專利名稱：液晶顯示面板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是 有關(guān)于一種液晶顯示面板的制作方法，且特別是有關(guān)于一種利用聚合物 維持垂直配向(polymer-sustain vertical alignment，PSVA)技術(shù)的液晶顯示面板的制作 方法。
背景技術(shù)：
目前，在液晶顯示面板的技術(shù)中，能夠達(dá)成廣視角要求的技術(shù)大致有扭轉(zhuǎn)向列型 (twist nematic，TN)液晶加上廣視角膜(wide viewing film)、共平面切換型(in-plane switching, IPS)液晶顯示面板、邊際場(chǎng)切換型(fringe field switching)液晶顯示面板、 多域垂直配向式(multi-domainvertically alignmen, MVA)液晶顯示面板等方式。公知的多域垂直配向式液晶顯示面板是利用配向結(jié)構(gòu)，如突起物(bump)或狹縫 (slit)，使不同區(qū)域內(nèi)的液晶分子以不同角度傾倒，而達(dá)到廣視角的功效。然而，多域垂直 配向式液晶顯示面板因采用突起物，仍會(huì)產(chǎn)生亮態(tài)暗紋與暗態(tài)漏光等問(wèn)題。因此，有研究者 提出聚合物維持配向(Polymer-sustain alignment, PSA)式液晶顯示面板，其液晶分子的 排列較為穩(wěn)定，且不需要突起物等結(jié)構(gòu)，而可提升面板穿透率與提升對(duì)比。更詳細(xì)而言，聚合物維持配向式液晶顯示面板的制作過(guò)程大致如下首先，在相對(duì) 向的兩個(gè)基板內(nèi)側(cè)形成透明電極以及采用聚酰亞胺(polyimide，PI)材質(zhì)的配向?qū)?。接著?在兩個(gè)基板之間填入液晶層與反應(yīng)性的高分子單體。繼之，施與液晶層特定的電場(chǎng)，在此電 場(chǎng)下，液晶層中的液晶分子會(huì)進(jìn)行傾斜而具有預(yù)傾角。之后，以紫外光照射液晶層，使反應(yīng) 性的高分子單體與液晶層進(jìn)行聚合，而提供固定方向的預(yù)傾角，從而，完成聚合物維持配向 式液晶顯示面板的制作。然而，上述制程方式需先使用昂貴的制程設(shè)備于兩個(gè)基板的內(nèi)側(cè) 形成配向?qū)?，以致于無(wú)法減少制程設(shè)備上的預(yù)算，生產(chǎn)成本無(wú)法下降。此外，在上述以一紫外光照射液晶層的步驟時(shí)，兩個(gè)基板上的結(jié)構(gòu)(如彩色濾光 基板上的濾光單元與黑矩陣、或主動(dòng)元件陣列基板上的金屬層)將會(huì)遮蔽紫外光。此時(shí)，被 遮蔽區(qū)域的高分子單體因無(wú)法被紫外光所照射，該處的液晶分子與高分子單體之間無(wú)法完 全聚合，使得液晶分子產(chǎn)生紊亂現(xiàn)象。因此，該處將產(chǎn)生暗紋或奇異點(diǎn)，劣化液晶分子的應(yīng) 答速度，且使液晶面板的對(duì)比與顯示質(zhì)量下降。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供一種液晶顯示面板的制作方法，可有效降低生產(chǎn)成本、且簡(jiǎn) 化制程步驟。本發(fā)明還提供一種液晶顯示面板的制作方法，采用紫外光照射光反應(yīng)型單體而形 成配向?qū)拥姆绞剑瑏?lái)取代公知利用聚酰亞胺的配向?qū)?，可降低生產(chǎn)成本并簡(jiǎn)化制程步驟。基于上述，本發(fā)明提出一種液晶顯示面板的制作方法。首先，提供彼此對(duì)向的第一 基板與第二基板，及位于第一基板與第二基板之間的液晶層，其中第一基板與第二基板之 間具有液晶間隙。接著，于液晶層中添加第一單體、第二單體與起始劑。再來(lái)，在第一基板及第二基板之間提供第一電壓差而形成第一電場(chǎng)，以驅(qū)動(dòng)液晶層中的多個(gè)液晶分子進(jìn)行傾 斜。繼之，提供第一紫外光照射液晶層，使起始劑與第一單體進(jìn)行反應(yīng)，而讓第一單體 分別 在第一基板與第二基板上形成配向?qū)印Ｖ?，提供第二紫外光照射液晶層，以在第一基?與第二基板的表面處使第二單體與液晶分子進(jìn)行聚合，而讓液晶分子具有設(shè)定方向的預(yù)傾 角。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述當(dāng)液晶間隙為3.5微米(μπι)時(shí)，起始劑的重量百分 比為0. 125%，第一單體的重量百分比為2. 25%，第二單體的重量百分比為0. 375%。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述當(dāng)液晶間隙為4微米(μπι)時(shí)，起始劑的重量百分比 為0. 1%，第一單體的重量百分比為1. 8%，第二單體的重量百分比為0. 3%。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的第一紫外光與第二紫外光的能量介于100焦耳 120焦耳。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的第一基板為主動(dòng)元件陣列基板，第二基板為彩色 濾光基板，而第一紫外光與第二紫外光是從主動(dòng)元件陣列基板側(cè)入射到液晶層。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的第一基板為具有彩色濾光層的主動(dòng)元件陣列基板 (Color filter on Array substrate, COA substrate)，第二基板為透光基板，而第一紫外 光與第二紫外光是從透光基板側(cè)入射到液晶層。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的第一單體的材質(zhì)包括光反應(yīng)型單體材料。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的第二單體的材質(zhì)包括光反應(yīng)型單體材料。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，還包括于第一基板上形成第一電極，且于第二基板上形 成第二電極。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的第一電極與第二電極的材質(zhì)包括銦錫氧化物 (Indium Tin Oxide, I TO)或銦鋅氧化物(Indium Zinc Oxide, IZ0)。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的在提供第二紫外光照射液晶層的步驟之前，還包 括提供第二電壓差使液晶分子于設(shè)定方向中具有預(yù)傾角。由于本發(fā)明于液晶層中添加第一單體、第二單體與起始劑，因此當(dāng)?shù)谝蛔贤夤庹?射液晶層時(shí)，起始劑與第一單體會(huì)先進(jìn)行反應(yīng)，而于第一基板與第二基板上直接形成配向 層。本發(fā)明藉由將第一單體照射紫外光而形成配向?qū)拥姆绞絹?lái)取代公知以昂貴設(shè)備所制作 的配向?qū)?，而能有效降低液晶顯示面板的生產(chǎn)成本。此外，本發(fā)明的液晶顯示面板的制作方 法亦可結(jié)合彩色濾光陣列形成于主動(dòng)元件陣列基板上的技術(shù)。如此一來(lái)，可有效節(jié)省液晶 層的照光時(shí)間、提高由第一單體所形成的配向膜的均勻性，及第二單體與液晶分子聚合的 穩(wěn)定性。為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉實(shí)施例，并配合所附圖式 作詳細(xì)說(shuō)明如下。


圖IA至圖IE為本發(fā)明較佳實(shí)施例的一種液晶顯示面板的制作方法的制作流程剖 面示意圖。圖2為本發(fā)明的另一實(shí)施例的一種液晶顯示面板的示意圖。圖3為本發(fā)明的一實(shí)施例的一種液晶顯示面板的制作方法的流程示意圖。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明提出一種新穎的聚合物維持垂直配向式液晶顯示面板(PSVA-IXD)的制作 方法，在液晶層中另行添加一種光反應(yīng)性單體以直接在兩個(gè)基板的內(nèi)側(cè)制作配向?qū)?，可?jiǎn) 化制程步驟并節(jié)省成本。以下將舉出一較佳實(shí)施例對(duì)于本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)涵進(jìn)行解說(shuō)，但本 發(fā)明的實(shí)施方式并不限于以下所說(shuō)明的實(shí)施例。圖IA至圖IE為本發(fā)明較佳實(shí)施例的一種液晶顯示面板的制作方法的制作流程剖 面示意圖。請(qǐng)先參考圖1A，首先，提供彼此對(duì)向的第一基板110與第二基板120、以及位于 第一基板110與第二基板120之間的液晶層130，其中，第一基板110與第二基板120之間 具有液晶間隙G。此處所述的液晶間隙G即為液晶層130的厚度。在本實(shí)施例中，還可于第一基板110上形成第一電極112，而于第二基板120上形 成第二電極122。第一電極112與第二電極122的材質(zhì)例如是銦錫氧化物(ITO)或銦鋅氧 化物(IZO)。此外，本實(shí)施例的第一基板110可為主動(dòng)元件陣列基板，而第二基板120可為 彩色濾光基板。接著，請(qǐng)參考圖1B，于液晶層130中添加第一單體142、第二單體144與起始劑 146。在一實(shí)施例中，第一單體142與第二單體144的材質(zhì)例如均是光反應(yīng)型單體材料。特 別是，第一單體142、第二單體144以及起始劑146的重量百分比是隨著液晶間隙G而作適 度的調(diào)整，例如，當(dāng)液晶間隙G為3. 5微米(μ m)時(shí)，起始劑146的重量百分比為0. 125%, 而第一單體142的重量百分比為2. 25%，第二單體144的重量百分比為0. 375%。另外，當(dāng) 液晶間隙G為4微米(μ m)時(shí)，起始劑146的重量百分比為0. 1%，而第一單體142的重量 百分比為1. 8%，第二單體144的重量百分比為0. 3%。上述第一單體142、第二單體144以 及起始劑146的組成比例，可使后續(xù)的兩階段照射紫外光反應(yīng)能順利進(jìn)行。接著，請(qǐng)參考圖1C，在第一基板110以及第二基板120之間提供第一電壓差Vl而 形成第一電場(chǎng)，以驅(qū)動(dòng)液晶層130中的多個(gè)液晶分子132進(jìn)行傾斜。此步驟的用意是，調(diào)整 液晶分子132位于最佳的傾斜角，以得到最大的出光亮度。接著，請(qǐng)參考圖1D，提供第一紫外光Ll照射液晶層130，使起始劑146與第一單體 142進(jìn)行反應(yīng)，而讓第一單體142分別在第一基板110與第二基板120上形成配向?qū)?50。 在一實(shí)施例中，第一紫外光Ll的能量可介于100焦耳 120焦耳。更詳細(xì)而言，對(duì)液晶層 130內(nèi)的第一單體142照射第一紫外光Ll的步驟中，照光功率的大小與照光時(shí)間可以隨著 不同的制程需求而調(diào)整并彼此匹配，本發(fā)明并不局限于上述的數(shù)值范圍。在此步驟中，可直 接于第一基板110與第二基板120的內(nèi)側(cè)形成配向?qū)?50，步驟相當(dāng)簡(jiǎn)單。值得注意的是， 于圖ID的步驟中，仍是維持在第一電壓差Vl的狀態(tài)下，使液晶分子132具有最佳的傾斜角 (最大出光亮度下)，來(lái)進(jìn)行第一紫外光Ll的照射，如此，由第一單體142所形成的配向?qū)?150可使液晶分子132維持在最佳的傾斜角。之后，請(qǐng)參考圖1E，提供第二紫外光L2照射液晶層130，以在第一基板110與第二 基板120的表面處使第二單體144與液晶分子132進(jìn)行聚合，而讓液晶分子132具有一設(shè)定 方向的預(yù)傾角。同樣地，第二紫外光L2的能量可介于100焦耳 120焦耳，并且，對(duì)液晶層 130內(nèi)的第二單體144照射第二紫外光L2的步驟中，照光功率的大小與照光時(shí)間可以隨著 不同的制程需求而調(diào)整并彼此匹配，本發(fā)明并不局限于上述的數(shù)值范圍。圖IE的步驟的用意在于讓第二單體144與液晶分子132聚合，而使液晶分子132具有設(shè)定方向的預(yù)傾角。 至此，可完成液晶顯示面板100的制作。在圖IE的步驟中，在提供第二紫外光L2照射液晶層130的步驟之前，可提供第二 電壓差V2使液晶分子132于設(shè)定方向中具有預(yù)傾角。第二電壓差V2的值可以與第一電壓 差Vl的值相同或不同，可依據(jù)所需的液晶分子132的傾斜角而做適應(yīng)調(diào)整。在此必須說(shuō)明 的是，當(dāng)?shù)谝换?10為主動(dòng)元件陣列基板，而第二基板120為彩色濾光基板時(shí)，第一紫外 光Ll與第二紫外光L2是從第一基板110 (意即主動(dòng)元件陣列基板)側(cè)入射到液晶層130。承上述，由于在液晶層130中添加光反應(yīng)型的第一單體142，所以當(dāng)?shù)谝蛔贤夤釲l 照射液晶層130時(shí)，起始劑146會(huì)與第一單體142會(huì)進(jìn)行反應(yīng)而于第一基板110與第二基 板120上形成配向?qū)?50。相較于公知技術(shù)采用昂貴的制程設(shè)備來(lái)制作配向?qū)佣?，本?shí) 施例藉由第一單體142照光而形成配向?qū)?50的方式較為簡(jiǎn)單，可有效降低液晶顯示面板 100的生產(chǎn)成本。

此外，上述液晶顯示面板100的制作方法亦可結(jié)合彩色濾光陣列形成于主動(dòng)元件 陣列基板上(COA)的技術(shù)。詳細(xì)來(lái)說(shuō)，圖2為本發(fā)明的另一實(shí)施例的一種液晶顯示面板的 示意圖。請(qǐng)參考圖2，本實(shí)施例的液晶顯示面板IOOa與液晶顯示面板100相似，其不同之處 在于第一基板110為具有彩色濾光層114的主動(dòng)元件陣列基板(COA substrate)，而第 二基板120為透光基板。一般而言，如圖2所示的彩色濾光層114可包括紅色(R)濾光單元114a、綠色(G) 濾光單元114b以及藍(lán)色(B)濾光單元114c。然而，在另外未繪示的實(shí)施例中，彩色濾光層 114亦可依據(jù)需求而由其它不同顏色的濾光單元所組成，如白色(W)、黃色(Y)、洋紅色(M) 及青綠色(C)。另外，多個(gè)彩色濾光單元可以采用任意的排列方式，如三角形、馬賽克或直條 式等，在此不限制彩色濾光單元的種類以及排列方式。特別是，當(dāng)?shù)谝换?10為具有彩色濾光層114的主動(dòng)元件陣列基板，而第二基板 120為透光基板時(shí)，第一紫外光Ll與第二紫外光L2是從第二基板120 (意即透光基板)側(cè) 入射到液晶層130。在此情形下，由于第二基板120 (透光基板)上并不具有任何遮光的元 件，所以第一紫外光Ll與第二紫外光L2可均勻地照射液晶層130，使第一單體142能均勻 地形成配向?qū)?，而第二單體144與液晶分子132能穩(wěn)定的聚合。因此，不會(huì)產(chǎn)生液晶分子 132排列紊亂的問(wèn)題，也就是說(shuō)，利用具有彩色濾光層114的主動(dòng)元件陣列基板與透光基板 的搭配，可提升照射紫外光的均勻度。如此一來(lái)，可有效節(jié)省液晶層130的照光時(shí)間、提高 第一單體142形成的配向?qū)?50的均勻性，且提升第二單體144與液晶分子132聚合的穩(wěn) 定性。所形成的液晶顯示面板IOOa具有良好的顯示質(zhì)量。再者，由于不需如公知一般使用 聚酰亞胺液來(lái)形成配向?qū)?，所以本?shí)施例的液晶顯示面板IOOa的制作方法簡(jiǎn)化了公知制 程中的PI轉(zhuǎn)印步驟以及省略PI材料的使用。圖3為液晶顯示面板的制作方法的流程示意圖。請(qǐng)參考圖3，首先，在步驟S201中， 提供一像素單元，其中，像素單元具有顯示區(qū)，且包括第一基板、第二基板以及液晶層。詳細(xì) 而言，第二基板與第一基板平行配置，且第一基板與第二基板之間具有液晶間隙。液晶層配 置于第一基板與第二基板之間。接著，在步驟S202中，于液晶層中添加第一單體、第二單體 與起始劑。接著，在步驟S203中，在第一基板及第二基板之間提供第一電壓差而形成第一 電場(chǎng)，以驅(qū)動(dòng)液晶層中的多個(gè)液晶分子進(jìn)行傾斜。
繼之，在步驟S204中，提供第一紫外光照射液晶層，使起始劑與第一單體進(jìn)行反 應(yīng)，而讓第一單體分別在第一基板與第二基板上形成配向?qū)?。之后，在步驟S205中，提供 第二紫外光照射液晶層，以在第一基板與第二基板的表面處使第二單體與液晶分子進(jìn)行聚 合，而讓液晶分子具有設(shè)定方向的預(yù)傾角。至此，可完成像素單元的制作。此像素單元可 應(yīng)用于任何種類的液晶顯示面板中，而使液晶顯示面板具有良好顯示質(zhì)量以及較低的生產(chǎn) 成本。在上述像素單元的制作方法的步驟S201 S205中，相關(guān)的詳細(xì)內(nèi)容類似于上述圖 IA 圖IE所述的液晶顯示面板的制作方法，在此即不予以重述。綜上所述，本發(fā)明的液晶顯示面板的 制作方法至少具有以下優(yōu)點(diǎn)在液晶層中另外添加第一單體與起始劑。當(dāng)?shù)谝蛔贤夤庹丈湟壕訒r(shí)，起始劑會(huì) 與第一單體進(jìn)行反應(yīng)，而使第一單體于兩個(gè)基板的內(nèi)側(cè)形成配向?qū)印４酥瞥滩襟E相當(dāng)簡(jiǎn)單， 且不需要采用公知昂貴的配向?qū)又瞥淘O(shè)備與材料。因此，可有效降低生產(chǎn)成本。此外，亦可 結(jié)合彩色濾光陣列形成于主動(dòng)元件陣列基板上(COA)的技術(shù)來(lái)提升照射紫外光的效率，以 制作顯示質(zhì)量更佳的液晶顯示面板。雖然本發(fā)明已以實(shí)施例公開(kāi)如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何所屬技術(shù)領(lǐng)域 中具有通常知識(shí)者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許的更動(dòng)與潤(rùn)飾，故本發(fā)明 的保護(hù)范圍當(dāng)視前述的權(quán)利要求范圍所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種液晶顯示面板的制作方法，其特征在于，包括提供彼此對(duì)向的一第一基板與一第二基板、及位于該第一基板與該第二基板之間的一 液晶層，其中該第一基板與該第二基板之間具有一液晶間隙；于該液晶層中添加一第一單體、一第二單體與一起始劑；在該第一基板及該第二基板之間提供一第一電壓差而形成一第一電場(chǎng)，以驅(qū)動(dòng)該液晶 層中的多個(gè)液晶分子進(jìn)行傾斜；提供一第一紫外光照射該液晶層，使該起始劑與該第一單體進(jìn)行反應(yīng)，而讓該第一單 體分別在該第一基板與該第二基板上形成一配向?qū)?；以及提供一第二紫外光照射該液晶層，以在該第一基板與該第二基板的表面處使該第二單 體與該些液晶分子進(jìn)行聚合，而讓該些液晶分子具有一設(shè)定方向的預(yù)傾角。
2.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示面板的制作方法，其特征在于，當(dāng)該液晶間隙為3.5微 米時(shí)，該起始劑的重量百分比為0. 125%，該第一單體的重量百分比為2. 25%，該第二單體 的重量百分比為0. 375%。
3.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示面板的制作方法，其特征在于，當(dāng)該液晶間隙為4微米 時(shí)，該起始劑的重量百分比為0. 1%，該第一單體的重量百分比為1.8%，該第二單體的重 量百分比為0.3%。
4.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示面板的制作方法，其特征在于，該第一紫外光與該第 二紫外光的能量介于100焦耳 120焦耳。
5.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示面板的制作方法，其中該第一基板為一主動(dòng)元件陣列 基板，該第二基板為一彩色濾光基板，而該第一紫外光與該第二紫外光是從該主動(dòng)元件陣 列基板側(cè)入射到該液晶層。
6.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示面板的制作方法，其特征在于，該第一基板為具有彩 色濾光層的主動(dòng)元件陣列基板，該第二基板為一透光基板，而該第一紫外光與該第二紫外 光是從該透光基板側(cè)入射到該液晶層。
7.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示面板的制作方法，其特征在于，該第二單體/第一單體 的材質(zhì)包括光反應(yīng)型單體材料。
8.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示面板的制作方法，其特征在于，還包括于該第一基板 上形成一第一電極，且于該第二基板上形成一第二電極。
9.如權(quán)利要求7所述的液晶顯示面板的制作方法，其特征在于，該第一電極與該第二 電極的材質(zhì)包括銦錫氧化物或銦鋅氧化物。
10.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示面板的制作方法，其特征在于，在提供該第二紫外光 照射該液晶層的步驟之前，還包括提供一第二電壓差使該些液晶分子于該設(shè)定方向中具 有該預(yù)傾角。
全文摘要
一種液晶顯示面板的制作方法。首先，提供彼此對(duì)向的第一基板與第二基板及位于兩個(gè)基板之間的液晶層。接著，于液晶層中添加第一單體、第二單體與起始劑。再來(lái)，在第一基板及第二基板之間提供第一電壓差而形成第一電場(chǎng)，以驅(qū)動(dòng)液晶層中的多個(gè)液晶分子進(jìn)行傾斜。繼之，提供第一紫外光照射液晶層，使起始劑與第一單體進(jìn)行反應(yīng)，而讓第一單體分別在第一基板與第二基板上形成配向?qū)?。之后，提供第二紫外光照射液晶層，以在第一基板與第二基板的表面處使第二單體與液晶分子進(jìn)行聚合，而讓液晶分子具有設(shè)定方向的預(yù)傾角。
文檔編號(hào)G02F1/1337GK102087440SQ20091025206
公開(kāi)日2011年6月8日 申請(qǐng)日期2009年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月8日
發(fā)明者劉純秀, 蘇峻緯 申請(qǐng)人:中華映管股份有限公司, 華映視訊(吳江)有限公司