显示面板及其制造方法与流程

文档序号:14268374阅读:229来源:国知局

本发明是有关于一种显示面板的制造方法,且特别是有关于一种涉及聚合物墙工艺的显示面板及其制造方法。



背景技术:

在显示面板的技术领域中,有一些实务上的问题需要解决。例如,需要增强触控面板按压的信赖性、减少液晶胞(cell)中的间隙体(spacer)的移动以及维持可挠性面板中的液晶胞间隙(cellgap)等问题。因此,以聚合物墙(polymerwall)支撑液晶胞的技术开始受到重视。

在聚合物墙的工艺中,会事先将液晶分子与液晶活性单体(reactivemonomers)混合之后,再以准直紫外线光源配合掩模局部照射,使聚合物墙形成在特定位置。

然而,若上述局部照射步骤不精准或不充分,则聚合物墙结构不易形成在预定区域或是不易形成预定的聚合物墙结构。



技术实现要素:

有鉴于此,本发明的一实施例提供一种显示面板及其制造方法,可以解决上述的曝光范围不足以及大角度的混色的问题。

本发明的一实施例的显示面板的制造方法包括:提供彩色滤光基板、提供对向基板、提供包括多个液晶分子以及多个液晶活性单体的液晶层以及由彩色滤光基板侧提供光源,使由光源发出的光透过光辅助层至液晶层,以使液晶活性单体转变为聚合物墙结构。

在本发明的一实施例中,上述的光辅助层的高度大于彩色滤光层的高度。

在本发明的一实施例中,上述的聚合物墙结构的宽度大于光辅助层的宽度。

在本发明的一实施例中,位于上述的光辅助层的两侧的彩色滤光层的颜色相同。

在本发明的一实施例中,上述的聚合物墙结构具有光学等向性。

在本发明的一实施例中,当上述的聚合物墙结构位于上偏光层以及下偏光层之间的状态下,以光学装置观察聚合物墙时,聚合物墙结构呈现深色。

本发明的一实施例的显示面板包括:包括多个彩色滤光层及光辅助层的基板、对向基板、液晶层以及位于液晶层中且实质上与光辅助层至少部分重叠的聚合物墙结构。

在本发明的一实施例中,上述的光辅助层的高度大于彩色滤光层的高度。

在本发明的一实施例中,上述的聚合物墙结构的宽度等于或大于光辅助层的宽度。

在本发明的一实施例中,位于上述的光辅助层的两侧的彩色滤光层的颜色相同。

在本发明的一实施例中,上述的聚合物墙结构具有光学等向性。

在本发明的一实施例中,上述的光辅助层的材料包含固化性树脂组合物。

在本发明的一实施例中,当上述的聚合物墙结构位于上偏光层以及下偏光层之间的状态下,以光学装置观察聚合物墙时,聚合物墙结构呈现深色。

基于上述,透过本发明的一实施例的显示面板及其制造方法,可以解决上述的曝光范围不足以及大角度的混色的问题。

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1a是依照本发明的一实施例的显示面板的局部俯视示意图。

图1b是图1a中剖线aa’以及显示面板的局部周边区的剖面示意图。

图2a是本发明的显示面板的变形例的俯视示意图。

图2b是本发明的显示面板的变形例的俯视示意图。

图2c是本发明的显示面板的变形例的俯视示意图。

图2d是本发明的显示面板的变形例的俯视示意图。

图3a至图3e为本发明的显示面板的制造方法的流程图。

图4a为本发明的显示面板的制造方法的流程图。

图4b为本发明的显示面板的制造方法的变形例的流程图。

其中,附图标记说明如下:

1:显示面板

10:彩色滤光基板

12:第一基底

122:预定区

124:像素区

14:光辅助层

16:彩色滤光层

16r:红色滤光层

16b:蓝色滤光层

16g:绿色滤光层

17:黑色矩阵

18:间隙体

20:对向基板

30:液晶层

32:液晶分子

34、35:液晶活性单体

40、42:聚合物墙结构

50:掩模

h1、h2:高度

w1、w2、w3:宽度

hv、hv’:光

具体实施方式

本文的示意图仅是用以示意本发明部分的实施例。因此,示意图中所示的各个组件的形状、数量及比例大小不应被用来限制本发明。举例来说,示意图中的预定区以及像素区的实际数量、大小以及形状仅是用来作为示意,并不代表本发明的预定区以及像素区的实际数量、大小以及形状一定要如图中所示。

图1a是依照本发明的一实施例的显示面板1的局部俯视示意图。图1b是图1a中剖线aa’以及显示面板的局部周边区的剖面示意图。

请同时参考图1a与图1b,显示面板1包括彩色滤光基板10、对向基板20、液晶层30以及聚合物墙结构40。在本实施例中,对向基板20例如为主动组件数组基板,举例为薄膜晶体管像素数组基板,但不以此为限。在其他变化例中,对向基板20例如为空白基板,彩色滤光基板10例如为coa(colorfilteronarray)基板,但不以此为限。

彩色滤光基板10包括第一基底12、光辅助层14以及多个彩色滤光层16。此外,彩色滤光基板10更包括黑色矩阵17。

第一基底12具有预定区122以及多个像素区124。在一实施例中,第一基底12的材质可为玻璃、石英、有机聚合物或其他可以透光的材质。

光辅助层14设置于第一基底12上并实质上位于预定区122内而不位于像素区124内,亦即光辅助层1完全位于预定区122内或是光辅助层1的绝大部分位于预定区122内而有小部分超出预定区122。光辅助层14的材质只要能够符合紫外光可以穿透、适宜用于光刻工艺以及热稳定性高等特点,则没有特别限制。在一实施例中,光辅助层14的材质包含固化性树脂组合物。

光辅助层14可由固化性树脂组合物来形成,固化性树脂组合物可包括:碱可溶性树脂、乙烯性不饱和单体、封端多异氰酸酯、光起始剂、多官能环氧化合物和/或其聚合物、添加物以及溶剂。

碱可溶性树脂可为甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸仲丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸异丙酯、甲基丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸2-甲基环己酯、丙烯酸二环戊烯酯、丙烯酸二环戊烷酯、甲基丙烯酸二环戊烯酯、甲基丙烯酸二环戊烷酯、丙烯酸1-金刚烷基酯、甲基丙烯酸1-金刚烷酯、乙氧基甲基丙烯酸二环戊烷酯、甲基丙烯酸异冰片酯、丙烯酸环己酯、丙烯酸2-甲基环己酯、乙氧基丙烯酸二环戊烷酯、丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸苯酯、丙烯酸苯酯、丙烯酸芐酯、甲基丙烯酸2-羟乙酯、苯乙烯、邻甲基苯乙烯、间甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯、对甲氧基苯乙烯、1,3-丁二烯、异戊二烯、2,3-二甲基-1,3-丁二烯、聚亚酰胺等化合物。此外,单体可仅使用一种,也可使用多种。

基于碱可溶性树脂的总含量为100重量份,乙烯性不饱和单体的含量为2至50重量份,较佳为15至45重量份,在上述范围内,在碱性水溶液中的溶解度为理想。

基于碱可溶性树脂的总含量为100重量份,封端多异氰酸酯的含量为2至50重量份,较佳为15至45重量份。

基于碱可溶性树脂的总含量为100重量份,光起始剂的含量为0至1重量份,较佳为0.01至0.5重量份。

多官能环氧化合物和/或其聚合物可列举:丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、α-乙基丙烯酸缩水甘油酯、α-正丙基丙烯酸缩水甘油酯、α-正丁基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸β-甲基缩水甘油酯、甲基丙烯酸β-甲基缩水甘油酯、丙烯酸β-乙基缩水甘油酯、甲基丙烯酸β-乙基缩水甘油酯、丙烯酸3,4-环氧丁酯、甲基丙烯酸3,4-环氧丁酯、丙烯酸6,7-环氧庚酯、甲基丙烯酸6,7-环氧庚酯、α-乙基丙烯酸6,7-环氧庚酯、邻乙烯基芐基缩水甘油醚、间乙烯基芐基缩水甘油醚、对乙烯基芐基缩水甘油醚、甲基丙烯酸3,4-环氧环己基酯等具有环氧基的乙烯性不饱和化合物,或者该些化合物的聚合物或者共聚物。此外,多官能环氧化合物和/或其聚合物可仅使用一种,也可使用多种。

基于碱可溶性树脂的总含量为100重量份,多官能环氧化合物和/或其聚合物的含量为0至10重量份,较佳为2至8重量份。

基于碱可溶性树脂的总含量为100重量份,溶剂的含量为20至90重量份,较佳为50至80重量份。

在一实施例中,光辅助层14的高度h1为1.0μm至10.0μm,较佳为3.0μm至5.0μm。

在一实施例中,光辅助层14的宽度w1为5.0μm至30.0μm,较佳为5μm至20μm。

彩色滤光层16设置于第一基底12上并位于像素区124内。在一实施例中,彩色滤光层16可包含红色滤光层16r、蓝色滤光层16b以及绿色滤光层16g。

在一实施例中,光辅助层14的高度h1大于彩色滤光层16的高度h2。彩色滤光层16的高度h2为1μm至5μm,较佳为1.2μm至4μm。

红色滤光层16r、蓝色滤光层16b以及绿色滤光层16g在像素区124内的设置方式并无特别限制。在本实施例中,位于光辅助层14的两侧的彩色滤光层16的颜色可相同,举例来说,以图1b中最左侧的光辅助层14来说,最左侧的光辅助层14两侧的彩色滤光层16皆为绿色滤光层16g。如图1a所示,在一个像素区124内分别设置有一个红色滤光层16r、一个蓝色滤光层16b以及一个绿色滤光层16g,且在红色滤光层16r与蓝色滤光层16b之间以及蓝色滤光层16b与绿色滤光层16g之间均设置黑色矩阵17。

各个像素区124内的彩色滤光层16的设置方式无需相同,位于光辅助层14的两侧的彩色滤光层16的颜色可相同,如同图2a的变形例所示,图2a与图1a的差异仅在于:在图2a的各个像素区124中,彩色滤光层16的设置方式并不完全相同,但任意两个相邻的像素区124之间,位于光辅助层14的两侧的彩色滤光层16的颜色皆相同。

或者,也可如同图2b的变形例所示,以在一个像素区124内设置两个像素的方式设置红色滤光层16r、蓝色滤光层16b以及绿色滤光层16g,并以黑色矩阵17区隔各个彩色滤光层。图2b与图1a的差异仅在于:在图2b的像素区124中,每一像素区124在x方向上对应两个像素的宽度(约为6个子像素的宽度),每一像素区124在y方向上对应一个像素的长度。

或者,也可如同图2c的变形例所示,以在一个像素区124内设置呈现数组排列的四个像素的方式设置红色滤光层16r、蓝色滤光层16b以及绿色滤光层16g,并以黑色矩阵17区隔各个彩色滤光层。图2c与图1a的差异仅在于:在图2c的像素区124中,每一像素区124在x方向上对应两个像素的宽度(约为6个子像素的宽度),每一像素区124在y方向上对应两个像素的长度(约为2个子像素的长度)。

或者,也可如同图2d的变形例所示,以在一个像素区124内设置呈现数组排列的四个像素的方式设置红色滤光层16r、蓝色滤光层16b以及绿色滤光层16g,并以黑色矩阵17区隔各个彩色滤光层。图2d与图2c的差异仅在于:y方向上的彩色滤光层16的颜色的排列方式与图2c不同,但任意两个相邻的像素区124之间,位于光辅助层14的两侧的彩色滤光层16的颜色仍然相同。

在一实施例中,黑色矩阵17的宽度w2与光辅助层14的宽度w1大致上相同。黑色矩阵17的宽度w2为1μm至20μm,较佳为3μm至15μm。

液晶层30设置于彩色滤光基板10以及对向基板20之间,液晶层30包括多个液晶分子以及多个液晶活性单体(图1b中未绘示)。

液晶分子可列举:可被水平电场转动或切换的液晶分子或者是可被垂直电场转动或切换的液晶分子,但不限于此。

液晶活性单体可列举由下列式(1)至式(7)所示的化合物:

式(1)至式(5)中,r表示氢(h)、氟(f)、氯(cl)、氰(cn)、scn、-sf5h、no2、具有1至12个碳原子的单链或支链烷基、或-x2-sp2-p2。x1与x2各自独立表示-o-、-s-、-och2-、-co-、-coo-、-oco-、-co-n0r-、-n0r-co-、-sch2-、-ch2s-、-ch=ch-coo-、-ooc-ch=ch-或单键。p1与p2各自独立表示一聚合基团;sp1表示一间隔基团(spacergroup)或一单一基团;m≧1;n≧1。m个l各自独立表示氟、氯、氰或具有1至7个碳原子的烷基、烷羰基(alkylcarbonyl)、烷氧羰基(alkoxycarbonyl)或烷羰氧基(alkylcarbonyloxy)。g1、g2各自独立表示-o-、-s-、-co-、-coo-、-oco-、-och2-、-sch2-、-ch2s-、-ch=ch-coo-、-ooc-ch=ch-、-cf2o-、-ocf2-、-cf2s-、-scf2-、-c2h4-、-cf2ch2-、-ch2cf2-、-cf2cf2-、-ch=ch-、-cf=cf-、-c≡c-或单键。此外,当r为具有1至12个碳原子的单链或支链烷基时,其中一至二个不相邻的ch2基团可另外由-o-、-s-、-ch=ch-、-co-、-oco-、-coo-、-s-co-、-co-s-或-c≡c-(alkyne)所置换,且o及/或s原子不直接彼此键结。当l为具有1至7个碳原子的烷基、烷羰基、烷氧羰基或烷羰氧基时,其一或多个h原子可另外被f或cl所置换。

式(7)中,r’各自独立表示具有1至12个碳原子的经取代或未经取代的烷基、或者具有1至12个碳原子的经取代或未经取代的烷氧基。

此处所谓“聚合基团”可包含丙烯酸酯基或者甲基丙烯酸酯基等等。

在本发明的较佳实施例中,液晶活性单体可列举由下列式(8)或式(9)所示的化合物:

此外,在本发明的较佳实施例中,光起始剂更可包含选自氧苯酮、二苯甲酮、苯并三唑、1-羟基环己基苯基酮、艳佳固(irgacure)651、3690、819(皆为商品名,汽巴(ciba)公司制造)以及该些化合物的衍生物的光起始剂。

基于液晶分子的总使用量为100重量份,液晶活性单体的总使用量为大于0且小于或等于30重量份,较佳为3至20重量份。

聚合物墙结构40位于液晶层30中,且聚合物墙结构40实质上与光辅助层14至少部分重叠。聚合物墙结构40是透过由彩色滤光基板10侧提供一光源,使由光源发出的光透过光辅助层14至液晶层30,以使液晶层30中的液晶活性单体转变为聚合物墙结构40。

在一实施例中,聚合物墙结构40的宽度w3大于光辅助层14的宽度w1。聚合物墙结构40的宽度w3为1μm至40μm,较佳为5μm至30μm。

聚合物墙结构40具有光学等向性(即其折射率异向性(δn)的值为0),因此,当聚合物墙结构40位于一上偏光层以及一下偏光层之间(未绘示)的状态下,以一光学装置观察聚合物墙结构40时,聚合物墙结构40呈现深色,而能够与黑色矩阵17起到相同或类似的作用。

本实施例利用显示面板1中的光辅助层14以及彩色滤光层16的特定设置方式,而能够维持彩色滤光层之间的间隙。因此,能解决在部分区域出现曝光范围不足的问题,且能避免大角度的光所产生的混色问题。在另一方面,无须透过coa工艺也能够做出适宜的聚合物墙结构。

图3a至图3e以及图4a、图4b为本发明的一实施例的显示面板的制造方法的流程图。在此必须说明的是,图3a至图3e沿用图1a、图1b的实施例的组件标号与部分内容,其中采用相同或近似的标号来表示相同或近似的组件,并且省略了相同技术内容的说明。关于省略部分的说明可参考前述实施例,下述实施例不再重复赘述。

首先,请参照图3a,在第一基底12上定义第一基底12的预定区122与像素区124,以设置光辅助层14。光辅助层14的设置可以透过涂布如上述的固化性树脂组合物于第一基底12上之后,再以具有特定图案的掩模进行曝光、显影,以使位于预定区122上的固化性树脂组合物硬化,并除去位于像素区124上的固化性树脂组合物,以获得光辅助层14。

接着,请参照图3b,在第一基底12的像素区124上设置黑色矩阵17。

然后,请参照图3c,在第一基底12的像素区124上分别设置红色滤光层16r、蓝色滤光层16b以及绿色滤光层16g。

之后,请参照图3d,可在彩色滤光层16的表面涂布配向膜(未绘示)之后,在配向膜的特定位置上设置间隙体(spacer)18。

其后,请参照图3e,在对向基板20的表面涂布配向膜(未绘示)之后,在彩色滤光基板10与对向基板20之间配置液晶层30,以制造液晶胞。为了制造液晶胞,可以列举例如以下两种方法。

第一种方法:首先,将彩色滤光基板10与对向基板20隔着间隙体18相对配置;使用密封剂将彩色滤光基板10与对向基板20的周边部位接合在一起以形成胞间隙;经由注入孔于胞间隙内注入液晶分子32以及液晶活性单体34;并且封闭注入孔,如此可以制造液晶胞。

第二种方法:被称作为滴注(onedropfill,odf)方式的方法。首先,在形成配向膜的彩色滤光基板10或对向基板20上的规定部位,涂布例如紫外线固化性密封材料;在配向膜面上滴下液晶分子32以及液晶活性单体34的混合物;然后,接合彩色滤光基板10与对向基板20。

最后,请参照图4a,在彩色滤光基板10侧(即第一基底12的外侧)提供掩模50,并由彩色滤光基板10侧(即第一基底12的外侧)提供光源,使由光源发出的光hv通过掩模50的透光部(未标示)以及光辅助层14至液晶层30,以使液晶活性单体34转变为聚合物墙结构40。

或者,也可如同图4b的变形例所示,在本变形例中所采用的液晶活性单体35会在暴露于特定波长的光的情况下(例如313nm)反应,而该特定波长的光无法穿透彩色滤光层16但可穿透光辅助层14。如此,彩色滤光层16本身即可达到掩模的作用,即不需要在彩色滤光基板10侧额外提供掩模50,使由光源发出的光hv’透过光辅助层14至液晶层30,以使液晶活性单体35转变为聚合物墙结构42。

综上所述,本发明的一实施例的显示面板及其制造方法中,因彩色滤光基板中设置有光辅助层,且光辅助层两侧的彩色滤光层颜色相同,故可以解决在聚合物墙工艺中,曝光范围不足以及大角度的混色的问题。

虽然本发明已以实施例揭露如上,然其并非用以限定本发明,任何所属技术领域普通技术人员,在不脱离本发明的精神和范围内,当可作些许的更动与润饰,故本发明的保护范围当视后附的权利要求书所界定者为准。

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