CN101344684B - 液晶显示装置的基板及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种液晶显示装置的基板，包括基板主体和形成在基板主体上的取向膜，取向膜由至少二个具有不同取向方向的取向膜区域组成，相邻的取向膜区域由不同的取向物涂布而成。本发明还涉及一种液晶显示装置基板的制造方法，包括：步骤1、在至少二个喷嘴内灌装至少二种具有不同取向特征的取向物；步骤2、使至少二个喷嘴位于基板主体表面的设定区域；步骤3、使至少二个喷嘴分别向设定区域喷涂取向物，使基板主体表面形成由至少二种不同取向特征的取向物涂布而成；步骤4、对至少二个取向膜区域作定向磨擦处理。本发明消除了响应速度不均匀，提高了对比度，有效地提高了液晶显示装置的显示质量。
Description
技术领域
本发明涉及一种液晶显示装置及其制造方法，特别是一种具有多个取向膜区域的液晶显示装置及其制造方法。
背景技术
液晶显示装置是现在使用最多的平板显示装置中的一种，其主要由二基板主体和二基板主体之间注入的液晶层组成，二基板主体上各设有可产生电场的电极，电极产生电压后液晶层的液晶分子随电场移动，液晶分子在电场的作用下按照一定方向旋转，使光线按照一定折射率穿过液晶层。另一方面，二基板主体上还涂布有取向膜(Alignment Film)，取向膜可以使二基板主体间液晶分子按照一定的方向排列。
液晶分子取向对于液晶显示装置的显示质量起非常重要的作用，其中液晶分子取向效果的好坏与取向膜表面形成的勾槽的深浅和勾槽的角度等取向特征有关。现有技术涂布取向膜的方法是使用电子印刷(off set printing)方式涂布取向物，具体为：在一个表面涂有树脂的滚轴下面接触需要涂布取向物的基板主体，滑动该基板主体就可以在基板主体表面形成取向膜，之后通过磨擦处理在取向膜表面形成勾槽，使其具有一定的取向特征。
通过磨擦法在取向膜表面形成勾槽的过程中，由于基板主体不同区域的厚度不同，所形成的取向膜表面也不是绝对平面，即基板主体表面存在段差。同时，段差高的部位受到的磨擦力大、段差低的部位受到的磨擦力小，所以在段差高的部位形成深的勾槽、在段差低的部位形成浅的勾槽。勾槽的深浅影响取向膜的取向控制力，即液晶分子在取向膜的作用下按照一定方向排列的力量，如果取向控制力过大就会出现妨碍液晶分子移动的现象，从而引发水波纹(mura)现象；如果取向控制力过小就会出现不能使液晶向一定方向突起，从而导致液晶排列不整齐引发水波纹、对比度下降和响应速度缓慢等现象。水波纹是指液晶显示装置在显示影像时所产生的画面局部或全面色度不均匀的现象。段差引起的取向特征差异更为严重的时候还会出现闪烁和漏光现象。由此可见，现有技术存在液晶显示装置响应速度不均匀、对比度不高等严重影响液晶显示装置显示质量的技术缺陷。
发明内容
本发明的目的是提供一种液晶显示装置的基板及其制造方法，有效解决现有技术存在的液晶显示装置响应速度不均匀、对比度下降等影响显示质量的技术缺陷。
为了实现上述目的，本发明提供一种液晶显示装置的基板，包括基板主体和形成在基板主体上的取向膜，该取向膜由至少二个具有不同取向特征的取向膜区域组成，相邻的取向膜区域由不同硬度的取向物涂布而成，在段差高的区域形成硬度大的取向膜区域、在段差低的区域形成硬度小的取向膜区域。
其中，至少二个具有不同取向特征的取向膜区域的铅笔硬度差大于或等于1H。其中，至少二个具有不同取向特征的取向膜区域的取向角度差小于或等于2°。其中，取向膜区域为以一个或数个像素单位为宽度的带状取向膜区域。其中，取向膜区域为以一个或数个像素单位为长度、以一个或数个像素单位为宽度的块状取向膜区域。其中，取向膜区域为一个中部取向膜区域和至少一个周边取向膜区域。其中，不同的彩色树脂上方设置具有不同取向特征的取向膜区域。
为了实现上述目的，本发明还提供一种液晶显示装置基板的制造方法，包括：
步骤1、在至少二个喷嘴内灌装至少二种具有不同取向特征的取向物；
步骤2、使至少二个喷嘴位于基板主体表面的设定区域；
步骤3、使至少二个喷嘴分别向设定区域喷涂取向物，使基板主体表面形 成由至少二种不同硬度的取向物涂布而成，在段差高的区域形成硬度大的取向膜区域、在段差低的区域形成硬度小的取向膜区域；
步骤4、对至少二个取向膜区域作定向磨擦处理。
其中，所形成的取向膜区域的铅笔硬度差大于或等于1H。其中，所形成的取向膜区域的取向角度差小于或等于2°。其中，设定区域为以一个或数个像素为单位的带状取向膜区域。其中，设定区域为以一个或数个像素单位为长度、以一个或数个像素单位为宽度的块状取向膜区域。
相比现有的技术在基板主体表面只涂布一种取向物的技术方案，本发明的液晶显示装置及其方法制造的基板提出了一种对取向膜进行处理以改善对比度，提高显示质量的技术方案，通过在段差高的区域形成硬度大的取向膜区域、在段差低的区域形成硬度小的取向膜区域，使通过磨擦法在取向膜表面形成勾槽的过程中，在段差高的取向膜区域形成浅的勾槽、在段差低的取向膜区域形成深的勾槽，同时在不同的取向膜区域形成的取向角度差维持在一个设定范围内，使得取向膜由不同取向特征的取向膜区域构成。因此在段差高的区于形成较小的取向控制力以控制较少的液晶、在段差低的区于形成较大的取向控制力以控制较多的液晶，可以使整体的响应速度一致。
同时以设定角度差形成的勾槽可以抵消因段差而产生的取向特征的差异，提高液晶显示装置的对比度。进一步地，本发明上述技术方案同时也可以有效地防止出现漏光和水波纹等现象。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明实施例1的结构示意图；
图2为本发明实施例2的结构示意图；
图3为本发明实施例3的结构示意图；
图4为本发明液晶显示装置基板的制造方法流程图；
图5为本发明喷嘴的结构示意图。
附图标记说明：
10-基板主体； 20-取向膜； 21-第一取向膜区域；
22-第二取向膜区域； 23-第三取向膜区域；24-第四取向膜区域；
25-第五取向膜区域； 26-中部取向膜区域；27-周边取向膜区域；
501-A喷嘴； 502-B喷嘴。
具体实施方式
关于装置的实施例1
图1为本发明实施例1的结构示意图。如图1所示，液晶显示装置包括基板主体10和形成在基板主体10上的取向膜20，取向膜20由依次排列的第一取向膜区域21和第二取向膜区域22组成，第一取向膜区域21和第二取向膜区域22具有不同的取向特征，具体为：第一取向膜区域21和第二取向膜区域22分别由不同的取向物涂布而成，使第一取向膜区域21和第二取向膜区域22之间具有设定的铅笔硬度差，在经过后续的磨擦处理后，使第一取向膜区域21和第二取向膜区域22之间具有设定的取向角度差(勾槽角度差)。
相比现有的技术在基板主体表面只涂布一种取向物的技术方案，本发明的液晶显示装置的基板提出了一种对取向膜进行处理以改善对比度和响应速度，提高显示质量的技术方案，通过在段差高的区域形成硬度大的取向膜区域、在段差低的区域形成硬度小的取向膜区域，在通过磨擦法在取向膜表面形成勾槽的过程中，在段差高的取向膜区域形成浅的勾槽、在段差低的取向膜区域形成深的勾槽，同时在不同的取向膜区域形成的取向角度差维持在一个设定范围内，使得取向膜由不同取向特征的取向膜区域构成，并抵消由段差引起的取向特征的差异。
同时以设定角度差形成的勾槽可以抵消因段差而产生的取向特征的差异，提高液晶显示装置的对比度。进一步地，本发明上述技术方案同时也可以有效地防止出现漏光和水波纹等现象。
如图1所示，取向膜区域可以是以一个或数个像素单位为长度、以一个或数个像素单位为宽度的带状的第一取向膜区域21和第二取向膜区域22，每个相邻的取向膜区域采用不同的取向物涂布而成，不同取向膜区域之间的铅笔硬度差大于或等于1H，不同取向膜区域之间取向角度差小于或等于2°。优选的是采用不同取向物所涂布的带状取向膜区域以一个像素单位为宽度，这样不同取向物的取向带依次排列，形成本发明结构。
关于装置的实施例2
图2为本发明实施例2的结构示意图。如图2所示，取向膜区域可以是以一个或数个像素为单位的块状取向膜区域，具体为：第三取向膜区域23、第四取向膜区域24和第五取向膜区域25，每个相邻的取向膜区域采用不同的取向物涂布而成，且每个相邻的取向膜区域具有不同的取向特征，具体为：取向膜区域之间设有特定的铅笔硬度差；取向膜区域之间设有特定的取向角度差。其中具有不同取向特征的取向膜区域：第三取向膜区域23、第四取向膜区域24和第五取向膜区域25，分别设置在不同颜色的彩色树脂上方，基板表面形成具有3种不同取向特征的取向膜区域。
由于不同颜色彩色树脂根据其显示颜色的需要会有不同的厚度，因而在彩色树脂表面形成由不同颜色彩色树脂形成的高低段差。这个时候如果采用一种取向物形成取向膜就有可能在段差高的区域和段差低的区域产生不同的取向效果，从而导致液晶显示装置的显示质量下降。具体为：一方面，在段差高的区域形成的勾槽比较深，相应的在段差高的区域产生的取向控制力也相对较大，因而妨碍液晶分子的排列，导致水波纹现象或者降低响应速度和对比度；另一方面，在段差低的区域形成的勾槽比较浅，相应的在段差低得区域产生的取向控制力也相对较小，因而导致液晶分子排列不均匀，使得液晶显示装置的显示质量下降。
关于装置的实施例2中，通过在不同的彩色树脂上方形成不同的取向膜区域的技术方案，使段差高低不同的取向膜区域具有不同的取向特征，即在 段差高的区域形成较大的取向控制力；在段差低的区域形成较小的取向控制力。因此实施例2提示的技术方案可以有效克服由段差引起的显示质量低下、对比度和响应速度下降等缺陷。
关于装置的实施例2的一种优选方案是采用三种取向物，由每种取向物所涂布而成的取向膜区域以一个像素为单位的取向膜区域，这样由不同取向物形成的取向膜区域依次错落排列，形成本发明结构。
关于装置的实施例3
图3为本发明实施例3的结构示意图。如图3所示，取向膜区域由一个中部取向膜区域26和一个周边取向膜区域27组成，每个取向膜区域采用不同的取向物涂布而成。其中，每个取向膜区域采用不同的取向物涂布而成，且每个取向膜区域具有不同的取向特征，具体为：在中部取向膜区域26形成透光性比较好的取向膜，在周边取向膜区域27形成透光性比较差的取向膜。
由于液晶显示装置的结构(如在周边部设有框胶，而在中部没有框胶)差异，中部区域和周边区域具有不同的光学特征，即在周边区域亮度高、在中部区域亮度低。
关于装置的实施例3通过在中部区域形成透光性较好的中部取向膜区域、在周边区域形成透光性较差的周边取向膜区域的技术方案，可以调节中部区域和周边区域的亮度，使得显示面板整体的亮度趋于一致，从而可以有效提高液晶显示装置的显示质量。
在关于装置的实施例3中周边取向膜区域可以根据具体需要设置为多个。
在上述三个关于装置的实施例中，取向物可以通过把三环五乙酰羧基酸(TCA)和环丁四羧酸(CB)等20种主要的二胺类化合物按照一定的摩尔比(0.2-2mol％)混合而成，使形成的取向膜的取向特征随混合物的摩尔比不同而变化。此外，还可以采用聚酰亚胺(poly imide)类物质和混合(hybrid)类物质。不同的取向物根据需要混合，可以使取向膜具有不同的取向特征，如硬度、取向角度、勾槽的深度、取向膜的透光性等。
优选地，在上述三个关于装置的实施例中，采用的取向物可使相邻两个取向膜区域之间的铅笔硬度差为大于或等于1H，且相邻两个取向膜区域内形成的取向角度差小于或等于2°。其中铅笔硬度的测试方法按照GB6739-86“涂膜硬度铅笔测定法”。
进一步地，上述实施例1～3中，基板主体可以包括彩色树脂层，不同的彩色树脂层上设置具有不同取向特征的取向膜区域。
关于方法的实施例
图4为本发明液晶显示装置基板的制造方法流程图，具体为：
步骤1、在至少二个喷嘴内灌装至少二种具有不同取向特征的取向物；
步骤2、使至少二个喷嘴位于基板主体表面的设定区域；
步骤3、使至少二个喷嘴分别向设定区域喷涂取向物，使基板主体表面形成由至少二种不同取向特征的取向物涂布而成；
步骤4、对至少二个取向膜区域作定向磨擦处理。
本发明液晶显示装置的制造方法提出了一种对取向膜进行处理以消除响应速度不均匀、提高对比度的技术方案，通过至少二个灌装不同取向特征的取向物的喷嘴在段差高的区域形成硬度大的取向膜区域、在段差低的区域形成硬度小的取向膜区域，使通过磨擦法在取向膜表面形成勾槽的过程中，在段差高的取向膜区域形成浅的勾槽、在段差低的取向膜区域形成深的勾槽，同时使不同的取向膜区域形成的取向角度差维持在一个设定范围内，形成由不同取向特征的取向膜区域构成的取向膜。
因此在段差高的区于形成较小的取向控制力以控制较少的液晶、在段差低的区于形成较大的取向控制力以控制较多的液晶，可以使整体的响应效果一致。
同时以设定角度差形成的勾槽可以抵消因段差而产生的取向特征的差异，提高液晶显示装置的对比度。进一步地，通过上述关于方法的实施例1制造的液晶显示装置可以有效地防止出现漏光和水波纹等现象。
进一步地，在关于方法的实施例1中所形成的取向膜区域的铅笔硬度差大于或等于1H；所形成的取向膜区域的取向角度差小于或等于2°。更进一步地，所形成的取向膜区域为以一个或数个像素为单位的带状取向膜区域；所形成的取向膜区域为以一个或数个像素单位为长度、以一个或数个像素单位为宽度的块状取向膜区域。
图5为本发明喷嘴的结构示意图。A喷嘴501和B喷嘴502并列设置，首先灌装不同取向特征的取向物，将喷嘴A和喷嘴B移动到基板主体表面上所需取向物的设定区域上，然后向基板主体表面分别或同时喷涂二种取向物，使基板主体表面形成由二种不同取向特征的取向物涂布而成的、且具有铅笔硬度差大于或等于1H的二个取向膜区域。之后将A喷嘴501和B喷嘴502移动到其他设定区域重复上述过程，最终可以形成由二个具有不同取向特征的取向膜区域组成的取向膜。实际使用时，喷嘴可以是多个，取向物为至少二种，以形成至少二个具有不同取向特征的取向膜区域。
进一步，上述关于方法的实施例2中，设定区域可以是以一个或数个像素单位为宽度的带状的取向膜区域，优选是以一个像素单位为宽度的带状的取向膜区域，也可以是以一个或数个像素单位为长度、以一个或数个像素单位为宽度的块状的取向膜区域，优选是以一个像素单位为长度、以一个像素单位为宽度的块状的取向膜区域。
最后应说明的是：以上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精神和范围。
Claims (12)
1.一种液晶显示装置的基板，包括基板主体和形成在基板主体上的取向膜，其特征在于：所述取向膜由至少二个具有不同取向特征的取向膜区域组成，相邻的所述取向膜区域由不同硬度的取向物涂布而成，在段差高的区域形成硬度大的取向膜区域、在段差低的区域形成硬度小的取向膜区域。
2.根据权利要求1所述的液晶显示装置的基板，其特征在于：所述至少二个具有不同取向特征的取向膜区域的铅笔硬度差大于或等于1H。
3.根据权利要求1所述的液晶显示装置的基板，其特征在于：所述至少二个具有不同取向特征的取向膜区域的取向角度差小于或等于2°。
4.根据权利要求1所述的液晶显示装置的基板，其特征在于：所述取向膜区域为以一个或数个像素单位为宽度的带状取向膜区域。
5.根据权利要求1所述的液晶显示装置的基板，其特征在于：所述取向膜区域为以一个或数个像素单位为长度、以一个或数个像素单位为宽度的块状取向膜区域。
6.根据权利要求1所述的液晶显示装置的基板，其特征在于：所述取向膜区域为一个中部取向膜区域和至少一个周边取向膜区域。
7.根据权利要求1～6中任一权利要求所述的液晶显示装置的基板，其特征在于：所述基板主体包括彩色树脂层，不同的彩色树脂层上设置具有不同取向特征的取向膜区域。
8.一种液晶显示装置基板的制造方法，其特征在于，包括：
步骤1、在至少二个喷嘴内灌装至少二种具有不同取向特征的取向物；
步骤2、使所述至少二个喷嘴位于基板主体表面的设定区域；
步骤3、使所述至少二个喷嘴分别向所述设定区域喷涂取向物，使基板主体表面形成由至少二种不同硬度的取向物涂布而成，在段差高的区域形成硬度大的取向膜区域、在段差低的区域形成硬度小的取向膜区域；
步骤4、对所述至少二个取向膜区域作定向磨擦处理。
9.根据权利要求8所述的液晶显示装置基板的制造方法，其特征在于：所形成的取向膜区域的铅笔硬度差大于或等于1H。
10.根据权利要求8所述的液晶显示装置基板的制造方法，其特征在于：所形成的取向膜区域的取向角度差小于或等于2°。
11.根据权利要求8所述的液晶显示装置基板的制造方法，其特征在于：所述设定区域为以一个或数个像素为单位的带状取向膜区域。
12.根据权利要求8所述的液晶显示装置基板的制造方法，其特征在于：所述设定区域为以一个或数个像素单位为长度、以一个或数个像素单位为宽度的块状取向膜区域。
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