专利名称：一种液晶显示面板及其制备工艺和显示器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种液晶面板，特别是涉及一种液晶显示面板及其制备工艺，以及应用该液晶显示面板的显示器。
背景技术：
液晶显示器包含液晶面板和背光模组，所述液晶面板具有上基板和下基板，在所述上下基板的相对内侧分别配置有透明电极，所述上下基板之间配置有一层液晶分子。液晶显示器是通过透明电极产生的电场，对液晶分子的取向进行控制，从而改变光的偏振状态，并藉由偏光板实现光路的穿透与阻挡，实现显示的目的。评价液晶显示器的主要技术参数有①对比度、②亮度、③信号响应时间、④可视角度。其中，对比度、亮度和可视角度的参数主要是取决于液晶面板。可视角度一直是液晶 面板研究的重点和难点，这是由于当背光源通过偏极片、液晶和配向膜之后，输出的光线便具有了方向性。也就是说，大多数光都是从屏幕中垂直射出来的，所以从某一个斜角观看液晶面板时，便不能看到原本的颜色，甚至只能看到全白或全黑。为了解决这个问题，因此研发人员开发了广角技术，并研发了以下几种模式的液晶面板。(I)扭曲向列模式(Twisted Nematic, TN)初始时液晶分子平行于基板排列，但会围绕基板法线逐渐扭曲90°，由于旋光效应，经过偏光板后的偏振光，偏振方向会随着液晶分子旋转90° ,达到另一侧的偏光板时光的偏振方向刚好与偏光板的穿透轴平行，光可以穿过。因此，TN模式在不加电时显示亮态，为常白(Normally white);而加电时为暗态,大部分液晶分子垂直基板排列,但由于配向层的锚定力，靠近配向层的液晶分子仍然平行基板排列，产生光学延迟造成漏光。因此，由于TN模式的液晶显示器是暗态透光，相对来说对比度比较差。(2)平面切换模式(In-Plane - Switching, IPS)液晶层中的液晶分子是正性液晶，透明电极配置于下基板，不加电时，液晶分子平行基板排列，且无光学延迟，可以得到比较黑的暗态；加电时液晶分子水平旋转使入射偏振光通过，是常黑(Normally black)。IPS模式具有对比度高，高速响应的特点，常用于电视机等应用。但是，IPS模式的液晶面板制备过程中，需要对基板进行摩擦，来对液晶分子进行初始配向。而这种摩擦配向会带来污染性问题，造成良率的下降，还会有静电等问题，对晶体管造成击伤。(3)液晶垂直取向模式(Vertical Alignment, VA)VA模式与IPS模式同样是常黑，但不同的是，VA模式面板的液晶层中的液晶分子用负性液晶，透明电极分设于上下基板，形成垂直于基板的电场。未加电时，液晶分子的长轴垂直于基板，而形成暗态；加电时，液晶分子的长轴向平行于基板的方向倒下。其初始配向同样需要对基板进行摩擦，从而产生污染性、静电等问题，预倾角也难以控制，为解决VA模式的初始配向问题,又有各种衍生模式，如多域垂直对齐(Multi-domain VerticalAlignment, MVA)、图像垂直对齐(Patterned Vertical Alignment, PVA)和聚合物稳定垂直对齐(Polymer Stabilized Vertical Alignment,PSVA)模式。其中 PSVA 模式以高穿透率、高对比度和快速响应等特点，渐渐成为主流。请参见图1，其是现有技术PSVA模式液晶显示面板在未加电时的液晶分子和反应型液晶活性单体(Reactive Mesogen, RM)的分布状态,所述现有技术PSVA模式液晶显示面板包括一第一基板10’、一第二基板30’和一液晶层70’，所述液晶层70’夹设于所述第一、第二基板10’、30’之间。所述第一基板10’具有第一配向膜20’和第一透明电极50’，而所述第二基板30’具有第二配向膜40’和第二透明电极60’。所述第一配向膜20’设于所述第一基板10’对应所述液晶层70’的一侧表面上，且第一透明电极50’设于所述第一配向膜20’上。所述第二配向膜40’设于所述第二基板30’对应所述液晶层70’的一侧表面上，且第二透明电极60’设于所述第二配向膜40’上。所述液晶层70’包含液晶分子701’和RM 702’，所述液晶分子701’为负性液晶分子；而所述RM 702’具有与所述液晶分子701’一样的垂直电场方向排列的性质。请继续参见图2，其是图I在加电并进行紫外线(UV)光照固化后的液晶分子701’和RM702’的分布状态，在配向过程中，在第一透明电极50’和第 二透明电极60’上施加电压,形成垂直于基板的电场,使靠近第一、第二配向膜20’、40’表面的液晶分子701’与RM 702’产生预倾角，但由于配向层的锚定作用，液晶分子701’与RM702’只会沿电场方向稍微倾斜一个角度，而不会完全躺平。然后用UV照射液晶层70’，使RM 702’的预倾角固定，完成配向过程。虽然PSVA模式无摩擦配向工序，能够克服IPS模式中由于摩擦带来的静电问题及污染问题等。但，由于负性液晶材料的粘度大于正性液晶，因此导致PSVA模式的响应速度较慢。并且，由于需要分设上下两层电极，相比IPS模式，制备方法复杂。因此，本发明提供一种新的显示技术，其可以克服IPS模式中摩擦配向所带来的污染及静电问题，又工序简单，使所制得的液晶面板和液晶显示器具有高对比度、高响应速度和宽可视角度等特点。
发明内容
本发明的第一个目的是提供一种液晶显示面板的制备工艺，结合IPS模式与PSVA模式的优点，既可以克服IPS模式中摩擦配向所带来的污染及静电问题，又工序简单，使所制得的液晶面板和液晶显不器具有闻对比度、闻响应速度和宽可视角度等特点。本发明的思路是用含有RM和正性液晶的液晶组合物搭配VA模式中的垂直配向层，初始时RM和正性液晶分子的长轴均垂直于基板。电极设计为共面电极，所述共面电极形成横向电场后，会使RM和正性液晶分子在基板对应液晶组合物的一侧表面上受配向膜的作用而产生预倾角，通过UV照射液晶组合物，使维持预倾角的RM固化在所述表面，完成配向过程。为实现上述目的，本发明公开以下技术方案一种液晶显示面板的制备工艺，工艺流程包括以下步骤提供一第一基板和一第二基板，在所述第一基板上形成一第一配向膜，在所述第二基板上形成一第二配向膜；在所述第二基板的第二配向膜上形成一共面透明电极层，所述共面透明电极层包含至少两个透明电极，所述透明电极之间具有狭缝；
将液晶组合物填充入所述第一基板与第二基板之间，所述液晶组合物接触所述第一配向膜、所述共面透明电极层和所述狭缝中第二配向膜；在相邻的所述透明电极上分别施加不同极性的电压，形成与基板平行的电场，同时进行紫外线照射，完成液晶配向；以及分别在所述第一、第二基板对应所述液晶组合物的另一侧表面上贴附偏光片后，形成液晶显示面板；其中所述液晶组合物包含正性液晶分子和液晶活性单体。在本发明一实施例中，所述第一配向膜和第二配向膜为垂直配向膜。在本发明一实施例中，所述共面透明电极层由铟锡氧化物制成。、在本发明一实施例中，所述第一基板为彩色滤光片基板，所述第二基板为薄膜晶体管(Thin Film Transistor, TFT)阵列基板。本发明的第二个目的是提供一种液晶显示面板，包括一第一基板，具有一第一配向膜；一第二基板，具有一第二配向膜；一共面透明电极层，设于所述第二基板的第二配向膜上，所述共面透明电极层包含至少两个透明电极，所述透明电极之间具有狭缝；以及一液晶层，夹设于所述第一基板的第一配向膜侧和所述第二基板的共面透明电极层侧之间，所述液晶层由包含正性液晶分子和液晶活性单体的液晶组合物构成；在所述第一配向膜和共面透明电极层对应液晶层的一侧表面上分别具有多個排列预倾角的液晶组合物。在本发明一实施例中，所述第一配向膜和第二配向膜为垂直配向膜。在本发明一实施例中，所述共面透明电极层由铟锡氧化物制成。在本发明一实施例中，所述第一基板为彩色滤光片基板，所述第二基板为TFT阵列基板。本发明的第三个目的是提供一种液晶显示器，包括上述任意一种液晶面板。需要说明的是，液晶分子依其介电各向异性(Dielectric anisotropy)数值分为正性液晶分子、中性液晶分子和负性液晶分子。本发明中所述的正性液晶分子泛指介电各向异性为正值的液晶分子，当外加大于某一程度的电压时，正性液晶分子长轴会与电场方向平行排列。本发明结合了 IPS模式与PSVA模式的优点，既可以克服IPS模式中摩擦配向所带来的污染及静电问题；又只需在一基板上配置透明电极，相比PSVA模式的双层透明电极，节约了制备工序。本发明的液晶面板和液晶显示器具有高对比度、高响应速度和宽可视角度等特点。
图I是现有技术PSVA模式液晶显示面板在未加电时的液晶分子和RM的分布状态；图2是现有技术PSVA模式液晶显示面板在加电并进行UV固化后的液晶分子和RM的分布状态；
图3是本发明一实施例中的液晶显示面板在未配向时的正性液晶分子和RM的分布状态；图4是本发明一实施例中的液晶显示面板在配向过程中的正性液晶分子和RM的分布状态。图中的标记所示如下10’为PSVA模式液晶显示面板的第一基板；20’为PSVA模式液晶显示面板的第一配向膜；
30’为PSVA模式液晶显示面板的第二基板；40’为PSVA模式液晶显示面板的第二配向膜；50’为PSVA模式液晶显示面板的第一透明电极；60’为PSVA模式液晶显示面板的第二透明电极；70’为PSVA模式液晶显示面板的液晶层；701’为PSVA模式液晶显示面板的负性液晶分子；702’为PSVA模式液晶显示面板的反应型液晶活性单体(RM)；10为第一基板；20为第一配向膜；30为第二基板；40为第二配向膜；50为共面透明电极层；501为透明电极；502为透明电极间的狭缝；60为液晶层；601为正性液晶分子；602为液晶活性单体；70为第一偏光片；80为第二偏光片。
具体实施例方式以下结合实施例对本发明做详细的说明，实施例旨在解释而非限定本发明的技术方案。请参见附图3，附图3所示的是本实施例的一种液晶显示面板的在未配向时的剖视图，所述液晶显不面板包括一第一基板10、一第二基板30、一第一配向膜20、一第二配向膜40、一共面透明电极层50、一液晶层60、一第一偏光片70和一第二偏光片80。其中所述第一基板10与所述第二基板30相对设置。所述第一配向膜20设置于所述第一基板10对应液晶层60的一侧表面上，而所述第二配向膜40设置于所述第二基板30对应液晶层60的一侧表面上，所述第一、第二配向膜30、40均为垂直配向膜。所述共面透明电极层50是由铟锡氧化物制成，设于所述第二基板30的第二配向膜40上，所述共面透明电极层50包含至少两个共面平行放置的透明电极501，所述透明电极501之间具有狭缝502，如附图3所示的，在本实施例中所述共面透明电极层50包含两个共面平行放置的所述透明电极501，其中一透明电极501 (图中左侧)用作正极、另一透明电极501 (图中右侧)用作负极。所述液晶层60夹设于所述第一基板10的第一配向膜20侧和所述第二基板30的共面透明电极层50侧之间，由包含正性液晶分子601和液晶活性单体602的液晶组合物构成。所述第一偏光片70位于所述第一基板10的对应所述液晶层60的另一侧表面上,而所述第二偏光片80位于所述第二基板30的对应所述液晶层60的另一侧表面上。请继续参见附图3，由于本发明采用了正性液晶分子601、液晶活性单体602以及垂直配向膜，使得初始状态(不通电状态)下正性液晶分子401和液晶活性单体402的长轴均垂直于所述第一、第二基板10、30，从而形成暗态。
本实施例还提供上述液晶显示面板的制备工艺流程，包括以下步骤提供一第一基板10和一第二基板30,所述第一基板10为彩色滤光片(ColorFilter, CF)基板，所述第二基板30为TFT阵列基板，上述第一、第二基板10、30的制备方法采用本领域常规方法，此处不再详述；在所述第一基板10上形成第一配向膜20，在所述第二基板30上形成第二配向膜40，所述第一配向膜20和第二配向膜40均为垂直配向膜，形成所述第一配向膜20和第二配向膜40的方法采用本领域常规方法，此处不再详述；在所述第二基板30的第二配向膜40上形成一共面透明电极层50，所述共面透明电极层50包含至少两个共面平行放置的透明电极501，所述透明电极501之间具有狭缝502。如附图3所示的，在本实施例中所述共面透明电极层50包含两个共面平行放置的所 述透明电极501，其中一透明电极501 (图中左侧)用作正极、另一透明电极501 (图中右侧)用作负极；所述透明电极501为铟锡氧化物(Indium Tin Oxide, ITO)电极,形成所述透明电极501的方法采用本领域常规方法，此处不再详述；将由正性液晶分子601和液晶活性单体602所构成的液晶组合物填充入所述第一基板10与第二基板30之间，构成一液晶层60，而所述液晶层60接触所述第一配向膜30、所述共面透明电极层50和所述狭缝502中所裸露的第二配向膜40的表面；在相邻的所述透明电极501上分别施加不同极性的电压，形成与第一、第二基板10,30平行的电场，同时进行紫外线照射，完成液晶配向；以及分别在所述第一基板10、第二基板30对应所述液晶层60的另一侧表面上贴附第一偏光片70和第二偏光片80后,形成液晶显不面板。请参见附图4，附图4所示的是本实施例中的配向过程。在所述第二基板30的相邻透明电极501上施加不同极性的电压(图中左侧透明电极501为正极，右侧透明电极501为负极)，形成与第一、第二基板10、30平行的电场，使得正性液晶分子601与液晶活性单体602的长轴沿着电场方向排列；而靠近配向膜20和40表面的正性液晶分子601和液晶活性单体602在垂直配向膜的锚定作用下，沿电场方向产生预倾角；再经由紫外线光照后，使液晶活性单体602分别固化在所述第一配向膜20和共面透明电极层50对应液晶层60的一侧表面上，使液晶活性单体602的预倾角固化。本发明结合了 IPS模式与PSVA模式的优点，利用正性液晶分子和液晶活性单体、垂直配向膜和共面透明电极层，在通电并紫外线光照的条件下完成配向过程，克服了 IPS模式中摩擦配向所带来的污染及静电问题。另外，因为采用共面透明电极层，因此只需在一基板上配置透明电极即可，相比于PSVA模式的双层透明电极，节约了制备工序。除此之外，本发明的液晶面板和液晶显不器还具有闻对比度、闻响应速度和宽可视角度等特点。本发明已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本发明的范例。必需指出的是，已公开的实施例并未限制本发明的范围。相反地，包含于权利要求书的精神及范围的修改及均等设置均包括于本发明的范围内。
权利要求
1.一种液晶显示面板的制备工艺，其特征在于所述制备工艺流程包括以下步骤 提供一第一基板和一第二基板，在所述第一基板上形成一第一配向膜，在所述第二基板上形成一第二配向膜； 在所述第二基板的第二配向膜上形成一共面透明电极层，所述共面透明电极层包含至少两个透明电极，所述透明电极之间具有狭缝； 将液晶组合物填充入所述第一基板与第二基板之间以构成一液晶层，所述液晶层接触所述第一配向膜、所述共面透明电极层和所述狭缝中第二配向膜；其中所述液晶组合物包含正性液晶分子和液晶活性单体； 在相邻的所述透明电极上分别施加不同极性的电压，形成与基板平行的电场，使得液晶组合物的分子长轴沿着电场方向排列并形成预倾角；同时进行紫外线照射，完成液晶配向；以及· 分别在所述第一、第二基板对应所述液晶层的另一侧表面上贴附偏光片后，形成液晶显示面板。
2.根据权利要求I所述的制备工艺，其特征在于所述第一配向膜和第二配向膜为垂直配向膜。
3.根据权利要求I或2所述的制备工艺，其特征在于所述共面透明电极层由铟锡氧化物制成。
4.根据权利要求I或2所述的制备工艺，其特征在于所述第一基板为彩色滤光片基板，所述第二基板为薄膜晶体管阵列基板。
5.一种液晶显示面板，其特征在于，所述液晶显示面板包括 一第一基板，具有一第一配向膜； 一第二基板，具有一第二配向膜； 一共面透明电极层，设于所述第二基板的第二配向膜上，所述共面透明电极层包含至少两个透明电极，所述透明电极之间具有狭缝；以及 一液晶层，夹设于所述第一基板的第一配向膜侧和所述第二基板的共面透明电极层侧之间，所述液晶层由包含正性液晶分子和液晶活性单体的液晶组合物构成；在所述第一配向膜和共面透明电极层对应液晶层的一侧表面上分别具有多個排列预倾角的液晶组合物。
6.根据权利要求5所述的液晶显示面板，其特征在于所述第一配向膜和第二配向膜为垂直配向膜。
7.根据权利要求5或6所述的液晶显示面板，其特征在于所述共面透明电极层由铟锡氧化物制成。
8.根据权利要求5或6所述的液晶显示面板，其特征在于所述第一基板为彩色滤光片基板，所述第二基板为薄膜晶体管阵列基板。
9.权利要求51中任一所述液晶面板在液晶显示器中的应用。
全文摘要
本发明提供了一种液晶显示面板，包括一第一基板、一第二基板、一共面透明电极层和一液晶层。所述第一、第二基板分别具有一第一配向膜及一第二配向膜。所述共面透明电极层设于第二配向膜上。所述液晶层是夹设于第一基板的第一配向膜侧和第二基板的共面透明电极层侧之间，其中液晶层包含正性液晶分子和液晶活性单体。本发明的液晶显示面板可以克服IPS模式中摩擦配向所带来的污染及静电问题，相较于PSVA模式，本发明只需在一基板上配置透明电极层，除了节约了制备工序，还具有高对比度、高响应速度和宽可视角度等特点。
文档编号G02F1/1333GK102722052SQ201210184639
公开日2012年10月10日 申请日期2012年6月6日 优先权日2012年6月6日
发明者马小龙, 黄宏基 申请人:深圳市华星光电技术有限公司