一种透明显示装置及其制造方法与流程

本发明属于液晶面板的技术领域，尤其涉及一种透明显示装置及其制造方法。

背景技术：

智能显示的概念比较宽广，从透明显示到smartwindow(智能窗)，以及柔性、弯曲的显示应用，都表达了显示无处不在的意义，也是各面板厂努力的方向。透明显示目前在传统领域的应用也越来越多。

然而，在既有的lcd显示器的基础上，在lcd显示器的彩膜基板和阵列基板的表面都需要贴偏光片，具有偏光片的彩膜基板和阵列基板，造成成本高；具有偏光片的彩膜基板和阵列基板，通过降低彩膜基板的色阻的膜厚，降低透明度，且会牺牲液晶面板的色彩饱和度，如从ntsc72％降低到40％甚至10％。另外，因为是通过调节色阻膜厚，所以对比度和穿透率是矛盾的关系，从面板来说，要想提高透明度，就需要降低对比度。另外，使用这种技术，仍然需要使用偏光片，偏光片影响60％-70％的穿透率，而且，偏光片的价格高昂，占到整个液晶显示模组10％左右的成本。

此外，目前对染料液晶的应用大都是在无源显示，被动矩阵，并且使用摩擦取向工艺，液晶分子在面板内为单畴取向，视角不佳，显示数量和质量有局限性。

在这种情况下，本发明提出一种新的透明显示装置，采用光配向技术制程，搭配掺杂有染料分子的宾主液晶，实现高透过率、宽视角的无偏光片显示。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种实现高透过率、宽视角的无偏光片显示的透明显示装置。

本发明提供一种透明显示装置，包括：彼此相对的第一基板和第二基板；夹设于所述第一基板和第二基板的液晶层，所述液晶层包括液晶分子和染料分子；所述第一基板和第二基板上分别形成有第一配向层和第二配向层；其中，所述第一配向层和第二配向层为光配向层，所述第一基板和第二基板分别通过水平或者垂直光配向，在第一基板和第二基板形成的液晶盒内形成多个正交配向角度。

优选地，所述第一基板为彩膜基板，所述第二基板为阵列基板，所述第二基板的表面没有设置偏光片。

优选地，所述第一基板上方设置有防uv层或偏光片。

优选地，所述第二基板与第二配向层之间设置有绝缘层。

优选地，所述第一基板与第一配向层之间设置有涂覆保护层。

优选地，所述第二基板包括纵横交错的扫描线和数据线，所述扫描线和数据线交叉限定出若干个子像素单元，所述第一基板包括与所述第二基板相对的若干子像素单元；所述第一基板和第二基板上的每个子像素单元分别具有至少一个区域，分别对所述第一基板和第二基板的每个子像素单元的每个区域进行水平或者垂直光配向。

优选地，所述第一基板和第二基板上的每个子像素单元都划分为两个区域，所述第一基板和第二基板中的一个的子像素单元划分为上下两个区域，另一个的子像素单元划分为左右两个区域，分别对所述第一基板和第二基板的两个区域沿相应的方向进行光配向，每个基板的两个区域的配向方向相反。

优选地，所述液晶分子是正性液晶或负性液晶。

优选地，所述染料分子为有机材料或无机材料。

本发明还提供一种透明显示装置的制造方法，所述透明显示装置包括：彼此相对的第一基板和第二基板；夹设于所述第一基板和第二基板的液晶层，所述液晶层包括液晶分子和染料分子；所述第一基板和第二基板上分别形成有第一配向层和第二配向层；所述第一配向层和第二配向层为光配向层，所述第一基板和第二基板分别通过水平或者垂直光配向，在第一基板和第二基板形成的液晶盒内形成多个正交配向角度；所述第一基板和第二基板均包括相对的若干个子像素单元；

其中，该方法还包括如下步骤：

第一步：以一个子像素单元的行方向距离作为所述第一基板或第二基板uv光罩的周期，将所述第一基板或第二基板中的一个的子像素单元分为上下两部分，进行行方向的配向且配向方向相反；

第二步：以一个子像素单元的列方向距离作为所述第一基板或第二基板uv光罩的周期，将所述第一基板或第二基板中的另一个的子像素单元分为左右两部分，进行列方向的配向且配向方向相反。

本发明通过采用光配向技术制程，搭配掺杂有染料分子的宾主液晶，实现高透过率、宽视角的无偏光片显示。

附图说明

图1为本发明透明显示装置的结构示意图；

图2为本发明采用的光配向示意图；

图3为本发明液晶分子的扭曲方向；

图4为本发明的另一个实施例的透明显示装置的结构示意图；

图5为本发明的制造方法的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

如图1所示，本发明的透明显示装置，其包括：彼此相对设置的第一基板1和第二基板2、以及形成在第一基板1和第二基板2之间的液晶层3，液晶层3为添加染料的宾主液晶，液晶层3包括液晶分子31和二色性染料分子32，其中，液晶分子31的介电常数可以为正也可以为负。在第一基板1上形成有第一配向层4，在第二基板2上形成有第二配向层5，第一配向层4和第二配向层5均为光配向层。

液晶分子31为正性液晶，对应的配向为水平光配向，显示模式为tn模式。可替换的，液晶分子31也可以为负性液晶，对应的配向为垂直光配向，显示模式为va模式。

第二基板2包括纵横交错的扫描线和数据线，扫描线和数据线交叉限定出若干个子像素单元，第一基板1包括与第二基板2相对的若干个子像素单元。

可选地，如图2所示，每三个子像素单元形成一个像素单元10，像素单元10的组成包括r子像素单元11、g子像素单元12和b子像素单元13，

在本发明中，第一基板1为彩膜基板，第二基板2为阵列基板，由于液晶中含有二色性染料分子32，故第二基板2表面不需要偏光片，由于在第二基板2的表面不使用偏光片，在白态时透过率可提高3-4倍，从而减小背光亮度2-3倍，降低功耗；减少材料同时又减少了生产工序，从而达到降低成本，提高效率的目的；视角较好，可以调节盒厚增加对比度，比传统带偏光片的优势明显。

对于第一基板1，根据设计的需要可以使用偏光片、也可以不使用偏光片。

第一基板1上的每个子像素单元划分为两个区域，第二基板2上的每个子像素单元也划分为两个区域，其中，第一基板1和第二基板2中的一个的子像素单元划分为上下两个区域，另一个的子像素单元划分为左右两个区域。分别对第一基板1和第二基板2的两个区域沿相应的方向进行光配向，且每个基板的两个区域的配向方向相反。

优选地，如图2所示，第一基板1上的子像素单元划分为上下两个区域，第二基板2上的子像素单元划分为左右两个区域。对第一基板1上的第一配向层4，使用水平光配向制程，对第二基板2上的第二配向层5，使用垂直光配向制程，0°和180°的箭头方向为第一基板1上的uv光配向方向，90°和270°方向的箭头为第二基板2上的uv光配向方向，在第一基板和第二基板形成的液晶盒内形成多个正交配向角度。

将第一基板1与第二基板2重叠，在一个子像素单元内可以形成四个不同排列角度液晶配向域，即四域显示模式。

优选地，如图3所示，由于第一基板1的第一配向层4的配向方向a由上至下固定为左右，而第二基板2的第二配向层5的配向方向b由左至右分别为下上，因此，图3所示的四个箭头方向即为液晶盒内液晶分子的转动方向。

本发明液晶层3内掺杂的染料分子32，优选地，可以是有机材料也可以是无机材料，可以是纳米材料也可以是其他发光、吸光材料。通过在液晶层3内掺杂的染料分子32，由于外加电场控制液晶分子31的转向，而带动棒状的染料分子32一道转动，从而提高产品信赖性以及光吸收的效率。

此外，在第一基板1的上表面还可以设置有至少一层防uv层或者偏光片层，在第二基板2与第二配向层5之间还可以设置有至少一层绝缘层，该绝缘层可以为有机绝缘层，以增加第二基板2的平坦性。在第一基板1的表面还可以设置有至少一层涂覆保护层。

优选地，如图4所示，第一基板1的上表面设置有一层防uv层6，第二基板2与第二配向层5之间设置有一层绝缘层7，第一基板1与第一配向层4之间设置有一层涂覆保护层8，绝缘层7为有机绝缘层，通过这样的设计，能够增加对比度，提升面板信赖性。

同时，还可以通过增大第一基板1与第二基板2之间的距离，从而增加可见光的吸收率。

另外，本发明的透明显示装置的制造方法，如图5所示，以一个子像素单元在列方向上的距离为第一基板uv光罩的周期，以一个子像素单元在行方向上的距离为第二基板uv光罩的周期，本发明的制造方法还包括如下步骤：

第一步：第一基板1的一个子像素单元1’分为上、下两部分，uv光罩的漏光缝隙覆盖对子像素单元的上半部分进行紫外光照射，之后，uv光罩的漏光缝隙覆盖对子像素单元的下半部分进行紫外光照射。其中，上下两部分进行紫外光照射时，照射方向相反。即：该子像素单元在列方向上，其上半部分与下半部分的配向方向相反。

第二步：第二基板2的一个子像素单元2’分为左、右两部分，uv光罩的漏光缝隙覆盖对子像素单元的左半部分进行紫外光照射，之后，uv光罩的漏光缝隙覆盖对子像素单元的右半部分进行紫外光照射。其中，左右两部分进行紫外光照射时，照射方向相反。即：该子像素单元在行方向上，其左半部分与右半部分的配向方向相反。

将第一基板1与第二基板2重叠，在一个子像素单元内即可以形成四个不同排列角度液晶配向域，即四域显示模式。

此外，也可以第一基板1采用垂直配向，第二基板2采用水平配向。也可以第一基板1和第二基板2上的每个子像素单元分别具有至少一个区域，对每个子像素单元的每个区域进行光配向。

本发明基于光配向技术制程，搭配掺杂有染料分子的宾主液晶，实现高透过率、宽视角的无偏光片显示。通过染料分子对可见光进行吸收，并通过光配向技术，在面板内实现多个角度的配向，增加对可见光的吸收率。另外，由于不使用偏光片，可以有效降低成本。因此，由于透过率相对较高，能够应用于多个领域，达到透明显示的技术效果。