TWI518659B - 製作液晶顯示面板的方法 - Google Patents

Description

製作液晶顯示面板的方法

本發明係關於一種製作液晶顯示面板之方法，尤指一種利用具有脈衝之電壓訊號均勻配向液晶分子之製作液晶顯示面板之方法。

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、快速反應與廣視角等特性。然而，由於液晶顯示器通常有視角窄小之缺點而成為發展上的限制條件，因此業界遂研發出一種多區域垂直配向(multi-domain vertical alignment,MVA)液晶顯示面板，因其具有廣視角與低應答時間(response time)等特性。為了使液晶分子產生預傾角，MVA液晶顯示面板需設置突起結構，但突起結構會遮光並降低畫素開口率以及液晶顯示面板亮度。因此，另開發出聚合物穩定配向(polymer stabilized alignment，PSA)製程，以利用聚合物取代突起結構，使得液晶分子在液晶顯示面板中透過聚合物的配向而具有預傾角。於傳統聚合物穩定配向製程中，液晶顯示面板之液晶層中會加入反應型單體，且透過於液晶顯示面板之上下兩基板之間施加電壓差，使得液晶分子傾倒至一特定方向。隨後，藉由照光或加熱使反應型單體發生聚合反應，以使液晶分子產生預傾角。然而，如附件1所示，當畫素尺寸變大時，所施加的電壓差並無法使整個畫素中的液晶分子均勻地排列，且產生部分液晶分子排列不均勻的區域，進而造成液晶分子配向不良，使得液晶顯示面板無法正常顯示出畫面。

本發明之主要目的在於提供一種製作液晶顯示面板之方法，以解決液晶分子配向不良之問題。

為達上述之目的，本發明提供一種製作液晶顯示面板之方法。首先，提供上基板、下基板以及液晶層，且液晶層設置於上基板與下基板之間，其中液晶層包括複數個液晶分子以及複數個反應型單體。然後，於下基板提供電壓訊號，且於上基板提供參考電壓，其中電壓訊號在第一作業時段內具有至少一第一脈衝，且第一脈衝之波峰電壓與參考電壓之間的電壓差為40至45伏特。

本發明之電壓訊號於第一作業時段內具有第一脈衝，因此液晶分子會受到所施加的電壓差震盪，進而可有效促使液晶分子的排列更加均勻。藉此，可解決液晶分子配向不良之問題，且液晶顯示面板可正常顯示畫面。

100‧‧‧液晶顯示面板

102‧‧‧液晶顯示面板半成品

104‧‧‧上基板

106‧‧‧下基

108‧‧‧液晶層

110‧‧‧液晶分子

112‧‧‧反應型單體

114‧‧‧第一透明基板

116‧‧‧彩色濾光片層

118‧‧‧黑色矩陣層

120‧‧‧共用電極

122‧‧‧第二透明基板

124‧‧‧畫素

126‧‧‧畫素電極

126a‧‧‧狹縫

126b‧‧‧分支區塊

128‧‧‧第一介電層

130‧‧‧第二介電層

132‧‧‧高分子聚合物層

P1‧‧‧第一脈衝

P2‧‧‧第二脈衝

S1、S2、S3‧‧‧電壓訊號

T1‧‧‧第一作業時段

T2‧‧‧第二作業時段

T3‧‧‧第三作業時段

T4‧‧‧光照射時段

UV1、UV2‧‧‧紫外光

V‧‧‧電壓差

Vp1、Vp2‧‧‧波峰電壓

Vf1、Vf2‧‧‧波谷電壓

第1圖至第6圖為本發明第一實施例之製作液晶顯示面板的方法示意圖。

第7圖為本發明第二實施例之製作液晶顯示面板的方法示意圖。

第8圖為本發明第三實施例之製作液晶顯示面板的方法示意圖。

請參考第1圖至第6圖，第1圖至第6圖為本發明第一實施例之製作液晶顯示面板的方法示意圖，其中第2圖為本發明第一實施例之液晶顯示面板之畫素電極之上視示意圖，且第4圖為本發明第一實施例之電壓訊號與時間之關係示意圖。如第1圖與第2圖所示，首先提供液晶顯示面板半成品102。此時，液晶顯示面板半成品102已包含有上基板104、下基板106以及液晶層108。並且，液晶層108設置於上基板104與下基板106之間，且液晶層108包括複數個液晶分子110以及複數個反應型單體112。具體來說，液晶顯示面板半成品102可包括框膠(圖未示)，用以接合上基板104與下基 板106，並將液晶層108封合於上基板104與下基板106之間。於本實施例中，上基板104可為彩色濾光片基板，並包括第一透明基板114、彩色濾光片層116、黑色矩陣層118以及共用電極120，且共用電極120覆蓋於第一透明基板114面對液晶層108之表面上。下基板106可為薄膜電晶體基板，並包括第二透明基板122、掃描線(圖未示)、資料線(圖未示)與複數個畫素124，且畫素124設置於第二透明基板122面對液晶層108之表面上。各畫素124可包括薄膜電晶體(圖未示)以及畫素電極126，且薄膜電晶體可用以控制畫素124的顯示。較佳地，畫素124之邊長可大於200微米，但不限於此。具體來說，各畫素電極126可為圖案化電極，且包括複數條狹縫126a，對稱於各畫素電極126的中心點。各畫素電極126可區分為四個分支區塊126b，呈矩陣方式排列，且位於同一行之相鄰分支區塊126b對稱於水平方向，而位於同一列之相鄰分支區塊126b對稱於垂直方向。由於本實施例之液晶分子110係透過位於液晶層108兩側之共用電極120與畫素電極126驅使，因此本實施例之液晶顯示面板為垂直配向型液晶顯示面板，但本發明並不限於此。本發明之液晶顯示面板之類型可依據不同之需求而有所不同。於其他實施例中，畫素電極亦可不具有狹縫，而為平面電極。此外，於本實施例中，上基板104可另包括第一介電層128，設置於共用電極120與液晶層108之間，且下基板106可另包括第二介電層130，設置於畫素電極126與液晶層108之間，但不以此為限。第一介電層128與第二介電層130可分別包括聚醯乙胺(polyimide，PI)，以助於後續所形成之高分子聚合物層附著於共用電極120與畫素電極126上。

如第3圖所示，於形成液晶顯示面板半成品102之後，於下基板106之畫素電極126提供電壓訊號，且於上基板104之共用電極120提供參考電壓，使得液晶層108之液晶分子110可受到電壓訊號與參考電壓之間的電壓差V的控制作相對應的旋轉。並且，所提供之電壓訊號與參考電壓係持續一段時間。以下將進一步說明本實施例之電壓訊號與參考電壓。如第5圖 所示，電壓訊號S1於第一作業時段T1、第二作業時段T2以及第三作業時段T3係被提供，且第二作業時段T2、第三作業時段T3與第一作業時段T1係依序進行。於本實施例中，電壓訊號S1在第二作業時段T2內具有第二脈衝P2，且第二脈衝P2之波峰電壓Vp2與參考電壓之間的電壓差V可為12伏特。舉例來說，參考電壓可為零伏特，例如：接地電壓。電壓訊號S1在第二作業時段T2內之電壓可從零上升至12伏特，然後下降至零。隨後，電壓訊號S1在第三作業時段T3內之電壓可從零上升至第一脈衝P1之波谷電壓Vf1。接著，電壓訊號S1在第一作業時段T1內具有至少一第一脈衝P1，且第一脈衝P1之波峰電壓Vp1與參考電壓之間的電壓差V可為40至45伏特。舉例來說，第一脈衝P1可包括複數個第一脈衝P1，但本發明不限於此。電壓訊號S1於第一脈衝P1內之電壓會從第一脈衝P1之波谷電壓Vf1上升至第一脈衝P1之波峰電壓Vp1。由於在第一作業時段T1之後的電壓訊號S1仍會維持在一穩態電壓(固定電壓)，因此除了最後一個第一脈衝P1之外，其餘之第一脈衝P1會在上升至波峰電壓Vp1之後下降至第一脈衝P1之波谷電壓Vf1。因此，電壓訊號S1在第一作業時段T1內會重覆進行從波谷電壓Vf1上升至波峰電壓Vp1並從波峰電壓Vp1下降至波谷電壓Vf1之震盪動作。並且，最後一個第一脈衝P1在上升至波峰電壓Vp1之後會下降至穩態電壓Vs。本實施例之第一脈衝P1之波峰電壓Vp1與波谷電壓Vf1之間的電壓差較佳可為25至30伏特，但不限於此。本發明之第一脈衝之波峰電壓可取決於提供電壓訊號之裝置可提供之最高電壓，而第一脈衝之波谷電壓取決於液晶分子旋轉至預定傾角所需之最小電壓。另外，本發明之電壓訊號之電壓與參考電壓並不以上述為限，僅需兩者之間的電壓差符合上述之條件即可。

如第4圖與第5圖所示，於第一作業時段T1之後，於光照射時段T4內對液晶層108進行第一紫外光照射製程，以對反應型單體112照射紫外光UV1，進而聚合反應型單體112，並於上基板104面對液晶層108之表面以及下基板106面對液晶層108之表面上分別形成高分子聚合物層132。 於本實施例中，於光照射時段T4內電壓訊號S1之電壓係維持在穩態電壓Vs，且穩態電壓Vs係介於第一脈衝P1之波峰電壓Vp1與波谷電壓Vf1之間，使得穩態電壓Vs與參考電壓之間的電壓差可用以將液晶分子110驅使至所欲之預傾角。舉例來說，電壓訊號S1於光照射時段T4內之電壓與參考電壓之間的電壓差可為30伏特，且光照射時段之時間長度可為280秒，但本發明並不以此為限。值得說明的是，由於在光照射時段T4內電壓訊號S1與參考電壓之間仍有電壓差，且足以讓液晶分子110旋轉角度達到預傾角，因此所形成之高分子聚合物層132可用以將液晶分子110固定在預傾角，進而達到配向的目的。

如第6圖所示，於第一紫外光照射製程之後停止提供電壓訊號S1與參考電壓，並對液晶層108進行一第二紫外光照射製程，以繼續對反應型單體112照射紫外光UV2，進而降低液晶層108內之反應型單體112之濃度，至此已完成本實施例之液晶顯示面板100。舉例來說，第二紫外光照射製程的持續時間可為45分鐘至60分鐘，但不限於此。值得說明的是，由於第二紫外光照射製程可降低反應型單體112之濃度，因此可避免因反應型單體112之濃度過高而產生影像殘留的現象。再者，在進行第二紫外光照射製程中並未對液晶層108施加電場，因此液晶分子108之預傾角並不會受到影響。

請參考附件2。附件2為本發明第一實施例之液晶顯示面板中對應各畫素之液晶分子排列之上視示意圖。值得說明的是，本實施例之電壓訊號S1於第一作業時段T1內具有第一脈衝P1，因此施加於液晶分子110之間的電壓差會重覆震盪。相較於習知方法，本實施例之製作方法透過第一脈衝P1可有效促使液晶分子110的排列更加均勻，如附件2所示，進而解決液晶分子配向不良之問題，使得液晶顯示面板可正常顯示畫面。

本發明之製作液晶顯示面板的方法並不以上述實施例為限。下文將繼續揭示本發明之其它實施例或變化形，然為了簡化說明並突顯各實施例或變化形之間的差異，下文中使用相同標號標注相同元件，並不再對重覆部 份作贅述。

請參考第7圖，第7圖為本發明第二實施例之製作液晶顯示面板的方法示意圖。如第7圖所示，相較於第一實施例，本實施例之電壓訊號S2於第一作業時段T1內僅具有單一第一脈衝P1。具體而言，於第一作業時段T1內電壓訊號S2之電壓會從第一脈衝P1之波谷電壓Vf1上升至第一脈衝P1之波峰電壓Vp1，然後從波峰電壓Vp1下降至穩態電壓Vs。

請參考第8圖，第8圖為本發明第三實施例之製作液晶顯示面板的方法示意圖。如第8圖所示，相較於第一實施例，本實施例之電壓訊號S3在第三作業時段T3內之電壓持續為零伏特。因此，於本實施例中，電壓訊號S3在第一作業時段T1內之電壓會先從零上升至第一脈衝P1之波谷電壓Vf1，然後才進行第一脈衝P1。

綜上所述，本發明之電壓訊號於第一作業時段內具有第一脈衝，因此液晶分子會受到所施加的電壓差震盪，進而可有效促使液晶分子的排列更加均勻。藉此，可解決液晶分子配向不良之問題，且液晶顯示面板可正常顯示畫面。

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。

P1‧‧‧第一脈衝

P2‧‧‧第二脈衝

S1‧‧‧電壓訊號

T1‧‧‧第一作業時段

T2‧‧‧第二作業時段

T3‧‧‧第三作業時段

T4‧‧‧光照射時段

Vp1、Vp2‧‧‧波峰電壓

Vf1、Vf2‧‧‧波谷電壓

Claims (10)

1. 一種製作液晶顯示面板的方法，包括：提供一上基板、一下基板以及一液晶層，且該液晶層設置於該上基板與該下基板之間，其中該液晶層包括複數個液晶分子以及複數個反應型單體；以及提供一電壓訊號於該下基板之一畫素電極，且提供一參考電壓於該上基板之一共用電極，其中該電壓訊號在一第一作業時段內具有至少一第一脈衝，且該至少一第一脈衝之波峰電壓與該參考電壓之間的電壓差為40至45伏特。
2. 如請求項1所述之製作液晶顯示面板之方法，其中該電壓訊號在一第二作業時段內具有一第二脈衝，該第二脈衝之波峰電壓與該參考電壓之間的電壓差為12伏特，且該第二作業時段位於該第一作業時段之前。
3. 如請求項2所述之製作液晶顯示面板之方法，其中該電壓訊號在一第三作業時段內之電壓從零上升至該至少一第一脈衝之波谷電壓，且該第三作業時段位於該第二作業時段與該第一作業時段之間。
4. 如請求項2所述之製作液晶顯示面板之方法，其中該電壓訊號在一第三作業時段內之電壓為零，且該第三作業時段位於該第二作業時段與該第一作業時段之間。
5. 如請求項1所述之製作液晶顯示面板之方法，其中該至少一第一脈衝包括複數個第一脈衝，且各該第一脈衝之波峰電壓與波谷電壓之間的電壓差為25至30伏特。
6. 如請求項1所述之製作液晶顯示面板之方法，另包括於一光照射時段內對該液晶層進行一第一紫外光照射製程，以聚合該等反應型單體，並於該上基板面對該液晶層之一表面以及該下基板面對該液晶層之一表面上分別形成一高分子聚合物層，且該光照射時段位於該第一作業時段之後，其中該電壓訊號於該光照射時段內之電壓與該參考電壓之間的電壓差為30伏特。
7. 如請求項6所述之製作液晶顯示面板之方法，其中該光照射時段之時間長度為280秒。
8. 如請求項6所述之製作液晶顯示面板之方法，另包括於該第一紫外光照射製程之後停止提供該電壓訊號與該參考電壓，並對該液晶層進行一第二紫外光照射製程。
9. 如請求項1所述之製作液晶顯示面板之方法，其中該下基板包括複數個畫素，且各該畫素之一邊長大於200微米。
10. 如請求項9所述之製作液晶顯示面板之方法，其中各該畫素包括一畫素電極，且各該畫素電極包括複數條狹縫。