CN101364011B - 多畴垂直配向模式液晶显示面板及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多畴垂直配向模式液晶显示面板及其制造方法，该液晶显示面板包括：一彩膜基板，其表面形成有配向凸起物；一阵列基板，其表面形成有配向凸起物或配向凹部；液晶分子，填充在所述彩膜基板和阵列基板之间；其中，所述液晶分子中加有光/热固化性质的聚合物，位于配向凸起物附近的液晶分子被光/热固化性质的聚合物固定，大致垂直于所述基板。本发明提供的多畴垂直配向模式液晶显示面板及其制造方法有效解决了暗态漏光问题，提高了液晶显示面板的对比度和响应速度。

Description

多畴垂直配向模式液晶显示面板及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种液晶显示面板及其制造方法，尤其涉及一种多畴垂直配向模式液晶显示面板及其制造方法。

背景技术

近年，液晶显示面板以其高画质、低功耗、无辐射等优越性逐渐成为显示市场的主流。

市场对于液晶显示面板的性能要求朝着高对比度、高亮度、低色偏、快速响应、宽视野角等特性发展。目前能够实现宽视野角要求的技术主要有三种方式：扭转向列型液晶(TN)配上宽视角膜(WVF)液晶显示面板、共平面切换模式(IPS)液晶显示面板、多畴垂直配向模式(MVA)液晶显示面板。其中MVA模式液晶显示面板由于在量产性和显示特性等方面的优越性，成为市场上主流的液晶显示面板。

图1所示为现有的多畴垂直配向模式(MVA)液晶显示面板的剖面示意图。如图1所示，此多畴垂直配向液晶显示面板主要由薄膜晶体管(TFT)阵列基板101、彩色滤光(CF)基板102、以及夹在两个基板之间的液晶分子105构成。薄膜晶体管阵列基板101和彩色滤光基板102上分别有透明电极103和104，以及垂直配向膜106和107。108为配向凸起物(protrusion)，用来使液晶分子105呈多方向排列，且此配向物可配置在薄膜晶体管阵列基板101或彩色滤光基板102上，亦可同时配置在两者之上。

在多畴垂直配向液晶显示器中，当显示画面为暗态时，液晶分子105长轴垂直于薄膜晶体管阵列基板101和彩色滤光基板102。在搭配偏光板(图中未示)的情况下，所显示的画面可以获得极佳的暗态，从而达到高对比的效果。然而，由于配向凸起物108附近的液晶分子105会随着配向凸起物108的表面形状而呈现对应的倾倒状态，导致在配向凸起物108附近发生漏光，因而使得显示画面的对比度降低。

图2A和图2B为多畴垂直配向模式(MVA)液晶显示面板的一种变形结构。该结构和图1的不同之处在于透明电极覆盖在配向凸起物108的表面。

请参见图2A，多畴垂直配向液晶显示面板主要包括薄膜晶体管(TFT)阵列基板101、彩色滤光(CF)基板102、以及夹在两个基板之间的液晶分子105。薄膜晶体管(TFT)阵列基板101和彩色滤光(CF)基板102上分别有透明电极103和104，以及垂直配向膜106和107。108为配向凸起物，且透明电极104覆盖在配向凸起物108的表面。在未施加电压时，液晶分子在垂直配向膜的作用下，垂直于基板排列。配向凸起物附近液晶分子105会随着配向凸起物表面形状而产生相应的倾倒，形成多畴结构。由于配向凸起物附近液晶分子105会随着配向凸起物表面形状而产生相应的倾倒，将导致在暗态时该处的相位延迟不为0，从而产生漏光。

施加相应电压之后，液晶分子105在电场作用下，发生偏转，转动的方向和配向凸起物附近液晶分子倾倒方向相反，如图2B所示，加电后，不同区域内液晶分子排列方向不同，形成均匀多畴结构。但同样在暗态时，配向凸起物108附近会发生漏光，使得显示画面的对比度降低。

其中，图1中的液晶分子转动是顺着斜坡方向倾倒，具体的来说，就是左边斜坡逆时针转，右边斜坡顺时针转；而图2中的液晶分子则刚好相反，是逆着斜坡方向倾倒，虽然两者初始排列状态大致一样，但由于转动方向不同，图2中液晶分子需要转动更多角度，导致响应速度更低。

为了改善多畴垂直配向模式(MVA)液晶显示面板暗态下配向凸起物附近的漏光问题，提高器件的对比度，目前主要做法是通过遮蔽漏光和相位补偿方式。如专利WO2008/053615揭示了一种多畴垂直配向模式液晶显示面板，其中的配向凸起物材质使用高OD值材料，从而可以遮蔽暗态下配向凸起物处的漏光，提高器件的对比度。中国专利CN200410096119揭示了一种多域垂直配向液晶显示面板，其中的配向凸起物材料使用非等向性双折射高分子材料，使得配向凸起物具有相位补偿功能，同样也能减少漏光。上述方法漏光减少都比较有限，不能完全解决漏光问题，同时或多或少降低了器件的穿透率和亮度。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种多畴垂直配向模式液晶显示面板及其制造方法，解决暗态漏光问题，提高液晶显示面板的对比度和响应速度。

本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种多畴垂直配向模式液晶显示面板的制造方法，包括以下步骤：

a)在液晶中加入具有光/热固化性质的聚合物；

b)施加适当电压后，使配向凸起物附近的液晶分子偏转到大致垂直于基板方向；

c)提供一掩膜版隔开配向凸起物区域和其他区域；

d)通过UV照射或热辐射使液晶中的聚合物与液晶分子交联反应固化，从而使配向凸起物附近的液晶分子的取向固定。

本发明为解决上述技术问题还提供一种多畴垂直配向模式液晶显示面板，包括：

一彩膜基板，其表面形成有配向凸起物；

一阵列基板，其表面形成有配向凸起物或配向凹部；

液晶分子，填充在所述彩膜基板和阵列基板之间；

其中，所述液晶分子中加有光/热固化性质的聚合物，位于配向凸起物附近的液晶分子被光/热固化性质的聚合物固定，大致垂直于所述基板。

本发明对比现有技术有如下的有益效果：本发明提供的多畴垂直配向模式液晶显示面板及其制造方法通过光/热固化性质的聚合物固定配向凸起物附近的液晶分子的取向，使得在配向凸起物附近的液晶分子大致垂直于基板，减少光线通过此处液晶分子产生的相位延迟，进而改善面板漏光的现象，提高显示面板的对比度和响应速度。

附图说明

图1是现有的多畴垂直取向模式液晶显示面板的剖面示意图。

图2A为多畴垂直配向模式液晶显示面板在未加电压时结构示意图。

图2B为多畴垂直配向模式液晶显示面板在加电压时结构示意图。

图3为本发明实施工艺示意图。

图4A为本发明实施例的平面示意图。

图4B为本发明实施例的剖面示意图。

图5为本发明另一实施例的剖面示意图。

图中

101阵列基板　　　　　   102彩色滤光基板　　　　103透明电极

104透明电极             105液晶分子            106垂直配向膜

107垂直配向膜           108配向凸起物          109掩膜版

110光/热固化聚合物主链　111配向凹部

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描述。

本发明的多畴垂直配向液晶显示面板请参见图2，包括相互平行放置的阵列基板101和彩色滤光基板102、以及夹在两个基板之间的液晶分子105。阵列基板101和彩色滤光基板102上分别有透明电极103和104，以及垂直配向膜106和107。阵列基板101和/或彩色滤光基板102上设置有配向凸起物108。

图3为本发明实施工艺示意图。

请参见图3，在液晶中加入具有光/热固化性质的聚合物，本实施例中以Dainippon Ink and Chemicals，Inc.公司制造的液晶丙烯酸酯单体UCL-001为光/热固化性质的聚合物。施加适当电压后，配向凸起物108附近的液晶分子105发生偏转，偏转到大致垂直于基板方向的程度，用掩膜版109隔开配向凸起物区域和其他区域，保证光固化过程只发生在配向凸起物区域。通过UV照射或热辐射使液晶中聚合成分与液晶分子交联反应固化，光/热固化聚合物主链110和液晶分子交联，从而使得配向凸起物附近的液晶分子的取向固定，即配向凸起物附近的液晶分子大致垂直于基板。在关闭电压之后，未发生交联的液晶分子将回复到初始的排列状态，而被光/热固化聚合物主链110交联的液晶分子的排列将被固定，保持相对于基板的垂直状态，相应的该处在未施加电压的暗态的相位延迟将减小，从而漏光将减少。

另外，相比现有技术，本发明的液晶显示面板相当于配向凸起物附近的液晶分子有了一个预取向的过程，响应速度相应得到提高。也就是说，本发明可以通过改变施加的电压改变配向凸起物附近的液晶分子的偏转状态，从而调节器件的对比度和响应速度。至于施加电压范围，由于不同结构(模式、设计、盒厚等)、材料成分等不同，很难统一固定的电压范围，但一般应小于最大施加电压，可以通过计算液晶分子所转过角度推测出大致的电压范围。

图4A为本发明实施例的平面示意图，图4B为本发明实施例的剖面示意图。

请参见图4A和4B，其中，配向凸起物108附近的液晶分子105与彩色滤光基板102的夹角为θ。未实施方案前θ值为74.8°，在实施本方案后设定θ值为85°。模拟得到的对比度和响应时间如下：

从上表可以看出，本发明提供的多畴垂直配向模式液晶显示面板，穿透率增加，亮度增加，对比度得到明显的提升，响应时间减少。

为了简化工艺，图5给出了本发明另一实施例的剖面示意图，其不同之处在于在彩色滤光(CF)基板102侧设置有配向凸起物108，而在薄膜晶体管(TFT)阵列基板101侧设置有配向凹部111，本实施例提供的多畴垂直取向模式液晶显示面板也可以实现均一的多畴显示。该结构在工艺上可以实现简化，薄膜晶体管(TFT)阵列基板101少了配向凸起物结构，而是通过形成配向凹部111，该配向凹部111可以在接触通孔刻蚀工艺中，刻蚀SiN介质层时形成。

综上所述，本发明提供的多畴垂直配向模式液晶显示面板及其制造方法通过光/热固化性质的聚合物固定在配向凸起物108附近的液晶分子的取向，使得在配向凸起物108附近的液晶分子大致垂直于基板，减少光线通过此处液晶分子产生的相位延迟，进而改善面板漏光的现象，提高显示面板的对比度和响应速度。

虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。

Claims (1)

1.一种多畴垂直配向模式液晶显示面板的制造方法，包括以下步骤：

a)在液晶中加入具有光/热固化性质的聚合物；

b)施加适当电压后，使配向凸起物附近的液晶分子偏转到大致垂直于基板方向；

c)提供一掩膜版隔开配向凸起物区域和其他区域；

d)通过UV照射或热辐射使液晶中的聚合物与液晶分子交联反应固化，从而使配向凸起物附近的液晶分子的取向固定。

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