專利名稱：液晶配向?qū)拥男纬煞椒?br> 技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種液晶配向?qū)拥男纬煞椒?，尤其涉及一種利用均勻電場(chǎng)改善分子排列的液晶配向?qū)拥男纬煞椒ā?br> 背景技術(shù)：
近年來，提升液晶顯示器的可視角度為相關(guān)業(yè)者急欲解決的重要課題，其中，尤以平面內(nèi)切換型(In plane switching，簡(jiǎn)稱IPS)液晶顯示器以及邊緣電場(chǎng)切換型(Fringe field switching，簡(jiǎn)稱FFS)液晶顯示器為目前常見的技術(shù)。前者設(shè)計(jì)為當(dāng)施加電壓時(shí)， 液晶分子將于平行基板的平面上進(jìn)行旋轉(zhuǎn)；而后者則以氧化銦錫(Indiumtin oxide，簡(jiǎn)稱 ΙΤ0)透明電極取代IPS顯示器的金屬電極，并縮短電極之間的寬度。已知的IPS液晶顯示器如美國(guó)專利第US 5，擬8，733號(hào)所示，其主要具有上下兩個(gè)平行透明基板，于一透明基板上布有相互交差的閘極線、數(shù)據(jù)線以及公共線，以形成至少一像素區(qū)域。于每一個(gè)像素區(qū)域內(nèi)具有不同極性的畫素電極與公共電極，該畫素電極與該公共電極相互交錯(cuò)排列，且該畫素電極與該公共電極之間將產(chǎn)生一平行于該透明基板的橫向電場(chǎng)，使液晶分子僅于水平方向進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，由此增加液晶顯示器的可視角度。此種技術(shù)的液晶顯示器雖可提升可視角度，但由于其電場(chǎng)分布的特性使液晶分子無法充分轉(zhuǎn)動(dòng)，因此將產(chǎn)生透光率較低的問題。針對(duì)上述缺失，隨后即發(fā)展出了 FFS液晶顯示器的技術(shù)，如美國(guó)專利第US 6，707，524號(hào)所揭示的邊緣電場(chǎng)切換式液晶顯示器以及其制備方法，主要是將畫素電極與公共電極設(shè)置于同一基板的不同層上，并將一絕緣層設(shè)置在該畫素電極與該公共電極之間。由于此結(jié)構(gòu)大幅縮短電極間距，因而將產(chǎn)生密集的電場(chǎng)分布，使液晶分子可充分轉(zhuǎn)動(dòng)， 以確保各方向的光線均可穿透液晶分子，進(jìn)而增加視角。在上述液晶顯示器中，均使用液晶配向技術(shù)控制液晶分子的排列方向，在目前眾多技術(shù)中，尤以刷磨(riAbing)法與光配向(photoalignment)法為目前較為廣泛使用的液晶配向技術(shù)。關(guān)于刷磨法，通常是將聚酰亞胺(polyimide)涂布于基材上，經(jīng)烘烤與摩擦后，令其表面分子因摩擦而產(chǎn)生順向性，以形成配向?qū)?alignmentlayer)。然而，由于對(duì)聚酰亞胺進(jìn)行摩擦?xí)r，容易產(chǎn)生雜質(zhì)，并可能因磨擦而在配向?qū)赢a(chǎn)生靜電，因此影響了液晶顯示器的顯像質(zhì)量。為避免以上問題，目前較常見的技術(shù)為光配向法，如美國(guó)專利公開第 US2008/297707 號(hào)、第 US 2009/169754 號(hào)、第 US2009/246401A1 號(hào)與美國(guó)專利第 US 6，569，972號(hào)，其配向材料為使用以紫外光進(jìn)行聚合的高分子，令高分子鏈產(chǎn)生具有方向性的排列，以實(shí)現(xiàn)供液晶分子進(jìn)行配向的功能。除上述方法外，還提出一種在進(jìn)行聚合前先施加電場(chǎng)使液晶分子與配向材料朝同方向進(jìn)行偏轉(zhuǎn)，以確保較佳配向效果的方法。如圖1-1至圖1-3所示，為已知液晶配向?qū)拥男纬煞椒ǖ氖疽鈭D，其主要包含有兩個(gè)基板90，該基板90的外側(cè)設(shè)置兩個(gè)偏光板91，而該基板90的表面設(shè)置有相互間隔排列的多個(gè)配向電極92，其中，相隔的這些配向電極92為相反的極性。在制造時(shí)，先將一正型液晶材料93與一配向材料94注入該基板90之間，再對(duì)該配向電極92施加一電壓，令該基板90之間可產(chǎn)生如圖1-3所示的一電場(chǎng)，該圖的箭頭表示該電場(chǎng)的方向，使該正型液晶材料93與該配向材料94偏轉(zhuǎn)至一預(yù)定方向。最后，再照光聚合該配向材料94使其形成兩個(gè)配向?qū)?5。然而在實(shí)際應(yīng)用上將發(fā)現(xiàn)，這些配向電極 92所產(chǎn)生的電場(chǎng)的水平方向分量將大于垂直方向，故該電場(chǎng)的分布并不均勻，將進(jìn)而使得該配向?qū)?5的配向效果不佳。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于解決已知配向電極所產(chǎn)生的電場(chǎng)不均，使得液晶顯示器的配向效果不佳的問題。為達(dá)上述目的，本發(fā)明提供一種液晶配向?qū)拥男纬煞椒?，其特征在于，所述方法包括以下步驟提供一第一基板，該第一基板具有一第一表面；于該第一表面上依次形成一導(dǎo)電層、一覆蓋該導(dǎo)電層的絕緣層以及多個(gè)設(shè)于該絕緣層表面上的配向電極；將一第二基板與該第一基板平行設(shè)置，該第二基板具有一與該第一表面相互對(duì)應(yīng)的第二表面，且該第一表面與該第二表面之間形成一液晶容置空間；將一液晶配向組合物與一正型液晶材料混合注入該液晶容置空間內(nèi)；施加一電壓于該導(dǎo)電層與該配向電極，令該液晶容置空間內(nèi)產(chǎn)生一電場(chǎng)而使該液晶材料與該液晶配向組合物偏轉(zhuǎn)至一預(yù)定方向；以及聚合該液晶配向組合物，令該液晶配向組合物分別于該第一基板與該第二基板上形成一第一配向?qū)优c一第二配向?qū)?。?jīng)由以上可知，本發(fā)明液晶配向?qū)拥男纬煞椒ㄏ噍^于已知技術(shù)達(dá)到的有益效果在于一、通過本發(fā)明中該導(dǎo)電層與該配向電極的設(shè)計(jì)，可提供較為均勻的電場(chǎng)，使該液晶配向組合物受到垂直與平行該基板平面方向的電場(chǎng)分量可更均勻，因而使得該第一配向?qū)优c該第二配向?qū)拥姆肿优帕刑匦愿?；二、由于該第一配向?qū)优c該第二配向?qū)拥呐帕行再|(zhì)得以提升，可改善液晶分子關(guān)于扭轉(zhuǎn)角(Twister angle)與預(yù)傾角(Pre_tilt angle)的特性，進(jìn)而提升液晶分子的整體排列，因此在驅(qū)動(dòng)液晶顯示器時(shí)，可獲得更快的響應(yīng)時(shí)間(Response time)。


圖1-1至圖1-3為已知液晶配向?qū)拥男纬煞椒ǖ牧鞒淌疽鈭D。圖2-1至圖2-5為本發(fā)明液晶配向?qū)拥男纬煞椒ㄒ粚?shí)施例的流程示意圖。圖式符號(hào)說明10............第一基板11............第一表面12............偏光板20............導(dǎo)電層30............絕緣層
40......……配向電極
50......……第二基板
51......……第二表面
52......……偏光板
60......……液晶容置空間
70......……液晶配向組合物
71......……第一配向?qū)?br> 72......……第二配向?qū)?br> 80......……正型液晶材料
90......……基板
91......……偏光板
92......……配向電極
93......……正型液晶材料
94......……配向材料
95......……配向?qū)?br> 具體實(shí)施例方式有關(guān)本發(fā)明的詳細(xì)說明及技術(shù)內(nèi)容，現(xiàn)就配合圖式說明如下本發(fā)明液晶配向?qū)拥男纬煞椒òㄒ韵虏襟E提供一第一基板，該第一基板具有一第一表面；于該第一表面上依次形成一導(dǎo)電層、一覆蓋該導(dǎo)電層的絕緣層以及多個(gè)設(shè)于該絕緣層表面上的配向電極；將一第二基板與該第一基板平行設(shè)置，該第二基板具有一與該第一表面相互對(duì)應(yīng)的第二表面，且該第一表面與該第二表面之間形成一液晶容置空間；將一液晶配向組合物與一正型液晶材料混合注入該液晶容置空間內(nèi)；施加一電壓于該導(dǎo)電層與該配向電極，令該液晶容置空間內(nèi)產(chǎn)生一電場(chǎng)而使該液晶配向組合物偏轉(zhuǎn)至一預(yù)定方向；以及聚合該液晶配向組合物，令該液晶配向組合物分別于該第一基板和該第二基板上形成一第一配向?qū)优c一第二配向?qū)?。為方便理解上述本發(fā)明液晶配向?qū)拥男纬煞椒ǖ牟襟E流程，請(qǐng)參照以下實(shí)施例的說明參照?qǐng)D2-1至圖2-5，為本發(fā)明液晶配向?qū)拥男纬煞椒ㄒ粚?shí)施例的流程示意圖，先提供一第一基板10，該第一基板10具有一第一表面11，且該第一基板10的另一側(cè)設(shè)置有一偏光板12，于該第一表面11上依次形成一導(dǎo)電層20、一絕緣層30以及多個(gè)配向電極40， 而構(gòu)成一三明治結(jié)構(gòu)(Sandwich structure)，如圖2-1所示。其中，該絕緣層30覆蓋于該導(dǎo)電層20上；該配向電極40則是以相互間隔的方式，水平排列于該絕緣層30上。接著參照?qǐng)D2-2，將一第二基板50設(shè)置為與該第一基板10相平行，該第二基板50具有一與該第一表面11相互對(duì)應(yīng)的第二表面51，該第二基板50的另一側(cè)也設(shè)有一偏光板52，而該第一表面11與該第二表面51之間形成有一液晶容置空間60。
在本實(shí)施例中，該第一基板10與該第二基板50可為無機(jī)玻璃或軟性塑料等透明材料，例如可使用石英玻璃或鈉鈣玻璃、硅酸硼玻璃、低堿玻璃或無堿玻璃等玻璃；或?yàn)榫蹖?duì)苯二甲酸乙二酯(Polyethylene ter印hthalate，簡(jiǎn)稱 PET)、聚碳酸酯(Polycarbonate, 簡(jiǎn)稱PC)或環(huán)氧樹酯(Epoxy)的軟性塑料。而該導(dǎo)電層20與該配向電極40可選擇為銦錫氧化物andium tin oxide，簡(jiǎn)稱ΙΤ0)透明電極。至于該絕緣層30，根據(jù)實(shí)際制造方法，則可使用具有絕緣特性的無機(jī)非金屬薄膜；或有機(jī)高分子薄膜。完成該第一基板10與該第二基板50的設(shè)置后，如圖2-3所示，再將一液晶配向組合物70與一正型液晶材料80混合注入該液晶容置空間60內(nèi)，可使用灌注法anjection) 或液晶滴下法(One drop fill，簡(jiǎn)稱0DF)使其密封于該液晶容置空間60。接下來，再施加一電壓于該導(dǎo)電層20與該配向電極40。在本發(fā)明中，該配向電極40均選用相同極性的電極；且其與該導(dǎo)電層20的極性相反，進(jìn)一步而言，本實(shí)施例中該配向電極40采用條狀的正電極；而該導(dǎo)電層20則為負(fù)電極。故當(dāng)施加該電壓時(shí)，該導(dǎo)電層20與該配向電極40將于該液晶容置空間60內(nèi)產(chǎn)生一電場(chǎng)。如圖2-4所示，其中所繪制的箭頭表示該電場(chǎng)的方向， 而該液晶配向組合物70及該正型液晶材料80受該電場(chǎng)的作用下，將朝一預(yù)定方向偏轉(zhuǎn)。在本發(fā)明中，該電壓為介于1至40伏特之間，待該液晶配向組合物70與該正型液晶材料80朝該預(yù)定方向穩(wěn)定排列后，再聚合該液晶配向組合物70，其中，該液晶配向組合物70采用光硬化型高分子，故其可利用紫外光照射而進(jìn)行聚合反應(yīng)，而為了加速聚合反應(yīng)的進(jìn)行，也可在聚合前在該液晶配向組合物70中加入一硬化起始劑。如圖2-5所示，當(dāng)該液晶配向組合物70受到紫外光作用時(shí)，該液晶配向組合物70 將發(fā)生聚合而于該第一基板10與該第二基板50上分別形成一第一配向?qū)?1與一第二配向?qū)?2，在本實(shí)施例中，該紫外光照射強(qiáng)度大于或等于lmj/cm2。該第一配向?qū)?1形成于該絕緣層30與該配向電極40的表面上；而該第二配向?qū)?2則形成于該第二表面52上。其中，該第一配向?qū)?1與該第二配向?qū)?2提供該正型液晶材料80呈有序排列，例如使得該正型液晶材料80可與該第一基板10、該第二基板50之間產(chǎn)生一接近0度的預(yù)傾角。綜上所述，本發(fā)明液晶配向?qū)拥男纬煞椒ㄖ饕峭ㄟ^該導(dǎo)電層、該絕緣層與該配向電極的電極結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使得所產(chǎn)生的該電場(chǎng)為均勻分布的狀態(tài)，因此在該液晶配向組合物形成該第一配向?qū)优c該第二配向?qū)忧埃耸乖撘壕湎蚪M合物快速地朝該預(yù)定方向偏轉(zhuǎn)外，其排列也更為整齊。因此，聚合后該第一配向?qū)优c該第二配向?qū)涌色@得更好的分子排列，如此一來，也提升了該正型液晶材料的排列性，因此該正型液晶材料的響應(yīng)時(shí)間得以縮短。以上已對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，然而，以上所述內(nèi)容僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，不能限定本發(fā)明實(shí)施的范圍。即凡根據(jù)本發(fā)明申請(qǐng)范圍所作的均等變化與修飾等，都應(yīng)仍屬本發(fā)明的專利涵蓋范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種液晶配向?qū)拥男纬煞椒ǎ涮卣髟谟?，所述方法包括以下步驟 提供一第一基板(10)，所述第一基板(10)具有一第一表面(11)；于所述第一表面(11)上依次形成一導(dǎo)電層(20)、一覆蓋所述導(dǎo)電層00)的絕緣層 (30)以及多個(gè)設(shè)于所述絕緣層(30)表面上的配向電極GO)；將一第二基板(50)與所述第一基板(10)平行設(shè)置，所述第二基板(50)具有一與所述第一表面(11)相互對(duì)應(yīng)的第二表面(51)，且所述第一表面(11)與所述第二表面(51)之間形成一液晶容置空間(60)；將一液晶配向組合物(70)與一正型液晶材料(80)混合注入所述液晶容置空間(60)內(nèi)；施加一電壓于所述導(dǎo)電層00)與所述配向電極(40)，令所述液晶容置空間(60)內(nèi)產(chǎn)生一電場(chǎng)而使所述液晶配向組合物(70)偏轉(zhuǎn)至一預(yù)定方向；以及聚合所述液晶配向組合物(70)，令所述液晶配向組合物(70)分別于所述第一基板 (10)上以及所述第二基板00)上形成一第一配向?qū)?71)與一第二配向?qū)?72)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述液晶配向?qū)拥男纬煞椒?，其特征在于，所述第一配向?qū)?71)形成于所述絕緣層(30)與所述配向電極GO)的表面上，且所述第二配向?qū)?7 形成于所述第二表面(51)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述液晶配向?qū)拥男纬煞椒?，其特征在于，所述液晶配向組合物 (70)與所述正型液晶材料(80)為利用灌注法或液晶滴下法密封于所述液晶容置空間 (60)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述液晶配向?qū)拥男纬煞椒?，其特征在于，所述液晶配向組合物 (70)為利用紫外光照射進(jìn)行聚合反應(yīng)，所述紫外光照射強(qiáng)度> lmj/cm2。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述液晶配向?qū)拥男纬煞椒ǎ涮卣髟谟?，所述電壓介?至40伏特之間。
全文摘要
一種液晶配向?qū)拥男纬煞椒?，先提供一第一基板，于該第一基板表面依次形成一?dǎo)電層、一覆蓋該導(dǎo)電層的絕緣層以及多個(gè)設(shè)于該絕緣層表面的配向電極。接著將一第二基板與該第一基板相平行設(shè)置，再將一液晶配向組合物與一正型液晶材料混合注入該第一、第二基板之間，并于該導(dǎo)電層與該配向電極之間施加一電壓，使得該第一、第二基板之間產(chǎn)生一電場(chǎng)。待該液晶配向組合物偏轉(zhuǎn)至一預(yù)定方向后，聚合該液晶配向組合物而形成配向?qū)?。由于該?dǎo)電層與該配向電極的設(shè)置方式可令該電場(chǎng)的分布更為均勻，故可提升該液晶配向組合物排列的一致性。
文檔編號(hào)G02F1/1337GK102279486SQ201010199070
公開日2011年12月14日 申請(qǐng)日期2010年6月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月8日
發(fā)明者應(yīng)紫晴, 李道鴻, 楊文鋐, 林昱禎 申請(qǐng)人:統(tǒng)煬企業(yè)有限公司