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　　本文作者  陶家順 （南京中電熊貓平板顯示科技有限公司 高級工程師）

　　摘要：液晶顯示技術(shù)蓬勃發(fā)展，目前最尖端的技術(shù)為光配向FFS、PSVA、UV2A等技術(shù)，尤其是UV2A技術(shù)，具有高對比度、高透過率、寬視角，品質(zhì)穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，是中電熊貓液晶顯示的核心技術(shù)。UV2A制程利用紫外光配向，需要根據(jù)像素設(shè)計(jì)，通過掩模版進(jìn)行一定程度的光配向，替代的傳統(tǒng)的子像素凸起、溝槽結(jié)構(gòu)，具有更簡單的面板結(jié)構(gòu)，提升生產(chǎn)節(jié)拍以及良品率，是目前各大面板廠重點(diǎn)研究的尖端技術(shù)。

　　Abstract：Liquid crystal display technology develops very fast, the most cutting-edge technology is UV alignment  technology in  FFS, PSVA and UV2A. Especially for UV2A technology, it has many advantages, such as high contrast, high transmittance, wide viewing angle, stable quality and so on. It is the core technology of CEC-Panda.  In UV2A process,  UV light shoot through UV2A mask ,  replace the rib or slit structure compare with the traditional pixel design. This technology has more simple panel structure, enhance the production yield, and is  the major competence technology for all panel makers.

　　關(guān)鍵字：VA技術(shù)、光配向

　　Key words:VA technology, alignment

　　1. 引言  

　　世界已經(jīng)進(jìn)入信息技術(shù)的時(shí)代，電視、電腦、筆記本、移動(dòng)電話等可穿戴設(shè)備以及各類儀器儀表上的顯示屏為人們的日常生活和工作提供著大量的信息，沒有顯示器，就不會(huì)有當(dāng)今迅猛發(fā)展的信息技術(shù)。隨著人類對顯示內(nèi)容、顯示質(zhì)量等的追求，液晶顯示器的關(guān)鍵技術(shù)一直在不停的進(jìn)步。從最早的TN（Twist Nematic）模式，到VA（Vertical Alignment）模式，再到1997年富士通發(fā)明了MVA（multi domain Vertical Alignment）模式，VA模式成為液晶顯示模式的重要一極，和FFS模式有了爭奪高端顯示模式的技術(shù)資本。UV2A（Ultra Violet Vertical Alignment）模式，更是把VA模式的優(yōu)勢表現(xiàn)的淋漓盡致。

　　任何技術(shù)的進(jìn)步離不開生產(chǎn)工藝的發(fā)展，光配向技術(shù)，就是液晶面板行業(yè)發(fā)展到目前最尖端的制造技術(shù)，可以最大限度的提高面板的穿透率、響應(yīng)速度等光學(xué)規(guī)格。

　　2. UV2A技術(shù)介紹

　　以下主要從VA技術(shù)的發(fā)展、UV2A的技術(shù)優(yōu)勢、生產(chǎn)工藝等方面介紹UV2A技術(shù)。

　　2.1 VA模式技術(shù)發(fā)展

　　1997年富士通提出了MVA的結(jié)構(gòu)，如圖1所示，在陣列和彩膜基板的兩側(cè)做出凸起結(jié)構(gòu)。在初始狀態(tài)時(shí)，液晶分子垂直于凸起表面和基板表面排列，當(dāng)施加電壓以后，液晶分子沿著電場線的方向進(jìn)行排列。因?yàn)樽酉袼乇环殖啥鄠€(gè)凸起的區(qū)域，因此在子像素中形成了多疇，也就是如圖2所示的多視角顯示。VA技術(shù)的優(yōu)勢被開發(fā)出來，是VA模式重要的里程碑。

　　1998年，三星公司提出了PVA的結(jié)構(gòu)，如圖3所示，是在陣列和彩膜基板的像素電極ITO上刻出溝槽。在初始狀態(tài)時(shí)，液晶分子垂直于基板表面排列，當(dāng)施加電壓以后，液晶分子沿著電場線的方向進(jìn)行排列。效果等同于富士通的MVA結(jié)構(gòu)。圖4結(jié)構(gòu)在2008年以前被廣泛專利授權(quán)使用，即在彩膜基板上做出凸起，在陣列基板上對ITO像素電極進(jìn)行刻蝕，這種結(jié)構(gòu)對面板廠來說，設(shè)計(jì)相對簡單，生產(chǎn)成本低且良率比較有保證。

　　同時(shí)期，三星還繼續(xù)開發(fā)了Zigzag結(jié)構(gòu)、夏普開發(fā)了ASV結(jié)構(gòu)，以及8-domain MVA等結(jié)構(gòu)，但都是以MVA結(jié)構(gòu)為理論基礎(chǔ)，在此基礎(chǔ)上，進(jìn)行子像素的設(shè)計(jì)開發(fā)，改善黑紋，提高面板穿透率，獲得更寬視角以及更快響應(yīng)速度等。

　　其中，需要提到的是如圖5所示，富士通在2001年提出的PMVA結(jié)構(gòu)，陣列基板ITO fine slit方式，在當(dāng)時(shí)需要比較高的曝光機(jī)精度，可以獲得更快的響應(yīng)速度以及像素開口率，并最終衍生了VA模式的另外一種重要光配向技術(shù)PSVA（Polymer Stabilized Vertical Alignment），本文不做過多介紹。

　　2.2 UV2A技術(shù)介紹

　　 在2006年，日本夏普提出并開發(fā)了UV2A的顯示技術(shù)，如圖6所示，使用光配向技術(shù)，對彩膜和陣列基板兩側(cè)的配向膜進(jìn)行紫外光配向，形成多疇結(jié)構(gòu)。初始狀態(tài)時(shí)，液晶分子以一定角度排列，當(dāng)施加電壓以后，液晶分子會(huì)按配向的角度進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使光線從液晶面板中透過。

　　如圖7所示，在開態(tài)加電壓時(shí)，MVA結(jié)構(gòu)凸起和溝槽上的液晶分子排列雜亂無章，就會(huì)表現(xiàn)出和凸起以及溝槽形狀一致的黑紋，影響面板的開口率，而UV2A結(jié)構(gòu)，由于液晶分子都是整面配向，如圖8所示，加電壓后，只有傾倒方向不一致的形成十字黑紋，開口面積遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于MVA結(jié)構(gòu)。在暗態(tài)不加電壓時(shí)，凸起和溝槽邊緣的液晶分子排列和其他區(qū)域不一致，造成漏光，嚴(yán)重影響對比度。另外，由于UV2A的液晶分子是整面配向，所以，加電壓時(shí)液晶分子可以整體轉(zhuǎn)動(dòng)，可以得到更快的響應(yīng)速度。

　　所以我們得到VA透過率公式：

　　在盒厚、液晶材料確定的狀況下，VA模式的穿透率和液晶排列狀況相關(guān)，普通VA模式的液晶分子排列紊亂，必然影響面板的穿透率。

　　VA液晶的

　　可見降低介電常數(shù)，能夠降低液晶的閾值電壓，從而也能提升VA模式的透過率。

　　3. UV2A曝光技術(shù)

　　UV2A的生產(chǎn)技術(shù)是UV2A的核心技術(shù)，基本流程如下：PI印刷，PI預(yù)固化、PI主固化、TFT/CF基板曝光，其中最關(guān)鍵的是UV曝光工藝，我司使用V-tech的AEGIS系列設(shè)備對基板進(jìn)行曝光。

　　UV2A曝光需要用到3個(gè)mark，Plate Alignment Mark，Standard Mark，Lead in Mark。Plate Alignment Mark是曝光機(jī)與玻璃對位用，四邊設(shè)置4個(gè)，十字形狀。Standard Mark是玻璃與Mask對位時(shí)，Mask位置調(diào)整用，確保對位以后，每個(gè)UV MASK的相對位置是我們設(shè)定的值。Lead in Mark是用來追蹤UV2A光配向用，確保曝光時(shí)光配向方向。Lead in Mark定下來后，就可以定Slit的位置，Slit的間距由畫素大小決定，Slit的位置CF側(cè)一般是BM開口區(qū)的中心，TFT側(cè)一般是畫素的中心，要求Slit距離開口區(qū)邊緣＞20μm。

　　如圖9所示，分別對CF和ARRAY側(cè)的一半子像素的PI進(jìn)行曝光，同一子像素內(nèi)形成不同的配向方向，CF和ARRAY側(cè)基板的配向方向需要旋轉(zhuǎn)90度。G6因?yàn)榛宄叽巛^小，所以，需要的UV MASK數(shù)量較少。最終如圖10所示，液晶分子形成一定的配向角度，并因邊緣、配向不同區(qū)域出現(xiàn)一定黑紋。

　　4. UV2A和MVA機(jī)種設(shè)計(jì)對比

　　結(jié)合以上UV2A優(yōu)勢以及生產(chǎn)技術(shù)介紹，我們試做了38.5寸UV2A和MVA機(jī)種，以對比UV2A機(jī)種的優(yōu)越性。在G6機(jī)種試做，Panel尺寸869.7*487.3mm，像素尺寸0.627*0.61475mm，分辨率1366*768，玻璃使用康寧0.5t，液晶使用德國MERCK MJ127XX系列，SEAL膠使用協(xié)力723K，偏光片選取LG化學(xué)VA偏光片。試驗(yàn)結(jié)果取5pcs均值如下：

　　由上可見，使用UV2A技術(shù)，對比度提高了77%，響應(yīng)速度提高了25%，透過率提高了28%，足以體現(xiàn)UV2A的技術(shù)優(yōu)勢。

　　5. 結(jié)束語  

　　通過以上的介紹，我們了解了VA技術(shù)發(fā)展的進(jìn)程，UV2A的技術(shù)理論優(yōu)勢和工藝技術(shù)，并進(jìn)行了相關(guān)產(chǎn)品開發(fā)對比。佐證UV2A技術(shù)相對之前的MVA技術(shù)實(shí)現(xiàn)了非常大的進(jìn)步，需要持之以恒的創(chuàng)新才能打造出更有競爭力的產(chǎn)品。

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