[发明专利]液晶配向制程

说明书

技术领域

本发明是关于一种液晶面板的制程，特别有关一种液晶配向制程。

背景技术

液晶分子的配向控制技术是制造液晶显示器(liquid crystal display)最重要的基本技术之一。液晶显示器所显示的画面质量与液晶配向的优劣有关，只有使面板内的液晶材料呈稳定且均匀的排列，才能呈现高质量的画面。一般用来使液晶分子定向排列的薄层，称为液晶配向层(alignment layers)。

液晶配向技术因其应用原理的不同可区分为多种，例如：多区域垂直配向(multi-domain vertical alignment，MVA)技术以及聚合物稳定型垂直配向(polymer sustained alignment，PSA)技术。

中国台湾专利公告第I325081号案揭示一种多区域垂直配向技术。请参阅图1A及图1B，图1A显示传统多区域垂直配向液晶面板中像素结构的示意图，图1B显示图1A中像素结构的剖面示意图。如图1B所示，传统多区域垂直配向液晶面板包含第一基板12、与第一基板12平行设置的第二基板14以及设置于第一基板12与第二基板14间的液晶分子15。如图1A所示，第一基板12上具有由扫描线122、122’与数据线124、124’定义出的像素区100，像素区100内包含储存电容导线(storage capacitor bus line)126，其与扫描线122、122’平行设置并贯穿像素区100。

如图1A及图1B所示，传统多区域垂直配向液晶面板藉由在像素区100中设置凸块(bump)125以将液晶分子15配向。凸块125具有许多呈不同角度倾斜的倾斜面，可使液晶分子15沿着不同的方向倾倒，如此可使像素区100形成多个显示区域，而获得广视角的特性。但是，传统多区域垂直配向技术会影响面板开口率，导致面板穿透率降低，且有亮态暗纹与暗态漏光的缺点，显示画面的质量不佳。

美国专利公告第6,903,787号案揭示一种聚合物稳定型垂直配向技术。请参阅图2A至图2C，其显示习知的聚合物稳定型垂直配向制程，利用液晶配向聚合物来进行液晶分子的配向。如图2A所示，提供两平行基板，亦即第一基板22及第二基板24，其相对的表面分别设有第一导电层221及第二导电层241，在两导电层221、241上各预先涂布一聚酰亚胺(polyimide，PI)配向膜223、243，聚酰亚胺的分子具有酰亚胺基(imide)，使高分子主链具有很高的刚硬性(rigidity)及很强的分子间作用力，PI配向膜能够用于辅助配向。然后，将液晶分子252及高分子单体254灌注于该两基板22、24组成的液晶容置空间25，更明确地，是位于PI配向膜223、243之间。如图2B所示，在第一基板22上的第一导电层221及第二基板24上的第二导电层241施加电压261，使两导电层221、241间具有电压差，该电压差使得液晶分子252偏转，产生预倾角。而且，以紫外光(ultraviolet light，UV)262进行曝光制程，使高分子单体254产生聚合反应。如图2C所示，高分子单体254聚合后于第一基板22侧及第二基板24侧分别形成聚合物配向层228、248，聚合物配向层228、248具有将液晶分子252配向的功能。

此外，中国台湾专利公开第200944901号案亦揭示一种利用单体材料形成聚合物以配向液晶分子的技术，在单体材料进行曝光方面，其采用两道曝光制程。为避免对液晶分子造成伤害，第一道曝光制程选用波长大于290nm的光线，使部份的单体材料聚合形成两聚合物稳定配向层，而第二曝光制程选用290-340nm的光线，使剩余的单体材料聚合。该专利可解决单体材料残留量过高，而导致液晶面板在残像测试(image sticking test)表现不佳的问题。

相较于多区域垂直配向技术，聚合物稳定型垂直配向技术可使液晶分子排列较为稳定，而且不需要凸块结构，故无亮态暗纹与暗态漏光问题，同时还可提升面板穿透率与降低暗态辉度。

然而，美国专利公告第6,903,787号案所揭示的液晶配向制程，仍需要预先涂布PI配向膜，而一般PI涂布制程至少需要涂布机、烘烤机、加温板及冷却板等设备，涂布PI配向膜导致制程上的设备昂贵，成本难以降低。而且，PI涂布制程需使用PI液，制程中排出的高温废气对于环境会造成重大的伤害。台湾专利公开第200944901号案所揭示的液晶配向制程，采用两道曝光制程以聚合单体材料，其曝光过程中需要选用不同波段的UV灯管及滤波片，如此将增加制造的时间成本，使得整体制造成本提高。