本文作者  陶家顺 （南京中电熊猫平板显示科技有限公司 高级工程师）

　　摘要：液晶显示技术蓬勃发展，目前最尖端的技术为光配向FFS、PSVA、UV2A等技术，尤其是UV2A技术，具有高对比度、高透过率、宽视角，品质稳定等优点，是中电熊猫液晶显示的核心技术。UV2A制程利用紫外光配向，需要根据像素设计，通过掩模版进行一定程度的光配向，替代的传统的子像素凸起、沟槽结构，具有更简单的面板结构，提升生产节拍以及良品率，是目前各大面板厂重点研究的尖端技术。

　　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.

　　关键字：VA技术、光配向

　　Key words:VA technology, alignment

　　1. 引言  

　　世界已经进入信息技术的时代，电视、电脑、笔记本、移动电话等可穿戴设备以及各类仪器仪表上的显示屏为人们的日常生活和工作提供着大量的信息，没有显示器，就不会有当今迅猛发展的信息技术。随着人类对显示内容、显示质量等的追求，液晶显示器的关键技术一直在不停的进步。从最早的TN（Twist Nematic）模式，到VA（Vertical Alignment）模式，再到1997年富士通发明了MVA（multi domain Vertical Alignment）模式，VA模式成为液晶显示模式的重要一极，和FFS模式有了争夺高端显示模式的技术资本。UV2A（Ultra Violet Vertical Alignment）模式，更是把VA模式的优势表现的淋漓尽致。

　　任何技术的进步离不开生产工艺的发展，光配向技术，就是液晶面板行业发展到目前最尖端的制造技术，可以最大限度的提高面板的穿透率、响应速度等光学规格。

　　2. UV2A技术介绍

　　以下主要从VA技术的发展、UV2A的技术优势、生产工艺等方面介绍UV2A技术。

　　2.1 VA模式技术发展

　　1997年富士通提出了MVA的结构，如图1所示，在阵列和彩膜基板的两侧做出凸起结构。在初始状态时，液晶分子垂直于凸起表面和基板表面排列，当施加电压以后，液晶分子沿着电场线的方向进行排列。因为子像素被分成多个凸起的区域，因此在子像素中形成了多畴，也就是如图2所示的多视角显示。VA技术的优势被开发出来，是VA模式重要的里程碑。

　　1998年，三星公司提出了PVA的结构，如图3所示，是在阵列和彩膜基板的像素电极ITO上刻出沟槽。在初始状态时，液晶分子垂直于基板表面排列，当施加电压以后，液晶分子沿着电场线的方向进行排列。效果等同于富士通的MVA结构。图4结构在2008年以前被广泛专利授权使用，即在彩膜基板上做出凸起，在阵列基板上对ITO像素电极进行刻蚀，这种结构对面板厂来说，设计相对简单，生产成本低且良率比较有保证。

　　同时期，三星还继续开发了Zigzag结构、夏普开发了ASV结构，以及8-domain MVA等结构，但都是以MVA结构为理论基础，在此基础上，进行子像素的设计开发，改善黑纹，提高面板穿透率，获得更宽视角以及更快响应速度等。

　　其中，需要提到的是如图5所示，富士通在2001年提出的PMVA结构，阵列基板ITO fine slit方式，在当时需要比较高的曝光机精度，可以获得更快的响应速度以及像素开口率，并最终衍生了VA模式的另外一种重要光配向技术PSVA（Polymer Stabilized Vertical Alignment），本文不做过多介绍。

　　2.2 UV2A技术介绍

　　 在2006年，日本夏普提出并开发了UV2A的显示技术，如图6所示，使用光配向技术，对彩膜和阵列基板两侧的配向膜进行紫外光配向，形成多畴结构。初始状态时，液晶分子以一定角度排列，当施加电压以后，液晶分子会按配向的角度进行转动，从而使光线从液晶面板中透过。

　　如图7所示，在开态加电压时，MVA结构凸起和沟槽上的液晶分子排列杂乱无章，就会表现出和凸起以及沟槽形状一致的黑纹，影响面板的开口率，而UV2A结构，由于液晶分子都是整面配向，如图8所示，加电压后，只有倾倒方向不一致的形成十字黑纹，开口面积远远大于MVA结构。在暗态不加电压时，凸起和沟槽边缘的液晶分子排列和其他区域不一致，造成漏光，严重影响对比度。另外，由于UV2A的液晶分子是整面配向，所以，加电压时液晶分子可以整体转动，可以得到更快的响应速度。

　　所以我们得到VA透过率公式：

　　在盒厚、液晶材料确定的状况下，VA模式的穿透率和液晶排列状况相关，普通VA模式的液晶分子排列紊乱，必然影响面板的穿透率。

　　VA液晶的

　　可见降低介电常数，能够降低液晶的阈值电压，从而也能提升VA模式的透过率。

　　3. UV2A曝光技术

　　UV2A的生产技术是UV2A的核心技术，基本流程如下：PI印刷，PI预固化、PI主固化、TFT/CF基板曝光，其中最关键的是UV曝光工艺，我司使用V-tech的AEGIS系列设备对基板进行曝光。

　　UV2A曝光需要用到3个mark，Plate Alignment Mark，Standard Mark，Lead in Mark。Plate Alignment Mark是曝光机与玻璃对位用，四边设置4个，十字形状。Standard Mark是玻璃与Mask对位时，Mask位置调整用，确保对位以后，每个UV MASK的相对位置是我们设定的值。Lead in Mark是用来追踪UV2A光配向用，确保曝光时光配向方向。Lead in Mark定下来后，就可以定Slit的位置，Slit的间距由画素大小决定，Slit的位置CF侧一般是BM开口区的中心，TFT侧一般是画素的中心，要求Slit距离开口区边缘＞20μm。

　　如图9所示，分别对CF和ARRAY侧的一半子像素的PI进行曝光，同一子像素内形成不同的配向方向，CF和ARRAY侧基板的配向方向需要旋转90度。G6因为基板尺寸较小，所以，需要的UV MASK数量较少。最终如图10所示，液晶分子形成一定的配向角度，并因边缘、配向不同区域出现一定黑纹。

　　4. UV2A和MVA机种设计对比

　　结合以上UV2A优势以及生产技术介绍，我们试做了38.5寸UV2A和MVA机种，以对比UV2A机种的优越性。在G6机种试做，Panel尺寸869.7*487.3mm，像素尺寸0.627*0.61475mm，分辨率1366*768，玻璃使用康宁0.5t，液晶使用德国MERCK MJ127XX系列，SEAL胶使用协力723K，偏光片选取LG化学VA偏光片。试验结果取5pcs均值如下：

　　由上可见，使用UV2A技术，对比度提高了77%，响应速度提高了25%，透过率提高了28%，足以体现UV2A的技术优势。

　　5. 结束语  

　　通过以上的介绍，我们了解了VA技术发展的进程，UV2A的技术理论优势和工艺技术，并进行了相关产品开发对比。佐证UV2A技术相对之前的MVA技术实现了非常大的进步，需要持之以恒的创新才能打造出更有竞争力的产品。

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