CN1963599A - 一种改善lcd液晶层厚度均匀性的方法及液晶显示器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种改善液晶显示器液晶层厚度均匀性的方法及液晶显示器，在相互面对的、其内侧形成有透明电极的第一透明基板和第二透明基板的显示区和非显示区的ITO填充区域形成透明电极平整层，以使第一透明基板和第二透明基板所夹持的空间各处间距均匀。本发明改善了液晶层厚度的均匀性，保证液晶的光程差一致，提高了液晶显示器的亮度的均一性和对比度性能。

Description

一种改善LCD液晶层厚度均匀性的方法及液晶显示器

【技术领域】

本发明涉及一种液晶显示器，特别是涉及具有均匀液晶层厚度的液晶显示器及改善LCD液晶层厚度均匀性的方法。

【背景技术】

通常液晶显示器工作原理为利用光传播经过液晶时的旋光效应或双折射效应或其他电光效应、热光效应。而现在广为应用于各种小屏幕产品上的的超扭曲向列型LCD就是利用超扭曲向列型液晶的双折射效率来工作的。根据不同的液晶扭曲角度与偏光板角度搭配，又有常黑模式、常白模式两种。其中常黑模式具有对比度高的优势，成为了STN-LCD一种广泛的的的工作模式。但常黑模式STN-LCD对显示亮度对液晶双折射光程差十分敏感，在LCD正常工作中某些特定电压下液晶层0.1微米的厚度差对应光程差差异就可能引起50％亮度差异。对彩色STN常黑模式产品来讲，一般盒厚均匀性要求达到±0.05um才能满足市场品质要求，如果盒厚均匀性超过此标准，就会出现不加电呈现彩虹或色斑等不良，加电状态呈现对比度不良。因此，液晶层厚度均匀性控制成为了STN-LCD制作过程的一个关键控制因素。一般STN常白模式，盒厚均匀性控制在±0.1um内即可满足市场品质要求，通常我们只考虑ITO设计，衬垫料(Spacer)材料选择，LCD制盒工艺就可以满足盒厚品质要求，而如果要达到盒厚均匀性在±0.05um这个标准，仅通过衬垫料的搭配、LCD制程成盒工艺、LCD制程封口压力等方法来控制已无法达到盒厚均匀性的要求。一方面，CF因多了印刷R/G/B及BM等工序造成ITO表面微观波纹度比没有RGB层的普通ITO玻璃要差一些；另一方面，CSTN高端产品显示信息量大，驱动路数比较高，为满足这些要求，ITO电阻使用向低电阻趋势发展，一般在10Ω/□以下，这样引起有ITO的部分与没有ITO的部分的高度差有0.2um差异，上下两片玻璃累积这种差异就有0.4um(方块电阻为5Ω/□的ITO厚度一般为0.34um，方块电阻为10Ω/□的ITO厚度一般为0.2um。)，这个差异如果不消除，足以引起CSTN彩虹或色斑不良。因此必须考虑如何弥补ITO电极线凸凹不平缺陷。而弥补ITO电极线的不平通常通过APR制版设计，采用单面或双面绝缘层(通常称为TOP层)印刷来填充由ITO电极线导致的凸凹不平缺陷，这种工艺称为TOP填充。这种方法对于显示性能要求低的液晶显示器，比较适用，但随着对液晶显示器显示性能的提高，这种方法已不能达到高显示性能的要求。

【发明内容】

本发明的主要目的就是为了解决现有技术的问题，提供一种改善液晶显示器液晶层厚度均匀性的方法，提高液晶层厚度的均匀性，减小液晶的光程差，从而提高液晶显示的亮度均匀性。

本发明的另一目的就是为了解决现有技术的问题，提供一种液晶显示器，提高液晶层厚度的均匀性，减小液晶的光程差，从而提高液晶显示的亮度均匀性。

本发明的又一目的就是为了解决现有技术的问题，提供一种液晶显示器的制造方法，提高液晶层厚度的均匀性，减小液晶的光程差，从而提高液晶显示的亮度均匀性。

为实现上述目的，本发明公开了一种改善液晶显示器液晶层厚度均匀性的方法，在相互面对的、其内侧形成有透明电极的第一透明基板和第二透明基板的内侧面的显示区和非显示区的ITO填充区域形成透明电极平整层，以使第一透明基板和第二透明基板所夹持的空间各处间距均匀。即在相互面对的、其内侧形成有透明电极的第一透明基板和第二透明基板的内侧面上除电极转印点和驱动IC邦定位置之外的区域形成透明电极平整层，以使第一透明基板和第二透明基板所夹持的空间各处间距均匀。

将由透明电极向液晶层方向依次形成的透明电极绝缘层和液晶定向层作为透明电极平整层。

将透明电极绝缘层或液晶定向层作为透明电极平整层。

优选的，所述透明电极平整层是利用APR制版填充形成。

为实现上述目的，本发明还公开了一种液晶显示器，包括相互面对的、其内侧形成有透明电极的第一透明基板和第二透明基板，在第一透明基板和第二透明基板之间密封有液晶，在第一透明基板和第二透明基板的内侧面的显示区和非显示区ITO填充区域附着有透明电极平整层。

所述透明电极平整层为由透明电极向液晶层方向依次形成的透明电极绝缘层和液晶定向层。

所述透明电极平整层为透明电极绝缘层或液晶定向层。

为实现上述目的，本发明还公开了一种液晶显示器制造方法，包括以下步骤：

在第一透明基板制作有透明电极的一面的显示区和非显示区的ITO填充区域形成透明电极平整层；

在第二透明基板制作有透明电极的一面的显示区和非显示区的ITO填充区域形成透明电极平整层；

将第一透明基板和第二透明基板热压，用边框胶封闭成液晶灌注腔；

将液晶灌注到液晶灌注腔内；

封口。

所述透明电极平整层包括由透明电极向液晶层方向依次形成的透明电极绝缘层和液晶定向层。

所述透明电极平整层为透明电极绝缘层或液晶定向层。

现有的透明电极平整方法是只在PANEL VA(显示区域)区域内的透明电极(通常用ITO材料)表面经过TOP填充，所以显示区域的透明电极表面相对比较平整，第一透明基板和第二透明基板的显示区域的间距均匀。在灌注液晶前，第一透明基板和第二透明基板需要经过热压工序，在经过压力和高温后，第一透明基板和第二透明基板的整体平整性变差，从而影响最终的显示性能。经过大量实验，发现经过热压工序后平整性变差的原因是因为非显示区域没有形成填充层，因为PANEL VA区域以外没有填充TOP的区域与填充TOP的区域形成一个高度差，这个高度差随使用ITO阻值的减小，高度差越大，这样影响了整个玻璃基板的平整度，并且在非显示区域，同样有ITO走线，就存在有ITO与没有ITO部分的一个高度差。本发明在第一透明基板和第二透明基板的显示区域透明电极表面和非显示区域上(即除电极转印点和驱动IC邦定位置之外的显示区域和非显示区域上)都形成透明电极平整层，具有以下有益效果：

1)第一透明基板和第二透明基板所夹持的空间各处间距均匀，保证了基板表面的整体平整性。在第一透明基板和第二透明基板经过热压工序后，基板表面的整体平整性仍然不变，从而改善了液晶层厚度的均匀性，保证液晶的光程差一致，提高了液晶显示器的亮度的均一性和对比度性能。

2)可以很大程度改善玻璃表面形态，对定向层印刷后的表面平整度有一定的改善。

3)可以有效的预防上下电极短路不良缺陷。

本发明的特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。

【附图说明】

图1是通常的液晶显示器剖面结构示意图；

图2是液晶显示器的第一透明基板表面的区域划分示意图；

图3是液晶显示器的第二透明基板表面的区域划分示意图。

【具体实施方式】

具体实施例一、图1所示是一种常见的彩色超扭曲向列(STN)型液晶显示器的主要层状结构，由下至上依次是背光2、下偏光片3、第一透明基板4、定向层(PI)5、液晶层(LC)6、定向层(PI)7、ITO绝缘层(TOP层)8、第二透明基板9、上偏光片10。第一透明基板4通常包括玻璃基板41、彩色滤光膜42、透明电极43，彩色滤光膜42、透明电极4制作在玻璃基板8的内侧面，彩色滤光膜42的主要功能是通过滤色作用，实现彩色显示。第二透明基板9通常包括玻璃基板91、透明电极92，透明电极92制作在玻璃基板91的内侧面，透明电极92与透明电极45形成上下电极。透明电极通常为ITO(氧化铟锡)电极。ITO绝缘层可以有效预防液晶显示器上下面板中导电异物引起上下ITO电极短路，同时可以有效减轻蚀刻ITO线所导致的凸凹不平。定向层决定液晶的初始偏转角，该种材料经过摩擦后可以使液晶方向按照显示器需要的方向排列。偏光片主要起检偏振作用。

液晶显示器按照其表面区域划分可以分为显示区和非显示区，显示区是用于显示图像的区域，具有上下电极和夹在电极之间的液晶，液晶在电压作用下旋转实现显示。非显示区不显示图像，用来密封边框胶、承载驱动IC、承载连接驱动IC的走线等。如图2所示是液晶显示器第一透明基板4的区域划分图，分为显示区46和非显示区47，非显示区47又包括电极转引点区471、驱动IC邦定位置472和ITO填充区域473。按照面板显示功能来讲，在不做通电电极的ITO部分，其余部分可以不需要ITO层，但是为确保透明基板整个平整度，在不需要ITO电极部分也增加ITO设计，把此添加部分(不做显示功能的ITO)叫做ITO填充。如图3所示是液晶显示器第二透明基板9的区域划分图，分为显示区96和非显示区97，非显示区97又包括电极转引点区971和ITO填充区域973。

为改善液晶层厚度的均匀性，本实施例采用APR制版填充方法在第一透明基板4和第二透明基板9的内侧面、除电极转印点和驱动IC邦定位置之外的ITO填充区域形成透明电极平整层。透明电极平整层位于透明电极的表面，其作用是平整由ITO电极导致的凹凸不平，使第一透明基板4和第二透明基板9之间各处间距均匀。透明电极平整层可以是透明电极绝缘层(即TOP层)或液晶定向层(即PI层)，即透明电极平整层既有绝缘或液晶定向的作用，又有平整ITO电极的作用。透明电极平整层还可以是由透明电极向液晶层方向依次形成的透明电极绝缘层和液晶定向层的组合。APR制版填充是指一种TOP层/PI层印刷版的设计，决定了印刷TOP层或PI层时印刷面积大小和位置。

在非显示区域，对电极转印点和驱动IC邦定位置没有TOP层或PI层填充，是基于两点考虑：一点是该区域作用是使上下ITO电极图案部分通过导电金球来导通或通过导电金球来邦定驱动IC，所以不能有绝缘层的覆盖，第二点是电极转印点区域主要是有ITO电极图形，没有ITO的图形所占比例很小，所以没有ITO与有ITO这种差异性就显得不重要了，可以不覆盖TOP层或PI层进行表面平整。在非显示区域除电极转印点和驱动IC邦定位置外，有ITO与没有ITO图形所占的比例相当，所以考虑增加TOP层或PI层印刷，可以有效减少有ITO与没有ITO台阶高度差异，提高整个面板表面的平整度。

本发明的液晶显示器制造包括以下步骤：

在第一透明基板制作有透明电极的一面的显示区和非显示区的ITO填充区域形成透明电极平整层；

在第二透明基板制作有透明电极的一面的显示区和非显示区的ITO填充区域形成透明电极平整层；

然后将第一透明基板和第二透明基板热压，用边框胶封闭成液晶灌注腔；

将液晶灌注到液晶灌注腔内；

封口形成液晶盒。

在制造过程中，因目前使用的彩色滤色膜耐高温性能差，一般不超过250℃，所以使用的TOP层材料的固化温度不能超过这个范围，建议选用低固化温度的TOP层材料。同时APR制版填充对TOP印刷机台和曝光机台的对位精度也提出了更高的要求。

Claims (10)

1.一种改善液晶显示器液晶层厚度均匀性的方法，其特征在于：在相互面对的、其内侧形成有透明电极的第一透明基板和第二透明基板的内侧面的显示区和非显示区的ITO填充区域形成透明电极平整层，以使第一透明基板和第二透明基板所夹持的空间各处间距均匀。

2.如权利要求1所述的改善液晶显示器液晶层厚度均匀性的方法，其特征在于：将由透明电极向液晶层方向依次形成的透明电极绝缘层和液晶定向层作为透明电极平整层。

3.如权利要求1所述的改善液晶显示器液晶层厚度均匀性的方法，其特征在于：将透明电极绝缘层或液晶定向层作为透明电极平整层。

4.如权利要求1至3中任一项所述的改善液晶显示器液晶层厚度均匀性的方法，其特征在于：所述透明电极平整层是利用APR制版填充形成。

5.一种液晶显示器，包括相互面对的、其内侧形成有透明电极的第一透明基板和第二透明基板，在第一透明基板和第二透明基板之间密封有液晶，其特征在于：在第一透明基板和第二透明基板的内侧面的显示区和非显示区的ITO填充区域附着有透明电极平整层。

6.如权利要求5所述的液晶显示器，其特征在于：所述透明电极平整层为由透明电极向液晶层方向依次形成的透明电极绝缘层和液晶定向层。

7.如权利要求5所述的液晶显示器，其特征在于：所述透明电极平整层为透明电极绝缘层或液晶定向层。

8.一种液晶显示器制造方法，其特征在于包括以下步骤：

在第一透明基板制作有透明电极的一面的显示区和非显示区的ITO填充区域形成透明电极平整层；

在第二透明基板制作有透明电极的一面的显示区和非显示区的ITO填充区域形成透明电极平整层；

将第一透明基板和第二透明基板热压，用边框胶封闭成液晶灌注腔；

将液晶灌注到液晶灌注腔内；

封口。

9.如权利要求8所述的液晶显示器制造方法，其特征在于：所述透明电极平整层包括由透明电极向液晶层方向依次形成的透明电极绝缘层和液晶定向层。

10.如权利要求8所述的液晶显示器制造方法，其特征在于：所述透明电极平整层为透明电极绝缘层或液晶定向层。