專利名稱：液晶顯示裝置面板及其制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及液晶制造領域，尤其涉及一種MVA模式的液晶顯示裝置面板及其制造 方法。
背景技術：
液晶顯示裝置因為具有空間占用率低、能耗較低的特點，從而被廣泛應用于手持 型信息交換終端以及各種顯示領域。液晶顯示裝置通過電場控制來自光源的光透過液晶層 時的液晶分子排列方向，改變透射率來顯示圖像。根據具體的原理不同，液晶顯示裝置由早 期的TN模式發(fā)展到現在的VA模式以及IPS模式。在垂直排列(VA)模式中，液晶分子在液晶盒中依靠取向膜層的表面錨定能的作 用豎直排列于液晶層中。當液晶層上下兩側的氧化銦錫ITO極板上施加外置偏壓，在液晶 層中形成電場，液晶分子會在電場作用下發(fā)生偏轉，配合偏光片和背光源的設置而產生了 光程差，獲得不同的透射率，并因此可以顯示成像。VA模式的主要優(yōu)點是對比度高，暗處細 節(jié)表現強，且視角較廣。為了進一步提高VA模式視角范圍，因而拓展出了多疇垂直排列(MVA)顯示模式， 所述MVA模式具體包括將像素分割成多區(qū)域，在各區(qū)域中基板表面均設置有一定規(guī)律的 突起或斜面結構，使得液晶分子被傾斜錨定且取向方向分散。在有了預傾的情況下，通電后 液晶分子的偏轉方向便得到控制，從而形成多疇，實現廣視角能力?，F有的MVA模式液晶顯示裝置中，單個像素區(qū)域內，基板上突起/斜面的面積與總 顯示面積的比值通常小于50%，使得應對于像素中的R、G、B區(qū)域，盒厚難以選擇以獲得最 佳的透過率。因此液晶顯示裝置面板制造，對MVA模式的液晶顯示裝置性能的影響，顯得尤 為重要。
發(fā)明內容
本發(fā)明所解決的技術問題是，提供一種液晶顯示裝置面板及其制造方法，使得基 板上斜面部分的面積與總顯示面積的比值較高，并易于調整各子像素區(qū)域的平均盒厚，以 獲得較好的廣視角和液晶盒透過率。本發(fā)明所述的一種液晶顯示裝置面板，定義有若干像素區(qū)域，包括第一基板，包括其上的數據線、掃描線所定義的像素區(qū)域；第二基板；有機膜層，位于第一基板面向第二基板一側，所述有機膜層面向第二基板一側表 面形成有斜面；液晶層，位于第一基板與第二基板之間，并且在不施加電壓時，所述液晶層中液晶 分子垂直于其所靠近的所述斜面排列；在單個像素區(qū)域內，有機膜層的斜面面積占單個像素面積的比例大于50%?？蛇x的，所述有機膜層表面的斜面相對于第一基板所形成的傾斜角小于10°。
所述單個像素區(qū)域還包括第一子像素區(qū)域、第二子像素區(qū)域以及第三子像素區(qū)域 分別對應于R、G、B三個子像素，并且所述第一子像素區(qū)域、第二子像素區(qū)域和第三子像素 區(qū)域的至少二者中的所述有機膜層的斜面相對于第一基板的傾斜角度不同。所述有機膜層位于第一子像素區(qū)域的部分的平均厚度，位于第二子像素區(qū)域的平 均厚度以及位于第三子像素區(qū)域的平均厚度中，至少兩者的平均厚度不同。本發(fā)明還提供了上述液晶顯示裝置面板的制造方法，包括如下步驟提供第一基板，并定義若干像素區(qū)域，所述單個像素區(qū)域包括第一子像素區(qū)域、第 二子像素區(qū)域以及第三子像素區(qū)域；將有機膜層涂覆于所述第一基板上，并進行前烘；快速曝光并顯影所述有機膜層，在有機膜層的表面形成圖案；對有機膜層進行后烘處理，使得有機膜層表面的圖案形成斜面；在第一基板上形成液晶層，提供第二基板，將第一基板和第二基板相貼合。所述對有機膜進行后烘處理，使得有機膜層表面的圖案形成斜面的步驟中，在單 個像素區(qū)域內，斜面的面積占單個像素面積的比例大于50 %。在單個像素內，第一子像素區(qū)域、第二子像素區(qū)域和第三子像素區(qū)域中至少兩者 的有機膜層的平均厚度不同。在單個像素內，第一子像素區(qū)域、第二子像素區(qū)域和第三子像素區(qū)域中的至少兩 者的有機膜層的所述斜面的角度相對于第一基板傾斜的角度不同。在所述將有機膜層涂覆于所述第一基板上，并進行前烘的步驟中，先在所述第一 基板表面形成鈍化層，并且在所述鈍化層的表面涂覆有機膜層。可選的，在所述對有機膜進行后烘處理，使得有機膜層表面的圖案形成斜面的步 驟中，所述斜面相對于第一基板所形成的傾斜角小于10°。本發(fā)明所提供的液晶顯示裝置面板中，有機膜層斜面面積占顯示面積的50%以 上，而斜面部分的斜面傾斜角小于10°，并通過調整各子像素區(qū)域的厚度和盒厚，使得R、 G、B對應的平均光學延遲值被有效優(yōu)化，從而實現了廣視角以及良好的液晶盒透過率。
圖1是本發(fā)明所述的液晶顯示裝置面板結構示意圖；圖2是本發(fā)明所述的液晶顯示裝置面板制造方法流程示意圖；圖3a至圖3d是本發(fā)明實施例所述有機膜層形成示意圖；圖4是本發(fā)明具體實施例所述的R、G、B三個子像素區(qū)域的有機膜層版圖示意圖；圖5是采用本發(fā)明所述制造方法所形成的有機膜層掃描電鏡圖；圖6a至圖6c是本發(fā)明實施例所述有機膜層形成后進一步形成液晶顯示裝置面板 的示意圖。
具體實施例方式結合說明書附圖，對本發(fā)明具體實施例做進一步介紹。液晶顯示屏的最小顯示單位為像素，因此液晶顯示裝置面板包括像素陣列，故可 將液晶顯示裝置面板分為若干像素區(qū)域，各像素區(qū)域之間通過數據線以及掃描線相隔離。
如圖1所示，是本發(fā)明所述的液晶顯示裝置面板的單個像素區(qū)域的結構示意圖， 所述液晶顯示裝置面板包括第一基板301a ；第二基板301b ；有機膜層303，位于第一基板301a面對第二基板 301b 一側；液晶層302，位于第一基板301a與第二基板301b之間；單個像素還可以分割成多個子區(qū)域，在本實施例中，對應于RGB色彩模式中R、G、 B三種子像素，可以將單個像素區(qū)域分為第一子像素區(qū)域、第二子像素區(qū)域以及第三子像素 區(qū)域。在各子像素區(qū)域中，有機膜層303面對第二基板301b的一側表面形成有相對于第一 基板301a傾斜的斜面，并且液晶層302中的液晶分子能夠垂直于其所靠近的斜面而被傾斜 錨定，并且在不同的子像素區(qū)域內取向不同。在有了上述預傾的情況下，通電后液晶分子的 偏轉方向便得到控制，從而形成多疇，實現廣視角能力。本發(fā)明中，在單個像素區(qū)域內，有機膜層303的斜面的面積占單個像素區(qū)域面積 的比例大于50 %，且所述有機膜層303位于三個子像素區(qū)域內的斜面相對于第一基板301a 的傾斜角度不同，且所述有機膜層303位于三個子像素區(qū)域內的平均厚度也不同。優(yōu)選的，所述有機膜層303的斜面相對于第一基板301a形成的傾斜角小于10°。為便于說明，將有機膜層303位于第一子像素區(qū)域、第二子像素區(qū)域以及第三子 像素區(qū)域內的部分分別定義為第一有機膜層區(qū)域303a、第二有機膜層區(qū)域30 以及第三 有機膜層區(qū)域303c。為了形成多疇廣視角的需要，上述第一有機膜層區(qū)域303a、第二有機膜層區(qū)域 303b以及第三有機膜層區(qū)域303c，在制造過程中曝光顯影后表面的形貌不相同，即具有不 同傾斜角度的斜面，并進而影響液晶層302中的液晶分子的取向。此外，由于有機膜層303 位于三個子像素區(qū)域內的部分分別具有不同的厚度，也即第一有機膜層區(qū)域303a、第二有 機膜層區(qū)域30 以及第三有機膜層303c區(qū)域的平均厚度不相同，進一步使得各子像素區(qū) 域所對應的液晶盒厚也有所差異，對于R、G、B三個子像素不同的盒厚需求進行調整，三個 子像素對應的平均光學延遲值被有效地調制，因此實現了相當好的液晶盒透過率。假設液晶層302中為負性液晶分子，雙折射系數Δη的值為0. 1004，通常為了優(yōu) 化子像素的平均光學延遲值，R、G、B三種子像素能得到最大透過率所對應的盒厚分別為 3. 7 μ m、3. 0 μ m、2. 4 μ m。再如圖1所示，所述盒厚應當為液晶層302的厚度。由于第二基板301b與第一基 板301a之間的間距固定，所以盒厚的調整可以通過調節(jié)有機膜層303的厚度來實現。假設第一基板301a與第二基板302b的間距為d，而第一子像素區(qū)域內第一有機膜 層303a的厚度為a，則對應于R子像素，滿足d_a = 3. 7 μ m的關系。相應可推得，所述第二 子像素區(qū)域的厚度為a+0. 7 μ m,而第三子像素區(qū)域的厚度為a+1. 3 μ m。由于第一基板與第二基板的間距d以及有機膜層的厚度具有可調性，故上述第一 有機膜層303a的厚度a可以為有機膜成膜工藝條件許可下的任意值，而另兩個子像素區(qū)域 的厚度滿足前述關系即可。進一步的，各子像素區(qū)域內有機膜層的厚度，可以在形成有機膜層303時通過版 圖設計以及形成工藝的具體參數進行調整，使得本發(fā)明所述的液晶顯示裝置面板中，有機 膜層的斜面面積占單個像素區(qū)域面積的50%以上，斜面的傾斜角小于10°，以獲得較佳的多疇廣視角效果，并且可以有效地控制液晶顯示裝置在黑態(tài)時的漏光現象。需要指出的是，在液晶層302與有機膜層303、第二基板301b之間還應當包括透明 導電層等。通常有機膜層303也并非直接形成于第一基板301a的表面，而是需要先在第一 基板301a表面形成柵極線層、數據線層、薄膜晶體管層、鈍化層等再淀積有機膜層303，圖1 所示實施例中并未完全顯示出液晶顯示裝置面板結構。本發(fā)明技術領域人員應當可以根據 上述基本示意結構，應用至實際的基板制造中。為制造上述液晶顯示裝置面板，本發(fā)明提供了相應的制造方法，基本流程如圖2 所示，步驟包括Si、首先提供第一基板，通過其上的數據線和掃描線定義若干像素區(qū)域；其中，第一基板上應當還形成有鈍化層，可用于后續(xù)工藝涂覆有機膜層，此外對于 液晶顯示裝置，像素為最小的重復單位，也是后續(xù)工藝中有機膜層版圖的最小重復單位，需 要預先定義。S2、將有機膜層涂覆于所述第一基板上，并進行前烘；S3、快速曝光、顯影所述有機膜層，在有機膜層的表面形成圖案；S4、對有機膜層進行后烘處理，使得有機膜層表面的圖案形成斜面；其中，在單個像素區(qū)域內，有機膜層表面的斜面面積占單個像素區(qū)域面積的比例 大于50%，且所述有機膜層分為具有不同平均厚度的第一子像素區(qū)域、第二子像素區(qū)域以 及第三子像素區(qū)域，分別對應于像素的R、G、B子像素；S5、在第一基板上形成液晶層并將第一基板與第二基板相貼合。基本方法為，在第一基板上滴注液晶形成液晶層，提供第二基板，然后將第一基板 和第二基板相貼合。在上述制造方法中，有機膜層的形成工藝是最核心的部分，下面對本發(fā)明制造方 法的一個具體實施例做詳細闡述。圖3a至圖3d是所述液晶顯示裝置面板中有機膜層形成 示意圖。如圖3a所示，提供第一基板301a，所述第一基板301a上形成有鈍化層400，所述 鈍化層400的材質可以為SiNx，其中鈍化層400表面可用于后續(xù)工藝涂覆有機膜層。其中，第一基板301a作為液晶顯示裝置的陣列基板，且在第一基板301a上應當已 定義有若干像素區(qū)域，在第一基板301a上還應當形成有數據線、掃描線、薄膜晶體管、像素 電極層等常規(guī)結構。所述數據線、掃描線間隔各像素區(qū)域，并將單個像素區(qū)域還分若干子像 素子區(qū)域，而圖3a僅示出一個子像素區(qū)域的剖面結構。如圖北所示，在所述鈍化層400的表面，均勻涂覆有機膜層303，所述有機膜為感 光材料，可以為負性感光材料也可以為正性感光材料。然后對上述涂覆有有機膜層303的 進行前烘，使得有機膜層303干燥。本實施例中，所述有機膜層303涂覆的厚度約為3 μ m。如圖3c所示，使用預定的版圖對有機膜層303進行曝光、顯影，從而在有機膜層 303的表面形成圖案，即將版圖上的圖形轉移至有機膜層303上。有機膜層303的版圖上最小重復圖案的單位為一個像素區(qū)域，單個像素又包括R、 G、B三種子像素，因此本實施例中單個像素區(qū)域還分為三個子像素區(qū)域分別對應上述三種 子像素。根據前述內容可知，有機膜層303位于各子像素區(qū)域內的部分，平均厚度均不相
6同，且上述各部分面對第二基板的表面具有傾斜角度和傾斜方向不同的斜面，可使得液晶 分子在臨近斜面上預傾錨定構成多疇，為得到所需的各區(qū)域厚度以及相應的斜面，可通過 調整有機膜層303的曝光版圖和控制曝光工藝實現。例如圖4便提供了一種有機膜層303的可選版圖，其中虛線框500所圈區(qū)域為單 個像素區(qū)域，分別包括第一子像素區(qū)域版圖501、第二子像素區(qū)域版圖502以及第三子像素 區(qū)域版圖503，分別對應R、G、B三種子像素。假設有機膜為正性感光材料，則圖5中除斜線 填充區(qū)域之外均會被曝光。有機膜層被曝光區(qū)域在顯影液中被溶解，而未曝光區(qū)域保持不 變，所以顯影后有機膜層303的表面在各子像素區(qū)域內的高度不同；又由于各子像素區(qū)域 內的曝光區(qū)域所占面積不同，在后烘工藝中，有機膜形成從高的部分向低的部分流動最后 在各子像素區(qū)域內的厚度不相同，形成的斜面取向也不同，即實現多疇。再如圖5的可選實 施例中，有機膜層經過該版圖曝光顯影后，第一子像素區(qū)域在中心區(qū)域的表面高度高于周 圍，后烘后有機膜形成一種斜面結構，第二子像素區(qū)域在中心以及四周區(qū)域為表面高度較 高部分，后烘后有機膜從中心和四周區(qū)域向其他區(qū)域流動形成另一種斜面結構，而第三子 像素區(qū)域四周區(qū)域的表面高度較高，后烘后有機膜從四周向中心區(qū)域流動形成第三種斜面 結構。進一步的，為使得單像素區(qū)域內，有機膜層303表面的斜面部分面積占總顯示面 積的比例超過50%，而增強多疇的效果，可以采用短曝光的方法，減小顯影后有機膜層303 較高區(qū)域與較低區(qū)域之間的高度差，以便于后烘時形成坡度平緩的斜面，增大斜面部分的 面積。一般而言最后獲得的斜面相對于第一基板形成的傾斜角不大于10°效果為佳。例如在本實施例中，曝光有機膜層303，使得顯影后有機膜層303在圖3c所示子像 素區(qū)域內，較高區(qū)域的厚度約為2.8 μ m，而較低區(qū)域的厚度約為2.4 μ m。如圖3d所示，對上述顯影后的有機膜層303進行后烘，使得有機膜層303表面的 圖案形成斜面。圖5是上述子像素區(qū)域內，進行后烘之后最終形成的有機膜層掃描電鏡圖，其中 斜面頂部的厚度約為2. 78 μ m,而斜面底部的厚度約為2. 44 μ m,兩者之間的斜面相對于第 一基板形成的傾斜角不大于5°。以上揭示有機膜層303的具體形成方法，為進一步形成發(fā)明所述液晶顯示裝置面 板，還應當包括后續(xù)的形成液晶層以及將第一基板與第二基板貼合的步驟。圖6a至圖6c 為本發(fā)明所述制造方法在形成有機膜層后進一步形成基板的示意圖如圖6a所示，當有機膜層303制造完成后，在有機膜層303的表面形成第一透明 導電層401。所述第一透明導電層401用于隔離有機膜層303與后續(xù)填充的液晶層302。如圖6b所示，在已形成有機膜層303的第一基板301a的表面滴注液晶形成液晶 層 302。如圖6c所示，提供第二基板301b，將第二基板301b與已形成有液晶層302的第一 基板301a相貼合。本實施例中，所述第二基板301b為復合層，依次包括氧化錫銦層501、 色阻層502、彩色濾光片503以及玻璃基板504等。在貼合時，第二基板301b上氧化錫銦 層501 —側為面對第一基板301a的一側，且在第二基板301b與液晶層302之間還形成有 第二透明導電層402將兩者隔離。所述色阻層502位于第一子像素區(qū)域、第二子像素區(qū)域、 第三子像素區(qū)域的部分，分別呈紅色、綠色以及藍色對應R、G、B三種子像素，各顏色區(qū)域之間通過黑色矩陣相間隔。由于形成有機膜層303時，其各子像素區(qū)域厚度已經確定，因此為得到R、G、B各子 像素區(qū)域最佳的透過率，需要進一步調整液晶層302的厚度以及第二基板301b的位置，使 得單像素區(qū)域內各子像素區(qū)域的液晶盒厚滿足相應的需求。上述制造方法為公知技術，本 領域技術人員應當可以容易推得，并實際應用，本發(fā)明實施例不再贅述。雖然本發(fā)明已以較佳實施例披露如上，但本發(fā)明并非限定于此。任何本領域技術 人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內，均可作各種更動與修改，因此本發(fā)明的保護范圍應 當以權利要求所限定的范圍為準。
權利要求
1.一種液晶顯示裝置面板，定義有若干像素區(qū)域，其特征在于，包括第一基板，包括其上的數據線、掃描線所定義的像素區(qū)域；第二基板；有機膜層，位于第一基板面向第二基板一側，所述有機膜層面向第二基板一側表面形 成斜面；液晶層，位于第一基板與第二基板之間，并且在不施加電壓時，所述液晶層中液晶分子 垂直于其所靠近的所述斜面排列；在單個像素區(qū)域內，有機膜層的斜面面積占單個像素面積的比例大于50 %。
2.如權利要求1所述的液晶顯示裝置面板，其特征在于，所述有機膜層表面的斜面相 對于第一基板所形成的傾斜角小于10°。
3.如權利要求1所述的液晶顯示裝置面板，其特征在于，所述單個像素區(qū)域還包括第 一子像素區(qū)域、第二子像素區(qū)域以及第三子像素區(qū)域分別對應于R、G、B三個子像素，并且 所述第一子像素區(qū)域、第二子像素區(qū)域和第三子像素區(qū)域的至少二者中的所述有機膜層的 斜面相對于第一基板的傾斜角度不同。
4.如權利要求3所述液晶顯示裝置面板，其特征在于，所述有機膜層位于第一子像素 區(qū)域的部分的平均厚度，位于第二子像素區(qū)域的平均厚度以及位于第三子像素區(qū)域的平均 厚度中，至少兩者的平均厚度不同。
5.一種液晶顯示裝置面板的制造方法，其特征在于，包括如下步驟提供第一基板，并定義若干像素區(qū)域，所述單個像素區(qū)域包括第一子像素區(qū)域、第二子 像素區(qū)域以及第三子像素區(qū)域；將有機膜層涂覆于所述第一基板上，并進行前烘；快速曝光并顯影所述有機膜層，在有機膜層的表面形成圖案；對有機膜層進行后烘處理，使得有機膜層表面的圖案形成斜面；以及在第一基板上形 成液晶層，提供第二基板，將第一基板和第二基板相貼合。
6.如權利要求5所述的液晶顯示裝置面板的制造方法，其特征在于，在所述對有機膜 進行后烘處理，使得有機膜層表面的圖案形成斜面的步驟中，在單個像素區(qū)域內，斜面的面 積占單個像素面積的比例大于50%。
7.如權利要求5所述的液晶顯示裝置面板的制造方法，其特征在于，在單個像素內， 第一子像素區(qū)域、第二子像素區(qū)域和第三子像素區(qū)域中至少兩者的有機膜層的平均厚度不 同。
8.如權利要求5所述的液晶顯示裝置面板的制造方法，其特征在于，在單個像素內，第 一子像素區(qū)域、第二子像素區(qū)域和第三子像素區(qū)域中的至少兩者的有機膜層的所述斜面的 角度相對于第一基板傾斜的角度不同。
9.如權利要求5所述的液晶顯示裝置面板的制造方法，其特征在于，在所述將有機膜 層涂覆于所述第一基板上，并進行前烘的步驟中，先在所述第一基板表面形成鈍化層，并且 在所述鈍化層的表面涂覆有機膜層。
10.如權利要求5所述的液晶顯示裝置面板的制造方法，其特征在于，在所述對有機膜 進行后烘處理，使得有機膜層表面的圖案形成斜面的步驟中，所述斜面相對于第一基板所 形成的傾斜角小于10°。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種MVA模式的液晶顯示裝置面板及其制造方法，其中所述面板包括第一基板，包括其上的數據線、掃描線所定義的像素區(qū)域；第二基板；有機膜層，位于第一基板面向第二基板一側，所述有機膜層面向第二基板一側表面形成有斜面；液晶層，位于第一基板與第二基板之間，并且在不施加電壓時，所述液晶層中液晶分子垂直于其所靠近的有機膜層表面排列；在單個像素區(qū)域內，有機膜層的斜面面積占單個像素面積的比例大于50％。本發(fā)明通過調整有機膜層的厚度以及液晶盒的盒厚，使得R、G、B對應的平均光學延遲值被有效優(yōu)化，從而實現了廣視角以及良好的液晶盒透過率。
文檔編號G02F1/1333GK102116955SQ20091024807
公開日2011年7月6日 申請日期2009年12月31日 優(yōu)先權日2009年12月31日
發(fā)明者吳勇, 李忠麗, 羅熙曦, 馬駿 申請人:上海天馬微電子有限公司