CN103576387B - 液晶面板及其紫外光固化方法 - Google Patents

Abstract

本发明揭示一种液晶面板及其紫外光固化方法。该液晶面板包括：一第一基板，其上形成有多个突出电极；一第二基板，设置于该第一基板之上；一液晶层，设置于该第一基板与该第二基板之间；以及一光转折结构，设置于该第一基板与该第二基板之间，用以改变紫外光的曝照路径；其中，该光转折结构位于该曝照路径上，以改变液晶层不同区域的紫外光固化程度。

Description

液晶面板及其紫外光固化方法

技术领域

本发明是关于一种液晶面板技术，特别是一种蓝相液晶面板的紫外光曝照固化技术。

背景技术

由于蓝相(blue phase)液晶具有光学均向性(isotropic)，且因蓝相液晶反应迅速及无需配向制程等优点，已逐渐应用于液晶显示器的技术领域。然而，此类液晶只能在相当有限的温度范围内才以其蓝色相态操作，而展现上述的优异性能。为了解决此问题，可在蓝相液晶中加入单体(monomer)，并通过紫外光的曝照而固化(curing)蓝相液晶分子，则可扩展其蓝色相态操作的温度范围；此即为聚合物稳定蓝相(Polymer Stabilized Blue Phase,PSBP)液晶的技术。

针对上述的固化制程，当液晶面板的电极具有突出的电极型式时，紫外光曝照的方向将会受到电极型式影响或阻挡而有曝照不均的现象，进而影响蓝相液晶中单体聚合的稳定性和均匀度，而产生因不同曝照量而有不同的光电特性，例如，磁滞现象与残存相位延迟，将导致蓝相液晶显示面板的暗态性能变差的问题。因此，有必要发展新的蓝相液晶固化技术，使紫外光曝照更均匀，以对治及改善蓝相液晶中单体聚合的整体均匀度，进而获得较稳定的光电特性。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种液晶面板及其紫外光固化方法，以解决上述现有技术中的问题。

为达成此目的，根据本发明的一方面，一实施例提供一种液晶面板，其包括：一第一基板，其上形成有多个突出电极；一第二基板，设置于该第一基板之上；一液晶层，设置于该第一基板与该第二基板之间；以及一光转折结构，设置于该第一基板与该第二基板之间，用以改变紫外光的曝照路径；其中，该紫外光会通过该多个突出电极之间，且该光转折结构位于该曝照路径上。

在本发明的另一方面，另一实施例提供一种均匀化紫外光曝照于液晶面板而固化液晶的方法，其包含下列步骤：提供一液晶面板，其包括一第一基板，其上形成有多个突出电极；一第二基板，设置于该第一基板之上；及一液晶层，设置于该第一基板与该第二基板之间；将紫外光自该第一基板的下方或第二基板的上方而曝照该液晶面板；以及一光转折结构，设置于该第一基板与该第二基板之间，用改变该紫外光的曝照路径；其中，该紫外光会通过该多个突出电极之间，且该光转折结构位于该曝照路径上。

在本发明的另一方面，另一实施例提供一种液晶显示装置，包括一液晶面板，该液晶面板包括：一第一基板，其上形成有多个突出电极；一第二基板，设置于该第一基板之上；一液晶层，设置于该第一基板与该第二基板之间；以及一光转折结构，设置于该第一基板与该第二基板之间，用以改变紫外光的曝照路径；其中，该光转折结构位于该曝照路径上。

附图说明

图1为本发明所欲实施对象的蓝相液晶面板的剖面示意图；

图2为根据本发明第一实施例的蓝相液晶面板的剖面示意图；

图3为根据本发明第二实施例的蓝相液晶面板的剖面示意图；

图4为根据本发明第三实施例的蓝相液晶面板的剖面示意图；

图5为根据本发明第四实施例的蓝相液晶面板的剖面示意图；

图6A及6B为根据本发明第五实施例的蓝相液晶面板的剖面示意图；

图7为根据本发明第六实施例的蓝相液晶面板的剖面示意图；

图8为根据本发明第七实施例的蓝相液晶面板的剖面示意图；

图9为根据本发明另一实施例的蓝相液晶面板的剖面示意图；

图10为根据本发明实施例的影像显示装置的结构示意图，该影像显示装置包含前述实施例的液晶面板。

附图标记说明：

10-影像显示装置；100/101/200/300/400/500/600/700/800/900-液晶面板；110-第一基板；120-第二基板；130-蓝相液晶层；210-突出电极；112-突出物；114-电极；240-反射片；350-扩散片；460-微结构；550-扩散膜；660/760/860-散射结构；790-膜层；960-光转折结构。

具体实施方式

为使对本发明的特征、目的及功能有更进一步的认知与了解，兹配合图式详细说明本发明的实施例如后。在所有的说明书及图示中，将采用相同的元件编号以指定相同或类似的元件。

在本发明的实施例说明中，对于一元素被描述是在另一元素的「上面/上」或「下面/下」，是指直接地或间接地在该元素之上或下的情况，而包含设置于其间的其他元素。为了说明上的便利和明确，图式中各膜层的厚度或尺寸，是以夸张或省略或概略的方式表示，且各构成要素的尺寸并未完全为其实际的尺寸。

图1为本发明所欲实施对象的蓝相液晶面板100的剖面示意图，该液晶面板100的电极为突出型式电极。电极的设计形式可为共平面转向(IPS)式，或是垂直电场开关式(vertical field switch)液晶面板，或双侧对称或不对称共平面转向(IPS)式，或其他型式的电极设计方式，但本发明对此不加以限制。如图1所示，该液晶面板100包含一第一基板110、一第二基板120、及一蓝相液晶层130；该第一基板可为薄膜晶体管(TFT)基板或是薄膜晶体管加上彩色滤光片(Color filter on Array)基板，第二基板可为彩色滤光片(CF)基板或是无彩色滤光片的基板。倘若显示器是采用色序法(Field SequentialColor，简称FSC)显示时，则无需上述的彩色滤光片。其中，在蓝相液晶经过紫外光的曝照而固化之前，该蓝相液晶层130为蓝相液晶分子(未图示)及单体(未图示)充填于该第一基板110与该第二基板120之间。多个突出物112彼此隔离地形成于该第一基板110的上表面。多个电极114形成于该第一基板110之上，各个电极114分别覆盖该多个突出物112的其中一者，且该电极114的覆盖该突出物112亦可超出该突出物112而直接覆盖到该第一基板110的表面。于另一实施例中，电极114与突出物112可为同一材料，或突出物112由导电材料所形成。此外，突出物112可为单层材料或是多层叠加组成，且突出电极210的形状可为半圆形、三角形、梯形、多边形、T形或阶梯形等，但本发明对此不加以限制。该多个突出电极可形成于第一基板110或第二基板120上，亦可同时形成于第一基板110或第二基板120上。

当以聚合物稳定蓝相液晶(PSBP)技术改善蓝相液晶的蓝色相态温度范围时，紫外光可自该第一基板110侧曝照该蓝相液晶层130而进行该蓝相液晶分子及单体的固化处理，或者紫外光亦可自该第二基板120侧曝照而进行固化处理。然而该多个突出物112及/或该多个电极114可能会遮挡紫外光，而导致紫外光受阻挡的区域，或是因紫外光穿过不同颜色的彩色滤光片后有不同程度的曝光量，而产生固化状况不佳及无法聚合稳定，这将使得该蓝相液晶面板的光电性能变差。

根据本发明实施例，该蓝相液晶面板系建构于图1的该液晶面板100的结构基础上，进一步于该第一基板110与该第二基板120之间设置一光转折结构，用以改变紫外光的曝照路径；其中，紫外光的曝照路径会经历该光转折结构，亦即光转折结构位于该曝照路径上，以改变液晶层不同区域的紫外光固化程度，使整体液晶层的曝光更为均匀。以下将详述多个实施例，其分别通过该光转折结构的设置，而使紫外光可更均匀地曝照于液晶面板或液晶细胞的各个区域，以改善蓝相液晶的固化状况并达到较佳的聚合稳定态。该光转折结构的作用包含散射、折射或反射，但本发明并不以此为限。

图2为根据本发明第一实施例的蓝相液晶面板200的剖面示意图；其中，该突出物112及该电极114可组合成一突出电极210。于另一实施例中，电极114与突出物112可为同一材料，或突出物112由导电材料所形成。如图2所示，该液晶面板200是针对图1的该液晶面板100而进一步设置一反射片240(以实现上述的该光转折结构)于该第二基板120之上，用以反射紫外光；该液晶面板200的其余组成元件或单元皆与该液晶面板100相同，在此不再赘述。由此，当紫外光自该第一基板110侧而曝照该液晶面板200时，该反射片240可将穿透该液晶面板200之后的该紫外光反射回该液晶面板200，而对该蓝相液晶层130进行紫外光曝照的固化处理。由于该反射片240的反射作用，紫外光的曝照次数及范围得以增加，因而紫外光可更均匀地曝照于该蓝相液晶层130的各个区域。该反射片240可只是暂时的放置于该第二基板120上，而在紫外光曝照的固化处理之后，自该第二基板120表面移除。但本发明并不以此为限，该反射片240可以薄膜的形式而形成于该第二基板120的下表面，即光转折结构可形成于第二基板120的靠近第一基板110侧的表面上，亦可达成与本实施例相同的功能，然此薄膜以可反射紫外光但可穿透可见光者为佳。

图3为根据本发明第二实施例的蓝相液晶面板300的剖面示意图；其中，该液晶面板300是针对图2的该液晶面板200而进一步设置一扩散片350于该反射片240与该第二基板120之间，用以散射紫外光，则上述的该光转折结构为该反射片240及该扩散片350的组合；该液晶面板300的其余组成元件或单元皆与该液晶面板200相同，在此不再赘述。如图3所示，通过该反射片240及该扩散片350，当紫外光自该第一基板110侧而曝照该液晶面板300时，该扩散片350可将穿透该液晶面板300之后的该紫外光路径偏折或散射某特定角度，在经由该反射片240而反射回该扩散片350，再次受到该扩散片350的偏折或散射后，返回射入该液晶面板300，而对该蓝相液晶层130进行紫外光曝照的固化处理。由于该反射片240及该扩散片350的作用，紫外光的曝照次数及范围得以增加，因而紫外光可更均匀地曝照于该蓝相液晶层130的各个区域。该反射片240及/或该扩散片350可只是暂时的放置于该第二基板120上，而在紫外光曝照的固化处理之后，自该第二基板120表面移除。但本发明并不以此为限，该反射片240及/或该扩散片350可以薄膜的形式而形成于该第二基板120的下表面，即光转折结构可形成于第二基板120的靠近第一基板110侧的表面上，亦可达成与本实施例相同的功能，然此薄膜以可反射或扩散紫外光但可穿透可见光者为佳。此外，该反射片240亦可以是具有扩散功能或散射结构的反射镜，亦可达成与本实施例相同的功能。

图4为根据本发明第三实施例的蓝相液晶面板400的剖面示意图；其中，该突出物112及该电极114可组合成一突出电极210。如图4所示，该液晶面板400是针对图1的该液晶面板100而进一步包含多个微结构460(以实现上述的该光转折结构)，其形成于该第二基板120的下表面，用以穿透可见光、并反射及偏折通过该多个突出电极210之后的紫外光；该液晶面板400的其余组成元件或单元皆与该液晶面板100相同，在此不再赘述。换言之，该多个微结构460具有光滤波的功能，可穿透可见光、并反射及偏折紫外光；但本发明并不对其形状或图案加以限制，可为半圆形、三角形或多边形，而图4所示的微结构460仅为一种实施案例。由此，当紫外光自该第一基板110侧而曝照该液晶面板400时，该多个微结构460可将穿透该蓝相液晶层130之后的该紫外光偏折及反射回该蓝相液晶层130，而对该蓝相液晶层130进行紫外光曝照的固化处理。由于该多个微结构460对紫外光的偏折及反射作用，紫外光的曝照次数及范围得以增加，因而紫外光可更均匀地曝照于该蓝相液晶层130的各个区域。由于该多个微结构460可穿透可见光而只对紫外光偏折及反射，因此该多个微结构460可设置于该液晶面板400内而不致影响其影像显示特性。此外，该多个微结构460亦可以薄膜的形式而形成于该第二基板120的下表面。

图5为根据本发明第四实施例的蓝相液晶面板500的剖面示意图；其中，该突出物112及该电极114可组合成一突出电极210。如图5所示，该液晶面板500是针对图1的该液晶面板500而进一步包含一扩散膜550，其形成于该第一基板110与该多个突出电极210之间，用以实现上述的该光转折结构，而偏折或散射通过该多个突出电极210之前的紫外光曝照；该液晶面板500的其余组成元件或单元皆与该液晶面板100相同，在此不再赘述。由此，当紫外光自该第一基板110侧而曝照该液晶面板500时，该扩散膜550可偏折或散射刚进入该液晶面板500的该紫外光，再进入该蓝相液晶层130，而对该蓝相液晶层130进行紫外光曝照的固化处理。由于该扩散膜550的偏折或散射作用，紫外光的曝照范围得以增加，因而紫外光可更均匀地曝照于该蓝相液晶层130的各个区域。

图6A为根据本发明第五实施例的蓝相液晶面板600的剖面示意图；其中，该突出物112及该电极114可组合成一突出电极210。如图6A所示，该液晶面板600是针对图1的该液晶面板100而进一步含多个散射结构660，其形成于该第一基板110的上表面，且各个散射结构660设置于邻接的该多个突出电极210之间，亦即该多个散射结构660形成于第一基板110的上表面，且自俯视方向上观察，是位于一个突出电极210与其下一个突出电极210之间，用以实现上述的该光转折结构，以偏折或散射紫外光；该液晶面板600的其余组成元件或单元皆与该液晶面板100相同，在此不再赘述。散射结构660可选择性地设置于上述的位置，并非一定要布满电极间。由此，当紫外光自该第一基板110侧而曝照该液晶面板600时，该多个散射结构660可偏折或散射刚进入该液晶面板600的该紫外光，再进入该蓝相液晶层130，而对该蓝相液晶层130进行紫外光曝照的固化处理。由于该多个散射结构660的偏折或散射作用，紫外光的曝照范围得以增加，因而紫外光可更均匀地曝照于该蓝相液晶层130的各个区域。本发明并不对该多个散射结构660的形状或图案加以限制，散射结构可为半圆形、三角形或多边形，而图6A所示的散射结构660仅为一种微结构的实施案例。此外，倘若紫外光自该第二基板120侧而曝照该液晶面板600时，该紫外光的行进方向可如图6B所示，该多个散射结构660以有助于紫外光均匀曝照该蓝相液晶层130的各个区域。该多个散射结构660的形状可搭配相邻电极的形状、尺寸、距离等因素而作对应的设计。

图7为根据本发明第六实施例的蓝相液晶面板700的剖面示意图。除了多个散射结构760是形成于该第一基板110与该多个突出电极210之间，该液晶面板700的结构基本上与图6的液晶面板600相同。如图7所示，该多个散射结构760形成于该第一基板110表面的膜层790之中，且设置于突出电极210之间，亦即该多个散射结构760形成于膜层790之中且自俯视方向上观察，是位于一个突出电极210与其下一个突出电极210之间，而利用该多个散射结构760与该膜层790之间的折射率差异，可藉以实现上述的该光转折结构，用以偏折或散射紫外光。膜层790可为可透光且绝缘的材料。由此，当紫外光自该第一基板110侧而曝照该液晶面板700时，该多个散射结构760可偏折或散射刚进入该液晶面板700的该紫外光，再进入该蓝相液晶层130，而对该蓝相液晶层130进行紫外光曝照的固化处理。由于该多个散射结构760的偏折或散射作用，紫外光的曝照范围得以增加，因而紫外光可更均匀地曝照于该蓝相液晶层130的各个区域。此外，本发明并不对该多个散射结构760的形状或图案加以限制，散射结构可为半圆形、三角形或多边形，而且图7所示的散射结构760仅为一种折射率差异所造成的微结构的实施案例。

图8为根据本发明第七实施例的蓝相液晶面板800的剖面示意图。除了多个散射结构860是形成于该第一基板110表面的膜层790中、且位于各个突出电极210下方之外，该液晶面板800的结构基本上与图7的液晶面板700相同。如图8所示，该多个散射结构860可藉以实现上述的该光转折结构，并加大该多个散射结构860与该膜层790之间的折射率差异，或改变不同的散射结构，则该多个散射结构860可提供比该多个散射结构760更大的紫外光偏折角度。本发明并不对该多个散射结构860的形状或图案加以限制，散射结构可为半圆形、三角形或多边形，而且图8所示的散射结构860仅为一种折射率差异所造成的微结构的实施案例。

此外，图9为根据本发明另一实施例的蓝相液晶面板900的剖面示意图；其中，该多个突出电极210(包含该突出物112及该电极114)形成于该第二基板120的表面，且紫外光自该第二基板120侧而曝照该液晶面板900。换言之，如图9所示，上述的各实施例亦适用于该第二基板120侧的紫外光固化处理，该光转折结构960可以微结构或散射结构等型式设置于该液晶面板900的适当位置，或搭配反射片、扩散片等光转折结构的设计方式，对应于上述的第一至第七实施例。但本发明并不对此加以限制，该多个突出电极亦可皆形成于该第一基板110及该第二基板120的表面。

此外，图10为根据本发明实施例的影像显示装置10的结构示意图，该影像显示装置10包含前述实施例的液晶面板101。该影像显示装置10可以是含有显示屏幕的电脑设备、行动电话、平板电脑、或数字相框等，但本发明并不对此加以限制。该液晶面板101的构造已于上述的实施例详细说明，其中的液晶为具有类似液体流动性而又排列规则类似晶体的有机分子。通过液晶分子排列会受到外部电压或电场的影响而造成光极化的变化，以达成影像的显示。

以上所述者，仅为本发明的较佳实施例，当不能以的限制本发明的范围。即大凡依本发明申请专利范围所做的均等变化及修饰，仍将不失本发明的要义所在，亦不脱离本发明的精神和范围，故都应视为本发明的进一步实施状况。

Claims (16)

1.一种液晶面板，其特征在于，其包括：

一第一基板，其上形成有多个突出电极；

一第二基板，设置于该第一基板之上；

一液晶层，设置于该第一基板与该第二基板之间；以及

一光转折结构，设置于该第一基板与该第二基板之间，用以改变紫外光的曝照路径；

其中，该紫外光会通过该多个突出电极之间，且该光转折结构位于该曝照路径上，

其中，该光转折结构包括多个散射结构，其设置于该第一基板之上，且各个散射结构设置于该多个突出电极之间或之下。

2.根据权利要求1所述的液晶面板，其特征在于，该液晶层包含蓝相液晶。

3.根据权利要求1所述的液晶面板，其特征在于，该第一基板包含一薄膜晶体管层，该第一基板或第二基板包含一彩色滤光层。

4.根据权利要求1项所述的液晶面板，其特征在于，该光转折结构包括一反射片，其设置于该第二基板之上，用以反射通过该多个突出电极之后的该紫外光。

5.根据权利要求4所述的液晶面板，其特征在于，该光转折结构进一步包括一扩散片，其设置于该反射片与该第二基板之间。

6.根据权利要求1所述的液晶面板，其特征在于，该光转折结构包括一微结构，其形成于该第二基板的下表面，用以穿透可见光并反射通过该多个突出电极之后的该紫外光。

7.根据权利要求1所述的液晶面板，其特征在于，该光转折结构包括一扩散膜，其形成于该第一基板与该多个突出电极之间，用以散射通过该多个突出电极之前的该紫外光。

8.根据权利要求1所述的液晶面板，其特征在于，该光转折结构形成于该第一基板与该多个突出电极之间。

9.一种液晶显示装置，其特征在于，包括一液晶面板，该液晶面板包括：

一第一基板，其上形成有多个突出电极；

一第二基板，设置于该第一基板之上；

一液晶层，设置于该第一基板与该第二基板之间；以及

一光转折结构，设置于该第一基板与该第二基板之间，用以改变紫外光的曝照路径；

其中，该紫外光会通过该多个突出电极之间，且该光转折结构位于该曝照路径上，

其中，该光转折结构包括多个散射结构，其设置于该第一基板之上，且各个散射结构分别设置于该多个突出电极之间或之下。

10.一种均匀化紫外光曝照于液晶面板而固化液晶的方法，其特征在于，其包含下列步骤：

提供一液晶面板，其包括一第一基板，其上形成有多个突出电极；一第二基板，设置于该第一基板之上；及一液晶层，设置于该第一基板与该第二基板之间；

将紫外光自该第一基板的下方而曝照该液晶面板；以及

提供一光转折结构，设置于该第一基板与该第二基板之间，用以偏折或散射紫外光以改变该紫外光的曝照路径；

其中，该紫外光会通过该多个突出电极之间，

其中，该光转折结构位于该曝照路径上，且该光转折结构包括多个散射结构，其设置于该第一基板之上，且各个散射结构设置于该多个突出电极之间或之下。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，该液晶层包含蓝相液晶。

12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，该第一基板包含一薄膜晶体管层，该第一基板或第二基板包含一彩色滤光层。

13.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，改变该紫外光曝照路径的步骤包含：

将穿透该液晶面板之后的该紫外光反射回该液晶面板。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，改变该紫外光行进路径的步骤进一步包含：

使被反射的该紫外光先经散射后再进入该液晶面板。

15.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，改变该紫外光的行进路径：

将穿透该液晶层之后的该紫外光反射回该液晶层。

16.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，改变该紫外光行进路径的步骤包含：

将曝照该液晶面板的该紫外光先经散射后再进入该液晶层。