CN104698687A - 高穿透率va型液晶显示面板及其制作方法 - Google Patents

高穿透率va型液晶显示面板及其制作方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种高穿透率VA型液晶显示面板及其制作方法。该高穿透率VA型液晶显示面板的下基板(1)包括第一凹凸层(12)，上基板(2)包括第二凹凸层(22)；第一凹凸层(12)包括相互间隔设置的第一凸起部(121)、及第一凹陷部(122)，像素电极(13)以一均匀厚度连续不间断的覆盖第一凸起部(121)、及第一凹陷部(122)；第二凹凸层(22)与第一凹凸层(12)结构互补，该第二凹凸层(22)包括相互间隔设置的第二凸起部(221)、及第二凹陷部(222)，公共电极(23)以一均匀厚度连续不间断的覆盖第二凸起部(221)、及第二凹陷部(222)；所述第二凸起部(221)对应于第一凹陷部(122)，所述第二凹陷部(222)对应于第一凸起部(121)。

Description

高穿透率VA型液晶显示面板及其制作方法
技术领域
本发明涉及液晶显示技术领域，尤其涉及一种高穿透率VA型液晶显示面板及其制作方法。
背景技术
液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)具有机身薄、省电、无辐射等众多优点，得到了广泛的应用。如：液晶电视、移动电话、个人数字助理(PDA)、数字相机、计算机屏幕或笔记本电脑屏幕等，在平板显示领域中占主导地位。
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，一般可达到4000-8000，在大尺寸显示，如电视等方面具有非常广的应用。
VA型液晶显示面板之所以具有极高的对比度是因为在不加电的暗态时，液晶分子垂直于基板表面排列，不产生任何相位差，漏光极低，暗态亮度很小，根据对比度计算公式暗态亮度越低，则对比度越高。为了使VA型液晶显示面板中的液晶分子能够垂直于基板表面排列，需要对液晶分子进行垂直配向处理，现行最为普遍的做法是在上基板、及下基板表面的特定区域涂布垂直配向剂(高分子材料聚酰亚胺，Polyimide，PI溶液)，然后将基板在一定温度下进行长时间烘烤，使配向剂中的溶剂被烤干，从而在玻璃基板表面形成PI配向层。如图1所示，传统的VA型液晶显示面板包括：上玻璃基板10、与上玻璃基板10相对设置的下玻璃基板20、夹于上玻璃基板10和下玻璃基板20之间的液晶层40，形成于上玻璃基板10面向下玻璃基板20一侧表面及下玻璃基板20面向上玻璃基板10一侧表面的PI配向层30。由于VA型液晶显示面板采用垂直转动的液晶，液晶分子双折射率的差异比较大，导致大视角下的色偏(color shift)问题比较严重。
为了使VA型液晶显示面板获得更好的广视角特性，改善色偏问题，通常会采取多区域VA技术(multi-domain VA，MVA)，即将一个子像素划分成多个区域，并使每个区域中的液晶在施加电压后倒伏向不同的方向，从而使各个方向看到的效果趋于平均，一致。实现MVA技术的方法有多种，请参阅图2与图3，其中一种方法是将一侧的ITO像素电极70处理成“米字型”图案，公共电极80为平面电极，由于特殊的ITO像素电极图案，其产生的倾斜电场可以诱导不同区域中的液晶分子40倒向不同的方向。图2所示为一种MVA型液晶显示面板的下基板20一侧的平面俯视示意图，其中210与220分别为扫描线与数据线，一个子像素被划分成了四个区域，每个区域内的ITO像素电极70均形成有向不同方向延伸的像素电极分支与狭缝间隔的图案。图3所示为该MVA型液晶显示面板在对应图2中A-A处的剖面示意图，其中具有狭缝的像素电极70设于平坦的下钝化层60上，覆盖于像素电极70上的PI配向层30的表面凹凸不平，而平面型的公共电极80设于平坦的上钝化层90上，覆盖于公共电极80上的PI配向层30的表面呈一平面，导致在狭缝对应区域与像素电极分支对应区域具有不同的液晶盒盒厚(Cell Gap)。
根据VA型液晶显示面板的穿透率的公式：
T = 1 2 si n 2 2 ΔΦsi n 2 Γ 2 - - - ( 1 )
其中T为穿透率，ΔΦ为液晶长轴与偏光片夹角，45°时效率最大；Γ为相位差，计算公式为2π*Δn*d/λ，d为液晶盒盒厚，Δn为液晶长短轴折射率差；由公式(1)可知，当Γ为π时穿透率最大，即d＝λ/(2*Δn)时穿透率最大，液晶盒盒厚偏大或偏小都会导致穿透率降低。
如图3所示，通常将像素电极分支对应区域的穿透率设计为最大值，而狭缝对应区域由于液晶盒盒厚D’与像素电极分支对应区域的液晶盒盒厚D不同，会造成液晶显示面板的穿透率下降；此外，由于狭缝对应区域没有ITO像素电极存在，相对于像素电极分支的对应区域，狭缝对应区域的电场较弱，液晶倒伏程度较小，进一步导致了狭缝对应区域的穿透率下降，最终造成狭缝对应区域的显示亮度较暗，液晶显示面板的显示亮度不均匀。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高穿透率VA型液晶显示面板，能够解决由像素电极图案导致的穿透率降低的问题，提高VA型液晶显示面板的穿透率，降低VA型液晶显示面板对背光亮度的需求，降低成本与使用功耗。
本发明的目的还在于提供一种高穿透率VA型液晶显示面的板制作方法，通过该方法制作的VA型液晶显示面板，穿透率高，能够降低VA型液晶显示面板对背光亮度的需求，降低成本与使用功耗。
为实现上述目的，本发明首先提供一种高穿透率VA型液晶显示面板，包括：下基板、与下基板相对设置的上基板、及设于所述上基板与下基板之间的液晶层；
所述下基板包括自下而上依次设置的下玻璃基板、第一凹凸层、像素电极、及第一PI配向层；所述上基板包括自上而下依次设置的上玻璃基板、第二凹凸层、公共电极、及第二PI配向层；
所述第一凹凸层包括相互间隔设置的第一凸起部、及第一凹陷部，所述像素电极以一均匀厚度连续不间断的覆盖所述第一凸起部、及第一凹陷部；所述第二凹凸层与第一凹凸层结构互补，该第二凹凸层包括相互间隔设置的第二凸起部、及第二凹陷部，所述公共电极以一均匀厚度连续不间断的覆盖所述第二凸起部、及第二凹陷部；所述第二凸起部对应于第一凹陷部，所述第二凹陷部对应于第一凸起部。
所述第一凸起部与第二凹陷部的高度相等，所述第一凹陷部与第二凸起部的高度相等。
所述第一凹陷部与下玻璃基板的上表面贯通，所述第二凹陷部与上玻璃基板的下表面贯通。
所述第一凹凸层与第二凹凸层的其中之一采用正性透明光阻材料制作，另一个采用负性透明光阻材料制作。
所述第一凹凸层与第二凹凸层使用同一张掩膜板制作。
所述像素电极与公共电极的材料均为ITO。
本发明还提供一种高穿透率VA型液晶显示面板的制作方法，包括如下步骤：
步骤1、提供下玻璃基板、及上玻璃基板；
步骤2、分别在下玻璃基板上制作出第一凹凸层，在上玻璃基板上制作出第二凹凸层；
所述第一凹凸层包括相互间隔设置的第一凸起部、及第一凹陷部；所述第二凹凸层与第一凹凸层结构互补，该第二凹凸层包括相互间隔设置的第二凸起部、及第二凹陷部；所述第二凸起部对应于第一凹陷部，所述第二凹陷部对应于第一凸起部；
步骤3、分别在所述第一凹凸层上制作像素电极，使所述像素电极以一均匀厚度连续不间断的覆盖所述第一凸起部、及第一凹陷部；在所述第二凹凸层上制作公共电极，使所述公共电极以一均匀厚度连续不间断的覆盖所述第二凸起部、及第二凹陷部；
步骤4、分别在所述像素电极上制作第一PI配向层，形成下基板，在所述公共电极上制作第二PI配向层，形成上基板；
步骤5、将上基板与下基板对组，在上基板与下基板之间灌入液晶，形成液晶层。
所述步骤2具体包括：
步骤21、在所述下玻璃基板上涂覆正性透明光阻材料或负性透明光阻材料，使用掩膜板对正性透明光阻材料或负性透明光阻材料进行曝光、显影制程，制作出第一凹凸层；
步骤22、在所述上玻璃基板上涂覆与所述第一凹凸层极性相反的负性透明光阻材料或正性透明光阻材料，使用同一张掩膜板对相应的负性透明光阻材料或正性透明光阻材料进行曝光、显影制程，制作出第二凹凸层。
所述步骤2中第一凹陷部与下玻璃基板的上表面贯通，所述第二凹陷部与上玻璃基板的下表面贯通。
所述像素电极与公共电极的材料均为ITO。
本发明的有益效果：本发明提供的一种高穿透率VA型液晶显示面板，通过在下基板、上玻璃基板上分别设置结构互补的第一凹凸层、第二凹凸层，并分别设置像素电极、公共电极以一均匀厚度连续不间断的覆盖第一凹凸层、第二凹凸层，实现多区域显示的同时，使得下基板与上基板不同区域处的液晶层盒厚基本一致，电场大小基本均匀，解决了现有技术中由像素电极图案中的狭缝导致穿透率降低的问题，提高了VA型液晶显示面板的穿透率，降低了VA型液晶显示面板对背光亮度的需求，降低了成本与使用功耗。本发明提供的一种高穿透率VA型液晶显示面板的制作方法，使用同一张掩膜版制作第一凹凸层与第二凹凸层，使得第一凹凸层与第二凹凸层的结构互补，通过该方法制作的VA型液晶显示面板，穿透率高，能够降低VA型液晶显示面板对背光亮度的需求，降低成本与使用功耗。
为了能更进一步了解本发明的特征以及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。
附图说明
下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式详细描述，将使本发明的技术方案及其它有益效果显而易见。
附图中，
图1为一种现有的VA型液晶显示面板的剖面示意图；
图2为一种现有的MVA型液晶显示面板的下基板一侧的平面俯视示意图；
图3为一种现有的MVA型液晶显示面板在对应图2中A-A处的剖面示意图；
图4为本发明的高穿透率VA型液晶显示面板的剖面示意图；
图5为本发明的高穿透率VA型液晶显示面板的制作方法的流程图；
图6a为本发明的高穿透率VA型液晶显示面板的制作方法的步骤21中进行曝光制程的示意图；
图6b为本发明的高穿透率VA型液晶显示面板的制作方法的步骤21中进行显影制程的示意图；
图7a为本发明的高穿透率VA型液晶显示面板的制作方法的步骤22中进行曝光制程的示意图；
图7b为本发明的高穿透率VA型液晶显示面板的制作方法的步骤22中进行显影制程的示意图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明所采取的技术手段及其效果，以下结合本发明的优选实施例及其附图进行详细描述。
请参阅图4，本发明首先提供一种高穿透率VA型液晶显示面板，包括：下基板1、与下基板1相对设置的上基板2、及设于所述上基板2与下基板1之间的液晶层4。
所述下基板1包括自下而上依次设置的下玻璃基板11、第一凹凸层12、像素电极13、及第一PI配向层14。所述上基板2包括自上而下依次设置的上玻璃基板21、第二凹凸层22、公共电极23、及第二PI配向层24。
所述第一凹凸层12包括相互间隔设置的第一凸起部121、及第一凹陷部122，所述像素电极13以一均匀厚度连续不间断的覆盖所述第一凸起部121、及第一凹陷部122。所述第二凹凸层22与第一凹凸层12结构互补，该第二凹凸层22包括相互间隔设置的第二凸起部221、及第二凹陷部222，所述公共电极23以一均匀厚度连续不间断的覆盖所述第二凸起部221、及第二凹陷部222；所述第二凸起部221对应于第一凹陷部122，所述第二凹陷部222对应于第一凸起部121。
优选的，所述第一凸起部121与第二凹陷部222的高度相等，所述第一凹陷部122与第二凸起部221的高度相等，以使得所述下基板1与上基板2不同区域之间的间距一致，在保证与现有技术同样能够形成倾斜电场，引导不同区域的液晶分子倒伏到设计的方向，实现多区域显示的同时，使得下基板1与上基板2不同区域的液晶层4的盒厚基本一致，且像素电极13以一均匀厚度连续不间断的覆盖所述第一凸起部121、及第一凹陷部122，不存在现有技术中像素电极图案的狭缝所对应的无电极区域，下基板1与上基板2不同区域的电场强弱基本均匀，解决了现有技术中由像素电极图案中的狭缝导致穿透率降低的问题，提高了VA型液晶显示面板的穿透率，降低了VA型液晶显示面板对背光亮度的需求，降低了成本与使用功耗。
值得一提的是，所述第一凹陷部122与下玻璃基板11的上表面贯通，所述第二凹陷部222与上玻璃基板21的下表面贯通，以使得所述第一凹凸层12与第二凹凸层22易于制作。
所述第一凹凸层12与第二凹凸层22的其中之一采用正性透明光阻材料制作，另一个采用负性透明光阻材料制作。由于第一凹凸层12与第二凹凸层22的材料具有相反的极性，因此仅需要通过同一张掩膜板即可制作出结构互补的第一凹凸层12与第二凹凸层22。
所述像素电极13与公共电极23的材料均为氧化铟锡(Indium Tin Oxide，ITO)。
请参阅图5、并结合图4，本发明还提供一种高穿透率VA型液晶显示面板的制作方法，包括如下步骤：
步骤1、提供下玻璃基板11、及上玻璃基板21。
步骤2、分别在下玻璃基板11上制作出第一凹凸层12，在上玻璃基板21上制作出第二凹凸层22。
所述第一凹凸层12包括相互间隔设置的第一凸起部121、及第一凹陷部122。所述第二凹凸层22与第一凹凸层12结构互补，该第二凹凸层22包括相互间隔设置的第二凸起部221、及第二凹陷部222；所述第二凸起部221对应于第一凹陷部122，所述第二凹陷部222对应于第一凸起部121。
具体地，该步骤2包括：
步骤21、在所述下玻璃基板11上涂覆正性透明光阻材料或负性透明光阻材料，使用掩膜板7对正性透明光阻材料或负性透明光阻材料进行曝光、显影制程，制作出第一凹凸层12。
请参阅图6a与图6b，以所述下玻璃基板11上涂覆正性透明光阻材料为例，经曝光、显影制程后，被所述掩膜板7遮挡部分的正性透明光阻材料被保留下来形成了第一凹凸层12的第一凸起部121；未被所述掩膜板7遮挡部分的正性透明光阻材料被去除，形成了第一凹凸层12的第一凹陷部122，且第一凹陷部122与下玻璃基板11的上表面贯通。
步骤22、在所述上玻璃基板21上涂覆与所述第一凹凸层12极性相反的负性透明光阻材料或正性透明光阻材料，使用同一张掩膜板7对相应的负性透明光阻材料或正性透明光阻材料进行曝光、显影制程，制作出第二凹凸层22。
请参阅图7a与图7b，以所述上玻璃基板21上涂覆负性透明光阻材料为例，曝光、显影制程后，被所述掩膜板7遮挡部分的负性透明光阻材料被去除，形成了第二凹凸层22的第二凹陷部222，且所述第二凹陷部222与上玻璃基板21的下表面贯通；未被所述掩膜板7遮挡部分的负性透明光阻材料被保留下来，形成了第二凹凸层22的第二凸起部221。
所述步骤21、步骤22使用了同一张掩膜版7来制作第一凹凸层12与第二凹凸层22，能够使得第一凹凸层12与第二凹凸层22的结构有效互补，减小制作误差。
步骤3、分别在所述第一凹凸层12上制作像素电极13，使所述像素电极13以一均匀厚度连续不间断的覆盖所述第一凸起部121、及第一凹陷部122；在所述第二凹凸层22上制作公共电极23，使所述公共电极23以一均匀厚度连续不间断的覆盖所述第二凸起部221、及第二凹陷部222。
具体地，所述像素电极13与公共电极23的材料均为ITO。
步骤4、分别在所述像素电极13上制作第一PI配向层14，形成下基板1，在所述公共电极23上制作第二PI配向层24，形成上基板2。
步骤5、将上基板2与下基板1对组，在上基板2与下基板1之间灌入液晶，形成液晶层4。
至此，完成高穿透率VA型液晶显示面板的制作。通过该方法制作的高穿透率VA型液晶显示面板，其下基板1与上基板2不同区域的液晶层4的盒厚基本一致，且像素电极13以一均匀厚度连续不间断的覆盖所述第一凸起部121、及第一凹陷部122，不存在现有技术中像素电极图案的狭缝所对应的无电极区域，下基板1与上基板2不同区域的电场强弱基本均匀，解决了现有技术中由像素电极图案中的狭缝导致穿透率降低的问题，提高了VA型液晶显示面板的穿透率，降低了VA型液晶显示面板对背光亮度的需求，降低了成本与使用功耗。
综上所述，本发明的高穿透率VA型液晶显示面板，通过在下基板、上玻璃基板上分别设置结构互补的第一凹凸层、第二凹凸层，并分别设置像素电极、公共电极以一均匀厚度连续不间断的覆盖第一凹凸层、第二凹凸层，实现多区域显示的同时，使得下基板与上基板不同区域处的液晶层盒厚基本一致，电场大小基本均匀，解决了现有技术中由像素电极图案中的狭缝导致穿透率降低的问题，提高了VA型液晶显示面板的穿透率，降低了VA型液晶显示面板对背光亮度的需求，降低了成本与使用功耗。本发明的高穿透率VA型液晶显示面板的制作方法，使用同一张掩膜版制作第一凹凸层与第二凹凸层，使得第一凹凸层与第二凹凸层的结构互补，通过该方法制作的VA型液晶显示面板，穿透率高，能够降低VA型液晶显示面板对背光亮度的需求，降低成本与使用功耗。
以上所述，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案和技术构思作出其他各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种高穿透率VA型液晶显示面板，其特征在于，包括：下基板(1)、与下基板(1)相对设置的上基板(2)、及设于所述上基板(2)与下基板(1)之间的液晶层(4)；
所述下基板(1)包括自下而上依次设置的下玻璃基板(11)、第一凹凸层(12)、像素电极(13)、及第一PI配向层(14)；所述上基板(2)包括自上而下依次设置的上玻璃基板(21)、第二凹凸层(22)、公共电极(23)、及第二PI配向层(24)；
所述第一凹凸层(12)包括相互间隔设置的第一凸起部(121)、及第一凹陷部(122)，所述像素电极(13)以一均匀厚度连续不间断的覆盖所述第一凸起部(121)、及第一凹陷部(122)；所述第二凹凸层(22)与第一凹凸层(12)结构互补，该第二凹凸层(22)包括相互间隔设置的第二凸起部(221)、及第二凹陷部(222)，所述公共电极(23)以一均匀厚度连续不间断的覆盖所述第二凸起部(221)、及第二凹陷部(222)；所述第二凸起部(221)对应于第一凹陷部(122)，所述第二凹陷部(222)对应于第一凸起部(121)。
2.如权利要求1所述的高穿透率VA型液晶显示面板，其特征在于，所述第一凸起部(121)与第二凹陷部(222)的高度相等，所述第一凹陷部(122)与第二凸起部(221)的高度相等。
3.如权利要求2所述的高穿透率VA型液晶显示面板，其特征在于，所述第一凹陷部(122)与下玻璃基板(11)的上表面贯通，所述第二凹陷部(222)与上玻璃基板(21)的下表面贯通。
4.如权利要求3所述的高穿透率VA型液晶显示面板，其特征在于，所述第一凹凸层(12)与第二凹凸层(22)的其中之一采用正性透明光阻材料制作，另一个采用负性透明光阻材料制作。
5.如权利要求4所述的高穿透率VA型液晶显示面板，其特征在于，所述第一凹凸层(12)与第二凹凸层(22)使用同一张掩膜板制作。
6.如权利要求1所述的高穿透率VA型液晶显示面板，其特征在于，所述像素电极(13)与公共电极(23)的材料均为ITO。
7.一种高穿透率VA型液晶显示面板的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1、提供下玻璃基板(11)、及上玻璃基板(21)；
步骤2、分别在下玻璃基板(11)上制作出第一凹凸层(12)，在上玻璃基板(21)上制作出第二凹凸层(22)；
所述第一凹凸层(12)包括相互间隔设置的第一凸起部(121)、及第一凹陷部(122)；所述第二凹凸层(22)与第一凹凸层(12)结构互补，该第二凹凸层(22)包括相互间隔设置的第二凸起部(221)、及第二凹陷部(222)；所述第二凸起部(221)对应于第一凹陷部(122)，所述第二凹陷部(222)对应于第一凸起部(121)；
步骤3、分别在所述第一凹凸层(12)上制作像素电极(13)，使所述像素电极(13)以一均匀厚度连续不间断的覆盖所述第一凸起部(121)、及第一凹陷部(122)；在所述第二凹凸层(22)上制作公共电极(23)，使所述公共电极(23)以一均匀厚度连续不间断的覆盖所述第二凸起部(221)、及第二凹陷部(222)；
步骤4、分别在所述像素电极(13)上制作第一PI配向层(14)，形成下基板(1)，在所述公共电极(23)上制作第二PI配向层(24)，形成上基板(2)；
步骤5、将上基板(2)与下基板(1)对组，在上基板(2)与下基板(1)之间灌入液晶，形成液晶层(4)。
8.如权利要求7所述的高穿透率VA型液晶显示面板的制作方法，其特征在于，所述步骤2具体包括：
步骤21、在所述下玻璃基板(11)上涂覆正性透明光阻材料或负性透明光阻材料，使用掩膜板(7)对正性透明光阻材料或负性透明光阻材料进行曝光、显影制程，制作出第一凹凸层(12)；
步骤22、在所述上玻璃基板(21)上涂覆与所述第一凹凸层(12)极性相反的负性透明光阻材料或正性透明光阻材料，使用同一张掩膜板(7)对相应的负性透明光阻材料或正性透明光阻材料进行曝光、显影制程，制作出第二凹凸层(22)。
9.如权利要求8所述的高穿透率VA型液晶显示面板的制作方法，其特征在于，所述步骤2中第一凹陷部(122)与下玻璃基板(11)的上表面贯通，所述第二凹陷部(222)与上玻璃基板(21)的下表面贯通。
10.如权利要求8所述的高穿透率VA型液晶显示面板的制作方法，其特征在于，所述像素电极(13)与公共电极(23)的材料均为ITO。
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