CN105182584A - 显示面板及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种显示面板及其制造方法。本发明的显示面板的制造方法包括下列步骤：提供像素阵列基板以及对向基板；在像素阵列基板或对向基板上形成界面层，界面层包括至少一二酐化合物、至少一二胺化合物所反应而成的聚酰亚胺前驱物以及由上述聚酰亚胺前驱物经酰胺化反应所得的聚酰亚胺，其中上述聚酰亚胺包括含有至少一具有含光反应基侧链的二胺化合物。本发明的显示面板及其制造方法可以降低液晶显示面板驱动时所需的驱动电压。
Description
技术领域
本发明是有关于一种显示面板及其制造方法，且特别是有关于一种液晶显示面板及其制造方法。
背景技术
1888年，FriedrichReinitzer将胆甾型苯甲酸盐(cholestericbenzoate)置于偏光显微镜中，观察到胆甾型苯甲酸盐在均相(isotropic)与胆甾相(cholesteric)会呈现出不同颜色(蓝紫色和蓝色)，均相与胆甾相之间的颜色变化现象仅存在于很小的温度区间(约只有1℃温度区间)。1970年，许多科学家利用容积分析、高解析度示差扫描热卡计等方法，证实前述现象是一种新的热力学稳定相，并称其为蓝相(bluephase,BP)。
一般的液晶具有光学异相性(opticallyanisotropic)，但是蓝相却是具有光学等向性(opticallyisotropic)。换言之，蓝相具有非常低或者甚至不具有双折射性(birefringence)。由于蓝相的晶格周期为可见光波长的函数，故会产生选择性“布拉格反射”(selectivebraggreflection)。这种特性使得蓝相液晶具有应用在快速应答的光阀(fastlightmodulators)。但是，无论在理论上的预测还是在实验上的观察，蓝相液晶仅出现在具备有高纯度、高旋光性的分子材料中，因此蓝相液晶仅存在于很小的温度区间内。因此，蓝相液晶通常仅在学术上被讨论，但在实际应用上并未受到重视。
近十年来，为了使液晶显示面板的显示品质凌驾于阴极射线管的显示品质，具有快速应答特性的蓝相又受到学术以及产业界的重视。为了应用上的需要，蓝相液晶必须具备有宽广的温度应用范围，因此不同的技术发展相继被提出。例如，利用高分子稳定的特性(产生高分子网状结构)以产生能够存在于宽广温度区间内的蓝相(Naturematerials,2002,1,64)。此外，在2002年，Kikuchi等人制备出具有类似凝胶结构的稳定蓝相的蓝相液晶，成功的产生出温度区间约为60℃的蓝相。虽然蓝相液晶具有快速应答时间与光学等向性等优点，但却有驱动电压较高的缺点，其驱动电压高达55伏。就量产的角度来看，蓝相液晶的高驱动电压是亟需解决的问题之一。
发明内容
本发明是有关于一种显示面板及其制造方法，其可以降低液晶显示面板驱动时所需的驱动电压。
本发明提供一种显示面板的制造方法，此制造方法包括以下步骤。提供像素阵列基板以及对向基板。在像素阵列基板或对向基板上形成界面层，界面层包括至少一二酐化合物、至少一二胺化合物所反应而成的聚酰亚胺前驱物以及由上述聚酰亚胺前驱物经酰胺化反应所得的聚酰亚胺，其中上述聚酰亚胺包括含有至少一具有含光反应基侧链的二胺化合物。
本发明另提供一种显示面板，其包括像素阵列基板、对向基板、界面层、第一聚合物层、第二聚合物层以及液晶层。像素阵列基板具有像素阵列。对向基板位于像素阵列基板的对向侧。界面层位于像素阵列基板或对向基板的表面上，其中界面层为至少一二酐化合物、至少一二胺化合物所反应而成的聚酰亚胺前驱物以及由上述聚酰亚胺前驱物经酰胺化反应所得的聚酰亚胺所聚合而成的一膜层，其中上述聚酰亚胺包括含有至少一具有含光反应基侧链的二胺化合物。第一聚合物层位于界面层的表面上。第二聚合物层位于向对于第一聚合物层所在基板的另一基板的表面上，其中第一聚合物层的组成成份与第二聚合物层的组成成份相同。液晶层位于像素阵列基板与对向基板之间，并且受到第一聚合物层以及第二聚合物层的作用而排列。
基于上述，在本发明的显示面板的制造方法中形成具有特定组成物的界面层。当显示面板采用此显示面板的制造方法时，所述显示面板除了可以保有蓝相液晶具有快速应答时间与光学等向性等优点，更同时可以以较低的驱动电压驱动显示面板。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附附图作详细说明如下。
附图说明
图1是本发明的一实施例的显示面板在照光程序前的局部剖面图；
图2是本发明的一实施例的显示面板在照光程序后的局部剖面图；
图3是本发明的另一实施例的显示面板在照光程序后的局部剖面图；
图4是本发明的一实施例的显示面板的像素阵列的局部电路示意图；
图5是图2的实施例的显示面板的穿透率对驱动电压的关系图(A)以及比较例的显示面板的穿透率对驱动电压的关系图(B)；
图6是图3的实施例的显示面板的穿透率对驱动电压的关系图(A)以及比较例的显示面板的穿透率对驱动电压的关系图(B)；
其中，符号说明：
100：像素阵列基板102：第一基板
104：像素电极106：共用电极
200：对向基板300、310：界面层
400：液晶材料组成物、液晶层410：反应性单体
420：光起始剂430：液晶材料
440：聚合物510：第一聚合物层
520：第二聚合物层AA’：切线
CL：共用电极线DL：资料线
L：照光程序SL：扫描线
T：主动元件。
具体实施方式
图4是本发明的一实施例的显示面板的像素阵列的局部电路示意图。图1是本发明的一实施例的显示面板在照光程序前的局部剖面图，其为对应图4中的AA’的剖面图。图2是本发明的一实施例的显示面板在照光程序后的局部剖面图，其为沿着图4中AA’的剖面图。
请参照图1，显示面板包括像素阵列基板100、对向基板200以及液晶材料组成物400，其中像素阵列基板100包括第一基板102以及配置于第一基板102上的像素阵列(未标示)，如图4所示。图4仅绘示出像素阵列的其中一条资料线DL、其中一条扫描线SL、其中一条共用电极线CL以及其中一个像素结构(包含主动元件T、像素电极104以及共用电极106)。主动元件T的第一端(栅极)与扫描线SL相接，第二端(源极)与资料线DL相接。主动元件T的第三端(漏极)与像素电极104电性相接。在此，主动元件T可做为电压信息写入像素电极104的开关元件，且主动元件T可以是底部栅极型薄膜电晶体或顶部栅极型薄膜电晶体。共用电极106与共用电极线CL电性相接，且共用电极106例如是被施予共用电压(未绘示)。当主动元件T被开启使电压信息写入像素电极104时，像素电极104被施加第一电压(未绘示)，且第一电压的电压值不同于共用电极线CL的电压值，使得像素电极104与共用电极106之间具有电压差。此时，像素电极104与共用电极106之间产生横向电场，以驱动显示介质。
请再参照图1，在对向基板200上形成界面层310。界面层310包括至少一二酐化合物、至少一二胺化合物所反应而成的聚酰亚胺前驱物以及由上述聚酰亚胺前驱物经酰胺化反应所得的聚酰亚胺，其中上述聚酰亚胺包括含有至少一具有含光反应基侧链的二胺化合物。
具体来说，本实施例的具有含光反应基侧链的二胺化合物是由下方化学式(1)所示：
化学式(1)，
于化学式(1)中，R1表示－CH2－、－O－、－COO－、－NHCO－、－NH－、－CH2O－、－N(CH3)－、－CON(CH3)－以及－N(CH3)CO－；R2表示由环状、非置换、或者是氟原子置换的C1至C20的次烷基，由非置换或者是氟原子置换的C1至C3的烷基或由C1至C3的烷氧基置换而成的苯环，其中如果上述置换基皆互不相邻，C1至C20的次烷基中任何的－CH2－可以由－O－、－COO－、－NHCO－、－NH－、－NHCONH－、－NHCOO－或－OOCNH－所取代；R3表示烷基或(甲基)丙烯酸基。
较佳地，具有含光反应基侧链的二胺化合物例如是下方所示的其中之一：化学式(1-1)、
化学式(1-2)、
化学式(1-3)、
化学式(1-4)、化学式(1-5)、
化学式(1-6)，以及
化学式(1-7)。
值得注意的是，如果一般的二胺化合物对本发明的效果不会造成损害的话，除了使用具有含光反应基侧链的二胺化合物作为本发明的至少一二胺化合物的一者之外，亦可以用一般的二胺化合物作为本发明的至少一二胺化合物的一者来使用。其中，本发明不对一般的二胺化合物特别限制。
本发明的至少一二胺化合物更包括一芳香族二胺化合物，且该含有二胺的光反应单体与该芳香族二胺化合物的比例为1:99～1:1。
在本实施例中，至少一二胺化合物除了包括使用具有含光反应基侧链的二胺化合物之外，更包括由下方化学式(2)所示的二胺化合物，其中具有含光反应基侧链的二胺化合物的使用量范围约为至少一二胺化合物的总量的1～50mol％。
化学式(2)
此外，本发明亦不对至少一二酐化合物特别限制。在本实施例中，至少一二酐化合物例如是包括下列化合物：
化学式(3)，以及
化学式(4)。
在一实施例中，至少一二酐化合物亦可同时包括化学式(3)的化合物以及化学式(4)的化合物，且化学式(3)的化合物以及化学式(4)的化合物的比例例如为1：1。
为清楚起见，特举出涉及本发明的至少一二胺化合物以及至少一二胺化合物的一种聚合反应进行说明，上述聚合反应的反应物例如是包含有由化学式(2)所示的一般的二胺化合物、由化学式(1-1)所示的具有含光反应基侧链的二胺化合物、由化学式(3)所示的二酐化合物以及由化学式(4)所示的二酐化合物，其中在混合上述二胺化合物与上述二酐化合物后所发生的聚合反应例如为下方反应机制，但本发明不限于此。
在本实施例中，至少一二胺化合物占界面层310总量的50mol％，至少一二酐化合物占界面层310总量的50mol％。表1列出了至少一二胺化合物以及至少一二酐化合物之间可能的搭配比例，但本发明不限于此。
表1
界面层310的形成方式包含的步骤为：将含有至少一二胺化合物以及至少一二酐化合物的反应物利用辊涂布法、旋转涂布法、印刷法、喷墨法(ink-jet)等方法，涂布在对向基板200的表面上，形成预涂层(未绘示)，接着将预涂层经过预先加热处理(pre-baketreatment)及后加热处理(post-baketreatment)而制得，然本发明并不以此为限。
将像素阵列基板100以及对向基板200组立在一起并将液晶材料组成物400注入至像素阵列基板100以及对向基板200之间。液晶材料组成物400包括反应性单体410以及液晶材料430。在本实施例中，液晶材料组成物400的反应性单体410包括如下所示的其中之一：
化学式(5-1)、
化学式(5-2)、
化学式(5-3)、
化学式(5-4)、
化学式(5-5)、
化学式(5-6)、
化学式(5-7)、
化学式(5-8)、
化学式(5-9)、
化学式(5-10)、
化学式(5-11)，以及
化学式(5-12)。
在本实施例中，液晶材料组成物400的液晶材料430例如是蓝相液晶材料。液晶材料组成物400更例如是包括光起始剂420；其中光起始剂420例如是2,2-二甲氧烷基-1,2-二苯基乙酮(2,2-dimethoxy-1,2-diphenyl-ethanone,DMPAP)，本发明并不以此为限。
请参照图2，在对向基板200侧进行照光程序L，以使得界面层310与液晶材料组成物400进行聚合反应以形成至少一聚合物层。详细来说，界面层310因照光程序L而形成界面层300；同时，界面层310中的具有含光反应基侧链的二胺化合物及液晶材料组成物400中的反应性单体410参与由上述照光程序L所引起的聚合反应，其中光起始剂420有助于促进聚合反应的进行，以形成聚合物440，进而形成第一聚合物层510以及第二聚合物层520，而得到如图2所式的显示面板的结构，其中第一聚合物层510的密度大于第二聚合物层520的密度。在本实施例中，照光程序L例如是以UV光来进行照光；且照光程序L所使用的条件例如可以是：UV光强度为2毫焦耳/平方厘米(mW/cm2)，照光时间为240秒，以及总能量为480毫焦耳(mJ)。至此，完成本发明的显示面板的制作。
就结构上而言，请再参考图2，本实施例的显示面板包括像素阵列基板100、对向基板200、界面层300、液晶层400、第一聚合物层510以及第二聚合物层520。像素阵列基板100具有像素阵列(未绘示)。对向基板200位于像素阵列基板100的对向侧。界面层300位于对向基板200上，其中界面层300为至少一二酐化合物、至少一二胺化合物所反应而成的聚酰亚胺前驱物以及由上述聚酰亚胺前驱物经酰胺化反应所得的聚酰亚胺所聚合而成的一膜层。第二聚合物层520位于像素阵列基板100的像素阵列的表面上。其中，第一聚合物层510的组成成份与第二聚合物层520的组成成份相同；且第一聚合物层510与第二聚合物层520的组成成份主要为液晶材料组成物400中的反应性单体410在照光后所具合而成的聚合物。液晶层400位于像素阵列基板100的像素阵列与对向基板200的界面层300之间，并且受到第一聚合物层510以及第二聚合物层520的作用而排列。在本实施例中，由于照光程序L是在对向基板200侧进行，因此第一聚合物层510的密度大于第二聚合物层520的密度。
基于上述，由本实施例的显示面板的制造方法可以在显示面板中形成具有特定组成物的界面层于显示面板中，可使显示面板除了可以保有蓝相液晶具有快速应答时间与光学等向性等优点，更同时可以比较低的驱动电压驱动显示面板。
图3是本发明的另一实施例的显示面板在照光程序后的局部剖面图，其是沿着图4中AA’的剖面图。本实施例的制造流程与前述实施例相似，因此相同的组成将采用相同或相似的标号，与前述实施例相同技术内容将不再重复说明。图3的实施例与图2的实施例主要差异处在于，照光程序L是在像素阵列基板100侧进行，且第二聚合物层520的密度大于第一聚合物层510的密度。如图3所示，在像素阵列基板100侧进行照光程序L，以使得界面层310与液晶材料组成物400进行聚合反应以形成至少一聚合物层。详细来说，界面层310因照光程序L而形成界面层300；同时，界面层310中的具有含光反应基侧链的二胺化合物以及液晶材料组成物400中的反应性单体410亦参与由上述照光程序L所引起的聚合反应，其中光起始剂420有助于促进反应性单体410的聚合反应的进行，以形成聚合物440，进而形成第一聚合物层510以及第二聚合物层520，而得到如图3所式的显示面板的结构，其中第二聚合物层520的密度大于第一聚合物层510的密度。至此，完成本发明的显示面板的制作。
就结构上而言，请再参考图3，本实施例的显示面板包括像素阵列基板100、对向基板200、界面层300、液晶层400、第一聚合物层510以及第二聚合物层520。像素阵列基板100具有像素阵列(未绘示)。对向基板200位于像素阵列基板100的对向侧。界面层300位于对向基板200上，其中界面层300为至少一二酐化合物、至少一二胺化合物所反应而成的聚酰亚胺前驱物以及由上述聚酰亚胺前驱物经酰胺化反应所得的聚酰亚胺所聚合而成的一膜层。第一聚合物层510位于界面层300的表面上。第二聚合物层520位于像素阵列基板100的像素阵列的表面上。其中，第一聚合物层510的组成成份与第二聚合物层520的组成成份相同；且第一聚合物层510与第二聚合物层520的组成成份主要为液晶材料组成物400中的反应性单体410在照光后所具合而成的聚合物。液晶层400位于像素阵列基板100的像素阵列与对向基板200的界面层300之间，并且受到第一聚合物层510以及第二聚合物层520的作用而排列。在本实施例中，由于照光程序L是在像素阵列基板100侧进行，因此第二聚合物层520的密度大于第一聚合物层510的密度。
基于上述，由本实施例的显示面板的制造方法可以在显示面板中形成具有特定组成物的界面层于显示面板中，可使显示面板除了可以保有蓝相液晶具有快速应答时间与光学等向性等优点，更同时可以以较低的驱动电压驱动显示面板。另外，上述本发明的各实施例中，为清楚起见，是以界面层形成于对向基板上来进行说明；但本发明不以此为限；在其它实施例中，界面层亦可以形成于像素阵列基板上。
图5是图2的实施例的显示面板的穿透率对驱动电压的关系图以及一比较例的显示面板的穿透率对驱动电压的关系图。请参照图5，横轴表示驱动电压(V)，纵轴表示穿透率(％)，实线A表示图2的显示面板的量测曲线，虚线B表示比较例的显示面板的量测曲线。更具体来说，实线A在测试时所使用的显示面板是在对向基板形成界面层，且在对向基板侧进行照光程序(如图2所绘示)，其中介面层的组成成分与比例皆列于表1中；另一方面，实线B在测试时所使用的显示面板则没有界面层形成在像素阵列基板或是以及对向基板上。由图5可知，若以虚线B为基准，实线A相较于虚线B来说，在施加相同的驱动电压下，实线A具有较佳的穿透率，光电特性有更进一步的改善。换言之，若以达到相同的穿透率为目的，实线A所需的驱动电压低于虚线B所需的驱动电压。
图6是图3的实施例的显示面板的穿透率对驱动电压的关系图以及一比较例的显示面板的穿透率对驱动电压的关系图。相似于图5，图6中的横轴表示驱动电压(V)，纵轴表示穿透率(％)，其中实线A表示图3的显示面板的量测曲线，虚线B表示比较例的显示面板的量测曲线。更具体来说，实线A在测试时所使用的显示面板是在对向基板形成界面层，且在像素阵列基板侧进行照光程序(如图3所绘示)，且介面层的组成成分与比例皆列于表1中；另一方面，实线B在测试时所使用的显示面板没有界面层形成在像素阵列基板或是以及对向基板上。由图6可知，在施加相同的驱动电压下，实线A相较于虚线B来说，实线A具有较佳的穿透率。另一方面，若以达到相同的穿透率为目的，实线A所需的驱动电压确实低于虚线B所需的驱动电压。
综上所述，由本发明的显示面板的制造方法可以在显示面板中形成具有特定组成物的界面层于显示面板中，可使显示面板除了可以保有蓝相液晶具有快速应答时间与光学等向性等优点，更同时有效降低显示面板所需的驱动电压。
虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当视后附的权利要求书所界定的范围为准。
Claims (15)
1.一种显示面板的制造方法，包括：
提供像素阵列基板以及对向基板；以及
配置界面层在该像素阵列基板或该对向基板上，其中该界面层包括至少一二酐化合物、至少一二胺化合物所反应而成的聚酰亚胺前驱物以及由该聚酰亚胺前驱物经酰胺化反应所得的聚酰亚胺，其中该聚酰亚胺包括含有至少一具有含光反应基侧链的二胺化合物。
2.如权利要求1所述的显示面板的制造方法，更包含：
将该像素阵列以及该对向基板组立在一起，并且将液晶材料组成物注入至该像素阵列基板以及该对向基板之间，其中该液晶材料组成物包括液晶材料以及反应性单体；以及
进行照光程序，以使得该介面层与该液晶材料组成物进行聚合反应，以形成至少一聚合物层。
3.如权利要求1所述的显示面板的制造方法，其中该至少一具有含光反应基侧链的二胺化合物是由化学式(1)所示：
于化学式(1)中，R1表示－CH2－、－O－、－COO－、－NHCO－、－NH－、－CH2O－、－N(CH3)－、－CON(CH3)－以及－N(CH3)CO－；R2表示由环状、非置换、或者是氟原子置换的C1至C20的次烷基，由非置换或者是氟原子置换的C1至C3的烷基或由C1至C3的烷氧基置换而成的苯环，其中如果上述置换基皆互不相邻，C1至C20的次烷基中任何的－CH2－可以由－O－、－COO－、－NHCO－、－NH－、－NHCONH－、－NHCOO－或－OOCNH－所取代；R3表示烷基或(甲基)丙烯酸基。
4.如权利要求3所述的显示面板的制造方法，其中由化学式(1)所示的该至少一具有含光反应基侧链的二胺化合物包括：
5.如权利要求1所述的显示面板的制造方法，其中该至少一二胺化合物占该界面层总量的50mol％，该至少一二酐化合物占该界面层总量的50mol％。
6.如权利要求1所述的显示面板的制造方法，其中该至少一二胺化合物更包括芳香族二胺化合物，且该含有二胺的光反应单体与该芳香族二胺化合物的比例为1:99～1:1。
7.如权利要求6所述的显示面板的制造方法，其中该芳香族二胺化合物为：
8.如权利要求1所述的显示面板的制造方法，其中该至少一二酐化合物包括下列化合物：
9.如权利要求8所述的显示面板的制造方法，其中该至少一二酐化合物包括所述化学式(3)的化合物以及所述化学式(4)的化合物，且所述化学式(3)的化合物以及所述化学式(4)的化合物的比例为1：1。
10.如权利要求1所述的显示面板的制造方法，其中该照光程序是由该对向基板侧进行照光。
11.如权利要求1所述的显示面板的制造方法，其中该照光程序是由该像素阵列基板侧进行照光。
12.如权利要求2所述的显示面板的制造方法，其中该液晶材料组成物中的反应性单体包括以下所示其中之一：
13.一种显示面板，包括：
像素阵列基板，其具有像素阵列；
对向基板，位于该像素阵列基板的对向侧；
界面层，位于该像素阵列基板或该对向基板的表面上，其中该界面层为至少一二酐化合物、至少一二胺化合物所反应而成的聚酰亚胺前驱物以及由该聚酰亚胺前驱物经酰胺化反应所得的聚酰亚胺所聚合而成的膜层；
第一聚合物层，位于该界面层的表面上；
第二聚合物层，位于向对于该第一聚合物层所在基板的另一基板的表面上，其中该第一聚合物层的组成成分与该第二聚合物层的组成成分相同；
液晶层，位于该像素阵列基板与该对向基板之间，并且受到该第一聚合物层结构以及该第二聚合物层的作用而排列。
14.如权利要求13所述的显示面板，其中该第一聚合物层的密度大于该第二聚合物层的密度。
15.如权利要求13所述的显示面板，其中该第二聚合物层的密度大于该第一聚合物层的密度。
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