CN104635374A - 一种显示面板,显示装置及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种显示面板，包含：第一基板；第二基板，与所述第一基板相对设置；彩膜，设置于所述第一基板或第二基板的一侧，包含彩膜区和遮光区；第一偏振片，设置于所述第一基板上；第二偏振片，设置于所述第二基板上；第一偏振片和第二偏振片上对应于所述彩膜区的区域为第一区域，对应于所述遮光区的区域为第二区域；所述第一偏振片在所述第二区域的偏振方向与所述第二偏振片在所述第二区域的偏振轴方向垂直；所述第一偏振片在所述第二区域的偏振轴方向与所述第一偏振片在所述第一区域的偏振方向不同。

Description

一种显示面板,显示装置及其制造方法
技术领域
本发明涉及显示领域，尤其涉及一种显示面板，显示装置及其制造方法。
背景技术
液晶显示面板和液晶显示装置是目前主流显示技术之一，一般而言，显示面板包含上基板和下基板，上基板称为彩色滤光膜基板(CF基板)，下基板称为薄膜晶体管基板(TFT基板)，传统液晶显示器中，CF基板与TFT基板通过框胶贴合，形成显示面板。
此外，液晶显示面板的CF基板和TFT基板上还分别设置有偏振片，偏振片能吸收一个偏振方向的光，而允许另一个偏振方向的光透过。在显示时，通过改变施加在液晶上的电压改变液晶分子的偏转角度，控制偏振光旋转方向和偏振状态，从而控制透过偏振片的透光量，再配合以彩膜基板，就可以实现液晶显示器显示状态的改变。
TFT基板上设置有多个像素单元，每个像素单元中具有多个薄膜晶体管,每个像素单元透过不同量的光线。CF基板上设置有多个不同颜色的彩色滤光单元，如红、绿、蓝三色。实际应用中，由于TFT基板中各个像素单元之间的光线会互相串扰，在相邻连个像素单元对应的CF基板位置上设置有黑矩阵(BM)，用于遮挡相邻像素单元之间的漏光。黑矩阵通常采用树脂材料制成，为了充分遮挡光线，需要其达到一定厚度，例如1.1um-1.4um，然而，由于黑矩阵具有较厚的厚度，在黑矩阵与彩膜重叠的部分，会形成凸起，造成CF基板表面不平整，引起配向不良、漏光等问题。
发明内容
本发明的实施例包含一种显示面板，包含：第一基板；第二基板，与所述第一基板相对设置；彩膜，设置于所述第一基板或第二基板的一侧，包含彩膜区和遮光区；第一偏振片，设置于所述第一基板上；第二偏振片，设置于所述第二基板上；第一偏振片和第二偏振片上对应于所述彩膜区的区域为第一区域，对应于所述遮光区的区域为第二区域；所述第一偏振片在所述第二区域的偏振方向与所述第二偏振片在所述第二区域的偏振轴方向垂直；所述第一偏振片在所述第二区域的偏振轴方向与所述第一偏振片在所述第一区域的偏振方向不同。
本发明的实施例包含一种显示面板的制造方法，包含：提供第一基板；在第一基板设置彩膜，所述彩膜包含彩膜区和遮光区；在第一基板的一侧设置第一偏光片；提供第二基板；在第二基板上设置第二偏光片，包含与彩膜区相对的第一区域和与遮光区相对的第二区域；所述第一偏振片在第二区域的偏振方向与所述第二偏振片在第二区域的偏振轴方向垂直，且所述第一偏振片在所述第二区域的偏振轴方向与所述第一偏振片在第一区域的偏振方向不同。
本发明的实施例包含一种显示装置，包含上述显示面板。
本发明可以实现但不限于如下好处：采用上下偏振片的组合，起到遮光作用；采用区域偏振片，实现白态、黑态下的遮光作用。
附图说明
图1为传统结构液晶显示面板示意图；
图2为本发明一实施例提供的显示面板结构示意图；
图3为本发明一实施例提供的偏振片材料结构示意图；
图4为本发明一实施例提供的显示面板结构示意图；
图5为本发明一实施例提供的显示面板结构示意图；
图6为本发明一实施例提供的显示面板结构示意图；
图7为本发明一实施例提供的显示面板像素结构俯视图示意图；
图8为本发明一实施例提供的显示面板像素结构A-A'截面图示意图；
图9为本发明一实施例提供的偏振片工艺流程示意图；
图10为本发明一实施例提供的显示装置结构示意图；
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
图1是传统技术提供的面板结构图。图1中，100为彩膜基板(CF基板)，105为阵列基板(TFT基板)，CF基板100与TFT基板105之间设置有液晶(图中未示出)，框胶106用于连接上下基板。CF基板100上设置有彩膜102和黑矩阵103。CF基板和TFT基板相互背离的一侧上，还分别设置有偏振片101和偏振片108。
图2是本发明的一个实施例面板结构示意图，其中200为彩膜基板(CF基板)，205为阵列基板(TFT基板)，CF基板200与TFT基板205之间设置有液晶(图中未示出)，框胶206用于连接上下基板。CF基板200上设置有彩膜202，设置有彩膜的区域称为彩膜区。彩膜202之间具有不连续区域，称为遮光区。偏振片对应于彩膜区的区域称为第一区域，对应于遮光区的区域称为第二区域.第一偏振片的第二区域与所述第二偏振片的第二区域偏振方向垂直。
本实施例中，CF基板200上设置有第一偏振片201，第一偏振片的第一区域称为201a，第一偏振片的第二区域称为201b。TFT基板205上设置有第二偏振片208.可选地，第一偏振片的第二区域201b的偏振方向为垂直方向，仅允许垂直方向的光线透过，而阻挡平行方向的光线。第二偏振片208的偏振方向为平行方向，则通过第一偏振片与第二偏振片的配合，可实现遮光作用。
一般来讲，当光线通过第一偏振片后，会对垂直于该偏振片透过轴的光线进行吸收，当光线通过第二偏光片时，将第二偏光片与第一偏光片的透过轴设置有一定夹角，就有一定比例的光线会被阻挡。本实施例中，通过将第一偏振片的第二区域与所述第二偏振片的第二区域偏振方向垂直设置，使得第二区域处无光线通过，从而起到遮光的效果。通过偏振片不同偏振轴方向组合起到遮光效果，与采用黑矩阵等物理遮光相比，可节省设置黑矩阵的一道工序，且厚度更小、更加轻薄，此外采用黑矩阵等物理遮光常常伴有对显示效果的影响。例如，在所述遮光区采用黑矩阵使得设置在黑矩阵上方的彩膜不平整，从而易引起显示器混色。而本实施例提供的方法，不增加任何物理膜层，因此既可实现遮光作用，同时也不会对显示效果产生任何不良影响。
可选地，第一偏振片的第二区域与所述第一偏振片的第一区域偏振方向不同。实际显示中，有黑态和白态两种显示模式，黑态是指上下两个偏光片的偏振轴方向互相垂直的模式，白态是指上下两个偏光片的偏振轴方向互相平行的模式。由于现有技术中，一个偏振片仅有一个偏振方向，因此当黑态或白态模式固定后，第一偏振片的方向根据第二偏振片的方向是确定的，无法实现第二区域处偏振片与第二偏振片的单独配合，例如在白态模式下，则无法实现第二区域两偏振片偏振轴互相垂直的效果。本发明提供的偏振片，可实现同一偏振片不同区域的偏振轴方向不同，因此可以解决上述问题。例如，本实施例中，可选地，第一偏振片的第二区域201b的偏振方向为垂直方向，第二偏振片为平行方向，第一偏振片的第一区域201a的偏振方向为平行方向。可选地，第一偏振片为平行方向，第二偏振片的第一区域为平行方向，第二偏振片的第二区域为垂直方向。
图3是本发明一实施例提供的偏振片材料示意图，偏振片包含偏振材料11及计提材料12.其中，偏振材料11为二色性有机染料，可选地，偏振材料11选自偶氮型染料、蒽醌型染料、联苯型染料、三苯二嗪及衍生物型染料、单甲川或多甲川型染料、聚环型染料、或均二苯代乙烯类等二色性有机染料中的一种或几种，可选地，偏振材料11的二色性比大于7。可选地，基体材料12可以选自三醋酸纤维素、聚酰亚胺、聚酰胺酸、聚苯乙烯、纤维素衍生物、聚氯乙烯、聚丙烯、丙烯酸类聚合物、聚酰胺、聚酯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物皂化物等材料中的一种或多种。偏振材料11和基体材料12至少有一种材料具有光配向特性，例如，当偏振材料为偶氮类二色性有机染料或均二苯代乙烯类二色性染料时，具备光配向特性。当基体材料12是包含环丁烷基团的聚酰亚胺、具有偶氮基团的可光配向材料、聚肉桂酰衍生物类可光配向材料时，具有光配向特性。本发明中，对上述偏振层进行预烘烤后，进行紫外偏振光照射，使偏振材料11和基体材料12定向排列，结合偏振材料11的二色性特性，最终经过固化烘烤，得到偏振片。可选地，基体材料11和偏振材料12都具有光配向特性。由于在紫外光的照射下，偏振材料11会根据紫外光的偏振方向取向，同时，基体材料12也根据紫外光的偏振方向取向，基体材料12一般为高分子材料，而偏振材料11一般为小分子材料，在取向过程中，基体材料12对偏振材料11的取向具有引导作用，偏振材料11对基体材料12的取向具有协同作用，因此偏振材料11和基体材料12都取向更加精确，使得本发明偏振片的各个区域的偏振方向可以根据所需的偏振方向精确设置。同时，本实施例的偏振片的区域化精确度、稳定性更佳。可选地，基体材料是聚酰亚胺。聚酰亚胺的耐高温高湿能力强，聚酰亚胺耐高温高湿的能力优于现有技术使用的聚乙烯醇，可靠性更高。且聚酰亚胺的厚度也可以小于聚乙烯醇，因此可进一步减薄偏振片。
本发明中，利用光配向工艺，用紫外偏振光对偏振片进行照射，对偏振片进行配向，经过烘烤固化工艺后形成偏振片，通过偏振片的不同区域照射不同偏振方向的紫外光，可以实现偏振片不同区域的偏振方向。当然，本发明也可以具有两个以上、乃至多个区域。多个区域之间的偏振轴方向可以各不相同，也可以根据实际应用将偏振片设置为部分区域偏振方向相同，部分区域偏振方向不同。本申请文件中，将这种偏振片称为区域偏振片。
本发明的一个实施例如图4所示，图4中，第一偏振片的第一区域301a偏振轴为垂直方向，第一偏振片的第二区域301b偏振轴方向为水平方向，第二偏振片的偏振轴方向为垂直方向。由于在第二区域上，第一偏振片和第二偏振片的偏振轴方向相互垂直，因此第二区域上将没有光线透过。而在第一区域中，第一偏振片与第二偏振片相互平行，可实现白态模式的功能。本实施例中，可选地，第一偏振片的偏振轴为垂直方向，第二偏振片的偏振轴在第一区域是垂直设置，第二偏振片的偏振轴在第二区域是水平设置。
本发明的一个实施例中，第一偏振片和第二偏振片都是区域偏振片。例如，如图5所示，图5中，第一偏振片的第一区域401a的偏振轴方向是垂直方向，第一偏振片的第二区域401b是平行方向，第二偏振片的第一区域408a是平行方向，第二偏振片的第二区域408b是垂直方向。这样的设置使得偏振片的组合可以在黑态显示模式下实现遮光的效果。
本发明的一个实施例中，第一偏振片和第二偏振片都是区域偏振片。例如，如图6所示，图6中，第一偏振片的第一区域501a的偏振轴方向是平行方向，第一偏振片的第二区域501b是垂直方向，第二偏振片的第一区域508a是垂直方向，第二偏振片的第二区域508b是平行方向。这样的设置使得偏振片的组合可以在黑态显示模式下实现遮光的效果。
本发明提供的偏振片组合可实现遮光作用，可选地，也可以采用黑矩阵辅助起遮光作用，由于偏振片本身具有遮光作用，本发明采用的黑矩阵的宽度可以小于现有技术的黑矩阵宽度，可选地，黑矩阵的宽度小于2um。黑矩阵减小可以提高透光率。此外，本发明提供的偏振片组合可以实现更好的对比度和更高的开口率。
本发明提供的偏振片组合可以设置在CF基板和TFT基板相对的一侧，也可以设置在CF基板和TFT基板相背离的一侧，也可以一个偏振片设置在CF基板和TFT基板相对的一侧，另一个偏振片设置在CF基板和TFT基板相背离的一侧。现有技术中，偏振片一般只能设置在CF基板和TFT基板相互背离的一侧，这是因为现有技术的偏振片通常采用贴附的方法安装于显示面板上，为了达到理想的光学效果，要求贴附表面平整。而本发明中，偏振片通过偏振材料11与基体材料12掺杂后，可涂覆与显示面板上，因此可以涂覆于基板与TFT基板相对的一侧。这样的涂覆方法不仅能使用于不平整的表面，还避免了传统偏振片贴附偏差、气泡等缺陷导致的光学效果不良，可以提高偏振片与显示面板配合的精准性。此外，偏振片贴附在面板内侧，还可以防止偏振片的脱落及划伤。第一偏振片301与第二偏振片306为本申请文件中的实施例记载的区域偏振片。
可选地，彩膜基板上还包含第一有机层，设置于所述彩膜上方，第一有机层的材料可以是树脂材料。可选地，TFT基板上还包含第二有机层，设置于所述薄膜晶体管上方，第二有机层的材料可以是树脂材料。本实施例中，偏振材料11掺杂于第一有机层或/和第二有机层中，且偏振材料11可以为具有光配向性能的二色性染料材料，在紫外光的照射下，发生定向取向，从而具有偏振片的功能。可选地，基体材料12掺杂于第一有机层或/和第二有机层409中，且基体材料12可以为具有光配向性能的材料，例如聚酰亚胺。可选地，第一有机层和第二有机层由聚酰亚胺构成，其中掺杂有偏振材料11，且偏振材料11可以为具有光配向性能的二色性染料材料。本实施例中，第一有机层可以同时作为第一偏振片，第二有机层可以同时作为第二偏振片。这种结构节省了制造偏振片的工艺步骤，提高生产效率，此外，还能减小显示面板的厚度，使之更轻薄。同理，偏振材料11和基体材料12也可以掺杂于显示面板的任意一层。第一偏振片与第二偏振片为本申请文件中的实施例记载的区域偏振片。
第一基板和第二基板的至少一个上，还设置有电极。可选地，电极为像素电极和公共电极。根据电极设置的位置和结构不同，液晶显示器具有不同的显示模式，例如TN模式(twisted nematic l iquid crystal mode)，VA模式(vertical al ignment mode)，IPS模式(In-plane switching mode)等。
图7是本发明一实施例提供的显示面板结构示意图，每个像素单元具有数据线603，与所述数据线绝缘交叉的栅极线604，数据线603与栅极线604围成一个像素单元。薄膜晶体管设置在数据线603与栅极线604的交叉处，薄膜晶体管层包含栅极、源极、漏极、有源层。图8是图7提供的显示面板结构A-A'剖视图的示意图，数据线603设置在基板605上方，数据线上方设置有片状的第一电极608，第一电极608上方设置设置有第二电极609，第一电极608与第二电极609之间设置有一个绝缘层。TFT基板的数据线与CF基板的遮光区相对应。可选地，对应于CF基板遮光区的位置不设置有电极，这样的设置使得面板在加电压时，遮光区对应的区域不产生电压，从而不会引起液晶分子的旋转，因此使得上下偏光片的组合有效地遮挡光线。可选地，对应于遮光区的位置的电极具有凹槽，从而减小这个区域的电压。可选地，对应于遮光区的位置的第一电极具有凹槽，从而减小这个区域的电压。
CF基板与TFT基板的对应关系为，CF基板的彩膜区基本对应于TFT基板的像素区域，这个区域在显示中可以根据施加的电压大小显示不同亮度的图像。相邻的两个像素之间具有数据线，数据线对应于CF基板的遮光区，通常遮光区的区域大于数据线的宽度。可选地，偏光片第二区域的宽度大于数据线的宽度。由于数据线上方的液晶旋转混乱，常常会导致显示异常，采用这样的设计，可以有效缓解显示异常现象。
根据本发明的另一个实施例，显示面板的第一电极和第二电极都是条状电极，例如IPS模式常用的梳齿状电极。可选地，对应于CF基板遮光区的位置不设置有电极。因为第一电极和第二电极本身就是条状，无需额外的刻蚀工艺，就可以实现遮光区对应的位置无电极，不增加工艺步骤，同时又能够实现遮光区对应的区域不产生电压的效果。
本发明的一个实施例，提供了制造区域偏振片的具体工艺，如图9所示。
步骤S1：提供一基板。
步骤S2：将偏振材料11涂覆于上述基板的表面上，或将偏振材料11混合于基体材料12或其前躯体中，涂覆于上述基板的表面上，形成偏振片。
具体地，偏振材料11和基体材料12可以是本申请文件实施例中的材料之间的任何一种组合。
步骤S3：对所述偏振片层进行预烘烤处理。
具体地，所述预烘烤处理的温度可选为90℃-130℃，时间可选为60S-120S.步骤S4：采用紫外偏振光照射上述基板。
对于区域偏振片，将偏振片分成至少两个区域：第一区域和第二区域。分别对上述区域采用不同偏振方向的紫外偏振光照射。例如，可以向第一区域照射第一偏振方向的紫外光，然后将偏振片旋转一定角度，使得紫外偏振光的偏振中方向与偏振片的夹角发生改变。再向第二区域照射同一偏振方向的紫外光。由于紫外光偏振方向与基板的夹角发生变化，第二区域的偏振轴方向将与第一区域不同。此外，还可以向第一区域照射第一偏振方向的紫外光，再旋转紫外光源的金属栅的方式，得到第二方向偏振紫外光，在以第二偏振方向的紫外光照射第二区域。或者，还可以采用区域化的掩模板。
具体地，对预烘烤处理后的偏振片进行紫外线偏振光照射，使得所述偏振材料或/和基体材料定向排列，所述紫外线偏振光照射时紫外线偏振光的能量为300mj-1000mj，可选为500mj-800mj，这种光照能量情况下，聚酰亚胺膜的光配向能力最佳，越利于偶氮染料定向排列，偏振性能最佳。
步骤S5：对紫外光照射后的偏振片进行烘烤固化。
具体地，所述固化的温度可选为210℃-230℃，时间可选为20min-50min。可选的，所述烘烤处理的温度为130℃，时间为120S，固化的温度为230℃，时间为30min。
本发明还包含一种显示面板的制造方法，其特征在于，包含：提供第一基板；在第一基板设置彩膜，所述彩膜包含彩膜区和遮光区；在第一基板的一侧设置第一偏光片；提供第二基板；在第二基板上设置第二偏光片，包含与彩膜区相对的第一区域和与遮光区相对的第二区域；所述第一偏振片在第二区域的偏振方向与所述第二偏振片在第二区域的偏振轴方向垂直，且所述第一偏振片在所述第二区域的偏振轴方向与所述第一偏振片在第一区域的偏振方向不同。可选地，所述第一偏振片在所述第二区域的偏振轴方向与所述第一偏振片在第一区域的偏振方向垂直。
本发明还包含一种显示装置，如图10所示，例如手机等，包含上述显示面板。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (16)

1.一种显示面板，其特征在于，包含：
第一基板；
第二基板，与所述第一基板相对设置；
彩膜，设置于所述第一基板或第二基板的一侧，包含彩膜区和遮光区；
第一偏振片，设置于所述第一基板上；
第二偏振片，设置于所述第二基板上；
第一偏振片和第二偏振片上对应于所述彩膜区的区域为第一区域，对应于所述遮光区的区域为第二区域；
所述第一偏振片在所述第二区域的偏振方向与所述第二偏振片在所述第二区域的偏振轴方向垂直；
所述第一偏振片在所述第二区域的偏振轴方向与所述第一偏振片在所述第一区域的偏振方向不同。
2.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述第一偏振片在所述第二区域的偏振轴方向与所述第一偏振片在所述第一区域的偏振方向垂直。
3.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述第一偏振片在所述第一区域的偏振轴方向与所述第二偏振片在所述第一区域的偏振方向平行。
4.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述第一偏振片和/或所述第二偏振片在紫外偏振光的照射下能定向排列。
5.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述第一偏振片或所述第二偏振片包含基体材料和偏振材料，所述偏振材料掺杂于所述基体材料之中。
6.根据权利要求5所述的显示面板，其特征在于，所述第一偏振材料是二色性有机染料或均二苯代乙烯类二色性染料。
7.根据权利要求5所述的显示面板，其特征在于，所述基体材料是聚酰亚胺或聚肉桂酰衍生物或偶氮类光配向材料。
8.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，包含电极，位于至少一个所述基板上，且所述遮光区对应的部位不设置电极。
9.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，
所述彩膜设置于所述第一基板上，所述显示面板包含第一有机层，设置于所述彩膜上方；
所述第二基板进一步包含多个像素单元，相邻像素单元之间设置有数据线；所述第二基板进一步包含薄膜晶体管，具体包含栅极，有源层，以及位于有源层上方的源极和漏极；
第二有机层，设置于所述薄膜晶体管上方；
第一电极，设置于所述第二有机层上方；
第二电极，设置于第一电极上方。
10.根据权利要求9所述的显示面板，其特征在于，所述第二区域覆盖所述数据线。
11.根据权利要求9所述的显示面板，其特征在于，所述第一电极和所述第二电极都是条状。
12.根据权利要求9所述的显示面板，其特征在于，所述第一电极或所述第二电极是公共电极，且对应于所述遮光区的区域具有凹槽。
13.根据权利要求9所述的显示面板，其特征在于，所述第一偏振片或第二偏振片与所述第一有机层或第二有机层设置在同层。
14.一种显示装置，包含如权利要求1所述的显示面板。
15.一种显示面板的制造方法，其特征在于，包含：提供第一基板；在第 一基板设置彩膜，所述彩膜包含彩膜区和遮光区；在第一基板的一侧设置第一偏光片；提供第二基板；在第二基板上设置第二偏光片，包含与彩膜区相对的第一区域和与遮光区相对的第二区域；所述第一偏振片在第二区域的偏振方向与所述第二偏振片在第二区域的偏振轴方向垂直，且所述第一偏振片在所述第二区域的偏振轴方向与所述第一偏振片在第一区域的偏振方向不同。
16.根据权利要求15所述的制造方法，其特征在于，所述第一偏振片在所述第二区域的偏振轴方向与所述第一偏振片在第一区域的偏振方向垂直。
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