TWI628265B - 液晶顯示面板及其製造方法 - Google Patents
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Abstract
一種液晶顯示面板及其製造方法。液晶顯示面板之液晶組合物具有0<K33/K11≦1.05、0<K33≦14皮牛頓(pN)以及0<γ1≦100mPa．s等特性。
Description
本發明是有關於一種顯示裝置，且特別是有關於一種液晶顯示面板及其製造方法。
聚合物維持垂直配向式(Polymer Stabilized Vertical Alignment,PSVA)液晶顯示器具有高對比的優點，目前廣泛運用於業界量產之中。隨著顯示器響應速率要求的不斷提昇，開發具有快速響應速率的液晶材料為時勢所趨，液晶響應時間與其參數旋轉黏滯係數及彈性係數有相關，一般藉由降低旋轉黏滯係數或提高彈性係數來達到快速響應之目的。然而，液晶彈性係數的提高將同時提高液晶對於溫度的敏感性。隨著環境溫度升高，液晶在低灰階(驅動電壓約2~3伏特)產生電壓-穿透率曲線偏移(Voltage-Transmittance shift,V-T shift)的現象，進而使液晶顯示面板的伽瑪(Gamma)改變(亦即液晶顯示面板的亮度將被改變)，在背光模組溫度均勻性不佳的狀況下，將導致液晶顯示面板的亮度均勻性不佳。
本發明提供一種液晶顯示面板及其製造方法，可在提高液晶響應速率的同時改善液晶顯示面板亮度均勻性不佳的問題。
本發明的液晶顯示面板，包括第一基板、第二基板以及液晶層。其中液晶層配置於第一基板與第二基板之間，液晶層包括液晶組合物，液晶組合物具有0<K33/K11≦1.05、0<K33≦14皮牛頓(pN)、0<γ1≦100mPa．s等特性，其中K33為液晶組合物的彎曲(bend)彈性常數，K11為液晶組合物的展曲(splay)彈性常數及γ1為液晶組合物的旋轉黏滯係數。
在本發明的一實施例中，上述的液晶顯示面板更包括第一電極以及第二電極。其中第一電極配置於第一基板上。第二電極配置於第二基板上，其中第一電極與第二電極的材質包括銦錫氧化物或銦鋅氧化物。
在本發明的一實施例中，上述的液晶顯示面板更包括第一配向層以及第二配向層，其中第一配向層配置於第一電極上，第二配向層配置於第二電極上。
本發明的液晶顯示面板，包括第一基板、第二基板以及液晶層，其中液晶層配置於第一基板與第二基板之間，液晶層包括液晶組合物，液晶組合物之延遲值大於0nm且小於等於340nm。
本發明的液晶顯示面板的製造方法，包括下列步驟。提供第一基板與第二基板，其中第一基板與第二基板之間具有液晶層。於液晶層中添加液晶組合物，液晶組合物具有
0<K33/K11≦1.05、0<K33≦14皮牛頓(pN)、0<γ1≦100mPa．s等特性，其中K33為彎曲(bend)彈性常數，K11為展曲(splay)彈性常數、γ1為液晶組合物的旋轉黏滯係數。
在本發明的一實施例中，上述液晶組合物之延遲值大於0nm且小於等於340nm。
在本發明的一實施例中，上述的第一基板為彩色濾光基板，搭配的第二基板為主動元件陣列基板。
在本發明的一實施例中，上述的第一基板為黑色矩陣基板，搭配的第二基板為包括彩色濾光片的主動元件陣列基板。
在本發明的一實施例中，上述的第一基板為透明基板，搭配的第二基板為包括彩色濾光片的主動元件陣列基板。
在本發明的一實施例中，上述液晶顯示面板的製造方法更包括，分別於第一基板與第二基板上形成第一電極與第二電極。
在本發明的一實施例中，上述液晶顯示面板的製造方法更包括，分別於第一電極與第二電極上形成第一配向層與第二配向層。
基於上述，本發明藉由使用具有特定特性的液晶組合物來提高液晶響應速率，並同時改善液晶顯示面板亮度均勻性不佳的問題，其中液晶組合物具有0<K33/K11≦1.05、0<K33≦14皮牛頓(pN)以及0<γ1≦100mPa．s的特性，K33為液晶組合物的彎曲(bend)彈性常數，K11液晶組合物的為展曲(splay)彈性常數及γ1為液晶組合物的旋轉黏滯係數。此外，在一些實施例中，液晶組
合物具有延遲值大於0nm且小於等於340nm的特性，而可進一步地降低液晶組合物的穿透率對溫度變化的敏感度。
為讓本發明的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。
102、104‧‧‧基板
106、108‧‧‧電極
110、112‧‧‧配向層
114‧‧‧液晶層
202‧‧‧顯示面板
P1~P15‧‧‧指定位置
S302~S308、S402‧‧‧液晶顯示面板的製造方法的步驟
圖1繪示本發明一實施例之液晶顯示面板的示意圖。
圖2繪示本發明另一實施例之液晶顯示面板的示意圖。
圖3繪示本發明一實施例之液晶顯示面板的製造方法的流程示意圖。
圖4繪示本發明另一實施例之液晶顯示面板的製造方法的流程示意圖。
圖1繪示本發明一實施例之液晶顯示面板的示意圖，請參照圖1。液晶顯示面板可例如為聚合物維持垂直配向式液晶顯示面板，其包括基板102、基板104以及液晶層114，此外液晶顯示面板可以更包括電極106、電極108、配向層110、配向層112。電極106配置於基板102上，而電極108配置於基板104上，此外配向層110配置於電極106上，配向層112配置於電極108上，液晶層114則配置於配向層110與配向層112之間。其中基板102
可例如為彩色濾光基板，而基板104可例如為主動元件陣列基板，在其他實施例中，基板102亦可例如為黑色矩陣基板或透明基板，而基板104則可例如為包括彩色濾光片的主動元件陣列基板。另外電極106、電極108的材質可例如包括銦錫氧化物或銦鋅氧化物，而配向層110、配向層112則可例如包括聚醯亞胺(polyimide)的材質。
液晶層114包括液晶組合物，液晶組合物可例如屬於負型液晶，然不以此為限，其介電異方向性小於0，組成成分無特別限制，但必須使液晶組合物具有0<K33/K11≦1.05、0<K33≦14皮牛頓(pN)、0<γ1≦100mPa．s等特性，其中K33為液晶組合物的彎曲(bend)彈性常數，K11為液晶組合物的展曲(splay)彈性常數及γ1為液晶組合物的旋轉黏滯係數，當K33、K11增加時可使液晶組合物的響應時間變短，而旋轉黏滯係數γ1增加則會使液晶組合物的響應時間變長。
進一步來說，液晶組合物可例如含有作為下述第一成分的選自以式(1)所表示的化合物的群組的至少一種化合物、以及作為第二成分的選自以式(2)所表示的化合物的群組的至少一種化合物。
式(1)中，Y1及Y2各自獨立為-CH=CH2(乙烯基)、-CH=CHCH3、-CH=CHF、-CH=CF2、碳數為1至6的烷基，
例如propyl(丙基)、hexyl(己基)、碳數為1至6的烷氧基，例如ethoxyl(乙氧基)或methoxyl(甲氧基)；環A及環B各自獨立為1,4-伸環己基或1,4-伸苯基；m及n各自獨立為0至3的整數，m+n≧2。
式(2)中，Y3為碳數為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為碳數為1至4的烷氧基或碳數為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為單鍵、-C2H4-、-COO-、-OCO-或-CH=CH-；環C及環D各自獨立為1,4-伸環己基或1,4-伸苯基；R為F(氟)、Cl(氯)、Br(溴)、CF3(三氟甲基)或CN(氰基)；p及q各自獨立為0至3的整數，p+q≧1，r為0至4的整數，當r≧2時，R各自可為相同或不同。
藉由將液晶組合物的特性調整如上，即可提高液晶響應速率，並同時改善液晶顯示面板亮度均勻性不佳的問題，舉例來說，表1為傳統液晶組合物以及符合上述液晶組合物特性的樣本A、樣本B的穿透率與電壓-穿透率位移(V-T shift)比較表，請參照表1。
如表1所示，傳統液晶組合物與樣本A具有相同臨界電壓(threshold voltage)，而樣本B具有較大之臨界電壓，臨界電壓為使液晶分子開始轉動的電壓，其可例如設定為液晶組合物之穿透率為10%時所對應之施加在液晶組合物上的電壓值。樣本A、樣本B的K33值皆小於14且K33/K11之比值皆小於1.05，而傳統液晶組合物的K33值則大於14且K33/K11之比值大於1.05。此外傳統液晶組合物與樣本A、樣本B的延遲值則差不多相同。由實驗結果可看出，在相同的起始電壓以及相同的偏壓(本實施例之偏壓為2.5伏特)下，樣本A以及樣本B皆具有較低的電壓-穿
透率位移。電壓-穿透率位移的計算方式為，先將液晶組合物在高溫(65℃)時所對應的穿透率減去液晶組合物在低溫(25℃)時所對應的穿透率以得到一差值，再將此差值除以液晶組合物在低溫(25℃)時所對應的穿透率，以獲得電壓-穿透率位移的百分比值。在表一實施例中，樣本A、樣本B的電壓-穿透率位移百分比皆小於傳統液晶組合物，亦即樣本A、樣本B在相同偏壓下，溫度由低溫(25℃)升至高溫(65℃)所對應的穿透率變化百分比較傳統液晶組合物小，樣本A、樣本B相較於傳統液晶組合物具有穿透率對溫度變化的敏感度較小的優點。
此外，表1中之最大亮度差與中心穿透率的量測方式可例如為對圖2所示之顯示面板202上所指定之15個位置P1~P15進行量測，其中最大亮度差為在顯示面板的15個位置P1~P15上升溫前後之亮度的差值百分比的最大值，中心穿透率為在顯示面板的中心位置P8上穿透率，此外響應時間Toff為對液晶組合物施加一定電壓後釋放電壓，液晶由某角度轉動回復至定位所需的時間。當顯示面板溫度升高且穩定後，左右兩側的位置(亦即位置P1~P6、P10~P15)將具有較高的溫度，而中心位置(亦即位置P7~P9)則將具有較低的溫度。由表1可知，在相同的溫度環境下，樣本A以及樣本B在顯示面板升溫前後的最大亮度變化皆低於傳統液晶組合物的最大亮度變化，亦即樣本A以及樣本B擁有較低的亮度變化量。此外，比較樣本A與傳統液晶組合物的顯示面板中心穿透率可知，在相同的臨界電壓下，即使降低樣本A的彈性係數
K11、K33，只要樣本A的K33/K11比值低於1.05，樣本A亦可維持與傳統液晶組合物相同水準的中心穿透率。另外，在拉高液晶組合物的臨界電壓的情形下(如樣本B)，其亦可維持相同水準的中心穿透率。
此外，在部分實施例中，還可透過將液晶組合物的延遲值設定為大於0nm且小於等於340nm，如此可進一步地降低液晶組合物的穿透率對溫度變化的敏感度，而達到提高液晶響應速率，並同時改善液晶顯示面板亮度均勻性不佳的問題的目的。舉例來說，表2為傳統液晶組合物以及樣本C、樣本D的穿透率與電壓-穿透率位移(V-T shift)比較表，請參照表2。
在表2的例子中，樣本C的K33值小於14且K33/K11之比值小於1.05，而樣本D的K33/K11之比值則大於1.05，且其
K33值大於14，另外樣本C與樣本D的延遲值則皆小於340nm。由實驗結果可看出，在延遲值小於340nm的情形下，確實可有效地降低電壓-穿透率位移，使液晶組合物之穿透率對溫度變化的敏感度降低。其中，即使樣本D的K33/K11之比值大於1.05且K33值大於14仍可降低電壓-穿透率位移，然由表2之樣本C與樣本D的實驗數據可知，當K33/K11之比值大於1.05且K33值大於14時，電壓-穿透率位移將會明顯地回升，但仍低於傳統液晶組合物的電壓-穿透率位移。
圖3繪示本發明一實施例之液晶顯示面板的製造方法的流程示意圖，請參照圖3，本發明實施例之液晶顯示面板的製造方法包括下列步驟。首先，提供一第一基板與一第二基板(步驟S302)，其中第一基板為彩色濾光基板或黑色矩陣基板或透明基板，第二基板為主動元件陣列基板或包括彩色濾光片之主動元件陣列基板。然後，分別於第一基板與第二基板上形成第一電極與第二電極(步驟S304)。接著，分別於第一電極與第二電極上形成第一配向層與第二配向層(步驟S306)。之後，於第一基板與第二基板之間的液晶層中添加液晶組合物，其中液晶組合物具有0<K33/K11≦1.05、0<K33≦14皮牛頓(pN)、0<γ1≦100mPa．s等特性(步驟S308)，K33為彎曲(bend)彈性常數，K11為展曲(splay)彈性常數、γ1為該液晶組合物的旋轉黏滯係數。
圖4繪示本發明另一實施例之液晶顯示面板的製造方法的流程示意圖，請參照圖4。本實施例與圖3之實施例的不同之處
在於，在本實施例的步驟S402中，液晶組合物更包括了延遲值大於0nm且小於等於340nm的特性，如此可進一步地降低液晶組合物的穿透率對溫度變化的敏感度。
綜上所述，本發明實施例藉由使用具有特定特性的液晶組合物來提高液晶響應速率，並同時改善液晶顯示面板亮度均勻性不佳的問題，其中液晶組合物具有0<K33/K11≦1.05、0<K33≦14皮牛頓(pN)以及0<γ1≦100mPa．s的特性，K33為液晶組合物的彎曲(bend)彈性常數，K11液晶組合物的為展曲(splay)彈性常數及γ1為液晶組合物的旋轉黏滯係數。在部分實施例中，更可使液晶組合物具有延遲值大於0nm且小於等於340nm的特性，以進一步地降低液晶組合物的穿透率對溫度變化的敏感度。
Claims (7)
- 一種液晶顯示面板，包括：一第一基板；一第二基板；以及一液晶層，配置於該第一基板與該第二基板之間，包括一液晶組合物，該液晶組合物具有以下特性：0<K33/K11≦1.05、0<K33≦14皮牛頓、0<γ1≦100mPa．s其中K33為該液晶組合物的彎曲彈性常數，K11為該液晶組合物的展曲彈性常數及γ1為該液晶組合物的旋轉黏滯係數，以及該液晶組合物之延遲值大於0nm且小於等於340nm。
- 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示面板，其中該第一基板為一彩色濾光基板或黑色矩陣基板或透明基板，該第二基板為一主動元件陣列基板或包括彩色濾光片之主動元件陣列基板。
- 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示面板，更包括：一第一電極，配置於該第一基板上；以及一第二電極，配置於該第二基板上，其中該第一電極與該第二電極的材質包括銦錫氧化物或銦鋅氧化物。
- 如申請專利範圍第3項所述之液晶顯示面板，更包括：一第一配向層，配置於該第一電極上；以及一第二配向層，配置於該第二電極上。
- 一種液晶顯示面板的製造方法，包括：提供一第一基板與一第二基板，其中該第一基板與該第二基板之間具有一液晶層；以及於該液晶層中添加一液晶組合物，該液晶組合物具有以下特性：0<K33/K11≦1.05、0<K33≦14皮牛頓(pN)、0<γ1≦100mPa．s其中K33為彎曲(bend)彈性常數，K11為展曲(splay)彈性常數、γ1為該液晶組合物的旋轉黏滯係數，以及該液晶組合物之延遲值大於0nm且小於等於340nm。
- 如申請專利範圍第5項所述之液晶顯示面板的製造方法，其中該第一基板為一彩色濾光基板或黑色矩陣基板或透明基板，該第二基板為一主動元件陣列基板或包括彩色濾光片之主動元件陣列基板。
- 如申請專利範圍第5項所述之液晶顯示面板的製造方法，更包括：分別於該第一基板與該第二基板上形成一第一電極與一第二電極。
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