CN102122100B - 聚合物稳定配向型液晶显示面板的制造方法 - Google Patents

聚合物稳定配向型液晶显示面板的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种聚合物稳定配向型液晶显示面板的制造方法，包括：于一第一基板与一第二基板之间填入一液晶层，此液晶层包括液晶分子、单官能基单体以及多官能基单体；令单官能基单体聚合，以于第一基板的内表面以及第二基板的内表面上形成二配向膜；以及令多官能基单体聚合，以于配向膜上形成能够让液晶分子预倾的聚合物。

Description

聚合物稳定配向型液晶显示面板的制造方法
技术领域
本发明涉及一种液晶显示面板的制造方法，且尤其涉及一种聚合物稳定配向型(Polymer Stabilized Alignment，PSA)液晶显示面板的制造方法。
背景技术
随着液晶显示器的显示规格不断地朝向大尺寸发展，市场对于液晶显示器的性能要求是朝向高对比(High Contrast Ratio)、快速反应与广视角等特性，为了克服大尺寸液晶显示面板的视角问题，液晶显示面板的广视角技术也必须不停地进步与突破。现阶段较为常见的广视角技术有多域垂直配向(Multi-domain Vertical Alignment，MVA)技术、聚合物稳定配向(PolymerStabilized Alignment，PSA)技术等。
以聚合物稳定配向型液晶显示面板的制造方法为例，其工艺步骤相当繁琐，如图3所示。图3为聚合物稳定配向型液晶显示面板的制造流程图。请参照图3，传统的聚合物稳定配向型液晶显示面板的制造方法包括聚乙酰胺(Polyimide，PI)配向膜的制作、框胶涂布(sealant dispensing)、液晶层涂布(liquid crystaldispensing)、基板真空组立(Vacuum Assembly)、框胶固化、紫外光照射(UVexposure)、切割(cutting)、研磨(grinding)、偏光片贴附(polarizer attaching)等步骤。值得注意的是，实行聚合物稳定配向技术，所使用的液晶层内需预先掺杂有单体(monomer)，而在照射紫外光的同时需施予液晶层特定的电压，此时，液晶层中的单体会产生聚合反应并于液晶层两侧聚合形成聚合物层(polymerlayers)，以辅助液晶分子之配向。由于聚乙酰胺配向膜在制作上包括预清洗(pre-cleaning)、聚乙酰胺镀制(PI coating)、前烘烤(pre-bake)、后烘烤(post-bake)等工艺，因此聚乙酰胺配向膜的制作会增加聚合物稳定配向型液晶显示面板的工艺复杂度。
现阶段，已有现有技术提出无聚乙酰胺配向膜(PI-less)技术以进一步降低聚合物稳定配向型液晶显示面板的工艺复杂度。详言之，无聚乙酰胺配向膜技术都应用在具有配向突起(protrusions)的液晶盒(cell)中，配向突起能够使液晶分子预倾(pre-tilt)，但无聚乙酰胺配向膜技术仅能提供对液晶分子进行垂直配向(vertically aligned)。值得注意的是，由于液晶分子仅在配向突起分布的区域上产生预倾，故液晶层的应答速度慢，此外，在配向突起分布的区域会有漏光的现象产生，造成对比下降。
承上述，如何在不大幅增加工艺复杂度的前提下，进一步增加聚合物稳定配向型液晶显示面板的的对比以及应答速度，实为目前亟待解决的问题之一。
发明内容
本发明提供一种聚合物稳定配向型液晶显示面板的制造方法。
本发明提供一种聚合物稳定配向型液晶显示面板的制造方法，包括：于一第一基板与一第二基板之间填入一液晶层，此液晶层包括液晶分子、单官能基单体(monomer with single functional group)以及多官能基单体(monomer withmultiple functional groups)；令单官能基单体聚合，以于第一基板的内表面以及第二基板的内表面上形成二配向膜；以及令多官能基单体聚合，以于配向膜上形成能够让液晶分子预倾(pre-tilt)的聚合物。
在本发明的一实施例中，前述的单官能基单体的材质如下：
Figure BSA00000445236200021
在本发明的一实施例中，前述的单官能基单体的浓度介于0.5％至10％之间。
在本发明的一实施例中，前述的多官能基单体的材质如下：
Figure BSA00000445236200031
在本发明的一实施例中，前述的多官能基单体的浓度介于0.1％至0.5％之间。
在本发明的一实施例中，令单官能基单体聚合而形成配向膜的方法包括以一第一紫外光照射单官能基单体。
在本发明的一实施例中，令多官能基单体聚合而形成聚合物的方法包括施予液晶层一电压，并以一第二紫外光照射多官能基单体，而第二紫外光的波长范围与第一紫外光的波长范围不同。
在本发明的一实施例中，前述的各配向膜与液晶层接触的表面上具有一由单官能基单体聚合形成的第一聚合物，且第一聚合物对液晶层进行垂直配向。
在本发明的一实施例中，由多官能基单体聚合所形成的聚合物为一第二聚合物，且第二聚合物使液晶层预倾。
由于本发明的液晶层内掺杂有单官能基单体与多官能基单体，且单官能基单体与多官能基单体分别以不同波长范围的紫外光照射，因此由单官能基单体与多官能基单体聚合形成的聚合物能够对液晶层进行垂直配向并且使液晶层产生预倾。
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
附图说明
图1为本发明一实施例的聚合物稳定配向型液晶显示面板的制造方法的流程图。
图2A至图2C为本发明一实施例的聚合物稳定配向型液晶显示面板中第一基板或第二基板的流程示意图。
图3为聚合物稳定配向型液晶显示面板的制造流程图。
其中，附图标记：
100：第一基板      110：第二基板
120：液晶层        122：液晶分子
124：单官能基单体  126：多官能基单体
130：配向膜        132：第一聚合物
140：第二聚合物
S100～S120：聚合物稳定配向型液晶显示面板的工艺步骤
具体实施方式
图1为本发明一实施例的聚合物稳定配向型液晶显示面板的制造方法的流程图，而图2A至图2C为本发明一实施例的聚合物稳定配向型液晶显示面板中第一基板或第二基板的流程示意图。如图1所示，本实施例的聚合物稳定配向型液晶显示面板的制造方法包括下列步骤(S100～S120)，以下将针对各步骤(S100～S120)进行详细的说明。
请参照图1与图2A，首先，于第一基板100与第二基板110之间填入液晶层120，此液晶层120包括液晶分子122、单官能基单体124以及多官能基单体126(步骤S100)。在本实施例中，第一基板100例如为主动元件阵列基板，而第二基板110例如为一彩色滤光基板。在本发明的其它实施例中，第一基板100例如为一整合有彩色滤光薄膜的主动元件阵列基板(COA Substrate)，而第二基板110例如为一不具有具有彩色滤光薄膜的对向基板(opposite substrate)。本实施例不限定第一基板100与第二基板110的型态。
在本实施例中，液晶层120例如真空注入(injection)的方式填入第一基板100与第二基板110之间，当然，液晶层120也可采用滴下式填入法(One DropFill，ODF)或是其它合适的工艺填入第一基板100与第二基板110之间。值得注意的是，液晶层120中的液晶分子122例如为垂直配向型液晶分子。举例而言，液晶分子122的材质如下：
Figure BSA00000445236200051
其中，R、R’代表的都是C2到C8；
C2为-CH2-CH3；C8为-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH3；并以此类推。上述的液晶层120可由Merck所贩卖的MLC-6608产品取得。
在本实施例中，前述的单官能基单体124的材质如下：
其中，C5为-CH2-CH2-CH2-CH2-CH3；
C8为-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH3，并以此类推。
单官能基单体124的浓度例如介于0.5％至10％之间。
此外，前述的多官能基单体126的材质如下：
Figure BSA00000445236200061
多官能基单体126的浓度例如系介于0.1％至0.5％之间。
请参照图1与图2B，在完成液晶层120的填入的后，接着，令单官能基单体124聚合，以于第一基板100的内表面以及第二基板110的内表面上形成二配向膜130(步骤S110)。在步骤S110中，本实施例采用第一紫外光照射液晶层120，在无施予电压的情况下，液晶层120中的单官能基单体124在吸收第一紫外光的后会产生聚合反应而形成配向膜130。
为了使单官能基单体124在吸收第一紫外光的后能够顺利地聚合，本实施例可在液晶层120中选择性地添加适量的启始剂(initiator)。
从图2B可知，单官能基单体124在聚合之后不但会聚合形成配向膜130，还会在配向膜130与液晶层120接触的表面(内表面)上形成第一聚合物132。此外，第一聚合物132同样是由单官能基单体124聚合所形成，且第一聚合物132能够对液晶层120中的液晶分子122进行垂直配向。
在本实施例中，第一紫外光的波长范围例如介于330纳米至400纳米之间，且多官能基单体126在受到第一紫外光照射时不会产生聚合反应。换言之，液晶层120在经过第一紫外光的照射之后，多官能基单体126仍然存在于液晶分子122之间。
接着请参照图1与图2C，在形成配向膜130之后，接着令多官能基单体126聚合，以于配向膜130上形成能够让液晶分子122预倾的聚合物140(步骤120)。在步骤S120中，本实施例可施予第一基板100与第二基板110不同的电压，以使液晶层120处于一偏压(例如为15伏)状态，并采用第二紫外光照射液晶层120，液晶层120中的多官能基单体126在吸收第二紫外光之后会产生聚合反应而在配向膜130的表面上形成具有特定倾倒方向的第二聚合物140。
为了使多官能基单体126在吸收第二紫外光之后能够顺利地聚合，本实施例可在液晶层120中选择性地添加适量的启始剂(initiator)。
在本实施例中，第二紫外光的波长范围例如介于290纳米至400纳米之间，且第二紫外光的波长范围与第一紫外光的波长范围不同。由于单官能基单体124与多官能基单体126会选择性地吸收不同波长范围的紫外光，因此单官能基单体124与多官能基单体126在受到第一紫外光或第二紫外光照射时，不会同时发生聚合反应，有利于工艺的控制。
由于本发明的液晶层内掺杂有单官能基单体与多官能基单体，且单官能基单体与多官能基单体分别以不同波长范围的紫外光照射，因此由单官能基单体与多官能基单体聚合形成的聚合物(包括配向层、第一聚合物、第二聚合物)能够对液晶层进行垂直配向并且使液晶层产生预倾。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (7)

1.一种聚合物稳定配向型液晶显示面板的制造方法，其特征在于，包括：
于一第一基板与一第二基板之间填入一液晶层，该液晶层包括液晶分子、单官能基单体以及多官能基单体；
以一第一紫外光照射该单官能基单体，令该单官能基单体聚合，以于该第一基板的内表面以及该第二基板的内表面上形成二配向膜；
施予该液晶层一电压；以及
以一第二紫外光照射该多官能基单体，令该多官能基单体聚合，以于该些配向膜上形成能够让该液晶分子预倾的聚合物，其中该第二紫外光的波长范围与该第一紫外光的波长范围不同。
2.根据权利要求1所述的聚合物稳定配向型液晶显示面板的制造方法，其特征在于，该单官能基单体的材质如下：
Figure FSB00000769873000011
3.根据权利要求1所述的聚合物稳定配向型液晶显示面板的制造方法，其特征在于，该单官能基单体的浓度介于0.5％至10％之间。
4.根据权利要求1所述的聚合物稳定配向型液晶显示面板的制造方法，其特征在于，该多官能基单体的材质如下：
Figure FSB00000769873000021
5.根据权利要求1所述的聚合物稳定配向型液晶显示面板的制造方法，其特征在于，该多官能基单体的浓度介于0.1％至0.5％之间。
6.根据权利要求1所述的聚合物稳定配向型液晶显示面板的制造方法，其特征在于，各该配向膜与该液晶层接触的表面上具有一由该单官能基单体聚合形成的第一聚合物，该第一聚合物对液晶分子进行垂直配向。
7.根据权利要求1所述的聚合物稳定配向型液晶显示面板的制造方法，其特征在于，由该多官能基单体聚合形成的该聚合物为一第二聚合物，且该第二聚合物使液晶分子预倾。
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