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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(ye)晶(jing)顯示(shi)技術(shu)蓬勃發展，目前(qian)最尖端的(de)技術(shu)為光(guang)配向(xiang)FFS、PSVA、UV2A等(deng)(deng)技術(shu)，尤其是UV2A技術(shu)，具(ju)有(you)高對比度、高透(tou)過率、寬視角，品(pin)(pin)質(zhi)穩(wen)定(ding)等(deng)(deng)優(you)點，是中電熊貓液(ye)晶(jing)顯示(shi)的(de)核心技術(shu)。UV2A制程(cheng)利用紫外光(guang)配向(xiang)，需要根(gen)據像素設計(ji)，通過掩模(mo)版進行一定(ding)程(cheng)度的(de)光(guang)配向(xiang)，替代的(de)傳統(tong)的(de)子像素凸起、溝槽結(jie)構，具(ju)有(you)更簡(jian)單(dan)的(de)面板結(jie)構，提升生產節拍以(yi)及良品(pin)(pin)率，是目前(qian)各(ge)大(da)面板廠(chang)重點研究(jiu)的(de)尖端技術(shu)。

　　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.

　　關鍵字：VA技術、光配向

　　Key words:VA technology, alignment

　　1. 引言  

　　世界(jie)已經(jing)進(jin)入信(xin)(xin)息(xi)技(ji)術(shu)的(de)時代，電(dian)視(shi)、電(dian)腦、筆記本(ben)、移動電(dian)話等可穿戴(dai)設備以及(ji)各類儀(yi)器(qi)儀(yi)表上的(de)顯(xian)(xian)示(shi)(shi)屏為(wei)人們的(de)日常生活和(he)工作提供著大量(liang)的(de)信(xin)(xin)息(xi)，沒(mei)有顯(xian)(xian)示(shi)(shi)器(qi)，就不會有當(dang)今迅猛發展(zhan)的(de)信(xin)(xin)息(xi)技(ji)術(shu)。隨著人類對顯(xian)(xian)示(shi)(shi)內容(rong)、顯(xian)(xian)示(shi)(shi)質(zhi)量(liang)等的(de)追求(qiu)，液晶(jing)顯(xian)(xian)示(shi)(shi)器(qi)的(de)關鍵技(ji)術(shu)一直在不停(ting)的(de)進(jin)步(bu)。從(cong)最早的(de)TN（Twist Nematic）模(mo)式(shi)，到VA（Vertical Alignment）模(mo)式(shi)，再到1997年富士通發明了MVA（multi domain Vertical Alignment）模(mo)式(shi)，VA模(mo)式(shi)成為(wei)液晶(jing)顯(xian)(xian)示(shi)(shi)模(mo)式(shi)的(de)重要一極，和(he)FFS模(mo)式(shi)有了爭奪高端顯(xian)(xian)示(shi)(shi)模(mo)式(shi)的(de)技(ji)術(shu)資本(ben)。UV2A（Ultra Violet Vertical Alignment）模(mo)式(shi)，更(geng)是把(ba)VA模(mo)式(shi)的(de)優勢表現的(de)淋漓盡致。

　　任何技(ji)術(shu)的(de)(de)進步離不(bu)開(kai)生產(chan)工藝的(de)(de)發展，光(guang)配向技(ji)術(shu)，就是液晶面板(ban)行業發展到目前最尖端的(de)(de)制造技(ji)術(shu)，可以最大限度的(de)(de)提高面板(ban)的(de)(de)穿透率、響(xiang)應速度等(deng)光(guang)學規格。

　　2. UV2A技術介紹

　　以下主要從VA技(ji)術(shu)的發展、UV2A的技(ji)術(shu)優勢(shi)、生產工藝等方(fang)面介紹UV2A技(ji)術(shu)。

　　2.1 VA模式技術發展

　　1997年富士通提出(chu)了MVA的(de)結構，如圖1所示(shi)(shi)，在陣列和彩膜(mo)基板的(de)兩側做(zuo)出(chu)凸起(qi)結構。在初始狀態時，液(ye)晶分子(zi)垂直于凸起(qi)表面和基板表面排列，當施(shi)加電(dian)壓以后，液(ye)晶分子(zi)沿著電(dian)場線(xian)的(de)方(fang)向進行(xing)排列。因(yin)為子(zi)像素被(bei)分成(cheng)多(duo)個凸起(qi)的(de)區域，因(yin)此(ci)在子(zi)像素中形成(cheng)了多(duo)疇，也(ye)就是(shi)(shi)如圖2所示(shi)(shi)的(de)多(duo)視角(jiao)顯示(shi)(shi)。VA技術的(de)優(you)勢被(bei)開發出(chu)來，是(shi)(shi)VA模式(shi)重要的(de)里程(cheng)碑(bei)。

　　1998年，三星公司(si)提出了PVA的結構(gou)，如(ru)圖3所示，是在(zai)(zai)陣列(lie)和(he)彩膜(mo)基(ji)板(ban)(ban)(ban)的像素電(dian)極ITO上刻出溝槽。在(zai)(zai)初始狀(zhuang)態時，液晶分子垂直于(yu)基(ji)板(ban)(ban)(ban)表(biao)面排列(lie)，當施加電(dian)壓以后(hou)，液晶分子沿著電(dian)場線(xian)的方向進行(xing)排列(lie)。效果等同于(yu)富士(shi)通(tong)的MVA結構(gou)。圖4結構(gou)在(zai)(zai)2008年以前被廣泛專利授(shou)權使用，即在(zai)(zai)彩膜(mo)基(ji)板(ban)(ban)(ban)上做出凸(tu)起，在(zai)(zai)陣列(lie)基(ji)板(ban)(ban)(ban)上對ITO像素電(dian)極進行(xing)刻蝕，這種結構(gou)對面板(ban)(ban)(ban)廠來說(shuo)，設計相對簡單(dan)，生產成本(ben)低且良(liang)率(lv)比較有保(bao)證(zheng)。

　　同時期，三星還(huan)繼續開發(fa)了Zigzag結構(gou)(gou)、夏普開發(fa)了ASV結構(gou)(gou)，以及(ji)8-domain MVA等結構(gou)(gou)，但都(dou)是以MVA結構(gou)(gou)為(wei)理論基礎(chu)，在此基礎(chu)上，進行(xing)子像素的設計開發(fa)，改善黑紋，提高面(mian)板穿透率，獲(huo)得(de)更寬(kuan)視角(jiao)以及(ji)更快響應速度等。

　　其中，需(xu)要(yao)提到的(de)是如圖5所示，富(fu)士通(tong)在2001年(nian)提出的(de)PMVA結構，陣(zhen)列基板ITO fine slit方式，在當時(shi)需(xu)要(yao)比較高的(de)曝(pu)光機精度，可以獲得更快的(de)響應速(su)度以及像素開口率(lv)，并最終衍生了VA模式的(de)另外一種重(zhong)要(yao)光配(pei)向技術PSVA（Polymer Stabilized Vertical Alignment），本文不做(zuo)過(guo)多介紹。

　　2.2 UV2A技術介紹

　　 在2006年，日本夏普提出(chu)并開發了UV2A的顯示技術，如圖6所(suo)示，使用光配(pei)向(xiang)技術，對(dui)彩膜和陣(zhen)列(lie)(lie)基板兩側的配(pei)向(xiang)膜進行紫外光配(pei)向(xiang)，形成多(duo)疇(chou)結構。初始狀態時(shi)，液晶(jing)分子(zi)(zi)以一定角(jiao)(jiao)度排列(lie)(lie)，當施加(jia)電(dian)壓以后，液晶(jing)分子(zi)(zi)會按配(pei)向(xiang)的角(jiao)(jiao)度進行轉動，從而使光線從液晶(jing)面(mian)板中透過。

　　如(ru)圖(tu)7所示，在(zai)開(kai)態加(jia)(jia)電(dian)壓(ya)時(shi)，MVA結(jie)構凸起(qi)和(he)(he)溝槽上的(de)液(ye)(ye)晶分(fen)(fen)子排(pai)列雜亂(luan)無章(zhang)，就會(hui)表現出和(he)(he)凸起(qi)以及溝槽形(xing)狀一(yi)致的(de)黑(hei)紋(wen)，影(ying)響(xiang)(xiang)面板的(de)開(kai)口率，而UV2A結(jie)構，由于(yu)液(ye)(ye)晶分(fen)(fen)子都(dou)是(shi)整面配向，如(ru)圖(tu)8所示，加(jia)(jia)電(dian)壓(ya)后，只(zhi)有傾(qing)倒方(fang)向不(bu)(bu)一(yi)致的(de)形(xing)成十字黑(hei)紋(wen)，開(kai)口面積遠遠大于(yu)MVA結(jie)構。在(zai)暗態不(bu)(bu)加(jia)(jia)電(dian)壓(ya)時(shi)，凸起(qi)和(he)(he)溝槽邊緣的(de)液(ye)(ye)晶分(fen)(fen)子排(pai)列和(he)(he)其(qi)他區域不(bu)(bu)一(yi)致，造成漏光(guang)，嚴(yan)重影(ying)響(xiang)(xiang)對(dui)比度。另外，由于(yu)UV2A的(de)液(ye)(ye)晶分(fen)(fen)子是(shi)整面配向，所以，加(jia)(jia)電(dian)壓(ya)時(shi)液(ye)(ye)晶分(fen)(fen)子可(ke)以整體轉動，可(ke)以得到更快的(de)響(xiang)(xiang)應速度。

　　所(suo)以我們得(de)到VA透過率公(gong)式：

　　在(zai)盒厚、液晶(jing)(jing)材料確定(ding)的(de)狀況(kuang)下，VA模(mo)式的(de)穿(chuan)透(tou)率和液晶(jing)(jing)排列(lie)狀況(kuang)相關，普通VA模(mo)式的(de)液晶(jing)(jing)分子排列(lie)紊(wen)亂(luan)，必然影響面板的(de)穿(chuan)透(tou)率。

　　VA液晶的

　　可見降低介電(dian)常數，能夠降低液(ye)晶的閾值電(dian)壓，從(cong)而也能提(ti)升VA模式的透過率(lv)。

　　3. UV2A曝光技術

　　UV2A的(de)生(sheng)產技(ji)術是(shi)UV2A的(de)核心技(ji)術，基(ji)本流程如(ru)下：PI印刷，PI預固化、PI主固化、TFT/CF基(ji)板曝光，其中最關鍵的(de)是(shi)UV曝光工(gong)藝，我司使用V-tech的(de)AEGIS系列設備對基(ji)板進行曝光。

　　UV2A曝光(guang)(guang)需(xu)要(yao)用(yong)(yong)到(dao)3個(ge)mark，Plate Alignment Mark，Standard Mark，Lead in Mark。Plate Alignment Mark是(shi)(shi)曝光(guang)(guang)機與(yu)玻(bo)璃對(dui)(dui)(dui)位(wei)(wei)(wei)用(yong)(yong)，四邊設(she)置4個(ge)，十字形狀。Standard Mark是(shi)(shi)玻(bo)璃與(yu)Mask對(dui)(dui)(dui)位(wei)(wei)(wei)時，Mask位(wei)(wei)(wei)置調(diao)整用(yong)(yong)，確保對(dui)(dui)(dui)位(wei)(wei)(wei)以后，每個(ge)UV MASK的(de)(de)(de)相對(dui)(dui)(dui)位(wei)(wei)(wei)置是(shi)(shi)我們設(she)定(ding)的(de)(de)(de)值。Lead in Mark是(shi)(shi)用(yong)(yong)來(lai)追蹤UV2A光(guang)(guang)配向用(yong)(yong)，確保曝光(guang)(guang)時光(guang)(guang)配向方向。Lead in Mark定(ding)下來(lai)后，就可以定(ding)Slit的(de)(de)(de)位(wei)(wei)(wei)置，Slit的(de)(de)(de)間距由畫(hua)素大小決(jue)定(ding)，Slit的(de)(de)(de)位(wei)(wei)(wei)置CF側(ce)一般(ban)是(shi)(shi)BM開口區的(de)(de)(de)中(zhong)心(xin)，TFT側(ce)一般(ban)是(shi)(shi)畫(hua)素的(de)(de)(de)中(zhong)心(xin)，要(yao)求Slit距離(li)開口區邊緣(yuan)＞20μm。

　　如(ru)圖(tu)(tu)9所示，分別對(dui)CF和(he)(he)ARRAY側的(de)一(yi)半(ban)子像素(su)的(de)PI進(jin)行(xing)曝光，同(tong)一(yi)子像素(su)內形成(cheng)(cheng)不(bu)同(tong)的(de)配(pei)(pei)向(xiang)(xiang)方(fang)向(xiang)(xiang)，CF和(he)(he)ARRAY側基(ji)板的(de)配(pei)(pei)向(xiang)(xiang)方(fang)向(xiang)(xiang)需要旋轉90度。G6因(yin)為基(ji)板尺(chi)寸較小，所以，需要的(de)UV MASK數量較少。最終如(ru)圖(tu)(tu)10所示，液晶分子形成(cheng)(cheng)一(yi)定(ding)的(de)配(pei)(pei)向(xiang)(xiang)角(jiao)度，并(bing)因(yin)邊(bian)緣、配(pei)(pei)向(xiang)(xiang)不(bu)同(tong)區(qu)域(yu)出現一(yi)定(ding)黑紋。

　　4. UV2A和MVA機種設計對比

　　結合以上UV2A優勢以及生產技術介(jie)紹，我們(men)試(shi)做了38.5寸(cun)UV2A和MVA機種，以對比UV2A機種的優越(yue)性。在G6機種試(shi)做，Panel尺寸(cun)869.7*487.3mm，像素尺寸(cun)0.627*0.61475mm，分辨率1366*768，玻(bo)璃使(shi)用(yong)康寧0.5t，液晶使(shi)用(yong)德(de)國MERCK MJ127XX系(xi)列(lie)，SEAL膠使(shi)用(yong)協力723K，偏光片選取(qu)LG化學VA偏光片。試(shi)驗結果取(qu)5pcs均值如下：

　　由上可見，使用UV2A技術，對比度(du)提(ti)高了(le)77%，響應(ying)速度(du)提(ti)高了(le)25%，透過率提(ti)高了(le)28%，足以體現UV2A的(de)技術優(you)勢。

　　5. 結束語  

　　通過以上的(de)介紹，我們了解了VA技(ji)(ji)術發展的(de)進程，UV2A的(de)技(ji)(ji)術理論優(you)勢和工藝技(ji)(ji)術，并進行了相關產品(pin)開(kai)發對比。佐證UV2A技(ji)(ji)術相對之前(qian)的(de)MVA技(ji)(ji)術實現了非(fei)常大的(de)進步(bu)，需要持之以恒的(de)創新才能打造出(chu)更有競爭(zheng)力的(de)產品(pin)。

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