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CN102629028A - 一种面内开关液晶显示器及其制造方法 - Google Patents

一种面内开关液晶显示器及其制造方法 Download PDF

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CN102629028A
CN102629028A CN2011102495575A CN201110249557A CN102629028A CN 102629028 A CN102629028 A CN 102629028A CN 2011102495575 A CN2011102495575 A CN 2011102495575A CN 201110249557 A CN201110249557 A CN 201110249557A CN 102629028 A CN102629028 A CN 102629028A
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liquid crystal
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tft array
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鲁姣明
柳在健
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Abstract

本发明提供一种面内开关液晶显示器及其制造方法，涉及液晶面板制造领域，以解决FFS电极结构下因暗态漏光而造成的对比度低的问题。面内开关液晶显示器，包括：对盒成型的彩膜基板和TFT阵列基板，其中彩膜基板和TFT阵列基板之间含有液晶，TFT阵列基板包括公共电极层和像素电极层，液晶在未通电时刻，垂直于该彩膜基板和TFT阵列基板取向。本发明实施例用于制造液晶显示器。

Description

一种面内开关液晶显示器及其制造方法
技术领域
本发明涉及液晶面板制造领域，尤其涉及一种面内开关液晶显示器及其制造方法。
背景技术
TFT-LCD(Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display，薄膜场效应晶体管液晶显示器)已经在监视器、电视、笔记本等各领域得到了广泛的应用，且在将来的20-30年内仍将是显示器的主流技术。
目前，TFT-LCD技术的发展趋势之一是追求高对比度和高透过率，以获得更加优质的显示效果。影响TFT-LCD对比度的一个重要因素是液晶的取向，根据液晶的取向效果可将TFT-LCD显示模式分为两大类：一种是液晶垂直取向的VA(垂直取向)模式，其商业化产品的对比度已经稳定在3000∶1的水平以上，其不足在于采用了成本较高、响应速度较慢的负性液晶。另一种是液晶水平取向的面内开关模式，包括IPS(In Plane Switching，平面方向开关)、FF S(FringeField Switching，边缘场开关)模式等，其产品的对比度目前只能达到1500∶1的水平，主要原因是由于水平取向液晶的特性，以及摩擦取向技术工艺过程中的摩擦不良、颗粒等因素，正是这些因素大大增加了该类产品的暗态漏光，影响了对比度的提高。
因此对于现有技术而言，尚难以解决例如FFS电极结构的液晶显示器由于暗态漏光而造成的对比度低的问题。
发明内容
本发明的实施例提供一种面内开关液晶显示器及其制造方法，以解决FFS电极结构下因暗态漏光而造成的对比度低的问题。
为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：
一方面，提供一种面内开关液晶显示器，包括：对盒成型的彩膜基板和TFT阵列基板，其中所述彩膜基板和所述TFT阵列基板之间含有液晶，所述TFT阵列基板包括公共电极层和像素电极层，所述液晶在未通电时刻，垂直于所述彩膜基板和所述TFT阵列基板取向。
所述液晶显示器的取向膜采用非摩擦取向工艺。
所述液晶为正性液晶。
所述TFT阵列基板上的像素电极层包括间隔设置的条状的带正电的第一像素电极和带负电的第二像素电极；所述公共电极层位于所述像素电极层的下方。
所述TFT阵列基板上的像素电极层包括间隔设置的条状的带正电的第一像素电极和与所述公共电极层电压相同的第二像素电极；所述公共电极层位于所述像素电极层的下方。
所述TFT阵列基板上的像素电极层包括间隔设置的条状的带正电的第一像素电极和带负电的第二像素电极；所述公共电极层成条状，位于所述第一像素电极和所述第二像素电极间隔处的下方。
一方面，提供一种面内开关液晶显示器制造方法，包括：
在TFT阵列基板上通过构图工艺处理得到公共电极层和像素电极层；
在所述TFT阵列基板和制备好的彩膜基板上设置采用非摩擦取向工艺得到的取向膜；
将所述TFT阵列基板和所述彩膜基板对盒、注入液晶，所述液晶在未通电时刻，垂直于所述彩膜基板和所述TFT阵列基板取向。
所述液晶为正性液晶。
所述基板上的像素电极层包括间隔设置的条状的带正电的第一像素电极和带负电的第二像素电极；所述公共电极层位于所述像素电极层的下方。
所述基板上的像素电极层包括间隔设置的条状的带正电的第一像素电极和与所述公共电极层电压相同的第二像素电极；所述公共电极层位于所述像素电极层的下方。
所述基板上的像素电极层包括间隔设置的条状的带正电的第一像素电极和带负电的第二像素电极；所述公共电极层成条状，位于所述正性第一像素电极和负性第二像素电极间隔处的下方。
本发明实施例提供的面内开关液晶显示器及其制造方法，液晶显示器包括对盒成型的彩膜基板和TFT阵列基板，其中彩膜基板和TFT阵列基板之间含有液晶，TFT阵列基板包括公共电极层和像素电极层，该液晶在未通电时刻，垂直于彩膜基板和TFT阵列基板取向。这样，由于采用的是垂直取向的液晶，因其自身特性能够减少了暗态漏光，从而提高了这种FFS电极结构液晶显示器的对比度。
附图说明
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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的面内开关液晶显示器的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的面内开关液晶显示器和传统FFS电极结构液晶显示器的透过率对比图；
图3为本发明另一实施例提供的面内开关液晶显示器的结构示意图；
图4为本发明又一实施例提供的面内开关液晶显示器的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的面内开关液晶显示器制造方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，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。
本发明实施例提供了一种面内开关液晶显示器，如图1所示，包括：
对盒成型的彩膜基板11和TFT阵列基板13，其中彩膜基板11和TFT阵列基板13之间含有液晶12，TFT阵列基板13包括公共电极层132和像素电极层131，位于彩膜基板11和TFT阵列基板13之间的液晶12，该液晶12在未通电时刻，垂直于彩膜基板11和TFT阵列基板13取向。
本发明实施例提供的面内开关液晶显示器，由于液晶是垂直取向的，不需要进行摩擦取向工艺，避免了摩擦取向工艺过程中的不良，从而避免了摩擦不良造成的暗态漏光；因而在很大程度上减少了暗态漏光，从而提高了这种FFS电极结构液晶显示器的对比度。
进一步地，取向膜14可以采用非摩擦取向膜。这样可以避免摩擦取向带来的摩擦不良、颗粒等因素，更进一步减少了暗态漏光，从而提高了这种FFS电极结构液晶显示器的对比度。
此外，液晶12可以是正性液晶。正性液晶相比于负性液晶响应速度更快、价格更低廉，因此，采用正性液晶不但提高了产品质量还同时降低了生产成本。
再有，如图1所示，TFT阵列基板13上的像素电极层131可以包括间隔设置的条状的带正电的第一像素电极1311和带负电的第二像素电极1312；该公共电极层132可以位于像素电极层131下方。这样一来，如图1所示，不仅能够在像素电极层131和公共电极层132之间产生电场，带正电的第一像素电极1311和带负电的第二像素电极1312之间也产生了电场。因此，相比于传统的FFS电极结构而言，本实施例提供的面内开关液晶显示器可以产生更高的电场强度，从而降低了产品的功耗和发热，减少了生产成本
在本发明的另一实施例中，采用如图1所示的液晶显示器结构，使用2dmos模拟了以上方案的具体实施效果。模拟实验中选用的液晶参数为：Δε＝7，Δn＝0.107，液晶盒厚d＝3.35μm，K11＝9.3pN，K22＝5.9pN，K33＝11.8pN，像素电极宽度＝3.5μm，像素电极间距＝8μm，钝化层15的厚度＝0.35μm，预倾角＝90°。
作为对比实例的传统FFS电极结构液晶显示器的模拟实验中选用的液晶参数为：Δε＝3，Δn＝0.122，液晶盒厚d＝3.35μm，K11＝9.3pN，K22＝5.9pN，K33＝11.8pN，像素电极宽度＝2.8μm，像素电极间距＝5.2μm，钝化层的厚度＝0.35μm，取向角(azimuth angle)＝-79°，预倾角＝2°。
图2是上述本发明实施例提供的面内开关液晶显示器和传统FFS电极结构液晶显示器的透过率对比图。如图2所示，传统FFS电极结构液晶显示器的最大透过率约为37％，所需驱动电压为9.5V；而本发明实施例提供的面内开关液晶显示器的最大透过率约为32％，所需驱动电压为12.75V。所以本发明实施例提供的面内开关液晶显示器的透过率能达到传统FFS电极结构液晶显示器的86％，而且本发明实施例提供的面内开关液晶显示器的对比度可以从1500提高到2000以上，是传统FFS模式的133％。因此，相比于传统FFS电极结构液晶显示器，本发明实施例提供的面内开关液晶显示器的对比度有了显著的提高。需要说明的是，本发明实施例提出了一种基于FFS电极结构的，液晶是垂直取向的，使用正性液晶的显示技术，该技术兼具FFS、IPS和VA模式的特征，因此命名为FIS-VA模式。
本发明又一实施例提供的面内开关液晶显示器，如图3所示。
本发明实施例提供的面内开关液晶显示器其结构基本与图1所示实施例结构类似，只是TFT阵列基板上13的像素电极层131包括间隔设置的条状的带正电的第一像素电极211和与公共电极层132电压相同的第二像素电极212；公共电极层132位于像素电极层131的下方。
这样一来，TFT阵列基板上的电压设置数量可以由3减少到2，简化了液晶面板的设计与制作，提高了产品的生产效率与产品质量。
本发明再一实施例提供的面内开关液晶显示器，如图4所示。
本发明实施例提供的面内开关液晶显示器其结构基本与图1所示实施例结构类似，只是TFT阵列基板13上的像素电极层131包括间隔设置的条状的带正电的第一像素电极1311和带负电的第二像素电极1312；公共电极层31成条状，位于带正电的第一像素电极1311和带负电的第二像素电极1312间隔处的下方。
将公共电极设计成条状，可以节省空间，便于控制存储电容，提高透过率，进而可以更近一步提高产品的对比度。
本发明实施例提供的面内开关液晶显示器制造方法，如图5所示，包括以下步骤：
S501，在TFT阵列基板上通过构图工艺处理得到公共电极层和像素电极层。
具体的，基板上的像素电极层可以为间隔设置的条状的带正电的第一像素电极和带负电的第二像素电极；公共电极层位于像素电极层下方。这样，不仅在像素电极层和公共电极层之间产生电场，带正电的第一像素电极和带负电的第二像素电极之间也同样产生电场。因此，相比于传统的FFS电极结构的液晶显示器，本实施例提供的液晶显示器可以产生更高的电场强度，从而降低了产品的功耗和发热，减少了生产成本。
或者，基板上的像素电极层可以为间隔设置的条状的带正电的第一像素电极和与公共电极层电压相同的第二像素电极；公共电极层位于像素电极层下方。这样，TFT阵列基板上的电压设置数量可以由3减少到2，简化了液晶面板的设计与制作，提高了产品的生产效率与产品质量。
或者，基板上的像素电极层可以为间隔设置的条状的带正电的第一像素电极和带负电的第二像素电极；公共电极层成条状，位于第一像素电极和第二像素电极间隔处下方。这样，将公共电极设计成条状，可以节省空间，便于控制存储电容，提高透过率，进而更近一步提高了产品的对比度。
S502，在TFT阵列基板和制备好的彩膜基板上设置采用非摩擦取向工艺得到的取向膜。
具体的，取向膜可以采用非摩擦取向膜。这样可以避免摩擦取向技术带来的摩擦不良、颗粒等因素，更进一步减少了暗态漏光，从而提高液晶显示器的对比度。此外，本实施例中的液晶可以是正性液晶，正性液晶相比于负性液晶响应速度更快、价格更低廉。
S503，将TFT阵列基板和彩膜基板对盒、注入液晶，该液晶在未通电时刻，垂直于彩膜基板和TFT阵列基板取向。
具体的，将TFT阵列基板和彩膜基板对盒、注入液晶的具体步骤可以是先在取向膜上滴入液晶，再将TFT阵列基板和彩膜基板对盒；也可以是先将TFT阵列基板和彩膜基板对盒，再真空注入液晶。无论采用何种基板对盒、注入液晶的方法步骤，皆可以实现液晶在未通电时刻，垂直于彩膜基板和TFT阵列基板取向，故皆应属于本发明所保护的范围。
由于液晶是垂直取向的，因而在很大程度上减少了暗态漏光，从而提高了FFS电极结构液晶显示器的对比度。
本发明实施例提供的面内开关液晶显示器制造方法，包括在基板上通过构图工艺处理得到公共电极层和像素电极层；在该基板和制备好的彩膜基板上设置取向膜；在该取向膜上滴入垂直于所述基板取向的液晶，将已滴入液晶的基板和制备好的彩膜基板对盒；或者，将基板和制备好的彩膜基板对盒，真空注入垂直于该基板取向的液晶。。由于液晶是垂直取向的，并且由于采用了非摩擦取向方式以避免摩擦取向技术带来的摩擦不良、颗粒等因素，更进一步减少了暗态漏光，从而提高了FFS电极结构液晶显示器的对比度。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (11)

1.一种面内开关液晶显示器，包括：对盒成型的彩膜基板和TFT阵列基板，其中所述彩膜基板和所述TFT阵列基板之间含有液晶，所述TFT阵列基板包括公共电极层和像素电极层，其特征在于，所述液晶在未通电时刻，垂直于所述彩膜基板和所述TFT阵列基板取向。
2.根据权利要求1所述的液晶显示器，其特征在于，所述液晶显示器的取向膜采用非摩擦取向工艺。
3.根据权利要求1或2所述的液晶显示器，其特征在于，所述液晶为正性液晶。
4.根据权利要求1所述的液晶显示器，其特征在于，所述TFT阵列基板上的像素电极层包括间隔设置的条状的带正电的第一像素电极和带负电的第二像素电极；所述公共电极层位于所述像素电极层的下方。
5.根据权利要求1所述的液晶显示器，其特征在于，所述TFT阵列基板上的像素电极层包括间隔设置的条状的带正电的第一像素电极和与所述公共电极层电压相同的第二像素电极；所述公共电极层位于所述像素电极层的下方。
6.根据权利要求1所述的液晶显示器，其特征在于，所述TFT阵列基板上的像素电极层包括间隔设置的条状的带正电的第一像素电极和带负电的第二像素电极；所述公共电极层成条状，位于所述第一像素电极和所述第二像素电极间隔处的下方。
7.一种面内开关液晶显示器制造方法，其特征在于，包括：
在TFT阵列基板上通过构图工艺处理得到公共电极层和像素电极层；
在所述TFT阵列基板和制备好的彩膜基板上设置采用非摩擦取向工艺得到的取向膜；
将所述TFT阵列基板和所述彩膜基板对盒、注入液晶，所述液晶在未通电时刻，垂直于所述彩膜基板和所述TFT阵列基板取向。
8.根据权利要求7所述的制造方法，其特征在于，所述液晶为正性液晶。
9.根据权利要求7所述的制造方法，其特征在于，所述基板上的像素电极层包括间隔设置的条状的带正电的第一像素电极和带负电的第二像素电极；所述公共电极层位于所述像素电极层的下方。
10.根据权利要求7所述的制造方法，其特征在于，所述基板上的像素电极层包括间隔设置的条状的带正电的第一像素电极和与所述公共电极层电压相同的第二像素电极；所述公共电极层位于所述像素电极层的下方。
11.根据权利要求7所述的制造方法，其特征在于，所述基板上的像素电极层包括间隔设置的条状的带正电的第一像素电极和带负电的第二像素电极；所述公共电极层成条状，位于所述第一像素电极和所述第二像素电极间隔处的下方。
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