专利名称：液晶配向层的形成方法
技术领域：
本发明涉及一种液晶配向层的形成方法，尤其涉及一种利用均勻电场改善分子排列的液晶配向层的形成方法。
背景技术：
近年来，提升液晶显示器的可视角度为相关业者急欲解决的重要课题，其中，尤以平面内切换型(In plane switching，简称IPS)液晶显示器以及边缘电场切换型(Fringe field switching，简称FFS)液晶显示器为目前常见的技术。前者设计为当施加电压时， 液晶分子将于平行基板的平面上进行旋转；而后者则以氧化铟锡(Indiumtin oxide，简称 ΙΤ0)透明电极取代IPS显示器的金属电极，并缩短电极之间的宽度。已知的IPS液晶显示器如美国专利第US 5，拟8，733号所示，其主要具有上下两个平行透明基板，于一透明基板上布有相互交差的闸极线、数据线以及公共线，以形成至少一像素区域。于每一个像素区域内具有不同极性的画素电极与公共电极，该画素电极与该公共电极相互交错排列，且该画素电极与该公共电极之间将产生一平行于该透明基板的横向电场，使液晶分子仅于水平方向进行转动，由此增加液晶显示器的可视角度。此种技术的液晶显示器虽可提升可视角度，但由于其电场分布的特性使液晶分子无法充分转动，因此将产生透光率较低的问题。针对上述缺失，随后即发展出了 FFS液晶显示器的技术，如美国专利第US 6，707，524号所揭示的边缘电场切换式液晶显示器以及其制备方法，主要是将画素电极与公共电极设置于同一基板的不同层上，并将一绝缘层设置在该画素电极与该公共电极之间。由于此结构大幅缩短电极间距，因而将产生密集的电场分布，使液晶分子可充分转动， 以确保各方向的光线均可穿透液晶分子，进而增加视角。在上述液晶显示器中，均使用液晶配向技术控制液晶分子的排列方向，在目前众多技术中，尤以刷磨(riAbing)法与光配向(photoalignment)法为目前较为广泛使用的液晶配向技术。关于刷磨法，通常是将聚酰亚胺(polyimide)涂布于基材上，经烘烤与摩擦后，令其表面分子因摩擦而产生顺向性，以形成配向层(alignmentlayer)。然而，由于对聚酰亚胺进行摩擦时，容易产生杂质，并可能因磨擦而在配向层产生静电，因此影响了液晶显示器的显像质量。为避免以上问题，目前较常见的技术为光配向法，如美国专利公开第 US2008/297707 号、第 US 2009/169754 号、第 US2009/246401A1 号与美国专利第 US 6，569，972号，其配向材料为使用以紫外光进行聚合的高分子，令高分子链产生具有方向性的排列，以实现供液晶分子进行配向的功能。除上述方法外，还提出一种在进行聚合前先施加电场使液晶分子与配向材料朝同方向进行偏转，以确保较佳配向效果的方法。如图1-1至图1-3所示，为已知液晶配向层的形成方法的示意图，其主要包含有两个基板90，该基板90的外侧设置两个偏光板91，而该基板90的表面设置有相互间隔排列的多个配向电极92，其中，相隔的这些配向电极92为相反的极性。在制造时，先将一正型液晶材料93与一配向材料94注入该基板90之间，再对该配向电极92施加一电压，令该基板90之间可产生如图1-3所示的一电场，该图的箭头表示该电场的方向，使该正型液晶材料93与该配向材料94偏转至一预定方向。最后，再照光聚合该配向材料94使其形成两个配向层95。然而在实际应用上将发现，这些配向电极 92所产生的电场的水平方向分量将大于垂直方向，故该电场的分布并不均勻，将进而使得该配向层95的配向效果不佳。
发明内容
本发明的主要目的在于解决已知配向电极所产生的电场不均，使得液晶显示器的配向效果不佳的问题。为达上述目的，本发明提供一种液晶配向层的形成方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤提供一第一基板，该第一基板具有一第一表面；于该第一表面上依次形成一导电层、一覆盖该导电层的绝缘层以及多个设于该绝缘层表面上的配向电极；将一第二基板与该第一基板平行设置，该第二基板具有一与该第一表面相互对应的第二表面，且该第一表面与该第二表面之间形成一液晶容置空间；将一液晶配向组合物与一正型液晶材料混合注入该液晶容置空间内；施加一电压于该导电层与该配向电极，令该液晶容置空间内产生一电场而使该液晶材料与该液晶配向组合物偏转至一预定方向；以及聚合该液晶配向组合物，令该液晶配向组合物分别于该第一基板与该第二基板上形成一第一配向层与一第二配向层。经由以上可知，本发明液晶配向层的形成方法相较于已知技术达到的有益效果在于一、通过本发明中该导电层与该配向电极的设计，可提供较为均勻的电场，使该液晶配向组合物受到垂直与平行该基板平面方向的电场分量可更均勻，因而使得该第一配向层与该第二配向层的分子排列特性更佳；二、由于该第一配向层与该第二配向层的排列性质得以提升，可改善液晶分子关于扭转角(Twister angle)与预倾角(Pre_tilt angle)的特性，进而提升液晶分子的整体排列，因此在驱动液晶显示器时，可获得更快的响应时间(Response time)。
图1-1至图1-3为已知液晶配向层的形成方法的流程示意图。图2-1至图2-5为本发明液晶配向层的形成方法一实施例的流程示意图。图式符号说明10............第一基板11............第一表面12............偏光板20............导电层30............绝缘层
40......……配向电极
50......……第二基板
51......……第二表面
52......……偏光板
60......……液晶容置空间
70......……液晶配向组合物
71......……第一配向层
72......……第二配向层
80......……正型液晶材料
90......……基板
91......……偏光板
92......……配向电极
93......……正型液晶材料
94......……配向材料
95......……配向层
具体实施例方式有关本发明的详细说明及技术内容，现就配合图式说明如下本发明液晶配向层的形成方法包括以下步骤提供一第一基板，该第一基板具有一第一表面；于该第一表面上依次形成一导电层、一覆盖该导电层的绝缘层以及多个设于该绝缘层表面上的配向电极；将一第二基板与该第一基板平行设置，该第二基板具有一与该第一表面相互对应的第二表面，且该第一表面与该第二表面之间形成一液晶容置空间；将一液晶配向组合物与一正型液晶材料混合注入该液晶容置空间内；施加一电压于该导电层与该配向电极，令该液晶容置空间内产生一电场而使该液晶配向组合物偏转至一预定方向；以及聚合该液晶配向组合物，令该液晶配向组合物分别于该第一基板和该第二基板上形成一第一配向层与一第二配向层。为方便理解上述本发明液晶配向层的形成方法的步骤流程，请参照以下实施例的说明参照图2-1至图2-5，为本发明液晶配向层的形成方法一实施例的流程示意图，先提供一第一基板10，该第一基板10具有一第一表面11，且该第一基板10的另一侧设置有一偏光板12，于该第一表面11上依次形成一导电层20、一绝缘层30以及多个配向电极40， 而构成一三明治结构(Sandwich structure)，如图2-1所示。其中，该绝缘层30覆盖于该导电层20上；该配向电极40则是以相互间隔的方式，水平排列于该绝缘层30上。接着参照图2-2，将一第二基板50设置为与该第一基板10相平行，该第二基板50具有一与该第一表面11相互对应的第二表面51，该第二基板50的另一侧也设有一偏光板52，而该第一表面11与该第二表面51之间形成有一液晶容置空间60。
在本实施例中，该第一基板10与该第二基板50可为无机玻璃或软性塑料等透明材料，例如可使用石英玻璃或钠钙玻璃、硅酸硼玻璃、低碱玻璃或无碱玻璃等玻璃；或为聚对苯二甲酸乙二酯(Polyethylene ter印hthalate，简称 PET)、聚碳酸酯(Polycarbonate, 简称PC)或环氧树酯(Epoxy)的软性塑料。而该导电层20与该配向电极40可选择为铟锡氧化物andium tin oxide，简称ΙΤ0)透明电极。至于该绝缘层30，根据实际制造方法，则可使用具有绝缘特性的无机非金属薄膜；或有机高分子薄膜。完成该第一基板10与该第二基板50的设置后，如图2-3所示，再将一液晶配向组合物70与一正型液晶材料80混合注入该液晶容置空间60内，可使用灌注法anjection) 或液晶滴下法(One drop fill，简称0DF)使其密封于该液晶容置空间60。接下来，再施加一电压于该导电层20与该配向电极40。在本发明中，该配向电极40均选用相同极性的电极；且其与该导电层20的极性相反，进一步而言，本实施例中该配向电极40采用条状的正电极；而该导电层20则为负电极。故当施加该电压时，该导电层20与该配向电极40将于该液晶容置空间60内产生一电场。如图2-4所示，其中所绘制的箭头表示该电场的方向， 而该液晶配向组合物70及该正型液晶材料80受该电场的作用下，将朝一预定方向偏转。在本发明中，该电压为介于1至40伏特之间，待该液晶配向组合物70与该正型液晶材料80朝该预定方向稳定排列后，再聚合该液晶配向组合物70，其中，该液晶配向组合物70采用光硬化型高分子，故其可利用紫外光照射而进行聚合反应，而为了加速聚合反应的进行，也可在聚合前在该液晶配向组合物70中加入一硬化起始剂。如图2-5所示，当该液晶配向组合物70受到紫外光作用时，该液晶配向组合物70 将发生聚合而于该第一基板10与该第二基板50上分别形成一第一配向层71与一第二配向层72，在本实施例中，该紫外光照射强度大于或等于lmj/cm2。该第一配向层71形成于该绝缘层30与该配向电极40的表面上；而该第二配向层72则形成于该第二表面52上。其中，该第一配向层71与该第二配向层72提供该正型液晶材料80呈有序排列，例如使得该正型液晶材料80可与该第一基板10、该第二基板50之间产生一接近0度的预倾角。综上所述，本发明液晶配向层的形成方法主要是通过该导电层、该绝缘层与该配向电极的电极结构设计，使得所产生的该电场为均勻分布的状态，因此在该液晶配向组合物形成该第一配向层与该第二配向层前，除了使该液晶配向组合物快速地朝该预定方向偏转外，其排列也更为整齐。因此，聚合后该第一配向层与该第二配向层可获得更好的分子排列，如此一来，也提升了该正型液晶材料的排列性，因此该正型液晶材料的响应时间得以缩短。以上已对本发明进行了详细说明，然而，以上所述内容仅为本发明的较佳实施例而已，不能限定本发明实施的范围。即凡根据本发明申请范围所作的均等变化与修饰等，都应仍属本发明的专利涵盖范围内。
权利要求
1.一种液晶配向层的形成方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤 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)上依次形成一导电层(20)、一覆盖所述导电层00)的绝缘层 (30)以及多个设于所述绝缘层(30)表面上的配向电极GO)；将一第二基板(50)与所述第一基板(10)平行设置，所述第二基板(50)具有一与所述第一表面(11)相互对应的第二表面(51)，且所述第一表面(11)与所述第二表面(51)之间形成一液晶容置空间(60)；将一液晶配向组合物(70)与一正型液晶材料(80)混合注入所述液晶容置空间(60)内；施加一电压于所述导电层00)与所述配向电极(40)，令所述液晶容置空间(60)内产生一电场而使所述液晶配向组合物(70)偏转至一预定方向；以及聚合所述液晶配向组合物(70)，令所述液晶配向组合物(70)分别于所述第一基板 (10)上以及所述第二基板00)上形成一第一配向层(71)与一第二配向层(72)。
2.根据权利要求1所述液晶配向层的形成方法，其特征在于，所述第一配向层(71)形成于所述绝缘层(30)与所述配向电极GO)的表面上，且所述第二配向层(7 形成于所述第二表面(51)上。
3.根据权利要求1所述液晶配向层的形成方法，其特征在于，所述液晶配向组合物 (70)与所述正型液晶材料(80)为利用灌注法或液晶滴下法密封于所述液晶容置空间 (60)。
4.根据权利要求1所述液晶配向层的形成方法，其特征在于，所述液晶配向组合物 (70)为利用紫外光照射进行聚合反应，所述紫外光照射强度> lmj/cm2。
5.根据权利要求1所述液晶配向层的形成方法，其特征在于，所述电压介于1至40伏特之间。
全文摘要
一种液晶配向层的形成方法，先提供一第一基板，于该第一基板表面依次形成一导电层、一覆盖该导电层的绝缘层以及多个设于该绝缘层表面的配向电极。接着将一第二基板与该第一基板相平行设置，再将一液晶配向组合物与一正型液晶材料混合注入该第一、第二基板之间，并于该导电层与该配向电极之间施加一电压，使得该第一、第二基板之间产生一电场。待该液晶配向组合物偏转至一预定方向后，聚合该液晶配向组合物而形成配向层。由于该导电层与该配向电极的设置方式可令该电场的分布更为均匀，故可提升该液晶配向组合物排列的一致性。
文档编号G02F1/1337GK102279486SQ201010199070
公开日2011年12月14日 申请日期2010年6月8日 优先权日2010年6月8日
发明者应紫晴, 李道鸿, 杨文鋐, 林昱祯 申请人:统炀企业有限公司