TFT-LCD紫外光垂直配向工艺暗线改善的研究

唐乐

摘 要： 紫外线诱导多区域垂直配向（UV2A）作为VA型液晶面板的一种常用的光配向技术，其暗线会降低基板的透过率，并产生Mura。通过改变设备的配向方式方向及子像素的分割模式，可以改变暗线的形态，减少暗线面积，降低Mura的程度。

关键词： UV2A;暗线;透过率;手性液晶

【中图分类号】O657.32 【文献标识码】A 【文章编号】1674-3733（2020）08-0227-01

1 引言

TFT-LCD由阵列基板（TFT）和彩膜基板（CF）构成，在两层基板之间设置有液晶层，利用电场控制液晶层内液晶旋转，改变光偏振方向。TFT-LCD 液晶面板的液晶旋转方式可分为三大类，分别是扭曲向列（TN）型、平面转换（IPS）型及垂直配向（VA）型。

为了使液晶层内的液晶分子在电场的控制下产生的转动有序且统一，需要在阵列基板和彩膜基板的表面涂覆一层配向膜[1]。配向膜需要进行配向制程后才能产生配向效果。主流的配向方式包括物理配向、摩擦配向、光配向等。

紫外线诱导多区域垂直配向 （UV2A） 为VA型液晶面板的一种光配向技术，其原理是利用UV光来实现液晶分子的精准配向控制，实现所有液晶分子向设计方向倾斜的状态。

2、UV2A配向基板暗线

UV2A技术的配向方式如图1①所示，将阵列基板和彩膜基板的每个子像素分割为2个区域进行配向，并且使阵列基板和彩膜基板的分割区域互相垂直。在对基板进行曝光时，每个1/2子像素区域的曝光方向平行而相反。当阵列基板和彩膜基板对组贴合后，每个像素就被分为呈“田”字分布的四个区域，称为畴。相邻的两个畴的液晶分子的预倾角方向呈90°，可以让人在各个方向都可以看到同样的色彩，达到广视角的目的。

子像素的4个畴的液晶预倾角方向沿顺时针的方向排列。在两个畴交界的地方，因为周围的液晶分子向不同方向倾倒，液晶分子只能保持垂直的方向以平衡周围的液晶分子对其产生的不同方向的作用力。从宏观上看，此处不透光，成为暗线，UV2A技术的暗线呈现“卐”字形，如图1②③所示。

UV2A技术的暗线宽度约为6～9μm，其面积约占子像素总面积约6～9.5%。暗线不仅会降低基板的透过率，当暗线存在偏移或变形时，还会因亮度差异产生Mura。

3 对暗线形态的改变

通过对设备的配向方式方向及子像素的分割模式进行变更[2]可以改善暗线形态，这种方式被称作新型紫外光垂直配向技术（SUVA）。

SUVA技术只对阵列基板和彩膜基板其中之一单独进行曝光，另一个则不进行曝光。曝光基板上有由ITO层形成的狭缝以增强配向锚定力。曝光基板的每个子像素被沿长边分为四个均等的区域，类似“目”字形。搭配产生45度偏振光的偏光板，对四个区域分四次进行曝光，曝光方向分别为45°、135°、315°、225°（以图2①的上方为0°，逆时针方向为正），如图2①所示。

上述“目”字形的曝光方式，在每个像素的分割处同样会因为液晶向不同方向的倾倒而形成暗线。相比于UV2A技术，采用了SUVA技术的基板，其暗线形态变成反“与”字形，并且各条暗线的宽度都变得更细。由于大部分暗线都被阵列基板上的配线遮挡，只有上下各1/2子像素中间的两条暗线较为明显，如图2②③所示。

SUVA技术可以使暗线的宽度减少到3～5μm，暗线面积占像素面积比例下降到2～3.5%。同时，由于新形态的暗线可以被阵列配线遮挡，因暗线产生的Mura现象也得到了改善。平均Mura水平由ND5%～ND8%改善至ND10%～不可见。

4 结论

综上，对于UV2A技術的暗线，我们通过设备、工艺改善，获得了较好的暗线改善效果。通过SUVA技术可以改变暗线的形态，使暗线的面积减少了约50%。因暗线产生的Mura现象大幅优化。

参考文献

[1] 马群刚.TFT-LCD原理与设计[M].北京：电子工业出版社，2011：106-109.

[2] 成都中电熊猫显示科技有限公司.液晶面板的配向方法、液晶面板及显示装置：中国，CN110196518A[P].2019-09-03.