CN102116955B - 液晶显示装置面板及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种MVA模式的液晶显示装置面板及其制造方法，其中所述面板包括：第一基板，包括其上的数据线、扫描线所定义的像素区域；第二基板；有机膜层，位于第一基板面向第二基板一侧，所述有机膜层面向第二基板一侧表面形成有斜面；液晶层，位于第一基板与第二基板之间，并且在不施加电压时，所述液晶层中液晶分子垂直于其所靠近的有机膜层表面排列；在单个像素区域内，有机膜层的斜面面积占单个像素面积的比例大于50％。本发明通过调整有机膜层的厚度以及液晶盒的盒厚，使得R、G、B对应的平均光学延迟值被有效优化，从而实现了广视角以及良好的液晶盒透过率。

Description

液晶显示装置面板及其制造方法

技术领域

本发明涉及液晶制造领域，尤其涉及一种MVA模式的液晶显示装置面板及其制造方法。

背景技术

液晶显示装置因为具有空间占用率低、能耗较低的特点，从而被广泛应用于手持型信息交换终端以及各种显示领域。液晶显示装置通过电场控制来自光源的光透过液晶层时的液晶分子排列方向，改变透射率来显示图像。根据具体的原理不同，液晶显示装置由早期的TN模式发展到现在的VA模式以及IPS模式。

在垂直排列(VA)模式中，液晶分子在液晶盒中依靠取向膜层的表面锚定能的作用竖直排列于液晶层中。当液晶层上下两侧的氧化铟锡ITO极板上施加外置偏压，在液晶层中形成电场，液晶分子会在电场作用下发生偏转，配合偏光片和背光源的设置而产生了光程差，获得不同的透射率，并因此可以显示成像。VA模式的主要优点是对比度高，暗处细节表现强，且视角较广。

为了进一步提高VA模式视角范围，因而拓展出了多畴垂直排列(MVA)显示模式，所述MVA模式具体包括：将像素分割成多区域，在各区域中基板表面均设置有一定规律的突起或斜面结构，使得液晶分子被倾斜锚定且取向方向分散。在有了预倾的情况下，通电后液晶分子的偏转方向便得到控制，从而形成多畴，实现广视角能力。

现有的MVA模式液晶显示装置中，单个像素区域内，基板上突起/斜面的面积与总显示面积的比值通常小于50％，使得应对于像素中的R、G、B区域，盒厚难以选择以获得最佳的透过率。因此液晶显示装置面板制造，对MVA模式的液晶显示装置性能的影响，显得尤为重要。

发明内容

本发明所解决的技术问题是，提供一种液晶显示装置面板及其制造方法，使得基板上斜面部分的面积与总显示面积的比值较高，并易于调整各子像素区域的平均盒厚，以获得较好的广视角和液晶盒透过率。

本发明所述的一种液晶显示装置面板，定义有若干像素区域，包括：

第一基板，包括其上的数据线、扫描线所定义的像素区域；

第二基板；

有机膜层，位于第一基板面向第二基板一侧，所述有机膜层面向第二基板一侧表面形成有斜面；

液晶层，位于第一基板与第二基板之间，并且在不施加电压时，所述液晶层中液晶分子垂直于其所靠近的所述斜面排列；

在单个像素区域内，有机膜层的斜面面积占单个像素面积的比例大于50％。

可选的，所述有机膜层表面的斜面相对于第一基板所形成的倾斜角小于10°。

所述单个像素区域还包括第一子像素区域、第二子像素区域以及第三子像素区域分别对应于R、G、B三个子像素，并且所述第一子像素区域、第二子像素区域和第三子像素区域的至少二者中的所述有机膜层的斜面相对于第一基板的倾斜角度不同。

所述有机膜层位于第一子像素区域的部分的平均厚度，位于第二子像素区域的平均厚度以及位于第三子像素区域的平均厚度中，至少两者的平均厚度不同。

本发明还提供了上述液晶显示装置面板的制造方法，包括如下步骤：

提供第一基板，并定义若干像素区域，所述单个像素区域包括第一子像素区域、第二子像素区域以及第三子像素区域；

将有机膜层涂覆于所述第一基板上，并进行前烘；

快速曝光并显影所述有机膜层，在有机膜层的表面形成图案；

对有机膜层进行后烘处理，使得有机膜层表面的图案形成斜面；

在第一基板上形成液晶层，提供第二基板，将第一基板和第二基板相贴合。

所述对有机膜进行后烘处理，使得有机膜层表面的图案形成斜面的步骤中，在单个像素区域内，斜面的面积占单个像素面积的比例大于50％。

在单个像素内，第一子像素区域、第二子像素区域和第三子像素区域中至少两者的有机膜层的平均厚度不同。

在单个像素内，第一子像素区域、第二子像素区域和第三子像素区域中的至少两者的有机膜层的所述斜面的角度相对于第一基板倾斜的角度不同。

在所述将有机膜层涂覆于所述第一基板上，并进行前烘的步骤中，先在所述第一基板表面形成钝化层，并且在所述钝化层的表面涂覆有机膜层。

可选的，在所述对有机膜进行后烘处理，使得有机膜层表面的图案形成斜面的步骤中，所述斜面相对于第一基板所形成的倾斜角小于10°。

本发明所提供的液晶显示装置面板中，有机膜层斜面面积占显示面积的50％以上，而斜面部分的斜面倾斜角小于10°，并通过调整各子像素区域的厚度和盒厚，使得R、G、B对应的平均光学延迟值被有效优化，从而实现了广视角以及良好的液晶盒透过率。

附图说明

图1是本发明所述的液晶显示装置面板结构示意图；

图2是本发明所述的液晶显示装置面板制造方法流程示意图；

图3a至图3d是本发明实施例所述有机膜层形成示意图；

图4是本发明具体实施例所述的R、G、B三个子像素区域的有机膜层版图示意图；

图5是采用本发明所述制造方法所形成的有机膜层扫描电镜图；

图6a至图6c是本发明实施例所述有机膜层形成后进一步形成液晶显示装置面板的示意图。

具体实施方式

结合说明书附图，对本发明具体实施例做进一步介绍。

液晶显示屏的最小显示单位为像素，因此液晶显示装置面板包括像素阵列，故可将液晶显示装置面板分为若干像素区域，各像素区域之间通过数据线以及扫描线相隔离。

如图1所示，是本发明所述的液晶显示装置面板的单个像素区域的结构示意图，所述液晶显示装置面板包括：

第一基板301a；第二基板301b；有机膜层303，位于第一基板301a面对第二基板301b一侧；

液晶层302，位于第一基板301a与第二基板301b之间；

单个像素还可以分割成多个子区域，在本实施例中，对应于RGB色彩模式中R、G、B三种子像素，可以将单个像素区域分为第一子像素区域、第二子像素区域以及第三子像素区域。在各子像素区域中，有机膜层303面对第二基板301b的一侧表面形成有相对于第一基板301a倾斜的斜面，并且液晶层302中的液晶分子能够垂直于其所靠近的斜面而被倾斜锚定，并且在不同的子像素区域内取向不同。在有了上述预倾的情况下，通电后液晶分子的偏转方向便得到控制，从而形成多畴，实现广视角能力。

本发明中，在单个像素区域内，有机膜层303的斜面的面积占单个像素区域面积的比例大于50％，且所述有机膜层303位于三个子像素区域内的斜面相对于第一基板301a的倾斜角度不同，且所述有机膜层303位于三个子像素区域内的平均厚度也不同。

优选的，所述有机膜层303的斜面相对于第一基板301a形成的倾斜角小于10°。

为便于说明，将有机膜层303位于第一子像素区域、第二子像素区域以及第三子像素区域内的部分分别定义为：第一有机膜层区域303a、第二有机膜层区域303b以及第三有机膜层区域303c。

为了形成多畴广视角的需要，上述第一有机膜层区域303a、第二有机膜层区域303b以及第三有机膜层区域303c，在制造过程中曝光显影后表面的形貌不相同，即具有不同倾斜角度的斜面，并进而影响液晶层302中的液晶分子的取向。此外，由于有机膜层303位于三个子像素区域内的部分分别具有不同的厚度，也即第一有机膜层区域303a、第二有机膜层区域303b以及第三有机膜层303c区域的平均厚度不相同，进一步使得各子像素区域所对应的液晶盒厚也有所差异，对于R、G、B三个子像素不同的盒厚需求进行调整，三个子像素对应的平均光学延迟值被有效地调制，因此实现了相当好的液晶盒透过率。

假设液晶层302中为负性液晶分子，双折射系数Δn的值为0.1004，通常为了优化子像素的平均光学延迟值，R、G、B三种子像素能得到最大透过率所对应的盒厚分别为3.7μm、3.0μm、2.4μm。

再如图1所示，所述盒厚应当为液晶层302的厚度。由于第二基板301b与第一基板301a之间的间距固定，所以盒厚的调整可以通过调节有机膜层303的厚度来实现。

假设第一基板301a与第二基板302b的间距为d，而第一子像素区域内第一有机膜层303a的厚度为a，则对应于R子像素，满足d-a＝3.7μm的关系。相应可推得，所述第二子像素区域的厚度为a+0.7μm，而第三子像素区域的厚度为a+1.3μm。

由于第一基板与第二基板的间距d以及有机膜层的厚度具有可调性，故上述第一有机膜层303a的厚度a可以为有机膜成膜工艺条件许可下的任意值，而另两个子像素区域的厚度满足前述关系即可。

进一步的，各子像素区域内有机膜层的厚度，可以在形成有机膜层303时通过版图设计以及形成工艺的具体参数进行调整，使得本发明所述的液晶显示装置面板中，有机膜层的斜面面积占单个像素区域面积的50％以上，斜面的倾斜角小于10°，以获得较佳的多畴广视角效果，并且可以有效地控制液晶显示装置在黑态时的漏光现象。

需要指出的是，在液晶层302与有机膜层303、第二基板301b之间还应当包括透明导电层等。通常有机膜层303也并非直接形成于第一基板301a的表面，而是需要先在第一基板301a表面形成栅极线层、数据线层、薄膜晶体管层、钝化层等再淀积有机膜层303，图1所示实施例中并未完全显示出液晶显示装置面板结构。本发明技术领域人员应当可以根据上述基本示意结构，应用至实际的基板制造中。

为制造上述液晶显示装置面板，本发明提供了相应的制造方法，基本流程如图2所示，步骤包括：

S1、首先提供第一基板，通过其上的数据线和扫描线定义若干像素区域；

其中，第一基板上应当还形成有钝化层，可用于后续工艺涂覆有机膜层，此外对于液晶显示装置，像素为最小的重复单位，也是后续工艺中有机膜层版图的最小重复单位，需要预先定义。

S2、将有机膜层涂覆于所述第一基板上，并进行前烘；

S3、快速曝光、显影所述有机膜层，在有机膜层的表面形成图案；

S4、对有机膜层进行后烘处理，使得有机膜层表面的图案形成斜面；

其中，在单个像素区域内，有机膜层表面的斜面面积占单个像素区域面积的比例大于50％，且所述有机膜层分为具有不同平均厚度的第一子像素区域、第二子像素区域以及第三子像素区域，分别对应于像素的R、G、B子像素；

S5、在第一基板上形成液晶层并将第一基板与第二基板相贴合。

基本方法为，在第一基板上滴注液晶形成液晶层，提供第二基板，然后将第一基板和第二基板相贴合。

在上述制造方法中，有机膜层的形成工艺是最核心的部分，下面对本发明制造方法的一个具体实施例做详细阐述。图3a至图3d是所述液晶显示装置面板中有机膜层形成示意图。

如图3a所示，提供第一基板301a，所述第一基板301a上形成有钝化层400，所述钝化层400的材质可以为SiN_x，其中钝化层400表面可用于后续工艺涂覆有机膜层。

其中，第一基板301a作为液晶显示装置的阵列基板，且在第一基板301a上应当已定义有若干像素区域，在第一基板301a上还应当形成有数据线、扫描线、薄膜晶体管、像素电极层等常规结构。所述数据线、扫描线间隔各像素区域，并将单个像素区域还分若干子像素子区域，而图3a仅示出一个子像素区域的剖面结构。

如图3b所示，在所述钝化层400的表面，均匀涂覆有机膜层303，所述有机膜为感光材料，可以为负性感光材料也可以为正性感光材料。然后对上述涂覆有有机膜层303的进行前烘，使得有机膜层303干燥。

本实施例中，所述有机膜层303涂覆的厚度约为3μm。

如图3c所示，使用预定的版图对有机膜层303进行曝光、显影，从而在有机膜层303的表面形成图案，即将版图上的图形转移至有机膜层303上。

有机膜层303的版图上最小重复图案的单位为一个像素区域，单个像素又包括R、G、B三种子像素，因此本实施例中单个像素区域还分为三个子像素区域分别对应上述三种子像素。根据前述内容可知，有机膜层303位于各子像素区域内的部分，平均厚度均不相同，且上述各部分面对第二基板的表面具有倾斜角度和倾斜方向不同的斜面，可使得液晶分子在临近斜面上预倾锚定构成多畴，为得到所需的各区域厚度以及相应的斜面，可通过调整有机膜层303的曝光版图和控制曝光工艺实现。

例如图4便提供了一种有机膜层303的可选版图，其中虚线框500所圈区域为单个像素区域，分别包括第一子像素区域版图501、第二子像素区域版图502以及第三子像素区域版图503，分别对应R、G、B三种子像素。假设有机膜为正性感光材料，则图5中除斜线填充区域之外均会被曝光。有机膜层被曝光区域在显影液中被溶解，而未曝光区域保持不变，所以显影后有机膜层303的表面在各子像素区域内的高度不同；又由于各子像素区域内的曝光区域所占面积不同，在后烘工艺中，有机膜形成从高的部分向低的部分流动最后在各子像素区域内的厚度不相同，形成的斜面取向也不同，即实现多畴。再如图5的可选实施例中，有机膜层经过该版图曝光显影后，第一子像素区域在中心区域的表面高度高于周围，后烘后有机膜形成一种斜面结构，第二子像素区域在中心以及四周区域为表面高度较高部分，后烘后有机膜从中心和四周区域向其他区域流动形成另一种斜面结构，而第三子像素区域四周区域的表面高度较高，后烘后有机膜从四周向中心区域流动形成第三种斜面结构。

进一步的，为使得单像素区域内，有机膜层303表面的斜面部分面积占总显示面积的比例超过50％，而增强多畴的效果，可以采用短曝光的方法，减小显影后有机膜层303较高区域与较低区域之间的高度差，以便于后烘时形成坡度平缓的斜面，增大斜面部分的面积。一般而言最后获得的斜面相对于第一基板形成的倾斜角不大于10°效果为佳。

例如在本实施例中，曝光有机膜层303，使得显影后有机膜层303在图3c所示子像素区域内，较高区域的厚度约为2.8μm，而较低区域的厚度约为2.4μm。

如图3d所示，对上述显影后的有机膜层303进行后烘，使得有机膜层303表面的图案形成斜面。

图5是上述子像素区域内，进行后烘之后最终形成的有机膜层扫描电镜图，其中斜面顶部的厚度约为2.78μm，而斜面底部的厚度约为2.44μm，两者之间的斜面相对于第一基板形成的倾斜角不大于5°。

以上揭示有机膜层303的具体形成方法，为进一步形成发明所述液晶显示装置面板，还应当包括后续的形成液晶层以及将第一基板与第二基板贴合的步骤。图6a至图6c为本发明所述制造方法在形成有机膜层后进一步形成基板的示意图

如图6a所示，当有机膜层303制造完成后，在有机膜层303的表面形成第一透明导电层401。所述第一透明导电层401用于隔离有机膜层303与后续填充的液晶层302。

如图6b所示，在已形成有机膜层303的第一基板301a的表面滴注液晶形成液晶层302。

如图6c所示，提供第二基板301b，将第二基板301b与已形成有液晶层302的第一基板301a相贴合。本实施例中，所述第二基板301b为复合层，依次包括氧化锡铟层501、色阻层502、彩色滤光片503以及玻璃基板504等。在贴合时，第二基板301b上氧化锡铟层501一侧为面对第一基板301a的一侧，且在第二基板301b与液晶层302之间还形成有第二透明导电层402将两者隔离。所述色阻层502位于第一子像素区域、第二子像素区域、第三子像素区域的部分，分别呈红色、绿色以及蓝色对应R、G、B三种子像素，各颜色区域之间通过黑色矩阵相间隔。

由于形成有机膜层303时，其各子像素区域厚度已经确定，因此为得到R、G、B各子像素区域最佳的透过率，需要进一步调整液晶层302的厚度以及第二基板301b的位置，使得单像素区域内各子像素区域的液晶盒厚满足相应的需求。上述制造方法为公知技术，本领域技术人员应当可以容易推得，并实际应用，本发明实施例不再赘述。

虽然本发明已以较佳实施例披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (8)

1.一种液晶显示装置面板，定义有若干像素区域，其特征在于，包括：

第一基板，包括其上的数据线、扫描线所定义的像素区域；

第二基板；

有机膜层，位于第一基板面向第二基板一侧，所述有机膜层面向第二基板一侧表面形成斜面；

液晶层，位于第一基板与第二基板之间，并且在不施加电压时，所述液晶层中液晶分子垂直于其所靠近的所述斜面排列；

在单个像素区域内，有机膜层的斜面面积占单个像素面积的比例大于50%；

所述单个像素区域包括第一子像素区域、第二子像素区域以及第三子像素区域分别对应于R、G、B三个子像素，并且所述第一子像素区域、第二子像素区域和第三子像素区域的至少二者中的所述有机膜层的斜面相对于第一基板的倾斜角度不同。

2.如权利要求1所述的液晶显示装置面板，其特征在于，所述有机膜层表面的斜面相对于第一基板所形成的倾斜角小于10°。

3.如权利要求1所述的液晶显示装置面板，其特征在于，所述有机膜层位于第一子像素区域的部分的平均厚度，位于第二子像素区域的平均厚度以及位于第三子像素区域的平均厚度中，至少两者的平均厚度不同。

4.一种液晶显示装置面板的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：

提供第一基板，并定义若干像素区域，单个像素区域包括第一子像素区域、

第二子像素区域以及第三子像素区域；

将有机膜层涂覆于所述第一基板上，并进行前烘；

快速曝光并显影所述有机膜层，在有机膜层的表面形成图案；

对有机膜层进行后烘处理，使得有机膜层表面的图案形成斜面；以及在第一基板上形成液晶层，提供第二基板，将第一基板和第二基板相贴合； 

在单个像素内，第一子像素区域、第二子像素区域和第三子像素区域中的至少两者的有机膜层的所述斜面的角度相对于第一基板倾斜的角度不同。

5.如权利要求4所述的液晶显示装置面板的制造方法，其特征在于，在所述对有机膜进行后烘处理，使得有机膜层表面的图案形成斜面的步骤中，在单个像素区域内，斜面的面积占单个像素面积的比例大于50％。

6.如权利要求4所述的液晶显示装置面板的制造方法，其特征在于，在单个像素内，第一子像素区域、第二子像素区域和第三子像素区域中至少两者的有机膜层的平均厚度不同。

7.如权利要求4所述的液晶显示装置面板的制造方法，其特征在于，在所述将有机膜层涂覆于所述第一基板上，并进行前烘的步骤中，先在所述第一基板表面形成钝化层，并且在所述钝化层的表面涂覆有机膜层。

8.如权利要求4所述的液晶显示装置面板的制造方法，其特征在于，在所述对有机膜进行后烘处理，使得有机膜层表面的图案形成斜面的步骤中，所述斜面相对于第一基板所形成的倾斜角小于10°。 

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