TW201428398A - 形成液晶配向膜之方法、顯示面板的製作方法以及顯示面板 - Google Patents

Abstract

一種形成液晶配向膜之方法包括下列步驟。首先，提供一基板。然後，於基板上形成一底層。接著，於底層上形成一第一液晶配向膜，其中第一液晶配向膜包括複數個第一有機分子，且各第一有機分子包括一第一羧酸基(carboxyl group,-COOH)部以及一第一烷基(alkyl group,R)部。一種顯示面板包括基板、對向基板、液晶層以及第一液晶配向膜。基板係與對向基板相對設置。液晶層係設置於基板與對向基板之間。第一液晶配向膜係設置於液晶層與基板之間。

Description

形成液晶配向膜之方法、顯示面板的製作方法以及顯示面板

本發明係關於一種形成液晶配向膜之方法、一種顯示面板的製作方法以及一種顯示面板，尤指一種利用具有羧酸基與烷基之有機分子形成液晶配向膜之方法、利用此液晶配向膜形成顯示面板之製作方法以及具有此液晶配向膜之顯示面板。

由於液晶顯示器具有輕薄短小等優點，已被廣範地應用在各式電子產品，例如手機、個人數位助理(PDA)及筆記型電腦(notebook)等，而且隨著大尺寸液晶顯示面板技術的快速發展，液晶顯示器已逐漸成為顯示器市場的主流產品。

在一般的液晶顯示器中，需於液晶層所接觸的上下表面形成配向膜以控制液晶分子的預傾角，方便控制液晶分子於驅動時以及未被驅動時的排列狀況。目前較常見的液晶配向方式係先形成聚亞醯胺(polyimide,PI)膜，並對PI膜進行定向摩擦以及加溫固烤，以使液晶分子可沿PI上被摩擦的方向排列。然而，由於PI膜需進行較高溫(一般約為攝氏180度以上)的烘烤，故使得採用無法耐高溫之塑膠基板或具有有機發光元件之基板無法形成PI配向膜來對液晶進行配向。除此之外，目前亦有開發出利用UV光照射單體聚合物以形成垂直配向共聚薄膜之光配向方式。然而此光配向方式欲於具有 有機發光元件之基板上形成配向膜時，易受到有機發光元件影響到UV光照射的均勻性而使得配向效果不一致。另外，還有利用離子束或高能雷射於特定角度擊打高分子薄膜表面以產生溝槽來達到液晶配向的效果，但利用此方式於具有有機發光元件之基板上形成配向膜時會有破壞有機發光元件之虞，且此方式之設備成本昂貴而不利於產品化。

本發明之主要目的之一在於提供一種形成液晶配向膜之方法、一種顯示面板的製作方法以及一種顯示面板，利用具有羧酸基與烷基之有機分子於室溫下形成液晶配向膜，達到低溫製程以及提升此液晶配向膜應用範圍之效果。

為達上述目的，本發明之一較佳實施例提供一種形成液晶配向膜之方法，此方法包括下列步驟。首先，提供一基板。接著，於基板上形成一底層。然後，於底層上形成一第一液晶配向膜。第一液晶配向膜包括複數個第一有機分子，且各第一有機分子包括一第一羧酸基(carboxyl group,-COOH)部以及一第一烷基(alkyl group,R)部。

為達上述目的，本發明之一較佳實施例提供一種顯示面板的製作方法，此製作方法包括下列步驟。首先，提供一基板與一對向基板。然後，於基板上形成一底層。接著，於底層上形成一第一液晶 配向膜。第一液晶配向膜包括複數個第一有機分子，且各第一有機分子包括一第一羧酸基部以及一第一烷基部。之後，於基板與對向基板之間形成一液晶層。

為達上述目的，本發明之一較佳實施例提供一種顯示面板，包括一基板、一對向基板、一液晶層以及一第一液晶配向膜。基板係與對向基板相對設置。液晶層係設置於基板與對向基板之間。第一液晶配向膜係設置於液晶層與基板之間。第一液晶配向膜包括複數個第一有機分子，且各第一有機分子包括一第一羧酸基部以及一第一烷基部。

為使熟習本發明所屬技術領域之一般技藝者能更進一步了解本發明，下文特列舉本發明之數個較佳實施例，並配合所附圖式，詳細說明本發明的構成內容。

請參考第1圖與第2圖。第1圖繪示了本發明第一較佳實施例之形成液晶配向膜之方法的示意圖。第2圖繪示了本實施例之形成液晶配向膜之方法的流程示意圖。為了方便說明，本發明之各圖式僅為示意以更容易了解本發明，其詳細的比例可依照設計的需求進行調整。如第1圖與第2圖所示，本發明之第一較佳實施例提供一種形成液晶配向膜之方法，此方法包括下列步驟。首先，進行步驟S110，提供一基板111。基板111較佳可包括硬質基板例如玻璃基 板與陶瓷基板或可撓式基板(flexible substrate)例如塑膠基板或其他適合材料所形成之基板。然後，進行步驟S120，於基板111上形成一底層121。本實施例之底層121較佳可包括金屬例如鋁、鐵、鎳與鈦、金屬氧化物例如氧化鋁、氧化鐵、二氧化鈦、氧化銦錫(indium tin oxide,ITO)、氧化銦鋅(indium zinc oxide,IZO)、氧化鋁鋅(aluminum zinc oxide,AZO)與氧化銦鎵鋅(indium gallium zinc oxide,IGZO)或其他適合之材料。然後，於底層121上形成一第一液晶配向膜131。第一液晶配向膜131包括複數個第一有機分子131C，且各第一有機分子131C包括一第一羧酸基(carboxyl group,-COOH)部S1以及一第一烷基(alkyl group,R)部S2。

更明確地說，本實施例之形成液晶配向膜之方法可於步驟S131中進行一蒸鍍製程以於底層121上形成第一液晶配向膜131，且蒸鍍製程較佳可包括對一蒸鍍源(本實施例為硬脂酸)進行加熱，用以使第一有機分子131C以一自組裝(self aligned)方式形成於底層121上，但並不以此為限。各第一有機分子131C之第一羧酸基部S1可與底層121之表面形成鍵結而使各第一有機分子131C之第一羧酸基部S1與底層121相連。因此，基板111上未形成底層121的表面將不會與第一有機分子131C形成連接，故可藉此達到上述之自組裝方式形成第一液晶配向膜131的效果。此外，本實施例之第一有機分子131C較佳係為一羧酸(carboxylic acid)分子或其他具有羧酸根的分子。藉由第一羧酸基部S1與底層121相連，各第一有機分子131C之第一烷基部S2可因此朝背向基板111的方向延伸，而各第 一烷基部S2朝一致方向排列之狀況即可用來對液晶分子(第1圖與第2圖未示)產生配向效果。換句話說，第一羧酸基部S1係設置於第一烷基部S2與底層121之間。值得說明的是，由於本實施例所提供之形成液晶配向膜之方法並不需對基板111進行高溫加熱且亦不需對基板111進行物理性接觸破壞，故可達到符合低溫製程之需求以及提升液晶配向膜131應用範圍之目的。

請參考第3圖，並請一併參考第1圖。第3圖繪示了本發明第二較佳實施例之形成液晶配向膜之方法的流程示意圖。如第1圖與第3圖所示，本實施例之形成液晶配向膜之方法與上述第一較佳實施例不同的地方在於，本實施例之形成液晶配向膜之方法係於步驟S120之後進行步驟S132，進行一浸鍍製程以於底層121上形成第一液晶配向膜131。第一液晶配向膜131包括複數個第一有機分子131C，且各第一有機分子131C包括第一羧酸基部S1以及一第一烷基部S2。換句話說，本發明之第一液晶配向膜131之形成方式較佳包括上述第一較佳實施例所述之蒸鍍製程或本實施例之浸鍍製程，但本發明並不以此為限，而於本發明之其他較佳實施例中亦可視需要以其他方式形成第一液晶配向膜131。此外，本實施例所提供之形成液晶配向膜之方法亦不需對基板111進行高溫加熱與物理性接觸破壞，故可達到符合低溫製程之需求以及提升液晶配向膜131應用範圍之目的。

請參考第4圖。第4圖繪示了本發明第三較佳實施例之顯示面 板的示意圖。如第4圖所示，本實施例提供一種顯示面板的製作方法，此製作方法包括下列步驟。首先，提供基板111與一對向基板112。然後，於基板111上形成底層121。接著，於底層121上形成第一液晶配向膜131。第一液晶配向膜131包括複數個第一有機分子131C，且各第一有機分子131C包括一第一羧酸基部S1以及一第一烷基部S1。之後，於基板111與對向基板112之間形成一液晶層140。關於第一液晶配向膜131的形成方式以及材料特徵已於上述第一較佳實施例以及第二較佳實施例中詳述，故在此並不再贅述。值得說明的是，本實施例之顯示面板的製作方法可更包括於對向基板112上形成一第二液晶配向膜132。第二液晶配向膜132包括複數個第二有機分子132C，且各第二有機分子132C包括一第二羧酸基部S3以及一第二烷基部S4。第二液晶配向膜132的材料組成以及形成方式較佳係與第一液晶配向膜131相同，但並不以此為限。換句話說，第二有機分子132C較佳係與第一有機分子131C具有相同的組成，第二羧酸基部S3以及第二烷基部S4較佳係分別與第一羧酸基部S1以及第一烷基部S2相同，但本發明並不以此為限，而在本發明之其他較佳實施例中亦可視需要改變第二烷基部S4的組成，使第二烷基部S4與第一烷基部S2相異以達到所需之配向效果。此外，在本發明之其他較佳實施例中亦可視需要以其他方式形成第二液晶配向膜132，換句話說第二液晶配向膜132亦可包括一聚亞醯胺(polyimide,PI)配向膜或以其他高分子材料藉由物理方式或光配向方式來形成配向效果。

另請注意，本實施例之液晶層140包括複數個液晶分子140M，且各液晶分子140M較佳係為一垂直配向(vertical alignment,VA)型液晶分子，但並不以此為限。此外，本實施例之基板111較佳係為一陣列基板(array substrate)，且對向基板112較佳係為一彩色濾光基板(color filter substrate)，但並不以此為限。因此，本實施例之製作方法可更包括於第二液晶配向膜132形成之前，先於對向基板112上形成一底層122，並利用底層122的材料選擇使第二液晶配向膜132中各第二有機分子132C之第二羧酸基部S3可與底層122形成鍵結。本實施例之底層122可視為一共通電極，且底層122較佳可包括金屬氧化物例如氧化鋁、氧化鐵、二氧化鈦、氧化銦錫、氧化銦鋅、氧化鋁鋅與氧化銦鎵鋅，但並不以此為限。此外，基板111較佳係為一陣列基板且可包括開關元件(圖未示)例如薄膜電晶體，而底層121亦可為畫素電極用以驅動液晶分子140M。換句話說，本實施例之底層121可用於與第一有機分子131C形成鍵結之先行層，且底層121亦可作為顯示面板100中用以驅動液晶分子140M的畫素電極。故本實施例之製作方法並不需額外的製程來形成底層121而可與現有一般液晶顯示面板之製程相配合。

藉由上述之顯示面板的製作方法即可完成如第4圖所示之顯示面板100。顯示面板100包括基板111、對向基板112、液晶層140、底層121、第一液晶配向膜131、底層122以及第二液晶配向膜132。基板111係與對向基板112相對設置。液晶層140係設置於基板111與對向基板112之間。第一液晶配向膜131係設置於液晶層140與 基板111之間，第二液晶配向膜132係設置於對向基板112與液晶層140之間，底層121係設置於基板111與第一液晶配向膜131之間，且底層122係設置於對向基板112與第二液晶配向膜132之間。值得說明的是，各第一有機分子131C之第一羧酸基部S1係與底層121相連，而各第二有機分子132C之第二羧酸基部S3係與底層122相連。因此，各第一有機分子131C之第一烷基部S2以及各第二有機分子132C之第二烷基部S4係分別朝向液晶層140延伸，故可對於液晶分子140M產生一垂直配向效果。換句話說，本實施例之顯示面板100可視為一液晶顯示面板，但並不以此為限。

請參考第5圖。第5圖繪示了本發明第四較佳實施例之顯示面板的示意圖。如第5圖所示，本實施例提供一顯示面板200，與上述第三較佳實施例不同的地方在於，顯示面板200更包括一有機發光元件150以及一保護層170。有機發光元件150係設置於基板111與第一液晶配向膜131之間，且保護層170係設置於有機發光元件150與第一液晶配向膜131之間。換句話說，本實施例之顯示面板的製作方法可更包括於底層121形成之前，於基板111上形成有機發光元件150以及保護層170，以使保護層170覆蓋基板111上之有機發光元件150而達到保護效果。底層121係設置於保護層170之上，用以輔助形成第一液晶配向膜131。此外，顯示面板200可更包括一陰極電極160設置於有機發光元件150與保護層170之間，且本實施例之基板111較佳係為一陣列基板而對向基板112較佳係為一彩色濾光陣列(color filter on array,COA)基板。值得說明的 是，本實施例之顯示面板200可藉由陣列基板之基板111以及陰極電極160來驅動有機發光元件150而呈現一顯示效果，且顯示面板200亦可藉由底層121以及底層122來驅動液晶層而呈現另一顯示效果。

本實施例之底層121可視為一共通電極而底層122可視為一畫素電極，但並不以此為限。換句話說，本實施例之顯示面板200可視為一同時具有液晶顯示與有機發光顯示功能之雙模顯示面板，並可視需要於液晶顯示模式與有機發光顯示模式之間進行切換或互相搭配使用。舉例來說，當陰極電極160為一具有透光效果之材料時，有機發光元件150可為一白光有機發光元件而提供類似於一般白光背光的效果來搭配液晶層140以及彩色濾光陣列基板之對向基板112進行顯示。而液晶層140亦可不被驅動而僅以驅動有機發光元件150來進行顯示。此外，當陰極電極160為一具有反射光效果之材料時，有機發光元件150可向下進行發光與顯示，而液晶層140則可利用陰極電極160來形成反射式液晶顯示效果。另請注意，由於本發明之第一液晶配向膜131之形成方法不需對基板111進行高溫加熱與物理性接觸破壞，故可於有機發光元件150以及保護層170上形成第一液晶配向膜131而不會有影響到有機發光元件150的狀況。

綜上所述，本發明係利用蒸鍍或浸鍍的方式將具有羧酸基與烷基之有機分子於室溫下形成液晶配向膜，達到低溫製程以及提升液 晶配向膜應用範圍之效果。此外，本發明更利用此形成液晶配向膜之方式來製作同時具有液晶顯示以及有機發光顯示功能之雙模顯示面板。

以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。

100‧‧‧顯示面板

111‧‧‧基板

112‧‧‧對向基板

121‧‧‧底層

122‧‧‧底層

131‧‧‧第一液晶配向膜

131C‧‧‧第一有機分子

132‧‧‧第二液晶配向膜

132C‧‧‧第二有機分子

140‧‧‧液晶層

140M‧‧‧液晶分子

150‧‧‧有機發光元件

160‧‧‧陰極電極

170‧‧‧保護層

200‧‧‧顯示面板

S1‧‧‧第一羧酸基部

S2‧‧‧第一烷基部

S3‧‧‧第二羧酸基部

S4‧‧‧第二烷基部

S110‧‧‧步驟

S120‧‧‧步驟

S131‧‧‧步驟

S132‧‧‧步驟

第1圖繪示了本發明第一較佳實施例之形成液晶配向膜之方法的示意圖。

第2圖繪示了本發明第一較佳實施例之形成液晶配向膜之方法的流程示意圖。

第3圖繪示了本發明第二較佳實施例之形成液晶配向膜之方法的流程示意圖。

第4圖繪示了本發明第三較佳實施例之顯示面板的示意圖。

第5圖繪示了本發明第四較佳實施例之顯示面板的示意圖。

111‧‧‧基板

121‧‧‧底層

131‧‧‧第一液晶配向膜

131C‧‧‧第一有機分子

S1‧‧‧第一羧酸基部

S2‧‧‧第一烷基部

Claims (23)

1. 一種形成液晶配向膜之方法，包括：提供一基板；於該基板上形成一底層；以及於該底層上形成一第一液晶配向膜，其中該第一液晶配向膜包括複數個第一有機分子，且各該第一有機分子包括一第一羧酸基(carboxyl group,-COOH)部以及一第一烷基(alkyl group,R)部。
2. 如請求項1所述之形成液晶配向膜之方法，其中該第一液晶配向膜之形成方式包括一蒸鍍製程或一浸鍍製程。
3. 如請求項2所述之形成液晶配向膜之方法，其中該蒸鍍製程包括對硬脂酸進行加熱，用以使該等第一有機分子以一自組裝方式形成於該底層上。
4. 如請求項1所述之形成液晶配向膜之方法，其中各該第一有機分子之該第一羧酸基部係與該底層相連。
5. 如請求項1所述之形成液晶配向膜之方法，其中該底層包括金屬或金屬氧化物。
6. 一種顯示面板的製作方法，包括： 提供一基板與一對向基板；於該基板上形成一底層；於該底層上形成一第一液晶配向膜，其中該第一液晶配向膜包括複數個第一有機分子，且各該第一有機分子包括一第一羧酸基(carboxyl group,-COOH)部以及一第一烷基(alkyl group,R)部；以及於該基板與該對向基板之間形成一液晶層。
7. 如請求項6所述之顯示面板的製作方法，其中該第一液晶配向膜之形成方式包括一蒸鍍製程或一浸鍍製程。
8. 如請求項7所述之顯示面板的製作方法，其中該蒸鍍製程包括對硬脂酸進行加熱，用以使該等第一有機分子以一自組裝方式形成於該底層上。
9. 如請求項6所述之顯示面板的製作方法，其中各該第一有機分子之該第一羧酸基部係與該底層相連。
10. 如請求項6所述之顯示面板的製作方法，其中該底層包括金屬或金屬氧化物。
11. 如請求項6所述之顯示面板的製作方法，其中該液晶層包括複數個垂直配向(vertical alignment,VA)型液晶分子。
12. 如請求項6所述之顯示面板的製作方法，其中該基板包括一陣列基板，且該對向基板包括一彩色濾光基板。
13. 如請求項6所述之顯示面板的製作方法，更包括於該對向基板上形成一第二液晶配向膜，其中該第二液晶配向膜包括複數個第二有機分子，且各該第二有機分子包括一第二羧酸基部以及一第二烷基部。
14. 如請求項6所述之顯示面板的製作方法，更包括於該基板上形成一有機發光元件以及一保護層，其中該保護層係覆蓋該基板上之該有機發光元件，且該底層係於該保護層之後形成。
15. 一種顯示面板，包括：一基板以及一與該基板相對設置之對向基板；一液晶層，設置於該基板與該對向基板之間；以及一第一液晶配向膜，設置於該液晶層與該基板之間，其中該第一液晶配向膜包括複數個第一有機分子，且各該第一有機分子包括一第一羧酸基(carboxyl group,-COOH)部以及一第一烷基(alkyl group,R)部。
16. 如請求項15所述之顯示面板，更包括一底層設置於該基板與該第一液晶配向膜之間，且該底層包括金屬或金屬氧化物。
17. 如請求項16所述之顯示面板，其中各該第一有機分子之該第一羧酸基部係與該底層相連。
18. 如請求項15所述之顯示面板，其中該液晶層包括複數個垂直配向(vertical alignment,VA)型液晶分子。
19. 如請求項15所述之顯示面板，其中該基板包括一陣列基板，且該對向基板包括一彩色濾光基板。
20. 如請求項15所述之顯示面板，其中該基板包括一陣列基板，且該對向基板包括一彩色濾光陣列基板。
21. 如請求項15所述之顯示面板，更包括一第二液晶配向膜設置於該對向基板與該液晶層之間，其中該第二液晶配向膜包括複數個第二有機分子，且各該第二有機分子包括一第二羧酸基部以及一第二烷基部。
22. 如請求項15所述之顯示面板，更包括一有機發光元件設置於該基板與該第一液晶配向膜之間。
23. 如請求項22所述之顯示面板，更包括一保護層設置於該有機發光元件與該第一液晶配向膜之間。