CN102876334B - 液晶组成物、液晶显示面板及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种液晶显示面板，包括第一基板、第二基板、液晶分子层、第一液晶胞层以及第二液晶胞层。第二基板对向于第一基板。液晶分子层具有多个液晶分子且配置于第一基板与第二基板之间。第一液晶胞层具有多个第一液晶胞且配置于第一基板与液晶分子层之间。第二液晶胞层具有多个第二液晶胞且配置于第二基板与液晶分子层之间。此外，用以制作所述液晶显示面板的液晶组成物以及制作所述液晶显示面板的方法亦被提出，利用此液晶组成物所制作的液晶显示面板，其驱动电压低、厚度小且光学特性佳，以此制造方法所制作的液晶显示面板制作良率高且制作成本低。

Description

液晶组成物、液晶显示面板及其制造方法

技术领域

本发明是有关于一种混合物、光电组件及其制造方法，且特别是有关于一种液晶组成物、液晶显示面板及其制造方法。

背景技术

目前有数种方法是可制造可挠式显示器。在现今所发展的可挠式显示器制造技术中，业界多使用高分子分散液晶(polymer dispersed liquid crystal display，PDLC)显示器制程、高分子稳定液晶(polymer stabilized liquid crystal display，PSLC)显示器制程、微胶囊(microcapsule)方法以及微杯(microcup)方法。

就习知的高分子分散液晶显示器的制程与高分子稳定液晶显示器的制程而言，由于不容易控制高分子相与液晶相的分布，所以高分子分散液晶显示器与高分子稳定液晶显示器具有低对比与高驱动电压的缺点。此外，习知的高分子分散液晶显示器与高分子稳定液晶显示器更具有厚度大的缺点。

发明内容

鉴于现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种液晶组成物、液晶显示面板及其制造方法，利用此液晶组成物所制作的液晶显示面板，其驱动电压低、厚度小且光学特性佳，以此制造方法所制作的液晶显示面板制作良率高且制作成本低。

本发明提供一种液晶组成物，此液晶组成物包括多个液晶分子以及可聚合材料，可聚合材料包括有机溶剂、聚醚多元醇压克力基单体、丙烯酸树脂单体、聚硫醇以及光起始剂；基于液晶组成物的总重量，可聚合材料的重量百分比介于20%到50%；基于可聚合材料的总重量，聚醚多元醇压克力基单体的重量百分比介于10%到30%，丙烯酸树脂单体的重量百分比介于10%到30%，聚硫醇的重量百分比介于10%到30%，光起始剂的重量百分比介于0.5%到5%。

本发明提供一种液晶显示面板的制造方法，其包括下列步骤：提供第一基板；提供第二基板；组立第一基板与第二基板；提供上述的液晶组成物；在第一基板与第二基板之间填入液晶组成物；以光束照射液晶组成物，以使部分的液晶分子发生聚合反应。

本发明提供一种液晶显示面板，此液晶显示面板包括第一基板、第二基板、液晶分子层、第一液晶胞层以及第二液晶胞层，第二基板对向于第一基板，液晶分子层具有多个液晶分子且配置于第一基板与第二基板之间，第一液晶胞层具有多个第一液晶胞且配置于第一基板与液晶分子层之间，第二液晶胞层具有多个第二液晶胞且配置于第二基板与液晶分子层之间。

在本发明的一实施例中，上述的聚醚多元醇压克力基单体包括：                                                

。

在本发明的一实施例中，上述的丙烯酸树脂单体包括：

。

在本发明的一实施例中，上述的聚硫醇包括：

。

在本发明的一实施例中，上述的光起始剂包括：

。

在本发明的一实施例中，上述的以光束照射液晶组成物而使部分的液晶分子发生聚合反应的步骤包括：聚醚多元醇压克力基单体使部分的液晶分子在第一基板以及第二基板的表面形成多个液晶胞；以及利用丙烯酸树脂单体使液晶胞中的液晶分子与聚醚多元醇压克力聚合。

在本发明的一实施例中，上述的光束为紫外线光束。

在本发明的一实施例中，上述的第一液晶胞以及第二液晶胞是由部分的液晶分子、丙烯酸树脂单体以及聚醚多元醇压克力基单体所形成的。

在本发明的一实施例中，上述的液晶显示面板更包括配置于第一基板与第二基板之间的聚硫醇。

在本发明的一实施例中，上述的第一基板为主动组件数组基板。

在本发明的一实施例中，上述的第二基板具有透光导电层。

在本发明的一实施例中，当上述的第一基板与第二基板之间存在电位差且电位差大于零时，液晶分子层的液晶分子以及形成第一液晶胞和第二液晶胞的部分液晶分子的光轴方向实质上一致。

在本发明的一实施例中，当上述的第一基板与第二基板之间的电位差实质上为零时，液晶分子层的液晶分子以及形成第一液晶胞和第二液晶胞的部分液晶分子的光轴方向互相交错。

基于上述，在本发明一实施例的液晶显示面板中，由于液晶胞是形成在第一基板及第二基板的表面，且位于第一基板及第二基板中间区域附近的液晶分子仍呈现一般液晶分子的状态，因此本发明一实施例的液晶显示面板的驱动电压可降低且厚度可减薄。

此外，在本发明一实施例的液晶显示面板的制造方法中，利用特殊设计的液晶组成物可制作出低驱动电压且厚度薄的液晶显示面板。

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1F为本发明一实施例的液晶显示面板的制造流程示意图。

图2A及图2B为本发明一实施例的液晶显示面板的剖面示意图。

图3绘示注入本发明一实施例的液晶组成物的测试盒的驱动电压与穿透率的关系。

【主要组件符号说明】

1000：液晶显示面板

110：第一基板

110a：表面

112：基底

114：画素电极

120：第二基板

120a：表面

122：基底

124：透光导电层

130：框胶

140：液晶组成物

142：液晶分子层

142a：液晶分子

144：第一液晶胞层

144a：第一液晶胞

146：第二液晶胞层

146a：第二液晶胞

V：电位差

L：光束

L1：入射光。

具体实施方式

液晶显示面板的制造方法：图1A至图1F为本发明一实施例的液晶显示面板的制造流程示意图。 请参照图1A，首先，提供第一基板110。在本实施例中，第一基板110可为主动组件数组基板(Active Device Array Substrate)。更进一步地说，主动组件数组基板可具有数组排列的多个主动组件(例如薄膜晶体管)以及与这些主动组件电性连接的多个画素电极。画素电极的材料可为透明导电材料，例如铟锡氧化物、铟锌氧化物、铝锡氧化物、铝锌氧化物、铟锗锌氧化物、或其它合适的氧化物、或者是上述至少二者的堆栈层，但本发明不以此为限。

请参照图1B，接着，提供第二基板120。在本实施例中，第二基板120包括基底以及配置于基底上的透光导电层。透光导电层可用的材质与画素电极类似，于此便不再重述。然而，本发明不以此为限，在其它实施例中，第二基板120可选择性地包括配置于基底与透光导电层之间的彩色滤光层(Color Filter)。

请参照图1C，接着，组立第一基板110与第二基板120。详言之，在本实施例中，可先在第一基板110上涂布框胶(sealant)130。然后，再将第二基板120与第一基板110对位。接着，再令第二基板120透过框胶130与第一基板110连接。最后，硬化框胶130，而完成第一基板110与第二基板120的组立。

请参照图1D，接着，提供液晶组成物140。液晶组成物140包括多个液晶分子以及可聚合材料。可聚合材料包括有机溶剂、聚醚多元醇压克力基单体(Polyol acrylate Oligomer)、丙烯酸树脂单体(difunctional Acrylate monomer) 、聚硫醇(Polythiol monomer)以及光起始剂(Photo-initiator)。基于液晶组成物140的总重量，可聚合材料的重量百分比可介于20%到50%。基于可聚合材料的总重量，聚醚多元醇压克力基单体的重量百分比可介于10%到30%，丙烯酸树脂单体的重量百分比可介于10%到30%，聚硫醇的重量百分比可介于10%到30%，光起始剂的重量百分比可介于0.5%到5%。在本实施例中，可聚合材料的黏滞系数(Viscosity coefficient)低，其属于一种低分子结构状态。可聚合材料的黏滞系数可为100毫帕??秒(mPa??s)。

聚醚多元醇压克力基单体的特性偏向接***性剂。聚醚多元醇压克力基单体主要的功能是使液晶分子在第一基板110及第二基板120的表面形成低分子液晶胞。丙烯酸树脂单体主要的功能是使低分子液晶胞中的液晶分子可更有效地与聚醚多元醇压克力基单体形成聚合反应。聚硫醇主要的功能是强化第一基板110及第二基板120的表面与低分子液晶胞的附着力。光起始剂主要的功能是增加液晶组成物140中各组成间的反应速率。在本实施例中，聚醚多元醇压克力基单体包括C₈H₁₂O₃ ，其结构式可为；丙烯酸树脂单体包括C₁₅H₂₄O₆，其结构式可为

；聚硫醇包括C₆H₆O₄S，其结构式可为

；光起始剂包括C₁₀H₁₂O₂，其结构式可为

；但本发明不以上述为限。

请参照图1E，接着，在第一基板110与第二基板120之间填入液晶组成物140。在本实施例中，可利用真空注入法将液晶组成物140填入第一基板110与第二基板120之间。然而，本发明不限于此，在其它实施例中，亦可利用ODF(One Drip Fill)方法或其它适当的方法将液晶组成物140填入第一基板110与第二基板120之间。

请参照图1F，接着，以光束L照射液晶组成物140，以使部分的液晶分子发生聚合反应。详言之，在本实施例中，聚醚多元醇压克力基单体可先使部分的液晶分子在第一基板110以及第二基板120的表面形成多个液晶胞(图1F未绘示)，然后丙烯酸树脂单体可使这些液晶胞中的液晶分子与聚醚多元醇压克力更有效地聚合。在本实施例中，光束L可为紫外线光束(UV Light beam)。于此便完成了本实施例的液晶显示面板1000。

值得一提的是，相较于习知液晶显示面板的制造方法，本实施例的液晶显示面板的制造方法不需采用配向膜(Alignment Film)以及偏光板。因此，相较于习知液晶显示面板，本实施例的液晶显示面板具有制程简单、良率高及制作成本低的优势。

液晶显示面板：图2A及图2B为本发明一实施例的液晶显示面板的剖面示意图。请参照图2A及图2B，本实施例的液晶显示面板1000包括第一基板110、第二基板120、液晶分子层142、第一液晶胞层144以及第二液晶胞层146。

本实施例的第一基板110可为主动组件数组基板。详言之，第一基板110包括基底112、配置于基底112上的主动组件(未绘示)以及与主动组件电性连接的画素电极114。一般而言，画素电极的材料多为透明导电材料，例如铟锡氧化物、铟锌氧化物、铝锡氧化物、铝锌氧化物、铟锗锌氧化物、或其它合适的氧化物、或者是上述至少二者的堆栈层。但本发明不以此为限。

第二基板120对向于第一基板110。在本实施例中，第二基板120包括基底122以及配置于基底上的透光导电层124。透光导电层可用的材质与画素电极类似，于此便不再重述。然而，本发明不以此为限，在其它实施例中，第二基板120可进一步地包括配置于基底与透光导电层之间的彩色滤光层(Color Filter)。

液晶分子层142具有多个液晶分子142a且配置于第一基板110与第二基板120之间。第一液晶胞层144具有多个第一液晶胞144a且配置第一基板110与液晶分子层142之间。第二液晶胞层146具有多个第二液晶胞146a且配置于第二基板120与液晶分子层142之间。值得注意的是，在本实施例的液晶显示面板1000中，第一液晶胞144a及第二液晶胞146a是形成在第一基板110与第二基板120的表面110a、120a上。因此，本实施例的液晶显示面板1000的液晶间隙(cell gap)可缩小，而本实施例的液晶显示面板1000的整体厚度亦可缩小。本实施例的液晶显示面板1000的液晶间隙(cell gap)可介于4微米(μm)至10微米。此外，由于位于第一基板110与第二基板120中间区域附近的液晶分子142a是呈现一般液晶分子的状态而非呈现液晶胞的状态，因此液晶显示面板1000的驱动电压可大幅降低，且液晶显示面板1000的第一基板110可采用主动组件数组基板的设计。

本实施例的液晶显示面板1000是利用上述的液晶显示面板的制造方法所制作的。换言之，本实施例的第一液晶胞144a以及第二液晶胞146a是由部分的液晶分子142a、丙烯酸树脂单体以及聚醚多元醇压克力基单体所形成的。此外，本实施例的液晶显示面板1000更包括配置于第一基板110与第二基板120之间的聚硫醇(未绘示)。聚硫醇可增加第一液晶胞144a以及第二液晶胞146a与第一基板110与第二基板120表面110a、120a之间的附着力，进而提升本实施例的液晶显示面板1000的显示效果。

图2A绘示本发明一实施例的液晶显示面板处于透明态(Transparent State)的情形。请参照图2A，当第一基板110与第二基板120之间存在电位差V且电位差V大于零时，液晶分子层142的液晶分子142a以及形成第一液晶胞144a和第二液晶胞146a的部分液晶分子142a的光轴方向实质上一致。此时，当入射光L1传递至液晶显示面板1000时，入射光L1可穿过第二基板120、第二液晶胞层146、液晶分子层142第一液晶胞层144以及第一基板110，而使液晶显示面板1000的部份区域呈现透明态。

图2B绘示本发明一实施例的液晶显示面板处于散射态(Scattering State)的情形。请参照图2B，当第一基板110与第二基板120之间的电位差V实质上为零时，液晶分子层142的液晶分子142a以及形成第一液晶胞144a和第二液晶胞146a的液晶分子142a的光轴方向互相交错。换言之，第二液晶胞层146a中的液晶分子142a的光轴方向分布是杂乱的。因此，当入射光L1传递至液晶显示面板1000时，入射光L1会被第二液晶胞层146所散射，而使液晶显示面板1000的部份区域呈现散射态。利用上述的使液晶显示面板1000的部份区域呈现透明态部份区域呈现散射态的方式，液晶显示面板1000即可显示影像画面而不需使用偏光板。故本实施例的液晶显示面板1000更具有低成本的优点。

实验例：图3绘示注入本发明一实施例的液晶组成物的测试盒(Test Cell)的驱动电压与穿透率(Transmittance)的关系。所述测试盒包括具有导电膜的第一基板、具有导电膜且对向于第一基板的第二基板、以及填入第一基板与第二基板之间的液晶组成物，且此测试盒经过上述的照光制程。如图3所示，经过适当制程的液晶组成物的驱动电压接近3伏特，且此测试盒的对比可达10以上。换言之，由测试盒的驱动电压与穿透率关系可证实本发明一实施例的液晶组成物确实适用于主动式矩阵液晶显示器中，且采用此液晶组成物所制作的主动式矩阵液晶显示器的光学特性佳。

综上所述，在本发明一实施例的液晶显示面板中，由于液晶胞是形成在第一基板及第二基板的表面，且位于第一基板及第二基板中间区域附近的液晶分子仍呈现一般液晶分子的状态，因此本发明一实施例的液晶显示面板的驱动电压可降低且厚度可减薄。

此外，在本发明一实施例的液晶显示面板的制造方法中，利用特殊设计的液晶组成物可制作出低驱动电压且厚度薄的液晶显示面板。

虽然本发明已以实施例揭露如上，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以权利要求书为准。

Claims (10)

1.一种液晶组成物，其特征在于，包括多个液晶分子以及一可聚合材料，该可聚合材料包括一有机溶剂、一聚醚多元醇压克力基单体、一丙烯酸树脂单体、一聚硫醇以及一光起始剂，其中部分液晶分子在光照下与聚醚多元醇压克力基单体发生聚合反应形成液晶胞；其中基于该液晶组成物的总重量，该可聚合材料的重量百分比介于20%到50%；基于该可聚合材料的总重量，该聚醚多元醇压克力基单体的重量百分比介于10%到30%，该丙烯酸树脂单体的重量百分比介于10%到30%，该聚硫醇的重量百分比介于10%到30%，该光起始剂的重量百分比介于0.5%到5%；

该聚醚多元醇压克力基单体包括：                                                

；

该丙烯酸树脂单体包括：

；

该聚硫醇包括：

。

2.如权利要求1所述的液晶组成物，其特征在于，该光起始剂包括：。

3.一种液晶显示面板的制造方法，其特征在于，包括：

提供一第一基板；

提供一第二基板；

组立该第一基板与该第二基板；

提供一液晶组成物，该液晶组成物包括多个液晶分子以及一可聚合材料，该可聚合材料包括一有机溶剂、一聚醚多元醇压克力基单体、一丙烯酸树脂单体、一聚硫醇以及一光起始剂，其中基于该液晶组成物的总重量该可聚合材料的重量百分比介于20%到50%，基于该可聚合材料的总重量该聚醚多元醇压克力基单体的重量百分比介于10%到30%，基于该可聚合材料的总重量该丙烯酸树脂单体的重量百分比介于10%到30%，基于该可聚合材料的总重量该聚硫醇的重量百分比介于10%到30%，基于该可聚合材料的总重量该光起始剂的重量百分比介于0.5%到5%；

该聚醚多元醇压克力基单体包括： 

；

该丙烯酸树脂单体包括：

；

该聚硫醇包括：

；

在该第一基板与该第二基板之间填入该液晶组成物；以及

以一光束照射该液晶组成物，以使部分的液晶分子发生聚合反应；

以该光束照射该液晶组成物而使该部分的液晶分子发生聚合反应的步骤包括：

该聚醚多元醇压克力基单体使该部分的液晶分子在该第一基板以及该第二基板的表面形成多个液晶胞；以及

利用该丙烯酸树脂单体使该些液晶胞中的液晶分子与该聚醚多元醇压克力聚合。

4.如权利要求3所述的液晶显示面板的制造方法，其特征在于，该光束为一紫外线光束。

5.如权利要求3所述的液晶显示面板的制造方法，其特征在于，该光起始剂包括：。

6.一种液晶显示面板，其特征在于，包括：

一第一基板；

一第二基板，对向于该第一基板；

一液晶分子层，具有多个液晶分子且配置于该第一基板与该第二基板之间；

一第一液晶胞层，具有多个第一液晶胞且配置于该第一基板与该液晶分子层之间；以及

一第二液晶胞层，具有多个第二液晶胞且配置于该第二基板与该液晶分子层之间；

该些第一液晶胞以及该些第二液晶胞是由部分的该些液晶分子、一丙烯酸树脂单体以及一聚醚多元醇压克力基单体所形成的，其中部分液晶分子在光照下与聚醚多元醇压克力基单体发生聚合反应形成液晶胞；

该聚醚多元醇压克力基单体包括： 

；

该丙烯酸树脂单体包括：

；

更包括：一聚硫醇，配置于该第一基板与该第二基板之间；

该聚硫醇包括：

。

7.如权利要求6所述的液晶显示面板，其特征在于，该第一基板为一主动组件数组基板。

8.如权利要求6所述的液晶显示面板，其特征在于，该第二基板具有一透光导电层。

9.如权利要求6所述的液晶显示面板，其特征在于，当该第一基板与该第二基板之间存在一电位差且该电位差大于零时，该液晶分子层的该些液晶分子以及形成该些第一液晶胞和该些第二液晶胞的部分该些液晶分子的光轴方向实质上一致。

10.如权利要求6所述的液晶显示面板，其特征在于，当该第一基板与该第二基板之间的电位差实质上为零时，该液晶分子层的该些液晶分子以及形成该些第一液晶胞和该些第二液晶胞的部分该些液晶分子的光轴方向互相交错。 

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