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CN104460106A - 液晶显示面板及其制造方法 - Google Patents

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CN104460106A
CN104460106A CN201510010194.8A CN201510010194A CN104460106A CN 104460106 A CN104460106 A CN 104460106A CN 201510010194 A CN201510010194 A CN 201510010194A CN 104460106 A CN104460106 A CN 104460106A
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Abstract

本发明提供一种液晶显示面板及其制造方法。液晶显示面板的液晶组合物具有0<K33/K11≦1.05、0<K33≦14皮牛顿(pN)以及0<γ1≦100mPa·s等特性。本发明的液晶显示面板及其制造方法可在提高液晶响应速率的同时改善液晶显示面板亮度均匀性不佳的问题。

Description

液晶显示面板及其制造方法
技术领域
本发明是有关于一种显示装置，且特别是有关于一种液晶显示面板及其制造方法。
背景技术
聚合物维持垂直配向式(Polymer Stabilized Vertical Alignment,PSVA)液晶显示器具有高对比的优点，目前广泛运用于业界量产之中。随着显示器响应速率要求的不断提升，开发具有快速响应速率的液晶材料为时势所趋，液晶响应时间与其参数旋转粘滞系数及弹性系数有相关，一般藉由降低旋转粘滞系数或提高弹性系数来达到快速响应的目的。然而，液晶弹性系数的提高将同时提高液晶对于温度的敏感性。随着环境温度升高，液晶在低灰阶(驱动电压约2～3伏特)产生电压-穿透率曲线偏移(Voltage-Transmittance shift,V-T shift)的现象，进而使液晶显示面板的伽玛(Gamma)改变(亦即液晶显示面板的亮度将被改变)，在背光模组温度均匀性不佳的状况下，将导致液晶显示面板的亮度均匀性不佳。
发明内容
本发明提供一种液晶显示面板及其制造方法，可在提高液晶响应速率的同时改善液晶显示面板亮度均匀性不佳的问题。
本发明的液晶显示面板，包括第一基板、第二基板以及液晶层。其中液晶层配置于第一基板与第二基板之间，液晶层包括液晶组合物，液晶组合物具有0<K33/K11≦1.05、0<K33≦14皮牛顿(pN)、0<γ1≦100mPa·s等特性，其中K33为液晶组合物的弯曲(bend)弹性常数，K11为液晶组合物的展曲(splay)弹性常数及γ1为液晶组合物的旋转粘滞系数。
在本发明的一实施例中，上述的液晶显示面板更包括第一电极以及第二电极。其中第一电极配置于第一基板上。第二电极配置于第二基板上，其中第一电极与第二电极的材质包括铟锡氧化物或铟锌氧化物。
在本发明的一实施例中，上述的液晶显示面板更包括第一配向层以及第二配向层，其中第一配向层配置于第一电极上，第二配向层配置于第二电极上。
本发明的液晶显示面板，包括第一基板、第二基板以及液晶层，其中液晶层配置于第一基板与第二基板之间，液晶层包括液晶组合物，液晶组合物的延迟值大于0nm且小于等于340nm。
本发明的液晶显示面板的制造方法，包括下列步骤。提供第一基板与第二基板，其中第一基板与第二基板之间具有液晶层。于液晶层中添加液晶组合物，液晶组合物具有0<K33/K11≦1.05、0<K33≦14皮牛顿(pN)、0<γ1≦100mPa·s等特性，其中K33为弯曲(bend)弹性常数，K11为展曲(splay)弹性常数、γ1为液晶组合物的旋转粘滞系数。
在本发明的一实施例中，上述液晶组合物的延迟值大于0nm且小于等于340nm。
在本发明的一实施例中，上述的第一基板为彩色滤光基板，搭配的第二基板为主动元件阵列基板。
在本发明的一实施例中，上述的第一基板为黑色矩阵基板，搭配的第二基板为包括彩色滤光片的主动元件阵列基板。
在本发明的一实施例中，上述的第一基板为透明基板，搭配的第二基板为包括彩色滤光片的主动元件阵列基板。
在本发明的一实施例中，上述液晶显示面板的制造方法更包括，分别于第一基板与第二基板上形成第一电极与第二电极。
在本发明的一实施例中，上述液晶显示面板的制造方法更包括，分别于第一电极与第二电极上形成第一配向层与第二配向层。
基于上述，本发明藉由使用具有特定特性的液晶组合物来提高液晶响应速率，并同时改善液晶显示面板亮度均匀性不佳的问题，其中液晶组合物具有0<K33/K11≦1.05、0<K33≦14皮牛顿(pN)以及0<γ1≦100mPa·s的特性，K33为液晶组合物的弯曲(bend)弹性常数，K11液晶组合物的为展曲(splay)弹性常数及γ1为液晶组合物的旋转粘滞系数。此外，在一些实施例中，液晶组合物具有延迟值大于0nm且小于等于340nm的特性，而可进一步地降低液晶组合物的穿透率对温度变化的敏感度。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附附图作详细说明如下。
附图说明
图1绘示本发明一实施例的液晶显示面板的示意图；
图2绘示本发明另一实施例的液晶显示面板的示意图；
图3绘示本发明一实施例的液晶显示面板的制造方法的流程示意图；
图4绘示本发明另一实施例的液晶显示面板的制造方法的流程示意图；
其中，符号说明：
102、104：基板       106、108：电极
110、112：配向层     114：液晶层
202：显示面板        P1～P15：指定位置
S302～S308、S402：液晶显示面板的制造方法的步骤。
具体实施方式
图1绘示本发明一实施例的液晶显示面板的示意图，请参照图1。液晶显示面板可例如为聚合物维持垂直配向式液晶显示面板，其包括基板102、基板104以及液晶层114，此外液晶显示面板可以更包括电极106、电极108、配向层110、配向层112。电极106配置于基板102上，而电极108配置于基板104上，此外配向层110配置于电极106上，配向层112配置于电极108上，液晶层114则配置于配向层110与配向层112之间。其中基板102可例如为彩色滤光基板，而基板104可例如为主动元件阵列基板，在其他实施例中，基板102亦可例如为黑色矩阵基板或透明基板，而基板104则可例如为包括彩色滤光片的主动元件阵列基板。另外电极106、电极108的材质可例如包括铟锡氧化物或铟锌氧化物，而配向层110、配向层112则可例如包括聚酰亚胺(polyimide)的材质。
液晶层114包括液晶组合物，液晶组合物可例如属于负型液晶，然不以此为限，其介电异方向性小于0，组成成分无特别限制，但必须使液晶组合物具有0<K33/K11≦1.05、0<K33≦14皮牛顿(pN)、0<γ1≦100mPa·s等特性，其中K33为液晶组合物的弯曲(bend)弹性常数，K11为液晶组合物的展曲(splay)弹性常数及γ1为液晶组合物的旋转粘滞系数，当K33、K11增加时可使液晶组合物的响应时间变短，而旋转粘滞系数γ1增加则会使液晶组合物的响应时间变长。
进一步来说，液晶组合物可例如含有作为下述第一成分的选自以式(1)所表示的化合物的群组的至少一种化合物、以及作为第二成分的选自以式(2)所表示的化合物的群组的至少一种化合物。
式(1)中，Y1及Y2各自独立为－CH＝CH2(乙烯基)、－CH＝CHCH3、－CH＝CHF、－CH＝CF2、碳数为1至6的烷基，例如propyl(丙基)、hexyl(己基)、碳数为1至6的烷氧基，例如ethoxyl(乙氧基)或methoxyl(甲氧基)；环A及环B各自独立为1,4-环己撑基或1,4-苯撑基；m及n各自独立为0至3的整数，m+n≧2。
式(2)中，Y3为碳数为1至6的烷基，例如－CH3(甲基)、－C2H5(乙基)、－C3H7(丙基)、－C4H9(丁基)、－C5H11(戊基)或－C6H12(己基)；Y4为碳数为1至4的烷氧基或碳数为1至4的烷基，例如－OCH3(甲氧基)、－OC2H5(乙氧基)、－OC3H7(丙氧基)、－OC4H9(丁氧基)、－CH3(甲基)、－C2H5(乙基)、－C3H7(丙基)或－C4H9(丁基)；Z为单键、－C2H4－、－COO－、－OCO－或－CH＝CH－；环C及环D各自独立为1,4-环己撑基或1,4-苯撑基；R为F(氟)、Cl(氯)、Br(溴)、CF3(三氟甲基)或CN(氰基)；p及q各自独立为0至3的整数，p+q≧1，r为0至4的整数，当r≧2时，R各自可为相同或不同。
藉由将液晶组合物的特性调整如上，即可提高液晶响应速率，并同时改善液晶显示面板亮度均匀性不佳的问题。举例来说，表1为传统液晶组合物以及符合上述液晶组合物特性的样本A、样本B的穿透率与电压-穿透率位移(V-Tshift)比较表，请参照表1。
表1
传统液晶组合物 样本A 样本B
临界电压(V) 2.43 2.43 2.54
K33 15.8 13.9 13.5
K33/K11 1.068 1.015 1.031
γ1(mPa·s) 106 89 84
延迟值(nm) 342.87 346.17 341.88
穿透率(25℃)(％) 1.33 1.77 0.64
穿透率(65℃)(％) 6.61 5.39 1.93
电压-穿透率位移(％) 397 204 202
最大亮度差(％) 44 23 15
中心穿透率(％) 6.74 6.84 6.58
响应时间Toff(ms) 4.17 4.01 3.86
如表1所示，传统液晶组合物与样本A具有相同临界电压(thresholdvoltage)，而样本B具有较大的临界电压，临界电压为使液晶分子开始转动的电压，其可例如设定为液晶组合物的穿透率为10％时所对应的施加在液晶组合物上的电压值。样本A、样本B的K33值皆小于14且K33/K11的比值皆小于1.05，而传统液晶组合物的K33值则大于14且K33/K11的比值大于1.05。此外传统液晶组合物与样本A、样本B的延迟值则差不多相同。由实验结果可看出，在相同的起始电压以及相同的偏压(本实施例的偏压为2.5伏特)下，样本A以及样本B皆具有较低的电压-穿透率位移。电压-穿透率位移的计算方式为，先将液晶组合物在高温(65℃)时所对应的穿透率减去液晶组合物在低温(25℃)时所对应的穿透率以得到一差值，再将此差值除以液晶组合物在低温(25℃)时所对应的穿透率，以获得电压-穿透率位移的百分比值。在表1实施例中，样本A、样本B的电压-穿透率位移百分比皆小于传统液晶组合物，亦即样本A、样本B在相同偏压下，温度由低温(25℃)升至高温(65℃)所对应的穿透率变化百分比较传统液晶组合物小，样本A、样本B相较于传统液晶组合物具有穿透率对温度变化的敏感度较小的优点。
此外，表1中的最大亮度差与中心穿透率的量测方式可例如为对图2所示的显示面板202上所指定的15个位置P1～P15进行量测，其中最大亮度差为在显示面板的15个位置P1～P15上升温前后的亮度的差值百分比的最大值，中心穿透率为在显示面板的中心位置P8上穿透率，此外响应时间Toff为对液晶组合物施加一定电压后释放电压，液晶由某角度转动回复至定位所需的时间。当显示面板温度升高且稳定后，左右两侧的位置(亦即位置P1～P6、P10～P15)将具有较高的温度，而中心位置(亦即位置P7～P9)则将具有较低的温度。由表1可知，在相同的温度环境下，样本A以及样本B在显示面板升温前后的最大亮度变化皆低于传统液晶组合物的最大亮度变化，亦即样本A以及样本B拥有较低的亮度变化量。此外，比较样本A与传统液晶组合物的显示面板中心穿透率可知，在相同的临界电压下，即使降低样本A的弹性系数K11、K33，只要样本A的K33/K11比值低于1.05，样本A亦可维持与传统液晶组合物相同水准的中心穿透率。另外，在拉高液晶组合物的临界电压的情形下(如样本B)，其亦可维持相同水准的中心穿透率。
此外，在部分实施例中，还可透过将液晶组合物的延迟值设定为大于0nm且小于等于340nm，如此可进一步地降低液晶组合物的穿透率对温度变化的敏感度，而达到提高液晶响应速率，并同时改善液晶显示面板亮度均匀性不佳的问题的目的。举例来说，表2为传统液晶组合物以及样本C、样本D的穿透率与电压-穿透率位移(V-T shift)比较表，请参照表2。
表2
传统液晶组合物 样本C 样本D
临界电压(V) 2.43 2.20 2.42
K33 15.8 13.0 15.7
K33/K11 1.068 1.008 1.217
γ1(mPa·s) 106 115 97
延迟值(nm) 342.87 322.5 324.6
穿透率(25℃) 1.33 5.93 1.26
穿透率(65℃) 6.61 10.53 5.26
电压-穿透率位移(％) 397 78 318
在表2的例子中，样本C的K33值小于14且K33/K11的比值小于1.05，而样本D的K33/K11的比值则大于1.05，且其K33值大于14，另外样本C与样本D的延迟值则皆小于340nm。由实验结果可看出，在延迟值小于340nm的情形下，确实可有效地降低电压-穿透率位移，使液晶组合物的穿透率对温度变化的敏感度降低。其中，即使样本D的K33/K11的比值大于1.05且K33值大于14仍可降低电压-穿透率位移，然由表2的样本C与样本D的实验数据可知，当K33/K11的比值大于1.05且K33值大于14时，电压-穿透率位移将会明显地回升，但仍低于传统液晶组合物的电压-穿透率位移。
图3绘示本发明一实施例的液晶显示面板的制造方法的流程示意图，请参照图3，本发明实施例的液晶显示面板的制造方法包括下列步骤。首先，提供一第一基板与一第二基板(步骤S302)，其中第一基板为彩色滤光基板或黑色矩阵基板或透明基板，第二基板为主动元件阵列基板或包括彩色滤光片的主动元件阵列基板。然后，分别于第一基板与第二基板上形成第一电极与第二电极(步骤S304)。接着，分别于第一电极与第二电极上形成第一配向层与第二配向层(步骤S306)。之后，于第一基板与第二基板之间的液晶层中添加液晶组合物，其中液晶组合物具有0<K33/K11≦1.05、0<K33≦14皮牛顿(pN)、0<γ1≦100mPa·s等特性(步骤S308)，K33为弯曲(bend)弹性常数，K11为展曲(splay)弹性常数、γ1为该液晶组合物的旋转粘滞系数。
图4绘示本发明另一实施例的液晶显示面板的制造方法的流程示意图，请参照图4。本实施例与图3的实施例的不同之处在于，在本实施例的步骤S402中，液晶组合物更包括了延迟值大于0nm且小于等于340nm的特性，如此可进一步地降低液晶组合物的穿透率对温度变化的敏感度。
综上所述，本发明实施例藉由使用具有特定特性的液晶组合物来提高液晶响应速率，并同时改善液晶显示面板亮度均匀性不佳的问题，其中液晶组合物具有0<K33/K11≦1.05、0<K33≦14皮牛顿(pN)以及0<γ1≦100mPa·s的特性，K33为液晶组合物的弯曲(bend)弹性常数，K11液晶组合物的为展曲(splay)弹性常数及γ1为液晶组合物的旋转粘滞系数。在部分实施例中，更可使液晶组合物具有延迟值大于0nm且小于等于340nm的特性，以进一步地降低液晶组合物的穿透率对温度变化的敏感度。
本案中的传统液晶组合物、样本A、样本B、样本C、样本D的组成举例来说，列于下表3中。
表3

Claims (10)

1.一种液晶显示面板，包括：
第一基板；
第二基板；以及
液晶层，配置于所述第一基板与所述第二基板之间，包括液晶组合物，所述液晶组合物具有以下特性：
0<K33/K11≦1.05、0<K33≦14皮牛顿、0<γ1≦100mPa·s
其中K33为液晶组合物的弯曲弹性常数，K11为液晶组合物的展曲弹性常数及γ1为液晶组合物的旋转粘滞系数。
2.如权利要求1所述的液晶显示面板，其中所述液晶组合物的延迟值大于0nm且小于等于340nm。
3.如权利要求1所述的液晶显示面板，其中所述第一基板为彩色滤光基板或黑色矩阵基板或透明基板，所述第二基板为主动元件阵列基板或包括彩色滤光片的主动元件阵列基板。
4.如权利要求1所述的液晶显示面板，更包括：
第一电极，配置于所述第一基板上；以及
第二电极，配置于所述第二基板上，其中所述第一电极与所述第二电极的材质为铟锡氧化物或铟锌氧化物。
5.如权利要求4所述的液晶显示面板，更包括：
第一配向层，配置于所述第一电极上；以及
第二配向层，配置于所述第二电极上。
6.一种液晶显示面板，包括：
第一基板；
第二基板；以及
液晶层，配置于所述第一基板与该第二基板之间，包括液晶组合物，所述液晶组合物的延迟值大于0nm且小于等于340nm。
7.一种液晶显示面板的制造方法，包括：
提供第一基板与第二基板，其中所述第一基板与所述第二基板之间具有一液晶层；以及
于所述液晶层中添加液晶组合物，所述液晶组合物具有以下特性：
0<K33/K11≦1.05、0<K33≦14皮牛顿、0<γ1≦100mPa·s
其中K33为弯曲弹性常数，K11为展曲弹性常数、γ1为液晶组合物的旋转粘滞系数。
8.如权利要求7所述的液晶显示面板的制造方法，其中所述液晶组合物的延迟值大于0nm且小于等于340nm。
9.如权利要求7所述的液晶显示面板的制造方法，其中所述第一基板为彩色滤光基板或黑色矩阵基板或透明基板，所述第二基板为主动元件阵列基板或包括彩色滤光片的主动元件阵列基板。
10.如权利要求7所述的液晶显示面板的制造方法，更包括：
分别于所述第一基板与所述第二基板上形成第一电极与第二电极。
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