液晶面板的配向方法、液晶面板及显示装置与流程

1.本发明涉及显示设备制造技术领域，尤其涉及一种液晶面板的配向方法、液晶面板及显示装置。


背景技术：

2.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、数字相机、计算机屏幕或笔记本电脑屏幕等。目前tft-lcd液晶面板可分为三大类，分别是扭曲向列/超扭曲向列(tn/stn)型、平面转换(ips)型及垂直配向(va)型。而紫外线诱导多区域垂直配向(ultraviolet induced multi-domain vertical alignment，uv2a)为va型液晶面板的一种光配向技术，其名称来源于紫外线uv与液晶面板va模式的相乘，其原理是利用uv光来实现液晶分子的精准配向控制，uv2a技术能够通过配向膜实现所有液晶分子向设计方向倾斜的状态，所以在载入电场时，液晶分子可以同时向同一方向倾倒，使响应速度增至原来的2倍，且由于其不使用突起和狭缝也能分割成多个区域，因此其开口率与原来的利用突起形成多区域相比得到显著的提高，还具有降低耗电，节省成本等优点。
3.现有的uv2a配向为将基板分割成多个区域，以部分改变配向方向。如图1所示，一个像素4区域的配向方式，紫外光配向的掩膜版开口区域为像素长边1/4距离，搭配wg拼接偏光片构造(即获得45度偏振光的偏光板)，紫外光配向第一次曝光形成45
°
配向方向(其中，以箭头水平且指向图1的右侧为0
°
方向，顺时针记录配向力角度)，第二次曝光形成135
°
配向方向，第三次曝光形成225
°
配向方向。第四次曝光形成315
°
配向方向。从而形成“目”字形的uv2a曝光方式。
4.但是，上述“目”字形的uv2a曝光方式，像素的分割处形成曝光暗线，从而降低了透过率。


技术实现要素：

5.本发明提供一种液晶面板的配向方法、液晶面板及显示装置，可减小像素的分割处的曝光暗线，以提高透过率。
6.第一方面，本发明提供一种液晶面板的配向方法，包括以下步骤：
7.在第一基板上形成具有狭缝的第一电极和覆盖在第一电极上的第一配向膜；
8.在第二基板上形成第二电极和覆盖在第二电极上的第二配向膜；
9.利用紫外光对第一配向膜或第二配向膜进行照射，以形成配向力；
10.液晶滴下并贴合第一基板和第二基板，以在第一基板和第二基板之间形成液晶层。
11.作为一种可选的方式，本发明实施例提供的液晶面板的配向方法，液晶滴下并贴合第一基板和第二基板，以在第一基板和第二基板之间形成液晶层包括：
12.在第一基板的第一配向膜上滴下液晶，并贴合第一基板和第二基板，其中，第一基
板为阵列基板，液晶内具有手性分层结构的液晶分子；
13.液晶分子在配向力和液晶分子之间的粘性产生的扭曲力的作用下，形成逐层回转的液晶层。
14.作为一种可选的方式，本发明实施例提供的液晶面板的配向方法，液晶分子在配向力和液晶分子之间的粘性产生的扭曲力的作用下，形成逐层回转的液晶层包括：
15.液晶分子在配向力和液晶分子之间的粘性产生的扭曲力的作用下，形成倾斜螺旋向上逐层回转的液晶层；
16.其中，液晶层中同层的液晶分子的长轴方向排布一致，液晶层中同层的液晶分子相对于后一层中液晶分子的长轴旋转预设角度，以使液晶层中的液晶分子的长轴依次呈预设角度螺旋向上。
17.作为一种可选的方式，本发明实施例提供的液晶面板的配向方法，液晶分子的偏转方向与配向力的方向相反。
18.作为一种可选的方式，本发明实施例提供的液晶面板的配向方法，液晶分子的旋转螺距为9.6μm-40μm。
19.作为一种可选的方式，本发明实施例提供的液晶面板的配向方法，液晶层的厚度范围为3.2μm-4.0μm。
20.作为一种可选的方式，本发明实施例提供的液晶面板的配向方法，狭缝的数量为至少两个，相邻的两个狭缝之间的距离范围为6.0μm-8.0μm，狭缝的宽度范围为3.0μm-4.0μm。
21.作为一种可选的方式，本发明实施例提供的液晶面板的配向方法，狭缝的延伸方向与配向力的方向平行。
22.第二方面，本发明提供一种液晶面板，采用上述的液晶面板的配向方法配向。
23.第三方面，本发明提供一种显示装置，包括上述的液晶面板。
24.本发明提供的一种液晶面板的配向方法、液晶面板及显示装置，其中，液晶面板的配向方法通过在第一基板的第一电极上设置至少一个狭缝，狭缝可以从空间上限制液晶分子排布，以加强配向力，从而减小像素的分割处的曝光暗线，以提高透过率。
附图说明
25.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
26.图1为现有技术中一个像素4个区域的配向方式的平面示意图；
27.图2为本发明实施例提供的一种液晶面板的配向方法的流程图；
28.图3为本发明实施例提供的一种液晶面板的配向方法配向的液晶面板的结构示意图；
29.图4为图2中配向方法中液晶分子的侧视图；
30.图5为图2中配向方法中液晶分子的仰视图；
31.图6为图2中配向方法中一个液晶分子的结构图；
32.图7为本发明实施例提供的一种液晶面板的配向方法中第一基板中一个像素的平面示意图；
33.图8为本发明实施例提供的一种液晶面板的配向方法中第一种紫外光照射的位置图；
34.图9为图8中采用手性液晶分子旋转的示意图；
35.图10为图8中采用向列型液晶分子旋转的示意图；
36.图11为采用图8的配向方法中一个像素的效果图；
37.图12为采用图8的配向方法液晶层的厚度和透过率图曲线图；
38.图13为本发明实施例提供的一种液晶面板的配向方法中第二种紫外光照射的位置图；
39.图14为图13中采用手性液晶分子旋转的示意图；
40.图15为采用图13的配向方法液晶层的厚度和透过率图曲线图；
41.图16为采用图13的配向方法中一个像素的效果图。
42.附图标记说明：
43.10-液晶面板；
44.20-第一基板；201-第一配向膜；202-第一电极；2021-狭缝；203-像素；
45.30-第二基板；301-第二配向膜；302-第二电极；
46.40-液晶层；401-液晶分子；
47.a-第一次曝光；b-第二次曝光；c-第三次曝光；d-第四次曝光；e-第一取向区域；f-第二取向区域；g-第三取向区域；h-第四取向区域；i-配向力；m-距离；n-宽度；j-螺距。
具体实施方式
48.下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
49.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“之间”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
50.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
51.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
52.现有的tft-lcd液晶面板可分为三大类，分别是扭曲向列/超扭曲向列(tn/stn)
型、平面转换(ips)型及垂直配向(va)型。而紫外线诱导多区域垂直配向(ultraviolet induced multi-domain vertical alignment，uv2a)为va型液晶面板的一种光配向技术，其名称来源于紫外线uv与液晶面板va模式的相乘，其原理是利用uv光来实现液晶分子的精准配向控制，uv2a技术能够通过配向膜实现所有液晶分子向设计方向倾斜的状态，所以在载入电场时，液晶分子可以同时向同一方向倾倒，使响应速度增至原来的2倍，且由于其不使用突起和狭缝也能分割成多个区域，因此其开口率与原来的利用突起形成多区域相比得到显著的提高，还具有降低耗电，节省成本等优点。
53.图1为现有技术中一个像素4个区域的配向方式的平面示意图。如图1所示，一个像素4区域的配向方式，紫外光配向的掩膜版开口区域为像素长边1/4距离，搭配wg拼接偏光片构造(即获得45度偏振光的偏光板)，紫外光配向第一次曝光a形成45
°
配向方向(其中，以箭头水平且指向图1的右侧为0
°
方向，顺时针记录配向力i的角度)，第二次曝光b形成135
°
配向方向，第三次曝光c形成为225
°
配向方向。第四次曝光d形成315
°
配向方向。从而形成“目”字形的uv2a曝光方式。但是，上述“目”字形的uv2a曝光方式，像素的分割处形成曝光暗线，从而降低了透过率。
54.基于此，本发明实施例提供了一种液晶面板的配向方法，可减小像素的分割处的曝光暗线，以提高透过率。
55.第一实施例
56.图2为本发明实施例提供的一种液晶面板的配向方法的流程图；图3为本发明实施例提供的一种液晶面板的配向方法配向的液晶面板的结构示意图。参见图2和图3所示，本发明实施例提供一种液晶面板的配向方法，包括以下步骤：
57.s101、在第一基板上形成具有狭缝的第一电极和覆盖在第一电极上的第一配向膜。
58.具体的，第一基板20可以为阵列基板(也可以称为tft基板)。第一基板20上覆盖具有第一电极202，第一电极202覆盖有第一配向膜201。在具体实现时，第一电极202为透明电极，透明电极可以采用ito薄膜。ito(indium tin ox ide)为一种半导体透明薄膜。ito薄膜有良好的透明性和导电性，ito薄膜还具有良好的化学稳定性、热稳定性以及良好的图形加工特性。ito薄膜可以通过蒸发、溅射、反应离子镀、化学汽相沉积、热解喷涂等工艺制备。
59.在第一电极202上设置狭缝2021。其中，狭缝2021可以为一个或者至少两个。狭缝2021可以从空间上限制液晶分子排布，达到加强配向力的作用。在具体实现时，先在第一基板20上形成第一电极202，然后通过光刻工艺在第一电极202上形成狭缝2021。
60.s102、在第二基板上形成第二电极和覆盖在第二电极上的第二配向膜。
61.具体的，第二基板30可以为彩膜基板。其中，第二电极302形成在第二基板30上，第二配向膜301形成在第二电极302上，该第二电极302可以为透明电极。其中，第二电极302的材质可以与第一电极202的材质相同。
62.需要说明的是，s101和s102只是不同操作步骤的描述，没有先后顺序，也可以先执行s102，在执行s101。
63.s103、利用紫外光对第一配向膜或第二配向膜进行照射，以形成配向力。
64.具体的，通过光源发出紫外光，利用紫外光穿过第一配向膜201或第二配向膜301，即对第一基板20或第二基板30进行配向，以形成配向力。
65.其中，紫外光的波长可以为100-400nm，紫外光的曝光量(也可称为紫外光的辐射照度)可以为10-1000mj/cm2，紫外光的照射时间可以为10-200s。
66.s104、液晶滴下并贴合第一基板20和第二基板30，以在第一基板20和第二基板30之间形成液晶层40。
67.具体的，第一基板20和第二基板30采用液晶滴下(one drop filling，odf)真空对组贴合。其中，液晶滴下真空对组贴合可以包括液晶滴下、边框胶涂布、真空贴合以及边框胶固化等工序。液晶滴下真空对组贴合不受盒厚、取向膜性质、面板尺寸等因素限制，可以实现自动化，缩短液晶注入的时间，同时工艺步骤减少，简化了成盒工艺，且能增加液晶材料利用率。
68.其中，液晶层40的厚度范围为3.2μm-4.0μm。
69.本发明实施例提供的液晶面板的配向方法，通过在第一电极202上设置至少一个狭缝2021，狭缝2021可以从空间上限制液晶分子排布，以加强配向力，从而减小像素的分割处的曝光暗线，以提高透过率。
70.图4为图2中配向方法中液晶分子的侧视图；图5为图2中配向方法中液晶分子的仰视图；图6为图2中配向方法中一个液晶分子的结构图。参见图2至图4所示，液晶滴下并贴合第一基板和第二基板，以在第一基板和第二基板之间形成液晶层可以包括：在第一基板20的第一配向膜201上滴下液晶，并贴合第一基板20和第二基板30。其中，液晶分子401在配向力和液晶分子401之间的粘性产生的扭曲力的作用下，形成逐层回转的液晶层40，其中，液晶内具有手性分层结构的液晶分子401。
71.其中，对第一基板20或第二基板30配向完成后，在第一配向膜201的表面或第二配向膜301的表面形成配向膜的预倾角，液晶滴下后第一基板20或第二基板30表面的液晶就依附预倾角进行排布，液晶层中同层的液晶分子401的长轴方向排布一致，液晶层中同层的液晶分子401相对于后一层中液晶分子401的长轴旋转预设角度，以使液晶层中的液晶分子的长轴依次呈预设角度螺旋向上。其中，液晶分子401的偏转方向与配向力的方向相反。由此，第一配向膜201或第二配向膜301内的感光分子在配向力的作用下，会在与配向力相反的方向发生倾倒，以形成预倾角。
72.从图4至图6可以看出，同层的液晶分子401进行两个方向的旋转，第一个方向的旋转在配向力的驱动下，与第一配向膜201的表面或第二配向膜301的表面之间的夹角(即图6中液晶分子401的长轴与xy所在的平面之间的夹角)逐渐增加。第二个方向的旋转在液晶分子401之间的粘性产生的扭曲力的作用下，相对于垂直第一配向膜201的表面或第二配向膜301的表面的面之间的夹角(即图6中液晶分子401的长轴与yz所在的平面之间的夹角)逐渐增加。可选的，液晶分子401的旋转螺距j为9.6μm-40μm。其中，液晶层40的液晶分子401的长轴沿xy平面方向旋转360
°
后，首层液晶分子401和尾层液晶分子401之间的距离为旋转螺距j。
73.液晶分子401的材料类似于反向tn模式，结合tn型液晶公式：其中，δnd为液晶的有效传播距离，λ为背光波长。δnd越大，传播效率更高，综合考虑视角及品味影响，δnd在420nm-430nm之间效果较好。
74.图7为本发明实施例提供的一种液晶面板的配向方法中第一基板中一个像素的平面示意图。参见图7所示，在本实施例中，狭缝2021的数量可以为至少两个，相邻的两个狭缝
2021之间的距离m范围为6.0μm-8.0μm，狭缝2021的宽度n范围为3.0μm-4.0μm。采用上述的狭缝2021的宽度和相邻的两个狭缝2021之间的距离的设置，限制液晶分子排布的效果更好，且使配向力更加均匀。
75.在本实施例中，狭缝2021的倾斜角度可以为45
°
或135
°
，只要狭缝2021的倾斜方向与配向力i平行即可。现有的“目”字形的uv2a曝光方式，通过偏光板和掩膜版将像素分为四个区域，具体的，第一基板20包括像素203，像素203具有沿像素203的长边方向依次设置的第一取向区域e、第二取向区域f、第三取向区域g和第四取向区域h，上述第一取向区域e、第二取向区域f、第三取向区域g和第四取向区域h按照顺序依次曝光，并且，第一取向区域e、第二取向区域f、第三取向区域g和第四取向区域h的配向力的方向均i不相同；
76.位于第一取向区域e和第四取向区域h内的狭缝2021与像素203的短边之间的夹角为135
°
，位于第二取向区域f和第三取向区域g内的狭缝2021与像素203的短边之间的夹角为45
°
。
77.在本实施例中，通过将狭缝2021延伸方向(倾斜方向)设置为与配向力i的方向平行，以加强在紫外光照时的配向力。
78.以下根据紫外光照射的不同位置，对本实施例提供的液晶面板的配向方法进行说明。
79.第二实施例
80.图8为本发明实施例提供的一种液晶面板的配向方法中第一种紫外光照射的位置图；图9为图8中采用手性液晶分子旋转的示意图，图12为图8采用向列型液晶分子旋转的示意图。参见图8所示，第一种配向方式的步骤可以为，
81.s201、在第一基板20上形成具有狭缝2021的第一电极202和覆盖在第一电极202上的第一配向膜201。其中，狭缝2021的宽度为3.0μm，相邻两个狭缝2021之间的距离为6.5μm。
82.s202、在第二基板30上形成第二电极302和覆盖在第二电极302上的第二配向膜301。
83.s303、利用紫外光对第一基板20进行照射。
84.s304、液晶滴下并贴合第一基板20和第二基板30，以在第一基板20和第二基板30之间形成液晶层40。
85.其中，图7中第一基板20的第一电极202的一面，以及第二基板30的第二电极302一面朝向观测者，图7中右侧的图为第一基板20和第二基板30对组贴合后的示意图，去除第二衬底301，以将第一基板20和第二电极302呈现给观测者。在第一种配向方式中，第一基板20侧的液晶分子401在配向力i及狭缝2021空间双重作用下，液晶分子401更加安定。第一基板20侧的δnd较大，传播效率较高。第二基板30侧未进行配向，且第二基板30上的第二电极202无狭缝设计，δnd较小，传播效率不高。
86.图11为采用图8的配向方法中一个像素的效果图。参见图9和图11所示，图9为在第一种配向方式中，为液晶层40采用具有手性分层结构的液晶分子401配向的液晶分子旋转的示意图。在第一种配向方式中液晶分子401为反向tn型模式，液晶分子401进行螺旋旋回后拼接部暗线消除。图9中液晶层40的厚度(cell gap)为4.0μm。
87.图10为图8中采用向列型液晶分子旋转的示意图。图10为在第一种配向方式中，液晶层40采用向列型液晶(nematic)分子配向的液晶分子旋转的示意图。在第一种配向方式
中向列型液晶为ecb配向模式(电子控制双折射模式)。
88.图12为采用图8的配向方法液晶层的厚度和透过率图曲线图。图12为分别采用向列型液晶分子和手性分层结构的液晶分子401进行第一种配向方式的透过率图曲线图。图12中，横坐标表示液晶层40的厚度(单位为μm)。纵坐标表示亮度值(单位为％)，chiral-1中液晶分子的旋转螺距为9.6μm，chiral-2中液晶分子的旋转螺距为12.8μm，chiral-3中液晶分子的旋转螺距为40μm，nematic-1为向列型液晶分子。从图12可以看出，向列型液晶分子在盒厚为3.4μm时，亮度最高；chiral-1在盒厚为3.6μm时，亮度最高；chiral-2在盒厚为4.0μm时，亮度最高；chiral-3在盒厚为3.6μm时，亮度最高。
89.需要说明的是，上述亮度测试数据都是基于同一台背光设备，并量取样品中心位置亮度。
90.第三实施例
91.图13为本发明实施例提供的一种液晶面板的配向方法中第二种紫外光照射的位置图；图14为图13中采用手性液晶分子旋转的示意图；图16为采用图13的配向方法中一个像素的效果图。参见图13和图16所示，在第二种配向方式的步骤可以为，
92.s301、在第一基板20上形成具有狭缝2021的第一电极202和覆盖在第一电极202上的第一配向膜201。其中，狭缝2021的宽度为3.0μm，相邻两个狭缝2021之间的距离为6.5μm。
93.s302、在第二基板30上形成第二电极302和覆盖在第二电极302上的第二配向膜301。
94.s303、利用紫外光对第二基板30进行照射。
95.s304、液晶滴下并贴合第一基板20和第二基板30，以在第一基板20和第二基板30之间形成液晶层40。
96.本实施例中，虽然未利用紫外光对第一基板20进行照射，但是由于第一基板20上具有狭缝2021，第一电极202在狭缝2021处提供的电场力限定了液晶分子401的旋转方向。液晶分子401依据狭缝2021方向进行排布，整体无明显杂乱现象，第二基板30侧的液晶分子401在配向力i作用下排布，可实现低盒厚下弱化像素暗线的效果。
97.从图14可以看出，第二种配向方式中液晶分子401的第二基板30侧曝光产生配向力，第一基板20电场力双重驱动下，液晶层40的厚度(cell gap)为3.2μm时透过率较好，且传播效率更高。
98.图15为采用图13的配向方法液晶层的厚度和透过率图曲线图。图15中，横坐标表示液晶层40的厚度(单位为μm)。纵坐标表示亮度值(单位为％)，chiral-1中液晶分子的旋转螺距为9.6μm，chiral-2中液晶分子的旋转螺距为12.8μm，chiral-3中液晶分子的旋转螺距为40μm，nematic-1为向列型液晶分子。从图15可以看出，向列型液晶分子在盒厚为3.2μm时，亮度最高；chiral-1在盒厚为3.2μm时，亮度最高；chiral-2在盒厚为3.2μm时，亮度最高；chiral-3在盒厚为3.2μm时，亮度最高。
99.第四实施例
100.参见图3所示，本发明实施例提供一种液晶面板，采用上述实施例提供的液晶面板的配向方法配向。
101.液晶面板10包括第一基板20、第二基板30和位于第一基板20和第二基板30之间的液晶层40。
102.第一基板20可以为阵列基板(也可以称为tft基板)。第一基板20上覆盖具有第一电极202，第一电极202覆盖有第一配向膜201。在第一电极202上设置狭缝2021，其中，狭缝2021可以为一个或者至少两个。相邻的两个狭缝2021之间的距离范围为6.0μm-8.0μm，狭缝2021的宽度范围为3.0μm-4.0μm。采用上述的狭缝2021的宽度和相邻的两个狭缝2021之间的距离的设置，限制液晶分子排布的效果更好，且使配向力更加均匀。
103.第二基板30可以为彩膜基板。其中，第二电极302形成在第二基板30上，第二配向膜301形成在第二电极302上，该第二电极302可以为透明电极。本实施例提供的液晶面板10，通过在第一基板20的第一电极202上设置至少一个狭缝2021，狭缝2021可以从空间上限制液晶分子排布，以加强配向力，从而减小像素的分割处的曝光暗线，以提高透过率。
104.第五实施例
105.本发明实施例提供一种显示装置，包括上述实施例提供的液晶面板。
106.其中，液晶面板的结构已在上述实施例中进行了详细说明，本实施例在此不一一赘述。
107.本发明实施例提供显示装置可以为电子纸、手机、平板电脑、电视机、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。本实施在此不做限定。
108.本发明实施例提供的显示装置，包括通过液晶面板的配向方法配向的液晶面板，通过在第一基板20的第一电极202上设置至少一个狭缝2021，狭缝2021可以从空间上限制液晶分子排布，以加强配向力，从而减小像素的分割处的曝光暗线，以提高透过率。
109.在本发明说明书的描述中，需要理解的是，术语“一些实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。
110.此外，在本发明的一个附图或一种实施例中描述的元素、结构或特征可以与一个或多个其它附图或实施例中示出的元素、结构或特征以任意适合的方式相结合。
111.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。