TWI263834B

TWI263834B - Liquid crystal display panel

Info

Publication number: TWI263834B
Application number: TW094113952A
Authority: TW
Inventors: Tzu-Yuan Lin; Ren-Hung Huang; Po-Chang Wu; Shwu-Yun Tsay; Shune-Long Wu
Original assignee: Au Optronics Corp
Priority date: 2005-04-29
Filing date: 2005-04-29
Publication date: 2006-10-11
Also published as: TW200638087A; US20060244887A1; US7633588B2

Description

.1263834 九、發明說明：【發明所屬之技術領域】本舍明疋有關於一種液晶顯不面板’且特別是有關於一種層列液晶層可依據相鄰電極上相反之垂直電場方向而橫向轉動成多顯示域（domains )的液晶顯示面板。【先前技術】在傳統強誘電性液晶（ferroe]ectric Hquid cryStai，flc ) _ 顯示态中，其層列液晶層（smectic 1丨quid crystal )的配向，係使用磨擦配向法來進行，導致層列液晶層之液晶分子在排列上谷易產生鋸齒狀壁（Zig-Zag Wall )的排列缺陷。如此一來， FLC顯不裔將會因鋸齒狀壁的排列缺陷而產生漏光現象，造成 FLC顯示器之對比度降低。、此外，層列液晶層之液晶分子之所產生的棑列缺陷並沒有自行L復性，若FLC顯示器受到機械性之變形而使得液晶分子的排列產生缺陷，則一般使用者是無法消除該缺陷，影響到使用者對於FLC顯示器之接受度。 _ 另外’傳統之FLC顯示器的層列液晶層厚度約為2釐米 (二m) ’因此上下兩基板之夾厚（all gap)以及基板表面之凹凸設計較為嚴格，且製造工程較為難難。、再者’傳統之FLC顯示器利用層列液晶層之液晶分子之光、電雙穩態特性做顯示，其灰階顯示方式有三，分述如下。第一種=式為晝素面積分割法，其缺點是分割子畫素越多，生產之曰:：（Υ ld )就越低。第二種方式為晝面時間分割法，其缺點 =要高速之馬區動電路，以切割灰階。第三種方式為驅動電壓，其缺點是利用電壓大小來驅動具有光電雙穩態特性的

TW2125PA 1263834 =之數個感先性單體（_⑽e〇經由紫外紐（ultraviolet :二光法後聚合而完成。此外，上述之第-基板更包 … t極連接部及—第三i極連接部，第—電極連接部及 2電極連接部係設置於畫素内。第—電極連接部用以與此些弟-電極部電性連接H極連接部用以與此些第二電極部電性連接。為讓本發明之上述目的、特徵、和優點能更明顯易懂，下文特舉一較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：【實施方式】實施例一请同時參照第1〜2圖，第丨圖繪示乃依照本發明之實施例一之液晶顯示面板之電路架構的俯視示意圖，第2圖繪示乃沿著第1圖之剖面線2-2,所視之液晶顯示面板之部分剖面結構的放大圖。在第丨〜2圖中，液晶顯示面板1〇包括一第一基板 U、一第二基板 12、一層列液晶層（smectic liquid crystanayer) 13 及一網狀聚合物（polymer network ) 1 4。第一基板11包括一第一底材11 a、一主動矩陣畫素陣列 (active matrix pixel array) 15、至少一薄膜電晶體 16、一第一電極17、一第二電極18及一第一水平配向膜19 ◦主動矩陣畫素陣列15係設置於第一底材11 a之上，並包括數個畫素，每一個晝素係由設置於第一底材l】a上相鄰之二掃描線（scan line， or gate line )以及相鄰之二資料線（data line， or source line )間隔所界定而成。在本實施例中，主動矩陣畫素陣列】5係以一晝 | P】為例作說明’晝素p 1係由相鄰之一第一掃描線S〗和一第二掃描線S2以及相鄰之一第一資料線D1和一第二資料線D2 TW2125PA 11 1263834 間隔所界疋而成。薄膜電晶體16係以位於第一底材11 &之上的方j設置於畫素P1内，且薄膜電晶體16係與第一掃描線s] 和第一資料線D1電性連接。第一電極Π係以位於第一底材】la之上的方式設置於畫溱p 1中並與溥膜電晶體16電性連接。第一電極17具有一第 • 一電極連接部na及數個相互平行之第一電極部17b，第一電極連接部17a係與此些第一電極部17b冑性連接。第二電極u =以位於第一底材lla之上的方式設置於晝素ρι中，並具有— 鲁第二電極連接部l8a及數個相互平行之第二電極部i8b，第二電極連接部1 8a係與此些第二電極部丨8b電性連接。其中，此些第二電極部l8b係與此些第一電極部nb間隔排列。在本實也ϋ中第電極17及第一電極18係儼然如同二個梳子面對面間隔排列。第一水平配向膜19係設置於第一底材Ha之上， , 並覆蓋第一電極17及第二電極18。第二基板12包括一第二底材丨2a、一黑色矩陣2〇、一彩色濾光片21及一第二水平配向膜22。黑色矩陣2〇係以位於第二底材12a上之方式對應主動矩陣晝素陣列15，使晝素ρι之鲁主要透光部分露出，gp讓第一電極】7及第二電極18在畫素Η 中所分佈之範圍露出。彩色濾光片21係設置第二底材】〜之上，亚與黑色矩陣20之邊緣部分重疊，彩色濾光片21係對應 ,於被黑色矩陣20露出之畫素P1之主要透其中，弟二水平配向膜22之水平配向方向係與第一水平配向膜 β之水平配向方向平行。也就是說，對第一水平配向膜】9及第一水平配向膜22施以單轴平行之水平配向處理，使得第一基板11及第二基板12配置成各水平配向方向且互相平行。

TW2125PA 12 1263834 連接邓18a係设置在第二電極部⑽之下方。透過數個貫穿第二電極連接部18a及第二電極部l8b之間之絕緣層的導電貫孔 (v丨a)’即可電性連接不同層分布之第二電極連接部w及第二電極部1 8 b。此外，如第6圖所；^，網狀聚合物f 4係可由混在層列液晶層13 ·中之數個感光性單體（m_mer) i如經由紫外光線（_ violet light ’ UV )照光法後聚合而完成。感光性單體κ經紫外光線照射後將產生化學反應，以聚合成上述之網狀聚合物 u，並且在層列液晶層13中以支鏈連接第—水平配向膜η及第二水平配向膜22。如此—來，將可以維持液晶分子⑶之排列規則。感光性單體14a在層列液晶層13中之含量為〇 i wt% 〜20 wt% ’而感光性單體14a包含液晶原屬苯及聯苯類之煙化物及氟化物。並且，感光性單體之氟化物包含M個氟原子，Μ 之值為〇〜8之整數。再者，感光性單體]4a係以—線狀脂肪煙鍊作為連結基，線狀脂肪烴鍊之化學式為（eh、，η之值為〇〜 22之整數。上述之感光性單體14a係可以是下列化學所示之單體結構：

、：，ΐ:電極17及第二電極18係可被施加1區動電壓之波形為正電壓、零電壓及負電壓相互交替之交流方皮, 此些第一電極部17b及此些第二電極部18b所形成之電γ使得垂直於第-底# 11a之表面，且各第一電極：方向 TW2125PA 15 叹各弟二電 1263834 極部18b上之電場方向係相豆丁仍久^ r ，夜晶顯不面板】0之穿诱率決定於此方波之油古 0 古、士 + 乃及之波回，且此方波在一時間區間内零。上述選定之正方波盥g方浊之砗門命命认、負方皮纣間見度均大於液晶分子"a *以^反應上升時間㈣吨山加’ TV)，且零電壓之時間見度小於液晶分子13a料加電壓之反應下降 time，Td)。再者，第-電極17及第二電極18係可被施加—驅動電壓之波形為正電壓、零電壓及負電壓相互交#之交流方波，使得此些第-電極部17b及此些第二電極部⑽所形成之電場方向垂直於第-底材】la之表面，且各第一電極部Μ及各第二電極部m上之電場方向係相反。其中，液晶顯示面板1〇之穿透率決定於此方波之波寬，且此方波在„時間區間内平均值為零。上述選定之正方波與負方波之時間寬度均大於液晶分子i3a 對外加電壓之反應上升時間（rising time，1γ)，且零電壓之時間寬度小於液晶分子13a對外加電壓之反應下降時間（decay time，Td) 〇本貫施例之液晶顯示面板在層列液晶層中設置網狀聚合 •物之設計，可以調整層列液晶層之液晶分子均勻排列及配向，避免層列液aa層之液晶分子產生鑛齒狀壁的排列缺陷，且防止液晶顯示器因鋸齒狀壁的排列缺陷而產生漏光現象，大大地提 •昇液晶顯不器的對比度。此外，本實施例之液晶顯示面板以同一基板上之間隔排列的正負電極同時產生垂直於基板表面的正負電場，同時可以達到多顯示域顯以及橫向轉動的功效。另外，本實施例之液晶顯示面板利用驅動交流方波之波高或波寬控制液晶顯示器之穿透率的設計，可以配合液晶顯示器之生產技術’而不需要傳統之畫素面積分割法、晝面時間分割法及驅動

TW2125PA 1263834 ，電壓分割法等灰階顯示方式，避免面臨傳統上應用畫素面積分割法、晝面時間分割法及驅動電壓分割法等灰階顯示方式時所會產生之問題。實施例二㈤參^、第7圖，其繪示乃依照本發明之實施例二之液晶顯不為之部分剖面結構的示意圖。在第7圖中，液晶顯示器3〇包 .括一背光模組31、一第一偏光板32、一第二偏光板33及實施例一所揭路之一液晶顯示面板1〇。第一偏光板32係設置於背 •光模組31上，液晶顯示面板1〇係設置於第一偏光板”上，第二偏光板33係設置於液晶顯示面板1〇上。其中，第一偏光板 32及第二偏光板33之光穿透軸方向相互垂直，第一偏光板32 及第一偏光板33係分別鄰近於第一基板丨丨及第二基板丨2。 • 當液晶顯示器30顯示一個畫面的頻率在60赫值（Hz) 至1仟赫值（kHz)之時間區間時，第一電極17及第二電極 18之驅動電壓之波形可以為正電壓、零電壓及負電壓相互交替之方波，且此方波在一時間區間内平均值為零。其中，上述選 φ疋之正方波與負方波之時間寬度均大於液晶分子i3a對外加電壓之反應上升時間（rising time，Tr)，且零電壓之時間寬度小於液晶分子1 3a對外加電壓之反應下降時間（dec叮ti_，丁句。 • 然本實施例所屬技術領域中具有通常知識者亦可以明瞭 •本實施例之技術並不侷限在此，例如，背光模組3】包含一光源，此光源具有-紅光、一綠光及一藍光。此外，背光模组3】之光源：以同時發射紅光、綠光及藍光，或者是依序發射紅光、綠光及監光。另外，液晶顯示器3〇係可應用於電腦螢幕、平面電視、監控螢幕、行動電話、掌上型遊戲裝置、數位相機㈠】·咖}

TW2125PA 17 1263834 • camera，DC )、數位攝錄影機（digital video，DV )、數位播放 l 置、個人數位助理（personal digital assistant，PDA )、筆記型電腦（notebook)或平板式電腦（丁abie pc)上。本發明上述實施例所揭露液晶顯示面板，其在層列液晶層中没置網狀聚合物之設計，可以調整層列液晶層之液晶分子均 •勻排列及配向，避免層列液晶層之液晶分子產生鋸齒狀壁的排、列缺陷，且防止液晶顯示器因鋸齒狀壁的排列缺陷而產生漏光現象，大大地提昇液晶顯示器的對比度。此外，本實施例之液 •晶顯示面板以同一基板上之間隔排列的正負電極同時產生垂直於基板表面的正負電場，同時可以達到多顯示域顯以及橫向轉動的功效。另外，本貫施例之液晶顯示面板利用驅動交流方波之波南或波寬控制液晶顯示器之穿透率的設計，可以配合液晶顯示器之生產技術，而不需要傳統之畫素面積分割法、晝面時間分割法及驅動電壓分割法等灰階顯示方式，避免面臨傳統上應用:素面積刀剔法、晝面時間分割法及驅動電壓分割法等灰階顯示方式時所會產生之問題。

綜上所述，雖然本發明P U ^ 个乂 a巳从一杈佳實施例揭露如上，然其馨並非用以限定本發明，任何孰習 J…自此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍内，當可作各種之#叙伽训g — 裡<更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

TW2125PA 18 ^263834 【圖式簡單說明】第1圖繪示乃依照本發明之實施例一之液晶顯示面板之電路架構的俯視示意圖。第2圖緣示乃沿著第1圖之剖面線2_2，所視之液晶顯示面板之部分剖面結構的放大圖。 ^ 第3圖繪示乃第2圖之第一電極部及第二電極部分別被施，加負電壓及正電壓時所形成之電場分布的示意圖。第4圖繪示乃第2圖之液晶分子根據第一電極部及第二電 _ 極部所形成之垂直電場而橫向轉動時之狀態的示意圖。第5圖繪示乃第4圖之液晶分子橫向轉動後所形成之多顯示域的示意圖。第6圖緣示乃混在層列液晶層中之感光性單體受紫外光線照光時之狀態的示意圖。第7圖繪示乃依照本發明之實施例二之液晶顯示器之部分剖面結構的示意圖。【主要元件符號說明】 • 10 :液晶顯不面板 11 :第一基板 11 a :第一底材 • 1 2 :第二基板 12a :第二底材 13 :層列液晶層 13a :液晶分子 14 :網狀聚合物 14a ··感光性單體 TW2125PA 19 1263834

15 ：主動矩陣畫素陣列 16 ：薄膜電晶體 17 ：第一電極 17a :第- -電極連接部 17b :第- -電極部 18 : 第二電極 18a :第二二電極連接部 18 b :第二二電極部 19 : 第一水平配向膜 20 : 黑色矩陣 21 : 彩色滤光片 22 ：第二水平配向膜 30 : 液晶顯示器 31 : 背光模組 32 : 第一偏光板 33 : 第二偏光板 D1 ：第一 •資料線 D2 ：第二 -資料線 PI : 畫素 TW2125PA 20

Claims

1263834 2‘如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示面板，其中該層歹]液日日層包含強誘電性液晶（ferr〇electric 1丨id CryStal， FLC )。 3·如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示面板，其中該層列液日a層包含反強誘電性液晶（antiferr〇electric iiquid crystal，AFLC )。 4·如申請專利範圍第丨項所述之液晶顯示面板，更包括：一網狀聚合物，係設置於該層列液晶層中。 _ 5·如申請專利範圍第4項所述之液晶顯示面板，其中該網狀聚合物係由混在該層列液晶層中之複數個感光性單體 (monomer )經由紫外光線（ultra vi〇let light，υν )照光法後聚合而完成。 6·如申請專利範圍第5項所述之液晶顯示面板，其中各該感光性單體包含液晶原屬苯及聯苯類之烴化物及氟化物。 7·如申請專利範圍第6項所述之液晶顯示面板，其中各该感光性單體之氟化物包含Μ個氟原子，μ之值為〇〜8之整數。 • 8·如申請專利範圍第6項所述之液晶顯示面板，其中各該感光性單體係以一線狀脂肪烴鍊作為連結基，該線狀脂肪烴鍊之化學式為（CH2)n，η之值為〇〜22之整數。 - 9·如申請專利範圍第5項所述之液晶顯示面板，其中該些感光性單體在該層列液晶層中之含量為0.1 wt%〜20 wt%。】〇.如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示面板，其中該第电極及該第二電極係可被施加一驅動電壓之波形為正電壓、零電壓及負電壓相互交替之交流方波，且液晶顯示面板之穿透率決定於該方波之波高。 TW2125PA 22 1263834 π·如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示面板，其中該第一電極及該第二電極係可被施加一驅動電壓之波形為正電壓、零電壓及負電壓相互交替之交流方波，且液晶顯示面板之穿透率決定於該方波之波寬。 12·如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示面板，係可設置於一第一偏光板及一第二偏光板之間，該第一偏光板及該第二偏光板分別鄰近於該第一基板及該第二基板，該第一偏光板及5玄第一偏光板之光穿透轴方向相互垂直。 _ 13.如申請專利範圍第12項所述之液晶顯示面板，其中該第一偏光板係可設置於一背光模組上。 14·如申請專利範圍第13項所述之液晶顯示面板，其中该背光模組包含一光源，該光源具有一紅光、一綠光及一藍光。 15·如申請專利範圍第丨項所述之液晶顯示面板，其中該 .第一電極及該第二電極包含錮錫氧化物（indium tin oxide， ΪΤΟ )、銦鋅氧化物（indium zinc ，Iz〇 )、鎘錫氧化物 (cadmium tin oxide ’ CTO)、氧化錫（stannum dioxide，SnO，）或氧化鋅（zinc oxide，ZnO )。鲁 I6·如申請專利範圍第丨項所述之液晶顯示面板，其中該第底材及该第二底材包含玻璃基板、絕緣基板或塑膠基板。 —〗7·如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示面板，其中該 • 第一基板更包括： • 一第一電極連接部，係設置於該晝素内，用以與該些第一電極部電性連接；以及一第二電極連接部，係設置於該畫素内，用以電極部電性連接。 — 18·如申請專利範圍帛】項戶斤述之液晶顯示面板，其中該 TW2125PA 23 1263834 •一層列液晶層，係密封於該第一基板及該第二基板之間，亚位於該第一水平配向膜及該第二水平配向膜之間；以及一網狀聚合物，係設置於該層列液晶層中。 20·如申請專利範圍第19項所述之液晶顯示面板，其中曰歹〗液μ層包含強誘電性液晶（crystal， FLC)。 21·如申請專利範圍第19項所述之液晶顯示面板，其中 / s歹丨液日日層包含反強誘電性液晶（⑽U知⑺eleCtr_lc crysta卜 AFLC ) 〇 ® 22·如中請專利範圍第19項所述之液晶顯示面板，其中 β網狀聚合物係'由混在該層列液晶層中之複數個感光性單體 (monomer )經由紫外光線（uhra vi〇let Hght，υν )照光法後聚合而完成。 23·如申請專利範圍第22項所述之液晶顯示面板，其中各^感光性單體包含液晶原屬苯及聯苯類之烴化物及氟化物。 • 24·如申請專利範圍第23項所述之液晶顯示面板，其中各该感光性單體之氟化物包含Μ個氟原子，Μ之值為0〜8之 φ 整數。 25·如申睛專利範圍第23項所述之液晶顯示面板，其中各禮感iU生單體係以一線狀脂肪煙鍊作為連結&，該線狀脂肪烴鍊之化學式為（CH2)n，η之值為0〜22之整數。 26·如申凊專利範圍第22項所述之液晶顯示面板，其中 •該些感光性單體在該層列液晶層中之含量為（U wt〇/〇〜2〇 wt %。 27·如申凊專利範圍第19項所述之液晶顯示面板，其中 j第電極及4第二電極係可被施加—驅動電壓之波形為正電 TW2125PA 25 1263834 壓、零電壓及負電壓相互交替之交流方波，且液晶顯示面板之穿透率決定於該方波之波高。 28·如申請專利範圍第19項所述之液晶顯示面板，其中名第一電極及该第二電極係可被施加一驅動電壓之波形為正電 [、零电壓及負電壓相互交替之交流方波，且液晶顯示面板之穿透率決定於該方波之波寬。 29·如申凊專利範圍第19項所述之液晶顯示面板，係可設置於一第一偏光板及一第二偏光板之間，該第一偏光板及該 .第二偏光板分別鄰近於該第一基板及該第二基板，該第一偏光板及该苐一偏光板之光穿透軸方向相互垂直。 30·如申請專利範圍第29項所述之液晶顯示面板，其中該第一偏光板係可設置於一背光模組上。 31·如申請專利範圍第30項所述之液晶顯示面板，其中 -该背光模組包含一光源，該光源具有一紅光、一綠光及一藍光。 32·如申請專利範圍第19項所述之液晶顯示面板，其中該第一電極及該第二電極包含銦錫氧化物（indium tin 〇xide，了T〇 )、銦鋅氧化物（indium zinc oxide，IZO )、編錫氧化物 I (cadmium tin oxide，CTO)、氧化錫（stanmim di〇xide，Sn〇2) 或氧化鋅（zinc oxide，ZnO )。 3 3 ·如申晴專利範圍第i 9項所述之液晶顯示面板，其中该第一底材及該第二底材包含玻璃基板、絕緣基板或塑膠基板。 34·如申請專利範圍第19項所述之液晶顯示面板，其中該第一基板更包括：一第一電極連接部，係設置於該畫素内，用以與該些第一電極部電性連接；以及一第二電極連接部，係設置於該晝素内，用以與該些第二 TW2125PA 26 1263834 一第二基板，包括：一第二底材；一彩色濾光片，係設置於該第二底材上；及一第二水平配向膜，係設置於該彩色濾光片上，該第二水平配向膜之水平配向方向係與該第一水平配向膜之水平配向方向平行；一層列液晶層，係密封於該第一基板及該第二基板之間，並位於該第一水平配向膜及該第二水平配向膜之間；及一網狀聚合物，係設置於該層列液晶層中；以及一第一偏光板’係設置於該液晶顯示面板上，該第二偏光板及該第一偏光板之光穿透軸方向相互垂直。 37·如申請專利範圍第36項所述之液晶顯示器，其中該層列液晶層包含強誘電性液晶（feiT〇eiectric liquid crysta卜 FLC) 〇 38·如申請專利範圍第36項所述之液晶顯示器，其中該層列液晶層包含反強誘電性液晶（antiferr〇electric crystal，AFLC )。 39·如申請專利範圍第36項所述之液晶顯示器，其中該網狀♦合物係由混在該層列液晶層中之複數個感光性單體經由紫外光線（ultra violetlight，UV)照光法後聚合而完成。 4〇·如申請專利範圍第39項所述之液晶顯示面板，其中各該感光性單體包含液晶原屬苯及聯苯類之烴化物及氟化物。 ^ 、41.如申請專利範圍第40項所述之液晶顯示器，其中各該感光性單體之氟化物包含Μ個氟原子，Μ之值為0〜8之敕數。 1 42·如申請專利範圍第4〇項所述之液晶顯示器，其中各 TW2125PA 28 1263834 χ感光n單體係以—線狀脂肪烴鍊作為連結基，該線狀脂肪煙鍊之化‘式為（CH2)n，n之值為〇〜η之整數。 43·如申請專利範圍第39項所述之液晶顯示器，其中該些感光性單體在該層列液晶層中之含量為0.1 wt%〜20 wt%。 44·如申請專利範圍第36項所述之液晶顯示器，其中該第一基板更包括：一第一電極連接部，係設置於該畫素内，電極部電性連接；以及一第二電極連接部，係設置於該畫素内，電極部電性連接。用以與該些第一用以與該些第二 45·如申請專利範圍第36項所述之液晶顯示器，其中該背光槙組包含一光源，該光源具有一紅光、一綠光及一藍光。

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