专利名称：液晶配向膜的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种液晶显示器元件的制作方法，尤其涉及一种液晶配向膜(LC alignment film)的制作方法。
背景技术：
随着高科技的发展，视讯产品，特别是数字化的视讯或影像装置已经成为在一般日常生活中所常见的产品。这些数字化的视讯或影像装置中，显示器是一个重要元件，以显示相关资讯。使用者可由显示器读取资讯，或进而控制装置的运作。
因为液晶显示器(LCD)具有低电压操作、无辐射线散射、重量轻以及体积小等优点，所以已成为显示器发展的主流。而在液晶显示器中介于液晶及透明电极之间的配向膜是控制其显示品质的关键结构，目的在将液晶未加电场前分子做定位的工作。
一般的配向膜是有机材料，且其是以绒布滚轮进行接触式的摩擦定向(rubbing)方式，对有机材料的表面进行配向处理。然而，前述接触式配向处理方式常导致配向膜损伤并产生粉屑颗粒(particle)。
因此，近来发展出用无机材料作为配向膜，且其制作方法是利用高真空条件下将无机材料从特定的角度沉积在基板上，可控制沉积层的倾斜角度及密度。不过，这种无机配向膜因为材料的关系，所以无法在形成后再进行图案化工艺，因而大大地限缩其应用范围。
发明内容
本发明的目的是提供一种液晶配向膜的制作方法，可防止有机配向膜的颗粒残留问题。
本发明的再一目的是提供一种液晶配向膜的制作方法，可使无机配向膜在形成膜后再进行图案化工艺，而增加无机配向膜的设计裕度。
本发明提出一种液晶配向膜的制作方法，包括于一基板上提供一材料，再利用离子注入工艺，对材料层进行配向处理。
依照本发明的优选实施例所述液晶配向膜的制作方法，上述的离子注入工艺包括以三价或五价的元素来进行，例如硼(boron)、磷(phosphorus)、砷(arsenic)或锑(antimony)。此外，离子注入工艺的注入角度约在0～75度之间。
依照本发明的优选实施例所述液晶配向膜的制作方法，上述于基板上形成材料层之后与离子注入工艺之前，还包括回蚀刻材料层，以控制其厚度。
依照本发明的优选实施例所述液晶配向膜的制作方法，上述于基板上提供材料层的步骤包括先利用旋转涂布、间隙式涂布(slit coating)或电介质上旋转(spin on dielectric，SOD)涂布的方式于基板上涂布一层配向材料，再进行烘烤。其中，前述配向材料包括HSQ、MSQ、SiO2或TiO2溶液。
依照本发明的优选实施例所述液晶配向膜的制作方法，上述于基板上提供材料层的步骤包括利用印刷的方式将一配向材料层形成于基板上。其中，前述配向材料层的材料是选自包括聚酰亚胺(polyimide，PI)与聚酰胺(polyamide，PA)的族群。
依照本发明的优选实施例所述液晶配向膜的制作方法，上述于基板上提供材料层的步骤包括于基板上沉积一层配向材料层，其中沉积配向材料层的方法包括溅镀、蒸镀、化学气相沉积或等离子体增强型化学气相沉积。而配向材料层例如包括氧化物。
本发明再提出一种液晶配向膜的制作方法，包括于基板上形成一材料层，再图案化这层材料层，以形成一图案化材料层。接着，利用一离子注入工艺，对图案化材料层进行配向处理。
依照本发明的优选实施例所述液晶配向膜的制作方法，上述的离子注入工艺包括以三价或五价的元素来进行，例如硼、磷、砷或锑。此外，离子注入工艺的注入角度约在0～75度之间。
依照本发明的优选实施例所述液晶配向膜的制作方法，图案化上述材料层之后与离子注入工艺之前，还包括回蚀刻图案化材料层，以控制其厚度。
依照本发明的优选实施例所述液晶配向膜的制作方法，上述图案化材料层的步骤包括光致抗蚀剂涂布、曝光、显影、蚀刻与剥膜工艺。
依照本发明的优选实施例所述液晶配向膜的制作方法，上述于基板上提供材料层的步骤包括先利用旋转涂布、间隙式涂布或电介质上旋转(SOD)涂布的方式于基板上涂布一层配向材料，再进行烘烤。其中，前述配向材料包括HSQ、MSQ、SiO2或TiO2溶液。
依照本发明的优选实施例所述液晶配向膜的制作方法，上述于基板上提供材料层的步骤包括于基板上沉积一层配向材料层，其中沉积配向材料层的方法包括溅镀、蒸镀、化学气相沉积或等离子体增强型化学气相沉积。而配向材料层例如包括氧化物。
由于本发明采用非接触配向方式(亦即离子注入工艺)，所以可降低配向膜损伤的机率及避免产生粉屑颗粒。此外，因为本发明可在无机材料层形成后才进行配向处理，所以能经由配向处理前的图案化工艺增加无机配向膜的设计裕度(margin)。
为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举优选实施例，并配合附图，作详细说明如下。
图1是依照本发明的第一实施例的液晶配向膜的制作流程步骤；图2是依照本发明的第二实施例的液晶配向膜的制作流程步骤；图3是依照本发明的第三实施例的液晶配向膜的制作流程步骤。
主要元件符号说明100～108、200～206、300～306步骤具体实施方式
本发明的概念在于在基板上提供一材料后，再利用离子注入工艺，对上述材料层进行配向处理，而完成整个液晶配向膜的工艺。而且，本发明所形成的配向膜可应用在薄膜晶体管液晶显示器(thin film transistor liquidcrystal display，缩写为TFT-LCD)、高温多晶硅(high temperature poly-silicon，缩写为HTPS)显示器、硅上液晶(liquid crystal on silicon，缩写为LCoS)显示器等具有液晶的显示器，但不限于此。以下提出数个实施例用来举例说明本发明的应用范围，但并不代表本发明的应用范围仅仅是局限于此。
图1是依照本发明的第一实施例的液晶配向膜的制作流程步骤。
请参照图1，于步骤100中，利用旋转涂布、间隙式涂布(slit coating)或电介质上旋转(spin on dielectric，SOD)涂布的方式于基板上涂布一层配向材料，其中配向材料例如包括HSQ、MSQ、SiO2或TiO2溶液。因为液体的配向材料溶液具有良好的填洞能力，所以带有平坦化的功能。
之后，进行步骤102，烘烤，以使前述配向材料中的溶剂蒸发掉，而形成一层介电材料层。然后，于步骤104中，利用一离子注入工艺，对前述配向材料层进行配向处理。其中，离子注入工艺例如是以三价或五价的元素来进行；举例来说，上述离子注入工艺可以硼(boron)、磷(phosphorus)、砷(arsenic)或锑(antimony)来进行。此外，离子注入工艺的注入角度约在0～75度之间，以进行配向处理。
此外，请再度参照图1，如果需要形成有图案的配向膜，则可在步骤102与步骤104之间加入步骤106，图案化工艺，以使上述配向材料层被图案化而形成一图案化材料层。其中，图案化工艺包括光致抗蚀剂涂布(photoresist coating)、曝光(exposure)、显影(development)、蚀刻(etching)与剥膜(stripping)工艺。
另外，在步骤102与步骤104之间或者在步骤102与步骤106之间可以再进行一道步骤108，回蚀刻(配向材料层)，以使配向材料层达到预定的厚度。
由于本实施例采用非接触配向方式(亦即离子注入工艺)，所以可降低配向膜损伤的机率及避免产生粉屑颗粒(particle)。
图2是依照本发明的第二实施例的液晶配向膜的制作流程步骤。
请参照图2，于步骤200中，利用印刷的方式将一配向材料层形成于基板上，如凸版印刷等。而配向材料层的材料例如是选自包括聚酰亚胺(polyimide，PI)与聚酰胺(polyamide，PA)的族群。因为是采用印刷方式，所以如果需要形成有图案的配向膜的话，可以直接在这个步骤形成有图案的配向材料层。之后，进行步骤202，烘烤，以除去前述配向材料层中的溶剂。
之后，进行步骤204，利用一离子注入工艺，对上述配向材料层进行配向处理。其中，离子注入工艺例如是以三价或五价的元素来进行；举例来说，上述离子注入工艺可以硼(boron)、磷(phosphorus)、砷(arsenic)或锑(antimony)来进行。此外，离子注入工艺的注入角度约在0～75度之间，以进行配向处理。
另外，在步骤202与步骤204之间可再进行一道步骤206，回蚀刻(配向材料层)，以使配向材料层达到预定的厚度。
因为本实施例采用非接触配向方式(亦即离子注入工艺)，所以可大幅降低现有技术以摩擦定向(rubbing)方式进行配向处理所导致的配向膜损坏的机率，同时也避免产生颗粒。
图3是依照本发明的第三实施例的液晶配向膜的制作流程步骤。
请参照图3，于步骤300中，于基板上沉积一层配向材料层，且沉积的方法例如溅镀、蒸镀、化学气相沉积或等离子体增强型化学气相沉积，以于基底上形成无配向的膜层。其中，配向材料层包括氧化物或其适合的材料层。
然后，进行步骤302，利用一离子注入工艺，对配向材料层进行配向处理。其中，离子注入工艺例如是以三价或五价的元素来进行；举例来说，上述离子注入工艺可以硼(boron)、磷(phosphorus)、砷(arsenic)或锑(antimony)来进行。此外，离子注入工艺的注入角度约在0～75度之间，以进行配向处理。
再者，如果需要形成有图案的配向膜，则可在步骤300与步骤302之间加入步骤304，图案化工艺，以使上述配向材料层被图案化而形成一图案化材料层。其中，图案化工艺一般包括光致抗蚀剂涂布、曝光、显影、蚀刻与剥膜工艺。
另外，在步骤300与步骤302之间或者在步骤304与步骤302之间可以再进行一道步骤306，回蚀刻(配向材料层)，以使配向材料层达到预定的厚度。
由于本实施例可在无机的配向材料层形成后才进行配向处理，所以能经由配向处理前的图案化工艺增加无机配向膜的设计裕度。
综上所述，在本发明的方法中，藉由离子注入工艺对材料层做配向处理，所以不但可避免有机配向膜的损伤，而且能够增加无机配向膜的设计裕度。
虽然本发明已以优选实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的前提下，可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。
权利要求
1.一种液晶配向膜的制作方法，包括于一基板上提供一材料层；以及利用一离子注入工艺，对该材料层进行配向处理。
2.如权利要求1所述的液晶配向膜的制作方法，其中该离子注入工艺包括以三价或五价的元素来进行。
3.如权利要求1所述的液晶配向膜的制作方法，其中该离子注入工艺包括以硼、磷、砷或锑来进行。
4.如权利要求1所述的液晶配向膜的制作方法，其中该离子注入工艺的注入角度在0～75度之间。
5.如权利要求1所述的液晶配向膜的制作方法，其中于该基板上提供该材料层之后与该离子注入工艺之前，还包括回蚀刻该材料层。
6.如权利要求1所述的液晶配向膜的制作方法，其中于该基板上提供该材料层的步骤包括利用旋转涂布、间隙式涂布或电介质上旋转涂布的方式于该基板上涂布一配向材料；以及进行烘烤。
7.如权利要求6所述的液晶配向膜的制作方法，其中该配向材料包括HSQ、MSQ、SiO2或TiO2溶液。
8.如权利要求1所述的液晶配向膜的制作方法，其中于该基板上提供该材料层的步骤包括利用印刷的方式将一配向材料层形成于该基板上。
9.如权利要求8所述的液晶配向膜的制作方法，其中该配向材料层的材料是选自包括聚酰亚胺与聚酰胺的族群。
10.如权利要求1所述的液晶配向膜的制作方法，其中于该基板上提供该材料层的步骤包括于该基板上沉积一配向材料层。
11.如权利要求10所述的液晶配向膜的制作方法，其中沉积该配向材料层的方法包括溅镀、蒸镀、化学气相沉积或等离子体增强型化学气相沉积。
12.如权利要求10所述的液晶配向膜的制作方法，其中该配向材料层包括氧化物。
13.一种液晶配向膜的制作方法，包括于一基板上形成一材料层；图案化该材料层，以形成一图案化材料层；以及利用一离子注入工艺，对该图案化材料层进行配向处理。
14.如权利要求13所述的液晶配向膜的制作方法，其中该离子注入工艺包括以三价或五价的元素来进行。
15.如权利要求13所述的液晶配向膜的制作方法，其中该离子注入工艺包括以硼、磷、砷或锑来进行。
16.如权利要求13所述的液晶配向膜的制作方法，其中该离子注入工艺的注入角度在0～75度之间。
17.如权利要求13所述的液晶配向膜的制作方法，其中图案化该材料层之后与该离子注入工艺之前，还包括回蚀刻该图案化材料层。
18.如权利要求13所述的液晶配向膜的制作方法，其中图案化该材料层的步骤包括光致抗蚀剂涂布、曝光、显影、蚀刻与剥膜工艺。
19.如权利要求13所述的液晶配向膜的制作方法，其中于该基板上提供该材料层的步骤包括利用旋转涂布、间隙式涂布或电介质上旋转涂布的方式于该基板上涂布一配向材料；以及进行烘烤。
20.如权利要求19所述的液晶配向膜的制作方法，其中该配向材料包括HSQ、MSQ、SiO2或TiO2溶液。
21.如权利要求13所述的液晶配向膜的制作方法，其中于该基板上提供该材料层的步骤包括于该基板上沉积一配向材料层。
22.如权利要求21所述的液晶配向膜的制作方法，其中沉积该配向材料层的方法包括溅镀、蒸镀、化学气相沉积或等离子体增强型化学气相沉积。
23.如权利要求21所述的液晶配向膜的制作方法，其中该配向材料层包括氧化物。
全文摘要
一种液晶配向膜的制作方法，是于基板上提供一层有机或无机的材料层之后，利用一道离子注入工艺，对上述材料层进行配向处理。由于本发明采用非接触配向方式，所以可降低有机配向膜损伤的机率及避免产生粉屑颗粒。而且，也因为是在无机材料层形成于基板后才进行配向处理，所以无机材料层可以在被图案化之后才进行配向处理。
文档编号G02F1/1333GK101046582SQ200610071440
公开日2007年10月3日 申请日期2006年3月28日 优先权日2006年3月28日
发明者周志谦, 欧富国, 吴沂庭 申请人:联诚光电股份有限公司, 联华电子股份有限公司