液晶面板及其液晶配向方法、液晶顯示器與流程

2023-04-23 09:05:06 2

本發明屬於液晶顯示技術領域，具體地講，涉及一種液晶面板及其液晶配向方法、液晶顯示器。

背景技術：

隨著光電與半導體技術的演進，也帶動了平板顯示器(Flat Panel Display)的蓬勃發展，而在諸多平板顯示器中，液晶顯示器(Liquid Crystal Display，簡稱LCD)因具有高空間利用效率、低消耗功率、無輻射以及低電磁幹擾等諸多優越特性，已被應用於生產生活的各個方面。

液晶顯示器通常為背光型液晶顯示器，其包括相對設置的液晶面板和背光模塊。液晶面板的工作原理是在兩片平行的玻璃基板(即對盒的彩膜基板(CF基板)和陣列基板(Array基板))當中放置液晶分子，兩片玻璃基板通過向液晶分子通電與否來控制液晶分子改變方向，從而將背光模組的光線折射出來產生影像。

目前主流的液晶面板的類型分為扭曲向列(Twisted Nematic，TN)或超扭曲向列(Super Twisted Nematic，STN)型、面內轉換(In-Plane Switching，IPS)型、垂直配向(Vertical Alignment，VA)型以及邊緣電場驅動(Fringe-field Switching)型。其中IPS模式是利用與基板面大致平行的電場驅動液晶分子沿基板面內轉動以響應的模式，由於具有較大的可視角度以及響應速度快等優點，所以被用於各種TV顯示用途當中。而FFS模式是通過同一平面內像素間電極產生邊緣電場，使電極間以及電極正上方的液晶分子都能在平行於基板的平面方向發生旋轉轉換，從而提高液晶層的透光效率，以克服IPS模式的透光效率低的問題，在寬視角的前提下，實現了高的透光效率。

然而，在現有的IPS型和FFS型液晶面板的液晶配向過程中，液晶分子的預傾角無法達到0°，從而IPS型和FFS型液晶面板在暗態時出現漏光現象。

技術實現要素：

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種能夠使液晶分子的預傾角達到0°的液晶面板及其液晶配向方法、液晶顯示器。

根據本發明的一方面，提供了一種液晶面板，其包括對盒設置的彩膜基板和陣列基板以及夾設於所述彩膜基板和所述陣列基板之間的若干液晶分子，所述彩膜基板包括配向電極以及設置在所述配向電極上的第一配向膜層，所述陣列基板包括公共電極以及設置在所述公共電極上的第二配向膜層；當對所述液晶分子進行配向時，對所述第一配向膜層和所述第二配向膜層進行機械的摩擦處理，之後對所述配向電極和所述公共電極施加電壓，並且對所述液晶分子進行紫外曝光，以在所述彩膜基板和所述陣列基板之間提供垂直電場，使所述液晶分子的預傾角達到0°。

進一步地，所述彩膜基板還包括：第一基板、黑色矩陣、若干彩色光阻塊、第一絕緣層；所述黑色矩陣設置於所述基板上且限定出多個第一像素區域，所述若干彩色光阻塊設置於所述基板上，且每個彩色光阻塊位於其對應的第一像素區域中，所述第一絕緣層設置在所述黑色矩陣和所述若干彩色光阻塊上，所述配向電極設置在所述第一絕緣層上。

進一步地，所述陣列基板還包括：第二基板、設置在所述第二基板上的多條掃描線和多條數據線、多個開關單元、絕緣保護層、像素電極，所述多條掃描線和所述多條數據線相互絕緣交錯，以限定出多個第二像素區域，每個開關單元設置在其對應的一個第二像素區域中，所述絕緣保護層設置在所述多個開關單元上，所述像素電極和所述公共電極彼此獨立設置在所述絕緣保護層上，所述第二配向膜層設置在所述像素電極、所述公共電極和所述絕緣保護層上。

進一步地，所述開關單元包括：形成於所述第二基板上的柵極；形成於所述柵極和所述第二基板上的柵極絕緣層；對應於所述柵極上方且形成於所述柵極絕緣層上的半導體層；形成於所述半導體層和所述柵極絕緣層上的源極和漏極，所述絕緣保護層形成於所述源極、所述漏極、所述半導體層以及所述柵極絕緣層上，所述絕緣層保護層上形成對應於所述漏極上方的過孔，所述像素電極通過所述過孔與所述漏極相接觸。

進一步地，所述陣列基板還包括：第二基板、設置在所述第二基板上的多條掃描線和多條數據線、多個開關單元、第二絕緣層、絕緣保護層、像素電極，所述多條掃描線和所述多條數據線相互絕緣交錯，以限定出多個第二像素區域，每個開關單元設置在其對應的一個第二像素區域中，所述絕緣保護層設置在所述多個開關單元上，所述公共電極設置在所述絕緣保護層上，所述第二絕緣層設置在所述公共電極和所述絕緣保護層上，所述像素電極設置在所述第二絕緣層上，所述第二配向膜層設置在所述像素電極和所述第二絕緣層上。

進一步地，所述開關單元包括：形成於所述第二基板上的柵極；形成於所述柵極和所述第二基板上的柵極絕緣層；對應於所述柵極上方且形成於所述柵極絕緣層上的半導體層；形成於所述半導體層和所述柵極絕緣層上的源極和漏極，所述絕緣保護層形成於所述源極、所述漏極、所述半導體層以及所述柵極絕緣層上，所述絕緣層保護層和所述第二絕緣層上形成對應於所述漏極上方的過孔，所述像素電極通過所述過孔與所述漏極相接觸。

進一步地，所述若干液晶分子中摻有反應型單體。

根據本發明的另一方面，還提供了一種上述液晶面板的液晶配向方法，其包括步驟：對所述第一配向膜層和所述第二配向膜層進行機械的摩擦處理；對所述配向電極和所述公共電極施加電壓，並且對所述液晶分子進行紫外曝光，以在所述彩膜基板和所述陣列基板之間提供垂直電場，使所述液晶分子的預傾角達到0°。

根據本發明的又一方面，又提供了一種液晶顯示器，包括相對的上述液晶面板和背光模塊。

本發明的有益效果：本發明的液晶面板及其液晶配向方法，能夠使液晶分子的預傾角達到0°，從而避免IPS型和FFS型液晶面板在暗態時出現漏光。

附圖說明

通過結合附圖進行的以下描述，本發明的實施例的上述和其它方面、特點和優點將變得更加清楚，附圖中：

圖1是根據本發明的實施例的彩膜基板的俯視示意圖；

圖2是根據本發明的實施例的彩膜基板的側視示意圖；

圖3是根據本發明的實施例的陣列基板的俯視示意圖；

圖4是根據本發明的實施例的陣列基板的側視示意圖；

圖5是根據本發明的另一實施例的陣列基板的俯視示意圖；

圖6是根據本發明的另一實施例的陣列基板的側視示意圖；

圖7是採用圖2所示的彩膜基板和圖4所示的陣列基板對盒形成的液晶面板的結構示意圖；

圖8是採用圖2所示的彩膜基板和圖6所示的陣列基板對盒形成的液晶面板的結構示意圖。

具體實施方式

以下，將參照附圖來詳細描述本發明的實施例。然而，可以以許多不同的形式來實施本發明，並且本發明不應該被解釋為限制於這裡闡述的具體實施例。相反，提供這些實施例是為了解釋本發明的原理及其實際應用，從而使本領域的其他技術人員能夠理解本發明的各種實施例和適合於特定預期應用的各種修改。

在附圖中，為了清楚器件，誇大了層和區域的厚度。將理解的是，在一元件被稱為設置於另一元件「之上」或「上」時，它可以直接設置於該另一元件上，或者也可以存在中間元件。

圖1是根據本發明的實施例的彩膜基板的俯視示意圖。圖2是根據本發明的實施例的彩膜基板的側視示意圖。在圖1中，為了便於圖示黑色矩陣120和彩色光阻塊130的設置，未示出第一絕緣層140、配向電極150以及第一配向膜層160。

參照圖1和圖2，根據本發明的實施例的彩膜基板100包括：第一基板110、黑色矩陣120、多個彩色光阻塊130、第一絕緣層140、配向電極150以及第一配向膜層160。

第一基板110可例如是透明的玻璃基板或者樹脂基板，但本發明並不限制於此。

黑色矩陣120設置在第一基板110之上且限定出多個第一像素區域PX1。這些第一像素區域PX1呈陣列排布。

多個彩色光阻塊130設置在第一基板110之上，且每個彩色光阻塊130位於其對應的一個第一像素區域PX1中。在本實施例中，所述彩色光阻塊130為紅色光阻塊或綠色光阻塊或藍色光阻塊，但本發明並不限制於此，例如彩色光阻塊130可以為任何合適顏色(諸如白色)的光阻塊。所述多個彩色光阻塊130包括紅色光阻塊、綠色光阻塊和藍色光阻塊。在本實施例中，可以以紅色光阻塊、綠色光阻塊和藍色光阻塊為一光阻塊單元陣列排布。

第一絕緣層140設置在黑色矩陣120和多個彩色光阻塊130上。第一絕緣層140可以採用無機絕緣材料或者有機絕緣材料形成。

配向電極150設置在第一絕緣層140上。作為本發明的一種實施方式，配向電極150可例如由銦錫氧化物、銦鋅氧化物、鋁錫氧化物、鋁鋅氧化物、銦鍺鋅氧化物中的一種或多種形成，但本發明並不限制於此。

第一配向膜層160設置在配向電極150之上。作為本發明的一種實施方式，第一配向膜層160由聚醯亞胺(PI)形成，但本發明並不限制於此。

圖3是根據本發明的實施例的陣列基板的俯視示意圖。圖4是根據本發明的實施例的陣列基板的側視示意圖。在圖3中，未示出柵極絕緣層242和第二配向膜層280，而在圖4中，未示出掃描線220和數據線230，這是為了便於圖示其它元件。

參照圖3和圖4，根據本發明的實施例的陣列基板200為IPS型陣列基板，其包括：第二基板210、多條掃描線220、多條數據線230、多個開關單元240、絕緣保護層250、像素電極260、公共電極270以及第二配向膜層280。

第二基板210可例如是透明的玻璃基板或者樹脂基板，但本發明並不限制於此。

多條掃描線220和多條數據線230相互絕緣交錯，以限定出多個第二像素區域PX2。當陣列基板200與彩膜基板100對盒組裝之後，第二像素區域PX2和第一像素區域PX1一一對應。

每個開關單元240設置於其對應的一個第二像素區域PX2中。作為本發明的一實施方式，開關單元240包括：形成於第二基板210上的柵極241、形成於柵極241及第二基板210上的柵極絕緣層242、對應於柵極241上方且形成於柵極絕緣層242上的半導體層(或稱有源層)243、形成於半導體層243及柵極絕緣層242上的源極244和漏極245，其中源極244和漏極245分別與半導體層243的兩端相接觸

絕緣保護層250形成於所述源極244、漏極245、半導體層243以及柵極絕緣層242上。所述絕緣保護層250上對應所述漏極245的上方設有過孔251。

像素電極260和公共電極270形成於絕緣保護層250上，其中像素電極260通過過孔251與所述漏極245相接觸。

利用同一導電透明層圖案化得到像素電極260和公共電極270，像素電極260和公共電極270彼此獨立絕緣。在每一第二像素區域PX2範圍內的像素電極260為一體，而在不同第二像素區域PX2範圍內的像素電極260彼此獨立絕緣。在整個陣列基板上，公共電極270為一體。

此外，所述導電透明層採用銦錫氧化物、銦鋅氧化物、鋁錫氧化物、鋁鋅氧化物、銦鍺鋅氧化物中的一種或多種製成，但本發明並不限制於此。

第二配向膜層280形成於所述像素電極260、公共電極270和絕緣保護層250上。作為本發明的一種實施方式，第二配向膜層280由聚醯亞胺(PI)形成，但本發明並不限制於此。

圖5是根據本發明的另一實施例的陣列基板的俯視示意圖。圖6是根據本發明的另一實施例的陣列基板的側視示意圖。在圖5中，未示出柵極絕緣層242、第二配向膜層280、第二絕緣層290和公共電極270，而在圖4中，未示出掃描線220和數據線230，這是為了便於圖示其它元件。

參照圖5和圖6，根據本發明的另一實施例的陣列基板200』為FFS型陣列基板，其與圖3和圖4所示的陣列基板200不同的是，公共電極270和像素電極260不在同一平面上。

具體地，根據本發明的另一實施例的陣列基板200』還包括：第二絕緣層290。與圖3和圖4所示的陣列基板200不同之處在於：公共電極270形成於絕緣保護層250上，其中對應所述漏極245上方沒有公共電極270，但在整個陣列基板上，公共電極270依然保持一體。

第二絕緣層290形成於公共電極270和絕緣保護層250之上。第二絕緣層290可以採用無機絕緣材料或者有機絕緣材料形成。

像素電極260形成於第二絕緣層290上。過孔251貫穿第二絕緣層290，從而使像素電極260通過過孔251與所述漏極245相接觸。

圖7是採用圖2所示的彩膜基板和圖4所示的陣列基板對盒形成的液晶面板的結構示意圖。圖8是採用圖2所示的彩膜基板和圖6所示的陣列基板對盒形成的液晶面板的結構示意圖。

參照圖7，彩膜基板100和陣列基板200對盒設置，若干液晶分子300填充在彩膜基板100和陣列基板200之間。

參照圖8，彩膜基板100和陣列基板200』對盒設置，若干液晶分子300填充在彩膜基板100和陣列基板200』之間。

當對液晶分子300進行配向時，液晶面板的液晶配向方法包括步驟：

首先，對所述第一配向膜層160和所述第二配向膜層280進行機械的摩擦(Rubbing)處理。這裡，採用通常的IPS型液晶面板中對配向膜層進行摩擦的方法即可。

接著，對配向電極150和公共電極270施加電壓，並且對所述液晶分子300進行紫外曝光，以在彩膜基板100和陣列基板200或200』之間提供垂直電場，使所述液晶分子300的預傾角達到0°。

在本實施例中，若干液晶分子300中可以摻有反應型單體(Reactive Monomer)。當施加電壓及紫外光照射時，反應型單體可與液晶分子300發生相分離現象，從而在配向膜層上形成聚合物，該聚合物通過跟液晶分子300的相互作用，使液晶分子300具有預傾角。

綜上所述，根據本發明的實施例，能夠使液晶分子的預傾角達到0°，從而使避免IPS型和FFS型液晶面板在暗態時出現漏光。

雖然已經參照特定實施例示出並描述了本發明，但是本領域的技術人員將理解：在不脫離由權利要求及其等同物限定的本發明的精神和範圍的情況下，可在此進行形式和細節上的各種變化。