TW476855B - Liquid crystal display (LCD) panel - Google Patents

Description

476855 ΑΊ \Μ 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 五、發明説明 〆 ( / ) 1 1 I [ 産 業 上 之 利 用 領 域 ] 1 1 I 本 發 明 有 關 一 種 液 晶 顯 示 板 9 其 偽 被 使 用 在 圖 像 顯 1 示. 裝 置 中 之 一 種 液 晶 顯 示 裝 置 上 者 〇 請 1 ί C 習 知 之 技 術 ] 閲 讀 背 1 液 晶 顯 示 裝 置 是 以 液 晶 顯 示 板 作 為 其 顯 示 之 用 顯 示 而 冬 w 裝 置 而 該 液 晶 顯 示 板 僳 利 用 液 晶 的 從 初 期 配 向 方 位 Ϊ 1 I 事 1 變 化 到 另 一 配 向 狀 態 時 的 光 學 特 性 之 變 化 者 〇 該 液 晶 顯 項 再 1 示 裝 置 bb 起 以 往 的 顯 示 裝 置 > 可 用 較 低 的 電 壓 來 驅 動 9 填 寫< 本 •丄 並 適 合 於 由 大 型 積 體 電 路 以 下 稱 (LSI)的驅動， 可構成 頁 1 為 低 消 耗 電 力 型 、 薄 型 、 及 輕 量 化 等 9 因 而 近 年 來 經 1 I 過 大 奎 面 化 及 大 容 量 化 已 在 邁 向 裝 載 於 辦 公 室 g 動 化 1 1 (0 A) 及 視 聽 (AV) 機 器 之 巨 標 上 > 被 多 開 發 及 商 品 化 〇 1 訂 1 I 現 在 的 液 晶 顯 示 裝 置 是 利 用 液 晶 被 外 加 電 場 所 引 起 的 排 列 變 化 的 5 即 利 用 電 氣 光 學 特 性 的 簡 DO 早 矩 陣 方 式 之 超 1 1 杻 轉 向 列 (s I u p p e ! Γ t私 f i s i t e id n e ! m a .t i C ;.以下稱s Τ Ν )形液 1 | 晶 顯 示 裝 置 ，或主動矩陣方式之薄膜電晶體（ t i h η 1 線 f i • 1 η 1 t ,r a n s ;i ε ;t C 1 Γ ： T 'FT Ί形液晶顯示裝置時， 配合於各個 i ,I 恃 徽 裝 載 於 各 商 品 上 〇 1 I 使 用 在 如 上 述 液 晶 顯 示 裝 置 上 的 液 晶 顯 示 板 一 基 本 1 w 1 1 構 造 構 成 圖 乃 如 第 8 圖 所 示 者 〇 在 第 8 画 中 > 1 是 片 段 1 Μ _ 側 玻 璃 基 板 2 是 共 用 側 玻 璃 基 板 3 是 含 有 隔 離 板 之 1 | k 1 密 封 劑 4 是 由 透 明 電 極 膜 所 形 成 的 共 同 側 鍚 -絪氣化 1 1 I 物 (Indium tin oxide: :以 下 稱 I T0 )電 極 y 5 是 由 透 明 電 » ] 1 極 膜 所 形 成 的 Η 段 側 I T 0電極, - 3 - ,( ;是縱Γ 句黑底， 7是i 1 1 1 1 1 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) /\4丨見枱（210X 297公ft ) 476855 Λ 7 五、發明説明（> ) 〆 向膜，8是間隔材，9是液晶，1 0是濾色Η。 如此，液晶顯示裝置所使用的液晶顯示板是在形成 透.明電極圖案的2片玻璃基板間，夾著液晶之三明治構 造者。在透明電極膜上，形成有可使液晶配向的高分子 薄膜。在S Τ Ν方式的液晶面板中，基板間的單元厚度是 通常為5〜7 # m程度。該液晶顯示板是對其高分子薄 膜上加以摩損，就可將液晶的配向控制為具3〜8 °程度 的前傾角者。又，S T N方式是利用液晶的雙折射性 (birefringence)和光的旋光性(optical rotatory)者， 因此使在於2片基板間的液晶之配向方向扭轉1 8 [)°〜 2 7 0 ° ，就可獲得得顯著陡峭的臨界值（threshold)特性 。因此，STN方式的單元厚度d要有0.05〜0.1# m之精 度。 又，要在所定單元厚度d内，使液晶僅可扭轉上述之 角度時，要添加微量的對掌性劑，由其感應一定的液晶 杻轉配向。此時，其添加量是依配向膜及前傾角、液晶 材料、對掌性劑、扭轉角度等而有所不同，通常是添加 1重量（以下稱wt U程度。 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 液晶顯示板的光學恃性，是可由液晶分子具有的雙 折射性、介電常數各向異性ϋ等所獲得。此外，包含 粘性、彈性常數等，調整液晶材料的構成及其成分比， 可使用液晶顯示板的光學特性産生變化。現在已開發 出各種各樣的液晶材料，由液晶材料的配合，可獲得所 欲之恃性。 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS )八4規枱（2 10X297公犮） 476855 A1 B7 五、發明説明（々） 〆 此時，從驅動液晶顯示板所用的丨」S I之丽壓上所考 量的液晶之臨界值電壓，驅動波形、單元厚度d、杻曲 角、及其他的光學特性平衡，自然而然地可設定其 。最後，由液晶所具有的雙折射率△ η與液晶層厚度（單 元厚度）d的乘積之Ληχά,和相位差板的光學補償結 構之組合，以決定液晶顯示板之恃性。 〔發明欲解決之問題〕 如上述S Τ Ν形液晶顯示裝置所使用的以往之液晶顯示 面板中，要將被夾持在其玻璃基板間的向列性液晶分子 杻轉所定的杻轉角時，要使其感應扭轉配向所添加的對 掌性劑，通常旦用對掌向列性（chiralnenatic)液晶或 膽甾醇介電質。然而，前者的對掌向列性液晶的分子形 狀及化學上和光學上的安定性，雖類似於向列性液晶， 但像上述的對掌性劑在基本上和向列性液晶的性質有所 不同，因而會在液晶面板中産生種種不妥當之情形。 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 (請先閲讀背而之注意事項再填寫本頁) 在具體上，對掌性劑在其分子端基中，具有立規性很 強的不對稱碳原子（asymmertric carbon atom),會阻礙到 液晶整體中或界面上的液晶分子配向的秩序度，而引起 徹細的顯示不均之問題。又，液晶分子的在保持單元厚 度d所用的間隔材周圍之配向，也會引起同樣的顯示不 均之問題點。 又添加對掌性劑時，由向列性液晶層變化到等方性 液體（I s 〇 t r 〇 p i c 1 i q u i d )的溫度（T n i點）會降低，溫度 特性會惡化，因而，要達成相同溫度特性時，會牽涉到 本紙張尺度適用中國國家標隼（〇奶）/\4现梢（210'/297公浼） 經濟部中央標隼局貝工消费合作社印製 476855 Λ 7 - 137 五、發明説明（* ) 〆 特性平衡（對比度，反應速度）的降低之問題點。 本發明乃為解決上述以往的問題點，而提供一種液晶 顯示板，其傺可提升配向的安定性，顯示的均勻性及 顯示品質者。 〔發明之解決手段〕 為解決上述問題，本發明液晶顯示板之持徵，為可 促進液晶材料的安定配向，且由感應杻轉配向而均勻顯 示，並提高光學特性的平衡者。 本發明申請專利範圍第1項所記載之液晶顯示板， 由一主面上形成的透明電極画型是經過排齊（alignment) 處理之2片基板，和被夾持在該2片基板間之液晶所構 成之液晶顯示板中，使添加於上述液晶的對掌性劑之添 加量為以下，且對掌活性劑lwt%時的扭轉節距 (Helical twist pitch;以下稱HTP)HTP與單元厚度d的 關偽偽可滿足式l.lXHTPSd值之構成者。 依此構成時，液晶顯示板中的液晶配向會安定，提升 顯示的均勻性，且使光學恃性良好化。 申請專利範圍第2項所記載之液晶顯示板，在申請專 利範圍第1項中，其單元厚度d為7 # m以上之構成者。 依此構成時，可減低配向容限時的節距依賴性，可獲 得更安定的配向容限。 申請專利範圍第3項所記載之液晶顯示板，在申請專 利範圍第1或2項中，其液晶分子所杻轉之扭轉角為 2 4 0 °以下之構成者。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4规枱（210X297公势.） (請先閱讀背而之注意事項再填寫本頁)

476855 A 7 ΙΠ 五、發明説明（，） 〆 依此構成時，可獲得較廣闊的配向容限對單元厚度d ，及節距HTP的變勳，仍可維持安定的配向狀態。 如上述，本發明的液晶顯示板俗可促進液晶材料的 安定配向，且可感應杻轉配向，因而可使顯示均勻，並 可提供光學待性之平衡。 〔圖式之簡單説明〕 第1画：本發明實施例之液晶顯示板所評價而從向 列性液晶轉變到等方性液體的轉變溫度變化與對掌性劑 诱加量之關俗圖。 第2圖：同上實施例中，施加靜態波形時的顯示不均 會消失之電壓，使單元厚度d為7；um，HTP為5/im,扭 轉角為240° ，而使當時的電壓為0V時所做比較之比較圖。 第3圖：同上實施例中，施加靜態波形時的穿透率降 到最低時之絶對穿透率與對掌性劑添加量之比較圖。 第4圖：同上實施例中所評價的從向列性液晶轉變到 等方性液體的轉變溫度變化與d/HTP之關傜圖。 經濟部中央標準局負工消费合作社印¾ (請先閱讀背而之注意事項再填寫本頁) 第5圖：同上實施例中，施加靜態波形時的顯示不均 勻消失之電壓，使單元厚度d為6 >um，HTP為5#m,杻 轉角為25G°時的電壓為0V時d/HTP之比較圖。 第6圓：同上實施例中，施加靜態波形時的穿透率降 到最低時之絶對穿透率與d / Η T P之比較圖。 第7圖：同上實施例的液晶顯示板之基本形態説明圖。 第8圖：同上實施例的液晶顯示板之基本構造構成圖。 〔實施例〕 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規栳（2 10 X 297公犮） 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 476855 Λ 7 五、發明説明（b ) 〆 以下參照圖而，具體的説明本發明液晶顯示板之實 施例。在此也利用第8圖所示構成的液晶顯示板予以 說明，但有關該液晶顯示板的基本上之構造已在習知 技術中有概略説明，因而在此説明中予以從略。 第7圖是本實施例與比較例之說明圖。該第7圖，是 將作為取樣用的各液晶顯示板之條件一覽，及對其均勻 性的感應評價結果。如第7圖所示，所使用的液晶材料 是在各液晶顯示板的整體中，添加共同的酯条對掌向列 性液晶，其HTP分別為5#πι、5.5/iin、6#m、及7/im的 介電異方性為正之向列性液晶。又折射率異方性 △ η都是0.14,單元厚度d為或7#ιη，Λτιχά值為 0.84，杻轉角度為250°或240° 。 由以上的形態，構成11.3型的超顯像陣列（super vodeo graphics array,以下稱 SVGA)顯示板，在該 SVAG顯示板上，外加1/3GG功態，1/18偏壓，12GHz (週/秒）的驅動波形，以正常黑色的構成，對其進行均 勻性的肉眼感應評價，其評價結果為第7圖的最下攔所 示者。卽，如均勻性攔所示，其最佳條件是對掌向列性 劑添加〇.393(wt%)時，而HTP各為5/im，單元厚度d為 7Αΐη之情形者，又，杻轉角度在250°與240°都是在於 最佳狀態，但最理想的是在2 4 0 °以下者。 其均勻性不良者是在於對掌向列性劑添加〇.642(WtX)時 ，而HTP各為7/im，單元厚度d為之情形者。又，對掌 向列性劑添加〇 . 4 5 8或0 . 5 0 4 ( w t X )時，而H T P為5或5 · 5 本纸張尺度適用中國國家標準（〇奶）八4规格（210/ 297公犮） (讀先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

476855 Λ7 B7 五、發明説明（r ) 〆 #m，元件厚度d為6#ηι之情形時，是為佳。 在該S V G Α顯示板上，再外加靜態（S t a t i c )的6 4 Η ζ之 驅動波形，以肉眼比較徹細的不均勻會消失之電壓，並和 從向列性液晶轉變到等方性液體的在於對掌性劑的添 加前與添加後，其轉變溫度（transition temperature; Tni)如何變化一併測定，其結果為如第1〜6圖所示。 第1圖是在本實施例所評價的液晶顯示板中，從向列 性液晶轉變到等方性液體的轉變溫度之變化與對掌性 劑添加量之關俗圖。轉變到等方性液體的轉變溫度之 變化是指從未添加對掌性劑時的向列性液晶轉變到等方 性液體時的轉變溫度，與添加對掌性劑後的轉變溫度 之比較值。轉變溫度如降低其液晶的功能會較差。因而 該轉變溫度變化愈小，則可成為較好之液晶顯示板， 在第1圖中，轉變溫度數值愈小者，其液晶顯示板的 性能愈好。由此，所獲得的結果是其對掌性劑的添加量 愈少者，其性能會愈好。又，圖中「d = 6」是表示元件 厚度為「250 °C杻轉」是使用其杻轉角度為250° 的液晶者。「+」是使用單元厚度7 # m ,杻轉角度2 5 0 ° 經濟部中央標準局真工消f合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 的液晶之液晶顯示板，「◊」是使用單元厚度7 # m，扭 轉角度2 4 0 °的液晶之液晶顯示板者。 第2圖是在本實施例所評價的液晶顯示板中，外加 靜態波形時，其顯示不均會消失的電壓與HTP及單元厚度 d之關俗之比較圃。「◊」條件（單元厚度d為7#m， HTP為5/im，杻轉角度為240° )時，無顯示不均，不必 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4规格（210X297公兑） 476855 • Λ 7 Η7 五、發明説明（S ) .一 外加電壓，因而為ον。在「+」條件時會産生顯示不均 ，因而必須外加比「◊」條件高〇 · 〇 1 V電壓。在「口」條 件時為了要消除顯示不均，要外加比「◊」條件高〇 · 〇 1 V 電壓。由該2圖可知最好的條件是ΗΤΡ在5/im前後， 單元厚度d為7>um，杻轉角度為240° 。 第3圖是在本實施例的液晶顯示板中，施加靜態波 形時其光線的穿透率降到最低時的絶對穿透率與向對掌 性劑添加量之比較圖。絶對穿透率是指穿透率成為最低 時，穿透液晶顯示板的光量與穿透前的光量之比。絶 對穿透率愈小，則是明暗差愈清楚的好面板。如該第 3圖所示，對掌性劑的添加量較少者，其絶對穿透率較 低。又，單元厚度d是7 yin的比的好，杻轉角度 是2 4 0 °的比2 5 0 °的好。 第4 _是本實施例所評價的液晶顯示板中，從向列 性液晶轉變到等方性液體之轉變溫度變化與d/ HTP之 關傺圖。又，在d/HTP為1.1之點，其轉變溫度變化成為 最大。 經濟部中央標隼局員工消费合作社印製 (讀先閲讀背而之注意事項再填寫本頁) 第5圖是在本實施例的液晶顯示板中，外加靜態波 形時顯示不均會消失之電壓與d/HTP之關僳圖。單元 厚度d為6νιη，HTP為5#ηι((1/ΗΤΡ=1·2),杻轉角度為 250°時，消除顯示不均的電壓為0V。由該画可知， d/HTP在1.1以上時，電壓變化為0而無顯示不均，性 能佳。但d/HTP在1.1以下時會産生顯示不均，而要消 除顯示不均時必須外加電壓。 -1 0 - 本紙張尺度適用中國國家摞準（CNS )刎規枱（210X297^^ ) 476855 經濟部中央標隼局貝工消费合作社印製 五、發明拜明（？） 第6圖是在本實施例的液晶顯示板中，外加靜態波 形時其穿透率會降到最低時的絶對穿透率與d/HTP之值 的比較圖。絶對穿透率是如在第3圖所說明者，絶對穿 透率小的，其光線的穿透率也少，會成為明暗差很清楚 的好液晶顯示板。因此d / Η T P如有1 . 1以上時是種很好 的液晶顯示板。 <實施結果1 > 由第7圖可知，抑制對掌性劑的添加量，經確認可達 成顯示的均勻性和配向的安定性，並可縮小轉變溫度 (Tni)的變化，可容易獲得特性平衡。此時，將對掌性 劑添加量抑制在〇.5wtX以下且設定（d/HTP)§ 1.1之限 制時，可確認其效果尤為顯著。 <實施結果2 > 僅調整液晶的雙祈射率△ η ,而△ τι X d ,配向容限， 及HTP(5/iW)為相同，單元厚度d為7 #18，再使杻轉角 度為240° ,和實施結果1做同樣的評價。其結果是， 使單元厚度愈厚，又使杻轉角度為更小，就可擴大配向 的容限，而可確認由此可提供顯示之均勻性。又，其效 果是由設定（d/HTP)g 1.1的限制而提高。 如上述，依據本發明時，可提升液晶配向的安定性及 顯示的均勻性之同時，可提升其顯示品質。尤其是使單 元厚度d為7 # m以上，液晶分子的扭轉角度為2 4 0 °以下 時，可獲得安定的配向容限。由此，可更提升上述之效 〇 -1 1 - (請先閱讀背而之注意事項再填寫本頁)

本紙悵尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規栳（210X297公#·) 476855 A7 B7五、發明説明（、。） 〆 又，上述各實施例中的對掌性劑是以使用酯条對掌向 列性液晶為例説明者。唯，對聯苯条等的其他多種對掌 性劑也確認有同樣之效果。 〔符號之說明〕 1 ......片段側玻璃基板 2 ......共用側玻璃基板 3 ......含有隔離板之密封劑 4 ......共用側錫-綑氣化物電極 5 ......Η段側錫-铟氣化物電極 6 ......縱向黑底 7 ......配向膜 8 ......間隔材 9 ......液晶 10 .....濾色片 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 -12- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

本紙張尺度‘適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐）

Claims (1)

1. 1. 一種液晶顯示板，其係在一主面上形成的透明電極圖 案上之配向膜施予定向處理，由包括間隔件以規定之 單元厚度隔開的片段側玻璃基板及共用側玻璃基板所 成之基板，與夾持於該兩基板間之向列液晶所構成， 其特徵爲 a) 該液晶中所添加之對掌性劑係對掌性向列液晶， 其添加量爲〇.5wt%以下； b) 該兩片基板之厚度設定爲d，對掌性劑的添加爲 lwt%時之HTP(扭轉節距）與單元厚度d値滿足1.1X HTP S d之關係式。 2. 如申請專利範圍第1項之液晶顯示板，其中該單元厚 度d係設定爲7 // m以上者。 3. 如申請專利範圍第1或2項之液晶顯示板，其中該液 晶分子所扭轉的扭轉角度設定爲240°以下者。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）