TWI425281B - 聚合物穩定配向型液晶顯示面板的製造方法 - Google Patents

Description

聚合物穩定配向型液晶顯示面板的製造方法

本發明是有關於一種液晶顯示面板的製造方法，且特別是有關於一種聚合物穩定配向型(Polymer Stabilized Alignment，PSA)液晶顯示面板的製造方法。

隨著液晶顯示器的顯示規格不斷地朝向大尺寸發展，市場對於液晶顯示器的性能要求是朝向高對比(High Contrast Ratio)、快速反應與廣視角等特性，為了克服大尺寸液晶顯示面板的視角問題，液晶顯示面板的廣視角技術也必須不停地進步與突破。現階段較為常見的廣視角技術有多域垂直配向(Multi-domain Vertical Alignment，MVA)技術、聚合物穩定配向(Polymer Stabilized Alignment，PSA)技術等。

以聚合物穩定配向型液晶顯示面板的製造方法為例，其製程步驟相當繁瑣，如圖3所示。圖3為聚合物穩定配向型液晶顯示面板的製造流程圖。請參照圖3，傳統的聚合物穩定配向型液晶顯示面板的製造方法包括聚乙醯胺(Polyimide，PI)配向膜的製作、框膠塗佈(sealant dispensing)、液晶層塗佈(liquid crystal dispensing)、基板真空組立(Vacuum Assembly)、框膠固化、紫外光照射(UV exposure)、切割(cutting)、研磨(grinding)、偏光片貼附(polarizer attaching)等步驟。值得注意的是，實行聚合物穩定配向技術，所使用之液晶層內須預先摻雜有單體(monomer)，而在照射紫外光的同時需施予液晶層特定的電壓，此時，液晶層中的單體會產生聚合反應並於液晶層兩側聚合形成聚合物層(polymer layers)，以輔助液晶分子之配向。由於聚乙醯胺配向膜在製作上包括預清洗(pre-cleaning)、聚乙醯胺鍍製(PI coating)、前烘烤(pre-bake)、後烘烤(post-bake)等製程，因此聚乙醯胺配向膜的製作會增加聚合物穩定配向型液晶顯示面板的製程複雜度。

現階段，已有習知技術提出無聚乙醯胺配向膜(PI-less)技術以進一步降低聚合物穩定配向型液晶顯示面板的製程複雜度。詳言之，無聚乙醯胺配向膜技術皆應用在具有配向突起(protrusions)的液晶盒(cell)中，配向突起能夠使液晶分子預傾(pre-tilt)，但無聚乙醯胺配向膜技術僅能提供對液晶分子進行垂直配向(vertically aligned)。值得注意的是，由於液晶分子僅在配向突起分佈的區域上產生預傾，故液晶層的應答速度慢，此外，在配向突起分佈的區域會有漏光的現象產生，造成對比下降。

承上述，如何在不大幅增加製程複雜度的前提下，進一步增加聚合物穩定配向型液晶顯示面板的的對比以及應答速度，實為目前亟待解決的問題之一。

本發明提供一種聚合物穩定配向型液晶顯示面板的製造方法。

本發明提供一種聚合物穩定配向型液晶顯示面板的製造方法，包括：於一第一基板與一第二基板之間填入一液晶層，此液晶層包括液晶分子、單官能基單體(monomer with single functional group)以及多官能基單體(monomer with multiple functional groups)；令單官能基單體聚合，以於第一基板之內表面以及第二基板之內表面上形成二配向膜；以及令多官能基單體聚合，以於配向膜上形成能夠讓液晶分子預傾(pre-tilt)之聚合物。

在本發明之一實施例中，前述之單官能基單體之材質如下：

在本發明之一實施例中，前述之單官能基單體之濃度介於0.5%至10%之間。

在本發明之一實施例中，前述之多官能基單體之材質如下：

在本發明之一實施例中，前述之多官能基單體之濃度介於0.1%至0.5%之間。

在本發明之一實施例中，令單官能基單體聚合而形成配向膜的方法包括以一第一紫外光照射單官能基單體。

在本發明之一實施例中，令多官能基單體聚合而形成聚合物的方法包括施予液晶層一電壓，並以一第二紫外光照射多官能基單體，而第二紫外光的波長範圍與第一紫外光的波長範圍不同。

在本發明之一實施例中，前述之各配向膜與液晶層接觸的表面上具有一由單官能基單體聚合形成之第一聚合物，且第一聚合物對液晶層進行垂直配向。

在本發明之一實施例中，由多官能基單體聚合所形成之聚合物為一第二聚合物，且第二聚合物使液晶層預傾。

由於本發明之液晶層內摻雜有單官能基單體與多官能基單體，且單官能基單體與多官能基單體分別以不同波長範圍的紫外光照射，因此由單官能基單體與多官能基單體聚合形成之聚合物能夠對液晶層進行垂直配向並且使液晶層產生預傾。

為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。

圖1為本發明一實施例之聚合物穩定配向型液晶顯示面板的製造方法之流程圖，而圖2A至圖2C為本發明一實施例之聚合物穩定配向型液晶顯示面板中第一基板或第二基板之流程示意圖。如圖1所示，本實施例之聚合物穩定配向型液晶顯示面板的製造方法包括下列步驟(S100～S120)，以下將針對各步驟(S100～S120)進行詳細之說明。

請參照圖1與圖2A，首先，於第一基板100與第二基板110之間填入液晶層120，此液晶層120包括液晶分子122、單官能基單體124以及多官能基單體126(步驟S100)。在本實施例中，第一基板100例如為主動元件陣列基板，而第二基板110例如為一彩色濾光基板。在本發明之其他實施例中，第一基板100例如為一整合有彩色濾光薄膜之主動元件陣列基板(COA Substrate)，而第二基板110例如為一不具有具有彩色濾光薄膜之對向基板(opposite substrate)。本實施例不限定第一基板100與第二基板110之型態。

在本實施例中，液晶層120例如真空注入(injection)的方式填入第一基板100與第二基板110之間，當然，液晶層120亦可採用滴下式填入法(One Drop Fill，ODF)或是其他合適的製程填入第一基板100與第二基板110之間。值得注意的是，液晶層120中的液晶分子122例如為垂直配向型液晶分子。舉例而言，液晶分子122之材質如下：

上述之液晶層120可由Merck所販賣之MLC-6608產品取得。

在本實施例中，前述之單官能基單體124之材質如下：

單官能基單體124之濃度例如係介於0.5%至10%之間。

此外，前述之多官能基單體126之材質如下：

多官能基單體126之濃度例如係介於0.1%至0.5%之間。

請參照圖1與圖2B，在完成液晶層120的填入之後，接著，令單官能基單體124聚合，以於第一基板100之內表面以及第二基板110之內表面上形成二配向膜130(步驟S110)。在步驟S110中，本實施例採用第一紫外光照射液晶層120，在無施予電壓的情況下，液晶層120中的單官能基單體124在吸收第一紫外光之後會產生聚合反應而形成配向膜130。

為了使單官能基單體124在吸收第一紫外光之後能夠順利地聚合，本實施例可在液晶層120中選擇性地添加適量的啟始劑(initiator)。

從圖2B可知，單官能基單體124在聚合之後不但會聚合形成配向膜130，還會在配向膜130與液晶層120接觸的表面(內表面)上形成第一聚合物132。此外，第一聚合物132同樣是由單官能基單體124聚合所形成，且第一聚合物132能夠對液晶層120中的液晶分子122進行垂直配向。

在本實施例中，第一紫外光的波長範圍例如係介於330奈米至400奈米之間，且多官能基單體126在受到第一紫外光照射時不會產生聚合反應。換言之，液晶層120在經過第一紫外光的照射之後，多官能基單體126仍然存在於液晶分子122之間。

接著請參照圖1與圖2C，在形成配向膜130之後，接著令多官能基單體126聚合，以於配向膜130上形成能夠讓液晶分子122預傾之聚合物140(步驟120)。在步驟S120中，本實施例可施予第一基板100與第二基板110不同的電壓，以使液晶層120處於一偏壓(例如為15伏)狀態，並採用第二紫外光照射液晶層120，液晶層120中的多官能基單體126在吸收第二紫外光之後會產生聚合反應而在配向膜130的表面上形成具有特定傾倒方向之第二聚合物140。

為了使多官能基單體126在吸收第二紫外光之後能夠順利地聚合，本實施例可在液晶層120中選擇性地添加適量的啟始劑(initiator)。

在本實施例中，第二紫外光的波長範圍例如係介於290奈米至400奈米之間，且第二紫外光的波長範圍與第一紫外光的波長範圍不同。由於單官能基單體124與多官能基單體126會選擇性地吸收不同波長範圍的紫外光，因此單官能基單體124與多官能基單體126在受到第一紫外光或第二紫外光照射時，不會同時發生聚合反應，有利於製程之控制。

由於本發明之液晶層內摻雜有單官能基單體與多官能基單體，且單官能基單體與多官能基單體分別以不同波長範圍的紫外光照射，因此由單官能基單體與多官能基單體聚合形成之聚合物(包括配向層、第一聚合物、第二聚合物)能夠對液晶層進行垂直配向並且使液晶層產生預傾。

雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，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。

100．．．第一基板

110．．．第二基板

120．．．液晶層

122．．．液晶分子

124．．．單官能基單體

126．．．多官能基單體

130．．．配向膜

132．．．第一聚合物

140．．．第二聚合物

S100～S120．．．聚合物穩定配向型液晶顯示面板的製程步驟

圖1為本發明一實施例之聚合物穩定配向型液晶顯示面板的製造方法之流程圖。

圖2A至圖2C為本發明一實施例之聚合物穩定配向型液晶顯示面板中第一基板或第二基板之流程示意圖。

圖3為聚合物穩定配向型液晶顯示面板的製造流程圖。

100．．．第一基板

110．．．第二基板

120．．．液晶層

122．．．液晶分子

130．．．配向膜

132．．．第一聚合物

140．．．第二聚合物

Claims (9)

1. 一種聚合物穩定配向型液晶顯示面板的製造方法，包括：於一第一基板與一第二基板之間填入一液晶層，該液晶層包括液晶分子、單官能丙烯酸酯單體以及多官能丙烯酸酯單體；令該單官能丙烯酸酯單體聚合，以於該第一基板之內表面以及該第二基板之內表面上形成二配向膜；以及令該多官能丙烯酸酯單體聚合，以於該些配向膜上形成能夠讓該液晶分子預傾之聚合物。
2. 如申請專利範圍第1項所述之聚合物穩定配向型液晶顯示面板的製造方法，其中該單官能丙烯酸酯單體之材質如下： R：C5~C8R：C5~C8R：C5~C8R：C5~C8。
3. 如申請專利範圍第1項所述之聚合物穩定配向型液晶顯示面板的製造方法，其中該單官能丙烯酸酯單體之濃度介於0.5%至10%之間。
4. 如申請專利範圍第1項所述之聚合物穩定配向型液晶顯示面板的製造方法，其中該多官能丙烯酸酯單體之材質如下：
5. 如申請專利範圍第1項所述之聚合物穩定配向型液晶顯示面板的製造方法，其中該多官能丙烯酸酯單體之濃度介於0.1%至0.5%之間。
6. 如申請專利範圍第1項所述之聚合物穩定配向型液晶顯示面板的製造方法，其中令該單官能丙烯酸酯單體聚合而形成該些配向膜的方法包括以一第一紫外光照射該單官能丙烯酸酯單體。
7. 如申請專利範圍第6項所述之聚合物穩定配向型液晶顯示面板的製造方法，其中令該多官能丙烯酸酯單體聚合而形成該聚合物的方法包括：施予該液晶層一電壓；以及以一第二紫外光照射該多官能丙烯酸酯單體，而該第二紫外光的波長範圍與該第一紫外光的波長範圍不同。
8. 如申請專利範圍第1項所述之聚合物穩定配向型液晶顯示面板的製造方法，其中各該配向膜與該液晶層接觸的表面上具有一由該單官能丙烯酸酯單體聚合形成之第一 聚合物，該第一聚合物對液晶分子進行垂直配向。
9. 如申請專利範圍第1項所述之聚合物穩定配向型液晶顯示面板的製造方法，其中由該多官能丙烯酸酯單體聚合形成之該聚合為為一第二聚合物，且該第二聚合物使液晶分子預傾。