一种发光液晶显示器件的制备方法技术

本发明专利技术属于液晶显示技术领域，公开了一种发光液晶显示器件的制备方法，包括：首先制备发光液晶复合材料，由向列相液晶、具有AIE性质的发光液晶染料、能够使液晶垂直取向的无机纳米颗粒组成；然后将发光液晶复合材料注入液晶盒，利用无机纳米粒子的作用使液晶均匀取向；此液晶池在被施加电场的情况下，对液晶池施加电场，使其在电场作用下变为平行取向；在紫外光激发下，实现发光液晶显示器件亮暗态的切换。本发明专利技术可避免传统液晶显示器中背光源和偏振片的使用，极大地简化制造工艺，降低成本及能耗；同时利用无机纳米粒子实现对液晶的垂直取向，避免现有液晶显示技术中的摩擦取向，从而进一步简化工艺，也使得制备柔性显示器件成为可能。为可能。为可能。

【技术实现步骤摘要】
一种发光液晶显示器件的制备方法


[0001]本专利技术属于液晶显示
，特别涉及一种无需LED(发光二极管)背光源、偏振片和取向层的发光液晶显示器件的制备方法。

技术介绍

[0002]液晶显示器(LCD)应用广泛，在电视、平板电脑显示器、智能手机等产品领域有着广阔市场。然而，目前的液晶显示技术中，偏振片和彩色滤光片的使用消耗了大部分的入射光，不仅降低了显示器的亮度，而且降低了能量使用效率，从显示器表面出射的光线仅有入射光线总能量的大致5％。此外，由于液晶本身不发光，所以需要借助大功率背光源才能达到显示功能。这样除了会直接影响LCD显像质量外，背光源成本也占到了LCD模块的30
‑
50％，所消耗的电力更占到了模块的75％，造成了能量的进一步浪费。
[0003]发光液晶显示器(Luminescent LCD,LE
‑
LCD)可以解决上述问题。发光液晶材料兼具荧光与液晶性，在取向状态下能够发射线偏振光或圆偏振光，将其用于LE
‑
LCD的制备时，能够减少偏振片及彩色滤光片的使用，从而可以大幅提高能量的使用效率。此外，这种简化设计能够提高LCD的亮度、对比度和视角。要实现发光液晶显示，需要具有二色性和强辐射的强荧光材料。到目前为止，虽然已有一些使用发光材料制成的光致发光液晶显示器，但这种基于液晶各向异性的显示技术仍然需要使用至少一片偏振片，而偏振片透过率只有40
‑
50％，因此在使用中会降低显示器件亮度,减少器件使用效率。另外偏振片本身较昂贵，增加了整个器件的成本。
[0004]中国专利CN106461988A公开了一种发光液晶器件，其采用含有具有聚集诱导发光(AIE)性质的TPE
‑
PPE液晶混合物作为发光材料，利用TPE
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PPE在THF/水混合物显示AIE活性行为和热致液晶性能，在单向定向液晶池单元上获得线偏振或圆偏振发光。但是本技术还是需要一片偏振片才可实现显示，并且需要预先对液晶池进行繁琐的平行取向处理来实现液晶分子的取向。现有的摩擦取向技术需要对基板进行高温处理，由于摩擦产生大量静电和灰尘，降低了液晶显示器的成品率，尤其是静电放电造成的损害给全球电子制造产业带来每年数十亿美元的损失。而光控取向技术虽然避免了摩擦取向的缺点，但光取向剂合成步骤复杂，成本高，热、光稳定性差，因此亟待新的简便、易操作、成本低廉的取向技术出现。
[0005]综上，现有的液晶显示技术，至少需要使用偏振片及摩擦取向层，造成结构和工艺复杂、较大的能耗和成本、难以制成柔性器件等缺点。

技术实现思路

[0006]针对上述现有技术问题，本专利技术的目的在于提供一种主动发光的、不使用偏振片及取向层的，结构和制造工艺非常简单的的发光液晶显示器件的制造方法。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供了一种发光液晶显示器件的制备方法，包括如下步骤：
[0008]步骤一：将具有AIE特性及液晶性的发光液晶化合物掺杂进向列相液晶中形成发
光液晶复合物A；
[0009]步骤二：制备能够使液晶垂直取向的无机纳米粒子并确定其对液晶的取向性能，之后将无机纳米粒子均匀分散到所述发光液晶复合物A中，形成发光液晶复合物B；
[0010]步骤三：制备空液晶池，将所述发光液晶复合物B灌注至所述空液晶池中，形成液晶单元。
[0011]进一步，所述无机纳米粒子包括CuInS2纳米粒子。
[0012]进一步，CuInS2纳米粒子的制备过程如下：
[0013]将0.15
‑
0.75mmol CuCl2·
2H2O和0.1
‑
0.5mmol InCl3·
4H2O溶于60
‑
200mL乙醇搅拌均匀后，加入5
‑
20mmoL的硫脲，搅拌20
‑
40min后转移至反应釜中，在180
‑
210℃下反应1h；自然冷却至室温，通过离心法收集得到的黑色沉淀物；用无水乙醇洗涤收集到的黑色沉淀物，在60℃的烘箱中干燥5小时，最后制备得到CuInS2纳米粒子。
[0014]进一步，步骤二中，所述确定无机纳米粒子对液晶的取向性能，具体过程如下：
[0015]1)将无机纳米粒子均匀分散到向列相液晶中，得到无机纳米粒子
‑
向列相液晶的混合物，其中无机纳米粒子的浓度为0.01wt％～0.20wt％；
[0016]2)取两片清洗干净的ITO玻璃，中间用聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜作为间隔垫组装空液晶池；
[0017]3)将步骤1)中得到的无机纳米粒子
‑
向列相液晶的混合物灌注入步骤2)中所组装的空液晶池，用偏光显微镜观察确定无机纳米粒子的液晶取向性能。
[0018]进一步，步骤一中，所述发光液晶化合物包括TPE
‑
PPE，具有如下化学式：
[0019][0020]进一步，步骤一中，向列相液晶包括负性向列相液晶。
[0021]本专利技术还提供了一种根据上述制备方法制备的液晶单元，其在垂直取向和平行取向状态下，荧光强度均随着所述发光液晶化合物的浓度增加而增加。
[0022]进一步，所述液晶单元在垂直取向和平行取向两个方向上的荧光强度不同。
[0023]进一步，所述液晶单元在垂直取向和平行取向两个方向上的荧光强度之比为4:1。
[0024]本专利技术还进一步提供了一种发光液晶显示器件，包括液晶单元图案化电极、具有AIE特性及液晶性的发光液晶化合物和能够使液晶垂直取向的无机纳米粒子；所述液晶单元图案化电极包括由未经表面取向处理的两个基板制成的空白液晶池，所述两个基板包括具有图案化ITO的第一玻璃基板和具有均匀ITO的另一玻璃基板；所述发光液晶化合物掺杂进向列相液晶中形成发光液晶复合物A；所述无机纳米粒子均匀分散到所述发光液晶复合物A中，形成发光液晶复合物B；所述发光液晶复合物B灌注至所述空液晶池中，形成液晶单元。
[0025]本专利技术的有益效果：
[0026]1)本专利技术可以省略掉传统LCD中LED背光模组的使用，节省背光模组的成本，从而使LCD器件可降低30％左右的成本；同时，由于本专利技术所制备的发光液晶在垂直和平行取向
两个方向上发光强度不同，从而可以实现亮暗态对比，因此可以完全省略掉偏振片，使成本再降低10％左右的成本；在能耗方面，由于传统LCD的背光模组仅能透过38％的入射光，上下两片偏振片仅能透过40
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45％的入射光，采用本专利技术所提供的自发光显示技术，光线效率大大增加，功耗大幅降低；
[0027]2)本专利技术利用无机纳米粒子诱导实现了对液晶的垂直取向，避免了传统LCD取向技术中的摩擦高分子层的取向工艺，即可避免涂敷取向层、高温固化以及摩擦等工序，大大简化了LCD器件的制备工艺，同时避免了摩擦可能引起的静电及灰尘；也使得制备柔性显示器件成为可能；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种发光液晶单元的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一：将具有AIE特性及液晶性的发光液晶化合物掺杂进向列相液晶中形成发光液晶复合物A；步骤二：制备能够使液晶垂直取向的无机纳米粒子并确定其对液晶的取向性能，之后将无机纳米粒子均匀分散到所述发光液晶复合物A中，形成发光液晶复合物B；步骤三：制备空液晶池，将所述发光液晶复合物B灌注至所述空液晶池中，形成液晶单元。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述无机纳米粒子包括CuInS2纳米粒子。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，CuInS2纳米粒子的制备过程如下：将0.15
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0.75mmol CuCl2·
2H2O和0.1
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0.5mmol InCl3·
4H2O溶于60
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200mL乙醇搅拌均匀后，加入5
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20mmoL的硫脲，搅拌20
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40min后转移至反应釜中，在180
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210℃下反应1h；自然冷却至室温，通过离心法收集得到的黑色沉淀物；用无水乙醇洗涤收集到的黑色沉淀物，在60℃的烘箱中干燥5小时，最后制备得到CuInS2纳米粒子。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤二中，所述确定无机纳米粒子对液晶的取向性能，具体过程如下：1)将无机纳米粒子均匀分散到向列相液晶中，得到无机纳米粒子
‑
向列相液晶的混合物，其中无机纳米粒子的浓度为0.01wt％～0...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵东宇，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：