[发明专利]在液晶显示器的基板上形成排列层的方法

说明书

技术领域

本发明是有关于一种液晶显示器(LCD)，尤其有关于一种在基板上形成有机排列层的方法及装置，以对多域垂直排列(multi-domain vertical alignment)液晶显示器中的液晶分子排列。

背景技术

液晶显示器(LCD)从最初用在如电子计算机和数字显示电子表的简单的单色显示器变成主导显示器的科技，LCD目前取代了阴极射线管(CRT)而经常使用在电脑显示器及电视显示器上，且在克服各种LCD缺点后的品质更为改善，例如，有源式阵列显示器(利用薄膜晶体管)取代无源矩阵显示器以改善分辨率、对比度、视角、反应时间，并且降低残影(ghosting)。

然而，常用LCD最主要的缺点就在于视角非常窄，而且对比度较低，即使有源式矩阵的视角仍然远小于常用阴极射线管(CRT)显示器的视角，特别是一个观看者如果直接在LCD前方可接收到高品质的图像，但如果在LCD侧方则无法接收到高品质的图像。多域垂直排列液晶显示器(MVA LCD)被用来改善LCD的视角与对比度，但MVA LCD的主要缺点则是制造成本较高。请参看图1A与图1B所示，其表示多域垂直排列液晶显示器(MVA LCD)100的基本结构与像素功能，更清楚地说，图1A与图1B所示的MVA LCD100可操作用以表示灰阶。

MVA LCD100具有第一偏光板105、第一基板110、第一电极120、第一排列层125、液晶135和137、第二排列层140、第二电极145、第二基板150、第二偏光板155以及突出物(protrusion)160，典型的排列层125、140是用一层聚亚酰胺(polyimide，PI)薄膜涂层所形成的，光源(图中未示)从设置在第一基板110上的第一偏光板105射出，第一偏光板105的偏振性方向通常是指第一方向，而第二偏光板155的偏振光是垂直于第一偏光板105，因此，从光源射出的光无法穿透第一偏光板105以及第二偏光板155，除非光的偏振性在第一偏光板105以及第二偏光板155之间旋转90度才行。在此加以说明，图1中只有非常少的液晶被表示出来。在实际的显示器中，液晶分子是像杆状结构，其宽度大约是5埃(angstroms)，而长度大约是20～25埃。因此一个尺寸为100微米(μm)的宽度、300微米的长度以及3微米的高度的像素中大概有超过1千万个液晶分子。

在图1A中，液晶135、137是直立式排列，特别的是排列层125、140将液晶排列在所要的静止位置，使其呈直立式排列。在直立式的排列中，液晶135、137将不会旋转从灯源发射出来的光的偏振性，因此，第二偏光板155遮蔽了在第一方向通过第一偏光板(105)偏振化的光，所以MVA LCD 100的像素可提供一个在光学上完全黑色的状态，结果MVA LCD 100可在任何颜色与任何基板间隙提供非常高的对比度。请参看图1B所示，当电压施加在第一电极120与第二电极145之间时，则该液晶135、137重新定位为呈偏斜状态，特别的是通过突出物160使液晶135倾向至左边以形成第一区域，而液晶137倾向至右边以形成第二区域。处于倾向位置的液晶将从第一偏光板105透出的偏振光的偏振性旋转90度，使该光能继续穿透第二偏光板155。倾斜的程度能控制光的偏振化的旋转，因此穿透LCD的光的量(如像素的亮度)是取决于电场所施加的电压。而多个区域(例如液晶135与液晶137)的产生就可增加MVA LCD的视角)。通常一个单一薄膜晶体管(TFT)用于各个像素中，然而在彩色显示器中，一个彩色像素被划分为三个颜色单元，且每个颜色单元(通常是红、绿、蓝色)都各有一个独立的TFT。

MVA LCD的主要缺点就是在制作LCD时的成本较高，虽然聚亚酰胺的材料成本很低，但形成排列层125、140的方法却非常耗费成本。再者，常用的聚亚酰胺方法会产生灰尘以及颗粒状的污染物，因此需要昂贵的清洁设备与花费。排列层制造成本的减少可以大量减少制造液晶荧幕的整体费用。另外，常用的MVA排列层制造方法每次仅能加工单一一个基板，因此导致非常低的产率。