CN101738780A - 液晶显示器及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种光学补偿模式的液晶显示器,其包含一上基板、一与该上基板平行的下基板及至少一位于该上基板及该下基板间的液晶盒,所述每一液晶盒包含一穿透区及一反射区。该上基板的下方形成一上电极及一上配合膜,且该下基板的上方依序形成一下电极及一下配向膜。该液晶盒包含由一高分子单体制成的混合配向剂及液晶组成的溶液,其中该溶液因施加至该上基板及下基板的一第一电压以及UV光源照射而于该液晶盒形成高分子网络,从而得到初始状态为弯曲态的液晶。
Description
技术领域
本发明涉及一种液晶显示器,特别涉及一种光学补偿弯曲模式的液晶显示器及其制造方法。
背景技术
随着液晶显示器大量应用于各式电子产品中,使得液晶显示器的应用领域迅速扩大。为了进一步提高反应速度并扩大其视角,现有的液晶显示器广泛地采用光学补偿弯曲(opticalcompensated bend,OCB)模式。在采用OCB模式的液晶显示器中,分布于上、下玻璃基板表面的液晶分子为平行配向,但内层的液晶分子并不产生扭曲,只是在一个平面内弯曲排列,此种排列方式可以使光线产生双折射;此时在玻璃基板上再加上双轴相位差板(BiaxialRetardation Film),即可补偿各个轴向的相位差,并克服视角受到液晶分子倾斜造成光学特性变化的影响,从而使液晶显示器获得较宽广的视角。
如图6所示,现有的OCB液晶显示器中,液晶分子初始状态处于均匀斜展态(splaystate)。该OCB液晶显示器开机后,液晶分子受到施加于该OCB液晶显示器的电压的影响,经过一定的暖机时间后,才能由均匀斜展态经过一非对称斜展态(asymmetric splay state)逐渐转换到适于进行工作的弯曲态(bend state),此时该液晶显示器才进入正常工作状态,之后再逐渐增加电压,直至该被施加的电压值等于弯曲饱和电压,该液晶显示器进入暗态。同时参阅图7即可知,一般地,当该施加在液晶显示器上的电压由0伏特增加至4伏特左右后,该液晶分子才转换成适于工作的弯曲态。而于该OCB液晶显示器完成暖机后,其工作电压范围约为4伏特到10伏特。显然,现有的OCB液晶显示器在开机后,需要经过较长的暖机时间,完成上述升压过程后方可进入正常的工作状态,这可能给使用上造成不便。另外,现有的OCB液晶显示器经常存在亮度较低的问题。
是以,如何减少OCB模式液晶显示器暖机所需时间,并增加OCB液晶显示器更高的亮度是一重大课题。
发明内容
鉴于以上内容,有必要提供一种能快速开机、又同时提供较高亮度的OCB液晶显示器。
一种光学补偿模式的液晶显示器,其包含一上基板、一与该上基板平行的下基板及至少一位于该上基板及该下基板间的液晶盒,所述每一液晶盒包含一穿透区及一反射区。该上基板的下方形成一上电极及一上配合膜,且该下基板的上方依序形成一下电极及一下配向膜。该液晶盒包含由一高分子单体制成的混合配向剂及液晶组成的溶液,其中该溶液因施加至该上基板及下基板的一第一电压以及UV光源照射而于该液晶盒形成高分子网络,从而得到初始状态为弯曲态的液晶。
一种光学补偿模式的液晶显示器制造方法,其包含以下步骤:混合两种高分子单体制成配向剂;混合配向剂与液晶为一溶液,并将该溶液填入一液晶盒;及提供一第一电压至该液晶盒,并同时提供一UV光源照射该液晶盒直至该高分子单体于该液晶盒内形成高分子网络,从而得到初始状态为弯曲态的液晶。
与现有技术相比,所述液晶显示器将高分子单体所制成的配向剂与液晶进行混合,并同时控制施加至该液晶盒的电压以及控制该液晶盒曝光的时间,以使得液晶于初始状态时就呈现为弯曲态,从而降低该液晶显示器所需暖机时间、并可增加亮度及省电。
附图说明
图1为本发明较佳实施例OCB液晶显示器的部分结构示意图;
图2a至2e为本发明较佳实施例OCB液晶显示器中液晶分子的配向改变的示意图;
图3为本发明较佳实施例OCB液晶显示器的结构示意图;
图4为本发明较佳实施例OCB液晶显示器的操作电压与穿透与反射光效率的关系图;
图5为本发明用以制造OCB液晶显示器的方法的较佳实施例的流程图;
图6为现有技术OCB液晶显示器开机后的液晶分子配向的示意图;及
图7为现有技术OCB液晶显示器于开机后的操作电压与发光效率的关系图。
具体实施方式
图1所示为一OCB液晶显示器10的部分结构示意图。该OCB液晶显示器10包含一上基板20、一下基板30及一由若干液晶盒40组成的液晶层,其中该每一液晶盒40包含一穿透区41a及一反射区41b。
上基板20朝向下基板30的表面依序形成有一上电极22与一上配向膜24,而下基板30朝向上基板20的表面则依序形成一下电极32及一下配向膜34,该液晶盒40配置于该上基板20的上配向膜24及该下基板30的下配向膜34之间。
于本较佳实施例中,该上电极22及该下电极32为IT0导电玻璃,而该上配向膜24及该下配向膜34是分别涂布于该上电极22及该下电极32的聚酰亚胺(Polyimide,PI)化学薄膜,且该上配向膜24及该下配向膜34具有同向性。
图2a~2e为用以显示OCB液晶显示器10中液晶分子的配向改变的过程的示意图。
首先,将两种高分子单体(Monomer)44a,44b混合制成垂直配向剂。于本较佳实施例中,该两种高分单体包括一种含侧链高分子44a及一种光聚合高分子44b,该含侧链高分子44a与该光聚合高分子44b的比例大致介于1∶2至1∶3的范围。之后,再将该垂直配向剂与液晶42混合并灌入该液晶盒40的穿透区41a及该反射区41b中(如图2a所示)。于本较佳实施例中,该垂直配向剂重量百分比约占其与该液晶42混合后的溶液的3%至7%。
请参照图2b,之后通过一驱动电路50提供一第一电压至该上基板20及该下基板30。于本较佳实施例中,该驱动电路50所提供的为一交流电压,该第一电压值大致介于5伏特及9伏特之间。该第一电压会于该上电极22及该下电极32间产生一垂直电场。该垂直电场使得该液晶盒40中的液晶42会依据电场方向而呈垂直排列。虽然高分子单体44a,44b并不会对该垂直电场产生反应,但该含侧链高分子44a会被液晶42拉起而改变其排列方式。
于该驱动电路50提供该第一电压的同时,一UV光源也同时被开启,并用于对该液晶盒40进行照射曝光。如图2b所示,于提供该UV光源时,该穿透区41a与该UV光源之间配置有一光罩55。该反射区41b经过一第一时间周期的UV光源照射后才移除该光罩55,并以该UV光源同时照射该穿透区41a及该反射区41b。
于本较佳实施例中,该UV光源波长可以是254nm、302nm及365nm任一者。可以理解,曝光时间的长短影响含侧链高分子44a的排列方式,曝光时间愈长,该含侧链高分子44a与上配向膜24及下配向膜34的角度愈趋近于90度。同时,该光聚合高分子44b会因为其曝光于该UV光,而会呈现一平行于该上配向膜24及下配向膜34的状态。如图2c所示,经过适当的曝光时间,该含侧链高分子44a稳定在一垂直于该上配向膜24及该下配向膜34的方向,同时该光聚合高分子44b稳定于一平行于该上配向膜24及该下配向膜34的方向,从而形成高分子网络(Polymer network),且该高分子网络固定该液晶42以使该液晶42具有一预倾角(pertiltangle)。于本较佳实施例中,该穿透区41a中的液晶42的预倾角大致介于54至60度的范围,。之后再移除该UV光源及该第一电压。此时,如图2d所示,于液晶盒40中的液晶42已呈现OCB液晶所需的弯曲态。需注意的是,由于该反射区41b被该UV光源照射的时间相对于该穿透区41a较长,因此该反射区41b中的液晶42包含一较高的预倾角θ,其大致介于65至70度的范围内。
当液晶42处于弯曲态时,此时,再提供一第二电压至该上基板20及该下基板30,该第二电压的起始值V0为0伏特。之后,逐渐增加该第二电压的值直至该值等于OCB液晶的弯曲饱合电压Vsat。当该第二电压的值等于OCB液晶的弯曲饱合电压Vsat时,于液晶盒40中的液晶42即呈现如图2e所示的排列。
图3所示为一OCB液晶显示器10的结构示意图。该OCB液晶显示器10包含该上基板20、该下基板30、及配置于该上基板20及该下基板30间的若干液晶盒40,其中该每一液晶盒40包含穿透区41a及反射区41b。另外,该液晶显示器10还包括依序设置于该上基板20背向下基板30一侧的一上1/4波长板72及一上偏光板82,以及依序设置于该下基板30背向上基板20一侧的一下λ/4板70、一下偏光板80及一下背光板90。此外,该液晶显示器10还包括至少一配置在该反射区41b及该λ/4板70之间的反射器60。
于本较佳实例中,该弯曲饱合电压Vsat值约为6伏特(如图4所示)。也就是说,该OCB液晶显示器10于开机后的操作电压值范围大致处于0伏特至6伏特之间。
图5所示为根据本发明较佳实施例中用于制造一种OCB液晶显示器的方法的流程图。首先,于步骤S2,混合两种高分子单体以制成垂直配向剂。步骤S4,将该垂直配合剂与OCB液晶42混合并灌入一液晶盒40中。步骤S6,提供一第一电压及开启UV光源直到该液晶盒40中的高分子单体形成高分子网络。在提供该UV光源时,该穿透区41a与该UV光源之间配置有一光罩55,并于一第一时间周期经过后才移除该光罩55,使得该UV光源同时照射该穿透区41a及该反射区41b。之后,步骤S8,移除UV光源及该第一电压。此时,该液晶盒40中的液晶42已呈现弯曲态,并已可开始进行操作。
步骤S10,提供一第二电压至该液晶盒40,该第二电压的起始值V0为0伏特。之后,于步骤S12,逐渐增加该第二电压值直至该第二电压值等于该液晶的弯曲饱和电压值。
所述OCB液晶显示器10将高分子单体44a,44b所制成的配向剂与液晶42进行混合,并同时控制施加至该液晶盒40的电压以及控制该液晶盒40曝光的时间,以使得液晶42于初始状态时就呈现为弯曲态,如此一来,即可降低该OCB液晶显示器10所需暖机时间。同时,该OCB液晶显示器10于开机后的操作电压值范围也小于现有技术中OCB液晶显示器的操作电压值范围。此外,该液晶42于初始状态时,于该液晶盒40内已形成高分子网络使得该液晶42具有一预倾角,此也同时增加了该OCB液晶显示器10的亮度。
Claims (13)
1.一种光学补偿模式的液晶显示器,其包括一上基板、一下基板及至少一位于该上基板及该下基板间的液晶盒,所述每一液晶盒包含一穿透区及一反射区,其特征在于:其中该上基板朝向下基板的表面依次形成一上电极及一上配合膜;该下基板与该上基板平行,该下基板朝向上基板的表面依序形成一下电极及一下配向膜;该液晶盒内包含由高分子单体制成的混合配向剂及液晶组成的溶液,其中该溶液经施加至该上基板及下基板的一第一电压以及UV光源照射而于该液晶盒形成高分子网络,从而得到初始状态为弯曲态的液晶。
2.如权利要求1所述的液晶显示器,其特征在于:该上电极及该下电极均为ITO导电玻璃。
3.如权利要求1所述的液晶显示器,其特征在于:该上配向膜及该下配向膜均为具有同向性的配向膜。
4.如权利要求1所述的液晶显示器,其特征在于:所述高分子单体包括一种含侧链高分子及一种光聚合高分子,且其混合比例介于1∶2至1∶3之间。
5.如权利要求4所述的液晶显示器,其特征在于:该混合配向剂占其与该液晶混合后的溶液的3%至7%。
6.如权利要求1所述的液晶显示器,其特征在于:该穿透区中的液晶具有一介于54到60度的预倾角,而反射区中的液晶具有一介于65到70度的预倾角。
7.如权利要求1所述的液晶显示器,其特征在于:该液晶显示器还包括依序设置于该上基板背向下基板一侧的一上1/4波长板及一上偏光板,依序设置于该下基板背向上基板一侧的一下λ/4板、一下偏光板及一下背光板。
8.一种权利要求1所述的光学补偿模式的液晶显示器制造方法,其包括以下步骤:
混合两种高分子单体制成所述混合配向剂;
混合所述混合配向剂与液晶为一溶液,并将该溶液填入液晶盒;
提供一第一电压至该液晶盒;及
提供一UV光源照射该液晶盒直至该高分子单体于该液晶盒内形成高分子网络,以得到初始状态为弯曲态的液晶。
9.如权利要求8所述的制造方法,其特征在于:该方法还包括于提供UV光源照射的同时,于该穿透区与该UV光源之间配置有一光罩的步骤,及于该反射区经过一第一时间周期的UV光源照射后移除该光罩的步骤。
10.如权利要求8所述的制造方法,其特征在于:所述高分子单体包括一种含侧链高分子及一种光聚合高分子,且其混合比例介于1∶2至1∶3之间。
11.如权利要求10所述的制造方法,其特征在于:该混合配向剂占其与该液晶混合后的溶液的3%至7%。
12.如权利要求8所述的制造方法,其特征在于:该第一电压值介于5伏特及9伏特之间,且该第二电压值介于0伏特到6伏特之间。
13.如权利要求8所述的制造方法,其特征在于:该UV光源波长小于365nm。
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Granted publication date: 20120516 Termination date: 20141110 |
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EXPY | Termination of patent right or utility model |