CN105954936A - 垂直配向型液晶面板及液晶面板制作方法 - Google Patents

垂直配向型液晶面板及液晶面板制作方法 Download PDF

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Abstract

本发明公布了一种垂直配向型液晶面板，公共电极背离所述第一基板的表面和像素电极背离所述第二基板的表面附着有聚合物突起层，所述聚合物突起层包括多个第一聚合物突起与多个第二聚合物突起，所述第一聚合物突起在所述公共电极表面和所述像素电极表面排布成具有由中心向不同方向延伸的分支的图案，所述第一聚合物突起将所述公共电极表面和所述像素电极表面分隔成多个子区域，所述第二聚合物突起排布于所述子区域中并与所述第一聚合物突起共同使液晶分子保持初始预倾角。本发明还公布了一种液晶面板制作方法。所述垂直配向型液晶面板响应速度快、像素电极与公共电极之间电场大小与排布均匀性，透过率高，显示设备整体的能耗与使用成本低。

Description

垂直配向型液晶面板及液晶面板制作方法
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其是涉及一种垂直配向型液晶面板及液晶面板制作方法。
背景技术
主动式薄膜晶体管液晶显示器(Thin Film Transistor-LCD，TFT-LCD)近年来得到了飞速的发展和广泛的应用。就目前主流市场上的TFT-LCD显示面板而言，可分为三种类型，分别是扭曲向列(Twisted Nematic，TN)或超扭曲向列(Super Twisted Nematic，STN)型，平面转换(In-Plane Switching，IPS)型及垂直配向(Vertical Alignment，VA)型。其中VA型液晶显示器相对其他种类的液晶显示器具有极高的对比度，在大尺寸显示。如电视等方面具有非常广泛的应用。
聚合物稳定垂直配向(Polymer-stabilized Vertical Alignment，PSVA)广视角技术能够使液晶显示面板具有较快的响应速度等特点。现有技术中，一般的PSVA像素结构是在阵列基板的用于保护沟道的钝化层上设置具有“米字型”的像素电极，然而由于“米字型”电极具有向不同方向延伸的像素电极分支与狭缝间隔的图案，导致其与公共电极形成的电场不均，对应于像素电极分支区域的电场明显强于对应于狭缝区域的电场，从而导致像素内出现亮度不均的现象。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种垂直配向型液晶面板及垂直配向型液晶面板的制作方法，用以解决现有技术中PSVA型电极公共电极与图案化像素电极的电场不均导致的液晶面板显示亮度不均匀的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供一种所述垂直配向型液晶面板包括第一基板、与所述第一基板相对设置的第二基板及位于所述第一基板与所述第二基板之间的液晶层，所述第一基板面对所述第二基板的表面设有公共电极，所述第二基板面对所述第一基板的表面设有对应所述公共电极的像素电极，所述公共电极背离所述第一基板的表面和所述像素电极背离所述第二基板的表面附着有聚合物突起层，所述聚合物突起层包括多个第一聚合物突起与多个第二聚合物突起，所述第一聚合物突起在所述公共电极表面和所述像素电极表面排布成具有由中心向不同方向延伸的分支的图案，所述第一聚合物突起将所述公共电极表面和所述像素电极表面分隔成多个子区域，所述第二聚合物突起排布于所述子区域中并与所述第一聚合物突起共同使液晶分子保持初始预倾角。
进一步，所述第一聚合物突起排布在所述公共电极表面与所述像素电极表面形成“米字型”图案。
进一步，所述“米字型”图案的八个分支将所述像素电极分隔成八个大小相同的三角形的所述子区域，各所述子区域上排布数量与位置随机的多个所述第二聚合物突起。
进一步，所述液晶分子长度方向与所述公共电极或所述像素电极之间的所述初始预倾角的大小为45度至90度。
进一步，所述公共电极与所述像素电极均为厚度均匀、连续不间断的平面型电极。
本发明还提供了一种液晶面板制作方法，包括：
提供第一基板与第二基板，在所述第一基板表面形成公共电极，在所述第二基板表面形成像素电极，将所述第一基板与所述第二基板对组贴合，并在所述第一基板与所述第二基板之间填充液晶分子和可聚合单体的混合物；
使用具有缝隙的掩膜板遮挡所述液晶面板，使用线偏振光穿过所述缝隙对所述液晶面板进行第一次照射，在所述公共电极表面与所述像素电极表面形成多个第一聚合物突起；
移除所述掩膜板，对所述公共电极与所述像素电极施加偏置电压，使用所述线偏振光对所述液晶面板进行第二次照射，在所述公共电极表面与所述像素电极表面形成多个第二聚合物突起，并使所述液晶分子具有初始预倾角。
进一步，所述掩膜板上的所述缝隙为由中心向不同方向延伸出八个分支的“米字型”图案，所述缝隙将所述掩膜板分隔成八个大小相同的三角形的区域。
进一步，所述线偏振光为紫外光。
进一步，所述可聚合单体为丙烯酸酯及其衍生物、甲基丙烯酸酯及其衍生物、苯乙烯及其衍生物、环氧树脂与脂肪胺类环氧固化剂的一种或组合。
进一步，所述液晶分子长度方向与所述公共电极或所述像素电极之间的所述初始预倾角的大小为45度至90度。
本发明的有益效果如下：通过第一次光配向在平面型像素电极表面形成的“米字型”图案的多个第一聚合物突起替代现有技术中的“米字型”的像素电极的作用，通过第二次光配向形成多个第二聚合物突起并使液晶分子具有初始预倾角，保留了现有技术中PSVA型液晶面板的响应速度快等优点的同时，使该液晶面板具备使用TN型液晶面板使用的平面型氧化铟锡材料像素电极的条件，提高像素电极与公共电极之间电场大小与排布均匀性，提高了其透过率，降低了显示设备整体的能耗与使用成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的明显变形方式。
图1为本发明实施例一提供的垂直配向型液晶面板截面图。
图2为本发明实施例一提供的垂直配向型液晶面板像素电极表面的俯视图。
图3为本发明实施例二提供的垂直配向型液晶面板像素电极表面的俯视图。
图4为本发明实施例一提供的液晶面板制作方法流程图。
图5为本发明实施例一提供的液晶面板制作方法的步骤一的示意图。
图6为本发明实施例一提供的液晶面板制作方法的步骤二的另一角度示意图。
图7为本发明实施例一提供的液晶面板制作方法的步骤二的示意图。
图8为本发明实施例一提供的液晶面板制作方法的步骤三的示意图。
图9为本发明实施例一提供的液晶面板制作方法的步骤四的示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1为本发明实施例一提供的垂直配向型液晶面板截面图，如图所示，垂直配向型液晶面板包括第一基板12、与所述第一基板相对设置的第二基板14及位于所述第一基板12与所述第二基板14之间的液晶层。一种实施方式中，第一基板12为彩膜基板，彩膜基板包括红、绿、蓝三基色的透明薄膜滤光片，依靠三基色混合出不同的颜色，用以实现图像显示；第二基板14为阵列基板，阵列基板上横竖排列并互相绝缘的格状透明金属膜导线将阵列基板分成多个微小的格子，即像素单元。第一基板12面对第二基板14的表面设有公共电极22，第二基板14面对第一基板12的表面设有对应公共电极22的像素电极24，像素电极24设置于第二基板14的像素单元上。在公共电极22与像素电极24上施加偏置电压时，液晶层的液晶分子40发生偏转，液晶分子40的偏转程度改变液晶面板的透过率，调节图像显示亮度。一种实施方式中，液晶分子40为负性液晶，液晶分子40向长度方向垂直于电场线的方向旋转，当然，液晶分子40也可以为正性液晶，液晶分子40向长度方向平行于电场线的方向旋转。公共电极22与像素电极24均为厚度均匀、连续不间断的平面型电极，平面型电极在施加偏置电压时，公共电极22与像素电极24之间的电场线强度与分布均匀，利于实现颜色均匀的图像显示。同时，公共电极22与像素电极24均为氧化铟锡材料电极，使用氧化铟锡材料电极具有较高的透明度，利于提高液晶面板的透过率，提高背光源的利用率，从而降低显示设备整体的能量消耗。
公共电极22背离第一基板12的表面和像素电极24背离第二基板14的表面均附着有聚合物突起层30。结合图4至图9液晶面板的制作方法示意图，聚合物突起层30由多个可聚合单体300在线偏振光照的条件下发生聚合反应形成，按照作用及形成时间不同区，聚合物突起层30的多个聚合物突起分为第一聚合物突起302和第二聚合物突起304。第一聚合物突起302由对应掩膜板50的缝隙502的部分可聚合单体300经过第一次光照过程发生聚合反应形成，第一聚合物突起302用于控制第二次光照前施加偏置电压时的液晶分子40的偏转方向；第二聚合物突起304由剩余的未发生聚合反应的可聚合单体300在施加偏置电压条件后的第二次光照过程发生聚合反应形成，第二聚合物突起304与第一聚合物突起302组成聚合物突起层30用于使液晶分子40保持初始预倾角。
多个第一聚合物突起302在像素电极24的平整表面上形成由中心向不同方向延伸出分支的图案，图2为本发明实施例一提供的垂直配向型液晶面板像素电极24表面的俯视图，如图所示，多个第一聚合物突起302排列形成由中心向外延伸出八个具有相同大小夹角的分支的“米字型”图案，将像素电极24的单个正方形的像素单元分成八个大小相同的三角形子区域242，第二聚合物突起304附着于各子区域242的上，每个子区域242上的第二聚合物突起304的数量与附着位置是随机的，并且由图5所示的液晶分子40与可聚合单体300混合物中该两种物质混合的均匀性影响。第二聚合物突起304布满各子区域242，并与第一聚合物突起302组成聚合物突起层30，公共电极22上的聚合物突起层30分布方式与像素电极22上的聚合物突起层30的分布方式相同。图3为本发明实施例二提供的垂直配向型液晶面板像素电极24表面的俯视图，如图所示，多个第一聚合物突起302排列形成由中心向外延伸出四个具有相同大小夹角的分支的“十字型”图案，将像素电极24的单个正方形的像素单元分成四个大小相同的正方形子区域242，第二聚合物突起304附着于各子区域242的上，每个子区域242上的第二聚合物突起304的数量与附着位置是随机的，并且由图5所示的液晶分子40与可聚合单体300混合物中该两种物质混合的均匀性影响。第二聚合物突起304布满各子区域242，并与第一聚合物突起302组成聚合物突起层30，公共电极22上的聚合物突起层30分布方式与像素电极22上的聚合物突起层30的分布方式相同。第一聚合物突起302排布的图案还可以为其他任意具有由中心向不同方向延伸的分支的图案。聚合物突起层30使介于公共电极22与像素电极24之间的液晶分子40在施加偏置电压时具有初始预倾角，初始预倾角为液晶分子40长度方向与公共电极22或像素电极24之间的夹角，初始预倾角的大小为45度至90度，一定角度的初始预倾角使液晶分子40受到偏置电压后更迅速的向一个方向发生偏转，并带动周围的液晶分子40发生偏转，提高了液晶分子40整体的偏转反应速度从而提高了液晶面板的响应速度。一种实施方式中，线偏振光为紫外光，紫外光易得到，并且使用手段成熟，制造成本低。该聚合物单体300为丙烯酸酯及其衍生物、甲基丙烯酸酯及其衍生物、苯乙烯及其衍生物、环氧树脂与脂肪胺类环氧固化剂的一种或组合。
氧化铟锡材料的公共电极22与像素电极24具有较高的透过率；连续的平面状的公共电极22与像素电极24在施加偏置电压的情况下电场均匀，利于液晶分子40的快速偏转；聚合物突起层30使液晶分子40在施加偏置电压时具有初始预倾角，初始预倾角加快液晶分子40的偏转速度，提高液晶面板变化的响应速度。
图4为本发明实施例一提供的垂直配向型液晶面板的制作方法流程图，如图所示，垂直配向型液晶面板的制作步骤如下：
结合图5至图9，
步骤1，提供第一基板12与第二基板14，在第一基板12表面形成公共电极22，在第二基板14表面形成像素电极24，将第一基板12与第二基板14对组贴合，并在第一基板12与第二基板14之间填充液晶分子40和可聚合单体300的混合物。可聚合单体300为丙烯酸酯及其衍生物、甲基丙烯酸酯及其衍生物、苯乙烯及其衍生物、环氧树脂与脂肪胺类环氧固化剂的一种或组合。一种实施方式中，液晶分子40为负性液晶，液晶分子40向长度方向垂直于电场线的方向旋转，当然，液晶分子40也可以为正性液晶，液晶分子40向长度方向平行于电场线的方向旋转。
公共电极22与像素电极24均为厚度均匀、连续不间断的平面型电极，平面型电极在施加偏置电压时，公共电极22与像素电极24之间的电场线强度与分布均匀，利于实现颜色均匀的图像显示。同时，公共电极22与像素电极24均为氧化铟锡材料电极，使用氧化铟锡材料电极具有较高的透明度，利于提高液晶面板的透过率，提高背光源的利用率，从而降低显示设备整体的能量消耗。
步骤2，使用具有图案化缝隙502的掩膜板50遮挡液晶面板，使用线偏振光穿过缝隙502对垂直配向型液晶面板进行第一次照射，对应缝隙502的可聚合单体300发生聚合反应形成多个第一聚合物突起302附着于公共电极22表面与像素电极24表面，被掩膜板50遮挡的可聚合单体300由于没有被线偏振光照射故不发生聚合反应。图6表示通过偏振的光照射，在像素电极22的每一个像素单元均形成一个由多个第一聚合物突起302组成的图案，对应每一个像素单元的公共电极22也形成多个由多个第一聚合物突起302组成的图案。
一种实施方式中，线偏振光为紫外光，紫外光易得到，并且使用手段成熟，制造成本低。缝隙502为“米字型”图案，使第一聚合物突起302在公共电极22表面与像素电极24表面同样排布为“米字型”。“米字型”的第一聚合物突起302使靠近第一聚合物突起302的液晶分子40未施加偏置电压的情况下已具有一定的偏转角度，使后续对公共电极22与像素电极24施加偏置电压并进行第二次光照时将液晶分子40按设计的方向伏倒，利于初始预倾角的设计与形成。
步骤3，移除掩膜板50，对公共电极22与像素电极24施加偏置电压，液晶分子40受到第一聚合物突起302的影响向设计的方向偏转一定角度；使用紫外光对垂直配向型液晶面板进行第二次照射，步骤2中剩余的可聚合单体300发生聚合反应形成多个第二聚合物突起304附着于公共电极22表面与像素电极24表面，第一聚合物突起302与第二聚合物突起304组成的聚合物突起层30使发生偏转的液晶分子40保持一定的初始预倾角，初始预倾角为液晶分子40长度方向与公共电极22或像素电极24之间的夹角，初始预倾角的大小为45度至90度，液晶分子40的初始预倾角使液晶分子40在液晶面板的使用过程中，施加偏置电压后，液晶分子40的偏转速度加快，提高了液晶面板对偏置电压变化的响应速度。
通过两次光照的方式在垂直配向型液晶面板的公共电极22与像素电极24表面形成的聚合物突起层30使液晶分子40具有初始预倾角，使液晶面板具有较高的响应速度；同时，第一次光照形成的“米字型”第一聚合物突起302替代了现有技术中PSVA型液晶面板由于使用“米字型”像素电极解决了电场分布不均匀的问题，使用电场分布均匀的连续的平面状电极；并且平面状电极使用氧化铟锡材料，提高了液晶面板的透过率。
为得到本发明实施例二的“十字型”第一聚合物突起302仅需将步骤2中的掩膜板50的缝隙502设计成“十字型”图案即可，其他步骤与实施例一相同。缝隙502的图案中由中心向不同方向延伸的分支越多，在第一次光照步骤中得到的第一聚合物突起302数量越多，施加偏置电压后液晶分子40的倒伏方向越规律，液晶分子40越容易得到规律的初始预倾角角度，但图案的分支越多，保持液晶分子40的初始预倾角的难度越大。
以上所揭露的仅为本发明几种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种垂直配向型液晶面板，所述垂直配向型液晶面板包括第一基板、与所述第一基板相对设置的第二基板及位于所述第一基板与所述第二基板之间的液晶层，其特征在于，所述第一基板面对所述第二基板的表面设有公共电极，所述第二基板面对所述第一基板的表面设有对应所述公共电极的像素电极，所述公共电极背离所述第一基板的表面和所述像素电极背离所述第二基板的表面附着有聚合物突起层，所述聚合物突起层包括多个第一聚合物突起与多个第二聚合物突起，所述第一聚合物突起在所述公共电极表面和所述像素电极表面排布成具有由中心向不同方向延伸的分支的图案，所述第一聚合物突起将所述公共电极表面和所述像素电极表面分隔成多个子区域，所述第二聚合物突起排布于所述子区域中并与所述第一聚合物突起共同使液晶分子保持初始预倾角。
2.根据权利要求1所述的垂直配向型液晶面板，其特征在于，所述第一聚合物突起排布在所述公共电极表面与所述像素电极表面形成“米字型”图案。
3.根据权利要求2所述的垂直配向型液晶面板，其特征在于，所述“米字型”图案的八个分支将所述像素电极分隔成八个大小相同的三角形的所述子区域，各所述子区域上排布数量与位置随机的多个所述第二聚合物突起。
4.根据权利要求1所述的垂直配向型液晶面板，其特征在于，所述液晶分子长度方向与所述公共电极或所述像素电极之间的所述初始预倾角的大小为45度至90度。
5.根据权利要求1所述的垂直配向型液晶面板，其特征在于，所述公共电极与所述像素电极均为厚度均匀、连续不间断的平面型电极。
6.一种液晶面板制作方法，其特征在于，包括：
提供第一基板与第二基板，在所述第一基板表面形成公共电极，在所述第二基板表面形成像素电极，将所述第一基板与所述第二基板对组贴合，并在所述第一基板与所述第二基板之间填充液晶分子和可聚合单体的混合物；
使用具有缝隙的掩膜板遮挡所述液晶面板，使用线偏振光穿过所述缝隙对所述液晶面板进行第一次照射，在所述公共电极表面与所述像素电极表面形成多个第一聚合物突起；
移除所述掩膜板，对所述公共电极与所述像素电极施加偏置电压，使用所述线偏振光对所述液晶面板进行第二次照射，在所述公共电极表面与所述像素电极表面形成多个第二聚合物突起，并使所述液晶分子具有初始预倾角。
7.根据权利要求6所述的液晶面板制作方法，其特征在于，所述掩膜板上的所述缝隙为由中心向不同方向延伸出八个分支的“米字型”图案，所述缝隙将所述掩膜板分隔成八个大小相同的三角形的区域。
8.根据权利要求6所述的液晶面板制作方法，其特征在于，所述线偏振光为紫外光。
9.根据权利要求6所述的液晶面板制作方法，其特征在于，所述可聚合单体为丙烯酸酯及其衍生物、甲基丙烯酸酯及其衍生物、苯乙烯及其衍生物、环氧树脂与脂肪胺类环氧固化剂的一种或组合。
10.根据权利要求6所述的液晶面板制作方法，其特征在于，所述液晶分子长度方向与所述公共电极或所述像素电极之间的所述初始预倾角的大小为45度至90度。
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