。

背景技术：

众所周知，LCD是液晶显示屏，液晶材料起到非常重要的光阀作用。但或多或少都会存在液晶被污染的问题。LCD生产的传统真空灌注工艺是先进行边框胶的固化再进行液晶的灌注，虽然边框胶已经固化，但还是会存在污染成分析出污染液晶的现象。ODF工艺是将涂布边框胶基板和滴注液晶的另一张基板进行贴合后再固化边框胶，如果边框胶不能在短时间内固化，那么未固化的边框胶则会很容易和液晶材料接触从而导致液晶被污染，并且，固化后的边框胶也会有污染分子扩散从而污染液晶。施加电场时，被污染的液晶分子的特性会发生改变，无法及时完成扭转排列动作，从像素上观察会看到受污染区在由亮变暗的过程上存在一个明显的时间差，形成周边mura、残像等显示不良。另一方面，液晶和未固化的边框胶接触还会引起边框胶穿刺而发生贴合后的漏晶不良。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明采用包含聚合物环的液晶显示装置，聚合物环将显示装置的液晶和边框胶完全隔绝开，大大降低液晶被污染率或使液晶几乎不被污染，从而减少液晶显示屏显示不良问题。同时，本发明还公开了该显示装置的制作方法，该方法简单易行，能够减少显示不良等问题，提高产品良率和质量。

本发明所要解决的技术问题通过以下技术方案予以实现：

一种液晶显示装置，包括上基板、与上基板对应的下基板、设置于上基板和下基板之间充满液晶的显示区，以及布置在所述液晶显示装置外边缘的边框胶，其特征在于：还包括聚合物环，所述聚合物环围绕显示区设置，所述边框胶环绕聚合物环外边缘设置。

进一步地，所述聚合物环的上下两端分别与上基板、下基板连接。

进一步地，所述聚合物环通过紫外光照射液晶组合物制备而成，所述液晶组合物包括液晶材料、预聚物、单体和光引发剂。

本发明还提供上述液晶显示装置的制作方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1：提供上基板、下基板以及液晶组合物，备用；其中，所述液晶组合物为液晶材料和聚合物体系的混合物；

步骤2：采用ODF技术，得到由边框胶封闭的液晶盒；

步骤3：提供光罩，所述光罩包括透光部和掩模部，所述透光部的形状同边框胶和欲形成的聚合物环的形状相吻合；在上基板或下基板一侧采用紫外光通过光罩对所述液晶盒进行照射，从而使得液晶盒内的聚合物体系在紫外光照射下发生反应，形成聚合物环，液晶分子分离到没有紫外光照射的显示区。

进一步地，步骤3所述的照射工艺为一次照射，采用光强为100mw/cm² 以上，光照时间为10min-100min，光照初始温度设定在23-40℃。

本发明还提供上述液晶显示装置的制作方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1：提供上基板、下基板以及液晶组合物，备用；其中，所述液晶组合物为液晶材料和聚合物体系的混合物；

步骤2：采用传统灌液技术，得到由边框胶封闭的液晶盒；

步骤3：提供光罩，所述光罩包括透光部和掩模部，所述透光部的形状同欲形成的聚合物环的形状相吻合，或者同边框胶和欲形成的聚合物环的形状相吻合；在上基板或下基板一侧采用紫外光通过光罩对所述液晶盒进行照射，从而使得液晶盒内的聚合物体系在紫外光照射下发生反应，形成聚合物环，液晶分子分离到没有紫外光照射的显示区。

进一步地，步骤3所述的照射工艺为一次照射，采用光强为1.5-150mw/cm² ，光照时间为10min-100min，光照初始温度设定在23-40℃。

进一步地，上述制作方法中，所述聚合物体系包含预聚物、单体、光引发剂。

进一步地，所述预聚物为丙烯酸酯类预聚物，所述单体为丙烯酸酯类单体，所述光引发剂为自由基聚合光引发剂中的夺氢型光引发剂。

进一步地，所述单体为甲基丙烯酸-β-羟乙酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯或三羟甲基丙烷三丙烯酸酯，所述光引发剂为二苯甲酮及其衍生物、或苯乙酮及其衍生物。

进一步地，所述预聚物和单体在液晶材料中含量为0.1wt%-2wt%，光引发剂在液晶材料中含量为0.001wt%-0.1wt%。

本发明具有如下有益效果：

（1）本发明在液晶分子中同时加入预聚物、单体和光引发剂组成的聚合物体系，采用紫外光通过光罩进行照射后，聚合物体系按照光罩的图案形成聚合物环结构，起到阻挡液晶与边框胶接触的作用，从而有效地降低液晶的被污染率，减少周边mura、残像等显示不良问题。

（2）聚合物环结构还具有稳定性，可以直接支撑上下基板，能够增加液晶盒抗压性，维持液晶盒周边盒厚，减少因盒厚周边不均而产生的显示不良。

（3）本发明还公开了一种液晶显示装置的制作方法，该方法简单易行，能够减少显示不良等问题，提高产品良率和质量。

附图说明

图 1为本发明液晶显示装置的结构图；

图 2 为本发明液晶显示装置的制作方法的步骤 3 中形成聚合物环的示意图；

图 3 为本发明液晶显示装置的制作方法的步骤 3 中另一种形成聚合物环的示意图。

图中：1、上基板，2、下基板，3、显示区，4、边框胶，5、聚合物环，6、光罩。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进行详细的说明，实施例仅是本发明的优选实施方式，不是对本发明的限定。

现有技术中，为了减少边框胶对液晶的污染，往往将重点放在改进边框胶材料上，通过增加材料对小分子物质的锚定能力，减少游离到液晶材料中的小分子物质，从而减少边框胶对液晶的污染，但发明人发现实际制程中在现有边框胶材料的进一步改进难度很高，其所能达到的减少边框胶对液晶的污染的效果有限，而利用可完全隔绝边框胶和液晶的聚合物环，可以将污染减少到极小。

基于上述思想，本发明提供了一种液晶显示装置，包括上基板、与上基板对应的下基板、设置于上基板和下基板之间充满液晶的显示区、布置在所述液晶显示装置外边缘的边框胶，以及聚合物环；聚合物环围绕显示区设置，所述边框胶环绕聚合物环外边缘设置；所述聚合物环通过光固化形成且其上下两端分别与上基板、下基板粘接，进一步降低液晶材料被污染的可能。由于显示区的四周都被聚合物环包围，且聚合物环的上下两端连接了上下基板，所以实现了液晶和边框胶的完全隔绝，避免了液晶被污染。

上述液晶显示装置的制作方法，包括以下步骤：

步骤1：提供上基板、下基板以及液晶组合物，备用；其中，所述液晶组合物为液晶材料和聚合物体系的混合物；

步骤2：采用传统灌液技术，得到由边框胶封闭的液晶盒；

步骤3：提供光罩，所述光罩包括透光部和掩模部，所述透光部的形状同欲形成的聚合物环的形状相吻合，或者同边框胶和欲形成的聚合物环的形状相吻合；在上基板或下基板一侧采用紫外光通过光罩对所述液晶盒进行照射，所述的照射工艺为一次照射，采用光强为1.5-150mw/cm² ，光照时间为10min-100min，光照初始温度设定在23-40℃，温度会随着光照时间的延长逐步上升；在紫外光照射下，使得液晶盒内的聚合物体系在紫外光照射下发生反应，形成聚合物环，液晶材料分离到没有紫外光照射的显示区，使得聚合物环围绕显示区设置，所述边框胶环绕聚合物环外边缘设置。聚合物环可以将显示装置的液晶和边框胶完全隔绝开，大大降低了液晶被污染率。

上述液晶显示装置还可以通过以下制作方法制得，其包括以下步骤：

步骤1：提供上基板、下基板以及液晶组合物，备用；其中，所述液晶组合物为液晶材料和聚合物体系的混合物；

步骤2：采用ODF技术，在上基板涂布边框胶及在下基板滴注液晶组合物，或在上基板滴注液晶组合物及在下基板涂布边框胶，然后上基板和下基板真空对位贴合得到液晶盒；

步骤3：提供光罩，所述光罩包括透光部和掩模部，所述透光部的形状同边框胶和欲形成的聚合物环的形状相吻合；在上基板或下基板一侧采用紫外光通过光罩对所述液晶盒进行照射，所述的照射工艺中，光强根据固化所用边框胶所需光强而定，优选但不限定为采用光强≥100 mw/cm² ，光照时间为10min-100min，光照初始温度设定在23-40℃，温度会随着光照时间延长而逐步上升；在紫外光照射下，使得液晶盒内的聚合物体系和边框胶在紫外光照射下发生反应，分别形成聚合物环和边框胶；液晶材料分离到没有紫外光照射的显示区，使得聚合物环围绕显示区设置，所述边框胶环绕聚合物环外边缘设置。聚合物环可以将显示装置的液晶和边框胶完全隔绝开，大大降低了液晶被污染率。将固化边框胶和UV光照聚合形成polymer环合并成一步，即一次光照固化得边框胶和聚合物环，可不增加制程，仅改变了液晶材料和光罩结构，工艺简单成本低。

所述上基板和下基板为现有的阵列基板和彩膜基板，于本领域技术人员来说属于公知技术，在此不再详述。所述上基板和下基板所采用的白底板可以是玻璃基板，也可以是加在衬底玻璃上的塑料基板，所述塑料基板包含但不限于PI基板。在上述步骤3之后，还可以将塑料基板和衬底玻璃进行分离，得到柔性显示装置。

所述液晶材料采用现有技术中的已有材料，没有特别限定，在此不再赘述。

所述聚合物体系包含预聚物、单体、光引发剂，以下将更详细地描述所述聚合物体系中的各组分。

根据本发明，所述单体为丙烯酸酯类单体，具体而言，包括但不限于甲基丙烯酸-β-羟乙酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯或三羟甲基丙烷三丙烯酸酯。所述单体在液晶组合物中的含量为0.02wt%-0.04 wt%。单体作为活性稀释剂，是辅助性的功能性单体，如加入的太少，低于0.02%，则会使得液晶组合物流动性太差，影响制程。而单体虽然也可以发生聚合，但其交联度和聚合度都较差，所以含量不可太高，太高会影响聚合效果，增大聚合难度，并且会使得聚合形成的聚合物环黏性差，起不到连接上下基板的作用，从而不能完全隔绝边框胶和液晶。优选地，所述单体在液晶组合物中的含量为0.02wt%-0.03wt%。

所述预聚物为丙烯酸酯类预聚物，具体为：环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯或聚酯丙烯酸酯，但不限定于此。所述预聚物和单体在液晶组合物中含量为0.1wt%-2wt%。在此范围内，形成连续的聚合物环，无断裂现象，达到良好的隔绝效果，且不会因为在液晶组合物中剩余过多的聚合物单体，影响显示效果。优选地，所述预聚物和单体在液晶组合物中含量为0.3wt%-1.8wt%，更优选地，含量为0.5wt%-1.5wt%。

所述光引发剂为自由基聚合光引发剂中的夺氢型光引发剂，包括但不限于二苯甲酮及其衍生物、或苯乙酮及其衍生物。光引发剂在液晶组合物中含量为0.001wt%-0.1wt%。在此范围内，聚合速度呈现先增加后减少的规律，低于0.001wt%，生成的自由基太少，引发速度极慢，随着光引发剂的增加，生成的自由基越来越多，引发速度也越来越快，但当自由基过多时，自由基之间会发生笼蔽效应，使得速度降低，所以光引发剂含量超过0.1wt%也会使得引发速度极慢，从而造成聚合速度极慢，且过多引发剂会造成光的衰减，影响聚合深度，使得形成的聚合物环达不到完全隔绝的效果。优选地，所述光引发剂在液晶组合物中含量优选为0.01wt%-0.1wt%，更优选为0.05wt%-0.08wt%。

发明人出乎意料的发现，选用上述特定种类的预聚物、单体和光引发剂，并控制其特定的含量，使其相互配合，协同作用，生成的聚合物环黏性好、连续性好，无断裂现象，且聚合速度快，不仅可以大大降低了液晶被污染率，而且不会影响显示效果，取得了预料不到的技术效果。

本发明的液晶显示装置通过用于例如电视机、个人计算机、便携式电话、数字标 牌、信息显示器等的显示设备，能够发挥优异的显示特性。

接下来，将参照一些实施例描述本发明。 应理解的是提供以下实施例仅用于说明目的并且不以任何方式解释成限制本发明。 实施例1

一种液晶显示装置的制作方法，包括以下步骤：

步骤1：提供阵列基板、彩膜基板以及液晶组合物，备用；其中，所述液晶组合物为液晶材料和聚合物体系的混合物，所述聚合物体系为：环氧丙烯酸酯、甲基丙烯酸-β-羟乙酯和二苯甲酮，其中环氧丙烯酸酯在液晶组合物中含量为0.08wt%，甲基丙烯酸-β-羟乙酯在液晶组合物中含量为0.02wt%，二苯甲酮在液晶组合物中含量为0.001wt%。

步骤2：采用ODF技术，在阵列基板涂布边框胶及在彩膜基板滴注液晶组合物，或在阵列基板滴注液晶组合物及在彩膜基板涂布边框胶，然后阵列基板和彩膜基板真空对位贴合得到液晶盒；

步骤3：提供光罩，所述光罩包括透光部和掩模部，所述透光部的形状同边框胶和欲形成的聚合物环的形状相吻合；在上基板或下基板一侧采用紫外光通过光罩对所述液晶盒进行照射，所述的照射工艺为一次照射，光强≥100 mw/cm² ，光照时间为10min-100min，光照初始温度设定在23-40℃；在紫外光照射下，使得液晶盒内的聚合物体系在紫外光照射下发生反应，形成聚合物环，液晶材料分离到没有紫外光照射的显示区，使得聚合物环围绕显示区设置，所述边框胶环绕聚合物环外边缘设置。

实施例2

一种液晶显示装置的制作方法，包括以下步骤：

步骤1：提供阵列基板、彩膜基板以及液晶组合物，备用；其中，所述液晶组合物为液晶材料和聚合物体系的混合物，所述聚合物体系为：聚氨酯丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯和苯乙酮，其中聚氨酯丙烯酸酯在液晶组合物中含量为1.96wt%，1,6-己二醇二丙烯酸酯在液晶组合物中含量为0.04wt%，苯乙酮在液晶组合物中含量为0. 1wt%。

步骤2：采用ODF技术，在阵列基板涂布边框胶及在彩膜基板滴注液晶组合物，或在阵列基板滴注液晶组合物及在彩膜基板涂布边框胶，然后阵列基板和彩膜基板真空对位贴合得到液晶盒；

步骤3：提供光罩，所述光罩包括透光部和掩模部，所述透光部的形状同边框胶和欲形成的聚合物环的形状相吻合；在上基板或下基板一侧采用紫外光通过光罩对所述液晶盒进行照射，所述的照射工艺为一次照射，光强≥100 mw/cm² ，光照时间为10min-100min，光照初始温度设定在23-40℃；在紫外光照射下，使得液晶盒内的聚合物体系在紫外光照射下发生反应，形成聚合物环，液晶材料分离到没有紫外光照射的显示区，使得聚合物环围绕显示区设置，所述边框胶环绕聚合物环外边缘设置。

实施例3

一种液晶显示装置的制作方法，包括以下步骤：

步骤1：提供阵列基板、彩膜基板以及液晶组合物，备用；其中，所述液晶组合物为液晶材料和聚合物体系的混合物，所述聚合物体系为：聚酯丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和二苯甲酮，其中聚酯丙烯酸酯在液晶组合物中含量为0.47wt%，三羟甲基丙烷三丙烯酸酯在液晶组合物中含量为0.03wt%，二苯甲酮在液晶组合物中含量为0. 05wt%。

步骤2：采用ODF技术，在阵列基板涂布边框胶及在彩膜基板滴注液晶组合物，或在阵列基板滴注液晶组合物及在彩膜基板涂布边框胶，然后阵列基板和彩膜基板真空对位贴合得到液晶盒；

步骤3：提供光罩，所述光罩包括透光部和掩模部，所述透光部的形状同边框胶和欲形成的聚合物环的形状相吻合；在上基板或下基板一侧采用紫外光通过光罩对所述液晶盒进行照射，所述的照射工艺为一次照射，光强≥100 mw/cm² ，光照时间为10min-100min，光照初始温度设定在23-40℃；在紫外光照射下，使得液晶盒内的聚合物体系在紫外光照射下发生反应，形成聚合物环，液晶材料分离到没有紫外光照射的显示区，使得聚合物环围绕显示区设置，所述边框胶环绕聚合物环外边缘设置。

实施例4

步骤1：提供阵列基板、彩膜基板以及液晶组合物，备用；其中，所述液晶组合物为液晶材料和聚合物体系的混合物，所述聚合物体系为：环氧丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、苯乙酮，其中环氧丙烯酸酯在液晶组合物中含量为0.28wt%，1,6-己二醇二丙烯酸酯在液晶组合物中含量为0.02wt%，苯乙酮在液晶组合物中含量为0. 08wt%。

步骤2：采用传统灌液技术，得到由边框胶封闭的液晶盒；

步骤3：提供光罩，所述光罩包括透光部和掩模部，所述透光部的形状同欲形成的聚合物环的形状相吻合；在上基板或下基板一侧采用紫外光通过光罩对所述液晶盒进行照射，所述的照射工艺为一次照射，采用光强为1.5-150mw/cm² ，光照时间为10min-100min，光照初始温度设定在23-40℃，温度会随着光照时间的延长逐步上升；在紫外光照射下，使得液晶盒内的聚合物体系在紫外光照射下发生反应，形成聚合物环，液晶材料分离到没有紫外光照射的显示区，使得聚合物环围绕显示区设置，所述边框胶环绕聚合物环外边缘设置。

以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制，但凡采用等同替换或等效变换的形式所获得的技术方案，均应落在本发明的保护范围之内。