TWI467271B

TWI467271B - 液晶面板

Info

Publication number: TWI467271B
Application number: TW101114414A
Authority: TW
Inventors: Shiuan Iou Lin; Tai Hsiang Huang; li yin Chen
Original assignee: Au Optronics Corp
Priority date: 2012-04-23
Filing date: 2012-04-23
Publication date: 2015-01-01
Also published as: CN102768442A; TW201344289A; CN102768442B

Description

液晶面板

本發明是有關於一種面板的結構，且特別是有關於一種液晶面板的結構。

多媒體社會之急速躍進多半受惠於半導體元件及顯示面板的飛躍性進步。顯示面板中具有高畫質、空間利用效率佳、低消耗功率、無輻射等優越特性之液晶面板(Liquid Crystal Panel)已逐漸成為市場之主流。

傳統的液晶面板多使用硬質基板如玻璃基板。但玻璃基板的厚度較厚且具一定的重量。因此為了減輕液晶面板的厚度與重量，進而研發出使用可撓性基板的液晶面板。相較於傳統的硬質基板，可撓性基板具有厚度薄與重量較輕的優點，並且能夠節省成本。

在液晶面板中，液晶層之厚度將會顯著地影響到液晶面板的各種性能如應答速度、對比(contrast)值以及可視角等。因此，一般會在液晶面板的上基板與下基板之間加入間隙物(spacer)，以維持兩基板之間的間隙(cell gap)固定，進而嚴密地控制液晶層之厚度。但在製造液晶面板的過程中，不可避免的會有壓合的動作，使壓合過程的壓合力量集中而造成基板的損壞。

本發明提供一種液晶面板，其間隙物包括不同彈性回復率的多個部分，其中彈性回復率較小的部份具保護液晶面板的效果。

本發明提出一種液晶面板，包括一第一可撓性基板、一第二可撓性基板、多個間隙物與一液晶層。第二可撓性基板與第一可撓性基板相對。多個間隙物設置於第一可撓性基板以及第二可撓性基板之間。各間隙物包括接觸於第一可撓性基板的一第一部分，以及不接觸第一可撓性基板的一第二部分，且第一部分的彈性回復率小於第二部分的彈性回復率。前述液晶層配置於第一可撓性基板與第二可撓性基板之間，且填充於間隙物之間。

在本發明之一實施例中，上述之液晶面板的間隙物的第一部分的彈性回復率為10%至80%。

在本發明之一實施例中，上述之液晶面板的間隙物的第二部分的彈性回復率為60%至95%。

在本發明之一實施例中，上述之液晶面板的間隙物的第一部分的彈性係數小於第二部分的彈性係數。

在本發明之一實施例中，上述之液晶面板的間隙物的第一部分的彈性係數為0.1GPa至3GPa。

在本發明之一實施例中，上述之液晶面板的間隙物的第二部分的彈性係數為1GPa至5GPa。

在本發明之一實施例中，上述之液晶面板的間隙物更包括接觸於第二可撓性基板的一第三部分，且第三部分的材質相同於第一部分的材質。

在本發明之一實施例中，上述之液晶面板的間隙物更包括接觸於第二可撓性基板的一第三部分，且第三部分的彈性回復率小於第二部分的彈性回復率。

在本發明之一實施例中，上述之液晶面板的間隙物更包括一中間部分，位於第三部分與第二部分之間，中間部分的彈性回復率介於第三部分與第二部分之間。

在本發明之一實施例中，上述之液晶面板的間隙物的材質包括光阻材料。

在本發明之一實施例中，上述之液晶面板的間隙物的光阻材料包含高分子樹脂，並且組成第一部分之光阻材料的高分子樹脂固化率小於組成第二部分之光阻材料的高分子樹脂固化率。

在本發明之一實施例中，組成第一部分之光阻材料的高分子樹脂固化率為10%至60%，而組成第二部分之光阻材料的高分子樹脂固化率為80%至100%。

在本發明之一實施例中，上述之液晶面板的間隙物的第一部分的材質包括甲基丙烯酸甲酯(Methylmethacrylate，MMA)、三丙二醇二丙烯酸酯(tripropylene glycol diacrylate，TPGDA)或其組合。

在本發明之一實施例中，上述之液晶面板的間隙物的第二部分的材質包括已二醇二丙烯酸酯(hexanediol diacrylate，HDDA)、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯(trimethylolpropane triacrylate，TMPTA)、三-四丙烯酸戊赤藻糖醇(pentaerythritol tri-tetraacrylate，PETA)、或其組合。

在本發明之一實施例中，上述之液晶面板的間隙物更包括一中間部分，位於第一部分與第二部分之間，且中間部分的彈性回復率介於第一部分與第二部分之間。

基於上述，本發明之液晶面板使用可撓性基板。此液晶面板的間隙物包括不同彈性回復率的多個部分，彈性回復率較小的部分性質較軟且相對容易變形。此較軟部分與可撓性基板接觸可以吸收外力，而具有保護液晶面板不被壓傷的功能。

為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

圖1是本發明之液晶面板的示意圖。請參考圖1，液晶面板100包括一第一可撓性基板110、一第二可撓性基板120、多個間隙物130與一液晶層140。第二可撓性基板120相對於第一可撓性基板110。多個間隙物130設置於第一可撓性基板110以及第二可撓性基板120之間。各間隙物130包括接觸於第一可撓性基板110的一第一部分132，以及不接觸第一可撓性基板110的一第二部分134。間隙物130的第一部分132的彈性回復率小於第二部分134的彈性回復率。前述液晶層140則配置於第一可撓性基板110與第二可撓性基板120之間，且填充於間隙物130之間。

如圖1所繪示，間隙物130的第二部分134設置在第一部分132的一側而第一可撓性基板110設置在第一部分132的另一側，因此第二部分134不會接觸到第一可撓性基板110。在本實施中，第一部分132的彈性回復率小於第二部分134的彈性回復率。因此，相較於間隙物130的第二部分134，間隙物130的第一部分132的材料性質較軟，受力後較容易變形。故顯示面板100在製造過程或是使用過程中受到外力作用時，間隙物130中較軟的第一部分132可以變形以幫助吸收外力，使這樣的外力不會損傷到液晶面板100，特別是不會損傷到第一可撓性基板110。另外，間隙物130中較硬的第二部分134則具有支撐的效果，可保持液晶面板100中第一可撓性基板110與第二可撓性基板120的間距固定，以維持顯示面板100的性能。

具體而言，間隙物130的第一部分132的彈性回復率例如為10%至80%，而第二部分134的彈性回復率例如為60%至95%。另外，本實施例中，間隙物130的第一部分132的彈性係數也例如小於第二部分134的彈性係數，其中第一部分132的彈性係數為0.1GPa至3Gpa，而第二部分134的彈性係數為1GPa至5GPa。

為了進一步闡述本發明的間隙物設計，以下將舉例說明間隙物130之製作方法。圖2A至圖2E繪示為圖1之間隙物的製作流程圖。請先參考圖2A，在製作間隙物130時，第一可撓性基板110是承載在一載體150，如玻璃載體之上。載體150可以讓第一可撓性基板110維持於平坦的狀態，而避免第一可撓性基板110在後續製程中撓曲。不過，本發明不限定以這樣的方式維持第一可撓性基板110的平坦性。在其他實施例中，透過挾持或是其他的方式讓第一可撓性基板110維持於平坦的狀態亦是可以採用的方法。

接著，依序於第一可撓性基板110上塗佈第一材料層132’(圖2B)以及第二材料層134’(圖2C)。第一材料層132’與第二材料層134’可利用旋轉塗佈(spin coating)法、或是狹縫式塗佈(slot die coating)法而塗佈在第一可撓性基板110上。在此，由於第一可撓性基板110由載體150所支撐與承載，塗佈上述材料層132’、134’的過程中，第一可撓性基板110不會撓曲而使得塗佈步驟可以順利進行。

本實施例中，第一材料層132’與第二材料層134’的材質包括光阻材料。並且，第一材料層132’與第二材料層134’的材質可以有所不同。舉例而言，第一材料層132’的材質包括甲基丙烯酸甲酯(Methylmethacrylate，MMA)、三丙二醇二丙烯酸酯(tripropylene glycol diacrylate，TPGDA)或其組合。第二材料層134’包括己二醇二丙烯酸酯(hexanediol diacrylate，HDDA)、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯(trimethylolpropane triacrylate，TMPTA)、三-四丙烯酸戊赤藻糖醇(pentaerythritol tri-tetraacrylate，PETA)、或其組合，但本發明並不以此為限。

另外，光阻材料一般至少由高分子樹脂所組成。所以，為了提供不同的柔韌性質，第一材料層132’的高分子樹脂固化率可以小於第二材料層134’的高分子樹脂固化率。在一實施例中，第一材料層132’的高分子樹脂固化率可以為10%至60%，而第二材料層134’之光阻材料的高分子樹脂固化率可以為80%至100%。不過，上述數值僅是舉例說明之用，並非用以限定本發明。

再來，請參照圖2D，透過光罩160並以紫外(UV)光170對堆疊在一起的第一材料層132’與第二材料層134’進行曝光。在此，光罩160上的圖案設計(遮光區與不遮光區的分布)可以依照第一材料層132’與第二材料層134’的感光特性以及所需要的圖案而調整。舉例而言，第一材料層132’與第二材料層134’具有正型感光性時，光罩160上的圖案設計會與第一材料層132’與第二材料層134’具有負型感光性時的圖案設計相反。

隨之，如圖2E所示，進行一顯影步驟使得第一材料層132’以及第二材料層134’局部被移除，並且待剩餘的第一材料層132’以及第二材料層134’硬化，再將載體150移除，即可得到配置有多個間隙物130的第一可撓性基板110的結構。其中各間隙物130包括有在厚度方向上依序堆疊的第一部份132與第二部份134。

請同時參照圖1與圖2E，在將間隙物130製作於第一可撓性基板110之後，只要將第二可撓性基板120覆蓋在間隙物130的第二部份134之上並且在第一撓性基板110與第二可撓性基板120之間填入液晶層140即可製造出所需的液晶面板100。

本實施例藉由柔韌程度不同的兩部分來構成間隙物130使得間隙物130較柔軟的部份接觸第一可撓性基板110以吸收外力可以保護第一可撓性基板110不受損壞。另外，相對較硬的部分就可以提供理想的支撐效果以維持第一可撓性基板110與第二可撓性基板120之間的間距。不過，本發明不限定間隙物130以雙層結構來實現。在其他的實施例中，間隙物130可以有三層或是三層以上的結構設計。此時，間隙物的製作方式可以包括進行三次或是三次以上的塗佈步驟以形成所需的多層結構。

舉例而言，圖3A是本發明之液晶面板的第二實施例的示意圖。液晶面板100A包括一第一可撓性基板110、一第二可撓性基板120、多個間隙物130A與一液晶層140。第二可撓性基板120相對於第一可撓性基板110。多個間隙物130A設置於第一可撓性基板110以及第二可撓性基板120之間。其中，間隙物130A除了包括第一部份132以及第二部份134外更包括一第三部分136，其中第二部份134夾於第一部份132與第三部份136之間。也就是說，製作間隙物130A的方法可以是在上述圖2C與圖2D的步驟之間另外進行一次材料層的塗佈即可。

間隙物130A的第三部分136可以接觸於第二可撓性基板120。為了對第二可撓性基板120提供緩衝作用，第三部分136的材質與第一部分132的材質可以是相同的。換言之，間隙物130A的第三部分136的彈性回復率小於第二部分134的彈性回復率。在本實施例的間隙物130A當中，與第一可撓性基板110接觸的第一部分132以及與第二可撓性基板120接觸的第三部分136，會比第二部分134軟。因此，在顯示面板100受到外力時，與第一可撓性基板110接觸的第一部分132以及與第二可撓性基板120接觸的第三部分136可同時保護液晶面板100的兩側而避免第一可撓性基板110與第二可撓性基板120的損壞。

圖3B是本發明之液晶面板的第三實施例的示意圖。液晶面板100B包括一第一可撓性基板110、一第二可撓性基板120、多個間隙物130B與一液晶層140。第二可撓性基板120相對於第一可撓性基板110。請參考圖3B，間隙物130B除了圖3A中所繪示的第一部分132、第二部份134以及第三部份136外更包括一中間部分138a以及另一個中間部分138b。中間部分138a位於第三部分136與第二部分134之間，且其彈性回復率可以介於第三部分136與第二部分134之間。另一個中間部分138b則位於第一部分132與第二部分134之間，且此中間部分138b的彈性回復率介於第一部分132與第二部分134之間。

在本實施例中，間隙物130B的結構例如為五層結構，其依序為第一部分132、中間部分138b、第二部分134、中間部分138a、第三部分136。不過，這樣的結構設計僅是舉例說明之用，並非用以限定本發明。在其他的實施例中，中間部分138a與中間部分138b可選擇性地省略一者而構成四層結構的另一種設計。

承上述，第一部分132與第三部分136的材質相同，尤其是第一部分132的彈性回復率與第三部分136的彈性回復率相同，且兩者皆小於第二部分134的彈性回復率。同時，中間部分138a與138b的彈性回復率則介於第三部分136與第二部分134之間或是第一部分132與第二部分134之間。因此，在液晶面板100受到外力時，位於間隙物130B最外層的第一部分132與第三部分136最軟，而較容易變形以吸收外力來保護顯示面板100的兩可撓性基板110與120。中間部分138a與138b的彈性回復率介於第三部分136與第二部分134之間，可以進一步提供緩衝的效果。相對最硬的第二部分134則具支撐的效果以維持第一可撓性基板110與第二可撓性基板120之間的間距。

綜上所述，本發明之液晶面板的間隙物包括不同彈性回復率的多個部分。在液晶面板受力時，彈性回復率較小的部分可變形以吸收外力，具有保護液晶面板，特別是保護可撓性基板的功能。間隙物中彈性回復率較大的部分材料性質較硬，在液晶面板受力時可維持兩基板間距。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，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，故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‧‧‧液晶面板

100A‧‧‧液晶面板

100B‧‧‧液晶面板

110‧‧‧第一可撓性基板

120‧‧‧第二可撓性基板

130‧‧‧間隙物

130A‧‧‧間隙物

130B‧‧‧間隙物

132‧‧‧第一部分

132’‧‧‧第一材料層

134‧‧‧第二部分

134’‧‧‧第二材料層

136‧‧‧第三部分

138a、138b‧‧‧中間部分

140‧‧‧液晶層

150‧‧‧載體

160‧‧‧光罩

170‧‧‧紫外(UV)光

圖1是本發明之液晶面板的示意圖。

圖2A至圖2E是圖1之間隙物的製備流程圖。

圖3A是本發明之液晶面板的第二實施例的示意圖。

圖3B是本發明之液晶面板的第三實施例的示意圖。

100．．．液晶面板

110．．．第一可撓性基板

120．．．第二可撓性基板

130．．．間隙物

132．．．第一部分

134．．．第二部分

140．．．液晶層

Claims

一種液晶面板，包括：一第一可撓性基板；一第二可撓性基板，與該第一可撓性基板相對；多個間隙物，設置於該第一可撓性基板以及該第二可撓性基板之間，其中各該間隙物包括接觸於該第一可撓性基板的一第一部分、不接觸該第一可撓性基板的一第二部分以及位於該第一部分與該第二部分之間的一第一中間部分，且該第一部分的彈性回復率小於該第二部分的彈性回復率，該第一中間部分的彈性回復率介於該第一部分與該第二部分之間；以及一液晶層，配置於該第一可撓性基板與該第二可撓性基板之間，且填充於該些間隙物之間。
如申請專利範圍第1項所述之液晶面板，其中該第一部分的彈性回復率為10%至80%。
如申請專利範圍第1項所述之液晶面板，其中該第二部分的彈性回復率為60%至95%。
如申請專利範圍第1項所述之液晶面板，其中該第一部分的彈性係數小於該第二部分的彈性係數。
如申請專利範圍第4項所述之液晶面板，其中該第一部分的彈性係數為0.1GPa至3GPa。
如申請專利範圍第4項所述之液晶面板，其中該第二部分的彈性係數為1GPa至5GPa。
如申請專利範圍第1項所述之液晶面板，其中各該間隙物更包括接觸於該第二可撓性基板的一第三部分，且該第三部分的材質相同於該第一部分的材質。
如申請專利範圍第1項所述之液晶面板，其中各該間隙物更包括接觸於該第二可撓性基板的一第三部分，且該第三部分的彈性回復率小於該第二部分的彈性回復率。
如申請專利範圍第8項所述之液晶面板，其中各該間隙物更包括一第二中間部分，位於該第三部分與該第二部分之間，該第二中間部分的彈性回復率介於該第三部分與該第二部分之間。
如申請專利範圍第1項所述之液晶面板，其中各該間隙物的材質包括光阻材料。
如申請專利範圍第10項所述之液晶面板，其中該光阻材料包含高分子樹脂，並且組成該第一部分之該光阻材料的高分子樹脂固化率小於組成該第二部分之該光阻材料的高分子樹脂固化率。
如申請專利範圍第11項所述之液晶面板，其中組成該第一部分之該光阻材料的高分子樹脂固化率為10%至60%，而組成該第二部分之該光阻材料的高分子樹脂固化率為80%至100%。
如申請專利範圍第1項所述之液晶面板，其中各該間隙物的該第一部分的材質包括甲基丙烯酸甲酯(Methylmethacrylate，MMA)、三丙二醇二丙烯酸酯(tripropylene glycol diacrylate，TPGDA)或其組合。
如申請專利範圍第1項所述之液晶面板，其中各該間隙物的該第二部分的材質包括已二醇二丙烯酸酯(hexanediol diacrylate，HDDA)、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯(trimethylolpropane triacrylate，TMPTA)、三-四丙烯酸戊赤藻糖醇(pentaerythritol tri-tetraacrylate，PETA)、或其組合。