CN101349825B - 制作透反液晶显示面板的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种制作透反(transflective)液晶显示面板的方法。首先于第一基板上形成补偿膜材料，补偿膜材料包括反应型液晶单体、热起始剂与溶剂。接着，对补偿膜材料进行第一热工序以去除部分溶剂，再进行光聚合工序以固化反射区域的补偿膜材料来形成双折射区。然后，进行第二热工序，使第一基板在维持一预定温度下加热一预定时间间隔，再于前述预定温度下通入氮气达到无氧状态，使穿透区域的补偿膜材料形成等向区。前述预定温度大于反应型液晶单体的澄清点。

Description

制作透反液晶显示面板的方法

技术领域

本发明涉及一种透反液晶显示面板的制作方法，尤指一种具有图案化补偿膜的透反液晶显示面板的制作方法。

背景技术

液晶显示器依据照明光的来源不同，可区分为穿透式、反射式、及半穿透式等三种。穿透式液晶显示器通常具有一个用来产生光线的背光源，且背光源所产生的光线会通过液晶面板而让使用者观看到液晶显示器的画面显示。反射式液晶显示器则具有反射电极(例如铝电极)，当反射式液晶显示器显示画面时，环境光由使用者的观察面进入液晶显示器内，通过液晶面板后再通过反射电极将光线反射，而被反射的光线会再穿过液晶面板，最后使用者便可观看到液晶显示器的画面显示。另一方面，透反液晶显示器则是同时具有穿透模式及反射模式的液晶显示器，也就是说，液晶面板的各亚像素区均包含有穿透区与反射区，其中穿透区使用背光源，而反射区则使用环境光作为光源。

请参考图1，图1为已知透反液晶显示面板的亚像素区21的示意图。如图1所示，已知透反液晶显示面板10包含有阵列基板20、彩色滤光片基板30与液晶分子层40设置于阵列基板20与彩色滤光片基板30之间。透反液晶显示面板10下方会另搭配背光模块50，作为穿透显示部分的光源。

阵列基板20包含有复数个亚像素区21，且各亚像素区21均包含有反射区域12与穿透区域14。阵列基板20包含有玻璃基材22、偏光片23设置于玻璃基材22的下表面、复数个薄膜晶体管(图未示)设置于玻璃基材22的上表面、复数个透明的像素电极25电连接至前述薄膜晶体管、复数个介电层26设置于部分的亚像素区21内，以及复数个反射层24设置于介电层26上表面。反射层24为导电材料并且电连接至前述薄膜晶体管，可以作为阵列基板20的反射电极。介电层26具有凹凸表面，通过此反射层24也可具有可散射光线的凹凸表面。

彩色滤光片基板30包含有玻璃基材31、偏光片32设置于玻璃基材31的上表面，以及复数个彩色滤光片33设置于玻璃基材31的下表面，对应于亚像素区21。

由于透反液晶显示面板10的穿透区域14使用背光模块50做为光源，因此光线仅需穿过液晶分子层40一次，而反射区域12使用环境光作为光源，因此光线需穿过液晶分子层40两次。在此状况下，位于反射区域12的相位差为穿透区域14相位差的二倍，而降低画面显示质量。对此，已知透反液晶显示面板10可另包含补偿膜，来补偿透反液晶显示面板10所产生的相位差值。然而，由于透反液晶显示面板10同时具有反射显示部分与穿透显示部分，因此补偿膜需针对反射区域12与穿透区域14提供不同的相位补偿效果，这使得已知透反液晶显示面板10的补偿膜制作不易，更导致已知透反液晶显示面板10的工序复杂度增加。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种透反液晶显示面板的制作方法，以形成透反液晶显示面板的图案化补偿膜，并解决前述已知问题。

为达上述目的，本发明的实施例提供一种制作透反液晶显示面板的方法。首先提供第一基板。第一基板表面设置有彩色滤光层，且其表面包含至少一穿透区域与至少一反射区域。然后于彩色滤光层表面形成补偿膜材料，其包括复数个反应型液晶单体(reactive liquid crystal monomer)与至少一热起始剂。接着，对补偿膜材料进行第一热工序，再进行光聚合工序，以固化部分补偿膜材料，形成图案化补偿膜的双折射区，对应于反射区域。然后，进行第二热工序，以使第一基板加热到预定温度后，维持此预定温度达第一时间间隔，前述预定温度大于反应型液晶单体的澄清点(clearingpoint)。其后，使第一基板在无氧状态与前述预定温度下维持达第二时间间隔，以形成图案化补偿膜的等向区，对应于穿透区域。随后，提供第二基板，平行于第一基板而设置，再提供液晶层设于第一与第二基板之间。

以下为有关本发明的详细说明与附图。然而所附图式仅供参考与辅助说明用，并非用来对本发明加以限制。

附图说明

图1为已知透反液晶显示面板的亚像素区的示意图。

图2至图8为本发明制作透反液晶显示面板的方法的优选实施例示意图。

图9为本发明制作透反液晶显示面板的方法的优选实施例流程图。

图10为本发明制作透反液晶显示面板的方法的另一优选实施例示意图。

图11至图13为本发明制作透反液晶显示面板的方法的另一优选实施例示意图。

【主要组件符号说明】

10    透反液晶显示面板  12    反射区域

14    穿透区域          20    阵列基板

21    亚像素区          22    玻璃基材

23    偏光片            25    像素电极

26    介电层            30    彩色滤光片基板

31    玻璃基材          32    偏光片

33    彩色滤光片        40    液晶分子层

50    背光模块          100   透反液晶显示面板

110   第一基板          111   透明基材

112   彩色滤光层        114   反射区域

116   穿透区域          118   配向层

120   补偿膜材料        122   光罩

124   双折射区          126   等向区

128   图案化补偿膜      130   第二基板

132   亚像素区          134   反射区域

136   穿透区域          140   液晶层

150   遮蔽区域          151   第一透光区

152   第二透光区        153   第三透光区

210   第一基板          222   光罩

310   第一基板          322   光罩

324R  双折射区          324G  双折射区

324B  双折射区          R     红色滤光片

G     绿色滤光片        B     蓝色滤光片

具体实施方式

为使本领域技术人员能更进一步了解本发明，下文特列举本发明的数个优选实施例，并配合附图，详细说明本发明的构成内容及所欲达成的功效。

请参考图2至图9，图2至图8为本发明制作透反液晶显示面板的方法的优选实施例示意图，而图9为本发明制作透反液晶显示面板的方法的优选实施例流程图，其中相同的组件或部位沿用相同的符号来表示，且图式仅以说明为目的，并未依照原尺寸作图。如图2与图9的步骤70所示，首先提供第一基板110，作为透反液晶显示面板100的彩色滤光片基板。第一基板110可包含有透明基材111与设置于透明基材111上的彩色滤光层112。接着可利用机械式配向工序或是光配向工序，在彩色滤光层112表面形成一层可协助液晶定位的配向层(alignment layer)118。

彩色滤光层112可包括各色滤光片，可分别对应至透反液晶显示面板100的各亚像素区。举例来说，彩色滤光层112可包括至少一红色滤光片R、至少一绿色滤光片G及至少一蓝色滤光片B，但不限于此。各亚像素区中均可包含至少一穿透区域116与至少一反射区域114，换言的，红色滤光片R、绿色滤光片G及蓝色滤光片B上可以分别包含至少一穿透区域116与至少一反射区域114。

如图3与图9的步骤72所示，然后利用旋转涂布(spin coating)、狭缝及旋转涂布(slit and spin coating)或非旋转涂布(spinless coating)等工序，于配向层118表面形成补偿膜材料120。补偿膜材料120可包括复数个反应型液晶单体、至少一热起始剂、至少一光起始剂与至少一溶剂。其中热起始剂的材料可于加热后产生起始反应，进而引起反应型液晶单体的聚合反应而形成聚合物。反应型液晶单体形成具有双折射性质的液晶。热起始剂可包括过氧化十二酰(lauroyl peroxide，LPO)、异丙苯基过氧化氢(cumenehydroperoxide)、过氧苯甲酸叔丁酯(tert-butyl peroxybenzoate，TBPB)、过氧化叔丁烷(tert-butyl peroxide)、过氧化苯甲酰(benzoyl peroxide)、2-甲基丙腈(2-methylpropionitrile)、环己烷腈(cyclohexanecarbonitrile)或上述材料的组合。光起始剂的材料可于照光后产生起始反应，可包括2-异丙基硫杂蒽酮(2-isopropylthioxanthone，ITX)、2-氯硫杂蒽酮(2-chlorothioxanthone，CTX)、2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉基-1-丙酮(2-methyl-1-[4-(methylthio)phenyl]-2-morpholinopropanone-1)、1-氯-4-丙氧基硫杂蒽酮(1-chloro-4-propoxythioxanthone，OPTX)、2-苯甲基-2-二甲基氨基-1-[4-(4-吗啉基)苯基]-1-丁酮(2-benzyl-2-(dimethylamino)-1-[4-(4-morpholinyl)phenyl]-1-butanone)、2，4，6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦(2，4，6-trimethyl benzoyl diphenylphosphine oxide，TPO)、1-羟基环己基苯基甲酮(1-hydroxy cyclohexylphenyl ketone)、2-羟基-2-甲基苯基-1-丙酮(2-hydroxy-2-methyl-phenyl-propan-1-one)或上述材料的组合。溶剂的材料可包括甲乙酮(methyl ethyl ketone，MEK)、甲苯(toluene)、丙二醇甲醚乙酸酯(propylene glycol methyl ether acetate，PGMEA)、环己酮(cyclohexanone)、醋酸乙酯(ethyl acetate)或上述材料的组合。

例如，根据本发明的具体实施例，补偿膜材料1 20可包括德国巴斯夫(BASF)公司所生产的LC242(商品名)作为反应型液晶单体、TPO作为光起始剂、TBPB作为热起始剂与PGMEA作为溶剂，其中LC242选自下列化学式：

此外，其所属技术领域中具通常知识者应可理解，补偿膜材料120的组成可根据产品设计或工序需求而调整，例如可以具有其它添加物成分，而不须局限于此。

如图4与图9的步骤74所示，接着，对补偿膜材料120进行第一热工序。第一热工序包括烘烤(baking)工序，使第一基板110在约50至90℃的温度下烘烤至少30秒，让补偿膜材料120所含的大部分溶剂挥发而出。

然后如图5与图9的步骤76所示，进行光聚合工序，例如紫外光固化工序。在进行光聚合工序的过程中，利用光罩122来遮盖位于穿透区域116内的补偿膜材料120，并且暴露出位于反射区域114内的补偿膜材料120。因此，位于反射区域114内的补偿膜材料120可暴露于光聚合工序中而固化，形成图案化补偿膜的双折射区124。

然后，如图6与图9的步骤78所示，进行第二热工序，以使第一基板110在加热达到预定温度后，维持此预定温度达一预定时间间隔。其中，第二热工序的预定温度可大于或等于反应型液晶单体的澄清点(clearingpoint)或约为100至240℃，而第二热工序的预定时间间隔大约至少为30秒，但不须局限于此。

如图7与图9的步骤80所示，其后，使第一基板110在无氧状态下维持前述预定温度再加热达一预定时间，此预定时间大约为至少30秒，但不限于此，在此过程中可使得全部区域的补偿材料120进行热聚合，如此一来，位于穿透区域116内的补偿膜材料120可以形成图案化补偿膜的等向区126，而完成图案化补偿膜128的制作。前述无氧状态可以利用各式方法达成，例如于工序舱室中提供氮气等不易引发化学反应的惰性气体，使得工序舱室内的氧气得以排出。

如图8与图9的步骤82及步骤84所示，随后，提供第二基板130，平行于第一基板110而设置，且于第一基板110与第二基板130之间提供液晶层140。第二基板130可作为透反液晶显示面板100的阵列基板，而液晶层140可以控制透反液晶显示面板100的各亚像素区内的光线行进。

第二基板130可包含有复数个亚像素区132，且各亚像素区132均可包含有穿透区域136与反射区域134，分别对应至第一基板110的穿透区域116与反射区域114。其中，于第二基板130的反射区域134内可具有反射电极(图未示)，使得穿透液晶层140的环境光可以反射而出作为显示的用，而第二基板130的穿透区域136内可具有透明电极(图未示)，使得背光源提供的光线可以穿过透反液晶显示面板100作为显示的用。需注意的是，于第一基板110与第二基板130的外侧表面均可另贴附偏光片(图未示)，以控制进入与离开透反液晶显示面板100的光线偏振方向。

由于不同颜色的光线具有不同波长，而不同波长的光线通过液晶层时所产生的相位延迟并不相同的缘故，因此不同颜色的滤光片所对应的双折射区可具有不同相位差补偿值。在前述光聚合工序中，本发明还可提供不同的照光能量来控制补偿膜材料的聚合比例，以于双折射区形成不同的相位差补偿值。请参考图10，其说明的是本发明制作透反液晶显示面板的方法的另一优选实施例示意图，其中相同的组件或部位沿用相同的符号来表示。本实施例的透明基材111、彩色滤光层112、穿透区域116、反射区域114、配向层118、补偿膜材料120等结构以及第一热工序、第二热工序、无氧状态加热步骤与基板组装步骤等步骤均与前一实施例相似。本实施例与前一实施例的主要不同的处在于：本实施例的光聚合工序中，可采用灰阶光罩、半色调光罩或是相位移光罩等可同时提供不同穿透度的光罩。

如图10所示，利用光罩222来对第一基板210进行光聚合工序，例如紫外光固化工序。光罩222可为灰阶光罩、半色调光罩或是相位移光罩等可同时提供不同穿透度的光罩。换言之，光罩222可包含复数个遮蔽区域150、至少一第一透光区151、至少一第二透光区152与至少一第三透光区153。在进行光聚合工序的过程中，第一透光区151可对应于红色滤光片R的反射区域114，第二透光区152可对应于绿色滤光片G的反射区域114，第三透光区153可对应于蓝色滤光片B的反射区域114，而遮蔽区域150可遮盖位于穿透区域116内的补偿膜材料120。

由于光罩222的第一透光区151、第二透光区152与第三透光区153可分别具有不同的光线穿透率，而不同程度的曝光能量可以使得所形成的双折射区224具有不同的相位差补偿值，因此对应于红色滤光片R、绿色滤光片G及蓝色滤光片B的双折射区224可以具有不同的相位差补偿值，进而得到更好的补偿效果。举例来说，本发明可以使得第一透光区151的穿透率大于第二透光区152的穿透率，而第二透光区152的穿透率大于第三透光区153的穿透率，以配合红、绿与蓝三种不同颜色的滤光片。如此一来，本发明可以仅利用一道光聚合工序即形成出具有不同相位差补偿值的双折射区，提供更佳的补偿效果。

此外，本发明还可调整补偿膜材料的照光时间来控制补偿膜材料的聚合比例。请参考图11至图13，其说明本发明制作透反液晶显示面板的方法的另一优选实施例示意图，其中相同的组件或部位沿用相同的符号来表示。本实施例的透明基材111、彩色滤光层112、穿透区域116、反射区域114、配向层118、补偿膜材料120等结构以及第一热工序、第二热工序、无氧状态加热步骤与基板组装步骤等步骤均与前述实施例相似。本实施例与前述实施例的主要不同的处在于：本实施例的光聚合工序包含有复数个照光步骤，使得补偿膜材料的各部分可以具有不同的照光时间。

如图11所示，先对第一基板310进行第一照光步骤，例如紫外光固化工序。在第一照光步骤中，利用光罩322暴露出位于红色滤光片R的反射区域114内的补偿膜材料120，并且遮盖位于其它反射区域114与穿透区域116内的补偿膜材料120。因此，位于红色滤光片R的反射区域114内的补偿膜材料120可暴露于紫外光中而固化，形成图案化补偿膜的双折射区324R。

同理，如图12所示，接着对第一基板310进行第二照光步骤，改变光罩322的位置而暴露出位于绿色滤光片G的反射区域114内的补偿膜材料120，并且遮盖位于其它反射区域114与穿透区域116内的补偿膜材料120。因此，位于绿色滤光片G的反射区域114内的补偿膜材料120可形成图案化补偿膜的另一双折射区324G。然后，如图13所示，接着对第一基板310进行第三照光步骤，改变光罩322的位置而暴露出位于蓝色滤光片B的反射区域114内的补偿膜材料120，并且遮盖位于其它反射区域114与穿透区域116内的补偿膜材料120。因此，位于蓝色滤光片B的反射区域114内的补偿膜材料120可形成图案化补偿膜的另一双折射区324B。

通过调整第一照光步骤、第二照光步骤与第三照光步骤的工序时间，本发明对应于红色滤光片R、绿色滤光片G及蓝色滤光片B的双折射区234R、234G、234B可以具有不同的相位差补偿值，进而得到更佳的补偿效果。举例来说，第一照光步骤的工序时间可大于第二照光步骤的工序时间，而第二照光步骤的工序时间可大于第三照光步骤的工序时间，以配合红、绿与蓝三种不同颜色的滤光片。如此一来，本发明可以根据照光步骤的工序状况与双折射区234R、234G、234B的固化状况准确地调整照光步骤的参数，以形成出具有不同相位差补偿值的双折射区。

需注意的是，前述第一、第二与第三照光步骤亦可采用不同光罩进行曝光，而不须受前述实施例的局限。此外，双折射区324R、双折射区324G与双折射区324B的形成顺序亦可任意调整。再者，前述各工序与步骤不须受到前述实施例的操作顺序所局限，而可以根据工序所需进行调整。举例来说，基板组装步骤中可先接合第一基板110与第二基板130，再于第一基板110与第二基板130之间注入液晶层140，也可以先于第二基板130上注入液晶层140，再接合第一基板110与第二基板130。

由于本发明使用光聚合反应形成图案化补偿膜的双折射区然后，接下来仅需使用热聚合反应即可形成图案化补偿膜的等向区，因此本发明可以利用标准化的工序与流程形成所需的透反液晶显示面板，不但大幅简化透反液晶显示面板的工序复杂度，且可以减少工序成本费用。此外，由于本发明可利用不同的照光能量来控制补偿膜材料的聚合比例，以于双折射区形成不同的相位差补偿值，分别补偿不同颜色波长的相位差，因此所制作的透反液晶显示面板可以具有更好的补偿效果，进而提升画面显示质量。

以上所述仅为本发明的优选实施例，凡依本发明权利要求书所做的等同替换和修饰，皆应属本发明的范围内。

Claims (18)

1.一种制作透反液晶显示面板的方法，其包括：

提供一第一基板，其表面设置有一彩色滤光层，且该第一基板的表面包含至少一穿透区域与至少一反射区域；

于该彩色滤光层上形成一补偿膜材料，该补偿膜材料包括复数个反应型液晶单体、至少一热起始剂、至少一光起始剂和至少一溶剂；

对该补偿膜材料进行一第一热工序；

进行一光聚合工序，以聚合部分该补偿膜材料，形成一图案化补偿膜的一双折射区，对应于该反射区域；

进行一第二热工序，以使该第一基板的温度在一预定温度下维持一第一时间间隔；

使该第一基板在一无氧状态与该预定温度下维持一第二时间间隔，以形成该图案化补偿膜的一等向区，对应于该穿透区域；

提供一第二基板，平行该第一基板；以及  

提供一液晶层设子该第一与该第二基板之间。

2.如权利要求1所述的方法，其中该热起始剂包括过氧化十二酰、异丙苯基过氧化氢、过氧苯甲酸叔丁酯、过氧化叔丁烷、过氧化苯甲酰、2-甲基丙腈、环己烷腈或上述材料的组合。

3.如权利要求1所述的方法，其中该光起始剂包括2-异丙基硫杂蒽酮、2-氯硫杂蒽酮、2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉基-1-丙酮、1-氯-4-丙氧基硫杂蒽酮、2-苯甲基-2-二甲基氨基-1-[4-(4-吗啉基)苯基]1-丁酮、2，4，6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦、1-羟基环己基苯基甲酮、2-羟基-2-甲基苯基-1-丙酮或上述材料的组合。

4.如权利要求1所述的方法，其中该溶剂的材料包括甲乙酮、甲苯、丙二醇甲醚乙酸酯、环己酮、醋酸乙酯或上述材料的组合。

5.如权利要求1所述的方法，其中该第一热工序包括一烘烤工序。

6.如权利要求1所述的方法，其中该第一热工序包括使该第一基板在50至90℃的温度下达一第三时间间隔。

7.如权利要求6所述的方法，其中该第三时间间隔为至少30秒。

8.如权利要求1所述的方法，其中该光聚合工序包括一紫外光固化工序。

9.如权利要求1所述的方法，其中在进行该光聚合工序时，使用一光罩来遮盖对应于该穿透区域的该补偿膜材料，且该光罩暴露出对应于该反射区域的该补偿膜材料，以使暴露出的部分该补偿膜材料接受该光聚合工序。

10.如权利要求9所述的方法，其中在该光聚合工序中，包括提供不同的照光能量以控制该补偿膜材料的聚合比例，以于该双折射区形成不同的相位差。

11.如权利要求10所述的方法，其中该彩色滤光层包括至少一红色滤光片、至少一绿色滤光片及至少一蓝色滤光片，且对应于该红色滤光片、该绿色滤光片及该蓝色滤光片的该双折射区具有不同的相位差。

12.如权利要求10所述的方法，其中该提供不同照光能量的方法包括调整该补偿膜材料的照光时间或该光罩的穿透率。

13.如权利要求1所述的方法，其中该第一时间间隔与该第二时间间隔分别为至少30秒。

14.如权利要求1所述的方法，其中在该第二时间间隔内，通过提供氮气以达到该无氧状态。

15.如权利要求1所述的方法，另包括在形成该补偿膜材料之前，先在该彩色滤光层表面形成一配向层。

16.如权利要求1所述的方法，其中该补偿膜材料

包括：

17.如权利要求1所述的方法，其中该预定温度大于或等于该反应型液晶单体的澄清点。

18.如权利要求1所述的方法，其中该预定温度为100至240℃。

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