CN100334493C

CN100334493C - 用于聚合物稳定配向过程的单体以及包括该单体生成的聚合物的液晶显示面板

Info

Publication number: CN100334493C
Application number: CNB2004100472901A
Authority: CN
Inventors: 杨凯能
Original assignee: AU Optronics Corp
Current assignee: AUO Corp
Priority date: 2004-05-28
Filing date: 2004-05-28
Publication date: 2007-08-29
Anticipated expiration: 2024-05-28
Also published as: CN1584710A

Abstract

本发明提供用于聚合物稳定配向过程的单体以及包括该单体生成的聚合物的液晶显示面板，该单体具有下述化学结构式(1).其中m在0～11之间，n在1～5之间，R包括氢原子或甲基。

Description

用于聚合物稳定配向过程的单体以及包括该单体生成的聚合物的液晶显示面板

发明领域

本发明涉及用于聚合物稳定配向过程(polymer stability alignmentprocess)的单体以及包括该单体生成的聚合物的液晶显示面板。

现有技术

液晶显示器已被广范地应用在各种电子产品中，如手机、个人数字助理及笔记计算机等，而且随着大尺寸平面显示器市场的快速发展，具有轻薄短小特性的液晶显示器更是扮演着相当重要的角色，其逐渐取代阴极射线管显示器成为市场主流。然而，由于传统液晶显示器具有两个较大的技术缺点，一是其可视角的限制，二是其反应时间的延迟，因而限制了传统液晶显示器的发展。考虑到这些情况，一种可增加视角以及反应时间的多区域垂直配向(multi-domain vertical alignment，MVA)液晶显示面板便因应而生。

参考图1与图2，图1为已知多区域垂直配向液晶显示面板在未施加任何电压时的示意图，图2是图1所示的多区域垂直配向液晶显示面板在施加电压时的示意图。如图1所示，多区域垂直配向液晶显示面板10包含下基板12，设置在下基板12上方的上基板14，以及填充在上基板14与下基板12之间的液晶分子层16。此外，液晶显示面板10还包含设置在下基板12上的导电层18，设置在上基板14与液晶分子层16之间的导电层20，设置在导电层18与液晶分子层16之间的配向膜22，以及设置在导电层20与液晶分子层16之间的配向膜24。其中，导电层18是用来作为各像素的像素电极并包含多个开口(slit)28，导电层20是用来作为共通电极，并且在导电层20之上设置有多个突起结构26，突起结构可用来使位于突起结构26上的各液晶分子16a产生预倾斜角(pretilt angle)。通常，上基板14与下基板12是由透明材料(例如：玻璃或石英)所构成，导电层18与20通常是由有氧化铟锡或氧化铟锌等透明导电材料所构成，配向膜22与24通常是由聚酰亚胺所构成。

如图2所示，当导电层18与导电层20对液晶分子层16施加电场时，液晶分子层16内的各液晶分子16a将会依据该电场而产生相对应的偏转，并且因为各突起结构26与各开口28的原因，所以各液晶分子16a在受到电场驱动时会朝着不同的方向偏转。这个特点使得多区域垂直配向液晶显示面板10具有广视角的特性，从而允许使用者从不同的角度观看液晶显示面板10都不会产生亮度差异过大的情形。

然而，由于已知的多区域垂直配向液晶显示面板10是利用突起结构26来使液晶分子16a产生预倾斜角，因此已知技术必须利用薄膜沉积过程、光刻(lithography)过程以及蚀刻过程等，在导电层20上形成各突起结构26，因而不仅提高了过程的复杂度，而且会增加制造成本。此外，因为各突起结构26通常会遮蔽部分的光线，所以各突起结构26会减少像素的开口率，进而降低液晶显示面板10的画面亮度。另一方面，由于配向膜22与24通常是由聚酰亚胺所构成，而聚酰亚胺的侧链会与各液晶分子16a产生相互作用，进而降低各液晶分子16a的反应速度。

附图简述

图1是已知多区域垂直配向液晶显示面板在未施加任何电压时的示意图。

图2是图1所示的多区域垂直配向液晶显示面板在施加电压时的示意图。

图3是本发明优选实施方案的多区域垂直配向液晶显示面板的俯视图。

图4是图3所示的液晶显示面板沿切线4-4’的剖面示意图。

图5是图3所示的液晶显示面板沿切线5-5’的剖面示意图。

图6是图4与图5所示的聚合物的化学结构式。

图7是图6所示的聚合物的单体的化学结构式。

图8～10是本发明优选实施方案的液晶显示面板的制作方法示意图。

发明内容

因此，本发明的一个目的是：为解决上述问题，提供用于聚合物稳定配向过程的单体。

本发明的另一目的是：为解决上述问题，提供一种液晶显示面板。

根据本发明的目的，本发明的优选实施方案提供一种用于聚合物稳定配向过程的单体，该单体包含下述化学结构式(1)：

根据本发明的另一目的，本发明的优选实施方案提供一种液晶显示面板，其包含第一基板，第二基板，设置在所述第一基板与第二基板之间的液晶分子层，以及分别设置在所述第一基板与第二基板上并用来使液晶分子层内的各液晶分子具有预倾斜角的多个聚合物，其中所述的各聚合物系包含下述化学结构式(2)：

由于本发明的液晶显示面板利用所述聚合物来使各液晶分子产生预倾斜角，因此本发明可达到减少过程步骤、降低制造成本、提高画面亮度以及缩短反应时间等效果。

实施方案

参考图3～5，图3是本发明优选实施方案的多区域垂直配向液晶显示面板的俯视图，图4是图3所示的液晶显示面板沿切线4-4’的剖面示意图，图5是图3所示的液晶显示面板沿切线5-5’的剖面示意图。如图3～5所示，多区域垂直配向液晶显示面板30包含下基板32，设置在下基板32之上的上基板34(未显示在图3中)，以及形成在上基板34与下基板32之间的液晶分子层36(未显示在图3)。此外，如图3所示，下基板32的表面包含多条扫描线38，多条垂直于扫描线38的数据线40，分别设置在各扫描线38与各数据线40的相交处并用来作为各像素的开关组件的多个薄膜晶体管42，以及分别导电连接至各薄膜晶体管42的源极并用来作为像素电极的多个导电层46，其中未被各导电层46覆盖的地方是开口48，而为了避免附图之间产生混淆，图3仅显示像素以及该像素内部的薄膜晶体管42与导电层46等结构。通常，上基板34与下基板32是由透明材料(例如：玻璃或石英)所构成。

此外，如图4与图5所示，液晶显示面板30还包含设置在上基板34与液晶分子层36之间的导电层50，设置在导电层50与液晶分子层36之间的配向膜54，以及设置在导电层46与液晶分子层36之间的配向膜52。并且，当导电层50与导电层46对液晶分子层36施加电场时，液晶分子层36内的各液晶分子36a将会依据该电场而产生相对应的偏转，并由于各导电层46的形状的原因，各液晶分子36a会朝着图3所示的a、b、c与d等四个方向偏转，进而达到多象限排列的特性，并使液晶显示面板30形成多区域垂直配向液晶显示面板。通常，导电层46与50通常是由有氧化铟锡或氧化铟锌等透明导电材料所构成，配向膜52与54通常是由聚酰亚胺所构成。

另一方面，如图4与图5所示，液晶显示面板30还包含多个聚合物56，倾斜地形成在配向膜52和配向膜54之上，并且各聚合物56均用来使各液晶分子36a产生预倾斜角，其中各聚合物56是经过聚合物稳定配向过程而形成在配向膜52和54上。并且，参考图6～7，图6是图4与图5所示的聚合物56的化学结构式，图7是图6所示的聚合物的单体的化学结构式。如图6～7所示，y通常在2～40之间，m在0～11之间，n优选在1～5之间，R可以是氢原子或是甲基(CH₃)。此外，图7所示的单体56a的偶极距优选为0或为小于0.1，并且单体56a通常会经过纯化步骤，例如高效液相色谱法(HPLC)分析或梯度法(gradient method)，以使单体56a的纯度大于80％，进而可以避免单体56a污染其它的液晶分子。通常，单体56a的合成方法有很多种，例如，图7所示的单体56a可由下述适当比例的化学结构式(3)、(4)与(5)的单体反应形成，

HO-(CH₂)_q-X (5)，

其中X是卤素(例如氟、氯、溴或碘)，q可根据m的数值来调整。

接下来，参考图8～10，图8～10是本发明优选实施方案的液晶显示面板的制作方法示意图。如图8所示，首先提供下基板32与上基板34，并进行面板组立过程来组装上基板34与下基板32，其中下基板32包含上述扫描线38、数据线40、薄膜晶体管42、像素电极46与配向膜52等元件，上基板34包含彩色滤光片(未显示)、共通电极50与配向膜54等元件。随后，将图7所示的单体56a加入液晶分子溶液内，以形成混和溶液，之后并进行液晶滴注(ODF)过程，以将该混合溶液注入上基板34与下基板32之间。

然后，如图9～10所示，进行聚合物稳定配向过程，以在配向膜52与54上形成各聚合物56。并且，如图9所示，在聚合物稳定配向过程中，先反复地在共通电极50与各像素电极46之间施加电压，以使各液晶分子36a均偏转到预定方向。随后，如图10所示，待各液晶分子36a偏转到该预定方向之后，在共通电极50与像素电极46之间维持固定电压，接着并利用光58照射液晶显示面板30，以使液晶分子层36内的单体56a沿着各液晶分子36a的排列方向逐步地聚合生成各聚合物56，其中光58可以是可见光或是紫外光。此外，本发明的其它实施例亦可利用热聚合的方法来使液晶分子层36内的单体56a聚合生成各聚合物56。

值得注意的是，由于图7所示的单体56a具有苯环结构，所以各单体56a具有结构较强的硬端，因此在图9所示的聚合物稳定配向过程中，各液晶分子36a可通过推动单体56a的硬端，来使各单体56a沿着各液晶分子36a的排列方向而排列，从而通过单体56a所聚合生成的聚合物56便可倾斜地形成在配向膜52与54之上。此外，由于本发明的单体56a具有0～10个烷基结构，所以本发明可利用烷基结构来调整液晶分子与单体56a的互溶性与溶解度，进而使单体56a可均匀地分散在液晶分子溶液中，并在聚合物稳定配向过程中形成品质稳定的聚合物56。另外，因为单体56a的偶极距为0或小于0.1，所以单体56a几乎不会受到电场的影响；换言之，当液晶分子层36受到电场驱动时，即使液晶分子层36内残留有部分的单体56a，残余的单体56a也不会影响各液晶分子36a的偏转。另一方面，各单体56a的R基可用来吸收光58或是吸收热能，以使各单体56a可聚合生成聚合物56。

与已知技术相比，由于本发明的液晶显示面板30利用聚合物56来使液晶分子36a产生预倾斜角，因此本发明不需要在导电层50之上设置突起结构，因而可减少过程步骤并降低制造成本，进而可提高液晶显示面板30的画面亮度。此外，因为本发明的各聚合物56使各液晶分子36a具有预倾斜角，亦即当各液晶分子36a未受到电场驱动时，各液晶分子36a已倾斜地靠着各聚合物56，因此当各液晶分子36a受到电场驱动时，各液晶分子36a便可迅速地偏转到适当的方向，进而缩短液晶显示面板30的反应时间。

以上所述仅为本发明的优选实施方案，在本发明的权利要求范围内所做的等价变化与修改，都应该在本发明的范围之内。

Claims

1.用于聚合物稳定配向过程的单体，其具有下述化学结构式(1)：

其中R包括氢原子(H)或甲基(CH₃)，m在0～11之间，n在1～5之间。

2.一种液晶显示面板，其包括：

第一基板；

第二基板；

设置在所述第一基板与第二基板之间的液晶分子层；以及

分别设置在所述第一基板与第二基板上并用来使所述液晶分子层内的各液晶分子具有预倾斜角的多个聚合物，其中所述各聚合物包含下述化学结构式(2)：

其中y在2～40之间，R包括氢原子或甲基，m在0～11之间，n在1～5之间。