液晶显示面板的制作方法
【专利摘要】一种液晶显示面板，包括：一第一基板；一第二基板，与该第一基板相对设置；一蓝相液晶层，设置于该第一基板与该第二基板间；以及一突起电极层，由一高分子导电材料所组成并设置于该第一基板上。此外，当该突起部由非导电有机物所组成，液晶显示面板还包括：一电极层，设置于该突起电极上；以及一次微米结构层、一多层膜或一微反射层，设置于该突起电极层与该第一基板间。
【专利说明】液晶显示面板
【技术领域】
[0001]本发明是关于一种液晶显示面板，尤其指一种包括由高分子导电材料组成的突起电极的液晶显示面板；以及利用次微米结构层、多层膜、或微反射层改善漏光情形的液晶显示面板。
【背景技术】
[0002]液晶显示器为一平面薄型的显示设备，因其具有形状薄、重量轻、低耗电量的优势，故近年来已取代传统的阴极射线管显示器，而成为目前最为普及化的显示设备之一。液晶显示器具有的特点，因而被广泛地应用于小至携带式终端装置，大至大型电视机等。
[0003]蓝相(Blue phase)液晶为一种自聚集的三维光子晶体结构,此液晶相出现于均向相(Isotropic phase)与胆固醇(Cholesteric)相之间，且介于0.5°C至2°C的温度范围内。其中，蓝相液晶结构分为三种:BP1、BPI1、及BPIII分别为体心立方、简单立方、及带有局部立方晶格的结构。由于蓝相液晶的自聚集三维周期结构，且晶格周期大小约为数百奈米，故蓝相液晶具有可见光的布拉格(Bragg)反射特性。由此，在电场的影响下，引发蓝相液晶晶格或分子的指向变化、晶格形变、相转换、及双折射效应等。跟目前的液晶显示器相比，使用蓝相液晶模态的显示器不需要使用配向膜，且具有超高速的反应时间等优点。
[0004]为了达成高分子稳定蓝相液晶的低操作电压，使用突起电极与IPS(In-PlaneSwitching)液晶搭配，加强电场的穿透深度；其中，一般的突起电极层包括有一铟锡氧化物(Indium Tin Oxide, I TO)电极层，但ITO又具有易碎的缺点。此外，突起电极的多层膜结构产生折射率不匹配的问题，以及横向电场(transverse electric, TE)/横向磁场(transverse magnetic, TM)模态的振幅变化,导致液晶显示器会有漏光的问题。
[0005]因此，目前亟需发展一种液晶显示面板，以有效改善液晶显示器的漏光现象。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于提供一种液晶显示面板，以改善液晶显示面板的漏光情形。
[0007]为实现上述目的，本发明提供的液晶显示面板，包括:
[0008]一第一基板；
[0009]一第二基板，与该第一基板相对设置；
[0010]—蓝相液晶层，包括一蓝相液晶，且该蓝相液晶层设置于该第一基板与该第二基板间；以及
[0011]—突起电极层，由一高分子导电材料所组成并设置于该第一基板上。
[0012]所述的液晶显示面板,其中，该高分子导电材料选自由聚苯胺(Polyaniline)、聚比咯(Polypyrrole)、聚乙块(Polyacetylene)、聚塞吩(Polythiophen)及聚(3,4_ 二氧乙基噻吩)-聚(苯乙烯横酸)(Poly (3,4-ethylenedioxythiophene)/poly (styrenesulfonate), PED0T/PSS)所组成的群组。
[0013]所述的液晶显示面板，其中，该高分子导电材料与该蓝相液晶间的折射率差异小于 0.5。
[0014]本发明提供的液晶显示面板，还包括:
[0015]一第一基板；
[0016]—第二基板,与该第一基板相对设置；
[0017]—蓝相液晶层，包括一蓝相液晶，且该蓝相液晶层设置于该第一基板与该第二基板间；
[0018]一突起电极层，设于该第一基板上，且该突起电极层包括:一突起部及一电极层；其中该电极层设置于该突起部上；以及
[0019]一防漏光单元，选自由一次微米结构层、一多层膜、及一微反射层所组成的群组，该防漏光单元设置于该突起电极层与该第一基板间。
[0020]所述的液晶显示面板，其中，该防漏光单元是该次微米结构层，且该次微米结构层包括复数个次微米结构。
[0021]所述的液晶显示面板，其中，该复数个次微米结构的切面形状系选自由矩形、梯形、三角形、及多边形所组成的群组。
[0022]所述的液晶显示面板，其中，该复数个次微米结构的密集度，与该突起电极层的斜面斜率的绝对值成正比。
[0023]所述的液晶显示面板，其中，该次微米结构层具有一开口，该开口相对于该突起电极层的一区域，该区域的斜面斜率的绝对值为O至0.15。
[0024]所述的液晶显示面板，其中，该防漏光单元是该多层膜。
[0025]所述的液晶显示面板，其中，该多层膜具有一开口，该开口相对于该突起电极层的一区域，该区域的斜面斜率的绝对值为O至0.15。
[0026]所述的液晶显示面板，其中，该防漏光单元是该微反射层。
[0027]所述的液晶显示面板，包括:一高折射率膜层，设置于该第一基板上并与该微反射层相互对应。
[0028]所述的液晶显示面板，其中，该微反射层具有一开口，该开口相对于该突起电极层的一区域，该区域的斜面斜率的绝对值为O至0.15。
[0029]本发明提供的液晶显示面板可以改善液晶显示面板的漏光情形。
【专利附图】
【附图说明】
[0030]图1是本发明实施例1的突起电极示意图。
[0031 ]图2Α是本发明实施例2的突起电极搭配次微米结构的示意图。
[0032]图2Β是本发明实施例3的突起电极搭配次微米结构的示意图。
[0033]图2C、2D是本发明实施例2、3的次微米结构单元的剖视图。
[0034]图3(A)至(E)是本发明实施例2的次微米结构的示意图。
[0035]图4A是本发明实施例4的突起电极搭配多层膜的示意图。
[0036]图4B是本发明实施例5的突起电极搭配多层膜的示意图。
[0037]图5A是本发明比较例I的光线进入公知液晶显示面板的示意图。
[0038]图5B是本发明比较例I的突起部的偏移角实验结果图。
[0039]图6是本发明实施例6的光线进入搭配多层膜的液晶显示面板的示意图。[0040]图7A是本发明实施例7的突起电极搭配微反射层与高折射率膜层的示意图。
[0041]图7B是本发明实施例7的微反射层单元结构的剖视图。
[0042]附图中主要组件符号说明:
[0043]I突起电极层；61、62、63多层膜；11突起部；7蓝相液晶层；21、22基板；8微反射层；3电极层；81，82微反射层单元；4次微米结构层；9高折射率膜层；41，42次微米结构单元；β，β2坡角角度；5开口。
【具体实施方式】
[0044]本发明提供了液晶显不面板，包括:一第一基板；一第二基板，与该第一基板相对设置；一蓝相液晶层，包括一蓝相液晶，且该蓝相液晶层设置于该第一基板与该第二基板间；以及一突起电极层，由一高分子导电材料所组成并设置于该第一基板上。
[0045]其中，该突起电极层的高分子导电材料不受限，较佳为选自由聚苯胺(Polyaniline)、聚比咯(Polypyrrole)、聚乙块(Polyacetylene)、聚塞吩(Polythiophen)、及聚(3,4- 二氧乙基噻吩)_聚(苯乙烯磺酸)(Poly (3,4-ethylenedioxythiophene) /poly (styrenesulfonate), PED0T/PSS)所组成的有机物群组，更佳为使用氟化乙烯丙烯共聚物(Fluorinated ethylene propylene):全氟乙烯丙烯共聚物、聚全氟乙丙烯；或四氟乙烯-全氟烧氧基乙烯基醚共聚物(Polyfluoroalkoxy)。由此，本发明的液晶显示面板不需要于突起电极上再镀一 ITO电极层，可减少光线进入后的一折射界面。此外，由于选择的高分子导电材料与液晶皆为有机物，跟ITO此类的无机物质相比，高分子导电材料与液晶间的折射率差异较小；其中，一般液晶材料及高分子导电材料的折射率约为1.4至1.6，ITO的折射率约为1.8至2.1，玻璃的折射率约为1.5。较佳地，高分子导电材料与液晶间的折射率差异小于0.5。
[0046]此外，当该突起部是由非导电有机物所组成，本发明另提供一种液晶显示面板，包括:一第一基板；一第二基板，与该第一基板相对设置；一蓝相液晶层，包括一蓝相液晶，且该蓝相液晶层设置于该第一基板与该第二基板间；一突起电极层，设于该第一基板上，且该突起电极层包括:一突起部及一电极层；其中该电极层设置于该突起部上；以及一防漏光单元，选自由一次微米结构层、一多层膜、及一微反射层所组成的群组，该防漏光单元设置于该突起电极层与该第一基板间。
[0047]其中，该防漏光单元可为该次微米结构层，且该次微米结构层包括复数个次微米结构。该复数个次微米结构的切面形状不受限，可选自由矩形、梯形、三角形、及多边形所组成的群组；此外，该复数个次微米结构的高度亦无特别限制，仅需达到:降低该突起部与该电极层间接口因折射率差异过大而造成的TE/TM强度差的目的，及达到较低接口反射率的需求即可。
[0048]再者，该复数个次微米结构的密集度，较佳可与该突起电极层的斜面斜率的绝对值成正比，但本发明并未受限于此。换言之，该突起电极层的斜面斜率的绝对值较大的区域，该复数个次微米结构间的间距越窄，即次微米结构较密集；反之，该突起电极层的斜面斜率的绝对值较小的区域，该复数个次微米结构间的间距越宽，即次微米结构较疏离。而当该突起电极层的斜面接近水平时(斜面斜率的绝对值约为O至0.15时)，相对于此区域，该次微米结构层可具有一开口。[0049]由此，当该次微米结构尺寸相对于入射光波长的值越小，入射光所经历的折射率将受到该次微米结构与该次微米结构间的凹陷区的两介质折射率与结构影响，进而产生结构性的双折射特性。
[0050]考虑该次微米结构的周期性，当入射光波长远大于微结构周期时(Λ/λ << I),可使用等效介质理论(Effective Medium Theory,EMT)来计算相位差；当不满足此条件时，可采用严格稱合波分析(Rigorous Coupled-Wave Analysis,RCWA)来计算。不同工作周期(Duty cycle,F)将影响相位差，以该次微米结构的高度d = λ且Λ/λ = 0.2为例，工作周期约为0.5时有较大的相位差,而工作周期为O或I时则无相位差。
[0051]因此，若欲得到一维渐小的相位差的次微米结构，可先依据光学仿真估算补偿所需的相位差值，计算得到最大相位差所需的工作周期，再往欲渐小的方向逐渐提高或降低工作周期。越斜(斜面斜率的绝对值越大)的接口，漏光情形越严重，故需较高的相位差补偿机制，使光的偏振方向转至吸收轴。据此，斜面斜率的绝对值越大的区域，其工作周期需具有较高的相位差值，斜面斜率的绝对值越小的区域则需具有较低的相位差值。此外，该次微米结构的高度越大，也可获得较高的相位差，本领域技术员可搭配不同的工作周期调整所需的相位差。
[0052]当该突起电极层是由非导电有机物所组成，本发明的液晶显示面板的该防漏光单元可为该多层膜。光线斜向入射后，ΤΕ、ΤΜ波的穿透率改变，造成偏振态方向偏移而引起漏光；其中入射角度越大，偏移角(Veer angle)越大，漏光情形越严重。由此，以多层膜改变光行经路径，使各层接口入射角降低，改善漏光情形；较佳为避免光线由高折射率介质入射至低折射率介质。此外，当该突起电极层的斜面接近水平时(斜面斜率的绝对值约为O至
0.15时)，此区域的漏光情形较轻微，相对应的该多层膜可具有一开口。
[0053]当该突起电极层是由非导电有机物所组成，本发明的液晶显示面板的该防漏光单元可为该微反射层。该微反射层是利用全反射，避免光线经过折射率差异较大的斜边界面(斜面斜率的绝对值越大的区域)。由此，如同上述的该次微米结构，该微反射层的周期与几何形状可沿中心向外调整，且该微反射层的方向可与突起电极层相同或相异；其中，当该突起电极层的斜面接近水平时(斜面斜率的绝对值约为O至0.15时)，此区域的漏光情形较轻微，相对应的该微反射层可具有一开口。
[0054]承上述，该防漏光单元为该微反射层时，本发明的液晶显示面板可还包括:一高折射率膜层，设置于该第一基板上并与该微反射层相互对应。该高折射率膜层可使被该微反射层反射的光线再次全反射，以回收光线并增加穿透率。
[0055]于本发明中，电极层的材料可为本领域常用的电极材料，如ΙΤ0、铟锌氧化物(Indium Zinc Oxide, IZO)、或透明导电薄膜材料(transparent conductive oxide, TC0)等。电极层的形状并无特殊限制，只要于提供电压时，可于第一电极层与第二电极层层间形成非均匀场即可。此外，第一基板与第二基板较佳为一透光基板，且可为一塑料基板或一玻璃基板。又，因蓝相液晶存在的温度范围较窄，故蓝相液晶层可还包括一稳定蓝相液晶的聚合物，以使蓝相液晶的存在温度范围增加。
[0056]以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明亦可由其他不同的具体实施例加以施行或应用，本说明书中的各项细节亦可针对不同观点与应用，在不悖离本发明的精神下进行各种修饰与变更。
[0057]实施例1
[0058]请参照图1，为突起电极的示意图；利用高分子导电材料PED0T/PSS于玻璃基板21上形成一突起电极层I，可减少光线路径的折射接口，减少液晶显示面板的漏光现象。其中，液晶、玻璃、与PED0T/PSS的折射率皆为1.4至1.6，折射率差异较小。
[0059]实施例2
[0060]请参照图2A，为一突起电极搭配次微米结构的示意图。利用有机物材料，如氟化乙烯丙烯共聚物(Fluorinated ethylene propylene):全氟乙烯丙烯共聚物、聚全氟乙丙烯；或四氟乙烯-全氟烧氧基乙烯基醚共聚物(Polyfluoroalkoxy)于玻璃基板21上形成一突起部11，其上再镀一层ITO作为导电层3;其中，突起电极层I的剖面形状为半圆形(但本发明并未受限于此，该剖面形状亦可为半椭圆形等其他形状)；还设置有一次微米结构层4于该突起电极层I与玻璃基板21之间，次微米结构层4包括互相对称的次微米结构单元41、42。次微米结构单元41的结构如图2C或2D所示，参照图2C，对应至突起电极I边端(较斜区域)，次微米结构设置较密集，而对应至突起电极I中心(较平缓区域)，次微米结构设置较疏离；或参照图2D，次微米结构的切面形状可为矩形、梯形、三角形等。次微米结构单元42的结构同理可推知。
[0061]详细而言，次微米结构的设计如图3所示，对应至突起电极I边端的工作周期约为
0.5，而对应至突起电极I中心的工作周期为O或I ;次微米结构4可举例如(A)至(E)。其中微结构周期Λ = IOOnm?IOOOnm,沟槽深度d = IOOnm?5000nm,但不局限于此。
[0062]实施例3
[0063]请参照图2B，为一突起电极搭配次微米结构的示意图。制作流程皆与实施例2相同，仅该次微米结构层4的次微米结构单元41、42中间有一开口 5，该开口 5对应至突起电极I中心(较平缓区域)。
[0064]实施例4
[0065]请参照图4A，为一突起电极搭配多层膜的示意图。利用有机物材料，如氟化乙烯丙烯共聚物(Fluorinated ethylene propylene):全氟乙烯丙烯共聚物、聚全氟乙丙烯；或四氟乙烯-全氟烧氧基乙烯基醚共聚物(Polyfluoroalkoxy)于玻璃基板21上形成一突起部11，其上再镀一层ITO作为导电层3 ;其中，突起电极层I的剖面形状为半圆形(但本发明并未受限于此，该剖面形状亦可为半椭圆形等其他形状)；还设置有一多层膜61于该突起电极层I与玻璃基板21之间。如图4A所示，光线进入路径如箭头所示，由多层膜的不同折射率界面，可调整光线路径，缩小入射角以降低漏光情形。
[0066]实施例5
[0067]请参照图4B，为一突起电极搭配多层膜的示意图。制作流程皆与实施例4相同，仅该多层膜62中间有一开口 5，该开口 5对应至突起电极I中心(较平缓区域)。
[0068]比较例I
[0069]请参照图5A,为光线进入一公知液晶显示面板的示意图。如图5A箭头所示，η代表折射率:光线由空气Oi1 = I)进入玻璃基板21 (η2 = 1.5)，再依序进入突起部11(η3)、ITO电极层3(η4 = 1.8)、蓝相液晶层7 (η5 = 1.53)、及玻璃基板22 (η6 = 1.5)，最后射出至空气(η7 = I)中。其中，突起部11的坡角角度为β。[0070]如图5B所示，在β为30°时，突起部11的折射率在η3 = 1.4至1.9间，偏移角皆于0°至0.5°之间；而在β为60°时，偏移角于0.5°至3.5°之间，呈现大幅度的差异，较高的偏移角显示漏光情形较严重。
[0071]实施例6
[0072]请参照图6，为光线进入搭配多层膜的液晶显示面板的示意图。如图6箭头所示，η代表折射率:光线由空气Oi1 = I)进入玻璃基板21 (η2 = 1.5)，再依序进入突起部11 (η3)、多层膜63(n32)、ITO电极层3(η4= 1.8)、蓝相液晶层7 (η5 = 1.53)、及玻璃基板22 (η6 =
1.5)，最后射出至空气(η7= I)中。其中，突起部11的坡角角度为β、多层膜63的坡角角度为β2。
[0073]表1
【权利要求】
1.一种液晶显示面板,包括: 一第一基板； 一第二基板，与该第一基板相对设置； 一蓝相液晶层，包括一蓝相液晶，且该蓝相液晶层设置于该第一基板与该第二基板间；以及 一突起电极层，由一高分子导电材料所组成并设置于该第一基板上。
2.如权利要求1所述的液晶显示面板，其中，该高分子导电材料选自由聚苯胺、聚比咯、聚乙炔、聚塞吩及聚(3，4_ 二氧乙基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)所组成的群组。
3.如权利要求1所述的液晶显示面板，其中，该高分子导电材料与该蓝相液晶间的折射率差异小于0.5。
4.一种液晶显示面板,包括: 一第一基板； 一第二基板，与该第一基板相对设置； 一蓝相液晶层，包括一蓝相液晶，且该蓝相液晶层设置于该第一基板与该第二基板间； 一突起电极层，设于该第一基板上，且该突起电极层包括:一突起部及一电极层；其中该电极层设置于该突起部上；以及 一防漏光单兀，选自由一次微米结构层、一多层膜、及一微反射层所组成的群组，该防漏光单元设置于该突起电极层与该第一基板间。
5.如权利要求4所述的液晶显示面板，其中，该防漏光单元是该次微米结构层，且该次微米结构层包括复数个次微米结构。
6.如权利要求5所述的液晶显示面板，其中，该复数个次微米结构的切面形状系选自由矩形、梯形、三角形、及多边形所组成的群组。
7.如权利要求5所述的液晶显示面板，其中，该复数个次微米结构的密集度，与该突起电极层的斜面斜率的绝对值成正比。
8.如权利要求5所述的液晶显示面板，其中，该次微米结构层具有一开口，该开口相对于该突起电极层的一区域，该区域的斜面斜率的绝对值为O至0.15。
9.如权利要求4所述的液晶显示面板，其中，该防漏光单元是该多层膜。
10.如权利要求9所述的液晶显示面板，其中，该多层膜具有一开口，该开口相对于该突起电极层的一区域，该区域的斜面斜率的绝对值为O至0.15。
11.如权利要求4所述的液晶显示面板，其中，该防漏光单元是该微反射层。
12.如权利要求11所述的液晶显示面板,包括: 一高折射率膜层，设置于该第一基板上并与该微反射层相互对应。
13.如权利要求11所述的液晶显示面板，其中，该微反射层具有一开口，该开口相对于该突起电极层的一区域，该区域的斜面斜率的绝对值为O至0.15。
【文档编号】G02F1/1335GK103676258SQ201210324587
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2012年9月5日 优先权日:2012年9月5日
【发明者】陈昱玮, 陈建宏 申请人:群康科技(深圳)有限公司, 奇美电子股份有限公司