CN104730770A - 液晶显示设备 - Google Patents

Abstract

一种液晶显示设备，包括：一第一基板，其上方配置一第一配向层；一第二基板，其上方配置一第二配向层；以及一液晶层，其可包括一负型液晶组成物并夹置于该第一基板及该第二基板之间；其中，该第一配向层及该第二配向层相对设置。于本发明中，该第一配向层及该第二配向层的至少一者的体阻抗值可为1.5×10¹²至9×10¹⁵Ω·cm，该第一配向层及该第二配向层的至少一者吸收波长为240nm至400nm的光线，或者该第一配向层及该第二配向层的至少一者的表面包括复数个由一UV反应性单体聚合形成的凸起。

Description

液晶显示设备

技术领域

本发明是关于一种液晶显示设备，尤其指一种使用负型液晶且电压保持率维持85%以上的液晶显示设备。

背景技术

液晶显示设备为利用液晶分子在不同排列状态下，对于光线具有不同的偏振或折射效果的特性来控制光线的穿透量，进而使得液晶显示设备得以产生影像。

一般传统所使用的扭转向列型（Twisted Nematic，TN）液晶显示设备受到液晶分子结构与光学特性的影响，视角非常狭窄。因此，开发出其他种型态的广视角液晶显示设备，例如：垂直配向型（Vertical Alignment，VA）液晶显示设备、平面内切换型（In-Plan Switch，IPS）型液晶显示器、及边缘电场切换型（Fringe Field Switching，FFS）液晶显示器。

基于液晶分子于电场下转动的特性，液晶分子可分为正型液晶分子及负型液晶分子。一般而言，虽正型液晶分子有反应时间（response time）快的优点，但其光穿透率低。反之，负型液晶分子则有光穿透率高，但反应时间较长的缺点。因此，于IPS及FFS液晶显示设备中，在使用负型液晶分子组成其液晶层的情况下，通常会添加分子量较小的液晶分子，增加负型液晶分子间的滑动性，以改善上述反应时间较长的缺点。然而，当组成该液晶层的液晶组成物受热或受外部环境光线照射时，该些小分子液晶容易裂解产生电子或自由基（radical），且所产生的电子会自配向层处流失，使得该液晶显示设备的电压保持率（Voltage Holding Ratio，VHR）下降，造成配向异常，进而影响液晶显示设备的残影与光学表现。

为改善上述缺点，通过减少液晶层中产生电子或自由基或降低电子自液晶层中流失，以发展一种使用负型液晶并具有高电压保持率的液晶显示设备，俾有其所需。

发明内容

本发明的目的在于提供一种液晶显示设备，能通过设置一具有高体阻抗值的配向膜而达到高电压保持率的维持功效。

为实现上述目的，本发明提供了一种液晶显示设备，包括：一第一基板，其上方配置一第一配向层；一第二基板，其上方配置一第二配向层；以及一液晶层，其可包括一负型液晶组成物并夹置于该第一基板及该第二基板之间；其中，该第一配向层及该第二配向层相对设置，且该第一配向层及该第二配向层的至少一者的体阻抗值可为1.5×10¹²至9×10¹⁵Ω·_cm。

本发明的另一目的在于提供一种液晶显示设备，能通过设置一能够吸收来自外部环境光线的配向层，从而避免液晶组成物中产生电子或自由基等活性离子，达到保持高电压保持率的维持功效。

为实现上述目的，本发明还提供一种液晶显示设备，包括：一第一基板，其上方配置一第一配向层；一第二基板，其上方配置一第二配向层；以及一液晶层，其包括一负型液晶组成物并夹置于该第一基板及该第二基板之间；其中，该第一配向层及该第二配向层可相对设置，且该第一配向层及该第二配向层的至少一者可吸收波长为240nm至400nm的光线。

本发明的又一目的在于提供一种液晶显示设备，能通过添加适当的UV反应性单体于其中，从而实时抑制自由基等活性离子的产生，达到保持高电压保持率的维持功效。

为实现上述目的，本发明又提供一种液晶显示设备，包括：一第一基板，其上方配置一第一配向层；一第二基板，其上方配置一第二配向层；以及一液晶层，其包括一负型液晶组成物并夹置于该第一基板及该第二基板之间；其中，该第一配向层及该第二配向层可相对设置，且该第一配向层及该第二配向层的至少一者的表面可包括复数个由一UV反应性单体聚合形成的凸起。

于上述本发明的液晶显示设备中，该第一配向层及该第二配向层的至少一者可具有上述范围内的体阻抗值，或者该第一配向层及该第二配向层的至少一者可吸收上述波长范围的光线，或者该第一配向层及该第二配向层的至少一者的表面可包括复数个由该UV反应性单体聚合形成的凸起。然而，于一实施态样中，该第一配向层及该第二配向层的至少一者亦可兼具上述范围内的体阻抗值及可吸收上述波长范围的光线。换言之，该第一配向层及该第二配向层的至少一者的体阻抗值可为1.5×10¹²至9×10¹⁵Ω·cm，且该第一配向层及该第二配向层的至少一者可吸收波长为240nm至400nm的光线。此外，于另一实施态样中，该第一配向层及该第二配向层的至少一者除了可具有1.5×10¹²至9×10¹⁵Ω·cm的体阻抗值或可吸收波长为240nm至400nm的光线，其至少一者的表面亦可包括复数个由该UV反应性单体聚合形成的凸起。再者，于又一实施态样中，除了该第一配向层及该第二配向层的至少一者的体阻抗值可为1.5×10¹²至9×10¹⁵Ω·cm且该第一配向层及该第二配向层的至少一者可吸收波长为240nm至400nm的光线，其至少一者的表面亦可包括复数个由该UV反应性单体聚合形成的凸起。

于一实施态样中，该第一配向层及该第二配向层可各自独立为一光配向层。

于上述本发明的液晶显示设备中，基于该负型液晶组成物的总重，该UV反应性单体的含量可为大于0至0.3重量百分比。

于一实施态样中，该UV反应性单体可至少一选自由下列式(I)化合物至式(IV)化合物所组成的群组：

其中，0≦m≦5，0≦n≦5；

其中，1≦m1≦7，1≦m2≦7；

其中，1≦n1≦5；以及

其中，R₁、R₂、及R₃可各自独立为一压克力基，且化学结构如下所示：

于一实施态样中，该UV反应性单体还可包括于该液晶层中。

附图说明

图1是本发明一实施例1至3及比较例的液晶显示设备的结构示意图。

图2是本发明实施例4的液晶显示设备的结构示意图。

附图中主要组件符号说明：

1、2液晶显示设备；11、21第一基板；12、22第二基板；111、211第一配向层；112、222第二配向层；13、23液晶层；213凸起。

具体实施方式

以下由具体实施例说明本发明的实施方式，熟习此技艺的人士可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。此外，本发明亦可由其他不同具体实施例加以施行或应用，在不悖离本发明的精神下进行各种修饰与变更。

于本发明中，上述液晶显示设备包括：一第一基板，其上方配置一第一配向层；一第二基板，其上方配置一第二配向层；以及一液晶层，其可包括一负型液晶组成物并夹置于该第一基板及该第二基板之间；其中，该第一配向层及该第二配向层可相对设置，且该第一配向层及第二配向层可单独或同时包含上述特定体阻抗值范围(1.5×10¹²至9×10¹⁵Ω·cm)、吸收特定波长范围(240nm至400nm)光线及包含于表面的UV反应性单体的特性。

换言之，本发明液晶显示设备的第一配向层及第二配向层可各自独立包含上述特性的至少一者而无特别限制。举例而言，于一实施态样中，该第一配向层及该第二配向层的至少一者除了其的体阻抗值可为1.5×10¹²至9×10¹⁵Ω·cm，更佳可为2×10¹³至9×10¹⁵Ω之外，该第一配向层及该第二配向层的至少一者更可吸收波长为240nm至400nm的光线。更详细地说，于一实施态样中，本发明的液晶显示设备可仅有第一配向层的体阻抗值为1.5×10¹²至9×10¹⁵Ω·cm，更佳可为2×10¹³至9×10¹⁵Ω，而第二配向层则可吸收波长为240nm至400nm的光线。反之，本发明的液晶显示设备亦可仅有第二配向层的体阻抗值为1.5×10¹²至9×10¹⁵Ω·cm，更佳可为2×10¹³至9×10¹⁵Ω，而第一配向层则可吸收波长为240nm至400nm的光线。抑或，本发明的液晶显示设备的第一配向层及第二配向层的体阻抗值皆可为1.5×10¹²至9×10¹⁵Ω·cm，更佳可为2×10¹³至9×10¹⁵Ω，且同时该第一配向层及该第二配向层皆可吸收波长为240nm至400nm的光线。再者，于一实施态样中，本发明的该第一配向层的体阻抗值可为1.5×10¹²至9×10¹⁵Ω·cm，更佳可为2×10¹³至9×10¹⁵Ω且其表面可选择性包括复数个由该UV反应性单体聚合形成的凸起；而该第二配向层则可吸收波长为240nm至400nm的光线且其表面可选择性包括复数个由该UV反应性单体聚合形成的凸起。

于本发明中，该UV反应性单体可至少一选自由下列式(I)化合物至式(IV)化合物所组成的群组：

其中，0≦m≦5，0≦n≦5；

其中，1≦m1≦7，1≦m2≦7；

其中，1≦n1≦5；以及

其中，R₁、R₂、及R₃可各自独立为一压克力基，且化学结构如下所示：

具体而言，所属领域具有通常知识者可由单独使用上述式(I)化合物至式(IV)化合物的至少一者或组合其两者以上作为本发明的UV反应性单体。举例而言，于一实施态样中，该UV反应性单体可为上述式(I)化合物。然而，该UV反应性单体亦可单独使用式(II)至式(IV)化合物的任一者或式(I)化合物至式(IV)化合物的两者以上的组合，本发明并不特别以此为限。此外，只要可保持该配向层的透光率于一适当范围内，本发明并不特别限制该UV反应性单体的含量。举例而言，基于该负型液晶组成物的总重，该UV反应性单体的含量可为大于0至0.3重量百分比。再者，该UV反应性单体亦可包含于该液晶层中，从而实时抑制自由基等活性离子的产生，达到保持高电压保持率的维持功效。

于本发明中，体阻抗值为1.5×10¹²至9×10¹⁵Ω·cm的第一配向层及第二配向层可选用使配向层具有较高体阻抗值的聚亚酰胺（Polyimide,PI），例如：

本发明并不特别以此为限。

于本发明中，只要上述液晶显示设备的第一配向层及第二配向层具有上述特性，本领域技术人员可采用任何习知材料及方法制造其的，例如可选用聚酰亚胺作为材料以光配向法(如光异构化、光交联及二量化、及光裂解化等)或摩擦配向法制成该第一配向层及该第二配向层，本发明并不特别以此为限。较佳地，于一实施态样中，该第一配向层及该第二配向层可各自独立为经由光配向法制成的光配向层。更具体地，该第一配向层及该第二配向层可各自独立为一由聚酰亚胺组成并经一光裂解化工艺所制造的膜。

此外，本发明并不特别限制所请液晶显示设备的种类(即液晶显示面板的种类)，例如可为一边缘电场切换型液晶显示面板、平面内切换型液晶显示面板、或垂直配向液晶显示面板。于此，下述实施例及比较例中，本发明系以平面内切换型液晶显示面板为例。再者，本发明液晶显示设备所包含的第一基板及第二基板可为一彩色滤光片基板与一薄膜晶体管基板的组合。于此，下述实施例及比较例的第一基板系以彩色滤光片基板为例，第二基板是以薄膜晶体管基板为例。然而，本发明的液晶显示设备亦可应用其他技术而有不同的变化态样，例如可将彩色滤光层设置于薄膜晶体管基板上(color filter on array，COA)、将彩色滤光层及黑色矩阵设置于薄膜晶体管基板上(black matrix on array，BOA)、或将薄膜晶体管数组设置于彩色滤光片基板上(TFT on CF，亦称TOC或array on CF)。

再者，下列实施例及比较例虽未具体说明，所属技术领域具有通常知识者应当理解的是，本发明的液晶显示设备亦可包括其他组件，例如背光模块等。

《液晶显示设备的制备》

请参考图1，为本实施例1至3及比较例所采用的液晶显示设备1的结构示意图。该液晶显示设备1包括：一第一基板11，其上方配置一第一配向层111；一第二基板12，其上方配置一第二配向层121；以及一液晶层13，其包括一负型液晶组成物(图未显示)并夹置于该第一基板11及该第二基板12之间；其中，该第一配向层111及该第二配向层121系实质上相互平行且相对设置，该第一配向层及该第二配向层的特性如下表1所示。

实施例1至3

请参考图1并一并参考表1，用于实施例1至3的液晶显示设备中的第一配向层111及第二配向层121为由聚酰亚胺类聚合物组成并经光配向工艺处理的光配向层，两者的光配向工艺条件、体阻抗值及吸收波长系如表1所示。实施例1至2的配向层的体阻抗值的测量条件为将配向层涂于素玻璃基板上，且经波长为254nm的线性偏极光照射配向后测量而得，实施例3的配向层的体阻抗值的测量条件为将配向层涂于素玻璃基板上，且经波长为365nm的线性偏极光照射配向后测量而得，但并不以此为限。

比较例

请参考图1并一并参考表1，于比较例中，所使用的第一配向层及第二配向层为由聚酰亚胺类聚合物组成并经摩擦配向工艺处理的摩擦配向层，两者的体阻抗值如表1所示，且其无法吸收波长为240nm至400nm的光线。

表1

实施例4

请参考图2，是本实施例4的液晶显示设备2的结构示意图。于该液晶显示设备2中，其包括：一第一基板21，其上方配置一第一配向层211；一第二基板22，其上方配置一第二配向层221；以及一液晶层23，其包括一负型液晶组成物(图未显示)并夹置于该第一基板21及该第二基板22之间；其中，该第一配向层211及该第二配向层221是实质上相互平行且相对设置，且该第一配向层211及该第二配向层221两者的表面包括一UV反应性单体(图未显示)。于本实施例4中，所使用的UV反应性单体为上述式(I)所示的化合物，且基于该负型液晶组成物的总重，该UV反应性单体系以0.3重量百分比的含量分散于该负型液晶组成物中。接着，将该负型液晶组成物配置于该第一基板21及第二基板22之间，该UV反应性单体会因相分离而沉积聚合于该第一配向层211及该第二配向层221的表面并形成复数个凸起213。

试验例1至4

试验例1至4是测试上述实施例1至3及比较例所制备的液晶显示设备于环境温度由室温增加至60°C的电压保持率(Voltage Holding Ratio，VHR)的变化。如表2所示，相较于比较例所制的液晶显示设备的VHR下降率(Δ=17.2%)，由于实施例1至3的液晶显示设备的配向层的体阻抗值为1.5×10¹²至9×10¹⁵Ω·cm且可吸收波长为240nm至400nm之间的光线，有效减少因外部环境光线照射而于负型液晶组成物中产生的离子或自由基，进而改善所制备的液晶显示设备的电压保持率的表现。

表2

于上述试验例1至4中，由于实施例1至3的第一配向层及第二配向层的体阻抗值介于所限定的范围(1.5×10¹²至9×10¹⁵Ω·cm)内或可吸收波长落于240nm至400nm之间的光线，是以，上述实施例1至3所制备的液晶显示设备皆具有优异的电压保持率表现(Δ＜10%)。反之，如表2所示，由于比较例所使用的第一配向层及第二配向层皆不具有较高的体阻抗值且也无法吸收上述波长范围内的光线，当液晶层中因外部环境光线照射产生电子或自由基时，电压会因电子或自由基由配向层流失而造成电压保持率下降，是以其电压保持率表现较差(Δ＞15%)。

于实施例4中，由于该UV反应性单体可吸收如上述的波长范围的外部环境光线或与自由基产生反应或同时进行两者，可有效减少因外部环境光线照射而于负型液晶组成物中产生的电子或自由基，亦能有效改善实施例4所制备的液晶显示设备电压保持率的表现。此外，应当理解的是，除了上述实施例4的方式，该UV反应性单体亦可透过与该第一配向层及该第二配向层形成一化学键结(如共价键)而形成于其的表面，从而达到吸收外部环境光线的功效。此外，实施例4以式(I)化合物作为本发明的UV反应性单体仅为列举而用，所属技术领域具有通常知识者亦可使用式(II)至式(IV)化合物的任一者或使用式(I)至式(IV)化合物的任两者以上的组合作为本发明的UV反应性单体，本发明并不特别以此为限。

上述实施例仅是为了方便说明而举例而已，本发明所主张的权利范围自应以申请的权利要求范围所述为准，而非仅限于上述实施例。

Claims (10)

1.一种液晶显示设备，包括：

一第一基板，其上方配置一第一配向层；

一第二基板，其上方配置一第二配向层；以及

一液晶层，其包括一负型液晶组成物并夹置于该第一基板及该第二基板之间；

其中，该第一配向层及该第二配向层系相对设置，且该第一配向层及该第二配向层的至少一者的体阻抗值为1.5×10¹²至9×10¹⁵Ω·cm。

2.根据权利要求1所述的液晶显示设备，其中，该第一配向层及该第二配向层的至少一者的体阻抗值为2×10¹³至9×10¹⁵Ω·cm。

3.根据权利要求1所述的液晶显示设备，其中，该第一配向层及该第二配向层的至少一者吸收波长为240nm至400nm的光线。

4.根据权利要求3所述的液晶显示设备，其中，该第一配向层及该第二配向层各自独立为一光配向层。

5.根据权利要求1所述的液晶显示设备，其中，该第一配向层及该第二配向层的至少一者的表面包括复数个由一UV反应性单体聚合形成的凸起。

6.根据权利要求5所述的液晶显示设备，其中，该UV反应性单体至少一选自由下列化合物所组成的群组：

其中，0≦m≦5，0≦n≦5；

其中，1≦m1≦7，1≦m2≦7；

其中，1≦n1≦5；以及

其中，R₁、R₂、及R₃各自独立为一压克力基，且化学结构如下所示：

7.根据权利要求5项所述的液晶显示设备，其中，该UV反应性单体包括于该液晶层中。

8.一种液晶显示设备，包括：

一第一基板，其上方配置一第一配向层；

一第二基板，其上方配置一第二配向层；以及

一液晶层，其包括一负型液晶组成物并夹置于该第一基板及该第二基板之间；

其中，该第一配向层及该第二配向层系相对设置，且该第一配向层及该第二配向层的至少一者的表面包括复数个由一UV反应性单体聚合形成的凸起。

9.根据权利要求8所述的液晶显示设备，其中，该UV反应性单体至少一选自由下列化合物所组成的群组：

其中，0≦m≦5，0≦n≦5；

其中，1≦m1≦7，1≦m2≦7；

其中，1≦n1≦5；以及

其中，R₁、R₂、及R₃各自独立为一压克力基，且化学结构如下所示：

10.根据权利要求8项所述的液晶显示设备，其中，该UV反应性单体包括于该液晶层中。