專利名稱：平面顯示基板的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種平面顯示基板的制作方法，尤其是指一種適用于向列型液晶分子(nematic liquid crystal)的平面顯示基板的制作方法。
背景技術：
目前彩色平面顯示器的需求已日趨大型化、高精細化與高畫質化，為提升顯示器的畫質，日本東北大學內田實驗室開發(fā)出一種光學補償彎曲模式(Optically compensation bend，OCB)液晶顯示器。相較于傳統(tǒng)的扭轉向列型(Twisted Nematic，TN)液晶顯示器，OCB液晶顯示器具有高反應速度與寬視角化的特色。
為了進一步提升OCB液晶顯示器的反應速度，以減少施加一電壓時液晶分子從展開狀態(tài)(Splay state)轉換成為彎曲狀態(tài)(Bend state)所需要的時間，公知有利用階段性變化曝光(Gradation exposure)方式在基板的非透光區(qū)(即液晶顯示器中遮光層(Black matrix，BM)所遮蔽區(qū)域)形成鋸齒狀且斜面角度約60度以上的表面。
其目的是使非透光區(qū)的液晶分子在不加電壓時即為彎曲狀態(tài)，因此施加一電壓后，非透光區(qū)的液晶分子可作為透光區(qū)液晶分子轉換時的核心(nucleus)，即像素顯示的透光區(qū)，而減少液晶分子的轉變時間(Transition time)。但此種制作方法所需要的光掩膜制造成本較高，且制造技術較復雜困難。
再者，美國專利申請公開案第2003/0133065A1號亦揭示利用曝光顯影技術將不同種類的配向膜，例如垂直配向膜(Homeotropic alignment film)與水平配向膜(Homogenous alignment film)，混合使用于OCB液晶顯示器中。
請參閱圖1A至圖1D所示，為該前案配向膜的制備流程示意圖。首先，于基板101上提供一透明電極102及一絕緣層103，并且隨后涂布一水平配向膜110于絕緣層表面103(如圖1A)。接著，將光刻膠120形成于部分水平配向膜110的上方后，隨即涂布一層垂直配向膜111以完全覆蓋于水平配向膜110與光刻膠120的表面(如圖1B)。剝除(peeling)部份的垂直配向膜111后，進行曝光顯影工藝以移除光刻膠120，即于水平配向膜110上形成一具有圖樣的垂直配向膜111(如圖1C)。最后，利用一磨刷滾輪130進行表面磨刷，以加強曝光區(qū)域的水平配向膜110的水平配向特性(如圖1D)。
此種制作方法主要是將像素顯示區(qū)(即透光區(qū))形成一水平配向區(qū)(Homogeneous alignment zone)，而將像素非顯示區(qū)(非透光區(qū))形成一垂直配向區(qū)(Homeotropic alignment zone)。然而，此方法仍需使用多次光掩膜照射，即相對地提高其制造成本。
此外，亦有于垂直配向膜先涂布一層光刻膠，再利用曝光顯影技術將光刻膠定義于非透光區(qū)，且經由多次磨刷配向(rubbing)的技術，將使得沒有涂布光刻膠的區(qū)域形成低預傾角的水平配向區(qū)，而有光刻膠的區(qū)域則保持高預傾角的垂直配向區(qū)。但是，此種方法除了需要多次光掩膜照射，導致成本提高之外，另使用磨刷配向方法時，容易產生磨刷配向mura(是指顯示器亮度不均勻造成各種痕跡的現(xiàn)象)以及殘屑造成良品率下降等問題。
所以，現(xiàn)今OCB液晶顯示器仍有諸多缺失尚待改善，例如制作工藝繁瑣困難、制造成本較高等。因此，目前亟需一種可降低制造成本與簡化制作工藝的光學補償彎曲模式液晶顯示器的制作方法。

發(fā)明內容
本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種可降低制造成本與簡化制作工藝的光學補償彎曲模式液晶顯示器的平面顯示基板的制作方法。
本發(fā)明的技術解決方案是一種平面顯示基板的制作方法，其包括的步驟有提供一具有圖案透明電極的基板；以及形成一配向膜于透明電極的表面，且配向膜含有一垂直配向膜與一緊鄰于垂直配向膜的水平配向膜；其中，垂直配向膜是通過印刷形成于水平配向膜的上方處或其周緣。
由此，本發(fā)明平面顯示基板的制作方法不需增加光掩膜與特殊光掩膜的制作工藝，亦無需要復雜的階段性變化曝光，不僅減少重復磨刷配向所造成的問題，且可提供一低成本的制作方法。
本發(fā)明主要是直接利用印刷方式將垂直配向膜直接涂布在基板上的非透光區(qū)，即液晶顯示器中遮光層所遮蔽的區(qū)域，以提供液晶分子有一高預傾角，使非透光區(qū)的液晶分子可作為彎曲狀態(tài)的轉變核心。
于本發(fā)明的一實施例中，水平配向膜的形成方式可為任一種形成配向膜的制作方法，且較佳可采用印刷方式或光刻(微影)工藝，本發(fā)明垂直配向膜形成的方式可為任一種印刷方式，較佳可采用噴墨印刷或滾輪印刷。
此外，本發(fā)明水平配向膜可形成于基板的非透光區(qū)與透光區(qū)，所以不限水平配向膜所形成的位置，較佳可同時形成于基板的非透光區(qū)與透光區(qū)。為了使向列型液晶分子有一預傾斜角，而縮短液晶分子的過渡時間(transitiontime)，且不影響開口率，本發(fā)明的垂直配向膜較佳可形成于基板的非透光區(qū)，以縮短液晶分子由展開狀態(tài)轉換成為彎曲狀態(tài)的所需時間。其中，本發(fā)明的垂直配向膜無限制提供一向列型液晶分子的預傾斜角度，較佳可使液晶分子具有一大于60°的預傾斜角，更佳可大于80°。
一較佳具體例中，本發(fā)明是采用一噴墨印刷使垂直配向膜形成于水平配向膜的上方處。另一較佳具體例中，本發(fā)明是采用一噴墨印刷使垂直配向膜形成于水平配向膜的周緣；且在此所提及的具體例的垂直配向膜是位于基板的非透光區(qū)。
再一較佳具體例中，本發(fā)明是采用一滾輪印刷使垂直配向膜形成于水平配向膜的上方處；又一較佳具體例中，本發(fā)明是采用一滾輪印刷使垂直配向膜形成于水平配向膜的周緣；且在此所提及的具體例的垂直配向膜是位于基板的非透光區(qū)。
此外，本發(fā)明的垂直配向膜與水平配向膜所適用的材料可分別為任一種合適材料。于本發(fā)明的一較佳實施例中，垂直配向膜可為一聚亞酰胺材料，且水平配向膜亦可為一聚亞酰胺材料。
為了符合各種平面顯示器的不同需求，本發(fā)明所制作的平面顯示基板可更具有一彩色濾光片，以形成一平面顯示器的彩色濾光片的基板?；蛘撸景l(fā)明的平面顯示基板可具有薄膜晶體管，以形成一平面顯示器的薄膜晶體管的基板。另外，本發(fā)明的平面顯示基板可同時具有薄膜晶體管與彩色濾光片，以提供薄膜晶體管與彩色濾光片整合(COA)的液晶顯示器。
本發(fā)明主要是利用不同種類(垂直配向與水平配向)的配向膜混合使用于OCB液晶顯示器的制作方法中，且可配合滾輪印刷或噴墨印刷的制作工藝，而使垂直配向膜直接形成于基板的非透光區(qū)。另外，本發(fā)明亦可再搭配非接觸式配向方法，例如光配向、離子束配向技術等。由此，本發(fā)明制造方法不僅可縮短透光區(qū)液晶分子的轉變時間，并可簡化其制作技術且降低制造成本。


圖1A至1D為公知配向膜的制備流程示意圖。
圖2A為本發(fā)明一較佳具體實施例采用一噴墨印刷形成一垂直配向膜于平面顯示基板的示意圖。
圖2B為本發(fā)明一較佳具體實施例采用一滾輪印刷形成一垂直配向膜于平面顯示基板的示意圖。
圖3A為本發(fā)明一較佳具體實施例所制作的含有彩色濾光片的平面顯示上基板的示意圖。
圖3B為本發(fā)明一較佳具體實施例所制作的含有薄膜晶體管的平面顯示下基板的示意圖。
圖4A為本發(fā)明一較佳具體實施例所制作的含有彩色濾光片的平面顯示上基板的示意圖。
圖4B為本發(fā)明一較佳具體實施例所制作的含有薄膜晶體管的平面顯示下基板的示意圖。
圖5A為本發(fā)明一較佳具體實施例所制作的平面顯示上基板的示意圖。
圖5B為本發(fā)明一較佳具體實施例所制作的含有彩色濾光片與薄膜晶體管的平面顯示下基板的示意圖。
附圖標號說明1、11、21、31、41、51、61、101基板2、14、24、34、44、52、64、102透明電極3、15、25、35、45、52、65、110水平配向膜4、16、26、36、46、54、66、111垂直配向膜10、30、50上基板12、32、67遮光層13、33、68彩色濾光片20、40、60下基板103絕緣層120光刻膠130磨刷滾輪具體實施方式
請參見圖2A，圖2A為本發(fā)明一較佳具體實施例采用一噴墨印刷形成一垂直配向膜4于平面顯示基板1的示意圖。由圖中所示，本例的垂直配向膜4是依據所需要涂布的區(qū)域，通過噴墨印刷而將垂直配向膜4形成于一水平配向膜3的上方后，再利用磨刷配向或非接觸配向方法，以形成高預傾角與低預傾角兩個區(qū)域。
再請參見圖2B，圖2B為本發(fā)明一較佳具體實施例采用一滾輪印刷形成一垂直配向膜4于平面顯示基板1的示意圖。由圖中所示，本例的垂直配向膜4是先將所需的垂直配向膜4圖案轉印在滾輪上，接著再將印有圖案的滾輪與基板1上的水平配向膜3接觸后，即能將垂直配向膜4的圖案轉寫到基板1上方。其中，圖2A與圖2B的水平配向膜3皆形成于氧化銦錫的透明電極2上。
實施例一請參閱圖3A與圖3B，圖3A為本發(fā)明一較佳具體實施例所制作的含有彩色濾光片13的平面顯示上基板10的示意圖，且圖3B為本發(fā)明一較佳具體實施例所制作的含有薄膜晶體管22的平面顯示下基板20的示意圖。且經由兩上下基板10、20的組合，并注入液晶分子后，即能制得一平面液晶顯示器。
由圖3A所示，本實施例的平面顯示上基板10先是利用曝光、顯影技術于上基板10上方處形成一光刻膠型的彩色濾光片13。接著，再利用濺射(sputtering)或化學氣相沉積方式(本實施例是采用濺射)定義出氧化銦錫(ITO)或氧化銦鋅(IZO)的透明像素電極14。并且在像素電極14上方采用傳統(tǒng)涂布方法、噴墨印刷或滾輪印刷方式(本例是采用噴墨印刷)將水平配向膜15全面涂布在像素電極14上(包含基板的非透光區(qū))。最后，再利用一噴墨印刷或滾輪印刷方式，將垂直配向膜16涂布于水平配向膜15上方后，即完成本例的平面顯示上基板10。請注意，本例中垂直配向膜16所形成的位置為上基板10的遮光層12所遮蔽的區(qū)域。
由圖3B所示，本實施例的平面顯示下基板20于完成一薄膜晶體管(TFTtransistor)22后，形成一絕緣層(Insulating film)23于該薄膜晶體管22的上方，該絕緣層23可以為有機或無機材料、或使用有機及/或無機材料的多層結構。接著，刻蝕出像素電極24的接觸洞(Contact hole)，并且利用濺射(sputtering)或化學氣相沉積方式，沉積透明導電材料(如ITO或IZO)的像素電極24，再利用曝光、顯影與刻蝕方式將像素電極區(qū)域定義出來。并且利用傳統(tǒng)涂布方法、噴墨印刷或滾輪印刷方式，將本例中的水平配向膜25全面涂布于像素電極24上方(包含基板的非透光區(qū))。最后，再利用噴墨印刷或滾輪印刷方式將垂直配向膜26涂布在水平配向膜25上方，即完成本例的平面顯示下基板20。請注意，本例中垂直配向膜26所形成的位置為上基板10的遮光層12相對于下基板20所遮蔽的區(qū)域。
實施例二本實施例的制作方法大致相同于實施例一所示的內容。圖4A為本發(fā)明一較佳具體實施例所制作的含有彩色濾光片33的平面顯示上基板30的示意圖，且圖4B為本發(fā)明一較佳具體實施例所制作的含有薄膜晶體管42的平面顯示下基板40的示意圖。
其中，除了本例上基板30所包含的垂直配向膜36是形成于水平配向膜35的周緣一側，且下基板40所包含的垂直配向膜46是形成于水平配向膜45的周緣一側之外，其余制作工藝條件皆相同于實施例一。請注意，本例中上基板與下基板30、40的水平配向膜35、45的形成是使用曝光顯影方法制成，而垂直配向膜36、46是利用一噴墨印刷方式而形成于水平配向膜35、45的周緣一側。且本例中垂直配向膜36、46所形成的位置為上基板30的遮光層32所遮蔽的區(qū)域。
實施例三本實施例的制作方法大致相同于實施例一所示的內容。圖5A為本發(fā)明一較佳具體實施例所制作的平面顯示上基板50的示意圖，且圖5B為本發(fā)明一較佳具體實施例所制作的含有彩色濾光片68與薄膜晶體管42的平面顯示下基板60的示意圖。
其中，除了彩色濾光片68與薄膜晶體管42是形成于平面顯示下基板60、上基板50所包含的垂直配向膜54是形成于水平配向膜53的周緣一側，且下基板60所包含的垂直配向膜66是形成于水平配向膜65的周緣一例之外，其余制作工藝條件皆相同于實施例一。本實施例是將彩色濾光片68直接作在薄膜晶體管42的一側，則可容忍更大的上下基板組立對位誤差量。
此外，本實施例上下基板50、60的水平配向膜53、65的形成是采用曝光顯影方法制成，且垂直配向膜54、66是利用一滾輪印刷方式而形成于水平配向膜53、65的周緣一側。其中，本例的垂直配向膜54、66所形成的位置為下基板60的遮光層67所遮蔽的區(qū)域。
實施例四本實施例的制作方法大致相同于實施例一所示的內容，除了彩色濾光片與薄膜晶體管是形成于平面顯示下基板之外，其余制作工藝條件皆相同于實施例一。其中，本實施例先利用噴墨印刷方式形成上下基板的水平配向膜，接著再采用噴墨印刷方法于上下基板的水平配向膜上方處形成垂直配向膜。
雖然本發(fā)明已以具體實施例揭示，但其并非用以限定本發(fā)明，任何本領域的技術人員，在不脫離本發(fā)明的構思和范圍的前提下所作出的等同組件的置換，或依本發(fā)明專利保護范圍所作的等同變化與修飾，皆應仍屬本專利涵蓋的范疇。
權利要求
1.一種平面顯示基板的制作方法，包括以下步驟提供一具有圖案透明電極的基板；以及形成一配向膜于該透明電極的表面，且該配向膜含有一垂直配向膜與一緊鄰于該垂直配向膜的水平配向膜；其中，該垂直配向膜是通過印刷形成于該水平配向膜的上方處或其周緣。
2.如權利要求1所述的制作方法，其特征在于，該垂直配向膜是通過噴墨印刷形成于該水平配向膜的上方處。
3.如權利要求1所述的制作方法，其特征在于，該垂直配向膜是通過噴墨印刷方式形成于該水平配向膜的周緣。
4.如權利要求1所述的制作方法，其特征在于，該垂直配向膜是通過滾輪印刷方式形成于該水平配向膜的上方處。
5.如權利要求1所述的制作方法，其特征在于，該垂直配向膜是通過滾輪印刷方式形成于該水平配向膜的周緣。
6.如權利要求1所述的制作方法，其特征在于，該水平配向膜是通過印刷方式、或光刻制作工藝形成的。
7.如權利要求1所述的制作方法，其特征在于，該垂直配向膜形成于該平面顯示基板的非透光區(qū)。
8.如權利要求7所述的制作方法，其特征在于，該垂直配向膜使一向列型液晶分子的預傾斜角大于60°。
9.如權利要求1所述的制作方法，其特征在于，該水平配向膜形成于該平面顯示基板的非透光區(qū)或透光區(qū)。
10.如權利要求1所述的制作方法，其特征在于，該水平配向膜由聚亞酰胺材料制成。
11.如權利要求1所述的制作方法，其特征在于，該垂直配向膜由聚亞酰胺材料制成。
12.如權利要求1所述的制作方法，其特征在于，該平面顯示基板還具有彩色濾光片。
13.如權利要求1所述的制作方法，其特征在于，該平面顯示基板還具有薄膜晶體管。
14.如權利要求1所述的制作方法，其特征在于，該平面顯示基板還具有彩色濾光片與薄膜晶體管。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種平面顯示基板的制作方法，其包括的步驟有提供一具有圖案透明電極的基板、以及形成一配向膜于透明電極的表面，且配向膜含有一垂直配向膜(homeotropic alignment film)與一緊鄰于垂直配向膜的水平配向膜(homogeneous alignment film)。其中，垂直配向膜是通過印刷形成于水平配向膜的上方處或其周緣。由此，本發(fā)明平面顯示基板的制作方法不需增加光掩膜與特殊光掩膜的制作工藝，亦無需要復雜的階段性變化曝光，不僅減少重復磨刷配向所造成的問題，且提供了一低成本的制作方法。
文檔編號G02F1/1333GK1828392SQ20061000108
公開日2006年9月6日 申請日期2006年1月16日 優(yōu)先權日2006年1月16日
發(fā)明者丁進國 申請人:廣輝電子股份有限公司