专利名称：配向膜制作方法
技术领域：
本发明涉及一种配向膜制作方法，尤其涉及一种采用喷墨法制作配向膜 的方法。
背景技术：
现今社会多媒体技术相当发达，多半受惠于半导体组件或显示装置的进 步。就显示器而言，具有高画质、空间利用率佳、低功耗、无辐射等优越特 性的液晶显示面板已逐渐成为市场的主流。 一般的液晶面板主要是由两片基
板以及一配置于二基板间的液晶层所构成。不论是主动矩阵式(active matrix) 液晶显示器或者是被动矩阵式(passive matrix)液晶显示器，两片基板上都需 有配向膜(alignment layer),此配向膜的主要功能在于对液晶分子进行配向， 而使得液晶分子在两片基板之间呈现特定角度及方向的排列。
通常在制作完成一像素阵列或是彩色滤光阵列后，会再在像素阵列或是 彩色滤光阵列上形成一配向膜。其中，对于中小尺寸基板而言，形成配向膜 的方法是采用配向膜涂布(PIcoater)技术，将配向材料转印至基板的表面，之 后再进行固化工艺以形成配向膜。然而，由于基板越来越大，若以配向膜涂 布技术制作配向膜，则容易造成配向膜各区域的厚度不同，即膜厚精确度不 佳。以涂布技术制作配向膜亦会耗费较多的配向材料，导致制造成本增加。 此外，配向膜涂布机器的体积较大，需占用较大空间。
为解决上述问题， 一种喷墨印刷(inkjet)技术(请参见"The Fluid Property Dependency on Ink Jetting Characteristics", proceedings of the 2005 IEEE, pp.258-260， 2005.11)应运而生。通常喷墨印刷技术制作配向膜的过程如下 采用 一个或多个个具有多个喷嘴的喷头，同时对一基板表面喷出液体配向膜 材料，喷头从基板表面的一侧移动至相对侧，形成一喷涂膜,喷嘴的间距设 置恰好可使喷头一次性在基板表面形成一无间隙的完整膜层；然后，待该喷 涂膜硬化后，采用一配向设备，如织布、羊毛布、毛刷等磨擦，以产生沟槽， 并使沟槽具有一预定角度，使液晶以特定方向及角度排列。此种方法可有效 利用配向膜材料，节省成本。然而，配向膜材料内的溶剂挥发性较强，溶剂挥发后会使喷涂膜收缩， 使喷涂膜的边缘部分厚于中间部分，当将该配向膜应用于液晶面板时，会使
液晶面板的显示呈现条紋状缺陷(mura)。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种可有效消除条紋状缺陷的配向膜制作方法。 一种配向膜制作方法，包括以下步骤提供一喷头及一基板，该喷头用 于向该基板表面喷出液态配向膜材料，该喷头具有多个喷嘴，相邻喷嘴的间 距为该喷嘴在该基板表面的有效喷液宽度的N倍，N为自然数且大于等于2; 将该基板表面设定多个区域，每个区域的宽度与该相邻喷嘴的间距相等，利 用该喷头在该基板表面喷液，其中该喷头的每个喷嘴对其所对应的区域沿预 设喷液轨迹进行喷液，使基板表面的各个区域布满配向膜材料，以在该基板 表面形成配向膜材料层；固化该配向膜材料层并利用一配向设备在配向膜材 料层表面形成多个具有预定方向及预定角度的沟槽，以利于液晶沿预定方向 及角度排列，从而形成配向膜。
所述配向膜制作方法的喷液过程中，以先形成不连续小区域，然后逐渐 布满整个基板的表面。因为具有喷液有效宽度的小区域液态膜在溶剂挥发时， 该膜层收缩对膜层边缘与四周的厚度差影响较小，可忽略不计，所以该配向 膜制作方法可避免一次形成大面积膜，从而防止膜层边缘部分厚度大于中间 部分厚度造成的液晶面板条紋状缺陷。
图1是本发明实施例配向膜制作方法流程图。
图2是本发明应用于图1配向膜制作方法的喷头及基板的立体示意图。 图3是图2中的喷头的仰视示意图。 图4是图2中基板的俯视示意图。
图5至图8是图2中喷头向基板表面喷液的运动轨迹的四种实施方式。
具体实施例方式
下面将结合附图对本发明实施例作进一步的详细说明。
请参阅图1，本发明实施例提供一种配向膜制作方法100，其包括以下步
骤步骤102:提供一喷头及一基板，该喷头具有多个喷嘴，相邻喷嘴的间 距为该喷嘴有效喷液宽度的N倍，其中，该有效喷液宽度为该喷嘴在该基板 表面喷液所形成有效区域沿垂直其运动方向的方向上的宽度，N为自然数且 大于等于2;
步骤104:将该基板表面设定多个区域，每个区域的宽度与该相邻喷嘴 的间距相等，利用该喷头在该基板表面喷液，其中该喷头的每个喷嘴对其所 对应的区域沿预设喷液轨迹进行喷液，使基板表面的各个区域布满配向膜材 料，以在该基板表面形成配向膜材料层；
步骤106:固化该配向膜材料层，利用一配向设备在配向膜材料层表面 形成多个具有预定方向及预定角度的沟槽，以利于液晶沿预定方向及角度排 列，/人而形成配向膜。
请一并参阅图2至图8，本实施例的配向膜制作方法详细过程如下
请一并参阅图2至图4，在步骤(102)中，提供一喷头20及一基板30。
该喷头20包括一储液单元202及与该储液单元202连通的多个喷嘴204, 该储液单元202用于储存待喷出液态配向膜材料，该喷嘴204用于将储液单 元202内的配向膜液体材料喷出至基板30的表面302。本实施例中，喷嘴204 的个数为五个，该五个喷嘴204排列成一行，相邻喷嘴204的间距相等，该 相等的间距定义为Dl。该液态配向膜材料包括溶质及溶剂。
该基板30—般为玻璃基板，其可以为彩色滤光片基板等，该基板30的 表面302可以形成用于驱动液晶层的电极(图未示)等，表面302用于接收 喷嘴204喷出的配向膜液体材料，以形成配向膜层，该配向膜层用于使液晶 分子按照一定的方向及角度排列。
如图4所示，基板30的表面302划分为与喷嘴204个数相等的五个矩形 区域302a、 302b、 302c、 302d及302e,假定该基板30的相邻两边的方向分 别为X方向与Y方向，则该五个区域302a、 302b、 302c、 302d及302e沿Y 方向依次相邻排列。矩形区域302a、 302b、 302c、 302d及302e在Y方向的 宽度相等，该相等的宽度定义为D2,该宽度D2与相邻喷嘴204的间距Dl 相等。在图4中各个区域的间以实线相互隔开。
由于五个区域302a、 302b、 302c、 302d及302e的区域范围大小相同， 故下面以区域302a为例进4亍iJL明。区域302a划分为五个子矩形区域302aa、302ab、 302ac、 302ad及302ae。该五个子区域302aa、 302ab、 302ac、 302ad 及302ae在Y方向依次相邻排列，且该五个子区域302aa、 302ab、 302ac、 302ad及302ae的宽度相等并定义为D3，在图4中各个子区域的间以虚线相 互隔开。该宽度D3与该喷嘴204在表面302的喷液有效宽度相等，该喷液 有效宽度即喷嘴204沿X轴方向在表面302喷液后，表面302所形成薄膜在 Y方向的有效宽度。同理，另四个区域302b、 302c、 302d及302e也各划分 为五个在Y方向宽度为D3的子区域，这里不再赘述。
需要说明，用于隔开该多个区域的实线及用于隔开多个子区域的虚线皆 是为便于说明而画出的线条，此些线条并不一定实际存在于基板30的表面 302。
请参阅图5，在步骤104中，该喷嘴204从基板30的沿Y轴方向延伸的 一侧边312开始，沿X轴方向向与该侧边相对的另一侧边314移动并喷液， 如图5的箭头方向所示。其中该五个喷嘴204对五个区域302a、 302b、 302c、 302d及302e分别对应喷液。
现以区域302a为例进行说明，与区域302a相对应的喷嘴204从侧边312 的与子区域302aa相对应的位置开始喷液，并沿X轴方向移动并喷液，直至 移动至侧边314，至此，在子区域302aa已布满液态的配向膜材料。随后， 该喷嘴204移动至侧边312的与子区域302ab相对应的位置，并开始喷液至 基板30的表面302，采用与前次相同的喷液方向及喷液方法，将液态的配向 膜材料布满子区域302ab。然后，采用相同的方法使液态配向膜材料布满另 外三个子区域302ac、 302ad及302ae，至此，整个区域302a已布满液态配向 膜材料。
因为五个区域302a、 302b、 302c、 302d及302e的宽度D2与五个喷嘴 204的相邻两喷嘴的间距Dl相等，且其它四个区域302b、 302c、 302d及302e 也划分为五个子区域，所以，在利用喷头20的一个喷嘴204对区域302a喷 满液态配向膜材料时，其它四个区域302b、 302c、 302d及302e亦喷满液态 配向膜材料，这里不再赘述。因此，经过上述步骤后，整个基板30的表面 302已布满液态配向膜材泮牛。
在步骤106中，将上述基板表面302的配向膜材料经过高温烘烤以去除 溶剂，从而固化该液态配向膜材料，形成一喷涂膜层；然后利用一配向设备，如织布、羊毛布、毛刷等磨擦该喷涂膜层，以产生具有预定角度的沟槽，使 液晶可以特定方向及角度排列。
请参阅图6至图8，步骤104还可以有另三种实施方式，其与图5的不 同在于，在此三种实施方式中，喷嘴204喷液时的运动轨迹为迂回折线，以 下将分别表述。需要说明，由于在同一实施方式中，每个喷嘴204在基板30 表面302喷液的运动轨迹相同，故以下三种实施方式仅针对对区域302a进行 喷涂时，与区域302a相对应的喷嘴204的运动轨迹进行描述。
请参阅图6,与区域302a对应的喷嘴204在基板30的表面302喷液轨 迹为方波形状，即喷嘴从侧边312与子区域302ae相对应的位置开始喷液， 并沿X轴向侧边314方向移动并喷液，直至侧边314;然后喷嘴204移动至 侧边314与子区域302ad相对应的位置，并沿X轴向侧边312方向移动直至 侧边312;接着喷嘴204移动至侧边312与子区域302ac相对应的位置并沿X 轴移动至侧边314，按照与上述类似的迂回运动方式，最后喷嘴停止于侧边 314与子区域302aa相对应的位置。在整个喷嘴204运动过程中，喷嘴204 会持续喷液，不发生中断。
请参阅图7，喷嘴204在表面302的区域302a的运动轨迹为回字型轨迹， 喷嘴204是从内向外沿此回字型轨迹运动。本实施方式中，喷嘴204开始喷 液的位置为子区域302c内在侧边312与侧边314之间的某一位置，该位置的 选择由喷嘴204的有效喷液宽度即D3决定，如本实施方式中，该喷嘴204 开始喷液的位置距側边312的3巨离为2xD3，即两倍于有效喷液宽度D3。喷 嘴204从开始喷液位置沿X轴向侧边314方向移动并喷液，至与侧边314相 距为两倍于有效喷液宽度D3的位置时，沿Y轴方向移动至子区域302ab, 然后沿X轴向侧边312方向移动，直至距与侧边312相距为有效喷液宽度 D3的位置时，沿Y轴方向移动至子区域302ad，然后沿X轴向侧边314方 向移动，直至与侧边314相距为有效喷液宽度D3的位置时再转向。喷嘴204 按此回字型轨迹运动，直至喷嘴204移动至侧边314对应于子区域302ae的 位置，在喷嘴沿该回字型轨迹运动过程中，喷嘴204会持续喷液，不发生中 断。
请参阅图8,本实施方式与图7的实施方式类似，不同的处在于，本实 施方式中喷嘴204的运动方向为图7喷嘴204的运动方向的反方向，即/人侧边314对应于子区域302ae的位置沿回字型轨迹运动至子区域302ac距侧边 312为两倍于喷嘴204的有效喷液宽度D3的位置。
上述三种迂回折线轨迹由于是连续喷液，因此可有效提高配向膜制作效 率。当然，该喷嘴204的运动轨迹还可以为其它形状，只要可将配向膜液态 材料布满至表面302即可。另，本实施例中相邻喷嘴204的间距为五个有效 喷液宽度D3的距离，仅为方便举例，实际应用时相邻喷嘴204的间距还可 以采用其它距离，只要满足相邻喷嘴204的间距与喷嘴204的有效喷液宽度 D3的比值大于等于2即可。
可以理解，基板在Y轴方向宽度大于本实施例的基板30在Y轴方向宽 度时，可将剩余部分再划分喷液范围，若剩余宽度小于基板30在Y轴方向 宽度时，也可以选择喷头20的部分喷嘴204进行喷液；同理，若基板在Y 轴方向宽度小于基板30在Y轴方向宽度时，可选择喷头20的部分喷嘴204 对基板表面进行喷液，并不限于本实施例。
相对于现有技术，本实施例的配向膜制作方法将相邻喷嘴204的间距设 定为喷嘴204在基板30表面的喷液有效宽度的整数倍，且该整数大于等于2， 基板30的待喷液表面划分为多个相邻排列的区域，各区域的宽度与相邻喷嘴 302的间距相等，每个区域对应一个喷嘴204,如此，使得喷嘴204对基板 30的表面302喷液成膜时，首先是分散布满多个不连续的小区域，然后逐渐 布满整个与各个喷嘴相对应的区域，各个区域形成膜拼接以使表面302形成 一完整膜层。具有喷液有效宽度的小区域配向材料在溶剂挥发时，该膜层收 缩对膜层边缘与四周的厚度差影响较小，可忽略不计。因此，此种喷液过程 中，以配向材料先形成于不连续小区域，然后逐渐布满整个基板30的表面 302，可避免由于一次喷涂大面积配向材料，在固化时该配向材料挥发导致的 膜层边缘部分厚度大于中间部分厚度，进而避免液晶面板条紋状缺陷。
另外，本领域技术人员还可以在本发明精神内做其它变化。当然，这些 依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围的内。
权利要求
1.一种配向膜制作方法，包括以下步骤提供一喷头及一基板，该喷头用于向该基板表面喷出液态配向膜材料，该喷头具有多个喷嘴，相邻喷嘴的间距为该喷嘴在该基板表面的有效喷液宽度的N倍，N为自然数且大于等于2；将该基板表面设定多个区域，每个区域的宽度与该相邻喷嘴的间距相等，利用该喷头在该基板表面喷液，其中该喷头的每个喷嘴对其所对应的区域沿预设喷液轨迹进行喷液，使基板表面的各个区域布满配向膜材料，以在该基板表面形成配向膜材料层；固化该配向膜材料层并利用一配向设备在配向膜材料层表面形成多个具有预定方向及预定角度的沟槽，以利于液晶沿预定方向及角度排列，从而形成配向膜。
2. 如权利要求1所述的配向膜制作方法，其特征在于，所述的基板表面的每 个区域定义宽度相等的N个子区域，每一子区域的宽度与该喷嘴在该基板表 面的有效喷液宽度相等。
3. 如权利要求2所述的配向膜制作方法，其特征在于，该预设喷液轨迹为多 条并4于线，该预i殳喷液轨迹的方向为该子区域的长度方向。
4. 如权利要求2所述的配向膜制作方法，其特征在于，该预设喷液轨迹为一 迂回折线，该预设喷液轨迹的方向为自该迂回折线的一端至另一端。
5. 如权利要求4所述的配向膜制作方法，其特征在于，该迂回折线为方波形 状，该方波形状包括首尾顺次相连的水平线及垂直线，该水平线平行于该子 区域的长度方向，该预设喷液轨迹的方向为自该方波形状的一端至另一端。
6. 如权利要求4所述的配向膜制作方法，其特征在于，该迂回折线为回字型 折线，该回字型折线包括首尾顺次相连的水平线及垂直线，该水平线平行于 该子区域的长度方向，该喷液轨迹的方向为自该回字型折线的一端至另一 端。
7. 如权利要求1所述的配向膜制作方法，其特征在于，该配向设备采用磨擦 方法使该配向膜材料层表面形成多个具有预定方向及预定角度的沟槽。
全文摘要
一种配向膜制作方法，包括以下步骤提供一喷头及一基板，该喷头用于向该基板表面喷出液态配向膜材料，该喷头具有多个喷嘴，相邻喷嘴的间距为该喷嘴在该基板表面的有效喷液宽度的N倍，N为自然数且大于等于2；将该基板表面设定多个宽度与该相邻喷嘴的间距相等的区域，利用该喷头在该基板表面喷液，其中该喷头的每个喷嘴对其所对应的区域沿预设喷液轨迹进行喷液，使基板表面的各个区域布满配向膜材料，以在该基板表面形成配向膜材料层；固化该配向膜材料层，并利用一配向设备在配向膜材料层表面形成多个具有预定方向及预定角度的沟槽，形成配向膜。
文档编号G02F1/1337GK101592826SQ20081009809
公开日2009年12月2日 申请日期2008年5月26日 优先权日2008年5月26日
发明者杨明勋 申请人:Icf科技有限公司