专利名称：在排列膜上形成多区域的方法以及相关产品和制造设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种在排列膜上形成多区域的方法、使用该方法制造液晶显示设备的方法、液晶排列设备以及液晶显示设备，并且特别涉及一种利用原子束在排列膜上形成多区域的方法、使用该方法制造液晶显示设备的方法、液晶排列设备以及具有宽视角的液晶显示设备。
背景技术：
通常，液晶显示设备通过使用液晶来显示图像。液晶显示设备调整被称作像素的小面积液晶的排列，从而控制对白光的透射。然后，白光通过滤色镜过滤为彩色光。各个像素的彩色光组合起来，由此形成图像。
一般液晶显示设备的视角与阴极射线管(CRT)显示设备相比很窄，因为光的行进方向由液晶来调整。
对于便携式计算机，狭窄的视角并不是严重的缺陷。然而，当液晶显示设备用于电视接收装置时，狭窄的视角成为严重的缺陷，因为偏离电视接收装置的人将无法看清图像。
为此，目前已经进行了如下的大量研究来扩宽视角。
平面转换(IPSIn-Plan Switching)型液晶显示设备已经开发出来。
在平面转换型液晶显示设备中，像素电极和公共电极在一块衬底上平行设置。
边缘电场形成在公共电极与像素电极的附近，从而调整液晶分子的排列来扩宽视角。
然而，尽管平面转换型液晶显示设备具有扩宽的视角，但是平面转换型液晶显示设备的亮度很低。另外，平面转换型液晶显示设备有余象(residual image)，因此要使用用来消除余象的昂贵薄膜。
垂直排列型液晶显示设备也已经开发出来。在垂直排列型液晶显示设备中，像素电极和公共电极彼此相对。液晶间插在像素电极与公共电极之间。液晶分子相对于像素电极和公共电极垂直地排列。
可构图公共电极或像素电极来扩宽视角。可以在公共电极上或在像素电极上形成突出部分，来扩宽视角。
具有图案化的像素电极或图案化的公共电极的垂直排列型液晶显示设备称作“图案化垂直排列(PVA)型液晶显示设备”。
具有形成在公共电极上或在像素电极上的突出部分的垂直排列型液晶显示设备称作“块垂直排列(MVAMassive Vertical Alignment)型液晶显示设备”。
然而，为了制造PVA型液晶显示设备，要执行额外的工序来构图公共电极。具有MVA型液晶显示设备的突出部分的公共电极可以与像素电极电学短接。
在扭转向列(twisted nematic)液晶显示设备中，使用了用于扩宽视角的补偿膜。然而，补偿膜很昂贵，并且增大了液晶显示设备的重量和体积。
发明内容
因此，提供本发明主要是为了避免由于现有技术限制和缺点引起的一个或多个问题。
本发明的特征之一在于提供一种通过非接触法在排列膜上形成多区域的方法。
在本发明的一个方面中，提供一种制造具有宽视角的液晶显示装置的制造方法。
在本发明的另一个方面中，提供一种具有宽视角的液晶显示装置。
在本发明的另一个方面中，提供一种液晶排列设备。
根据形成用于排列液晶的多区域的方法，在衬底上形成排列膜。用沿着第一方向照射的原子束扫描排列膜，从而形成第一排列膜的第一区中的第一区域。然后，用沿着第二方向照射的原子束扫描排列膜，从而在第一排列膜的第二区内形成第二区域。
根据制造液晶显示装置的方法，在第一衬底上形成第一和第二电极。在第一衬底上形成第一排列膜。沿着第一方向在第一排列膜的第一排列区内照射原子束。第一排列区与第一电极的第一区相对应。沿着第二方向在第一排列膜的第二排列区内照射原子束。第二排列区与第一电极的第二区相对应。然后，组装第一衬底与第二衬底。
根据另一种制造液晶显示装置的方法，在第一衬底上形成第一电极。在第二衬底上形成第二电极。在第一衬底上形成第一排列膜。沿着第一方向在第一排列膜的第一排列区内照射原子束。第一排列区与第一电极的第一区相对应。沿着第二方向在第一排列膜的第二排列区内照射原子束。第二排列区与第一电极的第二区相对应。将第一衬底与第二衬底彼此组装在一起。
根据具有宽视角的液晶显示装置，该液晶显示装置包括第一和第二电极、第一和第二排列膜和液晶层。第一和第二衬底彼此面对。第一和第二电极设置在第一与第二衬底之间。第一排列膜形成在第一衬底上。第一排列膜具有用于排列液晶分子的第一和第二极化功能组。第一极化功能组形成在与第一电极的第一区相对应的第一排列区上。第一极化功能组沿着第一方向形成。第二极化功能组形成在与第一电极的第二区相对应的第二排列区上。第二极化功能组沿着第二方向形成。第二排列膜形成在第二衬底上。液晶层插在第一与第二衬底之间。
根据液晶排列设备，该液晶排列设备包括基体、原子束发生器和原子束阻挡单元。基体支撑了具有第一和第二面的衬底。排列膜形成在第一面上。原子束发生器照射原子束。原子束发生器沿着排列膜移动从而扫描排列膜。原子束阻挡单元设置在基体与原子束发生器之间。原子束阻挡单元包括具有开口的掩模。从原子束发生器产生的原子束照射在排列膜的一部分上。排列膜的该部分通过掩模的开口暴露。
根据形成用于排列液晶的多区域的方法，多区域通过非接触法形成。用于制造多区域的工艺数量和时间被减小。
本发明的上述和其它的特征及优点，将通过参照附图详细描述其典型实施例而变得更加清晰，附图中图1为流程图，示出在排列膜上通过原子束形成多区域的方法；图2为示意截面图，示出根据图1的第一步，形成在衬底上的排列膜；图3为示意截面图，示出根据图1的第二步，在排列膜的第一区上利用第一掩膜形成第一区域的方法；
图4为流程图，示出图1的第二和第三步形成原子束的方法；图5为示意截面图，示出根据图1的第三步，在排列膜的第二区上利用第二掩膜形成第二区域的方法；图6为示意截面图，示出根据图1的第二步，在排列膜的第一区上利用第一浮置掩膜形成第一区域的方法；图7为示意截面图，示出根据图1的第三步，在排列膜的第二区上利用第二浮置掩膜形成第二区域的方法；图8为平面图，示出图6和7的第一和第二浮置掩膜；图9为流程图，示出根据本发明的第一典型实施例，制造具有宽视角的液晶显示设备的方法；图10为示意截面图，示出根据图9第一步的第一和第二衬底；图11为示意截面图，示出根据图9的第二步，形成在其上形成有第一电极的第一衬底上的排列膜；图12为示意截面图，示出根据图9的第三步，在排列膜的第一区上形成第一区域的方法；图13为平面图，示出图12的第一区域；图14为示意截面图，示出根据图9的第四步，在排列膜的第二区上形成第二区域的方法；图15为平面图，示出图14的第二区域；图16为示意截面图，示出根据图9的第五步，组装在一起的第一和第二衬底；图17为流程图，示出根据本发明的第二典型实施例，制造具有宽视角的液晶显示设备的方法；图18为示意截面图，示出根据图17的第一步，形成在第二衬底的第二电极上的第二排列膜；图19为示意截面图，示出根据图17的第二步，在第二衬底的第三区上形成第三区域的方法；图20为平面图，示出图19的第三区域；图21为示意截面图，示出根据图17的第三步，在第二衬底的第四区上形成第四区域的方法；图22为平面图，示出图21的第四区域；
图23为示意截面图，示出根据图9的第五步，组装在一起的第一衬底和第二衬底；图24为透视图，示出根据本发明的第二典型实施例，第一与第三区域之间的关系，以及第二与第四区域之间的关系；图25为透视图，示出根据本发明的另一个第二典型实施例，第一与第三区域之间的关系，以及第二与第四区域之间的关系；图26为示意截面图，示出根据本发明第一典型实施例的具有宽视角的液晶显示设备；图27为示意图，示出图26的第一电极；图28为平面图，示出形成在图26的第一衬底的第一排列膜上的第一和第二极化功能组；图29为示意截面图，示出根据本发明第二典型实施例的具有宽视角的液晶显示设备；图30为平面图，示出图29的第一至第四极化功能组的关系；图31为平面图，示出图29的第一至第四极化功能组的另一种关系；图32为示意截面图，示出根据本发明第一典型实施例的液晶排列设备；图33为示意截面图，示出用于调整从图32的原子束发生器产生的原子束的照射角度的角度调整器；图34为图32的原子束透射单元；图35为示意图，示出具有掩模支撑器的液晶排列设备；图36为平面图，示出根据第一典型实施例的图35的掩模支撑器；图37为示意截面图，示出在排列膜上方排列的图36的掩模支撑器；图38为平面图，示出根据第二典型实施例的图35的掩模支撑器；图39为示意截面图，示出在排列膜上方排列的图38的掩模支撑器；以及图40为示意截面图，示出根据本发明第二典型实施例的液晶排列设备。
具体实施例方式
以下，将参照附图详细介绍本发明的优选实施例。
使用原子束在排列膜(alignment film)上制造多区域(multi-domain)的方法的实施例实施例1图1为流程图，示出在排列膜上通过原子束形成多区域的方法。
参照图1，用于多区域的排列膜利用原子束形成在衬底上(步骤100)。
图2为示意截面图，示出根据图1的步骤100，形成在衬底上的排列膜。
参照图2，排列膜110形成在衬底100上。排列膜可以包括诸如类金刚碳(DLCdiamond-like-carbon)、氧化硅、氮化硅、多晶硅、非晶硅、氧化钛和聚酰亚胺的材料。
例如，优选使用类金刚碳作为排列膜110。
再参照图1，形成排列膜后，在排列膜的第一区(first region)上形成第一区域(first domain)(步骤200)。
仅暴露排列膜的第一区，以在其上形成第一区域。
图3为示意截面图，示出根据图1的步骤200，在排列膜的第一区上利用第一掩膜形成第一区域的方法。
参照图2和3，在排列膜110上形成第一掩模120。第一掩模120具有用来暴露第一区A1的第一开口125。第一掩模120覆盖第二区A2。第一和第二区A1和A2与第一掩模120的整个区域相对应。
第一掩模120与沉积在排列膜110上的薄膜相对应。例如，薄膜可包括氧化铝(Al2O3)。包括氧化铝(Al2O3)的薄膜可经由溅射法或化学汽相沉积(CVD)工艺形成。第一掩模120可包括金属作为氧化铝(Al2O3)的替代。优选，第一掩模120的厚度不小于1000。
当第一掩模120暴露出排列膜110的第一区A1时，原子束130沿着第一方向照射在第一掩模120上。
第一方向在相对于负y轴沿着逆时针方向从约0°至约90°的范围内。
原子束130为直线形。原子束130扫过第一掩模120。因此，原子束的一部分经由第一开口125照射在排列膜110的第一区A1上，从而形成了用于排列液晶分子的第一区域115。
图4为流程图，示出图1的步骤200和300中形成原子束的方法。
参照图3和4，解离源气体，由此形成离子(步骤210)，从而形成原子束。
优选，使用惰性气体作为源气体，因为惰性气体具有很低的反应率。例如，用氩气作为源气体。优选用氩气形成第一区域，因为氩气具有很重的重量。
可以加热氩气来形成离子。当氩气加热到超过2500K的温度时，氩解离形成了离子。可用钨(W)丝加热氩气。
可以允许氩气通过阳极电极与阴极电极之间的空间来形成离子。在阴极与阳极电极之间形成足够的电场。在通过阴极与阳极电极之间的空间时，电子从氩气解离出来，从而形成离子。
在形成离子时，加速电极吸引离子，使得离子加速(步骤220)。加速电极为网眼形。加速电极具有与离子相反的极性。因此，离子被朝向加速电极吸引，从而形成离子束。
离子束与电子结合，使得离子束转变为原子束(步骤230)。
电子束与离子束交叉。因此，离子束与电子相结合，而转变为原子束。
在形成第一区域A1时，从排列膜110上移除第一掩模120。
参照图1，形成第一区域后，在排列膜的第二区形成第二区域(步骤300)。第二区与第一区域相邻，但第二区域并不与第一区域交叠。
图5为示意截面图，示出根据图1的步骤300，在排列膜的第二区上利用第二掩膜形成第二区域的方法。
参照图5，仅暴露排列膜110的第二区A3。第二区A3与第一区相邻。
第二掩模140形成在排列膜110上。
第二掩模140与沉积在排列膜110上的薄膜相对应。例如，该薄膜可包括氧化铝(Al2O3)。包括氧化铝(Al2O3)的薄膜可经由溅射法或化学汽相沉积(CVD)工艺形成。第二掩模140可包括金属作为氧化铝(Al2O3)的替代。优选，第二掩模140的厚度不小于1000。
第二掩模140经由与第一掩模120相同的工艺形成。因此，略去进一步的说明。
当第二掩模140暴露出排列膜110的第二区A3时，原子束130沿着第二方向照射在第二掩模140上。
第二方向在相对于负y轴沿着逆时针方向从约0°至约90°的范围内。
原子束130为直线形。原子束130扫过第二掩模140。因此，原子束的一部分透过第二开口145照射在排列膜110的第二区A3上，从而形成了用于排列液晶分子的第二区域117。
根据实施例1，原子束照射在排列膜的多于一个的区域上，从而通过非接触法形成了多区域。因此在排列膜上形成多区域无需额外的工艺。
实施例2图6为示意截面图，示出根据图1的步骤200，在排列膜的第一区上利用第一浮置掩膜形成第一区域的方法；而图7为示意截面图，示出根据图1的步骤300，在排列膜的第二区上利用第二浮置掩膜形成第二区域的方法。
如图1的步骤100所示，在衬底100上形成排列膜110时，第一浮置掩模150设置在排列膜110上方，使排列膜110的第一区A1暴露出。
第一浮置掩模150具有很薄的厚度。第一浮置掩模150具有包括第三开口155的平板形状。第三开口155与排列膜110的第一区A1相对应。第一浮置掩模150与排列膜110分开，使得第一浮置掩模150可以沿着平行方向相对于排列膜110移动。
根据实施例2，第一浮置掩模与排列膜分开。因此工艺简便，并且提高了工作速度，使得实施例2适于大量生产。
当第一浮置掩模150暴露出排列膜110的第一区A1时，原子束130沿着第一方向照射在第一浮置掩模150上。
第一方向在相对于负y轴沿着顺时针方向从约0°至约90°的范围内。
参照图7，第二浮置掩模160具有很薄的厚度。第二浮置掩模160具有包括第四开口165的平板形状。第四开口165与排列膜110的第二区A3相对应。第二浮置掩模160与排列膜110分开，使得第二浮置掩模160可以沿着平行方向相对于排列膜110移动。
当第二浮置掩模160暴露出排列膜110的第二区A3时，原子束130沿着第二方向照射在第二浮置掩模160上。
第二方向在相对于负y轴沿着逆时针方向从约0°至约90°的范围内。
图8为平面图，示出图6和7中的第一和第二浮置掩膜。
第一和第二浮置掩模150和160具有很薄的厚度。当第一和第二浮置掩模150和160的厚度很薄时，其上照射原子束的部分被歪曲。
因此，第一和第二浮置掩模150和160具有很薄的厚度。
参照图8，第一和第二浮置掩模(floating mask)150和160包括支撑框121a、第一引线(wire)121b、第二引线121c和第三引线121d。
支撑框121a具有矩形的形状，其具有与衬底100基本相等的尺寸和基本相同的形状。
第一引线121b的第一端固定在支撑框121a的第一内侧。第一引线121b的第二端固定在支撑框121a的第二内侧。第一和第二内侧彼此相对。
缠扭厚度约为10μm的引线，从而形成第一引线121b。第一引线121b牢固地固定在支撑框121a上。
第二引线121c的第一端固定在支撑框121a的第三内侧。第二引线121c的第二端固定在支撑框121a的第四内侧。第三和第四内侧彼此相对。
缠扭厚度约为10μm的引线，从而形成第二引线121c。第二引线121c牢固地固定在支撑框121a上。
由此，设置多个第一引线121b和多个第二引线121c来形成栅格形。因此，窗口121e由第一和第二引线121b和121c限定。
第三引线121d的两端都连接在相邻的两条第二引线121c上，使得第三引线121d阻挡了窗口121e。因此，原子束不能透过开口121e。然而，开口121e的一部分未被第三引线121d阻挡，使得原子束可透过开口121e。
第三引线121d的两端也可以都连接到相邻的两条第一引线121b。
第一和第二浮置掩模150和160具有很薄的厚度，并且掩模很少下垂。因此，原子束可照射在预定的位置上。
根据实施例2，原子束照射在排列膜的多于一个的区域上，从而通过非接触法形成了多区域。因此在排列膜上形成多区域无需额外的工艺。另外，用于形成多区域的时间缩短。
制造具有宽视角的液晶显示设备的方法的实施例实施例1图9为流程图，示出根据本发明的第一典型实施例，制造具有宽视角的液晶显示设备的方法。
参照图9，第一和第二电极分别形成在第一和第二衬底上(步骤600)。
图10为示意截面图，示出根据图9的步骤600的第一和第二衬底。
参照图10，多个第一电极175形成在第一衬底170上。第一电极175按矩阵形状排列。
例如，当液晶显示设备的分辨率为1024×768并且液晶显示设备为全色时，液晶显示设备的计数为1024×768×3。
第一电极175包括氧化铟锡(ITO)或氧化铟锌(IZO)。
第二电极195形成在第二衬底190上，使得第二电极195覆盖第二衬底190的上表面。
第二电极195包括氧化铟锡(ITO)或氧化铟锌(IZO)。
再参照图9，当第一和第二电极分别形成在第一和第二衬底上时(步骤600)，第一排列膜形成在第一衬底上(步骤700)。
图11为示意截面图，示出根据图9的步骤700，形成在其上形成有第一电极的第一衬底上的排列膜。
参照图11，第一排列膜180形成在具有形成于其上的第一电极175的第一衬底170上。第一排列膜180可包括诸如类金刚碳(DLC)、氧化硅、氮化硅、多晶硅、非晶硅、氧化钛和聚酰亚胺的材料。
例如，第一排列膜180包括类金刚碳。第一排列膜180可通过化学汽相沉积(CVD)工艺形成在第一衬底170上。
再参照图9，当第一排列膜形成在第一衬底上时(步骤700)，原子束沿着第一方向照射在第一排列膜的第一排列区(alignment region)上(步骤800)。
图12为示意截面图，示出根据图9的步骤800，在排列膜的第一区上形成第一区域的方法；而图13为平面图，示出图12的第一区域。
参照图12和图13，仅暴露第一排列膜的第一排列区A5。第一排列区A5与形成在第一衬底170上的第一电极175的第一区A1相对应。原子束130沿着第一方向照射在第一排列区A5上，从而形成第一区域182。第一方向在相对于负y轴沿着顺时针方向从约0°至约90°的范围内。
多于一个的第一区A1可形成在第一电极175上。
再参照图9，当原子束沿着第一方向照射在第一排列区上时(步骤800)，原子束沿着第二方向照射在第二排列区上(步骤900)。
图14为示意截面图，示出根据图9的步骤900，在排列膜的第二区上形成第二区域的方法；而图15为平面图，示出图14的第二区域。
参照图14和图15，仅暴露第一排列膜180的第二排列区A6。第二排列区A6与第一电极175的第二区A3相对应。原子束130沿着第二方向照射在第二排列区A6上，从而形成第二排列区A6的第二区域184。第二方向在相对于负y轴沿着逆时针方向从约0°至约90°的范围内。
多于一个的第二区A3可形成在第一电极175上。
当多于一个的第一区A1和第二区A3形成地第一电极175上时，第一区A1优选与第二区A3交替。
再参照图9，第一和第二衬底组装在一起(步骤1000)。液晶层插于第一与第二衬底之间。液晶材料可注入在第一与第二衬底之间，从而在第一和第二衬底彼此结合之后或之前形成液晶层。
图16为示意截面图，示出根据图9的步骤1000，组装在一起的第一和第二衬底。
参照图16，密封剂198插于第一与第二衬底170与190之间，从而将第一和第二衬底170和190组装在一起。密封剂198沿着第一和第二衬底170和190的边缘部分布置。
密封剂198将第一衬底170连接至第二190。密封剂198沿着第一和第二衬底170和190的边缘布置。密封剂198将第一和第二衬底170和190粘在一起，并且密封剂198将液晶196密封在衬底之间。
根据制造具有宽视角的液晶显示设备的方法的实施例1，原子束分别沿着第一和第二方向照射在第一区和第二区上，从而通过非接触法形成第一和第二区域。
实施例2图17为流程图，示出根据本发明的第二典型实施例，制造具有宽视角的液晶显示设备的方法。在本实施例中，形成第二区域的方法与在图9的步骤600至900中介绍的形成第一区域的方法相同。因此，将略去与形成第二区域的方法相关的所有进一步的说明。
参照图17，在组装第一衬底与第二衬底以前(步骤1000)，在第二衬底上形成第二排列膜(步骤650)。
图18为示意截面图，示出根据图17的步骤650，形成在第二衬底的第二电极上的第二排列膜。
参照图18，第二电极195形成在第二衬底190上，用于覆盖第二衬底190的上表面。第二电极195包括氧化铟锡(ITO)或氧化铟锌(IZO)。
第二排列膜200形成在第二电极195上，用于覆盖第二电极195。第二排列膜200可包括诸如类金刚碳(DLC)、氧化硅、氮化硅、多晶硅、非晶硅、氧化钛和聚酰亚胺等的材料。例如，第二排列膜200包括类金刚碳(DLC)。
参照图17，在第二衬底上形成第二排列膜时(步骤650)，原子束沿着第三方向照射在第二排列膜的第三排列区上(步骤750)。第三排列区面对第一排列区。
图19为示意截面图，示出根据图17的步骤750，在第二衬底的第三区上形成第三区域的方法；而图20为平面图，示出图19的第三区域。
参照图19和20，第三排列区A7形成在第二排列膜200上，使得第三排列区A7面向第一排列区A5。原子束沿着第三方向照射在第三排列区A7上，使得第三区域205沿着第三方向形成在第三排列区A7上。
再参照图17，在原子束照射在第三排列区上时(步骤750)，原子束沿着第四方向照射在面对第二排列区的第四排列区上(步骤850)。
图21为示意截面图，示出根据图17的步骤850，在第二衬底的第四区上形成第四区域的方法；而图22为平面图，示出图21的第四区域。
参照图21和22，第四排列区A8形成在第二排列膜200上，使得第四排列区A8面向第二排列区A6。仅暴露第四排列区A8。原子束130沿着第四方向照射在第四排列区A8上。
因此，第四区域207沿着第四方向形成在第二排列膜190的第四排列区A8上。
然后，第一和第二衬底170和190被组装在一起。液晶材料设置在第一与第二衬底170与190之间。
图23为示意截面图，示出根据图9的步骤1000，组装在一起的第一衬底和第二衬底。
参照图23，密封剂198插于第一与第二衬底170与190之间，从而将第一和第二衬底170和190彼此组装在一起。密封剂198沿着第一和第二衬底170和190的边缘布置。密封剂198将第一和第二衬底170和190彼此连接。密封剂198防止了液晶泄露。
液晶材料的液晶分子的排列根据第一衬底170的第一区域182和第二衬底190的第三区域205的排列方向调整，并且液晶分子也根据第一衬底170的第二区域184和第二衬底190的第四区域207的排列方向调整。
图24为透视图，示出根据本发明的第二典型实施例，第一与第三区域之间的关系，和第二与第四区域之间的关系。
参照图23和24，第一排列区A5的第一区域182的排列方向基本平行于第三排列区A7的第三区域205的排列方向。第二排列区A6的第二区域184的排列方向基本平行于第四排列区A8的第四区域207的排列方向。
液晶插在第一衬底170与第二衬底190之间。然后，液晶分子垂直于第一和第二衬底170和190排列。因此，具有垂直对准的液晶的液晶显示设备称作“垂直排列(VA)模式液晶显示设备”。
图25为透视图，示出根据本发明的另一个第二典型实施例，第一与第三区域之间的关系，和第二与第四区域之间的关系。
参照图23和25，第一区域1 82的排列方向与第三区域205的排列方向不同。例如，第一区域182的排列方向相对于第三区域205的排列方向形成角度，使得该角度在约90°至约270°范围内。
第二区域184的排列方向与第四区域207的排列方向不同。例如，第二区域184的排列方向相对于第四区域207的排列方向形成角度，使得该角度在约90°至约270°范围内液晶材料插在第一衬底170与第二衬底190之间。然后，液晶分子被扭曲，以形成螺旋形。因此，具有扭曲液晶的液晶显示设备称作“扭转向列模式或超扭转向列模式液晶显示设备”。
具有宽视角的液晶显示设备实施例1图26为示意截面图，示出根据本发明的第一典型实施例，具有宽视角的液晶显示设备。
参照图26，液晶显示设备230包括第一和第二衬底170和190、第一和第二电极175和195、第一和第二排列膜180和200、以及液晶196。液晶显示设备230具有很宽的视角。
第一电极175形成在第一衬底170上。第一排列膜180形成在第一衬底170上，用于覆盖第一电极175。
第二电极195形成在第二衬底190上。第二排列膜200形成在第二电极195上。
然而，第一和第二电极175和195可以在同一衬底中彼此交替。
多个第一电极175设置在第一衬底179上，使得第一电极175按矩阵形状排列。
每个第一电极175都包括氧化铟锡(ITO)或氧化铟锌(IZO)。氧化铟锡和氧化铟锌是导电的，并且透明。
图27为示意图，示出图26的第一电极。
参照图27，第一电极175可包括至少一个第一区A1和至少一个第二区A3。第一区A1的数量与第二区A3的数量相同。例如，第一电极1 75包括一个第一区A1。然后，第一电极175包括的第二区A3的数量必须是一个。当第一和第二区A1和A3的计数很大时，第一和第二区A1和A3彼此交替。
第一电极175与薄膜晶体管177电连接。
薄膜晶体管177包括栅极电极G、漏极电极D、源极电极S和沟道层C。栅极电极G与栅极线GL电连接。源极电极S与数据线DL电连接。漏极电极D与第一电极175电连接。
图28为平面图，示出形成在图26的第一衬底的第一排列膜上的第一和第二极化功能组(polarized functional group)。
再参照图26和28，第一排列膜180形成在第一衬底170上，使得第一排列膜180覆盖第一电极175。
第一排列膜180可包括诸如类金刚碳(DLC)、氧化硅、氮化硅、多晶硅、非晶硅、氧化钛和聚酰亚胺的材料。例如，优选使用类金刚碳作为第一排列膜180。
第一排列膜180的第一排列区A5设置在第一电极175的第一区A1上。第一排列膜180的第二排列区A6设置在第一电极175的第二区A2上。
用于排列液晶分子的第一极化功能组182a通过非接触法形成在第一排列区A5上。用于排列液晶分子的第二极化功能组184a通过非接触法形成在第二排列区A6上。
原子束形成了第一和第二极化功能组182a和184a。
形成第一和第二极化功能组182a和184a的方法在韩国专利申请第2002-69467号中公开(名为“用于排列液晶的方法和设备”)。因此详细解释略去。
第一极化功能组182a沿着第一方向形成在第一排列区A5上。第二极化功能组184a沿着第二方向形成在第二排列区A6上。第一和第二方向彼此不同。
第二电极195形成在第二衬底190上。第二排列膜200形成在第二电极195上。
第一和第二衬底170和190组装在一起，使得第一和第二衬底170和190彼此面对。
第一衬底170与第二衬底190以几个微米分开(μm)。
密封剂198沿着第一和第二衬底170和190的边缘形成。然后，将液晶材料设置在第一与第二衬底170与190之间，并将其密封起来。
实施例2在实施例2中，仅第二衬底与实施例1不同。因此，将省略关于相同元件的说明。
图29为示意截面图，示出根据本发明的第二典型实施例，具有宽视角的液晶显示设备。
参照图29，第二衬底190包括第二电极195和第二排列膜200。第二电极195形成在第二衬底190上，用于覆盖第二衬底190的表面。第二衬底190的第二电极195面向第一衬底170的第一电极175。
第二排列膜200包括第三排列区A7和第四排列区A8。第三排列区A7面对第一电极175的第一区A1。第三排列区A7的面积基本与第一排列区A1相同。
第四排列区A8面对第一电极175的第二区A3。第四排列区A8的面积基本与第二排列区A3相同。
第三极化功能组205a通过沿着第三方向照射的原子束形成在第三排列区A7上。第四极化功能组207a通过沿着第四方向照射的原子束形成在第四排列区A8上。
图30为平面图，示出图29的第一至第四极化功能组的关系。
参照图29和30，第一极化功能组182a形成在第一排列区A1上。第三极化功能组205a形成在第三排列区A7上。第一极化功能组182a的方向基本平行于第三极化功能组205a的方向。
第二极化功能组184a形成在第二排列区A3上。第四极化功能组207a形成在第四排列区A8上。第二极化功能组184a的方向基本平行于第四极化功能组207a的方向。然而，第一极化功能组182a的方向并不平行于二极化功能组184a的方向。
液晶材料插在第一排列膜180与第二排列膜200之间。然后，液晶分子相对于第一和第二排列膜180和200垂直地排列。因此，具有垂直排列的液晶的液晶显示设备称作“垂直排列(VA)模式液晶显示设备”。
图31为平面图，示出图29的第一至第四极化功能组的另一种关系。
参照图29和31，第一极化功能组182a形成在第一排列区A1上。第三极化功能组205a形成在第三排列区A7上。第一极化功能组182a的方向与第三极化功能组205a的方向不同。例如，第一极化功能组182a的方向相对于第三极化功能组205a的方向形成角度，该角度在约90°至约270°的范围内。
第二极化功能组184a形成在第二排列区A3上。第四极化功能组207a形成在第四排列区A8上。第二极化功能组184a的方向与第四极化功能组207a的方向不同。例如，第二极化功能组184a的方向相对于第四极化功能组207a的方向形成角度，该角度在约90°至约270°的范围内。
液晶材料插在第一与第二排列膜180与200之间。然后，液晶分子扭曲，以形成螺旋形。因此，具有扭曲液晶的液晶显示设备称作“扭转向列模式或超扭转向列模式液晶显示设备”。
液晶排列设备的实施例实施例1图32为示意截面图，示出根据本发明第一典型实施例的液晶排列设备。
参照图32，液晶排列设备300包括基体310、原子束发生器320和原子束阻挡单元330。
原子束发生器320设置在基体310上。原子束阻挡单元330设置在原子束发生器320与基体310之间。
基体310支撑具有形成于其上的排列膜110的衬底100。
原子束发生器320包括离子发生器322、离子加速器324和中和器326。
离子发生器322解离源气体。例如，离子发生器322将氩气解离成氩离子。
离子发生器322可包括钨(W)丝(未示出)和电源(未示出)。电源为钨丝提供能量，使钨丝加热氩气。由此，电子从氩气中分离出来，从而形成氩离子。
离子发生器322可包括阳极电极和阴极电极。当足够的电场形成在阳极电极与阴极电极之间时，电子从氩气中解离出来，从而形成氩离子。
离子加速器324包括加速电极324a。加速电极324a具有网眼形。向加速电极施加324a施加负电压，使氩离子由加速电极324a吸引。由此，使氩离子朝向加速电极324a加速，从而形成离子束。在离子束通过加速电极324a的同时，离子束的截面形状调整为线形。
中和器326设置在加速电极324a附近。中和器326将离子束转变为原子束。中和器326为离子束提供电子，使离子束的离子与电子复合。由此，形成原子束。
当中和器326与加速电极324a之间的距离很长时，通过加速电极324a的离子束被吸引回加速电极324a。因此，中和器326设置得离加速电极324a尽可能的近。
图33为示意截面图，示出用于调整从图32的原子束发生器产生的原子束的照射角度的角度调整器。
参照图33，原子束发生器320还包括角度调整器328。角度调整器328调整原子束相对于排列膜110形成的照射角。角度调整器328可以以角度θ旋转。
参照图32，原子束经原子束阻挡单元330选择性地照射在排列膜110的预定位置上。
图34为图32的原子束透射单元。
参照图32和34，原子束阻挡单元330包括原子束掩模336。原子束掩模336包括多个开口335。
原子束掩模336允许原子束照射在预定位置上。即，仅原子束可经由开口335透过原子束阻挡单元330。
随着原子束掩模336变得更薄，原子束精确地照射在预定位置上。
然而，随着原子束掩模336变得更薄，原子束掩模336由于自重而下垂。当原子束掩模336下垂时，开口335的位置变化，使得原子束偏离预定位置。因此，使液晶显示设备劣化。
图35为示意图，示出具有掩模支撑器的液晶排列设备。
参照图34和35，掩模支撑器338设置在原子束掩模330下，从而支撑原子束掩模330。掩模支撑器338并不阻挡原子束。
图36为平面图，示出根据第一典型实施例的图35的掩模支撑器；参照图36，掩模支撑器336a与突出部分相对应。在掩模支撑器336a的一面上形成多个突出部分。每个突出部分设置在开口335之间。
图37为示意截面图，示出在排列膜上方排列的图36的掩模支撑器。
参照图37，突出部分的第一端连接原子束掩模336。突出部分的第二端与排列膜110相接触，使得原子束掩模336与排列膜110保持均匀的距离。
图38为平面图，示出根据第二典型实施例，图35的掩模支撑器；而图39为示意截面图，示出在排列膜上方排列的图38的掩模支撑器。
参照图38和39，掩模支撑器336b与石英棒或支撑引线相对应。掩模支撑器336b的宽度比开口335之间的距离窄。掩模支撑器336b在开口335之间延伸，使得掩模支撑器336b不会经过开口335暴露。
掩模支撑器336b插在原子束掩模336与排列膜110之间，使得掩模支撑器336b支撑原子束掩模336。
原子束沿着倾斜方向扫过原子束掩模336。
因此，当原子束的扫描方向与掩模支撑器336b的纵向方向不同时，掩模支撑器336b的一部分阻挡了原子束。因此，优选掩模支撑器336b设置在原子束掩模336下，使得掩模支撑器336b的方向与原子束的扫描方向平行。
根据本实施例，多区域可通过非接触法精确地形成在预定位置。
实施例2图40为示意截面图，示出根据本发明第二典型实施例的液晶排列设备。
仅原子束发生器的盖子和升降单元(lift unit)与实施例1不同。因此，对相同元件的所有进一步的说明将被略去。
参照图40，液晶排列装置300包括基体410、原子束发生器420、原子束发生器420的盖子432、原子束阻挡单元430和升降单元440。
升降单元440设置在基体410上。升降单元440包括升降杆442和升降体445。升降杆442直立，使得升降杆442的纵向方向基本与基体410的上表面垂直。升降体445可以在沿着升降杆442的垂直方向上移动。
盖子432与升降体445连接。因此，当升降体445沿着升降杆442移动，盖子432也沿着升降杆442垂直地移动。
盖子432包括开口431，使得从原子束发生器420产生的原子束可通过开口431而到达排列膜110。
转移杆460装备在盖子432内。转移杆460的纵向方向基本平行于排列膜110。
原子束发生器420连接至转移杆460，使得原子束发生器420可沿着转移杆460平行于排列膜110移动。
原子束阻挡单元430附在开口431上，并覆盖开口431。
根据实施例2，液晶排列设备可通过非接触法形成多个区域。
应理解，在介绍了本发明的典型实施例及其优点后，可在不脱离本发明如权利要求所界定的精神和范围的前提下，对其进行各种变化、替换和改变。
权利要求
1.一种形成用于排列液晶的多区域的方法，包括在衬底上形成排列膜；用沿着第一方向照射的原子束扫描排列膜，从而在第一排列膜的第一区内形成第一区域；以及用沿着第二方向照射的原子束扫描排列膜，从而在第一排列膜的第二区内形成第二区域。
2.如权利要求1所述的方法，其中排列膜包括从类金刚碳(DLC)、氧化硅、氮化硅、多晶硅、非晶硅、氧化钛和聚酰亚胺构成的组中选取的材料。
3.如权利要求1所述的方法，其中原子束经由第一掩模仅照射在第一排列膜的第一区中，第一掩模具有暴露出第一区的第一开口。
4.如权利要求3所述的方法，其中第一掩模与第一排列膜的表面相接触。
5.如权利要求4所述的方法，其中第一掩模与涂覆在第一排列膜上的氧化铝(Al2O3)层相对应。
6.如权利要求1所述的方法，其中原子束经由第二掩模仅照射在第一排列膜的第二区中，第二掩模具有暴露出第二区的第二开口。
7.如权利要求6所述的方法，其中第二掩模与第一排列膜的表面相接触。
8.如权利要求7所述的方法，其中第二掩模与涂覆在第一排列膜上的氧化铝(Al2O3)层相对应。
9.如权利要求1所述的方法，其中原子束通过以下步骤形成解离原子，从而将原子转变为离子；加速离子，从而形成离子束；以及中和离子束，从而将离子束转变为原子束。
10.如权利要求1所述的方法，其中原子束经由第一浮置掩模仅照射在第一排列膜的第一区中，第一浮置掩模具有暴露出第一区的第三开口并设置在第一排列膜上方。
11.如权利要求10所述的方法，其中第一浮置掩模包括支撑框、以及多个第一、第二和第三引线，支撑框在支撑框的中央部分具有开口，每条第一引线在开口内沿第一方向延伸，每条第一引线的两端都连接至支撑框的内壁，每条第二引线在开口内沿第二方向延伸，每条第二引线的两端都连接至支撑框的内壁，第一方向基本垂直于第二引线，每条第三引线的两端都分别连接在两条邻近的第一引线上，从而阻挡了由第一和第二引线形成的窗口的一部分处的原子束。
12.如权利要求1所述的方法，其中原子束经由第二浮置掩模仅照射在第一排列膜的第二区中，第二浮置掩模具有暴露出第二区的第四开口并设置在第一排列膜上方。
13.如权利要求12所述的方法，其中第二浮置掩模包括支撑框、以及多个第一、第二和第三引线，支撑框在支撑框的中央部分具有开口，每条第一引线在开口内沿第一方向延伸，每条第一引线的两端都连接至支撑框的内壁，每条第二引线在开口内沿第二方向延伸，每条第二引线的两端都连接至支撑框的内壁，第一方向基本垂直于第二方向，每条第三引线两端都分别连接在两条邻近的第一引线上，从而阻挡了由第一和第二引线形成的窗口的一部分处的原子束。
14.一种制造液晶显示装置的方法，包括在第一衬底上形成第一和第二电极；在第一衬底上形成第一排列膜；沿着第一方向在第一排列膜的第一排列区内照射原子束，第一排列区与第一电极的第一区相对应；沿着第二方向在第一排列膜的第二排列区内照射原子束，第二排列区与第一电极的第二区相对应；以及组装第一衬底与第二衬底。
15.如权利要求14所述的方法，其中至少一个第一区和至少一个第二区形成在第一电极上。
16.如权利要求14所述的方法，其中第一和第二区彼此交替。
17.如权利要求14所述的方法，其中第二衬底包括面向第一衬底的第一电极的滤色镜。
18.如权利要求14所述的方法，其中第一衬底包括覆盖第一电极的滤色镜。
19.如权利要求14所述的方法，其中第一和第二电极形成在第一衬底中，第一和第二电极彼此平行。
20.如权利要求14所述的方法，其中第二衬底包括形成于其上的第二排列膜，第二排列膜面对第一衬底的第一排列膜，原子束沿着第三方向照射在第二排列膜的第三排列区内，第三排列区与第一电极的第一区相对应，原子束沿着第四方向照射在第二排列膜的第四排列区内，第四排列区与第一电极的第二区相对应。
21.如权利要求20所述的方法，其中第一和第二方向分别平行于第三和第四方向。
22.如权利要求20所述的方法，其中液晶层插在第一与第二排列膜之间，液晶层的液晶分子相对于第一和第二排列膜垂直地排列。
23.如权利要求20所述的方法，其中第三方向相对于第一方向形成第一角，第四方向相对于第二方向形成第二角，第一和第二角分别在从约90°至约270°的范围内。
24.如权利要求23所述的方法，其中液晶层插在第一与第二排列膜之间，排列液晶层的液晶分子从而形成螺旋形。
25.一种制造液晶显示装置的方法，包括在第一衬底上形成第一电极；在第二衬底上形成第二电极；在第一衬底上形成第一排列膜；沿着第一方向在第一排列膜的第一排列区内照射原子束，第一排列区与第一电极的第一区相对应；沿着第二方向在第一排列膜的第二排列区内照射原子束，第二排列区与第一电极的第二区相对应；以及组装第一衬底与第二衬底。
26.如权利要求25所述的方法，其中第一和第二区中的每一种的计数或数量至少为一个。
27.如权利要求25所述的方法，其中第一和第二区彼此交替。
28.如权利要求25所述的方法，其中第二衬底与第一衬底组装在一起，使得第二电极面对第一电极。
29.如权利要求25所述的方法，其中第二衬底包括面向第一衬底的第一电极的滤色镜。
30.如权利要求25所述的方法，其中第一衬底包括覆盖第一电极的滤色镜。
31.如权利要求25所述的方法，其中第二衬底包括形成于其上的第二排列膜，第二排列膜面对第一衬底的第一排列膜，原子束沿着第三方向照射在第二排列膜的第三排列区内，第三排列区与第一电极的第一区相对应，原子束沿着第四方向照射在第二排列膜的第四排列区内，第四排列区与第一电极的第二区相对应。
32.如权利要求31所述的方法，其中第一和第二方向分别平行于第三和第四方向。
33.如权利要求32所述的方法，其中液晶层插在第一与第二排列膜之间，液晶层的液晶分子相对于第一和第二排列膜垂直地排列。
34.如权利要求31所述的方法，其中第三方向相对于第一方向形成第一角，而第四方向相对于第二方向形成第二角，第一和第二角分别在从约90°至约270°的范围内。
35.如权利要求34所述的方法，其中液晶层插在第一与第二排列膜之间，排列液晶层的液晶分子从而形成螺旋形。
36.一种液晶显示装置，包括彼此面对的第一和第二衬底；设置在第一与第二衬底之间的第一和第二电极；形成在第一衬底上的第一排列膜，第一排列膜具有用于排列液晶分子的第一和第二极化功能组，第一极化功能组形成在与第一电极的第一区相对应的第一排列区上，第一极化功能组沿着第一方向形成，第二极化功能组形成在与第一电极的第二区相对应的第二排列区上，第二极化功能组沿着第二方向形成；形成在第二衬底上的第二排列膜；以及插在第一与第二衬底之间的液晶层。
37.如权利要求36所述的液晶显示装置，其中第一和第二区中的每一种的计数或数量都不小于一个。
38.如权利要求36所述的液晶显示装置，其中第一和第二区彼此交替。
39.如权利要求36所述的液晶显示装置，其中第一电极设置在第一衬底中，而第二电极设置在第二衬底中。
40.如权利要求36所述的液晶显示装置，其中第一和第二衬底设置在第一衬底上，使得第一和第二衬底彼此平行。
41.如权利要求36所述的液晶显示装置，其中第二排列膜包括用于排列液晶分子的第三和第四极化功能组，第三极化功能组形成在与第一电极的第一区相对应的第三排列区中，第三极化功能组沿着第三方向形成，第四极化功能组形成在与第一电极的第二区相对应的第四排列区上，第四极化功能组沿着第四方向形成。
42.如权利要求41所述的液晶显示装置，其中第一和第二方向分别平行于第三和第四方向。
43.如权利要求42所述的液晶显示装置，其中液晶层插在第一与第二排列膜之间，液晶层的液晶分子相对于第一和第二排列膜垂直地排列。
44.如权利要求41所述的液晶显示装置，其中第三方向相对于第一方向形成第一角，第四方向相对于第二方向形成第二角，第一和第二角分别在从约90°至约270°的范围内。
45.如权利要求44所述的液晶显示装置，其中液晶层插在第一与第二排列膜之间，排列液晶层的液晶分子从而形成螺旋形。
46.一种液晶排列设备，包括基体，其支撑具有第一和第二面的衬底，排列膜形成在第一面上；发射原子束的原子束发生器，原子束发生器沿着排列膜移动从而扫描排列膜；以及原子束阻挡单元，其设置在基体与原子束发生器之间，原子束阻挡单元包括具有开口的掩模，从原子束发生器产生的原子束照射在排列膜的一部分上，排列膜的该部分通过掩模的开口暴露。
47.如权利要求46所述的液晶排列设备，其中原子束发生器包括离子发生器，其解离原子，从而形成离子；离子加速器，其加速离子，从而形成离子束；以及中和器，其中和离子束，从而形成原子束。
48.如权利要求47所述的液晶排列设备，还包括角度调节器，其调节原子束的照射角度。
49.如权利要求46所述的液晶排列设备，其中原子束阻挡单元还包括掩模支撑器，其支撑掩模，用于防止掩模下垂。
50.如权利要求49所述的液晶排列设备，其中掩模支撑器与不少于一个的突出部分相对应，该突出部分与衬底的排列膜相接触。
51.如权利要求49所述的液晶排列设备，其中掩模支撑器与沿着掩模的一部分延伸的石英棒相对应，该部分设置在掩模的开口之间。
52.如权利要求49所述的液晶排列设备，其中掩模支撑器与沿着掩模的一部分延伸的支撑引线相对应，该部分设置在掩模的开口之间。
53.如权利要求49所述的液晶排列设备，其中掩模支撑器与衬底的第二面相接触。
54.如权利要求49所述的液晶排列设备，其中掩模支撑器的纵向方向基本平行于原子束发生器的扫描方向。
55.一种液晶排列设备，包括基体，其支撑了具有形成于其上的排列膜的衬底；外罩，其设置在基体上方，外罩具有开口；升降单元，其设置在基体上，升降单元与外罩结合，用于升降外罩；原子束阻挡单元，其具有窗口，原子束阻挡单元覆盖了外罩的开口；以及原子束产生单元，其设置在外罩内，原子束产生单元沿着排列膜移动，从而经窗口选择性地将原子束照射在排列膜上。
56.如权利要求55所述的液晶排列设备，其中在盖子中形成转移单元，转移单元移动原子束产生单元。
57.如权利要求55所述的液晶排列设备，其中升降单元包括直立在基体上的升降杆和沿着升降杆移动的升降体。
全文摘要
本发明公开了一种形成用于排列液晶的多区域的方法，以及相关产品和制造设备，该方法包括在衬底上形成排列膜；用沿着第一方向照射的原子束扫描排列膜，从而在第一排列膜的第一区内形成第一区域；以及，用沿着第二方向照射的原子束扫描排列膜，从而在第一排列膜的第二区内形成第二区域。由此，通过非接触法形成了多区域，使得用于制造多区域的工艺数量和时间都减小了。
文档编号G02F1/1335GK1538225SQ200310118838
公开日2004年10月20日 申请日期2003年11月28日 优先权日2003年4月14日
发明者秋大镐, 金学珍, 金烘均, 郑焕暻, 李凤雨 申请人:三星电子株式会社