CN102087440A

CN102087440A - 液晶显示面板的制作方法

Info

Publication number: CN102087440A
Application number: CN2009102520673A
Authority: CN
Inventors: 刘纯秀; 苏峻纬
Original assignee: CPT Video Wujiang Co Ltd; Chunghwa Picture Tubes Ltd
Current assignee: Suzhou Shengze Science And Technology Pioneer Park Development Co ltd
Priority date: 2009-12-08
Filing date: 2009-12-08
Publication date: 2011-06-08
Anticipated expiration: 2029-12-08
Also published as: CN102087440B

Abstract

一种液晶显示面板的制作方法。首先，提供彼此对向的第一基板与第二基板及位于两个基板之间的液晶层。接着，于液晶层中添加第一单体、第二单体与起始剂。再来，在第一基板及第二基板之间提供第一电压差而形成第一电场，以驱动液晶层中的多个液晶分子进行倾斜。继之，提供第一紫外光照射液晶层，使起始剂与第一单体进行反应，而让第一单体分别在第一基板与第二基板上形成配向层。之后，提供第二紫外光照射液晶层，以在第一基板与第二基板的表面处使第二单体与液晶分子进行聚合，而让液晶分子具有设定方向的预倾角。

Description

液晶显示面板的制作方法

技术领域

本发明是有关于一种液晶显示面板的制作方法，且特别是有关于一种利用聚合物维持垂直配向(polymer-sustain vertical alignment，PSVA)技术的液晶显示面板的制作方法。

背景技术

目前，在液晶显示面板的技术中，能够达成广视角要求的技术大致有：扭转向列型(twist nematic，TN)液晶加上广视角膜(wide viewing film)、共平面切换型(in-plane switching，IPS)液晶显示面板、边际场切换型(fringe field switching)液晶显示面板、多域垂直配向式(multi-domainvertically alignmen，MVA)液晶显示面板等方式。

公知的多域垂直配向式液晶显示面板是利用配向结构，如突起物(bump)或狭缝(slit)，使不同区域内的液晶分子以不同角度倾倒，而达到广视角的功效。然而，多域垂直配向式液晶显示面板因采用突起物，仍会产生亮态暗纹与暗态漏光等问题。因此，有研究者提出聚合物维持配向(Polymer-sustain alignment，PSA)式液晶显示面板，其液晶分子的排列较为稳定，且不需要突起物等结构，而可提升面板穿透率与提升对比。

更详细而言，聚合物维持配向式液晶显示面板的制作过程大致如下：首先，在相对向的两个基板内侧形成透明电极以及采用聚酰亚胺(polyimide，PI)材质的配向层。接着，在两个基板之间填入液晶层与反应性的高分子单体。继之，施与液晶层特定的电场，在此电场下，液晶层中的液晶分子会进行倾斜而具有预倾角。之后，以紫外光照射液晶层，使反应性的高分子单体与液晶层进行聚合，而提供固定方向的预倾角，从而，完成聚合物维持配向式液晶显示面板的制作。然而，上述制程方式需先使用昂贵的制程设备于两个基板的内侧形成配向层，以致于无法减少制程设备上的预算，生产成本无法下降。

此外，在上述以一紫外光照射液晶层的步骤时，两个基板上的结构(如彩色滤光基板上的滤光单元与黑矩阵、或主动元件阵列基板上的金属层)将会遮蔽紫外光。此时，被遮蔽区域的高分子单体因无法被紫外光所照射，该处的液晶分子与高分子单体之间无法完全聚合，使得液晶分子产生紊乱现象。因此，该处将产生暗纹或奇异点，劣化液晶分子的应答速度，且使液晶面板的对比与显示质量下降。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种液晶显示面板的制作方法，可有效降低生产成本、且简化制程步骤。

本发明还提供一种液晶显示面板的制作方法，采用紫外光照射光反应型单体而形成配向层的方式，来取代公知利用聚酰亚胺的配向层，可降低生产成本并简化制程步骤。

基于上述，本发明提出一种液晶显示面板的制作方法。首先，提供彼此对向的第一基板与第二基板，及位于第一基板与第二基板之间的液晶层，其中第一基板与第二基板之间具有液晶间隙。接着，于液晶层中添加第一单体、第二单体与起始剂。再来，在第一基板及第二基板之间提供第一电压差而形成第一电场，以驱动液晶层中的多个液晶分子进行倾斜。继之，提供第一紫外光照射液晶层，使起始剂与第一单体进行反应，而让第一单体分别在第一基板与第二基板上形成配向层。之后，提供第二紫外光照射液晶层，以在第一基板与第二基板的表面处使第二单体与液晶分子进行聚合，而让液晶分子具有设定方向的预倾角。

在本发明的一实施例中，上述当液晶间隙为3.5微米(μm)时，起始剂的重量百分比为0.125％，第一单体的重量百分比为2.25％，第二单体的重量百分比为0.375％。

在本发明的一实施例中，上述当液晶间隙为4微米(μm)时，起始剂的重量百分比为0.1％，第一单体的重量百分比为1.8％，第二单体的重量百分比为0.3％。

在本发明的一实施例中，上述的第一紫外光与第二紫外光的能量介于100焦耳～120焦耳。

在本发明的一实施例中，上述的第一基板为主动元件阵列基板，第二基板为彩色滤光基板，而第一紫外光与第二紫外光是从主动元件阵列基板侧入射到液晶层。

在本发明的一实施例中，上述的第一基板为具有彩色滤光层的主动元件阵列基板(Color filter on Array substrate，COA substrate)，第二基板为透光基板，而第一紫外光与第二紫外光是从透光基板侧入射到液晶层。

在本发明的一实施例中，上述的第一单体的材质包括光反应型单体材料。

在本发明的一实施例中，上述的第二单体的材质包括光反应型单体材料。

在本发明的一实施例中，还包括于第一基板上形成第一电极，且于第二基板上形成第二电极。

在本发明的一实施例中，上述的第一电极与第二电极的材质包括铟锡氧化物(Indium Tin Oxide，ITO)或铟锌氧化物(Indium Zinc Oxide，IZO)。

在本发明的一实施例中，上述的在提供第二紫外光照射液晶层的步骤之前，还包括提供第二电压差使液晶分子于设定方向中具有预倾角。

由于本发明于液晶层中添加第一单体、第二单体与起始剂，因此当第一紫外光照射液晶层时，起始剂与第一单体会先进行反应，而于第一基板与第二基板上直接形成配向层。本发明藉由将第一单体照射紫外光而形成配向层的方式来取代公知以昂贵设备所制作的配向层，而能有效降低液晶显示面板的生产成本。此外，本发明的液晶显示面板的制作方法亦可结合彩色滤光阵列形成于主动元件阵列基板上的技术。如此一来，可有效节省液晶层的照光时间、提高由第一单体所形成的配向膜的均匀性，及第二单体与液晶分子聚合的稳定性。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式作详细说明如下。

附图说明

图1A至图1E为本发明较佳实施例的一种液晶显示面板的制作方法的制作流程剖面示意图。

图2为本发明的另一实施例的一种液晶显示面板的示意图。

图3为本发明的一实施例的一种液晶显示面板的制作方法的流程示意图。

具体实施方式

本发明提出一种新颖的聚合物维持垂直配向式液晶显示面板(PSVA-LCD)的制作方法，在液晶层中另行添加一种光反应性单体以直接在两个基板的内侧制作配向层，可简化制程步骤并节省成本。以下将举出一较佳实施例对于本发明的技术内涵进行解说，但本发明的实施方式并不限于以下所说明的实施例。

图1A至图1E为本发明较佳实施例的一种液晶显示面板的制作方法的制作流程剖面示意图。请先参考图1A，首先，提供彼此对向的第一基板110与第二基板120、以及位于第一基板110与第二基板120之间的液晶层130，其中，第一基板110与第二基板120之间具有液晶间隙G。此处所述的液晶间隙G即为液晶层130的厚度。

在本实施例中，还可于第一基板110上形成第一电极112，而于第二基板120上形成第二电极122。第一电极112与第二电极122的材质例如是铟锡氧化物(ITO)或铟锌氧化物(IZO)。此外，本实施例的第一基板110可为主动元件阵列基板，而第二基板120可为彩色滤光基板。

接着，请参考图1B，于液晶层130中添加第一单体142、第二单体144与起始剂146。在一实施例中，第一单体142与第二单体144的材质例如均是光反应型单体材料。特别是，第一单体142、第二单体144以及起始剂146的重量百分比是随着液晶间隙G而作适度的调整，例如，当液晶间隙G为3.5微米(μm)时，起始剂146的重量百分比为0.125％，而第一单体142的重量百分比为2.25％，第二单体144的重量百分比为0.375％。另外，当液晶间隙G为4微米(μm)时，起始剂146的重量百分比为0.1％，而第一单体142的重量百分比为1.8％，第二单体144的重量百分比为0.3％。上述第一单体142、第二单体144以及起始剂146的组成比例，可使后续的两阶段照射紫外光反应能顺利进行。

接着，请参考图1C，在第一基板110以及第二基板120之间提供第一电压差V1而形成第一电场，以驱动液晶层130中的多个液晶分子132进行倾斜。此步骤的用意是，调整液晶分子132位于最佳的倾斜角，以得到最大的出光亮度。

接着，请参考图1D，提供第一紫外光L1照射液晶层130，使起始剂146与第一单体142进行反应，而让第一单体142分别在第一基板110与第二基板120上形成配向层150。在一实施例中，第一紫外光L1的能量可介于100焦耳～120焦耳。更详细而言，对液晶层130内的第一单体142照射第一紫外光L1的步骤中，照光功率的大小与照光时间可以随着不同的制程需求而调整并彼此匹配，本发明并不局限于上述的数值范围。在此步骤中，可直接于第一基板110与第二基板120的内侧形成配向层150，步骤相当简单。值得注意的是，于图1D的步骤中，仍是维持在第一电压差V1的状态下，使液晶分子132具有最佳的倾斜角(最大出光亮度下)，来进行第一紫外光L1的照射，如此，由第一单体142所形成的配向层150可使液晶分子132维持在最佳的倾斜角。

之后，请参考图1E，提供第二紫外光L2照射液晶层130，以在第一基板110与第二基板120的表面处使第二单体144与液晶分子132进行聚合，而让液晶分子132具有一设定方向的预倾角。同样地，第二紫外光L2的能量可介于100焦耳～120焦耳，并且，对液晶层130内的第二单体144照射第二紫外光L2的步骤中，照光功率的大小与照光时间可以随着不同的制程需求而调整并彼此匹配，本发明并不局限于上述的数值范围。图1E的步骤的用意在于：让第二单体144与液晶分子132聚合，而使液晶分子132具有设定方向的预倾角。至此，可完成液晶显示面板100的制作。

在图1E的步骤中，在提供第二紫外光L2照射液晶层130的步骤之前，可提供第二电压差V2使液晶分子132于设定方向中具有预倾角。第二电压差V2的值可以与第一电压差V1的值相同或不同，可依据所需的液晶分子132的倾斜角而做适应调整。在此必须说明的是，当第一基板110为主动元件阵列基板，而第二基板120为彩色滤光基板时，第一紫外光L1与第二紫外光L2是从第一基板110(意即主动元件阵列基板)侧入射到液晶层130。

承上述，由于在液晶层130中添加光反应型的第一单体142，所以当第一紫外光L1照射液晶层130时，起始剂146会与第一单体142会进行反应而于第一基板110与第二基板120上形成配向层150。相较于公知技术采用昂贵的制程设备来制作配向层而言，本实施例藉由第一单体142照光而形成配向层150的方式较为简单，可有效降低液晶显示面板100的生产成本。

此外，上述液晶显示面板100的制作方法亦可结合彩色滤光阵列形成于主动元件阵列基板上(COA)的技术。详细来说，图2为本发明的另一实施例的一种液晶显示面板的示意图。请参考图2，本实施例的液晶显示面板100a与液晶显示面板100相似，其不同之处在于：第一基板110为：具有彩色滤光层114的主动元件阵列基板(COA substrate)，而第二基板120为透光基板。

一般而言，如图2所示的彩色滤光层114可包括：红色(R)滤光单元114a、绿色(G)滤光单元114b以及蓝色(B)滤光单元114c。然而，在另外未绘示的实施例中，彩色滤光层114亦可依据需求而由其它不同颜色的滤光单元所组成，如白色(W)、黄色(Y)、洋红色(M)及青绿色(C)。另外，多个彩色滤光单元可以采用任意的排列方式，如三角形、马赛克或直条式等，在此不限制彩色滤光单元的种类以及排列方式。

特别是，当第一基板110为具有彩色滤光层114的主动元件阵列基板，而第二基板120为透光基板时，第一紫外光L1与第二紫外光L2是从第二基板120(意即透光基板)侧入射到液晶层130。在此情形下，由于第二基板120(透光基板)上并不具有任何遮光的元件，所以第一紫外光L1与第二紫外光L2可均匀地照射液晶层130，使第一单体142能均匀地形成配向层，而第二单体144与液晶分子132能稳定的聚合。因此，不会产生液晶分子132排列紊乱的问题，也就是说，利用具有彩色滤光层114的主动元件阵列基板与透光基板的搭配，可提升照射紫外光的均匀度。如此一来，可有效节省液晶层130的照光时间、提高第一单体142形成的配向层150的均匀性，且提升第二单体144与液晶分子132聚合的稳定性。所形成的液晶显示面板100a具有良好的显示质量。再者，由于不需如公知一般使用聚酰亚胺液来形成配向层，所以本实施例的液晶显示面板100a的制作方法简化了公知制程中的PI转印步骤以及省略PI材料的使用。

图3为液晶显示面板的制作方法的流程示意图。请参考图3，首先，在步骤S201中，提供一像素单元，其中，像素单元具有显示区，且包括第一基板、第二基板以及液晶层。详细而言，第二基板与第一基板平行配置，且第一基板与第二基板之间具有液晶间隙。液晶层配置于第一基板与第二基板之间。接着，在步骤S202中，于液晶层中添加第一单体、第二单体与起始剂。接着，在步骤S203中，在第一基板及第二基板之间提供第一电压差而形成第一电场，以驱动液晶层中的多个液晶分子进行倾斜。

继之，在步骤S204中，提供第一紫外光照射液晶层，使起始剂与第一单体进行反应，而让第一单体分别在第一基板与第二基板上形成配向层。之后，在步骤S205中，提供第二紫外光照射液晶层，以在第一基板与第二基板的表面处使第二单体与液晶分子进行聚合，而让液晶分子具有设定方向的预倾角。至此，可完成像素单元的制作。此像素单元可应用于任何种类的液晶显示面板中，而使液晶显示面板具有良好显示质量以及较低的生产成本。在上述像素单元的制作方法的步骤S201～S205中，相关的详细内容类似于上述图1A～图1E所述的液晶显示面板的制作方法，在此即不予以重述。

综上所述，本发明的液晶显示面板的制作方法至少具有以下优点：

在液晶层中另外添加第一单体与起始剂。当第一紫外光照射液晶层时，起始剂会与第一单体进行反应，而使第一单体于两个基板的内侧形成配向层。此制程步骤相当简单，且不需要采用公知昂贵的配向层制程设备与材料。因此，可有效降低生产成本。此外，亦可结合彩色滤光阵列形成于主动元件阵列基板上(COA)的技术来提升照射紫外光的效率，以制作显示质量更佳的液晶显示面板。

虽然本发明已以实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当视前述的权利要求范围所界定者为准。

Claims

1.一种液晶显示面板的制作方法，其特征在于，包括：

提供彼此对向的一第一基板与一第二基板、及位于该第一基板与该第二基板之间的一液晶层，其中该第一基板与该第二基板之间具有一液晶间隙；

于该液晶层中添加一第一单体、一第二单体与一起始剂；

在该第一基板及该第二基板之间提供一第一电压差而形成一第一电场，以驱动该液晶层中的多个液晶分子进行倾斜；

提供一第一紫外光照射该液晶层，使该起始剂与该第一单体进行反应，而让该第一单体分别在该第一基板与该第二基板上形成一配向层；以及

提供一第二紫外光照射该液晶层，以在该第一基板与该第二基板的表面处使该第二单体与该些液晶分子进行聚合，而让该些液晶分子具有一设定方向的预倾角。

2.如权利要求1所述的液晶显示面板的制作方法，其特征在于，当该液晶间隙为3.5微米时，该起始剂的重量百分比为0.125％，该第一单体的重量百分比为2.25％，该第二单体的重量百分比为0.375％。

3.如权利要求1所述的液晶显示面板的制作方法，其特征在于，当该液晶间隙为4微米时，该起始剂的重量百分比为0.1％，该第一单体的重量百分比为1.8％，该第二单体的重量百分比为0.3％。

4.如权利要求1所述的液晶显示面板的制作方法，其特征在于，该第一紫外光与该第二紫外光的能量介于100焦耳～120焦耳。

5.如权利要求1所述的液晶显示面板的制作方法，其中该第一基板为一主动元件阵列基板，该第二基板为一彩色滤光基板，而该第一紫外光与该第二紫外光是从该主动元件阵列基板侧入射到该液晶层。

6.如权利要求1所述的液晶显示面板的制作方法，其特征在于，该第一基板为：具有彩色滤光层的主动元件阵列基板，该第二基板为一透光基板，而该第一紫外光与该第二紫外光是从该透光基板侧入射到该液晶层。

7.如权利要求1所述的液晶显示面板的制作方法，其特征在于，该第二单体/第一单体的材质包括光反应型单体材料。

8.如权利要求1所述的液晶显示面板的制作方法，其特征在于，还包括：于该第一基板上形成一第一电极，且于该第二基板上形成一第二电极。

9.如权利要求7所述的液晶显示面板的制作方法，其特征在于，该第一电极与该第二电极的材质包括：铟锡氧化物或铟锌氧化物。

10.如权利要求1所述的液晶显示面板的制作方法，其特征在于，在提供该第二紫外光照射该液晶层的步骤之前，还包括：提供一第二电压差使该些液晶分子于该设定方向中具有该预倾角。