CN103033992A - 液晶显示基板及其制备方法、液晶显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种液晶显示基板及其制备方法、液晶显示装置，属于配向膜技术领域，其可解决现有的配向膜边缘部存在Halo区而导致液晶显示装置难以小型化和窄边框设计的问题。本发明的液晶显示基板包括基板和设于所述基板上的配向膜，所述基板具有用于进行显示的显示区；所述基板上设有位于所述显示区外围的挡墙；所述配向膜覆盖所述显示区，且外沿与所述挡墙接触，而配向膜的厚度小于等于挡墙的高度。本发明的液晶显示基板制备方法制备的是上述液晶显示基板。本发明的液晶显示装置包括上述液晶显示基板。本发明可用于液晶显示装置中，尤其是用于薄膜晶体管阵列液晶显示装置中。

Description

液晶显示基板及其制备方法、液晶显示装置

技术领域

本发明属于配向膜技术领域，具体涉及一种液晶显示基板及其制备方法、液晶显示装置。

背景技术

配向膜是液晶显示基板(阵列基板、彩膜基板)中的重要结构，配向膜通常由聚酰亚胺(PI，Polyimide Film)材料构成，其表面形成有取向结构(例如沿一定方向分布的沟槽)，从而使与其接触的液晶分子发生所需的取向。

现有的配向膜制备方法包括：先通过转印或喷墨印刷的方法将配向液施加在基板上，之后加热使配向液固化形成配向膜。

但是，如图1所示，在配向膜82制备过程中，当配向液81被施加到基板9上后，由于张力的作用，其边缘部会自动形成向外向下倾斜的弧形，厚度变得比其他位置薄；这样在后续的固化过程中，边缘部的配向液81固化速度会较快，而边缘部的配向液81固化后，该位置的配向液81量减少，从而导致靠近边缘部的配向液81不断流向边缘部；这样在固化最终完成后，在配向膜82的边缘部会形成厚度不均匀的区域(最边缘部偏厚，而最边缘部内侧偏薄)，该区域称为Halo区821(又称Haro区)，其宽度通常在0.5mm~2mm间)。由于Halo区821处配向膜82的厚度不均，故不能用于进行显示，也就不能位于显示区91中；因此，配向膜82的外沿到显示区91间的距离必须大于等于Halo区821的宽度，这导致基板9在显示区91外必须留出较大的宽度以容纳Halo区821，因而液晶显示基板的尺寸必须较大，不利于液晶显示装置的小型化和窄边框设计。

发明内容

本发明所要解决的技术问题包括，针对现有的配向膜边缘部存在Halo区而导致液晶显示装置难以小型化和窄边框设计的问题，提供一种易于实现液晶显示装置小型化和窄边框设计的液晶显示基板。

解决本发明技术问题所采用的技术方案是一种液晶显示基板，其包括基板和设于所述基板上的配向膜，所述基板具有用于进行显示的显示区；所述基板上设有位于所述显示区外围的挡墙；所述配向膜覆盖所述显示区，且外沿与所述挡墙接触，而配向膜的厚度小于等于挡墙的高度。

本发明的液晶显示基板中，在显示区外围设有挡墙，当配向液被施加到基板上时，其外沿与挡墙接触，故其边缘部不会因为张力而形成弧度或弧度很小，因此其固化后形成的配向膜整体厚度均匀，不存在Halo区或Halo区很小，从而有利于液晶显示装置的小型化和窄边框设计。

优选的是，所述挡墙围绕所述显示区形成环形。

优选的是，所述挡墙是通过构图工艺形成的。

优选的是，所述挡墙的高度在1~3μm之间。

优选的是，在所述显示区与挡墙间，所述基板的表面设有粗糙结构。

进一步优选的是，所述粗糙结构为设于所述基板表面的微凹槽、微凹坑、微凸起中的任意一种。

优选的是，液晶显示基板为阵列基板或彩膜基板。

本发明所要解决的技术问题还包括，针对现有的配向膜边缘部存在Halo区而导致液晶显示装置难以小型化和窄边框设计的问题，提供一种易于实现液晶显示装置小型化和窄边框设计的液晶显示基板的制备方法。

解决本发明技术问题所采用的技术方案是一种液晶显示基板的制备方法，包括：将配向液施加在上述液晶显示基板的基板上，使所述配向液覆盖显示区且外沿接触挡墙，所述配向液层的厚度小于等于挡墙的高度；加热使所述配向液固化形成配向膜。

由于本发明的液晶显示基板的制备方法中使用的是带有挡墙的基板，因此其制备的是上述的液晶显示基板，其中的配向膜不存在Halo区或Halo区很小，故易于实现液晶显示装置的小型化和窄边框设计。

优选的是，加热使所述配向液固化形成配向膜包括：通过梯度加热工艺使所述配向液固化形成配向膜。

其中，“梯度加热工艺”是指在加热过程中，在达到最高的目标温度并进行保温前，先在至少一个较低的温度进行一段时间的保温的工艺，从而使加热“分阶段”的进行。

本发明所要解决的技术问题还包括，针对现有的配向膜边缘部存在Halo区而导致液晶显示装置难以小型化和窄边框设计的问题，提供一种易于实现小型化和窄边框设计的液晶显示装置。

解决本发明技术问题所采用的技术方案是一种液晶显示装置，其包括上述的液晶显示基板。

由于本发明的液晶显示装置中使用上述的液晶显示基板，故其易于实现小型化和窄边框设计。

本发明可用于液晶显示装置中，尤其是用于薄膜晶体管阵列液晶显示装置中。

附图说明

图1为现有的配向膜中出现Halo区的原理示意图；

图2为本发明的实施例2的液晶显示基板的俯视结构示意图(未示出配向膜)；

图3为本发明的实施例2的液晶显示基板的剖面结构示意图；

图4为本发明的实施例4的液晶显示基板制备方法中将配向液施加在基板上之后的剖面结构示意图。

其中附图标记为：1、挡墙；2、粗糙结构；81、配向液；82、配向膜；821、Halo区；9、基板；91、显示区。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

实施例1：

本实施例提供一种液晶显示基板，其包括基板和设于基板上的配向膜，基板具有用于进行显示的显示区；基板上设有位于显示区外围的挡墙；配向膜覆盖显示区，且外沿与挡墙接触，而配向膜的厚度小于等于挡墙的高度。

本实施例的液晶显示基板中，在显示区外围设有挡墙，当配向液被施加到基板上时，其外沿与挡墙接触，故其边缘部不会因为张力而形成弧度或弧度很小，因此其固化后形成的配向膜整体厚度均匀，不存在Halo区或Halo区很小，从而有利于液晶显示装置的小型化和窄边框设计。

实施例2：

如图2至图4所示，本实施例提供一种液晶显示基板，其包括基板9和设于基板9上的配向膜82。

优选的，液晶显示基板为阵列基板或彩膜基板。

上述的“液晶显示基板的基板9”包括基底(如玻璃基底)和形成在基底上的其他结构；对于阵列基板，其基板9中可包括薄膜晶体管阵列、像素电极、引线等结构；对于彩膜基板，其基板9中可包括彩膜、公共电极、黑矩阵等结构。由于基板9中的具体结构可为多种不同的已知形式(如彩膜也可位于阵列基板上)，故在此不再详细描述，也不在图中示出。

由于基板9包括基底和形成在基底上的其他结构，因此，之后叙述的位于基板9上的挡墙1、粗糙结构2等，即可直接设在基底上，也可设在基底上的其他已知结构(如薄膜晶体管阵列的钝化膜、彩膜等)上。

其中，基板9具有“显示区91”，显示区91是液晶显示基板在组成液晶显示装置后，基板9上能被用户看到的、用于进行显示的区域；基板9的显示区91中具有薄膜晶体管阵列、像素电极、彩膜、黑矩阵等用于进行显示的结构；而显示区91外的区域为非显示区，其会被液晶显示装置的边框覆盖，故不直接用于进行显示，但其中也可具有挡墙1、粗糙结构2、引线、芯片等结构。

如图2、图3所示，基板9上设有位于显示区91外围的挡墙1(即其位于非显示区中，但不一定紧靠显示区91)，配向膜82覆盖显示区91且外沿接触挡墙1，而配向膜82的厚度小于等于挡墙1的高度。

也就是说，基板9上还具有突起的挡墙1结构，该挡墙1围绕在显示区91外，而配向膜82填充在挡墙1所围的范围内(因此其必然覆盖显示区91)，且配向膜82的厚度不高于挡墙1的高度(即配向膜82上表面不超过挡墙1上沿)。

如图4所示，由于具有挡墙1，故当配向液81被施加到基板9上时，其外沿会与挡墙1接触，由此边缘部不会因张力而形成弧度(或弧度很小)，而是与配向液81层的其余部分齐平；这样在配向液81固化后会形成接触挡墙1的配向膜82，该配向膜82整体厚度均匀，不存在Halo区或Halo区很小，从而基板9在显示区91外不必为Halo区预留空间，液晶显示基板的尺寸可较小，有利于液晶显示装置的小型化和窄边框设计。

显然，该挡墙1的具体形式是多样的，其可如图2所示为直线形，当然也可为弧线形、波浪形、折线形等其他形状。

而挡墙1的材料可为树脂，也可为金属、无机非金属材料等其他的已知材料，只要其不影响配向膜82和基板9中的其他结构(彩膜等)的性能即可。

优选的，挡墙1围绕显示区91形成环形。

也就是说，挡墙1优选如图2所示围绕成一个封闭的“圈”，这样其可以达到最好的阻挡配向液81的效果，保证配向膜82的各边缘部均无Halo区。

当然，应当理解，如果挡墙1在部分位置间断设置也是可行的；例如，可在挡墙1上设有开口，或者显示区91的某一侧外可没有挡墙1。

优选的，挡墙1的高度在1~3μm之间。

显然，挡墙1的高度应当与配向膜82的厚度匹配，太低会被配向液81漫过，太高则强度不足，且可能影响液晶显示基板的对盒等。根据液晶显示基板中常规的配向膜82厚度可判断出，上述挡墙1的高度范围是优选的。

优选的，挡墙1是通过构图工艺形成的。

其中，构图工艺通常包括形成完整膜层的步骤和后续的光刻步骤，光刻步骤通常包括(光刻胶涂布、曝光、显影、刻蚀、光刻胶剥离等步骤)，其可将完整膜层中不需要的部分除去，剩余的膜层即形成所需的图形(如挡墙1)。

构图工艺是在基板9上形成所需图形最常用的工艺，其技术成熟、可靠、简单，故优选用构图工艺制造挡墙1。

当然，应当理解，如果通过喷墨打印等方式直接形成挡墙1也是可行的。

优选的，在显示区91与挡墙1间，基板9的表面设有粗糙结构2。

也就是说，挡墙1与显示区91的外沿间应当有一定的距离，而这段距离中，基板9有至少部分表面是粗糙的。

由于配向液81层很薄，故基板9表面的状态会对其流动性产生很大的影响，基板9的表面越粗糙，其对配向液81流动的阻碍作用就越强；故通过设置上述的粗糙结构2，可减缓其上方配向液81的流动(也就是减缓配向膜82边缘处的配向液81流动)，从而更好的消除Halo区。

优选的，如图3所示，上述粗糙结构2可为设于基板9表面的微凹槽；当然，粗糙结构2也可为微凹坑或微凸起，只要其能够使基板9的表面粗糙以阻碍配向液81流动即可。

该粗糙结构2可通过已知的工艺形成；例如，若粗糙结构2位于玻璃基底上，可通过对玻璃基底的相应部位进行腐蚀、机械加工等形成；若粗糙结构2位于基底上的其他结构上，则可通过构图工艺(尤其是使用梯度曝光技术的构图工艺)形成；在此不再对粗糙结构2的形成工艺进行详细描述。

实施例3：

本实施例提供一种液晶显示基板的制备方法，其包括：

将配向液施加在上述任意一实施例的液晶显示基板的基板上，使所述配向液覆盖显示区且外沿接触挡墙，所述配向液层的厚度小于等于挡墙的高度。

加热使所述配向液固化形成配向膜。

由于本实施例的液晶显示基板的制备方法中使用的是带有挡墙的基板，因此其制备的是上述的液晶显示基板，其中的配向膜不存在Halo区或Halo区很小，故易于实现液晶显示装置的小型化和窄边框设计。

实施例4：

如图3、图4所示，本实施例提供一种液晶显示基板的制备方法，其包括：

S01、形成基板9。

本步骤具体可包括在基底上形成薄膜晶体管阵列、像素电极、引线、彩膜、公共电极、黑矩阵等众多已知结构的步骤，由于其是已知的，故在此不再对其进行详细描述。

S02、在基板9上形成上述的挡墙1；优选的，还可形成上述的粗糙结构2。

如前所述，挡墙1、粗糙结构2可通过不同的已知工艺形成，故在此不再详细描述。

S03、将配向液81施加在基板9上，从而得到如图4所示的结构。

其中，配向液81的施加可通过转印或喷墨印刷等已知的方法实现。

所施加的配向液81的量应保证其能覆盖显示区91，且外沿接触挡墙1，但配向液81层的厚度又不超过挡墙1的高度(即配向液81不能漫过挡墙1)。

由于配向液81的外沿接触挡墙1，故其边缘部不会因张力而形成弧形(即使有弧形也很小)，因此在后续的固化过程中，配向液81各部位的固化过程均匀，不会产生配向液81的流动，固化后形成的配向膜82也厚度均匀，没有Halo区或Halo区很小。

S04、加热使配向液81固化形成配向膜82，得到如图3所示的液晶显示基板。

其中，加热可通过红外线加热的方式进行，也可采取其他的加热方式。

优选的，加热具体为梯度加热工艺。

也就是说，对配向液81的加热固化优选是以分阶段的方式进行的，即加热到一定温度后先保温一定时间，之后加热到更高温度并保温，重复此过程直到达到所需的最高温度并保温。

例如，一种常用的配向液81加热固化工艺为加热到200℃后保温20分钟，一次性的完成固化。对应这种加热工艺的梯度加热工艺可为：先加热到50℃并保温10分钟；再加热到100℃并保温10分钟；继续加热到150℃并保温10分钟；最终加热到200℃并保温10分钟。

当然，以上所举的只是梯度加热工艺的一个具体例子，其不应视为对梯度加热工艺的限定。本领域技术人员可根据具体情况改变梯度加热工艺的参数(如所分的阶段数、各阶段的温度、各阶段的保温时间等)，在此不再详细描述。

由于加热是分阶段进行的，因此配向液81的升温和固化也是分阶段进行的，每个阶段发生的升温和固化都相对较小，因此配向膜82的各部分升温和固化比较均匀，从而可进一步改善配向膜82厚度的均匀性，更好的消除Halo区。

实施例5：

本实施例提供一种液晶显示装置，其包括上述任意一个实施例的液晶显示基板(阵列基板和彩膜基板)。

具体的，本实施例的液晶显示装置中具有液晶显示面板，该液晶显示面板由上述的彩膜基板和阵列基板对盒而成，液晶显示面板中还具有液晶材料、隔垫物、封框胶等结构。

其中，彩膜基板和阵列基板上的挡墙可以是相对设置的，也可是错开设置的，只要其不影响对盒即可。

当然，本实施例的液晶显示装置中还应包括其他的常规器件，如背光源、驱动芯片、电源、偏光片等，在此就不再逐一描述。

由于本实施例的液晶显示装置中使用上述的液晶显示基板，故其易于实现小型化和窄边框设计。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种液晶显示基板，包括基板和设于所述基板上的配向膜，所述基板具有用于进行显示的显示区，其特征在于，

所述基板上设有位于所述显示区外围的挡墙；

所述配向膜覆盖所述显示区，且外沿接触所述挡墙，而配向膜的厚度小于等于挡墙的高度。

2.根据权利要求1所述的液晶显示基板，其特征在于，

所述挡墙围绕所述显示区形成环形。

3.根据权利要求1所述的液晶显示基板，其特征在于，

所述挡墙的高度在1~3μm之间。

4.根据权利要求1所述的液晶显示基板，其特征在于，

所述挡墙是通过构图工艺形成的。

5.根据权利要求1所述的液晶显示基板，其特征在于，

在所述显示区与挡墙间，所述基板的表面设有粗糙结构。

6.根据权利要求5所述的液晶显示基板，其特征在于，

所述粗糙结构为设于所述基板表面的微凹槽、微凹坑、微凸起中的任意一种。

7.根据权利要求1至6中任意一项所述的液晶显示基板，其特征在于，

液晶显示基板为阵列基板或彩膜基板。

8.一种液晶显示基板的制备方法，其特征在于，包括：

将配向液施加在权利要求1至7中任意一项所述的液晶显示基板的基板上，使所述配向液覆盖显示区且外沿接触挡墙，所述配向液层的厚度小于等于挡墙的高度；

加热使所述配向液固化形成配向膜。

9.根据权利要求8所述的液晶显示基板的制备方法，其特征在于，加热使所述配向液固化形成配向膜包括：

通过梯度加热工艺使所述配向液固化形成配向膜。

10.一种液晶显示装置，其特征在于，包括：

权利要求1至7中任意一项所述的液晶显示装置。

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